JP4365371B2 - 電動射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、電動射出成形機に関するものである。

従来、電動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ようにしている。

そのために、前記電動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、被駆動部としての可動プラテン及び型締用の電動機を備え、前記金型装置は固定金型及び可動金型を備え、前記型締用の電動機が可動プラテンを進退させることによって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っている。

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被駆動部としての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って樹脂を計量するようになっている。

そして、計量工程時に、計量用の電動機を駆動することによって発生させられた回転をスクリューに伝達し、スクリューを回転させ、それに伴ってスクリューを後退させるようにしている。また、射出工程時に、射出用の電動機を駆動することによって発生させられた回転の回転運動をボールねじに伝達し、該ボールねじによって回転運動を直進運動に変換し、該直進運動をスクリューに伝達してスクリューを前進させるようにしている。

ところで、前記各電動機によって発生させられた回転が減速機構、プーリ等を介してスクリューに伝達されると、機械効率が低くなるとともに、イナーシャが大きくなってしまう。そこで、スクリュー、計量用の電動機及び射出用の電動機を同一軸線上に配設したビルトインモータ型の射出装置が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−２６７３６９号公報

しかしながら、前記従来の電動射出成形機においては、十分な射出圧力を発生させるために、射出用の電動機において、ステータの内径を大きくし、ステータコイルの巻数を多くすることによって、射出用の電動機のトルクを大きくしたり、ボールねじにおいてボールねじ軸の径を大きくしたりしているので、射出速度の立上りの応答性がその分低くなってしまう。

また、型締装置においても、同様に、十分な型締力を発生させるために、型締用の電動機において、ステータの内径を大きくし、ステータコイルの巻数を多くすることによって、型締用の電動機のトルクを大きくしたり、ボールねじにおいて、ボールねじ軸の径を大きくしたりすると、型締速度の立上りの応答性がその分低くなってしまう。

本発明は、前記従来の電動射出成形機の問題点を解決して、被駆動部の応答性を高くすることができる電動射出成形機を提供することを目的とする。

そのために、本発明の電動射出成形機においては、スクリューを備えた射出装置、可動プラテンを備えた型締装置、及びエジェクタピンを備えたエジェクタ装置を有し、前記スクリュー、可動プラテン及びエジェクタピンが、それぞれ運動方向変換部を介して各電動機と接続され、該各電動機を駆動することによって発生させらせれた回転の回転運動が前記運動方向変換部によって直進運動に変換されるようになっている。

そして、前記各電動機のうちの少なくとも一つの電動機において、ステータの内径に対するロータの磁石の積層長さの比が３以上にされる。

本発明によれば、電動射出成形機においては、スクリューを備えた射出装置、可動プラテンを備えた型締装置、及びエジェクタピンを備えたエジェクタ装置を有し、前記スクリュー、可動プラテン及びエジェクタピンが、それぞれ運動方向変換部を介して各電動機と接続され、該各電動機を駆動することによって発生させらせれた回転の回転運動が前記運動方向変換部によって直進運動に変換されるようになっている。

そして、前記各電動機のうちの少なくとも一つの電動機において、ステータの内径に対するロータの磁石の積層長さの比が３以上にされる。

この場合、各電動機のうちの少なくとも一つの電動機において、ステータの内径に対するロータの磁石の積層長さの比が３以上にされるので、被駆動部の応答性を十分に高くすることができる。

本発明の第１の実施の形態における電動射出成形機の射出装置の要部を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態における電動射出成形機の射出装置の特性を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態における電動射出成形機の射出装置の要部を示す図である。

符号の説明

１２ スクリュー
２２、１２２ 第１の電動機
２３ 第２の電動機
５５、１５５ 出力軸
５６ ロータ
５７ ステータ
６１、１６１ ボールねじ軸・スプライン軸ユニット
６３、１７３ ボールナット
６４、１６２ ボールねじ軸部

