WO2006011455A1 - 射出装置 - Google Patents

Abstract

　射出装置は、溶融樹脂を加圧し射出する射出部材（２）を有する。運動変換機構は、射出駆動部（５０）で発生した回転運動を、射出部材（２）の直線運動に変換する。荷重伝達機構は、溶融樹脂の反力として射出部材に作用する荷重を、運動変換機構の少なくとも一部を介して歪み部材（７４）に伝達する。荷重伝達機構は荷重を受けるスラストベアリング（７１）を含み、歪み部材（７４）の内周側がスラストベアリング（７１）の外周を支持するベアリング支持部材（７３）に取り付けられる。

Description

明 細 書

射出装置

技術分野

[0001] 本発明は射出装置に係わり、より詳細にはスクリュ等の射出部材により榭脂を加圧 して射出する射出装置に関する。

背景技術

[0002] 従来の射出成形機において、榭脂は加熱シリンダ内において加熱され、溶融させ られる。溶融榭脂は高圧で射出され金型装置のキヤビティに充填される。キヤビティ 内において榭脂は冷却され、固化されて成形品となる。

[0003] 金型装置は固定金型及び可動金型からなる。型締装置によって可動金型を固定 金型に対して進退させることにより、型閉、型締及び型開が行われる。

[0004] 金型装置の型締が完了して射出装置が前進させられると、加熱シリンダのノズルが 固定プラテンに形成されたノズル通過孔を通って、固定金型の背面に設けられたス プル一ブッシュに押し付けられる。続いて、射出装置で溶融された榭脂は、加熱シリ ンダ内のスクリュにより加圧され、ノズル力も射出される。射出された溶融榭脂は、ス プル一ブッシュ及びスプルーを通って固定金型と可動金型との間に形成されたキヤ ビティ内に充填される。

[0005] また、スクリュ駆動機構に荷重検出器が設けられ、溶融樹脂の反力によりスクリュに 加えられる荷重を荷重検出器で検出して射出圧力を制御する射出装置が知られて いる（例えば、特許文献 1参照)。

[0006] 図 1は特許文献 2に開示された射出装置の断面図である。図 1において、射出装置 フレーム部は、フロントカバー 101、センターケース 102、リアカノく一 103、フロント力 バー 101とセンターケース 102との間に配設されたフロントフレーム 104、及びセンタ 一ケース 102とリアカバー 103との間に配設されたリア一フレーム 105からなる。フロ ントカバー 101の前端部に加熱シリンダ 1が配設され、加熱シリンダ 1の内部にスクリ ュ 2が前後進及び回転自在に設けられて 、る。

[0007] 射出装置フレーム部の前方部に計量用モータ 110が配置され、射出装置フレーム 部の後方部に射出用モータ 115が配置される。計量用モータ 110のロータに中空の 第 1ロータシャフト 111が嵌入されて固定される。第 1ロータシャフト 111の両端はベア リング 188を介してフレーム部に支持される。

[0008] 一方、射出用モータ 115のロータに中空の第 2ロータシャフト 116が嵌入されて固 定される。第 2ロータシャフト 116の両端はベアリング 189を介してフレーム部に支持 される。

[0009] さらに、第 1ロータシャフト 111に第 1スプラインナット 120が固定される。第 1スプライ ンナット 120と第 1スプライン軸 121とは、スプライン結合させられて回転伝達手段を 形成する。第 1スプライン軸 121とスクリュ 2とはカップリング 3により連結される。

[0010] センターケース 102の内部に第 2スプラインナット 124が固定され、第 2スプラインナ ット 124に第 2スプライン軸 123がスプライン結合している。第 2スプラインナット 124は 回り止めとして第 2スプライン軸 123の回転を規制する回転規制手段を形成する。さ らに、第 1スプライン軸 121と第 2スプライン軸 123とは、ベアリングボックス 122を介し て回転自在に連結される。

[0011] 第 2ロータシャフト 116の後端部にはベアリングリテーナ 127が固定され、ベアリング リテーナ 127はリアカバー 103に回転自在に支持される。さらに、ベアリングリテーナ 127の内周部にボールねじ軸 126が嵌入されて固定される。

[0012] 第 2ロータシャフト 116の内部にはボールねじナット 125が進退自在に設けられる。

ボールねじナツト 125はボールねじ軸 126に係合させられる。ボールねじナツト 125 に第 2スプライン軸 123が固定される。したがって、第 2ロータシャフト 116が回転する と、ボールねじ軸 126が回転し、その結果、ボールねじナット 125が前後進する。

[0013] ベアリングリテーナ 127には、ベアリング 190とスラストベアリング 180が取り付けら れる。スラストベアリング 180の後端にはスぺーサ 182が配置される。また、ボールね じ軸 126に遊嵌されてロードセル押さえ 184が配設される。スぺーサ 182とロードセ ル押さえ 184との間にロードセル 183が配設される。ロードセル 183は、リアカバー 1 03に取り付けられており、スクリュ 2の前進、後退時にスクリュ 2にカ卩えられる荷重を検 出する。

[0014] ボールねじ軸 126の後端部にはエンコーダ 187が配設される。エンコーダ 187がボ ールねじ軸 126の回転を検出することにより、スクリュ 2の軸方向の位置が検出される

[0015] 計量工程では、計量用モータ 110のロータが回転することにより、スクリュ 2が回転し て榭脂が溶融される。溶融榭脂は加熱シリンダ 1の先端部に溜められ、溶融榭脂によ る反力でスクリュ 2は回転しつつ後退し（図中右方側）計量が行われる。この際、スクリ ュ 2に加わる反力は、ボールねじナット 125、ボールねじ軸 126及びスぺーサ 182を 介して、ロードセル 183に伝わり、ロードセル 183により検出される。ロードセル 18に より検出された反力に基づいて計量工程における背圧のフィードバック制御が行わ れる。

[0016] 射出工程では、射出用モータ 115のロータが回転することにより、スクリュ 2は回転 が制限された状態で前進する。これにより、加熱シリンダ 1の先端部に溜められた溶 融榭脂は金型（図示せず）に充填される。榭脂の充填圧力はロードセル 183により検 出され、スクリュ 2に過度な圧力が加わらな 、ように監視される。

特許文献 1：特開 2000— 52387号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0017] 上述の図 1に示す射出装置において、スクリュ 2に作用する荷重は、第 1スプライン 軸 121力らベアリングボックス 122、第 2スプライン軸 123、ボールねじナット 125に伝 わり、さらに、ボーノレナット 125力らボーノレねじ軸 126、ベアリングリテーナ 127、ベア リング 180、スぺーサ 182の順にロードセル 183に伝わり、ロードセル 183の歪み部を 歪ませる。これにより、ロードセル 182は、スクリュ 2に作用する荷重を検出する。この ため、スクリュ 2が荷重を受けると、スぺーサ 182、ベアリング 180、 190、ベアリングリ テーナ 127及び第 2ロータシャフト 116は、ロードセル 183の歪分だけボールねじ軸 1 26とともに、スクリュ 2とは反対方向（図中右側）に変位する。

[0018] この変位はベアリング 189、 190の外周部がセンターケース 102、リアカバー 103に 対して摺動することにより許容される。この摺動により摺動抵抗が生じるため、ロード セル 183により検出される荷重は、スクリュ 2にかかる荷重と摺動抵抗力との合計とな り、スクリュ 2に加わる力のみを精密に検出できないという問題があった。し力も、この 摺動抵抗力は成形サイクル毎にばらつくことがあり、特に低荷重下での制御となる計 量工程での制御の精度が低くなるという問題があった。

課題を解決するための手段

[0019] 本発明の総括的な目的は、上述の問題点を解決した改良された有用な射出装置 を提供することである。

[0020] 本発明のより具体的な目的は、荷重検出器の取り付け構造に起因して発生する摺 動抵抗を排除して、射出部材に加わる荷重を精度よく検出することのできる射出装置 を提供することである。

[0021] 本発明の他の目的は、射出部材の芯調整を容易に行うことができる射出装置を提 供することである。

[0022] 上述の目的を達成するために、本発明の一つの面によれば、溶融榭脂を加圧し、 射出する射出部材と、射出駆動部で発生した回転運動を、射出部材の直線運動に 変換する運動変換機構と、溶融樹脂の反力として射出部材に作用する荷重を、運動 変 構の少なくとも一部を介して歪み部材に伝達する荷重伝達機構とを有する射 出装置であって、荷重伝達機構は荷重を受けるスラストベアリングを含み、歪み部材 の内周側カ^ラストベアリングの外周を支持するベアリング支持部材に取り付けられ たことを特徴とする射出装置が提供される。

[0023] 上述の本発明による射出装置は、射出駆動部の回転を運動方向変換気候に伝達 つせるための回転伝達部を備えることが好ましい。また、回転伝達部は、射出動部に 内包させることが好ましい。回転伝達部は、スプライン構造を有することとしてもよい。 また、回転伝達部と射出駆動部との間に減速部が設けられていることとしてもよい。さ らに、射出駆動部は、前後進する射出部材に対する固定支持部に設けられているこ ととしてもよ 、。

