JP2001058342A - 電動射出成形機の駆動用のボールねじの損傷検出方法およびその保全方法 - Google Patents
電動射出成形機の駆動用のボールねじの損傷検出方法およびその保全方法Info
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/83—Lubricating means
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/2021—Screw mechanisms with means for avoiding overloading
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 電動射出成形機の駆動系に用いるボールねじ
の損傷を検出する損傷検出方法、および損傷しはじめた
ボールねじの保全方法を提供する。 【解決手段】 電動射出成形機の駆動系において、駆動
用のボールねじのナットの温度を検出する温度検出器を
設置し、温度検出器の検出値の変化によりボールねじの
損傷状態を検出する。検出は１）ボールナット３５の温
度を検出して、その検出値の変化を検出する方法、２）
ボールねじから定期的に採取した潤滑用グリスの状態を
測定する方法及び３）リターンチューブからボールを抜
取り、その表面のかじり傷の程度を目視にて判断する方
法により、ボールねじの損傷状態を検出し、温度の検出
値、グリスの状態、ボール表面のかじり傷の程度がある
基準値を越えた場合にボールのみを交換し、ボール交換
は、ボール全て、あるいは損傷したものを交換する。
の損傷を検出する損傷検出方法、および損傷しはじめた
ボールねじの保全方法を提供する。 【解決手段】 電動射出成形機の駆動系において、駆動
用のボールねじのナットの温度を検出する温度検出器を
設置し、温度検出器の検出値の変化によりボールねじの
損傷状態を検出する。検出は１）ボールナット３５の温
度を検出して、その検出値の変化を検出する方法、２）
ボールねじから定期的に採取した潤滑用グリスの状態を
測定する方法及び３）リターンチューブからボールを抜
取り、その表面のかじり傷の程度を目視にて判断する方
法により、ボールねじの損傷状態を検出し、温度の検出
値、グリスの状態、ボール表面のかじり傷の程度がある
基準値を越えた場合にボールのみを交換し、ボール交換
は、ボール全て、あるいは損傷したものを交換する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電動射出成形機の駆
動系に用いる駆動用のボールねじの損傷を検出する損傷
検出方法及びボールねじの保全方法に関するものであ
る。
動系に用いる駆動用のボールねじの損傷を検出する損傷
検出方法及びボールねじの保全方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ボールねじは、例えば、図２に示す如く
ボールねじ軸Ａのねじ溝ａとボールナットＢのねじ溝ｂ
とを対向させてできるコイル状の空間に、ころがり軸受
用のボールｃを配列して形成されている。そして、ボー
ルナットＢの一端から出たボールｃは、図２に示すよう
に、ボールナットＢ本体の中のリターンチューブｄ又は
図示しない穴の中を通ってボールナットＢの他端のねじ
溝ｂ側に導かれ、前記コイル状の空間を通って再びボー
ルナットＢの一端へもどされる。このような構造である
ため、一般のすべり接触のねじに比べて摩擦係数がきわ
めて小さく、高い効率を有している。なお、図２でｅは
リターンチューブｄをボールナットＢ本体へ固定するリ
ターンチューブおさえ、ｆはボールナットＢの間隔を調
整するためのシムプレート、ｇはボールナットＢの一端
に設けられたラビリンスシール、ｈはボールナットＢ同
志を位置決めするためのキーである。
ボールねじ軸Ａのねじ溝ａとボールナットＢのねじ溝ｂ
とを対向させてできるコイル状の空間に、ころがり軸受
用のボールｃを配列して形成されている。そして、ボー
ルナットＢの一端から出たボールｃは、図２に示すよう
に、ボールナットＢ本体の中のリターンチューブｄ又は
図示しない穴の中を通ってボールナットＢの他端のねじ
溝ｂ側に導かれ、前記コイル状の空間を通って再びボー
ルナットＢの一端へもどされる。このような構造である
ため、一般のすべり接触のねじに比べて摩擦係数がきわ
めて小さく、高い効率を有している。なお、図２でｅは
リターンチューブｄをボールナットＢ本体へ固定するリ
ターンチューブおさえ、ｆはボールナットＢの間隔を調
整するためのシムプレート、ｇはボールナットＢの一端
に設けられたラビリンスシール、ｈはボールナットＢ同
志を位置決めするためのキーである。
【０００３】さて、電動射出成形機に用いられるボール
ネジは、従来、高負荷用途とされる工作機械などに比べ
高負荷で使用され、回転数も高く、正逆回転を頻繁に繰
り返す。このためボール同士の干渉により、ボールが損
傷し、その結果ネジ軸を損傷させてしまうという問題が
ある。このような電動射出成形機の駆動装置において
は、その独特の負荷環境下にあるボールねじの早期損傷
が問題となっている。通常、ボールねじの耐久年数はお
よそ４〜８年を想定して仕様決定しているが、中には数
ヶ月で損傷した例もある。電動射出成形機における基幹
部品であるボールねじの突然の作動不能は絶対に避けな
ければならない問題である。そこで損傷の開始もしくは
その進行状態を検出すること、および損傷してしまった
ボールねじを作動不能になる前に保全し、寿命を延ばす
ことが急務となっている。
ネジは、従来、高負荷用途とされる工作機械などに比べ
高負荷で使用され、回転数も高く、正逆回転を頻繁に繰
り返す。このためボール同士の干渉により、ボールが損
傷し、その結果ネジ軸を損傷させてしまうという問題が
ある。このような電動射出成形機の駆動装置において
は、その独特の負荷環境下にあるボールねじの早期損傷
が問題となっている。通常、ボールねじの耐久年数はお
