JPH03256715A - 射出駆動機構 - 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］ 本発明は射出成形機における計量、背圧、射出、保圧の
工程に係わる駆動手段の利用効率を向上させることので
きる射出駆動機構に関する。

［発明の背景コ 従来、射出成形機において計量、背圧、射出、保圧の各
工程を実行するために、計量工程の実行に際しては第１
のモータを用い、背圧、射出、保圧の工程の実行に際し
ては第２のモータを用いている。

この従来技術の一例を第３図（ａ）およびわ）に示す。

この射出成形機では、ベース面３８上に背圧、射出、保
圧工程を受は持つモータ１４が設置され、このモータ１
４には位置検出器１２が取り付けられている。モータ１
４にはカップリング１６が取り付けられ、カップリング
１６にはボールねじＩ８が取り付けられている。ボール
ねじ１８はガイドレール３Ｑ上に配置されたスライドテ
ーブル３２に取り付けられたボールナツト３６に螺合さ
れる。スライドテーブル３２には計量工程を受は持つモ
ータ２２が取り付けられ、このモータ２２にはモータ１
４と同様、位置検出器２０とカップリング２４が取り付
けられている。カップリング２４はシリンダ台３４に取
り付けられた計量・射出シリンダ２８に結合された計量
・射出スクリュー２６が取り付けられている。以上のよ
うに、従来の射出成形機は構成されている。

次に、従来の射出成形機の動作について説明する。射出
成形機の計量、背圧の工程では、モータ２２が回転する
ことにより、モータ２２に結合された計量・射出スフ！
］、−２６が回転し、射出成形用樹脂の計量が行われる
。モータ２２の回転は、モータ２２に取り付けられた位
置検出機２０から得られる信号を図示しないコントロー
ラにフィードバックすることにより、指定された回転数
に制御される。

計量・射出スクリュー２６が回転し射出成形用樹脂の計
量が行われることにより、計量・射出シリンダ２８内に
溶融した射出成形用樹脂が蓄積される。そして、その蓄
積された射出成形用溶融樹脂の樹脂圧力により、計量・
射出スクリ５−２６、カップリング２４、モータ２２、
スライドテーブル３２の全体を後退させる力が働く。こ
の時、モータ１４を回転させ、前述のスライドテーブル
３２を後退させないような力を働かせることにより射出
成形用溶融樹脂に背圧をかけることができる。このモー
タ１４の回転は、モータ１４に取り付けられた位置検出
器１２より得られる信号を、図示しないコントローラに
フィードバックすることにより指定されたトルクに制御
される。

射出成形機の射出、保圧の工程では、前述の計量、背圧
の工程で計量・射出シリンダ２８内に蓄積された射出成
形用溶融樹脂を、計量・射出スクリュー２６を前進させ
ることにより予め型締めされている金型（図示せず〉内
に充填する。

ここで、計量・射出スフ’Ｊ５−２６を前進させるには
、前述の計量、背圧の工程で説明した場合と同様に、モ
ータ１４を回転させ、カップリング１６、ボールねじ１
８、ポールナツト３６を介して、スライドテーブル３２
を前進させるような力を働かせればよい。モータ１４の
回転は、このモータ１４に取り付けられた位置検出器１
２により得られる信号を図示しないコントローラにフィ
ードバックすることにより、予め設定されている計量・
射出スフ！Ｊ＝−２６の前進の速度パターン、すなわち
、射出パターンに対応して指定された回転数に制御され
る。

このようにして、計量・射出シリンダ２８内に蓄積され
た射出成形用溶融樹脂を金型内に射出し、充填すること
が出来る。しかしながら、このように射出し、充填する
だけでは金型や樹脂が冷却される際に引は等の不具合が
発生し易く成形不良となり易いので、射出、充填した後
に溶融樹脂に圧力をさらに加え続ける。すなわち、保圧
をかける。

