专利名称：注射成型机的驱动装置、注射装置及合模装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及注射成型机的驱动装置、注射装置及合模装置。
背景技术：
以往，在各种机械装置中产生推力时使用油压式或电动式驱动装置。
并且，在机械装置中的成型机——例如注射成型机中用高压注射在加热缸内被加热熔融的树脂，并填充到模具装置的型腔空间内，在该型腔空间内冷却固化后成为模制品。
上述注射成型机具有模具装置、合模装置和注射装置。并且，上述模具装置具备固定模和可动模，上述合模装置具备安装有上述固定模的固定台板、安装有上述可动模的可动台板和合模机构等，通过使该合模机构动作而使可动台板及可动模进退，由此可以进行模具装置的闭模、合模和开模。并且，上述注射装置具备加热缸及旋转自如并且进退自如地设置在该加热缸内的螺杆。并且，通过使该螺杆前进从安装在加热缸顶端的注射喷嘴注射树脂，填充到模具装置内的型腔空间内。
但是，在注射装置中，有时使用用来使螺杆旋转或进退的油压式或电动式的驱动装置。
在上述油压式的驱动装置中，在螺杆的后方设置注射缸，给该注射缸的储油室供给油压，使与上述螺杆相连的活塞进退，通过这样可以使螺杆进退。或者，在上述注射缸的后方设置油压马达，该油压马达的输出轴与上述活塞相连，通过驱动上述油压马达可以使螺杆旋转。
而在电动式的驱动装置中，旋转自由地支承螺杆的压力盘(受压板)相对于支承加热缸的前板进退自由地设置，通过驱动安装到该压力盘上的电动式计量用电动机能够使螺杆旋转。并且，在上述压力盘与电动式注射用马达之间设置有滚珠丝杠，驱动上述注射用马达，通过在上述滚珠丝杠中将旋转运动变换成直线运动，可以使螺杆进退。
但是，上述油压式驱动装置由于将使螺杆旋转用的油压马达设置在螺杆的旋转轴上，因此可以减小惯性矩，而上述电动式驱动装置由于不能将用来使螺杆旋转的计量用电动机设置在螺杆的旋转轴上，因此不能减小惯性矩。因此，电动式驱动装置不能提高驱动装置的高速性和高响应特性，不能提高进行控制时的精度。
因此，可以考虑使用了线性电动机作为驱动装置的注射装置。在该注射装置中，线性电动机具有由永久磁铁构成的动子和由线圈构成的定子，通过给定子提供预定的电流使动子进退而使螺杆进退。此时，由于在永久磁铁中N极和S极各磁极交互配置，与各磁极相对应地卷绕线圈，因此可以提高驱动装置的高速性和高响应特性，提高进行控制时的精度。
并且，在上述合模装置中，有时也使用用来使可动台板进退的油压式或电动式驱动装置。
在上述油压式驱动装置中，在可动台板的后方设置合模缸，通过给该合模缸的储油室提供油压使上述可动台板进退。
而在电动式驱动装置中，驱动安装在设置于可动台板后方的肘杆支承部上的电动式合模用电动机，在滚珠丝杠中将旋转运动变换成直线运动，由此使十字头进退，通过肘节使机构可动台板进退。
但是，在上述油压式驱动装置的情况下，为了给合模缸的储油室提供油压，需要设置油压管路，将从油压泵喷出的油提供给上述储油室，在电动式驱动装置的情况下，需要在将通过驱动合模用马达产生的旋转运动变换成直线运动后利用肘节机构产生合模力，无论哪种情况都不能提高驱动装置的高速性和高响应特性，不能提高进行控制时的精度。
因此，可以考虑使用线性电动机作为驱动装置。在该合模装置中，线性电动机具有由永久磁铁构成的动子和由线圈构成的定子，如果通过给定子提供预定的电流使动子进退的话，则十字头进退，进而使可动台板进退。此时，由于在永久磁铁中N极和S极各磁极交互配置，与各磁极相对应地卷绕线圈，因此可以提高驱动装置的高速性和高响应特性，提高进行控制时的精度。
但是，在上述现有技术的驱动装置中，如果使用线性电动机，则由于线性电动机不具备减速机构，因此在将线性电动机作为驱动装置安装到作为高负荷的机械装置的注射成型机中的情况下，如果想要产生大的推力或以短的周期连续地进行驱动的话，则有必要增加线性电动机的功率。
因此，虽然为了放大线性电动机的容量，只需放大线性电动机中使用的永久磁铁的面积即可，但由于线性电动机的形状一般为平坦的，因此如果放大永久磁铁的面积，不仅线性电动机要变大，驱动装置相应地大型化，而且驱动装置的成本也相应地变高。并且，与增加永久磁铁的面积相对应，动子的重量也变大，不能充分地提高驱动装置的高速性和相应特性。
并且，在注射装置中使用了线性电动机的情况下，由于将注射用线性电动机和计量用电动机相邻地设置在同一条直线上，因此输出装置在轴向上的尺寸变大，相应地大型化了。
发明内容
本发明就是为了解决上述现有技术的驱动装置存在的问题，其目的是要提供一种能够产生大的推力、能够以短的周期连续地驱动，而且能够小型化、能够降低成本的注射成型机的驱动装置、注射装置及合模装置。
因此，本发明的注射成型机的驱动装置具备框体；具备进退自如地设置在该框体内的动子以及安装在上述框体上的定子、构成第1驱动部分的筒状线性电动机；通过驱动该线性电动机与上述动子一起进退的被驱动体；安装在上述框体上、使至少一部分在轴向上与上述线性电动机重叠地设置的第2驱动部分。
此时，由于由动子和定子构成筒状线性电动机，因此只需稍微放大径向方向上的尺寸就能够充分地放大动子的永久磁铁的面积。因此，由于能够放大线性电动机的容量，因此能够通过线性电动机产生大的推力，或者能够以短的周期连续地驱动线性电动机。结果，能够将驱动装置安装到注射成型机之类的高负荷机械装置中。
并且，由于使第2驱动部分的至少一部分在轴向上与上述线性电动机重叠，因此能够缩小驱动装置的轴向尺寸，能够使驱动装置小型化，能够降低驱动装置的成本。
并且，由于将定子和第2驱动部分安装到框体上，因此驱动线性电动机时动子移动而第2驱动部分不移动。因此能够使驱动装置的可动部分轻量化，能够减小惯性矩。结果能够进一步提高驱动装置的高速性和响应特性，能够进一步提高进行控制时的精度。
图1是本发明的第1实施方式的驱动装置的剖视图。
图2是本发明的第2实施方式的驱动装置的剖视图。
图3是本发明的第3实施方式的驱动装置的剖视图。
图4是本发明的第4实施方式的驱动装置的剖视图。
图5是本发明的第5实施方式的驱动装置的剖视图。
图6是本发明的第6实施方式的驱动装置的剖视图。
图7是本发明的第7实施方式的驱动装置的剖视图。
图8是本发明的第8实施方式的驱动装置的剖视图。
图9是图8的X-X线剖视图。
图10是本发明的第9实施方式的注射装置的剖视图。
图11是本发明的第10实施方式的注射装置的剖视图。
图12是本发明的第11实施方式的注射装置的剖视图。
图13是本发明的第12实施方式的模具装置及合模装置的主视图。
图14是本发明的第12实施方式的模具装置及合模装置的俯视图。
图15是表示本发明的第12实施方式的模具装置的合模状态的剖视图。
图16是表示本发明的第12实施方式的模具装置的开模状态的主视图。
图17是表示本发明的第13实施方式的模具装置的合模状态的剖视图。
图18是本发明的第14实施方式的模具装置及合模装置的主视图。
图19是表示本发明的第14实施方式的模具装置的合模状态的剖视图。
具体实施例方式
下面参照附图详细说明本发明的实施方式。
第1图为本发明的第1实施方式的驱动装置的剖视图。另外，此时就安装到作为机械装置的成型机中——例如注射成型机中的驱动装置进行说明。
在图中，11为圆筒状框体，12为在该框体11内沿轴向进退(图中为左右方向移动)自如地设置的圆筒状动子，13为安装到上述框体11的内周面上的圆筒状定子，15为通过轴承b1相对于上述动子12旋转自如并且与上述动子12一起进退自由地设置的被驱动体，在该被驱动体15的前方(图中左边)旋转自如并且进退自如地设置有图中没有示出的移动体。由动子12和定子13构成作为第1驱动部分的筒状的——在本实施方式中为圆筒状的线性电动机14。
上述框体11具备圆筒状的筒状部21、安装在该筒状部21的前端(图中左端)的环状前板22以及安装在上述筒状部21后端(图中右端)的环状后板23，上述定子13安装在上述筒状部21的轴向的大致中央的整个预定的范围内。该定子13具备形成有多个沿径向方向向内突出并且具有预定的间距的磁极齿25的铁芯26以及卷绕在各磁极齿25上的线圈27，上述铁芯26和线圈27构成定子。另外，上述各磁极齿25互相平行地形成在上述铁芯26的圆周方向。
