(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定ダイプレートに対し移動ダイプレートを進退自在に対向配置して金型の開閉および型締めを行う型締装置と、この型締装置の一側に設けられた加熱バレル内に進退かつ回転自在に挿通されたスクリュを駆動して金型キャビティ内に溶融樹脂を供給する射出装置を備え、
前記射出装置のスクリュの進退駆動手段として、第１永久磁石型同期電動機の多極からなる第１の回転子を前記スクリュの駆動軸に取付けこの第１の回転子に対して前記第１永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第１の固定子コイルを配置し前記スクリュを進退駆動させる射出駆動用電動機と、
前記射出装置のスクリュの回転駆動手段として、第２永久磁石型同期電動機の多極からなる第２の回転子を前記スクリュの駆動軸に取付けこの第２の回転子に前記第２永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第２の固定子コイルを配置し前記スクリュを回転駆動させる可塑化計量駆動用電動機と、
前記移動ダイプレートの進退駆動手段として、第３永久磁石型同期電動機の多極からなる第３の回転子を前記移動ダイプレートの駆動軸に一体的に取付けこの第３の回転子に対し前記第３永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第３の固定子コイルを配置し前記移動ダイプレートを進退駆動させる型締駆動用電動機とを有する射出成形機において、
前記加熱バレルは前記射出装置を搭載しているベース上を摺動可能な射出ブラケットに固定保持されており、
前記スクリュの後退側端部にはボールねじ部およびスプライン部を設けた前記駆動軸が連結され且つ、前記スプライン部にスプライン嵌合する中空の回転駆動軸が配置されており、
さらに、前記ボールねじ部と対応する前記射出ブラケットの位置には前記ボールねじ部に螺合するナット部材が設けられており、
前記射出駆動用電動機の前記第１の回転子は前記ナット部材の外周部に一体的に取付けられており、
前記第１の固定子コイルはこの第１の回転子の外周に対向配置され、
前記可塑化計量駆動用電動機の前記第２の回転子は前記回転駆動軸の外周部に一体的に取付けられており、
前記第２の固定子コイルはこの第２の回転子の外周に対向配置されていることを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
固定ダイプレートに対し移動ダイプレートを進退自在に対向配置して金型の開閉および型締めを行う型締装置と、この型締装置の一側に設けられた加熱バレル内に進退かつ回転自在に挿通されたスクリュを駆動して金型キャビティ内に溶融樹脂を供給する射出装置を備え、
前記射出装置のスクリュの進退駆動手段として、第１永久磁石型同期電動機の多極からなる第１の回転子とこの第１の回転子に前記第１永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第１の固定子コイルを配置し前記スクリュを進退駆動させる射出駆動用電動機と、
前記射出装置のスクリュの回転駆動手段として、第２永久磁石型同期電動機の多極からなる第２の回転子とこの第２の回転子に前記第２永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第２の固定子コイルを配置し前記スクリュを回転駆動させる可塑化計量駆動用電動機と、
前記移動ダイプレートの進退駆動手段として、第３永久磁石型同期電動機の多極からなる第３の回転子を前記移動ダイプレートの駆動軸に取付けこの第３の回転子に前記第３永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第３の固定子コイルを配置し前記移動ダイプレートを進退駆動させる型締駆動用電動機とを有する射出成形機において、
前記加熱バレルは前記射出装置を搭載しているガイドバー上を摺動する射出ブラケットに固定保持されており、
前記スクリュの後退側端部には、外周にスプライン部を設けた第１の駆動軸が連結されており、
前記第１の駆動軸のスプライン部とスプライン嵌合する中空部を一端側に有し、他端側にタイミングプーリを設けて前記第１の駆動軸と結合するとともに外周にボールねじ部を形成する第２の駆動軸が配置されており、
さらに前記第１の駆動軸は、前記ガイドバー上に保持された前記射出駆動用電動機の第１取付部材に回転可能に支持されており、前記第２の駆動軸は、前記ガイドバー上に固定保持された前記可塑化計量駆動用電動機の第２取付部材に回転可能に支持されており、
