JP2009113404A - Molding machine - Google Patents

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Yoshiya Taniguchi
吉哉 谷口
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Toyo Machinery and Metal Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the accelerating performance of a built-in type motor by reducing the moment of inertia of the motor in a molding machine in which the motor is used as the driving source of a molding work. <P>SOLUTION: The molding machine uses a hollow built-in type motor having: a stator the inside of which is a hollow cylinder; and a cylindrical rotor located inside the stator, as an electric motor as the driving source of the molding work. The material of a sleeve which is fixed to inner circumference of the rotor of the built-in type motor and to which a rotating member rotation driven by the built-in type motor is fixed, is made of a material whose specific gravity is lower than that of iron, for example, magnesium, a magnesium alloy, aluminum, an aluminum alloy, or a composite composed of these light metals and carbon fibers. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動駆動タイプの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、成形動作の駆動源としての電動モータの少なくとも１つに、中空のビルトイン（Ｂｕｉｌｔ−Ｉｎ）型モータ（ダイレクト結合タイプのモータ）を用いた成形機に関する。   The present invention relates to a molding machine such as an electric drive type injection molding machine or a die casting machine, and in particular, at least one of electric motors as a driving source for molding operation includes a hollow built-in motor (direct The present invention relates to a molding machine using a coupling type motor.

従来の電動タイプのインラインスクリュ式の射出成形機においては、射出用電動モータの出力軸に固定した駆動プーリと、ボールネジ機構の回転部である例えばネジ軸に固定した被動プーリとに、タイミングベルトを掛け回して、射出用電動モータの回転をプーリ・ベルトによる回転伝達機構を介してボールネジ機構のネジ軸に伝え、ネジ軸の回転で直線移動するボールネジ機構のナット体と一体となって前後進する直動ブロックを直線移動させることで、スクリュを直線移動させ、また、計量用電動モータの出力軸に固定した駆動プーリと、上記の直動ブロックに回転可能に保持された被動プーリとに、タイミングベルトを掛け回して、計量用電動モータの回転をプーリ・ベルトによる回転伝達機構を介して、被動プーリと一体回転するスクリュに伝達することで、スクリュを回転させるようにした構成を採ることが多い。   In a conventional electric type inline screw type injection molding machine, a timing belt is attached to a driving pulley fixed to an output shaft of an electric motor for injection and a driven pulley fixed to, for example, a screw shaft which is a rotating portion of a ball screw mechanism. The rotation of the electric motor for injection is transmitted to the screw shaft of the ball screw mechanism via the pulley / belt rotation transmission mechanism, and moves forward and backward integrally with the nut body of the ball screw mechanism that moves linearly by the rotation of the screw shaft. The linear movement of the linear motion block causes the screw to move linearly, and the drive pulley fixed to the output shaft of the electric motor for measurement and the driven pulley rotatably held by the linear motion block described above A belt that rotates around the belt and rotates the metering electric motor integrally with the driven pulley via the pulley / belt rotation transmission mechanism. By transmitting the Ryu, often adopt a configuration which is adapted to rotate the screw.

このような構成をとると、射出用電動サーボモータや計量用電動サーボモータとして、その中心に出力軸をもつ一般的なＡＣサーボモータを採用できるが、プーリ・ベルトによる回転伝達機構によって減速機構を構築する必要があるので、部品点数が増して、マシンの省スペース化を阻害する要因となる。また、比較的に径の大きい被動プーリを回転させる必要があるので、回転イナーシャが大きくなり、回転伝達の過渡応答性の向上には自ずと限界があるものとなる。   With such a configuration, a general AC servo motor having an output shaft at the center can be adopted as an injection electric servo motor or a metering electric servo motor. However, a speed reduction mechanism is provided by a rotation transmission mechanism using a pulley and a belt. Since it is necessary to construct it, the number of parts increases and becomes a factor that hinders space saving of the machine. Further, since it is necessary to rotate the driven pulley having a relatively large diameter, the rotational inertia becomes large, and the improvement of the transient response of the rotational transmission is naturally limited.

そこで、上記の回転イナーシャを小さくして、回転伝達の過渡応答性を向上させるために、内部が中空のビルトイン（Ｂｕｉｌｔ−Ｉｎ）型モータ（ダイレクト結合タイプのモータ）を、成形動作の駆動源として用いた射出成形機が、特開平１１−１９８１９９号公報（特許文献１）などにおいて知られている。   Therefore, in order to reduce the rotation inertia and improve the transient response of rotation transmission, a built-in (Built-In) type motor (direct coupling type motor) having a hollow inside is used as a drive source for the molding operation. The injection molding machine used is known in Japanese Patent Laid-Open No. 11-198199 (Patent Document 1) and the like.