[0024] また、上述の本発明による射出装置は、射出部材とともに進退する可動プレートと、 射出部材を可動プレートに回転可能に支持する伝達部とを有し、伝達部は可動プレ ートに対して着脱可能に固定されることとしてもよい。この射出装置において、伝達部 は、射出部材からのスラスト荷重を受ける荷重受け部、及び、射出部材回転用モータ の回転を射出部材に伝達するスクリュ回転駆動伝達を含み、スクリュ回転駆動伝達 部は、可動プレートに着脱可能に取り付けられていることが好ましい。射出部材回転 用モータは、可動プレートに取り付けられていることが好ましい。あるいは、射出部材 回転用モータは、スクリュ回転駆動伝達部に取り付けられていることとしてもよい。

[0025] 上述の射出装置において、伝達部は、射出部材からのスラスト荷重を受ける荷重受 け部、及び、射出部材回転用モータの回転を射出部材に伝達するスクリュ回転駆動 伝達部を備え、荷重受け部及び回転伝達部は、可動プレートに着脱可能に取り付け られていることとしてもよい。スクリュ回転駆動伝達部は、可動プレートに対して固定 位置が変更できるように固定機構により可動プレートに固定され、それにより射出部 材の芯調整が可能であることとしてもょ 、。

[0026] さらに、本発明による射出装置において、射出駆動部は歪み部材の歪みに伴って 変位可能に構成されることとしてもよい。射出駆動部は、ベアリング支持部材とともに 歪み部材に取り付けられていることが好ましい。また、射出駆動部は歪み部材に対し て中心軸をそろえるための位置決め部を有することが好ましい。さらに、射出駆動部 は運動変 構と同一線上に配置されていることが好ましい。また、射出駆動部は 減速部を備え、射出駆動部の回転軸は減速部の出力軸であることとしてもよい。

[0027] また、上述の本発明による射出装置において、歪み部材は荷重伝達機構に取り付 けられて 、ることとしてもよ 、。

[0028] 本発明の他の目的、特徴及び利点は添付の図面を参照しながら以下の詳細な説 明を読むことにより一層明瞭となるであろう。

発明の効果

[0029] 本発明の一つの面によれば、荷重検出時に僅かに歪む歪み部材力 スクリュ等の 射出部材の背圧荷重を受けるスラストベアリングに対して取り付けられるため、ロード セル等の歪み部材が歪む際にスラストベアリングを含む荷重伝達機構全体が僅かに 移動するだけで、摺動する部分がない。したがって、成形サイクル毎にばらつく摺動 抵抗力の影響を排除して射出部材に作用する荷重を精密に測定できる。特に、計量 工程における低荷重作用時に荷重検出精度を高めることができる。

図面の簡単な説明

[0030] [図 1]従来の射出装置の断面図である。 [図 2]本発明の第 1実施例による射出装置の断面図である。

[図 3]図 1に示す射出駆動部の断面図である。

[図 4]図 2に示す射出駆動部の変形例の断面図である。

[図 5]本発明の第 2実施例による射出装置の全体構成を示す平面図である。

[図 6]図 5の VI— VI線に沿った断面図である。

[図 7]本発明の第 3実施例による射出装置の射出駆動部の断面図である。

[図 8]図 7に示す射出駆動部の変形例の断面図である。

符号の説明

1 加熱シリンダ

2 スクリュ

10 射出フロントサポート

11 射出リアサポート

12 ガイドバー

20 プレツシャプレート

21 ボールねじナット

22 ボールねじ軸

25 プーリ

26 回転シャフト

50 射出駆動部

51 モータハウジング

52 ステータ

53 ロータ

54 モータフランジ

55 モータリアフランジ

58 回転シャフト

59 回転伝達部

60 エンコーダ

71 スラストベアリング 73 ベアリングホノレダ

74 ロードセノレ

89 減速部

90 射出用モータ

91 ハウジング

92 ハウジングカバー

93 小歯車

95 第 1歯車軸

96 第 2歯車軸

97 大歯車

98 カップリング

210 射出装置

214 スクリュ

221 プレツシャプレート

231, 231A, 231B ボールねじナット

232, 232A, 232B ボールねじ軸

253 減速機

263 計量用モータ

発明を実施するための最良の形態

[0032] 以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図 2は 本発明の第 1実施例による射出装置の断面図である。図 3は図 1に示す射出駆動部 の断面図である。図 4は図 2に示す射出駆動部の変形例の断面図である。

[0033] 図 2に示す射出装置において、射出装置フレーム部は、射出フロントサポート 10、 射出駆動部 50の固定支持部である射出リアサポート 11、射出フロントサポート 10と 射出リアサポート 11間に配設されたガイドバー 12、ガイドバー 12をフロントサポート 1 0に固定するガイドバーナット 13からなる。射出フロントサポート 10の前端部（図中左 側）に加熱シリンダ 1が配設される。加熱シリンダ 1の内部には、射出部材としてのスク リュ 2が前進、後退及び回転自在に設けられる。 [0034] ガイドバー 12には、スクリュ 2とともに軸方向に進退するプレツシャプレート 20が摺 動自在に支持される。プレツシャプレート 20にはスクリュ 2の軸線力も等距離だけ離 れた位置に複数のボールねじナット 21がそれぞれ固定される。ボールねじ軸 22がこ れらのボールねじナット 21と係合し、ボールねじ軸 22とボールねじナット 21で運動変 ^¾構が構成されている。さらに、射出リアサポート 11には射出駆動部 50が、ボー ルねじ軸 22の各々と同軸線上に減速機構を介在させることなく回転を伝達するよう に取り付けられている。

[0035] したがって、射出駆動部 50によりボールねじ軸 22を回転させると、ボールねじ軸 22 に伝達された回転運動力 ボールねじ軸 22とボールねじナット 21とにより直線運動 に変換される。ボールねじナット 21は、ガイドバー 12に摺動自在に支持されたプレツ シャプレート 20に固定されている。このため、射出駆動部 50の回転運動がプレツシャ プレート 20の直線運動に変換される。

[0036] また、前記プレツシャプレート 20の中心軸線上には、スラストベアリング 28とべアリン グ 27に両端を回転可能に支持された回転シャフト 26が設けられる。回転シャフト 26 の一端には、カップリング 3を介してスクリュ 2が連結され、他端にはプレツシャプレー ト 20上に設けられているスクリュ回転駆動モータ（図示せず)からの回転を伝達する プーリ 25が固定されている。

[0037] 図 3に示すように、射出駆動部 50はモータフランジ 54、モータフランジ 54に固定さ れたモータハウジング 51、モータハウジング 51に固定されたモータリアフランジ 55か らなる。射出駆動部 50の内部には、ステータ 52及びロータ 53が配設されている。口 ータ 53の内周部には、両端をベアリング 56と 57に回転自在に支持された状態で回 転シャフト 58が嵌入されて固定される。ベアリング 56はモータフランジ 54に支持され ており、ベアリング 57はモータリアフランジ 55に支持されている。

[0038] ボールねじ軸 22には、ねじ部よりも小径のベアリング取り付け部が形成されている。

また、ボールねじ軸 22のベアリング取り付け部の後部には、締付けナット 78を取り付 けるための細目のねじ部が形成されている。ボールねじ軸 22のねじ部とベアリング取 り付け部との間の段差には、ベアリング押さえ 77が取り付けられ、スラストベアリング 7 1の内輪がベアリング押さえ 77に当接している。スラストベアリング 71の外輪は、潤滑 保持部材としてのベアリングホルダ 73の凸部端面に当接している。ベアリング 72の 外輪も同様にベアリングホルダ 73の凸部端面に当接している。ベアリング 72の内輪 は、ボールねじ軸 22に取り付けられた締付けナット 78に当接しており、締付けナット 7 8によりスラストベアリング 71とベアリング 72は締付けナット 78により予圧をカ卩えられた 状態となっている。

[0039] 上述の構成において、ベアリング押さえ 77、スラストベアリング 71、ベアリングホル ダ 73、ベアリング 72、及び締付けナット 78により荷重伝達機構が構成される。ここで 、荷重伝達機構は、回転許容部としても形成されることで、射出リアサポート 11に対し てボールねじ軸 22を回転自在に支持することができる。

[0040] また、スラストベアリング 71、ベアリング 72及びベアリングホルダ 73によって潤滑室 79が形成される。これにより、潤滑室 79には潤滑剤が供給され保持される。潤滑室 7 9に供給された潤滑剤は、ボールねじ軸 22が回転して潤滑剤に遠心力が働 、ても、 ベアリングホルダ 73により飛散が防止される。したがって、潤滑剤は潤滑室 79内に 確実に保持される。

[0041] 射出リアサポート 11には、荷重検出器を構成する歪み部材であるロードセル 74が 取り付けボルト 75により取り付けられている。歪み部材であるロードセル 74は、中央 に開口を有する円環形状であり側の固定部と内周側の受圧部と中央の歪み部とを有 する。歪み部に歪み検出器が設けられることで、ロードセル 74は荷重検出器としての 機能をはたしている。ロードセル 74の内周側の受圧部は、取り付けボルト 76によりべ ァリングホルダ 73に固定される。また、ロードセル 74の外周側の固定部は、取り付け ボルト 75により射出リアサポート 11に固定されている。したがって、ロードセル 74はボ ールねじ軸 22と独立して射出装置本体に着脱可能であり、スクリュ 2にかかる荷重を 精度よく検出することができる。

