JP2000185339A - Driver for motor operated injection molding machine - Google Patents

Driver for motor operated injection molding machine

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JP2000185339A
JP2000185339A JP10364777A JP36477798A JP2000185339A JP 2000185339 A JP2000185339 A JP 2000185339A JP 10364777 A JP10364777 A JP 10364777A JP 36477798 A JP36477798 A JP 36477798A JP 2000185339 A JP2000185339 A JP 2000185339A
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JP
Japan
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molding machine
injection molding
ball
injection
ball screw
Prior art date
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Pending
Application number
JP10364777A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Suzuki
木 克 之 鈴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
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Publication of JP2000185339A publication Critical patent/JP2000185339A/en
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To largely prolong a life of a ball screw shaft by equivalently distributing a load weight to the shaft by a plurality of nuts. SOLUTION: A plurality of nuts 52, 53 to be engaged with a ball screw shaft 51 rotatably driven by an electric motor are arranged in series with the one shaft. Hydraulic cylinders 54, 55 for transmitting thrusts to a movable member 50 of a motor operated injection molding machine from the nuts 52, 53 are respectively coupled to the nuts to communicate with cylinder chambers of the cylinders 54, 55 through a communicating tube 56.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電動式射出成形機
の駆動装置に係り、特に、負荷荷重を複数個のナットに
均等に分散させることにより、ボールねじの耐用寿命を
延ばし、以て大型機の電動化を可能とする電動式射出成
形機の駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device for an electric injection molding machine, and more particularly, to extending a service life of a ball screw by distributing a load evenly to a plurality of nuts. The present invention relates to a drive device for an electric injection molding machine that enables the machine to be electrically driven.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の射出成形機においては、射出装置
や型締め装置の駆動機構として、油圧式駆動機構が主流
であったが、近年では、油圧式駆動機構の替わりに駆動
源にサーボモータを使用し、動力伝動機構にボールねじ
を採用した電動式射出成形機が開発されている。この電
動式射出成形機は、その制御性の良さや環境への負荷の
低さが評価されて、次第に油圧駆動のものに替わって普
及するようになってきている。
2. Description of the Related Art In a conventional injection molding machine, a hydraulic drive mechanism has been mainly used as a drive mechanism for an injection device and a mold clamping device. However, in recent years, a servomotor is used instead of a hydraulic drive mechanism as a drive source. And an electric injection molding machine employing a ball screw for the power transmission mechanism has been developed. This electric injection molding machine has been evaluated for its good controllability and low load on the environment, and has been increasingly used instead of a hydraulically driven one.

【0003】図7は、この種の電動式射出成形機の射出
装置を示す。1は加熱バレルである。プラスチック材料
はホッパ2から加熱バレル1に供給される。この加熱バ
レル1の内径部には、スクリュ3が回転自在に、かつ軸
方向に移動可能に挿着されている。このスクリュ1は、
ラジアル荷重およびスラスト荷重を支える軸受け4を介
して射出ブラケット5に保持されている。この射出ブラ
ケット5は、ベース6に設けられているガイド7に案内
されてベース6上をスクリュ3の軸方向に移動可能に載
置されている。
FIG. 7 shows an injection device of this type of an electric injection molding machine. 1 is a heating barrel. The plastic material is supplied from the hopper 2 to the heating barrel 1. A screw 3 is rotatably and axially movably inserted into the inner diameter of the heating barrel 1. This screw 1
It is held by an injection bracket 5 via a bearing 4 that supports a radial load and a thrust load. The injection bracket 5 is mounted on the base 6 so as to be movable in the axial direction of the screw 3 by being guided by a guide 7 provided on the base 6.

【0004】8は計量用モータを示し、9は射出用モー
タを示す。これらの電動モータにはともにサーボモータ
が用いられている。計量用モータ8は、射出ブラケット
5に取り付けられており、プーリーおよびタイミングベ
ルトからなるベルト伝動機構10によって、計量用モー
タ8の回転駆動力がスクリュ3に伝達されるようになっ
ている。
[0004] Reference numeral 8 denotes a metering motor, and reference numeral 9 denotes an injection motor. Servo motors are used for these electric motors. The measuring motor 8 is attached to the injection bracket 5, and the rotational driving force of the measuring motor 8 is transmitted to the screw 3 by a belt transmission mechanism 10 including a pulley and a timing belt.

【0005】一方、射出用モータ9は、ベース6の後端
部に設置されており、射出ブラケット5の直線運動を制
御するボールねじ駆動の直線位置決め機構に連結されて
いる。この場合、前記射出用モータ9は、ベース6の後
部の軸受11を介して水平に支持されたボールねじ12
軸に連結されており、このボールねじ軸12に螺合する
ボールナット13は、射出ブラケット5の後部に固定さ
れている。図示しないNC制御装置は、射出用モータ9
および計量用モータ8を制御する。
On the other hand, the injection motor 9 is installed at the rear end of the base 6 and is connected to a ball screw driven linear positioning mechanism for controlling the linear movement of the injection bracket 5. In this case, the injection motor 9 includes a ball screw 12 horizontally supported via a bearing 11 at the rear of the base 6.
A ball nut 13 connected to the shaft and screwed to the ball screw shaft 12 is fixed to a rear portion of the injection bracket 5. An NC control device (not shown) includes an injection motor 9.
And the weighing motor 8 is controlled.

