JP2001248706A - 駆動装置 - Google Patents

駆動装置

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JP2001248706A
JP2001248706A JP2000060148A JP2000060148A JP2001248706A JP 2001248706 A JP2001248706 A JP 2001248706A JP 2000060148 A JP2000060148 A JP 2000060148A JP 2000060148 A JP2000060148 A JP 2000060148A JP 2001248706 A JP2001248706 A JP 2001248706A
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ball
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Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動装置のコストを低くすることができるだけ
でなく、組立作業を簡素化することができるようにす
る。 【解決手段】固定部材と、該固定部材と対向させて移動
自在に配設された可動部材と、ボールナット26と、該
ボールナット26と螺(ら)合させられるねじ部21、
及び軸部22を備えたボールねじ軸18と、駆動された
ときに、前記ボールナット26及びボールねじ軸18の
うちの一方を回転させることによって、前記可動部材を
移動させる駆動手段とを有する。そして、前記軸部22
の所定の箇所に、変形することによって偏荷重を吸収す
る可撓(とう)部が形成される。可撓部が変形すること
によって偏荷重を吸収し、ボールねじ軸18とボールナ
ット26との偏心量を吸収することができるだけでな
く、ボールねじ軸18とボールナット26とが相対的に
傾くのを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】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
射出して金型装置のキャビティ空間に充填(てん)し、
該キャ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ことができるようになっている。
【0003】そのために、前記射出成形機は型締装置及
び射出装置を有し、前記型締装置は、固定プラテン及び
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金型装置の型閉じ、型締め及び
型開きを行う。
【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射出ノズルを備え、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、後端に連結さ
れた駆動装置としての駆動部によって前進させることに
より射出ノズルから樹脂が射出され、前記駆動部によっ
てスクリューを回転させ、樹脂の圧力によってスクリュ
ーを後退させることにより樹脂の計量が行われる。
【0005】図2は従来の射出装置の概念図である。
【0006】図において、10は加熱シリンダ、11は
スクリュー、12は図示されないフレームに固定された
固定プレートであり、該固定プレート12に加熱シリン
ダ10の後端が固定される。また、前記固定プレート1
2と対向させて移動自在に可動プレート13が配設され
る。
【0007】該可動プレート13のほぼ中央に、スクリ
ュー支持軸14がベアリング15によって回転自在に配
設され、前記スクリュー支持軸14に前記スクリュー1
1の後端(図における右端)が固定される。そして、前
記スクリュー支持軸14の後端に従動プーリ16が固定
される。また、前記可動プレート13の所定の箇所に図
示されない計量用モータが取り付けられ、該計量用モー
タの出力軸に図示されない駆動プーリが取り付けられ、
該駆動プーリと前記従動プーリ16との間に図示されな
いタイミングベルトが張設される。
【0008】そして、前記可動プレート13の周縁の2
箇所において、ボールねじ軸18がベアリング19によ
って互いに平行に、かつ、回転自在に支持される。前記
