JP6784568B2 - 射出装置及び成形機 - Google Patents

Description

本発明は、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。

近年、ダイカストマシンの射出装置を全電動化することが提案されている（例えば特許文献１〜４）。すなわち、成形材料を金型のキャビティに押し出すプランジャを、ポンプやアキュムレータの駆動力を用いずに電動機の駆動力により移動させる技術が提案されている。

特開２０１５−１９９０８７号公報 特開２０１５−１９９０８８号公報 特開２００９−１８３９６６号公報 特開２０１４−２１０２８２号公報

電動機の駆動力によってプランジャを駆動する具体的な構造について、種々の提案がなされて技術の豊富化が図られることが好ましい。

本発明の一態様に係る射出装置は、第１電動機と、第２電動機と、これらの電動機及び射出プランジャの間に介在する伝達機構と、を有しており、前記伝達機構は、前記射出プランジャの後方に位置しており、前記第１電動機の駆動力が流体圧機器を介さずに伝達されて前記射出プランジャと共に移動する継手用ピストンと、前記継手用ピストンを摺動可能に収容しており、前記継手用ピストンの後側に、液体が満たされるヘッド側室を有しているシリンダ部材と、前記第２電動機により流体圧機器を介さずに駆動されて前記ヘッド側室の液体を加圧する加圧部材と、前記継手用ピストンの後方に位置しており、前記継手用ピストンに連結されている補助用ピストンと、前記補助用ピストンを摺動可能に収容しており、前記ヘッド側室の後側かつ前記補助用ピストンの前側に、前記ヘッド側室から隔てられた、液体が満たされる前側室を有している補助用シリンダ室と、を有している。前記継手用ピストンの前側は、大気開放されている。前記ヘッド側室及び前記前側室のそれぞれは、容積の拡大に伴う液体の補給及び容積の縮小に伴う液体の排出が行われる。

好適には、前記伝達機構は、前記ヘッド側室と前記前側室とを連通する流路を更に有している。

好適には、前記伝達機構は、前記前側室に通じるアキュムレータを有している。

好適には、前記伝達機構は、前記前側室から排出される液体の流量を制御可能な流量制御弁を有している。

好適には、前記継手用ピストンと前記補助用ピストンとは、これらのピストンよりも小さい径で前後方向に延びる補助用ロッドによって連結されている。前記加圧部材は、前記シリンダ部材内に摺動可能に収容されて、前記ヘッド側室を挟んで前記継手用ピストンの後方に位置している。前記加圧部材は、前記補助用ロッドが挿通される孔と、前記補助用ピストンを摺動可能に収容しており、前記補助用シリンダ室の少なくとも一部を構成している空洞と、を有している。

好適には、前記第２電動機は回転式であり、前記伝達機構は、前記加圧部材に対して同軸的に固定されているねじ軸と、前記ねじ軸に螺合しており、前記第２電動機の回転が伝達されるナットと、を更に有しており、前記補助用シリンダ室は、前記加圧部材内及び前記ねじ軸内に亘っており、前記補助用ピストンの移動可能範囲は、前記加圧部材及び前記ねじ軸に亘っている。

好適には、前記第１電動機及び前記第２電動機は回転式であり、前記伝達機構は、前記第１電動機の回転を並進運動に変換して前記射出プランジャに伝達する第１ねじ機構と、前記第２電動機の回転を並進運動に変換して前記加圧部材に伝達する、前記第１ねじ機構に比較して大径かつ小リードの第２ねじ機構と、を更に有している。

好適には、前記シリンダ部材内において、前記継手用ピストンの前側には液体が満たされていない。

本発明の一実施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。

本発明によれば、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。

本発明の第１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３（ａ）及び図３（ｂ）は図２の射出装置におけるシリンダ機構の後方部分の拡大図。 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。 本発明の第２実施形態に係る射出装置の要部構成を示す模式図。 図５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。

＜第１実施形態＞
（ダイカストマシンの全体構成）
図１は、本発明の第１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２参照）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（図２参照）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。

（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、基本的に側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。

射出装置９は、いわゆる全電動式の射出装置として構成されている。すなわち、射出装置９は、射出用電動機２７及び増圧用電動機２９を有しており、プランジャ２３は、基本的に、射出の全工程に亘って射出用電動機２７及び増圧用電動機２９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。

射出用電動機２７は、主として、低速射出及び高速射出（狭義の射出）に利用されるものであり、増圧用電動機２９は、主として増圧に利用されるものである。射出装置９は、射出用電動機２７及び増圧用電動機２９の駆動力をプランジャ２３に伝達し、かつ使用する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２３とこれら電動機との間に介在する統合伝達機構３１を有している。

統合伝達機構３１は、プランジャ２３に連結され、射出用電動機２７及び増圧用電動機２９の駆動力のプランジャ２３への伝達、及び使用する電動機の切換えに寄与するシリンダ機構３３と、射出用電動機２７の駆動力をシリンダ機構３３へ伝達するための射出用伝達機構３５と、増圧用電動機２９の駆動力をシリンダ機構３３へ伝達するための増圧用伝達機構３７とを有している。

（電動機）
電動機の台数は、適宜に設定されてよい。本実施形態の説明では、２つの射出用電動機２７と１つの増圧用電動機２９とが設けられる態様を例に取る。

射出用電動機２７及び増圧用電動機２９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、適宜な形式のものとされてよく、例えば、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２７及び増圧用電動機２９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２７は、その回転を検出する回転センサ２７ｓを有し、回転センサ２７ｓの検出値に基づいて、不図示のサーボドライバ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２９は、その回転を検出する回転センサ２９ｓを有し、回転センサ２９ｓの検出値に基づいて、不図示のサーボドライバ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２７及び増圧用電動機２９の回転センサは、例えば、回転量に応じた数のパルスを出力するエンコーダである。

また、増圧用電動機２９のサーボドライバは、例えば、増圧用電動機２９に流れる電流を検出し、その検出値に基づいてトルクのフィードバック制御を行うことが可能である。射出用電動機２７のサーボドライバも、そのようなトルクのフィードバック制御が可能であってもよい。

射出用電動機２７及び増圧用電動機２９（特に射出用電動機２７）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。

射出用電動機２７及び増圧用電動機２９の配置は適宜に設定されてよい。例えば、射出用電動機２７及び増圧用電動機２９は、シリンダ機構３３に対して並列に配置されている。より具体的には、例えば、射出用電動機２７は、その出力軸２７ａを前方へ向けている。増圧用電動機２９は、その出力軸２９ａを後方に向けている。

また、例えば、射出用電動機２７及び増圧用電動機２９のシリンダ機構３３の軸回りの絶対的な位置及び両電動機間の相対位置は適宜に設定されてよい。例えば、２つの射出用電動機２７は、平面視又は側面視においてシリンダ機構３３に対して概ね対称に配置されている。増圧用電動機２９は、シリンダ機構３３の軸回りにおいて２つの射出用電動機２７の間に配置されてもよいし、一の射出用電動機２７と同軸的に配置されてもよい。

（シリンダ機構の基本構成）
シリンダ機構３３は、基本的な構成として、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を有している。具体的には、例えば、シリンダ機構３３は、シリンダ部材３９と、シリンダ部材３９に摺動可能に収容されている継手用ピストン４１と、継手用ピストン４１に固定されており、シリンダ部材３９から継手用ピストン４１の移動方向の一方側（前方）へ延び出ている前側ロッド４３と、継手用ピストン４１の背後に位置する加圧部材４７と、を有している。

シリンダ機構３３は、プランジャ２３に対して同軸的に配置されている。前側ロッド４３は、カップリング４９を介してプランジャ２３の後端に同軸に連結されている。シリンダ部材３９は、固定的（移動不可能）に設けられている。従って、射出用電動機２７の駆動力を前側ロッド４３に伝達することによって、プランジャ２３を駆動することができる。また、増圧用電動機２９の駆動力を加圧部材４７に伝達することによって、継手用ピストン４１の背後の液体（例えば油）を加圧して、プランジャ２３を駆動することができる。

継手用ピストン４１は、例えば、概ね円柱状である。前側ロッド４３は、概ね断面円形であり、概ね一定の断面形状で延びている。シリンダ部材３９の内部は、継手用ピストン４１によって、前側ロッド４３が延び出る側のロッド側室３９ｒと、その反対側のヘッド側室３９ｈとに区画されている。シリンダ部材３９は、例えば、型締装置７の、固定金型１０３を保持している固定ダイプレート（符号省略）に固定されたフレーム５１に固定されている。

ヘッド側室３９ｈには、一般的な液圧シリンダと同様に、液体が満たされている。一方、ロッド側室３９ｒには、一般的な液圧シリンダとは異なり、液体が満たされておらず、例えば、大気開放されている。従って、ロッド側室３９ｒは、射出用電動機２７の駆動力を前側ロッド４３に伝達するための構成（射出用伝達機構３５）の少なくとも一部を配置可能となっている。なお、ロッド側室３９ｒには、継手用ピストン４１とシリンダ部材３９との潤滑に寄与する液体（油）が少量蓄えられていてもよい。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、シリンダ機構３３の後方部分の拡大図である。図３（ａ）は、継手用ピストン４１が後退限に位置している状態を示しており、図３（ｂ）は、継手用ピストン４１が後退限から少し前進した状態を示している。

加圧部材４７は、例えば、シリンダ部材３９を摺動可能なピストンにより構成されている。加圧部材４７は、シリンダ部材３９の内部を、ヘッド側室３９ｈと、その反対側（後方）の空間（符号省略。図では、加圧部材４７が後退限に位置していることから容積０となっている）とに区画している。当該後方の空間は、例えば、液体が満たされておらず、大気開放されている。

