JP4062659B2 - 射出装置における射出駆動ねじ軸と電動モータの連結構造 - Google Patents
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、射出駆動ねじ軸と電動モータのモータ軸とをスプラインにより直結した電動式の射出装置における射出駆動ねじ軸と電動モータの連結構造に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
射出駆動用のねじ軸と直線方向にガイドされたスクリュ駆動体側のナット部材とを螺合し、そのナット部材によりねじ軸に伝達された電動モータ（サーボモータ）による回転運動を直進運動に変換し、それによりスクリュ駆動体を加熱筒内のスクリュと共に前進移動して、溶融した樹脂の射出を行う電動式の射出装置には、電動モータとねじ軸とをプーリー及びタイミングベルトを介して間接的に連結する方式以外に、ねじ軸を電動モータのモータ軸に直結する方式とがある。
【０００３】
この直結方式には、モータ軸端内の凹所にねじ軸の後端部を嵌合し、その両方を並行キーにより連結するか、またはスプラインによる相互の噛合により連結するかして、回転トルクをねじ軸に伝達する方法がある。
【０００４】
並行キーによる連結では、ねじ軸の嵌合及びメンテナンスを容易となすためのクリアランスが必要とされ、これが電動モータの急激な正逆回転により隙間の拡大となって、軸部のフレッテングによる焼付きの原因となり、メンテナンスや点検作業時にモータ軸とねじ軸を分離できず、その両方を廃棄しなければならないという課題を有する。
【０００５】
それに対し、スプラインによる連結では、上記クリアランスは特に必要とされず、またスプライン相互の噛合部分の摩耗や焼付きは、潤滑剤の塗布によって防止することがてきるので、並行キーによる場合のような課題はないが、モータ軸側のスプラインの加工が難しく、コスト高ともなるので、他の分野で回転軸相互の連結に好ましいスプラインとして用いられているインボリュートスプラインの採用は困難であった。
【０００６】
このインボリュートスプラインは、インボリュート平歯車の形をした断面形状を有するスプラインで、その噛合部分では自動的に同芯になろうとする求芯特性を有し、これにより芯振れによる不具合が防止されて、正常な噛合状態を長く維持することができるというもであり、また継手強度、組立・分解、メンテナンス、点検作業等の点からも好ましいものとされている。
【０００７】
この発明の目的は、スプラインによる連結を採用するものでありながら、モータ軸側のスプラインを、該モータ軸とは別個の軸受筒の内周面に設けることによって、電動モータとは関係なくスプライン加工を容易かつ高精度に行うことができ、これによりインボリュートスプラインの採用も可能となすと共に、摩耗及び焼付防止として施された潤滑剤の流出や揮発等を、リング部材により長期にわたり防止することも可能な射出装置における射出駆動ねじ軸と電動モータの連結構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的によるこの発明は、射出駆動用のねじ軸とスクリュ駆動体側のナット部材との螺合により、電動モータによるねじ軸の回転運動をスクリュ駆動体の直進運動に変換し、そのスクリュ駆動体の前進移動により樹脂の射出を行う射出装置において、上記ねじ軸と上記電動モータのモータ軸との連結を、相互に設けたスプラインの噛合により行うにあたり、モータ軸端内に凹所を形成し、その凹所と嵌合する軸受筒を、上記ねじ軸の軸端部と噛合する内径で外周囲にフランジを一体形成し、そのフランジを境に後部の外径を上記凹所と嵌合する大きさに形成して内周面にインボリュートスプラインを設けた筒体により形成し、その筒体の後部を上記凹所に嵌合し、かつフランジをモータ軸端面にボルト止めして、軸受筒をモータ軸に着脱自在に取付け、その軸受筒の上記スプラインを凹所内部のスプラインとして、上記ねじ軸の軸端部外周面に施したインボリュートスプラインと噛合してなる、というものである。
【０００９】
またこの発明の上記軸受筒は、ねじ軸側の開口内周面に環状溝を有し、その環状溝に上記ねじ軸の軸端部と軸受筒の隙間を気密にシールするリング部材を嵌挿してなるというものである。
【００１０】
上記構成では、モータ軸側の凹所内部のスプラインを、モータ軸に着脱自在に取付けた軸受筒の内周面のスプラインをもって形成したことから、モータ軸端内に形成した凹所の内周面を直接スプラインに加工する場合よりも加工し易く、熱処理、表面処理等も容易に行えるので、加工精度が要求されるインボリュートスプラインを採用し、そのスプラインの特性である求芯性により、上記ねじ軸の芯振れを最小限に抑えて寿命の向上を図ることがてきる。
