JP3878936B2 - Injection device for electric injection molding machine - Google Patents

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    • 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
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Description

本発明は、電動射出成形機の射出装置に関するものである。   The present invention relates to an injection device for an electric injection molding machine.

従来、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を、高圧で射出し、金型のキャビティに充填（てん）し、該キャビティ内において冷却して固化させ、次に、金型を開いて成形品として取り出すようになっている。   Conventionally, in an injection molding machine, a resin heated and melted in a heating cylinder is injected at a high pressure, filled in a mold cavity, cooled in the cavity and solidified, The mold is opened and taken out as a molded product.

前記射出成形機は前記金型、型締装置及び射出装置を有し、前記型締装置は固定プラテン及び可動プラテンを備え、型締用シリンダによって可動プラテンを進退させることにより金型を接離させるようになっている。   The injection molding machine includes the mold, a mold clamping device, and an injection device. The mold clamping device includes a fixed platen and a movable platen, and the mold is brought into and out of contact by moving the movable platen forward and backward by a mold clamping cylinder. It is like that.

一方、射出装置は、ホッパから供給された樹脂を加熱し溶融させる加熱シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリューが進退自在に、かつ、回転自在に配設される。そして、該スクリューを前進させることによって樹脂を射出し、回転させ、それに伴って後退させることによって計量を行うことができるようになっている。   On the other hand, the injection device includes a heating cylinder that heats and melts the resin supplied from the hopper, and an injection nozzle that injects the melted resin, and a screw can move forward and backward in the heating cylinder and can rotate freely. Arranged. Then, the resin can be injected by rotating the screw forward, rotated, and retracted along with the resin, so that measurement can be performed.

ところで、前記射出装置を進退させるために、また、前記スクリューを進退させるために電動機を使用する電動射出成形機が提供されている。   By the way, there is provided an electric injection molding machine that uses an electric motor to advance and retract the injection device and to advance and retract the screw.

図２は従来の電動射出成形機における射出装置の概略図である。   FIG. 2 is a schematic view of an injection device in a conventional electric injection molding machine.

図において、２は射出装置、４は射出装置フレームであり、該射出装置フレーム４の前方（図において左方）には加熱シリンダ２１が固定され、該加熱シリンダ２１の先端に射出ノズル２１ａが配設される。そして、前記加熱シリンダ２１にはホッパ２１ｂが配設されるとともに、加熱シリンダ２１の内部にはスクリュー２０が進退自在に、かつ、回転自在に配設され、スクリュー２０の後端（図において右端）が支持部材５によって回転自在に支持される。   In the figure, 2 is an injection device, and 4 is an injection device frame. A heating cylinder 21 is fixed in front of the injection device frame 4 (left side in the figure), and an injection nozzle 21 a is arranged at the tip of the heating cylinder 21. Established. A hopper 21b is disposed in the heating cylinder 21, and a screw 20 is disposed in the heating cylinder 21 so as to be able to advance and retreat and to be rotatable. The rear end of the screw 20 (right end in the figure). Is rotatably supported by the support member 5.

該支持部材５には第１サーボモータ６が取り付けられ、該第１サーボモータ６の回転がタイミングベルト７ａを介して前記スクリュー２０に伝達されるようになっている。   A first servomotor 6 is attached to the support member 5, and the rotation of the first servomotor 6 is transmitted to the screw 20 via a timing belt 7a.

また、前記支持部材５には、スクリュー２０と平行にねじ軸８が回転自在に支持されるとともに、該ねじ軸８と第２サーボモータ９とが連結される。すなわち、前記ねじ軸８の後端はタイミングベルト７ｂを介して第２サーボモータ９に接続され、該第２サーボモータ９によってねじ軸８を回転させることができる。そして、前記ねじ軸８の前端（図において左端）は支持部材５に固定されたナット５ａと螺（ら）合させられる。したがって、前記第２サーボモータ９を駆動し、タイミングベルト７ｂを介してねじ軸８を回転させることによって、支持部材５を軸方向に移動させることができる。   A screw shaft 8 is rotatably supported on the support member 5 in parallel with the screw 20, and the screw shaft 8 and the second servo motor 9 are connected to each other. That is, the rear end of the screw shaft 8 is connected to the second servo motor 9 via the timing belt 7 b, and the screw shaft 8 can be rotated by the second servo motor 9. The front end (left end in the figure) of the screw shaft 8 is screwed with a nut 5a fixed to the support member 5. Therefore, the support member 5 can be moved in the axial direction by driving the second servo motor 9 and rotating the screw shaft 8 via the timing belt 7b.

