JPH05147083A - 電動式成形機の射出機構 - Google Patents

電動式成形機の射出機構

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JPH05147083A
JPH05147083A JP27020391A JP27020391A JPH05147083A JP H05147083 A JPH05147083 A JP H05147083A JP 27020391 A JP27020391 A JP 27020391A JP 27020391 A JP27020391 A JP 27020391A JP H05147083 A JPH05147083 A JP H05147083A
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    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動機による回転運動をねじ軸により直線運
動に変換して、スクリュを前進移動するとともに、電動
機によってスクリュの回転を行なう電動式成形機におい
て、電動機をサーボモータとして高精度の射出成形を可
能とする。 【構成】 射出加熱筒21内のスクリュ20を、後端の
延長軸26を介して進退自在な保持部材25により保持
する。スクリュ保持部材25に設けたねじ受部材27と
定位置にて回転するねじ軸30とを螺合する。ねじ軸3
0の回転運動をねじ受部材27とにより直線運動に変換
してスクリュ保持部材25をスクリュ20と一緒に前進
移動させる。ねじ軸30とスクリュ20の回転駆動源を
サーボモータ35とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電動機を駆動源として
合成樹脂の成形を行う電動式成形機の射出機構、特に射
出加熱筒内に射出スクリュを備えたインラインスクリュ
式の射出機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電動式成形機の射出機構としては、実公
昭39−10424号公報に記載されたプランジャ式の
ものが公知となっている。
【0003】この射出機構は一対のタイバーに摺動板を
支持させ、その摺動板の前面部にプランジャの後端を取
付ける一方、摺動板の後面部に軸方向のキー溝をシャフ
ト部分に有するねじ軸を回転自在に連結し、そのねじ軸
に定位置にて回転するプーリーを螺合するとともに、シ
ャフト部分にウォームホイールをキーを介して噛合し、
そのウォームホイールによりシャフトの回転を阻止した
上で、プーリーを電動機により回転し、その回転運動を
ねじ軸の直線運動に変えて、上記プランジャを前進また
は後退移動するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このようなプランジャ
式射出機構では、ねじ軸とともにプランジャを前進移動
して射出を行うため、ねじ軸の回転を阻止するキー及び
ウォームホイール等の回転抵抗部材や、ウォームホイー
ルに回転抵抗を与える抵抗機等が必要となり、またねじ
軸に回転抵抗を与えつつキー及びキー溝により、電動機
によるプーリーの回転運動をねじ軸の直線運動に変換す
ることから、その際の抵抗が大きく、伝動効率も著しく
悪いことから、高出力の電動機が必要となる。
【0005】また一般に使用されている通常の電動機
は、電動機の起動、停止、急加減減速制御の点に難点が
あり、トルク制御も困難で、低速度から定格速度までの
広範囲を高精度に制御できないとの理由から、高速応答
性を必要とするインラインスクリュ式の射出機構の駆動
源としては使用し難いものであった。
【0006】さらにまたインラインスクリュ式では、プ
ランジャ式とは異なって、スクリュを回転しながら背圧
力を制御して材料樹脂の可塑化を行う計量工程を不可欠
とする。射出完了後にスクリュを回転して材料樹脂を可
塑化すると、スクリュから射出加熱筒の前部内に押し出
された溶融樹脂の圧力により、スクリュは後退移動す
る。
【0007】この後退移動に際して、材料樹脂の可塑化
と混練効果を上げたり、材料中の揮発分や空気をスクリ
ュ後方に逃がすなどするために、スクリュに背圧をかけ
て後退を制御している。
【0008】この背圧制御は、スムーズなスクリュの後
退移動によって始めて高精度に行われるものであるか
