專利名稱：壓鑄機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備由電動伺服馬達(dá)驅(qū)動的注射裝置的壓鑄機(jī)，尤其涉及將電動伺服 馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為注射推桿的直線運(yùn)動的運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
壓鑄機(jī)是這樣一種裝置每次以鑄桶進(jìn)行計量將通過熔化爐熔融的Al合金或Mg 合金等熔融金屬材料(金屬熔融液)汲上來，將汲上來的金屬熔融液注入注射套筒內(nèi)，并通 過注射推桿的前進(jìn)動作向金屬模的內(nèi)腔內(nèi)進(jìn)行注射、填充該金屬熔融液而得到產(chǎn)品。在壓鑄機(jī)的澆鑄過程中，包括由低速注射工序及緊接著低速注射工序的高速注射 工序構(gòu)成的注射工序、緊接著高速注射工序的增壓工序，因?yàn)樵诟咚僮⑸涔ば蛑幸蟊人?料材料的注塑成形更高速的注射速度，另外，在增壓工序中要求比塑料材料的注塑成形更 大的增壓力，因此，一直以來，作為注射/增壓用驅(qū)動源，一般使用比較大型的液壓驅(qū)動源。 另外，因?yàn)榫邆浔容^大型的液壓驅(qū)動源，因此，作為模開合及鑄造件脫模的驅(qū)動源，也使用 該液壓驅(qū)動源的情況較多。但是，由于這種液壓式壓鑄機(jī)容易因工作油而污染車間內(nèi)，因此，為了保持車間內(nèi) 的清潔，對電動式壓鑄機(jī)的要求變高。本申請發(fā)明人為了滿足這種要求，首先研究出具備曲 柄機(jī)構(gòu)的壓鑄機(jī)，該曲柄機(jī)構(gòu)通過電動伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動第一連桿，并使注射推桿可旋轉(zhuǎn) 地與一端可旋轉(zhuǎn)地與第一連桿連接的第二連桿的前端連接(參照專利文獻(xiàn)1。)。該壓鑄機(jī) 通過以在注射推桿的相對速度為最高的旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)實(shí)施高速注射工序，并且在作用于 注射推桿上的力的放大率為最大的旋轉(zhuǎn)角度的范圍內(nèi)實(shí)施增壓工序的方式預(yù)先設(shè)定曲柄 機(jī)構(gòu)，從而能夠不使用液壓驅(qū)動源也可以進(jìn)行產(chǎn)品的鑄造。專利文獻(xiàn)1 日本特開2008-114246號公報但是，由于在專利文獻(xiàn)1中公開的技術(shù)只具備一組由注射用電動伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動的曲柄機(jī)構(gòu)，因此，存在難以適用于要求更進(jìn)一步的注射速度的高速化及增壓壓力的增 大化的大型壓鑄機(jī)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供能夠獲得高注射速度與高增壓 壓力的電動式壓鑄機(jī)。本發(fā)明為了達(dá)到該目的，第一，具備固定在馬達(dá)安裝板上的第一段注射用電動伺 服馬達(dá)；將該第一段注射用電動伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為直動體的直線運(yùn)動的第一段運(yùn) 動變換機(jī)構(gòu)；搭載在上述直動體上的第二段注射用電動伺服馬達(dá)；將該第二段注射用電動 伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為注射推桿的直線運(yùn)動的第二段運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)；以及，控制上述 各注射用電動伺服馬達(dá)的驅(qū)動的控制裝置，上述控制裝置在低速注射工序中，只單獨(dú)地驅(qū) 動上述第一段注射用電動伺服馬達(dá)，在高速注射工序及增壓工序中，同時驅(qū)動上述第一段 注射用電動伺服馬達(dá)及上述第二段注射用電動伺服馬達(dá)的雙方。
通過這種結(jié)構(gòu)，在高速注射工序中，由于能夠以伴隨第一段注射用電動伺服馬達(dá) 的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的直動體的前進(jìn)速度與伴隨第二段注射用電動伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的注射推 桿的前進(jìn)速度的總合速度使注射推桿前進(jìn)，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)注射速度的高速化。另外，由于 能夠以伴隨第一段注射用電動伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的直動體的推壓力與伴隨第二段注射 用電動伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的注射推桿的推壓力的總合壓力使注射推桿前進(jìn)，因此，能夠 實(shí)現(xiàn)注射壓力及增壓壓力的增加。