JPS63118222A - 電動式射出成形機の射出装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、電動式射出成形機において、金型に樹脂を供
給し固化させる過程において、スクリューを介して金型
内の樹脂にかける圧力（保圧）、または射出筒内に樹脂
を供給し可塑化する際に回転するスクリューにかかる圧
力（背圧）等を制御しつつ成形を行う電動式射出成形機
の射出装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の圧力制御装置としては、油圧回路を用い
て制御するものが知られている。すなわち、油圧力によ
って型閉工程の型閉（締）圧力や、射出工程の射出圧力
、保圧力等を制御して、型閉時に金型に無理な力が加わ
るのを防止し、金型を保護するとともに、金型内に樹脂
を射出ずろ場合に、所定の型締力を保持する一方、金型
内に充分に樹脂を供給し、かつ金型内の樹脂にかかる圧
力を所定の値に保って、金型内に成形される製品の品質
を良好に維持するようになっている。

しかしながら、上記のように油圧によって圧力制御を行
うようにすると、連続的に繰り返して射出成形を行うう
ちに、油圧回路の作動油の温度が変化して、それに伴い
作動油の粘度が変わり、上記型閉（締）圧力、射出圧力
、保圧力等か変動するという問題があり、これにより、
成形品の品質に悪影響が生じろという問題があった。

そこで、近年、射出成形機として、電動式の駆動装置を
備えたものが使用されている。この電動式射出成形機は
従来の油圧駆動式に比べて、制御が容易であること、精
密な制御ができること、装置が簡単て扱いやすいことな
どの利点を有しており、本出願人は、新規な射出成形機
における圧力制御装（ユを提案した（特願昭６Ｏ−３６
３５９）。この装置は、電犯」サーボモータの回転出力
をボールねじ機構を介して直進」動出力に変換し、金型
を開閉し、また、射出用のスクリューを移動させろもの
で、金型の位置を検出する型位置検出器と、スクリュー
の位［＆を検出する射出位置検出器と、スクリューの基
部に配設されてスクリューにがかる反力を検出する圧力
検出器と、射出時に上記型位置検出器、射出位置検出器
の出力に応じてトルクリミッタ指令信号を出力し、また
、樹脂を射出筒内で可塑化する際に上記圧力検出器の出
力に応じてスクリューの移動速度をフィードバック制御
する速度指令信号を出力ずろ制御機構と、このトルクリ
ミッタ指令信号及び速度指令信号に基づいて電動サーボ
モータに流れる電流を制限するサーボモータ駆動機構を
備えており、圧力検出器の検出値に応じて制御機＋１が
か出力するトルクリミッタ指令信号に基づいて、サーボ
モータ駆動機構によりサーボモータ駆動電流を制限して
電動サーボモータの最大発生トルクを抑制ずろらのてあ
り、型閉工程の型締圧力、射出工程の射出圧力、保圧力
、可塑化二１−程の背圧等の圧力を容易にかつ確実に制
御ｌ′ることかでき、高品質の成形品を得ることができ
ろ。

［発明か解決しようとする問題点］ ところで、精密成形品の需要が高まるにつれて、射出成
形機において連続的に繰り返し成形をする際に、より一
層高精度の圧力制御を行う必要が生じてきており、上記
のような装置では電動サーボモータとスクリューの間に
介在するボールねじが、高精度の制御を困難なものとし
ていた。すなわち、一般にボールねじにおいては、ねじ
軸及びナツトに形成されたねじ溝の面と、その間に介在
するボール（鋼球）の外面との間にわずかな隙間があり
、これが電動サーボモータの出力をスクリューに伝える
際の遅れの原因となり、また、スクリューにかかる圧力
が変化したときのバックラッシュの原因となる。そして
、寸法精度を充分向上してこの隙間をなくしたとしても
、ボールねじにかかる荷重によってねし苛やボールが弾
性変形し、同様の作動遅れやバソクラッンユが生じるこ
ととなる。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような問題点を解決するために、この発明は、電
動モータの回転出力をボールねじ機構により直進運動に
変換し、この直進運動出力を射出筒内に挿入されたスク
リューに伝えてこのスクリューを軸方向に移動し、射出
筒内で可塑化された樹脂を金型に射出ずろようにした電
動式射出成形機の射出装置において、上記ボールねじ機
構を、ねじ軸にボールを介して２個のナツトを螺合し、
これらのナツトを軸方向に付勢した状態で結合する手段
を設けて構成したものである。

