(57)【要約】【課題】直進移動部材に伝達される推力を大きくすることができるようにする。【解決手段】駆動部の出力軸と連結され、出力軸の回転を受けて回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部と、運動方向変換部の直進運動に伴って圧力を発生させる第１のシリンダ部５８と、第１のシリンダ部５８と連通させて配設され、第１のシリンダ部５８から伝達された圧力に基づいて受圧部材が進退させられる第２のシリンダ部５９とを有する。第１、第２のシリンダ部５８、５９の各受圧部材は、互いに受圧面積が異なる。第１、第２のシリンダ部の各受圧部材は、互いに受圧面積が異なるので、例えば、第２のシリンダ部の受圧部材の受圧面積を第１のシリンダ部の受圧部材の受圧面積より大きくすると、直進移動部材に伝達される推力を大きくすることができる。【選択図】図１
2005205790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）駆動部の出力軸と連結され、該出力軸の回転を受けて回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部と、
（ｂ）該運動方向変換部の直進運動に伴って圧力を発生させる第１のシリンダ部と、
（ｃ）該第１のシリンダ部と連通させて配設され、第１のシリンダ部から伝達された圧力に基づいて受圧部材が進退させられる第２のシリンダ部とを有するとともに、
（ｄ）前記第１、第２のシリンダ部の各受圧部材は、互いに受圧面積が異なることを特徴とする成形機。
【請求項２】
（ａ）前記運動方向変換部は、回転が規制された第１の変換要素、及び進退自在に配設され、前記第１の変換要素と螺合させられ、前記出力軸と連結された第２の変換要素を備え、
（ｂ）前記第１のシリンダ部の受圧部材は、前記第２の変換要素に取り付けられる請求項１に記載の成形機。
【請求項３】
（ａ）前記運動方向変換部は、回転が規制された二つの第１の変換要素、及び進退自在に配設され、前記各第１の変換要素と螺合させられ、前記出力軸と連結された二つの第２の変換要素を備え、
（ｂ）前記第１のシリンダ部の受圧部材は、前記各第２の変換要素に取り付けられ、連結部材によって連結される請求項１に記載の成形機。
【請求項４】
（ａ）前記運動方向変換部は、進退自在に配設され、回転が規制された第１の変換要素、及び該第１の変換要素と螺合させられ、前記出力軸と連結された第２の変換要素を備え、
（ｂ）前記第１のシリンダ部の受圧部材は、前記第１の変換要素の所定の部位である請求項１に記載の成形機。
【請求項５】
（ａ）前記運動方向変換部は、進退自在に配設され、回転が規制された二つの第１の変換要素、及び該各第１の変換要素と螺合させられ、前記出力軸と連結され、かつ、互いに一体に連結された二つの第２の変換要素を備え、
（ｂ）前記第１のシリンダ部の受圧部材は、前記各第１の変換要素の所定の部位である請求項１に記載の成形機。
【請求項６】
（ａ）前記第１のシリンダ部内に、前記運動方向変換部を潤滑するための潤滑剤が充填され、
（ｂ）該潤滑剤によって、前記第１のシリンダ部の圧力が第２のシリンダ部に伝達される請求項１〜５のいずれか１項に記載の成形機。
【請求項７】
（ａ）前記第２のシリンダ部内の圧力を検出する圧力検出部を有するとともに、
（ｂ）該圧力検出部によって検出された圧力に基づいて駆動部が駆動される請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、成形機、例えば、射出成形機においては、加熱シリンダ内においてスクリューを前進させ、溶融させられた樹脂を高圧で射出し、金型装置の固定金型と可動金型との間に形成された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樹脂を冷却し、固化させることによって成形品を得るようにしている。
【０００３】
そのために、型締装置が配設され、該型締装置は、固定金型が取り付けられた固定プラテン、可動金型が取り付けられた可動プラテン、及び該可動プラテンを進退させるためのトグル機構を備え、該トグル機構を作動させ、前記可動プラテンを進退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ようになっている。
【０００４】
ところで、電動式の射出成形機の場合、前記加熱シリンダ内においてスクリューを進退させるために射出用モータが、また、前記トグル機構を作動させるために型締用モータが配設される。そして、前記射出用モータ及び型締用モータによって発生させられた回転の回転運動はボールねじによって直進運動に変換され、所定の推力が前記スクリュー、可動プラテン等の直進移動部材に伝達され、該直進移動部材が進退させられるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２１１５１２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、従来の電動射出成形機において、推力は、射出用モータ及び型締用モータの容量で決定されるので、大きい推力を得ようとすると、射出用モータ及び型締用モータの容量だけでなく、ボールねじの容量を大きくする必要がある。ところが、射出用モータ、型締用モータ及びボールねじの容量を大きくすると、コストが高くなってしまう。
【０００６】
本発明は、前記従来の電動射出成形機の問題点を解決して、直進移動部材に伝達される推力を大きくすることができる成形機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのために、本発明の成形機においては、駆動部の出力軸と連結され、該出力軸の回転を受けて回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部と、該運動方向変換部の直進運動に伴って圧力を発生させる第１のシリンダ部と、該第１のシリンダ部と連通させて配設され、第１のシリンダ部から伝達された圧力に基づいて受圧部材が進退させられる第２のシリンダ部とを有する。
【０００８】
そして、前記第１、第２のシリンダ部の各受圧部材は、互いに受圧面積が異なる。
