(57)【要約】【課題】小容量の電動モータでも高トルクから高速回転性能まで幅広く満足させることができるとともに、自動変速を可能にする。【解決手段】電動モータ１の回転方向に応じて動力の伝達を切替えるワンウェイクラッチ９ａ、９ｂを入力軸７に支持される第１の歯車４ａ、第１’の歯車４ｂに互いに反対の回転方向でのみ入力軸７から回転力が伝達されるように内蔵し、第１の歯車４ａが係合する第２の歯車５に、第４の歯車８を介して第１’の歯車４ｂを係合して、電動モータ１の回転方向を切替えることにより各動力伝達歯車４ａ、４ｂ、５、５’、６、８の係合状態を切替え可能とするとともに、出力軸３の回転方向は切替えずに回転速度のみ切替えるように構成する。【選択図】　図１
2004050414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ（１）の回転が複数の動力伝達歯車（４ａ、４ｂ、５、５’、６、８）を介して可塑化スクリュに連結される出力軸（３）に伝達され、各動力伝達歯車（４ａ、４ｂ、５、５’、６、８）の係合状態を切替えることにより出力軸（３）の回転速度を切替える射出成形機の可塑化装置において、前記動力伝達歯車のうち、少なくとも１つは径の異なる複数の歯車からなる多段変速歯車（５、８）であり、
前記電動モータ（１）の回転方向に応じて動力の伝達を切替える動力伝達切替え手段により前記各動力伝達歯車（４ａ、４ｂ、５、５’、６、８）の係合状態を切替えて、出力軸（３）の回転方向は切替えずに回転速度のみ切替えるようにしたことを特徴とする射出成形機の可塑化装置。
【請求項２】
前記動力伝達歯車（４ａ、４ｂ、５、５’、６、８）は、電動モータ（１）に直結される第１の歯車（４ａ）、第１’の歯車（４ｂ）と、
出力軸（３）に直結される第３の歯車（６）と、
第１の歯車（４ａ）、第１’の歯車（４ｂ）の回転を第３の歯車（６）に伝達する第２の歯車（５）、第２’の歯車（５’）と、
動力伝達切替え手段の切替えにより第１’の歯車（４ｂ）及び第２の歯車（５）の小径部（５ａ）に係合可能な第４の歯車（８）とからなり、
第２の歯車（５）の大径部（５ｂ）は第１の歯車（４ａ）と係合し、第１の歯車（４ａ）の回転を第２の歯車（５）の大径部（５ｂ）に伝達し、同軸にある第２’の歯車（５’）から第３の歯車（６）に伝達可能とし、
第４の歯車（８）の大径部（８ｂ）は第１’の歯車（４ｂ）と係合し、第４の歯車（８）の小径部（８ａ）は第２の歯車（５）の小径部（５ａ）にそれぞれ係合し、第１’の歯車（４ｂ）の回転を第２の歯車（５）に伝達し、同軸にある第２’の歯車（５’）から第３の歯車（６）に伝達可能としたことを特徴とする請求項１記載の射出成形機の可塑化装置。
【請求項３】
前記動力伝達切替え手段は、前記第１の歯車（４ａ）、第１’の歯車（４ｂ）に装備され、互いに反対の回転方向でのみ第１の歯車（４ａ）、第１’の歯車（４ｂ）に動力伝達可能なワンウェイクラッチ（９ａ、９ｂ）等の動力伝達切替え装置であることを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形機の可塑化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータの回転を減速機を介してスクリュに減速伝動し、スクリュの回転可塑化等の駆動動作を行う射出成形機の可塑化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の射出成形機の可塑化装置では、図４に示されるように、可塑化回転駆動用の電動モータ１１が減速機１２の入力軸１７に連結されており、減速機１２の出力軸１３が図示していない可塑化用スクリュに連結されている。この減速機１２は、変速無しの減速機であり、入力軸１７に一体回転するように連結する第１の歯車１４ａと、第１の歯車１４ａに係合する第２の歯車１５ａと、第２の歯車１５ａと一体回転するように連結する第２’の歯車１５ｂと、第２’の歯車１５ｂに係合し、出力軸１３に一体回転するように連結する第３の歯車１６と、により構成されている。出力軸１３は、図示していない可塑化スクリュに回転力を伝達可能に連結される。
【０００３】
次に、動作について説明する。
電動モータ１１の回転により入力軸１７が回転すると、入力軸１７と一体に第１の歯車１４ａが回転する。第１の歯車１４ａの回転はこれと係合する第２の歯車１５ａに伝達され、第２の歯車１５ａと一体に第２’の歯車１５ｂが回転する。これにより、第２’の歯車１５ｂと係合する第３の歯車１６が回転し、第３の歯車１６と一体に出力軸１３が回転することにより、可塑化スクリュを回転させて図示していないシリンダ内の溶融樹脂の可塑化を行う。
【０００４】
図５及び図６に、従来の手動切替変速式の減速機１２を用いたものを示す。
