JP2018149550A - 射出装置及び成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機によって好適にプランジャを駆動することができる射出装置を提供する。
【解決手段】射出装置９は、射出シリンダ２７、移動用電動機６１及び停止装置３３を有している。射出シリンダ２７は、成形材料を金型に押し出すプランジャ２３に連結される射出ピストン３７、及び射出ピストン３７を収容しているシリンダ部３５を有している。移動用電動機６１は、シリンダ部３５に対する射出ピストン３７の移動方向にシリンダ部３５を移動させるための駆動力を生じる。停止装置３３は、シリンダ部３５の移動可能範囲の中途位置にてシリンダ部３５を停止させる。
【選択図】図２

Description

本開示は、液状又は固液共存状態の成形材料を金型内に射出する射出装置及び当該射出装置を備えた成形機に関する。成形機は、例えば、ダイカストマシンやプラスチック射出成形機である。

液圧（油圧）シリンダの駆動力と、電動機の駆動力との双方を利用して成形材料を金型内に射出する、いわゆるハイブリッド式の射出装置が知られている。特許文献１のハイブリッド式の射出装置は、成形材料を金型内へ押し出すプランジャに連結された射出シリンダと、射出シリンダを移動させる電動機とを有している。この射出装置は、例えば、電動機によって射出シリンダを前進させながら、射出シリンダの駆動力によってプランジャを前進させる。これにより、プランジャの速度は、電動機によって射出シリンダを前進させる速度と、射出シリンダの駆動力によってプランジャを前進させる速度との和となっている。ひいては、いわゆる高速射出に必要な比較的高い速度の実現を容易化している。なお、ブレーキを有する射出装置も知られている（例えば特許文献２及び３）。

特開２００６−３１５０５０号公報 特開平８−３１８５４５号公報 特開２０１１−１５６５７９号公報

特許文献１の技術は、種々の不都合を生じる。例えば、電動機と射出シリンダとの双方の制御が必要であり、かつ電動機と射出シリンダとが相互に影響することから、制御が複雑化する。また、例えば、電動機は、プランジャが金型内の溶湯から受ける力に相当する駆動力を発揮する必要があり、かつその駆動力を増圧工程および保圧工程において維持する必要がある。その結果、例えば、電動機の大型化、消費電力の増加及び発熱量の増加を招く。

上記のような不都合の少なくとも１つは、解消されることが望ましい。すなわち、液圧シリンダ及び電動機によって好適にプランジャを駆動することができる射出装置及び成形機が提供されることが望まれる。

本開示の一態様に係る射出装置は、成形材料を金型に押し出すプランジャに連結されるピストン、及び当該ピストンを収容しているシリンダ部を有している射出シリンダと、前記シリンダ部に対する前記ピストンの移動方向に前記シリンダ部を移動させる駆動力を生じる電動機と、前記シリンダ部をその移動可能範囲の中途位置において停止させる停止装置と、を有している。

一例において、前記停止装置は、前記シリンダ部の移動に伴って運動する被制動部材と、当該被制動部材に当接して当該被制動部材の運動を停止させる制動部材とを有するブレーキを含む。

一例において、前記電動機は回転式であり、前記電動機の回転を直線運動に変換して前記シリンダ部に伝達する変換機構が設けられており、前記変換機構は、前記電動機の回転が伝達されて回転される回転部材と、前記シリンダ部に直線運動を伝達する移動部材と、を有しており、前記被制動部材は、前記回転部材に対して共に回転するように連結されている、又は前記移動部材に対して共に移動するように連結されている。

一例において、前記被制動部材は、前記回転部材に対して共に回転するように連結されている。

一例において、前記変換機構は、前記移動方向に延びるねじ軸と、当該ねじ軸に螺合するナットとを有しているねじ機構であり、前記回転部材は、前記ねじ軸であり、前記移動部材は、前記ナットである。

一例において、前記被制動部材及び前記制動部材は、前記ねじ軸に対して同軸に配置されるとともに、前記ねじ軸の軸方向に対して互いに対向している。

一例において、前記射出装置は、低速射出工程の際に前記シリンダ部を前進させるように前記電動機を制御する電動制御部と、低速射出工程に続く高速射出工程の際に前記ピストンを前記シリンダ部に対して前進させるように前記射出シリンダを制御する液圧制御部と、を有しており、前記停止装置は、前記高速射出工程の際に前記シリンダ部を停止させる停止制御部を含んでいる。

一例において、前記停止制御部は、前記高速射出工程の際に前記ブレーキを作動させる。

一例において、前記停止制御部は、前記高速射出工程の際に前記電動機が停止するように前記電動機の位置制御を行う。

一例において、射出工程中に前記シリンダ部を前進させるように前記電動機を制御する電動制御部と、前記射出工程の後の増圧工程及び保圧工程の際に前記ピストンを前記シリンダ部に対して前進させる方向の駆動力を生じるように前記射出シリンダを制御する液圧制御部と、を有しており、前記停止装置は、前記増圧工程及び保圧工程の際に前記シリンダ部を停止させる停止制御部を含んでいる。

一例において、前記停止制御部は、前記増圧工程及び前記保圧工程の際に前記ブレーキを作動させる。

本開示の一態様に係る成形機は、上記の射出装置と、金型を型締めする型締装置と、前記金型から成形品を押し出す押出装置と、を有している。

上記の構成によれば、液圧シリンダ及び電動機によって好適にプランジャを駆動することができる。

本開示の実施形態に係る射出装置を有するダイカストマシンの要部構成を示す模式図。 図１の射出装置の要部構成を示す模式的な断面図。 図１の射出装置の信号処理系の構成を示すブロック図。 図１の射出装置の動作を説明するためのタイミングチャート。 図５（ａ）〜図５（ｆ）は変形例に係る射出装置の要部構成を示す模式図。

（ダイカストマシンの全体構成）
図１は、本開示の実施形態に係るダイカストマシン１の要部の構成を示す、一部に断面図を含む側面図である。

ダイカストマシン１は、溶解されて液状となった金属材料（溶湯）を金型１０１内（キャビティＣａ等の空間。以下同様。）へ射出し、溶湯を金型１０１内で凝固させることにより、ダイカスト品（成形品）を製造するものである。金属は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金である。なお、溶湯に代えて、固液共存金属を用いることも可能である。

金型１０１は、例えば、固定金型１０３及び移動金型１０５を含んでいる。本実施形態の説明では、便宜上、固定金型１０３又は移動金型１０５の断面を１種類のハッチングで示すが、これらの金型は、直彫り式のものであってもよいし、入れ子式のものであってもよい。また、固定金型１０３及び移動金型１０５には、中子などが組み合わされてもよい。

ダイカストマシン１は、例えば、成形のための機械的動作を行うマシン本体部３と、マシン本体部３の動作を制御する制御ユニット５とを有している。

マシン本体部３は、例えば、金型１０１の開閉及び型締めを行う型締装置７と、金型１０１内に溶湯を射出する射出装置９と、ダイカスト品を固定金型１０３又は移動金型１０５（図１では移動金型１０５）から押し出す押出装置１１とを有している。マシン本体部３において、射出装置９以外の構成（例えば型締装置７及び押出装置１１の構成）は、基本的には（例えば射出装置９の取付けに係る部分を除いて）、公知の種々の構成と同様とされてよい。

