JP3977519B2 - 射出成形機の潤滑装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の潤滑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、高圧で射出して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】
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。
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、前進させることによって射出ノズルから樹脂が射出され、後退させることによって樹脂の計量が行われる。
【0004】
ところで、前記構成の射出成形機においては、射出工程においてスクリューが回転させることなく前進させられ、計量工程においてスクリューが回転しながら後退させられるようになっている。スクリュー回転駆動には、油圧式の場合、通常、駆動源としてオイルモータが使用され、該オイルモータによってスクリューを回転方向において拘束し、直線方向の移動を許容するために、オイルモータの出力軸にはスプライン軸及びスプラインナットが配設される。
【0005】
そして、潤滑部としてのスプライン係合部は、前記スプライン軸とスプラインナットとの間に形成され、オイルモータのドレーン油が供給されることによって、潤滑される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出成形機においては、電動式の場合、オイルモータが使用されないので、前記スプライン係合部を潤滑するためにドレーン油を供給することができない。
したがって、別に潤滑油供給システムを配設し、前記スプライン係合部に潤滑油を供給する必要があるので、射出成形機のコストが高くなってしまう。
【0007】
そこで、前記スプライン係合部にグリースを供給することが考えられるが、長時間にわたって射出成形を繰り返したときにグリースを補充することが困難であるので、スプライン係合部を安定させて潤滑することができなくなってしまう。
本発明は前記従来の射出成形機の問題点を解決して、コストを低くすることができ、潤滑部を安定させて潤滑することができる射出成形機の潤滑装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の射出成形機の潤滑装置においては、スクリューと、該スクリューと同一軸上に配設され、ステータ、及び回転自在に配設された環状のロータを備えた中空モータと、前記ロータに固定されたロータシャフトと、該ロータシャフトより径方向内方に配設された潤滑部とを有する。
【0009】
そして、前記ロータシャフトと潤滑部との間に、潤滑剤を収容する環状の潤滑剤収容室が形成される。
本発明の他の射出成形機の潤滑装置においては、さらに、前記ロータシャフトより径方向内方に配設されたスプライン軸と、該スプライン軸とスプライン連結されたスプラインナットとを有する。
【0010】
そして、前記スプライン軸とスプラインナットとのスプライン係合部によって前記潤滑部が形成される。
本発明の更に他の射出成形機の潤滑装置においては、さらに、前記潤滑剤収容室はスプラインナットによって密閉される。
本発明の更に他の射出成形機の潤滑装置においては、さらに、外部から前記潤滑剤収容室に潤滑剤を供給するための潤滑剤流路を備える。
【0011】
本発明の更に他の射出成形機の潤滑装置においては、さらに、前記ロータシャフトより径方向内方に二つのスプライン軸が配設され、各スプライン軸間にベアリングボックスが形成される。
【0012】
【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は本発明の実施の形態における駆動部の要部断面図、図2は本発明の実施の形態における射出装置を示す第1の断面図、図3は本発明の実施の形態における射出装置を示す第2の断面図である。
【0013】
図2において、12は加熱シリンダであり、該加熱シリンダ12は、前端(図における左端)に射出ノズル12aを有する。前記加熱シリンダ12内には、スクリュー22が進退自在に、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を有し、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)において後述する駆動部と連結させられる。また、前記スクリュー22の周囲には、螺(ら)旋状のフライト23が形成され、該フライト23によって溝26が形成される。
【0014】
そして、前記加熱シリンダ12の設定された箇所には樹脂供給口29が形成され、該樹脂供給口29にホッパ30が固定される。前記樹脂供給口29は、スクリュー22を加熱シリンダ12内における最も前方(図における左方)の位置に置いた状態において、前記溝26の後端部(図における右端部)に対応する箇所に形成される。
【0015】
