JPS61137720A - 射出成形機におけるスクリユ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は射出成形機におけるスクリュ駆動装置に関す
るものである。

（従来技術） 従来より、プラスチックなどの材料に対する成形機とし
て、 加熱シリンダと、加熱シリンダ内部に挿入、配置された
スクリュとを有し、その加熱シリンダ内に供給された材
料をスクリュの回転によって可塑化する一方、スクリュ
を軸方向に前進させて可塑化された材料を加熱シリンダ
先端のノズルから金型内に射出する射出成形機が広く用
いられている。

この射出成形機においては、従来、スクリュを駆動する
駆動装置が、スクリュを回転駆動する駆動手段と、スク
リュを軸方向に前進、後退させる駆動手段とをそれぞれ
独立して備え、それら二つの駆動手段により、スクリュ
をそれぞれ独立して回転駆動、または軸方向に駆動する
ようにされている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、かかるスクリュ駆動装置においては、成形条
件、射出条件を最適に保ちつつ加工のサイクルタイムを
可及的に短くする必要性等から、スクリュの回転および
前進、後退の開始、停止のタイミングや、回転および前
進、後退速度等の制御が行われるが、従来の駆動装置に
おいては、スクリュを回転または前進、後退駆動する手
段がそれぞれ別個に設けられているために、その制御系
も２系統となって制御装置が複雑、高価となり、また駆
動手段が二つ必要となるところから、駆動装置自体も大
型化する等の不具合があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような問題点を解決するために為された
ものであり、その要旨とするところは、射出成形機にお
けるスクリュ駆動装置を、（ａｌスクリュに対する相対
回転が可能で且つ該スクリュに対する軸方向への相対移
動が不能な状態で、該スクリュと同心的に設けられた雄
ねじ部材と、（ｂ１回転可能に且つ軸方向への移動が不
能に設けられるとともに、前記雄ねじ部材の雄ねじ部に
螺合された雌ねじ部材と、（Ｃ）該雌ねじ部材の回転を
阻止し、前記雄ねじ部材が正転または逆転させられると
き、該雌ねじ部材のねじ送り作用で前記雄ねじ部材を前
進または後退させる第一ブレーキ手段と、（ｄ）前記ス
クリュおよび雄ねじ部材と同心的に設けられた回転駆動
軸と、（ｅｌ該回転駆動軸を回転駆動する駆動手段と、
ｆｆｌ該回転駆動軸と前記スクリュおよび雄ねじ部材と
の間に設けられ、該回転駆動軸の回転駆動力を該スクリ
ュまたは雄ねじ部材に択一的に伝達して、該スクリュを
回転または前進、後退させる伝達装置とを含むように構
成したことにある。

（作用および効果） このようなスクリュ駆動装置においては、駆動手段から
の回転駆動力は、伝達装置によって雄ねじ部材とスクリ
ュとに択一的に伝達される。そして、回転駆動力がスク
リュに伝達されれば、スクリュが回転駆動されて、加熱
シリンダ内に供給された材料が可塑化され、また雄ねじ
部材に回転駆動力が伝達されれば、スクリュが前進、後
退させられて、可塑化された材料の射出、続く加工サイ
クルのための準備等が行われる。

このように、本発明の駆動装置においては、スクリュの
回転および前進、後退駆動が一つの駆動手段によって行
われるため、そのスクリュの運動に対する制御系統も一
系統で足りることとなって、制御装置、ひいてはスクリ
ュ駆動装置が安価となリ、また駆動手段が一つでよいこ
とから、駆動装置自体も小型化される利点が生ずる。

（実　施　例） 次に、本発明の実施例を、図面に基づいて詳しく説明す
る。

添付図は、横型の射出成形機の射出装置の要部を示した
ものである。図において、１０はフレームで、前壁３８
と後壁４０とを有し、その前壁３８に、加熱シリンダ１
２が、その軸心を水平に向けた状態で固設されている。

