JP2009012050A

JP2009012050A - 成形機

Info

Publication number: JP2009012050A
Application number: JP2007177493A
Authority: JP
Inventors: Yoshiya Taniguchi; 吉哉谷口
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2027-07-05
Also published as: JP5063225B2

Abstract

【課題】射出用部材の前進加速性能をより飛躍的に高めること。
【解決手段】前後進可能な射出用部材の直動駆動源としての第１モータと第２モータとを備え、射出用部材が前進開始する前に、第１モータを射出用部材を前進させる方向に駆動開始させて第１モータの速度を加速すると共に、第２モータを射出用部材を後退させる方向に駆動開始させて第２モータの速度を加速して、第１モータと第２モータの速度がそれぞれ所定速度に達するまでは、射出用部材を実質的に射出開始位置に保持するようにし、第１モータと第２モータの速度がそれぞれ所定速度に達すると、第１モータの前記した加速を継続させつつ、第２モータの減速を行うことで、射出用部材を急速前進させるようにした成形機において、第１モータとして回転モータを用い、第２モータとしてリニアモータを用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動駆動タイプのダイカストマシンや射出成形機などの成形機に係り、特に、射出用部材（ダイカストマシンやプリプラ式の射出成形機では射出プランジャ、インラインスクリュ式の射出成形機ではスクリュ）の前進加速を、非常な急加速で行うようにした成形機にかかわる技術に関する。

成形機としての例えば電動タイプのインラインスクリュ式の射出成形機では、スクリュを前後進させる駆動源としてのサーボモータ（射出用電動サーボモータ）は１つのみ用いる構成をとるのが、一般的である。ところで、薄肉・精密成形などでは、キャビティ内に溶融樹脂を素早く充填開始できるようにすることが良品成形のためには必須であるが、単独の射出用電動サーボモータを用いた構成では、射出の加速性能（スクリュの加速性能）の向上には自ずと一定の限界があり、たとえ、低慣性・高応答性のサーボモータを射出用電動サーボモータに用いたとしても、加速立ち上げ時間は３０ｍｓ強程度の達成が、現状ではその限界である。

そこで、２つの射出用電動サーボモータを用いて、２つの射出用電動サーボモータにより１つのボールネジ機構の回転部を協働で同一方向に回転駆動することで、射出の加速性能を向上させるようにした射出成形機も知られている。しかしながら、このような構成をとっても、１つの電動サーボモータを用いた構成よりも、射出の加速性能の改善は、約３割程度の向上に留まるものとなる。

また、射出系メカニズムにおいて、１つのボールネジ機構に対して、ナット体を回転駆動するナット用サーボモータと、ネジ軸を回転駆動するネジ用サーボモータとを設けて、ナット用サーボモータとネジ用サーボモータとの協働で、射出動作を制御するようにした構成も、特公平４−６４４９２号公報（特許文献１）や、特開平９−１０４０２８号公報（特許文献２）により知られている。特許文献１においては、ナット用サーボモータの回転とネジ用サーボモータの回転との協働で、モータは回転しているが、スクリュは軸方向移動しない状態をつくり、この状態からネジ用サーボモータの回転速度をナット用サーボモータよりも大きくすることで、スクリュを前進させるようにし、特に、低速域での制御精度の向上を図るようにしている。また、特許文献２においては、ナット用サーボモータの回転とネジ用サーボモータの回転との協働で、低速射出に適した状態と高速射出に適した状態とをつくり出すことで、寿命の短いクラッチを用いることなく、低速と高速の切り替えを行えるようにしている。

しかしながら、特許文献１においては、上記したように、ナット用サーボモータの回転とネジ用サーボモータの回転との協働で、モータは回転しているが、スクリュは軸方向移動しない状態をつくり出してはいるが、この状態は２つのモータの加速が完了し終わるまで（２つのモータの起動が完了するまで）継続されていて、サーボモータの加速領域におけるスクリュの動作挙動については考慮されておらず、したがって、射出（１次射出）初期のスクリュの加速性能を向上させようとする技術思想は、特許文献１には見られない。

