JP2012179609A - 成形機の射出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動ロッドの負荷を低減できる成形機の射出装置を提供する。
【解決手段】射出装置１は、プランジャ５を駆動する射出シリンダ装置７を有する。射出シリンダ装置７は、前方部分がプランジャ５に連結された射出ピストン２３と、射出ピストン２３の後方部分を摺動可能に収容するシリンダチューブ２１とを有し、シリンダチューブ２１の内部はピストン部２３ｂにより前方のロッド側室２１ｒと後方のヘッド側室２１ｈとに区画されている。また、射出装置１は、射出シリンダ装置７に作動液を供給可能な液圧装置９と、射出ピストン２３を前方へ押すことが可能な移動ロッド１１と、移動ロッド１１を駆動可能な駆動装置１３とを有している。そして、移動ロッド１１は、射出ピストン２３に対して軸方向に移動可能に挿入され、先端部１１ｂがヘッド側室２１ｈから隔離されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、成形機の射出装置に関する。成形機は、例えば、ダイカストマシンや射出成形機である。

成形材料を押し出すプランジャを液圧機器と電動機との組み合わせにより駆動する、いわゆるハイブリッド式の射出装置が知られている（例えば特許文献１）。具体的には、特許文献１では、プランジャを駆動する射出シリンダ装置と、当該射出シリンダ装置のシリンダチューブの後方に挿入され、射出シリンダ装置の射出ピストンを前方へ押し出し可能な移動ロッドと、当該移動ロッドを駆動する電動機とを有する射出装置が開示されている。

特許文献１の射出装置は、低速射出においては、電動機により移動ロッドを前進させ、移動ロッドにより射出ピストンを押し出す。また、当該射出装置は、高速射出や増圧においては、上記の電動機の駆動を継続しつつ、アキュムレータから射出ピストンの背後に作動液を供給する。すなわち、アキュムレータからの高圧の作動液により射出ピストンを前進させ、さらに、その作動液を移動ロッドにより加圧する。

特開２００８−７３７０８号公報

特許文献１に開示されている技術では、高速射出や増圧において、作動液の高い圧力が移動ロッドの先端に移動ロッドを後退させる力として作用する。その結果、例えば、電動機を大型化せざるを得ない。

本発明の目的は、移動ロッドの負荷を低減できる成形機の射出装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る成形機の射出装置は、キャビティに成形材料を押し出すプランジャと、前方部分が前記プランジャに連結された射出ピストンと、当該射出ピストンの後方部分を摺動可能に収容するシリンダチューブとを有し、前記シリンダチューブの内部が前記射出ピストンの前記後方部分により前方のロッド側室と後方のヘッド側室とに区画された射出シリンダ装置と、前記ヘッド側室に作動液を供給可能な液圧装置と、前記シリンダチューブの後方に挿入され、前記射出ピストンを前方へ押すことが可能な移動ロッドと、前記移動ロッドを前記シリンダチューブに対して軸方向に駆動可能な駆動装置と、を有し、前記移動ロッドは、前記射出ピストンに対して軸方向に移動可能に挿入され、先端が前記ヘッド側室から隔離されている。

好適には、前記駆動装置は、回転式の電動機と、前記電動機の回転を並進運動に変換して前記移動ロッドに伝達する伝達機構と、を有する請求項１に記載の成形機の射出装置。

好適には、低速射出においては、前記駆動装置から前記射出ピストンに駆動力を付与し、前記液圧装置からは前記射出ピストンに駆動力を付与せず、高速射出及び増圧においては、前記駆動装置からは前記射出ピストンに駆動力を付与せず、前記液圧装置から前記射出ピストンに駆動力を付与するように、前記駆動装置及び前記液圧装置を制御する制御装置を更に有する。

好適には、前記移動ロッドは、前記射出ピストンに対して前方から後方へ係合する係合部を有し、前記射出ピストンに係合した前記移動ロッドを後退させることによって成形後の前記プランジャの後退を行うように前記駆動装置を制御する制御装置が設けられている。

好適には、前記液圧装置は、高速射出時に前記ヘッド側室に作動液を供給可能なアキュムレータを有し、前記制御装置は、前記射出ピストンの後退に伴って前記ヘッド側室から排出される作動液を前記アキュムレータに供給し、前記アキュムレータを充填するように前記駆動装置及び前記液圧装置を制御する。

好適には、前記液圧装置は、前記ロッド側室と前記ヘッド側室とを連通するランアラウンド回路を有する。

好適には、前記液圧装置は、前記ロッド側室から排出される作動液の流量を調整可能な流量制御弁を有する。

好適には、複数の前記駆動装置が、前記移動ロッドに対して並列に、且つ、前記移動ロッドに対して回転対称の位置に設けられている。

本発明によれば、移動ロッドの負荷を低減できる。

本発明の第１の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置の要部の構成を示す模式図。 図１の射出装置の動作を説明する図。 本発明の第２の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置の要部の構成を示す模式図。 図３の射出装置の動作を説明する図。 本発明の第３の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置の要部の構成を示す模式図。 図５の射出装置の動作を説明する図。 本発明の第４の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置の要部の構成を示す模式図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、説明対象の実施形態において、既に説明された実施形態の構成と同様若しくは類似する構成については、既に説明された実施形態と同一の符号を付し、また、説明を省略することがある。

＜第１の実施形態＞
（射出装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るダイカストマシンＤＣ１の射出装置１の要部の構成を示す図である。

射出装置１は、不図示の型締装置に保持された固定金型１０１及び移動金型１０３により形成されたキャビティ１０５に溶湯（溶融状態の金属材料）を射出・充填する装置である。

射出装置１は、キャビティ１０５に連通するスリーブ３と、スリーブ３内において溶湯をキャビティ１０５へ押し出すプランジャ５と、プランジャ５を駆動する射出シリンダ装置７と、射出シリンダ装置７を作動液（例えば油）の供給により駆動するための液圧装置９と、を有している。

また、射出装置１は、射出シリンダ装置７を液圧装置９とは異なる駆動源により駆動するために、移動ロッド１１と、移動ロッド１１を駆動する駆動装置１３とを有している。駆動装置１３は、例えば、回転式の射出用電動機１５と、射出用電動機１５の回転を並進運動に変換して移動ロッド１１に伝達する伝達機構１７とを有している。さらに、射出装置１は、液圧装置９及び駆動装置１３を制御する制御装置１９を有している。

以下、概ね上記の列挙順に詳細を説明する。

スリーブ３は、例えば、固定金型１０１に挿通されるように設けられている。プランジャ５は、スリーブ３を摺動するプランジャチップ５ａと、プランジャチップ５ａに固定されたプランジャロッド５ｂとを有している。

スリーブ３に形成された給湯口３ａから溶湯がスリーブ３内に供給された状態で、プランジャチップ５ａがスリーブ３内をキャビティ１０５に向かって摺動する（前進する）ことにより、溶湯はキャビティ１０５に射出、充填される。

（液圧式駆動系の構成：射出シリンダ装置７、液圧装置９等）
射出シリンダ装置７は、例えば、増圧式の射出シリンダ装置により構成されており、シリンダチューブ２１と、シリンダチューブ２１の内部を摺動可能な射出ピストン２３及び増圧ピストン２５とを有している。

射出シリンダ装置７は、プランジャ５に対して同軸に配置され、射出ピストン２３は、プランジャ５に継手２７を介して連結され、シリンダチューブ２１は、不図示の型締装置などに対して固定的に設けられている。従って、射出ピストン２３のシリンダチューブ２１に対する移動により、プランジャ５はスリーブ３内を前進又は後退する。

シリンダチューブ２１は、射出シリンダ部２１ａと、射出シリンダ部２１ａの後方に接続された増圧シリンダ部２１ｂとを有している。射出シリンダ部２１ａ及び増圧シリンダ部２１ｂは、例えば、内部の断面形状が円形の筒状体である。

射出ピストン２３は、プランジャ５に継手２７を介して連結されるロッド部２３ａと、射出シリンダ部２１ａを摺動するピストン部２３ｂとを有している。ロッド部２３ａは、プランジャ５に連結される小径ロッド部２３ａａと、小径ロッド部２３ａａよりも大径の大径ロッド部２３ａｂとを有している。

小径ロッド部２３ａａ、大径ロッド部２３ａｂ及びピストン部２３ｂの断面形状は、例えば、円形である。大径ロッド部２３ａｂは、その径が射出シリンダ部２１ａの径よりも小さく、また、射出シリンダ部２１ａの前方から射出シリンダ部２１ａ外へ突出している。

射出シリンダ部２１ａの内部は、ピストン部２３ｂにより、ロッド部２３ａが延び出る側のロッド側室２１ｒと、その反対側のヘッド側室２１ｈとに区画されている。ヘッド側室２１ｈに作動液が供給されることにより、射出ピストン２３は前進（プランジャ５側へ移動）可能である。

なお、特に図示しないが、ロッド部２３ａと射出シリンダ部２１ａの前方の開口との間のシール、ピストン部２３ｂと射出シリンダ部２１ａとの間のシールは、Ｖパッキン等の適宜な部材を用いて行われてよい。