［作用　］ このような射出装置においては、２個のナツトを軸方向
に付勢した状態で結合することにより、ナツトとねじ軸
のねじｉＭの斜面の間でボールが挟持され、ねじｉｆｆ
の面とボールの外面との間に隙間がなくなり、またこれ
らの面間に予圧が作用して接触部が弾性変形する。従っ
て、電動モータの回転がねじ軸に伝えられると、その駆
動力がねじ軸のねじ１１Ｎからボールを介してナツトの
ねじ溝へと述れなく伝えられる。

［実施例］ 以下、第１図ないし第５図を参照してこの発明の一実施
例を説明する。

図中１は、射出成形機の射出筒であり、このＱ・１出筒
ｌの先端部は固定盤２の射出入口２ａにおいて固定を２
ｂに押し付けられているとともに、射出筒ｌの」二部に
は、射出筒ｌ内に樹脂を供給するホッパ３が配設されて
いる。そして、射出筒Ｉ内には、スクリュー４が挿入さ
れており、このスクリュー４の基端部はスプライン輔５
に取り付けられている。このスプライン袖５は、外周部
が支持部材６の一端部に回転自在に支持された回転部材
５ａに嵌合され、該回転部材５ａと一緒に回転し、かつ
軸方向には回転部材５ａと相対移動できるようになって
いる。また、回転部材５ａの先端部に装着されたタイミ
ングプーリ７が、タイミングベルト８を介してスクリュ
ー回転用モータ（直流モータ）９の回転軸９ａに装着さ
れたタイミングプーリｌＯに連結されており、このスク
リュ一回転用モーフ９を駆動することにより、上記スク
リュー４が回転するようになっている。さらに、スクリ
ュー回転用モータ９には、ブレーキ装置が内蔵されてお
り、このブレーキ装置を励磁してスクリュー回転用モー
タ９の回転軸９ａを固定するようになっている。

上記スプライン軸５の基端部の回りには、両端内部にそ
れぞれ第１１第２軸受収容部１１ａ、１１ｂを形成した
筒状部材１１が遊嵌されており、筒状部（第１１の一端
側（第２図において左端側）の第１軸受収容部＋１ａと
スプライン軸５の基端部との間には、第１軸受収容部１
１ａの奥側から順に、挟持部材１２、圧力検出器１３及
びスラスト軸受１４が、第１軸受収容部１１ａの肩部ｌ
ｉｄとスプライン軸５に嵌合した押え部材１５とによっ
て挟持された状態で装着されている。この圧力検出器１
３は、スクリュー４にかかる圧力を電気的に変換する歪
ゲージ式荷重変換器である。さらに、上記筒状部材１１
の他端側の第２軸受収容部１１ｂとスプライン軸５の基
端部との間には、一端を筒状部材１１の内部の中央小径
部１１ｃにラジアル軸受部１６ａを嵌入したスラスト軸
受１６が、介在部材１７及びスプライン軸５の基端部に
ねじ込まれた固定部材１８によって固定された状態で装
着されており、これらのスラスト軸受１４．１６により
、スプライン軸５の基端部が筒状部材Ｉｔに周方向に回
転自在に連結されている。そして筒状部材１１の他端側
の外周部には、筒状の可動部材１９の一端部がねじ込ま
れている。

上記可動部材１９には、ボールねじ機構２０が設けられ
ている。このボールねじ機構２０は、上記可動部材１９
の他端に嵌入されて一体に固着された第１ナツト２０ａ
と、この第１ナツト２０ａの端面に形成されたフランジ
部２０ｂと対向するフランジ部２０ｃを持ち、このフラ
ンジ部２０ｂ、２０ｃどうしをスペーサ２０ｄを介して
ボルト２０ｅにより結合された第２ナツト２０ｆと、こ
れらのナツト２０ａ、２０ｆに螺合するねじ軸２０ｇと
、これらのナツト２０ａ、２０ｆの内面及びねじ軸２０
ｇの外面に形成された断面がほぼ円弧状のねじ溝２０ｈ
、２０ｊに嵌装された複数のボール（銅球）２０にとか
ら溝数され、上記ねじ軸２０ｇの基端部は射出用出力軸
２１の一端部に固着されている。上記スペーサ２０ｄは
リング状に形成され、分割されてナツト２０ａ、２０ｒ
の側方から出し入れ可能となっており、またその厚さは
、ナツト２０ａ、２Ｏｆどうしを結合したときに両ナツ
ト２０ａ、２Ｏｒのねじ溝２０ｈ、２０ｊのピッチを整
合するような厚さよりやや小さく（または少し大きく）
設定されている。この射出用出力軸２１は上記支持部材
６の他端部に回転自在に支持されており、射出用出力軸
２１の他端部には、射出用電磁クラッチ２２が取り付け
られているとともに、射出用出力軸２１の回転位置を検
出することにより上記スクリュー４の軸方向位置を検出
する射出位置検出用エンコーダ（射出位置検出器）２３
が装着されている。また、上記支持部材６と射出用電磁
クラッチ２２との間の射出用出力軸２１には、タイミン
グプーリ２４が回転自在に取り付けられているととらに
、このタイミングプーリ２４の射出用電磁クラッチ２２
側には吸着板２５か一体的に連結されており、射出用電
磁クラッチ２２が励磁されると射出用電磁クラッチ２２
とタイミングプーリ２４とか連結するようになっている
。このタイミングプーリ２４は、タイミングベルト２６
を介して、駆動軸２７の一端部に装着されたタイミング
プーリ２８に連結されており、駆動軸２７の他端部は接
手２９を介して、射出・型開閉用モータ（交流式電動サ
ーボモータ）３０の両端から突出している回転軸３０ａ
の一端部に連結されている。そして、この回転軸３０ａ
の他端部には、射出・型開閉用モータ３０の回転を検出
するモータ回転検出用エンコ−ダ（回転検出器）３１が
装着されている。

