JP7375730B2 - 射出成形機、射出成形装置及び射出成形方法 - Google Patents

Description

本開示は、射出成形機、射出成形装置及び射出成形方法に関する。

特許文献１の射出成形機は、先端部に射出口が形成されたバレル、バレルに接続されたホッパ、バレル内を摺動し、ロッドの端部が固定されたトーピード、及びバレルの開放口の側に配置され、ロッドが通されたプランジャを備えている。

このような射出成形機を用いて溶融樹脂を射出する場合、先ず、プランジャをロッドに固定した状態で当該プランジャをバレルの射出口の側に対して逆側に移動させて、バレルとホッパとの接続口（即ち、樹脂原料の供給孔）を開放し、当該供給孔から樹脂原料をバレル内におけるトーピードに対してプランジャの側の空間に供給する。

次に、プランジャとロッドとの固定状態を解除し、プランジャをバレルの射出口の側に移動させて、プランジャによってバレルの供給孔を閉鎖すると共に当該バレルの開放口を閉鎖した状態で、ロッドを介してトーピードをバレル内で当該バレルの射出口の側に対して逆側に移動させる。

このとき、樹脂原料がトーピードの溝部を通過し、樹脂原料が可塑化して溶融樹脂となり、当該溶融樹脂がバレル内におけるトーピードに対して射出口の側の空間に流入する。そして、トーピードをバレルの射出口の側に移動させ、溶融樹脂を当該射出口から射出させる。

特開２０１７－１３２０３９号公報

本出願人は、以下の課題を見出した。特許文献１の射出成形装置は、バレル内におけるトーピードに対してプランジャの側の空間にロッドが配置された状態で当該空間に樹脂原料が供給され、バレル内におけるトーピードに対して射出口の側の空間に可塑化された溶融樹脂が流入する構成である。このとき、バレル内におけるトーピードに対して射出口の側の空間には、ロッドが配置されていない。

そのため、トーピードをバレル内で当該バレルの射出口の側に対して逆側に移動させた際に、バレル内におけるトーピードに対してプランジャの側の空間の容積の減少量に対して、バレル内におけるトーピードに対して射出口の側の空間の容積の増加量が大きく、バレル内におけるトーピードに対して射出口の側の空間に溶融樹脂が流入する際に気体が当該空間に流入する可能性がある。その結果、気体が混入した溶融樹脂が射出されることがあり、ワークの品質が低下する場合がある。

本開示は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ワークの品質の向上に寄与する射出成形機、射出成形装置及び射出成形方法を実現する。

本開示の一態様に係る射出成形機は、トーピードピストンをシリンダの内部で前記シリンダに固定された射出部の側に対して逆側に摺動させることで、前記シリンダにおける前記トーピードピストンを挟んで前記射出部の側に対して逆側に配置される第１の空間に供給された樹脂原料を可塑化しつつ、前記シリンダにおける前記トーピードピストンを挟んで前記射出部の側の第２の空間に溶融樹脂を流入させ、前記トーピードピストンを前記シリンダの内部で前記射出部の側に摺動させることで、前記射出部から前記溶融樹脂を射出する射出成形機であって、
前記トーピードピストンに対する前記シリンダの第２の空間への突出量が変化するように、前記トーピードピストンに形成された摺動部に前記シリンダの軸方向に摺動可能に挿入される加圧ピストンと、
前記加圧ピストンを前記トーピードピストンに対して前記シリンダの第２の空間の側に付勢する付勢手段と、
を備える。

上述の射出成形機は、前記トーピードピストンに接続されたロッドを前記シリンダの軸方向に移動させることで、前記トーピードピストンを前記シリンダの内部で摺動させる駆動部を備え、
前記加圧ピストンにおける当該加圧ピストンの摺動方向に対して直交する断面での外周縁で囲まれた領域の面積は、前記ロッドの軸方向に対して直交する断面での外周縁で囲まれた領域の面積以上であり、
前記溶融樹脂を射出するために前記トーピードピストンが最も前記射出部の側に対して逆側に配置され、前記シリンダの第２の空間に前記加圧ピストンが配置された状態での当該第２の空間の容積は、前記樹脂原料を可塑化するために前記トーピードピストンが最も前記射出部の側に配置され、前記シリンダの第１の空間に前記ロッドが配置された状態での当該第１の空間の容積以下であることが好ましい。

上述の射出成形機において、前記付勢手段は、前記樹脂原料を可塑化するために前記トーピードピストンが前記射出部の側に対して逆側に移動する場合、前記シリンダの第２の空間の容積の増加量が、前記シリンダの第１の空間の容積の減少量以下になるように、前記加圧ピストンを付勢することが好ましい。

上述の射出成形機において、前記加圧ピストンにおける前記射出部の側の端部には、前記溶融樹脂が侵入する侵入部が形成されていることが好ましい。

上述の射出成形機は、
複数の前記シリンダと、
各々の前記シリンダの内部を摺動する複数の前記トーピードピストンと、
各々の前記トーピードピストンの摺動部に摺動可能に挿入される複数の前記加圧ピストンと、
各々の前記加圧ピストンを付勢する前記付勢手段と、
各々の前記トーピードピストンを駆動する複数の駆動部と、
を備え、
前記複数のシリンダのうち、少なくとも第１のシリンダから溶融樹脂が射出される期間と第２のシリンダから溶融樹脂が射出される期間とが予め設定された期間重複し、前記複数のシリンダから溶融樹脂が連続的に射出されるように、前記複数の駆動部が制御されることが好ましい。

本開示の一態様に係る射出成形装置は、
上述の射出成形機と、
前記シリンダの第１の空間を密閉及び開放するバルブと、
前記シリンダの第１の空間への気体の流れに基づいて、前記第１の空間に樹脂原料を供給する供給部と、
を備える。

上述の射出成形装置は、前記射出成形機に接続されるロボットアームを備えることが好ましい。

本開示の一態様に係る射出成形方法は、トーピードピストンをシリンダの内部で前記シリンダに固定された射出部の側に対して逆側に摺動させることで、前記シリンダにおける前記トーピードピストンを挟んで前記射出部の側に対して逆側に配置される第１の空間に供給された樹脂原料を可塑化しつつ、前記シリンダにおける前記トーピードピストンを挟んで前記射出部の側の第２の空間に溶融樹脂を流入させ、前記トーピードピストンを前記シリンダの内部で前記射出部の側に摺動させることで、前記射出部から前記溶融樹脂を射出する射出成形方法であって、
前記樹脂原料を可塑化するために前記トーピードピストンが前記射出部の側に対して逆側に移動する際に、前記シリンダの第２の空間の容積の増加量が、前記シリンダの第１の空間の容積の減少量以下になるように、前記トーピードピストンに摺動可能に挿入された加圧ピストンを前記シリンダの第２の空間の側に突出させる。

上述の射出成形方法は、複数の前記シリンダの内部で前記トーピードピストンを夫々摺動させて、前記複数のシリンダのうち、少なくとも第１のシリンダから溶融樹脂を射出する期間と第２のシリンダから溶融樹脂を射出する期間とを予め設定された第１の期間重複させ、前記複数のシリンダから溶融樹脂を連続的に射出させることが好ましい。

上述の射出成形方法は、各々の前記シリンダにおいて、前記溶融樹脂を射出する期間と前記シリンダに前記樹脂原料を供給する期間とを予め設定された第２の期間重複させることが好ましい。

上述の射出成形方法は、前記シリンダの第１の空間への気体の流れに基づいて、前記第１の空間に樹脂原料を供給することが好ましい。

本開示によれば、ワークの品質の向上に寄与する射出成形機、射出成形装置及び射出成形方法を実現することができる。

実施の形態１の射出成形装置を概略的に示す図である。 実施の形態１の射出成形装置の制御系のブロック図である。 実施の形態１の射出成形機のＺ軸－側の部分を拡大して示す図である。 図３のIV－IV矢視断面図である。 図１のＶ－Ｖ矢視断面図である。 図３のVI－VI矢視断面図である。 実施の形態１の第１のピストンユニット及び第２のピストンユニットを示す斜視図である。 実施の形態１の第１のピストンユニット及び第２のピストンユニットを示す分解図である。 実施の形態１の射出成形装置の動作を示す図である。 実施の形態１の射出成形装置の動作を示す図である。 実施の形態１の射出成形装置の動作を示す図である。 実施の形態１の射出成形装置の動作を示す図である。 実施の形態１の射出成形装置の動作を示す図である。 実施の形態２の射出成形装置を概略的に示す図である。 実施の形態２の射出成形装置の制御系を示すブロック図である。 図１４のXVI位置での断面図である。 実施の形態３の射出成形装置を概略的に示す図である。 実施の形態３の射出成形装置の制御系を示すブロック図である。 図１７のXIX－XIX位置での断面図である。 樹脂部品がワークに接合された状態を示す断面図である。

以下、本開示を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本開示が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

＜実施の形態１＞
先ず、本実施の形態の射出成形装置の構成を説明する。本実施の形態の射出成形装置は、射出成形機を用いてワークを積層造形する際に好適である。図１は、本実施の形態の射出成形装置を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態の射出成形装置の制御系のブロック図である。なお、以下の説明では、説明を明確にするために、三次元（ＸＹＺ）座標系を用いて説明する。

射出成形装置１は、図１及び図２に示すように、射出成形機２、供給装置３、テーブル４、移動装置５、加熱装置６及び制御装置７を備えている。射出成形機２は、例えば、連続的に溶融樹脂を射出可能な構成である。図３は、本実施の形態の射出成形機のＺ軸－側の部分を拡大して示す図である。図４は、図３のIV－IV矢視断面図である。図５は、図１のＶ－Ｖ矢視断面図である。図６は、図３のVI－VI矢視断面図である。

射出成形機２は、図１乃至図３に示すように、第１のシリンダ１１、第２のシリンダ１２、端部プレート１３、第１のピストンユニット１４、第２のピストンユニット１５、第１の駆動部１６、第２の駆動部１７、射出部１８及び第１の制御部１９を備えている。