また、特許文献１、特許文献２には、ナット用サーボモータとネジ用サーボモータとを、共にスクリュを前進させる方向に回転駆動することで、高速射出を行うようにした技術が開示されているが、このような構成・動作をとっても、前述した２つの射出用電動サーボモータにより１つのボールネジ機構の回転部を協働で同一方向に回転駆動するようにした構成と同様に、射出の加速性能の向上には限界のあるものとなる。

なおまた、特許文献１、特許文献２に示された技術では、スクリュが前進することでスクリュが樹脂から受ける大きな圧力（荷重）を、一方のサーボモータの力で支え続ける構成となっているので、この一方のサーボモータにかかる負荷が厳しいものなる構成となっている。

そこで、本願出願人は、射出用部材（スクリュや射出プランジャといった射出用部材）の前進加速を非常な急加速で行うことが可能な成形機を、特願２００７−７６８６８（以下、先願１と記す）によって提案した。この先願１の成形機においては、前後進可能な射出用部材の直動駆動源としての第１サーボモータと第２サーボモータとを備え、第１サーボモータの回転でその回転部が回転駆動されるボールネジ機構Ａの直動部を、射出用部材の基端部を保持した部材に固定し、第２サーボモータの回転によってボールネジ機構Ａの回転部を前後進させる構成において、射出用部材が前進開始する前に、第１サーボモータを射出用部材を前進させる方向に回転開始させて第１サーボモータの回転速度を加速すると共に、第２サーボモータを射出用部材を後退させる方向に回転開始させて第２サーボモータの回転速度を加速して、第１サーボモータと第２サーボモータの回転速度がそれぞれ所定速度に達するまでは、射出用部材を実質的に射出開始位置に保持するようにし、第１サーボモータの回転速度と第２サーボモータの回転速度がそれぞれ所定速度に達すると、第１サーボモータの回転加速を継続させつつ、第２サーボモータの回転速度を減速することで、射出用部材を急速前進させるようにしている。このような射出制御手法をとることで、射出用部材の前進加速性能を大きく高めることが可能となる。
特公平４−６４４９２号公報特開平９−１０４０２８号公報

ところで上述した先願１においては、第１サーボモータの加速が十分に達成されたタイミングとなるまで、第２サーボモータによって第１サーボモータの加速をチャージしておき、所定のタイミングで第２サーボモータを急減速させることで、第１サーボモータの十分に高められた加速を一気に解き放して、射出用部材を急速前進させるようにしているので、射出用部材の急速前進性能は、第２サーボモータの減速性能に依存することになる。しかしながら、回転型の電動サーボモータを用いた構成をとると、回転伝達系の回転イナーシャの影響があるため、加減速の能力はどうしても略３〜４Ｇ程度が限界値となる。よって、射出用部材の前進加速性能をより一層高めるには、自ずと限界があるものとなっていた。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、先願１に示されたような動作原理で射出用部材の前進加速を行う成形機において、射出用部材の前進加速性能をより飛躍的に高めることにある。

本発明は上記した目的を達成するために、前後進可能な射出用部材の直動駆動源としての第１モータと第２モータとを備え、前記射出用部材が前進開始する前に、前記第１モータを前記射出用部材を前進させる方向に駆動開始させて前記第１モータの速度を加速すると共に、前記第２モータを前記射出用部材を後退させる方向に駆動開始させて前記第２モータの速度を加速して、前記第１モータと前記第２モータの速度がそれぞれ所定速度に達するまでは、前記射出用部材を実質的に射出開始位置に保持するようにし、前記第１モータと前記第２モータの速度がそれぞれ所定速度に達すると、前記第１モータの前記した加速を継続させつつ、前記第２モータの減速を行うことで、前記射出用部材を急速前進させるようにした成形機において、前記第１モータとして回転モータを用い、前記第２モータとしてリニアモータを用いる。

