JP2978640B2 - Injection molding machine - Google Patents

Injection molding machine

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JP2978640B2
JP2978640B2 JP4178466A JP17846692A JP2978640B2 JP 2978640 B2 JP2978640 B2 JP 2978640B2 JP 4178466 A JP4178466 A JP 4178466A JP 17846692 A JP17846692 A JP 17846692A JP 2978640 B2 JP2978640 B2 JP 2978640B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも射出工程の
射出力をサーボモータの駆動力によって得るようにした
インラインスクリュー式の射出成形機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-line screw type injection molding machine in which at least the injection power of an injection process is obtained by the driving force of a servomotor.

【0002】[0002]

【従来の技術】加熱シリンダ内のスクリューを回転させ
つつ後退させて樹脂の可塑化・計量を行い、スクリュー
を前進させることにより溶融樹脂の金型内への射出充填
を行うインラインスクリュー式の射出成形機において、
可塑化・計量動作及び射出動作の駆動源としてサーボモ
ータを用いるサーボモータ駆動の射出成形機は公知であ
る。この従来のサーボモータ駆動の射出成形機では、可
塑化・計量動作用のスクリュー回転サーボモータとスク
リューとを連結して、スクリュー回転サーボモータによ
ってスクリューを回転させ、また、射出動作用の射出サ
ーボモータの回転を、ボールネジ機構等の回転−直線変
換メカニズムを介して、スクリューに直線運動として伝
達するようにした構成を採るのが一般的である。
2. Description of the Related Art In-line screw injection molding in which a screw in a heating cylinder is rotated and retracted to plasticize and measure a resin, and the screw is advanced to inject and fill a molten resin into a mold. On the machine,
2. Description of the Related Art Servo motor driven injection molding machines using a servo motor as a drive source for plasticizing / metering operation and injection operation are known. In this conventional injection molding machine driven by a servomotor, a screw rotation servomotor for plasticizing and measuring operation is connected to a screw, the screw is rotated by the screw rotation servomotor, and an injection servomotor for injection operation is also provided. Is generally transmitted to the screw as a linear motion via a rotation-linear conversion mechanism such as a ball screw mechanism.

【0003】ここで公知のように、サーボモータの出力
トルクには、モータ連続使用時のトルクを保証する連続
定格トルクと瞬間的な大トルク使用を許容するピークト
ルクとがあり、一般的にピークトルクは連続定格トルク
の略400%までアップ可能である。そして、射出成形
機では、射出充填工程(1次射出工程)時には、スクリ
ュー先端側に(ノズル側に)貯えられた溶融樹脂を、ス
クリューの急速前進によって金型内に、極く短い時間内
に急速に立上る負荷樹脂圧に抗して射出充填する必要が
あることから、射出充填工程時には射出サーボモータの
仕様トルクはピークトルクとされる(なお、射出保圧工
程や可塑化・計量工程は射出充填工程に較べて長い時間
を要することから、サーボモータの仕様トルクは連続定
格トルクとされる)。また、サーボモータ駆動の射出成
形機では、射出充填工程で速度フィードバック制御を行
っているため、射出充填工程でのサーボモータの出力ト
ルクは連続定格トルクの200%以上の力を持つように
されるのが一般的である。
As is known here, the output torque of a servomotor includes a continuous rated torque that guarantees the torque during continuous use of the motor and a peak torque that allows the use of a large instantaneous torque. The torque can be increased to approximately 400% of the continuous rated torque. In the injection molding machine, during the injection filling step (primary injection step), the molten resin stored at the tip of the screw (at the nozzle side) is rapidly advanced by the screw into the mold in a very short time. Since the injection filling must be performed against the rapidly rising load resin pressure, the specified torque of the injection servomotor is set to the peak torque during the injection filling process. Since it takes a longer time than the injection filling process, the specified torque of the servo motor is a continuous rated torque.) Further, in a servo motor driven injection molding machine, since the speed feedback control is performed in the injection filling process, the output torque of the servo motor in the injection filling process is set to have a force of 200% or more of the continuous rated torque. It is common.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、サー
ボモータ駆動の射出成形機では射出充填工程で速度フィ
ードバック制御を行っており、この射出充填工程時(ピ
ークトルクによる運転時)には、定格トルク運転時の2
00%以上の力(トルク)を持たせるようにしている
が、射出充填工程の終期に金型内に溶融樹脂が満杯まで
充填されると、図7に示すように、金型内に定格トルク
(定格樹脂圧)の200%以上の負荷樹脂圧が発生す
る。このように、適正樹脂圧たる定格樹脂圧を大きく超
えた樹脂圧が金型内で発生すると、バリ等の発生要因と
なり製品(成形品)品質を著しく劣化させる。そこで実
際には、射出充填完了時点の手前でサーボモータの設定
速度を下げる等して、金型内に大きな樹脂圧が働かない
ようにする工夫をしているが、射出充填速度が極めて高
速であるような場合には、慣性力等の要因で金型内に適
正値よりも大きな樹脂圧が発生することは避けがたく、
上記したように製品(成形品)品質を劣化させる要因と
なっていた。
As described above, in the injection molding machine driven by the servo motor, the speed feedback control is performed in the injection filling process. 2 during torque operation
Although a force (torque) of at least 00% is provided, when the molten resin is completely filled in the mold at the end of the injection filling process, as shown in FIG. A load resin pressure of 200% or more of (rated resin pressure) occurs. As described above, when a resin pressure that greatly exceeds the rated resin pressure, which is an appropriate resin pressure, is generated in the mold, it causes burrs and the like, and significantly deteriorates the quality of a product (molded product). Therefore, in practice, measures are taken to prevent large resin pressure from acting in the mold, such as by reducing the set speed of the servomotor just before the injection filling is completed, but the injection filling speed is extremely high. In such a case, it is inevitable that a resin pressure larger than an appropriate value occurs in the mold due to factors such as inertia force,
As described above, this is a factor of deteriorating the product (molded product) quality.

