(57)【要約】 【課題】  スクリュが自重によって移動されることを防止することができる射出装置を提供すること。【解決手段】  鉛直方向を向いて形成されるスクリュ１と、ロータ４１２を回転させることにより回転動力を発生させるスクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１と、この回転動力を直線動力に変換させ、スクリュ１を鉛直方向に移動させる動力変換手段４とを備え、スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１は、ロータ４１２を静止状態に保持する第一のブレーキ手段を備える。第一のブレーキ手段が作動させることによって、スクリュ１が自重によって鉛直方向に移動されるのを防止することができる。【選択図】 図１
2005271447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端にノズルを有するシリンダと、
このシリンダ内に収容され外周に螺旋状の溝が形成されるスクリュと、
このスクリュを、その軸線を中心軸として回転させる回転手段と、
前記スクリュの溝内に成形品の材料を供給する材料供給手段と、
前記スクリュの溝内に供給された前記材料を加熱して溶融させる加熱手段と、
回転可能に設けられた第一のロータを回転させることにより回転動力を発生させる第一のモータと、
この第一のモータによって発生される回転動力を直線動力に変換させる動力変換手段とを備え、
この動力変換手段によって変換された直線動力によって前記スクリュを、その軸線方向に移動させ、溶融された前記材料を前記ノズルから成形型に射出させる射出成形機における射出装置において、
前記スクリュの軸線方向は、水平方向と交差され、
前記第一のモータは、前記第一のロータを静止状態に保持する第一のブレーキ手段を備えることを特徴とする射出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の射出装置において、
前記動力変換手段は、前記スクリュの軸線方向と同方向に設けられる送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺合される雌ねじ部材とを備え、
前記送りねじ軸および前記雌ねじ部材のいずれか一方は、前記スクリュに取り付けられ、
前記送りねじ軸および前記雌ねじ部材のいずれか他方は、前記第一のモータにおいて発生される回転動力によって回転されることを特徴とする射出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の射出装置において、
前記回転手段は、回転可能に設けられた第二のロータを回転させることにより回転動力を発生させる第二のモータと、この第二のモータで発生される回転動力を前記スクリュに伝達する回転動力伝達手段とを備え、
前記第二のモータは、前記第二のロータを静止状態に保持する第二のブレーキ手段を備えることを特徴とする射出装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の射出装置を備えることを特徴とする射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機における射出装置および射出成形機に関する。詳しくは、スクリュの移動によって溶融材料を成形型に射出させる射出装置、および、この射出装置を備える射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、縦型射出成形機というものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この縦型射出成形機における射出装置は、先端にノズルを有するシリンダユニットと、このシリンダユニット内に収容され外周に螺旋状の溝が形成されるスクリュと、このスクリュを、その軸線を中心軸として回転させる回転手段と、スクリュの溝内に成形材料の樹脂を供給するホッパと、スクリュの溝内に供給された樹脂を加熱して溶融させるバンドヒータと、回転可能に設けられたロータを回転させることにより回転動力を発生させる射出モータと、この射出モータによって発生される回転動力を直線動力に変換させる動力変換手段とを備える。スクリュは、軸線方向が鉛直方向を向いて配置されている。
この射出装置は、動力変換手段によって変換された直線動力によって、スクリュを、その軸線方向（鉛直方向）に移動させ、溶融された樹脂を、ノズルを通じて金型に射出させる装置である。
【０００３】
回転手段は、計量モータと、計量モータの回転を伝達する第１のベルトと、第１のベルトが架け渡される第１の歯付きプーリと、第一の歯付きプーリに当接されるスクリュ延長軸とを備える。スクリュ延長軸は、スクリュの延長線上に設けられ、スクリュの上端に取り付けられている。また、スクリュ延長軸は、第一の歯付きプーリが回転されるのに伴い、その軸線を中心軸として回転されるようになっている。このような構成により、計量モータの回転がスクリュへと伝達され、スクリュは、その軸線を中心軸として回転される。
【０００４】