増圧シリンダ部２１ｂは、射出シリンダ部２１ａのヘッド側室２１ｈ側に接続され、また、射出シリンダ部２１ａよりも大径に形成されている。

増圧ピストン２５は、射出シリンダ部２１ａの内部（ヘッド側室２１ｈ）を摺動可能な小径ピストン部２５ａと、増圧シリンダ部２１ｂの内部を摺動可能な大径ピストン部２５ｂと、増圧シリンダ部２１ｂの外部後方へ延出する後方部２５ｃとを有している。

増圧シリンダ部２１ｂの内部は、大径ピストン部２５ｂにより、射出シリンダ部２１ａ側の前側室２１ｆと、その反対側の後側室２１ｇとに区画されている。また、大径ピストン部２５ｂの後側室２１ｇにおける受圧面積は、小径ピストン部２５ａの前側室２１ｆにおける受圧面積よりも大きい。

従って、前側室２１ｆの圧抜きを行うと、小径ピストン部２５ａのヘッド側室２１ｈにおける受圧面積と、大径ピストン部２５ｂの後側室２１ｇにおける受圧面積との差に起因して、増圧ピストン２５は、後側室２１ｇの作動液から受ける圧力よりも高い圧力をヘッド側室２１ｈの作動液に加えることが可能である。すなわち、射出シリンダ装置７は、増圧機能を有している。

なお、特に図示しないが、小径ピストン部２５ａと射出シリンダ部２１ａとの間のシール、大径ピストン部２５ｂと増圧シリンダ部２１ｂとの間のシール、後方部２５ｃと増圧シリンダ部２１ｂの後方の開口との間のシールは、Ｖパッキン等の適宜な部材を用いて行われてよい。

液圧装置９は、作動液を貯留するタンク２９と、射出シリンダ装置７に作動液を供給するためのアキュムレータ３１と、アキュムレータ３１を充填するためのポンプ３３と、ポンプ３３を駆動する充填用電動機３５とを有している。

タンク２９は、例えば、開放タンクであり、大気圧下で作動液を保持している。タンク２９は、射出シリンダ装置７から排出される作動液を受け入れ、また、ポンプ３３を介してアキュムレータ３１に作動液を供給する。

アキュムレータ３１は、重量式、ばね式、気体圧式（空気圧式含む）、シリンダ式、プラダ式などの適宜な形式のアキュムレータにより構成されてよい。例えば、アキュムレータ３１は、気体圧式、シリンダ式又はプラダ式のアキュムレータであり、アキュムレータ３１内に保持されている気体（例えば空気若しくは窒素）が圧縮されることにより蓄圧され、その蓄圧された圧力により作動液を供給する。

ポンプ３３は、歯車ポンプやベーンポンプ等のロータの回転により作動液を吐出するロータリポンプであってもよいし、アキシャル型のプランジャポンプやラジアル式のプランジャポンプ等のピストンの往復により作動液を吐出するプランジャポンプであってもよい。また、ポンプ３３は、ロータやピストンの１周期の運動における吐出量が、固定された定容量ポンプであってもよいし、可変とされた可変容量ポンプであってもよい。ポンプ３３は、１方向に作動液を吐出できれば十分であるが、双方向（２方向）ポンプと構造が同一であってもよい。

充填用電動機３５は、直流モータでも交流モータでもよい。また、充填用電動機３５は、誘導モータや同期モータ等の適宜なモータにより構成されてよい。充填用電動機３５は、例えば、サーボモータとして構成されており、充填用電動機３５の回転を検出するエンコーダ３７と、充填用電動機３５に電力を供給するサーボドライバ（サーボアンプ）３９と共にサーボ機構を構成している。

なお、後述する動作の説明において、充填用電動機３５が停止しているとき、充填用電動機３５は、トルクフリーの状態とされてもよいし、一定位置に停止するように制御されてもよいし、ブレーキを含んで構成され、ブレーキが使用されてもよい。射出装置の具体的な構成及び充填用電動機３５が停止される状況に応じて適切な停止方法が選択されてよい。

液圧装置９は、射出シリンダ装置７、タンク２９、アキュムレータ３１及びポンプ３３を互いに接続する複数の流路、及び、当該複数の流路における作動液の流れを制御する複数の弁を有している。複数の流路は、例えば、鋼管、可撓性のホース又は金属ブロックにより構成されている。液圧装置９は、具体的には、例えば、以下に述べる流路及び弁を有している。

液圧装置９は、アキュムレータ３１とヘッド側室２１ｈとを接続する第１流路４１と、ロッド側室２１ｒとタンク２９とを接続する第２流路４３とを有している。

従って、射出装置１は、アキュムレータ３１から第１流路４１を介してヘッド側室２１ｈへ作動液を供給して射出ピストン２３を前進させることができる。また、このとき、射出ピストン２３の前進に伴ってロッド側室２１ｒから押し出される作動液は、第２流路４３を介してタンク２９に排出される。

液圧装置９は、アキュムレータ３１と後側室２１ｇとを接続する第３流路４５と、前側室２１ｆとロッド側室２１ｒとを接続する第４流路４７とを有している。なお、第３流路４５のアキュムレータ３１側の一部は第１流路４１のアキュムレータ３１側の一部と共用されている。ただし、これらは共用されていなくてもよい。

前側室２１ｆは、第４流路４７、ロッド側室２１ｒ及び第２流路４３を介してタンク２９に接続されており、圧抜きが可能となっている。なお、第４流路４７に代えて、前側室２１ｆとタンク２９とを直接的に接続する流路が設けられてもよい。

射出装置１は、アキュムレータ３１から第３流路４５を介して後側室２１ｇに作動液を供給するとともに、第４流路４７を利用して前側室２１ｆの圧抜きを行うことにより、上述した増圧ピストン２５の増圧作用を利用して、アキュムレータ３１の圧力よりも高い圧力をヘッド側室２１ｈに付与することができる。

液圧装置９は、ポンプ３３の吐出口とアキュムレータ３１とを接続する第５流路４９を有している。なお、第５流路４９のアキュムレータ３１側の一部は第１流路４１のアキュムレータ３１側の一部と共用されている。ただし、これらは共用されていなくてもよい。

射出装置１は、ポンプ３３から第５流路４９を介してアキュムレータ３１に作動液を供給することにより、アキュムレータ３１を蓄圧することができる。

液圧装置９は、ヘッド側室２１ｈとタンク２９とを接続する第６流路５１を有している。なお、第６流路５１は、ヘッド側室２１ｈ側の一部が第１流路４１のヘッド側室２１ｈ側の一部と共用され、タンク２９側の一部が第２流路４３のタンク２９側の一部と共用されている。ただし、これらは共用されていなくてもよい。

射出装置１は、射出ピストン２３の後退に伴ってヘッド側室２１ｈから押し出される作動液を第６流路５１を介してタンク２９へ排出することができる。

液圧装置９は、後側室２１ｇとタンク２９とを接続する第７流路５３を有している。第７流路５３は、後側室２１ｇ側の一部が第３流路４５の後側室２１ｇ側の一部と共用され、タンク２９側の一部が第２流路４３のタンク２９側の一部と共用され、これら共用部分の中間部分が第６流路５１の中間部分と共用されている。ただし、これらは共用されていなくてもよい。

射出装置１は、増圧ピストン２５の後退に伴って後側室２１ｇから押し出される作動液を第７流路５３を介してタンク２９へ排出することができる。

液圧装置９は、ポンプ３３とロッド側室２１ｒとを接続する第８流路５５を有している。なお、第８流路５５は、ロッド側室２１ｒ側の一部が第２流路４３のロッド側室２１ｒ側の一部と共用され、ポンプ３３側の一部が第５流路４９のポンプ３３側の一部と共用されている。ただし、これらは共用されていなくてもよい。

射出装置１は、ポンプ３３から第８流路５５を介してロッド側室２１ｒに作動液を供給することにより、射出ピストン２３を後退させることができる。また、ロッド側室２１ｒに供給された作動液は、第４流路４７を介して前側室２１ｆに供給され、増圧ピストン２５の後退に寄与する。

液圧装置９は、第１流路４１に設けられたサーボバルブ５７を有している。サーボバルブ５７は、入力された電圧に応じた開口度で開くことにより、流量を無段階で調整可能である。また、サーボバルブ５７は、開口度に応じた信号を出力可能であり、その信号に基づいてフィードバック制御がなされることによりサーボ機構を構成する。サーボバルブ５７は、例えば、圧力補償付の流量制御弁により構成されている。サーボバルブ５７は、ヘッド側室２１ｈへ供給される作動液の流量を制御して射出シリンダ装置７の動作（速度）を制御可能であり、いわゆるメータイン回路を構成している。

液圧装置９は、第１逆止弁ＶＬＡ〜第６逆止弁ＶＬＦを有している。このうち、第１逆止弁ＶＬＡ〜第５逆止弁ＶＬＥは、パイロット圧力が導入されて制御されるものである。パイロット圧力としては、例えば、不図示の液圧回路を介してアキュムレータ３１の圧力が利用される。第１逆止弁ＶＬＡ〜第６逆止弁ＶＬＦの配置及び機能は、具体的には以下のとおりである。