【0006】計量工程においては、計量用モータ8はス
クリュ3を回転させて、加熱バレル1に供給された樹脂
材料を可塑化する。溶融した樹脂材料は、スクリュ3の
前方に蓄積され、このスクリュ3を後退させる。
In the measuring step, the measuring motor 8 rotates the screw 3 to plasticize the resin material supplied to the heating barrel 1. The molten resin material accumulates in front of the screw 3 and retreats the screw 3.

【0007】射出工程においては、射出用モータ9の回
転は、ボールねじ軸12とボールナット13によって、
射出ブラケット5の直進前進運動に変換される。これに
より、スクリュ3は、前進(図中左方向)しながら、加
熱バレル1においてスクリュ3の前方に蓄積された溶融
樹脂を射出する。
In the injection step, the rotation of the injection motor 9 is controlled by the ball screw shaft 12 and the ball nut 13.
This is converted into a linear forward movement of the injection bracket 5. Thereby, the screw 3 injects the molten resin accumulated in front of the screw 3 in the heating barrel 1 while moving forward (to the left in the figure).

【0008】このような電動式射出成形機では、電動モ
ータの出力をボールねじ機構によって直進運動に変換
し、直進運動をそのままスクリュ3や射出ブラケット5
に伝達しているので、電動機の速度、トルクを制御する
ことで、射出速度や射出力を制御することができる。
In such an electric injection molding machine, the output of the electric motor is converted into a linear motion by a ball screw mechanism, and the linear motion is directly converted to the screw 3 or the injection bracket 5.
Therefore, by controlling the speed and torque of the electric motor, the injection speed and the injection power can be controlled.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電動式
射出成形機は、次第に大型機の電動化が検討される中
で、ボールねじの負荷能力が問題になってきている。図
7の射出装置のように、射出ブラケット5の直進運動を
ボールネジ・ナット機構によって行う場合には、射出ブ
ラケット5にかかる荷重そのものがボールナット13、
ボールネジ軸12に作用する。この力に耐えられるよう
にするには、ボールネジ軸12は、通常の送り機構用の
ものでは不適当であり、高強度な大径の高価なボールね
じが採用される。しかし、負荷能力の大きなボールねじ
であっても、大きな負荷故に長い間稼働させるための寿
命を確保することができないケースが多く、それが大型
機の電動化の大きな障害となっている。
However, with regard to the electric injection molding machine, the load capacity of the ball screw is becoming a problem while the electrification of a large machine is gradually studied. When the linear movement of the injection bracket 5 is performed by a ball screw / nut mechanism as in the injection device of FIG.
Acts on the ball screw shaft 12. In order to withstand this force, the ball screw shaft 12 is not suitable for a normal feed mechanism, and a high-strength, large-diameter, expensive ball screw is employed. However, even in the case of a ball screw having a large load capacity, there are many cases in which a long life cannot be ensured for a long time due to a large load, which is a major obstacle to the electrification of large machines.

【0010】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、ボールねじ軸への負荷荷重を複
数個のナットで均等に分配させるようにすることによ
り、ボールねじ軸寿命を大幅に延ばすことにできるよう
にした電動式射出成形機の駆動装置を提供することにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to distribute the load applied to the ball screw shaft evenly by a plurality of nuts, thereby shortening the life of the ball screw shaft. An object of the present invention is to provide a drive device for an electric injection molding machine which can be greatly extended.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、電動モータの回転運動を可動部材の推
力に変換するボールねじ伝動機構を有する電動式射出成
形機の駆動装置において、前記電動モータにより回転駆
動されるボールねじ軸に対して嵌合するボールナットを
1本のボールねじ軸について複数個直列に配設し、前記
ボールナットから電動式射出成形機の可動部材に推力を
伝達する流体圧シリンダをそれぞれボールナットに連結
し、前記各々の流体圧シリンダのシリンダ室を連通管に
より連通させたことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to a driving apparatus for an electric injection molding machine having a ball screw transmission mechanism for converting the rotational motion of an electric motor into a thrust of a movable member. A plurality of ball nuts fitted to a ball screw shaft rotated and driven by the electric motor are arranged in series with respect to one ball screw shaft, and thrust is applied from the ball nut to a movable member of an electric injection molding machine. Are connected to ball nuts, respectively, and the cylinder chambers of each of the hydraulic cylinders are connected by a communication pipe.

