KR101397324B1 - 성형기의 사출 장치 - Google Patents

Abstract

사출 장치(1)는 플런저(5)와, 실린더 장치(7)와, 구동 장치(11)와, 착탈부(13)를 갖는다. 플런저(5)는 캐비티(105)에 성형 재료를 압출 가능하다. 실린더 장치(7)는 플런저(5)와 연결된 피스톤 로드(25)를 갖는다. 구동 장치(11)는 피구동부[너트(65) 및 출력 부재(71)]를 갖고, 피구동부를 피스톤 로드(25)의 이동 방향으로 구동 가능하다. 착탈부(13)는 피구동부의 피스톤 로드(25)에 대한 상대적인 전진을 규제하도록 피스톤 로드(25)와 피구동부를 연결 가능한 동시에, 그 연결을 해제 가능하다.

Description

성형기의 사출 장치{INJECTION DEVICE FOR MOLDING MACHINE}

본 발명은 성형기의 사출 장치에 관한 것이다. 성형기는, 예를 들어 다이캐스트 머신이나 사출 성형기이다.

성형 재료를 압출하는 플런저를 액압 기기와 다른 구동 기기(예를 들어 전동기)의 조합에 의해 구동하는, 소위 하이브리드식의 사출 장치가 알려져 있다(예를 들어 특허 문헌 1). 또한, 실린더 장치와, 전동기에 의해 구동되는 볼 나사 기구를 병렬로 배치하여 서로 접속한 하이브리드식의 구동 기구가 알려져 있다(예를 들어 특허 문헌 2). 특허 문헌 3에서는, 하이브리드식의 사출 장치에 있어서, 실린더 장치와 볼 나사 기구를 병렬로 배치하여 서로 접속한 구동 기구를 사용하고 있다. 그리고 사출은 볼 나사 기구의 구동력에 의해 행해지고, 증압·압력 유지는 실린더 장치에 의해 행해진다.

일본 특허 공개 제2000-84654호 공보 일본 특허 공개 평07-137105호 공보 일본 특허 공개 제2006-887호 공보

특허 문헌 3에 개시되어 있는 기술에서는 여러 가지 문제가 발생한다. 예를 들어, 사출 속도는 볼 나사 기구의 한계 속도에 의해 제한된다.

따라서, 실린더 장치와 다른 구동 장치에 의해 적절하게 사출을 행할 수 있는 성형기의 사출 장치가 제공되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 관점에 관한 성형기의 사출 장치는, 캐비티에 성형 재료를 압출하는 플런저와, 상기 플런저와 연결된 피스톤 로드를 갖는 실린더 장치와, 피구동부를 갖고, 당해 피구동부를 상기 피스톤 로드의 이동 방향으로 구동 가능한 구동 장치와, 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 전진을 규제하도록 상기 피스톤 로드와 상기 피구동부를 연결 가능한 동시에, 그 연결을 해제 가능한 착탈부를 갖는다.

적합하게는, 상기 착탈부는 상기 피스톤 로드와 상기 피구동부의 연결에 의해 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 후퇴도 규제 가능하다.

본 발명의 제2 관점에 관한 성형기의 사출 장치는, 캐비티에 성형 재료를 압출하는 플런저와, 상기 플런저와 연결된 피스톤 로드와, 당해 피스톤 로드에 고정된 피스톤과, 당해 피스톤을 수용하는 실린더 튜브를 갖는 실린더 장치와, 피구동부를 갖고, 당해 피구동부를 상기 피스톤 로드의 이동 방향으로 구동 가능한 구동 장치를 갖고, 상기 피구동부는, 상기 피스톤 로드와 함께 이동하는 피접촉 부재에 대하여 상기 실린더 튜브 밖에 있어서 전진 방향으로 접촉 가능하고 또한 그 접촉 위치로부터 상기 피스톤 로드에 대하여 상대적으로 후퇴 가능하다.

본 발명의 제3 관점에 관한 성형기의 사출 장치는, 캐비티에 성형 재료를 압출하는 플런저와, 상기 플런저와 연결된 피스톤 로드를 갖는 실린더 장치와, 피구동부를 갖고, 당해 피구동부를 상기 피스톤 로드의 이동 방향으로 구동 가능하고, 상기 피구동부가, 상기 피스톤 로드와 함께 이동하는 피접촉 부재에 대하여 전진 방향으로 접촉 가능하고 또한 그 접촉 위치로부터 상기 피스톤 로드에 대하여 상대적으로 후퇴 가능한 구동 장치와, 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 후퇴를 규제하도록 상기 피스톤 로드와 상기 피구동부를 연결 가능한 동시에, 그 연결을 해제 가능한 착탈부를 갖는다.

적합하게는, 저속 사출에 있어서는, 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 전진이 규제된 상태에서, 상기 구동 장치의 구동력 및 상기 실린더 장치의 구동력 중 상기 구동 장치의 구동력에만 의해 상기 플런저를 구동하고, 고속 사출에 있어서는, 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 후퇴가 허용된 상태에서, 상기 구동 장치의 구동력 및 상기 실린더 장치의 구동력 중 상기 실린더 장치의 구동력에만 의해 상기 플런저를 구동하고, 또한 상기 피스톤 로드를 상기 피구동부에 대하여 상대적으로 전진시키도록, 상기 구동 장치 및 상기 실린더 장치를 제어하는 제어 장치를 더 갖는다.

적합하게는, 사출 후, 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 후퇴가 규제된 상태에서, 상기 구동 장치의 구동력에 의해 상기 플런저를 후퇴시키도록, 상기 구동 장치 및 상기 실린더 장치를 제어하는 제어 장치를 더 갖는다.

적합하게는, 상기 피구동부의 스트로크는 상기 피스톤 로드의 스트로크보다도 짧다.

본 발명에 따르면, 실린더 장치와 다른 구동 장치에 의해 적절하게 사출을 행할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 다이캐스트 머신의 사출 장치의 주요부의 구성을 도시하는 모식도.
도 2는, 도 1의 사출 장치의 동작을 설명하는 도면.
도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 다이캐스트 머신의 사출 장치의 주요부의 구성을 도시하는 모식도.
도 4는, 도 3의 사출 장치의 구동 장치의 상세를 도시하는 도면.
도 5는, 도 3의 사출 장치의 동작을 설명하는 도면.
도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)는, 구동 장치의 다른 예를 나타내는 도면.
도 7은, 구동 장치의 또 다른 예를 나타내는 도면.
도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)는, 실린더 장치와 구동 장치의 연결 부분의 다른 예를 나타내는 도면.

<제1 실시 형태>

(사출 장치의 구성)

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 다이캐스트 머신(DC1)의 사출 장치(1)의 주요부의 구성을 도시하는 도면이다.

사출 장치(1)는, 도시하지 않은 형 체결 장치에 보유 지지된 고정 금형(101) 및 이동 금형(103)에 의해 형성된 캐비티(105)에 용탕(용융 상태의 금속 재료)을 사출·충전하는 장치이다.

사출 장치(1)는 캐비티(105)에 연통하는 슬리브(3)와, 슬리브(3) 내에 있어서 용탕을 캐비티(105)로 압출하는 플런저(5)와, 플런저(5)를 구동하는 실린더 장치(7)와, 실린더 장치(7)를 작동액(예를 들어, 오일)의 공급에 의해 구동하기 위한 액압 장치(9)와, 플런저(5)를 구동하는 구동 장치(11)와, 실린더 장치(7)와 구동 장치(11)의 연결 및 그 해제를 행하는 착탈부(13)와, 이들 각 장치를 제어하는 제어 장치(15)를 갖고 있다.

이하, 대략 상기의 열거 순으로 상세하게 설명한다.

슬리브(3)는, 예를 들어 고정 금형(101)에 삽입 관통되도록 설치되어 있다. 플런저(5)는 슬리브(3)를 미끄럼 이동하는 플런저 칩(5a)과, 플런저 칩(5a)에 고정된 플런저 로드(5b)를 갖고 있다.

슬리브(3)에 형성된 급탕구(3a)로부터 용탕이 슬리브(3) 내에 공급된 상태에서, 플런저 칩(5a)이 슬리브(3) 내를 캐비티(105)를 향해 미끄럼 이동함(전진함)으로써, 용탕은 캐비티(105)에 사출, 충전된다.

[액압식 구동계의 구성: 실린더 장치(7), 액압 장치(9) 등]

실린더 장치(7)는, 예를 들어 단동식의 실린더 장치에 의해 구성되어 있고, 실린더 튜브(21)와, 실린더 튜브(21)의 내부를 미끄럼 이동 가능한 피스톤(23)과, 피스톤(23)에 고정되어, 실린더 튜브(21)로부터 연장되는 피스톤 로드(25)를 갖고 있다.

실린더 튜브(21)는, 예를 들어 내부의 단면 형상이 원형인 통 형상체이다. 실린더 튜브(21)의 내부는, 피스톤(23)에 의해, 피스톤 로드(25)가 연장되는 측의 로드측실(21r)과, 그 반대측의 헤드측실(21h)로 구획되어 있다. 헤드측실(21h)에 작동액이 공급됨으로써, 피스톤(23)은 전진[플런저(5)측으로 이동] 가능하고, 로드측실(21r)에 작동액이 공급됨으로써, 피스톤(23)은 후퇴 가능하다.

실린더 장치(7)는 플런저(5)에 대하여 동일축에 배치되고, 피스톤 로드(25)는 플런저(5)에 조인트(27)를 개재하여 연결되고, 실린더 튜브(21)는 도시하지 않은 형 체결 장치 등에 대하여 고정적으로 설치되어 있다. 따라서, 피스톤(23)의 실린더 튜브(21)에 대한 이동에 의해, 플런저(5)는 슬리브(3) 내를 전진 또는 후퇴한다.

또한, 플런저(5) 및 피스톤 로드(25)는 동일축에 연결되어 있으므로, 「플런저(5)에 평행」과「피스톤 로드(25)에 평행」을 특별히 구별하지 않고 언급하는 경우가 있고, 또한 「플런저(5)에 연결」과「피스톤 로드(25)에 연결」을 특별히 구별하지 않고 언급하는 경우가 있는 것으로 한다.

액압 장치(9)는 작동액을 저류하는 탱크(29)와, 탱크(29)의 작동액을 송출하는 펌프(31)와, 펌프(31)를 구동하는 펌프용 전동기(33)와, 실린더 장치(7)에 작동액을 공급하는 어큐뮬레이터(35)를 갖고 있다.

탱크(29)는, 예를 들어 개방 탱크이며, 대기압 하에서 작동액을 보유 지지하고 있다. 탱크(29)는 실린더 장치(7)로부터 배출되는 작동액을 수용하고, 또한 펌프(31)를 통하여 실린더 장치(7) 및 어큐뮬레이터(35)에 작동액을 공급한다.

펌프(31)는 기어 펌프나 베인 펌프 등의 로터의 회전에 의해 작동액을 토출하는 로터리 펌프라도 되고, 액셜형의 플랜저 펌프나 래디얼식의 플런저 펌프 등의 피스톤 왕복에 의해 작동액을 토출하는 플런저 펌프라도 된다. 또한, 펌프(31)는 로터나 피스톤의 1주기 운동에 있어서의 토출량이, 고정된 정용량 펌프라도 되고, 가변된 가변 용량 펌프라도 된다. 펌프(31)는, 일 방향으로 작동액을 토출할 수 있으면 충분하지만, 쌍방향(2 방향) 펌프와 구조가 동일해도 된다.

펌프용 전동기(33)는 직류 모터나 교류 모터라도 된다. 또한, 펌프용 전동기(33)는 유도 모터나 동기 모터 등의 적절한 모터에 의해 구성되어도 좋다. 펌프용 전동기(33)는, 예를 들어 서보 모터로서 구성되어 있고, 펌프용 전동기(33)의 회전을 검출하는 인코더(37)와, 펌프용 전동기(33)에 전력을 공급하는 서보 드라이버(서보 앰프)(39)와 함께 서보 기구를 구성하고 있다.