第二，本發(fā)明構(gòu)成為，上述第一段運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)及上述第二段運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)中的 一個是曲柄機(jī)構(gòu)，該曲柄機(jī)構(gòu)包括通過上述第一段注射用電動伺服馬達(dá)或上述第二段注 射用電動伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的第一連桿；以及，一端可旋轉(zhuǎn)地與該第一連桿連接、另一端可 旋轉(zhuǎn)地與上述直動體或上述注射推桿連接的第二連桿。曲柄機(jī)構(gòu)與滾珠螺桿機(jī)構(gòu)不同，由于可動部不在軸體的軸線方向上滑動且對粉塵 的耐性好，因此，通過應(yīng)用于在運(yùn)轉(zhuǎn)中金屬材料的細(xì)微粉塵與向金屬模的脫模面噴涂的脫 模材料的霧狀液體向周圍飛散的壓鑄機(jī)，能夠延長運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)的壽命，并且能夠使維修 變得容易。第三，本發(fā)明構(gòu)成為，上述曲柄機(jī)構(gòu)以下述方式設(shè)定初期位置在上述直動體或上 述注射推桿的相對速度成為最高的上述第一連桿的旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)實(shí)施高速注射工序，在 作用于上述直動體或上述注射推桿上的力的放大率成為最大的上述第一連桿的旋轉(zhuǎn)角度 范圍內(nèi)實(shí)施增壓工序。連桿機(jī)構(gòu)在將第一連桿與第二連桿的銷連接部、第一連桿的旋轉(zhuǎn)中心、第二連桿 與直動部件(直動體或注射推桿)的銷連接部按該順序排列在一條直線上時的曲柄軸的旋 轉(zhuǎn)軸θ設(shè)為0°時，在θ =90°時直動部件的移動速度為最高速，在接近0°或180°時 直動部件的移動速度為低速。作用在直動部件上的推壓力與此相反，在接近0°或180°時 能夠?qū)⒋蟮耐茐毫ψ饔迷谥眲硬考?，在?=90°時作用在直動部件上的推壓力為最低。 因此，考慮這種曲柄結(jié)構(gòu)的特性，通過設(shè)定θ =0°的位置，從而能夠高效率地實(shí)施高速注 射工序及增壓工序。本發(fā)明的效果如下。本發(fā)明的壓鑄機(jī)具備第一段注射用電動伺服馬達(dá)及運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)、第二段注射用 電動伺服馬達(dá)及運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)、以及控制各段注射用電動伺服馬達(dá)的驅(qū)動的控制裝置，由 于控制裝置在低速注射工序中只單獨(dú)驅(qū)動第一段注射用電動伺服馬達(dá)，在高速注射工序及 增壓工序中同時驅(qū)動第一段注射用電動伺服馬達(dá)及第二段注射用電動伺服馬達(dá)雙方，因 此，能夠?qū)崿F(xiàn)注射速度的高速化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)注射壓力及增壓壓力的增加。


圖1是實(shí)施方式的壓鑄機(jī)的主要部位的立體圖。圖2是表示實(shí)施方式的壓鑄機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體剖視圖。圖3是表示實(shí)施方式的注射裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體剖視圖。圖4是表示實(shí)施方式的注射裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖5是表示實(shí)施方式的注射裝置待機(jī)時的狀態(tài)的剖視圖。圖6是表示實(shí)施方式的注射裝置注射時的狀態(tài)的剖視圖。
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圖7是表示實(shí)施方式的注射裝置注射結(jié)束時的狀態(tài)的剖視圖。圖8是表示實(shí)施方式的注射裝置具備的注射推桿在一個成形周期內(nèi)的速度變化 及壓力變化與曲柄連桿機(jī)構(gòu)的速度變化及力的放大率的變化的曲線圖。圖9是表示實(shí)施方式的合模裝置的開模狀態(tài)的說明圖。圖10是表示實(shí)施方式的合模裝置的合模狀態(tài)的說明圖。圖11是表示合模工序的曲柄角度與曲柄連桿機(jī)構(gòu)的輸出的關(guān)系、以及曲柄角度 與合模力的關(guān)系的曲線圖。圖12是表示實(shí)施方式的推出裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖13是表示推出開始前的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的狀態(tài)的圖。