前記動力変換手段は、射出モータの回転動力を伝達する第２のベルトと、第２のベルトが架け渡される第２の歯付きプーリと、第２の歯付きプーリと当接されるボールナットと、ボールナットに螺合されるボールねじとを備える。ボールナットは、第２の歯付きプーリが回転されるのに伴って回転される。すると、ボールねじは、その軸線方向に移動される。そのため、射出モータで発生される回転動力は、ボールねじの直線動力に変換される。ボールねじは、スクリュの軸線の延長線上に設けられているので、スクリュは、ボールねじの直線動力によって、軸線方向に移動される。
【０００５】
続いて、この射出装置の動作を説明する。
この射出装置は、溶融樹脂の計量工程、射出工程を交互に行うものであるが、まず、溶融樹脂の射出工程から説明する。なお、予め、シリンダユニット中スクリュの下方に形成される空間には、後述する計量工程において計量された一定量の溶融樹脂が溜められているものとする。
射出工程では、射出モータが回転される。射出モータの回転動力は、動力変換手段によって、直線動力へと変換される。そして、この直線動力によってスクリュは、軸線方向（鉛直方向）に沿って下方に移動される。すると、計量されてシリンダユニット中スクリュの下方に形成される空間に溜められていた溶融樹脂は、スクリュによって下方に押し出され、ノズルを通じて、金型へと射出される。
【０００６】
金型へ射出された溶融樹脂は、金型内で冷却固化された後、成形品として取り出される。射出装置においては、その間、溶融樹脂の計量が行われる。溶融樹脂の計量は、計量モータおよび射出モータを、同時に回転させることにより行う。
計量モータが回転されると、ホッパからスクリュの溝内に供給された樹脂は、スクリュの溝に沿って、スクリュの先端（下端）へ向かって移送される。なお、樹脂は、移送される際にバンドヒータにより加熱されるから、スクリュの先端（下端）に到達されるときには溶融状態となっている。
射出モータは、先の射出工程における向きとは逆の向きに回転される。そのため、スクリュは、今度は上方に移動される。そして、スクリュが上方に移動された分だけ、シリンダユニット中スクリュの下方に空間が形成され、この空間に、前記のように移送される溶融樹脂が溜められる。
計量モータ、射出モータの回転を制御することによって、シリンダユニット中スクリュの下方に形成される空間に溜められる溶融樹脂の量が調節され、所定量の溶融樹脂が計量される。
以上の計量工程後、射出装置は、再び射出工程に入り、金型へ溶融樹脂を射出させる。
このように、射出装置は、射出工程と、計量工程とを、交互に繰り返し行う。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−８４７８９号公報（図１〜図５、図９、１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示される射出装置では、前記のとおり、スクリュは射出モータの回転に伴って軸線方向（鉛直方向）に移動できるようになっている。スクリュの軸線方向は鉛直方向を向いているから、スクリュにかかる重力は軸線方向を向いている。このように、スクリュの移動可能方向（軸線方向）と、重力の方向とが一致しているので、スクリュには、スクリュを軸線方向に沿って下方に移動させようとする力（重力）が常にかかっている。そして、この力は、動力変換手段を通じて、射出モータへ伝達され、射出モータのロータを回転させてしまう。すると、スクリュは鉛直方向に沿って下方に移動されてしまう。言い換えると、スクリュは、自重によって、鉛直方向に沿って下方に移動されてしまうことになる。
このように、スクリュが自重によって下方に移動されてしまうと、様々な問題が生じる。例えば、シリンダユニット中スクリュの下方に形成される空間に溶融樹脂が計量されて溜められているときに、スクリュが自重で下方に移動されると、溶融樹脂は圧迫され、圧力が高くなる。すると、金型へ溶融樹脂を射出させる際の射出圧力が高くなる。射出圧力は、成形品質を左右する重要な因子であり、射出圧力が高くなると、成形品にバリが生じやすくなる等、成形品質に異常が生じてしまう。また、溶融樹脂の圧力が高くなると、溶融樹脂がノズルから漏れ出してしまうという問題も生じる。
【０００９】
本発明の目的は、スクリュが自重によって移動されることを防止することができる射出装置、および、この射出装置を備える射出成形機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の射出装置は、一端にノズルを有するシリンダと、このシリンダ内に収容され外周に螺旋状の溝が形成されるスクリュと、このスクリュを、その軸線を中心軸として回転させる回転手段と、前記スクリュの溝内に成形品の材料を供給する材料供給手段と、前記スクリュの溝内に供給された前記材料を加熱して溶融させる加熱手段と、回転可能に設けられた第一のロータを回転させることにより回転動力を発生させる第一のモータと、この第一のモータによって発生される回転動力を直線動力に変換させる動力変換手段とを備え、この動力変換手段によって変換された直線動力によって前記スクリュを、その軸線方向に移動させ、溶融された前記材料を前記ノズルから成形型に射出させる射出成形機における射出装置において、前記スクリュの軸線方向は、水平方向と交差され、前記第一のモータは、前記第一のロータを静止状態に保持する第一のブレーキ手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の射出装置は、計量工程と、射出工程とを、交互に繰り返し行う装置である。