JP6784569B2

JP6784569B2 - 射出装置及び成形機

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Publication number: JP6784569B2
Application number: JP2016211546A
Authority: JP
Inventors: 一馬早瀬; 俊昭豊島; 野田　三郎; 三郎野田
Original assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2020-11-11
Anticipated expiration: 2036-10-28
Also published as: JP2018069287A

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１〜５）。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２０１４−７９７６３号公報特開２０１５−１９９０８９号公報特開２００９−１８３９６６号公報特開２０１４−２１０２８２号公報特開２０１１−４５９１４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、前記第１電動機及び前記第２電動機の駆動力を射出プランジャに伝達する伝達機構と、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て前記射出プランジャに対して連結されている前側ピストンと、前記前側ピストンを摺動可能に収容しており、前記前側ピストンの後側に、液体が満たされるヘッド側室を有しているとともに、前記前側ピストンの前側に、液体が満たされるロッド側室を有している第１シリンダ部材と、前記第１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し、これにより前記前側ピストンに前記第１電動機の駆動力を伝達する後側ピストンと、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、を有している。

好適には、前記伝達機構は、第２シリンダ部材を有しており、前記第２シリンダ部材は、後退限に位置する前記前側ピストンよりも前方の位置にて前記第１シリンダ部材内に通じ、後退限よりも前方かつ前進限よりも後方に位置する前記前側ピストンよりも後方の位置にて前記第１シリンダ部材内に通じ、前記加圧部材は、前記第２シリンダ部材内の液体を加圧することにより前記ヘッド側室の液体を加圧可能である。

好適には、前記後側ピストンは、前記第１シリンダ部材内に摺動可能に収容され、前記ヘッド側室を挟んで前記前側ピストンの後方に位置しており、前記第１シリンダ部材内において、前記後側ピストンの摺動可能範囲のうちの前方の一部は、前記前側ピストンの摺動可能範囲のうちの後方の一部と重複している。

好適には、前記伝達機構は、前記前側ピストンから前記ロッド側室を経由して前記ロッド側室の外部へ延び出て前記射出プランジャに連結される前側ロッドと、前記後側ピストンの前記ヘッド側室の液体を加圧する側とは反対側に位置し、液体が満たされる後側室と、前記後側ピストンから前記後側室を経由して前記後側室の外部へ延び出ており、その延び出た部分に前記第１電動機の駆動力が伝達される後側ロッドと、前記ロッド側室と前記後側室とを連通する流路と、を有している。

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後側ピストンに伝達する第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、前記伝達機構は、前記ロッド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、前記ロッド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、前記第１シリンダ部材は、内径が軸方向において一定で前記前側ピストンが摺動する摺動部と、前記ロッド側室に開口するポートと、前記ポートと前記摺動部との間に位置しており、前記摺動部よりも内径が小さいクッション部と、を有しており、前記前側ピストンは、前記摺動部を摺動する本体部と、前記本体部の前側に位置し、前記本体部よりも径が小さく、前記クッション部に対する挿入によって前記クッション部との隙間における前記摺動部から前記ポートへの流路断面積を前記ポートの断面積よりも小さくすることが可能な先端部と、を有している。

本発明に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。

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の射出装置の動作を説明するためのタイミングチャート。図４（ａ）〜図４（ｃ）は変形例を示す模式図。

（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。図２の紙面中央の図は、射出開始前の状態を示しており、図２の紙面右下の図は、射出駆動部２５の一部について増圧時の状態を示している。

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、シリンダ機構３３に対して交差（例えば直交）するように配置されている。より具体的には、例えば、増圧用電動機２９は、その出力軸２９ａをシリンダ機構３３側へ向けている。

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同士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。より好ましくは、両者はシリンダ機構３３を対称軸として１８０°回転対称となるように配置されている。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の位置と同じ位置に配置されてもよい。

（シリンダ機構）
シリンダ機構３３は、概して言えば、シリンダ部材と、その内部を摺動する複数のピストンとを含んでいる。そして、電動機の駆動力を、シリンダ部材内の液体（例えば油）を介して、プランジャ２３に連結されているピストン（４１）に伝達する。ただし、シリンダ機構３３は、一般的な射出シリンダとは異なり、ポンプやアキュムレータによってシリンダ部材内に作動液が供給されてピストンが駆動されるのではなく、一のピストンに伝達された駆動力をシリンダ部材内の液体によって他のピストンへ伝達するクローズドタイプの流体継手として機能する。具体的には、以下のとおりである。

（シリンダ機構のうち射出及び増圧に共通して利用される部分）
シリンダ機構３３は、例えば、射出用シリンダ部材３９と、射出用シリンダ部材３９に摺動可能に収容されている前側ピストン４１と、前側ピストン４１に固定されており、射出用シリンダ部材３９から前側ピストン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、を有している。

射出用シリンダ部材３９のうち前側部分、並びに前側ピストン４１及び前側ロッド４３の構成は、一般的な射出シリンダのものと同様とされてよい。例えば、前側ピストン４１は、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。射出用シリンダ部材３９の内部は、前側ピストン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。これら２つのシリンダ室には、液体が満たされている。

そして、射出用シリンダ部材３９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。射出用シリンダ部材３９は、固定的（移動不可能）に設けられている。例えば、射出用シリンダ部材３９は、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。

従って、前側ピストン４１が射出用シリンダ部材３９に対して前後方向に移動することによって、プランジャ２３は前後方向に移動する。あるいは、ヘッド側室３９ｈの圧力を上昇させることによって、プランジャ２３からキャビティＣａ内の溶湯に圧力を付与することができる。

（シリンダ機構のうち射出に利用される部分）
シリンダ機構３３は、射出用シリンダ部材３９内において前側ピストン４１の背後に位置する後側ピストン４４と、後側ピストン４４に固定されており、射出用シリンダ部材３９から前側ピストン４１とは反対側（後方）へ延び出ている後側ロッド４５と、を有している。

後側ピストン４４は、前側ピストン４１と同様に、射出用シリンダ部材３９を摺動可能に収容されている。射出用シリンダ部材３９の内部は、後側ピストン４４によって、前側ピストン４１側のヘッド側室３９ｈと、ヘッド側室３９ｈとは反対側（後方）の後側室３９ａとに区画されている。ヘッド側室３９ｈは、前側ピストン４１と後側ピストン４４とに挟まれて基本的に密閉されている。

