注射装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种注射装置，该注射装置通过注射缸体的工作而向模具内部注射成型材料，并且利用成型材料填充模具内部，该注射装置具备工作用缸体、收纳室以及能够变更该收纳室的容积的容积变更部。工作用缸体具有作用室和收纳于该作用室内部的活塞，并通过由活塞压出作用室内部的非压缩性流体而向注射缸体供给非压缩性流体。收纳室与作用室连接，并收纳因活塞的压出动作而从作用室流出的非压缩性流体的至少一部分。容积变更部最迟也在工作用缸体开始加速的同时扩大收纳室的容积，并且在工作用缸体的活塞的动作速度达到期望速度的时刻使容积的扩大停止。
【专利说明】注射装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及向模具内部注射成型材料并利用成型材料填充模具内部的注射装置。【背景技术】
[0002]作为通过向模具内部注射成型材料、并利用成型材料填充模具内部来对期望的产品进行成型的装置，公知存在注射装置。例如，参照专利文献I。这种注射装置一般以低速工序、高速工序、以及增压工序这3道工序来工作，并且在各道工序中使注射缸体的活塞以期望的速度工作，且以对模具内部的成型材料施加期望的压力的方式而进行工作。
[0003]专利文献1:日本特开2010-115683号公报
[0004]对于注射装置而言，需要缩短成型周期，于成型材料的凝固在模具内部完成之前注射成型材料，并且用成型材料填充模具内部。因此，在注射装置中，优选使用于注射成型材料的注射缸体的动作实现高加速化。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供一种能够使注射缸体的动作实现高加速化的注射装置。
[0006]为了解决上述问题，本发明的一个实施方式提供一种注射装置，通过注射缸体的工作而向模具内部注射成型材料，并且利用成型材料填充模具内部。注射装置具备:工作用缸体，其具有作用室和收纳于该作用室内部的活塞，并通过由活塞压出作用室内部的非压缩性流体而向注射缸体供给非压缩性流体；收纳室，其与作用室连接，并收纳因活塞的压出动作而从作用室流出的非压缩性流体的至少一部分；以及容积变更部，其能够变更收纳室的容积，最迟也在工作用缸体开始加速的同时扩大收纳室的容积，并且在工作用缸体的活塞的动作速度达到期望速度的时刻使容积的扩大停止。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的注射装置的示意图。
[0008]图2 (a)是示出图1的注射装置的注射缸体的工作模式(pattern)的示意图，图2(b)是示出该注射装置的注射缸体的速度模式的示意图。
[0009]图3 Ca)和图3 (b)是示出图1的注射装置的工作状态的示意图。
[0010]图4是示出本发明的第二实施方式所涉及的注射装置的示意图。
[0011]图5是示出图4的注射装置的注射缸体的速度模式的示意图。
[0012]图6是示出本发明的第三实施方式所涉及的注射装置的示意图。
[0013]图7 (a)和图7 (b)是示出本发明的第四实施方式所涉及的注射装置的工作状态的示意图。
[0014]图8是示出本发明的第五实施方式所涉及的注射装置的示意图。
[0015]图9 (a)?图9 (C)是示出本发明的第六实施方式所涉及的注射装置的工作状态的示意图。【具体实施方式】
[0016](第一实施方式)
[0017]以下，根据图1?图3对本发明的第一实施方式所涉及的注射装置进行说明。
[0018]图1所示的作为注射装置的压铸机10是将熔融后的作为成型材料的金属材料(例如，铝)注射到由构成模具的固定模11与可动模12而形成的型腔13内部，并利用金属材料填充型腔13内部的装置。注射至模具内部的成型材料在凝固后被取出，从而形成期望的成型品。此外，固定模11与可动模12通过未图示的合模装置而实现模具的开闭及合模。
