JPWO2007034549A1 - Injection molding equipment using reduction mechanism - Google Patents
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Abstract
可塑化部10をスクロールモータの回転運動を第1クランクで偏芯回転運動に変換して第1偏芯運動歯車124に偏芯回転動力を伝達する。また、一端を第1偏芯運動歯車124に固着し他端を可塑化ハウジング101に遊嵌した第1規制ピン130を設ける。そして、第1偏芯運動歯車124の自転を規制すると共に、偏芯回転運動を許容するように遊嵌部分が動いて当該第1偏芯運動歯車124を偏芯運動させる。また、第1偏芯運動歯車124における偏芯方向の歯と部分歯合し、かつ、当該第1偏芯運動歯車124の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより第1偏芯運動歯車124から回転動力を受て自転する第1自転歯車110を設け、この第1自転歯車110をスクロール106と一体形成して設ける。これにより安価、かつ、簡単な構成で動力伝達損失を極限まで低減できる減速機構が構成される。The plasticizing unit 10 converts the rotational motion of the scroll motor into the eccentric rotational motion by the first crank, and transmits the eccentric rotational power to the first eccentric motion gear 124. Further, a first regulating pin 130 having one end fixed to the first eccentric movement gear 124 and the other end loosely fitted to the plasticizing housing 101 is provided. Then, the rotation of the first eccentric movement gear 124 is restricted, and the loose fitting portion moves so as to allow the eccentric rotational movement, thereby causing the first eccentric movement gear 124 to eccentrically move. The first eccentric movement gear 124 partially meshes with the teeth in the eccentric direction, and the partial meshing position rotates in accordance with the change in the eccentric direction of the first eccentric movement gear 124. A first rotation gear 110 that rotates by receiving rotational power from one eccentric movement gear 124 is provided, and the first rotation gear 110 is provided integrally with the scroll 106. As a result, a speed reduction mechanism that can reduce power transmission loss to the limit with an inexpensive and simple configuration is configured.
Description
本発明は、動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達する減速機構及びそれを用いた射出成形装置に関する。 The present invention relates to a speed reduction mechanism that amplifies rotational power by decelerating the rotational speed of power output from a power generation source and transmits it to a driven body, and an injection molding apparatus using the same.
射出成形装置は、金型におけるキャビティが閉空間になるように当該金型を型締する型締部、可塑化された材料をキャビティーに射出する射出部、材料を可塑化する可塑化部を基本構成としている。この型締部では高圧で金型の型締めを行う必要があり、また射出部において高圧で可塑化した材料をキャビティに射出する必要がある。また、可塑化部においては材料が可塑化しても粘度が非常に高いため高圧で圧送する必要がある。このような大きな動力を発生させるため、従来は大型モータの出力を減速機構で減速して駆動する方法が採用されている。 The injection molding apparatus includes a mold clamping unit for clamping the mold so that the cavity in the mold becomes a closed space, an injection unit for injecting plasticized material into the cavity, and a plasticizing unit for plasticizing the material. Basic configuration. In this mold clamping part, it is necessary to mold the mold at a high pressure, and it is necessary to inject a plasticized material at a high pressure in the injection part into the cavity. In the plasticizing part, even if the material is plasticized, the viscosity is very high, so it is necessary to pump at a high pressure. In order to generate such a large amount of power, a method of driving by decelerating the output of a large motor with a reduction mechanism has been conventionally employed.
ところが、このような射出成形装置では、各要素の肥大化により射出成形装置が大型化して、広大な設置スペースが必要になると共に、装置内に残留する材料が増えて多くの無駄が発生する問題が指摘されていた。 However, in such an injection molding apparatus, the enlargement of each element increases the size of the injection molding apparatus, requiring a large installation space and increasing the amount of material remaining in the apparatus, resulting in a lot of waste. Was pointed out.
そこで、本願発明者は各要素の小型化を図ると共に、動力源となるモータ及び減速機構の小型化を図ることにより、革新的に小型化された射出成形装置を提案している(特許文献1参照)。 Therefore, the inventor of the present application has proposed an injection molding apparatus that is innovatively miniaturized by reducing the size of each element and by reducing the size of a motor and a speed reduction mechanism as a power source (Patent Document 1). reference).
例えば、動力源としてのモータはサーボモータやステッ規制ピングモータを採用し、また減速機構もウォームギアとウォームホイールとから構成している。サーボモータ等は従来用いられている誘導モータに比べ非常にサイズが小さく、電気的な制御が高精度に行えるため、電力系、制御系の小型化が可能になって射出成形装置の小型化に寄与し、またウォームギアとウォームホイールとからなる減速機構では少ない部品点数で大きな減速比が得られて小型化に寄与している。
しかしながら、ウォームギヤ及びウォームホイールからなる減速機構は、ウォームギヤの歯とウォームホイールの歯とが摺動しながら動力伝達を行うため、この摺動による動力伝達損失があり、モータ能力に余裕がないと所望の動力を得ることができない場合が生じると共に、摺動による歯の摩耗が激しくメンテナンス頻度が多くなる問題があった。 However, the speed reduction mechanism consisting of the worm gear and the worm wheel transmits power while the teeth of the worm gear and the teeth of the worm wheel slide, so there is a power transmission loss due to this sliding, and it is desirable that there is no margin in motor capacity. In some cases, it is impossible to obtain the motive power, and there is a problem that tooth wear due to sliding is intense and maintenance frequency increases.
無論、モータ能力を大きめに設定し、かつ、歯もチタンコーティング等の処理が施された歯車を用いることによりかかる問題の発生を抑制することができるが、このような対応は射出成形装置を小型化する方向と逆行した方向となり、また射出成形装置のコストアップをもたらす要因となる。 Of course, it is possible to suppress the occurrence of such problems by setting the motor capacity to a large value and using gears with teeth treated with titanium coating or the like. This is a direction opposite to the direction in which the injection molding is performed, and causes an increase in the cost of the injection molding apparatus.
そこで、本発明は、安価、かつ、簡単な構成で動力伝達損失を極限まで低減できる減速機構及びそれを用いた射出成形装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a speed reduction mechanism that can reduce power transmission loss to the minimum with an inexpensive and simple configuration, and an injection molding apparatus using the same.
上記課題を解決するため、請求項1に係る減速機構は、動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達する減速機構であって、動力発生源からの回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、該クランクから偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが遊嵌穴内で運動する範囲で偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、被駆動体と一体に形成され、かつ、偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより回転動力を受て自転する自転歯車とからなるものである。 In order to solve the above-described problem, the speed reduction mechanism according to claim 1 is a speed reduction mechanism that amplifies the rotational power by decelerating the rotational speed of the power output from the power generation source, and transmits the amplified power to the driven body. A crank that converts rotational power from a power generation source into eccentric rotational power, an eccentric motion gear that transmits eccentric rotational power from the crank, and a loose-fitting hole is formed in the eccentric motion gear. Is loosely fitted in the loose fitting hole and the other end is fixed to the fixed member fixed in position, or the loose fixed hole is formed in the fixed member, and one end is loosely fitted in the loose fitting hole. A regulation pin that regulates the rotation of the eccentric motion gear while allowing the eccentric motion of the eccentric motion gear within a range in which the other end is fixed to the eccentric motion gear and moves within the loose fitting hole, Formed integrally with the driven body and on the center side of the eccentric gear Or disposed so as to include the eccentric movement gear on the inside thereof, and partially meshed with a tooth portion in the eccentric direction of the eccentric movement gear, and to change in the eccentric direction of the eccentric movement gear. Accordingly, the rotation is caused by the rotation of the partial meshing position to receive rotation power and rotate.
また、請求項2に係る減速機構は、被駆動体がボールネジであって、当該ボールネジのボールネジ軸又はボールネジナットに自転歯車が形成されているものである。 In the speed reduction mechanism according to claim 2, the driven body is a ball screw, and a rotation gear is formed on the ball screw shaft or the ball screw nut of the ball screw.
また、請求項3に係る射出成形装置は、スクロールにより材料を可塑化し圧送する際に当該スクロールを駆動するスクロール駆動機構を具備する可塑化部を備えた射出成形装置であって、スクロール駆動機構が減速機構を具備して、その際に被駆動体が回転中心軸に向けて縮小する螺旋溝内の材料を当該回転中心軸に向けて圧送するスクロールであり、固定部材が可塑化部のケーシングをなす可塑化ハウジングとするものである。 An injection molding apparatus according to a third aspect of the present invention is an injection molding apparatus including a plasticizing portion including a scroll driving mechanism that drives a scroll when the material is plasticized and fed by a scroll. A scroll having a speed reduction mechanism, in which the driven member is compressed toward the rotation center axis, and the material in the spiral groove is pumped toward the rotation center axis, and the fixing member is a casing of the plasticizing portion. The resulting plasticized housing.
また、請求項4に係る射出成形装置は、射出シリンダ内の可塑化された材料を該射出シリンダのピストンをなすプランジャで押出し金型のキャビティに射出する際に当該プランジャを駆動するプランジャ駆動機構を具備する射出部を備えた射出成形装置であって、プランジャ駆動機構が減速機構を具備し、その際に被駆動体は先端部がプランジャをなすボールネジ軸と係合して、当該ボールネジ軸の自由回転を規制しながら、軸方向に進退可能にする射出側係合部材で当該射出側係合部材と自転歯車とが一体に形成され、また固定部材が射出部のケーシングをなす射出ハウジングとするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an injection molding apparatus comprising: a plunger drive mechanism that drives the plunger when the plasticized material in the injection cylinder is injected into the cavity of the extrusion mold by the plunger that forms the piston of the injection cylinder. An injection molding apparatus having an injection part, wherein the plunger driving mechanism has a speed reduction mechanism, and the driven body engages with a ball screw shaft whose tip is a plunger, and the ball screw shaft is free to move. An injection-side engagement member that allows advancement and retraction in the axial direction while restricting rotation. The injection-side engagement member and the rotation gear are integrally formed, and the fixing member forms an injection housing that forms a casing of the injection unit. It is.
また、請求項5に係る射出成形装置は、射出シリンダ内の可塑化された材料を該射出シリンダのピストンをなすプランジャで押出し金型のキャビティに射出する際に当該プランジャを駆動するプランジャ駆動機構を具備する射出部を備えた射出成形装置であって、プランジャ駆動機構が減速機構を具備し、その際に被駆動体は先端部がプランジャをなすボールネジ軸に螺合するボールネジナットで、該ボールネジナットと自転歯車とが一体に形成され、また固定部材が射出部のケーシングをなす射出ハウジングとするものである。 The injection molding apparatus according to claim 5 further includes a plunger drive mechanism that drives the plunger when the plasticized material in the injection cylinder is injected into the cavity of the extrusion mold by the plunger that forms the piston of the injection cylinder. An injection molding apparatus having an injection part, wherein the plunger drive mechanism has a speed reduction mechanism, and the driven body is a ball screw nut screwed into a ball screw shaft whose tip is a plunger, and the ball screw nut And the rotation gear are integrally formed, and the fixing member forms an injection housing that forms a casing of the injection portion.
