ダイカストマシンの射出装置
【課題】ダイカストマシンのハイブリット式射出装置において、加圧保持時の大電流を回避して、大電力ロスの発生を防止可能で且つモータサイズを小さくする。
【解決手段】金型に溶湯を射出するための射出ピストン（１５）を収容する射出シリンダ（１６）と、油圧シリンダ形式の電動ブースタ（８）とを具備する射出装置において、電動ブースタのヘッド室（８Ｈ）は、射出シリンダのヘッド室（１６Ｈ）と流体連絡しており、電動ブースタ（８）に収容されるブースタピストンロッド（５）を直線動させ、射出ピストンを押圧移動させて射出成形を実施する。射出シリンダのヘッド室（１６Ｈ）とブースタ（８）のロッド室（８Ｒ）を連絡する配管に止め弁（２５）を設けるので、昇圧時に電動ブースタのヘッド面積で加圧し、加圧保持時にそれのロッド面積で加圧できる。
【解決手段】金型に溶湯を射出するための射出ピストン（１５）を収容する射出シリンダ（１６）と、油圧シリンダ形式の電動ブースタ（８）とを具備する射出装置において、電動ブースタのヘッド室（８Ｈ）は、射出シリンダのヘッド室（１６Ｈ）と流体連絡しており、電動ブースタ（８）に収容されるブースタピストンロッド（５）を直線動させ、射出ピストンを押圧移動させて射出成形を実施する。射出シリンダのヘッド室（１６Ｈ）とブースタ（８）のロッド室（８Ｒ）を連絡する配管に止め弁（２５）を設けるので、昇圧時に電動ブースタのヘッド面積で加圧し、加圧保持時にそれのロッド面積で加圧できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカストマシン等の射出装置に係り、より特別にはハイブリッド式射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金等のダイカスト鋳造においては、従来から、射出ピストン（プランジャ）を油圧シリンダで駆動する油圧式ダイカストマシンが使用されている。このタイプのダイカストマシンにおいては、射出ピストンを駆動する油圧シリンダに供給する作動油の圧力及び流量を調整して、射出ピストン速度及び圧力を制御する。
【０００３】
このようなダイカスト鋳造において、鋳造品の品質を高めるには、射出ピストン（プランジャ）速度を安定的に維持することが重要であるが、油圧シリンダを用いて駆動する射出ピストンの速度を制御する場合、油圧シリンダに供給する作動油の流量を油圧制御バルブで調整して制御するので、応答性が低く、安定した射出ピストン速度を維持することが難しい。
【０００４】
また、油圧シリンダを用いて駆動する射出ピストンの速度を制御する場合、射出ピストンが受ける負荷を検知することが難しく、フィードバック制御を行うことが困難であり、この点でも、安定した射出ピストン速度を維持することが難しい。
【０００５】
さらに、油圧を射出ピストンの駆動源とする場合、エネルギー効率が低く、更には作動油漏れによる環境汚染、作動油廃液の処理等を伴い、作業環境が劣悪化する。
【０００６】
そこで、上記の点を改善するため、射出ピストン（プランジャ）に、電動サーボモータによって駆動するボールネジ機構と、油圧ポンプ及びアキュームレータの油圧によって作動する油圧シリンダを直列に連結した射出装置が提案された（例えば、特許文献１〜３、参照）。このように油圧駆動と電動駆動を組み合わせたタイプのダイカストマシン用射出装置をハイブリッドタイプ（式）と呼んでいる。ハイブリッドタイプの射出装置では、安定的で且つ精密な制御を必要とする射出工程における射出ピストン速度等を電気的に制御可能にするものである。
【０００７】
しかし、ダイカストマシンの射出装置としてハイブリット式射出装置が考案されているが、この装置で射出昇圧及び昇圧後の加圧保持を電動で行うタイプの場合、加圧保持時、モータを最高トルクで維持する為、大電流を流しておく必要があり、大きな電力ロスを発生するという問題と、モータサイズが大きくなるという問題がある。上述の問題が発生するのは昇圧時及び加圧時の場合（図８ｃ参照）で、その内容を下記説明する。図３にダイカストマシンの作動（射出）工程における射出時間（又は、射出ストローク）に対する射出ピストン（プランジャ）の射出速度（Ｖ）及びシリンダヘッド圧（ＰＨ）の変化（射出特性図と呼ぶ）を示している。図３から射出工程において、どの程度の射出ピストン駆動動力が必要であるかが分る。
【０００８】
まず、昇圧時（工程）において、成形品において巣を少なくするために、図３の射出特性図に示す昇圧時間Δｔは、１０ｍｓｅｃ以下という性能が要求されている。金型の中の未充填部へのＡＬ（アルミニウム）を押し込む工程において一般的に、油圧シリンダ内の作動液の圧縮の為に射出ピストンを数ｍｍ前進させるが、これを１０ｍｓｅｃで完了するには大流量の作動油の供給を必要とする（例えば、５００ｔ機の場合で約５００Ｌ／ｍｉｎの流量が必要である）。射出工程を電動で実施する電動ブースタの場合、大径のブースタ（ピストン）ロッドを高速で前進させる必要があり、この時、最大の回転数とトルクを必要とする。ところが、次の加圧保持時（工程）では溶湯ＡＬ（アルミニウム）の凝固収縮に対応して加圧保持時間ＴＨの間（約５〜１０ｓｅｃ）、圧力を維持する必要があり、この間、この高トルクを必要とし、大電流が流れ従って、動力ロスが発生し、かつモータトリップが起こる等の問題が発生する可能性がある。
【０００９】
図７は、従来の電動ブースタタイプのハイブリット式射出装置５０の油圧回路を示し、図８ａから図８ｅは、各動作（又は、工程）における油圧回路の状態の説明図を示す。図７及び図８ａから図８ｅに示す従来の射出装置５０の油圧回路は基本的に、図１，２等に示す本発明の射出装置１０の油圧回路と同様であるので、本発明の実施の形態の説明において重複説明される部分等の説明は省略し、説明を簡略化する。また、図１，２等に示される本発明の実施の形態の要素部分と同じ又は同様である図７及び図８ａから図８ｅの要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
【００１０】
従来例の射出装置５０の油圧回路において、低速射出時の油圧回路の状態を図８ａに示している。図７において、サーボモータ１により、駆動ギア２とボールナットギア３を介して、ボールネジ軸４は往復動するが、この際ボールネジ軸４に連結するブースタ（ピストン）ロッド５も同時に往復動する。図８ａにおいて、サーボモータ１によりブースターロッド５は、下向きに（前進）駆動されて、ブースタヘッド８Ｈ内の作動油を低速で押して射出シリンダ室１６Ｈに流入させ、更に射出シリンダ１６内の射出ピストン１５を左方向（溶湯が貯められたプランジャスリーブ方向）に押圧する。射出ピストン１５には、その左方向先端にプランジャチップ（図示されない）が取り付けられており、プランジャチップがダイカストマシンの固定金型内に貫通するプランジャスリーブ（図示されない）内のアルミニウム（ＡＬ）溶湯を押圧して、溶湯を金型（図示されない）内のキャビティに充填する。射出ピストン１５が左方向に移動するので、射出ロッド室１６Ｒ内の作動油は、開放されたバルブＢ２２を通りタンク３５へ流れる。この際、ポンプ供給口３６に繋がるバルブＣ２３は閉じられている。この低速射出時は、図３において時間ｔ０からｔ１までに相当する。
【００１１】
次に、高速射出時の油圧回路の状態を図８ｂにおいて、ブースタロッド５は、サーボモータ１により下向きに駆動され続けると共に、射出用ピストンアキュムレータ（ＡＣＣ）３１からの油圧が、バルブＭ２４を開きバルブＡ２１を閉じることにより、射出シリンダヘッド室１６Ｈに導入される。この２つの動力源からの油圧により射出ピストン１５を高速で左方向に（前進）移動させる。これにより、金型のキャビティ内にＡＬ溶湯を射出する。この際、バルブＢ２２は開でバルブＣ２３は閉である。この高速射出時は、図３において時間ｔ１からｔ２までに相当する。
【００１２】
次に、昇圧時の油圧回路の状態が、図８ｃに示される。図８ｃにおいて、バルブＭ２４を閉じることにより、射出用ピストンアキュムレータ（ＡＣＣ）３１からの油圧は遮断される。ブースタロッド５は、引き続きサーボモータ１により駆動されて、金型キャビティ内のＡＬ溶湯を昇圧（又は、加圧）する。この昇圧（又は加圧）時は、図３において時間ｔ２からｔ４までに相当する。
【００１３】
その後、図８ｄに示す突き出し工程が実施されて、金型が開かれ、ダイカスト製品を取り出すことができる。更に、図８ｅに示す射出戻り工程が実施されて、ポンプ供給口３６から、射出シリンダロッド室１６Ｒに作動油が供給されて、射出ピストン１５は、射出シリンダ１６内でヘッド側に（右方向）移動し、同時にブースタロッド５は、上昇（後退）駆動される。
【００１４】
上記の従来例では、前に述べたように、サーボモータ１は、高トルクであることを必要とし、大電流が流れる。従って、動力ロスが発生し、かつモータトリップが起こる等の問題が発生する可能性がある。
また、上記の射出装置（特許文献１〜３参照）においては、制御回路及び制御方法が複雑にならざるを得ない。しかも、この複雑化が、必ずしも、射出ピストン（プランジャ）速度の高速化、安定化に直結しない。
【００１５】
図１において及び図７の従来例においては、図示されていないが実際には、アキュムレータ（ＡＣＣ）出口にロジックバルブが設けられる。この理由について以下で説明する。ダイカストマシンでは、射出動作を行う前に、アキュムレータ（ＡＣＣ）への圧油を規定圧力まで供給しておく必要があり、ポンプによるＡＣＣへの圧油供給時間は、例を上げると、型締力５００ｔ機で８ｓｅｃ必要である。いつ、このＡＣＣへの圧油供給を行っているかについて、図１１を参照して下記に説明する。図１１において、射出スタート前の概略の工程が示されており、各工程の各所要時間が（ ）内に示される。
【００１６】
製品取出手順（Ｓ１）において、前の工程において成形された製品を取り出す。スプレー手順（Ｓ２）において、金型内面に離型剤をスプレーして塗布する。中子入り手順（Ｓ３）において、必要に応じて、製品形状に合わせて金型を動かす。型締め手順（Ｓ４）において、固定及び可動金型を係合させる。給湯手順（Ｐ５）において、溶湯をスリーブに供給する。その後、射出手順（Ｓ６）において、溶湯を金型内キャビティに射出して成形する。それぞれの手順における各所要時間は、図１１に示すように、８ｓｅｃ（Ｓ１）、９ｓｅｃ（Ｓ２）、２ｓｅｃ（Ｓ３）、５ｓｅｃ（Ｓ４）、３ｓｅｃ（Ｓ５）である。
【００１７】
ここで、中子入り手順（Ｓ３）及び型締め手順（Ｓ４）においてはポンプを使用する為、ＡＣＣへの圧油供給は出来ない。射出直前の給湯動作時間は３ｓｅｃしか無く、この間では時間的に間に合わない。従って、ＡＣＣチャージは製品取出手順（Ｓ１）か又はスプレー手順（Ｓ２）で行っている。この場合に発生する問題点は、スプレー手順（Ｓ２）の終了した時点でＡＣＣチャージが終了したとして、（最短時間で）射出手順になるまで１０ｓｅｃの時間を必要とする。これは全自動動作の最短時間だが、オペレータの補助動作が必要な場合（半自動動作）は、スプレー後に５〜１０ｓｅｃの時間を更に必要とする。この場合は１５〜２０ｓｅｃとなってくる。この間、ＡＣＣの圧油は回路上のバルブのリークで圧力降下を起こし、実際に使用する時の圧力が変動（低下）する。
【００１８】
この圧力の変動は、射出用アキュムレータ（ＡＣＣ）では、速度の立上り、最高値等の変動（低下）を起こし、昇圧用アキュムレータ（ＡＣＣ）では昇圧時間のバラツキ、昇圧圧力値の変動を起こし、ダイカスト鋳造品の品質バラツキに直接影響を及ぼす。これを防ぐ為に、ＡＣＣの出口に最もリークの少ないバルブであるロジックバルブが設けられ、それが、図１２の従来例の回路において射出用ロジックバルブ７１と昇圧用ロジックバルブ７３であり、更に射出用ロジック開閉バルブ７０と昇圧用ロジック開閉バルブ７２が必要である。これらのバルブを設けることで、圧力降下で許容値を下回るのが８〜１０ｓｅｃだったものが４０〜６０ｓｅｃと長くなり、これにより上記の問題点が解決し、従来のダイカストマシンでは全てのダイカストマシンでこの方式が採用されていると言っても過言ではない。
【００１９】
一方、最近のダイカストマシンでは射出速度の最高値が、従来の５ｍ／ｓｅｃに対し、１０ｍ／ｓｅｃと倍増を求められている。また、高速の立上り時間が０．５〜５ｍ／ｓｅｃまでで、従来機が２０ｍｓｅｃだったものが、５ｍｓｅｃと１／４に短縮することが、求められている。この場合、射出用ＡＣＣから射出シリンダまでの管路抵抗を最小にする必要があり、このためロジックバルブ７１，７３は大きな負担となる。このような問題が、ロジックバルブに関連して存在する。
【００２０】
更に、別の射出装置が提案されている（例えば、特許文献４及び５参照）が、装置が大きくなり、保守性や作業環境性が不十分であったり、小型化・軽量化に限度がある等の改善の余地があった。
更に別の従来案の射出装置（特許文献６参照）では、射出までに待機時間があるため、蓄圧完了の状態を保持するためにはロジックバルブが必要になる。
【００２１】
別の従来案（特許文献７参照）は、標準的な油圧回路であり、この従来案において、ロジックバルブであるカートリッジ弁２２，２８が具備されており、これらのロジックバルブが本発明の削除対象である。図１２の従来例は、特許文献７の従来案に基づいた油圧回路であり、ハイブリッドタイプではなく、油圧式の従来型射出装置であり、低圧用アキュムレータ（射出用ピストンアキュムレータ３０）及び高圧用アキュムレータ（昇圧用ピストンアキュムレータ３２）を備える射出シリンダ用油圧回路となっている。図１２の従来例において、射出用ロジックバルブ７１と、射出用ロジック開閉バルブ７０と、昇圧用ロジックバルブ７３と、昇圧用ロジック開閉バルブ７２が設けられている。これらのロジックバルブは上記したように、ピストンアキュムレータ３１，３３からの油圧の漏れを防止するように機能している。図１２に示す従来例の油圧回路については、本発明の実施の形態において詳しく説明する部分と説明が重複するので不要な部分の説明は省略し、説明を簡略化する。また、図１２の従来例において、図９及び図１０ａ〜１０ｈに示す本発明の実施の形態の要素部分と同じ又は同様である図１２の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
図１２において、参照番号３２と３４はそれぞれ、射出用ガスボトルと昇圧用ガスボトルである。参照番号７７，７８，７９は逆止弁である。参照番号１８と１９は、電磁切替弁であり、ポンプ供給ライン３６に設けられている。参照番号７５は、電磁三方切替弁であり、バルブＭ２４の上流側に設けられている。参照番号７６は、電磁三方切替弁であり、射出シリンダのロッド室に連絡するラインに設けられる。
【００２２】
【特許文献１】特開２０００−０３３４７２号公報
【特許文献２】特開２０００−０８４６５４号公報
【特許文献３】特開２００１−００１１２６号公報
【特許文献４】特開２００６−０００８８７号公報
【特許文献５】特願２００６−１１５８５９号公報
【特許文献６】特願２００６−２５４００２号公報
【特許文献７】特願平８−１１７９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、射出昇圧及び昇圧後の加圧保持を電動で行うタイプの場合、加圧保持時において大電流を流しておく必要を回避して、大きな電力ロスの発生を防止可能で且つモータサイズを小さくできる、ダイカストマシンの射出装置、特にはハイブリット式射出装置を提供することを目的としている。
【００２４】