并且，上述动子12具备设置在上述定子13的沿径向方向的内侧的圆筒状的铁芯31以及设置在该铁芯31的外周面上沿轴向的整个预定范围内——即设置在铁芯26的轴向的长度加上被驱动体15的行程的距离的整个范围内的永久磁铁32。该永久磁铁32通过交互地配置N极和S极的各磁极33，并且与上述磁极齿25同间距地磁化形成。另外，上述各磁极33互相平行地形成在上述铁芯31的圆周方向上。并且，上述铁芯26和线圈27构成第1驱动元件，永久磁铁32构成第2驱动元件。
为了相对于框体11沿轴向移动自由地支承上述动子12，在框体11的圆周方向的预定地方沿轴向延伸设置有作为引导构件的图中没有示出的导轨，上述动子12沿导轨移动。并且，从上述后板23的内周边缘向前突出地形成有长度与被驱动体15的行程相当的圆筒状的支承部34，上述支承部34的前端的外周面上形成有滑动部35。此时，可以使用套筒或使用不需要润滑剂的自我润滑材料作为滑动部35。上述支承部34使滑动部35在铁芯31的内周面上滑动，并且支承动子12，同时定位动子12相对于定子13的位置。此时，为了提高定位精度，希望与后板23一体地形成上述支承部34，但也可以与支承部34分开地形成。另外，也可以在上述前板22的内周面上形成滑动部，并使该滑动部在铁芯31的外周面上滑动，同时支承动子12。
如果给上述线圈27提供预定的电流——例如U相、V相及W相的各相电流的话，则能够驱动线性电动机14，随着驱动，可以使动子12沿轴向移动，使被驱动体15与该动子12一起进退。另外，为了驱动上述线性电动机14，不仅设置图中没有示出的控制部分，而且在线圈27上连接有图中没有示出的变换器。因此，当上述控制部分的驱动处理机构进行驱动处理产生预定的驱动信号，并将该驱动信号提供给上述变换器时，该变换器产生上述各相电流提供给线圈27。此时，上述驱动信号改变上述各相电流的产生图形，正方向驱动线性电动机14可以使上述动子12前进(沿图中左方向移动)，反方向驱动线性电动机14可以使动子12后退(沿图中右方向移动)。
结果，通过驱动上述线性电动机14可以产生推力，可以将该推力传递给被驱动体15。另外，虽然在上述动子12与定子13之间形成有一些间隙，但在本实施方式中，由于上述铁芯31在径向方向内侧被支承部34定位，因此能够使上述间隙极其小。因此，相应地能够放大推力。
并且，由于上述支承部34设置在动子12的径向方向的内侧，因此可以使动子12和支承部34在轴向上重叠。因此能够使驱动装置小型化。
但是，为了驱动上述被驱动体15，在后板23的后端面(图中右端面)通过作为安装部的法兰盘40向后(图中右侧)突出地安装有作为旋转式第2驱动部分的伺服电动机等电动式电动机37。上述电动机37为内部转子式电动机，具备图中没有示出的定子以及旋转自由设置在该定子的径向方向的内侧的转子，当给定子的线圈提供预定的电流——例如U相、V相及W相的各相电流时，能够驱动电动机37，随着驱动，可以使被驱动体15旋转，使螺杆旋转。
为此，在动子12内形成预定形状——本实施方式中为圆筒状的空间46，上述电动机37的输出轴38向前延伸地设置在上述空间46内的中心，在输出轴38的前端外周面上，形成有长度与上述被驱动体15的行程相等的作为驱动侧的传动元件的花键39。
而上述被驱动体15具备圆板状的根部41以及从该根部41向后突出与被驱动体15的行程相等距离地形成的筒状保持部43，在该保持部43后端的内周面上形成有作为与上述花键39花键卡合的被驱动侧的传动元件的花键44。另外，由花键39、44构成旋转传动部分，该旋转传动部分不仅将通过驱动电动机37而产生的、输出给输出轴38的旋转传递给被驱动体15，而且允许被驱动体15沿轴向相对于输出轴38相对移动。此时，随着该被驱动体15旋转，不仅通过轴承b1将旋转传递给动子12，而且通过上述导轨阻止动子12的旋转。即，导轨起阻止旋转的作用。
下面说明上述结构的驱动装置的动作。
当上述驱动处理机构沿正方向驱动电动机37时，输出轴38被沿正方向驱动，输出轴38的旋转通过上述花键39、44传递给被驱动体15，移动体旋转。
并且，上述驱动处理模制品驱动线性电动机14，产生预定的推力，使动子12前进。伴随于此，使被驱动体15前进，使移动体前进。
这样一来，由于使用线性电动机14，因此能够提高驱动装置的高速性和响应特性，能够提高进行控制时的精度。并且，由动子12和定子13构成筒状线性电动机14，上述空间46内不仅收容电动机37的至少一部分——在本实施方式中为输出轴38，而且收容花键39、44，能够使上述线性电动机14、输出轴38和旋转传动部分在轴向上重叠。因此，能够缩小驱动装置的轴向的尺寸，能够使驱动装置小型化，能够降低驱动装置的成本。
并且，由于由动子12和定子13构成筒状线性电动机14，仅需稍微放大径向尺寸就能够充分地放大永久磁铁32的面积，所以由于能够增大线性电动机14的容量，所以能够由线性电动机14产生大的推力，能够以短的周期连续地驱动线性电动机14。结果，能够将驱动装置安装到注射形成机这样的高负荷的机械装置中。
并且，由于定子13和电动机37被安装在框体11上，因此驱动线性电动机14时动子12移动，但电动机37不移动。因此，能够使驱动装置的可动部分轻量化，能够减小惯性矩。结果，能够进一步提高驱动装置的高速性和响应特性，能够进一步提高进行控制时的精度。
虽然在本实施方式中使动子12和定子13成为圆筒状，由动子12和定子13构成圆筒状的线性电动机14，但也可以使动子12和定子13的截面形状为其他形状——例如使其为多边形形状，由动子12和定子13构成筒状——例如多边形筒状的线性电动机。另外，多边形包括三角形、四边形、五边形……之类的具有多个内角的形状。
下面说明本发明的第2实施方式。另外，对于具有与第1实施方式相同结构的部件添加相同的附图标记，通过这样省略其说明，对于具有相同结构产生的发明效果沿用该实施方式的效果。
图2为本发明的第2实施方式的驱动装置的剖视图。
此时，为了旋转被驱动体15，作为旋转式第2驱动部分的伺服电动机等电动式电动机57通过作为安装部的法兰盘40向前方(图中左边)突出地安装在后板23的后端面上(图中右端面)。上述电动机57为内部转子式电动机，具备图中没有示出的定子以及旋转自由设置在该定子的径向方向的内侧的转子，当给定子的线圈提供预定的电流——例如U相、V相及W相的各相电流时，能够驱动电动机57，随着驱动，可以使被驱动体15旋转，使上述移动体旋转。
因此，上述电动机57的输出轴58向前延伸地设置在空间46内的中心，在输出轴58的前端(图中为左端)的外周面上，形成有长度与上述被驱动体15的行程相等的作为驱动侧传动元件的花键39。
此时，空间46内不仅收容有电动机57的至少一部分——本实施方式中为电动机57的定子、转子、输出轴58等，而且收容由花键39、44构成的旋转传动部分，能够使作为第1驱动部分的圆筒状的线性电动机14和电动机57的定子、转子、输出轴58等及旋转传动部分在轴向上重叠。因此能够进一步缩小驱动装置的轴向的尺寸，能够使驱动装置进一步小型化，能够进一步降低驱动装置的成本。
虽然在本实施方式中使动子12和定子13为圆筒状，由动子12和定子13构成圆筒状的线性电动机14，但也可以使动子12和定子13的截面形状为其他形状——例如使其为多边形形状，由动子12和定子13构成筒状——例如多边形筒状的线性电动机。另外，上述铁芯26和线圈27构成第1驱动元件，永久磁铁32构成第2驱动元件。
下面说明本发明的第3实施方式。另外，对于具有与第1实施方式相同结构的部件添加相同的附图标记，通过这样省略其说明，对于具有相同结构产生的发明效果沿用该实施方式的效果。
图3为本发明的第3实施方式的驱动装置的剖视图。
此时，上述动子12和被驱动体15被固定，都相对于框体11旋转自由并且进退(在图中为沿左右方向移动)自由地配置。因此，在支承部34的前端(图中为左端)的外周面设置有沿轴向及圆周方向移动自由地支承动子12的线性球轴承等支承构件55。并且，在前板22的内周面上也设置有沿轴向及圆周方向移动自由地支承动子12的线性球轴承等图中没有示出的支承构件。另外，框体11上没有设置导轨。并且，上述铁芯26和线圈27构成第1驱动元件，永久磁铁32构成第2驱动元件。
