JP3245391B2

JP3245391B2 - ビルトインモータ型射出装置

Info

Publication number: JP3245391B2
Application number: JP16797798A
Authority: JP
Inventors: 規嗣平賀; 敦史江本
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2002-01-15
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: JPH11198199A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビルトインモータ
型射出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形機においては、加熱シリ
ンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を、高圧で
射出し、金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、
該キャビティ空間内において冷却して固化させることに
よって成形品を得ることができるようになっている。

【０００３】そのために、前記射出成形機は型締装置及
び射出装置を有し、前記型締装置は、固定プラテン及び
可動プラテンを備え、型締用シリンダが可動プラテンを
進退させることによって型閉じ、型締め及び型開きを行
うことができるようになっている。一方、前記射出装置
は、ホッパから供給された樹脂を加熱して溶融させる加
熱シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出する射出ノ
ズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリューが回転自
在に、かつ、進退自在に配設される。そして、該スクリ
ューを前進させ、射出ノズルによって樹脂を射出すると
ともに、スクリューを後退させることによって樹脂を計
量するようになっている。

【０００４】ところで、前記スクリューを進退させるた
めに、電動機を使用した電動射出成形機の射出装置が提
供されている。図２は従来の電動射出成形機の射出装置
の概略図である。図において、２は射出装置、４は射出
装置フレームであり、該射出装置フレーム４の前方（図
における左方）には加熱シリンダ２１が固定され、該加
熱シリンダ２１の前端（図における左端）に射出ノズル
２１ａが配設される。そして、前記加熱シリンダ２１に
はホッパ２１ｂが配設されるとともに、加熱シリンダ２
１内にはスクリュー２０が進退（図における左右方向に
移動）自在にかつ回転自在に配設され、該スクリュー２
０の後端（図における右端）が支持部材５によって回転
自在に支持される。

【０００５】該支持部材５には減速機構付きの計量用モ
ータ６が取り付けられ、該計量用モータ６の回転がタイ
ミングベルト７ａを介して前記スクリュー２０に伝達さ
れるようになっている。また、スクリュー２０と平行に
ねじ軸８が回転自在に支持されるとともに、該ねじ軸８
の後端はタイミングベルト７ｂを介して減速機構付きの
射出用モータ９に連結され、該射出用モータ９によって
ねじ軸８を回転させることができるようになっている。
そして、該ねじ軸８の前端は支持部材５に固定されたナ
ット５ａと螺（ら）合させられる。したがって、前記射
出用モータ９を駆動し、タイミングベルト７ｂを介して
ねじ軸８を回転させることによって、ナット５ａを軸方
向に移動させることができる。

【０００６】前記構成の射出装置２において、計量工程
時に、計量用モータ６を駆動し、タイミングベルト７ａ
を介してスクリュー２０を回転させ、該スクリュー２０
を所定量だけ後退（図における右方に移動）させると、
ホッパ２１ｂから樹脂が供給され、該樹脂は、加熱シリ
ンダ２１内において加熱され溶融させられ、スクリュー
２０の後退に伴って該スクリュー２０の前方に溜（た）
められる。

【０００７】また、射出工程時に、射出用モータ９を駆
動し、タイミングベルト７ｂを介してねじ軸８を回転さ
せる。このとき、前記ナット５ａ及び支持部材５は前記
ねじ軸８の回転に伴って移動させられ、前記スクリュー
２０を前進（図における左方に移動）させるので、該ス
クリュー２０の前方に溜められた樹脂は射出ノズル２１
ａから射出される。

【０００８】ところが、前記射出装置２においては、射
出及び計量に伴って計量用モータ６及び射出用モータ９
をそれぞれ駆動させる必要があり、また、計量用モータ
６及び射出用モータ９の回転が減速機構、プーリ等を介
してスクリュー２０に伝達されるようになっているの
で、機械効率が低くなるとともに、イナーシャが大きく
なってしまう。その結果、射出工程において射出速度を
立ち上げたり、変更したりするのに必要な時間が長くな
るとともに、射出速度を立ち上げたり、変更したりする
のに必要なトルクが大きくなってしまう。また、射出工
程から保圧工程への切換えに必要な時間も長くなってし
まう。

【０００９】そこで、スクリューと射出用モータ及び計
量用モータとを同一軸上に配設したビルトインモータ型
射出装置が提供されている。図３は従来のビルトインモ
ータ型射出装置の断面図である。図において、１２は加
熱シリンダであり、該加熱シリンダ１２の前端（図にお
ける左端）に射出ノズル１２ａが配設される。前記加熱
シリンダ１２内には、スクリュー２２が進退（図におけ
る左右方向に移動）自在にかつ回転自在に配設される。