本発明の別の目的は、ダイカストマシンのハイブリット式射出装置において、アキュムレータの出口のロジックバルブを削除して、流動抵抗を大幅に低減することにより、射出速度を向上する等要求される射出性能を達成可能であるハイブリット式射出装置を提供することである。更には、射出装置のコストを削減する。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の第１の形態に係るダイカストマシンの射出装置（１０）は、上述した目的を達成するために、ダイカストマシンの金型にアルミニウム等の溶湯を射出するための射出ピストン（１５）を収容する射出シリンダ（１６）と、油圧シリンダ形式の電動ブースタ（８）とを具備する。該射出装置において、電動ブースタ（８）のヘッド室（８Ｈ）は、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）と流体連絡するので、電動ブースタ（８）において、その中に収容するブースタピストンロッド（５）を直線動させることにより、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給して射出ピストン（１５）を押圧して移動させることにより射出成形を実施する。射出成形工程において電動ブースタ（８）は、昇圧時において電動ブースタ（８）のヘッド面積で加圧し、加圧保持時においてはそれのロッド面積で加圧する構造を有する。
【００２６】
より具体的には、射出シリンダのヘッド室（１６Ｈ）とブースタ（８）のロッド室（８Ｒ）を流体連絡させる連絡配管（４１，４３，４４，４５）が設けられ、その連絡配管には作動油の流れを断続させる止め弁（２５）が設けられる。
【００２７】
電動ブースタ（８）は、電動モータ（１）駆動であることが好ましく、電動モータ（１）はサーボモータであることがより好ましい。
【００２８】
また、射出装置（１０）は、射出シリンダの前記ヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給するための射出用ピストンアキュムレータ（３１）と、ブースタのロッド室（８Ｒ）からタンク（３５）に流体連絡させる配管（４３）に設けられる止め弁（２６）と、を更に具備しており、射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）は、タンク（３５）及びポンプ等からの圧油供給口（３６）に流体連絡することが好ましい。
【００２９】
射出装置は、電動ブースタ（８）において、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）の圧力であるヘッド圧を検出するための圧力検出センサ（３７）を更に具備することが好ましく、これにより、ヘッド圧を検知して、電動モータ（１）のトルクを制御、昇圧運転から加圧保持運転への切り替え制御等を実施する。
【００３０】
本発明の第２の形態に係るダイカストマシンの射出装置（１００）は、ダイカストマシンの金型にアルミニウム等の溶湯を射出するための射出ピストン（１５）を収容する射出シリンダ（１６）と、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給して射出ピストン（１５）を押圧して移動させることにより、射出成形を実施するためのブースタピストンロッド（５）を収容する油圧シリンダ形式の電動ブースタ（８）と、所定量の作動油を所定の最大圧力で貯蔵可能であって且つやはり射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給して射出ピストン（１５）を押圧して移動させることができるように形成されるピストンアキュムレータ（３１）であって、電動ブースタ（８）と協働して射出成形を実施するピストンアキュムレータ（３１）と、ピストンアキュムレータ（３１）の出口側に設けられていて且つその出口からの圧油の流路を開閉可能である第１の切替バルブ（２４）とを具備する。該射出装置（１００）において、射出開始直前に、ピストンアキュムレータ（３１）への圧油の供給を行うことで、第１の切替バルブ（２４）からの圧油の漏れを防止するためにピストンアキュムレータ（３１）の出口に設けられるはずのロジックバルブを削除可能にすることを特徴とする。具体的には、射出開始直前には、給湯工程が実施され、給湯工程中にピストンアキュムレータ（３１）への圧油の供給は完了している。
【００３１】
より具体的には、電動ブースタ（８）のヘッド室（８Ｈ）は、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）と流体連絡し、且つピストンアキュムレータ（３１）の出口とも流体連絡しており、電動ブースタヘッド室（８Ｈ）と射出シリンダヘッド室（１６Ｈ）とを流体連絡させる流路には、第２の切替バルブ（２５）が設けられており、第２の切替バルブ（２５）は、一方の流路接続側において、電動ブースタヘッド室（８Ｈ）に連絡する流路と、作動油が貯蔵されるタンク（３５）に連絡する流路とに流体接続し、もう一方の流路接続側において、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に連絡する流路と、ピストンアキュムレータ（３１）に連絡する流路とに流体接続する。
【００３２】
ピストンアキュムレータ（３１）への圧油の供給は、電動ブースタ（８）によって実施され、電動ブースタ（８）の前記ヘッド室（８Ｈ）の圧油が押圧されて供給されることが好ましく、更には射出動作終了後に、射出ピストン（１５）を射出シリンダ（１６）のヘッド側端部へ戻すために、電動ブースタ（８）を駆動して圧油を射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）に供給することが好ましい。
【００３３】
より具体的には、該射出装置は、電動ブースタロッド室（８Ｒ）と射出シリンダヘッド室（１６Ｈ）とを流体連絡させる流路に設けられた第３の切替バルブ（６２）を更に具備する。第１の切替バルブ（２４）は、一方の流路接続側において、ピストンアキュムレータ（３１）に連絡する流路と、作動油が貯蔵されるタンク（３５）に連絡する流路とに流体接続し、もう一方の流路接続側において、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に連絡する流路と、射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）に連絡する流路とに流体接続しており、第３の切替バルブ（６２）は、一方の流路接続側において、タンク（３５）に連絡する流路と、射出電動ブースタロッド室（８Ｒ）に連絡する流路とに流体接続し、もう一方の流路接続側において、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に連絡する流路と、射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）に連絡する流路とに流体接続する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、射出昇圧及び昇圧後の加圧保持を電動で行うダイカストマシンのハイブリッドタイプ射出装置の油圧回路において、加圧保持時において、例えば、射出シリンダヘッド室の圧力をブースタロッド室に連絡させることの出来る切換弁を設けることにより、ブースタピストンロッドを駆動するサーボモータの必要最大トルクを小さくして、加圧保持時に大電流を流しておく必要を回避し、大きな電力ロスの発生を防止可能で且つモータサイズを小さくできる。これにより、射出装置自体のサイズを小さく出来ると共に、射出装置の製造コストを低減できる。
【００３５】
また、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）の圧力であるヘッド圧を検出するための圧力検出センサ（３７）を更に具備することにより、ヘッド圧を検知して、ヘッド圧を所定の値になるように、電動モータ（１）のトルクを制御することできるので、安定的で正確な射出成形が可能になる。さらには、ヘッド圧に基いて、昇圧運転から加圧保持運転への切り替え制御を実施することにより、射出圧力の過剰な上昇等の不適切な運転を防止可能である。
【００３６】
更には、第２の形態により、ピストンアキュムレータからの圧油の漏れを防ぐために設けられていたアキュムレータ（ＡＣＣ）出口のロジックバルブを削除でき、管路抵抗を大幅に削減でき、要求される射出性能を達成することが容易になると共に、コストの削減が実施できる。
【００３７】
上記の本発明の説明において、カッコ（）内の記号又は数字は、以下に示す実施の形態との対応を示すために添付される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、実施の形態に基づき、図面を参照して本発明のダイカストマシン用射出装置を詳細に説明する。図１及び図２ａ〜２ｆは、本発明に係るダイカストマシン用射出装置の第１の実施の形態を示しており、図１は、ダイカストマシン用射出装置の第１の実施の形態の油圧回路の概要構成を示す説明図であり、図２ａ〜図２ｆは、図１のダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図である。図７，図８ａ〜図８ｅに示される従来例の要素部分と同じ又は同様である図１及び図２ａ〜図２ｆの要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
【００３９】
本実施の形態の射出装置１０は、図７，図８ａ〜図８ｅに示される従来例の射出装置５０と同様にハイブリッドタイプであって、サーボモータ１によりブースタピストンロッド５を駆動して射出ピストン（プランジャ）１５を作動させ、金型にアルミニウム（ＡＬ）溶湯を射出する。
【００４０】
本実施の形態における射出装置１０の油圧回路において、電動式駆動部としてサーボモータ１が具備されており、サーボモータ１は駆動ギア２に連結してこれを回転駆動し、駆動ギア２は、外側が歯車で内側がネジ切られたボールナットギア３に噛合し、ボールナットギア３は、外面がネジ切られたボールネジ軸４に係合するが、ボールネジ軸４はボールナットギア３の中心を通る開口を貫通している。ボールネジ軸４の上端部は、トッププレート７の一方の端部に連結しており、トッププレート７のもう一方の端部は、ブースタピストンロッド５の上端部に連結する。この様な構成により、サーボモータ１の回転動により、ボールネジ軸４が上下方向に往復直線動し、更にブースタピストンロッド５が上下方向に往復直線動する。
【００４１】
ブースタピストンロッド５の下端部には、ブースタピストン６が備えられており、ブースタピストンロッド５の上下動により、ブースタピストン６は、シリンダ状のブースタ８内において往復動し、ブースタ（シリンダ）８内の作動油を圧送・吸引する。ブースタ８のブースタヘッド室８Ｈ側の先端部は、図１に示されるように、射出シリンダ１６の射出シリンダヘッド室１６Ｈと流体連絡している。本実施の形態においては、図１に示すように、射出シリンダ１６は水平に設置されるのに対して、ブースタ８はそれに直交するように、垂直に設置されており、この構成を一般的に縦型と呼んでいる。本実施の形態の射出装置１０は、縦型の構成で説明されるが、これとは別に本発明の射出装置が、ブースタ８が水平に設置されて、射出シリンダ１６に平行に接続する、横型であっても良い。
【００４２】
射出シリンダ１６内には、射出ピストン１５が収容され、射出ピストン１５には、その左方向先端にプランジャチップ（図示されない）が取り付けられており、プランジャチップは、ダイカストマシンの固定金型内に貫通するプランジャスリーブ（図示されない）内に収容されており、プランジャスリーブは金型に流体連絡する。この様な構成は前述の従来例と同様である。本実施の形態の射出装置１０は、図７に示す従来例の射出装置５０と同様に、射出用ピストンアキュムレータ（ＡＣＣ）３１及びこれを加圧駆動するためのガスボトル３２と、バルブＡ２１と、バルブＢ２２と、バルブＣ２３と、バルブＭ２４と、作動油を貯めるためのタンク３５とを具備する。
【００４３】
本実施の形態において、射出装置１０はその油圧回路において、図１に示すように、射出シリンダ１６のヘッド室１６Ｈ及びシリンダ状のブースタ８のロッド室８Ｒとタンク３５との間を繋ぐ配管ライン４５，４４，４３に設けられた、バルブＤ２５及びバルブＥ２６と、ブースタ８のヘッド室側の端面に設けられた圧力検出センサ３７とを具備しており、この点が前記の従来例と異なっている。
【００４４】
次に、本実施の形態における射出装置の作動について説明する。
図２ａは、従来例の図８ａに相当する低速射出時の油圧回路の状態を示している。図２ａの低速射出時において図８ａの従来例と同様に、サーボモータ１によりブースターピストンロッド５は、下向きに（前進）駆動されて、ブースタヘッド８Ｈ内の作動油を低速で押して射出シリンダ室１６Ｈに流入させ、更に射出シリンダ１６内の射出ピストン１５を左方向（ＡＬ溶湯が貯められたプランジャスリーブ方向）に押圧する。この際、本実施の形態のブースターピストンロッド５は、図８ａのブースターピストンロッドより径が小さいので、ブースタ８のロッド室８Ｒが形成されており、ブースタロッド室８Ｒは図２ａに示すごとく、タンク３５にバルブＥ２６を介して流体連絡する配管ライン４４，４３が接続する。従って、ブースターピストンロッド５が下降する際、バルブＥ２６は開放されるので、タンク３５からライン４３，４４及びバルブＥ２６を介してブースタロッド室８Ｒに作動油が流入する。この際、タンク３５は、ブースタロッド室８Ｒより高い位置に設置されて、作動油が重力によりブースタロッド室８Ｒに流れ込んでも良いが、ポンプ等の別の手段により作動油がブースタロッド室８Ｒに供給されても良い。射出ピストン１５の左方向先端にプランジャチップ（図示されない）が取り付けられ、プランジャチップは、ダイカストマシンの固定金型内に貫通するプランジャスリーブ（図示されない）内に収容されており、アルミニウム（ＡＬ）溶湯を押圧して、溶湯を金型（図示されない）内のキャビティに充填することは従来例と同様である。また低速射出時において、バルブＢ２２が開でバルブＣ２３は閉であり、射出ピストン１５の左方向への移動により、射出シリンダロッド室１６Ｒ内の作動油は、配管ライン４２及び開放されたバルブＢ２２を通りタンク３５へ流れる。やはりこの低速射出時は、図３及び図４（図３において低速射出領域等を説明する図）において時間ｔ０からｔ１までに相当する。低速射出時において、サーボモータ１の回転制御を行うことにより、スタート時の衝撃を緩和するショックレス制御、低速射出速度多段制御及び速度リアルタイム制御を行うことができる。
【００４５】
図２ｂは、高速射出時の油圧回路を示しており、従来例の図８ｂに対応する。次の図２ｂの高速射出時においては、引き続きブースタピストンロッド５を下降（前進）させながら（図２ａ状態から更に）、バルブＭ２４を開方向に作動させて射出用ピストンアキュムレータ（ＡＣＣ）３１の圧油を配管ライン４１を介して射出シリンダ１６のヘッド室１６Ｈに導入して、２つの動力源から大流量の作動油を導入することにより、射出ピストン１５を高速で駆動する。この時、バルブＥ２６が開でバルブＤ２５は閉で且つバルブＢ２２が開でバルブＣ２３は閉のままであり、バルブＡ２１も閉である。ここで、バルブＭ２４の開度をコントロールすることにより、高速速度を制御しながら高速射出を完了させる（この間、ブースタピストンロッド５は前進し続けている）。この高速射出時は、図３及び４において時間ｔ１からｔ２までに相当する。
