JP4279838B2 - 射出成形機の駆動装置及び成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機の駆動装置及び成形方法に関するものである。

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ようにしている。

そのために、前記射出成形機は型締装置、金型装置及び射出装置を有し、前記型締装置は固定プラテン、可動プラテン及び型締用シリンダを備え、前記金型装置は固定金型及び可動金型を備え、前記型締用シリンダによって可動プラテンを進退させることにより固定金型に対して可動金型を接離させ、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ための射出ノズルを備え、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、射出ノズルから樹脂を射出するとともに、スクリューを回転させることによって樹脂を計量するようになっている。

ところで、前記スクリューを回転させたり進退させたりするために、計量用モータ及び射出用モータを使用した射出成形機の駆動装置が提供されている。

図１は従来の射出装置の要部を示す断面図である。

図において、１５は被駆動部としての図示されないスクリューを回転させたり進退させたりするための駆動部であり、該駆動部１５は、射出枠１７、該射出枠１７内に配設された計量用モータ２２、射出枠１７より後方（図において右方）に配設された射出用モータ２３等を備える。

前記計量用モータ２２は、筐（きょう）体３４、該筐体３４に対して回転自在に支持された中空の出力軸３５、該出力軸３５に取り付けられたロータ３６、ロータ３６との間にギャップを形成して配設されたステータ３７等を備える。

計量工程時に、前記計量用モータ２２を駆動することによって、スクリューを回転させることができる。そのために、前記出力軸３５の後端（図において右端）にスプラインナット４０が取り付けられ、該スプラインナット４０の内周面に雌スプライン４１が形成される。また、ベアリングボックス１３は、スクリューの後端が取り付けられる円板状の底部４３、及び該底部４３の外周縁から後方に延びる筒状の側部４４を備え、内部にスラスト軸受から成るベアリングｂｒ１０が収容され、外周面に雄スプライン４５が形成される。前記雌スプライン４１と雄スプライン４５とは、軸方向に摺（しゅう）動自在に、円周方向に回転不能に係合させられ、第１の回転伝達部を構成する。

したがって、計量工程時に、計量用モータ２２を駆動することによって出力軸３５に発生させられた回転は、第１の回転伝達部を介してベアリングボックス１３に伝達され、更にスクリューに伝達される。そして、前記スクリューが回転させられると、図示されないホッパから図示されないペレット状の樹脂が供給され、該樹脂は、図示されない加熱シリンダ内に進入し、スクリューの外周面に形成されたフライトの間の溝内を前進させられる。それに伴って、スクリューが後退させられ、スクリューの前端の図示されないスクリューヘッドの前方に１ショット分の樹脂が溜（た）められる。このとき、雌スプライン４１と雄スプライン４５とが係合したまま、ベアリングボックス１３は出力軸３５に対して後退（図において右方向に移動）させられる。このようにして、計量を行うことができる。

一方、前記射出用モータ２３は、筐体５４、該筐体５４に対してベアリングｂｒ１１、ｂｒ１２を介して回転自在に支持された中空の出力軸５５、該出力軸５５に取り付けられたロータ５６、該ロータ５６との間にギャップを形成して配設されたステータ５７等を備え、ロードセル２４及びロードセルリテーナ２５を介して射出枠１７に取り付けられる。

射出工程時に、前記射出用モータ２３を駆動することによってスクリュー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の前方に溜められた樹脂は、射出ノズルから射出され、図示されない金型装置のキャビティ空間に充填される。そのために、前記ベアリングボックス１３によってボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１が回転自在に支持され、ベアリングｂｒ１０によってボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１に加わるスラスト荷重が受けられる。そして、前記ボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１の前端部（図において左端部）に円柱部６２が形成され、該円柱部６２より後方にボールねじ軸部６４が、該ボールねじ軸部６４より後方にスプライン軸部６８が形成される。

