KR910005203B1

KR910005203B1 - 전동식 사출 성형기

Info

Publication number: KR910005203B1
Application number: KR1019880700278A
Authority: KR
Inventors: 요시하루 이나바; 마사또시 소가베
Original assignee: 후아낙크 가부시끼가이샤; 이나바 세이우에몽
Priority date: 1986-09-02
Filing date: 1987-09-01
Publication date: 1991-07-23
Also published as: JPH0513805B2; EP0280743A1; KR880701623A; DE3782817T2; JPS6360720A; EP0280743A4; WO1988001562A1; US4895505A; DE3782817D1; EP0280743B1

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

전동식 사출 성형기

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 사출 성형기의 요부를 나타낸 개략도.

제2도는 제1도의 직선 이동형 전동기를 나타낸 부분 개략 사시도.

제3도는 전동기의 부분 개략 종 단면도.

제4도는 전동기에 공급되는 3상 교류의 파형도.

제5a도는 리니어 모우터의 고정자와 이동자와의 어떤 위치관계를 나타낸 설명도.

제5b도는 제5a도의 위치 관계에 있어서 고정자에 흐르는 전류, 이 전류에 의하여 생성되는 자계와 이동자에 의하여 생성되는 자계를 각각 나타낸 파형도.

제6a도는 고정자와 이동자와의 다른 위치관계를 나타낸 설명도.

제6b도는 제6a도의 위치 관계에 대응하는 파형도.

제7a도는 또 다른 위치 관계를 나타낸 설명도.

제7b도는 제7a도의 위치관계에 대응하는 파형도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 직선 이동형 전동기를 구동원으로 사용한 사출 성형기에 관한 것이다.

[배경기술]

사출 성형기는 스크류를 축방향으로 이동시켜서 사출을 행하는 사출기구, 금형을 개폐, 체부하는 형체결기구, 이젝터 핀을 축방향으로 이동시켜서 성형품을 취출하는 이젝트기구, 또한 노즐을 금형에 접촉시키기 위한 노즐터치 기구 등을 갖고, 이들 각 기구는 직선적으로 구동되는 축(이하 직선 운동 부재라 한다) 예를 들면 스크류를 갖고 있다.

유압으로 구동되는 사출 성형기에 있어서는, 이들 직선 운동 부재를 유압실린더로 구동함으로써, 간단하게 직선 운동을 행하게 할 수가 있다. 한편, 사출 성형기를 전동기에 의하여 구동하는 경우에는 종래, 전동기의 회전출력을 볼나사, 너트 등의 변환기구에 의해 직선 운동부재의 운동방향으로 작용하는 구동력(이하 직선 구동력이라 칭한다)으로 변환하여, 이 직선 구동력으로 직선 운동부재를 구동하고 있었다.

이와 같이, 종래의 사출 성형기는 변환기구를 요하므로, 구조가 복잡하고, 비용이 많이 들고, 또, 변환기구를 배설하기 위한 스페이스를 요하여, 장치가 대형으로 되는 결점이 있다.

본 발명의 목적은 구성이 간단하고 콤팩트하고 그리고 염가의 사출 성형기를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 사출 성형기는 사출 성형기 본체에 대하여 직선 이동자재하게 배설된 직선 이동 부재를 이 성형기 본체에 의하여 지지된 직선 이동형 전동기의 정지부에 대하여 직선 이동 자재에 배설된 이 전동기의 가동부에 일체 이동자재하게 연결한 구성으로써 된다.

이상과 같이, 본 발명은 직선 운동 부재의 구동원에 직선 이동형 전동기를 사용하였으므로, 회전 구동력을 직선 구동력으로 변환하기 위한 변환기구가 불필요하다. 이 결과, 구성이 간단, 콤팩트하고, 그리고 염가의 사출 성형기가 제공된다.

