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KR20050107484A - 사출성형기의 구동장치, 사출장치 및 형체장치 - Google Patents

사출성형기의 구동장치, 사출장치 및 형체장치 Download PDF

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KR20050107484A
KR20050107484A KR1020057016305A KR20057016305A KR20050107484A KR 20050107484 A KR20050107484 A KR 20050107484A KR 1020057016305 A KR1020057016305 A KR 1020057016305A KR 20057016305 A KR20057016305 A KR 20057016305A KR 20050107484 A KR20050107484 A KR 20050107484A
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KR
South Korea
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linear motor
drive
stator
mover
housing body
Prior art date
Application number
KR1020057016305A
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English (en)
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KR100711698B1 (ko
Inventor
다케시 곤노
요스케 도쿠이
Original Assignee
스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

큰 추력을 발생시키고, 짧은 사이클로 연속적으로 구동할 수 있는 사출성형기의 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
하우징체(11)와, 하우징체(11) 내에 있어서 진퇴 가능하게 설치된 가동자(12), 및 하우징체(11)에 장착된 고정자(13)를 구비하여, 제1 구동부를 구성하는 통 형상의 리니어 모터(14)와, 가동자(12)와 함께 진퇴되는 피구동체(15)와, 하우징체(11)에 장착되고, 축방향에 있어서 리니어 모터(14)와 적어도 일부를 오버랩시켜서 설치된 제2 구동부를 가진다.
지름방향 치수를 약간 크게 하기만 하면, 가동자(12)의 영구자석(23)의 면적을 충분히 크게 할 수 있어서, 리니어 모터(14)의 용량을 크게 할 수 있다.

Description

사출성형기의 구동장치, 사출장치 및 형체장치{Injection molding machine driving device, injection device and mold clamping device}
본 발명은, 사출성형기의 구동(驅動)장치, 사출(射出)장치 및 형체(型締)장치에 관한 것이다.
종래, 각종 기계장치에 있어서 추력(推力)을 발생시키는 경우, 유압식 및 전동식의 구동장치가 사용된다.
그리고, 기계장치 중 성형기, 예컨대, 사출성형기에 있어서는, 가열실린더 내에 있어서 가열되어 용융된 수지를, 고압으로 사출하여, 금형장치 내의 캐비티공간에 충전하고, 이 캐비티공간 내에 있어서 냉각하여 고화시켜서 성형품으로 하도록 되어 있다.
상기 사출성형기는 금형장치, 형체장치 및 사출장치를 가진다. 그리고, 상기 금형장치는 고정(固定)금형 및 가동(可動)금형을 구비하고, 상기 형체장치는, 상기 고정금형이 장착된 고정플래튼, 상기 가동금형이 장착된 가동플래튼, 형체기구 등을 구비하여, 이 형체기구를 작동시켜서 가동플래튼 및 가동금형을 진퇴시킴으로써, 금형장치의 형폐(型閉), 형체(型締) 및 형개(型開)를 행할 수 있다. 또한, 상기 사출장치는, 가열실린더, 및 이 가열실린더 내에 있어서 회전 가능하게, 또한, 진퇴 가능하게 설치된 스크루를 구비한다. 그리고, 이 스크루를 전진시킴으로써, 가열실린더의 선단에 장착된 사출노즐로부터 수지를 사출하여, 금형장치 내의 캐비티공간에 충전하도록 되어 있다.
그런데, 사출장치에 있어서, 스크루를 회전시키거나, 진퇴시키거나 하기 위해서 유압식 및 전동식의 구동장치를 사용하는 경우가 있다.
상기 유압식의 구동장치에 있어서는, 스크루보다 후방으로 사출실린더가 설치되고, 이 사출실린더의 오일챔버에 유압을 공급하여, 상기 스크루와 연결된 피스톤을 진퇴시킴으로써, 스크루를 진퇴시킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 사출실린더보다 후방으로 유압모터가 설치되고, 이 유압모터의 출력축이 상기 피스톤과 연결되어, 상기 유압모터를 구동함으로써, 스크루를 회전시킬 수 있다.
한편, 전동식의 구동장치에 있어서는, 가열실린더를 지지하는 전방(前方) 플레이트에 대하여, 스크루를 회전 가능하게 지지하는 프레셔 플레이트(수압판(受壓板))가 진퇴 가능하게 설치되고, 이 프레셔 플레이트에 장착된 전동식의 계량(計量)용 모터를 구동함으로써 스크루를 회전시킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 프레셔 플레이트와 전동식의 사출용 모터 사이에 볼 나사가 설치되고, 상기 사출용 모터를 구동하여, 상기 볼 나사에 있어서 회전운동을 직진운동으로 변환함으로써 스크루를 진퇴시킬 수 있다.
그런데, 상기 유압식의 구동장치에 있어서는, 스크루를 회전시키기 위한 유압모터가 스크루의 회전축 상에 설치되므로, 관성 모멘트를 작게 할 수 있음에 반하여, 상기 전동식의 구동장치에 있어서는, 스크루를 회전시키기 위한 계량용 모터를 스크루의 회전축 상에 설치할 수 없어서, 관성 모멘트를 작게 할 수 없다. 따라서, 전동식의 구동장치에 있어서는, 구동장치의 고속성 및 응답성을 높게 하거나, 제어를 행하는 경우의 정밀도를 높게 하거나 할 수 없다.
그래서, 구동장치로서 리니어 모터를 사용한 사출장치를 생각할 수 있다. 이 사출장치에 있어서, 리니어 모터는 영구자석으로 이루어지는 가동자 및 코일로 이루어지는 고정자를 구비하고, 고정자에 소정 전류를 공급함으로써 가동자를 진퇴시켜서, 스크루를 진퇴시키도록 하고 있다. 이 경우, 영구자석에 있어서, N극 및 S극의 각 자극이 번갈아 설치되고, 각 자극에 대응시켜서 코일이 감겨 장착되도록 되어 있으므로, 구동장치의 고속성 및 응답성을 높게 하거나, 제어를 행하는 경우의 정밀도를 높게 하거나 할 수 있다.
또한, 상기 형체장치에 있어서도, 가동플래튼을 진퇴시키기 위해서 유압식 또는 전동식의 구동장치를 사용하는 것이 있다.
상기 유압식의 구동장치에 있어서는, 가동플래튼보다 후방으로 형체실린더가 설치되고, 이 형체실린더의 오일챔버에 유압을 공급함으로써 상기 가동플래튼을 진퇴시키도록 되어 있다.
한편, 전동식의 구동장치에 있어서는, 가동플래튼보다 후방으로 설치된 토글 서포트에 장착된 전동식의 형체용 모터를 구동하여, 볼 나사에 있어서 회전운동을 직진운동으로 변환함으로써 크로스 헤드를 진퇴시켜서, 토글기구를 통하여 가동플래튼을 진퇴시키도록 되어 있다.
하지만, 상기 유압식의 구동장치의 경우, 형체실린더의 오일챔버에 유압을 공급하기 위하여, 유압회로를 설치하여, 유압펌프로부터 토출된 기름을 상기 오일챔버에 공급할 필요가 있고, 전동식의 구동장치의 경우, 형체용 모터를 구동함으로써 발생된 회전의 회전운동을 직진운동으로 변환한 후, 토글기구에 의해서 형체력을 발생시킬 필요가 있어서, 둘다, 구동장치의 고속성 및 응답성을 높게 하거나, 제어를 행하는 경우의 정밀도를 높게 하거나 할 수 없다.
그래서, 구동장치로서 리니어 모터를 사용하는 것을 생각할 수 있다. 상기 형체장치에 있어서, 리니어 모터는 영구자석으로 이루어지는 가동자 및 코일로 이루어지는 고정자를 구비하여, 고정자에 소정 전류를 공급함으로써 가동자를 진퇴시키면, 크로스 헤드가 진퇴되고, 더욱이 가동플래튼이 진퇴된다. 이 경우도, 영구자석에 있어서, N극 및 S극의 각 자극이 번갈아 형성되고, 각 자극에 대응시켜서 코일이 감겨 장착되도록 되어 있으므로, 구동장치의 고속성 및 응답성을 높게 하거나, 제어를 행하는 경우의 정밀도를 높게 하거나 할 수 있다.
그러나, 상기 종래의 구동장치에 있어서, 리니어 모터를 사용한 경우, 리니어 모터는 감속기구를 구비하지 않으므로, 리니어 모터를 고부하의 기계장치인 사출성형기에 구동장치로서 탑재한 경우, 큰 추력을 발생시키거나, 짧은 사이클로 연속적으로 구동하거나 하려고 하면, 리니어 모터의 용량을 크게 할 필요가 생긴다.
그리고, 리니어 모터의 용량을 크게 하기 위해서는, 리니어 모터에 사용되는 영구자석의 면적을 크게 하면 좋지만, 일반적으로, 리니어 모터는 평탄한 형상을 가지므로, 영구자석의 면적을 크게 하면, 리니어 모터가 커지고, 구동장치가 그만큼 대형화되어 버릴 뿐만 아니라, 구동장치의 코스트가 그만큼 높아져 버린다. 또한, 영구자석의 면적을 크게 하는만큼 가동자의 중량이 크게 되어, 구동장치의 고속성 및 응답성을 충분히 높게 할 수 없게 되어 버린다.
그리고, 사출장치에 리니어 모터를 사용한 경우에는, 더욱이, 사출용 리니어 모터와 계량용 모터를, 동일 직선 상에 인접하여 설치하는 것이 되므로, 사출장치의 축방향 치수가 커지고, 그만큼 대형화되어 버린다.
본 발명은, 상기 종래의 구동장치의 문제점을 해결하여, 큰 추력을 발생시키거나, 짧은 사이클로 연속적으로 구동하거나 할 수 있고, 게다가 소형화할 수 있고, 코스트를 낮게 할 수 있는 사출성형기의 구동장치, 사출장치 및 형체장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도,
도 2는, 본 발명의 제2 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도,
도 3은, 본 발명의 제3 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도,
도 4는, 본 발명의 제4 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도,
도 5는, 본 발명의 제5 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도,
도 6은, 본 발명의 제6 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도,
도 7은, 본 발명의 제7 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도,
도 8은, 본 발명의 제8 실시형태에 있어서의 구동장치의 횡단면도,
도 9는, 도 8의 Ⅹ-Ⅹ 단면도,
도 10은, 본 발명의 제9 실시형태에 있어서의 사출장치의 단면도,
도 11은, 본 발명의 제10 실시형태에 있어서의 사출장치의 단면도,
도 12는, 본 발명의 제11 실시형태에 있어서의 사출장치의 단면도,
도 13은, 본 발명의 제12 실시형태에 있어서의 금형장치 및 형체장치의 정면도,
도 14는, 본 발명의 제12 실시형태에 있어서의 금형장치 및 형체장치의 평면도,
도 15는, 본 발명의 제12 실시형태에 있어서의 금형장치의 형체상태를 나타낸 단면도,
도 16은, 본 발명의 제12 실시형태에 있어서의 금형장치의 형개상태를 나타낸 정면도,
도 17은, 본 발명의 제13 실시형태에 있어서의 금형장치의 형체상태를 나타낸 단면도,
도 18은, 본 발명의 제14 실시형태에 있어서의 금형장치 및 형체장치의 정면도,
도 19는, 본 발명의 제14 실시형태에 있어서의 금형장치의 형체상태를 나타낸 단면도이다.
이를 위해서, 본 발명의 사출성형기의 구동장치에 있어서는, 하우징체와, 이 하우징체 내에 있어서 진퇴 가능하게 설치된 가동자, 및 상기 하우징체에 장착된 고정자를 구비하고, 제1 구동부를 구성하는 통 형상의 리니어 모터와, 이 리니어 모터를 구동함으로써, 상기 가동자와 함께 진퇴되는 피구동체와, 상기 하우징체에 장착되고, 축방향에 있어서 상기 리니어 모터와 적어도 일부를 오버랩시켜서 설치된 제2 구동부를 가진다.
이 경우, 가동자 및 고정자에 의해서 통 형상의 리니어 모터가 구성되므로, 지름방향 치수를 약간 크게 하기만 하면, 가동자의 영구자석의 면적을 충분히 크게 할 수 있다. 따라서, 리니어 모터의 용량을 크게 할 수 있으므로, 리니어 모터에 의해서 큰 추력을 발생시키거나, 리니어 모터를 짧은 사이클로 연속적으로 구동하거나 할 수 있다. 그 결과, 구동장치를 사출성형기와 같은 고부하의 기계장치에 탑재할 수 있다.
또한, 축방향에 있어서 상기 리니어 모터와 제2 구동부의 적어도 일부가 오버랩되므로, 구동장치의 축방향 치수를 작게 할 수 있어서, 구동장치를 소형화할 수 있고, 구동장치의 코스트를 낮게 할 수 있다.
그리고, 하우징체에 고정자 및 제2 구동부가 장착되어 있으므로, 리니어 모터를 구동했을 때에, 가동자가 이동함에 대하여, 제2 구동부는 이동하지 않는다. 따라서, 구동장치의 가동(可動)부분이 경량화되어, 관성 모멘트를 작게 할 수 있다. 그 결과, 구동장치의 고속성 및 응답성을 한층 높게 하여, 제어를 행하는 경우의 정밀도를 한층 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도이다. 다만, 이 경우, 기계장치로서의 성형기, 예컨대, 사출성형기에 탑재된 구동장치에 대하여 설명한다.
