JP2005343130A - Molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、射出成形機やダイカストマシンなどの成形機に係り、特に、成形機における直線移動部材を高速で移動させるのに好適な技術に関するものである。 The present invention relates to a molding machine such as an injection molding machine or a die casting machine, and more particularly to a technique suitable for moving a linear moving member in a molding machine at high speed.
射出成形機やダイカストマシンなどの成形機においては、スクリュや射出プランジャといった直線移動部材を駆動するのに、回転型サーボモータと該サーボモータの回転を直線運動に変換するボールネジ機構とを用いるのが、一般的である。ところが、回転型のサーボモータモータを用いた構成をとると、回転伝達系の回転イナーシャの影響があるため、加減速の能力は、どうしても略4G程度が限界値となっていた。このため、射出充填時間の短縮化などには一定の限界があるものとなっていた。 In a molding machine such as an injection molding machine or a die casting machine, a rotary servo motor and a ball screw mechanism that converts the rotation of the servo motor into a linear motion are used to drive a linear moving member such as a screw or an injection plunger. Is common. However, when a configuration using a rotary servo motor is used, there is an influence of the rotation inertia of the rotation transmission system, and therefore the acceleration / deceleration capability is inevitably about 4G. For this reason, there is a certain limit to shortening the injection filling time.
上記の加減速の能力を上げるために、リニアモータを駆動源とする成形機も知られており、例えば本願出願人は、リニアモータを射出充填の駆動源とするインラインスクリュ式射出成形機を提案している(特許文献1参照)。
上記した特許文献1に示された技術では、スクリュの直線運動の駆動源としてリニアモータを用いているので、回転型のサーボモータモータを用いた場合のように回転イナーシャの影響がなく、6〜8G程度の加速や減速が達成できる。しかし、特許文献1で用いているリニアモータは、一般的なリニア誘導モータであるため、加減速の能力を数10G程度として、超高速の加速動作や減速動作を達成することはできなかった。 In the technique disclosed in Patent Document 1 described above, since a linear motor is used as a drive source for the linear motion of the screw, there is no influence of rotational inertia as in the case of using a rotary servo motor. Acceleration and deceleration of about 8G can be achieved. However, since the linear motor used in Patent Document 1 is a general linear induction motor, it has not been possible to achieve an ultra-high speed acceleration operation or deceleration operation with an acceleration / deceleration capability of about several tens of grams.
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、射出成形機やダイカストマシンなどの成形機において、直線運動部材の超急速の加速や超急速の減速の動作を実現可能として、例えば、溶融成形材料(溶融樹脂や金属溶湯)の射出充填時間の可及的な短縮化を図ることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and in a molding machine such as an injection molding machine or a die casting machine, it is possible to realize an operation of ultra-rapid acceleration and ultra-slow deceleration of a linear motion member. The purpose is to shorten the injection filling time of (molten resin or molten metal) as much as possible.
本発明は上記した目的を達成するため、スクリュや射出プランジャなどの直線移動部材の駆動源としてリニアモータを用いる成形機において、リニアモータは、巻線が巻回された固定子と、該固定子に対して直線移動する可動子とからなり、固定子は、磁極歯同士が対向する複数の対向部を有すると共に、複数の対向部は、隣り合う対向部の磁極歯が互い違い構造をとり、上記の対向部を構成する磁極歯の間に、永久磁石を有する直線状の可動子が配置されたものとされる。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a molding machine that uses a linear motor as a drive source for a linear moving member such as a screw or an injection plunger. The linear motor includes a stator around which a winding is wound, and the stator. The stator has a plurality of facing portions where the magnetic pole teeth are opposed to each other, and the plurality of facing portions have a staggered structure of the magnetic pole teeth of the adjacent facing portions, It is assumed that a linear mover having a permanent magnet is disposed between the magnetic pole teeth constituting the facing portion.