【００１１】
また軸受筒は必要に応じて簡単に交換ができるので、長期使用によるスプラインの摩耗、変形によるねじ軸及びモータ軸の損傷を防止することができ、電動モータの寿命も長くなる。
【００１２】
さらにまた、軸受筒のねじ軸側の開口内周面に設けた環状溝のリング部材により、上記ねじ軸と軸受筒の隙間が気密にシールされることから、摩耗及び焼付防止として、スプライン部分に塗布した潤滑剤の経時に伴う基油の流出及び揮発が防止され、これによりスプライン部分の長期にわたる摩耗及び焼付防止が維持されるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は電動式の横型射出装置の１例を示すもので、１は前プレート、２は後プレートで、その両方は四隅部をタイバー３，３に連結して、機台４の上面に設置した基盤５の上に固設してある。また前プレート１は前部中央に射出用のスクリュー６を回転かつ進退自在に内装した射出加熱筒７を備え、後プレート２はサーボモータによる射出駆動用の電動モータ８と、モータ軸９に後端を連結して内側に突出位置させた回転自在なボールねじ軸１０とを備えている。
【００１４】
１１はスクリュー駆動体で、上記タイバー３，３に四隅部を挿通して前後プレート１，２の間に進退自在に配設されており、その前面中央に上記スクリュー６の後端６ａが、図では省略したが回転自在に連結してある。またスクリュー駆動体１１の後部中央には、上記後プレート２の中央に挿通して回転自在に軸承した上記ボールねじ軸１０と螺合したボールナット部材１２が一体に取付けてある。なお図では省略したが、スクリュー駆動体１１には材料計量用の電動モータとスクリュー回転機構とが取付けてある。
【００１５】
上記構成の射出装置では、上記電動モータ８が正回転すると、その回転運動が上記モータ軸９に連結したボールねじ軸１０に伝達され、さらにボールねじ軸１０の回転が、タイバー３，３により支持されたスクリュー駆動体１１側のボールナット部材１２により、該スクリュー駆動体１１を前進移動する直線運動に変換される。これによりスクリュー駆動体１１は上記スクリュー６と共に前進移動して、上記加熱筒７の前部に計量した溶融樹脂を、金型に射出充填する。
【００１６】
上記モータ軸９とボールねじ軸１０は、図２に示すように、スプライン相互の噛合により一体連結してある。ボールねじ軸側のスプライン１３は、上記後プレート２のベアリングケース１４に回転自在に軸承された軸部の外側に突出した軸端部１０ａの外周囲に設けられ、またモータ軸側のスプライン１５は軸受筒１６の内周面に形成してある。上記スプライン１３，１５は、図ではその詳細を省略するが、インボリュートスプラインからなる。
【００１７】
上記軸受筒１６は、上記ボールねじ軸１０の軸端部と噛合する内径の筒体で、モータ軸端面と同径のフランジ１７を外周囲に一体に有し、そのフランジ１７を境に後部の外径をモータ軸端内に形成した凹所１８と嵌合する大きさに形成し、その後部の内周面に上記スプライン１５を、フランジ１７の下側から端縁まで設け、またねじ軸側の開口内周面に環状溝１９を設けて、その環状溝１８にシールリング又はＯリング等のリング部材２０を嵌挿したものからなる。
【００１８】
このような軸受筒１６は、上記フランジ１７がモータ軸端面に当接されるところまで、後部を上記凹所１８に嵌合したのち、フランジ１７のボルト孔２１からモータ軸端面に穿設したねじ孔２３に、ボルト２２をねじ込んでフランジ１７をモータ軸端面に止着することで、上記モータ軸９に着脱自在に取付けることができ、これにより軸受筒１６の内周面に形成したスプライン１５が凹所１８の内部のスプラインとなる。
【００１９】
このモータ軸９とボールねじ軸１０との連結に際しては、摩耗及び焼付防止用の粘稠性を有する潤滑剤をスプライン部分に充分に塗布し、その後にボールねじ軸１０の軸端部１０ａを挿入して相互のスプライン１３，１５を噛合する。これにより両軸は回転方向に対して一体化され、モータ軸９の回転が連結部において緩みなくボールねじ軸１０に伝達されることから、上記電動モータ８の急激な正逆回転にもスムーズに対応するようになる。
【００２０】
また軸端部１０ａと軸受筒１６との嵌合により、上記リング部材１９が軸端部１０ａの無スプライン部分に密着して、軸端部１０ａと軸受筒１６との間隙を気密にシールすることから、連結時に塗布した潤滑剤が軸受筒１６に内包されて、その基油の流出及揮発による消失が防止されるので、潤滑剤による摩耗及び焼付防止が長期間にわたり維持されるようになる。
【００２１】
