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特開2022-125470スクリュ駆動装置、射出装置、および射出成形機
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  • 特開-スクリュ駆動装置、射出装置、および射出成形機 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022125470
(43)【公開日】2022-08-29
(54)【発明の名称】スクリュ駆動装置、射出装置、および射出成形機
(51)【国際特許分類】
   B29C 45/48 20060101AFI20220822BHJP
【FI】
B29C45/48
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021023063
(22)【出願日】2021-02-17
(71)【出願人】
【識別番号】000004215
【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100097696
【弁理士】
【氏名又は名称】杉谷 嘉昭
(74)【代理人】
【識別番号】100147072
【弁理士】
【氏名又は名称】杉谷 裕通
(72)【発明者】
【氏名】根▲宜▼ 浩
【テーマコード(参考)】
4F206
【Fターム(参考)】
4F206JA07
4F206JD01
4F206JD03
4F206JN03
4F206JQ11
4F206JT02
4F206JT32
4F206JT37
(57)【要約】
【課題】可塑化モータの故障の虞のないスクリュ駆動装置、射出装置、および射出成形機を提供する。
【解決手段】スクリュ駆動装置(19)は、可塑化モータ(46)と、スクリュ(17)と固定されている回転駆動軸(35)と、可塑化モータ(46)の回転を減速して回転駆動軸(35)に伝達する伝達機構とを備えている。本開示はこの伝達機構について、スクリュ(17)を回転する減速機(47)と、可塑化モータ(46)に設ける駆動回転部材(49)と、減速機(47)の入力軸(47A)に設ける従動回転部材(48)と、駆動回転部材(49)と従動回転部材(48)に掛け回す端紐状の1本の力伝達部材(51)とから構成する。そして減速機(47)の出力軸(47B)は回転駆動軸(35)に結合する。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可塑化モータと、
スクリュと同軸に設けられ前記スクリュを回転する回転駆動軸と、
前記可塑化モータの回転を減速して前記回転駆動軸に伝達する伝達機構と、を備え、
前記伝達機構は、
その出力軸が前記回転駆動軸に結合されている減速機と、
前記可塑化モータに設けられている駆動回転部材と、
前記減速機の入力軸に設けられている従動回転部材と、
前記駆動回転部材と前記従動回転部材とに掛け回されている無端紐状の1本の力伝達部材とからなる、スクリュ駆動装置。
【請求項2】
前記駆動回転部材は駆動プーリから、前記従動回転部材は従動プーリから、前記力伝達部材はタイミングベルトからなる、請求項1に記載のスクリュ駆動装置。
【請求項3】
前記減速機の前記入力軸は、前記スクリュの軸の延長線に対して離間した位置に配置されている、請求項1または2に記載のスクリュ駆動装置。
【請求項4】
前記スクリュと前記回転駆動軸は一体的に連結されている、請求項1~3のいずれかに記載のスクリュ駆動装置。
【請求項5】
加熱シリンダと、
前記加熱シリンダ内に設けられているスクリュと、
前記スクリュを駆動するスクリュ駆動装置と、を備え、
前記スクリュ駆動装置は、
可塑化モータと、
前記スクリュと同軸に設けられ前記スクリュを回転する回転駆動軸と、
前記可塑化モータの回転を減速して前記回転駆動軸に伝達する伝達機構と、を備え、
前記伝達機構は、
その出力軸が前記回転駆動軸に結合されている減速機と、
前記可塑化モータに設けられている駆動回転部材と、
前記減速機の入力軸に設けられている従動回転部材と、
前記駆動回転部材と前記従動回転部材とに掛け回されている無端紐状の1本の力伝達部材とからなる、射出装置。
【請求項6】
前記駆動回転部材は駆動プーリから、前記従動回転部材は従動プーリから、前記力伝達部材はタイミングベルトからなる、請求項5に記載の射出装置。
【請求項7】
前記減速機の前記入力軸は、前記スクリュの軸の延長線に対して離間した位置に配置されている、請求項5または6に記載の射出装置。
【請求項8】
前記スクリュと前記回転駆動軸は一体的に連結されている、請求項5~7のいずれかに記載の射出装置。
【請求項9】
樹脂を射出する射出装置と、
金型を型締めする型締装置と、を備えた射出成形機であって、
前記射出装置は、
加熱シリンダと、
前記加熱シリンダ内に設けられているスクリュと、
前記スクリュを駆動するスクリュ駆動装置と、を備え、
前記スクリュ駆動装置は、
可塑化モータと、
前記スクリュと同軸に設けられ前記スクリュを回転する回転駆動軸と、
前記可塑化モータの回転を減速して前記回転駆動軸に伝達する伝達機構と、を備え、
前記伝達機構は、