よそ４〜８年を想定して仕様決定しているが、中には数
ヶ月で損傷した例もある。電動射出成形機における基幹
部品であるボールねじの突然の作動不能は絶対に避けな
ければならない問題である。そこで損傷の開始もしくは
その進行状態を検出すること、および損傷してしまった
ボールねじを作動不能になる前に保全し、寿命を延ばす
ことが急務となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電動射出成
形機の駆動系に用いるボールねじの損傷を検出する損傷
検出方法、および損傷しはじめたボールねじの保全方法
を提供することを目的とする。
形機の駆動系に用いるボールねじの損傷を検出する損傷
検出方法、および損傷しはじめたボールねじの保全方法
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】１）電動射出成形機の駆
動系において、駆動用のボールねじのナットの温度を検
出する検出器を設置し、該温度検出器の検出値の変化に
よりボールねじの損傷状態を検出するようにした。 ２）前記１）の検出方法において温度検出器を前記ボー
ルナットに設置した。 ３）前記２）の検出方法において温度検出器を前記ボー
ルナットの内部に設置した。 ４）前記３）の検出方法において温度検出器を前記ボー
ルナットの溝の底部近傍に設置した。 ５）前記２）〜４）の検出方法において温度検出器を熱
電対とした。 ６）前記１）〜５）の検出方法で検出された検出値が、
所定の基準値を超えたとき、ボールねじのボールを交換
するようにした。 ７）前記６）の方法による検出値が所定の基準値を超え
たとき、ボールねじのボール全てを交換するようにし
た。 ８）電動射出成形機の駆動系において、駆動用のボール
ねじから定期的に潤滑用のグリスを採取し、該採取した
グリスの状態を測定することによりボールねじの損傷状
態を検出するようにした。 ９）前記８）の方法においてグリスの状態として、採取
したグリス中に含まれる鉄分量が２〜２０wt％である場
合に、ボールねじが損傷していると判断することとし
た。 １０）前記８）の方法においてグリスの状態として、採
取したグリスの変色度合でボールねじが損傷していると
判断することとした。 １１）前記８）〜１０）の方法において検出された検出
値が、所定の基準値を超えたとき、ボールねじのボール
を交換するようにした。 １２）前記１１）の検出方法で検出値が所定の基準値を
超えたとき、ボールねじのボール全てを交換するように
した。 １３）電動射出成形機の駆動系において、駆動用のボー
ルねじからボールを抜取り、該抜取ったボールの表面の
かじり傷の程度によってボールねじの損傷状態を検出す
るようにした。 １４）前記１３）の方法で検出された検出値が、所定の
基準値を超えたとき、ボールねじのボールねじのボール
を交換するようにした。 １５）前記１４）の検出方法での検出値が所定の基準値
を超えたとき、ボールねじのボール全てを交換するよう
にした。
動系において、駆動用のボールねじのナットの温度を検
出する検出器を設置し、該温度検出器の検出値の変化に
よりボールねじの損傷状態を検出するようにした。 ２）前記１）の検出方法において温度検出器を前記ボー
ルナットに設置した。 ３）前記２）の検出方法において温度検出器を前記ボー
ルナットの内部に設置した。 ４）前記３）の検出方法において温度検出器を前記ボー
ルナットの溝の底部近傍に設置した。 ５）前記２）〜４）の検出方法において温度検出器を熱
電対とした。 ６）前記１）〜５）の検出方法で検出された検出値が、
所定の基準値を超えたとき、ボールねじのボールを交換
するようにした。 ７）前記６）の方法による検出値が所定の基準値を超え
たとき、ボールねじのボール全てを交換するようにし
た。 ８）電動射出成形機の駆動系において、駆動用のボール
ねじから定期的に潤滑用のグリスを採取し、該採取した
グリスの状態を測定することによりボールねじの損傷状
態を検出するようにした。 ９）前記８）の方法においてグリスの状態として、採取
したグリス中に含まれる鉄分量が２〜２０wt％である場
合に、ボールねじが損傷していると判断することとし
た。 １０）前記８）の方法においてグリスの状態として、採
取したグリスの変色度合でボールねじが損傷していると
判断することとした。 １１）前記８）〜１０）の方法において検出された検出
値が、所定の基準値を超えたとき、ボールねじのボール
を交換するようにした。 １２）前記１１）の検出方法で検出値が所定の基準値を
超えたとき、ボールねじのボール全てを交換するように
した。 １３）電動射出成形機の駆動系において、駆動用のボー
ルねじからボールを抜取り、該抜取ったボールの表面の
かじり傷の程度によってボールねじの損傷状態を検出す
るようにした。 １４）前記１３）の方法で検出された検出値が、所定の
基準値を超えたとき、ボールねじのボールねじのボール
を交換するようにした。 １５）前記１４）の検出方法での検出値が所定の基準値
を超えたとき、ボールねじのボール全てを交換するよう
にした。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に
係る損傷検出方法及び保全方法が適用されるボールねじ
を備えた電動式射出成形機の概略図である。図１におい
て、１１は加熱シリンダで、この加熱シリンダ１１の前
端（図における左側）に射出ノズル１１ａが配設され
る。加熱シリンダ１１内には、スクリュー１２が進退
（図における左右方向に移動）自在に、かつ、回転自在
に配設されている。そして、スクリュー１２は、前端に
スクリューヘッド１２ａを有するとともに、前記加熱シ
リンダ１１内を後方（図における右方）に延び、後端
（図における右端）にベアリングボックス１３が固定さ
れている。また、前記スクリュー１２の周囲には螺旋状
のフライト１２ｂが形成され、フライト１２ｂ間に溝１
４が形成されている。
