JP2024036081A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形機の製造コストの削減、小型化の推進あるいは性能の向上の少なくとも１つを実現する。【解決手段】射出成形機１００Ａは、材料の射出動作を行う射出装置２Ａと、射出装置２Ａから射出された材料を成形するように構成された型締装置１Ａと、を備える。ここで、射出装置２Ａは、スクリュと、スクリュと接続されたピストン２７と、ピストン２７を軸方向に駆動する油圧装置３Ａと、を有する。一方、型締装置１Ａは、第１金型を装着可能な可動盤１１と、第２金型を装着可能な固定盤１０と、可動盤１１を固定盤１０に対して型閉方向あるいは型開方向に移動させるように構成された電動駆動部１６Ａと、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、射出成形機に関し、例えば、金属材料を射出して成形品を製造する射出成形機に適用して有効な技術に関する。

特開２０００－２８９０６６号公報（特許文献１）には、電動射出装置と油圧型締装置とを備える射出成形機に関する技術が記載されている。

特開２０００－２８９０６６号公報

射出成形機とは、材料を熱で溶かした後、金型に流し込んで成形品を製造する装置であり、材料の溶融、型への流し込み（射出）、冷却および取り出しといった一連の射出成形工程を処理することができる装置である。この射出成形機は、材料の射出動作を行う射出装置と、射出装置から射出された材料を成形する型締装置から構成される。

この点に関し、本発明者は、射出成形機の製造コスト削減、小型化の推進あるいは性能を向上する観点から射出装置と型締装置の駆動方式の組み合わせについて検討を行った結果、現状の射出成形機における射出装置および型締装置の駆動方式の組み合わせには、射出成形機の製造コスト削減、小型化の推進あるいは性能を向上する観点から改善の余地が存在することが明らかとなった。したがって、射出成形機においては、射出装置と型締装置の駆動方式の組み合わせについての工夫が望まれている。

一実施の形態における射出成形機は、材料の射出動作を行う射出装置と、射出装置から射出された材料を成形するように構成された型締装置と、を備える。ここで、射出装置は、スクリュと、スクリュと接続されたピストンと、ピストンを軸方向に駆動する油圧装置と、を有する。一方、型締装置は、第１金型を装着可能な可動盤と、第２金型を装着可能な固定盤と、可動盤を固定盤に対して型閉方向あるいは型開方向に移動させるように構成された電動駆動部と、を有する。

一実施の形態によれば、射出成形機の製造コストの削減、小型化の推進あるいは性能の向上の少なくとも１つを実現することができる。

射出成形機の構成を示す模式図である。 関連技術における射出成形機の模式的な構成を示す図である。 実施の形態における射出成形機の模式的な構成を示す図である。

実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

＜射出成形機の構成＞
本実施の形態における技術的思想は、射出装置と型締装置とを備える射出成形機に幅広く適用することが可能である。この点に関し、以下では、射出成形機のうち、１つの型締装置に対して１つの射出装置が設けられた射出成形機を例に挙げて、本実施の形態における技術的思想を説明するが、本実施の形態における技術的思想は、これに限らず、例えば、１つの型締装置に対して複数の射出装置が設けられた「マルチ射出成形機」にも幅広く適用することが可能である。

＜＜射出成形機の概要＞＞
図１は、射出成形機１００の構成を示す模式図である。

図１において、射出成形機１００は、型締装置１と、射出装置２とを有している。ここで、型締装置１は、型締動作を行う装置である。例えば、型締装置１は、射出装置２から射出された材料を流し込む金型を装着可能に構成されており、金型に対して型締動作を行うことにより形成されたキャビティ（密閉空間）に材料を流し込むことによって、成形品を製造する装置である。一方、射出装置２は、射出動作を行う装置であり、例えば、材料の混練および溶融して、混練および溶融した材料を型締装置１に形成されたキャビティに射出する装置である。

＜＜型締装置の構成＞＞
図１に示すように、型締装置１は、移動可能な可動盤１１と、固定された固定盤１０とを有しており、可動盤１１と固定盤１０との間の距離を可変制御することができるように構成されている。そして、可動盤１１と固定盤１０との間には、可動型（金型）１３と固定型（金型）１２とが配置可能になっている。これにより、例えば、型締装置１によって、可動盤１１と固定盤１０との間の距離を可変制御することで、可動型１３と固定型１２との間の距離を近づけて「型閉」することができるとともに、可動型１３と固定型１２との間の距離を遠ざけて「型開」することができる。このとき、可動型１３と固定型１２との間を「型閉」すると、可動型１３と固定型１２との間に密閉空間（キャビティ）ＣＡＶが形成され、この密閉空間ＣＡＶに材料を流し込むことにより、成形品が形成される。特に、図１に示す射出成形機１００では、可動型１３と固定型１２との間を「型閉」すると、１つの密閉空間ＣＡＶが形成され、この密閉空間ＣＡＶに材料を流し込むことにより成形品が形成される。このようにして、型締装置１が構成される。

