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JPH0473373B2 - - Google Patents
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JPH0473373B2 - - Google Patents

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JPH0473373B2
JPH0473373B2 JP60001729A JP172985A JPH0473373B2 JP H0473373 B2 JPH0473373 B2 JP H0473373B2 JP 60001729 A JP60001729 A JP 60001729A JP 172985 A JP172985 A JP 172985A JP H0473373 B2 JPH0473373 B2 JP H0473373B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、駆動対象例えばプラスチツクの混練
押し出し機のスクリユーに回転運動および軸線方
向すなわち推力方向の往復直線運動を与えるため
の駆動装置に関する。
従来技術 混練押し出し機のスクリユーは、回転しなが
ら、推力方向に往復運動を繰り返すことによつ
て、材料を加熱しながら混練する。したがつて、
この種の混練押し出し機の駆動装置は、回転駆動
装置の他に、スクリユーを推力方向に往復運動さ
せるための機構を備えている。
従来の往復運動機構は、スクリユーの回転をカ
ムクランク機構により、往復揺動運動に変換し、
その揺動運動をスクリユーの推力方向の往復直線
運動に変換している。このような駆動機構では、
スクリユーの回転運動と推力方向の直線往復運動
とが機械的に同期しているため、その運動態様す
なわち往復直線運動のストロークや相対位置など
の変更が困難である。したがつて、従来技術によ
ると、混練対象の物理的な性質が変化した場合に
おいて、もつとも適切な運転状態すなわち混練作
用が得られないことになる。
発明の目的 したがつて、本発明の目的は、駆動対象の回転
運動および推力方向の直線往復運動を機械的に分
離し、それらの運動の状態を電気的な自動制御に
より自由に設定できるようにすることである。
発明の概要 そこで本発明は、スクリユーなどの駆動対象に
連結される出力軸をメインモータによつて回転さ
せるとともに、推力方向に移動可能な上記出力軸
に送りねじ機構を設け、この送りねじ機構の送り
ナツトを定位置で回転させることによつて、上記
出力軸に推力方向の往復直線運動を与えるように
している。ここで、この送りナツトの駆動源は、
自動制御下のサーボモータによつて与えられる。
ところで、出力軸の推力方向の変位量は、送り
ナツトの回転の他、出力軸自体の回転の影響を受
ける。そこで、上記の出力軸と送りナツトとの間
の相対的な回転差は、それらの回転を入力とする
差動歯車機構によつて検出される。したがつて、
この回転差は、上記主軸の回転を停止したとき、
上記送りナツトに与えるべき回転量に相当してい
る。そこで、制御系のコントローラーは、上記差
動歯車機構によつて検出された回転差が出力軸の
位相に対して予め設定された目標の変位量となる
ように、上記サーボモータのドライバーに回転指
令を与える。そして上記目標の変位量は、上記出
力軸の回転角(位相)に応じ、例えば正弦波など
によつて与えられる。
上記のコントローラーは、出力軸の回転角を検
出しながら、その回転角に対応する目標の変位量
を内蔵のメモリから自動的に読み取つていく。こ
の目標の変位量は、予め自由に設定できるから、
上記出力軸の運動、すなわち駆動対象のスクリユ
ーの回転運動に対する推力方向の往復直線運動
は、混練対象の物理的な性質に応じて、自由に設
定できることになる。
発明の構成 以下、本発明の構成を図面にもとづいて具体的
に説明する。
まず第1図は、本発明の推力方向往復駆動装置
1を駆動対象の混練押し出し機2とともに示して
いる。推力方向往復駆動装置1は、ギヤケース3
の内部で出力軸4を備えており、またその外部
で、出力軸4に回転を与えるためのメインモータ
5および出力軸4に推力方向すなわち軸線方向の
往復直線運動を与えるために、サーボモータ6を
備えている。
上記出力軸4は、前後の軸受7,8により回転
自在で、しかも推力方向つまり軸線方向に摺動自
在に支持されており、一部に形成されたスプライ
ン9の部分でスプラインスリーブ10にはまり合
い、また他の部分に固定された雌ねじ11の部分
で送りナツト12にねじ対偶のもとに連結されて
いる。
上記スプラインスリーブ10は、出力軸4に回
転運動のみを伝達するためのものであり、前後端
で玉軸受13によつて上記ギヤケース3に回転自
在に支持され、その中間部分で出力ギヤ14を回
り止め状態で保持している。また上記送りナツト
12は、出力軸4に推力方向の直線往復運動を与
えるためのものであり、出力ギヤ15の中心に回