成形サイクルにおいて、型締装置７は、移動金型１０５を固定金型１０３へ向かって移動させ、型閉じを行う。さらに、型締装置７は、タイバー（符号省略）の伸長量に応じた型締力を金型１０１に付与して型締めを行う。型締めされた金型１０１内には成形品と同一形状のキャビティＣａが構成される。射出装置９は、そのキャビティＣａへ溶湯を射出・充填する。キャビティＣａに充填された溶湯は、金型１０１に熱を奪われて冷却され、凝固する。これにより、成形品が形成される。その後、型締装置７は、移動金型１０５を固定金型１０３から離れる方向へ移動させて型開きを行う。この際又はその後、押出装置１１は、移動金型１０５から成形品を押し出す。

制御ユニット５は、例えば、各種の演算を行って制御指令を出力する制御装置１３（図３参照）と、画像を表示する表示装置１５と、オペレータの入力操作を受け付ける入力装置１７とを有している。また、別の観点では、制御ユニット５は、例えば、電源回路及び制御回路等を有する不図示の制御盤と、ユーザインターフェースとしての操作部１９とを有している。

制御装置１３は、例えば、不図示の制御盤及び操作部１９に設けられている。制御装置１３は、適宜に分割乃至は分散して構成されてよい。例えば、制御装置１３は、型締装置７、射出装置９及び押出装置１１毎の下位の制御装置と、この下位の制御装置間の同期を図るなどの制御を行う上位の制御装置とを含んで構成されてよい。

表示装置１５及び入力装置１７は、例えば、操作部１９に設けられている。操作部１９は、例えば、型締装置７の固定的部分に設けられている。表示装置１５は、例えば、液晶表示ディスプレイ乃至は有機ＥＬディスプレイを含んだタッチパネルによって構成されている。入力装置１７は、例えば、機械式のスイッチ及び前記のタッチパネルによって構成されている。

なお、ダイカストマシン１のうち射出装置９に着目する場合において、制御ユニット５は、射出装置９の制御ユニットとして捉えられてよい。制御ユニット５の構成要素（例えば制御装置１３）についても同様である。

（射出装置の構成）
射出装置９は、例えば、金型１０１内に通じるスリーブ２１と、スリーブ２１内を摺動可能なプランジャ２３と、プランジャ２３を駆動する射出駆動部２５とを有している。なお、射出装置９の説明においては、金型１０１側（図１の紙面左側）を前方、その反対側を後方ということがあり、また、この定義に従って、前進または後退の語を用いることがある。

スリーブ２１は、例えば、固定金型１０３に連結された筒状部材であり、上面には溶湯をスリーブ２１内に受け入れるための供給口２１ａが開口している。プランジャ２３は、スリーブ２１内を前後方向に摺動可能なプランジャチップ２３ａと、先端がプランジャチップ２３ａに固定されたプランジャロッド２３ｂとを有している。

型締装置７による金型１０１の型締めが完了すると、不図示の給湯装置によって１ショット分の溶湯が供給口２１ａからスリーブ２１内へ注がれる。そして、プランジャ２３が図示の位置からスリーブ２１内を前方へ摺動することにより、スリーブ２１内の溶湯が金型１０１内に押し出される（射出される）。

（射出駆動部の概略構成）
図２は、射出装置９（射出駆動部２５）の具体的な構成を示す模式図である。図２は、基本的に上方から見た図となっているが、図示の都合上、一部（例えば液圧系）はこの限りではない。また、図２は適宜に断面図を含んでいる。

射出駆動部２５は、いわゆるハイブリッド式のものであり、液圧（例えば油圧）式の駆動力によってプランジャ２３を前進させることが可能であるとともに、電動式の駆動力によってプランジャ２３を前進させることが可能である。具体的には、射出駆動部２５は、プランジャ２３に連結された射出シリンダ２７と、射出シリンダ２７に作動液を供給する液圧装置２９と、射出シリンダ２７を移動させる電動駆動部３１と、射出シリンダ２７の移動を規制する停止装置３３とを有している。

射出シリンダ２７は、その駆動力によってプランジャ２３を前後進させることが可能である。また、電動駆動部３１は、射出シリンダ２７を移動させることによって、射出シリンダ２７ごとプランジャ２３を前後進させることが可能である。停止装置３３は、射出シリンダ２７の移動を規制することによって、例えば、制御の容易化等の種々の効果を奏する。

射出シリンダ２７、液圧装置２９、電動駆動部３１及び停止装置３３の構成は、具体的には、例えば、以下のとおりである。

（射出シリンダの構成）
射出シリンダ２７は、例えば、直結型増圧式シリンダにより構成されている。すなわち、射出シリンダ２７は、シリンダ部３５と、シリンダ部３５の内部を摺動可能な射出ピストン３７及び増圧ピストン３９と、射出ピストン３７から前方（プランジャ２３側）へ延びるピストンロッド４１とを有している。

シリンダ部３５は、例えば、射出用部分３５ａと、その後方に通じ、射出用部分３５ａよりも内径が大きい増圧用部分３５ｂとを有している。射出ピストン３７は、射出用部分３５ａを摺動可能であり、射出用部分３５ａの内部を前側のロッド側室３５ｒと、その反対側のヘッド側室３５ｈとに区画している。増圧ピストン３９は、例えば、射出用部分３５ａを摺動可能な小径部３９ａと、増圧用部分３５ｂを摺動可能な大径部３９ｂとを有している。大径部３９ｂは、例えば、増圧用部分３５ｂの内部を前側の前側室３５ｆと、後側の後側室３５ｅとに区画している。

このような構成の射出シリンダ２７においては、例えば、ヘッド側室３５ｈ及びロッド側室３５ｒに選択的に作動液が供給されることにより、射出ピストン３７が前進又は後退する（往復する。）。また、例えば、ヘッド側室３５ｈからの作動液の流出が禁止されるとともに前側室３５ｆがタンク圧とされた状態で、後側室３５ｅに作動液が供給されると、増圧ピストン３９の前後の受圧面積の差に応じてヘッド側室３５ｈの作動液が増圧される。

なお、射出シリンダ２７は、増圧用部分３５ｂ及び増圧ピストン３９を有さない、いわゆる単胴式のものであってもよい。以下の説明では、増圧用部分３５ｂ及び増圧ピストン３９に係る説明は適宜に省略されることがある。

射出シリンダ２７は、プランジャ２３に対してその後方に同軸（直列）に配置されている。ピストンロッド４１の先端は、プランジャロッド２３ｂの後端に連結されている。従って、射出ピストン３７及びピストンロッド４１の前後進に伴ってプランジャ２３も前後進する。プランジャ２３とピストンロッド４１との連結は、例えば、カップリング（符号省略）によってなされている。

（液圧装置の構成）
液圧装置２９は、例えば、作動液を貯留するタンク４３と、タンク４３の作動液を送出するポンプ４５と、ポンプ４５を駆動するポンプ用電動機４７と、蓄圧した作動液を供給するアキュムレータ４９と、これらの要素及び射出シリンダ２７を互いに接続する液圧回路５１とを有している。

タンク４３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４３は、例えば、液圧回路５１を介して射出シリンダ２７における作動液の過不足を解消し、また、ポンプ４５及び液圧回路５１を介してアキュムレータ４９に作動液を供給する。

ポンプ４５は、例えば、ロータリポンプでもプランジャポンプでもよいし、定容量ポンプでも可変容量ポンプでもよい。また、ポンプ４５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。

