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技術 駆動装置

出願人 住友重機械工業株式会社
発明者 徳井洋介
出願日 2003年3月4日 (17年4ヶ月経過) 出願番号 2003-056541
公開日 2004年9月24日 (15年9ヶ月経過) 公開番号 2004-263817
状態 拒絶査定
技術分野 伝動装置
主要キーワード 方向変換ユニット リード差 射出処理 右巻きの 側要素 左巻きの ねじのピッチ 射出部材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年9月24日)のものです。
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図面 (11)

課題

駆動装置の軸方向の寸法を小さくすることができ、駆動装置を小型化することができるようにする。

解決手段

第1、第2の部材と、第1の部材に取り付けられた第1の変換要素と、第2の部材に取り付けられた第2の変換要素と、回転自在に配設され、第1、第2のねじ部47、48を備え、第1、第2のねじ部47、48においてそれぞれ前記第1、第2の変換要素と螺(ら)合させられて第1、第2の運動方向変換部を形成する第3の変換要素と、第2の部材に取り付けられ、駆動に伴って第3の変換要素を回転させる駆動部とを有する。そして、第1、第2のねじ部47、48を構成する各ねじのリードが互いに異ならせられる。この場合、第1、第2のねじ部47、48を構成する各ねじのリードが異ならせられるので、リード差を十分に小さくすることができ、推力を十分に大きくすることができる。

概要

背景

従来、駆動源となるモータを駆動することによって所定の対象物往復動させるようにした駆動装置においては、前記モータと、ボールねじ軸及びボールナットから成るボールねじとを連結し、該ボールねじにおいて形成される運動方向変換部によって、モータの駆動に伴って発生する回転による回転運動直進運動に変換するようにしている。

概要

駆動装置の軸方向の寸法を小さくすることができ、駆動装置を小型化することができるようにする。第1、第2の部材と、第1の部材に取り付けられた第1の変換要素と、第2の部材に取り付けられた第2の変換要素と、回転自在に配設され、第1、第2のねじ部47、48を備え、第1、第2のねじ部47、48においてそれぞれ前記第1、第2の変換要素と螺(ら)合させられて第1、第2の運動方向変換部を形成する第3の変換要素と、第2の部材に取り付けられ、駆動に伴って第3の変換要素を回転させる駆動部とを有する。そして、第1、第2のねじ部47、48を構成する各ねじのリードが互いに異ならせられる。この場合、第1、第2のねじ部47、48を構成する各ねじのリードが異ならせられるので、リード差を十分に小さくすることができ、推力を十分に大きくすることができる。

目的

本発明は、前記従来の駆動装置の問題点を解決して、軸方向の寸法を小さくすることができ、小型化することができる駆動装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

(a)第1、第2の部材と、(b)前記第1の部材に取り付けられた第1の変換要素と、(c)前記第2の部材に取り付けられた第2の変換要素と、(d)回転自在に配設され、第1、第2のねじ部を備え、該第1、第2のねじ部においてそれぞれ前記第1、第2の変換要素と螺合させられて第1、第2の運動方向変換部を形成する第3の変換要素と、(e)前記第2の部材に取り付けられ、駆動に伴って第3の変換要素を回転させる駆動部とを有するとともに、(f)前記第1、第2のねじ部を構成する各ねじのリードが互いに異ならせられることを特徴とする駆動装置

請求項2

前記第1、第2の変換要素のうちの一方は軸方向に固定され、他方は軸方向に進退自在に配設される請求項1に記載の駆動装置。

請求項3

前記第1、第2の部材のうちの一方の部材に対して、第3の変換要素が回転自在に支持され、該第3の変換要素の一部が駆動部の内方において係合させられる請求項1に記載の駆動装置。

請求項4

前記第1、第2のねじ部を構成する各ねじは同じ方向に形成される請求項1に記載の駆動装置。

請求項5

(a)前記第1のねじ部を構成するねじのリードは、第2のねじ部を構成するねじのリードより大きくされ、(b)前記駆動部は正方向に駆動される請求項1に記載の駆動装置。

請求項6

(a)前記第1のねじ部を構成するねじのリードは、第2のねじ部を構成するねじのリードより小さくされ、(b)前記駆動部は逆方向に駆動される請求項1に記載の駆動装置。

請求項7

前記駆動部は少なくとも二つ配設される請求項1に記載の駆動装置。

請求項8

前記駆動部とは異なる軸上に他の駆動部又は該他の駆動部の駆動力伝達機構が配設される請求項1に記載の駆動装置。

技術分野

0001

本発明は、駆動装置に関するものである。

0002

従来、駆動源となるモータを駆動することによって所定の対象物往復動させるようにした駆動装置においては、前記モータと、ボールねじ軸及びボールナットから成るボールねじとを連結し、該ボールねじにおいて形成される運動方向変換部によって、モータの駆動に伴って発生する回転による回転運動直進運動に変換するようにしている。

