JPH04207989A - 駆動モータをトルク特性可変にした射出成形機 - 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関し、特に射出成形機の各種駆動
機構の駆動特性を変更できる射出成形機に関する。

従来の技術 射出成形機の各種駆動機構（射出機構、型締機構、エジ
ェクタ機構、スクリュー回転機構、ノズルタッチ機構）
をモータによって駆動するものはすでに周知である。

モータによって各種駆動機構を駆動する場合、モータの
特性から、高速では低トルクしか出力できず、また高ト
ルクでは低速でしか駆動できない。

例えば、スクリューを回転させ計量混練を行う場合、使
用する樹脂がポリスチレンやナイロンのような溶融粘度
か低粘度であるものは、高速でスクリューを回転させた
方が効率がよい。しかし、アクリルやポリカーボネート
のような溶融粘度が高い樹脂では、スクリューを高速で
回転させるモータでは、その出力トルクが不足する場合
が生じ、従来は、使用する樹脂の種類に応じてスクリュ
ーを回転させるモータの取換え取り付は対応していた。

射出機構の駆動においても、射出開始から保圧工程への
切換え位置まではスクリューを高速で駆動し、保圧工程
に入ると保圧のために高トルクを必要とする。

また、型締機構においても、型開き時や型閉し時（型閉
じ開始から少なくとも金型保護開始位置まで）には、大
きなトルクは必要とせず、むしろ高速であった方がよい
。しかし、型締時に大きなトルクを必要とし、そのため
、高トルク低速のモータを使用することになるので、動
作速度が遅くなり、成形品を整形するサイクルタイムが
長くなり、効率の低下となる。

また、エジェクタ機構を駆動するモータも、製品突出し
時に成形品が割れる恐れのある離型力の大きな成形品を
整形する際には、低速で大きなトルクを発生するモータ
を必要とする。そのため、割れる心配のない離型力が小
さい成形品を成形する場合にも、低速高トルクのモータ
を使用しており、作業効率を悪くする原因になっている
。

さらに、射出機構を駆動してノズルを金型に押し付ける
ノズルタッチ機構においても、ノズルが金型にタッチす
るまでは高速で移動させ、タッチ後は高トルクで駆動し
たほうが能率か良い。

発明が解決しようとする課題 使用する樹脂に応じて、スクリューを回転させるモータ
を取換えて射出成形機に取りつけるのでは作業効率を悪
くし、また、高速低トルクのモータと低速高トルクのモ
ータを２つ用意しておくことも経済的ではない。

さらに、型締時に高トルクか必要か必要なことから、ま
た、離型力の大きい成形品を突出す必要があることから
、さらに、ノズルを金型に押し付ける必要があることか
ら、型締機構を駆動するモータ、エジェクト機構を駆動
するモータ、ノズルタッチ機構を駆動するモータに低速
高トルクの回転数−トルク特性のモータを使用するので
、高速で駆動しても問題のない型開きや型閉じ時、離型
力の小さい成形品を突出させる時、さらにはノズルタッ
チのために射出機構を移動させる時も高速で駆動するこ
とかできず、サイクルタイムを長くし作業効率を悪くし
ているという欠点かある。

さらに、高速射出を行うと共に保圧時に高圧力を発生さ
せることはモータの特性上から困難であった。

そこで本発明の目的は、射出成形機の各種駆動機構を駆
動するモータの回転数−トルク特性を変えて、各駆動機
構のその時点で必要なトルク若しくは速度を得ることが
できる射出成形機を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明は、スクリュー回転を駆動するモータ、型締機構
を駆動する駆動するモータ、射出機構を駆動するモータ
、ノズルタッチ機構を駆動するモータまたはエゼクタ機
構を駆動するモータの巻線接続を切換える切換スイッチ
を設け、使用する樹脂の粘度特性に応じてまたは型締機
構、射出機構、ノズルタッチ機構の動作状態に応じて、
さらには成形品の特性に合わせ上記切換スイッチを切換
えて上記モータの巻線接続をデルタ結線かスター結線の
とちらか一方に、さらには、上記モータの各相の巻線を
それぞれ並列に複数分巻きしておき、上記分巻きした各
相の巻線を直列、並列、若しくは直列と並列の組み合わ
せ接続に切換え、巻線抵抗を切換えモータの回転数−ト
ルク特性を選択することによって上記課題を解決した。