計量工程とは、溶融された材料を計量する工程であり、射出工程とは、計量工程において計量された溶融材料を、シリンダの一端に形成されるノズルを通じて、成形型へと射出させる工程である。成形型へ射出された溶融材料は、成形型において冷却固化され、成形品として取り出される。射出装置が計量工程と射出工程とからなるサイクルを繰り返すことによって、そのサイクル数と同数の成形品が製造される。
まず、射出工程について説明する。なお、予め、後述する計量工程において計量された所定量の溶融材料がシリンダ中スクリュの前方（溶融された材料を成形型に射出させるときにスクリュが移動される方向を前方とし、後述する計量工程においてスクリュが移動される方向を後方とする。また、スクリュの前方の端を先端とし、後方の端を後端とする。以下同様。）に形成される空間に溜められているものとする。
この状態で、第一のモータにおける第一のロータが回転を始める。なお、このとき、第一のブレーキ手段は作動されておらず、第一のロータは、回転可能な状態である。第一のロータの回転によって発生される回転動力は、動力変換手段によって直線動力に変換され、この直線動力によって、スクリュは、軸線方向に沿って前進される（スクリュの後端から先端に向かう方向に進むことを、以下、前進とする。また、それと逆方向に進むことを、以下、後進とする。）。シリンダ中スクリュの前方に形成される空間には、予め、溶融材料が溜められているので、スクリュが前進されることにより、溶融材料は押し出され、ノズルを通じて、成形型へと射出される。
【００１２】
上述の射出工程後、射出装置は計量工程を開始する。射出装置における計量工程は、成形型における溶融材料の冷却固化工程、および、成形品の取出工程と並行して行われる。溶融材料の計量は、回転手段によってスクリュを回転させると同時に、第一のロータを、射出工程における回転方向とは逆方向に回転させることにより行う。なお、このときも、第一のブレーキ手段は作動されておらず、第一のロータは、回転可能な状態になっている。
回転手段によってスクリュを回転させると、材料供給手段によってスクリュの溝内に供給された材料は、スクリュの溝に沿って、スクリュの先端に向かって移送される。材料は、加熱手段によって加熱され、溶融状態となっている。
一方、第一のロータの回転によって、スクリュは軸線方向に移動される。第一のロータの回転方向は射出工程における回転方向とは逆であるので、スクリュは、後進される。すると、シリンダ中スクリュの前方には空間が形成される。そして、前記のように回転手段によってスクリュの先端に向かって移送された溶融材料は、この空間に溜められることになる。
シリンダ中スクリュの前方に形成される空間に溜められる溶融材料の量は、回転手段によるスクリュの回転量や第１のロータの回転によるスクリュの後進量によって決まり、これらの制御を行うことにより一定量の溶融材料の計量がなされる。
【００１３】
射出装置における計量工程、および、成形型における冷却固化工程、取出工程が終了されると、射出装置においては、再び射出工程が開始される。ここで、射出装置において計量工程が終了してから、射出工程が開始されるまでの間は、第一のブレーキ手段が作動され、第一のロータが静止状態に保持される。そのため、この間スクリュは、軸線方向に移動することがなくなり、そのままの位置に保持される。
【００１４】
そして、射出装置における射出工程が開始されるのと同時に、第一のブレーキ手段は解除され、第一のロータが回転され、スクリュが前進される。
以上のように、本発明の射出装置においては、計量工程と、射出工程とが、交互に繰り返し行われ、それに伴って、成形品が連続的に製造される。
【００１５】
スクリュには鉛直方向の重力がかかっているが、スクリュの軸線方向が水平方向と交差されているため、重力はスクリュの軸線方向の成分を持ち、スクリュを軸線方向に移動させようとする。そして、スクリュにかかるこの力は、動力変換手段を介して、第一のモータへと伝達され、第一のロータを回転させようとする。ここで、この力によって第一のロータが回転されてしまうとすると、前記特許文献１におけるような問題が生じる。ところが、本発明では、第一のブレーキ手段が設けられているため、第一のロータが回転するのを防止することができる。
第一のブレーキ手段が作動されるのは、射出装置における計量工程が終わってから射出工程が開始されるまでの間である。この間、シリンダ中スクリュの前方に形成される空間には、計量された溶融材料が溜められているが、第一のブレーキ手段によってスクリュは固定されているので、スクリュが自分にかかる重力によって前進または後進され、溶融材料の圧力を高め、または、低めてしまうようなことがない。そのため、特許文献１のように、射出圧力が高くなり成形品質が悪化してしまうこともないし、溶融材料の圧力が高くなる結果、ノズルから溶融材料が漏れ出してしまうということもない。このように、本発明によれば、溶融材料の圧力を一定の値に保持することができるので、成形品質の悪化を防止することができる。