前記射出駆動用電動機の前記第１の固定子コイルは前記第１取付部材に取付けられており、
前記第１の回転子は同第１の固定子コイルの内周に対向配置され前記第２の駆動軸のボールねじ部と螺合し、
前記可塑化計量駆動用電動機の前記第２の回転子は前記第２の駆動軸のタイミングプーリを設けた他端側においてタイミングベルトを介して該第２の駆動軸を回転するように結合されており、
前記第２の固定子コイルはこの第２の回転子の外周に対向配置され前記第２取付部材に取付けられていることを特徴とする射出成形機。
【請求項３】
前記移動ダイプレートの進退駆動手段として前記固定ダイプレートに一端側をベアリングを介して回転自在に挿着保持するボールねじと、前記移動ダイプレートに挿通固定され前記ボールねじの他端側と螺合するナット部材とを備え、
前記型締駆動用電動機の前記第３の回転子は前記固定ダイプレートに挿着したボールねじの一端側外周部に一体的に取付けられており、
前記第３の固定子コイルはこの第３の回転子の外周に対向配置され前記固定ダイプレートに設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機により駆動制御する射出成形機に係り、特に永久磁石を利用した多極からなる回転子と複数の多相巻線構造とした固定子とからなる同期電動機を、射出成形機の型締装置や射出装置の可動部材駆動用として適用する射出成形機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動機すなわち電気サーボモータにより駆動する射出成形機において、型開閉動作や射出動作は、電動機の回転運動をボールねじやリンク機構を使用して、直線運動または近似直線運動に変換しており、歯車列やチェーン・スプロケットやタイミングベルト等の動力伝達機構により駆動を行っている。
【０００３】
また、射出成形機のスクリュ回転駆動についても同様であり、電動機の回転運動を、歯車列やチェーン・スプロケットやタイミングベルト等の動力伝達機構を介してスクリュ駆動軸に動力伝達を行っている。
【０００４】
しかるに、従来における電動機駆動方式の射出成形機として、例えば図５に示す構成からなるものが知られている。
【０００５】
すなわち、図５に示す電動機駆動方式の射出成形機は、回転および進退自在にスクリュ１１を嵌挿した加熱バレル１２を固着保持する射出ブラケット１８に一体的に配設された第１の固定子コイル１９と、前記第１の固定子コイルに対向し前記射出ブラケット内に回転自在に配設された第１のボールねじ１６に一体的に結合する第１の回転子１７とにより構成された射出駆動用の電動機を備え、また前記第１のボールねじ１６と噛合する第１のナット部材２０を一体的に固着して収納するスラストボックス２１に一体的に取付けられた第２の固定子コイル２５と、前記第２の固定子コイルと対向し前記スラストボックスに回転自在に収納され前記スクリュに連結するスクリュ駆動軸１３に一体的に取付けられた第２の回転子２４とにより構成された可塑化計量駆動用の電動機を備え、さらに移動ダイプレート２７に一体的に取付けられた第２のボールねじ３０と、前記第２のボールねじに噛合する第２のナット部材３１を回転自在に配設収納したエンドプレート３３に一体的に取付けられた第３の固定子コイル３４と、前記第３の固定子コイル３４と対向し前記第２のナット部材に一体的に取付けられた第３の回転子３２とにより構成された型締駆動用の電動機をそれぞれ備えることを特徴とするものである（特公平２−５５２１４号公報）。
【０００６】
なお、図５に示す構成において、前記スクリュ１１は、キー１４および割りカラー１５により、駆動軸１３に対し一体的に取付けられている。
【０００７】
また、前記スラストボックス２１は、内部に前記第１のナット部材２０と共にスラストベアリング２２が収納されており、前記ナット部材２０の前進によるスラスト荷重を受けるように構成されている。一方、前記スラストボックス２１の回転を防止すると共に前記第１のナット部材２０およびスクリュ１１の回転によるスラストボックス２１の移動を案内するガイド軸２３が設けられている。
【０００８】
さらに、固定ダイプレート２６と移動ダイプレート２７には、それぞれ固定金型２８と移動金型２９が取付けられており、前記両金型２８、２９が金型接合面Ａで接合した時に、金型キャビティを形成するように構成されている。
【０００９】