圖14是表示推出途中的曲柄連桿結(jié)構(gòu)的狀態(tài)的圖。圖15是表示推出結(jié)束時的曲柄連桿結(jié)構(gòu)的狀態(tài)的圖。圖16是表示推出工序的曲柄角度與曲柄連桿機(jī)構(gòu)的輸出的關(guān)系、以及曲柄角度 與推出力的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面，使用圖說明本發(fā)明的壓鑄機(jī)的實(shí)施方式。圖1是實(shí)施方式的壓鑄機(jī)的主要部位的立體圖，圖2是表示實(shí)施方式的壓鑄機(jī)的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體剖視圖。如這些圖所示，本例的壓鑄機(jī)具備注射裝置100、合模裝置200、推 出裝置300、控制這些各裝置具備的各電動伺服馬達(dá)的驅(qū)動的控制裝置400及根據(jù)從控制 裝置400輸出的指令信號驅(qū)動各電動伺服馬達(dá)的驅(qū)動電路401。首先，對實(shí)施方式的壓鑄機(jī)的注射裝置100進(jìn)行說明。如圖1 圖4所示，注射裝置100主要由下述部件構(gòu)成隔開規(guī)定間隔而相對地配 設(shè)在注射單元基座101的基盤上的頭架102及馬達(dá)安裝板103 ；安裝在馬達(dá)安裝板103上 的第一注射用伺服馬達(dá)(第一段注射用伺服馬達(dá))104 ；架設(shè)在頭架102與馬達(dá)安裝板103 之間的四根連接桿105 ；由連接桿105引導(dǎo)而在頭架102與馬達(dá)安裝板103之間前后移動 的直動體106 ；由通過軸承107可旋轉(zhuǎn)地保持在馬達(dá)安裝板103上、并由第一注射用伺服馬 達(dá)104旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的螺桿軸108及與該螺桿軸108螺紋連接、一端固定在直動體106上的螺 母體109構(gòu)成的滾珠螺桿機(jī)構(gòu)(第一段運(yùn)動變換結(jié)構(gòu))110 ；安裝在直動體106的上表面及 下表面的第二及第三注射用伺服馬達(dá)(第二段注射用伺服馬達(dá))111、112;由通過未圖示的 軸承可旋轉(zhuǎn)地保持在直動體106上、并由第二及第三注射用伺服馬達(dá)111、112旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的 第一連桿113 ；—端可旋轉(zhuǎn)地與第一連接軸115(參照圖5 圖7)銷連接的第二連桿116 ； 由第二連桿116構(gòu)成的曲柄機(jī)構(gòu)(第二段運(yùn)動變換機(jī)構(gòu))；通過連接銷117可旋轉(zhuǎn)地與第二 連桿116的前端銷連接的注射推桿118。為了避免塵埃及霧狀液體的不良影響，尤其期望在 各銷連接部的軸承上使用密封軸承。另外，在第一至第三注射用伺服馬達(dá)104、111、112上 具備作為旋轉(zhuǎn)角度檢測傳感器的旋轉(zhuǎn)編碼器121、122、123。如圖4所示，第一注射用伺服馬達(dá)104包括殼體10 ;固定在殼體10 的內(nèi)面的 圓筒形的馬達(dá)定子104b ；卷繞在馬達(dá)定子104b的外周的馬達(dá)線圈l(Mc ；配置在馬達(dá)定子 104b內(nèi)的圓筒形的馬達(dá)轉(zhuǎn)子104d ；以及，安裝在馬達(dá)轉(zhuǎn)子104d的外表面的馬達(dá)磁鐵104e， 在馬達(dá)轉(zhuǎn)子104d的內(nèi)周通過連接部件119連接有螺桿軸108。因此，若根據(jù)控制裝置400的指令信號而使由驅(qū)動電路401輸出的馬達(dá)驅(qū)動電流向第一注射用伺服馬達(dá)104通電，則 通過馬達(dá)轉(zhuǎn)子104d及連接部件119旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺桿軸108，通過與螺桿軸108螺紋連接的螺 母體109，使直動體106在螺桿軸108的軸向上移動。相同地，如圖4所示，第二注射用伺服馬達(dá)111包括殼體Illa ；固定在殼體Illa 的內(nèi)面的圓筒形的馬達(dá)定子Illb ；卷繞在馬達(dá)定子Illb的外周的馬達(dá)線圈Illc ；配置在 馬達(dá)定子Illb內(nèi)的圓筒形的馬達(dá)轉(zhuǎn)子Illd;以及，安裝在馬達(dá)轉(zhuǎn)子Illd的外表面的馬達(dá) 磁鐵llle，第三注射用伺服馬達(dá)112包括殼體11 ；固定在殼體11 的內(nèi)面的圓筒形的 馬達(dá)定子112b ；卷繞在馬達(dá)定子112b的外周的馬達(dá)線圈112c ；配置在馬達(dá)定子112b內(nèi)的 圓筒形的馬達(dá)轉(zhuǎn)子112d ；以及，安裝在馬達(dá)轉(zhuǎn)子112d的外表面的馬達(dá)磁鐵11加。這些第二 及第三注射用伺服馬達(dá)111、112的馬達(dá)轉(zhuǎn)子llld、112d與第一連桿113連接。