図３は、一般的な構成のビルトイン型モータの概要を示す断面図である。図３において、１０１はビルトイン型モータ、１０２は、ビルトイン型モータ１０１のケーシング、１０３は、ケーシング１０２に固定された内部が中空円筒の固定子、１０４は、固定子１０３の内側で回転可能な円筒形の回転子、１０５は、回転子１０４の内周面に強嵌合などで固定されたスリーブ、１０６は、スリーブ１０５の一方端をケーシング１０２に対して回転可能に保持する軸受、１０７は、スリーブ１０５の他方端をケーシング１０２に対して回転可能に保持する軸受である。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing an outline of a built-in type motor having a general configuration. In FIG. 3, 101 is a built-in type motor, 102 is a casing of the built-in type motor 101, 103 is a hollow cylindrical stator fixed to the casing 102, and 104 is a cylinder that can rotate inside the stator 103. , 105 is a sleeve fixed to the inner peripheral surface of the rotor 104 by a strong fit or the like, 106 is a bearing that rotatably holds one end of the sleeve 105 with respect to the casing 102, 107 is This is a bearing that rotatably holds the other end of the sleeve 105 with respect to the casing 102.

上記のスリーブ１０５には、回転駆動させたい部材（回転部材）が適宜の手段で固定されるようになっていて、スリーブ１０５の形状は、マシン仕様に応じて適宜に作製されるようになっている。そして、このスリーブ１０５の材質は、従来は鋼材からなっていた。
特開平１１−１９８１９９号公報 A member to be rotationally driven (rotating member) is fixed to the sleeve 105 by an appropriate means, and the shape of the sleeve 105 is appropriately manufactured according to machine specifications. Yes. The sleeve 105 is conventionally made of steel.
JP-A-11-198199

ビルトイン型モータ１０１は、スリーブ１０５に回転駆動させたい部材をダイレクト結合する構成をとるので、上述したように回転伝達の過渡応答性を向上させることができる。しかしながら、ビルトイン型モータ１０１自体で見ると、従来のビルトイン型モータ１０１は、回転子１０３と一体となって回転するスリーブ１０５が鋼材で形成されているので、比較的にスリーブ１０５の重量が嵩み、スリーブ１０５の重量が嵩む分だけビルトイン型モータ１０１の回転イナーシャが大きくなり、ビルトイン型モータ１０１自体の加速性能を阻害する要因となっていた。   Since the built-in motor 101 has a configuration in which a member to be rotationally driven is directly coupled to the sleeve 105, the transient response of rotation transmission can be improved as described above. However, when viewed from the built-in type motor 101 itself, the conventional built-in type motor 101 has a sleeve 105 that rotates integrally with the rotor 103 and is formed of a steel material. As the weight of the sleeve 105 increases, the rotational inertia of the built-in type motor 101 becomes large, which hinders the acceleration performance of the built-in type motor 101 itself.

成形機においては、金型内への可及的に速やかな成形材料の射出・充填が求められる場合には、射出用部材（インラインスクリュ式の射出成形機においてはスクリュであり、ダイカストマシンやプリプラ式の射出成形機においては射出プランジャである）の加速性能を向上させて、射出初期における成形材料の射出・充填の加速性能を向上させることは、必須の要件であり、このため、ビルトイン型モータ自体の加速性能を向上させることが求められていた。   In a molding machine, when injection and filling of a molding material as quickly as possible is required in a mold, an injection member (a screw in an inline screw type injection molding machine is a screw, a die casting machine or a pre-plastic It is an essential requirement to improve the acceleration performance of the injection and filling of the molding material in the initial stage of injection by improving the acceleration performance of the injection plunger in the injection molding machine of the type). There was a need to improve its own acceleration performance.

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、ビルトイン型モータを成形動作の駆動源とした成形機において、ビルトイン型モータの回転イナーシャを低減して、ビルトイン型モータの加速性能を向上させることにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to reduce the rotational inertia of the built-in type motor in a molding machine using the built-in type motor as a driving source for the molding operation. It is to improve acceleration performance.

本発明は上記した目的を達成するため、成形動作の駆動源としての電動モータに、内部が中空円筒の固定子と、該固定子の内部に位置する円筒形の回転子とをもつ、中空のビルトイン（Ｂｕｉｌｔ−Ｉｎ）型モータを用いる成形機において、ビルトイン型モータの回転子の内周側に固定されて、ビルトイン型モータによって回転駆動される回転部材が取り付けられるスリーブの材料を、鉄未満の比重の材料、例えば、マグネシウムまたはマグネシウム合金またはアルミニウムまたはアルミニウム合金や、これらの軽金属とカーボン繊維との複合材とする。   In order to achieve the above-described object, the present invention provides a hollow motor having a hollow cylindrical stator and a cylindrical rotor positioned inside the stator, as an electric motor serving as a driving source for molding operation. In a molding machine that uses a built-in type motor, a sleeve material that is fixed to the inner peripheral side of the rotor of the built-in type motor and that is attached to a rotating member that is rotationally driven by the built-in type motor is made of less than iron. A material having a specific gravity, for example, magnesium, a magnesium alloy, aluminum, an aluminum alloy, or a composite material of these light metals and carbon fibers is used.