より具体的には、加圧部材４７は、シリンダ部材３９内を摺動する本体部４７ａと、本体部４７ａから前方に突出している突出部４７ｂとを有している。突出部４７ｂは、本体部４７ａ（シリンダ部材３９の内面）よりも径が小さく、シリンダ部材３９内を摺動しない。突出部４７ｂは、継手用ピストン４１の後端面に当接して、継手用ピストン４１と本体部４７ａとの一定以上の近接を規制可能である。これにより、例えば、両者の間（ヘッド側室３９ｈ）の容積が確保され、また、後退限に位置する加圧部材４７によって継手用ピストン４１の後退限が規制される。

本体部４７ａ及び突出部４７ｂの形状は適宜なものとされてよい。本体部４７ａの形状は、例えば、不図示のＯリング等の存在を無視すれば、概ね円柱状である。突出部４７ｂは、例えば、本体部４７ａから順に、本体部４７ａよりも径が小さい円柱状の根元部４７ｂａと、その根元部４７ｂａの端面を下底とする（根元部４７ｂａの端面から縮径していく）円錐台状の中間部４７ｂｂと、中間部４７ｂｂの上底を端面とする円柱状の先端部４７ｂｃとを有している。なお、突出部４７ｂは、円柱状部分又は円錐台状部分のみから構成されてもよい。

加圧部材４７の後退限は、例えば、シリンダ部材３９の後端面の内側（ストッパ）に当接することによって規定されてよい。継手用ピストン４１の後退限は、例えば、上記のように突出部４７ｂへの当接によって規定されてもよいし、シリンダ部材３９内に設けられた不図示のストッパが継手用ピストン４１に当接することによって規定されてもよい。継手用ピストン４１の前進限は、例えば、シリンダ部材３９内に設けられた不図示のストッパが継手用ピストンに当接することによって規定されてよい。

なお、図示の例では、継手用ピストン４１の径と加圧部材４７（本体部４７ａ）の径とは同一となっているが、これらは互いに異なっていてもよい。すなわち、シリンダ部材３９は、継手用ピストン４１が摺動する部分と、加圧部材４７が摺動する部分とで径が異なっていてもよい。増圧用電動機２９の負担を軽減する観点からは、加圧部材４７の径が継手用ピストン４１の径よりも小さいことが好ましい。

（シリンダ機構の補助部）
シリンダ機構３３は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されているように、一般的な液圧シリンダが有していない構成として、継手用ピストン４１から後方に延びる補助用ロッド４５と、補助用ロッド４５に固定された補助用ピストン４６と、補助用ピストン４６を摺動可能に収容する補助用シリンダ室４８とを有している。これらは、例えば、サージ圧の低減及び／又は液体の過不足の低減に寄与する。

補助用ロッド４５は、例えば、一定の断面形状で延びるロッドであり、断面形状は例えば概ね円形である。補助用ロッド４５の径は、シリンダ部材３９（ヘッド側室３９ｈ）の内径よりも小さい限り、適宜に設定されてよく、例えば、前側ロッド４３の径よりも大きくてもよいし、同等でもよいし、小さくてもよく（図示の例）、装置の小型化又はプランジャ２３に付与される慣性力の低減等の観点からは、前側ロッド４３の径よりも小さいことが好ましい。

補助用ピストン４６は、例えば、概ね円柱状であり、補助用ピストン４６の後端に固定されている。補助用ピストン４６の径は、補助用ロッド４５の径よりも大きい限り、適宜に設定されてよく、例えば、前側ロッド４３の径よりも大きくてもよいし、同等でもよいし、小さくてもよく（図示の例）、装置の小型化又はプランジャ２３に付与される慣性力の低減等の観点からは、前側ロッド４３の径と同等以下であることが好ましい。

補助用シリンダ室４８は、例えば、加圧部材４７及び後述するねじ軸８７の内部に設けられている。より具体的には、例えば、補助用シリンダ室４８は、加圧部材４７の突出部４７ｂ（さらに詳細には例えば根元部４７ｂａ）からねじ軸８７の後端まで亘っている。補助用シリンダ室４８は、例えば、概ね前端から後端まで一定の断面積である。

補助用シリンダ室４８は、補助用ピストン４６によって、前側の前側室４８ａと、後側の後側室４８ｂ（図３（ａ）では容積０となっている）とに区画されている。前側室４８ａは、液体によって満たされている。後側室４８ｂは、例えば、大気開放されており、液体が満たされていない。

前側室４８ａは、加圧部材４７及びねじ軸８７に設けられた補助用流路５０を介して外部に通じている。補助用流路５０は、例えば、一端が補助用ピストン４６の前進限よりも前方にて前側室４８ａに開口し、他端がねじ軸８７の後端面にて外部へ開口している。

補助用ピストン４６のストローク（継手用ピストン４１のストロークと同等）は、例えば、加圧部材４７及びねじ軸８７の双方に亘っている。すなわち、補助用ピストン４６は、前進限においては、その少なくとも一部が加圧部材４７内に位置し、後退限においては、その少なくとも一部がねじ軸８７内に位置する。図示の例では、補助用ピストン４６は、前進限においては、その前端が突出部４７ｂ（より詳細には根元部４７ｂａ）に位置し、後退限においては、その後端がねじ軸８７の後端に位置する。

なお、補助用ピストン４６は、継手用ピストン４１と固定されているから、例えば、補助用ピストン４６の補助用シリンダ室４８に対する前進限は、継手用ピストン４１がシリンダ部材３９内の不図示のストッパに当接することによって規定される。また、補助用ピストン４６の補助用シリンダ室４８に対する後退限は、継手用ピストン４１が加圧部材４７に当接することによって規定される。ただし、補助用ピストン４６は、補助用シリンダ室４８内に設けられた不図示のストッパに当接することによって、その前進限及び／又は後退限が規定されてもよい。

（シリンダ機構に係る液圧系）
図２に戻って、統合伝達機構３１は、シリンダ機構３３に係る液体の流れを制御するための液体制御部５３を有している。液体制御部５３は、例えば、ヘッド側室３９ｈと前側室４８ａを連通する連通流路５５と、ヘッド側室３９ｈ及び／又は前側室４８ａ（本実施形態では双方）に接続されたアキュムレータ５７と、連通流路５５に設けられたヘッド側バルブ５９及び補助用バルブ６１とを有している。

連通流路５５（及びその他の流路）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。なお、連通流路５５の少なくとも一部は、シリンダ部材３９と加圧部材４７（前側室４８ａ）とが相対移動可能であることに対応して、可撓性のホース等によって構成された撓み管路となっている。

連通流路５５は、一端が、継手用ピストン４１の後退限よりも後方にてヘッド側室３９ｈに通じ、他端が、補助用流路５０の、ねじ軸８７の後端面に開口する端部に通じている。連通流路５５が設けられていることにより、互いに固定されている継手用ピストン４１及び補助用ピストン４６が前進する際、前側室４８ａの容積の縮小に伴って前側室４８ａから排出される液体によって、容積が拡大するヘッド側室３９ｈへの液体の補給を行うことができる。同様に、継手用ピストン４１及び補助用ピストン４６が後退する際、ヘッド側室３９ｈから排出される液体によって前側室４８ａへの液体の補給を行うことができる。

継手用ピストン４１の移動に伴うヘッド側室３９ｈの容積の変化量は、継手用ピストン４１の断面積から補助用ロッド４５の断面積を差し引いた断面積に継手用ピストン４１の移動量を乗じた大きさである。補助用ピストン４６の移動に伴う前側室４８ａの容積の変化量は、補助用ピストン４６の断面積から補助用ロッド４５の断面積を差し引いた断面積に補助用ピストン４６の移動量を乗じた大きさである。従って、ヘッド側室３９ｈと前側室４８ａとの間で液体を補給し合うときの液体の過不足は、加圧部材４７の動作の影響等を無視すると、補助用ピストン４６の断面積が継手用ピストン４１の断面積に近いほど、低減される。この観点においては、補助用ピストン４６の径は、比較的大きいことが好ましく、例えば、図示の例とは異なり、前側ロッド４３の径よりも大きくされてもよい。

アキュムレータ５７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。図示の例では、アキュムレータ５７は、シリンダ式のものとされており、符号は省略するが、シリンダ部材と、シリンダ部材に摺動可能に収容されたピストンとを有している。シリンダ部材の内部は、ピストンによって気体室と液体室とに区画されており、液体室がシリンダ機構３３に接続されている。

アキュムレータ５７は、通常の射出シリンダに接続されるアキュムレータとは異なり、液体の送出によって継手用ピストン４１を駆動することを目的としたものではなく、その圧力は比較的低くてよい。例えば、アキュムレータ５７の気体室の圧力（例えばアキュムレータ５７の仕様で設定されている最高圧力又は成形サイクル中に実際に生じる最高圧力）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。また、アキュムレータ５７として、いわゆるミニボトルが用いられてもよい。

アキュムレータ５７は、例えば、連通流路５５に接続されており、ひいては、ヘッド側室３９ｈ及び前側室４８ａに通じている。ただし、後述の動作から理解されるように、アキュムレータ５７は、必ずしも前側室４８ａに通じている必要はなく、連通流路５５とは別個に前側室４８ａに接続されていてもよい。

ヘッド側バルブ５９は、連通流路５５に設けられており、ヘッド側室３９ｈと前側室４８ａとの間の双方向の流れを許容可能であるとともに、少なくともヘッド側室３９ｈから前側室４８ａへの流れ（別の観点ではヘッド側室３９ｈからの液体の排出）を禁止可能である。ヘッド側バルブ５９を閉じてヘッド側室３９ｈからの液体の排出を禁止することによって、例えば、増圧用電動機２９の駆動力を加圧部材４７に伝達して加圧部材４７を前進させたときに、ヘッド側室３９ｈの圧力を上昇させ、継手用ピストン４１に前進方向への力を付与することができる。すなわち、増圧用電動機２９の駆動力をプランジャ２３に伝達することができる。ヘッド側バルブ５９は、例えば、連通流路５５において、連通流路５５とアキュムレータ５７との接続位置よりもヘッド側室３９ｈ側に設けられている。

