JP2005329722A - Injection molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動サーボモータを駆動源とし、その駆動力伝達部に駆動力伝達手段としてタイミングプーリ及び該タイミングプーリに巻き掛けるタイミングベルトを設置した射出成形機に関する。 The present invention relates to an injection molding machine in which an electric servomotor is used as a drive source, and a timing pulley and a timing belt wound around the timing pulley are installed as a driving force transmission means in a driving force transmission portion thereof.
電動サーボモータを駆動源に用いた従来の射出成形機の例を図４に示す。ここでは、加熱シリンダ保持プレート１と固定プレート２が図示しない機体フレームに固定され、両者の間に複数本のスライドバー３が固定されている。加熱シリンダ保持プレート１には加熱シリンダ４が固定され、その内部にスクリュー５が回転、前後進自在に配置され、加熱シリンダ４の先端にはノズル６が固定されている。加熱シリンダ保持プレート１と固定プレート２の間には、プッシャプレート７がスライドバー３に沿って摺動（前後進）自在に配置され、その内側には前方にタイミングプーリ９が固定された軸部１０が回転自在に支持され、この軸部１０の前端に前記スクリュー５の後端が固定されている。また、プッシャプレート７には電動サーボモータ１１が固定され、このサーボモータ１１のタイミングプーリ１２と前記タイミングプーリ９の間にタイミングベルト１３が巻掛けられている。
An example of a conventional injection molding machine using an electric servomotor as a drive source is shown in FIG. Here, the heating cylinder holding plate 1 and the
プッシャプレート７はボールねじ機構１４及びそれを駆動する電動の射出用サーボモータ１５により前後進する。ボールねじ機構１４はボールねじナット１６とボールねじ軸１７がボールを介して転がり接触をし、ボールねじナット１６又はボールねじ軸１７の回転をボールねじ軸１７又はボールねじナット１６の直線運動に変換するもので、それ自体周知の機構である。ボールねじナット１６はロードセル１９を介してプッシャプレート７の後端に固定され、ボールねじ軸１７はボールねじナット１６の内部に螺合し、その後方側の延長軸部１７ａが固定プレート２の内側に回転自在に支持され、さらに後端にはタイミングプーリ２０が固定されている。サーボモータ１５は固定プレート２に固定され、そのタイミングプーリ２１と前記タイミングプーリ２０の間にタイミングベルト２２が巻掛けられている。
この射出成形機において、サーボモータ１５によりボールねじ軸１７を回転させると、ボールねじナット１６がボールねじ軸１７に沿って前進又は後退し、それに伴いプッシャプレート７及びスクリュー５が前進又は後退する。
The
In this injection molding machine, when the
一方、従来の射出成形においては、射出速度（スクリューの前進速度）３００ｍｍ／秒あれば十分とされていたが、近年は射出速度５００ｍｍ／秒以上が要求される成形品がでてきた。また、例えば携帯電話のバッテリーケースのように製品厚み（肉厚）０．２ｍｍ以下という超薄肉成形品では、同時に射出速度の立ち上がり時間が短いことも要求される。これは、金型内に樹脂を充填する時間（充填時間）が長くなると樹脂温度が低下し、流動性が悪くなるからである。なお、立ち上がり時間とは最大射出速度に達するまでの速度であり、図５に示すように、仮に最大射出速度を同じＶｍとし、立ち上がり時間がそれぞれＴａと２Ｔａであったとすると、射出開始から例えば２Ｔａまでに充填される樹脂の量は、前者が後者の１．５倍になる。 On the other hand, in the conventional injection molding, an injection speed (screw advance speed) of 300 mm / second was sufficient, but recently, molded products requiring an injection speed of 500 mm / second or more have appeared. In addition, an ultra-thin molded product having a product thickness (wall thickness) of 0.2 mm or less, such as a battery case of a mobile phone, is also required to have a short rise time for the injection speed at the same time. This is because as the time for filling the resin in the mold (filling time) becomes longer, the resin temperature decreases and the fluidity becomes worse. The rise time is a speed until the maximum injection speed is reached. As shown in FIG. 5, if the maximum injection speed is the same Vm and the rise times are Ta and 2Ta, respectively, for example, 2Ta from the start of injection. The amount of resin filled up to the former is 1.5 times that of the latter.