【０００９】
本発明の他の成形機においては、さらに、前記運動方向変換部は、回転が規制された第１の変換要素、及び進退自在に配設され、前記第１の変換要素と螺（ら）合させられ、前記出力軸と連結された第２の変換要素を備える。
【００１０】
そして、前記第１のシリンダ部の受圧部材は、前記第２の変換要素に取り付けられる。
【００１１】
本発明の更に他の成形機においては、さらに、前記運動方向変換部は、回転が規制された二つの第１の変換要素、及び進退自在に配設され、前記各第１の変換要素と螺合させられ、前記出力軸と連結された二つの第２の変換要素を備える。
【００１２】
そして、前記第１のシリンダ部の受圧部材は、前記各第２の変換要素に取り付けられ、連結部材によって連結される。
【００１３】
本発明の更に他の成形機においては、さらに、前記運動方向変換部は、進退自在に配設され、回転が規制された第１の変換要素、及び該第１の変換要素と螺合させられ、前記出力軸と連結された第２の変換要素を備える。
【００１４】
そして、前記第１のシリンダ部の受圧部材は、前記第１の変換要素の所定の部位である。
【００１５】
本発明の更に他の成形機においては、さらに、前記運動方向変換部は、進退自在に配設され、回転が規制された二つの第１の変換要素、及び該各第１の変換要素と螺合させられ、前記出力軸と連結され、かつ、互いに一体に連結された二つの第２の変換要素を備える。
【００１６】
そして、前記第１のシリンダ部の受圧部材は、前記各第１の変換要素の所定の部位である。
【００１７】
本発明の更に他の成形機においては、さらに、前記第１のシリンダ部内に、前記運動方向変換部を潤滑するための潤滑剤が充填される。そして、該潤滑剤によって、前記第１のシリンダ部の圧力が第２のシリンダ部に伝達される。
【００１８】
本発明の更に他の成形機においては、さらに、前記第２のシリンダ部内の圧力を検出する圧力検出部を有する。
【００１９】
そして、該圧力検出部によって検出された圧力に基づいて駆動部が駆動される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、成形機においては、駆動部の出力軸と連結され、該出力軸の回転を受けて回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部と、該運動方向変換部の直進運動に伴って圧力を発生させる第１のシリンダ部と、該第１のシリンダ部と連通させて配設され、第１のシリンダ部から伝達された圧力に基づいて受圧部材が進退させられる第２のシリンダ部とを有する。
【００２１】
そして、前記第１、第２のシリンダ部の各受圧部材は、互いに受圧面積が異なる。
【００２２】
この場合、駆動部を駆動することによって発生させられた回転が運動方向変換部に伝達され、該運動方向変換部において回転運動が直進運動に変換される。そして、第１のシリンダ部において、前記直進運動に伴って圧力が発生させられ、該圧力に基づいて第２のシリンダ部の受圧部材が進退させられる。
【００２３】
そして、第１、第２のシリンダ部の各受圧部材は、互いに受圧面積が異なるので、例えば、第２のシリンダ部の受圧部材の受圧面積を第１のシリンダ部の受圧部材の受圧面積より大きくすると、直進移動部材に伝達される推力を大きくすることができる。
【００２４】
したがって、駆動部の容量をその分小さくすることができ、直進移動部材の応答性を向上させることができる。
【００２５】
また、第１のシリンダ部の受圧部材の受圧面積を第２のシリンダ部の受圧部材の受圧面積より大きくすると、直進移動部材の応答性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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、成形機、例えば、射出成形機について説明する。
【００２７】
図１は本発明の第１の実施の形態における射出装置の要部を示す概念図、図２は本発明の第１の実施の形態における射出成形機の概念図である。
【００２８】
図において、１１は射出装置、１２は金型装置、１３は該金型装置１２の型閉じ、型締め及び型開きを行う型締装置、１４は前記射出装置１１、金型装置１２及び型締装置１３を支持する成形機フレーム、１４ａは射出装置１１を支持する射出装置フレームであり、前記金型装置１２は、第１の金型としての固定金型１７及び第２の金型としての可動金型１８を備える。
【００２９】
前記射出装置１１は、射出部材としての加熱シリンダ１５、該加熱シリンダ１５内において、進退（図における左右方向に移動）自在に、かつ、回転自在に配設された第１の直進移動部材としてのスクリュー１６、該スクリュー１６を回転させるための、計量用の駆動部としての計量用モータ２１、前記スクリュー１６を進退させるための、射出用の駆動部としての射出用モータ２２、該射出用モータ２２を駆動することによって発生させられた回転の回転運動を、回転を伴う直進運動、すなわち、回転直進運動に変換する運動方向変換部としてのボールねじユニット２３、前記回転直進運動の推力を増幅して大きくする増幅部としてのシリンダユニット２４等を有する。前記ボールねじユニット２３及びシリンダユニット２４によって、運動方向を変換し、推力を増幅する第１の推力増幅装置２５が構成される。
【００３０】
前記加熱シリンダ１５の前端（図２において左端）には射出ノズル２６が、加熱シリンダ１５の周囲にカバー２７が、加熱シリンダ１５の後端（図２において右端）の近傍にホッパ２８が配設される。また、前記射出用モータ２２は、筐（きょう）体４１、該筐体４１に対してベアリングｂ１、ｂ２によって回転自在に配設された出力軸４３、該出力軸４３に取り付けられたロータ４４、及び該ロータ４４の径方向外方において筐体４１に取り付けられたステータ４５を備える。前記筐体４１は、筒状体４６、該筒状体４６の後端（図において左端）に配設された環状の端板４７及び前記筒状体４６の前端（図において右端）に配設された環状の端板４８を備える。
【００３１】
