JP6401997B2

JP6401997B2 - 射出装置、成形装置及び成形品の製造方法

Info

Publication number: JP6401997B2
Application number: JP2014210699A
Authority: JP
Inventors: 野田　三郎; 三郎野田; 俊昭豊島; 信船場; 中村　大輔; 大輔中村; 一馬早瀬
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2034-10-15
Also published as: JP2016078068A

Description

本発明は、溶融状態又は半凝固状態の成形材料を金型内に射出する射出装置、成形装置及び成形品の製造方法に関する。成形装置（成形機）は、例えば、ダイカストマシンや射出成形機である。

プランジャ（押し出し部材）により成形材料を金型内へ押し出す射出装置において、金型内への成形材料の充填が完了するときに成形材料に瞬間的に高い圧力が加えられることが知られている。すなわち、いわゆるサージ圧が生じることが知られている。また、このようなサージ圧を低減するための技術も種々提案されている（例えば特許文献１〜４）

特許文献１では、プランジャと、プランジャに連結される射出シリンダのピストンロッドとの間に弾性部材を介在させ、成形材料の充填完了時にピストンロッドからプランジャに伝達される衝撃を弾性部材の収縮によって緩和して、サージ圧を低減する技術が開示されている。

特許文献２では、プランジャと、電動式の駆動装置との間に油圧シリンダを介在させ、駆動装置からプランジャに伝達される衝撃を油圧シリンダの収縮によって緩和して、サージ圧を低減する技術が開示されている。特許文献２では、油圧シリンダに弾性部材を組み合わせることも開示している。

特許文献３では、射出シリンダのヘッド側の作動液の圧力を、射出シリンダのピストン及びピストンロッドに形成された流路を介してリリーフすることによって、ヘッド側室に高圧が生じることを低減し、ひいては、サージ圧を低減する技術が開示されている。

特許文献４では、いわゆるフライホイールによってプランジャに加えられる慣性力を打ち消し、サージ圧を低減する技術が開示されている。なお、特許文献４では、電動機の駆動力をラック・ピニオン機構によって液圧シリンダのピストンロッドに伝達し、高速射出等を行うことも開示されている。

特開平７−１５５９２５号公報特開２０１０−２６００７０号公報特開２００７−３１３５４０号公報特開２００９−１８３９６６号公報

特許文献１の技術は、例えば、弾性部材の復元力のみしか利用できていない。特許文献２の技術は、例えば、作動液の給排のために専用の液圧機器が必要となったり、プランジャの後端に接続されるホースが必要になったりするなど、装置の構成が大型化乃至は複雑化する。特許文献３の技術は、例えば、ヘッド側室への高圧の作動液の供給によって成形材料を充填する構成が前提であり、特許文献２及び４のように電動機によってプランジャを駆動する構成に適用できない。特許文献４の技術は、フライホイールを設けなければならない。

従って、より好適にサージ圧を低減できる射出装置、成形装置及び成形品の製造方法が提供されることが好ましい。

本発明の一態様に係る射出装置は、金型内へ成形材料を押し出す押し出し部材と、シリンダ部材、前記シリンダ部材の内部を前方のロッド側室と後方のヘッド側室とに区画するピストン、及び、前記ピストンから前方に延び出たピストンロッドを有し、前記押し出し部材の後方に位置するシリンダ機構と、前記押し出し部材の後端と前記ピストンロッドの前端とを連結するカップリングと、前記ヘッド側室に対する液体の給排を制御する液体制御部と、を有し、前記カップリングは、前記押し出し部材の後端と前記ピストンロッドの前端との間に、これらの近接によって容積が縮小する、液体が満たされたサージ圧吸収室を構成するケースを有し、前記ピストンロッド及び前記ピストンには、前記ヘッド側室と前記サージ圧吸収室とを連通する連通路が形成されている。

好適には、前記カップリングは、前記押し出し部材の後方且つ前記サージ圧吸収室の前方に位置し、圧縮荷重を検出可能な荷重検出器と、前記荷重検出器の後方にて前記サージ圧吸収室の前方を密閉し、前記サージ圧吸収室の圧力を前記押し出し部材に前記荷重検出器を介して伝達する中間部材と、を更に有している。

前記カップリングは、前記中間部材と前記ピストンロッドの前端との間に介在する弾性部材を更に有している。

前記ピストンロッドを駆動する電動式の第１駆動装置と、前記ヘッド側室の液体を加圧可能な加圧部材と、前記加圧部材を駆動する電動式の第２駆動装置と、を有し、前記ロッド側室には液体が満たされていない。

前記液体制御部は、圧縮された気体の圧力によって液体を放出可能なアキュムレータと、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への液体の流れを許容するとともにその反対方向の流れを禁止可能な制御弁と、を有し、前記アキュムレータの気体の圧力は１ＭＰａ未満である。

本発明の一態様に係る成形装置は、上記の射出装置を備えている。また、本発明の一態様に係る成形品の製造方法は、上記の射出装置によって前記金型内に成形材料を射出する。

本発明によれば、より好適にサージ圧を低減できる。

本発明の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置の要部構成を示す模式図。図１の領域IIを拡大して示す断面図。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。

（ダイカストマシン及び射出装置の概略構成）
図１は、本発明の実施形態に係るダイカストマシンＤＣの射出装置１の要部構成を示す模式図である。なお、射出装置１の説明において、図１の紙面左側を前方、図１の紙面右側を後方ということがある。

ダイカストマシンＤＣは、例えば、固定金型１０３及び移動金型１０５を含む金型１０１の型開閉及び型締を行う不図示の型締装置、型締された金型１０１に形成されたキャビティＣａに成形材料（材料）としての溶湯（溶融状態の金属材料）を供給する射出装置１、並びに、溶湯が固化して形成された成形品を固定金型１０３又は移動金型１０５から押し出す不図示の押出装置等を含んで構成されている。ダイカストマシンＤＣは、例えば、横型締横射出型のダイカストマシンである。

射出装置１は、一般的な射出装置と同様に、キャビティＣａに連通するスリーブ３と、スリーブ３内を摺動してスリーブ３内の溶湯をキャビティＣａに押し出すプランジャ５（押し出し部材）とを有している。

また、射出装置１は、いわゆる全電動式の射出装置として構成されており、例えば、主として低速射出及び高速射出（狭義の射出）に利用される電動式の射出用駆動装置６と、主として増圧に利用される電動式の増圧用駆動装置８とを有している。

射出用駆動装置６は、例えば、射出用電動機７と、射出用電動機７の駆動力を伝達するための射出用伝達機構１３とを有しており、ポンプやアキュムレータ等は有していない。同様に、増圧用駆動装置８は、例えば、増圧用電動機９と、増圧用電動機９の駆動力を伝達するための増圧用伝達機構１５とを有しており、ポンプやアキュムレータ等は有していない。そして、プランジャ５は、基本的に、射出の全工程に亘って射出用電動機７及び増圧用電動機９の駆動力によって駆動され、ポンプやアキュムレータ等の油圧機器の駆動力によっては駆動されない。

