WO2022163487A1 - 射出装置および制御方法 - Google Patents

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WO2022163487A1
WO2022163487A1 PCT/JP2022/001947 JP2022001947W WO2022163487A1 WO 2022163487 A1 WO2022163487 A1 WO 2022163487A1 JP 2022001947 W JP2022001947 W JP 2022001947W WO 2022163487 A1 WO2022163487 A1 WO 2022163487A1
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WO
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screw
bush
torque
motor
injection device
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PCT/JP2022/001947
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English (en)
French (fr)
Inventor
大澤卓也
関口彰太朗
Original Assignee
ファナック株式会社
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Priority to JP2022517215A priority patent/JP7082254B1/ja
Priority to US18/273,189 priority patent/US20240051207A1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/47—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating

Definitions

  • the present invention relates to an injection device and a control method.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-055488 discloses a motor control unit that controls a linear motion motor and a rotary motion motor.
  • the linear motion motor is a motor that moves the bush in the axial direction of the screw.
  • the rotational motion motor is a motor that rotates the bush around the axis of the screw.
  • the motor control unit controls the linear motion motor to advance the bushing in the direction of approaching the screw from the state separated from the screw.
  • the motor control section controls the motor for rotary motion to rotate the bush.
  • the motor control section stops advancing the bush when a predetermined condition is satisfied.
  • the predetermined condition is that the torque of the linear motion motor falls below a second torque smaller than the first torque before the rotation angle of the bush reaches 360 degrees, or the rotation angle of the bush reaches 360 degrees or more. This is the case where the torque of the linear motion motor does not fall below the second torque.
  • JP-A-2019-055488 only direct torque is monitored. Therefore, when the spline shaft comes into contact with the bottom surface of the spline hole and the torque becomes equal to or greater than the first torque, the bush is rotated 360 degrees even after the spline fitting is completed. Therefore, the work of rotating the bush is wasted.
  • the present invention provides an injection device and a control method that can improve the working efficiency of spline fitting.
  • a first aspect of the present invention is a screw disposed along a front-rear direction for injecting an injection resin and a rearward direction opposite to the forward direction; and a bush formed so as to be spline-fitted with the screw,
  • An injection device for spline-fitting a screw and the bush a linear motion motor for moving the bush forward and backward in the longitudinal direction with respect to the screw; a rotary motor that rotates the bushing with respect to the screw; a first detection unit that detects a linear motion torque of the linear motion motor; a second detection unit that detects the rotational torque of the rotary motor; a motor control unit that executes control processing for controlling the linear motion motor and the rotary motor while monitoring the linear motion torque and the rotational torque so that the bush is spline-fitted to the screw; Prepare.
  • a second aspect of the present invention is a screw arranged along a front-rear direction in which an injection resin is injected and a rearward direction opposite to the forward direction; a bush formed so as to be spline-fittable with the screw; a linear motion motor for moving the bush forward and backward in the longitudinal direction with respect to the screw; a rotary motor that rotates the bushing with respect to the screw; a first detection unit that detects a linear motion torque of the linear motion motor; a second detection unit that detects the rotational torque of the rotary motor;
  • a control method for controlling the linear motion motor and the rotary motor while monitoring the linear motion torque and the rotary torque so that the screw and the bush are spline-fitted in an injection device comprising: a rotational advancement step of rotating and advancing the bush with respect to the screw; a rotation stopping step of stopping rotation of the bush when the rotational torque exceeds a rotational torque threshold; an advance stop step of stopping the advance of the bush when the linear torque exceeds a linear torque threshold; including
  • a third aspect of the present invention is a screw arranged along a front-rear direction in which an injection resin is injected and a rearward direction opposite to the forward direction; a bush formed so as to be spline-fittable with the screw; a linear motion motor for moving the bush forward and backward in the longitudinal direction with respect to the screw; a rotary motor that rotates the bushing with respect to the screw; a first detection unit that detects a linear motion torque of the linear motion motor; a second detection unit that detects the rotational torque of the rotary motor;
  • a control method for controlling the linear motion motor and the rotary motor while monitoring the linear motion torque and the rotary torque so that the screw and the bush are spline-fitted in an injection device comprising: a rotating advance step that alternately repeats a forward motion of advancing the bush for a first prescribed time period and a rotating motion of rotating the bushing for a second prescribed time period; an advancing step that continues to advance the bush if the rotational torque exceeds a rotational torque threshold
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an injection device according to one embodiment.
  • FIG. 2 shows a screw and bushing.
  • FIG. 3 is a flow chart showing a first processing mode of control processing executed by the motor control section to spline-fit the screw and bush.
  • FIG. 4 is a flow chart showing a second processing mode of control processing executed by the motor control unit to spline-fit the screw and bush.
  • FIG. 5 is a diagram showing a screw and bush of Modification 1.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram showing the screw and bush of Modification 2.
  • FIG. 7 is a diagram showing a screw and a bush of Modification 3.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view of the screw of FIG. 7, and
  • FIG. 8B is a cross-sectional view of the bushing of FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing a screw and bush of Modification 4.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an injection device according to one embodiment.
  • FIG. 2 shows a screw
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an injection device 10 according to one embodiment.
  • the injection device 10 injects molding resin into a mold.
  • the injection direction for injecting the molding resin is the forward direction
  • the direction opposite to the injection direction is the rearward direction.
  • the injection device 10 is provided with a screw 12 , a bush 14 , a bush fastening portion 16 and a drive mechanism 18 .
  • the screw 12 is accommodated in the through hole 20H of the cylinder 20.
  • the screw 12 rotates to forward the molding resin introduced into the through-hole 20H.
  • a nozzle 22 is provided at the front end of the cylinder 20 , and the molding resin fed by the screw 12 is injected from the nozzle 22 .
  • the screw 12 has a screw portion 12A and a spline portion 12B.
  • the screw part 12A is the front part of the screw 12.
  • a spiral protrusion 12P is formed on the outer peripheral surface of the screw portion 12A.
  • the spline portion 12B is the rear portion of the screw 12 and is connected to the rear end of the screw portion 12A.
  • An outer peripheral surface of the spline portion 12B is formed with protrusions and recesses that can be spline-fitted with the bush 14 .
  • the bushing 14 is spline-fitted with the screw 12 .
  • the bushing 14 has a through hole 14H penetrating in the front-rear direction.
  • the inner peripheral surface of the through-hole 14H is formed with irregularities that can be spline-fitted with the spline portion 12B.
  • the bush 14 is provided with an annular projection 14A projecting rearward from the rear end surface of the bush 14 .
  • the bush fastening portion 16 is a member that can fix the bush 14 .
  • the bush fastening portion 16 has a concave portion 16A in which the convex portion 14A of the bush 14 is accommodated.
  • the bushing 14, in which the convex portion 14A is accommodated in the concave portion 16A, is fixed to the bush fastening portion 16 with a bolt.
  • the drive mechanism 18 is a mechanism that drives at least one of the screw 12 and the bush 14 so as to move the bush 14 relative to the screw 12 .
  • the drive mechanism 18 that drives the bush 14 is used.
  • the drive mechanism 18 includes a linear motor 24 , a rotary motor 26 and a motor control section 28 .
  • the direct-acting motor 24 is a motor that advances and retracts the bush 14 in the front-rear direction.
  • a motor shaft of the direct-acting motor 24 is connected to a ball screw 30 that rotates together with the motor shaft.
  • a sliding portion 32 is attached to the ball screw 30 so as to move the ball screw 30 back and forth in accordance with the rotation of the direct-acting motor 24 .
  • a linear motion gear 34 is rotatably attached to the sliding portion 32 .
  • the linear motion gear 34 is fixed to the rear end of the bush fastening portion 16 .
  • the linear motor 24 is provided with an encoder 36 that detects the rotation angle of the linear motor 24 and a first detector 38 that detects the linear torque of the linear motor 24 .
  • the rotary motor 26 is a motor that rotates the bush 14 with respect to the screw 12 .
  • a rotation gear 40 that meshes with the linear motion gear 34 is connected to the motor shaft of the rotation motor 26 .
  • the rotary motor 26 is provided with an encoder 42 that detects the rotation angle of the rotary motor 26 and a second detector 44 that detects the rotational torque of the rotary motor 26 .
  • the direct-acting gear 34 moves back and forth via the ball screw 30 and the sliding portion 32 in accordance with the rotation of the direct-acting motor 24 .
  • the rotation gear 40 and the rotary motor 26 meshing with the linear motion gear 34 move in the longitudinal direction, and the bush 14 moves in the longitudinal direction via the bush fastening portion 16 to which the linear motion gear 34 is fixed.
  • the rotation gear 40 rotates according to the rotation of the rotary motor 26 .
  • the linear motion gear 34 meshing with the rotation gear 40 rotates, and the bush 14 rotates via the bush fastening portion 16 to which the linear motion gear 34 is fixed.