上記実施形態は横型射出装置を対象としているが、この発明は射出駆動用のねじ軸とモータ軸とを直結した射出装置である限りにおいて、射出装置の型式にとらわれず適用可能であることは云うまでもなく、またナット部材側が固定でねじ軸側が移動する射出駆動方式にも採用できるので、直結式の射出装置に広く応用できる有益な発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の射出駆動ねじ軸と電動モータの連結構造が適用可能な電動式の射出装置の説明図である。
【図２】 この発明に係わる連結構造を示す要部縦断部分図である。
【図３】 同じく連結構造の分解説明図である。
【符号の説明】
８ 電動モータ
９ モータ軸
１０ ボールねじ軸
１０ａ 軸端部
１１ スクリュー駆動体
１２ ボールナット部材
１３ ボールねじ軸側のスプライン
１５ モータ軸側のスプライン
１６ 軸受筒
１７ フランジ
１８ モータ軸端部の凹所
１９ 環状溝
２０ リング部材
２１ ボルト孔
２２ ボルト
２３ ねじ孔
【発明の属する技術分野】
この発明は、射出駆動ねじ軸と電動モータのモータ軸とをスプラインにより直結した電動式の射出装置における射出駆動ねじ軸と電動モータの連結構造に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
射出駆動用のねじ軸と直線方向にガイドされたスクリュ駆動体側のナット部材とを螺合し、そのナット部材によりねじ軸に伝達された電動モータ（サーボモータ）による回転運動を直進運動に変換し、それによりスクリュ駆動体を加熱筒内のスクリュと共に前進移動して、溶融した樹脂の射出を行う電動式の射出装置には、電動モータとねじ軸とをプーリー及びタイミングベルトを介して間接的に連結する方式以外に、ねじ軸を電動モータのモータ軸に直結する方式とがある。
【０００３】
この直結方式には、モータ軸端内の凹所にねじ軸の後端部を嵌合し、その両方を並行キーにより連結するか、またはスプラインによる相互の噛合により連結するかして、回転トルクをねじ軸に伝達する方法がある。
【０００４】
並行キーによる連結では、ねじ軸の嵌合及びメンテナンスを容易となすためのクリアランスが必要とされ、これが電動モータの急激な正逆回転により隙間の拡大となって、軸部のフレッテングによる焼付きの原因となり、メンテナンスや点検作業時にモータ軸とねじ軸を分離できず、その両方を廃棄しなければならないという課題を有する。
【０００５】
それに対し、スプラインによる連結では、上記クリアランスは特に必要とされず、またスプライン相互の噛合部分の摩耗や焼付きは、潤滑剤の塗布によって防止することがてきるので、並行キーによる場合のような課題はないが、モータ軸側のスプラインの加工が難しく、コスト高ともなるので、他の分野で回転軸相互の連結に好ましいスプラインとして用いられているインボリュートスプラインの採用は困難であった。
【０００６】
このインボリュートスプラインは、インボリュート平歯車の形をした断面形状を有するスプラインで、その噛合部分では自動的に同芯になろうとする求芯特性を有し、これにより芯振れによる不具合が防止されて、正常な噛合状態を長く維持することができるというもであり、また継手強度、組立・分解、メンテナンス、点検作業等の点からも好ましいものとされている。
【０００７】
この発明の目的は、スプラインによる連結を採用するものでありながら、モータ軸側のスプラインを、該モータ軸とは別個の軸受筒の内周面に設けることによって、電動モータとは関係なくスプライン加工を容易かつ高精度に行うことができ、これによりインボリュートスプラインの採用も可能となすと共に、摩耗及び焼付防止として施された潤滑剤の流出や揮発等を、リング部材により長期にわたり防止することも可能な射出装置における射出駆動ねじ軸と電動モータの連結構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的によるこの発明は、射出駆動用のねじ軸とスクリュ駆動体側のナット部材との螺合により、電動モータによるねじ軸の回転運動をスクリュ駆動体の直進運動に変換し、そのスクリュ駆動体の前進移動により樹脂の射出を行う射出装置において、上記ねじ軸と上記電動モータのモータ軸との連結を、相互に設けたスプラインの噛合により行うにあたり、モータ軸端内に凹所を形成し、その凹所と嵌合する軸受筒を、上記ねじ軸の軸端部と噛合する内径で外周囲にフランジを一体形成し、そのフランジを境に後部の外径を上記凹所と嵌合する大きさに形成して内周面にインボリュートスプラインを設けた筒体により形成し、その筒体の後部を上記凹所に嵌合し、かつフランジをモータ軸端面にボルト止めして、軸受筒をモータ軸に着脱自在に取付け、その軸受筒の上記スプラインを凹所内部のスプラインとして、上記ねじ軸の軸端部外周面に施したインボリュートスプラインと噛合してなる、というものである。
