(57)【要約】【課題】進退部材の位置を保持するために駆動部に電流を供給し続ける必要がなく、射出成形機の消費電力を小さくすることができるようにする。【解決手段】射出装置、可塑化移動装置、型締装置等の駆動部を駆動することによって回転が発生させられ、それに伴って回転又は進退させられる進退部材と、駆動部と進退部材との間に配設され、駆動部を駆動するのに伴って発生させられた回転の入力を許容し、進退部材に伝達される反力によって発生させられた回転の入力を阻止する一方向回転入力機構とを有する。進退部材の位置を保持するために、駆動部を駆動状態に置く必要がなくなる。【選択図】　　　　　図１
2004090283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）射出部材を駆動する射出装置の駆動部と、
（ｂ）射出装置を進退させる可塑化移動装置の駆動部と、
（ｃ）金型装置を駆動する型締装置の駆動部と、
（ｄ）前記射出装置の駆動部を駆動することによって回転が発生させられ、それに伴って回転又は進退させられる射出装置の進退部材と、
（ｅ）前記可塑化移動装置の駆動部を駆動することによって回転が発生させられ、それに伴って進退させられる可塑化移動装置の進退部材と、
（ｆ）前記型締装置の駆動部を駆動することによって回転が発生させられ、それに伴って進退させられる型締装置の進退部材と、
（ｇ）前記射出部材、可塑化移動装置及び型締装置のうちの少なくとも一つにおいて、駆動部と進退部材との間に配設され、駆動部を駆動するのに伴って発生させられた回転の入力を許容し、前記進退部材に伝達される反力によって発生させられた回転の入力を阻止する一方向回転入力機構とを有することを特徴とする射出成形機の駆動装置。
【請求項２】
（ａ）前記射出装置は、加熱シリンダ内に回転自在に、かつ、進退自在に配設され、前記進退部材を構成するスクリュー、該スクリューを回転させ、前記駆動部を構成する計量用モータ、及び該計量用モータの回転を前記スクリューに伝達する回転伝達機構を備え、
（ｂ）前記一方向回転入力機構は、前記スクリューと前記回転伝達機構との間、又は前記計量用モータと前記回転伝達機構との間に配設される請求項１に記載の射出成形機の駆動装置。
【請求項３】
前記計量用モータは射出工程時に駆動が停止させられる請求項２に記載の射出成形機の駆動装置。
【請求項４】
（ａ）前記射出装置は、加熱シリンダ内に回転自在に、かつ、進退自在に配設され、前記進退部材を構成するスクリュー、該スクリューを進退させ、前記駆動部を構成する射出用モータ、及び該射出用モータの回転の回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部を備え、
（ｂ）前記一方向回転入力機構は、前記射出用モータと前記運動方向変換部との間に配設される請求項１に記載の射出成形機の駆動装置。
【請求項５】
（ａ）前記射出用モータと前記運動方向変換部との間に、前記射出用モータの回転を前記運動方向変換部に伝達する回転伝達機構を有するとともに、
（ｂ）前記一方向回転入力機構は、前記運動方向変換部と前記回転伝達機構との間、又は前記射出用モータと前記回転伝達機構との間に配設される請求項４に記載の射出成形機の駆動装置。
【請求項６】
前記射出用モータは保圧工程時に駆動が停止させられる請求項４又は５に記載の射出成形機の駆動装置。
【請求項７】
（ａ）前記型締装置は、固定プラテン、該固定プラテンに対し進退自在に配設され、前記進退部材を構成する可動プラテン、該可動プラテンを進退させ、前記駆動部を構成する型締用モータ、及び該型締用モータの回転の回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部を備えるとともに、
（ｂ）前記一方向回転入力機構は、前記型締用モータと前記運動方向変換部との間に配設される請求項１に記載の射出成形機の駆動装置。
【請求項８】
（ａ）前記型締用モータと前記運動方向変換部との間に、前記型締用モータの回転を前記運動方向変換部に伝達する回転伝達機構を有するとともに、
（ｂ）前記一方向回転入力機構は、前記運動方向変換部と前記回転伝達機構との間、又は前記型締用モータと前記回転伝達機構との間に配設される請求項７に記載の射出成形機の駆動装置。
【請求項９】
前記型締用モータは型締工程時の型締めを保持する際に駆動が停止させられる請求項７又は請求項８に記載の射出成形機の駆動装置。
【請求項１０】
（ａ）前記型締装置のプラテンに、金型、該金型内にキャビティ空間に臨ませて配設され、前記進退部材を構成する可動子、該可動子を進退させ、前記駆動部を構成する圧縮用モータ、及び該圧縮用モータの回転の回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部が配設され、
（ｂ）前記一方向回転入力機構は、前記圧縮用モータと前記運動方向変換部との間に配設される請求項１に記載の射出成形機の駆動装置。
【請求項１１】
（ａ）前記圧縮用モータと前記運動方向変換部との間に、前記圧縮用モータの回転を前記運動方向変換部に伝達する回転伝達機構を備え、（ｂ）前記一方向回転入力機構は、前記運動方向変換部と前記回転伝達機構との間、又は前記圧縮用モータと前記回転伝達機構との間に配設される請求項１０に記載の射出成形機の駆動装置。
【請求項１２】
（ａ）圧縮力を検出する圧縮力検出部を有するとともに、（ｂ）前記圧縮用モータは、圧縮力が設定値に達すると駆動が停止させられる請求項１０又は１１に記載の射出成形機の駆動装置。
【請求項１３】
（ａ）前記可塑化移動装置は、前記射出装置を前記金型装置に向かって進退自在に支持した前記進退部材を構成する移動部材、該移動部材を進退させ、前記駆動部を構成する可塑化移動用モータ、及び該可塑化移動用モータの回転の回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部を備え、
（ｂ）前記一方向回転入力機構は、前記可塑化移動用モータと前記運動方向変換部との間に配設される請求項１に記載の射出成形機の駆動装置。
【請求項１４】
（ａ）前記可塑化移動用モータと前記運動方向変換部との間に、前記可塑化移動用モータの回転を前記運動方向変換部に伝達する回転伝達機構を有するとともに、
（ｂ）前記一方向回転入力機構は、前記運動方向変換部と前記回転伝達機構との間、又は前記可塑化移動用モータと前記回転伝達機構との間に配設される請求項１３に記載の射出成形機の駆動装置。
【請求項１５】
（ａ）ノズルタッチ力を検出するノズルタッチ力検出部を有するとともに、
（ｂ）前記可塑化移動用モータは、ノズルタッチ力が閾値を超えると駆動が停止させられる請求項１３又は１４に記載の射出成形機の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた成形材料としての樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビティ空間内において冷却して固化させることによって成形品を得ることができるようになっている。
【０００３】
前記射出成形機は金型装置、型締装置及び射出装置を有し、前記型締装置は、固定プラテン及び可動プラテンを備え、型締用の駆動部によって可動プラテンを進退させることにより金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
【０００４】
一方、前記射出装置は、樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設される。そして、該スクリューを、後端に配設された射出用の駆動部によって前進させることにより射出ノズルから樹脂が射出され、計量用の駆動部によって回転させることにより樹脂の計量が行われる。
【０００５】
また、射出成形機においては、金型装置のキャビティ空間に可動子を臨ませて配設し、キャビティ空間内の樹脂を圧縮する成形品圧縮装置を有し、その場合、圧縮用の駆動部を駆動することによって可動子をキャビティ空間内において移動させ、成形品を圧縮することができる。また、射出成形機においては、射出ノズルを金型装置にノズルタッチさせるために可塑化移動装置を有し、可塑化移動用の駆動部を駆動することによって射出ノズルを所定のノズルタッチ力でノズルタッチさせて射出を行うことができる。
【０００６】
図２は従来の射出装置の平面図、図３は従来の射出装置におけるスクリューに回転力が発生するメカニズムを説明する図である。
【０００７】
図において、１１は加熱シリンダであり、該加熱シリンダ１１内には、進退部材としてのスクリュー１２が回転自在に、かつ、進退（図３において左右方向に移動）自在に配設される。また、１３は前記加熱シリンダ１１の前端（図２において左端）に取り付けられた射出ノズルであり、該射出ノズル１３に図示されないノズル口が形成される。そして、１５は前記加熱シリンダ１１の後端（図２において右端）の近傍の所定の位置に形成された樹脂供給口であり、該樹脂供給口１５に図示されないホッパが取り付けられ、該ホッパにペレット状の樹脂３０が収容される。
【０００８】
