KR20070098861A - 사출장치 및 사출장치의 조정방법 - Google Patents

사출장치 및 사출장치의 조정방법 Download PDF

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마사히로 하야카와
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스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
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Abstract

복수의 축(23, 24)에 의하여 구동대상(30)을 진퇴(進退) 구동하는 기구를 구비한 사출장치는, 각 축(23, 24)의 축력(軸力)을 검출하는 복수의 축력 검출부(27, 28)와, 상기 복수의 축력 검출부(27, 28)에 의하여 검출되는 검출치를 비교하여, 상기 검출치가 나타내는 각 축의 축력의 차에 근거하여, 상기 복수의 축 중 조작대상이 되는 축(24)의 위치를 조작하여야 할 양을 결정하여 그 위치를 보정하여, 상기 축력의 차를 해소하는 제어부(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사출장치 및 사출장치의 조정방법{Injection machine and method of regulating injection machine}
본 발명은, 사출장치 및 사출장치의 조정방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 복수의 축에 의하여 구동대상을 진퇴(進退) 구동하는 기구를 구비한 사출장치 및 사출장치에 구비된 복수의 축의 축력차(軸力差) 조정방법에 관한 것이다.
종전부터, 복수의 축에 의하여 구동대상을 진퇴 구동하는 기구를 구비한 사출장치가 알려져 있다. 이러한 기구는, 부하관성(GD2) 및 비용면에 있어서, 구동대상을 단일축 구동에 의하여 진퇴 구동시키는 기구보다도 뛰어나다.
도 1은, 이러한 기구를 구비한 종래의 전동(電動)사출장치의 사출 스크루 진퇴 구동계의 개략구성도이다(특허문헌 1 참조).
도 1을 참조하면, 전동사출장치(10)는, 사출 스크루(2)와, 이 사출 스크루(2)를 진퇴 구동하는 복수의 전동(電動)모터(3A 및 3B)를 가지는 전동식 액츄에이터(1)를 구비한다.
사출 스크루(2)는, 사출 실린더에 진퇴 가능하게 장착 구비되어, 이 사출 실린더 내의 수지재료를 금형 내에 사출한다.
전동사출장치(10)는 또한, 사출 스크루(2)가 목표위치에 목표속도로 이동하도록 전동식 액츄에이터(1)를 위치 및/또는 속도에 대하여 제어하는 제어부(7)와, 사출 스크루(2)에서 전동모터(3A 및 3B)로부터의 구동력(축력(軸力))이 가하여지는 복수의 피(被)구동부분(사출 스크루(2)의 베이스부(基部)(2-1) 또는 베이스부(2-1)의 좌우로 뻗어 설치된 연장설치부(2-2A 및 2-2B))의 상호간 사이 또는 각 피구동부분의 근방에 마련된 변형(strain)검출부(6)를 구비한다. 변형검출부(6)는, 상술한 축력에 대응하는 부하에 의해서 발생하는 변형을 검출한다.
연장설치부(2-2A 및 2-2B)에는 각각 볼나사너트(4A 및 4B)가 형성되며, 한 쌍의 볼나사축(5A 및 5B)이 각 볼나사너트(4A 및 4B)에 나사결합하도록 설치되어 있다. 전동모터(3A 및 3B)가 구동하면, 볼나사너트(4A 및 4B), 및 볼나사축(5A 및 5B)에 의하여, 전동모터(3A 및 3B)의 회전력은 병진(竝進)력으로 변환되어, 사출 스크루(2)를 사출 전진 또는 후퇴시킨다.
제어부(7)는, 변형검출부(6)에 의하여 검출된 변형정보에 근거하여 이 변형이 해소되도록, 전동모터(3A 및 3B)를 제어하고 있다.
[특허문헌 1] 일본국 특허 제3556897호
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
그러나, 사출 스크루(2)의 피구동부분에 있어서의 변형이 해소될 수 있는 경우이더라도, 전동사출장치(10)의 부품 공차(公差)나, 전동사출장치(10)의 조립에 있어서의 설치 오차 등의 존재에 의하여, 각 볼나사축(5A 및 5B)에 불균형의 부하가 생기는 경우가 있다.
이 경우, 도 1에 나타낸 구조에서는, 변형검출부(6)는, 사출 스크루(2)의 베이스부(2-1) 또는 베이스부(2-1)의 좌우로 뻗어 설치된 연장설치부(2-2A 및 2-2B)의 상호간 사이 또는 그 근방에 설치되어 있으므로, 각 볼나사축(5A 및 5B) 사이에 있어서의 변형의 차, 즉, 각 볼나사축(5A 및 5B)에 발생하는 부하의 차를 검출할 수는 없어서, 이러한 차를 없애도록 전동모터(3A 또는 3B)를 제어하는 것은 곤란하다.
이러한 상황에서, 사출 스크루(2)를 사출 전진 및 후퇴시키기 위하여 전동모터(3A 및 3B)를 구동하여 볼나사너트(4A 및 4B), 및 볼나사축(5A 및 5B)을 통하여 전동모터(3A 및 3B)의 회전력을 병진력으로 변환하면, 어느 하나의 볼나사너트(4A 또는 4B) 등에 편심 하중이 집중되어, 국소적으로 응력이 발생되어 버릴 가능성이 있다. 그 결과, 볼나사너트(4A 또는 4B), 또는 볼나사축(5A 또는 5B) 등의 수명 저하 등, 전동사출장치(10)가 기계적인 수명의 악화를 초래할 우려가 있다.
또한, 이를 방지하기 위하여, 전동사출장치(10)에 기계적인 조정기구를 설치한다고 하여도, 그 조정에는 적잖은 시간을 필요로 하고, 또한 조정작업은 번잡하게 된다.
그래서, 본 발명은, 상기의 점에 감안하여 이루어진 것으로서, 복수의 축에 의하여 구동대상을 진퇴 구동하는 기구를 구비한 사출장치에 있어서, 간이한 구조로, 각 축의 축력을 정밀도 좋게 검출하고, 각 축의 축력에 차가 발생하여 있는 경우에 이를 조정하여, 각 축 사이의 부하 밸런스의 균형을 도모할 수 있는 사출장치 및 사출장치의 조정방법을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명의 1 관점에 의하면, 복수의 축에 의하여 구동대상을 진퇴 구동하는 기구를 구비한 사출장치로서, 각 축의 축력(軸力)을 검출하는 복수의 축력 검출부와, 상기 복수의 축력 검출부에 의하여 검출되는 기준치를 비교하여, 상기 검출치가 나타내는 각 축의 축력의 차에 근거하여, 상기 복수의 축 중 조작대상이 되는 축의 위치를 조작하여야 할 양을 산출하여 그 위치를 보정하여, 상기 축력의 차를 해소하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출장치가 제공된다.
상기 제어부는, 상기 축력의 차가 소정의 기준치 이내에 있는지 여부를 판정하여, 상기 축력의 차가 상기 소정의 기준치를 넘어 있는 경우에, 상기 조작대상이 되는 축의 위치를 조작하는 것으로 하여도 좋다.