  • the motor control unit 28 advances and retreats the bush 14 with respect to the screw 12 by controlling the linear motion motor 24 so that the rotation angle detected by the encoder 36 becomes a target value. Further, the motor control unit 28 rotates the bush 14 by controlling the rotary motor 26 so that the rotation angle detected by the encoder 42 becomes a target value.
  • the motor control unit 28 executes control processing for controlling the linear motion motor 24 and the rotary motor 26 so that the bush 14 is spline-fitted to the screw 12 .
  • the motor control unit 28 controls the linear motor 24 and the rotary motor 26 while monitoring the linear torque detected by the first detector 38 and the rotational torque detected by the second detector 44. .
  • FIG. 2 is a diagram showing the screw 12 and the bush 14.
  • FIG. 1 is a diagram showing the screw 12 and the bush 14.
  • FIG. 1 A plurality of outer peripheral protrusions 50 are formed on the outer peripheral surface of the spline portion 12B and extend in the front-rear direction at intervals in the peripheral direction of the spline portion 12B.
  • Each of the plurality of outer peripheral protrusions 50 is divided by a fitting groove 52 that makes a round along the circumferential direction of the spline portion 12B.
  • An annular retainer 46 ( FIG. 1 ) is fitted in the fitting groove 52 .
  • each of the plurality of outer peripheral projections 50 is the same. Only one of the plurality of outer peripheral protrusions 50 will be described below regarding the shape of the outer peripheral protrusion 50 .
  • An outer peripheral protrusion slope 50S is formed at one rear end portion of both side surfaces 50F1 and 50F2 of the outer peripheral protrusion 50 in the circumferential direction of the screw 12 .
  • the outer peripheral protrusion slope 50S is inclined so that the outer peripheral protrusion width 50W along the circumferential direction of the screw 12 becomes smaller toward the rear end.
  • a plurality of inner peripheral protrusions 60 are formed on the inner peripheral surface of the through hole 14H of the bush 14 and extend in the front-rear direction at intervals in the peripheral direction of the through hole 14H.
  • Each of the plurality of inner peripheral projections 60 has the same shape. Only one of the plurality of inner peripheral protrusions 60 will be described below regarding the shape of the inner peripheral protrusion 60 .
  • An inner peripheral protrusion inclined surface 60S is formed at one front end portion of both side surfaces 60F1 and 60F2 of the inner peripheral protrusion 60 in the circumferential direction of the through hole 14H.
  • the inner peripheral protrusion slope 60S is inclined such that the inner peripheral protrusion width 60W along the circumferential direction of the through hole 14H becomes smaller toward the front end.
  • control processing executed by the motor control unit 28 for spline-fitting the screw 12 and the bush 14 will be described separately for a first processing mode and a second processing mode.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a first processing mode of control processing executed by the motor control unit 28 to spline-fit the screw 12 and the bush 14 together.
  • This control process is started after the bush 14 is moved to a predetermined fitting start position spaced rearward from the rear end surface of the screw 12 .
  • the rotation center line LN1 (FIG. 2) of the screw 12 and the center line LN2 (FIG. 2) of the through hole 14H of the bush 14 are preferably aligned, but the rotation center line LN1 and the center line LN2 may be slightly deviated.
  • step S ⁇ b>1 the motor control unit 28 advances the bush 14 toward the screw 12 while rotating the bush 14 .
  • the control process proceeds to step S2.
  • step S2 the motor control section 28 compares the rotational torque detected by the second detection section 44 with a predetermined rotational torque threshold.
  • the control process remains at step S2.
  • the control process proceeds to step S3.
  • the phenomenon in which the rotational torque exceeds the rotational torque threshold in step S2 occurs in the following state. That is, the screw 12 and the bush 14 are in a fitted state in which they are spline-fitted, or in a guided state in which they are guided to be spline-fitted.
  • the guidance state is one of the following three states. One is a state in which the front end of the inner peripheral protrusion 60 of the bush 14 is in contact with the outer peripheral protrusion slope 50S of the screw 12 . The other is a state in which the rear end of the outer peripheral protrusion 50 of the screw 12 is in contact with the inner peripheral protrusion slope 60S of the bush 14 . The other is a state in which the inner peripheral protrusion slope 60S of the bush 14 is in contact with the outer peripheral protrusion slope 50S of the screw 12 .
  • step S3 the motor control unit 28 stops the rotation of the bush 14.
  • step S4 the control process proceeds to step S4.
  • step S4 the motor control unit 28 compares the linear motion torque detected by the first detection unit 38 while the bush 14 is moving forward with the linear motion torque threshold.
  • the control process remains at step S4.
  • the control process proceeds to step S5.
  • step S4 the phenomenon in which the linear torque exceeds the linear torque threshold in step S4 occurs in the following state. That is, the rear end surface of the screw 12 spline-fitted with the bush 14 is in contact with the bottom surface of the concave portion 16A of the bush fastening portion 16 .
  • step S5 the motor control unit 28 terminates the control process by stopping the forward movement of the bush 14 when the direct torque exceeds the direct torque threshold.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a second processing form of control processing executed by the motor control unit 28 to spline-fit the screw 12 and the bush 14 together.
  • This control process is started after the bush 14 is moved to the fitting start position, as in the first process mode.
  • the rotation center line LN1 (FIG. 2) of the screw 12 and the center line LN2 (FIG. 2) of the through hole 14H of the bush 14 are preferably aligned, but the rotation center line LN1 and the center line LN2 may be slightly deviated.
  • step S11 the motor control unit 28 starts advancing the bush 14 for the first specified time.
  • step S12 the control process proceeds to step S12.
  • step S12 the motor control unit 28 compares the rotational torque detected by the second detection unit 44 during the forward motion with the rotational torque threshold. Here, if the rotational torque does not exceed the rotational torque threshold, the control process proceeds to step S13. On the other hand, when the rotational torque exceeds the rotational torque threshold, the control process proceeds to step S15.
  • step S13 the motor control unit 28 starts a rotation operation to rotate the bush 14 for the second specified time at the position where the forward movement ended.
  • the second specified time may be the same as or different from the first specified time.
  • step S14 the motor control unit 28 compares the rotational torque detected by the second detection unit 44 during the rotation operation with the rotational torque threshold.
  • the control process returns to step S11. In this case, the motor control unit 28 starts forward movement from the position (phase) when the rotation movement ends.
  • the control process proceeds to step S15. It should be noted that the phenomenon that the rotational torque exceeds the rotational torque threshold in step S14 occurs in the fitted state. On the other hand, the phenomenon that the rotational torque exceeds the rotational torque threshold in step S12 occurs in the guiding state.
  • step S15 the motor control unit 28 continues advancing the bush 14 without rotating it.
  • the control process proceeds to step S16.
  • step S16 the motor control unit 28 compares the linear motion torque detected by the first detection unit 38 while the bush 14 is moving forward with the linear motion torque threshold.
  • the control process remains at step S16.
  • the control process proceeds to step S17.
  • a phenomenon in which the linear torque exceeds the linear torque threshold occurs when the rear end of the spline-fitted screw 12 is in contact with the bottom surface of the concave portion 16A of the bush fastening portion 16 .
  • step S17 the motor control unit 28 terminates the control process by stopping the forward movement of the bush 14 when the direct torque exceeds the direct torque threshold.
  • the motor control unit 28 controls the linear motion motor 24 and the linear motion motor 24 while monitoring the linear motion torque and the rotational torque so that the screw 12 and the bush 14 are spline-fitted.
  • a control process for controlling the rotary motor 26 is executed. Accordingly, it is possible to monitor not only the linear motion torque but also the rotational torque to determine whether or not the spline is fitted. Therefore, useless rotation of the bush 14 can be reduced, and as a result, work efficiency of spline fitting can be improved.
  • the motor control unit 28 moves the bush 14 forward while rotating it with respect to the screw 12, stops the rotation of the bush 14 when the rotation torque exceeds the rotation torque threshold, and the linear motion torque is The control process is terminated when the direct torque threshold is exceeded. Thereby, the rotation of the bush 14 after the spline fitting can be suppressed.
  • the motor control unit 28 alternately repeats the forward movement and the rotational movement, and advances the bush 14 when the rotational torque exceeds the rotational torque threshold during forward movement or rotational movement. continue. After that, the motor control unit 28 terminates the control process when the direct torque exceeds the direct torque threshold. Thereby, similarly to the first processing mode, it is possible to suppress the rotation of the bush 14 after the spline fitting.
  • the forward speed of each of the plurality of forward motions may be the same or different. Further, the advancing speed of the forward motion when alternately repeating the rotating motion and the forward motion when the bushing 14 is continued to move forward until the linear motion torque exceeds the linear motion torque threshold value without executing the rotating motion is the same. may be different.
  • an outer peripheral protrusion slope 50S is formed on each outer peripheral protrusion 50 on the outer peripheral surface on the rear end side of the screw 12 .