第１のシリンダ１１は、図３に示すように、Ｚ軸方向に延在しており、第１のシリンダ１１のＺ軸＋側の端部が閉塞された有天筒形状を基本形態としている。つまり、第１のシリンダ１１は、Ｚ軸＋側に配置された閉塞部１１ａ、及び閉塞部１１ａの周縁部と連続し、且つ、閉塞部１１ａからＺ軸－側に延在する筒状の側壁部１１ｂを備えており、第１のシリンダ１１のＺ軸－側の端部が開放されている。

第１のシリンダ１１の閉塞部１１ａには、図３に示すように、当該閉塞部１１ａをＺ軸方向に貫通する貫通孔１１ｃが形成されている。また、第１のシリンダ１１の側壁部１１ｂにおけるＺ軸＋側の部分には、図３及び図４に示すように、樹脂原料が供給される供給孔１１ｄが形成されている。

第２のシリンダ１２は、図３及び図４に示すように、Ｚ軸方向に延在しており、第１のシリンダ１１とＹ軸方向で並べられている。第２のシリンダ１２は、第１のシリンダ１１と等しい構成とされているため、重複する説明は省略するが、貫通孔１２ｃを有する閉塞部１２ａ、及び供給孔１２ｄを有する側壁部１２ｂを備えており、第２のシリンダ１２のＺ軸－側の端部が開放されている。

端部プレート１３は、図３に示すように、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２のＺ軸－側の端部に固定されている。端部プレート１３は、本体部１３ａ及び逆止弁１３ｂを備えている。本体部１３ａは、例えば、板形状を基本形態としており、Ｙ軸方向に間隔を開けて貫通孔１３ｃが形成されている。

貫通孔１３ｃは、図３に示すように、本体部１３ａをＺ軸方向に貫通しており、貫通孔１３ｃのＺ軸－側の部分に逆止弁１３ｂが収容される収容部１３ｄを備えている。収容部１３ｄのＺ軸＋側の面は、貫通孔１３ｃの中心から外側に向かうのに従ってＺ軸－側に傾斜する傾斜面である。

このとき、貫通孔１３ｃのＺ軸＋側の部分は、貫通孔１３ｃの中心から外側に向かうのに従ってＺ軸＋側に傾斜する傾斜面を備え、当該傾斜面のＺ軸－側の端部が収容部１３ｄのＺ軸＋側の端部と連続しているとよい。

逆止弁１３ｂは、Ｚ軸－側への溶融樹脂の流れを許容し、Ｚ軸＋側への溶融樹脂の流れを遮断する。逆止弁１３ｂは、例えば、チェックバルブで構成することができ、図３に示すように、チェックボール１３ｅ及びスプリング１３ｆを備えている。ここで、スプリング１３ｆの弾性力は、チェックボール１３ｅに予め設定された圧力が作用した際に逆止弁１３ｂが開放されるように、適宜、設定すればよい。

このような端部プレート１３は、図３に示すように、端部プレート１３で第１のシリンダ１１のＺ軸－側の開放口及び第２のシリンダ１２のＺ軸－側の開放口を覆うように、本体部１３ａに形成されたボルト孔１３ｇに通されたボルト１３ｈを介して第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２のＺ軸－側の端部に固定されている。

このとき、端部プレート１３におけるＹ軸－側の貫通孔１３ｃが第１のシリンダ１１に対してＺ軸－側に配置され、端部プレート１３におけるＹ軸＋側の貫通孔１３ｃが第２のシリンダ１２に対してＺ軸－側に配置される。

ここで、端部プレート１３におけるＹ軸－側の貫通孔１３ｃの中心軸と、第１のシリンダ１１の中心軸と、が略重なるように配置され、端部プレート１３におけるＹ軸＋側の貫通孔１３ｃの中心軸と、第２のシリンダ１２の中心軸と、が略重なるように配置されるとよい。

第１のピストンユニット１４は、図３に示すように、第１のシリンダ１１の内部を摺動可能に当該第１のシリンダ１１の内部に配置されている。図７は、本実施の形態の第１のピストンユニット及び第２のピストンユニットを示す斜視図である。図８は、本実施の形態の第１のピストンユニット及び第２のピストンユニットを示す分解図である。

第１のピストンユニット１４は、図７及び図８に示すように、トーピードピストン１４ａ、逆止リング１４ｂ、ストッパ１４ｃ、加圧ピストン１４ｄ及び付勢手段１４ｅを備えている。トーピードピストン１４ａは、トーピードピストン１４ａのＺ軸＋側の端部が閉塞された有天筒形状を基本形態としており、大凡、第１のシリンダ１１の内周形状と対応する外周形状を有する。このとき、トーピードピストン１４ａのＺ軸＋側の面は、トーピードピストン１４ａの中央から周縁部に向かうのに従ってＺ軸－側に向かって傾斜する傾斜面とされているとよい。

トーピードピストン１４ａの外周面には、図７及び図８に示すように、溝部１４ｆが形成されている。溝部１４ｆは、Ｚ軸方向に延在しており、トーピードピストン１４ａの周方向に略等しい間隔で配置されている。

但し、溝部１４ｆは、後述するように、第１のシリンダ１１における第１のピストンユニット１４に対してＺ軸＋側の第１の空間Ｓ１に供給された樹脂原料が溝部１４ｆを通過する際に、樹脂原料を可塑化させて溶融樹脂とし、当該溶融樹脂を第１のシリンダ１１における第１のピストンユニット１４に対してＺ軸－側の第２の空間Ｓ２に流入させることができる形状及び配置であればよい。

逆止リング１４ｂは、図５、図７及び図８に示すように、第１のシリンダ１１の内周形状と略等しい外周形状を有する環形状であり、トーピードピストン１４ａに対してＺ軸－側に配置されている。ストッパ１４ｃは、逆止リング１４ｂをトーピードピストン１４ａのＺ軸－側の端部に保持する。

ストッパ１４ｃは、例えば、図８に示すように、リング部１４ｇ及び引っ掛け部１４ｈを備えている。リング部１４ｇは、トーピードピストン１４ａの内周形状と略等しい外周形状を有する。引っ掛け部１４ｈは、Ｚ軸に対して直交する方向から見て略Ｌ字形状であり、引っ掛け部１４ｈの鉛直部分のＺ軸＋側の端部がリング部１４ｇに固定されている。

引っ掛け部１４ｈの水平部分は、図８に示すように、引っ掛け部１４ｈの鉛直部分のＺ軸－側の端部からリング部１４ｇの外側に向かって突出している。引っ掛け部１４ｈは、リング部１４ｇの周方向に略等しい間隔で配置されている。

リング部１４ｇ、及び引っ掛け部１４ｈの鉛直部分が逆止リング１４ｂの貫通孔に通された状態で、リング部１４ｇがトーピードピストン１４ａのＺ軸－側の端部の開放口に嵌合されている。これにより、逆止リング１４ｂは、ストッパ１４ｃを介してトーピードピストン１４ａのＺ軸－側の端部に保持されている。

このとき、引っ掛け部１４ｈの鉛直部分のＺ軸方向の長さは、逆止リング１４ｂのＺ軸方向の厚さに対して長い。これにより、逆止リング１４ｂは、第１のシリンダ１１のＺ軸－側の端部と引っ掛け部１４ｈの水平部分との間でＺ軸方向に移動可能である。但し、ストッパ１４ｃは、逆止リング１４ｂをＺ軸方向に移動可能に第１のシリンダ１１のＺ軸－側の端部に保持できる構成であればよい。

加圧ピストン１４ｄは、図７及び図８に示すように、加圧ピストン１４ｄのＺ軸－側の端部が閉塞された有底筒形状であり、例えば、加圧ピストン１４ｄのＺ軸－側の端面は、ＸＹ平面と平行な略平坦面である。そして、加圧ピストン１４ｄの外周形状は、トーピードピストン１４ａの内周形状と略等しい。

加圧ピストン１４ｄは、図３に示すように、トーピードピストン１４ａの内周面と加圧ピストン１４ｄの外周面との間をシール部材１４ｉで塞いだ状態で当該トーピードピストン１４ａの内部に摺動可能に挿入されている。

つまり、トーピードピストン１４ａの内部は加圧ピストン１４ｄの摺動部として機能し、加圧ピストン１４ｄがトーピードピストン１４ａに対してＺ軸方向に摺動することで、トーピードピストン１４ａに対する第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２への突出量が変化する。なお、加圧ピストン１４ｄの外周縁で囲まれた領域の面積や最大移動量などは、後述する。

このとき、詳細な機能は後述するが、図７及び図８に示すように、加圧ピストン１４ｄのＺ軸－側の端面には、溶融樹脂が侵入する侵入部１４ｊが形成されているとよい。侵入部１４ｊは、例えば、加圧ピストン１４ｄのＺ軸－側の端面に形成された溝部であり、Ｚ軸に対して直交する方向に延在している。

但し、侵入部１４ｊは、加圧ピストン１４ｄのＺ軸－側の端面が端部プレート１３のＺ軸＋側の端部に接触した状態で、加圧ピストン１４ｄのＺ軸－側の端面と端部プレート１３のＺ軸＋側の端部との間に溶融樹脂を侵入させることができる形状であればよい。

付勢手段１４ｅは、加圧ピストン１４ｄをトーピードピストン１４ａに対して第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２の側に付勢する。付勢手段１４ｅは、例えば、図８に示すように、コイルバネなどの弾性部材である。

付勢手段１４ｅは、付勢手段１４ｅのＺ軸＋側の端部がトーピードピストン１４ａのＺ軸＋側の端部に接触し、付勢手段１４ｅのＺ軸－側の端部が加圧ピストン１４ｄのＺ軸－側の端部に接触した状態で、加圧ピストン１４ｄの内部に配置されている。なお、付勢手段１４ｅの付勢力などは、後述する。

第２のピストンユニット１５は、図３に示すように、第２のシリンダ１２の内部を摺動可能に当該第２のシリンダ１２の内部に配置されている。第２のピストンユニット１５は、第１のピストンユニット１４と等しい構成とされているため、重複する説明は省略するが、図５、図７及び図８に示すように、外周面に溝部１５ｆが形成されたトーピードピストン１５ａ、逆止リング１５ｂ、リング部１５ｇ及び引っ掛け部１５ｈを備えるストッパ１５ｃ、加圧ピストン１５ｄ及び付勢手段１５ｅを備えている。

