(57)【要約】可塑化部１０をスクロールモータの回転運動を第１クランクで偏芯回転運動に変換して第１偏芯運動歯車１２４に偏芯回転動力を伝達する。また、一端を第１偏芯運動歯車１２４に固着し他端を可塑化ハウジング１０１に遊嵌した第１規制ピン１３０を設ける。そして、第１偏芯運動歯車１２４の自転を規制すると共に、偏芯回転運動を許容するように遊嵌部分が動いて当該第１偏芯運動歯車１２４を偏芯運動させる。また、第１偏芯運動歯車１２４における偏芯方向の歯と部分歯合し、かつ、当該第１偏芯運動歯車１２４の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより第１偏芯運動歯車１２４から回転動力を受て自転する第１自転歯車１１０を設け、この第１自転歯車１１０をスクロール１０６と一体形成して設ける。これにより安価、かつ、簡単な構成で動力伝達損失を極限まで低減できる減速機構が構成される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達する減速機構であって、
前記動力発生源からの前記回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、
該クランクから前記偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、
該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が前記偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが前記遊嵌穴内で運動する範囲で前記偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、
前記被駆動体と一体に形成され、かつ、前記偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて前記部分歯合位置が回転することにより回転動力を受て自転する自転歯車とからなることを特徴とする減速機構。
【請求項２】
前記被駆動体がボールネジであって、当該ボールネジのボールネジ軸又はボールネジナットに前記自転歯車が形成されていることを特徴とする請求項１記載の減速機構。
【請求項３】
スクロールにより材料を可塑化し圧送する際に当該スクロールを駆動するスクロール駆動機構を具備する可塑化部を備えた射出成形装置であって、
前記スクロール駆動機構が前記減速機構を具備して、その際に前記被駆動体が回転中心軸に向けて縮小する螺旋溝内の材料を当該回転中心軸に向けて圧送するスクロールであり、前記固定部材が前記可塑化部のケーシングをなす可塑化ハウジングであることを特徴とする請求項１記載の減速機構を用いた射出成形装置。
【請求項４】
射出シリンダ内の可塑化された材料を該射出シリンダのピストンをなすプランジャで押出し金型のキャビティに射出する際に当該プランジャを駆動するプランジャ駆動機構を具備する射出部を備えた射出成形装置であって、
前記プランジャ駆動機構が前記減速機構を具備し、その際に前記被駆動体は先端部が前記プランジャをなすボールネジ軸と係合して、当該ボールネジ軸の自由回転を規制しながら、軸方向に進退可能にする射出側係合部材で当該射出側係合部材と前記自転歯車とが一体に形成され、また前記固定部材が射出部のケーシングをなす射出ハウジングであることを特徴とする請求項２記載の減速機構を用いた射出成形装置。
【請求項５】
射出シリンダ内の可塑化された材料を該射出シリンダのピストンをなすプランジャで押出し金型のキャビティに射出する際に当該プランジャを駆動するプランジャ駆動機構を具備する射出部を備えた射出成形装置であって、
前記プランジャ駆動機構が前記減速機構を具備し、その際に前記被駆動体は先端部が前記プランジャをなすボールネジ軸に螺合するボールネジナットで、該ボールネジナットと前記自転歯車とが一体に形成され、また前記固定部材が射出部のケーシングをなす射出ハウジングであることを特徴とする請求項２記載の減速機構を用いた射出成形装置。
【請求項６】
固定金型と該固定金型に対して可動する可動金型からなる金型の当該可動金型を駆動して型締する際に、当該金型を型開閉する型締駆動機構を具備する型締部を備えた射出成形装置であって、
前記型締駆動機構が前記減速機構を具備し、その際に前記被駆動体は先端部が前記可動金型と連結されたボールネジ軸と係合して当該ボールネジ軸を回転させる型締側係合体で、当該型締側係合体と前記自転歯車とが一体に形成され、また前記固定部材が型締部のケーシングをなす型締ハウジングであることを特徴とする請求項１記載の減速機構を用いた射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達する減速機構及びそれを用いた射出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形装置は、金型におけるキャビティが閉空間になるように当該金型を型締する型締部、可塑化された材料をキャビティーに射出する射出部、材料を可塑化する可塑化部を基本構成としている。この型締部では高圧で金型の型締めを行う必要があり、また射出部において高圧で可塑化した材料をキャビティに射出する必要がある。また、可塑化部においては材料が可塑化しても粘度が非常に高いため高圧で圧送する必要がある。このような大きな動力を発生させるため、従来は大型モータの出力を減速機構で減速して駆動する方法が採用されている。【０００３】
ところが、このような射出成形装置では、各要素の肥大化により射出成形装置が大型化して、広大な設置スペースが必要になると共に、装置内に残留する材料が増えて多くの無駄が発生する問題が指摘されていた。【０００４】
そこで、本願発明者は各要素の小型化を図ると共に、動力源となるモータ及び減速機構の小型化を図ることにより、革新的に小型化された射出成形装置を提案している（特許文献１参照）。【０００５】
例えば、動力源としてのモータはサーボモータやステッ規制ピングモータを採用し、また減速機構もウォームギアとウォームホイールとから構成している。サーボモータ等は従来用いられている誘導モータに比べ非常にサイズが小さく、電気的な制御が高精度に行えるため、電力系、制御系の小型化が可能になって射出成形装置の小型化に寄与し、またウォームギアとウォームホイールとからなる減速機構では少ない部品点数で大きな減速比が得られて小型化に寄与している。
【特許文献１】特願２００５−８５２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ウォームギヤ及びウォームホイールからなる減速機構は、ウォームギヤの歯とウォームホイールの歯とが摺動しながら動力伝達を行うため、この摺動による動力伝達損失があり、モータ能力に余裕がないと所望の動力を得ることができない場合が生じると共に、摺動による歯の摩耗が激しくメンテナンス頻度が多くなる問題があった。【０００７】
無論、モータ能力を大きめに設定し、かつ、歯もチタンコーティング等の処理が施された歯車を用いることによりかかる問題の発生を抑制することができるが、このような対応は射出成形装置を小型化する方向と逆行した方向となり、また射出成形装置のコストアップをもたらす要因となる。【０００８】
そこで、本発明は、安価、かつ、簡単な構成で動力伝達損失を極限まで低減できる減速機構及びそれを用いた射出成形装置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】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に係る減速機構は、動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達する減速機構であって、動力発生源からの回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、該クランクから偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが遊嵌穴内で運動する範囲で偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、被駆動体と一体に形成され、かつ、偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより回転動力を受て自転する自転歯車とからなるものである。【００１０】
また、請求項２に係る減速機構は、被駆動体がボールネジであって、当該ボールネジのボールネジ軸又はボールネジナットに自転歯車が形成されているものである。【００１１】
また、請求項３に係る射出成形装置は、スクロールにより材料を可塑化し圧送する際に当該スクロールを駆動するスクロール駆動機構を具備する可塑化部を備えた射出成形装置であって、スクロール駆動機構が減速機構を具備して、その際に被駆動体が回転中心軸に向けて縮小する螺旋溝内の材料を当該回転中心軸に向けて圧送するスクロールであり、固定部材が可塑化部のケーシングをなす可塑化ハウジングとするものである。【００１２】
また、請求項４に係る射出成形装置は、射出シリンダ内の可塑化された材料を該射出シリンダのピストンをなすプランジャで押出し金型のキャビティに射出する際に当該プランジャを駆動するプランジャ駆動機構を具備する射出部を備えた射出成形装置であって、プランジャ駆動機構が減速機構を具備し、その際に被駆動体は先端部がプランジャをなすボールネジ軸と係合して、当該ボールネジ軸の自由回転を規制しながら、軸方向に進退可能にする射出側係合部材で当該射出側係合部材と自転歯車とが一体に形成され、また固定部材が射出部のケーシングをなす射出ハウジングとするものである。【００１３】
また、請求項５に係る射出成形装置は、射出シリンダ内の可塑化された材料を該射出シリンダのピストンをなすプランジャで押出し金型のキャビティに射出する際に当該プランジャを駆動するプランジャ駆動機構を具備する射出部を備えた射出成形装置であって、プランジャ駆動機構が減速機構を具備し、その際に被駆動体は先端部がプランジャをなすボールネジ軸に螺合するボールネジナットで、該ボールネジナットと自転歯車とが一体に形成され、また固定部材が射出部のケーシングをなす射出ハウジングとするものである。【００１４】