ボールねじ軸18は、前方(図における左方)にねじ部
21を、後方(図における右方)に軸部22を備え、該
軸部22は、可動プレート13に形成された穴23を貫
通して後方に延び、後端に同期プーリ24が取り付けら
れ、各同期プーリ24間にタイミングベルト25が張設
される。
【0009】一方、前記ねじ部21は、固定プレート1
2の図示されない穴を貫通して前方に延び、固定プレー
ト12に取り付けられたボールナット26と螺(ら)合
させられる。なお、前記ボールねじ軸18及びボールナ
ット26によってボールねじが構成され、該ボールねじ
によって回転運動が直線運動に変換される。
【0010】また、前記可動プレート13の所定の箇所
に射出用モータ28が取り付けられ、該射出用モータ2
8の出力軸29に駆動プーリ31が取り付けられるとと
もに、前記二つのボールねじ軸18のうちの所定のボー
ルねじ軸18の後端において、前記同期プーリ24より
外側に従動プーリ32が取り付けられ、前記駆動プーリ
31と従動プーリ32との間にタイミングベルト33が
張設される。
【0011】そして、計量工程時に、前記計量用モータ
を駆動することによって前記スクリュー11を回転させ
ると、図示されないホッパ内のペレット状の樹脂が、落
下して加熱シリンダ内に進入し、加熱シリンダ内を前進
させられる。また、該加熱シリンダ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
を加熱し、加熱シリンダ内の樹脂を溶融させることがで
きるようになっている。したがって、スクリュー11を
回転させると、図示されないスクリューヘッドの前方に
溶融させられた樹脂が蓄えられ、それに伴ってスクリュ
ー11が後退(図における右方向に移動)させられる。
【0012】次に、射出工程時に、前記射出用モータ2
8を駆動することによって、ボールねじ軸18を回転さ
せると、ボールねじ軸18の回転運動がボールナット2
6のボールねじ軸18に対する直線運動に変換され、ス
クリュー11が前進(図における左方向に移動)させら
れる。その結果、前記スクリューヘッドの前方に蓄えら
れた樹脂は、加熱シリンダの前端に取り付けられた図示
されない射出ノズルから射出され、図示されない金型装
置のキャビティ空間に充填される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の駆動部において、前記ボールねじは、回転運動を直
線運動に変換する際にスラスト方向の荷重を受けるの
で、スラスト荷重に対する耐久性が高くなるように設計
されるが、駆動部の組立ての際にボールねじ軸18とボ
ールナット26とが偏心すると、駆動部の作動に伴って
ボールねじに偏荷重が加わり、ボールねじの耐久性が著
しく低くなってしまう。
【0014】図3はボールねじ軸とボールナットとの偏
心を説明する図、図4は偏心量と寿命比との関係図であ
る。なお、図4において、横軸に偏心量εを、縦軸に寿
命比L/L0を採ってある。
【0015】図3において、26はボールナット、SH
1はボールナット26の軸線、SH2はボールねじ軸1
8(図2)の軸線、εは前記軸線SH1、SH2間の偏
心量である。図4に示されるように、偏心量εが大きく
なるほど寿命比L/L0が小さくなる。なお、寿命比L
/L0は、軸線SH1、SH2間の偏心量εを変化させ
たときの寿命Lを、偏心量εが0〔mm〕であるときの
寿命L0で除算した値である。
【0016】また、駆動部の作動に伴って、固定プレー
ト12及び可動プレート13が変形し、ボールねじ軸1
8とボールナット26とが相対的に傾いたときも、ボー
ルねじに偏荷重が加わり、ボールねじの耐久性が著しく
低くなってしまう。
【0017】図5はボールねじ軸とボールナットとの傾
きを説明する図、図6は傾き角と寿命比との関係図であ
る。なお、図6において、横軸に傾き角θを、縦軸に寿
命比L/L0を採ってある。
【0018】図5において、26はボールナット、SH
1はボールナット26の軸線、SH2はボールねじ軸1
8(図2)の軸線、θは前記軸線SH1、SH2間の傾
き角である。図6に示されるように、傾き角θが大きく
なるほど寿命比L/L0が小さくなる。なお、寿命比L
/L0は、軸線SH1、SH2間の傾き角θを変化させ
たときの寿命Lを、傾き角θが0〔rad〕であるとき
の寿命L0で除算した値である。
【0019】このように、ボールねじ軸18とボールナ