従来の射出成形機において、射出速度を上げるには、ボールねじを高速で回転させる、あるいは、ボールねじのリード（１回転当りの移動量）を大きくすることが一般的な考え方である。例えば、射出速度を従来の倍にするには、ボールねじの回転数を２倍に上げるか、ボールねじのリードを２倍にすることが考えられる。ただし、その場合、射出圧力（推力）は従来通りの圧力を出すものとすれば、射出速度が２倍であるので、駆動源である電動サーボモータは２倍の容量のモータが必要となる。
しかし、この方法にはそれぞれ次のような問題がある。
In the conventional injection molding machine, in order to increase the injection speed, it is a general idea to rotate the ball screw at a high speed or to increase the lead of the ball screw (movement amount per one rotation). For example, in order to double the injection speed, it is conceivable to increase the number of rotations of the ball screw or double the lead of the ball screw. However, in this case, if the injection pressure (thrust) is the same as the conventional pressure, the injection speed is twice, so the electric servo motor as a drive source requires a motor having a double capacity.
However, each method has the following problems.
１）ボールねじを従来より高速で回転させるケース
（ａ）ボールねじには許容最高回転数があり、高速回転にも限界がある。通常は、回転数（ｒｐｍ）×ボールねじ軸径（ｍｍ）＝７００００（ｒｐｍ・ｍｍ）以下である。例えばボールねじ軸径がφ６３のばあいで許容回転数１１１１ｒｐｍとなり、ボールねじリードが１６ｍｍであれば射出速度は２９６ｍｍ／秒が限界となる。
（ｂ）ボールねじの潤滑をグリス給油で行うとき、回転速度が上がるとグリスの飛散が多くなる。
（ｃ）ボールねじの温度が回転数にほぼ比例して上昇し、熱変形を起こして精度が低下する。
1) A case where the ball screw is rotated at a higher speed than before.
(A) The ball screw has an allowable maximum number of rotations, and there is a limit to high-speed rotation. Usually, the rotation speed (rpm) × ball screw shaft diameter (mm) = 70,000 (rpm · mm) or less. For example, when the ball screw shaft diameter is φ63, the allowable rotational speed is 1111 rpm, and if the ball screw lead is 16 mm, the injection speed is limited to 296 mm / sec.
(B) When the ball screw is lubricated with grease, the amount of grease scattered increases as the rotational speed increases.
(C) The temperature of the ball screw rises almost in proportion to the rotation speed, causing thermal deformation and lowering accuracy.
２）リードを大きくするケース
（ａ）同じ軸径のボールねじの場合、リードを大きくするとボールねじの定格負荷容量が小さくなるためナット長さを長くする必要があり、これには限界がある。
（ｂ）リードを大きくすると同時に軸径を大きくするとボールねじの定格負荷容量は小さくならないが、ボールねじ軸のサポート軸受、ナット等もサイズアップし、それに伴う関連部品のサイズアップもあるのでイナーシャが増大し、かつコストもアップする。
2) Case where lead is increased (a) In the case of a ball screw having the same shaft diameter, if the lead is increased, the rated load capacity of the ball screw is reduced, so that it is necessary to increase the nut length, which is limited.
(B) If the lead diameter is increased and the shaft diameter is increased, the rated load capacity of the ball screw will not be reduced. However, the support bearings and nuts of the ball screw shaft will also be increased, and the associated parts will be increased accordingly. Increases and costs increase.
さらに、両ケースとも、以上の問題点を無視したとしても、ボールねじで出せる移動速度（射出速度）は５００〜６００ｍｍ／秒が限界といわれ、１０００〜１２００ｍｍ／秒という超高速の射出速度は到底達成できない。また、両ケースとも２倍の容量のモータを使用するとすれば、ローターイナーシャやモータに対する慣性（モータ軸換算イナーシャ）が大きくなり、射出速度の立ち上がり時間（モータの最高回転速度に達するまでの時間）が長くなるという問題が出てくる。
関連する特許文献として下記特許文献１〜４がある。
Further, in both cases, even if the above problems are ignored, it is said that the moving speed (injection speed) that can be output by the ball screw is limited to 500 to 600 mm / second, and the extremely high injection speed of 1000 to 1200 mm / second is the ultimate. Cannot be achieved. Also, if a motor with double capacity is used in both cases, the inertia of the rotor inertia and motor (motor shaft equivalent inertia) will increase, and the rise time of the injection speed (time to reach the maximum rotation speed of the motor) The problem that becomes longer.
