JP2007083607A - Electric injection device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、射出加熱筒からの伝熱による前プレートの昇温を制御した電動式射出装置に関するものである。 The present invention relates to an electric injection device that controls the temperature rise of a front plate by heat transfer from an injection heating cylinder.
射出装置では、射出加熱筒に供給された材料樹脂を成形温度に加熱しながら射出スクリュの回転により可塑化したのち、射出加熱筒先端のノズルから可塑化された樹脂を金型に射出している。このため射出加熱筒からの伝熱が他の個所に及んで不具合が生じないように、供給ブロックに加熱を制御する温調手段を設け、また供給ブロックと射出加熱筒の保持体との間に断熱材を設けたりしている。また電動式射出装置では駆動用のボールねじ軸の高温化を冷却により防止したり、ボールねじ軸とボールナットの螺合部の潤滑不良を防止するために、ボールナットを水冷又は空冷することが試みられている。
前後一対の支持用のプレートに連結した複数本のガイドシャフトに、スクリュ駆動体を挿通支持した電動式射出装置、またはガイドシャフトと平行にして前後プレートに2本のボールねじ軸を回転自在に設けた電動式射出装置では、前部プレートに射出加熱筒を取付けていることから、射出加熱筒からの伝熱により前プレートの温度が高くなる傾向にある。前プレートが高温になると熱膨張による歪みが大きくなり易く、これが前プレートと後プレートさらにはスクリュ駆動体との熱膨張差による装置の歪みとなって、装置精度にも影響するようになる。 Two guide screw shafts connected to a pair of front and rear support shafts, an electric injection device that inserts and supports a screw drive, or two ball screw shafts on the front and rear plates in a rotatable manner in parallel with the guide shaft In the electric injection device, since the injection heating cylinder is attached to the front plate, the temperature of the front plate tends to increase due to heat transfer from the injection heating cylinder. When the front plate becomes high temperature, distortion due to thermal expansion tends to increase, and this becomes distortion of the apparatus due to a difference in thermal expansion between the front plate, the rear plate, and the screw drive body, and affects the apparatus accuracy.
前プレートの昇温は、射出加熱筒からの伝熱を遮断することによって防止できる。しかし、従来の供給ブロックの温調による伝熱の制御では、射出加熱筒における加熱効率を考慮して行う必要があることから限界があり、このため供給ブロックの温調をもって前プレートの温度を制御することは難しい。また断熱材による遮断効率は肉厚に比例するので、厚肉の断熱材でなければ充分といえず、供給ブロックの温調手段と併用しても、前プレートに装着した射出加熱筒の後端部からの伝熱は防止できないので効率としてはあまり期待できない。またボールねじ軸を冷却したり、スクリュ駆動体のボールナット部材を冷却しても、その冷却により前プレートまでをも温度制御することは困難なことである。 The temperature rise of the front plate can be prevented by blocking the heat transfer from the injection heating cylinder. However, conventional heat transfer control by temperature control of the supply block is limited because it is necessary to consider the heating efficiency of the injection heating cylinder, and therefore the temperature of the front plate is controlled by temperature control of the supply block. Difficult to do. Also, since the insulation efficiency by the heat insulating material is proportional to the wall thickness, it cannot be said that it is sufficient if it is a thick wall heat insulating material. Even if it is used together with the temperature control means of the supply block, the rear end of the injection heating cylinder attached to the front plate Since heat transfer from the part cannot be prevented, the efficiency cannot be expected so much. Even if the ball screw shaft is cooled or the ball nut member of the screw driving body is cooled, it is difficult to control the temperature up to the front plate by the cooling.
この発明の目的は、ガイドシャフトやボールねじ軸、供給ブロック及び射出加熱筒の取付けによって、装置の前部構造の一部をなす前プレートの伝熱による高温化を、前プレート自体の温度制御を以て防止することができる電動式射出装置を提供することにある。 The object of the present invention is to increase the temperature by heat transfer of the front plate that forms part of the front structure of the apparatus by attaching the guide shaft, ball screw shaft, supply block, and injection heating cylinder, and by controlling the temperature of the front plate itself. An object of the present invention is to provide an electric injection device that can be prevented.
