JP3725323B2 - 駆動モータ及び成形機用駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二種類の運動を出力する駆動モータ及びこの駆動モータを利用した成形機用駆動装置に関する。
【０００２】
【従来技術及び課題】
従来、成形材料を可塑化溶融する可塑化装置と、溶融した樹脂を成形用金型に射出充填する射出装置を別体に備えるいわゆるプリプラ式射出成形機は、特開平８−２５４３７号公報で知られている。
【０００３】
この種のプリプラ式射出成形機では、成形材料がホッパーから可塑化装置に備える加熱シリンダの内部に供給され、供給された成形材料は内蔵するスクリュの回転により可塑化溶融される。溶融した樹脂は、加熱シリンダの先端における樹脂出口から、樹脂通路部を通して射出装置に備える射出シリンダの先端内部に供給され、供給された樹脂は当該射出シリンダの内部に計量蓄積される。計量に伴って射出プランジャは後退するため、計量が終了したなら射出プランジャを前進させることにより、樹脂は金型キャビティ内に射出充填される。
【０００４】
ところで、プリプラ式射出成形機では、射出時に、計量された樹脂が樹脂通路部を逆流して加熱シリンダの内部に流入する問題を生ずるため、樹脂通路部に当該樹脂通路部を閉塞又は開放する弁部を付設し、計量時には当該弁部を開いて樹脂を通過させるとともに、射出時には当該弁部を閉じることにより樹脂通路部を遮断し、当該樹脂通路部における樹脂の逆流を防止していた。
【０００５】
しかし、このような従来のプリプラ式射出成形機は、樹脂通路部に弁部及びこの弁部を開閉駆動する駆動部を付設していたため、樹脂通路部の内部に特殊な構造及び形状を設ける必要があるとともに、当該弁部を開閉駆動する油圧シリンダ等の専用の駆動部が必要になるなど、樹脂通路部の構造が複雑化し、信頼性の低下及び成形機全体のコストアップを招く問題があった。
【０００６】
また、一般に、電動式の成形機等において、可動部を二種類の異なる運動により駆動する場合には、各駆動系単位で一つの駆動モータが必要になるとともに、さらに可動部を進退方向へ移動させる駆動系では、駆動モータの他に当該駆動モータの回転運動を直進運動に変換するボールネジ機構等の運動変換機構が必要になるため、部品点数の増加による全体構造の複雑化及び大型化、さらには信頼性の低下及び全体のコストアップを招く問題があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、部品点数の削減による全体構造の簡略化及び小型化、さらには信頼性向上及び全体のコストダウンを図ることができる駆動モータ及び成形機用駆動装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明に係る駆動モータ１は、ケーシング２に回動自在かつ軸方向Ｄｓへ所定ストロークＸｓだけ変位自在に支持されたシャフト３を有し、当該シャフト３の一部を利用して当該シャフト３を回転させるロータリモータ部Ｍｒを構成するとともに、当該シャフト３の他部を利用して当該シャフト３を軸方向Ｄｓへ変位させる電磁プランジャ部Ｍｐを構成し、ロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐをケーシング２に一体に内蔵してなる駆動モータにおいて、シャフト３に固定した一又は二以上の磁性吸引盤１３（１３ａ，１３ｂ）と、ケーシング２に固定した基盤部１６から磁性吸引盤１３（１３ａ，１３ｂ）に対向して突出した複数のコア部１７…を有し、各コア部１７…にそれぞれコイル部１８…を巻回し、かつ磁性吸引盤１３（１３ａ，１３ｂ）の前後に配することにより、当該磁性吸引盤１３（１３ａ，１３ｂ）を吸引可能な一組又は二組以上の電磁石盤１４（１４ａ，１４ｂ），１５とを有する電磁プランジャ部Ｍｐを備えることを特徴とする。
【０００９】
この場合、磁性吸引盤１３（１３ａ，１３ｂ）は、巻回した吸着体６３を基盤部６２の一面に設けた収容部６２ｓに収容して構成する。
【００１０】
一方、本発明に係る成形機用駆動装置Ａは、上述した駆動モータ１におけるシャフト３の先端を、プリプラ式射出成形機２０における可塑化装置２１の加熱シリンダ２２に内蔵したスクリュ２４の後端に結合し、シャフト３を軸方向Ｄｓへ変位させることにより、スクリュ２４の先端に設けた弁部２３によって加熱シリンダ２２の樹脂通路Ｒｒを開放又は閉塞可能に構成してなることを特徴とする。この場合、好適な実施の形態により、加熱シリンダ２２の内周面には弁部２３が当接して樹脂通路Ｒｒを閉塞し、かつ弁部２３が離間して樹脂通路Ｒｒを開放する弁座部２５を設ける。
【００１１】
さらに、本発明の他の形態に係る成形機用駆動装置Ａｅは、上述した駆動モータ１におけるシャフト３の先端を、複数の成形用金型３１…を支持する金型変更用回転テーブル３０に結合してなることを特徴とする。
【００１２】
これにより、駆動モータ１はシャフト３を共有するロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐの双方が一体に構成されるため、ロータリモータ部Ｍｒを駆動制御すれば、シャフト３が回転するとともに、電磁プランジャ部Ｍｐを駆動制御すれば、シャフト３は軸方向Ｄｓへ所定ストロークＸｓの範囲で変位する。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】
まず、本実施例に係る駆動モータ１の構成について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１５】
最初に、本発明の理解を容易にするため、駆動モータ１の原理構成について、図１を参照して説明する。駆動モータ１はケーシング２を備え、このケーシング２の中心位置にシャフト３が回動自在かつ軸方向Ｄｓへ所定ストロークＸｓ変位自在に支持される。そして、シャフト３の一部（前側）を利用して当該シャフト３を回転させるロータリモータ部Ｍｒを構成するとともに、当該シャフト３の他部（後側）を利用して当該シャフト３を軸方向Ｄｓへ変位させる電磁プランジャ部Ｍｐを構成する。
【００１６】
この場合、ロータリモータ部Ｍｒは、シャフト３に固定したロータ部４０と、ケーシング２に固定したステータ部４１により同期型のサーボモータを構成する。また、電磁プランジャ部Ｍｐは、シャフト３に固定した磁性吸引盤１３と、ケーシング２に固定し、かつ磁性吸引盤１３に対向させることにより当該磁性吸引盤１３を吸引可能な電磁石盤１４，１５により構成する。これにより、ロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐは、ケーシング２に一体に内蔵される。
【００１７】
一方、ロータリモータ部Ｍｒのステータ部４１は回転駆動部１０１に接続するとともに、電磁プランジャ部Ｍｐの電磁石盤１４，１５は進退駆動部１０２に接続し、さらに、回転駆動部１０１及び進退駆動部１０２はコントローラ１００に接続する。また、ケーシング２にはシャフト３の回転位置（回転数）を検出するロータリエンコーダ１０３及びシャフト３の軸方向位置を検出するリニアスケール１０４を内蔵し、このロータリエンコーダ１０３は回転駆動部１０１に、リニアスケール１０４は進退駆動部１０２にそれぞれ接続する。
