JP2866019B2 - 電動射出成形機の射出装置 - Google Patents
電動射出成形機の射出装置Info
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Description
装置に関するものである。
ンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を高圧で射
出し、金型のキャビティ空間に充填(じゅうてん)し、
該キャビティ空間内において冷却して固化させ、次に、
金型を開いて成形品を取り出すようになっている。
有し、前記型締装置は固定プラテン及び可動プラテンを
備え、型締用シリンダが可動プラテンを進退させること
によって金型を接離させるようになっている。一方、前
記射出装置は、ホッパから供給された樹脂を加熱し溶融
させる加熱シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出す
る射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリュー
が進退自在に配設される。そして、該スクリューを前進
させることによって樹脂を射出し、後退させることによ
って計量を行うことができるようになっている。
に、また、前記スクリューを進退させるために電動機を
使用する電動射出成形機が提供されている。図2は従来
の電動射出成形機における射出装置の概略図である。図
において、2は射出装置、4は射出装置フレームであ
り、該射出装置フレーム4の前方(図における左方)に
は加熱シリンダ21が固定され、該加熱シリンダ21の
先端に射出ノズル21aが配設される。そして、前記加
熱シリンダ21にはホッパ21bが配設されるととも
に、加熱シリンダ21の内部にはスクリュー20が進退
自在にかつ回転自在に配設され、該スクリュー20の後
端が支持部材5によって回転自在に支持される。
り付けられ、該第1サーボモータ6の回転がタイミング
ベルト7aを介して前記スクリュー20に伝達されるよ
うになっている。また、前記射出装置フレーム4には、
スクリュー20と平行にねじ軸8が回転自在に支持され
るとともに、該ねじ軸8は第2サーボモータ9と連結さ
れる。すなわち、前記ねじ軸8の後端はタイミングベル
ト7bを介して第2サーボモータ9に接続され、該第2
サーボモータ9によってねじ軸8を回転させることがで
きる。そして、前記ねじ軸8の前端は支持部材5に固定
されたナット5aと螺合(らごう)させられる。したが
って、前記第2サーボモータ9を駆動し、タイミングベ
ルト7bを介してねじ軸8を回転させることによって、
ナット5aを軸方向に移動させることができる。
て説明する。まず、計量工程においては、第1サーボモ
ータ6を駆動し、タイミングベルト7aを介してスクリ
ュー20を回転させ、該スクリュー20を所定の位置ま
で後退させる。このとき、ホッパ21bから供給された
樹脂は、加熱シリンダ21内において加熱され溶融させ
られ、スクリュー20の後退に伴って該スクリュー20
の前方(図における左方)に溜(た)められる。
ル21aを図示しない金型に押し当て、第2サーボモー
タ9を駆動し、タイミングベルト7bを介してねじ軸8
を回転させる。このとき、支持部材5は前記ねじ軸8の
回転に伴って移動させられ、前記スクリュー20を前進
させるので、該スクリュー20の前方に溜められた樹脂
は射出ノズル21aから射出される。
射出装置の概略図である。図において、2は射出装置、
4は射出装置フレームであり、該射出装置フレーム4の
前方(図における左方)には加熱シリンダ21が固定さ
れ、該加熱シリンダ21の先端に図示しない射出ノズル
が配設される。そして、前記加熱シリンダ21の内部に
はスクリュー20が進退自在にかつ回転自在に配設さ
れ、該スクリュー20の後端にボールねじ31が、ま
た、該ボールねじ31の後端にスプライン32が形成さ
れる。
ねじ31に対応させて射出用貫通型モータ34が配設さ
れ、ボールねじナット37と射出用貫通型モータ34と
が固定されるとともに、前記スプライン32に対応させ
て計量用貫通型モータ35が配設され、スプラインナッ
ト38と計量用貫通型モータ35とが固定される。そし
て、前記射出用貫通型モータ34及び計量用貫通型モー
タ35にはNC制御装置39が接続され、該NC制御装
置39を制御して射出用貫通型モータ34及び計量用貫
通型モータ35を選択的に回転させることによって、射
