(57)【要約】  射出成形装置（１）は、中心制御部と、シリンダー（３）内に延在するスクリュー（２）とを備えている。シリンダー（３）は注入口（４）と、ノズル（５）とを有している、スクリューは、スクリューを回転及び/又は軸方向に動かすよう制御できる二つの電動モータ（８，９）に駆動連結部を介して連結され、駆動連結部は、遊星ケージ（７）内で回転できるよう配置された多数の円筒型遊星ローラ（１０）を含み、これにより遊星ローラには遊星ケージの半径方向外方に設けられた空間及び遊星ケージの半径方向内方に設けられた空間から係合することができ、遊星ケージは回転に対して固定してスクリューに連結され、第一電動モータ（８）の回転部（１３）に連結された第一駆動部（１１）は、遊星ケージの半径方向外方に設けられた空間から遊星ローラに係合するとともに、半径方向内方に向かう第一係合面を有し、第二電動モータ（９）の回転部（１４）に連結された第二駆動部（１２）は、遊星ケージの半径方向内方に設けられた空間から遊星ローラに係合するとともに、半径方向外方に向かう第二係合面を有している。
2007501139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心制御部と、シリンダー内に延在するスクリューとを備えた射出成形装置において、
シリンダーは注入口と、ノズルとを有し、
スクリューは、スクリューを回転及び/又は軸方向に動かすよう制御できる二つの電動モータに駆動連結部を介して連結され、
駆動連結部は、遊星ケージ内で回転できるよう配置された多数の円筒型遊星ローラを含み、
これにより、遊星ローラは遊星ケージの半径方向外方に設けられた空間及び遊星ケージの半径方向内方に設けられた空間から係合することができ、
遊星ケージは回転や並進移動に対して固定してスクリューに連結され、
第一電動モータの回転部に連結された第一駆動部は、遊星ケージの半径方向外方に設けられた空間から遊星ローラに係合するとともに、半径方向内方に向かう第一係合面を有し、
第二電動モータの回転部に連結された第二駆動部は、遊星ケージの半径方向内方に設けられた空間から遊星ローラに係合するとともに、半径方向外方に向かう第二係合面を有していることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
遊星ローラは、互いに隣接する平行な溝及び突部を有し、
溝及び突部は、各遊星ローラの中心軸に垂直方向に延在する面内に配置され、
第一係合面は内部ネジ山を有し、
第二係合面は外部ネジ山を有し、
内部ネジ山の方向は、外部ネジ山の方向と逆になっていることを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
【請求項３】
内部ネジ山は、外部ネジ山と同一角度ピッチであって、かつ逆方向のピッチを有することを特徴とする請求項２記載の射出成形装置。
【請求項４】
遊星ローラは、外部ネジ山を有することを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
【請求項５】
第一係合面は、互いに隣接する平行な溝及び突部を有し、
溝及び突部は、第一駆動部の中心軸に垂直方向に延在する面内に配置されていることを特徴とする請求項４記載の射出成形装置。
【請求項６】
第二係合面は、互いに隣接する平行な溝及び突部を有し、
溝及び突部は、第二駆動部の中心軸に垂直方向に延在する面内に配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の射出成形装置。
【請求項７】
第一駆動部は、第一電動モータの回転部に固定連結され、
第二駆動部は、第二電動モータの回転部に固定連結されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の射出成形装置。
【請求項８】
各電動モータは、各々のモータ制御部を有し、
射出成形装置は、二つのモータ制御部に所定の制御量の好ましい値を送信するために設けられた中心制御部を有し、
射出工程の所定の段階において、中心制御部によって送信される制御量の値は力測定又はモータ電流測定に基づいて決定され、
残りの段階において、それらはシリンダー内のスクリューの好ましい位置に基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の射出成形装置。
【請求項９】
中心制御部は、射出成形装置を可塑段階と、射出段階と、選択的に行われる後圧縮段階を実行するために設けられていることを特徴とする請求項８記載の射出成形装置。
【請求項１０】
中心制御部は、力フィード突部制御に基づいて制御するために、第一電動モータによって使用される電流と、第二電動モータによって使用される電流を、入力信号として測定し、
