JPH035120A - 電動式射出装置の背圧調整方法 - Google Patents

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、スクリューの回転動及び直進動を電動モータ
により行う電動式射出装置の計量時における背圧調整方
法に関する。

（従来の技術） 従来、プラスデック等の成形ＩＪ　ＩＩを成形用金型内
に射出して成形品を製造するようにした射出成形方法に
おいては、主として油圧式及び電動式による射出装置が
用いられている。

ここで、まず、従来の油圧式射出装置について第６図を
参照しながら説明する。

この油圧式射出装置は、主としてホッパー７１と、この
ホッパーから投入された樹脂をシリンタフ２内にて混線
・計量するスクリュー７３と、このスクリューを回転許
動するモータ５１と、混練された樹脂を射出する直動型
シリンダ５２とから構成され、モータ５１と直動型シリ
ンダ５２は大きな出力が容易に得られる油圧許動タイプ
を採用するのが一般的であった。

次に、第７図を用いて特公昭６１−５７１．６８号公報
に開示された電動式射出装置について説明する。

同図において、５３は加熱シリンダ６６内に収納された
スクリューであり、このスクリューは後方に配設された
スクリュー回転用被許動ギア５４に固定されている。５
６はガイドバー５７に摺動可能に案内される支持体であ
り、該支持体はスクリュー回転用被許動ギア５４を回転
可能に支持するとともに、先端がギア５４の軸上に当接
するボールネジ５８を嵌合したポールナツト５５を固着
しである。また、上記ボールネジ５８には推進用被許動
ギア５９が固着されている。そして、スクリュー回転用
被許動ギア５４と推進用被許動ギア５９の各々は、モー
タ６２の回転軸上に配設され、クラッチ６０．６１によ
り接続される許動用ギア６３．６４に連結されている。

またこの装置には、上記推進用被許動ギア５９の背後に
背圧ブレーキユニット６５が設けてあり、スクリュー５
３の後退動作をこのギア５９の後方より押圧するように
しである。これにより、ホッパー７４より加熱シリンダ
６６内に投入された樹脂の混線・計量によってスクリュ
ー５３が後退すると、ギア５４および支持体５６を介し
てポールナツト５５が後退してボールギア５８が回転せ
しめられ、これに従いギア５９が回転せしめられる。こ
の回転中のギア５９の端面を背圧ブレーキユニット６５
により押圧すると、両者間に生ずるすべりトルクによっ
てギア５９の回転を制動でき、こうしてスクリュー５３
に対する背圧を行なうようにしである。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述した従来の射出装置には次に挙げるよう
な問題点があった。

すなわち、第５図に示すような油圧式射出装置において
は、 （１）油圧ポンプや配管設備等の周辺装置を要するため
、射出成形機の設置スペースを広く必要とする。

（２）油圧許動機器から発するオイルミスト等によりク
リーンな環境下で射出成形機を使用することが困難であ
る。

一方、第６図に示すような電動式射出装置においては、
油圧式射出装置のような問題点は解消されているが、 （１）背圧を付与するには、スクリュー後退時のポール
ナツト等の直線動をボールネジ等の回転動に変換する力
と、ギア等の端面に押圧するブレーキによるすべりトル
クより発生する力との和によりこの背圧をコントロール
する必要があるため、背圧のためのパラメータが多くな
り（ボールネジ等の回転抵抗、ブレーキ板の摩擦力、ブ
レーキの発生出力等）、条件設定が複雑になる。

（２）回転許動されるギアと推進許動されるポールナツ
トを同一支持体により支持してスクリューと同時に移動
する構成としであるため、支持体の回転止めのガイドが
必要となって許動系周辺の配置スペースを広く要し、ま
た構成が複雑になる。

本発明はこのような問題点を解決するために成されたも
ので、その目的とするところは、従来複雑な機構から構
成されていた背圧機構を簡単に構成し、装置をスリムに
構築することにある。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するために、本発明の電動式射出装置
の背圧調整方法は、加熱シリンダ内にて混練した成形材
料を射出するスクリューにモータの回転動を直進動に変
換する直進機構を介して射出用モータを連結し、計量時
に前記直進機構の後退を許動した状態で前記射出用モー
タの回転動により背圧調整のための負荷を前記直進機構
に作用させることを特徴とする。