本発明では、回転モータである第１モータの加速が十分に達成されたタイミングとなるまで、第１モータの加速をチャージして、所定のタイミングとなると急減速することで、第１モータの十分に高められた加速を一気に解き放すように働く、第２モータをリニアモータとしている。リニアモータは、一般的なリニア誘導モータであっても、６〜８Ｇ程度の加減速が達成できるので、第２モータを回転モータとした場合よりも、第２モータをリニアモータとすると、第２モータの減速性能を大幅に向上させることができ、したがって、第１モータの十分に高められた加速を一気に解き放すために急減速する第２モータの減速時間を短くすることができ、射出用部材の前進加速性能をより飛躍的に高めることが可能となる。また、第２モータとして用いるリニアモータをトンネルアクチュエータ型と称されるリニアモータとすれば、加減速を４０Ｇ以上とすることができ、第１モータの十分に高められた加速を一気に解き放すために急減速する第２モータの減速時間をより短くすることができ、射出用部材の前進加速性能をより一層飛躍的に高めることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１〜図５は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）によるダイカストマシンに係り、図１〜図３は、本実施形態のダイカストマトンの射出系メカニズムの要部構成を示す図である。

図１〜図３において、１は、固定側金型２を搭載した固定ダイプレート、３は、可動側金型４を搭載し、図示せぬ型開閉駆動源および型開閉機構によって固定ダイプレート１に対して前後進駆動される可動ダイプレート、５は、型締め状態にある両金型２、４で形づくられるキャビティ（成形品形成用空間）、６は、その端部を固定側金型２に固定され、その内部が金型内湯道部を介してキャビティ５と連通する射出スリーブ、７は、射出スリーブ６の上面に形成された給湯口である。

８は、固定ダイプレート１と所定距離をおいて対向配置された保持プレート、９は、固定ダイプレート１と保持プレート８とを連結した複数本の連結・ガイドバー、１０は、連結・ガイドバー９に挿通・案内されて、固定ダイプレート１と保持プレート８との間を前後進可能な第１直動ブロック、１１は、その基端部を第１直動ブロック１０に固定されて、射出スリーブ６内を前後進可能な射出プランジャ（射出用部材）、１２は、連結・ガイドバー９に挿通・案内されて、固定ダイプレート１と保持プレート８との間を前後進可能な第２直動ブロックである。

１３は、第２直動ブロック１２に搭載された射出プランジャ１１の直動駆動源としての回転モータ（回転型電動サーボモータであり、請求項でいう第１モータに相当）、１４は、回転モータ１３の出力軸に固定された駆動プーリ、１５は、回転モータ１３の回転を直線運動に変換するボールネジ機構、１６は、第２直動ブロック１２に回転可能に保持されたボールネジ機構１５のネジ軸（ボールネジ機構１５の回転部）、１７は、ネジ軸１６に螺合されると共に、その端部を第１直動ブロック１０に固定されて、ネジ軸１６の回転で第１直動ブロック１０と一体となって前後進する、ボールネジ機構１５のナット体（第１ボールネジ機構１５の直動部）、１８は、ネジ軸１６に固定されて、回転モータ１３の回転を、駆動プーリ１４、図示せぬタイミングベルトを介して伝達される被動プーリである。

１９は、射出プランジャ１１の直動駆動源としてのリニアモータ（請求項でいう第２モータに相当）、２０は、保持プレート８に固設されたリニアモータ１９の固定子、２１は、固定子２０に対して前後進可能であると共に、その端部に第２直動ブロック１２が固定されたリニアモータ１９の可動子である。なお、リニアモータ１９として、ここではリニア誘導モータを用いているが、後述するようなトンネルアクチュエータ型リニアモータを用いるようにしてもよい。