ット26とが偏心したり、傾いたりすると、ボールねじ
に偏荷重が加わり、ボールねじの耐久性が著しく低くな
ってしまうので、ボールねじの加工精度を高くするとと
もに、駆動部の組立ての際にボールねじ軸18とボール
ナット26とが偏心することがないように、ボールねじ
の芯(しん)出しを十分に行う必要がある。したがっ
て、駆動部のコストが高くなってしまうだけでなく、組
立作業が煩雑になってしまう。
【0020】本発明は、前記従来の駆動部の問題点を解
決して、コストを低くすることができるだけでなく、組
立作業を簡素化することができる駆動装置を提供するこ
とを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の駆
動装置においては、固定部材と、該固定部材と対向させ
て移動自在に配設された可動部材と、ボールナットと、
該ボールナットと螺合させられるねじ部、及び軸部を備
えたボールねじ軸と、駆動されたときに、前記ボールナ
ット及びボールねじ軸のうちの一方を回転させることに
よって、前記可動部材を移動させる駆動手段とを有す
る。
【0022】そして、前記軸部の所定の箇所に、変形す
ることによって偏荷重を吸収する可撓(とう)部が形成
される。
【0023】本発明の他の駆動装置においては、固定部
材と、該固定部材と対向させて移動自在に配設された可
動部材と、ボールナットと、該ボールナットと螺合させ
られるねじ部、及び軸部を備えたボールねじ軸と、駆動
されたときに、前記ボールナット及びボールねじ軸のう
ちの一方を回転させることによって、前記可動部材を移
動させる駆動手段とを有する。
【0024】そして、前記固定部材及び可動部材のうち
の一方に、固定部材及び可動部材のうちの他方を案内す
るガイドバーが配設される。
【0025】本発明の更に他の駆動装置においては、さ
らに、前記軸部の所定の箇所に、変形することによって
偏荷重を吸収する可撓部が形成される。
【0026】本発明の更に他の駆動装置においては、さ
らに、前記ボールナットは固定部材及び可動部材のうち
の一方に固定される。そして、前記ボールねじ軸は固定
部材及び可動部材のうちの他方に対して回転自在に支持
される。
【0027】本発明の更に他の駆動装置においては、さ
らに、前記ボールナットは固定部材及び可動部材のうち
の一方に対して回転自在に支持される。そして、前記ボ
ールねじ軸は固定部材及び可動部材のうちの他方に固定
される。
【0028】本発明の更に他の駆動装置においては、さ
らに、前記可撓部は小径部によって形成される。
【0029】本発明の更に他の駆動装置においては、さ
らに、前記可撓部は軟材料によって形成される。
【0030】
【発明の実施の形態】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。なお、本実施の
形態においては、駆動装置として射出装置の駆動部につ
いて説明する。
【0031】図1は本発明の実施の形態における射出装
置の駆動部の断面図、図7は本発明の実施の形態におけ
る射出装置の可塑化部の断面図、図8は本発明の実施の
形態における射出装置の作動状態を示す概念図である。
【0032】図において、10はシリンダ部材としての
加熱シリンダ、11は射出部材としてのスクリューであ
り、該スクリュー11の外周面には螺旋状のフライト3
6が形成され、該フライト36に沿って溝37が形成さ
れる。また、41はフレーム、12は該フレーム41に
固定された固定部材としての固定プレートであり、該固
定プレート12に前記加熱シリンダ10の後端(図1に
おける右端)が固定される。そして、前記固定プレート
12と対向させて移動自在に可動部材としての可動プレ
ート13が配設される。
【0033】該可動プレート13のほぼ中央に、スクリ
ュー支持軸14がベアリング15a、15bによって回
転自在に配設され、前記スクリュー支持軸14に前記ス
クリュー11の後端が固定される。なお、前記ベアリン
グ15bは、射出時においてスクリュー11に加わる射
出力を受けることができるようにスラストベアリングに
よって構成される。
【0034】そして、前記スクリュー支持軸14の後端
に従動プーリ16が固定される。また、前記可動プレー
ト13の所定の箇所に計量用の駆動手段としての図示さ
れない計量用モータが取り付けられ、該計量用モータの
出力軸に図示されない駆動プーリが取り付けられ、該駆
動プーリと前記従動プーリ16との間に図示されないタ