【００１８】
よって、ロータリモータ部Ｍｒはシャフト３を回転させることができるとともに、電磁プランジャ部Ｍｐは不図示の規制機構により、シャフト３を軸方向Ｄｓへ所定ストロークＸｓだけ変位させることができる。なお、電磁石盤１４，１５に対する電流量を可変することにより、電磁プランジャ部Ｍｐの押力を調整できるとともに、リニアスケール１０４の検出結果により電磁石盤１４，１５の電流量をそれぞれ制御すれば、シャフト３の軸方向位置（停止位置）を制御することができる。
【００１９】
次に、本実施例に係る駆動モータ１の具体的構成について、図２〜図４を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図２に示す駆動モータ１において、２は非磁性材で形成したケーシングであり、このケーシング２は、円筒部の前端に前面部２ｆを有する前ケーシング部２ａ、円筒形の中間ケーシング部２ｂ，２ｃ，２ｄ及び円筒部の後端に後面部２ｒを有する後ケーシング部２ｅからなる。そして、前ケーシング部２ａと中間ケーシング部２ｂ間にはロータリモータ部Ｍｒを構成するステータ部４１を、中間ケーシング部２ｂと２ｃ間、さらに中間ケーシング部２ｃと２ｄ間には、前吸引用の電磁石盤１４ａ，１４ｂを、中間ケーシング部２ｄと後ケーシング部２ｅ間には後吸引用の電磁石盤１５をそれぞれ介在させ、これら各相互間における継合部分に、段差による位置決め部を設けて組付けるとともに、不図示の固定具を用いて一体化させる。
【００２１】
また、ステータ部４１，電磁石盤１４ａ，１４ｂ，１５は、それぞれ全体をドーナツ形に構成し、中心の空間部にシャフト３を挿通させる。そして、このシャフト３を前支持部１０ｆと後支持部１０ｒからなる支持機構１０により回動自在に支持するとともに、ケーシング２により、各支持機構１０ｆ，１０ｒを軸方向Ｄｓへ変位自在に支持する。
【００２２】
前支持部１０ｆは、固定用リング５１と５２によってシャフト３の前部に内環部を固定した前ベアリング５３と、この前ベアリング５３の外環部に固定した支持リング５４を備え、この支持リング５４と前面部２ｆ間にはシャフト３の変位を所定ストロークＸｓの範囲に規制する規制機構１１を設ける。規制機構１１は、前面部２ｆに形成した貫通孔５６に外側から挿入し、かつネジ部を支持リング５４に螺着した規制ボルト５５を備える。これにより、規制ボルト５５はシャフト３に対して平行となり、支持リング５４の端面が前面部２ｆの内面に、また、規制ボルト５５の頭部５５ｈが前面部２ｆの外面にそれぞれ当接することにより、上記所定ストロークＸｓの範囲が規制される。この場合、規制ボルト５５を回すことにより当該規制ボルト５５の突出長を変更すれば、所定ストロークＸｓの大きさを可変調整できる。
【００２３】
一方、後支持部１０ｒは、シャフト３の後端に形成した凹部３ｈに外環部を固定した後ベアリング５７と、この後ベアリング５７の内環部に保持されたサブシャフト部５８を備える。このサブシャフト部５８はシャフト３の後端から後方に突出し、サブシャフト部５８の後部は後面部２ｒの中央に軸方向Ｄｓへ変位自在に支持される。
【００２４】
これにより、シャフト３は前ベアリング５３及び後ベアリング５７を介して支持リング５４及びサブシャフト部５８により回動自在に支持されるとともに、支持リング５４及びサブシャフト部５８はケーシング２により軸方向Ｄｓへ所定ストロークＸｓだけ変位自在に支持される。このような構成により、シャフト３の回転方向及び進退方向の円滑な動作が確保される。
【００２５】
そして、シャフト３の中間部を利用して当該シャフト３を回転させるロータリモータ部Ｍｒを構成する。ロータリモータ部Ｍｒは、上述したステータ部４１と、シャフト３の中間部に固定し、かつステータ部４１に対向したロータ部（マグネットロータ）４０により同期型のサーボモータを構成する。この場合、ステータ部４１は周方向に一定のピッチで設けた複数のコア部４１ａ…にステータコイル４１ｃ…を巻回して構成するとともに、ロータ部４０は周方向に複数のマグネット４０ｍ…を配して構成する。
【００２６】
また、ロータリモータ部Ｍｒの後方におけるシャフト３の他部を利用して当該シャフト３を軸方向Ｄｓへ変位させる電磁プランジャ部Ｍｐを構成する。電磁プランジャ部Ｍｐは、シャフト３に固定した前後一対の磁性吸引盤１３ａ，１３ｂを備え、前側の磁性吸引盤１３ａは電磁石盤１４ａと１４ｂ間に、後側の磁性吸引盤１３ｂは電磁石盤１４ｂと１５間にそれぞれ配する。
【００２７】
この場合、電磁石盤１４ａ（１４ｂ，１５も同じ）は、図３に示すように、ケーシング２に固定したドーナツ形の基盤部１６から磁性吸引盤１３ａ，１３ｂに対向して突出した複数のコア部１７…を有し、このコア部１７…にコイル部１８…を巻回して構成する。そして、電磁石盤１４ａ及び１４ｂは、コア部１７…の突出方向を後方に向けて配するとともに、電磁石盤１５は、コア部１７…の突出方向を前方に向けて電磁石盤１４ｂの後方に配する。また、磁性吸引盤１３ａ（１３ｂも同じ）は、図４に示すように、ドーナツ形の基盤部６２の一面に設けた収容部６２ｓに、長いケイ素鋼板を巻回してドーナツ形に形成した吸着体６３を収容して構成する。そして、各磁性吸引盤１３ａ及び１３ｂは、吸着体６３…を前方に向けて配する。この場合、前吸引用として、電磁石盤１４ａ，１４ｂ及び磁性吸引盤１３ａ，１３ｂを二組設けたのは、前方への推力を高めることを意図したものである。なお、本実施例の場合、後方への推力は僅かで足りる。このような構成により、進退方向における十分な推力を確保しつつ軸方向の全体長を短くできる。
【００２８】
これにより、前吸引用の電磁石盤１４ａ，１４ｂを励磁すれば、磁性吸引盤１３ａ，１３ｂが前方に吸引され、シャフト３は、支持リング５４が前面部２ｆの内面に当接した位置で停止する。この際、電磁石盤１４ａと磁性吸引盤１３ａ間、電磁石盤１４ｂと磁性吸引盤１３ｂ間は、それぞれ０．５〔ｍｍ〕程度の隙間が空くように設定する。一方、電磁石盤１４ａ，１４ｂの励磁を解除し、電磁石盤１５を励磁すれば、磁性吸引盤１３ｂが後方に吸引され、シャフト３は、規制ボルト５５の頭部５５ｈが前面部２ｆの外面に当接した位置で停止する。この際、電磁石盤１５と磁性吸引盤１３ｂ間は、０．５〔ｍｍ〕程度の隙間が空くように設定する。なお、後ケーシング部２ｒの内部空間にはシャフト３の回転速度を検出するロータリエンコーダ１０３及びリニアスケール１０４を配設する。
【００２９】
そして、このように構成される駆動モータ１は、図５に示すプリプラ式射出成形機２０の駆動装置Ａとして利用できる。
【００３０】
次に、同図に示すプリプラ式射出成形機２０の構成について説明する。プリプラ式射出成形機２０は、成形材料を可塑化溶融する可塑化装置２１と、溶融した樹脂を成形用金型７２に射出充填する射出装置７３を別体に備える。
【００３１】