0003

この場合、ボールねじ軸のねじ部を構成するねじのピッチサイズ、すなわち、リードLが決まると、それに伴って、モータの容量、すなわち、モータトルクTMに対して発生させることができる推力Fが決まる。前記ボールねじの伝達効率をηとすると、推力Fは、
F=(2π・η)・TM/L
になる。

0004

ところで、前記ボールねじを高負荷で作動させる必要がある場合、リードLを小さくし、推力Fを大きくするようにしている。ところが、前記リードLを小さくすると、リードLに対応させてボールの径を小さくする必要があり、ボールねじの耐久性が低くなってしまう。そこで、ボールの数を多くし、各ボールに加わる応力を小さくすることが考えられるが、ボールの数が多くなる分だけボールナットの巻数を多くする必要が生じるので、ボールナットを長くしなければならず、ボールナットのコストが高くなってしまう。

0005

そこで、一軸上に配設され、リードの異なる二つのねじ部を備えたボールねじ軸、及び各ねじ部と対応する二つのボールナットを使用することによって二つの運動方向変換部を形成し、リードの差分によって推力を発生させるようにした駆動装置が提供されている(例えば、特許文献1参照。)。

背景技術

0006

【特許文献1】
特開2001−21019号公報

0007

しかしながら、前記従来の駆動装置においては、二つの運動方向変換部を形成する必要があるので、駆動装置の軸方向の寸法がその分大きくなり、駆動装置が大型化してしまう。

発明が解決しようとする課題

0008

本発明は、前記従来の駆動装置の問題点を解決して、軸方向の寸法を小さくすることができ、小型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。

0009

そのために、本発明の駆動装置においては、第1、第2の部材と、前記第1の部材に取り付けられた第1の変換要素と、前記第2の部材に取り付けられた第2の変換要素と、回転自在に配設され、第1、第2のねじ部を備え、該第1、第2のねじ部においてそれぞれ前記第1、第2の変換要素と螺(ら)合させられて第1、第2の運動方向変換部を形成する第3の変換要素と、前記第2の部材に取り付けられ、駆動に伴って第3の変換要素を回転させる駆動部とを有する。

0010

そして、前記第1、第2のねじ部を構成する各ねじのリードが互いに異ならせられる。

0011

本発明の他の駆動装置においては、さらに、前記第1、第2の変換要素のうちの一方は軸方向に固定され、他方は軸方向に進退自在に配設される。

0012

本発明の更に他の駆動装置においては、さらに、前記第1、第2の部材のうちの一方の部材に対して、第3の変換要素が回転自在に支持され、該第3の変換要素の一部が駆動部の内方において係合させられる。

0013

本発明の更に他の駆動装置においては、さらに、前記第1、第2のねじ部を構成する各ねじは同じ方向に形成される。

0014

本発明の更に他の駆動装置においては、さらに、前記第1のねじ部を構成するねじのリードは、第2のねじ部を構成するねじのリードより大きくされる。そして、前記駆動部は正方向に駆動される。

0015

本発明の更に他の駆動装置においては、さらに、前記第1のねじ部を構成するねじのリードは、第2のねじ部を構成するねじのリードより小さくされる。そして、前記駆動部は逆方向に駆動される。

0016

本発明の更に他の駆動装置においては、さらに、前記駆動部は少なくとも二つ配設される。

課題を解決するための手段

0017

本発明の更に他の駆動装置においては、さらに、前記駆動部とは異なる軸上に他の駆動部又は該他の駆動部の駆動力伝達機構が配設される。

0018

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。この場合、射出装置に適用された駆動装置について説明する。

0019

図1は本発明の第1の実施の形態における駆動装置の概略図、図2は本発明の第1の実施の形態における駆動装置の動作を示す第1の図、図3は本発明の第1の実施の形態における駆動装置の動作を示す第2の図である。

0020

図において、11はシリンダ部材としての加熱シリンダ、12は該加熱シリンダ11内において回転自在に、かつ、進退(図1において左右方向に移動)自在に配設された、射出部材及び回転部材としてのスクリューであり、前記加熱シリンダ11の前端図1において左端)に射出ノズル13が取り付けられ、該射出ノズル13にノズル口14が形成される。

0021

前記スクリュー12は、スクリュー本体、及び該スクリュー本体の前端に取り付けられたスクリューヘッドを備え、スクリュー本体の外周面に図示されないフライト螺旋状に形成され、該フライトによって螺旋状の溝が形成される。