したがって、計量工程時に、前記駆動部を駆動して、前記スクリュー22を回転させながら後退(図における右方に移動)させると、ホッパ30内のペレット状の樹脂33は、落下して加熱シリンダ12内に進入し、溝26内を前進(図における左方に移動)させられる。
また、前記加熱シリンダ12の周囲には図示し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33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33が蓄えられる。
【0016】
次に、射出工程時に、前記駆動部を駆動して、スクリュー22を回転させることなく前進させると、前記スクリューヘッド22aの前方に蓄えられた樹脂33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。
次に、前記駆動部について説明する。
【0017】
図3において、11は駆動部を包囲する駆動部ケースであり、該駆動部ケース11は加熱シリンダ12(図2)の後端(図における右端)に固定される。前記駆動部ケース11は、フロントカバー13、センタフレーム15、リヤカバー17、前記フロントカバー13とセンタフレーム15とを連結するフロントフレーム41、及び前記センタフレーム15とリヤカバー17とを連結するリヤフレーム42から成る。そして、前記フロントカバー13とフロントフレーム41とがボルトb1によって、フロントフレーム41とセンタフレーム15とがボルトb2によって、センタフレーム15とリヤフレーム42とがボルトb3によって、リヤフレーム42とリヤカバー17とがボルトb4によってそれぞれ固定される。
【0018】
また、前記駆動部ケース11の前方部(図における左方部)に中空モータとしての計量用モータ44が、後方部(図における右方部)に中空モータとしての射出用モータ45が互いに同一軸上に配設される。前記計量用モータ44は前記フロントフレーム41に固定されたステータ46、及び該ステータ46の内周側に配設された環状のロータ47から成り、射出用モータ45は前記リヤフレーム42に固定されたステータ48、及び該ステータ48の内周側に配設された環状のロータ49から成る。
【0019】
前記ロータ47は、駆動部ケース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のロータシャフト56が嵌(かん)入されて固定され、該第1のロータシャフト56の前端(図における左端)がベアリング51によってフロントフレーム41に、後端がベアリング52によってセンタフレーム15にそれぞれ支持される。
【0020】
一方、前記ロータ49も駆動部ケース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のロータシャフト57が嵌入されて固定され、該第2のロータシャフト57の前端がベアリング53によってセンタフレーム15に、後端がベアリング54によってリヤフレーム42にそれぞれ支持される。
【0021】
ところで、前記計量用モータ44において、ステータ46に所定の周波数の電流を供給することによって、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のロータシャフト56の前方部の内周にスリーブ18が配設され、該スリーブ18の前端と前記第1のロータシャフト56の前端とがボルトb5によって固定される。また、前記スリーブ18の後端には、第1スプラインナット62がボルトb12によって固定され、前記第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63の前端に前記スクリュー22が固定される。この場合、前記第1スプラインナット62と第1スプライン軸63とによって、第1の駆動力伝達手段が構成され、回転方向における相対的な運動が拘束され、軸方向における相対的な運動が許容される。なお、前記第1スプライン軸63は、スクリュー22のストロークに対応する長さを有する。
【0022】
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、ロータ47の回転は第1のロータシャフト56、スリーブ18、第1スプラインナット62及び第1スプライン軸63を介してスクリュー22に伝達され、該スクリュー22を回転させる。そして、溝26内を樹脂33が溶融させられながら前進(図における左方に移動)し、樹脂33の前進に伴って発生する背圧によって、前記スクリュー22が後退(図における右方に移動)させられる。
【0023】
このとき、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ているので、第1スプラインナット62に対して第1スプライン軸63は相対的に後退させられる。