[0042] また、ロードセル 74の内周側の受圧部力 スラストベアリング 71を支持するべアリン グホルダ 73に取り付けられて!/、るので、スラストベアリング 71と射出リアサポート 11と の間で摺動抵抗が生じることがない。このため、スクリュ 2にかかる荷重をロードセル 7 4によって精度良く検出することができる。

[0043] さらに、ロードセル 74の内周側の受圧部はベアリングホルダ 73に取り付けられてい るため、ロードセル 74は締付けナット 78の予圧の影響を受けることがない。これにより 、スクリュ 2にかかる荷重を、ロードセル 74により精度良く検出することができる。

[0044] ボールねじ軸 22の射出駆動部側の端部にスプライン部が形成され、射出駆動部 5 0の回転シャフト 58に形成されたスプライン部と協働して回転伝達部 59が形成される 。回転伝達部 59はスプライン構造を有しているため、ロードセル 74の歪み部材の軸 方向の歪みにともなうボールねじ軸 22の軸方向への移動を許容する許容部が形成 される。より詳しくは、ボールねじ軸 22の射出駆動部側の端部に雄スプラインが形成 され、回転シャフト 58の射出リアサポート側端部に形成された凹部の内面に雌スプラ インが形成されており、ボールねじ軸 22と回転シャフト 58がスプライン結合している。

[0045] 回転シャフト 58の端部（図中右側）には、エンコーダ 60が取り付けられている。ェン コーダ 60は回転シャフト 58の回転を検出することにより、スクリュ 2の軸方向の位置を 検出する。

[0046] なお、回転伝達部 59はスプライン構造とした力 回転は伝達するが軸方向の移動 は許容するすべりキー構造を用いることとしてもょ 、。

[0047] 上述のように、射出駆動部 50だけの単体で、射出装置本体より着脱自在に取り外 しを行うことができ、組み立て性だけでなぐ射出装置点検時のメンテナンス性を向上 させることがでさる。

[0048] また、ボールねじ軸 22及びベアリングホルダ 73は、許容部により射出リアサポート 1 1とは軸方向に相対的に移動可能である。このため、ロータ 53がボールねじ軸 22の 移動にともなって変位することを防止することができるので、ロードセル 74はスクリュ 2 にかかる荷重を精度良く検出することができる。

[0049] さらに、本実施例においては、ボールねじ軸 22と回転シャフト 58とを連結せず、軸 方向の移動を許容できるようにしたため、ボールねじ軸 22と回転シャフト 58との係合 部にて焼き付きを起こすことがない。

[0050] 次ぎに、上述の実施例による射出装置の動作について説明する。

[0051] 計量工程では、スクリュ回転駆動部としてプレツシャプレート 20に取り付けられてい るモータ（図示せず)を駆動してプーリ 25を回転させることによりスクリュ 2が回転して 榭脂を溶融可塑化する。溶融榭脂は加熱シリンダ 1の先部に溜められる。この際、溶 融榭脂の反力を受けてスクリュ 2は射出駆動部側（図中右方）に回転しながら後退す る。溶融樹脂の反力は、スクリュ 2に作用する背圧となる。背圧荷重は、プレツシャプ レート 20を介してボールねじ軸 22に伝達される。ボールねじ軸 22に伝達された背圧 荷重は、スラストベアリング 71及びベアリングホルダ 73を介してロードセル 74に伝え られ、ロードセル 74の歪み部が背圧荷重の大きさに応じて歪む。このように、背圧荷 重は、プレツシャプレート 20、ボールねじ軸 22、スラストベアリング 71及びベアリング ホルダ 73を介してロードセル 74に伝達される。すなわち、プレツシャプレート 20、ボ ールねじ軸 22、スラストベアリング 71及びベアリングホルダ 73は、背圧荷重を伝達す る荷重伝達機構を構成する。

[0052] また、ボールねじ軸 22は、回転伝達部 59において射出駆動部 50とスプライン結合 しているため、背圧荷重を受けると、射出リアサポート 11に対して相対的に後方へ滑 らかに移動する。

[0053] このため、摺動部分はスプライン構造の回転伝達部 59だけとなるので、ロードセル 74の検出精度を向上させることができる。したがって、各ショット毎における溶融榭脂 の計量を安定させることができ、且つ、成形品を安定して生産することができる。

[0054] 計量工程が完了し、射出工程に入ると、スクリュ 2の回転が制限された状態で、射出 駆動部 50が駆動される。これにより、ボールねじ軸 22が回転する。それにともないプ レツシャプレート 20が前進（図中左方側）して、加熱シリンダ 1の先部に溜められた溶 融榭脂が、金型（図時せず)の中に充填される。この際、スクリュ 2に充填圧力が加え られ背圧を受けても、計量工程と同様に、ボールねじ軸 22は回転伝達部 59におい て射出駆動部 50とスプライン結合しているため、射出リアサポート 11に対して相対的 に後方に滑らかに移動することができる。したがって、充填圧力をロードセル 74により 精度良く検出することができるので、バリやひけなどの成形不具合を低減することが でき、成形品を安定して生産することができる。

[0055] 図 4は、射出用モータ 90とボールねじ軸 22との間に減速部 89が設けられた射出装 置駆動部の断面図である。図 4において、減速フレーム部は、射出リアサポート 11に 固定されたハウジング 91と、ハウジング 91に取り付けボルト 99で固定されたハウジン グカバー 92と力 なる。ハウジング 91は取り付けボルト 94により射出リアサポート 11 に取り付けられる。

[0056] 減速フレーム部内には、ボールねじ軸 22の端部のスプライン部と摺動可能に結合 するスプライン部を有する第 2歯車軸 96が設けられている。第 2歯車軸 96は、ハウジ ング 91とハウジングカバー 92に装着されたベアリング 191とベアリング 192に回転自 在に支持されており、ボールねじ軸 22の軸方向の歪みを許容するよう構成されてい る。第 2歯車軸 96には大歯車 97が装着されている。

[0057] また、大歯車 97と係合する小歯車 93を中間部に加工された第 1歯車軸 95が、ハウ ジング 91とハウジングカバー 92に装着されたベアリング 193とベアリング 194により 回転自在に支持される。第 1歯車軸 95の端部にはカップリング 98を介して、リアサボ ート 11に取り付けられた射出用モータ 90が連結されて 、る。射出用モータ 90の端部 にはエンコーダ 60が装着される。

[0058] 上述の本発明の第 1実施例による射出装置において、スクリュ 2に作用する荷重を 検出するときは、スクリュ 2に作用する荷重を回転シャフト 26からプレツシャプレート 2 0に受け、プレツシャプレート 20からボールナット 21、ボールねじ軸 22、ベアリングホ ルダ 73を介してロードセル 74に伝えられる。この荷重によりロードセル 74の歪み部を 歪ませて、スクリュ 2に作用する荷重を検出する。

[0059] このとき、ロードセル 74の歪量に対応して、回転シャフト 26とベアリングホルダ 73が 変位する。ボールねじ軸 22の端部と射出駆動部 50の回転シャフト 58の端部とがスプ ライン結合されて 、るので、ボールねじ軸 22の変位はスプライン結合部で許容される 。したがって、ボールねじ軸 22の変位は、射出駆動部 50に影響を与えることはない。 また、ベアリングが摺動しないので、不安定な摺動抵抗も生じない。

[0060] 次に、本発明の第 2実施例について図 5及び図 6を参照しながら説明する。

[0061] 図 5は本発明の第 2実施例による射出装置の全体構成を示す平面図である。図 6 は図 5の VI— VI線に沿った断面図である。

[0062] 図 5に示す射出装置 210は、射出成形機に使用される射出装置であり、図示され な 、射出装置フレームに取り付けられて 、る。射出装置 210の前方（図 1における左 方）には、固定金型及び可動金型から成る金型装置を備える型締装置（図示せず） が配設される。射出装置 210は、型締装置に対して前進及び後退可能に構成されて いる。

[0063] 加熱シリンダ 211は、電気ヒータ、温水ジャケット等の図示されない加熱装置を備え るシリンダ部材である。射出ノズル 212が加熱シリンダ 211の先端部に取り付けられ ている。加熱シリンダ 211の後端部近傍には、加熱シリンダ 211の一部を冷却するた めの冷却ジャケット 213が取り付けられる。冷却ジャケット 213に形成された原料投入 孔 213aから、榭脂ペレット等の原料榭脂が加熱シリンダ 211内に投入される。スクリ ュ 214は、該加熱シリンダ 211内に回転可能に、かつ、軸方向に移動可能に配設さ れた射出部材としてのスクリュである。スクリュ 214の後端部近傍は加熱シリンダ 211 の後方（図における右方）に突出している。

