成形機の射出装置
【課題】射出プランジャを駆動する液圧装置を小型化できる成形機の射出装置を提供する。
【解決手段】射出装置５は、キャビティＣａへ成形材料を押し出す射出プランジャ１１と、射出プランジャ１１を駆動するシリンダ装置１３と、作動液を送出可能なポンプ１５と、ポンプ１５を駆動するモータ１７と、圧力が付与された作動液を保持するアキュムレータ１９と、シリンダ装置１３への作動液の供給を制御する液圧回路３２１と、液圧回路３２１及びモータ１７を制御する制御装置２２とを有し、液圧回路３２１及び制御装置２２は、ポンプ１５によりアキュムレータ１９を蓄圧し、高速射出をアキュムレータ１９からシリンダ装置１３への作動液の供給により行い、増圧及び射出プランジャ１１の後退をポンプ１５からシリンダ装置１３への作動液の供給により行うように構成されている。
【解決手段】射出装置５は、キャビティＣａへ成形材料を押し出す射出プランジャ１１と、射出プランジャ１１を駆動するシリンダ装置１３と、作動液を送出可能なポンプ１５と、ポンプ１５を駆動するモータ１７と、圧力が付与された作動液を保持するアキュムレータ１９と、シリンダ装置１３への作動液の供給を制御する液圧回路３２１と、液圧回路３２１及びモータ１７を制御する制御装置２２とを有し、液圧回路３２１及び制御装置２２は、ポンプ１５によりアキュムレータ１９を蓄圧し、高速射出をアキュムレータ１９からシリンダ装置１３への作動液の供給により行い、増圧及び射出プランジャ１１の後退をポンプ１５からシリンダ装置１３への作動液の供給により行うように構成されている。
【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成形機の射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカストマシン等の成形機の射出装置では、キャビティに連通するスリーブ内を射出プランジャが摺動することにより、スリーブ内の成形材料がキャビティに射出される。また、キャビティに充填された成形材料は、射出プランジャにより押圧されて増圧される。射出プランジャの駆動装置には、成形品を好適に成形するために、射出プランジャを部分的に低速又は高速で駆動するなどの機能が要求される。そこで、所要の機能を果たすために、射出プランジャの駆動装置に係る種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、射出プランジャを油圧式のシリンダ装置により駆動している。シリンダ装置は、アキュムレータから作動液が供給されることにより、射出プランジャをキャビティ側へ駆動する。シリンダ装置へ作動液を供給する油圧源としてアキュムレータを用いていることから、短時間に大量の作動液をシリンダ装置へ供給することが可能となり、高速射出が可能となる。
【０００４】
また、特許文献２では、射出プランジャをモータ（電動機）及びボールネジ機構により駆動することを基本とし、モータの小型化を図る目的で、高速射出においては、アキュムレータから油圧式のシリンダ装置へ作動液を供給し、シリンダ装置の駆動力も射出プランジャに付与している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７６０９２号公報
【特許文献２】特開２００６−３１５０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術は、射出プランジャをキャビティ側へ前進させるときに、低速射出、高速射出、増圧の全ての工程において、アキュムレータからシリンダ装置へ作動液を供給することから、大型のアキュムレータが必要であり、ひいては、油圧装置全体が大型化する。
【０００７】
特許文献２の技術は、油圧装置と電動式の駆動装置とを組み合わせていることから、装置が複雑化する。また、引用文献１と比較すると、特許文献１において油圧装置が行っている工程の一部を、油圧装置に代わって電動式の駆動装置が行っているだけであるから、油圧装置が小型化された分、電動式の駆動装置が付加されていることになり、結局、駆動装置全体としては、小型化されていないことになる。
【０００８】
本発明の目的は、射出プランジャを駆動する液圧装置を小型化できる成形機の射出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の成形機の射出装置は、キャビティへ成形材料を押し出す射出プランジャと、前記射出プランジャを駆動するシリンダ装置と、作動液を送出可能なポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、圧力が付与された作動液を保持するアキュムレータと、前記ポンプと前記アキュムレータとを接続し、前記アキュムレータ及び前記ポンプと前記シリンダ装置とを接続し、前記シリンダ装置への作動液の供給を制御する液圧回路と、前記液圧回路及び前記モータを制御する制御装置と、を有し、前記液圧回路及び前記制御装置は、前記ポンプにより前記アキュムレータを蓄圧し、高速射出を前記アキュムレータから前記シリンダ装置への作動液の供給により行い、低速射出及び増圧の少なくともいずれか一方を前記ポンプから前記シリンダ装置への作動液の供給により行うように構成されている。
【００１０】
好適には、前記液圧回路及び前記制御装置は、低速射出及び前記射出プランジャの後退を前記ポンプから前記シリンダ装置への作動液の供給により行い、高速射出及び増圧を前記アキュムレータから前記シリンダ装置への作動液の供給により行うように構成されている。
【００１１】
好適には、前記液圧回路及び前記制御装置は、低速射出、増圧及び前記射出プランジャの後退を前記ポンプから前記シリンダ装置への作動液の供給により行い、高速射出を前記アキュムレータから前記シリンダ装置への作動液の供給により行うように構成されている。
【００１２】
好適には、前記シリンダ装置は、前記射出プランジャに固定されたピストンロッドと、当該ピストンロッドに固定された射出用ピストンと、当該射出用ピストンを摺動可能に収容するシリンダチューブと、を有し、前記シリンダチューブの前記射出用ピストンにより区画された、前記ピストンロッド側のロッド側室又はその反対側のヘッド側室に作動液が供給されることにより、前記射出プランジャを駆動し、前記液圧回路は、前記ポンプと前記アキュムレータとを接続するポンプ−アキュムレータ流路と、前記ポンプ−アキュムレータ流路に設けられ、前記ポンプ側から前記アキュムレータ側への流れを許容する一方で前記アキュムレータ側から前記ポンプ側への流れを禁止する逆止弁と、前記逆止弁よりも前記ポンプ側において前記ポンプ−アキュムレータ流路から分岐し、前記ポンプと前記ロッド側室及び前記ヘッド側室とを接続するポンプ−シリンダ流路と、前記ポンプ−シリンダ流路に設けられ、前記ポンプからの作動液の供給先を前記ロッド側室及び前記ヘッド側室との間で切換可能であるとともに、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止可能な方向制御弁と、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを許容又は禁止可能な供給制御弁と、を有し、前記制御装置は、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記供給制御弁を制御し、前記ポンプを駆動するように前記モータを制御して、前記ポンプにより前記アキュムレータの蓄圧を行い、前記ポンプから前記ヘッド側室へ作動液を供給するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記供給制御弁を制御し、前記ポンプを駆動するように前記モータを制御して、低速射出を行い、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを許容するように前記供給制御弁を制御して、高速射出を行い、前記ポンプから前記ロッド側室へ作動液を供給するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記供給制御弁を制御し、前記ポンプを駆動するように前記モータを制御して、前記射出プランジャの後退を行う。
【００１３】
好適には、前記シリンダ装置は、前記射出プランジャに固定されたピストンロッドと、当該ピストンロッドに固定された射出用ピストンと、当該射出用ピストンを摺動可能に収容するシリンダチューブと、を有し、前記シリンダチューブの前記射出用ピストンにより区画された、前記ピストンロッド側のロッド側室又はその反対側のヘッド側室に作動液が供給されることにより、前記射出プランジャを駆動し、前記ポンプは、回転方向の切換により作動液の供給先を前記ロッド側室と前記ヘッド側室との間で切換可能な双方向ポンプであり、前記液圧回路は、前記ポンプから前記アキュムレータへの流れを許容する一方で前記アキュムレータから前記ポンプへの流れを禁止する逆止弁と、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを許容又は禁止可能な方向制御弁と、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを許容又は禁止可能な供給制御弁と、を有し、前記制御装置は、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記供給制御弁を制御し、前記ポンプを駆動するように前記モータを制御して、前記ポンプにより前記アキュムレータの蓄圧を行い、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを許容するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記供給制御弁を制御し、前記ヘッド側室へ作動液を供給する方向へ前記ポンプを回転させるように前記モータを制御することにより、低速射出を行い、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを許容するように前記供給制御弁を制御して、高速射出を行い、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを許容するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記供給制御弁を制御し、前記ロッド側室へ作動液を供給する方向へ前記ポンプを回転させるように前記モータを制御することにより、前記射出プランジャの後退を行う。
【００１４】
好適には、前記射出プランジャの速度を検出可能な第１センサと、前記シリンダ装置が前記射出プランジャから受ける負荷を検出可能な第２センサと、を有し、前記モータは交流モータであり、前記制御装置は、前記ポンプから前記シリンダ装置へ作動液を供給して低速射出を行うときに、前記第１センサにより検出される速度が所定の低速射出速度に追従するように前記モータに供給される電力の周波数を制御するとともに、前記モータの発生トルクが、前記第２センサの検出結果に基づいて算出される前記モータの負荷トルクよりも所定量だけ大きくなるように前記モータに供給される電力の電流を制御する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、射出プランジャを駆動する液圧装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態のダイカストマシンの構成を示す図。
【図２】図１のダイカストマシンの射出装置の構成を示す図。
【図３】図２の射出装置における射出速度及び射出圧力の経時変化を示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態の射出装置の構成を示す図。
【図５】本発明の第３の実施形態の射出装置の構成を示す図。
【図６】本発明の第４の実施形態の射出装置の構成を示す図。
【図７】本発明の第５の実施形態の射出装置の構成を示す図。
【図８】本発明の第６の実施形態の射出装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るダイカストマシン１を示す図である。なお、以下に説明する各種の実施形態において、同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００１８】
ダイカストマシン１は、固定金型１０３及び移動金型１０５を含む金型１０１を保持し、金型１０１の型開閉及び型締めを行う型締装置３と、金型１０１に形成されたキャビティＣａに成形材料としての溶湯（溶融状態の金属材料）を射出、充填する射出装置５と、キャビティＣａに充填された溶湯が凝固して形成された成形品を固定金型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７とを有している。
【００１９】
なお、図１では、型締装置３として、トグル式の型締装置を示しているが、型締装置３は、液圧シリンダ等の駆動源の駆動力をトグル機構を介さずに直接的にダイプレートに付与する直圧式のものであってもよいし、型開閉を行う駆動装置と型締を行う駆動装置とが別個に設けられる複合式のものであってもよい。
【００２０】
射出装置５は、キャビティＣａに連通するスリーブ９と、スリーブ９内を摺動可能な射出プランジャ１１と、射出プランジャ１１を駆動するシリンダ装置１３とを有している。不図示のラドル等によりスリーブ９内に溶湯が供給され、射出プランジャ１１がスリーブ９内をキャビティ側へ前進することにより、溶湯がキャビティＣａに射出、充填される。
【００２１】
図２は、射出装置５の、シリンダ装置１３を含む液圧装置の構成を示す図である。なお、図２では、図示の都合上、タンク３３が２箇所に記載されている。
【００２２】
射出装置５は、上述のシリンダ装置１３等に加え、作動液（例えば油）を送出可能なポンプ１５と、ポンプ１５を駆動するモータ（電動機）１７と、圧力が付与された作動液を保持するアキュムレータ１９と、これらを接続する液圧回路２１と、モータ１７や液圧回路２１を制御する制御装置２２とを有している。
【００２３】
シリンダ装置１３は、例えば、直結形の増圧シリンダにより構成されており、射出プランジャ１１に固定されたピストンロッド２３（図１も参照）と、ピストンロッド２３に固定された射出用ピストン２５と、射出用ピストン２５の背後に配置された増圧用ピストン２７と、射出用ピストン２５及び増圧用ピストン２７を摺動可能に収容するシリンダチューブ２９とを有している。
【００２４】
ピストンロッド２３は、例えば、カップリング３１（図１）を介して射出プランジャ１１と同軸状に連結されている。なお、ピストンロッド２３は射出プランジャ１１と一体的に形成されることにより射出プランジャ１１に固定されていてもよい。射出用ピストン２５は、ピストンロッド２３の後端に固定されている。なお、ピストンロッド２３及び射出用ピストン２５は、別個に形成されて固定されていてもよいし、一体的に形成されることにより固定されていてもよい。