次に、前記構成の射出装置２の動作について説明する。   Next, the operation of the injection apparatus 2 configured as described above will be described.

まず、計量工程においては、第１サーボモータ６を駆動し、タイミングベルト７ａを介してスクリュー２０を回転させる。これに伴って、該スクリュー２０は所定の位置まで後退（図において右方向に移動）させられる。この時、ホッパ２１ｂから供給された樹脂は、加熱シリンダ２１内において加熱され溶融させられ、スクリュー２０の後退に伴ってスクリュー２０の前方に溜（た）められる。   First, in the weighing step, the first servo motor 6 is driven to rotate the screw 20 via the timing belt 7a. Along with this, the screw 20 is retracted (moved in the right direction in the figure) to a predetermined position. At this time, the resin supplied from the hopper 21 b is heated and melted in the heating cylinder 21, and is accumulated in the front of the screw 20 as the screw 20 moves backward.

次に、射出工程においては、前記射出ノズル２１ａを図示されない金型に押し当て、第２サーボモータ９を駆動し、タイミングベルト７ｂを介してねじ軸８を回転させる。この時、支持部材５は前記ねじ軸８の回転に伴って前進（図において左方向に移動）させられ、前記スクリュー２０を前進させるので、スクリュー２０の前方に溜められた樹脂が射出ノズル２１ａから射出される。   Next, in the injection process, the injection nozzle 21a is pressed against a mold (not shown), the second servo motor 9 is driven, and the screw shaft 8 is rotated via the timing belt 7b. At this time, the support member 5 is moved forward (moved leftward in the drawing) as the screw shaft 8 rotates, and the screw 20 is moved forward, so that the resin stored in front of the screw 20 is discharged from the injection nozzle 21a. It is injected.

しかしながら、前記従来の電動射出成形機の射出装置２においては、計量工程においてスクリュー２０を回転させるための第１サーボモータ６とスクリュー２０との間にタイミングベルト７ａが必要になり、部品点数が多くなって射出装置２が大型化するとともに、射出装置２のコストが高くなってしまう。   However, in the injection device 2 of the conventional electric injection molding machine, the timing belt 7a is required between the first servomotor 6 and the screw 20 for rotating the screw 20 in the measuring step, and the number of parts is large. This increases the size of the injection device 2 and increases the cost of the injection device 2.

本発明は、前記従来の電動射出成形機の射出装置の問題点を解決して、部品点数が多くなって射出装置が大型化することがなく、コストを低くすることができる電動射出成形機の射出装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the problems of the injection device of the conventional electric injection molding machine, and does not increase the number of parts, increase the size of the injection device, and reduce the cost. An object is to provide an injection device.

そのために、本発明の電動射出成形機の射出装置においては、スクリューと、該スクリューの後方においてスクリューと一体に進退自在に、かつ、回転自在に配設され、スクリュー側にスプラインを、該スプラインの後方にボールねじを一体に備えたボールねじ・スプライン軸と、該ボールねじ・スプライン軸を包囲して配設された中空モータと、回転自在に支持され、前記スプラインとスプライン連結され、前記中空モータからの回転を受け、前記スプラインを介してスクリューに回転を伝達するスプラインナットと、該スプラインナットの後方に配設され、前記ボールねじと螺合させられ、前記中空モータからの回転を受け、前記スクリューを進退させるボールねじナットと、前記中空モータのロータと前記スプラインナット及びボールねじナットとをそれぞれ係脱するクラッチ機構とを有する。   For this purpose, in the injection device of the electric injection molding machine of the present invention, the screw is disposed so as to be movable forward and backward integrally with the screw at the rear of the screw and rotatably, and the spline is disposed on the screw side. A ball screw / spline shaft integrally provided with a ball screw on the rear side, a hollow motor disposed so as to surround the ball screw / spline shaft, and rotatably supported and connected to the spline with the spline shaft. A spline nut that receives rotation from the spline and transmits the rotation to the screw via the spline, and is arranged behind the spline nut, screwed into the ball screw, receives rotation from the hollow motor, Ball screw nut for advancing / retracting screw, rotor of hollow motor, spline nut and ball Flip and a clutch mechanism and a nut disengaging respectively engaging.