減速機１２は、電動モータ１１の駆動により回転する入力軸１７に一体回転するように連結する歯数の異なる第１の歯車１４ａ及び第１’の歯車１４ｂと、第１の歯車１４ａに係合可能な第２の歯車１５ａと、第１’の歯車１４ｂに係合可能であるとともに第２の歯車１５ａとは歯数の異なる第２’の歯車１５ｂと、第２の歯車１５ａ及び第２’の歯車１５ｂと一体回転するように連結する第２”の歯車１５’と、第２”の歯車１５’に係合し、出力軸１３に一体回転するように連結する第３の歯車１６と、により構成されている。出力軸１３は、図示していない可塑化スクリュに回転力を伝達可能に連結される。
【０００５】
次に、動作について説明する。
図５に示される減速比大（低速・高トルク型）の場合、第１の歯車１４ａと第２の歯車１５ａとを係合するとともに第１’の歯車１４ｂと第２’の歯車１５ｂとの係合を解除するように手動で切替える。これにより、電動モータ１１が回転駆動して入力軸１７が回転すると、入力軸１７と一体に第１の歯車１４ａが回転し、第１の歯車１４ａと係合する第２の歯車１５ａが回転する。第２の歯車１５ａと一体に第２”の歯車１５’が回転するため、第２”の歯車１５’と係合する第３の歯車１６が回転する。第３の歯車１６と一体に出力軸１３が回転するため、可塑化スクリュが回転して図示していないシリンダ内の溶融樹脂の可塑化を行う。
【０００６】
次に、図６に示される減速比小（高速・低トルク型）の場合、第１’の歯車１４ｂと第２’の歯車１５ｂとを係合するとともに第１の歯車１４ａと第２の歯車１５ａとの係合を解除するように手動で切替える。これにより、電動モータ１１が回転駆動して入力軸１７が回転すると、入力軸１７と一体に第１’の歯車１４ｂが回転し、第１’の歯車１４ｂと係合する第２’の歯車１５ｂが回転する。第２’の歯車１５ｂと一体に第２”の歯車１５’が回転するため、第２”の歯車１５’と係合する第３の歯車１６が回転する。第３の歯車１６と一体に出力軸１３が回転するため、可塑化スクリュが回転して図示していないシリンダ内の溶融樹脂の可塑化を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の射出成形機の可塑化装置では以下のような課題を有する。すなわち、近年の装置の大型化に伴い、大きな駆動力が必要となるが、前者の変速無しの減速機の場合、駆動力及び回転速度ともに必要性能を満足させるためには、標準的な小容量の電動モータではなく、大きな駆動力を発生する大容量モータが必要となる。このため、入手性が悪く、コストが割高になるという課題がある。
【０００８】
また、後者の手動切替変速式の減速機の場合、減速機の中で歯車が移動する構造となるため、装置が大型化し、実用化が困難であるとともに、手動で切替えなければならないため、人手を要し、作業コストがかかるという課題がある。
本発明は、このような課題を解決するためのものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような従来の課題を解決するためのものであり、電動モータの回転方向を切替えることにより減速比を切替えることができる構造としたことにより、小容量の電動モータでも駆動力及び回転速度ともに必要性能を満足し、装置が小型であり、自動変速できる射出成形機の可塑化装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明のうちで請求項１記載の発明は、電動モータ（１）の回転が複数の動力伝達歯車（４ａ、４ｂ、５、５’、６、８）を介して可塑化スクリュに連結される出力軸（３）に伝達され、各動力伝達歯車（４ａ、４ｂ、５、５’、６、８）の係合状態を切替えることにより出力軸（３）の回転速度を切替える射出成形機の可塑化装置において、
前記動力伝達歯車のうち、少なくとも１つは径の異なる複数の歯車からなる多段変速歯車（５、８）であり、
前記電動モータ（１）の回転方向に応じて動力の伝達を切替える動力伝達切替え手段により前記各動力伝達歯車（４ａ、４ｂ、５、５’、６、８）の係合状態を切替えて、出力軸（３）の回転方向は切替えずに回転速度のみ切替えるようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のうちで請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記動力伝達歯車（４ａ、４ｂ、５、５’、６、８）は、電動モータ（１）に直結される第１の歯車（４ａ）、第１’の歯車（４ｂ）と、
出力軸（３）に直結される第３の歯車（６）と、
第１の歯車（４ａ）、第１’の歯車（４ｂ）の回転を第３の歯車（６）に伝達する第２の歯車（５）、第２’の歯車（５’）と、
動力伝達切替え手段の切替えにより第１’の歯車（４ｂ）及び第２の歯車（５）の小径部（５ａ）に係合可能な第４の歯車（８）とからなり、