前記ボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１は、前端が計量用モータ２２内に配設され、後方に延び、後端が射出用モータ２３内に配設される。そして、ボールナット６３がロードセル２４を介して射出枠１７に取り付けられ、前記ボールナット６３と前記ボールねじ軸部６４とが螺（ら）合させられる。なお、ボールナット６３及びボールねじ軸部６４によってボールねじが構成される。

さらに、前記出力軸５５内に筒状の係止部６６が配設され、該係止部６６は、出力軸５５に固定され、内周の前端部に雌スプライン６７が形成される。そして、該雌スプライン６７と、前記スプライン軸部６８の外周に形成された雄スプライン６９とがスプライン連結される（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−１９８１９９号公報

しかしながら、前記従来の射出装置においては、前記出力軸５５内に前記係止部６６及びボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１が配設されるので、出力軸５５の内径を小さくすることができず、ロータ５６の外径が大きくなってしまう。その結果、駆動系の慣性が大きくなり、スクリューの立上り加速度の応答性がその分低くなってしまう。

本発明は、前記従来の射出装置の問題点を解決して、被駆動部の立上り加速度の応答性を高くすることができる射出成形機の駆動装置及び成形方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明の射出成形機の駆動装置においては、被駆動部と、ねじ軸部及び出力軸部を備え、前記被駆動部に相対回転自在に連結され、かつ、進退自在に配設された伝達軸と、前記ねじ軸部と螺合させられたナットと、モータ取付けフレームに取り付けられたモータフレームと、前記出力軸部に取り付けられたロータと、前記モータフレームに取り付けられたステータとを有する。

本発明によれば、射出成形機の駆動装置においては、被駆動部と、ねじ軸部及び出力軸部を備え、前記被駆動部に相対回転自在に連結され、かつ、進退自在に配設された伝達軸と、前記ねじ軸部と螺合させられたナットと、モータ取付けフレームに取り付けられたモータフレームと、前記出力軸部に取り付けられたロータと、前記モータフレームに取り付けられたステータとを有する。

この場合、伝達軸の出力軸部にロータが取り付けられるので、ステータの内径をその分小さくし、ロータの外径を小さくすることができる。

したがって、駆動系の慣性を小さくすることができるので、被駆動部の加速度を大きくすることができ、被駆動部の立上り加速度の応答性を高くすることができる。

しかも、駆動部を駆動することによって発生させられた回転をスプラインを使用することなく、伝達軸に伝達することができるので、スプラインによる摺動抵抗をなくすことができる。したがって、駆動部の効率を高くすることができる。

従来の射出装置の要部を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態における射出装置の要部を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態における射出装置の要部を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態における射出装置の要部を示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態における射出装置の要部を示す断面図である。

符号の説明

１２ スクリュー
１３ ベアリングボックス
１８ 前方射出サポート
１９ 後方射出サポート
２３ 射出用モータ
３５ 出力軸
４１ 雌スプライン
４５ 雄スプライン
３４、５４ 筐体
５７、１５７ ステータ
５９、１５９ ステータ鉄心
６３ ボールナット
６４ ボールねじ軸部
７３、１７３ 位置センサ
８６、１８６ ロータ
９１ ボールねじ軸・出力軸ユニット
９５ 出力軸部

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２は本発明の第１の実施の形態における射出装置の要部を示す断面図である。

図において、１１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１１の前端（図において左端）に図示されない射出ノズルが配設される。前記加熱シリンダ１１内には、被駆動部及び射出部材としてのスクリュー１２が回転自在に、かつ、進退（図において左右方向に移動）自在に配設される。

そして、該スクリュー１２は、前端に図示されないスクリューヘッドを有し、前記加熱シリンダ１１内を後方（図において右方）に延び、後端（図において右端）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１２の外周面には螺旋状の図示されないフライトが形成され、該フライトに沿って溝が形成される。

そして、前記加熱シリンダ１１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１２を加熱シリンダ１１内における最も前方（図において左方）に置いた状態において、前記溝の後端部に対応する箇所に形成される。

