【手続補正書】
【提出日】平成18年6月27日(2006.6.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、請求項１の上位概念部（前置部）に記載の、合成樹脂および他の可塑化可能な材料（ないし物質）を加工する射出成形機の射出成形ユニットに関する。この種の射出ユニットは、射出成形機に固定できる型に上記材料を射出するのに使用される。この場合、射出される可塑化可能な材料として、例えば、セラミック材料または他の粉体材料も対象となる。
【０００２】
【背景技術】
ヨーロッパ特許ＥＰ０６６２３８２Ｂ１に記載のこの種の射出成形ユニットの場合、スクリュ駆動のため２つの電動駆動装置が設けてある。１つの電動機は、スクリュの回転運動の実施、即ち、材料の配量に使用され、他の電動機は、スクリュの軸線方向運動の実施に使用される。双方の電気駆動装置は、中空軸電動機として構成され、その軸線がスクリュ軸線、即ち、射出軸線と同列をなすよう配置されている。双方の電動機の協働を保証するため、双方の電動機は、相互に可動に設置されており、この場合、各回転子によって駆動される部材は、複雑に相互に入り込みないし係合する。双方の中空軸電動機の相互入込みにもとづき、上記電動機は、１つのユニットとして交換しなければならず、従って、製造費および保守費ないし保守の手間が増加する。
【０００３】
ヨーロッパ特許ＥＰ０７２３８４８Ａ１には、スクリュの回転およびスクリュの軸線方向運動のため、同じく、中空軸電動機として構成された電気駆動装置を使用する射出成形ユニットが記載されている。電動機は、射出軸線に同列に設置されている。電動機の相互運動が可能なよう、相互に係合する複数のスプライン軸が設けてあり、従って、双方の電動機によって、常に、送りスクリュの運動を制御できる。上記のキーミゾのために、更に経費がかかる。中空軸電動機は、少なくとも、その回転子に関して、相互に無関係に交換できる。
【０００４】
【発明の開示】
本発明の課題は、上記の先行技術から出発して、組込作業および保守作業に関して簡単に構成されたコンパクトな射出成形ユニットを創成することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１の特徴部の特徴を有する射出成形ユニットによって解決される。
本発明による射出成型機の射出成型ユニットは、合成樹脂および他の可塑化可能な材料を加工するものであって、可塑化シリンダを受容する支持台と、可塑化シリンダ内に射出軸線に沿って設置され可塑化材料を型内に射出する送りスクリュと、射出軸線に沿って軸線方向へ可動であり、少なくとも１つの軸受要素を介して送りスクリュを回転自在に支持した射出ブリッジ機構と、−射出軸線と同列をなす軸線を有する第１電気駆動装置によって駆動される線形運動手段によって射出ブリッジ機構および送りスクリュを軸線方向へ移動する電気機械式射出ユニットと、−同じく射出軸線と同列をなす軸線を有する第２電気駆動装置によって送りスクリュを回転する電気機械式配量ユニットと、を有する形式のものにおいて、電気駆動装置が、射出軸線に対して本質的に横方向へ延びていて第１電気駆動装置の作用範囲と他の電気駆動装置の作用範囲とを分離する分離面の両側において射出ブリッジ機構に設置される。
【０００６】
双方の電気駆動装置は、相互に無関係に分離面の両側に設置されているので、大ががりないし煩瑣な結合機構は不要である。従って、各電動機の構成部材を互いに貫入させる必要はない。かくして、分離面から両方向へ作用する電気駆動装置の間には、共通の支持要素における双方の電動機の保持を可能とする受動的スペースを構成できる。