＜＜射出装置の構成＞＞
次に、図１に示すように、型締装置１には、材料を押し出す射出装置２が接続されており、射出装置２から押し出された材料は、可動型１３と固定型１２との間を「型閉」することにより形成される密閉空間ＣＡＶに流れ込むようになっている。

この射出装置２は、材料（原料）を入れるためのホッパ２１と、シリンダ２２を有しており、シリンダ２２の先端には、ノズル２６が設けられている。そして、ホッパ２１に材料を入れると、この材料は、シリンダ２２の内部に配置されている回転可能なスクリュ２３で混練される。このとき、シリンダ２２の周囲にはヒータ２５が配置されており、シリンダ２２の内部に入れられた材料は、ヒータ２５で加熱されながら、回転するスクリュ２３で混練されて溶融材料となる。

ここで、スクリュ２３は、ピストン２７を介してスクリュ回転用駆動機構２４と接続されており、このスクリュ回転用駆動機構２４によってスクリュ２３が回転するようになっている。例えば、スクリュ回転用駆動機構２４としては、スクリュ回転用モータを挙げることができる。また、スクリュ２３には、ピストン２７が接続されている。ピストン２７は、シリンダ２７ａの内部に配置されており、油圧装置２８によって前進動作と後退動作とが制御される。これにより、例えば、油圧装置２８でピストン２７を前進させるように制御すると、ピストン２７に接続されているスクリュ２３が前進する結果、前進するスクリュ２３によって押し出された溶融材料がノズル２６から射出される。このようにして、射出装置２が構成される。

＜射出成形機の動作＞
射出成形機１００は、上記のように構成されており、以下にその動作について説明する。

まず、図１において、射出する材料が金属材料の場合は、開いている可動型１３と固定型１２のキャビティ面に離型剤を噴霧する。その後、型締装置１の可動盤１１を移動させる。これにより、可動型１３を固定型１２に接触させて「型閉」する。その後、油圧装置２８によってピストン２７を前方方向に前進させるように制御する。これにより、ピストン２７と接続されているスクリュ２３が左方向すなわち前進方向に移動する。この結果、ノズル２６の先端部から「型閉」した可動型１３と固定型１２との間の密閉空間ＣＡＶ（キャビティ）に、後述する計量工程によりノズル２６とスクリュ２３との間に所定量溜められた溶融材料が、注入される。すなわち、計量された溶融材料がノズル２６から密閉空間ＣＡＶ内に射出される（射出工程）。

続いて、射出終了後に、溶融材料の冷却に伴って生じる材料の収縮を補うために、シリンダ２２内に残っている溶融材料を通して密閉空間ＣＡＶ内の材料に圧力を加える。つまり、溶融材料が射出された後、スクリュ２３によって密閉空間ＣＡＶに圧力をかけた状態が維持される。この状態は「保圧状態」と呼ばれ、この保圧状態が維持されたまま、溶融材料の凝固する温度以下の温度に制御されている可動型１３および固定型１２によって、溶融材料が冷却される（保圧工程）。具体的に、密閉空間ＣＡＶ内に充填されている溶融材料が凝固する温度以下の温度まで、可動型１３および固定型１２によって、冷却される。

次に、図１において、固体状の材料をホッパ２１からシリンダ２２内に投入する。そして、スクリュ回転用駆動機構２４によってスクリュ２３を回転駆動させると同時に、ピストン２７を油圧装置２８で後方方向に移動させることにより、ピストン２７と接続されているスクリュ２３を後方方向に所定量移動させる。その間、スクリュ２３の回転駆動により、ホッパ２１から供給された材料が射出装置２のシリンダ２２で溶融されて前方方向に進む。すなわち、ヒータ２５による熱およびスクリュ２３の回転により生じる材料のせん断発熱によって、ホッパ２１から供給された材料は、加熱されて溶融することにより溶融材料となって前方方向に進む。この結果、溶融材料がノズル２６とスクリュ２３との間に所定量溜まる（計量工程）。

その後、型締装置１を動作させることにより、可動型１３と固定型１２との間を「型開」する。このように、可動型１３と固定型１２との間を「型開」した後、型締装置１に備わるエジェクタ装置によって、成形された成形品をエジェクタピンで突き出す。これにより、型締装置１から成形品を取り出すことができる。この成形品は、射出成形機１００によって成形された製品となる。

このような一連の動作を繰り返すことにより、連続して同一形状の成形品を製造することができる。以上のようにして、射出成形機１００を繰り返し動作させることにより、成形品を量産することができる。

＜本発明者の検討＞
上述した構成を有する射出成形機１００について、本発明者は検討を行っている。具体的に、本発明者は、射出成形機１００の製造コスト削減、小型化の推進あるいは性能を向上する観点から型締装置１と射出装置２の駆動方式の組み合わせについて検討を行っている。この結果、射出成形機１００における型締装置１および射出装置２の駆動方式の組み合わせには、射出成形機１００の製造コスト削減、小型化の推進あるいは性能を向上する観点から改善の検討が必要であることが明らかとなった。したがって、射出成形機１００においては、型締装置１と射出装置２の駆動方式の組み合わせについての工夫が望まれている。以下では、まず、関連技術における型締装置１Ｒと射出装置２Ｒの駆動方式について説明する。そして、関連技術における駆動方式に存在する改善の余地について説明する。その後、関連技術に存在する改善の余地に対する工夫を施した本実施の形態における型締装置１Ａと射出装置２Ａの駆動方式について説明する。