なお、図１〜図３において、２２は、金属溶湯（溶融金属）または固化し始めた金属または固化した金属を示している。

図１〜図３に示す構成において、回転モータ１３の回転は、駆動プーリ１４、図示せぬタイミングベルト、被動プーリ１８を介して、ボールネジ機構１５のネジ軸１６に伝達され、ネジ軸１６が回転することで、ナット体１７がネジ軸１６に沿って軸方向移動し、ナット体１７と一体となって第１直動ブロック１０および射出プランジャ１１が、軸方向に前後進可能なようになっている。また、リニアモータ１９の可動子２１の直線移動は、第２直動ブロック１２に伝達され、第２直動ブロック１２と共にボールネジ機構１５のネジ軸１６やボールネジ機構１５の直動で移送される部材（第１直動ブロック１０、射出プランジャ１１）が、軸方向に前後進可能なようになっている。

このように、本実施形態では、射出プランジャ１１が、回転モータ１３の駆動力でも、リニアモータ１９の駆動力でも、軸方向に移送可能となっているので、回転モータ１３とリニアモータ１９を同期させて駆動し、回転モータ１３の回転による射出プランジャ１１の前進量と、リニアモータ１９の直動による射出プランジャ１１の後退量とを等しくすることで、２つのモータ１３、１９は回転ないし直動しているが、射出プランジャ１１は軸方向に移動していない状態をつくり出すことができる。

図４は、本発明の射出用部材（ここでは射出プランジャ１１）の加速原理を示す図である。図４において、横軸は時間を表し、縦軸は速度（相対速度）を表している。図４に示すように、実際の射出に先立って（射出プランジャ１１の前進に先立って）、回転モータ１３を射出プランジャ１１を前進させる第１回転方向Ｒａ１に回転開始させて回転モータ１３の回転速度を加速すると共に、リニアモータ１９を射出プランジャ１１を後退させる第２直動方向Ｌａ２方向に直動（直線移動）開始させてリニアモータ１９の直動速度を加速して、射出プランジャ１１が射出開始位置に留まった状態となるように、回転モータ１３とリニアモータ１９を、図示せぬコントローラの制御の下に、同期して加速制御すると、回転モータ１３の回転速度とリニア１９の直動速度は高まってゆき、回転系の回転慣性力も増してゆく。ここで、回転モータ１３の第１回転方向Ｒａ１の回転速度が設定された所定最高速度Ｖｍ（モータが出力可能な最高速度とは限らない）まで加速されたタイミングｔｍ、すなわち、リニアモータ１９の第２直動方向Ｌａ２方向の直動速度が所定速度−Ｖｍまで加速されたタイミングｔｍで、リニアモータ１９により直線駆動される第２直動ブロック１２の後退が強制的に阻止されると、静止慣性などを無視すると、射出プランジャ１１は一気に前進して垂直な加速特性で、速度Ｖｍまで加速される。このように、回転モータ１３の第１回転方向Ｒａ１の十分に高められた加速を一気に解き放して、射出プランジャ１１を前進させるように制御するのが、本発明の射出プランジャ１１（射出用部材）の加速原理である。

ただし、高速度が出ている第２直動ブロック１２の後退を強制的に停止させるということは、高後退速度が出ている第２直動ブロック１２を保持プレート８に衝合させることを意味するので、メカ耐久性や騒音から見て実用的ではない。そこで、本実施形態では、以下に述べるような射出プランジャ１１の前進制御を行うようにしている。

なお、図４においては、図示の都合上、回転モータ１３の回転速度は、ボールネジ機構１５の直動速度に対応する速度として描いてある（これは、以下の図５においても同様である）。

本実施形態の射出プランジャ１１の前進制御の１例について、図１〜図３、図５を用いて説明する。図５は、本実施形態のスクリュ前進制御の１例の様子を示す説明図であり、同図において、横軸は時間を表し、縦軸は速度（相対速度）を表しており、時間軸に沿った、回転モータ１３の回転速度、リニアモータ１９の直動速度、射出プランジャ１１の前進速度の変化をそれぞれ示している。

