JP5011038B2 - Injection molding machine - Google Patents
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Description
本発明は、回転運動を直線運動に変換するボールネジ機構を用いて、加熱シリンダ内のスクリュを直線移動させるようにした、インラインスクリュ式の射出成形機に関する。 The present invention relates to an in-line screw type injection molding machine in which a screw in a heating cylinder is linearly moved using a ball screw mechanism that converts rotational motion into linear motion.
電動タイプのインラインスクリュ式の射出成形機においては、射出用モータの回転をボールネジ機構によって直線運動に変換することで、射出用モータの駆動力で加熱シリンダ内のスクリュを直線移動させるようにしている。 In the electric type inline screw type injection molding machine, the screw in the heating cylinder is linearly moved by the driving force of the injection motor by converting the rotation of the injection motor into a linear motion by the ball screw mechanism. .
例えば、従来の電動タイプのインラインスクリュ式の射出成形機においては、射出用モータの出力軸に固定した駆動プーリと、ボールネジ機構の回転部としてのネジ軸の端部に固定した被動プーリとに、タイミングベルトを掛け回して、射出用モータの回転をプーリ・ベルトによる回転伝達機構を介してボールネジ機構に伝え、これによって、ボールネジ機構の直動部としてのナット体を直線駆動することで、ナット体で直線駆動される直動ブロック、上記の回転連結体を介して、スクリュを直線移動させることが多い。このような構成をとると、射出用モータとして、その中心に出力軸をもつ一般的なACサーボモータを採用できるが、プーリ・ベルトによる回転伝達機構によって減速機構を構築する必要があるので、部品点数が増して、マシンの省スペース化を阻害する要因となる。また、比較的に径の大きい被動プーリを回転させる必要があるので、回転イナーシャが大きくなり、回転伝達の過渡応答性の向上には自ずと限界があるものとなる。 For example, in a conventional electric type inline screw type injection molding machine, a driving pulley fixed to an output shaft of an injection motor and a driven pulley fixed to an end of a screw shaft as a rotating portion of a ball screw mechanism, The timing belt is wound around, and the rotation of the injection motor is transmitted to the ball screw mechanism via the pulley / belt rotation transmission mechanism, and thereby the nut body serving as the linear motion portion of the ball screw mechanism is linearly driven. In many cases, the screw is moved linearly through the linearly driven block and the rotary coupling body. With such a configuration, a general AC servo motor with an output shaft at the center can be adopted as the injection motor, but it is necessary to construct a speed reduction mechanism with a rotation transmission mechanism using pulleys and belts. The number of points increases, which becomes a factor that hinders space saving of the machine. Further, since it is necessary to rotate the driven pulley having a relatively large diameter, the rotational inertia becomes large, and the improvement of the transient response of the rotational transmission is naturally limited.
そこで、上記の回転イナーシャを小さくして、回転伝達の過渡応答性を向上させるために、計量用モータや射出用モータして、内部が中空のビルトイン(Built−In)型モータ(ダイレクト結合タイプのモータ)を用いるようにした射出成形機も、たとえば特開平08−039631号公報(特許文献1)、あるいは、特許第3439127号明細書(特許文献2)によって知られている。このようなビルトイン型モータを用いた構成においては、減速機構を用いることなく、射出用ビルトイン型モータによってボールネジ機構の回転部を駆動することで、スクリュを直線移動させるようにしている。
ところで、回転運動を直線運動に変換するボールネジ機構を用いた場合には、このボールネジ機構の螺合部の全てに潤滑油を常時行き渡せるようにすることが望ましいが、1ショット当たりの射出量(溶融樹脂の射出量)が少ない場合には、射出工程におけるスクリュの前進ストロークは短く、したがって、射出工程におけるボールネジ機構の回転部であるネジ軸の回転量は少なく、計量工程でのネジ軸の回転量も射出工程と同様のものになる。このように、ボールネジ機構の回転部であるネジ軸の回転量が少ないと、ボールネジ機構の回転動作で潤滑油がかき回されるは、ネジ軸とナット体との螺合部における特定の一部の領域となって、ボールネジ機構の螺合部の全てに、潤滑油が常時行き渡らなくなって、ボールネジ機構の回転の信頼性や耐久性を低下させる。また、射出用モータにビルトイン型モータを用いた場合には、ボールネジ機構のネジ軸のネジリードは、スクリュの直径以上に設定されることが望ましいが、このようにして、射出工程時のネジ軸の回転量が比較的に少なくても射出性能を十分に保証できるようになすと、上記と同様に、ボールネジ機構の螺合部の全てに、潤滑油が常時行き渡らなくなって、ボールネジ機構の回転の信頼性や耐久性を低下させる。 By the way, when a ball screw mechanism that converts rotational motion into linear motion is used, it is desirable to always allow the lubricant to be distributed to all the screwed portions of the ball screw mechanism, but the injection amount per shot ( When the injection amount of the molten resin) is small, the forward stroke of the screw in the injection process is short, and therefore the rotation amount of the screw shaft, which is the rotating part of the ball screw mechanism in the injection process, is small, and the screw shaft rotates in the metering process. The amount is similar to the injection process. As described above, when the amount of rotation of the screw shaft that is the rotating portion of the ball screw mechanism is small, the lubricating oil is stirred by the rotating operation of the ball screw mechanism. Thus, the lubricating oil does not always spread to all the screwed portions of the ball screw mechanism, and the reliability and durability of rotation of the ball screw mechanism are lowered. In addition, when a built-in type motor is used as the injection motor, the screw lead of the screw shaft of the ball screw mechanism is preferably set to be equal to or larger than the diameter of the screw. If the injection performance can be sufficiently ensured even if the amount of rotation is relatively small, as in the above case, the lubricant does not always spread over all the screwed parts of the ball screw mechanism, and the rotation reliability of the ball screw mechanism is reliable. Decrease the durability and durability.