また、請求項6に係る射出成形装置は、固定金型と該固定金型に対して可動する可動金型からなる金型の当該可動金型を駆動して型締する際に、当該金型を型開閉する型締駆動機構を具備する型締部を備えた射出成形装置であって、型締駆動機構が減速機構を具備し、その際に被駆動体は先端部が可動金型と連結されたボールネジ軸と係合して当該ボールネジ軸を回転させる型締側係合体で、当該型締側係合体と自転歯車とが一体に形成され、また固定部材が型締部のケーシングをなす型締ハウジングとするものである。 The injection molding apparatus according to claim 6 is configured such that when the movable mold of the fixed mold and the movable mold movable with respect to the fixed mold is driven and clamped, An injection molding apparatus having a mold clamping unit having a mold clamping drive mechanism for opening and closing the mold, wherein the mold clamping drive mechanism has a speed reduction mechanism, and at this time, the driven body is connected to the movable mold at the tip. A mold clamping side engaging body that engages with the ball screw shaft and rotates the ball screw shaft. The mold clamping side engaging body and the rotation gear are integrally formed, and the fixing member forms a casing of the mold clamping portion. This is a tightening housing.
本発明にかかる減速機構は、動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達する減速機構であって、動力発生源からの回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、該クランクから偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが遊嵌穴内で運動する範囲で偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、被駆動体と一体に形成され、かつ、偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより回転動力を受て自転する自転歯車とからなるので、安価、かつ、簡単な構成で動力伝達損失を極限まで低減できるようになり、これを用いた各種の装置の小型化及び低価格化が可能になると共に信頼性を向上させることが可能になる。 A speed reduction mechanism according to the present invention is a speed reduction mechanism that amplifies rotational power by decelerating the rotational speed of power output from a power generation source and transmits the rotational power to a driven body. A crank for converting to eccentric rotational power, an eccentric motion gear to which eccentric rotational power is transmitted from the crank, a loose fitting hole is formed in the eccentric motion gear, and one end is loosely fitted in the loose fitting hole At the same time, the other end is fixed to a fixed member whose position is fixed, or a loose fitting hole is formed in the fixed member whose position is fixed, and one end is loosely fitted in the loose fitting hole and the other end is an eccentric gear. A fixed pin that is integrally formed with the driven body and a regulation pin that regulates the rotation of the eccentric gear while allowing the eccentric gear to move in the range in which the pin moves within the loose hole. And arranged on the center side of the eccentric movement gear or the eccentric movement It is arranged so as to include a vehicle inside, and partially meshes with the tooth portion in the eccentric direction of the eccentric motion gear, and the partial meshing position according to the change in the eccentric direction of the eccentric motion gear Since it consists of a rotating gear that rotates by receiving rotational power by rotating, it becomes possible to reduce power transmission loss to the limit with an inexpensive and simple configuration. It becomes possible to increase the price and improve the reliability.
A〜I ベアリング ; 10 可塑化部 ; 20 射出部
30 型締部 ; 40 カセット金型 ; 101 可塑化ハウジング
102 固定ダイプレート ; 104 バレル ; 105 螺旋溝
106 スクロール ; 107 スクロール駆動機構 ; 108 チェックバルブ機構
109 スクロール軸穴 ; 110 第1自転歯車 ; 111 スクロール作用面
112 スクロール側面 ; 113 送溝 ; 114 掻込溝
120 スクロールモータ ; 121 チェックバルブ ; 123 第1規制ピン固着穴
124(124a〜124c) 第1偏芯運動歯車 ; 125(129a〜125c) 第1クランク
126 モータ軸 ; 128 筒部 ; 129 クランク部
130 第1規制ピン ; 131 頭部 ; 132 フランジ
133(133a〜133c) 第1遊嵌穴 ; 135 バルブ受部材
136 ワンウェイクラッチ ; 137 クラッチ挿着部 ; 139 バルブポケット
140 開閉端部 ; 141 係合部 ; 142 回転止部
144 回転止穴 ; 145 クラッチ嵌着部 ; 146 テーパ部
147 被係合部 ; 150 テーパ嵌着部 ; 151 受部材挿着部
152,153 段差部 ; 201 射出シリンダ ; 202 プランジャ
203 プランジャ駆動機構 ; 204 ランナチューブ ; 206 射出モータ
207 第2プーリ ; 208 第2偏芯運動歯車 ; 209 第2自転歯車
210 第2ボールネジ軸 ; 211 射出ハウジング ; 213 第2ボールネジ軸
214 第2ボールネジナット ; 215 貫通穴 ; 216 第2クランク
217 頭部 ; 219 第2ボールネジ軸挿通穴 ; 220 ナット係合部
222 第2遊嵌穴 ; 223 第2規制ピン固着穴 ; 225 第2ボールネジ軸係合部
230 第2規制ピン ; 301 型締ハウジング ; 302 可動ダイプレート
303 型締駆動機構 ; 304 ダイバー ; 311 第3ボールネジ軸
312 型締モータ ; 313 雌ネジ ; 314 第3プーリ
315 第3規制ピン ; 316 円筒穴 ; 317 第3自転歯車
318 収納部 ; 319 係合穴 ; 320 ボルト穴
321 第3規制ピン固着穴 ; 322 第3偏芯運動歯車 ; 323 固定ボルト
324 挿通穴 ; 325 第3遊嵌穴 ; 326 頭部
327 第3クランク ; 328 第3ボールネジナット
401 可動金型 ; 402 固定金型 ; 403 位置決ピン
404 規制ピン受穴10 plasticizing part; 20
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。なお、本実施例では、熱可塑化樹脂を射出成形する場合を例に説明するが、熱硬化樹脂、ワックス、バインダ処理されたセラミック・鉄粉を射出成形する場合も同様に適用できることを予め付言する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a case where a thermoplastic resin is injection molded will be described as an example. However, it can be similarly applied to a case where a thermosetting resin, wax, binder-treated ceramic / iron powder is injection molded. To do.
また、本発明に係る減速機構は、後述するように、動力発生源からの回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、該クランクから偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが遊嵌穴内で運動する範囲で偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、被駆動体と一体に形成され、かつ、偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより回転動力を受て自転する自転歯車を主要構成としている。 Further, as will be described later, the speed reduction mechanism according to the present invention includes a crank that converts rotational power from a power generation source into eccentric rotational power, an eccentric motion gear that transmits eccentric rotational power from the crank, A loose fitting hole is formed in the eccentric gear, and one end is loosely fitted in the loose fitting hole and the other end is fixed to a fixed member fixed in position, or a loose fitting hole is formed in the fixed member fixed in position. It is formed, and one end is loosely fitted in the loose fitting hole and the other end is fixed to the eccentric movement gear. The eccentric movement of the eccentric movement gear is allowed within the range in which the pin moves in the loose fitting hole. However, the regulating pin for regulating the rotation of the eccentric gear and the driven body are formed integrally with the driven gear and arranged on the center side of the eccentric gear or arranged to include the eccentric gear on the inside. And is partially meshed with the tooth portion in the eccentric direction in the eccentric gear. The rotation gear rotates the rotary power Te receiving by partial meshing position in response to changes in the direction of eccentricity of the eccentric motion gear rotates is a main configuration.
そして、射出成形装置における、スクロール駆動機構、プランジャ駆動機構、型締駆動機構に当該減速器機構が用いられている。この際、スクロール駆動機構、プランジャ駆動機構、型締駆動機構において同様な部材(クランク、規制ピン、偏芯運動歯車、自転歯車等)はそれぞれ第1〜第3として区別する。例えば、スクロール駆動機構におけるクランクを第1クランク、プランジャ駆動機構におけるクランクを第2クランク、型締駆動機構におけるクランクを第3クランクのように記載する。また、動力発生源はスクロールモータ、射出モータ、型締モータに対応している。 In the injection molding apparatus, the speed reducer mechanism is used for a scroll driving mechanism, a plunger driving mechanism, and a mold clamping driving mechanism. At this time, similar members (crank, restriction pin, eccentric motion gear, rotation gear, etc.) in the scroll drive mechanism, the plunger drive mechanism, and the mold clamping drive mechanism are distinguished as first to third, respectively. For example, a crank in the scroll driving mechanism is described as a first crank, a crank in the plunger driving mechanism is described as a second crank, and a crank in the mold clamping driving mechanism is described as a third crank. The power generation source corresponds to a scroll motor, an injection motor, and a mold clamping motor.
なお、本発明に係る減速機構の適用は射出成形装置に限定されるものではなく、自由歯車が被駆動体と一体に形成されていることを要件として、自動車の減速駆動系や電気機器の減速駆動系等の一般的な減速機器に適用できるものであることを付言する。 Note that the application of the speed reduction mechanism according to the present invention is not limited to the injection molding apparatus, and it is a requirement that the free gear is formed integrally with the driven body, and that the speed reduction drive system of an automobile or the speed reduction of an electrical device is used. It is added that it can be applied to general deceleration devices such as drive trains.