因此，若根 據(jù)控制裝置400的指令信號而使由驅(qū)動電路401輸出的馬達(dá)驅(qū)動電流向第二及第三注射用 伺服馬達(dá)111、112通電，則通過馬達(dá)轉(zhuǎn)子llld、112d旋轉(zhuǎn)驅(qū)動第一連桿113，并通過與第一 連桿113連接的第二連桿116，使推桿118在螺桿軸108的軸線方向上移動。如圖5 圖7所示，推桿118的前端部可滑動地容納在固定于構(gòu)成合模裝置200 的固定裝模板201上的套筒201a內(nèi)。另外，在固定裝模板201上開設(shè)有與套筒201a內(nèi)連 通的熔融金屬注入孔201b。因此，在使推桿118后退的狀態(tài)下，從熔融金屬注入孔201b向 套筒201a內(nèi)注入熔融金屬后，若使推桿118前進(jìn)，則注入套筒201a內(nèi)的熔融金屬通過在固 定側(cè)金屬模208上開設(shè)的橫澆道208a注射到使固定側(cè)金屬模208與可動側(cè)金屬模209合 模而形成的金屬模內(nèi)腔210內(nèi)，從而進(jìn)行期望形狀的成形品的壓鑄。對這一點(diǎn)進(jìn)行更詳細(xì)地說明，在圖5所示的待機(jī)位置，滾珠螺桿機(jī)構(gòu)110的螺母體 109移動到螺桿軸108的基端側(cè)(第一注射用伺服馬達(dá)104側(cè))，第一連桿113的第一連接 軸115停在從第一連桿113的旋轉(zhuǎn)中心觀察時向右上方45°的方向。若開始注射工序，則 根據(jù)控制裝置400的指令信號而從驅(qū)動電路401輸出的馬達(dá)驅(qū)動電流向第一注射用伺服馬 達(dá)104通電，馬達(dá)轉(zhuǎn)子104d與螺桿軸108 —體地旋轉(zhuǎn)。由此，如圖6所示，螺母體109、直動 體106、第二及第三注射用伺服馬達(dá)111、112及推桿118 —體地向前端側(cè)(金屬模側(cè))移 動。若第一注射用伺服馬達(dá)104的旋轉(zhuǎn)量達(dá)到預(yù)定的值，則根據(jù)控制裝置400的指令 信號而從驅(qū)動電路401輸出的馬達(dá)驅(qū)動電流向第二及第三注射用伺服馬達(dá)111、112通電， 馬達(dá)轉(zhuǎn)子llld、112d與第一連桿113—體地旋轉(zhuǎn)。由此，如圖7所示，第二連桿116及推桿 118 —體地向前端側(cè)移動。在本實(shí)施方式中，第二及第三注射用伺服馬達(dá)111、112進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動直到第一連接軸115位于從第一連桿113的旋轉(zhuǎn)中心觀察時向左上方45°的方向。 這樣，通過使第一連接軸115從由第一連桿113的旋轉(zhuǎn)中心觀察向右上方45°的方向移動 到向左上方45°的方向，能夠使第二連桿116及推桿118以高速移動到前端側(cè)。因此，如圖8所示，推桿118的前進(jìn)速度在只利用第一注射用伺服馬達(dá)104的驅(qū)動 力時為低速，在利用第一至第三注射用伺服馬達(dá)104、111、112的總合驅(qū)動力時為高速。這樣一來，由于本例的壓鑄機(jī)通過第一至第三注射用伺服馬達(dá)104、111、112進(jìn)行 推桿118的驅(qū)動，因此，能夠不需要現(xiàn)有結(jié)構(gòu)那樣的儲能器及液壓管道，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡 單化，并且，能夠使推桿118的速度控制得到嚴(yán)密化。另外，在高速旋轉(zhuǎn)時，由于通過由第一 連桿113及第二連桿116構(gòu)成的曲柄機(jī)構(gòu)將第二及第三注射用伺服馬達(dá)111、112的驅(qū)動力傳達(dá)到推桿118，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)對熔融金屬的注射及增壓所必要的規(guī)定的注射速度(例 如，最高速度6000mm/sec)及規(guī)定的推力(例如，160KN)。另外，在上述實(shí)施方式中，在直動體106上搭載了兩個注射用伺服馬達(dá)111、112， 但在推桿118的移動速度及推力有余地的情況下，只要具備任一個注射用伺服馬達(dá)就足夠 了。另外，在上述實(shí)施方式中，作為將第一注射用伺服馬達(dá)104的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為直 動體106、第二注射用伺服馬達(dá)111及第三注射用伺服馬達(dá)112的直線運(yùn)動的運(yùn)動變換機(jī) 構(gòu)，使用了滾珠螺桿機(jī)構(gòu)110，但代替這種的結(jié)構(gòu)，可以使用曲柄機(jī)構(gòu)，該曲柄機(jī)構(gòu)包括由 第一注射用伺服馬達(dá)104旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的第一連桿；一端可旋轉(zhuǎn)地與該第一連桿的第一連接軸 銷連接、另一端可旋轉(zhuǎn)地與直動體106銷連接的第二連桿；以及，設(shè)在各銷連接部上的密封 軸承。