【０００７】
その他の利点は、従属請求項から明らかであり、その有利な実施形態は以下のような構成を有する。
第２電気駆動装置が、分離面から出発して可塑化シリンダの方向へ延びており、一方、第１電気駆動装置が、付属の線形運動手段とともに、分離面から逆方向へ延びている。
これら第１，第２電気駆動装置は、射出ブリッジ機構の支持要素に設置されており、線形運動手段は、射出ブリッジ機構外で支持部材に支持されている。
加えて、双方の電気駆動装置が、射出ブリッジ機構の支持要素の凹みに背中合せに受容されており、それらはほぼ同一構造であり、さらに付属の遊星歯車とともに１つの構造ユニットを形成する。
また、射出ユニットの線形運動手段は、第１電気駆動装置の回転子に結合され、スピンドルヘツドを有し、該スピンドルヘツドが、支持部材に空転しないよう支持されてねじスリーブとして構成され、線形運動手段と共働する部材に貫入する構成となっている。
このスピンドルヘツドとねじスリーブとの間には、これらと協働する遊星部材が設けてある。
また、線形運動手段のロッドは、スピンドルヘツドを支持し、射出ブリッジ機構に空転しないよう支持され射出ユニットの各位置において支持部材に貫入するパイプによってロッドの軸線と同軸に囲まれている。
また、型に射出成形ユニットを当接させる液圧式ピストン・シリンダ・ユニットが設けてあり、そのシリンダが、縦梁として構成された不動のピストンロッドに沿って軸線方向へ可動であり、支持台および支持部材とともにフレームを形成する。
支持台は、前部シリンダカバーの範囲に固定され、支持部材は、後部シリンダカバーの範囲に固定されており、射出ブリッジ機構が、ピストン・シリンダ・ユニットのシリンダに沿って支持台と支持部材との間で軸線方向へ可動であり、回転子状に支持されている。
また、さらに、電気駆動装置の少なくとも１つが、中空軸電動機であり、その中空軸の長さが、送りスクリュの最大ストロークに対応する。
【０００８】
【発明を実施するための最良の形態】
以下に、実施例を示す添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【０００９】
さて、添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。もちろん、図示の実施例は、発明コンセプトを特定の物理的構成に限定することのない単なる例である。
【００１０】
図１に模式的に示した射出成形ユニットは、射出成形機の構成部分であり、上記射出成形機のマシン脚３５に設置されている。型１３（図１の左側に一部を示した）内に射出する場合、射出成形ユニットは、不動の型支持要素３４の貫通口３４ａに貫入する。射出成形ユニットは、可塑化可能な材料を加工する射出成形機において、本質的に、上記材料（例えば、合成樹脂、セラミック材料、他の粉体材料）を型１３の成形キャビティ内に射出するのに資する。
【００１１】
図１に示した如く、射出成形機は、可塑化シリンダ１１を受容するための支持台１０を有する。可塑化シリンダ１１内には、型１３内に可塑化可能な材料を射出するための送りスクリュ１２（図２参照）が射出軸線ｓ−ｓに沿って設けてある。射出ブリッジ機構１４は、縦梁（ガイドロッド）３１に、図示の実施例の場合はこの縦梁３１に設けたシリンダ２７に、射出軸線ｓ−ｓの方向へ可動に設けてある。射出軸線ｓ−ｓは、概ね、送りスクリュ１２の中心軸線と一致する。射出ブリッジ機構１４は、少なくとも１つの軸受要素１７，５３によって射出ブリッジ機構１４に回転自在に支持された線形運動手段１６ａを含む電気機械式射出ユニット１６を介して軸線方向へ移動される。射出ブリッジ機構１４および送りスクリュ１２を軸線方向へ駆動するための射出ユニット１６の線形運動手段１６ａの駆動は、射出軸線ｓ−ｓと同列の軸線を有する第１電気駆動装置Ｅによって行われる。