上記駆動軸２７の中間部には、型開閉用電磁クラッチ３
２が取り付けられている。この型開閉用？［クラッチ３
２とタイミングプーリ２８との間の駆動軸２７には、タ
イミングプーリ３３が相対回転自在に取り付けられてい
るとともに、このタイミングプーリ３３の型開閉用電磁
クラッチ３２側には、吸着板３４が一体的に連結されて
おり、型開閉用７１ｉ磁クラツチ３２が励磁されろと、
型開閉用電磁クラッチ３２とタイミングプーリ３３とが
連結するようになっている。このタイミングプーリ３３
は、タイミングベルト３５を介して、第１伝動軸３Ｇの
一端部に装着されたタイミングプーリ３７に連結されて
おり、第１伝動輔３６の他端部には、ｍ動接手３８を介
して第２伝動軸３９の一端部が連結されている。そして
、第２伝動軸３９の他端部に装着されたタイミングプー
リ４０が、タイミングベルト４１を介して、型開閉用出
力軸４２の一端部に装着したタイミングプーリ４３に連
結されているとともに、型開閉用出力軸４２は、エンド
プレート４５に回転自在に支持されている。また、」二
足型開閉用出力！１ｌＩ４２の他端部には型開閉用ボー
ルねじ４４の基端部が一体的に連結されている。

上記型開閉用ボールねじ４４は、取付部材６０の基端部
のナツト部６０ａに螺入されている。また、この取付部
材６０の先端部には、移動盤６１が取り付けられており
、この移動盤６１は上記固定盤２とエンドプレート４５
との間に水平に配設されたガイド軸６２に支持されて、
水平方向に往復移動するようになっている。そして、上
記移動盤６１が最も固定盤２側に近く移動すると、移動
盤６１に取り付けられた移動型６１ａと固定盤２に取り
付けられた固定型２ｂが密着して、両金型６１ａ、２ｂ
により内部にキャビティ（空隙）が形成されるようにな
っている。さらに、」二足エンドプレート４５のタイミ
ングプーリ４３側には、電磁ブレーキ６３が取り付けら
れ、また、該タイミングプーリ４３には、電磁ブレーキ
６３に対向して吸着板６４がそれぞれ配設されており、
電磁ブレーキ６３が励磁されると、電磁ブレーキ６３と
タイミングプーリ４３とが連結し、を開閉用出力軸４２
が固定されるようになっている。また、この型開閉用出
力軸４２の一端部には、型開閉用出力軸４２の回転角度
を検出することにより、上記移動型６１ａの位置を検出
する型位置検出用エンコーダ（型位置検出器）６５が装
着されている。

上記射出位置検出器２３、型位置検出器６５及び圧力検
出器１３からの検出信号Ｓ　、、Ｓ　、、Ｓ　、が、上
記スクリュー４及び移動型６１ａの速度、位置、圧力制
御を行う状態制御機構６６に入力されることにより、状
態制御機構６６は、予め入力された各種の速度、位置、
圧力の設定値に基づいて、上記直流モータ９に回転指令
信号Ｓ５を出力するとともに、上記交流サーボモータ３
０を駆動するサーボモータ駆動機構６７に対して、速度
指令信号Ｓｌｌ及びトルクリミッタ指令信号Ｓ７を出力
し、かつ、射出成形工程の総合的なシーケンス（手順）
を制御するンーケンス制御機構（シーケンサ）６８に対
して、エノエクタ後退位置信号、型開完了信号、型閉完
了信号、設定位置信号、金型保護位置信号、計量完了信
号、内圧除去完了信号等を出力するようになっている。

