JP2002347071A - 電動射出成形機の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 荷重センサの精度を向上してスクリュの反力
を正しく検出することができる電動射出成形機の駆動装
置を提供するものである。 【解決手段】 ボールナット（１４）に挿通され、荷重
センサ（３４）と共にボールナット（１４）の端部を挟
持するように配設され、第１移動プレート（３６）に対
して所定の間隔を保持しながら移動可能な第２移動プレ
ート（５４）を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動射出成形機の
駆動装置に関し、特に、スクリュの反力を検出する荷重
センサを備える電動射出成形機の駆動装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動射出成形機の駆動装置は、図
３に示すように、第１固定プレート３０に、射出駆動用
電動機である射出用サーボモータ１０が取り付けられて
いる。加熱シリンダ４８の内周側には、スクリュ１６が
進退自在に嵌合されている。加熱シリンダ４８の一端
が、第２固定プレート４０に固定されている。さらに、
第１固定プレート３０に、ボールネジ軸１２が、加熱シ
リンダ４８と同軸で回転可能に軸支されている。ボール
ネジ軸１２は、射出用サーボモータ１０のモータ軸の回
転により小プーリ２４、タイミングベルト２６及び大プ
ーリ２８を介して回転駆動される。

【０００３】第１固定プレート３０及び第２固定プレー
ト４０間に、１対の第１ガイド軸３８が平行に架け渡さ
れ、両端を各々固定されている。第１ガイド軸３８が挿
通されてガイド支持されて、スクリュ１６と共に射出方
向に移動可能な第１移動プレート３６が、ボールネジ軸
１２に螺合して設置されている。第１移動プレート３６
には、内側にベアリング４２を介して出力軸４４が支持
されている。出力軸４４は可塑化用プーリ４６と連結さ
れている。また、出力軸４４にはスクリュ１６の後端が
連結されており、スクリュ１６の先端側は加熱シリンダ
４８内を軸方向に移動可能に配置されている。

【０００４】さらに、荷重センサ３４が、ボールナット
１４に一端を取り付けられ、他端を第１移動プレート３
６に取り付けられて設置されている。荷重センサ３４
は、スクリュ１６の反力を、出力軸４４、ベアリング４
２及び第１移動プレート３６を介して、荷重センサ３４
の荷重検出部Ｂの歪みにより検出する。なお、荷重検出
部Ｂは、歪みゲージ等で歪みを検出するようにしてい
る。

【０００５】次に、従来技術の装置の動作について説明
する。射出用サーボモータ１０の回転により、小プーリ
２４が回転し、これによりタイミングベルト２６を介し
て大プーリ２８が回転する。大プーリ２８の回転により
ボールネジ軸１２が回転し、ボールナット１４が軸方向
に移動して、これと共に、第１移動プレート３６及びス
クリュ１６が図中左方向へ移動する。スクリュ１６の移
動により、加熱シリンダ４８内の溶融樹脂が、図示しな
い金型内へ充填される。このとき、スクリュ１６の溶融
樹脂からの反力が、出力軸４４、ベアリング４２及び第
１移動プレート３６を介して、ボールナット１４の先端
に取り付けられた荷重センサ３４により検出される。検
出された反力が、設定された圧力に相当するスクリュ反
力となるように制御される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電動射出成形機の駆動装置では、機械の組み付け状態
と、ボールナット１４とボールネジ軸１２との間の微少
隙間により、荷重センサ３４に対しボールナット１４が
傾いた状態で組み付けられる可能性がある。これによ
り、実際にスクリュ１６に反力がかからない状態でも、
荷重センサ３４の荷重検出部Ｂに歪みが生じ、荷重とし
て検出されることがあり、スクリュ１６の反力が正確に
検出されないという問題点がある。

【０００７】また、長期間の使用による部品の摩耗等
で、機械の組み付け状態が変化して、ボールナット１４
の荷重センサ３４に対する傾きに変化が生じたり、スク
リュ１６の位置、つまり、第１移動プレート３６の位置
によるボールナット１４の荷重センサ３４に対する傾き
に変化が生じることがあり、加熱シリンダ４８内の溶融
樹脂による反力以外の荷重が荷重センサ１４により検出
されてしまい、スクリュ１６の反力が正確に検出されな
いという問題点がある。

