JP2000190362A

JP2000190362A - 電動射出成形機

Info

Publication number: JP2000190362A
Application number: JP10369368A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Emoto; 敦史江本
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2000-07-11
Anticipated expiration: 2018-12-25
Also published as: JP4033993B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電動射出用モータによるストローク限での干
渉時にスクリュー軸やボールねじ軸にモーメントがかゝ
り、このモーメント負荷に起因するプレッシャプレート
等の破損を防止することを目的とする。【解決手段】加熱シリンダと、該加熱シリンダ内にお
いて進退自在に配設されたスクリューと、スクリュー軸
を進退させる射出用モータと、前記加熱シリンダ内のス
クリューに対して相対回転自在に連結され、射出用モー
タの回転を伝達する回転伝達部及び回転運動を直線運動
に変換する運動方向変換部を備えた伝動軸とを有し、前
記射出用モータと伝動軸が同一軸上に配設され、前記伝
動軸は射出用モータを構成するロータの内側にあって軸
方向に進退し、該軸方向の進退を制限する進退量制限手
段を伝動軸上に設置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動射出成形機に関
するものである。特に射出成形機における射出用モータ
の回転によって駆動される伝導軸の後退限と前進限を規
制するストッパに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機においては、加熱シリンダ内
において加熱溶融された樹脂を、高圧で射出し、金型装
置内のキャビティ空間に充填し、キャビティ空間内にお
いて冷却固化させることによって成形品を得ることがで
きるようになっている。

【０００３】このような射出成形機は型締装置及び射出
装置を有し、型締装置は固定プラテンと可動プラテンを
備え、型締用シリンダが可動プラテンを進退させること
によって型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる
ようになっている。

【０００４】一方、射出装置は、ホッパから供給された
樹脂を加熱し、溶融させる加熱シリンダ及び溶融された
樹脂を射出する射出ノズルを備え、加熱シリンダ内には
スクリューが回転自在、かつ、進退自在に配設されてい
る。そして、スクリューを前進させ、射出ノズルから樹
脂を射出し、スクリューを後退させることによって樹脂
の計量を行うようになっている。

【０００５】ところで、本出願人が平成９月１１月１１
日付で特願平９−３０８６６２号として特許出願した
（以下、「先発明」という）発明について、以下図７を
参照して説明する。図７において、１５０は加熱シリン
ダであり、この加熱シリンダ１５０内には、スクリュー
１５１が進退自在、かつ、回転自在に配設される点は従
来のものと同様である。そして、スクリュー１５１は、
前端にスクリューヘッドを有するとともに、加熱シリン
ダ１５０内を後方に延び、後端にベアリングボックス１
５３が固定されている。また、スクリュー１５１の周囲
には螺旋状のフライト１５４が形成され、フライト１５
４間に溝が形成されている。

【０００６】そして、前記加熱シリンダ１５０にはホッ
パが固定されている(図示しない)。ホッパからの樹脂供
給口は、スクリュー１５１を加熱シリンダ１５０内にお
ける最も前方に置いた状態において、スクリュー溝の後
端部に対応する箇所に形成されている。したがって、計
量工程時に、スクリュー１５１を回転させると、ホッパ
内からペレット状の樹脂が供給され、樹脂は、加熱シリ
ンダ１５０内に進入し、スクリューの溝内を前進させら
れる。

【０００７】また、加熱シリンダ１５０の周囲には図示
しないヒータが配設され、ヒータによって加熱シリンダ
１５０を加熱し、スクリュー溝内の樹脂を溶融させる。
したがって、スクリュー１５１を回転させると、樹脂圧
によりスクリュー１５１が後退し、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まる。

【０００８】次に、射出工程時には、スクリュー１５１
を回転させることなく前進させると、スクリューヘッド
の前方に溜まった樹脂は、射出ノズル１５２から射出さ
れ、金型のキャビティ空間に充填される。加熱シリンダ
１５０の後方には、前記スクリュー１５１を回転又は進
退するための駆動部１５５が配設されている。駆動部１
５５は、フレーム１５６に対して移動自在に配設された
計量用モータ１５７及びフレーム１５６に固定された射
出用モータ１５８を備え、射出用モータ１５８とスクリ
ュー１５１とが同一軸上に配設されている。