出及び計量を行うことができる。すなわち、計量工程に
おいて、計量用貫通型モータ35を回転させ、同時に射
出用貫通型モータ34を同等の回転数で回転させること
によって、スプライン32、ボールねじ31及びスクリ
ュー20が回転して計量が行われる。なお、この時、射
出用貫通型モータ34に対する電力の供給を調整するこ
とによって、ボールねじナット37とスプラインナット
38とに回転数差をもたせることによってスクリュー2
0は後退させられ、計量時における背圧制御を行うこと
ができる。
ータ34を回転させ、計量用貫通型モータ35の回転を
阻止すると、ボールねじ31はボールねじナット37の
回転によって前進させられる。その結果、スクリュー2
0も前進させられ、射出が行われる。
来の電動射出成形機の射出装置においては、図2の射出
装置の場合、タイミングベルト7a、7bを使用するよ
うになっているので、駆動時に騒音が発生してしまう。
また、タイミングベルト7a、7bが摩耗するので保守
・管理が煩わしく、タイミングベルト7a、7bの弾性
によって速度、位置等の制御精度が低下してしまう。
31とスプライン32とが一体になっていて、ボールね
じ31と螺合するボールねじナット37を射出用貫通型
モータ34が回転させ、スプライン32とスプライン連
結されるスプラインナット38を計量用貫通型モータ3
5が回転させるようになっている。そして、例えば、計
量を行う場合、射出用貫通型モータ34の回転数を高
く、計量用貫通型モータ35の回転数を低くすることに
よって、スクリュー20に背圧を加えるようにしてい
る。そのために、計量用貫通型モータ35と射出用貫通
型モータ34とを同期させて作動させる必要があり、計
量用貫通型モータ35及び射出用貫通型モータ34の制
御が難しく、背圧制御の精度が低下してしまう。
出装置の問題点を解決して、保守・管理が容易で、速
度、位置等の制御精度を向上させることができ、モータ
を容易に制御することができる電動射出成形機の射出装
置を提供することを目的とする。
動射出成形機の射出装置においては、計量用モータと、
該計量用モータと同一軸心上に配設された射出用モータ
と、前記計量用モータのロータに固定された中空の第1
ロータシャフトと、前記射出用モータのロータに固定さ
れた中空の第2ロータシャフトと、該第2ロータシャフ
トと一体的に連結されたボールねじ軸と、該ボールねじ
軸と螺合し、ボールねじ軸の回転に伴って進退させられ
るボールナットと、前記第1ロータシャフトに固定され
たスプラインナットと、該スプラインナットとスプライ
ン連結され、前記ボールナットに対して回転自在に支持
されたスプライン軸と、該スプライン軸と連結されたス
クリューとを有する。
おいては、さらに、前記ボールねじ軸、ボールナット及
びスプライン軸は、前記第1ロータシャフト及び第2ロ
ータシャフト内に挿脱自在に配設される。本発明の更に
他の電動射出成形機の射出装置においては、さらに、前
記ボールねじ軸の回転を検出するエンコーダを有する。
の射出装置においては、計量用モータと、該計量用モー
タと同一軸心上に配設された射出用モータと、前記計量
用モータのロータに固定された中空の第1ロータシャフ
トと、前記射出用モータのロータに固定された中空の第
2ロータシャフトと、該第2ロータシャフトと一体的に
連結されたボールねじ軸と、該ボールねじ軸と螺合し、
ボールねじ軸の回転に伴って進退させられるボールナッ
トとを有する。
たスプラインナットと、該スプラインナットとスプライ
ン連結され、前記ボールナットに対して回転自在に支持
されたスプライン軸と、該スプライン軸と連結されたス
クリューとを有する。この場合、射出工程において、前
記射出用モータを駆動してロータを回転させると、該ロ
ータの回転が第2ロータシャフトを介してボールねじ軸
に伝達される。そして、該ボールねじ軸の回転によって
ボールナットに推力が発生させられ、該ボールナットは
前進させられる。
ータは停止状態にある。したがって、スプライン軸は回
転することなく前進させられ、スクリューを前進させ
る。その結果、該スクリューの前方に溜められた樹脂を
射出ノズルから射出することができる。次に、計量工程
において、前記計量用モータを駆動してロータを回転さ
せると、ロータの回転が第1ロータシャフトを介してス
プライン軸に伝達される。そして、該スプライン軸の回
転をスクリューに伝達し、スクリューを回転させながら
後退させることができる。このとき、射出用モータは計
量される樹脂の背圧を制御しながらスクリューを後退さ
