JPS642049B2

JPS642049B2 -

Info

Publication number: JPS642049B2
Application number: JP13612282A
Authority: JP
Inventors: Toshio Shiina
Original assignee: Meiki Seisakusho KK
Current assignee: Meiki Seisakusho KK
Priority date: 1982-08-03
Filing date: 1982-08-03
Publication date: 1989-01-13
Also published as: JPS5926236A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は射出成形機におけるスクリユ作動機構
に係り、特に小型、軽量な構造と為し、且つ耐久
性を向上せしめ得るように改善されたスクリユ作
動機構に関するものである。

従来の射出成形機における樹脂を可塑化，射出
せしめるためのスクリユの作動機構としては、例
えば第１図に示されるように、三相誘導電動機ま
たは油圧モータ２により回転駆動せしめられる回
転軸４に雄スプラインが刻設され、そしてこれが
ピストン６の中空部に刻設された雌スプラインに
嵌合する構造のものがあり、そこではピストン６
が油圧によりシリンダ８の内側を往復運動せしめ
られると共に、モータ２により回転運動も可能と
されている。従つて、ピストン６に固定のスクリ
ユ１０は回転運動と往復運動とを為すこととな
り、これによつて所定の樹脂の可塑化と射出操作
が行なわれ得るようになつている。

しかしながら、このような構造においては、ピ
ストン６とシリンダ８との間のパツキン１２がピ
ストン６の最も大径の部分に嵌められており、往
復動のみならず回転もこのパツキン１２の部分で
行なわれるために、パツキン１２は摩耗量が特に
大となり、耐久性を欠くという欠点があつた。

また、この問題を解決するものとして考えられ
た、特開昭49−99661号公報にも明らかにされて
いるような、第２図に示される形式のスクリユ作
動機構では、往復運動に対するパツキンと回転運
動に対するベアリングとが明瞭に分けられてい
る。即ち、スクリユ回転駆動モータ２０により駆
動されるモータ側回転軸２２には雄スプラインが
刻設され、これと同軸線上のスクリユ側回転軸２
４には内部中空部に雌スプラインが刻設されてお
り、そしてこれら雄，雌両スプラインが嵌合して
両回転軸２２，２４は伸縮自在な一つの回転軸と
されているのである。そして、ピストン２６がパ
ツキン２７を介してシリンダ２８の内側に往復動
可能とされる一方、スラストベアリング３０及び
ラジアルベアリング３２により前記回転軸２４が
回転自在に支持され、且つピストン２６の内側後
端部のパツキン３４により補助円筒３６に摺接し
得るようになつている。なお、補助円筒３６はシ
リンダ２８と同心にしてシリンダ２８のエンドカ
バー３８に一体とされ、内部中空部に回転軸２４
を挿入せしめている。

このようにすることによつて、パツキン２７，
３４等は往復運動のみに係わり、またベアリング
３０，３２等は回転運動のみに係わるので、それ
ぞれの特徴を生かし得ることとなり、以て耐久性
を高めることができることとなつたのであるが、
かかる構造にあつては、油圧ポート４０からの圧
油がピストン２６の背面４２に作用して推力を出
す際に、前記補助円筒３６にて中心部分を占めら
れて、油圧が作用する背面４２の面積が狭められ
ているので、所定の推力を出すためにはピストン
２６の外径を大きくする外なく、従つてシリンダ
２８の大径化が避けられないという欠点があつ
た。

尤も、かかる構造において、モータ側回転軸２
２がスプライン嵌合せしめられたスクリユ側回転
軸２４の内孔内に位置する背面にも、何等かの手
段により、前記油圧ポート４０から導入される油
圧と同様な油圧が作用するようにすれば、上記し
た推力低下の問題は解消されることとなるが、そ
うすることによつて圧油のシールの問題がまた惹
起されるのである。即ち、かかるスプライン嵌合
させられるモータ側回転軸２２とスクリユ側回転
軸２４とは共に回転せしめられるものであるとこ
ろから、それら回転する部材を静止部材、例えば
ピストン２６やエンドカバー３８等にパツキンを
以てシールする必要が生じ、それ故に回転摺動に
よるパツキンの大きな損耗が重大な問題となるの
である。

更にまた、このような構造では、スクリユの推
力、即ちスクリユ側回転軸２４の推力はもつぱら
スラストベアリング３０を介してピストン２６か
ら与えられるものであるため、スラストベアリン
グ３０に終始大きな推力が作用することとなり、
それ故に強力な負荷に耐える大型のスラストベア
リング３０が要求され、その分だけ重量も大とな
り、コンパクトで軽量なスクリユ作動機構を得る
ことは困難であつたのである。