또한, 후술하는 동작의 설명에 있어서, 펌프용 전동기(33)가 정지되어 있을 때, 펌프용 전동기(33)는 토크 프리의 상태로 되어도 되고, 일정 위치에 정지하도록 제어되어도 되고, 브레이크를 포함하여 구성되어, 브레이크가 사용되어도 된다. 사출 장치의 구체적인 구성 및 펌프용 전동기(33)가 정지되는 상황에 따라서 적절한 정지 방법이 선택되어도 된다.

어큐뮬레이터(35)는 중량식, 스프링식, 기체압식(공기압식을 포함함), 실린더식, 프라다식 등의 적당한 형식의 어큐뮬레이터에 의해 구성되어도 좋다. 예를 들어, 어큐뮬레이터(35)는 기체압식, 실린더식 또는 프라다식의 어큐뮬레이터이며, 어큐뮬레이터(35) 내에 보유 지지되어 있는 기체(예를 들어, 공기 또는 질소)가 압축됨으로써 축압되어, 그 축압된 압력에 의해 작동액을 공급한다.

액압 장치(9)는 실린더 장치(7), 탱크(29), 펌프(31) 및 어큐뮬레이터(35)를 서로 접속하는 복수의 유로 및 당해 복수의 유로에 있어서의 작동액의 흐름을 제어하는 복수의 밸브를 갖고 있다. 복수의 유로는, 예를 들어 강관, 가요성의 호스 또는 금속 블록에 의해 구성되어 있다. 액압 장치(9)는, 구체적으로는, 예를 들어, 이하에 설명하는 유로 및 밸브를 갖고 있다.

액압 장치(9)는 어큐뮬레이터(35)와 헤드측실(21h)을 접속하는 제1 유로(41)와, 로드측실(21r)과 탱크(29)를 접속하는 제2 유로(43)와, 로드측실(21r)과 헤드측실(21h)을 접속하는 제3 유로(45)를 갖고 있다. 또한, 제1 유로(41) 및 제3 유로(45)는 헤드측실(21h)측의 일부가 서로 공용되고, 제2 유로(43) 및 제3 유로(45)는 로드측실(21r)측의 일부가 서로 공용되고 있다. 단, 이들은 공용되고 있지 않아도 된다.

사출 장치(1)는 어큐뮬레이터(35)로부터 제1 유로(41)를 통해 헤드측실(21h)로 작동액을 공급하여 피스톤(23)을 전진시킬 수 있다. 또한, 사출 장치(1)는 피스톤(23)의 전진에 따라 로드측실(21r)로부터 압출되는 작동액을 제2 유로(43)를 통해 탱크(29)로 배출할 수 있다. 바꾸어 말하면, 사출 장치(1)는 로드측실(21r)의 압력 제거가 가능하다. 또한, 사출 장치(1)는 피스톤(23)의 전진에 따라 로드측실(21r)로부터 압출되는 작동액을 제3 유로(45)를 통해 헤드측실(21h)로 환류시키는 것도 가능하다. 즉, 제3 유로(45)는 런어라운드 회로를 구성하고 있다.

액압 장치(9)는 펌프(31)의 토출구와 어큐뮬레이터(35)를 접속하는 제4 유로(47)와, 펌프(31)의 토출구와 헤드측실(21h)을 접속하는 제5 유로(49)를 갖고 있다. 또한, 제4 유로(47)의 어큐뮬레이터(35)측의 일부는 제1 유로(41)의 어큐뮬레이터(35)측의 일부와 공용되고, 제5 유로(49)의 헤드측실(21h)측의 일부는 제3 유로(45)의 헤드측실(21h)측의 일부와 공용되고, 제4 유로(47) 및 제5 유로(49)의 펌프(31)측의 일부는 서로 공용되고 있다. 단, 이들은 공용되고 있지 않아도 된다.

사출 장치(1)는 펌프(31)로부터 제4 유로(47)를 통해 어큐뮬레이터(35)로 작동액을 공급함으로써, 어큐뮬레이터(35)를 축압할 수 있다. 또한, 사출 장치(1)는, 후술하는 바와 같이 구동 장치(11)에 의해 피스톤(23)을 전진시킬 때에는, 그 전진에 따라 용적이 확대되는 헤드측실(21h)에 대하여, 펌프(31)로부터 제5 유로(49)를 통해 작동액을 보급할 수 있다. 또한, 헤드측실(21h)로의 작동액의 보급은, 헤드측실(21h)의 용적 확대에 수반하는 부압을 이용하여, 탱크(29)로부터 적당한 유로를 통해 헤드측실(21h)로 작동액이 공급됨으로써 행해져도 된다.

액압 장치(9)는 제2 유로(43) 및 제3 유로(45)의 로드측실(21r)측의 공용 부분에 설치된 서보 밸브(51)를 갖고 있다. 서보 밸브(51)는 입력된 전압에 따른 개구도로 개방함으로써, 유량을 무단계로 조정 가능하다. 또한, 서보 밸브(51)는 개구도에 따른 신호를 출력 가능하고, 그 신호에 의거하여 피드백 제어가 이루어짐으로써 서보 기구를 구성한다. 서보 밸브(51)는, 예를 들어 압력 보상을 구비한 유량 제어 밸브에 의해 구성되어 있다. 서보 밸브(51)는 로드측실(21r)로부터 배출되는 작동액의 유량을 제어하여 실린더 장치(7)의 동작(속도)을 제어 가능하고, 소위 미터 아웃 회로를 구성하고 있다.

액압 장치(9)는 제1 역지 밸브(VLA) 내지 제4 역지 밸브(VLD)를 갖고 있다. 이들은, 예를 들어 파일럿 압력이 도입되어서 제어되는 것이다. 파일럿 압력으로서는, 예를 들어 도시하지 않은 액압 회로를 통해 어큐뮬레이터(35)의 압력이 이용된다. 제1 역지 밸브(VLA) 내지 제4 역지 밸브(VLD)의 배치 및 기능은, 구체적으로는 이하와 같다.

제1 역지 밸브(VLA)는, 제1 유로(41)에 설치되어 있다. 제1 역지 밸브(VLA)는 파일럿 압력이 도입되고 있지 않을 때는, 어큐뮬레이터(35)측으로부터 헤드측실(21h)측으로의 작동액의 흐름을 금지하고, 그 반대 방향의 흐름을 허용한다. 또한, 제1 역지 밸브(VLA)는 파일럿 압력이 도입되고 있을 때는, 양쪽의 흐름을 허용한다(개방된다).

제2 역지 밸브(VLB)는, 제2 유로(43)에 설치되어 있다. 제2 역지 밸브(VLB)는 파일럿 압력이 도입되고 있지 않을 때는, 로드측실(21r)측으로부터 탱크(29)측으로의 작동액의 흐름을 허용하고, 그 반대 방향의 흐름을 금지한다. 또한, 제2 역지 밸브(VLB)는, 파일럿 압력이 도입되고 있을 때는 양쪽의 흐름을 금지한다(폐쇄된다).

제3 역지 밸브(VLC)는, 제3 유로(45)에 설치되어 있다. 제3 역지 밸브(VLC)는 파일럿 압력이 도입되고 있지 않을 때는, 로드측실(21r)측으로부터 헤드측실(21h)측으로의 작동액의 흐름을 허용하고, 그 반대 방향의 흐름을 금지한다. 또한, 제3 역지 밸브(VLC)는 파일럿 압력이 도입되고 있을 때는, 양쪽의 흐름을 금지한다(폐쇄된다).

제4 역지 밸브(VLD)는, 제4 유로(47)에 설치되어 있다. 제4 역지 밸브(VLD)는 파일럿 압력이 도입되고 있지 않을 때는, 펌프(31)측으로부터 어큐뮬레이터(35)측으로의 작동액의 흐름을 허용하고, 그 반대 방향의 흐름을 금지한다. 또한, 제4 역지 밸브(VLD)는 파일럿 압력이 도입되고 있을 때는, 양쪽의 흐름을 금지한다(폐쇄된다).

상기 외에, 액압 장치(9)는 펌프(31)의 작동액을 중심용의 실린더 장치 등의 적절한 장치로 송출하기 위한 유로 및 제어 밸브를 가져도 된다.

[전동식 구동계의 구성 : 구동 장치(11), 착탈부(13) 등]

구동 장치(11)는 구동용 전동기(53)와, 구동용 전동기(53)의 구동력을 플런저(5)[피스톤 로드(25)]로 전달하는 전달 기구(55)와, 그 전달 과정에서 피스톤 로드(25)를 경사지게 하는 모멘트가 발생하는 것을 억제하기 위한 안내 기구(57)를 갖고 있다. 또한, 구동 장치(11)로부터 피스톤 로드(25)[착탈부(13)]로의 운동 출력은, 구체적으로는 전달 기구(55)와 안내 기구(57)를 연결하는 출력 부재(71)를 통해 행해진다.

구동용 전동기(53)는, 예를 들어 회전식의 전동기이며, 특별히 도시하지 않았지만, 계자 및 전기자 중 한쪽을 구성하는 스테이터와, 계자 및 전기자 중 다른 쪽을 구성하고, 스테이터에 대하여 회전 가능한 로터를 갖고 있다. 또한, 구동용 전동기(53)는 펌프용 전동기(33)와 마찬가지로, 직류 모터나 교류 모터라도 좋고, 유도 모터나 동기 모터라도 좋다. 구동용 전동기(53)는 실린더 장치(7)에 대하여 병렬로 배치되어 있다. 즉, 로터의 회전축이나 출력축(53a)은 피스톤 로드(25)에 대하여 평행하다.

구동용 전동기(53)는, 예를 들어 서보 모터로서 구성되어 있고, 구동용 전동기(53)의 회전을 검출하는 인코더(59)와, 구동용 전동기(53)에 전력을 공급하는 서보 드라이버(61)와 함께 서보 기구를 구성하고 있다.

구동용 전동기(53)는 브레이크를 구비한 전동기인 것이 바람직하다. 예를 들어, 특별히 도시하지 않았지만, 구동용 전동기(53)는 로터와 함께 스테이터에 대하여 회전하는 디스크와, 스테이터에 대하여 회전 불가능한 디스크와, 이들 2매의 디스크를 접촉시키는 스프링력을 발생하는 스프링과, 스프링력에 저항해서 2매의 디스크를 이격시킬 수 있는 작동기를 갖고 있다.

또한, 후술하는 동작의 설명에 있어서, 구동용 전동기(53)가 정지되어 있을 때, 사출 장치의 구체적인 구성 및 구동용 전동기(53)가 정지되는 상황에 따라서 적절한 정지 방법이 선택되어도 되는 것은, 펌프용 전동기(33)와 마찬가지이다.

전달 기구(55)는, 구동용 전동기(53)의 회전을 병진 운동으로 변환하여 플런저(5)로 전달한다. 전달 기구(55)는, 예를 들어 볼 나사 기구 등의 나사 기구에 의해 구성되어, 구동용 전동기(53)에 의해 회전 구동되는 나사축(63)과, 나사축(63)에 나사 결합된 너트(65)를 갖고 있다.

나사축(63)은, 예를 들어 피스톤 로드(25)에 평행하게, 구동용 전동기(53)에 대하여 동일축에 배치되고, 구동용 전동기(53)의 출력축(53a)과 커플링을 개재하여 연결되어 있다. 바꾸어 말하면, 전달 기구(55)는 피스톤 로드(25)에 대하여 병렬로 배치되어 있다. 또한, 나사축(63)은 실린더 튜브(21) 등에 대하여 회전 가능하게 또한 축 방향으로 이동 불가능하게 지지되어 있다. 너트(65)는, 후술하는 바와 같이 안내 기구(57)에 의해 나사축(63) 주위의 회전이 규제되어 있다.

그리고 나사축(63)이 구동용 전동기(53)에 의해 회전 구동되면, 나사축(63)에 나사 결합한 너트(65)는 나사축(63)의 축 방향으로 이동한다. 즉, 너트(65)는 피스톤 로드(25)에 대하여 평행하게 구동된다.