射出装置１は、射出用駆動装置６及び増圧用駆動装置８の駆動力をプランジャ５に伝達し、且つ、使用する駆動装置（電動機）を工程の進行に応じて切り換えるために、プランジャ５とこれら駆動装置との間に介在する連結機構１１を有している。

プランジャ５と、連結機構１１（並びに射出用駆動装置６及び増圧用駆動装置８）とは、カップリング２９によって連結されている。本実施形態は、カップリング２９がサージ圧吸収機能を有していることを一つの特徴としている。

その他、射出装置１（ダイカストマシンＤＣ）は、上記の各装置等を制御するための制御装置１７等を有している。

（射出装置の各部の詳細）
スリーブ３は、例えば、全体として概ね円筒状に形成されており、固定金型１０３に対して水平方向に挿通されて固定されている。スリーブ３の上面には、不図示のラドル等により溶湯をスリーブ３内へ供給するための給湯口３ａが形成されている。

プランジャ５は、例えば、スリーブ３内を摺動可能なプランジャチップ５ａと、プランジャチップ５ａからキャビティＣａとは反対側へ延出するプランジャロッド５ｂとを有している。

射出用電動機７及び増圧用電動機９は、例えば、回転式の電動機により構成されており、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するロータとを有している。なお、これらの電動機は、直流電動機であってもよいし、交流電動機であってもよいし、同期電動機であってもよいし、誘導電動機であってもよい。

射出用電動機７及び増圧用電動機９は、例えば、サーボモータとして構成されている。すなわち、射出用電動機７は、その回転を検出する回転センサ７ｓを有し、回転センサ７ｓの検出値に基づいて、不図示のサーボアンプにより回転数のフィードバック制御がなされる。同様に、増圧用電動機９は、その回転を検出する回転センサ９ｓを有し、回転センサ９ｓの検出値に基づいて、不図示のサーボアンプにより回転数のフィードバック制御がなされる。

射出用電動機７及び増圧用電動機９は、低慣性電動機により構成されていることが好ましい。すなわち、これら電動機は、定格トルクに対してロータのイナーシャが相対的に小さい電動機により構成されていることが好ましい。なお、低慣性電動機は、そのカタログ乃至は仕様書などにおいて、低慣性電動機である旨が記載されていることが多く、当該記載に基づいて低慣性電動機であるか否かを特定可能である。一般に、低慣性電動機は、ロータ径をロータの軸方向長さに対して相対的に小さくして構成されている。ただし、磁石材料、ロータ径、鉄心形状及び積厚等を最適化することにより低慣性が実現されたものも知られている。

連結機構１１は、油圧シリンダ（射出シリンダ）を含む液圧装置に類似した構成とされている。具体的には、連結機構１１は、プランジャ５に連結されたピストンロッド１９と、ピストンロッド１９に固定されたピストン２１と、ピストン２１の背後に位置する加圧部材２３と、ピストン２１及び加圧部材２３を収容するシリンダ部材２５と、ピストン２１の背後における液体（例えば油）の流入出を制御する液体制御部２７とを有している。なお、以下では、ピストンロッド１９、ピストン２１及びシリンダ部材２５の組み合わせをシリンダ機構１８ということがある。

ピストンロッド１９は、その前端がカップリング２９を介してプランジャ５の後端に同軸に連結されている。ピストン２１は、ピストンロッド１９の後端に固定されている。なお、ピストンロッド１９及びピストン２１は、別個に形成されて固定されていてもよいし、一体的に形成されることにより固定されていてもよい。また、ピストン２１は、摺動可能にシリンダ部材２５に収容されており、シリンダ部材２５内をピストンロッド１９が延び出る側（前方）のロッド側室２５ｒと、その反対側（後方）のヘッド側室２５ｈとに区画している。射出用電動機７の駆動力は、射出用伝達機構１３を介してピストンロッド１９及びピストン２１に伝達され、さらには、これらに固定されたプランジャ５に伝達される。

加圧部材２３は、例えば、シリンダ部材２５を摺動可能なピストンにより構成されている。シリンダ部材２５において、ピストン２１と加圧部材２３との間（ヘッド側室２５ｈ）には液体が満たされている。従って、加圧部材２３は、その液体を加圧することにより、ピストン２１に駆動力を伝達することができる。増圧用電動機９の駆動力は、増圧用伝達機構１５を介して加圧部材２３に伝達され、さらには、ヘッド側室２５ｈの液体、ピストン２１及びピストンロッド１９を介してプランジャ５に伝達される。

シリンダ部材２５は、例えば、概略、一般的な射出シリンダのシリンダ部材と同様に円筒状に構成されている。ただし、シリンダ部材２５において、ロッド側室２５ｒは密閉されておらず、液体が満たされていない。例えば、シリンダ部材２５の前方端は開放されており、また、シリンダ部材２５の外周面（本実施形態では下面）には射出用伝達機構１３を配置するための開口２５ａが形成されている。従って、例えば、連結機構１１においては、ピストン２１を後退させるためにロッド側室２５ｒに液体が供給されることはない。また、シリンダ部材２５の前方側は、後述するナット３９を収容可能に拡径するなどしていてもよい。

シリンダ部材２５は、例えば、その前方端が射出フレーム３１に固定されている。すなわち、シリンダ部材２５は、油圧式の射出装置における射出シリンダと同様の固定方法によって型締装置に対して固定されている。

液体制御部２７は、例えば、アキュムレータ３３と、制御弁３５とを有している。

アキュムレータ３３は、例えば、加圧部材２３を停止させた状態で射出用電動機７の駆動力によってピストン２１を前進させたときに（加圧部材２３に対してピストン２１が相対的に前進したときに）、ヘッド側室２５ｈに液体を補給することに寄与する。すなわち、アキュムレータ３３は、ヘッド側室２５ｈの容積拡大に伴う液体の不足によってヘッド側室２５ｈに負圧が生じることを抑制することに寄与する。

アキュムレータ３３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３３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３３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液体を放出する。

上述のように、アキュムレータ３３は、ピストン２１を駆動するためのものではなく、液体を補給するためのものである。従って、アキュムレータ３３は、比較的低圧のものでよく、ひいては、小型のものでよい。例えば、アキュムレータ３３の気体室の圧力は、高圧ガス保安法において高圧と定義されている圧力（１ＭＰａ）よりも低くてよい。

制御弁３５は、例えば、増圧用電動機９の駆動力によって加圧部材２３を前進させたときに、ヘッド側室２５ｈの液体の排出を禁止することに寄与する。ヘッド側室２５ｈに液体が封入された状態とされることにより、加圧部材２３の駆動力はピストン２１に伝達される。

制御弁３５は、例えば、２ポート２位置の切換弁により構成されている。より具体的には、例えば、制御弁３５は、ばねの付勢力によって位置する第１位置Ｐ１においては、アキュムレータ３３からヘッド側室２５ｈへの液体の流れを禁止し、その逆方向の流れを許容する逆止弁として機能し、パイロット圧によりばねの付勢力に抗して切り換えられた第２位置Ｐ２においては、アキュムレータ３３からヘッド側室２５ｈへの液体の流れを許容し、その逆方向の流れを禁止する逆止弁として機能する。