【０００９】フレーム１５６には、スクリュー１５１と
平行に延びる案内バー１５９が配設され、案内バー１５
９に沿って計量用モータ１５７が移動する。そのため
に、支持板１６０が案内バー１５９に対して摺動自在に
配設され、支持板１６０に計量用モータ１５７が取り付
けられている。また、計量用モータ１５７の出力軸に駆
動側プーリ１６１が、又ベアリングボックス１５３のボ
ックス本体１６２の外周に従動側プーリ１６３がそれぞ
れ固定され、駆動側プーリ１６１と従来側プーリ１６３
との間にタイミングベルト１６４が張設されている。こ
れら駆動側プーリ１６１、従動側プーリ１６３及びタイ
ミングベルト１６４によって、ベアリングボックス１５
３と計量用モータ１５７とを連結する伝動手段が構成さ
れている。

【００１０】一方、射出用モータ１５８は、フレーム１
５６に固定されたステータ１６５及びステータ１６５の
内周側に配設されたロータ１６６から成り、このロータ
１６６はフレーム１５６に対して回転自在に支持され
る。そのために、前記ロータ１６６に中空のロータシャ
フト１６７が嵌入固定され、ロータシャフト１６７の両
端がベアリング１６８，１６９によってフレーム１５６
に支持されている。

【００１１】また、ベアリングボックス１５３内にはベ
アリング１７０、１７１が配設され、これらベアリング
によってスクリュー１５１と伝動軸としてのボールねじ
軸１７２とが相対回転自在に連結され、フレーム１５６
に荷重計１７７を介して固定されたボールナット１７３
とボールねじ軸１７２に形成されたねじ部１７４とが螺
合している。なお、このボールねじ軸のねじ部１７４に
よって、回転運動を直線運動に変換する。

【００１２】したがって、計量工程において、計量用モ
ータ１５７を駆動すると、計量用モータ１５７の回転が
駆動側プーリ１６１、タイミングベルト１６４、ボック
ス本体１６２及びスクリュー１５１に順次伝達され、ス
クリュー１５１が回転し、樹脂がスクリューヘッドの前
方に移動する。この場合、スクリュー１５１とボールね
じ軸１７２とはベアリングボックス１５３を介して相対
回転自在に連結されているので、ボックス本体１６２に
伝達された回転はボールねじ軸１７２には伝達されない
が、加熱シリンダ１５０内の樹脂の圧力がベアリングボ
ックス１５３を介してボールねじ軸１７２に伝達され
る。したがって、ボールねじ軸１７２は回転しながら後
退し、これに伴ってスクリュー１５１を後退させる。な
お、スクリュー１５１を後退させるときに、樹脂の圧力
に抗してスクリュー１５１に背圧が加えられる。

【００１３】一方、射出用モータ１５８において、ステ
ータ１６５に所定の周波数の電流を供給することによっ
て、スクリュー１５１を回転させることなく前進させる
ことができる。そのために、中空のロータシャフト１６
７の内側に環状の係止部材１７５が固定され、係止部材
１７５の内周に形成されたスプライン１７６とボールね
じ軸１７２の後部外周に形成されたスプラインとが係合
している。このスプライン１７６によって、射出用モー
タ１５８の回転を伝達する回転伝達部が構成されてい
る。

【００１４】したがって、射出工程において、射出用モ
ータ１５８を駆動すると、射出用モータの回転がロータ
シャフト１６７、係止部材１７５及びボールねじ軸１７
２に順次伝達される。そして、ボールナット１７３がフ
レーム１５６に固定されているので、ボールねじ軸１７
２は回転するとともに前進し、スクリュー１５１を前進
させる。また、このとき、タイミングベルト１６４に加
わる射出力は、ベアリングボックス１５３を介して荷重
計１７７に伝達され、検出される。なお、前記ボールね
じ軸１７２は軸方向においてストロークＳだけ進退する
(図７）。

【００１５】このように、射出用モータ１５８の回転が
減速機構、プーリ等を介することなくボールねじ軸１７
２に直接伝達されるようになっているので、機械効率を
高めることができるとともに、イナーシャを小さくする
ことができる。しかし、電動射出成形機においては、モ
ータの駆動によってスクリューを前進させて射出を行う
が、誤ってスクリューが前進しすぎた場合でもスクリュ
ーの先端が加熱シリンダの先端に衝突しないようにする
必要がある。