これは、モータ１４を回転して、スライドテーブル３２
を前進させるような力を働かせることにより実現するこ
とが出来る。モータ１４の回転は、モータ１４に取り付
けられた位置検出器１２により得られる信号を、図示し
ないコントローラにフィードバックすることにより予め
設定されている計量・射出スクリュー２６の前進の圧カ
バターン、すなわち、保圧パターンに対応して指定され
たトルクに制御される。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このようにして制御される射出成形機の計量
、背圧、射出、保圧の各工程において、計量の工程を実
行するためにモータ２２を用い、背圧、射出、保圧の工
程を実行するためにモータ１４を用いている。この場合
の各工程を実行するモータ１４．２２の必要な容量とし
ては次のようなものが考えられる。

計量・・・　７ｋＷ　　　背圧・・・　２ｋＷ射出・・
・１ＱｋＷ　　　保圧・・・１５ｋＷ従ってモータ１４
．２２の容量としては次のようなものが必要となる。

計量用モータ２２の容量・・・・・　７ｋＷ背圧、射出
、保圧用モータ１４の容量 ・・・・・１５ｋＷ また、モータ１４．２２の容量を上記のように設定した
場合に、モータ制御用電力変換器に必要な電源容量は効
率を８０％と規定した場合、次のようなものが考えられ
る。

モータ電源容量の合計・・・・２７．５０ｋＷモータ制
御用電力変換器電源容量の合計・・・・２３．４４ｋＷ 以上のことをまとめて第４図および第５図に示す。

ここでモータ１４．２２についてみてみると、最小／最
大必要容量・・・・・９／１５ｋＷ設備容量・・・・・
・・・・・２２ｋＷとなっており、モータ制御用電力変
換器についてみると、 最小／最大必要容量 ・・・・・１１．２５／１８．７５　ｋＷ設備容量・・
・・・２７．５０ｋＷ となっている。すなわち、時間平均的にみて設備容量の
１７３乃至１／２程度は常に休止状態にあるということ
になる。これは設備を有効に活用しているとは言い難く
、経済的でない。

このようにした場合のモータの定格について、もう少し
詳しく検討すると、前述の内容より考えて次のようなも
のが考えられる。

モータ２２・・・　　７ｋＷ、４００ｒｐｍモータ１４
・・　１５ｋＷ、４００ｒｐｍ標準のモータの定格の範
囲としては、−船釣なものとして次のようなものが考え
られる。

定格容量・・・０，５ｋＷ〜１５ｋＷ 定格回転数 ・・１１０００ｒｐ〜３０００ｒｐｍ したがって、このようにした場合、射出成形機による計
量、背圧、射出、保圧の工程の積極の条件に大きく左右
され、モータの選定を標準のモータの範囲に選定できな
くなり、魁品に無駄なコストをかけてしまうことになる
。

［発明の目的コ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あり、射出成形機の計量、背圧、射出、保圧の工程を遂
行する駆動手段の利用効率を向上させ設備の低廉化を達
成することのできる射出駆動機構を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手゛段］ 前記の課題を解決するために、本発明は計量・射出スク
リューと、 変位可能なスライドテーブルに固定され、第１の駆動軸
を回転駆動する第１の駆動手段と、前記スライドテーブ
ルに固定され、第２の駆動軸を回転駆動する第２の駆動
手段と、前記計量・射出スクリューと前記第１の駆動軸
とを必要に応じて連結し、前記第１の駆動軸の回転駆動
力を前記計量・射出スクリューに伝達する第１の伝達手
段と、 前記第１の駆動軸と前記第２の駆動軸とを必要に応じて
連結し、前記第１の駆動軸の回転駆動力を前記第２の駆
動軸に伝達する第２の伝達手段と、 前記第１の駆動手段と前記第１の伝達手段とを所定の速
度比で連結する第１のギヤトレインと、 前記第２の駆動手段と前記第２の伝達手段とを所定の速
度比で連結する第２のギヤトレインと、 前記第２のギヤトレインを介して前記第２の駆動軸に連
結され、前記第２の駆動軸の回転駆動力に基づき前記ス
ライドテーブルを前記計量・射出スクリューに指向して
変位させる変位手段と、 を備えることを特徴とする。

