JP2002079555A - 射出成形機の射出装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリュを効率よく且つ精度よく軸方向に駆
動させることができ、所望の成形品を精度よく成形する
ことができる射出成形機の射出装置およびその制御方法
を提供する。 【解決手段】 射出装置は、加熱筒１内にスクリュ２が
軸回りに回転可能に且つ軸方向に移動可能に嵌挿されて
おり、スクリュ２の後端に直結され該スクリュ２をその
軸周りに回転駆動する計量モータ７と、スクリュ２をそ
の軸方向前方および後方に制御可能に駆動する複数のリ
ニアモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄと、スクリュ２の軸方
向の駆動に必要な出力に応じて各リニアモータ３Ａ,３
Ｂ,３Ｃ,３Ｄを制御する制御手段と、スクリュ２の軸方
向駆動時の軸方向圧を検知する検知手段５と、を備えて
おり、リニアモータ３Ａと３Ｃ、および３Ｂと３Ｄが直
列に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機の射出
装置およびその制御方法に関し、さらに詳しくは、加熱
筒内にスクリュが軸回りに回転可能に且つ軸方向に移動
可能に嵌挿された射出成形機の射出装置およびその制御
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機の射出装置においては、一般
に、加熱筒内に嵌挿されたスクリュをその軸周りに回転
駆動するためのスクリュ回転駆動モータと、スクリュを
その軸方向に移動させるための軸方向駆動手段と、を備
えている。

【０００３】加熱筒内に供給された樹脂などの成形材料
は、スクリュ回転駆動モータの駆動によってスクリュを
軸回りに回転させることにより、所定時間混練されなが
ら加熱されて溶融可塑化し、所定量が加熱筒の前方に貯
留される（計量時）。この計量時においては、正確な量
の成形材料が適切な背圧を有する状態で加熱筒の前方に
貯留されるように、軸方向駆動手段によってスクリュが
軸方向後方に制御されながら所定ストロークだけ移動さ
れる（背圧制御）。

【０００４】その後、射出装置は、加熱筒の先端に設け
られたノズルが型締めされた金型のスプールにノズルタ
ッチするように前進移動されて、軸方向駆動手段により
スクリュを前進移動させると、加熱筒内で可塑化され前
方に適正量で貯留された成形材料がノズルから所定の射
出・充填圧で射出・充填され（射出時）、次いで所定の
圧力（保圧）で成形材料を押圧するように保持される
（保圧時）。射出時においても、成形材料が適切な単位
時間当りの押出量で射出されると共に適切な射出・充填
圧で射出されるように、軸方向駆動手段によってスクリ
ュが軸方向前方に制御されながら所定ストロークだけ移
動される（射出制御）。また、保圧時においても、成形
材料が適切な圧力で押圧保持されるように、軸方向駆動
手段によってスクリュが軸方向前方に押圧される（保圧
制御）。

【０００５】このような射出装置のスクリュ回転駆動モ
ータは、一般に、ベルトなどの巻掛け伝動装置やギヤな
どを介してスクリュの後端に接続されており、その回転
駆動力を減速してスクリュを軸周りに回転駆動すること
が行われている。また、スクリュを軸方向に移動させる
ための従来の軸方向駆動手段としては、サーボモータの
回転運動をボールねじによって直線運動に変換し、この
直線運動によってスクリュを軸方向に移動させるものが
ある。

【０００６】このような射出装置の従来の技術として
は、例えば、特公昭６３−２５９３４号公報に開示され
た射出装置のスクリュ背圧制御方法及び装置が知られて
いる。このスクリュ背圧制御方法は、スクリュの回転に
伴う成形材料のチャージによって発生するスクリュの後
退移動を回転運動に変換し、その回転力を制御すること
を特徴とするものである。また、この射出装置のスクリ
ュ背圧制御装置は、スクリュの後端部に一体に連設さ
れ、かつスクリュに回転力を与える歯車を有し、軸端を
スクリュ保持部材に回転自在に連結した延長軸と、ハウ
ジング内に架設した一対の支持軸に進退移動自在に設け
られた上記スクリュ保持部材と、スクリュ保持部材と共
に移動するスクリュの後退移動を回転運動に変換するね
じ軸と、該ねじ軸の軸部と連絡し、かつスクリュ保持部
材の移動による軸部の回転力を制御するブレーキ装置と
からなるものである。