[0019]向与型腔13连通的注射套筒14内部供给金属材料。在注射套筒14内部收纳有向型腔13压出被供给至注射套筒14内部的金属材料的注射柱塞15。压铸机10具备对注射柱塞15进行驱动的注射缸体16。注射柱塞15与注射缸体16的活塞杆16a连结。供给排出机构Kl与注射缸体16的杆侧室16r连接，该供给排出机构Kl向杆侧室16r供给作为非压缩性流体的工作油并且将杆侧室16r的工作油排出。供给排出机构Kl包括油箱17、汲取油箱17内部的工作油的泵18、以及切换供工作油流动的流路的电磁切换阀19。电磁切换阀19在能够将汲取的工作油向杆侧室16r供给的路径、与能够将杆侧室16r内部的工作油向油箱17排出的路径之间切换流路。供给排出机构K2与注射缸体16的头侧室16h连接，该供给排出机构K2向头侧室16h供给工作油并且将头侧室16h的工作油排出。
[0020]以下，对本实施方式的供给排出机构K2进行具体说明。
[0021]成为工作油的供给路径及排出路径的主管路20与注射缸体16的头侧室16h连接。在主管路20分叉形成有成为工作油的供给路径及排出路径的多个副管路21、22。向注射缸体16供给工作油的工作用缸体23与副管路21连接。工作用缸体23的作为作用室的头侧室23h与副管路21连接。工作用缸体23的活塞杆23a与螺母N连结。螺母N与借助作为电动机的伺服马达Ml而旋转的滚珠丝杠B螺合。
[0022]作为与上述工作用缸体23不同的缸体的收纳缸体24与副管路22连接。在副管路22连接有收纳缸体24的作为收纳室的头侧室24h。收纳缸体24的活塞杆24a与螺母N连结。螺母N与借助作为驱动部的伺服马达M2而旋转的滚珠丝杠B螺合。
[0023]在本实施方式的压铸机10中，注射缸体16因工作用缸体23的头侧室23h内的工作油被向注射缸体16的头侧室16h供给而进行工作。因此，注射缸体16设定为能够供来自工作用缸体23的工作油流入的容积尺寸。另外，工作用缸体23的头侧室23h与收纳缸体24的头侧室24h经由副管路21、22而被连接。
[0024]另外，利用各伺服马达Ml、M2的伺服控制来控制工作用缸体23、以及收纳缸体24各自的活塞23p、24p的工作。
[0025]接下来，根据图2 Ca)对注射缸体16进行注射时的工作模式(注射模式)进行说明。
[0026]注射缸体16以低速工序、高速工序、以及增压工序这3道工序而工作。低速工序是注射的初期阶段的工序，且是在将供给至注射套筒14内部的金属材料向型腔13压出时使注射缸体16的活塞16p以低速进行工作的工序。高速工序是在低速工序之后进行的工序，且是使注射缸体16的活塞16p以比低速工序时的速度高的速度进行工作的工序。在该高速工序中，要求迅速加速至期望的速度。增压工序是在高速工序之后进行的注射的最终阶段的工序，且是利用注射缸体16的活塞16p的前进方向上的力来增大对型腔13内部的金属材料所施加的压力的工序。
[0027]而且，在本实施方式的压铸机10中，利用工作用缸体23、以及收纳缸体24来提高在高速工序中的注射缸体16的动作的加速性。
[0028]以下，用图1?图3对本实施方式的压铸机10的作用(工作方式)进行具体说明。
[0029]首先，在低速工序中，自图1所示的状态起，控制伺服马达Ml的速度，以使工作用缸体23的活塞23p以低速工序中的注射缸体16的注射速度Vl前进(向图1的左方进行动作)。另一方面，使收纳缸体24的工作停止直至下述时刻Tl为止。
[0030]若达到临近低速工序末期的时刻Tl，则驱动收纳缸体24的伺服马达M2使活塞24p后退(向图1的右方进行动作)，并且对驱动工作用缸体23的伺服马达Ml进行增速。伺服马达M1、M2的旋转速度设定为，自时刻Tl起直至下述时刻T2为止保持为注射缸体16的注射速度VI。通过使活塞24p后退来扩大头侧室24h的容积。头侧室24h作为收纳从工作用缸体23的头侧室23h流出的工作油的收纳室而发挥功能。
[0031]在开始进行高速工序的时刻T2，使收纳缸体24的后退速度减速，并且使驱动工作用缸体23的伺服马达Ml的速度加速到与高速工序中的注射缸体16的注射速度V2对应的速度。
[0032]通过上述控制，如图3 (a)所示，利用伺服马达Ml的旋转而使与滚珠丝杠B螺合的螺母N前进，由此借助螺母N及活塞杆23a对工作用缸体23的活塞23p施加驱动力而使活塞23p前进。另一方面，如图3 (a)所示，利用伺服马达M2的旋转而使与滚珠丝杠B螺合的螺母N后退，由此借助螺母N及活塞杆24a对收纳缸体24的活塞24p施加驱动力而使活塞24p后退。