상기 제어부는, 또한, 상기 축력의 차가 상기 소정의 기준치를 넘어 있는 경우에, 상기 조작대상이 되는 축의 위치를 제1 방향으로 제1 길이 이동을 하는 제1 조작을 행하고, 제1 조작에 의하여 상기 축력의 차가 감소한 경우에는, 상기 축력의 차가 상기 소정의 기준치 이내에 있는지 여부를 판정하고, 상기 축력의 차가 상기 소정의 기준치를 넘어 있는 경우에, 상기 조작대상이 되는 축의 위치를 상기 제1 방향으로 상기 제1 길이보다도 짧은 제2 길이 이동을 하는 제2 조작을 행하는 것으로 하여도 좋다.
혹은, 상기 제어부는, 상기 축력의 차가 상기 소정의 기준치를 넘어 있는 경우에, 상기 조작대상이 되는 축의 위치를 제1 방향으로 제1 길이 이동을 하는 제1 조작을 행하고, 상기 제1 조작에 의해서도 상기 축력의 차가 감소하지 않는 경우에는, 상기 조작대상이 되는 축의 위치를 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 상기 제1 길이 이동을 하는 제2 조작을 행하고, 상기 제2 조작에 의하여 상기 축력의 차가 소정의 기준치 이내가 되었는지 여부를 판정하고, 상기 축력의 차가 상기 소정의 기준치를 넘어 있는 경우에, 상기 조작대상이 되는 축의 위치를 상기 제2 방향으로 상기 제1 길이보다도 짧은 제2 길이 이동을 하는 제3 조작을 행하는 것으로 하여도 좋다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 사출장치의 조정방법으로서, 상기 사출장치에 구비된 복수의 축의 축력을 각각 검출하고, 검출된 상기 각 축의 축력의 차가 소정의 기준치를 넘어 있는 경우에, 조작대상이 되는 축의 위치를 보정하여 상기 축력의 차를 조정하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 복수의 축에 의하여 구동대상을 진퇴 구동하는 기구를 구비한 사출장치에 있어서, 간이한 구조로, 각 축의 축력을 정밀도 좋게 검출하고, 각 축의 축력에 차가 발생하여 있는 경우에 이를 조정하여, 각 축 사이의 부하 밸런스의 균형을 도모할 수 있는 사출장치 및 사출장치의 조정방법을 제공할 수 있다.
도 1은, 종래의 전동사출성형기의 사출 스크루 진퇴 구동계의 개략구성도이다.
도 2는, 본 발명의 기본개념을 나타낸 개략구성도이다.
도 3은, 마스터 모터측 볼나사축 및 슬레이브 모터측 볼나사축에 있어서의 축력의 밸런스 조정방법의 제1 예를 나타낸 플로차트이다.
도 4는, 마스터 모터측 볼나사축 및 슬레이브 모터측 볼나사축에 있어서의 축력의 밸런스 조정방법의 제2 예를 나타낸 플로차트이다.
도 5는, 도 3 또는 도 4에 나타낸 마스터 모터측 볼나사축 및 슬레이브 모터측 볼나사축에 있어서의 축력의 밸런스 조정방법에 의하여 조정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은, 본 발명의 제1 실시예에 의한 사출장치의 단면도이다.
도 7은, 도 6에 나타낸 사출장치의 사출구동부의 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시예에 의한 사출장치의 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 제3 실시예에 의한 사출장치의 사출구동부의 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 제4 실시예에 의한 사출장치의 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20, 410, 510 : 사출장치
21, 22, 150, 150, 233, 233 : 사출구동부
23, 24, 122M, 122S, 232M, 232S : 볼나사축
25, 26, 121M, 121S, 231M, 231S : 볼나사너트
27, 28, 174M, 174S, 234M, 234S, 374M, 374S : 로드셀
40, 400, 500 : 제어부
111 : 사출 리어 서포트
175 : 체결(締結)부재
217 : 후방 플랜지부재
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
이하, 본 발명의 실시형태(실시예)에 대하여 설명한다.
[본 발명의 기본개념 및 축력의 밸런스 조정방법]
먼저, 본 발명의 기본개념에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다. 여기서, 도 2는, 본 발명의 기본개념을 나타낸 개략구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명은, 복수의 축에 의하여 구동대상을 진퇴 구동하는 사출장치의 구동계에 적용된다.
구체적으로는, 사출장치의 구동계(20)는, 구동부로서 기능하는 마스터 모터(21) 및 슬레이브 모터(22)와, 부하 대상으로서 기능하고 이동 가능하게 설치된 부하 플레이트(30)와, 마스터 모터(21)의 회전을 전달하는 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터(22)의 회전을 전달하는 슬레이브 모터측 볼나사축(24)과, 마스터 모터측 볼나사축(23)에 맞물리는 마스터 모터측 볼나사너트(25) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)에 맞물리는 슬레이브 모터측 볼나사너트(26)를 구비한다.
이러한 구조 하에서, 마스터 모터(21) 및 슬레이브 모터(22)에 의하여 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)을 회전시키면, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)에 전달된 회전운동은, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)과 마스터 모터측 볼나사너트(25) 및 슬레이브 모터측 볼나사너트(26)에 의하여 직선운동으로 변환되어, 부하 플레이트(30)는 전진 또는 후퇴한다.
그런데, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)에는 각각, 축력 검출기로서의 마스터측 축력 검출기(27) 및 슬레이브측 축력 검출기(28)가 장착되어 있다. 따라서, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)에 작용하는 부하, 즉, 축력(M) 및 축력(S)이 검출된다.
검출된 마스터 모터측 볼나사축(23)의 축력(M)과 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력(S)을, 제어부에 설치된 축력 비교기(41)에서 비교하여 양자의 차(축력(M)－축력(S), 또는 축력(S)－축력(M))를 조사하고, 이러한 차에 따라, 축위치 조작량 연산기(43)에서 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 위치를 조작하여야 할 양 (Δz)을 결정하여, 자동 또는 수동에 의하여 그 위치를 보정함으로써, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)에 작용하고 있는 부하의 차를 없애서, 양 축에 있어서의 축력차(軸力差)를 해소한다.
여기서, 축력 비교기(41) 및 축위치 조작량 연산기(43)에 의한, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)에 있어서의 축력의 밸런스 조정방법에 대하여, 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)에 있어서의 축력의 밸런스 조정방법의 제1 예를 나타낸 플로차트이다.
도 3을 참조하면, 스텝 1에서, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24) 쌍방에 의하여, 부하 플레이트(30)를 일정 토크로 압입하고, 마스터 모터측 볼나사축(23)에 장착된 마스터측 축력 검출기(27)에 의하여 마스터 모터측 볼나사축(23)의 축력(M)과, 슬레이브 모터측 볼나사축(24)에 장착된 슬레이브측 축력 검출기(28)에 의하여 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력(S)을 검출한다.
이하의 스텝에서는, 마스터 모터측 볼나사축(23)을 기준축으로 하고, 슬레이브 모터측 볼나사축(24)을 축위치의 조작대상축으로 한다.
스텝 2에서, 마스터측 축력 검출기(27)에 의하여 검출된 마스터 모터측 볼나사축(23)의 축력의 값과, 슬레이브측 축력 검출기(28)에 의하여 검출된 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력의 값을 비교하여, 양자의 차, 즉 축력차(축력(M)－축력(S), 또는 축력(S)－축력(M))가, 소정의 기준치의 상한 및 하한 내에 있는지 여 부를 판정한다.