上記シーケンス制御機構６８は、上記各信号に応じて、
各電磁クラッチ２２．３２、電磁ブレーキ６３及び上記
直流モータ９のブレーキ装置に対して励磁信号をそれぞ
れ出力するとともに、上記状態制御機構６６に対して、
型閉指令、型開指令、射出指令、スクリュー無転後退指
令、スクリュー回転指令、正転圧力指令、金型保護指令
、逆転圧力指令等の信号を出力し、かつ上記サーボモー
タ駆動機構６７に対して回転可能、比例制御、正転禁止
、逆転禁止等の信号を出力するようになっている。

さらに、上記サーボモータ駆動機構６７は、回転検出器
３１からの回転検出信号Ｓ８及び、上記状態制御機構６
６とシーケンス制御機＋１が６８からの各信号に応じて
、上記交流サーボモータ３０に対して駆動信号Ｓ、を出
力する乙のであり、その概要を第３図に基づいて説明す
ると、上記状態制御機構６６からの速度指令信号Ｓ６は
、ザーボモ−タ駆動機構６７の速度制御回路７０に入力
されており、この速度制御回路７０は、上記速度指令信
号Ｓ８と、上記回転検出信号Ｓ、に基づいて速度検出回
路７１により算出した速度検出値（速度フィードバック
値）とを比較するものである。この速度制御回路７０の
出力信号と、上記回転検出信号Ｓ６により回転方向検出
回路７２が検出した射出・型開閉用モータ３０の回転方
向信号と、電流制限制御回路（アンプ）７３を介して入
力された上記トルクリミッタ指令信号Ｓ、とが入力され
ている電流比較回路７４は、電流制限制御回路７３の出
力値を速度制御回路７０の出力値が越えないようにする
ものである。そして、この電流比較回路７４の出力値と
、射出・型開閉用モータ３０の電流を検出する２つの検
出器７５．７５の、出力に応じて電流検出回路７６が算
出した電流値とが電流制御回路７７に入力されており、
両者の差に応じて出力される電流制御回路７７の出力値
に基づいて、ＰＷＭ制御回路７８は、パルス幅変調した
パルス信号をパワートランジスタ回路７９に入力するよ
うになっている。このパワートランジスタ回路７９は、
上記パルス信号に基づいてトランジスタの導通時期を制
限するようになっており、整流回路８０で商業周波数の
交流から変換された直流は、パワートランジスタ回路７
９により、上記ＰＷＭ制御回路７８のパルス信号に応じ
て所定の周波数の交流に変換されて交流サーボモータ３
０に供給されるようになっている。

次に、上記のように構成された電動式射出成形機の射出
装置の作用について説明する。

まず、射出成形機の運転に先立って、状態制御機構６６
に対して予め各種の速度、位置、圧力の設定値を入力し
ておくとともに、射出用のボールねじ機構２０のスペー
サ２０ｄの厚さを適切なものにしてボルト２０ｅを締め
ると、ナツト２０ａ。

２Ｏｆの間隔が、両ナツト２０ａ、２０「のねじ’１ｒ
ｌｔ　２０ｈ、２０ｊを整合する場合の間隔より短くな
り、ナツト２０ａ、２０ｆのねじ溝２０ｈとねじ軸２０
ｇのねじ溝２０ｊの位置にずれを生じるからねじ軸２０
ｇを両側からボール２０ｋを介して圧縮するような力が
作用する。そして、ボール２０にはねじ溝２０ｈ、２０
ｊの対向する傾斜壁に適度の圧力が−かかった状態で接
触するようになり、ねじ＠２０ｈ、２０ｊとボール２０
にとの間の軸方向の隙間がなくなり、ねじ軸２０ｇが回
転するとナツト２０ａ。

２Ｏｆが遅れなく軸方向に移動される状態になる。

次いで、連続して射出成形工程を行うが、その１サイク
ルの工程について第５図に示す動作チャート図に基づい
て詳述する。シーケンス制御機構６８は、１つの射出成
形工程の終了時に励磁していた電磁ブレーキ６３を消磁
するとともに型開閉用電磁クラッチ３２を励磁して交流
サーボモータ３０と移動型６１ａ側を連結する。この時
、サーボモータ駆動機構６７は、シーケンス制御機構６
８からの回転可能信号により、交流サーボモータ３０を
回転させることができる状態になっており、また、スク
リュー回転用モータ９のブレーキ装置が、シーケンス制
御機構６８により励磁されているため、スクリュー回転
用モータ９は回転しない。