可塑化装置２１は加熱シリンダ２２を備え、この加熱シリンダ２２の後部にホッパー７４を有する。この加熱シリンダ２２の後端は機体７５を介して駆動モータ１の前端に結合する。また、加熱シリンダ２２の内部にはスクリュ２４を挿入し、このスクリュ２４の後端は駆動モータ１におけるシャフト３の前端に結合する。これにより、スクリュ２４を回転駆動及び進退駆動する成形機用駆動装置Ａが構成される。
【００３２】
一方、スクリュ２４の前部には周方向のリング溝７６を形成することにより前側に弁部２３を設ける。また、加熱シリンダ２２の内周面にはリング形の弁座部２５を取付け、この弁座部２５は加熱シリンダ２２の内周面からリング溝７６の内部に臨ませる。これにより、スクリュ２４を後方へ移動させ、弁部２３を弁座部２５に当接させれば、加熱シリンダ２２内の樹脂通路Ｒｒが遮断されるとともに、この位置からスクリュ２４を前方へ数〔ｍｍ〕ほど移動させ、弁部２３を弁座部２５から離間させれば、当該樹脂通路Ｒｒが開放される。
【００３３】
他方、射出装置７３は成形機移動装置７７により支持される。成形機移動装置７７は、機台７８の上面に設置されたタイバー機構７９と、このタイバー機構７９上に前後方向へ移動自在に支持された前後一対の支持盤８０ｆ，８０ｒを備え、この支持盤８０ｆ（８０ｒ）は駆動機構８１により前後方向に移動する。射出装置７３は前側の支持盤８０ｆの前面に取付けることにより前方に突出した射出シリンダ８２と、後側の支持盤８０ｒに取付けたプランジャ駆動機構８３を備える。そして、射出シリンダ８２には射出プランジャ８４を挿入し、この射出プランジャ８４の後端はプランジャ駆動機構８３に結合する。プランジャ駆動機構８３はモータ部８５と、このモータ部８５から出力する回転運動を直進運動に変換することにより射出プランジャ８４を前後方向に移動させるボールネジ機構部８６を備える。なお、ボールネジ機構部８６の代わりに、射出プランジャ８４を前後方向に移動させることができるローラネジ機構やエア駆動機能等の各種同一機能構造を利用できる。
【００３４】
また、射出シリンダ８２は前端に射出ノズル８７を有するとともに、射出シリンダ８２の内部前端部と可塑化装置２１における加熱シリンダ２２の樹脂出口２２ｏは傾斜したパイプ形の樹脂通路部９０を介して連通接続する。一方、支持盤８０ｒを含む射出装置７３の後部は可塑化装置２１の底面部に結合する。なお、９１は成形用金型７２を支持する型締装置である。また、図１における図５と同一の部分には同一符号を付した。
【００３５】
次に、駆動モータ１の動作を含むプリプラ式射出成形機２０の動作について、図６に示すフローチャートに従って説明する。
【００３６】
まず、計量の開始時点では、電磁プランジャ部Ｍｐにおける前吸引用の電磁石盤１４ａ，１４ｂ，１４はオン、後吸引用の電磁石盤１５はオフになっている（ステップＳ１）。これにより、磁性吸引盤１３ａ，１３ｂ，１３は励磁された電磁石盤１４ａ，１４ｂ，１４に吸引され、スクリュ２４は図１に実線で示す位置まで移動する。この結果、弁部２３は弁座部２５から離間して樹脂通路Ｒｒが開放される（ステップＳ２）。この際、シャフト３の移動は規制機構１１により規制される。
【００３７】
次いで、コントローラ１００から回転駆動部１０１に回転指令信号が付与され、ロータリモータ部Ｍｒは回転駆動部１０１により駆動制御される（ステップＳ３）。この場合、ロータリモータ部Ｍｒはサーボモータを構成し、ロータリエンコーダ１０３から検出される回転速度が回転駆動部１０１に付与されることにより、ロータリモータ部Ｍｒは設定速度となるようにフィードバック制御される。一方、成形材料はホッパー７４から加熱シリンダ２２の内部に供給され、供給された成形材料はスクリュ２４の回転により可塑化溶融される。また、溶融した樹脂は、加熱シリンダ２２の樹脂出口２２ｏから樹脂通路部９０を通して射出装置７３側の射出シリンダ８２の先端側に供給され、供給された樹脂は当該射出シリンダ８２の内部に計量蓄積される（ステップＳ４）。
【００３８】
そして、計量に伴い射出プランジャ８４は後退するため、予め設定された計量値まで計量したならロータリモータ部Ｍｒを停止する（ステップＳ５，Ｓ６）。また、コントーラ１００からは進退駆動部１０２に弁閉指令信号が付与される。これにより、電磁プランジャ部Ｍｐの電磁石盤１４ａ，１４ｂ，１４はオフ、電磁石盤１５はオンとなる（ステップＳ７）。この結果、磁性吸引盤１３ｂ，１３は、励磁された電磁石盤１５に吸引され、スクリュ２４は図１に仮想線で示す位置、即ち、弁部２３が弁座部２５に当接する位置まで移動し、樹脂通路Ｒｒが閉塞される（ステップＳ８）。
【００３９】
次いで、射出装置７３が駆動制御される。これにより、射出プランジャ８４は前進し、射出シリンダ８４内に計量された樹脂が成形用金型７２のキャビティ内に射出充填される（ステップＳ９）。そして、射出充填の終了により、コントーラ１００からは進退駆動部１０１に対して弁開指令信号が付与される。これにより、電磁プランジャ部Ｍｐの電磁石盤１４ａ，１４ｂ，１４がオン、電磁石盤１５がオフとなる（ステップＳ１０，Ｓ１）。以上により、一成形サイクルが終了し、以下、同様の動作が繰返される。
【００４０】
このように、本発明に係る駆動モータ１及び成形機用駆動装置Ａによれば、駆動モータ１にはシャフト３を共有するロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐの双方が一体となって内蔵されるため、ロータリモータ部Ｍｒを駆動制御してシャフト３を回転させることができるとともに、電磁プランジャ部Ｍｐを駆動制御してシャフト３を軸方向Ｄｓへ変位させることができる。この結果、駆動機構が飛躍的に単純化され、部品点数の削減による全体構造の簡略化及び小型化、さらには信頼性向上及び全体のコストダウンを図ることができる。
【００４１】
次に、駆動モータ１を利用した変更実施例に係る成形機用駆動装置Ａｅについて、図７を参照して説明する。
【００４２】
変更実施例は成形機１１０に備える回転テーブル機構１１１を示す。成形機用駆動装置Ａｅも、上述した駆動モータ１を利用したものであり、駆動モータ１におけるシャフト３の先端を、複数の成形用金型（固定型）３１…を支持する金型変更用回転テーブル３０に結合して構成した。
【００４３】
これにより、回転テーブル３０を回転させる際は、最初に、駆動モータ１の電磁プランジャ部Ｍｐを駆動することにより、シャフト３を前進（上昇）させ、基台１１２に載った回転テーブル３０を仮想線で示す位置まで若干持ち上げて基台１１２から離す。そして、この状態でロータリモータ部Ｍｒを駆動制御して回転テーブル３０を、例えば、１８０゜回転させて成形用金型（固定型）３１を切換える。この場合、成形用金型（固定型）３１の停止位置は、前述したロータリエンコーダ１０３を利用してもよいし、別途配設した他の位置検出器（別途のロータリエンコーダ又はリミットスイッチ等）を利用してもよい。また、回転テーブル３０の回転が終了したなら、再び、電磁プランジャ部Ｍｐを駆動することにより、シャフト３を後退（下降）させ、基台１１２に回転テーブル３０を載せる。なお、１１３は射出装置、１１４は可動型をそれぞれ示す。
【００４４】