加熱シリンダ１２の内部には、スクリュ１４が回転可能
且つ軸方向に移動可能に配設され、このスクリュー１４
の回転によって、ホッパ１６から加熱シリンダ１２内部
に供給された材料が可塑化され、また軸方向への移動に
よって可塑化された材料が加熱シリンダ１２のノズル１
．８から金型成形キャビティ内に射出されるようになっ
ている。なお、１３は、型締装置の固定盤である。

一方、スクリュ１４の後方には、雄ねじ軸２６がスクリ
ュ１４と同心的に配設されている。雄ねじ軸２６の後端
部には、ボールねじ２８が設けられ、このボールねじ２
８がフランジ付円筒形状の雌ねじ部材３０に、ボール３
２を介して螺合されている。雌ねじ部材３０は、フレー
ム１０の後壁４０に、ベアリングを介して回転可能かつ
軸方向に移動不能に取り付けられている。この雌ねじ部
材３０′のフランジ３４と後壁４０との間には、制動部
材とコイルとを備えた電磁ブレーキ（第一ブレーキ）３
６が配設され、この第一ブレーキ３６によって雌ねじ部
材３０が回転を阻止され、あるいは一定の制動力を受け
つつ回転させられるようになっている。

前記フレーム１０の内部には、函体状を成すハウジング
４２が、ガイドロッド４４に沿って水平方向（図中左右
方向）に移動可能に配設されている。このハウジング４
２には、回転駆動軸４６がスクリュ１４および雄ねじ軸
２６と同心位置において回転可能に取吟付けられる一方
、その上面においてサーボモータ４８が固設され、それ
らが、ブーＩＪ５０，５２およびタイミングベルト５４
を介して連結されている。回転駆動軸４６は円筒形状を
成しており、その中空部を前記雄ねじ軸２６が貫通して
その先端をハウジング４２の内部に位置させている。

ハウジング４２の内部には、リングギヤ５６が配設され
ている。リングギヤ５６は互いに反対方向に延び出す軸
部６２と円筒部８０とを有し、その軸部６２がハウジン
グ４２に回転可能に支持された状態で前記スクリュ１４
の後端部に、相対回転及び軸方向への相対移動が不能な
状態で連結されている。また円筒部８０の底部には軸受
ケース６０が固設され、この軸受ケース６０およびベア
リングを介して、リングギヤ５６が雄ねじ軸２６の前端
部に相対回転可能かつ軸方向への相対移動不能に連結さ
れている。円筒部８０の先端部には内歯５８が形成され
ており、そしてこの内歯５８に対向するようにして、前
記回転駆動軸４６には、サンギヤ６４が固設されている
。

これら内歯５８とサンギヤ６４との間には、複数個のプ
ラネタリギヤ６６が配設され、それらが互いに噛み合わ
されている。各プラネタリギヤは、それぞれ一つずつの
回転軸７２において、雄ねじ軸２６に一体に形成された
キャリヤ６８により互いに連結され、回転軸７２の回り
を自転しつつサンギヤ６４の回りを公転させられるよう
になっている。各プラネタリギヤ６６の回転軸７２は、
キャリヤ６８とは反対側に配設された円板部材７４にも
連結されており、この円板部材７４が電磁ブレーキ７６
　（第三ブレーキ）により制動されることによって、各
プラネタリギヤ６６の公転、つまりキャリヤ６８の回転
が阻止されるようになっている。また、前記リングギヤ
５６とハウジング４２との間には、リングギヤ５６の回
転を阻止する電磁ブレーキ７８　（第二ブレーキ）が設
けられており、これら第二ブレーキ７８．第三ブレーキ
７６を択一的に作用させることによって、回転駆動軸４
Ｇの回転駆動力が、リングギヤ５６または雄ねじ軸２６
に択一的に伝達されるようになっている。