【００４６】
図２ｃは、昇圧時の油圧回路を示しており、従来例の図８ｃに対応する。図２ｃの昇圧時においては、図２ｂの状態からバルブＭ２４を閉じて、射出用ピストンアキュムレータ（ＡＣＣ）３１からの油圧を遮断した状態で、ブースタピストンロッド５を更に前進（下降）させて射出シリンダヘッド室１６Ｈの圧力を加圧していく。この時、バルブＥ２６が開でバルブＤ２５は閉で且つバルブＢ２２が開でバルブＣ２３は閉のままであり、バルブＡ２１も閉である。この昇圧時は、図３及び４において時間ｔ２からｔ３までに相当しており、金型キャビティ内のＡＬ溶湯は昇圧される。
【００４７】
そして圧力検出センサ３７によりブースタ８による加圧圧力を計測し、その圧力が目的の８０〜９０％になった時、図２ｄに示す加圧保持時の油圧回路に切り替える。図２ｄの加圧保持時の油圧回路において、ブースタピストンロッド５がサーボモータ１により前進（下降）させられながら、バルブＥ２６は閉でバルブＤ２５が開に切り替えられる。これにより、ブースタピストン６により押される作動油の圧力は、ブースタ８のロッド室８Ｒに伝達されるので、サーボモータ１の発揮するべき力は、ブースタピストンロッド５の直径に相当する面積と圧力の積の力で、従来例の射出ピストン１５を押圧する力と同じ力が発揮できる。この工程において、バルブＢ２２が開でバルブＣ２３は閉のままであり、バルブＡ２１及びバルブＭ２４も閉である。この加圧保持時は、図３及び４において時間ｔ３からｔ４までに相当する。
【００４８】
その後、従来例の図８ｄに相当する図２ｅの示す突き出し工程が実施されるが、この工程においては、サーボモータ１によりブースタピストンロッド５を前進（下降）させて射出ピストン１５を左方向に押すことにより、金型が開かれ、ダイカスト製品を取り出すことができる。更に、従来例の図８ｅに相当する図２ｆの射出戻り工程が実施されて、ポンプ供給口３６から、ライン４２を介して射出シリンダロッド室１６Ｒに作動油が供給されて、射出ピストン１５は、射出シリンダ１６内でヘッド側に（右方向）に移動させられると同時に、ブースタピストンロッド５は、サーボモータ１により上昇駆動される。射出シリンダヘッド室１６Ｈ及びブースタロッド室８Ｒの作動油は、バルブＡ２１及びバルブＥ２６が共に開けられることにより、タンク３５へ戻される。図２ｅの示す突き出し工程において、バルブＥ２６が開でバルブＤ２５は閉で且つバルブＢ２２が開でバルブＣ２３は閉のままであり、バルブＡ２１及びバルブＭ２４も閉である。図２ｆの示す射出戻り工程において、バルブＥ２６が開でバルブＤ２５は閉で且つバルブＢ２２が閉でバルブＣ２３は開に設定され、バルブＡ２１は開でバルブＭ２４は閉である。
【００４９】
図２ｃの昇圧工程の油圧回路（昇圧時のブースタ回路）と、図２ｄの加圧保持工程の油圧回路（加圧保持回路）の相違（即ち、図２ｃ及び２ｄにおいて、バルブＥ２６を開から閉に、バルブＤ２５を閉から開に切換えた場合の相違）を図５及び図６に示す。昇圧時は時間短縮のため、ブースタピストンの面積ＡＢＨで圧油を押し込む。この時の必要ブースタ力Ｆ１は
Ｆ１ ＝ ＡＢＨ × ＰＨ
そのときにモータが出すトルクＴ１は
Ｔ１ ＝ Ｃ × Ｆ１
Ｔ１ ＝ Ｃ × ＡＢＨ × ＰＨ
加圧保持時はブースタのヘッド室とロッド室を同じ圧力にする。すると必要トルクＴ２は
Ｆ２ ＝ ＡＢＲ × ＰＨ
Ｔ２ ＝ Ｃ × ＡＢＲ × ＰＨ
ロッド面積ＡＢＲをヘッド面積ＡＢＨの１／３にすれば、必要トルクは同じ割合で下がり、トルクと比例状態になるモータ電流値も同じ割合で下がり、エネルギロスや、モータトリップ等の問題が解決される。この場合注意することは、トルクＴ１を維持したまま、回路を切り替えると、圧力ＰＨはロッド面積とヘッド面積の比だけ高くなり射出シリンダの加圧力が大きくオーバーする問題が発生する。従って、ロッド室に圧力が伝わるにつれＰＨが上昇していくので、この圧力を、圧力センサで検出し、目的値に対し、同じかまたは数％ＵＰしたことを感知し、サーボモータトルクを徐々に下げる自動制御を行う必要がある。
本実施の形態においては、昇圧工程までは、前述の従来例と同様の過程を行っていくが、加圧保持工程で、回路を切り替え、ブースタの加圧面積をかえる方法を組み込んでいる。加圧保持時はピストンはほとんど動かず、１０〜２０Ｌ／ｍｉｎ の油量を送ればよいことに着眼し、かつ、モータの発生必要トルクＴは ブースタ加圧の面積ＡＢとヘッド圧ＰＨの積に比例するので、面積ＡＢの方を変え必要発生トルクＴを下げ電流値を下げる（射出ピストンの加圧力保持の為、ＰＨ は一定）方法である。
Ｔ ＝ Ｃ × ＡＢ × ＰＨ
【００５０】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態のダイカストマシン用射出装置１００を説明する。図９及び図１０ａ〜１０ｇは、本発明の第２の実施の形態に係るダイカストマシン用射出装置１００を示しており、図９は、ダイカストマシン用射出装置の第２の実施の形態の油圧回路の概要構成を示す説明図であり、図１０ａ〜図１０ｇは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図である。図１、図２ａ〜図２ｆに示される第１の実施の形態の要素部分と同じ又は同様である図９及び図１０ａ〜図１０ｇの要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
【００５１】
第１の実施の形態において、射出用ピストンアキュムレータ３１からの圧油の漏れ（即ち、バルブＭ２４からの漏れ）については記載されず、射出用ピストンアキュムレータ３１の充填のタイミングに関しても説明されていない。第２の実施の形態において、電動ブースタ８周りの構成及び射出シリンダ１６周りの構成については、第１の実施の形態と同じであるので説明は省略する。第２の実施の形態の油圧回路は、射出用ピストンアキュムレータ３１をブースタ８によって充填（チャージ）する方式であって、第１の実施の形態の油圧回路とは異なったものとなっており、油圧方式の図１２の従来例の油圧回路とは、対比が明確になっている。
【００５２】
第２の実施の形態の図９の油圧回路において、開閉を高速で実施可能なモータバルブであるバルブＭ２４は射出用ピストンアキュムレータ３１の出口側に設置されている（第１の実施の形態と同様）が、バルブＡ２１は、射出用ピストンアキュムレータ３１とバルブＭ２４との間のラインから分岐するラインに設けられている（第１の実施の形態とは異なり、図１２の従来例と同様）。また、ブースタ８のブースタヘッド室８Ｈと射出シリンダ１６の射出シリンダヘッド室１６Ｈとを結ぶラインには、バルブＤ（切り替え弁）２５が備えられ、ブースタロッド室８ＲとバルブＭ２４を結ぶラインには、図９に示すように、開閉を高速で実施可能なモータバルブ６２が備えられることが好ましい。
【００５３】
次に、本実施の形態における射出装置１００の作動について説明する。本実施の形態における各工程の作動は、第１の実施の形態における同じ工程における作動と基本的に同様であるので、第１の実施の形態において説明した作動の詳細、バルブの状態等については、図から明らかであるので本明細書では基本的に説明を省略する。
【００５４】
図１０ａは、第１の実施の形態では説明されていない射出用ピストンアキュムレータ３１の充填（チャージ）工程である。本実施の形態において、この充填工程は、射出工程の直前に実施される。即ち、実施されるのは、図１１における給湯工程である。この際、図１０ａに示されるように、射出ピストン１５は、射出シリンダヘッド室側端部付近に戻っている。サーボモータ１によりブースターピストンロッド５は、下向きに（前進）駆動されて、ブースタヘッド室８Ｈ内の作動油を低速で押すが、この際バルブＤ２５は、作動油をライン６１に導くように設定されるので、作動油はバルブＤ２５と逆止弁６４を通り射出用ピストンアキュムレータ３１に充填される。ライン６１のタンク３５へ分岐するラインには逆止弁６５が備えられており、タンク３５への作動油の流れを阻止する。本工程において、充填の完了は、射出用ピストンアキュムレータ３１とバルブＡ２１とを繋ぐライン等に圧力センサ（図示されない）を設けて、このラインの圧力を計測し、所定の圧力に到達したことを検知して、充填を完了しても良い。これとは別に、射出用ピストンアキュムレータ３１内にピストンの位置を検出するセンサ（図示されない）を設け、これによりピストンが所定の位置に到達したことを検知して、充填を完了しても良い。図１０ａにおいて、ブースタロッド室８Ｒへの作動油の供給は、タンク３５からモータバルブ６２を介して重力により実施されるが、これとは別に第１の実施の形態において記載されているのと同様に、ポンプにより実施されても良い。
【００５５】
充填工程の後に低速射出工程が実施される。図１０ｂは、第１の実施の形態の図２ａに相当する低速射出時（工程）の油圧回路の状態を示している。低速射出時において、ブースタヘッド室８Ｈと射出シリンダヘッド室１６Ｈとが連絡するようにバルブＤ２５が切り替えられて、ブースタピストンロッド５が更に下降して、第１の実施の形態と同様に、作動油を射出シリンダヘッド室１６Ｈに供給する。この際、射出の低速前進速度は、サーボモータ１の回転数制御によって行う。
【００５６】
図１０ｃは、第１の実施の形態の図２ｂに相当する高速射出時（工程）の油圧回路の状態を示している。高速射出時において、バルブＤ２５は引き続き、ブースタヘッド室８Ｈと射出シリンダヘッド室１６Ｈとが連絡するように設定されており、バルブＭ２４が開けられて射出用ピストンアキュムレータ３１の作動油も射出シリンダヘッド室１６Ｈに導入される。これは、第１の実施の形態と同じである。射出シリンダロッド室１６Ｒの作動油は図１０ｃに示されるように、バルブＭ２４を介してタンク３５へ戻されると共に、別のライン６８を通り、絞り２８及び開状態のバルブＢ（切り替え弁）２２をこの順で介してタンク３５へ戻される。低速射出工程から高速射出工程への切り替えは、射出ピストン１５の位置検出センサ（図示されない）を設けることにより、射出ピストン１５が予め設定された位置に到達したことを検出して実施される。
【００５７】
図１０ｄは、第１の実施の形態の図２ｃに相当する昇圧時の油圧回路の状態を示している。昇圧時（工程）において、バルブＤ２５は引き続き、ブースタヘッド室８Ｈと射出シリンダヘッド室１６Ｈとが連絡するように設定されるが、バルブＭ２４は切り替えられて流量調整可能なように設定されるので、射出シリンダヘッド室１６Ｈ内の作動油の一部は、バルブＭ２４及びバルブＡ２１（バルブＡ２１は開）を介してタンク３５へ戻される。射出シリンダロッド室１６Ｒの作動油は図１０ｄに示されるように、絞り２８及びバルブＢ２２（開状態）を介してタンク３５へ戻される。その際、射出シリンダヘッド室１６Ｈの圧力はバルブＭ２４にて予め設定された昇圧パターンに従ってリアルタイムフィードバックされ、その昇圧上限値はサーボモータのトルク制御で決まる。そして絞り２８の絞り量は一定に設定されている。このようにして昇圧圧力が適切な値に保持される。高速射出工程から昇圧工程への切り替えは、射出ピストン１５が予め設定された位置に到達したことを検出して実施されるか又は、その位置に到達し且つ射出シリンダヘッド圧（ＰＨ）の圧力検出センサ（図示されない）で検出した値が予め設定された値に到達したことを検出して実施される。昇圧のフィードバック制御をサーボモータ１のみで行わない（バルブＭ２４も使用する）理由は、サーボモータ１の軸換算の慣性力が大きく、制御応答性が悪いため、応答性の良いバルブＭ２４を制御することによりフィードバック制御を実現している。圧力最高値は、サーボモータ１のトルク制御で行う。
【００５８】
図１０ｅは、第１の実施の形態の図２ｄに相当する加圧保持時の油圧回路の状態を示している。加圧保持時（工程）において、バルブＤ２５は引き続き、ブースタヘッド室８Ｈと射出シリンダヘッド室１６Ｈとが連絡するように設定されるが、モータバルブ６２が切り替えられて、射出シリンダヘッド室１６Ｈ内の作動油の一部は、モータバルブ６２を介してブースタロッド室８Ｒへ戻される。射出シリンダロッド室１６Ｒの作動油は図１０ｅに示されるように、絞り２８及びバルブＢ２２を介してタンク３５へ戻される。
【００５９】
図１０ｆ及び１０ｇは、第１の実施の形態の図２ｅ及び２ｆにそれぞれ相当する突き出し動作時（工程）及び後退動作時（工程）の油圧回路の状態を示している。これらの動作時の油圧回路は、図１０ｆ及び１０ｇに示すごとく、基本的に第１の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。但し、図１０ｇに示す後退動作時においては、サーボモータ１によりブースタピストンロッド５を上昇させて、ブースタロッド室８Ｒの作動油を押し出し、この作動油を射出シリンダロッド室１６Ｒに供給することにより、図１０ｇ中の射出ピストン１５を右方向に駆動して戻す。この際、モータバルブ６２とバルブＤ２５が操作されており、射出シリンダヘッド室１６Ｈの作動油は、図１０ｇに示すように、モータバルブ６２とバルブＤ２５と逆止弁６５を介して、ブースタヘッド室８Ｈに供給される。
【００６０】
上記の第２の実施の形態で説明したように、電動ブースタタイプの射出装置の場合、射出低速は電動ブースタで動作させ、高速射出はアキュムレータ（ＡＣＣ）にて動作させる。図１２に示す従来機は、前述のように、射出ピストン１５の低速・高速全ストロークをピストンアキュムレータ３１の圧油で射出を実施している。一方本実施の形態では、電動ブースタの供給油量能力が大きなことと、アキュムレータにチャージする溶湯量が従来機の約半分になることにより、射出工程直前の給湯工程時間でアキュムレータ（ＡＣＣ）チャージを実施することが、充分出来る。
【００６１】
上記の説明について、実際の実機についてのアキュムレータチャージ（充填）時間と最短給湯時間を比較する表を示す、図１３を参照して、給湯工程において、アキュムレータのチャージ（充填）が可能なことを説明する。図１３は、型締力３７５ｔから４０００ｔ機で、給湯時間内で充分アキュムレータ（ＡＣＣ）チャージが完了することを示す。低速射出で要求される速度最高値は０．５ｍ／ｓｅｃ以上（実際は、０．８ｍ／ｓｅｃ 又は１．０ｍ／ｓｅｃに設定される）であり、射出スリーブ内に供給する最大溶湯量は最大でスリーブ内容積の７０％である。従って、高速射出に使用させるアキュムレータ（ＡＣＣ）の必要容積の最大値は、全ストローク × シリンダ面積の７０％となる。
【００６２】
図１３に示す、アキュムレータチャージ時間（ｔ）は下記の計算式により求められる。
Ｖ ＝ Ａ × Ｌ × ０．７×１０−４ （リットル） ・・・［式１］
Ｑ ＝ Ａ × ５００×１０−４（リットル／ｓｅｃ） ・・・［式２］
ｔ ＝ Ｖ／Ｑ ＝ （Ｌ × ０．７）／５００ ・・・［式３］
ここで、Ｖ；高速用に射出シリンダへ供給する必要油量（リットル）、Ａ；射出シリンダ面積（ｃｍ２）、Ｌ；射出全ストローク（ｍｍ）、Ｑ；電動ブースタ供給油量能力（リットル／ｓｅｃ）、ｔ；ＡＣＣチャージ時間（ｓｅｃ）である。
【００６３】
次に上記実施の形態の射出装置による効果及び作用について説明する。本発明の第１の実施の形態により下記の効果が発揮できる。
・射出昇圧及び昇圧後の加圧保持を電動で行うダイカストマシンのハイブリッドタイプ射出装置の場合、加圧保持時において、切換弁を射出装置の油圧回路に設けて、射出シリンダヘッド室の圧力をブースタピストンロッド室に連絡させることにより、ブースタピストンロッドを駆動するサーボモータの必要最大トルクを小さくして、加圧保持時に大電流を流しておく必要を回避し、大きな電力ロスの発生を防止可能で且つモータサイズを小さくできる。