図１は、射出スリーブ６内に１ショット分の金属溶湯２２を給湯した直後の状態を示しており、このとき、射出プランジャ１１は射出開始位置にある。射出スリーブ６内への給湯が完了したことがタイミングｔ１において確認されると、ダイカストマシン全体の制御を司る図示せぬコントローラの制御の下に、回転モータ１３が射出プランジャ１１を前進させる第１回転方向Ｒａ１に回転開始されて回転モータ１３の回転速度が加速されると共に、リニアモータ１９が射出プランジャ１１を後退させる第２直動方向Ｌａ２に直動（直線移動）開始されてリニアモータ１９の直動速度が加速され、回転モータ１３の回転速度が所定速度Ｖ１に達し（加速され）、リニアモータ１９の直動速度が所定速度−Ｖ１に達する（加速される）タイミングｔ２までは、射出プランジャ１１は射出開始位置を保持される。このとき、射出プランジャ１１は射出開始位置を保持されているも、ボールネジ機構１５のナット体１６はネジ軸１５に対して前進しており、また、リニアモータ１９の可動子２１は固定子２０に対して後退しており、したがって、第２直動ブロック１２は後退している。

回転モータ１３の第１回転方向Ｒａ１の回転速度がＶ１まで加速されると共に、リニアモータ１９の第２直動方向Ｌａ２の直動速度が−Ｖ１まで加速されたタイミングｔ２に至ると、図示せぬコントローラは、回転モータ１３の第１回転方向Ｒａ１の回転加速を継続させつつ、リニアモータ１９の第２直動方向Ｌａ２の直動速度を速度０（零）に向かって急減速させ、これによって、回転モータ１３の第１回転方向Ｒａ１の十分に高められた加速を一気に解き放すことで、射出プランジャ１１は、急速な加速度で前進駆動を開始する。すなわち、射出プランジャ１１は、タイミングｔ２から、リニアモータ１９の直動速度が０（零）となるタイミングｔ３までの間に、前進速度０（零）から前進速度Ｖ２まで一気に急加速されて前進する。また、タイミングｔ３となった時点で、図示せぬコントローラは、回転モータ１３の回転加速を終了させて、タイミングｔ３以降は、回転モータ１３の制御を第１回転方向Ｒａ１の定速回転制御に切り替え、これによって、回転モータ１３の第１回転方向Ｒａ１の回転速度は、設定された所定最高速度Ｖ２（モータが出力可能な最高速度とは限らない）となり、タイミングｔ３以降は、射出プランジャ１１は所定最高速度Ｖ２で定速前進駆動される。そして、射出プランジャ１１の前進によって、射出スリーブ１１内の金属溶湯２２はキャビティ５内へと急速に射出・充填される。

上記のような制御によって、タイミングｔ２で前進加速を開始した射出プランジャ１１は、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの間に、速度０（零）から速度Ｖ２まで急速に加速されることとなる。例えば、射出プランジャ１１は、２桁オーダーのＧの加速度で加速されて、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの射出プランジャ１１の前進加速時間は、数ｍｓ（数ミリ秒）以下が容易に達成される。

図２は、タイミングｔ２における様子を示しており、このとき、第２直動ブロック１２は保持プレート８に対して僅かに離間している。リニアモータ１９の第２直動方向Ｌａ２の直動は、第２直動ブロック１２を後退させる直動方向であり、タイミングｔ２以降に、リニアモータ１９の直動速度が０（零）となったタイミングｔ３となると、第２直動ブロック１２は保持プレート８に当接した状態となるようになっている。すなわち、タイミングｔ３以降は、第２直動ブロック１２は保持プレート８とのメカ当接によって担持され、したがって、タイミングｔ３以降においては、射出プランジャ１１が前進することで射出プランジャ１１が金属２２から受ける大きな圧力（荷重）を、リニアモータ１９が支承する必要がないようにしてある。なお、図３は、射出・充填の完了状態を示している。