＜関連技術の説明＞
本明細書でいう「関連技術」とは、公知技術ではないが、本発明者が見出した課題を有する技術であって、本実施の形態における技術的思想の前提となる技術である。

図２は、関連技術における射出成形機１００Ｒの模式的な構成を示す図である。

図２において、射出成形機１００Ｒは、型締装置１Ｒ、射出装置２Ｒおよび油圧装置３Ｒを有している。型締装置１Ｒは、射出装置２Ｒから射出された材料を成形するように構成されており、可動金型（第１金型）を装着可能な可動盤１１と、固定金型（第２金型）を装着可能な固定盤１０と、成形品を突き出すためのエジェクタ装置４Ｒを備えている。そして、型締装置１Ｒは、型開閉用油圧シリンダ１４を有しており、この型開閉用油圧シリンダ１４は、油圧装置３Ｒによって制御される。すなわち、油圧装置３Ｒによって型開閉用油圧シリンダ１４の前後進方向の移動を制御することにより、型締装置１Ｒにおける「型閉動作」および「型開動作」が行われる。また、エジェクタ装置４Ｒは、エジェクタ用油圧シリンダ１５を有しており、このエジェクタ用油圧シリンダ１５も油圧装置３Ｒによって制御される。つまり、油圧装置３Ｒによってエジェクタ用油圧シリンダ１５の移動を制御することにより、エジェクタ装置４Ｒにおける「突き出し動作」が行われる。このようにして、関連技術における型締装置１Ｒが構成されている。

次に、射出装置２Ｒは、材料の射出動作を行うための装置であり、スクリュを回転方向に回転させるためのスクリュ回転用駆動機構２４と、油圧装置３Ｒで制御される構成要素として、シリンダ２７ａと、射出ユニット移動用シリンダ２９と、アキュムレータ３０を有している。スクリュは、スクリュ回転用駆動機構２４によって回転可能に構成されており、スクリュ回転用駆動機構２４で回転させることにより、ホッパから供給された材料を混練および溶融して溶融材料が生成される。シリンダ２７ａ内を移動するピストンは、油圧装置３Ｒによって、前後進の移動が制御されるようになっており、油圧装置３Ｒによってピストンの移動が制御されることにより、ピストンと接続されたスクリュによる溶融材料の射出動作が行われる。また、射出装置２Ｒの主要部である射出ユニット（例えば、図１に示す射出装置２の構成要素など）は、油圧装置３Ｒによって射出ユニット移動用シリンダ２９を制御することにより、前後方向に移動可能に構成されている。さらに、アキュムレータ３０は、油圧装置３Ｒによって油が貯蔵できるように構成されており、貯蔵された油は、シリンダ２７ａ内を移動するピストンを前方向に高速移動させるために開放される。このようにして、関連技術における射出装置２Ｒが構成されている。

続いて、油圧装置３Ｒは、オイルタンク３１と、油圧ポンプ３２と、電動モータ３３を有しており、型締装置１Ｒおよび射出装置２Ｒの動作を制御するように構成されている。具体的に、油圧装置３Ｒは、オイルタンク３１に貯蔵されている油を電動モータ３３で稼働させた油圧ポンプ３２で型締装置１Ｒの型開閉用油圧シリンダ１４やエジェクタ装置４Ｒのエジェクタ用油圧シリンダ１５に供給することにより、「型閉動作」、「型開動作」および「突き出し動作」を制御するように構成されている。また、油圧装置３Ｒは、オイルタンク３１に貯蔵されている油を電動モータ３３で稼働させた油圧ポンプ３２で射出装置２Ｒのシリンダ２７ａ、射出ユニット移動用シリンダ２９およびアキュムレータ３０に供給することにより、「射出動作」、「射出ユニットの移動動作」および「アキュムレータ３０への油の貯蔵・開放動作」を制御するように構成されている。このようにして、関連技術における油圧装置３Ｒが構成されている。

＜改善の余地＞
上述したように、関連技術における射出成形機１００Ｒでは、型締装置１Ｒの駆動方式および射出装置２Ｒの駆動方式は、両方とも油圧装置３Ｒによる油圧制御方式である。この場合、本発明者の検討によると、射出成形機１００Ｒの製造コスト削減、小型化の推進あるいは性能を向上する観点から改善の余地が存在する。