そして、前記第２のボールねじ３０の外周をロックするブレーキシュー３５と、前記ブレーキシュー３５を前記ボールねじ３０の外周に押付けるためのクサビ３６と、前記クサビ３６をブレーキシュー３５に押付けまたは解除するための電動または油圧シリンダユニット３７とがそれぞれ設けられている。
【００１０】
このように構成された電動機駆動方式の射出成形機は、エンドプレート３３に取付けた第３の固定子コイル３４ヘの通電が行われると、第３の回転子３２が取付けられている第２のナット部材３１が回転し、第２のボールねじ３０すなわち移動ダイプレート２７が前進し、両金型２８、２９が金型接合面Ａで接合する。この際、第３の固定子コイル３４への通電を制御し、前記両金型２８、２９が所定の押圧力で型締めが行われ、両金型２８、２９が接合すると、シリンダユニット３７がクサビ３６を押圧し、ブレーキシュー３５が前記第２のボールねじ３０をロックする。従って、第３の固定子コイル３４への通電が停止しても、必要な型締力が保持されて緩むことはない。
【００１１】
一方、射出側は、スラストボックス２１に一体的に取付けてある第２の固定子コイル２５への通電により、第２の回転子２４が取付けられている駆動軸１３すなわちスクリュ１１を回転させ、ホッパから供給される材料を溶融しながら加熱バレル１２内を移送して、これをスクリュ１１の前方に計量蓄積する。この間に、スクリュ１１は、後退限位置となり、前述した型締めが完了すると、前記計量した材料を射出すべく前進移動する。この前進移動は、射出ブラケット１８に取付けられた第１の固定子コイル１９への通電制御により、第１のボールねじ１６を回転させ、このねじ１６に噛合する第１のナット部材２０すなわちこれに連なるスクリュ１１を前方へ押圧する。
【００１２】
このようにして、射出が行われ、キャビティ内の材料の冷却固化が終了すると、シリンダユニット３７がクサビ３６を引き抜き、ブレーキシュー３５が第２のボールねじ３０のロックを解除する。次いで、第３の固定子コイル３４に前記型締時と逆向きの通電が行われて、前記ねじ３０が後退し、型開きが行われる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記従来における射出成形機の駆動源である電動機、特に電気サーボモータにおいては、負荷容量が大幅に変化するため、発生トルクの増大を可能とすることが要求される。
【００１４】
このため、従来の射出成形機におけるサーボモータとしては、例えば１台のサーボモータにより大トルクを発生させる場合には、大型のアンプが必要となり、射出成形機の許容し得るスペースから見て、その設置は極めて困難となる。
【００１５】
そこで、サーボモータを複数台設けて、それぞれ同一の駆動軸に対しベルト掛け等により結合構成することも実施されている。しかしながら、この場合も、設置スペースの問題を生じるばかりでなく、複数台のサーボモータに対するベルト駆動部品や制御用検出器等の付帯部品が必要とされ、設備コストが増大すると共に、その制御操作も煩雑となる等の難点がある。
【００１６】
特に、同一の駆動軸に独立した複数台のサーボモータを結合する場合には、各サーボモータの固定子側の励磁コイルのコイルエンド部分の磁気回路が無駄なスペースとなり、サーボモータの駆動軸の寸法が長くなり、駆動装置全体の構成が大形化する難点がある。
【００１７】
そこで、本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、永久磁石を利用した多極からなる回転子と複数の多相巻線とした固定子とからなる同期電動機を、射出成形機の型締装置や射出装置の可動部材駆動用として適用することにより、前記射出成形機の各可動部材の駆動容量に見合った発生トルクの増大を容易に達成することができると共に、全体的な装置構成も小形化することができ、しかも効率的かつ経済的な電動機制御を達成することができることを突き止めた。
【００１８】
従って、本発明の目的は、同一軸に複数台の電動機を結合した場合と同様の機能を有する小形の電動機構成とし、それぞれ負荷トルクに見合ったトルクを発生し得るように発生トルクの可変制御を容易に行うことができると共に、効率的かつ経済的な射出成形の運転制御を簡便に達成することができる射出成形機を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係る射出成形機は、固定ダイプレートに対し移動ダイプレートを進退自在に対向配置して金型の開閉および型締めを行う型締装置と、この型締装置の一側に設けられた加熱バレル内に進退かつ回転自在に挿通されたスクリュを駆動して金型キャビティ内に溶融樹脂を供給する射出装置を備え、前記射出装置のスクリュの進退駆動手段として、第１永久磁石型同期