JP5514651B2

JP5514651B2 - Injection device

Info

Publication number: JP5514651B2
Application number: JP2010149568A
Authority: JP
Inventors: 勇山口; 智星野; 快司小林; 信介 ▲高▼橋
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-06-30
Also published as: JP2012011642A

Description

本発明は、射出成形機の射出装置に関する。 The present invention relates to an injection apparatus for an injection molding machine.

射出装置では、加熱筒にスクリューを内蔵し、このスクリューを回転させながら樹脂材料を加熱筒内へ導く。加熱筒の熱とスクリューの回転により樹脂材料は可塑化される。可塑化された樹脂材料が加熱筒の先端に溜まり、この溜まり量が増加するにしたがってスクリューが後退する。溜まり量が所定量に達したら、スクリューの回転を止める（計量工程完了）。次に、スクリューを前進させることで、樹脂を金型へ射出する（射出工程）。 In the injection apparatus, a screw is built in the heating cylinder, and the resin material is guided into the heating cylinder while rotating the screw. The resin material is plasticized by the heat of the heating cylinder and the rotation of the screw. The plasticized resin material accumulates at the tip of the heating cylinder, and the screw moves backward as the accumulation amount increases. When the accumulated amount reaches a predetermined amount, the rotation of the screw is stopped (the measuring step is completed). Next, the resin is injected into the mold by advancing the screw (injection process).

油圧式射出装置では、油圧シリンダの油圧によりスクリューに加わる軸力を検出することができる。
一方、電動式射出装置では、スクリューの後端にロードセル（荷重検出手段）を設けておき、このロードセルで、射出時にスクリューに作用する樹脂圧力（射出圧力とも呼ばれる。）や、計量時にスクリューに作用する樹脂圧力を検出して、フィードバック制御に供する。 In the hydraulic injection device, the axial force applied to the screw can be detected by the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder.
On the other hand, in the electric injection device, a load cell (load detection means) is provided at the rear end of the screw, and this load cell acts on the resin pressure (also referred to as injection pressure) that acts on the screw at the time of injection or acts on the screw at the time of measurement. The resin pressure is detected and used for feedback control.

ロードセルの取付けに関しては、各種の構造が提案されてきた（例えば、特許文献１（図１）参照。）。 Various structures have been proposed for mounting the load cell (see, for example, Patent Document 1 (FIG. 1)).

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図６は従来の射出装置のスクリュー回転駆動部の断面図であり、射出ブロック１０１に固定されているスクリュー回転用サーボモータ１０２により、プーリ１０３、１０４が回されると、スクリューカップリング１０５が回され、想像線で示すスクリュー１０６が回される。 Patent document 1 is demonstrated based on the following figure.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a screw rotation drive unit of a conventional injection device. When the pulleys 103 and 104 are rotated by the screw rotation servo motor 102 fixed to the injection block 101, the screw coupling 105 is rotated. Then, the screw 106 indicated by an imaginary line is turned.

スクリューカップリング１０５は、深溝玉軸受１０７、アンギュラ玉軸受１０８及び深溝玉軸受１０９で回転自在に射出ブロック１０１に支持されている。
スクリュー１０６に軸力が加わると、スクリューカップリング１０５に軸力が加わり、この軸力がスラスト軸受１１１を介してロードセル１１２に作用する。 The screw coupling 105 is rotatably supported by the injection block 101 with a deep groove ball bearing 107, an angular ball bearing 108 and a deep groove ball bearing 109.
When an axial force is applied to the screw 106, an axial force is applied to the screw coupling 105, and this axial force acts on the load cell 112 via the thrust bearing 111.

ロードセル１１２は射出ブロック１０１に内蔵されており、非回転側の部材である。一方、深溝玉軸受１０７の内輪１１３、アンギュラ玉軸受１０８の内輪１１４及び深溝玉軸受１０９の内輪１１５は、スクリューカップリング１０５と共に回転する回転側の部材である。
スラスト軸受１１１は、スクリューカップリング１０５に当たっている一方の輪１１６が回転側の部材で、他方の輪１１７が非回転側の部材となる。 The load cell 112 is built in the injection block 101 and is a non-rotating member. On the other hand, the inner ring 113 of the deep groove ball bearing 107, the inner ring 114 of the angular ball bearing 108, and the inner ring 115 of the deep groove ball bearing 109 are rotating members that rotate together with the screw coupling 105.
In the thrust bearing 111, one ring 116 that contacts the screw coupling 105 is a rotation-side member, and the other ring 117 is a non-rotation-side member.

