JPH0341051B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成型機に係り、詳しくはモータ
駆動による射出装置に関する。

（従来の技術） 従来の射出成型機において、射出装置の駆動源
としてサーボモータを使用する方式は、既に公知
となつている（たとえば、特開昭58−179630号公
報又は特開昭58−62030号公報参照）。これは、射
出成型機における射出装置と型締装置との両方を
１台の大型のサーボモータを駆動源として作動さ
せるようにしたものであり、また射出装置は、樹
脂を加熱・溶融するためのスクリユの回転と、溶
融樹脂を金型内へ射出するためのスクリユの直線
運動とを１台のサーボモータによつて行なう構成
であつた。すなわち、加熱筒内において回転運動
と直線運動とを行なう射出用のスクリユが、スク
リユブラケツトによつて回転可能に支持され、ま
たこのスクリユブラケツトがネジ軸を介してハウ
ジングに前後進可能に取付けられており、そし
て、サーボモータを駆動力として伝動軸及び歯車
を介してスクリユを回転することにより樹脂の加
熱・溶融を行なう一方、伝動軸及び歯車を介して
ネジ軸を回転させることによりスクリユブラケツ
トと共にスクリユを前進させて溶融樹脂を金型へ
射出するようになつている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、モータ駆動による射出装置では、溶
融樹脂の射出時には高精度で、かつ高トルク・高
速回転等の動的な特性が要求され、一方、保圧時
（金型内に射出された樹脂に所定の圧力を与えた
状態で保持する工程）には低回転（ほとんど回転
しない）・高トルクの静的な特性が要求されるも
のである。

ところが、上述した従来装置では、射出作用と
保圧作用とを１台のサーボモータを駆動源として
行なうことから、射出作用時にはモータが回転し
ているので問題はないが、保圧作用時にはモータ
はほとんど回転しないことから、特別の冷却手段
を必要とするものであり、その結果として非常に
大型のサーボモータが要求される。とくに、特開
昭58−179630号公報又は特開昭58−62030号公報
の如く、射出装置のみならず型締装置までをも１
台のサーボモータで駆動する方式にあつては、
益々大型化することになり、実現性に乏しいもの
である。

そこで本発明は、以上の問題に鑑み、射出装置
をモータにて駆動する場合における熱負荷の問題
を解決してモータの小形化を図ることを、その解
決すべき技術的課題とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記課題解決のための技術的手段は、射出用の
スクリユを回転可能に支持するスクリユブラケツ
トを、ハウジング内においてボールネジ式送り機
構によつて送り可能となすとともに、該ボールネ
ジ式送り機構におけるネジ軸をハウジングに回転
可能に支持し、かつ、前記ネジ軸に螺合するナツ
トを前記スクリユブラケツトに回転可能に支持
し、それらネジ軸側とナツト側との双方を、別異
のモータを駆動源として備えた２系統の歯車式駆
動機構を介して個別的に駆動する構成としたこと
である。

（作用） 従つて、射出時には射出用のモータを駆動源と
する駆動機構を介してネジ軸を回転せることによ
り、スクリユブラケツトを介してスクリユに射出
作用のための押し込み運動を行なわせることがで
き、また保圧時には保圧用のモータを駆動源とす
る駆動機構を介してナツトを回転させることによ
り、スクリユブラケツトを介してスクリユに所要
の推力を付加することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて具体的に
説明する。第２図は射出成型機の全体を示してお
り、機台１上の一側には射出装置Ａが設置され、
他側には型締装置Ｂが設置されている。射出装置
Ａは、機台１上に型締装置Ｂ側に向けて移動可能
に乗載されたハウジング２と、該ハウジング２に
一体状に形成された射出加熱筒３とを有してい
る。なお、ハウジング２の移動は図示しない適宜
手段によつて行なわれる。第１図に示すように、
射出加熱筒３内に回転可能に、かつ、軸方向に移
動可能に内装されたスクリユ４は、その後端部が
ハウジング２内に延在されるとともに、ハウジン
グ２内に収容配置されたスクリユブラケツト５に
軸受６を介して回転可能に支持されている。

しかして、スクリユブラケツト５は、ハウジン
グ２に対して、直線運動用のガイド（図示しな
い）によつて支持されており、ボールネジ式送り
機構７を介して駆動される。すなわち、ボールネ
ジ式送り機構７におけるネジ軸８はスクリユ４と
平行に配置されるとともに、その両端部がハウジ
ング２に軸受１１を介して回転可能に支持され、
一方、これにボール１０を介して螺合するナツト
９はスクリユブラケツト５に軸受１２を介して回
転可能に支持されている。つまり、ネジ軸８とナ
ツト９との双方が共に回転可能に支持されてい
て、いずれの側が回転した場合でもスクリユブラ
ケツト５と共にスクリユ４が射出加熱筒３内を前
進又は後進されるようになつている。