ところで、このような回転テーブル３０等の可動部を、二種類の異なる運動により駆動する駆動機構では、通常、回転テーブル３０を回転させる駆動装置の他に、回転テーブル３０を昇降させる駆動装置が必要になるため、構成の複雑化と大型化によりコストアップを招く問題を生ずる。しかし、本実施例では実質的に単一の駆動モータ１を用いることにより、二種類の異なる運動を出力することができるため、このような問題を解消できる。なお、図７は竪型の成形機を示したが横型の成形機に対しても同様に適用できることは勿論である。
【００４５】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができる。
【００４６】
例えば、実施例では、駆動モータ１及び成形機用駆動装置Ａ，Ａｅの適用対象として、プリプラ式射出成形機２０と成形機の金型変更に用いる回転テーブル機構１１１を例示したが、二種類の動作が組合わされた他の同様の駆動機構にも適用できる。この場合、駆動モータ１の適用対象は成形機であるか否かを問わない。また、電磁石盤１４ａ…及び磁性吸引盤１３ａ…の組数は推力等に応じて任意に選択できる。なお、ロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐをケーシング２に一体に内蔵するとは、ロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐを一体に構成することを意味し、ケーシング２自身が一体であることを意味するものではない。したがって、ケーシング２は、例えば分離形式や組合形式等に構成する場合を排除するものではない。
【００４７】
さらに、前ベアリング５３及び後ベアリング５７の位置や構成等は、例示に限定されることなく同一機能を発揮する各種形態を採用できる。また、ロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐの配設位置は前後入替えてもよいし、弁部２３は前方へ移動させて閉じる形態であってもよい。
【００４８】
【発明の効果】
このように、本発明に係る駆動モータは、ケーシングに回動自在かつ軸方向へ所定ストローク変位自在に支持されたシャフトを有し、当該シャフトの一部を利用して当該シャフトを回転させるロータリモータ部を構成するとともに、当該シャフトの他部を利用して当該シャフトを軸方向へ変位させる電磁プランジャ部を構成し、ロータリモータ部と電磁プランジャ部をケーシングに一体に内蔵してなる駆動モータであって、巻回した吸着体を基盤部の一面に設けた収容部に収容して構成し、かつシャフトに固定した一又は二以上の磁性吸引盤と、ケーシングに固定した基盤部から磁性吸引盤に対向して突出した複数のコア部を有し、各コア部にそれぞれコイル部を巻回し、かつ磁性吸引盤の前後に配することにより、当該磁性吸引盤を吸引可能な一組又は二組以上の電磁石盤とを有する電磁プランジャ部を備え、また、本発明に係る成形機用駆動装置は、当該駆動モータを利用して構成したため、次のような顕著な効果を奏する。
【００４９】
（１） 部品点数の削減による全体構造の簡略化及び小型化、さらには信頼性向上及び全体のコストダウンを図ることができる。
【００５０】
（２） 電磁プランジャ部は、シャフトに固定した一又は二以上の磁性吸引盤と、ケーシングに固定した基盤部から磁性吸引盤に対向して突出した複数のコア部にそれぞれコイル部を巻回し、磁性吸引盤の前後に配することにより、当該磁性吸引盤を吸引可能な一対の一組又は二組以上の電磁石盤とを有するため、駆動モータにおける進退方向の十分な推力を確保しつつ軸方向の全体長を短くできる。また、電磁プランジャ部における前後の電磁石盤に対する電流量を可変することにより、当該電磁プランジャ部の押力を調整できるとともに、前後の電磁石盤の電流量をそれぞれ制御すれば、シャフトの軸方向位置（停止位置）を制御することができる。
【００５１】
（３） 磁性吸引盤は、巻回した吸着体を基盤部の一面に設けた収容部に収容して構成したため、進退方向の十分な推力を確保するとともに、後方への推力は僅かで足りる構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駆動モータの原理構成を含むプリプラ式射出成形機の一部を示す模式的構成図、
【図２】本発明の実施例に係る駆動モータの断面側面図、
【図３】同駆動モータの電磁プランジャ部における電磁石盤の一部構成図、
【図４】同駆動モータの電磁プランジャ部における磁性吸引盤の一部構成図、
【図５】本実施例に係る成形機用駆動装置を備えるプリプラ式射出成形機の一部断面構成図、
【図６】同プリプラ式射出成形機の動作を順を追って示すフローチャート、
【図７】本実施例に係る成形機用駆動装置を備える成形機における回転テーブル機構の構成図、
【符号の説明】
１ 駆動モータ
２ ケーシング
３ シャフト
１０ 支持機構
１１ 規制機構
１３ 磁性吸引盤
１３ａ 磁性吸引盤
１３ｂ 磁性吸引盤
１４ 電磁石盤
１４ａ 電磁石盤
１４ｂ 電磁石盤
１５ 電磁石盤
１６ 基盤部
１７… コア部
１８… コイル部
２０ プリプラ式射出成形機
２１ 可塑化装置
２２ 加熱シリンダ
２３ 弁部
２４ スクリュ
２５ 弁座部
３０ 金型変更用回転テーブル
３１… 成形用金型
６２ 基盤部
６２ｓ 収容部
６３ 吸着体
Ｒｒ 樹脂通路
Ａｅ 成形機用駆動装置
Ａ 成形機用駆動装置
Ｄｓ 軸方向
Ｘｓ 所定ストローク
Ｍｒ ロータリモータ部
Ｍｐ 電磁プランジャ部
【発明の属する技術分野】
本発明は二種類の運動を出力する駆動モータ及びこの駆動モータを利用した成形機用駆動装置に関する。
【０００２】
【従来技術及び課題】
従来、成形材料を可塑化溶融する可塑化装置と、溶融した樹脂を成形用金型に射出充填する射出装置を別体に備えるいわゆるプリプラ式射出成形機は、特開平８−２５４３７号公報で知られている。
【０００３】
この種のプリプラ式射出成形機では、成形材料がホッパーから可塑化装置に備える加熱シリンダの内部に供給され、供給された成形材料は内蔵するスクリュの回転により可塑化溶融される。溶融した樹脂は、加熱シリンダの先端における樹脂出口から、樹脂通路部を通して射出装置に備える射出シリンダの先端内部に供給され、供給された樹脂は当該射出シリンダの内部に計量蓄積される。計量に伴って射出プランジャは後退するため、計量が終了したなら射出プランジャを前進させることにより、樹脂は金型キャビティ内に射出充填される。
【０００４】
ところで、プリプラ式射出成形機では、射出時に、計量された樹脂が樹脂通路部を逆流して加熱シリンダの内部に流入する問題を生ずるため、樹脂通路部に当該樹脂通路部を閉塞又は開放する弁部を付設し、計量時には当該弁部を開いて樹脂を通過させるとともに、射出時には当該弁部を閉じることにより樹脂通路部を遮断し、当該樹脂通路部における樹脂の逆流を防止していた。
【０００５】