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１は本発明の第１の実施の形態における電動射出成形機の射出装置の要部を示す断面図、図２は本発明の第１の実施の形態における電動射出成形機の射出装置の特性を説明する図である。

図１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１において左端）に図示されない射出ノズルが配設される。前記加熱シリンダ１１内には、第１の被駆動部としての、かつ、射出部材としてのスクリュー１２が進退（図１において左右方向に移動）自在に、かつ、回転自在に配設される。

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１において右方）に延び、後端（図１において右端）におい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（ら）旋状の図示されないフライトが形成され、該フライト間に溝が形成される。

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ッパが固定される。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１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。

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、前記ホッパ内からペレット状の樹脂が供給され、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１において右方向に移動）させられる。

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っている。したがって、樹脂の前進に伴って、スクリュー１２が所定量だけ後退させられると、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（た）められる。

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１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ャビティ空間に充填される。

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電動機としての第１の電動機２２、射出枠１７より後方に配設された射出用の電動機としての第２の電動機２３等を備え、スクリュー１２及び第１、第２の電動機２２、２３は同一軸線上に配設される。

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の後端に第１の電動機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、及び環状の押え２５を介して前記第２の電動機２３が取り付けられる。

前記第１の電動機２２は、前フランジ３１、後フランジ３２及び筒状のフレーム３３から成る筐（きょう）体３４、該筐体３４に対してベアリングｂｒ１、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って、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、該ステータコイル３８に電流を供給することによって、第１の電動機２２を駆動することができる。

計量工程時に、前記第１の電動機２２を駆動することによって、スクリュー１２を回転させることができる。そのために、前記出力軸３５の内周面における所定の箇所（本実施の形態においては、出力軸３５の軸方向における中央から後端にかけて）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。

また、前記ベアリングボックス１３は、スクリュー１２の後端が取り付けられた円板状の底部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、内部にスラストベアリングから成るベアリングｂｒ３〜ｂｒ５が収容される。

そして、前記側部４４の外周面の所定の箇所、本実施の形態においては、後端部（図１において右端部）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（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。

したがって、計量工程時に、第１の電動機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１２に伝達される。このとき、スクリュー１２が回転させられると、前記ホッパ内からペレット状の樹脂が供給され、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、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、前記スクリュー１２が後退させられる。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。

一方、前記第２の電動機２３は、前フランジ５１、後フランジ５２及び筒状のフレーム５３から成る筐体５４、該筐体５４に対してベアリングｂｒ６、ｂｒ７によって回転自在に支持された中空の出力軸５５、該出力軸５５に取り付けられたロータ５６、ロータ５６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を押え２５を介してロードセル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はステータコイルであり、該ステータコイル５８に電流を供給することによって、第２の電動機２３を駆動することができる。

射出工程時に、前記第２の電動機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、前進させることができる。そのために、前記ベアリングボックス１３内のベアリングｂｒ３〜ｂｒ５によって、伝動軸としてのボールねじ軸・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ｂｒ３〜ｂｒ５によってスラスト荷重が受けられる。そのために、前記ボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１の前端に円柱部６２が形成される。そして、該円柱部６２より後方にねじ軸としてのボールねじ軸部６４が、該ボールねじ軸部６４より後方にスプライン軸部６８が形成される。なお、７０は、ボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１の外周面に形成された図示されない雄ねじと螺合させることによってボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１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。

前記ボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１は、前端が第１の電動機２２内に配設され、後方射出サポート１９、ロードセル２４及び押え２５を貫通して後方に延び、後端が第２の電動機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。なお、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、回転しながら直進する直進運動、すなわち、回転直進運動に変換する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、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もできる。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。

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、該出力軸５５の後端から前端の近傍まで延び、内周面の前端に第１の係合要素としての雌スプライン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の外周面に形成された第２の係合要素としての雄スプライン６９とがスプライン連結される。なお、前記雌スプライン６７と雄スプライン６９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、第２の回転伝達部を構成する。

