(57)【要約】【課題】部品点数を少なくして構造を簡素化することにより、小型化及び軽量化を図ることができる回転駆動装置を提供すること。【解決手段】軸１３を回転させる回転用モータ１７と、軸１３を軸方向に摺動させる摺動用モータ１８とを、軸１３と同軸上に設けるようにした。【選択図】図１
2007211941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を回転させる回転用モータと、前記軸を軸方向に摺動させる摺動用モータとを、前記軸と同軸上に設ける
ことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転駆動装置において、
前記摺動用モータは前記摺動用モータが発生した回転を軸方向の摺動に変換するボールねじ機構を備える
ことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転駆動装置において、
前記回転用モータの回転子用永久磁石の軸方向長さはステータの軸方向長さよりも長く形成される
ことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の回転駆動装置において、
前記回転用モータは前記軸にスプライン係合される
ことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の回転駆動装置において、
前記軸の反出力側の端部を前記回転用モータの端面よりも内側に配置し、
該回転用モータの端面に前記回転用モータの回転数を検出するエンコーダを設ける
ことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の回転駆動装置において、
前記回転用モータの回転を停止させるブレーキ装置を備える
ことを特徴とする回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、射出成形機では、計量工程時において、スクリューを回転させると、ホッパから加熱シリンダ内に供給された樹脂は、加熱シリンダの先端に向けて移動して加熱・溶融される。これに伴い、スクリューが後退し、該スクリューの前方に樹脂が蓄えられる。次いで、射出工程時において、スクリューを前進させると、スクリューの前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズルから射出され、金型のキャビティ空間に充填されるようになっている。
【０００３】
即ち、射出成形機のスクリューは、加熱シリンダ内に、回転可能で、且つ、その軸方向に摺動可能に支持されている。従って、従来から、射出成形機には、スクリューの回転及び進退（摺動）を可能にする回転駆動装置が設けられている。この回転駆動装置は、スクリューを回転させるための回転用（計量用）モータと、スクリューを軸方向に摺動させるための摺動用（射出用）モータとを備えており、これらモータを順次駆動させることで、樹脂を一定量溶融（計量）した後、金型内に該樹脂を充填（射出）することができる。
【０００４】
このような、従来の回転駆動装置は、特許文献１，２に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１２３５１号公報
【特許文献２】特開２００３−１７５５３４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、従来の回転駆動装置においては、部品点数が多く、構造が複雑であると共に、摺動部が多く、モータからの動力ロスが大きくなり、効率が低下するおそれがあった。また、このような問題に伴って、モータに加わる負荷が大きくなり、モータの大型化を招いてしまい、結果的に、装置全体が大型化してしまうおそれがあった。
【０００７】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、部品点数を少なくして構造を簡素化することにより、小型化及び軽量化を図ることができる回転駆動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】
【０００８】
上記課題を解決する第１の発明に係る回転駆動装置は、
軸を回転させる回転用モータと、前記軸を軸方向に摺動させる摺動用モータとを、前記軸と同軸上に設ける
ことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する第２の発明に係る回転駆動装置は、
第１の発明に係る回転駆動装置において、
前記摺動用モータは前記摺動用モータが発生した回転を軸方向の摺動に変換するボールねじ機構を備える
ことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第３の発明に係る回転駆動装置は、
第１または２の発明に係る回転駆動装置において、
前記回転用モータの回転子用永久磁石の軸方向長さはステータの軸方向長さよりも長く形成される
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第４の発明に係る回転駆動装置は、