電動機の多極からなる第１の回転子を前記スクリュの駆動軸に取付けこの第１の回転子に対して前記第１永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第１の固定子コイルを配置し前記スクリュを進退駆動させる射出駆動用電動機と、前記射出装置のスクリュの回転駆動手段として、第２永久磁石型同期電動機の多極からなる第２の回転子を前記スクリュの駆動軸に取付けこの第２の回転子に前記第２永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第２の固定子コイルを配置し前記スクリュを回転駆動させる可塑化計量駆動用電動機と、前記移動ダイプレートの進退駆動手段として、第３永久磁石型同期電動機の多極からなる第３の回転子を前記移動ダイプレートの駆動軸に一体的に取付けこの第３の回転子に対し前記第３永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第３の固定子コイルを配置し前記移動ダイプレートを進退駆動させる型締駆動用電動機とを有する射出成形機において、前記加熱バレルは前記射出装置を搭載しているベース上を摺動可能な射出ブラケットに固定保持されており、前記スクリュの後退側端部にはボールねじ部およびスプライン部を設けた前記駆動軸が連結され且つ、前記スプライン部にスプライン嵌合する中空の回転駆動軸が配置されており、さらに、前記ボールねじ部と対応する前記射出ブラケットの位置には前記ボールねじ部に螺合するナット部材が設けられており、前記射出駆動用電動機の前記第１の回転子は前記ナット部材の外周部に一体的に取付けられており、前記第１の固定子コイルはこの第１の回転子の外周に対向配置され、前記可塑化計量駆動用電動機の前記第２の回転子は前記回転駆動軸の外周部に一体的に取付けられており、前記第２の固定子コイルはこの第２の回転子の外周に対向配置されていることを特徴とする。
また、前記目的を達成するために、本発明に係る射出成形機は、固定ダイプレートに対し移動ダイプレートを進退自在に対向配置して金型の開閉および型締めを行う型締装置と、この型締装置の一側に設けられた加熱バレル内に進退かつ回転自在に挿通されたスクリュを駆動して金型キャビティ内に溶融樹脂を供給する射出装置を備え、前記射出装置のスクリュの進退駆動手段として、第１永久磁石型同期電動機の多極からなる第１の回転子とこの第１の回転子に前記第１永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第１の固定子コイルを配置し前記スクリュを進退駆動させる射出駆動用電動機と、前記射出装置のスクリュの回転駆動手段として、第２永久磁石型同期電動機の多極からなる第２の回転子とこの第２の回転子に前記第２永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第２の固定子コイルを配置し前記スクリュを回転駆動させる可塑化計量駆動用電動機と、前記移動ダイプレートの進退駆動手段として、第３永久磁石型同期電動機の多極からなる第３の回転子を前記移動ダイプレートの駆動軸に取付けこの第３の回転子に前記第３永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第３の固定子コイルを配置し前記移動ダイプレートを進退駆動させる型締駆動用電動機とを有する射出成形機において、前記加熱バレルは前記射出装置を搭載しているガイドバー上を摺動する射出ブラケットに固定保持されており、前記スクリュの後退側端部には、外周にスプライン部を設けた第１の駆動軸が連結されており、前記第１の駆動軸のスプライン部とスプライン嵌合する中空部を一端側に有し、他端側にタイミングプーリを設けて前記第１の駆動軸と結合するとともに外周にボールねじ部を形成する第２の駆動軸が配置されており、さらに前記第１の駆動軸は、前記ガイドバー上に保持された前記射出駆動用電動機の第１取付部材に回転可能に支持されており、前記第２の駆動軸は、前記ガイドバー上に固定保持された前記可塑化計量駆動用電動機の第２取付部材に回転可能に支持されており、前記射出駆動用電動機の前記第１の固定子コイルは前記第１取付部材に取付けられており、前記第１の回転子は同第１の固定子コイルの内周に対向配置され前記第２の駆動軸のボールねじ部と螺合し、前記可塑化計量駆動用電動機の前記第２の回転子は前記第２の駆動軸のタイミングプーリを設けた他端側においてタイミングベルトを介して該第２の駆動軸を回転するように結合されており、前記第２の固定子コイルはこの第２の回転子の外周に対向配置され前記第２取付部材に取付けられていることを特徴とする。