［作用］ 本発明によれば、射出成形機の計量、背圧、射出、保圧
の工程を二つの駆動手段を用いて行う場合において、計
量工程と背圧工程では、第１の駆動手段の駆動力等を第
１のギヤトレインによって調整した後、第１のクラッチ
を介して計量・射出スクリューを回転させて樹脂の計量
を行う一方、第２の駆動手段の駆動力等を第２のギヤト
レインによって調整した後、変位手段を駆動し、計量・
射出スクリューを変位させて前記樹脂等に背圧をかける
。

次に、射出工程と保圧工程の時には、第１および第２の
駆動手段により第１および第２のギヤトレインを介して
変位手段を駆動し、計量・射出スクリューを変位させて
前記樹脂等の射出および保圧を行う。

［実施例コ 次に、本発明に係る射出駆動機構について好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する
。

第１図（ａ）およびら）は本実施例に係る射出駆動機構
が適用される射出成形機を示す。

本発明の射出成形機は、ベース７０上に、ガイドレール
６０が取り付けられ、ガイドレール６０上にスライドテ
ーブル５６が載置されている。

スライドテーブル５６上にはギヤボックス６２が取り付
けられ、ギヤボックス６２内には第２のギヤトレイン６
４、第１のギヤトレイン６８およびクラッチ（第１の伝
達手段）７４、クラッチ（第２の伝達手段）６６が実装
されている。また、ギヤボックス６２には、背圧、射出
、保圧工程を受は持つ第２の駆動手段であるモータ４２
および計量・射出、保圧工程を受は持つ第１の駆動手段
であるモータ４４が取り付けられている。そして、モー
タ４２およびモータ４４には夫々位置検出器４０．５０
が取り付けられている。

ギヤボックス６２内のクラッチ７４の一方は第１のギヤ
トレイン６８の出力軸となっている第１の駆動軸の一方
に連結され、他方には計量・射出スフ！Ｊ、−５２が連
結され、計量・射出スクリュー５２は計量・射出シリン
ダ５４に連結される。この計量・射出シリンダ５４はシ
リンダ台５８を介してベース７０に固定される。

さらに、ギヤボックス６２内のクラッチ６６は第２のギ
ヤトレイン６４の出力軸となっている第２の駆動軸の一
方と、第１のギヤトレイン６８の出力軸となっている第
１の駆動軸の他方に連結されている。第２のギヤトレイ
ン６４の出力軸となっている第２の駆動軸の他方はカッ
プリング７２の一方に連結される。カップリング７２の
他方はボールねじ４６に連結され、ボールねじ４６はベ
ース７０に固定されたボールナツト４８に結合される。

なお、ボールねじ４６およびポールナツト４８はスライ
ドテーブルの変位手段として利用される。

次に、本実施例の射出成形機の動作について説明する。

先ず、射出成形機の計量、背圧の工程において、計量・
射出スクリュー５２はクラッチ７４とギヤトレイン６８
を介してモータ４４に結合されており、計量、背圧の工
程ではクラッチ７４は○Ｎの状態でこれらを連結して）
る。したがって、モータ４４が回転することにより、計
量・射出スクリュー５２が回転し樹脂の計量が行われる
。なお、モータ４４の回転は、モータ４４に取り付けら
れた位置検出器５０により得られる信号を図示しないコ
ントローラにフィードバックすることにより指定された
回転数に制御される。

計量・射出スクリュー５２が回転し射出成形用樹脂の計
量が行われると、計量・射出シリンダ５４内に射出成形
用溶融樹脂が蓄積され、その蓄積された溶融樹脂の樹脂
圧力により計量・射出スクリュー５２、ギヤボックス６
２、スライドテーブル５６の全体を後退させる力が働く
。

したがって、ガイドレール６０上にスライドテーブル５
６があるので、スライドテーブル５６とともにそれらが
全体として後退する。

一方、計量・背圧の工程ではクラッチ６６はＯＦＦの状
態でモータ４４とギヤトレイン６４とを分離している。

そこで、モータ４２を回転させボールねじ４６を回転さ
せることにより、前述のスライドテーブル５６を後退さ
せないような力を働かせ、射出成形用溶融樹脂に背圧を
かけることができる。このモータ４２の回転力は、モー
タ４２に取り付けられた位置検出器４０により得られる
信号を、図示しないコントローラにフィードバックさせ
ることにより指定されたトルクに制御される。