上記したような構成をとるリニアモータは、トンネルアクチュエータとも称され、固定子(電機子)と可動子の間に発生する磁気吸引力を相殺できる構造をとることによって、固定子と可動子の間の磁気吸引力をほとんど零として、十分な推力を得ることができ、可動子を軽量化することで、40G以上の加減速を実現できる。よって、このトンネルアクチュエータ型のリニアモータによって、スクリュや射出プランジャなどの溶融成形材料の押出し部材を駆動することで、高速までの立ち上がり特性に優れた射出充填を実現でき、また、応答性のよい超急速の減速も可能となる。あるいはまた、金属溶湯のように固化がすこぶる早いものに対しても、金属溶湯が完全に固化する前に圧縮応力を付与することが可能となる。 The linear motor having the above-described configuration is also referred to as a tunnel actuator, and has a structure capable of canceling the magnetic attractive force generated between the stator (armature) and the mover, so that the stator and the mover are arranged. A sufficient thrust can be obtained with almost no magnetic attraction force, and acceleration / deceleration of 40 G or more can be realized by reducing the weight of the mover. Therefore, by using this tunnel actuator type linear motor to drive extruded members of melt molding materials such as screws and injection plungers, injection filling with excellent start-up characteristics up to high speed can be realized, and super responsiveness can be achieved. Rapid deceleration is also possible. Alternatively, it is possible to apply a compressive stress to the metal melt that is extremely fast solidified before the metal melt is completely solidified.
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る成形機であるインラインスクリュ式の射出成形機の射出系メカニズムの構成を示す図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an injection system mechanism of an inline screw type injection molding machine which is a molding machine according to a first embodiment of the present invention.
図1において、1は、図示せぬ射出ユニットベース盤上に固設された前側保持プレート、2は、同じく図示せぬ射出ユニットベース盤上に固設された後側保持プレート、3は、その後端部を前側保持プレート1に固着された加熱シリンダ、4は、加熱シリンダ3の先端に取り付けられたノズル、5は、加熱シリンダ3内に回転並びに前後進可能であるように配設されたスクリュ、6は、前側保持プレート1と後側保持プレート2との間に架け渡されたガイドバー、7は、ガイドバー6に挿通・案内されて前後進可能な移動体、8は、移動体7に回転可能に保持されると共に、スクリュ5の後端部が固着された被動プーリ、9は、移動体7に搭載された計量用(スクリュ回転駆動用)の回転型サーボモータ、10は、回転型サーボモータ9の出力軸に固着され、図示せぬタイミングベルトを介して被動プーリ8に回転を伝える小プーリ、11は、その固定子側11aを後側保持プレート2に固定・保持され、その可動子側11bを移動体7に固定された、射出および背圧制御用(スクリュ前後進制御用)のトンネルアクチュエータ型のリニアモータ(図1においては、図示の都合上、このリニアモータの構成は模式化して描いてある)、12は、回転型サーボモータ9をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、13は、リニアモータ11をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、14は、あらかじめ設定された計量制御条件並びに射出制御条件にしたがって、サーボドライバ12、13に指令値を与えるシステムコントローラである。
In FIG. 1, 1 is a front holding plate fixed on an injection unit base board (not shown), 2 is a rear holding plate fixed on an injection unit base board (not shown), A heating cylinder with its end fixed to the
図2は、本実施形態を含め本発明の各実施形態で用いるトンネルアクチュエータ型のリニアモータの構成例の概略を示す図である。図2中で、21、22は固定子(電機子)であり、各固定子21、22において、23は磁極、23aは磁極23の上部磁極歯、23bは磁極23の下部磁極歯、24は磁極、24aは磁極24の上部磁極歯、24bは磁極24の下部磁極歯、25は鉄心、26は鉄心25の長手方向に巻回された巻線である。また、図2中で、27は、N極とS極が長手方向に沿って交番的に配置された永久磁石をもつ可動子である。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a configuration example of a tunnel actuator type linear motor used in each embodiment of the present invention including this embodiment. In FIG. 2, 21 and 22 are stators (armatures). In each of the
図2にトンネルアクチュエータ型のリニアモータでは、磁極23の上部磁極歯23aと磁極24の下部磁極歯24bが、所定ギャップGをもって対向して対向部を形成し、磁極23の下部磁極歯23bと磁極24の上部磁極歯24aが、同じく所定ギャップGをもって対向して対向部を形成して、隣接する対向部同士で磁極歯が互い違い構造をとるようになっている。そして、各対向部を構成する磁極歯の間に、可動子27が配置された構造となっている。
In the tunnel actuator type linear motor shown in FIG. 2, the upper