一方、前記射出用モータ45において、ステータ48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、前記第2のロータシャフト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の第1軸部65aが嵌入されて固定される。そして、前記ボールねじ軸65は駆動部ケース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及びスラストベアリング68によってリヤカバー17に対して支持される。そして、リヤカバー17には、環状の荷重計75を挟んで、リヤキャップ77がボルトb6を介して固定され、前記ボールねじ軸65の第2軸部65bが、ベアリング67によってリヤキャップ77に対して支持される。該リヤキャップ77には、ブラケット86を介して絶対値パルスエンコーダ85が配設される。該絶対値パルスエンコーダ85は、前記第2軸部65bと連結されて第1の回転数検出手段として機能し、ボールねじ軸65の回転数、すなわち、射出用モータ回転数を検出するとともに、スクリュー位置検出手段として機能し、前記射出用モータ回転数に基づいてスクリュー22の位置を検出する。
【0024】
そして、前記第2のロータシャフト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とを螺(ら)合させることによって運動方向変換手段が構成される。したがって、ロータ49の回転は、第2のロータシャフト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、回転運動が直線運動に変換され、ボールナット69を進退させる。なお、前記ボールねじ軸65がボールナット69から抜けてしまうことがないように、前記ボールねじ軸65の前端にストッパ19がボルトb13によって固定される。
【0025】
また、前記ボールナット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の前端にスリーブ状の第2スプライン軸71がボルトb11によって固定され、前記センタフレーム15に固定された第2スプラインナット76と第2スプライン軸71とがスプライン連結される。この場合、第2スプラインナット76と第2スプライン軸71とによって第2の駆動力伝達手段が構成され、回転方向における相対的な運動が拘束され、軸方向における相対的な運動が許容される。なお、前記第2スプライン軸71はスクリュー22のストロークに対応する長さを有する。
【0026】
そして、前記第2スプライン軸71の更に前端に第3の駆動力伝達手段としてのベアリングボックス72がボルトb7によって固定され、前記ベアリングボックス72内の前方(図における左方)にスラストベアリング73が、後方(図における右方)にベアリング74が配設される。この場合、ベアリングボックス72は、軸方向における相対的な運動を拘束し、回転方向における相対的な運動を許容する。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に対して相対回転自在に支持される。
【0027】
また、前記第1スプライン軸63の前端には、第1カップリング81及び第2カップリング82を介してスクリュー22の後端シャフト22bがボルトb8、b9によって固定される。前記第1カップリング81は、スクリュー22の進退に伴って前記スリーブ18内を摺(しゅう)動させられる。また、前記第1スプライン軸63の後端には、第1スプライン軸63の後退限位置において、前記ボルトb13のヘッドと干渉しないように凹部63aが形成される。したがって、射出成形機の軸方向寸法を小さくすることができる。
【0028】
なお、84はギヤ列87を介してスリーブ18と連結されたエンコーダであり、該エンコーダ84は、第2の回転数検出手段として機能し、スリーブ18の回転数、すなわち、計量用モータ回転数を検出する。また、89は水冷ジャケットであり、該水冷ジャケット89は、ボルトb10によってフロントカバー13に固定され、加熱シリンダ12の後端からフロントカバー13に熱が伝達されるのを防止する。
【0029】
次に、前記構成の駆動部の動作について説明する。
まず、射出工程において、射出用モータ45のステータ48に電流を供給すると、ロータ49が回転させられ、該ロータ49の回転が第2のロータシャフト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、該ボールねじ軸65が回転させられる。このとき、前記センタフレーム15に固定された第2スプラインナット76と第2スプライン軸71とがスプライン連結されるので、前記ボールナット69は回転しない。したがって、ボールナット69に推力が発生させられ、ボールナット69は前進させられる。
【0030】
また、この間、計量用モータ44は駆動されず、ロータ47は停止状態にある。したがって、ボールナット69の前方に配設された第1スプライン軸63は、回転することなく前進させられ、前記スクリュー22を前進させる。
このように、前記射出用モータ45によって発生させられた回転運動が、ボールねじ軸65及びボールナット69によって直線運動に変換される。その結果、前記スクリュー22の前方に溜(た)められた樹脂33を射出ノズル12aから射出することができる。