したがって、計量工程時に、前記スクリュー１２を回転させると、前記ホッパからペレット状の成形材料としての樹脂が供給され、該樹脂は、加熱シリンダ１１内に進入し、溝内を前進させられる。それに伴って、前記スクリュー１２は後退（図において右方向に移動）させられる。

また、前記加熱シリンダ１１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１１を加熱し、前記溝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１２を回転させ、それに伴って、所定量だけ後退させると、前記スクリューヘッドの前方に１ショット分の溶融させられた樹脂が溜められる。

次に、射出工程時に、前記スクリュー１２を回転させることなく前進（図において左方向に移動）させると、前記スクリューヘッドの前方に溜められた樹脂は、射出ノズルから射出され、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１１の後方には、前記スクリュー１２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、射出枠１７、該射出枠１７内に配設された計量用の駆動部としての計量用モータ２２、射出枠１７より後方に配設された射出用の駆動部としての射出用モータ２３等を備え、スクリュー１２、計量用モータ２２及び射出用モータ２３は同一軸線上に配設される。

前記射出枠１７は、前方射出サポート１８、該前方射出サポート１８より後方に配設された後方射出サポート１９、及び前方射出サポート１８と後方射出サポート１９とを連結するとともに、前方射出サポート１８と後方射出サポート１９との間に所定の距離を置くロッド２１を備え、前方射出サポート１８の前端に加熱シリンダ１１が、前方射出サポート１８の後端に計量用モータ２２が取り付けられ、後方射出サポート１９の後端に、荷重検出器としてのロードセル２４を介して前記射出用モータ２３が取り付けられる。そして、前記前方射出サポート１８は、計量用モータ２２のモータ取付けフレームとして作用し、後方射出サポート１９は、射出用モータ２３のモータ取付けフレームとして作用する。

前記計量用モータ２２は、前フランジ３１、後フランジ３２及び筒状のフレーム３３から成り、計量用のモータフレームを構成する筐体３４、該筐体３４に対してベアリングｂｒ１、ｂｒ２によって回転自在に支持された中空の出力軸３５、該出力軸３５に取り付けられたロータ３６、該ロータ３６との間にギャップを形成して前記フレーム３３に取り付けられたステータ３７等を備え、前フランジ３１を前方射出サポート１８に固定することによって、射出枠１７に取り付けられる。なお、３８はステータコイルであり、該ステータコイル３８に電流を供給することによって、計量用モータ２２を駆動することができる。

計量工程時に、前記計量用モータ２２を駆動することによって、スクリュー１２を回転させることができる。そのために、前記出力軸３５の後端にスプラインナット４０が取り付けられ、該スプラインナット４０の内周面に第１の係合要素としての雌スプライン４１が形成される。

また、前記ベアリングボックス１３は、前記出力軸３５内に配設され、スクリュー１２の後端が取り付けられる円板状の底部４３、及び該底部４３の外周縁から後方に延びる筒状の側部４４を備え、内部にベアリングｂｒ３〜ｂｒ５が収容される。そして、前記側部４４の外周面に第２の係合要素としての雄スプライン４５が形成される。前記雌スプライン４１と雄スプライン４５とは、軸方向に摺動自在に、円周方向に回転不能に係合させられ、回転伝達部を構成する。

したがって、計量工程時に、計量用モータ２２を駆動することによって出力軸３５に発生させられた回転は、回転伝達部を介してベアリングボックス１３に伝達され、ベアリングボックス１３によって受けられた回転は、更にスクリュー１２に伝達される。そして、スクリュー１２が回転させられると、ホッパから樹脂が供給され、該樹脂は、加熱シリンダ１１内に進入し、溝内を前進させられる。それに伴って、スクリュー１２が後退させられ、スクリューヘッドの前方に１ショット分の樹脂が溜められる。このとき、雌スプライン４１と雄スプライン４５とが係合したまま、ベアリングボックス１３は出力軸３５に対して後退させられる。このようにして、計量を行うことができる。なお、前記スクリュー１２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１２に背圧が加えられる。