ここにおいて、本発明は、かかる事情に鑑みて
為されたものであつて、その特徴とするところ
は、駆動モータにより回転せしめられる回転軸の
一端を、射出シリンダの端部に油洩れを防止して
固定したエンドカバーに第一のベアリング機構及
び第一のシーリングメタルを介して回転可能に支
持せしめて、該第一のシーリングメタル配設部位
からの僅かな洩油を許容しつつ、その洩油を排出
するための第一の排油孔を前記エンドカバーに設
ける一方、該回転軸の他端に雄スプライン部を設
け、また円筒中空部に該回転軸の雄スプライン部
に噛合する雌スプライン部を備えた回転従動軸を
設け、更に前記射出シリンダに圧力密に嵌合して
往復動する射出ピストンを設けると共に、該射出
ピストンの内孔に前記回転従動軸を第二のベアリ
ング機構及び第二のシーリングメタルを介して回
転可能に固定せしめて、該第二のシーリングメタ
ル配設部位からの僅かな洩油を許容しつつ、その
洩油を排出するための第二の排油孔を設け、また
該回転従動軸にスクリユを着脱可能に固定し、更
に該射出ピストンを前進させる前進用圧油部を前
記第一のシーリングメタルと前記第二のシーリン
グメタルとの間に設けると共に、該前進用圧油部
と該回転従動軸に設けた円筒中空部とを連通する
通路を前記回転軸に設け、また該射出ピストンを
後退させる後退用圧油室を設けたことにある。

かくして、かくの如き本発明に従えば、射出ピ
ストンの背面に圧油による推力を作用させるのみ
ならず、スクリユを固定する回転従動軸の背面に
も圧油による推力を作用させるように圧油路を設
けたために、所定の推力を得るための射出ピスト
ンの外径が小さくてすみ、従つて射出シリンダを
小型、軽量としてコンパクトなスクリユ作動機構
と為し得たのであり、更にはスクリユに作用する
推力はスラストベアリングを介して射出ピストン
から与えられるのみならず、回転従動軸自体から
も直接与えられるものであるところから、スラス
トベアリングに対する負荷は小さなものとなり、
それだけ小型のベアリングで足りるのであつて、
以て本機構の小型、軽量化を著しく助長せしめ得
ることとなつたのである。

且つまた、往復運動に対してはパツキンを、回
転運動に対してはベアリング及びシーリングメタ
ルを明確に区分して使用し得るために、それぞれ
のシール特性を生かすことができ、以てその耐久
性を高め、本機構の寿命を大となし得る等の優れ
た効果を奏し得たのである。要するに、本発明に
あつては、回転部分のシールに通常のパツキキン
を用いることなくシーリングメタルを用いている
ところから、パツキンの損耗は全く回避され得る
こととなつたのであり、しかもかかるシーリング
メタル部分からの僅かの圧油の洩れを許容するこ
とによつて、シールの恒久的寿命が確保されるこ
ととなつたものである。

以下、本発明に係るスクリユ作動機構の一実施
例を示す図面に基づいて更に詳細に説明すること
とする。

先ず、第３図において、５０は射出シリンダで
あり、該射出シリンダ５０はボルト５２によりエ
ンドカバー５４の一端に固定されており、このエ
ンドカバー５４の他端には三相誘導電動機または
油圧モータなどの駆動モータ５６が固定されてい
る。そして、この駆動モータ５６の主軸５８は回
転軸６０とスプライン結合等により結合されてい
る。また、この回転軸６０は大径部６２、中径部
６４及び小径部６６からなり、そしてその大径部
６２の駆動モータ側にスラストベアリング６８及
びシーリングメタル（第一）７０が配設され、更
にこれらを挾んで両側に１組のラジアルベアリン
グ７２，７２が共に中径部６４とエンドカバー５
４の内空部に介在せしめられて、駆動モータ５６
の回転を回転軸６０に伝えると共に、圧油が駆動
モータ５６側に洩れることを規制している。これ
らスラストベアリング６８と１組のラジアルベア
リング７２，７２によつて、第一のベアリング機
構が形成されている。なお、７４は中径部６４の
端部において洩油をシールするフエルトリング付
シールドカバーである。また、小径部６６には全
長にわたり雄スプライン７６が形成されている。

一方、回転軸６０から回転を伝達される回転従
動軸８０は、回転軸６０側に小径部６６を挿入し
得る円筒中空部８１を有し、、その内側端部に短
小な雌スプライン８２が形成され、前記雄スプラ
イン７６と嵌合（噛合）し得るようになつてい
る。なお、回転従動軸８０のスクリユ側端部に
は、スクリユ８４を嵌着し得るソケツト部８６が
形成されている。