도면에 있어서, 11은 원통 형상의 하우징체, 12는 이 하우징체(11) 내에 있어서 축방향으로 진퇴(도면에 있어서 좌우방향으로 이동) 가능하게 설치된 원통 형상의 가동자, 13은 상기 하우징체(11)의 내주면에 장착된 원통 형상의 고정자, 15는, 베어링(b1)에 의해서 상기 가동자(12)에 대하여 회전 가능하게, 또한, 상기 가동자(12)와 함께 진퇴 가능하게 설치된 피구동체이고, 이 피구동체(15)보다 전방(도면에 있어서 좌측)에 도시되지 않은 이동체가, 회전 가능하게, 또한, 진퇴가능하게 설치된다. 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 제1 구동부로서의 통 형상의, 본 실시형태에 있어서는, 원통 형상의 리니어 모터(14)가 구성된다.
상기 하우징체(11)는, 원통 형상의 통 형상부(筒狀部, 21), 이 통 형상부(21)의 전단(前端)(도면에 있어서 좌단)에 장착된 고리 형상의 전판(前板)(22), 및 상기 통 형상부(21)의 후단(도면에 있어서 우단)에 장착된 고리 형상의 후판(後板)(23)을 구비하고, 상기 통 형상부(21)의 축방향에 있어서의 거의 중앙의 소정 범위에 걸쳐서 상기 고정자(13)가 장착된다. 이 고정자(13)는, 지름방향 내측을 향하여 돌출시키고, 또한, 소정 피치로 복수의 자극 치아(磁極齒)(25)가 형성된 코어(26), 및 각 자극 치아(25)에 감겨 장착된 코일(27)을 구비하고, 상기 코어(26) 및 코일(27)에 의해서 스테이터가 구성된다. 여기서, 상기 각 자극 치아(25)는, 서로 평행하게 상기 코어(26)의 원주방향으로 형성된다.
그리고, 상기 가동자(12)는, 사이 고정자(13)보다 지름방향 내측으로 설치되고, 원통 형상의 코어(31), 및 이 코어(31)의 외주면에 있어서, 축방향에 있어서의 소정 범위, 즉, 코어(26)의 축방향의 길이에 피구동체(15)의 스트로크를 더한 거리만큼의 범위에 걸쳐서 설치된 영구자석(32)을 구비한다. 또한, 이 영구자석(32)은, N극 및 S극의 각 자극(33)을 번갈아서, 또한, 상기 자극 치아(25)와 동일 피치로 착자(着磁)시킴으로써 형성된다. 여기서, 상기 각 자극(33)은, 서로 평행하게 상기 코어(31)의 원주방향으로 형성된다. 또한, 상기 코어(26) 및 코일(27)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(32)에 의해서 제2 구동요소가 구성된다.
상기 가동자(12)를 하우징체(11)에 대하여 축방향으로 이동 가능하게 지지하기 위해서, 하우징체(11)의 원주방향에 있어서의 소정 개소에, 안내부재로서의 도시되지 않은 가이드 레일이 축방향으로 뻗어 있도록 설치되고, 상기 가동자(12)는 가이드 레일을 따라서 이동된다. 또한, 상기 후판(23)의 내주 둘레로부터 전방을 향하여, 통 형상의 지지부(34)가 피구동체(15)의 스트로크만큼 돌출시켜서 형성되고, 상기 지지부(34) 전단(前端)의 외주면에 슬라이딩부(35)가 형성된다. 이 경우, 슬라이딩부(35)로서 부시를 사용하거나, 윤활제를 필요로 하지 않는 자기(自己)윤활성 재료를 사용하거나 할 수 있다. 상기 지지부(34)는, 슬라이딩부(35)를 코어(31)의 내주면에 슬라이딩시키면서, 가동자(12)를 지지함과 함께, 가동자(12)를 고정자(13)에 대하여 위치 결정한다. 이 경우, 위치결정 정밀도를 높게 하기 위해서는, 상기 지지부(34)를 후판(23)과 일체로 형성하는 것이 바람직하지만, 지지부(34)를 별개로 형성할 수도 있다. 다만, 상기 전판(22)의 내주면에 슬라이딩부를 형성하고, 이 슬라이딩부를 코어(31)의 외주면에 슬라이딩시키면서, 가동자(12)를 지지할 수도 있다.
그런데, 상기 코일(27)에 소정의 전류, 예컨대, U상, V상 및 W상의 각 전류를 공급하면, 리니어 모터(14)를 구동할 수 있고, 구동에 수반하여, 가동자(12)를 축방향으로 이동시키고, 이 가동자(12)와 함께 피구동체(15)를 진퇴시킬 수 있다. 여기서, 상기 리니어 모터(14)를 구동하기 위해서, 도시되지 않은 제어부가 설치됨과 함께, 코일(27)에 도시되지 않은 인버터가 접속된다. 그리고, 상기 제어부의 구동처리수단이, 구동처리를 행하여, 소정 구동신호를 발생시켜서, 이 구동신호를 상기 인버터에 공급하면, 이 인버터는, 상기 각 상의 전류를 발생시켜서, 코일(27)에 공급한다. 이 경우, 상기 구동신호에 의해서 상기 각 상의 전류의 발생 패턴을 변경하여, 리니어 모터(14)를 정방향으로 구동하여 상기 가동자(12)를 전진(도면에 있어서 좌측 방향으로 이동)시키고, 리니어 모터(14)를 역방향으로 구동하여 가동자(12)를 후퇴(도면에 있어서 우측 방향으로 이동)시킬 수 있다.
그 결과, 상기 리니어 모터(14)를 구동함으로써 추력을 발생시킬 수 있고, 이 추력을 피구동체(15)에 전달할 수 있다. 여기서, 상기 가동자(12)와 고정자(13) 사이에는, 약간의 틈이 형성되는데, 본 실시형태에 있어서는, 상기 코어(31)가 지름방향 내측에 있어서 지지부(34)에 의해서 위치결정되고 있으므로, 상기 틈을 극히 작게 할 수 있다. 따라서, 추력을 그만큼 크게 할 수 있다.
또한, 상기 지지부(34)가 가동자(12)에 있어서의 지름방향 내측으로 설치되므로, 가동자(12)와 지지부(34)를 축방향에 있어서 오버랩시킬 수 있다. 따라서 구동장치를 소형화할 수 있다.
그런데, 상기 피구동체(15)를 회전시키기 위해서, 회전식의 제2 구동부로서의 서보모터 등의 전동식의 모터(37)가 장착부로서의 플랜지(40)를 통하여 후판(23)의 후단면(도면에 있어서 우단면)에, 후방(도면에 있어서 우측)으로 돌출시켜서 장착된다. 상기 모터(37)는, 이너 로터식의 것으로서, 도시되지 않은 스테이터, 및 이 스테이터보다 지름방향 내측으로 회전 가능하게 설치된 로터를 구비하고, 스테이터의 코일에 소정 전류, 예컨대, U상, V상 및 W상의 각 전류를 공급하면, 모터(37)를 구동할 수 있고, 구동에 수반하여, 피구동체(15)를 회전시켜, 스크루를 회전시킬 수 있다.
이를 위하여, 가동자(12) 내에 소정 형상, 본 실시형태에 있어서는, 원통 형상의 공간(46)이 형성되고, 상기 모터(37)의 출력축(38)이, 상기 공간(46) 내의 중심을 전방을 향하여 뻗어 있도록 설치되고, 출력축(38)의 전단의 외주면에, 상기 피구동체(15)의 스트로크와 동일 길이의 구동측의 전달요소로서의 스플라인(39)이 형성된다.
한편, 상기 피구동체(15)는, 원통 형상의 기부(基部)(41), 및 이 기부(41)로부터 후방을 향하여 피구동체(15)의 스트로크 거리만큼 돌출시켜서 형성된 통 형상의 지지부(43)를 구비하고, 이 지지부(43)의 후단의 내주면에 상기 스플라인(39)과 스플라인 맞물림하는 피구동측의 전달요소로서의 스플라인(44)이 형성된다. 여기서, 스플라인(39, 44)에 의해서 회전전달부가 구성되고, 이 회전전달부는, 모터(37)를 구동함으로써 발생되여, 출력축(38)에 출력된 회전을 피구동체(15)에 전달함과 함께, 출력축(38)에 대한 피구동체(15)의 축방향에 있어서의 상대적인 이동을 허용한다. 이 경우, 이 피구동체(15)가 회전되는 것에 수반하여, 베어링(b1)을 통하여 가동자(12)에 회전이 전달되려고 하여도, 가동자(12)는 상기 가이드 레일에 의해서 회전하는 것이 저지된다. 즉, 가이드 레일은 회전스토퍼로서 기능한다.
다음으로, 상기 구성의 구동장치의 동작에 대하여 설명한다.
상기 구동처리수단이, 모터(37)를 정방향으로 구동하면, 출력축(38)이 정방향으로 구동되고, 출력축(38)의 회전이 상기 스플라인(39, 44)을 통하여 피구동체(15)에 전달되어, 이동체가 회전된다.
또한, 상기 구동처리수단이, 리니어 모터(14)를 구동하여, 소정 추력을 발생시켜, 가동자(12)를 전진시킨다. 이에 수반하여, 피구동체(15)를 전진시켜서, 이동체를 전진시킨다.
이와 같이, 리니어 모터(14)가 사용되므로, 구동장치의 고속성 및 응답성을 높게 하고, 제어를 행하는 경우의 정밀도를 높게 할 수 있다. 그리고, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 통 형상의 리니어 모터(14)가 구성되고, 상기 공간(46)에 모터(37)의 적어도 일부, 본 실시형태에 있어서는 출력축(38)이 수용될 뿐만 아니라, 스플라인(39, 44)이 수용되어, 축방향에 있어서, 상기 리니어 모터(14)와 출력축(38) 및 회전전달부를 오버랩시킬 수 있다. 따라서, 구동장치의 축방향 치수를 작게 할 수 있어, 구동장치를 소형화할 수 있고, 구동장치의 코스트를 낮게 할 수 있다.
또한, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 통 형상의 리니어 모터(14)가 구성되므로, 지름방향 치수를 약간 크게 하기만 하면, 영구자석(32)의 면적을 충분히 크게 할 수 있다. 따라서, 리니어 모터(14)의 용량을 크게 할 수 있으므로, 리니어 모터(14)에 의해서 큰 추력을 발생시키거나, 리니어 모터(14)를 짧은 사이클로 연속적으로 구동하거나 할 수 있다. 그 결과, 구동장치를 사출성형기와 같은 고부하의 기계장치에 탑재할 수 있다.
또한, 하우징체(11)에 고정자(13) 및 모터(37)가 장착되어 있으므로, 리니어 모터(14)를 구동했을 때에, 가동자(12)가 이동함에 대하여, 모터(37)는 이동하지 않는다. 따라서, 구동장치의 가동(可動)부분이 경량화되어, 관성 모멘트를 작게 할 수 있다. 그 결과, 구동장치의 고속성 및 응답성을 한층 높게 하여, 제어를 행하는 경우의 정밀도를 한층 높게 할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 가동자(12) 및 고정자(13)가 원통 형상으로 되고, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 원통 형상의 리니어 모터(14)가 구성되도록 되어 있지만, 가동자(12) 및 고정자(13)의 단면을 다른 형상, 예컨대, 다각형 형상으로 하여, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의하여 통 형상, 예컨대, 다각 통 형상의 리니어 모터를 구성할 수도 있다. 여기서, 다각형에는, 삼각형, 사각형, 오각형, ㆍㆍㆍ과 같이, 복수의 내각(內角)을 가지는 형상이 포함된다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 대하여 설명한다. 다만, 제1 실시형태와 동일 구조를 가지는 것에 대해서는, 동일 부호를 부여함으로써 그 설명을 생략하고, 동일 구조를 가지는 것에 의한 발명의 효과에 대해서는 동(同) 실시형태의 효과를 원용한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도이다.
이 경우, 피구동체(15)를 회전시키기 위해서, 회전식의 제2 구동부로서의 서보모터 등의 전동식 모터(57)가 장착부로서의 플랜지(40)를 통하여 후판(23)의 후단면(도면에 있어서 우단면)에, 전방(도면에 있어서 좌측)으로 돌출시켜서 장착된다. 상기 모터(57)는, 이너 로터식의 것으로서, 도시되지 않은 스테이터, 및 이 스테이터보다 지름방향 내측으로 회전 가능하게 설치된 로터를 구비하고, 스테이터의 코일에 소정의 전류, 예컨대, U상, V상 및 W상의 각 전류를 공급하면, 모터(57)를 구동할 수 있고, 구동에 수반하여, 피구동체(15)를 회전시켜서, 상기 이동체를 회전시킬 수 있다.
이를 위하여, 상기 모터(57)의 출력축(58)이, 공간(46) 내의 중심을 전방을 향하여 뻗어 있도록 설치되고, 출력축(58)의 전단(도면에 있어서 좌단)의 외주면에, 상기 피구동체(15)의 스트로크와 동일 길이의 구동측의 전달요소로서의 스플라인(39)이 형성된다.