作　　　　用 モータの巻線接続をデルタ結線からスター結線に変える
と、モータのトルク定数は約ｆ３倍となり、モータが出
力できる出力トルクは増大する。

しかし、モータが出力できる回転数は減少する。

さらに、モータの巻線抵抗を増大すればする程モータが
出力できるトルクは増大するか、モータか出力できる速
度（回転数）は減少する。

そこで、本発明は、使用する樹脂（溶融粘度）に応して
、スクリューを高速低トルクで回転させた方がよいか、
低速高トルクで回転させた方がよいか、使用する樹脂に
合わせてモータの回転数−トルク特性を選択し上記選択
スイッチで切換えて、モータの巻線の結線、若しくは、
分巻きされた巻線の接続を選択し、モータを駆動するよ
うにする。

また、型締機構を駆動するモータに対しては、型閉し時
に金型タッチ位置を検出し、金型タッチから型締力発生
期間中は高トルク低速度の回転数−トルク特性になるよ
うに上記切換えスイッチを切換え、モータの巻線接続を
切換える。そして、それ以外の時は、高速低トルクの回
転数−トルク特性になるように巻線接続に切換え、モー
タを駆動するようにする。

射出機構を駆動するモータに対しては射出速度制御から
保圧に切換える段階で上記切換スイッチを切換えて高速
低トルクから低速高トルクのモータの回転数−トルク特
性に巻線の接続を切換え、保圧期間中高トルクを発生で
きるようにする。

また、エジェクト機構を駆動するモータも、成形品を突
出すときに成形品を破損させずにかつ必要な離型力が得
られるような回転数−トルク特性にモータの巻線接続に
切換えてモータを駆動する。

さらに、ノズルタッチ機構も、ノズルか金型にタッチす
るまでは高速低トルク特性で、タッチしてからは高トル
ク低速の特性にモータの特性を上記切換えスイッチで切
換える。

実施例 第１図（ａ）は本発明の一実施例のモータの巻線接続を
切換える切換え回路図である。

第１図（ａ）中端子Ｕ、　　Ｖ、　Ｗはモータを駆動す
るアンプのＵ相、■相、Ｗ相の出力端子に接続サレル端
子、ＰＵ、ＰＶ、ＰＷｉ；ｔモー９（１）Ｕ相。

■相、Ｗ相の巻線の一方の端子、ＰＸ、ＰＹ、ＰＺはＵ
相、■相、Ｗ相の巻線の他方の端子、Ｒ１゜Ｒ２，Ｒ３
はＵ相、■相、Ｗ相の巻線抵抗を示す。

また、ＭＣＩはモータの巻線をスター結線にするときの
電磁スイッチＭｌ　（図示せず）の接点、ＭＣ２はモー
タの巻線をデルタ結線にするときの電磁スイッチＭ２（
図示せず）の接点を示している。

スター結線用の電磁スイッチＭ１をオンさせその接点Ｍ
ＣＩをオンにすると第１図（ｂ）に示すようにモータの
巻線接続はスター結線となる。また、デルタ結線用の電
磁スイッチＭ２をオンさせその接点ＭＣ２をオンさせる
と第１図（Ｃ）に示すようにモータの巻線接続はデルタ
結線となる。

スター結線のモータのトルク定数をＫ　ｓ　、デルタ結
線のモータのトルク定数をＫ　ｄとすると、この２つの
トルク定数の関係は次の第１式の関係にある。

Ｋｓ＝、／−３Ｋｄ　　　　　　　　　・・・（１）そ
して、モータの回転数−トルク特性は第２図に示すよう
に、スター結線時（Ｌｓ）にはモータの出力トルクＴｓ
はデルタ結線時の出力トルクＴｄより大きくなるか、回
転数はデルタ結線時（Ｌｄ）の回転数Ｓｄよりスター結
線時の回転数Ｓｓが小さくなる。そのため、スクリュー
を回転させるモータであれば、使用する樹脂がポリスチ
レンやナイロンのような溶融粘度が低粘度であるときに
はモータをデルタ結線にし高速回転かできるようにする
。また、アクリルやポリカーボネートのような溶融粘度
か高い樹脂を使用する場合にはモータをスター結線にし
て高トルクを発生できるように使用する樹脂に合わせて
モータの巻線接続を切換えるようにする。