また、請求項６に係る射出成形装置は、固定金型と該固定金型に対して可動する可動金型からなる金型の当該可動金型を駆動して型締する際に、当該金型を型開閉する型締駆動機構を具備する型締部を備えた射出成形装置であって、型締駆動機構が減速機構を具備し、その際に被駆動体は先端部が可動金型と連結されたボールネジ軸と係合して当該ボールネジ軸を回転させる型締側係合体で、当該型締側係合体と自転歯車とが一体に形成され、また固定部材が型締部のケーシングをなす型締ハウジングとするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる減速機構は、動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達する減速機構であって、動力発生源からの回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、該クランクから偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが遊嵌穴内で運動する範囲で偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、被駆動体と一体に形成され、かつ、偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより回転動力を受て自転する自転歯車とからなるので、安価、かつ、簡単な構成で動力伝達損失を極限まで低減できるようになり、これを用いた各種の装置の小型化及び低価格化が可能になると共に信頼性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る射出成形装置の断面図である。
【図２】可塑化部の断面斜視分解図である。
【図３】スクロールの構成を示す図である。
【図４】減速機構の動作の説明に適用される図である。
【図５】チェックバルブ機構を説明する断面斜視分解図である。
【図６】チェックバルブ機構の動作の説明に適用される図である。
【図７】射出部の断面斜視分解図である。
【図８】型締部の断面斜視分解図である。
【図９】射出部における減速機構のボールネジナットと偏芯運動歯車とを一体に形成した場合の図である。
【図１０】型締部における減速機構のボールネジナットと偏芯運動歯車とを一体に形成した場合の図である。
【図１１】規制ピンを可塑化ハウジング等の固定部材に遊嵌又は嵌着させず、被駆動体に遊嵌又は嵌着する場合の例を示す図である。
【図１２】複数の偏芯運動歯車を用いた場合の例を示す図である。
【図１３】偏芯運動歯車と自転歯車等においての歯の内包関係を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
Ａ〜Ｉ  ベアリング  ；  １０  可塑化部  ；  ２０  射出部
３０  型締部  ；  ４０  カセット金型  ；  １０１  可塑化ハウジング
１０２  固定ダイプレート  ；  １０４  バレル  ；  １０５  螺旋溝
１０６  スクロール  ；  １０７  スクロール駆動機構  ；  １０８  チェックバルブ機構
１０９  スクロール軸穴  ；  １１０  第１自転歯車  ；  １１１  スクロール作用面
１１２  スクロール側面  ；  １１３  送溝  ；  １１４  掻込溝
１２０  スクロールモータ  ；  １２１  チェックバルブ  ；  １２３  第１規制ピン固着穴
１２４（１２４ａ〜１２４ｃ）  第１偏芯運動歯車  ；  １２５（１２９ａ〜１２５ｃ）  第１クランク
１２６  モータ軸  ；  １２８  筒部  ；  １２９  クランク部
１３０  第１規制ピン  ；  １３１  頭部  ；  １３２  フランジ
１３３（１３３ａ〜１３３ｃ）  第１遊嵌穴  ；  １３５  バルブ受部材
１３６  ワンウェイクラッチ  ；  １３７  クラッチ挿着部  ；  １３９  バルブポケット
１４０  開閉端部  ；  １４１  係合部  ；  １４２  回転止部
１４４  回転止穴  ；  １４５  クラッチ嵌着部  ；  １４６  テーパ部
１４７  被係合部  ；  １５０  テーパ嵌着部  ；  １５１  受部材挿着部
１５２，１５３  段差部  ；  ２０１  射出シリンダ  ；  ２０２  プランジャ
２０３  プランジャ駆動機構  ；  ２０４  ランナチューブ  ；  ２０６  射出モータ
２０７  第２プーリ  ；  ２０８  第２偏芯運動歯車  ；  ２０９  第２自転歯車
２１０  第２ボールネジ軸  ；  ２１１  射出ハウジング  ；  ２１３  第２ボールネジ軸
２１４  第２ボールネジナット  ；  ２１５  貫通穴  ；  ２１６  第２クランク
２１７  頭部  ；  ２１９  第２ボールネジ軸挿通穴  ；  ２２０  ナット係合部
２２２  第２遊嵌穴  ；  ２２３  第２規制ピン固着穴  ；  ２２５  第２ボールネジ軸係合部
２３０  第２規制ピン  ；  ３０１  型締ハウジング  ；  ３０２  可動ダイプレート
３０３  型締駆動機構  ；  ３０４  ダイバー  ；  ３１１  第３ボールネジ軸
３１２  型締モータ  ；  ３１３  雌ネジ  ；  ３１４  第３プーリ
３１５  第３規制ピン  ；  ３１６  円筒穴  ；  ３１７  第３自転歯車
３１８  収納部  ；  ３１９  係合穴  ；  ３２０  ボルト穴
３２１  第３規制ピン固着穴  ；  ３２２  第３偏芯運動歯車  ；  ３２３  固定ボルト
３２４  挿通穴  ；  ３２５  第３遊嵌穴  ；  ３２６  頭部
３２７  第３クランク  ；  ３２８  第３ボールネジナット
４０１  可動金型  ；  ４０２  固定金型  ；  ４０３  位置決ピン
４０４  規制ピン受穴
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。なお、本実施例では、熱可塑化樹脂を射出成形する場合を例に説明するが、熱硬化樹脂、ワックス、バインダ処理されたセラミック・鉄粉を射出成形する場合も同様に適用できることを予め付言する。【００１９】
また、本発明に係る減速機構は、後述するように、動力発生源からの回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、該クランクから偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが遊嵌穴内で運動する範囲で偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、被駆動体と一体に形成され、かつ、偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより回転動力を受て自転する自転歯車を主要構成としている。【００２０】
そして、射出成形装置における、スクロール駆動機構、プランジャ駆動機構、型締駆動機構に当該減速器機構が用いられている。この際、スクロール駆動機構、プランジャ駆動機構、型締駆動機構において同様な部材（クランク、規制ピン、偏芯運動歯車、自転歯車等）はそれぞれ第１〜第３として区別する。例えば、スクロール駆動機構におけるクランクを第１クランク、プランジャ駆動機構におけるクランクを第２クランク、型締駆動機構におけるクランクを第３クランクのように記載する。また、動力発生源はスクロールモータ、射出モータ、型締モータに対応している。【００２１】
なお、本発明に係る減速機構の適用は射出成形装置に限定されるものではなく、自由歯車が被駆動体と一体に形成されていることを要件として、自動車の減速駆動系や電気機器の減速駆動系等の一般的な減速機器に適用できるものであることを付言する。【００２２】
図１は係る射出成形装置の断面図で、当該射出成形装置は、可動金型４０１と固定金型４０２とを備え、これらの突合せ面に可塑化した材料が射出される空間であるキャビティＫが形成される金型４０、材料を加熱して可塑化させると共に当該材料を混練しながら射出シリンダ２０１に送出する可塑化部１０、射出シリンダ２０１内の可塑化された材料をキャビティＫに射出する射出部２０、金型４０の型開閉を行う型締部３０を主要構成としている。【００２３】
図２は、可塑化部１０の要部を示す分解斜視図で、可塑化ハウジング１０１及び固定ダイプレート１０２を有し、可塑化ハウジング１０１にはペレット等の材料が投入される材料投入穴１０３が形成されている。【００２４】
これら可塑化ハウジング１０１及び固定ダイプレート１０２内には、材料投入穴１０３から投入された材料を加熱するバレル１０４、材料を搬送する螺旋溝１０５が形成されると共にバレル１０４に当接しながら回転して螺旋溝１０５内の材料を搬送，撹拌，可塑化，混練し、可塑化後はワイゼンベルグ効果を伴い、その回転中心軸の方向に圧送するスクロール１０６、該スクロール１０６を回転駆動するスクロール駆動機構１０７、可塑化された材料の射出や逆流を制御するチェックバルブ機構１０８が設けられている。【００２５】
スクロール１０６は、図３に示すように、概略短円柱状をなす回転体で、その回転体側面から固定ダイプレート１０２に接する面側に螺旋溝１０５が形成されている。この螺旋溝１０５は、回転軸に形成されたスクロール軸穴１０９までスクロール１０６の回転方向に従って縮小するよう複数条（図２では１条の場合を示している）に形成され、その裏面は凹部１１６が形成され、該凹部１１６の内側面に第１自転歯車１１０が形成されている。なお、スクロール軸穴１０９にチェックバルブ１２１が装着されるようになっている。【００２６】
以下、スクロール１０６が固定ダイプレート１０２に接する面をスクロール作用面１１１、その側面をスクロール側面１１２という。また、スクロール作用面１１１に形成されている螺旋溝１０５を送溝１１３、スクロール側面１１２に形成されている螺旋溝１０５を掻込溝１１４という。従って、螺旋溝１０５は、掻込溝１１４と送溝１１３とにより構成される。
なお、スクロール作用面１１１は頂角θがθ＝１７６度〜１７４度の平面に近い凹状円錐形状となるように形成して直圧力（Ｎ）を生じさせることにより材料の圧送を可能にしている。無論、同程度の角度の凸状円錐形状としても良い。【００２７】