中心制御部は、好ましいパターンに従った充填圧を調整するためにモータ制御部に送信される制御量の値を、それらに基づいて決定するために設けられていることを特徴とする請求項８記載の射出成形装置。
【請求項１１】
射出成形装置は、スクリューによって加わる力を測定する少なくとも一つの力センサー、例えば、圧電部材又はひずみゲージを有し、
前記少なくとも一つの力センサーは、力フィード突部制御するために中心制御部に連結され、
中心制御部は、好ましいパターンに従った充填圧を調整するためにモータ制御部に送信される制御量の値を、前記少なくとも一つの力センサーによって作られる信号に基づいて決定するために設けられていることを特徴とする請求項８記載の射出成形装置。
【請求項１２】
電動モータの各々は、サーボモータを有し、
サーボモータの各々は、各々のモータ制御部を有し
中心制御部は、同じタイプの制御量の値を生成し、これらの制御量の値をサーボモータのモータ制御部に送信するために設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の射出成形装置。
【請求項１３】
制御量は、位置、速度、加速及び運動からなるグループから選択され、
これらの制御量の組み合わせから選択することもできることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の射出成形装置。
【請求項１４】
内部ネジ山及び外部ネジ山のピッチは、第一及び第二電動モータによって使用されるモータ電流から、使用時にスクリューにかかる軸への力を正確に導き出すような大きさに定められていることを特徴とする請求項２又は１０に記載の射出成形装置。
【請求項１５】
第一及び第二電動モータは、同軸上に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の射出成形装置。
【請求項１６】
駆動ハウジングは、送り台の上に設けられ、
送り台は、駆動ハウジング及びそこに連結されているシリンダーを軸方向に移動させるための、好ましくは電動式の、駆動部を有することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の射出成形装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の射出成形装置を用いて射出成形された製品を製造する方法において、
好ましいパターンに従って、遊星ケージ及びスクリューが回転及び／又は軸方向に移動できるように第一及び第二電動モータの回転方向及び回転速度を変化させる工程と、
好ましい軸方向の力をかけられている間、二つの電動モータによって軸方向の並進移動に必要な力が供給され、二つの電動モータによって回転に必要な力が供給される工程と、
を備えたを特徴とする方法。
【請求項１８】
射出成形装置が、一サイクルで可塑段階、射出段階、選択的に行われる後圧縮段階を実行することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
中心制御部は、力フィード突部制御に基づき、好ましい制御量の値を算出し、これらの制御量の値を二台の電動モータの二つのモータ制御部に送信し、
他方では、射出段階において、そこに加わる力とは関係なく、中心制御部が好ましい制御量の値を二つのモータ制御部に直接送信することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
中心制御部は、力フィード突部制御に基づいて調整するために、第一電動モータによって使用される電流と、第二電動モータによって使用される電流とを入力信号として入手し、中心制御部が、それに基づいて、制御量の値をモータ制御部に送信することによって、充填圧が好ましいパターンに従って発生することを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
中心制御部は、力フィード突部制御に基づいて調整するために、スクリューに設けられた力センサーによって検知される力測定信号を入力信号として入手し、中心制御部は、それに基づいて、好ましい制御量の値をモータ制御部に送信することによって、充填圧が好ましいパターンに従って発生することを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
制御量は、位置、速度、加速度もしくは運動、又はこれらの組合せであることを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は中心制御部とシリンダー内に延在するスクリューとを有する射出成形装置に係わり、シリンダーは注入口と、ノズルとを有し、スクリューが、スクリューを回転及び/又は軸方向に動かす二つの電動モータに駆動連結されている射出成形装置に関する。