また、エジェクタ機構を駆動するモータであれば、製品
突出し時に成形品か割れる恐れのある離型力の大きな成
形品を整形する際には、モータの巻線接続をスター結線
にし低速で大きなトルクを発生するするようにし、割れ
る心配のない離型力が小さい成形品を成形する場合には
デルタ結線にし高速で成形品を突出し、作業時間の短縮
を図る。

さらに、型締機構を駆動するモータに適用する場合には
、型閉し開始から金型タッチ位置までは大きなトルクを
必要とせず、むしろ高速移動を行った方がよい。また、
型開き時においても大きなトルクを必要とせす高速移動
の方がよい。また、金型タッチ位置は射出成形機を制御
する制御装置で検出できる（射出成形機を制御する制御
装置は従来の制御装置と同一であり、制御装置の詳細は
省略する）。そこで、型閉じ開始か二金型タッチ位置（
またはその直前）まではデルタ結線用の電磁スイッチＭ
２を作動させその接点ＭＣ２をオンにしモータをデルタ
結線にしてモータを駆動して全型閉し速度を高速にする
。そして、制御装置により金型タッチ位置（またはその
直前）が検出されると、接点ＭＣ２をオフにし、スター
結線用電磁スイッチの接点Ｍ（、Ｌをオンにしモータを
スター結線にして駆動し高トルクで金型の型締を行わせ
る。また、型開き開始時には、モータの巻線接続をデル
タ結線に切換え高速で型開き動作を行わせる。このよう
に、射出成形機を制御する制御装置によって可動側の金
型の位置を検出し、金型タッチから型締力発生期間中の
みモータをスター結線にし、他の場合にはデルタ結線に
するように制御装置により上記電磁スイッチの作動を切
換え、その接点ＭＣＩ若しくはＭＣ２を選択的にオンさ
せてモータの巻線接続をスター結線かデルタ結線か自動
的に選択するようにする。

また、射出機構を駆動するモータに適用する場合にも、
制御装置によって射出速度制御から保圧制御に切換える
位置（またはその直前位置）、もしくは時間（またはそ
の直前の時間）を検出し、射出開始からこの保圧制御に
切換える時点（またはその直前の時点）まではデルタ結
線用の電磁スイッチＭ２を作動させその接点ＭＣ２３オ
ンにしモータをデルタ結線にしてモータを駆動してスク
リューの移動速度を高速にする。そして、制御装置によ
り保圧制御に切換える時点が検出されると、接点ＭＣ２
をオフにし、スター結線用電磁スイッチの接点ＭＣＩを
オンにしモータをスター結線にして駆動し高トルクを発
生させ、保圧制御を行う。

さらに、ノズルタッチ機構を駆動するモータに適用する
場合にも、制御装置でノズルタッチ（またはその直前）
を検出し、ノズルタッチ（またはその直前）まではモー
タの巻線接続をデルタ結線に、タッチ後はスター結線に
するよう上記電磁スイッチＭ１．Ｍ２を切換える。

なお、スクリュー回転用のモータやエジェクタ機構を駆
動するモータの巻線接続の切換えは、使用する樹脂や成
形する成形品に応じて決まるものであるから、手動で上
記電磁スイッチＭｌ２Ｍ２の接点を切換えても、また、
制御装置を介して切換えてもよい。

第３図（ａ）は本発明の第２の実施例の１相分のモータ
巻線接続切換え回路を示す図である。

第３図（ａ）ではＵ相の巻線接続切換え回路のみを図示
している。この実施例では、各相の巻線は３つに分割さ
れ分巻きされており、多分巻き巻線の抵抗をそれぞれＲ
１１，Ｒ１２，Ｒ１３として示している。電磁スイッチ
Ｍｌｌ〜Ｍ１２（図示せず）を選択作動させることによ
ってその接点ＭＣＩＩ、ＭＣ１２，ＭＣ１３を選択的に
オンさせることによって巻線の接続を切換えるようにな
っている。第３図（ａ）中、ＰＵ、’ＰＸはＵ相巻線の
接続端子であり、第１図（ａ）のＰＵ、ＰＸに対応して
いる。また、■相、Ｗ相の巻線も第３図（ａ）と同様の
構成をしており、相違する点は端子ＰＵ、ＰＸがそれぞ
れＰＶ、ＰＹおよびＰＷ。