従って、射出用電動機２７の駆動力によって後側ピストン４４を前進させると、その駆動力がヘッド側室３９ｈの液体を介して前側ピストン４１に伝達され、前側ピストン４１が前進する。すなわち、射出用電動機２７の駆動力によってプランジャ２３を前進させて射出を行うことができる。

この際、前側ピストン４１と後側ピストン４４との距離Ｌ（ヘッド側室３９ｈの長さ）は、基本的には、一定に保たれる。通常の液圧シリンダにおいては、本実施形態とは異なり、ヘッド側室３９ｈに作動液が供給されて前側ピストン４１が駆動されるから、ヘッド側室３９ｈの長さは変化し、当該長さは、最大で（前側ピストン４１が前進限に到達したとき）概ね前側ピストン４１のストローク（後退限から前進限までの移動量）と同等となる。本実施形態では、ヘッド側室３９ｈの長さ（距離Ｌ）は、前側ピストン４１のストローク未満とすることが可能であり、例えば、前側ピストン４１のストロークの半分以下又は１／３以下である。

上記の距離Ｌを前側ピストン４１のストローク未満とすることに関連して、後側ピストン４４が射出用シリンダ部材３９を摺動可能な範囲の前方側の一部は、前側ピストン４１が射出用シリンダ部材３９を摺動可能な範囲の後方側の一部と重複している。すなわち、後側ピストン４４の前進限は、前側ピストン４１の後退限よりも前方に位置している。

なお、ここでいう前進限及び後退限は、例えば、ストッパがピストンに当接して移動が規制されるときの位置のように、機械的な条件によって規定されるものをいう。また、前側ピストン４１及び後側ピストン４４の摺動可能範囲が互いに重複しているか否かを判定するとき、前進限及び後退限に代えて、実際の成形サイクルにおける停止位置（制御装置１３による制御又はビスケット厚等の運用上の条件によって規定されるもの）に着目してもよい。

前側ピストン４１の後退限は、適宜に規定されてよい。例えば、前側ピストン４１に固定的な部材（例えば前側ロッド４３）のうち、射出用シリンダ部材３９の外部に位置する部分に設けられた不図示の被係合部が、射出用シリンダ部材３９又は射出用シリンダ部材３９に固定的な部材（例えばフレーム５１）に設けられた係合部（例えば射出用シリンダ３９部材の前端面）に対して前方から後方へ係合することによって、前側ピストン４１の後退限が規定されてよい。

同様に、後側ピストン４４の前進限は、適宜に規定されてよい。例えば、後側ピストン４４に固定的な部材（例えば後側ロッド４５）のうち、射出用シリンダ部材３９の外部に位置する部分に設けられた不図示の被係合部が、射出用シリンダ部材３９又は射出用シリンダ部材３９に固定的な部材に設けられた係合部（例えば射出用シリンダ部材３９の後端面）に対して後方から前方へ係合することによって、後側ピストン４４の前進限が規定されてよい。

なお、前側ピストン４１の前進限及び後側ピストン４４の後退限は、例えば、通常の液圧シリンダにおけるピストンの前進限及び後退限と同様に規定されてよい。例えば、前側ピストン４１の前進限は、前側ピストン４１が射出用シリンダ部材３９内に設けられたストッパ（例えば射出用シリンダ部材３９の前方内面）に当接することによって規定されてよい。後側ピストン４４の後退限は、後側ピストン４４が射出用シリンダ部材３９内に設けられたストッパ（例えば射出用シリンダ部材３９の後方内面）に当接することによって規定されてよい。

距離Ｌは、例えば、後退限に位置する前側ピストン４１の位置と、後退限に位置する後側ピストン４４との距離である。ただし、これよりも距離Ｌが長くなるようにヘッド側室３９ｈに液体を供給して運用してもよい（成形サイクルにおいて前側ピストン４１が後退限に到達しないように運用してもよい。）。

後側ピストン４４は、ヘッド側室３９ｈの後方を密閉して射出用シリンダ部材３９を摺動するものであるから、その断面形状及び径は、前側ピストン４１の断面形状（例えば円形）及び径と同様である。それ以外の構成（例えば、軸方向の寸法、材質及びシール部材（Ｏリング等）の配置）は、前側ピストン４１の構成と同一であってもよいし、異なっていてもよい。

後側ロッド４５は、後側ピストン４４と同軸的に設けられており、射出用シリンダ部材３９の後端面から後方へ延び出ている。従って、射出用電動機２７の駆動力を後側ロッド４５に伝達して後側ロッド４５を軸方向へ駆動することによって、後側ピストン４４を駆動することができ、ひいては、プランジャ２３を前進させることができる。

後側ロッド４５は、例えば、前側ロッド４３と同様に、概ね断面円形であり、概ね一定の断面形状で延びている。後側ロッド４５の断面積（径）は、射出用シリンダ部材３９の断面積（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の断面積（径）よりも小さくてもよいし、同様でもよいし、大きくてもよい。図示の態様では、後側ロッド４５の断面積は、前側ロッド４３の断面積に対して同等であり、以下では、基本的に、この態様に基づいて説明する。

（シリンダ機構のうち増圧に利用される部分）
シリンダ機構３３は、射出用シリンダ部材３９に通じる増圧用シリンダ部材４６と、増圧用シリンダ部材４６に摺動可能に収容された加圧部材４７とを有している。

増圧用シリンダ部材４６の内部は、ピストン状の加圧部材４７によって、射出用シリンダ部材３９内に通じる接続側室４６ａ（図２の紙面右下の図では容積は略０であるので符号省略）と、非接続側室４６ｂ（図２の紙面中央の図では容積は略０であるので符号省略）とに区画されている。接続側室４６ａには液体が満たされている。非接続側室４６ｂは、例えば、大気開放されている。なお、非接続側室４６ｂには、潤滑に寄与する油が少量蓄えられていてもよい。

接続側室４６ａは、図２の右下に示すように、少なくとも前側ピストン４１が所定の距離以上前進した状態において、ヘッド側室３９ｈに通じる。従って、この状態で、増圧用電動機２９の駆動力によって加圧部材４７を接続側室４６ａ側へ前進させることによって、ヘッド側室３９ｈの圧力を上昇させ、ひいては、プランジャ２３が溶湯に付与する圧力を上昇させることができる。すなわち、増圧用電動機２９の駆動力によって増圧を行うことができる。なお、加圧部材４７が前進して接続側室４６ａの液体がヘッド側室３９ｈに流れ込むことにより、前側ピストン４１と後側ピストン４４との距離（ヘッド側室３９ｈの長さ）は、ＬからＬ＋ΔＬとなる。