【0005】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、サーボモータによる射出充填
速度が極めて高速であっても、金型内に適正値よりも大
きな樹脂圧が発生することがない射出成形機を提供する
ことにある。
[0005] The present invention has been made in view of the above points,
An object of the present invention is to provide an injection molding machine that does not generate a resin pressure larger than an appropriate value in a mold even when an injection filling speed by a servomotor is extremely high.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、加熱シリンダ内のスクリューにサーボモ
ータの回転を回転−直線変換メカニズムを介して直線運
動として伝達し、少なくとも射出工程の射出力をサーボ
モータの駆動力によって得るようにしたインラインスク
リュー式の射出成形機において、加熱シリンダを保持し
たヘッドストックに油圧シリンダを取り付けて、該油圧
シリンダのピストンロッドをサーボモータを保持し前後
スライド可能とされたモータ支持部材に連結すると共
に、油圧シリンダに接続されたリリーフバルブを設け
て、油圧シリンダのピストンにかかる負荷圧が加熱シリ
ンダ内樹脂からの反力によってリリーフバルブのリリー
フ設定圧に達すると、サーボモータが発生する射出力の
如何にかかわらず、油圧シリンダ内の圧油を前記リリー
フバルブを介してリリーフアウトさせるように、構成さ
れる。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention transmits the rotation of a servomotor to a screw in a heating cylinder as a linear motion via a rotation-linear conversion mechanism, and at least transmits the rotation of the injection step. In an in-line screw type injection molding machine in which the output is obtained by the driving force of a servomotor, a hydraulic cylinder is attached to the headstock holding the heating cylinder, and the piston rod of the hydraulic cylinder can slide back and forth while holding the servomotor A relief valve connected to the hydraulic cylinder is provided along with the motor support member, and when the load pressure applied to the piston of the hydraulic cylinder reaches the relief set pressure of the relief valve due to the reaction force from the resin in the heating cylinder. , Regardless of the firing force generated by the servomotor As to the relief out pressure oil in the cylinder through the relief valve configured.

【0007】[0007]

【作用】射出充填工程の終期に金型内に溶融樹脂が満杯
まで充填されてくると金型内の樹脂圧力が上昇し、この
金型内樹脂圧、すなわち加熱シリンダ先端側の樹脂圧に
よる反力が、回転−直線変換メカニズム等を介してスク
リューと連結されたサーボモータ、すなわち該サーボモ
ータを保持し前後にスライド可能とされたモータ支持部
材にかかる。ここで、モータ支持部材は、ヘッドストッ
クに取り付けられた油圧シリンダのピストンロッドに連
結されているため、加熱シリンダ内樹脂圧による反力は
油圧シリンダのピストンにかかり油圧シリンダ内の油圧
が上昇することになるが、油圧シリンダはリリーフバル
ブに接続されているため、油圧シリンダのピストンにか
かる負荷圧がリリーフ設定圧に達すると、油圧シリンダ
内の圧油の一部がリリーフバルブを介してタンクに排出
(リリーフアウト)される。この結果、油圧シリンダの
ピストンにかかる加熱シリンダ内樹脂圧による反力によ
って、ピストンロッドが後退してモータ支持部材を後退
させ、モータ支持部材上のサーボモータと回転−直線変
換メカニズム等を介して連結されたスクリューに後退力
が働いて、スクリューの前進速度を減少させ、金型内に
適正値よりも大きな樹脂圧が発生することを確実に防止
する。
When the molten resin is completely filled in the mold at the end of the injection filling step, the resin pressure in the mold increases, and the resin pressure in the mold, that is, the resin pressure on the tip side of the heating cylinder, increases. The force is applied to a servomotor connected to the screw via a rotation-linear conversion mechanism or the like, that is, a motor support member that holds the servomotor and is slidable back and forth. Here, since the motor support member is connected to the piston rod of the hydraulic cylinder attached to the headstock, the reaction force due to the resin pressure in the heating cylinder is applied to the piston of the hydraulic cylinder, and the hydraulic pressure in the hydraulic cylinder rises. However, since the hydraulic cylinder is connected to the relief valve, when the load pressure applied to the piston of the hydraulic cylinder reaches the relief set pressure, part of the hydraulic oil in the hydraulic cylinder is discharged to the tank via the relief valve. (Relief out). As a result, the reaction force of the resin pressure in the heating cylinder applied to the piston of the hydraulic cylinder causes the piston rod to retreat, retreat the motor support member, and connect with the servomotor on the motor support member via a rotation-linear conversion mechanism or the like. The retreating force acts on the screw thus set, thereby reducing the forward speed of the screw and reliably preventing the generation of a resin pressure larger than an appropriate value in the mold.