【００２５】
シリンダチューブ２９は、射出用ピストン２５が摺動するチューブ小径部２９ａと、チューブ小径部２９ａの後端に連続し、チューブ小径部２９ａよりも大径のチューブ大径部２９ｂとを有している。増圧用ピストン２７は、チューブ小径部２９ａを摺動可能なピストン小径部２７ａと、チューブ大径部２９ｂを摺動可能なピストン大径部２７ｂとを有している。
【００２６】
チューブ小径部２９ａの内部に形成されたシリンダ室は、射出用ピストン２５により、ピストンロッド２３側のロッド側室Ｃ１と、その反対側のヘッド側室Ｃ２に区画されている。チューブ大径部２９ｂの内部に形成されたシリンダ室は、増圧用ピストン２７のピストン大径部２７ｂにより、ヘッド側室Ｃ２側の前側室Ｃ３と、その反対側の後側室Ｃ４とに区画されている。
【００２７】
ヘッド側室Ｃ２に作動液が供給されることにより、射出用ピストン２５は前進し、ひいては、射出プランジャ１１はキャビティＣａ側へ前進する。また、後側室Ｃ４に作動液が供給されると、後側室Ｃ４の作動液の圧力が、増圧用ピストン２７により、ピストン小径部２７ａの受圧面積に対するピストン大径部２７ｂの受圧面積の比に応じて増圧されてヘッド側室Ｃ２に伝達され、ひいては、射出プランジャ１１によりキャビティＣａの溶湯が増圧される。
【００２８】
ポンプ１５は、歯車ポンプやベーンポンプ等のロータの回転により作動液を吐出するロータリポンプであってもよいし、アキシャル型のプランジャポンプやラジアル式のプランジャポンプ等のピストンの往復により作動液を吐出するプランジャポンプであってもよい。また、ポンプ１５は、ロータやピストンの１周期の運動における吐出量が、固定された定容量ポンプであってもよいし、可変とされた可変容量ポンプであってもよい。ポンプ１５は、１方向に作動液を吐出できればよいが、双方向（２方向）ポンプと構造が同一であってもよい。ポンプ１５は、例えば、タンク３３に貯蓄された作動液をフィルタ３５を介して吸引して吐出する。
【００２９】
モータ１７は、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。モータ１７は、直流モータであってもよいし、交流モータであってもよい。モータ１７は、例えば、サーボモータにより構成されている。すなわち、モータ１７には、モータ１７の回転を検出するエンコーダ等のモータ用センサ３７が設けられ、モータ用センサ３７の検出値に基づいて、サーボドライバ（サーボアンプ）３９によりモータ１７のフィードバック制御がなされる。
【００３０】
アキュムレータ１９は、例えば、気体圧式のピストン形アキュムレータにより構成されており、作動液を蓄積しているとともに、圧縮された気体の圧力をピストンを介して作動液に付与している。なお、アキュムレータ１９は、重りの荷重を作動液に付与する重力式のものであってもよいし、バネの復元力を作動液に付与するバネ式のものであってもよいし、気体と作動液とを可撓性の隔膜により隔離する隔膜式のものであってもよい。
【００３１】
液圧回路２１は、ポンプ１５とアキュムレータ１９とを接続する第１流路４１を有しており、ポンプ１５によるアキュムレータ１９の蓄圧を可能としている。第１流路４１には、例えば、ポンプ１５側からアキュムレータ１９側への流れを許容する一方で、アキュムレータ１９側からポンプ１５側への流れを禁止する第１逆止弁４３及び第２逆止弁４５が設けられている。第２逆止弁４５は、第１逆止弁４３よりも上流側に設けられている。
【００３２】
液圧回路２１は、ポンプ１５とシリンダ装置１３とを接続しており、ポンプ１５によるシリンダ装置１３の駆動を可能としている。具体的には、液圧回路２１は、ポンプ１５に接続された第２流路４７と、シリンダ装置１３のロッド側室Ｃ１に接続された第３流路４９と、シリンダ装置１３のヘッド側室Ｃ２に接続された第４流路５１と、第２流路４７（ポンプ１５）からの作動液の供給先を第３流路４９（ロッド側室Ｃ１）と第４流路５１（ヘッド側室Ｃ２）との間で切換可能な方向制御弁５３とを有している。なお、第２流路４７は、例えば、第１逆止弁４３と第２逆止弁４５との間において、第１流路４１から分岐している。
【００３３】
方向制御弁５３は、例えば、４ポート３位置の切換弁により構成されており、ポンプ１５及びタンク３３と、ロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２との接続状態を切り換える。具体的には以下のとおりである。
【００３４】
方向制御弁５３は、３つの矩形の記号により示される３位置のうち、中央の位置（中立位置）においては、ポンプ１５及びタンク３３と、ヘッド側室Ｃ２及びロッド側室Ｃ１との接続を遮断する。これにより、ポンプ１５からヘッド側室Ｃ２及びロッド側室Ｃ１への作動液の供給は禁止される。
【００３５】
方向制御弁５３は、３つの矩形の記号により示される３位置のうち、紙面右側の位置においては、ポンプ１５とヘッド側室Ｃ２とを接続し、タンク３３とロッド側室Ｃ１とを接続する。ポンプ１５によりヘッド側室Ｃ２に作動液が供給されると、射出用ピストン２５及びピストンロッド２３は紙面左側へ前進する。ロッド側室Ｃ１の作動液は、射出用ピストン２５に押し出されてタンク３３に流れる。
【００３６】
方向制御弁５３は、３つの矩形の記号により示される３位置のうち、紙面左側の位置においては、ポンプ１５とロッド側室Ｃ１とを接続し、タンク３３とヘッド側室Ｃ２とを接続する。ポンプ１５によりロッド側室Ｃ１に作動液が供給されると、射出用ピストン２５及びピストンロッド２３は紙面右側へ後退する。ヘッド側室Ｃ２の作動液は、射出用ピストン２５に押し出されてタンク３３に流れる。
【００３７】
方向制御弁５３は、例えば、電磁式の制御機構及び液圧式の制御機構が順次作動することにより位置が切り換えられるように構成されており、入力された電気信号に応じて切り換えられる。
【００３８】
液圧回路２１は、アキュムレータ１９とシリンダ装置１３とを接続しており、アキュムレータ１９によるシリンダ装置１３の駆動を可能としている。具体的には、以下のとおりである。
【００３９】
液圧回路２１は、アキュムレータ１９とシリンダ装置１３のヘッド側室Ｃ２とを接続する第５流路５５と、第５流路５５に設けられ、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への流れを許容又は禁止可能な供給制御弁５７とを有している。
【００４０】
第５流路５５は、例えば、第１流路４１に対して、第２逆止弁４５よりもアキュムレータ１９側において接続されることにより、アキュムレータ１９に対して接続されている。なお、第５流路５５は、第１流路４１とは別個にアキュムレータ１９に対して接続されていてもよい（第１流路４１と一部が共通化されていなくてもよい。）。
【００４１】
供給制御弁５７は、例えば、パイロット圧が導入されているときは閉じられ、パイロット圧が導入されていないときは、アキュムレータ１９側からヘッド側室Ｃ２側への流れを許容する一方で、ヘッド側室Ｃ２側からアキュムレータ１９側への流れを禁止するパイロット式の逆止弁により構成されている。従って、供給制御弁５７へのパイロット圧の導入が停止されると、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２へ作動液が供給され、射出用ピストン２５及びピストンロッド２３は紙面左側へ前進する。
【００４２】
液圧回路２１は、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２へ作動液を供給しているときにシリンダ装置１３を制御するためのメータアウト回路を有している。具体的には、例えば、液圧回路２１は、ロッド側室Ｃ１とタンク３３とを接続する第６流路５９と、第６流路５９の流量を制御する射出側流量制御弁６１とを有している。
【００４３】
射出側流量制御弁６１は、例えば、サーボ機構に組み込まれ、入力信号に応じて流量を無段階に変調可能なサーボバルブにより構成されている。射出側流量制御弁６１は、例えば、電磁式の制御機構及び液圧式の制御機構が順次作動することにより流量の設定値を変更するように構成されている。
【００４４】
射出側流量制御弁６１によって、シリンダ装置１３のロッド側室Ｃ１から排出される作動液の流量が制御されることにより、シリンダ装置１３の射出用ピストン２５及びピストンロッド２３の速度が制御される。なお、第６流路５９には、作動液を冷却するためのクーラ６３が設けられている。
【００４５】
液圧回路２１は、アキュムレータ１９とシリンダ装置１３の後側室Ｃ４とを接続する第７流路６５と、第７流路６５に設けられた増圧側流量制御弁６７とを有している。
【００４６】
第７流路６５は、例えば、第１流路４１に対して、第２逆止弁４５よりもアキュムレータ１９側において接続されることにより、アキュムレータ１９に対して接続されている。なお、第７流路６５は、第１流路４１とは別個にアキュムレータ１９に接続されていてもよい（第１流路４１と一部が共通化されていなくてもよい。）。
【００４７】
増圧側流量制御弁６７は、例えば、サーボ機構に組み込まれ、入力信号に応じて流量を無段階に変調可能なサーボバルブにより構成されている。増圧側流量制御弁６７は、例えば、電磁式の制御機構及び液圧式の制御機構が順次作動することにより流量の設定値を変更するように構成されている。
【００４８】
アキュムレータ１９から第７流路６５を介して後側室Ｃ４に作動液が供給されることにより、増圧用ピストン２７を介したヘッド側室Ｃ２の増圧が行われる。この際、増圧の速さは、増圧側流量制御弁６７によって制御される。
【００４９】
液圧回路２１は、前側室Ｃ３と、タンク３３及びポンプ１５とを接続する第８流路６９を有している。第８流路６９は、例えば、第３流路４９に対して方向制御弁５３よりもロッド側室Ｃ１側において接続されるとともに、第６流路５９に対して射出側流量制御弁６１よりもロッド側室Ｃ１側において接続されている。
【００５０】
従って、アキュムレータ１９の作動液が後側室Ｃ４に供給されて増圧用ピストン２７が前進するときには、射出側流量制御弁６１を開くことにより、前側室Ｃ３の作動液は、タンク３３に排出される。また、方向制御弁５３が図２の紙面左側の位置に切り換えられ、ポンプ１５からロッド側室Ｃ１へ作動液が供給されて射出用ピストン２５が後退するときには、ポンプ１５から前側室Ｃ３へも作動液が供給され、増圧用ピストン２７も後退する。
【００５１】
液圧回路２１は、後側室Ｃ４とタンク３３とを接続する第９流路７１と、第９流路７１に設けられた第３逆止弁７２とを有している。第９流路７１は、例えば、第４流路５１に対して方向制御弁５３よりもヘッド側室Ｃ２側において接続されている。第３逆止弁７２は、後側室Ｃ４側から方向制御弁５３側への流れを許容する一方で、方向制御弁５３側から後側室Ｃ４側への流れを禁止するように設けられている。
【００５２】
従って、方向制御弁５３が図２の紙面左側の位置に切り換えられ、ポンプ１５から前側室Ｃ３へ作動液が供給され、増圧用ピストン２７が後退するときには、後側室Ｃ４の作動液は第９流路７１を介してタンク３３に排出される。一方、方向制御弁５３が図２の紙面右側の位置に切り換えられ、ポンプ１５からヘッド側室Ｃ２に作動液が供給されて射出用ピストン２５が前進しているときは、第３逆止弁７２により、ポンプ１５から後側室Ｃ４への流れが阻止され、増圧用ピストン２７は前進しない。
【００５３】
制御装置２２は、例えば、ＣＰＵ７３、及び、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ７５を有している。ＣＰＵ７３は、入力回路７７を介して入力される各種の電気信号に基づいて制御信号を生成し、生成した制御信号を出力回路７９を介して各種の機器に出力する。
【００５４】
制御装置２２に入力される電気信号は、例えば、ピストンロッド２３の位置を検出する位置センサ８１の検出信号Ｓ１、作動液の圧力を検出する第１圧力センサ８３、第２圧力センサ８５及び第３圧力センサ８７からの電気信号Ｐ１〜Ｐ３、ユーザの操作を受け付ける入力装置８９からのユーザの操作に応じた操作信号である。制御装置２２から出力される電気信号は、例えば、モータ１７、方向制御弁５３等の各種の弁、ユーザに各種の情報を提示する表示装置９１を制御する制御信号である。
【００５５】
位置センサ８１は、例えば、ピストンロッド２３の進退方向に沿ってピストンロッド２３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おり、スケール部の位置センサ８１に対する移動量に応じた数のパルスを出力する。制御装置２２は、位置センサ８１からのパルスを計数することにより、射出プランジャ１１の位置及び速度（射出速度）を特定可能である。
【００５６】
第１圧力センサ８３は、ポンプ１５の吐出圧を検出する。具体的には、第１逆止弁４３と、第２逆止弁４５及び方向制御弁５３との間の作動液の圧力を検出する。第２圧力センサ８５は、アキュムレータ１９の作動液の圧力を検出する。第３圧力センサ８７は、ヘッド側室Ｃ２の作動液の圧力を検出する。なお、ヘッド側室Ｃ２の圧力は、概ね、射出プランジャ１１が溶湯に加える圧力（射出圧力）に等しい。
【００５７】
ダイカストマシン１の動作を説明する。
【００５８】
図３（ａ）は、ダイカストマシン１における射出圧力の経時変化を示す図であり、図３（ｂ）は、ダイカストマシン１における射出速度の経時変化を示す図である。
【００５９】
ダイカストマシン１において、金型１０１の型閉じ及び型締めが完了し、スリーブ９内に溶湯が供給されると、射出プランジャ１１が前進を開始し、低速射出が行われる。低速射出では、溶湯による空気の巻き込みを防止するために、射出プランジャ１１は、比較的低速の速度ＶＬで前進する。なお、射出プランジャ１１が速度ＶＬで前進するときの射出圧力は、比較的低圧の圧力ＰＬである。
【００６０】
射出プランジャ１１が所定の高速切換位置に到達すると（図３（ｂ）のＤ点）、射出プランジャ１１の速度が、サイクルタイムの短縮等の目的から、比較的低速の速度ＶＬから比較的高速の速度ＶＨに切り換えられ、高速射出が開始される。なお、射出プランジャ１１が速度ＶＨで前進するときの射出圧力は、圧力ＰＬよりも高圧の圧力ＰＨである。
【００６１】
溶湯がキャビティＣａに概ね充填されると（図３（ｂ）のＬ点）、射出プランジャ１１により押圧されている溶湯は逃げ場を失うから、射出圧力は圧力ＰＨから急激に上昇する（圧力Ｐｄ）。これと同時に、射出速度は、速度ＶＨから急激に減速される（速度Ｖｄ）。
【００６２】
高速射出が終了すると、増圧が開始され（図３（ｂ）のＭ点以降）、射出速度は更に遅くなりつつ（速度Ｖｔ）、射出圧力は上昇する（圧力Ｐｔ）。そして、射出プランジャ１１は停止し、射出圧力は鋳造圧力（終圧）Ｐｍａｘになり、溶湯の充填は完了する。その後、射出圧力は鋳造圧力Ｐｍａｘに維持される。
【００６３】
上記のような動作を実現するために、制御装置２２は、モータ１７や各種の弁を以下のように制御する。
【００６４】
（低速射出開始前）