上記目的によるこの発明は、前後一対の支持用のプレートに連結した複数本のガイドシャフトと、そのガイドシャフトに挿通してプレート間に進退自在に設けたスクリュ駆動体と、そのスクリュ駆動体と後プレートにわたり設けたボールねじ軸とボールナット部材とによる電動駆動手段と、前プレートの前面中央に取付けた供給ブロックと、その供給ブロックと前プレートに後端部を貫通して該供給ブロックに固設した射出加熱筒とからなる電動式射出装置において、上記前プレートの内部に該前プレートの加熱を制御する冷媒の冷却路を設けてなる、というものである。 According to the above-described object, the present invention includes a plurality of guide shafts connected to a pair of front and rear support plates, a screw drive body that is inserted through the guide shafts and is movable between the plates, and the screw drive body and the rear Electric drive means using a ball screw shaft and a ball nut member provided over the plate, a supply block attached to the center of the front surface of the front plate, and the supply block and the front plate are fixed to the supply block through the rear end. In the electric injection apparatus comprising the injection heating cylinder, a coolant cooling path for controlling the heating of the front plate is provided inside the front plate.
またこの発明は、前後一対の支持用のプレートに連結した複数本のガイドシャフトと、そのガイドシャフトと平行にして前後一対の支持用のプレートにボール軸受をもって回転自在に設けた2本のボールねじ軸と、ガイドシャフトに挿通するとともにボールナット部材をボールねじ軸に螺合して、プレート間に進退自在に設けたスクリュ駆動体と、後プレートに取付けたスクリュ駆動体の電動駆動機構と、前プレートの前面中央に取付けた供給ブロックと、その供給ブロックと前プレートに後端部を貫通して該供給ブロックに固設した射出加熱筒とからなる電動式射出装置において、上記前プレートの内部に該前プレートと上記ボール軸受の加熱を制御する冷媒の冷却路を設けてなる、というものである。 The present invention also includes a plurality of guide shafts connected to a pair of front and rear support plates, and two ball screws provided in parallel with the guide shafts and rotatably provided with a ball bearing on a pair of front and rear support plates. A screw drive body that is inserted through the shaft and the guide shaft and screwed into the ball screw shaft to be moved forward and backward between the plates, an electric drive mechanism of the screw drive body attached to the rear plate, In the electric injection apparatus comprising a supply block attached to the front center of the plate, and an injection heating cylinder fixed to the supply block through the rear end of the supply block and the front plate, the interior of the front plate A coolant cooling path for controlling the heating of the front plate and the ball bearing is provided.
またこの発明は、上記供給ブロックの内部に冷却路を設け、その冷却路の冷媒による温調手段を供給ブロックに設けてなり、また上記前プレートと供給ブロックとの間に断熱板を設けてなる、というものである。 Further, according to the present invention, a cooling path is provided in the supply block, temperature control means using a refrigerant in the cooling path is provided in the supply block, and a heat insulating plate is provided between the front plate and the supply block. That's it.
上記構成では、冷媒による温度制御によって長時間にわたり成形作業を継続しても前プレートが高温とならず、ガイドシャフトにも伝熱の影響が及ばないので、ガイドシャフトにより前プレートと連結されている後プレートとの熱膨張差、さらにはスクリュ駆動体との熱膨張差による装置の歪みが生じ難くなる。また前プレートに内設したボール軸受も伝熱により高温とならず、摩擦による発熱も抑制されることから潤滑剤の加熱劣化も防止されるようになる。 In the above configuration, even if the molding operation is continued for a long time by temperature control using the refrigerant, the front plate does not become high temperature, and the guide shaft is not affected by heat transfer. Therefore, the guide shaft is connected to the front plate. The apparatus is less likely to be distorted due to a difference in thermal expansion from the rear plate and further from a difference in thermal expansion from the screw driver. Further, the ball bearing provided in the front plate does not become high temperature due to heat transfer, and heat generation due to friction is suppressed, so that deterioration of the lubricant due to heating is prevented.