本発明によれば、電動射出成形機の射出装置においては、スクリューと、該スクリューの後方においてスクリューと一体に進退自在に、かつ、回転自在に配設され、スクリュー側にスプラインを、該スプラインの後方にボールねじを一体に備えたボールねじ・スプライン軸と、該ボールねじ・スプライン軸を包囲して配設された中空モータと、回転自在に支持され、前記スプラインとスプライン連結され、前記中空モータからの回転を受け、前記スプラインを介してスクリューに回転を伝達するスプラインナットと、該スプラインナットの後方に配設され、前記ボールねじと螺合させられ、前記中空モータからの回転を受け、前記スクリューを進退させるボールねじナットと、前記中空モータのロータと前記スプラインナット及びボールねじナットとをそれぞれ係脱するクラッチ機構とを有する。   According to the present invention, in the injection device of the electric injection molding machine, the screw is disposed so as to be movable forward and backward integrally with the screw behind the screw and rotatably, and the spline is disposed on the screw side. A ball screw / spline shaft integrally provided with a ball screw on the rear side, a hollow motor disposed so as to surround the ball screw / spline shaft, and rotatably supported and connected to the spline with the spline shaft. A spline nut that receives rotation from the spline and transmits the rotation to the screw via the spline, and is arranged behind the spline nut, screwed into the ball screw, receives rotation from the hollow motor, Ball screw nut for advancing and retracting screw, rotor of hollow motor, spline nut and ball screw And a clutch mechanism to escape engagement Tsu door and, respectively.

この場合、計量工程において、回転を受けたスプラインナットが回転させられると、スプラインを介してスクリューに回転が伝達され、これに伴って、スクリューが後退させられる。   In this case, when the spline nut that has received the rotation is rotated in the measuring step, the rotation is transmitted to the screw via the spline, and the screw is retracted accordingly.

したがって、電動射出成形機の射出装置の構造を簡素化し、電動射出成形機の射出装置を小型化することができるとともに、電動射出成形機の射出装置のコストを低くすることができる。   Therefore, the structure of the injection device of the electric injection molding machine can be simplified, the injection device of the electric injection molding machine can be downsized, and the cost of the injection device of the electric injection molding machine can be reduced.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本発明の実施の形態における電動射出成形機の射出装置の要部概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of an injection device of an electric injection molding machine according to an embodiment of the present invention.

図において、２０はスクリュー、２１は該スクリュー２０を進退自在に、かつ、回転自在に支持する加熱シリンダである。該加熱シリンダ２１は射出サポート５１に固定され、加熱シリンダ２１の後端の近傍にホッパ２１ｂが配設される。   In the figure, reference numeral 20 denotes a screw, and 21 denotes a heating cylinder that supports the screw 20 so as to be movable forward and backward and rotatable. The heating cylinder 21 is fixed to the injection support 51, and a hopper 21b is disposed in the vicinity of the rear end of the heating cylinder 21.

そして、前記射出サポート５１は筒状の形状を有し、該射出サポート５１にステータ５２が配設され、該ステータ５２の内側にロータ５３が回転自在に配設される。該ロータ５３は筒状の形状を有し、前記ステータ５２と共に中空モータ７０を構成し、ロータ５３の前方（図において左方) の端部にはクラッチ機構５６を介してスプラインナット５７が配設される。該スプラインナット５７は、ベアリング６８を介して前記射出サポート５１によって回転自在に支持される。一方、前記ロータ５３の後方（図において右方) の端部にはクラッチ機構６１を介してボールねじナット６２が配設される。そして、該ボールねじナット６２はベアリング６９を介して前記射出サポート５１によって回転自在に支持される。   The injection support 51 has a cylindrical shape, a stator 52 is disposed on the injection support 51, and a rotor 53 is rotatably disposed inside the stator 52. The rotor 53 has a cylindrical shape, and forms a hollow motor 70 together with the stator 52. A spline nut 57 is disposed at the front (left side in the figure) end of the rotor 53 via a clutch mechanism 56. Is done. The spline nut 57 is rotatably supported by the injection support 51 via a bearing 68. On the other hand, a ball screw nut 62 is disposed at the rear (right side in the drawing) end of the rotor 53 via a clutch mechanism 61. The ball screw nut 62 is rotatably supported by the injection support 51 through a bearing 69.