第１逆止弁ＶＬＡは、第１流路４１に設けられている。第１逆止弁ＶＬＡは、パイロット圧力が導入されていないときは、アキュムレータ３１側からヘッド側室２１ｈ側への作動液の流れを許容し、その反対方向の流れを禁止する。また、第１逆止弁ＶＬＡは、開くためのパイロット圧力が導入されているときは双方の流れを許容し、閉じるためのパイロット圧力が導入されているときは双方の流れを禁止する。

第２逆止弁ＶＬＢは、第２流路４３に設けられている。第２逆止弁ＶＬＢは、パイロット圧力が導入されていないときは、ロッド側室２１ｒ側からタンク２９側への作動液の流れを許容し、その反対側の流れを禁止する。また、第２逆止弁ＶＬＢは、パイロット圧力が導入されているときは、双方の流れを禁止する（閉じられる）。

第３逆止弁ＶＬＣは、第３流路４５に設けられている。第３逆止弁ＶＬＣは、パイロット圧力が導入されていないときは、アキュムレータ３１側から後側室２１ｇ側への作動液の流れを許容し、その反対方向の流れを禁止する。また、第３逆止弁ＶＬＣは、開くためのパイロット圧力が導入されているときは双方の流れを許容し、閉じるためのパイロット圧力が導入されているときは双方の流れを禁止する。

第４逆止弁ＶＬＤは、第５流路４９に設けられている。第４逆止弁ＶＬＤは、パイロット圧力が導入されていないときは、ポンプ３３側からアキュムレータ３１側への作動液の流れを許容し、その反対方向の流れを禁止する。また、第４逆止弁ＶＬＤは、パイロット圧力が導入されているときは、双方の流れを禁止する（閉じられる）。

第５逆止弁ＶＬＥは、第６流路５１（第７流路５３）に設けられている。第５逆止弁ＶＬＥは、パイロット圧力が導入されていないときは、タンク２９側からヘッド側室２１ｈ（後側室２１ｇ）側への作動液の流れを許容し、その反対方向の流れを禁止する。また、第５逆止弁ＶＬＥは、パイロット圧力が導入されているときは、双方の流れを許容する（開かれる）。

第６逆止弁ＶＬＦは、第５流路４９と第８流路５５との共用部分に設けられている。第６逆止弁ＶＬＦは、ポンプ３３からアキュムレータ３１及びロッド側室２１ｒ側への作動液の流れを許容し、その反対側の流れを禁止する。

上記の他、液圧装置９は、ポンプ３３の作動液を中子用のシリンダ装置等の適宜な装置に送出するための流路及び制御弁を有していてもよい。

（電動式駆動系の構成：移動ロッド１１、伝達機構１７、射出用電動機１５等）
移動ロッド１１は、シリンダチューブ２１の後方に挿入され、射出ピストン２３を前方へ押し出し可能に設けられている。具体的には、以下のとおりである。

移動ロッド１１は、一定の断面形状で延びるロッド本体１１ａと、ロッド本体１１ａの先端に設けられた先端部１１ｂとを有している。ロッド本体１１ａ及び先端部１１ｂの断面形状は、例えば、円形である。先端部１１ｂは、ロッド本体１１ａよりも径が大きく形成されており、外周面がロッド本体１１ａの外周面よりも外側に突出している（フランジが設けられている。）。先端部１１ｂの先端面は、例えば、平面とされている。

増圧ピストン２５には、ロッド本体１１ａが摺動可能に挿通される貫通孔２５ｈが形成されている。貫通孔２５ｈは、例えば、ロッド本体１１ａに対する摺動抵抗を低減するために、貫通方向の中央側が拡径されている。なお、この拡径された部位には、例えば、潤滑油（作動液）が満たされている。

射出ピストン２３には、ロッド本体１１ａが摺動可能に挿通される摺動孔２３ｅと、移動ロッド１１の先端部１１ｂを収容可能な収容部２３ｆとが形成されている。

収容部２３ｆの内部前方端面は、先端部１１ｂが当接可能な被当接部２３ｇとなっている。被当接部２３ｇは、例えば、平面とされている。収容部２３ｆは、摺動孔２３ｅよりも径が大きく形成されており、収容部２３ｆの内部後方端面は、先端部１１ｂが前方から後方へ係合する被係合部２３ｋとなっている。被係合部２３ｋは、例えば、平面とされている。

移動ロッド１１は、先端部１１ｂを射出ピストン２３の被当接部２３ｇに当接させて前進することにより、射出ピストン２３を前進させることが可能である。また、移動ロッド１１は、先端部１１ｂを射出ピストン２３の被係合部２３ｋに当接させて後退することにより、射出ピストン２３を後退させることが可能である。

なお、先端部１１ｂが被当接部２３ｇに当接する位置から先端部１１ｂが被係合部２３ｋに当接する位置までの先端部１１ｂの収容部２３ｆに対する移動可能距離Ｌは、後述する高速射出における射出ピストン２３のストロークよりも大きく設定されている。

収容部２３ｆは、先端部１１ｂよりも径が大きく形成されており、収容部２３ｆの内周面と先端部１１ｂの外周面との間には隙間が形成されている。従って、先端部１１ｂは、収容部２３ｆ内を非接触で移動する。

収容部２３ｆは、摺動孔２３ｅとロッド本体１１ａとがシールされていることによって、ヘッド側室２１ｈと隔離されている。従って、先端部１１ｂには、ヘッド側室２１ｈの作動液の圧力は作用しない。

収容部２３ｆは、例えば、大径ロッド部２３ａｂに形成された不図示の開口を介してロッド側室２１ｒと通じている。従って、収容部２３ｆ内は作動液で満たされ、ロッド側室２１ｒと同等の圧力とされる。また、収容部２３ｆ内の作動液は、移動ロッド１１の収容部２３ｆに対する挿入及び引抜きに伴って、ロッド側室２１ｒに排出若しくはロッド側室２１ｒから補給される。なお、収容部２３ｆとロッド側室２１ｒとを連通する不図示の開口は、射出ピストン２３のうち、射出ピストン２３が前進限に位置するときにもロッド側室２１ｒ内に位置する部分に形成される。

射出用電動機１５は、回転式の電動機であり、特に図示しないが、界磁及び電機子の一方を構成するステータと、界磁及び電機子の他方を構成し、ステータに対して回転可能なロータとを有している。なお、射出用電動機１５は、充填用電動機３５と同様に、直流モータでも交流モータでもよいし、誘導モータでも同期モータでもよい。射出用電動機１５は、例えば、サーボモータとして構成されており、射出用電動機１５の回転を検出するエンコーダ５９と、射出用電動機１５に電力を供給するサーボドライバ６１と共にサーボ機構を構成している。

なお、後述する動作の説明において、射出用電動機１５が停止しているとき、射出装置の具体的な構成及び射出用電動機１５が停止される状況に応じて適切な停止方法が選択されてよいことは、充填用電動機３５と同様である。

伝達機構１７は、例えば、ねじ機構により構成され、移動ロッド１１に固定されたねじ軸６３と、ねじ軸６３に螺合し、射出用電動機１５により回転駆動されるナット６５とを有している。

ねじ軸６３は、移動ロッド１１から移動ロッド１１の背後の同芯上に延びている。なお、移動ロッド１１及びねじ軸６３は、一体的に形成されていてもよいし、別個に形成されて互いに固定されていてもよい。特に図示しないが、ねじ軸６３は、適宜な方法（例えばスプラインの形成）により回転が規制されている。

ナット６５は、例えば、射出用電動機１５の不図示のロータに固定（一体化）されている。射出用電動機１５は、ナット６５をねじ軸６３に螺合させた状態で、ねじ軸６３に対して同心状に配置されている。

ナット６５が射出用電動機１５によって回転駆動されると、ねじ軸６３には、軸方向への駆動力が付与される。これにより、ねじ軸６３は、軸方向へ移動し、移動ロッド１１は、前進若しくは後退する。

なお、駆動装置１３は、射出シリンダ装置７の一部として設けられていてもよい。換言すれば、射出用電動機１５は、ビルトインモータとして設けられていてもよい。

（制御系）
制御装置１９は、例えば、ＣＰＵ６７、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ６９、入力回路７１、及び、出力回路７３を含んで構成されている。ＣＰＵ６７は、メモリ６９に記憶されたプログラムを実行し、入力回路７１を介して入力される入力信号に基づいて、各部を制御するための制御信号を出力回路７３を介して出力する。

入力回路７１に信号を入力するのは、例えば、ユーザの入力操作を受け付ける入力装置７５、エンコーダ３７及び５９、射出ピストン２３の位置を検出するピストン位置センサ７９、サーボバルブ５７、移動ロッド１１の位置を検出するロッド位置センサ８１、ヘッド側室２１ｈの圧力を検出するヘッド圧力センサ８３、及び、アキュムレータ３１の圧力を検出するアキュムレータ圧力センサ８５である。