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に
係る損傷検出方法及び保全方法が適用されるボールねじ
を備えた電動式射出成形機の概略図である。図１におい
て、１１は加熱シリンダで、この加熱シリンダ１１の前
端（図における左側）に射出ノズル１１ａが配設され
る。加熱シリンダ１１内には、スクリュー１２が進退
（図における左右方向に移動）自在に、かつ、回転自在
に配設されている。そして、スクリュー１２は、前端に
スクリューヘッド１２ａを有するとともに、前記加熱シ
リンダ１１内を後方（図における右方）に延び、後端
（図における右端）にベアリングボックス１３が固定さ
れている。また、前記スクリュー１２の周囲には螺旋状
のフライト１２ｂが形成され、フライト１２ｂ間に溝１
４が形成されている。
【０００７】そして、加熱シリンダ１１における設定さ
れた箇所には、図示しない樹脂供給口が形成され、樹脂
供給口に図示しないホッパが固定されている。樹脂供給
口は、スクリュー１２を加熱シリンダ１１内における最
も前方（図における左方）に置いた状態において、溝１
４の後端部に対応する箇所に形成される。したがって、
計量工程時に、前記スクリュー１２を回転させると、前
記ホッパ内からペレット状の樹脂がスクリュー１２に供
給され、樹脂は、加熱シリンダ１１内に進入し、溝１４
内を前進させられてスクリュー１２が後退する。
れた箇所には、図示しない樹脂供給口が形成され、樹脂
供給口に図示しないホッパが固定されている。樹脂供給
口は、スクリュー１２を加熱シリンダ１１内における最
も前方（図における左方）に置いた状態において、溝１
４の後端部に対応する箇所に形成される。したがって、
計量工程時に、前記スクリュー１２を回転させると、前
記ホッパ内からペレット状の樹脂がスクリュー１２に供
給され、樹脂は、加熱シリンダ１１内に進入し、溝１４
内を前進させられてスクリュー１２が後退する。
【０００８】また、加熱シリンダ１１の周囲には図示し
ないヒータが配設され、該ヒータによって加熱シリンダ
１１を加熱し、前記溝１４内の樹脂を溶融させることが
できるようになっている。したがって、スクリュー１２
を回転させながら所定量だけ後退（図における右方に移
動）させると、前記スクリューヘッド１２ａの前方に１
ショット分の溶融させられた樹脂が溜まる。
ないヒータが配設され、該ヒータによって加熱シリンダ
１１を加熱し、前記溝１４内の樹脂を溶融させることが
できるようになっている。したがって、スクリュー１２
を回転させながら所定量だけ後退（図における右方に移
動）させると、前記スクリューヘッド１２ａの前方に１
ショット分の溶融させられた樹脂が溜まる。
【０００９】次に、射出工程時に、前記スクリュー１２
を回転させることなく前進（図における左方に移動）さ
せると、前記スクリューヘッド１２ａの前方に溜められ
た樹脂は、射出ノズル１１ａから射出され、図示しない
金型のキャビティ空間に充填される。ところで、前記加
熱シリンダ１１の後方には、前記スクリュー１２を回転
させたり進退させたりするための駆動部１５が配設され
ている。駆動部１５は、フレーム１６、該フレーム１６
に対して移動自在に配設された計量用モータ１７、及び
前記フレーム１６に固定された射出用モータ１８を備
え、該射出用モータ１８とスクリュー１２とが同一軸線
上に配設されている。
を回転させることなく前進（図における左方に移動）さ
せると、前記スクリューヘッド１２ａの前方に溜められ
た樹脂は、射出ノズル１１ａから射出され、図示しない
金型のキャビティ空間に充填される。ところで、前記加
熱シリンダ１１の後方には、前記スクリュー１２を回転
させたり進退させたりするための駆動部１５が配設され
ている。駆動部１５は、フレーム１６、該フレーム１６
に対して移動自在に配設された計量用モータ１７、及び
前記フレーム１６に固定された射出用モータ１８を備
え、該射出用モータ１８とスクリュー１２とが同一軸線
上に配設されている。
【００１０】前記フレーム１６には、前記スクリュー１
２と平行に延びる案内バー１９が配設され、案内バー１
９に沿って前記計量用モータ１７が移動する。そのため
に、支持板２０が前記案内バー１９に対して摺（しゅ
う）動自在に配設され、支持板２０に計量用モータ１７
が取り付けられている。また、前記計量用モータ１７の
出力軸２１に駆動側プーリ２２が、前記ベアリングボッ
クス１３のボックス本体２３の外周に従動側プーリ２４
がそれぞれ固定され、駆動側プーリ２２と従動側プーリ
２４との間にタイミングベルト２５が張設されている。
なお、駆動側プーリ２２、従動側プーリ２４及びタイミ
ングベルト２５によって、ベアリングボックス１３と計
量用モータ１７とを連結する伝動手段が構成される。
２と平行に延びる案内バー１９が配設され、案内バー１
９に沿って前記計量用モータ１７が移動する。そのため
に、支持板２０が前記案内バー１９に対して摺（しゅ
う）動自在に配設され、支持板２０に計量用モータ１７
が取り付けられている。また、前記計量用モータ１７の
出力軸２１に駆動側プーリ２２が、前記ベアリングボッ
クス１３のボックス本体２３の外周に従動側プーリ２４
がそれぞれ固定され、駆動側プーリ２２と従動側プーリ
２４との間にタイミングベルト２５が張設されている。
なお、駆動側プーリ２２、従動側プーリ２４及びタイミ
ングベルト２５によって、ベアリングボックス１３と計
量用モータ１７とを連結する伝動手段が構成される。
【００１１】一方、前記射出用モータ１８は、前記フレ
ーム１６に固定されたステータ２６、及び該ステータ２
６の内周側に配設されたロータ２７から成り、ロータ２
７はフレーム１６に対して回転自在に支持されている。
そのために、前記ロータ２７に中空のロータシャフト２
８が嵌入されて固定され、該ロータシャフト２８の両端
がベアリング２９、３０によってフレーム１６のそれぞ
れ支持される。
ーム１６に固定されたステータ２６、及び該ステータ２