前記係止部６６の後端には、回転速度検出部としてのエンコーダ７１が取り付けられ、該エンコーダ７１によって出力軸５５、ボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１及び第２の電動機２３の回転速度が直接検出される。したがって、図示されない制御部において、前記ボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１の回転速度に基づいてボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１の位置を算出することができる。

射出工程時に、第２の電動機２３を駆動することによって出力軸５５に発生させられた回転は、係止部６６に伝達され、更に第２の回転伝達部を介してボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１に伝達され、ボールねじによっ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〜ｂｒ５によってボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１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。

その結果、第２の電動機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、射出を行うことができる。なお、第２の電動機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もできる。

また、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で受け、スクリュー１２が後退する方向のスラスト荷重を少なくとも一つのベアリングｂｒ３で受けるようにしている。すなわち、少なくとも三つのベアリングｂｒ３〜ｂｒ５によってスラスト荷重が受けられるので、ボールねじ軸部６４と共に回転するベアリング構成部品の外径を小さくすることができる。したがって、回転イナーシャを小さくすることができる。

ところで、前記構成のビルトイン型の射出装置においては、十分な射出圧力を発生させるために、第２の電動機２３において前記ステータ５７の内径Ｄｍを大きくしたり、ボールねじにおいて、ねじ軸の径を表すボールねじ軸部６４の径Ｄｓを大きくしたりすると、第２の電動機２３において発生するイナーシャ（出力軸５５、ロータ５６、係止部６６等のイナーシャ）及びボールねじ軸・スプライン軸ユニット６１のイナーシャがその分大きくなり、スクリュー１２の応答性及び射出速度の立上りの応答性がその分低くなってしまう。

そこで、本実施の形態においては、前記内径Ｄｍ及び径Ｄｓを小さくしてスクリュー１２の応答性及び射出速度の立上りの応答性を高くし、かつ、前記内径Ｄｍ及び径Ｄｓを小さくするのに伴って射出圧力が小さくならないように、第２の電動機２３において磁石、例えば、永久磁石の積層長さＬｍを、ボールねじにおいてボールナット６３のねじ部の長さＬｓを大きくするようにしている。なお、前記積層長さＬｍは、ステータ５７の内側からステータコイル５８を巻装する際に手が届く条件で、長さＬｓはボールナット６３の内周面を磨く際に手が届く条件で設定される。また、前記径Ｄｓは、ボールナット６３内のボールが最も離れた状態に置かれたときの中心間の距離で表され、ボールねじ軸部６４が座屈を起こさない条件で設定される。なお、前記長さＬｓは、ボールナット６３に形成されているねじ部の軸方向の長さをいう。

ところで、前記第２の電動機２３のトルクＴＭは、前記内径Ｄｍの２乗と積層長さＬｍとを乗算した値に比例し、次の式で表すことができる。

ＴＭ＝ｋ１・Ｄｍ^２・Ｌｍ
ｋ１：定数
したがって、内径Ｄｍを小さくしてＤｍ′にしたときに、積層長さＬｍを大きくして（Ｄｍ／Ｄｍ′）^２倍にすると、トルクＴＭを同じ値にすることができる。

なお、前記積層長さＬｍを大きくするに当たり、ステータ５７を構成する積層板の枚数を多くしたり、出力軸５５に鋼管を使用したり、複数の軸要素を連結したりするとよい。

また、ボールねじの動定格荷重Ｗｎは、負荷を受けるボールの径及び数によって決定され、前記径Ｄｓと長さＬｓとを乗算した値に比例し、次の式で表すことができる。

Ｗｎ＝ｋ２・Ｄｓ・Ｌｓ
ｋ２：定数
したがって、ボールの径が同じである場合、径Ｄｓを小さくしてＤｓ′にしたときに、長さＬｓを大きくして（Ｄｓ／Ｄｓ′）倍にし、ボールの数を多くすると、動定格荷重Ｗｎを同じ値にすることができる。