しかし、このような従来のプリプラ式射出成形機は、樹脂通路部に弁部及びこの弁部を開閉駆動する駆動部を付設していたため、樹脂通路部の内部に特殊な構造及び形状を設ける必要があるとともに、当該弁部を開閉駆動する油圧シリンダ等の専用の駆動部が必要になるなど、樹脂通路部の構造が複雑化し、信頼性の低下及び成形機全体のコストアップを招く問題があった。
【０００６】
また、一般に、電動式の成形機等において、可動部を二種類の異なる運動により駆動する場合には、各駆動系単位で一つの駆動モータが必要になるとともに、さらに可動部を進退方向へ移動させる駆動系では、駆動モータの他に当該駆動モータの回転運動を直進運動に変換するボールネジ機構等の運動変換機構が必要になるため、部品点数の増加による全体構造の複雑化及び大型化、さらには信頼性の低下及び全体のコストアップを招く問題があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、部品点数の削減による全体構造の簡略化及び小型化、さらには信頼性向上及び全体のコストダウンを図ることができる駆動モータ及び成形機用駆動装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明に係る駆動モータ１は、ケーシング２に回動自在かつ軸方向Ｄｓへ所定ストロークＸｓだけ変位自在に支持されたシャフト３を有し、当該シャフト３の一部を利用して当該シャフト３を回転させるロータリモータ部Ｍｒを構成するとともに、当該シャフト３の他部を利用して当該シャフト３を軸方向Ｄｓへ変位させる電磁プランジャ部Ｍｐを構成し、ロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐをケーシング２に一体に内蔵してなる駆動モータにおいて、シャフト３に固定した一又は二以上の磁性吸引盤１３（１３ａ，１３ｂ）と、ケーシング２に固定した基盤部１６から磁性吸引盤１３（１３ａ，１３ｂ）に対向して突出した複数のコア部１７…を有し、各コア部１７…にそれぞれコイル部１８…を巻回し、かつ磁性吸引盤１３（１３ａ，１３ｂ）の前後に配することにより、当該磁性吸引盤１３（１３ａ，１３ｂ）を吸引可能な一組又は二組以上の電磁石盤１４（１４ａ，１４ｂ），１５とを有する電磁プランジャ部Ｍｐを備えることを特徴とする。
【０００９】
この場合、磁性吸引盤１３（１３ａ，１３ｂ）は、巻回した吸着体６３を基盤部６２の一面に設けた収容部６２ｓに収容して構成する。
【００１０】
一方、本発明に係る成形機用駆動装置Ａは、上述した駆動モータ１におけるシャフト３の先端を、プリプラ式射出成形機２０における可塑化装置２１の加熱シリンダ２２に内蔵したスクリュ２４の後端に結合し、シャフト３を軸方向Ｄｓへ変位させることにより、スクリュ２４の先端に設けた弁部２３によって加熱シリンダ２２の樹脂通路Ｒｒを開放又は閉塞可能に構成してなることを特徴とする。この場合、好適な実施の形態により、加熱シリンダ２２の内周面には弁部２３が当接して樹脂通路Ｒｒを閉塞し、かつ弁部２３が離間して樹脂通路Ｒｒを開放する弁座部２５を設ける。
【００１１】
さらに、本発明の他の形態に係る成形機用駆動装置Ａｅは、上述した駆動モータ１におけるシャフト３の先端を、複数の成形用金型３１…を支持する金型変更用回転テーブル３０に結合してなることを特徴とする。
【００１２】
これにより、駆動モータ１はシャフト３を共有するロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐの双方が一体に構成されるため、ロータリモータ部Ｍｒを駆動制御すれば、シャフト３が回転するとともに、電磁プランジャ部Ｍｐを駆動制御すれば、シャフト３は軸方向Ｄｓへ所定ストロークＸｓの範囲で変位する。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】
まず、本実施例に係る駆動モータ１の構成について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１５】
最初に、本発明の理解を容易にするため、駆動モータ１の原理構成について、図１を参照して説明する。駆動モータ１はケーシング２を備え、このケーシング２の中心位置にシャフト３が回動自在かつ軸方向Ｄｓへ所定ストロークＸｓ変位自在に支持される。そして、シャフト３の一部（前側）を利用して当該シャフト３を回転させるロータリモータ部Ｍｒを構成するとともに、当該シャフト３の他部（後側）を利用して当該シャフト３を軸方向Ｄｓへ変位させる電磁プランジャ部Ｍｐを構成する。
【００１６】
この場合、ロータリモータ部Ｍｒは、シャフト３に固定したロータ部４０と、ケーシング２に固定したステータ部４１により同期型のサーボモータを構成する。また、電磁プランジャ部Ｍｐは、シャフト３に固定した磁性吸引盤１３と、ケーシング２に固定し、かつ磁性吸引盤１３に対向させることにより当該磁性吸引盤１３を吸引可能な電磁石盤１４，１５により構成する。これにより、ロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐは、ケーシング２に一体に内蔵される。
【００１７】
一方、ロータリモータ部Ｍｒのステータ部４１は回転駆動部１０１に接続するとともに、電磁プランジャ部Ｍｐの電磁石盤１４，１５は進退駆動部１０２に接続し、さらに、回転駆動部１０１及び進退駆動部１０２はコントローラ１００に接続する。また、ケーシング２にはシャフト３の回転位置（回転数）を検出するロータリエンコーダ１０３及びシャフト３の軸方向位置を検出するリニアスケール１０４を内蔵し、このロータリエンコーダ１０３は回転駆動部１０１に、リニアスケール１０４は進退駆動部１０２にそれぞれ接続する。
【００１８】
よって、ロータリモータ部Ｍｒはシャフト３を回転させることができるとともに、電磁プランジャ部Ｍｐは不図示の規制機構により、シャフト３を軸方向Ｄｓへ所定ストロークＸｓだけ変位させることができる。なお、電磁石盤１４，１５に対する電流量を可変することにより、電磁プランジャ部Ｍｐの押力を調整できるとともに、リニアスケール１０４の検出結果により電磁石盤１４，１５の電流量をそれぞれ制御すれば、シャフト３の軸方向位置（停止位置）を制御することができる。
【００１９】
次に、本実施例に係る駆動モータ１の具体的構成について、図２〜図４を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図２に示す駆動モータ１において、２は非磁性材で形成したケーシングであり、このケーシング２は、円筒部の前端に前面部２ｆを有する前ケーシング部２ａ、円筒形の中間ケーシング部２ｂ，２ｃ，２ｄ及び円筒部の後端に後面部２ｒを有する後ケーシング部２ｅからなる。そして、前ケーシング部２ａと中間ケーシング部２ｂ間にはロータリモータ部Ｍｒを構成するステータ部４１を、中間ケーシング部２ｂと２ｃ間、さらに中間ケーシング部２ｃと２ｄ間には、前吸引用の電磁石盤１４ａ，１４ｂを、中間ケーシング部２ｄと後ケーシング部２ｅ間には後吸引用の電磁石盤１５をそれぞれ介在させ、これら各相互間における継合部分に、段差による位置決め部を設けて組付けるとともに、不図示の固定具を用いて一体化させる。
【００２１】
