JPH035121A

JPH035121A - 電動式射出装置

Info

Publication number: JPH035121A
Application number: JP13926189A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kumamura; 熊村　正晃; Ryohei Inaba; 稲葉　良平; Youzou Touhou; 東方　容三; Hirofumi Sugawara; 菅原　弘文; Tadanobu Miyazaki; 忠信宮崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1991-01-10
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JP2571277B2

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］従来、プラスチック等の成形拐才１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、主としてホッパー７１と、この
ポツパーから投入された樹脂をシリンダ７２内にて混線
・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５Ｊ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を嵌合したボールナット５５を固着
しである。また、上記ボールネジ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
クロ２の回転軸上に１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
背圧ブレーキュニラ１−６５が設けてあり、スクリュー
５３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が後退してポールギア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の端面な背圧ブレーキユニット６
５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５
３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、上述した従来の射出装置には次に挙げるよう
な問題点があった。

すなわち、第５図に示すような油圧式射出装置において
は、（１）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。

（２）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。

一方、第６図に示すような電動式射出装置においては、
油圧式射出装置のような問題点は解消されているが、（１）背圧を付与するには、スクリュー後退時のポール
ナツト等の直線動をボールネジ等の回転動に変換する力
と、ギア等の端面に押圧するブレーキによるすべりトル
クより発生する力との和によりこの背圧をコントロール
する必要があるため、背圧のためのパラメータが多くな
り（ボールネジ等の回転抵抗、ブレーキ板の摩擦力、ブ
レーキの発生出力等）、条件設定が複雑になる。

（２）回転駆動されるギアと推進駆動されるポルナツト
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。

本発明はこのような問題点を解決するために成されたも
ので、その目的とするところは、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すること
にある。

〔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、形成材料を射出するスクリューを接続した回転軸
にポールナツト受部材を固定し、このポールナツト受部
材に固着されたポールナツトに射出用モータの出力軸に
接続したボールネジを螺合し、前記回転軸に回転伝達歯
車を介して計量用モータを接続し、前記射出用モータの
回転駆動時に前記計量用モータを制動することにより前
記ポールナツトの回転止めを行なうようにしたことを特
徴とする。

〔作用１上記の構成において、ポールナツト受部とスクリューに
接続された回転軸とは一体に形成され、この回転軸に回
転伝達歯車を介して計量用モータが接続された構成とさ
れている。従って、計量用モータの回転を制動すると、
ポールナツト受部材は回転方向に固定された状態となる
。このような状態で、射出用モータの駆動によりボール
ネジを回転すると、ポールナツトが上下動してスクリュ
ーが前後退せしめられる。即ち、射出時において、計量
用モーフはポールナツトの回転止めとして機能する。

〔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」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Ｃ：ｉ、第１　［：、−４１および
第２図に示すように、各要素かスクリュー２の推進軸」
二に添って旋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の上部にはボールナツト受部（詞１３として形成され
、ポールナツト受部材１３に固着したボールナツト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荷する駆動側平歯車８か上記平歯車
６に係合するように設りられている。駆動側平歯車８ば
、回転軸３が上下動しても従動側平歯車６から離脱する
ことか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０別をパイプ３１を介して
加熱シリンダ］内に供給する。

２６．２７．２９は、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ザ群である。２６はサッ
クバ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、受部材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、反射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
センサトゲ９に対し、又オーバーラン検出センサ２９は
ポールナツト受部材１３をセンサトゲとして代用し、各
光センサからの光かこれらのセンサトゲに当たるか否か
で０Ｎ−ＯＦＦがなされる。又、各センサ２６，２７．
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３０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、削量モータ７、加熱シリンダ１等を
取りイマ］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か、実際に口」出成形
を行う場合には、加熱シリンダ］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、金型キ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３０内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利料を混練する。この計量におい
ては、加熱シリンダ〕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に対して背圧をイ」与する必要がある
。本実施例において、背圧を伺与するには、コントロー
ラ３０により射出モータ２３を背圧モトに切換えてこの
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
のトルクを与えることにより行なう。

又、射出時には、コントローラ３０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の回転運動がボールナツト２２の直進
運動に変換されてボールナツト受部月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、
計量用モタ７をロックしておけば、駆動側平歯車８は従
動細事歯車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の回転運動はポールナツト
２２によりスクリュー２の推進運動に変換される。

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（ＣＣＷ；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ｌ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、ポールナツト受部材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・混線
が完了する。このとき、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（。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。

１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、金型のクランプを戻しくＳ
８）、次いで下型な下降することにより型を開き（Ｓ９
）、成形品を取り出しく５ＩＯ）、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２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２３の制御は、コントローラ３０
によりまず射出モータ２３の速度制御から行なう（Ｓ　
１４）。この時、射出速度を一定に保つため、モータ２
３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く
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（Ｓ　１５）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（Ｓ１６）、金型キャビティ内の成
形材料に一定の圧力が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（Ｓ１７
）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」エイ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−２、
回転軸３、ボールナット受部月１３、射出モータ２３が
スクリュー２の推進軸上に縞状に配設した構成としたこ
とにより装置全体かスリムになって設置面積の横幅及び
奥行が減少し、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
受部材の回り止めをすることができる。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月１３に回り止めを必要としてい
たか、本実施例では、この回り止めの設置スペースか全
く不必要となり、よりスリムな装置とすることかできる
。

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かできる
。

〔発明の効果１以上説明したように、本発明の電動式射出装置によれば
、計量モータをポールナツトの回り止めとして併用する
ことができるから、特別にボールナツト受部の回り止め
機構を設ける必要がな（、射出装置全体を非常にシンプ
ルに構成することができる。

又、」エイしたように装置がシンプルに構成できること
と、本発明の各構成要素がスクリューの推進軸上に配列
できることから、装置全体をスリムに構成でき、装置の
設置面積が狭（ですむから従来設置することができなか
った例えば組立ラインにも容易に組み込むことができる
。

【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、第２図は第１図の要部斜視図、第３図（ａ）〜（ｄ）は第１図に示す電動式射出装置の
動作説明図、５第４図は第１図の射出装置による射出成形のフローチャ
ー１〜、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。］　６１・・・加熱シリング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

Claims

【特許請求の範囲】

（１）形成材料を射出するスクリューを接続した回転軸
にボールナット受部材を固定し、このボールナット受部
材に固着されたボールナットに射出用モータの出力軸に
接続したボールネジを螺合し、前記回転軸に回転伝達歯
車を介して計量用モータを接続し、前記射出用モータの
回転駆動時に前記計量用モータを制動することにより前
記ボールナットの回転止めを行なうようにしたことを特
徴とする電動式射出装置。