JP2002520201A - 射出成形機の射出成形ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 射出成形機の射出ユニットに、電気機械式射出ユニット（１６）および電気機械式配量ユニット（６０）として、射出軸線（ｓ−ｓ）と同列の軸線を有する２つの電気駆動装置（Ｅ，Ｒ）が設けてある。第１，第２電気駆動装置（Ｅ，Ｒ）を、射出軸線（ｓ−ｓ）に対して本質的に直角に延びていて第１電気駆動装置（Ｅ）の作用範囲と他の電気駆動装置（Ｒ）の作用範囲とを分離する分離面（ｔ−ｔ）の両側で射出ブリッジ機構（１４）に設けたことによって、組込作業および保守作業に関して簡単に構成されたコンパクトな射出成形ユニットが創成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】

本発明は、請求項１の上位概念部（前置部）に記載の、合成樹脂および他の可
塑化可能な材料（ないし物質）を加工する射出成形機の射出成形ユニットに関す
る。この種の射出ユニットは、射出成形機に固定できる型に上記材料を射出する
のに使用される。この場合、射出される可塑化可能な材料として、例えば、セラ
ミック材料または他の粉体材料も対象となる。

【０００２】

【背景技術】

ヨーロッパ特許ＥＰ０６６２３８２Ｂ１に記載のこの種の射出成形ユニットの
場合、スクリュ駆動のため２つの電動駆動装置が設けてある。１つの電動機は、
スクリュの回転運動の実施、即ち、材料の配量に使用され、他の電動機は、スク
リュの軸線方向運動の実施に使用される。双方の電気駆動装置は、中空軸電動機
として構成され、その軸線がスクリュ軸線、即ち、射出軸線と同列をなすよう配
置されている。双方の電動機の協働を保証するため、双方の電動機は、相互に可
動に設置されており、この場合、各回転子によって駆動される部材は、複雑に相
互に入り込みないし係合する。双方の中空軸電動機の相互入込みにもとづき、上
記電動機は、１つのユニットとして交換しなければならず、従って、製造費およ
び保守費ないし保守の手間が増加する。

【０００３】 ヨーロッパ特許ＥＰ０７２３８４８Ａ１には、スクリュの回転およびスクリュ
の軸線方向運動のため、同じく、中空軸電動機として構成された電気駆動装置を
使用する射出成形ユニットが記載されている。電動機は、射出軸線に同列に設置
されている。電動機の相互運動が可能なよう、相互に係合する複数のスプライン
軸が設けてあり、従って、双方の電動機によって、常に、送りスクリュの運動を
制御できる。上記のキーミゾのために、更に経費がかかる。中空軸電動機は、少
なくとも、その回転子に関して、相互に無関係に交換できる。

【０００４】

【発明の開示】

本発明の課題は、上記の先行技術から出発して、組込作業および保守作業に関
して簡単に構成されたコンパクトな射出成形ユニットを創成することにある。

【０００５】 この課題は、請求項１の特徴部の特徴を有する射出成形ユニットによって解決
される。

【０００６】 双方の電気駆動装置は、相互に無関係に分離面の両側に設置されているので、
大ががりないし煩瑣な結合機構は不要である。従って、各電動機の構成部材を互
いに貫入させる必要はない。かくして、分離面から両方向へ作用する電気駆動装
置の間には、共通の支持要素における双方の電動機の保持を可能とする受動的ス
ペースを構成できる。

【０００７】 その他の利点は、従属請求項から明らかであろう。

【０００８】

【発明を実施するための最良の形態】

以下に、実施例を示す添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。

【０００９】 さて、添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。もちろん、図示の実施
例は、発明コンセプトを特定の物理的構成に限定することのない単なる例である
。

【００１０】 図１に模式的に示した射出成形ユニットは、射出成形機の構成部分であり、上
記射出成形機のマシン脚３５に設置されている。型１３（図１の左側に一部を示
した）内に射出する場合、射出成形ユニットは、不動の型支持要素３４の貫通口
３４ａに貫入する。射出成形ユニットは、可塑化可能な材料を加工する射出成形
機において、本質的に、上記材料（例えば、合成樹脂、セラミック材料、他の粉
体材料）を型１３の成形キャビティ内に射出するのに資する。

