JPH035119A

JPH035119A - 電動式射出装置

Info

Publication number: JPH035119A
Application number: JP13925989A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kumamura; 熊村　正晃; Ryohei Inaba; 稲葉　良平; Shojiro Danmoto; 正二郎段本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1991-01-10

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、スクリューの回転動及び直進動を電動モータ
により行う電動式射出装置に関する。

［従来の技術１従来、プラスチック等の成形材料を成形用金型内に射出
して成形品を製造するようにした射出成形方法において
は、主として油圧式及び電動式による射出装置が用いら
れている。

ここで、まず、従来の油圧式射出装置について第５図を
参照しながら説明する。

この油圧式射出装置は、主としてポツパー７１と、この
ホッパーから投入された樹脂をシリンダー７２内にて混
練・計量するスクリュー３と、このスクリューを回転駆
動するモータ５１と、混練された樹脂を射出する直動型
シリンダ５２とから構成され、モータ５１と直動型シリ
ンダ５２は大きな出力が容易に得られる油圧駆動タイプ
を採用するのが一般的であった。

次に、第６図を用いて特公昭６１−５７１６８号公報に
開示された電動式射出装置について説明する。

同図において、５３は加熱シリンダ６６内に収納された
スクリューであり、このスクリューは後方に配設された
スクリュー回転用被駆動ギア５４に固定されている。５
６はガイドバー５７に摺動可能に案内される支持体であ
り、該支持体はスクリュー回転用被駆動ギア５４を回転
可能に支持するとともに、先端がギア５４の軸上に当接
するポールネジ５８を嵌合したポールナツト５５を固着
しである。また、上記ポールネジ５８には推進用被駆動
ギア５９が固着されている。そして、スクリュー回転用
被駆動ギア５４と推進用被駆動ギア５９の各々は、モー
タ６２の回転軸上に配設され、クラッチ６０．６１によ
り接続される駆動用ギア６３．６４に連結されている。

またこの装置には、上記推進用被駆動ギア５９の背後に
背圧ブレーキユニット６５か設けてあり、スクリュー５
３の後退動作をこのギア５９の後方より押圧するように
しである。これにより、ホッパー７４より加熱シリンダ
６６内に投入された樹脂の混線・計量によってスクリュ
ー５３が後退すると、ギア５４および支持体５６を介し
てポールナツト５５が後退してボールギア５８が回転せ
しめられ、これに従いギア５９が回転せしめられる。こ
の回転中のギア５９の端面を背圧ブレーキユニット６５
により押圧すると、両者間に生ずるすべりトルクによっ
てギア５９の回転を制動でき、こうしてスクリュー５３
に対する背圧を行なうようにしである。

［発明が解決しようとする課題］ところが、第５図に示すような油圧式射出装置において
は、油圧ポンプや配管設備等の周辺装置を要するため、
射出成形機の設置スペースを広く必要とする、又油圧駆
動機器から発するオイルミスト等によりクリーンな環境
下で射出成形機を使用することが困難である等の問題点
があった。

一方、第６図に示すような電動式射出装置においては、
上記のような油圧式射出装置における問題点は解消され
ているものの、回転駆動されるギアと推進駆動されるポ
ールナツトを同一支持体により支持してスクリューと同
時に移動する構成としであるため、支持体の回転止めの
ガイドが必要となって駆動系周辺の配置スペースを広く
要し、また構成が複雑になる等の問題点があった。

又、このような従来の射出装置は、−回の射出により成
形品を数個取りするような１０〜２０ｃｃ以上の大きい
射出容量を備えるのが通常であった。この大型射出容量
を満足するのに、スクリュー径として２０〜３０ｍｍ、
スクリュー推進力として５０００Ｋｇ程度以上を要し、
従って、駆動源も高出力、大型化してコスト高になると
いう問題点があった。

又、カメラ部品を例にとると、２ｃｃ程度の射出容量で
大半の部品を製造することができ、この２ｃｃ程度の射
出容量を得たい場合、スクリュー径として２１０ｍｍ程
度、スクリュー推進力として１２００Ｋｇ程度で充分で
あるにもかかわらず、従来は、微小部品を大型成形機に
より数個取りするというのが実情であった。