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠提高運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)對塵埃及霧狀液體的耐性，因此，能夠?qū)崿F(xiàn) 壓鑄機(jī)的低成本化與維修的容易化。接著，對實(shí)施方式的壓鑄機(jī)的合模裝置200進(jìn)行說明。如圖9及圖10所示，實(shí)施方式的合模裝置200具備固定在未圖示的壓模機(jī)的基 座上的固定裝模板201及尾架202 ；兩端固定在這些固定裝模板201及尾架202上的多根 連接桿203 ；由連接桿203引導(dǎo)而在固定裝模板201與尾架202之間前后移動的可動裝模 板204 ；連接尾架202與可動裝模板204的肘桿機(jī)構(gòu)205 ；搭載在尾架202上作為模開合及 合模用的驅(qū)動源的電動伺服馬達(dá)(合模用伺服馬達(dá))206 ；以及，將電動伺服馬達(dá)206的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為直線運(yùn)動并傳達(dá)到肘桿機(jī)構(gòu)205的曲柄機(jī)構(gòu)207。在固定裝模板201上搭載 有固定側(cè)金屬模208，在可動裝模板204上搭載有可動側(cè)金屬模209。另外，在合模用伺服 馬達(dá)206上具備作為旋轉(zhuǎn)角度檢測傳感器的回轉(zhuǎn)式編碼器(省略圖示)。肘桿機(jī)構(gòu)205包括一端側(cè)可旋轉(zhuǎn)地與尾架202銷連接的B連桿211 ；—端側(cè)可旋 轉(zhuǎn)地與可動裝模板204銷連接、并且另一端與B連桿211的另一端以相對旋轉(zhuǎn)的方式銷連 接的A連桿212 ；通過曲柄機(jī)構(gòu)207承受電動伺服馬達(dá)206的驅(qū)動力的十字頭213 ；以及，一 端可旋轉(zhuǎn)地與十字頭213銷連接、并且另一端側(cè)與B連桿211的中間部以相對旋轉(zhuǎn)的方式 銷連接的C連桿214。另外，01表示對于尾架202的B連桿211的銷連接部，02表示對于B 連桿211的A連桿212的銷連接部，03表示對于B連桿211的C連桿214的銷連接部，04 表示對于可動裝模板204的A連桿212的銷連接部，05表示對于十字頭213的C連桿214 的銷連接部。為了避免塵埃及霧狀液體的不良影響，期望在這些各銷連接部01 05上具 備密封軸承。這樣一來，本例的肘桿機(jī)構(gòu)205為具有A連桿212、B連桿211與C連桿214， 并且具有五個銷連接部01 05的五點(diǎn)軸支撐結(jié)構(gòu)的連桿機(jī)構(gòu)，但本發(fā)明的要點(diǎn)并不限于 此，當(dāng)然也可以是具備其他形式的肘桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。作為合模用伺服馬達(dá)206，與上述第一 第三注射用伺服馬達(dá)104、111、112相同， 是由下述部件構(gòu)成的密封式裝入式馬達(dá)殼體；固定在殼體的內(nèi)面上的圓筒形的馬達(dá)定 子；卷繞在馬達(dá)定子的外周的馬達(dá)線圈；配置在馬達(dá)定子內(nèi)的圓筒形的馬達(dá)轉(zhuǎn)子；以及，安 裝在馬達(dá)轉(zhuǎn)子的外表面的馬達(dá)磁鐵，使用最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的300%以上的馬達(dá)。曲柄機(jī)構(gòu)207包括旋轉(zhuǎn)軸221a與合模用伺服馬達(dá)206的馬達(dá)轉(zhuǎn)子連接的第一連 桿221 ；以及，一端可旋轉(zhuǎn)地與形成在第一連桿221上的第一連接軸(偏心軸)222銷連接、 另一端可旋轉(zhuǎn)地與形成在十字頭213上的第二連接軸2M銷連接的第二連桿223。為了使粉塵等的影響更小，期望在這些各銷連接部07、08上具備密封軸承。圖9是表示開模狀態(tài)的曲柄機(jī)構(gòu)207的狀態(tài)的圖，圖10是表示合模狀態(tài)的曲柄機(jī) 構(gòu)207的狀態(tài)的圖。如圖9所示，在開模狀態(tài)中，使合模用伺服馬達(dá)206(第一連桿211)的 旋轉(zhuǎn)中心06介于中間，在其兩側(cè)配置有第一連接軸222與第二連桿223的銷連接部07及第 二連桿223與十字頭213的銷連接部08，曲柄機(jī)構(gòu)207為折疊狀態(tài)。與此相對，如圖10所 示，在合模狀態(tài)中，將合模用伺服馬達(dá)206(第一連桿221)的旋轉(zhuǎn)中心06、第一連接軸222 與第二連桿223的銷連接部07、第二連桿223與十字頭213的銷連接部08按該順序配置， 曲柄機(jī)構(gòu)207為展開的狀態(tài)?？刂蒲b置400存儲用于控制合模用伺服馬達(dá)206的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的第一連桿221的旋 轉(zhuǎn)角度，在該存儲的旋轉(zhuǎn)角度的范圍內(nèi)，以額定轉(zhuǎn)矩以上例如最高轉(zhuǎn)矩驅(qū)動合模用伺服馬 達(dá)206，在其他的角度范圍，以額定轉(zhuǎn)矩或其以下的輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū)動合模用伺服馬達(dá)206。