本発明では、ビルトイン型モータの回転子の内周面に固定されるスリーブの材質を、軽金属などの鉄よりも比重の低い材質としているので、スリーブの回転イナーシャを、鋼材製のスリーブの回転イナーシャよりも大幅に低減でき、この分だけ加速性能を向上させることができる。   In the present invention, since the material of the sleeve fixed to the inner peripheral surface of the rotor of the built-in type motor is a material having a specific gravity lower than that of iron such as light metal, the rotational inertia of the sleeve is used as the rotational inertia of the sleeve made of steel. The acceleration performance can be improved by this amount.

ＧＤ２［ｋｇｆ・ｃｍ２］で示される回転イナーシャは、モータの回転部が中実円柱である場合には、ＧＤ２＝ＷＤ２／２で表され（Ｗは重量［ｋｇｆ］、Ｄは外径［ｃｍ］）、モータの回転部が円筒体である場合には、ＧＤ２＝Ｗ（Ｄ２＋ｄ２）／２で表される（Ｗは重量［ｋｇｆ］、Ｄは外径［ｃｍ］、ｄは内径［ｃｍ］）。いま、スリーブが鉄で作製された場合と、スリーブがマグネシウムで作製された場合とを比較すると、鉄の比重が約７．８でマグネシウムの比重が約１．８であるので、その比重の比は７．８／１．８＝４．３である。したがって、ビルトイン型モータの回転部（回転子およびスリーブ）のうち、スリーブをマグネシウムで作製した場合は、スリーブを鉄で作製した場合よりも、スリーブが軽量化された分だけ、回転部の重量が軽減されることになる。 Rotating inertia represented by GD 2 [kgf · cm 2], when the rotation of the motor is solid cylinder is represented by GD 2 = WD 2/2 ( W is the weight [kgf], D is the outer Diameter [cm]), when the rotating part of the motor is a cylindrical body, it is represented by GD 2 = W (D 2 + d 2 ) / 2 (W is weight [kgf], D is outer diameter [cm]) , D is the inner diameter [cm]). Now, comparing the case where the sleeve is made of iron and the case where the sleeve is made of magnesium, the specific gravity of iron is about 7.8 and the specific gravity of magnesium is about 1.8. Is 7.8 / 1.8 = 4.3. Therefore, among the rotating parts (rotor and sleeve) of the built-in type motor, when the sleeve is made of magnesium, the weight of the rotating part is less than the case where the sleeve is made lighter than when the sleeve is made of iron. Will be reduced.

モータの加速度（回転加速度）は、モータのトルクＴが同一であるときには（モータの容量が同一であるときには）、回転イナーシャＧＤ２が小さいほど大きくなり、したがって、モータの加速時間ｔは、回転イナーシャＧＤ２が小さいほど短くなり、加速性能が大幅に改善されることとなる。よって、ビルトイン型モータの回転子の内周面に固定されるスリーブを、軽金属などの鉄よりも比重の低い材料で作製することで、射出・充填の駆動源として用いるビルトイン型モータの加速性能を向上させることができ、金型内へ可及的に速やかに成形材料の射出・充填することに大いに貢献できる。 When the motor torque T is the same (when the motor capacity is the same), the motor acceleration (rotational acceleration) increases as the rotational inertia GD 2 decreases. Therefore, the motor acceleration time t becomes the rotational inertia. The smaller GD 2 is, the shorter the acceleration performance is greatly improved. Therefore, by making the sleeve fixed to the inner peripheral surface of the rotor of the built-in motor with a material having a specific gravity lower than that of iron such as light metal, the acceleration performance of the built-in motor used as a driving source for injection / filling can be improved. This can greatly improve the injection and filling of the molding material as quickly as possible into the mold.

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１および図２は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）による電動タイプのインラインスクリュ式の射出成形機に係り、図１は、本実施形態の射出成形機の射出系メカニズムの概要を示す要部断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 relate to an electric type inline screw type injection molding machine according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment), and FIG. 1 illustrates an injection system of the injection molding machine of the present embodiment. It is principal part sectional drawing which shows the outline | summary of a mechanism.