出力回路７３が信号を出力するのは、例えば、ユーザに情報を表示する表示器７７、サーボドライバ３９及び６１、サーボバルブ５７、及び、各種の弁へのパイロット圧力の導入を制御する不図示の液圧回路である。

ピストン位置センサ７９は、シリンダチューブ２１に対する射出ピストン２３の位置を検出するものであり、プランジャ５の位置を間接的に検出するものである。ピストン位置センサ７９は、例えば、射出ピストン２３に固定され若しくは形成され、射出ピストン２３の軸方向に延びる不図示のスケール部とともにリニアエンコーダを構成している。なお、ピストン位置センサ７９、又は、制御装置１９は、検出した位置を微分することにより、速度を検出することが可能である。

ロッド位置センサ８１は、シリンダチューブ２１に対する移動ロッド１１の位置を検出するものである。ロッド位置センサ８１は、例えば、移動ロッド１１に固定され若しくは形成され、移動ロッド１１の軸方向に延びる不図示のスケール部とともにリニアエンコーダを構成している。なお、ロッド位置センサ８１、又は、制御装置１９は、検出した位置を微分することにより、速度を検出することが可能である。

ヘッド圧力センサ８３は、ヘッド側室２１ｈの圧力を検出することにより、プランジャ５が溶湯に加える圧力を間接的に検出するものである。また、アキュムレータ圧力センサ８５は、アキュムレータ３１の充填完了などの判定に利用される。

（射出装置の動作）
図２は、射出装置１の動作を説明する図である。図２において、横軸は時間を示している。また、実線Ｌｖは射出速度の変化を示し、実線Ｌｐは射出圧力の変化を示している。実線Ｌｖ及びＬｐが描かれたグラフにおいて、縦軸は射出速度及び射出圧力の大きさを示している。また、当該グラフの下方においては、射出ピストン２３、移動ロッド１１、射出用電動機１５、サーボバルブ５７及び充填用電動機３５の動作を示している。

射出装置１は、概観すると、低速射出、高速射出、及び、増圧（昇圧）を順に行う。すなわち、射出装置１は、射出の初期段階においては、溶湯の空気の巻き込みを防止するために比較的低速でプランジャ５を前進させ、次に、溶湯の凝固に遅れずに溶湯を充填するため等の観点から比較的高速でプランジャ５を前進させる。その後、射出装置１は、成形品のヒケをなくすために、プランジャ５の前進する方向の力によりキャビティ内の溶湯を増圧する。具体的には、以下のとおりである。

（低速射出：ｔ０〜ｔ１）
低速射出の開始直前において、射出装置１は、図１に示す状態となっている。すなわち、射出ピストン２３及び増圧ピストン２５は、後退限等の初期位置に位置している。移動ロッド１１は、射出ピストン２３の収容部２３ｆの前方まで挿入されており、先端部１１ｂが射出ピストン２３の被当接部２３ｇに当接している。射出用電動機１５及び充填用電動機３５は停止している。アキュムレータ３１は蓄圧が完了している。サーボバルブ５７及び第１逆止弁ＶＬＡ〜第５逆止弁ＶＬＥは、アキュムレータ３１からの作動液の放出が禁止されている限り適宜な状態とされてよいが、例えば、サーボバルブ５７は閉じられ、閉じるパイロット圧力が導入可能な逆止弁は閉じるパイロット圧力が導入され、開くパイロット圧力のみが導入可能な逆止弁はパイロット圧力が導入されていない。

固定金型１０１及び移動金型１０３の型締が終了し、溶湯がスリーブ３に供給されるなど、所定の低速射出開始条件が満たされると、制御装置１９は、射出用電動機１５を駆動して、移動ロッド１１を前進させる。また、制御装置１９は、第２逆止弁ＶＬＢへの閉じるパイロット圧力の導入を停止する。

これにより、射出ピストン２３（プランジャ５）は、移動ロッド１１により前方へ押し出される。また、射出ピストン２３の前進に伴ってロッド側室２１ｒから排出された作動液は、第２逆止弁ＶＬＢを介して、タンク２９へ排出される。

なお、射出ピストン２３の前進に伴って容積が拡大するヘッド側室２１ｈには、例えば、第１逆止弁ＶＬＡへの閉じるパイロット圧力の導入が停止されることにより、タンク２９の作動液が第５逆止弁ＶＬＥ及び第１逆止弁ＶＬＡを介して補給される。また、比較的低速で駆動されるポンプ３３からヘッド側室２１ｈに作動液が補給されるように流路及び弁が設けられてもよい。

プランジャ５の速度は、射出用電動機１５の回転数の調整により制御される。具体的には、制御装置１９は、ピストン位置センサ７９（ロッド位置センサ８１でもよい）により検出されるプランジャ５の速度に基づいて、射出用電動機１５の回転数をフィードバック制御する。

（高速射出：ｔ１〜ｔ２）
制御装置１９は、ピストン位置センサ７９の検出値に基づくプランジャ５の位置が所定の高速切換位置に到達すると、射出用電動機１５を停止する。また、制御装置１９は、第１逆止弁ＶＬＡへの閉じるパイロット圧力の導入を停止するとともに、サーボバルブ５７を適宜な開度で開く。

これにより、アキュムレータ３１からサーボバルブ５７及び第１逆止弁ＶＬＡを介してヘッド側室２１ｈに作動液が供給され、射出ピストン２３は比較的高速で前進する。その結果、プランジャ５によりスリーブ３内の溶湯がキャビティ１０５に高速に射出される。

なお、移動ロッド１１は、シリンダチューブ２１に対して停止しているので、シリンダチューブ２１に対して前進する射出ピストン２３に対しては、相対的に、後方に移動する。

収容部２３ｆにおいては、移動ロッド１１が移動することにより、作動液を収容可能な容積が拡大する。そして、収容部２３ｆは、大径ロッド部２３ａｂに形成された不図示の開口を介してロッド側室２１ｒから作動液が補給される。

ロッド側室２１ｒは、射出ピストン２３の前進に伴って容積が縮小される。本実施形態では、収容部２３ｆの容積の拡大量はロッド側室２１ｒの縮小量よりも小さく（移動ロッド１１の断面積はピストン部２３ｂのロッド側室２１ｒにおける受圧面積よりも小さく）、収容部２３ｆ及びロッド側室２１ｒ全体としての容積は縮小する。そして、余剰な作動液は、ロッド側室２１ｒから第２逆止弁ＶＬＢを介してタンク２９に排出される。

プランジャ５の速度は、サーボバルブ５７の開口度の調整により制御される。なお、低速射出時と同様に、適宜にフィードバック制御がなされてもよい。

（減速射出：ｔ２〜ｔ３）
溶湯がキャビティ１０５にある程度充填されると、プランジャ５は、その充填された溶湯から反力を受けて減速される。なお、各部の動作は、高速射出時と同様である。ただし、充填時の衝撃を緩和するために、プランジャ５が所定の減速位置に到達するなど所定の減速開始条件が満たされたときにサーボバルブ５７の開口度を小さくするなど、適宜な減速制御がなされてもよい。

（増圧：ｔ３〜ｔ４）
所定の増圧開始条件が満たされると、制御装置１９は、第３逆止弁ＶＬＣへの閉じるパイロット圧力の導入を停止する。増圧開始条件は、例えば、ヘッド圧力センサ８３により検出される射出圧力の検出値が所定の値に到達したこと、又は、ピストン位置センサ７９により検出されるプランジャ５の検出位置が所定の位置に到達したことである。

第３逆止弁ＶＬＣへの閉じるパイロット圧力の導入が停止されることにより、アキュムレータ３１から第３逆止弁ＶＬＣを介して後側室２１ｇに作動液が供給される。また、前側室２１ｆの作動液は、第４流路４７及びロッド側室２１ｒを介してタンク２９へ排出可能である。

従って、上述したように、増圧ピストン２５の増圧機能により、後側室２１ｇの作動液の圧力よりも高い圧力がヘッド側室２１ｈに付与される。そして、射出圧力は終圧に到達する。また、射出速度は、キャビティ１０５に溶湯が完全に充填されることにより０となる。

なお、第１逆止弁ＶＬＡは、閉じるパイロット圧力が導入される。ただし、第１逆止弁ＶＬＡは、ヘッド側室２１ｈの圧力が高くなることにより自閉するから、後述するアキュムレータ３１の充填の開始などの適宜な時期までは、パイロット圧力が導入されなくてもよい。

また、先端部１１ｂの移動可能距離Ｌは、高速射出及び増圧における射出ピストン２３の移動距離よりも大きく設定されており、射出ピストン２３が停止するまでの間に先端部１１ｂが射出ピストン２３の被係合部２３ｋに当接して射出ピストン２３の移動を阻害することはない。

（保圧：ｔ４〜ｔ５）
制御装置１９は、射出圧力が終圧となっている状態を維持する。この間に、溶湯は冷却されて凝固する。溶湯が凝固すると、制御装置１９は、サーボバルブ５７を閉じ、第２逆止弁ＶＬＢ及び第３逆止弁ＶＬＣに閉じるパイロット圧力を導入する。これにより、アキュムレータ３１から後側室２１ｇへの液圧の供給及びロッド側室２１ｒからタンク２９への作動液の排出が停止され、保圧は終了する。