[0064] 冷却ジャケット 213には、加熱シリンダ固定部材としての前方フランジ部材 216が、 ボルト等の締結部材によって固定されている。また、前方フランジ部材 216の後方（ 図における右方）には、射出用モータ固定部材としての後方フランジ部材 217が配 設されている。前方フランジ部材 216及び後方フランジ部材 217は、加熱シリンダ 21 1に対して固定された締結部材として機能し、射出装置フレームに取り付けられてい る。また、前方フランジ部材 216及び後方フランジ部材 217は、前端部及び後端部が ねじ止め等によって前方フランジ部材 216及び後方フランジ部材 217にそれぞれ固 定されたガイドロッド 218によって連結されている。なお、ガイドロッド 218は、単数で あっても複数であってもよぐ任意の本数でよいが、本実施例においては、四本設け られている。

[0065] 前方フランジ部材 216と後方フランジ部材 217との間には、スクリュ支持部材であつ て可動プレートとしてのプレツシャプレート 221がスクリュ 214の軸方向に移動可能に 、かつ、他の方向に移動不能に配設されている。ここで、プレツシャプレート 221は、 ガイドロッド 218に沿って、スクリュ 214とともに、前進又は後退（図における左方向又 は右方向に移動）可能である。

[0066] 前記プレツシャプレート 221においてスクリュ 214に対応する位置には、スクリュ 214 の後端部が進入する貫通孔 221aが形成されている。また、貫通孔 221aに対応する 位置において、プレツシャプレート 221の後面（図における右側面）には、ボルト 291 によって、伝達部としての減速機 253の減速機フレーム 254が取り付けられて 、る。 ここで、ボルト 291は、減速機フレーム 254のフランジに形成された貫通孔内を延在 するよう構成されている。貫通孔の内径はボルト 291の外径よりも僅か〖こ大きいので、 減速機フレーム 254をプレツシャプレート 221に取り付ける際に、ボルト 291を緩めた 状態で、減速機フレーム 254の横方向、すなわち、スクリュ 214の軸方向に垂直な方 向の位置を調整することができる。調整後は、ボルト 291を締めて、減速機フレーム 2 54をプレツシャプレート 221に強固に固定することで、スクリュ 214の位置をプレツシ ャプレート 21に対して拘束させる。

[0067] 減速機 253は出力回転軸としての連結軸 222を有する。連結軸 222はその前端部 力 Sスクリュ 214の後端部に接続され、かつ、減速機フレーム 254に取り付けられてい る。この場合、連結軸 222は、 ϋぎ手咅材 223とボノレト 292によって、スクリュ 214の 後端部に固定されている。スクリュ 214は、継ぎ手部材 223とスクリュ 214の後方にお いてスプライン係合することで位置が拘束された状態となっている。なお、継ぎ手部 材 223は貫通孔 221aに進入した位置にあり、スクリュ 214の後端部と連結軸 222と は接続された状態で貫通孔 221aを貫通するようになっている。そして、連結軸 222 は、スラストベアリング 226及びスラストベアリング 227を介して、減速機フレーム 254 に対して軸方向に移動不能に、かつ、回転可能に取り付けられている。

[0068] このように、スクリュ 214と連結軸 222とが、互いに回転不能に、かつ、軸方向に移 動不能に接続され、さらに、連結軸 222が減速機フレーム 254に対して軸方向に移 動不能に、かつ、回転可能に取り付けられているので、スクリュ 214が受けるスラスト 荷重は、減速機フレーム 254を介してプレツシャプレート 221に伝達される。逆に、プ レツシャプレート 221からスクリュ 214にスラスト荷重を伝達することもできる。すなわち 、伝達部としての減速機 253はスクリュ 214の回転運動を許容する。また、減速機フ レーム 254は、スクリュ 214からのスラスト荷重を受ける荷重受け部としても機能し、さ らに、連結軸 222は後述される計量用モータ 263の回転をスクリュ 214に伝達するス クリュ回転駆動伝達部を含むこととなる。この場合、伝達部は荷重受け部及びスクリュ 回転駆動伝達部を含むこととなる。

[0069] また、減速機フレーム 254には、図 6に示されるように、連結軸 222と平行して駆動 ギヤ軸 257が配設され、駆動ギヤ軸 257に取り付けられた小径の駆動ギヤ 258と、連 結軸 222の後端部 222aに取り付けられたより大径の従動ギヤ 256とが互いに嚙み 合って減速機構が構成される。なお、駆動ギヤ軸 257は、複数のラジアルベアリング を介して、減速機フレーム 254に回転可能に、かつ、軸方向に移動不能に取り付け られている。また、連結軸 222の最後端部もラジアルベアリングを介して減速機フレ ーム 254に取り付けられて!/、る。

[0070] そして、駆動ギヤ軸 257の後端部（図における右端部）は減速機フレーム 254から 後方に突出するモータ接続部 257aとなっていて、カップリング 261を介して、スクリュ 回転用モータであって計量用駆動源としての計量用モータ 263の計量用モータ軸 2 64の前端部（図における左端部）に接続されている。ここで、計量用モータ 263は、 例えば、サーボモータであるが、回転角度、回転速度及び回転方向を制御可能なモ ータであれば、いかなる種類のモータであってもよい。また、計量用モータ軸 264の 後端面には、計量用モータ軸 264の回転を計測するために、ロータリーエンコーダ等 の回転計測器 265が接続されている。この場合、駆動ギヤ軸 257と計量用モータ軸 2 64とは、互いに回転不能に、かつ、軸方向に移動不能に接続されている。なお、計 量用モータ 263は減速機フレーム 254によってプレツシャプレート 221に取り付けら れて 、るが、計量用モータ 263の重量によって連結軸 222が偏芯する恐れがある場 合には、取り付け部材（図示せず)を介して、プレツシャプレート 221に取り付けること も可能である。

[0071] そのため、計量用モータ 263が作動して計量用モータ軸 264が回転すると、その回 転が駆動ギヤ 258及び従動ギヤ 256を介して、連結軸 222に伝達され、スクリュ 214 が回転するようになっている。なお、減速機 253は、駆動ギヤ 258及び従動ギヤ 256 から成る減速機構に加えて、更に、他の駆動ギヤ及び従動ギヤから成る減速機構を 備え、多段階に減速を行うものであってもよい。また、駆動ギヤ 258及び従動ギヤ 25 6から成る減速機構に代えて、歯付きプーリ及び歯付きベルトから成る減速機構等、 他の種類の減速機構を備えるものであってもよい。例えば、ベルトを減速機構として 用いた場合には、計量用モータ 263を、プレツシャプレート 221上に残したままの状 態で、荷重受け部などをプレツシャプレート 221より着脱させることができる。なお、計 量用モータ 263は、プレツシャプレート 221とともに前進又は後退するようになってい るので、プレツシャプレート 221が前進又は後退しても、計量用モータ軸 264の回転 は、スクリュ 214に正確に伝達される。

[0072] 後方フランジ部材 217には、駆動部材であって射出用駆動源としての射出用モー タ 233A及び射出用モータ 233Bが取り付けられている。射出用モータは、単数であ つても複数であってもよぐいくつであってもよいが、ここでは、射出用モータ 233A及 び射出用モータ 233Bで代表する。この場合、前記射出用モータ 233A及び射出用 モータ 233Bは、スラスト荷重を計測する荷重検出器としてのロードセル 234A及び口 ードセル 234Bを介して、後方フランジ部材 217に取り付けられている。

[0073] また、プレツシャプレート 221の射出用モータ 233A及び射出用モータ 233Bに対 応する位置には、ボールねじ機構としてのボールねじナット 31 A及びボールねじナツ ット 231Bがそれぞれ取り付けられている。そして、ボールねじナット 31 A及びボール ねじナット 331Bには、射出用モータ 33A及び射出用モータ 233Bによってそれぞれ 回転させられる従動回転軸としてのボールねじ軸 232A及びボールねじ軸 232Bが それぞれ係合している。なお、ボールねじナット 231Aとボールねじ軸 232A、及び、 ボールねじナット 231Bとボールねじ軸 232Bは、それぞれ、いわゆる、ボールねじ機 構を構成し、回転運動を直線運動に変換する運動方向変換機構として機能する。ま た、プレツシャプレート 221においてボールねじナット 231A及びボールねじナット 23 1Bが取り付

けられる位置には、ボールねじ軸 232A及びボールねじ軸 232Bの先端部分が通過 する通過孔 229A及び通過孔 229Bがプレツシャプレート 221を貫通するように形成 されている。このように、駆動部材としての射出用モータ 233A及び射出用モータ 23 3Bと、運動方向変換部材としてのボールねじナット 231A及びボールねじ軸 232A 並びにボールねじナット 231B及びボールねじ軸 232Bとは同一直線上に配設され ている。

[0074] ここで、上述のボールねじナット、ボールねじ軸及び通過孔は、射出用モータに対 応する数に対応するものであり、単数であっても複数であってもよぐいくつであって もよい。本実施例では、ボールねじナット 231 A及びボールねじナット 231B、ボール ねじ軸 232A及びボールねじ軸 232B並びに通過孔 229A及び通過孔 229Bが設け られている。以後、射出用モータ 233A及び射出用モータ 233B、ボールねじナット 2 31 A及びボールねじナット 231B、ボールねじ軸 232A及びボールねじ軸 232B、通 過孔 229A及び通過孔 229B並びにロードセル 234A及びロードセル 234Bを統合 的に説明する場合には、それぞれ、射出用モータ 233、ボールねじナット 231、ボー ルねじ軸 232、通過孔 229及びロードセル 234として説明する。