このような構成をとるトンネルアクチュエータ型のリニアモータでは、隣り合う磁極歯中心間の極ピッチPを所定値に設定して、固定子21をA相で駆動(励磁)するときは固定子22をB相で駆動(励磁)し、固定子21をB相で駆動するときは固定子22をA相で駆動して、固定子21と22とでA相、B相の駆動を、順次交番的に切り換えることで、可動子27は所定方向の推力を与えられて直線移動する。
In a tunnel actuator type linear motor having such a configuration, when the pole pitch P between adjacent magnetic pole tooth centers is set to a predetermined value and the
ここで、隣り合う前記した対向部においては、図3に示すように、吸引力が働く方向が互いに逆向きとなるので、全体として見れば吸引力を略零に相殺できるようになっており、これによって十分な推力を得ることができる構成となっていることと、可動子27を軽量化できることとが相俟って、40G以上の加減速を実現できるようになっている。
Here, in the adjacent facing portions, as shown in FIG. 3, the directions in which the suction force works are opposite to each other, so that the suction force can be offset to substantially zero as a whole, With this configuration, sufficient thrust can be obtained, and the
なお、このようなトンネルアクチュエータ型のリニアモータの構成については、特許文献2などにおいて公知であるので、これ以上の詳細説明については割愛する。
次に、本実施形態の射出成形機の射出充填動作を、光ディスク基板の成形を例にとって説明する。図1に示す構成において、計量行程時には、システムコントローラ14からの指令でサーボドライバ12を介して回転型サーボモータ9が回転駆動され、これにより、小プーリ10、図示せぬタイミングベルトを介して被動プーリ8が回転駆動され、被動プーリ8と一体のスクリュ5が所定方向に回転する。このスクリュ5の回転によって、スクリュ5の後端側に供給された樹脂材料が、混練・可塑化されつつ、スクリュ5のネジ送り作用によって前方に移送され、スクリュ5の先端側に溶融樹脂が貯まるにしたがって、スクリュ5は後退する。このとき、システムコントローラ14からの指令でサーボドライバ13を介してリニアモータ11が駆動制御されて、これによりスクリュ5にかかる背圧が制御されつつ、スクリュ5が後退する。そして、スクリュ5の先端側に1ショット分の溶融樹脂が貯えられた時点で、回転型サーボモータ9によるスクリュ5の回転駆動は停止される。
Next, the injection filling operation of the injection molding machine according to the present embodiment will be described taking an optical disk substrate as an example. In the configuration shown in FIG. 1, during the weighing process, the
一方、射出充填行程時には、計量完了後の適宜タイミングで、システムコントローラ14からの指令でサーボドライバ13を介してリニアモータ11が駆動されて、リニアモータ11の可動子側11bと一体の移動体7が急速に前進駆動され、これにより、スクリュ5が急速に加速されて前進し、スクリュ5の先端側に貯えられた溶融樹脂が、図示せぬ金型のキャビティ内(ディスク基板の成形用空間内)に射出充填される。そして、キャビティ内の大部分に溶融樹脂が充填された適宜タイミング(スクリュの適宜前進位置のタイミング)で、リニアモータ11が急減速制御され、これにより、スクリュ5が超急速に減速されて、キャビティ内に溶融樹脂が完全に行き渡った時点でスクリュ5が前進停止されるように、制御される。
On the other hand, during the injection filling process, the
ところで、上記のディスク基板の成形においては、ディスク中心から外周に向かって充填を行うため、充填過程で半径の拡がりに応じて(半径の2乗に比例して増加するように)溶融樹脂の充填量を制御できるように、射出速度を加速して均一な充填を行うとともに、キャビティの隅々まで溶融樹脂が行き渡るまで射出速度を加速して、キャビティの隅々まで溶融樹脂が行き渡った時点で、瞬時に射出速度を0(零)にするのが、良品成形の達成と成形サイクルの短縮化のための理想である。図4中の2点鎖線は、このような理想形の射出速度を示している。なお、図4においては、縦軸が射出速度(スクリューの前進速度)を表し、横軸が、スクリューの前進位置と対応するキャビティ内の溶融樹脂の拡がり先端位置を表している。 By the way, in the above-mentioned disk substrate molding, since filling is performed from the center of the disk toward the outer periphery, the filling of the molten resin is performed in accordance with the expansion of the radius in the filling process (increase in proportion to the square of the radius) In order to control the amount, the injection speed is accelerated and uniform filling is performed, and the injection speed is accelerated until the molten resin reaches all corners of the cavity, and when the molten resin reaches all corners of the cavity, Instantly setting the injection speed to 0 (zero) is ideal for achieving good product molding and shortening the molding cycle. A two-dot chain line in FIG. 4 indicates such an ideal injection speed. In FIG. 4, the vertical axis represents the injection speed (screw advancement speed), and the horizontal axis represents the spread tip position of the molten resin in the cavity corresponding to the screw advance position.