一方、前記射出用モータ２３は、前フランジ５１、後フランジ５２及び筒状のフレーム５３から成り、射出用のモータフレームを構成する筐体５４、該筐体５４に対して回転自在に、かつ、進退自在に配設され、永久磁石から成るロータ８６、該ロータ８６との間にギャップを形成して前記フレーム５３に取り付けられたステータ５７等を備え、前フランジ５１をロードセル２４に固定することによって、射出枠１７に取り付けられる。なお、５８はステータコイル、５９はステータ鉄心であり、前記ステータコイル５８に電流を供給することによって、射出用モータ２３を駆動することができる。

射出工程時に、前記射出用モータ２３を駆動することによってスクリュー１２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の前方に溜められた樹脂は、射出ノズルから射出され、金型装置のキャビティ空間に充填される。そのために、スクリュー１２の後端に、前記ベアリングボックス１３を介して、伝達軸としてのボールねじ軸・出力軸ユニット９１がスクリュー１２に対して相対的に回転自在に、すなわち、相対回転自在に連結され、進退自在に配設される。

前記ボールねじ軸・出力軸ユニット９１の前端部（図において左端部）に円柱部６２が形成され、前記ベアリングボックス１３内のベアリングｂｒ３〜ｂｒ５は、円柱部６２を側部４４に対して回転自在に支持し、かつ、スラスト荷重を受ける。また、前記円柱部６２より後方にねじ軸部としてのボールねじ軸部６４が、該ボールねじ軸部６４より後方に出力軸部９５が一体に形成され、該出力軸部９５は射出用モータ２３の出力軸として機能する。そのために、出力軸部９５の外周に後端から前方にかけて所定の距離にわたって前記ロータ８６が貼（ちょう）着によって取り付けられる。

なお、６５は、所定の箇所、本実施の形態においては、前フランジ５１の貫通穴の内周面に配設され、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１を前フランジ５１に対して回転自在に、かつ、摺動自在に支持するブッシュ、７０は、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１の外周面に形成された図示されない雄ねじと螺合させられることによってボールねじ軸・出力軸ユニット９１に固定され、ベアリングｂｒ３〜ｂｒ５が抜けるのを防止する抜止め部材としてのナットである。前記ブッシュ６５は、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１の進退に伴って、ボールねじを潤滑するための潤滑剤としてのグリースが、筐体５４内に進入して、ステータコイル５８に付着するのを防止する。

前記ボールねじ軸・出力軸ユニット９１は、前端が計量用モータ２２内に配設され、後方射出サポート１９及びロードセル２４を貫通して後方に延び、後端が射出用モータ２３内に配設される。そのために、後方射出サポート１９に貫通穴８１が形成され、該貫通穴８１内において、ナットとしてのボールナット６３がロードセル２４を介して後方射出サポート１９に取り付けられ、前記ボールナット６３と前記ボールねじ軸部６４とが螺合させられる。前記ボールナット６３及びボールねじ軸部６４によってボールねじが構成される。該ボールねじは、回転運動を回転を伴う直進運動、すなわち、回転直進運動に変換する第１の運動方向変換部として機能し、前記ボールナット６３によって第１の変換要素が、ボールねじ軸部６４によって第２の変換要素が構成される。なお、第１の運動方向変換部として、ボールねじに代えてローラねじを使用することができる。その場合、第１の変換要素及びナットとして、ボールナット６３に代えてローラナットが、第２の変換要素及びねじ軸部として、ボールねじ軸部６４に代えてローラねじ軸部が使用される。また、本実施の形態において、ボールナット６３は、後方射出サポート１９に取り付けられるようになっているが、筐体３４に取り付けることもできる。