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、射出用モータによって回転駆動されるボールネジ機構のネジ軸のネジリードを、スクリュの直径以上に設定したインラインスクリュ式の射出成形機において、ボールネジ機構の螺合部の全てに潤滑油を常時行き渡らせるようにすることで、ボールネジ機構の回転の信頼性や耐久性を高めるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is an in-line screw type injection molding in which the screw lead of the screw shaft of a ball screw mechanism that is rotationally driven by an injection motor is set to be equal to or larger than the screw diameter. In the machine, it is intended to improve the reliability and durability of the rotation of the ball screw mechanism by allowing the lubricating oil to be constantly spread over all the screwed portions of the ball screw mechanism.
本発明は上記した目的を達成するため、加熱シリンダ内にスクリュを回転並びに前後進可能であるように配設し、射出用モータの回転をボールネジ機構によって直線運動に変換して前記スクリュを直線移動させるようにしたインラインスクリュ式の射出成形機において、射出用モータによって回転駆動されるボールネジ機構のネジ軸のネジリードをスクリュの直径以上に設定し、ネジ軸に螺合されたボールネジ機構のナット体を射出工程以外の期間に回転させる。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is arranged so that the screw can be rotated and moved forward and backward in the heating cylinder, and the screw is linearly moved by converting the rotation of the injection motor into a linear motion by a ball screw mechanism. In the in-line screw type injection molding machine, the screw lead of the screw shaft of the ball screw mechanism that is rotationally driven by the injection motor is set to be larger than the diameter of the screw, and the nut body of the ball screw mechanism that is screwed to the screw shaft is used. Rotate during periods other than the injection process.
本発明では、射出用モータによって回転駆動されるボールネジ機構のネジ軸のネジリードを、スクリュの直径以上に設定したインラインスクリュ式の射出成形機において、ネジ軸に螺合されたボールネジ機構のナット体を、射出工程以外の期間、例えば計量工程の期間に計量用モータによって回転させることで、1成形サイクル中でのボールネジ機構の回転量を多くすることができ、これによって、潤滑油を、ボールネジ機構の螺合部の全てに常時行き渡らせることができ、したがって、ネジ軸のネジリードをスクリュの直径以上に設定した構成であっても、ボールネジ機構の回転の信頼性や耐久性を高めることが可能となる。 In the present invention, in the in-line screw type injection molding machine in which the screw lead of the screw shaft of the ball screw mechanism that is rotationally driven by the injection motor is set to be not less than the diameter of the screw, the nut body of the ball screw mechanism screwed to the screw shaft is used. The rotation amount of the ball screw mechanism in one molding cycle can be increased by rotating it with a metering motor during a period other than the injection process, for example, during the metering process. Therefore, it is possible to increase the reliability and durability of the rotation of the ball screw mechanism even when the screw lead of the screw shaft is set to be larger than the diameter of the screw. .
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図1〜図6は、本発明の一実施形態(以下、本実施形態と記す)による電動タイプのインラインスクリュ式の射出成形機に係り、図1は、本実施形態の射出成形機の射出系メカニズムの概要を示す斜視図、図2は、本実施形態の射出成形機の射出系メカニズムの概要を示す一部割愛かつ簡略化した要部断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 6 relate to an electric type inline screw type injection molding machine according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment), and FIG. 1 illustrates an injection system of the injection molding machine of the present embodiment. A perspective view showing an outline of the mechanism, FIG. 2 is a partially omitted and simplified cross-sectional view showing an outline of an injection system mechanism of the injection molding machine of the present embodiment.