  • an inner peripheral protrusion slope 60S is formed on each inner peripheral protrusion 60 on the inner peripheral surface of the bush 14 on the front end side.
  • the other is a state in which the inner peripheral protrusion slope 60S of the bush 14 is in contact with the outer peripheral protrusion slope 50S of the screw 12 . Therefore, it is possible to reduce the rotation of the bush 14 until the spline fitting is performed, compared to the case where the outer peripheral protrusion slope 50S and the inner peripheral protrusion slope 60S are not formed.
  • FIG. 5 is a diagram showing the screw 12 and bushing 14 of Modification 1. As shown in FIG. In FIG. 5, the same reference numerals are assigned to the same configurations as those described in the embodiment. In addition, in this modification, the description which overlaps with embodiment is omitted.
  • the rear end of the outer peripheral protrusion 50 of the screw 12 and the front end of the inner peripheral protrusion 60 of the bush 14 do not have a flat surface.
  • the rear end of the outer peripheral protrusion 50 and the front end of the inner peripheral protrusion 60 are formed in a sharp or rounded shape. This avoids a situation in which the rear end surface of the outer peripheral projection 50 and the front end surface of the inner peripheral projection 60 come into contact with each other and the bush 14 does not move forward. Therefore, the reliability of spline fitting can be further enhanced compared to the embodiment. Also, the rotation of the bush 14 until spline fitting can be reduced.
  • FIG. 6 is a diagram showing the screw 12 and bushing 14 of Modification 2. As shown in FIG. 6, the same reference numerals are assigned to the same configurations as those described in the embodiment. In addition, in this modification, the description which overlaps with embodiment is omitted.
  • the outer peripheral protrusion slope 50S of the outer peripheral protrusion 50 is formed on each of the two side surfaces 50F1 and 50F2 of the screw 12 in the circumferential direction.
  • inner peripheral projection slopes 60S of the inner peripheral projection 60 are formed on both side surfaces 60F1 and 60F2 of the through hole 14H in the circumferential direction.
  • spline fitting can be achieved by simply advancing the bush 14 without rotating it in the following situations.
  • the front end of the inner peripheral protrusion slope 60S is in contact with the outer peripheral protrusion slope 50S.
  • the rear end of the outer peripheral protrusion slope 50S is in contact with the inner peripheral protrusion slope 60S.
  • FIG. 7 is a diagram showing the screw 12 and bushing 14 of Modification 3.
  • FIG. 8A is a view showing a cross section of the screw 12 of FIG. 7.
  • FIG. 8B is a diagram showing a cross section of bushing 14 of FIG.
  • the same reference numerals are assigned to the same configurations as those described in the embodiment.
  • the description which overlaps with embodiment is omitted.
  • a second outer peripheral protrusion slope 50SS is formed on the outer peripheral protrusion 50 of this modified example.
  • the second outer peripheral protrusion slope 50SS is inclined so that the outer diameter of the screw 12 decreases toward the rear end of the outer peripheral protrusion 50 . That is, the second outer peripheral projection slope 50SS is inclined so that the radius R1 (FIG. 8A) of the screw 12 from the rotation center line LN1 of the screw 12 becomes smaller toward the rear end of the outer peripheral projection 50.
  • a second inner peripheral protrusion slope 60SS is formed on the inner peripheral protrusion 60 of this modification.
  • the second inner peripheral protrusion slope 60SS is inclined so that the inner diameter of the bush 14 increases toward the front end of the inner peripheral protrusion 60 . That is, the second inner peripheral projection slope 60SS is inclined such that the radius R2 (FIG. 8B) of the through hole 14H from the center line LN2 of the through hole 14H increases toward the front end of the inner peripheral projection 60.
  • the second outer peripheral projection slope 50SS and the second inner peripheral protrusion slope 60SS By forming the second outer peripheral projection slope 50SS and the second inner peripheral protrusion slope 60SS, contact between the rear end surface of the outer peripheral projection 50 and the front end surface of the inner peripheral projection 60 is reduced. Therefore, the situation in which the bush 14 does not move forward is reduced. As a result, compared to the case where the second outer peripheral protrusion slope 50SS and the second inner peripheral protrusion slope 60SS are not formed, the reliability of the spline fitting is enhanced.
  • FIG. 9 is a diagram showing the screw 12 and bushing 14 of Modification 4. As shown in FIG. 9, the same reference numerals are assigned to the same configurations as those described above. In addition, in this modification, the overlapping description is omitted.
  • the second outer peripheral protrusion slope 50SS is formed between the outer peripheral protrusions 50 in addition to the outer peripheral protrusions 50 .
  • the second inner peripheral protrusion inclined surface 60SS is formed between the inner peripheral protrusions 60 and the inner peripheral protrusions 60.
  • the second outer peripheral projection slope 50SS may be formed around the entire axis of the screw 12 from the side surface to the rear end surface of the screw 12 (see FIG. 9).
  • the second inner peripheral projection slope 60SS may be formed all around the axis of the bush 14 from the inner peripheral surface to the front end surface (see FIG. 9).
  • the second outer peripheral protrusion slope 50SS may be formed only between the outer peripheral protrusions 50 and 50 .
  • the second inner peripheral protrusion slope 60SS may be formed only between the inner peripheral protrusions 60 and 60 .
  • the rear end of the outer peripheral protrusion 50 may be positioned on the same plane as the rear end surface of the screw 12 or may be positioned on the front end side of the rear end surface of the screw 12 .
  • the rear end of the outer peripheral projection 50 in the embodiment, modified example 1, modified example 2, or modified example 3 may be positioned closer to the front end than the rear end surface of the screw 12 .
  • the rear end of the outer peripheral projection 50 in Modification 4 may be positioned on the same plane as the rear end surface of the screw 12 .
  • the front end of the inner peripheral projection 60 may be positioned on the same plane as the front end face of the bush 14 or may be positioned on the rear end side of the front end face of the bush 14 . That is, the front end of the inner peripheral projection 60 in the embodiment, modified example 1, modified example 2, or modified example 3 may be located on the rear end side of the front end surface of the bush 14 . Further, the front end of the inner peripheral projection 60 in Modification 4 may be positioned on the same plane as the front end surface of the bush 14 .
  • the outer peripheral projecting slope 50S and the inner peripheral projecting slope 60S may not be formed, and the second outer peripheral projecting slope 50SS and the second inner peripheral projecting slope 60SS may be formed. Further, the outer peripheral protrusion slope 50S and the inner peripheral protrusion slope 60S, and the second outer peripheral protrusion slope 50SS and the second inner peripheral protrusion slope 60SS may not be formed.
  • a first aspect of the present invention comprises a screw (12) disposed along a front-rear direction in which a resin for injection is injected and a rearward direction opposite to the forward direction, and a screw (12) formed so as to be spline-fittable with the screw.
  • an injection device (10) for spline-fitting the screw and the bush comprising a direct-acting motor (14) for advancing and retracting the bush in the longitudinal direction relative to the screw ( 24), a rotary motor (26) that rotates the bush with respect to the screw, a first detector (38) that detects the linear motion torque of the linear motion motor, and a rotational torque of the rotary motor.
  • the motor control unit advances the bush while rotating the screw with respect to the screw, stops the rotation of the bush when the rotational torque exceeds a rotational torque threshold, and the direct-acting torque increases to the direct-acting torque.
  • the control process may be terminated when the threshold value is exceeded. Thereby, the rotation of the bush after the spline fitting can be suppressed.
  • the motor control unit alternately repeats an advancing operation for advancing the bushing for a first specified time period and a rotating operation for rotating the bushing for a second specified time period.
  • the bush When the rotational torque exceeds the rotational torque threshold, the bush may be continued to advance, and the control process may be terminated when the direct torque exceeds the direct torque threshold. Thereby, the rotation of the bush after the spline fitting can be suppressed.
  • the motor control section may start the rotational movement at the position where the forward movement is completed. As a result, it is possible to quickly shift from the forward motion to the rotating motion.
  • the motor control section may start the forward movement at the phase when the rotational movement is completed. As a result, it is possible to quickly shift from the rotating motion to the forward motion.
  • the screw has a plurality of outer peripheral protrusions (50) formed on the outer peripheral surface of the rear end side of the screw and extending along the front-rear direction at intervals in the peripheral direction of the screw, and the plurality of outer peripheral protrusions is formed with an outer peripheral projection slope (50S) inclined so that the outer peripheral projection width (50W) along the circumferential direction of the screw becomes smaller toward the rear end, and the bush extends in the front-rear direction.
  • 50S outer peripheral projection slope
  • Each of the inner peripheral protrusions may be formed with an inner peripheral protrusion slope (60S) inclined so that the inner peripheral protrusion width (60W) along the circumferential direction of the through hole becomes smaller toward the front end.
  • a second outer peripheral projection slope (50SS) is formed so that the outer diameter of the screw decreases toward the rear end.