由 此，能夠在必要的時機(jī)對合模裝置200施加需要的合模力。例如，將第一連接軸222與第二連桿223的銷連接部07、第一連桿221的旋轉(zhuǎn)中 心06、第二連桿223與十字頭213的銷連接部08按該順序排列在一條直線上時(參照圖 9)的第一連桿的旋轉(zhuǎn)角θ設(shè)為0°，如圖11所示，將固定側(cè)金屬模208與可動側(cè)金屬模 209合模時的第一連桿221的旋轉(zhuǎn)角θ設(shè)定為al°，將在施加固定側(cè)金屬模208與可 動側(cè)金屬模209之間所需的合模力時的第一連桿221的旋轉(zhuǎn)角θ設(shè)定為，通過在 αΓ彡θ彡的角度范圍內(nèi)，如曲線Tml所示，以額定轉(zhuǎn)矩以上例如最高轉(zhuǎn)矩驅(qū)動合 模用伺服馬達(dá)206，在α 1° ^ θ ^ 以外的角度范圍，如曲線Tsl所示，以額定轉(zhuǎn)矩或 其以下的輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū)動合模用伺服馬達(dá)206，能夠安靜地進(jìn)行固定側(cè)金屬模208與可動側(cè) 金屬模209的合模，并且能夠在固定側(cè)金屬模208與可動側(cè)金屬模209之間施加對實(shí)施注 射工序所需的合模力Pl。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于作為將合模用伺服馬達(dá)206的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為可動裝模板204 的直線運(yùn)動的運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)，使用具備密封軸承的曲柄機(jī)構(gòu)207，因此，與使用滾珠螺桿機(jī) 構(gòu)的情況相比，能夠提高對粉塵及霧狀液體的耐性。由此，因?yàn)椴恍枰悦芊饨Y(jié)構(gòu)體覆蓋曲 柄機(jī)構(gòu)207的周圍，并且能夠降低維修所需的勞力，因此能夠?qū)崿F(xiàn)壓鑄機(jī)的低成本化與維 修的容易化。另外，作為合模用伺服馬達(dá)206，具備最高轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的300%以上的馬 達(dá)，并且，將控制裝置400中用于控制合模用伺服馬達(dá)206的驅(qū)動的第一連桿221的旋轉(zhuǎn)角 設(shè)定為θ = al°，，在al°彡θ彡的角度范圍內(nèi)，以額定轉(zhuǎn)矩以上的輸出 轉(zhuǎn)矩驅(qū)動合模用伺服馬達(dá)206，在αΓ < θ < 以外的角度范圍，以額定轉(zhuǎn)矩或其以 下的輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū)動合模用伺服馬達(dá)206，因此，能夠使用額定轉(zhuǎn)矩小的小型馬達(dá)獲得必要的 合模力，從而能夠?qū)崿F(xiàn)壓鑄機(jī)的小型化與低成本化。接著，對實(shí)施方式的壓鑄機(jī)的推出裝置300進(jìn)行說明。如圖12至圖15所示，實(shí)施方式的推出裝置300包括推出板301 ；設(shè)在推出板301 上的多根推出銷302 ；作為推出板301的驅(qū)動源的電動伺服馬達(dá)(推出用伺服馬達(dá))303 ； 以及，將推出用伺服馬達(dá)303的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為直線運(yùn)動并傳送給推出板301的曲柄機(jī)構(gòu) 304。推出板301及曲柄機(jī)構(gòu)304配置于形成在可動裝模板204上的推出裝置容納空間305 內(nèi)，推出銷302貫通配置在可動板204上開設(shè)的銷插通孔306內(nèi)而。另外，在推出用伺服馬 達(dá)303上具備作為旋轉(zhuǎn)角度檢測傳感器的回轉(zhuǎn)式編碼器(省略圖示)。
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作為推出用伺服馬達(dá)303，與合模用伺服馬達(dá)206相同，是由下述部件構(gòu)成的封閉 式裝入式馬達(dá)殼體；固定在殼體的內(nèi)表面上的圓筒形的馬達(dá)定子；卷繞在馬達(dá)定子的外 周的馬達(dá)線圈；配置在馬達(dá)定子內(nèi)的圓筒形的馬達(dá)轉(zhuǎn)子；以及，安裝在馬達(dá)轉(zhuǎn)子的外表面 的馬達(dá)磁鐵，使用最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的300%以上的馬達(dá)。