図1、図2において、1は、図示せぬレール部材上に図示せぬ直動ガイドを介して配設されたヘッドストック、2は、ヘッドストック1と所定距離をおいて対向するように、同じく図示せぬレール部材上に図示せぬ直動ガイドを介して配設された保持プレート、3は、その後端部をヘッドストック1に固定された加熱シリンダ、4は、加熱シリンダ3の先端に取り付けられたノズル、5は、加熱シリンダ3内に回転並びに前後進可能であるように配設されたスクリュ、6は、ヘッドストック1と保持プレート2との間に架け渡された連結バー、7は、ヘッドストック1と保持プレート2との間で前後進可能なように、図示せぬレール部材上に図示せぬ直動ガイドを介して設けられた直動ブロックである。 1 and 2, 1 is a head stock disposed on a rail member (not shown) via a linear guide (not shown), and 2 is opposed to the head stock 1 with a predetermined distance. Similarly, a holding plate 3 is disposed on a rail member (not shown) via a linear guide (not shown), a heating cylinder 3 having a rear end portion fixed to the headstock 1, and 4 is a tip of the heating cylinder 3. The attached nozzle 5 is a screw arranged so as to be able to rotate and move forward and backward in the heating cylinder 3, and 6 is a connecting bar spanned between the headstock 1 and the holding plate 2, 7. Is a linear motion block provided on a rail member (not shown) via a linear motion guide (not shown) so as to be able to move forward and backward between the headstock 1 and the holding plate 2.
また、8は、直動ブロック7に搭載された計量用の内部が中空のビルトイン(Built−In)型モータ(以下、計量用ビルトイン型モータ8と記す)、9は、計量用ビルトイン型モータ8のケーシング、10は、ケーシング9に固定された計量用ビルトイン型モータ8の円筒形の固定子、11は、固定子10の内側で回転可能な計量用ビルトイン型モータ8の円筒形の回転子、12は、回転子11の内周面に強嵌合などで固定されると共に、ケーシング9の内周面に軸受け13を介して回転可能に保持された計量用ビルトイン型モータ8の円筒形のスリーブ、14は、スクリュ5の基端部を固定し、スリーブ12にボルト止めによって固定された回転連結体である。
Reference numeral 8 denotes a built-in (Built-In) type motor (hereinafter referred to as a built-in type motor 8 for measurement) mounted on the linear motion block 7 and has a hollow inside for measurement.
本実施形態では、このようにスクリュ5を回転駆動するための計量用モータとしてビルトイン型モータ(計量用ビルトイン型モータ8)を採用し、プーリ・ベルトによる回転伝達機構を用いることなく、計量用ビルトイン型モータ8の回転部とスクリュ5とを一体化して、計量用ビルトイン型モータ8でスクリュ5をダイレクトに回転駆動するようにしているので、計量用回転伝達系の回転イナーシャを低減でき、回転伝達の過渡応答性を向上させることができる。また、計量用回転伝達系から減速機構を排することができるので、部品点数を削減することが可能となり、計量用ビルトイン型モータ8として低回転高トルクの仕様のモータを採用できることと、計量用回転伝達系の回転伝達の過渡応答性を向上させることができることとが相俟って、計量初期のスクリュ5の回転立ち上げ特性を良好なものとすることができ、粘性の高い樹脂材料であっても、早期にスクリュ5の安定回転を得ることができ、以って、良品成形に貢献することが可能となる。 In this embodiment, a built-in type motor (a built-in type motor 8 for metering) is employed as a metering motor for rotationally driving the screw 5 in this way, and a built-in metering unit is used without using a rotation transmission mechanism using a pulley and a belt. Since the rotating part of the mold motor 8 and the screw 5 are integrated and the screw 5 is directly driven to rotate by the built-in type motor 8 for metering, the rotation inertia of the metering rotation transmission system can be reduced, and the rotation transmission The transient response can be improved. Further, since the speed reduction mechanism can be eliminated from the rotation transmission system for measurement, the number of parts can be reduced, and a motor with low rotation and high torque specifications can be adopted as the built-in type motor 8 for measurement. Combined with the ability to improve the transient response of the rotational transmission of the rotational transmission system, the rotational start-up characteristics of the screw 5 at the initial measurement stage can be improved, and the resin material has a high viscosity. However, stable rotation of the screw 5 can be obtained at an early stage, thereby contributing to good product molding.
