注射成型机驱动装置 本发明涉及注射成型机的驱动装置。
通常，在注射成型机中，在加热筒中加热和熔化的树脂被高压注射到模具装置的型腔中，以将型腔中充满熔态树脂。之后熔态树脂被冷却和固化，以获得模塑制品。
模具装置包括一个定模和一个动模。动模被一个锁模装置带动着前进和后退，以将动模与定模附着和分离，从而实现合模、锁模和开模。
锁模装置具有一个用于带动动模前进和后退的肘杆机构。肘杆机构被位于驱动单元中的电机或伺服电机驱动。
图1是一种传统锁模装置的驱动单元的剖视图。
在图1中，作为驱动工具的伺服电机31具有一个电机壳，该电机壳包括：一个板状第一翻边54，其将伺服电机31附着在一个未示出的肘杆支承上；一个板状第二翻边55，其与第一翻边54相隔；以及一个圆筒形框架62，其布置在第一翻边54与第二翻边55之间。在电机壳内部布置着一个转子60和一个定子61。
一个中空输出轴50以可旋转的方式相对于电机壳布置着。输出轴的后端(图1中的左侧端)被一个推力轴承57支承着，而前端(图1中的右侧端)被一个推力轴承58支承着。通过这些推力轴承57和58，输出轴50在推力方向被支承着，并在径向以可旋转的方式被支承着。为了旋转输出轴50，定子61固定在框架60上，而转子60固定在输出轴50上。一个线圈45安装在定子61上。螺栓59连接着第一翻边54和第二翻边55。通过拧紧螺栓59，框架62被第二翻边55压紧在第一翻边54上。一个编码器48通过支架47附着在第二翻边55上。
输出轴50的后端(图1中的左侧端)螺纹啮合着一个固定螺母46。输出轴50的前端(图1中的右侧端)通过螺栓53固定着一个螺母51。这样，通过拧紧螺栓53，推力轴承57和58被固定螺母46和螺母51压紧。
一个螺杆63在输出轴50内部延伸、螺纹啮合着螺母51并且继续向前(图1中向右)延伸至一个未示出地十字头。螺杆的前端连接着十字头，十字头上布置着一个肘杆机构。十字头通过一个未示出的导杆而防止旋转。驱动单元包括伺服电机31、输出轴50、螺母51、螺杆63和十字头。
因此，当电流供应到线圈45中而且伺服电机31被激励后，转子60将旋转。这种旋转将依次传递到输出轴50和螺母51上。通过螺母51与螺杆63之间的咬合，螺母51的旋转(沿图1中的方向A)将转换成螺杆63的直线运动(沿图1中的方向B)。这样，螺杆63和十字头将在行程Sb内前进和后退(图1中向右和向左移动)。
当螺杆63前进时(图1中向右移动)，十字头也将前进，以使肘杆机构伸出并推进未示出的动模板，从而实现合模和锁模。当螺杆63后退时(图1中向左移动)，十字头也将后退，以使肘杆机构带动动模板缩回，从而实现开模。
然而，在上述传统驱动单元中，输出轴50和螺母51被旋转以带动螺杆63前进和后退，从而导致惯性非常大。因此，当伺服电机31被激励后，模具打开/关闭的响应将延迟，因而模塑成型周期较长。此外，在伺服电机31启动和停止时，驱动单元所引起的振动较大。
于是，一种带固定螺母和旋转螺杆的锁模装置被提供出来。
图2是另一种传统锁模装置的驱动单元的剖视图。那些与图1所示锁模装置中结构相同的元件被赋予了相同的参考号码而且它们的解释被略去。
在这种装置中，中空输出轴50相对于电机壳64以可旋转的方式布置着。一个花键螺母68布置在输出轴50的内圆柱面上。螺母51固定在电机壳64的前端(图2中的右侧端)。
一个螺杆组件65在输出轴50和螺母51内部延伸。一个未示出的十字头通过未示出的轴承附着在螺杆组件65的前端(图2中的右侧端)。在螺杆组件65中，有一个花键部分66形成在其后端(图2中的左侧端)，而一个螺杆部分67形成在其前端(图2中的右侧端)。花键部分66以可滑动的方式匹配咬合着花键螺母68。螺杆部分67与螺母51螺纹啮合着。驱动单元包括伺服电机31、输出轴50、螺母51、螺杆组件65和十字头。