図1は係る射出成形装置の断面図で、当該射出成形装置は、可動金型401と固定金型402とを備え、これらの突合せ面に可塑化した材料が射出される空間であるキャビティKが形成される金型40、材料を加熱して可塑化させると共に当該材料を混練しながら射出シリンダ201に送出する可塑化部10、射出シリンダ201内の可塑化された材料をキャビティKに射出する射出部20、金型40の型開閉を行う型締部30を主要構成としている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of such an injection molding apparatus. The injection molding apparatus includes a
図2は、可塑化部10の要部を示す分解斜視図で、可塑化ハウジング101及び固定ダイプレート102を有し、可塑化ハウジング101にはペレット等の材料が投入される材料投入穴103が形成されている。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a main part of the
これら可塑化ハウジング101及び固定ダイプレート102内には、材料投入穴103から投入された材料を加熱するバレル104、材料を搬送する螺旋溝105が形成されると共にバレル104に当接しながら回転して螺旋溝105内の材料を搬送,撹拌,可塑化,混練し、可塑化後はワイゼンベルグ効果を伴い、その回転中心軸の方向に圧送するスクロール106、該スクロール106を回転駆動するスクロール駆動機構107、可塑化された材料の射出や逆流を制御するチェックバルブ機構108が設けられている。
In the
スクロール106は、図3に示すように、概略短円柱状をなす回転体で、その回転体側面から固定ダイプレート102に接する面側に螺旋溝105が形成されている。この螺旋溝105は、回転軸に形成されたスクロール軸穴109までスクロール106の回転方向に従って縮小するよう複数条(図2では1条の場合を示している)に形成され、その裏面は凹部116が形成され、該凹部116の内側面に第1自転歯車110が形成されている。なお、スクロール軸穴109にチェックバルブ121が装着されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
以下、スクロール106が固定ダイプレート102に接する面をスクロール作用面111、その側面をスクロール側面112という。また、スクロール作用面111に形成されている螺旋溝105を送溝113、スクロール側面112に形成されている螺旋溝105を掻込溝114という。従って、螺旋溝105は、掻込溝114と送溝113とにより構成される。
なお、スクロール作用面111は頂角θがθ=176度〜174度の平面に近い凹状円錐形状となるように形成して直圧力(N)を生じさせることにより材料の圧送を可能にしている。無論、同程度の角度の凸状円錐形状としても良い。Hereinafter, the surface where the
The
バレル104は、内部に材料を加熱するための図示しない複数のヒータが内設されると共に、スクロール106側の面はスクロール作用面111と密接する形状に形成され、その中心軸に可塑化した材料の流路をなす流動路115が形成されている。
なお、バレル104の熱で可塑化ハウジング101や固定ダイプレート102及び、これらに内包されている各種の部材が高温にならないように冷却水の流路をなす冷却水路117が形成され、また断熱材118が適宜設けられている。The
In addition, a cooling
このスクロール106は、可塑化ハウジング101内にベアリングAを介して回動自在に配設され、スクロールモータ120の回転数を減速して当該スクロール106に伝達するスクロール駆動機構107が設けられている。
The
スクロール駆動機構107は、外周面に第1自転歯車110と歯合する歯が形成されると共に厚み方向に複数の第1規制ピン固着穴123が挿通して形成された環状の第1偏芯運動歯車124、第1規制ピン固着穴123に挿着される第1規制ピン130、第1偏芯運動歯車124に回転動力を伝達するスリーブ状の第1クランク125を備え、第1クランク125にスクロールモータ120のモータ軸126が装着されるようになっている。
The
なお、第1クランク125は、モータ軸126が挿着される筒部128と、該筒部128に対して偏芯したクランク部129とから構成されて、クランク部129はベアリングCを介して第1偏芯運動歯車124に内挿され、筒部128にはベアリングBが外挿されて可塑化ハウジング101に挿着されるようになっている。
The
この可塑化ハウジング101は固定ダイプレート102と固定されており、フランジ132はこの可塑化ハウジング101にネジ止めされている。
フランジ132には第1規制ピン130の頭部131が遊嵌して、第1偏芯運動歯車124の動きを規制する第1遊嵌穴133が設けられている。The
The
このような構成により、モータ軸126の回転運動は第1クランク125に伝達されて、そのクランク部129が偏芯回転運動し、この偏芯回転運動がベアリングCを介して第1偏芯運動歯車124に伝達される。
With such a configuration, the rotational motion of the
図4は、このような減速機構を説明する模式図で、第1偏芯運動歯車124が第1クランク125により偏芯すると、その偏芯方向の第1偏芯運動歯車124の歯部と第1自転歯車110の歯部とが部分歯合し、他の部分の歯は離合した状態となる。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining such a speed reduction mechanism. When the first
このような状態で偏芯方向が回転すると、第1規制ピン130の頭部は第1遊嵌穴133の内周面に沿って運動して第1偏芯運動歯車124と第1自転歯車110との歯合する部分がこれに伴い回転する。第1偏芯運動歯車124は、第1規制ピン130により自転が規制されているため、歯合位置の変化は第1自転歯車110が回転することにより許容され、スクロールモータ120の回転動力は第1自転歯車110と第1偏芯運動歯車124とで決る減速比で第1自転歯車110に伝達されるようになる。
When the eccentric direction rotates in such a state, the head of the first restricting
第1自転歯車110、第1偏芯運動歯車124及び該第1偏芯運動歯車124の運動を規制する第1規制ピン130からなる減速機構では、第1自転歯車110の歯と第1偏芯運動歯車124の歯とが共に平行歯であり、ウォームギヤとウォームホイールとにおけるように歯同士の摺動が殆ど発生しないため、歯の摩耗損失が低減できると共に、摺動に伴う動力損失を大幅に抑制することが可能になる。
また、可動部分はベアリングA〜Cを介して他の部材と接する構成であるため、当該可動部分での動力伝達損失を大幅に低減することができるようになっている。In the speed reduction mechanism including the
Further, since the movable part is configured to contact other members via the bearings A to C, the power transmission loss in the movable part can be greatly reduced.
チェックバルブ機構108は、可塑化された材料をスクロール106から射出部20に送出するか否かを制御すると共に、当該射出部20によりキャビティKに向けて射出された材料が可塑化部10に逆流するのを防止する機能をなすもので、図5に示すように、チェックバルブ121、バルブネジ135、ワンウェイクラッチ136、バルブネジ収納部151等により構成されている。
The
チェックバルブ121におけるバレル104側の端部は、当該バレル104を挿通して流動する材料の流路をなす流動路115の開口である円錐状のバルブポケット139に当接して、当該バルブポケット139を閉塞する形状に形成された開閉端部140であり、またチェックバルブ121の他方の端部はネジ切りされたネジ部141が形成され、これらの中間部分に回転止部142が形成されている。回転止部142とネジ部141との境は、段差なす当接部152となっている。
The end of the
回転止部142は、チェックバルブ121を例えばD形状に切欠くことにより形成され、この回転止部142の断面形状と同じ形状の穴(回転止穴)144がスクロール軸穴109に形成されている。そして、チェックバルブ121の回転止部142が、この回転止穴144に挿通することにより、チェックバルブ121の自由回転が規制されながら、その軸方向に進退できるようになっている。
The rotation stop portion 142 is formed by cutting the
バルブネジ135は、ワンウェイクラッチ136が挿嵌されるクラッチ挿嵌筒部145と一端近傍がモータ軸126に向けて縮小するように形成されたテーパ部146とからなり、内部にはチェックバルブ121のネジ部141が螺合する雌ネジ部147が形成されている。
The
一方、モータ軸126には、ワンウェイクラッチ136が収納されるクラッチ収納穴137及びテーパ部146が収納されるテーパ部収納穴150とからなるバルブネジ収納部151が形成されている。
On the other hand, the
そして、図6(a)に示すように、モータ軸126が所定方向(可塑化された材料を射出する方向)に回転する。この状態ではバルブネジ135のテーパ部146がバルブネジ収納部151のテーパ部収納穴150に圧入された状態であり、ワンウェイクラッチ136はフリーの状態となっているため、モータ軸126が回転するとテーパ部収納穴150とバルブネジ135のテーパ部146との摩擦によりバルブネジ135が回転して、当該チェックバルブ121はネジ部141と雌ネジ部147との螺合によりモータ軸126側に動く。
Then, as shown in FIG. 6A, the
これによりチェックバルブ121の開閉端部140はバルブポケット139から離接して、当該バルブポケット139が開口し、図6(b)に示すように材料が流動路115を経て射出シリンダ201内に送出される。なお、図6において実線矢印L1はチェックバルブの動く方向を示し、実線矢印L2はプランジャ202の動く方向を示している。また点線矢印L3は材料の流れを示している。
As a result, the open /
そして、チェックバルブ121の当接部152がスクロール軸穴109の当接部153に当接すると、この当接によりチェックバルブ121の動きが規制されて、バルブネジ135がチェックバルブ121に引寄せられ、図6(b)拡大図に示すようにテーパ部146とテーパ部収納穴150と間に微少隙間δが生じて圧入状態が解除される。なお、この隙間は、テーパ部146とテーパ部収納穴150とが空回りできる程度の隙間である。
When the
テーパ部146とテーパ部収納穴150とが空回りすると、チェックバルブ121への回転駆動力が伝達されなくなるため、その後スクロール106が回転を継続して材料の射出を続けることが可能になる。
When the
そして、所定量の材料が射出シリンダ201に送込まれると、図6(c)に示すようにスクロールモータ120を逆回転させる。この回転方向はワンウェイクラッチ136がクラッチ状態として機能する方向であるため、モータ軸126の回転はワンウェイクラッチ136を経てバルブネジ135に伝達されて、チェックバルブ121はバルブポケット139に向けて動き開閉端部140が当該バルブポケット139に当接してその開口を閉塞する。
When a predetermined amount of material is fed into the
開閉端部140がバルブポケット139に当接すると、それ以上チェックバルブ121は動けなくなるので、バルブネジ135がモータ軸126側に動き、テーパ部146がテーパ部収納穴150に押込まれて図6(d)に示す圧入状態となり、図6(a)に示す状態に戻る。
When the open /
バルブポケット139が閉塞された状態では、プランジャ202が射出シリンダ201内の材料を射出しても、射出圧により材料がスクロール106側に逆流することがない。
In a state where the
このように、安価な部品を用いた簡単な構成で確実にチェックバルブ121を動作させることができるため、信頼性が向上すると共に、チェックバルブ121がスクロール軸穴109内をピストンのように動く構成なので射出成形装置を起動する際に、前回の運転の際に材料が隙間等に入り込み当該チェックバルブ121の動きが悪くなると言った問題が解消される。
Thus, since the
また、当該チェックバルブ121の駆動源はスクロール106を駆動するスクロールモータ120であるため、動力源の併用による射出成形装置の小型化及び部品点数の削減によるコストダウンが可能になる。
Further, since the drive source of the
射出部20は、図7に詳細に示すように、上述した射出シリンダ201、該射出シリンダ201に装着されるプランジャ202、該プランジャ202を駆動するプランジャ駆動機構203、固定ダイプレート102内に設けられて射出シリンダ201からの材料をキャビティKに射出させるランナチューブ204等を備えている。
As shown in detail in FIG. 7, the
プランジャ駆動機構203は、射出モータ206の動力が伝達される第2プーリ207、第2偏芯運動歯車208、第2自転歯車209、第2ボールネジ軸210を主要構成として、射出ハウジング211内に設けられている。
なお、第2ボールネジ軸213の先端部は射出シリンダ201のピストンをなすプランジャ202で、後端部は軸心に対して断面が非対称(例えば、D形状)に形成されている。The
The tip of the second
第2プーリ207は、1対のベアリングDにより挟持されて自在に回転し、内部には第2ボールネジ軸213の頭部217が挿通する貫通穴215が形成されている。また、第2プーリ207の第2ボールネジ軸213側の端部内周面は、当該第2プーリ207の回転軸と同軸の円筒面に形成され、その外周面は回転軸に対して偏芯した円筒面からなる第2クランク216が形成されている。なお、この第2クランク216にはベアリングEが外挿される。
The
射出ハウジング211には、第2ボールネジ軸挿通穴219及びナット係合部220が設けられると共に、射出モータ206側(第2プーリ207側)の端面に第2遊嵌穴222が複数設けられている。
なお、第2ボールネジナット214をナット係合部220に装着収納した際には、図示しないネジにより当該第2ボールネジナット214を射出ハウジング211に固定されるようになっている。The
When the second
第2偏芯運動歯車208は、内周面に歯が形成されると共に厚み方向に複数の第2規制ピン固着穴223が形成されてなる環状の歯車で、ベアリングEを介して第2クランク216に装着される。
The second
また、第2自転歯車209は、外周面に歯が形成されると共に中心に第2ボールネジ軸213の頭部217が挿通し、係合する第2ボールネジ軸係合部225が形成され、この第2ボールネジ軸係合部225の外周部分にベアリングFが外挿されて第2偏芯運動歯車208に挿着されるようになっている。
Further, the
そして、第2プーリ207が回転すると第2クランク216は偏芯回転運動し、その偏芯回転運動が第2偏芯運動歯車208に伝達される。第2偏芯運動歯車208には第2規制ピン230が固着され、その頭部は射出ハウジング211に設けられた第2遊嵌穴222に遊嵌しているので、第2偏芯運動歯車208は第2規制ピン230の頭部が第2遊嵌穴222で運動できる範囲で偏芯運動することにより、自転運動が規制されながら第2自転歯車209と部分歯合し、この歯合部分が回転することにより第2自転歯車209が回転する。
Then, when the
第2自転歯車209が回転すると、その回転は第2ボールネジ軸係合部225と第2ボールネジ軸213の頭部217との係合により第2ボールネジ軸213に伝達され、第2自転歯車209がある方向に回転するとプランジャ202は射出シリンダ201から抜出すように動いて当該射出シリンダ201内が空となり、逆方向に回転すると射出シリンダ201のシリンダ内容物(材料)が押出されるようになる。
When the
型締部30は、図8に詳細に示すように、型締ハウジング301、可動ダイプレート302、型締駆動機構303を備えて、型締ハウジング301は複数のダイバ−304により固定ダイプレート102と所定間隔をなして固定され、該ダイバー304に可動ダイプレート302が挿通して型締駆動機構303により進退可能となっている。
As shown in detail in FIG. 8, the
型締駆動機構303は、第3ボールネジ軸311、型締モータ312、第3プーリ314、第3規制ピン315、第3偏芯運動歯車322、第3自転歯車317等を備えている。第3ボールネジ軸311の第3プーリ314側端部は、軸心に対して断面が非対称(例えば、D形状)に形成された頭部326であり、その中心には雌ネジ313が形成されている。