如圖12所示，曲柄機(jī)構(gòu)304包括與推出用伺服馬達(dá)303的馬達(dá)轉(zhuǎn)子連接的第一 連桿311 ；—端可旋轉(zhuǎn)地與第一連接軸312銷連接，另一端可旋轉(zhuǎn)地與推出板301銷連接的 第二連桿313 ；以及，設(shè)在這些各銷連接部010、011上的未圖示的密封軸承。圖13是表示推出開始前的曲柄機(jī)構(gòu)304的狀態(tài)的圖，圖14是表示推出途中的曲 柄機(jī)構(gòu)304的狀態(tài)的圖，圖15是推出結(jié)束時的曲柄機(jī)構(gòu)304的狀態(tài)的圖。如圖13所示，在 推出開始前，使推出用伺服馬達(dá)303 (第一連桿311)的旋轉(zhuǎn)中心09介于中間，在其兩側(cè)配 置有第一連接軸312與第二連桿313的銷連接部010及第二連桿313與推出板301的銷連 接部011，從該狀態(tài)驅(qū)動推出用伺服馬達(dá)303并使第一連桿311旋轉(zhuǎn)，如圖14所示，推出銷 302的前端部插入在可動側(cè)金屬模209上開設(shè)的銷插通孔307內(nèi)，通過未圖示的金屬模的推 出板，進(jìn)行成形品的推出。接著，如圖15所示，繼續(xù)推出用伺服馬達(dá)303的驅(qū)動，直到將推 出用伺服馬達(dá)303 (第一連桿311)的旋轉(zhuǎn)中心09、第一連接軸312與第二連桿313的銷連 接部010、第二連桿313與推出板301的銷連接部011按該順序配置的位置，從而從可動側(cè) 金屬模209中取出成形品。成形品的推出在直到成形品從可動側(cè)金屬模209剝離的期間中 需要大的推壓力，在其他期間，只需要用于單獨(dú)推壓推出板301的小的推壓力就足夠了。控制裝置400存儲用于控制推出用伺服馬達(dá)303的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的第一連桿311的旋 轉(zhuǎn)角度，在該記錄的旋轉(zhuǎn)角度的范圍內(nèi)，以額定轉(zhuǎn)矩以上例如最高轉(zhuǎn)矩驅(qū)動推出用伺服馬 達(dá)303，在其他角度范圍，以額定轉(zhuǎn)矩或其以下的輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū)動推出用伺服馬達(dá)303。由此， 能夠在必要的時機(jī)對推出裝置300施加必要的推出力。例如，將第一連接軸312與第二連桿313的銷連接部010、第一連桿311的旋轉(zhuǎn)中 心09、第二連桿313與推出板301的銷連接部011按該順序排列在一條直線上時(參照圖 13)的第一連桿的旋轉(zhuǎn)角θ設(shè)為0°，如圖16所示，將金屬模具備的未圖示的推出板的前 端部與成形品的表面抵接時的第一連桿311的旋轉(zhuǎn)角θ設(shè)為α 2°，將成形品從可動側(cè)金 屬模209剝離時的第一連桿311的旋轉(zhuǎn)角θ設(shè)為β 2°，通過在α2°彡θ彡β2°的角 度范圍內(nèi)，如曲線Tm2所示，以額定轉(zhuǎn)矩以上的例如最高轉(zhuǎn)矩驅(qū)動推出用伺服馬達(dá)303，在 α2°彡θ彡β2°以外的角度范圍，如曲線Ts2所示，以額定轉(zhuǎn)矩或其以下的輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū) 動推出用伺服馬達(dá)303，能夠?qū)ν瞥霭?01施加成形品的剝離所需的大的推出力P2。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于作為將推出用伺服馬達(dá)303的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為推出板301的直 線運(yùn)動的運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)，使用具備密封軸承的曲柄機(jī)構(gòu)304，因此，與使用滾珠螺桿機(jī)構(gòu)的 情況相比，能夠提高對粉塵及霧狀液體的耐性。由此，因?yàn)椴恍枰悦芊饨Y(jié)構(gòu)體覆蓋曲柄機(jī) 構(gòu)304的周圍，并且能夠降低維修所需的勞力，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)壓鑄機(jī)的低成本化與維修的 容易化。另外，作為推出用伺服馬達(dá)303，具備最高轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的300%以上的馬達(dá)，并 且，將控制裝置400中用于控制推出用伺服馬達(dá)303的驅(qū)動的曲柄的旋轉(zhuǎn)角設(shè)定為θ = α2°，β2°，在α2° < θ < β2°的角度范圍內(nèi)，以額定轉(zhuǎn)矩以上例如最高轉(zhuǎn)矩驅(qū)動推 出用伺服馬達(dá)303，在α2° < θ < β2°以外的角度范圍，以額定轉(zhuǎn)矩或其以下的輸出轉(zhuǎn) 矩驅(qū)動推出用伺服馬達(dá)303，因此，能夠使用額定轉(zhuǎn)矩小的小型馬達(dá)獲得必要的合模力，從而能夠?qū)崿F(xiàn)壓鑄機(jī)的小型化與低成本化。