図１において、１は、図示せぬ射出ユニットベース盤上に配設された図示せぬヘッドストックと所定距離をおいて対向するように、同じく図示せぬ射出ユニットベース盤上に配設された保持プレート、２は、図示せぬヘッドストックと保持プレート１との間で前後進可能であるように、図示せぬ射出ユニットベース盤上のレール部材３上に直動ガイド４を介して直線移動可能に配設された直動ブロック、５は、直動ブロック２上に搭載された計量用の内部が中空のビルトイン（Ｂｕｉｌｔ−Ｉｎ）型モータ（以下、計量用ビルトイン型モータ５と記す）、６は、計量用ビルトイン型モータ５のケーシング、７は、ケーシング６に固定された計量用ビルトイン型モータ５の内部が中空円筒の固定子、８は、固定子７の内側で回転可能な計量用ビルトイン型モータ５の円筒形の回転子、９は、回転子８の内周面に強嵌合などで固定された計量用ビルトイン型モータ５のスリーブ、１０は、スリーブ９（すなわち回転子８）を回転可能に支承するため、ケーシング６とスリーブ９の一方端との間に介装された計量用ビルトイン型モータ５の軸受、１１は、スリーブ９（すなわち回転子８）を回転可能に支承するため、ケーシング６とスリーブ９の他方端との間に介装された計量用ビルトイン型モータ５の軸受である。   In FIG. 1, 1 is disposed on an injection unit base plate (not shown) so as to face a head stock (not shown) arranged on an injection unit base plate (not shown) at a predetermined distance. The holding plate 2 is linearly moved via a linear guide 4 on a rail member 3 on an injection unit base board (not shown) so that it can move back and forth between a head stock (not shown) and the holding plate 1. The linear motion block 5, which can be arranged, is a built-in (Built-In) type motor (hereinafter referred to as a built-in type motor 5 for measurement) having a hollow inside for measurement mounted on the linear motion block 2, 6 is a casing of the built-in type motor 5 for weighing, 7 is a stator having a hollow cylinder inside the built-in type motor 5 fixed to the casing 6, and 8 is a measuring unit that is rotatable inside the stator 7. Bi A cylindrical rotor 9 of the toin type motor 5, 9 is a sleeve of the built-in type motor 5 for measurement fixed to the inner peripheral surface of the rotor 8 by strong fitting or the like, and 10 is a sleeve 9 (that is, the rotor 8). Is supported between the casing 6 and one end of the sleeve 9, and the bearing 11 of the metering built-in type motor 5 rotatably supports the sleeve 9 (that is, the rotor 8). Therefore, it is a bearing for the built-in type motor 5 for measurement interposed between the casing 6 and the other end of the sleeve 9.

本実施形態では、上記の計量用ビルトイン型モータ５のスリーブ９は、マグネシウムまたはマグネシウム合金またはアルミニウムまたはアルミニウム合金、あるいは、これらの軽金属とカーボン繊維との複合材によって、作製されたものとなっていて、これにより、スリーブ９を従来と同等の形状に維持しつつ、スリーブ９の重量を、鋼材製の従来のスリーブに較べると大幅に軽量化したものとしている。   In the present embodiment, the sleeve 9 of the built-in motor 5 for metering is made of magnesium, a magnesium alloy, aluminum, an aluminum alloy, or a composite material of these light metals and carbon fibers. Thus, while maintaining the sleeve 9 in the same shape as the conventional one, the weight of the sleeve 9 is greatly reduced compared to the conventional sleeve made of steel.

また、１２は、図示せぬヘッドストックにその後部を固定された図示せぬ加熱シリンダ内に、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、１３は、計量用ビルトイン型モータ５のスリーブ９に固定されると共に、スクリュ１２の基端部を固定・保持した回転体であり、スクリュ１２は、計量用ビルトイン型モータ５の回転によって回転体１３と一体となって回転駆動されるようになっている。   Reference numeral 12 denotes a screw which is disposed in a heating cylinder (not shown) whose rear portion is fixed to a head stock (not shown) so as to be able to rotate and move forward and backward, and 13 is a built-in type motor 5 for weighing. The rotating body is fixed to the sleeve 9 and fixed and held at the base end of the screw 12. The screw 12 is driven to rotate integrally with the rotating body 13 by the rotation of the built-in type motor 5 for measurement. It has become.

また、１４は、前側の直動ブロック２に搭載された、計量用ビルトイン型モータ５の回転量を検出するためのエンコーダ、１５は、前側の直動ブロック２に固定されたエンコーダ１４の固定部、１６は、回転体１３に固定されたエンコーダ１４の回転部、１７は、回転体１３および回転部１６を固定部１５に対して回転可能に保持するエンコーダ１４の軸受である。   Reference numeral 14 denotes an encoder mounted on the front linear motion block 2 for detecting the amount of rotation of the built-in type motor 5 for measurement. Reference numeral 15 denotes a fixed portion of the encoder 14 fixed to the front linear motion block 2. , 16 is a rotating portion of the encoder 14 fixed to the rotating body 13, and 17 is a bearing of the encoder 14 that holds the rotating body 13 and the rotating portion 16 so as to be rotatable with respect to the fixing portion 15.

