(57)【要約】【課題】潤滑剤の早期劣化や騒音レベルの上昇などを招いたりすることなく溶融樹脂の射出速度を高速化することのできる溶融樹脂射出装置用ボールねじ装置を提供する。【解決手段】溶融樹脂射出装置の固定プレート３に固定された第１のナット２１と、固定プレート３に対して前後方向に移動可能な可動プレート４に固定された第２のナット２２と、第１のナット２１の内周面に形成されたナット側螺旋溝と多数のボールを介して螺合する第１のねじ軸側螺旋溝２４と第２のナット２２の内周面に形成されたナット側螺旋溝と多数のボールを介して螺合する第２のねじ軸側螺旋溝２５とを有し且つ駆動モータ１０により回転駆動されるねじ軸２３とを備えた溶融樹脂射出装置用ボールねじ装置において、第１のねじ軸側螺旋溝２４及び第２のねじ軸側螺旋溝２５を螺旋方向が互いに逆方向の螺旋溝とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機の加熱筒先端から溶融樹脂を射出する溶融樹脂射出装置の固定プレートに固定された第１のナットと、前記固定プレートに対して前後方向に移動可能な可動プレートに固定された第２のナットと、前記第１のナットの内周面に形成されたナット側螺旋溝と多数のボールを介して螺合する第１のねじ軸側螺旋溝と前記第２のナットの内周面に形成されたナット側螺旋溝と多数のボールを介して螺合する第２のねじ軸側螺旋溝とを有し且つ前記溶融樹脂射出装置の駆動モータにより回転駆動されるねじ軸とを具備してなる溶融樹脂射出装置用ボールねじ装置であって、前記第１のねじ軸側螺旋溝及び前記第２のねじ軸側螺旋溝を螺旋方向が互いに逆方向の螺旋溝としたことを特徴とする溶融樹脂射出装置用ボールねじ装置。
【請求項２】
請求項１記載の溶融樹脂射出装置用ボールねじ装置において、前記第１のねじ軸側螺旋溝及び前記第２のねじ軸側螺旋溝のリード角を６度以下に設定するとともに、ボールの直径に対するリード比が０．７５以上となるように前記第１のねじ軸側螺旋溝及び前記第２のねじ軸側螺旋溝を前記ねじ軸の外周面に形成したことを特徴とする溶融樹脂射出装置用ボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機の加熱筒先端から溶融樹脂を射出する溶融樹脂射出装置に用いられるボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機の加熱筒先端から溶融樹脂を射出する電動式の溶融樹脂射出装置として、たとえば、図４に示されるものが知られている（特許文献１参照）。同図に示される溶融樹脂射出装置は溶融樹脂を加熱する加熱筒１と、この加熱筒１の後端部を水平に支持する加熱筒支持プレート２と、この加熱筒支持プレート２の後方に設けられた固定プレート３と、この固定プレート３と加熱筒支持プレート２との間に設けられた可動プレート４とを備えており、可動プレート４の中央部には、加熱筒１の先端から溶融樹脂を押し出す射出軸５の後端部がベアリングを介して回転自在に支持されている。
【０００３】
可動プレート４は、加熱筒支持プレート２と固定プレート３との間に架設された一対のガイドロッド６，６により前後方向に移動可能に支持されている。また、可動プレート４は一対のボールねじ装置７，７により前後方向に送り駆動されるようになっており、可動プレート４には、ボールねじ７，７のナット７１が固定されている。
ボールねじ７，７のねじ軸７２はそれぞれベアリングを介して加熱筒支持プレート２及び固定プレート３に支持されており、固定プレート３には、タイミングギヤ８ａ，８ｂ，８ｃ及びタイミングベルト９を介してボールねじ７のねじ軸７２を回転駆動する駆動モータ１０が固設されている。
【０００４】
このような電動式の溶融樹脂射出装置は、駆動モータ１０の回転トルクによってボールねじ７のねじ軸７２が所定方向に回転すると、ボールねじ７のナット７１が可動プレート４と共に図中左方に移動し、可動プレート４に支持された射出軸５が加熱筒１内に押し込まれることによって加熱筒１の先端から溶融樹脂が射出される。したがって、より肉厚の薄い樹脂成形品を得るためには、加熱筒１の先端から溶融樹脂を高速で射出する必要があり、溶融樹脂を高速で射出するためには、ボールねじ７のねじ軸７２を回転駆動する駆動モータ１０の回転速度をボールねじ７の使用限界速度付近まで上げる必要がある。
