JPH03239521A

JPH03239521A - 射出駆動機構

Info

Publication number: JPH03239521A
Application number: JP3558590A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Nakanishi; 中西　義典
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1990-02-16
Filing date: 1990-02-16
Publication date: 1991-10-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は射出成形機における計量、背圧、射出、保圧の
各工程に係わる駆動手段の利用効率を向上させることの
できる射出駆動機構に関する。

［発明の背景コ従来、射出成形機において計量、背圧、射出、保圧の各
工程を実行するために、先ず、計量工程を第１のモータ
で実行し、次いで、背圧、射出、保圧の工程を第２のモ
ータで実行している。

この従来技術の一例を第３図（ａ）およびら）に示す。

この射出成形機では、ベース面３８上に背圧、射出、保
圧工程を受は持つモータ１４が設置され、このモータ１
４には位置検出器１２が取り付けられている。モータ１
４には力・ノブリング１６が取り付けられ、カップリン
グ１６にはボールねじ■８が取り付けられている。ボー
ルねじ１８は滑り面３０上に配置された計量・射出台３
２に取り付けられたボールナツト３６に螺合される。計
量・射出台３２には計量工程を受は持つモータ２２が取
り付けられ、このモータ２２にはモータ１４と同様、位
置検出器２０とカップリング２４が取り付けられている
。力・ノブリング２４にはシリンダ台３４に取り付けら
れた計量・射出シリンダ２８に結合された計量・射出ス
クリュー２６が取り付けられている。

次に、従来の射出成形機の動作について説明する。射出
成形機の計量、背圧の工程では、モータ２２が回転する
ことにより、モータ２２に結合された計量・射出スクリ
ュー２６が回転し、射出成形用樹脂の計量が行われる。

モータ２２の回転は、モータ２２に取り付けられた位置
検出器２０から得られる信号を、図示しないコントロー
ラにフィードバックすることにより指定された回転数に
制御される。

計量・射出スクリュー２６が回転し射出成形用樹脂の計
量が行われることにより、計量・射出シリンダ２８内に
溶融した射出成形用樹脂が蓄積される。そして、その蓄
積された射出成形用溶融樹脂の樹脂圧力により、計量・
射出スクリュー２６、カップリング２４、モータ２２、
計量・射出台３２の全体を後退させる力が働く。

このとき、モータ１４を回転させ、前述の計量・射出台
３２を後退させないような力を働かせることにより射出
成形用溶融樹脂に背圧をかけることができる。このモー
タ１４の回転力は、モータ１４に取り付けられた位置検
出器１２より得られる信号を、図示しないコントローラ
にフィードバックすることにより、指定されたトルクに
制御される。

射出成形機の射出、保圧の工程では、前述の計量、背圧
の工程で計量・射出シリンダ２８内に蓄積された射出成
形用溶融樹脂を、計量・射出スクリュー２６を前進させ
ることにより予め型締めされている金型（図示せず）内
に充填する。

そこで、計量・射出スフ！Ｊ、−２６を前進させるには
、前述の計量、背圧の工程で説明した場合と同様に、モ
ータ１４を回転させ、力・ノブリング１６、ボールねじ
１８、ポールナツト３６を介して計量・射出台３２を前
進させるような力を働かせればよい。モータ１４の回転
は、このモータ１４に取り付けられた位置検出器１２に
より得られる信号を、図示しないコントローラにフィー
ドバックすることにより、予め設定されている計量・射
出スフ！Ｊ：、−２６の前進の速度パターン、すなわち
、射出パターンに対応して指定された回転数に制御され
る。

このようにして計量・射出シリンダ２８内に蓄積された
射出成形用溶融樹脂を金型内に射出し、充填することが
できる。しかしながら、このように射出し、充填するだ
けでは金型や樹脂が冷却される際に引は等の不具合が発
生し易く成形不良となり易いので、射出、充填した後に
溶融樹脂に圧力をさらに加え続ける、すなわち、保圧を
かける必要がある。これは、モータを回転して、計量・
射出台３２を前進させるような力を働かせることにより
実現することができる。

モータ１４の回転は、モータ１４に取り付けられた位置
検出器１２により得られる信号を、図示しないコントロ
ーラにフィードバックすることにより予め設定されてい
る計量・射出スクリ５−２６の前進の圧カバターン、す
なわち、保圧パターンに対応して指定されたトルクに制
御される。

［発明が解決しようとする課題］ところで、このようにして制御される射出成形機の計量
、背圧、射出、保圧の工程において、計量の工程を実行
するためにモータ２２を用い、背圧、射出、保圧の工程
を実行するためのにモータ１４を用いている。この場合
の各工程におけるモータ１４．２２の必要な容量として
は次のようなものが考えられる。