そこで、本実施の形態においては、第２の電動機２３として、内径Ｄｍに対する積層長さＬｍの比γｍが３以上のものを使用し、ボールねじとして、径Ｄｓに対する長さＬｓの比γｓが３以上のものを使用するようにしている。

ところで、該比γｓ、γｍを大きくするほど、スクリュー１２及び射出速度の応答性を高くすることができるが、第２の電動機２３及びボールねじの製造上の問題及び射出装置の構成部品のレイアウトの問題から、比γｓ、γｍは「１０」以内にするのが好ましく、「５」以内にするのが現実的である。なお、一般に、ボールねじ軸を製造する場合、撓（たわ）み及び座屈を克服する強度さえあれば軸方向の長さを大きくすることについての問題はない。これに対して、ボールナットを製造する場合、軸方向の長さが大きいほど、内周面を加工するのが困難になる。そこで、従来は、ボールナットを複数個連結して軸方向の長さを大きくするようにしている。

図２に示されるように、本発明において、比γｓが３．０のボールねじを使用し、比γｍが３．３の第２の電動機２３を使用したところ、スクリュー１２を前進させる際の加速度ｇを４．２にすることができた。また、比γｓが３．０のボールねじを使用し、比γｍが３．２の第２の電動機２３を使用したところ、前記加速度ｇを４．１にすることができた。

これに対して、比較例（従来の技術）において、比γｓが２．０のボールねじを使用し、比γｍが１．３の第２の電動機２３を使用したところ、前記加速度ｇは０．８であった。また、比γｓが２．０のボールねじを使用し、比γｍが１．１の第２の電動機２３を使用したところ、前記加速度ｇは０．７であった。

このように、第２の電動機２３として比γｍが３以上のもの使用し、ボールねじとして比γｓが３以上のものを使用することによって、前記加速度ｇを十分に高くすることができる。したがって、十分な射出圧力を発生させることができるだけでなく、スクリュー１２及び射出速度の立上りの応答性を十分に高くすることができる。

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。

図３は本発明の第２の実施の形態における電動射出成形機の射出装置の要部を示す図である。

この場合、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を備える。そして、前方射出サポート１８の前端にシリンダ部材としての加熱シリンダ１１が取り付けられ、前記ロッド２１に沿って加圧部材としてのプレッシャプレート１０１、及び荷重検出器支持部としてのロードセルリテーナ１０２がそれぞれブシュ１１１、１１２を介して摺動自在に、かつ、進退自在に配設され、前記プレッシャプレート１０１に計量用の電動機としての第１の電動機１２２が取り付けられる。また、荷重検出器としてのロードセル２４が、プレッシャプレート１０１及びロードセルリテーナ１０２によって挟まれ、ロードセル２４の外周縁部がボルトｂｔ１によって固定される。さらに、前記後方射出サポート１９の後端に射出用の電動機としての第２の電動機２３が取り付けられる。

計量工程時に、前記第１の電動機１２２を駆動することによって、スクリュー１２を回転させることができる。そのために、前記プレッシャプレート１０１に対して回転部材１０５がベアリングｂｒ１１、ｂｒ１２によって回転自在に支持され、前記回転部材１０５の円板部１０６にスクリュー１２が固定される。そして、前記第１の電動機１２２の出力軸１２３に駆動要素としての駆動プーリ１２４が、前記回転部材１０５の筒状部１０７に従動要素としての従動プーリ１２５が取り付けられ、前記駆動プーリ１２４と従動プーリ１２５との間に伝動部材としてのタイミングベルト１２６が張設される。

一方、前記第２の電動機２３は、前フランジ５１、後フランジ５２及び筒状のフレーム５３から成る筐体５４、該筐体５４に対してベアリングｂｒ６、ｂｒ７によって回転自在に支持された中実の出力軸１５５、該出力軸１５５に取り付けられたロータ５６、ロータ５６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をボルトｂｔ２によって後方射出サポート１９に固定することにより、射出枠１７に取り付けられる。