【0012】図6は、本発明の駆動装置の奏する負荷分
配原理をあらわす図である。50が射出装置の射出ブラ
ケット、あるいは型締装置の移動ダイプレートといった
可動部材を示し、51がボールねじ軸、52、53がそ
れぞれボールナットである。ボールナット52は流体圧
シリンダ54を介して可動部材50に連結され、ボール
ナット53は流体圧シリンダ55を介して可動部材50
に連結されている。流体圧シリンダ54、55の各シリ
ンダ室は、連通管56により連通している。
FIG. 6 is a diagram showing the principle of load distribution performed by the drive device of the present invention. Reference numeral 50 denotes a movable member such as an injection bracket of the injection device or a movable die plate of the mold clamping device, 51 denotes a ball screw shaft, and 52 and 53 denote ball nuts. The ball nut 52 is connected to the movable member 50 via a hydraulic cylinder 54, and the ball nut 53 is connected to the movable member 50 via a hydraulic cylinder 55.
It is connected to. The respective cylinder chambers of the fluid pressure cylinders 54 and 55 are connected by a communication pipe 56.

【0013】ボールねじ軸51が回転し、ボールナット
52、53が図において左行して流体圧シリンダ54、
55を介して可動部材50に推力を伝える。このとき、
可動部材にかかる荷重をFとすると、この荷重Fは、ボ
ールナット52、53には流体圧シリンダ54、55を
介して配分される。そして、流体圧シリンダ54、55
の有効面積が等しく、各シリンダ室が連通し合っている
場合には、常に荷重Fは1/2Fづつ等分に分配され
る。
The ball screw shaft 51 rotates, and the ball nuts 52 and 53 move to the left in the drawing, and the fluid pressure cylinders 54 and
The thrust is transmitted to the movable member 50 via 55. At this time,
Assuming that the load applied to the movable member is F, the load F is distributed to the ball nuts 52 and 53 via the fluid pressure cylinders 54 and 55. Then, the fluid pressure cylinders 54, 55
When the effective areas are equal and the cylinder chambers communicate with each other, the load F is always equally distributed by 1 / 2F.

【0014】一般にボールねじ軸の寿命は、ボールナッ
トに作用する荷重の3乗に反比例することから、荷重が
均等に1/2に分配することで、ボールねじの寿命を8
倍に延ばすことが可能となる。
In general, the life of a ball screw shaft is inversely proportional to the cube of the load acting on the ball nut.
It is possible to double the length.

【0015】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
射出成形機の可動部材は、ベース上をスクリュの軸方向
に移動可能に設けられ、スクリュの後端部を支持する射
出ブラケットであり、前記電動モータは、射出工程でス
クリュを前進させる射出用モータより構成される。
According to a preferred embodiment of the present invention, the movable member of the injection molding machine is an injection bracket provided on the base so as to be movable in the axial direction of the screw, and supporting a rear end of the screw. The electric motor comprises an injection motor for advancing a screw in an injection step.

【0016】また、前記流体圧シリンダは、ボールナッ
トのフランジ部を間にその両側にシリンダ面積の等しい
シリンダ室を有し、両シリンダ室の圧力の差圧を検出す
る差圧センサを設けることにより、射出ブラケットに作
用する正味の射出力を検出することができる。
Further, the fluid pressure cylinder has a cylinder chamber having an equal cylinder area on both sides of a flange portion of a ball nut, and a differential pressure sensor for detecting a differential pressure between the pressures of both cylinder chambers is provided. , The net firing force acting on the firing bracket can be detected.

【0017】また、本発明は、前記ボールねじ軸が並列
に配置されるように請求項1に記載の駆動装置を複数組
み設け、前記各組の流体圧シリンダの連通管同士をさら
に他の連通管で連通させたことを特徴し、これにより、
さらに大型機の電動化が可能となる。
Further, according to the present invention, a plurality of drive devices according to claim 1 are provided so that the ball screw shafts are arranged in parallel, and the communication pipes of the fluid pressure cylinders of the respective sets are further connected to each other. It is characterized by communicating with a pipe,
Furthermore, large-sized machines can be electrically operated.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明による電動式射出成
形機の駆動装置の一実施形態について、添付の図面を参
照しながら説明する。 第1実施形態 図1は、本発明による駆動装置を電動式射出成形機の射
出装置に適用した第1実施形態を示すものである。この
第1実施形態による射出装置は、射出用モータ9の回転
駆動力を推力に変換して射出ブラケット5に伝える機構
に本発明の駆動装置を用いたものであり、その他の構成
要素は、図7に示した射出装置の構成要素と同じであ
り、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a drive device for an electric injection molding machine according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First Embodiment FIG. 1 shows a first embodiment in which a driving device according to the present invention is applied to an injection device of an electric injection molding machine. The injection device according to the first embodiment uses the drive device of the present invention for a mechanism that converts the rotational driving force of the injection motor 9 into a thrust and transmits the thrust to the injection bracket 5. 7 are the same as the components of the injection device shown in FIG. 7, and the same reference numerals are given and the detailed description is omitted.