【００１１】 図１に示した如く、射出成形機は、可塑化シリンダ１１を受容するための支持
台１０を有する。可塑化シリンダ１１内には、型１３内に可塑化可能な材料を射
出するための送りスクリュ１２（図２参照）が射出軸線ｓ−ｓに沿って設けてあ
る。射出ブリッジ機構１４は、縦梁（ガイドロッド）３１に、図示の実施例の場
合はこの縦梁３１に設けたシリンダ２７に、射出軸線ｓ−ｓの方向へ可動に設け
てある。射出軸線ｓ−ｓは、概ね、送りスクリュ１２の中心軸線と一致する。射
出ブリッジ機構１４は、少なくとも１つの軸受要素１７，５３によって射出ブリ
ッジ機構１４に回転自在に支持された線形運動手段１６ａを含む電気機械式射出
ユニット１６を介して軸線方向へ移動される。射出ブリッジ機構１４および送り
スクリュ１２を軸線方向へ駆動するための射出ユニット１６の線形運動手段１６
ａの駆動は、射出軸線ｓ−ｓと同列の軸線を有する第１電気駆動装置Ｅによって
行われる。

【００１２】 第１電気駆動装置Ｅとは反対側の射出ブリッジ機構１４の側には、電気機械式
配量ユニット６０が設けてある。送りスクリュ１２は、調製中、上記配量ユニッ
トとともに可塑化シリンダ１１内において回転される。このため、同じく射出軸
線ｓ−ｓと同列の軸線を有する第２電気駆動装置Ｒが設けてある。

【００１３】 図２に示した如く、第１，第２電気駆動装置Ｅ，Ｒは、射出ブリッジ機構１４
の支持要素４５に設けてある。射出ブリッジ機構１４自体は、各縦梁３１につい
て２つの同一のすべり部材１４ａによって、シリンダ２７上を摺動する。この場
合、上記すべり部材の間には支持要素４５が固定されている。縦梁３１は、支持
部３９によって射出成形ユニットの前端に支持されている。射出ブリッジ機構１
４を移動すると、射出成形ユニットは、案内３７に沿って摺動する。

【００１４】 電気駆動装置Ｅ，Ｒは、射出軸線ｓ−ｓに対して本質的に直角に延びていて第
１電気駆動装置Ｅの作用範囲と他の電気駆動装置Ｒの作用範囲とを分離する分離
面ｔ−ｔの両側で射出ブリッジ機構１４に設けてある。第２電気駆動装置Ｒは、
分離面ｔ−ｔから出発して可塑化シリンダの方向へ延びており、一方、第１電気
駆動装置Ｅは、付属の線形運動手段１６ａとともに、分離面ｔ−ｔから逆方向へ
延びている。第１電気駆動装置Ｅは、その線形運動手段１６ａにより送りスクリ
ュ１２の図面の右方への駆動のため作用するが、支持部材１８、シリンダ２７お
よび支持台（ブロック）１０から形成されるパワフレーム（力ラーメン構造）を
介して、さらに、送りスクリュ１２を軸線方向左方へ駆動することもできる。他
方、第２電気駆動装置Ｒは、送りスクリュの左方への（送給用の）回転のため作
用する。電動機の間に、他の結合部を構成する必要はない。かくして、受動的（
能動的でない）スペースが構成され、従って、分離面ｔ−ｔが、双方の電動機の
間の境界を形成する。

【００１５】 基本的に、分離面は、図示の如く、概ね、射出軸線に対して直角をなす。しか
しながら、支持要素４５の所で、例えば、第１電気駆動装置Ｅが２つ（一対）あ
って、線形運動手段１６ａの駆動のため、例えば、配量ユニット１０の第２電気
駆動装置Ｒの両側に並置（平行配置）されて左右へ作用する場合も、射出軸線ｓ
−ｓに対して本質的に横方向へ延びる分離面が与えられる。２つ（一対）の第１
電気駆動装置Ｅが、いずれも、支持部材１８に作用する場合、分離面はジグザグ
の凹凸面をなして（メアンダー状に）形成されるが、これらの電動機の作用範囲
は射出軸線に対して本質的に横方向へ延びるジグザグ状分離面の（図面で見て）
左右に分離される。