ポンプ用電動機４７は、回転式の電動機である。ポンプ用電動機４７は、例えば、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。ポンプ用電動機４７は、オープンループにおいて設けられた定速電動機として機能するものであってもよいし、クローズドループにおいて設けられたサーボモータとして機能するものであってもよい。ポンプ用電動機４７は、常時駆動されていてもよいが、本実施形態では、必要に応じて駆動される態様を例に取る。

アキュムレータ４９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４９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４９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る。蓄圧された作動液は、液圧回路５１を介して射出シリンダ２７に供給される。

（液圧回路）
液圧回路５１は、射出シリンダ２７（ロッド側室３５ｒ、ヘッド側室３５ｈ、前側室３５ｆ及び後側室３５ｅ）、タンク４３、ポンプ４５及びアキュムレータ４９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。複数の弁は、例えば、パイロット式でない又はパイロット式の逆止弁、切換弁、流量制御を行うサーボバルブである。

液圧回路５１は、後述する作動液の流れが実現されるように適宜に構成されてよい。また、その構成は、従来の液圧式の射出装置におけるものと同様とされてもよい。図２では、液圧回路５１の構成要素のうち、主要なものをいくつか例示している。具体的には、以下のとおりである。

例えば、液圧回路５１は、タンク４３又はポンプ４５と、アキュムレータ４９とを接続する流路（符号省略）と、当該流路に設けられ、アキュムレータ４９からの逆流を防止するための逆止弁５３とを有している。これにより、例えば、ポンプ４５によってアキュムレータ４９を蓄圧可能である。

また、例えば、液圧回路５１は、アキュムレータ４９とヘッド側室３５ｈとを接続する流路（符号省略）と、当該流路に設けられたＡｃｃ用弁５５とを有している。Ａｃｃ用弁５５は、例えば、パイロット式の逆止弁によって構成されており、パイロット圧が導入されていないときはアキュムレータ４９からヘッド側室３５ｈへの作動液の流れを禁止するとともにその逆方向の流れを許容し、パイロット圧が導入されているときは双方の流れを許容する。従って、例えば、パイロット圧を導入することによって、アキュムレータ４９からヘッド側室３５ｈへ作動液を供給し、射出ピストン３７を前進させることができる。

また、例えば、液圧回路５１は、タンク４３又はポンプ４５と、ロッド側室３５ｒとを接続する流路（符号省略）と、当該流路に設けられ、当該流路における流量を制御する流量制御弁５７を有している。流量制御弁５７は、例えば、圧力補償付流量調整弁によって構成されており、また、別の観点では、サーボ機構の中で使用され、入力信号に応じて流量を無段階に変調可能なサーボバルブによって構成されている。

従って、例えば、射出ピストン３７の前進に伴って容積が縮小するロッド側室３５ｒの作動液をタンク４３へ排出可能である。また、この際、流量制御弁５７によりロッド側室３５ｒから排出される作動液の流量を制御することにより、射出ピストン３７の前進速度を制御可能である。すなわち、流量制御弁５７は、いわゆるメータアウト回路を構成している。また、例えば、ポンプ４５からロッド側室３５ｒへ作動液を供給して、射出ピストン３７を後退させることが可能である。

また、例えば、アキュムレータ４９からタンク４３及びポンプ４５へ延びる流路と、ロッド側室３５ｒからタンク４３及びポンプ４５へ延びる流路とは、タンク４３及びポンプ４５側が共通化されており、この共通化されている部分には、接続先をタンク４３とポンプ４５との間で切り換える切換弁５９が設けられている。これにより、例えば、アキュムレータ４９又はロッド側室３５ｒについて、ポンプ４５からの作動液の供給とタンク４３への作動液の排出とを切り換えることができる。

（電動駆動部）
電動駆動部３１は、例えば、電動機によってシリンダ部３５を前後方向（別の観点ではシリンダ部３５に対する射出ピストン３７の移動方向）に駆動するように構成されている。具体的には、電動駆動部３１は、回転式の移動用電動機６１と、移動用電動機６１の回転を伝達する伝達機構６３と、伝達機構６３によって伝達された回転を並進運動に変換しつつシリンダ部３５に伝達するねじ機構６５とを有している。

電動駆動部３１は、上記の移動用電動機６１、伝達機構６３及びねじ機構６５の組み合わせを、例えば、左右対称に２組有している。ただし、電動駆動部３１は、上記の組み合わせを１組のみ有していてもよいし、３組以上有していてもよい。２組の間で移動用電動機６１が共用されるなど、一部が共用されてもよい。

シリンダ部３５を前後方向に移動可能に支持するための構成は適宜なものとされてよい。例えば、シリンダ部３５は、不図示のリニアガイドによって支持された移動テーブル６７（図１も参照）に搭載されている。なお、図２は、模式図であることから、シリンダ部３５と移動テーブル６７とを一体的に示している。シリンダ部３５及び移動テーブル６７を構成する部材の数、形状及び固定方法等は適宜に設定されてよい。

移動用電動機６１は、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。移動用電動機６１は、ブレーキ付きの電動機であってもよいし、ブレーキが付いていないものであってもよい。移動用電動機６１は、例えば、サーボモータとして構成されており、移動用電動機６１の回転を検出するエンコーダ６１ｅを有し、エンコーダ６１ｅの検出値に基づいてフィードバック制御される。

なお、後述する動作の説明において、移動用電動機６１が停止しているとき、移動用電動機６１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。移動用電動機６１が停止される状況等に応じて適切な停止方法が選択されてよい。

伝達機構６３は、例えば、プーリ・ベルト機構により構成されており、移動用電動機６１の出力軸に固定された第１プーリ６９と、ねじ機構６５（厳密には本実施形態では後述するねじ軸７５）に固定された第２プーリ７１と、第１プーリ６９及び第２プーリ７１に架け渡されたベルト７３とを有している。従って、移動用電動機６１が回転されると、その回転は伝達機構６３を介してねじ機構６５に伝達される。

ねじ機構６５は、例えば、ボールねじ機構又はすべりねじ機構により構成されており、ねじ軸７５と、ねじ軸７５に螺合するナット７７とを有している。

ねじ軸７５は、射出シリンダ２７に平行に配置されている。また、ねじ軸７５は、不図示の適宜な軸受によって支持されることなどにより、軸方向の移動が規制されているとともに軸回りの回転が許容されている。一方、ナット７７は、シリンダ部３５に固定されることなどにより、シリンダ部３５とともに軸方向に移動可能とされるとともに、軸回りの回転が規制されている。従って、ねじ軸７５が回転されると、ナット７７はプランジャ２３に平行な方向において移動し、ひいては、シリンダ部３５が前後方向に移動する。

なお、ナット７７とシリンダ部３５との固定は、両者が直接的に固定されるものであってもよいし、ナット７７が移動テーブル６７に固定されることによる間接的なものであってもよい。図２の模式図では、ナット７７は、移動テーブル６７に形成された孔部に嵌め込まれることなどによりシリンダ部３５に対して固定されている。

（停止装置）
停止装置３３は、例えば、摩擦式のブレーキ７９を含んでおり、ブレーキ７９は、直接的には、ねじ軸７５の回転を規制し、これによりシリンダ部３５の移動を規制する。具体的には、以下のとおりである。