그 축력차가 소정의 기준치 이내에 있다고 판단된 경우(스텝 2에 있어서 YES라고 판단된 경우)는, 마스터 모터측 볼나사축(23)의 축력 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력은 균형되어 있다고 하여 처리를 종료한다.
그 축력차가 소정의 기준치를 넘어 발생하고 있다고 판단된 경우(스텝 2에 있어서 NO라고 판단된 경우)는, 스텝 3으로 진행한다.
스텝 3에 있어서, 그 축력차가 소정의 기준치의 상한을 넘어 있는 경우는, 스텝 4로 진행하여, 조작대상축인 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축위치를, 그 축력차가 소정의 기준치의 상한을 밑도는 방향(이하에서는, 이 방향을 양(＋)의 방향이라 함)으로, 임의의 길이 이동 조작한다.
또한, 그 축력차가 소정의 기준치 중 하한을 넘어 있는 경우는, 스텝 5로 진행하여, 조작대상축인 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축위치를, 그 축력차가 소정의 기준치의 하한을 밑도는 방향(이하에서는, 이 방향을 음(－)의 방향이라 함)으로, 임의의 길이 이동 조작한다.
이러한 조작 후, 다시 스텝 1에 되돌아가 양 축의 축력을 검출하고, 스텝 2에서, 양 축의 축력차가 소정의 기준치의 상한 및 하한 내에 있다고 판정될 때까지 이 처리를 반복한다.
이와 같이 하여, 마스터 모터측 볼나사축(23)에 장착된 마스터측 축력 검출기(27)에 의하여 마스터 모터측 볼나사축(23)의 축력(M)을 검출하고, 슬레이브 모터측 볼나사축(24)에 장착된 슬레이브측 축력 검출기(28)에 의하여 슬레이브 모터 측 볼나사축(24)의 축력(S)을 검출하여, 축력차(축력(M)－축력(S), 또는 축력(S)－축력(M))가 소정의 기준치 이내에 수용되도록, 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축위치가 조정된다.
마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)에 있어서의 축력의 밸런스 조정에 있어서는, 도 3에 나타낸 방법에 한정되지 않고, 도 4에 나타낸 방법이어도 좋다.
도 4는, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)에 있어서의 축력의 밸런스 조정방법의 제2 예를 나타낸 플로차트이다.
도 4를 참조하면, 도 3에 나타낸 예와 마찬가지로, 스텝 11에서, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24) 쌍방에 의하여, 부하 플레이트(30)를, 일정 토크로 압입하고, 마스터 모터측 볼나사축(23)에 장착된 마스터측 축력 검출기(27)에 의하여 마스터 모터측 볼나사축(23)의 축력(M)과, 슬레이브 모터측 볼나사축(24)에 장착된 슬레이브측 축력 검출기(28)에 의하여 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력(S)을 검출한다.
이어서, 도 3에 나타낸 예와 마찬가지로, 스텝 12에서, 마스터측 축력 검출기(27)에 의하여 검출된 마스터 모터측 볼나사축(23)의 축력의 값과, 슬레이브측 축력 검출기(28)에 의하여 검출된 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력의 값을 비교하여, 양자의 차, 즉 축력차(축력(M)－축력(S), 또는 축력(S)－축력(M))가, 소정의 기준치의 상한 및 하한 내에 있는지 여부를 판정한다.
그 축력차가 소정의 기준치 이내에 있다고 판단된 경우(스텝 12에 있어서 YES라고 판단된 경우)는, 마스터 모터측 볼나사축(23)의 축력 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력은 균형되어 있다고 하여 처리를 종료한다.
그 축력차가 소정의 기준치를 넘어 발생하고 있다고 판단된 경우(스텝 12에 있어서 NO라고 판단된 경우)는, 스텝 13에서, 조작대상축인 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축위치를, 그 축력차가 소정의 기준치의 상한을 밑도는 방향(이하에서는, 이 방향을 양(＋)의 방향이라 함)으로 길이 Δx 이동하는 조작을 한다.
다음으로, 이러한 이동 조작에 의하여 축력차가 감소하였는지 여부를, 스텝 14에서 판단한다.
스텝 13의 이동 조작에 의하여 축력차가 감소하였다고 스텝 14에서 판단된 경우(스텝 14에 있어서 YES라고 판단된 경우)는, 스텝 15로 진행하여, 축력차(축력(M)－축력(S), 또는 축력(S)－축력(M))가, 소정의 기준치의 상한 및 하한 내에 있는지 여부를 판정한다.
그 축력차가 소정의 기준치 이내에 있다고 판단된 경우(스텝 15에 있어서 YES라고 판단된 경우)는, 스텝 13의 이동 조작에 의하여 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력은 균형된 것으로 하여, 처리를 종료한다.
그 축력차가 소정의 기준치를 넘어 발생하고 있다고 판단된 경우(스텝 15에 있어서 NO라고 판단된 경우)는, 스텝 16으로 진행하여, 조작대상축인 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축위치를, 양(＋)의 방향으로, 스텝 13에 있어서의 이동 조작량의 절반의 길이 Δx/2 이동하는 조작을 한다.
다음으로, 이러한 이동 조작에 의하여 축력차가 감소하였는지 여부를, 스텝 17에서 판단한다.
스텝 16의 이동 조작에 의하여 축력차가 감소하였다고 스텝 17에서 판단된 경우(스텝 17에 있어서 YES라고 판단된 경우)는, 스텝 18로 진행하여, 축력차(축력(M)－축력(S), 또는 축력(S)－축력(M))가, 소정의 기준치의 상한 및 하한 내에 있는지 여부를 판정한다.
그 축력차가 소정의 기준치 이내에 있다고 판단된 경우(스텝 18에 있어서 YES라고 판단된 경우)는, 스텝 16의 이동 조작에 의하여 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력은 균형된 것으로 하여, 처리를 종료한다.
그 축력차가 소정의 기준치를 넘어 발생하고 있다고 판단된 경우(스텝 18에 있어서 NO라고 판단된 경우)는, 스텝 19로 진행하여, 조작대상축인 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축위치를, 음(－)의 방향으로, 스텝 16에 있어서의 이동 조작량의 절반의 길이 Δx/4 이동하는 조작을 행한다. 이후, 축력차가 소정의 기준치 이내가 되어, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력은 균형된 것이라고 판단될 때까지, 마찬가지의 처리가 행하여진다.
한편, 스텝 16의 이동 조작에 의해서도 축력차는 감소되고 있지 않다고 스텝 17에서 판단된 경우(스텝 17에 있어서 NO라고 판단된 경우)는, 스텝 20으로 진행하여, 조작대상축인 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축위치를, 음(－)의 방향으로, 스텝 16에 있어서의 이동 조작량과 같은 양인 길이 Δx/2 이동하는 조작을 행한다. 이후, 축력차가 소정의 기준치 이내가 되어, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력은 균형된 것이라고 판단될 때까지, 마찬가지의 처리가 행하여진다.