前記ボールねじユニット２３は、フランジ部ｆ１を端板４８に取り付けて配設され、回転が規制された第１の変換要素としてのボールナット５１、及び回転自在に配設された第２の変換要素としてのボールねじ軸ユニット５２を備え、該ボールねじ軸ユニット５２は、前記ボールナット５１と螺合させられるねじ部５４、及び該ねじ部５４より後方（図において左方）に配設され、前記出力軸４３内において出力軸４３とスプライン係合させられるスプライン部５５を備える。該出力軸４３及びスプライン部５５によって第１の回転伝達部が構成され、前記ボールねじ軸ユニット５２はスプライン部５５を介して出力軸４３と連結され、該出力軸４３の回転が伝達される。本実施の形態においては、運動方向変換部としてのボールねじユニット２３を使用するようになっているが、ボールねじユニット２３に代えてローラねじユニットを使用することもできる。その場合、第１の変換要素としてのローラナット、及び回転自在に配設された第２の変換要素としてのローラねじ軸ユニットを備え、該ローラねじ軸ユニットに前記ローラナットと螺合させられるねじ部が形成される。
【００３２】
また、前記シリンダユニット２４は、前記射出用モータ２２に隣接させて配設された第１のシリンダ部５８、前記射出装置フレーム１４ａに隣接させて配設された第２のシリンダ部５９、第１、第２のシリンダ部５８、５９を連通させる連通管６１、６２、及び該連通管６２に配設されたリザーバタンク６３を備える。
【００３３】
前記第１のシリンダ部５８は、円形の形状を有し、前記筐体４１に隣接させて配設されたシリンダ６６、及び該シリンダ６６内において進退自在に、かつ、回転自在に、しかも、シリンダ６６の内周面に対して摺（しゅう）動自在に配設された第１の受圧部材としてのピストン６７を備え、前記シリンダ６６内においてピストン６７より前方（図において右方）に第１の油室６８が、ピストン６７より後方に、ボールナット５１及びボールねじ軸ユニット５２の一部を包囲して第２の油室６９が形成される。そして、圧力伝達媒体としての油が満たされた前記第２の油室６９内に前記ねじ部５４を配設し、該ねじ部５４を油に浸した状態にすることによって、該油をボールねじ軸ユニット５２の潤滑油として機能させるようにしている。さらに、第２の油室６９と前記スプライン部５５とを連通させることによって、前記油を前記スプライン部５５の潤滑油として機能させることもできる。なお、前記ピストン６７は、ボールねじ軸ユニット５２の前端に取り付けられ、円形の形状を有する。
【００３４】
前記ピストン６７の外周面にはシール部材ＳＬ１が配設され、該シール部材ＳＬ１によってシリンダ６６の内周面とピストン６７の外周面との間がシールされる。また、前記第２のシリンダ部５９は、前記射出装置フレーム１４ａの後端に配設され、駆動部フレームを構成するシリンダ７１、該シリンダ７１内において進退自在に、かつ、シリンダ７１の内周面に対して摺動自在に配設された第２の受圧部材としてのピストン７２を備え、シリンダ７１内においてピストン７２の摺動部より前方に第１の油室７３が、ピストン７２の摺動部より後方に第２の油室７４が形成される。そして、前記第１の油室６８と第２の油室７４とが前記連通管６１によって、第２の油室６９と第１の油室７３とが連通管６２によって連通させられる。第２の油室７４には圧力検出部としての圧力センサＳｐが配設され、該圧力センサＳｐは、ピストン７２が受ける圧力を検出して図示されない制御部に送る。そして、該制御部の圧力制御処理手段は、圧力制御処理を行い、前記圧力センサＳｐによって検出された圧力に従って射出用モータ２２を駆動する。
【００３５】
また、前記スクリュー１６の後端には支持部材７５が取り付けられ、該支持部材７５はピストン７２に対して回転自在に支持される。そして、前記計量用モータ２１の出力軸７６は、前方に突出させて配設され、前端に形成されたスプライン部において支持部材７５とスプライン係合させられる。前記支持部材７５及び出力軸７６によって第２の回転伝達部が構成される。なお、シリンダ７１とピストン７２との間に、スクリュー１６の位置によってピストン７２の位置を検出する位置検出装置７８が配設される。
【００３６】
前記シリンダ７１の後端に配設された端板７９から前方に向けて筒状部８１が突出させて形成され、該筒状部８１の前端部（図において左端部）がピストン７２内において摺動自在に配設され、前記出力軸７６は第２の油室７４から密閉された状態で筒状部８１内を前方に延びる。
【００３７】
一方、型締装置１３は、前記成形機フレーム１４上に前記射出装置１１と隣接させ、かつ、対向させて配設された第１の固定支持部材としての固定プラテン８２、該固定プラテン８２と所定の距離を置いて配設された第２の固定支持部材としてのベースプレート８３、前記固定プラテン８２とベースプレート８３との間に架設された、複数の、本実施の形態においては、４本（図２においてはそのうちの２本だけが示される。）のタイバー８４、該タイバー８４に沿って進退自在に、かつ、前記固定プラテン８２と対向させて配設された可動支持部材としての、かつ、第２の直進移動部材としての可動プラテン８５、該可動プラテン８５を進退させるための型締用の駆動部としての型締用モータ９１、該型締用モータ９１を駆動することによって発生させられた回転の回転運動を、回転直進運動に変換する運動方向変換部としてのボールねじユニット９３、前記回転直進運動の推力を増幅して大きくする増幅部としてのシリンダユニット９４等を有する。前記ボールねじユニット９３及びシリンダユニット９４によって、運動方向を変換し、推力を増幅する第２の推力増幅装置９５が構成される。なお、前記型締用モータ９１は前記射出用モータ２２と、ボールねじユニット９３はボールねじユニット２３と同じ構造を有するので説明を省略する。
【００３８】
また、前記シリンダユニット９４は、前記型締用モータ９１に隣接させて配設された第１のシリンダ部９８、前記ベースプレート８３と一体に、かつ、ベースプレート８３より後方（図２において左方）に向けて突出させて形成された第２のシリンダ部９９、前記第１、第２のシリンダ部９８、９９を連通させる連通管１０１、１０２、及び該連通管１０２に配設された図示されないリザーバタンクを備える。前記連通管１０１は、第１のシリンダ部９８側に配設された主連通管１０４、接続部１０５、及び第２のシリンダ部９９側に配設された第１、第２の分岐連通管１０６、１０７を備える。
