JP2011212844A - 電動押出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 可動プラテンに右ねじボールねじ軸と左ねじボールねじ軸を回転自在に取付ける。各ボールねじ軸と螺合するボールねじナットを押出板と固定する。各ボールねじ軸を電気モータによって反対方向に同じトルクで回転させ、押出板の前後進動作を行なう。押出板に作用する回転トルクが相殺されるため、押出板を支持するガイドロッドを細く、あるいは無くすことが可能となる。また、2本のボールねじの同期制御が容易となる。
【選択図】 図1
Description
例えば、特許文献1では、可動盤(プラテン)に回転自在に取付けられた2本のボールねじ軸を、1個のモータと同調ベルトで回転駆動し、2本のエジェクターロッドによってガイドされた押出板を前後進させる。そして押出ピンを動かし、可動金型から成形品を取り外す機構が開示されている。
また、特許文献2では、2個のボールねじナットを可動盤に回転自在に取り付け、2本のガイドバーに摺動自在に支持された押出板をボールねじ軸に固定し、ボールねじナットと結合する2個のプーリーを1個のモータと連結するタイミングベルトで回転駆動して、押出板を前後進させる機構が開示されている。
可動プラテンに回転自在に支持される右ねじボールねじ軸および左ねじボールねじ軸と、右ねじボールねじ軸を回転駆動する右ねじ用モータと、左ねじボールねじ軸を回転駆動する左ねじ用モータと、右ねじボールねじ軸と螺合する右ねじボールねじナットおよび左ねじボールねじ軸と螺合する左ねじボールねじナットと結合し前後進運動する押出板と、押出板に固定された押出ピンと、から構成される押出装置である。
第二の発明は、第一の発明の押出装置において、右ねじ用モータおよび左ねじ用モータは、それぞれのボールねじ軸と結合する中空モータである。
第三の発明は、可動プラテンに回転自在に支持される右ねじボールねじナットおよび左ねじボールねじナットと、右ねじボールねじナットを回転駆動する右ねじ用モータと、左ねじボールねじナットを回転駆動する左ねじ用モータと、右ねじボールねじナットと螺合する右ねじボールねじ軸および左ねじボールねじナットと螺合する左ねじボールねじ軸と結合し前後進運動する押出板と、押出板に固定された押出ピンと、から構成される押出装置である。
最後に、第四の発明は、第一から第三の発明の押出装置を、右ねじ用モータおよび左ねじ用モータに回転方向は逆であるが同じ値のトルク指令し、速度制御および力制御する制御方法である。
(1)ガイドロッドを細くすることができ、装置の重量およびコストを低減できる。
(2)タイミングベルトおよびプーリーが不要となり、装置の簡素化が図れる。
(3)簡単な制御方法で、複数のモータとボールねじを同期して制御できる。
図4に、ボールねじが組み込まれている状態の詳細を示す。左ねじボールねじ軸25の右端に、スラスト軸受け35がベアリングナット37により組み付けられ内輪が固定されている。スラスト軸受け35は、可動プラテン11に組み込まれ、ベアリング押さえ36で固定されて、回転自在であるが軸方向には拘束された状態になっている。また、左ねじボールねじ軸25には、中空モータのロータ30がキーなどを介して固定されており、可動プラテン11に固定されたステータ31と組み合わさって対をなす。よって、左ねじ用中空モータのステータ31に電流を通じると、ロータ30に回転力が生じて左ねじボールねじ軸25を回転駆動する。左ねじボールねじ軸25のねじ部には、押出板に固定された左ねじボールねじナット28が螺合している。そのため、左ねじボールねじ軸25が回転すると、左ねじボールねじナット28および押出板20は前後進動作する。右ねじボールねじ軸26も同様に装着され、右ねじ用中空モータが備え付けられている。右ねじボールねじと左ねじボールねじは、同径、同リードで巻き方向だけ違うことが好ましい。
