JP2016055330A - 射出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性を向上させることができる射出装置を提供すること。【解決手段】ダイカストマシン１０は、射出プランジャ１５に金属材料を射出させる射出シリンダ１６と、射出シリンダ１６に作動油を供給して射出プランジャ１５によって射出を実行させる射出モジュールＵ１と、射出シリンダ１６に作動油を供給して射出プランジャ１５による増圧を補助する増圧モジュールＵ２とを含む。射出モジュールＵ１は、作動用サーボモータＭ１で駆動され、増圧モジュールＵ２は蓄圧用サーボモータＭ２で駆動される。【選択図】図１

Description

本発明は、成形材料を型部内に射出、充填し、さらに増圧させる射出装置に関する。

型部内に成形材料を射出し、充填することによって所望の製品を成形する装置として射出装置が知られている。そして、近時の射出装置では、例えば、特許文献１の射出装置のように、電動機を用いて射出シリンダを駆動している。特許文献１の射出装置は、射出シリンダを駆動する増速シリンダ及び増圧シリンダを備え、増速シリンダ及び増圧シリンダは並列に接続されている。増速シリンダのピストン及び増圧シリンダのピストンは、電動機であるモータ、ボールネジ、及びナットを介して同期して駆動される。

また、射出シリンダのボトム室と増速シリンダのボトム室との間に設けたチェックバルブ及び流量調整回路により、単一のモータの駆動で、射出シリンダを増速シリンダ及び増圧シリンダの両方で高速で駆動することができるとともに、射出シリンダを増圧シリンダのみで高圧で駆動することができる。このように電動機を用いて射出シリンダを駆動することで、緻密な速度制御及び圧力制御が可能になる。

ところで、射出装置は、一般的に、高速工程及び増圧工程の２工程によって作動させている。すなわち、射出装置は、射出の初期段階においては、成形サイクルの短縮の観点から比較的高速で射出プランジャを前進させる。その後、射出装置は、成形品のヒケをなくすために、射出プランジャの前進する方向の力によりキャビティ内の成形材料を増圧する。電動機の駆動力によって射出装置に増圧工程を作動させるものとして、例えば特許文献２に開示の射出装置（ダイカストマシン）が挙げられる。

図６に示すように、特許文献２に開示の電動射出ダイカストマシン８０は、電動機としての射出用電動サーボモータ８１を備えるとともに、この射出用電動サーボモータ８１の回転を直線運動に変換する運動変換機構８２を備える。そして、電動射出ダイカストマシン８０では、射出用電動サーボモータ８１の駆動力（回転エネルギー）を運動変換機構８２で直線運動に変換し、この直線運動に連動してプランジャチップ８３を前進させる。すると、射出スリーブ８４内の可塑状の金属が金型キャビティ８５内へ射出されるようになっている。

また、電動射出ダイカストマシン８０は、射出用電動サーボモータ８１に動力補給クラッチ８６を介して連係されたエネルギー変換機構８７を備える。このエネルギー変換機構８７は、アキュムレータ８８と、エネルギー変換器８９と、このアキュムレータ８８とエネルギー変換器８９との間に介装された流量制御弁（図示せず）とから構成されており、射出用電動サーボモータ８１の駆動力（回転エネルギー）をアキュムレータ８８に蓄圧する。

さらに、電動射出ダイカストマシン８０は、動力補給クラッチ８６のＯＮ・ＯＦＦ制御を行う制御機構９０を備える。この制御機構９０は、動力補給クラッチ８６を制御して、射出用電動サーボモータ８１の駆動力（回転エネルギー）の伝達先をエネルギー変換機構８７又は運動変換機構８２に切り替える。

そして、電動射出ダイカストマシン８０による成形品の製造では、まず、射出用電動サーボモータ８１の回転エネルギーをエネルギー変換機構８７を介してアキュムレータ８８に蓄圧しておく。その後、射出用電動サーボモータ８１の回転エネルギーを運動変換機構８２を介してプランジャチップ８３の前進動作に変換し、そのプランジャチップ８３によって金型キャビティ８５への可塑状の金属の射出が行われる。次に、増圧工程が行われる。増圧工程では、射出用電動サーボモータ８１の駆動力に、アキュムレータ８８の蓄圧がエネルギー変換機構８７を介して補給される。

特開２０１４−５９７号公報 特開２０００−８４６５４号公報

ところが、特許文献２の電動射出ダイカストマシン８０では、射出用電動サーボモータ８１の駆動力（回転エネルギー）をアキュムレータ８８に予め蓄圧しておき、その後、射出用電動サーボモータ８１の駆動力（回転エネルギー）によってプランジャチップ８３を前進させ、可塑状の金属を金型キャビティ８５内へ充填する。このため、電動射出ダイカストマシン８０では、アキュムレータ８８の蓄圧と、金型キャビティ８５への金属の充填とを、射出用電動サーボモータ８１を用いて別々に行う必要があり、生産性が低いという問題がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、生産性を向上させることができる射出装置を提供することにある。