此时，上述驱动处理机构进行驱动处理，在停止了作为第2驱动部分的电动机37的驱动的状态下，驱动作为第1驱动部分的筒状的线性电动机14、使被驱动体15不旋转而进退；或者在停止了线性电动机14的驱动的状态下，驱动电动机37使被驱动体15不进退而旋转；或者驱动上述线性电动机14和电动机37使被驱动体15在旋转的同时进退。
另外，为了在使被驱动体15进退时使被驱动体15不旋转，可以将电动机37置于驱动状态，为了在使被驱动体15旋转时使被驱动体15不进退，可以将线性电动机14置于驱动状态。并且，也可以在电动机37和线性电动机14中设置制动器，使制动器起作用取代置于驱动状态。
下面说明本发明的第4实施方式。另外，对于具有与第2实施方式相同结构的部件添加相同的附图标记，通过这样省略其说明，对于具有相同结构产生的发明效果沿用该实施方式的效果。
图4为本发明的第4实施方式的驱动装置的剖视图。
此时，为了使被驱动体15旋转，作为旋转式第2驱动部分的伺服电动机等电动式电动机57通过作为安装部的法兰盘40向前方(图中左边)突出地安装在后板23的后端面上(图中右端面)。上述电动机57为内部转子式电动机，具备图中没有示出的定子以及旋转自由设置在该定子的径向方向的内侧的转子，当给定子的线圈提供预定的电流——例如U相、V相及W相的各相电流时，能够驱动电动机57，随着驱动，可以使被驱动体15旋转，使移动体旋转。
因此，上述电动机57的输出轴58向前延伸地设置在空间46内的中心，在输出轴58的前端(图中为左端)的外周面上，形成有长度与上述被驱动体15的行程相等的作为驱动侧传动元件的花键39。
并且，上述动子12和被驱动体15固定，都相对于框体11旋转自由并且进退(在图中为沿左右方向移动)自由地配置。因此，在支承部34的前端的外周面设置有沿轴向及圆周方向移动自由地支承动子12的线性球轴承等的支承构件55。并且，在上述前板22的内周面上也设置有沿轴向及圆周方向移动自由地支承动子12的线性球轴承等图中没有示出的支承构件。另外，框体11上没有设置导轨。并且，上述铁芯26和线圈27构成第1驱动元件，永久磁铁32构成第2驱动元件。
此时，空间46内不仅收容有电动机57的至少一部分——本实施方式中为电动机57的定子、转子、输出轴58等，而且收容由花键39、44构成的旋转传动部分，能够使作为第1驱动部分的圆筒状的线性电动机14和电动机57的定子、转子、输出轴58等及旋转传动部分在轴向上重叠。因此能够进一步缩小驱动装置的轴向的尺寸，能够使驱动装置进一步小型化，能够进一步降低驱动装置的成本。
并且，上述驱动处理机构进行驱动处理，在停止了电动机57的驱动的状态下，驱动线性电动机14使被驱动体15不旋转而进退；或者在停止了线性电动机14的驱动的状态下，驱动电动机57使被驱动体15不进退而旋转；或者驱动上述线性电动机14和电动机57使被驱动体15在旋转的同时进退。
另外，为了在使被驱动体15进退时使被驱动体15不旋转，可以将电动机57置于驱动状态，为了在被驱动体15旋转时使被驱动体15不进退，可以将线性电动机14置于驱动状态。并且，也可以在电动机57和线性电动机14中设置制动器，使制动器起作用取代置于驱动状态。
下面说明本发明的第5实施方式。另外，对于具有与第1实施方式相同结构的部件添加相同的附图标记，通过这样省略其说明，对于具有相同结构产生的发明效果沿用该实施方式的效果。
图5为本发明的第5实施方式的驱动装置的剖视图。
在图中，12为在该框体11内沿轴向旋转自由并且进退(图中为左右方向移动)自如地设置的圆筒状动子，13为安装到上述框体11的内周面上的圆筒状定子，65为固定在上述动子12上、与动子12一起相对于框体11沿轴向旋转自由并且进退自由地设置的被驱动体，上述动子12具备设置在上述定子13的沿径向方向的内侧的圆筒状的铁芯51以及设置在该铁芯51的外周面上沿轴向的整个预定范围内——即设置在铁芯26的轴向的长度加上被驱动体65的行程的距离的整个范围内的永久磁铁32。另外，上述铁芯26和线圈27构成第1驱动元件，永久磁铁32构成第2驱动元件。
为了旋转自由并且进退自由地支承上述动子12，在支承部34的前端(图中左端)的外周面设置有沿轴向及圆周方向移动自由地支承动子12的线性球轴承等的支承构件55。并且，在上述前板22的内周面上也设置有沿轴向及圆周方向移动自由地支承动子12的线性球轴承等图中没有示出的支承构件。另外，框体11上没有设置导轨。
但是，为了使上述被驱动体65旋转，作为旋转式第2驱动部分的伺服电动机等电动式电动机67通过作为安装部的法兰盘60向前方(图中左边)突出地安装在后板23的后端面上(图中右端面)。上述电动机67为外部转子式电动机，具备从法兰盘60向前突出、沿空间46内的中心延伸的支承轴61，包围该支承轴61并且相对于支承轴61旋转自由地设置的筒状并且中空的输出轴68，安装在上述支承轴61的外周面上的定子62，以及旋转自由地设置在该定子62的径向方向的外面的转子63。并且，b2、b3为轴承。
上述定子62具备安装在支承轴61上的铁芯59以及卷绕在该铁芯59上的线圈66，上述转子63具备与上述输出轴68兼用的铁芯以及安装在该铁芯上的永久磁铁64。于是，当给上述线圈66提供预定的电流——例如U相、V相及W相的各相电流时，能够驱动电动机67，随着驱动，可以使被驱动体65旋转，使安装在该被驱动体65上的图中没有示出的移动体旋转。
因此，上述输出轴68向前延伸地设置在空间46内的中心上，在输出轴68的前端的外周面上，形成有作为驱动侧传动元件的花键69。而上述铁芯51的前端(图中左端)的内周面上沿上述被驱动体65的行程以上的长度形成作为与上述花键69花键卡合的被驱动侧的传动元件的花键54。另外，花键69、54构成旋转传动部分，该旋转传动部分不仅将通过驱动电动机67产生的、输出给输出轴68的旋转传递给被驱动体65，而且允许被驱动体65沿轴向相对于输出轴68相对移动。
此时，空间46内不仅收容有电动机67的至少一部分——本实施方式中为电动机67的支承轴61、定子62、转子63、输出轴58等，而且收容旋转传动部分，能够使作为上述第1驱动部分的圆筒状的线性电动机14和电动机67的支承轴61、定子62、转子63、输出轴68等及旋转传动部分在轴向上重叠。因此能够进一步缩小驱动装置的轴向的尺寸，能够使驱动装置进一步小型化，能够进一步降低驱动装置的成本。
并且，上述驱动处理机构进行驱动处理，在停止了电动机67的驱动的状态下，驱动线性电动机14使被驱动体65不旋转而进退；或者在停止了线性电动机14的驱动的状态下，驱动电动机67使被驱动体65不进退而旋转；或者驱动上述线性电动机14和电动机67使被驱动体65在旋转的同时进退。
另外，为了在使被驱动体65进退时使被驱动体65不旋转，可以将电动机67置于驱动状态，为了在使被驱动体65旋转时使被驱动体65不进退，可以将线性电动机14置于驱动状态。并且，也可以在电动机67和线性电动机14中设置制动器，使制动器起作用取代置于驱动状态。
虽然在本实施方式中使动子12和定子13为圆筒状，由动子12和定子13构成圆筒状的线性电动机14，但也可以使动子12和定子13的截面形状为其他形状——例如使其为多边形形状，由动子12和定子13构成筒状——例如多边形筒状的线性电动机。
下面说明本发明的第6实施方式。另外，对于具有与第5实施方式相同结构的部件添加相同的附图标记，通过这样省略其说明，对于具有相同结构产生的发明效果沿用该实施方式的效果。
图6为本发明的第6实施方式的驱动装置的剖视图。
在图中，12为在该框体11内沿轴向旋转自由并且进退(图中为左右方向移动)自如地设置的圆筒状动子，13为安装到上述框体11的内周面上的圆筒状定子，65为固定在上述动子12上、与动子12一起相对于框体11沿轴向旋转自由并且进退自由地设置的被驱动体，上述动子12具备设置在上述定子13的沿径向方向的内侧的圆筒状的铁芯71以及设置在该铁芯71的外周面上沿轴向的整个预定范围内——即设置在铁芯26的轴向的长度加上被驱动体65的行程的距离的整个范围内的永久磁铁32。另外，上述铁芯26和线圈27构成第1驱动元件，永久磁铁32构成第2驱动元件。