【００３９】
前記第１のシリンダ部９８は、シリンダ１１６、該シリンダ１１６内において進退自在及び回転自在に、かつ、シリンダ１１６の内周面に対して摺動自在に配設された第１の受圧部材としてのピストン１１７を備え、シリンダ１１６内においてピストン１１７より前方（図２において左方）に第１の油室１１８が、ピストン１１７より後方（図２において右方）に第２の油室１１９が形成される。また、前記第２のシリンダ部９９は、シリンダ１２１、該シリンダ１２１内において進退自在に、かつ、シリンダ１２１の内周面に対して摺動自在に配設された第２の受圧部材としてのピストン１２２を備え、シリンダ１２１内においてピストン１２２の摺動部より前方に第１の油室１２３が、ピストン１２２の摺動部より後方に第２の油室１２４が形成される。そして、前記シリンダ１２１の後端（図２において左端）から前方（図２において右方）に向けて突出させ、かつ、第１の油室１２４を貫通して延びるブースタ１３１が配設され、前記ピストン１２２には、前記ブースタ１３１を収容するための第３の油室１３２が形成される。
【００４０】
また、前記第１の油室１１８と第２の油室１２４とが、また、第２の油室１２４と第３の油室１３２とが前記連通管１０１によって、第２の油室１１９と第１の油室１２３とが連通管１０２によって連通させられる。
【００４１】
そして、前記ベースプレート８３と可動プラテン８５との間に、可動プラテン８５の位置によって可動金型１８の位置を検出する位置検出装置１７８が配設される。
【００４２】
前記構成の射出成形機において、計量工程で、前記制御部の計量処理手段が、計量処理を行い、計量用モータ２１が駆動されると、出力軸７６に発生させられた回転は、支持部材７５に伝達され、さらに、スクリュー１６に伝達され、スクリュー１６が回転させられる。これに伴って、ホッパ２８内の成形材料としての樹脂は、加熱シリンダ１５内に供給され、スクリュー１６に形成された溝に沿って前方に移動し、スクリュー１６の前端のスクリューヘッドより前方に溜（た）められる。このとき、スクリュー１６は、スクリューヘッドより前方に溜められた樹脂の圧力で後退（図２において右方向に移動）させられるとともに、受圧側の第２の油室７４に配設された圧力センサＳｐによって検出された圧力に従って射出用モータ２２が駆動され、背圧が制御される。
【００４３】
この間に、前記型締装置１３において、型締用モータ９１が駆動され、可動プラテン８５が前進（図２において右方向に移動）させられて型閉じ及び型締めが行われ、固定金型１７と可動金型１８との間に図示されないキャビティ空間が形成される。
【００４４】
続いて、射出工程で、前記制御部の射出処理手段が、射出処理を行い、射出用モータ２２が駆動されると、出力軸４３の回転が前記第１の回転伝達部を介してボールねじ軸ユニット５２に伝達され、ボールねじ軸ユニット５２が回転させられる。この場合、ボールナット５１が筐体４１に対して固定され、回転が規制されているので、ボールねじ軸ユニット５２の回転に伴って、ボールねじ軸ユニット５２が前進させられ、ピストン６７が回転させられながら推力Ｆ１で前進させられる。そして、前記第１、第２の油室６８、７４が連通管６１を介して連通させられるので、ピストン６７が前進させられるのに伴って、第１の油室６８から油が排出され、連通管６１を介して第２の油室７４に送られる。このとき、前記油は運動伝達媒体として、かつ、圧力伝達媒体として機能し、第１の油室６８内に発生させられた圧力が連通管６１を介して第２の油室７４に伝達され、ピストン７２が推力Ｆ２で前進させられる。したがって、支持部材７５及びスクリュー１６を前進させ、スクリューヘッドより前方に溜められていた樹脂を射出ノズル２６から金型装置１２のキャビティ空間に充填することができる。そして、キャビティ空間に充填された樹脂は、冷却され固化されて成形品になる。
【００４５】
ところで、前記第１のシリンダ部５８におけるピストン６７の前端の受圧面積をＡ１とし、前記第２のシリンダ部５９においてピストン７２の後端の筒状部８１より径方向外方の受圧面積をＡ２としたとき、受圧面積Ａ１に対する受圧面積Ａ２の比γ１は、１より大きい所定の値を採る。したがって、前記推力Ｆ２は、増幅されて推力Ｆ１より大きくなり、
Ｆ２＝γ１・Ｆ１
になる。
【００４６】
その結果、スクリュー１６が前記推力Ｆ２で前進させられ、射出が行われる。なお、前記ピストン６７が前進させられるのに伴って、第１の油室６８から排出された油が連通管６１を介して第２の油室７４に供給されるが、前述されたように、受圧面積Ａ１に対する受圧面積Ａ２の比γ１が１より大きいので、ピストン７２が前進する速度はピストン６７が前進する速度より低くなる。また、前記ピストン７２が前進するのに伴って、第１の油室７３から排出される油は、連通管６２を介して第２の油室６９に供給されるが、第１の油室７３から排出される油の量と、第２の油室６９に供給される油の量とが等しくないと、ピストン６７、７２を円滑に移動させることができない。そこで、前記連通管６２にリザーバタンク６３を配設し、該リザーバタンク６３によって前記第１の油室７３から排出される油の量と、第２の油室６９に供給される油の量との差を吸収するようにしている。
【００４７】
ところで、前記型締装置１３において型閉じ及び型締めを行うのに当たり、前記制御部の型開閉処理手段が、型開閉処理を行い、型締用モータ９１を駆動すると、型締用モータ９１の出力軸の回転が第２の回転伝達部を介してボールねじユニット９３の第２の変換要素としてのボールねじ軸ユニットに伝達され、該ボールねじ軸ユニットが回転させられる。そして、ボールねじ軸ユニットの回転に伴って、ピストン１１７が前進（図２において左方向に移動）させられる。また、前記第１〜第３の油室１１８、１２４、１３２が連通管１０１、１０２を介して連通させられるので、ピストン１１７が前進させられるのに伴って、ピストン１２２が前進させられる。このようにして、型閉じが行われ、可動金型１８が固定金型１７に当接すると、ピストン１１７、１２２が停止させられる。
【００４８】