ここで、射出速度を瞬時に0(零)にするのは、慣性が存在するため、技術的に不能である。そこで、過充填を防止するためには、充填過程の途上のある時点から射出速度を減速させる必要がある。従来の回転型のサーボモータを用いた射出成形機においては、回転イナーシャの影響で加減速の能力の限界は4G程度であり、このため、急減速させるための減速度も4G程度が限界値となって、射出充填時間の短縮化にも一定の限界があるものとなっていた。さらに、加速性能にも限界があるため、この点でも射出充填時間の短縮化を制限するものとなっていた。また、従来のリニアモータを用いた射出成形機においても、急減速させるための減速度は10G程度以下が限界値であるため、理想型に近い急減速は行えなかった。図4中の点線は、従来の回転型のサーボモータを用いた射出成形機における射出速度の特性を示しており、図4中の1点鎖線は、従来のリニアモータを用いた射出成形機における射出速度の特性を示している。 Here, it is technically impossible to instantaneously set the injection speed to 0 (zero) because inertia exists. Therefore, in order to prevent overfilling, it is necessary to reduce the injection speed from a certain point in the course of the filling process. In an injection molding machine using a conventional rotary servo motor, the limit of acceleration / deceleration capability is about 4G due to the effect of rotational inertia, and therefore the deceleration for sudden deceleration is about 4G. Thus, there is a certain limit to shortening the injection filling time. Furthermore, since acceleration performance is also limited, shortening of injection filling time is also limited in this respect. Further, even in a conventional injection molding machine using a linear motor, the deceleration for sudden deceleration is about 10G or less, and thus the rapid deceleration close to the ideal type cannot be performed. The dotted line in FIG. 4 shows the characteristics of the injection speed in an injection molding machine using a conventional rotary servo motor, and the one-dot chain line in FIG. 4 is in an injection molding machine using a conventional linear motor. The characteristics of injection speed are shown.
本実施形態では、射出充填の駆動源としてトンネルアクチュエータ型のリニアモータ11を用いているので、極めて応答性のよい加速や減速を行うことが可能となり、数10G程度の減速度による超急速の減速の制御が可能となるので、図4中で実線の特性で示すように、キャビティ内の大部分に溶融樹脂が充填されるまで加速制御を行い、そこから超急速に減速させて、射出充填動作を超急速で停止させることが可能となり、以って、理想型に近い射出速度の特性を得ることができる。したがって、射出充填時間の可及的な短縮化が図れるとともに、過充填のない且つ超高速のきわめて短時間の射出充填を行うことによって、光ディスクの光学性能も向上させることができる(具体的には、複屈折率のバラツキを抑えること等ができる)。なお、トンネルアクチュエータ型のリニアモータ11は、現状ではある程度以上の大きな推進力を得ることは難しいので、インラインスクリュ式の射出成形機への適用にあたっては、スクリュの径(断面積)がある程度以下に小さい機種で、かつ、低圧高速による射出充填の制御が要求される成形品(例えば、光学部品や光ディスク基板)への適用において、その効果が大いに発揮されるものとなる。
In this embodiment, since the tunnel actuator type
<第2実施形態>
図5は、本発明の第2実施形態に係る成形機であるプリプラ式の射出成形機の射出系メカニズムの構成を示す図である。
Second Embodiment
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an injection system mechanism of a pre-plastic injection molding machine that is a molding machine according to the second embodiment of the present invention.
図5において、31は、図示せぬ支持ベースに固設された保持ブロック、32は、その後端側を保持ブロック31に固着された第1の加熱シリンダ(可塑化・溶融用の加熱シリンダ)、33は、第1の加熱シリンダ32内に回転可能であるように配設されたスクリュ、34は、保持ブロック31に回転可能に保持されると共に、スクリュ33の後端部が固着された被動プーリ、35は、保持ブロック31に搭載された計量用(スクリュ回転駆動用)の回転型サーボモータ、36は、回転型サーボモータ35の出力軸に固着され、図示せぬタイミングベルトを介して被動プーリ34に回転を伝える小プーリ、37は、図示せぬ支持ベースに固設された保持ブロック、38は、その後端側を保持ブロック37に固着された第2の加熱シリンダ(射出用の加熱シリンダ)、39は、第2の加熱シリンダ38の先端に取り付けられたノズル、40は、第2の加熱シリンダ38内に前後進可能であるように配設された射出プランジャ、41は、その固定子側41aを適宜の部材を介して保持ブロック37に固定・保持され、その可動子側41bを射出プランジャの40の後端に固定された、射出および背圧制御用(スクリュ前後進制御用)のトンネルアクチュエータ型のリニアモータ(図示の都合上、このリニアモータの構成は模式化して描いてある)、42は、回転型サーボモータ35をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、43は、リニアモータ41をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、44は、あらかじめ設定された計量制御条件並びに射出制御条件にしたがって、サーボドライバ42、43に指令値を与えるシステムコントローラである。