射出用伝達機構１３は、例えば、プーリ・ベルト機構及びねじ機構（例えばボールねじ機構）を含んで構成されている。具体的には、例えば、射出用伝達機構１３は、射出用電動機７の出力軸に固定されたプーリ３７と、プーリ３７に掛けられたベルト３８と、ベルト３８が掛けられたナット３９と、ナット３９に螺合されたねじ軸４０とを有している。ねじ軸４０は、ピストンロッド１９の一部として構成されており、その軸回りの回転は適宜に（例えばボールスプラインにより）規制されている。

射出用電動機７の回転は、プーリ３７及びベルト３８を介してナット３９に伝達される。その回転は、ナット３９及びねじ軸４０（ピストンロッド１９）によって並進運動に変換され、ピストンロッド１９に連結されたプランジャ５に伝達される。

ねじ軸４０は、射出用電動機７によって高速でプランジャ５を駆動することが容易化されるように、例えば、リードが比較的大きいものとされている。ねじ軸４０は、１条ねじであってもよいし、多条ねじであってもよい。

上述のように、シリンダ部材２５には、射出用電動機７の駆動力をピストンロッド１９に伝達するために開口２５ａが形成されている。具体的には、開口２５ａを介してベルト３８が掛架されている。本実施形態では、ロッド側室２５ｒに液体が満たされない構成であることから、射出用電動機７とピストンロッド１９とを連結するための開口２５ａをシリンダ部材２５に設けることが可能となっており、ひいては、溶湯が飛散しやすいスリーブ３の周囲から開口２５ａを離すことができている。

増圧用伝達機構１５は、例えば、射出用伝達機構１３と同様に、プーリ・ベルト機構及びねじ機構（例えばボールねじ機構）を含んで構成されている。具体的には、増圧用伝達機構１５は、増圧用電動機９の出力軸に固定されたプーリ４１と、プーリ４１に掛けられたベルト４３と、ベルト４３が掛けられたナット４５と、ナット４５に螺合されるとともに加圧部材２３に固定されたねじ軸４７とを有している。ねじ軸４７の軸回りの回転は適宜に（例えばボールスプラインにより）規制されている。

増圧用電動機９の回転は、プーリ４１及びベルト４３を介してナット４５に伝達される。その回転は、ナット４５及びねじ軸４７により並進運動に変換され、ねじ軸４７に固定された加圧部材２３に伝達される。

ねじ軸４７は、増圧用電動機９によって大きな駆動力をプランジャ５に付与することが容易化されるように、例えば、リードが比較的小さいものとされている。例えば、ねじ軸４７のリードは、射出用のねじ軸４０のリードよりも小さい。なお、ねじ軸４７は、例えば、１条ねじである。

制御装置１７は、例えば、ＣＰＵ５１及びメモリ５３を含むコンピュータにより構成されており、入力部５５を介して入力される電気信号に基づいて、各部を制御するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を出力部５７を介して各部へ出力する。

制御装置１７に入力される電気信号は、例えば、射出用電動機７の回転センサ７ｓの検出信号（Ｓｇ１）、増圧用電動機９の回転センサ９ｓの検出信号（Ｓｇ２）、ピストンロッド１９（プランジャ５）の位置を検出する位置センサ５９の検出信号（Ｓｇ３）、プランジャ５に付与されている力を検出するロードセンサ６１の検出信号（Ｓｇ４）、アキュムレータ３３の圧力を検出する圧力センサ６３の検出信号（Ｓｇ５）、及び、ユーザの操作を受け付ける入力装置６５からのユーザの操作に応じた操作信号である。

制御装置１７から出力される制御信号は、例えば、射出用電動機７、増圧用電動機９、制御弁３５、及び、ユーザに各種の情報を提示する表示装置６７を制御する制御信号である。

位置センサ５９は、適宜な形式のものとされて適宜な位置に設けられてよい。例えば、位置センサ５９は、プランジャ５と共に移動するスケール部と磁気式又は光学式のリニアスケールを構成するものとされてもよいし、プランジャ５と共に移動する部材と位置センサ５９との距離を測定するレーザー側長器により構成されてもよい。制御装置１７は、位置センサ５９からの検出信号に基づいて、プランジャ５の位置及び速度（射出速度）を特定可能である。

（サージ圧吸収装置の構成）
図２は、図１の領域IIを拡大して示す断面図である。

カップリング２９は、例えば、プランジャ５の後端部５ｃとピストンロッド１９の前端部１９ａとを収容するケース６９と、ケース６９内にて後端部５ｃの後方に位置する中間部材７１と、中間部材７１と前端部１９ａとの間に位置する弾性部材７３とを有している。

ケース６９は、プランジャ５の後端部５ｃとピストンロッド１９の前端部１９ａとを連結している。具体的には、例えば、後端部５ｃ及び前端部１９ａはそれぞれフランジ状に形成されており、ケース６９は、後端部５ｃに対して前方から係合するとともに、前端部１９ａに対して後方から係合している。

なお、ケース６９は、例えば、特に図示しないが、複数の部材から構成されており、当該複数の部材がねじ等によって互いに固定されることによって、後端部５ｃ及び前端部１９ａを収容した状態で組み立てられる。例えば、ケース６９は、当該ケース６９を上下に２分割した部材から構成されている。

ケース６９の前後方向の長さは、プランジャ５の後端部５ｃ（フランジ）及びピストンロッド１９の前端部１９ａ（フランジ）の厚みの合計（本実施形態では更に中間部材７１の厚みを加えた合計）よりも長くされている。これにより、後端部５ｃと前端部１９ａとの間（厳密には中間部材７１と前端部１９ａとの間）には、サージ圧吸収室６９ｒを構成可能となっている。サージ圧吸収室６９ｒには液体（例えば油）が満たされている。

また、ケース６９は、プランジャ５の後端部５ｃとピストンロッドの前端部１９ａとの所定の範囲内における前後方向の相対移動を許容している。例えば、前端部１９ａは、ケース６９内をピストンのように前後方向に摺動可能に形成されている。従って、後端部５ｃ及び前端部１９ａは、両者がケース６９に係合した状態（図２に示す状態）を最も離れた状態として、その範囲内で前後方向に相対移動可能である。なお、本実施形態では、プランジャ５の後端部５ｃは、ケース６９に対して摺動可能であってもよいし、摺動不可能であってもよい。

このようにプランジャ５の後端部５ｃとピストンロッド１９の前端部１９ａとの近接又は離反が許容されていることから、例えば、キャビティＣａに溶湯が充填されてプランジャ５が急激に停止したとき、ピストンロッド１９はサージ圧吸収室６９ｒの液体を圧縮しつつ減速する。その結果、プランジャ５へ加えられる衝撃が緩和される。