  • a second inner circumferential projection slope (60SS) may be formed so that the inner diameter of the bush increases toward the end. This reduces the situation in which the rear end face of the outer peripheral protrusion and the front end face of the inner peripheral protrusion come into contact with each other and the bush does not move forward. Therefore, the reliability of the spline fitting can be enhanced compared to the case where the second outer peripheral protrusion slope and the second inner peripheral protrusion slope are not formed.
  • the second outer peripheral protrusion slope may be formed on the outer peripheral protrusion, and the second inner peripheral protrusion slope may be formed on the inner peripheral protrusion.
  • the second outer peripheral protrusion slope may be formed between the outer peripheral protrusion and the outer peripheral protrusion, and the second inner peripheral protrusion slope may be formed between the inner peripheral protrusion and the inner peripheral protrusion. good. Thereby, the reliability of the spline fitting can be enhanced.
  • a screw is arranged along the front-rear direction for injecting an injection resin and the rearward direction opposite to the front-rear direction, and a bush is formed so as to be spline-fitted with the screw.
  • a linear motion motor for moving the bush forward and backward with respect to the screw;
  • a rotary motor for rotating the bush with respect to the screw;
  • An injection device comprising a detector and a second detector for detecting the rotational torque of the rotary motor monitors the linear motion torque and the rotational torque so that the screw and the bush are spline-fitted.
  • a control method for controlling the linear motion motor and the rotary motor while rotating wherein a rotary advance step is performed to advance the bush while rotating it with respect to the screw, and when the rotary torque exceeds a rotary torque threshold, a rotation stop step of stopping rotation of the bush; and an advance stop step of stopping the advance of the bush when the direct acting torque exceeds a direct acting torque threshold. Accordingly, it is possible to monitor not only the linear motion torque but also the rotational torque to determine whether or not the spline is fitted. Therefore, it is possible to suppress the rotation of the bush after the spline fitting, and as a result, it is possible to improve the working efficiency of the spline fitting.
  • a screw is arranged along a front-rear direction in which an injection resin is injected and a rearward direction opposite to the front direction, and a bush is formed so as to be spline-fitted with the screw.
  • a linear motion motor for moving the bush forward and backward with respect to the screw;
  • a rotary motor for rotating the bush with respect to the screw;
  • An injection device comprising a detector and a second detector for detecting the rotational torque of the rotary motor monitors the linear motion torque and the rotational torque so that the screw and the bush are spline-fitted.
  • a control method for controlling the direct-acting motor and the rotary motor wherein a forward motion for advancing the bush for a first specified time and a rotating motion for rotating the bush for a second specified time are alternately repeated.
  • an advancing step if the rotational torque exceeds a rotational torque threshold during the forward movement or the rotational movement, an advancing step of continuing to advance the bushing, wherein the linear torque exceeds the linear torque threshold; and an advance stop step of stopping the advance of the bush when the bushing is stopped.

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Abstract

一実施形態による射出装置（１０）は、直動モータ（２４）の直動トルクを検出する第１検出部（３８）と、回転モータ（２６）の回転トルクを検出する第２検出部（４４）とを用いて、スクリュー（１２）に対してブッシュ（１４）がスプライン嵌合するように、直動トルクおよび回転トルクを監視しながら直動モータ（２４）および回転モータ（２６）を制御する。

Description

射出装置および制御方法
　本発明は、射出装置、および、制御方法に関する。
　特開２０１９－０５５４８８号公報には、直動運動用モータと、回転運動用モータとを制御するモータ制御部が開示されている。直動運動用モータは、スクリューの軸方向にブッシュを移動させるモータである。回転運動用モータは、スクリューの軸回りにブッシュを回転させるモータである。
　モータ制御部は、直動運動用モータを制御して、スクリューと離間した状態からブッシュをスクリューに接近する方向に前進させる。ブッシュの前進中に、直動運動用モータのトルクが第１トルク以上となった場合、モータ制御部は、回転運動用モータを制御してブッシュを回転させる。その後、モータ制御部は、所定の条件を満たしたときに、ブッシュの前進を停止させる。所定の条件は、ブッシュの回転角度が３６０度になるまでに直動運動用モータのトルクが第１トルクよりも小さい第２トルクを下回る場合、もしくは、ブッシュの回転角度が３６０度以上になっても直動運動用モータのトルクが第２トルクを下回らない場合である。