また、15は、保持プレート2に搭載された射出用の内部が中空のビルトイン(Built−In)型モータ(以下、射出用ビルトイン型モータ15と記す)、16は、射出用ビルトイン型モータ15のケーシング、17は、ケーシング16に固定された射出用ビルトイン型モータ15の円筒形の固定子、18は、固定子17の内側で回転可能な射出用ビルトイン型モータ15の円筒形の回転子、19は、回転子18の内周面に強嵌合などで固定されると共に、ケーシング16の内周面に軸受け20を介して回転可能に保持された射出用ビルトイン型モータ15の円筒形のスリーブである。
また、21は、射出用ビルトイン型モータ15のケーシング16に取り付けられた内部が中空のアブソリュート式のエンコーダ(絶対値エンコーダ)、22は、ケーシング16に固定・保持されたエンコーダ21の環状の外筐部、23は、外筐部22に回転可能に保持されると共に、射出用ビルトイン型モータ15のスリーブ19に固定されたエンコーダ21の環状の回転部である。
本実施形態では、このように、射出用ビルトイン型モータ15の回転を検出するアブソリュート式のエンコーダとして、内部が中空のエンコーダ21を用いているので、エンコーダ21の内部を通じて、中空の射出用ビルトイン型モータ15の内部で作業を行うことが可能となっており、これにより、後述するように射出用ビルトイン型モータ15の内部に配設される後記する連結具28の操作を外部から容易に行えて、作業性に優れたものとすることができるようになっている。
In the present embodiment, the
また、24は、射出用ビルトイン型モータ15の回転を直線運動に変換するボールネジ機構、25は、保持プレート2に軸受け27を介して回転可能に保持されたボールネジ機構24のネジ軸(ボールネジ機構24の回転部)、26は、ネジ軸25に螺合されて、ネジ軸25の回転でネジ軸25に沿って直線移動すると共に、その端部を、計量用ビルトイン型モータ8のスリーブ12に固定されたボールネジ機構24のナット体(ボールネジ機構24の直動部)、28は、射出用ビルトイン型モータ15のスリーブ19とネジ軸25の端部とを連結・固定する連結具である。
なお、本実施形態においては、射出用ビルトイン型モータ15の回転部によってダイレクトに回転駆動されるボールネジ機構24のネジ軸25のネジリードは、スクリュ5の直径以上、望ましくはスクリュ5の直径の1.5倍以上に設定してあって、これにより、射出用のボールネジ機構24の回転部(ネジ軸25)を射出用ビルトイン型モータ15でダイレクトドライブする構成とし、かつ、射出工程時のネジ軸25の回転量が比較的に少ないものであっても、射出性能を十分に保証できるようしてある。
In the present embodiment, the screw lead of the
本実施形態では、上記のようにボールネジ機構24のネジ軸25を回転駆動するための射出用モータとしてビルトイン型モータ(射出用ビルトイン型モータ15)を採用し、プーリ・ベルトによる回転伝達機構を用いることなく、射出用ビルトイン型モータ15の回転部とネジ軸25とを一体化して、射出用ビルトイン型モータ15でボールネジ機構24のネジ軸25をダイレクトに回転駆動するようにしているので、射出用回転伝達系の回転イナーシャを低減でき、回転伝達の過渡応答性を向上させることができる。また、射出用回転伝達系から減速機構を排することができるので、部品点数を削減することが可能となり、射出用ビルトイン型モータ15として低回転高トルクの仕様のモータを採用できることと、射出用回転伝達系の回転伝達の過渡応答性を向上させることができることとが相俟って、射出工程(1次射出工程)初期のスクリュ5の前進立ち上げ特性を良好なものとすることができる。
In the present embodiment, as described above, a built-in type motor (injection built-in type motor 15) is employed as an injection motor for rotationally driving the
さらに、本実施形態では、先にも述べたように、スクリュ5の基端部を固定・保持した回転連結体14は、計量用ビルトイン型モータ8のスリーブ12に取り付けボルトによって固定されていて、また、射出用ビルトイン型モータ15の回転を直線運動に変換するボールネジ機構24の直動部であるナット体26をスリーブ12に連結・固定するようにしているので、計量用ビルトイン型モータ8を搭載する直動ブロック7を小型化することができ、また、スリーブ12の内部(計量用ビルトイン型モータ8の中空部)を、ナット体26と螺合したネジ軸25の進入空間として有効利用することが可能となり、これによって、マシン(射出成形機)の全長を短くすることに貢献できるようになっている。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、29は、直動ブロック7に固定または計量用ビルトイン型モータ8のケーシング9に固定された保持ブラケット、30は、保持ブラケット29の端部に固定された概略環状の給油用受け体、31は、給油用受け体30に軸受け32を介して回転可能に保持されると共に、ボールネジ機構24のナット体26の端部に固定された概略環状の給油用中継体である。なお、給油用受け体30および給油用中継体31の詳細については、後述する。
Further, 29 is a holding bracket fixed to the linear motion block 7 or fixed to the
図3は、射出用ビルトイン型モータ15のスリーブ19とボールネジ機構24のネジ軸25の端部との連結・固定部や、エンコーダ21を示す要部拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a connecting / fixing portion between the