６の内周側に配設されたロータ２７から成り、ロータ２
７はフレーム１６に対して回転自在に支持されている。
そのために、前記ロータ２７に中空のロータシャフト２
８が嵌入されて固定され、該ロータシャフト２８の両端
がベアリング２９、３０によってフレーム１６のそれぞ
れ支持される。
【００１２】また、前記ベアリングボックス１３内にベ
アリング３１、３２が配設され、該ベアリング３１、３
２によってスクリュー１２と伝動軸としてのボールねじ
軸３３とが相対回転自在に連結され、前記フレーム１６
に荷重計３４を介して固定されたボールナット３５と前
記ボールねじ軸３３の前方部に形成されたねじ部３３ａ
とが螺合している。なお、該ねじ部３３ａによって、回
転運動を直線運動に変換する運動方向変換部が構成され
る。
アリング３１、３２が配設され、該ベアリング３１、３
２によってスクリュー１２と伝動軸としてのボールねじ
軸３３とが相対回転自在に連結され、前記フレーム１６
に荷重計３４を介して固定されたボールナット３５と前
記ボールねじ軸３３の前方部に形成されたねじ部３３ａ
とが螺合している。なお、該ねじ部３３ａによって、回
転運動を直線運動に変換する運動方向変換部が構成され
る。
【００１３】したがって、計量工程において、前記計量
用モータ１７を駆動すると、該計量用モータ１７の回転
が駆動側プーリ２２、タイミングベルト２５、ボックス
本体２３及びスクリュー１２と順に伝達され、、スクリ
ュー１２が回転すると、樹脂がスクリューヘッド１２ａ
の前方に移動させられる。この場合、スクリュー１２と
ボールねじ軸３３とはベアリングボックス１３を介して
相対回転自在に連結されているので、ボックス本体２３
に伝達された回転はボールねじ軸３３には伝達されない
が、加熱シリンダ１１内の樹脂の圧力がベアリングボッ
クス１３を介してボールねじ軸３３に伝達される。した
がって、ボールねじ軸３３は回転しながら後退し、これ
に伴ってスクリュー１２を後退させる。なお、該スクリ
ュー１２を後退させるときに、樹脂の圧力に抗してスク
リュー１２に背圧が加えられる。
用モータ１７を駆動すると、該計量用モータ１７の回転
が駆動側プーリ２２、タイミングベルト２５、ボックス
本体２３及びスクリュー１２と順に伝達され、、スクリ
ュー１２が回転すると、樹脂がスクリューヘッド１２ａ
の前方に移動させられる。この場合、スクリュー１２と
ボールねじ軸３３とはベアリングボックス１３を介して
相対回転自在に連結されているので、ボックス本体２３
に伝達された回転はボールねじ軸３３には伝達されない
が、加熱シリンダ１１内の樹脂の圧力がベアリングボッ
クス１３を介してボールねじ軸３３に伝達される。した
がって、ボールねじ軸３３は回転しながら後退し、これ
に伴ってスクリュー１２を後退させる。なお、該スクリ
ュー１２を後退させるときに、樹脂の圧力に抗してスク
リュー１２に背圧が加えられる。
【００１４】一方、前記射出用モータ１８において、ス
テータ２６に所定の周波数の電流を供給することによっ
て、前記スクリュー１２を回転させることなく前進させ
ることができる。そのために、前記ロータシャフト２８
の内側のほぼ中央に環状の係止部材３６が固定され、該
係止部材３６の内周に形成されたスプライン３７と前記
ボールねじ軸３３の後半部の外周に形成されたスプライ
ン３３ｂとが係合している。なお、該スプライン３３ｂ
によって、射出用モータ１８の回転を伝達する回転伝達
部が構成される。
テータ２６に所定の周波数の電流を供給することによっ
て、前記スクリュー１２を回転させることなく前進させ
ることができる。そのために、前記ロータシャフト２８
の内側のほぼ中央に環状の係止部材３６が固定され、該
係止部材３６の内周に形成されたスプライン３７と前記
ボールねじ軸３３の後半部の外周に形成されたスプライ
ン３３ｂとが係合している。なお、該スプライン３３ｂ
によって、射出用モータ１８の回転を伝達する回転伝達
部が構成される。
【００１５】したがって、射出工程において、前記射出
用モータ１８を駆動すると、該射出用モータ１８の回転
がロータシャフト２８、係止部材３６及びボールねじ軸
３３と順に伝達される。そして、前記ボールナット３５
がフレーム１６に固定されているので、ボールねじ軸３
３は回転しつつ前進し、スクリュー１２を前進させる。
また、このとき、タイミングベルト２５に加わる射出力
は、ベアリングボックス１３を介して荷重計３４に伝達
され、該荷重計３４によって検出される。なお、前記ボ
ールねじ軸３３は軸方向においてストロークＳだけ進退
する。
用モータ１８を駆動すると、該射出用モータ１８の回転
がロータシャフト２８、係止部材３６及びボールねじ軸
３３と順に伝達される。そして、前記ボールナット３５
がフレーム１６に固定されているので、ボールねじ軸３
３は回転しつつ前進し、スクリュー１２を前進させる。
また、このとき、タイミングベルト２５に加わる射出力
は、ベアリングボックス１３を介して荷重計３４に伝達
され、該荷重計３４によって検出される。なお、前記ボ
ールねじ軸３３は軸方向においてストロークＳだけ進退
する。
【００１６】さて、本発明はこのような電動射出成形機
のボールねじにおけるボールの損傷を検出し、検出結果
によってボールねじ軸及びナットをそのまま利用し、ボ
ールのみを入れ換えてボールねじの寿命の長期化を図ろ
うとするものである。射出成形機のボールねじ損傷形態
は、従来、工作機等で経験しているようなボールナット
もしくはボールねじ軸の溝のボール走行面の損傷からで
はなくて、ボール同士の滑りによるボールのみの損傷が
第一段階となる特異な形態であることが種々の耐久試験
から明らかになっている。したがって、ボールは損傷を
開始してもボールねじ軸３３およびボールナット３５の
損傷が始る前に、ボールのみを交換することによって、
高価なボールねじ軸３３およびボールナット３５を交換
することなく高寿命化が可能となる。したがって、ボー
ルねじ軸３３、ボールナット３５が損傷開始する手前で