ＰＺになり、それぞれ第１図（ａ）の対応する端子に対
応するものである。

そこで電磁スイッチＭｌｌを作動させてその接点ＭＣＩ
Ｉをオンにするとモータの各相の巻線は第３図（ｂ）に
示すように多分巻き巻線は並列に接続されることになる
。第３図（ｂ）はＵ相の巻線について図示しているが、
他のＶ、Ｗ相においても同様である。

また、電磁スイッチＭ１２のみを作動させてその接点Ｍ
Ｃ１２をオンさせた場合には各相の巻線接続は第３図（
ｃ）に示すように巻線の一部が並列に接続され、その並
列回路に直列に他の巻線か接続されることになる。さら
に電磁スイッチＭ１３のみを作動させてその接点ＭＣ１
３をオンさせた場合には各相の巻線接続は第３図（ｄ）
に示すように多分巻き巻線は直列に接続されることにな
る。

巻線の抵抗が増加すればするほどモータか出力できるト
ルクは高くなり、出力できる速度は低下する。その結果
第４図に示すように、接点ＭＣｌ３がオンのときには（
第３図（ｄ）の状態）、出力トルクＴ３は大きくなり出
力できる速度（回転数）Ｓ３は低くなり、モータの回転
数−トルク特性曲線は第４図中Ｌ３のようになる。

接点ＭＣ１２かオンのときには（第３図（Ｃ）の状態）
、モータの回転数−トルク特性曲線は第４図中Ｌ２のよ
うになり、出力てきるトルクＴ２は減少するが出力でき
る速度Ｓ２は増大する。

また、接点ＭＣ１１かオンのときには（第３図（ｂ）の
状態）、モータの回転数−トルク特性曲線は第４図中Ｌ
１のようになり、出力てきるトルクＴ１はさらに減少す
るが出力できる速度Ｓ１はさらに増大する。

以上のように分巻きされた各相の巻線の接続を切換える
ことによってモータの回転数−トルク特性を変えること
ができるので、第１の実施例で述べたように、使用する
樹脂、成形品の離型力、可動側金型の位置、射出速度制
御か保圧制御か、およびノズルタッチしたか否かに応し
て、モータの巻線接続を切換えて必要なトルク若しくは
必要な速度を得るようにすればよい。

また、モータの巻線接続をスター結線かデルタ結線かに
して各相の巻線を第３図（ａ）に示すようにして巻線接
続を切換えるようにしてもよく、さらには、第１図（ａ
）の端子ＰＵから端子ＰＸまでの回路を第３図（ａ）の
回路にし、同様にＶ相、Ｗ相も端子ＰＶから端子ＰＹま
て、およびＰＷから端子ＰＺまてを第３図（ａ）と同様
の回路にして、モータの巻線接続をスター結線もしくは
デルタ結線を電磁スイッチＭ１．．Ｍ２で選択し、かつ
各相の巻線の接続を電磁スイッチＭ１１．Ｍ１２、Ｍ１
３で選択するようにしても良い。

発明の効果 本発明はスクリューを回転させるモータ、射出機構を駆
動するモータ、型締機構を駆動するモータ、エジェクタ
機構を駆動するモータおよびノズルタッチ機構を駆動す
るモータの回転数−トルク特性を巻線接続を切換える切
換えスイッチによって選択できるようにしたので、使用
する樹脂の溶融粘度が高い場合でも、低い場合でも１つ
のスクリュー回転用のモータで対応でき、高トルクか必
要なときには高トルク低速の回転数−トルク特性に巻線
接続を切換え、高速回転か必要なときには低トルク高速
の回転数−トルク特性の巻線接続にすればよい。その結
果、従来のようにモータを取換えるというようなことは
必要なく、かつ、サイクルタイムを長くすることもなく
なる。

また、型締機構を駆動するモータにおいても、型閉し開
始から金型タッチ位置まで、および型開き工程は高速低
トルクの回転数−トルク特性の巻線接続にし、型締力発
生期間中は高トルク低速の回転数−トルク特性の巻線接
続を選択するようにして、サイクルタイムを短くすると
共に、必要な型締力を得るようにすることができる。

射出機構を駆動するモータに適用したときも、射出速度
制御区間は高速低トルクの回転数−トルク特性の巻線接
続にしスクリューの高速移動を可能にし、保圧制御区間
は高トルク低速の回転数−トルク特性の巻線接続を選択
して高トルクを発生させることができる。

