以下、本発明の実施の形態を、図面を用い� ��説明する。 
 図1~図5は、本発明の一実施形態(以下、本実 施形態と記す)による電動タイプのインライ� �スクリュ式の射出成形機に係り、図1は、本� ��施形態の射出成形機の射出系メカニズムの� ��要を示す要部断面図である。

 図1において、1は、図示せぬ射出ユニッ� �ベース盤上に配設されたヘッドストック、2� ��、ヘッドストック1と所定距離をおいて対向 するように、同じく図示せぬ射出ユニットベ ース盤上に配設された保持プレート、3は、� �の後端部をヘッドストック1に固定された加� ��シリンダ、4は、加熱シリンダ3の先端に取� �付けられたノズル、5は、加熱シリンダ3の外 周に巻装されたバンドヒータ、6は、加熱シ� �ンダ3内に回転並びに前後進可能であるよう� ��配設されたスクリュ、1aおよび3aは、図示せ ぬホッパーから落下・供給される原料樹脂を 加熱シリンダ3の後端部内に供給するために� �ヘッドストック1および加熱シリンダ3にそれ ぞれ穿設された原料樹脂供給穴である。

 また、7は、ヘッドストック1と保持プレ� �ト2との間に架け渡された連結バー、8は、ヘ ッドストック1と保持プレート2との間で前後� ��可能なように、図示せぬレール部材上に直� ��ガイドを介して設けられた直動ブロック(直 動体)、9は、直動ブロック8上に搭載された計 量用の内部が中空のビルトイン(Built-In)型モ� �タ(以下、計量用ビルトインモータ9と記す)� �10は、計量用ビルトインモータ9のケーシン� �、11は、ケーシング10に固定された計量用ビ� ��トインモータ9の円筒形の固定子、12は、固� ��子11の内側で回転可能な計量用ビルトイン� �ータ9の円筒形の回転子、13は、回転子12の内 周面に強嵌合などで固定されたスリーブ、14� ��、スリーブ13を回転可能に支承するため、� �ーシング10とスリーブ13との間に介装された� ��受け、15は、スクリュ6の基端部を固定し、� ��リーブ13に固定された回転連結体である。

 また、16は、保持プレート2に搭載された� ��出用の内部が中空のビルトイン(Built-In)型モ ータ(以下、射出用ビルトインモータ16と記す )、17は、射出用ビルトインモータ16のケーシ� ��グ、18は、ケーシング17に固定された射出用 ビルトインモータ16の円筒形の固定子、19は� �固定子18の内側で回転可能な射出用ビルトイ ンモータ16の円筒形の回転子、20は、回転子19 の内周面に強嵌合などで固定されたスリーブ で、図示では簡略化して描かれているが、ス リーブ20は、図示せぬ軸受けを介して、ケー� ��ング17に回転可能に保持されるようになっ� �いる。

 また、21は、射出用ビルトインモータ16の 回転を直線運動に変換するボールネジ機構、 22は、保持プレート2に軸受け24を介して回転� ��能に保持されたボールネジ機構21のネジ軸(� ��ールネジ機構21の回転部)、23は、ネジ軸22に 螺合されて、ネジ軸22の回転でネジ軸22に沿� �て直線移動すると共に、その端部を、計量� �ビルトインモータ9側のスリーブ13に直接ま� �は適宜の部材を介して固定されたボールネ� �機構21のナット体(ボールネジ機構21の直動部 )、25は、射出用ビルトインモータ16側のスリ� ��ブ20とネジ軸22の端部とを連結・固定する連 結具である。

 なお、本実施形態においては、射出用ビ� ��トインモータ16の回転子19によってダイレク トに回転駆動されるボールネジ機構21のネジ� ��22のネジリードは、スクリュ6の直径の1.5倍� ��上に設定してあって、これにより、射出用� ��ボールネジ機構21の回転部をモータでダイ� �クトドライブする構成であっても、射出性� �を十分に保証できるようしてある。