せる方向に回転させられる。
おいては、さらに、前記ボールねじ軸、ボールナット及
びスプライン軸は、前記第1ロータシャフト及び第2ロ
ータシャフト内に挿脱自在に配設される。この場合、駆
動部をモータアッセンブリと駆動軸アッセンブリとに分
離することができる。
置においては、さらに、前記ボールねじ軸の回転を検出
するエンコーダを有する。この場合、該エンコーダによ
って出力された信号及びボールねじ軸のリードに基づい
て、ボールナットの位置を演算し、スクリューの位置制
御を行うことができる。
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例における
射出装置の駆動部の断面図、図4は本発明の実施例にお
ける射出装置の駆動部の分解図である。図において、1
1は駆動部ケースであり、該駆動部ケース11は加熱シ
リンダ12の後方 (図1における右方) に固定される。
前記駆動部ケース11は、フロントカバー13、フロン
トサポート14、センタサポート15、リヤサポート1
6、リヤカバー17、フロントフレーム41及びリヤフ
レーム42から成る。前記フロントカバー13とフロン
トサポート14とがボルト18によって、リヤサポート
16とリヤカバー17とがボルト19によって固定され
る。
計量用モータ44が、後方部に射出用モータ45が、互
いに同一軸心上に配設される。前記計量用モータ44は
前記フロントフレーム41に固定されたステータ46、
及び該ステータ46の内周側に配設されたロータ47か
ら成り、射出用モータ45は前記リヤフレーム42に固
定されたステータ48、及び該ステータ48の内周側に
配設されたロータ49から成る。
して回転自在に支持される。そのために、ロータ47に
中空の第1ロータシャフト56が嵌入(かんにゅう)さ
れて固定され、該第1ロータシャフト56の前端がベア
リング51によってフロントサポート14に、後端がベ
アリング52によってセンタサポート15に支持され
る。
に対して回転自在に支持される。そのために、ロータ4
9に中空の第2ロータシャフト57が嵌入されて固定さ
れ、該第2ロータシャフト57の前端がベアリング53
によってセンタサポート15に、後端がベアリング54
によってリヤサポート16に支持される。ところで、前
記計量用モータ44において、ステータ46に所定の周
波数の電流を供給することによって、図示しないスクリ
ューを回転させながら後退させることができる。そのた
めに、前記第1ロータシャフト56の前端の内周にスプ
ラインナット62が固定され、該スプラインナット62
とスプライン軸63とがスプライン連結され、該スプラ
イン軸63の前端に前記スクリューが固定される。した
がって、ロータ47の回転は第1ロータシャフト56、
スプラインナット62及びスプライン軸63を介してス
クリューに伝達される。また、スプラインナット62と
スプライン軸63とがスプライン連結されているので、
スプラインナット62に対してスプライン軸63を相対
的に後退させることができる。
テータ48に所定の周波数の電流を供給することによっ
て、前記スクリューを前進させることができる。そのた
めに、前記第2ロータシャフト57の後端に環状のベア
リングリテーナ64が固定され、該ベアリングリテーナ
64の内周にボールねじ軸65が嵌入されて固定され
る。そして、該ボールねじ軸65は駆動部ケース11に
対して回転自在に支持される。すなわち、ボールねじ軸
65は、ベアリングリテーナ64を介してベアリング6
6によって、また、該ベアリング66より後方(図1に
おける右方)に配設されたベアリング67によってリヤ
カバー17に支持される。
ルナット69が進退自在に配設され、ボールねじ軸65
と螺合させられる。したがって、ロータ49の回転は第
2ロータシャフト57及びベアリングリテーナ64を介
してボールねじ軸65に伝達され、ボールナット69を
進退させる。このとき、該ボールナット69がボールね
じ軸65と共に回転することがないように、前記ボール
ナット69の前端にスプライン軸71が固定され、前記
センタサポート15に固定されたスプラインナット76
とスプライン軸71とがスプライン連結される。
ベアリングボックス72が固定され、該ベアリングボッ
クス72内の前方にスラストベアリング73が、後方に
ベアリング74が配設される。したがって、前記スプラ
イン軸63は、スラストベアリング73及びベアリング
74によって、スプライン軸71及びボールナット69