Related patent documents include the following patent documents 1 to 4.
ところで、駆動源として電動サーボモータを用いる射出成形機において、駆動力の伝達に用いられるタイミングベルトは、高速回転すると非常に大きな騒音を発生する。これまでベルトの材質や歯形形状等の改良を行ってきたが十分でなく、タイミングプーリ、ベルトを含めた駆動部全体をカバーで完全密閉することで騒音の低下を図っているのが現状である。そして、上記のようにさらに高速の射出速度を実現するとなると、騒音問題が一層深刻化するおそれがある。 By the way, in an injection molding machine using an electric servo motor as a driving source, a timing belt used for transmitting a driving force generates a very large noise when rotating at high speed. Up to now, the belt material and tooth profile have been improved, but it is not sufficient, and the entire drive unit including the timing pulley and belt is completely sealed with a cover to reduce noise. . If a higher injection speed is realized as described above, the noise problem may become more serious.
従って、本発明は、電動サーボモータを駆動源とし、その駆動力伝達部に駆動力伝達手段としてタイミングプーリ及び該タイミングプーリに巻き掛けるタイミングベルトを設置した射出成形機において、タイミングベルトから発生する騒音を低減することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides noise generated from a timing belt in an injection molding machine having an electric servo motor as a driving source and a timing pulley and a timing belt wound around the timing pulley as driving force transmitting means in the driving force transmitting portion. It aims at reducing.
本発明は、電動サーボモータを駆動源とし、その駆動力伝達部に駆動力伝達手段としてタイミングプーリ及び該タイミングプーリに巻き掛けるタイミングベルトを設置した射出成形機において、前記電動サーボモータの出力軸に取り付けられたタイミングプーリは、溝が刻まれた外周の側面に多数の開口を設けた遮音板が設置され、その外側に吸音材が取り付けられていることを特徴とする。前記タイミングプーリは、前記駆動力伝達部の被駆動側に取り付けることもできる。前記遮音板は例えば環状で、前記タイミングプーリの外周の側面にフランジ状に設置され、その外側に前記吸音材が環状に貼り付けられている。
なお、前記射出成形機は、例えば、電動サーボモータで駆動されるボールねじ機構により前後進するプッシャプレートにスクリューが回転自在に保持され、前記プッシャプレートが前後進することによりスクリューがシリンダ内で前後進するインラインスクリュー式射出成形機である。
The present invention relates to an injection molding machine in which an electric servomotor is used as a drive source, and a timing pulley and a timing belt wound around the timing pulley are installed as a driving force transmission means in a driving force transmission portion of the electric servomotor. The attached timing pulley is characterized in that a sound insulating plate having a large number of openings is provided on the outer peripheral side surface in which grooves are engraved, and a sound absorbing material is attached to the outside thereof. The timing pulley may be attached to the driven side of the driving force transmission unit. The sound insulating plate is, for example, annular, and is installed in a flange shape on the outer peripheral side surface of the timing pulley, and the sound absorbing material is annularly attached to the outside thereof.
In the injection molding machine, for example, a screw is rotatably held by a pusher plate that moves forward and backward by a ball screw mechanism driven by an electric servo motor, and the screw moves forward and backward in the cylinder by moving the pusher plate forward and backward. This is an in-line screw injection molding machine.
本発明によれば、電動サーボモータを駆動源とし、その駆動力伝達部に駆動力伝達手段としてタイミングプーリ及び該タイミングプーリに巻き掛けるタイミングベルトを設置した射出成形機において、タイミングベルトから発生する騒音を簡単な機構で容易に低減することができる。本発明は、特に電動サーボモータの高速回転が要求される前記インラインスクリュー式射出成形機に適用するのに好適である。 According to the present invention, in an injection molding machine in which an electric servo motor is used as a driving source and a timing pulley and a timing belt wound around the timing pulley are installed as driving force transmitting means in the driving force transmitting portion, noise generated from the timing belt Can be easily reduced by a simple mechanism. The present invention is particularly suitable for application to the in-line screw injection molding machine that requires high-speed rotation of an electric servo motor.