【0031】
次に、計量工程において、計量用モータ44のステータ46に電流を供給すると、ロータ47が回転させられ、該ロータ47の回転が第1のロータシャフト56、スリーブ18及び第1スプラインナット62を介して第1スプライン軸63に伝達され、該第1スプライン軸63が回転させられる。そして、該第1スプライン軸63の回転は前記スクリュー22に伝達され、スクリュー22は回転させられる。これに伴って、前記溝26内を樹脂33が溶融させられながら前進し、樹脂33の前進に伴って発生する背圧によって、前記スクリュー22は後退させられる。
【0032】
このとき、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ているので、第1スプラインナット62に対して第1スプライン軸63は相対的に後退させられる。
そして、前記射出用モータ45は、計量される樹脂33の背圧を制御しながら駆動され、ロータ49はスクリュー22を後退させる方向に回転させられる。このとき、前記荷重計75よってスクリュー22等の軸方向に加わる荷重が検出され、該荷重に基づいて前記背圧を算出することができる。また、前記加熱シリンダ12内に図示されない圧力センサを配設し、該圧力センサによって加熱シリンダ12内の樹脂33の圧力を検出し、該圧力に基づいて前記背圧を算出することもできる。
【0033】
ところで、前記構成の射出成形機においては、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、両者間に潤滑部としての図示されない第1のスプライン係合部が形成されるとともに、第2スプラインナット76と第2スプライン軸71とがスプライン連結され、両者間に潤滑部としての図示されない第2のスプライン係合部が形成され、射出工程及び計量工程において第1スプラインナット62と第1スプライン軸63とが、また、第2スプラインナット76と第2スプライン軸71とが摺動させられる。
【0034】
そして、第1、第2のスプライン係合部において、摺動に伴って発生させられる摩擦力を小さくするとともに、かじりが発生することがないように、潤滑装置が配設され、第1、第2のスプライン係合部に潤滑剤としてのグリースが供給され、第1、第2のスプライン係合部を潤滑する。
そのために、図1に示されるように、前記第1のロータシャフト56の径方向内方に潤滑剤収容室111が形成され、該潤滑剤収容室111内に前記グリースが充填される。前記潤滑剤収容室111は、第1のロータシャフト56、第1スプラインナット62、第1スプライン軸63、ベアリングボックス72、第2スプライン軸71、第2スプラインナット76及びセンタフレーム15によって包囲され、密閉される。そして、前記第1スプラインナット62は、断面が「L」字状の環状体から成り、第1スプライン軸63に沿って延びるスプライン部62a、及び該スプライン部62aから径方向外方に延びるシール部62bを備え、該シール部62bの外壁と第1のロータシャフト56の内壁とが密着させられる。また、第2スプラインナット76は、断面が「L」字状の環状体から成り、第2スプライン軸71に沿って延びるスプライン部76a、及び該スプライン部76aから径方向外方に延びるシール部76bを備え、該シール部76bの外壁とセンタフレーム15の内壁とが密着させられる。
【0035】
前記センタフレーム15には、前記潤滑剤収容室111にグリースを供給するための潤滑剤流路112が形成され、該潤滑剤流路112の一端はセンタフレーム15の外壁において開口させられ、図示されない潤滑剤供給源に接続される。また、潤滑剤流路112の他端はセンタフレーム15の内壁において、前記スプライン部76aと対向させて開口させられ、前記潤滑剤収容室111と連通させられる。したがって、前記潤滑剤供給源から供給されたグリースは潤滑剤流路112を介して潤滑剤収容室111に供給され、更に第1、第2のスプライン係合部に供給されて第1、第2のスプライン係合部を潤滑する。
【0036】
なお、前記潤滑剤収容室111は図示されない第2の潤滑流路とも連通させられ、潤滑剤収容室111内のグリースは第2の潤滑流路を介して排出される。
このように、潤滑剤収容室111内に収容されたグリースが第1、第2のスプライン係合部に常時供給されるので、第1、第2のスプライン係合部が十分に潤滑される。したがって、第1、第2のスプライン係合部において、摺動に伴って発生させられる摩擦力を小さくすることができるだけでなく、かじりが発生するのを防止することができる。しかも、前記第1のロータシャフト56が回転させられるのに伴って第1スプライン軸63も回転させられるので、潤滑剤収容室111内のグリースは遠心力によって各所に供給される。
【0037】
また、長時間にわたって射出成形を繰り返すとグリースが消費されるが、前記潤滑剤収容室111内に、十分な量のグリースを収容することができるだけでなく、定期的に潤滑剤流路112を介してグリースを補給することができるので、第1、第2のスプライン係合部を安定させて潤滑することができる。