ブレーキ７９は、例えば、ねじ軸７５と共に回転するようにねじ軸７５に連結された被制動部材８１と、被制動部材８１に当接して被制動部材８１の回転を規制可能な制動部材８３とを有している。制動部材８３は、当然に、被制動部材８１の回転方向における運動は規制されている。被制動部材８１及び制動部材８３は、例えば、ねじ軸７５の同軸上に配置され、ねじ軸７５の軸方向において互いに対向している。そして、被制動部材８１及び制動部材８３の一方が他方に向かって移動することによって両者は当接する。これにより、被制動部材８１の回転に対して、被制動部材８１と制動部材８３との間に摩擦力が生じる。すなわち、制動力が生じる。

被制動部材８１及び制動部材８３を近接及び離反させるための駆動方式は、例えば、電磁式である。具体的には、例えば、被制動部材８１は、矩形で模式的に示された支持機構８７によって被制動部材８１及び制動部材８３の対向方向において移動可能に支持されているとともに、不図示のばねによって制動部材８３から離反する方向に付勢されている。そして、模式的に示されているように、制動部材８３側にはコイル８５が設けられており、このコイル８５に通電がなされることによって（電磁石が作動することによって）、被制動部材８１及び／又は支持機構８７内の被制動部材８１に固定されている部材（金属部材）がコイル８５に引き寄せられる。これにより、被制動部材８１と制動部材８３とが当接する。

なお、ブレーキとして、通電時に制動力が発揮されるものを例に挙げたが、ブレーキは、上記とは逆に、ばねによって互いに当接されている被制動部材８１と制動部材８３とが通電（電磁石）によって離反されるものであってもよい。制動部材８３側にコイル８５を図示したが、被制動部材８１側にコイル８５が設けられてもよい。被制動部材８１に代えて又は加えて、制動部材８３が近接・離反の方向に移動してもよい。また、公知の種々の電磁式摩擦ブレーキが適宜に適用されてよい。

上記の説明から理解されるように、ブレーキ７９は、シリンダ部３５の移動可能範囲内の任意の位置においてシリンダ部３５の移動を規制することが可能である。従って、ブレーキ７９は、移動可能範囲内の中途位置（前進限及び後退限を除く位置）においてシリンダ部３５を停止させることが可能である。

（信号処理系の構成）
図３は、射出装置９の信号処理系の構成の概要を示すブロック図である。

制御装置１３は、例えば、特に図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び補助記憶装置を含んで構成されている。そして、ＣＰＵがＲＯＭ及び／又は補助記憶装置に記憶されているプログラムを実行することによって、各種の機能部が構築される。

具体的には、液圧装置２９を介して射出シリンダ２７を制御する液圧制御部８９、移動用電動機６１を制御する電動制御部９１、及びブレーキ７９を制御する停止制御部９３が構築される。なお、停止装置３３は、図示のように、停止制御部９３及びブレーキ７９を含んでいると捉えられてもよいし、図示とは異なり、停止制御部９３及びブレーキ７９のうちブレーキ７９のみを含んでいると捉えられてもよい。

上記のような各種の機能部が構築された制御装置１３は、各種の入力信号に基づいて、各部を制御するための信号を出力する。

制御装置１３に信号を入力するのは、例えば、入力装置１７、エンコーダ６１ｅ（図２）、プランジャ２３の位置を検出するための位置センサ９５（図２も参照）、及び液圧装置２９の適宜な位置において作動液の圧力を検出する不図示の圧力センサである。また、流量制御弁５７は、その開度に応じた信号を制御装置１３へ出力してもよい。

制御装置１３が信号を出力するのは、例えば、表示装置１５、液圧回路５１（例えばポンプ用電動機４７に電力を供給する不図示のドライバ及び各種の弁（そのドライバ等））、移動用電動機６１に電力を供給する不図示のドライバ、及びブレーキ７９（コイル８５に電力を供給する不図示のドライバ）である。

位置センサ９５は、例えば、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。例えば、位置センサ９５は、シリンダ部３５の前方に固定的に設けられ、スケール部は、ピストンロッド４１に設けられ、その軸方向に延びている。そして、位置センサ９５は、ピストンロッド４１の移動に伴って移動するスケール部の位置を検出することによってプランジャ２３の位置を間接的に検出する。なお、位置センサ９５、又は、制御装置１３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。

圧力センサは、液圧系において適宜な位置に設けられる。例えば、特に図示しないが、ヘッド側室３５ｈの圧力を検出する圧力センサ及びロッド側室３５ｒの圧力を検出する圧力センサが設けられ、制御装置１３は、これらの圧力センサの検出値に基づいて、プランジャ２３が溶湯に加える圧力を特定可能である。また、例えば、特に図示しないが、アキュムレータ４９の圧力を検出する圧力センサが設けられ、制御装置１３は、その検出値に基づいて、アキュムレータ４９の充填完了を判定可能である。

（射出装置の動作）
図４は、射出装置９の動作を説明する図である。図４において、横軸は時間を示している。また、線Ｌｖは射出速度の変化を示し、線Ｌｐは射出圧力の変化を示している。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、移動テーブル６７、射出ピストン３７、移動用電動機６１、ブレーキ７９、流量制御弁５７、Ａｃｃ用弁５５、アキュムレータ４９及びポンプ用電動機４７の動作が示されている。

なお、移動用電動機６１の「正転」は、移動テーブル６７が前進する方向に回転する状態を示し、「逆転」は、その逆方向に回転する状態を示している。射出ピストン３７の「停止」、「前進」及び「後退」は、シリンダ部３５に対する相対的な移動を示している。流量制御弁５７の「制御」は、開口度が適宜に制御されている状態を示している。アキュムレータ４９の「充填」は、アキュムレータ４９を充填可能な状態を示している（「充填」とされた範囲全体に亘って充填が行われている必要は無い）。

射出装置９は、概観すると、低速射出、高速射出、増圧（昇圧）及び保圧を順に行う。すなわち、射出装置９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２３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２３を前進させる。その後、射出装置９は、成形品のヒケをなくすために、プランジャ２３の前進する方向の力によりキャビティ内の溶湯を増圧し、さらに、その増圧した圧力を維持して成形品の凝固を待つ。具体的には、以下のとおりである。

（射出開始直前：ｔ０直前）
射出開始直前において、射出装置９は、図１及び図２に示す状態となっている。すなわち、移動テーブル６７（別の観点ではシリンダ部３５及びナット７７）及び射出ピストン３７は、後退限等の初期位置において停止している。ひいては、プランジャ２３は後退限等の初期位置において停止している。移動用電動機６１は停止している。ブレーキ７９は、作動していても、作動していなくてもよい。図４では図示が省略されているが、増圧ピストン３９は後退限等の初期位置において停止している。

液圧装置２９は、射出ピストン３７が初期位置において停止するように制御されている。例えば、流量制御弁５７は閉じられ、及び／又はＡｃｃ用弁５５は閉じられている。後述する低速射出時と同様の制御がなされていてもよい。

また、液圧装置２９は、アキュムレータ４９の充填を行っていてもよいし、充填を完了していてもよい。充填がなされているとき、ポンプ用電動機４７は駆動され、切換弁５９はポンプ４５とアキュムレータ４９とを接続している。充填が完了しているとき、例えば、ポンプ用電動機４７は停止されている、及び／又は切換弁５９はポンプ４５とアキュムレータ４９とを遮断している。