そして、図３に示すように、トーピードピストン１５ａの内周面と加圧ピストン１５ｄの外周面との間をシール部材１５ｉで塞いだ状態で、加圧ピストン１５ｄがトーピードピストン１５ａの内部に摺動可能に挿入されている。このとき、図５、図７及び図８に示すように、加圧ピストン１５ｄのＺ軸－側の端面にも、溶融樹脂が侵入する侵入部１５ｊが形成されているとよい。

第１の駆動部１６は、第１のピストンユニット１４をＺ軸方向に駆動させる。第１の駆動部１６は、図３に示すように、モータ１６ａ、ネジ軸１６ｂ、スライダ１６ｃ、ロッド１６ｄ及びケース１６ｅを備えている。モータ１６ａは、例えば、サーボモータであり、ケース１６ｅのＺ軸＋側の端部に固定されている。モータ１６ａの出力軸の回転角度は、エンコーダ１６ｆ（図２を参照）によって検出される。

ネジ軸１６ｂは、図３に示すように、Ｚ軸方向に延在しており、ケース１６ｅの内部で軸受け１６ｇを介して回転可能に支持されている。そして、ネジ軸１６ｂのＺ軸＋側の端部は、ケース１６ｅのＺ軸＋側の端部に形成された貫通孔１６ｈに通された状態で、モータ１６ａの出力軸から駆動力を伝達可能に当該出力軸に接続されている。

スライダ１６ｃは、ネジ孔を備えており、ケース１６ｅの内部でスライダ１６ｃがネジ軸１６ｂに沿って移動するように、スライダ１６ｃのネジ孔がネジ軸１６ｂに噛み合わされている。これらのネジ軸１６ｂ及びスライダ１６ｃは、ボールネジを構成し、ケース１６ｅの内部に収容されている。

ロッド１６ｄは、図３に示すように、Ｚ軸方向に延在しており、ケース１６ｅのＺ軸－側の端部に形成された貫通孔１６ｉ及び第１のシリンダ１１の貫通孔１１ｃに通されている。ロッド１６ｄのＺ軸＋側の端部はスライダ１６ｃに固定され、ロッド１６ｄのＺ軸－側の端部は第１のピストンユニット１４のトーピードピストン１４ａのＺ軸＋側の端部に固定されている。

ケース１６ｅは、図３に示すように、モータ１６ａ、ネジ軸１６ｂ、スライダ１６ｃ及びロッド１６ｄを支持する。ケース１６ｅは、例えば、箱形状であり、ケース１６ｅの内部に密閉空間を形成している。このようなケース１６ｅのＺ軸－側の端部には、第１のシリンダ１１の閉塞部１１ａが固定されている。

第２の駆動部１７は、第２のピストンユニット１５をＺ軸方向に駆動させる。第２の駆動部１７は、第１の駆動部１６と略等しい構成とされているため、重複する説明は省略するが、図３に示すように、モータ１７ａ、ネジ軸１７ｂ、スライダ１７ｃ、ロッド１７ｄ及びケース１７ｅを備えている。

つまり、モータ１７ａは、ケース１７ｅのＺ軸＋側の端部に固定されており、モータ１７ａの出力軸の回転角度がエンコーダ１７ｆ（図２を参照）によって検出される。ネジ軸１７ｂは、図３に示すように、軸受け１７ｇを介してケース１７ｅの内部で支持されており、ネジ軸１７ｂがケース１７ｅのＺ軸＋側の端部に形成された貫通孔１７ｈに通された状態で、ネジ軸１７ｂのＺ軸＋側の端部がモータ１７ａの出力軸に接続されている。

スライダ１７ｃは、ケース１７ｅの内部でネジ軸１７ｂに沿って移動するように、スライダ１７ｃのネジ孔がネジ軸１７ｂに噛み合わされている。ロッド１７ｄは、ケース１７ｅのＺ軸－側の端部に形成された貫通孔１７ｉ及び第２のシリンダ１２の貫通孔１２ｃに通されている。そして、ロッド１７ｄのＺ軸＋側の端部はスライダ１７ｃに固定され、ロッド１７ｄのＺ軸－側の端部は第２のピストンユニット１５のトーピードピストン１５ａのＺ軸＋側の端部に固定されている。

ケース１７ｅは、図３に示すように、モータ１７ａ、ネジ軸１７ｂ、スライダ１７ｃ及びロッド１７ｄを支持し、ケース１７ｅの内部に密閉空間を形成している。そして、ケース１７ｅのＺ軸－側の端部には、第２のシリンダ１２の閉塞部１２ａが固定されている。

本実施の形態では、図１及び図３に示すように、ケース１７ｅを第１の駆動部１６のケース１６ｅと一体的に形成しており、共通の密閉空間を形成している。そのため、以下の説明では、第１の駆動部１６のケース１６ｅを示す場合、第２の駆動部１７のケース１７ｅも併せて示している場合がある。但し、ケース１７ｅは、第１の駆動部１６のケース１６ｅと別部材で構成してもよい。

射出部１８は、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２から押し出される溶融樹脂を射出することができるように、端部プレート１３に対してＺ軸－側に配置されている。射出部１８は、図３に示すように、溶融樹脂を射出する射出口１８ａ、射出口１８ａからＺ軸＋側であって、且つ、Ｙ軸－側に延在する第１の分岐路１８ｂ、及び、射出口１８ａからＺ軸＋側であって、且つ、Ｙ軸＋側に延在する第２の分岐路１８ｃを備えている。ここで、射出口１８ａは、Ｚ軸－側に向かうのに従って絞られた形状であるとよい。

射出部１８は、図３に示すように、リテーリングナット１８ｄを介して端部プレート１３に固定されている。このとき、第１の分岐路１８ｂのＺ軸＋側の端部は、端部プレート１３におけるＹ軸－側の貫通孔１３ｃと連通し、第２の分岐路１８ｃのＺ軸＋側の端部は、端部プレート１３におけるＹ軸＋側の貫通孔１３ｃと連通する。

射出部１８は、射出口１８ａが形成される第１のプレート１８ｅと、第１の分岐路１８ｂ及び第２の分岐路１８ｃが形成される第２のプレート１８ｆと、に分割されており、詳細な機能は後述するが、第１のプレート１８ｅ又は第２のプレート１８ｆの少なくとも一方がセラミックプレートで構成されているとよい。ここで、射出部１８には、逆止弁１３ｂの一部を収容する収容部を形成することができる。

第１の制御部１９は、詳細は後述するが、エンコーダ１６ｆ、１７ｆの検出結果に基づいて、第１の駆動部１６のモータ１６ａ及び第２の駆動部１７のモータ１７ａを制御する。

供給装置３は、樹脂原料を第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２に供給する。供給装置３は、図１乃至図３に示すように、排気部３１、ホッパ３２、加圧部３３及び第２の制御部３４を備えている。排気部３１は、第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１、第２のシリンダ１２における第２のピストンユニット１５に対してＺ軸＋側の第１の空間Ｓ３、及びトーピードピストン１４ａ、１５ａと加圧ピストン１４ｄ、１５ｄとで囲まれた空間から気体を排出する。

詳細には、排気部３１は、排気路３１ａ、排気孔３１ｂ及び排気弁３１ｃを備えている。排気路３１ａは、図３に示すように、第１の駆動部１６のロッド１６ｄ並びにトーピードピストン１４ａ、及び第２の駆動部１７のロッド１７ｄ並びにトーピードピストン１５ａに夫々形成されている。排気路３１ａは、ロッド１６ｄ、１７ｄの内部を通ってトーピードピストン１４ａ、１５ａのＺ軸＋側の端部を貫通し、Ｚ軸方向に延在している。

排気路３１ａのＺ軸－側の端部は、分岐しており、ロッド１６ｄ、１７ｄのＺ軸－側の端部の周面に到達すると共に、トーピードピストン１４ａ、１５ａと加圧ピストン１４ｄ、１５ｄとで囲まれた空間に到達し、排気路３１ａのＺ軸＋側の端部は、ロッド１６ｄ、１７ｄのＺ軸＋側の端面に到達している。

そのため、排気路３１ａのＺ軸－側の端部は、第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１及びトーピードピストン１４ａと加圧ピストン１５ｄとで囲まれた空間、又は第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３及びトーピードピストン１５ａと加圧ピストン１５ｄとで囲まれた空間に連通し、排気路３１ａのＺ軸＋側の端部は、第１の駆動部１６のケース１６ｅの内部に配置されている。

排気孔３１ｂは、第１の駆動部１６のケース１６ｅに形成されている。但し、第１の駆動部１６のケース１６ｅと第２の駆動部１７のケース１７ｅとが別部材で構成されている場合、各々のケース１６ｅ、１７ｅに排気孔３１ｂが形成される。排気弁３１ｃは、排気管３５を介して排気孔３１ｂに接続されている。排気弁３１ｃは、例えば、電磁バルブである。

ホッパ３２は、第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１及び第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３に供給する樹脂原料Ｍを収容する。本実施の形態では、図１に示すように、ホッパ３２として、第１のホッパ３２ａ及び第２のホッパ３２ｂを備えている。

第１のホッパ３２ａは、第１のホッパ３２ａの内部を密閉可能な構成とされており、第１の供給管３６を介して第１のシリンダ１１の供給孔１１ｄに接続されている。第２のホッパ３２ｂは、第２のホッパ３２ｂの内部を密閉可能な構成とされており、第２の供給管３７を介して第２のシリンダ１２の供給孔１２ｄに接続されている。

これらの第１のホッパ３２ａ及び第２のホッパ３２ｂは、余熱ヒータによって樹脂原料Ｍを乾燥状態に維持できる構成であればよい。これにより、樹脂原料Ｍを可塑化する際に発生する水蒸気による造形不良を抑制することができる。

また、第１のシリンダ１１の供給孔１１ｄ、第２のシリンダ１２の供給孔１２ｄ、第１の供給管３６及び第２の供給管３７の内径は、樹脂原料Ｍである樹脂ペレットの対角線の２倍以下であるとよい。

これにより、第１のシリンダ１１の供給孔１１ｄ、第２のシリンダ１２の供給孔１２ｄ、第１の供給管３６及び第２の供給管３７で樹脂原料Ｍが並んでブリッジを起こし、各々の内部が詰まることを抑制できる。