前記射出用モータ２３には、前記ボールねじ軸・出力軸ユニット９１の位置を検出するために、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１の出力軸部９５と筐体５４との間に、位置検出部としての位置センサ７３が配設される。そのために、前記出力軸部９５内に、後端から前方にかけて穴が形成され、該穴に可動子７１が配設されるとともに、前記後フランジ５２に、前方に延在させて固定子７２が前記可動子７１に対して挿脱自在に配設される。前記可動子７１及び固定子７２は、いずれもスクリュー１２のストローク分より取付誤差分だけわずかに長い、本実施の形態においては、ストローク分より約１０〔ｍｍ〕長い寸法を有し、スクリュー１２の位置を検出するための磁気式のリニアエンコーダを構成する。すなわち、前記固定子７２はコイルによって構成され、可動子７１は磁性体と非磁性体とが交互に配設された構造を有し、前記可動子７１が固定子７２を外包（包囲）した状態で可動子７１を進退させると、可動子７１と固定子７２との間に生じる磁界が変化し、固定子７１の電極が変化するので、スクリュー１２の位置を検出することができる。この場合、射出用モータ２３が駆動されるのに伴って出力軸部９５が回転させられても、可動子７１と固定子７２とが干渉しないので、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１の位置を正確に検出することができる。

したがって、射出工程時に、射出用モータ２３を駆動することによって出力軸部９５に発生させられた回転は第１の運動方向変換部に伝達され、第１の運動方向変換部において回転運動が回転直進運動に変換され、回転直進運動がベアリングボックス１３に伝達される。ところで、該ベアリングボックス１３は少なくとも三つのベアリングｂｒ３〜ｂｒ５によってボールねじ軸・出力軸ユニット９１を回転自在に支持する構造を有するので、ベアリングボックス１３に伝達された回転直進運動のうちの直進運動だけが出力され、該直進運動がスクリュー１２に伝達される。なお、前記ベアリングボックス１３によって第２の運動方向変換部が構成される。

その結果、射出用モータ２３を駆動することによって、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１を回転させながら前進させ、スクリュー１２を回転させることなく前進させて、射出を行うことができる。なお、射出用モータ２３を逆方向に駆動することによって、スクリュー１２を回転させることなく後退させ、サックバックを行うことができる。

また、前述されたように、ベアリングボックス１３に少なくとも三つのベアリングｂｒ３〜ｂｒ５が配設され、スクリュー１２が前進する方向のスラスト荷重を少なくとも二つのベアリングｂｒ４、ｂｒ５によって受け、スクリュー１２が後退する方向のスラスト荷重をベアリングｂｒ３によって受けるように構成することによって、各ベアリングｂｒ３〜ｂｒ５におけるボールねじ軸部６４と共に回転する構成部品の外径を小さくすることができ、その結果、ベアリングボックス１３、ロータ８６、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１等の回転イナーシャを小さくすることができる。

ところで、前記計量工程が完了すると、スクリュー１２は計量完了位置に置かれ、続いて、サックバックが行われ、スクリュー１２は更にわずかに後退させられて最も後端の射出開始位置に置かれる。続いて、射出工程が開始されると、スクリュー１２は前記ストローク分だけ前進させられ、最も前端の射出終了位置で、かつ、計量開始位置に置かれる。本実施の形態においては、スクリュー１２の進退に伴ってボールねじ軸・出力軸ユニット９１が進退させられ、ロータ８６も進退させられる。

この場合、射出工程において、射出用モータ２３が駆動され、スクリュー１２が射出開始位置から射出終了位置まで前進させられる間、ステータ５７において発生させられた磁束をロータ８６に鎖交させる必要がある。そこで、ステータ鉄心５９の軸方向長さは、ロータ８６の軸方向長さより少なくともスクリュー１２のストローク分だけ長く設定される。前記スクリュー１２のストロークの後退限位置において、ロータ８６の後端とステータ鉄心５９の後端とが一致させられ、スクリュー１２のストロークの前進限位置において、ロータ８６の前端とステータ鉄心５９の前端とが一致させられる。なお、前記ステータ鉄心５９の軸方向長さによってステータ長が、ロータ８６の軸方向長さによって磁石積層長が構成される。

また、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１の進退に伴って、前記グリースが筐体５４内に進入して、ステータコイル５８に付着することがないように、ステータコイル５８の周囲に樹脂８７が注入され、ステータコイル５８に対して樹脂モールドが行われる。なお、前記樹脂８７に金属粉等の熱伝導率の高い材料が添加されることによって、射出用モータ２３を駆動したときにステータコイル５８に発生する熱が良好に伝達され、放熱される。