 図2は、射出用ビルトインモータ16側のス� ��ーブ20とボールネジ機構21のネジ軸22の端部� ��の連結・固定部を示す要部拡大図である。� ��2に示すように、スリーブ20の内周面とネジ� ��22の端部の外周面との間に連結具25が介装さ れており、この連結具25の後記するアウタレ� ��ス26がスリーブ20の内周面に圧接され、連結 具25の後記するインナレース27がネジ軸22の端 部の外周面に圧接されることで、スリーブ20� ��ネジ軸22とが連結具25とにより、強固に固定 ・一体化されるようになっている。連結具25� ��圧接の調整操作は、射出用ビルトインモー� ��16の中空部の開放端側から、連結具25の後記 する調整ネジ30を回動操作することで、容易� ��かつ確実に行えるようになっており、射出� ��ビルトインモータ16の中空部を有効利用し� �スペースファクターの向上を図りつつ、射� �用ビルトインモータ16の回転子19とそれによ� ��回転駆動される部材(ここではボールネジ機 構21のネジ軸22)との連結・固定を、操作性よ� ��、容易・確実に行えるようになっている。

 また、本実施形態では、このようにボー� ��ネジ機構21のネジ軸22を回転駆動するための 射出用モータとしてビルトイン型モータ(射� �用ビルトインモータ16)を採用し、プーリ・� �ルトによる回転伝達機構を用いることなく� �射出用ビルトインモータ16の回転子19とネジ� ��22とを一体化して、射出用ビルトインモー� �16でボールネジ機構21のネジ軸22をダイレク� �駆動するようにしているので、射出用回転� �達系の回転イナーシャを低減でき、回転伝� �の過渡応答性を向上させることができる。� �た、射出用回転伝達系から減速機構を排す� �ことができるので、部品点数を削減するこ� �が可能となり、射出用ビルトインモータ16と して低回転高トルクの仕様のモータを採用で きることと、射出用回転伝達系の回転伝達の 過渡応答性を向上させることができることと が相俟って、射出(1次射出)初期のスクリュ6� �前進立ち上げ特性を良好なものとすること� �できる。

 図3は、連結具25の断面構造を示す図であ� ��。連結具25は摩擦式締結具の一種であり、� �外周と円筒内周とを固定・一体化するため� �ツールであり、軸外周と円筒内周に何等加� �を施すことなく、軸外周と円筒内周とを強� �に結合可能なツールであって、結合・固定� �ための構造が簡素化できるものとなってい� �。この連結具25は、その内周面側にテーパ部 をもち径方向に変位可能なアウタレース(外� �部)26と、その外周面側にテーパ部をもち径� �向に変位可能なインナレース(内輪部)27と、� ��ウタレース26とインナレース27との間に位置 して軸方向(図3で左右方向)に移動可能な第1� �ーパリング28および第2テーパリング29と、第 1テーパリング28および第2テーパリング29を軸 方向に移動させる複数の締め付けボルト30と� ��構成されている。各締め付けボルト30は、� �1テーパリング28に対しては、第1テーパリン� ��28に形成した各ネジ穴に螺合されており、� �2テーパリング29に対しては、第2テーパリン� ��29に形成した各バカ穴に遊挿されていると� �に、締め付けボルト30の頭部が第2テーパリ� �グ29に当接するようになっている。

 図3に示す構成において、締め付けボルト 30を所定方向に回転させると、第1テーパリン グ28が図示で右方向に移動すると共に、第2テ ーパリング29が図示で左方向に移動し、これ� ��よって、アウタレース26が拡がる方向に変� �すると共に、インナレース27が狭まる方向に 変形して、アウタレース26がスリーブ20の内� �面に圧接され、インナレース27がネジ軸22の� ��部の外周面に圧接されるようになっている� ��

 図4は、計量用ビルトインモータ9側のス� �ーブ13と、スクリュ6の基端部を固定・保持� �た回転連結体15およびボールネジ機構21のナ� ��ト体23との連結・固定部を示す要部拡大図� �ある。図4に示すように、ボールネジ機構21� �ナット体23は、取り付けボルト31によってス� ��ーブ13に固定されている。したがって、ボ� �ルネジ機構21の運動伝達のためのナット体23� ��の取り付け構造も、きわめて簡単化でき、� ��み立ても容易なものとなっている。

