(57)【要約】【課題】プランジャの進退移動方向である軸方向の全長を短くすることができるとともに、軸直角方向の寸法も小型化することのできる電動式射出装置を提供する。【解決手段】ボールねじ軸４０に螺合するボールナット４２に対して、ボールねじ軸４０を挿入させる中空部４８を備えた中空シャフト４４をボールナット４２と一体回転する状態で軸方向に連設して、中空シャフト４４を外周側において固定盤２４により軸受５０にて回転可能に支持する。そして中空シャフト４４を電動モータ５４に作動的に連結して、ボールナット４２を電動モータ５４により回転駆動させることにより、プランジャ３２の固設された可動盤３０を進退移動させ、その前進時に射出チャンバ２２内の射出材料を成形型３６に向けてノズル３４より射出するようになす。【選択図】        図１
2005131897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじ軸に螺合するボールナットに対して、該ボールねじ軸を挿入させる中空部を中心部に備えた中空シャフトを該ボールナットと一体回転する状態で軸方向に連設して、該中空シャフトを外周側において軸受にて回転可能に支持し、該中空シャフト及びボールナットの側を電動モータに作動的に連結して、それら中空シャフト及びボールナットを該電動モータにより回転駆動させることにより、プランジャの固設された可動盤を進退移動させ、その前進時に射出チャンバ内の射出材料を成形型に向けてノズルより射出するようになしたことを特徴とする電動式射出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記中空シャフトが前記軸受にて固定盤に取り付けられ、前記ボールねじ軸が前記可動盤に取り付けられていることを特徴とする電動式射出装置。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記中空シャフトとボールナットとが別体をなしていて、それらが締結具にて脱着可能に締結されていることを特徴とする電動式射出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はプランジャの前進移動によって、射出チャンバ内のゴム等の射出材料をノズルから成形型に射出し成形する射出成形装置の射出装置、特に電動モータにてプランジャを進退移動させる電動式射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ゴム成形品等の成形装置として射出成形装置が広く用いられている。
この射出成形装置における射出装置としては、従来、プランジャを油圧にて前進駆動する油圧駆動式のものが用いられて来た。
【０００３】
この油圧駆動式の射出装置では、油圧駆動によってプランジャを前進移動させ、シリンダの射出チャンバ内に充填されているゴム等の射出材料をシリンダの先端のノズルから勢い良く成形型のキャビティ内に射出する。
【０００４】
しかしながらプランジャを油圧駆動にて前進移動させる油圧駆動式の射出装置の場合、作動油が漏れたり作動油の飛沫が周辺に飛んだりして周辺環境を汚す問題がある外、エネルギー効率の点でもロスがあるなどの問題がある。
【０００５】
そこで近年、プランジャを電動モータにて進退移動させる電動式の射出装置が用いられるようになって来ている。
電動式の射出装置の場合、作動油が漏れたり飛沫が周辺に飛んだりすることもなく、また駆動力の発生及び伝達に際してエネルギーロスも少ない利点がある。
【０００６】
この電動式の射出装置では、通常ボールスクリュー機構を用いてプランジャを進退移動させる。
その際、通例はボールねじ軸を外周側において固定盤により軸受にて回転可能に支持し、一方ボールねじ軸に螺合したボールナットを可動盤に取り付けて、ボールねじ軸の回転によりねじ送り作用で可動盤を進退移動させ、その前進移動時に可動盤に固設したプランジャにて、射出チャンバ内に充填されているゴム等の射出材料をノズルから成形金型に向けて射出させるようにする。
【０００７】
図４はその具体例を示したものである。
同図において２００は固定盤、２０２はプランジャ２０４の固設された可動盤で、２０６はボールねじ軸、２０８はこれに螺合されたボールナットである。
ボールねじ軸２０６は固定盤２００を軸方向に貫通しており、外周側においてこの固定盤２００により軸受２１０にて回転可能且つ軸方向に移動不能な状態で支持されている。
【０００８】
固定盤２００から図中上向きに突き出したボールねじ軸２０６の端部は、そこに固設された従動プーリ２１２，これに巻き掛けられたベルト２１４等を介して図示を省略する電動モータに作動的に連結され、かかる電動モータにてボールねじ軸２０６が回転駆動されるようになっている。
【０００９】
一方このボールねじ軸２０６に螺合されたボールナット２０８は可動盤２０２に取り付けられており、ボールねじ軸２０６の回転により、ボールナット２０８に対するねじ送り作用で可動盤２０２が図中上下方向に進退移動させられるようになっている。
【００１０】