为了旋转自由并且进退自由地支承上述动子12，在支承部34的前端(图中左端)的外周面设置有沿轴向及圆周方向移动自由地支承动子12的线性球轴承等支承构件55。并且，在前板22的内周面上也设置有沿轴向及圆周方向移动自由地支承动子12的线性球轴承等图中没有示出的支承构件。另外，框体11上没有设置导轨。
但是，为了使上述被驱动体65旋转，作为旋转式第2驱动部分的伺服电动机等电动式电动机77通过作为安装部的法兰盘60向前方(图中左边)突出地安装在后板23的后端面上(图中右端面)。上述电动机77为外部转子式电动机，具备从法兰盘60向前突出、沿空间46内的中心延伸的支承轴61，与上述铁芯71兼用、包围支承轴61并且相对于支承轴61旋转自由地设置的筒状并且中空的输出轴，安装在上述支承轴61的外周面上的定子72，以及旋转自由地设置在该定子72的径向方向的外面的转子73。
上述定子72具备安装在支承轴61上的铁芯59以及卷绕在该铁芯59上的线圈66，上述转子73具备与输出轴兼用的铁芯71以及安装在该铁芯71上的永久磁铁64。于是，当给上述线圈66提供预定的电流——例如U相、V相及W相的各相电流时，能够驱动电动机77，随着驱动，可以使被驱动体65旋转，使上述移动体旋转。另外，上述定子72沿上述永久磁铁64的轴向的长度加上被驱动体65的行程的距离的整个范围设置。
此时，空间46内不仅收容有电动机77的至少一部分——本实施方式中为电动机77的支承轴61、定子72、转子73等，能够使作为上述第1驱动部分的圆筒状的线性电动机14和电动机77的支承轴61、定子72、转子73等在轴向上重叠。因此能够进一步缩小驱动装置的轴向的尺寸，能够使驱动装置进一步小型化，能够进一步降低驱动装置的成本。
并且，上述驱动处理机构进行驱动处理，在停止了电动机77的驱动的状态下，驱动线性电动机14使被驱动体65不旋转而进退；或者在停止了线性电动机14驱动的状态下，驱动电动机77使被驱动体65不进退而旋转；或者驱动上述线性电动机14和电动机77使被驱动体65在旋转的同时进退。
另外，为了在使被驱动体65进退时使被驱动体65不旋转，可以将电动机77置于驱动状态，为了在使被驱动体65旋转时使被驱动体65不进退，可以将线性电动机14置于驱动状态。并且，也可以在电动机77和线性电动机14中设置制动器，使制动器起作用取代置于驱动状态。
此时，由于铁芯71与电动机77的输出轴被兼用，因此不仅能够使驱动装置小型化，而且还能够使其轻量化。
虽然在本实施方式中使动子12和定子13成为圆筒状，由动子12和定子13构成圆筒状的线性电动机14，但也可以使动子12和定子13的截面形状为其他形状——例如使其为多边形形状，由动子12和定子13构成筒状——例如多边形筒状的线性电动机。
下面说明本发明的第7实施方式。
图7为本发明的第7实施方式的驱动装置的剖视图。
在图中，11为圆筒状的框体，82为在该框体11内沿轴向进退(图中为左右方向移动)自如地设置的圆筒状动子，13为安装到上述框体11的内周面上的圆筒状的定子，85为安装在上述动子82前端(图中左端)上、与动子82一起进退自由地设置的被驱动体。上述动子82和定子13构成作为第1驱动部分的圆筒状的线性电动机84。
上述框体11具备圆筒状的筒状部21、安装在该筒状部21的前端上的环状前板22以及安装在上述筒状部21的后端(图中右端)上的环状后板83，上述定子13安装在上述筒状部21的轴向的大致中央的预定范围内。
并且，上述动子82具备设置在上述定子13的沿径向方向的内侧的圆筒状的铁芯81以及设置在该铁芯81的外周面上沿轴向的整个预定范围内——即设置在铁芯26的轴向的长度加上被驱动体85的行程的距离的整个范围内的永久磁铁32。另外，上述铁芯26和线圈27构成第1驱动元件，永久磁铁32构成第2驱动元件。
为了沿轴向相对于框体11移动自由地支承上述动子82，在框体11的圆周方向的预定位置沿轴向延伸地设置有作为引导构件的图中没有示出的导轨，上述动子82沿导轨进退。另外，在上述前板22及后板83的内周面上设置图中没有示出的滑动部，可以使该滑动部在铁芯81的外周面上滑动的同时支承动子82。
但是，通过驱动上述线性电动机84而产生推力，由上述推力可以使上述被驱动体85前进(向图中左方向移动)。
但是，为了放大施加在上述被驱动体85上的推力，作为直动式第2驱动部分的线性电动机87通过作为安装部的法兰盘80安装在铁芯81的前端，在圆筒状的空间86内的中心向后(图中右方向)延伸。
上述线性电动机87与上述线性电动机84一样，具备与上述被驱动体85相连的图中没有示出的动子、定子等，上述驱动处理机构与上述线性电动机84独立地进行驱动处理，当给定子线圈提供预定的电流——例如U相、V相及W相的各相电流时，能够驱动述线性电动机87，随着驱动，可以使动子和上述被驱动体85进退。由于，通过沿正方向驱动上述线性电动机84可以给被驱动体85施加推力。
另外，作为第2驱动部分，可以与上述线性电动机87同样地在空间86内设置油压缸或气压缸等。在图中，25为磁极齿，33为磁极。
此时，由于线性电动机84以磁场(空气)为媒介传递力，因此不供给各相电流，当磁场消失时，可以使动子82自由移动。因此，不仅可以通过线性电动机84提高驱动装置的高速性和响应特性，提高进行控制时的精度，而且可以通过线性电动机87使推力足够大。结果，可以将驱动装置安装到高负荷的机械装置中。
另外，在本实施方式中，线性电动机87的作用源以及反作用源中的任一个被固定在上述动子82上。
虽然在本实施方式中使动子82和定子13成为圆筒状，由动子82和定子13构成圆筒状的线性电动机84，但也可以使动子82和定子13的截面形状为其他形状——例如使其为多边形形状，由动子82和定子13构成筒状——例如多边形筒状的线性电动机。
下面说明本发明的第8实施方式。另外，对于具有与第1实施方式相同结构的部件添加相同的附图标记，通过这样省略其说明，对于具有相同结构产生的发明效果沿用该实施方式的效果。
图8为本发明的第8实施方式的驱动装置的横截面图，图9为图8的X-X剖视图。
图中，11为多边形筒状——本实施方式中为六边形筒状框体，12为沿轴向进退(图9中沿左右方向移动)自由地配置在该框体11内的、用热传导率高的材料例如金属形成的多边形筒状——本实施方式中为六边形筒状的动子，13为安装到上述框体11的内周面上的圆筒状定子，15为用轴承b1相对于上述动子12旋转自由并且与上述动子12共同进退地设置的被驱动体，上述移动体固定在该被驱动体15上。动子12和定子13构成作为第1驱动部分的多边形筒状——在本实施方式中为六边形筒状的线性电动机14。
上述框体11具备六边形筒状的筒状部21、安装在该筒状部21的前端(图9中左端)的环状前板22以及安装在上述筒状部21后端(图9中右端)的环状后板23，上述定子13被安装在上述筒状部21的轴向的大致中央的整个预定的范围内。该定子13具备形成有多个沿径向方向向内突出并且具有预定的间距的磁极齿25的铁芯26以及卷绕在各磁极齿25上的线圈27，上述铁芯26和线圈27构成定子。另外，上述各磁极齿25互相平行地形成在上述铁芯26的圆周方向。
并且，上述动子12具备设置在上述定子13的沿径向方向的内侧的六边形筒状的铁芯31以及设置在该铁芯31的外周面上沿轴向的整个预定范围内——即设置在铁芯26的轴向的长度加上被驱动体15的行程的距离的整个范围内的永久磁铁32。该永久磁铁32通过交互地配置N极和S极的各磁极33，并且与上述磁极齿25同间距地磁化形成。另外，上述各磁极33互相平行地形成在上述铁芯31的圆周方向上，上述铁芯26和线圈27构成第1驱动元件，永久磁铁32构成第2驱动元件。上述铁芯31由6个形状为矩形的外周面sm1～sm6构成，上述永久磁铁32安装在各个面sm1～sm6上。