次に、射出成形機の射出、保圧の工程では、前述の計量
、背圧の工程で計量・射出シリンダ５４内に蓄積された
溶融樹脂を計量・射出スクリ５−５２を前進させること
により予め型締めされている金型５９内に充填する。こ
の時、計量・射出スフ！Ｊ、−５２は、その先端に逆流
防止リング（図示せず）が取り付けられているので、溶
融樹脂の充填圧による逆流で逆転させられることはない
。従って、計量・射出スクリュー５２にクラッチ７４と
ギヤトレイン６８を介して結合されているモータ４４を
逆転防止のために回転させる必要はなく、また、モータ
４４に取り付けられた位置検出器４０により得られる信
号を、図示しないコントローラにフィードバックさせる
ことにより指定された回転数に制御する必要もないので
、モータ４４はコントロールアウト、すなわち、フリー
の状態にすることができる。

さて、計量・射出スフ！Ｊ５−５２を金型５９側に前進
させるには、前述の計量、背圧の工程で説明したのと同
様にモータ４２を回転させ、モータ４２にギヤトレイン
６４とカップリング７２を介して結合されているボール
ねじ４６を回転させることにより、ベース７０上に取り
付けられたボールナツト４８からスライドテーブル５６
を前進させるような力を働かせればよい。

しかし、この時、モータ４２のみで溶融樹脂を射出させ
るにはモータ４２に大きなトルクを必要とする。

この場合、モータ４２とモータ４４を協働させるため、
クラッチ６６を○Ｎの状態にして第２のギヤトレイン６
４と第１のギヤトレイン６８とを連結し、モータ４４に
連結された第１のギヤトレイン６８をモータ４２に連結
された第２のギヤトレイン６４の回転に同期させて回転
させる。この場合、スライドテーブル５６を前進させる
力は、モータ４２の回転力とモータ４４の回転力との和
となる。なお、モータ４２の回転はモータ４２に取り付
けられた位置検出器４０により得られる信号を、モータ
４４の回転はモータ４４に取り付けられた位置検出器５
０により得られる信号を、夫々図示しないコントローラ
にフィードバックすることにより、予め設定されている
計量・射出スフ！Ｊ５−５２の前進の速度パターン、す
なわち、射出パターンに対応して制御することができる
。

このようにして、計量・射出シリンダ５４内に蓄積され
た射出成形用溶融樹脂を金型５９内に射出し、充填する
ことが出来る。次いで、弓゛け等が発生する不具合を防
止する目的で充填した溶融樹脂に圧力をさらに加え続け
る、すなわち、保圧をかける。これは、モータ４２を回
転させ、スライドテーブル５６を前進させるような力を
働かせることにより実現することが出来る。この時、前
述の場合と同様にすれば、スライドテーブル５６を前進
させる力は、モータ４２の回転力とモータ４４の回転力
との和となる。

なお、モータ４２の回転は、モータ４２に取り付けられ
た位置検出器４０により得られる信号を、モータ４４の
回転は、モータ４４に取り付けられた位置検出器５０に
より得られる信号を、夫々図示しないコントローラにフ
ィードバックすることにより予め設定されている計量・
射出スフ’）、−５２の前進の圧カバターン、すなわち
、保圧パターンに対応して制御される。

なお、上記の実施例に用いたモータ４２．４４として油
圧モータを用いて構成することも可能である。

上記のような実施例の射出成形機の計量、背圧、射出、
保圧の各工程での必要なモータの容量として、次のよう
なものが考えられる。

計量・・・　７ｋＷ　　　背圧・・・　２ｋＷ射出・・
・１０ｋＷ　　　保圧・・・１５ｋＷこの実施例では、
計量工程を一つのモータ４４で行い、背圧工程を他の一
つのモータ４２で行い、射出、保圧の工程は二つのモー
タ４２．４４で行っており、モータの容量の選定として
次のように設定することができる。