안내 기구(57)는 피스톤 로드(25)에 평행하게 배치된 가이드 바(67)와, 가이드 바(67)를 그 축 방향으로 안내하는 가이드부(69)를 갖고 있다. 가이드 바(67)는, 예를 들어 단면 원형의 축 형상 부재이며, 가이드부(69)는 가이드 바(67)가 축 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 구멍부를 갖는 부재이다.

가이드부(69)는, 특별히 도시하지 않았지만, 실린더 장치(7)의 실린더 튜브(21)를 지지하는 부재에 고정되는 등에 의해 실린더 튜브(21)에 대하여 고정되어 있다. 가이드 바(67)는 가이드부(69)에 삽입됨으로써, 실린더 튜브(21)에 대한, 축에 직교하는 방향의 이동 및 축의 경사가 규제되는 동시에, 축 방향으로의 이동이 허용되고 있다.

또한, 가이드부(69)의 구멍부는 가이드 바(67)에 대한 미끄럼 이동 저항을 저감하면서 가이드 바(67)의 경사를 적절하게 억제할 수 있도록, 관통 방향에 있어서 비교적 길게 형성되는 동시에, 관통 방향의 중앙측에 있어서 지름이 확장되어 내주면이 가이드 바(67)로부터 이격되어 있는 것이 바람직하다.

출력 부재(71)는 전달 기구(55)의 너트(65)와, 안내 기구(57)의 가이드 바(67)를 연결하고 있다. 출력 부재(71)는, 예를 들어 너트(65)의 주위를 둘러싸고, 너트(65)에 고정된 기초부(71a)와, 기초부(71a)로부터 너트(65)의 지름 방향으로 연장되어 가이드 바(67)의 일단부에 고정된 연장부(71b)를 갖고 있다. 가이드 바(67)는 출력 부재(71)로부터 플런저(5)의 후퇴 방향[실린더 장치(7)측]으로 연장되어 있다.

또한, 너트(65)에 연결된 안내 기구(57)는 너트(65)의 나사축(63) 주위의 회전을 규제하는 회전 방지 기구로서도 기능하고 있다. 따라서, 안내 기구(57) 및 출력 부재(71)는 전달 기구(55)의 일부라 파악되어도 된다.

착탈부(13)는, 예를 들어 전자석의 여자 및 소자에 의해 착탈을 행하는 클램프 기구에 의해 구성되어 있다. 착탈부(13)는, 예를 들어 코일 등을 포함하는 전자석(73)과, 전자석(73)에 클램프되는 금속 등의 자성체(75)를 갖고 있다. 또한, 전자석(73)은 코일에 통전되고 있는 동안에 있어서 여자가 유지되는 것이라도 되고, 영구 자석 등을 포함하여, 통전됨으로써 여자 및 소자가 이루어지는 여자가 유지되고 있는 동안의 통전이 불필요한 것이라도 된다.

전자석(73) 및 자성체(75) 중 한쪽[본 실시 형태에서는 자성체(75)]은 피스톤 로드(25)에 대하여 고정되고, 다른 쪽[본 실시 형태에서는 전자석(73)]은 너트(65)[구동 장치(11)의 피구동부]에 고정된다. 그리고 피스톤 로드(25)에 고정된 부재[자성체(75)]에 대하여 너트(65)에 고정된 부재[전자석(73)]가 후방에 위치하여, 이들 부재는 피스톤 로드(25)의 이동 방향에 있어서 서로 접촉 가능하게 대향하고 있다. 즉, 너트(65)는 착탈부(13)를 개재하여 피스톤 로드(25)를 전방으로 미는 것이 가능하다.

보다 구체적으로는, 예를 들어 플런저(5)와 피스톤 로드(25)를 연결하는 조인트(27)는 피스톤 로드(25)의 반경 방향으로 연장되는 연장부(27a)를 갖고, 자성체(75)는 연장부(27a)의 후방측에 고정되어 있다. 또한, 자성체(75)는 연장부(27a)의 일부라고 파악되어도 된다. 또한, 전자석(73)은, 예를 들어 너트(65)와 가이드 바(67)를 연결하는 출력 부재(71)의 연장부(71b)의 전방측에 고정되어 있다. 또한, 전자석(73)은 출력 부재(71)의 일부라고 파악되어도 된다. 전자석(73), 자성체(75) 및 가이드 바(67)는, 예를 들어 실린더 장치(7)와 전달 기구(55) 사이에 있어서 실린더 장치(7)에 평행한 동일선 위에 배치되어 있다.

(제어계)

제어 장치(15)는, 예를 들어 CPU(77), ROM이나 RAM 등의 메모리(79), 입력 회로(81) 및 출력 회로(83)를 포함하여 구성되어 있다. CPU(77)는, 메모리(79)에 기억된 프로그램을 실행하고, 입력 회로(81)를 통해 입력되는 입력 신호에 의거하여, 각 부를 제어하기 위한 제어 신호를 출력 회로(83)를 통해 출력한다.

입력 회로(81)에 신호를 입력하는 것은, 예를 들어 사용자의 입력 조작을 접수하는 입력 장치(85), 인코더(37 및 59), 피스톤 로드(25)의 위치를 검출하는 제1 위치 센서(89), 가이드 바(67)의 위치를 검출하는 제2 위치 센서(91), 서보 밸브(51), 헤드측실(21h)의 압력을 검출하는 헤드 압력 센서(93), 로드측실(21r)의 압력을 검출하는 로드 압력 센서(95) 및 어큐뮬레이터(35)의 압력을 검출하는 어큐뮬레이터 압력 센서(97)이다.

출력 회로(83)가 신호를 출력하는 것은, 예를 들어 사용자에게 정보를 표시하는 표시기(87), 서보 드라이버(39 및 61), 서보 밸브(51) 및 각종 밸브로의 파일럿 압력의 도입을 제어하는 도시하지 않은 액압 회로이다.

제1 위치 센서(89)는 실린더 튜브(21)에 대한 피스톤 로드(25)의 위치를 검출하는 것이며, 플런저(5)의 위치를 간접적으로 검출하는 것이다. 제1 위치 센서(89)는, 예를 들어 피스톤 로드(25)에 고정되거나 또는 형성되고, 피스톤 로드(25)의 축 방향으로 연장되는 도시하지 않은 스케일부와 함께 리니어 인코더를 구성하고 있다. 또한, 제1 위치 센서(89), 또는 제어 장치(15)는 검출한 위치를 미분함으로써, 속도를 검출할 수 있다.

제2 위치 센서(91)는 가이드부(69)에 대한 가이드 바(67)의 위치를 검출하는 것이며, 구동 장치(11)의 피구동부[너트(65)이나 출력 부재(71)]의 위치를 간접적으로 검출하는 것이다. 제2 위치 센서(91)는, 예를 들어 가이드 바(67)에 고정되거나 또는 형성되고, 가이드 바(67)의 축 방향으로 연장되는 도시하지 않은 스케일부와 함께 리니어 인코더를 구성하고 있다. 또한, 제2 위치 센서(91), 또는 제어 장치(15)는 검출한 위치를 미분함으로써, 속도를 검출할 수 있다.

헤드 압력 센서(93) 및 로드 압력 센서(95)는 헤드측실(21h) 및 로드측실(21r)의 압력을 검출함으로써, 플런저(5)가 용탕에 가하는 압력을 간접적으로 검출하는 것이다. 또한, 어큐뮬레이터 압력 센서(97)는 어큐뮬레이터(35)의 충전 완료 등의 판정에 이용된다.

(사출 장치의 동작)

도 2는, 사출 장치(1)의 동작을 설명하는 도면이다. 도 2에 있어서, 횡축은시간을 나타내고 있다. 또한, 실선 Lv는 사출 속도의 변화를 나타내고, 실선 Lp는 사출 압력의 변화를 나타내고 있다. 실선 Lv 및 Lp가 그려진 그래프에 있어서, 종축은 사출 속도 및 사출 압력의 크기를 나타내고 있다. 또한, 당해 그래프의 하방에 있어서는, 피스톤(23), 구동용 전동기(53), 착탈부(13), 서보 밸브(51), 펌프용 전동기(33) 및 어큐뮬레이터(35)의 동작을 나타내고 있다. 또한, 서보 밸브(51)의 온/오프(ON/OFF)는, 개구도가 제어되고 있는 상태/개구도가 제어되지 않고 개방되어 있거나 또는 폐쇄되어 있는 상태를 나타내고 있다.

사출 장치(1)는, 대략 살펴보면, 저속 사출, 고속 사출 및 증압(승압)을 순서대로 행한다. 즉, 사출 장치(1)는 사출의 초기 단계에 있어서는, 용탕 공기의 휩쓸림을 방지하기 위하여 비교적 저속으로 플런저(5)를 전진시키고, 이어서 용탕의 응고에 지연되지 않게 용탕을 충전하기 때문에 등의 관점에서 비교적 고속으로 플런저(5)를 전진시킨다. 그 후, 사출 장치(1)는 성형품의 수축을 없애기 위해서, 플런저(5)의 전진하는 방향의 힘에 의해 캐비티 내의 용탕을 증압한다. 구체적으로는, 이하와 같다.

(저속 사출 : t0 내지 t1)

저속 사출의 개시 직전에 있어서, 사출 장치(1)는 도 1에 도시한 상태로 되어 있다. 즉, 피스톤(23) 및 너트(65)는 후퇴 등의 초기 위치에 위치하고 있다. 이 초기 위치에 있어서, 착탈부(13)의 전자석(73)과 자성체(75)는 서로 접촉하고 있으며, 클램프 가능하게 되어 있다. 구동용 전동기(53) 및 펌프용 전동기(33)는 정지하고 있다. 어큐뮬레이터(35)는 축압이 완료되어 있다. 서보 밸브(51) 및 제1 역지 밸브(VLA) 내지 제4 역지 밸브(VLD)는, 어큐뮬레이터(35)로부터의 작동액의 방출이 금지되고 있는 한 적당한 상태로 되어도 좋지만, 예를 들어 서보 밸브(51)는 폐쇄되고, 제1 역지 밸브(VLA)는 파일럿 압력이 도입되지 않아 자폐(自閉)되어 있고, 제2 역지 밸브(VLB) 내지 제4 역지 밸브(VLD)는 파일럿 압력이 도입되어서 폐쇄되어 있다.

고정 금형(101) 및 이동 금형(103)의 형 체결이 종료되어, 용탕이 슬리브(3)에 공급되는 등, 소정의 저속 사출 개시 조건이 충족되면, 제어 장치(15)는 착탈부(13)를 클램프 상태로 하는 동시에, 너트(65)를 전진시키는 방향으로 나사축(63)이 회전하도록 구동용 전동기(53)를 구동한다. 이에 의해, 너트(65)에 연결된 플런저(5) 및 피스톤 로드(25)가 전진한다. 즉, 구동 장치(11)의 구동력에 의해 저속 사출이 행해진다.

이때, 서보 밸브(51)는, 예를 들어 완전 개방이 되고, 제3 역지 밸브(VLC)는 파일럿 압력의 도입이 정지된다. 따라서, 피스톤(23)의 전진에 따라 로드측실(21r)로부터 배출되는 작동액은, 피스톤(23)의 전진에 따라 용적이 확대되는 헤드측실(21h)에 공급된다.

로드측실(21r)과 헤드측실(21h)의 피스톤(23)의 수압 면적의 차이에 의한 헤드측실(21h)에 있어서의 작동액의 부족분은, 상술한 바와 같이, 펌프(31) 또는 탱크(29)로부터의 작동액의 공급에 의해 채워진다. 또한, 펌프(31)에 의해 보급될 경우, 그 작동액의 공급량은 헤드측실(21h)에 부압이 발생하는 것을 억제할 정도이며, 실질적으로 저속 사출은 구동 장치(11)의 구동력에만 의해 행해진다.

플런저(5)의 속도는, 구동용 전동기(53)의 회전수의 조정에 의해 제어된다. 구체적으로는, 제어 장치(15)는 제2 위치 센서(91)[제1 위치 센서(89)라도 됨]에 의해 검출되는 플런저(5)의 속도에 의거하여, 구동용 전동기(53)의 회전수를 피드백 제어한다.