前記スクリュー１２は、スクリュー本体２６、及び該スクリュー本体２６の前端に取り付けられた図示されないスクリューヘッドを備え、スクリュー本体２６の外周面にフライト２３が螺（ら）旋状に形成され、該フライト２３によって螺旋状の溝２４が形成される。
【０００９】
計量工程時に、前記スクリュー１２を正方向に回転させると、ホッパから落下したペレット状の樹脂３０が溝２４内を前進（図３において左方に移動）させられ、加熱され、溶融させられる。それに伴って、スクリュー１２が樹脂の圧力によって後退（図３において右方に移動）させられ、樹脂がスクリューヘッドの前方に蓄えられる。
【００１０】
射出工程時に、前記スクリュー１２を前進させると、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂は、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。
【００１１】
ところで、前記加熱シリンダ１１の後端は前方射出サポート３１に取り付けられ、該前方射出サポート３１と所定の距離を置いて後方射出サポート３２が配設される。また、前記前方射出サポート３１と後方射出サポート３２との間にガイドバー３３が架設され、該ガイドバー３３に沿ってプレッシャプレート３４が進退（図２において左右方向に移動）自在に配設される。なお、前記前方射出サポート３１及び後方射出サポート３２は、図示されないボルトによって図示されないスライドベースに固定される。
【００１２】
また、前記スクリュー１２の後端に、ドライブシャフト３５が一体的に取り付けられる。該ドライブシャフト３５は、ベアリング３６によってプレッシャプレート３４に対して回転自在に、かつ、軸方向に移動不能に支持される。そして、スクリュー１２を回転させるために、第１のモータとしての電動の計量用モータ４１が配設され、該計量用モータ４１とドライブシャフト３５との間に、プーリ４２、４３及びタイミングベルト４４から成る第１の伝動ユニットが配設される。したがって、前記計量用モータ４１を駆動することによって、ドライブシャフト３５を正方向又は逆方向に回転させ、スクリュー１２を正方向又は逆方向に回転させることができる。
【００１３】
また、前記プレッシャプレート３４より後方（図２において右方）に、互いに螺合させられたボールねじ軸４５及びボールナット４６から成るボールねじ４７が配設され、該ボールねじ４７によって回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部が構成される。そして、前記ボールねじ軸４５はベアリング４８によって後方射出サポート３２に対して回転自在に支持され、前記ボールナット４６はスクリュー１２に作用する射出力及び反力を検出するための検出部としてのロードセル５２を介してプレッシャプレート３４に固定される。
【００１４】
さらに、ドライブシャフト３５を進退させるために、第２のモータとしての電動の射出用モータ５３が配設され、該射出用モータ５３とボールねじ軸４５との間に、プーリ５４、５５及びタイミングベルト５６から成る第２の伝動ユニットが配設される。したがって、前記射出用モータ５３を駆動し、ボールねじ軸４５を正方向又は逆方向に回転させることによって、ボールナット４６及びプレッシャプレート３４を移動させ、ドライブシャフト３５を進退させるとともに、スクリュー１２を進退させることができる。この場合、プレッシャプレート３４を貫通してガイドバー３３が延在させられるので、射出用モータ５３を駆動することよって発生させられ、ボールナット４６に作用する回転力はドライブシャフト３５に伝達されない。すなわち、ボールナット４６からプレッシャプレート３４に作用する回転力は、ガイドバー３３によって拘束され、前記ドライブシャフト３５に伝達されない。なお、前記計量用モータ４１及び射出用モータ５３としてサーボモータが使用される。
【００１５】
前記構成の射出装置において、計量工程時に、前記計量用モータ４１を駆動し、スクリュー１２を正方向に回転させると、ホッパから落下した樹脂３０が樹脂供給口１５を介して加熱シリンダ１１内に進入し、溝２４内を前進させられ、溶融させられた樹脂がスクリューヘッドの前方に蓄えられる。そして、それに伴って、スクリュー１２が後退させられる。
【００１６】
射出工程時に、前記射出用モータ５３を駆動し、スクリュー１２を前進させると、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射出され、金型装置のキャビティ空間に充填される。
【００１７】
ところで、前記射出工程においては、スクリュー１２を前進させようとすると、樹脂供給口１５を介して加熱シリンダ１１内に進入したペレット状の樹脂３０によって反力が発生させられる。そして、該反力の軸方向分力Ｆｓは、スクリュー１２を押し返そうとし、前記反力の径方向分力Ｆｒは、スクリュー１２を逆方向に回転させようとする。
【００１８】
そこで、前記計量用モータ４１は、射出工程において、スクリュー１２が回転させられないように、駆動され、駆動状態に置かれてスクリュー１２の回転方向の位置を保持する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出装置においては、射出工程においてスクリュー１２の回転方向の位置を保持するために、計量用モータ４１が駆動状態に置かれるので、計量用モータ４１に電流を供給し続ける必要がある。その結果、射出装置の消費電力が大きくなってしまう。
【００２０】
また、型締装置においては、射出工程において型締用の駆動部を駆動することによって可動プラテンを進退させ、型締力を保持する必要があるが、従来の型締装置においては、その保持を維持する場合、型締力によって発生する反力に対して型締用の駆動部を駆動し続ける必要がある。その結果、型締装置の消費電力が大きくなってしまう。
【００２１】
さらに、成形品圧縮装置においては、型締工程において圧縮用の駆動部を駆動することによって可動子をキャビティ空間内に移動させ、成形品が設定した圧縮力に達した後はその圧縮力を保持する必要があるが、従来の成形品圧縮装置では、その保持を維持する場合、圧縮力によって発生する反力に対して成形品圧縮用の駆動部を駆動し続ける必要がある。その結果、成形品圧縮装置の消費電力が大きくなってしまう。
【００２２】
また、可塑化移動装置においては、可塑化移動用の駆動装置を駆動することによって射出ノズルを金型装置に所定のノズルタッチ力でノズルタッチさせて射出を行うようになっているが、従来の可塑化移動装置においては、ノズルタッチ力を維持する場合、ノズルタッチ力によって発生する反力に対してブレーキ付きの可塑化移動用の駆動部が必要となったり、可塑化移動用の駆動部を駆動し続ける必要がある。その結果、可塑化移動装置が高価になったり、可塑化移動装置の消費電力が大きくなったりしてしまう。
【００２３】
本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、進退部材の位置を保持するために駆動部に電流を供給し続ける必要がなく、射出成形機の消費電力を小さくすることができる射出成形機の駆動装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の射出成形機の駆動装置においては、射出部材を駆動する射出装置の駆動部と、射出装置を進退させる可塑化移動装置の駆動部と、金型装置を駆動する型締装置の駆動部と、前記射出装置の駆動部を駆動することによって回転が発生させられ、それに伴って回転又は進退させられる射出装置の進退部材と、前記可塑化移動装置の駆動部を駆動することによって回転が発生させられ、それに伴って進退させられる可塑化移動装置の進退部材と、前記型締装置の駆動部を駆動することによって回転が発生させられ、それに伴って進退させられる型締装置の進退部材と、前記射出部材、可塑化移動装置及び型締装置のうちの少なくとも一つにおいて、駆動部と進退部材との間に配設され、駆動部を駆動するのに伴って発生させられた回転の入力を許容し、前記進退部材に伝達される反力によって発生させられた回転の入力を阻止する一方向回転入力機構とを有する。
【００２５】
本発明の他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、前記射出装置は、加熱シリンダ内に回転自在に、かつ、進退自在に配設され、前記進退部材を構成するスクリュー、該スクリューを回転させ、前記駆動部を構成する計量用モータ、及び該計量用モータの回転を前記スクリューに伝達する回転伝達機構を備える。そして、前記一方向回転入力機構は、前記スクリューと前記回転伝達機構との間、又は前記計量用モータと前記回転伝達機構との間に配設される。
【００２６】
本発明の更に他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、前記計量用モータは射出工程時に駆動が停止させられる。
【００２７】
本発明の更に他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、前記射出装置は、加熱シリンダ内に回転自在に、かつ、進退自在に配設され、前記進退部材を構成するスクリュー、該スクリューを進退させ、前記駆動部を構成する射出用モータ、及び該射出用モータの回転の回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部を備える。そして、前記一方向回転入力機構は、前記射出用モータと前記運動方向変換部との間に配設される。