スラスト軸受１１１は、一方の輪１１６と他方の輪１１７と鋼球１１８とからなり、軸力（スラスト力）を専門に受ける軸受である。
このように複数の部品で構成されるスラスト軸受１１１を介して軸力がロードセル１１２に伝達されるが、スラスト軸受１１１の状態（特に、内部すきまの存在）によって、ロードセル１１２に作用する軸力が変化又は変動する。 The thrust bearing 111 is composed of one wheel 116, the other wheel 117, and a steel ball 118, and is a bearing that specially receives axial force (thrust force).
As described above, the axial force is transmitted to the load cell 112 through the thrust bearing 111 constituted by a plurality of components. Change or fluctuate.

特許文献１の技術には、その対策が講じられている。すなわち、ナット１１９を締めることで、一方の輪１１６に他方の輪１１７を接近させ、隙間をゼロに近づけることができる。このような操作は、軸受に予圧を付与すると呼ばれる。
しかし、この予圧操作により、ロードセル１１２にも圧縮力が加わり、ロードセル１１２にゼロ点補正を実施するなどの、対策が必要となる。
そのため、軸受予圧の影響を受けない構造が望まれる。 The countermeasure of the technique of Patent Document 1 is taken. That is, by tightening the nut 119, the other wheel 117 can be brought closer to one wheel 116, and the gap can be made closer to zero. Such an operation is called applying a preload to the bearing.
However, due to this preloading operation, a compressive force is also applied to the load cell 112, and measures such as performing zero point correction on the load cell 112 are required.
Therefore, a structure that is not affected by the bearing preload is desired.

また、ロードセル１１２では、円板の途中にくびれ部１１２ａが設けられ、このくびれ部１１２ａにストレインゲージ１１２ｂが付設されている。スクリューカップリング１０５がスクリュー１０６で押されると、スクリューカップリング１０５が軸方向に変位し、くびれ部１１２ａよりも軸中心側の中心部１１２ｃが軸方向に変位し、この変位がストレインゲージ１１２ｂで検出される。 In the load cell 112, a constricted portion 112a is provided in the middle of the disk, and a strain gauge 112b is attached to the constricted portion 112a. When the screw coupling 105 is pushed by the screw 106, the screw coupling 105 is displaced in the axial direction, and the central portion 112c closer to the axial center than the constricted portion 112a is displaced in the axial direction, and this displacement is detected by the strain gauge 112b. Is done.

なお、スクリューカップリング１０５が、深溝玉軸受１０７の内輪１１３との間で滑り、且つアンギュラ玉軸受１０８の外輪が、射出ブロック１０１との間で滑ることで、スクリューカップリング１０５は軸方向の変位が可能となる。
これらの滑りにより不可避的に摩擦力が発生する。すると、ロードセル１１２に加わる力は、スクリュー１０６の押力から摩擦力を差し引いた値になる。
すなわち、ロードセル１１２が、軸受１０７、１０８などで挟まれているため、ロードセル１１２の測定精度が低下する。
そのため、軸受の影響を受けない構造の改善が求められる。 The screw coupling 105 slides with the inner ring 113 of the deep groove ball bearing 107 and the outer ring of the angular ball bearing 108 slides with the injection block 101, so that the screw coupling 105 is displaced in the axial direction. Is possible.
These slips inevitably generate frictional force. Then, the force applied to the load cell 112 becomes a value obtained by subtracting the frictional force from the pressing force of the screw 106.
That is, since the load cell 112 is sandwiched between the bearings 107 and 108, the measurement accuracy of the load cell 112 is lowered.
For this reason, an improvement in the structure that is not affected by the bearing is required.

特開２００７−２８３５２６公報JP 2007-283526 A

本発明は、スクリューの軸力をスラスト軸受を介さないでロードセルへ伝達できると共に軸受予圧及び軸受の影響を受けない構造の射出装置を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide an injection device having a structure that can transmit the axial force of a screw to a load cell without using a thrust bearing and is not affected by the bearing preload and the bearing.

請求項１に係る発明は、スクリュー直線移動機構により直線的に前後移動される射出ブロックと、この射出ブロックにスラスト軸受及び玉軸受を介して回転自在に収納されるスクリューカップリングと、このスクリューカップリングに連結され加熱筒内を回転自在に前後移動するスクリューと、前記射出ブロックに搭載され前記スクリューカップリングを回すスクリュー回転機構とからなる射出装置において、
前記スクリューカップリングの外周に、前記スラスト軸受へ与圧を付与する与圧用ナットがねじ込まれ、
前記スクリューカップリングの軸中心に、貫通穴が設けられ、この貫通穴に前記スクリューの軸力を測定する筒形ロードセルが嵌められ、この筒形ロードセルに前記測定した軸力を外部へ送信する第１通信部が内蔵され、
前記射出ブロックに前記軸力情報を受信する第２通信部が設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 1 includes an injection block that is linearly moved back and forth by a screw linear movement mechanism, a screw coupling that is rotatably accommodated in the injection block via a thrust bearing and a ball bearing, and the screw cup. In an injection device comprising a screw connected to a ring and moving back and forth in a rotatable manner in a heating cylinder, and a screw rotation mechanism mounted on the injection block and rotating the screw coupling,
A pressurization nut for applying a pressurization to the thrust bearing is screwed into the outer periphery of the screw coupling,
A through hole is provided at the axial center of the screw coupling, and a cylindrical load cell for measuring the axial force of the screw is fitted into the through hole , and the measured axial force is transmitted to the cylindrical load cell. 1 communication unit is built-in,
And wherein the second communication unit that receives the axial force information on the injection block is al provided.

