JP2004343843A - Dc linear motor and electric injection molding machine using the same - Google Patents
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- B29C2045/1793—Machine parts driven by an electric motor, e.g. electric servomotor by an electric linear motor
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、DCリニアモータと、それを用いた電動射出成形機に関する。
【0002】
【従来の技術】
電動射出成形機の射出動作あるいは型締、製品押出し等の直動駆動源として、DCリニアモータを使用することが考えられている。例えば同期形のDCリニアモータは、磁界を発生するコイル部と、ガイド部材に沿って直線運動するマグネット部などを備えている。このマグネット部を射出成形機のスクリューに連結することにより、スクリューを軸線方向に移動させることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のDCリニアモータのマグネット部は剥き出しの状態であったため、コイル部とマグネット部との間にゴミ、特に金属ゴミなどの導電性の異物が入ると、コイル部の短絡事故の原因になることが懸念される。
【0004】
コイル部に異物が付着することを防ぐために、リニアモータ全体をカバーによって覆うことも考えられるが、電動射出成形機では、リニアモータの位置制御を行なうために、リニアスケール等の位置検出器が必要である。このため、リニアモータ全体がカバーによって覆われてしまうと、位置検出器がカバー部材の内側に隠れてしまい、位置検出器の取付作業や配線作業およびメンテナンスを行ないにくくなる。また、リニアモータの作動を目視によって確認しにくくなる。
【0005】
従ってこの発明の目的は、コイル部に異物が付着することによる作動不良等を防止できるDCリニアモータと、それを用いた電動射出成形機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第1の観点に基く本発明のDCリニアモータと電動射出成形機は、磁界発生用のコイル部と、該コイル部を支持する支持部材と、前記コイル部に電流を供給したとき該コイル部の軸線方向に相対的に移動するマグネット部と、前記支持部材と前記マグネット部との間の隙間を塞ぐよう前記支持部材と前記マグネット部に取付けられ前記コイル部の外周側を覆う防塵カバーとを具備している。
この発明の好ましい形態では、前記支持部材と前記マグネット部の相対位置を検出するための位置検出器が前記防塵カバーの外側に設けられている。
【0007】
第2の観点に基く本発明のDCリニアモータと電動射出成形機は、磁界発生用のコイル部と、該コイル部の端部を支持する支持部材と、前記コイル部に電流を供給したとき該コイル部の軸線方向に相対的に移動するマグネット部と、前記コイル部と前記マグネット部との間に設けられた電気絶縁性の非磁性体からなる仕切り部材とを具備している。
この発明の好ましい形態では、前記仕切り部材が前記コイル部の外周全体を覆うように円筒形をなしている。
【0008】
本発明は、合成樹脂製品用の射出成形機に適用することもできるし、ゴム(シリコンゴムをはじめとする合成ゴム,天然ゴムも含む)あるいはエラストマ等の弾性体製品用の射出成形機に適用することもできる。あるいはアルミダイキャスト等の金属製品用の射出成形機に適用することもできる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の第1の実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。
図1に示す電動射出成形機20は、図1中の右側に位置する射出装置21と、図1中の左側に位置する型締装置22とを備えている。
【0010】
型締装置22は、固定プラテン25と、可動プラテン26と、可動プラテン26をタイバー27に沿って移動させる駆動機構28(一部のみ図示する)などを備えている。固定プラテン25に固定側金型30(図2に示す)が取付けられ、可動プラテン26に移動側金型31(図2に示す)が取付けられる。
【0011】
図2に示すように、固定ベース40上に射出装置21が設けられている。この射出装置21は、固定ベース40上に設けたガイドレール41に沿って往復移動可能なメインフレーム42を有し、電動射出成形機20の前後方向(図2中に矢印Xで示す軸線方向)に移動することができるようになっている。
【0012】
