JP2003235290A - 直流リニアモータの推力測定方法及びこの方法を使用する射出成形機 - Google Patents

直流リニアモータの推力測定方法及びこの方法を使用する射出成形機

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JP2003235290A
JP2003235290A JP2002026049A JP2002026049A JP2003235290A JP 2003235290 A JP2003235290 A JP 2003235290A JP 2002026049 A JP2002026049 A JP 2002026049A JP 2002026049 A JP2002026049 A JP 2002026049A JP 2003235290 A JP2003235290 A JP 2003235290A
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thrust
linear motor
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injection molding
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Akihide Okubo
章英 大久保
Hiroyuki Konuma
裕之 小沼
Harumichi Tokuyama
晴道 徳山
Katsuhito Ogura
勝仁 小椋
Katsuyoshi Kido
克芳 木戸
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 直線運動部の駆動源に磁石可動型の直流リニ
アモータを使用する場合に、その推力の測定精度が高く
且つトラブルが少ない推力測定方法を提供する。 【解決手段】 直流リニアモータ１０は、２本のコイル
１１、磁石１２及び出力軸１３などから構成される。出
力軸１３の先端は中間プレート６を介してスクリュ２に
接続されている。コイル１１は互いに平行に配置され、
磁石１２にはコイル１１が貫通する貫通孔が形成されて
いる。磁石１２から発生する磁界をコイル１１内を流れ
る直流電流が横切ることにより、磁石１２がコイル１１
に沿って駆動される。溶融樹脂を金型内に射出する際、
直流リニアモータ１０を用いてスクリュ２をバレル１内
で前進させる。このとき、スクリュ２の推力に対応する
反力がコイル１１に作用し、コイル１１に軸方向の歪が
生ずる。この歪をコイル１１の側面に取り付けられた歪
ゲージ１５を用いて検出し、上記の推力を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コイルに沿って磁
石を移動させる磁石可動型の直流リニアモータにおい
て、その推力を測定するための方法、及びその方法を直
線運動部の駆動源の推力測定に取り入れた射出成形機に
係る。
【０００２】
【従来の技術】電動式射出成形機において、射出ユニッ
トや型締ユニットなどの直線運動部の駆動源には、サー
ボモータの動きをボールネジを用いて直線運動に変換す
るものが一般的に使用されている。これに対して、近
年、直線運動部の駆動源に、コイルに沿って磁石を移動
させる磁石可動型の直流リニアモータを使用する射出成
形機が開発されている。
【０００３】射出ユニットにおける射出圧力の検出に
は、ロードセルを使用する方式が一般的である。このロ
ードセルは、スクリュの後端部を支持する部材の背面
に、スクリュの軸芯延長線上で取り付けられる。しか
し、直流リニアモータを駆動源とする射出ユニットにお
いては、高速の射出動作の際、スクリュとともに移動す
るロードセルの質量（慣性力）の影響を受けて、射出動
作制御に支障をきたすことがあった。また、射出動作の
際、ロードセルの付属ケーブルも動くため、高速の射出
時においては断線などのトラブルの要因となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、直線運動部
の駆動源に磁石可動型の直流リニアモータを使用する射
出成形機における以上のような問題点に鑑みなされたも
のである。本発明の目的は、高速動作の際にも、直線運
動部の推力を正確に検出することが可能で且つトラブル
の要因が少ない推力測定方法を提供することにある。ま
た、本発明の目的は、そのような推力測定方法を取り入
れた射出成形機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の直流リニアモー
タの推力測定方法は、コイルに沿って磁石を移動させる
直流リニアモータの推力を測定する方法であって、前記
推力に対応して生ずる反力による前記コイルの歪を検出
し、検出された歪に基づいて前記推力を算出することを
特徴とする。
【０００６】本発明の推力測定方法によれば、当該直流
リニアモータによって駆動される可動部材側にロードセ
ルを取り付ける必要がないので、ロードセルの慣性力に
起因する誤差が推力の測定値に加わることがない。従っ
て、可動部材に作用する駆動力の測定精度を改善するこ
とができる。また、ロードセルの付属ケーブルの断線な
どのトラブルを避けることもできる。
【０００７】直線運動部の駆動源に磁石可動型の直流リ
ニアモータを使用する射出成形機に、上記の推力測定方
法を適用することによって、推力の測定精度を改善し、
直線運動部の制御性を高めることができる。
【０００８】特に、バレル内でスクリュを前進させて溶
融樹脂を射出する射出ユニットのスクリュの直線運動の
駆動源として、コイルに沿って磁石を移動させる直流リ
ニアモータを使用する射出成形機に、上記の推力測定方
法を適用すれば、スクリュ後端の支持部分の構造を簡素
化して、高速の射出動作の際、その制御性を向上させる
ことができる。
【０００９】また、固定盤と可動盤の間で型の開閉を行
う型締ユニットの可動盤の駆動源として、コイルに沿っ
て磁石を移動させる直流リニアモータを使用する射出成
形機に、上記の推力測定方法を適用すれば、型締ユニッ
トの構造を簡素化して、装置サイズの小型化を図ること
ができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の推力測定方法を
採用する射出ユニットの概要を示す。図中、１はバレ
ル、２はスクリュ、３はフロントプレート、４はリアプ
レート、６は中間プレート、８は計量用のサーボモー
タ、１０は直流リニアモータ、１１はコイル、１２は磁
石、１３は出力軸、１５は歪ゲージを表す。
