JP2749435B2 - 射出成形機のスクリュー駆動装置 - Google Patents
射出成形機のスクリュー駆動装置Info
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- JP2749435B2 JP2749435B2 JP2190076A JP19007690A JP2749435B2 JP 2749435 B2 JP2749435 B2 JP 2749435B2 JP 2190076 A JP2190076 A JP 2190076A JP 19007690 A JP19007690 A JP 19007690A JP 2749435 B2 JP2749435 B2 JP 2749435B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/47—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
- B29C45/50—Axially movable screw
- B29C45/5008—Drive means therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【産業上の利用分野】 本発明は、電動モータによる射出成形機のスクリュー
駆動装置に関する。
駆動装置に関する。
射出成形機においては成形に先立って可塑化処理が行
われる。 可塑化とは、ホッパ内のペレット状の樹脂をスクリュ
ーを回転させることによって順次取込むと共に前方に搬
送し、同時にシリンダの外部ヒータからの伝熱と樹脂同
士の摩擦熱とにより均一に溶融し、予め設定された一定
量の溶融樹脂をシリンダの先端に貯蔵することを言う。 シリンダの先端に樹脂が貯蔵され始めると、溶融した
樹脂が先端より洩れることがなければスクリュー回転に
よって次々に送り込まれてくる樹脂自身の圧力が高まり
スクリューは後退していく。この場合、スクリュー回転
が速いほど送り込まれる量が増え、スクリューが後退す
る速度が増加することになる。 ここで、予め設定された一定量のストローク位置でス
クリュー回転の停止信号を与えてやると、その位置でス
クリュー後退が停止し計量が完了する。 従来、このスクリューを駆動するための装置として、
電動モータを駆動源とし、減速機を介してスクリューを
回転駆動するものが開示されている（例えば特開昭64−
27921）。
われる。 可塑化とは、ホッパ内のペレット状の樹脂をスクリュ
ーを回転させることによって順次取込むと共に前方に搬
送し、同時にシリンダの外部ヒータからの伝熱と樹脂同
士の摩擦熱とにより均一に溶融し、予め設定された一定
量の溶融樹脂をシリンダの先端に貯蔵することを言う。 シリンダの先端に樹脂が貯蔵され始めると、溶融した
樹脂が先端より洩れることがなければスクリュー回転に
よって次々に送り込まれてくる樹脂自身の圧力が高まり
スクリューは後退していく。この場合、スクリュー回転
が速いほど送り込まれる量が増え、スクリューが後退す
る速度が増加することになる。 ここで、予め設定された一定量のストローク位置でス
クリュー回転の停止信号を与えてやると、その位置でス
クリュー後退が停止し計量が完了する。 従来、このスクリューを駆動するための装置として、
電動モータを駆動源とし、減速機を介してスクリューを
回転駆動するものが開示されている（例えば特開昭64−
27921）。
しかしながら、従来のスクリュー駆動装置は、減速機
の減速比が一定であったため、１つの電動モータで種々
の樹脂の計量に対応するには該電動モータの容量をかな
り大きなものにしておかなければならないという問題が
あった。 即ち、例えばPA（ポリアミド）等の樹脂にあってはス
クリューのトルクはそれほど大きなものは必要とされな
いが、高い回転速度が要求され、一方、PC（ポリカーボ
ネイト）、PMMA（ポリメチルメタアクリレート）等の樹
脂にあっては、速い回転速度が必要とされないが大きな
トルクが必要とされる。 従って、これらの樹脂の全てに対応するためには、例
えばPAのような樹脂に対応するために速い回転速度を確
保し、且つPC、PMMA等の樹脂に対応するために大きなト
ルクを確保しなければならず、その結果非常に大きな容
量の電動モータを備えなければならないという問題があ
ったものである。 本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたも
のであって、それほど容量の大きくない単一の電動モー
タで広い範囲の樹脂に対してスクリュー回転の駆動条件
を成立させることを可能とし、以って低コスト化及び装
置の小型化を実現することを目的とする。
の減速比が一定であったため、１つの電動モータで種々
の樹脂の計量に対応するには該電動モータの容量をかな
り大きなものにしておかなければならないという問題が
あった。 即ち、例えばPA（ポリアミド）等の樹脂にあってはス
クリューのトルクはそれほど大きなものは必要とされな
いが、高い回転速度が要求され、一方、PC（ポリカーボ