計量　・・・　７ｋＷ　　　背圧　・・・　２ｋＷ射出
　・・・１０ｋＷ　　　保圧　・・・１５ｋＷ従って、
モータ１４．２２の容量としては次のようなものが必要
となる。

モータ２２の容量　・・・　７ｋＷモータ１４の容量　・・・１５ｋＷまた、モータ１４．２２の容量を上記のように設定した
場合におけるモータ１４．２２およびモータ制御用電力
変換器に必要な電源容量は、各々の効率を８０％と規定
した場合、次のようなものが考えられる。

モータ電源容量　゛　・・・　２７．５０ｋＷモータ制
御用電力変換器電源容量・・・　２３．４４ｋＷ以上のことをまとめて第４図および第５図に示す。

ここでモータ１４．２２の合計についてみてみると、最小／最大必要容量　・・・設備容量　　　　　　・・・９／１５ｋＷ２ｋＷとなっており、モータ制御用電力変換器の合計について
みると、最小／最大必要容量・・・　１１．２５／１８．７５　ｋＷ設備容量　・・
・　２７．５０ｋＷとなっている。すなわち、時間平均的にみて設備容量の
１／３乃至１／２程度は常に休止状態にあるということ
になる。これは設備を有効に活用しているとは言い難く
、経済的でない。

［発明が解決しようとする課題］本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あり、射出成形機における計量、背圧、射出、保圧の工
程を遂行する駆動手段の利用効率を向上し、設備の低廉
化を達成することのできる射出駆動機構を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］前記の課題を解決するために、本発明は計量・射出スク
リューと、軸線方向に変位自在な第１のスプライン軸を回転駆動す
る第１の駆動手段と、軸線方向に変位自在な第２のスプライン軸を回転駆動す
る第２の駆動手段と、前記計量・射出スクリューと前記第１のスプライン軸と
を必要に応じて連結し、連結時に前記第１のスプライン
軸の回転駆動力を前記計量・射出スクリューに伝達する
第１の伝達手段と、前記第１のスプライン軸と前記第２
のスプライン軸とを必要に応じて連結し、連結時に前記
第２のスプライン軸の回転駆動力を前記第１のスプライ
ン軸に伝達する第２の伝達手段と、前記第２のスプライ
ン軸に連結され、前記第２のスプライン軸の回転駆動力
に基づき、前記第２のスプライン軸、前記第２の伝達手
段、前記第１のスプライン軸および前記第１の伝達手段
を介して前記計量・射出スクリューを変位させる変位手
段と、を備えることを特徴とする。

［作用］本発明によれば、射出成形機の計量、背圧、射出、保圧
の工程を二つの駆動手段を用いて行う場合において、計
量、背圧工程時には、第１の駆動手段により第１のスプ
ライン軸、第１の伝達手段を介して計量・射出スクリュ
ーを回転させて樹脂等の計量を行う一方、第２の駆動手
段により第１のスプライン軸を介して変位手段を駆動し
、計量・射出スクリューを変位させて前記樹脂等に背圧
をかける。

次に、射出・保圧工程時には、第１および第２の駆動手
段により第１および第２のスプライン軸を介して変位手
段を駆動し、計量・射出スクリューを変位させて前記樹
脂等の射出および保圧を行う。

［実施例］次に、本発明に係る射出駆動機構について好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する
。

第１図（ａ）およびら）は本実施例に係る射出駆動機構
が適用される射出成形機を示す。

この射出成形機では、ベース７０上に、背圧、射出、保
圧工程を受は持つモータ４２と、計量、射出、保圧工程
を受は持つモータ４４が固定される。そして、各モータ
４２および４４には夫々位置検出器４０．５０が取り付
けられている。

モータ４２．４４は、回転軸がモータ４２．４４に対し
てスライド方向に変位自在なスプライン軸６２．６０を
回転させる、所謂、スプラインモータで構成される。

スプライン軸６２の一端はカップリング７２を介してボ
ールねじ４６に結合され、他端はクラッチ６６を介して
スプライン軸６０の一端に結合される。なお、ボールね
じ４６はベース７０に固定されたボールナツト４８に螺
合している。また、スプライン軸６ｏの他端はクラッチ
７４を介して計量・射出スクリュー５２に結合される。

ここで、クラッチ６６．７４は、ＯＮ状態にあるときに
はスプライン軸６０．６２の回転力を連結された部材に
伝達し、ＯＦＦの状態にあるときにはスプライン軸６０
．６２の回転力を前記部材に伝達しないように機能する
。