加圧部３３は、ホッパ３２内を気体で加圧するエアポンプである。本実施の形態では、図１に示すように、加圧部３３は、第１の接続管３８を介して第１のホッパ３２ａに接続され、且つ、第２の接続管３９を介いて第２のホッパ３２ｂに接続されている。

加圧部３３は、例えば、常時、ホッパ３２内を加圧する。そのため、排気弁３１ｃ及び端部プレート１３の逆止弁１３ｂが閉じた状態では、第１のシリンダ１１と、第２のシリンダ１２と、トーピードピストン１４ａ、１５ａと加圧ピストン１４ｄ、１５ｄとで囲まれた空間と、第１の駆動部１６のケース１６ｅと、で形成される密閉空間が当該ケース１６ｅの外側に対して高圧に維持される。

第２の制御部３４は、後述する所望のタイミングで第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１又は第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３から気体を排出するために、排気弁３１ｃを制御する。

テーブル４は、図１に示すように、射出成形機２に対してＺ軸－側に配置されており、射出成形機２から射出される溶融樹脂を積層してワークを成形するための成形台である。ここで、テーブル４は、例えば、加熱可能な構成とされているとよい。移動装置５は、ワークを成形するために射出成形機２及びテーブル４を移動させる。移動装置５は、例えば、図１及び図２に示すように、ガントリー装置５１、昇降装置５２及び第３の制御部５３を備えている。

ガントリー装置５１は、射出成形機２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。ガントリー装置５１としては、一般的なガントリー装置を用いることができ、例えば、Ｘ軸方向に延在するスライドレールとＹ軸方向に延在するスライドレールとを組み合わせて構成することができる。

昇降装置５２は、テーブル４をＺ軸方向に昇降させる。昇降装置５２としては、例えば、一般的な昇降装置を用いることができ、ボールネジで構成することができる。第３の制御部５３は、射出成形機２から射出される溶融樹脂を積層して所望のワークを成形するためにガントリー装置５１及び昇降装置５２を制御する。

加熱装置６は、図１乃至図３に示すように、第１の加熱部６１、第２の加熱部６２、温度検出部６３及び第４の制御部６４を備えている。第１の加熱部６１は、可塑化された溶融樹脂を保温する。

第１の加熱部６１は、例えば、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２のＺ軸－側の部分を囲むシートヒータで構成することができる。但し、第１の加熱部６１は、可塑化された溶融樹脂を保温できればよく、第１の加熱部６１の構成及び配置は限定されない。

第２の加熱部６２は、溶融樹脂の温度を所望の温度に加熱する。第２の加熱部６２は、例えば、図３及び図６に示すように、シートヒータ６２ａ及び伝熱部材６２ｂを備えている。シートヒータ６２ａは、Ｚ軸方向から見て、射出部１８の射出口１８ａを中心に略等しい間隔で配置されている。伝熱部材６２ｂは、伝熱部材６２ｂの略中央に貫通孔が形成された円板状であり、セラミックプレートで構成されている。

伝熱部材６２ｂは、第１のプレート１８ｅと第２のプレート１８ｆとの間に配置されている。このとき、シートヒータ６２ａは、伝熱部材６２ｂと第１のプレート１８ｅとの間、又は伝熱部材６２ｂと第２のプレート１８ｆとの間に配置される。これにより、シートヒータ６２ａの熱を第１のプレート１８ｅ又は第２のプレート１８ｆに良好に伝達することができる。

ここで、第１のプレート１８ｅ及び第２のプレート１８ｆが、上述のようにセラミックプレートで構成されている場合、セラミックプレートは金属に比べて熱容量が小さいため、第２の加熱部６２の熱を効率良く溶融樹脂に伝えることができる。また、第２の加熱部６２が損傷した場合、リテーリングナット１８ｄを緩めると第２の加熱部６２を簡単に交換することができる。

温度検出部６３は、溶融樹脂の温度を検出する。温度検出部６３は、例えば、射出部１８に設けられている。このとき、温度検出部６３は、セラミックプレートで構成されている側の第１のプレート１８ｅ又は第２のプレート１８ｆに設けられるとよい。これにより、溶融樹脂の温度を精度良く検出することができる。

第４の制御部６４は、温度検出部６３の検出結果に基づいて、溶融樹脂の温度が予め設定された範囲内になるように第１の加熱部６１及び第２の加熱部６２を制御する。なお、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２が溶融樹脂Ｒを保温できる構成とされている場合、加熱装置６を省略してもよい。

制御装置７は、図２に示すように、第１の制御部１９、第２の制御部３４、第３の制御部５３及び第４の制御部６４を備えており、ワークを成形するために、第１の制御部１９、第２の制御部３４、第３の制御部５３及び第４の制御部６４を制御する。

次に、本実施の形態の射出成形装置１において、第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１又は第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３に供給した樹脂原料Ｍを可塑化しつつ、第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２、又は第２のシリンダ１２における第２のピストンユニット１５に対してＺ軸－側の第２の空間Ｓ４に溶融樹脂を流入させる際に、第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２又は第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４への気体の流入を抑制するための好ましい条件を説明する。

先ず、第１のピストンユニット１４の加圧ピストン１４ｄにおけるＸＹ断面での外周縁で囲まれた領域の面積は、ロッド１６ｄにおけるＸＹ断面での外周縁で囲まれた領域の面積以上であるとよい。同様に、第２のピストンユニット１５の加圧ピストン１５ｄにおけるＸＹ断面での外周縁で囲まれた領域の面積は、ロッド１７ｄにおけるＸＹ断面での外周縁で囲まれた領域の面積以上であるとよい。

そして、溶融樹脂を射出するためにトーピードピストン１４ａが最もＺ軸＋側に配置され、第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２に加圧ピストン１４ｄが配置された状態での当該第２の空間Ｓ２の容積は、樹脂原料Ｍを可塑化するためにトーピードピストン１４ａが最もＺ軸－側に配置され、第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１にロッド１６ｄが配置された状態での当該第１の空間Ｓ１の容積以下であるとよい。

同様に、溶融樹脂を射出するためにトーピードピストン１５ａが最もＺ軸＋側に配置され、第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４に加圧ピストン１５ｄが配置された状態での当該第２の空間Ｓ４の容積は、樹脂原料Ｍを可塑化するためにトーピードピストン１５ａが最もＺ軸－側に配置され、第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３にロッド１７ｄが配置された状態での当該第１の空間Ｓ３の容積以下であるとよい。

好ましくは、更に以下の＜式１＞乃至＜式３＞を満たすとよい。
＜式１＞ （π×（Ｄｃ^２－Ｄｒ^２）×Ｌｒ×γ）／４≧（π×（Ｄｃ^２－Ｄｐ^２）×Ｌｒ）／４
＜式２＞ π×Ｌｒ×｛（Ｄｃ^２－Ｄｒ^２）×γ－（Ｄｃ^２－Ｄｐ^２）｝／４≦π×Ｄｐ^２×Ｌｐ／４
＜式３＞ （Ｄｃ^２－Ｄｐ^２）／（Ｄｃ^２－Ｄｒ^２）≦γ≦Ｄｐ^２／（Ｄｃ^２－Ｄｒ^２）×Ｌｐ／Ｌｒ＋（Ｄｃ^２－Ｄｐ^２）／（Ｄｃ^２－Ｄｒ^２）

ここで、Ｄｃは第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２の内径、Ｄｐは加圧ピストン１４ｄ、１５ｄの外径、Ｄｒはロッド１６ｄ、１７ｄの外径、Ｌｐは加圧ピストン１４ｄ、１５ｄの最大ストローク量（最大移動量）、Ｌｒはトーピードピストン１４ａ、１５ａの最大ストローク量（最大移動量）、γは樹脂原料Ｍの充填率である。

＜式１＞に示すように、第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１又は第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３に供給された樹脂原料Ｍの容積が、樹脂原料Ｍを可塑化する際の第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２又は第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４の容積の増加量以上であるとよい。

ここで、樹脂原料Ｍの容積は、溶融樹脂の容積と略等しい。そのため、第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２又は第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４に流入する溶融樹脂の容積が、溶融樹脂が流入する際の第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２又は第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４の容積の増加量以上であるとよい、と言い換えることができる。

＜式２＞に示すように、溶融樹脂の容積から第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２又は第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４の容積の増加量を差し引いた差分に対して、加圧ピストン１４ｄ、１５ｄが最もＺ軸－側に配置された状態からＺ軸＋側に移動することで、第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２又は第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４の容積が増加し得る量以上であるとよい。

これにより、＜式１＞による、溶融樹脂の容積から第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２又は第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４の容積の増加量を差し引いた分の溶融樹脂を、加圧ピストン１４ｄ、１５ｄがＺ軸＋側に移動することで吸収することができる。

＜式３＞は、＜式１＞及び＜式２＞を樹脂原料Ｍの充填率について解いたものであり、樹脂原料Ｍの種類などが異なる場合でも＜式３＞を満たすことで、第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２又は第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４への気体の流入を抑制することができる。

次に、本実施の形態の射出成形装置１を用いてワークを成形する流れを説明する。図９乃至図１３は、本実施の形態の射出成形装置の動作を示す図である。図９乃至図１３では、上段に射出成形機２の動作を示し、下段に第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２での樹脂原料Ｍの可塑化及び溶融樹脂Ｒの射出などのタイミングを示している。

ここで、図９（ａ）の状態では、供給装置３の第１のホッパ３２ａからの第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１への樹脂原料Ｍの供給が完了している状態で、第１のピストンユニット１４がＺ軸－側に移動して第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２に流入した溶融樹脂Ｒを射出している。

一方、第２のピストンユニット１５がＺ軸－側に移動し、第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４から溶融樹脂Ｒの射出を開始している。このとき、第２のピストンユニット１５の加圧ピストン１５ｄは、最もＺ軸＋側に配置されているものとする。また、排気部３１の排気弁３１ｃは閉鎖されているものとする。

このような状態から、第１の制御部１９は、モータ１６ａを制御して第１のピストンユニット１４のＺ軸－側の移動を継続させて溶融樹脂Ｒの射出を継続させつつ、モータ１７ａを制御して第２のピストンユニット１５のＺ軸－側の移動を継続させて溶融樹脂Ｒの射出を継続させる。