【0019】図1において、射出用モータ9により回転
駆動されるボールねじ軸12には、2個のボールナット
14、15が直列に螺合している。これらのボールナッ
ト14、15は、それぞれ油圧シリンダを利用して射出
ブラケット5に連結されている。
In FIG. 1, two ball nuts 14 and 15 are screwed in series with a ball screw shaft 12 which is driven to rotate by an injection motor 9. These ball nuts 14 and 15 are respectively connected to the injection bracket 5 using hydraulic cylinders.

【0020】図2に示すように、スクリュ側のボールナ
ット14は、一対のドーナツ形の油圧シリンダ16a、
16bによって挟持されており、これらは一体で締付け
フランジ17によって射出ブラケット5に締結されてい
る。もう一方の反スクリュ側のボールナット15は、同
じように一対のドーナツ形の油圧シリンダ18a、18
bによって挟持され、これらが一体で締付けフランジ1
9によって射出ブラケット5に締結されている。
As shown in FIG. 2, the ball nut 14 on the screw side has a pair of donut-shaped hydraulic cylinders 16a,
16b, which are integrally fastened to the injection bracket 5 by the fastening flange 17. The ball nut 15 on the other side opposite to the screw is similarly connected to a pair of donut-shaped hydraulic cylinders 18a, 18a.
b, and these are integrally clamped flange 1
9 fastened to the injection bracket 5.

【0021】ボールナット14、15には、それぞれフ
ランジ部14a、15aが形成されている。このうち、
フランジ部14aは、油圧シリンダ16a、16bのピ
ストン20a、20bの間に挟持されている。油圧シリ
ンダ16a、16bにはそれぞれシリンダ室21a、2
1bが形成されている。この場合、ボールナット14が
前進〔図中左行〕すると、力はシリンダ室21aの圧油
にかかり、後退〔図中右行〕すると、力はシリンダ室2
1bにかかるようになっている。同様に油圧シリンダ1
8a、18bにはそれぞれピストン22a、22bが嵌
合し、ボールナット15のフランジ部15aがピストン
22a、22bの間に挟持されている。また、ボールナ
ット15が移動するときの油圧シリンダ18a、18b
のそれぞれのシリンダ室23a、23bの圧油にかかる
力についても同様である。
The ball nuts 14 and 15 have flange portions 14a and 15a, respectively. this house,
The flange portion 14a is sandwiched between the pistons 20a, 20b of the hydraulic cylinders 16a, 16b. Hydraulic cylinders 16a and 16b have cylinder chambers 21a and 2a, respectively.
1b is formed. In this case, when the ball nut 14 moves forward (leftward in the figure), the force acts on the pressure oil in the cylinder chamber 21a, and when the ball nut 14 moves backward (rightward in the figure), the force is applied to the cylinder chamber 2a.
1b. Hydraulic cylinder 1
Pistons 22a and 22b are fitted into 8a and 18b, respectively, and the flange portion 15a of the ball nut 15 is sandwiched between the pistons 22a and 22b. The hydraulic cylinders 18a, 18b when the ball nut 15 moves
The same applies to the force applied to the pressure oil in the respective cylinder chambers 23a and 23b.

【0022】また、ボールナット14、15が前進した
ときに力がかかる方の前進側のシリンダ室21a、23
aは、連通管24により連通するようになっている。同
様にボールナットが後退したときに力がかかる方の後退
側のシリンダ室21b、23bは、連通管25によって
連通されている。なお、各油圧シリンダ16a、16b
および油圧シリンダ18a、18bの有効面積はともに
等しくなっている。
Further, the cylinder chambers 21a, 23 on the forward side to which a force is applied when the ball nuts 14, 15 advance.
a is communicated by the communication pipe 24. Similarly, the cylinder chambers 21b and 23b on the retreating side to which a force is applied when the ball nut retreats are communicated by the communication pipe 25. In addition, each hydraulic cylinder 16a, 16b
The effective areas of the hydraulic cylinders 18a and 18b are equal.

【0023】次に、本実施形態による射出装置の作用に
ついて説明する。図1において、射出工程において射出
用モータ9により駆動されるボールねじ軸12の回転運
動は、ボールナット14、15を前進させる推力に変換
され、この推力は油圧シリンダ16a、18aから射出
ブラケット5に伝わってこれを直進前進運動させる。こ
れにより、スクリュ3は、前進(図中左方向)しなが
ら、加熱バレル1においてスクリュ3の前方に蓄積され
た溶融樹脂を射出する。
Next, the operation of the injection device according to the present embodiment will be described. In FIG. 1, the rotation of the ball screw shaft 12 driven by the injection motor 9 in the injection process is converted into a thrust for advancing the ball nuts 14, 15, and this thrust is transmitted from the hydraulic cylinders 16a, 18a to the injection bracket 5. It makes this move straight forward. Thereby, the screw 3 injects the molten resin accumulated in front of the screw 3 in the heating barrel 1 while moving forward (to the left in the figure).