（低速射出：ｔ０〜ｔ１）
固定金型１０３及び移動金型１０５の型締が終了し、溶湯がスリーブ２１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１３は、移動用電動機６１を正転させる。その駆動力は、伝達機構６３及びねじ機構６５を介して移動テーブル６７（シリンダ部３５）に伝達される。これにより、射出シリンダ２７ごと、プランジャ２３が前進する。すなわち、電動駆動部３１の駆動力によって低速射出が行われる。

この間、射出ピストン３７は、シリンダ部３５に対して停止している。すなわち、低速射出は、基本的に電動駆動部３１の駆動力のみによって行われ、射出シリンダ２７の駆動力によっては行われない。

液圧装置２９は、射出ピストン３７が停止されるように適宜に制御される。例えば、図示の例では、流量制御弁５７が閉じられている。これにより、ロッド側室３５ｒからの作動液の排出が禁止され、ひいては、射出ピストン３７の前進が規制されている。

ただし、Ａｃｃ用弁５５は開かれている。すなわち、アキュムレータ４９は、その動作が点線で示されているように、作動液を放出可能な状態とされている。ここで、ロッド側室３５ｒからの作動液の排出は上記のように禁止されている。従って、ロッド側室３５ｒの作動液（例えば油）は圧縮された状態となっている。

なお、射出ピストン３７は、ロッド側室３５ｒの作動液の圧縮や漏れに応じた量でシリンダ部３５に対してわずかに前進する。しかし、特に断りがない限りは、このようなわずかな前進が生じても、射出ピストン３７は停止していると表現するものとする。また、図示の例とは異なり、Ａｃｃ用弁５５を閉じておくことも可能である。

低速射出において、ブレーキ７９は作動されていない（ねじ軸７５の回転を規制していない。）。ポンプ４５（ポンプ用電動機４７）は、例えば、停止されている。ただし、ポンプ４５は、アキュムレータ４９側へ作動液を送出していてもよい。上述したヘッド側室３５ｈへの作動液の供給によるロッド側室３５ｒの作動液の圧縮は、アキュムレータ４９に代えてポンプ４５によって行うことも可能である。

プランジャ２３の速度は、移動用電動機６１の回転数の調整により制御される。具体的には、制御装置１３は、位置センサ９５の検出値に基づいて移動用電動機６１の回転数をフィードバック制御する。ここでの速度のフィードバック制御は、プランジャ２３の速度自体の偏差に基づくものであってもよいし、所定の時間刻みで経過時間に対して設定された目標位置と現時点の位置との偏差に基づくもの（時々刻々と行われる位置フィードバックによって実質的に速度フィードバックを実現するもの）であってもよい。

低速射出におけるプランジャ２３の速度（低速射出速度Ｖ_Ｌ）は、例えば、１ｍ／ｓ未満である。低速射出速度Ｖ_Ｌの具体的な値は、オペレータによって適宜に設定されてよい。制御装置１３は、入力装置１７を介して当該値の入力を受け付ける。

（高速射出：ｔ１〜ｔ２）
制御装置１３は、低速射出において、プランジャ２３の位置が所定の高速切換位置に到達したか否か判定する。当該判定は、適宜に行われてよい。例えば、制御装置１３は、位置センサ９５の検出位置が所定の高速切換位置に到達したか否かを判定し、又は射出開始から所定の時間が経過したか否かを判定する。

そして、制御装置１３は、高速切換位置に到達したと判定すると、射出ピストン３７がシリンダ部３５に対して前進するように液圧装置２９を制御する。これにより、プランジャ２３が前進する。また、このときの速度は、比較的高速とされる。すなわち、射出シリンダ２７の駆動力によって高速射出が行われる。

具体的には、制御装置１３は、流量制御弁５７を適宜な開度で開く。これにより、ロッド側室３５ｒからの作動液の排出が許容され、ひいては、射出ピストン３７の前進が許容される。一方、アキュムレータ４９は、かねてからヘッド側室３５ｈへ作動液を供給可能とされている。従って、射出ピストン３７は、アキュムレータ４９からの液圧によって前進する。

流量制御弁５７を介して排出された作動液は、例えば、切換弁５９を介してタンク４３へ排出される。なお、特に図示しないが、ロッド側室３５ｒから排出される作動液をヘッド側室３５ｈへ還流するランアラウンド回路が設けられ、タンク４３への流れに代えて、このランアラウンド回路における流れが許容されてもよい。

ヘッド側室３５ｈには、かねてからアキュムレータ４９の圧力が付与され、ロッド側室３５ｒの作動液は予め圧縮されている。従って、射出ピストン３７がロッド側室３５ｒの作動液の圧縮を伴って前進することに起因するサージ圧の発生は抑制される。

射出シリンダ２７が駆動される一方で、移動テーブル６７は停止される。すなわち、低速射出とは逆に、高速射出は、基本的に射出シリンダ２７の駆動力のみによって行われ、電動駆動部３１の駆動力によっては行われない。

具体的には、制御装置１３は、移動用電動機６１を停止させ、また、ブレーキ７９を作動させる。なお、既に述べたように、停止されている移動用電動機６１は、トルクフリーの状態であってもよいし、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。

移動テーブル６７の停止及び停止の維持における、移動用電動機６１及びブレーキ７９の役割乃至は分担は適宜に設定されてよい。例えば、移動用電動機６１は、単にトルクフリーの状態とされるだけで、主としてブレーキ７９によって移動テーブル６７の移動の規制が実現されてもよい。また、例えば、ねじ機構６５がすべりねじ機構によって構成され、その摩擦力が移動テーブル６７の移動の規制に寄与し、ブレーキ７９はその補助をしてもよい。

制御装置１３は、移動用電動機６１の停止のための制御及びブレーキ７９の作動のための制御を概ね同じタイミングで開始する。ただし、上記のように役割乃至は分担が適宜に設定されてよいことからも明らかなように、両制御の開始タイミングは互いにずれていてもよい。

プランジャ２３の速度は、流量制御弁５７の開口度の調整により制御される。具体的には、制御装置１３は、位置センサ９５の検出値に基づいて流量制御弁５７の開度をフィードバック制御する。なお、この速度のフィードバック制御は、低速射出と同様に、速度自体の偏差に基づくものであってもよいし、位置フィードバックによって実質的に実現されるものであってもよい。

高速射出以後、少なくとも保圧（後述）が完了するまで、高速射出と同様に、プランジャ２３は、射出シリンダ２７の駆動力によって駆動され、電動駆動部３１の駆動力によっては駆動されない。すなわち、移動用電動機６１は停止状態が維持され、ブレーキ７９は作動状態が維持され、ひいては、移動テーブル６７（シリンダ部３５）は移動が規制されている（停止されている）。

（減速射出：ｔ２〜ｔ３）
溶湯がキャビティＣａにある程度充填されると、プランジャ２３は、その充填された溶湯から反力を受けて減速され、その一方で、射出圧力は、急激に上昇していく。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２３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流量制御弁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１３は、増圧工程を開始するように液圧回路５１を制御する。増圧開始条件は、例えば、ヘッド側室３５ｈの圧力を検出する不図示の圧力センサ（及び必要に応じてロッド側室３５ｒの圧力を検出する不図示の圧力センサ）の検出値に基づく射出圧力が所定の値に到達したこと、又は、位置センサ９５により検出されるプランジャ２３の検出位置が所定の位置に到達したことである。