このように、ボールねじ軸部６４と一体に形成された中実の出力軸部９５に直接ロータ８６が取り付けられるようになっているので、従来の射出装置においてステータ５７の内周縁とボールねじ軸部６４との間に必要とされた中空の出力軸５５（図１参照）、係止部６６及びベアリングｂｒ１１、ｂｒ１２が不要になり、ステータ５７の内径をその分小さくし、ロータ８６の外径Ｄｍを小さくすることができる。

この場合、射出工程において射出力を発生させるのに必要なトルクＴはロータ８６の外径Ｄｍの２乗に比例するのに対して、慣性Ｊは外径Ｄｍの４乗に比例するので、慣性Ｊが小さくなる分だけスクリュー１２の加速度αを大きくすることができる。すなわち、加速度αは、
α∝Ｔ／Ｊ
∝Ｄｍ^２／Ｄｍ^４
∝Ｄｍ^−２
になり、外径Ｄｍの２乗に比例して小さくなる。

このように、駆動系の慣性Ｊを小さくし、スクリュー１２の加速度αを大きくすることができるので、スクリュー１２の立上り加速度の応答性を高くすることができる。なお、外径Ｄｍを小さくするためには、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１の径を小さくする必要があるが、射出工程において射出力を発生させ、スクリュー１２を前進させる際に、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１に座屈が生じない程度に外径Ｄｍの最小限度が設定される。

しかも、中空の出力軸５５、係止部６６及びベアリングｂｒ１１、ｂｒ１２が不要になる分だけ回転部分の重量が小さくなるので、慣性Ｊを一層小さくし、加速度αを一層大きくすることができる。

また、係止部６６及びベアリングｂｒ１１、ｂｒ１２が不要になる分だけ部品点数を少なくすることができるので、射出装置のコストを低くすることができる。

しかも、射出用モータ２３を駆動することによって発生させられた回転をスプラインを使用することなく、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１に伝達することができるので、スプラインによる摺動抵抗をなくすことができる。したがって、射出用モータ２３の効率を高くすることができる。また、射出工程時に発生させられる射出力はロードセル２４によって検出するようになっていて、前記スプラインによる摺動抵抗があると、ロードセル２４による射出力の検出精度が低くなってしまう。そこで、従来では、スプラインによる摺動抵抗の影響を少なくするために、ロードセル２４と射出用モータ２３との間にロードセルリテーナ２５を配設するようになっているが、本実施の形態においては、前記スプラインによる摺動抵抗がなく、ロードセル２４による射出力の検出精度が高いので、ロードセルリテーナ２５を使用する必要がなく、ロードセル２４に射出用モータ２３を直接取り付けることができる。したがって、射出装置の構造を簡素化することができる。

また、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１は、回転及び直進が同時に行われる軸回転軸移動タイプの作動方式で作動させられ、ボールナット６３より前方側に被駆動部を直進させる際の反力が作用するだけであり、ボールナット６３より後方側には前記反力が作用しない。したがって、軸全体に座屈が生じるタイプと比べて軸の外径Ｄｍを小さくすることができる。さらに、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１は、ボールナット６３によって回転支持されているので、ベアリングを省くことができる。なお、ロータ８６は、ステータ５７に磁束が発生させられることによって間接的に支持される。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１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し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図３は本発明の第２の実施の形態における射出装置の要部を示す断面図である。

この場合、１７３は伝達軸としてのボールねじ軸・出力軸ユニット９１の位置を検出するための、位置検出部としての位置センサであり、該位置センサ１７３は、前記後フランジ５２から後方（図において右方）に延在させて配設された固定子１７１、及び前記出力軸部９５の後端（図において右端）から後方に延在させて配設された可動子１７２を備え、該可動子１７２は、後フランジ５２を貫通して後方に延び、前記固定子１７１に対して挿脱自在に配設される。該固定子１７１及び可動子１７２は、いずれも被駆動部及び射出部材としてのスクリュー１２（図２）のストローク分よりわずかに長い寸法を有し、リニアエンコーダを構成する。

