JPH09254216A

JPH09254216A - 電動式射出成形機のスクリュの位置検出方法及び装置

Info

Publication number: JPH09254216A
Application number: JP6475996A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Kubota; 智晶久保田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 1997-09-30

Abstract

(57)【要約】【課題】電動式射出成形機において、スクリュの位置
及び移動距離を正確かつ精度良く検出する位置検出方法
及び検出装置を提供する。【解決手段】スクリュと一体となってスクリュの軸方
向に直線移動する移動プレートと射出装置フレームとの
間にリニア位置検出器を設け、移動プレートと射出装置
フレームとのスクリュ軸方向相対移動位置をリニア位置
検出器により検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動式射出成形機
のスクリュの位置検出方法及び装置に関し、特に、スク
リュの位置をリニア位置検出器により正確に検出するた
めの新規な改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電動式射出成形機の射出装置
は、その駆動部が、成形材料を可塑化溶融するためにス
クリュを回転駆動する可塑化用サーボモータ、溶融され
た成形材料を射出するためにスクリュを軸方向に直線駆
動する射出用サーボモータ及び駆動力伝達部材により構
成されている。さらに、射出装置では、軸方向に直線駆
動されるスクリュの位置を検出すると共に軸方向移動距
離を制御することにより、射出量の制御が行われてい
る。このような駆動部については、特公平６−７１７５
０号公報に示されるものがある。

【０００３】該公報において、スクリュは、移動プレー
ト（公報ではプッシャプレート４）にスラスト軸受を介
して回転自在に支持され、後端がスプライン結合、歯車
結合を介して可塑化用サーボモータ（公報ではスクリュ
ー回転用サーボモータＭ１）へ連結されている。前記移
動プレートは、軸方向移動を固定されて回転自在に支持
されたボールスクリュへナットを介して螺合され、ボー
ルスクリュが歯車結合を介して射出用サーボモータ（公
報では射出用サーボモータＭ２）へ連結されている。前
記射出用サーボモータには回転位置検出器が設けられて
いる。

【０００４】このように構成された射出装置の駆動部に
おいて、スクリュは、可塑化用サーボモータを駆動する
と成形材料を可塑化溶融すると共に溶融成形材料の背圧
により後退し、射出用サーボモータを駆動すると前進す
る。スクリュと移動プレートとは一体となって軸方向に
直線移動し、スクリュが後退する場合は、ボールスクリ
ュを逆転させて射出用サーボモータを逆転させ、射出用
サーボモータを正転方向に駆動するとスクリュが前進す
る。従って、射出用サーボモータに設けられた位置検出
器すなわちパルスコーダが射出用サーボモータの回転に
伴ってパルスを発信し、発信されたパルスを計数するこ
とによりスクリュの移動距離を求め、スクリュの位置を
確認している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の電動式射出成形
機のスクリュの位置検出方法及び検出装置は以上のよう
に構成されていることにより、つぎのような課題が存在
している。すなわち、位置検出器の計測によるスクリュ
の位置と実際のスクリュの位置との間に誤差が生じる。
スクリュはボールスクリュとナットとの結合及び歯車の
結合を介して射出用サーボモータと連結されており、こ
れ等の結合部にはそれぞれ遊びがある。また、他の事例
では、ベルトによる駆動力の伝達が行われており、この
場合は、ベルトの長さが変化する。その結果、射出用サ
ーボモータに設けられた位置検出器は、スクリュの位置
及び移動距離を正確かつ精度良く検出することができな
い。

【０００６】本発明は以上のような課題を解決するため
になされたものであり、電動式射出成形機において、ス
クリュの位置及び移動距離を正確かつ精度良く検出する
位置検出方法及び検出装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による電動式射出
成形機のスクリュの位置検出方法は、スクリュと、該ス
クリュを第１スラスト軸受を介して回転自在に支持する
と共にナットが設けられた移動プレートと、前記スクリ
ュに連結された可塑化用サーボモータと、前記移動プレ
ートのナットに螺合されると共に第２スラスト軸受を介
して回転自在に射出装置フレームに支持されたボールス
クリュと、該ボールスクリュに連結された射出用サーボ
モータと、で構成される電動射出成形機において、前記
射出装置フレームに対する前記移動プレートの前記スク
リュ軸方向相対位置をリニア位置検出器で検出する方法
である。

【０００８】本発明による電動式射出成形機のスクリュ
の位置検出装置は、スクリュと、該スクリュを第１スラ
スト軸受を介して回転自在に支持すると共にナットが設
けられた移動プレートと、前記スクリュに連結された可
塑化用サーボモータと、前記移動プレートのナットに螺
合されると共に第２スラスト軸受を介して回転自在に射
出装置フレームに支持されたボールスクリュと、該ボー
ルスクリュに連結された射出用サーボモータと、で構成
される電動射出成形機において、前記射出装置フレーム
と前記移動プレートとの間にリニア位置検出器を設けた
構成である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による電
動式射出成形機のスクリュの位置検出方法及び装置の好
適な実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明
によるスクリュの位置検出装置を設けた電動式射出成形
機の駆動部を示す一部を断面とした構成図である。