【０００２】
本発明は、このような射出成形装置を用いて射出成形物を製造する方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
このような射出成形装置は欧州特許公開公報ＥＰ０８８２５６４Ａに記載されている。既知の射出成形装置において、第一電動モータはスクリュー軸を回転させる。第二電動モータはスクリュー軸を並進移動させる。
【０００４】
好ましい射出速度を考慮して、スクリューの軸を動かすために、最も一般的に使用される駆動は、水力駆動である。しかしながら、水力駆動には多数不都合な点があり、例えば以下に示したように、水力駆動システムのスチフネスは電気駆動システムのスチフネスよりもかなり弱く、システム内でしばしばオイル圧力振動が発生するため、軸の位置を正確にするには好ましくなく、水力駆動は電動駆動よりもかなり汚く、水力駆動の静的損失は電気駆動における静的損失よりもかなり大きく、スクリューが使用されていないときであっても、水圧を加えなければならず、エネルギーが必要となる。
【０００５】
欧州特許公開公報ＥＰ０８８２５６４Ａにおける射出成形装置によると、これらの問題が全て解決される。しかしながら、電気駆動射出成形装置には多くの欠点があり、以下に示すように、軸方向に動かすために、総合的な力が一つの電動モータによって加えられなければならないため、当該電動モータにはかなりの負荷がかかる。また、回転方向に動かすために、総合的な力が別の電動モータによって加えられなければならないため、当該電動モータにはかなりの負荷がかかる。また、軸方向の動きが始まると、当該動きを発生させる電動モータは停止状態から回転し始めなければならない。このため、各電動モータのベアリング及びトランスミッションの摩擦抵抗が変化し（静摩擦抵抗から動摩擦抵抗に変化し）、このような摩擦抵抗の変化によって、モータ電流測定による正確な力フィード突部制御が不可能になる。また、電動モータ、駆動シャフト及び駆動ハウジングの間で、多くの力トランスミッション機構(Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｅ１)があって、これらによって、回転をスクリューの軸方向の動きだけ、回転方向の動きだけ又は軸方向と回転方向の動きの組合せに変化させる。このようなトランスミッション機構によって正確性が下がり、より多くの消費エネルギーを失う。重いモータ及び組合せたトランスミッションによってかなり重くなり、動き始める。このため慣性重量が大きくなり、このため、既知の装置の動的作用、特に制御速度を好ましい状態にすることができない。
【０００６】
これらの問題は、欧州特許公開公報ＥＰ１０８３０３６Ａ及び欧州特許公開公報ＥＰ１２１５０２９Ａからの提案によって、概ね解決される。これらの既知の射出成形装置において、駆動シャフトは反対方向のピッチを有するネジ山の二つの部分を有している。各部分は駆動ナットによって係合され、各駆動ナットは電動モータによって互いに関係なく駆動される。
【０００７】
欧州特許公開公報ＥＰ１０８３０３６Ａ及び欧州特許公開公報ＥＰ１２１５０２９Ａに記載された装置の欠点は、駆動シャフトを製造することが品質の上でとても重要になり、ネジ山部の互いの位置にかなりの正確さを必要とする点である。このため、欧州特許公開公報ＥＰ１０８３０３６Ａ及び欧州特許公開公報ＥＰ１２１５０２９Ａにおいて知られている駆動シャフトはかなり高価なものになっている。既知の装置の別の欠点は、駆動ナットが駆動シャフトのネジ山部分に係合している内部ネジ山を有していることである。このため、所定の長さを超えて直線移動するために、ネジ山に必要な距離に加え、駆動シャフトのネジ山の長さに相当する長さが必要となり、このため、必要な軸方向のストロークを行うために、既知の射出成形装置は、正確に必要な長さよりもかなりの長さを必要とする欠点が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一つの目的は、有益な点を維持しつつ、上述した欠点のない射出成形装置を提供することにある。本発明の別の目的は、このような射出成形装置を使用する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この結果、導入部で記載されたタイプの本発明による射出成形装置は、駆動連結部が、遊星ケージ内で回転できるよう配置された多数の円筒型遊星ローラを含み、遊星ローラが遊星ケージの半径方向外方に設けられた空間及び遊星ケージの半径方向内方に設けられた空間から係合されることができ、遊星ケージが回転や並進移動に対して固定してスクリューに連結され、第一電動モータの回転部に連結された第一駆動部が、遊星ケージの半径方向外方に設けられた空間から遊星ローラに係合するとともに、半径方向内方に向かう第一係合面を有し、第二電動モータの回転部に連結された第二駆動部が、遊星ケージの半径方向内方に設けられた空間から遊星ローラに係合するとともに、半径方向外方に向かう第二係合面を有している。