この状態で、型閉開始時刻ｔ０になると、シーケンス制
御機構６８からの指令信号により、状態制御機構６６は
、第１型閉速度を指令する速度指令信号（？Ｉ！圧）Ｓ
８をサーボモータ駆動機構６７に対して出力するととも
に、最大発生トルク（交流サーボモータ３０の定格電流
の３００％値）まで出力できるトルクリミッタ指令信号
（負電圧）Ｓ７を出力する。これにより、サーボモータ
駆動機構６７が交流サーボモータ３０に対して駆動信号
Ｓ、を出力するから、交流サーボモータ３０は逆転方向
にフィードバック制御されて上記第１型閉速度に基づい
た回転数で回転する。この時、交流サーボモータ３０の
電流は定格電流の３００％までは制限されることはない
。そして、交流サーボモータ３０の回転は、接手２９、
駆動軸２７、型開閉用電磁クラッチ３２、吸着板３４、
タイミングプーリ３３、タイミングベルト３５、タイミ
ングプーリ３７、第１伝動軸３６、滑動接手３８、第２
伝動軸３９、タイミングプーリ４０、タイミングベルト
４１．タイミングプーリ４３を介して型開閉用出力軸４
２に伝わるから、型開閉用出力軸４２に連結された型開
閉用ボールねじ４４が回転し、この型開閉用ボールねじ
４４が螺入している取付部材６０を固定盤２側に近付け
る。従って、取付部材６０に取り付けられた移動盤６１
がガイド軸６２に支持されながら摺動し、この移動盤６
１に取り付けられた移動型６１ａが上記第１型閉速度で
固定型２ｂに近付く。なお、上記交流サーボモータ３０
が回転し始めた時、射出用電磁クラッチ２２は励磁され
ていないので、射出用出力軸２１が回転することはない
。そして、型開閉用出力軸４２の回転に伴い、この型開
閉用出力軸４２に装着された型位置検出器６５は、検出
信号Ｓ、を状態制御機構６６に対して出力し、状態制御
機構６６は、上記検出信号Ｓ、と予め入力されている第
１の位置設定値とを比較する。この比較の結果、両者が
一致すると（時刻ｔ１になると）、今まで出力されてい
た第１型閉速度を指令する速度指令信号（電圧）Ｓ８に
代わって第２型閉速度を指令する速度指令信号（電圧）
Ｓ、をサーボモータ駆動機構６７に対して出力するから
、サーボモータ駆動機構６７が交流サーボモータ３０を
フィードバック制御して、上記第２型閉速度に基づいた
回転数て回転させる。この結果、移動型６１ａは、今ま
での第１型閉速度に代わって第２型閉速度で固定型２ｂ
に近付く。同様にして、状態制御機構６６において、上
記検出信号Ｓ、と予め人力されている第２の位置設定値
とを比較した結果、両者が一致すると（時刻ｔ、になる
と）、今まで出力されていた第２型閉速度指令電圧に代
わって、第３型閉速度を指令する速度指令信号（？Ｔｔ
圧）Ｓ８を、状態制御機構６６がサーボモータ駆動機構
６７に対して出力するから、サーボモータ駆動機構６７
は、交流サーボモータ３０を上記第３型閉速度に基づい
た回転数で回転させる。従って、移動型６１ａは、今ま
での第２型閉速度に代わって第３型閉速度で固定型２ｂ
に近付く。

次いで、移動型６１ａが金型保護位置に達すると（時刻
り、になると）、シーケンス制御機構６８は、状態制御
機構６６及びサーボモータ駆動機構６７に対してそれぞ
れ指令信号を出力するから、状態制御機構６６は、予め
入力されている第１の圧力設定値に基づいて制限された
トルクリミッタ指令信号（Ｎ圧）Ｓ７をサーボモータ駆
動機構６７に対して出力する。これにより、交流サーボ
モータ３０の電流が制限されて、交流サーボモータ３０
の発生トルクが抑制されるから、万一、移動型６１ａと
固定型２ｂとの間に成形品等が挟まっていても、型閉力
が低く抑えられることにより金型が損傷することがない
。

さらに時刻ｔ４になると、シーケンス制御ａ＋Ｍ６８か
らの指令信号により、状態制御機構６６は、今まで制限
されていたトルクリミッタ指令信号＜ｒａ圧）Ｓ７の代
わりに、交流サーボモータ３０の電流を３００％まで許
容するトルクリミッタ指令信号（電圧）Ｓ７をサーボモ
ータ駆動機構６７に対して出力する。これにより、交流
サーボモータ３０の発生トルクは再び元に戻り、所定の
型締力が確保される。この状態において、時刻Ｌ５にな
ると、シーケンス制御機構６８は、電磁ブレーキ６３を
励磁するから、型開閉用出力軸４２が固定され、これに
より、移動型６１ａは固定型２ｂに上記所定の型締力に
よって密着した状態で強固に固定される。