【００１６】この問題を解決する手段として、たとえば
図８に示すごとく、スクリューを前進させるプレッシャ
プレート１７８にリング状のストッパ１８１と、加熱シ
リンダ１７９が固定されたフロントプレート１８０にバ
ルブナット１８４を設け、一定ストローク以上のスクリ
ュー１８３の前進を阻止するようにしたものがしられて
いる。

【００１７】このような構成により、コントローラの誤
動作等により、プレッシャプレート１７８がスクリュー
と加熱シリンダが衝突するまで移動しようとしても、プ
レッシャプレート１７８とスクリューは、ストッパ１８
１がフロントプレート１８０に固定されたバルブナット
１８４で前進を阻止され、スクリューの前進がシリンダ
に衝突する前に停止するので安全である。

【００１８】しかし、このようなストッパを設置した場
合、リング状のストッパ１８１がスクリュー１８３の軸
心から離れた場所に設けられているので、プレッシャプ
レート１７８が少し傾いただけでも、ストッパ１８１と
バルブナット１８４が片当りして、プレッシャプレート
１７８及びボールスクリュ１８２に無理な応力がかかっ
ていた。また、ストツパ１８１及びバルブナットの少し
の寸法差などでも、プレッシャプレート１７８が傾斜す
る。この結果、スクリュー軸やボールねじ軸にモーメン
ト荷重がかかり、機械破損の原因となる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上に述べた電動射出成
形機において、電動射出用モータによるストローク限で
の干渉時にスクリュー軸やボールねじ軸にモーメントが
かゝり、このモーメント負荷に起因するプレッシャプレ
ート等の破損を防止することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】加熱シリンダと、該加熱
シリンダ内において進退自在に配設されたスクリュー
と、スクリュー軸を進退させる射出用モータと、前記加
熱シリンダ内のスクリューに対して相対回転自在に連結
され、射出用モータの回転を伝達する回転伝達部及び回
転運動を直線運動に変換する運動方向変換部を備えた伝
動軸とを有し、前記射出用モータと伝動軸が同一軸上に
配設され、前記伝動軸は射出用モータを構成するロータ
の内側にあって軸方向に進退し、該軸方向の進退を制限
する進退量制限手段を伝動軸上に設置した。又上記構成
において、前記伝動軸がボールねじ部とスプライン部と
からなり、前記運動量制限手段がスプライン部の後端部
に設けた前進限ストッパとスプライン部の前部に設けた
後退限ストッパがスプラインナットの前端及びスプライ
ンナットの段部とに当接する構成にした。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１〜図６に基いて説明する。本
発明は電動式射出成形機にしたという基本的技術思想に
於ては、図７にて説明した先発明に係る電動射出成形機
の延長上にあるものである。しかし、これをさらに改良
し、射出成形機における射出用モータの回転によって駆
動される伝導軸の後退限と前進限を規制するストッパに
関するものである。

【００２２】図１は本発明に係る射出成形機の横断面
図、図２は本発明に係る射出成形機の外観側面図であ
る。図３は図１のＡ矢視断面図である。図４は同じく図
１のＣ矢視断面図、図５は図１のＤ矢視断面図、図６は
図１のＥ矢視断面図である。図１及び図２において、１
は加熱シリンダであり、この加熱シリンダ１内には図７
以下で説明した先行技術と同様、スクリュー（図７参
照）が進退自在に、かつ、回転自在に配設されている。
そして、加熱シリンダ１内をスクリュー及びスクリュー
軸３が後方に延び、スクリュー軸３の後端はスクリュー
支持プレート４（図６参照）に固定されている。

【００２３】加熱シリンダ１における設定された箇所に
は図７以下の場合と同様、樹脂供給口５が形成され、該
樹脂供給口５上にホッパ（図２）が固定されている。樹
脂供給口５は、スクリューを加熱シリンダ１内における
最も前方に置いた状態において、スクリューのフライト
で構成される溝の最後端に対応する箇所に形成されてい
る。したがって、計量工程時に、スクリュー軸３を回転
させながら後退させると、樹脂供給口５からペレット状
の樹脂が供給される。