バレル１０４は、内部に材料を加熱するための図示しない複数のヒータが内設されると共に、スクロール１０６側の面はスクロール作用面１１１と密接する形状に形成され、その中心軸に可塑化した材料の流路をなす流動路１１５が形成されている。
なお、バレル１０４の熱で可塑化ハウジング１０１や固定ダイプレート１０２及び、これらに内包されている各種の部材が高温にならないように冷却水の流路をなす冷却水路１１７が形成され、また断熱材１１８が適宜設けられている。【００２８】
このスクロール１０６は、可塑化ハウジング１０１内にベアリングＡを介して回動自在に配設され、スクロールモータ１２０の回転数を減速して当該スクロール１０６に伝達するスクロール駆動機構１０７が設けられている。【００２９】
スクロール駆動機構１０７は、外周面に第１自転歯車１１０と歯合する歯が形成されると共に厚み方向に複数の第１規制ピン固着穴１２３が挿通して形成された環状の第１偏芯運動歯車１２４、第１規制ピン固着穴１２３に挿着される第１規制ピン１３０、第１偏芯運動歯車１２４に回転動力を伝達するスリーブ状の第１クランク１２５を備え、第１クランク１２５にスクロールモータ１２０のモータ軸１２６が装着されるようになっている。【００３０】
なお、第１クランク１２５は、モータ軸１２６が挿着される筒部１２８と、該筒部１２８に対して偏芯したクランク部１２９とから構成されて、クランク部１２９はベアリングＣを介して第１偏芯運動歯車１２４に内挿され、筒部１２８にはベアリングＢが外挿されて可塑化ハウジング１０１に挿着されるようになっている。【００３１】
この可塑化ハウジング１０１は固定ダイプレート１０２と固定されており、フランジ１３２はこの可塑化ハウジング１０１にネジ止めされている。
フランジ１３２には第１規制ピン１３０の頭部１３１が遊嵌して、第１偏芯運動歯車１２４の動きを規制する第１遊嵌穴１３３が設けられている。【００３２】
このような構成により、モータ軸１２６の回転運動は第１クランク１２５に伝達されて、そのクランク部１２９が偏芯回転運動し、この偏芯回転運動がベアリングＣを介して第１偏芯運動歯車１２４に伝達される。【００３３】
図４は、このような減速機構を説明する模式図で、第１偏芯運動歯車１２４が第１クランク１２５により偏芯すると、その偏芯方向の第１偏芯運動歯車１２４の歯部と第１自転歯車１１０の歯部とが部分歯合し、他の部分の歯は離合した状態となる。【００３４】
このような状態で偏芯方向が回転すると、第１規制ピン１３０の頭部は第１遊嵌穴１３３の内周面に沿って運動して第１偏芯運動歯車１２４と第１自転歯車１１０との歯合する部分がこれに伴い回転する。第１偏芯運動歯車１２４は、第１規制ピン１３０により自転が規制されているため、歯合位置の変化は第１自転歯車１１０が回転することにより許容され、スクロールモータ１２０の回転動力は第１自転歯車１１０と第１偏芯運動歯車１２４とで決る減速比で第１自転歯車１１０に伝達されるようになる。【００３５】
第１自転歯車１１０、第１偏芯運動歯車１２４及び該第１偏芯運動歯車１２４の運動を規制する第１規制ピン１３０からなる減速機構では、第１自転歯車１１０の歯と第１偏芯運動歯車１２４の歯とが共に平行歯であり、ウォームギヤとウォームホイールとにおけるように歯同士の摺動が殆ど発生しないため、歯の摩耗損失が低減できると共に、摺動に伴う動力損失を大幅に抑制することが可能になる。
また、可動部分はベアリングＡ〜Ｃを介して他の部材と接する構成であるため、当該可動部分での動力伝達損失を大幅に低減することができるようになっている。【００３６】
チェックバルブ機構１０８は、可塑化された材料をスクロール１０６から射出部２０に送出するか否かを制御すると共に、当該射出部２０によりキャビティＫに向けて射出された材料が可塑化部１０に逆流するのを防止する機能をなすもので、図５に示すように、チェックバルブ１２１、バルブネジ１３５、ワンウェイクラッチ１３６、バルブネジ収納部１５１等により構成されている。【００３７】
チェックバルブ１２１におけるバレル１０４側の端部は、当該バレル１０４を挿通して流動する材料の流路をなす流動路１１５の開口である円錐状のバルブポケット１３９に当接して、当該バルブポケット１３９を閉塞する形状に形成された開閉端部１４０であり、またチェックバルブ１２１の他方の端部はネジ切りされたネジ部１４１が形成され、これらの中間部分に回転止部１４２が形成されている。回転止部１４２とネジ部１４１との境は、段差なす当接部１５２となっている。【００３８】
回転止部１４２は、チェックバルブ１２１を例えばＤ形状に切欠くことにより形成され、この回転止部１４２の断面形状と同じ形状の穴（回転止穴）１４４がスクロール軸穴１０９に形成されている。そして、チェックバルブ１２１の回転止部１４２が、この回転止穴１４４に挿通することにより、チェックバルブ１２１の自由回転が規制されながら、その軸方向に進退できるようになっている。【００３９】
バルブネジ１３５は、ワンウェイクラッチ１３６が挿嵌されるクラッチ挿嵌筒部１４５と一端近傍がモータ軸１２６に向けて縮小するように形成されたテーパ部１４６とからなり、内部にはチェックバルブ１２１のネジ部１４１が螺合する雌ネジ部１４７が形成されている。【００４０】
一方、モータ軸１２６には、ワンウェイクラッチ１３６が収納されるクラッチ収納穴１３７及びテーパ部１４６が収納されるテーパ部収納穴１５０とからなるバルブネジ収納部１５１が形成されている。【００４１】
そして、図６（ａ）に示すように、モータ軸１２６が所定方向（可塑化された材料を射出する方向）に回転する。この状態ではバルブネジ１３５のテーパ部１４６がバルブネジ収納部１５１のテーパ部収納穴１５０に圧入された状態であり、ワンウェイクラッチ１３６はフリーの状態となっているため、モータ軸１２６が回転するとテーパ部収納穴１５０とバルブネジ１３５のテーパ部１４６との摩擦によりバルブネジ１３５が回転して、当該チェックバルブ１２１はネジ部１４１と雌ネジ部１４７との螺合によりモータ軸１２６側に動く。【００４２】
これによりチェックバルブ１２１の開閉端部１４０はバルブポケット１３９から離接して、当該バルブポケット１３９が開口し、図６（ｂ）に示すように材料が流動路１１５を経て射出シリンダ２０１内に送出される。なお、図６において実線矢印Ｌ１はチェックバルブの動く方向を示し、実線矢印Ｌ２はプランジャ２０２の動く方向を示している。また点線矢印Ｌ３は材料の流れを示している。【００４３】
そして、チェックバルブ１２１の当接部１５２がスクロール軸穴１０９の当接部１５３に当接すると、この当接によりチェックバルブ１２１の動きが規制されて、バルブネジ１３５がチェックバルブ１２１に引寄せられ、図６（ｂ）拡大図に示すようにテーパ部１４６とテーパ部収納穴１５０と間に微少隙間δが生じて圧入状態が解除される。なお、この隙間は、テーパ部１４６とテーパ部収納穴１５０とが空回りできる程度の隙間である。【００４４】
テーパ部１４６とテーパ部収納穴１５０とが空回りすると、チェックバルブ１２１への回転駆動力が伝達されなくなるため、その後スクロール１０６が回転を継続して材料の射出を続けることが可能になる。【００４５】
そして、所定量の材料が射出シリンダ２０１に送込まれると、図６（ｃ）に示すようにスクロールモータ１２０を逆回転させる。この回転方向はワンウェイクラッチ１３６がクラッチ状態として機能する方向であるため、モータ軸１２６の回転はワンウェイクラッチ１３６を経てバルブネジ１３５に伝達されて、チェックバルブ１２１はバルブポケット１３９に向けて動き開閉端部１４０が当該バルブポケット１３９に当接してその開口を閉塞する。【００４６】
開閉端部１４０がバルブポケット１３９に当接すると、それ以上チェックバルブ１２１は動けなくなるので、バルブネジ１３５がモータ軸１２６側に動き、テーパ部１４６がテーパ部収納穴１５０に押込まれて図６（ｄ）に示す圧入状態となり、図６（ａ）に示す状態に戻る。【００４７】
バルブポケット１３９が閉塞された状態では、プランジャ２０２が射出シリンダ２０１内の材料を射出しても、射出圧により材料がスクロール１０６側に逆流することがない。【００４８】
このように、安価な部品を用いた簡単な構成で確実にチェックバルブ１２１を動作させることができるため、信頼性が向上すると共に、チェックバルブ１２１がスクロール軸穴１０９内をピストンのように動く構成なので射出成形装置を起動する際に、前回の運転の際に材料が隙間等に入り込み当該チェックバルブ１２１の動きが悪くなると言った問題が解消される。【００４９】
また、当該チェックバルブ１２１の駆動源はスクロール１０６を駆動するスクロールモータ１２０であるため、動力源の併用による射出成形装置の小型化及び部品点数の削減によるコストダウンが可能になる。【００５０】
射出部２０は、図７に詳細に示すように、上述した射出シリンダ２０１、該射出シリンダ２０１に装着されるプランジャ２０２、該プランジャ２０２を駆動するプランジャ駆動機構２０３、固定ダイプレート１０２内に設けられて射出シリンダ２０１からの材料をキャビティＫに射出させるランナチューブ２０４等を備えている。【００５１】
プランジャ駆動機構２０３は、射出モータ２０６の動力が伝達される第２プーリ２０７、第２偏芯運動歯車２０８、第２自転歯車２０９、第２ボールネジ軸２１０を主要構成として、射出ハウジング２１１内に設けられている。
なお、第２ボールネジ軸２１３の先端部は射出シリンダ２０１のピストンをなすプランジャ２０２で、後端部は軸心に対して断面が非対称（例えば、Ｄ形状）に形成されている。【００５２】
第２プーリ２０７は、１対のベアリングＤにより挟持されて自在に回転し、内部には第２ボールネジ軸２１３の頭部２１７が挿通する貫通穴２１５が形成されている。また、第２プーリ２０７の第２ボールネジ軸２１３側の端部内周面は、当該第２プーリ２０７の回転軸と同軸の円筒面に形成され、その外周面は回転軸に対して偏芯した円筒面からなる第２クランク２１６が形成されている。なお、この第２クランク２１６にはベアリングＥが外挿される。【００５３】
射出ハウジング２１１には、第２ボールネジ軸挿通穴２１９及びナット係合部２２０が設けられると共に、射出モータ２０６側（第２プーリ２０７側）の端面に第２遊嵌穴２２２が複数設けられている。
なお、第２ボールネジナット２１４をナット係合部２２０に装着収納した際には、図示しないネジにより当該第２ボールネジナット２１４を射出ハウジング２１１に固定されるようになっている。【００５４】