（作用） 本発明においては、射出用モータが計量時の背圧調整手
段を併用した構成とされている。

即ち、射出時においては、射出用モータが回転するとこ
の回転動が直進機構により直進動に変換され、該直進機
構がスクリューを押出して推進せしめる。

計量時においては、直進手段の直進が許動された状態と
されることにより計量時のスクリュー後退をなさしめる
。スクリューが後退すると、直進機構によりモータの出
力軸を回転するトルクが働（が、この回転と逆方向のモ
ータの回転動によりスクリューの後進を制動するような
負荷が与えられスクリューに対する背圧調整がなされる
。

又、本発明によれば、スクリュー、直進機構及び射出用
モータをスクリューと同軸上に連結した射出装置を構築
できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図Ｇｊ゛本実施例に係る電動式射出装置の概略的断
面図、第２図は第１図の要部斜視図、第３図（ａ）〜（
ｄ）は本実施例の動作説明図、第４図は本実施例装置に
よる射出成形のフローチャート、第５図は、射出モータ
の各行程における電流値の変化を示す図である。

本実施例に係る射出装置は、第１図および第２図に示す
ように、過熱シリンダー１内に収容されたスクリュー２
と、スクリュー２の後部にビン４により固定された回転
軸３と、回転軸３の中部が下部より小径に構成された中
部回転軸３ａにキ５により固設された従動側平歯車６と
を有し、さらに回転軸３の上部には直進筒１３と、該直
進筒を許動する射出用電動モータ（以下、射出モータと
記す）２３とが設けられ、これら構成要素かスクリュー
２と同一直線上に配設されている。

３２はホッパーであり、成形材料なパイプ３１を介して
加熱シリンダ内１に供給する。

上記構成において、回転軸３の側方には、従動側平歯車
６に噛合する許動側平歯車８を回転許動する計量用電動
モータ（以下、計量モータと記す）７が射出ユニットベ
ース３３に取りイ」けられている。許動側平歯車８ば、
回転軸３が上下動しても従動側平歯車６から離脱するこ
とがないよう充分の歯幅を有している。

このような構成により、計量モータ７は従動側平歯車６
と許動側平歯車８を介して回転軸３を回転許動し、シリ
ンダ１内にてスクリュー２を回転してシリンダ内の成形
材料を混練することかできる。

なお、計量モータ７と射出モータ２３はコントローラ３
０に接続され、夫々のモータ制御を行なうことができる
。

直進筒］３の下部はスラストベアリング１２の両側のレ
ース１２ａ、１２ｃを固定する軸受室１３ａを備え、こ
のスラストベアリング１２は直進筒１３の下方端にて蓋
部１３ｂで保持され、回転軸３の」二端部に設けられた
上部回転軸３１〕はスラストベアリング１２の中央レー
ス１２１〕に固定されている。直進筒１３の上部にはポ
ールナツト２２が固設され、この直進筒の」ニガに設け
られた射出千−夕２３の出力軸２３ａにカップリング２
５を７′；シて接続されたポールネジ２４と螺合してい
る。

ただし、直進筒】３の側部には先端が二股状に形成され
スクリュー２の軸方向と平行な貫通孔を有する突出片２
０が設りられ、この突出片２ｏの貫通孔にユニットベー
ス３３に固定されたガイド軸２１が挿通されている。従
って、直進筒１３はガイド軸２１に案内されることによ
り、スクリュー２の軸方向にのみ前後進することができ
る。

このような構成により、射出モータ２３が回転許動され
ると、ボールネジ２４とボールナツト２２を介して直進
筒１３か上下動し、この動作に追従して回転軸３を介し
てスクリュー２を推進することができる。

計量時においては、加熱シリンダ１内にて回転するスク
リュー２の前方に蓄積された溶融成形イ」料に気泡等が
混入しないように、スクリュー２に対して背圧を付与す
る必要がある。

本実施例において、背圧を付与するには、コントローラ
３０により射出モータ２３を背圧モー１〜に切換えてこ
のモータにスクリュー２を後退せしめる推力に抗する所
定の１〜ルクを与えることにより行なう。