　特開２０１９－０５５４８８号公報では、直動運動用モータのトルクが第１トルク以上となる場合として、２つの場合が考えられる。すなわち、１つ目は、スプライン軸とスプライン孔とが嵌合せずにスクリューにブッシュが接触する場合である。２つ目は、スプライン軸と嵌合したブッシュが前進し続けて、スプライン孔の底面にスプライン軸が接触する場合である。
　しかし、特開２０１９－０５５４８８号公報では、直動トルクのみを監視している。そのため、スプライン孔の底面にスプライン軸が接触して第１トルク以上となった場合、スプライン嵌合が完了しても、ブッシュを３６０度回転させる。したがって、ブッシュを回転させる作業が無駄になる。
　そこで、本発明は、スプライン嵌合の作業効率を高め得る射出装置および制御方法を提供する。
　本発明の第１の態様は、
　射出用樹脂を射出する前方向と、前記前方向とは逆の後方向との前後方向に沿って配置されるスクリューと、前記スクリューとスプライン嵌合可能に形成されるブッシュとを有し、前記スクリューと前記ブッシュとをスプライン嵌合させる射出装置であって、
　前記スクリューに対して、前記前後方向に前記ブッシュを進退させる直動モータと、
　前記スクリューに対して、前記ブッシュを回転させる回転モータと、
　前記直動モータの直動トルクを検出する第１検出部と、
　前記回転モータの回転トルクを検出する第２検出部と、
　前記スクリューに対して前記ブッシュがスプライン嵌合するように、前記直動トルクおよび前記回転トルクを監視しながら前記直動モータおよび前記回転モータを制御する制御処理を実行するモータ制御部と、
　を備える。
　本発明の第２の態様は、
　射出用樹脂を射出する前方向と、前記前方向とは逆の後方向との前後方向に沿って配置されるスクリューと、
　前記スクリューとスプライン嵌合可能に形成されるブッシュと、
　前記スクリューに対して、前記前後方向に前記ブッシュを進退させる直動モータと、
　前記スクリューに対して、前記ブッシュを回転させる回転モータと、
　前記直動モータの直動トルクを検出する第１検出部と、
　前記回転モータの回転トルクを検出する第２検出部と、
　を備える射出装置が、前記スクリューと前記ブッシュとがスプライン嵌合するように、前記直動トルクおよび前記回転トルクを監視しながら前記直動モータおよび前記回転モータを制御する制御方法であって、
　前記スクリューに対して前記ブッシュを回転させながら前進させる回転前進ステップと、
　前記回転トルクが回転トルク閾値を超えた場合には、前記ブッシュの回転を停止させる回転停止ステップと、
　前記直動トルクが直動トルク閾値を超えたときに前記ブッシュの前進を停止させる前進停止ステップと、
　を含む。
　本発明の第３の態様は、
　射出用樹脂を射出する前方向と、前記前方向とは逆の後方向との前後方向に沿って配置されるスクリューと、
　前記スクリューとスプライン嵌合可能に形成されるブッシュと、
　前記スクリューに対して、前記前後方向に前記ブッシュを進退させる直動モータと、
　前記スクリューに対して、前記ブッシュを回転させる回転モータと、
　前記直動モータの直動トルクを検出する第１検出部と、
　前記回転モータの回転トルクを検出する第２検出部と、
　を備える射出装置が、前記スクリューと前記ブッシュとがスプライン嵌合するように、前記直動トルクおよび前記回転トルクを監視しながら前記直動モータおよび前記回転モータを制御する制御方法であって、
　第１規定時間だけ前記ブッシュを前進させる前進動作と、第２規定時間だけ前記ブッシュを回転させる回転動作とを交互に繰り返す回転前進ステップと、
　前記前進動作または前記回転動作の動作中に前記回転トルクが回転トルク閾値を超えた場合には、前記ブッシュを前進させ続ける前進ステップと、
　前記直動トルクが直動トルク閾値を超えたときに前記ブッシュの前進を停止させる前進停止ステップと、
　を含む。
　本発明の態様によれば、直動トルクのみならず回転トルクを監視してスプライン嵌合がされているか否かを把握することができる。したがって、無駄にブッシュを回転させることを低減することができ、この結果、スプライン嵌合の作業効率を高めることができる。
図１は、一実施形態による射出装置を示す概略図である。 図２は、スクリューおよびブッシュを示す図である。 図３は、スクリューとブッシュとをスプライン嵌合するためにモータ制御部が実行する制御処理の第１処理形態を示すフローチャートである。 図４は、スクリューとブッシュとをスプライン嵌合するためにモータ制御部が実行する制御処理の第２処理形態を示すフローチャートである。 図５は、変形例１のスクリューおよびブッシュを示す図である。 図６は、変形例２のスクリューおよびブッシュを示す図である。 図７は、変形例３のスクリューおよびブッシュを示す図である。 図８Ａは、図７のスクリューの断面を示す図であり、図８Ｂは、図７のブッシュの断面を示す図である。 図９は、変形例４のスクリューおよびブッシュを示す図である。
［実施形態］
　図１は、一実施形態による射出装置１０を示す概略図である。射出装置１０は、金型に対して成形用樹脂を射出する。本実施形態では、成形用樹脂を射出する射出方向は前方向とし、射出方向とは逆の方向は後方向とする。射出装置１０には、スクリュー１２と、ブッシュ１４と、ブッシュ締結部１６と、駆動機構１８とが備えられる。
　スクリュー１２は、シリンダ２０の貫通孔２０Ｈに収容される。スクリュー１２は、回転することで、貫通孔２０Ｈに投入される成形用樹脂を前方向に送る。シリンダ２０の前端にはノズル２２が設けられ、スクリュー１２によって送られる成形用樹脂がノズル２２から射出される。スクリュー１２は、スクリュー部１２Ａとスプライン部１２Ｂとを有する。
　スクリュー部１２Ａは、スクリュー１２の前部である。スクリュー部１２Ａの外周面には、螺旋状の突起１２Ｐが形成される。スプライン部１２Ｂは、スクリュー１２の後部であり、スクリュー部１２Ａの後端に連接する。スプライン部１２Ｂの外周面には、ブッシュ１４とスプライン嵌合可能な凹凸が形成される。
　ブッシュ１４は、スクリュー１２とスプライン嵌合される。ブッシュ１４は、前後方向に貫通する貫通孔１４Ｈを有する。貫通孔１４Ｈの内周面には、スプライン部１２Ｂとスプライン嵌合可能な凹凸が形成される。ブッシュ１４には、ブッシュ１４の後端面から後方に突出する環状の凸部１４Ａが設けられる。
　ブッシュ締結部１６は、ブッシュ１４を固定し得る部材である。ブッシュ締結部１６は、ブッシュ１４の凸部１４Ａが収容される凹部１６Ａを有する。凹部１６Ａに凸部１４Ａが収容されるブッシュ１４がボルトによりブッシュ締結部１６に固定される。
　駆動機構１８は、スクリュー１２に対してブッシュ１４を相対移動させるように、スクリュー１２およびブッシュ１４の少なくとも一方を駆動する機構である。本実施形態は、ブッシュ１４を駆動する駆動機構１８とする。駆動機構１８には、直動モータ２４と、回転モータ２６と、モータ制御部２８とが備えられる。
　直動モータ２４は、前後方向にブッシュ１４を進退させるモータである。直動モータ２４のモータ軸には、モータ軸と一緒に回転するボールねじ３０が連結される。ボールねじ３０には、直動モータ２４の回転に応じてボールねじ３０を前後方向に進退するように摺動部３２が取り付けられる。摺動部３２には、直動用ギア３４が回転可能に取り付けられる。直動用ギア３４は、ブッシュ締結部１６の後端に固定される。直動モータ２４には、直動モータ２４の回転角を検出するエンコーダ３６と、直動モータ２４の直動トルクを検出する第１検出部３８とが設けられる。　
　回転モータ２６は、スクリュー１２に対して、ブッシュ１４を回転させるモータである。回転モータ２６のモータ軸には、直動用ギア３４と噛み合う回転用ギア４０が連結される。回転モータ２６には、回転モータ２６の回転角を検出するエンコーダ４２と、回転モータ２６の回転トルクを検出する第２検出部４４とが設けられる。
　駆動機構１８では、直動モータ２４が回転した場合、直動モータ２４の回転に応じて、ボールねじ３０および摺動部３２を介して前後方向に直動用ギア３４が移動する。この場合、直動用ギア３４と噛み合う回転用ギア４０および回転モータ２６が前後方向に移動するとともに、直動用ギア３４が固定されるブッシュ締結部１６を介して、ブッシュ１４が前後方向に移動する。一方、回転モータ２６が回転した場合、回転モータ２６の回転に応じて回転用ギア４０が回転する。この場合、回転用ギア４０と噛み合う直動用ギア３４が回転し、直動用ギア３４が固定されるブッシュ締結部１６を介して、ブッシュ１４が回転する。
　モータ制御部２８は、エンコーダ３６で検出される回転角が目標値となるように直動モータ２４を制御することで、スクリュー１２に対してブッシュ１４を進退させる。また、モータ制御部２８は、エンコーダ４２で検出される回転角が目標値となるように回転モータ２６を制御することで、ブッシュ１４を回転させる。
　また、モータ制御部２８は、スクリュー１２に対してブッシュ１４がスプライン嵌合するように、直動モータ２４および回転モータ２６を制御する制御処理を実行する。この場合、モータ制御部２８は、第１検出部３８で検出される直動トルクと、第２検出部４４で検出される回転トルクとを監視しながら直動モータ２４および回転モータ２６を制御する。
　図２は、スクリュー１２およびブッシュ１４を示す図である。スプライン部１２Ｂの外周面には、スプライン部１２Ｂの周方向に間隔をあけて前後方向に沿って延びる複数の外周突起５０が形成される。複数の外周突起５０の各々は、スプライン部１２Ｂの周方向に沿って一周する嵌合溝５２によって分断される。嵌合溝５２には、環状のリテーナ４６（図１）が嵌合される。