液圧回路５１は、増圧開始のために、アキュムレータ４９から後側室３５ｅへの作動液の放出の許容、前側室３５ｆからタンク４３への作動液の排出の許容、ヘッド側室３５ｈからの作動液の排出の禁止、及び、ロッド側室３５ｒからタンク４３への作動液の排出の許容（例えば流量制御弁５７を全開にするなど）を行う。これにより、ヘッド側室３５ｈの圧力が増圧ピストン３９により加圧され、射出圧力は上昇し、射出圧力は終圧Ｐに到達する。また、射出速度は、キャビティＣａに溶湯が完全に充填されることにより０となる。

なお、図示の例とは異なり、射出シリンダが単胴式の場合においては、例えば、増圧工程においては、流量制御弁５７の速度フィードバック制御が行われないことを除いては、概ね高速射出における制御と同様の制御が行われる。流量制御弁５７は、例えば、全開とされ、ヘッド側室３５ｈの圧力はアキュムレータ４９の圧力と同等の圧力まで上昇し、この圧力によって終圧Ｐが規定される。増圧式又は単胴式において、適宜なタイミングで流量制御弁５７を全閉として、ロッド側室３５ｒとヘッド側室３５ｈとの圧力差で終圧Ｐを規定することも可能である。

（保圧：ｔ４〜ｔ５）
制御装置１３は、射出圧力が終圧Ｐとなっている状態を維持する。具体的には、制御装置１３は、上記の増圧工程における液圧回路５１の状態を維持する。この終圧Ｐが維持されている間に、溶湯は冷却されて凝固する。

制御装置１３は、保圧している間、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Ｐ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。そして、制御装置１３は、溶湯が凝固したと判定すると、保圧を終了する。例えば、制御装置１３は、アキュムレータ４９から後側室３５ｅへの液圧の供給を停止する。

（押出追従：ｔ６〜ｔ７）
保圧終了後、制御装置１３は、不図示の型締装置に型開きを行わせるとともに、押出装置１１により固定金型１０３から成形品を押し出す。このとき、制御装置１３は、プランジャ２３によりビスケットを押し出すための駆動力を射出シリンダ２７及び／又は電動駆動部３１が生じるようにこれらを制御する。なお、図４では、射出シリンダ２７の駆動力によって押出追従を行っている場合を例示している。

（プランジャ後退：ｔ８〜）
その後、制御装置１３は、プランジャ２３を初期位置まで後退させる。具体的には、移動用電動機６１を逆転させて移動テーブル６７（シリンダ部３５）を後退させるとともに、ポンプ４５からロッド側室３５ｒへ作動液を供給して射出ピストン３７をシリンダ部３５に対して相対的に後退させる。

なお、射出ピストン３７を後退させるとき、液圧回路５１は、例えば、切換弁５９によってポンプ４５と流量制御弁５７側とを接続するとともに、流量制御弁５７を開く。また、液圧回路５１は、例えば、ヘッド側室３５ｈからタンク４３への作動液の排出を許容し、タンク４３から前側室３５ｆへの作動液の補給を許容し、後側室３５ｅからタンク４３への作動液の排出を許容する。増圧ピストン３９は、例えば、射出ピストン３７によって押されて後退する。なお、ヘッド側室３５ｈからの作動液の排出を禁止して増圧ピストン３９を後退させたり、ヘッド側室３５ｈ又は後側室３５ｅから排出される作動液をアキュムレータ４９へ充填したりしてもよい。

また、制御装置１３は、適宜な時期に、アキュムレータ４９の充填を行う。具体的には、例えば、制御装置１３は、流量制御弁５７を閉じ、ポンプ４５から切換弁５９を介してアキュムレータ４９へ作動液を供給する。この充填は、例えば、次の射出開始までに行われる。ただし、次の低速射出の間に行われても構わない。

以上のとおり、本実施形態では、射出装置９は、射出シリンダ２７、移動用電動機６１及び停止装置３３を有している。射出シリンダ２７は、成形材料を金型に押し出すプランジャ２３に連結される射出ピストン３７、及び射出ピストン３７を収容しているシリンダ部３５を有している。移動用電動機６１は、シリンダ部３５に対する射出ピストン３７の移動方向にシリンダ部３５を移動させるための駆動力を生じる。停止装置３３は、シリンダ部３５の移動可能範囲の中途位置にてシリンダ部３５を停止させる。

従って、例えば、停止装置３３によってシリンダ部３５の移動を停止させる一方で、射出ピストン３７をシリンダ部３５に対して前進させてプランジャ２３を前進させることができる。その結果、例えば、射出シリンダ２７及び移動用電動機６１の複合制御が不要となり、制御が簡素化される。ひいては、高精度に所望の射出速度を得ることが容易化される。また、例えば、シリンダ部３５を前進させつつ射出ピストン３７をシリンダ部３５に対して前進させる場合に比較して、移動用電動機６１の駆動力は小さくてよい。その結果、例えば、移動用電動機６１の小型化、消費電力の低減及び／又は発熱量の低減を図ることができる。

本実施形態では、停止装置３３は、シリンダ部３５の移動に伴って運動する被制動部材８１と、被制動部材８１に当接して被制動部材８１の運動を停止させる制動部材８３とを有するブレーキ７９を含む。

従って、例えば、射出ピストン３７をシリンダ部３５に対して前進させてプランジャ２３を前進させるときに、シリンダ部３５の後退をより確実に抑制することができる。また、例えば、増圧及び保圧において、移動用電動機６１の駆動力によってシリンダ部３５の後退を抑制するとなると、移動用電動機６１は比較的長時間に亘って大きな駆動力を生じることになる。その結果、例えば、消費電力の増加、発熱量の増加及び／又は移動用電動機６１の大型化が顕著となる。しかし、本実施形態では、ブレーキ７９によってシリンダ部３５の後退を抑制することから、そのような不都合が解消される。当該効果は、ブレーキ７９が作動している間において、移動用電動機６１がトルクフリーとされている場合に顕著となる。

本実施形態では、移動用電動機６１は回転式である。射出装置９には、移動用電動機６１の回転を直線運動に変換してシリンダ部３５に伝達する変換機構（本実施形態ではねじ機構６５）が設けられている。ねじ機構６５は、移動用電動機６１の回転が伝達されて回転される回転部材（本実施形態ではねじ軸７５）と、直線運動をシリンダ部３５に伝達する移動部材（本実施形態ではナット７７）と、を有している。被制動部材８１は、ねじ軸７５に対して共に回転するように連結されている、又はナット７７に対して共に移動するように連結されている（本実施形態では前者）。

従って、例えば、ブレーキが移動テーブル６７を直接的に制動する態様（この態様も本開示に係る技術に含まれる。後述する図５（ｅ）参照）に比較して、ブレーキ７９は、ねじ機構６５を介してシリンダ部３５からの力を受けることから、ブレーキ７９の負担が軽減される。その一方で、例えば、ブレーキが移動用電動機６１に設けられたものである態様（この態様も本開示に係る技術に含まれる）に比較して、移動テーブル６７からの力を確実に受けることができ、また、移動用電動機６１を衝撃などから保護することが容易できる。

本実施形態では、被制動部材８１は、回転部材（本実施形態ではねじ軸７５）に対して共に回転するように連結されている。

従って、例えば、被制動部材８１がナット７７に対して共に移動する（直線運動する）ように連結されている部材である態様（この態様も本開示に係る技術に含まれる。）に比較して、制動力に対する被制動部材８１及び制動部材８３の大きさを小さくすることができる。例えば、後述する図５（ｄ）及び図５（ｅ）の変形例から理解されるように、被制動部材８１が直線運動する場合においては、被制動部材８１及び制動部材８３の一方の部材は、移動テーブル６７の移動方向に延在するから、ブレーキは比較的大きくなりやすい。