また、ステータ部４１，電磁石盤１４ａ，１４ｂ，１５は、それぞれ全体をドーナツ形に構成し、中心の空間部にシャフト３を挿通させる。そして、このシャフト３を前支持部１０ｆと後支持部１０ｒからなる支持機構１０により回動自在に支持するとともに、ケーシング２により、各支持機構１０ｆ，１０ｒを軸方向Ｄｓへ変位自在に支持する。
【００２２】
前支持部１０ｆは、固定用リング５１と５２によってシャフト３の前部に内環部を固定した前ベアリング５３と、この前ベアリング５３の外環部に固定した支持リング５４を備え、この支持リング５４と前面部２ｆ間にはシャフト３の変位を所定ストロークＸｓの範囲に規制する規制機構１１を設ける。規制機構１１は、前面部２ｆに形成した貫通孔５６に外側から挿入し、かつネジ部を支持リング５４に螺着した規制ボルト５５を備える。これにより、規制ボルト５５はシャフト３に対して平行となり、支持リング５４の端面が前面部２ｆの内面に、また、規制ボルト５５の頭部５５ｈが前面部２ｆの外面にそれぞれ当接することにより、上記所定ストロークＸｓの範囲が規制される。この場合、規制ボルト５５を回すことにより当該規制ボルト５５の突出長を変更すれば、所定ストロークＸｓの大きさを可変調整できる。
【００２３】
一方、後支持部１０ｒは、シャフト３の後端に形成した凹部３ｈに外環部を固定した後ベアリング５７と、この後ベアリング５７の内環部に保持されたサブシャフト部５８を備える。このサブシャフト部５８はシャフト３の後端から後方に突出し、サブシャフト部５８の後部は後面部２ｒの中央に軸方向Ｄｓへ変位自在に支持される。
【００２４】
これにより、シャフト３は前ベアリング５３及び後ベアリング５７を介して支持リング５４及びサブシャフト部５８により回動自在に支持されるとともに、支持リング５４及びサブシャフト部５８はケーシング２により軸方向Ｄｓへ所定ストロークＸｓだけ変位自在に支持される。このような構成により、シャフト３の回転方向及び進退方向の円滑な動作が確保される。
【００２５】
そして、シャフト３の中間部を利用して当該シャフト３を回転させるロータリモータ部Ｍｒを構成する。ロータリモータ部Ｍｒは、上述したステータ部４１と、シャフト３の中間部に固定し、かつステータ部４１に対向したロータ部（マグネットロータ）４０により同期型のサーボモータを構成する。この場合、ステータ部４１は周方向に一定のピッチで設けた複数のコア部４１ａ…にステータコイル４１ｃ…を巻回して構成するとともに、ロータ部４０は周方向に複数のマグネット４０ｍ…を配して構成する。
【００２６】
また、ロータリモータ部Ｍｒの後方におけるシャフト３の他部を利用して当該シャフト３を軸方向Ｄｓへ変位させる電磁プランジャ部Ｍｐを構成する。電磁プランジャ部Ｍｐは、シャフト３に固定した前後一対の磁性吸引盤１３ａ，１３ｂを備え、前側の磁性吸引盤１３ａは電磁石盤１４ａと１４ｂ間に、後側の磁性吸引盤１３ｂは電磁石盤１４ｂと１５間にそれぞれ配する。
【００２７】
この場合、電磁石盤１４ａ（１４ｂ，１５も同じ）は、図３に示すように、ケーシング２に固定したドーナツ形の基盤部１６から磁性吸引盤１３ａ，１３ｂに対向して突出した複数のコア部１７…を有し、このコア部１７…にコイル部１８…を巻回して構成する。そして、電磁石盤１４ａ及び１４ｂは、コア部１７…の突出方向を後方に向けて配するとともに、電磁石盤１５は、コア部１７…の突出方向を前方に向けて電磁石盤１４ｂの後方に配する。また、磁性吸引盤１３ａ（１３ｂも同じ）は、図４に示すように、ドーナツ形の基盤部６２の一面に設けた収容部６２ｓに、長いケイ素鋼板を巻回してドーナツ形に形成した吸着体６３を収容して構成する。そして、各磁性吸引盤１３ａ及び１３ｂは、吸着体６３…を前方に向けて配する。この場合、前吸引用として、電磁石盤１４ａ，１４ｂ及び磁性吸引盤１３ａ，１３ｂを二組設けたのは、前方への推力を高めることを意図したものである。なお、本実施例の場合、後方への推力は僅かで足りる。このような構成により、進退方向における十分な推力を確保しつつ軸方向の全体長を短くできる。
【００２８】
これにより、前吸引用の電磁石盤１４ａ，１４ｂを励磁すれば、磁性吸引盤１３ａ，１３ｂが前方に吸引され、シャフト３は、支持リング５４が前面部２ｆの内面に当接した位置で停止する。この際、電磁石盤１４ａと磁性吸引盤１３ａ間、電磁石盤１４ｂと磁性吸引盤１３ｂ間は、それぞれ０．５〔ｍｍ〕程度の隙間が空くように設定する。一方、電磁石盤１４ａ，１４ｂの励磁を解除し、電磁石盤１５を励磁すれば、磁性吸引盤１３ｂが後方に吸引され、シャフト３は、規制ボルト５５の頭部５５ｈが前面部２ｆの外面に当接した位置で停止する。この際、電磁石盤１５と磁性吸引盤１３ｂ間は、０．５〔ｍｍ〕程度の隙間が空くように設定する。なお、後ケーシング部２ｒの内部空間にはシャフト３の回転速度を検出するロータリエンコーダ１０３及びリニアスケール１０４を配設する。
【００２９】
そして、このように構成される駆動モータ１は、図５に示すプリプラ式射出成形機２０の駆動装置Ａとして利用できる。
【００３０】
次に、同図に示すプリプラ式射出成形機２０の構成について説明する。プリプラ式射出成形機２０は、成形材料を可塑化溶融する可塑化装置２１と、溶融した樹脂を成形用金型７２に射出充填する射出装置７３を別体に備える。
【００３１】
可塑化装置２１は加熱シリンダ２２を備え、この加熱シリンダ２２の後部にホッパー７４を有する。この加熱シリンダ２２の後端は機体７５を介して駆動モータ１の前端に結合する。また、加熱シリンダ２２の内部にはスクリュ２４を挿入し、このスクリュ２４の後端は駆動モータ１におけるシャフト３の前端に結合する。これにより、スクリュ２４を回転駆動及び進退駆動する成形機用駆動装置Ａが構成される。
【００３２】
一方、スクリュ２４の前部には周方向のリング溝７６を形成することにより前側に弁部２３を設ける。また、加熱シリンダ２２の内周面にはリング形の弁座部２５を取付け、この弁座部２５は加熱シリンダ２２の内周面からリング溝７６の内部に臨ませる。これにより、スクリュ２４を後方へ移動させ、弁部２３を弁座部２５に当接させれば、加熱シリンダ２２内の樹脂通路Ｒｒが遮断されるとともに、この位置からスクリュ２４を前方へ数〔ｍｍ〕ほど移動させ、弁部２３を弁座部２５から離間させれば、当該樹脂通路Ｒｒが開放される。
【００３３】
他方、射出装置７３は成形機移動装置７７により支持される。成形機移動装置７７は、機台７８の上面に設置されたタイバー機構７９と、このタイバー機構７９上に前後方向へ移動自在に支持された前後一対の支持盤８０ｆ，８０ｒを備え、この支持盤８０ｆ（８０ｒ）は駆動機構８１により前後方向に移動する。射出装置７３は前側の支持盤８０ｆの前面に取付けることにより前方に突出した射出シリンダ８２と、後側の支持盤８０ｒに取付けたプランジャ駆動機構８３を備える。そして、射出シリンダ８２には射出プランジャ８４を挿入し、この射出プランジャ８４の後端はプランジャ駆動機構８３に結合する。プランジャ駆動機構８３はモータ部８５と、このモータ部８５から出力する回転運動を直進運動に変換することにより射出プランジャ８４を前後方向に移動させるボールネジ機構部８６を備える。なお、ボールネジ機構部８６の代わりに、射出プランジャ８４を前後方向に移動させることができるローラネジ機構やエア駆動機能等の各種同一機能構造を利用できる。