図3に示すように、エンコーダ21の環状の外筐部22には、環状の回転部23の回転を大きく減速する減速回転伝達系22aが設けられていて、この減速回転伝達系22aが回転部23の回転を大減速することで、回転部23が何回転したかを検出できるようになっていて、これにより、内部が中空の構造のアブソリュート式のエンコーダ(絶対値エンコーダ)を実現するようになっている。減速回転伝達系22aとしては、例えば、自転および公転する遊星歯車を用いた減速歯車列、あるいは、ハーモニックドライブ機構による減速歯車列(調和歯車列)などが用いられる。
As shown in FIG. 3, the annular
また、図3に示すように、スリーブ19の内周面とネジ軸25の端部の外周面との間に連結具28が介装されており、この連結具28の第1リング部33がスリーブ19の内周面に圧接され、連結具28の第2リング部34がネジ軸25の端部の外周面に圧接されることで、スリーブ19とネジ軸25とが連結具28とにより、強固に固定・一体化されるようになっている。連結具28の圧接の調整操作は、エンコーダ21の中空部の開放端側から射出用ビルトイン型モータ15の中空部に挿入した操作具を用いて、連結具28の締め付けボルト35を回動操作することで、容易にかつ確実に行えるようになっており、射出用ビルトイン型モータ15の中空部を有効利用してスペースファクターの向上を図りつつ、射出用ビルトイン型モータ15の回転部とそれにより回転駆動される部材(ここではボールネジ機構24のネジ軸25)との連結・固定を、操作性よく、容易・確実に行えるようになっている。また、このことを、射出用ビルトイン型モータ15の端部にエンコーダ21を取り付けたままの状態で行えるようになっている。
Further, as shown in FIG. 3, a connecting
なお、連結具28は摩擦式締結具の一種であり、軸外周と円筒内周とを固定・一体化するためのツールであり、軸外周と円筒内周に何等加工を施すことなく、軸外周と円筒内周とを強固に結合可能なツールであって、結合・固定のための構造が簡素化できるものとなっている。この連結具28は、第1リング部33と第2リング部34にそれぞれテーパ部分をもち、このテーパ部分を相対摺動させることで圧接/非圧接の状態をとらせることができるようになっていて、ここでは、締め付けボルト35に螺合された第1リング部33を、締め付けボルト35を回転させることで、第2リング部34に対して相対移動するようになっている。
The
図4は、本実施形態における、ボールネジ機構24の螺合部への潤滑油供給経路を示す要部拡大断面図である。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a lubricating oil supply path to the threaded portion of the
図4に示すように、ナット体26の内部には、ナット体26の端面から軸方向に延びた軸方向供油路41aと、該軸方向供油路41aと連通してボールネジ機構24の螺合部(ネジ軸25とナット体26との螺合部)まで半径方向に延びた半径方向供油路41bとからなる供油路41と、ナット体26の端面から軸方向に延びた軸方向供油路42aと、該軸方向供油路42aと連通してボールネジ機構24の螺合部(ネジ軸25とナット体26との螺合部)まで半径方向に延びた半径方向供油路42bとからなる供油路42とが設けられている。本実施形態のボールネジ機構24のネジ軸25は2条ネジとなっていて、各条の螺合部に対応して供油路41、42が設けられている。また、ナット体26の端面に固定されてナット体26と一体となって回転する給油用中継体31には、ナット体26の供油路41と対応する供油路43と、ナット体26の供油路41と対応する供油路44とが設けられており、供油路43および供油路44は、それぞれ半径方向供油路と軸方向供油路とを含んで構成され、供油路43の入り口は後記油溜め45と連通し、供油路43の出口は供油路41と連通しており、また、供油路44の入り口は後記油溜め45と連通し、供油路44の出口は供油路42と連通している。給油用受け体30に軸受け32を介して回転可能に保持された給油用中継体31と、前記した保持ブラケット29の端部に固定された給油用受け体30との間には、環状の油溜め45が設けられていて、この油溜め45には、給油用受け体30において半径方向に延びた給油口(供油路)46が連通している。
As shown in FIG. 4, the
給油用受け体30の給油口(供油路)46には例えば図示せぬグリースニップルが接続され、このグリースニップルに図示せぬホースを介して接続された図示せぬ自動潤滑油供給装置から、メンテナンスタイミングにおいて自動的に、潤滑油(グリース)が給油口(供油路)46に供給、または、グリースニップルに図示せぬホースを介して接続された図示せぬグリースガンから、メンテナンスタイミングにおいて作業者の操作によって、潤滑油が給油口46に供給される。給油口(供油路)46から供給された潤滑油(グリース)は、油溜め45から給油用中継体31の供油路43を通じて、ナット体26の供油路41に送り込まれて、ボールネジ機構24の螺合部に供給され、また、油溜め45から給油用中継体31の供油路44を通じて、ナット体26の供油路42に送り込まれて、ボールネジ機構24の螺合部に供給される。
For example, a grease nipple (not shown) is connected to the oil supply port (oil supply passage) 46 of the
図5は、本実施形態における、ボールネジ機構24の螺合部への潤滑油供給経路の変形例を示す要部拡大断面図である。
FIG. 5 is an essential part enlarged cross-sectional view showing a modified example of the lubricating oil supply path to the threaded portion of the