ケース６９の形状は適宜な形状とされてよい。ただし、上述のように、本実施形態では、ケース６９は、ピストンロッド１９の前端部１９ａが前後方向に摺動可能に構成される。例えば、ケース６９は、概略円筒状に構成されており、前端部１９ａは円盤状である。

ケース６９とピストンロッド１９の前端部１９ａとの間の密閉性は高くされていることが好ましい。例えば、ケース６９と前端部１９ａとの間は、Ｏリング等の適宜なシール部材７５によってシールされてよい。これにより、サージ圧吸収室６９ｒの液体は、前端部１９ａの背後に回り込まず、ひいては、液体の圧力は、前端部１９ａに対して前方から後方へのみ作用する。

中間部材７１は、ケース６９内を前後方向に移動可能とされている。また、中間部材７１は、サージ圧吸収室６９ｒの前方を密閉しており、サージ圧吸収室６９ｒの液体の圧力によって前方へ押され得る。また、後述するように、中間部材７１は、弾性部材７３によって前方へ付勢され得る。そして、中間部材７１とプランジャ５の後端部５ｃとの間には、圧縮方向の荷重を検出可能なロードセンサ（荷重検出器）６１が設けられている。

従って、サージ圧吸収室６９ｒの液体の圧力、及び／又は、弾性部材７３の付勢力は、中間部材７１がロードセンサ６１を介してプランジャ５を押す力に変換され、この力は、ロードセンサ６１によって検出される。

中間部材７１の形状は、ケース６９内を摺動可能である限り、適宜に設定されてよく、例えば、概略円盤状である。中間部材７１とケース６９との間は、その密閉性を高くするために、Ｏリング等の適宜なシール部材７７によってシールされてよい。

なお、ケース６９の中間部材７１よりも前方側には、開放孔６９ｈが形成されている。開放孔６９ｈは、例えば、プランジャ５の後端部５ｃに対する中間部材７１の相対移動に伴う、これらの部材の間の空気の給排、及び／又は、サージ圧吸収室６９ｒから漏れた作動液の排出に寄与する。

ロードセンサ６１（ロードセル）は、歪ゲージ式、圧電式、容量式、電磁式等の適宜な形式のものとされてよい。制御装置１７は、ロードセンサ６１からの検出信号に基づいて、プランジャ５に付与されている力、ひいては、溶湯に付与されている圧力を特定可能である。

弾性部材７３は、プランジャ５とピストンロッド１９との間（厳密には中間部材７１とピストンロッド１９との間）に介在しており、これらを互いに離反させる方向に付勢力を生じている。これにより、ピストンロッド１９によってプランジャ５を前進させるときにサージ圧吸収室６９ｒが縮小されることを抑制し、その後、キャビティＣａにおける溶湯の充填によってプランジャ５が停止したときにサージ圧吸収室６９ｒを縮小させることができる。

具体的には、例えば、弾性部材７３は、１又は複数の皿ばねによって構成されており、サージ圧吸収室６９ｒに収容されている。弾性部材７３は、中間部材７１及びピストンロッド１９の前端部１９ａの互いに対向する面の外周部分に当接している。なお、皿ばねに代えて、例えば、圧縮コイルばね又はゴム部材が用いられてもよい。

弾性部材７３のばね定数及び図２に示す状態の変形量（圧縮量）は、例えば、図２に示す状態での付勢力が、低速射出及び高速射出（充填完了時を除く）においてプランジャ５とピストンロッド１９との間に生じる力よりも大きく、また、充填完了時において生じる力よりも小さくなるように設定されている。これにより、上述したような、概ね、充填完了時のみにおいてサージ圧吸収室６９ｒを縮小させる動作が実現される。なお、プランジャ５とピストンロッド１９との間に生じる力は、例えば、実験等に基づいて取得される。

図１及び図２に示すように、ピストンロッド１９及びピストン２１には、サージ圧吸収室６９ｒとヘッド側室２５ｈとを連通する連通路７９が形成されている。これにより、サージ圧吸収室６９ｒは液体が満たされている。また、サージ圧吸収室６９ｒに圧力が付与されると、その圧力はヘッド側室２５ｈの液体にも伝わるから、圧縮される液体の体積が実質的に大きくなる。また、サージ圧吸収室６９ｒからヘッド側室２５ｈへの液体の流れによって減衰力が生じ得る。さらに、（本実施形態とは異なるが）アキュムレータ３３を衝撃吸収に利用可能である。

連通路７９の形状及び寸法等は適宜に設定されてよい。例えば、連通路７９は、ピストンロッド１９及びピストン２１の軸心において直線状に延びており、ピストンロッド１９の前端部１９ａの中央にて開口するとともに、ピストン２１の背面の中心にて開口している。圧力伝搬を好適にしてヘッド側室２５ｈの液体の圧縮を利用する場合においては、連通路７９の径は大きいことが好ましい。流路抵抗によって減衰力を得る場合においては、適宜な部位に絞りを設けてもよい。

なお、加圧部材２３によってヘッド側室２５ｈの液体を加圧すると、その圧力は、プランジャ５の後端部５ｃ（厳密には中間部材７１）の背面に作用する。しかし、その圧力は、ピストンロッド１９の前端部１９ａの前面にも作用する。後端部５ｃの背面の受圧面積は、前端部１９ａの前面の受圧面積に対して連通路７９の断面積だけ大きい。また、後端部５ｃ及び前端部１９ａはケース６９によって離反が規制されている。従って、後端部５ｃの背面に作用する圧力は、連通路７９の断面積に相当する面積に作用する圧力を除いて、前端部１９ａの前面に作用する圧力と打ち消し合う。換言すれば、サージ圧吸収室６９ｒの液体は、連通路７９の断面積に相当する面積に作用する圧力によって前方への力を生じる。

一方、ピストン２１の後方の受圧面積は、連通路７９の断面積だけ減少する。しかし、その減少分だけ、上述のように、後端部５ｃ（厳密には中間部材７１）の受圧面積が前端部１９ａの受圧面積よりも大きくなっており、ひいては、前方への力がサージ圧吸収室６９ｒにおいて生じている。

従って、加圧部材２３によってヘッド側室２５ｈの液体を加圧したときに、ピストン２１、ピストンロッド１９、カップリング２９及びプランジャ５からなる駆動部分に加えられる力は、連通路７９の断面積に影響されない。また、ヘッド側室２５ｈの内径とサージ圧吸収室６９ｒの内径との相対的な大きさにも影響されない。説明は省略するが、同様に、プランジャ５の後端部５ｃ（中間部材７１）の径と、ピストンロッド１９の前端部１９ａの径とが互いに異なる場合において、その相対的な大きさにも影響されない。

サージ圧吸収室６９ｒ等の液体の圧縮によってサージ圧を吸収するときのピストンロッド１９のプランジャ５に対する前進距離ΔＬ（図２）の計算例を以下に示す。なお、弾性部材７３の付勢力はサージ圧等に対して相対的に小さいことから、以下の計算例では無視するものとする。