ネイト）、PMMA（ポリメチルメタアクリレート）等の樹
脂にあっては、速い回転速度が必要とされないが大きな
トルクが必要とされる。 従って、これらの樹脂の全てに対応するためには、例
えばPAのような樹脂に対応するために速い回転速度を確
保し、且つPC、PMMA等の樹脂に対応するために大きなト
ルクを確保しなければならず、その結果非常に大きな容
量の電動モータを備えなければならないという問題があ
ったものである。 本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたも
のであって、それほど容量の大きくない単一の電動モー
タで広い範囲の樹脂に対してスクリュー回転の駆動条件
を成立させることを可能とし、以って低コスト化及び装
置の小型化を実現することを目的とする。
本発明は、電動モータによる射出成形機のスクリュー
駆動装置において、射出成形する材料の素材、金型の条
件等から求めたスクリューの最適最大回転速度を設定す
る手段と、この最適最大回転速度から最適減速比を求め
る手段と、この求められた最適減速比を達成する可変減
速機と、を備え、前記電動モータにより前記最適減速比
とされた可変減速機を介して前記スクリューを駆動する
ことにより、上記目的を達成したものである。 なお、電動モータはサーボモータとするのが望まし
い。
駆動装置において、射出成形する材料の素材、金型の条
件等から求めたスクリューの最適最大回転速度を設定す
る手段と、この最適最大回転速度から最適減速比を求め
る手段と、この求められた最適減速比を達成する可変減
速機と、を備え、前記電動モータにより前記最適減速比
とされた可変減速機を介して前記スクリューを駆動する
ことにより、上記目的を達成したものである。 なお、電動モータはサーボモータとするのが望まし
い。
本発明の創案にあたって、発明者は速い回転速度が必
要とされる樹脂の場合はそれほど大きなトルクが必要と
されず、一方大きなトルクが必要とされる樹脂の場合は
速い回転速度は要求されないことに着目した。 今、電動モータの回転速度をN0、トルクをT0、減速機
の減速比をｉとすると、スクリューの回転速度NsはN0/
i、トルクTsはｉ・T0となる。従来は、減速比ｉが固定
であったため、ある樹脂においては速いスクリュー回転
速度Ns（＝N0/i）が必要であり、ある樹脂においては大
きなトルクTs（＝ｉ・T0）が必要であることからこれら
を共に満足させるには、N0、及びT0共非常に大きなもの
が必要であり、結果としてモータの容量（N0×T0）が大
きなものとならざるを得なかった。 ところが、現実問題として、速い回転速度Nsを必要と
する樹脂にあってはそれほど高トルクTsが必要とされな
いため、この場合は減速比ｉを小さくすることによって
対応が可能となる。 又、大きなトルクTsを必要とする樹脂にあっては、そ
れほど速い回転速度Nsが必要とされないため、この場合
は減速比ｉを大きくすることによって対応が可能とな
る。 この結果、減速比を可変とすることにより、それほど
容量の大きくない単一の電動モータで広い範囲の樹脂に
対しスクリュー回転の駆動条件を成立させることができ
るようになる。
要とされる樹脂の場合はそれほど大きなトルクが必要と
されず、一方大きなトルクが必要とされる樹脂の場合は
速い回転速度は要求されないことに着目した。 今、電動モータの回転速度をN0、トルクをT0、減速機
の減速比をｉとすると、スクリューの回転速度NsはN0/
i、トルクTsはｉ・T0となる。従来は、減速比ｉが固定
であったため、ある樹脂においては速いスクリュー回転
速度Ns（＝N0/i）が必要であり、ある樹脂においては大
きなトルクTs（＝ｉ・T0）が必要であることからこれら
を共に満足させるには、N0、及びT0共非常に大きなもの
が必要であり、結果としてモータの容量（N0×T0）が大
きなものとならざるを得なかった。 ところが、現実問題として、速い回転速度Nsを必要と
する樹脂にあってはそれほど高トルクTsが必要とされな
いため、この場合は減速比ｉを小さくすることによって
対応が可能となる。 又、大きなトルクTsを必要とする樹脂にあっては、そ
れほど速い回転速度Nsが必要とされないため、この場合
は減速比ｉを大きくすることによって対応が可能とな
る。 この結果、減速比を可変とすることにより、それほど
容量の大きくない単一の電動モータで広い範囲の樹脂に
対しスクリュー回転の駆動条件を成立させることができ
るようになる。
以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。 第１図に本発明が適用される射出成形機の概略を示
す。 図において符号２が射出用モータ（サーボモータ）、
符号22がスクリュー回転用モータ（サーボモータ）であ
る。本発明は、スクリュー回転用モータ22の駆動系に関
するものであるが、説明の便宜上この射出成形機の全体
概略から説明していく。 射出用モータ２の出力軸2Aはプーリ４と連結されてい
る。プーリ４はタイミングベルト５を介してプーリ６と
連結されている。プーリ６にはボールねじ８が一体的に