つぎに、スクリユ４の駆動機構について説明す
る。まず、回転・射出のための機構について説明
すると、図中１３はハウジング２側に固定された
回転・射出用のモータであり、該モータ１３は回
転用と射出用の各歯車駆動機構１４，１５を介し
てスクリユ４を駆動するようになつている。回転
用の駆動機構１４は前記モータ１３によつて回転
される伝動軸１６上に固着された第１の駆動歯車
１７と、該駆動歯車１７に噛合され、かつ前記ス
クリユ４の軸部に固着された従動歯車１８とから
なつており、従動歯車１８はそのボス部がハウジ
ング２に軸受１９を介して回転可能に取付けられ
ている。なお、２０は伝動軸１６の途中に介装さ
れたクラツチであり、また２１は伝動軸１６を制
動するためのブレーキである。

一方、射出用の駆動機構１５は、前記伝動軸１
６上に固着された第２の駆動歯車２２と、前記ネ
ジ軸８に固着された従動歯車２３と、第２の駆動
歯車２２の回転を従動歯車２３に伝達するための
２個の中間歯車２４，２５とからなり、ネジ軸８
を回転させてスクリユブラケツト５と共にスクリ
ユ４を前進又は後進させるようになつている。な
お、２７は中間歯車２４，２５を支持する中間軸
２６の途中に設けたクラツチであり、また２８は
中間軸２６を制動するブレーキである。

なお、上記した回転用及び射出用の各駆動機構
１４，１５は樹脂材料の加熱・溶融に好適な回転
と、溶融樹脂の射出に好適な前進速度とを与え得
るようにその減速比が設定されている。

つぎに、スクリユ４を保圧作用させるための駆
動機構２９について説明する。この保圧用の駆動
機構２９はスクリユブラケツト５に固定された保
圧用のモータ３０と、該モータ３０の軸に固着さ
れた駆動小歯車３１と、該駆動小歯車３１に噛合
され、かつスクリユブラケツト５に軸受３２を介
して回転可能に支持された中間歯車３３と、該中
間歯車３３に噛合され、かつ前記ボールネジ式送
り機構７におけるナツト９に取付けられた従動大
歯車３４とからなつており、そしてナツト９に大
トルク（スクリユに高推力）を与え得るべく、大
きい減速比に設定されている。なお、３５は駆動
機構２９におけるブレーキであり、本実施例では
従動大歯車３４に噛合する遊び歯車３６を設けて
その軸を制動するようしてある。

なお、型締装置Ｂの詳細について説明の必要が
ないので、これを省略する。

本実施例は上述のように構成したものであり、
以下その作用を説明する。

型締装置Ｂ側にあつては金型の型締めが完了さ
れ、また射出装置Ａ側にあつてはハウジング２の
前進により射出加熱筒３が金型の射出口に接合さ
れた状態において、射出装置Ａによる射出作用が
行なわれる。すなわち、回転・射出用のモータ１
３が正転方向に駆動されるとともに、クラツチ２
７が接続されるため、射出用の駆動機構１５を介
してボールネジ式送り機構７におけるネジ軸８が
正転され、それに伴いスクリユブラケツト５と共
にスクリユ４が前進され、射出加熱筒３内の溶融
樹脂を金型内に充填し、かつ圧縮する。この充
填・圧縮作用のためのスクリユ４の前進速度は、
成型品の形状や材料の種類等に対応して決定され
るものであり、そして溶融樹脂の充填作用から圧
縮作用に移行するに従つて減速される。

しかして、射出工程の終了直前においては、ス
クリユ４の駆動系統が切換えが行なわれる。すな
わち、前記射出用の駆動機構１５のクラツチ２７
が切られ、ブレーキ２８が作動される一方、保圧
用のモータ３０が駆動され、駆動機構２９を介し
てポールネジ式送り機構７におけるナツト９が回
転される。この場合、ナツト９は駆動機構２９の
減速比を大きく設定することにより低速、かつ高
トルクで駆動することができる。そのため、スク
リユ４はスクリユブラケツト５と共に高推力をも
つて微速で前進し、金型の内圧を樹脂の冷却に伴
う収縮に対応して一定に保持するように作用す
る。この保圧作用時のスクリユ４の前進は微小で
あるが、駆動機構２９の減速比を大きく設定し
て、モータ３０の熱負荷ならびに必要トルクを低
減することが可能となる。

