JP2542932B2 - クランク式射出機構 - Google Patents

クランク式射出機構

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は射出成形機の電動式射出機構に関する。
従来技術 射出成形機における射出機構は従来油圧を利用するも
のが多いが、これらは精密な制御や油圧関係のメインテ
ナンスが比較的困難という問題点があり、また、油圧シ
リンダを用いることから機構が大きくなるなどの難点が
ある。
電動モータを利用する機構も開発されているが、これ
らはほとんどボールねじとボールナットの組みあわせに
よって、サーボモータなどの回転運動をプッシャープレ
ート（スクリュー）の直線運動に変換するものである。
そして、これらは機構上サーボモータとボールねじもし
くはボールナット間の減速比をそれ程大きくとれないの
で、射出機構が大きくなるとトルクの大きな電動モータ
を必要とする。しかし、この様なモータは汎用のもので
はないので高価であり、また、ボールねじ・ボールナッ
ト機構も高価になる難点がある。
発明が解決しようとする課題 この発明は精密な射出工程を滑かに制御することがで
き、かつ、出力トルクの比較的小さなサーボモータでも
射出工程を充分に実行できる射出機構の提供を課題とす
る。
課題を解決するための手段 リアプレートとプッシャープレート間をクランク機構
で連結する。
該クランク機構のリアプレート側の連結点であるクラ
ンクピンを高減速比の組込み型減速機を介してサーボモ
ータに連動連結する。
クランクピンの回動範囲を該クランク機構の上死点，
下死点付近の高変化域を除いた範囲とする。
作 用 クランク機構はサーボモータの回転運動をプッシャー
プレートの直線運動に変換する。
高減速比の組込み型減速機は比較的小さなサーボモー
タの使用を可能とする。
クランクピンの回動範囲を制限した構成は射出工程に
おける滑かな制御を可能とする。
実施例 第２図は第１の発明に対応する実施例を示したもの
で、射出成形機における射出機構１の一部を模式的に示
している。
リアプレート２がエクスルーダベースに固定され、プ
ッシャープレート３がこれとクランク機構４で連結され
ている。プッシャープレート３はフロントプレート（図
示していない）とリアプレート２を結合した複数本の平
行なタイバー５に前後移動可能に取付けられている。プ
ッシャープレート３の前面には射出軸線ａに沿って延び
るスクリュー６が取付けられている。
クランク機構４は、第１リンク７と第２リンク８を有
し（第１図参照）、リアプレート２に軸支した第１クラ
ンクピン９に第１リンク７の一端がキー10を使用して固
定され、一方プッシャープレート３に軸支した第２クラ
ンクピン11に第２リンク８の一端が回動自在に結合さ
れ、さらに前記第１、第２のリンク7,8の他端がリンク
ピン12で回動自在に連結して形成されている。
そして、第１のクランクピン９は減速機13を介してサ
ーボモータ14に連動連結されている。
減速機13としては市販されているRV減速機（帝人製機
株式会社）を用いている。
このRV減速機は基本的に第３図のような機構を備え、
サーボモータ14のシャフト15に接続されたギア16が駆動
されるとこれに噛合した遊星ギア17（３個）を介してク
ランク軸18が回転し、これによって外歯歯車19（２枚、
サイロド歯形）が公転（偏心回転運動）することによっ
て内歯歯車20（固定）に噛合し、遊星ギア17を軸支した
ケーシング21を大きな減速比で回転する。出力は前記ケ
ーシング21の回転が出力軸22に取出されるものである。
減速機13としては他にもサイクロ減速機（住友重工株
式会社）なども使用できる。これらは減速比が一般にき
わめて大きく一段で1:200程度までの減速を得ることが
できると共に、機械の機構中に組込むことができるの
で、高減速比の組込み型減速機である。実施例では減速
比を1:40としている。
減速機13とサーボモータ14は直結されてステー23によ
りリアプレート２の前面に取付けられ、前記の出力軸22
はステー23にベアリング24により軸支されている。
符号25は補助軸で、出力軸22の上部に同軸に軸支され
て固定されており、前記した第１クランクピン９は出力
軸22に一体の部分と、補助軸25に一体の部分が突き合さ
って構成されている。
符号26はロードセルでプッシャープレート３と第２の
クランクピンを軸支したステー27との間に固定されてい
る。
サーボモータ14は射出成形機が備えたNC制御装置で制
御され、射出工程において第１のクランクピン９をクラ
ンク機構４の死点位置（第1,第２のリンクが直線上に並
ぶ位置）を０゜として30゜〜150゜に定められた適宜範
囲で繰返し、揺動するようにプログラムが構成されてい
る。
射出工程においてサーボモータ14が駆動されると減速