【0008】すなわち、油圧シリンダに接続されたリリ
ーフバルブのリリーフ設定圧を適正樹脂圧たる定格樹脂
圧に設定しておくだけで、サーボモータが発生する射出
力(サーボモータの回転速度)の如何にかかわらず、定
格樹脂圧以上の樹脂圧が発生しないようにスクリューの
実際の前進速度が減速されるので、設定射出充填速度が
極めて高速であっても金型内に適正値よりも大きな樹脂
圧が発生することは無くなる。
That is, by merely setting the relief set pressure of the relief valve connected to the hydraulic cylinder to the rated resin pressure, which is an appropriate resin pressure, it is possible to determine the injection power (rotation speed of the servo motor) generated by the servo motor. Regardless, since the actual advance speed of the screw is reduced so that the resin pressure exceeding the rated resin pressure does not occur, even if the set injection filling speed is extremely high, a resin pressure larger than the appropriate value It will not occur.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明を図1〜図6に示した1実施例
によって説明する。図1は本実施例に係る射出成形機の
射出系メカニズムの一部簡略化した断正面図、図2は同
平面図、図3は図1の要部拡大図、図4は図1〜3では
断面では示されていない部分を拡大断面として示す要部
拡大断面図、図5は油圧シリンダとこれに関連する構成
要素を示す油圧回路図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to one embodiment shown in FIGS. 1 is a partially cutaway front view of an injection mechanism of an injection molding machine according to the present embodiment, FIG. 2 is a plan view of the same, FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a portion not shown in the cross section as an enlarged cross section. FIG.

【0010】図1,2において、1は原料樹脂の投入口
1aを形成したヘッドストック、2はヘッドストック1
にその後端側を保持された加熱シリンダ、3は加熱シリ
ンダ2の先端側に取り付けられたノズル、4は加熱シリ
ンダ2の外周に巻装されたバンドヒータ(図示の都合上
図2にのみ示す)、5は加熱シリンダ2内に回転並びに
進退可能であるように内蔵されたスクリューである。6
は後述する一方向クラッチを含む連結機構で、スクリュ
ー5の後端側とモータ駆動される駆動軸7の先端側とを
連結しており、駆動軸7の前後進運動をスクリュー5に
伝達し、また駆動軸7の回転をスクリュー5に選択的に
伝達可能となっている。なお、ヘッドストック1は図示
せぬヘッドタッチシリンダ(油圧シリンダ)によってそ
の位置を保持されるようになっており、成形運転状態に
おいては、ノズル3の先端が金型の樹脂注入口へ押し付
けられた位置を確実に維持されるようになっている。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a headstock in which an inlet 1a for a raw material resin is formed;
, A heating cylinder with its rear end held, 3 a nozzle attached to the tip of the heating cylinder 2, 4 a band heater wound around the outer circumference of the heating cylinder 2 (only shown in FIG. 2 for convenience of illustration) Numerals 5 are screws incorporated in the heating cylinder 2 so as to be able to rotate and advance and retreat. 6
Is a connection mechanism including a one-way clutch described later, which connects the rear end side of the screw 5 and the front end side of the drive shaft 7 driven by a motor, and transmits the forward and backward movement of the drive shaft 7 to the screw 5; Further, the rotation of the drive shaft 7 can be selectively transmitted to the screw 5. The position of the head stock 1 is held by a head touch cylinder (hydraulic cylinder) (not shown). In a molding operation state, the tip of the nozzle 3 is pressed against the resin injection port of the mold. The position is assuredly maintained.

【0011】8は図示せぬ固定ベース上に前後スライド
可能に設置されたモータ支持部材で、第1のサーボモー
タ9及び第2のサーボモータ10が取り付けられてい
る。11はモータ支持部材8に回転可能に保持された第
1の駆動回転体で、第1のサーボモータ9の出力軸に固
着された出力プーリ12とタイミングベルト13を介し
てベルト結合されている。14はモータ支持部材8に回
転可能に保持された第2の駆動回転体で、第2のサーボ
モータ10の出力軸に固着された出力プーリ15とタイ
ミングベルト16を介してベルト結合されている。
Reference numeral 8 denotes a motor support member mounted on a fixed base (not shown) so as to be slidable back and forth, to which a first servomotor 9 and a second servomotor 10 are attached. Reference numeral 11 denotes a first driving rotator rotatably held by the motor support member 8 and is belt-connected to an output pulley 12 fixed to an output shaft of the first servomotor 9 via a timing belt 13. Reference numeral 14 denotes a second driving rotator rotatably held by the motor support member 8, which is belt-connected to an output pulley 15 fixed to an output shaft of the second servomotor 10 via a timing belt 16.

【0012】図2において、21は前記ヘッドストック
1にその本体を取り付け・固着された油圧シリンダで、
そのピストン21a(図5)から一体に延びたピストン
ロッド21bの端部が前記モータ支持部材8に固定され
ている。そして、この油圧シリンダ21によって後述す
る如くモータ支持部材8が前後にスライド駆動されるよ
うになっている。なお図2においては、油圧シリンダ2
1はヘッドストック1とモータ支持部材8の中心から外
れた位置に配置されているが、油圧シリンダ21の位置
は力のバランスを考慮して、任意の位置におくことが可
能であることは言うまでもない。
In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a hydraulic cylinder whose main body is attached and fixed to the head stock 1.
An end of a piston rod 21b integrally extending from the piston 21a (FIG. 5) is fixed to the motor support member 8. The motor support member 8 is slid back and forth by the hydraulic cylinder 21 as described later. In FIG. 2, the hydraulic cylinder 2
Although the reference numeral 1 is arranged at a position off the center of the headstock 1 and the motor support member 8, it is needless to say that the position of the hydraulic cylinder 21 can be set at an arbitrary position in consideration of the balance of force. No.