検出することが重要である。
のボールねじにおけるボールの損傷を検出し、検出結果
によってボールねじ軸及びナットをそのまま利用し、ボ
ールのみを入れ換えてボールねじの寿命の長期化を図ろ
うとするものである。射出成形機のボールねじ損傷形態
は、従来、工作機等で経験しているようなボールナット
もしくはボールねじ軸の溝のボール走行面の損傷からで
はなくて、ボール同士の滑りによるボールのみの損傷が
第一段階となる特異な形態であることが種々の耐久試験
から明らかになっている。したがって、ボールは損傷を
開始してもボールねじ軸３３およびボールナット３５の
損傷が始る前に、ボールのみを交換することによって、
高価なボールねじ軸３３およびボールナット３５を交換
することなく高寿命化が可能となる。したがって、ボー
ルねじ軸３３、ボールナット３５が損傷開始する手前で
検出することが重要である。
【００１７】本発明の損傷の検出方法としては、下記の
３通りがある。 ボールナット３５の温度を検出して、その検出値の変
化を検出する方法。 ボールねじから定期的に採取した潤滑用のグリスの状
態を測定する方法。 リターンチューブからボールを抜取り、その表面のか
じり傷の程度を目視にて判断する方法。 そしてこれらの検出方法において、温度の検出値、グリ
スの状態、ボール表面のかじり傷の程度がある基準値を
越えた場合には、ボールねじ軸およびボールナットはそ
のままでボールのみを交換するようにするものである。
又ボールの交換は、ボール全てを交換するか、あるい
は、損傷したものを交換する。
３通りがある。 ボールナット３５の温度を検出して、その検出値の変
化を検出する方法。 ボールねじから定期的に採取した潤滑用のグリスの状
態を測定する方法。 リターンチューブからボールを抜取り、その表面のか
じり傷の程度を目視にて判断する方法。 そしてこれらの検出方法において、温度の検出値、グリ
スの状態、ボール表面のかじり傷の程度がある基準値を
越えた場合には、ボールねじ軸およびボールナットはそ
のままでボールのみを交換するようにするものである。
又ボールの交換は、ボール全てを交換するか、あるい
は、損傷したものを交換する。
【００１８】の検出方法の場合、温度計によるボール
ナット３５の測定温度が、連続運転を開始しておよそ２
４時間後の平常運転時の温度（基準温度）より、規定温
度分上昇した時点がボール同士の滑りによる摩擦発熱が
顕著で、ボール同士の損傷が開始・進行してボールねじ
軸３３、ボールナット３５への損傷が懸念されるレベル
であることが分っている。
ナット３５の測定温度が、連続運転を開始しておよそ２
４時間後の平常運転時の温度（基準温度）より、規定温
度分上昇した時点がボール同士の滑りによる摩擦発熱が
顕著で、ボール同士の損傷が開始・進行してボールねじ
軸３３、ボールナット３５への損傷が懸念されるレベル
であることが分っている。
【００１９】前記規定温度は、そのボールねじのサイズ
や稼動条件によって異なる為、初期には前記の検出
方法と併用することが望ましい。次に、ボールナット３
５の温度検出方法としては、ボールナット３５を非接触
で検出する方法と、温度計をボールナット３５に設置し
て検出する方法がある。非接触で検出する方法として
は、ボールナット３５の温度を検出することが可能な位
置に設けられ、温度計としては、放射温度計がある。接
触して検出する方法としては、ボールナット３５の外周
面に温度計を設けたり、ボールナット３５の内部に設置
する方法がある。内部に温度計を設置すると外気温の影
響を受けることが少ないので、温度計をボールナット３
５の外周面に設けるより、ボール損傷検出を正確に行な
うことができる。
や稼動条件によって異なる為、初期には前記の検出
方法と併用することが望ましい。次に、ボールナット３
５の温度検出方法としては、ボールナット３５を非接触
で検出する方法と、温度計をボールナット３５に設置し
て検出する方法がある。非接触で検出する方法として
は、ボールナット３５の温度を検出することが可能な位
置に設けられ、温度計としては、放射温度計がある。接
触して検出する方法としては、ボールナット３５の外周
面に温度計を設けたり、ボールナット３５の内部に設置
する方法がある。内部に温度計を設置すると外気温の影
響を受けることが少ないので、温度計をボールナット３
５の外周面に設けるより、ボール損傷検出を正確に行な
うことができる。
【００２０】図３は、ボールナット３５に温度計３８を
埋めた例を示している。図３に示したボールねじの様
に、複数循環列を有するリターンチューブ方式のボール
ねじの場合、ボールねじの形状、ボールねじの設置方
法、ボールねじの動作方法により求められる最も負荷条
件（荷重）の厳しい循環列に設けることが好ましい。例
えば、図３に示す如く、３列循環方式の場合、個々の循
環列の中央に設けるとよい。
埋めた例を示している。図３に示したボールねじの様
に、複数循環列を有するリターンチューブ方式のボール
ねじの場合、ボールねじの形状、ボールねじの設置方
法、ボールねじの動作方法により求められる最も負荷条
件（荷重）の厳しい循環列に設けることが好ましい。例
えば、図３に示す如く、３列循環方式の場合、個々の循
環列の中央に設けるとよい。
【００２１】また、温度計３８の設置方法としては、図
４に示す如く、ボールナット３５のボールの溝底より１
〜２mm位置に設置すると、ボールとボールナット３５と
の接触部により近い位置に設けることになると共に、外
気温の影響を受けにくいので、より正確な温度を検出す
ることができる。温度計としては、熱電対，測温体，表
面温度計等があり、図４に示した例は、熱電対を使用し
た例である。
４に示す如く、ボールナット３５のボールの溝底より１
〜２mm位置に設置すると、ボールとボールナット３５と
の接触部により近い位置に設けることになると共に、外
気温の影響を受けにくいので、より正確な温度を検出す
ることができる。温度計としては、熱電対，測温体，表