背圧、射出、保圧用モータ４２の容量 ・・・・・７．５ｋＷ 計量、射出、保圧用モータ４４の容量 ・・・・・７．５ｋＷ また、モータ４２．４４を上記のように設定した場合モ
ータ制御用電力変換器に必要な電源容量は、効率を８０
％と規定した場合、次のようなものが考えられる。

モータ電源容量の合計・・・・１８．７５ｋＷモータ制
御用電力変換器電源容量の合計・・・２３．４４ｋＷ 以上のことをまとめて第２図に示す。なお、　　　につ
いて、ギヤトレイン６４のギヤ比、および、時間的経過
は第５図と同じとなる。　　　　　　　　ギヤトレイン
６８のギヤ比について考えると、ここでモータ４２．４
４についてみてみると、　　前述の内容より次のような
ものが考えられる。

最小／最大必要容量・・・９／１５ｋＷ設備容量・・・
・・・・・１５ｋＷ となっており、モータ制御用電力変換器についてみると
、 最小／最大必要容量 ・・・１１．２５／１８．７５ｋＷ 設備容量・・・・１８．７５ｋＷ となっている。

この結果、従来の場合と比較して、設備の利用率が４１
／６８％から６０／１００％と改善され、設備容量は２
／３程度に縮小することができる。これは設備の無駄を
少なくすると同時に、製品に無駄なコストをかけなくて
も良いことになる。

そして、このようにした場合のモータの定格計量用モー
タ ・・・７．５ｋＷ、１５００ｒ、ｐｍ 背圧、射出、保圧用モータ ・・・７．５ｋＷ、１５００ｒｐｍ ギヤトレイン６４のギヤ比・・・４／１５ギヤトレイン
６８のギヤ比・・・４／１５上記実施例に適用できる標
準のモータの定格の範囲としては、−船釣なものとして
次のようなものが考えられる。

定格容量・・・０．５　ｋＷ−１５ｋＷ定格回転数 ・・・１０００　ｒ　ｐｍ〜３０００　ｒ　ｐｍ［発明
の効果］ 以上のように、本発明によれば、駆動手段を効率的に移
動することができ、また、駆動手段の選定を標準の駆動
手段の範囲より選定できるようになり、製品の製造コス
トも廉価なものとなる。また、射出成形機の可動部機構
を容易に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る射出駆動機構の平面図、 第１図（ｂ）は本発明に係る射出駆動機構の側面図、 第２図は本発明に係る射出駆動機構の必要電力の説明図
、 第３図（ａ）は従来の射出駆動機構の平面図、第３図ら
）は従来の射出駆動機構の側面図、第４図は従来の射出
駆動機構の必要電力の説明図、 第５図は射出駆動機構の必要電力の時間経過の説明図で
ある。 ４２．４４・・・モータ ４６・・・ボールねじ ４８・・・ポールナツト ５２・・・計量・射出スクリュー ５４・・・計量・射出シリンダ ５６・・・スライドテーブル ６０・・・ガイドレール ６２・・・ギヤボックス ６６．７４−・・クラッチ ６４．６８・・・ギヤトレイン ４０．５０・・・位置検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）計量・射出スクリューと、 変位可能なスライドテーブルに固定され、第１の駆動軸
   を回転駆動する第１の駆動手段と、前記スライドテーブ
   ルに固定され、第２の駆動軸を回転駆動する第２の駆動
   手段と、 前記計量・射出スクリューと前記第１の駆動軸とを必要
   に応じて連結し、前記第１の駆動軸の回転駆動力を前記
   計量・射出スクリューに伝達する第１の伝達手段と、 前記第１の駆動軸と前記第２の駆動軸とを必要に応じて
   連結し、前記第１の駆動軸の回転駆動力を前記第２の駆
   動軸に伝達する第２の伝達手段と、 前記第１の駆動手段と前記第１の伝達手段と前記第２の
   駆動手段と前記第２の伝達手段とを所定の速度比で連結
   する第２のギヤトレインと、 前記第２のギヤトレインを介して前記第２の駆動軸に連
   結され、前記第２の駆動軸の回転駆動力に基づき前記ス
   ライドテーブルを前記計量・射出スクリューに指向して
   変位させる変位手段と、 を備えることを特徴とする射出駆動機構。