射出時には、コントローラ３０により射出モータ２３を
射出モードに切換えてこのモータに所定のトルクを与え
るようにする。

２６．２７．２９は、スクリュー２或は直進筒１３のス
１〜ロークを検出するためのセンサ群である。２６はザ
ックパック完了検出センサ、２７は計量完了検出センサ
であり、回転軸３の中程に固着されたセンサドグ９によ
ってスクリュー２の上下位置を検出する。又、２９はオ
ーバーラン検出センサであり、直進筒１３の側面をセン
サドグとして使用し、スクリュー２の上下位置を検出す
る。以上の各センサ２６，２７．２９は不図示のコント
ローラに接続されており、各センサの信号はコントロー
ラ３０に送られ射出モータ２３及び計量モータ７を制御
する。

なお、上記射出ユニットケース３３は一体的に形成され
、射出モータ２３、ガイド軸２１、計量モータ７、加熱
シリンダ１等を取り付けである。

ただし、図示の都合上、ユニットケース３３は図面上に
は断片的にしか示していない。

なお、第１図には図示していないが、実際に射出成形を
行う場合には、加熱シリンダ１の先端付近に成形用金型
が配置され、またこの金型の開閉、あるいは型締めのた
めの装置等が配設されている。

また、本実施例では、金型キャビティ内の成形品の保圧
時間、冷却時間を計測するために、保圧タイマー、冷却
タイマーがコントローラ内に装備されているものとする
。

次に、以上のように構成された電動式射出装置の動作に
ついて、第３図（ａ）〜（ｄ）の動作図及び第４図のフ
ローチャートを参照しながら説明する。なお、以下の説
明において括弧内のＳで示される記号は第４図のフロー
チャートのステップを示す。

第３図（ａ）は、計量、混線中の状態を示す。

このとき射出モータ制御は背圧モードに切換えられ、計
量モータ７は反時計回り（ＣＣＷ；カウンタ・クロック
ワイズ）に回転しくＳｌ）、許動側平歯車８、従動側平
歯車６及び回転軸３を介してスクリュー２が回転し、ホ
ッパー３２から加熱シリング１内に供給された成形材料
が混練されながら溶融状態にされる。そして、この溶融
成形材料が加熱シリンダ１内のスクリュー２の前方に蓄
積されるに従いスクリュー２は加熱シリング１内を上方
に後退する。

又、このとき射出モータ制御は背圧モードに切換えられ
ているから、ボールネジ２４、ボールナツト２２、直進
筒１３、スラストベアリング１２及び回転軸３を介して
スクリュー２に背圧が付与される。

次いで、第３図（ｂ）に示すように、スクリュー２が上
昇して計量完了検出センサ２７がＯＮの信号を受け〜る
（Ｓ２）と、計量モータ７が停止１ （Ｓ３）Ｌ、計量・混線が完了する。このとき、射出モ
ータ２３を射出モードに切換えておく。

しかる後、射出モータ２３を時計回り（ＣＷクロック・
ワイズ）に回転する（Ｓ４）ことによりサックバックを
行なう。このサックバックは、後ステップで、成形品を
取出すために金型を開いた時、本ステップで計量した溶
融成形材料がシリンダ１の射出口から漏れるのを防止す
るために行なうものである。

射出モータ２３を時計回り（ＣＷ）に回転すると、ボー
ルネジ２４及びボールナツト２２を介して直進筒１３が
上昇する。第３図（Ｃ）において、ａで示す路長がサッ
クバックストロークである。

スクリュー２がこのストロークａだけ移動した時サック
バック完了検出センサ２６がＯＮの信号を受ける（Ｓ５
）と、射出モータ２３が停止しくＳ６）、サックバック
が終了する。

次に、スクリュー２の下方に設けられた金型（不図示）
において、冷却タイマーがカウントアツプしくＳ７）、
成形品の冷却が完了すると、２ 金型の型締めを解き（Ｓ８）、次いで型開きを行ない（
Ｓ９）、成形品を取り出しく５ＩＯ）、再び型閉じをし
く５ｌｌ）で型締めを行なう（Ｓ１２）。