【００１０】そして、該スクリュー２２は、前端にスク
リューヘッド２２ａを有するとともに、前記加熱シリン
ダ１２内を後方（図における右方）に延び、後端（図に
おける右端）において、第１スプライン軸６３と連結さ
れる。したがって、計量工程時に、前記スクリュー２２
を回転させながら所定量だけ後退（図における右方に移
動）させると、図示されないホッパからペレット状の樹
脂が供給され、該樹脂は、加熱シリンダ１２内において
加熱され溶融させられ、スクリュー２２の後退に伴って
スクリューヘッド２２ａの前方（図における左方）に溜
められる。

【００１１】また、射出工程時に、前記スクリュー２２
を前進（図における左方に移動）させると、前記スクリ
ューヘッド２２ａの前方に溜められた樹脂は、射出ノズ
ル１２ａから射出され、図示されない金型装置のキャビ
ティ空間に充填される。ところで、前記加熱シリンダ１
２の後端にはケーシング１１が固定され、該ケーシング
１１の前方部に計量用モータ４４が、後方部に射出用モ
ータ４５が、互いに同一軸上に配設される。前記計量用
モータ４４はステータ４６及びロータ４７から成り、前
記射出用モータ４５はステータ４８及びロータ４９から
成る。

【００１２】前記ロータ４７は、ケーシング１１に対し
て回転自在に支持される。そのために、ロータ４７に中
空の第１ロータシャフト５６が嵌（かん）入されて固定
されるとともに、該第１ロータシャフト５６はベアリン
グ５１、５２によって支持される。一方、前記ロータ４
９もケーシング１１に対して回転自在に支持される。そ
のために、ロータ４９に中空の第２ロータシャフト５７
が嵌入されて固定され、該第２ロータシャフト５７はベ
アリング５３、５４によって支持される。

【００１３】ところで、前記計量用モータ４４を駆動す
ることによって、スクリュー２２を回転させながら後退
させることができる。そのために、前記第１ロータシャ
フト５６の前端の内周に第１スプラインナット６２が固
定され、該第１スプラインナット６２と第１スプライン
軸６３とがスプライン連結され、該第１スプライン軸６
３の前端に前記スクリュー２２が固定される。したがっ
て、前記計量用モータ４４を駆動してロータ４７を回転
させると、該ロータ４７の回転がスクリュー２２に伝達
され、該スクリュー２２を回転させる。このとき、第１
スプラインナット６２に対して第１スプライン軸６３が
相対的に後退させられ、スクリュー２２も後退させられ
る。なお、該スクリュー２２を後退させるときに、樹脂
が発生させる圧力に抗してスクリュー２２に背圧が加え
られる。

【００１４】一方、前記射出用モータ４５を駆動するこ
とによって、前記スクリュー２２を回転させることなく
前進させることができる。そのために、前記第２ロータ
シャフト５７の後端に環状のベアリングリテーナ６４が
固定され、該ベアリングリテーナ６４の内周にボールね
じ軸６５が嵌入されて固定される。そして、該ボールね
じ軸６５はケーシング１１に対して回転自在に支持され
る。すなわち、ボールねじ軸６５は、ベアリングリテー
ナ６４を介してベアリング６６によって、また、該ベア
リング６６より後方に配設されたベアリング６７によっ
て、ケーシング１１に対して支持される。

【００１５】そして、前記第２ロータシャフト５７内に
ボールナット６９が進退自在に配設され、該ボールナッ
ト６９とボールねじ軸６５とが螺合させられる。したが
って、ロータ４９の回転は第２ロータシャフト５７及び
ベアリングリテーナ６４を介してボールねじ軸６５に伝
達され、前記ボールナット６９及びボールねじ軸６５に
よって回転運動が直線運動に変換され、その結果、ボー
ルナット６９が進退させられる。

【００１６】また、該ボールナット６９がボールねじ軸
６５と共に回転することがないように、前記ボールナッ
ト６９の前端に中空の第２スプライン軸７１が固定さ
れ、該第２スプライン軸７１と、前記ケーシング１１に
固定された第２スプラインナット７６とがスプライン連
結される。そして、前記第２スプライン軸７１の前端に
ベアリングボックス７２が固定され、該ベアリングボッ
クス７２内の前方にスラストベアリング７３が、後方に
ベアリング７４が配設される。したがって、前記第１ス
プライン軸６３は、スラストベアリング７３及びベアリ
ング７４によって、第２スプライン軸７１及びボールナ
ット６９に対して相対的に回転自在に支持される。

【００１７】この場合、計量用モータ４４及び射出用モ
ータ４５の回転は、減速機構、プーリ等を介することな
くスクリュー２２に伝達されるようになっているので、
その分、機械効率を高くし、イナーシャを小さくするこ
とができる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の射出装置においては、計量用モータ４４と射出用モ
ータ４５とが同一軸上に配設されるので、射出装置の軸
方向寸法が大きくなってしまう。また、射出装置の軸方
向寸法を小さくしようとすると、計量用モータ４４及び
射出用モータ４５の外径が大きくなり、イナーシャが大
きくなってしまう。