【００１２】
第１電気駆動装置Ｅとは反対側の射出ブリッジ機構１４の側には、電気機械式配量ユニット６０が設けてある。送りスクリュ１２は、調製中、上記配量ユニットとともに可塑化シリンダ１１内において回転される。このため、同じく射出軸線ｓ−ｓと同列の軸線を有する第２電気駆動装置Ｒが設けてある。
【００１３】
図２に示した如く、第１，第２電気駆動装置Ｅ，Ｒは、射出ブリッジ機構１４の支持要素４５に設けてある。射出ブリッジ機構１４自体は、各縦梁３１について２つの同一のすべり部材１４ａによって、シリンダ２７上を摺動する。この場合、上記すべり部材の間には支持要素４５が固定されている。縦梁３１は、支持部３９によって射出成形ユニットの前端に支持されている。射出ブリッジ機構１４を移動すると、射出成形ユニットは、案内３７に沿って摺動する。
【００１４】
電気駆動装置Ｅ，Ｒは、射出軸線ｓ−ｓに対して本質的に直角に延びていて第１電気駆動装置Ｅの作用範囲と他の電気駆動装置Ｒの作用範囲とを分離する分離面ｔ−ｔの両側で射出ブリッジ機構１４に設けてある。第２電気駆動装置Ｒは、分離面ｔ−ｔから出発して可塑化シリンダの方向へ延びており、一方、第１電気駆動装置Ｅは、付属の線形運動手段１６ａとともに、分離面ｔ−ｔから逆方向へ延びている。第１電気駆動装置Ｅは、その線形運動手段１６ａにより送りスクリュ１２の図面の右方への駆動のため作用するが、支持部材１８、シリンダ２７および支持台（ブロック）１０から形成されるパワフレーム（力ラーメン構造）を介して、さらに、送りスクリュ１２を軸線方向左方へ駆動することもできる。他方、第２電気駆動装置Ｒは、送りスクリュの左方への（送給用の）回転のため作用する。電動機の間に、他の結合部を構成する必要はない。かくして、受動的（能動的でない）スペースが構成され、従って、分離面ｔ−ｔが、双方の電動機の間の境界を形成する。
【００１５】
基本的に、分離面は、図示の如く、概ね、射出軸線に対して直角をなす。しかしながら、支持要素４５の所で、例えば、第１電気駆動装置Ｅが２つ（一対）あって、線形運動手段１６ａの駆動のため、例えば、配量ユニット１０の第２電気駆動装置Ｒの両側に並置（平行配置）されて左右へ作用する場合も、射出軸線ｓ−ｓに対して本質的に横方向へ延びる分離面が与えられる。２つ（一対）の第１電気駆動装置Ｅが、いずれも、支持部材１８に作用する場合、分離面はジグザグの凹凸面をなして（メアンダー状に）形成されるが、これらの電動機の作用範囲は射出軸線に対して本質的に横方向へ延びるジグザグ状分離面の（図面で見て）左右に分離される。
【００１６】
双方の電気駆動装置Ｅ，Ｒのこの構成にもとづき、従来において通常の著しい構造的大がかりさないし経費が節減される。なぜならば、電動機も回転子の部分も相互に入り込む必要はないからである。軸線方向運動の形成のため、線形運動手段１６ａは、支持部材１８を介してパワフレームに、即ち、射出ブリッジ機構１４外に支持される。この方式は、射出成形ユニット全体のより安定な支持に利用できる。電動機が、分離面ｔ−ｔの両側へ相互に別個に作用するのに適する限り、図２に｀ブラック・ボックス´として示した如く、如何なる電動機を使用するかは問題ではない。低速回転電動機も、伝動機構を含む高速回転小形電動機も使用できる。小形電動機は、小さい回転質量にもとづき、よりダイナミックに操作できる。小形電動機は、慣性モーメントも減少する。
【００１７】