[0033]若像这样控制工作用缸体23和收纳缸体24，则被工作用缸体23的活塞23p压出的工作油依次经过副管路21及副管路22而流入到收纳缸体24的头侧室24h。S卩，在收纳缸体24中，随着因工作用缸体23的活塞23p的前进而引起的头侧室23h的容积的减小，因活塞24p的后退而使头侧室24h的容积扩大(参照图3 (a))。其结果是,从工作用缸体23压出的工作油的一部分流入到收纳缸体24的头侧室24h。
[0034]之后，当工作用缸体23的活塞23p的速度达到与注射缸体16的注射速度V2对应的期望速度时(时刻T3)，控制伺服马达M2，以使收纳缸体24的活塞24p的工作停止。对工作用缸体23的活塞23p的控制则维持现状。
[0035]若收纳缸体24的活塞24p的工作停止，则如图3 (b)所示，收纳缸体24的头侧室24h的容积也停止扩大。因此，从工作用缸体23的头侧室23h压出的工作油全部经过主管路20而流入到注射缸体16的头侧室16h。由此，使得注射缸体16的活塞16p的动作速度维持为注射速度V2。在本实施方式中，容积变更部构成为包括收纳缸体24的活塞24p与伺服马达M2。
[0036]图2 (b)示出了基于上述控制的速度模式。图中的LI是未进行上述控制的情况下的注射缸体16的速度模式。S卩，LI是仅利用工作用缸体23使注射缸体16工作的情况下的注射缸体16的速度模式。图中的L2是进行了上述控制的情况下的注射缸体16的速度模式。图中的L3是进行了上述控制情况下的收纳缸体24的速度模式。此外，在注射成型结束后，注射缸体16的头侧室16h及收纳缸体24的头侧室24h的工作油经由未图示的返回油用的回路而返回到工作用缸体23的头侧室23h。
[0037]如图2 (b)所示，在收纳缸体24的活塞24p开始工作时(图中的时刻Tl)，如上所述，从工作用缸体23压出的工作油的一部分流入到收纳缸体24的头侧室24h(收纳室)。此时，流入到注射缸体16的头侧室16h的工作油的量与流入到收纳缸体24的头侧室24h的工作油的量设定为，使得注射缸体16的活塞16p保持注射速度VI。然后，使收纳缸体24的活塞24p开始减速并且使工作用缸体23开始加速(图中的时刻T2)。由于头侧室24h在收纳缸体24的活塞24p的减速过程中也持续扩大，所以可迅速进行工作用缸体23的加速、亦即注射缸体16的活塞16p的加速。之后，当工作用缸体23的活塞23p的速度达到期望速度(图中的符号“V2”)时，使收纳缸体24的活塞24p的工作停止，与此同时，注射缸体16的活塞16p达到注射速度V2 (图中的时刻T3)。
[0038]如图2 (b)的速度模式所示，根据本实施方式的控制，与在单独控制工作用缸体23的情况下自注射缸体16的活塞16p开始加速起直至达到注射速度V2为止的时间(时刻T2?T3)相比，自注射缸体16的活塞16p开始加速起直至达到注射速度V2为止的时间(时刻T2?T3)更短。即，根据本实施方式的控制，能够提高注射缸体16的活塞16p的加速性。
[0039]对于本实施方式的控制而言，在活塞23p的加速过程中，在收纳缸体24的头侧室24h收纳从工作用缸体23的头侧室23h流出的工作油的一部分。而且，上述方式基于如下考虑，即:由于驱动工作用缸体23的伺服马达Ml的马达扭矩主要用于活塞23p、滚珠丝杠B以及伺服马达Ml自身的加速，从而能够提高注射缸体16的活塞16p的加速性。马达扭矩分为活塞23p、滚珠丝杠B、以及伺服马达Ml自身的加速所需要的扭矩分量、和用于克服背压的扭矩分量。因此，在本实施方式的控制中，为了在使工作用缸体23的活塞23p加速时抑制背压的上升，利用收纳缸体24来抽吸从工作用缸体23流出的工作油。其结果是，由于马达扭矩主要用于使工作用缸体23加速，所以能够提高活塞23p乃至活塞16p的加速性。此外，由于注射缸体16的活塞16p借助从工作用缸体23供给的工作油而工作，所以提高工作用缸体23的加速性也就是提高注射缸体16的加速性。
[0040]因此，根据本实施方式，能够得到如下所示的效果。
[0041](I)当工作用缸体23的动作速度从与注射速度Vl对应的速度加速至与注射速度V2对应的速度时，向收纳缸体24的头侧室24h供给从工作用缸体23流出的工作油的一部分。因此，无需克服作用于加速时的工作用缸体23的活塞23p的背压的上升的马达扭矩，能够使注射缸体16的动作实现高加速化。即，能够最大限度地发挥伺服马达Ml的性能。