射出工程時に、前記第２の電動機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、前進させることができる。そのために、前記後方射出サポート１９の所定の箇所に貫通穴１３１が形成され、該貫通穴１３１内にベアリングホルダ１３２が配設され、該ベアリングホルダ１３２がボルトｂｔ３によって前フランジ５１に固定される。そして、前記ベアリングホルダ１３２内に伝動軸支持部としての、少なくとも三つのスラストベアリングから成るベアリングｂｒ１３〜ｂｒ１５によって伝動軸としてのボールねじ軸・スプライン軸ユニット１６１が回転自在に支持され、スラスト荷重が受けられる。

また、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ｂｒ１３、ｂｒ１４で受け、スクリュー１２が後退する方向のスラスト荷重を少なくとも一つのベアリングｂｒ１５で受けるようにしている。すなわち、少なくとも三つのベアリングｂｒ１３〜ｂｒ１５によってスラスト荷重が受けられるので、ボールねじ軸部１６２と共に回転するベアリング構成部品の外径を小さくすることができる。したがって、回転イナーシャを小さくすることができる。

ところで、前記ボールねじ軸・スプライン軸ユニット１６１の前半部に、ねじ軸としての大径のボールねじ軸部１６２が、該ボールねじ軸部１６２より後方に中径の円柱部１６３が、該円柱部１６３より後方に小径のスプライン軸部１６４が形成される。なお、１６６はベアリングｂｒ１３、ｂｒ１４がベアリングホルダ１３２から抜けるのを防止する第１の抜止め部材としての押え板、１６７は、ボールねじ軸・スプライン軸ユニット１６１の外周面に形成された図示されない雄ねじと螺合させることによってボールねじ軸・スプライン軸ユニット１６１に固定され、ベアリングｂｒ１５が抜けるのを防止する第２の抜止め部材としてのロックナットである。

前記ボールねじ軸・スプライン軸ユニット１６１は、軸方向において第１の電動機１２２とオーバラップさせられ、ロードセル２４、後方射出サポート１９、ベアリングホルダ１３２等を貫通して後方に延び、後端が第２の電動機２３内に配設される。そのために、ボールねじサポート１１３にナットとしてのボールナット１７３が取り付けられ、該ボールナット１７３と前記ボールねじ軸部１６２とが螺合させられる。なお、ボールナット１７３及びボールねじ軸部１６２によってボールねじが構成される。該ボールねじは、回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部として機能し、前記ボールナット１７３によって第１の変換要素が、ボールねじ軸部１６２によって第２の変換要素が構成される。なお、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もできる。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１７３に代えてローラナットが、第２の変換要素及びねじ軸として、ボールねじ軸部１６２に代えてローラねじ軸部が使用される。

さらに、前記出力軸１５５内の前端に、第１の係合要素としての雌スプラインが形成される。そして、該雌スプラインと前記スプライン軸部１６４の外周面に形成された第２の係合要素としての雄スプラインとがスプライン連結される。なお、前記雌スプラインと雄スプラインとは、軸方向に移動不能に、かつ、円周方向に回転不能に係合させられ、第２の回転伝達部を構成する。

また、スプライン軸部１６４と出力軸１５５とは、スプライン係合させられているので、出力軸１５５からスプライン軸部１６４に大きな回転力を伝達しても、出力軸１５５とボールねじ軸・スプライン軸ユニット１６１との間で焼付け等の不具合を生じることがない。

そして、前記出力軸１５５の後端には、回転速度検出部としてのエンコーダ７１が取り付けられ、該エンコーダ７１によって出力軸１５５、ボールねじ軸・スプライン軸ユニット１６１及び第２の電動機２３の回転速度が直接検出される。したがって、図示されない制御部において、前記ボールねじ軸・スプライン軸ユニット１６１の回転速度に基づいてボールナット１７３の位置を算出することができる。