【0013】図3に示すように、前記第1の駆動回転体
11は、ラジアルベアリング17,17を介して前記支
持部材8の所定位置において回転可能であるよう保持さ
れており、この第1の駆動回転体11のプーリ部に前記
タイミングベルト13が掛け回されている。この第1の
駆動回転体11には前記駆動軸7のスプライン軸部7a
が挿通されていて、第1の駆動回転体11と駆動軸7と
はスプライン軸結合(一体回転自在であるも軸方向には
相対スライド可能であるように結合)されている。な
お、このスプライン軸結合は任意の構成が採用可能であ
るが、本実施例では例えばボールスプライン軸結合機構
が用いられている。
As shown in FIG. 3, the first driving rotator 11 is rotatably held at a predetermined position of the support member 8 via radial bearings 17, 17, and the first driving rotator 11 is supported by the first driving rotator 11. The timing belt 13 is wrapped around a pulley portion of the driving rotator 11. The first drive rotating body 11 includes a spline shaft portion 7a of the drive shaft 7.
Are inserted, and the first drive rotating body 11 and the drive shaft 7 are connected to each other by a spline shaft (connected so as to be rotatable integrally but relatively slidable in the axial direction). The spline shaft coupling may be of any configuration. In this embodiment, for example, a ball spline shaft coupling mechanism is used.

【0014】同じく図3に示すように、前記第2の駆動
回転体14は、ラジアルベアリング17及びスラストベ
アリング18を介して前記支持部材8の所定位置におい
て回転可能であるよう保持されていると共に、スラスト
荷重にも耐え得るようになっており、この第2の駆動回
転体14のプーリ部に前記タイミングベルト16が掛け
回されている。この第2の駆動回転体14の内周ナット
部には前記駆動軸7のネジ部7bが螺合されており、第
2の駆動回転体14と駆動軸7とはネジ−ナット結合さ
れている。なお、このネジ−ナット結合も任意の構成が
採用可能であるが、本実施例では例えばボールネジ機構
が採用されている。
As also shown in FIG. 3, the second driving rotator 14 is held rotatably at a predetermined position of the support member 8 via a radial bearing 17 and a thrust bearing 18, and The timing belt 16 is wound around a pulley portion of the second drive rotating body 14 so as to withstand a thrust load. The screw portion 7b of the drive shaft 7 is screwed to the inner peripheral nut portion of the second drive rotary member 14, and the second drive rotary member 14 and the drive shaft 7 are screw-nut coupled. . The screw-nut coupling may have any configuration. In this embodiment, for example, a ball screw mechanism is used.

【0015】図4は前記連結機構6の構成を示してい
る。同図において、19は前記スクリュー5の後端部に
固着された連結軸で、該連結軸19に前記駆動軸7の先
端部7cがラジアル軸受18を介して取り付けられてい
ると共に、先端部7cと連結軸19との間にはスラスト
軸受18が介装されていて、駆動軸7の前後進運動を無
理なく連結軸19(すなわちスクリュー5)に伝達でき
るように構成されている。上記駆動軸7の先端部7cの
先端面側と駆動軸7の外周との間には、一方向クラッチ
手段20が設けられており、駆動軸7の正転時にはクラ
ッチがOFFし(回転伝達遮断状態となり)、駆動軸7
の逆転時にはクラッチがONする(回転伝達可能状態と
なる)ようになっている。従って、駆動軸7が逆転して
一方向クラッチ手段20がON状態にある時のみ、駆動
軸7と連結軸19(すなわちスクリュー5)とが一体回
転するようになっている。
FIG. 4 shows the structure of the connecting mechanism 6. In the figure, reference numeral 19 denotes a connecting shaft fixed to the rear end of the screw 5. The connecting shaft 19 has a distal end 7c of the drive shaft 7 attached thereto via a radial bearing 18 and a distal end 7c. A thrust bearing 18 is interposed between the drive shaft 7 and the connecting shaft 19 so that the forward and backward movement of the drive shaft 7 can be transmitted to the connecting shaft 19 (that is, the screw 5) without difficulty. A one-way clutch means 20 is provided between the distal end face of the distal end portion 7c of the drive shaft 7 and the outer periphery of the drive shaft 7, and the clutch is turned off when the drive shaft 7 rotates forward (rotation transmission cutoff). State), drive shaft 7
In the reverse rotation of the clutch, the clutch is turned on (rotation can be transmitted). Therefore, only when the drive shaft 7 rotates in the reverse direction and the one-way clutch means 20 is in the ON state, the drive shaft 7 and the connection shaft 19 (that is, the screw 5) rotate integrally.