第１乃至３のいずれかの発明に係る回転駆動装置において、
前記回転用モータは前記軸にスプライン係合される
ことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第５の発明に係る回転駆動装置は、
第１乃至４のいずれかの発明に係る回転駆動装置において、
前記軸の反出力側の端部を前記回転用モータの端面よりも内側に配置し、
該回転用モータの端面に前記回転用モータの回転数を検出するエンコーダを設ける
ことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第６の発明に係る回転駆動装置は、
第１乃至５のいずれかの発明に係る回転駆動装置において、
前記回転用モータの回転を停止させるブレーキ装置を備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明に係る回転駆動装置によれば、軸を回転させる回転用モータと、前記軸を軸方向に摺動させる摺動用モータとを、前記軸と同軸上に設けることにより、１つの軸線上に前記軸、前記回転用モータ及び前記摺動用モータが配置されるので、部品点数が少なくなり構造を簡素化でき、小型化及び軽量化を図ることができる。
【００１５】
第２の発明に係る回転駆動装置によれば、第１の発明に係る回転駆動装置において、前記摺動用モータは前記摺動用モータが発生した回転を軸方向の摺動に変換するボールねじ機構を備えることにより、前記軸と前記摺動用モータとの摺動部が少なくなるので、前記摺動用モータからの動力伝達の損失を減少させることができる。
【００１６】
第３の発明に係る回転駆動装置によれば、第１または２の発明に係る回転駆動装置において、前記回転用モータの回転子用永久磁石の軸方向長さはステータの軸方向長さよりも長く形成されることにより、前記軸が軸方向に摺動しても、前記回転用モータの特性は変化することはなく、スプライン等の摺動部を設ける必要もない。
【００１７】
第４の発明に係る回転駆動装置によれば、第１乃至３のいずれかの発明に係る回転駆動装置において、前記回転用モータは前記軸にスプライン係合されることにより、前記軸と前記回転用モータとの摺動部が少なくなるので、前記回転用モータからの動力伝達の損失を減少させることができる。
【００１８】
第５の発明に係る回転駆動装置によれば、第１乃至４のいずれかの発明に係る回転駆動装置において、前記軸の反出力側の端部を前記回転用モータの端面よりも内側に配置し、該回転用モータの端面に前記回転用モータの回転数を検出するエンコーダを設けることにより、前記軸の小型化及び軽量化を図ると共に、省スペース化を図ることができる。
【００１９】
第６の発明に係る回転駆動装置によれば、第１乃至５のいずれかの発明に係る回転駆動装置において、前記回転用モータの回転を停止させるブレーキ装置を備えることにより、省電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る回転駆動装置を図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明の第１実施例に係る回転駆動装置の断面図である。
【００２２】
図１に示すように、回転駆動装置１には筒状をなすケース１１が設けられており、このケース１１内にはケース１１と同軸上に配置される軸１３が設けられている。軸１３は軸受け１２を介してケース１１に回転可能、あるいは、軸方向に摺動可能に支持されており、先端側（出力側、図中左側）から基端側（反出力側、図中右側）にかけて、小径軸部１４と、この小径軸部１４よりも大径をなす大径軸部１５と、ボールねじ軸部１６とを備えている。そして、これら小径軸部１４、大径軸部１５及びボールねじ軸部１６は、各軸心が同一の軸線上になるように接続されている。
【００２３】
また、ケース１１には、出力側ケース部１１ａと、この出力側ケース部１１ａよりも大径をなす反出力側ケース部１１ｂとが形成されており、出力側ケース部１１ａには軸１３を回転させる回転用モータ（サーボモータ）１７が設けられると共に、反出力側ケース部１１ｂには軸１３を軸方向に摺動させる摺動用モータ（サーボモータ）１８が設けられている。
【００２４】
回転用モータ１７は軸１３と同軸上に設けられており、ステータ１９と、このステータ１９の径方向内側に設けられる永久磁石２０とを備えている。永久磁石２０は大径軸部１５の外周面周方向において所定間隔に複数設けられると共に、大径軸部１５の径方向においてステータ１９と対向するように配置されている。
【００２５】
一方、摺動用モータ１８も軸１３と同軸上に設けられており、ステータ２１と、このステータ２１の径方向内側に設けられるボールナット２２と、ステータ２１とボールナット２２との間に設けられる永久磁石２３とを備えている。ボールナット２２はその径方向内側においてボールねじ軸部１６と螺合すると共に、その径方向外側において軸受け２４を介して反出力側ケース部１１ｂに回転可能に支持されている。また、永久磁石２３はボールナット２２の外周面周方向において所定間隔に複数設けられると共に、ボールナット２２の径方向においてステータ２１と対向するように配置されている。なお、ボールねじ軸部１６とボールナット２２とはボールねじ機構を構成している。