ら、プランジャの前進による圧縮とヒーターとにより、
加熱筒内の材料樹脂を逐次可塑化するプランジャ式のた
めの上記射出機構を、インラインスクリュ式の射出機構
に採用することは極めて困難なことであり、したがって
駆動源を電動機とするインラインスクリュ式の射出機構
としては、上記電動機の問題とスクリュに対する伝動に
ついての問題の解決が課題となっている。
【0009】この発明は上記課題を解決するために考え
られたものであって、その目的は、電動機による回転運
動を、ねじ軸により直線運動に変換してスクリュを前進
移動するものでありながら、スクリュの移動をスムーズ
に行い得ることができ、また応答性のよい電動機の利用
によって、成形精度の高い射出成形を可能とする新たな
電動式成形機の射出機構を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
の特徴は、後端に延長軸を有する射出加熱筒内のスクリ
ュと、その延長軸を介してスクリュを回転自在に保持
し、かつスクリュとともに進退移動する保持部材と、そ
のスクリュ保持部材に設けられたねじ受部材と螺合し、
回転運動を該ねじ受部材とにより直線運動に変換してス
クリュ保持部材をスクリュと一緒に前進移動させる定位
置のねじ軸と、上記延長軸に設けたスクリュ回転用の回
転伝動部材とからなり、その回転伝動部材と上記ねじ軸
の両方の駆動源をサーボモータとしてなることにある。
【0011】
【作 用】上記構成では、サーボモータが正回転する
と、スクリュ保持部材側のねじ受部材と螺合したねじ軸
が定位置にて回転する。このねじ軸は回転により移動す
ることはないので、スクリュ保持部材側が前進移動する
ようになり、これによりスクリュが射出加熱筒内を前進
移動して射出を行う。
【0012】またサーボモータを逆回転し、その回転を
回転伝動部材を介してスクリュに伝達すると、スクリュ
が回転して材料樹脂の可塑化が行われるとともに、樹脂
の送り圧により、スクリュに後退力が作用するが、その
後退力はスクリュ保持部材を介してねじ軸に働き、それ
によりねじ軸は前進時とは逆方向に回転するようになる
ので、スクリュはスクリュ保持部材と一緒にスムーズに
後退移動する。
【0013】
【実施例】図中1は型締機構、2は射出機構を示す。型
締機構1は機台3上の一対の固定盤10,11に架設し
たタイバー12と、該タイバー12に移動自在に取付け
た可動盤13とを有する。
【0014】上記一方の固定盤11と可動盤13との対
抗面には、それぞれ金型14,14が設けてあり、また
可動盤13の反対面には型開閉用のねじ軸15が突設し
てある。このねじ軸15は、他方の固定盤10に回動自
在に装着した回転盤16にねじ込まれ、かつ回転盤16
には歯車17が取付けてあって、その歯車17と共に上
記回転盤16が回転したとき、ねじリードによってねじ
軸15が可動盤13と一緒に移動する型開閉装置を構成
している。
【0015】上記射出機構2は、スクリュ20を内装し
た射出加熱筒21と、射出加熱筒21の保持を兼ねる機
台上の移動自在なハウジング22とを有する。該ハウジ
ング22の内部にはスクリュ20の後端部と、スクリュ
保持部材25が前後方向にのみ摺動自在に収容してあ
る。
【0016】またスクリュ20の後端には、歯車24に
よるスクリュ回転用の伝動部材を有する延長軸26が連
設してあり、かつ延長軸26の端部は上記スクリュ保持
部材25に部材23を介して回動自在に連結してある。
【0017】更にまたスクリュ保持部材25の内部中央
は軸方向に長い空所25aに形成され、その空所25a
の後部には、ナット状のねじ受部材27がスクリュ保持
部材側に止着して嵌合してある。このねじ受部材27に
は、ケーシング壁部22aに回転自在に保持された定位
置のねじ軸30がねじ込んである。
【0018】このねじ軸30は、ケーシング壁部22a
に保持された軸部29に歯車28による回転伝動部材を
有し、また軸部29の外端はハウジング壁部22aに固
定した背圧制御用のブレーキ31と連結している。この
ブレーキ31は内部にヒステリスブレーキを具備する。
【0019】32は上記型締機構側の伝動軸で、上記固
定盤10,11の下部に回動自在に軸承され、かつ固定
盤10に近接して上記歯車17と噛合した伝動歯車33
を外端に有し、内端にはキーまたはスプラインが設けて
ある。
【0020】34は上記ハウジング22の下部内に軸承