上記問題点を解決するための射出装置は、射出プランジャにより成形材料を型部内に射出、充填し、さらに増圧させる射出装置であって、射出プランジャに前記成形材料を射出させる射出シリンダと、前記射出シリンダに作動油を供給して前記射出プランジャによって射出を実行させる射出モジュールと、前記射出シリンダに作動油を供給して前記射出プランジャによる増圧を補助する増圧モジュールとを含み、前記射出モジュールは、前記射出シリンダに作動油を給排する作動用シリンダと、作動用電動機と、該作動用電動機によって回転する作動用ボールネジと、前記作動用シリンダと連結され、かつ前記作動用電動機の回転エネルギーを前記作動用ボールネジを介して直線運動に変換する作動用ナットと、を有し、前記増圧モジュールは、前記射出シリンダに接続された圧縮油収容部と、蓄圧用電動機と、該蓄圧用電動機によって回転する蓄圧用ボールネジと、前記蓄圧用電動機の回転エネルギーを前記蓄圧用ボールネジを介して直線運動に変換する蓄圧用ナットと、前記蓄圧用ナットに連結され、前記圧縮油収容部に収容された作動油を圧縮する圧縮部材と、前記圧縮油収容部と前記射出シリンダとを繋ぐ経路上に位置する開閉弁と、を有することを要旨とする。

これによれば、増圧では、増圧モジュールにより蓄圧された圧力を射出シリンダに供給し、増圧を補助する。このため、例えば、射出モジュールだけで増圧を行う場合と比べると、所望する高圧の射出圧に到達するまでの時間を短縮することができる。

このような射出装置において、増圧モジュールは、射出モジュールの駆動源とは別の蓄圧用電動機を備える。このため、蓄圧用電動機によって、射出モジュールの作動中でも独立して増圧モジュールに蓄圧することができる。よって、例えば、射出モジュールと増圧モジュールが共通の駆動源で駆動される場合のように、射出モジュールの作動油供給中は、増圧モジュールの蓄圧が行えないということが無くなる。言い換えると、射出モジュールによる作動油供給と並行して、増圧モジュールの蓄圧を行うことができ、射出装置による成形品の生産性を向上させることができる。

また、射出装置について、前記圧縮油収容部は、前記圧縮部材としてのピストンを含む蓄圧用シリンダのボトム室と、前記蓄圧用シリンダによって作動油が収容される収容室とを含む。

これによれば、蓄圧用シリンダのピストンを駆動することにより、蓄圧用シリンダのボトム室の容積を減少させ、作動油を圧縮して収容室に収容することができる。また、例えば、蓄圧用シリンダだけで、増圧のために必要な作動油を収容する容積を確保する場合と比べると、収容室を有する分だけ、蓄圧用シリンダのシリンダ長さを短くすることができる。

また、射出装置について、前記収容室は、蓄圧タンクであってもよい。
これによれば、蓄圧タンクは作動油を直接圧縮して収容することができ、収容室としてアキュムレータを使用する場合と比べて、蓄圧に必要な作動油量が少なくて済む。

また、射出装置について、前記射出モジュールは、前記増圧を実行させる増圧用シリンダを含み、該増圧用シリンダは、前記作動用電動機、前記作動用ボールネジ、及び前記作動用ナットを介して駆動されるとともに、前記増圧用シリンダのシリンダ径は、前記作動用シリンダのシリンダ径より小さいものでもよい。

これによれば、射出モジュールによる作動油供給では、作動用シリンダによって、射出シリンダにおける高速な射出が可能になり、増圧用シリンダにより増圧が可能になる。

本発明によれば、生産性を向上させることができる。

実施形態の射出装置を示す模式図。 高速工程及び蓄圧工程における射出装置の作動状態を示す模式図。 増圧工程における射出モジュールの作動状態を示す模式図。 増圧工程における蓄圧モジュールの作動状態を示す模式図。 射出シリンダの作動パターンを示す模式図。 背景技術を示す図。

以下、射出装置をダイカストマシンに具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示す射出装置としてのダイカストマシン１０は、型部を構成する固定金型１１と可動金型１２によって形成されるキャビティ１３内に、溶融した成形材料としての金属材料（例えば、アルミニウム）を射出し、充填する装置である。型部内に射出された成形材料は、凝固後に取り出されることにより、所望の成形品となる。なお、固定金型１１と可動金型１２は、図示しない型締装置により、型部の開閉及び型締めがなされる。