次に、本装置の作用を説明する。

スクリュ１４が前進端から一定量後退した位置にある状
態において、第二ブレーキ７８を解放状態、第三ブレー
キ７６を作用状態として、リングギヤ５６を回転可能、
キャリヤ６８を回転不能とし、更に第一ブレーキ３６を
、雌ねじ部材３０が一定の制動力の下にスリップしつつ
回転し得る状態に作用させる（これを半作用状態とする
）。この状態でサーボモータ４８を正回転させると、そ
の回転駆動力はタイミングベルト５４を介して回転駆動
軸４６に伝達され、サンギヤ６４がその回転駆動力の下
に回転させられる。サンギヤ６４に伝えられた回転駆動
力は、プラネタリギヤ６６にも伝えられるが、このプラ
ネタリギヤ６６は第三ブレーキ７６の作用によって位置
（サンギヤ６４回りの位置）が固定とされているため、
サンギヤ６４の回転駆動力は、このプラネタリギヤ６６
の回転軸７２の回りの自転作用に基づいてリングギヤ５
６にそのまま伝えられる。

これにより、リングギヤ５６、更にはスクリュ１４が回
転させられ、加熱シリンダ１２内に供給された材料が可
塑化される。この可塑化工程においては、スクリュ１４
の溝を伝って加熱シリンダ１２の先端部の空間８２内に
送られた材料によって、スクリュＩ４に一定の反力（背
圧）が作用する。この背圧は雄ねじ軸２６にも伝えられ
るため、この雄ねじ軸２６と雌ねじ部材３０との間に両
者を相対回転させようとする力が生じる。ところが、雄
ねじ軸２６は第三ブレーキ７６によって回転を阻止され
た状態にあるため、この力は雌ねじ部材３０に対する回
転力として作用する。そして、その回転力が一定値以上
になると、雌ねじ部材３０が第一ブレーキ３６による制
動を受けつつ回転を開始し、雄ねじ軸２６．ハウジング
４２およびスクリュ１４の後退を許容する。

これにより、前記空間８２の容積が増大し、その増大し
た空間内に、スクリュ１４にて新たに送り込まれてくる
材料が漸次貯えられる。そして、その量が予め定められ
た一定量（射出量）となったとき、すなわち、スクリ゛
ユ１４が移動ストロークの後退端に達したところで、第
二ブレーキ７８が作用状態に、第三ブレーキ７６が解放
状態に、また第一ブレーキ３６が完全作用状態、つまり
雌ねじ部材３００回転を完全に阻止する状態にそれぞれ
切り換えられる。

なお、スクリュ１４の後退端への到達は、リミソトスイ
・ノチ等の検知手段にて検知することができる。そして
、その検知手段からの信号によって各ブレーキ３６，７
６．７８を作動させるようにすることにより、その切換
えを自動的に行うことができる。

第二ブレーキ７８が作用させられた状態、つまりリング
ギヤ５６の回転が阻止された状態の下において、サンギ
ヤ６４が回転させられると、プラネタリギヤ６６が回転
軸７２の回りを自転しつつサンギヤ６４の回りを公転さ
せられる。すなわち、キャリヤ６８およびこれと一体の
雄ねじ軸２６が回転させられるのである。

このとき、雌ねじ部材３０は回転不能状態にあるから、
雄ねじ軸２６が回転させられれば、この雄ねじ軸２６お
よび雌ねじ部材３０間に形成されたポールスクリュ機構
にて雄ねじ軸２６が前方に押し出される。これに伴って
スクリュ１４が前進させられ、その前進端において加熱
シリンダ１２の先端部空間８２に貯えられた可塑化され
た材料をノズル１８から金型の成形キャビティ内に射出
する。

その後、サーボモータ４８が逆回転させられ、これとと
もに、スクリュ１４．ハウジング４２゜雄ねじ軸２６が
一定量後退させられる。そして、再び第一ブレーキ３６
が半作用状態、第二ブレーキ７８が解放状態、第三ブレ
ーキ７６が作用状態に切り換えられて前述した材料の可
塑化工程が行われる。