【0024】この射出工程の間、射出力の反力として、
図2に示すように、後退方向に荷重Fが射出ブラケット
5に作用する。この荷重Fは、油圧シリンダ16a、1
8aを介してボールナット14、15には等分に分配さ
れてF/2づつ負荷される。すなわち、ボールナット1
4、15が前進した場合には、ピストン20aによりシ
リンダ室21aの圧油が加圧され、またピストン22a
によりシリンダ室23aの圧油が加圧されて、両シリン
ダ室21a、23aの圧油を介して射出力と同じ推力が
射出ブラケット5に作用する。逆に、射出力の反力であ
る荷重Fは分配されてそれぞれボールナット14、15
に伝えられる。この荷重F配分においては、両シリンダ
室21a、23aは連通管24によって連通しているた
めに圧力が等しくなることから、ボールナット14、1
5には常に等しいF/2の荷重が配分される。
During this injection process, the reaction force of the firing force is:
As shown in FIG. 2, a load F acts on the injection bracket 5 in the retreating direction. This load F is applied to the hydraulic cylinders 16a, 1
The ball nuts 14 and 15 are equally distributed and loaded by F / 2 via the ball nuts 8a. That is, the ball nut 1
When the pistons 4 and 15 move forward, the pressure oil in the cylinder chamber 21a is pressurized by the piston 20a and the piston 22a
As a result, the pressure oil in the cylinder chamber 23a is pressurized, and the same thrust as the ejection force acts on the injection bracket 5 via the pressure oil in both the cylinder chambers 21a and 23a. Conversely, the load F, which is the reaction force of the firing force, is distributed to the ball nuts 14 and 15 respectively.
Conveyed to. In this load F distribution, since the two cylinder chambers 21a and 23a communicate with each other through the communication pipe 24, the pressures become equal.
5, the same load of F / 2 is always distributed.

【0025】他方、計量工程においては、スクリュ3の
回転により溶融した樹脂材料は、スクリュ3の前方に蓄
積され、このスクリュ3を後退させる。このスクリュ3
ともに射出ブラケット5は後退するが、この間は、ボー
ルナット14、15には、シリンダ16b、18bを介
して荷重Fが配分される。この場合も、シリンダ室21
b、23bは、連通管25によって連通してるので、ボ
ールナット14、15には荷重F/2が等分に負荷され
る。
On the other hand, in the measuring step, the resin material melted by the rotation of the screw 3 is accumulated in front of the screw 3 and retreats the screw 3. This screw 3
In both cases, the injection bracket 5 retreats, and during this time, the load F is distributed to the ball nuts 14 and 15 via the cylinders 16b and 18b. Also in this case, the cylinder chamber 21
Since b and 23b communicate with each other by the communication pipe 25, the load F / 2 is equally applied to the ball nuts 14 and 15.

【0026】なお、ボールナット14、15が油圧シリ
ンダ16a、16b、18a、18bを介さずに直接射
出ブラケット5に固定されている場合には、荷重Fがそ
れぞれボールナット14、15に配分されて負荷される
のは同様であるが、この場合には、等分に配分されな
い。これは、時間の経過とともにボールねじ軸12と射
出ブラケット5の間の温度差の変化に起因して、荷重配
分が変化してしまうからである。
When the ball nuts 14, 15 are fixed directly to the injection bracket 5 without passing through the hydraulic cylinders 16a, 16b, 18a, 18b, the load F is distributed to the ball nuts 14, 15 respectively. The loading is similar, but in this case it is not evenly distributed. This is because the load distribution changes due to a change in the temperature difference between the ball screw shaft 12 and the injection bracket 5 over time.

【0027】ボールねじ軸12の寿命Lは、次式によっ
て求めることができる。
The life L of the ball screw shaft 12 can be obtained by the following equation.

【数1】 ここで、C:ボールねじ軸の動定格荷重 P:ボールナットに作用する荷重 f:荷重係数 〔1〕式から、ボールナットに作用する荷重Pが半減す
ると、ボールねじ軸の寿命Lは8倍になることがわか
る。
(Equation 1) Here, C: the dynamic load rating of the ball screw shaft P: the load acting on the ball nut f: the load coefficient From the equation (1), if the load P acting on the ball nut is reduced by half, the life L of the ball screw shaft is increased by 8 times. It turns out that it becomes.