0022

前記加熱シリンダ11の後端図1において右端)は、フレームfrに固定された固定部材及び第1の部材としての前方射出サポート16に取り付けられる。該前方射出サポート16より後方図1において右方)に、進退自在に配設された、加圧部材及び第2の部材としてのプレッシャプレート17が配設される。該プレッシャプレート17は、前記フレームfr上に配設された図示されないレールに沿って進退させられる。

0023

前記スクリュー12は、前方射出サポート16を貫通して後方に延在させられ、後端において、スクリュー回転伝達部及び計量用の駆動力伝達機構としてのカップリング19を介して連結軸としてのスプライン軸21と連結される。該スプライン軸21は、スラスト荷重を受けるベアリングb1によってプレッシャプレート17に対して回転自在に配設され、該プレッシャプレート17を貫通して後方に延在させられ、後半部分の外周にスプライン22が形成される。

0024

前記プレッシャプレート17の後端面(図1において右端面)S1における中央に、前記スプライン軸21の後半部分を包囲するように、計量用の駆動部としての計量用モータ24が取り付けられる。該計量用モータ24は、プレッシャプレート17に固定されたケース25、該ケース25に取り付けられたステータ26、該ステータ26の径方向における内方に回転自在に配設されたロータ27、該ロータ27を支持する中空出力軸28等を備える。該出力軸28は、ロータ27を貫通して延在させられ、両端がベアリングb2、b3によってケース25に対して回転自在に配設される。

0025

また、前記出力軸28の前半部分の内周にスプライン29が形成され、スプライン22、29とがスプライン係合させられる。そして、スプライン29によって駆動側要素が、スプライン22によって従動側要素が、スプライン軸21及び出力軸28によって、出力軸28の回転をスプライン軸21に伝達する計量用の回転伝達部が構成される。したがって、前記計量用モータ24を駆動することによって出力軸28を回転させると、出力軸28の回転がスプライン軸21及びスクリュー12に伝達され、該スクリュー12の回転に伴って計量を行うことができる。なお、本実施の形態においては、組立てを容易にするために、出力軸28とスプライン軸21とをスプライン係合させるようにしているが、スクリュー12はプレッシャプレート17の進退に伴って進退させられ、スクリュー12をプレッシャプレート17に対して相対的に移動させる必要はないので、出力軸28とスプライン軸21とを直接連結することもできる。

0026

ところで、スクリュー12は、スプライン軸21を介してベアリングb1によってプレッシャプレート17に対して回転自在に支持されているので、前記スクリュー12を前進図1において左方向に移動)させて射出を行うに当たり、プレッシャプレート17を進退させる必要がある。そこで、スクリュー12より径方向外方に、複数の、本実施の形態においては二つの射出用の駆動力伝達機構としての運動方向変換ユニット41が配設される。

0027

該各運動方向変換ユニット41は、前方射出サポート16の前端面(図1において左端面)S2に取り付けられた第1の変換要素としてのボールナット43、プレッシャプレート17の前端面S3に取り付けられた第2の変換要素としてのボールナット44、前記前方射出サポート16及びプレッシャプレート17を貫通して延在させられた第3の変換要素としてのボールねじ軸45を備え、ボールナット43、44及びボールねじ軸45によってボールねじが構成される。本実施の形態においては、運動方向変換ユニット41としてボールねじを使用するようになっているが、該ボールねじに代えて台形ねじローラねじ等を使用することもできる。

0028

前記ボールねじ軸45は、前方部分において前方射出サポート16を貫通して配設され、ボールナット43と螺合させられる第1のねじ部47、中央部分においてプレッシャプレート17を貫通して配設され、ボールナット44と螺合させられる第2のねじ部48、及び後方部分においてプレッシャプレート17より突出させて配設されたスプライン部49を備え、該スプライン部49の外周にスプライン51が形成される。この場合、第1、第2のねじ部47、48を構成する各ねじはいずれも同じ正方向(右巻きの方向)に形成される。

0029

そして、第1のねじ部47及びボールナット43によって第1の運動方向変換部が、第2のねじ部48及びボールナット44によって第2の運動方向変換部が形成され、第1のねじ部47を構成するねじのリードをL1とし、第2のねじ部48を構成するねじのリードをL2としたとき、リードL1、L2は互いに異ならせられ、本実施の形態においては、リードL1はリードL2より大きくされる。

0030

また、前記プレッシャプレート17の後端面S1における計量用モータ24より径方向外方に、複数の、本実施の形態においては、二つの射出用の駆動部としての射出用モータ31が、前記第2のねじ部48及びスプライン部49を包囲して取り付けられる。前記各射出用モータ31は、プレッシャプレート17に固定されたケース35、該ケース35に取り付けられたステータ36、該ステータ36の径方向における内方に回転自在に配設されたロータ37、該ロータ37を支持する中空の出力軸38等を備える。該出力軸38は、ロータ37を貫通して延在させられ、両端がベアリングb4、b5によってケース35に対して回転自在に配設される。