モータ１７は停止している。アキュムレータ１９は蓄圧された状態となっている。方向制御弁５３は中立位置となっている。供給制御弁５７、射出側流量制御弁６１及び増圧側流量制御弁６７は閉じられている。
【００６５】
（低速射出）
制御装置２２は、モータ１７を回転させるとともに、方向制御弁５３を図２の紙面右側の位置へ切り換える。これにより、ポンプ１５からヘッド側室Ｃ２へ作動液が供給され、射出用ピストン２５及びピストンロッド２３が前進し、ひいては、射出プランジャ１１が前進する。
【００６６】
制御装置２２は、例えば、位置センサ８１の検出結果に基づいて、射出プランジャ１１の速度を所定の低速速度（ＶＬ）に制御する（フィードバック制御を行う）。射出プランジャ１１の速度は、例えば、モータ１７の回転速度を制御することにより制御される。ポンプ１５が可変容量ポンプにより構成されている場合には、ポンプ１５の一周期における吐出量の制御により、若しくは、当該吐出量の制御とモータ１７の回転速度の制御との組み合わせにより、射出プランジャ１１の速度が制御されてもよい。
【００６７】
モータ１７の回転速度の制御においては、例えば、モータ１７が直流モータである場合には、モータ１７に供給する電力の電圧を制御することにより、モータ１７のトルク及び回転速度を制御し、モータ１７が交流モータである場合には、モータ１７に供給する電力の周波数を制御することにより、モータ１７の回転速度を制御する。
【００６８】
モータ１７が交流モータである場合、モータ１７の回転速度は、負荷トルクが発生トルクを下回るときは、モータ１７に供給される電力の周波数に比例する。そこで、発生トルクが負荷トルクを常に上回るようにモータ１７を制御すれば、モータ１７の回転速度を電力の周波数に追従させて射出プランジャ１１の動作をスムーズにすることができる。
【００６９】
しかし、発生トルクを大きくし過ぎれば、モータ１７に供給する電力が大きくなり、また、モータ１７の寿命も短くなる。一方、射出プランジャ１１の受ける負荷は、スリーブ９やキャビティＣａ等の大きさや形状により、ダイカストマシン１や金型１０１毎に、若しくは、成形サイクル毎に変動する。
【００７０】
そこで、制御装置２２は、モータ１７の発生トルクが、検出されるモータ１７の負荷トルクよりも、所定量だけ、大きくなるようにモータ１７を制御する。例えば、制御装置２２は、第３圧力センサ８７の検出する圧力に基づいて、シリンダ装置１３が射出プランジャ１１から受ける負荷を算出し、さらには、モータ１７の負荷トルクを算出する。負荷トルクを算出するための算出式若しくはチャートは、理論に基づいて求められてもよいし、実験により求められてもよい。そして、制御装置２２は、モータ１７の発生トルクが、算出した負荷トルクを上回るように、サーボドライバ３９（インバータ）からモータ１７に供給される電力の電流を制御する。
【００７１】
なお、電圧を制御することにより、結果として電流を制御してもよい。また、発生トルクが負荷トルクを上回るようにする制御は、以前の成形サイクルにおける負荷トルクに基づいて、現在の成形サイクルにおいて目標とする発生トルクを算出して制御するものであってもよいし、一の成形サイクル中において、現時点の負荷トルクに基づいて、新たに目標とする発生トルクを算出して制御するものであってもよい。発生トルクは、使用され得る回転速度範囲におけるトルク全体が、検出された負荷トルクよりも大きくなるように設定されてもよいし、一の成形サイクル中において、現時点の負荷トルクに基づいて、新たに目標とする発生トルクを設定する場合には、現時点の目標回転速度における発生トルクが負荷トルクを上回るように設定されてもよい。
【００７２】
（高速射出）
位置センサ８１の検出する位置が、所定の高速切換位置に到達すると（図３のＤ点）、制御装置２２は、方向制御弁５３を中立位置へ切り換える制御、供給制御弁５７を開く制御、射出側流量制御弁６１を開く制御を行う。これにより、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２へ作動液が供給され、高速射出が行われる。これらの弁の制御タイミングは、低速射出から高速射出への移行が円滑に行われるように、試験等に基づいて適宜に設定される。射出プランジャ１１の速度は、射出側流量制御弁６１による流量制御により、所定の昇速カーブで所定の高速速度（ＶＨ）に追従するようにフィードバック制御される。
【００７３】
高速射出の間、制御装置２２はモータ１７を停止させる。ただし、方向制御弁５３が中立位置に切り換えられることにより、ポンプ１５とシリンダ装置１３とは、直接的には非連動とされているから、モータ１７は駆動されたままでもよい。
【００７４】
（減速）
制御装置２２は、射出プランジャ１１が所定の減速開始位置（図３のＬ点）に到達すると、射出プランジャ１１が、所定のタイミングで、所定の減速カーブで減速するように、射出側流量制御弁６１を制御する。
【００７５】
（増圧）
制御装置２２は、射出プランジャ１１が所定の増圧開始位置（図３のＭ点）に到達すると、射出側流量制御弁６１を全開にする制御、及び、増圧側流量制御弁６７を開く制御を行う。これにより、アキュムレータ１９から後側室Ｃ４に作動液が供給され、増圧用ピストン２７の増圧作用により、ヘッド側室Ｃ２の作動液が加圧され、ひいては、射出プランジャ１１によりキャビティＣａの溶湯が増圧される。射出側流量制御弁６１及び増圧側流量制御弁６７の制御タイミングは、増圧工程への移行が円滑に行われるように、試験等に基づいて適宜に設定される。制御装置２２は、射出圧力が所定の昇圧カーブで所定の鋳造圧力Ｐｍａｘまで上昇するように、第３圧力センサ８７の検出値に基づいて増圧側流量制御弁６７を制御する。
【００７６】
供給制御弁５７は、ヘッド側室Ｃ２の圧力が増圧用ピストン２７により加圧されて、アキュムレータ１９の圧力よりも高くなることにより自閉する。ただし、パイロット圧が導入されて閉じられてもよい。なお、モータ１７は、高速射出及び減速に引き続いて、停止されている。
【００７７】
（射出プランジャの後退）
射出圧力が鋳造圧力Ｐｍａｘに到達してから所定時間経過後、換言すれば、キャビティＣａに充填された溶湯が凝固した後、制御装置２２は、射出側流量制御弁６１及び増圧側流量制御弁６７を閉じる制御を行い、保圧を終了する。その後、モータ１７を駆動する制御、及び、方向制御弁５３を図２の紙面左側の位置に切り換える制御を行う。これにより、ポンプ１５により送出された作動液がロッド側室Ｃ１及び前側室Ｃ３に供給され、射出用ピストン２５（射出プランジャ１１）及び増圧用ピストン２７が後退する。
【００７８】
（アキュムレータの蓄圧）
射出用ピストン２５及び増圧用ピストン２７の後退が終了すると、制御装置２２は、方向制御弁５３を中立位置に切り換える。これにより、ポンプ１５からアキュムレータ１９へ作動液が供給されてアキュムレータ１９の蓄圧がなされる。なお、制御装置２２は、第２圧力センサ８５の検出値が所定の設定圧力になるまで、所定の圧力及び速度で作動液がアキュムレータ１９に送出されるように、モータ１７等の制御を行う。
【００７９】
以上の第１の実施形態によれば、ダイカストマシン１の射出装置５は、キャビティＣａへ溶湯を押し出す射出プランジャ１１と、射出プランジャ１１を駆動するシリンダ装置１３と、作動液を送出可能なポンプ１５と、ポンプ１５を駆動するモータ１７と、圧力が付与された作動液を保持するアキュムレータ１９と、ポンプ１５とアキュムレータ１９とを接続し、アキュムレータ１９及びポンプ１５とシリンダ装置１３とを接続し、シリンダ装置１３への作動液の供給を制御する液圧回路２１と、液圧回路２１及びモータ１７を制御する制御装置２２と、を有し、液圧回路２１及び制御装置２２は、ポンプ１５によりアキュムレータ１９を蓄圧し、高速射出をアキュムレータ１９からシリンダ装置１３への作動液の供給により行い、低速射出及び増圧の少なくとも一方（本実施形態では低速射出）をポンプ１５からシリンダ装置１３への作動液の供給により行うように構成されていることから、射出プランジャ１１の前進が、ポンプ１５及びアキュムレータ１９により行われる。従って、高速射出に必要な、短時間での大量の作動液の供給がアキュムレータ１９により実現されるとともに、射出プランジャ１１の前進工程全体においては、アキュムレータ１９の負担が軽減されて、アキュムレータ１９が小型化される。アキュムレータ１９の負担軽減は、アキュムレータ１９を蓄圧するポンプ１５により低速射出を行うというポンプ１５の効率的な運用によってなされていることから、電動式の駆動装置等の新たな機器を追加する必要がなく、射出プランジャ１１を駆動する駆動装置の小型化及び簡素化が図られる。
【００８０】
液圧回路２１及び制御装置２２は、低速射出及び射出プランジャ１１の後退をポンプ１５からシリンダ装置１３への作動液の供給により行い、高速射出及び増圧をアキュムレータ１９からシリンダ装置１３への作動液の供給により行うように構成されていることから、比較的低圧で大容量の作動液を必要とするときにポンプ１５を使用して、アキュムレータ１９の負担を効果的に低減できる。
【００８１】
シリンダ装置１３は、射出プランジャ１１に固定されたピストンロッド２３と、ピストンロッド２３に固定された射出用ピストン２５と、射出用ピストン２５を摺動可能に収容するシリンダチューブ２９と、を有し、シリンダチューブ２９の射出用ピストン２５により区画された、ピストンロッド２３側のロッド側室Ｃ１又はその反対側のヘッド側室Ｃ２に作動液が供給されることにより、射出プランジャ１１を駆動し、液圧回路２１は、ポンプ１５とアキュムレータ１９とを接続する第１流路４１と、第１流路４１に設けられ、ポンプ１５側からアキュムレータ１９側への流れを許容する一方でアキュムレータ１９側からポンプ１５側への流れを禁止する第２逆止弁４５と、第２逆止弁４５よりもポンプ１５側において第１流路４１から分岐し、ポンプ１５とロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２とを接続する第２流路４７、第３流路４９及び第４流路５１と、第２流路４７、第３流路４９及び第４流路５１に設けられ、ポンプ１５からの作動液の供給先をロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２との間で切換可能であるとともに、ポンプ１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止可能な方向制御弁５３と、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容又は禁止可能な供給制御弁５７と、を有し、制御装置２２は、ポンプ１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように方向制御弁５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように供給制御弁５７を制御し、ポンプ１５を駆動するようにモータ１７を制御して、ポンプ１５によりアキュムレータ１９の蓄圧を行い、ポンプ１５からヘッド側室Ｃ２へ作動液を供給するように方向制御弁５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように供給制御弁５７を制御し、ポンプ１５を駆動するようにモータ１７を制御して、低速射出を行い、ポンプ１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように方向制御弁５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容するように供給制御弁５７を制御して、高速射出を行い、ポンプ１５からロッド側室Ｃ１へ作動液を供給するように方向制御弁５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように供給制御弁５７を制御し、ポンプ１５を駆動するようにモータ１７を制御して、射出プランジャ１１の後退を行うことから、簡素な構成で、ポンプ１５によるアキュムレータ１９の蓄圧、ポンプ１５による低速射出及び射出プランジャの後退、及び、アキュムレータ１９による高速射出が実現される。
【００８２】
射出装置５は、射出プランジャ１１の速度を検出可能な位置センサ８１と、シリンダ装置１３が射出プランジャ１１から受ける負荷を検出可能な第３圧力センサ８７と、を有し、モータ１７は交流モータであり、制御装置２２は、ポンプ１５からシリンダ装置１３へ作動液を供給して低速射出を行うときに、位置センサ８１により検出される速度が所定の低速射出速度に追従するようにモータ１７に供給される電力の周波数を制御するとともに、モータ１７の発生トルクが、第３圧力センサ８７の検出結果に基づいて算出されるモータ１７の負荷トルクよりも所定量だけ大きくなるようにモータ１７に供給される電力の電流を制御することから、射出プランジャ１１の速度の低速射出速度への追従が好適に行われ、射出プランジャ１１がスムーズに動作する。その結果、溶湯の巻き込み等も好適に防止される。
【００８３】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置２０５を示す図である。
【００８４】
第２の実施形態は、アキュムレータ１９からシリンダ装置１３へ作動液を送出して高速射出を行うときに、メータイン回路によりシリンダ装置１３を制御する点が第１の実施形態と相違する。具体的には以下のとおりである。
【００８５】
射出装置２０５の液圧回路２２１は、第１の実施形態の供給制御弁５７及び射出側流量制御弁６１に代えて、第５流路５５に設けられた供給制御弁２５７と、第６流路５９に設けられた第４逆止弁２６１とを有している。
【００８６】
供給制御弁２５７は、例えば、流量制御弁により構成されており、より具体的には、例えば、サーボ機構に組み込まれ、入力信号に応じて流量を無段階に変調可能なサーボバルブにより構成されている。供給制御弁２５７は、例えば、電磁式の制御機構及び液圧式の制御機構が順次作動することにより流量の設定値を変更するように構成されている。
【００８７】
第４逆止弁２６１は、例えば、パイロット圧が導入されているときは閉じられ、パイロット圧が導入されていないときは、シリンダ装置１３側からタンク３３側への流れを許容する一方で、タンク３３側からシリンダ装置１３側への流れを禁止するパイロット式の逆止弁により構成されている。
【００８８】
従って、第４逆止弁２６１にパイロット圧が導入されていない状態で、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流量を供給制御弁２５７により制御することにより、シリンダ装置１３の射出用ピストン２５の前進速度を制御することができる。
【００８９】
射出装置２０５の動作は、概ね、第１の実施形態と同様である。ただし、第１の実施形態における、供給制御弁５７及び射出側流量制御弁６１の開閉制御に代えて、供給制御弁２５７及び第４逆止弁２６１の開閉制御が行われ、また、高速射出時におけるシリンダ装置１３の速度制御は、第１の実施形態における、射出側流量制御弁６１の開度の制御に代えて、供給制御弁２５７の開度の制御により行われる。