　複数の外周突起５０の各々の形状は同じである。以下、外周突起５０の形状に関する説明は、複数の外周突起５０の中の１つのみとする。スクリュー１２の周方向における外周突起５０の両側面５０Ｆ１、５０Ｆ２の一方の後端部には、外周突起斜面５０Ｓが形成される。外周突起斜面５０Ｓは、スクリュー１２の周方向に沿った外周突起幅５０Ｗが後端に向かうほど小さくなるように、傾斜する。
　ブッシュ１４の貫通孔１４Ｈの内周面には、貫通孔１４Ｈの周方向に間隔をあけて前後方向に沿って延びる複数の内周突起６０が形成される。複数の内周突起６０の各々の形状は同じである。以下、内周突起６０の形状に関する説明は、複数の内周突起６０の中の１つのみとする。貫通孔１４Ｈの周方向における内周突起６０の両側面６０Ｆ１、６０Ｆ２の一方の前端部には、内周突起斜面６０Ｓが形成される。内周突起斜面６０Ｓは、貫通孔１４Ｈの周方向に沿った内周突起幅６０Ｗが、前端に向かうほど小さくなるように、傾斜する。
　ここで、スクリュー１２とブッシュ１４とをスプライン嵌合するためにモータ制御部２８が実行する制御処理を、第１処理形態と第２処理形態とに分けて説明する。
　図３は、スクリュー１２とブッシュ１４とをスプライン嵌合するためにモータ制御部２８が実行する制御処理の第１処理形態を示すフローチャートである。本制御処理は、スクリュー１２の後端面から後方向に離間する所定の嵌合開始位置にブッシュ１４が移動された後に開始される。なお、嵌合開始位置では、スクリュー１２の回転中心線ＬＮ１（図２）と、ブッシュ１４の貫通孔１４Ｈの中心線ＬＮ２（図２）とは一致していることが望ましいが、回転中心線ＬＮ１と中心線ＬＮ２とが僅かにずれていてもよい。
　ステップＳ１において、モータ制御部２８は、ブッシュ１４を回転させながら、スクリュー１２に向かってブッシュ１４を前進させる。ブッシュ１４の前進が開始されると、制御処理はステップＳ２に移行する。
　ステップＳ２において、モータ制御部２８は、第２検出部４４で検出される回転トルクを、所定の回転トルク閾値と比較する。ここで、回転トルクが回転トルク閾値を超えない場合、制御処理はステップＳ２に留まる。一方、回転トルクが回転トルク閾値を超える場合、制御処理はステップＳ３に移行する。
　なお、ステップＳ２において回転トルクが回転トルク閾値を超える現象は、次のような状態で生じる。すなわち、スクリュー１２とブッシュ１４とがスプライン嵌合している嵌合状態、もしくは、スプライン嵌合するように案内されている案内状態である。案内状態は、具体的には、次の３つの状態のいずれかである。１つは、スクリュー１２の外周突起斜面５０Ｓに、ブッシュ１４の内周突起６０の前端が接触している状態である。もう１つは、スクリュー１２の外周突起５０の後端に、ブッシュ１４の内周突起斜面６０Ｓが接触している状態である。もう１つは、スクリュー１２の外周突起斜面５０Ｓに、ブッシュ１４の内周突起斜面６０Ｓが接触している状態である。
　ステップＳ３において、モータ制御部２８は、ブッシュ１４の回転を停止させる。ブッシュ１４の回転が停止されると、制御処理はステップＳ４に移行する。
　ステップＳ４において、モータ制御部２８は、ブッシュ１４の前進中に第１検出部３８で検出される直動トルクを、直動トルク閾値と比較する。ここで、直動トルクが直動トルク閾値を超えない場合、制御処理はステップＳ４に留まる。一方、直動トルクが直動トルク閾値を超える場合、制御処理はステップＳ５に移行する。
　なお、ステップＳ４において直動トルクが直動トルク閾値を超える現象は、次のような状態で生じる。すなわち、ブッシュ１４とスプライン嵌合したスクリュー１２の後端面が、ブッシュ締結部１６の凹部１６Ａの底面と接触した状態である。
　ステップＳ５において、モータ制御部２８は、直動トルクが直動トルク閾値を超えたときを契機としてブッシュ１４の前進を停止することで制御処理を終了する。
　図４は、スクリュー１２とブッシュ１４とをスプライン嵌合するためにモータ制御部２８が実行する制御処理の第２処理形態を示すフローチャートである。本制御処理は、第１処理形態と同様に、嵌合開始位置にブッシュ１４が移動された後に開始される。なお、嵌合開始位置では、スクリュー１２の回転中心線ＬＮ１（図２）と、ブッシュ１４の貫通孔１４Ｈの中心線ＬＮ２（図２）とは一致していることが望ましいが、回転中心線ＬＮ１と中心線ＬＮ２とが僅かにずれていてもよい。
　ステップＳ１１において、モータ制御部２８は、第１規定時間だけブッシュ１４を前進させる前進動作を開始する。前進動作が開始されると、制御処理はステップＳ１２に移行する。
　ステップＳ１２において、モータ制御部２８は、前進動作の動作中に第２検出部４４で検出される回転トルクを、回転トルク閾値と比較する。ここで、回転トルクが回転トルク閾値を超えない場合、制御処理はステップＳ１３に移行する。一方、回転トルクが回転トルク閾値を超える場合、制御処理はステップＳ１５に移行する。
　ステップＳ１３において、モータ制御部２８は、前進動作が終了したときの位置で、第２規定時間だけブッシュ１４を回転させる回転動作を開始する。第２規定時間は、第１規定時間と同じであってもよく、異なっていてもよい。回転動作が開始されると、制御処理はステップＳ１４に移行する。
　ステップＳ１４において、モータ制御部２８は、回転動作の動作中に第２検出部４４で検出される回転トルクを、回転トルク閾値と比較する。ここで、回転トルクが回転トルク閾値を超えない場合、制御処理はステップＳ１１に戻る。この場合、モータ制御部２８は、回転動作が終了したときの位置（位相）から前進動作を開始する。一方、回転トルクが回転トルク閾値を超える場合、制御処理はステップＳ１５に移行する。なお、回転トルクがステップＳ１４で回転トルク閾値を超える現象は嵌合状態で生じる。一方、回転トルクがステップＳ１２で回転トルク閾値を超える現象は案内状態で生じる。
　ステップＳ１５において、モータ制御部２８は、ブッシュ１４を回転させずに前進させ続ける。ブッシュ１４の前進が開始されると、制御処理はステップＳ１６に移行する。
　ステップＳ１６において、モータ制御部２８は、ブッシュ１４の前進中に第１検出部３８で検出される直動トルクを、直動トルク閾値と比較する。ここで、直動トルクが直動トルク閾値を超えない場合、制御処理はステップＳ１６に留まる。一方、直動トルクが直動トルク閾値を超える場合、制御処理はステップＳ１７に移行する。なお、直動トルクが直動トルク閾値を超える現象は、スプライン嵌合したスクリュー１２の後端がブッシュ締結部１６の凹部１６Ａの底面と接触した状態で生じる。
　ステップＳ１７において、モータ制御部２８は、直動トルクが直動トルク閾値を超えたときを契機としてブッシュ１４の前進を停止することで制御処理を終了する。
　このように、モータ制御部２８は、第１処理形態および第２処理形態ともに、スクリュー１２とブッシュ１４とがスプライン嵌合するように、直動トルクおよび回転トルクを監視しながら直動モータ２４および回転モータ２６を制御する制御処理を実行する。これにより、直動トルクのみならず回転トルクを監視してスプライン嵌合がされているか否かを把握することができる。したがって、無駄にブッシュ１４を回転させることを低減することができ、この結果、スプライン嵌合の作業効率を高めることができる。
　モータ制御部２８は、第１処理形態では、スクリュー１２に対してブッシュ１４を回転させながら前進させ、回転トルクが回転トルク閾値を超えた場合にはブッシュ１４の回転を停止させ、直動トルクが直動トルク閾値を超えたときを契機として制御処理を終了する。これにより、スプライン嵌合した以降のブッシュ１４の回転を抑制することができる。
　モータ制御部２８は、第２処理形態では、前進動作と回転動作とを交互に繰り返し、前進動作または回転動作の動作中に回転トルクが回転トルク閾値を超えた場合には、ブッシュ１４を前進させ続ける。その後、モータ制御部２８は、直動トルクが直動トルク閾値を超えたときを契機として前記制御処理を終了する。これにより、第１処理形態と同様に、スプライン嵌合した以降のブッシュ１４の回転を抑制することができる。
　なお、回転動作と交互に繰り返すときの前進動作が複数実行される場合、複数の前進動作の各々の前進速度は同じであってもよく異なっていてもよい。また、回転動作と交互に繰り返すときの前進動作と、回転動作を実行せずに直動トルクが直動トルク閾値を超えるまでブッシュ１４を前進させ続けるときの前進動作との前進速度は同じであってもよく異なっていてもよい。
　ところで、スクリュー１２の後端側の外周面の各外周突起５０には外周突起斜面５０Ｓが形成される。また、ブッシュ１４の前端側の内周面の各内周突起６０には内周突起斜面６０Ｓが形成される。これにより、次のいくつかの状態のときには、ブッシュ１４を回転させずに前進させるだけでスプライン嵌合できる。１つは、外周突起斜面５０Ｓに内周突起斜面６０Ｓの前端が接触した状態である。もう１つは、内周突起斜面６０Ｓに外周突起斜面５０Ｓの後端が接触した状態である。もう１つは、スクリュー１２の外周突起斜面５０Ｓにブッシュ１４の内周突起斜面６０Ｓが接触した状態である。したがって、外周突起斜面５０Ｓおよび内周突起斜面６０Ｓが非形成である場合に比べて、スプライン嵌合するまでのブッシュ１４の回転を低減することができる。
［変形例］
　上記の実施形態は、以下のように変形してもよい。
（変形例１）
　図５は、変形例１のスクリュー１２およびブッシュ１４を示す図である。図５では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は割愛する。