続いて、前記型開閉処理手段は、所定の時間だけ、更に型締用モータ９１を駆動し、前記ピストン１１７を推力Ｆ１１で前方に付勢する。これに伴って、ピストン１１７は推力Ｆ１２でピストン１２２を付勢する。したがって、前記型締装置１３において、推力Ｆ１２と等しい型締め力で可動金型１８を固定金型１７に押し付け、型締めを行うことができる。なお、型締めに伴って前記キャビティ空間が形成される。
【００４９】
ところで、前記第１のシリンダ部９８におけるピストン１１７の前端の受圧面積をＡ１１とし、前記第２のシリンダ部９９においてピストン１２２の後端（図２において左端）のブースタ１３１より径方向外方の受圧面積をＡ１２としたとき、受圧面積Ａ１１に対する受圧面積Ａ１２の比γ１１は、１より大きい所定の値を採る。したがって、前記推力Ｆ１２は、増幅されて推力Ｆ１１より大きくなり、
Ｆ１２＝γ１１・Ｆ１１
になる。
【００５０】
ここで、型締装置１３において、接続部１０５は、型閉じ時に主連通管１０４と第２の分岐連通管１０７とを接続し、第１の油室１１８と第３の油室１３２とを連通させる。したがって、わずかな量の油を前記第３の油室１３２に供給することによって、可動プラテン８５を前進させる。このとき、第２の油室１２４には、ピストン１２２が前進するのに必要な量の油が図示されないリザーバタンクから供給される。続いて、型締め時に前記接続部１０５は切り換えられ、主連通管１０４と第１の分岐連通管１０６とを接続し、第１の油室１１８と第２の油室１２４とを連通させる。したがって、前記受圧面積Ａ１１より大きい受圧面積Ａ１２を有するピストン１２２が油の圧力を受け、型締力を発生させる。
【００５１】
また、前記ピストン１２２が前進するのに伴って、第１の油室１１８から排出される油は、連通管１０２を介して第２の油室１１９に供給されるが、第１の油室１１８から排出される油の量と、第２の油室１１９に供給される油の量とが等しくないと、ピストン１１７、１２２を円滑に移動させることができない。そこで、前記連通管１０２に前記リザーバタンクを配設し、該リザーバタンクによって第１の油室１１８から排出される油の量と、第２の油室１１９に供給される油の量との差を吸収するようにしている。
【００５２】
そして、前記型締装置１３において型開きを行うのに当たり、前記型開閉処理手段が、型締用モータ９１を逆方向に駆動すると、ボールねじ軸ユニットが逆方向に回転させられる。そして、ボールねじ軸ユニットの逆方向の回転に伴って、ピストン１１７が後退（図２において右方向に移動）させられる。そして、前記第１〜第３の油室１１８、１２４、１３２が連通管１０１、１０２を介して連通させられるので、ピストン１１７が後退させられるのに伴って、ピストン１２２が後退させられる。このようにして型開きが行われるので、キャビティ空間から成形品を取り出すことができる。
【００５３】
このように、本実施の形態においては、ボールねじユニット２３、９３において発生させられた推力Ｆ１、Ｆ１１をシリンダユニット２４、９４によって増幅し、スクリュー１６及び可動プラテン８５に大きな推力Ｆ２、Ｆ１２を伝達することができる。
【００５４】
したがって、射出用モータ２２、型締用モータ９１及びボールねじユニット２３、９３の容量をその分小さくすることができるので、射出成形機のコストを低くすることができる。
【００５５】
さらに、ボールねじユニット２３においてボールナット５１及びボールねじ軸ユニット５２の少なくとも一部が第２の油室６９内に収容され、ボールねじユニット９３において、同様に、第１の変換要素としてのボールナット及びボールねじ軸ユニットの少なくとも一部が第２の油室１１９内に収容され、油によって潤滑させられるので、グリース等の他の潤滑剤を使用する必要がなくなる。したがって、射出成形機の保守・管理性を向上させることができる。
【００５６】
また、ボールねじユニット２３において、ボールねじ軸ユニット５２に発生した推力の反力がボールナット５１に伝達されるが、該ボールナット５１は、筐体４１に固定されるので、ベアリングｂ１、ｂ２をスラストベアリングで構成する必要はない。同様に、ボールねじユニット９３において、ボールねじ軸ユニットに発生した推力の反力がボールナットに伝達されるが、該ボールナットは、筐体に固定されるので、ベアリングをスラストベアリングで構成する必要はない。したがって、第１、第２の推力増幅装置２５、９５のコストを低くすることができる。
【００５７】
さらに、射出用モータ２２、型締用モータ９１、第１、第２の推力増幅装置２５、９５等と射出装置１１、型締装置１３等の装置本体とは、連結管６１、６２、１０４、１０６、１０７によって連結されるだけであるので、射出用モータ２２、型締用モータ９１、第１、第２の推力増幅装置２５、９５等を射出成形機の任意の場所に配設することができる。
【００５８】
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。
【００５９】
図３は本発明の第２の実施の形態における射出装置の要部を示す概念図である。
【００６０】
この場合、射出用の駆動部としての射出用モータ２２において、出力軸４３が筐体４１に対してベアリングｂ１１、ｂ２によって回転自在に配設される。そして、運動方向変換部としてのボールねじユニット２３は、フランジ部ｆ１１を射出用モータ２２とは反対の方向に置いて進退自在に配設され、回転が規制された第１の変換要素としてのボールナット５１、及び前記出力軸４３の前端（図において右端）に固定されることによって出力軸４３と連結され、出力軸４３と共に回転自在に配設され、前記ボールナット５１と螺合させられる第２の変換要素としてのボールねじ軸１５２を備える。前記ボールねじユニット２３において、前記ボールねじ軸１５２を回転させると、該ボールねじ軸１５２の回転運動が直進運動に変換され、ボールナット５１が進退させられる。前記ボールねじユニット２３及び増幅部としてのシリンダユニット２４によって第１の推力増幅装置２５が構成される。
【００６１】
また、前記シリンダユニット２４は、前記射出用モータ２２に隣接させて配設された第１のシリンダ部５８、前記射出装置フレーム１４ａ（図２）に隣接させて配設された第２のシリンダ部５９、第１、第２のシリンダ部５８、５９を連通させる連通管６１、６２、及び連通管６２に配設されたリザーバタンク６３を備える。