[발명의 최선 실시 형태]

제1도는, 사출기구의 구동원으로 직선 이동형 전동기(이하, 리니어 모우터라 칭함)를 사용한, 본 발명의 1실시예에 의한 사출 성형기를 나타낸다. 참고부호 10은 리니어 모우터의 1 절반부를 구성하는 환상의 고정자로서, 사출 성형기의 베이스(B)에 고착되어 있다. 참고부호 20은 리니어 모우터의 다른 잘반부를 구성하는 이동자로서, 고정자(10)의 중앙 중공부를 관통하여 뻗어 있다. 이동자(20)의 샤프트(21)의 일단은 고착수단(70)에 의하여 스크류(30)의 스크류축(31)에 고착되며, 타단은 고착수단(80)에 의하여 스플라인 축(60)에 고착되어 있다. 스플라인 축(60)의 스플라인 홈부(61)에는 통체(51)가 스플라인 결합하고, 스플라인 축(60)과 통체(51)는 일체 회전자재하게 그리고 상대 축 방향 이동자재하게 되어 있다.

회전 구동부재(50)에는 중앙단부 구멍(52)이 형성되고, 구멍(52)의 확경부에 통체(51)가 부재(50)와 일체회전 자재하게 끼워 부착되고, 구멍(52)의 소경부는 스플라인 축(62)를 완만하게 삽통하고 있다. 그리하여, 회전 구동부재(50)는 고착수단(90)을 통하여 스크류(30)를 회전시키기 위한 스크류 회전용 모우터(40)의 모우터 축(41)에 연결되어 있다.

다음에, 제2도와 제3도를 참조하여 리니어 모우터에 대하여 다시 설명한다.

리니어 모우터의 고정자(10)는 외통(11), 복수의 환상의 코어(12)와, 복수의 환상의 프린트형 코일(13∼18)로 구성되어 있다. 외통(11)은 연자성 재료(예를 들면, 연강)로써되며, 프린트형 코일(13∼18)은 소정의 내경을 갖고 그리고 외통(11)내에 끼워 맞추어져 있다. 코어(12)는 연자성 재료(예를 들면 연강)로써되며, 적합하게는 프린트형 코일(13∼18)과 같은 내경을 갖고, 그리고 외부통체(11)내에 끼워 맞추어져 있으며, 또한 그 외주면 상에는 축 방향을 따라서 홈부(도시하지 않음)가 형성되어 있으며, 이 홈부에는 프린트형 코일(13∼18)끼리의 또는 코일과 3상 교류 전원(도시 생략)을 접속하는 리드선(도시 생략)이 배설되어 있다.

외통(11), 코어(12)와, 프린트형 코일(13∼18)은 미리 개별로 제조되어 있으며 그 조립에 있어서는 외부통체(11)의 내부에 7개의 코어(12)와 프린트형 코일(13∼18)을 교대로 배열하고 그리고 프린트형 코일(13∼18)의 각각의 2본의 리드선을 코어의 홈부를 통하여 외부로 도출시키고, 최후에, 소각 등에 의하여 양단의 코어(12)를 외부 통체(11)에 결합시킨다. 그리고 참고부호 19는 고정자(10)를 사출성형기의 베이스(B)에 고정하기 위하여 고정자(10)에 고착되어 잇는 장착부재이다.

한편, 이동자(20)는 샤프트(21), 복수의 환상의 요유크(일부를 부호 22로 나타낸다), 및 복수의 환상의 영구자석(일부를 부호 23, 24, 25, 26으로 나타낸다)으로 구성되어 있다. 샤프트(21)는 비자성 재료로써 되며, 요우크(22)는 고정자(10)의 내경보다 약간 작은 외경을 갖고 그리고 샤프트(21) 외부에 끼워 맞추어져 있다. 영구자석(23, 24, 25, 26……)은 적합하게도 요우크(2)와 같은 외경을 갖고, 그리고 샤프트(21) 외부에 끼워 맞추어져 있다. 요우크(22)와 영구자석(23, 24, 25, 26……)의 각각의 길이는 영구자석과 코일 유닛이 후술하는 소요의 전자 작용을 나타내는 값으로 미리 결정되어 있다.

샤프트(21), 요우크(22)와 영구자석(23, 24, 25, 26……)은 미리 개별적으로 제조되어 있으며, 그 조립에 있어서는 샤프트(21)의 외주면에 요우크(22)와 영구자석(23, 24, 25, 26……)을 교대로 그리고 이동자(20)의 소요 이동스트로우크 보다 큰 길이에 걸쳐서 배열되며, 그리고 영구자석은 그 극성 방향이 교대로 변경되도록 배열하며, 최후로 소각 등에 의하여 이동자(20)의 양단에 배설된 요우크(22)를 샤프트(21)에 결합시킨다. 이때, 요우크(22)는 하나 간격으로 N극, S극으로 자화된다.