ダイカストマシン１０は、射出シリンダ１６を有し、この射出シリンダ１６のピストンロッド１６ａの先端には射出プランジャ１５が連結されている。射出シリンダ１６は射出プランジャ１５を駆動する。射出プランジャ１５を駆動すると、キャビティ１３に連通する射出スリーブ１４内に供給された金属材料がキャビティ１３に押し出される。

射出シリンダ１６には、作動油を給排する作動用シリンダ２３及び増圧用シリンダ２４が配管を介して連結されている。具体的には、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂには、作動油の供給経路及び排出経路となる主配管３０が接続されている。この主配管３０には、作動油の供給経路及び排出経路となる第１副配管３１及び第２副配管３２が接続されている。

第１副配管３１には、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂに作動油を給排する作動用シリンダ２３のボトム室２３ｂが接続されている。また、第２副配管３２には、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂに作動油を給排する増圧用シリンダ２４のボトム室２４ｂが接続されている。よって、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂには、作動用シリンダ２３のボトム室２３ｂと増圧用シリンダ２４のボトム室２４ｂとが並列に接続されている。

作動用シリンダ２３のロッド室２３ｒは、後述の補助タンク４１のロッド室４１ｒ、及び射出シリンダ１６のロッド室１６ｒに接続され、増圧用シリンダ２４のロッド室２４ｒは、補助タンク４１のロッド室４１ｒ、及び射出シリンダ１６のロッド室１６ｒに接続されている。

作動用シリンダ２３におけるピストン２３ｐのストロークと、増圧用シリンダ２４におけるピストン２４ｐのストロークは同じ長さに設定されている。また、増圧用シリンダ２４のシリンダ径は、作動用シリンダ２３のシリンダ径よりも小さく設定されている。

そして、作動用シリンダ２３のピストン２３ｐに連結されたピストンロッド２３ａは、ロッド室２３ｒ側から作動用ナットＮに連結され、増圧用シリンダ２４のピストン２４ｐに連結されたピストンロッド２４ａは、ロッド室２４ｒ側から作動用ナットＮに連結されている。作動用ナットＮは、作動用電動機としての作動用サーボモータＭ１によって回転される作動用ボールネジＢに螺合されている。作動用ナットＮは、作動用サーボモータＭ１の回転エネルギーを作動用ボールネジＢを介して直線運動に変換する。よって、作動用ボールネジＢと作動用ナットＮは、ボールネジ機構を構成している。作動用ナットＮは、作動用ボールネジＢの回転に伴い、作動用ボールネジＢの軸方向に移動する構成である。

ピストン２３ｐは、作動用ナットＮの移動により作動用シリンダ２３内を進退可能であり、ピストン２４ｐは、作動用ナットＮの移動により増圧用シリンダ２４内を進退可能である。なお、本実施形態では、作動用ナットＮが移動すると、ピストン２３ｐ，２４ｐは、同期して同じだけ移動するように作動用ナットＮに連結されている。

本実施形態では、ダイカストマシン１０は、作動用シリンダ２３と、増圧用シリンダ２４と、作動用サーボモータＭ１と、作動用ナットＮと、作動用ボールネジＢとを含む射出モジュールＵ１を有する。この射出モジュールＵ１は、射出シリンダ１６に作動油を供給して射出プランジャ１５を駆動し、キャビティ１３内への金属材料の射出を実行する。

射出モジュールＵ１において、作動用シリンダ２３及び増圧用シリンダ２４は、作動用サーボモータＭ１のサーボ制御によって、ピストン２３ｐ，２４ｐの作動（位置）が制御される。作動用シリンダ２３及び増圧用シリンダ２４では、サーボ制御（位置制御）によって各ピストン２３ｐ，２４ｐが所望の位置に位置するため、射出シリンダ１６に対する作動油の供給量が正確に制御される。

射出シリンダ１６のボトム室１６ｂと、作動用シリンダ２３のボトム室２３ｂとを繋ぐ第１副配管３１には、切替弁４０が設けられるとともに、この切替弁４０には補助タンク４１が配管を介して接続されている。

切替弁４０は、作動用シリンダ２３のボトム室２３ｂから射出シリンダ１６のボトム室１６ｂに向かう作動油の流れを許容し、かつ補助タンク４１のボトム室４１ｂからの作動油の逆流を阻止する第１位置４０ａに切替可能である。また、切替弁４０は、作動用シリンダ２３のボトム室２３ｂから補助タンク４１のボトム室４１ｂに向かう作動油の流れを許容し、かつ射出シリンダ１６及び増圧用シリンダ２４からの作動油の逆流を阻止する第２位置４０ｂに切替可能である。切替弁４０は、制御装置５０に信号接続され、制御装置５０によって第１位置４０ａと第２位置４０ｂに切り替えられる。