【００１６】 双方の電気駆動装置Ｅ，Ｒのこの構成にもとづき、従来において通常の著しい
構造的大がかりさないし経費が節減される。なぜならば、電動機も回転子の部分
も相互に入り込む必要はないからである。軸線方向運動の形成のため、線形運動
手段１６ａは、支持部材１８を介してパワフレームに、即ち、射出ブリッジ機構
１４外に支持される。この方式は、射出成形ユニット全体のより安定な支持に利
用できる。電動機が、分離面ｔ−ｔの両側へ相互に別個に作用するのに適する限
り、図２に｀ブラック・ボックス´として示した如く、如何なる電動機を使用す
るかは問題ではない。低速回転電動機も、伝動機構を含む高速回転小形電動機も
使用できる。小形電動機は、小さい回転質量にもとづき、よりダイナミックに操
作できる。小形電動機は、慣性モーメントも減少する。

【００１７】 図３に、ほぼ構造同一で、支持要素４５の凹み４５ａ，４５ｂに背中合せに受
容した電気駆動装置Ｅ，Ｒの構造を示した。双方の凹み（切欠き凹所）４５ａ，
４５ｂは、横断構成（ずっと続けて延在）した中心部分４５ｃによって相互に分
離されている。第１に、各凹みの底部には、固定子（ステータ）４２；４４が設
けてある。上記固定子の内部には、電気駆動装置の回転子（ロータ）４１；４３
が設けてある。上記回転子は、軸受要素５３；５２を介して支持要素４５に支持
されている。回転子４１；４３には、中間歯車２３または遊星歯車と歯合される
歯列（ギヤ）４１ａ；４３ａが配してある。上記中間歯車は、電気駆動装置また
は少なくとも支持要素４５に組込まれた遊星伝動装置を形成し、かくして、電気
駆動装置および伝動装置は、メーカにおいて完成されており、従って、支持要素
４５に供給（嵌合）するだけでよい構造ユニットを形成する。中間歯車２３は、
外側のリングギヤ４８と噛合う。２つの構造同一の連結（カップリング）装置４
６，４７を接続するための接続軸を中心に設けた駆動部材４９に中間歯車から回
転運動が伝達される。駆動部材は、軸受要素１７；１５を介して支持され、射出
ブリッジ機構１４の双方の外側部材によって、他のすべての構成部材とともに凹
み４５ａ，４５ｂに保持される。

【００１８】 上述の遊星伝動装置の代わりに、他の任意の伝動装置も使用できる。必要に応
じて、低速回転電動機を使用することによって、伝動装置を省くこともできる。

【００１９】 図３に示した如く、双方の電気駆動装置は構造同一であるのみならず、双方の
電気駆動装置は、連結装置４６，４７に関しても鏡像対称に配置されている。し
かしながら、この対称性および構造同一性は、保持しなくともよい。さて、連結
装置には、一方では、送りスクリュ１２を接続し、他方では、線形運動手段１６
ａを接続する。かくして、必要に応じて、双方の電気駆動装置の１つだけを、他
の駆動装置とは無関係に、交換できる。更に、射出および配量のために対応する
電気駆動装置を用意しておくための、メーカにおける部品保管費を低減する必要
がある。

【００２０】 図２に、射出ユニット１６の構造を示した。既述の如く、第１電気駆動装置Ｅ
は、線形運動手段１６ａを駆動する。射出ユニット１６の線形運動手段１６ａは
、ねじスリーブ１６ｂとして構成され線形運動手段１６ａと共働する部材に貫入
するスピンドルヘツド１６ｃを有する。ねじスリーブ１６ｂは、支持部材１８に
空転しないよう支持されている。スピンドルヘツド１６ｃとねじスリーブ１６ｂ
との間には、これら部材と共働する遊星部材１６ｄが設けてあり、この場合、更
にトルクの伝達を行うことができる。この方式も、電気駆動装置Ｅ，Ｒの同一の
構成に寄与する。線形運動手段１６ａのロッド１６ｅは、スピンドルヘツド１６
ｃを支持する。射出ブリッジ機構１４に支持され射出ユニット１６の各位置にお
いてねじスリーブ１６ｂと支持部材１８との間の凹み６１に貫入するパイプ２６
が設けてある。この場合、支持部材１８は、ポット状凹み１８ａを形成する。