次に、第１の制御部１９は、エンコーダ１６ｆの検出結果を参照して、第１のピストンユニット１４が最もＺ軸－側に到達したことを確認すると、図９（ｂ）→図９（ｃ）→図１０（ａ）に示すように、モータ１６ａを制御し、第１のピストンユニット１４のＺ軸＋側への移動を開始させる。

このように第２のシリンダ１２からの溶融樹脂Ｒの射出が開始されてから第１のシリンダ１１からの溶融樹脂Ｒの射出が停止されるまでの期間は、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２から溶融樹脂Ｒが射出されることになる。

そのため、第２のシリンダ１２から溶融樹脂Ｒが射出される期間を、第１のシリンダ１１から溶融樹脂Ｒが射出される期間と予め設定された第１の期間重複させることができる。よって、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２から連続的に溶融樹脂Ｒを射出することができる。

ここで、予め設定された第１の期間は、各々のピストンユニット１４、１５の移動速度に応じて、適宜、設定することができる。そして、射出部１８から射出される溶融樹脂Ｒの射出量が目標射出量になるように、第１の制御部１９がモータ１６ａ、１７ａを制御して、各々のピストンユニット１４、１５の移動速度を調整すると、所望のワークを精度良く成形することができる。

第１のピストンユニット１４のＺ軸＋側への移動を開始すると、樹脂原料Ｍが第１のピストンユニット１４と、第１のシリンダ１１の閉塞部１１ａと、第１のシリンダ１１の側壁部１１ｂと、で圧縮され、樹脂原料Ｍが第１のピストンユニット１４のトーピードピストン１４ａの溝部１４ｆを通過しつつ可塑化して溶融樹脂Ｒとなり、第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２に流入する。

このとき、供給孔１１ｄが第１のシリンダ１１の側壁部１１ｂに形成されており、樹脂原料Ｍが供給孔１１ｄから漏れ出し難い。しかも、第１のピストンユニット１４で樹脂原料Ｍを可塑化する際に作用するＺ軸＋側の力を第１のシリンダ１１の閉塞部１１ａで受けることができる。

また、第１のピストンユニット１４のトーピードピストン１４ａのＺ軸＋側の面がトーピードピストン１４ａの中央から周縁部に向かうのに従ってＺ軸－側に向かって傾斜する傾斜面に形成されている場合、第１のピストンユニット１４がＺ軸＋側に移動する際に、樹脂原料Ｍを第１のピストンユニット１４のトーピードピストン１４ａの溝部１４ｆに良好に誘導することができる。

そして、第１のピストンユニット１４がＺ軸＋側に移動する際に、第１のピストンユニット１４の逆止リング１４ｂがＺ軸－側に押され、トーピードピストン１４ａと逆止リング１４ｂとの隙間を介して当該逆止リング１４ｂの貫通孔から溶融樹脂Ｒを第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２に良好に流入させることができる。

このように第１のピストンユニット１４がＺ軸＋側に移動する場合、加圧ピストン１４ｄのＺ軸－側の端部が端部プレート１３に接触した状態を維持するように、付勢手段１４ｅの付勢力によって加圧ピストン１４ｄがトーピードピストン１４ａに対してＺ軸－側に突出する。

そして、本実施の形態では、加圧ピストン１４ｄのＸＹ断面での外周縁で囲まれた領域の面積がロッド１６ｄのＸＹ断面での外周縁で囲まれた領域の面積以上であり、且つ、溶融樹脂Ｒを射出するためにトーピードピストン１４ａが最もＺ軸＋側に配置され、第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２に加圧ピストン１４ｄが配置された状態での当該第２の空間Ｓ２の容積は、樹脂原料Ｍを可塑化するためにトーピードピストン１４ａが最もＺ軸－側に配置され、第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１にロッド１６ｄが配置された状態での当該第１の空間Ｓ１の容積以下である。

そのため、トーピードピストン１４ａがＺ軸＋側に移動する際の第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２の容積の増加量が、第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１の容積の減少量以下になるように、付勢手段１４ｅによって加圧ピストン１４ｄが付勢されており、第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２に溶融樹脂Ｒが流入する際の気体の流入を抑制することができる。

一方、第１の制御部１９は、エンコーダ１７ｆの検出結果を参照しつつモータ１７ａを制御し、第２のピストンユニット１５のＺ軸－側への移動を継続させる。これにより、溶融樹脂Ｒが端部プレート１３のＹ軸＋側の逆止弁１３ｂをＺ軸－側に押し込みつつＹ軸＋側の貫通孔１３ｃ、射出部１８の第２の分岐路１８ｃ及び射出口１８ａを介して射出される。このとき、Ｙ軸－側の逆止弁１３ｂは、第２のシリンダ１２から射出される溶融樹脂Ｒの圧力により、Ｚ軸＋側への溶融樹脂Ｒの流れを遮断する。

そして、第２のピストンユニット１５がＺ軸－側に移動する際に、第２のピストンユニット１５の逆止リング１５ｂがＺ軸＋側に押され、逆止リング１５ｂによってトーピードピストン１５ａの溝部１５ｆが塞がれるので、トーピードピストン１５ａの溝部１５ｆを介して溶融樹脂Ｒが第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３に逆流することを抑制することができる。

次に、第１の制御部１９は、エンコーダ１６ｆを参照して、第１のピストンユニット１４が最もＺ軸＋側に到達したことを確認すると、図１０（ｂ）に示すように、モータ１６ａを制御して第１のピストンユニット１４のＺ軸－側への移動を開始させる。一方、第１の制御部１９は、エンコーダ１７ｆを参照しつつモータ１７ａを制御し、第２のピストンユニット１５のＺ軸－側への移動を継続させる。

このとき、第１のピストンユニット１４の加圧ピストン１４ｄは、トーピードピストン１４ａからＺ軸－側に最も突出した状態であり、第１のピストンユニット１４がＺ軸－側に移動するのに伴って、第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２内の溶融樹脂Ｒの圧力が上昇する。

そして、第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２の溶融樹脂Ｒが加圧ピストン１４ｄの侵入部１４ｊに侵入することで、溶融樹脂Ｒの圧力による力が付勢手段１４ｅの付勢力を上回るようになり、図１０（ｃ）→図１１（ａ）→図１１（ｂ）に示すように、加圧ピストン１４ｄがＺ軸－側に押し込まれる。この時、トーピードピストン１４ａと加圧ピストン１４ｄとで囲まれた空間内の気体は、当該空間の容積が減少した分、排気路３１ａからケース１６ｅ内に排気される。

一方、第１の制御部１９がエンコーダ１７ｆを参照して、第２のピストンユニット１５がＺ軸方向の予め設定された位置に到達したことを確認すると、第２の制御部３４は、排気部３１の排気弁３１ｃを制御し、排気弁３１ｃを開放させる。

これにより、第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３の気体がロッド１７ｄの排気路３１ａを通って、ケース１６ｅの内部に侵入し、排気孔３１ｂ及び排気弁３１ｃを介して排出される。その結果、第２のホッパ３２ｂから第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３に流入する気体の流れが生じ、図１０（ｃ）→図１１（ａ）→図１１（ｂ）に示すように、第２のホッパ３２ｂから樹脂原料Ｍが気体に押され、第２のシリンダ１２の供給孔１２ｄを介して当該第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３に供給される。

このとき、供給孔１２ｄは、第２のシリンダ１２の側壁部１２ｂに形成されているので、樹脂原料Ｍが気体と共に渦を巻きながら、Ｚ軸－側に落下する。そのため、樹脂原料Ｍを第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３内に略均一に供給することができる。

次に、加圧ピストン１４ｄが最もＺ軸＋側に到達（例えば、加圧ピストン１４ｄのＺ軸＋側の端部がトーピードピストン１４ａのＺ軸＋側の端部に接触）し、第１のピストンユニット１４のＺ軸－側の端部で溶融樹脂ＲをＺ軸－側に押し込む圧力が予め設定された圧力に到達すると、端部プレート１３のＹ軸－側の逆止弁１３ｂが開放する。

これにより、溶融樹脂Ｒが端部プレート１３のＹ軸－側の逆止弁１３ｂをＺ軸－側に押し込みつつＹ軸－側の貫通孔１３ｃ、射出部１８の第１の分岐路１８ｂ及び射出口１８ａを介して射出される。

このとき、第１のピストンユニット１４がＺ軸－側に移動する際に、第１のピストンユニット１４の逆止リング１４ｂがＺ軸＋側に押され、逆止リング１４ｂによってトーピードピストン１４ａの溝部１４ｆが塞がれるので、トーピードピストン１４ａの溝部１４ｆを介して溶融樹脂Ｒが第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１に逆流することを抑制することができる。

一方、第１の制御部１９がエンコーダ１７ｆを参照して、第２のピストンユニット１５が最もＺ軸－側近傍に到達したことを確認すると、第２の制御部３４は、排気部３１の排気弁３１ｃを制御して閉鎖する。このとき、第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３に樹脂原料Ｍが満たされた状態となる。

つまり、排気部３１の排気弁３１ｃを開放するだけで、自動的に樹脂原料Ｍを第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３に供給することができる。このとき、第２のピストンユニット１５が予め設定されたＺ軸方向の位置に到達してから最もＺ軸－側近傍に到達するまでの間で第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３に樹脂原料Ｍが供給されるので、第２のシリンダ１２に定量的に樹脂原料Ｍを供給することができる。

そして、第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３に樹脂原料Ｍが供給される期間と、第２のシリンダ１２から溶融樹脂Ｒが射出される期間と、を予め設定された第２の期間重複させることができる。

そのため、第２のシリンダ１２からの溶融樹脂Ｒの射出と、第２のシリンダ１２への樹脂原料Ｍの供給と、を効率良く繰り返すことができる。ここで、予め設定された第２の期間は、第２のピストンユニット１５の移動速度や排気部３１の排気弁３１ｃを開放するタイミングなどに応じて、適宜、設定することができる。

次に、第１の制御部１９は、エンコーダ１７ｆを参照して、第２のピストンユニット１５が最もＺ軸－側に到達したことを確認すると、モータ１７ａを制御し、図１１（ｃ）→図１２（ａ）→図１２（ｂ）に示すように、第２のピストンユニット１５のＺ軸＋側の移動を開始させる。このとき、Ｙ軸＋側の逆止弁１３ｂは、第１のシリンダ１１から射出される溶融樹脂Ｒの圧力により、Ｚ軸＋側への溶融樹脂Ｒの流れを遮断する。