その場合、前記移動ダイプレートの進退駆動手段として前記固定ダイプレートに一端側をベアリングを介して回転自在に挿着保持するボールねじと、前記移動ダイプレートに挿通固定され前記ボールねじの他端側と螺合するナット部材とを備え、前記型締駆動用電動機の前記第３の回転子は前記固定ダイプレートに挿着したボールねじの一端側外周部に一体的に取付けられており、前記第３の固定子コイルはこの第３の回転子の外周に対向配置され前記固定ダイプレートに設けられた構成とすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る射出成形機の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２７】
実施例１
図１は、本発明における射出成形機の一実施例を示す概略側面断面図である。
【００２８】
本実施例における射出成形機１０の構成は、前記図５に示す従来の電動機駆動方式の射出成形機の基本的構成と共通するものであり、従って同一の構成部分については同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２９】
すなわち、図１に示す実施例において、射出駆動用の電動機４０は、回転および進退自在にスクリュ１１を嵌挿した加熱バレル１２を固定保持する射出ブラケット１８に、第１永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第１の固定子コイル４２を一体的に配設し、この第１の固定子コイル４２に対向し、前記射出ブラケット１８に回転自在に配設された第１のボールねじ１６に、前記第１永久磁石型同期電動機の多極からなる第１の回転子４１を一体的に結合した構成からなる。
【００３０】
また、可塑化計量駆動用の電動機４３は、前記第１のボールねじ１６と噛合する第１のナット部材２０を一体的に固着して収納するスラストボックス２１に、第２永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第２の固定子コイル４５を一体的に取付け、この第２の固定子コイル４５と対向し、前記スラストボックス２１に回転自在に収納され、前記スクリュ１１に連結するスクリュ駆動軸１３に、前記第２永久磁石型同期電動機の多極からなる第２の回転子４４を一体的に取付けた構成からなる。
【００３１】
さらに、型締駆動用の電動機４６は、移動ダイプレート２７に一体的に取付けられた第２のボールねじ３０および前記第２のボールねじ３０に噛合する第２のナット部材３１を回転自在に配設したエンドプレート３３に、第３永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第３の固定子コイル４８を一体的に取付け、この第３の固定子コイル４８と対向し、前記第２のナット部材３１に、前記第３永久磁石型同期電動機の多極からなる第３の回転子４７を一体的に取付けた構成からなる。
【００３２】
その他の構成は、前述した図５に示す射出成形機の構成と同じである。
【００３３】
このように、射出成形機１０の射出駆動用の電動機４０、可塑化計量駆動用の電動機４３および型締駆動用の電動機４６を、それぞれ永久磁石を利用した多極からなる回転子と複数の多相巻線構造とした固定子とからなる同期電動機により構成することにより、各可動部材の駆動容量に見合った発生トルクを得るようにそれぞれ選択制御することができ、電動機の運転効率の向上と共に経済的な運転を容易に達成することができる。
【００３４】
実施例２
図２は、本発明における射出成形機の別の実施例を示す概略側面断面図である。
【００３５】
本実施例においては、射出駆動用の電動機と可塑化計量駆動用の電動機との制御を、相互に同期させる等の煩雑な制御を要することなく、容易に制御することができ、しかもスクリュ背圧を精度良く、適正な可塑化計量動作を達成することができる電動機を適用した射出成形機を示すものである。
【００３６】
すなわち、図２において、参照符号５０は射出装置を示し、この射出装置５０はノズル５１を設けた加熱バレル５２を取付けてなる射出ブラケット５３がベース５４上を摺動可能に設けられている。前記加熱バレル５２の内径面には、スクリュ５５が回転自在にかつ軸方向に所定距離移動可能に装着されている。前記スクリュ５５の後端には、ボールねじ部５６およびその後のスプライン部５７を設けた駆動軸５８が連結されている。そして、前記射出ブラケット５３には、ボールねじ部５６に対応する位置に、前記ボールねじ部５６に螺合するナット部材５９を設けると共に、このナット部材５９の外周部に第１永久磁石型同期電動機の多極からなる第１の回転子６１を一体的に取付け、この第１の回転子６１と対向する外周位置に前記第１永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第１の固定子コイル６２を構成配置して、射出駆動用の電動機６０を構成する。