に対して回転自在に支持される。なお、85は絶対値パ
ルスエンコーダ、86は該絶対値パルスエンコーダ85
を支持するブラケットである。
について説明する。まず、射出工程において、射出用モ
ータ45のステータ48に電流を供給すると、ロータ4
9が回転させられ、該ロータ49の回転が第2ロータシ
ャフト57及びベアリングリテーナ64を介してボール
ねじ軸65に伝達される。そして、該ボールねじ軸65
の回転によってボールナット69に推力が発生させら
れ、該ボールナット69は前進させられる。
れず、ロータ47は停止状態にある。したがって、ボー
ルナット69の前方に配設されたスプライン軸63は、
回転することなく前進させられ、前記スクリューを前進
させる。その結果、該スクリューの前方に溜められた樹
脂を図示しない射出ノズルから射出することができる。
4のステータ46に電流を供給すると、ロータ47が回
転させられ、該ロータ47の回転が第1ロータシャフト
56及びスプラインナット62を介してスプライン軸6
3に伝達される。そして、該スプライン軸63の回転を
前記スクリューに伝達し、該スクリューを回転させなが
ら後退させることができる。このとき、射出用モータ4
5は計量される樹脂の背圧を制御しながらスクリューを
後退させる方向に回転させられる。
回転させたりするためにタイミングベルトを使用する必
要がないので、駆動時に騒音が発生することがなく、保
守・管理が容易で、速度、位置等の制御精度を向上させ
ることができる。また、前記スプライン軸63とボール
ナット69とは、スラストベアリング73及びベアリン
グ74によって相対回転することができるようになって
いるので、計量用モータ44と射出用モータ45とを同
期させて駆動する必要がなく、計量用モータ44及び射
出用モータ45の制御が容易になる。
すように、モータアッセンブリ81と駆動軸アッセンブ
リ82とに分離することができる。この場合、前記モー
タアッセンブリ81は、フロントサポート14、センタ
サポート15、リヤサポート16、フロントフレーム4
1、リヤフレーム42、計量用モータ44、射出用モー
タ45、第1ロータシャフト56、第2ロータシャフト
57、スプラインナット62、スプラインナット76等
から成る。また、駆動軸アッセンブリ82は、スプライ
ン軸63、ベアリングリテーナ64、ボールねじ軸6
5、ボールナット69、スプライン軸71、ベアリング
ボックス72等から成る。
駆動軸アッセンブリ82を別々に形成した後、モータア
ッセンブリ81の計量用モータ44及び射出用モータ4
5を駆動し、それぞれ単体の動作確認を行うことができ
る。その後、駆動軸アッセンブリ82を挿入し、フロン
トカバー13及びリヤカバー17を固定し、駆動部の動
作確認を行うことができる。
アッセンブリ82を別々に保守・管理することが可能に
なる。ところで、射出工程において射出用モータ45を
駆動して第2ロータシャフト57を回転させると、ボー
ルねじ軸65が回転するようになっているが、該ボール
ねじ軸65の回転絶対位置を絶対値パルスエンコーダ8
5によって検出することができる。そのために、前記リ
ヤカバー17にブラケット86が固定され、該ブラケッ
ト86に絶対値パルスエンコーダ85がボールねじ軸6
5の端部と対向させて配設される。
によって出力された回転絶対位置信号(アブソリュート
信号)、及びボールねじ軸65のリード(1回転当たり
のボールナット69の進み量)に基づいて、ボールナッ
ト69の位置を演算し、前記スクリューの位置制御を行
うことができる。この場合、ボールねじ軸65とボール
ナット69との間にガタ(バックラッシュ)があると、
ボールナット69の実際の位置と演算によって得られた
位置との間に偏差が生じる。ところが、ボールねじ軸6
5として予圧式のボールねじ装置を使用することによっ
て前記偏差をほとんどなくすことができる。このよう
に、ロータ49とボールねじ軸65との間に動力伝達機
構が介在させられないので、ボールナット69の位置を
精度良く検出することができる。
タを使用する場合、モータ制御用の絶対値パルスエンコ
ーダ85を配設し、該絶対値パルスエンコーダ85によ
って検出されたロータ49の回転数、パルス等をフィー
ドバックし、前記スクリューの位置制御、速度制御等を
行うようになっている。本実施例においては、ロータ4
9とボールねじ軸65とが第2ロータシャフト57及び
ベアリングリテーナ64を介して連結されているので、
ロータ49の回転数とボールねじ軸65の回転数との間