その出力軸が前記回転駆動軸に結合されている減速機と、
前記可塑化モータに設けられている駆動回転部材と、
前記減速機の入力軸に設けられている従動回転部材と、
前記駆動回転部材と前記従動回転部材とに掛け回されている無端紐状の1本の力伝達部材とからなる、射出成形機。
【請求項10】
前記駆動回転部材は駆動プーリから、前記従動回転部材は従動プーリから、前記力伝達部材はタイミングベルトからなる、請求項9に記載の射出成形機。
【請求項11】
前記減速機の前記入力軸は、前記スクリュの軸の延長線に対して離間した位置に配置されている、請求項9または10に記載の射出成形機。
【請求項12】
前記スクリュと前記回転駆動軸は一体的に連結されている、請求項9~11のいずれかに記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、加熱シリンダに設けられているスクリュを軸方向と回転方向とに駆動するスクリュ駆動装置、このスクリュ駆動装置を備えた射出装置、および射出成形機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
射出成形機の射出装置は、加熱シリンダとこの加熱シリンダに入れられているスクリュと、スクリュを駆動するスクリュ駆動装置とから概略構成されている。スクリュ駆動装置は、例えば、固定プレートとエンドプレートと可動プレートとを備えている。固定プレートとエンドプレートは離間して平行に設けられ、可動プレートは固定プレートとエンドプレートの中間に配置されている。固定プレートとエンドプレートは、複数本のガイドバーによって連結され、可動プレートはガイドバーが貫通しガイドバーに沿ってスライド自在になっている。加熱シリンダはその後端部が固定プレートに固着されており、スクリュはその後端部が固定プレートを貫通して可動プレートに設けられている。スクリュは可動プレートに対して回転自在になっているが、軸方向の移動は規制されている。
【0003】
スクリュ駆動装置は射出モータと可塑化モータとを備えている。スクリュ駆動装置には射出モータの回転を伝達する射出用の伝達機構を備え、この伝達機構はボールねじ機構を備えている。このボールねじ機構はエンドプレートと可動プレートの間に設けられている。従って射出モータを回転するとボールねじ機構によって回転力が軸方向の駆動力に変換され、可動プレートが駆動される。これによってスクリュが軸方向に駆動され、射出材料を射出することができる。
【0004】
スクリュ駆動装置には可塑化モータの回転をスクリュに伝達する可塑化用の伝達機構も設けられている。可塑化用の伝達機構は、例えば特許文献1に記載されているように減速機から構成されている。減速機には入力軸と出力軸とが設けられ、入力軸は可塑化モータが直結され、そして出力軸はスクリュを駆動する回転駆動軸に連結されている。従って、可塑化モータを駆動すると減速機において回転が減速されると共にトルクが増大して回転駆動軸を介してスクリュを回転する。すなわち射出材料を可塑化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007-301795号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
可塑化用の伝達機構が減速機から構成されている場合、可塑化モータの回転トルクを増大させて大トルクでスクリュを回転させることができ、特に大トルクが要求される大型の射出装置に適している。しかしながら、可塑化モータと減速機とが直結されているので、換言すると可塑化モータの回転軸と減速機の入力軸とが連結されているので、減速機内の潤滑油が漏れた場合に可塑化モータに不具合を生じさせる虞がある。
【0007】
本開示において、可塑化モータに不具合を生じさせる虞を低減できるスクリュ駆動装置、射出装置、および射出成形機を提供する。
【0008】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0009】
スクリュ駆動装置は、可塑化モータと、スクリュと同軸に設けられてスクリュを回転するようになっている回転駆動軸と、可塑化モータの回転を減速して回転駆動軸に伝達する伝達機構とを備えている。本開示はこの伝達機構について、スクリュを回転する減速機と、可塑化モータの回転を減速機に伝達する機構と、から構成する。すなわち、可塑化モータには駆動回転部材を設け、減速機の入力軸には従動回転部材を設け、駆動回転部材と従動回転部材には無端紐状の1本の力伝達部材を掛け回す。そして減速機の出力軸は回転駆動軸に結合する。
【発明の効果】
【0010】
本開示は、減速機内の潤滑油が漏れても可塑化モータを汚染することがなく、可塑化モータの故障を防止する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本実施の形態に係る射出成形機を示す正面図である。
図2】本実施の形態に係るスクリュ駆動装置とスクリュの一部を示す正面図である。
図3】本実施の形態に係るスクリュ駆動装置とスクリュの一部を示す上面図である。
図4】従来のスクリュ駆動装置とスクリュの一部を示す正面図である。