第２偏芯運動歯車２０８は、内周面に歯が形成されると共に厚み方向に複数の第２規制ピン固着穴２２３が形成されてなる環状の歯車で、ベアリングＥを介して第２クランク２１６に装着される。【００５５】
また、第２自転歯車２０９は、外周面に歯が形成されると共に中心に第２ボールネジ軸２１３の頭部２１７が挿通し、係合する第２ボールネジ軸係合部２２５が形成され、この第２ボールネジ軸係合部２２５の外周部分にベアリングＦが外挿されて第２偏芯運動歯車２０８に挿着されるようになっている。【００５６】
そして、第２プーリ２０７が回転すると第２クランク２１６は偏芯回転運動し、その偏芯回転運動が第２偏芯運動歯車２０８に伝達される。第２偏芯運動歯車２０８には第２規制ピン２３０が固着され、その頭部は射出ハウジング２１１に設けられた第２遊嵌穴２２２に遊嵌しているので、第２偏芯運動歯車２０８は第２規制ピン２３０の頭部が第２遊嵌穴２２２で運動できる範囲で偏芯運動することにより、自転運動が規制されながら第２自転歯車２０９と部分歯合し、この歯合部分が回転することにより第２自転歯車２０９が回転する。【００５７】
第２自転歯車２０９が回転すると、その回転は第２ボールネジ軸係合部２２５と第２ボールネジ軸２１３の頭部２１７との係合により第２ボールネジ軸２１３に伝達され、第２自転歯車２０９がある方向に回転するとプランジャ２０２は射出シリンダ２０１から抜出すように動いて当該射出シリンダ２０１内が空となり、逆方向に回転すると射出シリンダ２０１のシリンダ内容物（材料）が押出されるようになる。【００５８】
型締部３０は、図８に詳細に示すように、型締ハウジング３０１、可動ダイプレート３０２、型締駆動機構３０３を備えて、型締ハウジング３０１は複数のダイバ−３０４により固定ダイプレート１０２と所定間隔をなして固定され、該ダイバー３０４に可動ダイプレート３０２が挿通して型締駆動機構３０３により進退可能となっている。【００５９】
型締駆動機構３０３は、第３ボールネジ軸３１１、型締モータ３１２、第３プーリ３１４、第３規制ピン３１５、第３偏芯運動歯車３２２、第３自転歯車３１７等を備えている。第３ボールネジ軸３１１の第３プーリ３１４側端部は、軸心に対して断面が非対称（例えば、Ｄ形状）に形成された頭部３２６であり、その中心には雌ネジ３１３が形成されている。【００６０】
第３プーリ３１４は一対のベアリングＩにより挟持されて型締モータ３１２の回転動力により回転し、その先端部には第３クランク３２７が設けられている。この第３クランク３２７の一端には、第３プーリ３１４の回転軸と同軸の円筒穴３１６が形成され、その外周面は回転軸に対して偏芯した円周面からなる円筒状をなしてベアリングＨが外挿されるようになっている。円筒穴３１６は固定ボルト３２３の頭部を収納する穴である。【００６１】
そして、この第３クランク３２７は、型締ハウジング３０１に設けられた収納部３１８にベアリングＩを介して収納される。この型締ハウジング３０１には、第３ボールネジ軸３１１の頭部３２６が挿通する挿通穴３２４、第３ボールネジ軸３１１側の面に形成されて第３規制ピン３１５の頭部が遊嵌する第３遊嵌穴３２５が複数設けられている。【００６２】
第３偏芯運動歯車３２２は、外周面に歯が形成されると共に、厚み方向に複数の第３規制ピン固着穴３２１が形成された環状部材で、その内側にはベアリングＨを介して第３クランク３２７が内挿されるようになっている。【００６３】
第３自転歯車３１７は、第３偏芯運動歯車３２２側の面に突設された部材の内周面に歯が形成され、他方の面には第３ボールネジ軸３１１の頭部が挿入されて係合する係合穴３１９を備えている。
また、第３自転歯車３１７の中心には、固定ボルト３２３が挿通するボルト穴３２０が形成されており、第３ボールネジ軸３１１の頭部３２６を係合穴３１９に装着し、固定ボルト３２３で締めることにより、第３自転歯車３１７と第３ボールネジ軸３１１とが連結されるようになっている。【００６４】
そして、型締モータ３１２の回転動力は、第３プーリ３１４を経て第３クランク３２７の偏芯回転運動として伝達される。この偏芯回転運動はベアリングＨを介して第３偏芯運動歯車３２２に伝達され、第３遊嵌穴３２５による第３規制ピン３１５の運動規制に応じて第３自転歯車３１７の歯と部分的に歯合し、その歯合位置が偏芯方向に応じて回転するため第３自転歯車３１７は回転し、これに伴い第３ボールネジ軸３１１が回転する。【００６５】
金型４０は、可動ダイプレート３０２に取付けられる可動金型４０１、固定ダイプレート１０２に取付けられる固定金型４０２からなるカセット金型４０となっており、金型４０の一方には、複数の位置決ピン４０３が設けられ、対向する金型４０に該位置決ピン４０３が嵌合する規制ピン受穴４０４が設けられている。
さらに、固定ダイプレート１０２に取付けられる固定金型４０２にはホットランナ４０５が挿嵌されるランナ受穴４０６が形成されている。【００６６】
また、可動金型４０１には、成型品押出機構４０７が設けられている。この成型品押出機構４０７は、可動金型４０１を貫通してキャビティＫに挿通するように設けられた複数の押出ピン４０８が固着された支持板４０９、支持板４０９に固着されると共に可動金型４０１に挿嵌する支持棒４１０、該支持棒４１０に挿入されて通常時には押出ピン４０８の頭部がキャビティＫの壁面をなすように支持板４０９を付勢するバネ４１１、支持板４０９と固着された押出板４１２、該押出板４１２に取付られたスラストベアリング４１３を備えている。【００６７】
そして、この成型品押出機構４０７は、射出成形された製品を取り出す際に、可動ダイプレート３０２を所定量以上型締ハウジング３０１側に後退させると、第３ボールネジ軸３１１がスラストベアリング４１３に当接して、支持板４０９をバネ４１１に抗してキャビティＫ側に押込む。これにより、キャビティＫ内の射出成形品は押出ピン４０８により簡単に押出すことができる。【００６８】
なお、スラストベアリング４１３は、第３ボールネジ軸３１１の頭部が押出板４１２を傷つけたりしないようにするために設けられ、スラスト滑り軸受等であっても良い。【００６９】
また、射出部２０や型締部３０においてボールネジナットと自転歯車とは別体構成であった。しかし本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図９及び図１０に示すように射出部２０や型締部３０における減速機構のボールネジナットと偏芯運動歯車とを一体に形成てもよい。
なお、図９は射出部２０における場合を示し、図１０は型締部３０における場合を示している。
これにより２の部材が１の部材となるため、コストダウンが図れると共に、さらなる装置の小型化が可能になる。【００７０】
また、これまで説明した第１規制ピン１３０〜第３規制ピン３１５は第１偏芯運動歯車１２４〜第３偏芯運動歯車３２２に固着し、可塑化ハウジング１０１等に設けられた第１遊嵌穴１３３〜第３遊嵌穴３２５に遊嵌する構成であったが、逆の構成であっても良い。
即ち、第１規制ピン１３０等の機能は、第１偏芯運動歯車１２４等の位置規制を固定部材である可塑化ハウジング１０１等に対して行うことであるので、可塑化ハウジング１０１等に第１規制ピン固着穴１２３を形成して第１規制ピン１３０等を固着し、第１偏芯運動歯車１２４等に第１遊嵌穴１３３等を形成して第１規制ピン１３０等を遊嵌させても同様の規制を行うことが可能になる。【００７１】
また、規制ピンは可塑化ハウジング等の固定部材に遊嵌又は嵌着するばかりでなく、図１１に示すように、偏芯運動歯車に伴い回転運動する被駆動体３３０に遊嵌又は嵌着する構成であってもよい。
この場合は、これまで説明した自転歯車は固定されることになる。この歯車（固定歯車３３１）と第３偏芯歯車３２２との歯合関係は変化なく、第３規制ピン３１５が第３ボールネジ軸３１１に固着された被駆動体３３０に遊嵌又は嵌着しているので、回転動力は被駆動体３３０に伝達されて第３ボールネジ軸３１１が自転する。【００７２】
また、遊嵌穴に遊嵌する第１規制ピン等の部位にこれらが直接接触することによる摩擦を避けるため、ベアリングを設けてもよい。【００７３】
また、これまでの説明では偏芯運動歯車と自転歯車とは１対１の関係をなし、それぞれ１つ設ける構成であったが、１の自転歯車に対して偏芯運動歯車を複数設けた構成にすることも可能である。【００７４】
例えば、図１２に示すように、ｎ個の第１偏芯運動歯車１２４ａ〜１２４ｃ，ベアリングＢａ〜Ｂｃ及び第１クランク１２９ａ〜１２９ｃを設ける（図１２ではそれぞれ３個の場合を示す）。このとき３の第１クランク１２９ａ〜１２９ｃは、モータ軸１２６の回転中心に対して等しい角度ずらす。そして、第１規制ピン１３０の一端を各第１偏芯運動歯車１２４ａ〜１２４ｃの第１遊嵌穴１３３ａ〜１３３ｃに遊嵌させ、他端はフランジ１３２に固着させる。【００７５】
このような構成により、各第１偏芯運動歯車１２４ａ〜１２４ｃはそれぞれ、各第１クランク１２９ａ〜１２９ｃの位相に従い偏芯して第１自転歯車１１０と部分歯合するので、当該第１自転歯車１１０は各第１偏芯運動歯車１２４ａ〜１２４ｃから同時に回転動力が伝達されることになり、動力伝達点が軸対称となって、スムースな回転動力の伝達が可能になると共に、同じ動力を第１自転歯車１１０に伝達する際に第１偏芯運動歯車１２４ａ〜１２４ｃ及び第１クランク１２９ａ〜１２９ｃのそれぞれが担う動力が分割されるため摩耗等が抑制できるようになる。【００７６】
また、本発明は偏芯運動歯車と自転歯車との内包関係について限定を受けるものではない。例えば、図１０において第３偏芯運動歯車３２２は内歯で第３自転歯車３１７は外歯であったが、図１３に示すように第３偏芯運動歯車３２２を外歯で第３自転歯車３１７を内歯としても同様の作用効果が得られる。【００７７】
さらに、上記説明では型締部３０等においてはプーリを介してモータの回転動力をクランクに伝達する構成であるが、可塑化部のようにモータ軸にクランクを直接取付ける構成であってもよい。
【図１】
2007034549.tif 000002
【図２】
2007034549.tif 000003
【図３】
2007034549.tif 000004
【図４】
2007034549.tif 000005
【図５】
2007034549.tif 000006