【００３４】
また、射出シリンダ８２は前端に射出ノズル８７を有するとともに、射出シリンダ８２の内部前端部と可塑化装置２１における加熱シリンダ２２の樹脂出口２２ｏは傾斜したパイプ形の樹脂通路部９０を介して連通接続する。一方、支持盤８０ｒを含む射出装置７３の後部は可塑化装置２１の底面部に結合する。なお、９１は成形用金型７２を支持する型締装置である。また、図１における図５と同一の部分には同一符号を付した。
【００３５】
次に、駆動モータ１の動作を含むプリプラ式射出成形機２０の動作について、図６に示すフローチャートに従って説明する。
【００３６】
まず、計量の開始時点では、電磁プランジャ部Ｍｐにおける前吸引用の電磁石盤１４ａ，１４ｂ，１４はオン、後吸引用の電磁石盤１５はオフになっている（ステップＳ１）。これにより、磁性吸引盤１３ａ，１３ｂ，１３は励磁された電磁石盤１４ａ，１４ｂ，１４に吸引され、スクリュ２４は図１に実線で示す位置まで移動する。この結果、弁部２３は弁座部２５から離間して樹脂通路Ｒｒが開放される（ステップＳ２）。この際、シャフト３の移動は規制機構１１により規制される。
【００３７】
次いで、コントローラ１００から回転駆動部１０１に回転指令信号が付与され、ロータリモータ部Ｍｒは回転駆動部１０１により駆動制御される（ステップＳ３）。この場合、ロータリモータ部Ｍｒはサーボモータを構成し、ロータリエンコーダ１０３から検出される回転速度が回転駆動部１０１に付与されることにより、ロータリモータ部Ｍｒは設定速度となるようにフィードバック制御される。一方、成形材料はホッパー７４から加熱シリンダ２２の内部に供給され、供給された成形材料はスクリュ２４の回転により可塑化溶融される。また、溶融した樹脂は、加熱シリンダ２２の樹脂出口２２ｏから樹脂通路部９０を通して射出装置７３側の射出シリンダ８２の先端側に供給され、供給された樹脂は当該射出シリンダ８２の内部に計量蓄積される（ステップＳ４）。
【００３８】
そして、計量に伴い射出プランジャ８４は後退するため、予め設定された計量値まで計量したならロータリモータ部Ｍｒを停止する（ステップＳ５，Ｓ６）。また、コントーラ１００からは進退駆動部１０２に弁閉指令信号が付与される。これにより、電磁プランジャ部Ｍｐの電磁石盤１４ａ，１４ｂ，１４はオフ、電磁石盤１５はオンとなる（ステップＳ７）。この結果、磁性吸引盤１３ｂ，１３は、励磁された電磁石盤１５に吸引され、スクリュ２４は図１に仮想線で示す位置、即ち、弁部２３が弁座部２５に当接する位置まで移動し、樹脂通路Ｒｒが閉塞される（ステップＳ８）。
【００３９】
次いで、射出装置７３が駆動制御される。これにより、射出プランジャ８４は前進し、射出シリンダ８４内に計量された樹脂が成形用金型７２のキャビティ内に射出充填される（ステップＳ９）。そして、射出充填の終了により、コントーラ１００からは進退駆動部１０１に対して弁開指令信号が付与される。これにより、電磁プランジャ部Ｍｐの電磁石盤１４ａ，１４ｂ，１４がオン、電磁石盤１５がオフとなる（ステップＳ１０，Ｓ１）。以上により、一成形サイクルが終了し、以下、同様の動作が繰返される。
【００４０】
このように、本発明に係る駆動モータ１及び成形機用駆動装置Ａによれば、駆動モータ１にはシャフト３を共有するロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐの双方が一体となって内蔵されるため、ロータリモータ部Ｍｒを駆動制御してシャフト３を回転させることができるとともに、電磁プランジャ部Ｍｐを駆動制御してシャフト３を軸方向Ｄｓへ変位させることができる。この結果、駆動機構が飛躍的に単純化され、部品点数の削減による全体構造の簡略化及び小型化、さらには信頼性向上及び全体のコストダウンを図ることができる。
【００４１】
次に、駆動モータ１を利用した変更実施例に係る成形機用駆動装置Ａｅについて、図７を参照して説明する。
【００４２】
変更実施例は成形機１１０に備える回転テーブル機構１１１を示す。成形機用駆動装置Ａｅも、上述した駆動モータ１を利用したものであり、駆動モータ１におけるシャフト３の先端を、複数の成形用金型（固定型）３１…を支持する金型変更用回転テーブル３０に結合して構成した。
【００４３】
これにより、回転テーブル３０を回転させる際は、最初に、駆動モータ１の電磁プランジャ部Ｍｐを駆動することにより、シャフト３を前進（上昇）させ、基台１１２に載った回転テーブル３０を仮想線で示す位置まで若干持ち上げて基台１１２から離す。そして、この状態でロータリモータ部Ｍｒを駆動制御して回転テーブル３０を、例えば、１８０゜回転させて成形用金型（固定型）３１を切換える。この場合、成形用金型（固定型）３１の停止位置は、前述したロータリエンコーダ１０３を利用してもよいし、別途配設した他の位置検出器（別途のロータリエンコーダ又はリミットスイッチ等）を利用してもよい。また、回転テーブル３０の回転が終了したなら、再び、電磁プランジャ部Ｍｐを駆動することにより、シャフト３を後退（下降）させ、基台１１２に回転テーブル３０を載せる。なお、１１３は射出装置、１１４は可動型をそれぞれ示す。
【００４４】
ところで、このような回転テーブル３０等の可動部を、二種類の異なる運動により駆動する駆動機構では、通常、回転テーブル３０を回転させる駆動装置の他に、回転テーブル３０を昇降させる駆動装置が必要になるため、構成の複雑化と大型化によりコストアップを招く問題を生ずる。しかし、本実施例では実質的に単一の駆動モータ１を用いることにより、二種類の異なる運動を出力することができるため、このような問題を解消できる。なお、図７は竪型の成形機を示したが横型の成形機に対しても同様に適用できることは勿論である。
【００４５】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができる。
【００４６】
例えば、実施例では、駆動モータ１及び成形機用駆動装置Ａ，Ａｅの適用対象として、プリプラ式射出成形機２０と成形機の金型変更に用いる回転テーブル機構１１１を例示したが、二種類の動作が組合わされた他の同様の駆動機構にも適用できる。この場合、駆動モータ１の適用対象は成形機であるか否かを問わない。また、電磁石盤１４ａ…及び磁性吸引盤１３ａ…の組数は推力等に応じて任意に選択できる。なお、ロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐをケーシング２に一体に内蔵するとは、ロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐを一体に構成することを意味し、ケーシング２自身が一体であることを意味するものではない。したがって、ケーシング２は、例えば分離形式や組合形式等に構成する場合を排除するものではない。
【００４７】