この場合、出力軸部９５内に固定子１７１を収容する穴を形成する必要がないので、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１の径をその分小さくすることができる。しかも、固定子１７１が前記後フランジ５２から後方に延在させて配設され、可動子１７２が前記出力軸部９５の後端から後方に延在させて配設されるので、位置センサ１７３の保守・管理を容易に行うことができる。

さらに、ロータ８６及びステータコイル５８から離れた箇所でボールねじ軸・出力軸ユニット９１の位置を検出することになるので、位置センサ１７３にノイズが加わるのを防止することができる。したがって、位置センサ１７３の検出精度を高くすることができる。

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１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し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図４は本発明の第３の実施の形態における射出装置の要部を示す断面図である。

この場合、射出工程において、射出用の駆動部としての射出用モータ２３が駆動され、被駆動部及び射出部材としてのスクリュー１２（図２）が射出開始位置から射出終了位置まで前進させられる間、ステータ１５７において発生させられた磁束をロータ１８６に鎖交させる必要がある。そこで、ロータ１８６の軸方向長さは、ステータ鉄心１５９の軸方向長さより少なくともスクリュー１２のストローク分だけ長く設定される。なお、スクリュー１２の射出開始位置において、ロータ１８６の前端（図において左端）とステータ鉄心１５９の前端とが一致させられ、スクリュー１２の射出終了位置において、ロータ１８６の後端（図において右端）とステータ鉄心１５９の後端とが一致させられる。

この場合、ステータ１５７の軸方向長さを短くすることができるので、ステータ鉄心１５９のステータコイルを巻装する作業を簡素化することができるだけでなく、ロータ１８６の軸方向長さを容易に設定することができる。

次に、本発明の第４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し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図５は本発明の第４の実施の形態における射出装置の要部を示す断面図である。

この場合、１７３は伝達軸としてのボールねじ軸・出力軸ユニット９１の位置を検出するための、位置検出部としての位置センサであり、該位置センサ１７３は、前記後フランジ５２から後方（図において右方）に延在させて配設された固定子１７１、及び前記出力軸部９５の後端（図において右端）から後方に延在させて配設された可動子１７２を備え、該可動子１７２は、後フランジ５２を貫通して後方に延び、前記固定子１７１に対して挿脱自在に配設される。該固定子１７１及び可動子１７２は、いずれも被駆動部及び射出部材としてのスクリュー１２（図２）のストローク分よりわずかに長い寸法を有し、磁気式のリニアエンコーダを構成する。

この場合、出力軸部９５内に固定子１７１を収容する穴を形成する必要がないので、ボールねじ軸・出力軸ユニット９１の径をその分小さくすることができる。しかも、固定子１７１が前記後フランジ５２から後方に延在させて配設され、可動子１７２が前記出力軸部９５の後端から後方に延在させて配設されるので、位置センサ１７３の保守・管理を容易に行うことができる。

さらに、ロータ１８６及びステータコイル５８から離れた箇所でボールねじ軸・出力軸ユニット９１の位置を検出することになるので、位置センサ１７３にノイズが加わるのを防止することができる。したがって、位置センサ１７３の検出精度を高くすることができる。

また、ステータ１５７の軸方向長さを短くすることができるので、ステータ鉄心１５９のステータコイルを巻装する作業を簡素化することができるだけでなく、ロータ１８６の軸方向長さを容易に設定することができる。

前記各実施の形態においては、出力軸３５内にベアリングボックス１３が配設され、計量用モータ２２を駆動することによって発生させられた回転は、出力軸３５を介してベアリングボックス１３に伝達されるようになっているが、計量用モータ２２とベアリングボックス１３との間にギヤ等の回転伝達系を配設することもできる。