した射出機構側の伝動軸、35はタコメータジェネレー
タ35aを備えたサーボモータである。このサーボモー
タ35は、連結部材22bによりハウジング22に取付
けて機台3の内部にハウジング22と一緒に移動するよ
うに設けられている。
【0021】このサーボモータ35の回転力は駆動ベル
ト36をもって上記伝動軸34に伝達され、これにより
伝動軸34が回転する。また伝動軸34の内端には、型
締機構側の伝動軸32を接続するための継手37が、電
磁作動のクラッチ機構38を介して接離自在に連接して
ある。この継手37は回転かつ摺動自在にハウジング2
2に支承された軸部と、その軸部の外端に一体形成され
て、上記伝動軸32の内端を受入れるキー溝またはスプ
ラインを内側に施したシリンダ37aとからなり、更に
軸部には電磁作動の型締力保持器39が設けてある。
【0022】この型締力保持器39はハウジング壁部に
固着した制動板と、軸部に軸方向に移動自在にキー止め
された電磁器とから構成され、その電磁器が励磁によっ
て制動板と結合し、上記伝動軸32を介して型締力の保
持を行う。
【0023】40は伝動軸34に電磁作動のクラッチ機
構40aと共に設けた伝動歯車で、ねじ軸回転用の上記
歯車28と噛合している。41は伝動軸34に電磁作動
のクラッチ機構41aと共に設けた伝動歯車で、スクリ
ュ回転用の上記歯車24と噛合している。
【0024】次にサーボモータ35を駆動源とする成形
機の動作について説明する。クラッチ機構38により伝
動軸32,34を接続した状態にて、サーボモータ35
を正回転させる。この際、射出機構2側では、クラッチ
機構40a,41aの作動により伝動歯車40,41を
自由状態にしておく。
【0025】伝動軸34と伝動歯車33及び歯車17と
によって回転盤16が回転し、ねじ軸15が送り出され
る。この結果、可動盤13が前進移動して金型14,1
4が閉じる。
【0026】型閉により可動盤10が停止すると大きな
トルクが発生し電流が上昇する。このとき設定トルクと
検出電流とが比較され、一致の確認信号が生ずると型締
力保持器39が励磁されて、伝動軸32はブレーキハウ
ジング側に固定される。この伝動軸32の固定によって
可動盤13は型締状態を維持することになる。
【0027】またこのままでは伝動軸32に回転力が作
用するので、型締力保持器39の励磁に引続いて、クラ
ッチ機構38を電気的に開放して、伝動軸34との接続
を断つ。
【0028】上記動作に引き続いて射出機構2側では、
指令により自由状態にあったクラッチ機構40aが作動
して、伝動軸34と伝動歯車40とを接続する。これに
よりサーボモータ35の回転力が伝動歯車40とねじ軸
回転用の上記歯車28とを介してねじ軸30に伝達され
る。
【0029】ねじ軸30は上記歯車28により定位置に
て回転するだけであるから、このねじ軸30と螺合した
スクリュ保持部材側のねじ受部材27が、ねじ軸上を軸
方向にねじ送りされるようになり、サーボモータによる
回転運動はスクリュ保持部材25を前進移動する直線運
動に変換される。
【0030】またスクリュ保持部材25には、スクリュ
後端の延長軸26が接続してあるから、スクリュ20も
共に前進移動して、スクリュ前部の射出加熱筒内に計量
した材料樹脂を射出する。
【0031】射出が完了すると指令によりサーボモータ
35が停止し、同時にクラッチ機構40aが元の自由状
態に作動してねじ軸回転用の歯車28への回転力の伝達
を断つ。この動作に続いて自由状態にあったクラッチ機
構41aが作動し、伝動軸34と伝動歯車41とを接続
する。
【0032】そこでサーボモータ35を逆回転すると、
その回転力は伝動歯車41とスクリュ回転用の上記歯車
24とを介してスクリュ30に伝達され、スクリュ30
は回転してホッパからの材料樹脂をスクリュ前部へと送
込む。
【0033】このスクリュ20の回転により材料樹脂は
可塑化され、溶融樹脂となって射出加熱筒21の前部に
計量される。また射出加熱筒内の樹脂圧によりスクリュ
20後退力が発生する。この後退力はスクリュ保持部材
25と一体のねじ受部材27に集中し、これがねじ軸3
0に作用することから、ねじ軸30はスクリュ前進時と
は逆の方向に回転してスクリュ20の後退を許す。
【0034】このねじ軸30の逆回転を、上記ブレーキ
装置31により制動すると、スクリュ20は樹指圧に抗
しながら後退するようになり、そこに適度な背圧力によ
る計量がなされる。