接続側室４６ａは、例えば、後退限に位置する前側ピストン４１よりも前方であって、後退限よりも前方かつ前進限よりも後方に位置する（前進限から所定の余裕量で後方に位置する）前側ピストン４１よりも後方の位置にて射出用シリンダ部材３９内に通じている。従って、接続側室４６ａは、前側ピストン４１が後退限に位置しているときにおいてはロッド側室３９ｒに通じ、前側ピストン４１が後退限から所定の距離以上前進したときにヘッド側室３９ｈに通じる。

このようにすることによって、例えば、常に（前側ピストン４１の位置に関わらずに）接続側室４６ａがヘッド側室３９ｈに接続される構成（この構成も本願発明に含まれる。）とは異なり、ヘッド側室３９ｈの長さ（距離Ｌ）を短くし、かつヘッド側室３９ｈを移動させることができる。ひいては、後側ピストン４４を前側ピストン４１の摺動範囲まで摺動させることが可能となる。別の観点では、距離Ｌを短くした構成において、加圧部材４７によるヘッド側室３９ｈの加圧が実現される。

なお、前進限及び後退限は、既に述べたように、機械的な条件から規定されるものである。ただし、前側ピストン４１の前進前に接続側室４６ａとロッド側室３９ｒとが通じ、かつ前側ピストン４１がある程度前進した後に接続側室４６ａとヘッド側室３９ｈとが通じる構成であるか否かの判定に際して、実際の成形サイクルにおける前側ピストン４１等の停止位置に着目してもよい。

また、「前側ピストン４１よりも後方の位置にて射出用シリンダ部材３９内に通じる」という場合、接続側室４６ａと射出用シリンダ部材３９内とを連通するために射出用シリンダ部材３９の内面に開口する開口４６ｃの少なくとも一部がヘッド側室３９ｈに通じていればよい。例えば、開口４６ｃのうち、前方（紙面左側）の一部が前側ピストン４１の後側部分によって塞がれたり、及び／又は後方（紙面右側）の一部が後側ピストン４４の前側部分によって塞がれたりしてもよい。同様に、「前側ピストン４１よりも前方となる位置にて射出用シリンダ部材３９内に通じる」という場合も、開口４６ｃの全部がロッド側室３９ｒに通じていることを要しない。

ただし、前側ピストン４１と射出用シリンダ部材３９との間の液体の漏れを低減する等の観点からは、開口４６ｃの全部がヘッド側室３９ｈ（又はロッド側室３９ｒ）に通じることが好ましい。また、このことから、距離Ｌは、開口４６ｃの紙面左右方向の径以上であることが好ましい。

加圧部材４７によって接続側室４６ａを介してヘッド側室３９ｈの液体を加圧することから、接続側室４６ａとヘッド側室３９ｈとの連通は、前側ピストン４１が前進限に到達する前（前進限から所定の余裕量で後方に位置するとき）に実現される必要がある。この余裕量は、後述の動作の説明から理解されるように、前側ピストン４１の前進限とプランジャ２３が停止したときの前側ピストン４１の位置（想定される位置）との差、加圧部材４７の前進を開始してからプランジャ２３が停止するまでの距離（想定される距離）、及び／又は加圧部材４７を後退限から前進限まで移動させることによる前側ピストン４１の移動量（ΔＬ）等を考慮して、適宜に設定されてよい。

増圧用シリンダ部材４６は、例えば、射出用シリンダ部材３９に対して交差（例えば直交）するように配置され、また、射出用シリンダ部材３９と直接的に連結されている。ただし、増圧用シリンダ部材４６は、適宜な流路（別の観点では増圧用シリンダ部材４６の断面積よりも断面積が小さい部分）を介して射出用シリンダ部材３９に通じていてもよいし、射出用シリンダ部材３９に対して並列に配置されていてもよい。

加圧部材４７は、例えば、概ね円柱状であり、その断面積は、前側ピストン４１の断面積に対して、大きくてもよいし、同等でよいし、小さくてもよい。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の断面積は、前側ピストン４１の断面積よりも小さいことが好ましい。

加圧部材４７の前進限及び後退限は適宜に規定されてよい。例えば、前進限及び後退限は、加圧部材４７が増圧用シリンダ部材４６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、又は後述する増圧用ねじ機構８３の駆動限によって規定される。加圧部材４７の前進限は、例えば、加圧部材４７が射出用シリンダ部材３９内に侵入しないように設定される。これにより、加圧部材４７と前側ピストン４１とが接触するおそれが低減される。ただし、そのような機械的な前進限を設定せず、制御によって加圧部材４７が射出用シリンダ部材３９へ侵入しないようにしたり、加圧部材４７が前側ピストン４１に接触しないように加圧部材４７をヘッド側室３９ｈ内に侵入させたりしてもよい。

（シリンダ機構に係る液圧系）
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、ロッド側室３９ｒとヘッド側室３９ｈとを連通する連通流路５５と、ロッド側室３９ｒ及び／又は後側室３９ａ（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に設けられた連通用バルブ５９と、アキュムレータ５７とシリンダ機構３３との間に介在するＡＣＣ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。連通流路５５は、一端が、前側ピストン４１の前進限よりも前方にてロッド側室３９ｒに通じ、他端が、後側ピストン４４の後退限よりも後方にて後側室３９ａに通じている。

連通流路５５が設けられていることにより、例えば、射出用電動機２７の駆動力によって前側ピストン４１及び後側ピストン４４を前進させる際、ロッド側室３９ｒの容積の縮小に伴ってロッド側室３９ｒから排出される液体によって、容積が拡大する後側室３９ａへの液体の補給を行うことができる。また、例えば、射出用電動機２７の駆動力によって後側ピストン４４を後退させると、容積が縮小する後側室３９ａから排出される液体がロッド側室３９ｒに供給される。その結果、前側ピストン４１が後退し、ひいては、プランジャ２３が後退する。すなわち、射出用電動機２７の駆動力によってプランジャ２３を後退させることができる。