【００１０】
第一及び第二駆動部の係合表面の設計を正確に選び、遊星ローラのケーシング表面の設計を正確に行うことによって、電動モータが適切な方法で操作されている際、スクリューを回転させたり、軸方向へ並進移動させたりすることを、あらゆる好ましい組合せで行うことができる。遊星ローラが半径方向外方からだけでなく、半径方向内方から駆動部によって係合されている遊星ケージを用いることによって、かなり複雑な構成を実現することができる。本発明による装置の軸方向の長さは、既知の装置の利点を維持しつつ、既知の装置と比べかなり短くすることができる。さらに、駆動ハウジングの半径方向の大きさは、例え大きくする必要があったとしてもほとんどない。
【００１１】
本発明の別の実施の形態によると、遊星ローラは、互いに隣接する平行な溝及び突部を有し、溝及び突部は、各遊星ローラの中心軸に垂直方向に延在する面内に配置され、第一係合面は内部ネジ山を有し、第二係合面は外部ネジ山を有し、内部ネジ山の方向は、外部ネジ山の方向と逆になっている。
【００１２】
駆動部の係合表面及び遊星ローラのケーシング表面の設計をこのようにすることで、内部ネジ山と、逆ピッチの外部ネジ山との間で制限されるため、遊星ローラはすべらなくなる。駆動部が逆方向に回転する際、スクリューは軸方向に並進移動する。駆動部が同じ方向に回転する際には、スクリューは回転する。内部ネジ山と外部ネジ山のピッチは等しいが、方向は逆になっており、上述した状態によって二つの駆動部において回転速度を等しくすることができる。このような状況の下、駆動部の駆動速度は互いに異なり、スクリューの軸方向への並進移動と回転を組み合わせることができる。二つの電動モータのトルクの合計は、出力トルクを示し、二つの電動モータのトルクの差は、駆動シャフトに対するトランスミッションを介して、軸力を発生させる。
【００１３】
制御を比較的簡単にするために、内部ネジ山と外部ネジ山のピッチ角度が等しく、かちピッチ方向が逆になっていることが好ましい。回転部に連結した駆動部を除くと、電動モータを同じタイプにすることができ、メンテナンスの点から好ましい。
【００１４】
導入部で記載されたタイプの方法は、好ましいパターンに従って、遊星ケージ及びスクリューが回転及び／又は軸方向に移動できるように第一及び第二電動モータの回転方向及び回転速度を変化させる工程と、好ましい軸方向の力をかけられている間、二つの電動モータによって軸方向の並進移動に必要な力が供給され、二つの電動モータによって回転に必要な力が供給される工程とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
このような装置と方法において、軸方向の移動に必要な力は電動モータによってもたらされる。回転方向の移動に必要な力も、これらの２つの電動モータによってもたらされる。
【００１６】
好ましい最大軸力によって、本発明による装置の電動モータは、既知の装置における軸方向の移動のための電動モータの力を半分にすることができる。このことは回転にもあてはまる。本発明による装置の電動モータは、合計で概ね、欧州特許公開公報ＥＰ０８８２５６４Ａで知られている装置の重さの半分にすることができる。このため、駆動部の全体的な熱的負荷を、ハウジングにより良く拡散させることができる。従って、とても小さな形状の単純な対流冷却や水冷で十分である。冷却に問題があるという事実は、欧州特許公開公報ＥＰ０８８２５６４Ａで開示されている。さらに、二つの電動モータにかかる負荷を分配することによって、結果として、本発明による装置の電動モータによって実現されるトルクに比例した慣性重量を、既知の装置のものよりかなり好ましいものにすることができる。本発明による装置によって、射出している間、特に早くなる軸方向の移動を、より早くするとともに、消費するエネルギーを減らすことができる。さらに、遅延力及び加速力がほとんど発生しないため、射出力や可塑力を生成するためにかかる電動モータの負荷をより良く制御することができる。射出している間、電動モータは逆方向で回転するため、少なくとも内部ネジ山と外部ネジ山が逆方向である場合には、二つのモータは逆方向の反トルクを有している。この結果、外部反応トルクはたとえあったとしてもほとんど発生しないため、比較的簡単な設計によって、外界に対して、駆動ハウジングを一時停止させることができる。
