[發明專利]滾珠絲杠裝置和具有該裝置的注模機

無效

• 申請號: 02118542.5
• 申請日: 2002-04-27
• 公開（公告）號: CN1383971A
• 公開（公告）日: 2002-12-11
• 發明（設計）人: 久保田浩司;山本義人;河野和清;石和田健
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: B29C45/50
• 分類號: B29C45/50;F16H25/22
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 魏曉剛,李曉舒

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本發明涉及一種用于將旋轉運動轉變為線性運動的滾珠絲杠螺母支撐裝置或用于將線性運動轉換成旋轉運動的滾珠絲杠螺母支撐裝置，以及具有該滾珠絲杠螺母支撐裝置的注模機。更具體地說，本發明涉及用于多個滾珠絲杠螺母的支撐結構，該滾珠絲杠螺母分別在滾珠絲杠的一個方向支撐負載，在電動注模機中滾珠絲杠用于注模、模具開啟/閉合、模具夾緊、以及注射器的線性驅動等。

????????????????????????背景技術

傳統上，作為用于注塑機的直線運動軸的驅動源，主要使用液壓。然而，最近經常使用電動驅動器，這是由于其具有改善工作環境、增大電能效率、以及便于對工作部分進行速度和位置控制等的優點。尤其是，作為注射絲杠的注射驅動、模具夾緊裝置的壓盤運動、以及注射器的線性移動等的驅動源，已經使用了對于將電機的轉動轉變為線性驅動具有最高機械效率的電動伺服電機和滾珠絲杠。

一些用于傳統注模機的電動注射驅動單元具有一個或兩個驅動電機。在設置一個驅動電機的情況下，用于將轉動轉變為線性運動的一對絲杠和螺母對稱地設置在注射絲杠的兩側上，以平衡驅動力，而動力由用于傳動的齒形帶或齒輪系傳遞(例如，見日本專利申請8-9184(第9184/1996號)公開的注模機的注射裝置)。

雖然上述傳統電動注射驅動單元在用于小尺寸的注模機中沒有問題，但是，當用于中等或大尺寸注模機時，在注射時注射所需的壓力非常高，因此，需要特殊設計的電機以提供較高的扭矩，并由此存在如下問題，即，不僅成本高，而且在注模機安裝時結構平衡性較差。

在注模機的注射驅動器中，當存放在注射絲杠尖端的熔融樹脂由前進的注射絲杠快速推入型腔中時，注射絲杠需要較大的推力。因此，當滾珠絲杠用于注射裝置時，在直線往復驅動的一個方向上由于滾珠絲杠引起負載較高，因此，滾珠絲杠可允許的最大承載力被選擇成與注射驅動時的推力一致。同樣，滾珠絲杠的承載力通過承受在絲杠溝槽和滾珠螺母溝槽之間固定的滾珠滾動的壓力算出，并且設計的承載能力是在假設在絲杠工作螺旋的工作滾珠上施加均勻壓力而計算出的。

在滾珠絲杠用于小尺寸注模機的注射驅動的情況下，即使選擇了具有與滾珠絲杠驅動力相一致的承載能力的尺寸的滾珠絲杠或超過承載能力的尺寸的滾珠絲杠，也可以從商用標準尺寸中選擇，因此滾珠絲杠裝置的成本幾乎不成問題。但是，當在中等或較大尺寸的注模機中注射壓力增加時，滾珠絲杠的尺寸變得超出標準，因此，成本成為了較大的問題，從而需要進行極限設計。

當在滾珠絲杠軸的軸向上施加較高的拉力時，滾珠絲杠軸在其位于固定側的軸承和滾珠螺母之間的部分內伸長，而滾珠螺母也由于軸向力伸長或收縮。因此，滾珠絲杠軸的螺紋側的螺距與其滾珠螺母側上的螺距發生偏離，從而由滾珠接受的壓力根據軸向位置而變化。

圖18示出日本專利臨時公開第2000-108175號(第108175/2000號)公開的傳統滾珠絲杠裝置。該滾珠絲杠裝置被構造成滾珠絲杠軸010通過在左手固定側(未示出)上被驅動而轉動，并且軸向由高強度推力軸承約束，從而由滾珠絲杠軸010的滾珠絲杠連接到注射絲杠上的移動框架06被滾珠絲杠螺母011推動，從而在由箭頭標示的注射方向上移動。附圖標記59表示凸緣型壓力傳感器(測力傳感器)。

在該滾珠絲杠裝置結構中，如圖19-I的示意圖和示出作為軸向螺母寬度的函數的負載的圖19-II的特性曲線所示，由滾珠接受的負載向滾珠螺母011工作端增大。由于滾珠絲杠050的負載量增大，即使滾珠絲杠螺母011的長度增大，在螺母011端部的變形更大，而不能避免負載在工作端增大的趨勢。附圖標記04標示固定側元件，該元件通過軸承可樞轉地支撐滾珠絲杠軸010。

在日本專利臨時公開第2000-185339(第185339/2000號)中公開的用于注模機注射驅動的滾珠絲杠裝置如下所述地構造。如圖20所示，配裝到由電機驅動的滾珠絲杠軸051上的多個滾珠螺母052、053串聯設置在一個滾珠絲杠軸上，而用于將推力從滾珠螺母052和053傳遞到電動注模機的可移動元件060的液壓缸054和055分別連接到滾珠螺母052和053上。此外，液壓缸054和055的液壓缸內腔彼此由連通管056連接。在這種滾珠絲杠裝置中，施加到滾珠絲杠軸051上的負載被均勻分配到滾珠螺母052、053上，從而滾珠絲杠軸051的壽命得以延長。