(57)【要約】【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。【選択図】          図１
2004263817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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を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を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。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２１０１９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【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】
【課題を解決するための手段】
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。
【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】
【発明の実施の形態】
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が螺旋状に形成され、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を支持する中空の出力軸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のキャビティ空間に充填（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、成形品の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。
【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】
【発明の効果】
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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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
【図１】
2004263817.tif 000003
【図２】
2004263817.tif 000004
【図３】
2004263817.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004263817.tif 000007
【図６】
2004263817.tif 000008
【図７】
2004263817.tif 000009
【図８】
2004263817.tif 000010
【図９】
2004263817.tif 000011
【図１０】
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