また前プレートに加えて供給ブロックにも冷媒による温調手段を設けた場合には、供給ブロックにおいてある程度の伝熱の抑制が行えることから、前プレートへの伝熱量が低減し、前プレートにおける冷媒の吸熱効率が一段と向上する。さらに断熱材により前プレートと供給ブロックとを断熱することによって前プレートへの伝熱量が著しく低減するので、成形温度が高い樹脂を材料として成形を行う場合でも前プレートにおける温度制御を効率よく行え、しかも前プレートと供給ブロックの両方が冷媒により温度制御されているので、断熱材は薄いものでも充分にその効果を発揮する。これにより断熱材が介在しても前プレートと供給ブロックの連結が容易に堅牢に行うことができ、断熱材の介在がない場合と同様な取付け強度を有する。 In addition, if the supply block is provided with temperature control means using the refrigerant in addition to the front plate, the amount of heat transfer to the front plate can be reduced because the heat transfer can be suppressed to some extent in the supply block. The heat absorption efficiency is further improved. Furthermore, the amount of heat transfer to the front plate is significantly reduced by insulating the front plate and the supply block with a heat insulating material, so even when molding with a resin having a high molding temperature, the temperature control on the front plate can be performed efficiently. In addition, since both the front plate and the supply block are temperature controlled by the refrigerant, even if the heat insulating material is thin, the effect is sufficiently exhibited. Thereby, even if a heat insulating material is interposed, the front plate and the supply block can be easily and firmly connected to each other, and the mounting strength is the same as in the case where there is no heat insulating material.
図1は、駆動用のボールねじ軸が一軸の電動式射出装置を示すものである。
図中1,2は前後一対の支持用のプレートで、四隅部にガイドシャフト3,3が連結してある。4は中央に射出スクリュ4aの後端部を回転自在に連結したスクリュ駆動体で、図では省略したが、射出スクリュ4aを回転して材料計量を行う電動モータが取付けてある。このスクリュ駆動体4はガイドシャフト3,3に挿通してプレート1,2の間に進退自在に設けてある。
FIG. 1 shows an electric injection device having a single ball screw shaft for driving.
In the figure,
このスクリュ駆動体4の背面のボールナット部材5には、後プレート3に回転自在に取付けた駆動用のボールねじ軸6が螺合してあり、そのボールねじ軸6を回転してスクリュ駆動体4を前進駆動する電動サーボモータ7と伝動ベルト8とによる電動駆動機構9が後プレート2に取付けてある。また前プレート1の前面中央には、上部に供給口11を有する供給ブロック12が設けてあり、その供給ブロック12に加熱手段を外周に有する射出加熱筒13が、後端部を供給ブロック12と前プレート1に設けた中央穴部10(図5又は図8参照)に貫通して、該供給ブロック12に固設してある。
The
図2は、駆動用のボールねじ軸が二軸の電動式射出装置を示すものである。
この電動式射出装置では、プレート1,2に連結したガイドシャフト3,3と平行に2本のボールねじ61,61を、プレート1,2にわたりボール軸受14を用いて回転自在に設け、そのボールねじ61,61に両側内に設けたボールナット部材51,51をそれぞれ螺合して、スクリュ駆動体4をプレート間に進退自在に設けている。またボールねじ軸61の回転は、図では省略するが後プレート2に取付けた電動駆動機構により同時に行えるようにしてある。
FIG. 2 shows an electric injection device having two drive ball screw shafts.
In this electric injection device, two
上記前プレート1の内部と供給ブロック12の内部には、図3以下に示すように冷却路15,16が設けてあり、その冷却路15,16を流動する冷媒により前プレート1と供給ブロック12の温度を冷媒温度付近まで温調できるようにしてある。また前プレート1と供給ブロック12との間に板状の断熱材17を設け、その断熱材17により供給ブロック12から前プレート1への伝熱が低減するようにしてある。この供給ブロック12の温度制御と断熱材17による伝熱の低減は、樹脂の成形温度が高く、前プレート1の冷媒による温度制御では伝熱の影響を充分に抑え難いときに併用される。
図3及び図4に示す冷却路15は、図1に示す構造の電動式射出装置に適用可能な冷却路で、図5に示すように、前プレート1の片側面から中央穴部10の上下に穿孔を並設し、その穿孔の先端を上面からの穿孔により接続して、上下開口のいずれか一方を入口、他方を出口とする横型の冷却路15に形成している。
The
図6及び図7に示す前プレート1の冷却路15は、図2に示す構造の電動式射出装置に適用可能な冷却路で、図8に示すように、前プレート1の上面から中央穴部10の左右に穿孔を並設し、その穿孔の下端を外部の管路15aにより接続して、上面の左右開口のいずれか一方を入口、他方を出口とする冷却路15に形成している。このような冷却路15は中央穴部10とボール軸受14の間に介在するので、これによりボール軸受14の温調も可能となる。
The