[0042](2)另外，在使注射缸体16的动作实现高加速化时，由于不采用高性能的伺服马达而使用与以往相同的伺服马达便能够使注射缸体16的动作实现高加速化，所以有助于抑制压铸机10的成本的增加。
[0043](3)通过使高速工序中的注射缸体16的动作实现高加速化，能够实现成型周期的缩短。通过成型周期的缩短还能够期待产品品质的提高。
[0044](第二实施方式)
[0045]以下，根据图4及图5对将本发明具体化后的第二实施方式进行说明。此外，在以下说明的第二实施方式中，对于与已经说明的第一实施方式相同的结构，将其重复的说明省略或者简化。
[0046]图4仅示出了用于说明第二实施方式所需的结构，未图示的结构与第一实施方式中的结构相同。
[0047]在第二实施方式中，在收纳缸体24的杆侧室24r设置有从该杆侧室24r排出工作油的管路25，电磁切换阀30设置于该管路25。电磁切换阀30可以选择性地切换到能够排出工作油的开启位置与不能排出工作油的关闭位置这两个位置。
[0048]在临近低速工序末期的时刻T2，使电磁切换阀30从能够排出工作油的开启位置向不能排出工作油的关闭位置切换。由此，收纳缸体24无法排出来自杆侧室24r的工作油而停止。即，收纳缸体24的头侧室24h的容积停止扩大。在本实施方式中，电磁切换阀30作为与成为收纳缸体24的驱动部的伺服马达M2的控制不同地使收纳缸体24的活塞24p的工作强制性地停止的强制停止部而发挥功能。
[0049]根据该结构，如图5所示，缩短了自收纳缸体24的活塞24p开始减速起直至停止为止的时间(图中的时刻T2~T3)。其结果是，如图5的速度模式所示，根据本实施方式的控制，与第一实施方式中的自活塞16p开始加速起直至达到注射速度V2为止的时间(图2(b)的时刻T2~时刻T3)相比，自注射缸体16的活塞16p开始加速起直至达到注射速度V2为止的时间(时刻T2~时刻T3)更短。即，根据本实施方式的控制，能够进一步提高注射缸体16的活塞16p的加速性。
[0050]因此，根据本实施方式，除了第一实施方式的效果(1)~(3)之外，还能够得到如下所示的效果。
[0051](4)对于收纳缸体24的活塞24p的工作、亦即头侧室24h的容积的扩大，与作为收纳缸体24的驱动部的伺服马达M2的控制不同地利用电磁切换阀30而使其强制性地停止，因此，缩短了自活塞24p开始减速起直至停止为止的时间。因此，能够进一步提高注射缸体16的活塞16p的加速性。
[0052](5)由于使用机械式结构而强制性地使收纳缸体24的活塞24p的工作停止，所以无需依赖于伺服马达M2的精度及性能便能够在期望的时刻可靠地使活塞24p的工作停止。
[0053](第三实施方式)
[0054]以下，根据图6对将本发明具体化后的第三实施方式进行说明。
[0055]图6仅示出了用于说明第三实施方式所需要的结构，未图示的结构与第一实施方式中的结构相同。
[0056]在第三实施方式中，在与收纳缸体24的活塞杆24a连结的螺母N固定有能够与止挡件32抵接的抵接部件31。另外，止挡件32固定于压铸机10的基台上。止挡件32配置于在临近低速工序末期的时刻T2与抵接部件31抵接的位置。由此，收纳缸体24在抵接部件31与止挡件32抵接之后无法后退。然后，收纳缸体24的活塞24p停止。即，收纳缸体24的头侧室24h的容积停止扩大。在本实施方式中，构成如下强制停止部，即:与作为收纳缸体24的驱动部的伺服马达M2的控制不同地利用抵接部件31与止挡件32来强制性地使收纳缸体24的活塞24p的工作停止。根据本实施方式，能够得到与第一实施方式的效果
(1)~(3)以及第二实施方式的效果(4)和(5)同样的效果。
[0057](第四实施方式)
[0058]以下，根据图7对将本发明具体化后的第四实施方式进行说明。
[0059]图7 (a)及图7 (b)仅示出了用于说明第四实施方式所需要的结构，未图示的结构与第一实施方式中的结构相同。此外，在第四实施方式中，省略了第一实施方式中的收纳缸体24。
[0060]在与注射缸体16的头侧室16h连接的主管路20连接有工作用缸体23。开闭阀33设置于注射缸体16与工作用缸体23之间的主管路20。开闭阀33可以选择性地切换到能够将来自工作用缸体23的工作油向注射缸体供给的开启位置、与不能进行工作油的供给的关闭位置这两个位置。在注射缸体16的头侧室16h和开闭阀33之间的主管路20连接有将工作油向注射缸体16供给的工作用缸体26。在主管路20连接有工作用缸体26的头侧室26h。而且，工作用缸体26的活塞杆26a与螺母N连结。螺母N与借助伺服马达M2而旋转的滚珠丝杠B螺合。利用伺服马达M2并借助滚珠丝杠B及螺母N来驱动工作用缸体26的活塞26p。