なお、制御装置１９は、適宜に溶湯が凝固したか否かを判定する。例えば、制御装置は、終圧が得られた時点等の所定の時点から所定の時間が経過したか否かにより、溶湯が凝固したか否か判定する。

（製品突き出し）
特に図示しないが、保圧終了後、固定金型１０１から成形品を取り出すときに、プランジャ５によってビスケットを押し出してもよい。当該動作は、例えば、高速射出又は増圧と同様に各種の弁を制御して、アキュムレータ３１からヘッド側室２１ｈ又は後側室２１ｇへ作動液を供給して行われてよい。また、例えば、適宜に流路及び弁を設け、ポンプ３３からヘッド側室２１ｈ又は後側室２１ｇへ作動液を供給して行われてもよい。

（アキュムレータ充填：ｔ６〜ｔ７）
制御装置１９は、第４逆止弁ＶＬＤへの閉じるパイロット圧力の導入を停止し、また、サーボバルブ５７を開く。そして、充填用電動機３５を駆動する。これにより、ポンプ３３から吐出された作動液が第４逆止弁ＶＬＤ及びサーボバルブ５７を介してアキュムレータ３１に供給され、アキュムレータ３１の蓄圧が行われる。

アキュムレータ圧力センサ８５の検出圧力が所定の蓄圧完了圧力に到達するなど、アキュムレータ３１の蓄圧の完了条件が満たされると、制御装置１９は、充填用電動機３５を停止し、第４逆止弁ＶＬＤへ閉じるパイロット圧力を導入し、サーボバルブ５７を閉じる。

（プランジャ後退：ｔ８〜ｔ１１）
制御装置１９は、射出用電動機１５を射出時とは逆方向に回転させ、移動ロッド１１を後退させる。そして、移動ロッド１１の先端部１１ｂが射出ピストン２３の後方の被係合部２３ｋに当接すると（ｔ９）、射出ピストン２３も後退を始める。

なお、射出ピストン２３の後退に伴ってヘッド側室２１ｈから押し出される作動液は、例えば、第１逆止弁ＶＬＡ及び第５逆止弁ＶＬＥに開くパイロット圧力が導入されることにより、第１逆止弁ＶＬＡ及び第５逆止弁ＶＬＥを介してタンク２９に排出される。

また、射出ピストン２３の後退に伴って容積が拡大するロッド側室２１ｒへの作動液の補給は、例えば、比較的低速で回転されるポンプ３３によってなされる。第２逆止弁ＶＬＢを開くパイロット圧力を導入可能な逆止弁により構成しておき、ロッド側室２１ｒの負圧を利用してタンク２９からロッド側室２１ｒへ作動液を補給してもよい。

その後、制御装置１９は、ロッド位置センサ８１の検出値に基づいて移動ロッド１１が後退限に到達したことを検出すると、射出用電動機１５を停止する（ｔ１０）。ここで、移動ロッド１１の後退限は、図１に示す、射出ピストン２３の前方の被当接部２３ｇに当接する位置であるから、移動ロッド１１が後退限に到達しても、射出ピストン２３は後退限に到達しない。

そこで、制御装置１９は、充填用電動機３５を適宜な回転数で回転させ始め（ｔ１０）、ポンプ３３からロッド側室２１ｒに作動液を供給する。これにより、射出ピストン２３は後退を継続する。なお、移動ロッド１１は、停止しているが、後退する射出ピストン２３に対して、相対的に、前進する。

その後、制御装置１９は、ピストン位置センサ７９の検出値に基づいて射出ピストン２３が後退限に到達したことを検出すると（ｔ１１）、充填用電動機３５の回転を停止する。なお、このとき、移動ロッド１１の先端部１１ａは射出ピストン２３の被当接部２３ｇに当接する。

増圧ピストン２５は、射出ピストン２３の後退と同時に後退される。例えば、増圧ピストン２５は、移動ロッド１１若しくはポンプ３３によって射出ピストン２３を後退させるときに、ヘッド側室２１ｈの作動液の排出を禁止することによって、ヘッド側室２１ｈから圧力を受けて後退する。若しくは、増圧ピストン２５は、ポンプ３３によって射出ピストン２３を後退させるときに、ロッド側室２１ｒに供給された作動液が第４流路４７を介して前側室２１ｆに供給されることによって後退する。

なお、増圧ピストン２５の後退に伴って後側室２１ｇから押し出される作動液は、例えば、第３逆止弁ＶＬＣ及び第５逆止弁ＶＬＥに開くパイロット圧力が導入されることにより、第３逆止弁ＶＬＣ及び第５逆止弁ＶＬＥを介してタンク２９に排出される。

また、制御装置１９は、増圧ピストン２５が後退限に到達したことを、ピストン位置センサ７９等の検出値から推定可能である。増圧ピストン２５が後退限に到達したときにオン又はオフされるリミットスイッチが設けられるなどしてもよい。

以上の実施形態によれば、ダイカストマシンＤＣ１の射出装置１は、キャビティ１０５に溶湯を押し出すプランジャ５と、プランジャ５を駆動する射出シリンダ装置７とを有する。射出シリンダ装置７は、前方部分（小径ロッド部２３ａａ）がプランジャ５に連結された射出ピストン２３と、射出ピストン２３の後方部分（ピストン部２３ｂ）を摺動可能に収容するシリンダチューブ２１とを有し、シリンダチューブ２１の内部はピストン部２３ｂにより前方のロッド側室２１ｒと後方のヘッド側室２１ｈとに区画されている。また、射出装置１は、射出シリンダ装置７に作動液を供給可能な液圧装置９と、シリンダチューブ２１の後方に挿入され、射出ピストン２３を前方へ押すことが可能な移動ロッド１１と、移動ロッド１１をシリンダチューブ２１に対して軸方向に駆動可能な駆動装置１３とを有している。そして、移動ロッド１１は、射出ピストン２３に対して軸方向に移動可能に挿入され、先端部１１ｂがヘッド側室２１ｈから隔離されている。

従って、ヘッド側室２１ｈに高圧の作動液を供給して射出ピストン２３を駆動するときなどにおいて、移動ロッド１１の先端部１１ｂにはヘッド側室２１ｈの作動液が作用しない。その結果、例えば、射出用電動機１５を小型化して、コストダウンを図ることができる。

射出装置１は、低速射出においては、駆動装置１３から射出ピストン２３に駆動力を付与し、液圧装置９からは射出ピストン２３に駆動力を付与せず、高速射出及び増圧においては、駆動装置１３からは射出ピストン２３に駆動力を付与せず、液圧装置９から射出ピストン２３に駆動力を付与するように、駆動装置１３及び液圧装置９を制御する制御装置１９を更に有する。

従って、駆動装置１３と液圧装置９とを協働制御する必要が無く、制御系が簡素である。その結果、低速射出速度の安定、高速射出における昇速性能及び増圧における昇圧性能の向上・安定が図られる。また、高速射出及び増圧において駆動装置１３が使用されないことから、ねじ軸６３を短くすることができる。

移動ロッド１１は、射出ピストン２３に対して前方から後方へ係合する係合部（先端部１１ｂ）を有する。制御装置１９は、射出ピストン２３に係合した移動ロッド１１を後退させることによって成形後のプランジャ５の後退を行うように駆動装置１３を制御する。従って、射出用電動機１５の有効利用が図られる。例えば、作動液を送出する充填用電動機３５の負担が軽減され、省エネルギーが期待される。

＜第２の実施形態＞
（射出装置の構成）
図３は、第２の実施形態の射出装置２０１の要部の構成を示す図である。なお、図３においては、図示の都合上、タンク２９を複数位置に図示している。ただし、実際に複数のタンクが配置されてもよい。

射出装置２０１は、射出ピストン２３の後退を全て移動ロッド１１によって行う点、このときにヘッド側室２１ｈ等から排出される作動液をアキュムレータ３１に供給してアキュムレータ３１を充填する点が、第１の実施形態の射出装置１と相違する。また、上記の相違点の結果、ポンプ３３等が不要になっている。具体的には、以下のとおりである。

駆動装置２１３において、伝達機構２１７のねじ軸２６３は、第１の実施形態のねじ軸６３よりも長く形成されている。その長さの差は、先端部１１ｂの収容部２３ｆ内における移動可能距離Ｌと同等以上である。また、ナット６５（射出用電動機１５）は、そのねじ軸２６３の延長分に応じた距離で第１の実施形態よりも後方に配置されてる。

従って、駆動装置２１３は、図３の状態から更に移動可能距離Ｌで移動ロッド１１を後退させることが可能である。すなわち、駆動装置２１３は、先端部１１ｂが射出ピストン２３の被係合部２３ｋに当接した状態で、射出ピストン２３が後退限に到達する位置まで、移動ロッド１１を後退させることが可能である。

液圧装置２０９においては、ポンプ３３及び当該ポンプ３３に係る構成が削除されている。削除されたポンプ３３に係る構成は、具体的には、充填用電動機３５、エンコーダ３７、サーボドライバ３９、第５流路４９、第８流路５５、第４逆止弁ＶＬＤ、第２逆止弁ＶＬＢ、及び、第６逆止弁ＶＬＦである。