請求項２に係る発明では、スクリューと筒形ロードセルとの間に、射出ブロックの前後方向に延びる中継ライナーが介設されていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that a relay liner extending in the front-rear direction of the injection block is interposed between the screw and the cylindrical load cell.

請求項３に係る発明では、中継ライナーは、スクリューよりも低い熱伝導率の材料で造られていることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that the relay liner is made of a material having a thermal conductivity lower than that of the screw.

請求項４に係る発明では、第１通信部は、交流磁界によるコイルの相互誘導作用を利用する第１アンテナコイルを備え、
前記第２通信部は、第１通信部へ電力を供給する電源を備えると共に交流磁界によるコイルの相互誘導作用を利用する第２アンテナコイルを備え、第１アンテナコイル（５７）及び第２アンテナコイル（５８）は、軸中心に配置されていることを特徴とする。 In the invention which concerns on Claim 4, a 1st communication part is provided with the 1st antenna coil using the mutual induction effect of the coil by an alternating current magnetic field,
The second communication unit includes a power source for supplying power to the first communication unit and a second antenna coil that uses a mutual induction action of the coil by an alternating magnetic field . The first antenna coil (57) and the second antenna coil (58) is arranged at the center of the axis .

請求項１に係る発明では、軸受に付与する予圧力が加わらない部位にロードセルが設けられている。そのため、ロードセルとは無関係に軸受に自由に予圧を掛けることができる。
また、スラスト軸受を介さないで、直接的にスクリューの軸力をロードセルで検出させることができるため、軸力の検出精度を高めることができる。 In the invention which concerns on Claim 1, the load cell is provided in the site | part which the pre-load given to a bearing is not added. Therefore, the bearing can be freely preloaded regardless of the load cell.
Moreover, since the axial force of the screw can be directly detected by the load cell without using a thrust bearing, the detection accuracy of the axial force can be increased.

すなわち、本発明によれば、スクリューの軸力をスラスト軸受を介さないでロードセルへ伝達できると共に軸受予圧及び軸受の影響を受けない構造の射出装置が提供される。 That is, according to the present invention, there is provided an injection device having a structure that can transmit the axial force of a screw to a load cell without going through a thrust bearing and is not affected by the bearing preload and the bearing.

請求項２に係る発明では、スクリューと筒形ロードセルとの間に、射出ブロックの前後方向に延びる中継ライナーを置くようにした。
筒形ロードセルはロードセル及び第１通信部を内蔵している。ロードセルの種類や大きさが変化し又は第１通信部の方式や大きさが変化すると、筒形ロードセルの軸長さが変化する。
筒形ロードセルの軸長さの変化は、中継ライナーの長さを変更することで吸収させることができる。したがって、筒形ロードセルの設計の自由度が増加する。 In the invention which concerns on Claim 2, the relay liner extended in the front-back direction of an injection block was put between the screw and the cylindrical load cell.
The cylindrical load cell includes a load cell and a first communication unit. When the type or size of the load cell changes or the method or size of the first communication unit changes, the axial length of the cylindrical load cell changes.
Changes in the axial length of the cylindrical load cell can be absorbed by changing the length of the relay liner. Therefore, the freedom degree of design of a cylindrical load cell increases.

請求項３に係る発明では、中継ライナーは、スクリューよりも低い熱伝導率の材料で造られている。樹脂の可塑化による発熱や加熱筒の熱でスクリューが暖められる。一方、筒形ロードセルは、温度に弱い第１通信部を内蔵している。中継ライナーでスクリューから筒形ロードセルへ向かう熱をある程度遮断することで、第１通信部などに及ぼす熱的ダメージを解消することができる。 In the invention according to claim 3, the relay liner is made of a material having a lower thermal conductivity than the screw. The screw is warmed by the heat generated by the plasticization of the resin and the heat of the heating cylinder. On the other hand, the cylindrical load cell incorporates a first communication unit that is sensitive to temperature. By blocking the heat from the screw toward the cylindrical load cell to some extent with the relay liner, thermal damage to the first communication unit and the like can be eliminated.