【０００７】すなわち、特公昭６３−２５９３４号公報
は、サーボモータの駆動力をギヤによって減速してスク
リュに伝動させて軸周りに回転駆動し、また、ねじ軸
（ボールねじ）によってサーボモータの回転運動を直線
運動に変換してスクリュを軸方向に駆動する射出装置が
開示されたもので、その目的は、計量時のスクリュの後
退移動をねじ軸によって回転運動に変換し、その回転力
をブレーキ装置により制御することによってスクリュの
背圧制御をなすことができる方法および装置を提供する
ことにある。

【０００８】なお、軸方向駆動手段の計量時と射出時と
のスクリュを軸方向に移動制御するために必要な出力
は、計量時（背圧制御）のほうが射出時（射出制御）と
比較して極めて小さく、背圧制御は、射出制御に比して
１５パーセント以下程度（一般的には１/１０以下）で
ある。一方、保圧制御に必要な出力は、背圧制御と同程
度の場合もある。また、スクリュの移動位置制御は、計
量時に比して射出時の方が時間的に極めて短いために、
制御応答性が重視される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のスクリュ回転駆動モータにあっては、巻掛け伝
動装置やギヤなどを介してスクリュの後端に接続されて
いるために、これらが摩耗した際の交換などのメンテナ
ンスを必要とし、また、スクリュ回転駆動モータの回転
駆動がスクリュに直接伝動されずエネルギ効率が悪いな
どの問題があった。

【００１０】一方、上述したサーボモータとボールねじ
とにより構成された従来の軸方向駆動手段にあっては、
サーボモータによる回転運動出力とボールねじによる直
線運動出力とを変換するものであるため、かかる変換に
よりエネルギロスが生じ効率が低下するという問題があ
る。例えば、射出時においてサーボモータの回転運動出
力をボールねじにより直線運動出力に変換するときに
は、変換効率が９０％程度となる。さらに、計量時にお
いては、成形材料に背圧を加えるため、スクリュの後退
移動に伴う直線運動をボールねじにより回転運動に変換
してサーボモータによって回転運動を制御するために変
換効率がさらに低下し、８０％程度となる。そして、上
述したように、保圧時においては、サーボモータの極め
て小さい回転運動での出力をボールねじにより効率よく
直線運動に変換することができないために、また、計量
時においては、直線運動を回転運動に変換する変換効率
が悪いために、背圧制御や保圧制御を精度よく行うこと
ができず、可塑化時間や成形品の重量などにバラツキが
生じるという問題があった。

【００１１】また、かかる従来の軸方向駆動手段にあっ
ては、ボールねじが摩耗することにより、サーボモータ
の回転運動を直線運動に変換する効率がさらに悪化して
各制御の精度が低下するという問題があった。さらに、
かかる従来の軸方向駆動手段にあっては、サーボモータ
の回転運動をボールねじによって直線運動に変換するた
めに、スクリュの軸方向移動速度に限界があり、特に射
出時に成形材料を適切な単位時間当りの押出量で射出す
ることが困難であるという問題や、成形サイクルの短縮
を図ることができないという問題もあった。

【００１２】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
もので、スクリュを効率よく且つ精度よく軸方向に駆動
させることができ、もって、所望の成形品を精度よく成
形することができる射出成形機の射出装置およびその制
御方法を提供することを目的とする。また、本発明は、
コンパクトな射出成形機の射出装置を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の射出成形機の
射出装置に係る発明は、上記目的を達成するため、加熱
筒内にスクリュが軸回りに回転可能に且つ軸方向に移動
可能に嵌挿された射出成形機の射出装置であって、スク
リュの後端に直結され該スクリュをその軸周りに回転駆
動する計量モータと、スクリュをその軸方向に制御可能
に駆動するリニアモータと、を備えたことを特徴とする
ものである。