前進距離ΔＬは、液体の圧縮量をΔＶ、サージ圧吸収室６９ｒ（断面円形）の直径をＤとすると、以下の式で表わされる。
ΔＬ＝ΔＶ／（π／４×Ｄ^２）（１）

液体の圧縮量ΔＶは、液体のみの圧縮量をΔＶ_１、液体に含有している気泡の圧縮量をΔＶ_２とすると、以下の式で表わされる。
ΔＶ＝ΔＶ_１＋ΔＶ_２（２）

液体のみの圧縮量をΔＶ_１は、アキュムレータ３３の気体圧力をＰ_２、サージ圧力をＰ_１、液体の体積をＶ、液体の体積弾性係数をＫとすると、以下の式で表わされる。
ΔＶ_１＝（Ｐ_１−Ｐ_２）×Ｖ／Ｋ（３）

ここで、上記の（３）式の各変数の値を以下のように仮定する。
Ｐ_２＝１ＭＰａ
Ｐ_１＝３０ＭＰａ
Ｋ＝３．４ＧＰａ
Ｖ＝３５００ｃｍ^３
なお、Ｋの値は、水乃至はグリコール系作動油のものである。
また、Ｖの値は、サージ圧吸収室６９ｒの容積だけでなく、サージ圧発生時のヘッド側室２５ｈの容積を含み、型締力３５０トンクラスのダイカストマシンを想定している。

上記の仮定及び（３）式より、以下の値が得られる。
ΔＶ_１＝２９．８ｃｍ^３

また、上記の（２）式のΔＶ_２について、Ｖにおける気泡混入率が１％であると仮定し、また、気泡は１００％圧縮されると仮定すると、以下の値が得られる。
ΔＶ_２＝Ｖ×１×１０^−２
＝３５００ｃｍ^３×１×１０^−２
＝３５ｃｍ^３

そして、Ｄ＝１２５ｍｍと仮定し、この値及び上記のΔＶ_１及びΔＶ_２の値を（１）及び（２）式に代入すると、以下の値が得られる。
ΔＬ＝０．９０ｃｍ

（射出装置の動作）
図３は、射出装置１の動作を説明するためのタイミングチャートである。

図３において、横軸は時間ｔを示している。線Ｌ_Ｖは射出速度（プランジャ５の速度）を示し、線Ｌ_Ｐは射出圧力（プランジャ５が溶湯に付与する圧力）を示している。また、その上方側の線は、射出用電動機７のサーボロック状態（サーボＯＮ状態）での回転数またはサーボフリー状態（サーボＯＦＦ状態）、増圧用電動機９のサーボロック状態（サーボＯＮ状態）での回転数またはサーボフリー状態（サーボＯＦＦ状態）及び制御弁３５の切換位置を示している。

射出速度（線Ｌ_Ｖ）及び射出圧力（線Ｌ_Ｐ）から理解されるように、射出装置１は、概観すると、低速射出（期間Ｔ１）、高速射出（期間Ｔ２）、及び、増圧・保圧（期間Ｔ３）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（Ｔ１）：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、ピストン２１（プランジャ５及びピストンロッド１９）並びに加圧部材２３は、後退限等の初期位置に位置している。射出用電動機７及び増圧用電動機９は停止している。アキュムレータ３３は充填が完了されている。制御弁３５は第１位置Ｐ１とされ（ＯＦＦされ）、アキュムレータ３３からの液体の放出を禁止している。

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１７は、射出用電動機７を駆動する。その駆動力は、射出用伝達機構１３を介してピストンロッド１９及びピストン２１に伝達される。ひいては、プランジャ５が前進する。すなわち、射出用電動機７の駆動力によって低速射出が行われる。

また、制御装置１７は、射出用電動機７の駆動開始とともに制御弁３５を第２位置Ｐ２に切り換え（ＯＮとし）、アキュムレータ３３からピストン２１の背後への液体の流れを許容する。これにより、既述のように、ピストン２１の前進に伴う液体の不足を解消することができる。別の観点では、増圧用電動機９が停止されていること又は増圧用電動機９が低速であることに影響を受けずに、射出用電動機７によりプランジャ５を前進させることができる。

プランジャ５の速度は、射出用電動機７の回転数の調整により制御される。具体的には、制御装置１７は、位置センサ５９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７の回転数をフィードバック制御する。なお、図３では、このときの射出用電動機７の回転数Ｍ_ＶＬは一定とされ、ひいては、低速射出速度Ｖ_Ｌは一定とされている。ただし、多段変速が行われてもよい。

（高速射出（Ｔ２）：ｔ１〜ｔ３）
制御装置１７は、位置センサ５９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７の回転数をＭ_ＶＬからＭ_ＶＨへ上昇させる。これにより、射出速度は比較的低速のＶ_Ｌから比較的高速のＶ_Ｈへ上昇し、高速射出が実現される。なお、射出速度の上昇に伴って、射出圧力も若干上昇してＰ_Ｌとなる。

射出用電動機７の回転数の制御により高速射出が実現されることから、低速射出速度Ｖ_Ｌから高速射出速度Ｖ_Ｈに至るまでの昇速時間（Ｔ４）は、任意に設定可能である。なお、射出用電動機７が低慣性電動機である場合においては、より正確に昇速時間が制御される。例えば、Ｖ_Ｌ＝０．２０ｍ／ｓからＶ_Ｈ＝５．０ｍ／ｓへの昇速を１０ｍｓ程度で行うこともできる。

また、制御装置１７は、増圧が開始される前の適宜な時期において、増圧用電動機９の駆動を開始する。図３では、高速射出速度Ｖ_Ｈへの昇速完了後から減速開始までの間（ｔ２〜ｔ３）において、増圧用電動機９の駆動が開始され、且つ、一定の回転数Ｍ_ＶＩまで回転数が上昇されている場合を例示している。この回転数Ｍ_ＶＩによる加圧部材２３の前進速度は、射出用電動機７によるピストン２１の前進速度（Ｖ_Ｈ）よりも低速であり、射出用電動機７の回転数の制御による高速射出速度Ｖ_Ｈの制御に影響を及ぼさない若しくは殆ど影響を及ぼさない。そして、このように予め増圧用電動機９を駆動しておくことにより、増圧への移行が円滑に行われる。

（高速射出から増圧への移行：ｔ３〜ｔ４）
制御装置１７は、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ると（ｔ３）、射出用電動機７の回転数を下げる。これにより、プランジャ５は減速される。昇速と同様、この減速は射出用電動機７の回転数の制御により実現されることから、その減速時間（ｔ３〜ｔ４）は、任意に設定可能である。なお、図３の射出用電動機７のタイミングチャートでは、減速時間を任意に設定可能であることを点線で示している。射出用電動機７を低慣性電動機により構成することにより、そのような減速時間の設定が好適になされることも昇速と同様である。なお、減速が開始されても、キャビティＣａには溶湯が概ね充填されていることから、溶湯の圧力はＰ_Ｌ付近に保たれ又は上昇する。