[0061]另外，在工作用缸体23与开闭阀33之间的主管路20分叉有副管路34，在该副管路34连接有缸体35。在副管路34连接有缸体35的头侧室35h。缸体35的活塞杆35a与开闭阀33连结。利用缸体35的活塞35p的工作力来切换开闭阀33的位置。在本实施方式中，构成有如下流路切换部，即:利用开闭阀33与缸体35来对从工作用缸体23压出的工作油的流路进行切换。而且，在本实施方式中，缸体35的头侧室35h作为收纳室而发挥功倉泛。
[0062]根据本实施方式的结构，首先，利用工作用缸体26而向注射缸体16供给仅使低速工序中的注射缸体16以注射速度Vl进行工作的工作油。对于工作用缸体23而言，开闭阀33处于图7 Ca)所示的状态，即形成为处于不能进行工作油的供给的关闭位置。在从图7Ca)的状态向高速工序转移的情况下，随着工作用缸体23的工作而从头侧室23h被压出的工作油依次经过主管路20和副管路34而向缸体35的头侧室35h供给。
[0063]通过向头侧室35h供给工作油而使缸体35的活塞35p后退(向图7中的左方进行动作)。此外，活塞35p的后退是使头侧室35h的容积扩大的方向上的动作，并且也是施加用于切换开闭阀33的位置的操作力的方向上的动作。在缸体35中，与头侧室23h的因工作用缸体23的活塞23p的前进而减少的容积相应地，头侧室35h的容积因活塞35的后退而扩大。
[0064]在本实施方式中，调整活塞23p的移动量(压出的工作油的量)、缸体35的活塞35p的移动量，以使开闭阀33的位置在工作用缸体23的活塞23p的速度达到期望速度时从关闭位置切换为开启位置。因此，对于缸体35而言，当与流入到头侧室35h的工作油的量对应的活塞35p的移动量达到规定量时，对开闭阀33施加用于切换该开闭阀33的位置的操作力。然后，如图7 (b)所示，利用该操作力而将开闭阀33从关闭位置切换为开启位置。
[0065]之后，从工作用缸体23的头侧室23h压出的工作油与从工作用缸体26压出的工作油合流而后经过主管路20、进而流入到注射缸体16的头侧室16h。由此，使得注射缸体16的活塞16p的速度达到期望的注射速度V2。此外，若切换开闭阀33，则缸体35的活塞35p到达行程末端即不再移动，因此，头侧室35h的容积也停止扩大。而且，从工作用缸体
23的头侧室23h压出的工作油不流入到缸体35的头侧室35h。此外，在注射成型结束后，注射缸体16的头侧室16h、缸体35的头侧室35h的工作油借助未图示的返回油用的回路而返回到工作用缸体23的头侧室23h。
[0066]根据本实施方式，基于与第一实施方式相同的原理，提高了注射缸体16的活塞16p的加速性。此外，通过向缸体35供给工作油而使活塞35p工作，由此对工作用缸体23施加来自缸体35的背压阻力。然而，该背压阻力与仅利用工作用缸体23而使注射缸体16工作的情况下所施加的背压阻力相比非常小。因此，驱动工作用缸体23的伺服马达M的马达扭矩的大部分能够用于活塞23p的加速。
[0067]因此，根据本实施方式，除了第一实施方式的效果(I)?(3)之外，还能够得到如下所示的效果。
[0068](6)使用供从工作用缸体23压出的工作油流入的缸体35来切换开闭阀33的位置。即，为了在使工作用缸体23的活塞23p加速时不施加背压所需的结构(缸体35)还能够兼用作施加切换开闭阀33的位置的操作力的结构。因此，能够使压铸机10的结构简化。
[0069](7)另外，由于缸体35的活塞35p的工作力是从工作用缸体23压出的工作油的压力，所以能够利用伺服马达Ml来提高注射缸体16的加速性。因此，能够使压铸机10的结构简化，并且能够抑制成本的增加。
[0070](8)由于可以利用开闭阀33与缸体35来使注射缸体16的动作实现高加速化，所以，在使注射缸体16的动作实现高加速化时，不采用高性能的伺服马达而使用与以往相同的伺服马达便能够使注射缸体16的动作实现高加速化。
[0071](第五实施方式)
[0072]以下，根据图8对将本发明具体化后的第五实施方式进行说明。