本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、従来
複雑な機構から構成されていた射出装置を簡単な機構に
より構成して小型化された射出装置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］上記した課題を解決するために、本発明の電動式射出装
置は、加熱シリンダ内に収納されたスクリューの回転動
及び直進動を電動モータにより行なう電動式射出装置に
おいて、前記スクリューの直進機構と、回転機構及び背
圧機構とを前記スクリューの推進軸上に直列配置したこ
とを特徴とする。

［作用］上記の構成においては、スクリューの直進機構と、回転
機構と、背圧機構とをスクリューの推進軸上に配列した
構成としであるから、各機能を構成する要素を接続する
のにギア等の補正手段を必要とせずに簡単な手段で結合
でき、従って本発明の構成要素を縦形に直列配置してス
リムな装置とすることができる。これは、上記２ｃｃ程
度の射出容量に対しては、小型モータで必要十分なスク
リュー推進力が与えられることから可能となり、従来の
ように大型の駆動源を使用した場合、縦形の構成に大型
駆動源を設けることが困難であったことに対比され、本
発明の主な作用とされる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図は本実施例に係る電動式射出装置の概略的断面図
、第２図は第１図の要部斜視図、第３図（ａ）〜（ｄ）
は本実施例の動作説明図、第４図は本実施例装置による
射出成形のフローヂャ−１・である。

本実施例の射出装置は、第１図おにひ第２図に示すよう
に、各要素かスクリュー２の推進軸−Ｌに添って星状に
配列されたもので、下方から、過熱シリンダー１内に収
容されたスクリュー２と、スクリュー２の上部にピン４
により固定された回転軸３と、回転軸３の上部はボール
ナツト受は部Ｅ１３として形成され、そこに固着したポ
ールナツト２２と、ポールナツト２２に係合するポール
ネジ２４と、ポールネジ２４にカップリング２５により
接続された射出モータ２３とを有してなるものである。

回転軸３には従動側平歯車６かギー５を介して固設され
、回転軸３の側方にこの回転軸と同方向に出力軸を有す
る計量用モータ７が設けられ、このモータの出力軸に固
着された長い歯幅を有する駆動側平歯車８が上記平歯車
６に係合するように設けられている。駆動側平歯車８ば
、回転軸３か上下動しても従動側平歯車６から離脱する
ことがないよう充分の歯幅を有している。

計量モータ７と射出モータ２３は共にコントローラ３０
に接続され、夫々のモータの制御を行なうことができる
。

３２はホッパーであり、成形材料をパイプ３１を介して
加熱シリンダ１内に供給する。

２６．２７．２９ば、スクリュー２或は直進筒１３のス
トロークを検出するためのセンサ群である。２６はザッ
クパック完了検出センサ、２７は計量完了検出センサで
あり、回転軸３の中程に固着されたセンサドグ９に対し
て信号を発しスクリュー２の上下位置を検出する。又、
２９はオバーラン検出センサであり、受部１３に対して
信号を発しスクリュー２の上下位置を検出する。

各センサば、反則型の光電センサを用いてあり、ザック
パック完了検出センサ２６、計量完了検出センサ２７は
センサドグ９に対して、又、オーバーラン検出センサ２
９はポールナツト受部祠１３をセンサドグとして代用し
、各光センサがらの光がこれらのセンサドグに当たるか
否かで０Ｎ−ＯＦＦかなされる。又、各センサ２６２７
．２９は不図示のコントローラに接続されており、各セ
ンサの信号はコントローラ３ｏに送られ射出モータ２３
及び計量モータ７を制御する。

なお、上記射出ユニットベース３３は一体的に形成され
、射出モータ２３、計量モータ７、加熱シリンダ］等を
取り（−１けである。ただし、図示の都合上、ユニット
ベース３３は図面上には断片的にしか示していない。

なお、第１図には図示していないが、実際に射出成形を
行う場合には、加熱シリンダ１の先端側近に成形用金型
が配置され、またこの金型の開閉、あるいは型締めのた
めの装置等が配設されている。