In FIG. 5, 31 is a holding block fixed to a support base (not shown), 32 is a first heating cylinder (heating cylinder for plasticization / melting) whose rear end is fixed to the holding
図5に示す構成において、計量行程時には、システムコントローラ44からの指令でサーボドライバ42を介して回転型サーボモータ35が回転駆動され、これにより、小プーリ36、図示せぬタイミングベルトを介して被動プーリ34が回転駆動され、被動プーリ34と一体のスクリュ33が所定方向に回転する。このスクリュ33の回転によって、スクリュ33の後端側に供給された樹脂材料が、混練・可塑化されつつ、スクリュ5のネジ送り作用によって前方に移送され、この前方に移送された溶融樹脂は、第1の加熱シリンダ32の先端から第2の加熱シリンダ38内へと送り込まれ、第2の加熱シリンダ38内に溶融樹脂が貯まるにしたがって、第2の加熱シリンダ38内の射出プランジャ40は後退する。このとき、システムコントローラ44からの指令でサーボドライバ43を介してリニアモータ41が駆動制御されて、これにより射出プランジャ40にかかる背圧が制御されつつ、射出プランジャ40が後退する。そして、第2の加熱シリンダ38内に所定量の溶融樹脂が貯えられた時点で、回転型サーボモータ35によるスクリュ33の回転駆動は停止される。
In the configuration shown in FIG. 5, during the weighing process, the
一方、射出充填行程時には、計量完了後の適宜タイミングで、システムコントローラ44からの指令でサーボドライバ43を介してリニアモータ41が駆動されて、リニアモータ41の可動子側41bと一体の射出プランジャ40が急速に前進駆動され、これにより、射出プランジャ40が急速に加速されて前進し、射出プランジャ40の先端側に貯えられた溶融樹脂が、図示せぬ金型のキャビティ内に射出充填される。そして、キャビティ内の大部分に溶融樹脂が充填された適宜タイミング(スクリュの適宜前進位置のタイミング)で、リニアモータ41が急減速制御され、これにより、射出プランジャ40が超急速に減速されて、キャビティ内に溶融樹脂が完全に行き渡った時点で射出プランジャ40が停止するよう、制御される。
On the other hand, during the injection filling process, the
このような構成と動作をとる本実施形態においても、第1実施形態と同様に、射出充填時間の可及的な短縮化が図れるとともに、過充填のない且つ超高速のきわめて短時間の射出充填を行うことによって、携帯電話のバッテリーケースのように超薄肉成形品や狭ピッチコネクタのような超精密小物成形品の成形が容易に可能となる。さらに、本実施形態は、スクリュとは別個の射出プランジャで溶融樹脂の射出充填を行うプリプラ式の射出成形機であるので、混練・可塑化や、樹脂のネジ送りの機能を担う都合上、ある程度以上の細径化が自ずと制限されるスクリュに較べて、射出プランジャの径(断面積)は細径化が容易であるので、比較的小さな推力で高圧の射出充填が可能であり、駆動源としてトンネルアクチュエータ型のリニアモータが適している上、射出充填時に前進駆動される部材が少なく、且つその重量も嵩まないので、第1実施形態と較べると、より一層応答性に優れた加減速性能を実現できる。 In the present embodiment having such a configuration and operation as well as the first embodiment, the injection filling time can be shortened as much as possible, and there is no overfilling and ultra-high speed injection filling in a very short time. By performing the above, it becomes possible to easily mold an ultra-thin molded product such as a battery case of a mobile phone or an ultra-precision small-sized molded product such as a narrow pitch connector. Furthermore, this embodiment is a pre-plastic injection molding machine that performs injection filling of molten resin with an injection plunger separate from the screw. Therefore, for the purpose of carrying out the functions of kneading and plasticizing and screw feeding of resin to some extent, Compared to the screw whose diameter reduction is naturally limited, the injection plunger diameter (cross-sectional area) is easy to reduce, so high-pressure injection filling with a relatively small thrust is possible. The tunnel actuator type linear motor is suitable, and there are few members that are driven forward at the time of injection and filling, and the weight does not increase. Therefore, the acceleration / deceleration performance is more excellent in response than the first embodiment. Can be realized.
<第3実施形態>
図6は、本発明の第3実施形態に係る成形機であるダイカストマシンの要部構成を示す図である。
<Third Embodiment>
FIG. 6 is a diagram showing a main configuration of a die casting machine that is a molding machine according to a third embodiment of the present invention.