以上のように、本実施形態では、回転モータ１３（第１モータ）の加速が十分に達成されたタイミングとなるまで、回転モータ１３の加速をチャージして、所定のタイミング（ここではタイミングｔ２）に至ると急減速することで、回転モータ１３の十分に高められた加速を一気に解き放すように働く、第２モータをリニアモータ１９としている。本実施形態でのリニアモータ１９は一般的なリニア誘導モータであるが、６〜８Ｇ程度の加減速が容易に達成できるので、回転モータ１３（第１モータ）の十分に高められた加速を一気に解き放すために急減速する第２モータの減速時間を短くすることができ、したがって、射出プランジャ１１（射出用部材）の前進加速性能をより飛躍的に高めることが可能となる。また、回転モータ１３はリニアモータ１９に較べると加減速性能は劣るものの、リニアモータ１９に較べると高圧が出力可能であり、リニアモータ１９は回転モータ１３に較べると加減速性能は優れているものの、高圧の出力には一定の限界（例えば、推力１０ｋＮ程度が限界）があるものであるが、その前進によって金属２２から大きな圧力（荷重）を受ける射出プランジャ１１の前進動作は、回転モータ１３が担うものとなっており、しかも、タイミングｔ３以降においては、射出プランジャ１１が前進することで射出プランジャ１１が金属２２から受ける大きな圧力（荷重）を、リニアモータ１９が支承する必要がないようにしているので、射出プランジャ１１（射出用部材）の前進加速性能をより飛躍的に高めることを、他の動作信頼性を損なうことなく実現できる。

次に、本実施形態の変形例について、図６、図７を用いて説明する。この変形例は、リニアモータ１９として、リニア誘導モータではなく、トンネルアクチュエータ型のリニアモータを用いたものであり、図６は、トンネルアクチュエータ型のリニアモータの構成例の概略を示す説明図であり、図７は、図６のトンネルアクチュエータ型のリニアモータにおける吸引力相殺を示す説明図である。

図６において、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃはそれぞれ異なる位相で励磁駆動される固定子であり、各固定子２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃにおいて、２３は磁極、２３ａは磁極２３の上部磁極歯、２３ｂは磁極２３の下部磁極歯、２４は磁極、２４ａは磁極２４の上部磁極歯、２４ｂは磁極２４の下部磁極歯、２５は鉄心、２６は鉄心２５の長手方向に巻回された巻線である。また、図６中で、２１は、Ｎ極とＳ極が長手方向に沿って交番的に配置された永久磁石２８をもつ可動子である。

図６に示すトンネルアクチュエータ型のリニアモータでは、磁極２３の上部磁極歯２３ａと磁極２４の下部磁極歯２４ｂが、所定ギャップＧをもって対向して対向部を形成し、磁極２３の下部磁極歯２３ｂと磁極２４の上部磁極歯２４ａが、同じく所定ギャップＧをもって対向して対向部を形成して、隣接する対向部同士で磁極歯が互い違い構造をとるようになっている。そして、各対向部を構成する磁極歯の間に、可動子２１が配置された構造となっている。

このような構成をとるトンネルアクチュエータ型のリニアモータでは、隣り合う磁極歯中心間の極ピッチＰを所定値に設定して、可動子２１を一方方向に直線駆動するときには、固定子２０ＡをＡ相で励磁駆動し、固定子２０ＢをＢ相で励磁駆動し、固定子２０ＣをＣ相で励磁駆動することで、可動子２１は所定方向の推力を与えられて一方方向に直線移動し、また、可動子２１を上記とは逆方向の他方方向に直線駆動するときには、固定子２０ＡをＡ相で励磁駆動し、固定子２０ＢをＣ相で励磁駆動し、固定子２０ＣをＢ相で励磁駆動することで、可動子２１は上記とは逆方向の推力を与えられて他方方向に直線移動する。

ここで、隣り合う前記した対向部においては、図７に示すように、吸引力が働く方向が互いに逆向きとなるので、全体として見れば吸引力を略零に相殺できるようになっており、これによって十分な推力を得ることができる構成となっていることと、可動子２１を後記するように従来よりも軽量化できることとが相俟って、４０Ｇ以上の加減速を容易に実現できるようになっている。したがって、リニアモータ１９としてトンネルアクチュエータ型のリニアモータを用いた本実施形態の変形例においては、リニアモータ１９としてリニア誘導モータを用いた場合よりも、射出プランジャ１１（射出用部材）の前進加速性能をより一層高めることが可能となる。

