JP2006315343A

JP2006315343A - 射出成形機の駆動装置

Info

Publication number: JP2006315343A
Application number: JP2005141709A
Authority: JP
Inventors: Wataru Sato; 亘佐藤; Tatsuo Sekino; 龍男関野; Shinji Murayama; 真司村山
Original assignee: Niigata Machine Techno Co Ltd
Current assignee: Niigata Machine Techno Co Ltd
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2006-11-24
Anticipated expiration: 2025-05-13
Also published as: JP4626870B2

Abstract

【課題】装置の構成を単純化して装置の組立を容易にするとともに、安定した伝達を可能にし、さらに加工容易な部品によって構成することでコストダウンを図ることができる射出成形機の駆動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】電動機８により駆動される伝動タイミングベルト１６が、ボールねじ機構１１のねじ軸１４に付設された伝動タイミングプーリ１５に巻き掛けられた構成からなる複数の駆動機構３０と、各ボールねじ機構１１のねじ軸１４の回転を同期させる同期タイミングベルト２１とが備えられた射出成形機の駆動装置Ａにおいて、複数の駆動機構３０にそれぞれ備えられた各伝動タイミングプーリ１６には、同期タイミングベルト２１が伝動タイミングベルト１６の隣りに巻き掛けられ、同期タイミングベルト２１は、各伝動タイミングプーリ１５の間に巻回されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば溶融樹脂を金型の成形キャビティに射出する射出成形機の駆動装置に関する。

従来、射出成形機の駆動装置として、ボールねじ機構のねじ軸に伝動タイミングプーリが付設され、この伝動タイミングプーリに伝動タイミングベルトを巻き掛け、さらに伝動タイミングベルトを電動機で駆動させる構成からなる駆動機構が複数備えられ、これらの駆動機構によって、直線的に移動可能に設けられた可動部材を駆動させる駆動装置がある。この駆動装置には、複数の駆動機構にそれぞれ備えられた各ボールねじ機構のねじ軸の回転を同期させる同期タイミングベルトが備えられており、この同期タイミングベルトは、各ボールねじ機構のねじ軸にそれぞれ付設された同期タイミングプーリに巻き掛けられている。

上記した駆動機構において、伝動タイミングベルトが巻き掛けられる伝動タイミングプーリと同期タイミングベルトが巻き掛けられる同期タイミングプーリとは、別々のプーリー部材であり、同一のねじ軸の端部に重なった状態でそれぞれ付設されている。このとき、同期タイミングプーリの方が伝動タイミングプーリよりもねじ軸の先端方向に配置されており、駆動装置を側方からみて、同期タイミングプーリが手前に、伝動タイミングプーリが同期タイミングプーリの奥に配置されている。また、駆動装置全体の慣性モーメントを小さくするとともに、伝動タイミングベルトの取付や交換の作業をし易くするため、同期タイミングプーリの方が伝動タイミングプーリよりも小径になっている。（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、歯付きのタイミングベルトをプーリに巻き掛けるとき、タイミングベルトの歯とプーリの歯とが隙間無く噛合されていると、噛合された歯同士が引っ掛かりタイミングベルトとプーリとがスムーズに回転できなくなることに鑑み、噛合箇所に伝達方向の隙間（バックラッシュ）をつくる必要がある。このバックラッシュの大きさは、一般にタイミングベルトの歯のピッチに比例する。
また、電動式の射出成形機では、射出軸のスクリュ及びスクリュの先端部にある樹脂材料を一定の圧力で押圧し続ける保圧工程があり、この保圧工程中は、電動機は細かな正逆運転を繰り返している。
特許第３４９６０８９号公報