射出装置21は、枠構造体50と、バレル51と、射出動作の駆動源として機能するボイスコイル形のDCリニアモータ(直流電流形リニアモータ)52と、スクリュー回転機構53などを含んでいる。バレル51にスクリュー54が収容されている。DCリニアモータ52と下記サブフレーム60および下記リニアガイド機構74などにより、駆動ユニット55が構成されている。
【0013】
メインフレーム42上に、サブフレーム60がボルト等の固定用部品61によって固定されている。サブフレーム60は、前側の支持部材(前スタンド)62と、後側の支持部材(後スタンド)63を備えている。支持部材62,63の下部は、水平方向に延びるベース部材64によって互いに連結されている。
【0014】
枠構造体50は、バレル51の基部を支持する第1の部分65と、DCリニアモータ52側に結合される第2の部分66と、これら第1の部分65と第2の部分66のそれぞれの両側部をつなぐ左右一対の連結壁67,68と、底壁69などを有している。
【0015】
ボイスコイル形のDCリニアモータ52は、複数のコイル部70を含む固定側部材71と、コイル部70が発生する磁界によって前記X方向に駆動される複数個のマグネット部72を含む可動側部材73などを備えている。
【0016】
固定側部材71は、サブフレーム60とコイル部70などからなる。支持部材62,63がメインフレーム42に固定され、例えば4個のコイル部70が支持部材62,63間に互いに平行に設けられている。
【0017】
可動側部材73は、ベース部材64上に設けたリニアガイド機構74によって支持部材62,63間を往復移動するようになっている。このリニアガイド機構74は、ベース部材64上に設けられたレール80と、このレール80に沿って摺動する複数組のキャリッジ81などによって構成されている。キャリッジ81は、支持板78の下面に取付けられている。
【0018】
可動側部材73は、マグネット部72の前後両側に設けた連結プレート75,76と、前後のマグネット部72の間に設けた非磁性材料からなるスペーサ77と、水平方向に延びる支持板78などを含んでいる。マグネット部72と、連結プレート75,76と、スペーサ77とは、連結ロッド79(図4等に示す)によって互いに締結されている。
【0019】
前側の連結プレート75にDCリニアモータ52の出力軸85が設けられている。この出力軸85は、後述するシャフト90を介して、スクリュー54に接続される。
【0020】
DCリニアモータ52の各コイル部70は、図5に模式的に示すように導線70aを巻回することによって筒形に構成され、コイル部70の内側に鉄芯(ヨーク87)が設けられている。コイル部70の外周側にマグネット部72が設けられている。マグネット部72を含む可動側部材73は、コイル部70に電流を供給したときに発生する磁界に基いて、コイル部70の軸線C(図5に示す)方向に相対移動する。
【0021】
コイル部70は、電源ケーブル70bを介して電流供給装置70cに接続される。電源ケーブル70bの断線を防ぐには、この実施形態のようにコイル部70を固定側とし、マグネット部72を可動側とすることが望ましい。電源ケーブル70bが無理なく移動できるような対策をとれば、コイル部70とヨーク87を移動側とし、マグネット部72を固定側としてもよい。
【0022】
なお、コイル部70の内側にマグネット部を設け、コイル部70の外側にヨークを設けてもよい。また、コイル部70は角筒であってもよい。マグネット部72の形状等についても任意であり、必要に応じて適宜形状のものを使用すればよい。
【0023】
バレル51の基部付近に、射出成形品の材料である樹脂を供給するホッパ88が設けられている。このホッパ88は、枠構造体50の第1の部分65に取付けられている。バレル51には樹脂を加熱し溶融させるためのヒータ(図示せず)が付属している。
【0024】
スクリュー回転機構53は、スクリュー54が接続されるシャフト90と、シャフト90に嵌合するスリーブ部材91と、スリーブ部材91を回転させるためのモータ92と、第1のベアリング部93と、第2のベアリング部94などを含んでいる。
【0025】
さらに詳しくは、図3に模式的に示すように、シャフト90の外周部に軸線方向に沿うスプライン部95が形成されている。このスプライン部95にスリーブ部材91が嵌合することにより、スリーブ部材91に対してシャフト90が軸線方向に相対移動することができるとともに、シャフト90とスリーブ部材91が一体に回転することができるようになっている。
【0026】
スリーブ部材91は、第1のベアリング部93によって、中間支持壁100に回転自在に支持されている。中間支持壁100は、枠構造体50の底壁69に固定されている。
【0027】
枠構造体50の上部にモータ支持部101が設けられており、このモータ支持部101に前記モータ92が搭載されている。モータ92の出力軸102に取付けた駆動側プーリ103と、スリーブ部材91に取付けた従動側プーリ104との間に、ベルト等の動力伝達部材105が巻掛けられている。
【0028】