이 경우, 공간(46)에 모터(57)의 적어도 일부, 본 실시형태에 있어서는 모터(57)의 스테이터, 로터, 출력축(58) 등이 수용될 뿐만 아니라, 스플라인(39, 44)으로 이루어지는 회전전달부가 수용되어, 축방향에 있어서, 제1 구동부로서의 원통 형상의 리니어 모터(14)와 모터(57)의 스테이터, 로터, 출력축(58) 등 및 회전전달부를 오버랩시킬 수 있다. 따라서, 구동장치의 축방향 치수를 한층 작게 할 수 있어서, 구동장치를 한층 소형화할 수 있고, 구동장치의 코스트를 한층 낮게 할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 가동자(12) 및 고정자(13)가 원통 형상으로 되고, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 원통 형상의 리니어 모터(14)가 구성되도록 되어 있지만, 가동자(12) 및 고정자(13)의 단면을 다른 형상, 예컨대, 다각형 형상으로 하여, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 통 형상, 예컨대, 다각통(多角筒) 형상의 리니어 모터를 구성할 수도 있다. 여기서, 상기 코어(26) 및 코일(27)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(32)에 의해서 제2 구동요소가 구성된다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시형태에 대하여 설명한다. 다만, 제1 실시형태와 동일 구조를 가지는 것에 대해서는, 동일 부호를 부여함으로써 그 설명을 생략하고, 동일 구조를 가지는 것에 의한 발명의 효과에 대해서는 동 실시형태의 효과를 원용한다.
도 3은 본 발명의 제3 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도이다.
이 경우, 상기 가동자(12)와 피구동체(15)가 고정되고, 모두, 하우징체(11)에 대하여 회전 가능하게, 또한, 진퇴(도면에 있어서 좌우방향으로 이동) 가능하게 설치된다. 이를 위하여, 지지부(34)의 전단(도면에 있어서 좌단)의 외주면에, 가동자(12)를 축방향 및 원주방향으로 이동 가능하게 지지하는 리니어 볼 베어링 등의 지지부재(55)가 설치된다. 또한, 전판(22)의 내주면에도, 가동자(12)를 축방향 및 원주방향으로 이동 가능하게 지지하는 리니어 볼 베어링 등의 도시되지 않은 지지부재가 설치된다. 다만, 하우징체(11)에는 가이드 레일은 설치되지 않는다. 또한, 상기 코어(26) 및 코일(27)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(32)에 의해서 제2 구동요소가 구성된다.
이 경우, 상기 구동처리수단은, 구동처리를 행하여, 제2 구동부로서의 모터(37)의 구동을 정지시킨 상태에서 제1 구동부로서의 통 형상의 리니어 모터(14)를 구동하여, 피구동체(15)를 회전시키지 않고 진퇴시키거나, 리니어 모터(14)의 구동을 정지시킨 상태에서 모터(37)를 구동하여, 피구동체(15)를 진퇴시키지 않고 회전시키거나, 상기 리니어 모터(14) 및 모터(37)를 구동하여, 피구동체(15)를 회전시키면서, 전진시키거나 할 수 있다.
다만, 피구동체(15)를 진퇴시킬 때에 피구동체(15)가 회전하지 않도록, 모터(37)를 구동상태로 놓거나, 피구동체(15)를 회전시킬 때에 피구동체(15)가 진퇴하지 않도록, 리니어 모터(14)를 구동상태로 놓거나 할 수 있다. 또한, 모터(37) 및 리니어 모터(14)에 브레이크를 설치하고, 구동상태로 놓는 대신에 브레이크를 사용할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제4 실시형태에 대하여 설명한다. 다만, 제2 실시형태와 동일 구조를 가지는 것에 대해서는, 동일 부호를 부여함으로써 그 설명을 생략하고, 동일 구조를 가지는 것에 의한 발명의 효과에 대해서는 동 실시형태의 효과를 원용한다.
도 4는 본 발명의 제4 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도이다.
이 경우, 피구동체(15)를 회전시키기 위해서, 회전식의 제2 구동부로서의 서보모터 등의 전동식의 모터(57)가 장착부로서의 플랜지(40)를 통하여 후판(23)의 후단면(도면에 있어서 우단면)에, 전방(도면에 있어서 좌측)으로 돌출시켜서 장착된다. 상기 모터(57)는, 이너 로터식의 것으로서, 도시되지 않은 스테이터, 및 이 스테이터보다 지름방향 내측으로 회전 가능하게 설치된 로터를 구비하고, 스테이터의 코일에 소정의 전류, 예컨대 U상, V상 및 W상의 각 전류를 공급하면, 모터(57)를 구동할 수 있고, 구동에 수반하여, 피구동체(15)를 회전시켜서, 이동체를 회전시킬 수 있다.
이를 위해서, 상기 모터(57)의 출력축(58)이, 공간(46) 내의 중심을 전방을 향하여 뻗어 있도록 설치되고, 출력축(58)의 전단(도면에 있어서 좌단)의 외주면에, 상기 피구동체(15)의 스트로크와 동일 길이의 구동측의 전달요소로서의 스플라인(39)이 형성된다.
또한, 상기 가동자(12)와 피구동체(15)가 고정되고, 모두, 하우징체(11)에 대하여 회전 가능하게, 또한, 진퇴(도면에 있어서 좌우방향으로 이동) 가능하게 설치된다. 이를 위해서, 지지부(34)의 전단의 외주면에, 가동자(12)를 축방향 및 원주방향으로 이동 가능하게 지지하는 리니어 볼 베어링 등의 지지부재(55)가 설치된다. 또한, 상기 전판(22)의 내주면에도, 가동자(12)를 축방향 및 원주방향으로 이동 가능하게 지지하는 리니어 볼 베어링 등의 도시되지 않은 지지부재가 설치된다. 여기서, 하우징체(11)에는 가이드 레일은 설치되지 않는다. 또한, 상기 코어(26) 및 코일(27)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(32)에 의해서 제2 구동요소가 구성된다.
이 경우, 공간(46)에 모터(57)의 적어도 일부, 본 실시형태에 있어서는 모터(57)의 스테이터, 로터, 출력축(58) 등이 수용될 뿐만 아니라, 스플라인(39, 44)으로 이루어지는 회전전달부가 수용되어, 축방향에 있어서, 상기 제1 구동부로서의 통 형상의 리니어 모터(14)와 모터(57)의 스테이터, 로터, 출력축(58) 등 및 회전전달부를 오버랩시킬 수 있다. 따라서, 구동장치의 축방향 치수를 한층 작게 할 수 있어서, 구동장치를 한층 소형화할 수 있고, 구동장치의 코스트를 한층 낮게 할 수 있다.
또한, 상기 구동처리수단은, 구동처리를 행하여, 모터(57)의 구동을 정지시킨 상태에서 리니어 모터(14)를 구동하여, 피구동체(15)를 회전시키지 않고 진퇴시키거나, 리니어 모터(14)의 구동을 정지시킨 상태에서 모터(57)를 구동하여, 피구동체(15)를 진퇴시키지 않고 회전시키거나, 상기 리니어 모터(14) 및 모터(57)를 구동하여, 피구동체(15)를 회전시키면서, 진퇴시키거나 할 수 있다.
다만, 피구동체(15)를 진퇴시킬 때에 피구동체(15)가 회전하지 않도록, 모터(57)를 구동상태로 놓거나, 피구동체(15)를 회전시킬 때에 피구동체(15)가 진퇴하지 않도록, 리니어 모터(14)를 구동상태로 놓거나 할 수 있다. 또한, 모터(57) 및 리니어 모터(14)에 브레이크를 설치하여, 구동상태로 놓는 대신에 브레이크를 사용할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제5 실시형태에 대하여 설명한다. 다만, 제1 실시형태와 동일 구조를 가지는 것에 대해서는, 동일 부호를 부여함으로써 그 설명을 생략하고, 동일 구조를 가지는 것에 의한 발명의 효과에 대해서는 동 실시형태의 효과를 원용한다.
도 5는 본 발명의 제5 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도이다.
도면에 있어서, 12는 하우징체(11) 내에 있어서 축방향으로 회전 가능하고, 또한, 진퇴(도면에 있어서 좌우방향으로 이동) 가능하게 설치된 원통 형상의 가동자, 13은 상기 하우징체(11)의 내주면에 장착된 원통 형상의 고정자, 65는, 상기 가동자(12)에 고정되고, 가동자(12)와 함께, 하우징체(11)에 대하여 축방향으로 회전 가능하게, 또한, 진퇴 가능하게 설치된 피구동체이고, 상기 가동자(12)는, 상기 고정자(13)보다 지름방향 내측에 설치된 원통 형상의 코어(51), 및 이 코어(51)의 외주면에 있어서, 축방향에 있어서의 소정의 범위, 즉, 코어(26)의 축방향의 길이에 피구동체(65)의 스트로크를 더한 거리만큼의 범위에 걸쳐서 설치된 영구자석(32)을 구비한다. 여기서, 상기 코어(26) 및 코일(27)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(32)에 의해서 제2 구동요소가 구성된다.
상기 가동자(12)를 회전 가능하게, 또한, 진퇴 가능하게 지지하기 위해서, 지지부(34)의 전단(도면에 있어서 좌단)의 외주면에, 가동자(12)를 축방향 및 원주방향으로 이동 가능하게 지지하는 리니어 볼 베어링 등의 지지부재(55)가 설치된다. 또한, 상기 전판(22)의 내주면에도, 가동자(12)를 축방향 및 원주방향으로 이동 가능하게 지지하는 리니어 볼 베어링 등의 도시되지 않은 지지부재가 설치된다. 여기서, 하우징체(11)에는 가이드 레일은 설치되지 않는다.
그런데, 상기 피구동체(65)를 회전시키기 위해서, 회전식의 제2 구동부로서의 서보모터 등의 전동식의 모터(67)가 장착부로서의 플랜지(60)를 통하여 후판(23)의 후단면(도면에 있어서 우단면)에, 전방(도면에 있어서 좌측)으로 돌출시켜서 장착된다. 상기 모터(67)는 아웃터 로터식의 것으로서, 플랜지(60)로부터 전방을 향하여 돌출되어, 공간(46) 내의 중심을 뻗어 있게 된 지지축(61), 이 지지축(61)을 포위하고, 또한, 지지축(61)에 대하여 회전 가능하게 설치된 통 형상의, 또한, 중공(中空)의 출력축(68), 상기 지지축(61)의 외주면에 장착된 스테이터(62), 및 이 스테이터(62)보다 지름방향 외측에 회전 가능하게 설치된 로터(63)를 구비한다. 또한, b2, b3은 베어링이다.
상기 스테이터(62)는, 지지축(61)에 장착된 코어(59), 및 이 코어(59)에 감겨 장착된 코일(66)을 구비하고, 상기 로터(63)는 상기 출력축(68)과 겸용되는 코어, 및 이 코어에 장착된 영구자석(64)을 구비한다. 그리고 상기 코일(66)에 소정의 전류, 예컨대, U상, V상 및 W상의 각 전류를 공급하면, 모터(67)를 구동할 수 있고, 구동에 수반하여, 피구동체(65)를 회전시켜서, 이 피구동체(65)에 장착된 도시되지 않은 이동체를 회전시킬 수 있다.
이를 위해서, 상기 출력축(68)이, 상기 공간(46) 내를 전방을 향하여 뻗어 있도록 설치되고, 출력축(68)의 전단의 외주면에, 구동측 전달요소로서의 스플라인(69)이 형성된다. 한편, 상기 코어(51)의 전단부(도면에 있어서 좌단부)의 내주면에, 상기 스플라인(69)과 스플라인 맞물림하는 피구동측의 전달요소로서의 스플라인(54)이, 상기 피구동체(65)의 스트로크 이상의 길이에 걸쳐서 형성된다. 여기서, 스플라인(69, 54)에 의해서 회전전달부가 구성되고, 이 회전전달부는, 모터(67)를 구동함으로써 발생되어, 출력축(68)에 출력된 회전을 피구동체(65)에 전달함과 함께, 출력축(68)에 대한 피구동체(65)의 축방향에 있어서의 상대적인 이동을 허용한다.
이 경우, 공간(46)에 모터(67)의 적어도 일부, 본 실시형태에 있어서는 모터(67)의 지지축(61), 스테이터(62), 로터(63), 출력축(68) 등이 수용될 뿐만 아니라, 회전전달부가 수용되어, 축방향에 있어서, 상기 제1 구동부로서의 원통 형상의 리니어 모터(14)와 모터(67)의 지지축(61), 스테이터(62), 로터(63), 출력축(68) 등 및 회전전달부를 오버랩시킬 수 있다. 따라서, 구동장치의 축방향 치수를 한층 작게 할 수 있어서, 구동장치를 한층 소형화할 수 있으며, 구동장치의 코스트를 한층 낮게 할 수 있다.