この後、時刻ｔ８になると、シーケンス制御機構６８か
らの指令信号によって、状態制御機構６６は、上記第３
型閉速度を指令する速度指令信号（電圧）Ｓｌｌの出力
を停止するとともに、型開閉用電磁クラッチ３２が消磁
されて、交流サーボモータ３０と移動型＋３１ａ側との
連結が断たれ、また、射出用電磁クラッチ２２が励磁さ
れて、交流サーボモータ３０とスクリュー６側とが連結
される。続いて、この状態で、射出開始時刻ｔ？になる
と、シーケンス制御機構６８からの指令信号により、状
態制御機構６６は、第１射出速度を指令する速度指令信
号（Ｔｉ圧）Ｓ８及び最大発生トルク（交流サーボモー
タ３０の定格電流の３００％値）まで出力できるトルク
リミッタ指令信号（正電圧）Ｓ７をサーボモータ駆動機
構６７に対して出力する。これにより、サーボモータ駆
動機構６７が交流サーボモータ３０に対して駆動信号Ｓ
、を出力するから、交流サーボモータ３０は射出速度を
フイードバッり制御されて上記第１射出速度に基づいた
回転数で回転する。そして、交流サーボモータ３０の回
転は、接手２９、駆動軸２７、タイミングプーリ２８、
タイミングベルト２６、タイミングプーリ２４、吸着板
２５、射出用電磁クラッチ２２を介して射出用出力軸２
１に（云わるから、射出用出力軸２１に連結された射出
用のボールねじ機構２０のねじ軸２０ｇが回転し、第１
及び第２ナツト２０ａ、２０ｆとこのナツト２０ａ、２
０ｒが同性されている可動部材１９を固定盤２側に前進
させる。従って、可動部材１９に連結されたスプライン
軸５とこのスプライン軸５に連結されたスクリュー４が
上記第１射出速度で前進し、予め射出筒１内に可塑化さ
れていた樹脂を金型内に射出し始める。そして、射出用
出力軸２１に装置された射出位置検出器２３は、検出信
号Ｓ１を状態制御機構６６に対して出力し、状態制御機
構６６は上記検出信号Ｓｌと予め入力されている第１の
射出位置設定値とを比較する。この比較の結果、両者が
一致すると（時刻ｔ１１になると）、今まで出力されて
いた第１射出速度に代わって第２射出速度を、また、上
記検出信号Ｓ１と第２の射出位置設定値とが一致すると
（時刻ｔ、になると）、第２射出速度に代わって第３射
出速度を、さらに、上記検出信号Ｓ１と第３の射出位置
設定値とが一致すると（時刻Ｌ＋ｏになると）、第３射
出速度に代わって第４射出速度を、それぞれ指令する速
度指令信号（電圧）Ｓ８が、状態制御機構６６からサー
ボモータ駆動機構６７に対して出力されるから、サーボ
モータ駆動機構６７は交流サーボモータ３０をフィード
バック制御して、それぞれ上記第２、第３、第４射出速
度に基づいた回転数で回転させる。従って、スクリュー
４は、各速度に基づいて前進し、予め射出筒５内に可塑
化された樹脂を金型内に供給し続ける。

時刻ｔｌ＋になって、」二足検出信号Ｓ１と第４の射出
位置設定値とが一致すると、射出速度制御から射出圧力
制御に切換わって保圧力制御を行う。保圧工程中は、ソ
ーケンス制御機構６８からの指令信号により、状態制御
機構６６が、ンーケンスに沿って保圧を行う場合の応答
性を良くするような所定のトルクリミッタ指令信号（電
圧）Ｓ７をサーボモータ駆動機構６７に対して出力する
。そして、状態制御機構６６は、予め入力されている第
１保圧力設定値と上記圧力検出器１３の圧力検出値Ｓ３
を比較して、その差に応じて所要の大きさの速度指令信
号（７１１圧）Ｓ８をサーボモータ駆動機構６７に送り
、そしてサーボモータ駆動機構６７が交流サーボモータ
３０を速度指令信号Ｓ８に応じた回転速度で回転させ、
そのような制御を、圧力検出器１３の圧力検出値Ｓ３が
上記第１保圧力設定値と一致ずろまで行ってフィードバ
ック制御を行う。

さらに、状態制御機構６６は、時刻ｔ１２になると、」
二足第１の保圧力設定値に代わって第２の保圧力設定値
を、また、時刻ｔ１３になると、第２の保圧力設定値に
代わって第３の保圧力設定値を、それぞれ圧力検出器Ｉ
３の圧力検出値Ｓ３と比較して速度指令信号（電圧）Ｓ
、を出力し、各々の設定値が圧力検出値Ｓ３と一致する
ような速度で交流サーボモータ３０を回転させてスクリ
ュー４にかかる圧力（保圧）制御を行う。これにより、
保圧力がそれぞれ所定の値に維持されて確実に制御され
、高品質の成形品が成形される。