【特許文献１】特開２０００−５２３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、駆動モータ１０の回転速度をボールねじ７の使用限界速度付近まで上げると、ボールねじ７に摩擦熱が発生し、グリースなどの潤滑剤が比較的早期に劣化したり、騒音レベルが上昇したりするなどの問題があった。
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、潤滑剤の早期劣化や騒音レベルの上昇などを招いたりすることなく溶融樹脂の射出速度を高速化することのできる溶融樹脂射出装置用ボールねじ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、射出成形機の加熱筒先端から溶融樹脂を射出する溶融樹脂射出装置の固定プレートに固定された第１のナットと、前記固定プレートに対して前後方向に移動可能な可動プレートに固定された第２のナットと、前記第１のナットの内周面に形成されたナット側螺旋溝と多数のボールを介して螺合する第１のねじ軸側螺旋溝と前記第２のナットの内周面に形成されたナット側螺旋溝と多数のボールを介して螺合する第２のねじ軸側螺旋溝とを有し且つ前記溶融樹脂射出装置の駆動モータにより回転駆動されるねじ軸とを具備してなる溶融樹脂射出装置用ボールねじ装置であって、前記第１のねじ軸側螺旋溝及び前記第２のねじ軸側螺旋溝を螺旋方向が互いに逆方向の螺旋溝としたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載の溶融樹脂射出装置用ボールねじ装置において、前記第１のねじ軸側螺旋溝及び前記第２のねじ軸側螺旋溝のリード角を６度以下に設定するとともに、ボールの直径に対するリード比が０．７５以上となるように前記第１のねじ軸側螺旋溝及び前記第２のねじ軸側螺旋溝を前記ねじ軸の外周面に形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明に係る溶融樹脂射出装置用ボールねじ装置によれば、ナットが１つの場合と比較して可動プレートを前後方向に高速で動かすことができ、駆動モータの回転速度をボールねじ装置の使用限界速度付近まで上げる必要がないので、潤滑剤の早期劣化や騒音レベルの上昇などを招いたりすることなく溶融樹脂の射出速度を高めることができる。
請求項２の発明に係る溶融樹脂射出装置用ボールねじ装置によれば、上述した効果に加え、ボールねじ装置の定格荷重を高定格荷重に保つことができる。
【０００９】
従来においては、ねじ軸を支持するベアリングの寿命をボールねじと合わせようとすると、径が大きくなり、装置を大きくさせていたが、本発明では、この軸受が直接荷重を受けないことにより、コンパクトで済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の第１の実施形態に係るボールねじ装置を図１に示す。同図に示されるボールねじ装置は第１のナット２１及び第２のナット２２を備えており、これらのうち第１のナット２１は溶融樹脂射出装置の固定プレート３に固定され、第２のナット２２は溶融樹脂射出装置の可動プレート４に固定されている。
【００１１】
また、図１に示されるボールねじ装置は、溶融樹脂射出装置の駆動モータ１０により回転駆動されるねじ軸２３を備えている。このねじ軸２３は固定プレート３及び可動プレート４に対して軸方向に移動可能となっており、ねじ軸２３の外周面には、第１のナット２１の内周面に形成されたナット側螺旋溝と多数のボールを介して螺合する第１のねじ軸側螺旋溝２４が形成されているとともに、第２のナット２２の内周面に形成されたナット側螺旋溝と多数のボールを介して螺合する第２のねじ軸側螺旋溝２５が形成されている。
【００１２】