【００１７】
本発明の他の更なる実施の形態によると、遊星ローラは外部ネジ山を有することができる。第一及び／又は第二係合面は、互いに隣接する平行な溝及び突部を有し、溝及び突部は、第一又は第二駆動部の中心線の各々に、垂直な方向に延在する面内に配置されている。
【００１８】
このような実施の形態によって、第１の実施の形態を参照として、上述された同様の利点を得ることができる。
【００１９】
各電動モータが各々のモータ制御部を有し、射出成形装置が二つのモータ制御部に適切な制御量の好ましい値を送信するために設けられた中心制御部を有し、射出工程の所定の段階において、中心制御部によって送信される制御量の値は力測定又はモータ電流測定に基づいて決定され、残りの段階において、それらはシリンダー内のスクリューの好ましい位置に基づいて決定されることが好ましい。
【００２０】
各ケースにおいて、モータ制御部は、例えば、位置、速度、加速度及び／又は運動に基づく制御信号を受け取るので、制御調節スイッチをモータ制御部に設ける必要がなく、モータの動きの安定性を改善することができる。時々、入力信号の所定のタイプから入力信号の別のタイプ、例えば力入力信号から位置入力信号に変化させることによって、各モータに簡単に定まっていない振る舞いをさせることができる。
【００２１】
射出段階の間、金型に注入される所定量を正確に計ることが重要である。特に、ＣＤやＤＶＤを射出成形しているときであって、完全に閉じてはいない金型が使用され、従って、充填圧によって金型が完全に充填されたかどうかを測定できない場合には、力制御の代わりに、例えば、位置制御、速度制御及び／又は加速度制御できる射出段階がとても有益である。ところで、部分的に開口した金型を用いることにより、測定されるべき容量がとても重要になっている他の製品もある。他方で、可塑段階及び後圧縮段階の間には、流体プラスチックにかかる部分的な圧力を維持することが重要である。二つの制御原理を組み合わせた制御部によって、記載された全ての段階において、好ましく調整された動きをする射出成形装置を得ることができる。
【００２２】
このため、射出成形装置に可塑段階、射出段階及び、選択的に行われる後圧縮段階を実行させるように、中心制御部を設計することができる。
【００２３】
可塑段階において、スクリューは回転し、かつ軸方向にノズルから離れて移動する。十分な液体プラスチックを得ることができる場合には、スクリューがノズルの方向に軸に沿って早く移動する射出段階が続いて行われる。射出段階の間、シリンダーのノズルが連結された金型内に十分に射出される。次に、金型内でプラスチックを硬化させる間、後圧縮段階が選択的に行われる。ノズルに隣接したシリンダー内で維持された所定の圧力によって、必要ならば、金型が補足的にプラスチックで満たされるので、金型内で硬化される間におこる縮小した分が補填することができる。
【００２４】
力フィード突部制御に基づいて制御するために、中心制御部は、第一電動モータによって使用される電流と、第二電動モータによって使用される電流を入力信号として測定することができ、中心制御部は、好ましいパターンに従った充填圧を調整するためにモータ制御部に送信される制御量の値を、それらに基づいて決定するように設計されている。
【００２５】
特に、モータ電流測定に基づく力フィード突部制御において、電動モータによって必要とされるモータ電流と、スクリューによってもたらされる力との間に比較的直接的なリンクがあることが重要である。すなわち、電動モータとスクリューとの間に含まれるトランスミッションの数は最小量にすべきである。本発明による射出成形装置において、各電動モータの各回転部に駆動部を堅固に固定することによって、このことを実現することができる。
【００２６】
内部ネジ山及び外部ネジ山のピッチは、第一及び第二電動モータによって消費されるモータ電流から、使用時にスクリューにかかる軸への力を正確に導き出せるような大きさに定められていることが好ましい。
【００２７】
可塑段階において、回転方向は一定になっており、電動モータは継続して回転する。この結果、システムにおいて、静摩擦抵抗から動摩擦抵抗に変化することがほとんどなく、このような変化によって、モータ電流によって制御される力フィード突部制御においてヒステリシスが発生することはない。このことと、駆動シャフトのピッチの大きさとによって、二つのモータの異なる電流から、かなり正確に可塑化圧力を導き出し、その後、二つのモータの回転速度を調整するだけで、可塑化するための適切な推進力を得ることができる。
【００２８】