また、１８は、保持プレート１に搭載された射出用の内部が中空のビルトイン（Ｂｕｉｌｔ−Ｉｎ）型モータ（以下、射出用ビルトイン型モータ１８と記す）、１９は、射出用ビルトイン型モータ１８のケーシング、２０は、ケーシング１９に固定された射出用ビルトイン型モータ１８の内部が中空円筒の固定子、２１は、固定子２０の内側で回転可能な射出用ビルトイン型モータ１８の円筒形の回転子、２２は、回転子２１の内周面に強嵌合などで固定された射出用ビルトイン型モータ１８のスリーブ、２３は、スリーブ２２（すなわち回転子２１）を回転可能に支承するため、ケーシング１９とスリーブ２２の一方端との間に介装された射出用ビルトイン型モータ１８の軸受、２４は、スリーブ２２（すなわち回転子２１）を回転可能に支承するため、ケーシング１９とスリーブ２２の他方端との間に介装された射出用ビルトイン型モータ１８の軸受である。   Reference numeral 18 denotes a built-in (Built-In) type motor (hereinafter referred to as a built-in type motor 18 for injection) which is mounted on the holding plate 1 and has a hollow inside for injection, and 19 denotes a built-in type motor 18 for injection. The casing 20 is a stator with a hollow cylinder inside the injection built-in motor 18 fixed to the casing 19, and the cylinder 21 is a cylindrical rotor of the injection built-in motor 18 that can rotate inside the stator 20. , 22 is a sleeve of the built-in motor 18 for injection which is fixed to the inner peripheral surface of the rotor 21 by strong fitting or the like, and 23 is a casing 19 for rotatably supporting the sleeve 22 (that is, the rotor 21). The bearing 24 of the injection built-in type motor 18 interposed between the sleeve 22 and one end of the sleeve 22 can rotate the sleeve 22 (that is, the rotor 21). To approval, a bearing of the injection built-motor 18 which is interposed between the other end of the casing 19 and the sleeve 22.

本実施形態では、上記の射出用ビルトイン型モータ１８のスリーブ２２は、マグネシウムまたはマグネシウム合金またはアルミニウムまたはアルミニウム合金、あるいは、これらの軽金属とカーボン繊維との複合材によって、作製されたものとなっていて、これにより、スリーブ２２を従来と同等の形状に維持しつつ、スリーブ２２の重量を、鋼材製の従来のスリーブに較べると大幅に軽量化したものとしている。なお、図２は、射出用ビルトイン型モータ１８のスリーブ２２を拡大して示す図で、図２の（ａ）はスリーブ２２の断正面図、図２の（ｂ）はスリーブ２２の左側面図ある。スリーブ２２を作製する場合、必要に応じてスリーブ２２を複数のパーツに分けて各パーツを製作し、複数のパーツを一体に組み付けることでスリーブ２２を作製する（これは、計量用ビルトイン型モータ５のスリーブ９においても同様である）。   In this embodiment, the sleeve 22 of the injection built-in motor 18 is made of magnesium, a magnesium alloy, aluminum, an aluminum alloy, or a composite material of these light metals and carbon fibers. Thus, while maintaining the sleeve 22 in the same shape as the conventional one, the weight of the sleeve 22 is significantly reduced compared to the conventional sleeve made of steel. 2 is an enlarged view of the sleeve 22 of the built-in motor 18 for injection. FIG. 2 (a) is a sectional front view of the sleeve 22, and FIG. 2 (b) is a left side view of the sleeve 22. is there. When the sleeve 22 is manufactured, the sleeve 22 is divided into a plurality of parts as necessary, each part is manufactured, and the sleeve 22 is manufactured by assembling the plurality of parts integrally (this is the built-in motor 5 for measuring). The same applies to the sleeve 9).

また、２５は、射出用ビルトイン型モータ１８の回転を直線運動に変換するボールネジ機構、２６は、保持プレート１に軸受け２８を介して回転可能に保持されたボールネジ機構２５のネジ軸（ボールネジ機構２５の回転部）、２７は、ネジ軸２６に螺合されて、ネジ軸２６の回転でネジ軸２６に沿って直線移動すると共に、その端部を計量用ビルトイン型モータ５のスリーブ９に固定されたボールネジ機構２５のナット体（ボールネジ機構２５の直動部）、２９は、ナット体２７を後側の直動ブロック２に対して回転可能に保持する軸受である。射出用ビルトイン型モータ１８の回転で、ボールネジ機構２５のネジ軸２６が回転駆動されてナット体２７が直線駆動されることで、直動ブロック２や計量用ビルトイン型モータ５と一体となって、スクリュ１２が直線駆動されるようになっている。   Reference numeral 25 denotes a ball screw mechanism that converts rotation of the injection built-in type motor 18 into linear motion. Reference numeral 26 denotes a screw shaft (ball screw mechanism 25) of the ball screw mechanism 25 that is rotatably held by the holding plate 1 via a bearing 28. , 27 is screwed to the screw shaft 26 and linearly moves along the screw shaft 26 by the rotation of the screw shaft 26, and its end is fixed to the sleeve 9 of the built-in type motor 5 for measurement. The nut body (the linear motion portion of the ball screw mechanism 25) 29 of the ball screw mechanism 25 is a bearing that rotatably holds the nut body 27 with respect to the linear motion block 2 on the rear side. The rotation of the injection built-in motor 18 causes the screw shaft 26 of the ball screw mechanism 25 to rotate and the nut body 27 to drive linearly, so that the linear motion block 2 and the built-in motor 5 for measurement are integrated. The screw 12 is driven linearly.