なお、トンネルアクチュエータ型のリニアモータの構成については、特許第３３９５１５５号公報などにおいて公知であるので、これ以上の詳細説明については割愛する。なおまた、図６では３相励磁の例を示したが、２相励磁で駆動する構成や、４相励磁以上の多相励磁で駆動する構成をとることも可能である。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図８は、本発明の他の実施形態に係る射出成形機の射出系メカニズムの要部構成を示す図である。

図８において、３１はヘッドストック、３２は、ヘッドストック３１と所定距離をおいて対向配置された支持盤、３３は、その両端をヘッドストック３１と支持盤３２に固定されて、ヘッドストック３１と支持盤３２とを連結した複数本の連結・ガイドバー、３４は、連結・ガイドバー３３に挿通・案内されて、ヘッドストック３１と支持盤３２との間を前後進可能な第１直動ブロック、３５は、同じく連結・ガイドバー３３に挿通・案内されて、ヘッドストック３１と支持盤３２との間を前後進可能な第２直動ブロック、３６は、その基端部をヘッドストック３１に固定された加熱シリンダ、３７は、加熱シリンダ３６の先端に設けられたノズル、３８は、少なくとも射出時にはその樹脂注入口の周辺にノズル３７が押し付けられる固定側金型、３９は、固定側金型３８に対して前後進可能な可動側金型、４０は、型締め状態にある両金型３８、３９で形づくられるキャビティ（成形品形成用空間）、４１は、加熱シリンダ３６内に回転並びに前後進可能であるように配設され、その基端部を第１直動ブロック３４に回転可能に保持されたスクリュ（射出用部材）で、該スクリュ４１は、第１直動ブロック３４に搭載された図示せぬ計量用電動サーボモータの駆動力で回転駆動されると共に、第１直動ブロック３４と一体となって前後進するようになっている。

４２は、第２直動ブロック３５に搭載されたスクリュ４１の直動駆動源としての回転モータ（回転型電動サーボモータであり、請求項でいう第１モータに相当）、４３は、回転モータ４２の出力軸に固定された駆動プーリ、４４は、回転モータ４２の回転を直線運動に変換するボールネジ機構、４５は、第２直動ブロック３５に回転可能に保持されたボールネジ機構４４のネジ軸（ボールネジ機構４４の回転部）、４６は、ネジ軸４５に螺合されると共に、その端部を第１直動ブロック３４に固定されて、ネジ軸４５の回転で第１直動ブロック３４と一体となって前後進する、ボールネジ機構３４のナット体（ボールネジ機構３４の直動部）、４７は、ネジ軸４５に固定されて、回転モータ４２の回転を、駆動プーリ４３、図示せぬ第１タイミングベルトを介して伝達される被動プーリ、４８は、スクリュ４１の直動駆動源としてのリニアモータ（請求項でいう第２モータに相当）、４９は、支持盤３２に固設されたリニアモータ４８の固定子、５０は、固定子４９に対して前後進可能であると共に、その端部に第２直動ブロック３５が固定されたリニアモータ４８の可動子である。なお、リニアモータ４８として、ここではリニア誘導モータを用いているが、図６、図７を用いて説明したようなトンネルアクチュエータ型リニアモータを用いるようにしてもよい。

図８に示した構成をとる本他の実施形態の射出成形機においては、スクリュ４１（射出用部材）が、回転モータ４２の駆動力でも、リニアモータ４８の駆動力でも、軸方向に移送可能となっているので、回転モータ４２とリニアモータ４８を同期させて駆動し、回転モータ４２の回転によるスクリュ４１の前進量と、リニアモータ４８の直動によるスクリュ４１の後退量とを等しくすることで、２つのモータ４２、４８は回転ないし直動しているが、スクリュ４１は軸方向に移動していない状態をつくり出すことができる。よって、本他の実施形態の射出成形機においても、図５を用いて説明したような射出プランジャ１１の前進制御手法を、スクリュ４１の前進制御に適用することで、スクリュ４１（射出用部材）の前進加速性能をより飛躍的に高めることが可能となる。また、このことを、他の動作信頼性を損なうことなく実現できる。