面温度計等があり、図４に示した例は、熱電対を使用し
た例である。
【００２２】また、規定温度として、図４で示した例の
場合、平常運転時の温度より１０℃前後上昇した温度を
目安としている。この目安の温度は、温度計の設置する
場所によって異なる。そして、温度計が前記規定温度よ
り上昇した場合、ごく一般的な既存の制御回路等によ
り、アラーム信号を出すようにしている。
場合、平常運転時の温度より１０℃前後上昇した温度を
目安としている。この目安の温度は、温度計の設置する
場所によって異なる。そして、温度計が前記規定温度よ
り上昇した場合、ごく一般的な既存の制御回路等によ
り、アラーム信号を出すようにしている。
【００２３】の検出方法の場合、グリスの状態として
は、ボールねじから定期的に採取した潤滑油のグリス内
に含まれている鉄分量を測定し、その鉄分量が２〜２０
wt％になった場合に、ボールねじ軸３３、ボールナット
３５の損傷が開始しはじめたと判断し、また、グリスの
変色度合を測定して、グリスの変色度合がある度合を超
えるとボールねじ軸３３、ボールナット３５の損傷が開
始しはじめたと判断するようにした。
は、ボールねじから定期的に採取した潤滑油のグリス内
に含まれている鉄分量を測定し、その鉄分量が２〜２０
wt％になった場合に、ボールねじ軸３３、ボールナット
３５の損傷が開始しはじめたと判断し、また、グリスの
変色度合を測定して、グリスの変色度合がある度合を超
えるとボールねじ軸３３、ボールナット３５の損傷が開
始しはじめたと判断するようにした。
【００２４】鉄分量の測定は、より正確に行なう為、原
子吸光分析による方法が好ましいが、あらかじめ相関関
係を求めておいて蛍光分析のピーク強度による方法も簡
便で価格も安く利用される。また、前記鉄分量２〜２０
wt％の内、２wt％に近い値で判断するようにするとボー
ルの損傷度合も少なくてすむ。また、グリスの変色度合
は、比較サンプルとの目視による比較により行われる。
子吸光分析による方法が好ましいが、あらかじめ相関関
係を求めておいて蛍光分析のピーク強度による方法も簡
便で価格も安く利用される。また、前記鉄分量２〜２０
wt％の内、２wt％に近い値で判断するようにするとボー
ルの損傷度合も少なくてすむ。また、グリスの変色度合
は、比較サンプルとの目視による比較により行われる。
【００２５】実際のボールねじ軸、ボールナットの損傷
が開始する前記鉄分量、あるいは、グリスの変色度合
は、ボールねじの形状やグリスの種類によって異なるの
で、初期には前記、の検出方法と併用してその使用
条件での規定値を求めることが望ましい。
が開始する前記鉄分量、あるいは、グリスの変色度合
は、ボールねじの形状やグリスの種類によって異なるの
で、初期には前記、の検出方法と併用してその使用
条件での規定値を求めることが望ましい。
【００２６】の検出方法の場合、実際に抜取ったボー
ルのほぼ全面にかじり傷が発生した時点、もしくは、ボ
ール表面の粗さ（凹凸度）が５〜２０μmになった場合
を、実際のボールねじ軸３３、ボールナット３５の損傷
が開始しはじめたと判断するようにした。しかし、ボー
ルねじの形状、もしくは、グリスの種類によってボール
表面のかじり傷の量は異なるので、前記、の検出方
法を併用してその使用条件での規定値を求めることが望
ましい。前記ボールねじのボールの表面損傷測定は、表
面粗さ計や真円度測定器等の測定器によって測定する。
ルのほぼ全面にかじり傷が発生した時点、もしくは、ボ
ール表面の粗さ（凹凸度）が５〜２０μmになった場合
を、実際のボールねじ軸３３、ボールナット３５の損傷
が開始しはじめたと判断するようにした。しかし、ボー
ルねじの形状、もしくは、グリスの種類によってボール
表面のかじり傷の量は異なるので、前記、の検出方
法を併用してその使用条件での規定値を求めることが望
ましい。前記ボールねじのボールの表面損傷測定は、表
面粗さ計や真円度測定器等の測定器によって測定する。
【００２７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の簡
易な方法、即ち ボールナット３５の温度を検出して、その検出値の変
化を検出する方法と、 ボールねじから定期的に採取した潤滑用のグリスの状
態を測定する方法及び、 リターンチューブからボールを抜取り、その表面のか
じり傷の程度を目視にて判断する方法等によって、ボー
ルねじの損傷状態を検出できる。 そしてこれらの検出方法において、温度の検出値、グリ
スの状態、ボール表面のかじり傷の程度がある基準値を
越えた場合には、ボールねじ軸およびボールナットはそ
のままでボールのみを交換して、ボールねじの保全を図
るようにした。又ボールの交換は、ボール全てを交換す
るか、あるいは、損傷したもののみを交換するようにし
た。このように、ボールの状態の検出、その結果による
ボール交換という保全方法をとることによる安価な手段
により、ボールねじの突然の動作不能に陥ることを未然
に防ぎボールねじの長寿命化が可能となった。
易な方法、即ち ボールナット３５の温度を検出して、その検出値の変
化を検出する方法と、 ボールねじから定期的に採取した潤滑用のグリスの状
態を測定する方法及び、 リターンチューブからボールを抜取り、その表面のか
じり傷の程度を目視にて判断する方法等によって、ボー
ルねじの損傷状態を検出できる。 そしてこれらの検出方法において、温度の検出値、グリ
スの状態、ボール表面のかじり傷の程度がある基準値を
越えた場合には、ボールねじ軸およびボールナットはそ
のままでボールのみを交換して、ボールねじの保全を図
るようにした。又ボールの交換は、ボール全てを交換す
るか、あるいは、損傷したもののみを交換するようにし
た。このように、ボールの状態の検出、その結果による
ボール交換という保全方法をとることによる安価な手段
により、ボールねじの突然の動作不能に陥ることを未然
に防ぎボールねじの長寿命化が可能となった。
【図１】電動射出成形機の概略図。