図5の構成が図4の構成と相違するのは、給油用中継体31の供油路43’から外部供油路47を通じて、ナット体26の半径方向供油路のみで構成される供油路41’から、ボールネジ機構24の螺合部へと潤滑油を供給し、給油用中継体31の供油路44’から外部供油路48を通じて、ナット体26の半径方向供油路のみで構成される供油路42’から、ボールネジ機構24の螺合部へと潤滑油を供給するようにした点にある。この図5の構成は、図4の構成に較べてナット体26の穿設加工が簡素化できる。
The configuration of FIG. 5 is different from the configuration of FIG. 4 in that only the radial oil supply passage of the
このように本実施形態では、給油用中継体31を回転可能に保持して自身は回転不能に保持された給油用受け体30の給油口(供油路)46から供給された潤滑油を、油溜め45、給油用中継体31の供油路43、44(または、給油用中継体31の43’、44’と外部供油路47、48)を介して、ナット体26の供油路41、42(または、41’、42’)にそれぞれ導くようにしているので、ナット体26が回転する構成であっても、ナット体26に対する給油(潤滑油の補給)が簡単・確実に行え、また、ネジ軸25の供油路を設ける場合に較べて、供油路全体の長さが短くなって効率的な給油を行うことが可能となる。したがって、射出用ビルトイン型モータ15でボールネジ機構24のネジ部25を回転させ、計量用ビルトイン型モータ8でボールネジ機構24のナット体26を回転させる構成をとった場合でも、ボールネジ機構24への給油を、簡素な構成で効率よく行うことが実現可能となる。
As described above, in the present embodiment, the lubricating oil supplied from the oil supply port (oil supply passage) 46 of the
次に、本実施形態の計量工程の動作、射出工程の動作を説明する。計量工程時には、マシン(射出成形機)全体の制御を司る後記するシステムコントローラ51からの指令で、後記するサーボドライバ55−1を介して、計量用ビルトイン型モータ8が回転速度(回転数)フィードバック制御で駆動制御され、これにより、回転連結体14と一体となってスクリュ5が所定方向に回転する。このスクリュ5の回転によって、スクリュ5の後端側に供給された原料樹脂を、混練・可塑化しつつスクリュ5のネジ送り作用によって前方に移送するのが、一般的な計量動作であるが、本実施形態では、スクリュ5が所定方向に回転すると、計量用ビルトイン型モータ8のスリーブ12に固定されたナット体26も回転することになり、このスクリュ5の回転駆動に伴うナット体26の回転で、ナット体26がネジ軸25に沿って直線移動する。そこで、このスクリュ5の回転駆動に伴うナット体26の回転によるナット体26の直線移動(直動ブロック7や計量用ビルトイン型モータ8やスクリュ5の直線移動)を打ち消すように、システムコントローラ51は、後記するサーボドライバ55−2を介して、射出用ビルトイン型モータ15を設定背圧を目標値とする圧力フィードバック制御によって駆動制御し、これによって、スクリュ5に付与する背圧を所定の圧力に保ちつつ、スクリュ5の先端側に溶融樹脂が送り込まれるのにしたがって、スクリュ5を適正制御で後退させる。つまり例えば、計量用ビルトイン型モータ8を単位時間当たり10回転させるとすると、射出用ビルトイン型モータ15を単位時間当たり9.9回転させることで、スクリュ5の回転駆動に伴うナット体26の回転によるナット体26の直線移動をキャンセルしつつ、スクリュ5に所定の背圧が付与されるように制御するようになっている。そして、スクリュ5の先端側に1ショット分の溶融樹脂が貯えられた時点で、計量用ビルトイン型モータ8によるスクリュ5の回転駆動は停止される。
Next, the operation of the weighing process and the operation of the injection process of this embodiment will be described. During the weighing process, the built-in type motor 8 for weighing is fed back to the rotation speed (number of rotations) via a servo driver 55-1, which will be described later, in response to a command from a
一方、射出工程時には、計量が完了した後の適宜タイミングにおいて、後記するシステムコントローラ51からの指令で、後記するサーボドライバ55−2を介して、射出用ビルトイン型モータ15が速度フィードバック制御で駆動制御され、これにより、射出用ビルトイン型モータ15の回転がボールネジ機構24によって直線運動に変換されて、この直線運動が前記した直線運動伝達系を介してスクリュ5に伝達されて、スクリュ5が急速に前進駆動されることで、スクリュ5の先端側に貯えられた溶融樹脂が、型締め状態にある図示せぬ金型のキャビティ内に射出充填され、1次射出工程が実行される。1次射出工程に引き続く保圧工程では、システムコントローラ51からの指令でサーボドライバ55−2を介して、射出用ビルトイン型モータ15が、圧力フィードバック制御で駆動制御され、これにより、設定された保圧力がスクリュ5から図示せぬ金型内の樹脂に付加される。
On the other hand, during the injection process, the injection built-in