【００２８】
本発明の更に他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、前記射出用モータと前記運動方向変換部との間に、前記射出用モータの回転を前記運動方向変換部に伝達する回転伝達機構を有する。そして、前記一方向回転入力機構は、前記運動方向変換部と前記回転伝達機構との間、又は前記射出用モータと前記回転伝達機構との間に配設される。
【００２９】
本発明の更に他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、前記射出用モータは保圧工程時に駆動が停止させられる。
【００３０】
本発明の更に他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、前記型締装置は、固定プラテン、該固定プラテンに対し進退自在に配設され、前記進退部材を構成する可動プラテン、該可動プラテンを進退させ、前記駆動部を構成する型締用モータ、及び該型締用モータの回転の回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部を備える。そして、前記一方向回転入力機構は、前記型締用モータと前記運動方向変換部との間に配設される。
【００３１】
本発明の更に他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、前記型締用モータと前記運動方向変換部との間に、前記型締用モータの回転を前記運動方向変換部に伝達する回転伝達機構を有する。そして、前記一方向回転入力機構は、前記運動方向変換部と前記回転伝達機構との間、又は前記型締用モータと前記回転伝達機構との間に配設される。
【００３２】
本発明の更に他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、前記型締用モータは型締工程時の型締めを保持する際に駆動が停止させられる。
【００３３】
本発明の更に他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、前記型締装置のプラテンに、金型、該金型内にキャビティ空間に臨ませて配設され、前記進退部材を構成する可動子、該可動子を進退させ、前記駆動部を構成する圧縮用モータ、及び該圧縮用モータの回転の回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部が配設される。そして、前記一方向回転入力機構は、前記圧縮用モータと前記運動方向変換部との間に配設される。
【００３４】
本発明の更に他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、前記圧縮用モータと前記運動方向変換部との間に、前記圧縮用モータの回転を前記運動方向変換部に伝達する回転伝達機構を備える。そして、前記一方向回転入力機構は、前記運動方向変換部と前記回転伝達機構との間、又は前記圧縮用モータと前記回転伝達機構との間に配設される。
【００３５】
本発明の更に他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、圧縮力を検出する圧縮力検出部を有する。そして、前記圧縮用モータは、圧縮力が設定値に達すると駆動が停止させられる。
【００３６】
本発明の更に他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、前記可塑化移動装置は、前記射出装置を前記金型装置に向かって進退自在に支持した前記進退部材を構成する移動部材、該移動部材を進退させ、前記駆動部を構成する可塑化移動用モータ、及び該可塑化移動用モータの回転の回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部を備える。そして、前記一方向回転入力機構は、前記可塑化移動用モータと前記運動方向変換部との間に配設される。
【００３７】
本発明の更に他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、前記可塑化移動用モータと前記運動方向変換部との間に、前記可塑化移動用モータの回転を前記運動方向変換部に伝達する回転伝達機構を有する。そして、前記一方向回転入力機構は、前記運動方向変換部と前記回転伝達機構との間、又は前記可塑化移動用モータと前記回転伝達機構との間に配設される。
【００３８】
本発明の更に他の射出成形機の駆動装置においては、さらに、ノズルタッチ力を検出するノズルタッチ力検出部を有する。そして、前記可塑化移動用モータは、ノズルタッチ力が閾値を超えると駆動が停止させられる。
【００３９】
【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、射出成形機に配設された駆動装置について説明する。
【００４０】
図１は本発明の第１の実施の形態における射出成形機の概略図、図４は本発明の第１の実施の形態における駆動力伝達部の概略図、図５は本発明の第１の実施の形態における駆動力伝達部の動作を示す第１の図、図６は本発明の第１の実施の形態における駆動力伝達部の動作を示す第２の図である。
【００４１】
図において、１１はシリンダ部材としての加熱シリンダであり、該加熱シリンダ１１内には、射出部材及び進退部材としての図示されないスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設される。また、１３は前記加熱シリンダ１１の前端（図１において左端）に取り付けられた射出ノズルであり、該射出ノズル１３に図示されないノズル口が形成される。そして、１５は前記加熱シリンダ１１の後端（図１において右端）の近傍の所定の位置に形成された樹脂供給口であり、該樹脂供給口１５に図示されないホッパが取り付けられ、該ホッパに成形材料としてのペレット状の樹脂３０（図３参照）が収容される。
【００４２】
前記スクリューは、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。
【００４３】
計量工程時に、前記スクリューを正方向に回転させると、ホッパから落下したペレット状の樹脂３０が溝内を前進させられ、加熱され、溶融させられる。それに伴って、スクリューが樹脂の圧力によって後退させられ、樹脂がスクリューヘッドの前方に蓄えられる。
【００４４】
射出工程時に、前記スクリューを前進させると、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂は、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。
【００４５】
ところで、前記加熱シリンダ１１の後端は前方射出サポート３１に取り付けられ、該前方射出サポート３１と所定の距離を置いて後方射出サポート３２が配設される。また、前記前方射出サポート３１と後方射出サポート３２との間にガイドバー３３が架設され、該ガイドバー３３に沿って、スクリューを支持する支持部材としてのプレッシャプレート３４が進退（図１において左右方向に移動）自在に配設される。なお、前記前方射出サポート３１及び後方射出サポート３２は、図示されないボルトによって図示されないスライドベースに固定される。
【００４６】
また、前記スクリューの後端に、ドライブシャフト３５が一体的に取り付けられる。該ドライブシャフト３５は、ベアリング３６によってプレッシャプレート３４に対して回転自在に、かつ、軸方向に移動不能に支持される。そして、スクリューを回転させるために、計量用の駆動部としての電動の計量用モータ４１が配設され、該計量用モータ４１とスクリュー及びドライブシャフト３５との間に、計量用モータ４１を駆動するのに伴って発生させられた回転の入力を許容し、前記スクリューに伝達される反力によって発生させられた回転のプーリ４２からの入力を阻止する一方向回転入力機構としての連結アッセンブリ６１、並びにプーリ４２、４３及びタイミングベルト４４から成る回転伝達機構としての第１の伝動ユニットが配設される。したがって、前記計量用モータ４１を駆動することによって、ドライブシャフト３５を正方向又は逆方向に回転させ、スクリューを正方向又は逆方向に回転させることができる。
【００４７】
また、前記プレッシャプレート３４より後方（図１において右方）に、互いに螺合させられた第１の変換要素としてのボールねじ軸４５及び第２の変換要素としてのボールナット４６から成るボールねじ４７が配設され、該ボールねじ４７によって回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部が構成される。そして、前記ボールねじ軸４５はベアリング４８によって後方射出サポート３２に対して回転自在に支持され、前記ボールナット４６は射出力及び反力を検出するための検出部としてのロードセル５２を介してプレッシャプレート３４に固定される。
【００４８】