ヘッド側バルブ５９は、上記の機能を発揮できれば適宜な構成とされてよいが、例えば、ばね力によって閉位置とされ、電磁力によって開位置とされる２ポート２位置のノンリーク切換弁によって構成されている。ノンリーク弁は、液体のリークが少ない又は無い弁であり、そのカタログ乃至は仕様書などにおいて、ノンリーク弁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ノンリーク弁であるか否かを特定可能である。ノンリーク弁としては、例えば、ポペット構造などを採用することによってリークが全く無いことを謳ったものが知られている。

補助用バルブ６１は、前側室４８ａから排出される液体の流量を制御するためのものである。前側室４８ａからの液体の流量を制御することによって、例えば、補助用ピストン４６等の速度を制御し、ひいては、射出の際における前進方向の慣性力を制御することができる。補助用バルブ６１は、例えば、連通流路５５において、連通流路５５とアキュムレータ５７との接続位置よりも前側室４８ａ側に設けられている。

補助用バルブ６１は、流量制御ができれば適宜なものとされてよいが、例えば、ばね力によって閉位置とされ、電磁力によって開かれる、流量制御機能付きのノンリーク切換弁によって構成されている。ノンリーク弁については、上述のとおりである。ただし、リークが少ない又は無いのは、全閉時のときのみでよい。流量制御機能付きのものとしては、例えば、ポペット構造とスプール構造とを組み合わせたもの（別の観点では切換弁と流量制御弁とを組み合わせたバルブユニット）が知られている。流量制御は、圧力補償及び／又は温度補償を行うものであってもよいし、行わないものであってもよい。補助用バルブ６１は、流量制御に関してフィードバック制御がなされるサーボバルブであってもよいし、オープン制御がなされる比例弁であってもよい。

（射出用伝達機構）
射出用伝達機構３５は、例えば、巻掛伝動機構（符号省略）と射出用ねじ機構６９と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３５は、射出用電動機２７の出力軸２７ａに固定されたプーリ６５と、プーリ６５に掛けられたベルト６７と、ベルト６７が掛けられたナット７１と、ナット７１に螺合されたねじ軸７３とを有している。なお、プーリ６５、ベルト６７及びナット７１によって巻掛伝動機構の一種であるプーリ・ベルト機構が構成されている。ナット７１及びねじ軸７３によって射出用ねじ機構６９が構成されている。

プーリ６５及びベルト６７は、射出用電動機２７の回転をナット７１に伝達する。これらの部材は、例えば、射出用電動機２７をねじ軸７３に対して並列に配置したり、射出用ねじ機構６９に対する射出用電動機２７の配置の自由度を向上させたりすることに寄与している。プーリ６５の径とナット７１の径とは、同等であってもよいし、一方が他方よりも大きくてもよい。すなわち、射出用伝達機構３５の巻掛伝動機構は、減速又は増速に寄与しなくてもよいし、寄与してもよい。図示の例では、ナット７１の径は、プーリ６５の径よりも小さくされている。従って、射出用電動機２７の回転は増速されてナット７１に伝達される。ベルト６７は、例えば、歯付ベルトであってもよいし、歯が付いていないものであってもよい。射出用伝達機構３５の巻掛伝動機構は、スプロケット・チェーン機構のように、プーリ・ベルト機構以外の他の形式のものであってもよい。

射出用ねじ機構６９は、射出用電動機２７の回転を並進運動に変換することに寄与する。射出用ねじ機構６９は、ナット７１とねじ軸７３との間にボールが介在するボールねじ機構であってもよいし、ボールが介在しないすべりねじ機構であってもよい。伝動効率を向上させて高速化を図る等の観点からは前者が好ましい。射出用ねじ機構６９は、ねじ溝が１本の１条ねじ式のものであってもよいし、ねじ溝が２本以上の多条ねじ式のものであってもよい。

ねじ軸７３は、例えば、前側ロッド４３に設けられている。すなわち、前側ロッド４３の外周面の一部（図示の例）又は全部にねじ溝が形成され、前側ロッド４３の一部（図示の例）又は全部はねじ軸７３となっている。なお、ねじの外径は、前側ロッド４３のねじ溝が形成されていない部分の径よりも大きくてもよいし、同等でもよいし（図示の例）、小さくてもよい。ねじ軸７３が前側ロッド４３に占める割合及び位置は適宜に設定されてよいが、例えば、ねじ軸７３の後端は、継手用ピストン４１の直前に位置し、ねじ軸７３の前端は、継手用ピストン４１が後退限に位置している状態でシリンダ部材３９の中央よりも前方（好ましくは前端付近）に位置し、ねじ軸７３は、前側ロッド４３の長さの半分以上に亘っている。

ナット７１は、例えば、シリンダ部材３９（ロッド側室３９ｒ）に収容されている。ナット７１の外周面の径は、例えば、シリンダ部材３９の継手用ピストン４１が摺動する内面の径よりも小さい。ただし、ナット７１の配置位置において、シリンダ部材３９の内面に凹部を形成したり（肉薄にしたり）、シリンダ部材３９の内面及び外面の双方の径を大きくしたりすることにより、ナット７１の径をシリンダ部材３９の継手用ピストン４１が摺動する内面の径以上としてもよい。ナット７１のシリンダ部材３９の軸方向における位置は適宜な位置とされてよいが、例えば、シリンダ部材３９の中央よりも前方であり、好ましくは前端付近である。

なお、ナット７１に掛けられるベルト６７は、シリンダ部材３９の側面に形成された開口（符号省略）を介してシリンダ部材３９の内外に亘って延びている。ベルト６７のナット７１に巻きついている部分の外周面の径は、上記のナット７１の外周面の径と同様に、シリンダ部材３９の継手用ピストン４１が摺動する内面の径よりも小さくされてもよいし、ナット７１の配置位置において、シリンダ部材３９の内面に凹部を形成したり（図示の例）、シリンダ部材３９を拡径させたりすることによって、シリンダ部材３９の継手用ピストン４１が摺動する内面の径以上とされてもよい。

ナット７１は、軸回りの回転が許容されているとともに軸方向の移動が規制されている。一方、ねじ軸７３は、軸回りの回転が規制されているとともに軸方向の移動が許容されている。従って、射出用電動機２７の回転がプーリ６５及びベルト６７を介してナット７１に伝達されると、ねじ軸７３がその軸方向に移動する。ひいては、前側ロッド４３に連結されているプランジャ２３が前後方向に移動する。

ナット７１の軸回りの回転の許容及び軸方向の移動の規制は、例えば、ナット７１が適宜な軸受けを介してシリンダ部材３９に支持されることによりなされている。ねじ軸７３の軸回りの回転の規制は、例えば、ねじ軸７３が継手用ピストン４１に対して偏心して設けられたり、ねじ軸７３に設けられた不図示のスプライン溝がシリンダ部材３９に固定的なガイドに案内されたりすることによってなされる。

ナット７１には、２つのベルト６７が掛けられており、２つの射出用電動機２７の駆動力が伝達される。ただし、射出用電動機２７毎にナット７１が設けられもよい。２つの射出用電動機２７の制御においては、タンデム制御が行われてもよい。また、射出用電動機２７は、１つのみ設けられてもよい。

（増圧用伝達機構）
増圧用伝達機構３７は、例えば、巻掛伝動機構（符号省略）及び増圧用ねじ機構８３を含んで構成されている。具体的には、増圧用伝達機構３７は、増圧用電動機２９の出力軸２９ａに固定されたプーリ７９と、プーリ７９に掛けられたベルト８１と、ベルト８１が掛けられたナット８５と、ナット８５に螺合されるとともに加圧部材４７に固定されたねじ軸８７とを有している。なお、プーリ７９、ベルト８１及びナット８５によって巻掛伝動機構の一種であるプーリ・ベルト機構が構成されている。ナット８５及びねじ軸８７によって増圧用ねじ機構８３が構成されている。

プーリ７９及びベルト８１は、増圧用電動機２９の回転をナット８５に伝達する。これらの部材は、例えば、増圧用電動機２９をねじ軸８７に対して並列に配置したり、増圧用ねじ機構８３に対する増圧用電動機２９の配置の自由度を向上させたりすることに寄与している。プーリ７９の径とナット８５の径とは、同等であってもよいし、一方が他方よりも大きくてもよい。すなわち、増圧用伝達機構３７の巻掛伝動機構は、減速又は増速に寄与していなくてもよいし、寄与してもよい。図示の例では、ナット８５の径は、プーリ７９の径よりも大きくなっている。従って、増圧用電動機２９の生じたトルクよりも大きなトルクでナット８５は駆動される。ベルト８１は、例えば、歯付ベルトであってもよいし、歯が付いていないものであってもよい。増圧用伝達機構３７の巻掛伝動機構は、スプロケット・チェーン機構のように、プーリ・ベルト機構以外の他の形式のものであってもよい。

増圧用ねじ機構８３は、増圧用電動機２９の回転を並進運動に変換することに寄与する。増圧用ねじ機構８３は、ナット８５とねじ軸８７との間にボールが介在するボールねじ機構であってもよいし、ボールが介在しないすべりねじ機構であってもよい。伝動効率の向上によって高精度に所望の昇圧曲線を得る等の観点からは前者が好ましく、ヘッド側室３９ｈから圧力を受ける加圧部材４７の後退を抑制する等の観点からは後者が好ましい。増圧用ねじ機構８３は、ねじ溝が１本の１条ねじ式のものであってもよいし、ねじ溝が２本以上の多条ねじ式のものであってもよい。