【００９０】
以上の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果、すなわち、アキュムレータ１９を蓄圧するポンプ１５の効率的な運用によって、アキュムレータ１９の負担を軽減し、射出プランジャ１１を駆動する駆動装置の小型化及び簡素化が図られる等の効果が奏される。
【００９１】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置３０５を示す図である。
【００９２】
第３の実施形態は、ポンプ１５からシリンダ装置１３へ作動液を供給することにより増圧を行う点が第１の実施形態と相違する。具体的には以下のとおりである。
【００９３】
射出装置３０５の液圧回路３２１は、第１の実施形態の増圧側流量制御弁６７に代えて、第５逆止弁３６７を有し、また、第１流路４１の、第７流路６５が分岐する位置よりもアキュムレータ１９側に、第６逆止弁３６８を有している。なお、第５流路５５は、第１流路４１の、第６逆止弁３６８よりもポンプ１５側から分岐している。
【００９４】
第５逆止弁３６７は、例えば、パイロット圧が導入されているときは閉じられ、パイロット圧が導入されていないときは、ポンプ１５側から後側室Ｃ４側への流れを許容する一方で、後側室Ｃ４側からポンプ１５側への流れを禁止するように設けられている。
【００９５】
第６逆止弁３６８は、例えば、パイロット圧が導入されているときは閉じられ、パイロット圧が導入されていないときは、ポンプ１５側からアキュムレータ１９側への流れを許容する一方で、アキュムレータ１９側からポンプ１５側への流れを禁止するように設けられている。
【００９６】
従って、第５逆止弁３６７及び第６逆止弁３６８に選択的にパイロット圧を導入することにより、ポンプ１５からの作動液をアキュムレータ１９及び後側室Ｃ４に選択的に供給することができる。
【００９７】
射出装置３０５の動作は、以下のとおりである。なお、以下では、第１の実施形態と同様の構成要素における、第１の実施形態と同様の動作については説明を省略することがある。
【００９８】
（低速射出開始前、低速射出、高速射出、及び、減速）
第１の実施形態と同様である。なお、第１の実施形態において増圧側流量制御弁６７が閉じられていたのと同様に、第５逆止弁３６７は閉じられている。第６逆止弁３６８は、パイロット圧が導入されていてもいなくてもよい。
（増圧）
【００９９】
制御装置２２は、射出プランジャ１１が所定の増圧開始位置（図３のＭ点）に到達すると、射出側流量制御弁６１を全開にする制御、第５逆止弁３６７へのパイロット圧の導入を停止する制御、第６逆止弁３６８を閉じる制御、及び、モータ１７を回転させる制御を行う。これにより、ポンプ１５から後側室Ｃ４に作動液が供給され、増圧用ピストン２７の増圧作用により、ヘッド側室Ｃ２の作動液が加圧され、ひいては、射出プランジャ１１によりキャビティＣａの溶湯が増圧される。
【０１００】
各弁及びモータ１７の制御タイミングは、増圧工程への移行が円滑に行われるように、試験等に基づいて適宜に設定される。制御装置２２は、射出圧力が所定の昇圧カーブで所定の鋳造圧力Ｐｍａｘまで上昇するように、第３圧力センサ８７の検出値に基づいて、モータ１７の回転速度を制御する。ポンプ１５が可変容量ポンプである場合には、ポンプ１５の一周期における吐出量の制御により、若しくは、当該吐出量の制御とモータ１７の回転速度の制御との組み合わせにより、射出圧力が制御されてもよい。
【０１０１】
（射出プランジャの後退）
第１の実施形態と同様である。ただし、制御装置２２は、第１の実施形態における増圧側流量制御弁６７を閉じる制御に代えて、第５逆止弁３６７を閉じる制御を行う。
【０１０２】
（アキュムレータの蓄圧）
制御装置２２は、第１の実施形態と同様の制御に加え、第６逆止弁３６８へのパイロット圧の導入を停止する制御を行う。これにより、ポンプ１５からアキュムレータ１９へ作動液が供給されてアキュムレータ１９の蓄圧がなされる。
【０１０３】
以上の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果、すなわち、アキュムレータ１９を蓄圧するポンプ１５の効率的な運用によって、アキュムレータ１９の負担を軽減し、射出プランジャ１１を駆動する駆動装置の小型化及び簡素化が図られる等の効果が奏される。
【０１０４】
また、液圧回路３２１及び制御装置２２は、低速射出、増圧及び射出プランジャの後退をポンプ１５からシリンダ装置１３への作動液の供給により行い、高速射出をアキュムレータ１９からシリンダ装置１３への作動液の供給により行うように構成されていることから、第１及び第２の実施形態に比較して、アキュムレータ１９の負担を一層低減することができるとともに、高圧の作動液を後側室Ｃ４に供給できる。また、モータ１７の回転速度及び／又はポンプ１５の容量の制御により、増圧の多段制御も可能となる。
【０１０５】
（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置４０５を示す図である。
【０１０６】
第４の実施形態は、ポンプ４１５が双方向（２方向）ポンプにより構成されており、また、液圧回路４２１が双方向ポンプによりシリンダ装置１３を駆動するのに適した構成とされている点が第１の実施形態と相違する。具体的には以下のとおりである。
【０１０７】
ポンプ４１５は、２つの第１ポート４１５ａ及び第２ポート４１５ｂを有しており、回転方向の切り換えにより、第１ポート４１５ａ及び第２ポート４１５ｂの間で、吸入口と吐出口とが切り換えられる。ポンプ４１５は、ポンプ１５と同様に、ロータリポンプであってもよいし、プランジャポンプであってもよいし、定容量ポンプであってもよいし、可変容量ポンプであってもよい。なお、第１流路４１は、例えば、第１ポート４１５ａに接続されている。
【０１０８】
液圧回路４２１は、ポンプ４１５とシリンダ装置１３とを接続するための流路として、第１の実施形態の第２流路４７に代えて、第１０流路４４７及び第１１流路４４８を有し、また、第１の実施形態の方向制御弁５３に代えて、方向制御弁４５３を有している。なお、方向制御弁４５３は、直接的にはタンク３３に接続されていない。
【０１０９】
第１０流路４４７は、第１ポート４１５ａに接続されている。具体的には、第２逆止弁４５よりもポンプ４１５側において第１流路４１と分岐することにより、第１ポート４１５ａに接続されている。また、第１１流路４４８は、第２ポート４１５ｂに接続されている。
【０１１０】
方向制御弁４５３は、例えば、４ポート２位置の切換弁により構成されており、第１０流路４４７（第１ポート４１５ａ）及び第１１流路４４８（第２ポート４１５ｂ）と、第３流路４９（ロッド側室Ｃ１）及び第４流路５１（ヘッド側室Ｃ２）との接続状態を切り換える。具体的には以下のとおりである。
【０１１１】
方向制御弁４５３は、２つの矩形の記号により示される２位置のうち、紙面右側の位置（中立位置）においては、ポンプ４１５と、ヘッド側室Ｃ２及びロッド側室Ｃ１との接続を遮断する。これにより、ポンプ４１５からヘッド側室Ｃ２及びロッド側室Ｃ１への作動液の供給は禁止される。
【０１１２】
方向制御弁４５３は、２つの矩形の記号により示される２位置のうち、紙面左側の位置においては、第１ポート４１５ａとヘッド側室Ｃ２とを接続し、第２ポート４１５ｂとロッド側室Ｃ１とを接続する。このとき、ポンプ４１５は、一方向へ回転することにより、ロッド側室Ｃ１の作動液を吸引してヘッド側室Ｃ２へ送出し、他方向へ回転することにより、ヘッド側室Ｃ２の作動液を吸引してロッド側室Ｃ１へ送出することができる。
【０１１３】
なお、方向制御弁４５３は、第１ポート４１５ａとロッド側室Ｃ１とを接続し、第２ポート４１５ｂとヘッド側室Ｃ２とを接続するように構成されていてもよい。換言すれば、第１ポート４１５ａ及び第２ポート４１５ｂは、ロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２のいずれに対応付けられてもよい。
【０１１４】
方向制御弁４５３は、例えば、電磁式の制御機構及び液圧式の制御機構が順次作動することにより位置が切り換えられるように構成されており、入力された電気信号に応じて切り換えられる。
【０１１５】
液圧回路４２１は、ポンプ４１５に過不足なく作動液が補給されるように構成されることが好ましい。例えば、ロッド側室Ｃ１の、作動液を受け入れ可能な断面積は、ピストンロッド２３の断面積の分だけ、ヘッド側室Ｃ２の、作動液を受け入れ可能な断面積よりも小さい。従って、ポンプ４１５は、ロッド側室Ｃ１から作動液を吸引してヘッド側室Ｃ２へ作動液を吐出するときには作動液が不足し、ヘッド側室Ｃ２から作動液を吸引してロッド側室Ｃ１へ作動液を吐出するときには作動液が過剰となる。
【０１１６】
そこで、液圧回路４２１は、ポンプ４１５における作動液の過不足を補償するための自給弁回路４９３を有している。自給弁回路４９３は、第１０流路４４７及び第１１流路４４８を接続する自給用接続流路４９５と、自給用接続流路４９５から分岐してタンク３３に接続される自給用タンク流路４９６と、自給用接続流路４９５に設けられた第１自給用逆止弁４９７Ａ及び第２自給用逆止弁４９７Ｂとを有している。
【０１１７】
第１自給用逆止弁４９７Ａは、自給用接続流路４９５の、自給用タンク流路４９６が分岐する位置よりも第１０流路４４７側に設けられている。第１自給用逆止弁４９７Ａは、パイロット圧が導入されているときは開かれ、パイロット圧が導入されていないときは、第１０流路４４７側から自給用タンク流路４９６側への流れを禁止する一方で、自給用タンク流路４９６側から第１０流路４４７側への流れを許容するパイロット式の逆止弁により構成されている。第１自給用逆止弁４９７Ａは、パイロット圧として、第１１流路４４８の作動液の圧力が導入されるように設けられている。
【０１１８】
第２自給用逆止弁４９７Ｂは、自給用接続流路４９５の、自給用タンク流路４９６が分岐する位置よりも第１１流路４４８側に設けられている。第２自給用逆止弁４９７Ｂは、パイロット圧が導入されているときは開かれ、パイロット圧が導入されていないときは、第１１流路４４８側から自給用タンク流路４９６側への流れを禁止する一方で、自給用タンク流路４９６側から第１１流路４４８側への流れを許容するパイロット式の逆止弁により構成されている。第１自給用逆止弁４９７Ａは、パイロット圧として、第１０流路４４７の作動液の圧力が導入されるように設けられている。
【０１１９】
自給弁回路４９３の動作は以下のとおりである。
【０１２０】
例えば、ポンプ４１５が、ロッド側室Ｃ１から作動液を吸引し、ヘッド側室Ｃ２へ作動液を吐出しているときは、換言すれば、作動液が不足するときは、タンク３３の作動液が、自給用タンク流路４９６、第２自給用逆止弁４９７Ｂ及び第１１流路４４８を経由してポンプ４１５に補給される。なお、このとき、第１０流路４４７からタンク３３への作動液の流れは、第１自給用逆止弁４９７Ａにより禁止される。
【０１２１】
また、例えば、ポンプ４１５が、ヘッド側室Ｃ２から作動液を吸引し、ロッド側室Ｃ１へ作動液を吐出しているときは、換言すれば、作動液が過剰となるときは、第１１流路４４８の作動液の圧力がパイロット圧として第１自給用逆止弁４９７Ａに導入されて第１自給用逆止弁４９７Ａが開かれ、第１０流路４４７における過剰な作動液が、第１自給用逆止弁４９７Ａ及び自給用タンク流路４９６を経由してタンク３３に排出される。なお、第１１流路４４８からタンク３３への作動液の流れは、第２自給用逆止弁４９７Ｂにより禁止される。
【０１２２】
また、例えば、方向制御弁４５３が中立位置とされ、ポンプ４１５からアキュムレータ１９等へ作動液を供給しているときは、タンク３３の作動液が、自給用タンク流路４９６、第２自給用逆止弁４９７Ｂ及び第１１流路４４８を経由してポンプ４１５に補給される。なお、このとき、第１０流路４４７からタンク３３への作動液の流れは、第１自給用逆止弁４９７Ａにより禁止される。
【０１２３】
なお、以上の説明から理解されるように、第２自給用逆止弁４９７Ｂ、すなわち、ロッド側室Ｃ１に接続される流路とタンク３３との間に設けられる逆止弁は、パイロット式でない逆止弁であってもよい。
【０１２４】
液圧回路４２１は、第１の実施形態と同様に、第１流路４１の作動液の圧力、換言すれば、第１ポート４１５ａの作動液の圧力を検出する第１圧力センサ８３を有している。また、液圧回路４２１は、第１１流路４４８の作動液の圧力、換言すれば、第２ポート４１５ｂの作動液の圧力を検出する第４圧力センサ４８４を有している。
【０１２５】
液圧回路４２１は、第１の実施形態のクーラ６３を有していない。第４の実施形態では、射出用ピストン等に押し出される作動液がポンプ４１５に吸引されることから、第１の実施形態に比較して、弁を流れるときに発熱してタンク３３へ排出される作動液が少ないことなどからである。
【０１２６】
射出装置４０５の動作は、以下のとおりである。なお、以下では、第１の実施形態と同様の構成要素における、第１の実施形態と同様の動作については説明を省略することがある。
【０１２７】
（低速射出開始前）
第１の実施形態と同様である。なお、方向制御弁４５３は、第１の実施形態の方向制御弁５３と同様に中立位置となっている。
【０１２８】
（低速射出）
制御装置２２は、ポンプ４１５において第１ポート４１５ａから作動液が吐出される方向へモータ１７を回転させるとともに、方向制御弁５３を図６の紙面左側の位置へ切り換える。これにより、ポンプ４１５からヘッド側室Ｃ２へ作動液が供給され、射出用ピストン２５及びピストンロッド２３が前進し、ひいては、射出プランジャ１１が前進する。
【０１２９】
なお、制御装置２２による射出プランジャ１１の速度制御（モータ１７及び／又はポンプ４１５の制御）は、モータ１７の回転方向が選択される点以外は、第１の実施形態と同様である。
【０１３０】
（高速射出、減速、及び、増圧）
第１の実施形態において、方向制御弁５３が中立位置に切り換えられたのに対応して、方向制御弁４５３が中立位置に切り換えられる以外は、第１の実施形態と同様である。
【０１３１】
（射出プランジャの後退）
射出圧力が鋳造圧力Ｐｍａｘに到達してから所定時間経過後、換言すれば、キャビティＣａに充填された溶湯が凝固した後、制御装置２２は、射出側流量制御弁６１及び増圧側流量制御弁６７を閉じる制御、方向制御弁４５３を図６の紙面左側の位置に切り換える制御、及び、モータ１７を、ポンプ４１５において第２ポート４１５ｂから作動液が吐出される方向へ回転させる制御を行う。これにより、ポンプ４１５により送出された作動液がロッド側室Ｃ１及び前側室Ｃ３に供給され、射出用ピストン２５（射出プランジャ１１）及び増圧用ピストン２７が後退する。
【０１３２】
（アキュムレータの蓄圧）