　本変形例では、スクリュー１２の外周突起５０の後端と、ブッシュ１４の内周突起６０の前端とには平面がない。外周突起５０の後端および内周突起６０の前端は、尖った形状または丸みを帯びた形状に形成される。これにより、外周突起５０の後端面と内周突起６０の前端面とが接触してブッシュ１４が前進しないといった事態が回避される。したがって、実施形態に比べてスプライン嵌合の確実性をより高めることができる。また、スプライン嵌合するまでのブッシュ１４の回転を低減することができる。
（変形例２）
　図６は、変形例２のスクリュー１２およびブッシュ１４を示す図である。図６では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は割愛する。
　本変形例では、外周突起５０の外周突起斜面５０Ｓが、スクリュー１２の周方向の両側面５０Ｆ１、５０Ｆ２の各々に形成される。また、内周突起６０の内周突起斜面６０Ｓが、貫通孔１４Ｈの周方向の両側面６０Ｆ１、６０Ｆ２の各々に形成される。本変形例であっても、次の状態の場合には、ブッシュ１４を回転させずに前進させるだけでスプライン嵌合できる。具体的には、外周突起斜面５０Ｓに内周突起斜面６０Ｓの前端が接触した状態である。或いは、内周突起斜面６０Ｓに外周突起斜面５０Ｓの後端が接触した状態である。或いは、外周突起斜面５０Ｓに内周突起斜面６０Ｓが接触した状態である。したがって、外周突起斜面５０Ｓおよび内周突起斜面６０Ｓが非形成である場合に比べて、スプライン嵌合するまでのブッシュ１４の回転を低減することができる。
（変形例３）
　図７は、変形例３のスクリュー１２およびブッシュ１４を示す図である。図８Ａは、図７のスクリュー１２の断面を示す図である。図８Ｂは、図７のブッシュ１４の断面を示す図である。図７、図８Ａおよび図８Ｂでは、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は割愛する。
　本変形例の外周突起５０には、変形例２の外周突起斜面５０Ｓに加えて、第２の外周突起斜面５０ＳＳが形成される。第２の外周突起斜面５０ＳＳは、外周突起５０の後端に向かうほどスクリュー１２の外径が縮径するように、傾斜する。つまり、第２の外周突起斜面５０ＳＳは、外周突起５０の後端に向かうほど、スクリュー１２の回転中心線ＬＮ１からのスクリュー１２の半径Ｒ１（図８Ａ）が小さくなるように、傾斜する。
　また、本変形例の内周突起６０には、変形例２の内周突起斜面６０Ｓに加えて、第２の内周突起斜面６０ＳＳが形成される。第２の内周突起斜面６０ＳＳは、内周突起６０の前端に向かうほどブッシュ１４の内径が拡径するように、傾斜する。つまり、第２の内周突起斜面６０ＳＳは、内周突起６０の前端に向かうほど、貫通孔１４Ｈの中心線ＬＮ２からの貫通孔１４Ｈの半径Ｒ２（図８Ｂ）が大きくなるように、傾斜する。
　第２の外周突起斜面５０ＳＳおよび第２の内周突起斜面６０ＳＳが形成されていることにより、外周突起５０の後端面と内周突起６０の前端面との接触が低減される。したがって、ブッシュ１４が前進しないといった事態が低減される。その結果、第２の外周突起斜面５０ＳＳおよび第２の内周突起斜面６０ＳＳが形成されていない場合に比べて、スプライン嵌合の確実性が高まる。
（変形例４）
　図９は、変形例４のスクリュー１２およびブッシュ１４を示す図である。図９では、上述した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、重複する説明は割愛する。
　本変形例では、第２の外周突起斜面５０ＳＳは、外周突起５０に加えて、外周突起５０と外周突起５０との間に形成される。また、第２の内周突起斜面６０ＳＳは、内周突起６０に加えて、内周突起６０と内周突起６０との間に形成される。これにより、スクリュー１２の回転中心線ＬＮ１に対して、ブッシュ１４の貫通孔１４Ｈの中心線ＬＮ２がスクリュー１２の径方向にずれていても、スクリュー１２に向けてブッシュ１４を前進することによってスプライン嵌合することができる。
　なお、第２の外周突起斜面５０ＳＳは、スクリュー１２の軸回り全体に、スクリュー１２の側面から後端面までにわたって形成されてもよい（図９参照）。同様に、第２の内周突起斜面６０ＳＳは、ブッシュ１４の軸回り全体に、内周面から前端面までにわたって形成されてもよい（図９参照）。第２の外周突起斜面５０ＳＳは、外周突起５０と外周突起５０との間のみに形成されていてもよい。同様に、第２の内周突起斜面６０ＳＳは、内周突起６０と内周突起６０との間のみに形成されていてもよい。
（変形例５）
　外周突起５０の後端は、スクリュー１２の後端面と同一面上に位置していてもよく、スクリュー１２の後端面よりも前端側に位置していてもよい。つまり、実施形態、変形例１、変形例２または変形例３における外周突起５０の後端が、スクリュー１２の後端面よりも前端側に位置していてもよい。また、変形例４における外周突起５０の後端が、スクリュー１２の後端面と同一面上に位置していてもよい。
　内周突起６０の前端は、ブッシュ１４の前端面と同一面上に位置していてもよく、ブッシュ１４の前端面よりも後端側に位置していてもよい。つまり、実施形態、変形例１、変形例２または変形例３における内周突起６０の前端が、ブッシュ１４の前端面よりも後端側に位置していてもよい。また、変形例４における内周突起６０の前端が、ブッシュ１４の前端面と同一面上に位置していてもよい。
（変形例６）
　外周突起斜面５０Ｓおよび内周突起斜面６０Ｓが非形成であり、第２の外周突起斜面５０ＳＳおよび第２の内周突起斜面６０ＳＳが形成されていてもよい。また、外周突起斜面５０Ｓおよび内周突起斜面６０Ｓと、第２の外周突起斜面５０ＳＳおよび第２の内周突起斜面６０ＳＳとが非形成であってもよい。
（変形例７）
　上記の実施形態および変形例は、矛盾の生じない範囲で任意に組み合わされてもよい。
　以上をまとめると以下のようになる。
　第１の発明は、射出用樹脂を射出する前方向と、前記前方向とは逆の後方向との前後方向に沿って配置されるスクリュー（１２）と、前記スクリューとスプライン嵌合可能に形成されるブッシュ（１４）とを有し、前記スクリューと前記ブッシュとをスプライン嵌合させる射出装置（１０）であって、前記スクリューに対して、前記前後方向に前記ブッシュを進退させる直動モータ（２４）と、前記スクリューに対して、前記ブッシュを回転させる回転モータ（２６）と、前記直動モータの直動トルクを検出する第１検出部（３８）と、前記回転モータの回転トルクを検出する第２検出部（４４）と、前記スクリューに対して前記ブッシュがスプライン嵌合するように、前記直動トルクおよび前記回転トルクを監視しながら前記直動モータおよび前記回転モータを制御する制御処理を実行するモータ制御部（２８）と、を備える。
　これにより、直動トルクのみならず回転トルクを監視してスプライン嵌合がされているか否かを把握することができる。したがって、無駄にブッシュを回転させることを低減することができ、この結果、スプライン嵌合の作業効率を高めることができる。
　前記モータ制御部は、前記スクリューに対して前記ブッシュを回転させながら前進させ、前記回転トルクが回転トルク閾値を超えた場合には、前記ブッシュの回転を停止させ、前記直動トルクが直動トルク閾値を超えたときを契機として前記制御処理を終了してもよい。
　これにより、スプライン嵌合した以降のブッシュの回転を抑制することができる。
　前記モータ制御部は、第１規定時間だけ前記ブッシュを前進させる前進動作と、第２規定時間だけ前記ブッシュを回転させる回転動作とを交互に繰り返し、前記前進動作または前記回転動作の動作中に前記回転トルクが回転トルク閾値を超えた場合には、前記ブッシュを前進させ続け、前記直動トルクが直動トルク閾値を超えたときを契機として前記制御処理を終了してもよい。
　これにより、スプライン嵌合した以降のブッシュの回転を抑制することができる。
　前記モータ制御部は、前記前進動作の動作中に前記回転トルクが前記回転トルク閾値を超えない場合には、前記前進動作が終了したときの位置で前記回転動作を開始してもよい。
　これにより、前進動作から回転動作を速やかに移行することができる。
　前記モータ制御部は、前記回転動作の動作中に前記回転トルクが前記回転トルク閾値を超えない場合には、前記回転動作が終了したときの位相で前記前進動作を開始してもよい。
　これにより、回転動作から前進動作を速やかに移行することができる。
　前記スクリューは、前記スクリューの後端側の外周面に形成され、前記スクリューの周方向に間隔をあけて前記前後方向に沿って延びる複数の外周突起（５０）を有し、複数の前記外周突起の各々には、後端に向かうほど前記スクリューの周方向に沿った外周突起幅（５０Ｗ）が小さくなるように傾斜する外周突起斜面（５０Ｓ）が形成され、前記ブッシュは、前記前後方向に延びる貫通孔（１４Ｈ）と、前記貫通孔の内周面に形成され、前記貫通孔の周方向に間隔をあけて前記前後方向に沿って延びる複数の内周突起（６０）を有し、複数の前記内周突起の各々には、前端に向かうほど前記貫通孔の周方向に沿った内周突起幅（６０Ｗ）が小さくなるように傾斜する内周突起斜面（６０Ｓ）が形成されてもよい。
　これにより、外周突起斜面に内周突起斜面の前端が接触し、または、内周突起斜面に外周突起斜面の後端が接触し、または、外周突起斜面に内周突起斜面が接触しているときには、ブッシュを回転させずに前進させるだけでスプライン嵌合できる。したがって、外周突起斜面および内周突起斜面が非形成である場合に比べて、スプライン嵌合するまでのブッシュの回転を低減することができる。
　前記スクリューの後端側には、後端に向かうほど前記スクリューの外径が縮径するように傾斜する第２の外周突起斜面（５０ＳＳ）が形成され、前記ブッシュの前端側には、前端に向かうほど前記ブッシュの内径が拡径するように傾斜する第２の内周突起斜面（６０ＳＳ）が形成されてもよい。
　これにより、外周突起の後端面と内周突起の前端面とが接触してブッシュが前進しないといった事態が低減される。したがって、第２の外周突起斜面および第２の内周突起斜面が形成されていない場合に比べてスプライン嵌合の確実性を高めることができる。