前記計量・射出スクリュー５２はベース７０に固定され
て計量・射出シリンダ５４に結合される。なお、計量・
射出シリンダ５４には金型５６が連結される。

次に、本実施例の射出成形機の動作について説明する。

先ず、射出成形機の計量、背圧の工程において、計量・
射出スクリュー５２はクラッチ７４を介してモータ４４
の回転軸であるスプライン軸６０に結合され、スプライ
ン軸６０の回転力を計量・射出スフ’Ｊ、−５２に伝達
し得る状態、すなわち、ＯＮ状態とされる。従って、モ
ータ４４が回転することにより、計量・射出スクリュー
５２が回転し樹脂の計量が行われる。なお、モータ４４
は、モータ４４に取り付けられた位置検出器５０により
得られる信号を図示しないコントローラにフィードバッ
クすることにより、指定された回転数に制御される。

計量・射出スクリュー５２が回転し射出成形用樹脂の計
量が行われると、計量・射出シリンダ５４内に射出成形
用溶融樹脂が蓄積され、その蓄積された溶融樹脂の樹脂
圧力により計量・射出スクリュー５２、クラッチ７４、
スプライン軸６０、クラッチ６６の全体を後退させる力
が働く。モータ４４が直接ベース７０上に固定されてお
り、スプライン軸６０が前記モータ４４に対してスラス
ト方向に変位自在に構成されているからである。

一方、モータ４２はベース７０に固定されており、また
、計量、背圧の工程ではクラッチ６６はＯＦＦの状態、
すなわち、スプライン軸６０および６２の回転が相互に
伝達をしない状態としておく。この場合、モータ４２を
回転させることにより、ボールねじ４６が回転し、この
回転によってスプライン軸６２がスプライン軸６０側に
変位し、クラッチ６６．７４を介して計量・射出スクリ
：Ｌ−５２を後退させないような力を働かせ、これによ
って射出成形用溶融樹脂に背圧が付与される。なお、モ
ータ４２の回転力は、モータ４２に取り付けられた位置
検出器４０により得られる信号を図示しないコントロー
ラにフィードバックさせることにより、指定されたトル
クに制御される。

次に、射出成形機の射出、保圧の工程では、前述の計量
、背圧の工程で計量・射出シリンダ５４内に蓄積された
溶融樹脂を計量・射出スフ！Ｊ、−５２を前進させるこ
とにより予め型締めされている金型５６内に充填する。

この時、計量・射出スクリュー５２は、その先端に逆流
防止リング（図示せず）が取り付けられているので、溶
融樹脂の充填圧による逆流で逆転させられることはない
。従って、計量・射出スクリュー５２にクラッチ７４、
スプライン軸６０を介して結合されているモータ４４を
逆転防止のために回転させる必要はなく、また、モータ
４４に取り付けられた位置検出器４０により得られる信
号を図示しないコントローラにフィードバックさせるこ
とにより指定された回転数に制御する必要もないので、
モータ４４はコントロールアウト、すなわち、フリーの
状態とすることができる。そのため、クラッチ７４をＯ
ＦＦの状態、すなわち、スプライン軸６０の回転力が計
量・射出スクリュー５２に伝達されない状態とすること
ができる。

さて、計量・射出スクリュー５２を金型５６側に前進さ
せるには、前述の計量、背圧の工程で説明したのと同様
に、モータ４２を回転させ、スプライン軸６２とカップ
リング７２を介して結合されているボールねじ４６を回
転させることにより、ベース７０上に取り付けられたポ
ールナツト４８から、計量・射出スフ’Ｊ５−５２、ク
ラッチ７４、スプライン軸６０、クラッチ６６を前進さ
せるような力を働かせればよい。モータ４４はフリーの
状態にあるので、クラッチ６６をＯＮの状態にしてスプ
ライン軸６０．６２を連結し、モータ４４をモータ４２
の回転に同期させて回転させる。この場合、計量・射出
スクリ５−５２を前進させる力は、モータ４２の回転力
とモータ４４の回転力との和となる。

なお、モータ４２の回転はモータ４２に取り付けられた
位置検出器４０により得られる信号を、モータ４４の回
転はモータ４４に取り付けられた位置検出器５０により
得られる信号を、夫々図示しないコントローラにフィー
ドバックすることにより、予め設定されている計量・射
出スフ！ｊ＝−５２の前進の速度パターン、すなわち、
射出パターンに対応して制御することができる。

このようにして、計量・射出シリンダ５４内に蓄積され
た射出成形用溶融樹脂を金型５６内に射出し、充填する
ことができる。次いで、引は等の不具合が発生する不具
合を防止する目的で充填した溶融樹脂に圧力をさらに加
え続ける、すなわち、保圧をかける。これは、モータ４
２を回転させ、計量・射出スフ’Ｊ：Ｌ−５２、クラッ
チ７４、スプライン軸６０、クラッチ６６を前進させる
ような力を働かせることにより実現することができる。