例えば、型締装置１Ｒに着目すると、型締装置１Ｒにおける「型閉動作」および「型開動作」は高速で行うことが望ましい。なぜなら、「型閉動作」および「型開動作」に要する時間が短くすることができれば、射出成形機１００Ｒでの成形品の製造効率を向上することができるからである。この点に関し、油圧装置３Ｒによる油圧駆動方式を使用して、「型閉動作」および「型開動作」を高速で行うためには、ポンプやアキュムレータなどが新たに必要となり、油圧装置３Ｒの製造コストが上昇するとともに、油圧装置３Ｒの大型化を招くことになる。すなわち、関連技術のような油圧装置３Ｒを使用して、型締装置１Ｒにおける「型閉動作」および「型開動作」は高速で行うためには、射出成形機１００の製造コスト削減および小型化の推進を図る観点から改善の余地が存在する。

さらに、関連技術においては、型締装置１Ｒによる「型閉動作」および「型開動作」は、型開閉用油圧シリンダ１４の動作に依存するが、油圧駆動では、動作の停止精度が低いことから、可動盤１１の停止精度が低くなる。言い換えれば、関連技術では、可動盤１１の停止位置がばらつくことになる。このように、型締装置１Ｒの「型閉動作」および「型開動作」を油圧装置３Ｒで制御する関連技術では、射出成形機１００の性能を向上する観点からも改善の余地が存在する。

また、油圧装置３Ｒでは、電動モータ３３で油圧ポンプ３２を稼働させることから、騒音が大きくなるとともに、油圧装置３Ｒを使用する場合には、油圧機器や油圧配管取付部から油漏れが発生する可能性もある。

さらには、例えば、型締装置１Ｒにおいて複合動作を実現する場合、複合動作させる構成要素の数だけ駆動源（油圧ポンプなど）必要となる結果、油圧装置３Ｒの複雑化および大型化を招くことになる。

以上のことから、型締装置１Ｒの動作を油圧装置３Ｒで制御する関連技術では、射出成形機１００の製造コスト削減、小型化の推進あるいは性能を向上する観点から改善の余地が存在することがわかる。そこで、本実施の形態では、関連技術に存在する改善の余地を克服するための工夫を施している。以下では、この工夫を施した本実施の形態における技術的思想について説明することにする。

＜実施の形態における射出成形機の構成＞
図３は、本実施の形態における射出成形機１００Ａの模式的な構成を示す図である。

図３において、射出成形機１００Ａは、材料の射出動作を行う射出装置２Ａと、射出装置２Ａから射出された材料を成形するように構成された型締装置１Ａとを備える。

＜＜型締装置の構成＞＞
型締装置１Ａは、可動金型（第１金型）を装着可能な可動盤１１と、固定金型（第２金型）を装着可能な固定盤１０と、成形品を突き出すためのエジェクタ装置４Ａを備えている。そして、型締装置１Ａは、可動盤１１を固定盤１０に対して型閉方向あるいは型開方向に移動させるように構成された電動駆動部１６Ａを有している。この電動駆動部１６Ａは、型開閉用電動モータ１６と、駆動機構１７を有している。駆動機構１７は、例えば、トグル機構や直圧機構などから構成することができる。

駆動機構１７は、可動盤１１と接続されており、型開閉用電動モータ１６による駆動力によって可動盤１１を型閉方向あるいは型開方向に移動させるように構成されている。具体的に、型開閉用電動モータ１６は、ベルト１７ｂを介してプーリ１７ａと接続されており、型開閉用電動モータ１６の回転駆動力がベルト１７ｂを介してプーリ１７ａに伝達されることにより、プーリ１７ａを有する駆動機構１７が動作する。この結果、駆動機構１７と接続されている可動盤１１が型閉方向あるいは型開方向に移動するようになっている。このように本実施の形態では、型開閉用電動モータ１６を含む電動駆動部１６Ａによって、型締装置１Ａにおける「型閉動作」および「型開動作」が行われる。

また、型締装置１Ａは、成形された材料からなる成形品を押し出すエジェクタ装置４Ａを有しており、エジェクタ装置４Ａは、成形品を押し出すための押出力を発生させる押出力駆動部１８Ａを含むように構成されている。

例えば、押出力駆動部１８Ａは、電動駆動によって押出力を発生させるように構成されており、図３に示すように、エジェクタ用電動モータ１８とプーリ１９ａとベルト１９ｂを有している。具体的に、エジェクタ用電動モータ１８は、ベルト１９ｂを介してプーリ１９ａと接続されており、エジェクタ用電動モータ１８の回転駆動力がベルト１９ｂを介してプーリ１９ａに伝達されることにより、プーリ１９ａを介して突き出しピンが突き出るようになっている。このように本実施の形態では、エジェクタ用電動モータ１８を含む押出力駆動部１８Ａによって、エジェクタ装置４Ａにおける「突き出し動作」が行われる。

ただし、エジェクタ装置４Ａに設けられている押出力駆動部１８Ａは、油圧駆動によって押出力を発生させるように構成されていてもよい。この場合、エジェクタ装置４Ａは、例えば、エジェクタ用油圧シリンダを有しており、エジェクタ用油圧シリンダを油圧駆動させることにより、エジェクタ装置４Ａにおける「突き出し動作」が行われる。