【００３７】
一方、前記駆動軸５８のスプライン部５７は、スプライン嵌合する中空の回転駆動軸６３が設けられ、この回転駆動軸６３の外周部に第２永久磁石型同期電動機の多極からなる第２の回転子６５を一体的に取付け、この第２の回転子６５と対向する外周位置に前記第２永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第２の固定子コイル６６を構成配置して、可塑化計量駆動用の電動機６４を構成する。なお、前記回転駆動軸６３の中空部は、計量時にスクリュ５５の前方に蓄積される溶融樹脂材料の圧力によって後退するスクリュ５５、すなわち駆動軸５８の移動を吸収し得るように機能する。
【００３８】
このように構成された本実施例の射出駆動用の電動機６０および可塑化計量駆動用の電動機６４を使用する射出成形機によれば、射出工程において、射出駆動用の電動機６０に通電を行うと、第１の回転子６１と共にナット部材５９が回転し、この回転がナット部材５９を介して螺合している駆動軸５８のボールねじ部５６に推力となって伝達され、駆動軸５８すなわちスクリュ５５が前進して、スクリュ５５の前方に蓄積している溶融樹脂材料をノズル５１から射出することができる。
【００３９】
次いで、可塑化計量工程において、可塑化計量駆動用の電動機６４に通電を行うと、第２の回転子６５と共に回転駆動軸６３が回転し、この回転駆動軸６３とスプライン嵌合している駆動軸５８のスプライン部５７を介して駆動軸５８が回転する。この場合、射出駆動用の電動機６０は駆動されず、スクリュ５５すなわち駆動軸５８はスクリュ５５の前方に計量蓄積されている溶融樹脂材料の樹脂圧力により回転しながら後退させられ、回転駆動軸６３の中空部内へ後退する。
【００４０】
この間に、前記スクリュ５５に付加する背圧は、可塑化計量駆動用の電動機６４と射出駆動用の電動機６０とを、互いに同期させ、繁雑な制御を行う必要がなく、射出駆動用の電動機６０のみの制御により、スクリュ５５の前方に計量蓄積されている溶融樹脂材料を押圧するだけでよい。
【００４１】
そして、本実施例においても、前述した実施例と同様に、射出成形機の射出駆動用の電動機６０と可塑化計量駆動用の電動機６４とを、それぞれ永久磁石を利用した多極からなる回転子と複数の多相巻線構造とした固定子とからなる同期電動機により構成することにより、各可動部材の駆動容量に見合った発生トルクを得るようにそれぞれ選択制御することができ、電動機の運転効率の向上と共に経済的な運転を容易に達成することができる。
【００４２】
実施例３
図３は、本発明における射出成形機のさらに別の実施例を示す概略側面断面図である。
【００４３】
本実施例においては、前記実施例２と同様に、射出駆動用の電動機と可塑化計量駆動用の電動機との制御を、相互に同期させる等の煩雑な制御を要することなく、容易に制御することができ、しかもスクリュ背圧を精度良く、適正な可塑化計量動作を達成することができる電動機を適用した射出成形機を示すものである。
【００４４】
すなわち、図３において、参照符号７０は射出装置を示し、この射出装置７０はスクリュ７１を回転自在にかつ軸方向に所定距離移動可能に嵌挿した加熱バレル７２が射出ブラケット７３に固着されている。スクリュ７１の後端には、前記実施例２と同様に、第１永久磁石型同期電動機の多極からなる第１の回転子（図示せず）を一体的に取付け、この第１の回転子と対向する外周位置に前記第１永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第１の固定子コイル（図示せず）を構成配置してなる射出駆動用の電動機７４を設けて、この電動機７４を射出駆動用電動機取付部７５に取付けた構成とする。そして、前記射出駆動用電動機取付部７５に回転自在に装着された第１の駆動軸７６の一端が、前記スクリュ７１の後端に連結され、前記第１の駆動軸７６の他端はスプライン部７７を形成している。
【００４５】