또한, 도 2에서는 저속 사출 속도가 일정한 경우를 예시하고 있지만, 저속 사출 속도는 적절하게 변속해도 된다.

(고속 사출 : t1 내지 t3)

제어 장치(15)는 제2 위치 센서(91)[제1 위치 센서(89)라도 됨]의 검출값에 의거하는 플런저(5)의 위치가 소정의 고속 전환 위치에 도달하면, 착탈부(13)를 앤 클램프 상태로 하는 동시에, 구동용 전동기(53)를 정지한다. 또한, 제어 장치(15)는 제1 역지 밸브(VLA)에 개방하는 파일럿 압력을 도입하는 동시에, 서보 밸브(51)를 적절한 개방도로 조정한다.

이에 의해, 어큐뮬레이터(35)로부터 제1 역지 밸브(VLA)를 통해 헤드측실(21h)으로 작동액이 공급되고, 피스톤(23), 피스톤 로드(25) 및 플런저(5)는 비교적 고속으로 전진한다. 이때, 구동 장치(11)는 플런저(5) 등과의 연결이 해제되어 있으므로, 플런저(5) 등의 전진을 방해하는 부하는 되지 않는다. 또한, 구동 장치(11)의 피구동부[출력 부재(71), 너트(65) 및 가이드 바(67)]는 실린더 튜브(21)에 대하여 정지하므로, 실린더 튜브(21)에 대하여 전진하는 플런저(5) 등에 대해서는, 상대적으로 후방으로 이동한다. 그리고 플런저(5)에 의해 슬리브(3) 내의 용탕이 캐비티(105)에 고속으로 사출된다.

플런저(5)의 속도는, 서보 밸브(51)의 개구도 조정에 의해 제어된다. 또한, 제어 장치(15)는 제1 위치 센서(89)에 의해 검출되는 플런저(5)의 속도에 의거하여, 서보 밸브(51)의 개구도를 피드백 제어해도 된다.

(구동 장치의 피구동부의 후퇴 : t2 내지 t5)

제어 장치(15)는 고속 사출 개시 후로부터 후술하는 플런저(5)의 후퇴 완료까지의 기간 내가 적당한 기간에 있어서, 구동용 전동기(53)를 저속 사출 시와는 반대 방향으로 회전시킨다. 즉, 제어 장치(15)는 구동 장치(11)의 피구동부[너트(65), 출력 부재(71) 및 가이드 바(67)]를 후퇴시켜, 초기 위치로 복귀시킨다. 또한, 본 실시 형태에서는 구동용 전동기(53)를 역회전시키는 기간으로서, 고속 사출이 개시되는 시점 t1에서 조금 경과한 시점 t2로부터, 후술하는 압력 유지가 개시되는 시점 t6보다도 조금 전의 시점 t5까지의 기간을 예시하고 있다.

(감속 사출 : t3 내지 t4)

용탕이 캐비티(105)에 어느 정도 충전되면, 플런저(5)는 그 충전된 용탕으로부터 반력을 받아서 감속되고, 한편 사출 압력은 급격하게 상승해 간다. 또한, 각 부의 동작은 고속 사출 시와 마찬가지이다. 단, 충전 시의 충격을 완화하기 위해서, 플런저(5)가 소정의 감속 위치에 도달하는 등 소정의 감속 개시 조건이 충족되었을 때에 서보 밸브(51)의 개구도를 작게 하는 등, 적당한 감속 제어가 이루어져도 된다.

(증압 : t4 내지 t6)

소정의 증압 개시 조건이 충족되면, 제어 장치(15)는 제2 역지 밸브(VLB)에의 폐쇄되는 파일럿 압력의 도입을 정지한다. 증압 개시 조건은, 예를 들어 헤드 압력 센서(93) 및 로드 압력 센서(95)에 의해 검출되는 사출 압력의 검출값이 소정의 값에 도달한 것, 또는 제1 위치 센서(89)에 의해 검출되는 플런저(5)의 검출 위치가 소정의 위치에 도달한 것이다.

제2 역지 밸브(VLB)로의 폐쇄되는 파일럿 압력의 도입이 정지됨으로써, 로드측실(21r)은 탱크압이 된다. 그리고 헤드측실(21h)의 압력은 어큐뮬레이터(35)의 압력과 동등해질 때까지 상승하고, 사출 압력은 종압에 도달한다. 또한, 사출 속도는 캐비티(105)에 용탕이 완전히 충전됨으로써 0이 된다. 또한, 제3 역지 밸브(VLC)는 로드측실(21r)이 탱크압이 됨으로써 자폐되지만, 폐쇄되는 파일럿 압력이 도입되어도 된다.

(압력 유지 : t6 내지 t7)

제어 장치(15)는 사출 압력이 종압이 되어 있는 상태를 유지한다. 이 사이에, 용탕은 냉각되어서 응고된다. 용탕이 응고되면, 제어 장치(15)는 서보 밸브(51)를 폐쇄하고, 제1 역지 밸브(VLA)로의 개방하는 파일럿 압력의 도입을 정지하고, 제2 역지 밸브(VLB)에 폐쇄되는 파일럿 압력을 도입한다. 이에 의해, 어큐뮬레이터(35)로부터 헤드측실(21h)로의 액압의 공급 및 로드측실(21r)로부터 탱크(29)로의 작동액의 배출이 정지되어, 압력 유지는 종료된다.

또한, 제어 장치(15)는 적절하게 용탕이 응고되었는지의 여부를 판정한다. 예를 들어, 제어 장치는 종압이 얻어진 시점 등의 소정의 시점으로부터 소정의 시간이 경과되었는지의 여부에 의해, 용탕이 응고되었는지의 여부 판정한다.

(압출 추종 : t8 내지 t9)

압력 유지 종료 후, 제어 장치(15)는 도시하지 않은 형 체결 장치에 형 개방을 행하게 하는 동시에, 도시하지 않은 압출 장치에 의해 고정 금형(101)으로부터 성형품을 압출한다. 이때, 제어 장치(15)는 펌프용 전동기(33)를 구동하여, 펌프(31)로부터 헤드측실(21h)로 작동액을 공급하는 동시에, 로드측실(21r)의 작동액을 탱크(29)에 배출 가능하게 하고, 플런저(5)에 의해 비스켓을 압출한다.

또한, 펌프(31)로부터 헤드측실(21h)로의 작동액의 공급은, 예를 들어 제3 역지 밸브(VLC)로의 파일럿 압력의 도입을 정지하여, 제5 유로(49)를 통해 행해진다. 또한, 이때, 로드측실(21r)로부터 배출되는 작동액은, 예를 들어 서보 밸브(51)를 개방함으로써 사출 시와 마찬가지로, 제3 유로를 통해 헤드측실(21h)로 환류된다. 로드측실(21r)의 작동액은, 제5 유로(49)와 제2 유로(43)의 연통을 차단함으로써 제2 유로(43)를 통해 탱크(29)에 배출되어도 된다.

(플런저 후퇴 : t10 내지 t11)

제어 장치(15)는 펌프용 전동기(33)를 구동하여 펌프(31)로부터 로드측실(21r)에 작동액을 공급하는 동시에, 헤드측실(21h)의 작동액을 탱크(29)에 배출 가능하게 하고, 피스톤(23)을 후퇴시키고, 나아가서는 플런저(5)를 후퇴시킨다.

또한, 펌프(31)로부터 로드측실(21r)로의 작동액의 공급은, 예를 들어 서보 밸브(51)를 개방함으로써, 제5 유로(49)의 펌프(31)측 부분과, 제3 유로(45)의 로드측실(21r)측 부분을 통해 행해진다. 또한, 헤드측실(21h)로부터 탱크(29)로의 작동액의 배출은, 예를 들어 헤드측실(21h)과 탱크(29)를 접속하는 도시하지 않은 유로에 설치된 도시하지 않은 밸브가 개방됨으로써 행해진다.

(어큐뮬레이터 충전 : t12 내지 t13)

제어 장치(15)는 제4 역지 밸브(VLD)로의 폐쇄되는 파일럿 압력의 도입을 정지하고, 펌프용 전동기(33)를 구동한다. 한편, 제2 역지 밸브(VLB) 및 제3 역지 밸브(VLC)는, 파일럿 압력이 도입되어 폐쇄되고, 또한 서보 밸브(51)도 폐쇄된다. 따라서, 펌프(31)로부터 제4 유로(47)를 통해 어큐뮬레이터(35)에 작동액이 공급되어, 어큐뮬레이터(35)의 축압이 행해진다. 또한, 제1 역지 밸브(VLA)는 자폐된다.

어큐뮬레이터 압력 센서(97)의 검출 압력이 소정의 축압 완료 압력에 도달하는 등, 어큐뮬레이터(35)의 축압 완료 조건이 충족되면, 제어 장치(15)는 펌프용 전동기(33)를 정지하고, 제4 역지 밸브(VLD)로 폐쇄되는 파일럿 압력을 도입한다. 또한, 플런저(5)[피스톤(23)]의 후퇴와, 어큐뮬레이터 충전은 순서가 반대라도 된다.

이상의 제1 실시 형태에 의하면, 사출 장치(1)는 플런저(5)와, 실린더 장치(7)와, 구동 장치(11)와, 착탈부(13)를 갖는다. 플런저(5)는 캐비티(105)에 성형 재료를 압출 가능하다. 실린더 장치(7)는 플런저(5)와 연결된 피스톤 로드(25)를 갖는다. 구동 장치(11)는 피구동부[너트(65) 및 출력 부재(71)]를 갖고, 피구동부를 피스톤 로드(25)의 이동 방향으로 구동 가능하다. 착탈부(13)는 피구동부의 피스톤 로드(25)에 대한 상대적인 전진을 규제하도록 피스톤 로드(25)와 피구동부를 연결 가능한 동시에, 그 연결을 해제 가능하다.

다른 관점에서는, 사출 장치(1)는 플런저(5)와, 실린더 장치(7)와, 구동 장치(11)를 갖는다. 플런저(5)는 캐비티에 성형 재료를 압출 가능하다. 실린더 장치(7)는 플런저(5)와 연결된 피스톤 로드(25)와, 피스톤 로드(25)에 고정된 피스톤(23)과, 피스톤(23)을 수용하는 실린더 튜브(21)를 갖는다. 구동 장치(11)는 피구동부[전자석(73) 및 너트(65) 등]를 갖고, 피구동부를 피스톤 로드(25)의 이동 방향으로 구동 가능하다. 피구동부는, 피스톤 로드(25)와 함께 이동하는 피접촉 부재[조인트(27) 및 자성체(75)]에 대하여 전진 방향으로 접촉 가능하고 또한 그 접촉 위치로부터 상기 피스톤 로드에 대하여 상대적으로 후퇴 가능하다.

또 다른 관점에서는, 사출 장치(1)는 플런저(5)와, 실린더 장치(7)와, 구동 장치(11)와, 착탈부(13)를 갖는다. 플런저(5)는 캐비티(105)에 성형 재료를 압출 가능하다. 실린더 장치(7)는 플런저(5)와 연결된 피스톤 로드(25)를 갖는다. 구동 장치(11)는 피구동부[전자석(73) 및 너트(65) 등]를 갖고, 피구동부를 피스톤 로드(25)의 이동 방향에 있어서 구동 가능하다. 피구동부는, 피스톤 로드(25)와 함께 이동하는 피접촉 부재[조인트(27) 및 자성체(75)]에 대하여 전진 방향으로 접촉 가능하고 또한 그 접촉 위치로부터 피스톤 로드(25)에 대하여 상대적으로 후퇴 가능하다. 착탈부(13)는 피구동부의 피스톤 로드(25)에 대한 상대적인 후퇴를 규제하도록 피스톤 로드(25)와 피구동부를 연결 가능한 동시에, 그 연결을 해제 가능하다.

따라서, 구동 장치(11)의 실린더 장치(7)에 대한 연결 및 그 해제(접촉 및 이격)를 행함으로써, 실린더 장치(7)와 구동 장치(11)에 의한 사출을 적절하게 행할 수 있다.