【図２】公知ボールねじの斜視図。
【図３】ボールナットに温度計を埋めた例を示す。
【図４】温度計として熱電対を使用した例を示す。
１ テーパ部 11 加熱シリンダ 11a 射出ノズル 12 スクリュー 12a スクリューヘッド 12b フライト 13 ベアリングボックス 14 溝 15 駆動部 16 フレーム 17 計量用モータ 18 射出用モータ 19 案内バー 20 支持板 21 出力軸 22 駆動側プーリ 23 ボックス本体 24 従動側プーリ 25 タイミングベルト 26 ステータ 27 ロータ 28 ロータシャフト 29・30 ベアリング 31・32 ベアリング 33 ボールねじ軸 33a ねじ部 34 荷重計 35 ボールナット 36 係止部材 37 スプライン 38 温度計
Claims (15)
- 【請求項１】 電動射出成形機の駆動系において、駆動
用のボールねじのナットの温度を検出する温度検出器を
設置し、該温度検出器の検出値の変化によりボールねじ
の損傷状態を検出することを特徴とする電動射出成形機
の駆動用のボールねじの損傷検出方法。 - 【請求項２】 前記温度検出器を前記ボールナットに設
置したことを特徴とする請求項１記載の電動射出成形機
の駆動用のボールねじの損傷検出方法。 - 【請求項３】 前記温度検出器を前記ボールナットの内
部に設置したことを特徴とする請求項２記載の電動射出
成形機の駆動用のボールねじの損傷検出方法。 - 【請求項４】 前記温度検出器を前記ボールナットの溝
の底部近傍に設置したことを特徴とする請求項３記載の
電動射出成形機の駆動用のボールねじの損傷検出方法。 - 【請求項５】 前記温度検出器が熱電対であることを特
徴とする請求項２〜４記載の電動射出成形機の駆動用の
ボールねじの損傷検出方法。 - 【請求項６】 前記請求項１〜５記載の電動射出成形機
の駆動用のボールねじの損傷検出方法で検出された検出
値が、所定の基準値を超えたとき、ボールねじのボール
を交換することを特徴とする電動射出成形機の駆動用の
ボールねじの損傷検出方法。 - 【請求項７】 前記検出値が所定の基準値を超えたと
き、ボールねじのボール全てを交換することを特徴とす
る請求項６記載の電動射出成形機の駆動用のボールねじ
の保全方法。 - 【請求項８】 電動射出成形機の駆動系において、駆動
用のボールねじから定期的に潤滑用のグリスを採取し、
該採取したグリスの状態を測定することによりボールね
じの損傷状態を検出する電動射出成形機の駆動用のボー
ルねじの損傷検出方法。 - 【請求項９】 前記グリスの状態として、採取したグリ
ス中に含まれる鉄分量が２〜２０wt％である場合に、ボ
ールねじが損傷していると判断することを特徴とする請
求項８記載の電動射出成形機の駆動用のボールねじの損
傷検出方法。 - 【請求項１０】 前記グリスの状態として、採取したグ
リスの変色度合でボールねじが損傷していると判断する
ことを特徴とする請求項８記載の電動射出成形機の駆動
用のボールねじの損傷検出方法。 - 【請求項１１】 前記請求項８〜１０記載の電動射出成
形機の駆動用のボールねじの損傷検出方法で検出された
検出値が、所定の基準値を超えたとき、ボールねじのボ
ールを交換することを特徴とする電動射出成形機の駆動
用のボールねじの保全方法。 - 【請求項１２】 前記検出値が所定の基準値を超えたと
き、ボールねじのボール全てを交換することを特徴とす
る請求項１１記載の電動射出成形機の駆動用のボールね
じの保全方法。 - 【請求項１３】 電動射出成形機の駆動系において、駆
動用のボールねじからボールを抜取り、該抜取ったボー
ルの表面のかじり傷の程度によってボールねじの損傷状
態を検出することを特徴とする電動射出成形機の駆動用
のボールねじの損傷検出方法。 - 【請求項１４】 前記請求項１３記載の電動射出成形機
の駆動用のボールねじの損傷検出方法で検出された検出
値が、所定の基準値を超えたとき、ボールねじのボール
を交換することを特徴とする電動射出成形機の駆動用の
ボールねじの保全方法。 - 【請求項１５】 前記検出値が所定の基準値を超えたと
き、ボールねじのボール全てを交換することを特徴とす
る請求項１４記載の電動射出成形機の駆動用のボールね
じの保全方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11233620A JP2001058342A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 電動射出成形機の駆動用のボールねじの損傷検出方法およびその保全方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11233620A JP2001058342A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 電動射出成形機の駆動用のボールねじの損傷検出方法およびその保全方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001058342A true JP2001058342A (ja) | 2001-03-06 |
Family
ID=16957911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11233620A Pending JP2001058342A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 電動射出成形機の駆動用のボールねじの損傷検出方法およびその保全方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001058342A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1265008A1 (en) | 2001-05-16 | 2002-12-11 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Apparatus and method for lubricating a ball screw feed mechanism |