【0016】図5は前記油圧シリンダ21に関連する油
圧回路を示しており、同図において、22は油圧ポン
プ、23は電磁切替バルブ、24は電磁リリーフバル
ブ、25はタンクである。前記油圧シリンダ21の油室
21cには、電磁切替バルブ23を介して油圧ポンプ2
2が接続されており、射出成形機の成形運転状態におい
ては、油圧シリンダ21の油室21cには一定圧力(定
格樹脂圧未満の所定圧力)の圧油が供給されて満たされ
るようになっている。また、油室21cには電磁リリー
フバルブ24が接続されていて、油室21c内の油圧が
電磁リリーフバルブ24のリリーフ設定圧を超えると、
油室21c内の圧油が電磁リリーフバルブ24を介して
タンク25に一部排出(リリーフアウト)されるように
なっている。本実施例では、電磁リリーフバルブ24の
リリーフ設定圧は、製品種別毎に定まる定格樹脂圧に等
しい値に設定されるようになっており、これは図示せぬ
射出成形機のシステムコントローラからドライバ回路を
介して電磁リリーフバルブ24に与えられる。また、電
磁切替バルブ23も同様に図示せぬ射出成形機のシステ
ムコントローラによってドライバ回路を介して制御さ
れ、成形運転状態においては電磁切替バルブ23は開放
供給状態におかれており、油圧シリンダ21のピストン
21aに、圧油に抗するリリーフ設定圧以上の力がかか
っていない状態では、ピストン21aは図示のように前
進限位置におかれるようになっている。
FIG. 5 shows a hydraulic circuit related to the hydraulic cylinder 21. In FIG. 5, reference numeral 22 denotes a hydraulic pump, 23 denotes an electromagnetic switching valve, 24 denotes an electromagnetic relief valve, and 25 denotes a tank. A hydraulic pump 2 is connected to an oil chamber 21 c of the hydraulic cylinder 21 through an electromagnetic switching valve 23.
2 is connected, and in the molding operation state of the injection molding machine, the oil chamber 21c of the hydraulic cylinder 21 is supplied and filled with a constant pressure (a predetermined pressure less than the rated resin pressure). I have. Also, an electromagnetic relief valve 24 is connected to the oil chamber 21c, and when the oil pressure in the oil chamber 21c exceeds the relief set pressure of the electromagnetic relief valve 24,
The pressure oil in the oil chamber 21c is partially discharged (relief-out) to the tank 25 via the electromagnetic relief valve 24. In the present embodiment, the relief set pressure of the electromagnetic relief valve 24 is set to a value equal to the rated resin pressure determined for each product type. This is set by the system controller of the injection molding machine (not shown) from the driver circuit. To the electromagnetic relief valve 24. The electromagnetic switching valve 23 is also controlled by a system controller of an injection molding machine (not shown) via a driver circuit. In the molding operation state, the electromagnetic switching valve 23 is in an open supply state. In a state where no force equal to or higher than the relief set pressure against the pressure oil is applied to the piston 21a, the piston 21a is set at the forward limit position as illustrated.

【0017】次に、上記構成に基づく動作を説明する。 〈可塑化・計量工程〉可塑化・計量工程では、前記第1
のサーボモータ9が定格トルクで所定方向に比較的低速
で回転駆動され、前記出力プーリ12,タイミングベル
ト13,第1の駆動回転体11を介して、前記駆動軸7
が逆転方向に回転する。この駆動軸7の逆転時には前記
一方向クラッチ手段20がONとなるので、駆動軸7の
回転はクラッチ手段20を介して前記連結軸19に伝え
られ、連結軸19と一体の前記スクリュー5が所定方向
に回転する。この際の駆動軸7の回転方向は、前記した
ネジ−ナット結合メカニズムにおいて駆動軸7を後退さ
せる方向となっている。
Next, the operation based on the above configuration will be described. <Plasticizing / Measuring Step> In the plasticizing / measuring step, the first
Is driven at a relatively low speed in a predetermined direction at a rated torque, and the drive shaft 7 is driven via the output pulley 12, the timing belt 13, and the first drive rotating body 11.
Rotates in the reverse direction. When the drive shaft 7 rotates in the reverse direction, the one-way clutch means 20 is turned on, so that the rotation of the drive shaft 7 is transmitted to the connection shaft 19 via the clutch means 20 and the screw 5 integrated with the connection shaft 19 Rotate in the direction. The rotation direction of the drive shaft 7 at this time is a direction in which the drive shaft 7 is retracted in the screw-nut coupling mechanism described above.

【0018】上記スクリュー5の回転に伴いスクリュー
前方側に混練・可塑化された溶融樹脂が送り込まれるの
に合わせて、前記第2のサーボモータ10が所定方向に
極く低トルクで回転駆動される。第2のサーボモータ1
0の回転は、前記出力プーリ15,タイミングベルト1
6を介して前記第2の駆動回転体14に伝えられ、この
第2の駆動回転体14の回転は前記したネジ−ナット結
合メカニズムによって直線運動に変換されて前記駆動軸
7に伝えられる。この際の第2の駆動回転体14の回転
方向は、第1の駆動回転体11の回転方向と同一方向
(すなわち図4で示す逆転方向)とされて、駆動軸7及
びこれと前記連結機構6を介して連結されたスクリュー
5の後退を適正量だけ遅らせる力として働く。すなわ
ち、第2の駆動回転体14の回転数は第1の駆動回転体
11の回転数よりもやや小さくされ、これによってスク
リュー5が背圧を制御されつつ後退する。
As the molten resin kneaded and plasticized is fed to the front side of the screw with the rotation of the screw 5, the second servo motor 10 is driven to rotate at a very low torque in a predetermined direction. . Second servo motor 1
The rotation of the output pulley 15 and the timing belt 1
The rotation of the second driving rotator 14 is transmitted to the driving shaft 7 by the screw-nut coupling mechanism described above. At this time, the rotation direction of the second driving rotator 14 is the same as the rotation direction of the first driving rotator 11 (that is, the reverse rotation direction shown in FIG. 4), and the driving shaft 7 and the coupling mechanism 6 serves as a force for delaying the retraction of the screw 5 connected via 6 by an appropriate amount. That is, the rotation speed of the second driving rotator 14 is made slightly smaller than the rotation speed of the first driving rotator 11, whereby the screw 5 moves backward while controlling the back pressure.