또한, 스텝 13의 이동 조작에 의해서도 축력차는 감소되고 있지 않다고 스텝 14에서 판단된 경우(스텝 14에 있어서 NO라고 판단된 경우)는, 스텝 21에서, 음(－)의 방향으로, 스텝 13에 있어서의 이동 조작량과 같은 양인 길이 Δx 이동하는 조작을 행한다.
다음으로, 스텝 22에서, 축력차가, 소정의 기준치의 상한 및 하한 내에 있는지 여부를 판정한다.
그 축력차가 소정의 기준치 이내에 있다고 판단된 경우(스텝 22에 있어서 YES라고 판단된 경우)는, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력의 밸런스를 결여시킬만한 부하의 차는 발생하고 있지 않다고 하여, 처리를 종료한다.
그 축력차가 소정의 기준치를 넘어 발생하고 있다고 판단된 경우(스텝 22에 있어서 NO라고 판단된 경우)는, 스텝 23에서, 조작대상축인 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축위치를, 음(―)의 방향으로, 스텝 21에 있어서의 이동 조작량의 절반인 길이 Δx/2 이동하는 조작을 행한다. 이후, 축력차가 소정의 기준치 이내가 되어, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력은 균형된 것이라고 판단될 때까지, 마찬가지의 처리가 행하여진다.
이와 같이 하여, 마스터 모터측 볼나사축(23)에 장착된 마스터측 축력 검출 기(27)에 의하여 마스터 모터측 볼나사축(23)의 축력(M)을 검출하고, 슬레이브 모터측 볼나사축(24)에 장착된 슬레이브측 축력 검출기(28)에 의하여 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력(S)을 검출하여, 축력차(축력(M)－축력(S), 또는 축력(S)－축력(M))가 소정의 기준치 이내에 수용되도록, 스텝을 경유함에 따라서 조정량을 단계적으로 순차 바꾸면서 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축위치가 조정된다.
이와 같은 도 3 또는 도 4에 나타낸 마스터 모터측 볼나사축 및 슬레이브 모터측 볼나사축에 있어서의 축력의 밸런스 조정방법에 의하여 조정한 결과를 나타낸 그래프를 도 5에 나타낸다.
도 5을 참조하면, 조작대상축인 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축위치를 Δx0 이동 조작한 경우는, 축력차는 소정의 기준치의 상한을 넘어 버리고, 또한, 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축위치를 Δx2 이동 조작한 경우는, 축력차는 소정의 기준치의 하한을 넘어 버린다.
그러나, 도 3 또는 도 4에 나타낸 마스터 모터측 볼나사축 및 슬레이브 모터측 볼나사축에 있어서의 축력의 밸런스 조정방법에 의하여, 스텝을 경유함에 따라서 조정량을 단계적으로 순차 바꾸면서 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축위치를 조정함으로써, 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축위치를 Δx1 이동 조작한 경우는, 축력차가 소정의 기준치 이내에 수용되어, 마스터 모터측 볼나사축(23) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(24)의 축력의 밸런스를 결여시킬만한 부하의 차는 발생하지 않는 것을 파악할 수 있다.
[본 발명의 기본개념을 적용한 사출장치의 예]
다음으로, 상술한 본 발명의 기본개념을 적용한 사출장치의 예에 대하여 설명한다.
본 발명의 기본개념을 적용한 사출장치는, 금형장치 및 형체장치와 함께 사출성형기에 설치된다. 사출성형기에 있어서, 수지는 가열실린더 내에 있어서 가열되고, 용융된다. 용융수지는 고압으로 사출되어, 고정(固定)금형 및 가동(可動)금형으로 이루어지는 금형장치의 캐비티에 충전된다. 캐비티 내에 있어서 수지는 냉각되고, 고화(固化)되어서 성형품이 된다. 형체장치에 의하여 가동금형을 고정금형에 대하여 진퇴시킴으로써, 형폐(型閉), 형체(型締) 및 형개(型開)가 행하여진다.
금형장치의 형체가 완료되어 사출장치가 전진되면, 가열실린더의 노즐이 고정플래튼에 형성된 노즐 통과구멍을 통하여, 고정금형의 배면에 설치된 스프루 부시에 밀어붙여진다. 계속해서, 사출장치에서 용융된 수지는, 가열실린더 내의 스크루에 의하여 가압되어, 노즐로부터 사출된다. 사출된 용융수지는, 스프루 부시 및 스프루를 지나서 고정금형과 가동금형 사이에 형성된 캐비티 내에 충전된다.
이하에서는, 축력 검출부로서의 로드셀의 배치 방법의 관점에서, 4가지의 실시예에 대하여 설명한다.
[제1 실시예]
도 6은, 본 발명의 제1 실시예에 의한 사출장치의 단면도이다. 또한, 도 7은, 도 6에 나타낸 사출장치의 사출구동부의 단면도이다.
도 6에 나타낸 사출장치(410)는, 사출 프론트 서포트(110), 사출구동부(모터)로서의 마스터측 구동부(150M) 및 슬레이브측 구동부(150S)의 고정지지부인 사출 리어 서포트(111), 사출 프론트 서포트(110)와 사출 리어 서포트(111) 사이에 설치된 가이드 바(112), 가이드 바(112)를 프론트 서포트(110)에 고정하는 가이드 바 너트(113)를 구비한다.
사출 프론트 서포트(110)의 전단부(도면 중 좌측)에 가열실린더(101)가 설치되어 있다. 가열실린더(101)의 내부에는, 사출부재로서의 스크루(102)가 전진, 후퇴 및 회전 가능하게 설치되어 있다.
가이드 바(112)에는, 스크루(102)와 함께 축방향으로 진퇴하는 프레셔 플레이트(120)가 슬라이딩 가능하게 지지된다. 프레셔 플레이트(120)에는 스크루(102)의 축선으로부터 등거리만큼 떨어진 위치에 있어서, 마스터측 구동부(150M)에 대응하는 마스터측 볼나사너트(121M) 및 슬레이브측 구동부(150S)에 대응하는 슬레이브측 볼나사너트(121S)가 각각 고정되어 있다.
마스터측 볼나사축(122M)은 마스터측 볼나사너트(121M)와 맞물리고, 슬레이브측 볼나사축(122S)는 슬레이브측 볼나사너트(121S)와 맞물려 있다.이러한 볼나사축(122M, 122S) 및 볼나사너트(121M, 121S)에 의하여 운동변환기구가 구성되어 있다. 또한, 사출 리어 서포트(111)에는 사출구동부(150M, 150S)가, 볼나사축(122M, 122S)의 각각과 동축 선상에 감속기구를 개재시키지 않고 회전을 전달하도록 장착 되어 있다.
따라서, 사출구동부(150M, 150S)에 의하여 볼나사축(122M, 122S)을 회전시키면, 볼나사축(122M, 122S)에 전달된 회전운동이, 볼나사축(122M, 122S)과 볼나사너트(121M, 121S)에 의하여 직선운동으로 변환된다. 볼나사너트(121M, 121S)는, 가이드 바(112)에 슬라이딩 가능하게 지지된 프레셔 플레이트(120)에 고정되어 있다. 이로 인하여, 사출구동부(150M, 150S)의 회전운동이 프레셔 플레이트(120)의 직선운동으로 변환된다.