예를 들어, 실린더 장치(7)는 구동 장치(11)에 동작이 제한되는 일 없이 플런저(5)를 고속으로 구동 가능하게 된다. 그 결과, 예를 들어 위치 제어나 속도 제어의 정밀도가 높은 전동식의 구동 장치(11)에 의해 저속 사출을 행하고, 높은 속도 및 큰 구동력을 얻기 쉬운 실린더 장치(7)에 의해 고속 사출 및 증압을 행함으로써, 구동용 전동기(53)를 소형화하면서, 고정밀도로 또한 고속인 사출 및 높은 주조 압력을 실현할 수 있다.

또한, 예를 들어 구동 장치(11)는 플런저(5)의 스트로크와 동등한 크기의 스트로크로 피구동부를 구동 가능할 필요성이 없어진다. 그 결과, 나사축(63)을 짧게 하는[피구동부의 스트로크를 플런저(5)의 스트로크보다도 짧게 하는] 등, 구동 장치(11)의 소형화가 도모된다.

또한, 구동 장치(11)는 실린더 튜브(21)의 외부에서 피스톤 로드(25)와 연결(접촉)될 뿐이므로, 실린더 장치(7) 자체의 구성은 변경할 필요가 없다. 그 결과, 이미 설치된 사출 장치에의 적용도 용이하다. 또한, 본 실시 형태와는 달리, 피구동부가 실린더 튜브(21)의 내부에 있어서 피접촉 부재(예를 들어 피스톤)에 접촉할 경우에는, 피구동부에 액압이 부여되어서 피구동부의 전진을 방해할 수 있지만, 그러한 문제도 발생하지 않는다.

착탈부(13)는 전자석(73)의 여자 및 소자에 의해 플런저(5)와 너트(65) 등의 연결 및 당해 연결의 해제를 행한다. 따라서, 후술하는 변형예에 비교하여 연결 및 그 해제를 제어하는 것이 용이하며, 또한 연결 및 그 해제가 신속하면서도 또한 견고하게 행해진다고 기대된다.

구동 장치(11)는 피구동부[너트(65) 등]로부터 후퇴 방향으로 피스톤 로드(25)에 평행하게 연장되는 가이드 바(67)와, 가이드 바(67)를 그 축 방향으로 이동 가능하게 안내하는 가이드부(69)를 갖는다.

따라서, 플런저(5)가 경사지는 것이 억제된다. 또한, 피구동부는 피스톤 로드(25)보다도 스트로크가 짧기 때문에, 가이드 바(67)는 피스톤 로드(25)에 고정되는 경우에 비교하여 짧게 할 수 있다. 또한, 후방으로 연장되어 실린더 장치(7)와 병렬이 되므로, 사출 장치(1)의 소형화가 용이해진다.

사출 장치(1)의 제어 장치(15)는 저속 사출에 있어서는, 구동 장치(11)의 구동력 및 실린더 장치(7)의 구동력 중 구동 장치(11)의 구동력에만 의해 플런저(5)를 구동하고, 고속 사출, 증압 및 제품 압출 추종에 있어서는, 구동 장치(11)의 구동력 및 실린더 장치(7)의 구동력 중 실린더 장치(7)의 구동력에만 의해 플런저(5)를 구동하도록, 구동 장치(11) 및 실린더 장치(7)를 제어한다. 또한, 여기에서 말하는 실린더 장치(7)의 구동력은, 실린더 장치(7)에 작동액이 공급됨으로써 발생하는 구동력이다.

따라서, 큰 구동력을 필요로 하는 공정에 있어서 구동용 전동기(53)는 사용되지 않고, 구동용 전동기(53)의 소형화가 도모된다. 또한, 그 결과, 피스톤 로드(25)를 경사지게 하는 모멘트도 작아, 안내 기구(57)는 소형화나 간소화가 가능하게 된다. 예를 들어, 큰 모멘트를 받는 슬라이드 테이블과 같은 대형 안내 기구를 설치할 필요성이 저감된다.

<제2 실시 형태>

(사출 장치의 구성)

도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 다이캐스트 머신(DC201)의 사출 장치(201)의 주요부의 구성을 도시하는 도면이다. 또한, 제2 실시 형태에 있어서, 제1 실시 형태의 구성과 마찬가지 또는 유사한 구성에 대해서는, 제1 실시 형태의 부호와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략하는 경우가 있다.

제2 실시 형태의 사출 장치(201)는 제1 실시 형태의 사출 장치(1)와 마찬가지로, 액압식 구동계[실린더 장치(7), 액압 장치(209) 등]와, 전동기 구동계[구동 장치(211), 착탈부(213) 등]를 갖고 있다.

단, 사출 장치(201)는 제1 실시 형태의 사출 장치(1)에 비교하여, 플런저(5)의 구동에 있어서의 전동식 구동계의 분담량이 커지도록(액압식 구동계의 분담량이 작아지도록) 구성되어 있다.

그리고 사출 장치(201)의 전동식 구동계의 구성은, 제1 실시 형태의 사출 장치(1)의 전동식 구동계의 구성과 다르다. 이에 대해서는, 이후에, 도 4를 참조하여 설명한다. 그 밖의 구성에 대해서는, 사출 장치(201)는 제1 실시 형태의 사출 장치(1)와 대략 마찬가지이다.

단, 사출 장치(201)의 액압식 구동계는, 이하의 점에 있어서, 제1 실시 형태의 사출 장치(1)의 액압식 구동계와 다르다.

사출 장치(201)의 액압 장치(209)에 있어서, 펌프(31)는 로터나 피스톤의 1주기 운동에 있어서의 토출량이 고정된 정용량 펌프에 의해 구성되어 있다. 단, 펌프(31)는 토출량이 가변이 된 가변 용량 펌프가 되는 것도 가능하다.

또한, 액압 장치(209)에 있어서, 펌프용 전동기(33)는, 예를 들어 정속 전동기로서 기능을 하도록 설치되어 있다. 즉, 펌프용 전동기(33)는 서보 기구에 있어서의 서보 모터로서는 설치되어 있지 않고, 오픈 루프에 있어서 설치되어 있다. 펌프용 전동기(33)는 적합하게는, 3상 유도 전동기에 의해 구성되어 있고, 공급된 교류 전력의 주파수에 따른 회전수로 회전한다. 단, 펌프용 전동기(33)는 서보 모터로서 설치되어도 되고, 동기 전동기 또는 직류 전동기에 의해 구성되어도 된다.

액압 장치(209)는 작동액을 냉각하기 위한 쿨러(40)를 갖고 있다. 또한, 쿨러(40)는 제1 실시 형태의 액압 장치(9)에 있어서도 설치되어도 좋다. 쿨러(40)는, 예를 들어 공랭식의 쿨러에 의해 구성되어 있고, 작동액이 순환하는, 대기에 노출된 관로를 갖고 있다. 쿨러(40)는, 예를 들어 펌프용 전동기(33)의 로터의 회전에 의해 발생하거나, 또는 당해 로터에 고정된 팬의 회전에 의해 발생하는 기류에 노출되어 있다.

후술하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 탱크(29)의 소형화, 및 펌프(31) 및 펌프용 전동기(33)의 소용량화가 도모되므로, 탱크(29), 펌프(31) 및 펌프용 전동기(33)는 시판되고 있는 유닛화된 것에 의해 구성되는 것이 가능하다. 또한, 이 경우에 있어서, 쿨러(40)도 유닛에 포함되어 있어도 좋다.

액압 장치(209)에 있어서는, 제1 실시 형태에 있어서의 제5 유로(49)는 설치되어 있지 않다. 즉, 펌프(31)로부터 헤드측실(21h)로 작동액을 공급하기 위한 유로는 설치되어 있지 않다.

액압 장치(209)에 있어서, 제3 역지 밸브(VLC')는 파일럿 압력이 도입되고 있지 않을 때의 동작은, 제1 실시 형태의 제3 역지 밸브(VLC)의 동작과 마찬가지이지만, 개방하는 파일럿 압력이 도입되면 양쪽의 흐름을 허용하고(개방되고), 폐쇄되는 파일럿 압력이 도입되면 양쪽의 흐름을 금지하는(폐쇄되는) 것으로 되어 있다.

액압 장치(209)에 있어서, 제4 역지 밸브(VLD')는, 파일럿 압력이 도입되지 않는 것으로 되어 있다. 또한, 그 동작은, 제1 실시 형태의 제4 역지 밸브(VLD)의 파일럿 압력이 도입되고 있지 않을 때의 동작과 마찬가지이다.

도 4는, 구동 장치(211) 및 착탈부(213)의 상세를 나타내는, 일부에 단면도를 포함하는 모식적인 측면도이다. 또한, 도 4의 지면 좌측은 플런저의 전진 방향이다.

구동 장치(211)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 구동용 전동기(53)와, 구동용 전동기(53)의 구동력을 플런저(5)[피스톤 로드(25)]에 전달하는 전달 기구(255)와, 전달 기구(255) 등의 기울기를 억제하여 동작을 적합화하기 위한 안내 기구(257)를 갖고 있다.

이들의 기본적인 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 단, 전달 기구(255) 및 안내 기구(257)는 제1 실시 형태와는 달리, 플런저(5)[피스톤 로드(25)]의 스트로크와 동등한 스트로크로 구동 가능하게 구성되어 있다. 즉, 전달 기구(255)의 나사축(263)은 제1 실시 형태의 나사축(63)보다도 길게, 또한 안내 기구(257)의 가이드 바(267)는 제1 실시 형태의 가이드 바(67)보다도 길다.

또한, 안내 기구(257)는 전달 기구(255)에 대하여 실린더 장치(7)와는 반대측에 위치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 안내 기구(57)가 전달 기구(55)와 실린더 장치(7) 사이에 위치하는 경우 등에 비교하여 너트(65)를 피스톤 로드(25)[조인트(227) 및 접촉 부재(273)]에 근접시켜 너트(65)와 피스톤 로드(25) 사이에서 발생하는 너트(65)를 경사지게 하는 모멘트를 작게 할 수 있는 동시에, 너트(65)에 대한 가이드 바(267)의 거리를 적절하게 설정하여 너트(65)의 경사를 적절하게 억제할 수 있다.

구동 장치(211)는 제1 실시 형태의 구동 장치(11)와 마찬가지로, 전달 기구(255), 안내 기구(257), 피스톤 로드(25)[엄밀하게는 조인트(227)] 및 착탈부(213) 사이에 개재하는 출력 부재(271)를 갖고, 전달 기구(255)의 구동력은, 출력 부재(271)를 통해 피스톤 로드(25)로 전달된다.

단, 출력 부재(271)는 제1 실시 형태와는 달리, 착탈부(13)를 거치지 않고, 직접 조인트(227)에 대하여 전진 방향으로 접촉하도록 구성되어 있다.

구체적으로는, 예를 들어 출력 부재(71)는 너트(65)와 가이드 바(267)를 연결하는 연결 부재(272)와, 연결 부재(272)와 피스톤 로드(25)[엄밀하게는 조인트(227)] 사이에 개재하는 접촉 부재(273)를 갖고 있다.

연결 부재(272)는, 예를 들어 제1 실시 형태의 출력 부재(71)와 마찬가지로, 너트(65)의 주위를 둘러싸고, 너트(65)에 고정된 부분과, 당해 부분으로부터 너트(65)의 지름 방향으로 연장되어 가이드 바(67)의 일단부에 고정된 부분을 갖고 있다.

접촉 부재(273)는 연결 부재(272)[너트(65)]에 고정되어 있는 동시에, 조인트(227)에 대하여 플런저(5)의 전진 방향으로 접촉 가능하게 되어 있다. 예를 들어, 접촉 부재(273)는 피스톤 로드(25)를 둘러싸는 형상(바람직하게는 원 환상)으로 구성되어 있고, 조인트(227)의 피스톤 로드(25)측의 단부면에 대하여 전체 둘레에 걸쳐서 접촉 가능하다. 전체 둘레에 걸쳐서 접촉함으로써, 조인트(227)를 경사지게 하는 모멘트가 발생하는 것이 억제된다. 접촉 부재(273)는 연결 부재(272)가 직접 조인트(227)에 접촉하는 것보다도 출력 부재(271)와 조인트(227)의 밀착성이 향상되도록, 연결 부재(272)보다도 조인트(227)와의 반발 계수가 낮은 재료에 의해 구성되는 것이 바람직하다.