【００２４】また、加熱シリンダ１の周囲には図示しな
いヒータが配設され、これにより加熱シリンダ１を加熱
し、スクリュー２の溝内の樹脂を溶融させる。したがっ
て、スクリュー２を回転させると、樹脂圧によりスクリ
ュー２が後退してスクリューヘッドの前方に１ショット
分の溶融樹脂が溜まる。

【００２５】次に、射出工程時に、スクリュー軸３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
の前方に溜まった溶融樹脂は、射出ノズルから射出さ
れ、金型内のキャビティ空間に充填される。

【００２６】ところで、加熱シリンダ１の後方には、前
記スクリュー２を回転及び進退させるための駆動部６が
ある。駆動部６には、機械フレーム７に対して移動自在
に配設された計量用モータ８及び機械フレーム７に固定
された射出用モータ９を備え、射出用モータ９とスクリ
ュー軸３とが同一軸線上に配設されている。

【００２７】機械フレーム７には、スクリュー２と平行
に延びる複数本のガイドロッド１０が配設され（図
４）、このガイドロッド１０に沿って計量用モータ８を
支持するプレッシャープレート１１が移動する。図１及
び図２に示す如く、機械フレーム７は加熱シリンダ１の
部分を覆う前部フレーム７ａと後述するボールナット３
６及びガイドロッド１０を支持する後部フレーム７ｂと
からなり、これら前後部のフレーム７ａと７ｂとは図３
に示す如く４本の連結ロッド１２で一体に連結されてい
る。

【００２８】プレッシャープレート１１の側部にはモー
タ取付用のブラケット１３（図１，図３）が取付けら
れ、このブラケット１３にモータフランジ１４を介し計
量用モータ８が取付けられている。プレッシャープレー
ト１１内にはベアリング１５ａ，１５ｂを介し、ベアリ
ングボックス１６が回転自在に取付けられている。１７
はベアリングホルダで、一方のベアリング１５ｂをこれ
で保持している。ベアリングボックス１６は、前記スク
リュー支持プレート４の後方に固着された環状をなした
中空軸１８とベアリング抑え１９とからなっている。そ
してベアリング２０及び２１を介しボールねじ軸３０の
前端を回転自在に支持している。２２はベアリング抑え
で、これによりベアリング２０を前記ベアリング抑え１
９との間に保持している。

【００２９】さて、図１で計量用モータ８の出力軸８ａ
には歯車２３が固着され、この歯車２３は中間歯車２４
を介して環状歯車２５と噛み合っている。環状歯車２５
は中空軸１８の外周に固着され、この中空軸１８は一端
が前記スクリュー支持プレート４の後端にボルト結合さ
れている。３８は空洞部で、中空軸１８、ベアリングホ
ルダ１７、プレッシャープレート１１とブラケット１
３、モータフランジ１４とで形成され、該空洞部内に歯
車２３、２４、２５が収納される。

【００３０】射出用モータ９はステータ及びロータを備
えている。ロータに中空のロータ軸２６が嵌入固定され
ている。中空のロータ軸２６の両端はベアリング２７，
２８でモータフレーム内で回転可能に支持され、中空の
ロータ軸２６内にはスプラインナット２９が固定され、
該スプラインナット２９にボールねじ軸３０の後端に固
定されたスプライン軸３１が摺動可能に係合している。
３２はスプライン軸３１の前部に設けられた進退量制限
装置を構成する環状の後退限ストッパ、３３はスプライ
ン軸３１の後端に設けた前進限ストッパである。これら
前後のストッパ３２と３３を設けたので、前後のストロ
ーク限においてスプライン軸３１がこれらストッパに当
接し、それ以上のストロークするのを防止することがで
きる。なお前進限ストッパ３３は、スプラインナット２
９に設けた段部２９ａと係合し停止される構成になって
いる。

【００３１】３４はガイドロッド１０の後端を支持する
ガイドロッド支持部材で、これに射出用モータ９が固着
されている。３５は後部フレーム７ｂとボールナット３
６の後端に設けられたフランジ３６ａとに固着されたロ
ードセル、該ロードセル３５の上部に給油口を備えた給
油プレート３７が固着されている。結局前記ガイドロッ
ド１０は後部フレーム７ｂを貫通し、ガイドロッド支持
部材３４にねじ１０ａで締付けられて支持されている。