なお、運動方向変換部としてボールねじ４７に代えてローラねじを使用することもでき、その場合、該ローラねじは、第１の変換要素としてのローラねじ軸、及び該ローラねじ軸と螺合させられた第２の変換要素としてのローラナットから成る。
【００４９】
さらに、ドライブシャフト３５を進退させるために、射出用の駆動部としての電動の射出用モータ５３が後方射出サポート３２にブラケットＢ１を介して取り付けられ、該射出用モータ５３とボールねじ軸４５との間に、プーリ５４、５５及びタイミングベルト５６から成る回転伝達機構としての第２の伝動ユニットが配設される。したがって、前記射出用モータ５３を駆動し、ボールねじ軸４５を正方向又は逆方向に回転させることによってボールナット４６及びプレッシャプレート３４を移動させ、ドライブシャフト３５を進退させるとともに、スクリューを進退させることができる。この場合、プレッシャプレート３４を貫通してガイドバー３３が延在させられるので、射出用モータ５３を駆動することよって発生させられ、ボールナット４６に作用する回転力はドライブシャフト３５に伝達されない。すなわち、ボールナット４６からプレッシャプレート３４に作用する回転力は、ガイドバー３３によって拘束され、前記ドライブシャフト３５に伝達されない。なお、前記計量用モータ４１及び射出用モータ５３としてサーボモータが使用される。
【００５０】
次に、前記連結アッセンブリ６１について図４〜６を参照して説明する。
【００５１】
該連結アッセンブリ６１は、本体部６２、入力軸６３、出力軸６４、及び噛（し）合機構としてのクラッチ機構６５を備え、本実施の形態において、前記本体部６２はプレッシャプレート３４にブラケットＢを介して取り付けられ、入力軸６３と前記計量用モータ４１の図示されない出力軸とが連結され、出力軸６４とプーリ４２とが連結される。また、前記本体部６２は、筒状部６０、及び該筒状部６０の両端に配設された図示されない円板状部から成り、前記クラッチ機構６５は、本体部６２によって包囲される。
【００５２】
そして、前記クラッチ機構６５は、本体部６２に対して回転自在に配設され、前記入力軸６３と連結された入力側の回転体としての入力部材６６、本体部６２に対して回転自在に配設され、出力軸６４と連結された出力側の回転体としての出力部材６９、並びに筒状部６０、入力部材６６及び出力部材６９によって包囲される楔（くさび）体としてのころユニット７１を備える。
【００５３】
前記出力部材６９は、多角形、本実施の形態においては、８角形の形状を有し、円周方向において８個の平坦（たん）部としての辺８１、及び各辺８１を連結する８個の突出部としての稜８２を備え、各稜８２より径方向内方に、各稜８２に対応させて非係止部としての穴８３が形成される。また、前記入力部材６６は、前記各稜８２より径方向外方に、各稜８２に対応させて配設された噛合解除部材としての押圧片６７、及び前記穴８３に係止させて、穴８３より径の小さい係止部としての伝動ピン６８を備える。
【００５４】
さらに、前記ころユニット７１は、各辺８１と筒状部６０の内周面との間に配設された回転楔部材としての第１、第２のころ７２、７３、及び第１、第２のころ７２、７３間に第１、第２のころ７２、７３を互いに遠ざけるように配設された付勢部材としてのスプリング７４を備える。
【００５５】
前記構成の連結アッセンブリ６１は、入力軸６３及び出力軸６４のどちらからも回転が伝達されない中立状態において、図５に示されるような状態を採り、各稜８２及び押圧片６７は同じ位相角度上に置かれ、伝動ピン６８の外周面と穴８３の内周面との間に、環状の均一な隙（すき）間８５が形成され、第１、第２のころ７２、７３はスプリング７４の付勢力によって、辺８１と筒状部６０の内周面との間に押し付けられ、かつ、第１、第２のころ７２、７３と隣接する各押圧片６７との間に隙間８６、８７が形成される。
【００５６】
この中立状態において、入力軸６３及び入力部材６６に、図５の矢印Ａ方向の回転が伝達されると、出力部材６９に対して入力部材６６が時計回りに回転させられ、図６に示されるように、伝動ピン６８が穴８３内を移動して出力部材６９に当接するとともに、押圧片６７が第１のころ７２に当接し、第１のころ７２はスプリング７４の付勢力に抗して第２のころ７３側に移動させられる。その結果、ころユニット７１による楔作用が解除されるので、出力部材６９は本体部６２に対して自由に回転することができるようになる。そして、出力軸６４は入力軸６３と同じ方向に回転させられる。このように、連結アッセンブリ６１は入力軸６３を介して回転が入力されるのを許容する。
【００５７】
同様に、前記中立状態において、入力軸６３及び入力部材６６に、図５の矢印Ｂ方向の回転が伝達されると、出力部材６９に対して入力部材６６が反時計回りに回転させられ、伝動ピン６８が穴８３内を移動して出力部材６９に当接するとともに、押圧片６７が第２のころ７３に当接し、第２のころ７３はスプリング７４の付勢力に抗して第１のころ７２側に移動させられる。その結果、ころユニット７１による楔作用が解除されるので、出力部材６９は本体部６２に対して自由に回転することができるようになる。そして、出力軸６４は入力軸６３と同じ方向に回転させられる。このように、連結アッセンブリ６１は入力軸６３を介して回転が入力されるのを許容する。
【００５８】
これに対して、出力軸６４及び出力部材６９に、図５の矢印Ａ方向の回転が伝達されると、伝動ピン６８に対して出力部材６９が時計回りに回転しようとするが、出力部材６９と筒状部６０との間に介在している第１、第２のころ７２、７３によって回転が阻止され、図５に示されるように、各押圧片６７は第１、第２のころ７２、７３のどちらにも当接せず、隙間８６、８７が形成されたままになるので、第１、第２のころ７２、７３は、スプリング７４の付勢力によって、辺８１と筒状部６０の内周面との間に押し付けられた状態を維持する。その結果、ころユニット７１による楔作用は解除されず、入力部材６６は本体部６２に対して回転することができず、連結アッセンブリ６１は出力軸６４を介して回転が入力されるのを阻止する。
【００５９】
同様に、出力軸６４及び出力部材６９に、図５の矢印Ｂ方向の回転が伝達されると、伝動ピン６８に対して出力部材６９が反時計回りに回転しようとするが、出力部材６９と筒状部６０との間に介在している第１、第２のころ７２、７３によって回転が阻止され、図５に示されるように、各押圧片６７は第１、第２のころ７２、７３のどちらにも当接せず、隙間８６、８７が形成されたままになるので、第１、第２のころ７２、７３は、スプリング７４の付勢力によって、辺８１と筒状部６０の内周面との間に押し付けられた状態を維持する。その結果、ころユニット７１による楔作用は解除されず、入力部材６６は本体部６２に対して回転することができず、連結アッセンブリ６１は出力軸６４を介して回転が入力されるのを阻止する。
【００６０】
次に、前記構成の射出装置の動作について説明する。
【００６１】
まず、計量工程時に、図示されない制御部の計量処理手段が、計量処理を行い、前記計量用モータ４１を駆動すると、計量用モータ４１によって発生させられた回転は連結アッセンブリ６１に入力され、連結アッセンブリ６１から出力され、プーリ４２、タイミングベルト４４、プーリ４３及びドライブシャフト３５を介してスクリューに伝達され、スクリューを正方向に回転させる。このとき、ホッパから落下した樹脂が樹脂供給口１５を介して加熱シリンダ１１内に進入し、溝内を前進させられ、溶融させられた樹脂がスクリューヘッドの前方に蓄えられる。それに伴って、スクリューが樹脂の圧力によって後退させられる。
【００６２】
次に、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、前記計量用モータ４１を停止させるとともに、前記射出用モータ５３を駆動し、スクリューを前進させると、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射出され、金型装置のキャビティ空間に充填される。
【００６３】
ところで、前記射出工程においては、スクリューを前進させようとすると、樹脂供給口１５を介して加熱シリンダ１１内に進入したペレット状の樹脂３０によって反力が発生させられ、スクリューに伝達される。前記反力の軸方向分力Ｆｓは、スクリューを押し返そうとし、前記反力の径方向分力Ｆｒは、スクリューを逆方向に回転させようとする。
【００６４】
そして、径方向分力Ｆｒがスクリューを逆方向に回転させようとすると、ドライブシャフト３５、プーリ４３、タイミングベルト４４及びプーリ４２を介して連結アッセンブリ６１に回転が入力しようとするが、連結アッセンブリ６１は、プーリ４２からの回転の入力を阻止する。
【００６５】
したがって、連結アッセンブリ６１から計量用モータ４１に逆方向の回転が伝達されないだけでなく、スクリューは逆方向に回転しないので、スクリューの回転方向の位置が保持される。
【００６６】
このように、連結アッセンブリ６１によってプーリ４２からの回転の入力が阻止されるので、射出工程においてスクリューの回転方向の位置を保持するために、計量用モータ４１を駆動状態に置く必要がなくなる。したがって、計量用モータ４１に電流を供給し続ける必要がないので、射出成形機の消費電力を小さくすることができる。また、計量用モータ４１の温度が上昇するのを防止することができる。