しかしながら、上記した従来の射出成形機の駆動装置では、伝動タイミングプーリと同期タイミングプーリとが別部品であるため、それぞれのプーリを同軸に固定する構造が複雑となり、また、それぞれのプーリの組立にも相当の手間がかかり、さらに、伝動タイミングプーリと同期タイミングプーリとの同心度の精度が悪いと安定した動力伝達ができなくなるという問題がある。
また、従来の射出成形機の駆動装置では、伝動タイミングプーリと同期タイミングプーリとが一体になったプーリを製作しようとすると、伝動タイミングプーリと同期タイミングプーリとの直径が異なっているため、切削工具の逃げがなく、非常に加工し難いという問題がある。

さらに、上記した従来の射出成形機の駆動装置のように、同期タイミングプーリが伝動タイミングプーリより小径であると、同期タイミングベルトの伝達能力を向上させるため、伝動タイミングプーリよりも大きいピッチの同期タイミングプーリが使用される場合が多く、この場合、同期タイミングプーリ上のバックラッシュが大きくなる。また、伝動タイミングプーリと同じピッチの同期タイミングプーリを使用した場合は、同期タイミングプーリの径をｒ、同期タイミングプーリ上のバックラッシュをδ、伝動タイミングプーリの径をＲとすると、伝動タイミングプーリ上のバックラッシュΔは、Ｒ／ｒ×δとなり、伝動タイミングプーリ上のバックラッシュが大きくなる。つまり、上記した何れの場合も、何れか一方のプーリ上のバックラッシュが大きくなり、正確な制御の阻害要因となるという問題がある。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、装置の構成を単純化して装置の組立を容易にするとともに、安定した伝達を可能にすることができ、さらに加工容易な部品によって構成することでコストダウンを図ることができる射出成形機の駆動装置を提供することを目的としている。また、保圧工程中にずれが生じず、正確な制御を行うことができる射出成形機の駆動装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、ボールねじ機構のねじ軸に付設された伝動タイミングプーリに、電動機により駆動される伝動タイミングベルトが巻き掛けられ、前記電動機による回転運動を前記ボールねじ機構によって直線運動に変換する構成からなる駆動機構が複数備えられているとともに、該複数の駆動機構にそれぞれ備えられた各ボールねじ機構のねじ軸の回転を同期させる同期タイミングベルトが備えられ、前記複数の駆動機構にそれぞれ備えられた各ボールねじ機構によって可動部材を直線的に駆動させる射出成形機の駆動装置において、前記複数の駆動機構にそれぞれ備えられた各伝動タイミングプーリには、前記同期タイミングベルトがそれぞれ巻き掛けられ、前記同期タイミングベルトは、各伝動タイミングプーリの間に巻回されていることを特徴としている。

このような特徴により、伝動タイミングプーリは、伝動タイミングベルトを巻き掛けるプーリと同期タイミングベルトを巻き掛けるプーリとが一体になったものとなり、同期タイミングベルトを巻き掛けるプーリを別途設ける必要がないとともに、伝動タイミングベルトと同期タイミングベルトとが、同一ピッチ、同一径のプーリにそれぞれ巻き掛けられることになり、一方のベルト側のバックラッシュが大きくなることがない。また、双方のベルトを巻き掛けるプーリが同一径であるため、奥の方に巻き掛けられたベルトの取付や交換も可能である。

本発明に係る射出成形機の駆動装置によれば、装置の構成を単純化して装置の組立を容易化することができるとともに、安定した伝達を可能にすることができ、さらに容易に加工できる部品によって構成することでコストダウンを図ることができる。また、保圧工程中にずれが生じず、正確な制御を行うことができる。

以下、本発明に係る射出成形機の駆動装置の実施の形態について、図面に基いて説明する。

本発明に係る射出成形機の駆動装置の実施の形態を、射出装置の射出スクリューを前後進させる駆動装置に適用した例につき、添付図面を参照して説明する。図１と図２は本発明の実施の形態を示すもので、この射出成形機の駆動装置Ａは、加熱筒１を固定したフロントプレート２とリヤプレート３とを一体に結合している一対のガイドロッド４に、射出スクリュ６が回転自在に取り付けられたプッシャプレート（可動部材）７を射出スクリュ６の軸方向に移動自在に支持し、そのプッシャプレート７を一対の駆動機構３０，３０によって、射出スクリュ６と一緒に前進移動させることにより、加熱筒１のノズル（図示せず）から溶融樹脂を金型の成形キャビティに射出するようになっている。また、駆動装置Ａには、一対の駆動機構３０，３０の駆動を同期させる同期機構２２が備えられている。