また、ロッド側室２１ｒ及び前側室２１ｆは、タンク２９のみに接続されている。なお、ロッド側室２１ｒ及び前側室２１ｆのタンク２９への接続においては、第１の実施形態と同様に、第２流路４３及び第４流路４７が用いられてもよい。アキュムレータ３１等からタンク２９への流れを禁止する弁としては、第１の実施形態の第５逆止弁ＶＬＥに代えて、第６逆止弁ＶＬＦと同様にパイロット圧が導入されない第７逆止弁ＶＬＧが設けられている。

（射出装置の動作）
図４は、射出装置２０１の動作を説明する、図２と同様の図である。ただし、図４においては、充填用電動機３５に対応する動作図はない。

（低速射出〜保圧：ｔ０〜ｔ５）
制御装置１９による、液圧装置２０９及び駆動装置１３の制御は、第１の実施形態から削除された弁の制御が不要な点以外は、第１の実施形態と同様である。

（プランジャ後退及びアキュムレータの充填：ｔ１６〜ｔ１８）
制御装置１９は、時点ｔ１６において、第１の実施形態の時点ｔ８と同様に、射出用電動機１５を射出時とは逆方向に回転させ、移動ロッド１１を後退させる。そして、移動ロッド１１の先端部１１ｂが射出ピストン２３の後方の被係合部２３ｋに当接すると（ｔ１７）、射出ピストン２３も後退を始める。

一方、制御装置１９は、射出ピストン２３（移動ロッド１１）が後退するとき、まず、サーボバルブ５７及び第３逆止弁ＶＬＣに開くパイロット圧力を導入する。従って、射出ピストン２３の後退に伴って、増圧ピストン２５は、ヘッド側室２１ｈの作動液からの圧力を受けて、後側室２１ｇの作動液をアキュムレータ３１に押し出しつつ後退する。

その後、制御装置１９は、ロッド位置センサ８１の検出値若しくは適宜なリミットスイッチ等により増圧ピストン２５が後退限に到達したことを検知すると、第３逆止弁ＶＬＣに閉じるパイロット圧力を導入し、第１逆止弁ＶＬＡに開くパイロット圧力を導入する。そして、射出ピストン２３は、ヘッド側室２１ｈの作動液をアキュムレータ３１に押し出しつつ後退を継続する。

なお、移動ロッド１１が射出ピストン２３から引き抜かれて行くことに伴って作動液を収容する容積が拡大する収容部２３ｆ（ｔ１６〜ｔ１７）、増圧ピストン２５が後退することによって容積が拡大する前側室２１ｆ、及び、射出ピストン２３が後退することに伴って容積が拡大するロッド側室２１ｒ（ｔ１７〜ｔ１８）には、負圧によりタンク２９から作動液が補給される。

制御装置１９は、ピストン位置センサ７９（ロッド位置センサ８１でもよい）の検出値により射出ピストン２３が後退限に到達したことを検知すると、射出用電動機１５を停止し、サーボバルブ５７を閉じ、第１逆止弁ＶＬＡに閉じるパイロット圧力を導入する。

（次サイクル準備：ｔ１８〜）
特に図示しないが、制御装置１９は、射出用電動機１５を射出時と同様の方向に駆動する。従って、先端部１１ｂを射出ピストン２３の後方の被係合部２３ｋに当接させていた移動ロッド１１は、前進する。

そして、制御装置１９は、ロッド位置センサ８１の検出値により、先端部１１ｂが射出ピストン２３の前方の被当接部２３ｇに当接する位置まで到達したことを検知すると、射出用電動機１５を停止させる。

なお、移動ロッド１１が射出ピストン２３に挿入されて行くことにより収容部２３ｆから押し出された作動液は、ロッド側室２１ｒを介してタンク２９へ排出される。

以上の第２の実施形態によれば、移動ロッド１１は、射出ピストン２３に対して軸方向に移動可能に挿入され、先端部１１ｂがヘッド側室２１ｈから隔離されていることから、第１の実施形態と同様に、移動ロッド１１の先端部１１ｂに高圧の作動液が作用することが抑制される。

制御装置１９は、射出ピストン２３に係合した移動ロッド１１を後退させることによって成形後のプランジャ５の後退を行い、射出ピストン２３の後退に伴ってヘッド側室２１ｈから排出される作動液をアキュムレータ３１に供給するように液圧装置２０９及び駆動装置２１３を制御する。従って、第１の実施形態よりも更に射出用電動機１５の有効利用が図られる。例えば、アキュムレータ３１の充填に係る充填用電動機３５の省略等が可能であり、省エネルギーが期待される。

＜第３の実施形態＞
（射出装置の構成）
図５は、第３の実施形態の射出装置３０１の要部の構成を示す図である。

射出装置３０１は、ロッド側室２１ｒから排出された作動液をヘッド側室２１ｈに還流するためのランアラウンド回路が構成されている点、及び、サーボバルブ５７が、ロッド側室２１ｒから排出される作動液の流量を制御可能な位置に設けられ、いわゆるメータアウト回路が構成されている点が第１の実施形態と相違する。具体的には、以下のとおりである。

液圧装置３０９は、ロッド側室２１ｒとヘッド側室２１ｈとを接続する第９流路３５２を有している。なお、第９流路３５２のロッド側室２１ｒ側の一部は、第２流路４３のロッド側室２１ｒ側の一部と共用され、第９流路３５２のヘッド側室２１ｈ側の一部は、第１流路４１のヘッド側室２１ｈ側の一部と共用されている。ただし、これらは共用されていなくてもよい。第９流路３５２により、ランアラウンド回路が構成されている。

第９流路３５２には、ランアラウンド回路をオン・オフするための第８逆止弁ＶＬＨが設けられている。第８逆止弁ＶＬＨは、パイロット圧力が導入されていないときは、ロッド側室２１ｒからヘッド側室２１ｈへの作動液の流れを許容し、その反対方向の流れを禁止する。また、第８逆止弁ＶＬＨは、パイロット圧力が導入されているときは双方の流れを禁止する（閉じられる）。

サーボバルブ５７は、例えば、第９流路３５２のロッド側室２１ｒ側の、第２流路４３との共用部分に配置されている。

なお、液圧装置３０９は、後側室２１ｇの作動液を排出するための第１０流路３５４及び当該第１０流路３５４の流れを制御する第９逆止弁ＶＬＩを有している。第９逆止弁ＶＬＩは、パイロット圧力が導入されていないときは、後側室２１ｇからの作動液の流れを許容し、その反対方向の流れを禁止する。また、第９逆止弁ＶＬＩは、パイロット圧力が導入されているときは双方の流れを禁止する（閉じられる）。

第１逆止弁ＶＬＸ及び第３逆止弁ＶＬＹは、第１の実施形態の第１逆止弁ＶＬＡ及び第３逆止弁ＶＬＣと同様の構成であってもよいが、図５では、閉じるためのパイロット圧力のみが導入される逆止弁とされている。

射出装置３０１は、ロッド側室２１ｒの圧力を検出するロッド圧力センサ８４を有している。制御装置１９は、ヘッド圧力センサ８３及びロッド圧力センサ８４の検出する圧力に基づいて、プランジャ５が溶湯に加える圧力を算出可能である。

（射出装置の動作）
図６は、射出装置３０１の動作を説明する、図２と同様の図である。

制御装置１９による制御は、サーボバルブ５７、第８逆止弁ＶＬＨ及び第９逆止弁ＶＬＩの制御を除いて、概ね、第１の実施形態と同様である。以下では、主として、第１の実施形態との相違を説明し、第１の実施形態との共通の制御・動作については説明を省略する。

（低速射出〜減速射出：ｔ０〜ｔ３）
低速射出の開始前において、第８逆止弁ＶＬＨ及び第９逆止弁ＶＬＩは、適宜な状態とされていてよいが、例えば、パイロット圧が導入されて閉じられている。

制御装置１９は、低速射出の開始時において、サーボバルブ５７を開き、また、第８逆止弁ＶＬＨへのパイロット圧力の導入を停止する。これにより、ランアラウンド回路がオンとされる。一方、第１の実施形態において閉じるパイロット圧力の導入が停止された第２逆止弁ＶＬＢは、閉じるパイロット圧力の導入が継続される。

従って、ロッド側室２１ｒから排出された作動液は、タンク２９へは流れず、第８逆止弁ＶＬＨを介してヘッド側室２１ｈに還流される。ロッド側室２１ｒの受圧面積がヘッド側室２１ｈの受圧面積よりも小さいことに起因する作動液の不足分は、例えば、比較的低速で駆動されるポンプ３３から第６逆止弁ＶＬＦを介して補充される。ヘッド側室２１ｈの負圧によってタンク２９から作動液が補給されるように流路及び弁が設けられてもよい。なお、ランアラウンド回路は、高速射出及び減速射出においてもオンの状態が継続される。