【0028】ところで、より大型の射出成形機を電動化
するにあたっては、射出行程や型締め行程では作用する
荷重も大きく、また、移動速度も大きいので、動定格荷
重の大きなボールねじが求められる。しかし、型締力が
400t以上の射出成形機ともなると、動定格荷重の大
きなボールねじを採用しても、荷重が大きすぎるため寿
命を確保することができずに電動化の実現が困難であっ
た。しかしながら、前記のように、ボールナット14、
15に荷重を均等に配分することで、寿命が8倍に延び
るので、大型の射出成形機の電動化が可能となる。
When a larger injection molding machine is electrified, a large load is applied during the injection stroke and the mold clamping stroke, and the moving speed is also high. Therefore, a ball screw having a large dynamic rated load is required. However, in the case of an injection molding machine having a mold clamping force of 400 t or more, even if a ball screw having a large dynamic rated load is employed, the load is too large to secure the life and it is difficult to realize the electrification. Was. However, as described above, the ball nut 14,
By evenly distributing the load to 15, the life is extended eight times, so that a large-sized injection molding machine can be electrically operated.

【0029】次に、図3は、射出工程における射出力を
検出するために差圧センサ26を設けた例を示す。射出
力の反力として射出ブラケット5に作用する荷重は、前
述したように、ボールナット14、15に等配分される
ため、これを利用して、正味の射出力を差圧センサ26
により検出する。
Next, FIG. 3 shows an example in which a differential pressure sensor 26 is provided to detect the injection power in the injection step. As described above, the load acting on the injection bracket 5 as a reaction force of the shooting power is equally distributed to the ball nuts 14 and 15, so that the net shooting force is used to reduce the net shooting force by using the differential pressure sensor 26.
Is detected by

【0030】射出ブラケット5からボールナット14に
作用する力は、シリンダ室21bの圧力にシリンダ面積
をかけた力と、シリンダ室21aの圧力にシリンダ面積
をかけた力の差である。そして、ボールナット15に作
用する力は、シリンダ室23bの圧力にシリンダ面積を
かけた力と、シリンダ室23aの圧力にシリンダ面積を
かけた力の差である。シリンダ面積は等しく、また、シ
リンダ室21bとシリンダ室23bの圧力はP1で等し
く、シリンダ室21aとシリンダ室23aの圧力はP2
で等しい。したがって、ボールナット14の両側のシリ
ンダ室21a、21bの圧力P1、P2の差圧を差圧セン
サ26で検出し、これにシリンダ面積の2倍を乗じれ
ば、正味の射出力を検出することができる。
The force acting on the ball nut 14 from the injection bracket 5 is the difference between the force obtained by multiplying the pressure in the cylinder chamber 21b by the cylinder area and the force obtained by multiplying the pressure in the cylinder chamber 21a by the cylinder area. The force acting on the ball nut 15 is the difference between the force obtained by multiplying the pressure in the cylinder chamber 23b by the cylinder area and the force obtained by multiplying the pressure in the cylinder chamber 23a by the cylinder area. The cylinder areas are equal, the pressure in the cylinder chamber 21b and the pressure in the cylinder chamber 23b is equal to P1, and the pressure in the cylinder chamber 21a and the cylinder chamber 23a is P2.
Is equal to Therefore, if the differential pressure between the pressures P1 and P2 in the cylinder chambers 21a and 21b on both sides of the ball nut 14 is detected by the differential pressure sensor 26 and multiplied by twice the cylinder area, the net emission power can be detected. Can be.

【0031】このようにして検出した射出力に基づいて
射出力を制御する場合、制御系の応答特性を確保するた
めにの、射出ブラケット5と油圧シリンダ16a、16
b、18a、18b、およびボールナット14、15の
間の締結剛性を高める必要がある。このためには、射出
ブラケット5−締付けフランジ17−油圧シリンダ16
a−フランジ部14a−油圧シリンダ16b−射出ブラ
ケット5−油圧シリンダ18a−フランジ部15a−油
圧シリンダ18b−締付けフランジ19がなす内力ルー
プに予圧をかけておくのが望ましい。 第2実施形態 次に、本発明の第2実施形態による射出装置を図4に示
す。図4に示す実施形態は、射出ブラケット30に図2
に示した駆動装置を2台上下に並列に設けた実施形態で
ある。ボールねじ軸12、ボールナット14、15、射
出用モータ9その他主要なものについては、下段に配置
されたものには添字Aを付し、上段に配置されたものに
は添字Bを付して両者を区別する。その他の図2と同一
の構成要素については、図2と同一の参照符号を付して
ある。
When controlling the firing power based on the firing power detected in this way, the injection bracket 5 and the hydraulic cylinders 16a, 16a, 16b, 16c are used to secure the response characteristics of the control system.
It is necessary to increase the fastening rigidity between b, 18a, 18b and the ball nuts 14, 15. For this purpose, the injection bracket 5-tightening flange 17-hydraulic cylinder 16
It is desirable to preload the internal force loop formed by a-flange portion 14a-hydraulic cylinder 16b-injection bracket 5-hydraulic cylinder 18a-flange portion 15a-hydraulic cylinder 18b-tightening flange 19. Second Embodiment Next, FIG. 4 shows an injection device according to a second embodiment of the present invention. The embodiment shown in FIG.
Is an embodiment in which two driving devices shown in FIG. Regarding the ball screw shaft 12, the ball nuts 14, 15 and the injection motor 9 and other main components, those arranged at the lower stage are given the suffix A, and those arranged at the upper stage are given the suffix B. Distinguish between the two. Other components that are the same as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.