図5】本実施の異なる形態に係るスクリュ駆動装置とスクリュの一部を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、具体的な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。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、図面が煩雑にならないように、ハッチングが省略されている部分がある。
【0013】
本実施の形態を説明する。
<射出成形機>
本実施の形態に係る射出成形機1は、図1に示されているように構成されている。すなわち金型を型締めする型締装置2と、射出材料を溶融して射出する射出装置3とから概略構成されている。
【0014】
<型締装置>
本実施の形態において、型締装置2はベッドB上に固定されている固定盤5と、ベッドB上をスライドする型締ハウジング6と、ベッドB上を同様にスライドする可動盤7とを備えている。固定盤5と型締ハウジング6は複数本、例えば4本のタイバー9、9、…によって連結されている。可動盤7は、固定盤5と型締ハウジング6の間でスライド自在になっている。型締ハウジング6と可動盤7の間には型締機構11が設けられている。型締機構11は直圧式の型締機構、つまり型締シリンダから構成してもよい。しかしながら本実施の形態においてはトグル機構から構成されている。固定盤5と可動盤7にはそれぞれ金型13、14が設けられ、型締機構11を駆動すると金型13、14が型開閉されるようになっている。
【0015】
<射出装置>
射出装置3は基台15上に設けられており、加熱シリンダ16と、この加熱シリンダ16に入れられているスクリュ17と、スクリュ17を駆動する本実施の形態に係るスクリュ駆動装置19(図2参照)と、ノズルタッチ装置20と、から構成されている。スクリュ駆動装置19は次に図2を参照して詳しく説明するが、図1においてはカバー21で覆われているので図示されていない。加熱シリンダ16はその後端部近傍にホッパ22が設けられ、先端には射出ノズル23が設けられている。ノズルタッチ装置20を駆動すると、射出装置3が前進して射出ノズル23が金型13のスプルにタッチするようになっている。
【0016】
<スクリュ駆動装置>
本実施の形態に係るスクリュ駆動装置19は、図2にその正面図が、そして図3にその上面図が示されている。スクリュ駆動装置19は、固定プレート27とエンドプレート28と可動プレート30とを備えている。固定プレート27とエンドプレート28は複数本、本実施の形態においては2本のガイドバー31、31によって連結されており、可動プレート30はガイドバー31、31にガイドされてスライドするようになっている。
【0017】
固定プレート27には孔33が明けられており、この孔33に整合するように加熱シリンダ16の後端部が固定されている。スクリュ17はその後端部がこの孔33を貫通して可動プレート30近傍に達している。このスクリュ17の後端部は、可動プレート30に対して回転自在に設けられている回転駆動軸35に固定されている。従って、スクリュ17は可動プレート30をスライドさせると軸方向に駆動され、回転駆動軸35を回転すると回転することになる。
【0018】
<射出駆動機構>
スクリュ駆動装置19には、スクリュ17を軸方向に駆動するための駆動機構、つまり射出駆動機構が設けられている。具体的には、エンドプレート28に射出モータ37が設けられ、可動プレート30にはボールねじ機構38が設けられている。ボールねじ機構38のボールねじ39は、エンドプレート28を貫通してその先端がエンドプレート28の表面から突出しており、ここに第1のプーリ41が設けられている。射出モータ37の回転軸には第2のプーリ42が設けられ、第1のプーリ41と第2のプーリ42とにタイミングベルト44が掛け回されている。従って、射出モータ37を回転すると、可動プレート30が駆動され、スクリュ17が軸方向に駆動される。
【0019】
<可塑化駆動機構>
スクリュ駆動装置19には、スクリュ17を回転駆動するための駆動機構、すなわち可塑化駆動機構が設けられている。可塑化駆動機構は可動プレート30に固定されている可塑化モータ46と、可塑化モータ46の回転をスクリュ17に固定されている回転駆動軸35に伝達する伝達機構とから構成されている。
【0020】
可塑化駆動機構を構成している伝達機構は、本実施の形態において特徴的な構成を備えている。具体的に伝達機構は、減速機47と、この減速機47の入力軸47Aに設けられている従動回転部材48と、可塑化モータ46の回転軸に設けられている駆動回転部材49と、無端紐状の1本の力伝達部材51とから構成されている。この力伝達部材51は駆動回転部材49と従動回転部材48とに掛け回されている。そして、減速機47の出力軸47Bが回転駆動軸35に結合されている。本実施の形態においては、駆動回転部材49と従動回転部材48は、それぞれ駆動プーリと従動プーリとから、そして力伝達部材51はタイミングベルトから構成されている。すなわちベルトプーリ機構から構成されている。しかしながら、これらは駆動スプロケットと従動スプロケットとチェーンとから構成してもよい。
【0021】