0031

また、前記出力軸38の中央部分の内周にスプライン39が形成され、前記出力軸38と前記スプライン部49とが摺(しゅう)動自在にスプライン係合させられる。そして、出力軸38によって駆動側要素が、ボールねじ軸45によって従動側要素が構成され、出力軸38及びボールねじ軸45によって、出力軸38に対するボールねじ軸45の軸方向の相対的な移動を許容し、かつ、出力軸38の回転をボールねじ軸45に伝達する射出用の回転伝達部が構成される。

0032

したがって、前記各射出用モータ31を駆動することによって、出力軸38を回転させると、出力軸38の回転がボールねじ軸45に伝達され、該ボールねじ軸45の回転に伴って、第1、第2の運動方向変換部においてボールねじ軸45の回転運動がボールねじ軸45の回転直進運動及びボールナット44の直進運動に変換され、プレッシャプレート17が進退させられる。その結果、スクリュー12の前進に伴って射出を行ったり、後退に伴ってサックバックを行ったりすることができる。

0033

また、複数の射出用モータ31及び複数の運動方向変換ユニット41の間、すなわち、駆動装置における中央側に計量用モータ24、カップリング19等が配設されるので、駆動装置を小型化することができる。

0034

なお、前述されたように、プレッシャプレート17はレールに沿って進退させられるようになっていて、該レールは、計量用モータ24、射出用モータ31等を駆動したときに発生する反力によってプレッシャプレート17が回転するのを防止する回止めとなる。

0035

本実施の形態においては、射出用モータ31及び運動方向変換ユニット41が複数配設され、射出力を大きくするようになっているが、小型の射出成形機等のように射出力を大きくする必要がない場合、射出用モータ31及び運動方向変換ユニット41を一つだけ配設することもできる。

0036

次に、前記構成の射出装置の動作について説明する。

0037

まず、計量工程時に、図示されない制御部の計量処理手段は、計量処理を行い、前記計量用モータ24を正方向に駆動する。このとき、出力軸28に発生させられた回転は、スプライン22、29によってスプライン軸21に伝達され、さらに、スクリュー12に伝達され、該スクリュー12を正方向に回転させる。

0038

これに伴って、前記加熱シリンダ11に配設された図示されないホッパから落下した成形材料としての樹脂が前記溝内を前進させられ、樹脂がスクリューヘッドの前方に蓄えられる。このとき、スクリュー12は樹脂の圧力を受けて後退(図1において右方向に移動)させられる。なお、前記計量処理手段は、スクリュー12が回転させられる間、各射出用モータ31を駆動し、スクリュー12に背圧を加える。

0039

また、射出工程時に、前記制御部の射出処理手段は、射出処理を行い、前記各射出用モータ31を正方向に駆動する。このとき、出力軸38に発生させられた回転は、スプライン39、51によってボールねじ軸45に伝達され、該ボールねじ軸45が正方向に回転させられるとともに、ボールねじ軸45の回転運動がボールねじ軸45の回転直進運動及びボールナット44の直進運動に変換される。また、前記射出処理手段は、前記計量用モータ24を駆動し、出力軸28の回転速度を制御して0〔rpm〕にすることによって拘束力を発生させる。なお、このとき、計量用モータ24と射出用モータ31とは駆動方向が逆にされ、計量用モータ24が駆動され、スクリュー12が回転させられる際の正方向は、左ねじの方向であり、射出用モータ31が駆動され、ボールねじ軸45が回転させられ、スクリュー12が前進させられる際の正方向は、右ねじの方向である。

0040

この場合、本実施の形態においては、前述されたように、リードL1がリードL2より大きくされる。したがって、射出用モータ31が正方向に駆動されたとき、ボールねじ軸45は、正方向に1回転するのに伴って、第1の運動方向変換部においてボールナット43及び前方射出サポート16に対してリードL1分だけ前進させられ、第2の運動方向変換部においてボールナット44及びプレッシャプレート17に対してリードL2分だけ前進させられる。その結果、ボールねじ軸45が正方向に1回転するのに伴って、プレッシャプレート17は前方射出サポート16に対してリード差ΔL
ΔL=L1−L2
だけ前進させられ、スクリュー12も同様にリード差ΔLだけ前進させられることになる。

0041

そして、前記スクリュー12が前進させられるのに伴って、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂は、所定の射出力で射出ノズル13から射出され、図示されない金型装置キャビティ空間充填てん)される。このとき、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂が逆流しないように、スクリューヘッドの周囲に図示されない逆流防止装置が配設される。