【００６７】
そして、スクリューを回転させる必要があるとき以外は、計量用モータ４１を非制御状態に置くことができるので、制御部による計量用モータ４１の駆動制御を簡素化することができる。
【００６８】
本実施の形態において、連結アッセンブリ６１は、計量用モータ４１の回転を伝達する回転伝達系において第１の伝動ユニットより上流側に配設されるが、第１の伝動ユニットより下流側に配設することもできる。
【００６９】
ところで、本実施の形態においては、射出工程時に、前記射出用モータ５３を駆動し、スクリューを前進させると、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル１３から射出され、金型装置のキャビティ空間に充填されるが、充填された樹脂が冷却されることによって収縮すると、成形品にひけ、ショート等の成形不良が発生してしまう。そこで、射出工程が完了すると、保圧工程を開始し、該保圧工程において、前記射出用モータ５３を駆動状態に置き、射出用モータ５３に電流を供給し続けるようにしている。その結果、射出用モータ５３における消費電力が大きくなってしまう。
【００７０】
そこで、射出用モータ５３における消費電力を小さくすることができるようにした本発明の第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する。
【００７１】
図７は本発明の第２の実施の形態における射出成形機の概略図である。
【００７２】
この場合、ドライブシャフト３５を進退（図において左右方向に移動）させるために、射出用の駆動部としての電動の射出用モータ５３が配設され、該射出用モータ５３と第１の変換要素としてのボールねじ軸４５との間に、プーリ５４、５５及びタイミングベルト５６から成る回転伝達機構としての第２の伝動ユニット、及び射出用モータ５３を駆動するのに伴って発生させられた回転の入力を許容し、射出部材及び進退部材としての図示されないスクリューに伝達される反力によって発生させられた回転のボールねじ軸４５からの入力を阻止する一方向回転入力機構としての連結アッセンブリ６１が配設される。したがって、前記射出用モータ５３を駆動し、ボールねじ軸４５を正方向又は逆方向に回転させることによって第２の変換要素としてのボールナット４６及び支持部材としてのプレッシャプレート３４を進退させ、ドライブシャフト３５を進退させるとともに、進退部材としてのスクリューを進退させることができる。
【００７３】
また、前記連結アッセンブリ６１は、本体部６２、入力軸６３、出力軸６４、及び噛合機構としてのクラッチ機構６５（図５）を備え、本実施の形態において、前記本体部６２は後方射出サポート３２にブラケットＢを介して取り付けられ、入力軸６３とプーリ５５とが連結され、出力軸６４とボールねじ軸４５とが連結される。
【００７４】
したがって、射出工程時に、図示されない制御部の射出処理手段は、射出処理を行い、前記射出用モータ５３を駆動すると、回転がプーリ５４、タイミングベルト５６及びプーリ５５を介して連結アッセンブリ６１に伝達され、更にボールねじ軸４５に伝達されてボールねじ軸４５を正方向に回転させる。そして、運動方向変換部としてのボールねじ４７において運動方向が回転運動から直進運動に変換され、ボールナット４６が前進（図において左方に移動）させられ、スクリューが前進させられる。したがって、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂は、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される。
【００７５】
そして、スクリューが前進限位置に到達すると、保圧工程が開始され、前記制御部の保圧処理手段は、保圧処理を行い、キャビティ空間内の樹脂を所定の保圧力に保持する。要するに、保圧処理手段は、キャビティ空間内の樹脂を所定の保持力に保持するために、キャビティ空間内に樹脂が過充填された場合には、ロードセル５２の検出値に従って射出用モータ５３を逆回転させて前記所定の保持力になるように制御し、キャビティ空間内の樹脂が冷却によって収縮された場合には、ロードセル５２の検出値に従って射出用モータ５３を正回転させて前記所定の保持力になるように制御する。そして、キャビティ空間内の樹脂が所定の保持力に制御された場合には、前記射出用モータ５３の駆動を停止させる。したがって、過充填された場合であっても樹脂が加熱シリンダ１１側に戻され、また、充填された樹脂が冷却されることによって収縮しても、前記保圧力によってその分の樹脂がキャビティ空間に供給されるので、成形品にバリ、ひけ、ショート等の成形不良が発生するのを防止することができる。なお、本実施の形態においては、計量用モータ４１はブラケットＢ２を介してプレッシャプレート３４に取り付けられ、入力軸６３にプーリ４２が取り付けられる。
【００７６】
ところで、前記射出用モータ５３の駆動を停止させると、スクリューヘッドより前方の樹脂は、所定の反力でスクリューを押し返そうとし、前記反力は、ドライブシャフト３５、プレッシャプレート３４及び検出部としてのロードセル５２を介してボールナット４６に伝達され、ボールねじ４７においてボールねじ軸４５を逆方向に回転させようとする。その結果、連結アッセンブリ６１に回転が入力しようとするが、連結アッセンブリ６１は、ボールねじ軸４５からの回転の入力を阻止する。
【００７７】
したがって、連結アッセンブリ６１から射出用モータ５３に逆方向の回転が伝達されないだけでなく、スクリューは後退しないので、スクリューの位置、すなわち、スクリュー位置が保持され、保圧力が保持される。
【００７８】
このように、連結アッセンブリ６１によってボールねじ軸４５からの回転の入力が阻止されるので、保圧工程において保圧力が所定の保持力に制御されている場合、射出用モータ５３を駆動状態に置く必要がなくなる。また、樹脂の冷却及び収縮によって保圧力が変動した場合、変動分の補正の動作のみで保圧力の保持が可能になる。したがって、射出用モータ５３に電流を供給し続ける必要がないので、消費電力を小さくすることができる。そして、射出用モータ５３の温度が上昇するのを防止することができる。
【００７９】
また、スクリューを前進又は後退させる必要があるとき以外は、射出用モータ５３を非制御状態に置くことができるので、制御部による射出用モータ５３の駆動制御を簡素化することができる。
【００８０】
そして、保圧力によって発生する反力を射出用モータ５３のトルクによって保持する必要がないので、射出用モータ５３の容量を大きくする必要がない。その結果、射出用モータ５３の慣性を小さくすることができ、射出用モータ５３の応答性が高くなる。
【００８１】
本実施の形態において、連結アッセンブリ６１は、射出用モータ５３の回転を伝達する回転伝達系において第２の伝動ユニットより下流側に配設されるが、第２の伝動ユニットより上流側に配設することもできる。
【００８２】
次に、本発明を型締装置に適用した第３の実施の形態について説明する。
【００８３】
図８は本発明の第３の実施の形態における射出成型機の概略図である。
【００８４】
図において、１１０は第１のプラテンとしての固定プラテン、１３１は該固定プラテン１１０に取り付けられた第１の金型としての固定金型、１１２は該固定プラテン１１０と対向させて配設されたベースプレートとしてのトグルサポートであり、前記固定プラテン１１０とトグルサポート１１２との間にタイバー１１３が架設される。
【００８５】
また、１１１は該タイバー１１３に沿って進退（図において左右方向に移動）自在に配設された第２のプラテンとしての可動プラテン、１３２は該可動プラテン１１１に取り付けられた第２の金型としての可動金型であり、前記タイバー１１３に沿って前記可動プラテン１１１を摺（しゅう）動させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる。そのために、前記トグルサポート１１２と可動プラテン１１１との間に型締機構としてのトグル機構１１５が配設され、該トグル機構１１５は型締用の駆動部としての型締用モータ１２５によって作動させられ、前記可動プラテン１１１を進退させる。なお、前記固定金型１３１及び可動金型１３２によって金型装置が構成され、固定プラテン１１０、可動プラテン１１１、トグルサポート１１２、トグル機構１１５、型締用モータ１２５等によって型締装置が構成される。
【００８６】
前記トグル機構１１５は、前記トグルサポート１１２に対して揺動自在に支持されたトグルレバー１１８、該トグルレバー１１８と可動プラテン１１１とを連結し、トグルレバー１１８及び可動プラテン１１１に対して揺動自在に支持されたアーム１１９、型締力を発生させるために移動させられる進退部材及び移動部材としてのクロスヘッド１２１、並びに前記トグルレバー１１８とクロスヘッド１２１とを連結し、トグルレバー１１８及びクロスヘッド１２１に対して揺動自在に支持されたトグルレバー１２２から成る。また、前記型締用モータ１２５としてサーボモータが使用される。
【００８７】