本実施の形態においては可塑化駆動機構の伝達機構が、減速機47と、ベルトプーリ機構とから構成されているので、減速機47内に入れられている潤滑油が万一漏れても可塑化モータ46に入って故障の原因になることがない。そして、ベルトプーリ機構を設けていることによって、減速機47の減速比をある程度微調整することができる。つまり、第1のプーリ49と第2のプーリ48の径の比率を変えることで、減速機47の減速比をある程度微調整することができる。ここでは、第2のプーリ48の径を第1のプーリ49の径より大きくすることによって可塑化モータ46の速度を減速することができるので、減速機47の減速比を小さくすることができる。例えば3段減速機ではなく2段減速機を採用することができる。また、可塑化モータ46に直結する必要がないので、減速機47は比較的小型のものを採用することができる。
【0022】
さらには、伝達機構の減速比を変更することも容易である。減速機47やベルトプーリ機構を交換・調整して対応することが可能であるからである。このことは、可塑化モータ46をモータ容量やモータの軸径の異なる他の可塑化モータに交換する場合であっても、所望の減速比にすることができることを意味している。
【0023】
さらに本実施の形態において、減速機47の入力軸47Aは、図2に示されているように、スクリュ17の軸の延長線より上側に配置されている。つまりスクリュ17の軸の延長線から離間している。スクリュ駆動装置19は、その中心にスクリュ17の軸心が配置されるようになっており、中心近傍にスペースの余裕が小さい。本実施の形態においては、減速機47の入力軸47Aがスクリュ駆動装置19の中心から離間しているので、従動回転部材48の配置に余裕がある。これによって、スクリュ駆動装置19全体がコンパクトに構成されている。
【0024】
<従来のスクリュ駆動装置>
上で説明した本実施の形態に係るスクリュ駆動装置19が奏する効果は、従来のスクリュ駆動装置60と比較すると容易に理解できる。従来のスクリュ駆動装置60は図4に示されている。この従来のスクリュ駆動装置60において、本実施の形態に係るスクリュ駆動装置19と同一の作用を奏する部材については、便宜上同一の符号を付して説明を省略する。
【0025】
従来のスクリュ駆動装置60は、可塑化駆動機構が可塑化モータ46‘と伝達機構とから構成されているが、伝達機構が減速機63のみから構成されている。つまり可塑化モータ46’の回転軸が減速機63の入力軸63Aになっており、減速機63の出力軸63Bがスクリュ17に固定されている回転駆動軸35に連結されている。従って減速機63内の潤滑油が漏れた場合に可塑化モータ46‘に不具合を生じさせる虞がある。また減速は減速機63のみによって実施しなければならないので、必然的に大型になるし、異なるサイズの減速機に交換することも困難になる。またモータ容量やモータ軸径が異なる可塑化モータに交換することも困難になる。
【0026】
図には格別に示さないが、異なる構造の従来のスクリュ駆動装置として、可塑化モータ46の回転をスクリュ17に伝達する伝達機構がベルトプーリ機構のみから構成されているものもある。すなわち減速機47を備えていない場合もある。しかしながらベルトプーリ機構は減速比を大きくすることが困難であるので、中型機、大型機の射出成形機の場合には採用することができない。中型機、大型機の射出成形機において、スクリュ17は大トルクで駆動する必要があり、大きな減速比を実現することができる減速機47は不可欠であるからである。
【0027】
<他の実施の形態>
本実施の形態に係るスクリュ駆動装置19は色々な変形が可能である。図5には、射出モータ37、37の取り付け場所を変更した、異なる実施の形態に係るスクリュ駆動装置19‘が示されている。この実施の形態においては、射出モータ37、37は固定プレート27に設けられている。従って、第1のプーリ41、41、第2のプーリ42、42、タイミングベルト44、44も固定プレート27側に設けられている。さらに変形することも可能である。射出モータ37、37は2個、可塑化モータ46は1個から構成されているように説明したが、それぞれの個数は変更してもよい。例えば、射出モータ37、37は4個、可塑化モータ46は2個等に変更できる。
【0028】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。以上で説明した複数の例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。
【符号の説明】
【0029】
1 射出成形機 2 型締装置
3 射出装置 5 固定盤
6 型締ハウジング 7 可動盤
9 タイバー 11 型締機構
13 金型 14 金型
15 基台 16 加熱シリンダ
17 スクリュ 19 スクリュ駆動装置
20 ノズルタッチ装置 21 カバー
22 ホッパ 23 射出ノズル
27 固定プレート 28 エンドプレート
30 可動プレート 31 ガイドバー
33 孔 35 回転駆動軸
37 射出モータ 38 ボールねじ機構
39 ボールねじ 41 第1のプーリ
42 第2のプーリ 44 タイミングベルト
46 可塑化モータ 47 減速機
47A 入力軸 47B 出力軸
48 従動回転部材 49 駆動回転部材
51 力伝達部材

図1
図2
図3
図4
図5