【００１１】バレル１は、その先端側（図では左側）で
ノズルを介して金型（図示せず）の背面に接続される。
バレル１の内部にはスクリュ２の先端側が収容されてい
る。バレル１の後端部はフロントプレート３の中央に支
持されている。フロントプレート３の後方には、フロン
トプレート３に対向してリアプレート４が配置されてい
る。フロントプレート３とリアプレート４の間には中間
プレート６が配置されている。中間プレート６は前後方
向（図では左右方向）に移動することができる。
【００１２】スクリュ２の後端部は、中間プレート６の
中央に軸受を介して回転自在に支持されている。中間プ
レート６には計量用のサーボモータ８が搭載されてい
る。サーボモータ８のシャフトは、プーリ及びタイミン
グベルトを介してスクリュ２の後端部近傍に接続されて
いる。
【００１３】リアプレート４の背面には、バレル１内で
スクリュ２を前進させるための直流リニアモータ１０が
取り付けられている。直流リニアモータ１０は、複数
（この例では２本）のコイル１１、磁石１２及び出力軸
１３などから構成されている。コイル１１は互いに平行
に配置され、各コイル１１の一方の端はリアプレート４
の背面に固定され、他方の端はフリー状態になってい
る。磁石１２にはコイル１１が貫通する貫通孔が形成さ
れている。この直流リニアモータ１０では、磁石１２か
ら発生する磁界をコイル１１内を流れる直流電流が横切
ることによって、磁石１２とコイル１１の間に力が発生
し、磁石１２がコイル１１に沿ってコイル１１の軸方向
に駆動される。
【００１４】磁石１２の前面には出力軸１３が接続され
ている。出力軸１３の先端は中間プレート６の背面に接
続されている。出力軸１３とスクリュ２は、共通の中心
軸上に配置されている。
【００１５】溶融樹脂をバレル１内から金型内に射出す
る際、スクリュ２を直流リニアモータ１０で駆動して、
バレル１内で軸方向に前進させる。このとき、スクリュ
２を前進させる推力に対応する反力がコイル１１に作用
し、この反力によってコイル１１に軸方向の歪が生ず
る。この歪をコイル１１の側面に取り付けられた歪ゲー
ジ１５を用いて検出し、上記の推力を算出する。
【００１６】歪ゲージ１５が、固定側に当たるコイル１
１に取り付けられているので、射出動作の際、歪ゲージ
１５の付属ケーブルが動くことがない。従って、付属ケ
ーブルに外力が加わって付属ケーブルが断線するおそれ
がない。また、従来のように可動部分にロードセルを搭
載する必要がなくなるので、可動部分の質量が減少し、
推力の測定精度が高まるとともに、スクリュ２の前進運
動に対する制御精度が改善される。
【００１７】
【発明の効果】本発明の直流リニアモータの推力測定方
法によれば、高速動作の際にも、直線運動部に作用する
推力を正確に検出することができる。また、この方法
を、射出成形機の射出ユニットなどの直線運動部の駆動
源の推力測定に使用すれば、測定精度及び制御精度を高
め、且つ付属ケーブルの断線によるトラブルを避けるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく推力測定方法を取り入れた射出
成形機の射出ユニットの例を示す図。
【符号の説明】
１・・・バレル、 ２・・・スクリュ、 ３・・・フロントプレート、 ４・・・リアプレート、 ６・・・中間プレート、 ８・・・計量用のサーボモータ、 １０・・・直流リニアモータ、 １１・・・コイル、 １２・・・磁石、 １３・・・出力軸、 １５・・・歪ゲージ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｌ 5/00 Ｇ０１Ｌ 5/00 Ｚ Ｈ０２Ｋ 33/16 Ｈ０２Ｋ 33/16 Ａ (72)発明者 徳山 晴道 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社内 (72)発明者 小椋 勝仁 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社内 (72)発明者 木戸 克芳 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社内 Ｆターム(参考） 2F051 AA24 AB09 BA00 4F202 AP01 AP02 AQ03 AQ04 CA11 CB01 CL01 CL11 CL28 4F206 AP11 AQ03 AR02 JA07 JD01 JL02 JM02 JM04 JM06 JN11 JN32 JN35 JP13 JQ11 JQ83 JT02 JT05 JT40 5H540 AA10 BA04 BB04 BB06 FC10 5H633 BB04 GG03 GG07 GG16 GG22 HH03 HH07 JB07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コイルに沿って磁石を移動させる直流リ
    ニアモータの推力を測定する方法であって、 前記推力に対応して生ずる反力による前記コイルの歪を
    検出し、検出された歪に基づいて前記推力を算出するこ
    とを特徴とする直流リニアモータの推力測定方法。
  2. 【請求項２】 直線運動部の駆動源として、コイルに沿
    って磁石を移動させる直流リニアモータを使用する射出
    成形機において、 前記直線運動部を駆動する推力に対応して生ずる反力に
    よる前記コイルの歪を検出し、検出された歪に基づいて
    前記推力を算出する推力測定装置を備えたことを特徴と
    する射出成形機。
  3. 【請求項３】 バレル内でスクリュを前進させて溶融樹
    脂を射出する射出ユニットのスクリュの直線運動の駆動
    源として、コイルに沿って磁石を移動させる直流リニア
    モータを使用する射出成形機において、 前記スクリュを前進させる推力に対応して生ずる反力に
    よる前記コイルの歪を検出し、検出された歪に基づいて
    射出圧力を算出する射出圧力測定装置を備えたことを特
    徴とする射出成形機。
  4. 【請求項４】 固定盤と可動盤の間で型の開閉を行う型
    締ユニットの可動盤の駆動源として、コイルに沿って磁
    石を移動させる直流リニアモータを使用する射出成形機
    において、 前記可動盤を前進させる推力に対応して生ずる反力によ
    る前記コイルの歪を検出し、検出された歪に基づいて型
    締力を算出する型締力測定装置を備えたことを特徴とす
    る射出成形機。
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