[0075] 本実施例において、射出用モータ 233A及び射出用モータ 233Bは、ボルト等の締 結部材によって後方フランジ部材 217に回転不能に、かつ、軸方向に移動不能に取 り付けられる。また、ボールねじナット 231 A及びボールねじナット 231Bは、ボルト等 の締結部材によってプレツシャプレート 221に、回転不能に、かつ、軸方向に移動不 能に取り付けられている。そして、プレツシャプレート 221と後方フランジ部材 217とは 、互いに、射出用モータ 233A及び射出用モータ 233B並びにボールねじナット 231 A及びボールねじナット 231Bの軸方向に移動可能に、かつ、他の方向に移動不能 になっている。そのため、射出用モータ 233A及び射出用モータ 233Bを作動させて ボールねじ軸 232A及びボールねじ軸 232Bを回転させることによって、ボールねじ ナット 231 A及びボールねじナット 31Bを前進又は後退させることができる。これによ り、プレツシャプレート 221及びスクリュ 214を前進又は後退させることができる。なお 、射出用モータ 233A及び射出用モータ 233Bは、同期して作動し、ボールねじナツ ト 231A及びボールねじナット 231Bを同時に同方向に同量だけ移動させるようにな つている。

[0076] ボールねじ軸 232は、表面に螺旋状のボールねじ溝が形成されたスクリュ部 232a 、スラストベアリングが取り付けられる軸受け部 232b、並びに、表面に軸方向に延在 するスプライン溝が形成された接続部 232cを有する。そして、後方フランジ部材 217 には、ボールねじ軸 232が通過する貫通孔 217aが形成される。貫通孔 217a内には 、ボールねじ軸 232の後半部分に形成された軸受け部 232bを回転可能に、かつ、 軸方向に移動不能に支持する荷重伝達部材としてのベアリングホルダ 235が挿入さ れている。ベアリングホルダ 235は、概略円筒状の形状を有し、内部を通過する軸受 け部 232bを第 1の軸受けとしてのスラストベアリング及び第 2の軸受けとしてのスラス トベアリングを介して支持する。 [0077] 一方、駆動部材としての射出用モータ 233は、概略円筒状の形状を備えるモータフ レーム 241、並びに、モータフレーム 241の前端面及び後端面にボルト等の締結部 材によって固定された前部端板 242及び後部端板 243を有する。前記モータフレー ム 241の内面には、コイル力も成るステータ 245が取り付けられている。また、射出用 モータ 233の内部に回転可能に配設された駆動回転軸としてのモータ軸 247の外周 面には、ロータとしての磁石 246が前記ステータ 245に対向する位置に取り付けられ ている。

[0078] ここで、モータ軸 247は、ラジアルベアリングを介して、前部端板 242及び後部端板 243に回転可能に、かつ、軸方向に移動不能に取り付けられている。そして、モータ 軸 247の後端面には、モータ軸 247の回転を計測するために、ロータリーエンコーダ 等の回転計測器 251が接続されている。また、モータ軸 247の前端部には、内面に 軸方向に延在するスプライン溝が形成された凹状の接続部が形成されて!ヽる。そし て、接続部内にはボールねじ軸 232の後端部に形成された接続部 232cが挿入され 、スプライン接続されている。

[0079] ベアリングホルダ 235及び射出用モータ 233は、荷重検出器としてのロードセル 23 4を介して、後方フランジ部材 17に取り付けられている。ロードセル 234は、概略穴空 き円盤状の形状を有し、外周近傍部分である固定部がボルト等の締結部材によって 後方フランジ部材 217の後面（図 1における右側面）に固定されている。また、ロード セル 234の内周近傍部分である受圧部は、ベアリングホルダ 235と射出用モータ 23 3の端板 242とによって挟まれた状態で、ベアリングホルダ 235と前部端板 242とに 固定されている。この場合、ベアリングホルダ 235、受圧部及び前部端板 242の三つ の部材は、三つの部材を貫通するボルト等の締結部材によって一体的に固定される ことが望ましい。

[0080] 次に、上述の構成の射出装置 210の動作について説明する。

[0081] まず、計量工程における射出装置 210の動作について説明する。計量工程におい ては、スクリュ 214を回転させ、冷却ジャケット 213に形成された原料投入孔 213aか ら加熱シリンダ 211内に投入された原料榭脂を溶融させる。溶融榭脂は、スクリュ 21 4の前方に所定量だけ蓄えられる。 [0082] この場合、計量用モータ 263が作動すると、計量用モータ軸 264の回転がカツプリ ング 261、駆動ギヤ軸 257、駆動ギヤ 258及び従動ギヤ 256を介して連結軸 222に 伝達され、連結軸 222が回転する。そして、連結軸 22の回転が継ぎ手部材 23を介し てスクリュ 214に伝達される。その結果、スクリュ 214が加熱シリンダ 211内において 回転し、原料樹脂が溶融させられながら前方に送られ、前記スクリュ 214の前方に蓄 えられる。

[0083] なお、計量工程においては、榭脂の前進に伴って背圧が発生し、背圧によってスク リュ 214を後退させる方向のスラスト荷重が発生する。スラスト荷重は、継ぎ手部材 22 3、連結軸 222及びスラストベアリング 226を介して、減速機 253の減速機フレーム 2 54に伝えられる。そして、スラスト荷重は、減速機フレーム 254が取り付けられている プレツシャプレート 21に伝達される。さらに、プレツシャプレート 221に取り付けられた ボールねじナット 231を介して、ボールねじ軸 232に伝達される。さらに、スラスト荷重 は、ボールねじ軸 232からベアリングホルダ 235に伝達され、更に、ロードセル 234の 受圧部に伝達される。これにより、ロードセル 234の歪み部に歪みが生じるので、そ の歪みを歪み計測器によって計測して、背圧を示すスラスト荷重を計測することがで きる。

[0084] ボールねじ軸 232の接続部 232cと射出用モータ 233のモータ軸 247の接続部と は、回転不能に、かつ、軸方向に移動可能に接続されている。そのため、スラスト荷 重は、モータ軸 247に伝達されることがなぐ射出用モータ 233によって受けられるこ とがない。したがって、ロードセル 234の歪み部における歪みを計測することによって 、射出用モータ 233の影響を受けることなぐ背圧を示すスラスト荷重を高い精度で 計柳』することができる。

[0085] ところで、上述の背圧は成形品の品質に影響を及ぼすので適正値となるように制御 される必要がある。そして、適正値は榭脂の種類、成形条件等によって変化する。適 正値の変化に追従するために、射出装置 210の制御装置は、歪み計測器の出力信 号を受信して背圧を示すスラスト荷重を計測すると、その値が樹脂の種類、成形条件 等によってあら力じめ定められた適正値となるように、射出用モータ 233を作動させて スクリュ 214を徐々に後退させ、背圧が適正な値となるように制御する。この場合、射 出用モータ 233が作動するとモータ軸 247が回転し、モータ軸 247の回転がボール ねじ軸 232に伝達され、ボールねじ軸 232がボールねじナット 231に対して回転する 。これにより、回転運動が直線運動に変換され、ボールねじナット 231が後退するの で、プレツシャプレート 221が後退し、スクリュ 214が後退させられる。

[0086] この場合、射出用モータ 233が作動してモータ軸 247が回転すると、モータ軸 247 に軸方向の微小振動であるリップルが発生する。モータ軸 247とボールねじ軸 32と は軸方向に移動可能に接続されているので、リップルがボールねじ軸 232に伝達さ れることがない。そのため、リップルは、ロードセル 234の受圧部に伝達されることもな いので、スラスト荷重の計測に影響を及ぼすことがない。したがって、射出用モータ 2 33を作動させているときも、射出用モータ 233の影響を受けることなぐ背圧を示すス ラスト荷重を高い精度で計測することができる。これにより、背圧を正確に計測するこ とができ、背圧が適正な値となるように高 、精度で制御することができる。

[0087] 次に、射出工程における射出装置 210の動作について説明する。

[0088] 計量工程が終了して所定量の溶融された榭脂がスクリュ 214の前方に蓄えられ、型 締装置（図示せず）によって金型装置の型締が行われると、射出装置 210全体が前 進させられる。そして、加熱シリンダ 211に取り付けられた射出ノズル 212の先端が固 定プラテンに形成されたノズル通過孔を通貨して、固定金型の背面に配設されたス プル一ブッシュに押し付けられる。そして、射出用モータ 233が作動するとモータ軸 2 47力回転し、モータ軸 247の回転がボールねじ軸 232に伝達され、ボールねじ軸 23 2がボールねじナット 231に対して回転する。これにより、回転運動が直線運動に変 換され、ボールねじナット 231が前進するのでプレツシャプレート 221が前進し、スクリ ュ 214が前進させられる。これにより、加熱シリンダ 211内でスクリュ 214の前方に蓄 えられ、溶融された榭脂が、高圧で前記射出ノズル 212から射出され、スプルーブッ シュ及びスプルーを通って固定金型と可動金型との間に形成されたキヤビティ内に 充填される。