【００１９】本発明は、前記従来の射出装置の問題点を
解決して、機械効率を高くし、イナーシャを小さくする
ことができるとともに、軸方向寸法を小さくすることが
できるビルトインモータ型射出装置を提供することを目
的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のビ
ルトインモータ型射出装置においては、シリンダ部材
と、該シリンダ部材内において進退自在に配設された射
出部材と、中空のロータシャフトを備えた射出用モータ
と、前記ロータシャフトを支持するフレームと、前記射
出部材に対して相対的に回転自在に連結され、前記射出
用モータの回転が伝達される回転伝達部、及び回転運動
を直線運動に変換する運動方向変換部を備え、回転が伝
達されるのに伴って進退させられる伝動軸と、前記フレ
ームに固定され、前記運動方向変換部において前記伝動
軸と螺合させられるナットと、前記射出部材を回転させ
る計量用モータとを有する。そして、前記射出部材と伝
動軸とは、同一軸上に配設され、相対的に回転自在に、
かつ、シリンダ部材内の圧力が伝動軸に伝達されるよう
に連結される。また、該伝動軸は射出用モータのロータ
の内側において進退させられる。

【００２１】本発明の他のビルトインモータ型射出装置
においては、さらに、前記射出用モータ及び伝動軸は、
前記射出部材と同一軸上に配設される。本発明の更に他
のビルトインモータ型射出装置においては、さらに、前
記射出用モータは、射出部材と互いに異なる軸上に配設
される。

【００２２】本発明の更に他のビルトインモータ型射出
装置においては、さらに、前記計量用モータは前記射出
部材と同一軸上に配設される。本発明の更に他のビルト
インモータ型射出装置においては、さらに、前記計量用
モータと射出部材とは、異なる軸上に配設され、伝動手
段を介して連結される。

【００２３】本発明の更に他のビルトインモータ型射出
装置においては、さらに、前記伝動軸はボールねじ軸部
及びスプライン軸部から成る。

【００２４】本発明の更に他のビルトインモータ型射出
装置においては、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に
おいて進退自在に配設されたスクリューと、中空のロー
タシャフトを備えた射出用モータと、前記ロータシャフ
トを支持するフレームと、前記スクリューに対して相対
的に回転自在に連結され、前記射出用モータの回転が伝
達される回転伝達部、及び回転運動を直線運動に変換す
る運動方向変換部を備え、回転が伝達されるのに伴って
進退させられる伝動軸と、前記フレームに固定され、前
記運動方向変換部において前記伝動軸と螺合させられる
ナットと、前記スクリューを回転させる計量用モータと
を有する。そして、前記スクリューと前記伝動軸とは、
同一軸上に配設され、相対的に回転自在に、かつ、加熱
シリンダ内の圧力が伝動軸に伝達されるように連結され
る。また、該伝動軸は射出用モータのロータの内側にお
いて進退させられる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の
第１の実施の形態におけるビルトインモータ型射出装置
の断面図、図４は射出特性の比較図である。なお、図４
において、横軸に時間を、縦軸に射出速度を採ってあ
る。

【００２６】図１において、１２はシリンダ部材として
の加熱シリンダであり、該加熱シリンダ１２の前端（図
１における左端）に射出ノズル１２ａが配設される。前
記加熱シリンダ１２内には、射出部材としてのスクリュ
ー２２が進退（図１における左右方向に移動）自在にか
つ回転自在に配設される。そして、該スクリュー２２
は、前端にスクリューヘッド２２ａを有するとともに、
前記加熱シリンダ１２内を後方（図１における右方）に
延び、後端（図１における右端）においてベアリングボ
ックス１３に固定される。また、前記スクリュー２２の
周囲には螺旋状のフライト２３が形成され、該フライト
２３間に溝２６が形成される。

【００２７】そして、前記加熱シリンダ１２における設
定された箇所には図示されない樹脂供給口が形成され、
該樹脂供給口に図示されないホッパが固定される。前記
樹脂供給口は、スクリュー２２を加熱シリンダ１２内に
おける最も前方（図１における左方）に置いた状態にお
いて、前記溝２６の後端部に対応する箇所に形成され
る。

【００２８】したがって、計量工程時に、前記スクリュ
ー２２を回転させながら所定量だけ後退（図における右
方に移動）させると、前記ホッパ内からペレット状の樹
脂が供給され、該樹脂は、加熱シリンダ１２内に進入
し、溝２６内を前進させられる。また、前記加熱シリン
ダ１２の周囲には図示されないヒータが配設され、該ヒ
ータによって加熱シリンダ１２を加熱し、前記溝２６内
の樹脂を溶融させることができるようになっている。し
たがって、スクリュー２２を回転させながら所定量だけ
後退させると、前記スクリューヘッド２２ａの前方に１
ショット分の溶融させられた樹脂が溜められる。