【００２１】 上述の線形運動手段１６ａの代わりに、もちろん、他の系（例えば、スピンド
ル系、ボール転動スピンドルまたはラック）を使用することもできる。前提条件
は、線形運動の形成のみである。

【００２２】 射出ブリッジ機構１４は、油圧式ピストン・シリンダ・ユニットＤのシリンダ
２７に軸線方向へ可動に設けてある。ピストン・シリンダ・ユニットＤは、射出
成形ユニットを型１３に当接させるのに作用する。案内縦梁（ガイドロッド）３
１は、同時に、シリンダ２７のピストンロッドを形成し、更に、リングピストン
３０を支持する。支持台１０は、前部シリンダカバー３０の範囲に固定してあり
、支持部材１８は、後部シリンダカバー３３に固定してある。支持部材１８およ
び支持台１０は、シリンダ２７とともに、精度を向上する剛なパワフレームを形
成する。射出ブリッジ機構は、支持台１０と支持部材１８との間でシリンダ２７
に軸線方向へ可動に、しかも、回転子状（回転自在）に支持されている。

【００２３】 配量時、第２電気駆動装置Ｒが、駆動され、冒頭に述べた如く、送りスクリュ
１２を回転する。送りスクリュの回転にもとづき送りスクリュの前に堆積する調
製された材料の増加とともに、送りスクリュ１２および射出ブリッジ機構１４が
押しもどす力（反力）をうける。所定の押圧力を得るため、送りスクリュ１２を
回転すると同時に、射出ユニット１６の第１電気駆動装置Ｅの任意のトルクおよ
び任意の回転数をもって（回転数を調節して）送りスクリュに対する軸線方向力
を増減する。更に、ロッド１６ｅを回転すると、射出ユニット１６の各部材の協
働によって、支持部材１８に支持された線形運動手段１６ａの軸線方向運動が生
ずる。この運動によって、送りスクリュ１２または射出ユニット１６の所望の後
退運動が誘起される。以降の射出操作は、本質的に、既述の態様で第１電気駆動
装置Ｅのみによって行われる。

【００２４】 必要に応じて、ロッド１６ｅを除去できるようまたは異なる態様に設計できる
よう、パイプ２６を力伝達要素として使用することもできる。このため、もちろ
ん、図示してない態様で、ねじスリーブ１６ｂと押圧パイプ２６とを結合する。
この場合、例えば、力は、ねじスリーブ１６ｂから遊星部材１６ｄを介してスピ
ンドルヘツド１６ｃに伝達される。スピンドルヘツドは、フランジを介してアキ
シャル軸受要素に作用し、力をパイプに伝達できる。この伝達は、必要に応じて
線形運動手段との連結を解除（切り離）して、行うことができる。

【００２５】 図４に、支持要素４５の他の実施例を示した。この場合、中心部分４５ｃは、
固定手段６２を介して射出ブリッジ機構１４の外側部分を支持要素４５に結合す
る別個の部分である。かくして、回転子４１，４３も、中心部分４５ｃの範囲に
異なる態様で軸受支承される。

【００２６】 もちろん、更に、提示の冷却潤滑材（媒体）の流れにも、本質的差異が存在す
る。媒体は、ダクト６４を介して矢印６３の方向へ射出ブリッジ機構１４に達す
る。媒体は、次いで、軸受１５に達し、上記軸受およびダクト６５を介して回転
子４３に達し、次いで、電動機の間の流通範囲に達する。媒体は、回転子４１を
通過し、ダクト６９および軸受１７を介してダクト７０に達し、次いで、矢印７
１の方向へ排出される。媒体は、同時に、駆動装置Ｅ，Ｒを冷却でき、可動部材
を潤滑できる。潤滑剤（油）が、同時に冷媒であり、従って、上記範囲の間の密
封を考慮する必要のない場合は特に、潤滑剤と冷媒とを別ける必要はない。マシ
ンには、シリンダ２７のために液圧媒体を使用するので、上記液圧媒体を潤滑剤
および冷媒として使用できる。