【０００９】
またこの発明の上記軸受筒は、ねじ軸側の開口内周面に環状溝を有し、その環状溝に上記ねじ軸の軸端部と軸受筒の隙間を気密にシールするリング部材を嵌挿してなるというものである。
【００１０】
上記構成では、モータ軸側の凹所内部のスプラインを、モータ軸に着脱自在に取付けた軸受筒の内周面のスプラインをもって形成したことから、モータ軸端内に形成した凹所の内周面を直接スプラインに加工する場合よりも加工し易く、熱処理、表面処理等も容易に行えるので、加工精度が要求されるインボリュートスプラインを採用し、そのスプラインの特性である求芯性により、上記ねじ軸の芯振れを最小限に抑えて寿命の向上を図ることがてきる。
【００１１】
また軸受筒は必要に応じて簡単に交換ができるので、長期使用によるスプラインの摩耗、変形によるねじ軸及びモータ軸の損傷を防止することができ、電動モータの寿命も長くなる。
【００１２】
さらにまた、軸受筒のねじ軸側の開口内周面に設けた環状溝のリング部材により、上記ねじ軸と軸受筒の隙間が気密にシールされることから、摩耗及び焼付防止として、スプライン部分に塗布した潤滑剤の経時に伴う基油の流出及び揮発が防止され、これによりスプライン部分の長期にわたる摩耗及び焼付防止が維持されるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は電動式の横型射出装置の１例を示すもので、１は前プレート、２は後プレートで、その両方は四隅部をタイバー３，３に連結して、機台４の上面に設置した基盤５の上に固設してある。また前プレート１は前部中央に射出用のスクリュー６を回転かつ進退自在に内装した射出加熱筒７を備え、後プレート２はサーボモータによる射出駆動用の電動モータ８と、モータ軸９に後端を連結して内側に突出位置させた回転自在なボールねじ軸１０とを備えている。
【００１４】
１１はスクリュー駆動体で、上記タイバー３，３に四隅部を挿通して前後プレート１，２の間に進退自在に配設されており、その前面中央に上記スクリュー６の後端６ａが、図では省略したが回転自在に連結してある。またスクリュー駆動体１１の後部中央には、上記後プレート２の中央に挿通して回転自在に軸承した上記ボールねじ軸１０と螺合したボールナット部材１２が一体に取付けてある。なお図では省略したが、スクリュー駆動体１１には材料計量用の電動モータとスクリュー回転機構とが取付けてある。
【００１５】
上記構成の射出装置では、上記電動モータ８が正回転すると、その回転運動が上記モータ軸９に連結したボールねじ軸１０に伝達され、さらにボールねじ軸１０の回転が、タイバー３，３により支持されたスクリュー駆動体１１側のボールナット部材１２により、該スクリュー駆動体１１を前進移動する直線運動に変換される。これによりスクリュー駆動体１１は上記スクリュー６と共に前進移動して、上記加熱筒７の前部に計量した溶融樹脂を、金型に射出充填する。
【００１６】
上記モータ軸９とボールねじ軸１０は、図２に示すように、スプライン相互の噛合により一体連結してある。ボールねじ軸側のスプライン１３は、上記後プレート２のベアリングケース１４に回転自在に軸承された軸部の外側に突出した軸端部１０ａの外周囲に設けられ、またモータ軸側のスプライン１５は軸受筒１６の内周面に形成してある。上記スプライン１３，１５は、図ではその詳細を省略するが、インボリュートスプラインからなる。
【００１７】
上記軸受筒１６は、上記ボールねじ軸１０の軸端部と噛合する内径の筒体で、モータ軸端面と同径のフランジ１７を外周囲に一体に有し、そのフランジ１７を境に後部の外径をモータ軸端内に形成した凹所１８と嵌合する大きさに形成し、その後部の内周面に上記スプライン１５を、フランジ１７の下側から端縁まで設け、またねじ軸側の開口内周面に環状溝１９を設けて、その環状溝１８にシールリング又はＯリング等のリング部材２０を嵌挿したものからなる。
【００１８】
このような軸受筒１６は、上記フランジ１７がモータ軸端面に当接されるところまで、後部を上記凹所１８に嵌合したのち、フランジ１７のボルト孔２１からモータ軸端面に穿設したねじ孔２３に、ボルト２２をねじ込んでフランジ１７をモータ軸端面に止着することで、上記モータ軸９に着脱自在に取付けることができ、これにより軸受筒１６の内周面に形成したスプライン１５が凹所１８の内部のスプラインとなる。
【００１９】
このモータ軸９とボールねじ軸１０との連結に際しては、摩耗及び焼付防止用の粘稠性を有する潤滑剤をスプライン部分に充分に塗布し、その後にボールねじ軸１０の軸端部１０ａを挿入して相互のスプライン１３，１５を噛合する。これにより両軸は回転方向に対して一体化され、モータ軸９の回転が連結部において緩みなくボールねじ軸１０に伝達されることから、上記電動モータ８の急激な正逆回転にもスムーズに対応するようになる。