【００２９】次に、射出工程時に、前記スクリュー２２
を回転させることなく前進（図１における左方に移動）
させると、前記スクリューヘッド２２ａの前方に溜めら
れた樹脂は、射出ノズル１２ａから射出され、図示され
ない金型装置のキャビティ空間に充填される。ところ
で、前記加熱シリンダ１２の後方には、前記スクリュー
２２を回転させたり進退させたりするための駆動部１５
が配設される。該駆動部１５は、フレーム１７、該フレ
ーム１７に対して移動自在に配設された計量用モータ８
１、及び前記フレーム１７に固定された射出用モータ８
２を備え、該射出用モータ８２とスクリュー２２とが同
一軸上に配設される。

【００３０】前記フレーム１７には、前記スクリュー２
２と平行に延びる案内バー８３が配設され、該案内バー
８３に沿って前記計量用モータ８１が移動させられる。
そのために、支持板８４が前記案内バー８３に対して摺
（しゅう）動自在に配設され、前記支持板８４に計量用
モータ８１が取り付けられる。また、前記計量用モータ
８１の出力軸８５に駆動側プーリ８６が、前記ベアリン
グボックス１３のボックス本体８７の外周に従動側プー
リ８８がそれぞれ固定され、前記駆動側プーリ８６と従
動側プーリ８８との間にタイミングベルト８９が張設さ
れる。なお、駆動側プーリ８６、従動側プーリ８８及び
タイミングベルト８９によって、ベアリングボックス１
３と計量用モータ８１とを連結する伝動手段が構成され
る。

【００３１】一方、前記射出用モータ８２は、前記フレ
ーム１７に固定されたステータ９１、及び該ステータ９
１の内周側に配設されたロータ９２から成り、該ロータ
９２はフレーム１７に対して回転自在に支持される。そ
のために、前記ロータ９２に中空のロータシャフト９３
が嵌入されて固定され、該ロータシャフト９３の両端が
ベアリング９４、９５によってフレーム１７にそれぞれ
支持される。

【００３２】また、前記ベアリングボックス１３内にベ
アリング９６、９７が配設され、該ベアリング９６、９
７によってスクリュー２２と伝動軸としてのボールねじ
軸・スプライン軸ユニット９８とが相対的に回転自在に
連結され、前記フレーム１７に荷重計１０５を介して固
定されたボールナット９９と前記ボールねじ軸・スプラ
イン軸ユニット９８の前半部に形成されたボールねじ軸
部９８ａとが螺合させられる。なお、該ボールねじ軸部
９８ａによって、回転運動を直線運動に変換する運動方
向変換部が構成される。

【００３３】したがって、計量工程において、前記計量
用モータ８１を駆動すると、該計量用モータ８１の回転
が駆動側プーリ８６、タイミングベルト８９、ボックス
本体８７及びスクリュー２２に順に伝達され、スクリュ
ー２２が回転させられる。この場合、スクリュー２２と
ボールねじ軸・スプライン軸ユニット９８とはベアリン
グボックス１３を介して相対的に回転自在に連結されて
いるので、ボックス本体８７に伝達された回転はボール
ねじ軸・スプライン軸ユニット９８には伝達されない
が、加熱シリンダ１２内の樹脂の圧力がベアリングボッ
クス１３を介してボールねじ軸・スプライン軸ユニット
９８に伝達される。したがって、ボールねじ軸・スプラ
イン軸ユニット９８は回転しながら後退し、これに伴っ
てスクリュー２２を回転させかつ後退させる。なお、該
スクリュー２２を後退させるときに、樹脂の圧力に抗し
てスクリュー２２に背圧が加えられる。

【００３４】一方、前記射出用モータ８２において、ス
テータ９１に所定の周波数の電流を供給することによっ
て、前記スクリュー２２を回転させることなく前進させ
ることができる。そのために、前記ロータシャフト９３
の内側のほぼ中央に環状の係止部材１０１が固定され、
該係止部材１０１の内周に形成されたスプライン１０２
と前記ボールねじ軸・スプライン軸ユニット９８の後半
部の外周に形成されたスプライン軸部９８ｂとが係合さ
せられる。なお、該スプライン軸部９８ｂによって、射
出用モータ８２の回転が伝達される回転伝達部が構成さ
れる。

【００３５】したがって、射出工程において、前記射出
用モータ８２を駆動すると、該射出用モータ８２の回転
がロータシャフト９３、係止部材１０１及びボールねじ
軸・スプライン軸ユニット９８に順に伝達される。そし
て、前記ボールナット９９がフレーム１７に固定されて
いるので、ボールねじ軸・スプライン軸ユニット９８は
回転させられるとともに前進させられ、スクリュー２２
を回転させることなく前進させる。また、このとき、ボ
ールねじ軸・スプライン軸ユニット９８に加わる射出力
は、ボールナット９９を介して荷重計１０５に伝達さ
れ、該荷重計１０５によって検出される。