ナット８５は、軸回りの回転が許容されているとともに軸方向の移動が規制されている。一方、ねじ軸８７は、軸回りの回転が規制されているとともに軸方向の移動が許容されている。従って、増圧用電動機２９の回転がプーリ７９及びベルト８１を介してナット８５に伝達されると、ねじ軸８７がその軸方向に移動する。ひいては、ねじ軸８７に固定されている加圧部材４７が前後方向に移動する。

ナット８５の軸回りの回転の許容及び軸方向の移動の規制は、例えば、ナット８５が適宜な軸受けによって支持されることによりなされている。ねじ軸８７の回転の規制は、例えば、ねじ軸８７が加圧部材４７に対して偏心して固定されたり、ねじ軸８７に設けられた不図示のスプライン溝がシリンダ部材３９に固定的なガイドに案内されたり、及び／又はねじ軸８７に並列で軸方向の移動のみが許容された不図示のガイド軸がねじ軸８７に固定されたりすることによってなされる。

なお、ねじ軸８７は、加圧部材４７とは別個の部材からなり、互いに固定されていてもよいし、加圧部材４７と一体的に形成されてねじ軸８７に固定されていてもよい。

射出用ねじ機構６９及び増圧用ねじ機構８３を比較すると、例えば、増圧用ねじ機構８３は射出用ねじ機構６９に比較して、リードが小さく、また、径（例えば有効径又は雄ねじの谷径）が大きい。また、例えば、射出用ねじ機構６９がボールねじ機構によって構成されているのに対して、増圧用ねじ機構８３をすべりねじ機構によって構成してもよい。

なお、以上の説明から理解されるように、射出用電動機２７の駆動力は、機械式の伝達機構によってプランジャ２３に伝達されており、流体圧機器（例えば油圧機器）を介さずに伝達されている。例えば、射出用電動機２７は、ポンプを駆動する電動機のような、作動流体に圧力を付与したり、作動流体を送出したりして、プランジャ２３を駆動するものではない。同様に、増圧用電動機２９の駆動力は、機械式の伝達機構によって加圧部材４７に伝達されており、流体圧機器（例えば油圧機器）を介さずに伝達されている。例えば、増圧用電動機２９は、ポンプを駆動する電動機のような、作動流体に圧力を付与したり、作動流体を送出したりして、加圧部材４７を駆動するものではない。

（カバー）
射出装置９は、主として射出用ねじ機構６９を保護するためのカバー７５を有している。カバー７５は、例えば、概ね筒状の部材であり、固定的に設けられている。例えば、カバー７５は、フレーム５１の前側ロッド４３が挿通されている孔を覆うようにしてフレーム５１に固定されている。カバー７５（筒状部分）の内径は、例えば、カップリング４９よりも大きくされている。カバー７５の先端面には、プランジャロッド２３ｂが挿通される孔が形成されている。この孔とプランジャロッド２３ｂとの隙間は小さい、又は無いことが好ましい。カバー７５は、プランジャ２３の軸方向において、フレーム５１の前面から、後退限に位置しているプランジャチップ２３ａの直後まで延びている。

従って、プランジャ２３が図示の位置（後退限）から前進すると、プランジャ２３は、カバー７５から延び出る。また、カップリング４９から後方部分（ねじ軸７３を含む）は、前進限に至るまで、カバー７５及びフレーム５１によって前方から遮られた状態となる。その結果、例えば、溶湯の飛沫からねじ軸７３が保護される。

（制御装置及びセンサ等）
制御装置１３は、例えば、ＣＰＵ８９及びメモリ９１を含むコンピュータにより構成されており、入力部９３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９５を介して各部へ出力する。

制御装置１３に入力される電気信号は、例えば、プランジャ２３の位置を検出する位置センサ９７の検出信号、プランジャ２３に付与されている力を検出する力センサ９９の検出信号、及び入力装置１７からのユーザの操作に応じた操作信号である。その他、射出用電動機２７の回転センサ２７ｓの検出信号、増圧用電動機２９の回転センサ２９ｓの検出信号、増圧用電動機２９に流れる電流を検出する電流検出器の検出信号、補助用バルブ６１の開度を示す検出信号等が、電動機又は制御弁を駆動するサーボドライバへの入力に加えて又は代えて、制御装置１３に入力されてもよい。

制御装置１３から出力される制御信号は、例えば、射出用電動機２７、増圧用電動機２９、ヘッド側バルブ５９、補助用バルブ６１及び表示装置１５を制御するためにこれらの制御対象（厳密にはそのドライバ）に出力される制御信号である。

位置センサ９７は、例えば、プランジャ２３に対して固定的に設けられた不図示のスケール部とともに、磁気式又は光学式のリニアエンコーダを構成している。図示の例では、スケール部は、前側ロッド４３に設けられており、位置センサ９７は、フレーム５１付近に位置している。位置センサ９７及び／又は制御装置１３は、スケール部と位置センサ９７との相対的な移動量に応じた数で生成されるパルスに基づいて、プランジャ２３の位置及び速度（射出速度）を特定可能である。

力センサ９９は、例えば、プランジャ２３と前側ロッド４３との間に位置するロードセルを含んで構成されている。ロードセルは、例えば、歪ゲージ式のものである。制御装置１３は、力センサ９９からの検出信号に基づいて、プランジャ２３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。

（射出装置の動作）
図４は、射出装置９の動作を説明するためのタイミングチャートである。

図４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２３の速度）を示し、線Ｌ_Ｐは射出圧力（プランジャ２３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２７のサーボロック状態（サーボＯＮ状態）での回転数又はサーボフリー状態（サーボＯＦＦ状態）、増圧用電動機２９のサーボロック状態（サーボＯＮ状態）での回転数又はサーボフリー状態（サーボＯＦＦ状態）、並びに補助用バルブ６１及びヘッド側バルブ５９の制御状態を示している。

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９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する。具体的には、以下のとおりである。

（低速射出開始前：〜ｔ０）
低速射出の開始直前において、射出装置９は、図２に示す状態となっている。すなわち、継手用ピストン４１（プランジャ２３及び前側ロッド４３）並びに加圧部材４７は、後退限等の初期位置に位置している。射出用電動機２７及び増圧用電動機２９は停止している。ヘッド側バルブ５９及び補助用バルブ６１は、例えば、閉じられている。

（低速射出（Ｔ１）：ｔ０〜ｔ１）
固定金型１０３及び移動金型１０５の型締めが終了し、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、射出用電動機２７を駆動する。その駆動力は、射出用伝達機構３５を介して前側ロッド４３に伝達され、プランジャ２３が前進する。すなわち、射出用電動機２７の駆動力によって低速射出が行われる。

この際、ヘッド側バルブ５９及び補助用バルブ６１は開状態（例えば全開）とされている。すなわち、ヘッド側室３９ｈ及び前側室４８ａは、互いに連通されるとともにアキュムレータ５７に接続される。そして、継手用ピストン４１の前進（補助用ピストン４６の加圧部材４７に対する前進）に伴って前側室４８ａから排出される液体は、ヘッド側室３９ｈに還流される。本実施形態では、補助用ピストン４６の断面積が継手用ピストン４１の断面積よりも小さいから、液体の不足が生じる。この不足は、アキュムレータ５７によって解消される。

なお、加圧部材４７は、増圧用電動機２９のサーボロック機能若しくはブレーキによって停止していることにより、及び／又はヘッド側室３９ｈにおける受圧面積（液体の圧力が加圧部材４７の移動方向に作用する面積）が前側室４８ａにおける受圧面積よりも大きいことにより、後退限に停止している。

プランジャ２３の速度は、射出用電動機２７の回転数の調整により制御される。具体的には、例えば、制御装置１３は、位置センサ９７により検出されるプランジャ２３の速度に基づいて、射出用電動機２７の回転数をフィードバック制御する。なお、図４では、このときの射出用電動機２７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。

ここでの速度フィードバック制御は、速度自体の偏差に基づいて速度を制御するものであってもよいし、目標速度に基づいて所定の時間刻み（例えば１ｍｓ）で時々刻々の目標位置を予め求めておき、時々刻々の位置の偏差に基づいて速度を制御する（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行う）ものであってもよい。速度は、位置の微分であるから、後者も速度に基づくフィードバック制御であると捉えられてよい。後述する高速射出においても同様である。

低速射出速度Ｖ_Ｌは、溶湯によるガスの巻き込みが生じないように適宜に設定されてよいが、例えば、１ｍ／ｓ未満である。低速射出中の射出圧力は、射出速度が比較的低速であることに対応して比較的低いＰ_Ｌとなる。

（高速射出（Ｔ２）：ｔ１〜ｔ３）
制御装置１３は、プランジャ２３が所定の高速切換位置に到達すると、射出用電動機２７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_Ｈとなる。高速射出速度Ｖ_Ｈは、低速射出速度Ｖ_Ｌよりも高い範囲で適宜に設定されてよいが、例えば、１ｍ／ｓ以上であり。好ましくは３ｍ／ｓ以上である。

なお、制御装置１３は、例えば、プランジャ２３の移動範囲を複数に分けた区間毎に設定された目標速度を時々刻々のプランジャ２３の目標位置に変換して位置フィードバック制御（実質的な速度フィードバック制御）を行っており（時間経過に基づいて変速しており）、プランジャ２３が高速切換位置に到達したか否か検知しない。ただし、制御装置１３は、位置センサ９７からの信号に基づいてプランジャ２３が所定の高速切換位置に到達したことを検知して目標速度を切り換えてもよい。

射出用電動機２７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：ｔ１〜ｔ２）は、任意に設定可能である。なお、射出用電動機２７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１３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２９の駆動を開始する。図４では、高速射出速度Ｖ_Ｈへの昇速完了時（ｔ２）に増圧用電動機２９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。高速射出中における加圧部材４７の前進速度は、継手用ピストン４１の前進速度（Ｖ_Ｈ）よりも低速であり、射出用電動機２７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２９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。