イミングベルトが張設される。
【0035】そして、前記可動プレート13の周縁の複
数箇所(本実施の形態においては、2箇所)において、
ボールねじ軸18がベアリング19によって互いに平行
に、かつ、回転自在に支持される。なお、45はベアリ
ング19を押さえる押さえプレートである。前記ボール
ねじ軸18は、前方(図1における左方)にねじ部21
を、後方(図1における右方)に軸部22を備え、該軸
部22は、可動プレート13に形成された穴23を貫通
して後方に延び、後端に同期プーリ24が取り付けら
れ、各同期プーリ24間に図示されないタイミングベル
トが張設される。
【0036】一方、前記ねじ部21は、固定プレート1
2に形成された穴43を貫通して前方に延び、固定プレ
ート12に取り付けられたボールナット26と螺合させ
られる。該ボールナット26は、前端(図1における左
端)にフランジ部44が形成され、該フランジ部44を
貫通する図示されないボルトによって固定プレート12
に固定される。なお、前記ボールねじ軸18及びボール
ナット26によってボールねじが構成され、該ボールね
じによって回転運動を直線運動に変換する運動方向変換
手段が構成される。
【0037】また、前記可動プレート13の所定の箇所
に射出用の駆動手段としての図示されない射出用モータ
が取り付けられ、該射出用モータの出力軸に図示されな
い駆動プーリが取り付けられるとともに、各ボールねじ
軸18のうちの所定のボールねじ軸18の後端におい
て、前記同期プーリ24より外側に従動プーリ32が取
り付けられ、前記駆動プーリと従動プーリ32との間に
図示されないタイミングベルトが張設される。したがっ
て、前記射出用モータを駆動することによって、従動プ
ーリ32を回転させ、同期プーリ24を回転させること
によってボールねじ軸18を回転させることができる。
【0038】なお、本実施の形態においては、ボールね
じ軸18が可動プレート13に対して回転自在に支持さ
れ、ボールナット26が固定プレート12に固定される
ようになっているが、ボールねじ軸18を固定プレート
12に対して回転自在に支持し、ボールナット26を可
動プレート13に固定することもできる。また、ボール
ねじ軸18を可動プレート13に固定し、ボールナット
26を固定プレート12に対して回転自在に支持した
り、ボールねじ軸18を固定プレート12に固定し、ボ
ールナット26を可動プレート13に対して回転自在に
支持したりすることもできる。その場合、射出用モータ
を駆動することによってボールナット26が回転させら
れる。
【0039】前記構成の射出装置において、計量工程時
に、前記計量用モータを駆動することによって、前記ス
クリュー11を回転させると、ホッパ61内の成形材料
としての樹脂が、落下して加熱シリンダ10内に進入
し、加熱シリンダ10内を前進(図7における左方向に
移動)させられる。
【0040】また、該加熱シリンダ10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10を加熱し、加熱シリンダ10内の樹脂を溶融さ
せることができるようになっている。したがって、スク
リュー11を回転させると、溶融させられた樹脂が溝3
7内を前進させられ、スクリューヘッド62の前方(図
7における左方)に蓄えられ、それに伴ってスクリュー
11が後退(図7における右方向に移動)させられる。
【0041】次に、射出工程時に、前記射出用モータを
駆動することによって、ボールねじ軸18を回転させる
と、ボールねじ軸18の回転運動がボールナット26の
直線運動に変換され、スクリュー11が前進させられ
る。その結果、前記スクリューヘッド62の前方に蓄え
られた樹脂は、加熱シリンダ10の前端(図7における
左端)に取り付けられた射出ノズル63から射出され、
図示されない金型装置のキャビティ空間に充填される。
【0042】ところで、前記ボールねじは、回転運動を
直線運動に変換する際にスラスト方向の荷重を受けるの
で、スラスト荷重に対する耐久性が高くなるように設計
されるが、駆動部の組立ての際にボールねじ軸18とボ
ールナット26とが偏心すると、駆動部の作動に伴っ
て、ボールねじに偏荷重が加わり、ボールねじの耐久性
が著しく低くなってしまう。
【0043】また、駆動部の作動に伴って、固定プレー
ト12及び可動プレート13が変形し、ボールねじ軸1