【００３６】なお、前記ボールねじ軸・スプライン軸ユ
ニット９８は軸方向においてストロークＳだけ進退させ
られる。このように、射出用モータ８２の回転が減速機
構、プーリ等を介することなくボールねじ軸・スプライ
ン軸ユニット９８に直接伝達されるようになっているの
で、機械効率を高くすることができるとともに、イナー
シャを小さくすることができる。その結果、図４に示さ
れるように、射出工程において射出速度を立ち上げた
り、変更したりするのに必要な時間を短くすることがで
きるとともに、射出速度を立ち上げたり、変更したりす
るのに必要なトルクを小さくすることができる。また、
射出工程から保圧工程への切換えに必要な時間を短くす
ることができる。なお、図４において、Ｌ１は図２に示
される射出装置の射出特性を示すライン、Ｌ２は図３に
示されるビルトインモータ型射出装置の射出特性を示す
ライン、Ｌ３は図１に示されるビルトインモータ型射出
装置の射出特性を示すラインである。

【００３７】このように、前記係止部材１０１がロータ
シャフト９３のほぼ中央に配設されるので、ロータ９２
の内側においてスプライン軸部９８ｂを進退させること
ができる。また、計量用モータ８１の回転をスクリュー
２２に伝達するための駆動側プーリ８６、従動側プーリ
８８及びタイミングベルト８９を、軸方向においてベア
リングボックス１３と重ねて配設することができる。し
たがって、ビルトインモータ型射出装置の軸方向寸法を
小さくすることができる。

【００３８】なお、本実施の形態においては、計量用モ
ータ８１とボールねじ軸・スプライン軸ユニット９８と
を異なる軸上に配設するようになっているが、射出用モ
ータ、ボールねじ軸・スプライン軸ユニット、及びスク
リューを互いに異なる軸上に配設することもできる。次
に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

【００３９】図５は本発明の第２の実施の形態における
ビルトインモータ型射出装置の断面図である。図におい
て、１１１はケーシングであり、該ケーシング１１１の
前方部（図における左方部）に計量用モータ１４４が、
後方部（図における右方部）に射出用モータ１４５が、
互いに同一軸上に配設される。前記計量用モータ１４４
はステータ１４６及びロータ１４７から成り、前記射出
用モータ１４５はステータ１４８及びロータ１４９から
成る。

【００４０】前記ロータ１４７は、ケーシング１１１に
対して回転自在に支持される。そのために、ロータ１４
７に中空の第１ロータシャフト１５６が嵌入されて固定
されるとともに、該第１ロータシャフト１５６はベアリ
ング１５１、１５２によってケーシング１１１に対して
回転自在に支持される。一方、前記ロータ１４９もケー
シング１１１に対して回転自在に支持される。そのため
に、ロータ１４９に中空の第２ロータシャフト１５７が
嵌入されて固定され、該第２ロータシャフト１５７はベ
アリング１５３、１５４によってケーシング１１１に対
して回転自在に支持される。

【００４１】ところで、計量工程において、前記計量用
モータ１４４を駆動することによって、射出部材として
の図示されないスクリューを回転させながら後退させる
ことができる。そのために、前記第１ロータシャフト１
５６の前端に筒状のスプラインスリーブ１６２及び筒状
のガイド１１２が取り付けられ、該ガイド１１２内にベ
アリングボックス１１３が摺動自在に配設され、該ベア
リングボックス１１３とスクリューとがロッド１１４を
介して連結される。そして、前記スプラインスリーブ１
６２は前記第１ロータシャフト１５６の前端部からほぼ
中央にかけて延び、前記スプラインスリーブ１６２と前
記ベアリングボックス１１３の後端に形成されたスプラ
イン軸部１６３とがスプライン連結される。したがっ
て、前記計量用モータ１４４を駆動してロータ１４７を
回転させると、該ロータ１４７の回転がスクリューに伝
達され、該スクリューを回転させる。このとき、スプラ
インスリーブ１６２に対してスプライン軸部１６３が相
対的に後退させられ、スクリューも後退させられる。こ
のようにして、計量を行うことができる。なお、該スク
リューを後退させるときに、樹脂が発生させる圧力に抗
してスクリューに背圧が加えられる。