また供給ブロック12の冷却路16は、図5及び図8に示すように、ブロック下面から中央穴部10の左右に前後一対の穿孔を並設し、その左右の穿孔の下部を中央穴部10の下側のブロック側面からの穿孔により接続するとともに、片側の前後一対の穿孔の上部をブロック正面からの穿孔により接続し、側面及び正面からの穿孔の開口を閉塞して前後一対の連通孔に形成し、その連通孔の上部のそれぞれをブロック側面からの穿孔と接続して、左右開口のいずれか一方が入口、他方が出口となった冷却路16に形成している。
As shown in FIGS. 5 and 8, the
このような配置の冷却路16では、図5に示すように、前プレート1の上下に並設した冷却路15との重なりにより、正面から見た投影面において、射出加熱筒13の後端部が貫通位置する中央穴部10の上下左右を囲む格子状の冷却路を形成し、その両方により射出加熱筒13の後端部からの伝熱を効率よく抑えて低減するようになる。
In the
上記前プレート1では、冷却路15を流動する冷媒により前プレート1の熱が吸熱されて冷媒とほぼ同じ温度に維持されるので、射出加熱筒13の後端部からの伝熱により前プレート1が加熱を受けると、その熱量は吸熱により減少して長時間にわたり成形作業を継続しても前プレート1が高温にならない。このためガイドシャフト3,3にも伝熱の影響が及ばないので、ガイドシャフト3,3により前プレート1と連結されている後プレート2との熱膨張差、さらにはスクリュ駆動体4との熱膨張差による装置の歪みが生じ難くなって、装置精度が保たれるようになる。またボールねじ軸61,61を回転自在に軸承する前プレート1の両側のボール軸受14,14にも伝熱が及ばず、回転摩擦による発熱も抑制されることから潤滑剤の加熱劣化も防止されるようになる。
In the
また前プレート1に加えて供給ブロック12にも冷却路16を設けて、その冷却路16を流動する冷媒により温度制御を行うと、供給ブロック12においても伝熱の制御が行えることから、前プレート1への伝熱量が低減して前プレート1における冷媒の吸熱効率が一段と向上する。さらに断熱材17により前プレート1と供給ブロックとを断熱することによって、前プレート1への伝熱量が著しく低減するので、成形温度が高い樹脂を材料として成形を行う場合でも、前プレート1における温度制御が効率よく行え、しかも前プレート1と供給ブロック12の両方が冷媒により温度制御されているので、断熱材17は薄いものでも充分にその効果を発揮する。これにより断熱材17が介在しても前プレート1と供給ブロック12の連結が容易に堅牢に行うことができ、断熱材17の介在がない場合と同様な取付け強度を有する。
Further, if the
1 前プレート
2 後プレート
3 ガイドシャフト
4 スクリュ駆動体
5,51 ボールナット部材
6,61 ボールねじ軸
10 中央穴部
11 供給口
12 供給ブロック
13 射出加熱筒
14 ボール軸受
15 前プレートの冷却路
16 供給ブロックの冷却路
17 断熱部材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記前プレートの内部に該前プレートの加熱を制御する冷媒の冷却路を設けてなることを特徴とする電動式射出装置。 A plurality of guide shafts connected to a pair of front and rear support plates, a screw drive body that is inserted through the guide shafts so as to be able to advance and retreat between the plates, and a ball screw shaft provided between the screw drive body and the rear plate And a ball nut member, an electric drive means attached to the front center of the front plate, and a supply block and an injection heating cylinder which penetrates the rear end of the front plate and is fixed to the supply block. In the electric injection device,
An electric injection device characterized in that a cooling path for a refrigerant for controlling heating of the front plate is provided inside the front plate.
上記前プレートの内部に該前プレートと上記ボール軸受の加熱を制御する冷媒の冷却路を設けてなることを特徴とする電動式射出装置。 A plurality of guide shafts connected to a pair of front and rear support plates, two ball screw shafts provided in parallel with the guide shafts and rotatably provided with ball bearings on a pair of front and rear support plates, and a guide shaft The screw nut is screwed onto the ball screw shaft and screwed between the plates, and the screw drive mounted on the rear plate, the electric drive mechanism of the screw drive mounted on the rear plate, and the front center of the front plate In the electric injection device comprising the attached supply block and the injection heating cylinder fixed to the supply block through the rear end of the supply block and the front plate,
An electric injection device characterized in that a cooling path for a refrigerant for controlling heating of the front plate and the ball bearing is provided inside the front plate.
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