【0019】〈射出充填工程〉射出工程中の射出充填工
程(1次射出工程)では、前記第1のサーボモータ9と
前記第2のサーボモータ10とがピークトルク仕様で同
時に高速回転駆動される。この際、第1のサーボモータ
9は可塑化・計量工程時とは逆方向に回転駆動され、出
力プーリ12,タイミングベルト13,第1の駆動回転
体11を介して、駆動軸7が正転方向に回転する。この
駆動軸7の正転時には前記一方向クラッチ手段20がO
FFとなるので、駆動軸7の回転は連結軸19に伝えら
れない。回転する駆動軸7は、第2の駆動回転体14と
前記したようにネジ−ナット結合されているので、この
ネジ−ナット結合メカニズムによって駆動軸7は正転方
向に回転しつつ前進する。
<Injection Filling Step> In the injection filling step (primary injection step) in the injection step, the first servo motor 9 and the second servo motor 10 are simultaneously driven to rotate at high speed with peak torque specifications. . At this time, the first servomotor 9 is driven to rotate in the direction opposite to that in the plasticizing and measuring step, and the drive shaft 7 rotates forward through the output pulley 12, the timing belt 13, and the first drive rotating body 11. Rotate in the direction. When the drive shaft 7 rotates forward, the one-way clutch 20
Since it is FF, the rotation of the drive shaft 7 is not transmitted to the connection shaft 19. Since the rotating drive shaft 7 is screw-nut-coupled to the second drive rotary member 14 as described above, the drive shaft 7 is rotated forward in the forward rotation direction by this screw-nut coupling mechanism.

【0020】またこの際には、第2のサーボモータ10
も可塑化・計量工程と同一方向に回転駆動されて、第2
のサーボモータ10の回転は、出力プーリ15,タイミ
ングベルト16を介して第2の駆動回転体14に伝えら
れ、第2の駆動回転体14は第1の駆動回転体11(す
なわち駆動軸7)の回転方向と逆方向に回転する。この
第2の駆動回転体14の回転は前記したネジ−ナット結
合メカニズムによって直線運動に変換されて駆動軸7に
伝えられ、駆動軸7が前進する。
In this case, the second servo motor 10
Is also driven to rotate in the same direction as the plasticizing and measuring process,
Of the servo motor 10 is transmitted to the second driving rotator 14 via the output pulley 15 and the timing belt 16, and the second driving rotator 14 is driven by the first driving rotator 11 (that is, the driving shaft 7). It rotates in the direction opposite to the direction of rotation. The rotation of the second drive rotating body 14 is converted into linear motion by the screw-nut coupling mechanism described above and transmitted to the drive shaft 7, and the drive shaft 7 moves forward.

【0021】すなわち、第1のサーボモータ9の回転力
と第2のサーボモータ10の回転力とが共に駆動軸7の
前進力に変換され、2つのサーボモータ9,10の駆動
力が足し合わされて駆動軸7が前進駆動され、これによ
ってスクリュー5が急速に前進駆動される(勿論、この
際には一方向クラッチ手段20がOFFとなっているの
でスクリュー5が回転することはない)。このように射
出充填時には、第1,第2のサーボモータ9,10を共
にピークトルクで運転して充分な出力トルクを保証しつ
つ、2つのサーボモータ9,10の駆動力(駆動スピー
ド)を足し合わせることによって非常に高速のスクリュ
ー前進、すなわち溶融樹脂の金型キャビティ内への高速
射出充填を達成することができる。
That is, the rotational force of the first servomotor 9 and the rotational force of the second servomotor 10 are both converted into the forward force of the drive shaft 7, and the drive forces of the two servomotors 9 and 10 are added. As a result, the drive shaft 7 is driven forward, whereby the screw 5 is rapidly driven forward (in this case, the one-way clutch means 20 is OFF, so that the screw 5 does not rotate). As described above, at the time of injection filling, the driving force (driving speed) of the two servomotors 9 and 10 is increased while the first and second servomotors 9 and 10 are both operated at the peak torque to ensure a sufficient output torque. By summing up, a very fast screw advance, ie a high-speed injection filling of the molten resin into the mold cavity, can be achieved.

【0022】ところで、この射出充填工程の終期に金型
内に溶融樹脂が満杯まで充填されてくると金型内の樹脂
圧力が上昇し、この金型内樹脂圧による反力、すなわち
加熱シリンダ2先端側の樹脂圧による反力が、回転−直
線変換メカニズム等を介してスクリュー5と連結された
第1,第2のサーボモータ9,10、すなわち該サーボ
モータ9,10を保持し前後にスライド可能とされた前
記モータ支持部材8にかかる。前記したようにモータ支
持部材8は、前記ヘッドストック1に取り付けられた油
圧シリンダ21のピストンロッド21bに連結されてい
るため、加熱シリンダ2内樹脂圧による反力は油圧シリ
ンダ21のピストン21aにかかり油圧シリンダ21の
前記油室21c内の油圧が上昇する。ここで、油圧シリ
ンダ21は前記電磁リリーフバルブ24に接続されてい
るため、ピストン21aにかかる図5矢印方向の負荷圧
がリリーフ設定圧に達すると、油圧シリンダ21内の圧
油の一部が電磁リリーフバルブ24を介してタンク25
にリリーフアウトされる。
When the molten resin is completely filled in the mold at the end of the injection filling step, the resin pressure in the mold increases, and the reaction force due to the resin pressure in the mold, that is, the heating cylinder 2 The reaction force due to the resin pressure on the tip side holds the first and second servo motors 9 and 10 connected to the screw 5 via a rotation-linear conversion mechanism or the like, that is, slides back and forth while holding the servo motors 9 and 10. The motor support member 8 is enabled. Since the motor support member 8 is connected to the piston rod 21b of the hydraulic cylinder 21 attached to the headstock 1 as described above, the reaction force due to the resin pressure in the heating cylinder 2 is applied to the piston 21a of the hydraulic cylinder 21. The oil pressure in the oil chamber 21c of the hydraulic cylinder 21 increases. Here, since the hydraulic cylinder 21 is connected to the electromagnetic relief valve 24, when the load pressure applied to the piston 21a in the direction indicated by the arrow in FIG. 5 reaches the relief set pressure, a part of the pressure oil in the hydraulic cylinder 21 becomes electromagnetic. Tank 25 via relief valve 24
To be relieved.