因此，当伺服电机31被激励而且转子60旋转后，这种旋转将依次传递到输出轴50、花键螺母68和螺杆组件65上。通过螺母51与螺杆部分67的咬合，螺杆组件65的旋转将转换成直线运动。这样，螺杆组件65和十字头将前进和后退(图2中向右和向左移动)。
在这种传统装置中，由于螺母51不是旋转着带动螺杆组件65前进和后退的，因此驱动单元的惯性较小。所以，当伺服电机31被激励后，模具打开/关闭的响应加快，因而模塑成型周期缩短。此外，可以防止在伺服电机31启动和停止时驱动单元中产生振动。
然而，花键部分66和螺杆部分67沿着螺杆组件65在轴向串联布置，以将输出轴50的旋转传递到螺杆部分67上。因此花键部分66导致了驱动单元尺寸增大。
本发明的目的是提供一种驱动装置，其能够缩短模塑成型周期、防止驱动装置在启动和停止时的振动并且使驱动单元的尺寸缩小。
为了实现上述目的，本发明的一种注射成型机驱动装置包括驱动工具、旋转传递轴、螺杆、螺母和从动件。旋转传递轴连接着驱动工具并且被驱动工具旋转。螺杆以可直线移动的方式环绕着旋转传递轴布置，并在螺杆的内圆柱面上与旋转传递轴的外圆柱面咬合。螺母通过螺纹啮合着螺杆。从动件布置在螺杆上。
在该装置中，驱动工具产生的旋转运动被传递到螺杆上，以使螺杆前进和后退，而螺母不是通过旋转而带动螺杆前进和后退的，因此驱动装置的惯性减小了。
因此，在驱动工具启动后，模具的打开/关闭的响应加快了，因而模塑成型周期缩短了。此外，可以防止在驱动工具启动和停止时驱动装置中产生振动。
另外，花键部分和螺杆部分不是沿着螺杆在轴向串联布置以将旋转传递到螺杆上的，因此螺杆的轴向长度缩短了。所以驱动装置的尺寸减小了。
在本发明的另一种注射成型机驱动装置中，从动件还以可旋转的方式支承着螺杆。
本发明的另一种注射成型机驱动装置还包括一个中空输出轴，该输出轴传递驱动工具产生的旋转运动。驱动环绕着旋转传递轴和螺杆。
在该装置中，由于旋转传递轴和螺杆被驱动工具环绕着，以使驱动工具、旋转传递轴和螺杆重叠，因此驱动装置的尺寸减小了。
本发明的另一种注射成型机驱动装置包括驱动工具、第一旋转件、第二旋转件、螺母和从动件。第一旋转件连接着驱动工具并且被驱动工具旋转。第二旋转件以可直线移动的方式布置着。螺母通过螺纹啮合着第二旋转件的螺杆部分。从动件布置在第二旋转件上。第二旋转件的内圆柱面咬合着第一旋转件的外圆柱面。
在该装置中，驱动工具产生的旋转运动被传递到第一旋转件上，以使第一旋转件前进和后退，而螺母不是通过旋转而带动第一旋转件前进和后退的，因此驱动装置的惯性减小了。
因此，在驱动工具启动后，模具的打开/关闭的响应加快了，因而模塑成型周期缩短了。此外，可以防止在驱动工具启动和停止时驱动装置中产生振动。
另外，花键螺母部分和螺杆部分不是沿着第二旋转件在轴向串联布置以将旋转传递到第一旋转件上的，因此螺杆的轴向长度缩短了。所以驱动装置的尺寸减小了。
本发明的另一种注射成型机驱动装置还包括一个中空输出轴，该输出轴传递驱动工具产生的旋转运动并且环绕着第一和第二旋转件。
在该装置中，由于第一和第二旋转件被输出轴环绕着，以使输出轴、第一和第二旋转件重叠，因此驱动装置的尺寸减小了。
本发明的另一种注射成型机驱动装置包括驱动工具、第一旋转件、第二旋转件、螺母和从动件。第一旋转件连接着驱动工具并且被驱动工具旋转。第二旋转件以可直线移动的方式布置着。螺母通过螺纹啮合着第二旋转件的螺杆部分。从动件布置在第二旋转件上。在第二旋转件的螺杆部分处，第一旋转件的内圆柱面咬合着第二旋转件的外圆柱面。