射出用ピストン２５及び増圧用ピストン２７の後退が終了すると、制御装置２２は、方向制御弁４５３を中立位置に切り換える。また、モータ１７を、ポンプ４１５において第１ポート４１５ａから作動液が吐出される方向へ回転させる制御を行う。これにより、ポンプ４１５からアキュムレータ１９へ作動液が供給されてアキュムレータ１９の蓄圧がなされる。
【０１３３】
以上の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果、すなわち、アキュムレータ１９を蓄圧するポンプ４１５の効率的な運用によって、アキュムレータ１９の負担を軽減し、射出プランジャ１１を駆動する駆動装置の小型化及び簡素化が図られる等の効果が奏される。
【０１３４】
また、ポンプ４１５は、回転方向の切換により作動液の供給先をロッド側室Ｃ１とヘッド側室Ｃ２との間で切換可能な双方向ポンプであり、液圧回路４２１は、ポンプ４１５からアキュムレータ１９への流れを許容する一方でアキュムレータ１９からポンプ４１５への流れを禁止する第２逆止弁４５と、ポンプ４１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容又は禁止可能な方向制御弁４５３と、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容又は禁止可能な供給制御弁５７と、を有し、制御装置２２は、ポンプ４１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように方向制御弁４５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように供給制御弁５７を制御し、ポンプ４１５を駆動するようにモータ１７を制御して、ポンプ４１５によりアキュムレータ１９の蓄圧を行い、ポンプ４１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容するように方向制御弁４５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように供給制御弁５７を制御し、ヘッド側室Ｃ２へ作動液を供給する方向へポンプ４１５を回転させるようにモータ１７を制御することにより、低速射出を行い、ポンプ４１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように方向制御弁４５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容するように供給制御弁５７を制御して、高速射出を行い、ポンプ４１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容するように方向制御弁４５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように供給制御弁５７を制御し、ロッド側室Ｃ１へ作動液を供給する方向へポンプ４１５を回転させるようにモータ１７を制御することにより、射出プランジャ１１の後退を行うことから、モータ１７の回転方向の切り換えにより、ロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２へ選択的に作動液を供給することができるとともに、ロッド側室Ｃ１とヘッド側室Ｃ２との間で作動液を循環させることができることから、液圧回路の簡素化及び小型化が図られる。
【０１３５】
（第５の実施形態）
図７は、本発明の第５の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置５０５を示す図である。
【０１３６】
第５の実施形態は、第４の実施形態と同様に、ポンプ４１５が双方向（２方向）ポンプにより構成されている。しかし、アキュムレータ１９からシリンダ装置１３へ作動液を送出して高速射出を行うときに、第２の実施形態と同様に、メータイン回路によりシリンダ装置１３を制御する点が第４の実施形態と相違する。
【０１３７】
すなわち、第５の実施形態は、第４の実施形態と第２の実施形態との組み合わせであり、射出装置５０５の液圧回路５２１は、第４の実施形態の液圧回路４２１において、供給制御弁５７及び射出側流量制御弁６１に代えて、第２の実施形態の供給制御弁２５７及び第４逆止弁２６１が設けられた構成となっている。
【０１３８】
射出装置５０５の動作は、以下のとおりである。なお、以下では、第１、第２及び第５の実施形態と同様の構成要素における、これらの実施形態と同様の動作については説明を省略することがある。
【０１３９】
（低速射出開始前、及び、低速射出）
第５の実施形態と同様である。なお、第２の実施形態と同様に、供給制御弁２５７及び第４逆止弁２６１は閉じられている。
【０１４０】
（高速射出、減速及び増圧）
第２の実施形態と同様である。
【０１４１】
（射出プランジャの後退及びアキュムレータの蓄圧）
第５の実施形態と同様である。なお、射出プランジャの後退では、第２の実施形態と同様に、第５（１）の実施形態の射出側流量制御弁６１を閉じる制御に代えて、第４逆止弁２６１を閉じる制御が行われる。
【０１４２】
（第６の実施形態）
図８は、本発明の第６の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置６０５を示す図である。
【０１４３】
第６の実施形態は、第４の実施形態と同様に、ポンプ４１５が双方向（２方向）ポンプにより構成されている。しかし、第６の実施形態は、第３の実施形態と同様に、ポンプ１５からシリンダ装置１３へ作動液を供給することにより増圧を行う点が、第４の実施形態と相違する。
【０１４４】
すなわち、第６の実施形態は、第４の実施形態と第３の実施形態との組み合わせであり、射出装置６０５の液圧回路６２１は、第４の実施形態の液圧回路４２１において、増圧側流量制御弁６７に代えて、第３の実施形態の第５逆止弁３６７及び第６逆止弁３６８を有している。
【０１４５】
なお、第７流路６５は、第１流路４１から分岐せずに、第２ポート４１５ｂ、すなわち、ポンプ４１５の２つのポートのうち第１流路４１が接続されているポートとは異なるポートに接続されるように構成されてもよい。
【０１４６】
射出装置６０５の動作は、以下のとおりである。なお、以下では、第１、第３及び第４の実施形態と同様の構成要素における、これらの実施形態と同様の動作については説明を省略することがある。
【０１４７】
（低速射出開始前、低速射出、高速射出、及び、減速）
第５の実施形態と同様である。なお、第３の実施形態と同様に、第５逆止弁３６７は閉じられている。
【０１４８】
（増圧）
第３の実施形態と同様である。ただし、モータ１７は、第１ポート４１５ａから作動液が吐出される方向へ回転するように制御される。なお、第７流路６５が、第２ポート４１５ｂに接続されている場合には、モータ１７は、第２ポート４１５ｂから作動液が吐出される方向へ回転するように制御される。
【０１４９】
（射出プランジャの後退）
第３の実施形態と同様である。ただし、第３の実施形態と同様に、制御装置２２は、第４（第１）の実施形態における射出側流量制御弁６１及び増圧側流量制御弁６７を閉じる制御に代えて、第５逆止弁３６７を閉じる制御を行い、ポンプ１５から後側室Ｃ４への作動液の流れを禁止する。
【０１５０】
（アキュムレータの蓄圧）
制御装置２２は、第４の実施形態と同様の制御に加え、第３の実施形態と同様に、第６逆止弁３６８へのパイロット圧の導入を停止する制御を行う。これにより、ポンプ１５からアキュムレータ１９へ作動液が供給されてアキュムレータ１９の蓄圧がなされる。
【０１５１】
なお、以上の第１〜第６の実施形態において、ダイカストマシンは本発明の成形機の一例であり、金属材料は本発明の成形材料の一例であり、第１流路４１は本発明のポンプ−アキュムレータ流路の一例であり、第２流路４７、第３流路４９及び第４流路５１は本発明のポンプ−シリンダ流路の一例であり、位置センサ８１は本発明の第１センサの一例であり、第３圧力センサ８７は本発明の第２センサの一例である。
【０１５２】
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。
【０１５３】
成形機は、ダイカストマシンに限定されない。換言すれば、成形材料は、金属材料に限定されない。例えば、成形機は、成形材料としての樹脂を射出する射出成形機であってもよい。射出装置は、コールドチャンバマシン用のものや横射出のものに限定されず、例えば、ホットチャンバマシン用のものや縦射出のものであってもよい。作動液は、油に限定されず、例えば、水であってもよい。
【０１５４】
第１〜第６の実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第３及び第６の実施形態の、ポンプにより増圧を行うための構成は、第１及び第４の実施形態ではなく、第２及び第５の実施形態に組み合わされてもよい。
【０１５５】
液圧回路及び制御装置は、低速射出及び高速射出をアキュムレータにより行い、増圧をポンプにより行うように構成されていてもよい。この場合であっても、射出プランジャの前進工程において、ポンプの活用によるアキュムレータの負担低減が図られる。ただし、低速射出においてシリンダ装置が必要とする作動液は比較的多いから、低速射出をポンプにより行ったほうが、アキュムレータの負担低減が実効的に図られ、また、高速射出前にアキュムレータの圧力低下が生じることも抑制される。
【０１５６】
液圧回路の具体的構成、及び、制御装置による具体的な制御は、第１〜第６の実施形態以外にも種々可能である。例えば、ポンプからの作動液の供給先をアキュムレータとシリンダ装置との間で切り換える方向制御弁を設けることにより、ポンプにより、アキュムレータの蓄圧と、シリンダ装置の駆動とを行うようにすることが可能である。
【０１５７】
シリンダ装置は、増圧式のものに限定されず、単動式のものであってもよい。また、増圧式のシリンダ装置は、小径のシリンダチューブに大径のシリンダチューブが同軸的に直結された直結形のものに限定されず、例えば、小径のシリンダチューブと、増圧のためのシリンダチューブとがホース等により形成された流路により接続された分離形のものであってもよい。
【０１５８】
低速射出時におけるモータの制御は、負荷の検出値に基づかず、射出プランジャの速度の検出値のみに基づいて、速度及び／又はトルクを補正するフィードバック制御がなされてもよい。
【符号の説明】
【０１５９】
１…ダイカストマシン、５…射出装置、１１…射出プランジャ、１３…シリンダ装置、１５…ポンプ、１７…モータ、アキュムレータ１９、２１…液圧回路、２２…制御装置、Ｃａ…キャビティ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカストマシン等の成形機の射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカストマシン等の成形機の射出装置では、キャビティに連通するスリーブ内を射出プランジャが摺動することにより、スリーブ内の成形材料がキャビティに射出される。また、キャビティに充填された成形材料は、射出プランジャにより押圧されて増圧される。射出プランジャの駆動装置には、成形品を好適に成形するために、射出プランジャを部分的に低速又は高速で駆動するなどの機能が要求される。そこで、所要の機能を果たすために、射出プランジャの駆動装置に係る種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、射出プランジャを油圧式のシリンダ装置により駆動している。シリンダ装置は、アキュムレータから作動液が供給されることにより、射出プランジャをキャビティ側へ駆動する。シリンダ装置へ作動液を供給する油圧源としてアキュムレータを用いていることから、短時間に大量の作動液をシリンダ装置へ供給することが可能となり、高速射出が可能となる。
【０００４】
また、特許文献２では、射出プランジャをモータ（電動機）及びボールネジ機構により駆動することを基本とし、モータの小型化を図る目的で、高速射出においては、アキュムレータから油圧式のシリンダ装置へ作動液を供給し、シリンダ装置の駆動力も射出プランジャに付与している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７６０９２号公報
【特許文献２】特開２００６−３１５０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術は、射出プランジャをキャビティ側へ前進させるときに、低速射出、高速射出、増圧の全ての工程において、アキュムレータからシリンダ装置へ作動液を供給することから、大型のアキュムレータが必要であり、ひいては、油圧装置全体が大型化する。
【０００７】
特許文献２の技術は、油圧装置と電動式の駆動装置とを組み合わせていることから、装置が複雑化する。また、引用文献１と比較すると、特許文献１において油圧装置が行っている工程の一部を、油圧装置に代わって電動式の駆動装置が行っているだけであるから、油圧装置が小型化された分、電動式の駆動装置が付加されていることになり、結局、駆動装置全体としては、小型化されていないことになる。
【０００８】
本発明の目的は、射出プランジャを駆動する液圧装置を小型化できる成形機の射出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の成形機の射出装置は、キャビティへ成形材料を押し出す射出プランジャと、前記射出プランジャを駆動するシリンダ装置と、作動液を送出可能なポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、圧力が付与された作動液を保持するアキュムレータと、前記ポンプと前記アキュムレータとを接続し、前記アキュムレータ及び前記ポンプと前記シリンダ装置とを接続し、前記シリンダ装置への作動液の供給を制御する液圧回路と、前記液圧回路及び前記モータを制御する制御装置と、を有し、前記液圧回路及び前記制御装置は、前記ポンプにより前記アキュムレータを蓄圧し、高速射出を前記アキュムレータから前記シリンダ装置への作動液の供給により行い、低速射出及び増圧の少なくともいずれか一方を前記ポンプから前記シリンダ装置への作動液の供給により行うように構成されている。
【００１０】
好適には、前記液圧回路及び前記制御装置は、低速射出及び前記射出プランジャの後退を前記ポンプから前記シリンダ装置への作動液の供給により行い、高速射出及び増圧を前記アキュムレータから前記シリンダ装置への作動液の供給により行うように構成されている。
【００１１】
好適には、前記液圧回路及び前記制御装置は、低速射出、増圧及び前記射出プランジャの後退を前記ポンプから前記シリンダ装置への作動液の供給により行い、高速射出を前記アキュムレータから前記シリンダ装置への作動液の供給により行うように構成されている。
【００１２】