（射出用電動機による減速：ｔ３〜ｔ４）
制御装置１３は、所定の減速開始条件が満たされると（ｔ３）、射出用電動機２７の回転数を下げる。これにより、プランジャ２３は減速される。昇速と同様、この減速は射出用電動機２７の回転数の制御により実現されることから、その減速時間は、任意に設定可能である。射出用電動機２７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_Ｈ付近に保たれ又は上昇する。

ここでの射出用電動機２７の減速制御は、低速射出及び高速射出における速度制御と同様に、オープン制御であってもよいし、フィードバック制御であってもよく、また、速度フィードバック制御は、速度自体の偏差に基づくものであってもよいし、時々刻々の位置偏差に基づくものであってもよい。

減速開始条件は、適宜に設定されてよく、例えば、プランジャ２３が所定の減速開始位置に到達したときに減速が開始される。ただし、高速切換位置と同様に、制御装置１３は、位置センサ９７からの信号に基づいてプランジャ２３が減速開始位置に到達したことを検知して目標速度を切り換えてもよいし、時々刻々の位置フィードバック制御によって実質的に速度フィードバック制御を行っており（時間経過に基づいて変速しており）、プランジャ２３が減速開始位置に到達したか否か検知しなくてもよい。

なお、このような射出用電動機２７の減速制御が行われずに、金型１０１に概ね充填された溶湯からプランジャ２３が受ける力によって、プランジャ２３及び射出用電動機２７が減速されてもよい。

（流量制御弁による慣性力制御：ｔ２〜ｔ６）
制御装置１３は、プランジャ２３の停止直前時点を含む適宜な期間において、補助用バルブ６１によって前側室４８ａから排出される液体の流量を制御し（基本的には減じ）、ひいては、プランジャ２３及び射出駆動部２５の前方への慣性力を制御する（基本的には減じる）。これにより、例えば、大きなサージ圧が発生するおそれが低減される。なお、この動作は、プランジャ２３の減速制御にも寄与する。

具体的には、例えば、制御装置１３は、プランジャの停止前において流量を減じていく。そして、プランジャ２３の停止時点（ｔ４）において流量を最小とし、以後は、その流量を維持する。ここで、流量が最小とされているとき、補助用バルブ６１は全閉状態ではなく、前側室４８ａからアキュムレータ５７への圧力変動の吸収等は許容されている。

流量制御の開始時点及び終了時点等は適宜に設定されてよい。図４では、高速射出開始後（別の観点では増圧用電動機２９の駆動開始後）かつ減速開始前の比較的早期に流量制御が開始されている場合を例示している。従って、流量の減少は比較的緩やかに進んでいる。その結果、例えば、加圧部材４７に衝撃が加えられて意図しない圧力変動が生じるおそれが低減される。

（プランジャの停止：ｔ４）
上述の射出用電動機２７の減速制御によって、及び／又はプランジャ２３が溶湯から受ける力によってプランジャ２３は停止する（ｔ４）。このとき、補助用バルブ６１は、完全には閉じられていないから、前側室４８ａの圧力変動は、アキュムレータ５７によって吸収される。その結果、図４において点線で示すようなサージ圧の発生が抑制される。

（増圧：ｔ３〜ｔ４）
上述のように、増圧用電動機２９は適宜な時期に回転が開始され、一定の回転数Ｍ_ＶＩに到達する。回転数Ｍ_ＶＩに到達する時期は適宜な時期とされてよいが、例えば、減速が開始される時点（ｔ３）である。プランジャ２３の減速の結果、継手用ピストン４１の前進速度が加圧部材４７の前進速度よりも遅くなると、継手用ピストン４１と加圧部材４７との間の容積は縮小される。一方、制御装置１３は、減速開始後かつプランジャ停止前の適宜な時期（図示の例では減速開始時点）において、ヘッド側バルブ５９を閉じる。

その結果、ヘッド側室３９ｈの圧力は上昇する。これにより、増圧用電動機２９の駆動力は、加圧部材４７、ヘッド側室３９ｈの液体及び継手用ピストン４１を介して、プランジャ２３に伝達される。すなわち、増圧用電動機２９の駆動力による増圧が実現される。

そして、射出圧力は、終圧である圧力Ｐ_maxに達する（ｔ４）。圧力Ｐ_maxに到達するまでの昇圧時間は、昇速時間や減速時間と同様に、射出用電動機２７及び増圧用電動機２９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２７及び増圧用電動機２９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_Ｈ＝３ＭＰａからＰ_max＝５０ＭＰａへの昇圧を１０ｍｓ程度で行うこともできる。

増圧において、制御装置１３は、適宜に増圧用電動機２９の速度制御及び／又はトルク制御を行ってよい。例えば、制御装置１３は、減速開始時点等の適宜な時期に、増圧用電動機２９の制御を速度制御からトルク制御に切り換えてよいし、速度制御とトルク制御とを組み合わせた制御を行ってもよい。

速度制御は、オープン制御であってもよいし、フィードバック制御であってもよく、フィードバック制御は、速度自体の偏差に基づくものであってもよいし、時々刻々の位置偏差に基づくものであってもよい。また、速度制御は、増圧用電動機２９の回転センサ２９ｓの検出値に基づくセミ・クローズドループによるものであってもよいし、このループを含む又は含まない、加圧部材４７の速度（位置）を検出するセンサを設けることによってなされる（フル）クローズドループによるものであってもよい。

トルク制御は、オープン制御であってもよいし、フィードバック制御であってもよい。フィードバック制御は、不図示の電流検出器が検出する増圧用電動機２９の電流に基づくセミ・クローズドループによるものであってもよいし、このループを含む又は含まない、力センサ９９の検出値に基づくクローズドループによるものであってもよい。また、増圧用電動機２９のトルクは、多段制御されてよい。

（保圧：ｔ４〜ｔ６）
プランジャ２３の停止（ｔ４）後、射出用電動機２７は、例えば、トルクフリーの状態とされる。増圧用電動機２９は、例えば、停止され、又はトルク制御が維持される。加圧部材４７の後退が規制されるとともにヘッド側室３９ｈの液体の排出がヘッド側バルブ５９によって規制されていることにより、又はこれに加えて増圧用電動機２９のトルク制御が維持されていることにより、鋳造圧力Ｐ_maxは維持される。

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２９により適宜にプランジャ２３を前進させ（速度Ｖ_１）、キャビティＣａ内の圧力を鋳造圧力Ｐ_maxに保つことができる。そして、一定の時間が経過すると、増圧用電動機２９のトルクは徐々に下げられ、さらには、増圧用電動機２９は停止され、保圧は完了する（ｔ６）。

なお、保圧において、加圧部材４７の後退の規制は、増圧用電動機２９のサーボロック機能又はブレーキによってなされてもよいし、及び／又は増圧用ねじ機構８３（すべりねじ機構）の抵抗力によってなされてもよい。

（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９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２３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、射出用電動機２７及び増圧用電動機２９のいずれであってもよいし、双方が利用されてもよい。

その後、継手用ピストン４１は、射出用電動機２７の逆回転により初期位置に戻され、加圧部材４７は増圧用電動機２９の逆回転により初期位置に戻される。この際、ヘッド側バルブ５９及び補助用バルブ６１は開かれる。従って、継手用ピストン４１の後退によってヘッド側室３９ｈから排出される液体は、連通流路５５を介して前側室４８ａに還流される。液体の過不足は、アキュムレータ５７によって解消される。

以上のとおり、本実施形態では、射出装置９は、射出用電動機２７と、増圧用電動機２９と、これら及びプランジャ２３の間に介在する統合伝達機構３１と、を有している。統合伝達機構３１は、プランジャ２３の後方に位置しており、射出用電動機２７の駆動力が流体圧機器を介さずに伝達されてプランジャ２３と共に移動する継手用ピストン４１と、継手用ピストン４１を摺動可能に収容しており、継手用ピストン４１の後側に、液体が満たされるヘッド側室３９ｈを有しているシリンダ部材３９と、増圧用電動機２９により流体圧機器を介さずに駆動されてヘッド側室３９ｈの液体を加圧する加圧部材４７と、継手用ピストン４１の後方に位置しており、継手用ピストン４１に固定的な補助用ピストン４６と、補助用ピストン４６を摺動可能に収容しており、補助用ピストン４６の前側に、液体が満たされる前側室４８ａを有している補助用シリンダ室４８と、を有している。

従って、例えば、射出用電動機２７によってプランジャ２３を駆動するときにおいては、継手用ピストン４１と加圧部材４７との離間が許容されることによって、増圧用電動機２９をプランジャ２３から実質的に切り離した状態でプランジャ２３を駆動できる。その一方で、増圧用電動機２９によって加圧部材４７を前進させると、ヘッド側室３９ｈの液体の圧力が上昇することによって増圧用電動機２９の駆動力がプランジャ２３へ伝達されるから、増圧用電動機２９がプランジャ２３に実質的に接続されることになる。すなわち、プランジャ２３を駆動する電動機を切り換えることができる。

このようなシリンダ機構３３を用いた電動機の切り換えは、例えば、摩擦クラッチを用いるような場合に比較して、大きな力を伝達することに有利である。また、例えば、ヘッド側室３９ｈ及び／又は前側室４８ａの液体が種々の衝撃緩和に寄与することによって、耐久性向上が期待される。これらのことから、本実施形態は、比較的大きな駆動力を必要とし、また、慣性力が比較的大きくなりやすい、大型成形機の全電動化に有利である。