ところで、本実施の形態においても、射出装置において十分な射出圧力を発生させるために、第２の電動機２３のステータ５７の内径Ｄｍを大きくしたり、ボールねじにおいて、ねじ軸の径を表すボールねじ軸部６４の径Ｄｓを大きくしたりするようにしているが、第２の電動機２３において発生するイナーシャ（出力軸１５５、ロータ５６等のイナーシャ）及びボールねじ軸・スプライン軸ユニット１６１のイナーシャがその分大きくなり、スクリュー１２の応答性及び射出速度の立上りの応答性がその分低くなってしまう。

そこで、本実施の形態においては、前記内径Ｄｍ及び径Ｄｓを小さくしてスクリュー１２の応答性及び射出速度の立上りの応答性を高くし、かつ、前記内径Ｄｍ及び径Ｄｓを小さくするのに伴って射出圧力が小さくならないように、第２の電動機２３において磁石、例えば、永久磁石の積層長さＬｍを、ボールねじにおいてボールナット６３のねじ部の長さＬｓを大きくするようにしている。

すなわち、第２の電動機２３として、内径Ｄｍに対する積層長さＬｍの比γｍが３以上のものを使用し、ボールねじとして、径Ｄｓに対する長さＬｓの比γｓが３以上のものを使用するようにしている。

前記各実施の形態においては、電動射出成形機の射出装置について説明しているが、エジェクタ装置、型締装置等において、被駆動部としてのエジェクタピン、可動プラテン等の応答性を高くしたい場合に、駆動部としての電動機及び運動方向変換部としてのボールねじに適用することもできる。

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。

電動射出成形機に適用することができる。

Claims (6)

1. スクリューを備えた射出装置、可動プラテンを備えた型締装置、及びエジェクタピンを備えたエジェクタ装置を有し、前記スクリュー、可動プラテン及びエジェクタピンが、それぞれ運動方向変換部を介して各電動機と接続され、該各電動機を駆動することによって発生させらせれた回転の回転運動が前記運動方向変換部によって直進運動に変換される電動射出成形機において、
   前記各電動機のうちの少なくとも一つの電動機において、ステータの内径に対するロータの磁石の積層長さの比が３以上にされることを特徴とする電動射出成形機。
2. スクリューを備えた射出装置、可動プラテンを備えた型締装置、及びエジェクタピンを備えたエジェクタ装置を有し、前記スクリュー、可動プラテン及びエジェクタピンが、それぞれ運動方向変換部を介して各電動機と接続され、該各電動機を駆動することによって発生させらせれた回転の回転運動が前記運動方向変換部によって直進運動に変換される電動射出成形機において、
   前記各運動方向変換部のうちの少なくとも一つの運動方向変換部において、ねじ軸の径に対するナットのねじ部の長さの比が３以上にされることを特徴とする電動射出成形機。
3. 前記各運動方向変換部のうちの少なくとも一つの運動方向変換部において、ねじ軸の径に対するナットのねじ部の長さの比が３以上にされる請求項１に記載の電動射出成形機。
4. （ａ）前記運動方向変換部及び前記電動機は同一軸線上に配設され、
   （ｂ）前記電動機は中空の出力軸を備え、
   （ｃ）該出力軸内において、電動機の回転が前記運動方向変換部のねじ軸を備えた伝動軸に伝達される請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動射出成形機。
5. スクリュー、該スクリューを回転させるための計量用の電動機、スクリューを進退させるための射出用の電動機、及び前記スクリューと射出用の電動機との間に配設され、射出用の電動機を駆動することによって発生させらせれた回転の回転運動を運動方向変換部によって直進運動に変換する運動方向変換部を有する電動射出成形機において、
   （ａ）前記射出用の電動機において、ステータの内径に対するロータの磁石の積層長さの比が３以上にされ、
   （ｂ）前記射出用の電動機及び計量用の電動機が同一軸線上に配設されることを特徴とする電動射出成形機。
6. 前記運動方向変換部は回転運動を回転直進運動に変換する請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動射出成形機。

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