ところで、前記クロスヘッド１２１を進退させるために、クロスヘッド１２１に隣接させて、互いに螺合させられた第１の変換要素としてのボールねじ軸１４５及び第２の変換要素としてのボールナット１４６から成るボールねじ１４７が配設され、該ボールねじ１４７によって回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部が構成される。そして、前記ボールねじ軸１４５はベアリング１４８によってトグルサポート１１２に対して回転自在に支持され、前記ボールナット１４６はクロスヘッド１２１に固定される。
【００８８】
なお、運動方向変換部としてボールねじ１４７に代えてローラねじを使用することもでき、その場合、該ローラねじは、第１の変換要素としてのローラねじ軸、及び該ローラねじ軸と螺合させられた第２の変換要素としてのローラナットから成る。
【００８９】
そして、前記型締用モータ１２５とボールねじ軸１４５との間に、型締用モータ１２５を駆動するのに伴って発生させられた回転の入力を許容し、クロスヘッド１２１に伝達される反力によって発生させられた回転のプーリ１５５からの入力を阻止する一方向回転入力機構としての連結アッセンブリ６１、並びに、プーリ１５４、１５５及びタイミングベルト１５６から成る回転伝達機構としての伝動ユニットが配設される。
【００９０】
したがって、前記型締用モータ１２５を駆動し、ボールねじ軸１４５を正方向又は逆方向に回転させることによってボールナット１４６及びクロスヘッド１２１を進退させ、トグル機構１１５を作動させ、可動プラテン１１１を進退させることができる。その結果、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
【００９１】
すなわち、前記型締め時において、型締装置は所定の型締力によって固定金型１３１に対して可動金型１３２を押し付け、固定金型１３１と可動金型１３２との間に図示されないキャビティ空間を形成する。そして、射出装置の射出ノズル１３（図１）から溶融させられた樹脂が射出され、前記キャビティ空間に充填される。
【００９２】
前記連結アッセンブリ６１は、本体部６２、入力軸６３、出力軸６４、及び噛合機構としてのクラッチ機構６５（図５）を備え、本実施の形態において、前記本体部６２はトグルサポート１１２にブラケットＢを介して取り付けられ、入力軸６３とプーリ１５５とが連結され、出力軸６４とボールねじ軸１４５とが連結される。
【００９３】
したがって、型閉じ時に、図示されない制御部の型閉じ処理手段は、型閉じ処理を行い、前記型締用モータ１２５を駆動すると、回転がプーリ１５４、タイミングベルト１５６及びプーリ１５５を介して連結アッセンブリ６１に伝達され、更にボールねじ軸１４５に伝達されてボールねじ軸１４５を正方向に回転させる。そして、ボールねじ１４７において運動方向が回転運動から直進運動に変換され、ボールナット１４６が前進（図において右方に移動）させられ、クロスヘッド１２１が前進させられる。したがって、トグル機構１１５が作動させられ、可動プラテン１１１が前進させられて型閉じが行われる。
【００９４】
続いて、型締用モータ１２５が更に駆動されて所定の型締力が発生させられ、該型締力によって可動金型１３２が固定金型１３１に押し付けられ、型締めが行われる。そして、型締力検出部としてのロードセル１５２等によって検出された型締力が設定値以上になると、前記型締め処理手段は、型締用モータ１２５の駆動を停止させて、型締力を保持する。
【００９５】
ところで、前記型締用モータ１２５の駆動を停止させると、固定金型１３１は所定の反力で可動金型１３２を押し返そうとし、前記反力は、可動プラテン１１１、トグル機構１１５及びクロスヘッド１２１を介してボールナット１４６に伝達され、ボールねじ１４７においてボールねじ軸１４５を逆方向に回転させようとする。その結果、連結アッセンブリ６１に回転が入力しようとするが、連結アッセンブリ６１は、ボールねじ軸１４５からの回転の入力を阻止する。
【００９６】
したがって、連結アッセンブリ６１から型締用モータ１２５に逆方向の回転が伝達されないだけでなく、クロスヘッド１２１の位置が保持され、可動プラテン１１１は後退しないので、型締力が保持される。
【００９７】
このように、連結アッセンブリ６１によってボールねじ軸１４５からの回転の入力が阻止されるので、型締め時において型締力を保持するために、型締用モータ１２５を駆動状態に置く必要がなくなる。したがって、型締用モータ１２５に電流を供給し続ける必要がないので、消費電力を小さくすることができる。また、型締用モータ１２５の温度が上昇するのを防止することができる。
【００９８】
また、可動プラテン１１１を進退させる必要があるとき以外は、型締用モータ１２５を非制御状態に置くことができるので、制御部による型締用モータ１２５の駆動制御を簡素化することができる。
【００９９】
そして、型締力を型締用モータ１２５のトルクによって保持する必要がないので、型締用モータ１２５の容量を大きくする必要がない。その結果、型締用モータ１２５の慣性を小さくすることができ、型締用モータ１２５の応答性が高くなる。
【０１００】
本実施の形態において、連結アッセンブリ６１は、型締用モータ１２５の回転を伝達する回転伝達系において伝動ユニットより下流側に配設されるが、伝動ユニットより上流側に配設することもできる。
【０１０１】
次に、本発明を圧縮装置に適用した第４の実施の形態について説明する。
【０１０２】
図９は本発明の第４の実施の形態における射出成形機の概略図である。
【０１０３】
この場合、１１はシリンダ部材としての加熱シリンダ、１３は加熱シリンダ１１の前端（図において左端）に取り付けられた射出ノズル、１１０は第１のプラテンとしての固定プラテン、１１１は該固定プラテン１１０に対して進退（図において左右方向に移動）自在に配設された第２のプラテンとしての可動プラテン、１３１は前記固定プラテン１１０に取り付けられた第１の金型としての固定金型、１３２は前記可動プラテン１１１に取り付けられ、前記固定金型１３１に対して接離自在に配設された第２の金型としての可動金型である。前記固定金型１３１にはスプルー２００が形成される。
【０１０４】
前記可動金型１３２は、前記固定金型１３１と対向させて配設された型板２０１、前記可動プラテン１１１に取り付けられた受け板２０２、及び前記型板２０１と受け板２０２との間に配設され、型板２０１と受け板２０２との間に所定の空間を形成するスペーサ２０３を備える。なお、固定金型１３１及び可動金型１３２によって金型装置が、固定プラテン１１０、可動プラテン１１１等によって型締装置が構成される。
【０１０５】
ところで、該型締装置を作動させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。すなわち、可動プラテン１１１が前進（図において右方に移動）させられ、型閉じ及び型締めが行われ、それに伴って、前記固定金型１３１と可動金型１３２との間にキャビティ空間Ｃが形成される。続いて、射出装置の射出ノズル１３から成形材料としての樹脂が射出されると、樹脂はスプルー２００を通り、キャビティ空間Ｃに充填され、該キャビティ空間Ｃ内の樹脂が、冷却され、成形品になる。
【０１０６】
ところで、前記樹脂がキャビティ空間Ｃに進入した後の所定のタイミングで、圧縮装置２０５が作動させられ、所定の圧縮力で樹脂が加圧され、圧縮される。そのために、前記型板２０１と受け板２０２との間に形成された前記空間に、固定金型１３１に対して進退自在に圧縮プレート２１３が配設され、該圧縮プレート２１３に可動子及び進退部材としての圧縮ピン２１２が取り付けられる。該圧縮ピン２１２は型板２０１を貫通して延び、前端（図において右端）がキャビティ空間Ｃに臨ませられる。そして、前記圧縮ピン２１２の周囲には、前端を型板２０１に、後端（図において左端）を圧縮プレート２１３に当接させて付勢部材としてのリターンスプリング２１４が配設され、前記圧縮ピン２１２を後方（図において左方）に向けて付勢する。
【０１０７】
また、前記圧縮プレート２１３の後方には、前端を圧縮プレート２１３の後端面（図において左端面）に当接させて圧縮ロッド２１５が進退自在に配設され、該圧縮ロッド２１５の後端に、圧縮力を検出する圧縮力検出部としてのロードセル２１７を介して、圧縮力を発生させるために移動させられる進退部材及び移動部材としてのクロスヘッド２１６が取り付けられる。
【０１０８】
そして、該クロスヘッド２１６を進退させるために、圧縮用の駆動部としての圧縮用モータ２２５が配設される。なお、該圧縮用モータ２２５としてサーボモータが使用される。
【０１０９】
ところで、前記クロスヘッド２１６を進退させるために、可動プラテン１１１の後端面に４本（図においては２本だけを示す。）の案内部材としてのガイドロッド２３１が後方に向けて延在させて取り付けられ、前記クロスヘッド２１６はガイドロッド２３１に沿って進退自在に配設される。また、前記ガイドロッド２３１における後端部（図において左端部）の所定の位置に、第１の支持部材としての支持プレート２３２が、該支持プレート２３２より後方に第２の支持部材としての支持プレート２３３が配設され、ガイドロッド２３１に取り付けられる。
【０１１０】