請求項４に係る発明では、いわゆる電磁結合方式により、第１通信部と第２通信部との間の通信を行わせるようにした。電磁結合方式では、第２通信部から非接触状態で第１通信部へ給電が可能である。
筒形ロードセル内に、第１通信部の駆動用電池を内蔵する場合に比べて、本発明によれば電池が不要であるため、電池の交換作業が不要になると共に筒形ロードセルのコンパクト化を図ることができる。 In the invention which concerns on Claim 4, it was made to perform communication between a 1st communication part and a 2nd communication part by what is called an electromagnetic coupling system. In the electromagnetic coupling method, power can be supplied from the second communication unit to the first communication unit in a non-contact state.
Compared with the case where the battery for driving the first communication unit is built in the cylindrical load cell, the battery is unnecessary according to the present invention, so that the battery replacement work is unnecessary and the cylindrical load cell is made compact. Can be planned.

本発明に係る射出装置の断面図である。It is sectional drawing of the injection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る射出装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the injection device which concerns on this invention. 第１・第２通信部の構成図である。It is a block diagram of the 1st, 2nd communication part. 図２の別実施例を示す図である。It is a figure which shows another Example of FIG. 図２のさらなる別実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing still another embodiment of FIG. 2. 従来の射出装置のスクリュー回転駆動部の断面図である。It is sectional drawing of the screw rotation drive part of the conventional injection device.

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、射出装置１０は、スクリュー直線移動機構２０により直線的に前後移動される射出ブロック２１と、この射出ブロック２１に軸受を介して回転自在に収納されるスクリューカップリング２２と、このスクリューカップリング２２に連結され加熱筒２３内を回転自在に前後移動するスクリュー２４と、射出ブロック２１に搭載されスクリューカップリング２２を回すスクリュー回転機構４０とからなる電動式射出装置である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an injection device 10 includes an injection block 21 that is linearly moved back and forth by a screw linear movement mechanism 20, and a screw coupling 22 that is rotatably accommodated in the injection block 21 via a bearing. The electric injection device includes a screw 24 connected to the screw coupling 22 and capable of rotating back and forth in the heating cylinder 23 and a screw rotating mechanism 40 mounted on the injection block 21 and rotating the screw coupling 22.

射出ブロック２１は、加熱筒基部フランジ２５とこのフランジ２５に対向して配置される基板２６とに渡されたタイバー２７に移動自在に支持されている。 The injection block 21 is movably supported by a tie bar 27 that is passed to a heating cylinder base flange 25 and a substrate 26 that is disposed to face the flange 25.

スクリュー直線移動機構２０は、基板２６に取付けられる射出モータ３１と、この射出モータ３１の出力を伝達するプーリ３２、ベルト３３及びプーリ３４と、基板２６に回転自在に取付けられ射出ブロック２１へ延びるボールねじ軸３５と、このボールねじ軸３５に螺合するボールナット３６と、このボールナット３６を射出ブロック２１に連結する連結筒３７とからなる。 The screw linear movement mechanism 20 includes an injection motor 31 attached to the substrate 26, a pulley 32, a belt 33 and a pulley 34 that transmit the output of the injection motor 31, and a ball that is rotatably attached to the substrate 26 and extends to the injection block 21. The screw shaft 35 includes a ball nut 36 that is screwed onto the ball screw shaft 35, and a connecting cylinder 37 that connects the ball nut 36 to the injection block 21.

ボールナット３６は回らないで、ボールねじ軸３５が回る。射出モータ３１によりボールねじ軸３５を回すことにより、射出ブロック２１をタイバー２７に沿って直線的に移動させることができる。 The ball screw shaft 35 rotates without rotating the ball nut 36. The injection block 21 can be moved linearly along the tie bar 27 by rotating the ball screw shaft 35 by the injection motor 31.

スクリュー回転機構４０は、射出ブロック２１に取付けられるスクリュー回転モータ４１と、このスクリュー回転モータ４１の出力を伝達するプーリ４２、ベルト４３及びプーリ４４とからなる。プーリ４４はスクリューカップリング２２にボルトで連結されている。スクリュー回転モータ４１によりスクリューカップリング２２を介してスクリュー２４を回すことができる。 The screw rotation mechanism 40 includes a screw rotation motor 41 attached to the injection block 21, and a pulley 42, a belt 43, and a pulley 44 that transmit the output of the screw rotation motor 41. The pulley 44 is connected to the screw coupling 22 by a bolt. The screw 24 can be rotated via the screw coupling 22 by the screw rotation motor 41.

スクリューカップリング２２周りの構造を次図で詳しく説明する。
図２に示すように、射出ブロック２１に、深溝玉軸受４６、スラスト軸受４７、アンギュラ玉軸受４８、深溝玉軸受４９を介して、スクリューカップリング２２が回転自在に取付けられている。
スクリューカップリング２２の一端にねじ込まれている予圧用ナット５１を回すことで、スラスト軸受４７に予圧を掛けることができる。 The structure around the screw coupling 22 will be described in detail with reference to the following figure.
As shown in FIG. 2, the screw coupling 22 is rotatably attached to the injection block 21 via a deep groove ball bearing 46, a thrust bearing 47, an angular ball bearing 48, and a deep groove ball bearing 49.
The thrust bearing 47 can be preloaded by turning the preload nut 51 screwed into one end of the screw coupling 22.