【図６】
2007034549.tif 000007
【図７】
2007034549.tif 000008
【図８】
2007034549.tif 000009
【図９】
2007034549.tif 000010
【図１０】
2007034549.tif 000011
【図１１】
2007034549.tif 000012
【図１２】
2007034549.tif 000013
【図１３】
2007034549.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月2日(2008.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクロールにより材料を可塑化し圧送する際に当該スクロールを駆動するスクロール駆動機構と、可塑化された材料の射出を制御するチェックバルブ機構とを具備する可塑化部を備える射出成形装置であって、
前記スクロール駆動機構が、
動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達する減速機構であって、前記動力発生源からの前記回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、該クランクから前記偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が前記偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが前記遊嵌穴内で運動する範囲で前記偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、前記被駆動体と一体に形成され、かつ、前記偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて前記部分歯合位置が回転することにより回転動力を受けて自転する自転歯車とからなる減速機構を具備し、
前記被駆動体が、回転中心軸に向けて縮小する螺旋溝内の材料を当該回転中心軸に向けて圧送する前記スクロールであり、前記固定部材が前記可塑化部のケーシングをなす可塑化ハウジングであり、
また、前記チェックバルブ機構の一部が前記動力発生源の一部をなし、前記動力発生源の回転動力を受けて駆動されることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
さらに、射出シリンダ内の可塑化された材料を前記射出シリンダのピストンをなすプランジャで押出し金型のキャビティに射出する際に当該プランジャを駆動するプランジャ駆動機構を具備する射出部を備え、
前記プランジャ駆動機構が前記減速機構と同様の第２の減速機構を具備し、
前記第２の減速機構における被駆動体は先端部が前記プランジャをなすボールネジ軸と係合して、当該ボールネジ軸の自由回転を規制しながら、軸方向に進退可能にする射出側係合部材で当該射出側係合部材と前記自転歯車とが一体に形成され、また前記第２の減速機構における固定部材が前記射出部のケーシングをなす射出ハウジングであることを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
【請求項３】
さらに、射出シリンダ内の可塑化された材料を前記射出シリンダのピストンをなすプランジャで押出し金型のキャビティに射出する際に当該プランジャを駆動するプランジャ駆動機構を具備する射出部を備え、
前記プランジャ駆動機構が前記減速機構と同様の第２の減速機構を具備し、
前記第２の減速機構における被駆動体は先端部が前記プランジャをなすボールネジ軸に螺合するボールネジナットで、該ボールネジナットと前記自転歯車とが一体に形成され、また前記第２の減速機構における固定部材が前記射出部のケーシングをなす射出ハウジングであることを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
【請求項４】
さらに、固定金型と該固定金型に対して可動する可動金型からなる金型の当該可動金型を駆動して型締する際に、当該金型を型開閉する型締駆動機構を具備する型締部を備え、
前記型締駆動機構が前記減速機構と同様の第３の減速機構を具備し、前記第３の減速機構に係る被駆動体は先端部が前記可動金型と連結されたボールネジ軸と係合して当該ボールネジ軸を回転させる型締側係合体で、当該型締側係合体と前記第３の減速機構における自転歯車とが一体に形成され、また前記第３の減速機構における固定部材が前記型締部のケーシングをなす型締ハウジングであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の射出成形装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達する減速機構を用いた射出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形装置は、金型におけるキャビティが閉空間になるように当該金型を型締する型締部、可塑化された材料をキャビティーに射出する射出部、材料を可塑化する可塑化部を基本構成としている。この型締部では高圧で金型の型締めを行う必要があり、また射出部において高圧で可塑化した材料をキャビティに射出する必要がある。また、可塑化部においては材料が可塑化しても粘度が非常に高いため高圧で圧送する必要がある。このような大きな動力を発生させるため、従来は大型モータの出力を減速機構で減速して駆動する方法が採用されている。
【０００３】
ところが、このような射出成形装置では、各要素の肥大化により射出成形装置が大型化して、広大な設置スペースが必要になると共に、装置内に残留する材料が増えて多くの無駄が発生する問題が指摘されていた。
【０００４】
そこで、本願発明者は各要素の小型化を図ると共に、動力源となるモータ及び減速機構の小型化を図ることにより、革新的に小型化された射出成形装置を提案している（特許文献１参照）。
【０００５】
例えば、動力源としてのモータはサーボモータやステッピングモータを採用し、また減速機構もウォームギアとウォームホイールとから構成している。サーボモータ等は従来用いられている誘導モータに比べ非常にサイズが小さく、電気的な制御が高精度に行えるため、電力系、制御系の小型化が可能になって射出成形装置の小型化に寄与し、またウォームギアとウォームホイールとからなる減速機構では少ない部品点数で大きな減速比が得られて小型化に寄与している。
【特許文献１】特願２００５−８５２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ウォームギヤ及びウォームホイールからなる減速機構は、ウォームギヤの歯とウォームホイールの歯とが摺動しながら動力伝達を行うため、この摺動による動力伝達損失があり、モータ能力に余裕がないと所望の動力を得ることができない場合が生じると共に、摺動による歯の摩耗が激しくメンテナンス頻度が多くなる問題があった。
【０００７】
無論、モータ能力を大きめに設定し、かつ、歯もチタンコーティング等の処理が施された歯車を用いることによりかかる問題の発生を抑制することができるが、このような対応は射出成形装置を小型化する方向と逆行した方向となり、また射出成形装置のコストアップをもたらす要因となる。
【０００８】
そこで、本発明は、安価、かつ、簡単な構成で動力伝達損失を極限まで低減できる減速機構を用いた射出成形装置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】
【０００９】
請求項１に係る射出成形装置に適用される減速機構は、動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達するものであって、動力発生源からの回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、該クランクから偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが遊嵌穴内で運動する範囲で偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、被駆動体と一体に形成され、かつ、偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより回転動力を受けて自転する自転歯車とからなるものである。
【００１０】
請求項１に係る射出成形装置は、スクロールにより材料を可塑化し圧送する際に当該スクロールを駆動するスクロール駆動機構と、可塑化された材料の射出を制御するチェックバルブ機構とを具備する可塑化部を備え、前記スクロール駆動機構が前記減速機構を具備し、前記被駆動体が、回転中心軸に向けて縮小する螺旋溝内の材料を当該回転中心軸に向けて圧送する前記スクロールであり、前記固定部材が前記可塑化部のケーシングをなす可塑化ハウジングからなり、また前記チェックバルブ機構の一部が前記動力発生源の一部をなし、前記動力発生源の前記回転動力を受けて駆動される。
【００１１】
請求項１を引用する請求項２に係る射出成形装置は、さらに、射出シリンダ内の可塑化された材料を該射出シリンダのピストンをなすプランジャで押出し金型のキャビティに射出する際に当該プランジャを駆動するプランジャ駆動機構を具備する射出部を備え、前記プランジャ駆動機構が前記減速機構と同様の他の減速機構（第２の減速機構）を具備し、前記第２の減速機構における被駆動体は先端部がプランジャをなすボールネジ軸と係合して、当該ボールネジ軸の自由回転を規制しながら、軸方向に進退可能にする射出側係合部材で当該射出側係合部材と自転歯車とが一体に形成され、また前記第２の減速機構における固定部材が前記射出部のケーシングをなす射出ハウジングからなる。
【００１２】
請求項１を引用する請求項３に係る射出成形装置は、さらに、射出シリンダ内の可塑化された材料を該射出シリンダのピストンをなすプランジャで押出し金型のキャビティに射出する際に当該プランジャを駆動するプランジャ駆動機構を具備する射出部を備え、前記プランジャ駆動機構が前記減速機構と同様の他の減速機構（第２の減速機構）を具備し、前記第２の減速機構における被駆動体は先端部がプランジャをなすボールネジ軸に螺合するボールネジナットで、該ボールネジナットと自転歯車とが一体に形成され、また前記第２の減速機構における固定部材が前記射出部のケーシングをなす射出ハウジングからなる。