프린트형 코일쌍, 13과 16, 14와 17, 15와 18은 각각 3상 교류(제4도 참조)의 각상, U, W, V에 접속되고, 그리고, 제5도 내지 제7도에 나타낸 바와 같이, 프린트형 코일쌍을 이룬 2개의 코일에 흐르는 전류의 방향이 서로 반대 방향으로 되도록 각각의 리드선이 3상 교류 전원에 접속된다.

다음에, 이 리니어 모우터를 구동하여 사출을 행하는 경우에 대하여 제4도 내지 제7도를 참조하면서 설명한다.

먼저, 고정자(10)와 전기자(20)가 제5a도에 나타내는 위치관계로 있고 그리고 각 프린트형 코일(13∼18)에 제4도에 나타내는 3상 교류가 공급되어 있는 것으로 한다. t₁의 시점에 있어서, 프린트형 코일(+U)(13)에는 U=1, 즉 100%의 전류가 흐르고 있으며, 프린트형 코일(-W)(14)에는 W=-(1/2), 즉, 50%의 전류가 흐르고 있으며, 프린트형 코일(+V)(15)에는 V=-(1/2), 즉 -50%의 전류가 흐르고 있으며, 이하 동일하게, 프린트형 코일(-V)(16)에는 -100%의 전류가 프린트형 코일(+W)(17)에는 -50%의 전류가, 프린트형 코일(-V)(18)에는 50%의 전류가 각각 흐르고 있다. 즉, 프린트형 코일(13∼18)에 흐르는 전류는 제5b도에 나타난 바와 같이 계단형의 파형 A로 되며, 이 파형 A를 전체적으로 균일하게 한 것이 점선으로 나타내는 파형 B이다. 이 전류 파형 B에 의하여 발생하는 자계는 이 전류 분포와 위상적으로 90°, 편기한 파형 C로 나타낸다. 한편, 영구자석(24∼26)에 의하여 발생하는 자계는 파형 D로 나타낸다. 따라서, 제5b도에 나타내는 파형 C와 D의 상대적 위상 관계로부터 명백한 바와 같이 파형 D의 S극은 파형 C의 S극으로부터 배척되며, 그리고, 파형 C의 N극으로 흡인되며, 파형 D의 N극은 파형 C의 N극으로 부터 배척된다. 이 결과, 고정자(10)에 대하여 이동가능한 이동자(20)는 화살표로 나타낸 바와 같이 우측으로 이동한다. 이와 같이 하여서, 제6a도에 나타낸 바와 같은 위치 관계로 이동한다.

다음에, t₂의 시점에 있어서는, 프린트형 코일(13∼18)에 흐르는 전류, 이 전류를 균일하게 한 것의, 이 균일하게 한 전류에 의해 발생하는 자계, 및 영구자석(24∼26)에 발생하는 자계는 각각, 제6b도에 있어서, 파형 A, B, C, D로 나타낸다. 파형 C와 D의 상대적 위치 관계로부터 명백한 바와 같이, 전기자(20)는 화살표로 나타낸 바와 같이 우측으로 이동한다. 이와 같이 하여서, 제7a도에 나타낸 바와 같은 위치 관계로 이동한다.

다음에, t₃의 시점에 있어서는, 프린트형 코일(13∼18)에 흐르는 전류, 이 전류를 균일하게 한 것의, 균일하게 한 전류에 의하여 발생하는 자계, 및 영구자석(25∼27)에 의하여 발생하는 자계는 각각 제7b도에 있어서 파형 A, B, C, D로 나타낸다. 따라서, 파형 C와 D의 상대적 위치 관계로부터 명백한 바와 같이, 전기자(20)는 화살표로 나타낸 바와 같이 우측으로 이동한다.