ガイドロッド21は、主に押出板20の重量を支えるために取付けることになるが、もし、ボールねじ軸25を支持するスラスト軸受け35にラジアル方向の荷重も受けることができ、押出板20の重量を支えることができるのであれば、ガイドロッド21は設けなくても良い。
型締状態で金型内に射出充填された溶融物が冷却固化した後、可動金型10が開かれ、その後、押出工程となる。押出工程では、押出板が前進し成形品が可動金型から外れると、取出機で掴んで機外に運び出し、そして押出板は元の位置に後退する。押出工程が終わると、再び金型が閉じられ次の成形サイクルが開始される。
押出工程の運転制御では、中空モータのステータ31に電流が通じられるが、右ねじボールねじのロータと、左ねじボールねじのロータでは方向が反対になるよう回転指令する。また、右用のステータと左用のステータとに同じ電流を流すことにより、同じ回転トルクを発生させて、それぞれのボールねじナットに同じ前進力を作用させる。それにより、押出板20は、可動プラテン11の後ろ面と平行に前後進運動することができる。前後進速度は設定速度値に合致するよう、前述のロータリーエンコーダーで速度を検知しながら、制御装置で適切な回転トルク(電流値)を算出し、各中空モータを制御する。同じ電流を通電しても機差(モータに内蔵されている永久磁石の強さの差など)により各モータで若干違う回転トルクが発生するかもしれないが、ガイドロッド21にガイドされていることや、ボールねじなどの剛性のため、押出板20の平行状態は維持される。
押出板20が前進させる際は衝撃を避けるため低速で動かし、また後退させる際は成形サイクルタイムを短縮するため高速で動作させる。
また、ボールねじ軸に直結した中空モータで回転駆動するため、モータの回転を伝えるタイミングベルトやプーリー、あるいはそれを支持する軸受け、テンショナーが必要なくなり、機械装置の簡素化とコストの低減を図れる。
本説明では、ボールねじは2本であったが、例えば4本や6本の偶数本にし、半分づつねじの巻き方向を変え反対方向の回転を与えることもできる。そうすると、大型機に必要な大きな前進力を発揮することが可能となる。
11 可動プラテン
12 タイバー
13 下部ブロック
15 マシンベース
20 押出板
21 ガイドロッド
23 押出ピン
25 左ねじボールねじ軸(左側用)
26 右ねじボールねじ軸(右側用)
28 左ねじボールねじナット(左側用)
29 右ねじボールねじナット(右側用)
30 ロータ
31 ステータ
33 ブレーキディスク
34 ブレーキ装置
35 スラスト軸受け
36 ベアリング押さえ
37 ベアリングナット
Claims (4)
- 可動プラテンに回転自在に支持される右ねじボールねじ軸および左ねじボールねじ軸と、
前記右ねじボールねじ軸を回転駆動する右ねじ用モータと、
前記左ねじボールねじ軸を回転駆動する左ねじ用モータと、
前記右ねじボールねじ軸と螺合する右ねじボールねじナットおよび前記左ねじボールねじ軸と螺合する左ねじボールねじナットと結合し、前後進運動する押出板と、
前記押出板に固定された押出ピンと、
から構成されることを特徴とする押出装置。 - 前記右ねじ用モータおよび前記左ねじ用モータは、それぞれのボールねじ軸と結合する中空モータであることを特徴とする請求項1に記載の押出装置。
- 可動プラテンに回転自在に支持される右ねじボールねじナットおよび左ねじボールねじナットと、
前記右ねじボールねじナットを回転駆動する右ねじ用モータと、
前記左ねじボールねじナットを回転駆動する左ねじ用モータと、
前記右ねじボールねじナットと螺合する右ねじボールねじ軸および前記左ねじボールねじナットと螺合する左ねじボールねじ軸と結合し、前後進運動する押出板と、
前記押出板に固定された押出ピンと、
から構成されることを特徴とする押出装置。 - 請求項1から3に記載の押出装置を制御する制御方法であって、
前記右ねじ用モータおよび前記左ねじ用モータに回転方向は逆であるが同じ値のトルク指令し、速度制御および力制御することを特徴とする押出装置の制御方法。
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