【００１３】
また、請求項１、２又は３を引用する請求項４に係る射出成形装置は、さらに、固定金型と該固定金型に対して可動する可動金型からなる金型の当該可動金型を駆動して型締する際に、当該金型を型開閉する型締駆動機構を具備する型締部を備え、前記型締駆動機構が前記減速機構と同様の他の減速機構（第３の減速機構）を具備し、前記第３の減速機構における被駆動体は先端部が可動金型と連結されたボールネジ軸と係合して当該ボールネジ軸を回転させる型締側係合体で、当該型締側係合体と前記第３の減速機構における自転歯車とが一体に形成され、また前記第３の減速機構における固定部材が前記型締部のケーシングをなす型締ハウジングからなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に適用される減速機構は、動力発生源から出力される動力の回転数を減速することにより回転動力を増幅して被駆動体に伝達する減速機構であって、動力発生源からの回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、該クランクから偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが遊嵌穴内で運動する範囲で偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、被駆動体と一体に形成され、かつ、偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより回転動力を受けて自転する自転歯車とからなるので、安価、かつ、簡単な構成で動力伝達損失を極限まで低減できるようになり、これを用いた射出成形装置の小型化及び低価格化が可能になると共に信頼性を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。なお、本実施例では、熱可塑化樹脂を射出成形する場合を例に説明するが、熱硬化樹脂、ワックス、バインダ処理されたセラミック・鉄粉を射出成形する場合も同様に適用できることを予め付言する。
【００１６】
また、本発明に適用される減速機構は、後述するように、動力発生源からの回転動力を偏芯回転動力に変換するクランクと、該クランクから偏芯回転動力が伝達される偏芯運動歯車と、該偏芯運動歯車に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が位置固定された固定部材に固着され、又は位置固定された固定部材に遊嵌穴が形成されて、一端が当該遊嵌穴に遊嵌すると共に他端が偏芯運動歯車に固着されたピンで、該ピンが遊嵌穴内で運動する範囲で偏芯運動歯車の偏芯運動を許容しながら当該偏芯運動歯車の自転を規制する規制ピンと、被駆動体と一体に形成され、かつ、偏芯運動歯車の中心側に配設され又は当該偏芯運動歯車を内側に含むように配設されて、該偏芯運動歯車における偏芯方向の歯部と部分歯合すると共に、当該偏芯運動歯車の偏芯方向の変化に応じて部分歯合位置が回転することにより回転動力を受けて自転する自転歯車を主要構成としている。
【００１７】
そして、射出成形装置における、スクロール駆動機構、プランジャ駆動機構、型締駆動機構に当該減速器機構が用いられている。この際、スクロール駆動機構、プランジャ駆動機構、型締駆動機構において同様な部材（クランク、規制ピン、偏芯運動歯車、自転歯車等）はそれぞれ第１〜第３として区別する。例えば、スクロール駆動機構におけるクランクを第１クランク、プランジャ駆動機構におけるクランクを第２クランク、型締駆動機構におけるクランクを第３クランクのように記載する。また、動力発生源はスクロールモータ、射出モータ、型締モータに対応している。
【００１８】
なお、前記減速機構の適用は射出成形装置に限定されるものではなく、自由歯車が被駆動体と一体に形成されていることを要件として、自動車の減速駆動系や電気機器の減速駆動系等の一般的な減速機器に適用できるものであることを付言する。
【００１９】
図１は係る射出成形装置の断面図で、当該射出成形装置は、可動金型４０１と固定金型４０２とを備え、これらの突合せ面に可塑化した材料が射出される空間であるキャビティＫが形成される金型４０、材料を加熱して可塑化させると共に当該材料を混練しながら射出シリンダ２０１に送出する可塑化部１０、射出シリンダ２０１内の可塑化された材料をキャビティＫに射出する射出部２０、金型４０の型開閉を行う型締部３０を主要構成としている。
【００２０】
図２は、可塑化部１０の要部を示す分解斜視図で、可塑化ハウジング１０１及び固定ダイプレート１０２を有し、可塑化ハウジング１０１にはペレット等の材料が投入される材料投入穴１０３が形成されている。
【００２１】
これら可塑化ハウジング１０１及び固定ダイプレート１０２内には、材料投入穴１０３から投入された材料を加熱するバレル１０４、材料を搬送する螺旋溝１０５が形成されると共にバレル１０４に当接しながら回転して螺旋溝１０５内の材料を搬送，撹拌，可塑化，混練し、可塑化後はワイゼンベルグ効果を伴い、その回転中心軸の方向に圧送するスクロール１０６、該スクロール１０６を回転駆動するスクロール駆動機構１０７、可塑化された材料の射出や逆流を制御するチェックバルブ機構１０８が設けられている。
【００２２】
スクロール１０６は、図３に示すように、概略短円柱状をなす回転体で、その回転体側面から固定ダイプレート１０２に接する面側に螺旋溝１０５が形成されている。この螺旋溝１０５は、回転軸に形成されたスクロール軸穴１０９までスクロール１０６の回転方向に従って縮小するよう複数条（図２では１条の場合を示している）に形成され、その裏面は凹部１１６が形成され、該凹部１１６の内側面に第１自転歯車１１０が形成されている。なお、スクロール軸穴１０９にチェックバルブ１２１が装着されるようになっている。
【００２３】
以下、スクロール１０６がバレル１０４に接する面をスクロール作用面１１１、その側面をスクロール側面１１２という。また、スクロール作用面１１１に形成されている螺旋溝１０５を送溝１１３、スクロール側面１１２に形成されている螺旋溝１０５を掻込溝１１４という。従って、螺旋溝１０５は、掻込溝１１４と送溝１１３とにより構成される。
なお、スクロール作用面１１１は頂角θがθ＝１７６度〜１７４度の平面に近い凹状円錐形状となるように形成して直圧力（Ｎ）を生じさせることにより材料の圧送を可能にしている。無論、同程度の角度の凸状円錐形状としても良い。
【００２４】
バレル１０４は、内部に材料を加熱するための図示しない複数のヒータが内設されると共に、スクロール１０６側の面はスクロール作用面１１１と密接する形状に形成され、その中心軸に可塑化した材料の流路をなす流動路１１５が形成されている。
なお、バレル１０４の熱で可塑化ハウジング１０１や固定ダイプレート１０２及び、これらに内包されている各種の部材が高温にならないように冷却水の流路をなす冷却水路１１７が形成され、また断熱材１１８が適宜設けられている。
【００２５】
このスクロール１０６は、可塑化ハウジング１０１内にベアリングＡを介して回動自在に配設され、スクロールモータ１２０の回転数を減速して当該スクロール１０６に伝達するスクロール駆動機構１０７が設けられている。
【００２６】
スクロール駆動機構１０７は、外周面に第１自転歯車１１０と歯合する歯が形成されると共に厚み方向に複数の第１規制ピン固着穴１２３が挿通して形成された環状の第１偏芯運動歯車１２４、第１規制ピン固着穴１２３に挿着される第１規制ピン１３０、第１偏芯運動歯車１２４に回転動力を伝達するスリーブ状の第１クランク１２５を備え、第１クランク１２５にスクロールモータ１２０のモータ軸１２６が装着されるようになっている。
【００２７】
なお、第１クランク１２５は、モータ軸１２６が挿着される筒部１２８と、該筒部１２８に対して偏芯したクランク部１２９とから構成されて、クランク部１２９はベアリングＣを介して第１偏芯運動歯車１２４に内挿され、筒部１２８にはベアリングＢが外挿されて可塑化ハウジング１０１に挿着されるようになっている。
【００２８】
この可塑化ハウジング１０１は固定ダイプレート１０２と固定されており、フランジ１３２はこの可塑化ハウジング１０１にネジ止めされている。
フランジ１３２には第１規制ピン１３０の頭部１３１が遊嵌して、第１偏芯運動歯車１２４の動きを規制する第１遊嵌穴１３３が設けられている。
【００２９】
このような構成により、モータ軸１２６の回転運動は第１クランク１２５に伝達されて、そのクランク部１２９が偏芯回転運動し、この偏芯回転運動がベアリングＣを介して第１偏芯運動歯車１２４に伝達される。
【００３０】
図４は、このような減速機構を説明する模式図で、第１偏芯運動歯車１２４が第１クランク１２５により偏芯すると、その偏芯方向の第１偏芯運動歯車１２４の歯部と第１自転歯車１１０の歯部とが部分歯合し、他の部分の歯は離合した状態となる。
【００３１】
このような状態で偏芯方向に回転すると、第１規制ピン１３０の頭部は第１遊嵌穴１３３の内周面に沿って運動して第１偏芯運動歯車１２４と第１自転歯車１１０との歯合する部分がこれに伴い回転する。第１偏芯運動歯車１２４は、第１規制ピン１３０により自転が規制されているため、歯合位置の変化は第１自転歯車１１０が回転することにより許容され、スクロールモータ１２０の回転動力は第１自転歯車１１０と第１偏芯運動歯車１２４とで決る減速比で第１自転歯車１１０に伝達されるようになる。
【００３２】
第１自転歯車１１０、第１偏芯運動歯車１２４及び該第１偏芯運動歯車１２４の運動を規制する第１規制ピン１３０からなる減速機構では、第１自転歯車１１０の歯と第１偏芯運動歯車１２４の歯とが共に平行歯であり、ウォームギヤとウォームホイールとにおけるように歯同士の摺動が殆ど発生しないため、歯の摩耗損失が低減できると共に、摺動に伴う動力損失を大幅に抑制することが可能になる。
また、可動部分はベアリングＡ〜Ｃを介して他の部材と接する構成であるため、当該可動部分での動力伝達損失を大幅に低減することができるようになっている。
【００３３】