次いで、第３図（ｄ）に示すように、射出モータ２３を
反時計回り（ＣＣＷ）に回転させ（Ｓ１３）で直進筒１
３に下向きの推力を与えると、回転軸３を介してスクリ
ュー２が下方に押出され、スクリュー２前方の溶融成形
材料が金型内へ射出される。射出モータ２３の制御は、
コントローラ３０によりまず射出モータ２３の速度制御
から行なう（Ｓ　１４）。この時、射出速度を一定に保
つため、モータ２３の回転数が一定になるように制御す
る。そして、金型キャビティ内に成形材料が充填されて
金型内の圧力が高くなるに従い射出モータ２３の消費す
る電流が増加して設定値に達した時（Ｓ１５）射出を完
了する。第３図（ｄ）において、スクリュー２の射出ス
ｌ−ロークをｄで示しである。次いで、出力１ヘルクが
一定となる電流値制御に切り替え（Ｓ１６）、金型キャ
ビティ内の成形拐才４に一定の圧力がかりられた低圧状
態とする。このとき、保圧タイマーのカウントを開始す
る。

次に、保圧タイマーかカウント・アップすると（Ｓ１７
）射出モータ２３を停止して保圧を完了し、冷却タイマ
ーのカラン１〜を開始する（Ｓ１８）。

このようにして上記のようなステップを経た後、再び上
述の８１〜］８のステップを繰返して上記のような射出
成形を行なうことができる。

ここで、射出モータ２３の射出モート、背圧モードにつ
いて第５図を参照しながら説明する。

第５図ば、射出モータ２３の各行程における電流値の変
化を示す。

横軸の行程は上記フローヂャ−１・に示した動作順に対
応している。図中、Δは背圧モートで上記の計量行程８
１〜Ｓ３に対応しており、射出モータ２３の出力トルク
が一定になるように設定した電流値ｐが与えられ、計量
によって上方に後退するスクリュー２に対して一定の背
圧が与えられる。Ｂは射出モー１くて」エイの射出行程
Ｓ１３〜Ｓ１５、保圧行程Ｓ１６〜Ｓ１８に対応してお
り、射出工程では速度一定の制御をし、保圧工程では射
出モータ２３の出力トルクか一定になるように設定した
電流値ｑか与えられ、これにより保圧状態になる。以」
二の各電流値ｐ、ｑは予め必要な背圧力、保圧力を得る
ために必要な値を求めておいて設定するものである。

以上説明した電動式射出装置の背圧調整方法によれば、
射出モーフ２３を計量時の背圧調整手段として１井川す
ることができる。

さらに、スクリュー２、回転軸３、直進筒１３、射出モ
ータ２３がスクリュー２の推進軸上に樹状に配設された
構成としたことにより、設置面積における横幅、奥行が
減少し、装置全体の設置スペースが狭（てすむ なお、上記実施例における射出装置は縦型成形機として
構成しであるが、横型成形機にも適用することができる
。

５ （発明の効果） 以」二説明したように、本発明の電動式射出装置の背圧
調整方法によれば、射出用モータを計量時の背圧調整手
段として併用することができる。従って、従来のように
複雑な構成のブレーキユニットが不要となり、装置全体
を簡素に構成することできる。

又、上記したように装置が簡素に構成できることと、ス
クリュー、直進機構、及び射出用モータをスクリューの
推進軸上に連結した構成とすることができることから、
装置全体をスリムに構築でき、又構成要素を縞状−列に
配置して装置の設置面積を縮小した射出装置が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る電動式射出装置の概略的
断面図、 第２図は第１図の要部斜視図、 第３図（ａ）〜（ｄ）は第１図に示す電動式射出装置の
動作説明図、 第４図は本実施例装置による射出成形のフロ６ チャー）・、 第５図は、射出モータの各行程における電流値の変化を
示す図、 第６図は従来の油圧式射出装置の断面構成図、第７図は
従来の電動式射出装置の断面構成図である。 １・・・加熱シリンダ ２・・・スクリュー ３・・・回転軸 ６・・・従動側平歯車 ７・・・計量モータ ８・・・許動側平歯車 １２・・・スラストベアリング １３・・・直進筒 ２２・・・ポールナツト ２３・・・射出用モータ ２４・・・ボールネジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱シリンダ内にて混練した成形材料を射出する
   スクリューにモータの回転動を直進動に変換する直進機
   構を介して射出用モータを連結し、計量時に前記直進機
   構の後退を許動した状態で前記射出用モータの回転動に
   より背圧調整のための負荷を前記直進機構に作用させる
   ことを特徴とする電動式射出装置の背圧調整方法。