一方、前記射出駆動用の電動機７４の第１の回転子は、ナット部材を形成している。この第１の回転子のナット部材には、該ナット部材に螺合するボールねじ部７８を外径面に設けると共に、内径面に前記第１の駆動軸７６のスプライン部７７がスプライン嵌合する中空部７９を一端に有し、他端にタイミングプーリ８０を設けた第２の駆動軸８１が結合される。そして、この第２の駆動軸８１に対しては、前記実施例２と同様に、第２永久磁石型同期電動機の多極からなる第２の回転子（図示せず）を設け、この第２の回転子と対向する外周位置に前記第２永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第２の固定子コイル（図示せず）を構成配置してなる可塑化計量駆動用の電動機８２を設けて、この電動機８２を可塑化計量駆動用電動機取付部８３に取付けた構成とする。
【００４６】
しかるに、前記可塑化計量駆動用の電動機８２には、前記第２の回転子にその動力を伝達するために、タイミングプーリ８４が設けてあり、タイミングベルト８５により前記第２の駆動軸８１のタイミングプーリ８０を回転させるように構成されている。なお、参照符号８６は、射出ブラケット７３、射出駆動用電動機取付部７５および可塑化計量駆動用電動機取付部８３におけるスクリュ７１の軸方向の移動をそれぞれガイドするためのガイドバーを示す。
【００４７】
このように構成された本実施例の射出駆動用の電動機７４および可塑化計量駆動用の電動機８２を使用する射出成形機によれば、射出工程において、射出駆動用の電動機７４に通電を行うと、第１の回転子の回転に伴いこれに螺合するボールねじ部７８に推力となって伝達され、可塑化計量駆動用電動機取付部８３を取付けたまま第２の駆動軸８１すなわちスクリュ７１が前進して、スクリュ７１の前方に蓄積している溶融樹脂材料をノズルから射出することができる。
【００４８】
次いで、可塑化計量工程において、可塑化計量駆動用の電動機８２に通電を行うと、第２の回転子の回転に伴い、タイミングプーリ８４、タイミングベルト８５、タイミングプーリ８０を介して第２の駆動軸８１が回転し、この第２の駆動軸８１とスプライン嵌合している第１の駆動軸７６のスプライン部７７を介して第１の駆動軸７６が回転し、スクリュ７１が回転して溶融樹脂材料の可塑化計量が行われる。
【００４９】
この間に、前記射出駆動用の電動機７４は駆動されず、スクリュ７１すなわち第１の駆動軸７６はスクリュ７１の前方に計量蓄積されている溶融樹脂材料の樹脂圧力により回転しながら後退させられ、射出駆動用の電動機取付部７５を取付けたまま第１の駆動軸７６のスプライン部７７は、第２の駆動軸８１の一端に形成した中空部７９内へ後退する。そして、スクリュ７１に付加する背圧は、可塑化計量駆動用の電動機８２と射出駆動用の電動機７４とを、互いに同期させ、繁雑な制御を行う必要がなく、射出駆動用の電動機７４のみの制御により、スクリュ７１の前方に計量蓄積されている溶融樹脂材料を押圧するだけでよい。
【００５０】
本実施例においても、前記実施例と全く同様に、射出成形機の射出駆動用の電動機７４と可塑化計量駆動用の電動機８２とを、それぞれ永久磁石を利用した多極からなる回転子と複数の多相巻線構造とした固定子とからなる同期電動機により構成することにより、各可動部材の駆動容量に見合った発生トルクを得るようにそれぞれ選択制御することができ、電動機の運転効率の向上と共に経済的な運転を容易に達成することができる。
【００５１】
実施例４
図４は、本発明における射出成形機の他の実施例を示す概略側面断面図である。
【００５２】
本実施例においては、型開閉駆動用および型締駆動用の電動機として適用したものである。
【００５３】
すなわち、図４において、参照符号９０は固定金型９１を保持する固定ダイプレートを示し、この固定ダイプレート９０に対向して移動金型９３を保持する移動ダイプレート９２が、タイバー９４を介して進退移動可能に構成配置されている。タイバー９４の一端は固定ダイプレート９０に固定され、その他端は移動ダイプレート９２に挿通され、その先端部に形成したねじ部９４ａに対しこの移動ダイプレート９２の外側面に取付けたハーフナットまたはハーフリング９５を噛合させて、前記移動ダイプレート９２との結合固定を行うように構成されている。
【００５４】
しかるに、前記固定ダイプレート９０に対し移動ダイプレート９２を進退可能に移動させる手段として、固定ダイプレート９０の一部にボールねじ９６の一端をベアリング９７を介して回転自在に挿着保持すると共に、ボールねじ９６の他端を移動ダイプレート９２の一部に挿通固定したナット部材９８に螺合する。そして、前記固定ダイプレート９０に挿着したボールねじ９６の一端部に対し、前記実施例１と同様に、第３永久磁石型同期電動機の多極からなる第３の回転子（図示せず）を一体的に取付け、この第３の回転子と対向する外周位置に前記第３永久磁石型同期電動機の複数の多相巻線からなる第３の固定子コイル（図示せず）を構成配置してなる型締駆動用の電動機９９を設けて、この電動機９９を前記固定ダイプレート９０の外側面に取付けた構成とする。