前側ピストン４１の移動に伴うロッド側室３９ｒの容積の変化量は、前側ピストン４１の断面積から前側ロッド４３の断面積を差し引いた断面積に前側ピストン４１の移動量を乗じた大きさである。後側ピストン４４の移動に伴う後側室３９ａの容積の変化量は、後側ピストン４４の断面積から後側ロッド４５の断面積を差し引いた断面積に後側ピストン４４の移動量を乗じた大きさである。従って、ロッド側室３９ｒと後側室３９ａとの間で液体を供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、後側ロッド４５の断面積が前側ロッド４３の断面積に近いほど、低減される。図示の例のように、後側ロッド４５の断面積と前側ロッド４３の断面積とが同等の場合においては、基本的には、液体の過不足は生じない。

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前側ピストン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、ロッド側室３９ｒ及び後側室３９ａ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、必ずしも後側室３９ａに通じている必要はなく、連通流路５５とは別個にロッド側室３９ｒに接続されていてもよい。

連通用バルブ５９は、ロッド側室３９ｒ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。ロッド側室３９ｒからの液体の流量を制御することによって、例えば、前側ピストン４１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。連通用バルブ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後側室３９ａ側に設けられている。

連通用バルブ５９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。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。連通用バルブ５９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。

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。ノンリーク弁の構造によっては、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ノンリーク弁としては、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。

ＡＣＣ用バルブ６１は、アキュムレータ５７における液体の流入出を許容及び禁止するためのものであり、例えば、連通流路５５とアキュムレータ５７との間に配置されている。ＡＣＣ用バルブ６１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。ノンリーク弁については、上述のとおりである。２ポート２位置の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。

（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、ねじ軸７３と後側ロッド４５とを連結する連結部材７４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の径と同等である。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。

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、ねじ軸７３に対して連結部材７４によって連結されている後側ロッド４５及び後側ピストン４４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、当該ねじ軸７３に対して並列な後側ロッド４５及び／又は他のねじ軸７３に連結されていることによってなされている。

連結部材７４は、後側ロッド４５とねじ軸７３とを連結できる限り、適宜な構成の部材とされてよい。図示の例では、連結部材７４は、平面視又は側面視においてシリンダ機構３３に対して直交する方向に概ね直線状に延びるフレーム状の部材であり、後側ロッド４５及びねじ軸７３の後端部に設けられた雄ねじ部（符号省略）が挿通され、当該雄ねじ部にナット（符号省略）が螺合されることによって後側ロッド４５及びねじ軸７３に固定されている。

プーリ６５からねじ軸７３に至る構成は、２台の射出用電動機２７に対応して２組設けられ、共に後側ロッド４５に連結されている。この２組の構成は、２台の射出用電動機２７の配置と同様に、例えば、平面視又は側面視においてシリンダ機構３３を対称軸として線対称に配置され、より好ましくは、シリンダ機構３３を対称軸として１８０°回転対称に配置される。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。

（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の軸方向を移動方向としてねじ軸８７に固定されている加圧部材４７が移動する。

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増圧用シリンダ部材４６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後側ピストン４４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、後側ピストン４４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。

（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、連通用バルブ５９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、連通用バルブ５９、ＡＣＣ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３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）、並びに連通用バルブ５９及びＡＣＣ用バルブ６１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、前側ピストン４１、後側ピストン４４及び加圧部材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。連通用バルブ５９は、例えば、開かれている。ＡＣＣ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を介して後側ロッド４５に伝達され、さらには、ヘッド側室３９ｈの液体を介して前側ピストン４１に伝達される。これにより、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、連通用バルブ５９は開状態（例えば全開）とされ、ロッド側室３９ｒ及び後側室３９ａは互いに連通されている。また、ＡＣＣ用バルブ６１は閉状態とされ、アキュムレータ５７における液体の流入出は禁止されている。そして、前側ピストン４１の前進に伴ってロッド側室３９ｒから排出される液体は、後側室３９ａに還流される。本実施形態では、前側ロッド４３の断面積と後側ロッド４５の断面積とは同等であるから、基本的に液体の過不足は生じない。

なお、図示の例とは異なり、ＡＣＣ用バルブ６１は、開かれていてもよい。この場合であっても、基本的には、前側ピストン４１の前進に伴ってロッド側室３９ｒから排出される液体は、後側室３９ａに還流される。そして、液体の過不足が生じた場合においては、当該過不足はアキュムレータ５７によって解消される。このことから明らかなように、前側ロッド４３の断面積と後側ロッド４５の断面積とは異なっていても構わない。また、ＡＣＣ用バルブ６１が開かれず、液体の過不足に応じてロッド側室３９ｒ又は後側室３９ａに真空の空間が形成されても構わない。

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３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３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、後側ピストン４４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。

増圧用電動機２９の駆動を開始する時期は、接続側室４６ａとロッド側室３９ｒとの連通が前側ピストン４１によって遮断される前及び後のいずれであってもよい。ただし、遮断前の場合は、駆動開始時期は早くなり過ぎないことが好ましい。また、増圧用電動機２９の駆動を開始する時期は、接続側室４６ａとヘッド側室３９ｈとが連通される前及び後のいずれであってもよい。

（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。より具体的には、例えば、射出用電動機２７の回転数を下げると、後側室３９ａの容積の拡大の速度が低くなり、ひいては、ロッド側室３９ｒからの排出が許容される流量が少なくなる。その結果、前側ピストン４１が減速される。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。

（サージ圧の抑制のためのバルブ制御：ｔ３〜ｔ４）
制御装置１３は、プランジャ２３の減速が開始されてからプランジャ２３が停止するまでの期間のうちの適宜な期間において、連通用バルブ５９によってロッド側室３９ｒ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。

また、制御装置１３は、上記の連通用バルブ５９による流量制御の開始後、プランジャ２３の停止前の適宜な時期に、ＡＣＣ用バルブ６１を開く。これにより、ロッド側室３９ｒに生じる圧力変動がアキュムレータ５７に逃げることができる。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。なお、ＡＣＣ用バルブ６１が開かれて、ロッド側室３９ｒからアキュムレータ５７への液体の流れが許容されることによって、連通用バルブ５９によってなされていたロッド側室３９ｒからの液体の排出の規制（流量制御）は解除されることになる。