そして、射出ピストン９０は前記射出シリンダ
５０に対して往復動可能に支持され、且つ前記回
転従動軸８０を回転自在に支持するように構成さ
れている。即ち、射出ピストン９０の後端外周の
３個のリング状溝に嵌着されたパツキン９２と、
射出シリンダ５０の前端内周の１個のリング状溝
に嵌着されたパツキン９４によつて、射出ピスト
ン９０は射出シリンダ５０に対して往復動可能と
されているのである。また、射出ピストン９０の
中空部内側に突出したリング状突出部９６の後方
段付部にはスラストベアリング９８とシーリング
メタル（第二）１００が装着され、リング状突出
部９６の前方段付部にはスラストベアリング１０
１が装着されている。そして、回転従動軸８０の
外周のリング状突条１０２の後方に前記スラスト
ベアリング１０１が、前方にラジアルベアリング
１０４がそれぞれ配設されている。従つて、射出
ピストン９０は２個のスラストベアリング９８，
１０１と１個のラジアルベアリング１０４により
回転従動軸８０を回転自在に支持し得るように構
成されている。また、これらスラストベアリング
９８，１０１及びラジアルベアリング１０４に
て、第二のベアリング機構が形成されている。な
お、シールドカバー１０６は前記ラジアルベアリ
ング１０４を前方より押え且つ回転従動軸８０を
シールするために設けられている。

また、回転従動軸８０の後端部と射出ピストン
９０の後端部には、前進用圧油部１０８が設けら
れ、且つ該前進用圧油部１０８から回動従動軸８
０の前記円筒中空部８１の底部１１０近傍に達す
る圧油路１１２がＬ字形に回転軸６０に穿設され
ている。なお、スクリユ前進時に前進用圧油部１
０８に圧油を供給する給油孔１１４及び後退用圧
油室１１５に圧油を供給する給油孔１１６が射出
シリンダ５０の下方に設けられ、更に洩油回収の
ための後方の排出孔（第一）１１８がエンドカバ
ー５４のシーリングメタル７０後方に設けられ、
また前方の排出孔（第二）１２０が前記シールド
カバー１０６内に穿設されているのである。

このように構成されたスクリユ作動機構におい
て、駆動モータ５６を回転させれば、回転軸６０
は２個のラジアルベアリング７２，７２に支持さ
れて回転し、ついで一端をスプライン結合された
回転従動軸８０は他端をラジアルベアリング１０
４にて支持されて回転する。そして、回転従動軸
８０に固定されたスクリユ８４は、図示しない樹
脂を加圧流動化せしめて、前方に圧送するのであ
るが、その反力はスラストベアリング１０１経由
射出ピストン９０へ、更にエンドカバー５４へと
伝達されて、図示しない基台にて受け止められ
る。

次に、樹脂射出時においては、給油孔１１４よ
り圧油が前進用圧油部１０８内へ供給されると、
３個のパツキン９２とシーリングメタル１００の
シール性によつて射出ピストン９０が前方へ押し
出されると同時に、スラストベアリング１０１を
介してその押圧力を受けた回転従動軸８０も前進
させられる。なお、前進用圧油部１０８内の圧油
は圧油路１１２を経て前記底部１１０に達し、該
底部より回転従動軸８０を前方に更に押圧するこ
ととなる。即ちスクリユ８４の推力は射出ピスト
ン９０からスラストベアリング１０１を介して与
えられるのみならず、回転従動軸８０から直接与
えられるために、スラストベアリング１０１の負
荷は従来に比して軽微となるのである。

かくして、スクリユ８４を固定した回転従動軸
８０は前述の通り回転を為すとともに、射出ピス
トン９０と一体となつて前進することによつて、
金型内への樹脂の射出が行なわれることとなるの
である。また、回転軸６０を後方へ押圧する圧油
の力は、スラストベアリング６８、シーリングメ
タル７０を経て、エンドカバー５４の内側へ突出
したリング状の突条１２２によつて受けられる。

なお、シーリングメタル７０については、その
内周と回転軸６０の外周との間隙が微小とされ、
シーリングメタル１００については、その外周と
射出ピストン９０の内周との間隙が微小とされ
て、それぞれのシーリングメタルの配設部位にお
ける洩油を僅かなものと為して、回転を許容しつ
つ使用油圧に対して洩油を規制し得るものであ
る。