【００４２】一方、射出工程において、前記射出用モー
タ１４５を駆動することによって、前記スクリューを回
転させることなく前進させることができる。そのため
に、前記ベアリングボックス１１３内にベアリング１６
６、１６７及びスラストベアリング１６８が配設され、
前記ベアリング１６６、１６７によって伝動軸としての
ボールねじ軸・スプライン軸ユニット１６５の前端が回
転自在に支持され、前記スラストベアリング１６８によ
ってスラスト荷重が受けられる。また、第１ロータシャ
フト１５６の後端と前記第２ロータシャフト１５７の前
端との間に、ボールナット１６９がケーシング１１１に
固定され、ボールナット１６９とボールねじ軸・スプラ
イン軸ユニット１６５の前半部に形成されたボールねじ
軸部１２３とが螺合させられる。さらに、前記第２ロー
タシャフト１５７の後端に筒状の係止部材１２１が取り
付けられ、該係止部材１２１は、前記第２ロータシャフ
ト１５７の後端部からほぼ中央にかけて延び、内周の前
端にスプライン１２２が形成される。そして、該スプラ
イン１２２を介して前記係止部材１２１とボールねじ軸
・スプライン軸ユニット１６５の後半部に形成されたス
プライン軸部１２４とがスプライン連結される。すなわ
ち、ボールねじ軸・スプライン軸ユニット１６５は、前
端において、ベアリングボックス１１３及び第１ロータ
シャフト１５６を介してベアリング１５１によって、後
端において、係止部材１２１及び第２ロータシャフト１
５７を介してベアリング１５４によって、ケーシング１
１１に対して回転自在に支持される。なお、前記スプラ
イン軸部１２４によって、射出用モータ１４５の回転が
伝達される回転伝達部が構成される。また、ボールねじ
軸部１２３によって、回転運動を直線運動に変換する運
動方向変換部が構成される。

【００４３】そして、前記第２ロータシャフト１５７の
後端にはエンドキャップ１３１が固定され、該エンドキ
ャップ１３１は前記第２ロータシャフト１５７内を密閉
し、第２ロータシャフト１５７内に異物等が進入するの
を防止する。さらに、前記エンドキャップ１３１にエン
コーダ１３２が取り付けられ、該エンコーダ１３２によ
ってボールねじ軸・スプライン軸ユニット１６５の回転
数が直接検出される。したがって、図示されない制御部
において、前記ボールねじ軸・スプライン軸ユニット１
６５の回転数に基づいてボールねじ軸・スプライン軸ユ
ニット１６５の位置を算出することができる。

【００４４】この場合、ロータ１４９の回転は第２ロー
タシャフト１５７、係止部材１２１を介してボールねじ
軸・スプライン軸ユニット１６５に伝達され、前記ボー
ルナット１６９及びボールねじ軸部１２３によって回転
運動が直線運動に変換され、ボールねじ軸・スプライン
軸ユニット１６５が進退させられる。したがって、前記
射出用モータ１４５を駆動してロータ１４９を回転させ
ることによって、ボールねじ軸・スプライン軸ユニット
１６５を前進させ、スクリューを回転させることなく前
進させることができる。このようにして、射出を行うこ
とができる。

【００４５】この場合、計量用モータ１４４及び射出用
モータ１４５の回転は、図示されない減速機構、プーリ
等を介することなくスクリューに伝達されるので、その
分、機械効率を高くし、イナーシャを小さくすることが
できる。このように、前記スプライン１２２がロータ１
４９のほぼ中央に配設されるので、ロータ１４９の内側
においてスプライン軸部１２４を進退させることができ
る。また、計量用モータ１４４の回転をスクリューに伝
達するためのスプラインスリーブ１６２及びスプライン
軸部１６３を、軸方向においてボールねじ軸部１２３と
重ねて配設することができるので、ビルトインモータ型
射出装置の軸方向寸法を小さくすることができる。

【００４６】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。なお、第２の実施の形態と同じ構造を有する
ものについては、同じ符号を付与することによってその
説明を省略する。図６は本発明の第３の実施の形態にお
けるビルトインモータ型射出装置の断面図である。

【００４７】図において、２１０はケーシングであり、
該ケーシング２１０は、フロントケース２２１、センタ
ケース２２２及びリヤケース２２３から成り、該リヤケ
ース２２３は、筒状部２２６及び該筒状部２２６の両端
を覆うエンドプレート２２４、２２５から成る。そし
て、前記センタケース２２２の前端（図における左端）
に計量用モータ２０１が、前記リヤケース２２３内に射
出用モータ１４５が配設される。なお、前記計量用モー
タ２０１と射出部材としての図示されないスクリューと
は異なる平行な軸上に配設され、前記射出用モータ１４
５と前記スクリューとは同一軸上に配設される。また、
前記センタケース２２２の前端には、スプラインナット
２１１がベアリング２１３、２１４によって回転自在に
支持され、前記スプラインナット２１１の後端（図にお
ける右端）の内周面にスプライン２１２が形成される。
そして、前記計量用モータ２０１の出力軸２０２に駆動
側ギヤ２０３が取り付けられ、該駆動側ギヤ２０３と前
記フロントケース２２１に回転自在に支持されたアイド
ルギヤ２０４とが噛（し）合させられる。また、前記ス
プラインナット２１１の前端に従動側ギヤ２０５が取り
付けられ、該従動側ギヤ２０５と前記アイドルギヤ２０
４とが噛合させられる。したがって、前記計量用モータ
２０１を駆動することによって発生させられた回転は、
駆動側ギヤ２０３、アイドルギヤ２０４及び従動側ギヤ
２０５を介してスプラインナット２１１に伝達される。