・これにより、射出装置自体のサイズを小さく出来ると共に、射出装置の製造コストを低減できる。
【００６４】
本発明の第２の実施の形態により下記の作用及び効果が発揮できる。
・この実施の形態においては、電動ブースタの供給油量能力が大きなことと、アキュムレータ（ＡＣＣ）にチャージ（充填）する溶湯量が従来機の約半分になる為射出工程直前の給湯工程時間でアキュムレータチャージを実施することが充分出来る。すなわち、チャージ完了から射出高速スタートまでの時間を短縮して、回路からのリーク量を削減し、アキュムレータ圧が許容値以内にいる内に射出高速させることが出来る。
・これにより、アキュムレータ（ＡＣＣ）出口のロジックバルブを削除でき、管路抵抗を大幅に削減でき、要求される射出性能を達成することが容易になると共に、コストの削減が実施できる。
【００６５】
上記の説明において、ブースタピストンロッド５が、駆動源であるサーボモータ１により、ボールナットギア３やボールネジ軸４等により構成される伝達機構とを介して駆動される、構成として説明されたが、本発明はこれに限定されず、サーボモータが、例えばインバータ制御のＡＣモータ等の当業者に既知の別の電気的な駆動源により置換されても良く、また伝達機構についても、例えばラック−ピニオンタイプ等の当業者に既知の別の伝達機構であっても良い。
【００６６】
また、上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態において、射出装置の油圧回路を特定したが、本発明はこれに限定されず、加圧保持時にブースタピストンロッドの面積と圧力の積に対応する力でブースタピストンロッドを駆動することができる油圧回路であれば全て本発明の範囲内に含まれる。
【００６７】
上記の実施の形態は本発明の例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、本発明に係るダイカストマシン用射出装置の一実施の形態の油圧回路の概要構成を示す説明図である。
【図２ａ】図２ａは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、低速射出時の回路を示す。
【図２ｂ】図２ｂは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、高速射出時の回路を示す。
【図２ｃ】図２ｃは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、昇圧時の回路を示す。
【図２ｄ】図２ｄは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、加圧保持時の回路を示す。
【図２ｅ】図２ｅは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、突き出し時の回路を示す。
【図２ｆ】図２ｆは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、後退時の回路を示す。
【図３】図３は、ダイカストマシンの作動工程の射出時間（又は、射出ストローク）に対する射出ピストンの射出速度及びシリンダヘッド圧の変化を示すグラフ（射出特性図）である。
【図４】図４は、図３のグラフに昇圧時、加圧保持時等の各工程（領域）を分かり易く書き込んだグラフである。
【図５】図５は、図２ｃの昇圧工程の油圧回路（昇圧時のブースタ回路）と、図２ｄの加圧保持工程の油圧回路（加圧保持回路）の相違の説明図であり、昇圧時のブースタ回路を示す。
【図６】図６は、図２ｃの昇圧工程の油圧回路（昇圧時のブースタ回路）と、図２ｄの加圧保持工程の油圧回路（加圧保持回路）の相違の説明図であり、加圧保持時のブースタ回路を示す。
【図７】図７は、従来例のダイカストマシン用射出装置の油圧回路の概要構成を示す説明図である。
【図８ａ】図８ａは、従来例のダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、低速射出時の回路を示す。
【図８ｂ】図８ｂは、従来例のダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、高速射出時の回路を示す。
【図８ｃ】図８ｃは、従来例のダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、加圧時の回路を示す。
【図８ｄ】図８ｄは、従来例のダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、突き出し時の回路を示す。
【図８ｅ】図８ｅは、従来例のダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、射出戻り（後退）時の回路を示す。
【図９】図９は、本発明に係るダイカストマシン用射出装置の第２の実施の形態の油圧回路の概要構成を示す説明図である。
【図１０ａ】図１０ａは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、アキュムレータの充填（チャージ）時の回路を示す。
【図１０ｂ】図１０ｂは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、低速射出時の回路を示す。
【図１０ｃ】図１０ｃは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、高速射出時の回路を示す。
【図１０ｄ】図１０ｄは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、昇圧時の回路を示す。
【図１０ｅ】図１０ｅは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、加圧保持時の回路を示す。
【図１０ｆ】図１０ｆは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、突き出し時の回路を示す。
【図１０ｇ】図１０ｇは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、後退時の回路を示す。
【図１１】図１１は、一般的な射出成形における、射出スタート前の工程のフローを示す説明図であり、各工程の所要時間が同時に示されている。
【図１２】図１２は、従来例の油圧式のダイカストマシン用射出装置の油圧回路の概要構成を示す説明図である。
【図１３】図１３は、実際の実機（型締力３７５ｔから４０００ｔ機）についてのアキュムレータチャージ時間と最短給湯時間を比較する表を示す。
【符号の説明】
【００６９】
１ サーボモータ
２ 駆動ギア
３ ボールナットギア
４ ボールネジ軸
５ ブースタピストンロッド
６ ブースタピストン
７ トッププレート
８ （電動）ブースタ
１０ 射出装置
１５ 射出ピストン
１６ 射出シリンダ
２１ バルブＡ
２２ バルブＢ
２３ バルブＣ
２４ バルブＭ
２５ バルブＤ
２６ バルブＥ
３１ 射出用ピストンアキュムレータ（ＡＣＣ）
３２ ガスボトル
３５ タンク
３６ ポンプ供給口
３７ 圧力検出センサ
６２ モータバルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカストマシン等の射出装置に係り、より特別にはハイブリッド式射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金等のダイカスト鋳造においては、従来から、射出ピストン（プランジャ）を油圧シリンダで駆動する油圧式ダイカストマシンが使用されている。このタイプのダイカストマシンにおいては、射出ピストンを駆動する油圧シリンダに供給する作動油の圧力及び流量を調整して、射出ピストン速度及び圧力を制御する。
【０００３】
このようなダイカスト鋳造において、鋳造品の品質を高めるには、射出ピストン（プランジャ）速度を安定的に維持することが重要であるが、油圧シリンダを用いて駆動する射出ピストンの速度を制御する場合、油圧シリンダに供給する作動油の流量を油圧制御バルブで調整して制御するので、応答性が低く、安定した射出ピストン速度を維持することが難しい。
【０００４】
また、油圧シリンダを用いて駆動する射出ピストンの速度を制御する場合、射出ピストンが受ける負荷を検知することが難しく、フィードバック制御を行うことが困難であり、この点でも、安定した射出ピストン速度を維持することが難しい。
【０００５】
さらに、油圧を射出ピストンの駆動源とする場合、エネルギー効率が低く、更には作動油漏れによる環境汚染、作動油廃液の処理等を伴い、作業環境が劣悪化する。
【０００６】
そこで、上記の点を改善するため、射出ピストン（プランジャ）に、電動サーボモータによって駆動するボールネジ機構と、油圧ポンプ及びアキュームレータの油圧によって作動する油圧シリンダを直列に連結した射出装置が提案された（例えば、特許文献１〜３、参照）。このように油圧駆動と電動駆動を組み合わせたタイプのダイカストマシン用射出装置をハイブリッドタイプ（式）と呼んでいる。ハイブリッドタイプの射出装置では、安定的で且つ精密な制御を必要とする射出工程における射出ピストン速度等を電気的に制御可能にするものである。
【０００７】
しかし、ダイカストマシンの射出装置としてハイブリット式射出装置が考案されているが、この装置で射出昇圧及び昇圧後の加圧保持を電動で行うタイプの場合、加圧保持時、モータを最高トルクで維持する為、大電流を流しておく必要があり、大きな電力ロスを発生するという問題と、モータサイズが大きくなるという問題がある。上述の問題が発生するのは昇圧時及び加圧時の場合（図８ｃ参照）で、その内容を下記説明する。図３にダイカストマシンの作動（射出）工程における射出時間（又は、射出ストローク）に対する射出ピストン（プランジャ）の射出速度（Ｖ）及びシリンダヘッド圧（ＰＨ）の変化（射出特性図と呼ぶ）を示している。図３から射出工程において、どの程度の射出ピストン駆動動力が必要であるかが分る。
【０００８】
まず、昇圧時（工程）において、成形品において巣を少なくするために、図３の射出特性図に示す昇圧時間Δｔは、１０ｍｓｅｃ以下という性能が要求されている。金型の中の未充填部へのＡＬ（アルミニウム）を押し込む工程において一般的に、油圧シリンダ内の作動液の圧縮の為に射出ピストンを数ｍｍ前進させるが、これを１０ｍｓｅｃで完了するには大流量の作動油の供給を必要とする（例えば、５００ｔ機の場合で約５００Ｌ／ｍｉｎの流量が必要である）。射出工程を電動で実施する電動ブースタの場合、大径のブースタ（ピストン）ロッドを高速で前進させる必要があり、この時、最大の回転数とトルクを必要とする。ところが、次の加圧保持時（工程）では溶湯ＡＬ（アルミニウム）の凝固収縮に対応して加圧保持時間ＴＨの間（約５〜１０ｓｅｃ）、圧力を維持する必要があり、この間、この高トルクを必要とし、大電流が流れ従って、動力ロスが発生し、かつモータトリップが起こる等の問題が発生する可能性がある。
【０００９】
図７は、従来の電動ブースタタイプのハイブリット式射出装置５０の油圧回路を示し、図８ａから図８ｅは、各動作（又は、工程）における油圧回路の状態の説明図を示す。図７及び図８ａから図８ｅに示す従来の射出装置５０の油圧回路は基本的に、図１，２等に示す本発明の射出装置１０の油圧回路と同様であるので、本発明の実施の形態の説明において重複説明される部分等の説明は省略し、説明を簡略化する。また、図１，２等に示される本発明の実施の形態の要素部分と同じ又は同様である図７及び図８ａから図８ｅの要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
【００１０】
従来例の射出装置５０の油圧回路において、低速射出時の油圧回路の状態を図８ａに示している。図７において、サーボモータ１により、駆動ギア２とボールナットギア３を介して、ボールネジ軸４は往復動するが、この際ボールネジ軸４に連結するブースタ（ピストン）ロッド５も同時に往復動する。図８ａにおいて、サーボモータ１によりブースターロッド５は、下向きに（前進）駆動されて、ブースタヘッド８Ｈ内の作動油を低速で押して射出シリンダ室１６Ｈに流入させ、更に射出シリンダ１６内の射出ピストン１５を左方向（溶湯が貯められたプランジャスリーブ方向）に押圧する。射出ピストン１５には、その左方向先端にプランジャチップ（図示されない）が取り付けられており、プランジャチップがダイカストマシンの固定金型内に貫通するプランジャスリーブ（図示されない）内のアルミニウム（ＡＬ）溶湯を押圧して、溶湯を金型（図示されない）内のキャビティに充填する。射出ピストン１５が左方向に移動するので、射出ロッド室１６Ｒ内の作動油は、開放されたバルブＢ２２を通りタンク３５へ流れる。この際、ポンプ供給口３６に繋がるバルブＣ２３は閉じられている。この低速射出時は、図３において時間ｔ０からｔ１までに相当する。
【００１１】
次に、高速射出時の油圧回路の状態を図８ｂにおいて、ブースタロッド５は、サーボモータ１により下向きに駆動され続けると共に、射出用ピストンアキュムレータ（ＡＣＣ）３１からの油圧が、バルブＭ２４を開きバルブＡ２１を閉じることにより、射出シリンダヘッド室１６Ｈに導入される。この２つの動力源からの油圧により射出ピストン１５を高速で左方向に（前進）移動させる。これにより、金型のキャビティ内にＡＬ溶湯を射出する。この際、バルブＢ２２は開でバルブＣ２３は閉である。この高速射出時は、図３において時間ｔ１からｔ２までに相当する。
【００１２】
次に、昇圧時の油圧回路の状態が、図８ｃに示される。図８ｃにおいて、バルブＭ２４を閉じることにより、射出用ピストンアキュムレータ（ＡＣＣ）３１からの油圧は遮断される。ブースタロッド５は、引き続きサーボモータ１により駆動されて、金型キャビティ内のＡＬ溶湯を昇圧（又は、加圧）する。この昇圧（又は加圧）時は、図３において時間ｔ２からｔ４までに相当する。
【００１３】
その後、図８ｄに示す突き出し工程が実施されて、金型が開かれ、ダイカスト製品を取り出すことができる。更に、図８ｅに示す射出戻り工程が実施されて、ポンプ供給口３６から、射出シリンダロッド室１６Ｒに作動油が供給されて、射出ピストン１５は、射出シリンダ１６内でヘッド側に（右方向）移動し、同時にブースタロッド５は、上昇（後退）駆動される。
【００１４】
上記の従来例では、前に述べたように、サーボモータ１は、高トルクであることを必要とし、大電流が流れる。従って、動力ロスが発生し、かつモータトリップが起こる等の問題が発生する可能性がある。
また、上記の射出装置（特許文献１〜３参照）においては、制御回路及び制御方法が複雑にならざるを得ない。しかも、この複雑化が、必ずしも、射出ピストン（プランジャ）速度の高速化、安定化に直結しない。
【００１５】
図１において及び図７の従来例においては、図示されていないが実際には、アキュムレータ（ＡＣＣ）出口にロジックバルブが設けられる。この理由について以下で説明する。ダイカストマシンでは、射出動作を行う前に、アキュムレータ（ＡＣＣ）への圧油を規定圧力まで供給しておく必要があり、ポンプによるＡＣＣへの圧油供給時間は、例を上げると、型締力５００ｔ機で８ｓｅｃ必要である。いつ、このＡＣＣへの圧油供給を行っているかについて、図１１を参照して下記に説明する。図１１において、射出スタート前の概略の工程が示されており、各工程の各所要時間が（ ）内に示される。