[0089] 次に、射出装置 210においてスクリュ 214の取り外し及び取り付けが行われる場合 について説明する。

[0090] 射出装置 210を長期間にわたって使用した後や、榭脂の種類を変更する榭脂替え を行う場合には、スクリュ 214を加熱シリンダ 211から取り出して清掃を行うことがある 。この場合、継ぎ手部材 223を連結軸 222から取り外し、続いて、減速機 53をプレツ シャプレート 221に取り付けるためのボルト等の締結部材を取り外すことによって、減 速機 253及び計量用モータ 263をプレツシャプレート 221から取り外す。減速機 253 がプレツシャプレート 221の後面に取り付けられているので、減速機 253及び計量用 モータ 263をプレツシャプレート 221から容易に取り外すことができる。これにより、ス クリュ 214を加熱シリンダ 211の後端力も容易に取り出すことができる。

[0091] スクリュ 214を取り付ける場合には、上述の動作を逆に行うことによって、スクリュ 21 4を加熱シリンダ 211内に挿入して取り付けることができる。この場合、減速機 253を プレツシャプレート 221に取り付ける際に、減速機 253の横方向、すなわち、スクリュ 2 14の軸方向に垂直な方向の位置を調整することによって、加熱シリンダ 211の軸心 に対するスクリュ 214の軸心の位置を調整すること、すなわち、芯調整を行うことがで きる。そして、スクリュ 214の芯調整を完了した後、減速機 53をプレツシャプレート 22 1に取り付けるためのボルト等の締結部材を締め付けることによって、減速機 253が 横方向に移動しな 、ようにし、スクリュ 214の軸心の位置がずれな 、ようにする。

[0092] 上述のように、本実施例においては、スクリュ 214を回転させる計量用駆動部として 機能する減速機 253がプレツシャプレート 221の後部に締結部材によって取り付けら れている。そのため、プレツシャプレート 221に対する減速機 253の位置を調整する ことによって、プレツシャプレート 221の位置を調整しなくても、スクリュ 214の芯調整 を行うことができる。これにより、プレツシャプレート 221の加熱シリンダ 211に対する 横方向の位置精度が低くても、加熱シリンダ 211の軸心に対してスクリュ 214の軸心 を一致させることができ、加熱シリンダ 211とスクリュ 214との組み立て精度を高くする ことができる。

[0093] また、プレツシャプレート 221の加熱シリンダ 211に対する横方向の位置精度が低く てもよいので、前方フランジ部材 216、後方フランジ部材 217、ガイドロッド 218、プレ ッシャプレート 221等の加工精度及び組み立て精度を高くする必要がなぐコストを 低減することができる。

[0094] さらに、減速機 253がプレツシャプレート 221の後部に取り付けられているので、減 速機 253及び計量用モータ 263をプレツシャプレート 221から取り外すことができる。

[0095] さらに、加熱シリンダ 211内で前進又は後退するようにスクリュ 214を駆動するため の駆動部としての射出用モータ 233のモータ軸 247がボールねじ軸 232に軸方向に 移動可能に接続され、ボールねじ軸 232の受けるスラスト荷重がロードセル 234の受 圧部に伝達される。そのため、射出用モータ 233の影響を受けることなぐボールね じ軸 232が受けるスラスト荷重を計測することができ、背圧を示すスラスト荷重を高!ヽ 精度で計測することができる。

[0096] 次に本発明の第 3実施例について、図 7を参照しながら説明する。図 7は本発明の 第 3実施例による射出装置の射出駆動部の断面図である。なお、本発明の第 3実施 例による射出装置は、図 7に示す射出駆動部以外は上述の第 1実施例による射出装 置と同じ構成を有しており、その説明は省略する。また、図 7において、図 3に示す構 成部品と同等な部品には同じ符号を付す。

[0097] 図 7に示されるように、ボールねじ軸 22は、表面に螺旋状のボールねじ溝が形成さ れたねじ部 22a、ねじ部 22aより射出用モータ 33側に形成されスラストベアリング 71 及びベアリング 72が取り付けられる軸受け部 22b、並びに、軸受け部 22bより射出駆 動部を構成する射出用モータ 50側に形成され表面に軸方向に延在するスプライン 溝が形成された接続部 22cを有する。そして、後方フランジ部材 (射出リアサポート） 1 1にはボールねじ軸 22が通過する貫通孔 11aが形成され、ベアリングホルダ 73が揷 入されている。ベアリングホルダ 73は、貫通孔 11a内にボールねじ軸 22の後半部分 に形成された軸受け部 22bを回転可能に、かつ、軸方向に移動不能に支持する荷 重伝達部であって回転許容支持部として機能する。ベアリングホルダ 73は、概略円 筒状の形状を有し、内部を通過する軸受け部 22bを第 1の軸受けとしてのスラストべ ァリング 71及び第 2の軸受けとしてのベアリング 72を介して支持する。

[0098] ベアリングホルダ 73の内壁には段部が形成され、段部によってスラストベアリング 7 1及びベアリング 72の外輪を保持してボールねじ軸 22のスラスト荷重を受けるように なっている。また、ボールねじ軸 22の軸受け部 22bの前端には圧力付加部材として のフランジ板状のベアリング押さえ 77が取り付けられ、後端には圧力付加部材として のロックナット 78が螺合されている。そして、受圧部 77及びロックナット 78によってス ラストベアリング 71及びベアリング 72の内輪に予圧を付与した状態で保持し、ボール ねじ軸 22のスラスト荷重をスラストベアリング 71及びベアリング 72に伝達するようにな つている。この場合、第 1の軸受けとしてのスラストベアリング 71はボールねじ軸 22を 後退させる方向のスラスト荷重を受け、第 2の軸受けとしてのベアリング 72はボール ねじ軸 32を前進させる方向のスラスト荷重を受ける。また、ベアリングホルダ 73の外 壁は、スムーズな円柱面状に形成され、貫通孔 11aに対して軸方向にスムーズに移 動可能となっている。したがって、ベアリング押さえ 77、スラストベアリング 71、ベアリ ングホルダ 73、ベアリング 72、及び、締付けナット 78により荷重伝達機構が構成され る。荷重伝達機構は、回転許容部としても形成されることで、射出リアサポート 11〖こ 対してボールねじ軸 22を回転自在〖こ支持することができる。

[0099] 一方、射出駆動部材としての射出用モータ 50は、例えば、サーボモータより構成さ れる。ただし、回転角度、回転速度及び回転方向を制御可能なモータであれば、い 力なる種類のモータであってもよい。射出用モータ 50は、概略円筒状の形状を備え るモータフレーム 51、並びに、モータフレーム 51の前端面及び後端面にボルト等の 締結部材によって固定された前部端板 54及び後部端板 55を有する。モータフレー ム 51の内面には、コイル力も成るステータ 52が取り付けられている。また、射出用モ ータ 50の内部に回転可能に配設された駆動回転軸としてのモータ軸 58の外周面に は、ロータとしての磁石 53がステータ 52に対向する位置に取り付けられている。ステ ータ 52に電流を供給することによって、磁石 536取り付けられたモータ軸 58を回転さ せることができる。

[0100] モータ軸 58は、ラジアルベアリング 56及びラジアルベアリング 57を介して、前部端 板 54及び後部端板 55に回転可能に、かつ、軸方向に移動不能に取り付けられてい る。そして、モータ軸 58の後端部には、モータ軸 58の回転を計測するために、ロータ リーエンコーダ等の回転計測器 60が接続されている。また、モータ軸 58の前端部に は、内面に軸方向に延在するスプライン溝が形成された凹状の接続部 58aが形成さ れている。そして、接続部 58a内にはボールねじ軸 22の後端部に形成された接続部 22cが挿入され、スプライン接続されている。これにより、ボールねじ軸 22とモータ軸 57とは、回転不能に、かつ、軸方向に移動可能に接続される。なお、ボールねじ軸 2 2とモータ軸 58とを回転不能に、かつ、軸方向に移動可能に接続することができるの であれば、ボールねじ軸 22の接続部 22cとモータ軸 58の接続部 58aとの接続は ヽ かなる形態のものであってもよい。なお、接続部 58aである回転伝達部はスプライン 構造としたが、例えば、すべりキーと軸方向に延在するキー溝とによる接続であって ちょい。

[0101] ベアリングホルダ 73及び射出用モータ 50は、荷重検出器又は歪み部材としての口 ードセル 74を介して、後方フランジ部材 11に取り付けられている。ロードセル 74は、 概略穴空き円盤状の形状を有し、外周近傍部分である固定部 74aがボルト 75等の 締結部材によって後方フランジ部材 11の後面（図 7における右側の面）に固定されて いる。また、ロードセル 74の内周近傍部分である受圧部 74cは、ベアリングホルダ 73 と射出用モータ 50の端板 54とによって挟まれた状態で、ベアリングホルダ 73と端板 5 4とに固定されている。この場合、ベアリングホルダ 73、受圧部 74c及び端板 54の三 つの部材は、三つの部材を貫通するボルト 76等の締結部材によって一体的に固定 されることが望ましい。これにより、射出用モータ 50は、ロードセル 74を介して後方フ ランジ部材 11に対して軸方向に移動自在に取り付けられる。