以下、図１〜図３を参照して、射出成形機について具体的に説明する。なお、図１及び図２において、図４に示す射出成形機と同じ部位については、一部同じ番号を付与している。
図１に示す射出成形機は、第１ボールねじ機構２３と第２ボールねじ機構２４を有し、これらがスライドバー３に沿って前後進（摺動）自在とされたスライドプレート２５の前後に配置されている。第１ボールねじ機構２３のボールねじ軸２６と第２ボールねじ機構２４のボールねじ軸２７は互いに一体的に固定され、かつスライドプレート２５に回転自在に支持され、さらに、第１ボールねじ機構２３のボールねじナット２９がロードセル１９を介してプッシャプレート７に固定され、第２ボールねじ機構２４のボールねじナット３０が固定プレート３１に固定されている。なお、ボールねじ軸２６、２７は互いに逆方向にねじ切りされている。
The injection molding machine will be specifically described below with reference to FIGS. 1 and 2, the same parts as those in the injection molding machine shown in FIG.
The injection molding machine shown in FIG. 1 has a first
スライドプレート２５にはブラケットを介して射出用サーボモータ３２が固定され、そのタイミングプーリ３３とボールねじ軸２７のねじ切りされていない延長部に固定されたタイミングプーリ３４の間にタイミングベルト３５が巻掛けられている。
射出用サーボモータ３２が作動してボールねじ軸２６、２７が回転すると、これらは互いに逆方向にねじ切りされているため、例えばその回転が左回転（機体の後方から前方をみたときの方向が左回転）であった場合、ボールねじナット２９が前進してプッシャプレート７を前進させ、同時にボールねじ軸２７が前進してスライドプレート２５を前進させ、結局、プッシャプレート７の前進速度（射出速度）として、各ボールねじ機構２３、２４が単独で達成する前進速度を合計した前進速度が達成される。従って、両ボールねじ機構２３、２４として、従来の射出成形機のボールねじ機構１４と同じもの（同じリード）を用いたとすると、その回転数（ｒｐｍ）を上げなくても、射出速度の倍速化が達成される。
A
When the
図２に示す射出成形機は、第１ボールねじ機構３６と第２ボールねじ機構３７を有し、第１ボールねじ機構３６に対し射出用サーボモータ３９、第２ボールねじ機構３７に対し射出用サーボモータ４０がそれぞれ割り当てられ、第１ボールねじ機構３６及び射出用サーボモータ３９は、スライドバー３に沿って前後進（摺動）自在とされたスライドプレート４１に設置され、かつ前方側がプッシャプレート７に連結し、第２ボールねじ機構３７及び射出用サーボモータ４０は、固定プレート４２に設置され、かつ前方側がスライドプレート４１に連結している。
The injection molding machine shown in FIG. 2 has a first
図２の射出成形機をより細かくみると、第１ボールねじ機構３６のボールねじ軸４３が前記スライドプレート４１に回転自在に支持され、ボールねじ軸４３に螺合するボールねじナット４４の前端がロードセル１９を介してプッシャプレート７に固定され、第２ボールねじ機構３７のボールねじ軸４５が前記固定プレート４２に回転自在に支持され、ボールねじ軸４５に螺合するボールねじナット４６の前端が接続フランジ４７を介してスライドプレート４１に固定されている。各ボールねじ軸４３、４５のねじ切りされていない延長部に、それぞれタイミングプーリ４９、５０が固定され、タイミングプーリ４９と射出用サーボモータ３９のタイミングプーリ５１の間にタイミングベルト５２が巻掛けられ、タイミングプーリ５０と射出用サーボモータ４０のタイミングプーリ５３の間にタイミングベルト５４が巻掛けられている。
When the injection molding machine of FIG. 2 is viewed in more detail, the
上記射出成形機において、射出用サーボモータ３９、４０が同時に作動すると、第１ボールねじ機構３６がプッシャプレート７を前後進させ、さらに第２ボールねじ機構３７が第１ボールねじ機構３６が設置されたスライドプレート４１を前後進させ、結局、プッシャプレート７の前進速度（射出速度）として、各ボールねじ機構３６、３７が単独で達成する前進速度を合計した前進速度が達成される。従って、両ボールねじ機構３６、３７として、従来の射出成形機のボールねじ機構１４と同じもの（同じリード）を用いたとすると、その回転数（ｒｐｍ）を上げなくても、射出速度の倍速化が達成される。
なお、上記射出成形機では、２つのボールねじ機構を前後直列に配置したが、さらに中間にボールねじ機構を直列に追加配置することも可能であり、いずれにしても配置したボールねじ機構の数に応じた射出速度が達成される。
In the above injection molding machine, when the
In the injection molding machine, the two ball screw mechanisms are arranged in series in the front-rear direction, but a ball screw mechanism can be additionally arranged in series in the middle, and in any case, the number of arranged ball screw mechanisms. The injection speed according to is achieved.