スクリューカップリング２２の軸中心に貫通穴５２が設けられ、ボールねじ軸３５側から筒形ロードセル５３が嵌められ、ボルト５４によりスクリューカップリング２２に固定されている。さらに、貫通穴５２には、円柱形状の中継ライナー５５が軸方向移動可能に嵌め込まれている。この中継ライナー５５はスクリューの後端面と筒形ロードセル５３とに挟まれる部材である。中継ライナー５５の軸方向の長さは、スクリューの後端面と筒形ロードセル５３との距離に対応して決定される。 A through hole 52 is provided at the axial center of the screw coupling 22, a cylindrical load cell 53 is fitted from the ball screw shaft 35 side, and is fixed to the screw coupling 22 by a bolt 54. Furthermore, a cylindrical relay liner 55 is fitted into the through hole 52 so as to be movable in the axial direction. The relay liner 55 is a member that is sandwiched between the rear end surface of the screw and the cylindrical load cell 53. The axial length of the relay liner 55 is determined according to the distance between the rear end surface of the screw and the cylindrical load cell 53.

筒形ロードセル５３は、スクリューカップリング２２と共に回転する。このような回転側の部材である筒形ロードセル５３に第１アンテナコイル５７が備えられている。一方、非回転側の部材である連結筒３７に第２アンテナコイル５８が備えられている。この第２アンテナコイル５８と第１アンテナコイル５７とは、所定の間隔を置いて互いに対向するように配置されている。 The cylindrical load cell 53 rotates together with the screw coupling 22. A cylindrical load cell 53 which is such a rotating member is provided with a first antenna coil 57. On the other hand, the second antenna coil 58 is provided in the connecting cylinder 37 which is a non-rotating member. The second antenna coil 58 and the first antenna coil 57 are arranged to face each other with a predetermined interval.

筒形ロードセル５３の内部構成の一例を次に説明する。
図３に示すように、筒形ロードセル５３には、ストレインゲージ５９と、このストレインゲージ５９からの情報を電気情報の形態で外部へ発進する第１通信部６０と、が内蔵されている。
ストレインゲージ５９は、軸力に応じて電気抵抗値が変化する特性を有し、一般に筒形ロードセル５３の内周面（又は外周面）に貼り付けられる。 Next, an example of the internal configuration of the cylindrical load cell 53 will be described.
As shown in FIG. 3, the cylindrical load cell 53 includes a strain gauge 59 and a first communication unit 60 that starts information from the strain gauge 59 in the form of electrical information.
The strain gauge 59 has a characteristic that the electric resistance value changes according to the axial force, and is generally attached to the inner peripheral surface (or outer peripheral surface) of the cylindrical load cell 53.

第１通信部６０は、例えば、電気抵抗値の変化を検出する抵抗値変化検出部６１と、この抵抗値変化検出部６１で検出した情報を軸力に換算し、電気信号の形態で出力する変換部６２と、この変換部６２の出力を無線通信に適合するように変調する変調回路６３と、この変調回路６３の出力を外部に発信する第１アンテナコイル５７とからなる。 The first communication unit 60 converts, for example, a resistance value change detection unit 61 that detects a change in electrical resistance value, and information detected by the resistance value change detection unit 61 into an axial force, and outputs it in the form of an electrical signal. A conversion unit 62, a modulation circuit 63 that modulates the output of the conversion unit 62 so as to be suitable for wireless communication, and a first antenna coil 57 that transmits the output of the modulation circuit 63 to the outside.

非回転側の部材である射出ブロック２１に連結筒３７が機械的に連結され、この連結筒３７に、第２通信部６５が設けられている。連結筒３７は射出ブロック２１の一部の部材であり、第２通信部６５は射出ブロック２１側に設けられていることになる。すなわち、第２通信部６５は、非回転側の部材である射出ブロック２１又は射出ブロック２１に付属する非回転側の部材に設けられていればよい。 A connecting cylinder 37 is mechanically connected to the injection block 21 which is a non-rotating member, and a second communication unit 65 is provided in the connecting cylinder 37. The connecting cylinder 37 is a part of the injection block 21, and the second communication unit 65 is provided on the injection block 21 side. That is, the 2nd communication part 65 should just be provided in the non-rotation side member attached to the injection block 21 which is a non-rotation side member, or the injection block 21. FIG.

第２通信部６５は、第２アンテナコイル５８と、フレキシブル配線６６と、復調回路６７と、交流電源６８とからなる。すなわち、フレキシブル配線６６を延ばすことで、復調回路６７及び交流電源６８は、任意の位置に置くことができる。 The second communication unit 65 includes a second antenna coil 58, a flexible wiring 66, a demodulation circuit 67, and an AC power supply 68. That is, by extending the flexible wiring 66, the demodulation circuit 67 and the AC power supply 68 can be placed at arbitrary positions.