【００２７】 図５，６に、他の実施例を示した。この場合、双方の電気駆動装置は、冷却式
中空軸電動機である。電気駆動装置Ｒは、図６の左側の駆動部材４９に結合され
た中空軸を回転子４３として駆動する。電気駆動装置Ｅは、回転子４１を介して
、ねじスリーブとして構成された中空軸７２を駆動する。この中空軸には、支持
部材１８に空転しないよう支持され図３の場合とは逆に作動する線形運動手段１
６ａが係合する。液冷は、電動機のまわりの外側の冷却ダクト７３，７４を介し
て矢印方向へ行われる。中空軸電動機の中空軸（回転子４３）の長さは、送りス
クリュ１２のストロークに適合または対応するのが好ましく、かくして、ユニッ
ト全体をコンパクトに構成できる。

【００２８】 本明細書において、関連の請求項に対して均等の範囲において多様な設計変更
が可能であることは、もちろん、自明であろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 マシン脚に支持され型に当接された状態の射出成形ユニットの側面図である。

【図２】 案内縦梁の範囲の射出ユニットの水平断面図である。

【図３】 図２の射出ブリッジ機構の範囲の拡大図である。

【図４】 図３の支持要素の他の実施例の図面である。

【図５】 図２の他の実施例の図面である。

【図６】 図５の射出ブリッジ機構の範囲の拡大図である。

【符号の説明】

１０ 支持台 １１ 可塑化シリンダ １２ 送りスクリュ １３ 型 １４ 射出ブリッジ機構 １４ａ すべり部材 １５，５０，５２ 軸受要素 １６ 電気機械式射出ユニット １６ａ 線形運動手段 １６ｂ ねじスリーブ １６ｃ スピンドルヘツド １６ｄ 遊星部材 １６ｅ ロッド １７，５１，５３ 軸受要素 １８ 支持部材 １８ａ ポット状凹み ２３ 中間歯車 ２６ パイプ ２７ シリンダ ３０ リングピストン ３１ 縦梁 ３２，３３ シリンダカバー ３４ 不動の型支持要素 ３５ マシン脚 ３７ 案内 ３９ 支持部 ４１，４３ 回転子（ロータ） ４１ａ，４３ａ 歯列 ４２，４４ 固定子（ステータ） ４５ 支持要素 ４５ａ，４５ｂ 凹み ４５ｃ 中心部分 ４６，４７ 連結装置 ４８ リングギヤ ４９ 駆動部材 ６０ 電気機械式配量ユニット ６１ 凹み ６２ 固定手段 ６３，７１ 矢印 ６４，６５，６９，７０ ダクト ６８ 流通範囲 ７２ 中空軸 ７３，７４ 冷却ダクト ｓ−ｓ 射出軸線 ｔ−ｔ 分離面 Ｄ ピストン・シリンダ・ユニット Ｅ 第１電気駆動装置 Ｒ 第２電気駆動装置