第２の歯車（５）の大径部（５ｂ）は第１の歯車（４ａ）と係合し、第１の歯車（４ａ）の回転を第２の歯車（５）の大径部（５ｂ）に伝達し、同軸にある第２’の歯車（５’）から第３の歯車（６）に伝達可能とし、
第４の歯車（８）の大径部（８ｂ）は第１’の歯車（４ｂ）と係合し、第４の歯車（８）の小径部（８ａ）は第２の歯車（５）の小径部（５ａ）にそれぞれ係合し、第１’の歯車（４ｂ）の回転を第２の歯車（５）に伝達し、同軸にある第２’の歯車（５’）から第３の歯車（６）に伝達可能としたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のうちで請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記動力伝達切替え手段は、前記第１の歯車（４ａ）、第１’の歯車（４ｂ）に装備され、互いに反対の回転方向でのみ第１の歯車（４ａ）、第１’の歯車（４ｂ）に動力伝達可能なワンウェイクラッチ（９ａ、９ｂ）等の動力伝達切替え装置であることを特徴とするものである。
なお、上記かっこ内の符号は、後述する実施の形態の対応する部材を示す。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施の形態による射出成形機の可塑化装置の減速機２部分の構成図を示す。
【００１４】
電動モータ１には、これの駆動により回転する入力軸７が連結しており、入力軸７は、２つの第１の歯車４ａ、第１’の歯車４ｂ（動力伝達歯車）を一体回転可能に支持している。
また、第１の歯車４ａ、第１’の歯車４ｂにはそれぞれワンウエイクラッチ９ａ、９ｂ（動力伝達切替え手段）が内蔵されており、入力軸７が正回転の時は、ワンウエイクラッチ９ａは回転力を伝達しないクラッチが切れた状態になり第１の歯車４ａは自由回転し、一方、ワンウエイクラッチ９ｂは回転力を伝達するクラッチが結合した状態になり第１’の歯車４ｂは入力軸７と連結する。
入力軸７が逆回転の時は、ワンウエイクラッチ９ａは回転力を伝達するクラッチが結合した状態になり第１の歯車４ａは入力軸７と連結し、一方、ワンウエイクラッチ９ｂは回転力を伝達しないクラッチが切れた状態になり第１’の歯車４ｂは自由回転の状態になる。
【００１５】
第１の歯車４ａは、２段変速歯車である第２の歯車５の大径部５ｂに噛合し、第２の歯車５は中間軸１０を介して一体回転する第２’の歯車５’に連結している。第２’の歯車５’は第３の歯車６に噛合し、第３の歯車６は一体回転する出力軸３に連結している。出力軸３は図示していない可塑化スクリュに回転力を伝達するように連結されている。
一方、第１’の歯車４ｂは、２段変速歯車である第４の歯車８の大径部８ｂに噛合し、更に、第４の歯車８の小径部８ａは第２の歯車５の小径部５ａと噛合している。第２の歯車５の小径部５ａの回転力は第２の歯車５を回転させ中間軸１０を介して一体回転する第２’の歯車５’に回転力を伝達する。
【００１６】
次に、本実施の形態の動作について説明する。
図２に示す減速比の大きい低速・高トルクの場合、電動モータ１を正回転に駆動して入力軸７を正回転させる。これにより、ワンウェイクラッチ９ａは切れた状態で、第１の歯車４ａは自由回転し回転力は伝達しない。第１’の歯車４ｂのワンウェイクラッチ９ｂは結合状態になり回転力を伝達して第１’の歯車４ｂは入力軸７と一体に正回転する。続いて第１’の歯車４ｂに噛合する第４の歯車８の大径部８ｂを逆回転させ、小径部８ａに回転力を伝達する。更に、第４の歯車８の小径部８ａに噛合する第２の歯車５の小径部５ａを正回転させ、第２の歯車５の回転力を第２’の歯車５’に伝達する。
【００１７】
第２の歯車５の大径部５ｂは第１の歯車４ａと噛合していて、第１の歯車４ａを逆回転させるが、入力軸７は正回転であるので、ワンウエイクラッチ９ａは回転力を伝達しない切れた状態となっており、第１の歯車４ａの回転力を入力軸７に伝達することはない。
第２’の歯車５’の正回転力は第３の歯車６に逆回転力を伝達し、出力軸３を逆回転させる。
第１’の歯車４ｂと第４の歯車８の大径部８ｂとの間の噛合、第４の歯車８の小径部８ａと第２の歯車５の小径部５ａとの間の噛合、及び第２’の歯車５’と第３の歯車６との間の噛合での３段の減速により、減速比の大きい高トルクの回転力の伝達が可能になる。
【００１８】
図３に示す減速比の小さい高速・低トルクの場合、電動モータ１を逆回転に駆動して入力軸７を逆回転させる。これにより、ワンウェイクラッチ９ｂは切れた状態で、第１’の歯車４ｂは自由回転し回転力は伝達しない。第１の歯車４ａのワンウェイクラッチ９ａは結合状態になり回転力を伝達して第１の歯車４ａは入力軸７と一体に逆回転する。続いて第１の歯車４ａに噛合する第２の歯車５の大径部５ｂを正回転させ、小径部５ａにも回転力を伝達する。第２の歯車５の正回転力は、中間軸１０を介して第２’の歯車５’を正回転させる。