このためモータ92の出力軸102を回転させることにより、スリーブ部材91を回転させることができる。スリーブ部材91が回転すると、スプライン部95に嵌合しているシャフト90が回転するため、スクリュー54が回転することになる。
【0029】
シャフト90の後端部は、第2のベアリング部94を備えた連結機構106によって、DCリニアモータ52の出力軸85に接続されている。この連結機構106は、出力軸85とシャフト90を互いに連結するとともに、両者の回転方向の相対運動を許容する。すなわち、出力軸85の軸線方向の直線運動をシャフト90に伝達することができ、しかもシャフト90の回転運動が出力軸85に伝わらないようになっている。
【0030】
バレル51の先端部に形成されたノズル110は、固定プラテン25に形成された孔111の中心線上に位置している。固定プラテン25と枠構造体50は、例えばボールねじ115とサーボモータ等を用いたノズルタッチ機構116によって互いに連結されている。
【0031】
ノズルタッチ機構116を駆動することにより、固定プラテン25に対して射出装置21をガイドレール41に沿って前進および後退させることができる。射出装置21を所定位置まで前進させた状態において、ノズル110の先端が固定側金型30の注入ポート30aに当接する。
【0032】
この実施形態のDCリニアモータ52は、防塵カバー120,121を備えている。前側の防塵カバー120は、前側の支持部材62とマグネット部72との間の隙間を塞ぐように、前側の支持部材62とマグネット部72に取付けられている。後側の防塵カバー121は、後側の支持部材63とマグネット部72との間の隙間を塞ぐように、後側の支持部材63とマグネット部72に取付けられている。
【0033】
コイル部70の外周のうちマグネット部72の外側に露出する部位が、防塵カバー120,121によって覆われている。この防塵カバー120,121によって、コイル部70の外面にゴミや金属粉、液体などの異物が付着することが防止される。
【0034】
防塵カバー120,121は、ゴム、高分子材料あるいは布などのように柔軟な材料で発塵しにくい材料からなり、コイル部70の周方向に連続して一回りする形状に形成されている。例えば蛇腹(ベローズ)、ダイヤフラムあるいは袋状に形成されることにより、マグネット部72の移動方向に追従して柔軟に変形できるようになっている。
【0035】
DCリニアモータ52の位置制御を行なうために、リニアスケール等の位置検出器130がDCリニアモータ52に設けられている。一例として、位置検出器130のスケール本体130aが支持部材63に取付けられ、被検出部としてのスケールヘッド130bがマグネット部72に取付けられている。
【0036】
この位置検出器130によって、コイル部70とマグネット部72との相対位置が検出され、その検出信号がコントローラ131(図3に模式的に示す)にフィードバックされるようになっている。
【0037】
この実施形態では、支持部材62,63とマグネット部72との間の隙間が防塵カバー120,121によって覆われおり、防塵カバー120,121の外側に位置検出器130が配置されている。このため、防塵カバー120,121を設けたままでも、位置検出器130の取付作業や配線作業およびメンテナンスを容易に行なうことができる。また、DCリニアモータ52が作動する際にマグネット部72の動きを目視によって確認することができる。
【0038】
次に、上記構成の電動射出成形機20の動作について説明する。
型締装置22によって金型30,31を閉じ、ノズルタッチ機構116によって射出装置21を固定プラテン25に向かって前進させることにより、ノズル110の先端を固定側金型30の注入ポート30aに当接させる。
【0039】
そしてDCリニアモータ52のコイル部70に電流を供給することにより、図3に模式的に示すようにDCリニアモータ52の可動側部材73を前進させる。コイル部70に対するマグネット部72の位置が位置検出器130によって検出され、コントローラ131にフィードバックされることにより、DCリニアモータ52の位置制御がなされる。
【0040】
DCリニアモータ52によって可動側部材73が前進すると、出力軸85を介してシャフト90が前進し、さらにスクリュー54が前進することにより、バレル51内の予め計量されていた材料がスクリュー54によってノズル110の先端から押し出され、金型30,31に充填される。
【0041】
次いで、スクリュー回転用モータ92によってシャフト90を回転させることにより、スクリュー54を回転させる。これにより、材料をバレル51の先端側に送りながら混練するとともに、材料の計量を行う。金型30,31内に射出された材料が冷却されたのち、金型30,31を開き、成形された製品をエジェクタ機構によって突き出すことにより、1サイクル分の射出成形工程が終了する。
【0042】