[0073]图8仅示出了用于说明第五实施方式所需的结构，未图示的结构与第一实施方式中的结构相同。此外，在第五实施方式中，设置有收纳缸体24与工作用缸体23 —体化而成的工作用缸体40。而且，在第五实施方式中，连接于工作用缸体40的主管路20与注射缸体16的头侧室16h连接，从而使得工作用缸体40向注射缸体16供给工作油。
[0074]对于本实施方式的工作用缸体40而言，在单个缸筒(cylinder tube)41内收纳有第一活塞42与第二活塞43。第一活塞42的活塞杆42a与第二活塞43的活塞杆43a分别从缸筒41的彼此相反侧的端面突出。而且，在缸筒41内部、且在第一活塞42与第二活塞43之间，形成有作为向注射缸体16供给工作油的作用室的头侧室40h。另外，在缸筒41内部，在第一活塞42的图8的右侧形成有杆侧室40rl，并且在第二活塞43的图8的左侧形成有杆侧室40r2。此外，如下所述，头侧室40h的容积因第一活塞42的前进(向图8中的左方的动作)而减小，并且，头侧室40h的容积因第二活塞43的后退(向图8中的左方的动作)而增加。在本实施方式中，因上述第二活塞43的后退而产生的头侧室40h的容积增加部分作为收纳室而发挥作用。
[0075]第一活塞42的活塞杆42a与螺母N连结。螺母N与借助作为驱动部的伺服马达Ml而旋转的滚珠丝杠B螺合。另外，第二活塞43的活塞杆43a与螺母N连结。螺母N与借助作为驱动部的伺服马达M2而旋转的滚珠丝杠B螺合。而且，工作用缸体40通过各伺服马达Ml、M2的伺服控制来对第一活塞42和第二活塞43的工作进行控制。
[0076]根据本实施方式的结构，在注射缸体16加速时，控制伺服马达Ml以使第一活塞42前进，另一方面，控制伺服马达M2以使第二活塞43后退。
[0077]之后，当第一活塞42和第二活塞43的速度达到与注射缸体16的注射速度V2对应的期望速度时，控制伺服马达M2以使第二活塞43的工作停止。此外，对第一活塞42的控制维持现状。而且，若第二活塞43的工作停止，则利用达到高速的第一活塞42而将头侧室40h内部的工作油向主管路20压出。其结果是，从头侧室40h压出的工作油全部经过主管路20而流入到注射缸体16的头侧室16h。由此，注射缸体16的活塞16p的速度达到注射速度V2。
[0078]在本实施方式的结构中，第一活塞42发挥与第一实施方式中说明的工作用缸体
23的活塞23p等同的功能，另一方面，第二活塞43发挥与第一实施方式中说明的收纳缸体
24的活塞24p等同的功能。因此，根据本实施方式的结构，基于与第一实施方式相同的原理，提高了注射缸体16的活塞16p的加速性。
[0079]因此，根据本实施方式，除了第一实施方式的效果(I)?(3)之外，还能够得到如下所示的效果。
[0080](9)通过收纳于单个缸筒41的第一活塞42与第二活塞43的工作来控制向注射缸体16的工作油的供给。由此，与构成用于在各不相同的缸筒收纳第一活塞42与第二活塞43而使注射缸体16的活塞16p工作的回路的情况相比，能够使压铸机10的结构简化。
[0081](第六实施方式)
[0082]以下，根据图9对将本发明具体化后的第六实施方式进行说明。
[0083]第六实施方式是使用单个伺服马达M而对第五实施方式中说明的工作用缸体40进行同样的控制的结构。
[0084]在本实施方式中，对于工作用缸体40而言，螺母N与第一活塞42的活塞杆42a连结。螺母N与借助作为驱动部的伺服马达M而旋转的滚珠丝杠B螺合。而且，工作用缸体40具备将第一活塞42与第二活塞43连结成还能够使它们分离的连结机构45。此外，虽未图示，但是与第四实施方式相同，低速工序用的工作用缸体26与注射缸体16和工作用缸体40之间的主管路20连接，从而在低速工序时，仅从工作用缸体26向注射缸体16供给工作油。
[0085]连结机构45具备:第一臂部件47,其固定于活塞杆42a,并且在其前端安装有第一连结件46 ；以及第二臂部件49，其固定于活塞杆43a，并且在其前端安装有第二连结件48。第一连结件46与第二连结件48是将圆柱状的轴切削加工为剖视时呈半圆形的旋转轴，并且分别以能够旋转的方式安装于第一臂部件47和第二臂部件49的前端。若使第一连结件46与第二连结件48的切削面配合在一起，则构成一根旋转轴。而且，在第一连结件46安装有小齿轮50。