ダイカストマシン１０において、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂに接続された主配管３０には、作動油の供給経路及び排出経路となる増圧用配管５３が接続されている。
増圧用配管５３には、収容室としての蓄圧タンク５４が接続されている。蓄圧タンク５４は、ケース５４ａ内に作動油を圧縮した状態で収容可能である。この蓄圧タンク５４には、増圧用配管５３を介して２つの蓄圧用シリンダ５１のボトム室５１ｂが接続されている。すなわち、蓄圧タンク５４には、２つの蓄圧用シリンダ５１のボトム室５１ｂが並列に接続されている。２つの蓄圧用シリンダ５１におけるピストン５１ｐのストロークは同じ長さに設定され、２つの蓄圧用シリンダ５１のシリンダ径は同じに設定されている。

２つの蓄圧用シリンダ５１において、各ピストン５１ｐに連結されたピストンロッド５１ａは、ロッド室５１ｒ側から蓄圧用ナット５５に連結されている。この蓄圧用ナット５５は、蓄圧用電動機としての蓄圧用サーボモータＭ２によって回転される蓄圧用ボールネジ５６に螺合されている。蓄圧用ナット５５は、蓄圧用サーボモータＭ２の回転エネルギーを蓄圧用ボールネジ５６を介して直線運動に変換する。よって、蓄圧用ボールネジ５６と蓄圧用ナット５５は、ボールネジ機構を構成している。蓄圧用ナット５５は、蓄圧用ボールネジ５６の回転に伴い、蓄圧用ボールネジ５６の軸方向に移動する構成である。

増圧用配管５３において、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂと蓄圧タンク５４とを繋ぐ経路には、開閉弁５７が設けられている。開閉弁５７は、蓄圧タンク５４から射出シリンダ１６のボトム室１６ｂに向かう作動油の流れを阻止する第１位置５７ａに切替可能である。また、開閉弁５７は、蓄圧タンク５４から射出シリンダ１６のボトム室１６ｂに向かう作動油の流れを許容する第２位置５７ｂに切替可能である。開閉弁５７は、制御装置５０に信号接続され、制御装置５０によって第１位置５７ａと第２位置５７ｂに切り替えられる。

本実施形態では、ダイカストマシン１０は、２つの蓄圧用シリンダ５１と、蓄圧用サーボモータＭ２と、蓄圧用ナット５５と、蓄圧用ボールネジ５６と、蓄圧タンク５４と、開閉弁５７を含む増圧モジュールＵ２を有する。この増圧モジュールＵ２は、射出シリンダ１６に作動油を供給して射出プランジャ１５による増圧を補助する。

増圧モジュールＵ２において、収容室としての蓄圧タンク５４及び２つの蓄圧用シリンダ５１のボトム室５１ｂは、射出シリンダ１６に接続され、かつ圧縮油が収容される圧縮油収容部を構成している。また、増圧モジュールＵ２において、２つの蓄圧用シリンダ５１におけるピストン５１ｐは、蓄圧タンク５４に作動油を圧縮するために蓄圧用シリンダ５１のボトム室５１ｂの容積を減少させる圧縮部材を構成している。

次に、射出シリンダ１６の射出時における作動パターン（射出パターン）を、図５にしたがって説明する。
ダイカストマシン１０は、高速工程、及び増圧工程の２工程で作動させる。高速工程は、射出の初期段階の工程であって、射出スリーブ１４内に供給された金属材料をキャビティ１３に押し出す際に、射出シリンダ１６のピストン１６ｐを高速で作動させる工程である。高速工程では、射出スリーブ１４内に供給される金属材料に対する射出圧Ｐは、高速工程開始後に徐々に上昇していき、高速工程の途中で一定の圧力になる。増圧工程は、高速工程の次に行われる射出の最終段階の工程であって、射出シリンダ１６のピストン１６ｐの前進方向の力によりキャビティ１３内の金属材料を増圧する工程である。増圧工程では、射出スリーブ１４内に供給される金属材料に対する射出圧Ｐは、高速工程での射出圧Ｐより高くなる。

本実施形態のダイカストマシン１０では、高速工程と同時に、蓄圧タンク５４に対する蓄圧工程が行われる。蓄圧工程は、増圧工程の際に射出シリンダ１６のピストン１６ｐに付与する前進方向の力を補助するために、蓄圧タンク５４に蓄圧するための工程である。蓄圧工程では、図５の１点鎖線に示すように、蓄圧された圧力Ｐ１が徐々に高められていく。そして、ダイカストマシン１０による増圧工程では、増圧モジュールＵ２からの作動油の供給により、増圧工程が補助される。