好適には、前記シリンダ装置は、前記射出プランジャに固定されたピストンロッドと、当該ピストンロッドに固定された射出用ピストンと、当該射出用ピストンを摺動可能に収容するシリンダチューブと、を有し、前記シリンダチューブの前記射出用ピストンにより区画された、前記ピストンロッド側のロッド側室又はその反対側のヘッド側室に作動液が供給されることにより、前記射出プランジャを駆動し、前記液圧回路は、前記ポンプと前記アキュムレータとを接続するポンプ−アキュムレータ流路と、前記ポンプ−アキュムレータ流路に設けられ、前記ポンプ側から前記アキュムレータ側への流れを許容する一方で前記アキュムレータ側から前記ポンプ側への流れを禁止する逆止弁と、前記逆止弁よりも前記ポンプ側において前記ポンプ−アキュムレータ流路から分岐し、前記ポンプと前記ロッド側室及び前記ヘッド側室とを接続するポンプ−シリンダ流路と、前記ポンプ−シリンダ流路に設けられ、前記ポンプからの作動液の供給先を前記ロッド側室及び前記ヘッド側室との間で切換可能であるとともに、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止可能な方向制御弁と、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを許容又は禁止可能な供給制御弁と、を有し、前記制御装置は、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記供給制御弁を制御し、前記ポンプを駆動するように前記モータを制御して、前記ポンプにより前記アキュムレータの蓄圧を行い、前記ポンプから前記ヘッド側室へ作動液を供給するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記供給制御弁を制御し、前記ポンプを駆動するように前記モータを制御して、低速射出を行い、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを許容するように前記供給制御弁を制御して、高速射出を行い、前記ポンプから前記ロッド側室へ作動液を供給するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記供給制御弁を制御し、前記ポンプを駆動するように前記モータを制御して、前記射出プランジャの後退を行う。
【００１３】
好適には、前記シリンダ装置は、前記射出プランジャに固定されたピストンロッドと、当該ピストンロッドに固定された射出用ピストンと、当該射出用ピストンを摺動可能に収容するシリンダチューブと、を有し、前記シリンダチューブの前記射出用ピストンにより区画された、前記ピストンロッド側のロッド側室又はその反対側のヘッド側室に作動液が供給されることにより、前記射出プランジャを駆動し、前記ポンプは、回転方向の切換により作動液の供給先を前記ロッド側室と前記ヘッド側室との間で切換可能な双方向ポンプであり、前記液圧回路は、前記ポンプから前記アキュムレータへの流れを許容する一方で前記アキュムレータから前記ポンプへの流れを禁止する逆止弁と、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを許容又は禁止可能な方向制御弁と、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを許容又は禁止可能な供給制御弁と、を有し、前記制御装置は、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記供給制御弁を制御し、前記ポンプを駆動するように前記モータを制御して、前記ポンプにより前記アキュムレータの蓄圧を行い、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを許容するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記供給制御弁を制御し、前記ヘッド側室へ作動液を供給する方向へ前記ポンプを回転させるように前記モータを制御することにより、低速射出を行い、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを許容するように前記供給制御弁を制御して、高速射出を行い、前記ポンプから前記ロッド側室及び前記ヘッド側室への作動液の流れを許容するように前記方向制御弁を制御し、前記アキュムレータから前記ヘッド側室への作動液の流れを禁止するように前記供給制御弁を制御し、前記ロッド側室へ作動液を供給する方向へ前記ポンプを回転させるように前記モータを制御することにより、前記射出プランジャの後退を行う。
【００１４】
好適には、前記射出プランジャの速度を検出可能な第１センサと、前記シリンダ装置が前記射出プランジャから受ける負荷を検出可能な第２センサと、を有し、前記モータは交流モータであり、前記制御装置は、前記ポンプから前記シリンダ装置へ作動液を供給して低速射出を行うときに、前記第１センサにより検出される速度が所定の低速射出速度に追従するように前記モータに供給される電力の周波数を制御するとともに、前記モータの発生トルクが、前記第２センサの検出結果に基づいて算出される前記モータの負荷トルクよりも所定量だけ大きくなるように前記モータに供給される電力の電流を制御する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、射出プランジャを駆動する液圧装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態のダイカストマシンの構成を示す図。
【図２】図１のダイカストマシンの射出装置の構成を示す図。
【図３】図２の射出装置における射出速度及び射出圧力の経時変化を示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態の射出装置の構成を示す図。
【図５】本発明の第３の実施形態の射出装置の構成を示す図。
【図６】本発明の第４の実施形態の射出装置の構成を示す図。
【図７】本発明の第５の実施形態の射出装置の構成を示す図。
【図８】本発明の第６の実施形態の射出装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るダイカストマシン１を示す図である。なお、以下に説明する各種の実施形態において、同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００１８】
ダイカストマシン１は、固定金型１０３及び移動金型１０５を含む金型１０１を保持し、金型１０１の型開閉及び型締めを行う型締装置３と、金型１０１に形成されたキャビティＣａに成形材料としての溶湯（溶融状態の金属材料）を射出、充填する射出装置５と、キャビティＣａに充填された溶湯が凝固して形成された成形品を固定金型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７とを有している。
【００１９】
なお、図１では、型締装置３として、トグル式の型締装置を示しているが、型締装置３は、液圧シリンダ等の駆動源の駆動力をトグル機構を介さずに直接的にダイプレートに付与する直圧式のものであってもよいし、型開閉を行う駆動装置と型締を行う駆動装置とが別個に設けられる複合式のものであってもよい。
【００２０】
射出装置５は、キャビティＣａに連通するスリーブ９と、スリーブ９内を摺動可能な射出プランジャ１１と、射出プランジャ１１を駆動するシリンダ装置１３とを有している。不図示のラドル等によりスリーブ９内に溶湯が供給され、射出プランジャ１１がスリーブ９内をキャビティ側へ前進することにより、溶湯がキャビティＣａに射出、充填される。
【００２１】
図２は、射出装置５の、シリンダ装置１３を含む液圧装置の構成を示す図である。なお、図２では、図示の都合上、タンク３３が２箇所に記載されている。
【００２２】
射出装置５は、上述のシリンダ装置１３等に加え、作動液（例えば油）を送出可能なポンプ１５と、ポンプ１５を駆動するモータ（電動機）１７と、圧力が付与された作動液を保持するアキュムレータ１９と、これらを接続する液圧回路２１と、モータ１７や液圧回路２１を制御する制御装置２２とを有している。
【００２３】
シリンダ装置１３は、例えば、直結形の増圧シリンダにより構成されており、射出プランジャ１１に固定されたピストンロッド２３（図１も参照）と、ピストンロッド２３に固定された射出用ピストン２５と、射出用ピストン２５の背後に配置された増圧用ピストン２７と、射出用ピストン２５及び増圧用ピストン２７を摺動可能に収容するシリンダチューブ２９とを有している。
【００２４】
ピストンロッド２３は、例えば、カップリング３１（図１）を介して射出プランジャ１１と同軸状に連結されている。なお、ピストンロッド２３は射出プランジャ１１と一体的に形成されることにより射出プランジャ１１に固定されていてもよい。射出用ピストン２５は、ピストンロッド２３の後端に固定されている。なお、ピストンロッド２３及び射出用ピストン２５は、別個に形成されて固定されていてもよいし、一体的に形成されることにより固定されていてもよい。
【００２５】
シリンダチューブ２９は、射出用ピストン２５が摺動するチューブ小径部２９ａと、チューブ小径部２９ａの後端に連続し、チューブ小径部２９ａよりも大径のチューブ大径部２９ｂとを有している。増圧用ピストン２７は、チューブ小径部２９ａを摺動可能なピストン小径部２７ａと、チューブ大径部２９ｂを摺動可能なピストン大径部２７ｂとを有している。
【００２６】
チューブ小径部２９ａの内部に形成されたシリンダ室は、射出用ピストン２５により、ピストンロッド２３側のロッド側室Ｃ１と、その反対側のヘッド側室Ｃ２に区画されている。チューブ大径部２９ｂの内部に形成されたシリンダ室は、増圧用ピストン２７のピストン大径部２７ｂにより、ヘッド側室Ｃ２側の前側室Ｃ３と、その反対側の後側室Ｃ４とに区画されている。
【００２７】
ヘッド側室Ｃ２に作動液が供給されることにより、射出用ピストン２５は前進し、ひいては、射出プランジャ１１はキャビティＣａ側へ前進する。また、後側室Ｃ４に作動液が供給されると、後側室Ｃ４の作動液の圧力が、増圧用ピストン２７により、ピストン小径部２７ａの受圧面積に対するピストン大径部２７ｂの受圧面積の比に応じて増圧されてヘッド側室Ｃ２に伝達され、ひいては、射出プランジャ１１によりキャビティＣａの溶湯が増圧される。
【００２８】
ポンプ１５は、歯車ポンプやベーンポンプ等のロータの回転により作動液を吐出するロータリポンプであってもよいし、アキシャル型のプランジャポンプやラジアル式のプランジャポンプ等のピストンの往復により作動液を吐出するプランジャポンプであってもよい。また、ポンプ１５は、ロータやピストンの１周期の運動における吐出量が、固定された定容量ポンプであってもよいし、可変とされた可変容量ポンプであってもよい。ポンプ１５は、１方向に作動液を吐出できればよいが、双方向（２方向）ポンプと構造が同一であってもよい。ポンプ１５は、例えば、タンク３３に貯蓄された作動液をフィルタ３５を介して吸引して吐出する。
【００２９】
モータ１７は、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。モータ１７は、直流モータであってもよいし、交流モータであってもよい。モータ１７は、例えば、サーボモータにより構成されている。すなわち、モータ１７には、モータ１７の回転を検出するエンコーダ等のモータ用センサ３７が設けられ、モータ用センサ３７の検出値に基づいて、サーボドライバ（サーボアンプ）３９によりモータ１７のフィードバック制御がなされる。
【００３０】
アキュムレータ１９は、例えば、気体圧式のピストン形アキュムレータにより構成されており、作動液を蓄積しているとともに、圧縮された気体の圧力をピストンを介して作動液に付与している。なお、アキュムレータ１９は、重りの荷重を作動液に付与する重力式のものであってもよいし、バネの復元力を作動液に付与するバネ式のものであってもよいし、気体と作動液とを可撓性の隔膜により隔離する隔膜式のものであってもよい。
【００３１】
液圧回路２１は、ポンプ１５とアキュムレータ１９とを接続する第１流路４１を有しており、ポンプ１５によるアキュムレータ１９の蓄圧を可能としている。第１流路４１には、例えば、ポンプ１５側からアキュムレータ１９側への流れを許容する一方で、アキュムレータ１９側からポンプ１５側への流れを禁止する第１逆止弁４３及び第２逆止弁４５が設けられている。第２逆止弁４５は、第１逆止弁４３よりも上流側に設けられている。
【００３２】
液圧回路２１は、ポンプ１５とシリンダ装置１３とを接続しており、ポンプ１５によるシリンダ装置１３の駆動を可能としている。具体的には、液圧回路２１は、ポンプ１５に接続された第２流路４７と、シリンダ装置１３のロッド側室Ｃ１に接続された第３流路４９と、シリンダ装置１３のヘッド側室Ｃ２に接続された第４流路５１と、第２流路４７（ポンプ１５）からの作動液の供給先を第３流路４９（ロッド側室Ｃ１）と第４流路５１（ヘッド側室Ｃ２）との間で切換可能な方向制御弁５３とを有している。なお、第２流路４７は、例えば、第１逆止弁４３と第２逆止弁４５との間において、第１流路４１から分岐している。
【００３３】
方向制御弁５３は、例えば、４ポート３位置の切換弁により構成されており、ポンプ１５及びタンク３３と、ロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２との接続状態を切り換える。具体的には以下のとおりである。
【００３４】
方向制御弁５３は、３つの矩形の記号により示される３位置のうち、中央の位置（中立位置）においては、ポンプ１５及びタンク３３と、ヘッド側室Ｃ２及びロッド側室Ｃ１との接続を遮断する。これにより、ポンプ１５からヘッド側室Ｃ２及びロッド側室Ｃ１への作動液の供給は禁止される。
【００３５】
方向制御弁５３は、３つの矩形の記号により示される３位置のうち、紙面右側の位置においては、ポンプ１５とヘッド側室Ｃ２とを接続し、タンク３３とロッド側室Ｃ１とを接続する。ポンプ１５によりヘッド側室Ｃ２に作動液が供給されると、射出用ピストン２５及びピストンロッド２３は紙面左側へ前進する。ロッド側室Ｃ１の作動液は、射出用ピストン２５に押し出されてタンク３３に流れる。
【００３６】
方向制御弁５３は、３つの矩形の記号により示される３位置のうち、紙面左側の位置においては、ポンプ１５とロッド側室Ｃ１とを接続し、タンク３３とヘッド側室Ｃ２とを接続する。ポンプ１５によりロッド側室Ｃ１に作動液が供給されると、射出用ピストン２５及びピストンロッド２３は紙面右側へ後退する。ヘッド側室Ｃ２の作動液は、射出用ピストン２５に押し出されてタンク３３に流れる。
【００３７】
方向制御弁５３は、例えば、電磁式の制御機構及び液圧式の制御機構が順次作動することにより位置が切り換えられるように構成されており、入力された電気信号に応じて切り換えられる。
【００３８】
液圧回路２１は、アキュムレータ１９とシリンダ装置１３とを接続しており、アキュムレータ１９によるシリンダ装置１３の駆動を可能としている。具体的には、以下のとおりである。