また、補助用ピストン４６及び補助用シリンダ室４８が設けられることによって、プランジャの前進に伴って液体が排出される構成が得られる。すなわち、前側室４８ａは、液体の作用に関して、一般的な油圧シリンダのロッド側室（液体が満たされたロッド側室）が生じる作用と同様の作用を生じる。従って、この前側室４８ａを用いて種々の有利な効果を得ることができる。例えば、衝撃緩和、慣性力制御及び／又は減速制御を行うことができる。別の観点では、ロッド側室３９ｒに液体を満たす必要性が減じられ、ロッド側室３９ｒに射出用伝達機構３５の一部を配置するなど、ロッド側室３９ｒの有効利用が図られる。

また、本実施形態では、統合伝達機構３１は、ヘッド側室３９ｈと前側室４８ａとを連通する連通流路５５を更に有している。

従って、例えば、継手用ピストン４１の前進に伴って容積が拡大するヘッド側室３９ｈに対して、補助用ピストン４６の前進に伴って容積が縮小される前側室４８ａから液体を補給することができる。また、その逆に、ヘッド側室３９ｈから排出される液体を前側室４８ａに収容することができる。すなわち、補助用ピストン４６及び補助用シリンダ室４８をヘッド側室３９ｈにおける液体の過不足を解消することに有効利用することができる。別の観点では、ヘッド側室３９ｈ及び前側室４８ａの間で液体を補給し合うことから、装置全体として液体を収容する容積が小さくなり、装置の小型化が図られる。

また、本実施形態では、統合伝達機構３１は、前側室４８ａに通じるアキュムレータ５７を有している。

従って、例えば、プランジャ２３の停止時に前側室４８ａに生じる圧力変動をアキュムレータ５７に逃がし、サージ圧を抑制することができる。また、このアキュムレータ５７によって、シリンダ機構３３における液体の過不足を解消することができる。

また、本実施形態では、統合伝達機構３１は、前側室４８ａから排出される液体の流量を制御可能な補助用バルブ６１（流量制御弁）を有している。

従って、例えば、前側室４８ａから排出される液体の流量制御によってプランジャ２３の停止直前の慣性力を制御し、サージ圧を抑制することができる。

また、本実施形態では、加圧部材４７は、ヘッド側室３９ｈを挟んで継手用ピストン４１の後方に位置している。補助用シリンダ室４８の少なくとも一部は、加圧部材４７内に位置している。

従って、例えば、加圧部材４７及び補助用ピストン４６が同心状に配置されることになり、小型化が図られる。別の観点では、ヘッド側室３９ｈの液体を加圧するための加圧部材４７が補助用シリンダ室４８の形成に利用されることになり、加圧部材４７の有効利用が図られる。また、加圧部材４７と前側室４８ａの液体とが相互に圧力を及ぼし合うことになり、衝撃の分散が期待される。

また、本実施形態では、増圧用電動機２９は回転式である。統合伝達機構３１（増圧用伝達機構３７）は、加圧部材４７に対して同軸的に固定されているねじ軸８７と、ねじ軸８７に螺合しており、増圧用電動機２９の回転が伝達されるナット８５と、を更に有している。補助用シリンダ室４８は、加圧部材４７内及びねじ軸８７内に亘っている。補助用ピストン４６の移動可能範囲は加圧部材４７及びねじ軸に亘っている。

従って、例えば、加圧部材４７及びねじ軸８７が同軸上に配置され、かつ補助用ピストン４６が加圧部材４７及びねじ軸８７に対して同心状に配置されることになり、小型化が図られる。別の観点では、増圧用電動機２９の回転を並進運動に変換して加圧部材４７に伝達するためのねじ軸８７が、補助用シリンダ室４８の形成に利用されることになり、ねじ軸８７の有効利用が図られる。

また、本実施形態では、射出用電動機２７及び増圧用電動機２９は回転式であり、統合伝達機構３１は、射出用電動機２７の回転を並進運動に変換してプランジャ２３（厳密には前側ロッド４３）に伝達する射出用ねじ機構６９と、増圧用電動機２９の回転を並進運動に変換して加圧部材４７に伝達する、射出用ねじ機構６９に比較して大径かつ小リードの増圧用ねじ機構８３を更に有している。

従って、射出用電動機２７及び増圧用電動機２９からの駆動力の伝達は、ねじ機構によってなされるから、例えば、比較的大きな駆動力の伝達が容易であり、大型のダイカストマシンに対応しやすい。また、射出用ねじ機構６９のリードが相対的に大きいことから、例えば、射出用電動機２７によってプランジャ２３を駆動するときに速度を高くしやすい。一方で、増圧用ねじ機構８３のリードが相対的に小さいことから、例えば、増圧用電動機２９によって加圧部材４７を駆動するときに推力を大きくしやすい。また、増圧用ねじ機構８３の径が相対的に大きいことから、例えば、増圧用電動機２９によって加圧部材４７を駆動するときに増圧用ねじ機構８３のねじ軸８７に座屈が生じにくく、ひいては、比較的大きな推力を伝達しやすい。

＜第２実施形態＞
以下の第２実施形態の説明では、第１実施形態との相違部分を中心に述べる。特に言及がない点は、第１実施形態と同様である。第１実施形態の構成と同一又は類似する構成については、第１実施形態の構成に付した符号を付すことがあり、また、説明を省略することがある。第１実施形態の構成と類似（対応）する構成について、第１実施形態の符号とは異なる符号を付した場合においても、特に断りがない事項については、第１実施形態の構成と同様である。

図５は、第２実施形態に係る射出装置２０９（射出駆動部２２５）の構成を示す、図２と同様の図である。ただし、図５では、Ａ−Ａ線に対応する断面図も紙面左上に示されている。

（射出駆動部の概略構成）
射出装置２０９は、第１実施形態の射出装置９と同様に、射出用電動機２７、増圧用電動機２９及びこれらの駆動力をプランジャ２３に伝達する統合伝達機構２３１を有しており、統合伝達機構２３１は、シリンダ機構２３３、射出用伝達機構２３５及び増圧用伝達機構２３７を有している。

（シリンダ機構の基本構成）
シリンダ機構２３３は、第１実施形態のシリンダ機構３３と同様に、シリンダ部材２３９と、継手用ピストン４１と、前側ロッド２４３と、加圧部材２４７とを有している。シリンダ部材２３９の内部は、継手用ピストン４１によって、ロッド側室２３９ｒとヘッド側室２３９ｈとに区画されている。

ただし、本実施形態では、加圧部材２４７は、継手用ピストン４１の後方に乃至は同軸的に配置されておらず、継手用ピストン４１の移動方向（射出装置２０９の前後方向）に対して交差（例えば直交）する方向を移動方向として配置されている。

また、別の観点では、加圧部材２４７は、継手用ピストン４１が摺動するシリンダ部材２３９内を摺動するピストン状ではなく、シリンダ部材２３９に連結された増圧用シリンダ部材２４０内を摺動するピストン状とされている。そして、加圧部材２４７は、増圧用シリンダ部材２４０内の液体を介してヘッド側室２３９ｈ内の液体を加圧可能である。

増圧用シリンダ部材２４０（加圧部材２４７）の径は、シリンダ部材２３９（継手用ピストン４１）の径と同一であってもよいし、異なっていてもよい。増圧用電動機２９の負担を軽減する観点からは、増圧用シリンダ部材２４０の径は、シリンダ部材２３９の径よりも小さいことが好ましい。

なお、加圧部材２４７は、増圧用シリンダ部材２４０内のみで摺動してもよいし、補助用ロッド４５に干渉しない範囲で、シリンダ部材２３９内に侵入してもよい。図示の例では、増圧用シリンダ部材２４０は、直接的にシリンダ部材２３９に連結されているが、適宜な流路を介して連結されていてもよい。また、図示の例では、増圧用シリンダ部材２４０は、シリンダ部材２３９に対して直交するように配置されているが、シリンダ部材２３９に対して傾斜又は平行になるように配置されてもよい。

（シリンダ機構の補助部）
シリンダ機構２３３は、第１実施形態のシリンダ機構３３と同様に、補助用ロッド４５と、補助用ピストン２４６と、補助用シリンダ室２４８とを有している。補助用シリンダ室２４８は、補助用ピストン２４６の前側に、液体が満たされる前側室２４８ａを有している。

ただし、補助用シリンダ室２４８は、加圧部材及びねじ軸の内部に形成されるのではなく、シリンダ部材２３９に連結された補助用シリンダ部材２５２の内部に形成されている。ヘッド側室２３９ｈと前側室２４８ａとは、仕切部２５４（シリンダ部材２３９の後端部又は補助用シリンダ部材２５２の前端部と捉えられてもよい）によって仕切られている。補助用ロッド４５は、仕切部２５４を貫通して継手用ピストン４１から補助用ピストン２４６へ延びている。補助用ピストン２４６の径は、継手用ピストン４１よりも小さくてもよいし、同等でもよいし（図示の例）、大きくてもよい。

（シリンダ機構に係る液圧系）
統合伝達機構２３１は、第１実施形態の統合伝達機構２３１と同様に、シリンダ機構２３３に係る液体の流れを制御するための液体制御部２５３を有しており、液体制御部２５３は、連通流路５５、アキュムレータ５７、ヘッド側バルブ２５９及び補助用バルブ２６１を有している。

ヘッド側バルブ２５９は、第１実施形態のヘッド側バルブ５９と同様に、ヘッド側室２３９ｈと前側室２４８ａとの間の双方向の流れを許容可能であるとともに、少なくともヘッド側室２３９ｈから前側室２４８ａへの流れ（別の観点ではヘッド側室２３９ｈからの液体の排出）を禁止可能である。

ただし、図５では、ヘッド側バルブ２５９として、ノンリーク切換弁ではなく、パイロット式の逆止弁が示されている。この逆止弁は、パイロット圧が導入されていないときは、前側室２４８ａからヘッド側室２３９ｈへの流れを許容するとともに、その反対方向の流れを禁止し、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。