なお、このような射出装置においては、材料の可塑化が
終った段階でスクリュ１４を僅かに後退させて背圧を弱
め、可塑化された材料がノズル１８から漏れ出ることを
阻止するサックバックが行われるが、このサックバック
は、第一、第二、第三の各ブレーキ３６，７８．７６を
上述したスクリュ１４後退時の状態にすることによって
行われる。

このように、本例の射出装置においては、スクリュ１４
の回転および前進、後退運動が単一のサーボモータ４８
にて行われ得るため、装置が小型化、簡素化されるとと
もに、制御系統も１系統で良いこととなって、制御が容
易かつ簡素となり、装置全体のコストが低減する。

以上、本発明の一実施例を詳述したが、本発明はその他
の態様で実施することも可能である。

例えば、プラネタリギヤ機構のサンギヤ６４゜プラネタ
リギヤ６６、リングギヤ５６と回転駆動軸４６．スクリ
ｉ１４．ｍねじ軸２６との組合せは各種の組み合わせが
可能であり、また伝達機構をこのようなプラネタリギヤ
機構以外の機構２手段にて構成することも可能である。

また、本発明は各種のスクリュ式射出成形機の駆動装置
に適用し得るなど、その趣旨を逸脱しない範囲において
当業者の知識に基づき様々な変形を加えた形態で実施可
能である。

【図面の簡単な説明】

添付図は本発明の一実施例であるスクリュ駆動装置を含
°む射出装置を示す要部断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）射出成形機の加熱シリンダ内に挿入、配置される
   スクリュを回転もしくは前進、後退駆動する駆動装置に
   して、 前記スクリュに対する相対回転が可能で且つ該スクリュ
   に対する軸方向への相対移動が不能な状態で該スクリュ
   と同心的に設けられた雄ねじ部材と、 回転可能に且つ軸方向への移動が不能に設けられるとと
   もに、前記雄ねじ部材の雄ねじ部に螺合された雌ねじ部
   材と、 該雌ねじ部材の回転を阻止し、前記雄ねじ部材が正転ま
   たは逆転させられるとき、該雌ねじ部材のねじ送り作用
   で、前記雄ねじ部材を前進または後退させる第一ブレー
   キ手段と、 前記スクリュおよび雄ねじ部材と同心的に設けられた回
   転駆動軸と、 該回転駆動軸を回転駆動する駆動手段と、 該回転駆動軸と前記スクリュおよび雄ねじ部材との間に
   設けられ、該回転駆動軸の回転駆動力を該スクリュまた
   は雄ねじ部材に択一的に伝達して、該スクリュを回転も
   しくは前進、後退させる伝達装置と、 を含むことを特徴とする射出成形機におけるスクリュ駆
   動装置。
2. （２）前記伝達装置が、 （イ）サンギヤと、該サンギヤの外周側に配置された内
   歯ギヤと、それらサンギヤおよび内歯ギヤに噛み合うと
   ともに、サンギヤおよび内歯ギヤの軸心と同一の軸心回
   りに回転可能なキャリヤによって支持されたプラネタリ
   ギヤとを有し、且つ該サンギヤ、内歯ギヤおよびキャリ
   ヤのそれぞれが前記回転駆動軸、スクリュおよび雄ねじ
   部材の何れか１つに相対回転不能に連結されて、それら
   三者間の運動伝達をなすプラネタリギヤ機構と、 （ロ）前記サンギヤ、内歯ギヤおよびキャリヤのうち、
   前記スクリュに固定されたものの回転を阻止することに
   より、前記回転駆動軸の駆動力を前記雄ねじ部材に伝達
   させ、以て該スクリュを該雄ねじ部材とともに前進、後
   退させる第二ブレーキ手段と、 （ハ）前記サンギヤ、内歯ギヤおよびキャリヤのうち、
   前記雄ねじ部材に固定されたものの回転を阻止すること
   により、前記回転駆動軸の駆動力を前記スクリュに伝達
   させ、以て該スクリュを回転させる第三ブレーキ手段と
   、 を含むものである特許請求の範囲第１項記載のスクリュ
   駆動装置。