ここでボールナット２０８と可動盤２０２とは、ボールナット２０８が後退即ち図中上方に移動したときに、ボールねじ軸２０６の図中下端部と可動盤２０２とが当るのを防止するため、即ちボールナット２０８及び可動盤２０２の移動ストロークを確保するため、ボールナット２０８と可動盤２０２との間に筒状のスペーサ部材２１６が介在させられている。
そしてそのスペーサ部材２１６の内側に、後退時においてボールねじ軸２０６を逃すための逃げ部２１８が空間として確保されている。
【００１１】
しかしながらこのようにボールスクリュー機構を介して可動盤２０２を進退移動させるに際し、ボールねじ軸２０６を軸受２１０にて回転可能且つ軸方向に移動不能に支持するようになすと、ボールねじ軸２０６の有効なねじ長さは固定盤２００、厳密には軸受２１０から図中下向きに突き出した部分だけとなり、加えて上記のような逃げ部２１８を形成するためのスペーサ部材２１６を介してボールナット２０８と可動盤２０２とを連結することが必要となることから、射出装置の軸方向（図中上下方向）の全長が長いものとなってしまい、射出装置が大型化してしまうといった問題を生ずる。
【００１２】
これに対して、図５に示しているようにボールナット２０８自体を固定盤２００により軸受２１０にて回転可能且つ軸方向に移動不能に支持し、そしてそのボールナット２０８を回転駆動することによって、これに螺合させたボールねじ軸２０６をねじ送り作用で軸方向に進退移動させて、ボールねじ軸２０６を取り付けた可動盤２０２を図中上下方向に進退移動させるようになすことが考えられている。
【００１３】
例えば下記特許文献１には、このようにしてボールナットを固定盤により軸受にて回転可能に且つ軸方向に移動不能に支持し、そのボールナットを回転駆動することで、ボールねじ軸をプランジャの固設してある可動盤と一体に軸方向に進退移動させるようになした点が開示されている。
【００１４】
図５に示す射出装置の場合、可動盤２０２の後退時においてボールねじ軸２０６を固定盤２００を貫通して図中上向きに突き出させること、即ち逃すことができるため、更にまた上記のようなスペーサ部材２１６を不要となし得るため、射出装置の図中上下方向の全長を短くすることが可能となる。
【００１５】
しかしながら一方で、この図５に示す射出装置の場合、ボールナット２０８自体を固定盤２００により軸受２１０にて回転可能に支持する関係上、軸直角方向のサイズが必然的に大型化してしまう問題を生ずる。
【００１６】
特に近年採用されるようになって来ている高負荷ボールスクリュー機構の場合、同図に示しているようにボールを返すためのリターンパイプ２２０がボールナット２０８の外面に突出する形態で設けられていることから、固定盤２００の軸直角方向寸法がより大型化してしまう。
【００１７】
このようなリターンパイプ２２０が外部に突き出したボールナット２０８を軸受２１０にて受ける（支持する）ためには、逃げ部２２４を形成するための別途の取付部材２２２を介してボールナット２０８を取り付けなければならず、そのリターンパイプ２２０の突出と取付部材２２２とによって固定盤２００、ひいては射出装置の軸直角方向のサイズがより大型化してしまう問題を生ずるのである。
【００１８】
【特許文献１】特開平５−８４７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明はこのような事情を背景とし、プランジャの進退移動方向の全長を短くすることができるとともに、軸直角方向のサイズも小型化することのできる電動式射出装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
而して請求項１のものは、ボールねじ軸に螺合するボールナットに対して、該ボールねじ軸を挿入させる中空部を中心部に備えた中空シャフトを該ボールナットと一体回転する状態で軸方向に連設して、該中空シャフトを外周側において軸受にて回転可能に支持し、該中空シャフト及びボールナットの側を電動モータに作動的に連結して、それら中空シャフト及びボールナットを該電動モータにより回転駆動させることにより、プランジャの固設された可動盤を進退移動させ、その前進時に射出チャンバ内の射出材料を成形型に向けてノズルより射出するようになしたことを特徴とする。
【００２１】
請求項２のものは、請求項１において、前記中空シャフトが前記軸受にて固定盤に取り付けられ、前記ボールねじ軸が前記可動盤に取り付けられていることを特徴とする。
【００２２】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記中空シャフトとボールナットとが別体をなしていて、それらが締結具にて脱着可能に締結されていることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００２３】
以上のように本発明は、中空シャフトをボールナットに対して一体回転する状態で軸方向に連設して、その中空シャフトを軸受にて回転可能に支持し、そしてそれら中空シャフト及びボールナットの側を電動モータで回転駆動することにより、プランジャの固設された可動盤をボールナットとボールねじ軸との間のねじ送り作用で進退移動させるようになしたもので、本発明では、可動盤の後退時にボールねじ軸を、軸受にて回転可能に支持されている中空シャフトの中空部に挿入させることができるため、即ちその中空部へとボールねじ軸を逃すことができるため、射出装置におけるプランジャ及び可動盤の進退方向の全長を効果的に短くすることができる。