（増圧：ｔ３〜ｔ４）
上述のように、適宜な時期に増圧用電動機２９の回転が開始され、また、適宜な時期にＡＣＣ用バルブ６１が開かれる。従って、ヘッド側室３９ｈの圧力が加圧部材４７によって上昇し、その一方で、ロッド側室３９ｒの圧力は低下する。その結果、前側ピストン４１は比較的強い駆動力を前進方向へ受けることになり、プランジャ２３によって溶湯の圧力を上昇させる増圧が実現される。なお、増圧用電動機２９の回転数は、例えば、適宜な時期（例えば減速開始時点ｔ３）に一定の回転数Ｍ_ＶＩに到達する。

その後、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＝５ＭＰａ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、サーボロック機能又はブレーキによって停止状態とされる。これにより、ヘッド側室３９ｈの圧力によって後側ピストン４４が後退するおそれが低減される。なお、シリンダ機構３３又は射出用伝達機構３５に適宜なブレーキを設けることなどによって後側ピストン４４の後退を規制し、射出用電動機２７をトルクフリーの状態としてもよい。

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、前側ピストン４１、後側ピストン４４及び加圧部材４７は、初期位置に戻される。具体的には、例えば、まず、制御装置１３は、増圧用電動機２９の逆回転により、加圧部材４７を初期位置に戻す。この際、制御装置１３は、ＡＣＣ用バルブ６１を開く。従って、前側ピストン４１は、加圧部材４７の後退に伴ってヘッド側室３９ｈに生じた負圧を解消するように、ロッド側室３９ｒ（アキュムレータ５７）の圧力によって後退する。これにより、前側ピストン４１と後側ピストン４４との距離Ｌ＋ΔＬは、増圧前の距離Ｌに戻る。なお、連通用バルブ５９は、例えば、閉じられている。

次に、制御装置１３は、ＡＣＣ用バルブ６１を閉じ、連通用バルブ５９を開き、射出用電動機２７を逆回転させる。射出用電動機２７の逆回転により、後側ピストン４４は後退して初期位置に戻る。また、後側室３９ａから排出される液体がロッド側室３９ｒに供給されることによって、前側ピストン４１も後退して初期位置に戻る。この際、本実施形態では、前側ロッド４３の断面積と後側ロッド４５の断面積とが同等であることから、液体の過不足は生じない。

なお、本実施形態とは異なり、後側ロッド４５の断面積が前側ロッド４３の断面積よりも小さい場合（後側ピストン４４の後退時に液体が余る場合）においては、例えば、後側室３９ａ及びロッド側室３９ｒの圧力が所定値以上になったときにリリーフ弁によって液体の余剰分をアキュムレータ５７に逃がすようにしてよい。また、後側ロッド４５の断面積が前側ロッド４３の断面積よりも大きい場合（後側ピストン４４の後退時に液体が不足する場合）においては、例えば、ＡＣＣ用バルブ６１を開いてよい。この場合、前側ピストン４１は、後側ピストン４４の後退に伴ってヘッド側室３９ｈに生じる負圧を解消するように、ロッド側室３９ｒ（アキュムレータ５７）の圧力によって後退する。

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、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の後方にてプランジャ２３に固定的な前側ピストン４１と、前側ピストン４１を摺動可能に収容しており、前側ピストン４１の後側に、液体が満たされるヘッド側室３９ｈを有している射出用シリンダ部材３９と、射出用電動機２７により流体圧機器を介さずに駆動されてヘッド側室３９ｈの液体を介して前側ピストン４１に射出用電動機２７の駆動力を伝達する後側ピストン４４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、を有している。

従って、例えば、増圧用電動機２９を停止した状態で射出用電動機２７によってプランジャ２３を前進させて狭義の射出を行ったり、射出用電動機２７を停止した状態で増圧用電動機２９によってプランジャ２３に駆動力を付与して増圧を行ったりすることができる。すなわち、射出の進行に伴ってプランジャ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、ロッド側室３９ｒ、ヘッド側室３９ｈ及び／又は後側室３９ａ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。

さらに、射出用電動機２７及び増圧用電動機２９のいずれについても、プランジャ２３との間にヘッド側室３９ｈが介在していることから、プランジャ２３から電動機へ伝わる衝撃がヘッド側室３９ｈの液体によって緩和され、電動機が保護される。例えば、高速射出の終期において、キャビティＣａ内に溶湯が概ね充填されてサージ圧が発生したときに、溶湯からプランジャ２３へ加えられた後方への衝撃がヘッド側室３９ｈによって緩和される。

また、本実施形態では、統合伝達機構３１は、後退限に位置する前側ピストン４１よりも前方であって、後退限よりも前方かつ前進限よりも後方に位置する前側ピストン４１よりも後方となる位置にて射出用シリンダ部材３９内に通じる増圧用シリンダ部材４６を有している。加圧部材４７は、増圧用シリンダ部材４６内の液体を加圧することによりヘッド側室３９ｈの液体を加圧可能である

従って、例えば、増圧用シリンダ部材４６を射出用シリンダ部材３９の周囲のうち前側に配置することができる。その結果、例えば、射出用シリンダ部材３９の周囲のうち後側に射出用伝達機構３５等を配置することが容易化される。また、例えば、既に述べたように、後側ピストン４４が前側ピストン４１の摺動可能範囲のうちの後方の一部を摺動する構成（ヘッド側室３９ｈが移動する構成）が可能となる。

また、本実施形態では、後側ピストン４４は、射出用シリンダ部材３９内に摺動可能に収容され、ヘッド側室３９ｈを挟んで前側ピストン４１の後方に位置しており、射出用シリンダ部材３９内において、後側ピストン４４の摺動可能範囲のうちの前方の一部は、前側ピストン４１の摺動可能範囲のうちの後方の一部と重複している。

従って、例えば、ヘッド側室３９ｈの長さ（距離Ｌ）を短くすることができる。例えば、本実施形態とは異なり、前側ピストン４１の摺動範囲と後側ピストン４４の摺動範囲とが重ならない態様（この態様も本願発明に含まれる。）に比較して、シリンダ機構３３を小型化することができる。また、前側ピストン４１及び後側ピストン４４は、同一のシリンダ部材を摺動するから（断面積が同一であるから）、後述する変形例（図４（ｃ））との比較から理解されるように、その移動距離が基本的に互いに同一である。従って、射出用電動機２７の回転数とプランジャ２３の移動速度との対応関係等を把握しやすく、設計乃至は制御が容易化される。