【００１４】請求項２の射出成形機の射出装置に係る発
明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明
において、複数のリニアモータを直列に配置したことを
特徴とするものである。

【００１５】請求項３の射出成形機の射出装置に係る発
明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明
において、複数のリニアモータを並列に配置したことを
特徴とするものである。

【００１６】請求項４の射出成形機の射出装置に係る発
明は、上記目的を達成するため、請求項２または３に記
載の発明において、スクリュの軸方向の駆動に必要な出
力に応じて各リニアモータを制御する制御手段をさらに
備えたことを特徴とするものである。

【００１７】請求項５の射出成形機の射出装置に係る発
明は、上記目的を達成するため、請求項１〜４のいずれ
かに記載の発明において、スクリュの軸方向駆動時の軸
方向圧を検知する検知手段を備えたことを特徴とするも
のである。

【００１８】一方、請求項６の射出成形機の射出装置の
制御方法に係る発明は、上記目的を達成するため、加熱
筒内にスクリュが軸回りに回転可能に且つ軸方向に移動
可能に嵌挿され、スクリュをその軸方向前方および後方
に制御可能に駆動する複数のリニアモータを備えた射出
成形機の射出装置の制御方法であって、スクリュの軸方
向の駆動に必要な出力に応じて各リニアモータを制御す
ることを特徴とするものである。

【００１９】請求項１の発明では、スクリュは、計量モ
ータによって直接軸周りに回転駆動される。また、スク
リュは、リニアモータによって軸方向に制御可能に直接
駆動される。そのため、スクリュは、摩耗などによって
精度が低下したりメンテナンスを必要とすることなく、
効率よく正確に制御される。

【００２０】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、複数のリニアモータを直列に配置す
ることにより、スクリュを軸方向に駆動するために必要
な出力を容易に得ることができると共に、リニアモータ
の長さ方向と直交する方向の大きさがコンパクトなもの
となる。

【００２１】請求項３に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、複数のリニアモータを並列に配置す
ることにより、スクリュを軸方向に駆動するために必要
な出力を容易に得ることができると共に、リニアモータ
の長さ方向の大きさがコンパクトなものとなり比較的径
の大きな計量モータを取付けることが可能となる。

【００２２】請求項４の発明では、請求項２または３に
記載の発明において、各リニアモータは、制御手段によ
りスクリュの軸方向の駆動に必要な出力に応じて制御さ
れる。すなわち、スクリュを比較的小さい出力で軸方向
に駆動させる場合には、選択された所定のリニアモータ
のみを駆動させ、あるいは、各リニアモータの出力を組
み合わせ駆動させるよう制御する。また、スクリュを比
較的大きな出力で軸方向に駆動させる場合には、全ての
リニアモータを駆動させ、あるいは、各リニアモータの
出力を組み合わせ駆動させるよう制御する。これによ
り、容易に効率よく且つ精度よく所定の出力でスクリュ
が軸方向に駆動される。

【００２３】請求項５の発明では、請求項１〜４のいず
れかに記載の発明において、検出手段によりスクリュの
駆動時の軸方向圧を検知し、この検知結果に基づいて制
御手段が各リニアモータの駆動を制御する。そのため、
スクリュの軸方向の駆動に必要な出力制御の精度が向上
される。

【００２４】一方、請求項６の発明では、計量時や射出
時あるいは保圧時など、複数のリニアモータによって加
熱筒内に嵌挿されたスクリュがその軸方向前方および後
方に必要な出力で駆動される。各リニアモータは、スク
リュを比較的小さい出力で軸方向に駆動させる場合に
は、選択された所定のリニアモータのみを駆動させ、あ
るいは、各リニアモータの出力を組み合わせ駆動させる
ように制御され、また、スクリュを比較的大きな出力で
軸方向に駆動させる場合には、全てのリニアモータを駆
動させ、あるいは、各リニアモータの出力を組み合わせ
駆動させるよう制御される。これにより、スクリュは、
容易に効率よく且つ精度よく所定の出力で軸方向に駆動
される。