図6と図7は本発明の第2の実施形態を示している。この実施形態のDCリニアモータ52´は、コイル部70の外周面全体が、非磁性体からなる円筒形の仕切り部材140によって覆われている。仕切り部材140は、例えばポリフッ化エチレン樹脂等のように電気絶縁性を有しかつ発塵の少ない材料が望ましい。
【0043】
この仕切り部材140によって、ゴミや金属粉、液体などの異物がコイル部70に付着することが防止される。なお、コイル部70の外周面と仕切り部材140の内周面との間に隙間Sは無くてもよい。
【0044】
この第2の実施形態は、仕切り部材140以外の構成が第1の実施形態の電動射出成形機20と同様であるため、第1の実施形態と共通の箇所に共通の符号を付して説明を省略する。この第2の実施形態ではコイル部70が仕切り部材140によって覆われているため、第1の実施形態の防塵カバー120,121を用いなくてもよいが、防塵効果をさらに高めるために防塵カバー120,121と仕切り部材140を併用してもよい。
【0045】
なお本発明を実施するに当たって、コイル部やマグネット部をはじめとして、支持部材、防塵カバー、仕切り部材等の本発明の構成要素を、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々に変形して実施できることは言うまでもない。この発明に係るDCリニアモータは、スクリューを軸線方向に動かす射出動作以外に、例えば型締装置、あるいは製品押出用エジェクタ機構などの直線往復運動(直動駆動)をなす駆動源に用いることができる。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば、コイル部とマグネット部との間の隙間を防塵カバーによって覆うことにより、コイル部にゴミなどの異物が付着することを防止でき、DCリニアモータを良好に作動させることができる。リニアスケール等の位置検出器を防塵カバーの外側に配置すれば、位置検出器の取付作業、配線作業あるいはメンテナンスを容易に行なうことができる。
【0047】
また、コイル部の外周を電気絶縁性の非磁性体からなる仕切り部材で覆うことにより、異物の付着によるコイル部の短絡事故を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す電動射出成形機の斜視図。
【図2】図1に示された射出成形機の一部の軸線方向に沿う断面図。
【図3】図1に示された射出成形機のスクリューが前進した状態を模式的に示す断面図。
【図4】図1に示された射出成形機のDCリニアモータの斜視図。
【図5】図4に示されたDCリニアモータの一部を模式的に示す斜視図。
【図6】本発明の他の実施形態を示すDCリニアモータの断面図。
【図7】図6中のF7−F7線に沿う断面図。
【符号の説明】
20…電動射出成形機
52,52´…DCリニアモータ
62,63…支持部材
70…コイル部
72…マグネット部
120,121…防塵カバー
130…位置検出器
140…仕切り部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a DC linear motor and an electric injection molding machine using the same.
[0002]
[Prior art]
It has been considered to use a DC linear motor as a direct drive source for an injection operation of an electric injection molding machine, mold clamping, product extrusion, and the like. For example, a synchronous DC linear motor includes a coil unit that generates a magnetic field, a magnet unit that linearly moves along a guide member, and the like. By connecting this magnet part to the screw of the injection molding machine, the screw can be moved in the axial direction.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the magnet part of the conventional DC linear motor is bare, any dust, especially conductive foreign matter such as metal dust, between the coil part and the magnet part may cause a short circuit accident in the coil part. Is concerned.