これにより、樹脂原料Ｍが第２のピストンユニット１５と、第２のシリンダ１２の閉塞部１２ａと、第２のシリンダ１２の側壁部１２ｂと、で圧縮され、樹脂原料Ｍが第２のピストンユニット１５のトーピードピストン１５ａの溝部１５ｆを通過しつつ可塑化して溶融樹脂Ｒとなり、第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４に流入する。

このとき、供給孔１２ｄが第２のシリンダ１２の側壁部１２ｂに形成されており、樹脂原料Ｍが供給孔１２ｄから漏れ出し難い。しかも、第２のピストンユニット１５で樹脂原料Ｍを可塑化する際に作用するＺ軸＋側の力を第２のシリンダ１２の閉塞部１２ａで受けることができる。

また、第２のピストンユニット１５のトーピードピストン１５ａのＺ軸＋側の面がトーピードピストン１５ａの中央から周縁部に向かうのに従ってＺ軸－側に向かって傾斜する傾斜面に形成されている場合、第２のピストンユニット１５がＺ軸＋側に移動する際に、樹脂原料Ｍを第２のピストンユニット１５のトーピードピストン１５ａの溝部１５ｆに良好に誘導することができる。

そして、第２のピストンユニット１５がＺ軸＋側に移動する際に、第２のピストンユニット１５の逆止リング１５ｂがＺ軸－側に押され、トーピードピストン１５ａと逆止リング１５ｂとの隙間を介して当該逆止リング１５ｂの貫通孔から溶融樹脂Ｒを第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４に良好に流入させることができる。

このように第２のピストンユニット１５がＺ軸＋側に移動する場合、加圧ピストン１５ｄのＺ軸－側の端部が端部プレート１３に接触した状態を維持するように、付勢手段１５ｅの付勢力によって加圧ピストン１５ｄがトーピードピストン１５ａに対してＺ軸－側に突出する。

そして、本実施の形態では、加圧ピストン１５ｄのＸＹ断面での外周縁で囲まれた領域の面積がロッド１７ｄのＸＹ断面での外周縁で囲まれた領域の面積以上であり、且つ、溶融樹脂Ｒを射出するためにトーピードピストン１５ａが最もＺ軸＋側に配置され、第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４に加圧ピストン１５ｄが配置された状態での当該第２の空間Ｓ４の容積は、樹脂原料Ｍを可塑化するためにトーピードピストン１５ａが最もＺ軸－側に配置され、第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３にロッド１７ｄが配置された状態での当該第１の空間Ｓ３の容積以下である。

そのため、トーピードピストン１５ａがＺ軸＋側に移動する際に、第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４の容積の増加量が、第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３の容積の減少量以下になるように、付勢手段１５ｅによって加圧ピストン１５ｄが付勢されており、第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４に溶融樹脂Ｒが流入する際の気体の流入を抑制することができる。

一方、第１の制御部１９は、エンコーダ１６ｆの検出結果を参照しつつモータ１６ａを制御し、第１のピストンユニット１４のＺ軸－側への移動を継続させる。これにより、第１のシリンダ１１からの溶融樹脂Ｒの射出が開始されてから第２のシリンダ１２からの溶融樹脂Ｒの射出が停止されるまでの期間は、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２から溶融樹脂Ｒが射出されることになる。

そのため、第１のシリンダ１１から溶融樹脂Ｒが射出される期間を、第２のシリンダ１２から溶融樹脂Ｒが射出される期間と予め設定された第１の期間重複させることができる。よって、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２から連続的に溶融樹脂Ｒを射出することができる。

そして、射出部１８から射出される溶融樹脂Ｒの射出量が目標射出量になるように、第１の制御部１９はモータ１６ａ、１７ａを制御して、各々のピストンユニット１４、１５の移動速度を調整すると、所望のワークを精度良く成形することができる。

次に、図１２（ｃ）に示すように、第１の制御部１９は、エンコーダ１７ｆを参照して、第２のピストンユニット１５が最もＺ軸＋側に到達したことを確認すると、モータ１７ａを制御して第２のピストンユニット１５のＺ軸－側への移動を開始させる。一方、第１の制御部１９は、エンコーダ１６ｆを参照しつつモータ１６ａを制御し、第１のピストンユニット１４のＺ軸－側への移動を継続させる。

このとき、第２のピストンユニット１５の加圧ピストン１５ｄは、トーピードピストン１５ａからＺ軸－側に最も突出した状態であり、第２のピストンユニット１５がＺ軸－側に移動するのに伴って、第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４内の溶融樹脂Ｒの圧力が上昇する。

そして、第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４の溶融樹脂Ｒが加圧ピストン１５ｄの侵入部１５ｊに侵入することで、溶融樹脂Ｒの圧力による力が付勢手段１５ｅの付勢力を上回るようになり、図１３（ａ）に示すように、加圧ピストン１５ｄがＺ軸－側に押し込まれる。この時、トーピードピストン１５ａと加圧ピストン１５ｄとで囲まれた空間内の気体は、当該空間の容積が減少した分、排気路３１ａからケース１６ｅ内に排気される。

一方、第１の制御部１９がエンコーダ１６ｆを参照して、第１のピストンユニット１４がＺ軸方向の予め設定された位置に到達したことを確認すると、第２の制御部３４は、排気部３１の排気弁３１ｃを制御し、排気弁３１ｃを開放させる。

これにより、第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１の気体がロッド１６ｄの排気路３１ａを通って、ケース１６ｅの内部に侵入し、排気孔３１ｂ及び排気弁３１ｃを介して排出される。その結果、第１のホッパ３２ａから第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１に流入する気体の流れが生じ、第１のホッパ３２ａから樹脂原料Ｍが気体に押され、第１のシリンダ１１の供給孔１１ｄを介して当該第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１に供給される。

このとき、供給孔１１ｄは、第１のシリンダ１１の側壁部１１ｂに形成されているので、樹脂原料Ｍが気体と共に渦を巻きながら、Ｚ軸－側に落下する。そのため、樹脂原料Ｍを第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１内に略均一に供給することができる。

次に、図１３（ｂ）に示すように、第１の制御部１９がエンコーダ１６ｆを参照して、第１のピストンユニット１４が最もＺ軸－側近傍に到達したことを確認すると、第２の制御部３４は、排気部３１の排気弁３１ｃを制御して閉鎖する。このとき、第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１に樹脂原料Ｍが満たされた状態となる。

つまり、排気部３１の排気弁３１ｃを開放するだけで、自動的に樹脂原料Ｍを第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１に供給することができる。このとき、第１のピストンユニット１４が予め設定されたＺ軸方向の位置に到達してから最もＺ軸－側近傍に到達するまでの間で第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１に樹脂原料Ｍが供給されるので、第１のシリンダ１１に定量的に樹脂原料Ｍを供給することができる。

そして、第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１に樹脂原料Ｍを供給される期間と、第１のシリンダ１１から溶融樹脂Ｒを射出される期間と、を予め設定された第２の期間重複させることができる。

そのため、第１のシリンダ１１からの溶融樹脂Ｒの射出と、第１のシリンダ１１への樹脂原料Ｍの供給と、を効率良く繰り返すことができる。ここで、予め設定された第２の期間は、第１のピストンユニット１４の移動速度や排気部３１の排気弁３１ｃを開放するタイミングなどに応じて、適宜、設定することができる。

次に、第１の制御部１９は、モータ１６ａを制御して第１のピストンユニット１４のＺ軸－側への移動を継続させると共に、モータ１７ａを制御して第２のピストンユニット１５のＺ軸－側への移動を継続させる。

そして、図１３（ｃ）に示すように、図９（ａ）の状態に移行して、加圧ピストン１５ｄが最もＺ軸＋側に到達（例えば、加圧ピストン１５ｄのＺ軸＋側の端部がトーピードピストン１５ａのＺ軸＋側の端部に接触）し、第２のピストンユニット１５のＺ軸－側の端部で溶融樹脂ＲをＺ軸－側に押し込む圧力が予め設定された圧力に到達すると、端部プレート１３のＹ軸＋側の逆止弁１３ｂが開放する。

これにより、溶融樹脂Ｒが端部プレート１３のＹ軸＋側の逆止弁１３ｂをＺ軸－側に押し込みつつＹ軸＋側の貫通孔１３ｃ、射出部１８の第２の分岐路１８ｃ及び射出口１８ａを介して射出される。

このように第１の制御部１９がモータ１６ａ、１７ａを制御して第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２から連続的に溶融樹脂Ｒを射出しつつ、射出される溶融樹脂Ｒによってテーブル４のＺ軸＋側の面で所望のワークが積層造形されるように、第３の制御部５３がガントリー装置５１及び昇降装置５２を制御すると、ワークを成形することができる。

このとき、第４の制御部６４は、温度検出部６３の検出結果に基づいて、射出される溶融樹脂Ｒの温度が予め設定された範囲内になるように、第１の加熱部６１及び第２の加熱部６２を制御する。これにより、溶融樹脂Ｒを安定した状態で射出することができる。

本実施の形態の射出成形装置１、射出成形機２及び射出成形方法は、トーピードピストン１４ａ、１５ａに対する第１、第２のシリンダ１１、１２の第２の空間Ｓ２、Ｓ４への突出量が変化するように、Ｚ軸方向に摺動可能な加圧ピストン１４ｄ、１５ｄ、及び加圧ピストン１４ｄ、１５ｄをトーピードピストン１４ａ、１５ａに対してＺ軸－側に付勢する付勢手段１４ｅ、１５ｅを備えている。

そのため、第１、第２のシリンダ１１、１２の第２の空間Ｓ２、Ｓ４に溶融樹脂Ｒが流入する際の当該第２の空間Ｓ２、Ｓ４の容積を小さくすることができ、溶融樹脂Ｒを第２の空間Ｓ２、Ｓ４に流入させる際の当該第２の空間Ｓ２、Ｓ４への気体の流入を抑制することができる。そのため、本実施の形態の射出成形装置１、射出成形機２及び射出成形方法は、溶融樹脂Ｒを射出する際の当該溶融樹脂Ｒへの気体の混入を抑制することができ、ワークの品質の向上に寄与することができる。