図３に、ほぼ構造同一で、支持要素４５の凹み４５ａ，４５ｂに背中合せに受容した電気駆動装置Ｅ，Ｒの構造を示した。双方の凹み（切欠き凹所）４５ａ，４５ｂは、横断構成（ずっと続けて延在）した中心部分４５ｃによって相互に分離されている。第１に、各凹みの底部には、固定子（ステータ）４２；４４が設けてある。上記固定子の内部には、電気駆動装置の回転子（ロータ）４１；４３が設けてある。上記回転子は、軸受要素５３；５２を介して支持要素４５に支持されている。回転子４１；４３には、中間歯車２３または遊星歯車と歯合される歯列（ギヤ）４１ａ；４３ａが配してある。上記中間歯車は、電気駆動装置または少なくとも支持要素４５に組込まれた遊星伝動装置を形成し、かくして、電気駆動装置および伝動装置は、メーカにおいて完成されており、従って、支持要素４５に供給（嵌合）するだけでよい構造ユニットを形成する。中間歯車２３は、外側のリングギヤ４８と噛合う。２つの構造同一の連結（カップリング）装置４６，４７を接続するための接続軸を中心に設けた駆動部材４９に中間歯車から回転運動が伝達される。駆動部材は、軸受要素１７；１５を介して支持され、射出ブリッジ機構１４の双方の外側部材によって、他のすべての構成部材とともに凹み４５ａ，４５ｂに保持される。
【００１８】
上述の遊星伝動装置の代わりに、他の任意の伝動装置も使用できる。必要に応じて、低速回転電動機を使用することによって、伝動装置を省くこともできる。
【００１９】
図３に示した如く、双方の電気駆動装置は構造同一であるのみならず、双方の電気駆動装置は、連結装置４６，４７に関しても鏡像対称に配置されている。しかしながら、この対称性および構造同一性は、保持しなくともよい。さて、連結装置には、一方では、送りスクリュ１２を接続し、他方では、線形運動手段１６ａを接続する。かくして、必要に応じて、双方の電気駆動装置の１つだけを、他の駆動装置とは無関係に、交換できる。更に、射出および配量のために対応する電気駆動装置を用意しておくための、メーカにおける部品保管費を低減する必要がある。
【００２０】
図２に、射出ユニット１６の構造を示した。既述の如く、第１電気駆動装置Ｅは、線形運動手段１６ａを駆動する。射出ユニット１６の線形運動手段１６ａは、ねじスリーブ１６ｂとして構成され線形運動手段１６ａと共働する部材に貫入するスピンドルヘツド１６ｃを有する。ねじスリーブ１６ｂは、支持部材１８に空転しないよう支持されている。スピンドルヘツド１６ｃとねじスリーブ１６ｂとの間には、これら部材と共働する遊星部材１６ｄが設けてあり、この場合、更にトルクの伝達を行うことができる。この方式も、電気駆動装置Ｅ，Ｒの同一の構成に寄与する。線形運動手段１６ａのロッド１６ｅは、スピンドルヘツド１６ｃを支持する。射出ブリッジ機構１４に支持され射出ユニット１６の各位置においてねじスリーブ１６ｂと支持部材１８との間の凹み６１に貫入するパイプ２６が設けてある。この場合、支持部材１８は、ポット状凹み１８ａを形成する。
【００２１】
上述の線形運動手段１６ａの代わりに、もちろん、他の系（例えば、スピンドル系、ボール転動スピンドルまたはラック）を使用することもできる。前提条件は、線形運動の形成のみである。
【００２２】
射出ブリッジ機構１４は、油圧式ピストン・シリンダ・ユニットＤのシリンダ２７に軸線方向へ可動に設けてある。ピストン・シリンダ・ユニットＤは、射出成形ユニットを型１３に当接させるのに作用する。案内縦梁（ガイドロッド）３１は、同時に、シリンダ２７のピストンロッドを形成し、更に、リングピストン３０を支持する。支持台１０は、前部シリンダカバー３０の範囲に固定してあり、支持部材１８は、後部シリンダカバー３３に固定してある。支持部材１８および支持台１０は、シリンダ２７とともに、精度を向上する剛なパワフレームを形成する。射出ブリッジ機構は、支持台１０と支持部材１８との間でシリンダ２７に軸線方向へ可動に、しかも、回転子状（回転自在）に支持されている。