8とボールナット26とが相対的に傾いたときも、ボー
ルねじに偏荷重が加わり、ボールねじの耐久性が著しく
低くなってしまう。
【0044】そこで、固定プレート12の後端面(図1
における右端面)における2箇所、本実施の形態におい
ては、固定プレート12の上端の近傍及び下端の近傍
に、後方に向けて変形抑制部材としてのガイドバー51
が突出させて配設されるとともに、可動プレート13に
前記ガイドバー51を貫通させる貫通穴52が形成さ
れ、ガイドバー51と貫通穴52とが摺(しゅう)動さ
せられる。したがって、可動プレート13は、駆動部の
作動に伴って進退(図1における左右方向に移動)する
際に、ガイドバー51によって案内されるので、固定プ
レート12と可動プレート13との平行度を保つことが
できる。その結果、固定プレート12及び可動プレート
13が変形するのを抑制することができる。なお、本実
施の形態においては、前記ガイドバー51は固定プレー
ト12に配設され、ガイドバー51によって可動プレー
ト13が案内されるようになっているが、ガイドバーを
可動プレート13に配設し、ガイドバーによって固定プ
レート12を案内することもできる。
【0045】また、前記軸部22の所定の箇所、本実施
の形態においては、軸部22の前端に、前記ねじ部21
の後端と隣接させて可撓部としての小径部63が形成さ
れる。本実施の形態において、小径部63はくびれ部に
よって形成され、軸方向における中央の径が最も小さ
く、中央から離れるに従って径が大きくされる。また、
小径部を凹溝によって形成することもできる。さらに、
軸部の軸方向における所定の範囲を他の部分より軟らか
い軟材料にすることによって可撓部を形成したり、軸部
を軸方向における所定の箇所において第1、第2の部分
に分割し、第1、第2の部分をばね等の弾性材で連結し
たりすることもできる。
【0046】したがって、駆動部の組立ての際にボール
ねじ軸18とボールナット26とが偏心したり、駆動部
の作動に伴って、たとえ、固定プレート12及び可動プ
レート13が変形しても、図8に示されるように、前記
小径部63が変形することによって偏荷重を吸収し、ボ
ールねじ軸18とボールナット26との偏心量を吸収す
ることができるだけでなく、ボールねじ軸18とボール
ナット26とが相対的に傾くのを防止することができ
る。
【0047】また、ボールねじに偏荷重が加わることが
なくなるので、ボールねじの耐久性を高くすることがで
きる。そして、ボールねじの加工精度を高くする必要が
なくなるので、駆動部のコストを低くすることができ
る。また、駆動部の組立ての際にボールねじの芯出しを
十分に行う必要がなくなるので、駆動部の組立作業を簡
素化することができる。
【0048】本実施の形態においては、駆動装置として
射出装置の駆動部について説明しているが、型締装置、
エジェクタ装置等の駆動部に適用することもできる。
【0049】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、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。
【0050】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、駆動装置においては、固定部材と、該固定部材と
対向させて移動自在に配設された可動部材と、ボールナ
ットと、該ボールナットと螺合させられるねじ部、及び
軸部を備えたボールねじ軸と、駆動されたときに、前記
ボールナット及びボールねじ軸のうちの一方を回転させ
ることによって、前記可動部材を移動させる駆動手段と
を有する。
【0051】そして、前記軸部の所定の箇所に、変形す
ることによって偏荷重を吸収する可撓部が形成される。
【0052】この場合、駆動装置の組立ての際にボール
ねじ軸とボールナットとが偏心したり、駆動装置の駆動
に伴って固定部材及び可動部材が変形したりしても、前
記可撓部が変形することによって偏荷重を吸収し、ボー
ルねじ軸とボールナットとの偏心量を吸収することがで
きるだけでなく、ボールねじ軸とボールナットとが相対
的に傾くのを防止することができる。
【0053】また、ボールねじに偏荷重が加わることが
なくなるので、ボールねじの耐久性を高くすることがで
きる。そして、ボールねじの加工精度を高くする必要が
なくなるので、駆動装置のコストを低くすることができ
る。また、駆動装置の組立ての際にボールねじの芯出し