또한, 프레셔 플레이트(120)의 중심축선 상에는, 스러스트 베어링(128)과 베어링(127)에 양단(兩端)이 회전 가능하게 지지된 회전 샤프트(126)가 설치된다. 회전 샤프트(126)의 일단(一端)에는, 커플링(103)을 통하여 스크루(102)가 연결되고, 타단(他端)에는 프레셔 플레이트(120) 상에 설치되어 있는 스크루 회전 구동모터(미도시)로부터의 회전을 전달하는 풀리(125)가 고정되어 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 사출구동부(150M, 150S)는 모터 플랜지(154) 및 이 모터 플랜지(154)에 고정된 모터 하우징(151) 등으로 이루어진다. 사출구동부(150M, 150S)의 내부에는, 도시를 생략하는 스테이터 및 로터가 설치되어 있다.
볼나사축(122M, 122S)에는, 나사부보다도 소경(小徑; 작은 직경)의 베어링 장착부가 형성되어 있다. 또한, 볼나사축(122M, 122S)의 베어링 장착부의 후방부에는, 클램프 너트(178)를 장착하기 위한 가는 눈의 나사부가 형성되어 있다. 볼나사축(122M, 122S)의 나사부와 베어링 장착부 사이의 단차부에는, 베어링 누름부재(177)가 장착되며, 스러스트 베어링(171)의 내륜이 베어링 누름부재(177)에 맞닿 아 있다. 스러스트 베어링(171)의 외륜은, 윤활지지부재로서의 베어링 홀더(173)의 볼록부 단면에 맞닿아 있다. 베어링(172)의 외륜도 마찬가지로 베어링 홀더(173)의 볼록부 단면에 맞닿아 있다. 베어링(172)의 내륜은, 볼나사축(122M, 122S)에 장착된 클램프 너트(178)에 맞닿아 있으며, 클램프 너트(178)에 의하여 스러스트 베어링(171)과 베어링(172)은 예압(豫壓)이 가하여진 상태로 되어 있다.
상술한 구성에 있어서, 베어링 누름부재(177), 스러스트 베어링(171), 베어링 홀더(173), 베어링(172), 및 클램프 너트(178)에 의하여 하중전달기구가 구성된다. 여기서, 하중전달기구는, 회전 허용부로서도 형성되는 까닭에, 사출 리어 서포트(111)에 대하여 볼나사축(122M, 122S)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.
사출 리어 서포트(111)의 내부로서, 마스터측 볼나사축(122M)이 설치되어 있는 부분에는, 마스터측 볼나사축(122M)의 축력을 검출하는 하중 검출기를 구성하는 변형부재인 마스터측 로드셀(174M)이, 또한, 슬레이브측 볼나사축(122S)이 설치되어 있는 부분에는, 슬레이브측 볼나사축(122S)의 축력을 검출하는 하중 검출기를 구성하는 변형부재인 슬레이브측 로드셀(174S)이, 장착 볼트(175)에 의하여 장착되어 있다.
변형부재인 로드셀(174M, 174S)은, 중앙에 개구(開口)를 가지는 원환(圓環) 형상이며 외주(外周)측의 고정부와 내주(內周)측의 수압부와 중앙의 변형부를 가진다. 변형부에 변형 검출기가 설치됨으로써, 로드셀(174M, 174S)은, 볼나사축(122M, 122S)의 축력 검출기로서의 기능을 수행한다. 로드셀(174M, 174S) 내주측의 수압부는, 장착 볼트(176)에 의하여 베어링 홀더(173)에 고정된다. 또한, 로드셀(174M, 174S) 외주측의 고정부는, 장착 볼트(175)에 의하여 사출 리어 서포트(111)에 고정되어 있다.
또한, 로드셀(174) 내주측의 수압부가, 스러스트 베어링(171)을 지지하는 베어링 홀더(173)에 장착되어 있어, 스러스트 베어링(171)과 사출 리어 서포트(111) 사이에서 슬라이딩 저항이 생기지 않는다. 이로 인하여, 볼나사축(122M, 122S)의 축력을 로드셀(174M, 174S)에 의하여 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또한, 로드셀(174M, 174S) 내주측의 수압부는 베어링 홀더(173)에 장착되어 있으므로, 로드셀(174M, 174S)은 클램프 너트(178)의 예압의 영향을 받지 않는다. 이로써, 볼나사축(122M, 122S)의 축력을, 로드셀(174M, 174S)에 의하여 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
볼나사축(122M, 122S)의 사출구동부측의 단부에 스플라인부가 형성되고, 사출구동부(150M, 150S)의 내부에 설치된 회전 샤프트(도시를 생략)에 형성된 스플라인부와 함께 작동하여 회전전달부(도시를 생략)가 형성된다. 회전전달부는 스플라인 구조를 가지고 있으므로, 로드셀(174M, 174S)의 변형부재의 축방향 변형에 수반하는 볼나사축(122M, 122S)의 축방향으로의 이동을 허용하는 허용부가 형성된다.
보다 상세히는, 볼나사축(122M, 122S)의 사출구동부측의 단부에 수(雄) 스플라인이 형성되고, 회전 샤프트의 사출 리어 서포트측 단부에 형성된 오목부의 내면에 암(雌) 스플라인이 형성되어 있어서, 볼나사축(122M, 122S)과 회전 샤프트가 스플라인 결합하고 있다. 이로써, 볼나사축(122M, 122S)과 회전 샤프트는, 회전 불가능하게 또한 축방향으로 이동 가능하게 접속된다.
여기서, 볼나사축(122M, 122S)과 회전 샤프트를 회전 불가능하게 또한 축방향으로 이동 가능하게 접속할 수 있는 한, 볼나사축(122M, 122S)의 접속부와 회전 샤프트의 접속부의 접속은 어떠한 형태이어도 좋다. 예컨대, 키와 축방향으로 뻗어 있는 키 홈에 의한 접속이어도 좋다.
회전 샤프트의 단부(도면 중 우측)에는, 인코더(160)가 장착되어 있다. 인코더(160)는 회전 샤프트의 회전을 검출함으로써, 스크루(102)의 축방향의 위치를 검출한다.
볼나사축(122M, 122S) 및 베어링 홀더(173)는, 허용부에 의하여 사출 리어 서포트(111)와는 축방향으로 상대적으로 이동 가능하다. 이로 인하여, 로터가 볼나사축(122M, 122S)의 이동에 수반하여 변위되는 것을 방지할 수 있어서, 로드셀(174M, 174S)은 볼나사축(122M, 122S)의 축력을 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
도 6을 다시 참조하면, 이러한 구조 하에, 마스터측 로드셀(174M) 및 슬레이브측 로드셀(174S)에 의하여 검출된 마스터 모터측 볼나사축(122M)의 축력(M) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(122S)의 축력(S)을, 제어부(400)에 있어서 비교하여 양자의 차(축력(M)－축력(S), 또는 축력(S)－축력(M))를 조사한다.