【００１６】
製品取出手順（Ｓ１）において、前の工程において成形された製品を取り出す。スプレー手順（Ｓ２）において、金型内面に離型剤をスプレーして塗布する。中子入り手順（Ｓ３）において、必要に応じて、製品形状に合わせて金型を動かす。型締め手順（Ｓ４）において、固定及び可動金型を係合させる。給湯手順（Ｐ５）において、溶湯をスリーブに供給する。その後、射出手順（Ｓ６）において、溶湯を金型内キャビティに射出して成形する。それぞれの手順における各所要時間は、図１１に示すように、８ｓｅｃ（Ｓ１）、９ｓｅｃ（Ｓ２）、２ｓｅｃ（Ｓ３）、５ｓｅｃ（Ｓ４）、３ｓｅｃ（Ｓ５）である。
【００１７】
ここで、中子入り手順（Ｓ３）及び型締め手順（Ｓ４）においてはポンプを使用する為、ＡＣＣへの圧油供給は出来ない。射出直前の給湯動作時間は３ｓｅｃしか無く、この間では時間的に間に合わない。従って、ＡＣＣチャージは製品取出手順（Ｓ１）か又はスプレー手順（Ｓ２）で行っている。この場合に発生する問題点は、スプレー手順（Ｓ２）の終了した時点でＡＣＣチャージが終了したとして、（最短時間で）射出手順になるまで１０ｓｅｃの時間を必要とする。これは全自動動作の最短時間だが、オペレータの補助動作が必要な場合（半自動動作）は、スプレー後に５〜１０ｓｅｃの時間を更に必要とする。この場合は１５〜２０ｓｅｃとなってくる。この間、ＡＣＣの圧油は回路上のバルブのリークで圧力降下を起こし、実際に使用する時の圧力が変動（低下）する。
【００１８】
この圧力の変動は、射出用アキュムレータ（ＡＣＣ）では、速度の立上り、最高値等の変動（低下）を起こし、昇圧用アキュムレータ（ＡＣＣ）では昇圧時間のバラツキ、昇圧圧力値の変動を起こし、ダイカスト鋳造品の品質バラツキに直接影響を及ぼす。これを防ぐ為に、ＡＣＣの出口に最もリークの少ないバルブであるロジックバルブが設けられ、それが、図１２の従来例の回路において射出用ロジックバルブ７１と昇圧用ロジックバルブ７３であり、更に射出用ロジック開閉バルブ７０と昇圧用ロジック開閉バルブ７２が必要である。これらのバルブを設けることで、圧力降下で許容値を下回るのが８〜１０ｓｅｃだったものが４０〜６０ｓｅｃと長くなり、これにより上記の問題点が解決し、従来のダイカストマシンでは全てのダイカストマシンでこの方式が採用されていると言っても過言ではない。
【００１９】
一方、最近のダイカストマシンでは射出速度の最高値が、従来の５ｍ／ｓｅｃに対し、１０ｍ／ｓｅｃと倍増を求められている。また、高速の立上り時間が０．５〜５ｍ／ｓｅｃまでで、従来機が２０ｍｓｅｃだったものが、５ｍｓｅｃと１／４に短縮することが、求められている。この場合、射出用ＡＣＣから射出シリンダまでの管路抵抗を最小にする必要があり、このためロジックバルブ７１，７３は大きな負担となる。このような問題が、ロジックバルブに関連して存在する。
【００２０】
更に、別の射出装置が提案されている（例えば、特許文献４及び５参照）が、装置が大きくなり、保守性や作業環境性が不十分であったり、小型化・軽量化に限度がある等の改善の余地があった。
更に別の従来案の射出装置（特許文献６参照）では、射出までに待機時間があるため、蓄圧完了の状態を保持するためにはロジックバルブが必要になる。
【００２１】
別の従来案（特許文献７参照）は、標準的な油圧回路であり、この従来案において、ロジックバルブであるカートリッジ弁２２，２８が具備されており、これらのロジックバルブが本発明の削除対象である。図１２の従来例は、特許文献７の従来案に基づいた油圧回路であり、ハイブリッドタイプではなく、油圧式の従来型射出装置であり、低圧用アキュムレータ（射出用ピストンアキュムレータ３０）及び高圧用アキュムレータ（昇圧用ピストンアキュムレータ３２）を備える射出シリンダ用油圧回路となっている。図１２の従来例において、射出用ロジックバルブ７１と、射出用ロジック開閉バルブ７０と、昇圧用ロジックバルブ７３と、昇圧用ロジック開閉バルブ７２が設けられている。これらのロジックバルブは上記したように、ピストンアキュムレータ３１，３３からの油圧の漏れを防止するように機能している。図１２に示す従来例の油圧回路については、本発明の実施の形態において詳しく説明する部分と説明が重複するので不要な部分の説明は省略し、説明を簡略化する。また、図１２の従来例において、図９及び図１０ａ〜１０ｈに示す本発明の実施の形態の要素部分と同じ又は同様である図１２の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
図１２において、参照番号３２と３４はそれぞれ、射出用ガスボトルと昇圧用ガスボトルである。参照番号７７，７８，７９は逆止弁である。参照番号１８と１９は、電磁切替弁であり、ポンプ供給ライン３６に設けられている。参照番号７５は、電磁三方切替弁であり、バルブＭ２４の上流側に設けられている。参照番号７６は、電磁三方切替弁であり、射出シリンダのロッド室に連絡するラインに設けられる。
【００２２】
【特許文献１】特開２０００−０３３４７２号公報
【特許文献２】特開２０００−０８４６５４号公報
【特許文献３】特開２００１−００１１２６号公報
【特許文献４】特開２００６−０００８８７号公報
【特許文献５】特願２００６−１１５８５９号公報
【特許文献６】特願２００６−２５４００２号公報
【特許文献７】特願平８−１１７９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、射出昇圧及び昇圧後の加圧保持を電動で行うタイプの場合、加圧保持時において大電流を流しておく必要を回避して、大きな電力ロスの発生を防止可能で且つモータサイズを小さくできる、ダイカストマシンの射出装置、特にはハイブリット式射出装置を提供することを目的としている。
【００２４】
本発明の別の目的は、ダイカストマシンのハイブリット式射出装置において、アキュムレータの出口のロジックバルブを削除して、流動抵抗を大幅に低減することにより、射出速度を向上する等要求される射出性能を達成可能であるハイブリット式射出装置を提供することである。更には、射出装置のコストを削減する。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の第１の形態に係るダイカストマシンの射出装置（１０）は、上述した目的を達成するために、ダイカストマシンの金型にアルミニウム等の溶湯を射出するための射出ピストン（１５）を収容する射出シリンダ（１６）と、油圧シリンダ形式の電動ブースタ（８）とを具備する。該射出装置において、電動ブースタ（８）のヘッド室（８Ｈ）は、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）と流体連絡するので、電動ブースタ（８）において、その中に収容するブースタピストンロッド（５）を直線動させることにより、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給して射出ピストン（１５）を押圧して移動させることにより射出成形を実施する。射出成形工程において電動ブースタ（８）は、昇圧時において電動ブースタ（８）のヘッド面積で加圧し、加圧保持時においてはそれのロッド面積で加圧する構造を有する。
【００２６】
より具体的には、射出シリンダのヘッド室（１６Ｈ）とブースタ（８）のロッド室（８Ｒ）を流体連絡させる連絡配管（４１，４３，４４，４５）が設けられ、その連絡配管には作動油の流れを断続させる止め弁（２５）が設けられる。
【００２７】
電動ブースタ（８）は、電動モータ（１）駆動であることが好ましく、電動モータ（１）はサーボモータであることがより好ましい。
【００２８】
また、射出装置（１０）は、射出シリンダの前記ヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給するための射出用ピストンアキュムレータ（３１）と、ブースタのロッド室（８Ｒ）からタンク（３５）に流体連絡させる配管（４３）に設けられる止め弁（２６）と、を更に具備しており、射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）は、タンク（３５）及びポンプ等からの圧油供給口（３６）に流体連絡することが好ましい。
【００２９】
射出装置は、電動ブースタ（８）において、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）の圧力であるヘッド圧を検出するための圧力検出センサ（３７）を更に具備することが好ましく、これにより、ヘッド圧を検知して、電動モータ（１）のトルクを制御、昇圧運転から加圧保持運転への切り替え制御等を実施する。
【００３０】
本発明の第２の形態に係るダイカストマシンの射出装置（１００）は、ダイカストマシンの金型にアルミニウム等の溶湯を射出するための射出ピストン（１５）を収容する射出シリンダ（１６）と、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給して射出ピストン（１５）を押圧して移動させることにより、射出成形を実施するためのブースタピストンロッド（５）を収容する油圧シリンダ形式の電動ブースタ（８）と、所定量の作動油を所定の最大圧力で貯蔵可能であって且つやはり射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給して射出ピストン（１５）を押圧して移動させることができるように形成されるピストンアキュムレータ（３１）であって、電動ブースタ（８）と協働して射出成形を実施するピストンアキュムレータ（３１）と、ピストンアキュムレータ（３１）の出口側に設けられていて且つその出口からの圧油の流路を開閉可能である第１の切替バルブ（２４）とを具備する。該射出装置（１００）において、射出開始直前に、ピストンアキュムレータ（３１）への圧油の供給を行うことで、第１の切替バルブ（２４）からの圧油の漏れを防止するためにピストンアキュムレータ（３１）の出口に設けられるはずのロジックバルブを削除可能にすることを特徴とする。具体的には、射出開始直前には、給湯工程が実施され、給湯工程中にピストンアキュムレータ（３１）への圧油の供給は完了している。
【００３１】
より具体的には、電動ブースタ（８）のヘッド室（８Ｈ）は、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）と流体連絡し、且つピストンアキュムレータ（３１）の出口とも流体連絡しており、電動ブースタヘッド室（８Ｈ）と射出シリンダヘッド室（１６Ｈ）とを流体連絡させる流路には、第２の切替バルブ（２５）が設けられており、第２の切替バルブ（２５）は、一方の流路接続側において、電動ブースタヘッド室（８Ｈ）に連絡する流路と、作動油が貯蔵されるタンク（３５）に連絡する流路とに流体接続し、もう一方の流路接続側において、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に連絡する流路と、ピストンアキュムレータ（３１）に連絡する流路とに流体接続する。
【００３２】
ピストンアキュムレータ（３１）への圧油の供給は、電動ブースタ（８）によって実施され、電動ブースタ（８）の前記ヘッド室（８Ｈ）の圧油が押圧されて供給されることが好ましく、更には射出動作終了後に、射出ピストン（１５）を射出シリンダ（１６）のヘッド側端部へ戻すために、電動ブースタ（８）を駆動して圧油を射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）に供給することが好ましい。
【００３３】
より具体的には、該射出装置は、電動ブースタロッド室（８Ｒ）と射出シリンダヘッド室（１６Ｈ）とを流体連絡させる流路に設けられた第３の切替バルブ（６２）を更に具備する。第１の切替バルブ（２４）は、一方の流路接続側において、ピストンアキュムレータ（３１）に連絡する流路と、作動油が貯蔵されるタンク（３５）に連絡する流路とに流体接続し、もう一方の流路接続側において、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に連絡する流路と、射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）に連絡する流路とに流体接続しており、第３の切替バルブ（６２）は、一方の流路接続側において、タンク（３５）に連絡する流路と、射出電動ブースタロッド室（８Ｒ）に連絡する流路とに流体接続し、もう一方の流路接続側において、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に連絡する流路と、射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）に連絡する流路とに流体接続する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、射出昇圧及び昇圧後の加圧保持を電動で行うダイカストマシンのハイブリッドタイプ射出装置の油圧回路において、加圧保持時において、例えば、射出シリンダヘッド室の圧力をブースタロッド室に連絡させることの出来る切換弁を設けることにより、ブースタピストンロッドを駆動するサーボモータの必要最大トルクを小さくして、加圧保持時に大電流を流しておく必要を回避し、大きな電力ロスの発生を防止可能で且つモータサイズを小さくできる。これにより、射出装置自体のサイズを小さく出来ると共に、射出装置の製造コストを低減できる。
【００３５】
また、射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）の圧力であるヘッド圧を検出するための圧力検出センサ（３７）を更に具備することにより、ヘッド圧を検知して、ヘッド圧を所定の値になるように、電動モータ（１）のトルクを制御することできるので、安定的で正確な射出成形が可能になる。さらには、ヘッド圧に基いて、昇圧運転から加圧保持運転への切り替え制御を実施することにより、射出圧力の過剰な上昇等の不適切な運転を防止可能である。
【００３６】
更には、第２の形態により、ピストンアキュムレータからの圧油の漏れを防ぐために設けられていたアキュムレータ（ＡＣＣ）出口のロジックバルブを削除でき、管路抵抗を大幅に削減でき、要求される射出性能を達成することが容易になると共に、コストの削減が実施できる。
【００３７】
上記の本発明の説明において、カッコ（）内の記号又は数字は、以下に示す実施の形態との対応を示すために添付される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、実施の形態に基づき、図面を参照して本発明のダイカストマシン用射出装置を詳細に説明する。図１及び図２ａ〜２ｆは、本発明に係るダイカストマシン用射出装置の第１の実施の形態を示しており、図１は、ダイカストマシン用射出装置の第１の実施の形態の油圧回路の概要構成を示す説明図であり、図２ａ〜図２ｆは、図１のダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図である。図７，図８ａ〜図８ｅに示される従来例の要素部分と同じ又は同様である図１及び図２ａ〜図２ｆの要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
【００３９】
本実施の形態の射出装置１０は、図７，図８ａ〜図８ｅに示される従来例の射出装置５０と同様にハイブリッドタイプであって、サーボモータ１によりブースタピストンロッド５を駆動して射出ピストン（プランジャ）１５を作動させ、金型にアルミニウム（ＡＬ）溶湯を射出する。