＜＜型締装置の動作＞＞
本実施の形態における型締装置１Ａは上記のように構成されており、以下に、その動作について説明する。例えば、射出成形機１００Ａに備わる制御部は、型締装置１Ａの電動駆動部１６Ａを制御する。例えば、射出成形機１００Ａに備わる制御部は、型締装置１Ａによる「型閉動作」を実施する場合、型開閉用電動モータ１６を正回転させる。これにより、型開閉用電動モータ１６で発生した正回転駆動力は、ベルト１７ｂを介してプーリ１７ａに伝達される結果、プーリ１７ａを有する駆動機構１７が動作する。この結果、駆動機構１７と接続されている可動盤１１が型閉方向に移動する。

一方、射出成形機１００Ａに備わる制御部は、型締装置１Ａによる「型開動作」を実施する場合、型開閉用電動モータ１６を逆回転させる。これにより、型開閉用電動モータ１６で発生した逆回転駆動力は、ベルト１７ｂを介してプーリ１７ａに伝達される結果、プーリ１７ａを有する駆動機構１７が動作する。この結果、駆動機構１７と接続されている可動盤１１が型開方向に移動する。

このように、型締装置１Ａによって、可動盤１１と固定盤１０との間の距離を可変制御することで、可動盤１１に装着された可動型と固定盤１０に装着された固定型との間の距離を近づけて「型閉」することができるとともに、可動盤１１に装着された可動型と固定盤１０に装着された固定型との間の距離を遠ざけて「型開」することができる。このとき、可動型と固定型との間を「型閉」すると、可動型と固定型との間に密閉空間（キャビティ）が形成され、この密閉空間に材料を流し込むことにより、成形品が製造される。

そして、成形品が製造された後に「型開」されると、射出成形機１００Ａに備わる制御部は、エジェクタ装置４Ａの押出力駆動部１８Ａを制御する。具体的に、射出成形機１００Ａに備わる制御部は、エジェクタ装置４Ａによる「突き出し動作」を実施する。この場合、制御部は、エジェクタ用電動モータ１８を正回転させる。これにより、エジェクタ用電動モータ１８で発生した正回転駆動力は、ベルト１９ｂを介してプーリ１９ａに伝達される結果、プーリ１９ａと接続された突き出しピン（エジェクタピン）が突き出る。この結果、突き出しピンによって、成形品がキャビティから突き出されて、成形品を取り出すことができる。その後、成形品が取り出されると、制御部は、エジェクタ用電動モータ１８を逆回転させる。これにより、エジェクタ用電動モータ１８で発生した逆回転駆動力は、ベルト１９ｂを介してプーリ１９ａに伝達される結果、プーリ１９ａと接続された突き出しピンが可動盤１１に格納される。

以上のようにして、型開閉用電動モータ１６を含む電動駆動部１６Ａによって、型締装置１Ａにおける「型閉動作」および「型開動作」が行われるとともに、エジェクタ用電動モータ１８を含む押出力駆動部１８Ａによって、エジェクタ装置４Ａにおける「突き出しピンの突き出し動作」および「突き出しピンの格納動作」を行うことができる。

＜＜射出装置の構成＞＞
射出装置２Ａは、材料の射出動作を行うための装置であり、スクリュを回転方向に回転させるためのスクリュ回転用駆動機構２４と、油圧装置３Ａで制御される構成要素として、シリンダ２７ａと、射出ユニット移動用シリンダ２９と、アキュムレータ３０を有している。スクリュは、スクリュ回転用駆動機構２４によって回転可能に構成されており、スクリュ回転用駆動機構２４で回転させることにより、ホッパから供給された材料を混練および溶融して溶融材料が生成される。シリンダ２７ａ内を移動するピストンは、油圧装置３Ａによって、前後進の移動が制御されるようになっており、油圧装置３Ａによってピストンの移動が制御されることにより、ピストンと接続されたスクリュによる溶融材料の射出動作が行われる。また、射出装置２Ａの主要部である射出ユニット（例えば、図１に示す射出装置２の構成要素など）は、油圧装置３Ａによって射出ユニット移動用シリンダ２９を制御することにより、前後方向に移動可能に構成されている。さらに、アキュムレータ３０は、油圧装置３Ａによって油が貯蔵できるように構成されており、貯蔵された油は、シリンダ２７ａ内を移動するピストンを前方向に高速移動させるために開放される。

射出装置２Ａは、油圧装置３Ａを備えている。油圧装置３Ａは、オイルタンク３１と、油圧ポンプ３２と、電動モータ３３を有しており、射出装置２Ａの動作を制御するように構成されている。具体的に、油圧装置３Ａは、オイルタンク３１に貯蔵されている油を電動モータ３３で稼働させた油圧ポンプ３２で射出装置２Ｒのシリンダ２７ａ、射出ユニット移動用シリンダ２９およびアキュムレータ３０に供給することにより、「射出動作」、「射出ユニットの移動動作」および「アキュムレータ３０への油の貯蔵・開放動作」を制御するように構成されている。