本実施形態では、回転運動を直線運動に変換する変換機構は、射出ピストン３７の移動方向に延びるねじ軸７５と、ねじ軸７５に螺合するナット７７とを有しているねじ機構６５である。移動用電動機６１の回転が伝達されて回転する回転部材は、ねじ軸７５であり、シリンダ部３５に直線運動を伝達する移動部材は、ナット７７である。被制動部材８１は、回転部材（本実施形態ではねじ軸７５）に対して共に回転するように連結されている。

従って、例えば、ブレーキ７９の構成の自由度が高い。例えば、本実施形態とは異なり、ナット７７が回転し、ねじ軸７５が移動する態様（この態様も本開示に係る技術に含まれる）においては、ねじ軸７５は、その前進又は後退に伴って、ナット７７の前方又は後方に突出する。従って、ナット７７の回転を制動するブレーキは、例えば、ねじ軸７５の挿通を許容可能に環状に構成される必要がある。しかし、本実施形態のように、回転するねじ軸７５を制動する態様においては、そのような不都合は生じない。

本実施形態では、被制動部材８１及び制動部材８３は、ねじ軸７５に対して同軸に配置されるとともに、ねじ軸７５の軸方向において互いに対向している。

従って、例えば、ドラムブレーキのように被制動部材及び制動部材がねじ機構６５の径方向において対向している態様、またはディスクブレーキのように被制動部材の外縁の一部において１対の制動部材が被制動部材を挟み込む態様（これらの態様も本開示に係る技術に含まれる）に比較して、ブレーキを径方向において小型化しやすい。その結果、ねじ機構６５を射出シリンダ２７に近づけやすくなり、鉛直軸回りのモーメント等の意図しないモーメントがねじ機構６５から射出シリンダ２７へ加えられるおそれを低減できる。

本実施形態では、射出装置９は、低速射出においてシリンダ部３５を前進させるように移動用電動機６１を制御する電動制御部９１と、低速射出に続く高速射出において射出ピストン３７をシリンダ部３５に対して前進させるように射出シリンダ２７を制御する液圧制御部８９と、を有している。停止装置３３は、高速射出においてシリンダ部３５を停止させる停止制御部９３を含んでいる。

従って、例えば、低速射出においては、電動式の長所である高精度な制御によって射出速度を制御することができる。その一方で、例えば、高速射出においては、液圧式の長所である大きな駆動力によって十分な射出速度を得ることができる。高速射出においてシリンダ部３５が停止されることから、例えば、高速射出における制御が簡素化される。

本実施形態では、停止制御部９３は、高速射出においてブレーキ７９を作動させる。

従って、例えば、高速射出のための大きな駆動力を射出シリンダ２７が発揮したときに、シリンダ部３５の後退をブレーキ７９によって抑制できることから、移動用電動機６１の負担を十分に低減することができる。また、例えば、ブレーキ７９は、主として、停止しているシリンダ部３５の移動を規制することに利用されるものであるから、例えば、静止摩擦係数がシリンダ部３５の移動の規制に十分な大きさであればよい。換言すれば、ブレーキ７９は、静止摩擦係数よりも小さい運動摩擦係数が大きくなるように構成される必要はない。その結果、ブレーキ７９は、小型化可能である。

本実施形態では、射出装置９は、射出工程（増圧及び保圧を含まない狭義の射出。本実施形態では低速射出及び高速射出）の少なくとも一部（本実施形態では低速射出）においてシリンダ部３５を前進させるように移動用電動機６１を制御する電動制御部９１と、射出工程の後の増圧工程及び保圧工程において射出ピストン３７をシリンダ部３５に対して前進させる方向の駆動力を生じるように射出シリンダ２７を制御する液圧制御部８９と、を有している。停止装置３３は、増圧工程及び保圧工程においてシリンダ部３５を停止させる停止制御部９３を含んでいる。

従って、例えば、（狭義の）射出においては、電動式の長所である高精度な制御によって射出速度を制御することができる。その一方で、増圧及び保圧においては、液圧式の長所である大きな駆動力によって十分な鋳造圧力を得ることができる。

本実施形態では、停止制御部９３は、増圧工程及び保圧工程においてブレーキ７９を作動させる。

従って、例えば、増圧及び保圧のための大きな駆動力を射出シリンダ２７が発揮したときに、シリンダ部３５の後退をブレーキ７９によって抑制できることから、移動用電動機６１の負担を十分に低減することができる。また、例えば、既に述べたように、ブレーキ７９は、主として、停止しているシリンダ部３５の移動を規制することに利用されるものであるから、運動摩擦係数が大きくなるように構成される必要はなく、小型化可能である。

なお、以上の実施形態において、ダイカストマシン１は成形機の一例である。射出ピストン３７はピストンの一例である。移動用電動機６１は電動機の一例である。ねじ機構６５は変換機構の一例である。ねじ軸７５は回転部材の一例である。ナット７７は移動部材の一例である。

（変形例）
図５（ａ）〜図５（ｆ）は、変形例に係る射出装置の要部を示す模式図である。これらの図では、増圧ピストン３９及び移動テーブル６７等の図示は省略されている。

図５（ａ）に示すように、移動用電動機は、回転式のものに限定されず、リニアモータ２０１であってもよい。なお、この場合、リニアモータ２０１とシリンダ部３５との間に伝達機構は不要である。

図５（ｂ）に示すように、回転式の移動用電動機６１の回転を直線運動に変換する変換機構は、ねじ機構に限定されない。図５（ｂ）では、変換機構の他の例として、ラック・ピニオン機構２０３を例示している。ラック・ピニオン機構２０３は、例えば、シリンダ部３５の移動方向に配列された複数の歯を有するラック２０５と、ラック２０５に噛み合い、移動用電動機６１によって回転されるピニオン２０７とを有している。この他、特に図示しないが、例えば、リンク機構によって変換機構が構成されてもよい。

図５（ｃ）に示すように、移動用電動機６１の回転を直線運動に変換する変換機構がねじ機構６５である場合において、ねじ軸７５及びナット７７の役割は実施形態と逆であってもよい。すなわち、ナット７７は、軸方向の移動が規制されるとともに移動用電動機６１によって軸回りに回転される。ねじ軸７５は、軸方向の移動が許容されるとともにシリンダ部３５に固定されており、また、軸回りの回転が規制されている。

上記の図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、回転式の移動用電動機６１とその回転を直線運動に変換する変換機構との間の伝達機構は省略されてもよい。図５（ｂ）の例では、移動用電動機６１の出力軸にピニオン２０７が固定されている。図５（ｃ）の例では、移動用電動機６１の可動子とナット７７とが同心状に直接的に固定されている。変換機構が他の形式の機構である場合においても同様に、移動用電動機６１の可動子は、変換機構の回転する部材に対して、同心または同軸に固定されてよい。

図５（ｄ）に示すように、停止装置又はブレーキは、摩擦ブレーキに限定されない。図５（ｄ）の例では、ラチェット機構（ワンウェイクラッチ）によって構成されたブレーキ２１１が示されている。ブレーキ２１１は、被制動部材としてのラック２１３と、制動部材としての爪２１５とを有している。ラック２１３は、シリンダ部３５の移動方向に配列された複数の歯を有している。爪２１５は、ラック２１３の歯に係合する係合位置と、当該係合位置からラック２１３から離れる方向へ退避した位置との間で移動可能である。