【００２５】

【発明の実施の形態】最初に、本発明の射出成形機の射
出装置の実施の一形態を、図１〜図３に基づいて詳細に
説明する。なお、以下の説明および図において、同一符
号は、同一部分または相当部分とする。

【００２６】この実施の形態における本発明の射出成形
機の射出装置は、概略、加熱筒１内にスクリュ２が軸回
りに回転可能に且つ軸方向に移動可能に嵌挿された射出
成形機の射出装置であって、スクリュ２の後端に直結さ
れ該スクリュ２をその軸周りに回転駆動する計量モータ
７と、スクリュ２をその軸方向前方および後方に制御可
能に駆動するリニアモータ３と、を備えている。そし
て、この実施の形態では、複数のリニアモータ３Ａ,３
Ｂ,３Ｃ,３Ｄにより構成されており、スクリュ２の軸方
向の駆動に必要な出力に応じて各リニアモータ３Ａ,３
Ｂ,３Ｃ,３Ｄを制御する制御手段(図示は省略するが、
その制御内容については後に詳しく説明する)と、スク
リュ２の軸方向駆動時の軸方向圧を検知する検知手段５
と、を備えている。さらに、この実施の形態では、リニ
アモータ３Ａと３Ｃ、および３Ｂと３Ｄが直列に配置さ
れている。

【００２７】加熱筒１の前方（図の左方）には、金型の
スプール（図示は省略する）に当接されるノズル１ａが
設けられている。加熱筒１内にはスクリュ２が軸回りに
回転可能に且つ軸方向に移動可能に嵌挿されており、ス
クリュ２の後端はカプラ１０を介して延長軸１１の前端
が相対回転不能に接続されている。延長軸１１は、玉軸
受１２およびころ軸受１３を介してリニアモータ取付板
１４の幅方向（図２および図３における上下方向）略中
央位置に回転可能に支持されている。リニアモータ取付
板１４の後方面には、検知手段としてのロードセル５を
介して計量モータ７が取付けられている。延長軸１１の
後端にはスプライン１１ａが形成されており、計量モー
タ７の駆動軸と軸方向に僅かに移動可能に且つ相対回転
不能に結合されている。すなわち、スクリュ２の後端
は、従来の技術のようにベルトやギヤなど相対回転する
ような部材を介することなく、延長軸１１により計量モ
ータ７の駆動軸と実質的に直結されており、計量モータ
７と同じ角速度で回転するよう構成されている。そのた
め、従来の技術のように部材が摩耗した際に制御精度が
低下したり、その部材を交換するなどのメンテナンスを
必要とすることがない。ロードセル５は、外筒５Ａと内
筒５Ｂとの間にウエブ５Ｃが形成されてなるもので、外
筒５Ａにはボルト１５が挿通されてリニアモータ取付板
１４の後方面と計量モータ７との間で締結されており、
また、内筒５Ｂにはころ軸受１３のアウタレースをリニ
アモータ取付板１４に支持しているリテーナ１６が当接
されている。ロードセル５は、スクリュ２の軸方向後方
への押圧力により延長軸１１およびころ軸受１３を介し
て受ける内筒５Ｂの軸方向圧をウエブ５Ｃで検知する。
計量モータ７にはスクリュ２の軸周りの回転量を検知す
るためのロータリエンコーダ１７が設けられている。

【００２８】図１に示すように、射出成形機の基台上に
はスライドベース２０が設けられており、スライドベー
ス２０上にはリニアガイド２１を介してスライドフレー
ム２２が加熱筒１の軸方向と平行に摺動可能に支持され
ており、スライドフレーム２０には、加熱筒１の先端の
ノズル１ａを図示しない金型のスプールに対してノズル
タッチおよび退避させるように前進・後退移動させるた
めのノズルタッチ駆動手段（図示は省略する）が設けら
れている。