（増圧〜保圧：ｔ３〜ｔ５）
増圧及び保圧においては、制御装置１９は、第８逆止弁ＶＬＨへ閉じるパイロット圧力を導入し、ランアラウンド回路をオフとする。また、第２逆止弁ＶＬＢへの閉じるパイロット圧力の導入を停止し、ロッド側室２１ｒの圧力を第１の実施形態と同様にタンク圧とする。従って、第１の実施形態と同様に増圧及び保圧が行われる。

（アキュムレータ充填：ｔ６〜ｔ７）
サーボバルブ５７の開閉が不要な点を除いて、第１の実施形態と同様である。

（プランジャ後退：ｔ８〜ｔ１０）
制御装置１９は、第１の実施形態と同様に、移動ロッド１１の後退（ｔ８〜ｔ１０）と、ポンプ３３からロッド側室２１ｒへの作動液の供給（ｔ１０〜ｔ１１）とを行うことにより、射出ピストン２３を後退させる。ただし、ロッド側室２１ｒへの作動液の供給に際して、サーボバルブ５７は開かれる（ｔ８〜ｔ１１）。

なお、ヘッド側室２１ｈの作動液は、特に図示しないが、例えば、第１の実施形態と同様に、ヘッド側室２１ｈとタンク２９とを接続する流路に設けられた弁が開かれることにより、タンク２９に排出される。第１０流路３５４は、第９逆止弁ＶＬＩよりもヘッド側室２１ｈ側が不図示の流路を介してタンク２９と接続されており、第９逆止弁ＶＬＩへの閉じるパイロット圧力が停止されることにより、後側室２１ｇの作動液はタンク２９に排出される。

以上の第３の実施形態によれば、移動ロッド１１は、射出ピストン２３に対して軸方向に移動可能に挿入され、先端部１１ｂがヘッド側室２１ｈから隔離されていることから、第１の実施形態と同様に、移動ロッド１１の先端部１１ｂに高圧の作動液が作用することが抑制される。

また、ランアラウンド回路が設けられていることから、アキュムレータ３１の少容量化とタンク２９の作動液の少量化が図られる。さらに、メータアウト回路によってブレーキ性能を向上させることができる。

＜第４の実施形態＞
図７は、第４の実施形態の射出装置４０１の要部の構成を示す図である。

射出装置４０１は、射出シリンダ装置４０７が、単動式とされている点、収容部２３ｆに作動液が満たされない点、及び、駆動装置１３が２組設けられている（２組の駆動装置１３を含む駆動装置４１３が設けられている）点が第３の実施形態と相違する。具体的には、以下のとおりである。

射出シリンダ装置４０７は、上述のように、単動式とされている。すなわち、射出シリンダ装置４０７のシリンダチューブ４２１は、他の実施形態の射出シリンダ部２１ａに相当する部分のみを有し、増圧シリンダ部２１ｂに相当する部分を有していない。また、射出シリンダ装置４０７は、射出ピストン４２３のみを有し、増圧ピストン２５を有していない。

なお、射出シリンダ装置４０７が単動式であることに対応して、液圧装置４０９においては、増圧シリンダ部２１ｂに対する作動液の供給及び排出のための構成（第３流路４５、第４流路４７、第１０流路３５４、これら流路に設けられる弁等）は、設けられていない。

射出ピストン４２３の収容部２３ｆは、ロッド部４２３ａに形成された気体用孔４２３ｈを介して、シリンダチューブ４２１の外部に通じている（例えば大気開放されている。）。従って、収容部２３ｆにおいては、気体（例えば空気）が満たされ、移動ロッド１１の収容部２３ｆに対する進入又は退出に伴って収容部２３ｆの容積が縮小又は拡大すると、収容部２３ｆは、気体用孔４２３ｈを介して気体が排出又は供給される。

気体用孔４２３ｈの一端は、収容部２３ｆの適宜な位置に開口し、他端は、ロッド部４２３ａのうち射出ピストン４２３が後退限に位置するときにおいてもシリンダチューブ２１から露出している位置に開口している。例えば、気体用孔４２３ｈは、一端が被当接部２３ｇの中央において開口し、当該一端から大径ロッド部４２３ａｂ及び小径ロッド部４２３ａａを軸方向に延びた後、小径ロッド部４２３ａａを半径方向に延び、他端が小径ロッド部４２３ａａの外周面において開口する。

駆動装置４１３において、各ねじ軸６３（各駆動装置１３）は、移動ロッド１１に対して平行に（並列に）配置され、その後方側端部が移動ロッド１１の後方側端部と連結部材４１８によって連結されている。また、２本のねじ軸６３（２つの駆動装置１３）は、移動ロッド１１に対して互いに回転対称の位置に配置されている。すなわち、移動ロッド１１を中心として２つの駆動装置１３を１８０°回転させても、２つのねじ軸６３の位置は同様の位置となる。２つの駆動装置４１３は、移動ロッド１１が傾斜しないように、制御装置１９によって同期制御される。

第４の実施形態の射出装置４０１の動作は、第３の実施形態の動作から、増圧ピストン２５の駆動に係る部分が省略されたものでよい。なお、増圧は、溶湯がキャビティ１０５に概ね充填された後、ヘッド側室２１ｈの圧力がアキュムレータ３１の圧力に近づいて行くことにより行われる。

以上の第４の実施形態によれば、移動ロッド１１は、射出ピストン４２３に対して軸方向に移動可能に挿入され、先端部１１ｂがヘッド側室２１ｈから隔離されていることから、第１の実施形態と同様に、移動ロッド１１の先端部１１ｂに高圧の作動液が作用することが抑制される。

また、２つの駆動装置１３が、移動ロッド１１に対して並列に、且つ、移動ロッド１１に対して回転対称の位置に設けられていることから、移動ロッド１１に対して駆動装置１３を直列に配置する第１〜第３の実施形態に比較して、射出シリンダ装置４０７の後方のスペースを短くすることができ、且つ、第１〜第３の実施形態と同様に、移動ロッド１１を傾かせる力が発生することが抑制される。

収容部２３ｆ内は、気体が満たされてシリンダチューブの外部に開放されていることから、作動液の総量の縮小による省力化、射出ピストン４２３の軽量化等の効果が得られる。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

上述した実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第４の実施形態の単動式の射出シリンダ装置は、第１〜第３の実施形態の１軸の駆動装置を有する及び／又は収容部（２３ｆ）に作動液が満たされる射出装置に適用されてもよいし、逆に、第１〜第３の実施形態の増圧式の射出シリンダ装置は、第４の実施形態の２軸の駆動装置を有する及び／又は収容部に作動液が満たされない射出装置に適用されてもよい。また、例えば、第１〜第３の実施形態の１軸の駆動装置と、第４の実施形態の収容部に作動液が満たされない射出シリンダ装置とが組み合わされてもよいし、第４の実施形態の２軸の駆動装置と、第１〜第３の実施形態の収容部に作動液が満たされる射出シリンダ装置とが組み合わされてもよい。第２の実施形態の、射出ピストンに係合した移動ロッド１１の後退によってアキュムレータ３１を充填する構成及び動作は、第１の実施形態等の移動ロッド１１によって射出ピストン２３を中途まで後退させるものに適用されてもよいし、第３の実施形態のメータアウト回路やランアラウンド回路を有する液圧装置に適用されてもよいし、第４の実施形態の駆動装置に適用されてもよい。また、第１の実施形態等の移動ロッド１１によって射出ピストン２３を後退させ、ヘッド側室２１ｈの作動液をタンク２９へ排出する構成及び動作は、第２の実施形態の射出ピストン２３を後退限まで後退させる構成及び動作に適用されてもよい。

成形機は、ダイカストマシンに限定されない。例えば、成形機は、他の金属成形機であってもよいし、プラスチック射出成形機であってもよいし、木粉に熱可塑性樹脂等を混合させた材料を成形する成形機であってもよい。また、射出装置は、横型締横射出に限定されず、例えば、縦型締縦射出、横型締縦射出であってもよい。作動液は、油に限定されず、例えば水でもよい。

駆動装置は、好適には電動機を含むものである。ただし、駆動装置は、必ずしも電動機を含むものに限定されず、駆動力を生じる種々の方式のものとされてよい。また、駆動装置は、電動機と液圧シリンダとが一体化されたハイブリッドアクチュエータであってもよい。電動機は、回転式のものに限定されず、リニアモータであってもよい。なお、リニアモータの場合には、伝達機構を介さずに、リニアモータの駆動力が直接に移動ロッドに伝達されてもよい。

電動機が回転式のものである場合に、電動機の回転を並進運動に変換して移動ロッドに伝達する伝達機構（変換機構）は、ねじ機構に限定されない。例えば、ラック・ピニオン機構であってもよい。

伝達機構がねじ機構である場合において、ねじ機構は、移動ロッドにナットが固定され、ねじ軸の回転によって移動ロッドを駆動するものであってもよい。また、ねじ機構は、ナット若しくはねじ軸が電動機のロータに固定されるものに限定されず、歯車機構等を介して電動機の回転が伝達されるものであってもよい。