| JP2004211761A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Ntn Corp | ボールねじのグリース給脂装置 |
| WO2007143855A1 (en) | 2006-06-16 | 2007-12-21 | Husky Injection Molding Systems Ltd. | Preventative maintenance system |
| US20110096808A1 (en) * | 2009-10-27 | 2011-04-28 | Hiwin Technologies Corp. | Temperature detecting device for motion guide apparatus |
| EP2650562A1 (en) * | 2012-04-10 | 2013-10-16 | Aktiebolaget SKF | Screw nut assembly with temperature sensor |
| DE102016012778A1 (de) | 2015-11-02 | 2017-05-04 | Fanuc Corporation | Spritzgießsystem |
| JP2018030357A (ja) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 住友重機械工業株式会社 | 射出成形機 |
| KR20180134030A (ko) * | 2017-06-08 | 2018-12-18 | 두산공작기계 주식회사 | 공작기계용 수치 제어장치 |
-
1999
- 1999-08-20 JP JP11233620A patent/JP2001058342A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7237652B2 (en) | 2001-05-16 | 2007-07-03 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Apparatus and method for lubricating feed mechanism of forming machine |
| EP1265008A1 (en) | 2001-05-16 | 2002-12-11 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Apparatus and method for lubricating a ball screw feed mechanism |
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| US9975172B2 (en) | 2006-06-16 | 2018-05-22 | Husky Injection Molding Systems Ltd. | Preventative maintenance system |
| WO2007143855A1 (en) | 2006-06-16 | 2007-12-21 | Husky Injection Molding Systems Ltd. | Preventative maintenance system |
| EP2035208A1 (en) * | 2006-06-16 | 2009-03-18 | Husky Injection Molding Systems S.A. | Preventative maintenance system |
| EP2035208A4 (en) * | 2006-06-16 | 2009-07-01 | Husky Injection Molding | PREVENTIVE MAINTENANCE SYSTEM |
| US20110096808A1 (en) * | 2009-10-27 | 2011-04-28 | Hiwin Technologies Corp. | Temperature detecting device for motion guide apparatus |
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| DE102016012778A1 (de) | 2015-11-02 | 2017-05-04 | Fanuc Corporation | Spritzgießsystem |
| DE102016012778B4 (de) | 2015-11-02 | 2019-12-12 | Fanuc Corporation | Spritzgießsystem |
| US10675802B2 (en) | 2015-11-02 | 2020-06-09 | Fanuc Corporation | Injection molding system |
| JP2018030357A (ja) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 住友重機械工業株式会社 | 射出成形機 |
| KR20180134030A (ko) * | 2017-06-08 | 2018-12-18 | 두산공작기계 주식회사 | 공작기계용 수치 제어장치 |
| KR102274442B1 (ko) | 2017-06-08 | 2021-07-08 | 두산공작기계 주식회사 | 공작기계용 수치 제어장치 |
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