The mold
第3プーリ314は一対のベアリングIにより挟持されて型締モータ312の回転動力により回転し、その先端部には第3クランク327が設けられている。この第3クランク327の一端には、第3プーリ314の回転軸と同軸の円筒穴316が形成され、その外周面は回転軸に対して偏芯した円周面からなる円筒状をなしてベアリングHが外挿されるようになっている。円筒穴316は固定ボルト323の頭部を収納する穴である。
The
そして、この第3クランク327は、型締ハウジング301に設けられた収納部318にベアリングIを介して収納される。この型締ハウジング301には、第3ボールネジ軸311の頭部326が挿通する挿通穴324、第3ボールネジ軸311側の面に形成されて第3規制ピン315の頭部が遊嵌する第3遊嵌穴325が複数設けられている。
The
第3偏芯運動歯車322は、外周面に歯が形成されると共に、厚み方向に複数の第3規制ピン固着穴321が形成された環状部材で、その内側にはベアリングHを介して第3クランク327が内挿されるようになっている。
The third
第3自転歯車317は、第3偏芯運動歯車322側の面に突設された部材の内周面に歯が形成され、他方の面には第3ボールネジ軸311の頭部が挿入されて係合する係合穴319を備えている。
また、第3自転歯車317の中心には、固定ボルト323が挿通するボルト穴320が形成されており、第3ボールネジ軸311の頭部326を係合穴319に装着し、固定ボルト323で締めることにより、第3自転歯車317と第3ボールネジ軸311とが連結されるようになっている。In the
A
そして、型締モータ312の回転動力は、第3プーリ314を経て第3クランク327の偏芯回転運動として伝達される。この偏芯回転運動はベアリングHを介して第3偏芯運動歯車322に伝達され、第3遊嵌穴325による第3規制ピン315の運動規制に応じて第3自転歯車317の歯と部分的に歯合し、その歯合位置が偏芯方向に応じて回転するため第3自転歯車317は回転し、これに伴い第3ボールネジ軸311が回転する。
The rotational power of the
金型40は、可動ダイプレート302に取付けられる可動金型401、固定ダイプレート102に取付けられる固定金型402からなるカセット金型40となっており、金型40の一方には、複数の位置決ピン403が設けられ、対向する金型40に該位置決ピン403が嵌合する規制ピン受穴404が設けられている。
さらに、固定ダイプレート102に取付けられる固定金型402にはホットランナ405が挿嵌されるランナ受穴406が形成されている。The mold 40 is a cassette mold 40 composed of a
Furthermore, a
また、可動金型401には、成型品押出機構407が設けられている。この成型品押出機構407は、可動金型401を貫通してキャビティKに挿通するように設けられた複数の押出ピン408が固着された支持板409、支持板409に固着されると共に可動金型401に挿嵌する支持棒410、該支持棒410に挿入されて通常時には押出ピン408の頭部がキャビティKの壁面をなすように支持板409を付勢するバネ411、支持板409と固着された押出板412、該押出板412に取付られたスラストベアリング413を備えている。
The
そして、この成型品押出機構407は、射出成形された製品を取り出す際に、可動ダイプレート302を所定量以上型締ハウジング301側に後退させると、第3ボールネジ軸311がスラストベアリング413に当接して、支持板409をバネ411に抗してキャビティK側に押込む。これにより、キャビティK内の射出成形品は押出ピン408により簡単に押出すことができる。
Then, when the molded product push-out
なお、スラストベアリング413は、第3ボールネジ軸311の頭部が押出板412を傷つけたりしないようにするために設けられ、スラスト滑り軸受等であっても良い。
The
また、射出部20や型締部30においてボールネジナットと自転歯車とは別体構成であった。しかし本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図9及び図10に示すように射出部20や型締部30における減速機構のボールネジナットと偏芯運動歯車とを一体に形成てもよい。
なお、図9は射出部20における場合を示し、図10は型締部30における場合を示している。
これにより2の部材が1の部材となるため、コストダウンが図れると共に、さらなる装置の小型化が可能になる。In addition, the ball screw nut and the rotating gear in the
9 shows the case in the
As a result, since the two members become the one member, the cost can be reduced and the device can be further downsized.
また、これまで説明した第1規制ピン130〜第3規制ピン315は第1偏芯運動歯車124〜第3偏芯運動歯車322に固着し、可塑化ハウジング101等に設けられた第1遊嵌穴133〜第3遊嵌穴325に遊嵌する構成であったが、逆の構成であっても良い。
即ち、第1規制ピン130等の機能は、第1偏芯運動歯車124等の位置規制を固定部材である可塑化ハウジング101等に対して行うことであるので、可塑化ハウジング101等に第1規制ピン固着穴123を形成して第1規制ピン130等を固着し、第1偏芯運動歯車124等に第1遊嵌穴133等を形成して第1規制ピン130等を遊嵌させても同様の規制を行うことが可能になる。Further, the
That is, the function of the first restricting
また、規制ピンは可塑化ハウジング等の固定部材に遊嵌又は嵌着するばかりでなく、図11に示すように、偏芯運動歯車に伴い回転運動する被駆動体330に遊嵌又は嵌着する構成であってもよい。
この場合は、これまで説明した自転歯車は固定されることになる。この歯車(固定歯車331)と第3偏芯歯車322との歯合関係は変化なく、第3規制ピン315が第3ボールネジ軸311に固着された被駆動体330に遊嵌又は嵌着しているので、回転動力は被駆動体330に伝達されて第3ボールネジ軸311が自転する。Further, the regulation pin not only loosely fits or fits on a fixing member such as a plasticized housing, but also loosely fits or fits on a driven
In this case, the rotating gear described so far is fixed. The meshing relationship between the gear (fixed gear 331) and the third
また、遊嵌穴に遊嵌する第1規制ピン等の部位にこれらが直接接触することによる摩擦を避けるため、ベアリングを設けてもよい。 Further, a bearing may be provided in order to avoid friction caused by the direct contact of the first restricting pins and the like that are loosely fitted in the loose fitting holes.
また、これまでの説明では偏芯運動歯車と自転歯車とは1対1の関係をなし、それぞれ1つ設ける構成であったが、1の自転歯車に対して偏芯運動歯車を複数設けた構成にすることも可能である。 Further, in the description so far, the eccentric gear and the rotation gear have a one-to-one relationship, and one is provided, but a configuration in which a plurality of eccentric gears are provided for one rotation gear. It is also possible to make it.
例えば、図12に示すように、n個の第1偏芯運動歯車124a〜124c,ベアリングBa〜Bc及び第1クランク129a〜129cを設ける(図12ではそれぞれ3個の場合を示す)。このとき3の第1クランク129a〜129cは、モータ軸126の回転中心に対して等しい角度ずらす。そして、第1規制ピン130の一端を各第1偏芯運動歯車124a〜124cの第1遊嵌穴133a〜133cに遊嵌させ、他端はフランジ132に固着させる。
For example, as shown in FIG. 12, n first
このような構成により、各第1偏芯運動歯車124a〜124cはそれぞれ、各第1クランク129a〜129cの位相に従い偏芯して第1自転歯車110と部分歯合するので、当該第1自転歯車110は各第1偏芯運動歯車124a〜124cから同時に回転動力が伝達されることになり、動力伝達点が軸対称となって、スムースな回転動力の伝達が可能になると共に、同じ動力を第1自転歯車110に伝達する際に第1偏芯運動歯車124a〜124c及び第1クランク129a〜129cのそれぞれが担う動力が分割されるため摩耗等が抑制できるようになる。
With such a configuration, the first eccentric movement gears 124a to 124c are eccentric according to the phases of the
また、本発明は偏芯運動歯車と自転歯車との内包関係について限定を受けるものではない。例えば、図10において第3偏芯運動歯車322は内歯で第3自転歯車317は外歯であったが、図13に示すように第3偏芯運動歯車322を外歯で第3自転歯車317を内歯としても同様の作用効果が得られる。
Further, the present invention is not limited to the inclusion relationship between the eccentric gear and the rotation gear. For example, in FIG. 10, the third
さらに、上記説明では型締部30等においてはプーリを介してモータの回転動力をクランクに伝達する構成であるが、可塑化部のようにモータ軸にクランクを直接取付ける構成であってもよい。
Further, in the above description, the
本発明は、動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達する減速機構を用いた射出成形装置に関する。 The present invention relates to an injection molding apparatus using a speed reduction mechanism that amplifies rotational power by transmitting the rotational speed of power output from a power generation source and transmits it to a driven body.
射出成形装置は、金型におけるキャビティが閉空間になるように当該金型を型締する型締部、可塑化された材料をキャビティーに射出する射出部、材料を可塑化する可塑化部を基本構成としている。この型締部では高圧で金型の型締めを行う必要があり、また射出部において高圧で可塑化した材料をキャビティに射出する必要がある。また、可塑化部においては材料が可塑化しても粘度が非常に高いため高圧で圧送する必要がある。このような大きな動力を発生させるため、従来は大型モータの出力を減速機構で減速して駆動する方法が採用されている。 The injection molding apparatus includes a mold clamping unit for clamping the mold so that the cavity in the mold becomes a closed space, an injection unit for injecting plasticized material into the cavity, and a plasticizing unit for plasticizing the material. Basic configuration. In this mold clamping part, it is necessary to mold the mold at a high pressure, and it is necessary to inject a plasticized material at a high pressure in the injection part into the cavity. In the plasticizing part, even if the material is plasticized, the viscosity is very high, so it is necessary to pump at a high pressure. In order to generate such a large amount of power, a method of driving by decelerating the output of a large motor with a reduction mechanism has been conventionally employed.
ところが、このような射出成形装置では、各要素の肥大化により射出成形装置が大型化して、広大な設置スペースが必要になると共に、装置内に残留する材料が増えて多くの無駄が発生する問題が指摘されていた。 However, in such an injection molding apparatus, the enlargement of each element increases the size of the injection molding apparatus, requiring a large installation space and increasing the amount of material remaining in the apparatus, resulting in a lot of waste. Was pointed out.
そこで、本願発明者は各要素の小型化を図ると共に、動力源となるモータ及び減速機構の小型化を図ることにより、革新的に小型化された射出成形装置を提案している(特許文献1参照)。 Therefore, the inventor of the present application has proposed an injection molding apparatus that is innovatively miniaturized by reducing the size of each element and by reducing the size of a motor and a speed reduction mechanism as a power source (Patent Document 1). reference).
例えば、動力源としてのモータはサーボモータやステッピングモータを採用し、また減速機構もウォームギアとウォームホイールとから構成している。サーボモータ等は従来用いられている誘導モータに比べ非常にサイズが小さく、電気的な制御が高精度に行えるため、電力系、制御系の小型化が可能になって射出成形装置の小型化に寄与し、またウォームギアとウォームホイールとからなる減速機構では少ない部品点数で大きな減速比が得られて小型化に寄与している。
しかしながら、ウォームギヤ及びウォームホイールからなる減速機構は、ウォームギヤの歯とウォームホイールの歯とが摺動しながら動力伝達を行うため、この摺動による動力伝達損失があり、モータ能力に余裕がないと所望の動力を得ることができない場合が生じると共に、摺動による歯の摩耗が激しくメンテナンス頻度が多くなる問題があった。 However, the speed reduction mechanism consisting of the worm gear and the worm wheel transmits power while the teeth of the worm gear and the teeth of the worm wheel slide, so there is a power transmission loss due to this sliding, and it is desirable that there is no margin in motor capacity. In some cases, it is impossible to obtain the motive power, and there is a problem that tooth wear due to sliding is intense and maintenance frequency increases.