但是，随着驱动上述线性电动机14，上述铁芯31中被供给电流而发热。因此，沿框体11的内周面覆盖上述各定子13地设置作为热传导体的树脂模制品90。树脂模制品90由热传导率高的树脂构成，通过成型形成。因此，铁芯31中产生的热量通过树脂模制品90传递给框体11，通过该框体11散热，因此能够充分地冷却线性电动机14。
虽然在本实施方式中使动子12和定子13成为六边形筒状，由动子12和定子13构成六边形筒状的线性电动机14，但也可以使动子12和定子13的截面形状为其他形状——例如使其为圆筒形状，由动子12和定子13构成筒状，例如圆筒状的线性电动机。
如果在上述树脂中添加热传导率及绝缘性高的材料，例如氧化铝作为添加物的话，则能够效率更好地冷却线性电动机14。
下面说明将驱动装置安装到成型机——例如注射成型机中的注射装置中时的情况。另外，在注射装置中，将注射时螺杆的移动方向作为前方，计量工序时的螺杆的移动方向作为后方。
图10为本发明的第9实施方式中的注射装置的剖视图。
图中，11为圆筒状的框体，16为作为安装到该框体11的前端(图中为左端)上的缸部件的加热缸，在该加热缸16的后端(图中右端)的预定位置设置有图中没有示出的料斗。并且，17为旋转自由并且进退(沿图中左右方向移动)自由地设置到该加热缸16内的作为注射构件的螺杆，该螺杆17上形成有螺旋状的刮板18，沿该刮板18形成螺旋状的沟槽19。
并且，12为沿轴向进退自由地设置在上述框体11内的圆筒状动子，13为安装到上述框体11的内周面上的圆筒状定子，15为相对于上述动子12旋转自由地被支承、与上述动子12一起进退自由地配置，起传递扭矩和推力的扭矩/推力传递部件的作用的被驱动体，上述螺杆17固定在该被驱动体15上。由动子12和定子13构成作为第1驱动部分的筒状——本实施方式中为圆筒状的注射用线性电动机14。
在上述被驱动体15与上述动子12之间设置作为负载检测部分的负载传感器28，为了相对于动子12旋转自由地支承上述被驱动体15，作为轴承支承部的轴承箱29通过上述负载传感器28被安装到动子12的前端，在该轴承箱29内的轴向的前方(图中左方)和后方(图中右方)设置有作为第1、第2轴承部分的轴承b11、b12。轴承b11设置在被驱动体15的外周面与轴承箱29的内周面之间，而轴承b12设置在被驱动体15的法兰盘部36的后端面(图中右端面)与轴承箱29的法兰盘部52的前端面(图中左端面)之间，轴承b12构成推力轴承。另外，动子12的铁芯31的前端面固定在上述负载传感器28的后端面的径向方向的外侧部分上，轴承箱29的后端面固定在负载传感器28的前端面的径向方向的内侧部分上。
上述框体11具备圆筒状的筒状部21、被安装在该筒状部21的前端的带台阶的环状前板122以及安装在上述筒状部21后端的环状后板23，上述定子13被安装在上述筒状部21的轴向的大致中央的整个预定的范围内。该定子13具备形成有多个沿径向方向向内突出并且具有预定的间距的磁极齿25的铁芯26以及卷绕在各磁极齿25上的线圈27。另外，上述各磁极齿25互相平行地形成在上述铁芯26的圆周方向。并且，上述前板122具有包围上述铁芯31的前端(图中左端)以及负载传感器(ロ一ドセル)28的粗径部141，以及包围上述轴承箱29和被驱动体15的细径部42。
并且，上述动子12具备设置在上述定子13的沿径向方向的内侧的圆筒状的铁芯31以及设置在该铁芯31的外周面上沿轴向的整个预定范围内——即设置在铁芯26的轴向的长度加上螺杆17的行程的距离的整个范围内的永久磁铁32。该永久磁铁32通过交互地配置N极和S极的各磁极33，并且与上述磁极齿25同间距地磁化而形成。另外，上述各磁极33互相平行地形成在上述铁芯31的圆周方向上。并且，上述铁芯26和线圈27构成第1驱动元件，永久磁铁32构成第2驱动元件。
为了相对于框体11沿轴向移动自由地支承上述动子12，在框体11的圆周方向的预定地方沿轴向延伸设置有作为轴向的引导构件的图中没有示出的导轨，上述动子12沿导轨移动。并且，在上述前板122的后端内周面上动子12的前方部位(图中左边部位)形成作为第1引导构件的环状滑动部45，从上述后板23的内周边缘向前突出地形成有长度与螺杆17的行程相等的圆筒状的支承部34，上述支承部34的前端的外周面上动子12的后方部位(图中右边部位)形成有作为第2引导构件的环状滑动部35。上述前板122使滑动部45在铁芯31的外周面上滑动，同时上述支承部34使滑动部35在铁芯31的内周面上滑动，支承动子12，同时定位动子12相对于定子13的位置。此时，为了提高定位精度，希望与后板23一体地形成上述支承部34，但也可以与支承部34分开地形成。另外，可以使用套筒或使用不需要润滑剂的自我润滑材料作为上述滑动部35、45。
此时，由于动子12在线性电动机14的输出侧——本实施方式中为动子12的前方部位被滑动部45从外侧支承并且被引导，动子12在线性电动机14的非输出侧——本实施方式中为动子12的后方部位被滑动部35从内侧支承并被引导，因此可以使铁芯31相应缩短。因此，能够缩短线性电动机14的轴向的尺寸。
但是，如果给上述线圈27提供预定的电流——例如U相、V相及W相的各相电流的话，则能够驱动线性电动机14，随着驱动，可以使动子12沿轴向进退，使被驱动体15进退。另外，为了驱动上述线性电动机14，不仅设置图中没有示出的控制部分，而且在线圈27上连接有图中没有示出的变换器(インバ一タ)。因此，当上述控制部分的驱动处理机构进行驱动处理，产生预定的驱动信号，并将该驱动信号提供给上述变换器时，该变换器产生上述各相电流提供给线圈27。此时，上述驱动信号改变上述各相电流的发生模式，正方向驱动线性电动机14可以使上述动子12前进(沿图中左方向移动)，反方向驱动线性电动机14可以使动子12后退(沿图中右方向移动)。并且，在上述动子12前进时，可以用上述负载传感器28检测推力，将检测到的推力提供给上述控制部分，进行反馈控制。
结果，通过驱动上述线性电动机14可以产生预定的推力，通过被驱动体15将该推力传递给螺杆17，能够作为该螺杆17的注射力进行注射。另外，虽然在上述动子12与定子13之间形成一些间隙，但在本实施方式中，由于上述铁芯31在径向方向的外面被滑动部45定位，在径向方向的里面被滑动部35定位，因此能够使上述间隙极其小。因此，相应地能够放大推力。
并且，由于上述滑动部35设置在动子12的径向方向的内侧，因此可以使线性电动机14和支承部34在轴向上重叠。因此能够使驱动装置小型化。
但是，为了使上述被驱动体15旋转，在后板23的后端面通过作为安装部的法兰盘40向后突出地安装有作为第2驱动部分的伺服电动机等电动式计量用的电动机37。上述电动机37为内部转子式电动机，具备图中没有示出的定子以及旋转自由设置在该定子的径向方向的内侧的转子，当给定子的线圈提供预定的电流——例如U相、V相及W相的各相电流时，能够驱动电动机37，随着驱动，可以使被驱动体15旋转，使螺杆17旋转。
为此，在动子12的径向方向的内侧形成预定形状——本实施方式中为圆筒状的空间46，上述电动机37的输出轴38向前延伸地设置在上述空间46内的中心，在输出轴38的前端外周面上，形成有长度与上述螺杆17的行程相等的作为驱动侧传动元件的花键39。而上述被驱动体15具备在外周面上形成有上述法兰盘部36的根部50以及从该根部50的后端向后突出与螺杆17的行程相等的距离形成的筒状保持部43，在该保持部43后端的内周面上形成有作为与上述花键39花键结合的被驱动侧的传动元件的花键44。另外，由花键39、44构成旋转传动部分，该旋转传动部分不仅将通过驱动电动机37产生的、输出给输出轴38的旋转和扭矩传递给被驱动体15和螺杆17，而且允许被驱动体15和螺杆17沿轴向相对于输出轴38相对移动。此时，随着使该被驱动体15旋转，不仅旋转通过轴承b11、b12、轴承箱29及负载传感器28传递给动子12，而且通过上述导轨阻止动子12的旋转。即，导轨起阻止旋转的作用。
下面说明上述结构的驱动装置的动作。