【００２６】
従って、上述した構成をなすことにより、軸１３を回転させる場合には、回転用モータ１７と摺動用モータ１８とを同じ回転方向で、且つ同じ回転数で同時に駆動（同期）させる。これにより、回転用モータ１７側では小径軸部１４及び大径軸部１５が回転すると共に、摺動用モータ１８側ではボールねじ軸部１６とボールナット２２とが一体となって回転する。このとき、ボールねじ軸部１６のボールナット２２に対する軸方向への摺動は、ボールねじ軸部１６とボールナット２２とが同期して回転することになるので、軸１３は摺動せずその位置において回転することになる。
【００２７】
また、軸１３を軸方向に摺動させる場合には、回転用モータ１７をサーボロックさせる一方、摺動用モータ１８を駆動させる。これにより、回転用モータ１７側では小径軸部１４及び大径軸部１５の回転が規制される一方、摺動用モータ１８側ではボールナット２２の回転によりボールねじ軸部１６は軸方向に摺動するので、軸１３は軸方向に摺動することになる。
【００２８】
従って、本実施例に係る回転駆動装置によれば、軸１３と同軸上に回転用モータ１７及び摺動用モータ１８を配置させることにより、部品点数が少なくなり構造を簡素化することができると共に、小型化及び軽量化を図ることができる。また、摺動用モータ１８から軸１３への動力伝達はボールナット２２とボールねじ軸部１６との螺合だけで行われることになるので、摺動部が少なくなり、摺動用モータ１８からの動力伝達の損失を低減させることができる。
【実施例２】
【００２９】
図２は本発明の第２実施例に係る回転駆動装置の断面図である。なお、第１実施例において説明したものと同様の構造及び機能を有する部材については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
図２に示す回転駆動装置２は、図１の回転駆動装置１にディスク式のブレーキ装置３１を追加した構造となっている。即ち、図２に示すように、ブレーキ装置３１はブレーキ軸部３２とブレーキ部３３とを備えている。ブレーキ軸部３２はボールねじ軸部１６と同軸上に配置され、且つボールねじ軸部１６の端部に接続されている。そして、ブレーキ軸部３２の外周面には雄スプライン３２ａが形成される一方、ブレーキ部３３の内周面には雌スプライン３３ａが形成されており、雄スプライン３２ａと雌スプライン３３ａとはスプライン係合されている。
【００３１】
従って、上述した構成をなすことにより、軸１３を回転させる場合には、回転用モータ１７と摺動用モータ１８とを同じ回転方向で、且つ同じ回転数で同時に駆動（同期）させる一方、ブレーキ装置３１の作動を停止させる。これにより、回転用モータ１７側では小径軸部１４及び大径軸部１５が回転すると共に、摺動用モータ１８側ではボールねじ軸部１６とボールナット２２とが一体となって回転する。このとき、ボールねじ軸部１６のボールナット２２に対する軸方向への摺動は、ボールねじ軸１６とボールナット２２とが回転することになるので、軸１３は摺動せずその位置において回転することになる。
【００３２】
また、軸１３を軸方向に摺動させる場合には、摺動用モータ１８を駆動させると共に、ブレーキ装置３１を作動させる。これにより、回転用モータ１７の駆動による軸１３の回転はブレーキ装置３１により規制されると共に、摺動用モータ１８の駆動によりボールねじ軸部１６が軸方向に摺動するので、軸１３は軸方向に摺動することになる。このとき、軸１３の軸方向への摺動に伴い、ブレーキ軸部３２もブレーキ部３３とのスプライン係合により摺動される。
【００３３】
従って、本実施例に係る回転駆動装置によれば、上述した第１実施例の作用効果に加えて、軸１３の回転をブレーキ装置３１の作動により停止させることにより、回転モータ１７をサーボロックさせて軸１３の回転を停止させるときよりも、省電力化を図ることができる。
【実施例３】
【００３４】
図３は本発明の第３実施例に係る回転駆動装置の断面図である。
【００３５】
図３に示すように、回転駆動装置３には筒状をなすケース４１が設けられており、このケース４１内にはケース４１と同軸上に配置される軸４３が設けられている。軸４３は後述する軸受け５２，５６を介してケース４１に回転可能、あるいは、軸方向に摺動可能に支持されており、先端側から基端側にかけて、先端軸部４４と、スプライン軸部４５と、ボールねじ軸部４６とを備えている。そして、これら先端軸部４４、スプライン軸部４５及びボールねじ軸部４６は、各軸心が同一の軸線上になるように接続されている。なお、スプライン軸部４５の外周面には雄スプライン４５ａが形成されている。
【００３６】
また、ケース４１には、同じ横断面をなす前側ケース部４１ａと後側ケース部４１ｂとが形成されており、前側ケース部４１ａには軸４３を回転させる回転用モータ（サーボモータ）４７が設けられると共に、後側ケース部４１ｂには軸４３を軸方向に摺動させる摺動用モータ（サーボモータ）４８が設けられている。
【００３７】