또한, 상기 구동처리수단은, 구동처리를 행하여, 모터(67)의 구동을 정지시킨 상태에서 리니어 모터(14)를 구동하여, 피구동체(65)를 회전시키지 않고 진퇴시키거나, 리니어 모터(14)의 구동을 정지시킨 상태에서 모터(67)를 구동하여, 피구동체(65)를 진퇴시키지 않고 회전시키거나, 상기 리니어 모터(14) 및 모터(67)를 구동하여, 피구동체(65)를 회전시키면서, 진퇴시키거나 할 수 있다.
다만, 피구동체(65)를 진퇴시킬 때에 피구동체(65)가 회전하지 않도록, 모터(67)를 구동상태로 놓거나, 피구동체(65)를 회전시킬 때에 피구동체(65)가 진퇴하지 않도록, 리니어 모터(14)를 구동상태로 놓거나 할 수 있다. 또한, 모터(67) 및 리니어 모터(14)에 브레이크를 설치하여, 구동상태로 놓는 대신에 브레이크를 사용할 수도 있다.
본 실시형태에 있어서는, 가동자(12) 및 고정자(13)가 원통 형상으로 되고, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 원통 형상의 리니어 모터(14)가 구성되도록 되어 있지만, 가동자(12) 및 고정자(13)의 단면(斷面)을 다른 형상, 예컨대 다각형 형상으로 하여, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 통 형상, 예컨대, 다각통 형상의 리니어 모터를 구성할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제6 실시형태에 대하여 설명한다. 다만, 제5 실시형태와 동일 구조를 가지는 것에 대해서는, 동일 부호를 부여함으로써 그 설명을 생략하고, 동일 구조를 가지는 것에 의한 발명의 효과에 대해서는 동 실시형태의 효과를 원용한다.
도 6은 본 발명의 제6 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도이다.
도면에 있어서, 12는 하우징체(11) 내에 있어서 축방향으로 회전 가능하게, 또한, 진퇴(도면에 있어서 좌우방향으로 이동) 가능하게 설치된 원통 형상의 가동자, 13은 상기 하우징체(11)의 내주면에 장착된 원통 형상의 고정자, 65는, 상기 가동자(12)에 고정되고, 가동자(12)와 함께, 하우징체(11)에 대하여 축방향으로 회전 가능하고, 또한, 진퇴 가능하게 설치된 피구동체이고, 상기 가동자(12)는, 상기 고정자(13)보다 지름방향 내측에 설치된 원통 형상의 코어(71), 및 코어(71)의 외주면에 있어서, 축방향에 있어서의 소정의 범위, 즉, 코어(26)의 축방향의 길이에 피구동체(65)의 스트로크를 더한 거리만큼의 범위에 걸쳐서 설치된 영구자석(32)을 구비한다. 여기서, 상기 코어(26) 및 코일(27)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(32)에 의해서 제2 구동요소가 구성된다.
상기 가동자(12)를 회전 가능하게, 또한, 진퇴 가능하게 지지하기 위해서, 지지부(34)의 전단(도면에 있어서 좌단)의 외주면에, 가동자(12)를 축방향 및 원주방향으로 이동 가능하게 지지하는 리니어 볼 베어링 등의 지지부재(55)가 설치된다. 또한, 상기 전판(22)의 내주면에도, 가동자(12)를 축방향 및 원주방향으로 이동 가능하게 지지하는 리니어 볼 베어링 등의 도시되지 않은 지지부재가 설치된다. 여기서, 하우징체(11)에는 가이드 레일은 설치되지 않는다.
그런데, 상기 피구동체(65)를 회전시키기 위해서, 회전식의 제2 구동부로서의 서보모터 등의 전동식의 모터(77)가 장착부로서의 플랜지(60)를 통하여 후판(23)의 후단면(도면에 있어서 우단면)에, 전방(도면에 있어서 좌측)으로 돌출시켜서 장착된다. 상기 모터(77)는, 아웃터 로터식의 것으로서, 플랜지(60)로부터 전방을 향하여 돌출되고, 공간(46) 내의 중심을 뻗어 있도록 된 지지축(61), 상기 코어(71)와 겸용되고, 지지축(61)을 포위하며, 지지축(61)에 대하여 회전가능하게 설치된 통 형상의, 또한, 중공(中空)의 출력축, 상기 지지축(61)의 외주면에 장착된 스테이터(72), 및 이 스테이터(72)보다 지름방향 외측으로 회전가능하게 설치된 로터(73)를 구비한다.
상기 스테이터(72)는, 지지축(61)에 장착된 코어(59), 및 이 코어(59)에 감겨 장착된 코일(66)을 구비하고, 상기 로터(73)는, 출력축과 겸용되는 코어(71), 및 이 코어(71)에 장착된 영구자석(64)을 구비한다. 그리고, 상기 코일(66)에 소정의 전류, 예컨대, U상, V상 및 W상의 각 상의 전류를 공급하면, 모터(77)를 구동할 수 있고, 구동에 수반하여, 피구동체(65)를 회전시켜서, 상기 이동체를 회전시킬 수 있다. 여기서, 상기 스테이터(72)는, 상기 영구자석(64)의 축방향의 길이에 피구동체(65)의 스트로크를 더한 거리만큼의 범위에 걸쳐서 설치된다.
이 경우, 공간(46)에 모터(77)의 적어도 일부, 본 실시형태에 있어서는 모터(77)의 지지축(61), 스테이터(72), 로터(73) 등이 수용되어, 축방향에 있어서, 상기 제1 구동부로서의 원통 형상의 리니어 모터(14)와 모터(77)의 지지축(61), 스테이터(72), 로터(73) 등을 오버랩시킬 수 있다. 따라서, 구동장치의 축방향 치수를 한층 작게 할 수 있어서, 구동장치를 한층 소형화할 수 있고, 구동장치의 코스트를 한층 낮게 할 수 있다.
또한, 상기 구동처리수단은, 구동처리를 행하여, 모터(77)의 구동을 정지시킨 상태에서 리니어 모터(14)를 구동하여, 피구동체(65)를 회전시키지 않고 진퇴시키거나, 리니어 모터(14)의 구동을 정지시킨 상태에서 모터(77)를 구동하여, 피구동체(65)를 진퇴시키지 않고 회전시키거나, 상기 리니어 모터(14) 및 모터(77)를 구동하여, 피구동체(65)를 회전시키면서, 진퇴시키거나 할 수 있다.
다만, 피구동체(65)를 진퇴시킬 때에 피구동체(65)가 회전하지 않도록, 모터(77)를 구동상태로 놓거나, 피구동체(65)를 회전시킬 때에 피구동체(65)가 진퇴하지 않도록, 리니어 모터(14)를 구동상태로 놓거나 할 수 있다. 또한, 모터(77) 및 리니어 모터(14)에 브레이크를 설치하여, 구동상태로 놓는 대신에 브레이크를 사용할 수도 있다.
이 경우, 코어(71)와 모터(77)의 출력축이 겸용되므로, 구동장치를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라, 경량화할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 가동자(12) 및 고정자(13)가 원통 형상으로 되고, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 원통 형상의 리니어 모터(14)가 구성되도록 되어 있지만, 가동자(12) 및 고정자(13)의 단면을 다른 형상, 예컨대, 다각형 형상으로 하여, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 통 형상, 예컨대, 다각통 형상의 리니어 모터를 구성할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제7 실시형태에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 제7 실시형태에 있어서의 구동장치의 단면도이다.
도면에 있어서, 11은 원통 형상의 하우징체, 82는 이 하우징체(11) 내에 있어서 축방향으로 진퇴(도면에 있어서 좌우방향으로 이동) 가능하게 설치된 원통 형상의 가동자, 13은 상기 하우징체(11)의 내주면에 장착된 원통 형상의 고정자, 85는, 상기 가동자(82)의 전단(도면에 있어서 좌단)에 장착되고, 가동자(82)와 함께 진퇴 가능하게 설치된 피구동체이다. 가동자(82) 및 고정자(13)에 의해서 제1 구동부로서의 원통 형상의 리니어 모터(84)가 구성된다.
상기 하우징체(11)는, 원통 형상의 통 형상부(筒狀部)(21), 이 통 형상부(21)의 전단에 장착된 고리 형상의 전판(22), 및 상기 통 형상부(21)의 후단(도면에 있어서 우단)에 장착된 고리 형상의 후판(83)을 구비하고, 상기 통 형상부(21)의 축방향에 있어서의 거의 중앙의 소정 범위에 걸쳐서 상기 고정자(13)가 장착된다.
그리고 상기 가동자(82)는, 상기 고정자(13)보다 지름방향 내측에 설치된 원통 형상의 코어(81), 및 이 코어(81)의 외주면에 있어서, 축방향에 있어서의 소정의 범위, 즉, 코어(26)의 축방향의 길이에 피구동체(85)의 스트로크를 더한 거리만큼의 범위에 걸쳐서 설치된 영구자석(32)을 구비한다. 여기서, 상기 코어(26) 및 코일(27)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(32)에 의해서 제2 구동요소가 구성된다.
상기 가동자(82)를 하우징체(11)에 대하여 축방향으로 이동 가능하게 지지하기 위해서, 하우징체(11)의 원주방향에 있어서의 소정 개소에, 안내부재로서의 도시되지 않은 가이드 레일이 축방향으로 뻗어 있도록 설치되고, 상기 가동자(82)는 가이드 레일을 따라서 진퇴된다. 여기서, 상기 전판(22) 및 후판(83)의 내주면에 도시되지 않은 슬라이딩부를 설치하고, 이 슬라이딩부를 코어(81)의 외주면에 슬라이딩시키면서, 가동자(82)를 지지할 수 있다.
따라서, 상기 리니어 모터(84)를 구동함으로써 추력을 발생시켜서, 피구동체(85)를 상기 추력으로 전진(도면에 있어서 좌측 방향으로 이동)시킬 수 있다.
그런데, 상기 피구동체(85)에 가해지는 추력을 크게 하기 위해서, 직동(直動)식의 제2 구동부로서의 리니어 모터(87)가 장착부로서의 플랜지(80)에 의해서 코어(81)의 전단에 장착되고, 원통 형상의 공간(86) 내의 중심을 후방(도면에 있어서 우측)으로 뻗어 있게 된다.
상기 리니어 모터(87)는, 리니어 모터(84)와 마찬가지로, 상기 피구동체(85)와 연결된 도시되지 않은 가동자, 고정자 등을 구비하고, 상기 구동처리수단이, 상기 리니어 모터(84)와는 독립적으로 구동처리를 행하여, 고정자의 코일에 소정의 전류, 예컨대, U상, V상 및 W상의 각 전류를 공급하면, 리니어 모터(87)를 구동할 수 있고, 구동에 수반하여, 가동자 및 상기 피구동체(85)를 진퇴시킬 수 있다. 그리고, 상기 리니어 모터(84)를 정방향으로 구동함으로써, 피구동체(85)에 추력을 가할 수 있다.
여기서, 제2 구동부로서, 공간(86) 내에, 리니어 모터(87)와 마찬가지로 유압실린더, 공압실린더 등을 설치할 수도 있다. 도면에 있어서, 25는 자극 치아(磁極齒), 33은 자극(磁極)이다.
이 경우, 리니어 모터(84)는, 자계(공기)를 매개로 하여 힘을 전달하게 되어 있으므로, 각 상의 전류가 공급되지 않아, 자계가 없어지면, 가동자(82)를 자유롭게 이동시킬 수 있다. 따라서, 리니어 모터(84)에 의해서, 구동장치의 고속성 및 응답성을 높게 하고, 제어를 행하는 경우의 정밀도를 높게 할 수 있을 뿐만 아니라, 리니어 모터(87)에 의해서, 추력을 충분히 크게 할 수 있다. 그 결과, 구동장치를 고부하의 기계장치에 탑재할 수 있다.
다만, 본 실시형태에 있어서, 리니어 모터(87)의 작용원 및 반작용원 중 어느 한쪽이 상기 가동자(82)에 고정된다.
본 실시형태에 있어서는, 가동자(82) 및 고정자(13)가 원통 형상으로 되고, 가동자(82) 및 고정자(13)에 의해서 원통 형상의 리니어 모터(84)가 구성되도록 되어 있지만, 가동자(82) 및 고정자(13)의 단면을 다른 형상, 예컨대, 다각형 형상으로 하여, 가동자(82) 및 고정자(13)에 의해서 통 형상, 예컨대, 다각통 형상의 리니어 모터를 구성할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제8 실시형태에 대하여 설명한다. 다만, 제1 실시형태와 동일 구조를 가지는 것에 대해서는, 동일 부호를 부여함으로써 그 설명을 생략하고, 동일 구조를 가지는 것에 의한 효과에 대해서는 동 실시형태의 효과를 원용한다.
도 8은 본 발명의 제8 실시형태에 있어서의 구동장치의 횡단면도, 도 9는 도 8의 Ⅹ-Ⅹ 단면도이다.