상술한 설명으로부터 명백한 바와 같이, 각 프린트형 코일(13∼18)에 삼상 교류를 공급함으로써 이동자(20), 즉 샤프트(21)를 직선적으로 이동시켜서, 스크류(30)를 전진(제1도 우측 방향)시킴으로써 사출을 행할 수가 있다.

또 계량시에는 스크류 회전용의 모우터(40)를 구동하고, 회전 구동부재(50)와 외통(51) 및 스플라인축(60)을 통하여 모우터(40)에 일체 회전자재하게 연결된 이동자(20)의 샤프트(21)를 회전시켜, 이것에 의해 스크류(30)를 회전시킨다.

이때, 리니어 모우터의 고정자(10)의 프린트형 코일(13∼18)에 약한 전류를 흘려서, 소정 배압을 용융수지에 제공하도록 하면 된다.

그리고, 상기 실시예에서는 리니어 모우터는 동기식 경우를 예로서 설명하였는데, 이에 한정되지 않으며, 유도식의 리니어 모우터를 사용할 수가 있다. 이 경우에는 제2도 및 제3도에 나타낸 바와 같은 구성에 있어서, 비자성의 샤프트(21) 대신에 연자성체로써 되는 샤프트가 영구자석(23, 24, 25, 26……) 대신에 도전체가 각각 사용된다. 또 유도식의 경우에는 환상의 도전체와 환상의 요우크를 프린트형 코일(13∼18)과 동기 관계로 배치할 필요는 없다.

또, 상기 실시예에서는 스크류를 축 방향으로 구동하는 사출 축의 구동원으로 리니어 모우터를 사용하였으나, 형체기구나, 이젝터, 노즐터치 기구등의 직선 운동을 행하는 부재의 구동원으로 리니어 모우터를 사용하면, 상술한 바와 같이, 회전운동을 직선운동으로 변경하는 변환기구가 필요 없이 구성을 간단하게 할 수가 있다. 특히, 스크류를 축 방향으로 구동하는 구동원으로 상술한 바와 같은 원통형의 리니어 모우터를 사용하면 스크류이 축방향으로의 이동과 스크류의 회전도 간단한 구성으로 달성할 수가 있으므로 효과가 있다.

Claims

사출 성형기 본체에 대하여 직선 이동자재하게 배치된 직선 이동부재와, 이 사출 성형기 본체에 의하여 지지된 정지부와 이 정지부에 대하여 직선 이동자제하게 배치된 가동부로 구성된 직선 이동형 전동기를 갖고, 이 상기 직선 이동부재를 상기 직선 이동형 전동기의 가동부에 일체로 이동자재하게 연결한 사출 성형기.
제1항에 있어서, 상기 직선 이동형 전동기는 계자 시스템과 전기자로 구성된 동기식 전동기이며, 상기 직선 이동형 전동기의 상기 가동부 및 상기 정지부의 한쪽을 상기 계자 시스템으로 구성하고, 다른쪽을 상기 전기자로 구성한 사출 성형기.
제1항에 있어서, 상기 직선 이동형 전동기는 계자 시스템과 도전체로 구성된 유도식 전동기이며, 상기 직선 이동형 전동기의 상기 가동부 및 상기 정지부의 한쪽을 상기 계자 시스템으로 구성하고, 다른쪽을 상기 도전체자로 구성한 사출 성형기.
제1항에 있어서, 상기 직선 이동형 전동기는 환상의 요우크와 환상의 영구자석이 축 방향으로 교대로 끼워 부착된 비자성 샤프트와, 이 샤프트를 완면하게 삽통하는 통형 구조체로 이루어지고, 이 통형 구조체는 환상 코어와 환상 프린트형 코일을 축 방향으로 교대로 배치한 것을 연자성체로 이루어진 외통내에 끼워 맞춰 이루어지고, 상기 직선 이동형 전동기의 상기 정지부 및 상기 가동부의 한쪽을 상기 샤프트로써 구성하고, 다른쪽을 상기 통형 구조체로서 구성한 사출 성형기.
제4항에 있어서, 상기 사출 성형기는 상기 직선 이동부재로서의 스크류를 갖는 사출 기구를 포함하며, 이 스크류를 상기 직선 이동형 전동기의 상기 비자성 샤프트에 연결한 사출 성형기.