【００１６】
本発明では、前記動力変換手段は、前記スクリュの軸線方向と同方向に設けられる送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺合される雌ねじ部材とを備え、前記送りねじ軸および前記雌ねじ部材のいずれか一方は、前記スクリュに取り付けられ、前記送りねじ軸および前記雌ねじ部材のいずれか他方は、前記第一のモータにおいて発生される回転動力によって回転される構成が好ましい。
【００１７】
まず、送りねじ軸がスクリュに取り付けられ、雌ねじ部材が第一のモータで発生される回転動力によって回転される場合について説明する。
第一のモータで発生される回転動力によって雌ねじ部材が回転されると、それに螺合される送りねじ軸は、軸線方向に移動される。すると、スクリュも移動される。スクリュの軸線方向は、送りねじ軸の軸線方向と一致されているので、スクリュは、自らの軸線方向に沿って移動される。
【００１８】
次に、雌ねじ部材がスクリュに取り付けられ、送りねじ軸が第一のモータで発生される回転動力によって回転される場合は、第一のモータによって送りねじ軸が回転されると、それに螺合される雌ねじ部材は、送りねじ軸の軸線方向に沿って移動される。すると、スクリュも、送りねじ軸の軸線方向に沿って移動される。スクリュの軸線方向と、送りねじ軸の軸線方向とは一致されているので、スクリュは、自らの軸線方向に沿って移動されることになる。
【００１９】
この発明によれば、動力変換手段を簡素化できる。そのため、安価に、かつ、コンパクトに製造することができる。
【００２０】
また、本発明では、前記回転手段は、回転可能に設けられた第二のロータを回転させることにより回転動力を発生させる第二のモータと、この第二のモータで発生される回転動力を前記スクリュに伝達する回転動力伝達手段とを備え、前記第二のモータは、前記第二のロータを静止状態に保持する第二のブレーキ手段を備える構成が好ましい。
【００２１】
この発明では、スクリュの回転が第二のモータによって行われる。
この発明によれば、第二のブレーキ手段が設けられているので、これを作動させることにより、第二のロータを静止状態に保持し、スクリュが回転しないように保持させることができる。
【００２２】
スクリュを回転させる必要があるのは、射出装置における計量工程においてのみである。そして、これ以外のときにスクリュが何らかの原因で回転されてしまうと、溶融材料の不必要な移動が起こり、成形品質が悪化してしまう。すなわち、スクリュの回転される向きによって、シリンダ中スクリュの前方に形成される空間に余分な溶融材料が移送されてしまったり、逆に、シリンダ中スクリュの前方に形成される空間に溜められていた溶融材料が後端へ向かって逆流されてしまったりする。このように、シリンダ中スクリュの前方に形成される空間に溜められる溶融材料の量が変動されてしまうため、射出される溶融材料の量も変動されるとともに、射出圧力も変動されるから、その結果、成形品質が悪化してしまう。
【００２３】
ところが、この発明では、第二のブレーキ手段によって、第二のロータを静止状態に保持させることができるから、スクリュが回転されるのを防止することができる。第二のブレーキ手段を、計量工程以外のときに作動させることとすれば、計量工程以外のときに溶融材料が移動されるのを防止することができる。すると、シリンダ中スクリュの前方に形成される空間に溜められる溶融材料の量が変動されることがないので、この発明によれば、成形品質の悪化を防止することができる。
【００２４】
本発明の射出装置を用いると、本発明の射出装置を備えることを特徴とする射出成形機を構成することができる。
【００２５】
この射出成形機は、本発明の射出装置を備えているので、本発明の射出装置について前述した作用・効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２に本実施形態の射出装置を示す。図１は、後述する計量工程が完了した時点の図であり、図２は、後述する射出工程が完了した時点の図である。
本実施形態の射出装置は、外周に螺旋状のスクリュ溝１１が形成されるスクリュ１と、スクリュ１の加熱を行う円筒状の加熱シリンダ２と、スクリュ溝１１内に成形品の材料としての樹脂を供給する材料供給手段としてのホッパ３と、スクリュ１を、その軸線方向に移動（前後進）させるスクリュ前後進手段４と、スクリュ１を、その軸線を中心軸として回転させるスクリュ回転手段５とを備える。
スクリュ１の軸線方向は、鉛直方向を向いて形成されており、水平方向と垂直に交差されている。スクリュ１の外周は、加熱シリンダ２の内壁に当接されており、スクリュ前後進手段４によって、スクリュ１は、加熱シリンダ２の内部を鉛直方向に前後進することができる。
【００２７】