また、３０は、射出用ビルトイン型モータ１８に搭載された、射出用ビルトイン型モータ１８の回転量を検出するためのエンコーダ、３１は、射出用ビルトイン型モータ１８のケーシング１９に固定されたエンコーダ３０の固定部、３２は、射出用ビルトイン型モータ１８のスリーブ２２に固定されたエンコーダ３０の回転部、３３は、回転部３２を固定部３１に対して回転可能に保持するエンコーダ３０の軸受である。   Reference numeral 30 denotes an encoder mounted on the injection built-in type motor 18 for detecting the amount of rotation of the injection built-in type motor 18. Reference numeral 31 denotes an encoder 30 fixed to the casing 19 of the injection built-in type motor 18. 32 is a rotating portion of the encoder 30 fixed to the sleeve 22 of the built-in motor 18 for injection, and 33 is a bearing of the encoder 30 that rotatably holds the rotating portion 32 with respect to the fixing portion 31. .

以上のように、本実施形態では、計量用ビルトイン型モータ５のスリーブ９および射出用ビルトイン型モータ１８のスリーブ２２の材質を、マグネシウムまたはマグネシウム合金またはアルミニウムまたはアルミニウム合金、あるいは、これらの軽金属とカーボン繊維との複合材といった、鉄未満の比重の材質としているので、例えば、スリーブ９やスリーブ２２をマグネシウム（比重約１．８）で作製した場合は、スリーブを鉄（比重約７．８）で作製した場合に較べると、大幅な軽量化を実現することができる。よって、計量用ビルトイン型モータ５の回転部や射出用ビルトイン型モータ１８の回転部の重量を軽減でき、その分だけ回転イナーシャＧＤ２を小さくできて、計量用ビルトイン型モータ５や射出用ビルトイン型モータ１８の加速性能を大幅に向上させることができる。特に、射出用ビルトイン型モータ１８の加速性能の向上効果は、超高速の射出・充填に多大に貢献することとなり、超高速射出が望まれる成形品の品質を大幅に向上させることができる。 As described above, in the present embodiment, the material of the sleeve 9 of the built-in type motor 5 for metering and the sleeve 22 of the built-in type motor 18 for injection is made of magnesium, magnesium alloy, aluminum, aluminum alloy, or these light metals and carbon. For example, when the sleeve 9 and the sleeve 22 are made of magnesium (specific gravity of about 1.8), the sleeve is made of iron (specific gravity of about 7.8). Compared with the case where it produces, a significant weight reduction can be realized. Therefore, the weight of the rotating part of the built-in type motor 5 for weighing and the rotating part of the built-in type motor 18 for injection can be reduced, and the rotation inertia GD 2 can be reduced by that much, and the built-in type motor 5 for measuring and the built-in type for injection. The acceleration performance of the motor 18 can be greatly improved. In particular, the effect of improving the acceleration performance of the built-in type motor 18 for injection greatly contributes to ultra-high-speed injection / filling, and can greatly improve the quality of molded products for which ultra-high-speed injection is desired.

次に、図１に示した本実施形態のマシン（射出成形機）の射出系メカニズムによる計量動作および射出動作について説明する。   Next, the weighing operation and the injection operation by the injection system mechanism of the machine (injection molding machine) of the present embodiment shown in FIG. 1 will be described.