さらに第２アンテナコイル５８は、受信用コイル５８ａと給電用コイル５８ｂとからなる。
受信用コイル５８ａは、交流磁界によるコイル（すなわち、第１アンテナコイル５７と受信用コイル５８ａ）の相互誘導を利用して、無線で情報を受信するアンテナである。受信した情報は、復調回路６７で軸力情報に戻す。 Further, the second antenna coil 58 includes a receiving coil 58a and a feeding coil 58b.
The reception coil 58a is an antenna that receives information wirelessly by utilizing mutual induction of a coil (that is, the first antenna coil 57 and the reception coil 58a) by an alternating magnetic field. The received information is returned to the axial force information by the demodulation circuit 67.

また、給電用コイル５８ｂと第１アンテナコイル５７との間で電磁誘導作用により、電力を無線送電する。結果、交流電源６８からコンデンサ６９に給電することができる。このコンデンサ６９に蓄えた電気エネルギーで第１通信部６０の消費電力を賄うことができる。 In addition, electric power is wirelessly transmitted between the feeding coil 58b and the first antenna coil 57 by electromagnetic induction. As a result, power can be supplied from the AC power supply 68 to the capacitor 69. The electric energy stored in the capacitor 69 can cover the power consumption of the first communication unit 60.

以上に例示した２つのコイル間に交流磁界を発生させて通信を行う方式は、電磁結合方式と呼ばれる。電磁作用を利用するため、この方式は、外部からのノイズに強く、ダーティな環境での使用が可能である。 The method of performing communication by generating an alternating magnetic field between the two coils exemplified above is called an electromagnetic coupling method. Since the electromagnetic action is used, this method is resistant to external noise and can be used in a dirty environment.

この電磁結合方式を、電磁誘導方式やマイクロ波方式に変更することが可能である。
電磁誘導方式は、２つのアンテナコイルの誘導磁束による誘起電圧を利用する無線通信方式である。
また、マイクロ波方式は、２つのアンテナコイル間でマイクロ波により通信する無線通信方式である。
したがって、第１通信部６０から第２通信部６５へ無線通信する方式は、電磁結合方式、電磁誘導方式、マイクロ波方式、その他の任意の方式の何れであってもよい。 This electromagnetic coupling method can be changed to an electromagnetic induction method or a microwave method.
The electromagnetic induction method is a wireless communication method that uses an induced voltage caused by an induced magnetic flux of two antenna coils.
The microwave method is a wireless communication method in which two antenna coils communicate with each other through microwaves.
Therefore, the wireless communication method from the first communication unit 60 to the second communication unit 65 may be any of an electromagnetic coupling method, an electromagnetic induction method, a microwave method, and any other method.

次に、図１、図２の変更実施例を説明する。
図４に示すように、ボールナット３６を基板２６に回転自在に設け、連結筒３７にボールねじ軸３５を固定してもよい。射出モータ３１でボールナット３６を回すことにより、射出ブロック２１を軸方向に移動させることができる。この際においても、第１アンテナコイル５７から第２アンテナコイル５８へ軸力情報を無線通信することができる。
その他は図１、図２と同じであるため、符号を流用して説明を省略する。 Next, a modified embodiment of FIGS. 1 and 2 will be described.
As shown in FIG. 4, a ball nut 36 may be rotatably provided on the substrate 26, and the ball screw shaft 35 may be fixed to the connecting cylinder 37. The injection block 21 can be moved in the axial direction by turning the ball nut 36 with the injection motor 31. Also at this time, the axial force information can be wirelessly communicated from the first antenna coil 57 to the second antenna coil 58.
The rest is the same as FIG. 1 and FIG.

また、図５に示すように、スクリューカップリング２２を２本のボールねじ軸３５、３５で挟んだ形態の射出装置１０では、スクリューカップリング２２の後面７１が空いている。そこで、後面７１を簡単なカバー７２で覆い、このカバー７２の内面に第２アンテナコイル５８を設けることができる。
その他は図１、図２と同じであるため、符号を流用して説明を省略する。 As shown in FIG. 5, in the injection device 10 in which the screw coupling 22 is sandwiched between two ball screw shafts 35, 35, the rear surface 71 of the screw coupling 22 is vacant. Therefore, the rear surface 71 can be covered with a simple cover 72, and the second antenna coil 58 can be provided on the inner surface of the cover 72.
The rest is the same as FIG. 1 and FIG.