回転用モータ４７は軸４３と同軸上に設けられており、ステータ４９と、このステータ４９の径方向内側に設けられるスプラインナット５０と、ステータ４９とスプラインナット５０との間に設けられる永久磁石５１とを備えている。スプラインナット５０の内周面には雌スプライン５０ａが形成されており、この雌スプライン５０ａはスプライン軸部４５の雄スプライン４５ａとスプライン係合されている。そして、スプラインナット５０はその径方向外側において軸受け５２を介して前側ケース部４１ａに回転可能に支持されている。また、永久磁石５１はスプラインナット５０の外周面周方向において所定間隔に複数設けられると共に、スプラインナット５０の径方向においてステータ４９と対向するように配置されている。
【００３８】
一方、摺動用モータ４８も軸４３と同軸上に設けられており、ステータ５３と、このステータ５３の径方向内側に設けられるボールナット５４と、ステータ５３とボールナット５４との間に設けられる永久磁石５５とを備えている。ボールナット５４はその径方向内側においてボールねじ軸部４６と螺合すると共に、その径方向外側において軸受け５６を介して後側ケース部４１ｂに回転可能に支持されている。また、永久磁石５５はボールナット５４の外周面周方向において所定間隔に複数設けられると共に、ボールナット５４の径方向においてステータ５３と対向するように配置されている。なお、ボールねじ軸部４６とボールナット５４とはボールねじ機構を構成している。
【００３９】
従って、上述した構成をなすことにより、軸４３を回転させる場合には、回転用モータ４７と摺動用モータ４８とを同じ回転方向で、且つ同じ回転数で同時に駆動（同期）させる。これにより、回転用モータ４７側ではスプライン軸部４５とスプラインナット５０とが一体となって回転すると共に、摺動用モータ４８側ではボールねじ軸部４６とボールナット５４とが一体となって回転する。このとき、ボールねじ軸部４６のボールナット５４に対する軸方向への摺動は、ボールねじ軸部４６とボールナット５４とが同期して回転することになるので、軸４３は摺動せずその位置において回転することになる。
【００４０】
また、軸４３を軸方向に摺動させる場合には、回転用モータ４７をサーボロックさせる一方、摺動用モータ４８を駆動させる。これにより、回転用モータ４７側ではスプラインナット５０によるスプライン軸部４５の回転が規制される一方、摺動用モータ４８側ではボールナット５４の回転によりボールねじ軸部４６が軸方向に摺動する。このとき、スプライン軸部４５のスプラインナット５０に対する軸方向への摺動はスプライン係合により許容されているので、軸４３は軸方向に摺動することになる。
【００４１】
従って、本実施例に係る回転駆動装置によれば、軸４３と同軸上に回転用モータ４７及び摺動用モータ４８を配置させることにより、部品点数が少なくなり構造を簡素化することができると共に、小型化及び軽量化を図ることができる。そして、回転用モータ４７から軸４３への動力伝達はスプラインナット５０とスプライン軸部４５とのスプライン係合だけで行われることになるので、摺動部が少なくなり、回転用モータ４７からの動力伝達の損失を低減させることができる。また、摺動用モータ４８から軸４３への動力伝達はボールナット５４とボールねじ軸部４６との螺合だけで行われることになるので、摺動部が少なくなり、摺動用モータ４８からの動力伝達の損失を低減させることができる。
【実施例４】
【００４２】
図４は本発明の第４実施例に係る回転駆動装置の断面図である。なお、第３実施例において説明したものと同様の構造及び機能を有する部材については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
図４に示す回転駆動装置４は、図３の回転駆動装置３の回転用モータ４７側と摺動用モータ４８側の配置を入れ換えて、スプライン軸部４５をスプライン軸部６２に換えると共に、エンコーダ６３を追加した構造となっている。
【００４４】
即ち、図４に示すように、軸６１は先端軸部４４、ボールねじ部４６、スプライン軸部６２を順に接続することにより形成されている。スプライン軸部６２の外周面には雄スプライン６２ａが形成されており、この雄スプライン６２ａはスプラインナット５０の雌スプライン５０ａとスプライン係合されている。また、スプライン軸部６２の軸方向長さは、スプラインナット５０の軸方向長さよりも短く形成されているので、後述する軸６１の回転時及び摺動時において、スプライン軸部６２はスプラインナット５０の先端側から一部の範囲とスプライン係合されている。そして、スプラインナット５０の端部には、回転用モータ４７の回転数（軸６１の回転時の回転数）を検出するエンコーダ６３が設けられている。
【００４５】
従って、上述した構成をなすことにより、軸６１を回転させる場合には、回転用モータ４７と摺動用モータ４８とを同じ回転方向で、且つ同じ回転数で同時に駆動（同期）させる。これにより、回転用モータ４７側ではスプライン軸部６２とスプラインナット５０とが一体となって回転すると共に、摺動用モータ４８側ではボールねじ軸部４６とボールナット５４とが一体となって回転する。このとき、ボールねじ軸部４６のボールナット５４に対する軸方向への摺動は、ボールねじ軸部４６とボールナット５４とが同期して回転することになるので、軸６１は摺動せずその位置において回転することになる。そして、軸６１の回転時においては、エンコーダ６３によりその回転数が常時検出されている。