도면에 있어서, 11은 다각통 형상, 본 실시형태에 있어서는, 육각통 형상의 하우징체, 12는, 이 하우징체(11) 내에 있어서 축방향으로 진퇴(도 9에 있어서 좌우방향으로 이동) 가능하게 설치되고, 열전도율이 높은 재료, 예컨대, 금속에 의해서 형성된 다각통 형상, 본 실시형태에 있어서는, 육각통 형상의 가동자, 13은 상기 하우징체(11)의 내주면에 장착된 원통 형상의 고정자, 15는, 베어링(b1)에 의해서 상기 가동자(12)에 대하여 회전 가능하게, 또한, 상기 가동자(12)와 함께 진퇴 가능하게 설치된 피구동체이고, 이 피구동체(15)에 상기 이동체가 고정된다. 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 제1 구동부로서의 다각통 형상의, 본 실시형태에 있어서는, 육각통 형상의 리니어 모터(14)가 구성된다.
상기 하우징체(11)는, 육각통 형상의 통 형상부(21), 이 통 형상부(21)의 전단(도 9에 있어서 좌단)에 장착된 고리 형상의 전판(22), 및 상기 통 형상부(21)의 후단(도 9에 있어서 우단)에 장착된 고리 형상의 후판(23)을 구비하고, 상기 통 형상부(21)의 축방향에 있어서의 거의 중앙의 소정 범위에 걸쳐서 상기 고정자(13)가 장착된다. 이 고정자(13)는, 지름방향 내측을 향하여 돌출시키고, 또한, 소정 피치로 복수(複數)의 자극 치아(磁極齒)(25)가 형성된 코어(26), 및 각 자극 치아(25)에 감겨 장착된 코일(27)을 구비하고, 상기 코어(26) 및 코일(27)에 의해서 스테이터가 구성된다. 여기서, 상기 각 자극 치아(25)는, 서로 평행하게 상기 코어(26)의 둘레방향으로 형성된다.
그리고, 상기 가동자(12)는, 상기 고정자(13)보다 지름방향 내측에 설치되고, 육각통 형상의 코어(31), 및 이 코어(31)의 외주면에 있어서, 축방향에 있어서의 소정 범위, 즉, 코어(26)의 축방향의 길이에 피구동체(15)의 스트로크를 더한 거리만큼의 범위에 걸쳐서 설치된 영구자석(32)을 구비한다. 또한, 이 영구자석(32)은, N극 및 S극의 각 자극(33)을 번갈아, 또한, 상기 자극 치아(25)와 동일 피치로 착자(着磁)시킴으로써 형성된다. 여기서, 상기 각 자극(33)은, 서로 평행하게 상기 코어(31)의 둘레방향으로 형성되고, 상기 코어(26) 및 코일(27)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(32)에 의해서 제2 구동요소가 구성된다. 상기 코어(31)는, 외주면이 6개의 직사각형의 형상을 가지는 면(sm1∼sm6)으로 이루어지고, 상기 영구자석(32)은 각 면(sm1∼sm6)에 장착된다.
그런데, 상기 리니어 모터(14)를 구동함에 수반하여, 상기 코어(31)에 전류가 공급되어, 발열한다. 그래서, 하우징체(11)의 내주면을 따라서, 상기 각 고정자(13)를 덮도록, 열전도체로서의 수지 몰드(90)가 설치된다. 수지 몰드(90)는, 열전도율이 높은 수지로 이루어지고, 성형에 의해서 형성된다. 따라서, 코어(31)에 있어서 발생된 열은, 수지 몰드(90)를 통하여 하우징체(11)에 전달되고, 이 하우징체(11)를 통하여 방열되므로, 리니어 모터(14)를 충분히 냉각할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 가동자(12) 및 고정자(13)가 육각통 형상으로 되고, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 육각통 형상의 리니어 모터(14)가 구성되도록 되어 있지만, 가동자(12) 및 고정자(13)의 단면을 다른 형상, 예컨대, 원통 형상으로 하여, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 통 형상, 예컨대, 원통 형상의 리니어 모터를 구성할 수도 있다.
상기 수지 중에 열전도율 및 절연성이 높은 재료, 예컨대, 알루미나를 첨가물로서 첨가하면, 리니어 모터(14)를 한층 효율 좋게 냉각할 수 있다.
다음으로, 구동장치를, 성형기, 예컨대, 사출성형기에 탑재된 사출장치에 적용한 경우에 대하여 설명한다. 여기서, 사출장치에 있어서, 사출시의 스크루의 이동방향을 전방으로 하고, 계량공정시의 스크루의 이동방향을 후방으로 한다.
도 10은 본 발명의 제9 실시형태에 있어서의 사출장치의 단면도이다.
도면에 있어서, 11은 원통 형상의 하우징체, 16은 이 하우징체(11)의 전단(도면에 있어서 좌단)에 장착된 실린더부재로서의 가열실린더이고, 이 가열실린더(16)의 후단(도면에 있어서 우단)의 소정 개소에 도시되지 않은 호퍼가 설치된다. 또한, 17은, 이 가열실린더(16) 내에 있어서 회전 가능하게, 또한, 진퇴(도면에 있어서 좌우방향으로 이동) 가능하게 설치된 사출부재로서의 스크루이고, 이 스크루(17)에, 나선 형상의 플라이트(18)가 형성되며, 이 플라이트(18)를 따라서 나선 형상의 홈(19)이 형성된다.
그리고, 12는 상기 하우징체(11) 내에 있어서 축방향으로 진퇴 가능하게 설치된 원통 형상의 가동자, 13은 상기 하우징체(11)의 내주면에 장착된 원통 형상의 고정자, 15는, 상기 가동자(12)에 대하여 회전 가능하게 지지되고, 상기 가동자(12)와 함께 진퇴 가능하게 설치되어, 토크 및 추력을 전달하는 토크ㆍ추력전달부재로서 기능하는 피구동체이고, 이 피구동체(15)에 상기 스크루(17)가 고정된다. 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 제1 구동부로서의, 통 형상의, 본 실시형태에 있어서는, 원통 형상의 사출용 리니어 모터(14)가 구성된다.
상기 피구동체(15)와 상기 가동자(12) 사이에 하중검출부로서의 로드셀(28)이 설치되고, 상기 피구동체(15)를 가동자(12)에 대하여 회전 가능하게 지지하기 위해서, 상기 로드셀(28)을 통하여, 가동자(12)의 전단에 베어링 지지부로서의 베어링 박스(29)가 장착되고, 이 베어링 박스(29) 내의 축방향에 있어서의 전방(도면에 있어서 좌측) 및 후방(도면에 있어서 우측)에, 제1, 제2 베어링부로서의 베어링(b11, b12)이 설치된다. 베어링(b11)은, 피구동체(15)의 외주면과 베어링 박스(29)의 내주면 사이에 설치됨에 대하여, 베어링(b12)은, 피구동체(15)의 플랜지부(36)의 후단면(도면에 있어서 우단면)과 베어링 박스(29)의 플랜지부(52)의 전단면(도면에 있어서 좌단면) 사이에 설치되어, 베어링(b12)에 의해서 스러스트 베어링이 구성된다. 여기서, 상기 로드셀(28)의 후단면의 지름방향 외측부분에 가동자(12)의 코어(31)의 전단면이, 로드셀(28)의 전단면의 지름방향 내측부분에 베어링 박스(29)의 후단면이 고정된다.
상기 하우징체(11)는, 원통 형상의 통 형상부(21), 이 통 형상부(21)의 전단에 장착된 단(段)이 있는 고리 형상의 전판(122), 및 상기 통 형상부(21)의 후단에 장착된 고리 형상의 후판(23)을 구비하고, 상기 통 형상부(21)의 축방향에 있어서의 거의 중앙의 소정 범위에 걸쳐서 상기 고정자(13)가 장착된다. 이 고정자(13)는, 지름방향 내측을 향하여 돌출시켜서, 또한, 소정 피치로 복수의 자극 치아(25)가 형성된 코어(26), 및 각 자극 치아(25)에 감겨 장착된 코일(27)을 구비한다. 여기서, 상기 각 자극 치아(25)는, 서로 평행하게 상기 코어(26)의 원주방향으로 형성된다. 또한, 상기 전판(122)은, 상기 코어(31)의 전단부(도면에 있어서 좌단부) 및 로드셀(28)을 포위하는 대경부(大徑部)(141), 및 상기 베어링 박스(29) 및 피구동체(15)를 포위하는 소경부(小徑部)(42)를 가진다.
그리고, 상기 가동자(12)는, 상기 고정자(13)보다 지름방향 내측에 설치되고, 원통 형상의 코어(31), 및 이 코어(31)의 외주면에 있어서, 축방향에 있어서의 소정 범위, 즉, 코어(26)의 축방향의 길이에 스크루(17)의 스트로크를 더한 거리만큼의 범위에 걸쳐서 설치된 영구자석(32)을 구비한다. 또한, 이 영구자석(32)은, N극 및 S극의 각 자극(33)을 번갈아, 또한, 상기 자극 치아(25)와 동일 피치로 착자시킴으로써 형성된다. 여기서, 상기 각 자극(33)은, 서로 평행하게 상기 코어(31)의 원주방향으로 형성된다. 또한, 상기 코어(26) 및 코일(27)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(32)에 의하여 제2 구동요소가 구성된다.
상기 가동자(12)를 하우징체(11)에 대하여 축방향으로 진퇴 가능하게 지지하기 위해서, 하우징체(11)의 원주방향에 있어서의 소정 개소에, 축방향의 안내부재로서의 도시되지 않은 가이드 레일이 축방향으로 뻗어 있도록 설치되고, 상기 가동자(12)는 가이드 레일을 따라서 이동된다. 또한, 상기 전판(122)의 후단의 내주면에, 또한, 가동자(12)의 전방부(도면에 있어서 좌측부)에, 제1 안내부재로서의 고리 형상의 슬라이딩부(45)가 형성됨과 함께, 상기 후판(23)의 내주 둘레로부터 전방을 향하여, 통 형상의 지지부(34)가 스크루(17)의 스트로크만큼 돌출시켜 형성되고, 상기 지지부(34)의 전단의 외주면에, 또한, 가동자(12)의 후방부(도면에 있어서 우측부)에, 제2 안내부재로서의 고리 형상의 슬라이딩부(35)가 형성된다. 상기 전판(122)은, 슬라이딩부(45)를 코어(31)의 외주면에 슬라이딩시키면서, 상기 지지부(34)는, 슬라이딩부(35)를 코어(31)의 내주면에 슬라이딩시키면서, 가동자(12)를 지지함과 함께, 가동자(12)를 고정자(13)에 대하여 위치결정한다. 이 경우, 위치결정 정밀도를 높게 하기 위해서는, 상기 지지부(34)를 후판(23)과 일체로 형성하는 것이 바람직하지만, 지지부(34)를 별개로 형성할 수도 있다. 다만, 상기 슬라이딩부(35, 45)로서 부시를 사용하거나, 윤활제를 필요로 하지 않는 자기(自己)윤활성재료를 사용하거나 할 수 있다.
이 경우, 리니어 모터(14)의 출력측, 본 실시형태에 있어서는, 가동자(12)에 있어서의 전방부에 있어서 슬라이딩부(45)에 의해 가동자(12)가 외측으로부터 지지되고, 또한, 안내되며, 리니어 모터(14)의 비(非)출력측, 본 실시형태에 있어서는, 가동자(12)에 있어서의 후방부에 있어서 슬라이딩부(35)에 의해서 가동자(12)가 내측으로부터 지지되고, 또한 안내되므로, 코어(31)를 그만큼 짧게 할 수 있다. 따라서, 리니어 모터(14)의 축방향 치수를 짧게 할 수 있다.
그런데, 상기 코일(27)에 소정 전류, 예컨대, U상, V상 및 W상의 각 전류를 공급하면, 리니어 모터(14)를 구동할 수 있고, 구동에 수반하여, 가동자(12)를 축방향으로 진퇴시켜서, 피구동체(15)를 진퇴시킬 수 있다. 다만, 상기 리니어 모터(14)를 구동하기 위해서, 도시되지 않은 제어부가 설치됨과 함께, 코일(27)에 도시되지 않은 인버터가 접속된다. 그리고 상기 제어부의 구동처리수단이, 구동처리를 행하여, 소정 구동신호를 발생시키고, 이 구동신호를 상기 인버터에 공급하면, 이 인버터는, 상기 각 상의 전류를 발생시켜서, 코일(27)에 공급한다. 이 경우, 상기 구동신호에 의해서 상기 각 상의 전류의 발생패턴을 변경하여, 리니어 모터(14)를 정방향으로 구동하여 상기 가동자(12)를 전진(도면에 있어서 좌측 방향으로 이동)시키고, 리니어 모터(14)를 역방향으로 구동하여 가동자(12)를 후퇴(도면에 있어서 우측 방향으로 이동)시킬 수 있다. 또한, 상기 가동자(12)를 전진시키는 경우에, 상기 로드셀(28)에 의해서 추력을 검출할 수 있고, 검출된 추력을 상기 제어부에 공급함으로써, 피드백 제어를 행할 수 있다.
그 결과, 상기 리니어 모터(14)를 구동함으로써 소정 추력을 발생시킬 수 있고, 이 추력을 피구동체(15)를 통하여 스크루(17)에 전달하여, 이 스크루(17)의 사출력으로 하여 사출을 행할 수 있다. 여기서, 상기 가동자(12)와 고정자(13) 사이에는, 약간의 간극이 형성되지만, 본 실시형태에 있어서는, 상기 코어(31)가 지름방향 외측에 있어서 슬라이딩부(45)에 의해서, 지름방향 내측에 있어서 슬라이딩부(35)에 의해서, 각각 위치결정되어 있으므로, 상기 간극을 극히 작게 할 수 있다. 따라서, 추력을 그만큼 크게 할 수 있다.