次に、第４図に示されるシーリングメタルに対
する洩油の計算例を示すならば、Ｑ≒1.7×10⁹（P₁−P₂）E³D／νL ここに、Ｑ：洩油量（cm³／min） P₁：１次側油圧（Kg／cm²） P₂：２次側油圧（Kg／cm²）Ｅ：隙間（cm）Ｄ：直径（cm） ν：油の粘度（センチストークス）Ｌ：シールリングの長さ（cm）である。今、P₁−P₂＝ΔP＝140Kg／cm² Ｅ＝0.002cm Ｄ＝10cm Ｌ＝４cm ν＝20centistokes とすると、Ｑ≒1.7×10⁹×140×0.002³×10／20×４＝238cm³／min≒４cm³／sec となるが、この量は3/4インチの方向切換弁の洩
油量程度のものであるため、実用上において何等
差支えないものである。尚、直径10cmのシールリ
ングの外径と相手の内径との差を0.002cm×２、
即ち0.04mm以下に加工することは容易である。な
お、これらの洩油は後流側に配置されたラジアル
ベアリング７２及び１０４等をそれぞれ潤滑して
排油孔１１８，１２０を経て図示しない油槽に還
流せしめられるようになつている。

以上詳述したように、かかるスクリユ作動機構
においては、スクリユ８４の推力は射出ピストン
９０の背面と回転従動軸８０の背面とに作用する
圧油の圧力によつて生起するのであるから、従来
の射出ピストンのみによる推力に比して極めて大
となる故に、必要な推力を得るための射出ピスト
ン９０の外径を小さくすることができ、従つて、
射出シリンダ５０を小型、軽量として、コンパク
トなスクリユ作動機構となし得たのである。更に
また、スラストベアリング１０１に対する負荷を
回転従動軸８０が直接伝達する推力分だけ小さく
し得るために、それだけ小型のベアリングで足り
るのであつて、スクリユ作動機構のコンパクト化
が助長されることとなる。

且つまた、回転運動に弱いパツキン９２，９４
を往復運動の部分のみに使用し、回転運動の部分
に対してはラジアルベアリング７２，１０４及び
シーリングメタル７０，１００を使用することに
より、それぞれのシール特性を効果的に生かし
て、シールの耐久性を大幅に高め、スクリユ作動
機構の寿命を大ならしめ得たのである。

なお、本実施例においては、シーリングメタル
７０，１００を第４図に示される形式のものとし
たのであるが、本発明は何等これに限定されるも
のではなく、その他の形式のシーリングメタルを
使用することができる。また、スラストベアリン
グ６８，９８，１０１およびラジアルベアリング
７２，１０４等についても同様である。

また、その他、本発明には、その趣旨を逸脱し
ない範囲内において、当業者の知識に基づいて
種々なる変形・改良などを加え得ることは言うま
でもないところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスクリユ作動機構の断面図であ
り、第２図は従来の別のスクリユ作動機構の断面
図である。第３図は、本発明に係るスクリユ作動
機構の一実施例を示す断面図であり、第４図はそ
のシーリングメタル近傍の拡大部分断面図であ
る。５０……射出シリンダ、５４……エンドカバ
ー、５６……駆動モータ、６０……回転軸、６
８，９８，１０１……スラストベアリング、７
０，１００……シーリングメタル、７２，１０４
……ラジアルベアリング、８０……回転従動軸、
８１……円筒中空部、８４……スクリユ、９０…
…射出ピストン、１０８……前進用圧油部、１１
２……圧油路、１１５……後退用圧油室。

Claims

【特許請求の範囲】

１駆動モータにより回転せしめられる回転軸の
一端を、射出シリンダの端部に油洩れを防止して
固定したエンドカバーに第一のベアリング機構及
び第一のシーリングメタルを介して回転可能に支
持せしめて、該第一のシーリングメタル配設部位
からの僅かな洩油を許容しつつ、その洩油を排出
するための第一の排油孔を前記エンドカバーに設
ける一方、該回転軸の他端に雄スプライン部を設
け、また円筒中空部に該回転軸の雄スプライン部
に噛合する雌スプライン部を備えた回転従動軸を
設け、更に前記射出シリンダに圧力密に嵌合して
往復動する射出ピストンを設けると共に、該射出
ピストンの内孔に前記回転従動軸を第二のベアリ
ング機構及び第二のシーリングメタルを介して回
転可能に固定せしめて、該第二のシーリングメタ
ル配設部位からの僅かな洩油を許容しつつ、その
洩油を排出するための第二の排油孔を設け、また
該回転従動軸にスクリユを着脱可能に固定し、更
に該射出ピストンを前進させる前進用圧油部を前
記第一のシーリングメタルと前記第二のシーリン
グメタルとの間に設けると共に、該前進用圧油部
と該回転従動軸に設けた円筒中空部とを連通する
通路を前記回転軸に設け、また該射出ピストンを
後退させる後退用圧油室を設けたことを特徴とす
る射出成形機におけるスクリユ作動機構。