取付けられている。ボートねじ８にはボールナット10が
噛合している。このボールナット10にはプレート12が一
体化されており、ロードセル14を介してプレッシャープ
レート16が更に一体化されている。 一方、スクリュー回転用モータ22の出力軸22Aは、可
変減速機24に連結されている。この可変減速機24の出力
軸24Aはプーリ26に連結されており、更にタイミングベ
ルト28を介してプーリ30に連結されている。プーリ30に
はドライブシャフト32が一体的に取付けられており、こ
のドライブシャフト32と一体的にスクリュー34が取付け
られている。 スクリュー回転用モータ22〜スクリュー34の一連のス
クリュー駆動系は、その全体がドライブシャフト32（及
びプレッシャープレート16、ボールナット10、プレート
12、ロードセル14）と共に一体的に軸方向（矢視Ａ方
向）の移動ができるようになっている。 なお、図の符号36はホッパ、38は樹脂（ペレット）、
40は加熱シリンダ、42が溶融樹脂、44がノズル部をそれ
ぞれ示している。 ここで、符号50のブロックが成形条件設定装置を示し
ており、樹脂38の素材、あるいは金型の条件等から当該
樹脂38を計量するときのスクリュー回転速度の最適最大
値を自動的に、あるいはマニュアルで設定するものであ
る。又、符号52はこの設定された最適最大回転速度から
最適減速比を演算する装置を示している。この最適減速
比の情報が前記可変減速機24に伝達され、可変減速機24
はこの伝達されてきた減速比となるように制御される。 次に、この実施例装置の作用を説明する。 計量工程中、スクリュー34はスクリュー回転用モータ
22、可変減速機24、プーリ26、タイミングベルト28、プ
ーリ30、及びドライブシャフト32を介して回転させら
れ、これによりホッパ36の中にある樹脂（ペレット）38
が順次取込まれると共に前方に搬送され、溶融されなが
ら加熱シリンダ40の先端に蓄えられていく。 又、このときスクリュー34には、射出用モータ２によ
ってプーリ４、タイミングベルト５、プーリ６、ボール
ねじ８、ボールナット10、プレート12、ロードセル14、
プレッシャープレート16を介して前方向の力、いわゆる
背圧力が作用する。この背圧力が適切な値であると、加
熱シリンダ40の先端に溶融樹脂42が順次増加し、スクリ
ュー34が後退運動をする。このスクリュー34の後退する
様子が図示せぬ位置センサによって検出され、スクリュ
ー34が予め定められた位置まで後退するとスクリュー回
転用モータ22及び射出用モータ２が停止され、計量工程
が完了する。 ここで、スクリュー34の駆動にあたって、まず成形条
件設定装置50においてスクリュー回転の最適最大値（最
適最大回転速度）Ns1が設定される。この最適最大値Ns1
は、これから射出成形しようとする樹脂の素材、及び金
型の条件等によってその最適値が異なるため、経験によ
りオペレータがマニュアルによって、あるいはこれらの
個々の条件を入力することによって自動的に設定され
る。このスクリュー回転の最適最大値Ns1に基づいて最
適減速比演算装置52において最適減速比i1が求められ
る。この最適減速比i1は、スクリューの最大回転速度を
Ns0、そのときの減速比（最小減速比）をi0としたとき
に、（Ns0/Ns1）・i0を演算することによって求められ
る。なお、Ns0・i0はスクリュー回転用モータ22の回転
速度N0に等しいため、結局最適減速比i1はN0/Ns1として
求められることになる。 これにより、同一のスクリュー回転用モータ22であり
ながら、計量時におけるスクリュー34の駆動特性が最適
最大回転速度Ns1、最適減速比i1に変更され、この変更
された特性に基づいてスクリューの駆動が行われる。 第２図は、スクリュー34の駆動特性が可変減速機24に
よって変更される様子を示している。図において実線が
可変減速機24の減速比ｉを最小の減速比i0としたときの
特性を示している。このときスクリュー駆動トルクTsは
最小のTs0となるが、スクリュー回転数Nsは最大のNs0を
得ることができる。 一方、射出成形される樹脂の素材、あるいは金型の条
件等によって求められた最適最大回転速度がNs1でよい
場合には、可変減速機24の減速比i1を（Ns0/Ns1）・i0
とすることにより、スクリュー駆動トルクTsもTs1（＝T
s0×i1）にまで高めることができるようになる。 これにより、単一且つあまり容量の大きくないスクリ
ュー回転用モータ22を備えるだけで、低トルク−高回転
速度が必要な樹脂（例えばポリアミド）に対しても、
又、高トルク−低回転速度が必要な樹脂（例えばポリカ
ーボネイト、ポリメチルメタアクリレート等）に対して
も同一のモータで良好に対応することができるようにな
る。
る。 第１図に本発明が適用される射出成形機の概略を示
す。 図において符号２が射出用モータ（サーボモータ）、
符号22がスクリュー回転用モータ（サーボモータ）であ
る。本発明は、スクリュー回転用モータ22の駆動系に関
するものであるが、説明の便宜上この射出成形機の全体