を十分に行う必要がなくなるので、駆動装置の組立作業
を簡素化することができる。
【0054】本発明の他の駆動装置においては、固定部
材と、該固定部材と対向させて移動自在に配設された可
動部材と、ボールナットと、該ボールナットと螺合させ
られるねじ部、及び軸部を備えたボールねじ軸と、駆動
されたときに、前記ボールナット及びボールねじ軸のう
ちの一方を回転させることによって、前記可動部材を移
動させる駆動手段とを有する。
【0055】そして、前記固定部材及び可動部材のうち
の一方に、固定部材及び可動部材のうちの他方を案内す
るガイドバーが配設される。
【0056】この場合、固定部材及び可動部材のうちの
一方に配設されたガイドバーによって固定部材及び可動
部材のうちの他方が案内されるので、固定部材と可動部
材との平行度を保つことができる。
【0057】したがって、固定部材及び可動部材が変形
するのを抑制することができる。その結果、ボールねじ
に偏荷重が加わることがなくなるので、ボールねじの耐
久性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における射出装置の駆動部
の断面図である。
【図2】従来の射出装置の概念図である。
【図3】ボールねじ軸とボールナットとの偏心を説明す
る図である。
【図4】偏心量と寿命比との関係図である。
【図5】ボールねじ軸とボールナットとの傾きを説明す
る図である。
【図6】傾き角と寿命比との関係図である。
【図7】本発明の実施の形態における射出装置の可塑化
部の断面図である。
【図8】本発明の実施の形態における駆動装置の作動状
態を示す概念図である。
【符号の説明】
12 固定プレート 13 可動プレート 18 ボールねじ軸 21 ねじ部 22 軸部 26 ボールナット 51 ガイドバー 63 小径部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)固定部材と、(b)該固定部材と
    対向させて移動自在に配設された可動部材と、(c)ボ
    ールナットと、(d)該ボールナットと螺合させられる
    ねじ部、及び軸部を備えたボールねじ軸と、(e)駆動
    されたときに、前記ボールナット及びボールねじ軸のう
    ちの一方を回転させることによって、前記可動部材を移
    動させる駆動手段とを有するとともに、(f)前記軸部
    の所定の箇所に、変形することによって偏荷重を吸収す
    る可撓部が形成されることを特徴とする駆動装置。
  2. 【請求項2】 (a)固定部材と、(b)該固定部材と
    対向させて移動自在に配設された可動部材と、(c)ボ
    ールナットと、(d)該ボールナットと螺合させられる
    ねじ部、及び軸部を備えたボールねじ軸と、(e)駆動
    されたときに、前記ボールナット及びボールねじ軸のう
    ちの一方を回転させることによって、前記可動部材を移
    動させる駆動手段とを有するとともに、(f)前記固定
    部材及び可動部材のうちの一方に、固定部材及び可動部
    材のうちの他方を案内するガイドバーが配設されること
    を特徴とする駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記軸部の所定の箇所に、変形すること
    によって偏荷重を吸収する可撓部が形成される請求項2
    に記載の駆動装置。
  4. 【請求項4】 (a)前記ボールナットは固定部材及び
    可動部材のうちの一方に固定され、(b)前記ボールね
    じ軸は固定部材及び可動部材のうちの他方に対して回転
    自在に支持される請求項1〜3のいずれか1項に記載の
    駆動装置。
  5. 【請求項5】 (a)前記ボールナットは固定部材及び
    可動部材のうちの一方に対して回転自在に支持され、
    (b)前記ボールねじ軸は固定部材及び可動部材のうち
    の他方に固定される請求項1〜3のいずれか1項に記載
    の駆動装置。
  6. 【請求項6】 前記可撓部は小径部によって形成される
    請求項1又は3に記載の駆動装置。
  7. 【請求項7】 前記可撓部は軟材料によって形成される
    請求項1又は3に記載の駆動装置。
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