【００１９】
第２の歯車５の小径部５ａに伝達された正回転力は、第２の歯車５の小径部５ａと噛合する第４の歯車８の小径部８ａを逆回転させ、大径部８ｂにも逆回転力を伝達する。これは更に第４の歯車８の大径部８ｂと噛合する第１’の歯車４ｂを正回転させるが、入力軸７は逆回転であるので、ワンウエイクラッチ９ｂは回転力を伝達しない切れた状態となっており、第１’の歯車４ｂの回転力を入力軸７に伝達することはない。
第２’の歯車５’の正回転力は第３の歯車６に逆回転力を伝達し、出力軸３を逆回転させる。
第１の歯車４ａと第２の歯車５の大径部５ｂとの間の噛合、及び第２’の歯車５’と第３の歯車６との間の噛合での２段の減速により、減速比の小さい高速の回転力の伝達が可能になる。
上記の何れの場合でも、電動モータ１の回転方向により入力軸７を正・逆回転させても、出力軸３の回転方向は逆回転で変わらない。
本実施の形態では、入力、中間、出力軸による２、３段の減速切替えとしたが、これに限定されるものではない。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１記載の発明は、電動モータの回転方向に応じて動力伝達切替え手段によって各動力伝達歯車の係合状態を切替えることができるため、従来のように手動で減速比を切替える必要がなく、自動で容易に変速が可能となる。また、これにより、可塑化装置を高速回転型から高トルク型まで幅広く仕様設定することができる。
【００２１】
また、電動モータの回転方向に応じて減速比が変更可能となるため、小容量の標準電動モータの使用が可能となり、安価に要求を満足する仕様を構成することが可能となる。
【００２２】
また、本発明のうちで請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、第１’の歯車と第２の歯車との間に第４の歯車を介したことにより、電動モータの回転方向を切替えても出力軸の回転方向は変わらず、回転速度のみ切替え可能となる。
【００２３】
また、本発明のうちで請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、電動モータの回転方向を切替えるだけでワンウェイクラッチ等の動力伝達切替え装置の作用により動力が伝達される第１の歯車と第１’の歯車を切替え、動力伝達歯車の係合状態を切替え可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態による可塑化装置の減速機部分の構成を示す正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図２】（ａ）は実施の形態の減速比大の場合の動力伝達歯車の係合状態を示す正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図３】（ａ）は実施の形態の減速比小の場合の動力伝達歯車の係合状態を示す正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図４】（ａ）は従来技術による可塑化装置の減速機部分の構成を示す正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図５】（ａ）は別の従来技術の減速比大の場合の動力伝達歯車の係合状態を示す正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図６】（ａ）は別の従来技術の減速比小の場合の動力伝達歯車の係合状態を示す正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１　電動モータ
２　減速機
３　出力軸
４ａ　第１の歯車（動力伝達歯車）
４ｂ　第１’の歯車（動力伝達歯車）
５　第２の歯車（動力伝達歯車）
５ａ　第２の歯車の小径部
５ｂ　第２の歯車の大径部
５’　第２’の歯車（動力伝達歯車）
６　第３の歯車（動力伝達歯車）
７　入力軸
８　第４の歯車（動力伝達歯車）
８ａ　第４の歯車の小径部
８ｂ　第４の歯車の大径部
９ａ、９ｂ　ワンウェイクラッチ（動力伝達切替え手段）
１０　中間軸
【図１】
2004050414.tif 000003
【図２】
2004050414.tif 000004
【図３】
2004050414.tif 000005
【図４】
2004050414.tif 000006
【図５】
2004050414.tif 000007
【図６】
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