また、本実施形態では、統合伝達機構３１は、前側ピストン４１の前側に位置し、液体が満たされるロッド側室３９ｒと、前側ピストン４１からロッド側室３９ｒを経由してロッド側室３９ｒの外部へ延び出てプランジャ２３に連結される前側ロッド４３と、後側ピストン４４のヘッド側室３９ｈの液体を加圧する側とは反対側に位置し、液体が満たされる後側室３９ａと、後側ピストン４４から後側室３９ａを経由して後側室３９ａの外部へ延び出ており、その延び出た部分に射出用電動機２７の駆動力が伝達される後側ロッド４５と、ロッド側室３９ｒと後側室３９ａとを連通する連通流路５５と、を有している。

従って、例えば、前側ピストン４１の前進に伴って容積が縮小するロッド側室３９ｒから排出される液体を後側ピストン４４の前進に伴って容積が拡大する後側室３９ａに補給することができる。その結果、例えば、装置全体として液体を収容する容積を小さくすることができる。また、例えば、射出用電動機２７によって後側ピストン４４を後退させ、このときに後側室３９ａから排出される液体をロッド側室３９ｒに供給することによって、プランジャ２３を後退させることができる。すなわち、射出用電動機２７によってプランジャ２３の前進及び後退の双方が可能になる。また、ロッド側室３９ｒ及び後側室３９ａのいずれにおいても、容積の変化率は、ピストンの断面積からロッドの断面積を差し引いた断面積であるから、両シリンダ室同士で容積の変化率を同等に近づけることが容易であり、ひいては、液体の過不足を低減することが容易である。

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後側ピストン４４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。

また、本実施形態では、統合伝達機構３１は、ロッド側室３９ｒ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の停止時にロッド側室３９ｒ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も可能である。

また、本実施形態では、統合伝達機構３１は、ロッド側室３９ｒから排出される液体の流量を制御可能な連通用バルブ５９（流量制御弁）を有している。

従って、例えば、ロッド側室３９ｒ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。

（変形例）
以下、図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照して射出駆動部の変形例について説明する。なお、以下の説明では、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、実施形態と同様である。実施形態の構成と同一又は類似する構成については、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。実施形態の構成と類似（対応）する構成について、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、実施形態の構成と同様である。

（第１変形例）
図４（ａ）は、第１変形例に係る射出駆動部２０１を示している。射出駆動部２０１の構成は、連通用バルブ５９に代えて、連通用バルブ２０３及びバイパスバルブ２０５が設けられている点のみが実施形態の射出駆動部２５の構成と相違する。具体的には、以下のとおりである。

実施形態の連通用バルブ５９が、連通流路５５のうちアキュムレータ５７との接続位置よりも後側室３９ａ側に設けられていたのに対して、本変形例の連通用バルブ２０３は、連通流路５５のうちアキュムレータ５７との接続位置よりもロッド側室３９ｒ側に設けられている。連通用バルブ２０３の構成は、連通用バルブ５９の構成と同様に、連通流路５５の流量を制御できるものであればよく、連通用バルブ５９の構成と同一であってもよいし、異なっていてもよい。図４（ａ）では、連通用バルブ２０３として、ノンリーク弁でないものが示されている。

バイパスバルブ２０５は、連通用バルブ２０３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、連通用バルブ２０３及びバイパスバルブ２０５は、逆止弁付流量制御弁を構成している。バイパスバルブ２０５は、連通用バルブ２０３をバイパスする流路において、ロッド側室３９ｒから後側室３９ａ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、連通用バルブ２０３の開閉に関わらずに、ロッド側室３９ｒへの流れは許容されている。なお、バイパスバルブ２０５が省略され、連通用バルブ２０３を開く制御によって、ロッド側室３９ｒへの流れが許容されてもよい。

このような構成においても、実施形態と同様に、連通用バルブ２０３によってロッド側室３９ｒから排出される液体の流量を制御する（基本的には減じる）ことによって、プランジャ２３等の前進方向への慣性力を制御し（基本的には減じ）、サージ圧を抑制することができる。

ただし、プランジャ２３の停止前に連通用バルブ２０３を全閉状態とすると（この態様も本願発明に含まれる。）、ロッド側室３９ｒの圧力変動をアキュムレータ５７に逃がすことができなくなることから、プランジャ２３の停止直前において連通用バルブ２０３は開かれていることが好ましい。

具体的には、例えば、減速開始時点（ｔ３）において最大速度で連通用バルブ２０３によって流量を減じ（全閉でもよい）、その後、徐々にプランジャ２３の停止時点（ｔ４）に向かって流量を増加させてよい。また、例えば、実施形態と同様に、減速開始時点（ｔ３）から徐々に流量を減じるものの、プランジャ２３の停止時点において全閉とならないようにしてもよい。

（第２変形例）
図４（ｂ）は、第２変形例に係る射出駆動部２１１を示している。射出駆動部２１１の構成は、流量制御弁（連通用バルブ５９等）によってロッド側室３９ｒから排出される液体の流量を制御するのではなく、シリンダ機構２１３に設けられたクッション部２１５ｆによって流量を制御するように構成されている点のみが実施形態と相違する。なお、クッション部２１５ｆと、実施形態又は第１変形例に示した流量制御弁とは併設されても構わない。

本変形例のシリンダ機構２１３は、射出用シリンダ部材及び前側ピストンの形状を除いて、基本的に実施形態のシリンダ機構３３と同様である。なお、射出用シリンダ部材２１５の符号に合わせて、ロッド側室２１５ｒ、ヘッド側室２１５ｈ及び後側室２１５ａに実施形態とは異なる符号を付しているが、これらのシリンダ室は、基本的には、実施形態のシリンダ室と同様である。

射出用シリンダ部材２１５は、その内面に、前側ピストン２１７が摺動する摺動部２１５ｅと、ロッド側室２１５ｒと射出用シリンダ部材２１５の外部とを接続するためのポート２１５ｋと、摺動部２１５ｅとポート２１５ｋとの間に位置し、摺動部２１５ｅよりも内径が小さいクッション部２１５ｆとを有している。摺動部２１５ｅは、別の観点では、内径が軸方向に一定の部分である。

クッション部２１５ｆと前側ロッド４３との隙間の流路断面積（前側ロッド４３に直交する断面積）は、ポート２１５ｋの流路断面積（例えば射出用シリンダ部材２１５の内面から外面までの間の断面積のうち最小のもの）よりも大きい。クッション部２１５ｆは、摺動部２１５ｅにつながる部分等において、摺動部２１５ｅ側からポート２１５ｋ側へ徐々に縮径している部分を有していてもよい。徐々に縮径する部分は、曲面状でも階段状でもよい。