또한, 상기 슬라이딩부(35)가 가동자(12)에 있어서의 지름방향 내측에 설치되므로, 리니어 모터(14)와 지지부(34)를 축방향에 있어서 오버랩시킬 수 있다. 따라서, 사출장치를 소형화할 수 있다.
그런데, 상기 피구동체(15)를 회전시키기 위해서, 제2 구동부로서의 서보모터 등의 전동식의 계량용 모터(37)가 장착부로서의 플랜지(40)를 통하여 후판(23)의 후단면에, 후방으로 돌출시켜서 장착된다. 상기 모터(37)는, 이너 로터식의 것으로서, 도시되지 않은 스테이터, 및 이 스테이터보다 지름방향 내측에 회전 가능하게 설치된 로터를 구비하여, 스테이터의 코일에 소정의 전류, 예컨대, U상, V상 및 W상의 각 전류를 공급하면, 모터(37)를 구동할 수 있고, 구동에 수반하여, 피구동체(15)를 회전시켜서, 스크루(17)를 회전시킬 수 있다.
이를 위해서, 가동자(12)의 지름방향 내측에 소정의 형상, 본 실시형태에 있어서는, 원통 형상의 공간(46)이 형성되고, 상기 모터(37)의 출력축(38)이, 상기 공간(46) 내의 중심을 전방으로 뻗어 있도록 설치되고, 출력축(38)의 전단부의 외주면에, 상기 스크루(17)의 스트로크와 동일 길이의 구동측의 전달요소로서의 스플라인(39)이 형성된다. 한편, 상기 피구동체(15)는, 외주면에 상기 플랜지부(36)가 형성된 기부(基部)(50), 및 이 기부(50)의 후단으로부터 후방을 향하여 스크루(17)의 스트로크 거리만큼 돌출시켜서 형성된 통 형상의 지지부(43)를 구비하고, 이 지지부(43)의 후단의 내주면에 상기 스플라인(39)과 스플라인 맞물림하는 피구동측의 전달요소로서의 스플라인(44)이 형성된다. 여기서, 스플라인(39, 44)에 의해서 회전전달부가 구성되고, 이 회전전달부는, 모터(37)를 구동함으로써 발생되어, 출력축(38)에 출력된 회전 및 토크를 피구동체(15)에 전달하여, 스크루(17)에 전달함과 함께, 출력축(38)에 대한 피구동체(15) 및 스크루(17)의 축방향에 있어서의 상대적인 이동을 허용한다. 이 경우, 이 피구동체(15)가 회전됨에 수반하여, 베어링(b11, b12), 베어링 박스(29) 및 로드셀(28)을 통하여 가동자(12)에 회전이 전달되려 하여도, 가동자(12)는 가이드 레일에 의해서 회전하는 것이 저지된다. 즉, 가이드 레일은 회전스토퍼로서 기능한다.
다음으로, 상기 구성의 사출장치의 동작에 대하여 설명한다.
사출성형기에 있어서, 계량공정시에, 상기 구동처리수단의 계량처리수단이, 계량처리를 행하여, 모터(37)를 정방향으로 구동하면, 출력축(38)이 정방향으로 구동되어, 출력축(38)의 회전이 상기 스플라인(39, 44)을 통하여 피구동체(15)에 전달되어, 스크루(17)가 회전된다. 그에 수반하여, 상기 호퍼로부터 공급된 성형재료로서의 수지가, 상기 홈(19) 내를 용융되면서 전방으로 이동하여, 스크루(17)보다 전방에 소정 양만큼 저장된다. 그리고, 스크루(17)보다 전방에 저장된 수지에 의해서 스크루(17)가 밀려서, 스크루(17)는 후방으로 이동된다. 계속해서, 상기 가동자(12)가 후퇴한계 위치에 놓이면, 코어(26)의 전단과 영구자석(32)의 전단이 거의 동일 위치에 놓이고, 상기 스플라인(44)은 스플라인(39)의 후단에 놓인다.
또한, 사출공정시에는, 상기 구동처리수단의 사출처리수단이, 사출처리를 행하여, 리니어 모터(14)를 구동하여, 소정 추력을 발생시켜, 가동자(12)를 전진시킨다. 이에 수반하여, 피구동체(15)를 전진시켜, 스크루(17)를 전진시켜서, 스크루(17)보다 전방으로 저장된 수지를, 가열실린더(16)의 전단에 설치된 사출노즐(151)로부터 사출한다.
이와 같이, 제1 구동부로서 리니어 모터(14)가 사용되므로, 구동장치의 고속성 및 응답성을 높게 하고, 제어를 행하는 경우의 정밀도를 높게 할 수 있다. 그리고, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 원통 형상의 리니어 모터(14)가 구성되고, 상기 공간(46) 내에 모터(37)의 적어도 일부, 본 실시형태에 있어서는 출력축(38)이 수용될 뿐만 아니라, 회전전달부가 수용되어, 축방향에 있어서, 상기 리니어 모터(14)와 출력축(38) 및 회전전달부를 오버랩시킬 수 있다. 따라서, 사출장치의 축방향 치수를 작게 할 수 있어, 사출장치를 소형화할 수 있고, 사출장치의 코스트를 낮게 할 수 있다.
또한, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 통 형상의 리니어 모터(14)가 구성되므로, 지름방향 치수를 약간 크게 하기만 하면, 영구자석(32)의 면적을 충분히 크게 할 수 있다. 따라서, 리니어 모터(14)의 용량을 크게 할 수 있으므로, 리니어 모터(14)에 의해서 큰 추력을 발생시키거나, 리니어 모터(14)를 짧은 성형사이클로 연속적으로 구동하거나 할 수 있다. 그 결과, 큰 사출력으로 사출을 행하거나, 짧은 성형사이클로 성형을 행하거나 할 수 있다.
또한, 모터(37)를 스크루(17)의 회전축 상에 설치할 수 있으므로, 관성 모멘트를 작게 할 수 있다. 따라서, 구동장치의 고속성 및 응답성을 한층 높게 하거나, 제어를 행하는 경우의 정밀도를 높게 하거나 할 수 있다.
또한, 하우징체(11)에 고정자(13) 및 모터(37)가 장착되어 있으므로, 리니어 모터(14)를 구동했을 때에, 가동자(12)가 이동함에 대하여, 모터(37)는 이동하지 않는다. 따라서, 사출장치의 가동부분을 경량화하여, 관성 모멘트를 작게 할 수 있다. 그 결과, 구동장치의 고속성 및 응답성을 한층 높게 하고, 제어를 행하는 경우의 정밀도를 한층 높게 할 수 있다.
그리고, 피구동체(15)와 모터(37) 사이에 벨트, 체인 등의 회전전달계를 설치할 필요가 없고, 다이렉트 드라이브로 피구동체(15)를 회전시킬 수 있으므로, 회전을 전달함에 수반하여 발생하는 소음을 극히 작게 할 수 있다. 또한, 출력축(38)의 지름을 작게 할 수 있으므로, 관성 모멘트를 작게 할 수 있어서, 모터(37)를 구동함에 수반하여 소비되는 에너지를 작게 하여, 구동효율을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 모터(37)가 가늘고 긴 구조가 되어도, 모터(37)의 적어도 일부를 가동자(12) 내에 수용할 수 있으므로, 사출장치의 축방향 치수를 짧게 할 수 있다.
그리고, 도시되지 않은 회전검출기에 의해서 회전축 상에서 모터(37)의 회전속도를 검출할 수 있으므로, 회전검출기의 장착방법을 간소화할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 가동자(12) 및 고정자(13)가 원통 형상으로 되고, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 원통 형상의 리니어 모터(14)가 구성되도록 되어 있지만, 가동자(12) 및 고정자(13)의 단면을 다른 형상, 예컨대 다각형 형상으로 하여, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 통 형상, 예컨대, 다각통 형상의 리니어 모터를 구성할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제10 실시형태에 대하여 설명한다. 다만, 제9 실시형태와 동일 구조를 가지는 것에 대해서는, 동일 부호를 부여함으로써 그 설명을 생략하고, 동일 구조를 가지는 것에 의한 발명의 효과에 대해서는 동 실시형태의 효과를 원용한다.
도 11은 본 발명의 제10 실시형태에 있어서의 사출장치의 단면도이다.
이 경우, 피구동체(15)를 회전시키기 위해서, 제2 구동부로서의 서보모터 등의 전동식의 계량용 모터(57)가, 장착부로서의 플랜지(40)를 통하여 후판(23)의 후단면(도면에 있어서 우단면)에, 전방(도면에 있어서 좌측)으로 돌출시켜 장착된다. 상기 모터(57)는, 이너 로터식의 것으로서, 케이스(161), 이 케이스(161)에 장착된 스테이터(162), 이 스테이터(162)보다 지름방향 내측에 있어서, 베어링(b13, b4)에 의해서 케이스(161)에 대하여 회전 가능하게 설치된 로터(163), 및 이 로터(163)와 일체로 형성된 출력축(58)을 구비하고, 상기 스테이터(162)의 코일(164)에 소정 전류, 예컨대, U상, V상 및 W상의 각 전류를 공급하면, 모터(57)를 구동할 수 있고, 구동에 수반하여, 피구동체(15)를 회전시켜서, 사출부재로서의 스크루(17)를 회전시킬 수 있다.
이를 위해서, 상기 출력축(58)이, 공간(46) 내의 중심을 전방으로 뻗어 있도록 설치되고, 출력축(58)의 전단부(도면에 있어서 좌단부)의 외주면에, 상기 피구동체(15)의 스트로크와 동일 길이의 구동측의 전달요소로서의 스플라인(39)이 형성된다.
이 경우, 공간(46) 내에 모터(57)의 적어도 일부, 본 실시형태에 있어서는 모터(57)의 스테이터(162), 로터(163), 출력축(58) 등이 수용될 뿐만 아니라, 스플라인(39, 44)으로 이루어지는 회전전달부가 수용되어, 축방향에 있어서, 제1 구동부로서의 원통 형상의 사출용 리니어 모터(14)와 모터(57)의 스테이터(162), 로터(163), 출력축(58) 등 및 회전전달부를 오버랩시킬 수 있다. 따라서, 사출장치의 축방향 치수를 작게 할 수 있어, 사출장치를 소형화할 수 있고, 사출장치의 코스트를 낮게 할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 가동자(12) 및 고정자(13)가 원통 형상으로 되고, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 원통 형상의 리니어 모터(14)가 구성되도록 되어 있지만, 가동자(12) 및 고정자(13)의 단면을 다른 형상, 예컨대 다각형 형상으로 하여, 가동자(12) 및 고정자(13)에 의해서 통 형상, 예컨대, 다각통 형상의 리니어 모터를 구성할 수도 있다. 여기서, 코어(26) 및 코일(27)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(32)에 의해서 제2 구동요소가 구성된다.
그런데, 상기 제9, 제10 실시형태에 있어서는, 모터(37, 57)로서 이너 로터식의 것이 사용되도록 되어 있지만, 전동식의 계량용 모터로서 아웃터 로터식의 것을 사용할 수도 있다.
다음으로, 계량용 모터로서 아웃터 로터식의 것을 사용한 본 발명의 제11 실시형태에 대하여 설명한다. 다만, 제9 실시형태와 동일 구조를 가지는 것에 대해서는, 동일 부호를 부여함으로써 그 설명을 생략하고, 동일 구조를 가지는 것에 의한 발명의 효과에 대해서는 동 실시형태의 효과를 원용한다.
도 12는 본 발명의 제11 실시형태에 있어서의 사출장치의 단면도이다.
이 경우, 피구동체(15)를 회전시키기 위해서, 제2 구동부로서의 서보모터 등의 전동식의 계량용 모터(177)가, 장착부로서의 플랜지(70)를 통하여 후판(23)의 후단면(도면에 있어서 우단면)에, 전방(도면에 있어서 좌측)으로 돌출시켜서 장착된다. 그리고, 후판(23)의 내주 둘레로부터 전방을 향하여, 통 형상의 지지부(74)가 돌출시켜 형성되고, 이 지지부(74)의 전단의 외주면에 슬라이딩부(75)가 형성된다.
상기 모터(177)는 아웃터 로터식의 것으로서, 상기 플랜지(70)에 장착되어, 공간(46) 내를 전방을 향하여 뻗어 있게 된 지지축(76), 이 지지축(76)을 포위하고, 지지축(76)에 대하여 베어링(b5, b6)에 의해서, 또한, 지지부(74)에 대하여 베어링(b7, b8)에 의해서 회전 가능하게 설치된 통 형상의 로터(78), 상기 지지축(76)의 외주면에, 상기 로터(78)와 대향시켜서 장착된 스테이터(79), 및 상기 로터(78)의 전단(도면에 있어서 좌단)에 일체로 형성된 출력축(58)을 구비하고, 이 출력축(58)과 피구동체(15)가 스플라인(39, 44)에 의해서 스플라인 맞물림된다. 여기서, 181은 로터(78)의 후단(도면에 있어서 우단)의 외주면에 형성된 피검출부로서의 치아(齒), 182는, 이 치아(齒)(181)와 대향시켜 후판(23)에 장착되고, 상기 로터(78)의 회전속도를 검출하는 회전검출기로서의 센서이다. 여기서, 코어(26) 및 코일(27)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(32)에 의해서 제2 구동요소가 구성된다.
