注射装置及换向阀的制作方法

本申请主张基于2015年11月25日于日本申请的日本专利申请第2015-229728号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种注射装置及换向阀。

背景技术：

专利文献1中所记载的预塑式注射部具有三通阀。三通阀设置于通向螺杆前端室的第1连通孔、通向柱塞前端室的第2连通孔与通向腔室的第3连通孔的交点上。三通阀具有熔融树脂所流动的t字形状的流路。通过使三通阀以90°旋转而被切换为第1连通孔与第2连通孔连通且第3连通孔封闭的状态和第2连通孔与第3连通孔连通且第1连通孔封闭的状态。

专利文献1：日本特开平7-117087号公报

以往，切换成型材料的流动方向时耗费时间且成型周期的时间较长。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述课题而完成的，其主要目的在于提供一种能够缩短切换成型材料的流动方向时所耗费的时间的注射装置。

为了解决上述课题，根据本发明的一方式，提供一种注射装置，

所述注射装置具有第1缸体、第2缸体、喷嘴及对成型材料在所述第1缸体、所述第2缸体、所述喷嘴之间的流动方向进行切换的换向阀，

所述换向阀具有阀箱及在所述阀箱的内部旋转自如的阀体，

所述阀箱具有与所述第1缸体的内部连通的第1缸体连接口、与所述第2缸体的内部连通的第2缸体连接口及与所述喷嘴的内部连通的喷嘴连接口，

所述阀体沿所述阀体的外周隔着间隔具有第1栓部及第2栓部，所述第1栓部在连通所述第1缸体连接口与所述第2缸体连接口时堵住所述喷嘴连接口，所述第2栓部在连通所述第2缸体连接口与所述喷嘴连接口时堵住所述第1缸体连接口。

发明效果

根据本发明的一方式，提供一种能够缩短切换成型材料的流动方向时所耗费的时间的注射装置。

附图说明

图1是表示一实施方式的注射装置的图，并且是表示换向阀的阀体的第1状态的图。

图2是表示一实施方式的注射装置的图，并且是表示换向阀的阀体的第2状态的图。

图3是表示第1变形例的注射装置的图，并且是表示换向阀的阀体的第1状态的图。

图4是表示第1变形例的注射装置的图，并且是表示换向阀的阀体的第2状态的图。

图5是表示第2变形例的注射装置的图，并且是表示换向阀的阀体的第1状态的图。

图6是表示第2变形例的注射装置的图，并且是表示换向阀的阀体的第2状态的图。

图中：10-注射装置，20-螺纹式缸体，22-螺杆，30-柱塞缸体，32-柱塞，40-喷嘴，50-换向阀，60-阀箱，61-螺纹式缸体连接口，62-柱塞缸体连接口，63-喷嘴连接口，70-阀体，71-第1栓部，72-第2栓部，73-第1流路，73a-入口，73b-出口，74-第2流路，74a-入口，74b-出口，75-第1分隔部，76-第2分隔部，80-控制装置。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明，但在各附图中，对相同或相应的结构标注相同或相应的符号并省略说明。

图1是表示第1实施方式的注射装置的图，并且是表示换向阀的阀体的第1状态的图。图2是表示第1实施方式的注射装置的图，并且是表示换向阀的阀体的第2状态的图。图1及图2是与阀体的旋转中心线垂直的剖视图。如图1及图2所示，注射装置10具备螺纹式缸体20、螺杆22、螺杆驱动部24、柱塞缸体30、柱塞32、柱塞驱动部34、喷嘴40、换向阀50及控制装置80。

螺纹式缸体20从外部向内部供给固态成型材料。螺纹式缸体20对固态成型材料进行加热并使其熔融。螺纹式缸体20的外周设置有加热器等加热源。螺纹式缸体20对应于技术方案中所记载的第1缸体。

螺杆22配设于螺纹式缸体20的内部，并使螺纹式缸体20内部的成型材料移动。螺杆22可进退自如且旋转自如地配设于螺纹式缸体20的内部。另外，螺杆22也可不能进退且旋转自如地配设于螺纹式缸体20的内部。

螺杆驱动部24使螺杆22工作。螺杆驱动部24例如具有螺杆旋转马达25及螺杆进退马达26。螺杆旋转马达25使螺杆22旋转。螺杆进退马达26使螺杆22进退。螺杆22与螺杆进退马达26之间设置有将螺杆进退马达26的旋转运动转换为螺杆22的直线运动的运动转换机构。运动转换机构例如由滚珠丝杠等构成。

柱塞缸体30从螺纹式缸体20向内部供给成型材料。柱塞缸体30的外周设置有加热器等加热源。柱塞缸体30对应于技术方案中所记载的第2缸体。

柱塞32配设于柱塞缸体30的内部，并使柱塞缸体30内部的成型材料移动。柱塞32进退自如地配设于柱塞缸体30的内部。

柱塞驱动部34使柱塞32工作。柱塞驱动部34具有柱塞进退马达36。柱塞进退马达36使柱塞32进退。柱塞32与柱塞进退马达36之间设置有将柱塞进退马达36的旋转运动转换为柱塞32的直线运动的运动转换机构。运动转换机构例如由滚珠丝杠等构成。