【００３２】以上の構成であって、計量工程において、
計量用モータ８を駆動すると、その回転が出力軸８ａか
ら歯車２３，２４，２５と伝へられ、環状歯車２５の回
転によってベアリングボックス１６を回す。ベアリング
ボックス１６はベアリング２０，２１でボールねじ軸３
０に対し回転自在であるから、この回転がスクリュー支
持プレート４を介し、スクリュー軸３に伝へられる。

【００３３】又射出工程に於ては、射出用モータ９の回
転により中空のロータ軸２６が回転し、スプライン軸３
１を回し、さらにスプライン軸３１の前端に一体に固着
されたボールねじ軸３０を回転させる。するとボールナ
ット３６によりボールねじ軸３０を前進させ、スクリュ
ー軸３を前進させて射出が行われる。このとき、前記後
退限ストッパ３２がスプラインナット２９の前端に当接
して後進ストロークを限定し、又前進限ストッパ３３が
スプラインナット２９の段部２９ａに当接して前進スト
ロークが限定される。

【００３４】

【発明の効果】（１）このように伝導軸と同軸上に進退
量制御装置を設けたので、伝導軸の軸芯から進退量制御
装置の距離が短かくなる。従って、モーメント負荷の発
生を極力小さくすることができ、関連部材の破損を防止
できる。（２）又、射出用モータのロータ内側にスプラインナッ
トを設け、この段部２９ａが前進限ストッパ、又ボール
ねじ軸の後端に後退限ストッパを設けたので、スプライ
ン軸芯からストッパまでの距離が短かくなり、ストロー
ク限の干渉時にスクリュー軸やボールねじ軸にモーメン
ト負荷が発生するのを防止する。（３）特に進退量防止手段がスプライン軸の前後端に設
けたストッパとスプラインナットの前後端との当接構造
にしたので構成が極めて簡潔であるが、その安全性と、
成形機のコンパクト化に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した射出成形機の横断面図。

【図２】同じく外観側面図。

【図３】図１のＡ断面図。

【図４】図１のＣ断面図。

【図５】図１のＤ断面図。

【図６】図１のＥ断面図。

【図７】電動式射出成形機で本出願人による「先発明」
を示す。

【図８】進退を制限するストッパを設けた公知成形機を
示す。

【符号の説明】

１加熱シリンダ２スクリュー３スクリュー軸４スクリュー支持
プレート５樹脂供給口６駆動部７機械フレーム 7a 前部フレーム 7b 後部フレーム８計量用モータ９射出用モータ 10 ガイドロッド 11 プレッシャープレート 12 連結ロッド 13 モータ取付用ブラケット 14 モータフランジ 15a，15b ベアリング 16 ベアリングボッ
クス 17 ベアリングホルダ 18 中空軸 19 ベアリング抑え 20 ベアリング 21 ベアリング 22 ベアリング抑え 23 歯車 24 中間歯車 25 環状歯車 26 ロータ軸 27 ベアリング 28 ベアリング 29 スプラインナット 29a 段部 30 ボールねじ軸 31 スプライン軸 32 後退限ストッパ 33 前進限ストッパ 34 ガイドロッド支持部材 35 ロードセル 36 ボールナット 37 給油プレート 38 空洞部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱シリンダと、該加熱シリンダ内において進退自在に配設されたスクリ
ューと、スクリュー軸を進退させる射出用モータと、前記加熱シ
リンダ内のスクリューに対して相対回転自在に連結さ
れ、射出用モータの回転を伝達する回転伝達部及び回転
運動を直線運動に変換する運動方向変換部を備えた伝動
軸とを有し、前記射出用モータと伝動軸が同一軸上に配
設され、前記伝動軸は射出用モータを構成するロータの
内側にあって軸方向に進退し、該軸方向の進退を制限す
る進退量制限手段を伝動軸上に設置したことを特徴とす
る電動射出成形機。
【請求項２】前記伝動軸がボールねじ部とスプライン
部とからなり、前記運動量制限手段がスプライン部の後
端部に設けた前進限ストッパとスプライン部の前部に設
けた後退限ストッパがスプラインナットの前端及びスプ
ラインナットの段部とに当接する構成としたことを特徴
とする請求項１記載の電動射出成形機。