JP2587502B2 - 電動式射出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電動機の回転動作をスクリュの直線動作に
変換して射出動作を行わせるようにした電動式の射出装
置に関する。

（従来の技術） 射出成形機において、電動機の回転運動をボールスク
リュ等を用い、機械的に直線運動に変え、これを射出動
作に利用することはすでに公知である。第３図にその一
例を示す。

一般に電動機としてはサーボモータ１が使われ、同サ
ーボモータ１にはボールスクリュ２が直結されており、
図示せぬ射出速度指令器からの信号に応じて回転する
が、その回転速度は射出工程の１サイクル中に、第４図
に示す如くステップ状に切換えられるのが一般的であ
る。

ボールスクリュ用ナット３は射出軸４に固定されボー
ルスクリュ２と螺合している。また、射出軸４は、ボー
ルスクリュ２の回転に伴い図の長手方向に動くように、
ボールスクリュ２との間に図示せぬ共まわり防止機構を
有している。

スクリュ５は射出軸４と当接し、射出軸４とは軸方向
の動きのみ拘束される。スクリュ５は図示せぬ別の回転
装置により回転することが出来、ポッパ６内の固体状の
樹脂Ａを溶融してＢ部に貯えることが出来る様に、スク
リュバレル８に対して回転、摺動自在に嵌合されてい
る。

ヒータ７はスクリュバレル８を加熱するもので、固体
状の樹脂Ａがスクリュ５によってＢ部へ送られる間で樹
脂に熱エネルギーを与える。

固定型盤９と可動型盤10には夫々固定金型11と可動金
型12が固定されており、図示せぬ手段により両金型面を
合わせてキャビティ空間Ｃを形成し、同空間Ｃに高圧の
溶融樹脂が注入された時も固定金型11と可動金型12とが
離れぬ様に強く押し付け、或いはキャビティ空間Ｃの中
で樹脂が固化した時、これを取出すために、固定金型１
と可動金型12を離すことが出来る様になっている。

さて、空間Ｂに貯えられた溶融樹脂は、スクリュ５の
前進（図では左方向）によりキャビティ空間Ｃに注入さ
れるが、この時の注入速度は一定速度ではなく、樹脂や
金型の種類に応じ、第４図に示す様に充填の過程で速度
をステップ状に変えることが要求されている。

第４図では充填速度が４段に切換っていることを示し
ているが、射出成形で重要なことはこの速度パターンが
毎回の充填動作の度に常に同じ値が繰り返されることで
ある。

こうした充填の速度パターンを得るためにサーボモー
タ１が利用されるのは、その回転（充填）速度の制御
性、すなわち繰り返し精度の高さが好まれるからであ
る。

（発明が解決しようとする課題） 射出成形機が大型となりスクリュ５が大きくなるに従
って、サーボモータ１も大出力のものを用意する必要が
あるが、そのコストは一般に大きさの変化以上に急激に
上昇する。このためサーボモータ１による精度のよい成
形が小型の射出機では可能であっても、大型の射出機で
は経済的に成り立たぬという問題があるため、大型機で
は経済的に有利なインバータ制御による誘導モータが多
く使われるが、このインバータ制御による駆動モータは
大出力に適するものの、応答性に劣り高精度な成形が難
しい。

その一例が第２図に示されているが、同図から明らか
な如く速度制御指令に対する起ち上り速度が極めて緩慢
であり、指令値と実行値の間に大きなずれが生じる。

本発明の目的はかかる問題点を解消することであり、
即ち大型のスクリュに対しても、応答性が良く、かつ経
済的にも優れた速度制御を可能にし、高精度の成形を確
保しようとするものである。

（課題を解決するための手段） このため、本発明は電動機の回転速度を機械的に射出
速度に変換する射出装置において、大出力のインバータ
駆動電動機と、小出力のサーボ駆動電動機を差動歯車機
構を介して連結し、指令器から出力される射出の速度指
令値に応じてインバータ電動機の回転数を追随せしめ、
前記指令値と実行値の差を比較器で演算し、サーボ駆動
電動機により差動機構を介して実行値を補正することを
構成とし、上記課題の解決手段とするものである。