[0086]另外，在压铸机10的基台固定有供第二臂部件49抵接的止挡件51。止挡件51配置于在第一活塞42的速度达到期望速度时与第二臂部件49抵接的位置。由此，当第一活塞42达到期望速度时，第二臂部件49与止挡件51抵接，从而使得第二活塞43无法后退。其结果是，使得第二活塞43停止。
[0087]另外，在压铸机10的基台固定有供小齿轮50啮合的齿条52。如图9 (a)所示，若第一连结件46和第二连结件48以与第一活塞42和第二活塞43的动作方向垂直的相位进行面接触，则形成为能够将第一臂部件47的推力传递至第二活塞43的状态，从而将第一活塞42与第二活塞43相互连结。另外，若使得小齿轮50与齿条52在第一连结件46和第二连结件48以与第一活塞42和第二活塞43的动作方向垂直的相位进行面接触的状态下啮合，则会对第一连结件46和第二连结件48施加沿着第一活塞42和第二活塞43的动作方向的旋转力。而且，如图9 (c)所示，若施加有旋转力的第一连结件46和第二连结件48通过自以与第一活塞42和第二活塞43的动作方向垂直的相位进行面接触的状态起旋转90度从而形成为相对于第一活塞42和第二活塞43的动作方向沿着水平方向的相位，则形成为无法将第一臂部件47的推力传递至第二活塞43的状态，从而会将第一活塞42与第二活塞43的连结解除。因此，齿条52配置于在第一活塞42的速度达到期望速度时使得第一活塞42与第二活塞43的连结解除的位置。
[0088]根据本实施方式的结构，控制伺服马达M以使第一活塞42前进。另外，在高速工序开始时，如图9 (a)所示，通过使第一连结件46和第二连结件48以与第一及第二活塞42、43的动作方向垂直的相位进行面接触而将第一活塞42与第二活塞43连结。因此，若第一活塞42前进，则经由连结机构45而将推力传递至与第一活塞42连结的第二活塞43。因此，对于第一活塞42与第二活塞43而言，在维持头侧室40h的容积的状态下，第一活塞42前进，而第二活塞43后退。
[0089]另外，在该状态下，由于不向主管路20压出头侧室40h内部的工作油，所以不对注射缸体16的活塞16p施加驱动力，不会使注射缸体16工作。另外，虽然头侧室40h的容积不因第一活塞42的前进与第二活塞43的后退而发生变化，但是在第一活塞42的前进与第二活塞43的后退时，杆侧室40rl的容积扩大，而杆侧室40r2的容积缩减。
[0090]之后，若第一活塞42的速度接近与注射缸体16的注射速度V2对应的期望速度，则如图9 (b)所不,第一连结件46的小齿轮50与齿条52哨合。而且,与第一活塞42和第二活塞43的动作相对应地，第一连结件46及第二连结件48也因与齿条52啮合的小齿轮
50旋转而旋转。
[0091]之后，若第一活塞42的速度达到与注射缸体16的注射速度V2对应的期望速度，则如图9 (c)所示，第一连结件46与第二连结件48的连结被解除，并且，第一活塞42与第二活塞43的连结也被解除。另外，第二臂部件49在第一活塞42的速度达到期望速度时与止挡件51抵接，从而使得第二活塞43无法后退。并且，使得第二活塞43停止。在本实施方式中，由第二臂部件49与止挡件51构成使第二活塞43的工作强制性地停止的强制停止部。
[0092]另一方面，对第一活塞42的控制维持现状。因此，在第二活塞43的工作停止、且与第二活塞43的连结被解除的状态下，利用第一活塞42而向主管路20压出头侧室40h内部的工作油。其结果是，从头侧室40h压出的工作油全部经过主管路20而流入到注射缸体16的头侧室16h。由此，使得注射缸体16的活塞16p的速度达到注射速度V2。
[0093]在本实施方式的结构中，第一活塞42发挥与第一实施方式中说明的工作用缸体23的活塞23p等同的功能，另一方面，第二活塞43发挥与第一实施方式中说明的收纳缸体
24的活塞24p等同的功能。因此，根据本实施方式的结构，基于与第一实施方式相同的原理，提高了注射缸体16的活塞16p的加速性。
[0094]因此，根据本实施方式，除了第一实施方式的效果(I)?(3)及第五实施方式的效果(9 )之外，还能够得到如下所示的效果。
[0095](10)由于利用单个伺服马达M控制工作用缸体40，所以有助于抑制压铸机10的成本的增加。