이러한 차에 따라, 도 3 또는 도 4를 참조하여 설명한 마스터 모터측 볼나사축 및 슬레이브 모터측 볼나사축에 있어서의 축력의 밸런스 조정방법을 이용하여, 슬레이브 모터측 볼나사축(122S)의 위치를 조작하여야 할 양을 결정하여 그 위치를 보정함으로써, 마스터 모터측 볼나사축(122M) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(122S)에 작용하고 있는 부하의 차를 없애서, 양 축에 있어서의 축력차(軸力差)를 해소한 다.
여기서, 본 실시예에 있어서의 사출장치(410)의 동작은 이하와 같다 .
계량공정에서는, 스크루 회전 구동부로서 프레셔 플레이트(120)에 장착되어 있는 모터(미도시)를 구동하여 풀리(125)를 회전시켜서 스크루(102)를 회전하여 수지를 용융 가소화한다. 용융수지는 가열실린더(101)의 선단부에 모인다. 이때, 용융수지의 반력을 받아서 스크루(102)는 사출구동부측(도면 중 우측)으로 회전하면서 후퇴한다. 용융수지의 반력은, 스크루(102)에 작용하는 배압이 된다. 배압 하중은, 프레셔 플레이트(120)를 통하여 볼나사축(122M, 122S)에 전달된다. 볼나사축(122M, 122S)에 전달된 배압 하중은, 스러스트 베어링(171) 및 베어링 홀더(173)를 통하여 로드셀(174M, 174S)에 전하여지며, 로드셀(174M, 174S)의 변형부가 배압 하중의 크기에 따라서 변형한다.
이와 같이, 배압 하중은, 프레셔 플레이트(120), 볼나사축(122M, 122S), 스러스트 베어링(171) 및 베어링 홀더(173)를 통하여 로드셀(174M, 174S)에 전달된다. 즉, 프레셔 플레이트(120), 볼나사축(122M, 122S), 스러스트 베어링(171) 및 베어링 홀더(173)는, 배압 하중을 전달하는 하중전달기구를 구성한다.
또한, 볼나사축(122M, 122S)은, 회전전달부(159)에 있어서 사출구동부(150M, 150S)와 스플라인 결합하고 있으므로, 배압 하중을 받으면, 사출 리어 서포트(111)에 대하여 상대적으로 후방으로 원활하게 이동한다. 이로 인하여, 슬라이딩 부분은 스플라인 구조의 회전전달부(159)만으로 되므로, 로드셀(174M, 174S)의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 각 샷(shot) 마다에 있어서의 용융수지의 계량을 안정시킬 수 있으며, 또한, 성형품을 안정되게 생산할 수 있다.
계량공정이 완료되어, 사출공정에 들어가면, 스크루(102)의 회전이 제한된 상태에서, 사출구동부(150M, 150S)가 구동된다. 이로써, 볼나사축(122M, 122S)이 회전한다. 그에 수반하여 프레셔 플레이트(120)가 전진(도면 중 좌측)하여, 가열실린더(101)의 선단부에 모인 용융수지가, 금형(미도시) 속에 충전된다. 이때, 스크루(102)에 충전 압력이 가하여져 배압을 받아도, 계량공정과 마찬가지로, 볼나사축(122M, 122S)은 회전전달부(159)에 있어서 사출구동부(150M, 150S)와 스플라인 결합하고 있으므로, 사출 리어 서포트(111)에 대하여 상대적으로 후방으로 원활하게 이동할 수 있다. 따라서, 충전 압력을 로드셀(174M, 174S)에 의하여 정밀도 좋게 검출할 수 있으므로, 버(burr)나 수축 캐비티(shrinkage cavity) 등의 성형불량을 저감할 수 있어, 성형품을 안정되게 생산할 수 있다.
[제2 실시예]
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 의한 사출장치에 대하여 설명한다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시예에 의한 사출장치의 단면도이다.
도 8에 나타낸 사출장치(510)에 있어서, 전방 플랜지부재(216)와 후방 플랜지부재(217) 사이에, 스크루 지지부재이고 가동 플레이트로서의 프레셔 플레이트(221)가, 가열실린더(211) 내에 회전 가능하게 설치된 스크루(214)의 축방향으로 이동 가능하게, 또한, 다른 방향으로 이동 불가능하게 설치되어 있다.
후방 플랜지부재(217)에는, 사출구동부(모터)인 마스터측 구동부(233A) 및 슬레이브측 구동부(233B)가 장착되어 있다. 마스터측 구동부(233M) 및 슬레이브측 구동부(233S)는, 스러스트 하중을 계측하는 하중 검출기로서의 마스터측 로드셀(234M) 및 슬레이브측 로드셀(234S)을 통하여, 후방 플랜지부재(217)에 장착되어 있다.
또한, 프레셔 플레이트(221)의 마스터측 구동부(233M) 및 슬레이브측 구동부(233S)에 대응하는 위치에는, 마스터측 볼나사너트(231M) 및 슬레이브측 볼 나사너트(231S)가 각각 장착되어 있다. 마스터측 볼나사너트(231M) 및 슬레이브측 볼나사너트(231S)에는, 마스터측 구동부(233M) 및 슬레이브측 구동부(233S)에 의하여 각각 회전되는 마스터측 볼나사축(232M) 및 슬레이브측 볼나사축(232S)이 각각 맞물려 있다.
마스터측 볼나사너트(231M)와 마스터측 볼나사축(232M), 및, 슬레이브측 볼나사너트(231S)와 슬레이브측 볼나사축(232S)은, 회전운동을 직선운동으로 변환하는 운동방향 변환기구로서 기능하며, 사출구동부(233M, 233S)와, 볼나사너트(231M, 231S) 및 볼나사축(232M, 232S)은 동일직선 상에 설치되어 있다.
로드셀(234M, 234S)은, 개략적으로 구멍 뚫린 원반 형태의 형상을 가지며, 외주(外周) 근방 부분인 고정부가 볼트 등의 체결부재에 의하여 후방 플랜지부재(217)의 후면(도면에 있어서의 우측면)에 고정되어 있다. 또한, 로드셀(234M, 234S)의 내주(內周) 근방 부분인 수압부는, 베어링 홀더(235)와 사출구동부(233M, 233S)의 선단 플레이트(端板)(242)에 의하여 끼워진 상태로, 베어링 홀더(235)와 전방부 선단 플레이트(242)에 고정되어 있다.
이러한 구조 하에서, 마스터측 로드셀(234M) 및 슬레이브측 로드셀(234S)에 의하여 검출된 마스터 모터측 볼나사축(232M)의 축력(M) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(232S)의 축력(S)을, 제어부(500)에 있어서 비교하여 양자의 차(축력(M)－축력(S), 또는 축력(S)－축력(M))를 조사한다.
이러한 차에 따라, 도 3 또는 도 4를 참조하여 설명한 마스터 모터측 볼나사축 및 슬레이브 모터측 볼나사축에 있어서의 축력의 밸런스 조정방법을 이용하여, 슬레이브 모터측 볼나사축(232S)의 위치를 조작하여야 할 양을 결정하여 그 위치를 보정함으로써, 마스터 모터측 볼나사축(23SM) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(232S)에 작용하고 있는 부하의 차를 없애서, 양 축에 있어서의 축력차(軸力差)를 해소한다.
[제3 실시예]
다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 의한 사출장치에 대하여 설명한다.