ここで、射出用電動機７の減速制御によって慣性力に抗してピストンロッド１９等を瞬時に減速することが困難な場合がある。このような場合、キャビティＣａに溶湯が概ね充填されたことに伴って停止（又は減速）したプランジャ５に対して、ピストンロッド１９から慣性力が加えられ、サージ圧が発生するおそれがある。図３では、サージ圧が発生した場合の射出圧力を２点鎖線Ｌ_Ｓで示している。

しかし、本実施形態では、既述のように、カップリング２９がサージ圧吸収機能を有していることから、サージ圧の発生が抑制される。具体的には、プランジャ５が停止し、ピストンロッド１９から弾性部材７３に加えられる荷重が増加することによって、弾性部材７３の変形及びサージ圧吸収室６９ｒの縮小を伴ってピストンロッド１９がプランジャ５に対して前進する。この際、弾性部材７３の変形によって、プランジャ５に加えられる衝撃が緩和される。また、ヘッド側室２５ｈからアキュムレータ３３への流れは制御弁３５（第２位置Ｐ２）によって禁止されているから、サージ圧吸収室６９ｒ、連通路７９及びヘッド側室２５ｈの液体は圧縮され、これによってもプランジャ５に加えられる衝撃が緩和される。

（増圧・保圧（Ｔ３）：ｔ３〜ｔ６）
射出用電動機７による減速制御、及び／又は、プランジャ５が溶湯から受ける反力によって、ピストン２１の前進速度が低下すると、加圧部材２３の前進速度がピストン２１の前進速度に到達し、加圧部材２３はヘッド側室２５ｈの容積を縮小しようとする。一方、ヘッド側室２５ｈの液体のアキュムレータ３３への流れは制御弁３５（第２位置Ｐ２）により禁止されている。従って、ヘッド側室２５ｈの液体は、加圧部材２３により加圧され、その圧力が上昇する。これにより、増圧用電動機９の駆動力は、加圧部材２３、ヘッド側室２５ｈの液体及びピストン２１を介して、プランジャ５に伝達される。すなわち、増圧用電動機９の駆動力による増圧が実現される。

そして、射出圧力は、昇圧時間（Ｔ５）の間に終圧である圧力Ｐ_Ｈに達する。この昇圧時間は、昇速時間や減速時間と同様に、射出用電動機７及び増圧用電動機９を適宜に制御することによって任意の長さに設定可能である。また、射出用電動機７及び増圧用電動機９を低慣性電動機により構成することにより、そのような昇圧時間の設定が好適になされることも同様である。例えば、Ｐ_Ｌ＝３０ｋｇｆ／ｃｍ^２からＰ_Ｈ＝５００ｋｇｆ／ｃｍ^２への昇圧を１０ｍｓ程度で行うこともできる。

その後、射出用電動機７は停止される（ｔ４）。なお、ここでの停止は、例えば、トルクフリーの状態である。

保圧においては、溶湯の凝固に伴う収縮に応じて増圧用電動機９により適宜にプランジャ５を前進させ（速度Ｖ_Ｉ）、キャビティＣａ内の圧力を鋳造圧力Ｐ_Ｈに保つことできる。そして、一定の時間が経過すると、増圧用電動機９のトルクは徐々に下げられ、さらには、増圧用電動機９は停止され、保圧は完了する（ｔ６）。

なお、増圧及び保圧においては、増圧用電動機９のトルクを適宜に多段制御することによって、溶湯に付与する圧力の多段制御を行うことができる。

（成形後）
成形品が凝固すると、不図示の型締装置により型開きが行われ、不図示の押出装置により成形品が型から押し出される。なお、射出装置１は、成形品を固定金型１０３から離型させるために、プランジャ５によりビスケットの押出しを行ってもよい。このとき利用される電動機は、例えば、増圧用電動機９である。

その後、ピストン２１は、射出用電動機７の逆回転により初期位置に戻され、加圧部材２３は増圧用電動機９の逆回転により初期位置に戻される。ピストン２１を後退させる際には、制御弁３５は、ヘッド側室２５ｈからアキュムレータ３３への流れを許容し、その反対方向への流れを禁止する第１位置Ｐ１とされている。従って、ヘッド側室２５ｈの液体は、制御弁３５を介してアキュムレータ３３に充填される。

このように、射出装置１では、加圧部材２３を置き去りにしてピストン２１を前進させることができ、ひいては、増圧用電動機９をプランジャ５から切り離した状態で射出用電動機７によりプランジャ５を駆動できる。その一方で、加圧部材２３によりヘッド側室２５ｈの液体を加圧することにより、増圧用電動機９によりプランジャ５を駆動できる。その結果、射出用電動機７により低速射出及び高速射出を行ったり、増圧用電動機９により増圧を行ったりするなど、工程毎に電動機を切り換え、全工程を電動で行うことができる。

このような全電動化の効果としては、例えば、設定値の高度な再現性による品質の安定乃至は向上、射出動作時のみに必要な速度でサーボモータを駆動することによる省エネルギー化、油圧機器がないことによるメンテナンスの容易化、サイクルタイムの短縮乃至はラップ動作による生産性の向上が挙げられる。

以上のとおり、本実施形態では、射出装置１は、金型１０１内へ溶湯を押し出すプランジャ５と、プランジャ５の後方に位置するシリンダ機構１８と、プランジャ５の後端部５ｃとシリンダ機構１８のピストンロッド１９の前端部１９ａとを連結するカップリング２９と、シリンダ機構１８のヘッド側室２５ｈに対する液体の給排を制御する液体制御部２７と、を有している。カップリング２９は、プランジャ５の後端部５ｃとピストンロッド１９の前端部１９ａとの間に、これらの近接によって容積が縮小する、液体が満たされたサージ圧吸収室６９ｒを構成するケース６９を有している。シリンダ機構１８のピストンロッド１９及びピストン２１には、ヘッド側室２５ｈとサージ圧吸収室６９ｒとを連通する連通路７９が形成されている。

従って、サージ圧吸収室６９ｒの液体の圧縮及び／又は流れの抵抗によってピストンロッド１９からプランジャ５へ加えられる衝撃を緩和して、サージ圧の発生を抑制することができる。その結果、例えば、バリの発生が抑制されてダイカスト品の品質が向上する。また、プランジャ５の後端においてサージ圧の発生を抑制することから、プランジャ５を駆動する駆動装置の構成は限定されず、汎用性が高い。別の観点では、サージ圧の発生の際に駆動装置が保護される。この保護の効果は特に、駆動装置が電動式である場合において、液圧式のように液圧の圧縮によって衝撃を緩和できないことから有効である。

そして、サージ圧吸収室６９ｒへの液体の供給はピストンロッド１９及びピストン２１に設けられた連通路７９を介してヘッド側室２５ｈからなされることから、サージ圧吸収室６９ｒへ液体を供給するために専用の液圧機器を設ける必要はなく、構成が簡素である。さらに、例えば、ヘッド側室２５ｈの液体の圧縮もサージ圧の吸収に利用することができる。その結果、例えば、サージ圧吸収室６９ｒ（カップリング２９）を小さくすることができる。

