(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機台上の設置部材の前後に設けた一対の支持用のプレートと、その前後プレートにわたり回転自在に並設した左右一対のボールねじ軸と、一対のボールナット部材を左右に内設して備え、そのボールナット部材を上記ボールねじ軸と螺合して、前後プレート間に設けたスクリュー駆動体と、上記ボールねじ軸とボールナット部材とによる駆動手段と、後プレート側に設けた駆動手段の電動モータとからなる電動式射出機構において、
上記スクリュー駆動体と設置部材との間に、該スクリュー駆動体の芯合わせ部材を兼ねるスライダーを設けて、スクリュー駆動体を設置部材上に摺動自在に設置し、
上記ボールねじ軸のボールねじ部と前プレートの軸承部との間の軸部に、該軸部を部分的にボールねじ溝の谷径よりも小径に形成して、底面が平らな凹曲面の環状の応力緩和溝を設けてなることを特徴とする電動式射出機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スクリューの前進駆動を電動モータにより行う電動式射出機構に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
サーボモータ等の電動モータを駆動源とし、その電動モーターによる回転運動をボールねじ軸とボールナット部材により直線運動に変換して、スクリューを前進駆動する電動式射出機構には、単一のボールねじ軸を採用したものと、複数のボールねじ軸を採用したものとがある。
【０００３】
そのいずれの形式も、ガイドバーに挿通したり、設置部材上に摺動自在に載置するなどして、機台上の前後一対の支持用のプレート間に、スクリューを前進移動する駆動体を設けており、そのスクリュー駆動体に内設したボールナット部材に、電動モータにより回転するボールねじ軸を螺合していることから、ボールねじ軸の取付誤差や機構の剛性不足などによって、ボールねじ軸とボールナット部材の軸線が相対的にずれて、ラジアル力やモーメントが発生し易い。
【０００４】
単一のボールねじ軸を採用した電動式射出機構では、ボールねじ軸の固定個所が後プレートに軸承した後端部のみで、ボールナット部材との螺合部位に融通性があるとのことから、軸線の相対的なずれによるラジアル力やモーメントの発生によるこじり力は生じにくいと云われている。
しかし実際には、スクリュー駆動体をガイドバーに挿通支持していることと、スクリュー駆動体の後部中央に内設したボールナット部材に、後部支持プレートの回転自在なボールねじ軸を螺合し、そのボールねじ軸を電動モータにより回転して、スクリュー駆動体をスクリュと共に前進駆動していることから、ボールねじ軸とボールナット部材の軸線の相対的なずれによる上記こじり力が生ずる。
【０００５】
さらに、複数のボールねじ軸とボールナット部材とを採用した電動射出機構では、ガイドバーと平行に一対のボールねじ軸を回転自在に設け、そのボールねじ軸にスクリュー駆動体の左右に貫設したボールナット部材を螺合していることから、ボールねじ軸の前後端部が前後プレートに固定された状態となり、またスクリュー駆動体はガイドバーとボールねじ軸の両方に挿通支持された状態にあるので、単一の場合よりもラジアル力やモーメントに対する融通性に欠け、ガイドバーとボールねじ軸との平行度が僅かでも損なわれると、螺合部位に過大なこじり力が生じて、ボールねじに早期摩耗や剥離等の現象が生じ易い。
またボールねじ軸にも曲がりが生じて、ベアリングによるボールねじ軸の軸承が斜めに行われるようになり、これにより軸受部材が早期に劣化するという課題をも有する。
【０００６】
さらにまた、前後プレートをガイドバーにより連結した電動射出機構では、稼働時の前進・後退動作の際に、前プレートとガイドバーとに撓みが生じて機構が変形することがあり、これによりボールねじ軸が前後の支点間で２次曲線状に曲がって、ボールナット部材内のボールとボールねじ溝における負荷分布が不均衡となり、また傾が生じてボールねじ軸と軸承部及びボールナット部材との螺合部位などに過大なこじり力が発生し、その際の集中応力によりボールねじ軸が異常に摩耗或いは劣化し、さらには折損することもある。
【０００７】
この発明は、電動式射出機構が採用の上記駆動手段のボールねじ軸における上記課題を解決するために考えられたものであって、その目的は、ボールねじ軸に環状溝による応力緩和手段を設けることによって、過大なこじり力の発生を低減することができる新たな電動式射出機構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、機台上の設置部材の前後に設けた一対の支持用のプレートと、その前後プレートにわたり回転自在に並設した左右一対のボールねじ軸と、一対のボールナット部材を左右に内設して備え、そのボールナット部材を上記ボールねじ軸と螺合して、前後プレート間に設けたスクリュー駆動体と、上記ボールねじ軸とボールナット部材とによる駆動手段と、後プレート側に設けた駆動手段の電動モータとからなる電動式射出機構において、上記スクリュー駆動体と設置部材との間に、該スクリュー駆動体の芯合わせ部材を兼ねるスライダーを設けて、スクリュー駆動体を設置部材上に摺動自在に設置し、上記ボールねじ軸のボールねじ部と前プレートの軸承部との間の軸部に、該軸部を部分的にボールねじ溝の谷径よりも小径に形成して、底面が平らな凹曲面の環状の応力緩和溝を設けてなる、というものである。