そして、クロスヘッド２１６と支持プレート２３２との間に、互いに螺合させられた第１の変換要素としてのボールねじ軸２４５及び第２の変換要素としてのボールナット２４６から成るボールねじ２４７が配設され、該ボールねじ２４７によって回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部が構成される。そのために、前記ボールねじ軸２４５はベアリング２４８によって支持プレート２３２に対して回転自在に支持され、前記ボールナット２４６は取付部材２３４を介してクロスヘッド２１６に固定される。
【０１１１】
なお、運動方向変換部としてボールねじ２４７に代えてローラねじを使用することもでき、その場合、該ローラねじは、第１の変換要素としてのローラねじ軸、及び該ローラねじ軸と螺合させられた第２の変換要素としてのローラナットから成る。
【０１１２】
そして、前記圧縮用モータ２２５とボールねじ軸２４５との間に、プーリ２５４、２５５及びタイミングベルト２５６から成る回転伝達機構としての伝動ユニット、並びに圧縮用モータ２２５を駆動するのに伴って発生させられた回転の入力を許容し、クロスヘッド２１６に伝達される反力によって発生させられた回転のボールねじ軸２４５からの入力を阻止する一方向回転入力機構としての連結アッセンブリ６１が配設される。
【０１１３】
したがって、図示されない制御部の圧縮処理手段は、圧縮処理を行い、前記圧縮用モータ２２５を駆動し、ボールねじ軸２４５を正方向又は逆方向に回転させることによってボールナット２４６及びクロスヘッド２１６を進退させ、更に圧縮ロッド２１５及び圧縮プレート２１３を介して圧縮ピン２１２を進退させる。その結果、圧縮ピン２１２を前進させることによって、キャビティ空間Ｃ内の樹脂を加圧し圧縮することができる。なお、前記圧縮用モータ２２５、プーリ２５４、２５５、タイミングベルト２５６、連結アッセンブリ６１、ボールねじ２４７等によって圧縮負荷を発生させる圧縮負荷発生部が構成される。また、圧縮ピン２１２、圧縮プレート２１３、圧縮ロッド２１５、クロスヘッド２１６、連結アッセンブリ６１、圧縮用モータ２２５等によって圧縮装置２０５が構成される。
【０１１４】
前記連結アッセンブリ６１は、本体部６２、入力軸６３、出力軸６４、及び噛合機構としてのクラッチ機構６５（図５）を備え、本実施の形態において、前記本体部６２は支持プレート２３３に図示されないブラケットを介して取り付けられ、入力軸６３とプーリ２５５とが連結され、出力軸６４とボールねじ軸２４５とが連結される。
【０１１５】
したがって、キャビティ空間Ｃに樹脂が充填された後の所定のタイミングで、前記圧縮用モータ２２５を駆動すると、回転がプーリ２５４、タイミングベルト２５６及びプーリ２５５を介して連結アッセンブリ６１に伝達され、更にボールねじ軸２４５に伝達されてボールねじ軸２４５を正方向に回転させる。そして、ボールねじ２４７において運動方向が回転運動から直進運動に変換され、ボールナット２４６が前進させられ、クロスヘッド２１６が前進させられる。したがって、圧縮ピン２１２が前進させられ、樹脂が加圧され、圧縮される。
【０１１６】
次に、可動プラテン１１１が後退（図において左方に移動）させられ、型開きが行われる。このとき、成形品は可動金型１３１側に残るが、型開きが開始された後の所定のタイミングで図示されないエジェクタ装置が作動させられ、エジェクタピンが前進させられ、成形品が離型させられ、突き出される。
【０１１７】
ところで、前記圧縮用モータ２２５を駆動して、圧縮ピン２１２を前進させ、キャビティ空間Ｃ内の樹脂を圧縮すると、樹脂の反力が圧縮ピン２１２、圧縮プレート２１３及び圧縮ロッド２１５を介してロードセル２１７に伝達される。そこで、前記圧縮処理手段は、ロードセル２１７によって検出された圧縮力が設定値に達しているかどうかを判断し、圧縮力が設定値に達した場合に前記圧縮用モータ２２５の駆動を停止させる。このとき、前記反力は、更にクロスヘッド２１６及び取付部材２３４を介してボールナット２４６に伝達され、ボールねじ２４７においてボールねじ軸２４５を逆方向に回転させようとする。その結果、連結アッセンブリ６１に回転を入力しようとするが、連結アッセンブリ６１は、ボールねじ軸２４５からの回転の入力を阻止する。
【０１１８】
したがって、連結アッセンブリ６１から圧縮用モータ２２５に逆方向の回転が伝達されないだけでなく、クロスヘッド２１６の位置が保持され、圧縮ピン２１２は後退しないので、圧縮力が保持される。また、樹脂の冷却及び収縮によって圧縮力が変動した場合、その変動分の補正の動作のみで圧縮力の保持が可能になる。
【０１１９】
このように、連結アッセンブリ６１によってボールねじ軸２４５からの回転の入力が阻止されるので、圧縮力を保持するために圧縮用モータ２２５を駆動状態に置く必要がなくなる。したがって、圧縮用モータ２２５に電流を供給し続ける必要がないので、消費電力を小さくすることができる。そして、圧縮用モータ２２５の温度が上昇するのを防止することができる。
【０１２０】
また、圧縮ピン２１２を進退させる必要があるとき以外は、圧縮用モータ２２５を非制御状態に置くことができるので、制御部による圧縮用モータ２２５の駆動制御を簡素化することができる。
【０１２１】
そして、圧縮力を圧縮用モータ２２５のトルクによって保持する必要がないので、圧縮用モータ２２５の容量を大きくする必要がない。その結果、圧縮用モータ２２５の慣性を小さくすることができ、圧縮用モータ２２５の応答性が高くなる。
【０１２２】
本実施の形態において、連結アッセンブリ６１は、圧縮用モータ２２５の回転を伝達する回転伝達系において伝動ユニットより下流側に配設されるが、伝動ユニットより上流側に配設することもできる。
【０１２３】
ところで、前記射出装置においては、射出ノズル１３を固定金型１３１に所定のノズルタッチ力で当接させるようになっていて、そのために、可塑化移動装置が配設される。そして、該可塑化移動装置は、可塑化移動用モータとしてブレーキ付きのモータ又はサーボモータを備え、該可塑化移動用モータを駆動することによってノズルタッチを行うとともに、その後も、ブレーキを作動させたり、サーボモータを駆動し続けて、ノズルタッチ力を保持するようにしている。
【０１２４】
ところが、ブレーキ付きのモータにおいては、一つの成形サイクルで、型締力等に対向させてノズルタッチ力を変化させるようにした場合、ブレーキを多数回作動させる必要があり、ブレーキの寿命が短くなってしまう。
【０１２５】
また、サーボモータにおいては、ノズルタッチ力を保持するために、サーボモータを駆動し続ける必要があるので、サーボモータにおける消費電力が多くなってしまう。そこで、可塑化移動用モータにおける消費電力を小さくすることができるようにした本発明の第５の実施の形態について説明する。
【０１２６】
図１０は本発明の第５の実施の形態における射出成形機の概略図である。
【０１２７】
図において、３０１は射出成形機フレーム、１１０は該射出成形機フレーム３０１に取り付けられた第１のプラテンとしての固定プラテン、１１１は該固定プラテン１１０と対向させて配設された第２のプラテンとしての可動プラテン、１３１は前記固定プラテン１１０に取り付けられた第１の金型としての固定金型、１３２は前記可動プラテン１１１に取り付けられ、前記固定金型１３１に対して接離自在に配設された第２の金型としての可動金型である。
【０１２８】
また、３０２は射出装置、３０３は該射出装置３０２を射出成形機フレーム３０１に対して進退（図において左右方向に移動）自在に支持し、かつ、ノズルタッチを行う可塑化移動装置である。
【０１２９】
前記射出装置３０２は、シリンダ部材としての加熱シリンダ１１、該加熱シリンダ１１の前端（図において左端）に取り付けられた射出ノズル１３、前記加熱シリンダ１１内において回転自在に、かつ、進退自在に配設された射出部材としての図示されないスクリュー、該スクリューを回転させたり、進退させたりするための駆動部ユニット３１４を備える。
【０１３０】
また、射出装置３０２を支持するとともに、射出装置３０２を進退させるために進退部材及び移動部材としてのスライドベース３１２が配設され、該スライドベース３１２を進退させるための可塑化移動用の駆動部としての可塑化移動用モータ３２５が配設される。
【０１３１】
ところで、前記スライドベース３１２を進退させるために、射出成形機フレーム３０１上に案内部材としてのレール３１６が配設され、スライドベース３１２の下端に配設されたスライダ３１７がレール３１６に載置される。また、前記射出成形機フレーム３０１上の射出装置３０２より後方（図において右方）の所定の箇所に、固定プレート３２６が取り付けられ、前記スライドベース３１２と固定プレート３２６との間に、ノズルタッチ力を蓄えるノズルタッチ力蓄積部３３１、並びに互いに螺合させられた第１の変換要素としてのボールねじ軸３４５及び第２の変換要素としてのボールナット３４６から成るボールねじ３４７が配設され、該ボールねじ３４７によって回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部が構成される。そのために、前記ボールねじ軸３４５はベアリング３４８によって固定プレート３２６に対して回転自在に支持され、前記ボールナット３４６はノズルタッチ力蓄積部３３１に固定される。
【０１３２】