[0004]
It is conceivable to cover the entire linear motor with a cover in order to prevent foreign matter from adhering to the coil part.However, with an electric injection molding machine, a position detector such as a linear scale is required to control the position of the linear motor. It is. For this reason, if the entire linear motor is covered by the cover, the position detector is hidden inside the cover member, making it difficult to perform mounting work, wiring work, and maintenance of the position detector. Further, it becomes difficult to visually confirm the operation of the linear motor.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a DC linear motor capable of preventing operation failure or the like due to foreign matter adhering to a coil portion, and an electric injection molding machine using the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a DC linear motor and an electric injection molding machine, comprising: a coil for generating a magnetic field; a support member for supporting the coil; and a coil for supplying a current to the coil. A magnet unit that relatively moves in the axial direction; and a dustproof cover attached to the support member and the magnet unit to cover a gap between the support member and the magnet unit and that covers an outer peripheral side of the coil unit. are doing.
In a preferred aspect of the present invention, a position detector for detecting a relative position between the support member and the magnet unit is provided outside the dustproof cover.
[0007]
A DC linear motor and an electric injection molding machine according to the present invention based on a second aspect include a coil portion for generating a magnetic field, a support member for supporting an end of the coil portion, and a device for supplying a current to the coil portion. The apparatus includes a magnet unit that moves relatively in the axial direction of the coil unit, and a partition member that is provided between the coil unit and the magnet unit and that is made of an electrically insulating nonmagnetic material.
In a preferred embodiment of the present invention, the partition member has a cylindrical shape so as to cover the entire outer periphery of the coil portion.
[0008]
The present invention can be applied to an injection molding machine for synthetic resin products, or to an injection molding machine for elastic products such as rubber (including synthetic rubber including silicon rubber and natural rubber) or elastomer. You can also. Alternatively, the present invention can be applied to an injection molding machine for metal products such as aluminum die casting.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The electric
[0010]
The
[0011]
As shown in FIG. 2, the
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
The voice coil type DC
[0016]
The fixed-
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
Each
[0021]
The
[0022]
Note that a magnet unit may be provided inside the
[0023]
In the vicinity of the base of the
[0024]
The
[0025]
More specifically, as schematically shown in FIG. 3, a spline portion 95 is formed on the outer periphery of the
[0026]
The sleeve member 91 is rotatably supported on the
[0027]
A
[0028]
Therefore, by rotating the
[0029]
The rear end of the
[0030]
The
[0031]
By driving the
[0032]
The DC
[0033]
The part of the outer periphery of the
[0034]
The dustproof covers 120 and 121 are made of a soft material such as rubber, a polymer material, or a cloth that is hard to generate dust, and are formed in a shape that goes around the
[0035]
In order to control the position of the DC
[0036]
The relative position between the
[0037]
In this embodiment, the gap between the
[0038]
Next, the operation of the electric
The dies 30 and 31 are closed by the
[0039]
Then, by supplying a current to the
[0040]
When the
[0041]
Next, the
[0042]
6 and 7 show a second embodiment of the present invention. In the DC linear motor 52 'of this embodiment, the entire outer peripheral surface of the
[0043]
The
[0044]
In the second embodiment, since the configuration other than the
[0045]
In carrying out the present invention, the components of the present invention such as the coil unit and the magnet unit, the support member, the dust-proof cover, and the partition member can be variously modified without departing from the gist of the present invention. Needless to say. INDUSTRIAL APPLICABILITY The DC linear motor according to the present invention can be used as a drive source that performs a linear reciprocating motion (linear motion drive) such as a mold clamping device or an ejector mechanism for product extrusion in addition to an injection operation for moving a screw in an axial direction. .