そして、これらの各工程では、図５に示すように、射出シリンダ１６に要求される射出圧Ｐが相違する。すなわち、射出シリンダ１６のピストン１６ｐは、増圧工程において、より高い射出圧Ｐを付与するように作動させることが必要である一方で、高速工程においては増圧工程時ほどの射出圧Ｐを付与するように作動させる必要はない。また、蓄圧工程では、増圧モジュールＵ２は、増圧工程時に、射出シリンダ１６のピストン１６ｐが所望の射出圧Ｐを付与するように、圧力を補助することが必要である。

以下、本実施形態のダイカストマシン１０の作用を、図２〜図５にしたがって説明する。
最初に、高速工程について説明する。

図１に示すように、高速工程の開始前、射出シリンダ１６のピストン１６ｐ、作動用シリンダ２３のピストン２３ｐ、及び増圧用シリンダ２４のピストン２４ｐは、所定の初期位置に位置している。なお、初期位置に位置する各ピストン１６ｐ，２３ｐ，２４ｐは、射出スリーブ１４内に供給される金属材料に対して射出圧Ｐを付与していない（図５の時点Ｔ１）。また、切替弁４０は、第１位置４０ａに切り替えられ、開閉弁５７は、第１位置５７ａに切り替えられている。

そして、固定金型１１と可動金型１２の型締め、及び射出スリーブ１４への金属材料の供給などの成形準備が完了すると、高速工程を開始する。作動用サーボモータＭ１が回転すると、図２に示すように、作動用サーボモータＭ１の回転によって、作動用ナットＮが前進（図２の左方向への動作）する。すると、作動用シリンダ２３のピストン２３ｐ、及び増圧用シリンダ２４のピストン２４ｐは、作動用ナットＮを介して駆動力が付与され、前進する。作動用ナットＮ及びピストン２３ｐ，２４ｐの前進とは、作動用シリンダ２３のボトム室２３ｂの作動油、及び増圧用シリンダ２４のボトム室２４ｂの作動油を、主配管３０へ押し出す（射出シリンダ１６のボトム室１６ｂへ供給する）方向の動作である。

作動用シリンダ２３のピストン２３ｐが前進すると、ボトム室２３ｂの作動油は、第１副配管３１、第１位置４０ａにある切替弁４０及び主配管３０を通じて、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂへ供給される。同時に、増圧用シリンダ２４のピストン２４ｐが前進すると、ボトム室２４ｂの作動油は、第２副配管３２及び主配管３０を通じて、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂへ供給される。これにより、射出シリンダ１６のピストン１６ｐは、ボトム室１６ｂへ供給された作動油からの圧力を受けて、前進する。

射出シリンダ１６のピストン１６ｐは、そのボトム室１６ｂに作動用シリンダ２３及び増圧用シリンダ２４の両方から供給される作動油により高速で前進する。すると、射出シリンダ１６のピストンロッド１６ａに連結された射出プランジャ１５は、ピストン１６ｐの前進によって高速に前進する。この射出プランジャ１５の高速の前進により、射出スリーブ１４内の金属材料はキャビティ１３内に高速で射出される。射出プランジャ１５及びピストン１６ｐの前進とは、射出スリーブ１４内の金属材料をキャビティ１３に押し出す方向の動作である。そして、高速工程開始から、射出圧Ｐが徐々に上昇していき、途中から一定の射出圧Ｐになる。

ダイカストマシン１０において、高速工程が行われている間、増圧モジュールＵ２によって蓄圧タンク５４に作動油を圧縮して蓄圧する蓄圧工程が行われる。
図１に示すように、蓄圧工程の開始前、各蓄圧用シリンダ５１のピストン５１ｐは、所定の初期位置に位置している。また、開閉弁５７は、第１位置５７ａに切り替えられ、閉状態とされている。

そして、高速工程が開始されると、蓄圧工程も開始される。蓄圧工程において、蓄圧用サーボモータＭ２を回転させると、図２に示すように、蓄圧用サーボモータＭ２の回転によって、蓄圧用ナット５５が前進動作（図２の左方向への動作）する。すると、蓄圧用シリンダ５１のピストン５１ｐは、蓄圧用ナット５５を介して駆動力が付与され、前進する。蓄圧用ナット５５及びピストン５１ｐの前進動作とは、蓄圧用シリンダ５１のボトム室５１ｂ内の作動油を、蓄圧タンク５４へ押し出す方向の動作である。

蓄圧用シリンダ５１のピストン５１ｐが前進すると、開閉弁５７が閉状態にあることから、蓄圧タンク５４と蓄圧用シリンダ５１を合わせた容積が徐々に減少していき、容積の減少に合わせて図５の１点鎖線に示すように、蓄圧タンク５４の圧力Ｐ１が徐々に高まっていく。その結果、蓄圧タンク５４及び蓄圧用シリンダ５１には、作動油が圧縮油として収容され、蓄圧される。蓄圧タンク５４の圧力Ｐ１が所定値に達し、圧縮が完了すると、蓄圧工程が完了し、蓄圧用サーボモータＭ２を停止させる。