【００２９】スライドフレーム２２上には複数のリニア
モータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄが設けられている。各リニ
アモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄは、固定子９Ａ,９Ｂ,９
Ｃ,９Ｄと、固定子９Ａ,９Ｂ,９Ｃ,９Ｄに挿通されて軸
方向に移動される二次導体としての駆動シャフト６Ａ,
６Ｂ,６Ｃ,６Ｄとによりそれぞれ構成されてなるもの
で、この実施の形態では、リニアモータ３Ａと３Ｂおよ
び３Ｃと３Ｄが加熱筒１を挟んで対称に配置され、ま
た、リニアモータ３Ａと３Ｃおよび３Ｂと３Ｄが同軸上
に直列に配置されている。そして、直列に配置されたリ
ニアモータ３Ａと３Ｃおよび３Ｂと３Ｄの駆動シャフト
６Ａと６Ｃおよび６Ｂと６Ｄの対向する端面は、リニア
モータ取付板１４の幅方向両端に接続されている。この
ような構成とすることにより、この実施の形態では、射
出装置全体の高さ方向や奥行き方向の大きさをコンパク
トにすることができる。なお、直列に配置されたリニア
モータ３Ａと３Ｃおよび３Ｂと３Ｄの隣接する固定子９
Ａと９Ｃおよび９Ｂと９Ｄの上方は、連結部材２５（図
１）によって互いに連結されている。また、リニアモー
タ取付板１４には、スクリュ２（リニアモータ取付板１
４）の軸方向移動位置を検出するためのセンサ２６が設
けられている。さらに、駆動シャフト６Ａおよび６Ｂの
端部をそれぞれ覆うように固定子９Ａ,９Ｂ,９Ｃ,９Ｄ
にはカバー２７が取付けられている。各リニアモータ３
Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄの合計出力は、射出制御に必要な最
大出力に応じて設定されている。また、射出制御時にお
いては、スクリュの軸方向前方への最高移動速度（最高
射出速度）は、例えば、１０００〜２０００mm/s程度と
することができるよう設定されている。そして、リニア
モータ３の加熱筒１を挟んで対称に配置された組の固定
子９Ａと９Ｃおよび９Ｂと９Ｄは同じ出力となるように
設定する必要があるが、直列に配置される固定子９Ａと
９Ｃおよび９Ｂと９Ｄは異なる出力となるように設定す
ることができる。

【００３０】各固定子９Ａ,９Ｂ,９Ｃ,９Ｄには、所定
の電流を供給することにより、その出力などを制御する
ことができる制御手段(図示は省略する)が接続されてい
る。制御手段によって加熱筒１を挟んで対称に配置され
た組の各固定子９Ａと９Ｃおよび９Ｂと９Ｄの組に対し
て同期させて電流の供給・非供給を含む制御を行うこと
により（かかる制御については、後に詳しく説明す
る）、駆動シャフト６Ａおよび６Ｃ,６Ｂおよび６Ｄ
（すなわちスクリュ２）の移動方向やその出力、速度、
停止位置などを精度よく正確に且つ効率よく制御するこ
とができる。そして、本発明では、リニアモータ３によ
りスクリュ２の軸方向移動を制御するため、従来の技術
のように摩耗により出力の変換効率が低下したり制御精
度が低下することがない。

【００３１】次に、本発明の射出成形機の射出装置の別
の実施の形態を、図４および図５に基づいて詳細に説明
する。なお、この実施の形態においては上述した実施の
形態と異なる部分のみを説明することとし、上述した実
施の形態と同様または相当する部分については、同じ符
号を付してその説明を省略する。この実施の形態におけ
る射出装置が上述した実施の形態と異なる点は、概略、
複数のリニアモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄが並列に配置
されていることにある。

【００３２】複数のリニアモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄ
は、加熱筒１の周囲に平行に略均等に間隔で配設されて
おり、各リニアモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄの固定子９
Ａ,９Ｂ,９Ｃ,９Ｄに挿通された駆動シャフト６Ａ,６
Ｂ,６Ｃ,６Ｄの後端がそれぞれ共通のリニアモータ取付
板１４に取付けられている。このような構成とすること
により、この実施の形態では、射出装置全体の長さを短
くすることができ、また、必要に応じて径の大きい計量
モータ７をリニアモータ取付板１４に取付けることがで
きる。なお、この実施の形態においても、上述した実施
の形態と同様に、各リニアモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄ
の合計出力は射出制御に必要な最大出力に応じて設定さ
れ、所定の組の固定子９Ａと９Ｂおよび９Ｃと９Ｄ、ま
たは９Ａと９Ｃおよび９Ｂと９Ｄ、若しくは、９Ａと９
Ｄおよび９Ｂと９Ｃは同じ出力となるように設定されて
いるが、他の組の固定子９Ｃと９Ｄおよび９Ａと９Ｂ、
または９Ｂと９Ｄおよび９Ａと９Ｃ、若しくは、９Ｂと
９Ｃおよび９Ａと９Ｄは異なる出力となるように設定す
ることができる。