 また、図4に示すように、スクリュ6の基� �部を固定・保持した回転連結体15は、スリー ブ13内に嵌め込まれており、回転連結体15は� �取り付けボルト32によってスリーブ13に固定� ��れている。本実施形態では、このようにス� ��リュ6を回転駆動するための計量用モータと してビルトイン型モータ(計量用ビルトイン� �ータ9)を採用し、この計量用ビルトインモー タ9の回転子12の内部にスリーブ13を固定して� ��スクリュ6の後端部を固定した回転連結体15� ��スリーブ13に連結・固定すると共に、射出� �ビルトインモータ16の回転を直線運動に変換 するボールネジ機構21の直動部であるナット� ��23をスリーブ13に連結・固定するようにして いる。つまり、ボールネジ機構21のナット体2 3を、計量用ビルトインモータ9の回転子12と� �体のスリーブ13に結合するようにしているの で、計量用ビルトインモータ9を搭載する直� �ブロック8を小型化することができ、また、� ��リーブ13の内部(計量用ビルトインモータ9の 回転子12の内部)を、回転連結体15の取り付け� ��間、および、ナット体23と螺合したネジ軸22 の進入空間として有効利用することが可能と なり、これによって、マシン(射出成形機)の� ��長を短くすることに貢献できる。さらに、� ��実施形態では、スクリュ6を回転駆動するた めの計量用モータとしてビルトイン型モータ (計量用ビルトインモータ9)を採用し、プーリ ・ベルトによる回転伝達機構を用いることな く、計量用ビルトインモータ9の回転子12とス クリュ6とを一体化して、計量用ビルトイン� �ータ9でスクリュ6をダイレクト駆動するよう にしているので、計量用回転伝達系の回転イ ナーシャを低減でき、回転伝達の過渡応答性 を向上させることができる。また、計量用回 転伝達系から減速機構を排することができる ので、部品点数を削減することが可能となり 、計量用ビルトインモータ9に低回転高トル� �の仕様のモータを採用できることと、計量� �回転伝達系の回転伝達の過渡応答性を向上� �せることができることとが相俟って、計量� �期のスクリュ6の回転立ち上げ特性を良好な� ��のとすることができ、粘性の高い樹脂材料� ��あっても、早期にスクリュ6の安定回転を得 ることができ、以って、良品成形に貢献する ことが可能となる。さらにまた、ナット体23� ��よび回転連結体15のスリーブ13への固定も、 取り付けボルト31、32による至ってシンプル� �結合手法を採用することができ、取り付け� �業性にも優れたものとなる。

 本実施形態では、計量工程時には、マシ� ��(射出成形機)全体の制御を司る後記するシ� �テムコントローラ41からの指令で、後記する サーボドライバ45-1を介して、計量用ビルト� �ンモータ9が回転速度(回転数)フィードバッ� �制御で駆動制御され、これにより、スリー� �13、回転連結体15と一体となってスクリュ6が 所定方向に回転する。このスクリュ6の回転� �よって、図示せぬホッパーから原料樹脂供� �穴1a、3aを通ってスクリュ6の後端側に供給さ れた原料樹脂を、混練・可塑化しつつスクリ ュ6のネジ送り作用によって前方に移送する� �が、一般的な計量動作であるが、本実施形� �では、スクリュ6が所定方向に回転すると、� ��リーブ13に固定されたナット体23も回転する ことになり、このスクリュ6の回転駆動に伴� �ナット体23の回転で、ナット体23がネジ軸22� �沿って直線移動する。そこで、このスクリ� �6の回転駆動に伴うナット体23の回転による� �ット体23の直線移動(計量用ビルトインモー� �9やスクリュ6の直線移動)を打ち消すように� �システムコントローラ41は、後記するサーボ ドライバ45-2を介して、射出用ビルトインモ� �タ16を設定背圧を目標値とする圧力フィード バック制御によって駆動制御し、これによっ て、スクリュ6に付与する背圧を所定の圧力� �保ちつつ、スクリュ6の先端側に溶融樹脂が� ��り込まれるのにしたがって、スクリュ6を適 正制御で後退させる。つまり例えば、計量用 ビルトインモータ9を単位時間当たり10回転さ せるとすると、射出用ビルトインモータ16を� ��位時間当たり9.9回転させることで、スクリ� ��6の回転駆動に伴うナット体23の回転による� ��ット体23の直線移動をキャンセルしつつ、� �クリュ6に所定の背圧が付与されるように制� ��するようになっている。そして、スクリュ6 の先端側に1ショット分の溶融樹脂が貯えら� �た時点で、計量用ビルトインモータ9による� ��クリュ6の回転駆動は停止される。