図6において、51は固定ダイプレート、52は、固定ダイプレート51に搭載された固定側側金型、53は、図示せぬ可動ダイプレートに搭載されて、固定側金型52に対して前後進される可動側金型、54は、型締め状態の両金型52、53で形づくられるキャビティ、55は、固定ダイプレート51にその端部を固定され、キャビティ54と金型湯道部56を介して連通する射出スリーブ、57は、射出スリーブ55への溶湯供給部、58は、射出スリーブ55内を前後進可能な筒状の外軸射出プランジャ、59は、外軸射出プランジャ58と2重軸構造をとり、外軸射出プランジャ58内を前後進可能な内軸射出プランジャ、60は、外軸射出プランジャ58をボールネジ機構61を介して前後進駆動する回転型サーボモータ、62は、その可動子側を内軸射出プランジャ59に連結されて、内軸射出プランジャ59を前後進駆動するトンネルアクチュエータ型のリニアモータ(図示の都合上、このリニアモータの構成は模式化して描いてある)、63は、回転型サーボモータ60をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、64は、リニアモータ62をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、65は、あらかじめ設定された射出制御条件にしたがって、サーボドライバ63、64に指令値を与えるシステムコントローラである。
In FIG. 6, 51 is a fixed die plate, 52 is a fixed side mold mounted on the fixed
図6に示す構成において、射出前には、外軸射出プランジャ58および内軸射出プランジャ59は後退位置(図示右行方向、射出スリーブ55の溶湯供給孔55aの右位置)にあり、かつ、両射出プランジャ58、59の先端は面一となっている。この状態で、図示せぬラドルで溶湯炉から汲みあげられた金属溶湯が、溶湯供給部57を通じて射出スリーブ55内に供給されると、直ちに、システムコントローラ65からの指令でサーボドライバ63、64を介して回転型サーボモータ60およびリニアモータ62が駆動制御されて、外軸射出プランジャ58および内軸射出プランジャ59はその先端面を面一とした状態で、同一の高速度で前進駆動される。これによって、両射出プランジャ58、59で押された金属溶湯66が、射出スリーブ55から金型湯道部56を通じて型締め状態にある両金型52、53で形成されるキャビティ54内に急速に射出充填される。キャビティ54内への金属溶湯66の射出充填が完了すると、システムコントローラ65は、回転型サーボモータ60を停止させて外軸射出プランジャ58の前進を停止させる一方、リニアモータ62を超急速に増速させて、内軸射出プランジャ59を所定量だけ超急速に前進させる。これによって、射出充填後の固化がすこぶる早い金属溶湯66に対して、金属溶湯が完全に固化する前に、金属溶湯の未硬化部分に圧縮応力を付与することでき、良品鋳造に大いに貢献できる。なお、ここでの実施形態では、射出時に回転型サーボモータ60とリニアモータ62を同時に駆動する例を示したが、リニアモータ62をボールネジ機構61の前後進する部材に搭載し、射出充填時は回転型サーボモータ60だけを駆動することにより外軸射出プランジャ58を前進させ、これによりボールネジ機構61の前後進する部材に搭載したリニアモータ62と内軸射出プランジャ59も前進し、射出充填完了後またはその前後の所定タイミングにおいてリニアモータ62を起動して、内軸射出プランジャ59を金属溶湯の圧縮のため、超急速に所定量だけ前進させるようにしてもよい。
In the configuration shown in FIG. 6, before the injection, the outer
このように本実施形態のダイカストマシンでは、射出プランジャを2重軸構造にして、径(断面積)の小さい内軸射出プランジャを、射出充填後に超急速に増速させて所定量だけ前進させるので、きわめて大きな加速度が出せるも、大きな力(推力)を得ることが不向きなトンネルアクチュエータ型のリニアモータであっても、金属溶湯の圧力に抗して内軸射出プランジャを僅かな距離だけ前進させることが容易に可能となり、金属溶湯が完全に固化する前に、金属溶湯の未硬化部分に圧縮応力を付与することが可能となり、以って、鋳造品の密度のバラツキを可及的に低減することができる。 As described above, in the die casting machine of the present embodiment, the injection plunger has a double shaft structure, and the inner shaft injection plunger having a small diameter (cross-sectional area) is advanced very rapidly after injection filling and is advanced by a predetermined amount. Even if it is a tunnel actuator type linear motor that can produce extremely large acceleration but is not suitable for obtaining a large force (thrust force), the inner shaft injection plunger should be advanced a small distance against the pressure of the molten metal. It is possible to apply compression stress to the uncured portion of the molten metal before the molten metal is completely solidified, thereby reducing the variation in the density of the cast product as much as possible. be able to.