また、本実施形態では、カップリング２９は、プランジャ５の後方且つサージ圧吸収室６９ｒの前方に位置し、圧縮荷重を検出可能なロードセンサ６１と、ロードセンサ６１の後方にてサージ圧吸収室６９ｒの前方を密閉し、サージ圧吸収室６９ｒの圧力をプランジャ５にロードセンサ６１を介して伝達する中間部材７１と、を更に有している。

従って、例えば、サージ圧吸収室６９ｒの液体の圧力を検出する圧力センサを設け、その圧力センサの検出値とプランジャ５の受圧面積とからプランジャ５に加えられる力を算出する場合に比較して、プランジャ５に加えられる力をロードセンサ６１によって直接的に検出することになり、射出圧力の検出及び制御の精度向上が期待される。また、ロードセンサ６１は、液体から保護されるから、ロードセンサ６１の選択の自由度が向上する。

また、本実施形態では、カップリング２９は、上述したロードセンサ６１及び中間部材７１に加えて、中間部材７１とピストンロッド１９の前端部１９ａとの間に介在する弾性部材７３を更に有している。

このような構成において、プランジャ５の後端部５ｃと中間部材７１との間に介在するロードセンサ６１は、サージ圧吸収室６９ｒの液体の圧力によってプランジャ５に加えられる力と、弾性部材７３の付勢力によってプランジャ５に付与される力とを合計した力を検出することができる。なお、サージ圧吸収室６９ｒの液体の圧力を検出する圧力センサでは、弾性部材７３によってプランジャ５に付与される力を検出することはできないし、射出用電動機７のトルク検出では、サージ圧吸収室６９ｒの収縮の影響を加味してプランジャ５に付与される力を検出することはできない。また、中間部材７１によってサージ圧吸収室６９ｒを密閉することから、プランジャ５は、汎用のものとすることができる。

また、本実施形態では、射出装置１は、ピストンロッド１９を駆動する電動式の射出用駆動装置６と、ヘッド側室２５ｈの液体を加圧可能な加圧部材２３と、加圧部材２３を駆動する電動式の増圧用駆動装置８と、を有している。また、ロッド側室２５ｒには液体が満たされていない。

従って、射出装置１は、既に述べたように、使用する電動機を切り換えながら全工程を電動機によって行うことができる。ロッド側室２５ｒに液体が満たされていないことから、例えば、ピストン２１の前進時における慣性を小さくしたり、液体に係るメンテナンスの負担を軽減したり、ロッド側室２５ｒ側に射出用伝達機構１３を配置したりできる。

また、上記の構成では、射出用電動機７からピストンロッド１９までの間には、圧縮されて衝撃を緩和する液体はなく、ロッド側室２５ｒには圧縮されるべき液体がないことから、カップリング２９による衝撃緩和が非常に有効である。且つ、上記の構成は、全電動式でありながら、使用する電動機を切り換える連結機構１１の一部として、本実施形態のカップリング２９を利用する前提条件（ピストンロッド１９、ピストン２１及びヘッド側室２５ｈを有していること）を備えている。すなわち、射出装置１は、カップリング２９による衝撃緩和の必要性、及び、ヘッド側室２５ｈの有効利用等の観点から、装置全体として合理性が高い。

また、本実施形態では、上述の射出用駆動装置６、加圧部材２３及び増圧用駆動装置８が設けられていることに加えて、液体制御部２７は、圧縮された気体の圧力によって液体を放出可能なアキュムレータ３３と、アキュムレータ３３からヘッド側室２５ｈへの液体の流れを許容するとともにその反対方向の流れを禁止可能な制御弁３５と、を有している。アキュムレータ３３の気体の圧力は１ＭＰａ未満である。

従って、射出用駆動装置６によってピストンロッド１９を前進させるときに、アキュムレータ３３によって、速やかにヘッド側室２５ｈへの液体の補給を行うことができ、且つ、加圧部材２３によるヘッド側室２５ｈの液体の加圧開始を円滑に行うことができる。その一方で、アキュムレータ３３は、比較的低圧であることから、取り扱い性が容易であり、且つ、サージ圧の発生前において、サージ圧吸収室６９ｒ及びヘッド側室２５ｈは比較的低圧に保たれ、液体の圧縮によるサージ圧の吸収が好適になされる。

なお、以上の実施形態において、ダイカストマシンＤＣは成形装置の一例であり、溶湯は成形材料の一例であり、ダイカスト品は成形品の一例であり、プランジャ５は押し出し部材の一例であり、射出用駆動装置は第１駆動装置の一例であり、増圧用駆動装置は第２駆動装置の一例である。

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。

成形機（成形装置）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、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。液体は、油に限定されず、例えば水でもよい。

射出装置は、全電動式のものに限定されず、全液圧式のものであってもよいし、一部の工程を液圧式の駆動装置により行い、他の一部の工程を電動式の駆動装置により行うハイブリッド式のものであってもよい。例えば、アキュムレータからヘッド側室に作動液を供給して高速射出を行う全液圧式又はハイブリッド式の射出装置においても、サージ圧吸収室が縮小することにより、作動液の圧縮及び／又はサージ圧吸収室からヘッド側室への作動液の流れの抵抗によって、押し出し部材に加えられる衝撃が緩和されることが期待されるし、アキュムレータが衝撃を吸収することも期待される。

射出装置が全電動式のものである場合において、射出装置は、ヘッド側室の液体を加圧可能な加圧部材と、加圧部材を駆動する電動式の第２駆動装置とを有するものに限定されない。例えば、クラッチによってピストンロッドを駆動する電動機が切り換えられるものであってもよい。ただし、この場合、ヘッド側室はサージ圧吸収室に液体を供給するために設けられることになり、装置全体としての合理性は低下する。

射出装置が、ピストンロッドを駆動する電動式の第１駆動装置と、加圧部材を駆動する電動式の第２駆動装置とを有する場合において、これらの駆動装置は、回転式の電動機、プーリ・ベルト機構及びねじ機構を有するものに限定されない。例えば、電動機の回転を伝達する機構として、プーリ・ベルト機構に代えて、歯車機構が設けられてもよいし、そのような伝達機構が設けられずに、電動機のロータに直接にねじ軸のナット又はねじ軸が固定されてもよい。また、例えば、電動機の回転を並進運動に変換する機構として、ねじ機構に代えて、ラック・ピニオン機構が設けられてもよいし、回転式の電動機に代えて、リニアモータが設けられてもよい。

射出用電動機７と増圧用電動機９とのように役割分担の異なる電動機は、適宜な数で設けられてよく、２つに限定されない。例えば、低速射出用電動機、高速射出用電動機及び増圧用電動機が設けられてもよい。

また、役割分担が共通する電動機が複数設けられてもよい。例えば、射出用電動機７を２機設けて、プーリ等を介して同一のピニオン又はナットにその回転を伝達してもよい。同様に、増圧用電動機９を２機設けて、プーリ等を介して同一のナットにその回転を伝達してもよい。