この時、前述の場合と同様に、計量・射出スクリュー５
２、クラッチ７４、スプライン軸６０、クラッチ６６を
前進させる力は、モータ４２の回転力とモータ４４の回
転力との和となる。モータ４２の回転はモータ４２に取
り付けられた位置検出器４０により得られる信号を、モ
ータ４４の回転はモータ４４に取り付けられた位置検出
器５０により得られる信号を、夫々図示しないコントロ
ーラにフィードバックすることにより予め設定されてい
る計量・射出スクリュー５２の前進の圧カバターン、す
なわち、保圧パターンに対応して制御される。

なお、上記の実施例に用いた位置検出器４０．５０とし
ては、スプライン軸６０．６２に嵌合する中空のタイプ
のものを用いることができる。

また、ギヤ、ベルト等を用いて結合された通常の位置検
出器を用いて構成することもできる。

さらに、本実施例に用いたモータ４２．４４として油圧
モータを用いて構成することも可能である。

以上のような実施例において、射出成形機の計量、背圧
、射出、保圧の各工程で次のようなものが考えられる。

計量　・・・　７ｋＷ　　　背圧　・・・　２ｋＷ射出
　・・・１０ｋＷ　　　保圧　・・・１５ｋＷこの実施
例では、計量、射出、保圧の工程を一つのモータ４４で
行い、背圧、射出、保圧の工程を他の一つのモータ４２
で行っており、モータ４２．４４の容量の選定として次
のように設定することができる。

計量、射出、保圧用モータ容量・・・７．５　ｋ　Ｗ背
圧、射出、保圧用モータ容量・・・７．５ｋＷまた、モ
ータ４２．４４を上記のように設定した場合、モータ４
２．４４およびモータ制御用電力変換器に必要な電源容
量は、各々の効率を８０％と規定した場合、次のような
ものが考えられる。

モータ電源容量　・・・　１８．７５ｋＷモータ制御用
電力変換器電源容量・・・　２３．４４ｋＷ以上のことをまとめて第２図に示す。なお、時間的経過
は第５図の場合と同じとなる。

ここでモータ４２．４４の合計についてみてみると、最小／最大必要容量　・・・　９／１５ｋＷ設備容量　
　　　　　・・・　１５ｋＷとなっており、モータ制御
用電力変換器の合計についてみると、最小／最大必要容量・・・　１１．２５／１８．７５ｋＷ設備容量　・・・　１８．７５ｋＷとなっている。

この結果、従来の場合と比較して、設備の利用率が４１
／６８％から６０／１００％と改善され、設備容量は２
／３程度に縮小することができる。

［発明の効果コ以上のように、本発明によれば、設備の利用効率が向上
し、製品の製造コストも廉価なものとなる。また、駆動
手段自体が変位することがないため、機構も簡易なもの
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る射出駆動機構の平面図、第１図ら）は本発明に係る射出駆動機構の側面図、第２図は本発明に係る射出駆動機構の必要電力を示す説
明図、第３図（ａ）は従来の射出駆動機構の平面図、第３図ら
）は従来の射出駆動機構の側面図、第４図は従来の射出
駆動機構の必要電力を示す説明図、第５図は射出駆動機構の必要電力の時間経過を示す説明
図である。４０．５０・・・位置検出器４２．４４・・・モータ５２・・・計量・射出スクリュー５４・・・計量・射出シリンダ６０．６２・・・スプライン軸６６．７４・・・クラッチ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）計量・射出スクリューと、軸線方向に変位自在な第１のスプライン軸を回転駆動す
る第１の駆動手段と、軸線方向に変位自在な第２のスプライン軸を回転駆動す
る第２の駆動手段と、前記計量・射出スクリューと前記第１のスプライン軸と
を必要に応じて連結し、連結時に前記第１のスプライン
軸の回転駆動力を前記計量・射出スクリューに伝達する
第１の伝達手段と、前記第１のスプライン軸と前記第２
のスプライン軸とを必要に応じて連結し、連結時に前記
第２のスプライン軸の回転駆動力を前記第１のスプライ
ン軸に伝達する第２の伝達手段と、前記第２のスプライ
ン軸に連結され、前記第２のスプライン軸の回転駆動力
に基づき、前記第２のスプライン軸、前記第２の伝達手
段、前記第１のスプライン軸および前記第１の伝達手段
を介して前記計量・射出スクリューを変位させる変位手
段と、を備えることを特徴とする射出駆動機構。