各駆動機構３０，３０は、リヤプレート３に固定されたサーボモータ等の電動機８，８により減速伝動装置１０，１０を介してボールねじ機構１１，１１をそれぞれ作動させる構成、つまり、ボールねじ機構１１，１１のねじ軸１４，１４に付設された伝動タイミングプーリ１５，１５に、電動機８，８により駆動される伝動タイミングベルト１６，１６が巻き掛けられ、電動機８，８による回転運動をボールねじ機構１１，１１によって直線運動に変換する構成からそれぞれなっている。

ボールねじ機構１１は、フロントプレート２とリヤプレート３とに回転自在に両端を軸受けされたねじ軸１４と、プッシャプレート７に固定されてねじ軸１４に螺着されたボールナット１８とから構成されている。

減速伝動装置１０は、電動機８の出力軸８ａに付設された小径の伝動タイミングプーリ１３と、ボールねじ機構１１のねじ軸１４に付設された大径の伝動タイミングプーリ１５と、伝動タイミングプーリ１３及び伝動タイミングプーリ１５にそれぞれ巻き掛けられて双方のプーリ１３，１５の間に巻回された伝動タイミングベルト１６とから構成されている。

同期機構２２は、一対の駆動機構３０，３０にそれぞれ備えられた大径の伝動タイミングプーリ１５，１５間に、各ボールねじ機構１１のねじ軸１４の回転を同期させる同期タイミングベルト２１が巻回された構成からなっている。ねじ軸１４に付設された伝動タイミングプーリ１５は、少なくとも上記伝動タイミングベルト１６と同期機構２２に備えられた同期タイミングベルト２１とを並列に巻き掛けられる幅を有しており、各伝動タイミングプーリ１５，１５には、同期タイミングベルト２１が伝動タイミングベルト１６，１６の隣りにそれぞれ巻き掛けられている。
符号２４は、同期タイミングベルト２１の張力を調節するテンションプーリであり、調節部材２５で径方向に移動させられるようになっている。

次に、上記の構成とされた射出成形機の駆動装置Ａの作用を説明する。
各電動機８，８を作動させると、減速伝動装置１０，１０を介して各ボールねじ機構１１，１１にそれぞれ動力が伝達される。具体的には、電動機が作動すると、電動機８の出力軸８ａに付設された小径の伝動タイミングプーリ１３が回転し、伝動タイミングベルト１６が駆動し、大径の伝動タイミングプーリ１５が回転し、ボールねじ機構１１のねじ軸１４が軸回転する。一対のボールねじ機構１１，１１のねじ軸１４，１４がそれぞれ軸回転すると、各ボールナット１８，１８に付設されたプッシャプレート７は射出スクリュ６と一緒に電動機８，８の回転方向に従い、ガイドロッド４，４に沿って前又は後に移動する。このとき、同期機構２２は、両ボールねじ機構１１，１１のねじ軸１４，１４の回転を相互に同期させるため、両ボールねじ機構１１，１１のボールナット１８，１８は、互いに偏差なく正確に同期して動き、プッシャプレート７は円滑に移動する。また、射出スクリュ６及び射出スクリュ６の先端部にある図示せぬ樹脂材料を一定の圧力で押圧し続ける保圧工程を行うとき、電動機８，８を細かな正逆運転を繰り返させる。