チェックバルブ機構１０８は、可塑化された材料をスクロール１０６から射出部２０に送出するか否かを制御すると共に、当該射出部２０によりキャビティＫに向けて射出された材料が可塑化部１０に逆流するのを防止する機能をなすもので、図５に示すように、チェックバルブ１２１、バルブネジ１３５、ワンウェイクラッチ１３６、バルブネジ収納部１５１等により構成されている。
【００３４】
チェックバルブ１２１におけるバレル１０４側の端部は、当該バレル１０４を挿通して流動する材料の流路をなす流動路１１５の開口である円錐状のバルブポケット１３９に当接して、当該バルブポケット１３９を閉塞する形状に形成された開閉端部１４０であり、またチェックバルブ１２１の他方の端部はネジ切りされたネジ部１４１が形成され、これらの中間部分に回転止部１４２が形成されている。回転止部１４２とネジ部１４１との境は、段差なす当接部１５２となっている。
【００３５】
回転止部１４２は、チェックバルブ１２１を例えばＤ形状に切欠くことにより形成され、この回転止部１４２の断面形状と同じ形状の穴（回転止穴）１４４がスクロール軸穴１０９に形成されている。そして、チェックバルブ１２１の回転止部１４２が、この回転止穴１４４に挿通することにより、チェックバルブ１２１の自由回転が規制されながら、その軸方向に進退できるようになっている。
【００３６】
バルブネジ１３５は、ワンウェイクラッチ１３６が挿嵌されるクラッチ挿嵌筒部１４５と一端近傍がモータ軸１２６に向けて縮小するように形成されたテーパ部１４６とからなり、内部にはチェックバルブ１２１のネジ部１４１が螺合する雌ネジ部１４７が形成されている。
【００３７】
一方、モータ軸１２６には、ワンウェイクラッチ１３６が収納されるクラッチ収納穴１３７及びテーパ部１４６が収納されるテーパ部収納穴１５０とからなるバルブネジ収納部１５１が形成されている。
【００３８】
そして、図６（ａ）に示すように、モータ軸１２６が所定方向（可塑化された材料を射出する方向）に回転する。この状態ではバルブネジ１３５のテーパ部１４６がバルブネジ収納部１５１のテーパ部収納穴１５０に圧入された状態であり、ワンウェイクラッチ１３６はフリーの状態となっているため、モータ軸１２６が回転するとテーパ部収納穴１５０とバルブネジ１３５のテーパ部１４６との摩擦によりバルブネジ１３５が回転して、当該チェックバルブ１２１はネジ部１４１と雌ネジ部１４７との螺合によりモータ軸１２６側に動く。
【００３９】
これによりチェックバルブ１２１の開閉端部１４０はバルブポケット１３９から離接して、当該バルブポケット１３９が開口し、図６（ｂ）に示すように材料が流動路１１５を経て射出シリンダ２０１内に送出される。なお、図６において実線矢印Ｌ１はチェックバルブの動く方向を示し、実線矢印Ｌ２はプランジャ２０２の動く方向を示している。また点線矢印Ｌ３は材料の流れを示している。
【００４０】
そして、チェックバルブ１２１の当接部１５２がスクロール軸穴１０９の当接部１５３に当接すると、この当接によりチェックバルブ１２１の動きが規制されて、バルブネジ１３５がチェックバルブ１２１に引寄せられ、図６（ｂ）拡大図に示すようにテーパ部１４６とテーパ部収納穴１５０と間に微少隙間δが生じて圧入状態が解除される。なお、この隙間は、テーパ部１４６とテーパ部収納穴１５０とが空回りできる程度の隙間である。
【００４１】
テーパ部１４６とテーパ部収納穴１５０とが空回りすると、チェックバルブ１２１への回転駆動力が伝達されなくなるため、その後スクロール１０６が回転を継続して材料の射出を続けることが可能になる。
【００４２】
そして、所定量の材料が射出シリンダ２０１に送込まれると、図６（ｃ）に示すようにスクロールモータ１２０を逆回転させる。この回転方向はワンウェイクラッチ１３６がクラッチ状態として機能する方向であるため、モータ軸１２６の回転はワンウェイクラッチ１３６を経てバルブネジ１３５に伝達されて、チェックバルブ１２１はバルブポケット１３９に向けて動き開閉端部１４０が当該バルブポケット１３９に当接してその開口を閉塞する。
【００４３】
開閉端部１４０がバルブポケット１３９に当接すると、それ以上チェックバルブ１２１は動けなくなるので、バルブネジ１３５がモータ軸１２６側に動き、テーパ部１４６がテーパ部収納穴１５０に押込まれて図６（ｄ）に示す圧入状態となり、図６（ａ）に示す状態に戻る。
【００４４】
バルブポケット１３９が閉塞された状態では、プランジャ２０２が射出シリンダ２０１内の材料を射出しても、射出圧により材料がスクロール１０６側に逆流することがない。
【００４５】
このように、安価な部品を用いた簡単な構成で確実にチェックバルブ１２１を動作させることができるため、信頼性が向上すると共に、チェックバルブ１２１がスクロール軸穴１０９内をピストンのように動く構成なので射出成形装置を起動する際に、前回の運転の際に材料が隙間等に入り込み当該チェックバルブ１２１の動きが悪くなると言った問題が解消される。
【００４６】
また、当該チェックバルブ１２１の駆動源はスクロール１０６を駆動するスクロールモータ１２０であるため、動力源の併用による射出成形装置の小型化及び部品点数の削減によるコストダウンが可能になる。
【００４７】
射出部２０は、図７に詳細に示すように、上述した射出シリンダ２０１、該射出シリンダ２０１に装着されるプランジャ２０２、該プランジャ２０２を駆動するプランジャ駆動機構２０３、固定ダイプレート１０２内に設けられて射出シリンダ２０１からの材料をキャビティＫに射出させるランナチューブ２０４等を備えている。
【００４８】
プランジャ駆動機構２０３は、射出モータ２０６の動力が伝達される第２プーリ２０７、第２偏芯運動歯車２０８、第２自転歯車２０９、第２ボールネジ軸２１３を主要構成として、射出ハウジング２１１内に設けられている。
なお、第２ボールネジ軸２１３の先端部は射出シリンダ２０１のピストンをなすプランジャ２０２で、後端部は軸心に対して断面が非対称（例えば、Ｄ形状）に形成されている。
【００４９】
第２プーリ２０７は、１対のベアリングＤにより挟持されて自在に回転し、内部には第２ボールネジ軸２１３の頭部２１７が挿通する貫通穴２１５が形成されている。また、第２プーリ２０７の第２ボールネジ軸２１３側の端部内周面は、当該第２プーリ２０７の回転軸と同軸の円筒面に形成され、その外周面は回転軸に対して偏芯した円筒面からなる第２クランク２１６が形成されている。なお、この第２クランク２１６にはベアリングＥが外挿される。
【００５０】
射出ハウジング２１１には、第２ボールネジ軸挿通穴２１９及びナット係合部２２０が設けられると共に、射出モータ２０６側（第２プーリ２０７側）の端面に第２遊嵌穴２２２が複数設けられている。
なお、第２ボールネジナット２１４をナット係合部２２０に装着収納した際には、図示しないネジにより当該第２ボールネジナット２１４を射出ハウジング２１１に固定されるようになっている。
【００５１】
第２偏芯運動歯車２０８は、内周面に歯が形成されると共に厚み方向に複数の第２規制ピン固着穴２２３が形成されてなる環状の歯車で、ベアリングＥを介して第２クランク２１６に装着される。
【００５２】
また、第２自転歯車２０９は、外周面に歯が形成されると共に中心に第２ボールネジ軸２１３の頭部２１７が挿通し、係合する第２ボールネジ軸係合部２２５が形成され、この第２ボールネジ軸係合部２２５の外周部分にベアリングＦが外挿されて第２偏芯運動歯車２０８に挿着されるようになっている。
【００５３】
そして、第２プーリ２０７が回転すると第２クランク２１６は偏芯回転運動し、その偏芯回転運動が第２偏芯運動歯車２０８に伝達される。第２偏芯運動歯車２０８には第２規制ピン２３０が固着され、その頭部は射出ハウジング２１１に設けられた第２遊嵌穴２２２に遊嵌しているので、第２偏芯運動歯車２０８は第２規制ピン２３０の頭部が第２遊嵌穴２２２で運動できる範囲で偏芯運動することにより、自転運動が規制されながら第２自転歯車２０９と部分歯合し、この歯合部分が回転することにより第２自転歯車２０９が回転する。
【００５４】
第２自転歯車２０９が回転すると、その回転は第２ボールネジ軸係合部２２５と第２ボールネジ軸２１３の頭部２１７との係合により第２ボールネジ軸２１３に伝達され、第２自転歯車２０９がある方向に回転するとプランジャ２０２は射出シリンダ２０１から抜出すように動いて当該射出シリンダ２０１内が空となり、逆方向に回転すると射出シリンダ２０１のシリンダ内容物（材料）が押出されるようになる。
【００５５】
型締部３０は、図８に詳細に示すように、型締ハウジング３０１、可動ダイプレート３０２、型締駆動機構３０３を備えて、型締ハウジング３０１は複数のダイバ−３０４により固定ダイプレート１０２と所定間隔をなして固定され、該ダイバー３０４に可動ダイプレート３０２が挿通して型締駆動機構３０３により進退可能となっている。
【００５６】
型締駆動機構３０３は、第３ボールネジ軸３１１、型締モータ３１２、第３プーリ３１４、第３規制ピン３１５、第３偏芯運動歯車３２２、第３自転歯車３１７等を備えている。第３ボールネジ軸３１１の第３プーリ３１４側端部は、軸心に対して断面が非対称（例えば、Ｄ形状）に形成された頭部３２６であり、その中心には雌ネジ３１３が形成されている。
【００５７】
第３プーリ３１４は一対のベアリングＩにより挟持されて型締モータ３１２の回転動力により回転し、その先端部には第３クランク３２７が設けられている。この第３クランク３２７の一端には、第３プーリ３１４の回転軸と同軸の円筒穴３１６が形成され、その外周面は回転軸に対して偏芯した円周面からなる円筒状をなしてベアリングＨが外挿されるようになっている。円筒穴３１６は固定ボルト３２３の頭部を収納する穴である。
【００５８】
そして、この第３クランク３２７は、型締ハウジング３０１に設けられた収納部３１８にベアリングＩを介して収納される。この型締ハウジング３０１には、第３ボールネジ軸３１１の頭部３２６が挿通する挿通穴３２４、第３ボールネジ軸３１１側の面に形成されて第３規制ピン３１５の頭部が遊嵌する第３遊嵌穴３２５が複数設けられている。
【００５９】
第３偏芯運動歯車３２２は、外周面に歯が形成されると共に、厚み方向に複数の第３規制ピン固着穴３２１が形成された環状部材で、その内側にはベアリングＨを介して第３クランク３２７が内挿されるようになっている。
【００６０】