【0032】図5に、本実施形態の駆動装置の詳細を示
す。上下両段の駆動装置それぞれにおいて、前進側の油
圧シリンダ16aおよび18aのそれぞれのシリンダ室
21a、23aは連通管24A、24Bにより連通して
いることは図2の実施形態と同様であるが、上下両段の
連通管24A、24Bは配管32によって連通し合って
いる。同様に上下両段において、後退側の油圧シリンダ
16bおよび18bのそれぞれのシリンダ室21b、2
3bは、それぞれ連通管25A、25Bにより連通し、
これらは配管34によって連通し合っている。
FIG. 5 shows the details of the driving device of this embodiment. In each of the upper and lower drive units, the cylinder chambers 21a and 23a of the hydraulic cylinders 16a and 18a on the forward side are communicated by communication pipes 24A and 24B as in the embodiment of FIG. The communication pipes 24 </ b> A and 24 </ b> B of both stages are connected by a pipe 32. Similarly, in both upper and lower stages, the respective cylinder chambers 21b, 2b,
3b communicates with the communication pipes 25A and 25B, respectively.
These are connected by a pipe 34.

【0033】このように各シリンダ室を互いに連通させ
ているので、図2の駆動装置と同じような負荷配分作用
により、射出ブラケット30に作用する荷重Fはボール
ナット14A、14B、15A、15Bに均等に配分さ
れる。この場合、並列になっているので、各ボールナッ
トには1/4Fの荷重が配分される。
Since the respective cylinder chambers are thus communicated with each other, the load F acting on the injection bracket 30 is applied to the ball nuts 14A, 14B, 15A, 15B by the load distribution effect similar to that of the drive device of FIG. Evenly distributed. In this case, since they are arranged in parallel, a load of 荷重 F is distributed to each ball nut.

【0034】駆動装置を並列に配置した場合、射出用モ
ータ9A、9Bは、同期運転するように制御されるが、
同期ずれを完全になくすのは困難である。特に、起動、
停止時に同期ずれによる駆動力のアンバランスでピッチ
ングやヨーイング等の好ましくない運動が発生する虞
や、特定のボールナットに部分的過負荷が作用する虞が
ある。
When the driving devices are arranged in parallel, the injection motors 9A and 9B are controlled to operate synchronously.
It is difficult to completely eliminate out-of-sync. In particular, launch,
There is a risk that undesired movements such as pitching and yawing may occur due to an imbalance of the driving force due to the synchronization deviation at the time of stopping, and a partial overload may act on a specific ball nut.

【0035】しかしながら、本実施形態によれば、2台
の射出用モータ9A、9Bの間で多少の同期ずれが生じ
ても、ボールねじ軸12A、12Bおよびボールナット
14A、14B、15A、15Bには常に均等な荷重配
分がなされるので、駆動力のアンバランスや、特定のボ
ールナットへの部分的過負荷を回避することができる。
このため、ボールねじ軸12A、12Bの寿命を延ばす
ことができるのに加えて、さらにモータの同期ずれとい
う駆動装置を並列にした場合の課題を解決できるので、
ボールねじ軸一本の負荷能力の制約を並列にすることで
補ない、より大型の射出装置に適用することが可能とな
る。
However, according to the present embodiment, even if a slight deviation occurs between the two injection motors 9A and 9B, the ball screw shafts 12A and 12B and the ball nuts 14A, 14B, 15A and 15B are not affected. Since the load is always evenly distributed, it is possible to avoid imbalance in the driving force and partial overload on a specific ball nut.
For this reason, in addition to extending the life of the ball screw shafts 12A and 12B, it is possible to further solve the problem of the motor being out of synchronization when the driving devices are arranged in parallel.
It is possible to apply the present invention to a larger injection device, which can compensate for the limitation of the load capacity of one ball screw shaft by making it parallel.

【0036】以上、本発明について、射出成形機におけ
る射出装置の駆動装置に適用した実施の形態を挙げて説
明したが、本発明を型締装置に適用しても効果は同じで
ある。また、荷重負荷を配分する油圧シリンダの替わり
にダイヤフラムなどの油圧アクチュエータを使用しても
よい。
Although the present invention has been described with reference to the embodiment in which the present invention is applied to a driving device of an injection device in an injection molding machine, the same effect can be obtained by applying the present invention to a mold clamping device. Further, a hydraulic actuator such as a diaphragm may be used instead of the hydraulic cylinder for distributing the load.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、負荷荷重を複数個のボールナットに常に均等
に配分させることができるので、ボールナット一つあた
りの負荷荷重が少なくなりボールねじの寿命を大幅に延
ばすことができ、大型機の電動化を可能とする。また、
本発明の駆動装置を複数組み並列に設けることにより、
駆動力のアンバランスや部分的過負荷を回避できるの
で、より大型機の電動化を達成することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the applied load can always be evenly distributed to a plurality of ball nuts, so that the applied load per ball nut is reduced. The life of the ball screw can be greatly extended, and large machines can be electrified. Also,
By providing a plurality of drive devices of the present invention in parallel,
Since imbalance of the driving force and partial overload can be avoided, the motorization of a larger machine can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を射出装置の駆動装置に適用した一実施
形態を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a driving device of an injection device.

