JP4550656B2 - 射出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータを用いた射出成形機等の射出装置に関するものである。

電動モータの回転を直進動作に変換し、この直進動作を射出スクリュの射出前進及び後退とするように構成された射出成形機の電動式射出装置としては、特許文献１に示すものがある。特許文献１は、内周に前記射出スクリュが進退自在に嵌合する射出シリンダを取付けた固定フレームと、該固定フレームに取付けた１対の射出駆動モータと、前記固定フレームの両側に前記射出シリンダの軸を基準にして対称平行に且つ回転可能に軸支された１対のボールねじ軸と、該ボールねじ軸に減速しながら動力を伝達する動力伝達機構と、両側に前記ボールねじ軸のボールねじに螺合するボールねじナットが設置され前記射出スクリュと共に射出の方向に移動可能な移動フレームと、該移動フレームに配置され前記射出スクリュを回転駆動するスクリュ回転駆動モータと、前記１対の射出駆動モータを同期制御する制御装置とを備え、射出工程のときに前記ボールねじ軸が引張り力を受けつつ前記移動フレームを移動させるようにしたものである。また、特許文献１では、前記固定フレームに取付けられた１対の中間軸受フレームを設け、前記動力伝達機構には、該中間軸受フレームに回転可能に軸支された中間伝動軸と、前記射出駆動モータから前記中間伝動軸を経て前記ボールねじ軸に減速しながら動力を伝達する巻掛け伝動部とを備えていてもよく、前記動力伝達機構には、前記固定フレームに取付けられた１対の射出駆動モータを直結した遊星歯車減速機と、該遊星歯車減速機の出力軸に固設した伝動ベルト用小プーリーと、前記ボールねじ軸に固設した伝動ベルト用大プーリーと、これらの両プーリーに巻掛けられ減速しながら動力を伝達する伝動ベルトとを備えていてもよい。

しかしながら、特許文献１においては、射出工程に関わる課題を、減速機としての動力伝達機構を設けることにより解決したものであって、スクリュを回転させる可塑化工程に関わる課題を解決するものではない。可塑化工程に関わる課題とは、スクリュの回転が比較的低速であって高トルクを要することに起因する。そこで、スクリュをサーボモータにより減速機を介さずに直接駆動するときには、サーボモータが大型となり射出装置の全長が長くなるとともに重量のバランスが悪くなる。そのため減速機を介してスクリュを駆動するように構成するが、その場合であっても減速機の長さ分射出装置の全長が長くなる。

特開２０００−１０８１７５号公報

本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであって、全長が短く低コストの射出装置を提供することを目的とする。

本発明は、加熱筒の内孔に回転・往復動可能に嵌挿されたスクリュを軸延長する回転軸と、回転軸をその軸の延長上に設けた遊星歯車減速機を介して回転駆動するモータとを有する射出装置であって、遊星歯車減速機は、モータの出力軸に直接刻設される太陽歯車と、太陽歯車に歯合して回動する複数の遊星歯車と、遊星歯車と歯合される内歯歯車と、遊星歯車の中心孔に嵌入された遊星ピンと、複数の遊星ピンを軸支しスクリュを軸延長する回転軸の端部に刻設したスプライン溝に歯合する円盤状の出力盤とを備える射出装置に関する。

本発明によれば、全長が短く低コストの射出装置を提供することができる。

図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明を実施する射出装置の部分断面平面図である。

射出装置１は、図示しない型締装置に取り付けられた金型に当接させて、材料を可塑化して得た溶融材料を金型へ射出・充填させるものである。射出装置１は、型締装置に対し近接・離隔可能に設けたハウジング２と、ハウジング２の型締装置側の面に立設した加熱筒２６と、加熱筒２６の内孔に回転・往復動可能に嵌挿されたスクリュ４と、図示しないサーボモータで駆動されハウジング２の反型締装置側の面の両端部に回動可能に突設支持されたボール螺子５と、ボール螺子５に螺合するボールナット６を両端部に固着する支持盤７と、支持盤７の中心開口にロードセル２０を介したベアリング２１，２２とベアリング２３により回動可能かつ進退不動に軸支されスクリュ４の端部を連結する回転軸１９と、支持盤７の反ハウジング２側に突設した突出盤８と、突出盤８に収納され回転軸１９のスクリュ４に連結しない端部に取り付けられた遊星歯車減速機２７と、突出盤８にアダプタを介して固着され遊星歯車減速機２７に連結されたサーボモータ９とからなる。

スクリュ４は、回転軸１９の端面に設けた穿孔に端部が挿入され、コネクタ２５により着脱自在に取り付けられている。ロードセル２０は、その断面の括れ部に貼着された歪みゲージによって、スクリュ４が受圧した射出力や背圧力を計測するものである。サーボモータ９は、スクリュ４を回転駆動して原料落下口３から供給される原料を可塑化するものであり、回転原動機であれば電気誘導モータの他油圧モータであってもよい。