0042

ところで、成形サイクルの長い成形を行う場合、成形において要求される射出力に対して射出用モータ31の定格(熱定格)が不足しがちであり、射出用モータ31を駆動することによって発生させられるモータトルクに対して、十分な推力を前記射出力として発生させる必要がある。

0043

すなわち、各射出用モータ31を駆動したときのモータトルクをTM1とし、第1、第2の運動方向変換部における伝達効率をη1、η2としたとき、モータトルクTM1に対して発生させることができる推力F1は、
F1=(2π・η1・η2)・TM1/ΔL
になる。この場合、二つのボールナット43、44を使用する分だけ伝達効率η1、η2の乗算値η1・η2は小さくなるが、リード差ΔLを十分に小さくすることができるので、推力F1を十分に大きくすることができる。

0044

このように、一つのボールねじ軸45上に第1、第2の運動方向変換部が配設され、第1、第2のねじ部47、48を構成する各ねじのリードL1、L2が異ならせられ、リード差ΔLを十分に小さくすることができる。したがって、推力F1を十分に大きくし、前記運動方向変換ユニット41を高負荷で作動させることができるだけでなく、射出用モータ31の容量を小さくすることができる。しかも、リード差ΔL分だけスクリュー12を前進させることができるので、スクリュー12の位置、すなわち、スクリュー位置の精度を高くすることができ、成形品品質を向上させることができ、射出時に機械的な振動が発生するのを抑制することができる。

0045

また、前記推力F1を大きくするに当たり、リードL1、L2を小さくする必要がないので、ボールの径を小さくする必要がない。したがって、運動方向変換ユニット41の耐久性を高くすることができる。そして、ボールの数を多くする必要がないので、ボールナット43、44の巻数を少なくすることができ、ボールナット43、44を長くする必要がなくなる。

0046

さらに、ボールねじ軸45におけるスプライン部49及び第2のねじ部48の少なくとも一部と射出用モータ31とが軸方向において重なるので、ボールねじ軸45上に第1、第2の運動方向変換部を形成する必要があるにもかかわらず、駆動装置の軸方向の寸法を小さくすることができる。したがって、駆動装置を小型化することができる。

0047

また、射出用モータ31によって発生させられた回転が、射出用モータ31より径方向内方においてボールねじ軸45に伝達されるので、ロータ37の径を大きくすることができ、モータトルクを大きくすることができる。

0048

そして、射出用モータ31及び運動方向変換ユニット41の軸と異なる軸上に計量用モータ24及びカップリング19が配設されるので、射出装置の軸方向の寸法を小さくすることができる。

0049

また、スラスト方向の荷重をボールナット43、44によって受けることができるので、ボールねじ軸45を回転自在に支持するためのスラストベアリングが不要になる。したがって、給脂を容易に行うことができる。

0050

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。

0051

図4は本発明の第2の実施の形態における駆動装置の動作を示す第1の図、図5は本発明の第2の実施の形態における駆動装置の動作を示す第2の図である。

0052

この場合、第3の変換要素としてのボールねじ軸45上において、第1のねじ部47及び第1の変換要素としてのボールナット43によって第1の運動方向変換部が、第2のねじ部48及び第2の変換要素としてのボールナット44によって第2の運動方向変換部が形成され、第1のねじ部47を構成するねじのリードをL11とし、第2のねじ部48を構成するねじのリードをL12としたとき、リードL11、L12は互いに異ならせられ、本実施の形態においては、リードL11はリードL12より小さくされる。

0053

なお、第1、第2のねじ部47、48を構成するねじはいずれも同じ正方向に形成される。

0054

したがって、射出用の駆動部としての射出用モータ31が逆方向に駆動されたとき、ボールねじ軸45は、逆方向に1回転するのに伴って、第1の運動方向変換部においてボールナット43並びに固定部材及び第1の部材としての前方射出サポート16に対してリードL11分だけ後退(図において右方向に移動)させられ、第2の運動方向変換部においてボールナット44並びに加圧部材及び第2の部材としてのプレッシャプレート17に対してリードL12分だけ後退させられる。その結果、ボールねじ軸45が逆方向に1回転するのに伴って、プレッシャプレート17は前方射出サポート16に対してリード差ΔL
ΔL=L12−L11
だけ前進(図において左方向に移動)させられ、射出部材及び回転部材としてのスクリュー12も同様にリード差ΔLだけ前進させられることになる。