＜＜射出装置の動作＞＞
本実施の形態における射出装置２Ａは上記のように構成されており、以下に、その動作について説明する。例えば、射出成形機１００Ａに備わる制御部は、射出装置２Ａの油圧装置３Ａを制御する。例えば、射出成形機１００Ａに備わる制御部は、オイルタンク３１に貯蔵されている油を電動モータ３３で稼働させた油圧ポンプ３２で射出装置２Ａのアキュムレータ３０に供給することにより、「アキュムレータ３０への油の貯蔵動作」を行う。また、射出成形機１００Ａに備わる制御部は、オイルタンク３１に貯蔵されている油を電動モータ３３で稼働させた油圧ポンプ３２で射出装置２Ａの射出ユニット移動用シリンダ２９に供給することにより、「射出ユニットの移動動作」を行う。さらに、射出成形機１００Ａに備わる制御部は、オイルタンク３１に貯蔵されている油を電動モータ３３で稼働させた油圧ポンプ３２で射出装置２Ａのシリンダ２７ａ内を移動するピストンに供給し、アキュムレータ３０に貯蔵されている油を射出装置２Ａのシリンダ２７ａ内を移動するピストンに供給（開放）することにより、「射出動作」を行う。

以上のようにして、射出装置２Ａに含まれる油圧装置３Ａによって、射出装置２Ａにおける「射出動作」、「射出ユニットの移動動作」および「アキュムレータ３０への油の貯蔵・開放動作」を行うことができる。

＜実施の形態における特徴＞
続いて、本実施の形態における特徴点について説明する。

本実施の形態における特徴点は、例えば、図３に示すように、型締装置１Ａの「型閉動作」および「型開動作」の駆動方式を型開閉用電動モータ１６による電動駆動方式とする一方、射出装置２Ａの「射出動作」および「アキュムレータ３０への油の貯蔵・開放動作」の駆動方式を油圧装置３Ａによる油圧駆動方式とする点にある。これにより、本実施の形態における特徴点によれば、射出成形機１００Ａの製造コスト削減、小型化の推進あるいは性能を向上することができる。

まず、型締装置１Ａの「型閉動作」および「型開動作」の駆動方式を型開閉用電動モータ１６による電動駆動方式とする技術的意義について説明する。

例えば、型締装置１Ａにおける「型閉動作」および「型開動作」は高速で行うことが望ましい。なぜなら、「型閉動作」および「型開動作」に要する時間が短くすることができれば、射出成形機１００Ａでの成形品の製造効率を向上することができるからである。

この点に関し、型締装置１Ａの「型閉動作」および「型開動作」の駆動方式を油圧装置３Ａによる油圧駆動方式で行うことが考えられる。ところが、油圧装置３Ａによる油圧駆動方式を使用して、「型閉動作」および「型開動作」を高速で行うためには、ポンプやアキュムレータなどが新たに必要となり、油圧装置３Ａの製造コストが上昇するとともに、油圧装置３Ａの大型化を招くことになる。すなわち、油圧駆動方式で「型閉動作」および「型開動作」の高速動作を実現するためには、油圧装置３Ａを大型化する必要がある。

これに対し、本実施の形態のように、型締装置１Ａの「型閉動作」および「型開動作」の駆動方式を型開閉用電動モータ１６による電動駆動方式とすると、「型閉動作」および「型開動作」は高速で行う場合にも、油圧装置による油圧駆動方式のように大型の部品が必要とされない。このことから、型締装置１Ａの「型閉動作」および「型開動作」の駆動方式として型開閉用電動モータ１６による電動駆動方式を採用すると、射出成形機１００Ａの製造コスト削減および小型化の推進を図ることができる。つまり、型締装置１Ａの「型閉動作」および「型開動作」の駆動方式を型開閉用電動モータ１６による電動駆動方式とする技術的意義は、大型部品が不要となることを通じて、射出成形機１００Ａの製造コスト削減および小型化の推進を図ることができることにあると言える。

さらに、油圧駆動方式においては、型締装置による「型閉動作」および「型開動作」は、型開閉用油圧シリンダの動作に依存するが、油圧駆動では、動作の停止精度が低いことから、可動盤１１の停止精度が低くなる。言い換えれば、油圧駆動方式では、可動盤１１の停止位置がばらつくことになる。これに対し、電動駆動方式では、可動盤１１の稼働動作あるいは停止動作は電気的制御によって行われる。このことから、電動駆動方式では、可動盤１１の稼働動作あるいは停止動作は電気的制御により指令通りになるため、可動盤１１の停止精度を高くすることができる。言い換えれば、電動駆動方式では、可動盤１１の停止位置のばらつきを小さくすることができる。したがって、型締装置１Ａの「型閉動作」および「型開動作」の駆動方式として型開閉用電動モータ１６による電動駆動方式を採用すると、射出成形機１００Ａの製造コスト削減および小型化の推進だけでなく、射出成形機１００Ａの性能を向上することもできる利点が得られる。