なお、外軸射出プランジャ58の駆動は、回転型サーボモータに代替して、従来より一般的なリニア誘導モータを用いるようにしてもよい。
The outer
<第4実施形態>
図7は、本発明の第4実施形態に係る成形機である射出成形機(インラインスクリュ式またはプリプラ式の射出成形機)の要部構成を示す図である。
<Fourth embodiment>
FIG. 7 is a diagram showing a main configuration of an injection molding machine (in-line screw type or pre-plastic type injection molding machine) which is a molding machine according to the fourth embodiment of the present invention.
図7において、71は固定ダイプレート、72は、固定ダイプレート71に搭載された固定側側金型、73は、タイバー74に沿って前後進可能な可動ダイプレート、75は、可動ダイプレート73に搭載された可動側金型、75aは、可動ダイプレート73に固定された可動側主金型、75bは、可動側主金型75aに対して所定量前後進可能な可動側中子金型、76は、型締め時に固定側金型72と可動側金型75で形づくられるキャビティ、77は、その固定子側77aを可動側主金型75aに固定・保持され、その可動子側77bを可動側中子金型75bに固定された、圧縮制御用(可動側中子金型の前後進制御用)のトンネルアクチュエータ型のリニアモータ(図示の都合上、このリニアモータの構成は模式化して描いてある)、78は、リニアモータ77をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、79は、あらかじめ設定された圧縮御条件にしたがって、サーボドライバ78に指令値を与えるシステムコントローラである。
In FIG. 7, 71 is a fixed die plate, 72 is a fixed side mold mounted on the fixed
図7に示した本実施形態では、型締め後の射出前の状態では、可動側中子金型75bは後退限位置にあり、この状態で、キャビティ76内に、図示せぬ射出メカニズムにより溶融樹脂80が射出される。この射出動作の途上(射出完了の略手前)または射出完了の直後に、システムコントローラ79からの指令で、サーボアンプ78によってリニアモータ77を超急速に加速して、可動側中子金型75bを所定量だけ超急速に前進させる。これにより、キャビティ76は成形品の形状に相当するまで縮小されるとともに、キャビティ76内の硬化前の溶融樹脂には圧縮応力が付与されて、厚み精度並びに密度精度に優れた成形品を得ることができる。
In the present embodiment shown in FIG. 7, in a state before injection after mold clamping, the movable-
このように本実施形態の射出成形機では、比較的に軽量の可動側中子金型をアクチュエータ型のリニアモータによって駆動するようにしているので、可動側中子金型の駆動の過渡応答性がよく、溶融樹脂が固化する前の好適タイミングに、確実に圧縮応力を付与することができ、良品成形に大いに貢献できる。 As described above, in the injection molding machine according to the present embodiment, the relatively lightweight movable side mold is driven by the actuator type linear motor, so that the transient response of the movable side mold is driven. Therefore, it is possible to reliably apply a compressive stress to a suitable timing before the molten resin is solidified, which can greatly contribute to good product molding.
1 前側保持プレート
2 後側保持プレート
3 加熱シリンダ
4 ノズル
5 スクリュ
6 ガイドバー
7 移動体
8 被動プーリ
9 回転型サーボモータ
10 小プーリ
11 トンネルアクチュエータ型のリニアモータ
11a 固定子側
11b 可動子側
12、13 サーボドライバ
14 システムコントローラ
21、22 固定子(電機子)
23 磁極
23a 上部磁極歯
23b 下部磁極歯
24 磁極
24a 上部磁極歯
24b 下部磁極歯
25 鉄心
26 巻線
27 可動子
31 保持ブロック
32 第1の加熱シリンダ(可塑化・溶融用の加熱シリンダ)
33 スクリュ
34 被動プーリ
35 回転型サーボモータ
36 小プーリ
37 保持ブロック
38 第2の加熱シリンダ(射出用の加熱シリンダ)
39 ノズル
40 射出プランジャ
41 トンネルアクチュエータ型のリニアモータ
41a 固定子側
41b 可動子側
42、43 サーボドライバ
44 システムコントローラ
51 固定ダイプレート
52 固定側側金型
53 可動側金型
54 キャビティ
55 射出スリーブ
55a 溶湯供給孔
56 金型湯道部
57 溶湯供給部
58 外軸射出プランジャ
59 内軸射出プランジャ
60 回転型サーボモータ
61 ボールネジ機構
62 トンネルアクチュエータ型のリニアモータ
63、64 サーボドライバ
65 システムコントローラ
66 金属溶湯
71 固定ダイプレート
72 固定側側金型
73 可動ダイプレート
74 タイバー
75 可動側金型
75a 可動側主金型
75b 可動側中子金型
76 キャビティ
77 トンネルアクチュエータ型のリニアモータ
77a 固定子側
77b 可動子側
78 サーボドライバ
79 システムコントローラ
80 溶融樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Front holding plate 2
23
33
39
Claims (7)
前記リニアモータは、巻線が巻回された固定子と、該固定子に対して直線移動する可動子とからなり、前記固定子は、磁極歯同士が対向する複数の対向部を有すると共に、複数の対向部は、隣り合う対向部の磁極歯が互い違い構造をとり、前記対向部を構成する磁極歯の間に、永久磁石を有する直線状の前記可動子が配置されたものであることを特徴とする成形機。 A molding machine that uses a linear motor as a drive source for the linear moving member,
The linear motor includes a stator around which a winding is wound, and a mover that moves linearly with respect to the stator, and the stator has a plurality of facing portions where the magnetic pole teeth face each other, The plurality of opposing portions are such that the magnetic pole teeth of the adjacent opposing portions have a staggered structure, and the linear movable element having a permanent magnet is disposed between the magnetic pole teeth constituting the opposing portion. Characteristic molding machine.