計量工程時には、マシン（射出成形機）全体の制御を司る図示せぬシステムコントローラからの指令で、図示せぬ計量モータ用サーボドライバを介して、計量用ビルトイン型モータ５が回転速度（回転数）フィードバック制御で駆動制御され、これにより、スリーブ９、回転体１３と一体となってスクリュ１２が所定方向に回転する。このスクリュ１２の回転によって、図示せぬ加熱シリンダ内のスクリュ１２の後端側に供給された原料樹脂を、混練・可塑化しつつスクリュ１２のネジ送り作用によって前方に移送するのが、一般的な計量動作であるが、本実施形態では、スクリュ１２が所定方向に回転すると、スリーブ９に固定されたナット体２７も回転することになり、このスクリュ１２の回転駆動に伴うナット体２７の回転で、ナット体２７がネジ軸２６に沿って直線移動する。そこで、このスクリュ１２の回転駆動に伴うナット体２７の回転によるナット体２７の直線移動（直動ブロック２や計量用ビルトイン型モータ５やスクリュ１２の直線移動）を打ち消すように、図示せぬシステムコントローラは、図示せぬ射出モータ用サーボドライバを介して、射出用ビルトイン型モータ１８を設定背圧を目標値とする圧力フィードバック制御によって駆動制御し、これによって、スクリュ１２に付与する背圧を所定の圧力に保ちつつ、スクリュ１２の先端側に溶融樹脂が送り込まれるのにしたがって、スクリュ１２を適正制御で後退させる。つまり例えば、計量用ビルトイン型モータ５を単位時間当たり１０回転させるとすると、射出用ビルトイン型モータ１８を単位時間当たり９．９回転させることで、スクリュ１２の回転駆動に伴うナット体２７の回転によるナット体２７の直線移動をキャンセルしつつ、スクリュ１２に所定の背圧が付与されるように制御するようになっている。そして、スクリュ１２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、計量用ビルトイン型モータ５によるスクリュ１２の回転駆動は停止される。   During the weighing process, the built-in type motor 5 for measuring the rotational speed (number of rotations) via a measuring motor servo driver (not shown) in response to a command from a system controller (not shown) that controls the entire machine (injection molding machine). Drive control is performed by feedback control, whereby the screw 12 rotates in a predetermined direction integrally with the sleeve 9 and the rotating body 13. By rotating the screw 12, the raw material resin supplied to the rear end side of the screw 12 in the heating cylinder (not shown) is generally transferred forward by the screw feeding action of the screw 12 while being kneaded and plasticized. In this embodiment, when the screw 12 rotates in a predetermined direction, the nut body 27 fixed to the sleeve 9 also rotates. In this embodiment, the nut body 27 rotates as the screw 12 rotates. The nut body 27 moves linearly along the screw shaft 26. Therefore, a system (not shown) is arranged so as to cancel the linear movement of the nut body 27 due to the rotation of the nut body 27 accompanying the rotational drive of the screw 12 (linear movement of the linear motion block 2, the built-in motor 5 for measurement and the screw 12). The controller drives and controls the injection built-in type motor 18 by pressure feedback control using the set back pressure as a target value via a servo driver for injection motor (not shown), whereby the back pressure applied to the screw 12 is predetermined. As the molten resin is fed to the tip end side of the screw 12, the screw 12 is moved backward by appropriate control. That is, for example, if the weighing built-in type motor 5 is rotated 10 times per unit time, the injection built-in type motor 18 is rotated 9.9 times per unit time, whereby the nut body 27 rotates due to the rotational drive of the screw 12. Control is performed so that a predetermined back pressure is applied to the screw 12 while canceling the linear movement of the nut body 27. When the molten resin for one shot is stored on the tip side of the screw 12, the rotational drive of the screw 12 by the metering built-in motor 5 is stopped.

一方、射出工程時には、計量が完了した後の適宜タイミングにおいて、図示せぬシステムコントローラからの指令で、図示せぬ射出モータ用サーボドライバを介して、射出用ビルトイン型モータ１８が速度フィードバック制御で駆動制御され、これにより、射出用ビルトイン型モータ１８の回転がボールネジ機構２５によって直線運動に変換されて、この直線運動が前記した直線運動伝達系を介してスクリュ１２に伝達されて、スクリュ１２が急速に前進駆動されることで、スクリュ１２の先端側に貯えられた溶融樹脂が、型締め状態にある図示せぬ金型のキャビティ内に射出充填され、１次射出工程が実行される。１次射出工程に引き続く保圧工程では、図示せぬシステムコントローラからの指令で図示せぬ射出モータ用サーボドライバを介して、射出用ビルトイン型モータ１８が、圧力フィードバック制御で駆動制御され、これにより、設定された保圧力がスクリュ１２から図示せぬ金型内の樹脂に付加される。   On the other hand, during the injection process, the injection built-in type motor 18 is driven by speed feedback control via an injection motor servo driver (not shown) in response to a command from a system controller (not shown) at an appropriate timing after completion of weighing. Thus, the rotation of the injection built-in type motor 18 is converted into a linear motion by the ball screw mechanism 25, and this linear motion is transmitted to the screw 12 via the above-described linear motion transmission system. By being driven forward, the molten resin stored on the tip side of the screw 12 is injected and filled into a cavity of a mold (not shown) in a mold-clamping state, and the primary injection process is executed. In the pressure holding process subsequent to the primary injection process, the injection built-in motor 18 is driven and controlled by pressure feedback control via an injection motor servo driver (not shown) in response to a command from a system controller (not shown). The set holding pressure is applied from the screw 12 to the resin in the mold (not shown).