遊星歯車減速機２７は、サーボモータ９の出力軸に直接刻設してなした太陽歯車１２と、太陽歯車１２に歯合して回動する複数の遊星歯車１３と、遊星歯車１３と歯合し突出盤８の開口段部に固着される内歯歯車１４と、遊星歯車１３の中心孔に嵌入された遊星ピン１６と、複数の遊星ピン１６を軸支し回転軸１９の端部に刻設したスプライン溝に歯合する円盤状の出力盤１５と、必要に応じて設けられ遊星ピン１６の反出力盤側を軸支する副出力盤１７とからなる。

内歯歯車１４は、ある程度の自由度をもって突出盤８の開口段部へ取り付け可能となっている。すなわち、内歯歯車１４の外周面と突出盤８の開口段部の内周面との間には、適度の間隙が設けられている。これにより、滑らかで低騒音な減速動作が実現可能に調整できる。

アダプタ１０の開口部と突出盤８の小径の開口部にはオイルシール１１及び１８がそれぞれ嵌入されている。これにより、遊星歯車減速機２７は液密に設けられ、封入した潤滑油により潤滑運転される。

このように、遊星歯車減速機２７を採用することにより、回転軸１９の軸延長上に減速機を軸方向に極めて短い距離で設けることが可能となった。特に、太陽歯車１２をサーボモータ９の出力軸に直接刻設して形成させることにより、サーボモータの出力軸にカップリングを介して太陽歯車を別途設ける構成と比較して極めて効果的に射出装置の全長を短縮できるとともに、部品点数と組立て工数の削減がはかれた。また、前記カップリングを用いずサーボモータの出力軸に別途の太陽歯車を連結したような構成においては、太陽歯車は出力軸を連結するために大きな直径のものが必要になりそれに伴って遊星歯車減速機全体が大きくなるという問題はあるものの、サーボモータの出力軸にカップリングを介して太陽歯車を別途設ける構成と比較して部品点数の削減や動力の伝達効率の向上という効果はある。

上記のようであっても、遊星歯車減速機２７に代表される減速機を回転軸１９とサーボモータ９との間に設けることにより、低速大トルクの大型なサーボモータが不要となり小型のサーボモータが採用できるため、射出装置の全長が短縮できる。

可塑化作動は、サーボモータ９が回転すると、遊星歯車１３が内歯歯車１４の内側で自転しながら公転する。その公転は出力盤１５を介して回転軸１９に伝達され、スクリュ４が加熱筒２６の内孔で回転する。それにより、原料落下口３から供給された原料がスクリュ４と加熱筒２６によって可塑化・溶融されつつスクリュ４の前方に搬送され、加熱筒２６の内孔前部に溶融材料として貯留される。この溶融材料の圧力によりスクリュ４は後退力を受けて支持盤７を後退させ、ボール螺子５を回転させる。ボール螺子５の回転により図示しないサーボモータも回転させられ、このサーボモータの回転力を制御することにより可塑化の程度や状態に影響するスクリュ背圧力がロードセル２０により検出され制御される。

なお、射出作動は、図示しないサーボモータを制御しボール螺子５を可塑化作動とは逆の方向に回転させて支持盤７を前進させ、ロードセル２０とベアリング２２を介して回転軸１９を前進させてスクリュ４を前進させることにより実行される。そして、可塑化工程で加熱筒２６の内孔前部に貯留した溶融材料を図示しない金型に射出する。支持盤７は、その前面に二個突設したストッパ２４がハウジング２に当接するまで前進可能である。

この発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができる。

本発明を実施する射出装置の部分断面平面図である。

符号の説明

１ 射出装置
２ ハウジング
３ 原料落下口
４ スクリュ
５ ボール螺子
６ ボールナット
７ 支持盤
８ 突出盤
９ サーボモータ
１０ アダプタ
１１ オイルシール
１２ 太陽歯車（出力軸）
１３ 遊星歯車
１４ 内歯歯車
１５ 出力盤
１６ 遊星ピン
１７ 副出力盤
１８ オイルシール
１９ 回転軸
２０ ロードセル
２１ ベアリング
２２ ベアリング
２３ ベアリング
２４ ストッパ
２５ コネクタ
２６ 加熱筒
２７ 遊星歯車減速機

Claims (2)

1. 加熱筒の内孔に回転・往復動可能に嵌挿されたスクリュを軸延長する回転軸と、該回転軸をその軸の延長上に設けた遊星歯車減速機を介して回転駆動するモータとを有する射出装置であって、
   前記遊星歯車減速機は、前記モータの出力軸に直接刻設される太陽歯車と、
   前記太陽歯車に歯合して回動する複数の遊星歯車と、
   遊星歯車と歯合される内歯歯車と、
   遊星歯車の中心孔に嵌入された遊星ピンと、
   複数の遊星ピンを軸支し前記スクリュを軸延長する回転軸の端部に刻設したスプライン溝に歯合する円盤状の出力盤と、を備えることを特徴とする射出装置。
   
2. 前記遊星歯車減速機は、液密に設けられてなる請求項１に記載の射出装置。
   

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