喷嘴40将由换向阀50供给的成型材料注射到模具装置。填充于模具装置的内部的液态成型材料被固化而形成成型品。

换向阀50对成型材料在螺纹式缸体20、柱塞缸体30、喷嘴40之间的流动方向进行切换。换向阀50具有阀箱60及阀体70。

阀箱60具有螺纹式缸体连接口61、柱塞缸体连接口62及喷嘴连接口63。螺纹式缸体连接口61与螺纹式缸体20的内部连通。螺纹式缸体连接口61对应于技术方案中所记载的第1缸体连接口。柱塞缸体连接口62与柱塞缸体30的内部连通。柱塞缸体连接口62对应于技术方案中所记载的第2缸体连接口。喷嘴连接口63与喷嘴40的内部连通。

柱塞缸体连接口62与喷嘴连接口63例如隔着阀体70的旋转中心线设置于彼此相反的一侧。另一方面，螺纹式缸体连接口61设置在例如自柱塞缸体连接口62和喷嘴连接口63这两者沿阀体70的外周大致相等距离的位置上。即，柱塞缸体连接口62、螺纹式缸体连接口61及喷嘴连接口63以阀体70的旋转中心线为中心，沿规定方向(图1及图2中为逆时针旋转)依次以90°间隔配置。

阀体70通过在阀箱60的内部旋转而切换为第1状态(参考图1)和第2状态(参考图2)。阀体70在第1状态下连通螺纹式缸体连接口61与柱塞缸体连接口62，并且堵住喷嘴连接口63。另一方面，阀体70在第2状态下，连通柱塞缸体连接口62与喷嘴连接口63，并且堵住螺纹式缸体连接口61。

另外，阀体70的状态并不限定于图1所示的第1状态和图2所示的第2状态。例如，阀体70能够采取同时堵住螺纹式缸体连接口61、柱塞缸体连接口62及喷嘴连接口63的状态。并且，阀体70能够采取连通螺纹式缸体连接口61与喷嘴连接口63且堵住柱塞缸体连接口62的状态。

控制装置80具有cpu(centralprocessingunit)81及存储器等存储介质82。控制装置80通过使cpu81执行存储于存储介质82的程序来控制螺杆驱动部24、柱塞驱动部34及换向阀50等。

例如，在计量工序中，控制装置80驱动螺杆旋转马达25而使螺杆22以给定转速旋转，并沿螺杆22的螺旋状槽向前方搬送成型材料。随此，成型材料逐渐被熔融。螺杆22随着液态成型材料被送到螺杆22的前方并蓄积在螺纹式缸体20的前方而后退。

在计量工序中，控制装置80为了抑制螺杆22的急速后退，可驱动螺杆进退马达26而对螺杆22施加设定背压。螺杆22后退至规定位置且螺杆22的前方蓄积有规定量的成型材料时，控制装置80停止螺杆旋转马达25的驱动。

在计量工序中，控制装置80在螺杆22的前方蓄积了规定量的成型材料之后，驱动螺杆进退马达26而使螺杆22前进。由此，成型材料经由第1状态的阀体70从螺纹式缸体20流入柱塞缸体30。结果，成型材料蓄积在柱塞32的前方而使柱塞32后退。

在计量工序中，控制装置80为了限制柱塞32的急速后退，可驱动柱塞进退马达36而对柱塞32施加设定背压。柱塞32后退至规定位置并且规定量的成型材料蓄积在柱塞32的前方时，控制装置80停止螺杆进退马达26的驱动并且停止柱塞进退马达36的驱动。

另外，本实施方式的控制装置80在计量工序中使螺杆22进退，但也可不使螺杆22进退。通过不使螺杆22进退而使螺杆22旋转，成型材料沿螺杆22的螺旋状槽被送到前方，并且成型材料从螺纹式缸体20流入柱塞缸体30。

规定量的成型材料蓄积在柱塞32的前方之后，控制装置80控制填充工序。在计量工序与填充工序之间，控制装置80使换向阀50的阀体70旋转，并将阀体70的状态从图1所示的第1状态切换为图2所示的第2状态。

控制装置80在填充工序中通过驱动柱塞进退马达36而使柱塞32前进。由此，成型材料经由第2状态的阀体70从柱塞缸体30流入喷嘴40，从喷嘴40向模具装置的内部填充液态成型材料。所填充的成型材料被固化从而形成成型品。