以上に述べた射出装置１０における作用は次の通りである。
図２に示すように、スクリューの軸力は中継ライナー５５を介して直接筒形ロードセル５３に加わる。そして、予圧用ナット５１を締めてスラスト軸受４７に予圧を掛けても、予圧用ナット５１による締付け力が筒形ロードセル５３に加わる心配はない。
すなわち、スラスト軸受４７に付与する予圧力（締付け力）が加わらない部位に筒形ロードセル５３が設けられている。そのため、筒形ロードセル５３とは無関係にスラスト軸受４７に自由に予圧を掛けることができることになる。 The operation of the injection apparatus 10 described above is as follows.
As shown in FIG. 2, the axial force of the screw is directly applied to the cylindrical load cell 53 via the relay liner 55. Even if the preload nut 51 is tightened and the thrust bearing 47 is preloaded, there is no concern that the tightening force by the preload nut 51 is applied to the cylindrical load cell 53.
That is, the cylindrical load cell 53 is provided at a portion where the preload (tightening force) applied to the thrust bearing 47 is not applied. Therefore, the thrust bearing 47 can be preloaded freely regardless of the cylindrical load cell 53.

また、スクリューとロードセルとの間にスラスト軸受が介在する構造の場合は、スラスト軸受の存在により、軸力の検出精度が低下する可能性がある。
本発明では、スラスト軸受４７を介さないで、直接的にスクリューの軸力を筒形ロードセル５３で検出させることができるため、軸力の検出精度を高めることができる。 Further, in the case of a structure in which a thrust bearing is interposed between the screw and the load cell, the detection accuracy of the axial force may be reduced due to the presence of the thrust bearing.
In the present invention, since the axial force of the screw can be directly detected by the cylindrical load cell 53 without using the thrust bearing 47, the detection accuracy of the axial force can be increased.

図３に示される中継ライナー５５は、スクリュー２４よりも低い熱伝導率の材料で造られることが望まれる。
スクリュー２４は鋼製材料で造られるため、その熱伝導率は３５〜４０ｋｃａｌ／ｍｈ℃である。
中継ライナー５５は、熱伝導率が１４ｋｃａｌ／ｍｈ℃であるＳＵＳ３０４、熱伝導率が１２ｋｃａｌ／ｍｈ℃である５０Ｎｉ鋼、または更に低熱伝導率のセラミックスで造ることができる。 The relay liner 55 shown in FIG. 3 is desirably made of a material having a lower thermal conductivity than the screw 24.
Since the screw 24 is made of a steel material, its thermal conductivity is 35 to 40 kcal / mh ° C.
The relay liner 55 can be made of SUS304 having a thermal conductivity of 14 kcal / mh ° C., 50Ni steel having a thermal conductivity of 12 kcal / mh ° C., or a ceramic having a lower thermal conductivity.

樹脂の可塑化による発熱や加熱筒の熱でスクリュー２４が暖められる。一方、筒形ロードセル５３は、温度に弱い第１通信部６０を内蔵している。中継ライナー５５でスクリュー２４から筒形ロードセル５５へ向かう熱をある程度遮断することで、第１通信部６０などに及ぼす熱的ダメージを解消又は軽減することができる。 The screw 24 is warmed by heat generated by plasticization of the resin or heat of the heating cylinder. On the other hand, the cylindrical load cell 53 includes a first communication unit 60 that is sensitive to temperature. By blocking the heat from the screw 24 toward the cylindrical load cell 55 to some extent by the relay liner 55, it is possible to eliminate or reduce thermal damage to the first communication unit 60 and the like.

また本発明では、いわゆる電磁結合方式により、第１通信部６０と第２通信部６５との間の通信を行わせるようにした。電磁結合方式では、第２通信部６５から非接触状態で第１通信部６０へ給電が可能である。
筒形ロードセル内に、第１通信部の駆動用電池を内蔵する場合に比べて、本発明によれば電池が不要であるため、電池の交換作業が不要になる。電池が不要であるから、電池の収納スペースが不要となり、少なくともこのスペース分だけ筒形ロードセル５３のコンパクト化を図ることができる。 In the present invention, communication between the first communication unit 60 and the second communication unit 65 is performed by a so-called electromagnetic coupling method. In the electromagnetic coupling method, power can be supplied from the second communication unit 65 to the first communication unit 60 in a non-contact state.
Compared with the case where the battery for driving the first communication unit is built in the cylindrical load cell, the battery is unnecessary according to the present invention, and therefore the battery replacement work is not required. Since a battery is unnecessary, a storage space for the battery becomes unnecessary, and the cylindrical load cell 53 can be made compact at least by this space.

なお、図３において、中継ライナー５５を省いて、直接スクリュー５５を筒形ロードセル５３に当てるようにしても良い。
また、ストレインゲージ５９は、圧電セラミックスでもよく、軸力を電気量に変換できる圧電変換素子であれば種類は問わない。 In FIG. 3, the relay liner 55 may be omitted and the screw 55 may be directly applied to the cylindrical load cell 53.
The strain gauge 59 may be a piezoelectric ceramic, and any type may be used as long as it is a piezoelectric transducer that can convert an axial force into an electric quantity.