【００２３】
配量時、第２電気駆動装置Ｒが、駆動され、冒頭に述べた如く、送りスクリュ１２を回転する。送りスクリュの回転にもとづき送りスクリュの前に堆積する調製された材料の増加とともに、送りスクリュ１２および射出ブリッジ機構１４が押しもどす力（反力）をうける。所定の押圧力を得るため、送りスクリュ１２を回転すると同時に、射出ユニット１６の第１電気駆動装置Ｅの任意のトルクおよび任意の回転数をもって（回転数を調節して）送りスクリュに対する軸線方向力を増減する。更に、ロッド１６ｅを回転すると、射出ユニット１６の各部材の協働によって、支持部材１８に支持された線形運動手段１６ａの軸線方向運動が生ずる。この運動によって、送りスクリュ１２または射出ユニット１６の所望の後退運動が誘起される。以降の射出操作は、本質的に、既述の態様で第１電気駆動装置Ｅのみによって行われる。
【００２４】
必要に応じて、ロッド１６ｅを除去できるようまたは異なる態様に設計できるよう、パイプ２６を力伝達要素として使用することもできる。このため、もちろん、図示してない態様で、ねじスリーブ１６ｂと押圧パイプ２６とを結合する。この場合、例えば、力は、ねじスリーブ１６ｂから遊星部材１６ｄを介してスピンドルヘツド１６ｃに伝達される。スピンドルヘツドは、フランジを介してアキシャル軸受要素に作用し、力をパイプに伝達できる。この伝達は、必要に応じて線形運動手段との連結を解除（切り離）して、行うことができる。
【００２５】
図４に、支持要素４５の他の実施例を示した。この場合、中心部分４５ｃは、固定手段６２を介して射出ブリッジ機構１４の外側部分を支持要素４５に結合する別個の部分である。かくして、回転子４１，４３も、中心部分４５ｃの範囲に異なる態様で軸受支承される。
【００２６】
もちろん、更に、提示の冷却潤滑材（媒体）の流れにも、本質的差異が存在する。媒体は、ダクト６４を介して矢印６３の方向へ射出ブリッジ機構１４に達する。媒体は、次いで、軸受１５に達し、上記軸受およびダクト６５を介して回転子４３に達し、次いで、電動機の間の流通範囲に達する。媒体は、回転子４１を通過し、ダクト６９および軸受１７を介してダクト７０に達し、次いで、矢印７１の方向へ排出される。媒体は、同時に、駆動装置Ｅ，Ｒを冷却でき、可動部材を潤滑できる。潤滑剤（油）が、同時に冷媒であり、従って、上記範囲の間の密封を考慮する必要のない場合は特に、潤滑剤と冷媒とを別ける必要はない。マシンには、シリンダ２７のために液圧媒体を使用するので、上記液圧媒体を潤滑剤および冷媒として使用できる。
【００２７】
図５，６に、他の実施例を示した。この場合、双方の電気駆動装置は、冷却式中空軸電動機である。電気駆動装置Ｒは、図６の左側の駆動部材４９に結合された中空軸を回転子４３として駆動する。電気駆動装置Ｅは、回転子４１を介して、ねじスリーブとして構成された中空軸７２を駆動する。この中空軸には、支持部材１８に空転しないよう支持され図３の場合とは逆に作動する線形運動手段１６ａが係合する。液冷は、電動機のまわりの外側の冷却ダクト７３，７４を介して矢印方向へ行われる。中空軸電動機の中空軸（回転子４３）の長さは、送りスクリュ１２のストロークに適合または対応するのが好ましく、かくして、ユニット全体をコンパクトに構成できる。
【００２８】
本明細書において、関連の請求項に対して均等の範囲において多様な設計変更が可能であることは、もちろん、自明であろう。