JPH03231823A - 電動射出成形機の高速射出機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電動射出成形機の高速射出機構に関する。

（従来の技術） プラスチック射出成形機においては所定精度の製品を得
るため、射出開始時における溶融樹脂の射出速度がきわ
めて重要である。最近の射出成形では、より短時間で硬
化する樹脂が用いられるようになっていること、また成
形品がますます精密で細密化していることから、射出開
始時には高温で溶融させた樹脂を高速度で射出するよう
にしている。

このような高速の射出速度を得るため、従来の射出成形
機では油圧によって射出スクリュを駆動させる方法が一
般的である。これに対し、電動モータの駆動力をポール
ねじ等で射出スクリュに伝達して射出する射出成形機の
場合は、電動モータの立ち上がり速度が遅いことから、
高速射出速度が得られないという問題があった。

この射出成形でもっとも重要な射出開始時に十分な射出
速度を得ることが難しいという問題は、電動モータを駆
動源とする射出成形機の基本的な問題である。この問題
を解消する方法としては、たとえば大パワーの電動モー
タを用いたり、通常の駆動用モータと高速射出用の専用
モータと別々にモータを設けたりすることなどが従来な
されている。

（発明が解決しようとする課題） 射出開始時に高速の射出速度が得られないという電動射
出成形機の問題は、上記のように、モータのパワーをよ
り大きくする等の方法によって解決が図られているが、
大パワーのモータを使用したりしても油圧と同等の射出
速度を得ることは困難であり、また大形のモータを用い
るため装置が大形にならざるを得ないといった問題点が
ある。

そこで１本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは、電動モータを駆動源
とする射出成形機で、射出開始時に十分に高速の射出速
度を得ることのできる高速射出機構を提供するにある。

（ａ題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。

すなわち、電動モータの駆動力により射出スクリュを押
動して射出成形する電動射出成形機の射出機構において
、射出スクリュの後部側に、前記電動モータに連繋され
射出スクリュの軸線方向に進退勤するポールねじ等の押
動部を設けると共に、該押動部の前部と射出スクリュの
後部との間に軸線方向に弾発するバネを設け、射出スク
リュの任意の後退位置で射出スクリュの前進動をロック
するロック装置を設けたことを特徴とする。

（作用） 溶融樹脂を射出した後、成形材料を計量するため射出ス
クリュは射出位置から後退し計量後、ロック装置によっ
て前進しないようにロックされる。

ポールねじ等の押動部が所定位置まで前進することによ
ってバネに弾性エネルギーが蓄積される。

所定のエネルギーがバネに蓄積されたところで、ロック
装置が解除されバネの蓄積エネルギーを解放させると同
時に電動モータを起動させて射出スクリュを押動して溶
融樹脂を射出させる。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は、本発明に係る高速射出機構の一実施例を示す
説明図で、インラインスクリュ式射出成形機について示
す。

図で１０は射出シリンダ、１２は射出スクリュである。

射出スクリュ１２の外周面はスクリュ状に形成され、軸
線方向に移動可能にかつ軸線のまわりに回転可能に支持
される。射出スクリュ１２はその基部位置において射出
スクリュ１２を回転させる回転駆動部（不図示）に連繋
されている。

１４は射出シリンダ１０上に設けた成形材料を収容する
ためのホッパである。ホッパ１４下部は射出シリンダ１
０内で開口する。

１６は前記射出スクリュ１２の後端部に設けたフランジ
１８に一端を連結したバネで、２０はバネ１６の他端に
連結した射出用ポールねじである。

これら射出スクリュ１２、バネ１６．射出用ポールねじ
２０は図のように直列させて一直線状に連結する。

バネ１６は弾性エネルギーを蓄積するために用いている
ものであって、射出スクリュ１２の端面とポールねじ２
０の端面間を弾発するよう付勢している。

なお、射出スクリュ１２とバネ１６との連結部は相互に
軸線のまわりに回動可能であり、バネ１６と射出用ポー
ルねじ２０とは固定されている。

前記射出用ポールねじ２０の後端側の外周には射出用ポ
ールねじ２０を軸線方向に進退勤させる駆動ギヤ２２が
螺合し、この駆動ギヤ２２はタイミングベルト２４を介
して射出用サーボモータ２６に連繋されて回動される。