（作用） 応答性の劣るインバータ制御による誘導電動機で射出
速度の指令値に従いフィードフォワード的にスクリュを
回転させる。同時に前記指令値と実際に必要な射出速度
の実行値との差、即ち偏差を求め、その信号を小型サー
ボモータに伝えて正逆回転させ、差動歯車機構を介して
速度補償をし、所定の実行値を得る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面について説明する。

第１図は本発明の実施例を示す射出装置のスクリュ駆
動部構成図である。

同図において、小型サーボモータ１は平歯車18と連結
されている。インバータ制御による大型の誘導モータ
（インバータモータ）13は、差動歯車14,16,16′,17を
介しスクリュを前進させるためのボールスクリュ２と連
結されている。15はリングギヤであり、同リングギヤ15
は差動歯車列14,16,16′,17のうち、大型インバータ13
とボールスクリュ２の各歯車14,17以外の２ケ（１対）
の歯車16,16′の回転軸と対称位置に固定され、歯車14
と歯車17の回転軸を結ぶ中心線を回転軸として回転出来
るようになっている。

ここで、もしサーボモータ１が完全に停止していると
すると、ボールスクリュ２は大型インバータモータ13と
は逆回転でかつ同速度で回転する。また、小型サーボモ
ータ１がインバータモータ13と同一方向へ、或る速度で
回転するとその速度に比例した或る回転数分だけ、ボー
ルスクリュ２の回転数は増加し、これとは反対に小型サ
ーボモータ１が上記と逆に回転すれば、ボールスクリュ
２の回転数は減少する。

比較器19はボールスクリュ２の実際の回転数と指令器
20からのインバータモータ13に与える速度指令とを比較
しその差に応じ、すなわち過多であればその差を減ずる
様に、また過多であればその差を補う様にサーボモータ
１に指令を出す。

従って速度指令値は、指令器20から比較器19とインバ
ータモータ13とに同時に送られる。

いま、上記実施例において小型サーボモータ１の回転
を完全に止めた状態では、ボールスクリュ２は大型イン
バータモータ13と同一方向及び等速度で回転する。第２
図に実線で示す実行値とは、小型サーボモータ１の回転
を停めた状態で指令器20から破線で示す指令に応じて応
答性の劣る大型インバータモータが出力した射出速度を
言う。同図から明らかな如く指令値と実行値の間には、
特に速度切換点において大きく異なることが分る。

こうした運転状態で、いま第３図に示す小型サーボモ
ータ１による補償を加える考え方を述べると次の様にな
る。

まず第１速の充填ストローク域では、実行値は指令値
に比べて大巾に低くなっている。

この差を比較器19が検知し、サーボモータ１へ増速補
償の指令をだす。

サーボモータ１はこの指令を受けて、回転方向と回転
数を図示せぬ演算装置により決定し、平歯車18を回転さ
せる。

この回転数はリングギヤ15を介して差動歯車列14,16,
16′,17に伝わりボールスクリュ２の回転速度は指令値
に近づく様に変化する。

第２速〜第４速の充填ストローク域においても同様の
補償がなされ、結果において第４図に示す小型サーボモ
ータによる射出速度制御と同程度の高精度な射出速度制
御がなされる。

（発明の効果） 以上詳細に説明した如く本発明によって、従来経済的
に成り立ちにくいとされていた大出力の電動サーボコン
トロールを、大型インバータモータと小型サーボモータ
を併用することにより、これを可能にしたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の代表的な実施例に係るスクリュ駆動系
のブロック図、第２図は大型インバータモータによる射
出速度パターン図、第３図は従来の射出機構を示す断面
図、第４図は小型サーボモータによる射出速度パターン
図である。 図の主要部分の説明 １……小型サーボモータ 13……大型インバータモータ 14,15,16,16′,17……差動歯車列 19……比較器 20……指令器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機の回転速度を機械的に射出速度に変
   換する射出装置において、大出力のインバータ駆動電動
   機と、小出力のサーボ駆動電動機を差動歯車機構を介し
   て連結し、指令器から出力される射出の速度指令値に応
   じてインバータ電動機の回転数を追随せしめ、前記指令
   値と実行値の差を比較器で演算し、サーボ駆動電動機に
   より差動機構を介して実行値を補正することを特徴とす
   る電動式射出装置。