0055

この場合、ボールねじ軸45を後退させるのに伴ってスクリュー12、プレッシャプレート17、連結軸としてのスプライン軸21(図1)、計量用の駆動部としての計量用モータ24、射出用の駆動部としての射出用モータ31等が前進させられるので、可動部の慣性を相殺することができる。したがって、駆動装置に発生する振動、衝撃等を抑制することができる。

0056

次に、本発明の第3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成及び効果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。

0057

図6は本発明の第3の実施の形態における駆動装置の概略図、図7は本発明の第3の実施の形態における駆動装置の動作を示す第1の図、図8は本発明の第3の実施の形態における駆動装置の動作を示す第2の図である。

0058

この場合、シリンダ部材としての加熱シリンダ11の後端(図6において右端)は、フレームfrに固定された、固定部材としての前方射出サポート56に取り付けられる。該前方射出サポート56より後方(図6において右方)に、前方射出サポート56と所定の距離を置いて、固定部材及び第2の部材としての後方射出サポート57がフレームfrに固定され、前方射出サポート56と後方射出サポート57との間に4本(図6においては2本だけが示される。)のタイバー58が架設され、該タイバー58に沿って加圧部材及び第1の部材としてのプレッシャプレート59が進退(図6において左右方向に移動)自在に配設される。

0059

射出部材及び回転部材としてのスクリュー12は、前方射出サポート56を貫通して後方に延在させられ、後端においてカップリング19を介して連結軸としてのスプライン軸21と連結される。該スプライン軸21は、スラスト荷重を受けるベアリングb6によってプレッシャプレート59に対して回転自在に配設され、プレッシャプレート59を貫通し、更に後方射出サポート57を貫通して後方に延在させられ、後端部分の外周にスプライン22が形成される。なお、本実施の形態において、後方射出サポート57はフレームfrに固定されるので、スクリュー12を後方射出サポート57に対して相対的に移動させる必要がある。したがって、本実施の形態においては、第1、第2の実施の形態と異なり、出力軸28とスプライン軸21とをスプライン係合させる必要があり、直接連結することはできない。

0060

前記後方射出サポート57の後端面(図6において右端面)S11における中央に、前記スプライン軸21の後端部分を包囲するように、計量用の駆動部としての計量用モータ24が取り付けられる。したがって、前記計量用モータ24を駆動することによって、中空の出力軸28を回転させると、該出力軸28の回転がスプライン軸21及びスクリュー12に伝達され、該スクリュー12の回転に伴って計量を行うことができる。

0061

ところで、スクリュー12は、スプライン軸21を介してベアリングb6によってプレッシャプレート59に対して回転自在に支持されているので、前記スクリュー12を前進(図6において左方向に移動)させて射出を行うに当たり、プレッシャプレート59を前進させる必要がある。そこで、スクリュー12より径方向外方に、複数の、本実施の形態においては、二つの運動方向変換ユニット61が配設される。

0062

該各運動方向変換ユニット61は、プレッシャプレート59の前端面(図6において左端面)S12に取り付けられた第1の変換要素としてのボールナット43、後方射出サポート57の前端面S13に取り付けられた第2の変換要素としてのボールナット44、前記プレッシャプレート59及び後方射出サポート57を貫通して延在させられた第3の変換要素としてのボールねじ軸45を備え、ボールナット43、44及びボールねじ軸45によってボールねじが構成される。本実施の形態においては、運動方向変換ユニット61としてボールねじを使用するようになっているが、該ボールねじに代えて台形ねじ、ローラねじ等を使用することもできる。

0063

前記ボールねじ軸45は、前方部分においてプレッシャプレート59を貫通して配設され、ボールナット43と螺合させられる第1のねじ部47、中央部分において後方射出サポート57を貫通して配設され、ボールナット44と螺合させられる第2のねじ部48、及び後方部分において後方射出サポート57より突出させて配設されたスプライン部49を備え、該スプライン部49の外周にスプライン51が形成される。この場合、第1、第2のねじ部47、48においてねじはいずれも同じ正方向に形成される。

0064

そして、第1のねじ部47及びボールナット43によって第1の運動方向変換部が、第2のねじ部48及びボールナット44によって第2の運動方向変換部が形成され、第1のねじ部47を構成するねじのリードをL21とし、第2のねじ部48を構成するねじのリードをL22としたとき、リードL21、L22は互いに異ならせられ、本実施の形態においては、リードL21はリードL22より大きくされる。

0065

また、前記後方射出サポート57の後端面S11における計量用モータ24より径方向外方に、複数の、本実施の形態においては、二つの射出用の駆動部としての射出用モータ31が、前記第2のねじ部48の一部及びスプライン部49を包囲して取り付けられる。したがって、前記各射出用モータ31を駆動することによって、出力軸38を回転させると、該出力軸38の回転がボールねじ軸45に伝達され、ボールねじ軸45の回転に伴って、第1、第2の運動方向変換部においてボールねじ軸45の回転運動がボールねじ軸45の回転直進運動及びボールナット43の直進運動に変換され、プレッシャプレート59が進退させられる。その結果、スクリュー12の前進に伴って射出を行ったり、後退に伴ってサックバックを行ったりすることができる。