概略から説明していく。 射出用モータ２の出力軸2Aはプーリ４と連結されてい
る。プーリ４はタイミングベルト５を介してプーリ６と
連結されている。プーリ６にはボールねじ８が一体的に
取付けられている。ボートねじ８にはボールナット10が
噛合している。このボールナット10にはプレート12が一
体化されており、ロードセル14を介してプレッシャープ
レート16が更に一体化されている。 一方、スクリュー回転用モータ22の出力軸22Aは、可
変減速機24に連結されている。この可変減速機24の出力
軸24Aはプーリ26に連結されており、更にタイミングベ
ルト28を介してプーリ30に連結されている。プーリ30に
はドライブシャフト32が一体的に取付けられており、こ
のドライブシャフト32と一体的にスクリュー34が取付け
られている。 スクリュー回転用モータ22〜スクリュー34の一連のス
クリュー駆動系は、その全体がドライブシャフト32（及
びプレッシャープレート16、ボールナット10、プレート
12、ロードセル14）と共に一体的に軸方向（矢視Ａ方
向）の移動ができるようになっている。 なお、図の符号36はホッパ、38は樹脂（ペレット）、
40は加熱シリンダ、42が溶融樹脂、44がノズル部をそれ
ぞれ示している。 ここで、符号50のブロックが成形条件設定装置を示し
ており、樹脂38の素材、あるいは金型の条件等から当該
樹脂38を計量するときのスクリュー回転速度の最適最大
値を自動的に、あるいはマニュアルで設定するものであ
る。又、符号52はこの設定された最適最大回転速度から
最適減速比を演算する装置を示している。この最適減速
比の情報が前記可変減速機24に伝達され、可変減速機24
はこの伝達されてきた減速比となるように制御される。 次に、この実施例装置の作用を説明する。 計量工程中、スクリュー34はスクリュー回転用モータ
22、可変減速機24、プーリ26、タイミングベルト28、プ
ーリ30、及びドライブシャフト32を介して回転させら
れ、これによりホッパ36の中にある樹脂（ペレット）38
が順次取込まれると共に前方に搬送され、溶融されなが
ら加熱シリンダ40の先端に蓄えられていく。 又、このときスクリュー34には、射出用モータ２によ
ってプーリ４、タイミングベルト５、プーリ６、ボール
ねじ８、ボールナット10、プレート12、ロードセル14、
プレッシャープレート16を介して前方向の力、いわゆる
背圧力が作用する。この背圧力が適切な値であると、加
熱シリンダ40の先端に溶融樹脂42が順次増加し、スクリ
ュー34が後退運動をする。このスクリュー34の後退する
様子が図示せぬ位置センサによって検出され、スクリュ
ー34が予め定められた位置まで後退するとスクリュー回
転用モータ22及び射出用モータ２が停止され、計量工程
が完了する。 ここで、スクリュー34の駆動にあたって、まず成形条
件設定装置50においてスクリュー回転の最適最大値（最
適最大回転速度）Ns1が設定される。この最適最大値Ns1
は、これから射出成形しようとする樹脂の素材、及び金
型の条件等によってその最適値が異なるため、経験によ
りオペレータがマニュアルによって、あるいはこれらの
個々の条件を入力することによって自動的に設定され
る。このスクリュー回転の最適最大値Ns1に基づいて最
適減速比演算装置52において最適減速比i1が求められ
る。この最適減速比i1は、スクリューの最大回転速度を
Ns0、そのときの減速比（最小減速比）をi0としたとき
に、（Ns0/Ns1）・i0を演算することによって求められ
る。なお、Ns0・i0はスクリュー回転用モータ22の回転
速度N0に等しいため、結局最適減速比i1はN0/Ns1として
求められることになる。 これにより、同一のスクリュー回転用モータ22であり
ながら、計量時におけるスクリュー34の駆動特性が最適
最大回転速度Ns1、最適減速比i1に変更され、この変更
された特性に基づいてスクリューの駆動が行われる。 第２図は、スクリュー34の駆動特性が可変減速機24に
よって変更される様子を示している。図において実線が
可変減速機24の減速比ｉを最小の減速比i0としたときの
特性を示している。このときスクリュー駆動トルクTsは
最小のTs0となるが、スクリュー回転数Nsは最大のNs0を
得ることができる。 一方、射出成形される樹脂の素材、あるいは金型の条
件等によって求められた最適最大回転速度がNs1でよい
場合には、可変減速機24の減速比i1を（Ns0/Ns1）・i0
とすることにより、スクリュー駆動トルクTsもTs1（＝T
s0×i1）にまで高めることができるようになる。 これにより、単一且つあまり容量の大きくないスクリ
ュー回転用モータ22を備えるだけで、低トルク−高回転
速度が必要な樹脂（例えばポリアミド）に対しても、
又、高トルク−低回転速度が必要な樹脂（例えばポリカ
ーボネイト、ポリメチルメタアクリレート等）に対して
も同一のモータで良好に対応することができるようにな
る。
以上説明した通り、本発明によれば、単一且つあまり
大きくない容量の電動モータにより、広い範囲の樹脂に