在该装置中，由于螺杆部分以及第一和第二旋转件的啮合部分是重叠的，因此驱动装置的尺寸减小了。
本发明的其它和附加目的、特征和优点可以从下面的说明中更清楚地展现出来。
结合附图可以更好地理解这里公开的发明，附图包括：
图1是一种传统锁模装置的驱动单元的剖视图；
图2是另一种传统锁模装置的驱动单元的剖视图；
图3是根据本发明第一个实施例的锁模装置的示意图；
图4是根据本发明第一个实施例的锁模装置的驱动单元的剖视图；
图5是根据本发明第二个实施例的锁模装置的驱动单元的剖视图；
图6是根据本发明第三个实施例的锁模装置的驱动单元的局部剖视图；
图7是根据本发明第四个实施例的锁模装置的驱动单元的剖视图。
下面参照附图详细描述本发明的第一个实施例。
图3是根据本发明第一个实施例的锁模装置的示意图。
在图3中，一个定模板36安装在框架21上。一个用作基板的肘杆支承41可以相对于框架21移动并且与定模板36相隔。系杆34连接着定模板36和肘杆支承41。一个动模板35面对着定模板36并且可以沿着系杆34直线移动。未示出的定模可以在面对着动模板35的一侧附着在定模板36上。未示出的动模可以在面对着定模板36的一侧附着在动模板35上。一套模具装置包括定模和动模。
在动模板35的后端(图3中的左侧端)布置着一个推料销进给装置26，该装置用于伸出推料销，以将模塑制品从模具中推出。在推料销进给装置26中布置着作为推料销驱动工具的伺服电机32。一个推杆27被伺服电机32带动着沿行程Sa前进和后退(图3中向右和向左移动)。
一个肘杆机构22布置在动模板35与肘杆支承41之间。在轴杆支承41的后端(图3中的左侧端)布置着一个作为注射成型机驱动装置的驱动单元70。在驱动单元70中布置着一个作为锁模驱动工具的伺服电机71。当伺服电机71被激励后，一个作为从动件的十字头38将前进和后退(图3中向右和向左移动)，以操作肘杆机构22并相继推进(图3中向右移动)动模板35，从而实现模具装置的合模和锁模。通过伺服电机产生的推力和肘杆增益，可以获得锁模力。在这个实施例中，锁模力由轴杆机构22产生。然而，伺服电机71产生的推力可以直接传递到动模板35上以形成锁模力，而不需要肘杆机构22。
肘杆机构22包括肘节杆39、肘节杆40和肘臂33。肘节杆39相对于十字头38以可摆动的方式支承着。肘节杆39与肘节杆40相连。肘臂33相对于动模板35以可摆动的方式支承着。肘节杆40与肘臂33相连。
接下来解释驱动单元70。
图4是根据本发明第一个实施例的锁模装置的驱动单元70的剖视图。
在图4中，伺服电机71包括一个电机壳72、布置在电机壳72中的转子77和定子78。电机壳72包括：一个板状第一翻边74，其将伺服电机71附着在肘杆支承41上；一个板状第二翻边75，其与第一翻边74相隔；以及一个圆筒形框架76，其布置在第一翻边74与第二翻边75之间。可以将一个电机用作驱动工具以取代伺服电机71。
一个中空输出轴80以可旋转的方式相对于电机壳72布置着。输出轴的后端(图4中的左侧端)被一个推力轴承81支承着，而前端(图4中的右侧端)被一个推力轴承82支承着。通过这些推力轴承81和82，输出轴80在推力方向被支承着，并在径向以可旋转的方式被支承着。为了旋转输出轴80，定子78固定在框架76上，而转子77固定在输出轴80上。一个线圈83安装在定子78上。未示出的螺栓连接着第一翻边74和第二翻边75。通过拧紧螺栓，框架76被第二翻边75压紧在第一翻边74上。
一个花键翻边84固定在输出轴80的后端(图4中的左侧端)。一个作为旋转传递轴和第一旋转件的花键轴88从花键翻边84向前(图4中向右)伸出并延伸到输出轴80的前端。花键轴88与输出轴80等长。输出轴80环绕着花键轴88。还有一根轴86从花键翻边84上伸出。轴86被一个作为转速探测工具的编码器85环绕着。编码器88探测花键轴88的转速。转速信息传递到一个未示出的控制装置中。