第１のねじ軸側螺旋溝２４及び第２のねじ軸側螺旋溝２５は、リード角を６度以下に設定してねじ軸２３の外周面に形成されている。また、第１のねじ軸側螺旋溝２４及び第２のねじ軸側螺旋溝２５は、ボールの直径に対するリード比が０．７５以上となるようにねじ軸２３の外周面に形成されている。さらに、第１のねじ軸側螺旋溝２４及び第２のねじ軸側螺旋溝２５は、その螺旋方向が互いに逆方向となっている。なお、駆動モータ１０はねじ軸２３の軸方向にスライド可能に設けられたスライド台２６に固定され、スライド台２６には、ねじ軸２３を回転自在に支持するベアリング２７が設けられている。
【００１３】
このような構成において、駆動モータ１０を所定方向に回転させると、ねじ軸２３が第１のナット２１に対して回転しながら図中左方に直線運動する。このとき、第２のナット２２はねじ軸２３の回転運動に伴って直線運動し、図２に示すように、実線で示す位置から二点鎖線で示す位置に変位する。これにより、可動プレート４がねじ軸２３の移動速度ｖ１と第２のナット２２のねじ軸２３に対する移動速度ｖ２とを足し合わせた速度で図中左方に移動し、ナットが１つの場合と比較して可動プレート４を前後方向に高速で動かすことができる。したがって、駆動モータ１０の回転速度をボールねじ装置の使用限界速度付近まで上げる必要がないので、潤滑剤の早期劣化や騒音レベルの上昇などを招いたりすることなく溶融樹脂の射出速度を高めることができる。
【００１４】
なお、図１及び図２では、１本のねじ軸に螺旋溝２４と２５を形成しているが、螺旋溝２４と２５の中間で分かれる２本のねじ軸とし、回転方向及び軸方向の力を伝達するフランジ等で接続してもよい。
また、上述した第１の実施形態では第１のねじ軸側螺旋溝２４及び第２のねじ軸側螺旋溝２５のリード角を６度以下に設定するとともに、ボールの直径に対するリード比が０．７５以上となるように第１のねじ軸側螺旋溝２４及び第２のねじ軸側螺旋溝２５をねじ軸２３の外周面に形成したことで、ボールねじ装置の定格荷重を高定格荷重に保つことができる。すなわち、溶融樹脂の射出速度を単に高速化するのであれば、ボールねじ螺旋溝のリードを大きくする方法もあるが、射出成形機は過酷な使用状況であり、高定格荷重は絶対条件である。定格荷重を確保するためには、ナットを長くしてボール数を増大させ、また、ナット側螺旋溝Ｒの最適化、荷重負荷時にボールが螺旋溝を乗り上げないようにナット側螺旋溝を深溝にするなどの対策が必要である。しかし、ナット側螺旋溝は、図３に示すように、砥石で研削加工されるため、ナット側螺旋溝のリードが大きくなると、砥石の傾き角が大きくなるため、ナット長の増大、溝Ｒの最適化、螺旋溝の深溝化などを実施できなくなる。螺旋溝に砥石を平行に当てられないことを前提に砥石を形成して、擬似的に螺旋溝を研削することもあるが、深い溝全域で正確な溝形状を出すことは難しい。したがって、従来では、螺旋溝のリード角が５度程度のものが多かった。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る溶融樹脂射出装置用ボールねじ装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す溶融樹脂射出装置用ボールねじ装置の作用を説明するための説明図である。
【図３】ナット側螺旋溝のリード角を説明するための説明図である。
【図４】溶融樹脂射出装置に使用される従来のボールねじを説明するための図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  加熱筒
２  加熱筒支持プレート
３  固定プレート
４  可動プレート
５  射出軸
６  ガイドロッド
１０  駆動モータ
２１  第１のナット
２２  第２のナット
２３  ねじ軸
２４  第１のねじ軸側螺旋溝
２５  第２のねじ軸側螺旋溝
２６  スライド台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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