在注射成型机中，计量工序时上述驱动处理机构的计量处理单元进行计量处理，当沿正方向驱动电动机37时，输出轴38被沿正方向驱动，输出轴38的旋转通过上述花键39、44而传递给被驱动体15，螺杆17旋转。伴随于此，从上述料斗供给的作为成型材料的树脂在熔融的同时沿上述沟槽19移动到前方，在螺杆17的前方留下预定的量。然后，留在螺杆17前面的树脂推挤螺杆17，使螺杆17向后移动。接着，当上述动子12处于后退极限位置时，铁芯26的前端于永久磁铁32的前端处于大致相同的位置，上述花键44处于花键39的后端。
并且，在注射工序时，上述驱动处理机构的注射处理单元进行注射处理，驱动线性电动机14，产生预定的推力，使动子12前进。伴随于此，使被驱动体15前进，螺杆17前进，从设置在加热缸16的前端的注射喷嘴151中注射留在螺杆17前方的树脂。
这样一来，由于使用线性电动机14作为第1驱动部分，因此能够提高驱动装置的高速性和响应特性，能够提高进行控制时的精度。并且，由动子12和定子13构成筒状线性电动机14，上述空间46内不仅收容电动机37的至少一部分——在本实施方式中为输出轴38，而且收容旋转传动部分，能够使上述线性电动机14、输出轴38和旋转传动部分在轴向上重叠。因此，能够缩小驱动装置的轴向的尺寸，能够使驱动装置小型化，能够降低驱动装置的成本。
并且，由于由动子12和定子13构成筒状线性电动机14，仅需稍微放大径向方向的尺寸就能够充分地缩小永久磁铁32的面积。因此能够放大线性电动机14的功率，所以能够由线性电动机14产生大的推力，能够以短的成形周期连续地驱动线性电动机14。结果，能够以大的注射力进行注射，能够以短的成型周期进行成型。
并且，由于将电动机37设置在螺杆17的旋转轴上，因此能够减小惯性矩。因此能够进一步提高驱动装置的高速性和响应特性，能够进一步提高进行控制时的精度。
并且，由于将定子13和电动机37安装在框体11上，因此驱动线性电动机14时动子12移动，但电动机37不移动。因此，能够使驱动装置的可动部分轻量化，能够减小惯性矩。结果，能够进一步提高驱动装置的高速性和响应特性，能够进一步提高进行控制时的精度。
并且，由于不必在被驱动体15与电动机37之间设置传动带或链等旋转传动系统，用直接驱动就能够使被驱动体15旋转，因此能够使传递旋转产生的噪音极小。并且，由于能够减小输出轴38的直径，因此能够减小惯性矩，能够减小驱动电动机37所消耗的能够，能够提高驱动效率。
而且，即使电动机37为细长的结构，也能够将电动机37的至少一部分收容到动子12内，能够缩短注射装置的轴向尺寸。
并且，由于能够用图中没有示出的旋转检测器在旋转轴上检测电动机37的转速，因此能够使旋转检测器的安装方法简化。
虽然在本实施方式中使动子12和定子13成为圆筒状，由动子12和定子13构成圆筒状的线性电动机14，但也可以使动子12和定子13的截面形状为其他形状——例如使其为多边形形状，由动子12和定子13构成筒状——例如多边形筒状的线性电动机。
下面说明本发明的第10实施方式。另外，对于具有与第9实施方式相同结构的部件添加相同的附图标记，通过这样省略其说明，对于具有相同结构产生的发明效果沿用该实施方式的效果。
图11为本发明的第10实施方式的注射装置的剖视图。
此时，为了使被驱动体15旋转，作为第2驱动部分的伺服电动机等电动式计量用电动机57通过作为安装部的法兰盘40向前方(图中左边)突出地安装在后板23的后端面上(图中右端面)。上述电动机57为内部转子式电动机，具备壳体161，安装在该壳体161上的定子162，用轴承b13、b4相对于壳体161旋转自由地设置在该定子162的径向方向的内侧的转子163，以及与该转子163一体地形成的输出轴58，当给定子162的线圈164提供预定的电流——例如U相、V相及W相的各相电流时，能够驱动电动机57，随着驱动，可以使被驱动体15旋转，使作为注射部件的螺杆17旋转。
因此，上述输出轴58向前延伸地设置在空间46内的中心上，在输出轴58的前端(图中为左端)的外周面上，形成有长度与上述被驱动体15的行程相等的作为驱动侧传动元件的花键39。
此时，空间46内不仅收容有电动机57的至少一部分——本实施方式中为电动机57的定子162、转子163、输出轴58等，而且收容由花键39、44构成的旋转传动部分，能够使作为第1驱动部分的圆筒状的注射用线性电动机14和电动机57的定子162、转子163、输出轴58等及旋转传动部分在轴向上重叠。因此能够进一步缩小注射装置的轴向的尺寸，能够使注射装置进一步小型化，能够进一步降低注射装置的成本。
虽然在本实施方式中使动子12和定子13成为圆筒状，由动子12和定子13构成圆筒状的线性电动机14，但也可以使动子12和定子13的截面形状为其他形状——例如使其为多边形形状，由动子12和定子13构成筒状——例如多边形筒状的线性电动机。另外，上述铁芯26和线圈27构成第1驱动元件，永久磁铁32构成第2驱动元件。
虽然在第9、第10实施方式中用内部转子式电动机作为电动机37、57，但也可以使用外部转子式电动机作为电动式计量用电动机。
下面说明使用了外部转子式电动机作为计量用电动机的本发明的第11实施方式。另外，对于具有与第9实施方式相同结构的部件添加相同的附图标记，通过这样省略其说明，对于具有相同结构产生的发明效果沿用该实施方式的效果。
图12为本发明的第11实施方式的注射装置的剖视图。
此时，为了使被驱动体15旋转，作为第2驱动部分的伺服电动机等电动式计量用电动机177通过作为安装部的法兰盘70向前方(图中左边)突出地安装在后板23的后端面上(图中右端面)。并且从后板23的内周边缘向前突出地形成筒状支承部74，在该支承部74的前端外周面上形成滑动部75。
上述电动机177为外部转子式电动机，具备安装在上述法兰盘70上，在空间46内向前延伸的支承轴76；包围该支承轴76并且用轴承b5、b6相对于支承轴76旋转自由地设置，用轴承b7、b8相对于支承部74旋转自由地设置的筒状转子78；与上述转子78相对地安装在上述支承轴76的外周面上的定子79；以及一体地形成在上述转子78的前端(图中左端)上的输出轴58，该输出轴58与被驱动体15通过花键39、44花键结合。另外，181为形成在转子78的后端(图中右端)的外周面上的作为被检测部的齿，182为与该齿181相对地安装在后板23上、作为检测上述转子78的旋转速度的旋转检测器的传感器。另外，铁芯26和线圈27构成第1驱动元件，永久磁铁32构成第2驱动元件。
虽然在本实施方式中上述转子78相对于支承轴76和支承部74旋转自由地配置，但也可以相对于支承轴76和支承部74中的任一个旋转自由地配置转子78。
如果这样使用外部转子式电动机177的话，则能够放大驱动了电动机177时产生的电动机扭矩。
下面说明将驱动装置安装到成型机——例如注射成型机中的合模装置中时的情况。另外，在合模装置中，将合模时可动台板的移动方向作为前方，开模时可动台板的移动方向作为后方。
图13为本发明的第12实施方式中的模具装置及合模装置的主视图，图14为本发明的第12实施方式中的模具装置及合模装置的俯视图，图15为表示本发明的第12实施方式中的模具装置的合模状态的剖视图，图16为表示本发明的第12实施方式中的模具装置的开模状态的主视图。
图中，251为合模装置，该合模装置251具备安装到成型机——例如注射成型机的框Fr上的作为第1固定部分的固定台板252；离开该固定台板252预定的距离设置的、安装在上述框Fr上的作为第2固定部分的基板(肘杆支承)253；架设在上述固定台板252与基板253之间的4根作为连接部件的拉杆254(图中仅表示了其中的2根拉杆254)；沿各拉杆254进退(图中为沿左右方向移动)自由地设置在上述固定台板252与基板253之间的、作为可动部分的可动台板256；以及设置在该可动台板256与基板253之间的、用来使可动台板256进退的合模机构255。
在上述固定台板252的与可动台板256相对的面上安装有作为第1模具的固定模261，在上述可动台板256的与上述固定台板252相对的面上安装有作为第2模具的可动模262。另外，由固定模261和可动模262构成模具装置263。