【０００８】本発明は、このような課題を解決するため
のものである。すなわち、スクリュの反力を正しく検出
することにより荷重センサからの検出精度を向上して、
成形品を安定して得ることができる電動射出成形機の駆
動装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、射出駆
動用電動機（１０）を取り付けた第１固定プレート（３
０）と、内周側にスクリュ（１６）が進退自在に嵌合す
る加熱シリンダ（４８）と、加熱シリンダ（４８）を取
り付けた第２固定プレート（４０）と、第１固定プレー
ト（３０）に、加熱シリンダ（４８）の軸と平行に回転
可能に軸支され、射出駆動用電動機（１０）により小プ
ーリ（２４）、タイミングベルト（２６）及び大プーリ
（２８）を介して回転駆動されるボールネジ軸（１２）
と、ボールネジ軸（１２）に螺合するボールナット（１
４）と、第１固定プレート（３０）及び第２固定プレー
ト（４０）に両端を各々固定された第１ガイド軸（３
８）と、ボールネジ軸（１２）に螺合して設置され、且
つ第１ガイド軸（３８）にガイド支持されており、スク
リュ（１６）の後端が嵌合されてスクリュ（１６）と共
に射出方向に移動可能な第１移動プレート（３６）と、
ボールナット（１４）に一端を取り付けられ、他端を第
１移動プレート（３６）に取り付けられ、スクリュ（１
６）に作用する反力を第１移動プレート（３６）を介し
て検出する荷重センサ（３４）とを備えており、ボール
ナット（１４）が挿通され、荷重センサ（３４）と共に
ボールナット（１４）の端部を挟持するように配設さ
れ、第１移動プレート（３６）に対して所定の間隔を保
持しながら移動可能な第２移動プレート（５１、５４）
を設けたことを特徴とする。

【００１０】本発明のうちで請求項２記載の発明は、請
求項１記載の電動射出成形機の駆動装置において、第２
移動プレート（５４）は、第１移動プレート（３６）と
同じ第１ガイド軸（３８）に挿通されて、ガイド支持さ
れることを特徴とする。

【００１１】本発明のうちで請求項３記載の発明は、請
求項１記載の電動射出成形機の駆動装置において、第２
移動プレート（５１）は、第１移動プレート（３６）か
ら第１ガイド軸（３８）と平行に突出された第２ガイド
軸（５２）に挿通されるようにしたことを特徴とする。

【００１２】ここで、荷重センサ（３４）とは、例え
ば、ボールナット（１４）及び第１移動プレート（３
６）に一端及び他端を各々軸方向に取り付けられ、その
間に軸方向に垂直に挟持されて立設した肉薄部分に取り
付けられた歪みゲージ等で荷重が検出されるものであ
る。なお、上記かっこ内の符号は、後述する実施の形態
の対応する部材を示す。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下に、本
発明の第１の実施の形態を図により説明する。図１は、
第１の実施の形態を示す電動射出成形機の駆動装置の側
断面図である。

【００１４】本実施の形態の電動射出成形機の駆動装置
は、図１に示すように、第１固定プレート３０に、射出
駆動用電動機である射出用サーボモータ１０が取り付け
られている。加熱シリンダ４８の内周側には、スクリュ
１６が進退自在に嵌合されている。加熱シリンダ４８の
一端が、第２固定プレート４０に固定支持されている。
さらに、第１固定プレート３０に、ボールネジ軸１２
が、加熱シリンダ４８と同軸で回転可能に軸支されてい
る。ボールネジ軸１２は、射出用サーボモータ１０のモ
ータ軸の回転により小プーリ２４、タイミングベルト２
６及び大プーリ２８を介して回転駆動される。

【００１５】第１固定プレート３０及び第２固定プレー
ト４０間に、１対の第１ガイド軸３８が平行に架け渡さ
れ、両端を各々固定されている。第１ガイド軸３８の軸
を挿通されてガイド支持されて、スクリュ１６と共に射
出方向に移動可能な第１移動プレート３６が、ボールネ
ジ軸１２に螺合して設置されている。第１移動プレート
３６には、内側にベアリング４２を介して出力軸４４が
支持されている。出力軸４４は可塑化用プーリ４６と連
結されている。また、出力軸４４にはスクリュ１６の後
端が連結されており、スクリュ１６の先端側は加熱シリ
ンダ４８内に軸方向に移動可能に配置されている。

【００１６】さらに、荷重センサ３４が、ボールナット
１４に一端を取り付けられ、他端を第１移動プレート３
６に取り付けられて設置されている。荷重センサ３４
は、スクリュ１６の反力を、出力軸４４、ベアリング４
２及び第１移動プレート３６を介して、荷重センサ３４
の荷重検出部Ｂの歪みにより検出する。なお、荷重検出
部Ｂは、歪みゲージ等で歪みを検出するようにしてい
る。