【００６２】
前記第１のシリンダ部５８は、前記筐体４１に隣接させて配設されたシリンダ６６、該シリンダ６６内において進退（図において左右方向に移動）自在に、かつ、シリンダ６６の内周面に対して摺動自在に配設され、第１の受圧部材として機能するボールナット５１の所定の部位、本実施の形態においては、フランジ部ｆ１１を備え、シリンダ６６内においてフランジ部ｆ１１より前方（図において右方）に第１の油室６８が、フランジ部ｆ１１より後方（図において左方）に、ボールナット５１及びボールねじ軸１５２の一部を包囲して第２の油室６９が形成される。なお、前記フランジ部ｆ１１の外周面には、シール部材ＳＬ１１が配設され、該シール部材ＳＬ１１によってシリンダ６６の内周面とフランジ部ｆ１１の外周面との間がシールされる。また、前記シリンダ６６内の所定の箇所に、複数の、本実施の形態においては、２本の案内部材としてのガイドバー１７１が架設され、該ガイドバー１７１に沿って前記ボールナット５１が、回転を規制された状態で進退させられる。そして、前記第２の油室６９内の油が筐体４１内に進入することがないように、端板４８をボールねじ軸１５２が貫通する部分にシール部材ＳＬ１２が配設され、該シール部材ＳＬ１２によって端板４８の穴の内周面とボールねじ軸１５２の外周面との間がシールされる。
【００６３】
さらに、前記フランジ部ｆ１１とボールねじ軸１５２との間にも図示されないシール部材が配設され、該シール部材によって、ボールナット５１とボールねじ軸１５２との螺合部がシールされる。
【００６４】
前記構成の射出装置において、射出工程で、前記制御部の射出処理手段が射出用モータ２２を駆動すると、出力軸４３の回転がボールねじ軸１５２に伝達され、該ボールねじ軸１５２が回転させられる。この場合、ボールナット５１の回転がガイドバー１７１によって規制されているので、ボールねじ軸１５２の回転に伴ってボールナット５１が推力Ｆ１で前進（図において右方向に移動）させられる。そして、前記第１、第２の油室６８、７４が連通管６１を介して連通させられるので、ボールナット５１が前進させられるのに伴って、第１の油室６８から油が排出され、連通管６１を介して第２の油室７４に送られる。このとき、第１の油室６８内に発生させられた圧力が連通管６１を介して第２の油室７４に伝達され、第２の受圧部材としてのピストン７２が推力Ｆ２で前進させられる。
【００６５】
この場合、ボールナット５１に発生した推力の反力がボールねじ軸１５２を介して出力軸４３に伝達される。したがって、ベアリングｂ１１をスラストベアリングで構成することが好ましい。
【００６６】
なお、本実施の形態においては、射出用モータ２２を駆動したときに、回転の運動方向を変換し、推力を増幅する第１の推力増幅装置２５について説明しているが、該第１の推力増幅装置２５を、型締用モータ９１を駆動したときに、回転の運動方向を変換し、推力を増幅する第２の推力増幅装置として使用することもできる。
【００６７】
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。
【００６８】
図４は本発明の第３の実施の形態における射出装置の要部を示す概念図である。
【００６９】
この場合、第１の推力増幅装置２５は、射出用の駆動部としての射出用モータ２２を駆動することによって発生させられた回転の回転運動を回転直進運動に変換する運動方向変換部としての第１のボールねじユニット２２３、該第１のボールねじユニット２２３から受けた回転の回転運動を回転直進運動に変換する運動方向変換部としての第２のボールねじユニット２３３、及び増幅部としてのシリンダユニット２４を備える。
【００７０】
前記第１のボールねじユニット２２３は、フランジ部ｆ１を端板４８に取り付けて配設された第１の変換要素としてのボールナット５１、及び回転自在に配設された第２の変換要素としてのボールねじ軸ユニット２５２を備え、該ボールねじ軸ユニット２５２は、前記ボールナット５１と螺合させられるねじ部５４、及び該ねじ部５４より後方（図において左方）に配設され、射出用モータ２２の出力軸４３内において出力軸４３とスプライン係合させられるスプライン部５５を備える。前記出力軸４３及びスプライン部５５によって第１の回転伝達部が構成される。
【００７１】
前記第２のボールねじユニット２３３は、フランジ部ｆ２２をシリンダ６６に取り付けて配設された第１の変換要素としてのボールナット２０１、及び該ボールナット２０１と螺合させられ、回転自在に配設された第２の変換要素としてのボールねじ軸２０２を備え、該ボールねじ軸２０２のねじの方向は、ねじ部５４のねじの方向と逆にされる。
【００７２】
また、前記シリンダユニット２４は、前記射出用モータ２２に隣接させて配設された第１のシリンダ部５８、前記射出装置フレーム１４ａ（図２）に隣接させて配設された第２のシリンダ部５９、第１、第２のシリンダ部５８、５９を連通させる連通管６１、６２、及び該連通管６２に配設されたリザーバタンク６３を備える。
【００７３】
前記第１のシリンダ部５８は、筐体４１に隣接させて配設された前記シリンダ６６、該シリンダ６６内において進退（図において左右方向に移動）自在に、回転自在に、しかも、シリンダ６６の内周面に対して摺動自在に配設され、前記出力軸４３と連結される第１の受圧部材としてのピストン２６７、２７７を備え、該各ピストン２６７、２７７は、円形の形状を有し、それぞれねじ部５４の前端（図において右端）及びボールねじ軸２０２の後端（図において左端）に互いに対向させて取り付けられ、前記シリンダ６６内においてピストン２６７、２７７間に第１の油室２６８が、ピストン２６７より後方に、ボールナット２５１及びボールねじ軸ユニット２５２の一部を包囲して、また、ピストン２７７より前方（図において右方）に、ボールナット２０１及びボールねじ軸２０２の一部を包囲して第２の油室２６９、２７９が形成される。
【００７４】
なお、前記各ピストン２６７、２７７の外周面には、シール部材ＳＬ２１、ＳＬ２２が配設され、該シール部材ＳＬ２１、ＳＬ２２によってシリンダ６６の内周面と各ピストン２６７、２７７の外周面との間がシールされる。なお、本実施の形態において、連通管６２は第１の油室７３、第２の油室２６９、２７９及びリザーバタンク６３に連通させて形成される。