【００２４】
一方で本発明では、ボールナットに対して中空シャフトを軸方向に連設して、その中空シャフトを軸受にて回転可能に支持するようになしているため、特に高負荷荷重用のボールスクリュー機構を用いた場合において、リターンパイプによりボールナットの径方向即ち軸直角方向寸法が大きくなった場合であっても、これに伴って軸受による支持部分の軸直角方向寸法、即ち軸直角方向サイズが大型化してしまうといった問題を回避することができる。
従って本発明によれば、軸方向サイズ及び軸直角方向サイズの何れをも小型化することが可能となる。
【００２５】
本発明においては、上記中空シャフトを軸受にて固定盤に取り付け、ボールねじ軸を可動盤に取り付けておくことができる（請求項２）。
【００２６】
また中空シャフトとボールナットとを別体となして、それらを締結具にて脱着可能に締結しておくことができる（請求項３）。
このようになした場合、ボールナットの内部のメンテナンスが必要となった場合においても、締結具による締結を解いてボールナットを中空シャフトから外すことにより、容易にその内部のメンテナンス作業を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に本発明をゴム用の射出装置に適用した場合の実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。
図１において、１０は本実施形態の射出装置で、ここではゴム材料の予備可塑化のための押出機１２を備えている。
押出機１２は、スクリュー１４と電動モータ１６とを有しており（電動モータ以外の駆動源を用いても良い）、供給口１５から供給されたゴム材料をスクリュー１４の回転により可塑化し、十分に流動化させた上で逆止弁１８を押し開いて後述の射出シリンダ２０内部に形成された射出チャンバ２２内に押し出す。
【００２８】
２４，２６はそれぞれ上，下の固定盤で、これら固定盤２４，２６はタイロッド２８によって上下に連結されている。
３０は可動盤で、図中下面にはプランジャ３２が下向きに突き出す状態で固設されている。
【００２９】
可動盤３０はタイロッド２８に案内されて図中上下方向に進退移動し、そして図中下向きの前進移動時にプランジャ３２を射出チャンバ２２内部に深く押し込んで、射出チャンバ２２内部に充填されている流動状態のゴム材料をノズル３４から成形型３６のキャビティ３８内に勢い良く射出し充填する。
【００３０】
可動盤３０の下面、即ちプランジャ３２の固設された側の面とは反対側の上面には、ボールスクリュー機構におけるボールねじ軸４０が取り付けられており、このボールねじ軸４０が可動盤３０の上面から図中上向きに延び出している。
４２はボールスクリュー機構におけるボールナットで、図２に示しているように、このボールナット４２がボール４３を介してボールねじ軸４０に螺合している。
【００３１】
本例において、ボールスクリュー機構は高負荷荷重用のもので、ねじの一端から他端へとボール４３を戻すためのリターンパイプ４６がボールナット４２の外側に突出する状態で設けられている。
このボールナット４２の図中上側には、中空シャフト４４がボールナット４２と一体回転する状態でボルト４７により軸方向に締結されている。
【００３２】
中空シャフト４４は、ボールねじ軸４０を挿入させる中空部４８を中心部に有する筒状の部材で、固定盤２４を軸方向（上下方向）に貫通する状態で設けられており、その固定盤２４を貫通する部分が外周側において軸受５０にて固定盤２４に回転可能に取り付けられ支持されている。
中空シャフト４４は、その上端部が固定盤２４より上側に突き出しており、その突き出した部分に対して従動プーリ５２が一体回転状態で固設されている。
【００３３】
図１において、５４はプランジャ３２の駆動源としての電動モータで、図中上側に減速機５６が連結されており、その減速機５６から駆動軸５８が突き出している。そしてその駆動軸５８に駆動プーリ６０が固設されている。
【００３４】
この駆動プーリ６０と上記従動プーリ５２との間にはベルト６２が巻き掛けられており、電動モータ５４の駆動力が減速機５６，駆動プーリ６０，ベルト６２，従動プーリ５２を経て中空シャフト４４へと伝えられ、かかる中空シャフト４４が電動モータ５４により回転駆動されるようになっている。即ち中空シャフト４４と一体回転状態に設けられたボールスクリュー機構のボールナット４２が、電動モータ５４にて回転駆動されるようになっている。
【００３５】
次に本実施形態の射出装置の動作を説明する。
この射出装置１０では、上記したように先ずゴム材料が供給口１５から押出機１２のシリンダ内部に供給される。
供給されたゴム材料はスクリュー１４の回転により十分に可塑化即ち流動化された上で、逆止弁１８を経て射出シリンダ２０の射出チャンバ２２内部に押し出され供給される。