１又は複数の駆動装置は、移動ロッドを傾ける力が生じることを抑制する観点から、実施形態のように、移動ロッドに対して同軸、若しくは、回転対称の位置に並列に配置されることが好ましい。ただし、１つの駆動装置が移動ロッドに対して並列に配置されるなど、駆動装置は、移動ロッドに対して適宜な位置に配置されてよい。

また、複数の駆動装置が移動ロッドに対して回転対称の位置に並列に配置される場合、駆動装置の数は２つに限定されない。例えば、３つの駆動装置（並進運動の開始点）が移動ロッド回りに１２０°間隔で配置されてもよいし、４つの駆動装置が移動ロッド回りに９０°間隔で配置されてもよい。換言すれば、回転対称は、２回対称に限定されず、３回対称若しくは４回対称であってもよい。

第１〜第３の実施形態では、増圧ピストン２５にシリンダチューブ２１から延出する後方部２５ｃが設けられたが、後方部は省略されてもよい。なお、この場合、移動ロッドは、増圧ピストンの貫通孔（２５ｈ）との間、及び、増圧シリンダ部２１ｂの後方端の開口との間の双方においてシールされる。また、単動式シリンダにおいて、第１〜第３の実施形態の増圧ピストンと同様に、射出ピストンに、シリンダチューブから突出する後方部が設けられてもよい。

実施形態では、移動ロッドの先端は拡径しており、後退時に射出ピストンに係合可能であった。しかし、このような先端の拡径は無くてもよい。また、射出ピストンにおいても、収容部（２３ｆ）が摺動孔（２３ｅ）よりも拡径して被係合部（２３ｋ）が形成される必要はない。

射出ピストンは、プランジャに連結され、シリンダチューブ内を摺動可能という一般的な構成に加え、移動ロッドの先端により押圧される被押圧部（被当接部２３ｇ）と、被押圧部の後方において、移動ロッドの先端をヘッド側室から隔離する隔離部分（ピストン部２３ｂ及び摺動孔２３ｅを含む部分）と、被押圧部と隔離部分とを連結する部分（射出ピストン２３の収容部２３ｆを形成する筒状部分）とを有すれば、その形状は適宜に変形されてよい。

例えば、実施形態では、射出ピストン２３は、収容部２３ｆを形成する筒状部分を有したが、当該筒状部分は、被当接部２３ｇとピストン部２３ｂとを連結する複数本の棒状部材に代えられてもよい。

また、例えば、摺動孔２３ｅは、貫通方向の長さがピストン部２３ｂの軸方向の長さよりも短くされ、収容部２３ｆは、ピストン部２３ｂの内部まで延び、できるだけ移動可能距離Ｌが長くなるようにされてもよい。

また、例えば、実施形態では、大径ロッド部２３ａｂがシリンダチューブ２１との間をシールされつつ延出したが、小径ロッド部２３ａａがシリンダチューブ２１との間をシールされつつ延出してもよい。

また、例えば、高速射出における収容部２３ｆの容積の拡大量とロッド側室２１ｒの容積の縮小量とが同一となるように、若しくは、高速射出における収容部２３ｆの容積の拡大量がロッド側室２１ｒの容積の縮小量よりも大きくなるように、収容部２３ｆ等の大きさが設定されてもよい。

第２の実施形態において例示したように、射出ピストンは、射出ピストンに係合した移動ロッドの後退によって後退限まで後退可能であるから、ロッド側室（２１ｒ）は、作動液により満たされている必要はない。例えば、ロッド側室は、シリンダチューブに形成された孔を介してシリンダチューブの外部に開放されていてよい。なお、第４の実施形態のように作動液が満たされない射出ピストンの収容部（２３ｆ）は、このようなロッド側室と連通されることにより、外部に開放されてもよい（気体用孔４２３ｈは省略されてよい。）。

射出ピストンの収容部（２３ｆ）は、第４の実施形態において例示したように、射出ピストンのシリンダチューブから露出している部分に形成されたポートを介して、外部と接続されてよい。この場合において、収容部は、ポートを介して作動液が供給・排出されてもよい。

移動ロッドの先端は射出ピストンに直接に当接しなくてもよい。例えば、移動ロッドの先端と、射出ピストンの被押圧部（被当接部２３ｇ）と間に他の部材が介在してもよい（ただし、他の部材は、射出ピストン若しくは移動ロッドに固定されていれば、その一部であると捉えることができる。）。また、例えば、移動ロッドの先端が収容部に摺動するように構成されるとともに、被押圧部と移動ロッドの先端との間の作動液の排出・補充が制御可能に構成され、移動ロッドの先端と射出ピストンの被押圧部と間に作動液が介在してもよい。

液圧装置は、適宜に構成することができ、種々の流路の接続及び共用、並びに、種々の弁の配置は、適宜に変更可能である。作動液の流れを制御する弁としてパイロット式の逆止弁を多用したが、逆止弁に代えて、方向切換弁等の他の制御弁が用いられてもよい。

実施形態において述べたように、移動ロッドは、高速射出等においては駆動されないことが好ましい。ただし、移動ロッドは、高速射出等において駆動されてもよい。このとき、移動ロッドは、射出ピストンに当接するなどして射出ピストンの前進に寄与してもよいし、射出ピストンの前進速度よりも遅く、射出ピストンの前進に寄与しなくてもよい。また、低速射出若しくは高速射出は、多段変速により実現されるものであってもよい。

移動ロッドは、射出ピストンの後退に寄与しなくてもよい。例えば、ポンプからロッド側室に作動液を供給することのみによって射出ピストンを後退させてもよい。なお、この場合において、移動ロッドは、射出ピストンの後退を阻害しないように、適宜なタイミング及び速度で射出用電動機により後退させられることが好ましい。

アキュムレータの充填を伴わない射出ピストンの後退は、アキュムレータの充填の前に行われてもよいし、アキュムレータの充填と同時に行われてもよいし、アキュムレータの充填の後に行われてもよい。

各部材は、一体的に形成されてもよいし、複数の部材から構成されてもよい。例えば、射出ピストンにおいて、小径ロッド部、大径ロッド部及びピストン部は、互いに別個に形成されて互いに固定されてもよいし、小径ロッド部及び大径ロッド部、若しくは、大径ロッド部及びピストン部が一体的に形成されてもよい。

１…射出装置、５…プランジャ、７…射出シリンダ装置、９…液圧装置、１１…移動ロッド、１３…駆動装置、２１…シリンダチューブ、２１ｈ…ヘッド側室、２１ｒ…ロッド側室、２３…射出ピストン、１０５…キャビティ。

Claims (8)

1. キャビティに成形材料を押し出すプランジャと、
   前方部分が前記プランジャに連結された射出ピストンと、当該射出ピストンの後方部分を摺動可能に収容するシリンダチューブとを有し、前記シリンダチューブの内部が前記射出ピストンの前記後方部分により前方のロッド側室と後方のヘッド側室とに区画された射出シリンダ装置と、
   前記ヘッド側室に作動液を供給可能な液圧装置と、
   前記シリンダチューブの後方に挿入され、前記射出ピストンを前方へ押すことが可能な移動ロッドと、
   前記移動ロッドを前記シリンダチューブに対して軸方向に駆動可能な駆動装置と、
   を有し、
   前記移動ロッドは、前記射出ピストンに対して軸方向に移動可能に挿入され、先端が前記ヘッド側室から隔離されている
   成形機の射出装置。
2. 前記駆動装置は、
   回転式の電動機と、
   前記電動機の回転を並進運動に変換して前記移動ロッドに伝達する伝達機構と、
   を有する請求項１に記載の成形機の射出装置。
3. 低速射出においては、前記駆動装置から前記射出ピストンに駆動力を付与し、前記液圧装置からは前記射出ピストンに駆動力を付与せず、
   高速射出及び増圧においては、前記駆動装置からは前記射出ピストンに駆動力を付与せず、前記液圧装置から前記射出ピストンに駆動力を付与するように、
   前記駆動装置及び前記液圧装置を制御する制御装置を更に有する
   請求項１又は２に記載の成形機の射出装置。
4. 前記移動ロッドは、前記射出ピストンに対して前方から後方へ係合する係合部を有し、
   前記射出ピストンに係合した前記移動ロッドを後退させることによって成形後の前記プランジャの後退を行うように前記駆動装置を制御する制御装置が設けられている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形機の射出装置。
5. 前記液圧装置は、高速射出時に前記ヘッド側室に作動液を供給可能なアキュムレータを有し、
   前記制御装置は、前記射出ピストンの後退に伴って前記ヘッド側室から排出される作動液を前記アキュムレータに供給し、前記アキュムレータを充填するように前記駆動装置及び前記液圧装置を制御する
   請求項４に記載の成形機の射出装置。
6. 前記液圧装置は、前記ロッド側室と前記ヘッド側室とを連通するランアラウンド回路を有する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出装置。
7. 前記液圧装置は、前記ロッド側室から排出される作動液の流量を調整可能な流量制御弁を有する
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出装置。
8. 複数の前記駆動装置が、前記移動ロッドに対して並列に、且つ、前記移動ロッドに対して回転対称の位置に設けられている
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の射出装置。

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