0066

なお、前述されたように、プレッシャプレート59はタイバー58に沿って進退させられるようになっていて、該タイバー58は、計量用モータ24、射出用モータ31等を駆動したときに発生する反力によってプレッシャプレート59が回転するのを防止する回止めとなる。

0067

次に、前記構成の射出装置の動作について説明する。

0068

まず、計量工程時に、図示されない制御部の計量処理手段は、計量処理を行い、前記計量用モータ24を正方向に駆動する。このとき、出力軸28に発生させられた回転は、スプライン22、29によってスプライン軸21に伝達され、さらに、スクリュー12に伝達され、該スクリュー12を正方向に回転させる。

0069

これに伴って、樹脂がスクリューヘッドの前方に蓄えられ、スクリュー12は樹脂の圧力を受けて後退(図6において右方向に移動)させられる。なお、スクリュー12の後退に伴ってプレッシャプレート59、ボールナット43、ボールねじ軸45等も後退させられる。

0070

また、射出工程時に、前記制御部の射出処理手段は、射出処理を行い、前記各射出用モータ31を正方向に駆動する。このとき、出力軸38に発生させられた回転は、スプライン39、51によってボールねじ軸45に伝達され、該ボールねじ軸45が正方向に回転させられるとともに、ボールねじ軸45の回転運動がボールねじ軸45の回転直進運動及びボールナット43の直進運動に変換される。

0071

この場合、本実施の形態においては、前述されたように、リードL21がリードL22より大きくされる。したがって、射出用モータ31が正方向に駆動されたとき、ボールねじ軸45は、正方向に1回転するのに伴って、第1の運動方向変換部においてボールナット43及びプレッシャプレート59に対してリードL21分だけ前進させられ、第2の運動方向変換部においてボールナット44及びプレッシャプレート17に対してリードL22分だけ前進させられる。その結果、ボールねじ軸45が正方向に1回転するのに伴って、プレッシャプレート59は後方射出サポート57に対してリード差ΔL
ΔL=L21−L22
だけ前進させられ、スクリュー12も同様にリード差ΔLだけ前進させられることになる。

0072

そして、前記スクリュー12が前進させられるのに伴って、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂は、所定の射出力で射出ノズル13(図1)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。

0073

次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。なお、第3の実施の形態と同じ構成及び効果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。

0074

図9は本発明の第4の実施の形態における駆動装置の動作を示す第1の図、図10は本発明の第4の実施の形態における駆動装置の動作を示す第2の図である。

0075

この場合、第3の変換要素としてのボールねじ軸45上において、第1のねじ部47及び第1の変換要素としてのボールナット43によって第1の運動方向変換部が、第2のねじ部48及び第2の変換要素としてのボールナット44によって第2の運動方向変換部が形成され、第1の運動方向変換部のねじのリードをL31とし、第2の運動方向変換部のねじのリードをL32としたとき、リードL31、L32は互いに異ならせられ、本実施の形態においては、リードL31はリードL32より小さくされる。

0076

なお、第1、第2のねじ部47、48を構成するねじはいずれも同じ正方向に形成される。

0077

したがって、射出用の駆動部としての射出用モータ31が逆方向に駆動されたとき、ボールねじ軸45は、逆方向に1回転するのに伴って、第1の運動方向変換部においてボールナット43、並びに加圧部材及び第1の部材としてのプレッシャプレート59に対してリードL31分だけ後退(図において右方向に移動)させられ、第2の運動方向変換部においてボールナット44、並びに固定部材及び第2の部材としての後方射出サポート57に対してリードL32分だけ後退させられる。その結果、ボールねじ軸45が逆方向に1回転するのに伴って、後方射出サポート57はプレッシャプレート59に対してリード差ΔL
ΔL=L32−L31
だけ前進(図において左方向に移動)させられ、射出部材及び回転部材としてのスクリュー12(図6)も同様にリード差ΔLだけ前進させられることになる。

0078

この場合、ボールねじ軸45を後退させるのに伴ってスクリュー12、スプライン軸21、プレッシャプレート59等が前進させられるので、可動部の慣性を相殺することができる。したがって、駆動装置に発生する振動、衝撃等を抑制することができる。

0079

前記各実施の形態においては、ボールナット43、44が固定され、ボールねじ軸45が回転させられるようになっているが、ボールねじ軸45を固定し、ボールナット43、44を回転させるようにすることもできる。