所定時間にわたる保圧作用が完了すると、保圧
用のモータ３０が停止される一方、回転・射出用
のモータ１３が逆転方向に駆動され、かつ、回転
用の駆動機構１４におけるクラツチ２０が接続さ
れるため、スクリユ４は駆動系からの動力を受け
て射出加熱筒３内を回転する。すなわち、この回
転により材料ホツパ３ａ内の樹脂材料が加熱・溶
融され、スクリユ４のネジ作用によりスクリユ４
の前方へ送られる。この反作用としてスクリユ４
は後退し、この後退動作に対応して射出加熱筒３
の先端側に所定量（１回の射出量）の溶融樹脂が
貯えられ、それが完了すると、クラツチ２０が切
られるとともに、ブレーキ２１が作動され、また
回転・射出用のモータ１３も停止され、次の射出
作用に備える。

なお、前記スクリユ４の後退動作時、ブレーキ
３５を解放し、ブレーキ２８を作動させることに
よつて、後退動作に従動してナツト９が回転し、
モータ３０が逆回転させられるため、スクリユ４
先端の溶融された樹脂に任意の背圧をかけたい場
合には、モータ３０に所定の電流を流し、駆動機
構２９からの回転方向と逆方向の回転力を付与す
ることによりスクリユ４先端の樹脂に背圧をかけ
ることが可能となる。

なお、上記説明では射出作用および保圧作用の
スクリユ４の駆動をそれぞれ専用の駆動機構１
５，２９を単独で使用して行なうとしたが、両駆
動機構１５，２９の複合によつて行なうことも可
能である。すなわち、成型品の形状、寸法又は使
用樹脂の相違等に対応して、たとえば射出時にお
いて、高速又は高推力あるいはその双方が必要と
なつた場合、さらには射出作用の途中において、
スクリユ４を急激に加速もしくは減速する必要が
ある場合には、回転・射出用のモータ２０による
ネジ軸８の駆動のみならず、保圧用のモータ３０
を正転もしくは逆転させてナツト９をネジ軸８と
同方向又は逆方向に回転させることにより、上記
の要求に応えることが可能であり、そしてその駆
動制御については、適宜センサーによるスクリユ
４又はスクリユブラケツト５の位置検出に基いて
行ない得るものである。

また、保圧作用時においても、同様に保圧用の
モータ３０によるナツト９の駆動のみならず、回
転・射出用のモータ２０によりネジ軸８をナツト
９と同方向に異なる回転数をもつて回転させるこ
とにより、必要な推力を与えることが可能であ
り、そしてこの場合には、保圧用のモータ３０は
それを単独で駆動する場合よりも速い所定の回転
をもつて駆動させることができるので、熱負荷が
非常に少なくなり、特に保圧時間が長く必要な場
合において有効となるものである。

なお、上述した実施例における各駆動系の切換
時期は、リミツトスイツチやマグネスケールによ
るスクリユ４の位置検出又はタイマー等によつて
制御されるものである。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明は回転・射出用と
保圧用の専用のモータを設置し、それらモータを
駆動源とする２系統の歯車式駆動機構によつてボ
ールネジ式送り機構におけるネジ軸とナツトとの
双方を個別的に回転駆動させ地て射出作用と保圧
作用とを行なわせるようにしたものであり、従つ
て各駆動系の減速比を適宜に設定し、スクリユに
各作用に適した所要の移動速度と推力を付加し得
るものである。また、保圧作用については、その
駆動機構の減速比を大きく設定したり、あるいは
両モータを駆動してネジ軸とナツトとの双方を駆
動したりすることによりモータを実質的にロツク
させることなく低速で回転させることができるの
で、その結果、モータの熱負荷が低減されてその
小形化が図られることとなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は射出装
置の駆動系統図、第２図は射出成型機の概略正面
図である。 １……機台、２……ハウジング、３……射出加
熱筒、４……スクリユ、５……スクリユブラケツ
ト、７……ボールネジ式送り機構、８……ネジ
軸、９……ナツト、１０……ボール、１３……モ
ータ、１５……射出用の駆動機構、３０……モー
タ、２９……保圧用の駆動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 射出用のスクリユを回転可能に支持するスク
   リユブラケツトを、ハウジング内においてボール
   ネジ式送り機構によつて送り可能となすととも
   に、該ボールネジ式送り機構におけるネジ軸をハ
   ウジングに回転可能に支持し、かつ、前記ネジ軸
   に螺合するナツトを前記スクリユブラケツトに回
   転可能に支持し、それらネジ軸側とナツト側との
   双方を、別異のモータを駆動源として備えた２系
   統の歯車式駆動機構を介して個別的に駆動する構
   成とした射出成型機における射出装置。