【００１７】本発明では、さらに、ボールナット１４を
挿通した状態で、第２移動プレート５４がボールナット
１４に固定されている。第２移動プレート５４は、第１
移動プレート３６と同様に第１ガイド軸３８が挿通さ
れ、第１ガイド軸３８にガイド支持されて移動可能とし
ており、第１移動プレート３６に対して所定の間隔を保
持しながら移動する。

【００１８】荷重センサ３４は、その一端を第１移動プ
レート３６に軸方向に固定されており、その一端と平行
な他端を第２移動プレート５４との間にボールナット１
４のフランジを挟持するように、軸方向に固定されてい
る。荷重センサ３４の一端及び他端の間に、軸方向に垂
直に設された薄肉部分を設け、歪みゲージ等を貼着して
荷重検出部Ｂとして、スクリュ１６からの反力を、後に
詳述するように検出する。

【００１９】次に、動作について説明する。射出用サー
ボモータ１０の駆動により、小プーリ２４が回転し、こ
れによりタイミングベルト２６を介して大プーリ２８が
回転する。大プーリ２８の回転によりボールネジ軸１２
が回転し、ボールナット１４が軸方向に移動して第１移
動プレート３６及びスクリュ１６が図中左方向へ移動し
て、加熱シリンダ４８内の溶融樹脂が、図示しない金型
内へ充填される。このとき、スクリュ１６の反力は、出
力軸４４、ベアリング４２及び第１移動プレート３６を
介して、ボールナット１４の先端に取り付けられた荷重
センサ３４により検出され、設定された圧力に相当する
スクリュ反力となるように制御される。

【００２０】このときの荷重センサ３４の荷重の検出に
ついて、以下に詳述する。射出用サーボモータ１０のモ
ータ軸が回転し、ボールネジ軸１２が回転すると、ボー
ルナット１４が前進し、スクリュ１６が前進する。スク
リュ１６が加熱シリンダ４８内部の溶融樹脂の反力を受
けた場合、スクリュ１６には後端側へ押される力が作用
する。スクリュ１６が溶融樹脂からの反力を受けると、
スクリュ１６は出力軸４４を荷重センサ３４側へ押す。
第１移動プレート３６と出力軸４４との間にはスクリュ
１６側のベアリング４２が回転可能に挿入されており、
ベアリング４２を介して、第１移動プレート３６もスク
リュ１６からの荷重を受ける。これにより、第１移動プ
レート３６とボールナット１４との間に挿入された荷重
センサ３４の第１移動プレート３６との接触部では、ス
クリュ１６からの反力が作用して図中右方向に押す力が
発生する。

【００２１】他方、ボールナット１４は、スクリュ１６
を前進させる方向に押す力が発生しており、荷重センサ
３４は、ボールナット１４との接触部では、荷重センサ
３４を図中左方向に押す力が発生する。これにより、荷
重センサ３４は、スクリュ１６の反力を受けて荷重とし
て検出することができる。

【００２２】このとき、荷重センサ３４は、一端を第１
移動プレート３６に軸方向に固定され、他端をボールナ
ット１４を介して第２移動プレート５４に軸方向に固定
されており、ボールナット１４の荷重センサ３４に対す
る傾き角度が変化することがないため、荷重センサ３４
の荷重検出部Ｂにおいて荷重を正確に検出することがで
きる。

【００２３】（第２の実施の形態）図２は、第２の実施
の形態を示す電動射出成形機の駆動装置の側断面図であ
る。本実施の形態の電動射出成形機の駆動装置は、第２
移動プレート５１が、第１移動プレート３６から第１ガ
イド軸３８と平行に突出された一対の第２ガイド軸５２
に挿通されていることを特徴とする。

【００２４】これにより、このとき、荷重センサ３４
は、一端を第１移動プレート３６に軸方向に固定され、
他端をボールナット１４のフランジを挟み込むようにし
て第２移動プレート５１に軸方向に固定されており、第
２移動プレート５１は、第２ガイド軸５２に両側を支持
されておりぶれることがないため、ボールナット１４の
荷重センサ３４に対する傾き角度が変化することがな
い。このため、荷重センサ３４の荷重検出部Ｂにおいて
荷重を正確に検出することができる。なお、荷重センサ
３４のスクリュ１６からの反力の検出方法は第１の実施
の形態と全く同様である。