本実施形態では、上述したように、計量工程時には、計量用ビルトイン型モータ8がスクリュ5以外にもナット体26を回転駆動するので、このナット体26の回転で、ナット体26がネジ軸25に沿って直線移動することをを打ち消すように、射出用ビルトイン型モータ15によってネジ軸25を回転駆動するようにしており、したがって、計量工程時においては、ボールネジ機構24のネジ軸25の回転量は、射出工程時に較べて格段に多くなる。そして、このようにボールネジ機構24のネジ軸25の回転量が多くなると、この多回転によって潤滑油が、ボールネジ機構24の螺合部の隅々まで常時満遍なく行き渡って、このことによりボールネジ機構24の回転の信頼性や耐久性が高まり、比較的に強度の低いボールネジ機構24であっても、動作信頼性を保証することが可能となる。
In the present embodiment, as described above, the metering built-in type motor 8 rotationally drives the
図6は、本実施形態の射出成形機の制御系の構成を簡略化して示すブロック図である。図6において、51は、マシン(射出成形機)全体の制御を司るシステムコントローラ、52は、作業者が各種の入力操作を行うための入力装置、53は、作業者に各種の表示モードの画像を表示するための表示装置、54は、マシンの各部に配設された多数のセンサ(位置センサ、速度センサ、圧力センサ、回転量検出センサ、温度センサなど)よりなるセンサ群、55は、マシンの各部に配置されたアクチュエータ(前記したモータ8、15などのモータ)やヒータ等を駆動制御するための多数のドライバ(モータドライバ、ヒータドライバなど)からなるドライバ群であり、ドライバ群55には、計量用ビルトイン型モータ8をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ55−1や、射出用ビルトイン型モータ15をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ55−2が含まれている。
FIG. 6 is a block diagram showing a simplified configuration of the control system of the injection molding machine according to the present embodiment. In FIG. 6, 51 is a system controller that controls the entire machine (injection molding machine), 52 is an input device for an operator to perform various input operations, and 53 is an image of various display modes for the operator. 54 is a sensor group composed of a number of sensors (position sensor, speed sensor, pressure sensor, rotation amount detection sensor, temperature sensor, etc.) disposed in each part of the machine, and 55 is a machine. The
また、システムコントローラ51内において、56は運転条件設定格納部、57は測定値格納部、58は運転プロセス制御部、59は表示処理部である。
In the
運転条件設定格納部56には、あらかじめ入力された成形サイクルの各工程(型閉じ(型締め)、射出、計量、型開き、エジェクト前進、エジェクト後退の各工程)の運転制御条件が書き換え可能に格納され、測定値格納部57には、センサ群54などによりマシンの各部の計測情報(位置情報、速度情報、圧力情報、回転角情報、回転速度(単位時間当たりの回転数)情報、温度情報など)がリアルタイムで取り込まれて格納される。運転プロセス制御部58は、あらかじめ用意された各工程の運転制御プログラムと、運転条件設定格納部56に格納された各工程の運転条件の設定値とに基づき、測定値格納部57中の計測情報や各部からの状態確認情報や自身の計時情報を参照しつつ、ドライバ群55を駆動制御して、各工程の運転を実行させる。表示処理部59は、あらかじめ用意された各種の表示処理プログラムと、表示用固定データに基づき、必要に応じて、運転条件設定格納部56や測定値格納部57の内容を参照して、各種の表示モードの画像を生成し、これを表示装置53に表示させる。
The operation condition setting
1 ヘッドストック
2 保持プレート
3 加熱シリンダ
4 ノズル
5 スクリュ
6 連結バー
7 直動ブロック
8 計量用ビルトイン型モータ
9 ケーシング
10 固定子
11 回転子
12 スリーブ
13 軸受け
14 回転連結体
15 射出用ビルトイン型モータ
16 ケーシング
17 固定子
18 回転子
19 スリーブ
20 軸受け
21 エンコーダ
22 外筐部
22a 減速回転伝達系
23 回転部
24 ボールネジ機構
25 ネジ軸
26 ナット体
27 軸受け
28 連結具
29 保持ブラケット
30 給油用受け体
31 給油用中継体
32 軸受け
33 第1リング部
34 第2リング部
35 締め付けボルト
41、42、41’、42’ ナット体の供油路
41a、42a 軸方向供油路
41b、42b 半径方向供油路
43、44、43’、44’ 給油用中継体の供油路
45 油溜め
46 給油用受け体の給油口(供油路)
47、48 外部供油路
51 システムコントローラ
52 入力装置
53 表示装置
54 センサ群
55 ドライバ群
55−1、55−2 サーボドライバ
56 運転条件設定格納部
57 測定値格納部
58 運転プロセス制御部
59 表示処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Headstock 2 Holding plate 3 Heating cylinder 4 Nozzle 5 Screw 6 Connecting bar 7 Linear motion block 8 Built-in type motor for weighing 9