【0035】計量が済むと型締機構1側では、型締力保
持器39を解除し、またクラッチ機構38を作動して伝
動軸32を再び伝動軸34に接続し、サーボモータ35
の逆回転力を回転盤16に伝達する。これにより型締側
のねじ軸15が逆回転しながら後退移動して型開を行
う。
【0036】
【発明の効果】この発明は上述のように、後端に延長軸
を有する射出加熱筒内のスクリュと、その延長軸を介し
てスクリュを回転自在に保持し、かつスクリュとともに
進退移動する保持部材と、そのスクリュ保持部材に設け
られたねじ受部材と螺合し、回転運動を該ねじ受部材と
により直線運動に変換してスクリュ保持部材をスクリュ
と一緒に前進移動させる定位置のねじ軸と、上記延長軸
に設けたスクリュ回転用の回転伝動部材とからなり、そ
の回転伝動部材と上記ねじ軸の両方の駆動源をサーボモ
ータとしてなることから下記効果を奏する。
【0037】 定位置のねじ軸によりスクリュ保持部
材側を前進移動しているので、ねじ受け部材側を回転す
る場合に比べてGD2 を小さくでき、これにより高応答
による精密な射出制御及び計量制御が可能となる。
【0038】 定位置のねじ軸によりスクリュ保持部
材側を前進移動するので、ねじ軸側を前進移動するプラ
ンジャ式射出機構が不可欠とするねじ軸の回転阻止部材
が不要となり、また回転阻止部材によるねじ軸の回転抵
抗も無くなるので、伝動効率も著しく向上し、ねじ軸の
回転もスムーズに行われる。
【0039】 進退自在なスクリュ保持部材とねじ軸
の接続は、ねじ受部材とねじ軸との螺合によって行わ
れ、スクリュ保持部材に加わるスクリュの後退力が、ね
じ受部材に集中するように構成されていることから、そ
の後退力によりねじ軸の逆回転がスムーズに生じ、材料
計量時の樹指圧によるスクリュの後退移動に際しても、
ねじ軸による抵抗は極めて僅かなので、ねじ軸の回転制
御による背圧制御も容易に行い得る。
【0040】 サーボモータは、起動、停止、急加減
速制御は勿論のこと、トルク制御、さらには低速から定
格速度までの広範囲な速度制御を高精度に応答よくで
き、またサーボモータによるスクリュの回転では、材料
計量時の高負荷に対する耐久性と、高精度の加減特性等
の要求に応じることができるので、ねじ軸による伝動効
率のよさと相俟って、駆動源を電動機とするものであり
ながら、高精度で安定した可塑化計量が実現できる結
果、極めて成形精度の高い成形品の成形が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る電動式成形機の射出機構の1実
施例を略示するもので、射出機構を縦断した側面図であ
る。
【符号の説明】
1 型締機構 2 射出機構 20 スクリュ 21 射出加熱筒 22 ハウジング 22a ハウジング壁部 23 部材 24 スクリュ回転用の歯車 25 スクリュ保持部材 25a 空所 26 延長軸 27 ねじ受部材 28 ねじ軸回転用の歯車 29 ねじ軸の軸部 30 ねじ軸 34 伝動軸 35 サーボモータ 40 ねじ軸回転側の伝動歯車 40a クラッチ機構 41 スクリュ回転側の伝動歯車 41a クラッチ機構

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 後端に延長軸を有する射出加熱筒内のスクリュと、その
    延長軸を介してスクリュを回転自在に保持し、かつスク
    リュとともに進退移動する保持部材と、そのスクリュ保
    持部材に設けられたねじ受部材と螺合し、該ねじ受部材
    とにより回転運動を直線運動に変換してスクリュ保持部
    材をスクリュと一緒に前進移動させる定位置のねじ軸
    と、上記延長軸に設けたスクリュ回転用の回転伝動部材
    とからなり、その回転伝動部材と上記ねじ軸の両方の駆
    動源をサーボモータとしてなることを特徴とする電動式
    成形機の射出機構。
JP3270203A 1991-09-20 1991-09-20 電動式成形機の射出機構 Expired - Lifetime JPH0641155B2 (ja)

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JPH0641155B2 JPH0641155B2 (ja) 1994-06-01

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