上述合模机构255具备沿上述拉杆254进退自由地设置的框体211，作为第1驱动部分的筒状——本实施方式中为圆筒状的合模用线性电动机214，以及设置在上述可动台板256与基板253之间、将上述线性电动机214产生的推力增强、作为产生合模力的放大机构的肘节机构265。
上述线性电动机214具备后端(图中为左端)通过筒状体257滑动自由地支承在上述基板253上、贯穿上述框体211向前(图中右方)延伸的圆筒状定子212，以及安装在上述框体211的内周面上、包围上述定子212延伸的圆筒状的动子213等。
上述框体211具备圆筒状的筒状部221、安装在该筒状部221的前端(图中右端)的矩形前板222以及安装在上述筒状部221后端的矩形后板223，上述动子213安装在上述筒状部221的内周面上，上述前板222及后板223上形成有用来让上述定子212贯穿的孔h1、h2。
上述动子213具备形成有多个沿径向方向向内突出并且具有预定的间距的磁极齿225的铁芯226以及卷绕在各磁极齿225上的线圈227。另外，上述各磁极齿225互相平行地形成在上述铁芯226的圆周方向。
由于上述铁芯226由一端安装在可动台板256上、另一端设置在基板253上的筒状体257支承着，因此能够使可动台板256稳定地进退，能够提高可动台板256的直线前进性。虽然在本实施方式中上述铁芯226由一个筒状部件形成，但也可以用多个部件来形成。
并且，上述定子212具备设置在上述动子213的径向方向的内侧的、固定在可动台板256上的圆筒状的铁芯231以及设置在该铁芯231的外周面上沿轴向的整个预定范围内——即设置在铁芯226的轴向的长度加上作为进退部件的十字头271的行程的距离的整个范围内的永久磁铁232。该永久磁铁232通过交互地配置N极和S极的各磁极233，并且与上述磁极齿225同间距地磁化而形成。另外，上述各磁极233互相平行地形成在上述铁芯231的圆周方向上。并且，上述铁芯226和线圈227构成第1驱动元件，永久磁铁232构成第2驱动元件。
上述肘节机构265具备通过销钉p1摆动自如地设置在安装于上述基板253的前端面(图中右端面)上的托架Br1上的肘节杆267，通过销钉p2摆动自如地设置在形成于上述可动台板256的后端面(图中左端面)上的托架Br2上、并且通过销钉p3摆动自如地设置在上述肘节杆267上的肘节臂268，以及通过销钉p4摆动自如地设置在该肘节臂268上、并且通过销钉p5摆动自如地设置在上述十字头271上的肘节杆272。上述十字头271安装在框体211的预定位置——本实施方式中为上述前板222上、与动子213一起进退自如地设置。
但是，如果给上述线圈227提供预定的电流——例如U相、V相及W相的各相电流的话，则能够驱动线性电动机214，随着驱动，可以使动子213进退，使十字头271进退，使肘节机构265动作，进而使可动台板256进退。此时，随着上述线性电动机214的驱动，在动子213上产生预定的推力。定子212与动子213之间形成的间隙越小，该推力越大。
另外，为了驱动上述线性电动机214，不仅设置图中没有示出的控制部分，而且在线圈227上连接有图中没有示出的变换器。因此，当产生预定的驱动信号，并将该驱动信号提供给上述变换器时，该变换器以预定的图形产生上述各相电流提供给线圈227。因此，通过控制上述驱动信号可以正方向驱动线性电动机214或反方向驱动线性电动机214。
通过这样驱动线性电动机214使十字头271进退，能够进行模具装置263的闭模、合模和开模。
但是，上述定子212为圆筒状，在定子212内形成截面为圆形的空间246，在该空间246内设置喷射装置275。该喷射装置275具备作为第2驱动部分的顶出用电动式电动机276，作为将通过驱动该电动机276产生的旋转的旋转运动变换成直线运动的运动方向变换部分的滚珠丝杠277，与该滚珠丝杠277相连、贯穿可动台板256向前延伸的多根喷射杆278，进退自如地设置在该喷射杆278的前方可动模262内的图中没有示出的喷射销等。
此时，线性电动机214、电动机276的至少一部分——本实施方式中为电动机276的全部、滚珠丝杠277和喷射杆278的后部(图中左边部分)等在轴向上重叠。因此，能够缩小合模装置的轴向的尺寸，能够使合模装置小型化，能够降低合模装置的成本。
下面说明上述结构的合模装置251的动作。
首先，闭模时上述控制部分的闭模处理机构进行闭模处理，产生预定的驱动信号沿正方向驱动线性电动机214，使上述动子213向基板253后退(图中向左移动)。伴随于此，十字头271后退，肘节机构265动作使可动台板256前进(图中向右移动)，模具装置263进行闭模，可动模262与固定模261相抵接。伴随于此，在固定模261与可动模262之间形成图中没有示出的型腔空间。另外，通过驱动上述线性电动机214，能够在动子213上产生推力，该推力通过十字头271传递给肘节机构265，被该肘节机构265增强。
接着，合模时上述控制部分的合模处理机构进行合模处理，产生预定的驱动信号继续进一步沿正方向驱动线性电动机214，用肘节机构265以肘节倍率增强动子213上产生的推力，产生预定的合模力。因此该合模力使可动模262进一步压在固定模261上，进行合模。此时，从注射装置的注射喷嘴151(图12)注射的作为成型材料的树脂被填充到上述型腔空间内。
并且，在开模时上述控制部分的开模处理机构进行开模处理，沿反方向驱动线性电动机214，如图16所示那样使动子213前进，伴随于此，通过使十字头271前进，使可动台板256后退，可以使可动模262离开固定模261。这样进行模具装置263的开模。
这样一来，由于使用线性电动机214作为合模装置251的驱动部，因此能够提高驱动装置的高速性和响应特性，能够提高进行控制时的精度。并且，由于由定子212和动子213等构成筒状线性电动机214，因此仅需稍微放大径向方向的尺寸就能够充分地放大永久磁铁232的面积。因此能够放大线性电动机214的容量，所以能够由线性电动机214产生大的合模力，能够以短的成型周期连续地驱动合模装置251。结果，能够相应地使合模装置251小型化，能够相应地降低合模装置251的成本。
并且，由于线性电动机214和喷射装置275的至少一部分——在本实施方式中为电动机276的全部、滚珠丝杠277、喷射杆278的后部等在轴向方重叠，因此，能够缩小合模装置的轴向的尺寸，能够进一步使合模装置小型化。
虽然在本实施方式中使定子212和动子213为圆筒状，由定子212和动子213等构成圆筒状的线性电动机214，但也可以使定子212和动子213的截面形状为其他形状——例如使其为多边形形状，由定子212和动子213构成筒状——例如多边形筒状的线性电动机。
下面说明本发明的第13实施方式。另外，对于具有与第12实施方式相同结构的部件添加相同的附图标记，通过这样省略其说明，对于具有相同结构产生的发明效果沿用该实施方式的效果。
图17为表示本发明的第13实施方式中的模具装置的合模状态的剖视图。
此时，空间246内设置有喷射装置285。该喷射装置285具备作为第2驱动部分的顶出用线性电动机286，通过驱动该线性电动机286进退(图中沿左右方向移动)、贯穿作为可动部分的可动台板256向前(图中右方向)延伸的多根喷射杆278，进退自如地设置在该喷射杆278的前方作为第2模具的可动模262内的图中没有示出的喷射销等。
并且，上述线性电动机286具备安装在铁芯231的内周面上的圆筒状的框体287，进退自如的设置在该框体287内、由铁芯91和永久磁铁92构成的圆筒状动子288，包围动子288地安装在上述框体287的内周面上的图中没有示出的定子等；上述喷射杆278与该动子288相连。
此时，作为第1驱动部分的合模用线性电动机214、线性电动机286的至少一部分——本实施方式中为线性电动机286的全部和喷射杆278的后部(图中左边部分)等在轴向上重叠。因此，能够缩小合模装置251(图16)的轴向的尺寸，能够使合模装置251小型化。