前記クラッチ機構５６、６１は動力の伝達及び切離しを行うものであれば、いずれのものも使用することができる。また、ワンウェイクラッチのように一方向にだけ回転することができるようなものを使用することもできる。この場合、前記中空モータ７０の駆動方向を切り換えるだけで、クラッチ機構５６、６１の一方を選択的に回転させ、他方の回転を阻止することができる。すなわち、中空モータ７０を正方向に駆動すると、クラッチ機構５６をフリーにするとともにクラッチ機構６１をロックすることができ、中空モータ７０を逆方向に駆動すると、クラッチ機構６１をフリーにするとともにクラッチ機構５６をロックすることができる。   Any of the clutch mechanisms 56 and 61 can be used as long as it transmits and disconnects power. Also, a one-way clutch that can rotate only in one direction can be used. In this case, only by switching the driving direction of the hollow motor 70, one of the clutch mechanisms 56 and 61 can be selectively rotated and the other rotation can be prevented. That is, when the hollow motor 70 is driven in the forward direction, the clutch mechanism 56 can be freed and the clutch mechanism 61 can be locked, and when the hollow motor 70 is driven in the reverse direction, the clutch mechanism 61 can be freed and the clutch mechanism can be locked. 56 can be locked.

また、前記スクリュー２０の後端（図において右端）にはボールねじ・スプライン軸６４が固定され、スクリュー２０とボールねじ・スプライン軸６４とは一体的に進退させられ、回転させられる。該ボールねじ・スプライン軸６４の前方部（図において左方部）には、スプラインナット５７に対応させてスプライン６５が形成され、ボールねじ・スプライン軸６４の後方部（図において右方部）には、ボールねじナット６２に対応させてボールねじ６６が形成される。   A ball screw / spline shaft 64 is fixed to the rear end (right end in the figure) of the screw 20, and the screw 20 and the ball screw / spline shaft 64 are moved forward and backward integrally and rotated. A spline 65 is formed in front of the ball screw / spline shaft 64 (on the left side in the drawing) in correspondence with the spline nut 57, and on the rear portion (right side in the drawing) of the ball screw / spline shaft 64. The ball screw 66 is formed corresponding to the ball screw nut 62.

そして、前記スプライン６５及びボールねじ６６の各有効範囲は、射出工程及び計量工程におけるスクリュー２０のストロークより長く設定される。   The effective ranges of the spline 65 and the ball screw 66 are set longer than the stroke of the screw 20 in the injection process and the metering process.

次に、前記構成の電動射出成形機の射出装置の動作について説明する。   Next, the operation of the injection device of the electric injection molding machine having the above configuration will be described.

まず、射出工程において、クラッチ機構５６を解放するとともにクラッチ機構６１を係合させて中空モータ７０を駆動する。なお、クラッチ機構５６、６１がワンウェイクラッチによって構成される場合には、中空モータ７０を正方向に駆動することによってクラッチ機構５６をフリーにするとともにクラッチ機構６１をロックする。   First, in the injection step, the clutch mechanism 56 is released and the clutch mechanism 61 is engaged to drive the hollow motor 70. When the clutch mechanisms 56 and 61 are configured by a one-way clutch, the clutch mechanism 56 is freed and the clutch mechanism 61 is locked by driving the hollow motor 70 in the forward direction.

この場合、中空モータ７０の動力はスプラインナット５７には伝達されず、ボールねじ・スプライン軸６４は回転が阻止された状態になるとともに、中空モータ７０の動力がボールねじナット６２に伝達されるので、ボールねじ・スプライン軸６４はボールねじ６６の回転に伴って前進（図において左方向に移動）し、スクリュー２０を前進させる。   In this case, the power of the hollow motor 70 is not transmitted to the spline nut 57, the ball screw / spline shaft 64 is prevented from rotating, and the power of the hollow motor 70 is transmitted to the ball screw nut 62. The ball screw / spline shaft 64 advances (moves leftward in the drawing) as the ball screw 66 rotates, and advances the screw 20.

また、計量工程において、クラッチ機構６１を解放するとともにクラッチ機構５６を係合させて中空モータ７０を駆動する。なお、クラッチ機構５６、６１がワンウェイクラッチによって構成される場合には、中空モータ７０を逆方向に駆動することによってクラッチ機構６１をフリーにするとともにクラッチ機構５６をロックする。   In the metering step, the clutch mechanism 61 is released and the clutch mechanism 56 is engaged to drive the hollow motor 70. When the clutch mechanisms 56 and 61 are configured by a one-way clutch, the clutch mechanism 61 is freed and the clutch mechanism 56 is locked by driving the hollow motor 70 in the reverse direction.

この場合、中空モータ７０の動力はボールねじナット６２には伝達されず、ボールねじナット６２はフリーになる。また、中空モータ７０の動力がスプラインナット５７に伝達されるので、ボールねじ・スプライン軸６４は回転しながら後退（図において右方向に移動）し、スクリュー２０を後退させる。   In this case, the power of the hollow motor 70 is not transmitted to the ball screw nut 62, and the ball screw nut 62 becomes free. Further, since the power of the hollow motor 70 is transmitted to the spline nut 57, the ball screw / spline shaft 64 moves backward while moving (moves in the right direction in the drawing), and the screw 20 moves backward.