り止め状態でかつ推力を受け止める状態で固定さ
れ、かつその出力ギヤ15を介し、前後の玉軸受
16によつて、ギヤケース3の部分に回転自在に
支持されている。
一方、上記メインモータ5の回転は、例えばタ
イミングベルト・プーリ17により中間軸18に
伝達される。この中間軸18は、玉軸受19によ
つてギヤケース3の内部で回転自在に支持されて
おり、上記出力ギヤ14に噛み合うギヤ20およ
びベベルギヤ21を支持している。このベベルギ
ヤ21は、軸23に固定されたベベルギヤ22と
噛み合つている。この軸23は、ギヤケース3に
対し回転自在に支持されており、一端でギヤ24
を支持し、かつ端部でアブソリユート型のエンコ
ーダ25に連結されている。
また、上記サーボモータ6は、ギヤケース3の
外側面に取り付けられており、モータ軸26のギ
ヤ27、中間軸28のギヤ29,30を介し、前
記出力ギヤ15に伝達される。なお、この中間軸
28は、玉軸受31によつてギヤケース3に支持
されており、その延長部分に取り付けられたベベ
ルギヤ32によつて差動歯車機構34のベベルギ
ヤ33に噛み合つている。そして、この差動歯車
機構34は、一方の入力側のベベルギヤ33の回
転、および上記ギヤ24に噛み合う他方の入力側
のギヤ35の回転差を出力として、検出軸36お
よびギヤ37,38を介し、差動検出用のエンコ
ーダ39に伝達する。
ところで、駆動対象の混練押し出し機2は、ス
クリユーハウジング41の内部で制御対象のスク
リユー40を回転自在で、しかも推力方向に摺動
可能な状態で備えている。このスクリユー40
は、カツプリング42によつて上記出力軸4に連
結されている。そして上記スクリユーハウジング
41は、外周部分でヒーター46を備え、また内
部でスクリユー40の切り欠き部分を通過可能な
ピン47を備え、また先端の開口部分で油圧によ
つて押されているノズル48と接している。なお
混練対象の材料43は、ホツパー44の内部に収
納され、アジテータ45によつて混ぜ合わせなが
ら、スクリユー40の基端部分に送り込まれる。
次に、第2図は制御装置50および変速制御装
置51を示している。上記サーボモータ6は、サ
ーボドライバー52によつて制御される。また前
期メインモータ5は、制御装置50とは別の変速
制御装置51により、任意の所定の速度で回転す
るよう制御される。そして前記エンコーダ25お
よびエンコーダ39は、それぞれコントローラー
53に接続されており、このコントローラー53
は、サーボモータ6のモータドライバー52およ
び位置指令メモリ49に接続されている。
発明の作用 次に、上記推力方向駆動装置1の作用を説明す
る。
まず変速制御装置51は、メインモータ5を所
定の速度で回転させる。このときメインモータ5
の回転は、タイミングベルト・プーリ17、中間
軸18、ギヤ20および出力ギヤ14を介し、ス
プラインスリーブ10に伝達される。そこで、ス
プラインスリーブ10は、出力軸4の推力方向の
直線運動を許容しながら、その回転のみを出力軸
4に伝達する。このようにして、出力軸4は、一
定の速度で、混練押し出し機2のスクリユー40
を回転させる。
一方、コントローラー53は、エンコーダ25
により出力軸4の回転角を検出し、その回転角の
ときに、出力軸4に与える推力方向の変位量を位
置指令メモリ49から順次読み取つていく。この
ような変位量は、出力軸4の回転角ごとに例えば
正弦波のような曲線として予め入力されている。
一方、差動歯車機構34は、メインモータ5の
回転、すなわち出力軸4の回転とサーボモータ6
の回転、つまり送りナツト12の回転を取り入
れ、それから回転差を検出し、その回転差をエン
コーダ39に伝える。この結果、エンコーダ39
の出力信号は、出力軸4と送りナツト12との相
対的な回転差と対応している。
そこで、コントローラー53は、主軸4のある
回転角のときの目標の変位量と、エンコーダ25
の出力としての回転差とを比較し、その偏差にも
とづいて上記サーボモータ6のサーボドライバー
52に回転指令を与える。この結果、サーボモー
タ6は、出力軸4に推力方向の目標の変位量を与
えるべく、送りナツト12を回転させることにな
る。
例えば送りナツト12が出力軸4と同じ回転数
で回転していると、雌ねじ11と送りナツト12
との間に推力方向の相対的な変位が現れないた
め、出力軸4はスクリユー40の推力方向に移動
しないまま回転することになる。しかし、送りナ
ツト12が出力軸4よりも大きな回転数で同一方
向に回転すると、出力軸4はスクリユー40とと
もに後退方向、つまり図面上で右方向に移動する
ことになる。また逆に、送りナツト12が出力軸
4の回転方向と同じ回転方向で、それよりも低い
回転数で回転すると、出力軸4およびスクリユー
40は前進方向、つまり図面上左方向に移動する
ことになる。このようにして、サーボモータ6が
出力軸4と同じ方向で、しかもそれと同じある回
転数を中心として目標の変位量、たとえば正弦波
の曲線に添つて、増速および減速を周期的に繰り
返すことによつて、出力軸4は、雌ねじ11およ