次に、上記２つの射出成形機の立ち上がり時間について、従来方式の射出成形機（図４）と比較して試算した結果を表１に示す。 Next, Table 1 shows the result of trial calculation of the rise times of the two injection molding machines compared with the conventional injection molding machine (FIG. 4).
試算の前提として、表１に示すように、図１の方式及び図２の方式において射出速度Ｖを従来方式の２倍、発生推力Ｆを同一に設定し、モータ回転数Ｎ、モータボールねじ減速比Ｒ、ボールねじリードＬ及びボールねじ回転数ＮＢは同一とした。図１の方式では射出用サーボモータが１台であるから、必要モータトルクＴが２Ｔ０、モータ容量が２Ｋ０となり、それに伴いモータロータイナーシャ（ＧＤ２）Ｊｍが増大し、さらにボールねじを２個使用することに伴いモータ軸換算イナーシャ（ＧＤ２）Ｊｗも増大する。一方、図２の方式では射出用サーボモータが２台であるから、必要モータトルクＴ、モータ容量Ｋ、モータロータイナーシャ（ＧＤ２）Ｊｍ及びモータ軸換算イナーシャ（ＧＤ２）Ｊｗの値は従来方式と同じと考えてよい。 As a premise of the trial calculation, as shown in Table 1, in the method of FIG. 1 and the method of FIG. 2, the injection speed V is set to twice that of the conventional method, the generated thrust F is set the same, the motor rotation speed N, the motor ball screw deceleration The ratio R, the ball screw lead L, and the ball screw rotation speed NB were the same. In the method of FIG. 1, since there is one injection servo motor, the required motor torque T is 2T 0 , the motor capacity is 2K 0 , the motor rotor inertia (GD 2 ) Jm is increased accordingly, and two ball screws are further added As the motor is used, the motor shaft equivalent inertia (GD 2 ) Jw also increases. On the other hand, in the method of FIG. 2, since there are two servo motors for injection, the values of required motor torque T, motor capacity K, motor rotor inertia (GD 2 ) Jm and motor shaft equivalent inertia (GD 2 ) Jw You can think of it as the same.
各方式における立ち上がり時間Ｔａは、サーボモータの最小始動時間（秒）の計算公式に基づき（該公式においてモータ軸換算の負荷トルクをゼロとおいた）、下記式（１）により計算した。この式の記号の意味は前記の通りである。
Ｔａ＝２π・Ｎ（Ｊｍ＋Ｊｗ）／６０・Ｔ ・・・・（１）
式（１）による計算式と、従来方式の立ち上がり時間ＴａをＴａ０としたときの図１の方式及び図２の方式の立ち上がり時間Ｔａの試算結果を、表１にあわせて示す。
表１をみると、図２の方式ではＴａ＝Ｔａ０となり、立ち上がり時間は従来方式に比べ増加しない。また、図１の方式ではＴａ＝１．２Ｔａ０＋α’であり、αが余り大きくない（αはＪｗ０と同等又はそれ以下と考えられる）とするとα’も小さく、いずれにしても、Ｔａは１．２Ｔａ０を大きく越えることはないと考えられる。
The rise time Ta in each method was calculated by the following formula (1) based on the formula for calculating the minimum start time (seconds) of the servo motor (the motor shaft equivalent load torque was set to zero in the formula). The meanings of the symbols in this formula are as described above.
Ta = 2π · N (Jm + Jw) / 60 · T (1)
Table 1 shows the calculation formula according to formula (1) and the trial calculation results of the rise time Ta of the method of FIG. 1 and the method of FIG. 2 when the rise time Ta of the conventional method is Ta 0 .