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂および他の可塑化可能な材料を加工する射出成形機
   の射出成形ユニットであって、 −可塑化シリンダ（１１）を受容する支持台（１０）と、 −可塑化シリンダ（１１）内に射出軸線（ｓ−ｓ）に沿って設置され可塑化材料
   を型（１３）内に射出する送りスクリュ（１２）と、 −射出軸線（ｓ−ｓ）に沿って軸線方向へ可動であり、少なくとも１つの軸受要
   素（１５）を介して送りスクリュ（１２）を回転自在に支持した射出ブリッジ機
   構（１４）と、 −射出軸線（ｓ−ｓ）と同列をなす軸線を有する第１電気駆動装置（Ｅ）によっ
   て駆動される線形運動手段（１６ａ）によって射出ブリッジ機構（１４）および
   送りスクリュ（１２）を軸線方向へ移動する電気機械式射出ユニット（１６）と
   、 −同じく射出軸線（ｓ−ｓ）と同列をなす軸線を有する第２電気駆動装置（Ｒ）
   によって送りスクリュ（１２）を回転する電気機械式配量ユニット（６０）と、
   を有する形式のものにおいて、 電気駆動装置（Ｅ，Ｒ）が、射出軸線（ｓ−ｓ）に対して本質的に横方向へ延
   びていて第１電気駆動装置（Ｅ）の作用範囲と他の電気駆動装置（Ｒ）の作用範
   囲とを分離する分離面（ｔ−ｔ）の両側において射出ブリッジ機構（１４）に設
   置されていることを特徴とする射出成形ユニット。
2. 【請求項２】 第２電気駆動装置（Ｒ）が、分離面（ｔ−ｔ）から出発して
   可塑化シリンダの方向へ延びており、一方、第１電気駆動装置（Ｅ）が、付属の
   線形運動手段（１６ａ）とともに、分離面（ｔ−ｔ）から逆方向へ延びているこ
   とを特徴とする請求の範囲第１項記載の射出成形ユニット。
3. 【請求項３】 第１，第２電気駆動装置（Ｅ，Ｒ）が、射出ブリッジ機構（
   １４）の支持要素（４５）に設置されており、線形運動手段が、射出ブリッジ機
   構（１４）外で支持部材（１８）に支持されていることを特徴とする請求の範囲
   第１項記載の射出成形ユニット。
4. 【請求項４】 電気駆動装置（Ｅ，Ｒ）が、射出ブリッジ機構（１４）の支
   持要素（４５）の凹み（４５ａ，４５ｂ）に背中合せに受容されていることを特
   徴とする請求の範囲第１項記載の射出成形ユニット。
5. 【請求項５】 電気駆動装置（Ｅ，Ｒ）が、ほぼ構造同一であることを特徴
   とする請求の範囲第１項記載の射出成形ユニット。
6. 【請求項６】 電気駆動装置（Ｅ，Ｒ）が、付属の遊星伝動装置とともに１
   つの構造ユニットを形成することを特徴とする請求の範囲第１項記載の射出成形
   ユニット。
7. 【請求項７】 射出ユニット（１６）の線形運動手段（１６ａ）が、第１電
   気駆動装置（Ｅ）の回転子（４１）に結合され、スピンドルヘツド（１６ｃ）を
   有し、上記スピンドルヘツドが、支持部材（１８）に空転しないよう支持されね
   じスリーブ（１６ｂ）として構成され線形運動手段と共働する部材に貫入するこ
   とを特徴とする請求の範囲第１項記載の射出成形ユニット。
8. 【請求項８】 スピンドルヘツド（１６ｃ）とねじスリーブ（１６ｂ）との
   間には、これらと協働する遊星部材が設けてあることを特徴とする請求の範囲第
   ７項記載の射出成形ユニット。
9. 【請求項９】 線形運動手段（１６ａ）のロッド（１６ｅ）が、スピンドル
   ヘツド（１６ｃ）を支持し、射出ブリッジ機構（１４）に空転しないよう支持さ
   れ射出ユニット（１６）の各位置において支持部材（１８）に貫入するパイプ（
   ２６）によってロッド（１６ｅ）の軸線と同軸に囲まれていることを特徴とする
   請求の範囲第７項記載の射出成形ユニット。
10. 【請求項１０】 型（１３）に射出成形ユニットを当接させる液圧式ピスト
    ン・シリンダ・ユニット（Ｄ）が設けてあり、そのシリンダ（２７）が、縦梁（
    ３１）として構成された不動のピストンロッドに沿って軸線方向へ可動であり、
    支持台（１０）および支持部材（１８）とともにフレームを形成することを特徴
    とする請求の範囲第１項記載の射出成形ユニット。
11. 【請求項１１】 支持台（１０）が、前部シリンダカバー（３２）の範囲に
    固定されており、支持部材（１８）が、後部シリンダカバー（３３）の範囲に固
    定されており、射出ブリッジ機構（１４）が、ピストン・シリンダ・ユニット（
    Ｄ）のシリンダ（２７）に沿って支持台（１０）と支持部材（１８）との間で軸
    線方向へ可動であり、回転子状に支持されていることを特徴とする請求の範囲第
    １０項記載の射出成形ユニット。
12. 【請求項１２】 電気駆動装置（Ｅ，Ｒ）の少なくとも１つが、中空軸電動
    機であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の射出成形ユニット。
13. 【請求項１３】 中空軸の長さが、送りスクリュ（１２）の最大ストローク
    に対応することを特徴とする請求の範囲第１２項記載の射出成形ユニット。