別の実施の形態として、射出成形装置は、スクリューによって加わる力を測定する圧電部材又はひずみゲージのような力センサーを少なくとも一つ有することができ、少なくとも一つの力センサーは、力フィード突部制御するために中心制御部に連結され、中心制御部は、好ましいパターンに従った充填圧を調整するためにモータ制御部に送信される制御量の値を、少なくとも一つの力センサーによって作られる信号に基づいて決定するために設計されている。
【００２９】
このような実施の形態によっても、例えば射出成形工程の射出段階のようなある段階を、位置をコントロールする方法によって行い、例えば後圧縮段階や可塑段階のような他の段階を力制御によって行うことができる。
【００３０】
電動モータの各々は、サーボモータを有し、サーボモータの各々は、各々のモータ制御部を有し、中心制御部は、同じタイプの制御量の値を生成し、これらの制御量の値をサーボモータのモータ制御部に送信するために設けられている。最近のサーボモータにはモータ角度エンコーダが設けられており、モータ角度エンコーダは、例えば射出段階の間、スクリューの位置制御、速度制御及び/又は加速度制御するために使用することができる。サーボモータと、遊星ケージ又はスクリューとの間で特に直接的に変速することと、モータ角度エンコーダを使用することによって、軸の位置制御、速度制御及び/又は加速度制御をとても早く変換することができる。さらに、このようなサーボモータによって、標準的な高い作業性を有するサーボコントローラを使用することができ、このサーボコントローラは優れた調整機能を有するため、調整欠陥の発生を実質的に防止することができる。
【００３１】
コンパクトな構造にしたり、力処理したり、冷却するため、第一及び第二電動モータは同軸で配置されていることが好ましい。更に、内部ネジ山と外部ネジ山の方向が逆の場合には、射出段階の間、二つのモータが作り出す外部トルクが互いにキャンセルされるため、発生する外部トルクはゼロになる。
【００３２】
本発明の別の実施の形態は従属請求項に記載され、図面を参照として、以下に明確に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１乃至図３において、シリンダー３内に延びたスクリュー２を有する射出成形装置１の典型的な実施の形態が示されている。シリンダー３は粒状のプラスチックを注入するための注入口４と、射出成形金型に連結できるノズル５とを有している。そのときまでは流体のプラスチックが、ノズル５を介して、シリンダー３から金型内に押し出される。スクリュー２は、駆動ハウジング６内に配置された遊星ケージ７に連結されている。遊星ケージ７は、第一及び第二電動モータ８，９の各々に、駆動連結部を介して連結されている。
【００３４】
特に図２及び図３から明らかなように、遊星ケージ７において、円筒形遊星ローラ１０は、その縦軸の周りを回転するように配置され、遊星ローラ１０には、遊星ケージ７の半径方向外方に配置された空間から係合することができるとともに、遊星ケージ７の半径方向内方から係合することができる。軸方向において、遊星ローラ１０は、遊星ケージ７に対して装荷され固定されている。
【００３５】
遊星ローラ１０は、遊星ケージ７の半径方向外方に設けられた空間から、第一駆動部１１によって係合されており、第一駆動部１１は内部ネジ山を有している。遊星ローラ１０は、遊星ケージ７の半径方向内方に設けられた空間から、第二駆動部１２によって係合されており、第二係合部１２は外部ネジ山を有している。内部ネジ山のピッチと外部ネジ山のピッチが等しくなり、方向が逆になっていることが好ましい。第一駆動部１１が第一電動モータ８の回転部１３に固定して連結し、第二駆動部１２が第二電動モータ９の回転部に固定して連結していることが好ましい。直接連結していることが好ましいが、固定して連結される代わりに、歯付きベルトを介して連結されても良い。
【００３６】
駆動部１１，１２の内部ネジ山及び外部ネジ山の代わりに、異なる係合表面を設けることもできる。例えば、互いに隣接し、各々の駆動部の中心回転軸に垂直に延びて同心に設けられた突部と溝を用いることもできる。例えば、遊星ローラ１０は外部ネジ山を有することもできる。同心の溝と突部及びネジ山を異なる態様で組合せてもよい。
【００３７】
正確な方法で電動モータ８，９を駆動することにより、スクリュー２を回転及び／又は軸方向に移動させることができる。このため、スクリュー２を、回転だけさせたり、軸方向に移動だけさせたり、又は回転及び軸方向への移動を組み合わせて動かしたりすることもできる。
【００３８】
図１は、第一及び第二電動モータ８，９の各々の回転方向及び回転速度を制御し、スクリュー２を回転及び／又は軸方向へ移動させるために設けられた中心制御部１７を、概略的な態様で示している。軸方向に並進移動するために必要な力は、電動モータ８及び電動モータ９の両方によってもたらされる。回転に必要な力も、電動モータ８及び電動モータ９によってもたらされる。