【0023】この結果、油圧シリンダ21のピストン2
1aにかかる加熱シリンダ2内樹脂圧による反力によっ
て、ピストンロッド21bが後退してモータ支持部材8
を後退させ、モータ支持部材8上の第1,第2のサーボ
モータ9,10と回転−直線変換メカニズム等を介して
連結されたスクリュー5に後退力を作用させる。この際
には、第1,第2のサーボモータ9,10の回転によっ
てスクリュー5には前進力が作用しているが、上記のよ
うにモータ支持部材8が後退することによりスクリュー
5にはブレーキが働いた形となって、スクリュー5の前
進速度は減少される。
As a result, the piston 2 of the hydraulic cylinder 21
1a, the piston rod 21b retreats due to the reaction force of the resin pressure in the heating cylinder 2 and the motor support member 8
And a retreat force is applied to the screw 5 connected to the first and second servo motors 9 and 10 on the motor support member 8 via a rotation-linear conversion mechanism or the like. At this time, a forward force is applied to the screw 5 by the rotation of the first and second servo motors 9 and 10, but the motor 5 is retracted as described above so that the brake is applied to the screw 5. Works, and the forward speed of the screw 5 is reduced.

【0024】つまり、油圧シリンダ21に接続された電
磁リリーフバルブ24のリリーフ設定圧を適正樹脂圧た
る定格樹脂圧に設定してあるので、第1,第2のサーボ
モータ9,10が発生する射出力の如何にかかわらず、
定格樹脂圧以上の樹脂圧が発生しないようにスクリュー
5の実際の前進速度は減速される。よって、射出充填速
度が極めて高速であっても、金型内に適正値よりも大き
な樹脂圧が発生することが確実に防止される。
That is, since the relief set pressure of the electromagnetic relief valve 24 connected to the hydraulic cylinder 21 is set to the rated resin pressure, which is an appropriate resin pressure, the first and second servo motors 9 and 10 generate Regardless of the output,
The actual forward speed of the screw 5 is reduced so that a resin pressure higher than the rated resin pressure is not generated. Therefore, even if the injection filling speed is extremely high, generation of a resin pressure larger than an appropriate value in the mold is reliably prevented.

【0025】図6は、この射出充填工程における射出速
度(モータ速度,スクリュー速度)と金型内の樹脂圧と
の関係を示すグラフ図で、同図に示すように、定格トル
クの200%以上のトルク(力)で速度フィードバック
制御される射出充填工程では、途中まではスクリューの
実際速度はサーボモータの実際速度に略一致するが、加
熱シリンダ内樹脂圧(負荷樹脂圧)が定格樹脂圧に達す
ると圧油が前記したようにリリーフアウトされるので、
モータ支持部材8が後退してスクリュー速度は急激に小
さくなる。すなわち、サーボモータの実際速度は設定速
度に見合ったものを維持されるが、スクリューの実際速
度は減速されて、金型内に定格樹脂圧以上の樹脂圧が発
生しないように確実に制御される。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the injection speed (motor speed, screw speed) and the resin pressure in the mold in this injection filling step. As shown in FIG. In the injection filling process in which the speed feedback control is performed with the torque (force), the actual speed of the screw substantially coincides with the actual speed of the servomotor up to halfway, but the resin pressure in the heating cylinder (load resin pressure) becomes the rated resin pressure. When it reaches, the pressurized oil is released as described above,
As the motor support member 8 retreats, the screw speed decreases rapidly. In other words, the actual speed of the servo motor is maintained at a value corresponding to the set speed, but the actual speed of the screw is reduced, and the screw is reliably controlled so that no resin pressure exceeding the rated resin pressure is generated in the mold. .

【0026】〈射出保圧工程〉射出工程中の射出充填工
程に引き続く射出保圧工程では、前記第1のサーボモー
タ9のみが定格トルク仕様で、圧力フィードバック制御
によって低速回転駆動され、前記第2のサーボモータ1
0は回転停止される。この射出保圧工程では、第1のサ
ーボモータ9は射出充填と同一方向に回転駆動され、こ
れによって出力プーリ12,タイミングベルト13,第
1の駆動回転体11を介して、駆動軸7が正転方向に回
転する。回転する駆動軸7は、第2の駆動回転体14と
ネジ−ナット結合されているので、駆動軸7は正転方向
に回転しつつ前進する力を受ける。そして、この駆動軸
7の正転時には一方向クラッチ手段20がOFFとなっ
ているので、駆動軸7の回転は連結軸19,スクリュー
5には伝達されず、スクリュー5は前進力のみを受け
て、金型内の樹脂に所定の保圧力を加える。
<Injection holding pressure step> In the injection holding pressure step following the injection filling step in the injection step, only the first servomotor 9 is driven at a low speed by pressure feedback control with a rated torque specification, and Servo motor 1
0 is stopped. In the injection pressure-holding step, the first servomotor 9 is driven to rotate in the same direction as the injection filling, whereby the drive shaft 7 is rotated forward via the output pulley 12, the timing belt 13, and the first drive rotating body 11. Rotate in the turning direction. Since the rotating drive shaft 7 is screw-nut coupled to the second drive rotating body 14, the drive shaft 7 receives a force that moves forward while rotating in the normal rotation direction. When the drive shaft 7 rotates forward, the one-way clutch means 20 is OFF, so that the rotation of the drive shaft 7 is not transmitted to the connecting shaft 19 and the screw 5, and the screw 5 receives only the forward force. Then, a predetermined holding pressure is applied to the resin in the mold.