また、本実施例では、金型ギャビティ内の成形品の保圧
時間、冷却時間を計測するために、保圧タイマー、冷却
タイマーがコントローラ３ｏに装備されているものとす
る。

このような構成において、射出・計量時には、計量モー
タ７は従動側平歯車６と駆動側平歯車８を介して回転軸
３を回転駆動し、シリンダ１内にてスクリュー２を回転
してシリンダ内の成形材料を混練する。この計量におい
ては、加熱シリンダ１内にて回転するスクリュー２の前
方に蓄積された溶融成形材料に気泡等が混入しないよう
に、スクリュー２に対して背圧を付与する必要がある。

本実施例において、背圧を付与するには、コントローラ
３０により射出モータ２３を背圧モードに切換えてこの
モータにスクリュー２を後退せしめる推力に抗する所定
のトルクな与えることにより行なう。

又、射出時には、コントローラ３ｏにより射出モータ２
３を射出モードに切換えてこのモータを回転駆動すると
、ポールネジ２４の回転運動がポールナツト２２の直進
運動に変換されてボールナツト受部材１３を直進駆動し
、回転軸を介してスクリュー２を押し出す。このとき、
計量用モータ７をロックしておけば、駆動側平歯車８は
従動側平歯車６に摺動しつつ下方向に移動し、スクリュ
ーが押し出される。したがって、射出時に計量用モータ
７をロックしておけば、ポールナツト受部材２２の回り
止めがなされ、ボールネジ２４の回転運動はボールナツ
ト２２によりスクリュー２の推進運動に変換される。

以上のような構成の本実施例装置を例えばカメラ等の微
小部品の製造に使用する場合、スクリュー径を１０ｍｍ
程度のもので構成し、射出容量を２ｃｃ程度とすると、
ス１〜ロークの長いシリンダーが構成され、射出、背圧
等を高精度に行なうことができる。この場合スクリュー
推進力は１２００Ｋｇ程度で充分であり、小型の射出モ
ータ及び計量モータが使用できる。従って、上記のよう
に縞状の直列化が容易に実現でき、外観形状においても
スリムな装置を構成できるという利点がある。

次に、以上のように構成された電動式射出装置の動作に
ついて第３図（ａ）〜（ｄ）の動作図及び第４図のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。

なお、以下の説明において括弧内のＳで示される記号は
第４図のフローチャートのステップを示す。

第３図（ａ）は、計量、混線中の状態を示す。

このとき射出モータ制御は背圧モードに切換えられ、計
量モータ７はロックを解除された後、反時計回り（ＣＣ
Ｗ、カウンタ・クロックワイズ）に回転しくＳｌ）、駆
動側平歯車８、従動側平歯車６及び回転軸３を介してス
クリュー２が回転し、ホッパー３２から加熱シリンダ１
内に供給された成形材料が混練されながら溶融状態にさ
れる。そして、この溶融成形材料が加熱シリンダ１内の
スクリュー２の前方に蓄積されるに従いスクリュー２は
加熱シリンダ１内を上方に後退する。このとき射出モー
タ制御は背圧モードに切換えられているから、ボールネ
ジ２４、ポールナツト２２、ボールナツト受部材１３及
び回転軸３を介してスクリュー２に背圧が付与される。

次いで、第３図（ｂ）に示すように、スクリュー２が上
昇して計量完了検出センサ２７がＯＮの信号を受ける（
Ｓ２）と、計量モータ７が停止（Ｓ３）Ｌ、、計量・混
練が完了する。このとき、１計量モータ７をロックし、射出モータ２３を射出モード
に切換えておく。しかる後、射出モータ２３を時計回り
（ＣＷ　；クロック・ワイズ）に回転する（Ｓ４）こと
によりサックバックを行なう。このサックバックは、後
ステップで成形品を取出すために金型を開いた時、本ス
テップで計量した溶融成形材料がシリンダ１の射出口か
ら漏れるのを防止するために行なうものである。

上記のように射出モータ２３を時計回り（ＣＷ）に回転
すると、ボールネジ２４及びポールナツト２２を介して
ポールナツト受部材１３が上昇する。第３図（ｃ）にお
いて、ａで示す路長がサックバックストロークである。