補助用バルブ２６１は、第１実施形態の補助用バルブ６１と同様に、前側室２４８ａから排出される液体の流量を制御する。ただし、図５では、補助用バルブ６１として、流量制御機能付きのノンリーク切換弁ではなく、通常の流量制御弁が示されている。より具体的には、この流量制御弁は、例えば、圧力補償機能付きかつ温度補償機能付きのものであり、電磁力とパイロット圧力とが順次作動して開かれる。

また、図５では、液体制御部２５３は、バイパスバルブ２６３を有している。バイパスバルブ２６３は、補助用バルブ２６１をバイパスする流路に設けられた逆止弁である。すなわち、補助用バルブ２６１及びバイパスバルブ２６３は、逆止弁付流量制御弁を構成している。

バイパスバルブ２６３は、補助用バルブ２６１をバイパスする流路において、前側室２４８ａからヘッド側室２３９ｈ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する。従って、補助用バルブ２６１の開閉に関わらずに、アキュムレータ５７から前側室２４８ａへの流れ、及びヘッド側室２３９ｈから開状態のヘッド側バルブ２５９を介した前側室２４８ａへの流れは許容されている。

ただし、バイパスバルブ２６３が省略され、第１実施形態と同様に、補助用バルブ２６１を開く制御によって、前側室２４８ａへの流れが許容されてもよい。

（射出用伝達機構）
射出用伝達機構２３５は、第１実施形態の射出用伝達機構３５と同様に、射出用電動機２７の回転を並進運動に変換してプランジャ２３（より厳密には前側ロッド２４３）に伝達する。ただし、第１実施形態においては、回転運動を並進運動に変換する機構として、ねじ機構が用いられたのに対して、本実施形態では、ラックアンドピニオン機構２６９が用いられている。なお、射出用電動機２７及びラックアンドピニオン機構２６９の組み合わせの数は、１つでもよいし、２つ以上でもよく、本実施形態では、１つの場合を例に取る。

ラックアンドピニオン機構２６９は、ラック２７３と、ラック２７３に噛み合い可能なピニオン２７１とを有している。

ラック２７３は、前側ロッド２４３に設けられている。すなわち、ラック２７３は、前側ロッド２４３の外周面に前側ロッド２４３の軸方向に沿って複数の歯が配列されることによって構成されている。ラック２７３の前側ロッド２４３の軸回りの位置（上面、側面又は下面）は適宜に設定されてよい。ピニオン２７１は、前側ロッド２４３の軸方向に直交する方向（図１の紙面貫通方向）を回転軸が延びる方向として配置されている。射出用電動機２７の回転がピニオン２７１に伝達されると、ラック２７３が前側ロッド２４３の軸方向に移動し、ひいては、プランジャ２３が前後進を行う。

射出用電動機２７からピニオン２７１への回転の伝達は、例えば、伝達機構を介さずに直接的になされる。すなわち、射出用電動機２７は、その出力軸２７ａがピニオン２７１に対して同心状になるように配置され、出力軸２７ａとピニオン２７１とは固定されている。ただし、巻掛伝動機構又は歯車機構（例えば傘歯車を含むもの）等の伝達機構を介して間接的に射出用電動機２７からピニオン２７１へ回転が伝達されてもよい。

（増圧用伝達機構）
増圧用伝達機構２３７は、第１実施形態の増圧用伝達機構３７と同様に、巻掛伝動機構及び増圧用ねじ機構２８３を含んで構成されている。

ただし、増圧用ねじ機構２８３のねじ軸２８７は、上述のように、その内部に補助用シリンダ室２４８を有していない。また、加圧部材２４７が射出装置２０９の前後方向に対して交差（例えば直交）していることに対応して、増圧用電動機２９、巻掛伝動機構及び増圧用ねじ機構２８３の各種の回転軸の方向は、第１実施形態における回転軸の方向に対して交差している。

（射出装置の動作）
図６は、射出装置２０９の動作を説明するためのタイミングチャートである。

この図は、ヘッド側バルブの動作が省略されていること、補助用バルブの動作を示す波形が図２とは異なることを除いて、図２と同様である。すなわち、射出装置２０９の動作は、これらのバルブの制御を除いては、第１実施形態の射出装置９の動作と同様でよい。なお、ヘッド側バルブ２５９は、図示の範囲（射出開始から保圧完了まで）においては、例えば、パイロット圧が導入されていない状態である。

（低速射出開始前：〜ｔ０）
低速射出の開始直前において、第１実施形態とは異なり、補助用バルブ２６１は、例えば、全開とされている。ヘッド側バルブ２５９は、上述のように、例えば、パイロット圧が導入されていない。

従って、低圧ではあるが、アキュムレータ５７の圧力がヘッド側室２３９ｈ及び前側室２４８ａに付与される。その結果、例えば、補助用ピストン２４６の断面積が継手用ピストン４１の断面積よりも小さい態様においては、継手用ピストン４１が意図せず前進するおそれがある。図示の例では、補助用ピストン２４６及び継手用ピストン４１の断面積は同等であることから、そのような意図しない前進は生じない。

なお、図示の例において意図しない前進を確実に防止したり、図示の例とは異なり、補助用ピストン２４６の断面積が継手用ピストン４１の断面積よりも小さい態様において、意図しない前進を防止したりするために、第１実施形態と同様に、補助用バルブ２６１を閉じたり、アキュムレータ５７からヘッド側室２３９ｈへの液体の流れを禁止できるようにヘッド側バルブ２５９を構成したりしてよい。また、射出用電動機２７のサーボロック機能又はブレーキを利用してもよい。また、意図しない前進を確実に防止する観点から、補助用ピストン２４６の断面積を継手用ピストン４１の断面積よりも大きくしてもよい。

（低速射出、高速射出及び射出用電動機による減速：ｔ０〜ｔ４）
低速射出、高速射出及び射出用電動機による減速についての動作は、第１実施形態の動作と同様でよい。ヘッド側バルブ２５９は、ヘッド側室２３９ｈへの液体の流入を許容しており、また、補助用バルブ２６１は開状態（例えば全開）とされている。従って、継手用ピストン４１の前進（補助用ピストン２４６の前進）に伴って前側室２４８ａから排出される液体がヘッド側室２３９ｈに還流される点も、第１実施形態と同様である。

ただし、図５に示した例では、補助用ピストン２４６の径は、継手用ピストン４１の径と同等であるから、加圧部材２４７の影響等を無視すれば、液体の過不足は生じない。既に述べたように、図示の例とは異なり、補助用ピストン２４６の径は、継手用ピストン４１の径よりも大きくても、小さくてもよい。この場合に生じる液体の過不足は、第１実施形態と同様に、アキュムレータ５７によって解消される

（流量制御弁による慣性力制御：ｔ３〜ｔ４）
制御装置１３は、第１実施形態と同様に、プランジャ２３の停止直前時点を含む適宜な期間において、補助用バルブ２６１によって前側室２４８ａから排出される液体の流量を制御し（基本的には減じ）、ひいては、プランジャ２３及び射出駆動部２２５の前方への慣性力を制御する（基本的には減じる）。ただし、図６では、その具体的な制御方法が図２とは異なる場合を例示している。

例えば、制御装置１３は、一旦流量を減じた後、再度流量を増加させる制御を行う。最も減じられたときの流量は、適宜に設定されてよく、また、０であってもよい。減じた後に最も増加された流量は、適宜に設定されてよく、また、最大（全開に対応する流量）であってもよい。流量を減じたり、増加させたりするときの流量の変化の速度、開始時点及び終了時点等も適宜に設定されてよい。このような制御は、例えば、減速開始（ｔ３）からプランジャ２３の停止（ｔ４）までの間の適宜な期間において行われる。

図６では、減速開始条件が満たされたとき（ｔ３）において、最大速度で流量を減じ、その後、徐々に流量を増加させ、プランジャ２３が概ね停止するとき（ｔ４）に全開となるように補助用バルブ２６１が制御されている態様を例示している。

（プランジャの停止及び増圧：ｔ３〜ｔ４）
プランジャ２３の停止及び増圧に係る動作は、第１実施形態の動作と基本的に同様でよい。ただし、プランジャ２３の減速開始（ｔ４）後、加圧部材２４７の速度が継手用ピストン４１の速度を超えると、逆止弁からなるヘッド側バルブ２５９は自閉するから、第１実施形態のようにヘッド側バルブ５９を閉じる制御は不要である。

（成形後）
溶湯の凝固後の動作は、基本的に第１実施形態の動作と同様である。ただし、ヘッド側バルブ２５９を開く制御は、パイロット圧の導入によってなされる。また、図５の例では、バイパスバルブ２６３が設けられていることから、補助用ピストン２４６の後退に伴う前側室２４８ａへの液体の補給に際して、補助用バルブ２６１は閉じられていても構わない。また、図５の例では、継手用ピストン４１の断面積と補助用ピストン２４６の断面積とが同等であることから、プランジャ２３の後退時においては、プランジャ２３の前進時と同様に、加圧部材２４７の影響等を無視すれば、液体の過不足は生じない。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、射出装置２０９は、射出用電動機２７、増圧用電動機２９及びこれら及び射出プランジャの間に介在する統合伝達機構２３１とを有している。また、統合伝達機構２３１は、継手用ピストン４１の後方に位置しており、継手用ピストン４１に固定的な補助用ピストン２４６と、補助用ピストン２４６を摺動可能に収容しており、補助用ピストン２４６の前側に、液体が満たされる前側室２４８ａを有している補助用シリンダ室２４８と、を有している。

従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が奏される。例えば、摩擦クラッチを用いずに、プランジャ２３を駆動する電動機の切り換えを好適に行うことができる。また、一般的な油圧シリンダのロッド側室が生じる作用と同様の作用を生じる前側室２４８ａによって、種々の有利な効果を得ることができる。