加熱シリンダ２は、ホッパ３からスクリュ溝１１内に供給された樹脂を加熱して溶融させる加熱手段としての図示しないバンドヒータを備える。バンドヒータは、加熱シリンダ２の外周に配置される。加熱シリンダ２の先端（下端）には、ノズル２１が設けられる。ノズル２１の下方には、図示しない成形型が設けられ、溶融された樹脂は、ノズル２１を経由されて成形型へと射出される。
【００２８】
スクリュ前後進手段４は、回転動力を発生させる第一のモータとしてのスクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１と、スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１によって発生される回転動力を鉛直方向の直線動力に変換させる動力変換手段４２とを備える。動力変換手段４２において変換された鉛直方向の直線動力によってスクリュ１は、その軸線方向（鉛直方向）に前後進される。
スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１は、ステータ４１１と、回転可能に設けられた第一のロータ４１２と、ロータ４１２を静止状態に保持する図示しない第一のブレーキ手段とを備える。スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１は、ロータ４１２を回転させることにより回転動力を発生させる。なお、第一のブレーキ手段が作動されているときには、ロータ４１２は回転できず、第一のブレーキ手段が解除されているときには、ロータ４１２は回転できる。
動力変換手段４２は、ロータ４１２に取り付けられ、ロータ４１２が回転されるのに伴って一緒に回転されるギア４２１と、外周にギア部４２２Ａを有する雌ねじ部材としてのボールナット４２２と、ギア４２１とギア部４２２Ａとに架け渡されるタイミングベルト４２３と、ボールナット４２２に螺合される送りねじ軸としてのボールねじ軸４２４とを備える。
【００２９】
ボールナット４２２は、回転可能に設けられる。スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１において発生される回転動力は、ギア４２１、タイミングベルト４２３、ギア部４２２Ａを通じてボールナット４２２へと伝達され、ボールナット４２２は回転される。
ボールねじ軸４２４の下端（図示せず）は、スクリュ１の上端（図示せず）に取り付けられる。ボールねじ軸４２４の軸線方向は鉛直方向とされており、ボールねじ軸４２４は鉛直方向に移動可能である。スクリュ１の軸線方向も鉛直方向であるから、ボールねじ軸４２４の軸線方向は、スクリュ１の軸線方向と同方向である。
【００３０】
スクリュ回転手段５は、回転動力を発生させる第二のモータとしてのスクリュ回転用ＡＣサーボモータ５１と、スクリュ回転用ＡＣサーボモータ５１で発生される回転動力をスクリュ１に伝達する回転動力伝達手段５２とを備える。
スクリュ回転用ＡＣサーボモータ５１は、ステータ５１１と、回転可能に設けられた第二のロータ５１２と、ロータ５１２を静止状態に保持する図示しない第二のブレーキ手段とを備える。スクリュ回転用ＡＣサーボモータ５１は、ロータ５１２を回転させることにより回転動力を発生させる。なお、第二のブレーキ手段が作動されているときには、ロータ５１２は回転できず、第二のブレーキ手段が解除されているときには、ロータ５１２は回転できる。
回転動力伝達手段５２は、ロータ５１２に取り付けられ、ロータ５１２が回転されるのに伴って一緒に回転されるギア５２１と、回転可能に設けられたスクリュ回転ギア５２２と、ギア５２１とスクリュ回転ギア５２２とに架け渡されるタイミングベルト５２３とを備える。
スクリュ回転ギア５２２は、スクリュ１に取り付けられ、スクリュ回転ギア５２２が回転されると、スクリュ１は、その軸線を中心軸として回転される。
【００３１】
本実施形態の射出装置の動作を説明する。
本実施形態の射出装置は、計量工程と、射出工程とを、交互に繰り返し行う装置である。計量工程とは、溶融された樹脂を計量する工程であり、射出工程とは、計量工程において計量された溶融樹脂を、加熱シリンダ２のノズル２１を通じて成形型へと射出させる工程である。なお、成形型へ射出された溶融樹脂は、成形型において冷却固化され、成形品として取り出される。射出装置が、計量工程と射出工程とからなるサイクルを繰り返すことによって、連続的に成形型への溶融樹脂の射出が行われ、その都度、成形型においては新しい成形品が製造される。
【００３２】
まず、射出工程について説明する。なお、図１に示すように、予め、後述する計量工程において計量された所定量の溶融樹脂が加熱シリンダ２中スクリュ１の下方に形成される空間１２に溜められているものとする。
この状態で、スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１におけるロータ４１２が回転を始める。なお、このとき、第一のブレーキ手段は作動されておらず、ロータ４１２は、回転可能な状態である。ロータ４１２が回転されると、それに伴ってギア４２１が回転される。この回転は、タイミングベルト４２３を介して、ボールナット４２２のギア部４２２Ａへと伝達されるから、ボールナット４２２が回転される。すると、ボールナット４２２に螺合されるボールねじ軸４２４は、軸線方向（鉛直方向）に沿って下方に移動される。ボールねじ軸４２４の下端は、スクリュ１の上端に取り付けられているので、ボールねじ軸４２４が下方に移動されるのに伴ってスクリュ１も、軸線方向（鉛直方向）に沿って下方に移動される。加熱シリンダ２中スクリュ１の下方に形成される空間１２には、予め、溶融樹脂が溜められているので、スクリュ１が下方に移動されることにより、溶融樹脂は押し出され、ノズル２１を通じて成形型へと射出される。