Table 1 shows that Ta = Ta 0 in the method of FIG. 2, and the rise time does not increase as compared with the conventional method. In the method of FIG. 1, Ta = 1.2Ta 0 + α ′, and if α is not so large (α is considered to be equal to or less than Jw 0 ), α ′ is also small. is considered will not greatly exceed the 1.2Ta 0.
続いて、下記参考方式１〜３の射出成形機の立ち上がり時間について、同じく従来方式の射出成形機（図４）と比較して試算した結果を表２に示す。
参考方式１；モータ回転数及びボールねじリードを変えず、モータボールねじ減速比を１／２（ボールねじ回転数は２倍となる）にするケース。
参考方式２；ボールねじリードを変えず、モータ回転数を２倍（ボールねじ回転数は２倍となる）にするケース。
参考方式３；モータ回転数を変えず、ボールねじリードを２倍にするケース。
Subsequently, Table 2 shows the result of trial calculation of the rise times of the injection molding machines of the following reference methods 1 to 3 in comparison with the conventional injection molding machine (FIG. 4).
Reference method 1: Case in which the motor ball screw reduction ratio is ½ (the ball screw rotation speed is doubled) without changing the motor rotation speed and the ball screw lead.
Reference method 2: Case where the motor rotation speed is doubled (ball screw rotation speed is doubled) without changing the ball screw lead.
Reference method 3: Case where the ball screw lead is doubled without changing the motor speed.
試算の前提として、表２に示すように、参考方式１〜３について射出速度Ｖを従来方式の２倍、発生推力Ｆを同一に設定した。また、参考方式１では減速比ＲをＲ０／２に設定したから、ボールねじの回転数ＢＮは２ＢＮ０、必要モータトルクＴが２Ｔ０、モータ容量が２Ｋ０となり、それに伴いモータロータイナーシャ（ＧＤ２）Ｊｍが増大し、さらに減速比を１／２としたことに伴いモータ軸換算イナーシャ（ＧＤ２）Ｊｗが増大する。参考方式２ではモータ回転数Ｎを２Ｎ０に設定したからボールねじの回転数ＢＮは２ＢＮ０、モータ容量Ｋが２Ｋ０となる。参考方式３ではボールねじリードＬを２Ｌ０に設定したから、必要モータトルクＴが２Ｔ０、モータ容量が２Ｋ０となり、それに伴いモータロータイナーシャ（ＧＤ２）Ｊｍが増大し、またボールねじリードを倍にした場合、通常ボールねじのサイズがワンサイズアップするから、それに伴いモータ軸換算イナーシャ（ＧＤ２）Ｊｗも増大する。
As a premise of the trial calculation, as shown in Table 2, the injection speed V was set to twice that of the conventional system and the generated thrust F was set to be the same for the reference systems 1 to 3. Further, since the reference method 1, the reduction ratio R is set to R 0/2, the rotational speed of BN ball screw 2BN 0, the necessary motor torque T is 2T 0, the motor capacity is 2K 0, and the motor rotor inertia with it (GD 2 ) As Jm increases and the reduction ratio is reduced to 1/2, motor shaft equivalent inertia (GD 2 ) Jw increases. In the
各方式における立ち上がり時間Ｔａを、前記式（１）により計算した。式（１）による計算式と、従来方式の立ち上がり時間ＴａをＴａ０としたときの参考方式１〜３の立ち上がり時間Ｔａの試算結果を、表２にあわせて示す。
表２をみると、参考方式１ではＴａ＝１．７Ｔａ０、参考方式２ではＴａ＝２Ｔａとなり、立ち上がり時間が従来方式に比べて大幅に増加する。また、参考方式３ではＴａ＝１．２Ｔａ０＋β’であり、βがかなり大きくなる（βはボールねじ直径の４乗に比例する）可能性を考えると、立ち上がり時間Ｔａは１．２Ｔａ０よりかなり大きくなると考えられる。
The rise time Ta in each method was calculated by the above equation (1). Table 2 shows the calculation formula according to formula (1) and the trial calculation results of the rise times Ta of the reference methods 1 to 3 when the rise time Ta of the conventional method is Ta 0 .