溶融成形材料を金型内に射出充填するための溶融成形材料押出し部材を、前記リニアモータによって駆動することを特徴とする成形機。 The molding machine according to claim 1,
A molding machine characterized in that a melt molding material extrusion member for injecting and filling a melt molding material into a mold is driven by the linear motor.
前記成形機はインラインスクリュ式の射出成形機であり、溶融樹脂材料を金型内に射出充填するためのスクリュを前記リニアモータによって駆動することを特徴とする成形機。 The molding machine according to claim 2,
The molding machine is an inline screw type injection molding machine, wherein a screw for injecting and filling a molten resin material into a mold is driven by the linear motor.
前記成形機はプリプラ式の射出成形機であり、溶融樹脂材料を金型内に射出充填するための射出プランジャを前記リニアモータによって駆動することを特徴とする成形機。 The molding machine according to claim 2,
The molding machine is a pre-plastic injection molding machine, and an injection plunger for injecting and filling a molten resin material into a mold is driven by the linear motor.
前記成形機はダイカストマシンであり、このダイカストマシンは溶融金属材料を金型内に射出充填するための2重軸構造の射出プランジャをもつと共に、外軸射出プランジャと内軸射出プランジャとが個別に駆動可能とされた構造をとり、前記内軸射出プランジャを前記リニアモータによって駆動し、前記外軸射出プランジャを前記リニアモータとは別個の駆動源で駆動することを特徴とする成形機。 The molding machine according to claim 2,
The molding machine is a die-casting machine. The die-casting machine has a double-axis structure injection plunger for injecting and filling molten metal material into a mold, and an outer shaft injection plunger and an inner shaft injection plunger are separately provided. A molding machine having a driveable structure, wherein the inner shaft injection plunger is driven by the linear motor, and the outer shaft injection plunger is driven by a drive source separate from the linear motor.
前記内軸射出プランジャと前記外軸射出プランジャとを前進させて、前記内軸射出プランジャと前記外軸射出プランジャとの協働で、溶融金属材料を金型内に射出充填し、射出充填後に前記内軸射出プランジャのみをさらに前進させて金属材料の未硬化部分に圧力を付与するようにしたことを特徴とする成形機。 The molding machine according to claim 5,
The inner shaft injection plunger and the outer shaft injection plunger are advanced, and in cooperation with the inner shaft injection plunger and the outer shaft injection plunger, a molten metal material is injected and filled into the mold, and after injection filling, A molding machine, wherein only the inner shaft injection plunger is further advanced to apply pressure to an uncured portion of the metal material.
金型内に射出充填された成形材料に圧縮力を付与するための金型中子部材を、前記リニアモータによって駆動することを特徴とする成形機。 The molding machine according to claim 1,
A molding machine for driving a mold core member for applying a compression force to a molding material injected and filled in a mold by the linear motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004168754A JP2005343130A (en) | 2004-06-07 | 2004-06-07 | Molding machine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007312575A (en) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Toyo Mach & Metal Co Ltd | Linear drive device |
JP2009012050A (en) * | 2007-07-05 | 2009-01-22 | Toyo Mach & Metal Co Ltd | Molding machine |
-
2004
- 2004-06-07 JP JP2004168754A patent/JP2005343130A/en active Pending
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