【００２０】
また軸端部１０ａと軸受筒１６との嵌合により、上記リング部材１９が軸端部１０ａの無スプライン部分に密着して、軸端部１０ａと軸受筒１６との間隙を気密にシールすることから、連結時に塗布した潤滑剤が軸受筒１６に内包されて、その基油の流出及揮発による消失が防止されるので、潤滑剤による摩耗及び焼付防止が長期間にわたり維持されるようになる。
【００２１】
上記実施形態は横型射出装置を対象としているが、この発明は射出駆動用のねじ軸とモータ軸とを直結した射出装置である限りにおいて、射出装置の型式にとらわれず適用可能であることは云うまでもなく、またナット部材側が固定でねじ軸側が移動する射出駆動方式にも採用できるので、直結式の射出装置に広く応用できる有益な発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の射出駆動ねじ軸と電動モータの連結構造が適用可能な電動式の射出装置の説明図である。
【図２】 この発明に係わる連結構造を示す要部縦断部分図である。
【図３】 同じく連結構造の分解説明図である。
【符号の説明】
８ 電動モータ
９ モータ軸
１０ ボールねじ軸
１０ａ 軸端部
１１ スクリュー駆動体
１２ ボールナット部材
１３ ボールねじ軸側のスプライン
１５ モータ軸側のスプライン
１６ 軸受筒
１７ フランジ
１８ モータ軸端部の凹所
１９ 環状溝
２０ リング部材
２１ ボルト孔
２２ ボルト
２３ ねじ孔
Claims (2)
- 射出駆動用のねじ軸とスクリュ駆動体側のナット部材との螺合により、電動モータによるねじ軸の回転運動をスクリュ駆動体の直進運動に変換し、そのスクリュ駆動体の前進移動により樹脂の射出を行う射出装置において、上記ねじ軸と上記電動モータのモータ軸との連結を、相互に設けたスプラインの噛合により行うにあたり、
モータ軸端内に凹所を形成し、その凹所と嵌合する軸受筒を、上記ねじ軸の軸端部と噛合する内径で外周囲にフランジを一体形成し、そのフランジを境に後部の外径を上記凹所と嵌合する大きさに形成して内周面にインボリュートスプラインを設けた筒体により形成し、その筒体の後部を上記凹所に嵌合し、かつフランジをモータ軸端面にボルト止めして、軸受筒をモータ軸に着脱自在に取付け、その軸受筒の上記スプラインを凹所内部のスプラインとして、上記ねじ軸の軸端部外周面に施したインボリュートスプラインと噛合してなることを特徴とする射出装置における射出駆動ねじ軸と電動モータの連結構造。 - 上記軸受筒は、ねじ軸側の開口内周面に環状溝を有し、その環状溝に上記ねじ軸と軸受筒の隙間を気密にシールするリング部材を嵌挿してなることを特徴とす請求項１記載の射出装置における射出駆動ねじ軸と電動モータの連結構造。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001162814A JP4062659B2 (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 射出装置における射出駆動ねじ軸と電動モータの連結構造 |
| US10/731,409 US7223093B2 (en) | 2001-05-30 | 2003-12-09 | Coupling structure between injection driving screw shaft and electric motor in injection device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001162814A JP4062659B2 (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 射出装置における射出駆動ねじ軸と電動モータの連結構造 |
| US10/731,409 US7223093B2 (en) | 2001-05-30 | 2003-12-09 | Coupling structure between injection driving screw shaft and electric motor in injection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002355867A JP2002355867A (ja) | 2002-12-10 |
| JP4062659B2 true JP4062659B2 (ja) | 2008-03-19 |
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