[0096](11)由于使用机械式结构而使工作用缸体40的第二活塞43的工作停止、并将第一活塞42与第二活塞43的连结解除，所以无需依赖于伺服马达M的精度、性能便能够可靠地使第二活塞43的工作停止、并将第一活塞42与第二活塞43的连结解除。[0097]此外，上述各实施方式也可以进行如下的变更。
[0098]〇在第一实施方式~第三实施方式以及第五实施方式中，作为使收纳缸体24的活塞24p、第二活塞43的工作停止的机构，可以在伺服马达M的旋转轴设置制动装置，从而实现直至伺服马达M停止为止的时间的缩短化。
[0099]〇在第四实施方式中，可以变更流路切换部的结构。例如流路切换部可以具有收纳室，并且具有借助流入到该收纳室的工作油的作用而能够切换流路的阀体构造。
[0100]〇在第六实施方式中，可以变更连结机构的结构。
[0101]〇在各实施方式中，可以使用向注射缸体16供给工作油的多个工作用缸体。也可以从上述多个工作用缸体向注射缸体16供给工作油。
[0102]〇在各实施方式中，工作用缸体23、26、40以及收纳缸体24的驱动部可以是线性马达。
[0103]〇各实施方式也可以具体化为通过向型腔13内注射树脂材料而制造树脂成型品
的注射装置。
【权利要求】
1.一种注射装置，其通过注射缸体的工作而向模具内部注射成型材料，并且利用成型材料填充所述模具内部， 所述注射装置的特征在于，具备: 工作用缸体，其具有作用室和收纳于该作用室内部的活塞，并通过由所述活塞压出所述作用室内部的非压缩性流体而向所述注射缸体供给所述非压缩性流体； 收纳室，其与所述作用室连接，并收纳因所述活塞的压出动作而从所述作用室流出的所述非压缩性流体的至少一部分；以及 容积变更部，其能够变更所述收纳室的容积，最迟也在所述工作用缸体开始加速的同时扩大所述收纳室的容积，并且在所述工作用缸体的所述活塞的动作速度达到期望速度时使所述容积的扩大停止。
2.根据权利要求1所述的注射装置，其特征在于， 依照低速工序、高速工序、以及增压工序的顺序执行所述注射缸体的工作， 所述工作用缸体的所述活塞的所述期望速度是与所述高速工序对应的速度。
3.根据权利要求1或2所述的注射装置，其特征在于， 所述收纳室是与所述工作用缸体不同的收纳缸体的作用室， 所述容积变更部包括所述收纳缸体的活塞、以及驱动所述活塞的驱动部， 所述驱动部最迟也在所述工作用缸体开始加速的同时使所述活塞工作，由此扩大能够成为所述收纳 室的所述作用室的容积。
4.根据权利要求3所述的注射装置，其特征在于， 所述容积变更部还包括强制停止部，该强制停止部与所述驱动部对所述收纳缸体的控制不同地使所述收纳缸体的活塞的工作强制性地停止， 所述强制停止部在所述工作用缸体的动作速度达到所述期望速度时使所述收纳缸体的活塞的工作强制性地停止，从而使所述容积的扩大停止。
5.根据权利要求1或2所述的注射装置，其特征在于， 所述注射装置还具备将所述注射缸体与所述工作用缸体连接的管路， 所述容积变更部包括设置于所述管路的流路切换部， 所述流路切换部具有所述收纳室，并且，在所述工作用缸体的所述活塞的动作速度达到所述规定速度时，对于供从所述工作用缸体的所述作用室压出的所述非压缩性流体流动的流路而言，将其从使所述非压缩性流体流向所述收纳室的流路切换为流向所述注射缸体的流路，从而使所述容积的扩大停止。
6.根据权利要求1或2所述的注射装置，其特征在于， 所述工作用缸体包括收纳作为第一活塞的所述活塞的单个缸筒、以及收纳于该缸筒内部的第二活塞，所述工作室形成于所述第一活塞与第二活塞之间，所述工作用缸体通过由所述第一活塞及第二活塞中的至少一方压出所述作用室内部的所述非压缩性流体而向所述注射缸体供给所述非压缩性流体， 所述注射装置还具备驱动所述第一活塞及第二活塞的驱动部，在直至所述工作用缸体的所述第一活塞的动作速度达到期望速度为止的期间，所述驱动部使所述第一活塞及第二活塞朝同一方向移动，在所述工作用缸体的所述第一活塞的动作速度达到期望速度时，所述驱动部停止对所述第二活塞的驱动而利用所述第一活塞压出所述作用室内部的非压缩性流体 。
【文档编号】B29C45/82GK103619511SQ201280031467
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年6月25日 优先权日:2011年7月6日
【发明者】山口和幸 申请人:株式会社丰田自动织机