対し、スクリュー回転の駆動条件を容易に成立させるこ
とができるようになるという優れた効果が得られる。
大きくない容量の電動モータにより、広い範囲の樹脂に
対し、スクリュー回転の駆動条件を容易に成立させるこ
とができるようになるという優れた効果が得られる。
第１図は、本発明が適用された射出成形機のスクリュー
駆動装置の概略を示すスケルトン図、 第２図は、可変減速機によりスクリューの駆動トルク及
び回転速度が変更される様子を示す線図である。 ２……射出用モータ、 22……スクリュー回転用モータ、 24……可変減速機、 34……スクリュー、 38……樹脂（ペレット）、 50……成形条件設定装置、 52……最適減速比演算装置、 Ns……スクリュー回転速度、 ｉ……減速比、 Ns1……最適最大回転速度、 i1……最適減速比。
駆動装置の概略を示すスケルトン図、 第２図は、可変減速機によりスクリューの駆動トルク及
び回転速度が変更される様子を示す線図である。 ２……射出用モータ、 22……スクリュー回転用モータ、 24……可変減速機、 34……スクリュー、 38……樹脂（ペレット）、 50……成形条件設定装置、 52……最適減速比演算装置、 Ns……スクリュー回転速度、 ｉ……減速比、 Ns1……最適最大回転速度、 i1……最適減速比。
Claims (2)
- 【請求項１】電動モータによる射出成形機のスクリュー
駆動装置において、 射出成形する材料の素材、金型の条件等から求めたスク
リューの最適最大回転速度を設定する手段と、 この最適最大回転速度から最適減速比を求める手段と、 この求められた最適減速比を達成する可変減速機と、を
備え、 前記電動モータにより前記最適減速比とされた可変減速
機を介して前記スクリューを駆動することを特徴とする
射出成形機のスクリュー駆動装置。 - 【請求項２】上記電動モータがサーボモータである請求
項１に記載の射出成形機のスクリュー駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2190076A JP2749435B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 射出成形機のスクリュー駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2190076A JP2749435B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 射出成形機のスクリュー駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0477228A JPH0477228A (ja) | 1992-03-11 |
| JP2749435B2 true JP2749435B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=16251965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2190076A Expired - Fee Related JP2749435B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 射出成形機のスクリュー駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2749435B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2761100B2 (ja) * | 1990-11-28 | 1998-06-04 | 三菱重工業株式会社 | 射出成形機の可塑化駆動装置 |
| JP3686328B2 (ja) * | 2000-11-15 | 2005-08-24 | 住友重機械工業株式会社 | 射出成形機の制御方法 |
| JP3675781B2 (ja) | 2002-07-22 | 2005-07-27 | 東芝機械株式会社 | 射出装置 |
| DE602005026954D1 (de) * | 2004-07-26 | 2011-04-28 | Sumitomo Heavy Industries | Injektionsvorrichtung |
| JP4575062B2 (ja) * | 2004-07-26 | 2010-11-04 | 住友重機械工業株式会社 | 射出装置 |
| JP5378700B2 (ja) * | 2008-04-04 | 2013-12-25 | 帝人株式会社 | 芳香族ポリカーボネート樹脂成形品の成形方法およびその成形品 |
-
1990
- 1990-07-18 JP JP2190076A patent/JP2749435B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477228A (ja) | 1992-03-11 |
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