另外，在上述實(shí)施方式中，說明了具備推出裝置300并利用該推出裝置300將成形 品從可動側(cè)金屬模209中推出的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明的要點(diǎn)并不限于此，也可以為通過注射裝 置100具備的推桿118推壓成形品，從而將成形品從固定側(cè)金屬模208中取出的結(jié)構(gòu)。符號說明100-注射裝置，104-第一注射用伺服馬達(dá)，111-第二注射用伺服馬達(dá)，112-第三 注射用伺服馬達(dá)，113-第一連桿，115-第一連接部件，116-第二連桿，117-第二連接部件， 118-注射推桿，200-合模裝置，204-可動裝模板，205-肘桿機(jī)構(gòu)，206-合模用伺服馬達(dá)， 207-曲柄機(jī)構(gòu)，300-推出裝置，301-推出板，302-推出銷，303-推出用伺服馬達(dá)，304-曲柄 機(jī)構(gòu)，400-控制裝置，401-馬達(dá)驅(qū)動電路。
權(quán)利要求
1.一種壓鑄機(jī)，其特征在于，具備固定在馬達(dá)安裝板上的第一段注射用電動伺服馬達(dá)；將該第一段注射用電動伺 服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為直動體的直線運(yùn)動的第一段運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)；搭載在上述直動體上 的第二段注射用電動伺服馬達(dá)；將該第二段注射用電動伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為注射推 桿的直線運(yùn)動的第二段運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)；以及，控制上述各注射用電動伺服馬達(dá)的驅(qū)動的控 制裝置，上述控制裝置在低速注射工序中，只單獨(dú)驅(qū)動上述第一段注射用電動伺服馬達(dá)，在高 速注射工序及增壓工序中，同時驅(qū)動上述第一段注射用電動伺服馬達(dá)及上述第二段注射用 電動伺服馬達(dá)雙方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓鑄機(jī)，其特征在于，上述第一段運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)及上述第二段運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)中的一個是曲柄機(jī)構(gòu)，該曲柄機(jī) 構(gòu)包括由上述第一段注射用電動伺服馬達(dá)或上述第二段注射用電動伺服馬達(dá)驅(qū)動的第一 連桿；以及，一端可旋轉(zhuǎn)地與該第一連桿連接、另一端可旋轉(zhuǎn)地與上述直動體或上述注射推 桿連接的第二連桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓鑄機(jī)，其特征在于，上述曲柄機(jī)構(gòu)以下述方式設(shè)定初期位置在上述直動體或上述注射推桿的相對速度成 為最高的上述第一連桿的旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)實(shí)施高速注射工序，在作用于上述直動體或上述 注射推桿的力的放大率成為最大的上述第一連桿的旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)實(shí)施增壓工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠得到高注射速度與高增壓壓力的電動式壓鑄機(jī)。在注射裝置(100)上具備第一段注射用電動伺服馬達(dá)(104)；將該第一段注射用電動伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為直動體(106)的直線運(yùn)動的滾珠螺桿機(jī)構(gòu)(110)(第一段運(yùn)動變換機(jī)構(gòu))；搭載在直動體上的第二段注射用電動伺服馬達(dá)(111、112)；將該第二段注射用電動伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為注射推桿(118)的直線運(yùn)動的曲柄機(jī)構(gòu)(113、116)(第二段運(yùn)動變換機(jī)構(gòu))；控制各注射用電動伺服馬達(dá)的驅(qū)動的控制裝置(400)?？刂蒲b置在低速注射工序中只單獨(dú)驅(qū)動第一段注射用電動伺服馬達(dá)(104)，在高速注射工序及增壓工序中同時驅(qū)動第一段注射用電動伺服馬達(dá)(104)及第二段注射用電動伺服馬達(dá)(111、112)雙方。
文檔編號B22D17/32GK102076445SQ20098012537
公開日2011年5月25日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者谷口吉哉 申請人:東洋機(jī)械金屬株式會社