　前記第２の外周突起斜面は、前記外周突起に形成され、前記第２の内周突起斜面は、前記内周突起に形成されてもよい。
　これにより、スプライン嵌合の確実性を高めることができる。
　前記第２の外周突起斜面は、前記外周突起と前記外周突起との間に形成され、前記第２の内周突起斜面は、前記内周突起と前記内周突起との間に形成されてもよい。
　これにより、スプライン嵌合の確実性を高めることができる。
　第２の発明は、射出用樹脂を射出する前方向と、前記前方向とは逆の後方向との前後方向に沿って配置されるスクリューと、前記スクリューとスプライン嵌合可能に形成されるブッシュと、前記スクリューに対して、前記前後方向に前記ブッシュを進退させる直動モータと、前記スクリューに対して、前記ブッシュを回転させる回転モータと、前記直動モータの直動トルクを検出する第１検出部と、前記回転モータの回転トルクを検出する第２検出部と、を備える射出装置が、前記スクリューと前記ブッシュとがスプライン嵌合するように、前記直動トルクおよび前記回転トルクを監視しながら前記直動モータおよび前記回転モータを制御する制御方法であって、前記スクリューに対して前記ブッシュを回転させながら前進させる回転前進ステップと、前記回転トルクが回転トルク閾値を超えた場合には、前記ブッシュの回転を停止させる回転停止ステップと、前記直動トルクが直動トルク閾値を超えたときに前記ブッシュの前進を停止させる前進停止ステップと、を含む。
　これにより、直動トルクのみならず回転トルクを監視してスプライン嵌合がされているか否かを把握することができる。したがって、スプライン嵌合した以降のブッシュの回転を抑制することができ、この結果、スプライン嵌合の作業効率を高めることができる。
　第３の発明は、射出用樹脂を射出する前方向と、前記前方向とは逆の後方向との前後方向に沿って配置されるスクリューと、前記スクリューとスプライン嵌合可能に形成されるブッシュと、前記スクリューに対して、前記前後方向に前記ブッシュを進退させる直動モータと、前記スクリューに対して、前記ブッシュを回転させる回転モータと、前記直動モータの直動トルクを検出する第１検出部と、前記回転モータの回転トルクを検出する第２検出部と、を備える射出装置が、前記スクリューと前記ブッシュとがスプライン嵌合するように、前記直動トルクおよび前記回転トルクを監視しながら前記直動モータおよび前記回転モータを制御する制御方法であって、第１規定時間だけ前記ブッシュを前進させる前進動作と、第２規定時間だけ前記ブッシュを回転させる回転動作とを交互に繰り返す回転前進ステップと、前記前進動作または前記回転動作の動作中に前記回転トルクが回転トルク閾値を超えた場合には、前記ブッシュを前進させ続ける前進ステップと、前記直動トルクが直動トルク閾値を超えたときに前記ブッシュの前進を停止させる前進停止ステップと、を含む。
　これにより、直動トルクのみならず回転トルクを監視してスプライン嵌合がされているか否かを把握することができる。したがって、スプライン嵌合した以降のブッシュの回転を抑制することができ、この結果、スプライン嵌合の作業効率を高めることができる。

Claims (11)

  1. 　射出用樹脂を射出する前方向と、前記前方向とは逆の後方向との前後方向に沿って配置されるスクリュー（１２）と、前記スクリューとスプライン嵌合可能に形成されるブッシュ（１４）とを有し、前記スクリューと前記ブッシュとをスプライン嵌合させる射出装置（１０）であって、
    　前記スクリューに対して、前記前後方向に前記ブッシュを進退させる直動モータ（２４）と、
    　前記スクリューに対して、前記ブッシュを回転させる回転モータ（２６）と、
    　前記直動モータの直動トルクを検出する第１検出部（３８）と、
    　前記回転モータの回転トルクを検出する第２検出部（４４）と、
    　前記スクリューに対して前記ブッシュがスプライン嵌合するように、前記直動トルクおよび前記回転トルクを監視しながら前記直動モータおよび前記回転モータを制御する制御処理を実行するモータ制御部（２８）と、
    　を備える、射出装置。
  2. 　請求項１に記載の射出装置であって、
    　前記モータ制御部は、前記スクリューに対して前記ブッシュを回転させながら前進させ、前記回転トルクが回転トルク閾値を超えた場合には、前記ブッシュの回転を停止させ、前記直動トルクが直動トルク閾値を超えたときを契機として前記制御処理を終了する、射出装置。
  3. 　請求項１に記載の射出装置であって、
    　前記モータ制御部は、第１規定時間だけ前記ブッシュを前進させる前進動作と、第２規定時間だけ前記ブッシュを回転させる回転動作とを交互に繰り返し、前記前進動作または前記回転動作の動作中に前記回転トルクが回転トルク閾値を超えた場合には、前記ブッシュを前進させ続け、前記直動トルクが直動トルク閾値を超えたときを契機として前記制御処理を終了する、射出装置。
  4. 　請求項３に記載の射出装置であって、
    　前記モータ制御部は、前記前進動作の動作中に前記回転トルクが前記回転トルク閾値を超えない場合には、前記前進動作が終了したときの位置で前記回転動作を開始する、射出装置。
  5. 　請求項３に記載の射出装置であって、
    　前記モータ制御部は、前記回転動作の動作中に前記回転トルクが前記回転トルク閾値を超えない場合には、前記回転動作が終了したときの位相で前記前進動作を開始する、射出装置。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の射出装置であって、
    　前記スクリューは、前記スクリューの後端側の外周面に形成され、前記スクリューの周方向に間隔をあけて前記前後方向に沿って延びる複数の外周突起（５０）を有し、
    　複数の前記外周突起の各々には、後端に向かうほど前記スクリューの周方向に沿った外周突起幅（５０Ｗ）が小さくなるように傾斜する外周突起斜面（５０Ｓ）が形成され、
    　前記ブッシュは、前記前後方向に延びる貫通孔（１４Ｈ）と、前記貫通孔の内周面に形成され、前記貫通孔の周方向に間隔をあけて前記前後方向に沿って延びる複数の内周突起（６０）を有し、
    　複数の前記内周突起の各々には、前端に向かうほど前記貫通孔の周方向に沿った内周突起幅（６０Ｗ）が小さくなるように傾斜する内周突起斜面（６０Ｓ）が形成される、射出装置。
  7. 　請求項６に記載の射出装置であって、
    　前記スクリューの後端側には、後端に向かうほど前記スクリューの外径が縮径するように傾斜する第２の外周突起斜面（５０ＳＳ）が形成され、
    　前記ブッシュの前端側には、前端に向かうほど前記ブッシュの内径が拡径するように傾斜する第２の内周突起斜面（６０ＳＳ）が形成される、射出装置。
  8. 　請求項７に記載の射出装置であって、
    　前記第２の外周突起斜面は、前記外周突起に形成され、
    　前記第２の内周突起斜面は、前記内周突起に形成される、射出装置。
  9. 　請求項７または８に記載の射出装置であって、
    　前記第２の外周突起斜面は、前記外周突起と前記外周突起との間に形成され、
    　前記第２の内周突起斜面は、前記内周突起と前記内周突起との間に形成される、射出装置。
  10. 　射出用樹脂を射出する前方向と、前記前方向とは逆の後方向との前後方向に沿って配置されるスクリューと、
    　前記スクリューとスプライン嵌合可能に形成されるブッシュと、
    　前記スクリューに対して、前記前後方向に前記ブッシュを進退させる直動モータと、
    　前記スクリューに対して、前記ブッシュを回転させる回転モータと、
    　前記直動モータの直動トルクを検出する第１検出部と、
    　前記回転モータの回転トルクを検出する第２検出部と、
    　を備える射出装置が、前記スクリューと前記ブッシュとがスプライン嵌合するように、前記直動トルクおよび前記回転トルクを監視しながら前記直動モータおよび前記回転モータを制御する制御方法であって、
    　前記スクリューに対して前記ブッシュを回転させながら前進させる回転前進ステップと、
    　前記回転トルクが回転トルク閾値を超えた場合には、前記ブッシュの回転を停止させる回転停止ステップと、
    　前記直動トルクが直動トルク閾値を超えたときに前記ブッシュの前進を停止させる前進停止ステップと、
    　を含む、制御方法。
  11. 　射出用樹脂を射出する前方向と、前記前方向とは逆の後方向との前後方向に沿って配置されるスクリューと、
    　前記スクリューとスプライン嵌合可能に形成されるブッシュと、
    　前記スクリューに対して、前記前後方向に前記ブッシュを進退させる直動モータと、
    　前記スクリューに対して、前記ブッシュを回転させる回転モータと、
    　前記直動モータの直動トルクを検出する第１検出部と、
    　前記回転モータの回転トルクを検出する第２検出部と、
    　を備える射出装置が、前記スクリューと前記ブッシュとがスプライン嵌合するように、前記直動トルクおよび前記回転トルクを監視しながら前記直動モータおよび前記回転モータを制御する制御方法であって、
    　第１規定時間だけ前記ブッシュを前進させる前進動作と、第２規定時間だけ前記ブッシュを回転させる回転動作とを交互に繰り返す回転前進ステップと、
    　前記前進動作または前記回転動作の動作中に前記回転トルクが回転トルク閾値を超えた場合には、前記ブッシュを前進させ続ける前進ステップと、
    　前記直動トルクが直動トルク閾値を超えたときに前記ブッシュの前進を停止させる前進停止ステップと、
    　を含む、制御方法。
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