次いで、射出工程が完了すると（時刻ｔ１４になると）
、シーケンス制御機構６８からの指令信号により、状態
制御機構６６は、上記圧力検出器１３の圧力検出値Ｓ３
と予め入力されている背圧設定値とを比較して、速度指
令信号Ｓ。を制御するとと乙に、所定のトルクリミッタ
指令信号（電圧）Ｓ７を出力する。従って、サーボモー
タ駆動機構６７は、該各信号Ｓ、、Ｓ７に基づいて、交
流サーボモータ３０を制御して回転さＵ゛、上記背圧設
定値に一致する背圧がスクリュー４にかかるように調整
する。また、シーケンス制御機構６８は、今まで励磁し
ていたスクリュー回転用モータ９のブレーキ装置を消磁
して、スクリュー回転用モータ９を回転可能状態にした
後、時刻ｔ１５になると、状態制御機構６６からの回転
指令信号Ｓ、によってスクリュー回転用モータ９が回転
する。これにより、タイミングプーリ１０、タイミング
ベルト８、タイミングプーリ７を介して回転部材５ａが
回転し、さらに、スプライン軸５を経てスクリュー４が
回転して、射出筒ｌ内へのホッパ３がらの樹脂の供給、
可塑化が開始され、時刻Ｌｅになるまで射出筒ｌ内に樹
脂が供給され、可塑化される一方、金型内に充填された
樹脂成形品の冷却が行われる。この結果、射出筒ｌ内へ
の樹脂の供給、可塑化に伴い、スクリュー４が後退する
が、この際、スクリュー４には、上記背圧設定値に基づ
いた背圧がかかるように制御されているから、射出筒ｌ
内の樹脂は所定の可塑化状態に保たれる。そして、時刻
ｔ１８になると、シーケンス制御機構６８からの指令信
号により、状態制御機構６６は、予め入力されている設
定値に基づいた速度指令信号（電圧）Ｓ８と、トルクリ
ミッタ指令、信号（電圧）Ｓ７とをサーボモータ駆動機
構６７に対して出力するから、サーボモータ駆動機構６
７が交流サーボモータ３０をフィードバック制御して、
逆転方向に設定値に基づいた回転数で回転させる。従っ
て、スクリュー４は、上記設定値に基づいた移動速度で
後退を開始するとともに、状態制御機構６６は、スクリ
ュー回転用モータ９の回転を停止させ、かつシーケンス
制御機構６８は、スクリュー回転用モータ９のブレーキ
装置を励磁するから、スクリュー回転用モータ９はその
回転軸９ａを固定し、これによりスクリュー４は回転し
ないで後退する。そして、射出筒ｌの内圧除去が完了す
ると（時刻ｔ１７になると）、シーケンス制御機構６８
からの指令信号により、射出用７１ＸＷ１．クラッチ２
２が消磁され、かつ交流サーボモータ３０は回転を停止
し、またスクリュー４は後退を止める。

次いで、供給（冷却）工程が終了し、型開（休止）工程
に入ると（時刻ｔ１８になると）、まず、シーケンス制
御機構６８は、今まで励磁されていた電磁ブレーキ６３
を消磁し、かつ型開閉用電磁クラッチ３２を励磁するか
ら、交流サーボモータ３０と移動型６１ａ側とが連結さ
れる。この状態で、時刻ｔ’ｓになると、シーケンス制
御機構６８からの指令信号により、状態制御機構６６は
、第１型開速度を指令する速度指令信号（電圧）Ｓ６を
サーボモータ駆動機構６７に対して出力する。これによ
り、交流サーボモータ３０は正転方向に、上記第１型開
速度に基づいた回転数で回転するから、移動型６１ａは
該第１型開速度で固定型２ｂから離れ始める。次いで、
第１の型開設定位置になると（時刻り、。になると）、
状態制御機構６６は、第１型開速度の代わりに第２型開
速度を指令する速度指令信号（電圧）Ｓ８を、さらに第
２の型開設定位置になると（時刻ｔ２１になると）、第
２型開速度の代わりに第３型開速度を指令する速度指令
信号（７１１ｉ圧）Ｓ８をそれぞれサーボモータ駆動機
溝６７に対して出力する。これにより、交流サーボモー
タ３０は、第１、第２、第３型開速度に基づいた回転数
で回転するから、移動型６１ａは、第２型開速度（時刻
ｔ２０からＬ２＋までの間）、あるいは第３型開速度（
時刻１１＋から１１２までの間）で固定型２ｂから離れ
る。そして、時刻ｔ、になると、シーケンス制御機構６
８の指令信号により、型開閉用の電磁ブレーキ６３が励
磁され、速度指令信号Ｓ８が無効にされるから、移動型
６Ｌａは停止する。次いで、型開閉用電磁クラッチ３２
を消磁して、射出成形工程のｌザイクルが完了する。