無論、モータ能力を大きめに設定し、かつ、歯もチタンコーティング等の処理が施された歯車を用いることによりかかる問題の発生を抑制することができるが、このような対応は射出成形装置を小型化する方向と逆行した方向となり、また射出成形装置のコストアップをもたらす要因となる。 Of course, it is possible to suppress the occurrence of such problems by setting the motor capacity to a large value and using gears with teeth treated with titanium coating or the like. This is a direction opposite to the direction in which the injection molding is performed, and causes an increase in the cost of the injection molding apparatus.
そこで、本発明は、安価、かつ、簡単な構成で動力伝達損失を極限まで低減できる減速機構を用いた射出成形装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an injection molding apparatus using a speed reduction mechanism that can reduce power transmission loss to the limit with an inexpensive and simple configuration.
請求項1に係る射出成形装置に適用される減速機構は、動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達するものであって、動力発生源からの回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、該クランクから偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが遊嵌穴内で運動する範囲で偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、被駆動体と一体に形成され、かつ、偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより回転動力を受けて自転する自転歯車とからなるものである。 The speed reduction mechanism applied to the injection molding apparatus according to claim 1 amplifies the rotational power by decelerating the rotational speed of the power output from the power generation source and transmits it to the driven body. A crank that converts rotational power from the generation source into eccentric rotational power, an eccentric motion gear that transmits the eccentric rotational power from the crank, a loose fitting hole is formed in the eccentric motion gear, and one end is The loose fitting hole is loosely fitted to the fixing member whose other end is fixed, or the fixing member whose position is fixed is formed with a loose fitting hole, and one end is loosely fitted to the loose fitting hole and the other. A pin whose end is fixed to the eccentric gear, a regulation pin for restricting the rotation of the eccentric gear while allowing the eccentric gear to move in the range in which the pin moves within the loose fitting hole, Formed integrally with the drive body and arranged on the center side of the eccentric gear Or is arranged so as to include the eccentric motion gear on the inside, and partially meshes with a tooth portion in the eccentric direction of the eccentric motion gear, and according to a change in the eccentric direction of the eccentric motion gear. partial meshing position Te is made of a rotation gear accepted by rotates the rotational power by rotating.
請求項1に係る射出成形装置は、スクロールにより材料を可塑化し圧送する際に当該スクロールを駆動するスクロール駆動機構と、可塑化された材料の射出を制御するチェックバルブ機構とを具備する可塑化部を備え、前記スクロール駆動機構が前記減速機構を具備し、前記被駆動体が、回転中心軸に向けて縮小する螺旋溝内の材料を当該回転中心軸に向けて圧送する前記スクロールであり、前記固定部材が前記可塑化部のケーシングをなす可塑化ハウジングからなり、また前記チェックバルブ機構の一部が前記動力発生源の一部をなし、前記動力発生源の前記回転動力を受けて駆動される。 An injection molding apparatus according to claim 1 includes a scroll driving mechanism that drives a scroll when the material is plasticized and fed by a scroll, and a check valve mechanism that controls injection of the plasticized material. the provided, comprising the scroll drive mechanism the speed reduction mechanism, the driven body, the material of the helical groove to reduce toward the rotation center axis is the scroll for pumping toward the center of rotation axis, said the fixing member consists of plasticized housing which forms a casing of the plasticizing unit, also a part portion of the check valve mechanism of the power source, is driven by the rotational power of the power source .
請求項1を引用する請求項2に係る射出成形装置は、さらに、射出シリンダ内の可塑化された材料を該射出シリンダのピストンをなすプランジャで押出し金型のキャビティに射出する際に当該プランジャを駆動するプランジャ駆動機構を具備する射出部を備え、前記プランジャ駆動機構が前記減速機構と同様の他の減速機構(第2の減速機構)を具備し、前記第2の減速機構における被駆動体は先端部がプランジャをなすボールネジ軸と係合して、当該ボールネジ軸の自由回転を規制しながら、軸方向に進退可能にする射出側係合部材で当該射出側係合部材と自転歯車とが一体に形成され、また前記第2の減速機構における固定部材が前記射出部のケーシングをなす射出ハウジングからなる。 The injection molding apparatus according to claim 2 that cites claim 1 further includes the step of injecting the plasticized material in the injection cylinder into the cavity of the extrusion mold by the plunger that forms the piston of the injection cylinder. comprising an injection unit having a plunger drive mechanism for driving the plunger driving mechanism includes the reduction mechanism similar to other reduction mechanism (second reduction mechanism), driven member in the second reduction mechanism The injection-side engagement member and the rotation gear are integrated with an injection-side engagement member that engages with a ball screw shaft that forms a plunger at the tip and restricts the free rotation of the ball screw shaft while allowing it to advance and retreat in the axial direction. It is formed on, and consists of the injection housing fixing member in said second reduction mechanism forms the casing of the injection unit.
請求項1を引用する請求項3に係る射出成形装置は、さらに、射出シリンダ内の可塑化された材料を該射出シリンダのピストンをなすプランジャで押出し金型のキャビティに射出する際に当該プランジャを駆動するプランジャ駆動機構を具備する射出部を備え、前記プランジャ駆動機構が前記減速機構と同様の他の減速機構(第2の減速機構)を具備し、前記第2の減速機構における被駆動体は先端部がプランジャをなすボールネジ軸に螺合するボールネジナットで、該ボールネジナットと自転歯車とが一体に形成され、また前記第2の減速機構における固定部材が前記射出部のケーシングをなす射出ハウジングからなる。 The injection molding apparatus according to claim 3 quoting claim 1 further includes the step of injecting the plasticized material in the injection cylinder into the cavity of the extrusion mold by the plunger forming the piston of the injection cylinder. comprising an injection unit having a plunger drive mechanism for driving the plunger driving mechanism includes the reduction mechanism similar to other reduction mechanism (second reduction mechanism), driven member in the second reduction mechanism the ball screw nut tip is screwed to a ball screw shaft constituting a plunger, and a rotation gear and the ball screw nut is formed integrally, and from the injection housing fixing member in said second reduction mechanism forms the casing of the injection unit Become.
また、請求項1、2又は3を引用する請求項4に係る射出成形装置は、さらに、固定金型と該固定金型に対して可動する可動金型からなる金型の当該可動金型を駆動して型締する際に、当該金型を型開閉する型締駆動機構を具備する型締部を備え、前記型締駆動機構が前記減速機構と同様の他の減速機構(第3の減速機構)を具備し、前記第3の減速機構における被駆動体は先端部が可動金型と連結されたボールネジ軸と係合して当該ボールネジ軸を回転させる型締側係合体で、当該型締側係合体と前記第3の減速機構における自転歯車とが一体に形成され、また前記第3の減速機構における固定部材が前記型締部のケーシングをなす型締ハウジングからなる。 Further, the injection molding apparatus according to claim 4 which refers to claim 1, 2 or 3 further comprises a movable mold comprising a fixed mold and a movable mold movable with respect to the fixed mold. When the mold is driven and clamped, a mold clamping unit having a mold clamping drive mechanism for opening and closing the mold is provided, and the mold clamping drive mechanism is another deceleration mechanism (third deceleration mechanism similar to the deceleration mechanism ). And a driven body in the third reduction mechanism is a clamping side engaging body that engages with a ball screw shaft whose tip is connected to a movable mold and rotates the ball screw shaft. a rotation gear side engaging member and in the third of the speed reduction mechanism are integrally formed and consist of clamping housing fixing member in the third reduction mechanism forms the casing of the clamping portion.
本発明に適用される減速機構は、動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達する減速機構であって、動力発生源からの回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、該クランクから偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが遊嵌穴内で運動する範囲で偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、被駆動体と一体に形成され、かつ、偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより回転動力を受けて自転する自転歯車とからなるので、安価、かつ、簡単な構成で動力伝達損失を極限まで低減できるようになり、これを用いた射出成形装置の小型化及び低価格化が可能になると共に信頼性を向上させることが可能になる。 A speed reduction mechanism applied to the present invention is a speed reduction mechanism that amplifies rotational power by decelerating the rotational speed of power output from a power generation source and transmits the rotational power to a driven body. A crank that converts power to eccentric rotational power, an eccentric motion gear that transmits the eccentric rotational power from the crank, and a loose-fitting hole is formed in the eccentric gear, and one end is in the loose-fitting hole. The loose fitting is fixed to the fixed member whose other end is fixed, or a loose fitting hole is formed in the fixed member whose position is fixed, and one end is loosely fitted in the loose fitting hole and the other end is eccentric. A pin fixed to the gear, and a restriction pin that regulates the rotation of the eccentric gear while allowing the eccentric motion of the eccentric gear within the range in which the pin moves within the loose fitting hole, and the driven body integrally Formed and disposed on the center side of the eccentric gear, or the eccentric It is arranged so as to include the dynamic gear inside, and partially meshes with the tooth portion in the eccentric direction of the eccentric gear, and the partial mesh position according to the change in the eccentric direction of the eccentric gear since There comprising a rotation gear that rotates the rotational power accepted by by rotating, inexpensive, and able to reduce the power transmission loss to the minimum with a simple configuration, miniaturization of an injection molding device using the same In addition, the price can be reduced and the reliability can be improved.
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。なお、本実施例では、熱可塑化樹脂を射出成形する場合を例に説明するが、熱硬化樹脂、ワックス、バインダ処理されたセラミック・鉄粉を射出成形する場合も同様に適用できることを予め付言する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a case where a thermoplastic resin is injection molded will be described as an example. However, it can be similarly applied to a case where a thermosetting resin, wax, binder-treated ceramic / iron powder is injection molded. To do.
また、本発明に適用される減速機構は、後述するように、動力発生源からの回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、該クランクから偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが遊嵌穴内で運動する範囲で偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、被駆動体と一体に形成され、かつ、偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより回転動力を受けて自転する自転歯車を主要構成としている。 The speed reduction mechanism applied to the present invention includes, as will be described later, a crank that converts rotational power from a power generation source into eccentric rotational power, and an eccentric motion gear that transmits the eccentric rotational power from the crank. A loose fitting hole is formed in the eccentric gear, and one end is loosely fitted in the loose fitting hole and the other end is fixed to a fixed member fixed in position, or is loosely fitted in a fixed member fixed in position. Eccentric motion of the eccentric gear in the range where the hole is formed, one end is loosely fitted in the loose fitting hole and the other end is fixed to the eccentric gear, and the pin moves in the loose fitting hole A regulation pin that regulates the rotation of the eccentric gear while allowing the rotation, and a driven body, and is disposed on the center side of the eccentric gear and includes the eccentric gear inside. And is partially meshed with the tooth portion in the eccentric direction in the eccentric gear. Both have a rotation gear that rotates the rotational power accepted by by partial meshing position in response to changes in the direction of eccentricity of the eccentric motion gear rotates the main configuration.