なお、以上の射出工程の間、第二のブレーキ手段が作動されており、ロータ５１２は静止状態に保持されるから、スクリュ１が回転するのが防止される。
【００３３】
続いて、計量工程について説明する。計量工程は、上述の射出工程に引き続いて行われる。なお、射出装置において計量工程が行われるのに並行して、成形型においては、前記の射出工程において成形型に射出された溶融樹脂の冷却固化工程、および、成形品の取出工程が行われる。
計量工程開始時、すなわち、射出工程終了時には、図２に示されるように、スクリュ１は、加熱シリンダ２内の下端に当接されている。この状態から、スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１のロータ４１２とスクリュ回転用ＡＣサーボモータ５１のロータ５１２とが同時に回転を始める。なお、このとき、第一のブレーキ手段および第二のブレーキ手段は、共に作動されておらず、ロータ４１２およびロータ５１２は、共に回転可能な状態である。
【００３４】
スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１のロータ４１２の回転方向は、射出工程における回転方向とは逆向きとされており、そのため、スクリュ１は、今度は鉛直方向（軸線方向）に沿って上方に移動される。すると、図１に示されるように、加熱シリンダ２中スクリュ１の下方には空間１２が形成される。
【００３５】
スクリュ回転用ＡＣサーボモータ５１のロータ５１２が回転されると、それに伴ってギア５２１が回転される。ギア５２１の回転は、タイミングベルト５２３を介してスクリュ回転ギア５２２に伝達され、スクリュ回転ギア５２２は回転される。スクリュ回転ギア５２２は、スクリュ１に取り付けられているので、スクリュ回転ギア５２２が回転されると、スクリュ１は、その軸線を中心軸として回転される。このように、ロータ５１２が回転されると、スクリュ１が回転される。ここで、ロータ５１２が回転される方向は予め定められており、ロータ５１２が当該方向に回転され、それに伴ってスクリュ１が回転されると、スクリュ溝１１に供給された樹脂がスクリュ１の先端（下端）に向かって移送されるようになっている。
【００３６】
ロータ５１２が回転されるのに伴ってスクリュ１が回転されると、ホッパ３からスクリュ溝１１に供給された樹脂がスクリュ１の先端（下端）に向かって移送される。そして、移送される間、樹脂は、加熱シリンダ２に設けられるバンドヒータによって加熱されるとともに、スクリュ１の回転によるせん断熱や摩擦熱によっても加熱され、溶融される。ここで、せん断熱や摩擦熱も、本発明の加熱手段を構成している。このように樹脂は、溶融状態となってスクリュ１の先端（下端）に向かって移送され、前記のようにロータ４１２が回転されることによって加熱シリンダ２中スクリュ１の下方に形成されている空間１２に溜められる（図１参照）。
【００３７】
加熱シリンダ２中スクリュ１の下方に形成される空間１２に溜められる溶融樹脂の量は、スクリュ１の後進量（鉛直方向に沿って上方に移動された量）と、スクリュ１の回転量とによって決まる。これらの量は、スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１、スクリュ回転用ＡＣサーボモータ５１によって制御される。そして、かかる制御のもと、加熱シリンダ２中スクリュ１の下方に形成される空間１２に一定量の溶融樹脂が溜められることによって、溶融樹脂の計量がなされるようになっている。
【００３８】
射出装置における計量工程、および、成形型における溶融樹脂の冷却固化工程、成形品の取出工程が終了されると、射出装置においては、再び射出工程が開始される。ここで、射出装置において計量工程が終了されてから、射出工程が開始されるまでの間は、第一のブレーキ手段および第二のブレーキ手段が作動され、ロータ４１２、ロータ５１２は静止状態に保持される。そのため、この間、スクリュ１が軸線方向（鉛直方向）に移動されることもないし、スクリュ１が軸線を中心軸として回転されることもない。
【００３９】
そして、射出装置における射出工程が開始されるのと同時に、射出装置においては、第一のブレーキ手段のみが解除され、スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１におけるロータ４１２が回転を始め、スクリュ１が前進される。
以上のように、本実施形態の射出装置においては、計量工程と、射出工程とが、交互に繰り返し行われ、それに伴って、成形品が連続的に製造される。
【００４０】
以上は、射出装置の電源が入れられ、射出装置が作動されている場合の説明である。