【００４６】
また、軸６１を軸方向に摺動させる場合には、回転用モータ４７をサーボロックさせる一方、摺動用モータ４８を駆動させる。これにより、回転用モータ４７側ではスプラインナット５０によるスプライン軸部６２の回転が規制される一方、摺動用モータ４８側ではボールナット５４の回転によりボールねじ軸部４６が軸方向に摺動する。このとき、スプライン軸部６２のスプラインナット５０に対する軸方向への摺動はスプライン係合により許容されているので、軸６１は軸方向に摺動することになる。そして、軸６１が基端側に摺動しても、スプライン軸部６２がスプラインナット５０の先端側から一部の範囲にしかスプライン係合しないので、エンコーダ６３に接触することはない。
【００４７】
従って、本実施例に係る回転駆動装置によれば、上述した第３実施例の作用効果に加えて、スプライン軸部６２をスプラインナット５０よりも短く形成させることにより、軸６１の小型化及び軽量化を図ることができる。また、軸６１の反出力側の端部を回転用モータ４７の端面よりも内側に配置し、回転用モータ４７の端面に回転数を検出するエンコーダ６３を設けることにより、軸６１の小型化及び軽量化を図ると共に、省スペース化を利用して、例えば、エンコーダ６３等を設置することができる。
【実施例５】
【００４８】
図５は本発明の第５実施例に係る回転駆動装置の断面図である。なお、第４実施例において説明したものと同様の構造及び機能を有する部材については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
図５に示す回転駆動装置５は、図４の回転駆動装置４にディスク式のブレーキ装置７１を追加した構造となっている。即ち、図５に示すように、ブレーキ装置７１はエンコーダ６３を介してスプラインナット５０に支持されている。
【００５０】
従って、上述した構成をなすことにより、軸６１を回転させる場合には、回転用モータ４７と摺動用モータ４８とを同じ回転方向で、且つ同じ回転数で同時に駆動（同期）させる一方、ブレーキ装置７１の作動を停止させる。これにより、回転用モータ４７側ではスプライン軸部６２とスプラインナット５０とが一体となって回転すると共に、摺動用モータ４８側ではボールねじ軸部４６とボールナット５４とが一体となって回転する。このとき、ボールねじ軸部４６のボールナット５４に対する軸方向への摺動は、回転用モータ４７の駆動により規制されることになるので、軸６１はその位置において回転することになる。
【００５１】
また、軸６１を軸方向に摺動させる場合には、摺動用モータ４８を駆動させると共に、ブレーキ装置７１を作動させる。これにより、軸６１の回転はブレーキ装置７１により規制されると共に、摺動用モータ４８の駆動によりボールねじ軸部４６が軸方向に摺動する。このとき、スプライン軸部６２のスプラインナット５０に対する軸方向への摺動はスプライン係合により許容されているので、軸６１は軸方向に摺動することになる。
【００５２】
従って、本実施例に係る回転駆動装置によれば、上述した第３，４実施例の作用効果に加えて、軸６１の回転をブレーキ装置７１の作動により停止させることにより、回転モータ４７をサーボロックさせて軸６１の回転を停止させるときよりも、省電力化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
スクリューを回転あるいは進退させる射出成形機に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施例に係る回転駆動装置の断面図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る回転駆動装置の断面図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る回転駆動装置の断面図である。
【図４】本発明の第４実施例に係る回転駆動装置の断面図である。
【図５】本発明の第５実施例に係る回転駆動装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１，４１    ケース
１２，２４，５２，５６    軸受け
１３，４３，６１    軸
１４    小径軸部
１５    大径軸部
１６，４６    ボールねじ軸部
１７，４７    回転用モータ
１８，４８    摺動用モータ
１９，２１，４９，５３    ステータ
２０，２３，５１，５５    永久磁石
２２，５４    ボールナット
３１，７１    ブレーキ装置
３２    ブレーキ軸部
３３    ブレーキ部
４４    先端軸部
４５，６２    スプライン軸部
５０    スプラインナット
６３    エンコーダ
【図１】
2007211941.tif 000003
【図２】
2007211941.tif 000004
【図３】
2007211941.tif 000005
【図４】
2007211941.tif 000006
【図５】
2007211941.tif 000007