[0102] さらに、端板 54の前面における内周端縁には、前方に突出し、ロードセル 73の穴 内に嵌入する概略円筒状の嵌合突起が形成されている。この嵌合突起がロードセル 74の穴内に嵌入することによって、前部端板 42とロードセル 34とは、それらの軸芯 がー致した状態に位置決めされた状態となる。そして、ロードセル 74が後方フランジ 部材 11に取り付けられて 、るので、端板 54は後方フランジ部材 11に対し軸芯が一 致した状態に位置決めされた状態となる。

[0103] なお、ロードセル 74における固定部 74aと受圧部 74cとの境界部分は、ストレインゲ ージ等の図示されな 、歪み計測器が取り付けられる境界部 74bである。境界部 74b は、比較的肉薄になっていて、ボールねじ軸 22のスラスト荷重がベアリングホルダ 73 を介して受圧部 74cに伝達されると、歪みが生じるようになつている。そして、境界部 74bに生じた歪みを歪み計測器によって計測することにより、スラスト荷重の大きさを 計柳』することができる。

[0104] また、ボールねじ軸 22のねじ部 22aに螺合されたボールねじナット 21は、円筒状の 本体部 21a及び円盤状のフランジ部 21bを有する。該フランジ部 21bは、ボルト等の 締結部材によってプレツシャプレート 20に固定される。また、本体部 21aの内壁面に は、ねじ部 22aの表面に形成されたボールねじ溝に対応する図示されない螺旋状の ボールねじ溝が形成され、ボールねじ溝とねじ部 22aの表面に形成されたボールね じ溝とによって形成される螺旋状のボール通路内を図示されない多数のボールが連 続して通過する。なお、本体部 21aには、ボール通路の一端と他端とを連結するリタ ーンチューブ 21cがクランプ部材 21dによって取り付けられている。これにより、ボー ルは、ボール通路及びリターンチューブ 21cによって構成される無限循環通路内を 循環する。

[0105] ボールねじナット 21は、プレツシャプレート 20に固定されて射出用モータ 50に対し て回転不能となっているので、射出用モータ 50が作動してボールねじ軸 22が回転 すると、前進又は後退させられる。なお、ボールねじナット 21が前進するか又は後退 するかは、ボールねじ軸 22の回転方向とボールねじ溝の向きとによって決定される。

[0106] 次に、前記構成の射出装置 10の動作について説明する。

[0107] まず、射出装置において計量工程が行われる場合について説明する。計量工程に おいては、加熱シリンダ 1内のスクリュ 2を回転させ、冷却ジャケットに形成された原料 投入孔から加熱シリンダ 1内に投入された原料榭脂を溶融させてスクリュ 2の前方に 溶融された榭脂を所定量だけ蓄えるようになって 、る。

[0108] この場合、図示されない計量用モータが作動すると、計量用モータの回転軸の回 転が計量用プーリ 25に伝達され、連結軸が回転する。そして、連結軸の回転が継ぎ 手部材 26を介してスクリュ 2に伝達され、スクリュ 2が加熱シリンダ 11内にお 、て回転 し、原料樹脂が溶融させられながら前方に送られ、前記スクリュ 2の前方に蓄えられる

[0109] なお、計量工程においては、榭脂の前進に伴って背圧が発生し、背圧によってスク リュ 2を後退させる方向のスラスト荷重が発生する。すると、スラスト荷重は、継ぎ手部 材 26、連結軸及びスラストベアリング 28を介して、プレツシャプレート 20に伝達される 。スラスト荷重は、さらに、プレツシャプレート 20に取り付けられたボールねじナット 21 を介して、ボールねじ軸 22に伝達される。そして、スラスト荷重は、ボールねじ軸 22 力も受圧部 77及びスラストベアリング 71を介してベアリングホルダ 73に伝達され、更 に、ロードセル 74の受圧部 74cに伝達される。これにより、ロードセル 74の歪み部 74 bに歪みが生じるので、その歪みを歪み計測器によって計測して、背圧を示すスラス ト荷重を計測することができる。

[0110] ボールねじ軸 22の接続部 22cとモータ軸 58の接続部 58aとを、回転不能に、かつ 、軸方向に移動可能に接続していれば、スラスト荷重は、モータ軸 57に伝達されるこ と力 Sなく、射出用モータ 50によって受けられることがない。したがって、ロードセル 74 の歪み部 74bに歪みを計測することによって、射出用モータ 50の影響を受けることな ぐ背圧を示すスラスト荷重を高い精度で計測することができる。さらに、通常のキー 結合とは異なり、軸方向に移動可能に接続されているので、モータ軸 58とボールね じ軸 22との間で焼き付けなどの不具合を生じることがない。

[0111] ところで、上術の背圧は成形品の品質に影響を及ぼすので適正値となるように制御 される必要がある。適正値は榭脂の種類、成形条件等によって変化するため、射出 装置の制御装置は、歪み計測器の出力信号を受信して背圧を示すスラスト荷重を計 測すると、その値が樹脂の種類、成形条件等によってあらかじめ定められた適正値と なるように、射出用モータ 33を作動させてスクリュ 14を徐々に後退させ、背圧が適正 な値となるように制御する。この場合、射出用モータ 50が作動するとモータ軸 58が回 転し、該モータ軸 58の回転がボールねじ軸 22に伝達され、ボールねじ軸 22がボー ルねじナット 21に対して回転する。これにより、回転運動が直線運動に変換され、ボ ールねじナット 21が後退するのでプレツシャプレート 20が後退し、スクリュ 2が後退さ せられる。

[0112] この場合、射出用モータ 50がロードセルの変位とともに動くので、リップルは、ロー ドセル 74の受圧部 74cに伝達されることもな 、ので、スラスト荷重の計測に影響を及 ぼすことがない。したがって、射出用モータ 50を作動させているときも、射出用モータ 50の影響を受けることなぐ背圧を示すスラスト荷重を高い精度で計測することができ る。これにより、背圧を正確に計測することができ、背圧が適正な値となるように高い 精度で制御することができる。

[0113] 次に、本実施例による射出装置において射出工程が行われる場合について説明 する。

[0114] まず、計量工程が終了して所定量の溶融された榭脂がスクリュ 2の前方に蓄えられ 、図示されない型締装置によって金型装置の型締が行われると、射出装置全体が前 進させられ、加熱シリンダ 1に取り付けられた射出ノズルの先端が固定プラテンに形 成されたノズル通過孔を通って、固定金型の背面に配設されたスプルーブッシュ〖こ 押し付けられ、密着させられる。そして、射出用モータ 50が作動するとモータ軸 58が 回転し、モータ軸 58の回転がボールねじ軸 22に伝達され、ボールねじ軸 22がボー ルねじナット 21に対して回転する。これにより、回転運動が直線運動に変換され、ボ ールねじナット 21が前進するのでプレツシャプレート 20が前進し、スクリュ 2が前進さ せられる。これにより、加熱シリンダ 1内でスクリュ 2の前方に蓄えられ、溶融された榭 脂が、高圧で射出ノズルから射出され、スプルーブッシュ及びスプルーを通って固定 金型と可動金型の合わせ面に形成されたキヤビティ内に充填される。

[0115] このように、本実施例においては、加熱シリンダ 1内で前進又は後退するようにスクリ ュ 2を駆動するための駆動部としての射出用モータ 50のモータ軸 58がボールねじ軸 22の軸方向の移動に伴なつて、ロードセル 74を介して移動するので、ボールねじ軸 22の受けるスラスト荷重のほとんどがロードセル 74の受圧部 34cに伝達されるように なっている。そのため、射出用モータ 50の影響を受けることなぐボールねじ軸 22の 受けるスラスト荷重を計測することができ、背圧を示すスラスト荷重を高!、精度で計測 することができる。

[0116] なお、射出用モータ 50は、後方フランジ部材 11の後面側に取り付けられ、かつ、モ ータ軸 58がボールねじ軸 22の後端部における接続部 22cに軸方向に移動可能に 接続されていれば、取り付け及び取り外しを容易に行うことができ、交換及び保守を 容易に行うことができる。また、ロードセル 74も、後方フランジ部材 11の後面側に取り 付けられ、かつ、ベアリングホルダ 73と射出用モータ 50の前部端板 54とに挟まれた 状態で固定されているので、取り付け及び取り外しを容易に行うことができ、交換及 び保守を容易に行うことができる。

[0117] また、プレツシャプレート 20は、前方フランジ部材 10と後方フランジ部材 11との間を スクリュ 2とともに前進又は後退させられるようになって!/、るので、スクリュ 2の前進又は 後退するストロークを大きく取ることができる。また、プレツシャプレート 20がガイドロッ ド 12に沿ってスクリュ 2とともに前進又は後退させられるので、前進又は後退する際に おけるプレツシャプレート 20及びスクリュ 2のがたつきを小さくすることができる。

[0118] 次に、本発明の第 3実施例による射出装置の変形例について図 8を参照しながら 説明する。なお、上述の第 3実施例と同じ構成を有する構成部品には同じ符号を付 与し、その説明を省略する。また、上述の第 3実施例と同じ動作及び同じ効果につい ても、その説明を省略する。図 8は本発明の第 3実施例の変形例による射出装置の 射出駆動部の断面図である。