２８は射出スクリュ１２のフランジ１８内壁面に当接し
て射出スクリュ１２が前進しないようにロックするスト
ッパである。３０は射出スクリュ１２の軸線方向の位置
を検出するための位置センサ、３２はポールねじ２０の
軸線方向の位置を検出する位置センサである。

３４は射出用サーボモータ２６、射出スクリュ１２等を
制御するためのコンピュータ、３６は成形品、成形材料
等に応じて射出条件を外部入力するための射出条件設定
器である。前記コンピュータ３４では射出条件設定器３
６で設定された射出条件および前記位置センサ３０．３
２からのセンサ信号、および射出シリンダ１０内の射出
樹脂圧力を検出する射出樹脂圧力センサ３８の信号等に
もとづき、射出用サーボモータ２６等の各駆動部を最適
条件に制御する。

続いて、上記実施例の高速射出機構の動作について説明
する。

第１図（ａ）は射出スクリュ１２が射出シリンダ１０内
を前進して射出成形が終了した状態である。

この状態から次の射出成形の動作に移る。

まず、射出スクリュ１２が回転し、ホッパ１２から成形
材料が射出スクリュ１２上に落とし込まれる。成形材料
は射出スクリュ１２の回転により徐々に射出シリンダ１
０の前端側に送られる。射出シリンダ１０はヒータによ
って加熱されているから、成形材料は溶融されて移送さ
れ、同時に射出スクリュ１２が回転することによって混
練されながら前方に送られる。溶融樹脂はこうして徐々
に射出シリンダ１０の前端側に溜り、射出シリンダ１０
の前端に溜った樹脂圧によって射出スクリュ１２自体が
回転しつつ後退する。射出スクリュ１２の後退は射出シ
リンダ１０に所定量の成形材料が供給されたところで停
止する。

第１図（ｂ）は上記の計量工程が終了して射出スクリュ
１２が後退した状態である。なお、このときポールねじ
２０も後退位置に戻っている。

ここで、射出スクリュ１２のフランジ１８にストッパ２
８が当接し、射出スクリュ１２の前進がロックされる。

次いで、射出用サーボモータ２６が駆動され、駆動ギヤ
２２が回転してポールねじ２０を所定位置まで前進させ
る。ポールねじ２０が前進することによってバネ１６が
圧縮され、バネ１６には弾性エネルギーが蓄積される。

図でＡ位置はポールねじ２０が後退したときのバネ１６
の後端位置、Ｂ位置はポールねじ２０が前進してバネ１
６が圧縮されたときの位置である。

コンピュータ３４は条件設定器３６によって設定された
条件にしたがってバネ１６に蓄積するエネルギーの最適
条件を計算し、その計算結果にもとづいて射出用サーボ
モータ２６を駆動して、ポールねじ２０の移動量を制御
する。ポールねじ２０の移動位置は位置センサ３２によ
って検出され、所定位置まで前進したところで射出用サ
ーボモータ２６の駆動が停止される。なお、バネ１６に
蓄積するエネルギーは、射出用サーボモータ２６の立ち
上がり速度によりも大きくなるようにコンピュータ３４
で設定しておく。

こうして設定した弾性エネルギーがバネ１６に蓄積でき
たところで、ス１〜ツバ２８をはずすと同時に射出用サ
ーボモータ２６を起動させて、溶融樹脂を射出する。バ
ネ１２に蓄積した弾性エネルギーは射出用サーボモータ
２６が所定の設定速度に達する以前に瞬間的に射出スク
リュ１２に作用し、高速で溶融樹脂を射出させる。

射出スクリュ１２にはバネ１６に蓄積された弾性エネル
ギーと射出用サーボモータ２６による駆動量がともに作
用するから、射出工程においては、位置センサ３０．３
２および射出樹脂圧力センサ３８の信号にもとづいて最
適成形条件になるように射出用サーボモータ２６を制御
する。