役割分担の異なる電動機は、実施形態において例示したようにその駆動時間の一部が重複していてもよいし、重複していなくてもよい。さらには、一の電動機が駆動されている間において、他の電動機の駆動が開始され且つ当該他の電動機の駆動が完了するように（利用される電動機の数が変化するように）されてもよい。例えば、射出用電動機７は、保圧が完了するまで駆動されてもよい。

加圧部材は、ヘッド側室の液体を加圧可能であればよく、形状、大きさ及び配置は、実施形態に示した以外にも適宜なものとされてよい。例えば、加圧部材は、ピストン及びシリンダ部材よりも径が小さく、シリンダ部材を摺動しないものであってもよい。また、例えば、加圧部材は、ピストンよりも径が小さく、シリンダ部材は、ピストンが摺動する大径部と加圧部材が摺動する小径部とを有してもよい。また、例えば、ピストンが摺動するシリンダ部材と、加圧部材が摺動するシリンダ部材とが別個に構成され、流路によってこれらシリンダ部材が連通されていてもよい。また、例えば、加圧部材は、前後方向に直交する方向（ピストンの移動方向に直交する方向）に移動するものであってもよい。また、例えば、加圧部材は、ピストンの背面に当接してピストンを直接に押圧可能であってもよい。

ピストンロッドが電動式の第１駆動装置によって駆動される場合において、ヘッド側室へ液体を供給する補給装置は、アキュムレータに限定されず、例えば、比較的低速で回転するポンプであってもよいし、電動機によってピストンがシリンダ部材に対して駆動される液圧シリンダであってもよい。また、補給装置は、ヘッド側室の負圧が生じることを抑制できるように液体を供給できれば十分であるが、第１駆動装置によるピストンの前進をアシストするように液体を供給してもよい。

押し出し部材は、プランジャに限定されない。例えば、押し出し部材として、スクリュを用いてもよい。

ロッド側室には液体が満たされていてもよい。ただし、この場合、カップリングにサージ圧吸収室を設ける意義は低くなるから、装置全体としての合理性は低下する。また、ロッド側室は、サージ圧を吸収可能なレベルで液体が満たされないまでも、ピストンとシリンダ部材との潤滑に寄与する油がロッド側室に少量蓄えられるなどしてもよい。

カップリングにおいて、中間部材は設けられなくてもよい。すなわち、サージ圧吸収室の液体は、直接に押し出し部材の後端面に接していてもよい。また、カップリングにおいて、弾性部材は設けられなくてもよい。例えば、カップリングのケースに対するピストンロッドの前端の摺動抵抗によって低速射出及び高速射出（充填完了時を除く）におけるサージ圧吸収室の縮小を抑制し、適宜な時期にヘッド側室の液体を加圧してサージ圧吸収室の容積を元にもどしてもよい。

押し出し部材及びピストンロッドは、一方がカップリングのケースに対して前後方向に移動可能であればよい。従って、押し出し部材及びピストンロッドの他方は、カップリングのケースに対して固定されたり、カップリングのケースの一部と一体的に形成されたりしてもよいし、押し出し部材の後端及びピストンロッドの前端の一方のみがケース内に収容されてもよい。

なお、例えば、押し出し部材の後端がカップリングのケース内を摺動するような構成の場合、押し出し部材は、汎用の押し出し部材と、その汎用の押し出し部材の後端に固定され、ケース内を摺動する付加部材とによって構成されてよい。すなわち、ケース内を摺動する部分が汎用の押し出し部材の後端でなく、且つ、付加部材がカップリングとともに押し出し部材とは別に流通されていたとしても、押し出し部材の後端がケース内を摺動していないことにはならない。それは単に押し出し部材の定義の問題である。ピストンロッドの前端についても同様である。

実施形態のように、ピストンロッドの前端がケース内を前後方向に移動可能である場合等において、サージ圧吸収室の後方は、必ずしも密閉されていなくてもよい。この場合であっても、例えば、ピストンロッドの前端のケース内への挿入量が増加すれば、ピストンロッド前端のフランジ部分の後方へ液体が回り込むとしても、サージ圧吸収室の容積は縮小し、液体の圧縮又は流れが生じる。同様に、サージ圧吸収室の前方は必ずしも密閉されていなくてもよい。

１…射出装置、５…プランジャ（押し出し部材）、１８…シリンダ機構、１９…ピストンロッド、２１…ピストン、２５…シリンダ部材、２５ｒ…ロッド側室、２５ｈ…ヘッド側室、２７…液体制御部、２９…カップリング、６９…ケース、６９ｒ…サージ圧吸収室、７９…連通路、１０１…金型。

Claims

金型内へ成形材料を押し出す押し出し部材と、
シリンダ部材、前記シリンダ部材の内部を前方のロッド側室と後方のヘッド側室とに区画するピストン、及び、前記ピストンから前方に延び出たピストンロッドを有し、前記押し出し部材の後方に位置するシリンダ機構と、
前記押し出し部材の後端と前記ピストンロッドの前端とを連結するカップリングと、
前記ヘッド側室に対する液体の給排を制御する液体制御部と、
を有し、
前記カップリングは、前記押し出し部材の後端と前記ピストンロッドの前端との間に、これらの近接によって容積が縮小する、液体が満たされたサージ圧吸収室を構成するケースを有し、
前記ピストンロッド及び前記ピストンには、前記ヘッド側室と前記サージ圧吸収室とを連通する連通路が形成されている
射出装置。
前記カップリングは、
前記押し出し部材の後端と前記サージ圧吸収室との間に位置し、前記サージ圧吸収室から前方へ液体が漏れるのを防止する密閉部材を有する中間部材と、
前記押し出し部材の後端と前記中間部材との間に位置し、圧縮荷重を検出可能な荷重検出器と、を更に有し、
前記中間部材は、前記荷重検出器を介して前記押し出し部材に前記サージ圧吸収室の圧力を伝達する
請求項１に記載の射出装置。
前記カップリングは、前記中間部材と前記ピストンロッドの前端との間に介在する弾性部材を更に有している
請求項２に記載の射出装置。
前記ピストンロッドを駆動する電動式の第１駆動装置と、
前記ヘッド側室の液体を加圧可能な加圧部材と、
前記加圧部材を駆動する電動式の第２駆動装置と、
を有し、
前記ロッド側室には液体が満たされていない
請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出装置。
前記液体制御部は、
圧縮された気体の圧力によって液体を放出可能なアキュムレータと、
第１位置と第２位置との間で切り換え可能であり、前記第１位置では前記アキュムレータから前記ヘッド側室への液体の流れを禁止するとともにその反対方向の流れを許容可能であり、前記第２位置では前記アキュムレータから前記ヘッド側室への液体の流れを許容するとともにその反対方向の流れを禁止可能な制御弁と、を有し、
前記アキュムレータの気体の圧力は１ＭＰａ未満である
請求項４に記載の射出装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出装置を備えた成形装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出装置によって前記金型内に成形材料を射出する
成形品の製造方法。