本発明は、ロードセルを備える電動式射出装置に好適である。 The present invention is suitable for an electric injection device including a load cell.

１０…射出装置、２０…スクリュー直線移動機構、２１…射出ブロック、２２…スクリューカップリング、２３…加熱筒、２４…スクリュー、４０…スクリュー回転機構、４７…スラスト軸受、５１…予圧用ナット、５２…貫通穴、５３…筒形ロードセル、５５…中継ライナー、５７…第１アンテナコイル、５８…第２アンテナコイル、５９…ストレインゲージ、６０…第１通信部、６５…第２通信部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Injection apparatus, 20 ... Screw linear movement mechanism, 21 ... Injection block, 22 ... Screw coupling, 23 ... Heating cylinder, 24 ... Screw, 40 ... Screw rotation mechanism, 47 ... Thrust bearing, 51 ... Preload nut, 52 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Through-hole, 53 ... Cylindrical load cell, 55 ... Relay liner, 57 ... 1st antenna coil, 58 ... 2nd antenna coil, 59 ... Strain gauge, 60 ... 1st communication part, 65 ... 2nd communication part.

Claims

スクリュー直線移動機構（２０）により直線的に前後移動される射出ブロック（２１）と、この射出ブロック（２１）にスラスト軸受（４７）及び玉軸受（４８、４９）を介して回転自在に収納されるスクリューカップリング（２２）と、このスクリューカップリング（２２）に連結され加熱筒（２３）内を回転自在に前後移動するスクリュー（２４）と、前記射出ブロック（２１）に搭載され前記スクリューカップリング（２２）を回すスクリュー回転機構（４０）とからなる射出装置（１０）において、
前記スクリューカップリング（２２）の外周に、前記スラスト軸受（４７）へ与圧を付与する与圧用ナット（５１）がねじ込まれ、
前記スクリューカップリング（２２）の軸中心に、貫通穴（５２）が設けられ、この貫通穴（５２）に前記スクリュー（２４）の軸力を測定する筒形ロードセル（５３）が嵌められ、この筒形ロードセル（５３）に前記測定した軸力を外部へ送信する第１通信部（６０）が内蔵され、
前記射出ブロック（２１）に前記軸力情報を受信する第２通信部（６５）が設けられていることを特徴とする射出装置。 An injection block (21) linearly moved back and forth by a screw linear movement mechanism (20), and is rotatably accommodated in the injection block (21) via a thrust bearing (47) and ball bearings (48, 49). A screw coupling (22) , a screw (24) connected to the screw coupling (22) and rotatably moved back and forth in the heating cylinder (23) , and the screw cup mounted on the injection block (21). In the injection device (10) comprising the screw rotation mechanism (40 ) for rotating the ring (22) ,
A pressurizing nut (51) for applying a pressurization to the thrust bearing (47) is screwed onto the outer periphery of the screw coupling (22),
A through hole (52) is provided at the axial center of the screw coupling (22), and a cylindrical load cell (53) for measuring the axial force of the screw (24 ) is fitted into the through hole (52). The cylindrical load cell (53) includes a first communication unit (60) that transmits the measured axial force to the outside.
Injection and wherein the second communication unit that receives the axial force information the the injection block (21) (65) are al provided.

前記スクリュー（２４）と前記筒形ロードセル（５３）との間に、前記射出ブロック（２１）の前後方向に延びる中継ライナー（５５）が介設されていることを特徴とする請求項１記載の射出装置。 The relay liner (55) extending in the front-rear direction of the injection block (21 ) is interposed between the screw (24) and the cylindrical load cell (53) . Injection device.

前記中継ライナー（５５）は、前記スクリュー（２４）よりも低い熱伝導率の材料で造られていることを特徴とする請求項２記載の射出装置。 The injection device according to claim 2, wherein the relay liner (55) is made of a material having a lower thermal conductivity than the screw (24) .

前記第１通信部（６０）は、交流磁界によるコイルの相互誘導作用を利用する第１アンテナコイル（５７）を備え、
前記第２通信部（６５）は、前記第１通信部（６０）へ電力を供給する電源（６８）を備えると共に交流磁界によるコイルの相互誘導作用を利用する第２アンテナコイル（５８）を備え、前記第１アンテナコイル（５７）及び前記第２アンテナコイル（５８）は、前記軸中心に配置されていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の射出装置。 The first communication unit (60) includes a first antenna coil (57) that utilizes a mutual induction action of a coil by an alternating magnetic field,
The second communication unit (65) includes a power source (68) that supplies power to the first communication unit (60) and a second antenna coil (58) that uses the mutual induction action of the coil by an AC magnetic field. The injection device according to claim 1, 2 or 3 , wherein the first antenna coil (57) and the second antenna coil (58) are arranged at the center of the axis .