なお、計量工程においてスクリュー２０の背圧を制御する場合、前記ボールねじナット６２に背圧用の図示されない小型モータを接続してボールねじナット６２を逆方向に回転させるようにする。この場合、前記小型モータの駆動に対応する力によってスクリュー２０に背圧が加えられる。また、クラッチ機構６１の部分に図示されない可変変速機を配設し、ボールねじナット６２の回転速度を制御することによってスクリュー２０に背圧を加えることもできる。   When the back pressure of the screw 20 is controlled in the measuring step, a small motor (not shown) for back pressure is connected to the ball screw nut 62 so that the ball screw nut 62 is rotated in the reverse direction. In this case, a back pressure is applied to the screw 20 by a force corresponding to the driving of the small motor. Further, a variable transmission (not shown) may be provided in the clutch mechanism 61 and the back pressure can be applied to the screw 20 by controlling the rotational speed of the ball screw nut 62.

このように、一つの中空モータ７０によって射出及び計量を行うことができるので、電動射出成形機の射出装置の構造を簡素化し、電動射出成形機の射出装置を小型化することができるとともに、電動射出成形機の射出装置のコストを低くすることができる。また、クラッチ機構５６、６１を操作するだけでよいので、電動射出成形機の射出装置の操作性を向上させることができる。   Thus, since injection and metering can be performed by one hollow motor 70, the structure of the injection device of the electric injection molding machine can be simplified, the injection device of the electric injection molding machine can be miniaturized, and electric The cost of the injection device of the injection molding machine can be reduced. Further, since only the clutch mechanisms 56 and 61 need to be operated, the operability of the injection device of the electric injection molding machine can be improved.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.

本発明の実施の形態における電動射出成形機の射出装置の要部概略図である。It is a principal part schematic diagram of the injection device of the electric injection molding machine in embodiment of this invention. 従来の電動射出成形機における射出装置の概略図である。It is the schematic of the injection apparatus in the conventional electric injection molding machine.

符号の説明Explanation of symbols

２０ スクリュー
５１ 射出サポート
５３ ロータ
５７ スプラインナット
６２ ボールねじナット
６５ スプライン
６６ ボールねじ
20 Screw 51 Injection support 53 Rotor 57 Spline nut 62 Ball screw nut 65 Spline 66 Ball screw

Claims (2)

（ａ）スクリューと、
（ｂ）該スクリューの後方においてスクリューと一体に進退自在に、かつ、回転自在に配設され、スクリュー側にスプラインを、該スプラインの後方にボールねじを一体に備えたボールねじ・スプライン軸と、
（ｃ）該ボールねじ・スプライン軸を包囲して配設された中空モータと、
（ｄ）回転自在に支持され、前記スプラインとスプライン連結され、前記中空モータからの回転を受け、前記スプラインを介してスクリューに回転を伝達するスプラインナットと、
（ｅ）該スプラインナットの後方に配設され、前記ボールねじと螺合させられ、前記中空モータからの回転を受け、前記スクリューを進退させるボールねじナットと、
（ｆ）前記中空モータのロータと前記スプラインナット及びボールねじナットとをそれぞれ係脱するクラッチ機構とを有することを特徴とする電動射出成形機の射出装置。 (A) a screw;
(B) a ball screw / spline shaft that is arranged so as to be movable forward and backward integrally with the screw at the rear of the screw and is rotatable, and is provided with a spline on the screw side and a ball screw integrally on the rear of the spline;
(C) a hollow motor disposed so as to surround the ball screw / spline shaft;
(D) a spline nut that is rotatably supported, is splined with the spline, receives rotation from the hollow motor , and transmits rotation to the screw via the spline;
(E) a ball screw nut disposed behind the spline nut, screwed into the ball screw , receiving rotation from the hollow motor, and moving the screw forward and backward;
(F) An injection device for an electric injection molding machine, comprising: a clutch mechanism that engages and disengages the rotor of the hollow motor and the spline nut and ball screw nut . （ａ）前記中空モータを包囲し、ステータを取り付けるための射出サポートを有するとともに、
（ｂ）前記スプラインナット及びボールねじナットは、前記射出サポートに対してベアリングによって回転自在に支持される請求項１に記載の電動射出成形機の射出装置。 (A) surrounding the hollow motor and having an injection support for attaching the stator;
(B) The injection device of the electric injection molding machine according to claim 1, wherein the spline nut and the ball screw nut are rotatably supported by a bearing with respect to the injection support.
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