【００７５】
そして、前記ピストン２６７、２７７の所定の箇所、本実施の形態においては、円周方向における２箇所には、ピストン２６７の回転をピストン２７７に伝達し、かつ、ピストン２６７、２７７を相対的に進退させることができるように、連結部材としての２本の回転伝達バー２７１が配設される。該回転伝達バー２７１は、一端がピストン２６７に固定され、他端はピストン２７７に形成された貫通穴２０５を摺動自在に貫通して延在させられる。そのために、該貫通穴２０５に摺動部材としての筒状のブシュ２０６が配設される。このようにして、ボールねじ軸ユニット２５２は、スプライン部５５を介して出力軸４３と連結され、ボールねじ軸２０２は、ピストン２７７、回転伝達バー２７１、ピストン２６７及びボールねじ軸ユニット２５２を介して出力軸４３と連結され、出力軸４３の回転が伝達される。
【００７６】
なお、回転伝達バー２７１の一端をピストン２７７に固定し、他端をピストン２６７に形成された貫通穴を摺動自在に貫通させて延在させることもできる。
【００７７】
この場合、射出工程で、前記制御部の射出処理手段が射出用モータ２２を駆動すると、出力軸４３の回転が第１の回転伝達部を介してボールねじ軸ユニット２５２に伝達され、ボールねじ軸ユニット２５２及びピストン２６７が回転させられるとともに、ピストン２６７の回転が回転伝達バー２７１を介してピストン２７７に伝達され、ボールねじ軸２０２が回転させられる。そして、ボールナット２５１が筐体４１に対して、ボールナット２０１がシリンダ６６に対して固定され、いずれも回転が規制されていて、前記ボールねじ軸２０２及びねじ部５４のねじの方向が互いに逆であるので、ボールねじ軸ユニット２５２の回転に伴って、ボールねじ軸ユニット２５２が前進させられ、ピストン２６７が回転させられながら推力Ｆ２１で前進（図において右方向に移動）させられるとともに、ボールねじ軸２０２の回転に伴ってボールねじ軸２０２が後退（図において左方向に移動）させられ、ピストン２７７が回転させられながら推力Ｆ２２で後退させられる。
【００７８】
したがって、射出用モータ２２の１回転当たりの第１の油室２６８から排出される油の量を多くすることができ、第１の直進移動部材としてのスクリュー１６の応答性を高くすることができる。また、ボールねじ軸ユニット２５２及びボールねじ軸２０２のストロークを小さくすることができる。
【００７９】
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。
【００８０】
図５は本発明の第４の実施の形態における射出装置の要部を示す概念図である。
【００８１】
この場合、第３の実施の形態と比較したとき、射出用の駆動部としての射出用モータ２２の容量は等しくされ、第１の受圧部材としてのピストン２６７、２７７の直径が小さくされ、ねじのリードが大きくされ、射出用モータ２２の１回転当たりの第２の変換要素としてのボールねじ軸ユニット２５２及びボールねじ軸２０２のストロークが大きくされる。
【００８２】
すなわち、第３の実施の形態におけるピストン２６７、２７７の受圧面積をＡ３１とし、本実施の形態におけるピストン２６７、２７７の受圧面積をＡ４１としたとき、受圧面積Ａ３１に対する受圧面積Ａ４１の比ρは、
ρ＝Ａ４１／Ａ３１＜１
にされる。そして、第３の実施の形態における射出用モータ２２の１回転当たりのボールねじ軸ユニット２５２及びボールねじ軸２０２のストロークをＳＴ１とし、本実施の形態におけるストロークをＳＴ２としたとき、ストロークＳＴ１に対するストロークＳＴ２の比εは、
ε＝１／ρ
にされる。
【００８３】
したがって、本実施の形態において、射出用モータ２２の１回転当たりの第１の油室２６８から排出される油の量は、第３の実施の形態と等しくなり、第１の直進移動部材としてのスクリュー１６（図２）の応答性を十分に高くすることができる。
【００８４】
また、ピストン２６７、２７７の寸法を小さくすることができるので、運動方向変換部としての第１、第２のボールねじユニット２２３、２３３の容量をその分小さくすることができ、第１の推力増幅装置２５のコストを低くすることができる。
【００８５】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第２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。
【００８６】
図６は本発明の第５の実施の形態における射出装置の要部を示す概念図である。
【００８７】
この場合、射出用の駆動部としての射出用モータ２２において、出力軸４３が筐体４１に対してベアリングｂ１、ｂ２によって回転自在に配設される。そして、筐体４１に隣接させてシリンダ６６が配設され、該シリンダ６６内に運動方向変換部としてのボールねじユニット２３が配設される。該ボールねじユニット２３は、フランジ部ｆ３１を射出用モータ２２とは反対の方向に置いて進退（図において左右方向に移動）自在に配設された第１の変換要素としてのボールナット３５１、フランジ部ｆ３２を前記フランジ部ｆ３１と対向させて進退自在に配設された第１の変換要素としてのボールナット３５３、及び後端（図において左端）が前記出力軸４３の前端（図において右端）に固定され、シリンダ６６内を前方（図において右方）に向けて延在させて配設され、前端がベアリングｂ３によってシリンダ６６の端板３０１に対して回転自在に支持された第２の変換要素としてのボールねじ軸３５０を備える。
【００８８】
該ボールねじ軸３５０は、軸方向における中央で一体に連結させて、かつ、互いにねじの方向を逆にして形成された第１、第２のねじ部３５２、３５４を備え、出力軸４３と共に回転自在に配設される。そして、前記ボールナット３５１と第１のねじ部３５２とが螺合させられて第１のボールねじ３２３が、前記ボールナット３５３と第２のねじ部３５４とが螺合させられて第２のボールねじ３３３が構成される。
【００８９】
また、増幅部としてのシリンダユニット２４は、前記射出用モータ２２に隣接させて配設された第１のシリンダ部５８、前記射出装置フレーム１４ａ（図２）に隣接させて配設された第２のシリンダ部５９、第１、第２のシリンダ部５８、５９を連通させる連通管６１、６２、及び連通管６２に配設されたリザーバタンク６３を備える。