在轴杆支承41中，一个孔91布置在与输出轴80相对应的位置上。在孔91中固定装配着一个螺母92。螺母92螺纹啮合着作为第二旋转件的圆筒形螺杆93。螺杆93包括一个螺杆部分93a，该部分以可旋转的方式布置在输出轴80中并且可以直线移动。螺杆93与输出轴80等长，而且当螺杆93位于最后侧位置(图4中的最左侧位置)时，它将穿过输出轴80。螺杆93环绕着花键轴88。在螺杆93的后部(图4中的左侧部分)，一个花键螺母部分96沿着螺杆93的轴线形成在预定区域内。花键螺母部分96的内圆柱面以可滑动的方式匹配咬合着花键轴88的外圆柱面。旋转传递单元包括花键轴88和花键螺母部分96。
十字头38布置在螺杆93的前端(图4中的右侧)。螺杆93的前端被一对轴承95以可旋转的方式支承着，上述轴承安置在位于十字头38中央的轴承套94中。十字头38可以被导杆98防止旋转。驱动单元包括十字头38、伺服电机71、输出轴80、花键翻边84、花键轴88、螺母92和螺杆93。
因此，当电流供应到线圈83中而且伺服电机71被激励后，转子77将旋转。这种旋转将依次传递到输出轴80、花键翻边84和花键轴88上。花键轴88的旋转进一步被传递到螺杆93上。通过螺母92与螺杆93的咬合，螺杆93的旋转将转换成直线运动。这样，螺杆93和十字头38将前进和后退(图4中向右和向左移动)。远动转换单元包括螺母92和螺杆93。
当螺杆93前进时(图4中向右移动)，十字头38也将前进，以使图3所示的肘杆机构22伸出并推进动模板35，从而实现模具装置的合模和锁模。当螺杆93后退时(图4中向左移动)，十字头38也将后退，以使肘杆机构22带动动模板35缩回，从而实现模具装置的开模。
在这个实施例中，伺服电机71环绕着花键轴88。然而，除了这种构造以外，也可以将作为驱动工具的伺服电机布置在轴杆支承41的横向侧，并将一个带轮布置在花键轴88的后端。伺服电机的旋转可以通过皮带和带轮传递到花键轴88。
通过这种方式，由于伺服电机71产生的旋转被传递到花键轴88和螺杆93上，以使螺杆93前进和后退，因此螺母92不是旋转着带动螺杆93前进和后退的。所以驱动单元70的惯性减小。在这个实施例中，在输出轴80旋转时，花键翻边84、轴86、花键轴88和螺杆93被带动着旋转。通过这些旋转元件可以使驱动单元70的惯性足够小，因为上述旋转件的直径小于螺母92。
所以，当伺服电机71被激励后，模具打开/关闭的响应加快，因而模塑成型周期缩短。此外，可以防止在伺服电机71启动和停止时驱动单元70中产生振动。
花键螺母部分96和螺杆部分93a并不是沿螺杆93在轴向串联布置以将输出轴80的旋转传递到螺杆部分93a上的，因此螺杆93的轴向长度缩短了。所以驱动单元70的尺寸减小了。此外，由于输出轴80环绕着花键轴88和螺杆93，因此当螺杆93位于最后侧位置时，输出轴80、花键轴88和螺杆93是重叠着的。所以驱动单元70的尺寸减小了。另外，为推料销进给装置26准备了足够的空间。
在这个实施例中，花键螺母部分96形成在螺杆93的后端。然而，花键螺母部分96也可以形成在螺杆93的全长上。在这个实施例中，花键轴88和花键螺母部分96用作旋转传递单元，然而也可以采用键合结构。
下面解释本发明的第二个实施例。那些与第一个实施例中结构相同的元件被赋予了相同的参考号码而且它们的解释被略去。
图5是根据本发明第二个实施例的锁模装置的驱动单元的剖视图。