そして、潤滑油供給システムが不要であるだけでなく、一つの潤滑剤収容室111にグリースを供給するだけで第1、第2のスプライン係合部を潤滑することができる。したがって、射出成形機を小型化することができるだけでなく、射出成形機のコストを低くすることができる。しかも、潤滑装置の管理を簡素化することができる。
【0038】
本実施の形態においては、潤滑剤収容室111に供給されたグリースによって第1、第2のスプライン係合部が潤滑されるようになっているが、第2のロータシャフト57より径方向内方にボールねじ軸65及びボールナット69から成る潤滑部を潤滑するようにすることもできる。その場合、第2のロータシャフト57と潤滑部との間に、グリースを収容する環状の潤滑剤収容室が形成される。
【0039】
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。
【0040】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、射出成形機の潤滑装置においては、スクリューと、該スクリューと同一軸上に配設され、ステータ、及び回転自在に配設された環状のロータを備えた中空モータと、前記ロータに固定されたロータシャフトと、該ロータシャフトより径方向内方に配設された潤滑部とを有する。
【0041】
そして、前記ロータシャフトと潤滑部との間に、潤滑剤を収容する環状の潤滑剤収容室が形成される。
この場合、潤滑剤収容室に収容された潤滑剤が潤滑部に常時供給されるので、潤滑部において、摺動に伴って発生させられる摩擦力を小さくすることができるだけでなく、かじりが発生するのを防止することができる。
【0042】
また、長時間にわたって射出成形を繰り返すと潤滑剤が消費されるが、前記潤滑剤収容室内に、十分な量の潤滑剤を収容することができるので、潤滑部を安定させて潤滑することができる。
そして、潤滑油供給システムが不要であるので、射出成形機を小型化することができる。
【0043】
本発明の他の射出成形機の潤滑装置においては、さらに、前記ロータシャフトより径方向内方に配設されたスプライン軸と、該スプライン軸とスプライン連結されたスプラインナットとを有する。
そして、前記スプライン軸とスプラインナットとのスプライン係合部によって前記潤滑部が形成される。
【0044】
この場合、潤滑剤収容室に収容された潤滑剤がスプライン係合部に常時供給されるので、スプライン係合部において、摺動に伴って発生させられる摩擦力を小さくすることができるだけでなく、かじりが発生するのを防止することができる。
また、長時間にわたって射出成形を繰り返すと潤滑剤が消費されるが、前記潤滑剤収容室内に十分な量の潤滑剤を収容することができるので、潤滑部を安定させて潤滑することができる。
【0045】
本発明の更に他の射出成形機の潤滑装置においては、さらに、外部から前記潤滑剤収容室に潤滑剤を供給するための潤滑剤流路を備える。
この場合、潤滑剤流路を介して潤滑剤を定期的に補給することができるので、潤滑部を安定させて潤滑することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における駆動部の要部断面図である。
【図2】本発明の実施の形態における射出装置を示す第1の断面図である。
【図3】本発明の実施の形態における射出装置を示す第2の断面図である。
【符号の説明】
22 スクリュー
44 計量用モータ
45 射出用モータ
46、48 ステータ
47、49 ロータ
56 第1のロータシャフト
57 第2のロータシャフト
62 第1のスプラインナット
63 第1のスプライン軸
71 第2のスプライン軸
72 ベアリングボックス
76 第2のスプラインナット
111 潤滑剤収容室
112 潤滑剤流路
Claims (5)
- (a)スクリューと、
(b)該スクリューと同一軸上に配設され、ステータ、及び回転自在に配設された環状のロータを備えた中空モータと、
(c)前記ロータに固定されたロータシャフトと、
(d)該ロータシャフトより径方向内方に配設された潤滑部とを有するとともに、
(e)前記ロータシャフトと潤滑部との間に、潤滑剤を収容する環状の潤滑剤収容室が形成されることを特徴とする射出成形機の潤滑装置。 - (a)前記ロータシャフトより径方向内方に配設されたスプライン軸と、
(b)該スプライン軸とスプライン連結されたスプラインナットとを有するとともに、
(c)前記スプライン軸とスプラインナットとのスプライン係合部によって前記潤滑部が形成される請求項1に記載の射出成形機の潤滑装置。 - 前記潤滑剤収容室はスプラインナットによって密閉される請求項2に記載の射出成形機の潤滑装置。
- 外部から前記潤滑剤収容室に潤滑剤を供給するための潤滑剤流路を備える請求項1に記載の射出成形機の潤滑装置。
- 前記ロータシャフトより径方向内方に二つのスプライン軸が配設され、各スプライン軸間にベアリングボックスが形成される請求項2に記載の射出成形機の潤滑装置。
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