第３自転歯車３１７は、第３偏芯運動歯車３２２側の面に突設された部材の内周面に歯が形成され、他方の面には第３ボールネジ軸３１１の頭部が挿入されて係合する係合穴３１９を備えている。
また、第３自転歯車３１７の中心には、固定ボルト３２３が挿通するボルト穴３２０が形成されており、第３ボールネジ軸３１１の頭部３２６を係合穴３１９に装着し、固定ボルト３２３で締めることにより、第３自転歯車３１７と第３ボールネジ軸３１１とが連結されるようになっている。
【００６１】
そして、型締モータ３１２の回転動力は、第３プーリ３１４を経て第３クランク３２７の偏芯回転運動として伝達される。この偏芯回転運動はベアリングＨを介して第３偏芯運動歯車３２２に伝達され、第３遊嵌穴３２５による第３規制ピン３１５の運動規制に応じて第３自転歯車３１７の歯と部分的に歯合し、その歯合位置が偏芯方向に応じて回転するため第３自転歯車３１７は回転し、これに伴い第３ボールネジ軸３１１が回転する。
【００６２】
金型４０は、可動ダイプレート３０２に取付けられる可動金型４０１、固定ダイプレート１０２に取付けられる固定金型４０２からなるカセット金型４０となっており、金型４０の一方には、複数の位置決ピン４０３が設けられ、対向する金型４０に該位置決ピン４０３が嵌合する規制ピン受穴４０４が設けられている。
さらに、固定ダイプレート１０２に取付けられる固定金型４０２にはホットランナ４０５が挿嵌されるランナ受穴４０６が形成されている。
【００６３】
また、可動金型４０１には、成型品押出機構４０７が設けられている。この成型品押出機構４０７は、可動金型４０１を貫通してキャビティＫに挿通するように設けられた複数の押出ピン４０８が固着された支持板４０９、支持板４０９に固着されると共に可動金型４０１に挿嵌する支持棒４１０、該支持棒４１０に挿入されて通常時には押出ピン４０８の頭部がキャビティＫの壁面をなすように支持板４０９を付勢するバネ４１１、支持板４０９と固着された押出板４１２、該押出板４１２に取付られたスラストベアリング４１３を備えている。
【００６４】
そして、この成型品押出機構４０７は、射出成形された製品を取り出す際に、可動ダイプレート３０２を所定量以上型締ハウジング３０１側に後退させると、第３ボールネジ軸３１１がスラストベアリング４１３に当接して、支持板４０９をバネ４１１に抗してキャビティＫ側に押込む。これにより、キャビティＫ内の射出成形品は押出ピン４０８により簡単に押出すことができる。
【００６５】
なお、スラストベアリング４１３は、第３ボールネジ軸３１１の頭部が押出板４１２を傷つけたりしないようにするために設けられ、スラスト滑り軸受等であっても良い。
【００６６】
また、射出部２０や型締部３０においてボールネジナットと自転歯車とは別体構成であった。しかし本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図９及び図１０に示すように射出部２０や型締部３０における減速機構のボールネジナットと自転歯車とを一体に形成してもよい。
なお、図９は射出部２０における場合を示し、図１０は型締部３０における場合を示している。
これにより２の部材が１の部材となるため、コストダウンが図れると共に、さらなる装置の小型化が可能になる。
【００６７】
また、これまで説明した第１規制ピン１３０〜第３規制ピン３１５は第１偏芯運動歯車１２４〜第３偏芯運動歯車３２２に固着し、可塑化ハウジング１０１等に設けられた第１遊嵌穴１３３〜第３遊嵌穴３２５に遊嵌する構成であったが、逆の構成であっても良い。
即ち、第１規制ピン１３０等の機能は、第１偏芯運動歯車１２４等の位置規制を固定部材である可塑化ハウジング１０１等に対して行うことであるので、可塑化ハウジング１０１等に第１規制ピン固着穴１２３を形成して第１規制ピン１３０等を固着し、第１偏芯運動歯車１２４等に第１遊嵌穴１３３等を形成して第１規制ピン１３０等を遊嵌させても同様の規制を行うことが可能になる。
【００６８】
また、規制ピンは可塑化ハウジング等の固定部材に遊嵌又は嵌着するばかりでなく、図１１に示すように、偏芯運動歯車に伴い回転運動する被駆動体３３０に遊嵌又は嵌着する構成であってもよい。
この場合は、これまで説明した自転歯車は固定されることになる。この歯車（固定歯車３３１）と第３偏芯歯車３２２との歯合関係は変化なく、第３規制ピン３１５が第３ボールネジ軸３１１に固着された被駆動体３３０に遊嵌又は嵌着しているので、回転動力は被駆動体３３０に伝達されて第３ボールネジ軸３１１が自転する。
【００６９】
また、遊嵌穴に遊嵌する第１規制ピン等の部位にこれらが直接接触することによる摩擦を避けるため、ベアリングを設けてもよい。
【００７０】
また、これまでの説明では偏芯運動歯車と自転歯車とは１対１の関係をなし、それぞれ１つ設ける構成であったが、１の自転歯車に対して偏芯運動歯車を複数設けた構成にすることも可能である。
【００７１】
例えば、図１２に示すように、ｎ個の第１偏芯運動歯車１２４ａ〜１２４ｃ，ベアリングＢａ〜Ｂｃ及び第１クランク１２９ａ〜１２９ｃを設ける（図１２ではそれぞれ３個の場合を示す）。このとき３の第１クランク１２９ａ〜１２９ｃは、モータ軸１２６の回転中心に対して等しい角度ずらす。そして、第１規制ピン１３０の一端を各第１偏芯運動歯車１２４ａ〜１２４ｃの第１遊嵌穴１３３ａ〜１３３ｃに遊嵌させ、他端はフランジ１３２に固着させる。
【００７２】
このような構成により、各第１偏芯運動歯車１２４ａ〜１２４ｃはそれぞれ、各第１クランク１２９ａ〜１２９ｃの位相に従い偏芯して第１自転歯車１１０と部分歯合するので、当該第１自転歯車１１０は各第１偏芯運動歯車１２４ａ〜１２４ｃから同時に回転動力が伝達されることになり、動力伝達点が軸対称となって、スムースな回転動力の伝達が可能になると共に、同じ動力を第１自転歯車１１０に伝達する際に第１偏芯運動歯車１２４ａ〜１２４ｃ及び第１クランク１２９ａ〜１２９ｃのそれぞれが担う動力が分割されるため摩耗等が抑制できるようになる。
【００７３】
また、本発明は偏芯運動歯車と自転歯車との内包関係について限定を受けるものではない。例えば、図１０において第３偏芯運動歯車３２２は内歯で第３自転歯車３１７は外歯であったが、図１３に示すように第３偏芯運動歯車３２２を外歯で第３自転歯車３１７を内歯としても同様の作用効果が得られる。
【００７４】
さらに、上記説明では型締部３０等においてはプーリを介してモータの回転動力をクランクに伝達する構成であるが、可塑化部のようにモータ軸にクランクを直接取付ける構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る射出成形装置の断面図である。
【図２】可塑化部の断面斜視分解図である。
【図３】スクロールの構成を示す図である。
【図４】減速機構の動作の説明に適用される図である。
【図５】チェックバルブ機構を説明する断面斜視分解図である。
【図６】チェックバルブ機構の動作の説明に適用される図である。
【図７】射出部の断面斜視分解図である。
【図８】型締部の断面斜視分解図である。
【図９】射出部における減速機構のボールネジナットと自転歯車とを一体に形成した場合の図である。
【図１０】型締部における減速機構のボールネジナットと自転歯車とを一体に形成した場合の図である。
【図１１】規制ピンを可塑化ハウジング等の固定部材に遊嵌又は嵌着させず、被駆動体に遊嵌又は嵌着する場合の例を示す図である。
【図１２】複数の偏芯運動歯車を用いた場合の例を示す図である。
【図１３】偏芯運動歯車と自転歯車等においての歯の内包関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
Ａ〜Ｉ  ベアリング
１０  可塑化部
２０  射出部
３０  型締部
４０  カセット金型
１０１  可塑化ハウジング
１０２  固定ダイプレート
１０４  バレル
１０５  螺旋溝
１０６  スクロール
１０７  スクロール駆動機構
１０８  チェックバルブ機構
１０９  スクロール軸穴
１１０  第１自転歯車
１１１  スクロール作用面
１１２  スクロール側面
１１３  送溝
１１４  掻込溝
１２０  スクロールモータ
１２１  チェックバルブ
１２３  第１規制ピン固着穴
１２４（１２４ａ〜１２４ｃ）  第１偏芯運動歯車
１２５（１２９ａ〜１２５ｃ）  第１クランク
１２６  モータ軸
１２８  筒部
１２９  クランク部
１３０  第１規制ピン
１３１  頭部
１３２  フランジ
１３３（１３３ａ〜１３３ｃ）  第１遊嵌穴
１３５  バルブ受部材
１３６  ワンウェイクラッチ
１３７  クラッチ挿着部
１３９  バルブポケット
１４０  開閉端部
１４１  係合部
１４２  回転止部
１４４  回転止穴
１４５  クラッチ嵌着部
１４６  テーパ部
１４７  被係合部
１５０  テーパ嵌着部
１５１  受部材挿着部
１５２，１５３  段差部
２０１  射出シリンダ
２０２  プランジャ
２０３  プランジャ駆動機構
２０４  ランナチューブ
２０６  射出モータ
２０７  第２プーリ
２０８  第２偏芯運動歯車
２０９  第２自転歯車
２１０  第２ボールネジ軸
２１１  射出ハウジング
２１３  第２ボールネジ軸
２１４  第２ボールネジナット
２１５  貫通穴
２１６  第２クランク
２１７  頭部
２１９  第２ボールネジ軸挿通穴
２２０  ナット係合部
２２２  第２遊嵌穴
２２３  第２規制ピン固着穴
２２５  第２ボールネジ軸係合部
２３０  第２規制ピン
３０１  型締ハウジング
３０２  可動ダイプレート
３０３  型締駆動機構
３０４  ダイバー
３１１  第３ボールネジ軸
３１２  型締モータ
３１３  雌ネジ
３１４  第３プーリ
３１５  第３規制ピン
３１６  円筒穴
３１７  第３自転歯車
３１８  収納部
３１９  係合穴
３２０  ボルト穴
３２１  第３規制ピン固着穴
３２２  第３偏芯運動歯車
３２３  固定ボルト
３２４  挿通穴
３２５  第３遊嵌穴
３２６  頭部
３２７  第３クランク
３２８  第３ボールネジナット
４０１  可動金型
４０２  固定金型
４０３  位置決ピン
４０４  規制ピン受穴
【国際調査報告】
2007034549.tif 000015
2007034549.tif 000016
2007034549.tif 000017
2007034549.tif 000018