上記した構成からなる射出成形機の駆動装置によれば、伝動タイミングプーリ１５は、伝動タイミングベルト１６を巻き掛けるプーリと同期タイミングベルト２１を巻き掛けるプーリとが一体になったものとなり、同期タイミングベルト２１を巻き掛けるプーリを別途設ける必要がないとともに、伝動タイミングベルト１６と同期タイミングベルト２１とが、同一ピッチ、同一径のプーリにそれぞれ巻き掛けられることになる。これによって、伝動タイミングベルト１６と同期タイミングベルト２１とを巻き掛けるプーリが１つとなるため、射出成形機の駆動装置の構成が単純化されて装置の組立を容易化することができるとともに、同心度が狂うことがなく安定した伝達を可能となり、さらにプーリを２段に形成する必要がなく伝動タイミングプーリ１５を容易に加工できコストダウンを図ることができる。

また、伝動タイミングベルト１６と同期タイミングベルト２１のうち何れか一方のベルト側のバックラッシュが大きくなることがないため、保圧工程中にずれが生じず、正確な制御を行うことができる。
さらに、伝動タイミングベルト１６と同期タイミングベルト２１とを巻き掛けるプーリが同一径となるため、奥の方に巻き掛けられた伝動タイミングベルト１６の取付や交換も可能である。

以上、本発明に係る射出成形機の駆動装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、伝動タイミングベルト１６が、電動機８の出力軸８ａに付設された小径の伝動タイミングプーリ１３とボールねじ機構１１のねじ軸１４に付設された大径の伝動タイミングプーリ１５との間に巻回されている構成からなっているが、本発明は、伝動タイミングベルトが、電動機の出力軸以外に付設された伝動タイミングプーリとボールねじ機構のねじ軸に付設された伝動タイミングプーリとの間に巻回され、上記した電動機の出力軸以外に付設された伝動タイミングプーリが、他のベルトやプーリを介して電動機の出力軸に付設された伝動タイミングプーリと連動される構成であってもよい。

また、上記した実施の形態では、駆動装置Ａの各ボールねじ機構１１は、いずれもねじ軸１４の回転でボールナット１８が移動するようになっているが、ボールナットの回転でボールねじ軸がプッシャプレート７と一緒に移動する構造とすることができる。また、上記した実施の形態においては、駆動装置のボールねじ機構１１，１１により、射出装置の射出スクリュ６を前後進させる可動部材としてのプッシャプレート７を駆動するように構成されているが、これに代え、上記ボールねじ機構１１，１１により型締装置の可動盤を（可動部材）を直接にまたはトグル機構を介して型締め駆動するものとして構成してもよく、また、エジェクター装置のエジェクタ板（可動部材）を直接または間接に駆動するものてして構成してもよい。この場合も、前記射出装置の駆動装置におけると同様に、各ボールねじ機構１１，１１の正確な同期回転により、各可動部材が円滑に移動し、装置の大型化（負荷の増大）に対応し得る。

本発明に係る射出成形機の駆動装置の実施の形態を示す正面図である。図１に表す駆動装置の展開断面図である。

符号の説明

７プッシャプレート（可動部材）
８電動機
１１ボールねじ機構
１４ねじ軸
１５伝動タイミングプーリ
１６伝動タイミングベルト
２１同期タイミングベルト
３０駆動機構
Ａ射出成形機の駆動装置

Claims

ボールねじ機構のねじ軸に付設された伝動タイミングプーリに、電動機により駆動される伝動タイミングベルトが巻き掛けられ、前記電動機による回転運動を前記ボールねじ機構によって直線運動に変換する構成からなる駆動機構が複数備えられているとともに、該複数の駆動機構にそれぞれ備えられた各ボールねじ機構のねじ軸の回転を同期させる同期タイミングベルトが備えられ、
前記複数の駆動機構にそれぞれ備えられた各ボールねじ機構によって可動部材を直線的に駆動させる射出成形機の駆動装置において、
前記複数の駆動機構にそれぞれ備えられた各伝動タイミングプーリには、前記同期タイミングベルトがそれぞれ巻き掛けられ、前記同期タイミングベルトは、各伝動タイミングプーリの間に巻回されていることを特徴とする射出成形機の駆動装置。