この実施例の装置においては、スクリュー４が金型６１
ａ、２ｂ内あるいは射出筒ｉ内の樹脂から受ける反力が
圧力検出器１３により直接的に測定されるので、正確で
遅れのない圧力検出値Ｓ３が得られる。そして、この値
をもとに電動サーボモータ３０の回転速度のフィードバ
ック制御が行われ、ナツト２０ａ、２Ｏｆとねじ軸２０
ｇとの螺合部を軸方向に加圧して遊隙をなくし、剛性を
高めたボールねじ機構２０によりこの回転出力が遅れな
く直進運動に変換されるので、保圧及び背圧制御が所定
の設定条件通りに精密に確実に行え、樹脂の種類、成形
品の形状、大きさ等の条件により要求されるきめ細かい
安定した制御が行える。成形条件の変化や機械の使用に
伴う摩耗などに対応して、ナツト２０ａ、２Ｏｆどうし
の間にかける圧縮力を変化さけることによりより良い成
形を行うことも可能であり、その場合には、ポルト２０
ｅを外してスペーサ２０ｄの厚さを変更すればよい。

なお、この発明の実施は上記例に限られることなく、ナ
ツト２０ａ、２Ｏｒどうしを付勢するための構造は種々
のものが採用されてよく、また、上記例では圧縮する方
向に付勢するものであるが、引張力向に付勢して結合す
るようにしてもよい。

さらに、」二足実施例では、上記圧力検出器１３として
歪ゲージ式荷重変換器を用い、これを可動部材１９をス
プライン軸５との間に介在させてスクリュー４にかかる
圧力を検出するようにしたが、これに限らず、可動部材
１９とスプライン軸５とをシリンダを介在させて連結し
、このシリンダのピストンヘッド側室に発生する油圧を
適宜圧力検出器で検出してスクリュー４にかかる圧力を
検出するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は、電動モータの回転出
力をボールねじ機構により直進連動に変換し、この直進
運動出力を射出筒内に挿入されたスクリューに伝えてこ
のスクリューを軸方向に移動し、射出筒内で可塑化され
た樹脂を金型に射出するようにした電動式射出成形機の
射出装置において、上記ボールねじ機構を、ねじ軸にボ
ールを介して２個のナツトを螺合し、これらのナツトを
軸方向に付勢した状態で結合する手段を設けて構成した
ものであるので、ナツト及びねじ軸のねじ溝と、これら
の間に介在ずろボールとの間に隙間がなくなり、また、
これらの面間に予圧が働いて接触部が弾性変形されるの
で、ねじ軸及びナツトのねじ溝の壁とボールとが常に接
触した状態になり、ねじ軸が回転するとその駆動力が遅
滞なくナツトに伝わる。従って、スクリュー軸の基部に
設けた圧力検出器の支持値をもとに電動モータの回転速
度をフィードバック制御すれば、制御系における誤差の
要因が少なく、従来の場合よりも樹脂の圧力を円滑に、
より直接的に制御することができ、射出工程での金型内
の圧力制御（保圧制御）、あるいは供給工程での圧力制
御（背圧制御）が設定値通り正確に行え、高品質の成形
品を連続して安定的に製造できるという優れた効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の一実施例を示すもので
、第１図は装置全体の概略を示す機構図、第２図は圧力
検出器の取り付は部分の断面図、第３図はボールねじ機
構の要部の断面図、第４図はサーボモータ駆動機構の主
要部を説明するブロック図、第５図は動作チャート図で
ある。 １・・・・・・射出筒、２ｂ・・・・・・固定型、４・
・・・・スクリュー、１３・・・・・・圧力検出器、２
０・・・・・ボールねじ機構、２０ａ・・・・・・第１
ナツト、２０ｄ・・・・・スペーサ、２０ｅ・・・・・
ボルト、２０「・・・・・第２ナツト、２０ｇ・・・・
・・ねじ軸、３０・・・・・・射出・型開閉用モータ（
？ＴｉＴｉ−タ）、６１ａ・・・・・・移動型。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動モータの回転出力をボールねじ機構により直進運動
   に変換し、この直進運動出力を射出筒内に挿入されたス
   クリューに伝えてこのスクリューを軸方向に移動し、射
   出筒内で可塑化された樹脂を金型に射出するようにした
   電動式射出成形機の射出装置において、上記ボールねじ
   機構は、ねじ軸にボールを介して２個のナットが螺合さ
   れ、これらのナットを軸方向に付勢した状態で結合する
   手段が設けられて構成されていることを特徴とする電動
   式射出成形機の射出装置。