【００５５】
このように構成された本実施例の型締駆動用の電動機９９を使用する射出成形機の型締装置１００においては、固定ダイプレート９０に対し移動ダイプレート９２を進退させて金型９１、９３の開閉操作を行う場合と、型閉じ後においてタイバー９４を介して移動ダイプレート９２の結合固定操作を行う場合とにおいて、それぞれ電動機９９の発生トルクを調整制御して、適正な型締制御を達成することができる。
【００５６】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、多くの設計変更を行うことが可能である。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、射出駆動用電動機、可塑化計量駆動用電動機および型締駆動用電動機は永久磁石型同期電動機で構成されているので、それぞれ負荷トルクに見合ったトルクを得るように発生トルクの可変制御を容易に行うことができると共に、射出駆動用および可塑化計量駆動用の前記永久磁石型同期電動機は射出スクリュ軸と同軸心上に配置形成されているので、射出装置側の射出駆動部分および可塑化計量駆動部分の周辺部をコンパクトに構成することが可能となる。
また、請求項２に記載された発明によれば、可塑化計量駆動用の永久磁石型同期電動機は射出スクリュ軸と平行に配置されているので、射出装置の軸方向長さを短くすることが可能である。
さらに、請求項３に記載された発明によれば、射出成形機の型締装置の移動ダイプレートの移動機構をコンパクトに構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る射出成形機の一実施例を示す概略側面断面図である。
【図２】  本発明に係る射出成形機の別の実施例を示す概略側面断面図である。
【図３】  本発明に係る射出成形機のさらに別の実施例を示す概略側面断面図である。
【図４】  本発明に係る射出成形機の他の実施例を示す概略側面断面図である。
【図５】  従来の電動機駆動方式の射出成形機の構成例を示す概略側面断面図である。
【符号の説明】
１０  射出成形機
１１  スクリュ
１２  加熱バレル
１３  駆動軸
１４  キー
１５  割りカラー
１６  第１のボールねじ
１８  射出ブラケット
２０  第１のナット部材
２１  スラストボックス
２２  スラストベアリング
２３  ガイド軸
２６  固定ダイプレート
２７  移動ダイプレート
２８  固定金型
２９  移動金型
３０  第２のボールねじ
３１  第２のナット部材
３３  エンドプレート
３５  ブレーキシュー
３６  クサビ
３７  シリンダユニット
４０  射出駆動用の電動機
４１  第１の回転子
４２  第１の固定子コイル
４３  可塑化計量用の電動機
４４  第２の回転子
４５  第２の固定子コイル
４６  型締駆動用の電動機
４７  第３の回転子
４８  第３の固定子コイル
５０  射出装置
５１  ノズル
５２  加熱バレル
５３  射出ブラケット
５４  ベース
５５  スクリュ
５６  ボールねじ部
５７  スプライン部
５８  駆動軸
５９  ナット部材
６０  射出駆動用の電動機
６１  第１の回転子
６２  第１の固定子コイル
６３  回転駆動軸
６４  可塑化計量用の電動機
６５  第２の回転子
６６  第２の固定子コイル
７０  射出装置
７１  スクリュ
７２  加熱バレル
７３  射出ブラケット
７４  射出駆動用の電動機
７５  射出駆動用電動機取付部
７６  第１の駆動軸
７７  スプライン部
７８  ボールねじ
７９  中空部
８０  タイミングプーリ
８１  第２の駆動軸
８２  可塑化計量用の電動機
８３  可塑化計量用電動機取付部
８４  タイミングプーリ
８５  タイミングベルト
８６  ガイドバー
９０  固定ダイプレート
９１  固定金型
９２  移動ダイプレート
９３  移動金型
９４  タイバー
９４ａ  ねじ部
９５  ハーフナット（ハーフリング）
９６  ボールねじ
９７  ベアリング
９８  ナット部材
９９  型締駆動用の電動機
１００  型締装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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