【００１０】図１において、符号１及び符号２で示され
るものはそれぞれ射出装置フレーム及びスクリュであ
る。該スクリュ２は、該射出装置フレーム１に固定して
設けられた図示しないシリンダに、回転及び軸方向往復
移動が可能に挿入されている。また、該スクリュ２の後
端部は、スクリュ２の軸芯に対して鉛直に配置される移
動プレート３を前面から背面へ貫通すると共に該移動プ
レート３に第１スラスト軸受４を介して支持されてい
る。すなわち、スクリュ２は移動プレート３に対し、回
転可能であると共に軸方向移動を固定されて支持されて
いる。前記スクリュ２が貫通した前記移動プレート３の
背面には可塑化用サーボモータ５が設けられ、スクリュ
２の後端が該可塑化用サーボモータ５に連結されてい
る。また、移動プレート３には、前面から背面へ貫通し
てナット６が、その軸芯を前記スクリュ２の軸芯と平行
にして設けられている。該ナット６には、ボールスクリ
ュ７が螺合され、該ボールスクリュ７とナット６とでボ
ールネジを構成している。すなわち、該ボールスクリュ
７の軸芯と前記スクリュ２の軸芯とは、平行になるよう
に構成されている。

【００１１】前記射出装置フレーム１の、前記スクリュ
２の軸芯に対して鉛直に形成された直立部１ａには、前
記ボールスクリュ７の後端部が前面から背面へ貫通する
と共に該直立部１ａに第２スラスト軸受８を介して支持
されている。すなわち、ボールスクリュ７は直立部１ａ
に対し、回転可能であると共に軸方向移動を固定されて
支持されている。前記直立部１ａを貫通したボールスク
リュ７の後端には、第２プーリ１１が設けられている。
また、前記直立部１ａの前面の他の箇所には、射出用サ
ーボモータ９が設けられている。該射出用サーボモータ
９は、前記直立部１ａを前面から背面へ貫通して突出し
た出力軸に、前記第２プーリ１１と対をなす第１プーリ
１０が設けられている。該第１プーリ１０と前記第２プ
ーリ１１とは、タイミングベルト１２により連結されて
いる。

【００１２】前記射出装置フレーム１の、前記スクリュ
２の軸芯に対して平行に形成された水平部１ｂには、周
知の差動変圧器又はリニアエンコーダ等からなるリニア
位置検出器１３の長尺の本体１３ａが、前記スクリュ２
の軸芯と平行に配置されている。また、前記移動プレー
ト３の下端部には、前記本体１３ａの表面を摺動するリ
ニア位置検出器１３の移動子１３ｂが、支持部材１４を
介して設けられている。すなわち、前記リニア位置検出
器１３は本体１３ａ及び移動子１３ｂにより構成され、
前記移動プレート３の移動に伴って、移動子１３ｂが本
体１３ａの表面を長尺方向へ直線摺動する。

【００１３】次に動作について述べる。まず、スクリュ
２を前進させてスクリュ２がシリンダ（図示せず）内の
最前進位置に挿入された状態において、可塑化用サーボ
モータ５を起動し、スクリュ２を所定回転数で回転さ
せ、シリンダ内へ成形材料を供給する。成形材料はスク
リュ２の先端方向へ輸送されながら可塑化溶融され、溶
融された成形材料がシリンダ内の先端部に滞留する。こ
の溶融成形材料の滞留量の増加に伴い、溶融成形材料の
背圧によりスクリュ２がシリンダ内を後退する。スクリ
ュ２の後退により、スクリュ２の軸方向移動を固定して
いる移動プレート３がスクリュ２と一体となって後退
（図１の右方向へ移動）する。移動プレート３の後退移
動に伴い、移動子１３ｂが本体１３ａの表面を移動し、
リニア位置検出器１３により、リニア位置検出器１３の
基準点から移動した移動子１３ｂまでの距離すなわち移
動子１３ｂの位置が計測される。この際、リニア位置検
出器１３において計測される移動子１３ｂの位置は、移
動プレート３の位置であり、スクリュ２の位置である。
予め設定されているスクリュ２の基準位置に対し、リニ
ア位置検出器１３により計測された基準点からの距離を
適宜加算することにより、スクリュ２の移動した位置が
検出される。