【００４０】
本実施の形態における射出装置１０の油圧回路において、電動式駆動部としてサーボモータ１が具備されており、サーボモータ１は駆動ギア２に連結してこれを回転駆動し、駆動ギア２は、外側が歯車で内側がネジ切られたボールナットギア３に噛合し、ボールナットギア３は、外面がネジ切られたボールネジ軸４に係合するが、ボールネジ軸４はボールナットギア３の中心を通る開口を貫通している。ボールネジ軸４の上端部は、トッププレート７の一方の端部に連結しており、トッププレート７のもう一方の端部は、ブースタピストンロッド５の上端部に連結する。この様な構成により、サーボモータ１の回転動により、ボールネジ軸４が上下方向に往復直線動し、更にブースタピストンロッド５が上下方向に往復直線動する。
【００４１】
ブースタピストンロッド５の下端部には、ブースタピストン６が備えられており、ブースタピストンロッド５の上下動により、ブースタピストン６は、シリンダ状のブースタ８内において往復動し、ブースタ（シリンダ）８内の作動油を圧送・吸引する。ブースタ８のブースタヘッド室８Ｈ側の先端部は、図１に示されるように、射出シリンダ１６の射出シリンダヘッド室１６Ｈと流体連絡している。本実施の形態においては、図１に示すように、射出シリンダ１６は水平に設置されるのに対して、ブースタ８はそれに直交するように、垂直に設置されており、この構成を一般的に縦型と呼んでいる。本実施の形態の射出装置１０は、縦型の構成で説明されるが、これとは別に本発明の射出装置が、ブースタ８が水平に設置されて、射出シリンダ１６に平行に接続する、横型であっても良い。
【００４２】
射出シリンダ１６内には、射出ピストン１５が収容され、射出ピストン１５には、その左方向先端にプランジャチップ（図示されない）が取り付けられており、プランジャチップは、ダイカストマシンの固定金型内に貫通するプランジャスリーブ（図示されない）内に収容されており、プランジャスリーブは金型に流体連絡する。この様な構成は前述の従来例と同様である。本実施の形態の射出装置１０は、図７に示す従来例の射出装置５０と同様に、射出用ピストンアキュムレータ（ＡＣＣ）３１及びこれを加圧駆動するためのガスボトル３２と、バルブＡ２１と、バルブＢ２２と、バルブＣ２３と、バルブＭ２４と、作動油を貯めるためのタンク３５とを具備する。
【００４３】
本実施の形態において、射出装置１０はその油圧回路において、図１に示すように、射出シリンダ１６のヘッド室１６Ｈ及びシリンダ状のブースタ８のロッド室８Ｒとタンク３５との間を繋ぐ配管ライン４５，４４，４３に設けられた、バルブＤ２５及びバルブＥ２６と、ブースタ８のヘッド室側の端面に設けられた圧力検出センサ３７とを具備しており、この点が前記の従来例と異なっている。
【００４４】
次に、本実施の形態における射出装置の作動について説明する。
図２ａは、従来例の図８ａに相当する低速射出時の油圧回路の状態を示している。図２ａの低速射出時において図８ａの従来例と同様に、サーボモータ１によりブースターピストンロッド５は、下向きに（前進）駆動されて、ブースタヘッド８Ｈ内の作動油を低速で押して射出シリンダ室１６Ｈに流入させ、更に射出シリンダ１６内の射出ピストン１５を左方向（ＡＬ溶湯が貯められたプランジャスリーブ方向）に押圧する。この際、本実施の形態のブースターピストンロッド５は、図８ａのブースターピストンロッドより径が小さいので、ブースタ８のロッド室８Ｒが形成されており、ブースタロッド室８Ｒは図２ａに示すごとく、タンク３５にバルブＥ２６を介して流体連絡する配管ライン４４，４３が接続する。従って、ブースターピストンロッド５が下降する際、バルブＥ２６は開放されるので、タンク３５からライン４３，４４及びバルブＥ２６を介してブースタロッド室８Ｒに作動油が流入する。この際、タンク３５は、ブースタロッド室８Ｒより高い位置に設置されて、作動油が重力によりブースタロッド室８Ｒに流れ込んでも良いが、ポンプ等の別の手段により作動油がブースタロッド室８Ｒに供給されても良い。射出ピストン１５の左方向先端にプランジャチップ（図示されない）が取り付けられ、プランジャチップは、ダイカストマシンの固定金型内に貫通するプランジャスリーブ（図示されない）内に収容されており、アルミニウム（ＡＬ）溶湯を押圧して、溶湯を金型（図示されない）内のキャビティに充填することは従来例と同様である。また低速射出時において、バルブＢ２２が開でバルブＣ２３は閉であり、射出ピストン１５の左方向への移動により、射出シリンダロッド室１６Ｒ内の作動油は、配管ライン４２及び開放されたバルブＢ２２を通りタンク３５へ流れる。やはりこの低速射出時は、図３及び図４（図３において低速射出領域等を説明する図）において時間ｔ０からｔ１までに相当する。低速射出時において、サーボモータ１の回転制御を行うことにより、スタート時の衝撃を緩和するショックレス制御、低速射出速度多段制御及び速度リアルタイム制御を行うことができる。
【００４５】
図２ｂは、高速射出時の油圧回路を示しており、従来例の図８ｂに対応する。次の図２ｂの高速射出時においては、引き続きブースタピストンロッド５を下降（前進）させながら（図２ａ状態から更に）、バルブＭ２４を開方向に作動させて射出用ピストンアキュムレータ（ＡＣＣ）３１の圧油を配管ライン４１を介して射出シリンダ１６のヘッド室１６Ｈに導入して、２つの動力源から大流量の作動油を導入することにより、射出ピストン１５を高速で駆動する。この時、バルブＥ２６が開でバルブＤ２５は閉で且つバルブＢ２２が開でバルブＣ２３は閉のままであり、バルブＡ２１も閉である。ここで、バルブＭ２４の開度をコントロールすることにより、高速速度を制御しながら高速射出を完了させる（この間、ブースタピストンロッド５は前進し続けている）。この高速射出時は、図３及び４において時間ｔ１からｔ２までに相当する。
【００４６】
図２ｃは、昇圧時の油圧回路を示しており、従来例の図８ｃに対応する。図２ｃの昇圧時においては、図２ｂの状態からバルブＭ２４を閉じて、射出用ピストンアキュムレータ（ＡＣＣ）３１からの油圧を遮断した状態で、ブースタピストンロッド５を更に前進（下降）させて射出シリンダヘッド室１６Ｈの圧力を加圧していく。この時、バルブＥ２６が開でバルブＤ２５は閉で且つバルブＢ２２が開でバルブＣ２３は閉のままであり、バルブＡ２１も閉である。この昇圧時は、図３及び４において時間ｔ２からｔ３までに相当しており、金型キャビティ内のＡＬ溶湯は昇圧される。
【００４７】
そして圧力検出センサ３７によりブースタ８による加圧圧力を計測し、その圧力が目的の８０〜９０％になった時、図２ｄに示す加圧保持時の油圧回路に切り替える。図２ｄの加圧保持時の油圧回路において、ブースタピストンロッド５がサーボモータ１により前進（下降）させられながら、バルブＥ２６は閉でバルブＤ２５が開に切り替えられる。これにより、ブースタピストン６により押される作動油の圧力は、ブースタ８のロッド室８Ｒに伝達されるので、サーボモータ１の発揮するべき力は、ブースタピストンロッド５の直径に相当する面積と圧力の積の力で、従来例の射出ピストン１５を押圧する力と同じ力が発揮できる。この工程において、バルブＢ２２が開でバルブＣ２３は閉のままであり、バルブＡ２１及びバルブＭ２４も閉である。この加圧保持時は、図３及び４において時間ｔ３からｔ４までに相当する。
【００４８】
その後、従来例の図８ｄに相当する図２ｅの示す突き出し工程が実施されるが、この工程においては、サーボモータ１によりブースタピストンロッド５を前進（下降）させて射出ピストン１５を左方向に押すことにより、金型が開かれ、ダイカスト製品を取り出すことができる。更に、従来例の図８ｅに相当する図２ｆの射出戻り工程が実施されて、ポンプ供給口３６から、ライン４２を介して射出シリンダロッド室１６Ｒに作動油が供給されて、射出ピストン１５は、射出シリンダ１６内でヘッド側に（右方向）に移動させられると同時に、ブースタピストンロッド５は、サーボモータ１により上昇駆動される。射出シリンダヘッド室１６Ｈ及びブースタロッド室８Ｒの作動油は、バルブＡ２１及びバルブＥ２６が共に開けられることにより、タンク３５へ戻される。図２ｅの示す突き出し工程において、バルブＥ２６が開でバルブＤ２５は閉で且つバルブＢ２２が開でバルブＣ２３は閉のままであり、バルブＡ２１及びバルブＭ２４も閉である。図２ｆの示す射出戻り工程において、バルブＥ２６が開でバルブＤ２５は閉で且つバルブＢ２２が閉でバルブＣ２３は開に設定され、バルブＡ２１は開でバルブＭ２４は閉である。
【００４９】
図２ｃの昇圧工程の油圧回路（昇圧時のブースタ回路）と、図２ｄの加圧保持工程の油圧回路（加圧保持回路）の相違（即ち、図２ｃ及び２ｄにおいて、バルブＥ２６を開から閉に、バルブＤ２５を閉から開に切換えた場合の相違）を図５及び図６に示す。昇圧時は時間短縮のため、ブースタピストンの面積ＡＢＨで圧油を押し込む。この時の必要ブースタ力Ｆ１は
Ｆ１ ＝ ＡＢＨ × ＰＨ
そのときにモータが出すトルクＴ１は
Ｔ１ ＝ Ｃ × Ｆ１
Ｔ１ ＝ Ｃ × ＡＢＨ × ＰＨ
加圧保持時はブースタのヘッド室とロッド室を同じ圧力にする。すると必要トルクＴ２は
Ｆ２ ＝ ＡＢＲ × ＰＨ
Ｔ２ ＝ Ｃ × ＡＢＲ × ＰＨ
ロッド面積ＡＢＲをヘッド面積ＡＢＨの１／３にすれば、必要トルクは同じ割合で下がり、トルクと比例状態になるモータ電流値も同じ割合で下がり、エネルギロスや、モータトリップ等の問題が解決される。この場合注意することは、トルクＴ１を維持したまま、回路を切り替えると、圧力ＰＨはロッド面積とヘッド面積の比だけ高くなり射出シリンダの加圧力が大きくオーバーする問題が発生する。従って、ロッド室に圧力が伝わるにつれＰＨが上昇していくので、この圧力を、圧力センサで検出し、目的値に対し、同じかまたは数％ＵＰしたことを感知し、サーボモータトルクを徐々に下げる自動制御を行う必要がある。
本実施の形態においては、昇圧工程までは、前述の従来例と同様の過程を行っていくが、加圧保持工程で、回路を切り替え、ブースタの加圧面積をかえる方法を組み込んでいる。加圧保持時はピストンはほとんど動かず、１０〜２０Ｌ／ｍｉｎ の油量を送ればよいことに着眼し、かつ、モータの発生必要トルクＴは ブースタ加圧の面積ＡＢとヘッド圧ＰＨの積に比例するので、面積ＡＢの方を変え必要発生トルクＴを下げ電流値を下げる（射出ピストンの加圧力保持の為、ＰＨ は一定）方法である。
Ｔ ＝ Ｃ × ＡＢ × ＰＨ
【００５０】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態のダイカストマシン用射出装置１００を説明する。図９及び図１０ａ〜１０ｇは、本発明の第２の実施の形態に係るダイカストマシン用射出装置１００を示しており、図９は、ダイカストマシン用射出装置の第２の実施の形態の油圧回路の概要構成を示す説明図であり、図１０ａ〜図１０ｇは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図である。図１、図２ａ〜図２ｆに示される第１の実施の形態の要素部分と同じ又は同様である図９及び図１０ａ〜図１０ｇの要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
【００５１】
第１の実施の形態において、射出用ピストンアキュムレータ３１からの圧油の漏れ（即ち、バルブＭ２４からの漏れ）については記載されず、射出用ピストンアキュムレータ３１の充填のタイミングに関しても説明されていない。第２の実施の形態において、電動ブースタ８周りの構成及び射出シリンダ１６周りの構成については、第１の実施の形態と同じであるので説明は省略する。第２の実施の形態の油圧回路は、射出用ピストンアキュムレータ３１をブースタ８によって充填（チャージ）する方式であって、第１の実施の形態の油圧回路とは異なったものとなっており、油圧方式の図１２の従来例の油圧回路とは、対比が明確になっている。
【００５２】
第２の実施の形態の図９の油圧回路において、開閉を高速で実施可能なモータバルブであるバルブＭ２４は射出用ピストンアキュムレータ３１の出口側に設置されている（第１の実施の形態と同様）が、バルブＡ２１は、射出用ピストンアキュムレータ３１とバルブＭ２４との間のラインから分岐するラインに設けられている（第１の実施の形態とは異なり、図１２の従来例と同様）。また、ブースタ８のブースタヘッド室８Ｈと射出シリンダ１６の射出シリンダヘッド室１６Ｈとを結ぶラインには、バルブＤ（切り替え弁）２５が備えられ、ブースタロッド室８ＲとバルブＭ２４を結ぶラインには、図９に示すように、開閉を高速で実施可能なモータバルブ６２が備えられることが好ましい。
【００５３】
次に、本実施の形態における射出装置１００の作動について説明する。本実施の形態における各工程の作動は、第１の実施の形態における同じ工程における作動と基本的に同様であるので、第１の実施の形態において説明した作動の詳細、バルブの状態等については、図から明らかであるので本明細書では基本的に説明を省略する。
【００５４】
図１０ａは、第１の実施の形態では説明されていない射出用ピストンアキュムレータ３１の充填（チャージ）工程である。本実施の形態において、この充填工程は、射出工程の直前に実施される。即ち、実施されるのは、図１１における給湯工程である。この際、図１０ａに示されるように、射出ピストン１５は、射出シリンダヘッド室側端部付近に戻っている。サーボモータ１によりブースターピストンロッド５は、下向きに（前進）駆動されて、ブースタヘッド室８Ｈ内の作動油を低速で押すが、この際バルブＤ２５は、作動油をライン６１に導くように設定されるので、作動油はバルブＤ２５と逆止弁６４を通り射出用ピストンアキュムレータ３１に充填される。ライン６１のタンク３５へ分岐するラインには逆止弁６５が備えられており、タンク３５への作動油の流れを阻止する。本工程において、充填の完了は、射出用ピストンアキュムレータ３１とバルブＡ２１とを繋ぐライン等に圧力センサ（図示されない）を設けて、このラインの圧力を計測し、所定の圧力に到達したことを検知して、充填を完了しても良い。これとは別に、射出用ピストンアキュムレータ３１内にピストンの位置を検出するセンサ（図示されない）を設け、これによりピストンが所定の位置に到達したことを検知して、充填を完了しても良い。図１０ａにおいて、ブースタロッド室８Ｒへの作動油の供給は、タンク３５からモータバルブ６２を介して重力により実施されるが、これとは別に第１の実施の形態において記載されているのと同様に、ポンプにより実施されても良い。
【００５５】
充填工程の後に低速射出工程が実施される。図１０ｂは、第１の実施の形態の図２ａに相当する低速射出時（工程）の油圧回路の状態を示している。低速射出時において、ブースタヘッド室８Ｈと射出シリンダヘッド室１６Ｈとが連絡するようにバルブＤ２５が切り替えられて、ブースタピストンロッド５が更に下降して、第１の実施の形態と同様に、作動油を射出シリンダヘッド室１６Ｈに供給する。この際、射出の低速前進速度は、サーボモータ１の回転数制御によって行う。
【００５６】