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, by covering the gap between the coil unit and the magnet unit with the dustproof cover, it is possible to prevent foreign matter such as dust from adhering to the coil unit, and to operate the DC linear motor satisfactorily. . If a position detector such as a linear scale is arranged outside the dust-proof cover, the work of mounting the position detector, wiring work or maintenance can be easily performed.
[0047]
Further, by covering the outer periphery of the coil portion with a partition member made of an electrically insulating non-magnetic material, it is possible to prevent a short circuit accident of the coil portion due to adhesion of foreign matter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an electric injection molding machine showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along the axial direction of a part of the injection molding machine shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a screw of the injection molding machine shown in FIG. 1 has advanced.
FIG. 4 is a perspective view of a DC linear motor of the injection molding machine shown in FIG.
FIG. 5 is a perspective view schematically showing a part of the DC linear motor shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a cross-sectional view of a DC linear motor showing another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view taken along line F7-F7 in FIG. 6;
[Explanation of symbols]
20 electric
Claims (6)
該コイル部を支持する支持部材と、
前記コイル部に電流を供給したとき該コイル部の軸線方向に相対的に移動するマグネット部と、
前記支持部材と前記マグネット部との間の隙間を塞ぐよう前記支持部材と前記マグネット部に取付けられ前記コイル部の外側を覆う防塵カバーと、
を具備したことを特徴とするDCリニアモータ。A coil unit for generating a magnetic field,
A support member for supporting the coil portion;
A magnet unit that relatively moves in the axial direction of the coil unit when a current is supplied to the coil unit;
A dustproof cover attached to the support member and the magnet unit to cover a gap between the support member and the magnet unit, and covering an outside of the coil unit;
A DC linear motor comprising:
前記DCリニアモータは、
磁界発生用のコイル部と、
該コイル部の端部を支持する支持部材と、
前記コイル部に電流を供給したとき該コイル部の軸線方向に相対的に移動するマグネット部と、
前記支持部材と前記マグネット部との間の隙間を塞ぐよう前記支持部材と前記マグネット部に取付けられ前記コイル部の外側を覆う防塵カバーと、
を具備したことを特徴とする電動射出成形機。In an electric injection molding machine using a DC linear motor as a linear drive source,
The DC linear motor,
A coil unit for generating a magnetic field,
A support member for supporting an end of the coil portion;
A magnet unit that relatively moves in the axial direction of the coil unit when a current is supplied to the coil unit;
A dustproof cover attached to the support member and the magnet unit to cover a gap between the support member and the magnet unit, and covering an outside of the coil unit;
An electric injection molding machine comprising:
該コイル部の端部を支持する支持部材と、
前記コイル部に電流を供給したとき該コイル部の軸線方向に相対的に移動するマグネット部と、
前記コイル部と前記マグネット部との間に設けられた電気絶縁性の非磁性体からなる仕切り部材と、
を具備したことを特徴とするDCリニアモータ。A coil unit for generating a magnetic field,
A support member for supporting an end of the coil portion;
A magnet unit that relatively moves in the axial direction of the coil unit when a current is supplied to the coil unit;
A partition member made of an electrically insulating non-magnetic material provided between the coil portion and the magnet portion,
A DC linear motor comprising:
前記DCリニアモータは、
磁界発生用のコイル部と、
該コイル部の端部を支持する支持部材と、
前記コイル部に電流を供給したとき該コイル部の軸線方向に相対的に移動するマグネット部と、
前記コイル部と前記マグネット部との間に設けられた電気絶縁性の非磁性体からなる仕切り部材と、
を具備したことを特徴とする電動射出成形機。In an electric injection molding machine using a DC linear motor as a linear drive source,
The DC linear motor,
A coil unit for generating a magnetic field,
A support member for supporting an end of the coil portion;
A magnet unit that relatively moves in the axial direction of the coil unit when a current is supplied to the coil unit;
A partition member made of an electrically insulating non-magnetic material provided between the coil portion and the magnet portion,
An electric injection molding machine comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003135078A JP2004343843A (en) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | Dc linear motor and electric injection molding machine using the same |
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Family Applications (1)
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