また、例えば、油圧駆動方式で複合動作を実現する場合、複合動作させる構成要素の数だけ駆動源（油圧ポンプなど）必要となる結果、油圧装置３Ａの複雑化および大型化を招くことになる。これに対し、電動駆動方式で複合動作を実現する場合でも、ソフトウェアを対応させれば、ハードウェア（駆動源：型開閉用電動モータ１６）はそのままで動作可能となる。したがって、電動駆動方式では、システムの複雑化および大型化を招くことなく、複合動作が実現しやすくなる利点も得ることができる。

続いて、射出装置２Ａの「射出動作」および「アキュムレータ３０への油の貯蔵・開放動作」の駆動方式を油圧装置３Ａによる油圧駆動方式とする技術的意義について説明する。例えば、本実施の形態では、射出装置２Ａから射出する材料（溶融材料）として金属材料を想定している。金属材料の一例としては、マグネシウム合金材料を挙げることができる。ここで、金属材料からなる溶融材料は固まりやすいことから、射出装置２Ａから射出する射出速度を速くする必要がある。

この点に関し、射出装置２Ａの「射出動作」の駆動方式を電動駆動方式とすることが考えられる。ところが、電動駆動方式では、材料の射出速度を速くするように射出装置２Ａを構成することが困難である。つまり、マグネシウム合金などの固化しやすい金属材料を射出する射出装置２Ａでは、高速の射出速度を得るために、アキュムレータ３０などで蓄圧した作動油を一気に開放する油圧駆動方式が必要である。

そこで、本実施の形態では、射出装置２Ａの「射出動作」および「アキュムレータ３０への油の貯蔵・開放動作」の駆動方式を油圧装置３Ａによる油圧駆動方式としている。すなわち、本実施の形態において、射出装置２Ａの「射出動作」および「アキュムレータ３０への油の貯蔵・開放動作」の駆動方式を油圧装置３Ａによる油圧駆動方式とする技術的意義は、高速の射出速度を得ることにある。

このように、本実施の形態では、射出装置２Ａの「射出動作」および「アキュムレータ３０への油の貯蔵・開放動作」の駆動方式として、油圧装置３Ａによる油圧駆動方式を採用している。このため、射出装置２Ａは、油圧装置３Ａを備えている。ここで、油圧装置３Ａは、材料の高速射出のために、成形サイクル内でアキュムレータ３０に作動油をチャージすることができるとともに、射出ユニットの前後進を実現できる程度の能力を有する油圧ポンプ３２を備えていればよい。

したがって、油圧装置３Ａは、大型化する必要はない。例えば、射出装置２Ａの「射出動作」および「アキュムレータ３０への油の貯蔵・開放動作」の駆動方式としてだけでなく、型締装置１Ａの「型閉動作」および「型開動作」の駆動方式としても、油圧駆動方式を採用する場合には、型締装置１Ａの「型閉動作」および「型開動作」を実現するために、ポンプやアキュムレータなどが新たに必要となり、製造コストの上昇を招くだけでなく、油圧装置３Ａの大型化も招くことになる。すなわち、射出装置２Ａの「射出動作」および「アキュムレータ３０への油の貯蔵・開放動作」の駆動方式としてだけでなく、型締装置１Ａの「型閉動作」および「型開動作」の駆動方式としても、油圧駆動方式を採用する場合には、油圧装置３Ａのレベルではなく、大規模な油圧駆動装置が必要となる。この点に関し、本実施の形態では、型締装置１Ａの「型閉動作」および「型開動作」の駆動方式として、電動駆動方式を採用しているため、大規模な油圧駆動装置は不要である。したがって、型締装置１Ａの「型閉動作」および「型開動作」の駆動方式を型開閉用電動モータ１６による電動駆動方式とする一方、射出装置２Ａの「射出動作」および「アキュムレータ３０への油の貯蔵・開放動作」の駆動方式を油圧装置３Ａによる油圧駆動方式とする本実施の形態における特徴点によれば、射出成形機１００Ａの製造コスト削減、小型化の推進あるいは性能を向上することができる。このことから、本実施の形態における特徴点は、射出成形機１００Ａの製造コスト削減、小型化の推進あるいは性能を向上することができる点で非常に優れた技術的思想であるということができる。

なお、射出装置２Ａは、スクリュ回転用駆動機構２４を有しているが、このスクリュ回転用駆動機構２４の駆動方式は、電動駆動方式でもよいし、油圧駆動方式であってもよい。

ただし、スクリュ回転用駆動機構２４の駆動方式は、電動駆動方式の方が望ましい。なぜなら、（１）油圧駆動方式を不採用とすることにより、電動モータ３３を小型化することができる点、（２）スクリュを回転させるための油圧ポンプを削減できる点、（３）作動油の量を削減することができる点によって、オイルタンクを小型化できるからである。

