WO2005002828A1 - 射出成形機の駆動装置及び成形方法 - Google Patents

Abstract

　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を提供することを目的とする。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。 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、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。

Description

明 細 書

射出成形機の駆動装置及び成形方法

技術分野

[0001] 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。

背景技術

[0002] 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、金型装置のキヤビティ空間に充填 (てん)し、該キヤビティ空間 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。

[0003] 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つている。

[0004] 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ノレを備え、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 つて樹脂を計量するようになっている。

[0005] 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。

[0006] 図 1は従来の射出装置の要部を示す断面図である。

[0007] 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。

[0008] 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との間にギヤ ップを形成して配設されたステータ 37等を備える。

[0009] 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 せること力 S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 brlO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。

[0010] 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 レ、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

[0011] 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 brl l、 brl 2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に取り付けられた口 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、口 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。

[0012] 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 力 射出され、図示されない金型装置のキヤ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 brlO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。

[0013] 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 力 Sロードセル ₂₄を介して射出枠 _{1 7}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 6 4によってボールねじが構成される。

[0014] 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。）。

特許文献 1 :特開平 11一 198199号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0015] し力、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 6 6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の外径が大きくなつてしまう。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つてしまう。

[0016] 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。

課題を解決するための手段

[0017] 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。 発明の効果

[0018] 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。

[0019] 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。

[0020] 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。

[0021] 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 ことなぐ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。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]従来の射出装置の要部を示す断面図である。

[図 2]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 3]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。

[図 4]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。

[図 5]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 -卜

19 後方射出サポ -卜

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 ボーノレナット

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

発明を実施するための最良の形態

[0024] 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。

[0025] 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。

[0026] 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ノレが配設される。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。

[0027] 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（図にぉレ、て右方）に延び、後端（図にぉレ、て右端）におレ、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。

[0028] 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ツバが固定される。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。

[0029] 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。 [0030] 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つ 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。

[0031] 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ヤビティ空間に充填される。

[0032] 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。

[0033] 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。

[0034] 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力、 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 br 1、 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 つて、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、該ステ一タコィ 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。 [0035] 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 させること力 S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。

[0036] 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。

[0037] 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

[0038] 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 5 3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。

[0039] 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 ノレから射出され、金型装置のキヤ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。

[0040] 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がー体に形成され、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。

[0041] 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力 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。

[0042] 前記ボールねじ軸 ·出カ軸ユニット 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。

[0043] 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に対して揷脱自在に配 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〔m m〕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ェンコ一 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 こと力 S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。

[0044] 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 一 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。

[0045] 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力 Sできる。

[0046] 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— b r5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 ァリングボックス 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。

[0047] 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。

[0048] 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の後端とがー致させられ、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の前端とがー致させられる。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力 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。 [0049] 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。

[0050] 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 brl l、 brl 2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。

[0051] 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、慣おは外径 Dmの 4乗に比例するので、慣 十お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、 o Dm /Dm

-2

o Dm

になり、外径 Dmの 2乗に比例して小さくなる。

[0052] このように、駆動系の慣'^ [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。

[0053] しカゝも、中空の出力軸 55、係止部 66及びベアリング brl l、 brl 2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 'I4Jを一層小さくし、加速度ひを一層大きくす ること力 Sできる。 [0054] また、係止部 66及びベアリング brl l、 brl 2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。

[0055] 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 使用することなぐボールねじ軸'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、ロードセノレ 24による射出力の検出精度が低くなつてしまう。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つている力 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ぐロードセル 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ぐロードセル 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。

[0056] 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 小さくすること力 S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。

[0057] 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。

[0058] 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。

[0059] 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、リニアェ ンコーダを構成する。

[0060] 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。し力、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。

[0061] 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.出力軸ュ 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 止すること力 S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。

[0062] 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。

[0063] 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。

[0064] 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におレ、て発生させられた磁束をロータ 1 86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の前端とがー致させられ、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の後端とがー致させられる。

[0065] 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 15 9のステータコイルを卷装する作業を簡素化することができるだけでなぐロータ 186 の軸方向長さを容易に設定することができる。

[0066] 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。

[0067] 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。

[0068] 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。

[0069] 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。し力も、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。

[0070] 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 防止すること力 S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。

[0071] 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 ステータコイルを卷装する作業を簡素化することができるだけでなぐロータ 186の軸 方向長さを容易に設定することができる。 [0072] 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力 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。

[0073] 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 されるものではなぐ本発明を、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、前記トグノレサポートの後端 (反トグ ノレ機構側）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 ダル機構側）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、前記トグノレ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。

[0074] なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなぐ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。

産業上の利用可能性

[0075] 射出成形機の射出装置に適用することができる。

Claims

請求の範囲

[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 一 6のいずれ力、 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 1一 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 1一 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。