【００３３】次に、本発明の射出成形機の射出装置の制
御方法の実施の一形態を、上述したように構成された射
出装置を使用する場合により詳細に説明する。本発明の
方法は、概略、加熱筒１内にスクリュ２が軸回りに回転
可能に且つ軸方向に移動可能に嵌挿され、スクリュ２を
その軸方向前方および後方に制御可能に駆動する複数の
リニアモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄを備えた射出成形機
の射出装置の制御方法であって、スクリュ２の軸方向の
駆動に必要な出力に応じて各リニアモータ３Ａ,３Ｂ,３
Ｃ,３Ｄを制御するものである。

【００３４】射出装置によって成形材料を可塑化溶融し
てノズル１ａの先端から図示しない金型のスプールを介
してキャビティ内に射出充填するに際しては、最初に、
前の成形サイクルが完了してスクリュ２が加熱筒１内で
前進した状態となっている。したがって、間にリニアモ
ータ取付板１４の幅方向両端が取付けられ（第１の実施
の形態の場合）、または、共通のリニアモータ取付板１
４に取付けられた（第２の実施の形態の場合）各駆動シ
ャフト６Ａ,６Ｂ,６Ｃ,６Ｄは、それぞれ固定子９Ａ,９
Ｂ,９Ｃ,９Ｄに対して図の左方に位置するように前進し
た状態となっている（第１の実施の形態においては図３
を参照）。かかる状態は、いずれの実施の形態において
も、位置検出センサ２６により確認することができる。
また、スクリュ２を軸周りに回転駆動する計量モータ７
は停止された状態となっている。

【００３５】この状態から計量モータ７を回転駆動する
ことによりスクリュ２が軸周りに回転されると、ホッパ
１ｂ（図１）を介して加熱筒１内に供給された成形材料
は、混練されながら加熱されて溶融可塑化し、加熱筒１
の前方に貯留される。このとき、スクリュ２には、成形
材料が加熱筒１の前方に貯留されることに伴って、その
軸方向後方に移動させるように作用する軸方向圧を受け
ることとなる。かかる軸方向圧は、延長軸１１およびこ
ろ軸受１３を介してロードセル５により検知される。そ
して、ロードセル５によって検知された軸方向後方への
軸方向圧の信号は、図示しない制御手段に入力されて、
加熱筒１の前方に貯留された成形材料が適切な背圧を有
するように、各リニアモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄに供
給される電流がフィードバック制御される（背圧制
御）。

【００３６】すなわち、上述したように、背圧制御時に
おいては、射出制御時と比べて極めて小さい出力でスク
リュ２の軸方向移動を制御する必要がある。そこで、本
発明では、複数のリニアモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄの
うち、図２および図３に示した射出装置の場合において
は、加熱筒１を挟んで対称に配置された一方の組のリニ
アモータ３Ａと３Ｂまたは３Ｃと３Ｄの固定子９Ａと９
Ｂまたは９Ｃと９Ｄに電流を供給することなく、選択さ
れた他方の組のリニアモータ３Ｃと３Ｄまたは３Ａと３
Ｂの固定子９Ｃと９Ｄまたは９Ａと９Ｂのみに所定の電
流を供給することによってスクリュ２の軸方向後退移動
を制御する。また、図４および図５に示した射出装置の
場合においては、並列に配設された複数のリニアモータ
３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄのうち、所定の組のリニアモータ
の固定子９Ａと９Ｂまたは９Ｃと９Ｄ、あるいは９Ａと
９Ｃまたは９Ｂと９Ｄ、若しくは、９Ａと９Ｄまたは９
Ｂと９Ｃに電流を供給することなく、選択された他方の
組リニアモータの固定子９Ｃと９Ｄまたは９Ａと９Ｂ、
あるいは９Ｂと９Ｄまたは９Ａと９Ｃ、若しくは、９Ｂ
と９Ｃまたは９Ａと９Ｄのみに所定の電流を供給するこ
とによってスクリュ２の軸方向後退移動を制御する。