본 실시형태에 있어서, 상기 로터(78)는, 지지축(76) 및 지지부(74)에 대하여 회전 가능하게 설치되도록 되어 있지만, 로터(78)를 지지축(76) 및 지지부(74) 중 어느 한쪽에 대하여 회전 가능하게 설치할 수도 있다.
이와 같이, 아웃터 로터식의 모터(177)를 사용하면, 모터(177)를 구동했을 때에 발생되는 모터 토크를 크게 할 수 있다.
다음으로, 구동장치를, 성형기, 예컨대 사출성형기에 탑재된 형체장치에 적용한 경우에 대하여 설명한다. 여기서, 형체장치에 있어서, 형폐시의 가동플래튼의 이동방향을 전방으로 하고, 형개시의 가동플래튼의 이동방향을 후방으로 한다.
도 13은, 본 발명의 제12 실시형태에 있어서의 금형장치 및 형체장치의 정면도, 도 14는, 본 발명의 제12 실시형태에 있어서의 금형장치 및 형체장치의 평면도, 도 15는, 본 발명의 제12 실시형태에 있어서의 금형장치의 형체상태를 나타낸 단면도, 도 16은, 본 발명의 제12 실시형태에 있어서의 금형장치의 형개상태를 나타낸 정면도이다.
도면에 있어서, 251은 형체장치이고, 이 형체장치(251)는, 성형기, 예컨대, 사출성형기의 프레임(Fr)에 장착된 제1 고정부로서의 고정플래튼(252), 이 고정플래튼(252)과 소정 거리를 두고 설치되고, 상기 프레임(Fr)에 장착된 제2 고정부로서의 베이스 플레이트(토글 서포트)(253), 상기 고정플래튼(252)와 베이스 플레이트(253) 사이에 가설(架設)된 4개의 연결부재로서의 타이 바(254)(도면에 있어서는, 그 중 2개의 타이 바(254)만이 나타난다), 상기 고정플래튼(252)와 베이스 플레이트(253) 사이에 있어서, 각 타이 바(254)를 따라서 진퇴(도면에 있어서 좌우방향으로 이동) 가능하게 설치된 가동부로서의 가동플래튼(256), 및 이 가동플래튼(256)과 베이스 플레이트(253) 사이에 설치되고, 가동플래튼(256)을 진퇴시키기 위한 형체기구(255)를 구비한다.
상기 고정플래튼(252)에 있어서의 가동플래튼(256)과 대향하는 면에 제1 금형으로서의 고정금형(261)이, 상기 가동플래튼(256)에 있어서의 상기 고정플래튼(252)과 대향하는 면에 제2 금형으로서의 가동금형(262)이 각각 장착된다. 여기서, 고정금형(261) 및 가동금형(262)에 의해서 금형장치(263)가 구성된다.
상기 형체기구(255)는, 상기 타이 바(254)를 따라서 진퇴 가능하게 설치된 하우징체(211), 제1 구동부로서의 통 형상, 본 실시형태에 있어서는, 원통 형상의, 형체용 리니어 모터(214), 및 상기 가동플래튼(256)과 베이스 플레이트(253) 사이에 설치되고, 상기 리니어 모터(214)에 의해서 발생된 추력을 증폭하여 형체력을 발생시키는 증폭기구부로서의 토글기구(265)를 구비한다.
상기 리니어 모터(214)는, 후단(도면에 있어서 좌단)이 상기 베이스 플레이트(253)에 통 형상체(257)를 통하여 슬라이딩 가능하게 지지되고, 상기 하우징체(211)를 관통하여 전방(도면에 있어서 우측)으로 뻗는 원통 형상의 고정자(212), 상기 하우징체(211)의 내주면에 장착되고, 상기 고정자(212)를 포위하여 뻗어 있는 원통 형상의 가동자(213) 등을 구비한다.
상기 하우징체(211)는, 원통 형상의 통 형상부(221), 이 통 형상부(221)의 전단(도면에 있어서 우단)에 장착된 직사각형의 전판(222), 및 상기 통 형상부(221)의 후단에 장착된 직사각형의 후판(223)을 구비하고, 상기 통 형상부(221)의 내주면에 상기 가동자(213)가 장착되고, 상기 전판(222) 및 후판(223)에, 상기 고정자(212)를 관통시키기 위한 구멍(h1, h2)이 형성된다.
상기 가동자(213)는, 지름방향 내측을 향하여 돌출시켜서, 또한, 소정 피치로 복수의 자극 치아(225)가 형성된 코어(226), 및 각 자극 치아(225)에 감겨 장착된 코일(227)을 구비한다. 여기서, 상기 각 자극 치아(225)는, 서로 평행하게 상기 코어(226)의 원주방향으로 형성된다.
상기 코어(226)는, 한쪽 끝이 가동플래튼(256)에 장착되고, 다른쪽 끝이 베이스 플레이트(253)에 설치된 통 형상체(257)에 의해서 지지되므로, 가동플래튼(256)을 안정되게 진퇴시킬 수 있어서, 가동플래튼(256)의 직진성을 향상시킬 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 상기 코어(226)는, 하나의 통 형상의 부재에 의해서 형성되지만, 복수의 부재에 의해서 형성할 수도 있다.
그리고, 상기 고정자(212)는, 상기 가동자(213)보다 지름방향 내측에 설치되고, 가동플래튼(256)에 고정된 원통 형상의 코어(231), 및 이 코어(231)의 외주면에 있어서, 축방향에 있어서의 소정 범위, 즉, 코어(226)의 축방향의 길이에 진퇴부재로서의 크로스 헤드(271)의 스트로크를 더한 거리만큼의 범위에 걸쳐서 설치된 영구자석(232)을 구비한다. 또한, 이 영구자석(232)은, N극 및 S극의 각 자극(233)을 번갈아, 또한, 상기 자극 치아(225)와 동일 피치로 착자시킴으로써 형성된다. 여기서, 상기 각 자극(233)은, 서로 평행하게 상기 코어(231)의 원주방향으로 형성된다. 또한, 상기 코어(226) 및 코일(227)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(232)에 의해서 제2 구동요소가 구성된다.
상기 토글기구(265)는, 상기 베이스 플레이트(253)의 전단면(도면에 있어서 우단면)에 장착된 브래킷(Br1)에 대하여 핀(p1)을 통하여 요동 가능하게 설치된 토글 레버(267), 상기 가동플래튼(256)의 후단면(도면에 있어서 좌단면)에 형성된 브래킷(Br2)에 대하여 핀(p2)을 통하여, 또한, 상기 토글 레버(267)에 대하여 핀(p3)을 통하여 요동 가능하게 설치된 토글 암(268), 및 이 토글 암(268)에대하여 핀(p4)을 통하여, 또한, 상기 크로스 헤드(271)에 대하여 핀(p5)을 통하여 요동 가능하게 설치된 토글 레버(272)를 구비한다. 상기 크로스 헤드(271)는, 하우징체(211)의 소정의 개소, 본 실시형태에 있어서는, 상기 전판(222)에 장착되고, 가동자(213)와 함께 진퇴 가능하게 설치된다.
그런데, 상기 코일(227)에 소정의 전류, 예컨대, U상, V상 및 W상의 각 전류를 공급하면, 리니어 모터(214)를 구동할 수 있고, 구동에 수반하여, 가동자(213)를 진퇴시켜, 크로스 헤드(271)를 진퇴시키고, 토글기구(265)를 작동시키고, 더욱이 가동플래튼(256)을 진퇴시킬 수 있다. 이 경우, 상기 리니어 모터(214)를 구동함에 수반하여 가동자(213)에 소정 추력이 발생된다. 이 추력은, 고정자(212)와 가동자(213) 사이에 형성되는 간극이 작을수록 커진다.
여기서, 상기 리니어 모터(214)를 구동하기 위해서, 도시되지 않은 제어부가 설치됨과 함께, 코일(227)에 도시되지 않은 인버터가 접속된다. 이 경우, 소정 구동신호를 발생시켜서, 이 구동신호를 상기 인버터에 공급하면, 이 인버터는, 상기 각 상의 전류를 소정의 패턴으로 발생시켜서, 코일(227)에 공급한다. 따라서, 상기 구동신호를 제어함으로써, 리니어 모터(214)를 정방향으로 구동하거나, 역방향으로 구동하거나 할 수 있다.
이와 같이, 리니어 모터(214)를 구동하여, 크로스 헤드(271)를 진퇴시킴으로써, 금형장치(263)의 형폐, 형체 및 형개를 행할 수 있다.
그런데, 상기 고정자(212)는 원통 형상으로 되고, 고정자(212) 내에 단면이 원형인 공간(246)이 형성되고, 이 공간(246) 내에 이젝터장치(275)가 설치된다. 이 이젝터장치(275)는, 제2 구동부로서의 돌출용의, 전동식의 모터(276), 이 모터(276)를 구동함으로써 발생된 회전의 회전운동을 직진운동으로 변환하는 운동방향 변환부로서의 볼 나사(277), 이 볼 나사(277)에 연결되고, 가동플래튼(256)을 관통하여 전방으로 뻗는 복수의 이젝터 로드(278), 이 이젝터 로드(278)의 전방에 있어서, 가동금형(262) 내에 있어서 진퇴 가능하게 설치된 도시되지 않은 이젝터 핀 등을 구비한다.
이 경우, 리니어 모터(214)와, 모터(276)의 적어도 일부, 본 실시형태에 있어서는, 모터(276)의 전체, 볼 나사(277), 이젝터 로드(278)의 후방부(도면에 있어서 좌측부) 등이 축방향에 있어서 오버랩된다. 따라서, 형체장치의 축방향 치수를 작게 할 수 있어서, 형체장치를 소형화할 수 있고, 형체장치의 코스트를 낮게 할 수 있다.
다음으로, 상기 구성의 형체장치(251)의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 형폐(型閉)시에, 상기 제어부의 형폐처리수단은, 형폐처리를 행하여, 소정 구동신호를 발생시켜 리니어 모터(214)를 정방향으로 구동하면, 상기 가동자(213)가 베이스 플레이트(253)를 향하여 후퇴(도면에 있어서 좌측 방향으로 이동)된다. 이에 수반하여, 크로스 헤드(271)가 후퇴되면, 토글기구(265)가 작동되어 가동플래튼(256)이 전진(도면에 있어서 우측 방향으로 이동)되어, 금형장치(263)의 형폐가 행하여져서, 가동금형(262)이 고정금형(261)에 맞닿게 된다. 이에 수반하여, 고정금형(261)과 가동금형(262) 사이에 도시되지 않은 캐비티공간이 형성된다. 여기서, 상기 리니어 모터(214)를 구동함으로써, 가동자(213)에 추력을 발생시킬 수 있고, 이 추력은, 크로스 헤드(271)를 통하여 토글기구(265)에 전달되어, 이 토글기구(265)에 의해서 증폭된다.
이어서, 형체(型締)시에, 상기 제어부의 형체처리수단은, 형체처리를 행하여, 소정 구동신호를 발생시켜서 리니어 모터(214)를 더욱 정방향으로 구동하면, 가동자(213)에 발생하는 추력을 토글기구(265)에 의한 토글 배율로 증폭하여, 소정의 형체력을 발생시킨다. 따라서, 이 형체력으로 더욱 가동금형(262)이 고정금형(261)에 밀어 붙여져, 형체가 행하여진다. 이때, 사출장치의 사출노즐(151)(도 12)로부터 사출된 성형재료로서의 수지가 상기 캐비티공간에 충전된다.
또한, 형개(型開)시에, 상기 제어부의 형개처리수단은, 형개처리를 행하여, 리니어 모터(214)를 역방향으로 구동하여, 도 16에 나타낸 바와 같이, 가동자(213)를 전진시키고, 그에 수반하여, 크로스 헤드(271)를 전진시킴으로써, 가동플래튼(256)을 후퇴시켜서, 가동금형(262)을 고정금형(261)으로부터 분리할 수 있다. 이와 같이 하여 금형장치(263)의 형개가 행하여진다.
이와 같이, 형체장치(251)의 구동부로서 리니어 모터(214)가 사용되므로, 구동장치의 고속성 및 응답성을 높게 하거나, 제어를 행하는 경우의 정밀도를 높게 하거나 할 수 있다. 또한, 고정자(212), 가동자(213) 등에 의해서 원통 형상의 리니어 모터(214)가 구성되므로, 지름방향 치수를 약간 크게 하기만 하면, 영구자석(232)의 면적을 충분히 크게 할 수 있다. 따라서, 리니어 모터(214)의 용량을 크게 할 수 있으므로, 리니어 모터(214)에 의해서 큰 형체력을 발생시키거나, 형체장치(251)를 짧은 성형사이클로 연속적으로 구동하거나 할 수 있다. 그 결과, 형체장치(251)를 그만큼 소형화할 수 있고, 형체장치(251)의 코스트를 그만큼 작게 할 수 있다.