なお、以上の第１及び第２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り、射出用電動機２７は第１電動機の一例であり、増圧用電動機２９は第２電動機の一例であり、統合伝達機構３１及び２３１はそれぞれ伝達機構の一例であり、プランジャ２３は射出プランジャの一例であり、連通流路５５は流路の一例であり、補助用バルブ６１及び２６１はそれぞれ流量制御弁の一例であり、射出用ねじ機構６９は第１ねじ機構の一例であり、増圧用ねじ機構８３は第２ねじ機構及びねじ機構の一例である。

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。

第１及び第２実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第１実施形態において、流体制御部（バルブ等）が第２実施形態のものとされたり、射出用伝達機構が第２実施形態のものとされたり、加圧部材及び補助部（補助用ピストン等）が第２実施形態のものとされたりしてもよい。

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。シリンダ機構に利用される液体は、油に限定されず、例えば水でもよい。

射出用電動機２７と増圧用電動機２９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種に限定されない。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、実施形態でも言及したように、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２７を２機設けたり、増圧用電動機２９を２機設けたりしてもよい。

ピストンを駆動する第１電動機（実施形態では射出用電動機２７）及び加圧部材を駆動する第２電動機（実施形態では増圧用電動機２９）の役割分担は、適宜に設定されてよい。例えば、第２電動機によって低速射出及び増圧を行い、第１電動機によって高速射出を行ってもよい。また、例えば、増圧及び／又は保圧において、第２電動機に加えて第１電動機のトルク制御も行い、第１電動機及び第２電動機によって増圧及び／又は保圧を行ってもよい。

第１電動機及び第２電動機それぞれは、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、この場合、リニアモータの駆動力をプランジャ（前側ロッド及び継手用ピストン）又は加圧部材に伝達するための伝達機構は設けられなくてもよい。回転式の第１電動機は、前側ロッドに設けられたねじ軸に螺合されるナットをロータとして含み、前側ロッドに同心状に配置されるものであってもよく、このような第１電動機は、一部又は全部がシリンダ部材内に配置されてよい。また、リニアモータからなる第１電動機は、前側ロッドを可動子として含むものであってもよく、このような第１電動機は、一部又は全部がシリンダ部材内に配置されてよい。

第１電動機又は第２電動機が回転式のものである場合において、その回転を並進運動に変換する機構はねじ機構及びラックアンドピニオン機構に限定されない。例えば、カム機構又はリンク機構が用いられてもよい。また、ねじ機構は、プランジャにナットが固定され、ねじ軸が電動機によって回転されてもよい。

第１又は第２電動機の回転を並進運動に変換せずに伝達する回転伝達機構（例えば第１実施形態の巻掛伝動機構）は設けられなくてもよいし、設けられてもよい。また、回転伝達機構は、歯車機構等の巻掛伝動機構以外の機構とされてもよい。

本実施形態の射出装置は、補助用ピストン等を設けることによって、ロッド側室に液体を配置する必要性を減じ、ロッド側室の有効利用を可能とする。ただし、ロッド側室に液体が満たされてもよい。

また、上記に関連して、第１電動機の駆動力によってプランジャを駆動するための構成は、第１電動機の駆動力をロッド側室内で前側ロッドに伝達する構成に限定されないし、回転を並進運動に変換する機構等がロッド側室内に配置される構成にも限定されない。例えば、シリンダ部材の外部において、ねじ機構又はラックアンドピニオン機構が前側ロッドに並列に設けられ、当該機構が、プランジャ、前側ロッド又はこれらを連結するカップリングに連結されてもよい。

加圧部材が継手用ピストンの後方に位置する場合において、補助用シリンダ室は、加圧部材の内部のみに形成されてもよいし、ねじ軸の内部にのみ形成されてもよい。実施形態では、加圧部材４７に突出部４７ｂを形成することによって補助用シリンダ室４８の体積を確保したが、そのような突出部４７ｂは設けられなくてもよい。内部に補助用シリンダ室が形成される加圧部材は、ねじ軸が同軸的に固定されている必要はない。例えば、第１実施形態において、ねじ軸８７となっている部分を、ねじ溝が切られていない加圧部材の一部とし、加圧部材に並列にねじ軸を設けてもよい。

加圧部材は、ピストン状のものに限定されない。例えば、第２実施形態において、加圧部材は、増圧用シリンダ部材２４０よりも径が小さいロッド状であってもよい。また、例えば、加圧部材は、増圧用シリンダ部材２４０が設けられずに、補助用ロッド４５に干渉しないように、シリンダ部材２３９の側面からその内部へ進退するロッドであってもよい。

実施形態では、シリンダ機構における液体の過不足をアキュムレータによって解消した。しかし、アキュムレータに代えて、例えば、タンクによって液体の過不足を解消してもよい。なお、この場合、ヘッド側室又は前側室の液体の不足は、例えば、これらのシリンダ室の負圧によって液体が吸入されることによって補給される。また、例えば、液体の余剰は生じないようにし、液体が不足したときにはヘッド側室又は前側室等に真空の空間が形成されるようにしてもよい。

実施形態では、プランジャが停止する直前の時点を含む期間において、前側室から排出される作動液の流量を制御したが、そのような制御が行われなくてもよい。例えば、実施形態において、補助用バルブ６１又は２６１が設けられず、アキュムレータ５７が直接的に前側室に接続されてもよい。この場合であっても、例えば、前側室の圧力変動がアキュムレータ５７に吸収される効果が奏される。

また、補助用ピストンの前進に伴って、補助用シリンダ室（前側室）の内面と、補助用ピストンとの隙間が狭くなり、これにより、前側室から排出される液体の流量を減じてもよい。例えば、第２実施形態において、補助用シリンダ室２４８の前端（アキュムレータ５７に接続されるポートよりも後方）に、補助用ピストンが摺動する部分よりも縮径する部分（テーパ状でも階段状でもよい）を形成し、また、補助用ピストン２４６の前端に、前記の縮径する部分に挿入可能な部分を形成してもよい。

実施形態に示した以外の、サージ圧低減のための構成が実施形態の構成に組み合わされてもよい。例えば、プランジャと前側ロッドとを連結するカップリング内において、プランジャと前側ロッドとの間に介在する弾性部材及び／又は液体（例えば油）が配置されてもよい。カップリング内に液体が配置される場合、前側ロッド内には、サージ圧が生じたときにカップリング内の液体をヘッド側室へ逃がす流路が設けられていてもよい。

１…射出装置、２３…プランジャ、２７…射出用電動機（第１電動機）、２９…増圧用電動機（第２電動機）、３１…統合伝達機構（伝達機構）、３９…シリンダ部材、４１…継手用ピストン、４６…補助用ピストン、４７…加圧部材、４８…補助用シリンダ室。

Claims (9)

1. 第１電動機と、
   第２電動機と、
   これらの電動機及び射出プランジャの間に介在する伝達機構と、
   を有しており、
   前記伝達機構は、
   前記射出プランジャの後方に位置しており、前記第１電動機の駆動力が流体圧機器を介さずに伝達されて前記射出プランジャと共に移動する継手用ピストンと、
   前記継手用ピストンを摺動可能に収容しており、前記継手用ピストンの後側に、液体が満たされるヘッド側室を有しているシリンダ部材と、
   前記第２電動機により流体圧機器を介さずに駆動されて前記ヘッド側室の液体を加圧する加圧部材と、
   前記継手用ピストンの後方に位置しており、前記継手用ピストンに連結されている補助用ピストンと、
   前記補助用ピストンを摺動可能に収容しており、前記ヘッド側室の後側かつ前記補助用ピストンの前側に、前記ヘッド側室から隔てられた、液体が満たされる前側室を有している補助用シリンダ室と、
   を有しており、
   前記継手用ピストンの前側は、大気開放されており、
   前記ヘッド側室及び前記前側室のそれぞれは、容積の拡大に伴う液体の補給及び容積の縮小に伴う液体の排出が行われる
   射出装置。
2. 前記伝達機構は、前記ヘッド側室と前記前側室とを連通する流路を更に有している
   請求項１に記載の射出装置。
3. 前記伝達機構は、前記前側室に通じるアキュムレータを有している
   請求項１又は２に記載の射出装置。
4. 前記伝達機構は、前記前側室から排出される液体の流量を制御可能な流量制御弁を有している
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出装置。
5. 前記継手用ピストンと前記補助用ピストンとは、これらのピストンよりも小さい径で前後方向に延びる補助用ロッドによって連結されており、
   前記加圧部材は、
   前記シリンダ部材内に摺動可能に収容されて、前記ヘッド側室を挟んで前記継手用ピストンの後方に位置しており、
   前記補助用ロッドが挿通される孔と、前記補助用ピストンを摺動可能に収容しており、前記補助用シリンダ室の少なくとも一部を構成している空洞と、を有している
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出装置。
6. 前記第２電動機は回転式であり、
   前記伝達機構は、
   前記加圧部材に対して同軸的に固定されているねじ軸と、
   前記ねじ軸に螺合しており、前記第２電動機の回転が伝達されるナットと、を更に有しており、
   前記補助用シリンダ室は、前記加圧部材内及び前記ねじ軸内に亘っており、
   前記補助用ピストンの移動可能範囲は、前記加圧部材及び前記ねじ軸に亘っている
   請求項５に記載の射出装置。
7. 前記第１電動機及び前記第２電動機は回転式であり、
   前記伝達機構は、
   前記第１電動機の回転を並進運動に変換して前記射出プランジャに伝達する第１ねじ機構と、
   前記第２電動機の回転を並進運動に変換して前記加圧部材に伝達する、前記第１ねじ機構に比較して大径かつ小リードの第２ねじ機構と、を更に有している
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出装置。
8. 前記シリンダ部材内において、前記継手用ピストンの前側には液体が満たされていない
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の射出装置。
9. 請求項１〜８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、
   を有している成形機。

Images