高速工程において、射出シリンダ１６により、射出プランジャ１５が金属材料を高速で射出していき、充填が完了する（図５の時点Ｔ２）。そして、切替弁４０が切り替えられる。すると、射出プランジャ１５及び射出シリンダ１６にはピストン１６ｐの前進方向に対し抵抗が発生する。射出シリンダ１６のボトム室１６ｂ内は、作動用シリンダ２３及び増圧用シリンダ２４から供給される作動油により、射出圧Ｐが上昇していく。

増圧工程においては、射出圧Ｐが、図５に示す所望の値となるように、増圧モジュールＵ２を制御する。
図３に示すように、制御装置５０により、切替弁４０を第２位置４０ｂに切り替える。すると、作動用シリンダ２３のボトム室２３ｂと補助タンク４１のボトム室４１ｂとが連通した状態になるとともに、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂと作動用シリンダ２３のボトム室２３ｂとの間が遮断される。

そして、増圧工程では、作動用サーボモータＭ１が回転すると、作動用サーボモータＭ１の回転によって、作動用ナットＮが前進する。すると、作動用シリンダ２３のピストン２３ｐ、及び増圧用シリンダ２４のピストン２４ｐは、作動用ナットＮを介して駆動力が付与され、前進する。

作動用シリンダ２３では、ピストン２３ｐが前進すると、ボトム室２３ｂの作動油は、第１副配管３１、第２位置４０ｂにある切替弁４０を通じて、補助タンク４１のボトム室４１ｂへ排出され、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂへは供給されない。このため、作動用シリンダ２３側では、作動用サーボモータＭ１の回転エネルギーが射出シリンダ１６には伝達されない。

同時に、増圧用シリンダ２４のピストン２４ｐが作動すると、ボトム室２４ｂの作動油は、第２副配管３２及び主配管３０を通じて、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂへ供給される。これにより、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂには増圧用シリンダ２４のボトム室２４ｂからの作動油のみが供給される。このため、作動用シリンダ２３のボトム室２３ｂと増圧用シリンダ２４のボトム室２４ｂの両方から、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂに作動油が供給されていた場合と比べると、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂへの作動油の供給量は低下する。しかし、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂには、増圧用シリンダ２４の作動油だけを介して作動用サーボモータＭ１の回転エネルギーが圧力として伝わる。

増圧用シリンダ２４のシリンダ径は、作動用シリンダ２３のシリンダ径よりも小さいため、同じ出力の作動用サーボモータＭ１で駆動されても、作動用シリンダ２３に比して増圧用シリンダ２４は高い圧力を発生する。よって、増圧用シリンダ２４から射出シリンダ１６のボトム室１６ｂに作動油を供給すると、パスカルの原理により、ボトム室１６ｂ内の圧力が上昇し、射出シリンダ１６のピストン１６ｐがボトム室１６ｂ側から受ける圧力も上昇する。その結果、射出プランジャ１５が、キャビティ１３内の金属材料を加圧する射出圧Ｐは増大する。

また、第２位置４０ｂに切り替えられた切替弁４０が逆止弁として機能することで、増圧用シリンダ２４から押し出された作動油は、第１副配管３１を介して作動用シリンダ２３のボトム室２３ｂへ流入することなく、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂへ流入する。これにより、作動用シリンダ２３のピストン２３ｐは、増圧用シリンダ２４から押し出された高圧の作動油による力を受けず、後進することなく現位置を保持する。

また、図４に示すように、増圧工程時、制御装置５０によって切替弁４０が第２位置４０ｂに切り替えられると同じタイミングで、制御装置５０によって、開閉弁５７が第２位置５７ｂに切り替えられ、開状態とされる。すると、開閉弁５７によって遮断していた増圧用配管５３が開放され、蓄圧タンク５４及び蓄圧用シリンダ５１に充填されていた作動油が増圧用配管５３に排出される。蓄圧タンク５４及び蓄圧用シリンダ５１から排出された作動油は増圧用配管５３を通じて射出シリンダ１６のボトム室１６ｂに向けて供給される。よって、増圧工程では、増圧用シリンダ２４からの作動油の流入と、増圧モジュールＵ２から供給される作動油とにより、ボトム室１６ｂ内の圧力が上昇する。その結果、射出シリンダ１６のピストン１６ｐが射出プランジャ１５を介して付与する圧力が、所望する射出圧Ｐに短時間で到達する。すなわち、増圧工程では、射出モジュールＵ１の増圧用シリンダ２４による増圧に合わせて、増圧モジュールＵ２に蓄圧された圧力が供給され、増圧が補助される。