上記の図５（ｄ）に示すように、被制動部材（図５（ｄ）ではラック２１３）は、変換機構（図５（ｄ）ではねじ機構６５）の、移動用電動機６１によって回転される回転部材（図５（ｄ）ではねじ軸７５）に対して共に回転するように連結されるのではなく、シリンダ部３５に直線運動を伝達する移動部材（図５（ｄ）ではナット７７）に対して共に移動するように連結されていてもよい。

別の観点では、図５（ｄ）に示すように、ブレーキは、シリンダ部３５の移動を直接的に制動するものであってもよい。なお、図５（ｄ）では、ラック２１３は、直接的には、移動テーブル６７に固定されているが、シリンダ部３５及びナット７７に直接的に固定されている場合も、シリンダ部３５の移動を直接的に制動するものの範疇に含まれてよい。

なお、特に図示しないが、図５（ｄ）とは逆に、摩擦ブレーキ以外のブレーキにおいて、被制動部材は、移動用電動機６１によって回転される回転部材に対して共に回転するように連結される部材であってもよい。例えば、回転式のワンウェイクラッチがねじ機構６５の回転部材に取り付けられてもよい。

図５（ｅ）に示すように、ブレーキが摩擦ブレーキである場合においても、図５（ｄ）と同様に、被制動部材２２３は、移動部材（ナット７７）に対して共に移動するように連結された部材であってよい。別の観点では、摩擦ブレーキは、シリンダ部３５を直接的に制動するものであってもよい。図５（ｅ）の例では、ブレーキ２２１は、シリンダ部３５の移動方向に延びている被制動部材２２３と、被制動部材２２３に当接する位置と、離間する位置との間で移動可能な制動部材２２５とを有している。

上記の図５（ｅ）に示すように、ブレーキを作動させる（被制動部材及び制動部材の少なくとも一方を駆動する）駆動方式は、電磁式に限定されない。図５（ｅ）の例では、シリンダ２２７によって制動部材２２５が駆動されている。シリンダ２２７は、液圧式のものであってもよいし、気体圧式のものであってもよい。この他、例えば、ボイスコイルモータが用いられてもよい。図５（ｅ）のブレーキ２２１は、被制動部材２２３が直線運動する摩擦式のものであるが、回転式のブレーキ及び摩擦式以外のブレーキにおいても同様に、適宜な駆動方式が採用されてよい。

図５（ｆ）に示すように、停止装置は、ブレーキを有さず、停止制御部９３のみを有していてもよい。そして、停止制御部９３は、高速射出、増圧及び／又は保圧において、移動用電動機６１が停止するように移動用電動機６１の位置制御を行ってよい。この場合においても、高速射出、増圧及び／又は保圧において移動用電動機６１によってシリンダ部３５を前進させる場合に比較すれば、簡素な制御が可能であるし、移動用電動機６１の負担を軽減することができる。

本発明は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

成形機（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、樹脂を成形する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、成形機は、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、縦型締横射出であってもよい。成形材料は、液状のものに限定されず、半凝固金属又は半溶融金属のように固液共存状態のものであってもよい。

射出シリンダに利用される液体は、油に限定されず、例えば水でもよい。プランジャはスクリュー状のものであってもよい。メータイン回路に代えて又は加えて、ヘッド側室への作動液の流量を制御する流量調整弁（メータアウト回路）が設けられてもよい。

射出は、低速射出及び高速射出を有するものに限定されず、例えば、射出開始から増圧開始まで、射出速度が一定であったり、連続的に上昇したりするものであってもよい。また、停止装置又はブレーキを利用する工程は、任意に選択されてよい。例えば、高速射出においてはブレーキを使用せず、増圧及び／又は保圧においてブレーキを使用してもよい。

１…ダイカストマシン（成形機）、９…射出装置、２３…プランジャ、２７…射出シリンダ、３５…シリンダ部、３７…射出ピストン（ピストン）、６１…移動用電動機（電動機）、３３…停止装置。

Claims (12)

1. 成形材料を金型に押し出すプランジャに連結されるピストン、及び当該ピストンを収容しているシリンダ部を有している射出シリンダと、
   前記シリンダ部に対する前記ピストンの移動方向に前記シリンダ部を移動させる駆動力を生じる電動機と、
   前記シリンダ部をその移動可能範囲の中途位置において停止させる停止装置と、
   を有している射出装置。
2. 前記停止装置は、前記シリンダ部の移動に伴って運動する被制動部材と、当該被制動部材に当接して当該被制動部材の運動を停止させる制動部材とを有するブレーキを含む
   請求項１に記載の射出装置。
3. 前記電動機は回転式であり、
   前記電動機の回転を直線運動に変換して前記シリンダ部に伝達する変換機構が設けられており、
   前記変換機構は、
   前記電動機の回転が伝達されて回転される回転部材と、
   前記シリンダ部に直線運動を伝達する移動部材と、を有しており、
   前記被制動部材は、前記回転部材に対して共に回転するように連結されている、又は前記移動部材に対して共に移動するように連結されている
   請求項２に記載の射出装置。
4. 前記被制動部材は、前記回転部材に対して共に回転するように連結されている
   請求項３に記載の射出装置。
5. 前記変換機構は、前記移動方向に延びるねじ軸と、当該ねじ軸に螺合するナットとを有しているねじ機構であり、
   前記回転部材は、前記ねじ軸であり、
   前記移動部材は、前記ナットである
   請求項３又は４に記載の射出装置。
6. 前記被制動部材及び前記制動部材は、前記ねじ軸に対して同軸に配置されるとともに、前記ねじ軸の軸方向に対して互いに対向している
   請求項４を引用する請求項５に記載の射出装置。
7. 低速射出工程の際に前記シリンダ部を前進させるように前記電動機を制御する電動制御部と、
   低速射出工程に続く高速射出工程の際に前記ピストンを前記シリンダ部に対して前進させるように前記射出シリンダを制御する液圧制御部と、
   を有しており、
   前記停止装置は、前記高速射出工程の際に前記シリンダ部を停止させる停止制御部を含んでいる
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出装置。
8. 前記停止制御部は、前記高速射出工程の際に前記ブレーキを作動させる
   請求項２〜６のいずれか１項を引用する請求項７に記載の射出装置。
9. 前記停止制御部は、前記高速射出工程の際に前記電動機が停止するように前記電動機の位置制御を行う
   請求項７又は８に記載の射出装置。
10. 射出工程中に前記シリンダ部を前進させるように前記電動機を制御する電動制御部と、
    前記射出工程の後の増圧工程及び保圧工程の際に前記ピストンを前記シリンダ部に対して前進させる方向の駆動力を生じるように前記射出シリンダを制御する液圧制御部と、
    を有しており、
    前記停止装置は、前記増圧工程及び保圧工程の際に前記シリンダ部を停止させる停止制御部を含んでいる
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の射出装置。
11. 前記停止制御部は、前記増圧工程及び前記保圧工程の際に前記ブレーキを作動させる
    請求項２〜６のいずれか１項を引用する請求項１０に記載の射出装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の射出装置と、
    金型を型締めする型締装置と、
    前記金型から成形品を押し出す押出装置と、
    を備える成形機。

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