【００３６】
尚このとき、プランジャ３２は図中下向きに前進した状態にあって、射出チャンバ２２内へのゴム材料の供給に伴って、かかるゴム材料に対し背圧をかけながら供給量の増大とともに漸次図中上方へと後退移動する。
このときの後退移動は次のようにして行われる。
【００３７】
即ち、この例では射出チャンバ２２内に充填されたゴムによるプランジャ３２への上向き（後退方向）の圧力と、電動モータ５４から中空シャフト４４，ボールナット４２を介してボールねじ軸４０に加えられるトルクに基づく上向きの力とが共働して、可動盤３０をプランジャ３２とともに図中上向きに引き上げてそれらを後退移動させる。
【００３８】
このようにして射出チャンバ２２内部に設定した量のゴム材料が充填されたところで、押出機１２によるゴム材料の押出しの停止及びプランジャ３２の後退移動が停止する。
【００３９】
この状態で、次にボールナット４２が上記とは逆向きに回転させられ、これによりボールねじ軸４０がねじ送り作用で今度は図中下向きに押し出される。
これによりボールねじ軸４０の取り付けられた可動盤３０が下向きに前進移動し、これにより可動盤３０と一体移動するプランジャ３２が図中下向きに押し下げられて、射出チャンバ２２内部に充填されているゴム材料がノズル３４から成形金型３６のキャビティ３８内に一挙に射出される。
【００４０】
以上のように本例によれば、可動盤３０の後退時にボールねじ軸４０を、軸受５０にて回転可能に支持されている中空シャフト４４の中空部４８を貫通させるようにしてこれを図中上側に逃すことができるため、射出装置１０の図中上下方向、即ちプランジャ３２及び可動盤３０の進退方向の全長を効果的に短くすることができる。
【００４１】
また本例ではボールナット４２に対して中空シャフト４４を軸方向に連設して、その中空シャフト４４を軸受５０にて回転可能に支持するようにしているため、高負荷荷重用のボールスクリュー機構を用いた場合においてリターンパイプ４６がボールナット４２の外側に突出し、これによりボールナット４２の軸直角方向寸法が大きくなった場合であっても、軸受５０による支持部分、即ち固定盤２４の軸直角方向サイズが大型化してしまうといったことがない。
従って本例によれば電動式射出装置における、軸方向サイズ及び軸直角方向サイズの何れをも小型化することができる。
【００４２】
また中空シャフト４４とボールナット４２とを別体とし、それらをボルト４７にて脱着可能に締結するようにしたため、ボールナット４２の内部のメンテナンスが必要となった場合においても、ボルト４７による締結を解いてボールナット４２を中空シャフト４４から外すことにより、その内部のメンテナンス作業を容易に行うことが可能となる。
【００４３】
図３は本発明の他の実施形態を示したもので、ここでは固定盤２４にボールねじ軸４０を取り付ける一方、可動盤３０の側に中空シャフト４４を軸受５０により回転可能に支持した状態で取り付け、そしてその中空シャフト４４の図中上側にボールナット４２をボルト４７にて一体回転状態に締結して、そのボールナット４２に対しボールねじ軸４０を螺合したものである。
【００４４】
この図３に示す実施形態では、電動モータ５４からの駆動力が駆動軸５８，駆動プーリ６０，ベルト６２を経て各中空シャフト４４に固設された従動プーリ５２に伝達され、これにより中空シャフト４４及びボールナット４２が回転運動して、ねじ送り作用で可動盤３０が位置固定のボールねじ軸４０、即ち固定盤２４に対し図中上下方向に進退移動する（このとき移動可能に設けた電動モータも一緒に移動する）。
【００４５】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明は上例以外の他の様々な形態の射出装置に適用することが可能であるし、またその形態に応じて上記のプランジャが場合によってスクリュー式のものであっても良いなど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態の電動式射出装置を示す図である。
【図２】同実施形態の電動式射出装置の要部を拡大して示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態の電動式射出装置の要部を示す図である。
【図４】電動式射出装置の従来の例の要部を示す図である。
【図５】従来の図４とは異なる形態の電動式射出装置の要部を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  電動式射出装置
２２  射出チャンバ
２４  固定盤
３０  可動盤
３２  プランジャ
３４  ノズル
３６  成形型
４０  ボールねじ軸
４２  ボールナット
４４  中空シャフト
４７  ボルト
４８  中空部
５０  軸受
５４  電動モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005131897.tif 000006
【図５】
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