また、該ノズルタッチ力蓄積部３３１は、ボールナット３４６に取り付けられ、ボールねじ軸３４５を進退自在に案内する案内ロッド３３２、該案内ロッド３３２の周囲に配設され、前端をスライドベース３１２に当接させ、後端（図において右端）をボールナット３４６に当接され、該ボールナット３４６を後方に向けて付勢する付勢部材としてのスプリング３３３等を備える。
【０１３３】
なお、運動方向変換部としてボールねじ３４７に代えてローラねじを使用することもでき、その場合、該ローラねじは、第１の変換要素としてのローラねじ軸、及び該ローラねじ軸と螺合させられた第２の変換要素としてのローラナットから成る。
【０１３４】
そして、前記可塑化移動用モータ３２５とボールねじ軸３４５との間に、可塑化移動用モータ３２５を駆動するのに伴って発生させられた回転の入力を許容し、スライドベース３１２に伝達される反力によって発生させられた回転のボールねじ軸３４５からの入力を阻止する一方向回転入力機構としての連結アッセンブリ６１が配設される。したがって、前記可塑化移動用モータ３２５を駆動し、ボールねじ軸３４５を正方向又は逆方向に回転させることによってボールナット３４６及びスライドベース３１２を進退させることができる。
【０１３５】
前記連結アッセンブリ６１は、本体部６２、入力軸６３、出力軸６４、及び噛合機構としてのクラッチ機構６５（図５）を備え、本実施の形態において、前記本体部６２は固定プレート３２６に取り付けられ、入力軸６３と可塑化移動用モータ３２５とが連結され、出力軸６４とボールねじ軸３４５とが連結される。
【０１３６】
なお、前記スライドベース３１２、可塑化移動用モータ３２５、連結アッセンブリ６１、ノズルタッチ力蓄積部３３１、ボールねじ３４７等によって可塑化移動装置３０３が構成される。
【０１３７】
したがって、図示されない制御部の可塑化移動処理手段は、可塑化移動処理を行い、可塑化移動用モータ３２５を駆動し、ボールねじ軸３４５を正方向に回転させることによって、スライドベース３１２を前進（図において左方に移動）させ、射出ノズル１３を固定金型１３１に当接させ、所定のノズルタッチ力でノズルタッチを行う。そして、前記可塑化移動処理手段は、前記可塑化移動用モータ３２５を更に駆動し、ボールねじ軸３４５を更に正方向に回転させると、ボールナット３４６がスプリング３３３の付勢力に抗して前進させられ、スプリング３３３の付勢力に対向するノズルタッチ力を保持することができる。
【０１３８】
ところで、前記可塑化移動用モータ３２５を駆動して、ボールナット３４６を前進させると、ノズルタッチ力蓄積部３３１において所定のノズルタッチ力が発生させられる。そして、前記スライドベース３１２の所定の箇所には、スライドベース３１２に対するボールナット３４６の位置を検出するノズルタッチ力検出部としての図示されない位置センサが配設され、該位置センサは、スプリング３３３の圧縮に伴って変化するボールナット３４６の位置を検出し、該位置に基づいてノズルタッチ力を検出する。
【０１３９】
そこで、前記可塑化移動処理手段は、位置センサによって検出されたノズルタッチ力が閾値を超えたかどうかを判断し、ノズルタッチ力が閾値を超えたときに前記可塑化移動用モータ３２５の駆動を停止させる。このとき、前記スプリング３３３による付勢力は、反力になってボールナット３４６に伝達され、ボールねじ３４７においてボールねじ軸３４５を逆方向に回転させようとする。その結果、連結アッセンブリ６１に回転を入力しようとするが、連結アッセンブリ６１は、ボールねじ軸３４５からの回転の入力を阻止する。
【０１４０】
したがって、連結アッセンブリ６１から可塑化移動用モータ３２５に逆方向の回転が伝達されないだけでなく、スライドベース３１２の位置は保持され、後退しないので、ノズルタッチ力が保持される。
【０１４１】
このように、連結アッセンブリ６１によってボールねじ軸３４５からの回転の入力が阻止されるので、ノズルタッチ力を保持するために可塑化移動用モータ３２５を駆動状態に置く必要がなくなる。したがって、可塑化移動用モータ３２５に電流を供給し続ける必要がないので、消費電力を小さくすることができる。そして、可塑化移動用モータ３２５の温度が上昇するのを防止することができる。
【０１４２】
また、スライドベース３１２を進退させる必要があるとき以外は、可塑化移動用モータ３２５を非制御状態に置くことができるので、制御部による可塑化移動用モータ３２５の駆動制御を簡素化することができる。
【０１４３】
そして、圧縮力を可塑化移動用モータ３２５のトルクによって保持する必要がないので、可塑化移動用モータ３２５の容量を大きくする必要がない。その結果、可塑化移動用モータ３２５の慣性を小さくすることができ、可塑化移動用モータ３２５の応答性が高くなる。
【０１４４】
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。
【０１４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、射出成形機の駆動装置においては、射出部材を駆動する射出装置の駆動部と、射出装置を進退させる可塑化移動装置の駆動部と、金型装置を駆動する型締装置の駆動部と、前記射出装置の駆動部を駆動することによって回転が発生させられ、それに伴って回転又は進退させられる射出装置の進退部材と、前記可塑化移動装置の駆動部を駆動することによって回転が発生させられ、それに伴って進退させられる可塑化移動装置の進退部材と、前記型締装置の駆動部を駆動することによって回転が発生させられ、それに伴って進退させられる型締装置の進退部材と、前記射出部材、可塑化移動装置及び型締装置のうちの少なくとも一つにおいて、駆動部と進退部材との間に配設され、駆動部を駆動するのに伴って発生させられた回転の入力を許容し、前記進退部材に伝達される反力によって発生させられた回転の入力を阻止する一方向回転入力機構とを有する。
【０１４６】
この場合、前記駆動部と進退部材との間に一方向回転入力機構が配設され、該一方向回転入力機構は、前記駆動部を駆動するのに伴って発生させられた回転の入力を許容し、進退部材に伝達される反力によって発生させられた回転の入力を阻止する。
【０１４７】
したがって、進退部材の位置を保持するために、駆動部を駆動状態に置く必要がなくなる。その結果、駆動部に電流を供給し続ける必要がないので、射出成形機の消費電力を小さくすることができる。そして、駆動部の温度が上昇するのを防止することができる。
【０１４８】
また、進退部材を移動させる必要があるとき以外は、駆動部を非制御状態に置くことができるので、制御部による駆動部の駆動制御を簡素化することができる。
【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射出成形機の概略図である。
【図２】従来の射出装置の平面図である。
【図３】従来の射出装置におけるスクリューに回転力が発生するメカニズムを説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における駆動力伝達部の概略図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における駆動力伝達部の動作を示す第１の図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における駆動力伝達部の動作を示す第２の図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における射出成形機の概略図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態における射出成形機の概略図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態における射出成形機の概略図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態における射出成形機の概略図である。
【符号の説明】
４１　　計量用モータ
４２、４３、５４、５５、１５４、１５５、２５４、２５５　　プーリ
４４、５６、１５６、２５６　　タイミングベルト
４７、１４７、２４７、３４７　　ボールねじ
５３　　射出用モータ
６１　　連結アッセンブリ
１１０　　固定プラテン
１１１　　可動プラテン
１１２　　トグルサポート
１１５　　トグル機構
１２１、２１６　　クロスヘッド
１２５　　型締用モータ
２０５　　圧縮装置
２１２　　圧縮ピン
２１７　　ロードセル
２２５　　圧縮用モータ
３０２　　射出装置
３１２　　スライドベース
３２５　　可塑化移動用モータ
Ｃ　　キャビティ空間
【図１】
2004090283.tif 000003
【図２】
2004090283.tif 000004
【図３】
2004090283.tif 000005
【図４】
2004090283.tif 000006
【図５】
2004090283.tif 000007
【図６】
2004090283.tif 000008
【図７】
2004090283.tif 000009
【図８】
2004090283.tif 000010
【図９】
2004090283.tif 000011
【図１０】
2004090283.tif 000012