47, 48 External
Claims (3)
前記射出用モータによって回転駆動される前記ボールネジ機構のネジ軸のネジリードを前記スクリュの直径以上に設定し、前記ネジ軸に螺合された前記ボールネジ機構のナット体を射出工程以外の期間に回転させるようにしたことを特徴とする射出成形機。 An in-line screw type injection molding machine in which a screw is arranged in a heating cylinder so that it can rotate and move forward and backward, and the rotation of the injection motor is converted into a linear motion by a ball screw mechanism to move the screw linearly In
The screw lead of the screw shaft of the ball screw mechanism that is rotationally driven by the injection motor is set to be equal to or larger than the diameter of the screw, and the nut body of the ball screw mechanism screwed to the screw shaft is rotated during a period other than the injection process. An injection molding machine characterized by the above.
前記ボールネジ機構のナット体を計量用モータによって回転駆動するようにしたことを特徴とする射出成形機。 The injection molding machine according to claim 1,
An injection molding machine, wherein the nut body of the ball screw mechanism is rotationally driven by a measuring motor.
前記計量用モータとして、円筒形の固定子と、該固定子の内部に位置する円筒形の回転子とをもつ、内部が中空のビルトイン(Built−In)型モータを用いて、この計量用ビルトイン型モータの回転子とスクリュの後端部を固定した部材とを連結・固定すると共に、この計量用ビルトイン型モータの回転子と前記ボールネジ機構の前記ナット体とを連結・固定し、
射出用モータとして、円筒形の固定子と、該固定子の内部に位置する円筒形の回転子とをもつ、内部が中空のビルトイン型モータを用いて、この射出用ビルトイン型モータによって前記ボールネジ機構の前記ネジ軸を回転駆動するようにし、
計量工程においては、前記計量用ビルトイン型モータの回転制御を行うと同時に、この計量用ビルトイン型モータの回転で前記スクリュを回転駆動することに伴う前記ナット体の回転による前記ナット体の直線移動を打ち消すように、前記射出用ビルトイン型モータの回転制御を行うことを特徴とする射出成形機。 The injection molding machine according to claim 2,
As the metering motor, a built-in motor for measurement using a built-in motor having a hollow inside and having a cylindrical stator and a cylindrical rotor positioned inside the stator. Connecting and fixing the rotor of the mold motor and the member fixing the rear end of the screw, and connecting and fixing the rotor of the built-in motor for measurement and the nut body of the ball screw mechanism;
As the injection motor, a built-in type motor having a cylindrical stator and a cylindrical rotor positioned inside the stator and having a hollow inside is used. By the built-in type motor for injection, the ball screw mechanism is used. The screw shaft is driven to rotate,
In the weighing step, the built-in motor for weighing is controlled to rotate, and at the same time, the nut body is linearly moved by the rotation of the nut body when the screw is rotated by the rotation of the built-in measuring motor. An injection molding machine that controls rotation of the built-in motor for injection so as to cancel.
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