機13を介して出力軸22が駆動され、第１のクランクピン
９が回動する。これにより、キー10、第１リンク７、リ
ンクピン12、第２リンク８、第２のクランクピン11を介
してクランク機構４が駆動され、プッシャープレート３
が前後に移動する。
この場合、クランクピン９の回動範囲は前記のように
30゜〜150゜の範囲内で定められているから（射出成形
機の規模、型式で異なる）、第４図のようにプッシャー
プレート３（クランクピン11）の直線移動速度、すなわ
ち、射出速度は大きく、また、射出圧の変化は比較的小
さい。
すなわち、射出圧、直線移動ともにクランク機構独特
の変化が急激となる範囲（破線部分）を避けた、変化が
比較的緩かな領域（クランク機構の上死点，下死点付近
の高変化域を除いた範囲）で作動する。このため射出工
程の制御が滑かである。
また、この領域では直線移動の速度が高いので射出サ
イクルが高速で行なわれる。
さらに、比較的低い射出圧はサーボモータ14の回転数
を高くすることで補償される。この場合、減速機は減速
比が大きいので、格別に大きなトルクのサーボモータを
使用する必要はない。
第5,6図は第２の発明に対応する実施例を示したもの
で、前記と同様に射出機構１の一部が示されている。
第１の発明と異なる点は、第１リンク７に対応するも
のがなく、プッシャープレート３に軸支した第２クラン
クピン11に前記の第２リンク８に相当するリンク28の一
端が回動自在に結合され、その他端が減速機13の出力軸
22に直接設けられた第１のクランクピン９に、回動自在
に結合されてクランク機構29を形成している。この場
合、前記第１のクランクピン９は出力軸22の偏心位置に
設けられている。
第１のクランクピン９の回動範囲、減速機13（高減速
比の組込み型減速機）の構造などは第１の実施例の場合
と同じである。
第２実施例の作動は第１クランクピン９と出力軸22の
軸心との距離を第１実施例における第１リンク７の長さ
とした場合と同じある。
しかし、第２の発明はクランク機構における第１リン
クやリンクピンを省略して機構を簡素にでき、また、耐
久性も増加する。
第２の発明は射出ストロークの点から小形の射出成形
機に適する。
以上は実施例であって、前記の第２リンク８あるいは
リンク28とプッシャープレート３との結合は回動自在に
維持できる構造であれば良く、また、第１クランクピン
９の構造も補助軸25を用いるものに限定されない。
発明の効果 クランク機構を用いた射出特性のうち射出圧、射出速
度の変化が共に緩やかな領域を利用するので、射出工程
を滑かに、かつ精密に制御することができる。
減速比が大きい減速機を用いるので、前記領域におい
て小さくなる射出圧を出力トルクの比較的小さなサーボ
モータで補償することができ、前記の領域における高い
射出速度と相俟って、トルク出力が従来のサーボモータ
の2/3程度のもので射出工程を充分に実行できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は要部を一部断面にして示す正面図、第２図は模
式的に示す平面図、第３図は減速機の機構図、第４図は
射出圧・直線変位の概略を示す図、第５図は第２の発明
に関する平面図、第６図は第２の発明に関する要部の正
面図である。 １……射出機構、２……リアプレート、３……プッシャ
ープレート、４……クランク機構、７……第１リンク、
８……第２リンク、９……（第１）クランクピン、12…
…リンクピン、13……減速機、14……サーボモータ、22
……出力軸。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】リアプレートにクランクピンを軸支してこ
    れに第１リンクの一端を固定し、プッシャープレートに
    第２リンクの一端を回動自在に結合し、前記第１、第２
    のリンクの他端をリンクピンで回動自在に連結してクラ
    ンク機構を形成し、前記のクランクピンが高減速比の組
    込み型減速機を介してサーボモータに連動連結され、回
    動範囲が該クランク機構の上死点，下死点付近の高変化
    域を除いた範囲としてあることを特徴としたクランク式
    射出機構。
  2. 【請求項２】リアプレートにクランクピンを軸支し、プ
    ッシャープレートにリンクの一端を回動自在に結合し、
    これの他端を前記クランクピンに回動自在に連結してク
    ランク機構を形成し、前記のクランクピンが高減速比の
    組込み型減速機の出力軸の偏心位置に直接設けられ、回
    動範囲が該クランク機構の上死点，下死点位置付近の高
    変化域を除いた範囲としてあることを特徴としたクラン
    ク式射出機構。
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