착탈부(213)는 제1 실시 형태의 착탈부(13)와는 달리, 피구동부[너트(65) 등]의 피스톤 로드(25)에 대한 상대적인 후퇴만을 규제하도록 구성되어 있다.

구체적으로는, 예를 들어 착탈부(213)는 훅(274)과, 훅(274)을 구동하는 작동기(275)를 갖고 있다.

훅(274)은, 예를 들어 대략 L자 형상으로 형성되는 동시에, 일단부가 연결 부재(272)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고 훅(274)은 조인트(227)에 형성된 피결합부(227a)에 대하여 플런저(5)의 후퇴 방향으로 걸림 결합 가능한 위치(「온」의 위치)와, 당해 걸림 결합이 해제되는 위치(「오프」의 위치) 사이에서 이동 가능하다.

훅(274)이 오프(걸림 결합 해제)됨으로써, 플런저(5)를 출력 부재(271)에 대하여 상대적으로 전진시킬 수 있다. 또한, 훅(274)이 온(걸림 결합)됨으로써, 구동용 전동기(53)에 의해 플런저(5)를 후퇴시킬 수 있다.

작동기(275)는, 예를 들어 왕복 이동(다른 관점에서는 신축)을 행하는 작동기에 의해 구성되어 있다. 작동기(275)는, 예를 들어 리니어 모터, 공기 압력 실린더 또는 액압 실린더이다. 작동기(275)는 일단부측(예를 들어 본체)이 연결 부재(272)에 지지되는 동시에, 타단부측(예를 들어 가동부)이 훅(274)에 연결되어 있다. 그리고 작동기(275)의 왕복 이동에 의해, 훅(274)은 온 또는 오프된다.

또한, 접촉 부재(273) 및 훅(274)은 조인트(227)를 끼움 지지 가능하므로, 접촉 부재(273) 및 착탈부(213) 전체를, 제1 실시 형태의 착탈부(13)와 마찬가지로, 피구동부[너트(65) 등]의 플런저(5)에 대한 전진 및 후퇴를 규제 가능한 착탈부로서 파악할 수도 있다.

(사출 장치의 동작)

도 5는, 사출 장치(201)의 동작을 설명하는, 도 2와 마찬가지의 도면이다. 도 5의 최하측에 있어서는, 도 2에서는 도시하지 않은 구동용 전동기(53)의 부하가 나타나 있다. 어큐뮬레이터(35)의 「충전」은, 어큐뮬레이터(35)를 충전 가능한 상태를 나타내고 있다(「충전」이 된 범위 전체에 걸쳐 충전이 행해지고 있을 필요는 없음).

사출 장치(201)는, 대략 살펴보면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 저속 사출, 고속 사출 및 증압(승압)을 순서대로 행한다. 구체적으로는, 이하와 같다.

(저속 사출 : t0' 내지 t1')

사출 장치(201)의 저속 사출에 있어서의 동작은, 제1 실시 형태의 사출 장치(1)의 저속 사출에 있어서의 동작과 대략 마찬가지이다. 즉, 구동 장치(211)의 구동력에만 의해, 플런저(5)가 저속으로 전진한다.

단, 구동 장치(211)의 구동력은, 접촉 부재(273)를 통해 조인트(227)로 전달된다. 또한, 착탈부(213)[훅(74)]는 오프(걸림 결합 해제)된 상태로 되어 있다. 또한, 착탈부(213)는 제1 실시 형태와 마찬가지로, 온되어 있어도 된다. 이 경우, 예를 들어 감속을 포함하는 다단 제어를 행했을 때에, 관성력에 의해 플런저(5)가 출력 부재(271)로부터 이격하여 전진해 버리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 로드측실(21r)과 헤드측실(21h)의 피스톤(23)의 수압 면적의 차이에 의한 헤드측실(21h)에 있어서의 작동액의 부족분은, 예를 들어 도시하지 않은 유로를 통해 탱크(29)로부터 보급된다. 제2 역지 밸브(VLB)를 파일럿 압력의 도입에 의해 개방하는 것이 가능한 것에 의해 구성하고, 제2 유로(43)를 통해 보급을 행해도 된다. 이와 같이, 제1 실시 형태와는 달리, 펌프용 전동기(33)는 부족분의 보급에 이용되고 있지 않다.

그리고 펌프용 전동기(33)는 저속 사출 중에 있어서, 어큐뮬레이터(35)의 충전에 이용 가능하게 되어 있다. 그리고 펌프용 전동기(33)는 어큐뮬레이터(35)의 충전이 완료되어 있는 것이면 정지되어 있고, 충전이 완료되어 있지 않은 것이면 구동되고 있다.

어큐뮬레이터(35)의 충전은, 어큐뮬레이터 압력 센서(97)의 압력이 소정의 충전 완료 압력에 도달했을 때에, 펌프용 전동기(33)가 정지(오프)됨으로써 종료된다. 펌프(31)의 용량, 펌프용 전동기(33)의 회전수 및/또는 충전 완료 압력 등은, 후술하는 어큐뮬레이터(35)의 충전 개시 시점 후, 저속 사출이 종료될 때까지의 적절한 시기에 있어서, 어큐뮬레이터(35)의 충전이 완료되도록 적절하게 설정되어 있다.

(고속 사출 : t1' 내지 t2')

사출 장치(201)의 고속 사출에 있어서의 동작은, 제1 실시 형태의 사출 장치(1)의 고속 사출에 있어서의 동작과 대략 마찬가지이다. 즉, 어큐뮬레이터(35)로부터 헤드측실(21h)로 작동액이 공급됨으로써, 플런저(5)는 출력 부재(271)를 그대로 두고 비교적 고속으로 전진한다.

단, 구동용 전동기(53)는 정지 및 역전은 이루어지지 않고, 정회전이 계속된다. 즉, 구동 장치(211)의 피구동부[너트(65) 등]는 플런저(5)에 지연되면서도, 전진을 계속한다. 또한, 실린더 장치(7)에 의해 플런저(5)가 구동됨으로써, 구동용 전동기(53)의 부하는 저속 사출 시보다 저하된다.

(감속 사출 내지 증압 내지 압력 유지 : t2' 내지 t6')

제1 실시 형태와 마찬가지이다.

(피구동부의 도달 : t5')

증압이 개시되어 플런저(5)의 속도가 저하되고, 나아가, 압력 유지가 개시되어 플런저(5)가 정지됨으로써, 구동 장치(211)에 의해 저속 사출로부터 계속해서 구동되고 있던 출력 부재(271)는 조인트(227)에 따라잡는다. 바꾸어 말하면, 착탈부(213)는 걸림 결합 가능한 상태가 된다. 출력 부재(271)가 조인트(227)에 도달하는 시점은, 바람직하게는 압력 유지 완료 전이다.

제어 장치(15)는 제1 위치 센서(89) 및 제2 위치 센서(91)의 검출값을 기초로 하여 출력 부재(271)의 조인트(227)로의 도달을 검출하면, 구동용 전동기(53)를 정지시킨다.

또한, 고속 사출 개시부터 출력 부재(271)가 조인트(227)에 도달할 때까지의 출력 부재(271)의 속도는, 저속 사출 시의 속도와 동등해도 되고, 달라도 된다. 또한, 출력 부재(271)가 플런저(5)에 충격을 주지 않도록, 적절하게 감속 제어가 행해져도 된다.

(압출 추종 : t7' 내지 t9')

압출 추종에 있어서는, 제어 장치(15)는 제1 실시 형태와는 달리, 구동용 전동기(53)를 출력 부재(71)를 전진시키는 방향으로 구동한다. 이에 의해, 플런저(5)에 의해 비스켓을 압출한다.

또한, 이때, 작동액의 흐름은, 예를 들어 저속 사출 시와 마찬가지가 되어도 좋다. 즉, 로드측실(21r)로부터 배출되는 작동액은, 제3 유로(45)를 통해 헤드측실(21h)로 환류되고, 헤드측실(21h)에 있어서의 작동액의 부족분은 탱크(29)로부터 보급되어도 좋다.

제어 장치(15)는 서보 드라이버(61)가 검출하는, 구동용 전동기(53)에 흐르는 전류(부하)가 소정의 설정값 이상이 될 경우에는, 실린더 장치(7)를 병용하여 플런저(5)를 전진시킨다. 구체적으로는, 예를 들어 제1 역지 밸브(VLA)에 파일럿 압력을 도입하여 어큐뮬레이터(35)로부터 헤드측실(21h)로 작동액을 공급한다. 또한, 로드측실(21r)의 작동액은 고속 사출 시와 마찬가지로 헤드측실(21h)로 환류되어도 되고, 증압 시와 마찬가지로 탱크(29)로 배출되어도 된다.

한편, 제어 장치(15)는 서보 드라이버(61)가 검출하는 부하가 설정값 미만이 될 경우에는, 실린더 장치(7)를 병용하지 않고, 구동용 전동기(53)에만 의한 플런저(5)의 전진을 행한다.

또한, 시운전에 있어서 설정값 이상인지 여부의 판정이 행해지고, 그 후의 복수의 성형 싸이클에 대하여 일률적으로 병용하는지 여부가 결정되어도 되고, 성형 싸이클마다 설정값 이상인지 여부의 판정이 행해지고, 각 성형 싸이클에 있어서 설정값 이상이 된 이후 또는 설정값 이상이 되고 있는 동안에 있어서 병용이 행해져도 된다.

또한, 병용은, 압출 추종의 전체에 걸쳐 행해져도 되고, 부하가 커지는 초기에만 행해져도 된다. 또한, 여기에서 말하는 압출 추종의 초기는, 압출 추종에 있어서, 플런저(5)가 전진을 개시하는 시점을 포함하고, 플런저(5)의 전진이 정지하는 시점을 포함하지 않는 범위이며, 예를 들어 압출 추종에 있어서의 플런저(5)의 스트로크 중 최초의 1/5 내지 1/2의 범위에 상당하는 기간이다.

또한, 도 5에서는, 실린더 장치(7)를 병용하고 있는 경우를 예시하는 동시에, 미리 실린더 장치(7)가 병용되는 것이 결정되어, 구동용 전동기(53)의 회전 개시와 동시에 어큐뮬레이터(35)의 방출이 개시되고, 또한 압출 추종의 초기(t7' 내지 t8')에만 있어서 병용이 행해지는 경우를 예시하고 있다.

(플런저 후퇴 : t10' 내지 t11')

플런저 후퇴는, 제1 실시 형태와는 달리, 구동 장치(211)에 의해 행해진다. 구체적으로는, 이하와 같다.

제어 장치(15)는 출력 부재(271)가 조인트(227)에 도달한 이후(t5' 이후)로부터의 적당한 시기, 적합하게는 압력 유지 종료 후(t6' 후), 보다 적합하게는 압출 추종의 개시 시(t7')에 있어서, 착탈부(213)를 온(걸림 결합) 상태로 한다. 그리고 제어 장치(15)는 압출 추종이 완료되면, 출력 부재(271)를 후퇴시키는 방향으로 구동용 전동기(53)를 구동한다. 이에 의해, 플런저(5)가 후퇴한다.

또한, 피스톤(23)의 후퇴에 따라 헤드측실(21h)로부터 배출되는 작동액은, 예를 들어 제3 역지 밸브(VLC')에 개방하는 파일럿 압력을 도입하는 동시에 서보 밸브(51)를 개방함으로써 로드측실(21r)로 환류된다. 로드측실(21r)에 있어서의 작동액의 잉여분은, 예를 들어 제2 역지 밸브(VLB)로의 파일럿 압력의 도입을 정지함으로써 탱크(29)로 배출된다. 헤드측실(21h)로부터 배출되는 작동액은, 어큐뮬레이터(35)의 충전에 제공되는 것도 가능하다.