【００４８】また、前記従動側ギヤ２０５及びスプライ
ンナット２１１より内側にベアリングボックス２３１が
配設され、該ベアリングボックス２３１の外周面にスプ
ライン２３２が形成され、前記ベアリングボックス２３
１と前記スプラインナット２１１とがスプライン連結さ
れる。なお、前記駆動側ギヤ２０３、アイドルギヤ２０
４及び従動側ギヤ２０５によって、ベアリングボックス
２３１と計量用モータ２０１とを連結する伝動手段が構
成される。

【００４９】一方、前記射出用モータ１４５を駆動する
ことによって、前記スクリューを回転させることなく前
進させることができる。そのために、前記ベアリングボ
ックス２３１内にベアリング１６６、１６７及びスラス
トベアリング１６８が配設され、前記ベアリング１６
６、１６７によって伝動軸としてのボールねじ軸・スプ
ライン軸ユニット１６５の前端が回転自在に支持され、
前記スラストベアリング１６８によってスラスト荷重が
受けられる。また、前記センタケース２２２の後端と第
２ロータシャフト１５７の前端との間に、ボールナット
１６９がセンタケース２２２に固定され、ボールナット
１６９とボールねじ軸・スプライン軸ユニット１６５の
前半部に形成されたボールねじ軸部１２３とが螺合させ
られる。なお、ボールねじ軸部１２３によって、回転運
動を直線運動に変換する運動方向変換部が構成される。

【００５０】したがって、計量工程において、前記計量
用モータ２０１を駆動すると、該計量用モータ２０１の
回転が駆動側ギヤ２０３、アイドルギヤ２０４、スプラ
インナット２１１、ベアリングボックス２３１及びロッ
ド１１４を介してスクリューに順に伝達され、スクリュ
ーが回転させられる。この場合、スクリューとボールね
じ軸・スプライン軸ユニット１６５とはベアリングボッ
クス２３１を介して相対的に回転自在に連結されている
ので、ベアリングボックス２３１に伝達された回転はボ
ールねじ軸・スプライン軸ユニット１６５には伝達され
ないが、加熱シリンダ内の樹脂の圧力がベアリングボッ
クス２３１を介してボールねじ軸・スプライン軸ユニッ
ト１６５に伝達される。したがって、ボールねじ軸・ス
プライン軸ユニット１６５は回転しながら後退し、これ
に伴ってスクリューが後退させられる。なお、該スクリ
ューを後退させるときに、樹脂の圧力に抗してスクリュ
ーに背圧が加えられる。

【００５１】一方、射出工程においては、前記射出用モ
ータ１４５を駆動すると、該射出用モータ１４５の回転
が第２ロータシャフト１５７、係止部材１２１及びボー
ルねじ軸・スプライン軸ユニット１６５に順に伝達され
る。そして、前記ボールナット１６９がセンタケース２
２２に固定されているので、ボールねじ軸・スプライン
軸ユニット１６５は回転させられるとともに前進させら
れ、スクリューを回転させることなく前進させる。

【００５２】スプライン１２２が第２ロータシャフト１
５７のほぼ中央に配設されるので、ロータ１４９の内側
においてスプライン軸部１２４を進退させることができ
る。また、計量用モータ２０１の回転をスクリューに伝
達するための駆動側ギヤ２０３、アイドルギヤ２０４、
従動側ギヤ２０５及びスプラインナット２１１を、軸方
向においてベアリングボックス２３１と重ねて配設する
ことができるので、ビルトインモータ型射出装置の軸方
向寸法を小さくすることができる。なお、前記スプライ
ン軸部１２４によって、射出用モータ１４５の回転が伝
達される回転伝達部が構成される。

【００５３】前記各実施の形態においては、射出部材と
してスクリューを使用しているが、スクリューに代えて
プランジャを使用することもできる。なお、本発明は前
記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨
に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを
本発明の範囲から排除するものではない。

【００５４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ビルトインモータ型射出装置においては、シリン
ダ部材と、該シリンダ部材内において進退自在に配設さ
れた射出部材と、中空のロータシャフトを備えた射出用
モータと、前記ロータシャフトを支持するフレームと、
前記射出部材に対して相対的に回転自在に連結され、前
記射出用モータの回転が伝達される回転伝達部、及び回
転運動を直線運動に変換する運動方向変換部を備え、回
転が伝達されるのに伴って進退させられる伝動軸と、前
記フレームに固定され、前記運動方向変換部において前
記伝動軸と螺合させられるナットと、前記射出部材を回
転させる計量用モータとを有する。そして、前記射出部
材と伝動軸とは、同一軸上に配設され、相対的に回転自
在に、かつ、シリンダ部材内の圧力が伝動軸に伝達され
るように連結される。また、該伝動軸は射出用モータの
ロータの内側において進退させられる。