Table 2 shows that Ta = 1.7Ta 0 in the reference method 1 and Ta = 2Ta in the
このように、前記図１の方式及び図２の方式では、立ち上がり時間を従来方式と同じか又は若干増加するにとどめた状態で、射出速度を２倍にアップさせることができる。同時に、ボールねじを許容限度を越えて高速回転させる必要がなく、それに伴うグリスの飛散、温度上昇等が抑制され、また、リードの大きいボールねじを使用する際の問題点もない。 As described above, in the method shown in FIG. 1 and the method shown in FIG. 2, the injection speed can be doubled with the rise time being the same as or slightly increased from the conventional method. At the same time, it is not necessary to rotate the ball screw at a high speed exceeding the allowable limit, and the resulting scattering of grease and temperature rise are suppressed, and there is no problem when using a ball screw having a large lead.
ところで、駆動源として電動サーボモータを用いる射出成形機において、駆動力の伝達に用いられるタイミングベルトは、高速回転すると非常に大きな騒音を発生する。これまでベルトの材質や歯形形状等の改良を行ってきたが十分でなく、タイミングプーリ、ベルトを含めた駆動部全体をカバーで完全密閉することで騒音の低下を図っているのが現状である。
図３に示すタイミングプーリ５６は、このような騒音を低減するためのもので、本体部５７の外周にタイミングベルト（仮想線５９で示す）の山谷に噛み合う山谷（山部６０）が形成され、その側面に多数の開口６１、６２を設けた環状の遮音板６３、６４がフランジ状に設置され、さらにその外側に吸音材６５が環状に貼り付けられ、開口６１、６２を塞いでいる。なお、遮音板６３、６４はタイミングベルト５９のガイドの役割を兼ねている。
By the way, in an injection molding machine using an electric servo motor as a driving source, a timing belt used for transmitting a driving force generates a very large noise when rotating at high speed. Up to now, the belt material and tooth profile have been improved, but it is not sufficient, and the entire drive unit including the timing pulley and belt is completely sealed with a cover to reduce noise. .
The timing
一般にベルト騒音はタイミングベルトとタイミングプーリの山と谷が叩き合う音と、噛み合った山と谷からエアーが抜ける音が大半を占め、その騒音はプーリの側面方向に向かって放射される。前記タイミングプーリ５６においては、この騒音の一部は遮音板６３、６４に遮られて内部に反射され、残りは開口６１、６２を抜け吸音材６５の中で減衰し、外部への発散が抑えられる。吸音材６５としては、グラスウール、スポンジ状の多孔質材等、公知の吸音材を適宜用いることができる。
In general, the belt noise mainly consists of the sound of the timing belt and the timing pulley clashing with each other and the sound of the air coming out of the engaged mountain and valley, and the noise is radiated toward the side surface of the pulley. In the timing
射出成形機では、一般に高速回転・低トルク型のサーボモータが用いられ、タイミングプーリ及びタイミングベルトを高速回転させているが、さらに高速の射出速度を実現するとなると、騒音問題が一層深刻化するおそれがある。しかし、上記タイミングプーリ５５を用いることで、駆動部全体を密閉しなくても騒音が低減されるのでメンテナンス性が向上し、かつ低コストで防音効果を得ることができる。なお、上記タイミングプーリ５５は高速回転するサーボモータの出力軸に取り付けるタイミングプーリとして特に有利であるが、被駆動側（ボールねじ側等）のプーリとして用いることもできる。 The injection molding machine generally uses a high-speed rotation / low-torque servomotor and rotates the timing pulley and timing belt at a high speed. However, if a higher injection speed is realized, the noise problem may become more serious. There is. However, by using the timing pulley 55, noise can be reduced without sealing the entire drive unit, so that maintainability is improved and a soundproof effect can be obtained at low cost. The timing pulley 55 is particularly advantageous as a timing pulley attached to the output shaft of a servo motor that rotates at high speed, but can also be used as a driven pulley (such as a ball screw side).
２、３１、４２ 固定プレート
３ スライドバー
５ スクリュー
７ プッシャプレート
１４ ボールねじ機構
１６、２９、３０、４４、４６ ボールねじナット
１７、２６、２７、４３、４５ ボールねじ軸
２３ 第１ボールねじ機構
２４ 第２ボールねじ機構
２５、４１ スライドプレート
３６ 第１ボールねじ機構
３７ 第２ボールねじ機構
５６ タイミングプーリ
６０ 外周の山部
６１、６２ 開口
６３、６４ 遮音板
６５ 吸音材
2, 31, 42
7
63, 64
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