【００９０】
前記第１のシリンダ部５８は、筐体４１に隣接させて配設された前記シリンダ６６、該シリンダ６６内において進退自在に、かつ、シリンダ６６の内周面に対して摺動自在に配設され、第１の受圧部材として機能するボールナット３５１、３５３の所定の部位、本実施の形態においては、前記フランジ部ｆ３１、ｆ３２を備え、前記シリンダ６６内においてボールナット３５１、３５３間に第１の油室２６８が、ボールナット３５１より後方（図において左方）に、ボールナット３５１及び第１のねじ部３５２の一部を包囲して、また、ボールナット３５３より前方に、ボールナット３５３及び第２のねじ部３５４の一部を包囲して第２の油室２６９、２７９が形成される。なお、前記フランジ部ｆ３１、ｆ３２の外周面には、シール部材ＳＬ３１、ＳＬ３２が配設され、該シール部材ＳＬ３１、ＳＬ３２によってシリンダ６６の内周面とフランジ部ｆ３１、ｆ３２の外周面との間がシールされる。なお、本実施の形態において、連通管６２は第１の油室７３、第２の油室２６９、２７９及びリザーバタンク６３に連通させて形成される。
【００９１】
そして、前記シリンダ６６内の所定の箇所に、複数の、本実施の形態においては、２本の案内部材としてのガイドバー３７１が架設され、該ガイドバー３７１に沿って前記ボールナット３５１、３５３が、回転を規制された状態で進退させられる。そして、前記第２の油室２６９内の油が筐体４１内に進入することがないように、端板４８をボールねじ軸３５０が貫通する部分にシール部材ＳＬ１２が配設され、該シール部材ＳＬ１２によって端板４８の穴の内周面とボールねじ軸３５０の外周面との間がシールされる。
【００９２】
さらに、前記フランジ部ｆ３１と第１のねじ部３５２との間、及びフランジ部ｆ３２と第２のねじ部３５４との間にも図示されないシール部材が配設され、該シール部材によって、ボールナット３５１と第１のねじ部３５２との螺合部、及びボールナット３５３と第２のねじ部３５４との螺合部がシールされる。
【００９３】
射出工程で、前記制御部の射出処理手段が射出用モータ２２を駆動すると、出力軸４３の回転がボールねじ軸３５０に伝達され、第１、第２のねじ部３５２、３５４が回転させられる。この場合、ボールナット３５１、３５３の回転がガイドバー３７１によって規制されているので、第１のねじ部３５２の回転に伴って、ボールナット３５１が前進（図において右方向に移動）させられ、第２のねじ部３５４の回転に伴って、ボールナット３５３が後退（図において左方向に移動）させられる。そして、前記第１、第２の油室２６８、７４が連通管６１を介して連通させられるので、ボールナット３５１が前進させられ、ボールナット３５３が後退させされるのに伴って、第１の油室２６８から油が排出され、連通管６１を介して第２の油室７４に送られる。このとき、第１の油室２６８内に発生させられた圧力が連通管６１を介して第２の油室７４に伝達され、ピストン７２が前進させられる。
【００９４】
この場合、ボールナット３５１に発生した推力の反力がボールねじ軸３５０を後退させようとするが、ボールナット３５３に発生した推力の反力がボールねじ軸３５０を前進させようとするので、各反力が相殺される。したがって、ベアリングｂ１をスラストベアリングで構成する必要はない。
【００９５】
前記各実施の形態においては、第１のシリンダ部５８、９８側の受圧面積Ａ１、Ａ１１、Ａ３１、Ａ４１に対する第２のシリンダ部５９、９９側の受圧面積Ａ２、Ａ１２の比γ１、γ１１が１より大きくされるようになっているが、比γ１１を１より小さくすることができ、その場合、ピストン７２、１２２が前進する速度をピストン６７、１１７、２６７、２７７、フランジ部ｆ１１、ｆ３１、ｆ３２が前進する速度より高くすることができる。したがって、第１の直進移動部材としてのスクリュー１６（図２）及び第２の直進移動部材としての可動プラテン８５の応答性を高くすることができる。
【００９６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における射出装置の要部を示す概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における射出成形機の概念図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における射出装置の要部を示す概念図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態における射出装置の要部を示す概念図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態における射出装置の要部を示す概念図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態における射出装置の要部を示す概念図である。
【符号の説明】
【００９８】
１１    射出装置
１２    金型装置
１３    型締装置
１６    スクリュー
２１    計量用モータ
２２    射出用モータ
２３、９３    ボールねじユニット
２５、９５    第１、第２の推力増幅装置
４３、７６    出力軸
５１    ボールナット
５２、２５２    ボールねじ軸ユニット
５８、９８    第１のシリンダ部
５９、９９    第２のシリンダ部
６７、７２、１１７、１２２    ピストン
８５    可動プラテン
９１    型締用モータ
１５２、２０２、３５０    ボールねじ軸
２０１、２５１、２５２、３５１、３５３    ボールナット
２６７、２７７    ピストン
２７１    回転伝達バー
ｆ１１、ｆ３１、ｆ３２    フランジ部
【図１】
2005205790.tif 000003
【図２】
2005205790.tif 000004
【図３】
2005205790.tif 000005
【図４】
2005205790.tif 000006
【図５】
2005205790.tif 000007
【図６】
2005205790.tif 000008