(어큐뮬레이터 충전 : t9' 내지 t11' 내지 t1')

어큐뮬레이터(35)의 충전은, 어큐뮬레이터(35)의 방출이 행해지는 고속 사출, 증압 및 압력 유지 및 어큐뮬레이터(35)의 방출이 행해질 가능성이 있는 압출 추종을 제외하고, 적당한 시기에 행해져도 좋다.

예를 들어, 제어 장치(15)는 압출 추종이 완료되면(t9'), 펌프용 전동기(33)의 구동을 개시하고, 어큐뮬레이터(35)의 충전을 개시한다. 또한, 제1 역지 밸브(VLA)는 자폐된다. 또한, 어큐뮬레이터(35)의 충전 완료는, 상술한 바와 같이, 저속 사출 종료까지 이루어진다.

제2 실시 형태에 있어서도, 사출 장치(201)는 구동 장치(211)의 실린더 장치(7)에 대한 연결 및 그 해제(접촉 및 이격)를 행함으로써, 실린더 장치(7)와 구동 장치(211)에 의한 사출을 적절하게 행할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 제어 장치(15)는 사출 후, 착탈부(213)에 의한 연결이 이루어진 상태[피구동부의 피스톤 로드(25)에 대한 상대적인 후퇴가 규제된 상태]에서, 구동 장치(211)의 구동력에 의해 플런저(5)를 후퇴시킨다.

따라서, 액압원[펌프(31) 및/또는 어큐뮬레이터(35)]에 의한 실린더 장치(7)로의 작동액의 송출량을 저감할 수 있다.

특히, 구동 장치(211)의 구동력에만 의해 전 스트로크에 걸쳐 플런저(5)를 후퇴시키는 경우에 있어서는, 액압원에 의해 실린더 장치(7)로 작동액을 송출할 필요가 없다. 그 결과, 예를 들어 액압원의 부담을 한층 더 저감할 수 있고, 또한 플런저 후퇴와 동시에 어큐뮬레이터(35)의 충전을 행하여 성형 싸이클의 단축화를 도모하는 것도 가능하게 된다.

제어 장치(15)는 증압의 적어도 개시 시(본 실시 형태에서는 증압 전체)에 있어서는, 착탈부(213)에 의한 연결이 해제된 상태에서, 실린더 장치(7)의 구동력에만 의해 플런저(5)를 구동하고, 증압 개시 후로부터 압력 유지 종료까지의 동안에(본 실시 형태에서는 압력 유지 중), 피구동부[출력 부재(271) 등]가 착탈부(213)에 의해 피스톤 로드(25)와 연결 가능한 위치에 도달하도록, 실린더 장치(7) 및 구동 장치(211)를 제어한다.

따라서, 압력 유지 종료 후, 바로 전 스트로크에 걸쳐, 구동 장치(211)의 구동력에 의한 플런저 후퇴를 행할 수 있다. 그 결과, 예를 들어 성형 싸이클의 단축화를 도모할 수 있다.

제어 장치(15)는 제품 압출 추종에 있어서, 구동 장치(211)에 의해 플런저(5)를 구동하고, 그 부하가 소정의 설정값 이상이 될 경우에는 실린더 장치(7)를 병용하여 플런저(5)를 구동하고, 설정값 미만이 될 경우에는 실린더 장치(7)를 병용하지 않고 플런저(5)를 구동하도록 실린더 장치(7) 및 구동 장치(211)를 제어한다.

따라서, 액압원[펌프(31) 및/또는 어큐뮬레이터(35)]으로부터의 작동액의 송출을 억제하면서, 필요 충분한 압출력을 얻을 수 있다.

사출 장치(1)는 작동액을 송출 가능한 펌프(31)와, 펌프(31)를 구동하는 펌프용 전동기(33)와, 실린더 장치(7)에 작동액을 공급 가능한 어큐뮬레이터(35)를 더 갖고, 펌프(31)는 어큐뮬레이터(35)에 대해서만 작동액을 송출한다.

이와 같이, 펌프(31)를 어큐뮬레이터(35)의 충전 전용으로 할 수 있는 것은, 상술한 바와 같이, 플런저 후퇴 등을 구동 장치(211)에 의해 행하고, 액압원으로부터 실린더 장치(7)로의 작동액의 송출 필요성을 저감한 것에 의한다. 그리고 펌프(31)가 어큐뮬레이터(35)의 충전 전용이 됨으로써, 펌프(31) 및 펌프용 전동기(33)는 소용량화가 가능하게 되고, 또한 탱크(29)도 소용량화가 가능하게 된다.

또한, 펌프(31)가 어큐뮬레이터(35)의 충전 전용이므로, 펌프(31)는 1 주기의 토출량이 가변 불가능한 정용량 펌프가 되고, 펌프용 전동기(33)는 오픈 루프 제어되는 정속 전동기가 될 수 있다. 그 결과, 저렴한 전동기 및 펌프를 사용할 수 있다.

또한, 액압원으로부터의 작동액의 송출량이 적으므로, 액압 장치(209)의 발열량이 적어, 저렴한 공랭식의 쿨러(40)의 채용이 가능하게 된다.

착탈부(213)는 훅(274)의 걸림 결합 부재[조인트(227)]로의 걸림 결합 및 걸림 결합 해제에 의해 피스톤 로드(25)와 피구동부[출력 부재(271) 등]의 연결 및 당해 연결의 해제를 행한다. 따라서, 확실하게 연결 및 당해 연결의 해제를 행할 수 있다.

(구동 장치의 변형예)

도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)는 구동 장치의 변형예를 도시하는 모식도이다.

도 6의 (a)의 구동 장치(811)는 제1 실시 형태의 나사 기구를 포함하여 이루어지는 전달 기구(55) 대신에, 랙·피니언 기구를 포함하여 이루어지는 전달 기구(855)를 갖고 있다. 전달 기구(855)는 구동용 전동기(53)[도 6의 (a)에서는 도시하지 않음]에 의해 회전되는 피니언(863)과, 피니언(863)에 맞물려, 피니언(863)의 회전에 의해 피스톤 로드(25)[도 6의 (a)에서는 도시하지 않음]로 평행하게 이동하는 랙(865)을 갖고 있다. 또한, 랙(865)은, 예를 들어 가이드 바(867)에 설치되어 있다.

도 6의 (b)의 구동 장치(311)는 구동용 전동기(53) 및 전달 기구(55) 대신에, 전동 실린더(312)를 갖고 있다. 전동 실린더(312)는 외관은 액압식의 실린더 장치에 유사하고, 전동기의 구동력에 의해 축 형상 또는 통 형상의 부재를 피스톤 로드(25)에 대하여 평행하게 스트로크 운동시킨다. 전동 실린더(312)는, 예를 들어 회전식의 전동기와 그 회전을 병진 운동으로 변환하는 전달 기구를 내장하여 유닛화된 작동기이다.

도 6의 (c)의 구동 장치(411)는 구동용 전동기(53) 및 전달 기구(55) 대신에, 하이브리드 실린더(412)를 갖고 있다. 하이브리드 실린더(412)는 액압식의 실린더 장치(463)와, 실린더 장치(463)에 작동액을 공급하는 펌프(464)와, 펌프(464)를 구동하는 전동기(465)를 포함하여 유닛화된 작동기이다. 펌프(464)는, 예를 들어 쌍방향 펌프이며, 실린더 장치(463)의 피스톤에 격리된 한쪽의 실린더실이 펌프(464)의 한쪽 포트에 접속되고, 다른 쪽의 실린더실이 펌프(464)의 다른 쪽 포트에 접속되어 있다. 그리고 펌프(464)의 회전 방향의 전환에 의해 피스톤의 전진 및 후퇴의 전환이 제어된다.

도 7의 구동 장치(711)에서는, 전달 기구(55)가 실린더 장치(7)에 대하여 병렬로 배치되어 있지 않고, 실린더 장치(7)에 대하여 직교하도록 배치되어 있다. 그리고 너트(65)와 가이드 바(67)는, 스콧·러셀 기구(771)에 의해 연결되어 있다. 너트(65)의 병진 운동은, 스콧·러셀 기구(771)에 의해, 그 병진 운동에 직교하는 병진 운동으로 변환되어, 가이드 바(67)로 전달된다.

(착탈부의 변형예)

도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)는 착탈부의 변형예를 도시하는 도면이다.

도 8의 (a)의 착탈부(513)는 부재의 끼워 맞춤 및 마찰을 이용하여 피스톤 로드(25)와 구동 장치(11)의 피구동부[너트(65) 등]와의 연결 및 그 해제를 행하는 것이다.

구체적으로는, 착탈부(513)는 너트(65)에 고정된 출력 부재(71)의 연장부(71b)에 설치된 돌출 형상 부재(573)와, 피스톤 로드(25)에 고정된 조인트(27)의 연장부(27a)에 설치되어, 돌출 형상 부재(573)가 삽입되는 오목 형상 부재(575)를 갖고 있다. 돌출 형상 부재(573)는 끝이 가늘어지는 테이퍼 형상으로 형성되어 있고, 오목 형상 부재(575)의 오목부는 안쪽이 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성되어 있다.

사출 후의 피스톤 로드(25)의 후퇴 시, 또는 저속 사출의 개시 시에 있어서, 돌출 형상 부재(573)는 오목 형상 부재(575)에 삽입되어, 끼워 맞추어진다(연결됨). 끼워 맞춤 상태에 있어서, 돌출 형상 부재(573)는 오목 형상 부재(575)를 가압 가능하다. 또한, 이들 부재는, 그 끼워 맞춤에 의해 축에 직교하는 방향 등의 이동이 규제되고, 또한 마찰력에 의해 빠짐이 억제된다. 그리고 돌출 형상 부재(573)가 전진하여, 저속 사출이 행해진다.

저속 사출로부터 고속 사출로의 전환 시에 있어서, 어큐뮬레이터(35)로부터 헤드측실(21h)로의 작동액의 공급에 의해 피스톤 로드(25)[오목 형상 부재(575)]가 너트(65)[돌출 형상 부재(573)]에 대하여 상대적으로 전진하려고 하고, 오목 형상 부재(575)가 돌출 형상 부재(573)로부터 이격하려고 하는 힘이 마찰력을 상회하면, 이들 부재의 연결은 해제된다.

도 8의 (b)의 착탈부(613)는 스프링력을 이용하여 피스톤 로드(25)와 구동 장치(11)의 피구동부[너트(65) 등]와의 연결 및 그 해제를 행하는 것이다.

구체적으로는, 착탈부(613)는 연장부(71b)에 설치된 돌출 형상 부재(673)와, 연장부(27a)에 설치된 지지 부재(674)와, 지지 부재(674)에 보유 지지되는 동시에 돌출 형상 부재(673)의 노치(673r)에 대하여 진퇴 가능한 걸림 결합 부재(675)와, 걸림 결합 부재(675)를 노치(673r)측으로 가압하는 스프링(676)을 갖고 있다. 노치(673r)는 후방이 진퇴 방향(도 4의 지면 좌우 방향)으로 직각으로 형성되고, 전방이 경사면으로 되어 있다.

사출 후의 피스톤 로드(25)의 후퇴 시, 또는 저속 사출의 개시 시에 있어서, 걸림 결합 부재(675)는 스프링(676)의 가압력에 의해 노치(673r)에 일부가 삽입되고, 노치(673r)의 후방에 걸어 결합한다. 즉, 착탈부(613)는 연결 상태가 된다. 돌출 형상 부재(673)는 피스톤 로드(25)와 함께 이동하는 걸림 결합 부재(675)에 전진 방향으로 접촉함으로써, 피스톤 로드(25)에 대한 상대적인 전진이 규제된다. 또한, 돌출 형상 부재(673)는 걸림 결합 부재(675)에 의해 피스톤 로드(25)에 대한 상대적인 후퇴도 어느 정도 억제된다.