さらに、前ベアリング５３及び後ベアリング５７の位置や構成等は、例示に限定されることなく同一機能を発揮する各種形態を採用できる。また、ロータリモータ部Ｍｒと電磁プランジャ部Ｍｐの配設位置は前後入替えてもよいし、弁部２３は前方へ移動させて閉じる形態であってもよい。
【００４８】
【発明の効果】
このように、本発明に係る駆動モータは、ケーシングに回動自在かつ軸方向へ所定ストローク変位自在に支持されたシャフトを有し、当該シャフトの一部を利用して当該シャフトを回転させるロータリモータ部を構成するとともに、当該シャフトの他部を利用して当該シャフトを軸方向へ変位させる電磁プランジャ部を構成し、ロータリモータ部と電磁プランジャ部をケーシングに一体に内蔵してなる駆動モータであって、巻回した吸着体を基盤部の一面に設けた収容部に収容して構成し、かつシャフトに固定した一又は二以上の磁性吸引盤と、ケーシングに固定した基盤部から磁性吸引盤に対向して突出した複数のコア部を有し、各コア部にそれぞれコイル部を巻回し、かつ磁性吸引盤の前後に配することにより、当該磁性吸引盤を吸引可能な一組又は二組以上の電磁石盤とを有する電磁プランジャ部を備え、また、本発明に係る成形機用駆動装置は、当該駆動モータを利用して構成したため、次のような顕著な効果を奏する。
【００４９】
（１） 部品点数の削減による全体構造の簡略化及び小型化、さらには信頼性向上及び全体のコストダウンを図ることができる。
【００５０】
（２） 電磁プランジャ部は、シャフトに固定した一又は二以上の磁性吸引盤と、ケーシングに固定した基盤部から磁性吸引盤に対向して突出した複数のコア部にそれぞれコイル部を巻回し、磁性吸引盤の前後に配することにより、当該磁性吸引盤を吸引可能な一対の一組又は二組以上の電磁石盤とを有するため、駆動モータにおける進退方向の十分な推力を確保しつつ軸方向の全体長を短くできる。また、電磁プランジャ部における前後の電磁石盤に対する電流量を可変することにより、当該電磁プランジャ部の押力を調整できるとともに、前後の電磁石盤の電流量をそれぞれ制御すれば、シャフトの軸方向位置（停止位置）を制御することができる。
【００５１】
（３） 磁性吸引盤は、巻回した吸着体を基盤部の一面に設けた収容部に収容して構成したため、進退方向の十分な推力を確保するとともに、後方への推力は僅かで足りる構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駆動モータの原理構成を含むプリプラ式射出成形機の一部を示す模式的構成図、
【図２】本発明の実施例に係る駆動モータの断面側面図、
【図３】同駆動モータの電磁プランジャ部における電磁石盤の一部構成図、
【図４】同駆動モータの電磁プランジャ部における磁性吸引盤の一部構成図、
【図５】本実施例に係る成形機用駆動装置を備えるプリプラ式射出成形機の一部断面構成図、
【図６】同プリプラ式射出成形機の動作を順を追って示すフローチャート、
【図７】本実施例に係る成形機用駆動装置を備える成形機における回転テーブル機構の構成図、
【符号の説明】
１ 駆動モータ
２ ケーシング
３ シャフト
１０ 支持機構
１１ 規制機構
１３ 磁性吸引盤
１３ａ 磁性吸引盤
１３ｂ 磁性吸引盤
１４ 電磁石盤
１４ａ 電磁石盤
１４ｂ 電磁石盤
１５ 電磁石盤
１６ 基盤部
１７… コア部
１８… コイル部
２０ プリプラ式射出成形機
２１ 可塑化装置
２２ 加熱シリンダ
２３ 弁部
２４ スクリュ
２５ 弁座部
３０ 金型変更用回転テーブル
３１… 成形用金型
６２ 基盤部
６２ｓ 収容部
６３ 吸着体
Ｒｒ 樹脂通路
Ａｅ 成形機用駆動装置
Ａ 成形機用駆動装置
Ｄｓ 軸方向
Ｘｓ 所定ストローク
Ｍｒ ロータリモータ部
Ｍｐ 電磁プランジャ部
Claims (4)
- ケーシングの中心に回動自在かつ軸方向へ所定ストローク変位自在に支持されたシャフトを有し、当該シャフトの一部を利用して当該シャフトを回転させるロータリモータ部を構成するとともに、当該シャフトの他部を利用して当該シャフトを軸方向へ変位させる電磁プランジャ部を構成し、前記ロータリモータ部と前記電磁プランジャ部を前記ケーシングに一体に内蔵してなる駆動モータにおいて、巻回した吸着体を基盤部の一面に設けた収容部に収容して構成し、かつ前記シャフトに固定した一又は二以上の磁性吸引盤と、前記ケーシングに固定した基盤部から前記磁性吸引盤に対向して突出した複数のコア部を有し、各コア部にそれぞれコイル部を巻回し、かつ前記磁性吸引盤の前後に配することにより、当該磁性吸引盤を吸引可能な一組又は二組以上の電磁石盤とを有する電磁プランジャ部を備えることを特徴とする駆動モータ。
- ケーシングに回動自在かつ軸方向へ所定ストローク変位自在に支持されたシャフトを有し、当該シャフトの一部を利用して当該シャフトを回転させるロータリモータ部を構成するとともに、当該シャフトの他部を利用して当該シャフトを軸方向へ変位させる電磁プランジャ部を構成し、前記ロータリモータ部と前記電磁プランジャ部を前記ケーシングに一体に内蔵してなる駆動モータを備えるとともに、前記電磁プランジャ部を、巻回した吸着体を基盤部の一面に設けた収容部に収容して構成し、かつ前記シャフトに固定した一又は二以上の磁性吸引盤と、前記ケーシングに固定した基盤部から前記磁性吸引盤に対向して突出した複数のコア部を有し、各コア部にそれぞれコイル部を巻回し、かつ前記磁性吸引盤の前後に配することにより、当該磁性吸引盤を吸引可能な一組又は二組以上の電磁石盤とを備えて構成し、前記シャフトの先端を、プリプラ式射出成形機における可塑化装置の加熱シリンダに内蔵したスクリュの後端に結合し、前記シャフトを軸方向へ変位させることにより、前記スクリュの先端に設けた弁部によって前記加熱シリンダの樹脂通路を開放又は閉塞可能に構成してなることを特徴とする成形機用駆動装置。
- 前記加熱シリンダの内周面には前記弁部が当接して前記樹脂通路を閉塞し、かつ前記弁部が離間して前記樹脂通路を開放する弁座部を備えることを特徴とする請求項２記載の成形機用駆動装置。
- ケーシングに回動自在かつ軸方向へ所定ストローク変位自在に支持されたシャフトを有し、当該シャフトの一部を利用して当該シャフトを回転させるロータリモータ部を構成するとともに、当該シャフトの他部を利用して当該シャフトを軸方向へ変位させる電磁プランジャ部を構成し、前記ロータリモータ部と前記電磁プランジャ部を前記ケーシングに一体に内蔵してなる駆動モータを備えるとともに、前記電磁プランジャ部を、巻回した吸着体を基盤部の一面に設けた収容部に収容して構成し、かつ前記シャフトに固定した一又は二以上の磁性吸引盤と、前記ケーシングに固定した基盤部から前記磁性吸引盤に対向して突出した複数のコア部を有し、各コア部にそれぞれコイル部を巻回し、かつ前記磁性吸引盤の前後に配することにより、当該磁性吸引盤を吸引可能な一組又は二組以上の電磁石盤とを備えて構成し、前記シャフトの先端を、複数の成形用金型を支持する金型変更用回転テーブルに結合してなることを特徴とする成形機用駆動装置。
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