特に、本実施の形態の射出成形装置１、射出成形機２及び射出成形方法は、トーピードピストン１４ａ、１５ａがＺ軸＋側に移動する際の第１、第２のシリンダ１１、１２の第２の空間Ｓ２、Ｓ４の容積の増加量が、第１、第２のシリンダ１１、１２の第１の空間Ｓ１、Ｓ３の容積の減少量以下になるように、付勢手段１４ｅ、１５ｅが加圧ピストン１４ｄ、１５ｄを付勢するので、第１、第２のシリンダ１１、１２の第２の空間Ｓ２、Ｓ４に溶融樹脂Ｒが流入する際の気体の流入を抑制することができる。

しかも、本実施の形態の射出成形装置１、射出成形機２及び射出成形方法は、第１のシリンダ１１から溶融樹脂Ｒが射出される期間と、第２のシリンダ１２から溶融樹脂Ｒが射出される期間と、の一部を重複させる。これにより、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２から溶融樹脂Ｒを連続的に射出することができる。

また、本実施の形態の射出成形装置１、射出成形機２及び射出成形方法は、排気部３１の排気弁３１ｃを制御するだけで、自動的に樹脂原料Ｍを第１、第２のシリンダ１１、１２に供給することができる。つまり、本実施の形態の供給装置３は、樹脂原料Ｍの自動供給装置として機能させることができる。そのため、簡単な構成で樹脂原料Ｍを供給することができる。

また、第１のピストンユニット１４又は第２のピストンユニット１５が予め設定されたＺ軸方向の位置に到達してから最もＺ軸－側近傍に到達するまで第１のシリンダ１１又は第２のシリンダ１２に樹脂原料Ｍを供給するので、樹脂原料Ｍを第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２に定量的に供給することができる。そのため、樹脂原料Ｍの計量器を省略することができる。

なお、予め設置されたＺ軸方向の位置は、第１のピストンユニット１４又は第２のピストンユニット１５が最もＺ軸－側近傍に到達するまでに、第１のシリンダ１１の第１の空間Ｓ１又は第２のシリンダ１２の第１の空間Ｓ３が樹脂原料Ｍで満たされるように設定されればよい。

ここで、第１のシリンダ１１のＺ軸－側の端部は開放しているので、第１のピストンユニット１４や第１の駆動部１６のロッド１６ｄを第１のシリンダ１１のＺ軸－側の開放口から挿入することができる。同様に、第２のシリンダ１２のＺ軸－側の端部は開放しているので、第２のピストンユニット１５や第２の駆動部１７のロッド１７ｄを第２のシリンダ１２のＺ軸－側の開放口から挿入することができる。そのため、特許文献１の射出成形装置が有するようなプランジャを省略することができる。

ちなみに、射出成形機２は、図３に示すように、第１の駆動部１６のケース１６ｅと、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２と、の間に冷却部８を備えているとよい。冷却部８は、例えば、環形状を基本形態としており、冷却部８をＺ軸方向に貫通するようにロッド１６ｄ又は１７ｄが通される貫通孔８ａが形成されている。そして、冷却部８には、貫通孔８ａを囲むように冷却媒体が流れる冷却路８ｂが形成されている。

このような構成により、射出成形装置１でワークを成形する際に、冷却部８の冷却路８ｂに冷却媒体を流すと、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２からの熱が第１の駆動部１６の軸受け１６ｇや第２の駆動部１７の軸受け１７ｇに伝わり難い。そのため、軸受け１６ｇ、１７ｇの温度変化を抑制することができ、軸受け１６ｇ、１７ｇの動作不良を抑制することができる。その結果、ワークを精度良く成形することができる。

＜実施の形態２＞
図１４は、本実施の形態の射出成形装置を概略的に示す図である。図１５は、本実施の形態の射出成形装置の制御系を示すブロック図である。本実施の形態の射出成形装置１０１は、図１４及び図１５に示すように、実施の形態１の射出成形装置１と略等しい構成とされているが、射出成形機２がロボットアーム１０２に固定された構成とされている。なお、以下の説明では、実施の形態１と等しい部材には、等しい符号を用いて説明し、重複する説明は省略する。

本実施の形態の射出成形装置１０１は、汎用ベース１０３を用いてワーク１０４を良好に成形可能な構成とされている。図１６は、図１４のXVI位置での断面図である。つまり、汎用ベース１０３を用いてワーク１０４を成形する場合、図１６に示すように、汎用ベース１０３とワーク１０４との間を埋めるためのサポート１０５を成形する必要があるので、射出成形装置１０１は、ワーク１０４を成形する際に用いる供給装置（第１の供給装置）３の他に、サポート１０５を成形する際に用いる第２の供給装置１０６を備えている。

第２の供給装置１０６は、実施の形態１の供給装置３と等しい構成とされており、図１４及び図１５に示すように、排気部１６１、第１のシリンダ１１に樹脂原料を供給する第１のホッパ１６２、第２のシリンダ１２に樹脂原料を供給する第２のホッパ１６３、第１のホッパ１６２及び第２のホッパ１６３の内部を加圧する加圧部１６４、及び排気部１６１の排気弁１６１ａを制御したり、第１の供給装置３と第２の供給装置１０６との切り替えを制御したり、する第２の制御部１６５を備えている。ここで、排気部３１の排気路３１ａ及び排気孔３１ｂや第２の制御部１６５は、第１の供給装置３とで共用することができる。

ロボットアーム１０２は、例えば、５軸ハンドリングロボットであり、詳細は後述するが、第３の制御部１６６によって制御される。

次に、本実施の形態の射出成形装置１０１を用いてワーク１０４を成形する流れを説明する。先ず、第１の制御部１９がモータ１６ａ、１７ａを制御し、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２に供給されたサポート成形用の樹脂原料の可塑化と、溶融樹脂の射出と、を繰り返しつつ、第３の制御部１６６がロボットアーム１０２を制御し、溶融樹脂を汎用ベース１０３の表面に沿って射出してサポート１０５を成形する。このとき、サポート成形用の樹脂原料は、第２の制御部１６５が第２の供給装置１０６を制御することで第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２に供給することができる。

次に、第１の制御部１９がモータ１６ａ、１７ａを制御し、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２に供給されたワーク成形用の樹脂原料の可塑化と、溶融樹脂の射出と、を繰り返しつつ、第３の制御部１６６がロボットアーム１０２を制御し、溶融樹脂をサポート１０５の表面に沿って射出してワーク１０４を成形する。このとき、ワーク成形用の樹脂原料は、第２の制御部１６５が第１の供給装置３を制御することで第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２に供給することができる。

このようにサポート１０５やワーク１０４を成形する際に、射出成形機２の射出口１８ａが重力方向に対して逆側に配置される場合があるが、上述のように射出成形機２は、加圧ピストン１４ｄ、１５ｄを備えているので、可塑化された溶融樹脂が第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２及び第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４に流入する際の当該第２の空間Ｓ２、Ｓ４への気体の流入を抑制することができる。

しかも、第１の供給装置３及び第２の供給装置１０６は、気体の流れによって樹脂原料を第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２に供給するので、射出成形機２の射出口１８ａが重力方向に向かって逆側に配置された状態でも、樹脂原料を第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２に良好に供給することができる。

射出成形機２によってサポート１０５を簡単に成形することができるので、汎用ベース１０３を用いて形状の異なるワーク１０４を簡単に成形することができる。

＜実施の形態３＞
図１７は、本実施の形態の射出成形装置を概略的に示す図である。図１８は、本実施の形態の射出成形装置の制御系を示すブロック図である。本実施の形態の射出成形装置２０１は、例えば、自動車用ドアなどのワークに樹脂部品を接合する際に好適である。なお、以下の説明では、実施の形態１と等しい部材には、等しい符号を用いて説明し、重複する説明は省略する。

射出成形装置２０１は、図１７に示すように、射出成形機２が第１のロボットアーム２０２に固定されており、当該射出成形機２の射出部１８に表型２０３が固定された構成である。そして、本実施の形態の射出成形装置２０１は、ワーク２０４を把持する第２のロボットアーム２０５、裏型２０６が固定された第３のロボットアーム２０７を備えている。

表型２０３及び裏型２０６は、樹脂部品を成形するための成形型であり、表型２０３と裏型２０６とで形成される空間内に溶融樹脂が射出されることで、樹脂部品を成形する。第１のロボットアーム２０２、第２のロボットアーム２０５及び第３のロボットアーム２０７は、多軸ハンドリングロボットであり、詳細は後述するが、第３の制御部２０８によって制御される。

次に、本実施の形態の射出成形装置２０１を用いてワーク２０４の樹脂部品を接合する流れを説明する。図１９は、図１７のXIX－XIX位置での断面図である。図２０は、樹脂部品がワークに接合された状態を示す断面図である。ここで、本実施の形態では、図２０に示すように、ワーク２０４に形成された貫通部２０４ａに樹脂部品２０９を接合するものとする。

先ず、第３の制御部２０８が第２のロボットアーム２０５を制御し、ワーク２０４を把持して所望の姿勢に固定する。そして、図１９に示すように、第３の制御部２０８が第１のロボットアーム２０２を制御し、第２のロボットアーム２０５によって把持されたワーク２０４の貫通部２０４ａを表型２０３で覆うように、ワーク２０４を挟んで一方の側に表型２０３を配置する。それと共に、第３の制御部２０８が第３のロボットアーム２０７を制御し、ワーク２０４を挟んで表型２０３と対向するように裏型２０６を配置する。

次に、第１の制御部１９がモータ１６ａ、１７ａを制御し、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２に供給された樹脂原料の可塑化と、溶融樹脂の射出と、を繰り返して、表型２０３と裏型２０６とで形成される空間に溶融樹脂を射出し、樹脂部品２０９を成形すると共にワーク２０４に接合する。

このとき、射出成形機２の射出部１８の射出口１８ａは絞られているので、樹脂部品２０９の脆弱部分となり、表型２０３をワーク２０４に対して離間させると、当該脆弱部分で樹脂部品２０９を切断することができる。これにより、図２０に示すように、ワーク２０４を挟んで両側の断面積が当該ワーク２０４の貫通部２０４ａの断面積に対して大きい樹脂部品２０９を、ワーク２０４に簡単に成形及び接合することができる。