【図2】図1の駆動装置の要部拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the driving device of FIG.

【図3】差圧センサを設けた図1の駆動装置の要部拡大
図。
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of the driving device of FIG. 1 provided with a differential pressure sensor.

【図4】本発明の他の実施形態を示す概略構成図。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

【図5】図4の駆動装置の要部拡大図。FIG. 5 is an enlarged view of a main part of the driving device of FIG. 4;

【図6】本発明による駆動装置の負荷荷重配分原理を示
す模式図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the principle of load distribution of the drive device according to the present invention.

【図7】従来の電動式射出成形機の射出装置の概略構成
図。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an injection device of a conventional electric injection molding machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加熱バレル 2 ホッパ 3 スクリュ 5 射出ブラケット 6 ベース 8 計量用モータ 9 射出用モータ 10 ベルト伝動機構 12 ボールねじ軸 14 ボールナット 15 ボールナット 16a、16b 油圧シリンダ 18a、18b 油圧シリンダ 24 連通管 25 連通管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating barrel 2 Hopper 3 Screw 5 Injection bracket 6 Base 8 Metering motor 9 Injection motor 10 Belt transmission mechanism 12 Ball screw shaft 14 Ball nut 15 Ball nut 16a, 16b Hydraulic cylinder 18a, 18b Hydraulic cylinder 24 Communication pipe 25 Communication pipe

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電動モータの回転運動を可動部材の推力に
変換するボールねじ伝動機構を有する電動式射出成形機
の駆動装置において、 前記電動モータにより回転駆動されるボールねじ軸に対
して嵌合するボールナットを1本のボールねじ軸につい
て複数個直列に配設し、 前記ボールナットから電動式射出成形機の可動部材に推
力を伝達する流体圧シリンダをそれぞれボールナットに
連結し、 前記各々の流体圧シリンダのシリンダ室を連通管により
連通させたことを特徴とする電動式射出成形機の駆動装
置。
1. A driving device for an electric injection molding machine having a ball screw transmission mechanism for converting a rotary motion of an electric motor into a thrust of a movable member, wherein the driving device is fitted to a ball screw shaft which is rotationally driven by the electric motor. A plurality of ball nuts are arranged in series with respect to one ball screw shaft, and fluid pressure cylinders for transmitting thrust from the ball nut to a movable member of an electric injection molding machine are connected to the ball nuts, respectively. A driving device for an electric injection molding machine, wherein a cylinder chamber of a fluid pressure cylinder is communicated with a communication pipe.
【請求項2】前記射出成形機の可動部材は、ベース上を
スクリュの軸方向に移動可能に設けられ、スクリュの後
端部を支持する射出ブラケットであり、前記電動モータ
は、射出工程でスクリュを前進させる射出用モータであ
ることを特徴とする請求項1に記載の電動式射出成形機
の駆動装置。
2. A movable member of the injection molding machine is an injection bracket which is provided on a base so as to be movable in an axial direction of the screw, and supports a rear end of the screw. 2. The drive device for an electric injection molding machine according to claim 1, wherein the drive device is an injection motor for moving the motor forward.
【請求項3】前記流体圧シリンダは、ボールナットのフ
ランジ部を間にその両側にシリンダ面積の等しいシリン
ダ室を有し、両シリンダ室の圧力の差圧を検出する差圧
センサを設けたことを特徴とする請求項1に記載の電動
式射出成形機の駆動装置。
3. The fluid pressure cylinder has a cylinder chamber having an equal cylinder area on both sides of a flange portion of a ball nut, and a differential pressure sensor for detecting a pressure difference between the two cylinder chambers is provided. The driving device for an electric injection molding machine according to claim 1, wherein:
【請求項4】前記ボールねじ軸が並列に配置されるよう
に請求項1に記載の駆動装置を複数組み設け、前記各組
の流体圧シリンダの連通管同士をさらに他の連通管で連
通させたことを特徴とする電動式射出成形機の駆動装
置。
4. A plurality of drive units according to claim 1, wherein said ball screw shafts are arranged in parallel, and the communication tubes of the fluid pressure cylinders of each group are connected to each other by another communication tube. A drive device for an electric injection molding machine, characterized in that:
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Cited By (3)

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