그리고, 리니어 모터(214)와 이젝터장치(275)의 적어도 일부, 본 실시형태에 있어서는, 모터(276)의 전체, 볼 나사(277), 이젝터 로드(278)의 후방부 등이 축방향에 있어서 오버랩되므로, 형체장치(251)의 축방향 치수를 작게 할 수 있어서, 형체장치(251)를 한층 소형화할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 고정자(212) 및 가동자(213)가 원통 형상의 형상을 가지고 있고, 고정자(212), 가동자(213) 등에 의해서 원통 형상의 리니어 모터(214)가 구성되도록 되어 있지만, 고정자(212) 및 가동자(213)의 단면을 다른 형상, 예컨대, 다각형 형상으로 하여, 고정자(212) 및 가동자(213)에 의해서 통 형상, 예컨대, 다각통 형상의 리니어 모터를 구성할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제13 실시형태에 대하여 설명한다. 다만, 제12 실시형태와 동일 구조를 가지는 것에 대해서는, 동일 부호를 부여함으로써 그 설명을 생략하고, 동일 구조를 가지는 것에 의한 발명의 효과에 대해서는 동 실시형태의 효과를 원용한다.
도 17은 본 발명의 제13 실시형태에 있어서의 금형장치의 형체(型締)상태를 나타낸 단면도이다.
이 경우, 공간(246) 내에 이젝터장치(285)가 설치된다. 이 이젝터장치(285)는, 제2 구동부로서의 돌출용의 리니어 모터(286), 이 리니어 모터(286)를 구동함으로써 진퇴(도면에 있어서 좌우방향으로 이동)되고, 가동부로서의 가동플래튼(256)을 관통하여 전방(도면에 있어서 우측)으로 뻗는 복수의 이젝터 로드(278), 이 이젝터 로드(278)의 전방에 있어서, 제2 금형으로서의 가동금형(262) 내에 있어서 진퇴 가능하게 설치된 도시되지 않은 이젝터 핀 등을 구비한다.
또한, 상기 리니어 모터(286)는, 코어(231)의 내주면에 장착된 원통 형상의 하우징체(287), 이 하우징체(287) 내에 있어서 진퇴 가능하게 설치되고, 코어(91) 및 영구자석(92)으로 이루어지는 원통 형상의 가동자(288), 상기 하우징체(287)의 내주면에 가동자(288)를 포위하여 장착된 도시되지 않은 고정자 등을 구비하고, 이 가동자(288)에 상기 이젝터 로드(278)가 연결된다.
이 경우, 제1 구동부로서의 형체용 리니어 모터(214)와, 리니어 모터(286)의 적어도 일부, 본 실시형태에 있어서는, 리니어 모터(286)의 전체, 이젝터 로드(278)의 후방부(도면에 있어서 좌방부) 등이 축방향에 있어서 오버랩되므로, 형체장치(251)(도 16)의 축방향 치수를 작게 할 수 있어서, 형체장치(251)를 소형화할 수 있다.
상기 제12, 제13 실시형태에 있어서는, 고정자(212)를 제2 고정부로서의 베이스 플레이트(253)에 고정하고, 가동자(213)를 진퇴 가능하게 설치함과 함께, 진퇴부재로서의 크로스 헤드(271)를 가동자(213)에 고정하도록 하고 있지만, 하우징체(211)를 연결부재로서의 타이 바(254)에 고정하고, 코어(226) 및 코일(227)에 의해서 고정자를 구성하고, 코어(231) 및 영구자석(232)에 의해서 가동자를 구성할 수도 있다. 그 경우, 크로스 헤드(271)는 코어(231)의 소정 개소에 장착된다.
여기서, 상기 코어(226) 및 코일(227)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(232)에 의해서 제2 구동요소가 구성된다.
다음으로, 본 발명의 제14 실시형태에 대하여 설명한다. 다만, 제12 실시형태와 동일 구조를 가지는 것에 대해서는, 동일 부호를 부여함으로써 그 설명을 생략하고, 동일 구조를 가지는 것에 의한 발명의 효과에 대해서는 동 실시형태의 효과를 원용한다.
도 18은, 본 발명의 제14 실시형태에 있어서의 금형장치 및 형체장치의 정면도, 도 19는, 본 발명의 제14 실시형태에 있어서의 금형장치의 형체(型締)상태를 나타낸 단면도이다.
이 경우, 고정자(212)가 제2 고정부로서의 베이스 플레이트(253)에 고정되고, 가동자(213)를 전진(도면에 있어서 우측 방향으로 이동)시킴으로써, 형폐가 행하여지고, 가동자(213)를 후퇴(도면에 있어서 좌측 방향으로 이동)시킴으로써 형개가 행하여진다.
이를 위해서, 증폭기구부로서의 토글기구(265)는, 가동부로서의 가동플래튼(256)의 후단면(도면에 있어서 좌단면)에 형성된 브래킷(Br11)에 대하여 핀(p11)을 통하여 요동 가능하게 설치된 토글 레버(167), 상기 베이스 플레이트(253)의 전단면(도면에 있어서 우단면)에 형성된 브래킷(Br12)에 대하여 핀(p12)을 통하여, 또한, 상기 토글 레버(167)에 대하여 핀(p13)을 통하여 요동 가능하게 설치된 토글 암(168), 및 이 토글 암(168)에 대하여 핀(p14)을 통하여, 또한, 진퇴부재로서의 크로스 헤드(271)에 대하여 핀(p15)을 통하여 요동 가능하게 설치된 토글 레버(172)를 구비한다.
또한, 상기 크로스 헤드(271)는, 하우징체(211)의 소정 개소, 본 실시형태에 있어서는, 후판(223)에 장착되고, 가동자(213)와 함께 진퇴 가능하게 설치된다.
그리고, 상기 고정자(212)는 원통 형상으로 되고, 고정자(212) 내에 단면이 원형인 공간(246)이 형성되고, 이 공간(246) 내에 이젝터장치(275)가 설치된다. 이 이젝터장치(275)는, 제2 구동부로서의 돌출용의, 전동식의 모터(276), 이 모터(276)를 구동함으로써 발생된 회전의 회전운동을 직진운동으로 변환하는 운동방향 변환부로서의 볼 나사(277), 이 볼 나사(277)에 연결되고, 가동플래튼(256)을 관통하여 전방(도면에 있어서 우측)으로 뻗는 복수의 이젝터 로드(278), 이 이젝터 로드(278)의 전방에 있어서, 제2 금형으로서의 가동금형(262) 내에 있어서 진퇴 가능하게 설치된 도시되지 않은 이젝터 핀 등을 구비한다.
상기 코어(226) 및 코일(227)에 의해서 제1 구동요소가, 영구자석(232)에 의해서 제2 구동요소가 구성된다.
다만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지에 근거하여 다양하게 변형시키는 것이 가능하고, 이들을 본 발명의 범위에서 배제하는 것은 아니다.
이 발명은, 리니어 모터를 구비한 기계장치에 이용할 수 있다.

Claims (29)

  1. ⒜ 하우징체와,
    ⒝ 이 하우징체 내에 있어서 진퇴 가능하게 설치된 가동자, 및 상기 하우징체에 장착된 고정자를 구비하여, 제1 구동부를 구성하는 통 형상의 리니어 모터와,
    ⒞ 이 리니어 모터를 구동함으로써, 상기 가동자와 함께 진퇴되는 피구동체와,
    ⒟ 상기 하우징체에 장착되고, 축방향에 있어서 상기 리니어 모터와 적어도 일부를 오버랩시켜서 설치된 제2 구동부를 가지는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 구동장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 구동부는, 원통 형상의 리니어 모터에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 구동장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 구동부는, 다각통(多角筒) 형상의 리니어 모터에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 구동장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 구동부의 출력축과 상기 피구동체의 사이에 회전전달부가 형성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 구동장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 회전전달부는, 축방향에 있어서 상기 리니어 모터와 오버랩시켜서 형성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 구동장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가동자는, 피구동체에 고정되고, 하우징체에 대하여 회전 가능하게, 또한, 진퇴 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 구동장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    ⒜ 상기 제2 구동부는, 상기 하우징체에 장착된 지지축, 및 이 지지축을 포위하는 중공(中空)의 출력축을 구비하고,
    ⒝ 상기 지지축에 스테이터가 장착되고,
    ⒞ 상기 출력축과 로터의 코어가 겸용되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 구동장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 가동자의 코어와 상기 중공의 출력축이 겸용되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 구동장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    ⒜ 상기 가동자는 코어 및 영구자석을 구비하고,
    ⒝ 상기 고정자는 코어 및 코일을 구비함과 함께,
    ⒞ 상기 고정자의 코어는 수지 몰드로 덮이는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 구동장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 수지 몰드에 도전성이 높은 첨가물이 첨가되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 구동장치.
  11. ⒜ 하우징체와,
    ⒝ 이 하우징체 내에 있어서 진퇴 가능하게 설치된 가동자, 및 상기 하우징체에 장착된 고정자를 구비하여, 제1 구동부를 구성하는 통 형상의 리니어 모터와,
    ⒞ 이 리니어 모터를 구동함으로써, 상기 가동자와 함께 진퇴되는 피구동체와,
    ⒟ 상기 가동자에 장착되고, 축방향에 있어서 상기 리니어 모터와 적어도 일부를 오버랩시켜서 설치된 직동식(直動式)의 제2 구동부를 가지는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 구동장치.
  12. ⒜ 하우징체와,
    ⒝ 이 하우징체의 전단(前端)에 장착된 실린더부재와,
    ⒞ 상기 하우징체 내에 있어서 진퇴 가능하게 설치된 가동자, 및 상기 하우징체에 장착된 고정자를 구비하여, 제1 구동부를 구성하는 통 형상의 리니어 모터와,
    ⒟ 상기 실린더부재 내에 있어서, 회전 가능하게, 또한, 진퇴 가능하게 설치되고, 상기 가동자와 연결된 사출부재와,
    ⒠ 상기 하우징체에 장착되고, 축방향에 있어서 상기 리니어 모터와 적어도 일부를 오버랩시켜서 설치된 제2 구동부를 가지는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    ⒜ 상기 가동자의 지름방향 내측에 공간이 형성되고,
    ⒝ 이 공간 내에 있어서 상기 제2 구동부의 출력축은 뻗어 있게 되는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 구동부는, 원통 형상의 리니어 모터에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 구동부는, 다각통(多角筒) 형상의 리니어 모터에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  16. 청구항 12에 있어서,
    ⒜ 상기 사출부재는, 상기 가동자에 대하여 회전 가능하게 지지된 피구동체에 연결되고,
    ⒝ 상기 제2 구동부의 출력축과 상기 피구동체 사이에 회전전달부가 형성되는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 회전전달부는, 축방향에 있어서 상기 리니어 모터와 오버랩시켜서 형성되는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 가동자와 피구동체 사이에 하중검출부가 설치되는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  19. 청구항 12에 있어서,
    상기 가동자는, 리니어 모터의 출력측에 있어서 외측으로부터 지지되고, 리니어 모터의 비(非)출력측에 있어서 내측으로부터 지지되는 것을 특징으로 하는 사출장치.
  20. ⒜ 제1 금형이 장착된 제1 고정부와,
    ⒝ 이 제1 고정부와 소정 거리를 두고 설치된 제2 고정부와,
    ⒞ 상기 제1, 제2 고정부 사이에 가설(架設)된 연결부재와,
    ⒟ 이 연결부재를 따라서 진퇴 가능하게 설치되고, 제2 금형이 장착된 가동부와,
    ⒠ 이 가동부 및 제2 고정부 중 한쪽과 연결되고, 진퇴 가능하게 설치된 가동자 및 고정자를 구비한 통 형상의 리니어 모터를 가지는 것을 특징으로 하는 형체장치.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 고정자는 상기 가동부에 고정되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
  22. 청구항 21에 있어서,
    ⒜ 상기 제2 고정부와 가동자 사이에 있어서 추력을 증폭하는 증폭기구부가 설치되고,
    ⒝ 이 증폭기구부의 진퇴부재가 상기 가동자에 고정되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
  23. 청구항 21 또는 청구항 22에 있어서,
    상기 고정자는 제2 고정부에 슬라이딩 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
  24. 청구항 20에 있어서,
    상기 고정자는 제2 고정부에 고정되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
  25. 청구항 24에 있어서,
    ⒜ 상기 가동부와 가동자 사이에 있어서 추력을 증폭하는 증폭기구부가 설치되고,
    ⒝ 이 증폭기구부의 진퇴부재가 상기 가동자에 고정되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
  26. 청구항 20, 청구항 22 또는 청구항 25에 있어서,
    상기 가동자는 연결부재를 따라서 진퇴 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
  27. 청구항 20, 청구항 22 또는 청구항 25에 있어서,
    ⒜ 상기 리니어 모터에 의해서 제1 구동부가 구성됨과 함께,
    ⒝ 이 제1 구동부와 적어도 일부를 오버랩시켜서 제2 구동부가 설치되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상가 제2 구동부는 이젝터장치에 설치되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
  29. 청구항 27에 있어서,
    상기 제2 구동부는 리니어 모터에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
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