虽然在上述第12、第13实施方式中将定子212固定在作为第2固定部分的基板253上，进退自如地设置动子213，并且将作为进退部件的十字头271固定在动子213上，但也可以将框体211固定在作为连接部件的拉杆254上，由铁芯226和线圈227构成定子，由铁芯231和永久磁铁232构成动子。此时，十字头271安装在铁芯231的预定地方。
另外，由上述铁芯226和线圈227构成第1驱动元件，永久磁铁232构成第2驱动元件。
下面说明本发明的第14实施方式。另外，对于具有与第12实施方式相同结构的部件添加相同的附图标记，通过这样省略其说明，对于具有相同结构产生的发明效果沿用该实施方式的效果。
图18为表示本发明的第14实施方式中的模具装置以及合模装置的主视图。图19为表示本发明的第14实施方式中的模具装置的合模状态的剖视图。
此时，定子212固定在作为第2固定部分的基板253上，通过使动子213前进(图中向右方向移动)进行闭模，通过使动子213后退(图中向左方向移动)进行开模。
因此，作为放大机构的肘节机构265具备通过销钉p11摆动自如地设置在形成于作为可动部分的可动台板256的后端面(图中左端面)上的托架Br11上的肘节杆167，通过销钉p12摆动自如地设置在形成于上述基板253的前端面(图中右端面)上的托架Br12上、并且通过销钉p13摆动自如地设置在上述肘节杆167上的肘节臂168，以及通过销钉p14摆动自如地设置在该肘节臂168上、并且通过销钉p15摆动自如地设置在作为进退部件的十字头271上的肘节杆172。
并且，上述十字头271安装在框体211的预定位置——本实施方式中为上述后板223上、与动子213一起进退自如地设置。
并且，上述定子212为圆筒状，在定子212内形成截面为圆形的空间246，在该空间246内设置喷射装置275。该喷射装置275具备作为第2驱动部分的顶出用电动式电动机276，作为将通过驱动该电动机276产生的旋转的旋转运动变换成直线运动的运动方向变换部分的滚珠丝杠277，与该滚珠丝杠277相连、贯穿可动台板256向前(图中右方向)延伸的多根喷射杆278，进退自如地设置在该喷射杆278的前方作为第2模具的可动模262内的图中没有示出的喷射销等。
由上述铁芯226和线圈227构成第1驱动元件，永久磁铁232构成第2驱动元件。
本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的宗旨可以作种种变形，这些并不排除在本发明的范围之外。
工业应用本发明可以用于具备线性电动机的机械装置中。
权利要求
1.一种注射成型机的驱动装置，其特征在于，具有(a)框体；(b)具备进退自如地设置在该框体内的动子、以及安装在上述框体上的定子，构成第1驱动部分的筒状的线性电动机；(c)通过驱动该线性电动机而与上述动子一起进退的被驱动体；(d)安装在上述框体上，使至少一部分在轴向上与上述线性电动机重叠地设置的第2驱动部分。
2.如权利要求1所述的注射成型机的驱动装置，其中，上述第1驱动部分由圆筒状的线性电动机构成。
3.如权利要求1所述的注射成型机的驱动装置，其中，上述第1驱动部分由多边形筒状的线性电动机构成。
4.如权利要求1所述的注射成型机的驱动装置，其中，在上述第2驱动部分的输出轴与上述被驱动体之间形成有旋转传动部分。
5.如权利要求4所述的注射成型机的驱动装置，其中，上述旋转传动部分在轴向上与上述线性电动机重叠地形成。
6.如权利要求1所述的注射成型机的驱动装置，其中，上述动子固定在被驱动体上，相对于框体旋转自如并且进退自如地设置着。
7.如权利要求6所述的注射成型机的驱动装置，其中，(a)上述第2驱动部分具备安装在上述框体上的支承轴以及包围该支承轴的中空的输出轴；(b)定子被安装在上述支承轴上；(c)兼用上述输出轴与转子的铁芯。
8.如权利要求7所述的注射成型机的驱动装置，其中，兼用上述动子的铁芯与上述中空的输出轴。
9.如权利要求1所述的驱动装置，其中，(a)上述动子具备铁芯和永久磁铁；(b)上述定子具备铁芯和线圈；(c)并且，上述定子的铁芯用树脂模制品覆盖。
10.如权利要求9所述的注射成型机的驱动装置，其中，上述树脂模制品中添加有导电性高的添加物。
11.一种注射成型机的驱动装置，其特征在于，具有(a)框体；(b)具备进退自如地设置在该框体内的动子、以及安装在上述框体上的定子，构成第1驱动部分的筒状的线性电动机；(c)通过驱动该线性电动机而与上述动子一起进退的被驱动体；(d)安装在上述动子上，使至少一部分在轴向上与上述线性电动机重叠地设置的直动式的第2驱动部分。
12.一种注射装置，其特征在于，具有(a)框体；(b)安装在该框体的前端的缸部件；(c)具备进退自如地设置在上述框体内的动子以及安装在上述框体上的定子，构成第1驱动部分的筒状的线性电动机；(d)旋转自如并且进退自如地设置在上述缸部件内，与上述动子相连接的注射部件；(e)安装在上述框体上，使至少一部分在轴向上与上述线性电动机重叠地设置的第2驱动部分。
13.如权利要求12所述的注射装置，其中，(a)在上述动子的径向内侧形成空间；(b)上述第2驱动部分的输出轴在该空间内延伸。
14.如权利要求12所述的注射装置，其中，上述第1驱动部分由圆筒状的线性电动机构成。
15.如权利要求12所述的注射装置，其中，上述第1驱动部分由多边形筒状的线性电动机构成。
16.如权利要求12所述的注射装置，其中，(a)上述注射部件与旋转自如地支承在上述动子上的被驱动体相连结；(b)在上述第2驱动部分的输出轴与上述被驱动体之间形成有旋转传动部分。
17.如权利要求16所述的注射装置，其中，上述旋转传动部分在轴向上与上述线性电动机重叠地形成。
18.如权利要求16所述的注射装置，其中，在上述动子与被驱动体之间设置有负载检测部分。
19.如权利要求12所述的注射装置，其中，上述动子在线性电动机的输出侧从外侧被支承，在线性电动机的非输出侧从内侧被支承。
20.一种合模装置，其特征在于，具备(a)安装有第1模具的第1固定部分；(b)离开该第1固定部分预定的距离设置的第2固定部分；(c)架设在上述第1、第2固定部分之间的连接部件；(d)沿该连接部件进退自如地设置的、安装有第2模具的可动部分；(e)与该可动部分和第2固定部分中的一个相连接、具备进退自如地设置的动子和定子的筒状的线性电动机。
21.如权利要求20所述的合模装置，其中，上述定子固定在上述可动部分上。
22.如权利要求21所述的合模装置，其中，(a)在上述第2固定部分与动子之间设置有放大推力的放大机构；(b)该放大机构的进退部件被固定在上述动子上。
23.如权利要求21或22所述的合模装置，其中，上述定子滑动自如地支承在第2固定部分上。
24.如权利要求20所述的合模装置，其中，上述定子固定在第2固定部分上。
25.如权利要求24所述的合模装置，其中，(a)在上述可动部分与动子之间设置有放大推力的放大机构；(b)该放大机构的进退部件被固定在上述动子上。
26.如权利要求20、22或25所述的合模装置，其中，上述动子沿连接部件进退自如地设置。
27.如权利要求20、22或25所述的合模装置，其中，(a)由上述线性电动机构成第1驱动部分；并且，(b)使至少一部分与该第1驱动部分重叠地设置有第2驱动部分
28.如权利要求27所述的合模装置，其中，上述第2驱动部分被设置在喷射装置上。
29.如权利要求27所述的合模装置，其中，上述第2驱动部分由线性电动机构成。
全文摘要
本发明提供一种能够产生大的推力、能够以短的周期连续地驱动的注射成型机的驱动装置。具有框体(11)；具备进退自如地设置在框体(11)内的动子(12)以及安装在框体(11)上的定子(13)、构成第1驱动部分的筒状线性电动机(14)；与动子(12)一起进退的被驱动体(15)；安装在框体(11)上并且使至少一部分在轴向上与线性电动机(14)重叠地设置的第2驱动部分。其中，仅需稍微放大径向尺寸就能够充分地放大动子(12)的永久磁铁(23)的面积，从而能够放大线性电动机(14)的容量。
文档编号B29C45/66GK1756639SQ20048000596
公开日2006年4月5日 申请日期2004年3月4日 优先权日2003年3月4日
发明者金野武司, 德井洋介 申请人:住友重机械工业株式会社