【0027】[0027]

【発明の効果】叙上のように本発明によれば、サーボモ
ータによる射出充填速度が極めて高速であっても、金型
内に適正値よりも大きな樹脂圧が発生することがない、
良品成形が保証できる射出成形機が提供でき、その価値
は多大である。
As described above, according to the present invention, even if the injection filling speed by the servomotor is extremely high, a resin pressure larger than an appropriate value is not generated in the mold.
An injection molding machine that can guarantee good molding can be provided, and its value is enormous.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の1実施例に係る射出成形機の射出系メ
カニズムの一部簡略化した断正面図である。
FIG. 1 is a partially simplified front view of an injection system mechanism of an injection molding machine according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の1実施例に係る射出成形機の射出系メ
カニズムの一部簡略化した平面図である。
FIG. 2 is a partially simplified plan view of an injection system mechanism of the injection molding machine according to one embodiment of the present invention.

【図3】図1の要部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 1;

【図4】図1の連結機構部分の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a connecting mechanism part of FIG. 1;

【図5】図2の油圧シリンダとこれに関連する構成を示
す油圧回路図である。
FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram showing the hydraulic cylinder of FIG. 2 and a configuration related thereto.

【図6】本発明の1実施例による射出充填工程時の射出
速度と樹脂圧力との関係を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between an injection speed and a resin pressure during an injection filling step according to one embodiment of the present invention.

【図7】従来のサーボモータ駆動の射出成形機による射
出充填工程時の射出速度と樹脂圧力との関係を示す説明
図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between an injection speed and a resin pressure during an injection filling step by a conventional servo motor driven injection molding machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヘッドストック 2 加熱シリンダ 3 ノズル 5 スクリュー 6 連結機構 7 駆動軸 8 モータ支持部材 9 第1のサーボモータ 10 第2のサーボモータ 11 第1の駆動回転体 12 出力プーリ 13 タイミングベルト 14 第2の駆動回転体 15 出力プーリ 16 タイミングベルト 17 ラジアルベアリング 18 スラストベアリング 19 連結軸 20 一方向クラッチ手段 21 油圧シリンダ 21a ピストン 21b ピストンロッド 21c 油室 22 油圧ポンプ 23 電磁切替バルブ 24 電磁リリーフバルブ 25 タンク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Headstock 2 Heating cylinder 3 Nozzle 5 Screw 6 Connecting mechanism 7 Drive shaft 8 Motor support member 9 1st servo motor 10 2nd servo motor 11 1st drive rotating body 12 Output pulley 13 Timing belt 14 2nd drive Rotating body 15 Output pulley 16 Timing belt 17 Radial bearing 18 Thrust bearing 19 Connecting shaft 20 One-way clutch means 21 Hydraulic cylinder 21a Piston 21b Piston rod 21c Oil chamber 22 Hydraulic pump 23 Electromagnetic switching valve 24 Electromagnetic relief valve 25 Tank

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 加熱シリンダ内のスクリューにサーボモ
ータの回転を回転−直線変換メカニズムを介して直線運
動として伝達し、少なくとも射出工程の射出力をサーボ
モータの駆動力によって得るようにしたインラインスク
リュー式の射出成形機において、 前記加熱シリンダを保持したヘッドストックに油圧シリ
ンダを取り付けて、該油圧シリンダのピストンロッドを
前記サーボモータを保持し前後スライド可能とされたモ
ータ支持部材に連結すると共に、前記油圧シリンダに接
続されたリリーフバルブを設けて、前記油圧シリンダの
ピストンにかかる負荷圧が加熱シリンダ内樹脂からの反
力によって前記リリーフバルブのリリーフ設定圧に達す
ると、前記サーボモータが発生する射出力の如何にかか
わらず、前記油圧シリンダ内の圧油を前記リリーフバル
ブを介してリリーフアウトさせるようにしたことを特徴
とする射出成形機。
An in-line screw type in which the rotation of a servomotor is transmitted to a screw in a heating cylinder as a linear motion via a rotation-linear conversion mechanism, and at least the injection power of the injection process is obtained by the driving force of the servomotor. In the injection molding machine, a hydraulic cylinder is attached to a headstock holding the heating cylinder, and a piston rod of the hydraulic cylinder is connected to a motor support member that holds the servo motor and is slidable back and forth, A relief valve connected to a cylinder is provided, and when a load pressure applied to a piston of the hydraulic cylinder reaches a relief set pressure of the relief valve due to a reaction force from a resin in a heating cylinder, an emission power generated by the servo motor is reduced. Regardless of the pressure oil in the hydraulic cylinder, Injection molding machine is characterized in that so as to relief out through the relief valve.
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