そして、射出成形装置における、スクロール駆動機構、プランジャ駆動機構、型締駆動機構に当該減速器機構が用いられている。この際、スクロール駆動機構、プランジャ駆動機構、型締駆動機構において同様な部材(クランク、規制ピン、偏芯運動歯車、自転歯車等)はそれぞれ第1〜第3として区別する。例えば、スクロール駆動機構におけるクランクを第1クランク、プランジャ駆動機構におけるクランクを第2クランク、型締駆動機構におけるクランクを第3クランクのように記載する。また、動力発生源はスクロールモータ、射出モータ、型締モータに対応している。 In the injection molding apparatus, the speed reducer mechanism is used for a scroll driving mechanism, a plunger driving mechanism, and a mold clamping driving mechanism. At this time, similar members (crank, restriction pin, eccentric motion gear, rotation gear, etc.) in the scroll drive mechanism, the plunger drive mechanism, and the mold clamping drive mechanism are distinguished as first to third, respectively. For example, a crank in the scroll driving mechanism is described as a first crank, a crank in the plunger driving mechanism is described as a second crank, and a crank in the mold clamping driving mechanism is described as a third crank. The power generation source corresponds to a scroll motor, an injection motor, and a mold clamping motor.
なお、前記減速機構の適用は射出成形装置に限定されるものではなく、自由歯車が被駆動体と一体に形成されていることを要件として、自動車の減速駆動系や電気機器の減速駆動系等の一般的な減速機器に適用できるものであることを付言する。 Incidentally, the application of the reduction mechanism is not limited to the injection molding apparatus, free gear as the requirement that it is formed integrally with the driven member, reduction drive system, etc. of the reduction drive system and electrical equipment of the motor vehicle It is added that it can be applied to general speed reduction equipment.
図1は係る射出成形装置の断面図で、当該射出成形装置は、可動金型401と固定金型402とを備え、これらの突合せ面に可塑化した材料が射出される空間であるキャビティKが形成される金型40、材料を加熱して可塑化させると共に当該材料を混練しながら射出シリンダ201に送出する可塑化部10、射出シリンダ201内の可塑化された材料をキャビティKに射出する射出部20、金型40の型開閉を行う型締部30を主要構成としている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of such an injection molding apparatus. The injection molding apparatus includes a
図2は、可塑化部10の要部を示す分解斜視図で、可塑化ハウジング101及び固定ダイプレート102を有し、可塑化ハウジング101にはペレット等の材料が投入される材料投入穴103が形成されている。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a main part of the
これら可塑化ハウジング101及び固定ダイプレート102内には、材料投入穴103から投入された材料を加熱するバレル104、材料を搬送する螺旋溝105が形成されると共にバレル104に当接しながら回転して螺旋溝105内の材料を搬送,撹拌,可塑化,混練し、可塑化後はワイゼンベルグ効果を伴い、その回転中心軸の方向に圧送するスクロール106、該スクロール106を回転駆動するスクロール駆動機構107、可塑化された材料の射出や逆流を制御するチェックバルブ機構108が設けられている。
In the
スクロール106は、図3に示すように、概略短円柱状をなす回転体で、その回転体側面から固定ダイプレート102に接する面側に螺旋溝105が形成されている。この螺旋溝105は、回転軸に形成されたスクロール軸穴109までスクロール106の回転方向に従って縮小するよう複数条(図2では1条の場合を示している)に形成され、その裏面は凹部116が形成され、該凹部116の内側面に第1自転歯車110が形成されている。なお、スクロール軸穴109にチェックバルブ121が装着されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
以下、スクロール106がバレル104に接する面をスクロール作用面111、その側面をスクロール側面112という。また、スクロール作用面111に形成されている螺旋溝105を送溝113、スクロール側面112に形成されている螺旋溝105を掻込溝114という。従って、螺旋溝105は、掻込溝114と送溝113とにより構成される。
なお、スクロール作用面111は頂角θがθ=176度〜174度の平面に近い凹状円錐形状となるように形成して直圧力(N)を生じさせることにより材料の圧送を可能にしている。無論、同程度の角度の凸状円錐形状としても良い。
Hereinafter, the surface where the
The
バレル104は、内部に材料を加熱するための図示しない複数のヒータが内設されると共に、スクロール106側の面はスクロール作用面111と密接する形状に形成され、その中心軸に可塑化した材料の流路をなす流動路115が形成されている。
なお、バレル104の熱で可塑化ハウジング101や固定ダイプレート102及び、これらに内包されている各種の部材が高温にならないように冷却水の流路をなす冷却水路117が形成され、また断熱材118が適宜設けられている。
The
In addition, a cooling
このスクロール106は、可塑化ハウジング101内にベアリングAを介して回動自在に配設され、スクロールモータ120の回転数を減速して当該スクロール106に伝達するスクロール駆動機構107が設けられている。
The
スクロール駆動機構107は、外周面に第1自転歯車110と歯合する歯が形成されると共に厚み方向に複数の第1規制ピン固着穴123が挿通して形成された環状の第1偏芯運動歯車124、第1規制ピン固着穴123に挿着される第1規制ピン130、第1偏芯運動歯車124に回転動力を伝達するスリーブ状の第1クランク125を備え、第1クランク125にスクロールモータ120のモータ軸126が装着されるようになっている。
The
なお、第1クランク125は、モータ軸126が挿着される筒部128と、該筒部128に対して偏芯したクランク部129とから構成されて、クランク部129はベアリングCを介して第1偏芯運動歯車124に内挿され、筒部128にはベアリングBが外挿されて可塑化ハウジング101に挿着されるようになっている。
The
この可塑化ハウジング101は固定ダイプレート102と固定されており、フランジ132はこの可塑化ハウジング101にネジ止めされている。
フランジ132には第1規制ピン130の頭部131が遊嵌して、第1偏芯運動歯車124の動きを規制する第1遊嵌穴133が設けられている。
The
The
このような構成により、モータ軸126の回転運動は第1クランク125に伝達されて、そのクランク部129が偏芯回転運動し、この偏芯回転運動がベアリングCを介して第1偏芯運動歯車124に伝達される。
With such a configuration, the rotational motion of the
図4は、このような減速機構を説明する模式図で、第1偏芯運動歯車124が第1クランク125により偏芯すると、その偏芯方向の第1偏芯運動歯車124の歯部と第1自転歯車110の歯部とが部分歯合し、他の部分の歯は離合した状態となる。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining such a speed reduction mechanism. When the first
このような状態で偏芯方向に回転すると、第1規制ピン130の頭部は第1遊嵌穴133の内周面に沿って運動して第1偏芯運動歯車124と第1自転歯車110との歯合する部分がこれに伴い回転する。第1偏芯運動歯車124は、第1規制ピン130により自転が規制されているため、歯合位置の変化は第1自転歯車110が回転することにより許容され、スクロールモータ120の回転動力は第1自転歯車110と第1偏芯運動歯車124とで決る減速比で第1自転歯車110に伝達されるようになる。
When rotating in the eccentric direction in such a state, the head of the
第1自転歯車110、第1偏芯運動歯車124及び該第1偏芯運動歯車124の運動を規制する第1規制ピン130からなる減速機構では、第1自転歯車110の歯と第1偏芯運動歯車124の歯とが共に平行歯であり、ウォームギヤとウォームホイールとにおけるように歯同士の摺動が殆ど発生しないため、歯の摩耗損失が低減できると共に、摺動に伴う動力損失を大幅に抑制することが可能になる。
また、可動部分はベアリングA〜Cを介して他の部材と接する構成であるため、当該可動部分での動力伝達損失を大幅に低減することができるようになっている。
In the speed reduction mechanism including the
Further, since the movable part is configured to contact other members via the bearings A to C, the power transmission loss in the movable part can be greatly reduced.
チェックバルブ機構108は、可塑化された材料をスクロール106から射出部20に送出するか否かを制御すると共に、当該射出部20によりキャビティKに向けて射出された材料が可塑化部10に逆流するのを防止する機能をなすもので、図5に示すように、チェックバルブ121、バルブネジ135、ワンウェイクラッチ136、バルブネジ収納部151等により構成されている。
The
チェックバルブ121におけるバレル104側の端部は、当該バレル104を挿通して流動する材料の流路をなす流動路115の開口である円錐状のバルブポケット139に当接して、当該バルブポケット139を閉塞する形状に形成された開閉端部140であり、またチェックバルブ121の他方の端部はネジ切りされたネジ部141が形成され、これらの中間部分に回転止部142が形成されている。回転止部142とネジ部141との境は、段差なす当接部152となっている。
The end of the
回転止部142は、チェックバルブ121を例えばD形状に切欠くことにより形成され、この回転止部142の断面形状と同じ形状の穴(回転止穴)144がスクロール軸穴109に形成されている。そして、チェックバルブ121の回転止部142が、この回転止穴144に挿通することにより、チェックバルブ121の自由回転が規制されながら、その軸方向に進退できるようになっている。
The rotation stop portion 142 is formed by cutting the
バルブネジ135は、ワンウェイクラッチ136が挿嵌されるクラッチ挿嵌筒部145と一端近傍がモータ軸126に向けて縮小するように形成されたテーパ部146とからなり、内部にはチェックバルブ121のネジ部141が螺合する雌ネジ部147が形成されている。
The
一方、モータ軸126には、ワンウェイクラッチ136が収納されるクラッチ収納穴137及びテーパ部146が収納されるテーパ部収納穴150とからなるバルブネジ収納部151が形成されている。
On the other hand, the
そして、図6(a)に示すように、モータ軸126が所定方向(可塑化された材料を射出する方向)に回転する。この状態ではバルブネジ135のテーパ部146がバルブネジ収納部151のテーパ部収納穴150に圧入された状態であり、ワンウェイクラッチ136はフリーの状態となっているため、モータ軸126が回転するとテーパ部収納穴150とバルブネジ135のテーパ部146との摩擦によりバルブネジ135が回転して、当該チェックバルブ121はネジ部141と雌ネジ部147との螺合によりモータ軸126側に動く。
Then, as shown in FIG. 6A, the
これによりチェックバルブ121の開閉端部140はバルブポケット139から離接して、当該バルブポケット139が開口し、図6(b)に示すように材料が流動路115を経て射出シリンダ201内に送出される。なお、図6において実線矢印L1はチェックバルブの動く方向を示し、実線矢印L2はプランジャ202の動く方向を示している。また点線矢印L3は材料の流れを示している。
As a result, the open /
そして、チェックバルブ121の当接部152がスクロール軸穴109の当接部153に当接すると、この当接によりチェックバルブ121の動きが規制されて、バルブネジ135がチェックバルブ121に引寄せられ、図6(b)拡大図に示すようにテーパ部146とテーパ部収納穴150と間に微少隙間δが生じて圧入状態が解除される。なお、この隙間は、テーパ部146とテーパ部収納穴150とが空回りできる程度の隙間である。
When the