これに対して、射出装置の電源が入っていない場合や、電源が入っていても射出装置が計量・射出工程を行っていない場合は、第一のブレーキ手段および第二のブレーキ手段が共に作動されており、ロータ４１２およびロータ５１２は静止状態に保持される。そのため、スクリュ１が軸線方向（鉛直方向）に移動されることがなく、また、スクリュ１が軸線を中心軸として回転されることもない。
【００４１】
本実施形態によれば、以下の作用・効果がある。
（１）スクリュ１は、ロータ４１２の回転によって軸線方向（鉛直方向）に移動される構成である。スクリュ１には鉛直方向下向きの重力がかかっているので、スクリュ１には、軸線方向（鉛直方向）下向きに移動させようとする外力（重力）が常にかかっている。この力は、スクリュ１の上端に取り付けられるボールねじ軸４２４、ボールナット４２２、タイミングベルト４２３、ギア４２１を介してロータ４１２へ伝達される。そのため、ロータ４１２には、スクリュ１にかかる重力に基づく力が常にかかっており、ロータ４１２を回転させようとする。そして、この力によってロータ４１２が回転されてしまうと、スクリュ１は鉛直方向（軸線方向）下向きに移動されてしまい、前記特許文献１において述べたような問題が生じる。ところが、本実施形態では、第一のブレーキ手段が設けられているため、これが作動されている間は、ロータ４１２が回転するのを防止することができ、スクリュ１が自分にかかる重力によって鉛直方向下向きに移動されるのを防止することができる。
【００４２】
射出装置における計量工程が終わってから射出工程が開始されるまでの間、第一のブレーキ手段は作動され、スクリュ１はそのままの位置に保持される。この場合、計量工程が終わっているので、加熱シリンダ２中スクリュ１の下方に形成される空間１２には、計量された溶融樹脂が溜められている。このときに、スクリュ１が自重によって鉛直方向下向きに移動されてしまうとすれば、空間１２に溜められている溶融樹脂を圧迫し、圧力を高めてしまう。溶融樹脂の圧力が高められると、溶融樹脂がノズル２１から漏れ出してしまったり、また、成形型へ射出されるときの圧力が不必要に高められる結果、成形品質が悪化してしまったりする。しかし、本実施形態の射出装置では、第一のブレーキ手段が設けられているため、このような問題は起こらない。そのため、本実施形態によれば、成形品質の悪化を防止することができる。
【００４３】
また、射出装置の電源が入っていない場合や、電源が入っていても射出装置が計量・射出工程を行っていない場合にも、第一のブレーキ手段は作動され、スクリュ１が自重によって鉛直方向に移動されるのを防止することができる。かかるブレーキ手段がないと、スクリュ１は落下されてしまう恐れがあるから、安全性の面で問題があったが、本実施形態ではこのような問題を解決することができる。
【００４４】
（２）スクリュ１を、その軸線を中心軸として回転させる必要があるのは、計量工程においてのみである。そして、これ以外のときにスクリュ１が何らかの原因で回転されてしまうと、スクリュ溝１１を通じて溶融樹脂の不必要な移動が起こり、成形品質が悪化してしまう。すなわち、スクリュ１が回転される向きによって、加熱シリンダ２中スクリュ１の下方に形成される空間１２に過剰な溶融樹脂が移送されてしまったり、逆に、加熱シリンダ２中スクリュ１の下方に形成される空間１２に溜められていた溶融樹脂がスクリュ１の後端（上端）へ向かって逆流されてしまったりする。このように、加熱シリンダ２中スクリュ１の下方に形成される空間１２に溜められる溶融樹脂の量が変動されてしまうため、成形型へ射出される溶融樹脂の量、圧力等が変動され、その結果、成形品質が悪化してしまう。
ところが、本実施形態では、第二のブレーキ手段によって、ロータ５１２を静止状態に保持させることができるから、スクリュ１が回転されるのを防止することができる。第二のブレーキ手段は、計量工程以外のとき（射出工程時や、射出装置の電源が入っていないとき等）に作動されているから、溶融樹脂が移動されるのを防止することができる。すると、加熱シリンダ２中スクリュ１の下方に形成される空間１２に溜められる溶融樹脂の量・圧力が変動されることがないので、本実施形態によれば、成形品質の悪化を防止することができる。
【００４５】
（３）動力変換手段４は、ボールナット４２２、ボールねじ軸４２４を備える送りねじ機構を利用しているので、構成を簡素にできる。そのため、本実施形態の射出装置を安価に、かつ、コンパクトに製造することができる。
【００４６】
（４）スクリュ１が軸線方向（鉛直方向）に移動されるのを防止するブレーキ機構として、本実施形態では、スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１に設けられる第一のブレーキ手段を採用している。ブレーキ機構として、例えば、スクリュ１の外周に複数の押圧片を押し付けて、押圧片とスクリュ１との間に生じる摩擦力によって、スクリュ１にブレーキをかけ、スクリュ１の軸線方向の移動を禁止させる構成のものを採用すると、構造・機構が複雑であるとともに、ブレーキ機構の取付スペースを確保する必要があるから、装置が大型化・重量化し、高価になってしまう。しかし、本実施形態では、第一のブレーキ手段は、スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１の内部にコンパクトに格納されているので、このような問題はない。そのため、本実施形態によれば、射出装置を小型化・軽量化できるとともに、安価に製造することができる。