【００３７】これにより、後述する射出制御と比べて、
極めて小さい出力で背圧を容易に且つ精度よく制御する
ことができる。なお、上述したように複数のリニアモー
タ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄの所定の組の固定子９Ａ,９Ｂ,
９Ｃ,９Ｄの出力を異ならせるように設定した場合に
は、背圧制御に応じて最適の出力が得られる組の固定子
９Ａ,９Ｂ,９Ｃ,９Ｄに電流を供給するよう選択するこ
とができる。

【００３８】このように、可塑化溶融された成形材料が
最適の背圧で加熱筒１の前方に貯留されることに伴うス
クリュ２の軸方向の後退移動位置は、リニアモータ取付
板１４に接続されたセンサ２６により検出される。そし
て、所定の位置までスクリュ２が実際に軸方向後方に後
退移動されたことをセンサ２６が検出すると、図示しな
い制御手段は、正確な量の成形材料が加熱筒１の前方に
適切な背圧を有する状態で貯留されたと判断して、計量
モータ７の駆動を停止させると共に、リニアモータ３
Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄの固定子９Ａ,９Ｂ,９Ｃ,９Ｄに所定
の電流を供給してスクリュ２を前進移動させる。これに
より、加熱筒１の前方に所定量が貯留された成形材料
は、ノズル１ａから所定の射出・充填圧で図示しない金
型のキャビティ内に射出・充填される。このとき、スク
リュ２をその軸方向前方に移動させるための出力は、上
述したように、射出制御時においては背圧制御時と比べ
て極めて大きい出力でスクリュ２の軸方向移動を制御す
る必要がある。そこで、本発明では、射出制御に必要な
出力を得ることができるように、各リニアモータ３Ａ,
３Ｂ,３Ｃ,３Ｄに所定の出力を発生させるべく所定の電
流をそれぞれ供給する。この射出時においては、スクリ
ュ２が前進移動される際に軸方向後方に受ける抵抗力
（軸方向圧）がロードセル５により検知され、成形材料
が適切な射出・充填圧で射出されるように、図示しない
制御手段が各リニアモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄの駆動
をフィードバック制御する。そして、図示しない制御手
段は、センサ２６により検出された実際のスクリュの位
置を示す信号を受けて、正確な量の成形材料を射出させ
るように、リニアモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄの駆動を
停止させる。

【００３９】その後、図示しない制御手段は、スクリュ
２を所定の力で軸方向前方に押圧・保持するように各リ
ニアモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄを制御して、所定の圧
力で成形材料の保圧を行う。この保圧時においても、計
量時と同様に、複数のリニアモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３
Ｄのうち、所定の組のリニアモータ３Ａと３Ｂまたは３
Ｃと３Ｄなどにのみ所定の電流を供給することによって
保圧制御を行うことができる。

【００４０】このように、本発明においては、リニアモ
ータ３により制御されるスクリュ２の軸方向前方および
後方への移動制御とは、スクリュ２の軸方向の移動方
向、軸方向移動の速度および出力、移動停止位置、ある
いは、所定のリニアモータ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄへの供
給電流の停止などが含まれる。

【００４１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、スクリュの後
端に直結され該スクリュをその軸周りに回転駆動する計
量モータと、スクリュをその軸方向に制御可能に駆動す
るリニアモータと、を備えたことにより、摩耗などによ
って精度が低下したりメンテナンスを必要とすることな
く、スクリュを効率よく正確に制御することができる射
出成形機の射出装置を提供することができる。