次に、エジェクタ装置４Ａの駆動方式は、電動駆動方式と油圧駆動方式のいずれであってもよいが、電動駆動方式であることが望ましい。なぜなら、型締装置１Ａの「型閉動作」と「型開動作」の駆動方式が電動駆動方式であるため、型締装置１Ａの動作とエジェクタ装置４Ａの動作との複合動作を実現することを考えると、ソフトウェアの変更で複合動作に対応可能となるからであり、両者とも電動駆動方式であれば、システムの複雑化および大型化を招くことなく、複合動作を実現できるからである。

さらにいうと、例えば、エジェクタ装置４Ａの駆動方式として油圧駆動方式を採用する場合、油圧シリンダ、バルブ、マニホールドおよび油圧配管が必要となる。これに対し、エジェクタ装置４Ａの駆動方式として電動駆動方式を採用する場合、ボールネジ、モータ、プーリおよびベルトといった部品が必要となる。この点に関し、電動駆動方式では、樹脂成形品を製造する射出成形機の構造や部品を流用できる点で大きな利点を有する。

また、油圧駆動方式のデメリットとして、例えば、油圧配管を射出装置側にある駆動源から型締装置側まで引き回す必要がある点を挙げることができる。

なお、近年では、１つの型締装置に対して異なる複数サイズの射出装置を組み合わせるという、いわゆる「射出装置のモジュール化」の要求が多くなってきている。この場合、例えば、エジェクタ装置４Ａの駆動方式として油圧駆動方式を採用すると、射出装置と型締装置に跨る部品が存在することになり、射出装置と型締装置の組み合わせごとに設計を検討する必要がある。したがって、エジェクタ装置４Ａの駆動方式として油圧駆動方式を採用すると、油圧配管が射出装置と型締装置に跨る部品として存在する結果、「射出装置のモジュール化」がされた射出成形機の設計負荷が大きくなるとともに、仕様も増加することになる。これに対し、エジェクタ装置４Ａの駆動方式として電動駆動方式を採用すると、射出装置と型締装置とに跨る部品が存在しないことから、「射出装置のモジュール化」された射出成形機を容易に実現することができる利点が得られる。

ただし、本発明者の検討によると、エジェクタ装置４Ａの駆動方式として、電動駆動方式を採用すると、エジェクタピンの「突き出し動作」において、押出力（突き出し力）が不足する場合がある。したがって、押出力を充分に確保する観点からは、エジェクタ装置４Ａの駆動方式として、油圧駆動方式を採用するという選択の余地も存在する。この場合、油圧機器、油圧マニホールドおよび油圧配管といった部品が型締装置１Ａにも必要となってくる点に留意する必要がある。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１ 型締装置
１Ａ 型締装置
１Ｒ 型締装置
２ 射出装置
２Ａ 射出装置
２Ｒ 射出装置
３Ａ 油圧装置
３Ｒ 油圧装置
４Ｒ エジェクタ装置
１０ 固定盤
１１ 可動盤
１２ 固定型
１３ 可動型
１４ 型開閉用油圧シリンダ
１５ エジェクタ用油圧シリンダ
１６ 型開閉用電動モータ
１６Ａ 電動駆動部
１７ 駆動機構
１７ａ プーリ
１７ｂ ベルト
１８ エジェクタ用電動モータ
１８Ａ 押出力駆動部
１９ａ プーリ
１９ｂ ベルト
２１ ホッパ
２２ シリンダ
２３ スクリュ
２４ スクリュ回転用駆動機構
２５ ヒータ
２６ ノズル
２７ ピストン
２７ａ シリンダ
２８ 油圧装置
２９ 射出ユニット移動用シリンダ
３０ アキュムレータ
３１ オイルタンク
３２ 油圧ポンプ
３３ 電動モータ
１００ 射出成形機
１００Ａ 射出成形機
１００Ｒ 射出成形機
ＣＡＶ 密閉空間

Claims (5)

1. 材料の射出動作を行う射出装置と、
   前記射出装置から射出された前記材料を成形するように構成された型締装置と、
   を備える、射出成形機であって、
   前記射出装置は、
   スクリュと、
   前記スクリュと接続されたピストンと、
   前記ピストンを軸方向に駆動する油圧装置と、
   を有し、
   前記型締装置は、
   第１金型を装着可能な可動盤と、
   第２金型を装着可能な固定盤と、
   前記可動盤を前記固定盤に対して型閉方向あるいは型開方向に移動させるように構成された電動駆動部と、
   を有する、射出成形機。
2. 請求項１に記載の射出成形機において、
   前記型締装置は、成形された前記材料からなる成形品を押し出すエジェクタ装置を有し、
   前記エジェクタ装置は、前記成形品を押し出すための押出力を発生させる押出力駆動部を含む、射出成形機。
3. 請求項２に記載の射出成形機において、
   前記押出力駆動部は、電動駆動によって前記押出力を発生させる、射出成形機。
4. 請求項１に記載の射出成形機において、
   前記材料は、金属材料である、射出成形機。
5. 請求項１に記載の射出成形機において、
   前記材料は、マグネシウム合金である、射出成形機。

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