テーパ部146とテーパ部収納穴150とが空回りすると、チェックバルブ121への回転駆動力が伝達されなくなるため、その後スクロール106が回転を継続して材料の射出を続けることが可能になる。
When the
そして、所定量の材料が射出シリンダ201に送込まれると、図6(c)に示すようにスクロールモータ120を逆回転させる。この回転方向はワンウェイクラッチ136がクラッチ状態として機能する方向であるため、モータ軸126の回転はワンウェイクラッチ136を経てバルブネジ135に伝達されて、チェックバルブ121はバルブポケット139に向けて動き開閉端部140が当該バルブポケット139に当接してその開口を閉塞する。
When a predetermined amount of material is fed into the
開閉端部140がバルブポケット139に当接すると、それ以上チェックバルブ121は動けなくなるので、バルブネジ135がモータ軸126側に動き、テーパ部146がテーパ部収納穴150に押込まれて図6(d)に示す圧入状態となり、図6(a)に示す状態に戻る。
When the open /
バルブポケット139が閉塞された状態では、プランジャ202が射出シリンダ201内の材料を射出しても、射出圧により材料がスクロール106側に逆流することがない。
In a state where the
このように、安価な部品を用いた簡単な構成で確実にチェックバルブ121を動作させることができるため、信頼性が向上すると共に、チェックバルブ121がスクロール軸穴109内をピストンのように動く構成なので射出成形装置を起動する際に、前回の運転の際に材料が隙間等に入り込み当該チェックバルブ121の動きが悪くなると言った問題が解消される。
Thus, since the
また、当該チェックバルブ121の駆動源はスクロール106を駆動するスクロールモータ120であるため、動力源の併用による射出成形装置の小型化及び部品点数の削減によるコストダウンが可能になる。
Further, since the drive source of the
射出部20は、図7に詳細に示すように、上述した射出シリンダ201、該射出シリンダ201に装着されるプランジャ202、該プランジャ202を駆動するプランジャ駆動機構203、固定ダイプレート102内に設けられて射出シリンダ201からの材料をキャビティKに射出させるランナチューブ204等を備えている。
As shown in detail in FIG. 7, the
プランジャ駆動機構203は、射出モータ206の動力が伝達される第2プーリ207、第2偏芯運動歯車208、第2自転歯車209、第2ボールネジ軸213を主要構成として、射出ハウジング211内に設けられている。
なお、第2ボールネジ軸213の先端部は射出シリンダ201のピストンをなすプランジャ202で、後端部は軸心に対して断面が非対称(例えば、D形状)に形成されている。
The
The tip of the second
第2プーリ207は、1対のベアリングDにより挟持されて自在に回転し、内部には第2ボールネジ軸213の頭部217が挿通する貫通穴215が形成されている。また、第2プーリ207の第2ボールネジ軸213側の端部内周面は、当該第2プーリ207の回転軸と同軸の円筒面に形成され、その外周面は回転軸に対して偏芯した円筒面からなる第2クランク216が形成されている。なお、この第2クランク216にはベアリングEが外挿される。
The
射出ハウジング211には、第2ボールネジ軸挿通穴219及びナット係合部220が設けられると共に、射出モータ206側(第2プーリ207側)の端面に第2遊嵌穴222が複数設けられている。
なお、第2ボールネジナット214をナット係合部220に装着収納した際には、図示しないネジにより当該第2ボールネジナット214を射出ハウジング211に固定されるようになっている。
The
When the second
第2偏芯運動歯車208は、内周面に歯が形成されると共に厚み方向に複数の第2規制ピン固着穴223が形成されてなる環状の歯車で、ベアリングEを介して第2クランク216に装着される。
The second
また、第2自転歯車209は、外周面に歯が形成されると共に中心に第2ボールネジ軸213の頭部217が挿通し、係合する第2ボールネジ軸係合部225が形成され、この第2ボールネジ軸係合部225の外周部分にベアリングFが外挿されて第2偏芯運動歯車208に挿着されるようになっている。
Further, the
そして、第2プーリ207が回転すると第2クランク216は偏芯回転運動し、その偏芯回転運動が第2偏芯運動歯車208に伝達される。第2偏芯運動歯車208には第2規制ピン230が固着され、その頭部は射出ハウジング211に設けられた第2遊嵌穴222に遊嵌しているので、第2偏芯運動歯車208は第2規制ピン230の頭部が第2遊嵌穴222で運動できる範囲で偏芯運動することにより、自転運動が規制されながら第2自転歯車209と部分歯合し、この歯合部分が回転することにより第2自転歯車209が回転する。
Then, when the
第2自転歯車209が回転すると、その回転は第2ボールネジ軸係合部225と第2ボールネジ軸213の頭部217との係合により第2ボールネジ軸213に伝達され、第2自転歯車209がある方向に回転するとプランジャ202は射出シリンダ201から抜出すように動いて当該射出シリンダ201内が空となり、逆方向に回転すると射出シリンダ201のシリンダ内容物(材料)が押出されるようになる。
When the
型締部30は、図8に詳細に示すように、型締ハウジング301、可動ダイプレート302、型締駆動機構303を備えて、型締ハウジング301は複数のダイバ−304により固定ダイプレート102と所定間隔をなして固定され、該ダイバー304に可動ダイプレート302が挿通して型締駆動機構303により進退可能となっている。
As shown in detail in FIG. 8, the
型締駆動機構303は、第3ボールネジ軸311、型締モータ312、第3プーリ314、第3規制ピン315、第3偏芯運動歯車322、第3自転歯車317等を備えている。第3ボールネジ軸311の第3プーリ314側端部は、軸心に対して断面が非対称(例えば、D形状)に形成された頭部326であり、その中心には雌ネジ313が形成されている。
The mold
第3プーリ314は一対のベアリングIにより挟持されて型締モータ312の回転動力により回転し、その先端部には第3クランク327が設けられている。この第3クランク327の一端には、第3プーリ314の回転軸と同軸の円筒穴316が形成され、その外周面は回転軸に対して偏芯した円周面からなる円筒状をなしてベアリングHが外挿されるようになっている。円筒穴316は固定ボルト323の頭部を収納する穴である。
The
そして、この第3クランク327は、型締ハウジング301に設けられた収納部318にベアリングIを介して収納される。この型締ハウジング301には、第3ボールネジ軸311の頭部326が挿通する挿通穴324、第3ボールネジ軸311側の面に形成されて第3規制ピン315の頭部が遊嵌する第3遊嵌穴325が複数設けられている。
The
第3偏芯運動歯車322は、外周面に歯が形成されると共に、厚み方向に複数の第3規制ピン固着穴321が形成された環状部材で、その内側にはベアリングHを介して第3クランク327が内挿されるようになっている。
The third
第3自転歯車317は、第3偏芯運動歯車322側の面に突設された部材の内周面に歯が形成され、他方の面には第3ボールネジ軸311の頭部が挿入されて係合する係合穴319を備えている。
また、第3自転歯車317の中心には、固定ボルト323が挿通するボルト穴320が形成されており、第3ボールネジ軸311の頭部326を係合穴319に装着し、固定ボルト323で締めることにより、第3自転歯車317と第3ボールネジ軸311とが連結されるようになっている。
In the
A
そして、型締モータ312の回転動力は、第3プーリ314を経て第3クランク327の偏芯回転運動として伝達される。この偏芯回転運動はベアリングHを介して第3偏芯運動歯車322に伝達され、第3遊嵌穴325による第3規制ピン315の運動規制に応じて第3自転歯車317の歯と部分的に歯合し、その歯合位置が偏芯方向に応じて回転するため第3自転歯車317は回転し、これに伴い第3ボールネジ軸311が回転する。
The rotational power of the
金型40は、可動ダイプレート302に取付けられる可動金型401、固定ダイプレート102に取付けられる固定金型402からなるカセット金型40となっており、金型40の一方には、複数の位置決ピン403が設けられ、対向する金型40に該位置決ピン403が嵌合する規制ピン受穴404が設けられている。
さらに、固定ダイプレート102に取付けられる固定金型402にはホットランナ405が挿嵌されるランナ受穴406が形成されている。
The mold 40 is a cassette mold 40 composed of a
Furthermore, a
また、可動金型401には、成型品押出機構407が設けられている。この成型品押出機構407は、可動金型401を貫通してキャビティKに挿通するように設けられた複数の押出ピン408が固着された支持板409、支持板409に固着されると共に可動金型401に挿嵌する支持棒410、該支持棒410に挿入されて通常時には押出ピン408の頭部がキャビティKの壁面をなすように支持板409を付勢するバネ411、支持板409と固着された押出板412、該押出板412に取付られたスラストベアリング413を備えている。
The
そして、この成型品押出機構407は、射出成形された製品を取り出す際に、可動ダイプレート302を所定量以上型締ハウジング301側に後退させると、第3ボールネジ軸311がスラストベアリング413に当接して、支持板409をバネ411に抗してキャビティK側に押込む。これにより、キャビティK内の射出成形品は押出ピン408により簡単に押出すことができる。
Then, when the molded product push-out
なお、スラストベアリング413は、第3ボールネジ軸311の頭部が押出板412を傷つけたりしないようにするために設けられ、スラスト滑り軸受等であっても良い。
The
また、射出部20や型締部30においてボールネジナットと自転歯車とは別体構成であった。しかし本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図9及び図10に示すように射出部20や型締部30における減速機構のボールネジナットと自転歯車とを一体に形成してもよい。
なお、図9は射出部20における場合を示し、図10は型締部30における場合を示している。
これにより2の部材が1の部材となるため、コストダウンが図れると共に、さらなる装置の小型化が可能になる。
In addition, the ball screw nut and the rotating gear in the
9 shows the case in the
As a result, since the two members become the one member, the cost can be reduced and the device can be further downsized.
また、これまで説明した第1規制ピン130〜第3規制ピン315は第1偏芯運動歯車124〜第3偏芯運動歯車322に固着し、可塑化ハウジング101等に設けられた第1遊嵌穴133〜第3遊嵌穴325に遊嵌する構成であったが、逆の構成であっても良い。
即ち、第1規制ピン130等の機能は、第1偏芯運動歯車124等の位置規制を固定部材である可塑化ハウジング101等に対して行うことであるので、可塑化ハウジング101等に第1規制ピン固着穴123を形成して第1規制ピン130等を固着し、第1偏芯運動歯車124等に第1遊嵌穴133等を形成して第1規制ピン130等を遊嵌させても同様の規制を行うことが可能になる。
Further, the
That is, the function of the first restricting
また、規制ピンは可塑化ハウジング等の固定部材に遊嵌又は嵌着するばかりでなく、図11に示すように、偏芯運動歯車に伴い回転運動する被駆動体330に遊嵌又は嵌着する構成であってもよい。
この場合は、これまで説明した自転歯車は固定されることになる。この歯車(固定歯車331)と第3偏芯歯車322との歯合関係は変化なく、第3規制ピン315が第3ボールネジ軸311に固着された被駆動体330に遊嵌又は嵌着しているので、回転動力は被駆動体330に伝達されて第3ボールネジ軸311が自転する。
Further, the regulation pin not only loosely fits or fits on a fixing member such as a plasticized housing, but also loosely fits or fits on a driven
In this case, the rotating gear described so far is fixed. The meshing relationship between the gear (fixed gear 331) and the third
また、遊嵌穴に遊嵌する第1規制ピン等の部位にこれらが直接接触することによる摩擦を避けるため、ベアリングを設けてもよい。 Further, a bearing may be provided in order to avoid friction caused by the direct contact of the first restricting pins and the like that are loosely fitted in the loose fitting holes.
また、これまでの説明では偏芯運動歯車と自転歯車とは1対1の関係をなし、それぞれ1つ設ける構成であったが、1の自転歯車に対して偏芯運動歯車を複数設けた構成にすることも可能である。 Further, in the description so far, the eccentric gear and the rotation gear have a one-to-one relationship, and one is provided, but a configuration in which a plurality of eccentric gears are provided for one rotation gear. It is also possible to make it.