[0119] 図 8に示す構成において、射出用モータ 50とボールねじ軸 22との間に減速機 89 を介在させ、射出用モータ 50のモータ軸 58の回転を減速機 89によって減速してボ ールねじ軸 22に伝達するようになっている。減速機 89は駆動部材の一部として機能 する。そして、減速機 89は減速機フレーム 91を有し、減速機フレーム 91内に従動ギ ャ軸 195及び駆動ギヤ軸 196がモータ軸 58と平行して配設され、従動ギヤ軸 195及 び駆動ギヤ軸 196は、それぞれ、複数のラジアルベアリングを介して、減速機フレー ム 91に回転可能に、かつ、軸方向に移動不能に取り付けられている。また、従動ギ ャ軸 195に取り付けられたより大径の従動ギヤ 97と駆動ギヤ軸 196に取り付けられた より小径の駆動ギヤ 93とが互いに嚙み合って減速機構を構成する。

[0120] 駆動部材の駆動回転軸として機能する減速機 89の出力軸である従動ギヤ軸 195 の前端部には、内面に軸方向に延在するスプライン溝が形成された凹状の接続部 1 95aが形成されている。そして、接続部 195a内にはボールねじ軸 22の後端部に形 成された接続部 22cが挿入され、スプライン接続されている。これにより、ボールねじ 軸 22と従動ギヤ軸 195とは、回転不能に、かつ、軸方向に移動可能に接続される。 なお、ボールねじ軸 22と従動ギヤ軸 195とを回転不能に、かつ、軸方向に移動可能 に接続することができるのであれば、ボールねじ軸 22の接続部 22cと従動ギヤ軸 19 5の接続部 195aとの接続はいかなる形態のものであってもよぐ例えば、キーと軸方 向に延在するキー溝とによる接続であってもよ 、。

[0121] ベアリングホルダ 73及び減速機 89は、荷重検出器としてのロードセル 74を介して 、後方フランジ部材 11に取り付けられている。ロードセル 74の内周近傍部分である 受圧部 74cは、ベアリングホルダ 74と減速機フレーム 91とによって挟まれた状態で、 ベアリングホルダ 74と減速機フレーム 54とに固定されている。この場合、ベアリングホ ルダ 74、受圧部 74c及び減速機フレーム 91の三つの部材は、三つの部材を貫通す るボルト等の締結部材によって一体的に固定されることが望ましい。

[0122] さらに、減速機フレーム 91の前面における内周端縁には、前方に突出し、ロードセ ル 74の穴内に嵌入する概略円筒状の嵌合突起が形成されている。嵌合突起がロー ドセル 74の穴内に嵌入することによって、減速機フレーム 91とロードセル 74とは、そ れらの軸芯が一致した状態に位置決めされた状態となる。そして、ロードセル 74が後 方フランジ部材 11に取り付けられて 、るので、減速機フレーム 91は後方フランジ部 材 11に対し軸芯が一致した状態に位置決めされた状態となる。

[0123] また、駆動ギヤ軸 196の後端部は減速機フレーム 91から後方に突出するモータ接 続部 58aとなっていて、カップリング 98を介して、射出用モータ 50のモータ軸 58の前 端部に接続されている。この場合、駆動ギヤ軸 196とモータ軸 58とは、互いに回転 不能に、かつ、軸方向に移動不能に接続されている。なお、射出用モータ 50は図示 されな 、取り付け部材を介して、減速機 89に取り付けられて 、る。

[0124] このように、図 8に示す変形例では、射出用モータ 50のモータ軸 58の回転が減速 機 89によって減速されてボールねじ軸 22に伝達されるようになっている。そのため、 射出用モータ 50が小型で出力が小さなものであっても、スクリュ 2を前進又は後退さ せることができる。

[0125] また、加熱シリンダ 1内で前進又は後退するようにスクリュ 2を駆動するための駆動 部を構成する減速機 89の従動ギヤ軸 195がボールねじ軸 22に軸方向に移動可能 に接続されて 、れば、ボールねじ軸 22の受けるスラスト荷重がロードセル 74の受圧 部 74cにより伝達されるようになる。そのため、射出用モータ 50及び減速機 89の影響 を受けることなぐボールねじ軸 22の受けるスラスト荷重を計測することができ、背圧 を示す前記スラスト荷重を高い精度で計測することができる。

[0126] さらに、減速機 89は、後方フランジ部材 11の後面側に取り付けられ、かつ、従動ギ ャ軸 195がボールねじ軸 22の後端部における接続部 22cに軸方向に移動可能に接 続されているので、取り付け及び取り外しを容易に行うことができ、交換及び保守を 容易に行うことができる。また、ロードセル 74も、後方フランジ部材 11の後面側に取り 付けられ、かつ、ベアリングホルダ 73と減速機フレーム 89とに挟まれた状態で固定さ れているので、取り付け及び取り外しを容易に行うことができ、交換及び保守を容易 に行うことができる。

[0127] 本発明は上述の具体的に開示された実施例に限定されることなぐ本発明の範囲 内において様々な変形例、改良例がなされるであろう。

産業上の利用可能性

[0128] 本発明は、スクリュ等の射出部材により榭脂を加圧して射出する射出装置に適用可 能である。

Claims

請求の範囲

[1] 溶融榭脂を加圧し、射出する射出部材と、

射出駆動部で発生した回転運動を、該射出部材の直線運動に変換する運動変換 機構と、

該溶融樹脂の反力として前記射出部材に作用する荷重を、該運動変換機構の少 なくとも一部を介して歪み部材に伝達する荷重伝達機構と

を有する射出装置であって、

前記荷重伝達機構は前記荷重を受けるスラストベアリングを含み、前記歪み部材の 内周側が該スラストベアリングの外周を支持するベアリング支持部材に取り付けられ たことを特徴とする射出装置。

[2] 請求項 1に記載の射出装置であって、

前記射出駆動部の回転を運動方向変 構に伝達させるための回転伝達部を備 えることを特徴とする射出装置。

[3] 請求項 2に記載の射出装置であって、

前記回転伝達部は、前記射出駆動部に内包させることを特徴とする射出装置。

[4] 請求項 3に記載の射出装置であって、

前記回転伝達部は、スプライン構造を有することを特徴とする射出装置。

[5] 請求項 2に記載の射出装置であって、

前記回転伝達部と前記射出駆動部との間に減速部が設けられていることを特徴と する射出装置。

[6] 請求項 1に記載の射出装置であって、

前記射出駆動部は、前後進する前記射出部材に対する固定支持部に設けられて いることを特徴とする射出装置。

[7] 請求項 1に記載の射出装置であって、

前記射出部材とともに進退する可動プレートと、前記射出部材を前記可動プレート に回転可能に支持する伝達部とを有し、

該伝達部は前記可動プレートに対して着脱可能に固定されることを特徴とする射出 装置。

[8] 請求項 7に記載の射出装置であって、

前記伝達部は、前記射出部材からのスラスト荷重を受ける荷重受け部、及び、射出 部材回転用モータの回転を前記射出部材に伝達するスクリュ回転駆動伝達部を含 み、

該回転伝達部は、前記可動プレートに着脱可能に取り付けられていることを特徴と する射出装置。

[9] 請求項 8に記載の射出装置であって、

前記射出部材回転用モータは、前記可動プレートに取り付けられていることを特徴 とする射出装置。

[10] 請求項 8に記載の射出装置であって、

前記射出部材回転用モータは、前記スクリュ回転駆動伝達部に取り付けられている ことを特徴とする射出装置。

[11] 請求項 7に記載の射出装置であって、

前記伝達部は、前記射出部材からのスラスト荷重を受ける荷重受け部、及び、射出 部材回転用モータの回転を前記射出部材に伝達するスクリュ回転駆動伝達部を備 え、

前記荷重受け部及びスクリュ回転駆動伝達部は、前記可動プレートに着脱可能に 取り付けられていることを特徴とする射出装置。

[12] 請求項 11に記載の射出装置であって、

前記回転伝達部は、前記可動プレートに対して固定位置が変更できるように固定 機構により前記可動プレートに固定され、それにより前記射出部材の芯調整が可能 であることを特徴とする射出装置。

[13] 請求項 1に記載の射出装置であって、

前記射出駆動部は前記歪み部材の歪みに伴って変位可能に構成されることを特 徴とする射出装置。

[14] 請求項 13に記載の射出装置であって、

前記射出駆動部は、前記ベアリング支持部材とともに前記歪み部材に取り付けられ ていることを特徴とする射出装置。

[15] 請求項 13に記載の射出装置であって、

前記射出駆動部は前記歪み部材に対して中心軸をそろえるための位置決め部を 有することを特徴とする射出装置。

[16] 請求項 13に記載の射出装置であって、

前記射出駆動部は前記運動変 構と同一線上に配置されていることを特徴とす る射出装置。

[17] 請求項 13に記載の射出装置であって、

前記射出駆動部は減速部を備え、前記射出駆動部の回転軸は該減速部の出力軸 であることを特徴とする射出装置。

[18] 請求項 1に記載の射出装置であて、

前記歪み部材は、前記荷重伝達機構に着脱可能に取付けられて 、ることを特徴と する射出装置。