また、同様に、スクリュ１が軸線を中心軸として回転されるのを防止するブレーキ機構として、本実施形態では、スクリュ回転用ＡＣサーボモータ５１の内部にコンパクトに格納される第二のブレーキ手段を採用しているから、射出装置を小型化・軽量化できるとともに、安価に製造することができる。
【００４７】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、スクリュ１の軸線方向は鉛直方向と一致されていることとしていたが、本発明では、スクリュの軸線方向が水平方向と交差されていればよい。この場合、スクリュにかかる重力は、スクリュの軸線方向の成分を有するので、スクリュが自重によって移動されてしまうことがある。ところが、本発明では、第一のブレーキ手段によってそれを防止することができる。
【００４８】
また、前記実施形態では、ボールねじ軸４２４がスクリュ１に取り付けられ、ボールナット４２２が、スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１において発生される回転動力によって回転されることとしていたが、本発明では、ボールナット４２２がスクリュ１に取り付けられ、ボールねじ軸４２４が、スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１において発生される回転動力によって、その軸線を中心軸として回転されるような構成であってもよい。このような構成によれば、スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１によってボールねじ軸４２４が回転されると、それに螺合されるボールナット４２２は、ボールねじ軸４２４の軸線方向に沿って移動される。そして、ボールナット４２２が移動されるのに伴って、スクリュ１は、自らの軸線方向に沿って移動することができる。
【００４９】
また、前記実施形態では、スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１による回転動力によってスクリュ１を前後進（鉛直方向）させるための機構として、ボールナット４２２およびボールねじ軸４２４を備える送りねじ機構を利用していたが、本発明では、回転動力を直線動力に変換させる機構として様々なものを利用することができる。例えば、ラック・ピニオン機構でもよい。この場合、ラックは、その長手方向がスクリュ１の軸線方向と同一になるようにスクリュ１に取り付けられ、ピニオンは、スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ４１の回転動力によって回転されるようにすればよい。
【００５０】
また、前記実施形態では、ボールねじ軸４２４は、スクリュ１の軸線の延長線上に設けられることとしていたが、本発明では、ボールねじ軸４２４の軸線方向と、スクリュ１の軸線方向とが同一方向であればよい。このような構成によれば、ボールねじ軸４２４が、スクリュ１の軸線の延長線上に設けられなくても、ボールねじ軸４２４が、その軸線方向に移動されるのに伴い、スクリュ１は、自らの軸線方向（ボールねじ軸４２４の軸線方向と一致）に移動することができる。
【００５１】
前記実施形態では、スクリュ１を、その軸線を中心軸として回転させるために、スクリュ回転用ＡＣサーボモータ５１によって発生される回転動力を利用していたが、本発明では、例えば、油圧モータで発生される回転動力を利用してもよい。
【００５２】
前記実施形態では、スクリュ回転用ＡＣサーボモータ５１は、第二のブレーキ手段を有することとしていたが、本発明では、ブレーキ手段を持たないサーボモータの回転動力によってスクリュを回転させてもよい。
【００５３】
また、本発明では、本実施形態の射出装置を備える射出成形機を構成することができる。この射出成形機によれば、本実施形態において前述した作用・効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、射出成形機における射出装置および射出成形機に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる射出装置の一状態を示す図。
【図２】前記実施形態の射出装置の他状態を示す図。
【符号の説明】
【００５６】
１…スクリュ
２…加熱シリンダ
３…ホッパ
４…スクリュ前後進手段
５…スクリュ回転手段
１１…スクリュ溝
２１…ノズル
４１…スクリュ前後進用ＡＣサーボモータ
４２…動力変換手段
５１…スクリュ回転用ＡＣサーボモータ
５２…回転動力伝達手段
４１２…ロータ
４２２…ボールナット
４２４…ボールねじ軸
５１２…ロータ
５２２…スクリュ回転ギア
【図１】
2005271447.tif 000003
【図２】
2005271447.tif 000004