さらにエジェクタ機構を駆動するモータにおいても、成
形品の強度や離型力に応して、モータの巻線接続を変え
、必要なトルクが得られかつその中で高速駆動ができる
ように巻線接続を変えることにより、とのような成形品
でも最適なエジェクタ機構の駆動モータを得ることかで
きる。

ノズルタッチ機構においても、ノズルか金型にタッチす
るまでは、高速移動を行わせ、タッチ後は高トルクを発
生させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例の巻線接続を切換
える切換回路図、第１図（ｂ）は同実施例においてスタ
ー結線を選択したときの巻線の接続を示す図、第１図（
ｃ）は同実施例においてデルタ結線を選択したときの巻
線の接続を示す図、第２図は同実施例における回転数−
トルク特性を示す図、第３図（ａ）は本発明の第２の実
施例におけるモータの１相分（Ｕ相）の巻線切換回路の
図、第３図（ｂ）〜（ｄ）は第２実施例における巻線接
続の状態を表す図、第４図は第２実施例における巻線接
続の切換えによる回転数−トルク特性を示す図である。 Ｒ１・・・Ｕ相の巻線抵抗、Ｒ２・・・Ｖ相の巻線抵抗
、Ｒ３・・・Ｗ相の巻線抵抗、ＭＣ１，ＭＣ２，ＭＣ１
１、ＭＣ１２，ＭＣＬ３・・・電磁スイッチの接点、Ｒ
１１，Ｒ１２，Ｒ１３・・・Ｕ相の巻線の分巻き巻線抵
抗。 特許出願人　　　ファナック株式会社 ＝

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）スクリュー回転を駆動するモータの巻線接続を切
   換える切換スイッチを設け、使用する樹脂の粘度特性に
   応じて上記切換スイッチを切換えてモータの回転数−ト
   ルク特性を選択するようにした射出成形機。
2. （２）型締機構を駆動する駆動するモータの巻線接続を
   切換える切換スイッチを設け、金型タッチ時に上記切換
   スイッチを切換えて高速低トルクから低速高トルクのモ
   ータの回転数−トルク特性の巻線接続に切換え型締力発
   生期間中高トルクを発生させるようにした射出成形機。
3. （３）射出機構を駆動するモータの巻線接続を切換える
   切換スイッチを設け、保圧工程開始時に該切換スイッチ
   を切換えて高速低トルクから低速高トルクのモータの回
   転数−トルク特性の巻線接続に切換え保圧工程期間中高
   トルクを発生できるようにした射出成形機。
4. （４）エゼクタ機構を駆動するモータの巻線接続を切換
   える切換スイッチを設け、成形品の特性に合わせ上記切
   換スイッチを切換えて高速低トルク若しくは低速高トル
   クのモータの回転数−トルク特性を選択するようにした
   射出成形機。
5. （５）射出機構を移動させノズルを金型にタッチさせる
   ノズルタッチ機構を駆動するモータの巻線接続を切換え
   る切換スイッチを設け、ノズルが金型にタッチしたとき
   若しくはその直前に上記切換スイッチを切換えて高速低
   トルクから低速高トルクのモータの回転数−トルク特性
   の巻線接続に切換え押圧力を付与する間高トルクを発生
   できるようにした射出成形機。
6. （６）上記切換スイッチは上記モータの巻線接続をデル
   タ結線からスター結線のどちらか一方に切換える請求項
   １，請求項２，請求項３，請求項４若しくは請求項５記
   載の射出成形機。
7. （７）上記モータの各相の巻線をそれぞれ並列に複数分
   巻きし、上記切換スイッチは上記分巻きした各相の巻線
   を直列、並列、若しくは直列と並列の組み合わせ接続に
   切換えて巻線抵抗を切換えモータの回転数−トルク特性
   を選択するようにした請求項１，請求項２，請求項３，
   請求項４若しくは請求項５記載の射出成形機。
8. （８）上記モータの各相の巻線をそれぞれ並列に複数分
   巻きし、上記切換スイッチは上記モータの巻線接続をデ
   ルタ結線からスター結線のどちらか一方に切換える切換
   えスイッチと、上記分巻きした各相の巻線を直列、並列
   、若しくは直列と並列の組み合わせ接続に切換える切換
   えスイッチからなり、モータの回転数−トルク特性を選
   択するようにした請求項１，請求項２，請求項３，請求
   項４若しくは請求項５記載の射出成形機。