一方、前側ピストン２１７は、射出用シリンダ部材２１５内を摺動する本体部２１７ａと、その先端に位置し、本体部２１７ａよりも径が小さい先端部２１７ｂとを有している。先端部２１７ｂは、その先端等において、本体部２１７ａ側から前方へ徐々に縮径している部分を有していてもよい。徐々に縮径する部分は、曲面状でも階段状でもよい。

前側ピストン２１７が射出用シリンダ部材２１５内を前進すると、先端部２１７ｂがクッション部２１５ｆに挿入される。このとき、クッション部２１５ｆと先端部２１７ｂとの隙間の流路断面積（例えば摺動部２１５ｅからポート２１５ｋへの流路の断面積のうち最小のもの）は、ポート２１５ｋの流路断面積よりも小さい。従って、クッション部２１５ｆと先端部２１７ｂとによって、ロッド側室２１５ｒからポート２１５ｋに流れ込む液体の流量が制限されることになる。その結果、例えば、プランジャ２３が停止する直前においてプランジャ２３等の慣性力が減じられ、サージ圧が抑制される。

先端部２１７ｂのクッション部２１５ｆへの挿入開始時においては、両者の間の隙間（流路断面積）は徐々に小さくなっていく。これにより、弁を徐々に閉じていくような作用が生じる。この流量断面積の変化率は、先端部２１７ｂ及び／又はクッション部２１５ｆに、徐々に縮径する部分を形成することによって調整可能である。

プランジャ２３が停止したとき、先端部２１７ｂとクッション部２１５ｆとの隙間は、完全に塞がれないことが好ましい。圧力変動をアキュムレータ５７に逃がす観点からである。ただし、前記の隙間は塞がれてもよい。なお、前側ピストン２１７は、射出用シリンダ部材２１５に対する前進限に到達する前に、溶湯が充填されて停止するが、前側ピストン２１７が射出用シリンダ部材２１５に対する前進限に到達した状態で、先端部２１７ｂとクッション部２１５ｆとの隙間は、完全に塞がれてもよいし、塞がれなくてもよい。

（第３変形例）
図４（ｃ）は、第３変形例に係る射出駆動部２２１を示している。射出駆動部２２１のシリンダ機構２２３は、実施形態と同様に、前側ピストン４１の後側に位置するヘッド側室２２５ｈの液体を、射出用電動機２７（図４（ｃ）では図示省略）によって流体圧機器を介さずに駆動される後側ピストン２２９、及び／又は増圧用電動機２９（図４（ｃ）では図示省略）によって流体圧機器を介さずに駆動される加圧部材２３３によって加圧する。ただし、以下のように、具体的な構成が異なる。

シリンダ機構２２３は、前側ピストン４１を摺動可能に収容する前側シリンダ部材２２５と、後側ピストン２２９を摺動可能に収容する後側シリンダ部材２２７とを有している。前側シリンダ部材２２５の内部は、前側ピストン４１によって、前側ロッド４３側のロッド側室２２５ｒと、その反対側のヘッド側室２２５ｈとに区画されている。後側シリンダ部材２２７の内部は、後側ピストン２２９によって、ヘッド側室２２５ｈに通じる前側室２２７ｂと、その反対側の後側室２２７ａとに区画されている。

このように、前側ピストン４１の摺動可能範囲と、後側ピストン２２９の摺動可能範囲とは、重複しないようにされていてもよい。このような場合において、後側シリンダ部材２２７は、図示の例のように、前側シリンダ部材２２５に対して交差（例えば直交）するように設けられてもよいし、図示の例とは異なり、前側シリンダ部材２２５に対して同軸又は並列に設けられてもよい。また、図示の例では、後側シリンダ部材２２７は、直接的に前側シリンダ部材２２５に連結されているが、適宜な流路（別の観点では後側シリンダ部材２２７の断面積よりも断面積が小さい部分）を介して前側シリンダ部材２２５に通じていてもよい。

図示の例のように後側シリンダ部材２２７が前側シリンダ部材２２５に対して同軸的に設けられていない場合においては、特に図示しないが、後側ロッド２３１に代えて、後側ピストン２２９から前側室２２７ｂを経由して外部へ延び出るロッドを設け、当該ロッドに射出用電動機２７の駆動力を付与することも可能である。

前側シリンダ部材２２５と後側シリンダ部材２２７とが設けられる場合（後側ピストン２２９の摺動範囲が前側ピストン４１の摺動範囲に重複しない場合）においては、後側ピストン２２９の径（断面積）は、前側ピストン４１の径（断面積）と同一でなくてもよい。例えば、図示の例のように、後側ピストン２２９の径を前側ピストン４１の径よりも大きくしてもよい。なお、この場合、後側ピストン２２９のストロークは、プランジャ２３（前側ピストン４１）のストロークよりも短くなる。

この変形例においても、後側ロッド２３１は、後側室２２７ａを経由して後側室２２７ａの外部へ延び出ており、また、ロッド側室２２５ｒと後側室２２７ａとは連通されている。ここで、後側ピストン２２９の径が前側ピストン４１の径と異なる場合であっても、ロッド側室２２５ｒと後側室２２７ａとの間で液体を補給し合うときの液体の過不足を無くすことは可能である。

具体的には、まず、後側ピストン２２９が前進するときの前側室２２７ｂの容積の変化量と、ヘッド側室２２５ｈの容積の変化量とは等しいから、π（Ｄ_０／２）^２×ｓ_０＝π（Ｄ_１／２）^２×ｓ_１が成り立つ。ここで、Ｄ_０は前側ピストン４１の直径、ｓ_０は前側ピストン４１の移動量、Ｄ_１は後側ピストン２２９の直径、ｓ_１は後側ピストン２２９の移動量、πは円周率である。このとき、ロッド側室２２５ｒ及び後側室２２７ａにおいて液体の過不足が生じないためには、π（Ｄ_０／２−ｄ_０／２）^２×ｓ_０＝π（Ｄ_１／２−ｄ_１／２）^２×ｓ_１が成り立たてばよい。ここで、ｄ_０は前側ロッド４３の直径、ｄ_１は後側ロッド２３１の直径である。先の式を後の式に代入して整理すると、ｄ_１／ｄ_０＝Ｄ_１／Ｄ_０が得られる。すなわち、この式が成り立つように、これら４つの径を設定すればよい。