例えば、図12に示すように、n個の第1偏芯運動歯車124a〜124c,ベアリングBa〜Bc及び第1クランク129a〜129cを設ける(図12ではそれぞれ3個の場合を示す)。このとき3の第1クランク129a〜129cは、モータ軸126の回転中心に対して等しい角度ずらす。そして、第1規制ピン130の一端を各第1偏芯運動歯車124a〜124cの第1遊嵌穴133a〜133cに遊嵌させ、他端はフランジ132に固着させる。
For example, as shown in FIG. 12, n first
このような構成により、各第1偏芯運動歯車124a〜124cはそれぞれ、各第1クランク129a〜129cの位相に従い偏芯して第1自転歯車110と部分歯合するので、当該第1自転歯車110は各第1偏芯運動歯車124a〜124cから同時に回転動力が伝達されることになり、動力伝達点が軸対称となって、スムースな回転動力の伝達が可能になると共に、同じ動力を第1自転歯車110に伝達する際に第1偏芯運動歯車124a〜124c及び第1クランク129a〜129cのそれぞれが担う動力が分割されるため摩耗等が抑制できるようになる。
With such a configuration, the first eccentric movement gears 124a to 124c are eccentric according to the phases of the
また、本発明は偏芯運動歯車と自転歯車との内包関係について限定を受けるものではない。例えば、図10において第3偏芯運動歯車322は内歯で第3自転歯車317は外歯であったが、図13に示すように第3偏芯運動歯車322を外歯で第3自転歯車317を内歯としても同様の作用効果が得られる。
Further, the present invention is not limited to the inclusion relationship between the eccentric gear and the rotation gear. For example, in FIG. 10, the third
さらに、上記説明では型締部30等においてはプーリを介してモータの回転動力をクランクに伝達する構成であるが、可塑化部のようにモータ軸にクランクを直接取付ける構成であってもよい。
Further, in the above description, the
A〜I ベアリング
10 可塑化部
20 射出部
30 型締部
40 カセット金型
101 可塑化ハウジング
102 固定ダイプレート
104 バレル
105 螺旋溝
106 スクロール
107 スクロール駆動機構
108 チェックバルブ機構
109 スクロール軸穴
110 第1自転歯車
111 スクロール作用面
112 スクロール側面
113 送溝
114 掻込溝
120 スクロールモータ
121 チェックバルブ
123 第1規制ピン固着穴
124(124a〜124c) 第1偏芯運動歯車
125(129a〜125c) 第1クランク
126 モータ軸
128 筒部
129 クランク部
130 第1規制ピン
131 頭部
132 フランジ
133(133a〜133c) 第1遊嵌穴
135 バルブ受部材
136 ワンウェイクラッチ
137 クラッチ挿着部
139 バルブポケット
140 開閉端部
141 係合部
142 回転止部
144 回転止穴
145 クラッチ嵌着部
146 テーパ部
147 被係合部
150 テーパ嵌着部
151 受部材挿着部
152,153 段差部
201 射出シリンダ
202 プランジャ
203 プランジャ駆動機構
204 ランナチューブ
206 射出モータ
207 第2プーリ
208 第2偏芯運動歯車
209 第2自転歯車
210 第2ボールネジ軸
211 射出ハウジング
213 第2ボールネジ軸
214 第2ボールネジナット
215 貫通穴
216 第2クランク
217 頭部
219 第2ボールネジ軸挿通穴
220 ナット係合部
222 第2遊嵌穴
223 第2規制ピン固着穴
225 第2ボールネジ軸係合部
230 第2規制ピン
301 型締ハウジング
302 可動ダイプレート
303 型締駆動機構
304 ダイバー
311 第3ボールネジ軸
312 型締モータ
313 雌ネジ
314 第3プーリ
315 第3規制ピン
316 円筒穴
317 第3自転歯車
318 収納部
319 係合穴
320 ボルト穴
321 第3規制ピン固着穴
322 第3偏芯運動歯車
323 固定ボルト
324 挿通穴
325 第3遊嵌穴
326 頭部
327 第3クランク
328 第3ボールネジナット
401 可動金型
402 固定金型
403 位置決ピン
404 規制ピン受穴
A to I Bearing 10 Plasticizing section 20 Injection section 30 Mold clamping section 40 Cassette mold 101 Plasticizing housing 102 Fixed die plate 104 Barrel 105 Spiral groove 106 Scroll 107 Scroll drive mechanism 108 Check valve mechanism 109 Scroll shaft hole 110 First rotation Gear 111 Scroll action surface 112 Scroll side 113 Feed groove 114 Scratch groove 120 Scroll motor 121 Check valve 123 First restriction pin fixing hole 124 (124a to 124c) First eccentric motion gear 125 (129a to 125c) First crank 126 Motor shaft 128 Cylinder portion 129 Crank portion 130 First restriction pin 131 Head portion 132 Flange 133 (133a to 133c) First loose fitting hole 135 Valve receiving member 136 One-way clutch 137 Cladding Insertion portion 139 Valve pocket 140 Open / close end portion 141 Engagement portion 142 Rotation stop portion 144 Rotation stop hole 145 Clutch fitting portion 146 Taper portion 147 Engagement portion 150 Taper fitting portion 151 Receiving member insertion portion 152, 153 Step Part 201 Injection cylinder 202 Plunger 203 Plunger drive mechanism 204 Runner tube 206 Injection motor 207 Second pulley 208 Second eccentric gear 209 Second rotation gear 210 Second ball screw shaft 211 Injection housing 213 Second ball screw shaft 214 Second ball screw nut 215 Through-hole 216 Second crank 217 Head 219 Second ball screw shaft insertion hole 220 Nut engagement portion 222 Second loose fitting hole 223 Second restriction pin fixing hole 225 Second ball screw shaft engagement portion 230 Second restriction pin 301 type Tightening housing 30 Movable die plate 303 Mold clamping drive mechanism 304 Diver 311 Third ball screw shaft 312 Mold clamping motor 313 Female screw 314 Third pulley 315 Third restriction pin 316 Cylindrical hole 317 Third rotation gear 318 Storage part 319 Engagement hole 320 Bolt hole 321 Third restriction pin fixing hole 322 Third eccentric motion gear 323 Fixing bolt 324 Insertion hole 325 Third loose fitting hole 326 Head 327 Third crank 328 Third ball screw nut 401 Movable die 402 Fixed die 403 Positioning pin 404 Regulator pin receiving hole
Claims (6)
前記動力発生源からの前記回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、
該クランクから前記偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、
該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が前記偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが前記遊嵌穴内で運動する範囲で前記偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、
前記被駆動体と一体に形成され、かつ、前記偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて前記部分歯合位置が回転することにより回転動力を受て自転する自転歯車とからなることを特徴とする減速機構。A speed reduction mechanism that amplifies the rotational power by decelerating the rotational speed of the power output from the power generation source and transmits it to the driven body;
A crank that converts the rotational power from the power generation source into eccentric rotational power;
An eccentric motion gear to which the eccentric rotational power is transmitted from the crank;
A loose fitting hole is formed in the eccentric gear, and one end is loosely fitted in the loose fitting hole and the other end is fixed to a fixed member fixed in position, or a loose fitting hole is formed in the fixed member fixed in position. The pin is formed with one end loosely fitted into the loose fitting hole and the other end fixed to the eccentric movement gear, and the eccentric movement gear is eccentric within a range in which the pin moves within the loose fitting hole. A regulation pin that regulates rotation of the eccentric gear while allowing movement;
Eccentric direction in the eccentric gear is formed integrally with the driven body and is arranged on the center side of the eccentric gear or disposed so as to include the eccentric gear on the inside. And a rotating gear that rotates by receiving rotational power by rotating the partial meshing position according to a change in the eccentric direction of the eccentric gear. To reduce the speed.
前記スクロール駆動機構が前記減速機構を具備して、その際に前記被駆動体が回転中心軸に向けて縮小する螺旋溝内の材料を当該回転中心軸に向けて圧送するスクロールであり、前記固定部材が前記可塑化部のケーシングをなす可塑化ハウジングであることを特徴とする請求項1記載の減速機構を用いた射出成形装置。An injection molding apparatus provided with a plasticizing portion including a scroll driving mechanism for driving the scroll when plasticizing and feeding the material by scroll,
The scroll driving mechanism is provided with the speed reduction mechanism, and the driven body is a scroll for pressure-feeding the material in the spiral groove that shrinks toward the rotation center axis toward the rotation center axis, and the fixed 2. An injection molding apparatus using a speed reduction mechanism according to claim 1, wherein the member is a plasticizing housing forming a casing of the plasticizing portion.
前記プランジャ駆動機構が前記減速機構を具備し、その際に前記被駆動体は先端部が前記プランジャをなすボールネジ軸と係合して、当該ボールネジ軸の自由回転を規制しながら、軸方向に進退可能にする射出側係合部材で当該射出側係合部材と前記自転歯車とが一体に形成され、また前記固定部材が射出部のケーシングをなす射出ハウジングであることを特徴とする請求項2記載の減速機構を用いた射出成形装置。An injection molding apparatus having an injection part having a plunger drive mechanism for driving a plunger when a plasticized material in the injection cylinder is injected into a cavity of an extrusion mold by a plunger that forms a piston of the injection cylinder. And
The plunger drive mechanism includes the speed reduction mechanism, and at that time, the driven body engages with a ball screw shaft whose tip portion forms the plunger, and advances and retreats in the axial direction while restricting free rotation of the ball screw shaft. 3. The injection-side engagement member that enables the injection-side engagement member and the rotation gear to be integrally formed, and the fixing member is an injection housing that forms a casing of an injection portion. Injection molding device using a speed reduction mechanism.
前記プランジャ駆動機構が前記減速機構を具備し、その際に前記被駆動体は先端部が前記プランジャをなすボールネジ軸に螺合するボールネジナットで、該ボールネジナットと前記自転歯車とが一体に形成され、また前記固定部材が射出部のケーシングをなす射出ハウジングであることを特徴とする請求項2記載の減速機構を用いた射出成形装置。An injection molding apparatus having an injection part having a plunger drive mechanism for driving a plunger when a plasticized material in the injection cylinder is injected into a cavity of an extrusion mold by a plunger that forms a piston of the injection cylinder. And
The plunger drive mechanism includes the speed reduction mechanism, and at this time, the driven body is a ball screw nut whose tip is screwed to a ball screw shaft forming the plunger, and the ball screw nut and the rotation gear are integrally formed. 3. The injection molding apparatus using a speed reduction mechanism according to claim 2, wherein the fixing member is an injection housing forming a casing of an injection portion.
前記型締駆動機構が前記減速機構を具備し、その際に前記被駆動体は先端部が前記可動金型と連結されたボールネジ軸と係合して当該ボールネジ軸を回転させる型締側係合体で、当該型締側係合体と前記自転歯車とが一体に形成され、また前記固定部材が型締部のケーシングをなす型締ハウジングであることを特徴とする請求項1記載の減速機構を用いた射出成形装置。A mold having a mold clamping drive mechanism for opening and closing the mold when the mold is composed of a fixed mold and a movable mold movable relative to the fixed mold. An injection molding apparatus provided with a fastening part,
The mold clamping drive mechanism includes the speed reduction mechanism, and at this time, the driven body engages with a ball screw shaft whose tip is connected to the movable mold to rotate the ball screw shaft. 2. The reduction mechanism according to claim 1, wherein the mold clamping side engaging body and the rotation gear are integrally formed, and the fixing member is a mold clamping housing forming a casing of the mold clamping portion. Injection molding equipment.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090121 |