図１０ｃは、第１の実施の形態の図２ｂに相当する高速射出時（工程）の油圧回路の状態を示している。高速射出時において、バルブＤ２５は引き続き、ブースタヘッド室８Ｈと射出シリンダヘッド室１６Ｈとが連絡するように設定されており、バルブＭ２４が開けられて射出用ピストンアキュムレータ３１の作動油も射出シリンダヘッド室１６Ｈに導入される。これは、第１の実施の形態と同じである。射出シリンダロッド室１６Ｒの作動油は図１０ｃに示されるように、バルブＭ２４を介してタンク３５へ戻されると共に、別のライン６８を通り、絞り２８及び開状態のバルブＢ（切り替え弁）２２をこの順で介してタンク３５へ戻される。低速射出工程から高速射出工程への切り替えは、射出ピストン１５の位置検出センサ（図示されない）を設けることにより、射出ピストン１５が予め設定された位置に到達したことを検出して実施される。
【００５７】
図１０ｄは、第１の実施の形態の図２ｃに相当する昇圧時の油圧回路の状態を示している。昇圧時（工程）において、バルブＤ２５は引き続き、ブースタヘッド室８Ｈと射出シリンダヘッド室１６Ｈとが連絡するように設定されるが、バルブＭ２４は切り替えられて流量調整可能なように設定されるので、射出シリンダヘッド室１６Ｈ内の作動油の一部は、バルブＭ２４及びバルブＡ２１（バルブＡ２１は開）を介してタンク３５へ戻される。射出シリンダロッド室１６Ｒの作動油は図１０ｄに示されるように、絞り２８及びバルブＢ２２（開状態）を介してタンク３５へ戻される。その際、射出シリンダヘッド室１６Ｈの圧力はバルブＭ２４にて予め設定された昇圧パターンに従ってリアルタイムフィードバックされ、その昇圧上限値はサーボモータのトルク制御で決まる。そして絞り２８の絞り量は一定に設定されている。このようにして昇圧圧力が適切な値に保持される。高速射出工程から昇圧工程への切り替えは、射出ピストン１５が予め設定された位置に到達したことを検出して実施されるか又は、その位置に到達し且つ射出シリンダヘッド圧（ＰＨ）の圧力検出センサ（図示されない）で検出した値が予め設定された値に到達したことを検出して実施される。昇圧のフィードバック制御をサーボモータ１のみで行わない（バルブＭ２４も使用する）理由は、サーボモータ１の軸換算の慣性力が大きく、制御応答性が悪いため、応答性の良いバルブＭ２４を制御することによりフィードバック制御を実現している。圧力最高値は、サーボモータ１のトルク制御で行う。
【００５８】
図１０ｅは、第１の実施の形態の図２ｄに相当する加圧保持時の油圧回路の状態を示している。加圧保持時（工程）において、バルブＤ２５は引き続き、ブースタヘッド室８Ｈと射出シリンダヘッド室１６Ｈとが連絡するように設定されるが、モータバルブ６２が切り替えられて、射出シリンダヘッド室１６Ｈ内の作動油の一部は、モータバルブ６２を介してブースタロッド室８Ｒへ戻される。射出シリンダロッド室１６Ｒの作動油は図１０ｅに示されるように、絞り２８及びバルブＢ２２を介してタンク３５へ戻される。
【００５９】
図１０ｆ及び１０ｇは、第１の実施の形態の図２ｅ及び２ｆにそれぞれ相当する突き出し動作時（工程）及び後退動作時（工程）の油圧回路の状態を示している。これらの動作時の油圧回路は、図１０ｆ及び１０ｇに示すごとく、基本的に第１の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。但し、図１０ｇに示す後退動作時においては、サーボモータ１によりブースタピストンロッド５を上昇させて、ブースタロッド室８Ｒの作動油を押し出し、この作動油を射出シリンダロッド室１６Ｒに供給することにより、図１０ｇ中の射出ピストン１５を右方向に駆動して戻す。この際、モータバルブ６２とバルブＤ２５が操作されており、射出シリンダヘッド室１６Ｈの作動油は、図１０ｇに示すように、モータバルブ６２とバルブＤ２５と逆止弁６５を介して、ブースタヘッド室８Ｈに供給される。
【００６０】
上記の第２の実施の形態で説明したように、電動ブースタタイプの射出装置の場合、射出低速は電動ブースタで動作させ、高速射出はアキュムレータ（ＡＣＣ）にて動作させる。図１２に示す従来機は、前述のように、射出ピストン１５の低速・高速全ストロークをピストンアキュムレータ３１の圧油で射出を実施している。一方本実施の形態では、電動ブースタの供給油量能力が大きなことと、アキュムレータにチャージする溶湯量が従来機の約半分になることにより、射出工程直前の給湯工程時間でアキュムレータ（ＡＣＣ）チャージを実施することが、充分出来る。
【００６１】
上記の説明について、実際の実機についてのアキュムレータチャージ（充填）時間と最短給湯時間を比較する表を示す、図１３を参照して、給湯工程において、アキュムレータのチャージ（充填）が可能なことを説明する。図１３は、型締力３７５ｔから４０００ｔ機で、給湯時間内で充分アキュムレータ（ＡＣＣ）チャージが完了することを示す。低速射出で要求される速度最高値は０．５ｍ／ｓｅｃ以上（実際は、０．８ｍ／ｓｅｃ 又は１．０ｍ／ｓｅｃに設定される）であり、射出スリーブ内に供給する最大溶湯量は最大でスリーブ内容積の７０％である。従って、高速射出に使用させるアキュムレータ（ＡＣＣ）の必要容積の最大値は、全ストローク × シリンダ面積の７０％となる。
【００６２】
図１３に示す、アキュムレータチャージ時間（ｔ）は下記の計算式により求められる。
Ｖ ＝ Ａ × Ｌ × ０．７×１０−４ （リットル） ・・・［式１］
Ｑ ＝ Ａ × ５００×１０−４（リットル／ｓｅｃ） ・・・［式２］
ｔ ＝ Ｖ／Ｑ ＝ （Ｌ × ０．７）／５００ ・・・［式３］
ここで、Ｖ；高速用に射出シリンダへ供給する必要油量（リットル）、Ａ；射出シリンダ面積（ｃｍ２）、Ｌ；射出全ストローク（ｍｍ）、Ｑ；電動ブースタ供給油量能力（リットル／ｓｅｃ）、ｔ；ＡＣＣチャージ時間（ｓｅｃ）である。
【００６３】
次に上記実施の形態の射出装置による効果及び作用について説明する。本発明の第１の実施の形態により下記の効果が発揮できる。
・射出昇圧及び昇圧後の加圧保持を電動で行うダイカストマシンのハイブリッドタイプ射出装置の場合、加圧保持時において、切換弁を射出装置の油圧回路に設けて、射出シリンダヘッド室の圧力をブースタピストンロッド室に連絡させることにより、ブースタピストンロッドを駆動するサーボモータの必要最大トルクを小さくして、加圧保持時に大電流を流しておく必要を回避し、大きな電力ロスの発生を防止可能で且つモータサイズを小さくできる。
・これにより、射出装置自体のサイズを小さく出来ると共に、射出装置の製造コストを低減できる。
【００６４】
本発明の第２の実施の形態により下記の作用及び効果が発揮できる。
・この実施の形態においては、電動ブースタの供給油量能力が大きなことと、アキュムレータ（ＡＣＣ）にチャージ（充填）する溶湯量が従来機の約半分になる為射出工程直前の給湯工程時間でアキュムレータチャージを実施することが充分出来る。すなわち、チャージ完了から射出高速スタートまでの時間を短縮して、回路からのリーク量を削減し、アキュムレータ圧が許容値以内にいる内に射出高速させることが出来る。
・これにより、アキュムレータ（ＡＣＣ）出口のロジックバルブを削除でき、管路抵抗を大幅に削減でき、要求される射出性能を達成することが容易になると共に、コストの削減が実施できる。
【００６５】
上記の説明において、ブースタピストンロッド５が、駆動源であるサーボモータ１により、ボールナットギア３やボールネジ軸４等により構成される伝達機構とを介して駆動される、構成として説明されたが、本発明はこれに限定されず、サーボモータが、例えばインバータ制御のＡＣモータ等の当業者に既知の別の電気的な駆動源により置換されても良く、また伝達機構についても、例えばラック−ピニオンタイプ等の当業者に既知の別の伝達機構であっても良い。
【００６６】
また、上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態において、射出装置の油圧回路を特定したが、本発明はこれに限定されず、加圧保持時にブースタピストンロッドの面積と圧力の積に対応する力でブースタピストンロッドを駆動することができる油圧回路であれば全て本発明の範囲内に含まれる。
【００６７】
上記の実施の形態は本発明の例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、本発明に係るダイカストマシン用射出装置の一実施の形態の油圧回路の概要構成を示す説明図である。
【図２ａ】図２ａは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、低速射出時の回路を示す。
【図２ｂ】図２ｂは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、高速射出時の回路を示す。
【図２ｃ】図２ｃは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、昇圧時の回路を示す。
【図２ｄ】図２ｄは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、加圧保持時の回路を示す。
【図２ｅ】図２ｅは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、突き出し時の回路を示す。
【図２ｆ】図２ｆは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、後退時の回路を示す。
【図３】図３は、ダイカストマシンの作動工程の射出時間（又は、射出ストローク）に対する射出ピストンの射出速度及びシリンダヘッド圧の変化を示すグラフ（射出特性図）である。
【図４】図４は、図３のグラフに昇圧時、加圧保持時等の各工程（領域）を分かり易く書き込んだグラフである。
【図５】図５は、図２ｃの昇圧工程の油圧回路（昇圧時のブースタ回路）と、図２ｄの加圧保持工程の油圧回路（加圧保持回路）の相違の説明図であり、昇圧時のブースタ回路を示す。
【図６】図６は、図２ｃの昇圧工程の油圧回路（昇圧時のブースタ回路）と、図２ｄの加圧保持工程の油圧回路（加圧保持回路）の相違の説明図であり、加圧保持時のブースタ回路を示す。
【図７】図７は、従来例のダイカストマシン用射出装置の油圧回路の概要構成を示す説明図である。
【図８ａ】図８ａは、従来例のダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、低速射出時の回路を示す。
【図８ｂ】図８ｂは、従来例のダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、高速射出時の回路を示す。
【図８ｃ】図８ｃは、従来例のダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、加圧時の回路を示す。
【図８ｄ】図８ｄは、従来例のダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、突き出し時の回路を示す。
【図８ｅ】図８ｅは、従来例のダイカストマシンにおける種々の作業工程における油圧回路の状態を示す説明図であり、射出戻り（後退）時の回路を示す。
【図９】図９は、本発明に係るダイカストマシン用射出装置の第２の実施の形態の油圧回路の概要構成を示す説明図である。
【図１０ａ】図１０ａは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、アキュムレータの充填（チャージ）時の回路を示す。
【図１０ｂ】図１０ｂは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、低速射出時の回路を示す。
【図１０ｃ】図１０ｃは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、高速射出時の回路を示す。
【図１０ｄ】図１０ｄは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、昇圧時の回路を示す。
【図１０ｅ】図１０ｅは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、加圧保持時の回路を示す。
【図１０ｆ】図１０ｆは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、突き出し時の回路を示す。
【図１０ｇ】図１０ｇは、ダイカストマシンにおける種々の作業工程における図９の油圧回路の状態を示す説明図であり、後退時の回路を示す。
【図１１】図１１は、一般的な射出成形における、射出スタート前の工程のフローを示す説明図であり、各工程の所要時間が同時に示されている。
【図１２】図１２は、従来例の油圧式のダイカストマシン用射出装置の油圧回路の概要構成を示す説明図である。
【図１３】図１３は、実際の実機（型締力３７５ｔから４０００ｔ機）についてのアキュムレータチャージ時間と最短給湯時間を比較する表を示す。
【符号の説明】
【００６９】
１ サーボモータ
２ 駆動ギア
３ ボールナットギア
４ ボールネジ軸
５ ブースタピストンロッド
６ ブースタピストン
７ トッププレート
８ （電動）ブースタ
１０ 射出装置
１５ 射出ピストン
１６ 射出シリンダ
２１ バルブＡ
２２ バルブＢ
２３ バルブＣ
２４ バルブＭ
２５ バルブＤ
２６ バルブＥ
３１ 射出用ピストンアキュムレータ（ＡＣＣ）
３２ ガスボトル
３５ タンク
３６ ポンプ供給口
３７ 圧力検出センサ
６２ モータバルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイカストマシンの金型にアルミニウム等の溶湯を射出するための射出ピストン（１５）を収容する射出シリンダ（１６）と、
前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給して前記射出ピストン（１５）を押圧して移動させることにより、射出成形を実施するためのブースタピストンロッド（５）を収容する油圧シリンダ形式の電動ブースタ（８）と、
を具備するダイカストマシンの射出装置（１０）において、
前記電動ブースタ（８）のヘッド室（８Ｈ）は、前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）と流体連絡しており、
射出成形工程において前記電動ブースタ（８）は、昇圧時において前記電動ブースタ（８）のヘッド面積で加圧し、加圧保持時においては前記電動ブースタ（８）のロッド面積で加圧する構造を有することを特徴とする射出装置。
【請求項２】
前記射出シリンダの前記ヘッド室（１６Ｈ）と前記ブースタ（８）のロッド室（８Ｒ）を流体連絡させる連絡配管（４１，４３，４４，４５）が設けられており、前記連絡配管には作動油の流れを断続させる止め弁（２５）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の射出装置。
【請求項３】
前記ブースタピストンロッド（５）は、電動モータ（１）により往復駆動させられることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出装置。
【請求項４】
前記電動モータ（１）はサーボモータであることを特徴とする請求項３に記載の射出装置。
【請求項５】
前記射出シリンダの前記ヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給するための射出用ピストンアキュムレータ（３１）を更に具備することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項６】
前記ブースタの前記ロッド室（８Ｒ）は、タンク（３５）に流体連絡しており、前記ブースタの前記ロッド室（８Ｒ）と前記タンク（３５）とを流体連絡させる配管（４３）には止め弁（２６）が設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項７】