に偏差は生じない。したがって、ボールねじ軸65の回
転数信号(インクリメンタル信号)を射出用モータ45
の制御用として使用することが可能である。
85によってボールナット69の位置を検出することが
できるだけでなく、スクリューの位置制御、速度制御等
を行うことができる。したがって、射出用モータ45を
駆動するためのエンコーダを配設する必要がなくなるの
で、コストを低くすることができる。なお、本発明は前
記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基
づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発
明の範囲から排除するものではない。
れば、電動射出成形機の射出装置においては、計量用モ
ータと、該計量用モータと同一軸心上に配設された射出
用モータと、前記計量用モータのロータに固定された中
空の第1ロータシャフトと、前記射出用モータのロータ
に固定された中空の第2ロータシャフトと、該第2ロー
タシャフトと一体的に連結されたボールねじ軸と、該ボ
ールねじ軸と螺合し、ボールねじ軸の回転に伴って進退
させられるボールナットとを有する。
たスプラインナットと、該スプラインナットとスプライ
ン連結され、前記ボールナットに対して回転自在に支持
されたスプライン軸と、該スプライン軸と連結されたス
クリューとを有する。この場合、スクリューを進退させ
たり回転させたりするためにタイミングベルトを使用す
る必要がないので、駆動時に騒音が発生することがなく
なり、電動射出成形機の射出装置の保守・管理が容易に
なるとともに、速度、位置等の制御精度を向上させるこ
とができる。
は相対回転することができるので、計量用モータと射出
用モータとを同期させて駆動する必要がなく、計量用モ
ータ及び射出用モータを容易に制御することができる。
本発明の他の電動射出成形機の射出装置においては、さ
らに、前記ボールねじ軸、ボールナット及びスプライン
軸は、前記第1ロータシャフト及び第2ロータシャフト
内に挿脱自在に配設される。
駆動軸アッセンブリとに分離することができるので、モ
ータアッセンブリ及び駆動軸アッセンブリを別々に形成
した後、モータアッセンブリの計量用モータ及び射出用
モータを駆動し、それぞれ単体の動作確認を行うことが
できる。その後、駆動軸アッセンブリをモータアッセン
ブリ内に挿入し、駆動部の動作確認を行うことができ
る。
センブリを別々に保守・管理することが可能になる。本
発明の更に他の電動射出成形機の射出装置においては、
さらに、前記ボールねじ軸の回転を検出するエンコーダ
を有する。この場合、射出用モータのロータとボールね
じ軸との間に動力伝達機構が介在させられないので、ボ
ールナットの位置を精度良く検出することができる。
位置を検出することができるだけでなく、スクリューの
位置制御、速度制御等を容易に行うことができる。した
がって、射出用モータを駆動するためのエンコーダを配
設する必要がなくなるので、電動射出成形機の射出装置
のコストを低くすることができる。
面図である。
図である。
概略図である。
解図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 (a)計量用モータと、 (b)該計量用モータと同一軸心上に配設された射出用
モータと、 (c)前記計量用モータのロータに固定された中空の第
1ロータシャフトと、 (d)前記射出用モータのロータに固定された中空の第
2ロータシャフトと、 (e)該第2ロータシャフトと一体的に連結されたボー
ルねじ軸と、 (f)該ボールねじ軸と螺合し、ボールねじ軸の回転に
伴って進退させられるボールナットと、 (g)前記第1ロータシャフトに固定されたスプライン
ナットと、 (h)該スプラインナットとスプライン連結され、前記
ボールナットに対して回転自在に支持されたスプライン
軸と、 (i)該スプライン軸と連結されたスクリューとを有す
ることを特徴とする電動射出成形機の射出装置。 - 【請求項2】 前記ボールねじ軸、ボールナット及びス
プライン軸は、前記第1ロータシャフト及び第2ロータ
シャフト内に挿脱自在に配設される請求項1に記載の電
動射出成形機の射出装置。 - 【請求項3】 前記ボールねじ軸の回転を検出するエン
コーダを有する請求項1に記載の電動射出成形機の射出
装置。
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