도 9는, 본 발명의 제3 실시예에 의한 사출장치의 사출구동부의 단면도이다. 본 발명의 제3 실시예에 의한 사출장치는, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 본 발명의 제1 실시예에 의한 사출장치의 변형예이다. 따라서, 도 9에 있어서, 도 7에 나타낸 구성부품과 동등한 부품에는 같은 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
도 9에 나타낸 사출장치에 있어서, 베어링 홀더(173) 및 사출구동부(150M, 150S)는, 하중 검출기 또는 변형부재로서의 로드셀(174M, 174S)을 통하여, 후방 플랜지부재(111)에 장착되어 있다.
로드셀(174M, 174S)은, 개략 구멍 뚫린 원반 형태의 형상을 가지며, 외주 근방 부분인 고정부(174a)가 볼트(175) 등의 체결부재에 의하여 후방 플랜지부재(111)의 후면(도면에 있어서의 우측의 면)에 고정되어 있다. 또한, 로드셀(174M, 174S)의 내주 근방 부분인 수압부(174c)는, 베어링 홀더(173)와 사출구동부(150M, 150S)의 선단 플레이트(154)에 의하여 끼워진 상태로, 베어링 홀더(173)와 선단 플레이트(154)에 고정되어 있다. 이로써, 사출구동부(150M, 150S)는, 로드셀(174M, 174S)을 통하여 후방 플랜지부재(111)에 대하여 축방향으로 이동 가능하게 장착된다.
또한, 선단 플레이트(154)의 앞면에 있어서의 내주 끝단 테두리에는, 도시를 생략하지만, 전방으로 돌출하여 로드셀(174M, 174S)의 구멍 내에 끼워넣는 개략 원통 형상의 끼워맞춤 돌기가 형성되어 있다. 이 끼워맞춤 돌기가 로드셀(174M, 174S)의 구멍 내에 끼워넣어짐으로써, 선단 플레이트(154)와 로드셀(174M, 174S)은, 그들의 축심이 일치한 상태로 위치결정된 상태가 된다. 로드셀(174M, 174S)은 후방 플랜지부재(111)에 장착되어 있으므로, 선단 플레이트(154)는 후방 플랜지부재(111)에 대하여 축심이 일치한 상태로 위치결정된 상태가 된다.
로드셀(174M, 174S)에 있어서의 고정부(174a)와 수압부(174c)의 경계부분은, 스트레인 게이지 등의 도시되지 않은 변형 계측기가 장착되는 경계부(174b)이다. 경계부(174b)는, 비교적 얇은 두께로 되어 있어서, 볼나사축(122M, 122S)의 스러스트 하중이 베어링 홀더(173)를 통하여 수압부(174c)에 전달되면, 변형이 발생한다. 경계부(174b)에 발생한 변형을 변형 계측기에 의하여 계측함으로써, 스러스트 하중 의 크기를 계측할 수 있다.
이러한 구조 하에, 본 실시예에 있어서도, 마스터측 로드셀(174M) 및 슬레이브측 로드셀(174S)에 의하여 검출된 마스터 모터측 볼나사축(122M)의 축력(M) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(122S)의 축력(S)을, 도시를 생략하는 제어부에 있어서 비교하여 양자의 차(축력(M)－축력(S), 또는 축력(S)－축력(M))를 조사한다.
이러한 차에 따라, 도 3 또는 도 4를 참조하여 설명한 마스터 모터측 볼나사축 및 슬레이브 모터측 볼나사축에 있어서의 축력의 밸런스 조정방법을 이용하여, 슬레이브 모터측 볼나사축(122S)의 위치를 조작하여야 할 양을 결정하여 그 위치를 보정함으로써, 마스터 모터측 볼나사축(23SM) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(232S)에 작용하고 있는 부하의 차를 없애서, 양 축에 있어서의 축력차(軸力差)를 해소한다.
[제4 실시예]
다음으로, 본 발명의 제4 실시예에 의한 사출장치에 대하여 설명한다.
도 10은, 본 발명의 제4 실시예에 의한 사출장치의 단면도이다. 도 10에 있어서, 도 6에 나타낸 구성부품과 동등한 부품에는 같은 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
도 6에 나타낸 본 발명의 제1 실시예에 의한 사출장치에서는, 사출 리어 서포트(111)의 내부로서, 마스터측 볼나사축(122M)이 설치되어 있는 부분에 로드셀(174M)이, 또한, 슬레이브측 볼나사축(122S)이 설치되어 있는 부분에 로드 셀(174S)이, 장착되어 있었다.
도 10에 나타낸 사출장치(610)에 있어서는, 가이드 바(112)에 슬라이딩 가능하게 지지되어 스크루(102)와 함께 축방향으로 진퇴하는 프레셔 플레이트(120)와, 마스터측 볼나사축(122M)과 맞물리는 축맞물림부로서의 마스터측 볼나사너트(121M) 사이에, 마스터측 볼나사축(122M)의 축력을 검출하는 하중 검출기를 구성하는 변형부재인 로드셀(374M)이 배치되어 있다. 마찬가지로, 프레셔 플레이트(120)와, 슬레이브측 볼나사축(122S)과 맞물리는 축맞물림부인 슬레이브측 볼나사너트(121S) 사이에, 슬레이브측 볼나사축(122S)의 축력을 검출하는 하중 검출기를 구성하는 변형부재인 로드셀(174S)이 배치되어 있다.
이러한 구조에 있어서도, 마스터측 로드셀(374M) 및 슬레이브측 로드셀(374S)에 의하여 검출된 마스터 모터측 볼나사축(122M)의 축력(M) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(122S)의 축력(S)을, 제어부(600)에 있어서 비교하여 양자의 차(축력(M)－축력(S), 또는 축력(S)－축력(M))를 조사한다.
이러한 차에 따라, 도 3 또는 도 4를 참조하여 설명한 마스터 모터측 볼나사축 및 슬레이브 모터측 볼나사축에 있어서의 축력의 밸런스 조정방법을 이용하여, 슬레이브 모터측 볼나사축(122S)의 위치를 조작하여야 할 양을 결정하여 그 위치를 보정함으로써, 마스터 모터측 볼나사축(122M) 및 슬레이브 모터측 볼나사축(122S)에 작용하고 있는 부하의 차를 없애서, 양 축에 있어서의 축력차(軸力差)를 해소한다.
이와 같이, 본 발명의 각 실시예에 있어서는, 마스터측 로드셀 및 슬레이브측 로드셀이, 마스터측 볼나사축 및 슬레이브측 볼나사축에, 또는, 프레셔 플레이트와 마스터측 볼나사너트 및 슬레이브측 볼나사너트의 사이에, 설치되어, 마스터측 볼나사축 및 슬레이브측 볼나사축의 축력을 검출하고 있다. 그리고, 이러한 축력차에 따라, 도 3 또는 도 4를 참조하여 설명한 마스터 모터측 볼나사축 및 슬레이브 모터측 볼나사축에 있어서의 축력의 밸런스 조정방법을 이용하여, 슬레이브 모터측 볼나사축의 위치를 조작하여야 할 양을 결정하여 그 위치를 보정한다. 그 결과, 마스터 모터측 볼나사축 및 슬레이브 모터측 볼나사축에 발생하고 있는 부하의 차를 없애서 양 축에 있어서의 축력차를 해소하고 있다.