前記射出シリンダ（１６）の前記ロッド室（１６Ｒ）は、タンク（３５）及びポンプ等からの圧油供給口（３６）に流体連絡することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項８】
前記ブースタ（８）において、前記射出シリンダ（１６）の前記ヘッド室（１６Ｈ）の圧力であるヘッド圧を検出するための圧力検出センサ（３７）が更に具備されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項９】
ダイカストマシンの金型にアルミニウム等の溶湯を射出するための射出ピストン（１５）を収容する射出シリンダ（１６）と、
前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給して前記射出ピストン（１５）を押圧して移動させることにより、射出成形を実施するためのブースタピストンロッド（５）を収容する油圧シリンダ形式の電動ブースタ（８）と、
所定量の作動油を所定の最大圧力で貯蔵可能であって且つやはり前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給して前記射出ピストン（１５）を押圧して移動させることができるように形成されるピストンアキュムレータ（３１）であって、前記電動ブースタ（８）と協働して射出成形を実施するピストンアキュムレータ（３１）と、
前記ピストンアキュムレータ（３１）の出口側に設けられていて且つその出口からの圧油の流路を開閉可能である第１の切替バルブ（２４）と、
を具備するダイカストマシンの射出装置（１００）において、
射出開始直前に、前記ピストンアキュムレータ（３１）への圧油の供給を行うことで、前記第１の切替バルブ（２４）からの圧油の漏れを防止するために前記ピストンアキュムレータ（３１）の出口に設けられるはずのロジックバルブを削除可能にすることを特徴とする射出装置。
【請求項１０】
前記電動ブースタ（８）のヘッド室（８Ｈ）は、前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）と流体連絡し、且つ前記ピストンアキュムレータ（３１）の出口とも流体連絡しており、
前記電動ブースタヘッド室（８Ｈ）と前記射出シリンダヘッド室（１６Ｈ）とを流体連絡させる流路には、第２の切替バルブ（２５）が設けられており、
前記第２の切替バルブ（２５）は、一方の流路接続側において、前記電動ブースタヘッド室（８Ｈ）に連絡する流路と、作動油が貯蔵される前記タンク（３５）に連絡する流路とに流体接続し、もう一方の流路接続側において、前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に連絡する流路と、前記ピストンアキュムレータ（３１）に連絡する流路とに流体接続することを特徴とする請求項９に記載の射出装置。
【請求項１１】
前記ピストンアキュムレータ（３１）への圧油の供給は、前記電動ブースタ（８）によって実施され、前記電動ブースタ（８）の前記ヘッド室（８Ｈ）の圧油が押圧されて供給されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の射出装置。
【請求項１２】
射出動作終了後に、前記射出ピストン（１５）を前記射出シリンダ（１６）のヘッド側端部へ戻すために、前記ブースタ（８）を駆動して圧油を前記射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）に供給することを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項１３】
前記電動ブースタロッド室（８Ｒ）と前記射出シリンダヘッド室（１６Ｈ）とを流体連絡させる流路に設けられた第３の切替バルブ（６２）を更に具備しており、
前記第１の切替バルブ（２４）は、一方の流路接続側において、前記ピストンアキュムレータ（３１）に連絡する流路と、作動油が貯蔵されるタンク（３５）に連絡する流路とに流体接続し、もう一方の流路接続側において、前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に連絡する流路と、前記射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）に連絡する流路とに流体接続しており、
前記第３の切替バルブ（６２）は、一方の流路接続側において、前記タンク（３５）に連絡する流路と、前記電動ブースタロッド室（８Ｒ）に連絡する流路とに流体接続し、もう一方の流路接続側において、前記射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）に連絡する流路と、前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に連絡する流路とに流体接続することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項１４】
射出開始直前には、給湯工程が実施され、給湯工程中に前記ピストンアキュムレータ（３１）への圧油の供給は完了していることを特徴とする請求項９から１３のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項１５】
前記ブースタピストンロッド（５）は、電動モータ（１）により往復駆動させられることを特徴とする請求項９から１４のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項１６】
前記電動モータ（１）はサーボモータであることを特徴とする請求項１５に記載の射出装置。
【請求項１】
ダイカストマシンの金型にアルミニウム等の溶湯を射出するための射出ピストン（１５）を収容する射出シリンダ（１６）と、
前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給して前記射出ピストン（１５）を押圧して移動させることにより、射出成形を実施するためのブースタピストンロッド（５）を収容する油圧シリンダ形式の電動ブースタ（８）と、
を具備するダイカストマシンの射出装置（１０）において、
前記電動ブースタ（８）のヘッド室（８Ｈ）は、前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）と流体連絡しており、
射出成形工程において前記電動ブースタ（８）は、昇圧時において前記電動ブースタ（８）のヘッド面積で加圧し、加圧保持時においては前記電動ブースタ（８）のロッド面積で加圧する構造を有することを特徴とする射出装置。
【請求項２】
前記射出シリンダの前記ヘッド室（１６Ｈ）と前記ブースタ（８）のロッド室（８Ｒ）を流体連絡させる連絡配管（４１，４３，４４，４５）が設けられており、前記連絡配管には作動油の流れを断続させる止め弁（２５）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の射出装置。
【請求項３】
前記ブースタピストンロッド（５）は、電動モータ（１）により往復駆動させられることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出装置。
【請求項４】
前記電動モータ（１）はサーボモータであることを特徴とする請求項３に記載の射出装置。
【請求項５】
前記射出シリンダの前記ヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給するための射出用ピストンアキュムレータ（３１）を更に具備することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項６】
前記ブースタの前記ロッド室（８Ｒ）は、タンク（３５）に流体連絡しており、前記ブースタの前記ロッド室（８Ｒ）と前記タンク（３５）とを流体連絡させる配管（４３）には止め弁（２６）が設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項７】
前記射出シリンダ（１６）の前記ロッド室（１６Ｒ）は、タンク（３５）及びポンプ等からの圧油供給口（３６）に流体連絡することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項８】
前記ブースタ（８）において、前記射出シリンダ（１６）の前記ヘッド室（１６Ｈ）の圧力であるヘッド圧を検出するための圧力検出センサ（３７）が更に具備されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項９】
ダイカストマシンの金型にアルミニウム等の溶湯を射出するための射出ピストン（１５）を収容する射出シリンダ（１６）と、
前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給して前記射出ピストン（１５）を押圧して移動させることにより、射出成形を実施するためのブースタピストンロッド（５）を収容する油圧シリンダ形式の電動ブースタ（８）と、
所定量の作動油を所定の最大圧力で貯蔵可能であって且つやはり前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に圧油を供給して前記射出ピストン（１５）を押圧して移動させることができるように形成されるピストンアキュムレータ（３１）であって、前記電動ブースタ（８）と協働して射出成形を実施するピストンアキュムレータ（３１）と、
前記ピストンアキュムレータ（３１）の出口側に設けられていて且つその出口からの圧油の流路を開閉可能である第１の切替バルブ（２４）と、
を具備するダイカストマシンの射出装置（１００）において、
射出開始直前に、前記ピストンアキュムレータ（３１）への圧油の供給を行うことで、前記第１の切替バルブ（２４）からの圧油の漏れを防止するために前記ピストンアキュムレータ（３１）の出口に設けられるはずのロジックバルブを削除可能にすることを特徴とする射出装置。
【請求項１０】
前記電動ブースタ（８）のヘッド室（８Ｈ）は、前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）と流体連絡し、且つ前記ピストンアキュムレータ（３１）の出口とも流体連絡しており、
前記電動ブースタヘッド室（８Ｈ）と前記射出シリンダヘッド室（１６Ｈ）とを流体連絡させる流路には、第２の切替バルブ（２５）が設けられており、
前記第２の切替バルブ（２５）は、一方の流路接続側において、前記電動ブースタヘッド室（８Ｈ）に連絡する流路と、作動油が貯蔵される前記タンク（３５）に連絡する流路とに流体接続し、もう一方の流路接続側において、前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に連絡する流路と、前記ピストンアキュムレータ（３１）に連絡する流路とに流体接続することを特徴とする請求項９に記載の射出装置。
【請求項１１】
前記ピストンアキュムレータ（３１）への圧油の供給は、前記電動ブースタ（８）によって実施され、前記電動ブースタ（８）の前記ヘッド室（８Ｈ）の圧油が押圧されて供給されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の射出装置。
【請求項１２】
射出動作終了後に、前記射出ピストン（１５）を前記射出シリンダ（１６）のヘッド側端部へ戻すために、前記ブースタ（８）を駆動して圧油を前記射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）に供給することを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項１３】
前記電動ブースタロッド室（８Ｒ）と前記射出シリンダヘッド室（１６Ｈ）とを流体連絡させる流路に設けられた第３の切替バルブ（６２）を更に具備しており、
前記第１の切替バルブ（２４）は、一方の流路接続側において、前記ピストンアキュムレータ（３１）に連絡する流路と、作動油が貯蔵されるタンク（３５）に連絡する流路とに流体接続し、もう一方の流路接続側において、前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に連絡する流路と、前記射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）に連絡する流路とに流体接続しており、
前記第３の切替バルブ（６２）は、一方の流路接続側において、前記タンク（３５）に連絡する流路と、前記電動ブースタロッド室（８Ｒ）に連絡する流路とに流体接続し、もう一方の流路接続側において、前記射出シリンダ（１６）のロッド室（１６Ｒ）に連絡する流路と、前記射出シリンダ（１６）のヘッド室（１６Ｈ）に連絡する流路とに流体接続することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項１４】
射出開始直前には、給湯工程が実施され、給湯工程中に前記ピストンアキュムレータ（３１）への圧油の供給は完了していることを特徴とする請求項９から１３のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項１５】
前記ブースタピストンロッド（５）は、電動モータ（１）により往復駆動させられることを特徴とする請求項９から１４のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項１６】
前記電動モータ（１）はサーボモータであることを特徴とする請求項１５に記載の射出装置。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図２ｅ】
【図２ｆ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図８ｄ】
【図８ｅ】
【図９】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１０ｃ】
【図１０ｄ】
【図１０ｅ】
【図１０ｆ】
【図１０ｇ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図２ｅ】
【図２ｆ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図８ｄ】
【図８ｅ】
【図９】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１０ｃ】
【図１０ｄ】
【図１０ｅ】
【図１０ｆ】
【図１０ｇ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−１５５２８０（Ｐ２００８−１５５２８０Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４３３４７（Ｐ２００７−１４３３４７）
【出願日】平成１９年５月３０日（２００７．５．３０）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月３０日（２００７．５．３０）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
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