【００１４】また、移動プレート３の後退移動に伴い、
ナット６と螺合しているボールスクリュ７が回転（逆回
転）する。ボールスクリュ７の回転は、第２プーリ１
１、タイミングベルト１２及び第１プーリ１０を介して
射出用サーボモータ９へ伝達され、射出用サーボモータ
９を回転（逆回転）させる。リニア位置検出器１３によ
り、スクリュ２が後退して所定の位置に到達したことを
検出した時点、すなわち、溶融成形材料の滞留量が所定
の量になった時点で、可塑化用サーボモータ５を停止
し、成形材料の可塑化溶融を終了する。

【００１５】つぎに、射出用サーボモータ９を起動す
る。射出用サーボモータ９の回転（正回転）が、第１プ
ーリ１０、タイミングベルト１２及び第２プーリ１１を
介してボールスクリュ７へ伝達され、ボールスクリュ７
を回転（正回転）させる。直立部１ａに軸方向移動を固
定されているボールスクリュ７は、螺合しているナット
６を介して移動プレート３を前進（図１の左方向へ移
動）させる。移動プレート３が前進することにより、移
動プレート３に軸方向移動を固定されているスクリュ２
が一体となってシリンダ内を前進する。移動プレート３
の前進移動に伴い、移動子１３ｂが本体１３ａの表面を
移動し、リニア位置検出器１３により、リニア位置検出
器１３の基準点から移動した移動子１３ｂまでの距離す
なわち移動子１３ｂの位置が計測される。前述のスクリ
ュ２の後退の場合と同様に、リニア位置検出器１３にお
いて計測される移動子１３ｂの位置は、移動プレート３
の位置であり、スクリュ２の位置である。予め設定され
ているスクリュ２の基準位置に対し、リニア位置検出器
１３により計測された基準点からの距離を適宜加算する
ことにより、スクリュ２の移動した位置が検出される。
スクリュ２の前進により、シリンダ内の先端部に滞留し
ている溶融成形材料が射出される。リニア位置検出器１
３により、スクリュ２が前進して所定の位置に到達した
ことを検出した時点、すなわち、溶融成形材料の所定量
が射出された時点で、射出用サーボモータ９を停止し、
溶融成形材料の射出を終了する。電動式射出成形機とし
ては、以上の成形材料の可塑化溶融及び溶融成形材料の
射出の動作を順次繰返すことにより、射出成形動作を繰
返す。

【００１６】

【発明の効果】本発明による電動式射出成形機のスクリ
ュの位置検出方法及び装置は以上のように構成されてい
ることにより、以下のような効果を得ることができる。
すなわち、スクリュと一体となって軸方向に移動する移
動プレートと射出装置フレームとの間にリニア位置検出
器を設け、移動プレートと射出装置フレームとのスクリ
ュ軸方向相対移動位置を検出することにより、スクリュ
と検出装置との間に検出値の誤差の原因となる要素がな
くなり、スクリュの位置及び移動距離を正確かつ精度良
く検出することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスクリュの位置検出装置を設けた
電動式射出成形機の射出装置の駆動部を示す一部を断面
とした構成図である。

【符号の説明】

１・・・・・・射出装置フレーム２・・・・・・スクリュ３・・・・・・移動プレート４・・・・・・第１スラスト軸受５・・・・・・可塑化用サーボモータ６・・・・・・ナット７・・・・・・ボールスクリュ８・・・・・・第２スラスト軸受９・・・・・・射出用サーボモータ１３・・・・・・リニア位置検出器１３ａ・・・・本体１３ｂ・・・・移動子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スクリュ（２）と、該スクリュ（２）を
第１スラスト軸受（４）を介して回転自在に支持すると
共にナット（６）が設けられた移動プレート（３）と、
前記スクリュ（２）に連結された可塑化用サーボモータ
（５）と、前記移動プレート（３）のナット（６）に螺
合されると共に第２スラスト軸受（８）を介して回転自
在に射出装置フレーム（１）に支持されたボールスクリ
ュ（７）と、該ボールスクリュ（７）に連結された射出
用サーボモータ（９）と、で構成される電動射出成形機
において、前記射出装置フレーム（１）に対する前記移
動プレート（３）の前記スクリュ（２）軸方向相対位置
をリニア位置検出器（１３）で検出することを特徴とす
る電動式射出成形機のスクリュの位置検出方法。
【請求項２】スクリュ（２）と、該スクリュ（２）を
第１スラスト軸受（４）を介して回転自在に支持すると
共にナット（６）が設けられた移動プレート（３）と、
前記スクリュ（２）に連結された可塑化用サーボモータ
（５）と、前記移動プレート（３）のナット（６）に螺
合されると共に第２スラスト軸受（８）を介して回転自
在に射出装置フレーム（１）に支持されたボールスクリ
ュ（７）と、該ボールスクリュ（７）に連結された射出
用サーボモータ（９）と、で構成される電動射出成形機
において、前記射出装置フレーム（１）と前記移動プレ
ート（３）との間にリニア位置検出器（１３）を設けた
ことを特徴とする電動式射出成形機のスクリュの位置検
出装置。