0080

また、前記各実施の形態においては、第1、第2のねじ部47、48を構成するねじをいずれも同じ正方向に形成するようになっているが、第1の実施の形態において第2のねじ部48のねじを逆方向(左巻きの方向)に形成すると、ボールねじ軸45を1回転させるのに伴って、リードL1、L2を加えた値ΣL
ΣL=L1+L2
だけプレッシャプレート17を移動させることができ、第3の実施の形態においては第1のねじ部47のねじを、逆方向に形成すると、ボールねじ軸45を1回転させるのに伴って、リードL21、L22を加えた値ΣL
ΣL=L21+L22
だけプレッシャプレート59を移動させることができる。この場合、推力F1は小さくなるので、射出用モータ31の容量を小さくすることはできないが、スクリュー12を高速で移動させることができ、射出用モータ31の応答性を高くすることができる。また、本実施の形態における推力F1を、駆動部を複数配設したり、ボールねじ軸45上に複数の射出用モータを配設したりすることによって大きくすることもできる。

0081

各実施の形態においては、射出成形機における射出装置について説明しているが、本発明を型締装置エジェクタ装置可塑化移動装置等に適用することもできる。また、本発明を型締装置に適用した場合には、型締用の駆動部の中央側にエジェクタ用の駆動部、エジェクタ用の駆動力伝達機構等を配設することもできる。

発明を実施するための最良の形態

0082

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。

0083

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、第1、第2の部材と、前記第1の部材に取り付けられた第1の変換要素と、前記第2の部材に取り付けられた第2の変換要素と、回転自在に配設され、第1、第2のねじ部を備え、該第1、第2のねじ部においてそれぞれ前記第1、第2の変換要素と螺合させられて第1、第2の運動方向変換部を形成する第3の変換要素と、前記第2の部材に取り付けられ、駆動に伴って第3の変換要素を回転させる駆動部とを有する。

0084

そして、前記第1、第2のねじ部を構成する各ねじのリードが互いに異ならせられる。

0085

この場合、第1、第2のねじ部を構成する各ねじのリードが異ならせられるので、リード差を十分に小さくすることができる。したがって、推力を十分に大きくし、前記第1、第2の運動方向変換部を高負荷で作動させることができるだけでなく、駆動部の容量を小さくすることができる。

0086

また、前記推力を大きくするに当たり、リードを小さくする必要がないので、ボールの径を小さくする必要がない。したがって、駆動装置の耐久性を高くすることができる。

0087

さらに、第3の変換要素と駆動部とが軸方向において重なるので、第3の変換要素上に第1、第2の運動方向変換部を形成する必要があるにもかかわらず、駆動装置の軸方向の寸法を小さくすることができる。したがって、駆動装置を小型化することができる。

0088

また、スラスト方向の荷重を第1、第2の変換要素によって受けることができるので、第3の変換要素を回転自在に支持するためのスラストベアリングが不要になる。したがって、給脂を容易に行うことができる。

0089

本発明の他の駆動装置においては、さらに、前記第1のねじ部を構成するねじのリードは、第2のねじ部を構成するねじのリードより小さくされる。そして、前記駆動部は逆方向に駆動される。

発明の効果

0090

この場合、前記第1のねじ部を構成するねじのリードは、第2のねじ部を構成するねじのリードより小さくされるので、前記駆動部が逆方向に駆動されるのに伴って、第3の変換要素が後退させられるのに対して、第1、第2の変換要素等が前進させられる。

図面の簡単な説明

0091

したがって、可動部の慣性を相殺することができるので、駆動装置に発生する振動、衝撃等を抑制することができる。

図1
本発明の第1の実施の形態における駆動装置の概略図である。
図2
本発明の第1の実施の形態における駆動装置の動作を示す第1の図である。
図3
本発明の第1の実施の形態における駆動装置の動作を示す第2の図である。
図4
本発明の第2の実施の形態における駆動装置の動作を示す第1の図である。
図5
本発明の第2の実施の形態における駆動装置の動作を示す第2の図である。
図6
本発明の第3の実施の形態における駆動装置の概略図である。
図7
本発明の第3の実施の形態における駆動装置の動作を示す第1の図である。
図8
本発明の第3の実施の形態における駆動装置の動作を示す第2の図である。
図9
本発明の第4の実施の形態における駆動装置の動作を示す第1の図である。
図10
本発明の第4の実施の形態における駆動装置の動作を示す第2の図である。
【符号の説明】
12スクリュー
16前方射出サポート
17、59プレッシャプレート
19カップリング
24計量用モータ
31射出用モータ
43、44ボールナット
45ボールねじ軸
47、48 第1、第2のねじ部
57 後方射出サポート

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