【００３９】
液圧回路２１は、アキュムレータ１９とシリンダ装置１３のヘッド側室Ｃ２とを接続する第５流路５５と、第５流路５５に設けられ、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への流れを許容又は禁止可能な供給制御弁５７とを有している。
【００４０】
第５流路５５は、例えば、第１流路４１に対して、第２逆止弁４５よりもアキュムレータ１９側において接続されることにより、アキュムレータ１９に対して接続されている。なお、第５流路５５は、第１流路４１とは別個にアキュムレータ１９に対して接続されていてもよい（第１流路４１と一部が共通化されていなくてもよい。）。
【００４１】
供給制御弁５７は、例えば、パイロット圧が導入されているときは閉じられ、パイロット圧が導入されていないときは、アキュムレータ１９側からヘッド側室Ｃ２側への流れを許容する一方で、ヘッド側室Ｃ２側からアキュムレータ１９側への流れを禁止するパイロット式の逆止弁により構成されている。従って、供給制御弁５７へのパイロット圧の導入が停止されると、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２へ作動液が供給され、射出用ピストン２５及びピストンロッド２３は紙面左側へ前進する。
【００４２】
液圧回路２１は、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２へ作動液を供給しているときにシリンダ装置１３を制御するためのメータアウト回路を有している。具体的には、例えば、液圧回路２１は、ロッド側室Ｃ１とタンク３３とを接続する第６流路５９と、第６流路５９の流量を制御する射出側流量制御弁６１とを有している。
【００４３】
射出側流量制御弁６１は、例えば、サーボ機構に組み込まれ、入力信号に応じて流量を無段階に変調可能なサーボバルブにより構成されている。射出側流量制御弁６１は、例えば、電磁式の制御機構及び液圧式の制御機構が順次作動することにより流量の設定値を変更するように構成されている。
【００４４】
射出側流量制御弁６１によって、シリンダ装置１３のロッド側室Ｃ１から排出される作動液の流量が制御されることにより、シリンダ装置１３の射出用ピストン２５及びピストンロッド２３の速度が制御される。なお、第６流路５９には、作動液を冷却するためのクーラ６３が設けられている。
【００４５】
液圧回路２１は、アキュムレータ１９とシリンダ装置１３の後側室Ｃ４とを接続する第７流路６５と、第７流路６５に設けられた増圧側流量制御弁６７とを有している。
【００４６】
第７流路６５は、例えば、第１流路４１に対して、第２逆止弁４５よりもアキュムレータ１９側において接続されることにより、アキュムレータ１９に対して接続されている。なお、第７流路６５は、第１流路４１とは別個にアキュムレータ１９に接続されていてもよい（第１流路４１と一部が共通化されていなくてもよい。）。
【００４７】
増圧側流量制御弁６７は、例えば、サーボ機構に組み込まれ、入力信号に応じて流量を無段階に変調可能なサーボバルブにより構成されている。増圧側流量制御弁６７は、例えば、電磁式の制御機構及び液圧式の制御機構が順次作動することにより流量の設定値を変更するように構成されている。
【００４８】
アキュムレータ１９から第７流路６５を介して後側室Ｃ４に作動液が供給されることにより、増圧用ピストン２７を介したヘッド側室Ｃ２の増圧が行われる。この際、増圧の速さは、増圧側流量制御弁６７によって制御される。
【００４９】
液圧回路２１は、前側室Ｃ３と、タンク３３及びポンプ１５とを接続する第８流路６９を有している。第８流路６９は、例えば、第３流路４９に対して方向制御弁５３よりもロッド側室Ｃ１側において接続されるとともに、第６流路５９に対して射出側流量制御弁６１よりもロッド側室Ｃ１側において接続されている。
【００５０】
従って、アキュムレータ１９の作動液が後側室Ｃ４に供給されて増圧用ピストン２７が前進するときには、射出側流量制御弁６１を開くことにより、前側室Ｃ３の作動液は、タンク３３に排出される。また、方向制御弁５３が図２の紙面左側の位置に切り換えられ、ポンプ１５からロッド側室Ｃ１へ作動液が供給されて射出用ピストン２５が後退するときには、ポンプ１５から前側室Ｃ３へも作動液が供給され、増圧用ピストン２７も後退する。
【００５１】
液圧回路２１は、後側室Ｃ４とタンク３３とを接続する第９流路７１と、第９流路７１に設けられた第３逆止弁７２とを有している。第９流路７１は、例えば、第４流路５１に対して方向制御弁５３よりもヘッド側室Ｃ２側において接続されている。第３逆止弁７２は、後側室Ｃ４側から方向制御弁５３側への流れを許容する一方で、方向制御弁５３側から後側室Ｃ４側への流れを禁止するように設けられている。
【００５２】
従って、方向制御弁５３が図２の紙面左側の位置に切り換えられ、ポンプ１５から前側室Ｃ３へ作動液が供給され、増圧用ピストン２７が後退するときには、後側室Ｃ４の作動液は第９流路７１を介してタンク３３に排出される。一方、方向制御弁５３が図２の紙面右側の位置に切り換えられ、ポンプ１５からヘッド側室Ｃ２に作動液が供給されて射出用ピストン２５が前進しているときは、第３逆止弁７２により、ポンプ１５から後側室Ｃ４への流れが阻止され、増圧用ピストン２７は前進しない。
【００５３】
制御装置２２は、例えば、ＣＰＵ７３、及び、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ７５を有している。ＣＰＵ７３は、入力回路７７を介して入力される各種の電気信号に基づいて制御信号を生成し、生成した制御信号を出力回路７９を介して各種の機器に出力する。
【００５４】
制御装置２２に入力される電気信号は、例えば、ピストンロッド２３の位置を検出する位置センサ８１の検出信号Ｓ１、作動液の圧力を検出する第１圧力センサ８３、第２圧力センサ８５及び第３圧力センサ８７からの電気信号Ｐ１〜Ｐ３、ユーザの操作を受け付ける入力装置８９からのユーザの操作に応じた操作信号である。制御装置２２から出力される電気信号は、例えば、モータ１７、方向制御弁５３等の各種の弁、ユーザに各種の情報を提示する表示装置９１を制御する制御信号である。
【００５５】
位置センサ８１は、例えば、ピストンロッド２３の進退方向に沿ってピストンロッド２３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おり、スケール部の位置センサ８１に対する移動量に応じた数のパルスを出力する。制御装置２２は、位置センサ８１からのパルスを計数することにより、射出プランジャ１１の位置及び速度（射出速度）を特定可能である。
【００５６】
第１圧力センサ８３は、ポンプ１５の吐出圧を検出する。具体的には、第１逆止弁４３と、第２逆止弁４５及び方向制御弁５３との間の作動液の圧力を検出する。第２圧力センサ８５は、アキュムレータ１９の作動液の圧力を検出する。第３圧力センサ８７は、ヘッド側室Ｃ２の作動液の圧力を検出する。なお、ヘッド側室Ｃ２の圧力は、概ね、射出プランジャ１１が溶湯に加える圧力（射出圧力）に等しい。
【００５７】
ダイカストマシン１の動作を説明する。
【００５８】
図３（ａ）は、ダイカストマシン１における射出圧力の経時変化を示す図であり、図３（ｂ）は、ダイカストマシン１における射出速度の経時変化を示す図である。
【００５９】
ダイカストマシン１において、金型１０１の型閉じ及び型締めが完了し、スリーブ９内に溶湯が供給されると、射出プランジャ１１が前進を開始し、低速射出が行われる。低速射出では、溶湯による空気の巻き込みを防止するために、射出プランジャ１１は、比較的低速の速度ＶＬで前進する。なお、射出プランジャ１１が速度ＶＬで前進するときの射出圧力は、比較的低圧の圧力ＰＬである。
【００６０】
射出プランジャ１１が所定の高速切換位置に到達すると（図３（ｂ）のＤ点）、射出プランジャ１１の速度が、サイクルタイムの短縮等の目的から、比較的低速の速度ＶＬから比較的高速の速度ＶＨに切り換えられ、高速射出が開始される。なお、射出プランジャ１１が速度ＶＨで前進するときの射出圧力は、圧力ＰＬよりも高圧の圧力ＰＨである。
【００６１】
溶湯がキャビティＣａに概ね充填されると（図３（ｂ）のＬ点）、射出プランジャ１１により押圧されている溶湯は逃げ場を失うから、射出圧力は圧力ＰＨから急激に上昇する（圧力Ｐｄ）。これと同時に、射出速度は、速度ＶＨから急激に減速される（速度Ｖｄ）。
【００６２】
高速射出が終了すると、増圧が開始され（図３（ｂ）のＭ点以降）、射出速度は更に遅くなりつつ（速度Ｖｔ）、射出圧力は上昇する（圧力Ｐｔ）。そして、射出プランジャ１１は停止し、射出圧力は鋳造圧力（終圧）Ｐｍａｘになり、溶湯の充填は完了する。その後、射出圧力は鋳造圧力Ｐｍａｘに維持される。
【００６３】
上記のような動作を実現するために、制御装置２２は、モータ１７や各種の弁を以下のように制御する。
【００６４】
（低速射出開始前）
モータ１７は停止している。アキュムレータ１９は蓄圧された状態となっている。方向制御弁５３は中立位置となっている。供給制御弁５７、射出側流量制御弁６１及び増圧側流量制御弁６７は閉じられている。
【００６５】
（低速射出）
制御装置２２は、モータ１７を回転させるとともに、方向制御弁５３を図２の紙面右側の位置へ切り換える。これにより、ポンプ１５からヘッド側室Ｃ２へ作動液が供給され、射出用ピストン２５及びピストンロッド２３が前進し、ひいては、射出プランジャ１１が前進する。
【００６６】
制御装置２２は、例えば、位置センサ８１の検出結果に基づいて、射出プランジャ１１の速度を所定の低速速度（ＶＬ）に制御する（フィードバック制御を行う）。射出プランジャ１１の速度は、例えば、モータ１７の回転速度を制御することにより制御される。ポンプ１５が可変容量ポンプにより構成されている場合には、ポンプ１５の一周期における吐出量の制御により、若しくは、当該吐出量の制御とモータ１７の回転速度の制御との組み合わせにより、射出プランジャ１１の速度が制御されてもよい。
【００６７】
モータ１７の回転速度の制御においては、例えば、モータ１７が直流モータである場合には、モータ１７に供給する電力の電圧を制御することにより、モータ１７のトルク及び回転速度を制御し、モータ１７が交流モータである場合には、モータ１７に供給する電力の周波数を制御することにより、モータ１７の回転速度を制御する。
【００６８】
モータ１７が交流モータである場合、モータ１７の回転速度は、負荷トルクが発生トルクを下回るときは、モータ１７に供給される電力の周波数に比例する。そこで、発生トルクが負荷トルクを常に上回るようにモータ１７を制御すれば、モータ１７の回転速度を電力の周波数に追従させて射出プランジャ１１の動作をスムーズにすることができる。
【００６９】
しかし、発生トルクを大きくし過ぎれば、モータ１７に供給する電力が大きくなり、また、モータ１７の寿命も短くなる。一方、射出プランジャ１１の受ける負荷は、スリーブ９やキャビティＣａ等の大きさや形状により、ダイカストマシン１や金型１０１毎に、若しくは、成形サイクル毎に変動する。
【００７０】
そこで、制御装置２２は、モータ１７の発生トルクが、検出されるモータ１７の負荷トルクよりも、所定量だけ、大きくなるようにモータ１７を制御する。例えば、制御装置２２は、第３圧力センサ８７の検出する圧力に基づいて、シリンダ装置１３が射出プランジャ１１から受ける負荷を算出し、さらには、モータ１７の負荷トルクを算出する。負荷トルクを算出するための算出式若しくはチャートは、理論に基づいて求められてもよいし、実験により求められてもよい。そして、制御装置２２は、モータ１７の発生トルクが、算出した負荷トルクを上回るように、サーボドライバ３９（インバータ）からモータ１７に供給される電力の電流を制御する。
【００７１】
なお、電圧を制御することにより、結果として電流を制御してもよい。また、発生トルクが負荷トルクを上回るようにする制御は、以前の成形サイクルにおける負荷トルクに基づいて、現在の成形サイクルにおいて目標とする発生トルクを算出して制御するものであってもよいし、一の成形サイクル中において、現時点の負荷トルクに基づいて、新たに目標とする発生トルクを算出して制御するものであってもよい。発生トルクは、使用され得る回転速度範囲におけるトルク全体が、検出された負荷トルクよりも大きくなるように設定されてもよいし、一の成形サイクル中において、現時点の負荷トルクに基づいて、新たに目標とする発生トルクを設定する場合には、現時点の目標回転速度における発生トルクが負荷トルクを上回るように設定されてもよい。
【００７２】
（高速射出）
位置センサ８１の検出する位置が、所定の高速切換位置に到達すると（図３のＤ点）、制御装置２２は、方向制御弁５３を中立位置へ切り換える制御、供給制御弁５７を開く制御、射出側流量制御弁６１を開く制御を行う。これにより、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２へ作動液が供給され、高速射出が行われる。これらの弁の制御タイミングは、低速射出から高速射出への移行が円滑に行われるように、試験等に基づいて適宜に設定される。射出プランジャ１１の速度は、射出側流量制御弁６１による流量制御により、所定の昇速カーブで所定の高速速度（ＶＨ）に追従するようにフィードバック制御される。
【００７３】
高速射出の間、制御装置２２はモータ１７を停止させる。ただし、方向制御弁５３が中立位置に切り換えられることにより、ポンプ１５とシリンダ装置１３とは、直接的には非連動とされているから、モータ１７は駆動されたままでもよい。
【００７４】
（減速）
制御装置２２は、射出プランジャ１１が所定の減速開始位置（図３のＬ点）に到達すると、射出プランジャ１１が、所定のタイミングで、所定の減速カーブで減速するように、射出側流量制御弁６１を制御する。
【００７５】
（増圧）
制御装置２２は、射出プランジャ１１が所定の増圧開始位置（図３のＭ点）に到達すると、射出側流量制御弁６１を全開にする制御、及び、増圧側流量制御弁６７を開く制御を行う。これにより、アキュムレータ１９から後側室Ｃ４に作動液が供給され、増圧用ピストン２７の増圧作用により、ヘッド側室Ｃ２の作動液が加圧され、ひいては、射出プランジャ１１によりキャビティＣａの溶湯が増圧される。射出側流量制御弁６１及び増圧側流量制御弁６７の制御タイミングは、増圧工程への移行が円滑に行われるように、試験等に基づいて適宜に設定される。制御装置２２は、射出圧力が所定の昇圧カーブで所定の鋳造圧力Ｐｍａｘまで上昇するように、第３圧力センサ８７の検出値に基づいて増圧側流量制御弁６７を制御する。
【００７６】
供給制御弁５７は、ヘッド側室Ｃ２の圧力が増圧用ピストン２７により加圧されて、アキュムレータ１９の圧力よりも高くなることにより自閉する。ただし、パイロット圧が導入されて閉じられてもよい。なお、モータ１７は、高速射出及び減速に引き続いて、停止されている。
【００７７】
（射出プランジャの後退）