【０００９】
上記構成では、ボールねじ軸の軸部周囲に設けた環状の応力緩和溝によって、ラジアル力やモーメントの発生による過大なこじり力、または射出機構の前進・後退動作時の撓みにより生じがちな過大なこじり力が低減し、ボールねじ部とボールナット部材との螺合部位における過剰負荷が解消されることから、ボールねじ軸の異常な摩耗や劣化、さらには折損などが防止され、長期間の使用においてもスクリュー駆動体の前進・後退動作が円滑に維持されて、ボールねじ部及びボールナット部材の使用寿命も長くなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図中１，２は前後一対の支持用のプレートで、四隅部をタイバー１３，１３により連結して、図２に示すように、機台１４の基盤１５の上面に敷設した設置盤１６の前後に、下端両側を載置固定して機台１４上に設けてある。
【００１１】
４，４は左右一対のボールねじ軸で、前後プレート１，２の両側中央部にタイバー１３，１３と平行に回転自在に軸承してある。
５，５は各ボールねじ軸４，４の後端部に連結したサーボモータによる電動モータで、後プレート２の外側面に取付けてある。
【００１２】
前後プレート１，２の間には、スクリュー駆動体６が、タイバー１３，１３に挿通せずに、設置盤１６の上面に両側を摺動自在に載置して設けてあり、そのスクリュー駆動体６の左右両側の中央内に、ボールねじ軸４と螺合して、ボールねじ軸上をスクリュー駆動体６と共に移動する一対のボールナット部材７，７が内設してある。
【００１３】
このスクリュー駆動体６の下部両側の前後と、上記設置盤１６との間には、スクリュー駆動体６の芯合わせ部材を兼ねるスライダー１７が設けてある。このスライダー１７は、当接面を互いに傾斜面に形成して交互に重合した一対の楔状の部材からなり、その両方は相対的に可動自在に側部の調整ねじ１８により連結してある。
【００１４】
またスクリュー駆動体６の中央部には、前プレート１の前面中央に取付けた射出加熱筒８内のスクリューの後部９が連結してある。このスクリュー後部９は、図では省略したが、スクリュー駆動体６の内部に回転自在に設けられて、上記後プレート２の中央部に回転支持したボールスプライン軸と嵌合したカップリング１０の先端に連結され、そのカップリング１０を介してボールスプライン軸により、スクリューが回転して材料の計量が行えるようにしてある。
【００１５】
上記ボールねじ軸４は、上記スクリュー駆動体６のボールナット部材７と螺合したボールねじ部４１と、前プレート１のボールベアリングによる軸受部材１１に軸承した所要長さの軸部４２と、後プレート２に回転自在に軸承した後端の支軸部４３とからなり、その軸部４２の前プレート１とボールねじ部４１との間の部位に環状の応力緩和溝１２が設けてある。
【００１６】
このボールねじ軸４の応力緩和溝１２は、図５に示すように、ボールねじ部４１の外径Ｄと同径の軸部４２に、溝部軸径Ｍをボールねじ溝４４の谷径ｄよりも小径に形成して設けられ、その底面は平で全体的に凹曲面をなすように形成してある。また底面両側の曲率Ｒとコーナーの曲率ｒの寸法は、応力集中が生じないように許される限り曲率半径できるだけ大きく設定してある。なお、図中Ｌは応力緩和溝１２の横幅である。
【００１７】
この発明によれば、ボールねじ軸４の軸部周囲に設けた環状の応力緩和溝１２によって、ボールねじ軸４とボールナット部材７の軸線が相対的なずれや撓みなどが生じ難く、またボールねじ部４１とボールナット部材７との螺合部位における過剰負荷も解消されるなどのことから、ボールねじ軸４の異常な摩耗や劣化、折損等が防止され、スクリュー駆動体６の進退動作も円滑に維持されて、ボールねじ部４１及びボールナット部材７の使用寿命も長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る電動式射出機構の一部を断面で示す平面図である。
【図２】  同上の駆動モータを省略した側面図である。
【図３】  同上のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】  ボールねじ軸の要部縦断部分図である。
【符号の説明】
１    前プレート
２    後プレート
４    ボールねじ軸
４１  ボールねじ部
４２  軸部
４３  支軸
５    電動モータ
６    スクリュー駆動体
７    ボールナット部材
１１  軸受部材
１２  応力緩和溝
１３  タイバー
１４  機台
１５  基盤
１６  設置盤
１７  スライダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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