【００４２】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明において、複数のリニアモータを直列に配
置したことにより、スクリュを軸方向に駆動するために
必要な出力を容易に得ることができると共に、リニアモ
ータの長さ方向と直交する方向の大きさをコンパクトな
ものとすることができる射出成形機の射出装置を提供す
ることができる。

【００４３】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明において、複数のリニアモータを並列に配
置したことにより、スクリュを軸方向に駆動するために
必要な出力を容易に得ることができると共に、リニアモ
ータの長さ方向の大きさがコンパクトなものとなり比較
的径の大きな計量モータを取付けることが可能となる射
出成形機の射出装置を提供することができる。

【００４４】請求項４に記載の発明によれば、請求項２
または３に記載の発明において、スクリュの軸方向の駆
動に必要な出力に応じて各リニアモータを制御する制御
手段をさらに備えたことにより、各リニアモータをスク
リュの軸方向の駆動に必要な出力に応じて制御すること
ができ、したがって、容易に効率よく且つ精度よく所定
の出力でスクリュを軸方向に駆動することができる射出
成形機の射出装置を提供することができる。

【００４５】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜４のいずれかに記載の発明において、スクリュの軸方
向駆動時の軸方向圧を検知する検知手段を備えたことに
より、検出手段によりスクリュの駆動時の軸方向圧を検
知し、この検知結果に基づいて制御手段が各リニアモー
タの駆動を制御するため、スクリュの軸方向の駆動に必
要な出力制御の精度を向上させることができる射出成形
機の射出装置を提供することができる。

【００４６】また、請求項６に記載の発明では、スクリ
ュの射出および背圧駆動に応じて選択された所定のリニ
アモータを駆動制御することにより、スクリュを効率よ
く且つ精度よく軸方向に駆動させることができ、したが
って、所望の成形品を精度よく成形することができる射
出成形機の射出装置の制御方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出成形機の射出装置の実施の一形態
を示す正面図である。

【図２】スクリュを軸方向に後退移動させた状態を示す
図１の平面図である。

【図３】スクリュを軸方向に前進移動させた状態を示す
図１の平面図である。

【図４】本発明の射出成形機の射出装置の別の実施の形
態を示す正面図である。

【図５】図４の後方から見た場合の側面図である

【符号の説明】

１ 加熱筒 ２ スクリュ ３ リニアモータ ５ ロードセル（検知手段） ７ 計量モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関山 篤蔵 群馬県甘楽郡甘楽町天引258番地 日創電 機株式会社内 (72)発明者 澁谷 浩 群馬県甘楽郡甘楽町天引258番地 日創電 機株式会社内 Ｆターム(参考） 4F206 AM19 AP021 AR042 JA07 JD03 JL02 JM01 JM04 JN03 JN11 JP11 JP17 JT02 JT33 JT37 JT40

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱筒内にスクリュが軸回りに回転可能
   に且つ軸方向に移動可能に嵌挿された射出成形機の射出
   装置であって、 スクリュの後端に直結され該スクリュをその軸周りに回
   転駆動する計量モータと、 スクリュをその軸方向に制御可能に駆動するリニアモー
   タと、を備えたことを特徴とする射出成形機の射出装
   置。
2. 【請求項２】 複数のリニアモータを直列に配置したこ
   とを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の射出装
   置。
3. 【請求項３】 複数のリニアモータを並列に配置したこ
   とを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の射出装
   置。
4. 【請求項４】 スクリュの軸方向の駆動に必要な出力に
   応じて各リニアモータを制御する制御手段をさらに備え
   たことを特徴とする請求項２または３に記載の射出成形
   機の射出装置。
5. 【請求項５】 スクリュの軸方向駆動時の軸方向圧を検
   知する検知手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４
   のいずれかに記載の射出成形機の射出装置。
6. 【請求項６】 加熱筒内にスクリュが軸回りに回転可能
   に且つ軸方向に移動可能に嵌挿され、スクリュをその軸
   方向前方および後方に制御可能に駆動する複数のリニア
   モータを備えた射出成形機の射出装置の制御方法であっ
   て、 スクリュの軸方向の駆動に必要な出力に応じて各リニア
   モータを制御することを特徴とする射出成形機の射出装
   置の制御方法。