在这个实施例中，一个作为第一旋转件和旋转传递轴的花键轴88从花键翻边84向前(图5中向右)伸出并延伸到输出轴80的内部。一个作为第二旋转件的螺杆组件103以可旋转和可直线移动(图5中左右移动)的方式布置着并且在输出轴80的内部延伸。螺杆组件103包括一个圆筒形螺杆部分105和一个作为环形件的花键螺母106。花键螺母106通过诸如螺栓等未示出的紧固装置附着在螺杆部分105的后端(图5中的左侧端)。花键螺母106的内圆柱面和花键轴88的外圆柱面以可滑动的方式匹配咬合着，即花键啮合着。因此，随着花键轴88的旋转，螺杆组件103将前进和后退(图5中向右和向左移动)。旋转传递单元包括花键轴88和花键螺母106。
由于输出轴80环绕着花键轴88和螺杆组件103，因此当螺杆组件103位于最后侧位置时，输出轴80、花键轴88和螺杆组件103是重叠着的。所以驱动单元70的尺寸减小了。
下面解释本发明的第三个实施例。那些与第二个实施例中结构相同的元件被赋予了相同的参考号码而且它们的解释被略去。
图6是根据本发明第三个实施例的锁模装置的驱动单元的局部剖视图。
在这个实施例中，一个作为第二旋转件的螺杆组件107以可旋转和可直线移动的方式布置着并且在输出轴的内部延伸。螺杆组件107包括一个圆筒形螺杆部分105和一个作为环形件的花键螺母108。花键螺母106通过诸如螺栓等未示出的紧固装置附着在螺杆部分105的后端(图6中的左侧端)。花键螺母108的内圆柱面和花键轴88的外圆柱面以可滑动的方式匹配咬合着，即花键啮合着。因此，随着花键轴88的旋转，螺杆组件107将前进和后退。旋转传递单元包括花键轴88和花键螺母108。
花键螺母108包括一个在螺杆部分105内部延伸的圆筒部位109和一个从圆筒部位109的后端径向向外突出的翻边部位110。由于螺杆部分105以及花键轴88与花键螺母108的啮合部分沿轴向重叠在圆筒部位109上，因此螺杆组件107的尺寸减小了。
由于输出轴80环绕着花键轴88和螺杆组件107，因此当螺杆组件107位于最后侧位置时，输出轴80、花键轴88和螺杆组件107是重叠着的。所以驱动单元70的尺寸减小了。
下面解释本发明的第四个实施例。那些与第二个实施例中结构相同的元件被赋予了相同的参考号码而且它们的解释被略去。
图7是根据本发明第四个实施例的锁模装置的驱动单元的剖视图。
在这个实施例中，一个作为第一旋转件和旋转传递轴的花键螺母118通过诸如螺栓等未示出的紧固装置附着在输出轴80的前端(图7中的右侧端)。一个带有螺杆部分115a并且作为第二旋转件的实心螺杆115以可旋转和可直线移动(图7中左右移动)的方式布置着并且在输出轴80的内部延伸。螺杆115穿过花键螺母118。花键螺母118的内圆柱面和螺杆115的外圆柱面在螺杆部分115a处以可滑动的方式匹配咬合着，即花键啮合着。
对于这种构造，花键槽形成在螺杆115的外圆柱面上并与螺杆115上的螺纹相叠加。因此，随着花键螺母118的旋转，螺杆115将前进和后退(图7中向右和向左移动)。旋转传递单元包括螺杆115和花键螺母118。
花键螺母118包括一个在输出轴80内部延伸的圆筒部位119和一个从圆筒部位119的前端径向向外突出的翻边部位120。由于螺杆部分115a以及螺杆115与花键螺母118的啮合部分沿轴向重叠在圆筒部位119上，因此驱动单元70的长度减小了。
由于输出轴80环绕着花键螺母118和螺杆115，因此当螺杆115位于最后侧位置时，输出轴80、花键螺母118和螺杆115是重叠着的。所以驱动单元70的尺寸减小了。
在这些实施例中揭示了锁模装置的驱动单元。然而，本发明也可以应用在注射机的驱动单元、推料装置的驱动单元等等中。
本发明并不局限于前面描述的实施例，在本发明的精神指引下可以作出多种改型和变化，而它们均不超出本发明的范围。