び送りナツト12のねじ作用によつてスクリユー
40とともにその推力方向に往復直線運動を繰り
返すことになる。しかも、この往復直線運動のス
トロークおよび相対位置は、コントローラー53
に入力すべきデータを変更することによつて、自
由に設定できることになる。
このようにして、スクリユー40は、材料43
をその螺旋によつて順次送りながら、溶融状態で
混練し、ノズル48の部分から前方に押し出す。
この間にピン47は、材料43の送り方向の進行
を妨げることにより、材料43に剪断力を作用さ
せ、混練作業を助長している。既に述べたよう
に、スクリユー40の螺旋部分に切り欠きが設け
てあるため、スクリユー40が出力軸4に駆動さ
れて推力方向に往復直線運動をするとき、ピン4
7は、そのスクリユーの螺旋の切り欠き部分を通
過し、機械的な回転および往復運動を許容する。
なお混練後の材料43は、ノズル48を押し開け
て、間欠的に外部に放出される。
産業上の利用分野 本発明は、混練押し出し機2を駆動対象として
開発されたが、その用途は、これに限定されず、
例えばプラスチツク成形機や食品の分野での混練
機などのように、このような運動形態で駆動する
機械に広く応用できる。
発明の効果 本発明では、下記の効果がある。出力軸の回転
駆動源としてのメインモータ、および推力方向の
往復直線運動の駆動源としてサーボモータが別に
設けられているから、それらの同期または調和的
な運動が高い自由度のもとに調整でき、また出力
軸がねじ機構によつて推力方向の回転を発生する
から、送りナツトの相対的な回転運動によつて往
復直線運動が得られ、従来のような揺動クランク
機構などが必要とされず、駆動機構が簡略化でき
る。さらに主軸の回転運動と送りナツトの相対的
な回転運動の差が差動歯車機構によつて得られる
から、実際の推力方向の移動量と目標の変位量と
の偏差が機械的に検知できるため、正確なフイー
ドバツク制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の推力方向往復駆動装置の断面
図、第2図は制御装置のブロツク線図である。 1……推力方向往復駆動装置、2……駆動対象
の混練押し出し機、3……ギヤケース、4……出
力軸、5……メインモータ、6……サーボモー
タ、9……スプライン、11……雌ねじ、12…
…送りナツト、25……エンコーダ、34……差
動歯車機構、39……エンコーダ、40……スク
リユー、50……制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 推力方向に摺動自在でしかも回転自在に支持
    された出力軸と、この出力軸に所定の速度の回転
    を与えるメインモータと、上記出力軸にねじ対偶
    で連結され定位置で回転自在に支持された送りナ
    ツトと、この送りナツトに回転を与える往復駆動
    用のサーボモータと、上記の出力軸と送りナツト
    との間の相対的な回転差を検出する差動歯車機構
    と、この差動歯車機構によつて検出された回転差
    が出力軸の回転位相に対して、予め設定された目
    標の変位量であるように上記サーボモータのドラ
    イバーに回転指令を与えるコントローラとを具備
    することを特徴とする推力方向往復駆動装置。
JP60001729A 1985-01-09 1985-01-09 推力方向往復駆動装置 Granted JPS61160219A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60001729A JPS61160219A (ja) 1985-01-09 1985-01-09 推力方向往復駆動装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60001729A JPS61160219A (ja) 1985-01-09 1985-01-09 推力方向往復駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61160219A JPS61160219A (ja) 1986-07-19
JPH0473373B2 true JPH0473373B2 (ja) 1992-11-20

Family

ID=11509647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60001729A Granted JPS61160219A (ja) 1985-01-09 1985-01-09 推力方向往復駆動装置

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DE10359774A1 (de) * 2003-12-19 2005-07-14 Thyssenkrupp Elastomertechnik Gmbh Vorrichtung

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