その後、キャビティ１３内の金属材料が凝固したならば、固定金型１１と可動金型１２を型開きすることにより、型から成形品が取り出される。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）ダイカストマシン１０は、射出シリンダ１６に作動油を供給して射出プランジャ１５によって射出を実行させる射出モジュールＵ１と、増圧工程の際に、射出シリンダ１６に作動油を供給して増圧を補助する増圧モジュールＵ２とを有する。そして、増圧モジュールＵ２は、射出モジュールＵ１の駆動源とは別の駆動源である蓄圧用サーボモータＭ２によって駆動される。よって、射出モジュールＵ１による作動油供給と並行して、蓄圧用サーボモータＭ２を駆動させて蓄圧タンク５４に蓄圧することができる。このため、例えば、射出モジュールＵ１による作動油供給及び増圧を行っている期間とは別に、増圧モジュールＵ２による蓄圧タンク５４の蓄圧を行う必要が無くなり、成形品の生産に要する時間を短縮し、生産性を向上させることができる。

（２）ダイカストマシン１０において、射出モジュールＵ１の作動用シリンダ２３及び増圧用シリンダ２４の駆動源を作動用サーボモータＭ１とし、その制御をサーボ制御とする。このため、作動用シリンダ２３及び増圧用シリンダ２４から供給される作動油の流量制御を緻密に行うことができ、射出シリンダ１６を好適に作動させることができる。また、射出シリンダ１６の作動パターン全域をサーボ制御によって行うことから、油圧制御に比して射出シリンダ１６をより緻密に制御することができる。

また、増圧モジュールＵ２の蓄圧用シリンダ５１の駆動源を蓄圧用サーボモータＭ２とし、その制御をサーボ制御とする。このため、蓄圧用シリンダ５１から供給される作動油の流量管理を緻密に行うことができ、蓄圧タンク５４の圧力管理を緻密に行うことができる。よって、増圧工程時に補助できる圧力Ｐ１を緻密に制御でき、所望する射出圧Ｐで増圧工程を行うことができる。したがって、ダイカストマシン１０においては、成形品を、その製造に適した条件で製造することができる。

（３）増圧工程では、射出モジュールＵ１の増圧用シリンダ２４による増圧に合わせて、増圧モジュールＵ２に蓄圧された圧力を供給し、増圧を補助する。このため、増圧用シリンダ２４だけで増圧工程を行う場合と比べると、所望する高圧の射出圧Ｐに到達するまでの時間、すなわち昇圧時間を短縮することができる。

（４）増圧モジュールＵ２において、圧縮油収容部は、蓄圧用シリンダ５１のボトム室５１ｂ及び収容室としての蓄圧タンク５４とで構成されている。このため、例えば、蓄圧用シリンダ５１のボトム室５１ｂだけで、増圧のために必要な作動油を収容する容積を確保する場合と比べると、蓄圧タンク５４を有する分だけ、蓄圧用シリンダ５１のシリンダ長さを短くすることができ、ダイカストマシン１０の小型化に寄与することができる。

（５）収容室は蓄圧タンク５４によって形成されている。蓄圧タンク５４は作動油を直接圧縮して収容することができる。収容室として、例えば、内部のガス圧縮によって蓄圧するアキュムレータを使用することが考えられる。アキュムレータは、圧縮されたガスによって充填された作動油を排出するため、蓄圧のために必要な作動油量が多くなる。しかし、蓄圧タンク５４は、ガスに比べて圧縮性が小さい作動油を直接圧縮して蓄圧するため、蓄圧に必要な作動油量が少なくて済む。

（６）増圧モジュールＵ２は、射出シリンダ１６のボトム室１６ｂと蓄圧タンク５４とを繋ぐ増圧用配管５３上に開閉弁５７を有する。このため、蓄圧用シリンダ５１によって蓄圧タンク５４を蓄圧する際、開閉弁５７を第１位置５７ａに切り替え、閉状態とすることで、蓄圧タンク５４を効率良く蓄圧できる。そして、増圧工程時には、開閉弁５７を第２位置５７ｂに切り替え、開状態とすることで、増圧モジュールＵ２の蓄圧を一気に開放して瞬間的に射出圧Ｐを増圧させることができる。

（７）射出モジュールＵ１において、シリンダ径の異なる作動用シリンダ２３と増圧用シリンダ２４を設けた。これによれば、作動用シリンダ２３と増圧用シリンダ２４により、射出成形において必要な射出圧Ｐを充足させるように作動させることで、射出シリンダ１６を好適に作動させることができる。