また、前記各実施の形態においては、射出装置について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明を、例えば、型締装置に適用することもできる。その場合、型締装置として、固定プラテンとトグルサポートとを複数本のタイバーによって連結し、該タイバーに可動プラテンを摺動自在に支持し、該可動プラテンとトグルサポートとの間にトグル機構を配設した構成とする。そして、前記トグルサポートの後端（反トグル機構側）に型締用の駆動部としての型締用モータの前フランジを固定し、前端（トグル機構側）にボールナットを固定し、前記トグルサポートを貫通させて延在させたボールねじ軸・出力軸ユニットの端部をトグル機構の被駆動部としてのクロスヘッドに回転自在に連結させる。また、ボールねじ軸・出力軸ユニットを直進させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きをすることができる。そして、型締装置として、ボールねじ軸・出力軸ユニットの端部を被駆動部としての可動プラテンに直接回転自在に連結することもできる。また、前記トグルサポートにボールナットより大きい穴を形成し、前記ボールナットを型締用モータの前フランジに固定するようにしてもよい。

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。

射出成形機の射出装置に適用することができる。

Claims (13)

1. （ａ）被駆動部と、
   （ｂ）ねじ軸部及び出力軸部を備え、前記被駆動部に相対回転自在に連結され、かつ、進退自在に配設された伝達軸と、
   （ｃ）前記ねじ軸部と螺合させられたナットと、
   （ｄ）モータ取付けフレームに取り付けられたモータフレームと、
   （ｅ）前記出力軸部に取り付けられたロータと、
   （ｆ）前記モータフレームに取り付けられたステータとを有することを特徴とする射出成形機の駆動装置。
2. 前記ロータは永久磁石である請求項１に記載の射出成形機の駆動装置。
3. ステータ鉄心の軸方向長さ及びロータの軸方向長さのうちの一方は、他方より少なくとも前記伝達軸のストローク分だけ長くされる請求項１に記載の射出成形機の駆動装置。
4. 前記ナットは、前記モータフレーム及びモータ取付けフレームのうちの一方に固定される請求項１に記載の射出成形機の駆動装置。
5. 前記出力軸部と前記モータフレームとの間に位置検出部が配設される請求項１に記載の射出成形機の駆動装置。
6. 前記ステータのステータコイルの周囲に樹脂が注入される請求項１に記載の射出成形機の駆動装置。
7. （ａ）前記被駆動部はスクリューであり、
   （ｂ）前記モータフレームは射出用のモータフレームであり、
   （ｃ）前記スクリューと前記伝達軸とはベアリングボックスを介して連結される請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出成形機の駆動装置。
8. （ａ）計量用モータの中空の出力軸内に前記ベアリングボックスが配設され、
   （ｂ）前記出力軸の回転が回転伝達部を介してベアリングボックスに伝達される請求項７に記載の射出成形機の駆動装置。
9. （ａ）前記被駆動部はトグル機構のクロスヘッドであり、
   （ｂ）前記モータフレームは型締用のモータフレームである請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出成形機の駆動装置。
10. （ａ）前記被駆動部は可動プラテンであり、
    （ｂ）前記モータフレームは型締用のモータフレームである請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出成形機の駆動装置。
11. 被駆動部、ねじ軸部及び出力軸部を備え、前記被駆動部に相対回転自在に連結され、かつ、進退自在に配設された伝達軸、前記ねじ軸部と螺合させられたナット、モータ取付けフレームに取り付けられたモータフレーム、該モータフレームに取り付けられたステータ、及び前記出力軸部に取り付けられたロータを備えた駆動部を有する射出成形機による成形方法において、
    （ａ）前記駆動部を駆動し、前記ロータを回転させることによってロータを進退させ、
    （ｂ）前記伝達軸を進退させることによって被駆動部を進退させることを特徴とする成形方法。
12. ステータ鉄心の軸方向長さ及びロータの軸方向長さのうちの一方は、他方より少なくとも前記伝達軸のストローク分だけ長くされる請求項１１に記載の成形方法。
13. 前記出力軸部と前記モータフレームとの間で前記被駆動部の位置が検出される請求項１１に記載の成形方法。

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