控制装置80在填充工序结束之后且从下一计量工序中的螺纹式缸体20向柱塞缸体30供给成型材料之前，使换向阀50的阀体70旋转，并使阀体70的状态从图2所示的第2状态返回到图1所示的第1状态。将阀体70的状态从图2所示的第2状态切换为图1所示的第1状态时和将阀体70的状态从图1所示的第1状态切换为图2所示的第2状态时，阀体70的旋转方向成为相反的方向。

控制装置80通过反复进行计量工序和填充工序等而反复制造成型品。

但是，本实施方式的阀体70如图1及图2所示沿阀体70的外周隔着间隔具有第1栓部71和第2栓部72。第1栓部71在阀体70的状态为图1所示的第1状态时堵住喷嘴连接口63。另一方面，第2栓部72在阀体70的状态为图2所示的第2状态时堵住螺纹式缸体连接口61。第1栓部71与第2栓部72连结并一体旋转。

阀体70在第1栓部71与第2栓部72之间具有成型材料所流动的流路。例如，阀体70在第1栓部71与第2栓部72之间具有第1流路73和第2流路74。

第1流路73在计量工序中使用，并连通螺纹式缸体连接口61与柱塞缸体连接口62。第1流路73例如如图1及图2所示那样以截面观察时形成为折线状。

另一方面，第2流路74在填充工序中使用，并连通柱塞缸体连接口62与喷嘴连接口63。第2流路74例如如图1及图2所示那样以截面观察时形成为直线状。

第1流路73与第2流路74在图1及图2中在中途相交，以截面观察时形成为大致k字形状。另外，第1流路73与第2流路74也可不在中途相交。

第1栓部71的一侧设置有第1流路73的入口73a及第2流路74的出口74b。第1流路73的入口73a与第2流路74的出口74b在本实施方式中被第1分隔部75隔开，也可如图3及图4所示那样不被隔开而合并成一个。

另一方面，第1栓部71的相反侧设置有第1流路73的出口73b及第2流路74的入口74a。第1流路73的出口73b与第2流路74的入口74a在本实施方式中被第2分隔部76分隔，但也可如图3及图4所示那样不被隔开而合并为一个。

如以上说明，本实施方式中，沿阀体70的外周隔着间隔设置有第1栓部71和第2栓部72。与此相对，上述专利文献1中，阀体70的状态为第1状态时堵住喷嘴连接口63的栓部和阀体70的状态为第2状态时堵住螺纹式缸体连接口61的栓部为与上述栓部相同的栓部。根据本实施方式，由于沿阀体70的外周分别设置有第1栓部71和第2栓部72，因此能够比以往减小第1状态与第2状态的切换所需的阀体70的旋转角度。具体而言，例如将第1状态与第2状态的切换所需的阀体70的旋转角度从以往的90°减小到45°。因此，能够缩短切换成型材料的流动方向时所耗费的时间，并且能够缩短成型周期时间。并且，当作为使阀体70旋转的驱动源使用缸体时，能够缩短缸体的长度，并且能够减小储存缸体的工作液的罐的容积。

另外，第1状态与第2状态的切换所需的阀体70的旋转角度并不限定于45°，可以是45°以上，也可以不到45°。只要能够相比以往减小第1状态与第2状态的切换所需的阀体70的旋转角度即可。例如，当使用图5及图6所示的第1栓部71a和第2栓部72a时，第1状态与第2状态的切换所需的阀体70a的旋转角度不到45°。

并且，本实施方式的阀体70在第1栓部71与第2栓部72之间具有第1分隔部75，第1分隔部75将第1流路73的入口73a与第2流路74的出口74b隔开。因此，能够减少成型材料在流动中的沉淀。

并且，本实施方式的阀体70在第1栓部71与第2栓部72之间具有第2分隔部76，第2分隔部76将第1流路73的出口73b与第2流路74的入口74a隔开。因此，能够减少成型材料在流动中的沉淀。

以上，对注射装置的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在技术方案中所记载的本发明的宗旨的范围内，能够进行各种变形和改良。

上述实施方式的螺纹式缸体20与柱塞缸体30平行，但也可设为垂直或倾斜。

上述实施方式中，柱塞缸体连接口62、螺纹式缸体连接口61及喷嘴连接口63围绕阀体70的中心线依次以90°间隔配置，但并不限定于该配置。例如，螺纹式缸体连接口61也可配置成靠近柱塞缸体连接口62和喷嘴连接口63的一方且远离另一方。

上述实施方式中，作为第1缸体使用从外部供给固态成型材料的螺纹式缸体20，但也可使用从外部供给液态成型材料的柱塞缸体。柱塞也可进退自如地配设于第1缸体的内部。

上述实施方式的换向阀50在注射装置10中使用，但是也可用于注射成型机所具备的其他装置(例如移动注射装置的装置等)和注射成型机以外的装置。上述实施方式中，螺纹式缸体20、柱塞缸体30及喷嘴40对应于技术方案中所记载的第1部件、第2部件及第3部件。并且，上述实施方式中成型材料对应于技术方案中所记载的流体。流体并不限定于成型材料。