（８）作動用シリンダ２３を接続する第１副配管３１に逆止弁として機能する切替弁４０を配設した。このため、小径の増圧用シリンダ２４を作動させて増圧工程を行う際に、作動油が大径の作動用シリンダ２３へ流れることを防止できる。したがって、小径の増圧用シリンダ２４からの作動油を射出シリンダ１６へ確実に供給することができ、射出シリンダ１６による増圧工程を好適に行うことができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 増圧モジュールＵ２においては、収容室として、蓄圧タンク５４の代わりに、内部のガス圧縮によって蓄圧するアキュムレータを使用してもよい。

○ 増圧モジュールＵ２においては、蓄圧タンク５４を削除し、蓄圧用シリンダ５１と増圧用配管５３とで圧縮油収容部を構成して圧縮油を収容してもよい。この場合、圧縮油を収容するための容積の確保は、蓄圧用シリンダ５１のシリンダ長を長くしたり、増圧用配管５３の流路断面積を大きくしたりする。

○ 実施形態では、射出モジュールＵ１に増圧用シリンダ２４を設けたが、増圧モジュールＵ２に増圧用シリンダ２４を設け、射出モジュールＵ１を作動用シリンダ２３だけとしてもよい。

○ 増圧モジュールＵ２において、蓄圧用シリンダ５１は１つでもよいし、３つ以上でもよい。
○ 射出モジュールＵ１において、作動用シリンダ２３は２つ以上でもよいし、増圧用シリンダ２４も２つ以上でもよい。

○ 射出装置は、樹脂材料をキャビティ１３内に射出して樹脂成形品を製造するものに具体化してもよい。
○ 作動用電動機及び蓄圧用電動機はサーボモータではなく、別のモータでもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記作動用シリンダと増圧用シリンダは、前記射出シリンダのボトム室に並列に接続され、前記作動用シリンダのボトム室と、前記射出シリンダのボトム室とを繋ぐ経路上には逆止弁として機能する切替弁が配設されている射出装置。

Ｂ…作動用ボールネジ、Ｎ…作動用ナット、Ｍ１…作動用電動機としての作動用サーボモータ、Ｍ２…蓄圧用電動機としての蓄圧用サーボモータ、Ｕ１…射出モジュール、Ｕ２…増圧モジュール、１０…射出装置としてのダイカストマシン、１１…型部を構成する固定金型、１２…型部を構成する可動金型、１５…射出プランジャ、１６…射出シリンダ、２３…作動用シリンダ、２４…増圧用シリンダ、５１…圧縮油収容部としての蓄圧用シリンダ、５１ｂ…ボトム室、５１ｐ…圧縮部材としてのピストン、５４…圧縮油収容部の収容室としての蓄圧タンク、５５…蓄圧用ナット、５６…蓄圧用ボールネジ、５７…開閉弁。

Claims (4)

1. 射出プランジャにより成形材料を型部内に射出、充填し、さらに増圧させる射出装置であって、
   前記射出プランジャに前記成形材料を射出させる射出シリンダと、
   前記射出シリンダに作動油を供給して前記射出プランジャによって射出を実行させる射出モジュールと、
   前記射出シリンダに作動油を供給して前記射出プランジャによる増圧を補助する増圧モジュールとを含み、
   前記射出モジュールは、前記射出シリンダに作動油を給排する作動用シリンダと、作動用電動機と、該作動用電動機によって回転する作動用ボールネジと、前記作動用シリンダと連結され、かつ前記作動用電動機の回転エネルギーを前記作動用ボールネジを介して直線運動に変換する作動用ナットと、を有し、
   前記増圧モジュールは、前記射出シリンダに接続された圧縮油収容部と、蓄圧用電動機と、該蓄圧用電動機によって回転する蓄圧用ボールネジと、前記蓄圧用電動機の回転エネルギーを前記蓄圧用ボールネジを介して直線運動に変換する蓄圧用ナットと、前記蓄圧用ナットに連結され、前記圧縮油収容部に収容された作動油を圧縮する圧縮部材と、前記圧縮油収容部と前記射出シリンダとを繋ぐ経路上に位置する開閉弁と、を有する射出装置。
2. 前記圧縮油収容部は、前記圧縮部材としてのピストンを含む蓄圧用シリンダのボトム室と、前記蓄圧用シリンダによって作動油が充填される収容室とを含む請求項１に記載の射出装置。
3. 前記収容室は、蓄圧タンクである請求項２に記載の射出装置。
4. 前記射出モジュールは、増圧を実行させる増圧用シリンダを含み、該増圧用シリンダは、前記作動用電動機、前記作動用ボールネジ、及び前記作動用ナットを介して駆動されるとともに、前記増圧用シリンダのシリンダ径は、前記作動用シリンダのシリンダ径より小さい請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の射出装置。