 一方、射出充填工程時には、計量が完了� ��た後の適宜タイミングにおいて、後記する� ��ステムコントローラ41からの指令で、後記� �るサーボドライバ45-2を介して、射出用ビル� ��インモータ16が速度フィードバック制御で� �動制御され、これにより、射出用ビルトイ� �モータ16の回転がボールネジ機構21によって� ��線運動に変換されて、この直線運動が前記� ��た直線運動伝達系を介してスクリュ6に伝達 されて、スクリュ6が急速に前進駆動される� �とで、スクリュ6の先端側に貯えられた溶融� ��脂が、型締め状態にある図示せぬ金型のキ� ��ビティ内に射出充填され、1次射出工程が実 行される。1次射出工程に引き続く保圧工程� �は、システムコントローラ41からの指令でサ ーボドライバ45-2を介して、射出用ビルトイ� �モータ16が、圧力フィードバック制御で駆動 制御され、これにより、設定された保圧力が スクリュ6から図示せぬ金型内の樹脂に付加� �れる。

 図5は、本実施形態の射出成形機の制御系 の構成を簡略化して示すブロック図である。 図5において、41は、マシン(射出成形機)全体� ��制御を司るシステムコントローラ、42は、� �業者が各種の入力操作を行うための入力装� �、43は、作業者に各種の表示モードの画像を 表示するための表示装置、44は、マシンの各� ��に配設された多数のセンサ(位置センサ、速 度センサ、圧力センサ、回転量検出センサ、 温度センサなど)よりなるセンサ群、45は、マ シンの各部に配置されたアクチュエータ(前� �したモータ9、16などのモータ)やヒータ等を� ��動制御するための多数のドライバ(モータド ライバ、ヒータドライバなど)からなるドラ� �バ群であり、ドライバ群45には、計量用ビル トインモータ9をフィードバック制御で駆動� �るサーボドライバ45-1や、射出用ビルトイン� ��ータ16をフィードバック制御で駆動するサ� �ボドライバ45-2が含まれている。

 また、システムコントローラ41内におい� �、46は運転条件設定格納部、47は測定値格納� ��、48は運転プロセス制御部、49は表示処理部 である。

 運転条件設定格納部46には、あらかじめ� �力された成形サイクルの各工程(型閉じ(型締 め)、射出、計量、型開き、エジェクト前進� �エジェクト後退の各工程)の運転制御条件が� ��き換え可能に格納され、測定値格納部47に� �、センサ群44などによりマシンの各部の計測 情報(位置情報、速度情報、圧力情報、回転� �情報、回転速度(単位時間当たりの回転数)情 報、温度情報など)がリアルタイムで取り込� �れて格納される。運転プロセス制御部48は、 あらかじめ用意された各工程の運転制御プロ グラムと、運転条件設定格納部46に格納され� ��各工程の運転条件の設定値とに基づき、測� ��値格納部47中の計測情報や各部からの状態� �認情報や自身の計時情報を参照しつつ、ド� �イバ群45を駆動制御して、各工程の運転を実 行させる。表示処理部49は、あらかじめ用意� ��れた各種の表示処理プログラムと、表示用� ��定データに基づき、必要に応じて、運転条� ��設定格納部46や測定値格納部47の内容を参照 して、各種の表示モードの画像を生成し、こ れを表示装置43に表示させる。