저속 사출로부터 고속 사출로의 전환 시에 있어서, 피스톤 로드(25)가 너트(65)에 대하여 상대적으로 전진하면, 걸림 결합 부재(675)는 노치(673r)의 전방 경사면을 미끄럼 이동함으로써 노치(673r)의 외측으로 밀어 올리게 된다. 이에 의해, 착탈부(613)의 연결은 해제된다.

도 8의 (c)의 변형예는, 특별히 착탈부를 설치하지 않고, 간단히 구동 장치(11)의 피구동부[너트(65)나 출력 부재(71)]를 피스톤 로드(25)에 고정된 부재[조인트(27)]에 대하여 직접 또는 간접적으로 전진 방향으로 접촉만 시키는 것이다. 또한, 이 변형예에 있어서는, 피스톤 로드(25)의 경사를 억제하기 위한 부재(가이드 바 등)는 구동 장치(11)측이 아닌, 피스톤 로드(25)측에 설치되어 있을 필요가 있다.

본 발명은 이상의 실시 형태에 한정되지 않고, 다양한 형태로 실시되어도 좋다.

상술한 실시 형태 및 변형예는, 적절하게 조합되어도 좋다. 예를 들어, 도 6 및 도 7에 나타낸 구동 장치의 변형예는, 제2 실시 형태의 착탈부 및 도 5에 도시한 착탈부 중 어느 것과 조합되어도 된다. 또한, 예를 들어 제1 실시 형태에 제2 실시 형태의 착탈부가 설치되거나, 제2 실시 형태에 제1 실시 형태의 착탈부가 설치되거나 해도 된다. 제1 실시 형태의 동작의 일부가 제2 실시 형태에 적용되거나, 그 반대의 적용이 이루어져도 된다.

성형기는, 다이캐스트 머신에 한정되지 않는다. 예를 들어, 성형기는 다른 금속 성형기라도 되고, 플라스틱 사출 성형기라도 되고, 목분에 열가소성 수지 등을 혼합시킨 재료를 성형하는 성형기라도 된다. 또한, 사출 장치는 횡형 체결 횡 사출에 한정되지 않고, 예를 들어 종형 체결 종 사출, 횡형 체결 종 사출이라도 된다. 작동액은, 오일에 한정되지 않고, 예를 들어 물이라도 된다.

실린더 장치는, 단동식의 것에 한정되지 않고, 증압식의 것이라도 된다. 예를 들어, 실린더 장치는 소경부와 대경부를 갖는 실린더 튜브와, 피스톤 로드에 고정되어, 소경부를 미끄럼 이동하는 사출 피스톤과, 그 후방에서 소경부와 대경부를 미끄럼 이동하는 증압 피스톤을 갖는 것이라도 된다.

액압 장치는, 적절하게 구성할 수 있고, 다양한 유로의 접속 및 공용, 및 다양한 밸브의 배치는 적절하게 변경 가능하다. 작동액의 흐름을 제어하는 밸브로서 파일럿식의 역지 밸브를 다용했지만, 역지 밸브 대신에, 방향 전환 밸브 등의 다른 제어 밸브가 사용되어도 된다. 런어라운드 회로는 설치되지 않아도 되고, 미터 아웃 회로 대신에 또는 추가하여 미터인 회로가 구성되어도 된다. 또한, 실린더 장치는, 로드측실에 작동액이 공급되지 않고, 헤드측실에만 작동액이 공급되는 것이라도 된다.

구동 장치는, 적합하게는 전동기를 포함하는 것이다. 단, 구동 장치는 반드시 전동기를 포함하는 것에 한정되지 않고, 구동력을 발생하는 다양한 방식의 것이라도 된다. 또한, 전동기는 회전식의 것에 한정되지 않고, 리니어 모터라도 된다. 또한, 리니어 모터의 경우에는 전달 기구를 거치지 않고, 리니어 모터의 구동력이 직접 이동 로드로 전달되어도 된다. 또한, 구동 장치는 2개 이상 설치되어도 된다.

착탈부는, 실시 형태 등에 있어서 예시한 것에 한정되지 않고, 제어 장치 등에 의한 착탈부의 제어에 의해(실시 형태 참조), 또는 제어 장치 등에 의한 실린더 장치 및 구동 장치의 제어에 의해(변형예 참조), 성형 싸이클 중에 있어서 연결 및 그 해제가 가능한 것이면 된다. 예를 들어, 착탈부는 유압 구동 또는 전동 구동의 하프 너트라도 된다. 착탈부는, 피스톤 로드와 함께 이동하는 피접촉부에 대하여 전진 방향에 접촉하는 부분을 갖고 있지 않아도 된다. 예를 들어, 착탈부는 피스톤 로드를 파지하여 마찰력에만 의해 연결을 행하는 것이라도 된다.

피스톤 로드의 경사를 억제하기 위한 안내 기구(가이드 바 등)는 생략되어도 된다. 또한, 안내 기구는 슬라이드 테이블 등의 다른 기구에 의해 구성되어도 좋고, 실린더 장치에 대하여 플런저측에 배치되어도 좋다.

각 부재는, 일체적으로 형성되어도 좋고, 복수의 부재로 구성되어도 좋다. 예를 들어, 너트(65), 출력 부재(71) 및 가이드 바(67)는 이들 2개 이상이 일체적으로 형성되어도 좋다. 또한, 예를 들어 피구동부가 접촉하는, 피스톤 로드와 함께 이동하는 피접촉 부재[자성체(75) 등]는 조인트 또는 피스톤 로드와 일체적으로 형성된 부재라도 좋다.

실린더 장치 및 구동 장치의 역할 분담은, 실시 형태에 예시한 것에 한정되지 않는다.

예를 들어, 저속 사출에 있어서, 실린더 장치의 구동력에 의해, 구동 장치에 의한 플런저의 구동을 어시스트해도 된다. 또한, 예를 들어 제2 실시 형태에 있어서, 고속 사출 후, 피구동부가 피스톤 로드에 따라잡은 후, 구동 장치의 구동력도 증압 및/또는 압력 유지에 이용되어도 된다. 또한, 예를 들어 제2 실시 형태에 있어서, 플런저 후퇴에, 구동 장치뿐만 아니라, 실린더 장치도 사용해도 된다. 보다 구체적으로는, 플런저 후퇴에 있어서, 전 스트로크에 걸쳐 양자를 병용하거나, 스트로크 중의 일부는 실린더 장치만으로, 그 밖에는 구동 장치만으로 행하거나 해도 된다. 또한, 플런저 후퇴에 있어서, 스트로크의 일부에만 구동 장치를 사용할 경우에는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 구동 장치의 스트로크는 피스톤 로드의 스트로크보다도 짧게 할 수 있다.

1 : 사출 장치
5 : 플런저
7 : 실린더 장치
9 : 액압 장치
11 : 구동 장치
13 : 착탈부
25 : 피스톤 로드
65 : 너트(피구동부)
105 : 캐비티

Claims (10)

1. 캐비티에 성형 재료를 압출하는 플런저와,
   상기 플런저와 연결된 피스톤 로드를 갖는 실린더 장치와,
   피구동부를 갖고, 당해 피구동부를 상기 피스톤 로드의 이동 방향으로 구동 가능한 구동 장치와,
   상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 전진을 규제하도록 상기 피스톤 로드와 상기 피구동부를 연결 가능한 동시에, 그 연결을 해제 가능한 착탈부를 갖는, 성형기의 사출 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 착탈부는 상기 피스톤 로드와 상기 피구동부의 연결에 의해 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 후퇴도 규제 가능한, 성형기의 사출 장치.
3. 캐비티에 성형 재료를 압출하는 플런저와,
   상기 플런저와 연결된 피스톤 로드와, 당해 피스톤 로드에 고정된 피스톤과, 당해 피스톤을 수용하는 실린더 튜브를 갖는 실린더 장치와,
   피구동부를 갖고, 당해 피구동부를 상기 피스톤 로드의 이동 방향으로 구동 가능한 구동 장치를 갖고,
   상기 피구동부는, 상기 피스톤 로드와 함께 이동하는 피접촉 부재에 대하여 상기 실린더 튜브 밖에 있어서 전진 방향으로 접촉 가능하고 또한 그 접촉 위치로부터 상기 피스톤 로드에 대하여 상대적으로 후퇴 가능한, 성형기의 사출 장치.
4. 캐비티에 성형 재료를 압출하는 플런저와,
   상기 플런저와 연결된 피스톤 로드를 갖는 실린더 장치와,
   피구동부를 갖고, 당해 피구동부를 상기 피스톤 로드의 이동 방향으로 구동 가능하고, 상기 피구동부가, 상기 피스톤 로드와 함께 이동하는 피접촉 부재에 대하여 전진 방향으로 접촉 가능하고 또한 그 접촉 위치로부터 상기 피스톤 로드에 대하여 상대적으로 후퇴 가능한 구동 장치와,
   상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 후퇴를 규제하도록 상기 피스톤 로드와 상기 피구동부를 연결 가능한 동시에, 그 연결을 해제 가능한 착탈부를 갖는, 성형기의 사출 장치.
5. 제1항에 있어서, 저속 사출에 있어서는, 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 전진이 규제된 상태에서, 상기 구동 장치의 구동력 및 상기 실린더 장치의 구동력 중 상기 구동 장치의 구동력에만 의해 상기 플런저를 구동하고,
   고속 사출에 있어서는, 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 후퇴가 허용된 상태에서, 상기 구동 장치의 구동력 및 상기 실린더 장치의 구동력 중 상기 실린더 장치의 구동력에만 의해 상기 플런저를 구동하고, 또한 상기 피스톤 로드를 상기 피구동부에 대하여 상대적으로 전진시키도록,
   상기 구동 장치 및 상기 실린더 장치를 제어하는 제어 장치를 더 갖는, 성형기의 사출 장치.
6. 제3항에 있어서, 저속 사출에 있어서는, 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 전진이 규제된 상태에서, 상기 구동 장치의 구동력 및 상기 실린더 장치의 구동력 중 상기 구동 장치의 구동력에만 의해 상기 플런저를 구동하고,
   고속 사출에 있어서는, 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 후퇴가 허용된 상태에서, 상기 구동 장치의 구동력 및 상기 실린더 장치의 구동력 중 상기 실린더 장치의 구동력에만 의해 상기 플런저를 구동하고, 또한 상기 피스톤 로드를 상기 피구동부에 대하여 상대적으로 전진시키도록,
   상기 구동 장치 및 상기 실린더 장치를 제어하는 제어 장치를 더 갖는, 성형기의 사출 장치.
7. 제4항에 있어서, 저속 사출에 있어서는, 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 전진이 규제된 상태에서, 상기 구동 장치의 구동력 및 상기 실린더 장치의 구동력 중 상기 구동 장치의 구동력에만 의해 상기 플런저를 구동하고,
   고속 사출에 있어서는, 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 후퇴가 허용된 상태에서, 상기 구동 장치의 구동력 및 상기 실린더 장치의 구동력 중 상기 실린더 장치의 구동력에만 의해 상기 플런저를 구동하고, 또한 상기 피스톤 로드를 상기 피구동부에 대하여 상대적으로 전진시키도록,
   상기 구동 장치 및 상기 실린더 장치를 제어하는 제어 장치를 더 갖는, 성형기의 사출 장치.
8. 제2항에 있어서, 사출 후, 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 후퇴가 규제된 상태에서, 상기 구동 장치의 구동력에 의해 상기 플런저를 후퇴시키도록, 상기 구동 장치 및 상기 실린더 장치를 제어하는 제어 장치를 더 갖는, 성형기의 사출 장치.
9. 제4항에 있어서, 사출 후, 상기 피구동부의 상기 피스톤 로드에 대한 상대적인 후퇴가 규제된 상태에서, 상기 구동 장치의 구동력에 의해 상기 플런저를 후퇴시키도록, 상기 구동 장치 및 상기 실린더 장치를 제어하는 제어 장치를 더 갖는, 성형기의 사출 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피구동부의 스트로크는, 상기 피스톤 로드의 스트로크보다도 짧은, 성형기의 사출 장치.

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