第２図は上記高速射出機端によって射出成形する場合の
射出速度のグラフを示す。横軸が射出時間である。

図でグラフａは射出速度に対するバネ１６による寄与部
分、グラフｂは射出用サーボモータ２６による寄与部分
で、グラフＣは両方を合成した射出速度である。図のよ
うに、バネ１６による寄与は射出開始時に大きく作用す
るが瞬間的であるという特徴があり、射出用サーボモー
ータ２６による寄与はモータの立ち」二かり時間のため
に射出開始時には小さいが設定速度に達した以後は射出
速度をほとんど支配するという特徴がある。

このグラフからもわかるように、本実施例の高速射出機
構はモータが設定速度に達するまでの射出開始時のわず
かな時間内で、バネの蓄積エネルギーを解放することに
よって瞬間的に高速射出速度を得ることができるように
し、これによって。

電動射出成形機の最大の問題点、すなわち射出開始時に
おいて十分な射出速度を得ることができないという問題
を解消している。射出開始時で問題となるのはモータの
立ち上がり時間内というきわめて短時間内のことである
から、この射出開始時の射出速度はバネに蓄積したエネ
ルギーによって十分に補うことができる。

また、バネ１６に弾性エネルギーを蓄積する場合はポー
ルねじ２０を徐々に押動してバネ１６を圧縮していけば
よいから、射出用サーボモータ２６として特別の大パワ
ーのモータを使用する必要がなくなり、装置を容易に小
型化することができる。

なお、」二記の高速射出機構では、射出速度にバネから
の寄与とモータからの寄与があるから、実際に射出成形
する場合は上記のようにセンサで射出樹脂圧力等を監視
しながら、コンピュータで最適条件に制御して射出中の
バネの影響を排除するようにする。

また、バネに蓄積させるエネルギーも実際に製造する製
品や、射出スクリュ、ポールねじ等の各部分の重量等に
よって変動するから、射出条件設定器３６によって適宜
条件を設定してコンピュータ３４により最適条件で制御
するようにする。

なお、上記実施例はインラインスクリュ式の射出成形機
について述べたが、他のプランジャ式の射出成形機等に
おいても同様にバネの蓄積エネルギーを利用するように
構成することが可能である。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく１
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。

（発明の効果） 本発明に係る電動射出成形機の高速射出機構は、上述し
たように、バネに射出スクリュを押動するエネルギーを
蓄積させて電動モータによる駆動力とともに弾性エネル
ギーを作用させて射出成形するから、射出開始時におい
て高速の射出速度を得ることが容易に可能となり、従来
の電動射出成形機の射出開始時における問題点を解消す
ることができる。また、使用する電動モータも小型なも
のですますことができ、装置をよりコンパクトにしてか
つ射出成形機の機能の向上を図ることができ、これによ
ってひろく利用を図ることができる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、山）は本発明に係る高速射出機構の一実
施例の動作を示す説明図、第２図は実施例の射出速度を
示すグラフである。 １０・・・射出シリンダ、 １２・・・射出スクリュ、 １６・・・バネ、　　２０・・・ポールねじ、２２・・
・駆動ギヤ、　　２４・・・タイミングベルト、　　２
６・・・射出用サーボモータ、２８・・・ストッパ、 ３０．３２・・・位置センサ、 ３４・・・コンピュータ、 ３６・・・射出条件設定器、 ３８・・・射出樹脂圧力センサ。 第 （ａ） 図 ６ ４ （ｂ） ６ ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電動モータの駆動力により射出スクリュを押動して
   射出成形する電動射出成形機の射出機構において、 射出スクリュの後部側に、前記電動モータに連繋され射
   出スクリュの軸線方向に進退動するポールねじ等の押動
   部を設けると共に、該押動部の前部と射出スクリュの後
   部との間に軸線方向に弾発するバネを設け、 射出スクリュの任意の後退位置で射出スクリュの前進動
   をロックするロック装置を設けたことを特徴とする電動
   射出成形機の高速射出機構。