따라서, 사출성형기의 부품 공차(公差)나, 사출성형기의 조립에 있어서의 장착 오차 등이 존재하여, 각 볼나사축에 부하가 평형상태로 작용하고 있지 않는 경우이더라도, 간이한 구조로 이를 검지하여 조정할 수 있어, 양 볼나사축 사이의 부하 밸런스의 균형을 도모할 수 있다.
따라서, 볼나사축에 작용하는 부하의 차에 근거하여 어느 하나의 볼나사너트 등에 편심하중이 집중되어, 국소적으로 응력이 발생하는 것을 회피할 수 있어서, 볼나사너트 또는 볼나사축 등의 수명의 저하 등을 방지할 수 있다.
또한, 사출구동부(모터)로부터의 축력이 가하여지는 사출 스크루의 피구동부분의 상호간 사이 또는 근방에 로드셀이 설치되어 있는 도 1에 나타낸 예와는 달리, 각 축마다 축력을 검출하고 있으므로, 정밀도 좋게 축력차를 파악할 수 있어, 양 축의 축력의 밸런스를 잡을 수 있다. 특히, 도 6 내지 도 9에 나타낸 예에서는, 로드셀은 구동부와, 사출 리어 서포트, 후방 플랜지부재 등의 고정부 사이에 설치되어 있으므로, 축력의 검출에 대한 회전 모멘트의 저감을 도모할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명은 특정한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
예컨대, 볼나사축의 축력을 검출하기 위한 로드셀의 배치 방법은 도 6 내지 도 10에 나타낸 예에 한정되지 않고, 각 축의 축력을 검출할 수 있는 한, 다른 배치 방법이어도 좋다.
또한, 상술한 실시예에서는, 검출기에 의하여 검출된 축력을 제어부(제어부(40) 등) 내에서 연산하여, 축위치를 보정하는 예를 나타내었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 반드시 제어부 내에서 그 연산을 행할 필요는 없다.
예컨대, 마스터측 축력 검출기(27) 및 슬레이브측 축력 검출기(28)의 검출치, 또는 그 검출치의 차를, 도시를 생략하는 표시부에 표시시켜도 좋다. 그리고, 오퍼레이터는, 그 표시부에 표시된 마스터측 축력 검출기(27) 및 슬레이브측 축력 검출기(28)의 검출치, 또는 그 검출치의 차를 보면서, 일방의 모터(예컨대, 마스터 모터(21))의 정지위치를 유지시킨 상태에서, 타방의 모터(예컨대, 슬레이브 모터(22))를 구동시켜서, 검출치를 비교하여 조정하도록 하여도 좋다. 이 경우, 오퍼레이터는, 그 검출치의 차가 미리 정하여진 값 이하가 될 때까지, 도시를 생략하는 설정부에 상기 타방의 모터의 조정량을 입력한다.
또한, 표시부에는, 검출치의 차를 기초로 제어부 내에서 연산된 상기 타방의 모터의 조정량을 표시하도록 하여도 좋다. 이 경우, 오퍼레이터는, 표시된 모터의 조정량을 기초로, 설정부에 상기 타방의 모터의 조정량을 입력하도록 하여도 좋다.
또한, 상술한 실시예에서는, 모터와 볼나사의 조합이 2세트인 예를 나타내었지만, 3세트 이상인 경우이더라도, 본 발명을 적용할 수 있다.
본 출원은, 2005년 11월 21일에 출원된 일본국 특허출원 2005-336251호에 근거하는 것이며, 그 전체 내용이 본 출원에 참조된다.
본 발명은, 복수의 축에 의하여 구동대상을 진퇴 구동하는 기구를 구비한 사출장치 및 사출장치의 조정방법에 적용 가능하다.

Claims (9)

  1. 복수의 축에 의하여 구동대상을 진퇴 구동하는 기구를 구비한 사출장치로서,
    각 축의 축력(軸力)을 검출하는 복수의 축력 검출부와,
    상기 복수의 축력 검출부에 의하여 검출되는 검출치를 비교하여, 상기 검출치가 나타내는 각 축의 축력의 차에 근거하여, 상기 복수의 축 중 조작대상이 되는 축의 위치를 조작하여야 할 양을 산출하여 그 위치를 보정하여, 상기 축력의 차를 해소하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 축력의 차가 소정의 기준치 이내에 있는지 여부를 판정하고,
    상기 축력의 차가 상기 소정의 기준치를 넘어 있는 경우에, 상기 조작대상이 되는 축의 위치를 조작하는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 축력의 차가 상기 소정의 기준치를 넘어 있는 경우에, 상기 조작대상이 되는 축의 위치를 제1 방향으로 제1 길이 이동을 하는 제1 조작을 행하고,
    제1 조작에 의하여 상기 축력의 차가 감소한 경우에는, 상기 축력의 차가 상 기 소정의 기준치 이내에 있는지 여부를 판정하고,
    상기 축력의 차가 상기 소정의 기준치를 넘어 있는 경우에, 상기 조작대상이 되는 축의 위치를 상기 제1 방향으로 상기 제1 길이보다도 짧은 제2 길이 이동을 하는 제2 조작을 행하는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 축력의 차가 상기 소정의 기준치를 넘어 있는 경우에, 상기 조작대상이 되는 축의 위치를 제1 방향으로 제1 길이 이동을 하는 제1 조작을 행하고,
    상기 제1 조작에 의해서도 상기 축력의 차가 감소하지 않는 경우에는, 상기 조작대상이 되는 축의 위치를 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 상기 제1 길이 이동을 하는 제2 조작을 행하며,
    상기 제2 조작에 의하여 상기 축력의 차가 소정의 기준치 이내가 되었는지 여부를 판정하고,
    상기 축력의 차가 상기 소정의 기준치를 넘어 있는 경우에, 상기 조작대상이 되는 축의 위치를 상기 제2 방향으로 상기 제1 길이보다도 짧은 제2 길이 이동을 하는 제3 조작을 행하는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축력 검출부는, 상기 축을 회전하는 사출구동부의 고정부 내부로서, 상 기 축이 설치되어 있는 부분에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축력 검출부는, 상기 축을 회전하는 사출구동부와, 상기 사출구동부의 고정부에 끼워져 지지되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 축력 검출부는, 상기 사출구동부의 상기 고정부에 체결부재를 통하여 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축력 검출부는,
    (1) 사출구동부에 의하여 회전되는 상기 축에 맞물리는 축맞물림부로서, 상기 축에 전달된 회전운동을 상기 축과 함께 상기 구동대상을 진퇴시키는 직선운동으로 변환하는 축맞물림부와,
    (2)상기 구동대상
    의 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  9. 사출장치의 조정방법으로서,
    상기 사출장치에 구비된 복수의 축의 축력을 각각 검출하고,
    검출된 상기 각 축의 축력의 차가 소정의 기준치를 넘어 있는 경우에, 조작대상이 되는 축의 위치를 보정하여 상기 축력의 차를 조정하는 것을 특징으로 하는 사출장치의 조정방법.
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