【００２５】なお、本実施の形態では、荷重センサ３４
は、歪みゲージにより、荷重を検出するようにしている
が、これに限定されるものではなく、スクリュ反力を検
出可能なセンサであれば如何なるものであっても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１記載の発明は、ボールナット（１４）が挿通され、
荷重センサ（３４）と共にボールナット（１４）の端部
を挟持するように配設され、第１移動プレート（３６）
に対して所定の間隔を保持しながら移動可能な第２移動
プレート（５１、５４）を設けた構成としたことによ
り、ボールナット（１４）に対する荷重センサ（３４）
の傾き角度が変化することがなくなり、荷重センサ（３
４）にスクリュ（１６）以外の反力が負荷しないように
しているため、長期使用やスクリュ（１６）位置により
スクリュ反力以外の荷重が荷重センサ（３４）にかかる
ことがないので、正確にスクリュ（１６）の反力を検出
することができ、シリンダ内の圧力制御を精度良く行う
ことができ、安定して成形品が得られるという効果があ
る。

【００２７】本発明のうち請求項２記載の発明は、第２
移動プレート（５４）を、第１移動プレート（３６）と
同じ第１ガイド軸（３８）に挿通されて、ガイド支持さ
れる構成としたことにより、第２移動プレート（５４）
が第１移動プレート（３６）との相対的な位置が変わる
ことがなく荷重センサ（３４）を保持することができ、
且つ第２移動プレート（５４）がぶれることなく荷重セ
ンサ（３４）と共にボールナット（１４）を挟持して固
定することができるので、荷重センサ（３４）に対する
ボールナット（１４）の角度が変化することがなく、簡
易な構成で、スクリュ（１６）の反力を精度良く検出す
ることが可能となる。

【００２８】本発明のうち請求項３記載の発明は、第２
移動プレート（５１）は、第１移動プレート（３６）か
ら第１ガイド軸（３８）と平行に突出された第２ガイド
軸（５２）に挿通されるようにした構成としたことによ
り、第２移動プレート（５１）がぶれることなく荷重セ
ンサ（３４）と共にボールナット（１４）を挟持して固
定することができるので、荷重センサ（３４）に対する
ボールナット（１４）の角度が変化することがなく、簡
易な構成で、スクリュ（１６）の反力を精度良く検出す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示す電動射出成形機の駆動
装置の側断面図である。

【図２】第２の実施の形態を示す電動射出成形機の駆動
装置の側断面図である。

【図３】従来の電動射出成形機の駆動装置の側断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 射出駆動用電動機（射出用サーボモータ） １２ ボールネジ軸 １４ ボールナット ３０ 第１固定プレート ３４ 荷重センサ ３６ 第１移動プレート ３８ 第１ガイド軸 ４０ 第２固定プレート ４８ 加熱シリンダ ５２ 第２ガイド軸 ５４ 第２移動プレート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出駆動用電動機（１０）を取り付けた
   第１固定プレート（３０）と、 内周側にスクリュ（１６）が進退自在に嵌合する加熱シ
   リンダ（４８）と、 加熱シリンダ（４８）を取り付けた第２固定プレート
   （４０）と、 第１固定プレート（３０）に、加熱シリンダ（４８）の
   軸と平行に回転可能に軸支され、射出駆動用電動機（１
   ０）により小プーリ（２４）、タイミングベルト（２
   ６）及び大プーリ（２８）を介して回転駆動されるボー
   ルネジ軸（１２）と、 ボールネジ軸（１２）に螺合するボールナット（１４）
   と、 第１固定プレート（３０）及び第２固定プレート（４
   ０）に両端を各々固定された第１ガイド軸（３８）と、 ボールネジ軸（１２）に螺合して設置され、且つ第１ガ
   イド軸（３８）にガイド支持されており、スクリュ（１
   ６）の後端が嵌合されてスクリュ（１６）と共に射出方
   向に移動可能な第１移動プレート（３６）と、 ボールナット（１４）に一端を取り付けられ、他端を第
   １移動プレート（３６）に取り付けられ、スクリュ（１
   ６）に作用する反力を第１移動プレート３６を介して検
   出する荷重センサ（３４）とを備えており、 ボールナット（１４）が挿通され、荷重センサ（３４）
   と共にボールナット（１４）の端部を挟持するように配
   設され、第１移動プレート（３６）に対して所定の間隔
   を保持しながら移動可能な第２移動プレート（５１、５
   ４）を設けたことを特徴とする電動射出成形機の駆動装
   置。
2. 【請求項２】 第２移動プレート（５４）は、第１移動
   プレート（３６）と同じ第１ガイド軸（３８）に挿通さ
   れて、ガイド支持される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装置。
3. 【請求項３】 第２移動プレート（５１）は、第１移動
   プレート（３６）から第１ガイド軸（３８）と平行に突
   出された第２ガイド軸（５２）に挿通されるようにした
   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
   装置。