【００５５】この場合、射出用モータの回転が減速機
構、プーリ等を介することなく伝動軸に直接伝達される
ようになっているので、機械効率を高くすることができ
るとともに、イナーシャを小さくすることができる。そ
の結果、射出工程において、射出速度を立ち上げたり、
変更したりするのに必要な時間を短くすることができる
とともに、射出速度を立ち上げたり、変更したりするの
に必要なトルクを小さくすることができる。また、射出
工程から保圧工程への切換えに必要な時間を短くするこ
とができる。

【００５６】そして、伝動軸は射出用モータのロータの
内側において進退させられるので、ビルトインモータ型
射出装置の軸方向寸法を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるビルトイン
モータ型射出装置の断面図である。

【図２】従来の電動射出成形機の射出装置の概略図であ
る。

【図３】従来のビルトインモータ型射出装置の断面図で
ある。

【図４】射出特性の比較図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態におけるビルトイン
モータ型射出装置の断面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態におけるビルトイン
モータ型射出装置の断面図である。

【符号の説明】

１２加熱シリンダ２２スクリュー８１、１４４、２０１計量用モータ８２、１４５射出用モータ８６駆動側プーリ８８従動側プーリ８９タイミングベルト９２、１４９ロータ９８、１６５ボールねじ軸・スプライン軸ユニット９８ａ、１２３ボールねじ軸部９８ｂ、１２４スプライン軸部２０３駆動側ギヤ２０４アイドルギヤ２０５従動側ギヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平８−39631（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−266218（ＪＰ，Ａ) 特開平９−174627（ＪＰ，Ａ) 特開平９−174626（ＪＰ，Ａ) 特開平９−174625（ＪＰ，Ａ) 特開平８−197595（ＪＰ，Ａ) 特開平６−99466（ＪＰ，Ａ) 特開平６−91709（ＪＰ，Ａ) 特開平５−34337（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/74

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）シリンダ部材と、（ｂ）該シリンダ部材内において進退自在に配設された
射出部材と、（ｃ）中空のロータシャフトを備えた射出用モータと、（ｄ）前記ロータシャフトを支持するフレームと、（ｅ）前記射出部材に対して相対的に回転自在に連結さ
れ、前記射出用モータの回転が伝達される回転伝達部、
及び回転運動を直線運動に変換する運動方向変換部を備
え、回転が伝達されるのに伴って進退させられる伝動軸
と、（ｆ）前記フレームに固定され、前記運動方向変換部に
おいて前記伝動軸と螺合させられるナットと、（ｇ）前記射出部材を回転させる計量用モータとを有す
るとともに、（ｈ）前記射出部材と伝動軸とは、同一軸上に配設さ
れ、相対的に回転自在に、かつ、シリンダ部材内の圧力
が伝動軸に伝達されるように連結され、（ｉ）該伝動軸は射出用モータのロータの内側において
進退させられることを特徴とするビルトインモータ型射
出装置。
【請求項２】前記射出用モータ及び伝動軸は、前記射
出部材と同一軸上に配設される請求項１に記載のビルト
インモータ型射出装置。
【請求項３】前記射出用モータは、射出部材と互いに
異なる軸上に配設される請求項１に記載のビルトインモ
ータ型射出装置。
【請求項４】前記計量用モータは前記射出部材と同一
軸上に配設される請求項１に記載のビルトインモータ型
射出装置。
【請求項５】前記計量用モータと射出部材とは、異な
る軸上に配設され、伝動手段を介して連結される請求項
１に記載のビルトインモータ型射出装置。
【請求項６】前記伝動軸はボールねじ軸部及びスプラ
イン軸部から成る請求項１に記載のビルトインモータ型
射出装置。
【請求項７】（ａ）加熱シリンダと、（ｂ）該加熱シリンダ内において進退自在に配設された
スクリューと、（ｃ）中空のロータシャフトを備えた射出用モータと、（ｄ）前記ロータシャフトを支持するフレームと、（ｅ）前記スクリューに対して相対的に回転自在に連結
され、前記射出用モータの回転が伝達される回転伝達
部、及び回転運動を直線運動に変換する運動方向変換部
を備え、回転が伝達されるのに伴って進退させられる伝
動軸と、（ｆ）前記フレームに固定され、前記運動方向変換部に
おいて前記伝動軸と螺合させられるナットと、（ｇ）前記スクリューを回転させる計量用モータとを有
するとともに、（ｈ）前記スクリューと前記伝動軸とは、同一軸上に配
設され、相対的に回転自在に、かつ、加熱シリンダ内の
圧力が伝動軸に伝達されるように連結され、（ｉ）該伝動軸は射出用モータのロータの内側において
進退させられることを特徴とするビルトインモータ型射
出装置。