【００３９】
駆動ハウジング６は概略的に示された送り台１８の上に設けられており、送り台１８は、駆動ハウジング及びそこに連結されているシリンダー３を軸方向に移動させるための、好ましくは電動式の、駆動部１９を有している。このように、ノズル５は射出成形金型から離れたり、近づいたりすることができる。
【００４０】
この典型的な実施の形態において、制御部１７は、射出成形装置１が、可塑段階、射出段階及び後圧力段階を実行することができるよう設けられている。可塑段階において、スクリュー２を回転させると同時に、ノズル５からスクリュー２をゆっくり離すことによって、プラスチックの一部を十分な流体状態で得ることができる。十分な量の流体プラスチックを得ることができると、射出段階において、ノズル５の方向に速い速度でスクリュー２を動かすことにより、金型内にノズル５を介して、速い速度で流体を射出することができる。金型が望ましい量の流体プラスチックで一杯になった場合には、後圧縮段階が続いて行われ、後圧力段階において金型内の流体プラスチックが圧力下で保持されて金型内での縮小が補填される。これを受け、この典型的な実施の形態において、可塑段階及び後圧縮段階における第一及び第二電動モータ８，９の制御は、力フィード突部制御に基づいている。射出段階において、第一及び第二電動モータ８，９の制御は、位置フィード突部制御に基づいている。
【００４１】
力フィード突部制御に基づき制御するために、中心制御部１７が、第一電動モータ８によって消費される電流、及び第二電動モータ９によって消費される電流を入力信号として決定することが好ましい。モータ電流を測定することによって、例えば、好ましい速度、好ましい位置及び／又は好ましい加速といった、好ましい制御量の値を計算することができ、好ましいパターンに従った充填圧を制御できるように、これらの好ましい制御量の値を電動モータ８，９、好ましくはサーボモータ、のモータ制御部２０，２１に送信することができる。モータ電流制御に基づいて調節する際、内部ネジ山及び外部ネジ山のピッチは、第一及び第二電動モータ８，９各々によって消費されるモータ電流から、使用時にスクリューにかかる軸への力を正確に導き出せるような大きさに定められていることが好ましい。
【００４２】
他方で、射出成形装置１は、スクリュー２によって加わる力を測定するための少なくとも一つの力センサー２０、例えば、圧電部材又はひずみゲージを有していても良い。力センサー２０は、力フィード突部制御するために中心制御部１７に連結されている。制御部１７は、好ましいパターンに従った充填圧を調整するために、それらに基づいて好ましい制御量の値を計算し、これらの好ましい制御量の値をサーボモータ制御部２０，２１に送信するために設けられている。
【００４３】
射出段階の間、力フィード突部制御を用いる代わりに、金型キャビティに供給される流体プラスチックの量が特に重要であり、制御部１７は、例えば好ましい位置、好ましい速度、好ましい加速度及び／又は好ましい運動のような好ましい制御量の値を、モータ制御部に容易に入力することができ、この段階において、電動モータ８，９の純粋な位置制御、速度制御、加速度制御及び／又は運動制御を行うことができる。
【００４４】
力フィード突部制御又はモータ電流フィード突部制御に基づいて制御される段階、及び例えば位置のような制御量の値に基づいて制御される射出成形操作の段階の間の両方において、モータ制御部への入力は、あらゆる時間において、例えば位置及び／又は速度のような同じタイプの制御量からなり、所定の入力信号から別の入力信号にスイッチする結果発生するモータ制御部における不規則制御が起こらないことが利点である。これは、モータ制御部が、射出成形操作の間のあらゆる時間において、中心制御部から同じ制御量の値を受け取るためである。
【００４５】
本発明は記載された典型的な実施の形態に限定されないが、請求項で規定された本発明の枠組みの範囲内で様々な修正ができることは明白である。
【００４６】
例えば、サイクル内の全ての段階は、位置フィード突部制御だけに基づいて実行されてもよく、射出段階だけでなく可塑段階及び後圧縮段階においても、スクリューの動きを位置制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の典型的な実施の形態の縦方向の横断面を示した概略図。
【図２】図１のII−II線に沿った横断面を示した概略図。
【図３】遊星ケージと、遊星ケージ内に配置された遊星ローラの縦方向の横断面を示した概略図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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