また、この変形例においては、前側ピストン４１の摺動範囲と、後側ピストン２２９の摺動範囲とは重なっておらず、かつ離間しているから、実施形態のように、加圧部材２３３が前側シリンダ部材２２５（又は後側シリンダ部材２２７）内へ露出する位置は、後退限に位置する前側ピストン４１よりも前方の位置である必要はない。従って、図示の例のように、加圧部材２３３は、後退限に位置する前側ピストン４１よりも後方にてヘッド側室２２５ｈの液体を加圧してよい。

また、加圧部材２３３が前側シリンダ部材２２５内に露出する位置が、前側ピストン４１が通過する位置ではない場合においては、加圧部材２３３は、前側シリンダ部材２２５内から退避可能である必要はない。従って、加圧部材２３３は、その後退限においても、図示の例のように、前側シリンダ部材２２５内に侵入していてもよい。また、実施形態では、加圧部材４７を収容する増圧用シリンダ部材４６が設けられたが、図示の例のように、増圧用シリンダ部材４６は省略されてもよい。

また、加圧部材２３３は、図示の例のようにピストンではなく、ロッド状の部材であってもよい。これは、増圧用シリンダ部材４６が設けられ、増圧用シリンダ部材４６内で加圧部材が駆動される場合においても同様である。加圧部材２３３は、ヘッド側室２２５ｈ又はこれに連通している空間の容積を減じることができればよいことからである。特に図示しないが、加圧部材は、多段シリンダのように増圧用シリンダ部材の外周を摺動するシリンダ部材とすることも可能である。

この変形例で示すように、ロッド側室２２５ｒから排出される液体の流量を制御する構成（例えば連通用バルブ５９）は省略されても構わない。

なお、以上の実施形態及び変形例において、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、プランジャ２３は射出プランジャの一例であり、統合伝達機構３１は伝達機構の一例であり、射出用シリンダ部材３９及び２１５及び前側シリンダ部材２２５はそれぞれ前側ピストンを収容する第１シリンダ部材の一例であり、そのうち射出用シリンダ部材３９及び２１５はそれぞれ前側ピストンに加えて後側ピストンも収容可能な第１シリンダ部材の一例であり、増圧用シリンダ部材４６は第２シリンダ部材の一例であり、連通流路５５は流路の一例であり、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ねじ機構の一例であり、連通用バルブ５９及び２０３はそれぞれ流量制御弁の一例である。

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。図２及び図４（ｃ）を適宜に組み合わせることなどによって、ヘッド側室の液体を加圧する部材（実施形態では後側ピストン及び加圧部材）を３つ以上設けて、３種以上の電動機に対応してもよい。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、図４（ｃ）のような構成において、第２電動機（加圧部材２３３）によって低速射出及び増圧を行い、第１電動機（後側ピストン２２９）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後側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。また、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に限定されない。例えば、ラックアンドピニオン機構、カム機構又はリンク機構が用いられてもよい。ねじ機構は、電動機によってねじ軸が回転されて、後側ピストン又は加圧部材に固定されたナットが軸方向に移動してもよい。

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（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、巻掛伝動機構以外の機構（例えば歯車機構）とされてもよい。

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、ヘッド側室又はロッド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ロッド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…ピストン、４７…加圧部材。

Claims

第１電動機と、
第２電動機と、
前記第１電動機及び前記第２電動機の駆動力を射出プランジャに伝達する伝達機構と、
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て前記射出プランジャに対して連結されている前側ピストンと、
前記前側ピストンを摺動可能に収容しており、前記前側ピストンの後側に、液体が満たされるヘッド側室を有しているとともに、前記前側ピストンの前側に、液体が満たされるロッド側室を有している第１シリンダ部材と、
前記第１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し、これにより前記前側ピストンに前記第１電動機の駆動力を伝達する後側ピストンと、
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、を有している
射出装置。
前記伝達機構は、第２シリンダ部材を有しており、
前記第２シリンダ部材は、
後退限に位置する前記前側ピストンよりも前方の位置にて前記第１シリンダ部材内に通じ、
後退限よりも前方かつ前進限よりも後方に位置する前記前側ピストンよりも後方の位置にて前記第１シリンダ部材内に通じ、
前記加圧部材は、前記第２シリンダ部材内の液体を加圧することにより前記ヘッド側室の液体を加圧可能である
請求項１に記載の射出装置。
前記後側ピストンは、前記第１シリンダ部材内に摺動可能に収容され、前記ヘッド側室を挟んで前記前側ピストンの後方に位置しており、
前記第１シリンダ部材内において、前記後側ピストンの摺動可能範囲のうちの前方の一部は、前記前側ピストンの摺動可能範囲のうちの後方の一部と重複している
請求項２に記載の射出装置。
前記伝達機構は、
前記前側ピストンから前記ロッド側室を経由して前記ロッド側室の外部へ延び出て前記射出プランジャに連結される前側ロッドと、
前記後側ピストンの前記ヘッド側室の液体を加圧する側とは反対側に位置し、液体が満たされる後側室と、
前記後側ピストンから前記後側室を経由して前記後側室の外部へ延び出ており、その延び出た部分に前記第１電動機の駆動力が伝達される後側ロッドと、
前記ロッド側室と前記後側室とを連通する流路と、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。
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後側ピストンに伝達する第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１〜４のいずれか１項に記載の射出装置。
前記伝達機構は、前記ロッド側室に通じるアキュムレータを有している
請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出装置。
前記伝達機構は、前記ロッド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１〜６のいずれか１項に記載の射出装置。
前記第１シリンダ部材は、
内径が軸方向において一定で前記前側ピストンが摺動する摺動部と、
前記ロッド側室に開口するポートと、
前記ポートと前記摺動部との間に位置しており、前記摺動部よりも内径が小さいクッション部と、を有しており、
前記前側ピストンは、
前記摺動部を摺動する本体部と、
前記本体部の前側に位置し、前記本体部よりも径が小さく、前記クッション部に対する挿入によって前記クッション部との隙間における前記摺動部から前記ポートへの流路断面積を前記ポートの断面積よりも小さくすることが可能な先端部と、を有している
請求項１〜７のいずれか１項に記載の射出装置。
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。