このように樹脂部品２０９を成形する際に、射出成形機２の射出口１８ａが重力方向に対して逆側に配置される場合があるが、上述のように射出成形機２は、加圧ピストン１４ｄ、１５ｄを備えているので、可塑化された溶融樹脂が第１のシリンダ１１の第２の空間Ｓ２及び第２のシリンダ１２の第２の空間Ｓ４に流入する際の当該第２の空間Ｓ２、Ｓ４への気体の流入を抑制することができる。

本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記実施の形態の射出成形機２は、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２を備えているが、シリンダの数は単数又は複数であればよい。
上記実施の形態の供給装置の構成は、一例であり、第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２に樹脂原料を供給できればよい。
上記実施の形態では、溶融樹脂Ｒを射出する際に加圧ピストン１４ｄ、１５ｄが端部プレート１３に接触しているが、加圧ピストン１４ｄ、１５ｄが端部プレート１３に接触している必要はなく、樹脂原料Ｍを可塑化する際に加圧ピストン１４ｄ、１５ｄが第１、第２のシリンダ１１、１２の第２の空間Ｓ２、Ｓ４に突出していればよい。
上記実施の形態では、付勢手段をコイルバネなどの弾性部材で構成したが、この限りでない。例えば、加圧部３３から排気路３１ａを介して供給される加圧気体を付勢手段として用いてもよい。また、それらを組み合わせてもよい。
上記実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１ 射出成形装置
２ 射出成形機
３ 供給装置
３１ 排気部、３１ａ 排気路、３１ｂ 排気孔、３１ｃ 排気弁
３２ ホッパ（３２ａ 第１のホッパ、３２ｂ 第２のホッパ）
３３ 加圧部
３４ 第２の制御部
３５ 排気管
３６ 第１の供給管
３７ 第２の供給管
３８ 第１の接続管
３９ 第２の接続管
４ テーブル
５ 移動装置
５１ ガントリー装置
５２ 昇降装置
５３ 第３の制御部
６ 加熱装置
６１ 第１の加熱部
６２ 第２の加熱部
６２ａ シートヒータ
６２ｂ 伝熱部材
６３ 温度検出部
６４ 第４の制御部
７ 制御装置
８ 冷却部、８ａ 貫通孔、８ｂ 冷却路
１１ 第１のシリンダ、１１ａ 閉塞部、１１ｂ 側壁部、１１ｃ 貫通孔、１１ｄ 供給孔
１２ 第２のシリンダ、１２ａ 閉塞部、１２ｂ 側壁部、１２ｃ 貫通孔、１２ｄ 供給孔
１３ 端部プレート
１３ａ 本体部
１３ｂ 逆止弁、１３ｅ チェックボール、１３ｆ スプリング
１３ｃ 貫通孔
１３ｄ 収容部
１３ｇ ボルト孔
１３ｈ ボルト
１４ 第１のピストンユニット
１４ａ トーピードピストン
１４ｂ 逆止リング
１４ｃ ストッパ、１４ｇ リング部、１４ｈ 引っ掛け部
１４ｄ 加圧ピストン
１４ｅ 付勢手段
１４ｆ 溝部
１４ｉ シール部材
１４ｊ 侵入部
１５ 第２のピストンユニット
１５ａ トーピードピストン
１５ｂ 逆止リング
１５ｃ ストッパ、１５ｇ リング部、１５ｈ 引っ掛け部
１５ｄ 加圧ピストン
１５ｅ 付勢手段
１５ｆ 溝部
１５ｉ シール部材
１５ｊ 侵入部
１６ 第１の駆動部、１６ａ モータ、１６ｂ ネジ軸、１６ｃ スライダ、１６ｄ ロッド、１６ｅ ケース、１６ｆ エンコーダ、１６ｈ、１６ｉ 貫通孔
１７ 第２の駆動部、１７ａ モータ、１７ｂ ネジ軸、１７ｃ スライダ、１７ｄ ロッド、１７ｅ ケース、１７ｆ エンコーダ、１７ｈ、１７ｉ 貫通孔
１８ 射出部、１８ａ 射出口、１８ｂ 第１の分岐路、１８ｃ 第２の分岐路、１８ｄ リテーリングナット、１８ｅ 第１のプレート、１８ｆ 第２のプレート
１９ 第１の制御部
１０１ 射出成形装置
１０２ ロボットアーム
１０３ 汎用ベース
１０４ ワーク
１０５ サポート
１０６ 第２の供給装置
１６１ 排気部、１６１ａ 排気弁
１６２ 第１のホッパ
１６３ 第２のホッパ
１６４ 加圧部
１６５ 第２の制御部
１６６ 第３の制御部
２０１ 射出成形装置
２０２ 第１のロボットアーム
２０３ 表型
２０４ ワーク、２０４ａ 貫通部
２０５ 第２のロボットアーム
２０６ 裏型
２０７ 第３のロボットアーム
２０８ 第３の制御部
２０９ 樹脂部品
Ｍ 樹脂原料
Ｒ 溶融樹脂
Ｓ１ 第１のシリンダの第１の空間
Ｓ２ 第１のシリンダの第２の空間
Ｓ３ 第２のシリンダの第１の空間
Ｓ４ 第２のシリンダの第２の空間

Claims (11)

1. トーピードピストンをシリンダの内部で前記シリンダに固定された射出部の側に対して逆側に摺動させることで、前記シリンダにおける前記トーピードピストンを挟んで前記射出部の側に対して逆側に配置される第１の空間に供給された樹脂原料を可塑化しつつ、前記シリンダにおける前記トーピードピストンを挟んで前記射出部の側の第２の空間に溶融樹脂を流入させ、前記トーピードピストンを前記シリンダの内部で前記射出部の側に摺動させることで、前記射出部から前記溶融樹脂を射出する射出成形機であって、
   前記トーピードピストンに対する前記シリンダの第２の空間への突出量が変化するように、前記トーピードピストンに形成された摺動部に前記シリンダの軸方向に摺動可能に挿入される加圧ピストンと、
   前記加圧ピストンを前記トーピードピストンに対して前記シリンダの第２の空間の側に付勢する付勢手段と、
   を備える、射出成形機。
2. 前記トーピードピストンに接続されたロッドを前記シリンダの軸方向に移動させることで、前記トーピードピストンを前記シリンダの内部で摺動させる駆動部を備え、
   前記加圧ピストンにおける当該加圧ピストンの摺動方向に対して直交する断面での外周縁で囲まれた領域の面積は、前記ロッドの軸方向に対して直交する断面での外周縁で囲まれた領域の面積以上であり、
   前記溶融樹脂を射出するために前記トーピードピストンが最も前記射出部の側に対して逆側に配置され、前記シリンダの第２の空間に前記加圧ピストンが配置された状態での当該第２の空間の容積は、前記樹脂原料を可塑化するために前記トーピードピストンが最も前記射出部の側に配置され、前記シリンダの第１の空間に前記ロッドが配置された状態での当該第１の空間の容積以下である、請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記付勢手段は、前記樹脂原料を可塑化するために前記トーピードピストンが前記射出部の側に対して逆側に移動する場合、前記シリンダの第２の空間の容積の増加量が、前記シリンダの第１の空間の容積の減少量以下になるように、前記加圧ピストンを付勢する、請求項１又は２に記載の射出成形機。
4. 前記加圧ピストンにおける前記射出部の側の端部には、前記溶融樹脂が侵入する侵入部が形成されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の射出成形機。
5. 複数の前記シリンダと、
   各々の前記シリンダの内部を摺動する複数の前記トーピードピストンと、
   各々の前記トーピードピストンの摺動部に摺動可能に挿入される複数の前記加圧ピストンと、
   各々の前記加圧ピストンを付勢する前記付勢手段と、
   各々の前記トーピードピストンを駆動する複数の駆動部と、
   を備え、
   前記複数のシリンダのうち、少なくとも第１のシリンダから溶融樹脂が射出される期間と第２のシリンダから溶融樹脂が射出される期間とが予め設定された期間重複し、前記複数のシリンダから溶融樹脂が連続的に射出されるように、前記複数の駆動部が制御される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の射出成形機。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の射出成形機と、
   前記シリンダの第１の空間を密閉及び開放するバルブと、
   前記シリンダの第１の空間への気体の流れに基づいて、前記第１の空間に樹脂原料を供給する供給部と、
   を備える、射出成形装置。
7. 前記射出成形機に接続されるロボットアームを備える、請求項６に記載の射出成形装置。
8. トーピードピストンをシリンダの内部で前記シリンダに固定された射出部の側に対して逆側に摺動させることで、前記シリンダにおける前記トーピードピストンを挟んで前記射出部の側に対して逆側に配置される第１の空間に供給された樹脂原料を可塑化しつつ、前記シリンダにおける前記トーピードピストンを挟んで前記射出部の側の第２の空間に溶融樹脂を流入させ、前記トーピードピストンを前記シリンダの内部で前記射出部の側に摺動させることで、前記射出部から前記溶融樹脂を射出する射出成形方法であって、
   前記樹脂原料を可塑化するために前記トーピードピストンが前記射出部の側に対して逆側に移動する際に、前記シリンダの第２の空間の容積の増加量が、前記シリンダの第１の空間の容積の減少量以下になるように、前記トーピードピストンに摺動可能に挿入された加圧ピストンを前記シリンダの第２の空間の側に突出させる、射出成形方法。
9. 複数の前記シリンダの内部で前記トーピードピストンを夫々摺動させて、前記複数のシリンダのうち、少なくとも第１のシリンダから溶融樹脂を射出する期間と第２のシリンダから溶融樹脂を射出する期間とを予め設定された第１の期間重複させ、前記複数のシリンダから溶融樹脂を連続的に射出させる、請求項８に記載の射出成形方法。
10. 各々の前記シリンダにおいて、前記溶融樹脂を射出する期間と前記シリンダに前記樹脂原料を供給する期間とを予め設定された第２の期間重複させる、請求項９に記載の射出成形方法。
11. 前記シリンダの第１の空間への気体の流れに基づいて、前記第１の空間に樹脂原料を供給する、請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の射出成形方法。

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