なお、以上の実施形態では、本発明を射出成形機に適用した例を示したが、本発明はダイカストマシにも適用可能であり、スリーブの材質を、マグネシウムまたはマグネシウム合金またはアルミニウムまたはアルミニウム合金や、これらの軽金属とカーボン繊維との複合材としたビルトイン型モータを、射出スリーブを直線駆動する射出駆動源に使用した場合には、射出スリーブの前進加速性能を向上させることができて、電動式のダイカストマシンにおける高速の射出・充填の実現に大いに寄与すると期待できる。   In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to an injection molding machine has been described. However, the present invention can also be applied to a die casting machine, and a sleeve material may be magnesium, a magnesium alloy, aluminum, an aluminum alloy, When a built-in type motor made of a composite material of these light metals and carbon fibers is used as an injection drive source for linearly driving the injection sleeve, the forward acceleration performance of the injection sleeve can be improved. It can be expected to greatly contribute to the realization of high-speed injection and filling in this die casting machine.

本発明の一実施形態に係る射出成形機の射出系メカニズムの概要を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the outline | summary of the injection system mechanism of the injection molding machine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る射出成形機で用いられる射出用ビルトイン型モータにおける、スリーブの断正面図および左側面図である。FIG. 2 is a cross-sectional front view and a left side view of a sleeve in an injection built-in motor used in an injection molding machine according to an embodiment of the present invention. 一般的な構成のビルトイン型モータの断面図である。It is sectional drawing of the built-in type motor of a general structure.

符号の説明Explanation of symbols

１ 保持プレート
２ 直動ブロック
３ レール部材
４ 直動ガイド
５ 計量用ビルトイン型モータ
６ 計量用ビルトイン型モータのケーシング
７ 計量用ビルトイン型モータの固定子
８ 計量用ビルトイン型モータの回転子
９ 計量用ビルトイン型モータのスリーブ
１０、１１ 計量用ビルトイン型モータの軸受
１２ スクリュ
１３ 回転体
１４ エンコーダ
１５ エンコーダの固定部
１６ エンコーダの回転部
１７ エンコーダの軸受
１８ 射出用ビルトイン型モータ
１９ 射出用ビルトイン型モータのケーシング
２０ 射出用ビルトイン型モータの固定子
２１ 射出用ビルトイン型モータ回転子
２２ 射出用ビルトイン型モータのスリーブ
２３、２４ 射出用ビルトイン型モータの軸受
２５ ボールネジ機構
２６ ボールネジ機構のネジ軸
２７ ボールネジ機構のナット体
２８ 軸受
２９ 軸受
３０ エンコーダ
３１ エンコーダの固定部
３２ エンコーダの回転部
３３ エンコーダの軸受 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Holding plate 2 Linear motion block 3 Rail member 4 Linear motion guide 5 Built-in type motor for measurement 6 Casing of built-in type motor for measurement 7 Stator of built-in type motor for measurement 8 Rotor of built-in type motor for measurement 9 Built-in for measurement Molded motor sleeve 10, 11 Bearing of built-in type motor for weighing 12 Screw 13 Rotating body 14 Encoder 15 Encoder fixed part 16 Encoder rotating part 17 Encoder bearing 18 Built-in type motor for injection 19 Built-in type motor casing for injection 20 Built-in motor stator for injection 21 Built-in motor rotor for injection 22 Sleeve of built-in motor for injection 23, 24 Bearing of built-in motor for injection 25 Ball screw mechanism 26 Screw shaft of ball screw mechanism 27 Ball screw Mechanism nut body 28 Bearing 29 Bearing 30 Encoder 31 Encoder fixed portion 32 Encoder rotating portion 33 Encoder bearing

Claims (2)

成形動作の駆動源としての電動モータに、内部が中空円筒の固定子と、該固定子の内部に位置する円筒形の回転子とをもつ、中空のビルトイン（Ｂｕｉｌｔ−Ｉｎ）型モータを用いる成形機において、
前記ビルトイン型モータの前記回転子の内周側に固定されて、前記前記ビルトイン型モータによって回転駆動される回転部材が取り付けられるスリーブを、鉄未満の比重の材料で作製したことを特徴とする成形機。 Molding using a hollow built-in type motor having a hollow cylindrical stator and a cylindrical rotor located inside the stator as an electric motor as a driving source for the molding operation In the machine
A molding characterized in that a sleeve fixed to an inner peripheral side of the rotor of the built-in type motor and to which a rotating member rotated by the built-in type motor is attached is made of a material having a specific gravity less than iron. Machine. 請求項１に記載の成形機において、
前記スリーブの材料を、マグネシウムまたはマグネシウム合金またはアルミニウムまたはアルミニウム合金、あるいは、これらの軽金属とカーボン繊維との複合材とした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 material of the sleeve is magnesium, a magnesium alloy, aluminum, an aluminum alloy, or a composite material of these light metals and carbon fibers.
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