スクリュー２がこのストロークａだけ移動した時サック
バック完了検出センサ２６がＯＮの信号を受ける（Ｓ５
）と、射出モータ２３が停止しくＳ６）、サックバック
が終了する。

次に、スクリュー２の下方に設けられた金型（不図示）
において、冷却タイマーがカウントアツプしくＳ７）、
成形品の冷却が完了すると、２金型のクランプを戻しくＳ８）、次いで下型を下降する
ことにより型を開き（Ｓ９）、成形品を取り出しく５Ｉ
Ｏ）、上型を上昇して型閉じをしく５ｌｌ）で型をクラ
ンプすることにより型締めを行なう（Ｓ１２）。

次いで、第３図（ｄ）に示すように、射出モータ２３を
反時計回り（ＣＣＷ）に回転させ（Ｓ１３）でポールナ
ツト受部材１３に下向きの推力を与えると、回転軸３を
介してスクリュー２が下方に押出され、スクリュー２前
方の溶融成形材料が金型内へ射出される。射出モータ２
３の制御は、コントローラ３０によりまず射出モータ２
３の速度制御から行なう（Ｓ１４）。この時、射出速度
を一定に保つため、モータ２３の回転数が一定になるよ
うに制御する。そして、金型キャビティ内に成形材料が
充填されて型内の圧力が高（なるに従い射出モータ２３
の消費電流が増加して設定値に達した時（Ｓ１５）射出
を完了する。第３図（ｄ）において、スクリュー２の射
出ストロークをｄで示しである。次いで、出力トルクが
一定となる電流値制御に切り替え（３１６）、金型ギャ
ビティ内の成形材料に一定の斥力かかけられた保圧状態
とする。このとき、保圧タイマーのカウントを開始する
。

次に、保圧タイマーがカウント・アップすると（Ｓ　１
７）射出モータ２３を停止して保圧を完了し、冷却タイ
マーのカウントを開始する（Ｓ１８）。

このようにして上記のようなステップを経た後、再び」
二連の８１〜１８のステップを繰返して上記のような射
出成形を行なうことができる。

以上説明した電動式射出装置によれば、スクリュー２、
回転軸３、ポールナツト受部祠１３、射出モーフ２３が
スクリュー２の推進軸上に星状に配設した構成としたこ
とにより装置全体がスリムになって設置面積の横幅及び
奥行か減少し、装置全体の設置スペースか狭くてすむ。

さらに、上記のように本実施例装置では、射出時におい
て計量モータ７をロックすることにより、ポールナツト
受部制の回り止めをすることかできる。従って、従来の
射出装置では、射出モータの回転動を直進動に変換する
ためボールナツト受部材１３に回り止めを必要としてい
たが、本実施例では、この回り止めの設置スペースが全
く不必要となり、よりスリムな装置とすることができる
。

なお、上記実施例における射出装置は縦型成形機として
構成しであるが、横型成形機にも適用することができる
。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の電動式射出装置によれば
、駆動源として小型モータを使用して全体の構成を縦形
の直列配置型とすることができ、各機能の構成要素を接
続するのにギア等の補正手段を必要とせずに簡単な手段
で結合でき、装置全体をシンプルかつスリムな構成とす
ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る電動式射出装置の概略的
断面図、　５第２図は第１図の要部斜視図、第３図（ａ）〜（ｄ）は第１図に示す装置の動作説明図
、第４図は第１図に示す装置による射出成形のフローヂャ
ート、第５図は従来の油圧式射出装置の断面構成図、第６図は
従来の電動式射出装置の断面構成図である。１・・・加熱シリンダ２・・・スクリュー３・・・回転軸６・・・従動側平歯車７・・・計量モータ８・・・駆動側平歯車１３・・・ポールナツト受部材２２・・・ポールナツト２３・・・射出用モータ２４・・・ポールネジ］　６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加熱シリンダ内に収納されたスクリューの回転動
及び直進動を電動モータにより行なう電動式射出装置に
おいて、前記スクリューの直進機構と、回転機構及び背
圧機構とを前記スクリューの推進軸上に直列配置したこ
とを特徴とする電動式射出装置。