本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの、射出系メカニズムの要部構成を示す説明図である。本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの、射出系メカニズムの要部構成を示す説明図である。本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの、射出系メカニズムの要部構成を示す説明図である。本発明の射出用部材の加速原理を示す説明図である。本発明の一実施形態に係るダイカストマシンにおける、スクリュ前進制御の１例の様子を示す説明図である。本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの変形例で用いる、トンネルアクチュエータ型のリニアモータの構成例の概略を示す説明図である。図６のトンネルアクチュエータ型のリニアモータにおける吸引力相殺を示す説明図である。本発明の他の実施形態に係る射出成形機の、射出系メカニズムの要部構成を示す説明図である。

符号の説明

１固定ダイプレート
２固定側金型
３可動ダイプレート
４可動側金型
５キャビティ
６射出スリーブ
７給湯口
８保持プレート
９連結・ガイドバー
１０第１直動ブロック
１１射出プランジャ
１２第２直動ブロック
１３回転モータ（第１モータ）
１４駆動プーリ
１５ボールネジ機構
１６ネジ軸
１７ナット体
１８被動プーリ
１９リニアモータ（第２モータ）
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ固定子
２１可動子
２２金属溶湯（溶融金属）または固化し始めた金属または固化した金属
２３磁極
２３ａ上部磁極歯
２３ｂ下部磁極歯
２４磁極
２４ａ上部磁極歯
２４ｂ下部磁極歯
２５鉄心
２６巻線
２８永久磁石
３１ヘッドストック
３２支持盤
３３連結・ガイドバー
３４第１直動ブロック
３５第２直動ブロック
３６加熱シリンダ
３７ノズル
３８固定側金型
３９可動側金型
４０キャビティ
４１スクリュ
４２回転モータ（第１モータ）
４３駆動プーリ
４４ボールネジ機構
４５ネジ軸
４６ナット体
４７被動プーリ
４８リニアモータ（第２モータ）
４９固定子
５０可動子

Claims

前後進可能な射出用部材の直動駆動源としての第１モータと第２モータとを備え、前記射出用部材が前進開始する前に、前記第１モータを前記射出用部材を前進させる方向に駆動開始させて前記第１モータの速度を加速すると共に、前記第２モータを前記射出用部材を後退させる方向に駆動開始させて前記第２モータの速度を加速して、前記第１モータと前記第２モータの速度がそれぞれ所定速度に達するまでは、前記射出用部材を実質的に射出開始位置に保持するようにし、前記第１モータと前記第２モータの速度がそれぞれ所定速度に達すると、前記第１モータの前記した加速を継続させつつ、前記第２モータの減速を行うことで、前記射出用部材を急速前進させるようにした成形機において、
前記第１モータとして回転モータを用い、前記第２モータとしてリニアモータを用いたことを特徴とする成形機。
請求項１に記載の成形機において、
前記第１モータによりその回転部が回転駆動されるボールネジ機構の直動部を、前記射出用部材の基端部を保持した部材に固定し、前記第２モータにより前記ボールネジ機構の回転部を前後進させるようにしたことを特徴とする成形機。
請求項１または２に記載の成形機において、
前記第２モータとしての前記リニアモータは、巻線が巻回された駆動位相の異なる複数の固定子と、該固定子に対して直線移動する可動子とからなり、前記固定子は、磁極歯同士が対向する複数の対向部を有すると共に、複数の対向部は、隣り合う対向部の磁極歯が互い違い構造をとり、前記対向部を構成する磁極歯の間に、永久磁石を有する直線状の前記可動子が配置されたものであることを特徴とする成形機。