射出圧力が鋳造圧力Ｐｍａｘに到達してから所定時間経過後、換言すれば、キャビティＣａに充填された溶湯が凝固した後、制御装置２２は、射出側流量制御弁６１及び増圧側流量制御弁６７を閉じる制御を行い、保圧を終了する。その後、モータ１７を駆動する制御、及び、方向制御弁５３を図２の紙面左側の位置に切り換える制御を行う。これにより、ポンプ１５により送出された作動液がロッド側室Ｃ１及び前側室Ｃ３に供給され、射出用ピストン２５（射出プランジャ１１）及び増圧用ピストン２７が後退する。
【００７８】
（アキュムレータの蓄圧）
射出用ピストン２５及び増圧用ピストン２７の後退が終了すると、制御装置２２は、方向制御弁５３を中立位置に切り換える。これにより、ポンプ１５からアキュムレータ１９へ作動液が供給されてアキュムレータ１９の蓄圧がなされる。なお、制御装置２２は、第２圧力センサ８５の検出値が所定の設定圧力になるまで、所定の圧力及び速度で作動液がアキュムレータ１９に送出されるように、モータ１７等の制御を行う。
【００７９】
以上の第１の実施形態によれば、ダイカストマシン１の射出装置５は、キャビティＣａへ溶湯を押し出す射出プランジャ１１と、射出プランジャ１１を駆動するシリンダ装置１３と、作動液を送出可能なポンプ１５と、ポンプ１５を駆動するモータ１７と、圧力が付与された作動液を保持するアキュムレータ１９と、ポンプ１５とアキュムレータ１９とを接続し、アキュムレータ１９及びポンプ１５とシリンダ装置１３とを接続し、シリンダ装置１３への作動液の供給を制御する液圧回路２１と、液圧回路２１及びモータ１７を制御する制御装置２２と、を有し、液圧回路２１及び制御装置２２は、ポンプ１５によりアキュムレータ１９を蓄圧し、高速射出をアキュムレータ１９からシリンダ装置１３への作動液の供給により行い、低速射出及び増圧の少なくとも一方（本実施形態では低速射出）をポンプ１５からシリンダ装置１３への作動液の供給により行うように構成されていることから、射出プランジャ１１の前進が、ポンプ１５及びアキュムレータ１９により行われる。従って、高速射出に必要な、短時間での大量の作動液の供給がアキュムレータ１９により実現されるとともに、射出プランジャ１１の前進工程全体においては、アキュムレータ１９の負担が軽減されて、アキュムレータ１９が小型化される。アキュムレータ１９の負担軽減は、アキュムレータ１９を蓄圧するポンプ１５により低速射出を行うというポンプ１５の効率的な運用によってなされていることから、電動式の駆動装置等の新たな機器を追加する必要がなく、射出プランジャ１１を駆動する駆動装置の小型化及び簡素化が図られる。
【００８０】
液圧回路２１及び制御装置２２は、低速射出及び射出プランジャ１１の後退をポンプ１５からシリンダ装置１３への作動液の供給により行い、高速射出及び増圧をアキュムレータ１９からシリンダ装置１３への作動液の供給により行うように構成されていることから、比較的低圧で大容量の作動液を必要とするときにポンプ１５を使用して、アキュムレータ１９の負担を効果的に低減できる。
【００８１】
シリンダ装置１３は、射出プランジャ１１に固定されたピストンロッド２３と、ピストンロッド２３に固定された射出用ピストン２５と、射出用ピストン２５を摺動可能に収容するシリンダチューブ２９と、を有し、シリンダチューブ２９の射出用ピストン２５により区画された、ピストンロッド２３側のロッド側室Ｃ１又はその反対側のヘッド側室Ｃ２に作動液が供給されることにより、射出プランジャ１１を駆動し、液圧回路２１は、ポンプ１５とアキュムレータ１９とを接続する第１流路４１と、第１流路４１に設けられ、ポンプ１５側からアキュムレータ１９側への流れを許容する一方でアキュムレータ１９側からポンプ１５側への流れを禁止する第２逆止弁４５と、第２逆止弁４５よりもポンプ１５側において第１流路４１から分岐し、ポンプ１５とロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２とを接続する第２流路４７、第３流路４９及び第４流路５１と、第２流路４７、第３流路４９及び第４流路５１に設けられ、ポンプ１５からの作動液の供給先をロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２との間で切換可能であるとともに、ポンプ１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止可能な方向制御弁５３と、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容又は禁止可能な供給制御弁５７と、を有し、制御装置２２は、ポンプ１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように方向制御弁５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように供給制御弁５７を制御し、ポンプ１５を駆動するようにモータ１７を制御して、ポンプ１５によりアキュムレータ１９の蓄圧を行い、ポンプ１５からヘッド側室Ｃ２へ作動液を供給するように方向制御弁５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように供給制御弁５７を制御し、ポンプ１５を駆動するようにモータ１７を制御して、低速射出を行い、ポンプ１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように方向制御弁５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容するように供給制御弁５７を制御して、高速射出を行い、ポンプ１５からロッド側室Ｃ１へ作動液を供給するように方向制御弁５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように供給制御弁５７を制御し、ポンプ１５を駆動するようにモータ１７を制御して、射出プランジャ１１の後退を行うことから、簡素な構成で、ポンプ１５によるアキュムレータ１９の蓄圧、ポンプ１５による低速射出及び射出プランジャの後退、及び、アキュムレータ１９による高速射出が実現される。
【００８２】
射出装置５は、射出プランジャ１１の速度を検出可能な位置センサ８１と、シリンダ装置１３が射出プランジャ１１から受ける負荷を検出可能な第３圧力センサ８７と、を有し、モータ１７は交流モータであり、制御装置２２は、ポンプ１５からシリンダ装置１３へ作動液を供給して低速射出を行うときに、位置センサ８１により検出される速度が所定の低速射出速度に追従するようにモータ１７に供給される電力の周波数を制御するとともに、モータ１７の発生トルクが、第３圧力センサ８７の検出結果に基づいて算出されるモータ１７の負荷トルクよりも所定量だけ大きくなるようにモータ１７に供給される電力の電流を制御することから、射出プランジャ１１の速度の低速射出速度への追従が好適に行われ、射出プランジャ１１がスムーズに動作する。その結果、溶湯の巻き込み等も好適に防止される。
【００８３】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置２０５を示す図である。
【００８４】
第２の実施形態は、アキュムレータ１９からシリンダ装置１３へ作動液を送出して高速射出を行うときに、メータイン回路によりシリンダ装置１３を制御する点が第１の実施形態と相違する。具体的には以下のとおりである。
【００８５】
射出装置２０５の液圧回路２２１は、第１の実施形態の供給制御弁５７及び射出側流量制御弁６１に代えて、第５流路５５に設けられた供給制御弁２５７と、第６流路５９に設けられた第４逆止弁２６１とを有している。
【００８６】
供給制御弁２５７は、例えば、流量制御弁により構成されており、より具体的には、例えば、サーボ機構に組み込まれ、入力信号に応じて流量を無段階に変調可能なサーボバルブにより構成されている。供給制御弁２５７は、例えば、電磁式の制御機構及び液圧式の制御機構が順次作動することにより流量の設定値を変更するように構成されている。
【００８７】
第４逆止弁２６１は、例えば、パイロット圧が導入されているときは閉じられ、パイロット圧が導入されていないときは、シリンダ装置１３側からタンク３３側への流れを許容する一方で、タンク３３側からシリンダ装置１３側への流れを禁止するパイロット式の逆止弁により構成されている。
【００８８】
従って、第４逆止弁２６１にパイロット圧が導入されていない状態で、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流量を供給制御弁２５７により制御することにより、シリンダ装置１３の射出用ピストン２５の前進速度を制御することができる。
【００８９】
射出装置２０５の動作は、概ね、第１の実施形態と同様である。ただし、第１の実施形態における、供給制御弁５７及び射出側流量制御弁６１の開閉制御に代えて、供給制御弁２５７及び第４逆止弁２６１の開閉制御が行われ、また、高速射出時におけるシリンダ装置１３の速度制御は、第１の実施形態における、射出側流量制御弁６１の開度の制御に代えて、供給制御弁２５７の開度の制御により行われる。
【００９０】
以上の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果、すなわち、アキュムレータ１９を蓄圧するポンプ１５の効率的な運用によって、アキュムレータ１９の負担を軽減し、射出プランジャ１１を駆動する駆動装置の小型化及び簡素化が図られる等の効果が奏される。
【００９１】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置３０５を示す図である。
【００９２】
第３の実施形態は、ポンプ１５からシリンダ装置１３へ作動液を供給することにより増圧を行う点が第１の実施形態と相違する。具体的には以下のとおりである。
【００９３】
射出装置３０５の液圧回路３２１は、第１の実施形態の増圧側流量制御弁６７に代えて、第５逆止弁３６７を有し、また、第１流路４１の、第７流路６５が分岐する位置よりもアキュムレータ１９側に、第６逆止弁３６８を有している。なお、第５流路５５は、第１流路４１の、第６逆止弁３６８よりもポンプ１５側から分岐している。
【００９４】
第５逆止弁３６７は、例えば、パイロット圧が導入されているときは閉じられ、パイロット圧が導入されていないときは、ポンプ１５側から後側室Ｃ４側への流れを許容する一方で、後側室Ｃ４側からポンプ１５側への流れを禁止するように設けられている。
【００９５】
第６逆止弁３６８は、例えば、パイロット圧が導入されているときは閉じられ、パイロット圧が導入されていないときは、ポンプ１５側からアキュムレータ１９側への流れを許容する一方で、アキュムレータ１９側からポンプ１５側への流れを禁止するように設けられている。
【００９６】
従って、第５逆止弁３６７及び第６逆止弁３６８に選択的にパイロット圧を導入することにより、ポンプ１５からの作動液をアキュムレータ１９及び後側室Ｃ４に選択的に供給することができる。
【００９７】
射出装置３０５の動作は、以下のとおりである。なお、以下では、第１の実施形態と同様の構成要素における、第１の実施形態と同様の動作については説明を省略することがある。
【００９８】
（低速射出開始前、低速射出、高速射出、及び、減速）
第１の実施形態と同様である。なお、第１の実施形態において増圧側流量制御弁６７が閉じられていたのと同様に、第５逆止弁３６７は閉じられている。第６逆止弁３６８は、パイロット圧が導入されていてもいなくてもよい。
（増圧）
【００９９】
制御装置２２は、射出プランジャ１１が所定の増圧開始位置（図３のＭ点）に到達すると、射出側流量制御弁６１を全開にする制御、第５逆止弁３６７へのパイロット圧の導入を停止する制御、第６逆止弁３６８を閉じる制御、及び、モータ１７を回転させる制御を行う。これにより、ポンプ１５から後側室Ｃ４に作動液が供給され、増圧用ピストン２７の増圧作用により、ヘッド側室Ｃ２の作動液が加圧され、ひいては、射出プランジャ１１によりキャビティＣａの溶湯が増圧される。
【０１００】
各弁及びモータ１７の制御タイミングは、増圧工程への移行が円滑に行われるように、試験等に基づいて適宜に設定される。制御装置２２は、射出圧力が所定の昇圧カーブで所定の鋳造圧力Ｐｍａｘまで上昇するように、第３圧力センサ８７の検出値に基づいて、モータ１７の回転速度を制御する。ポンプ１５が可変容量ポンプである場合には、ポンプ１５の一周期における吐出量の制御により、若しくは、当該吐出量の制御とモータ１７の回転速度の制御との組み合わせにより、射出圧力が制御されてもよい。
【０１０１】
（射出プランジャの後退）
第１の実施形態と同様である。ただし、制御装置２２は、第１の実施形態における増圧側流量制御弁６７を閉じる制御に代えて、第５逆止弁３６７を閉じる制御を行う。
【０１０２】
（アキュムレータの蓄圧）
制御装置２２は、第１の実施形態と同様の制御に加え、第６逆止弁３６８へのパイロット圧の導入を停止する制御を行う。これにより、ポンプ１５からアキュムレータ１９へ作動液が供給されてアキュムレータ１９の蓄圧がなされる。
【０１０３】
以上の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果、すなわち、アキュムレータ１９を蓄圧するポンプ１５の効率的な運用によって、アキュムレータ１９の負担を軽減し、射出プランジャ１１を駆動する駆動装置の小型化及び簡素化が図られる等の効果が奏される。
【０１０４】
また、液圧回路３２１及び制御装置２２は、低速射出、増圧及び射出プランジャの後退をポンプ１５からシリンダ装置１３への作動液の供給により行い、高速射出をアキュムレータ１９からシリンダ装置１３への作動液の供給により行うように構成されていることから、第１及び第２の実施形態に比較して、アキュムレータ１９の負担を一層低減することができるとともに、高圧の作動液を後側室Ｃ４に供給できる。また、モータ１７の回転速度及び／又はポンプ１５の容量の制御により、増圧の多段制御も可能となる。
【０１０５】
（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置４０５を示す図である。
【０１０６】
第４の実施形態は、ポンプ４１５が双方向（２方向）ポンプにより構成されており、また、液圧回路４２１が双方向ポンプによりシリンダ装置１３を駆動するのに適した構成とされている点が第１の実施形態と相違する。具体的には以下のとおりである。
【０１０７】
ポンプ４１５は、２つの第１ポート４１５ａ及び第２ポート４１５ｂを有しており、回転方向の切り換えにより、第１ポート４１５ａ及び第２ポート４１５ｂの間で、吸入口と吐出口とが切り換えられる。ポンプ４１５は、ポンプ１５と同様に、ロータリポンプであってもよいし、プランジャポンプであってもよいし、定容量ポンプであってもよいし、可変容量ポンプであってもよい。なお、第１流路４１は、例えば、第１ポート４１５ａに接続されている。
【０１０８】
液圧回路４２１は、ポンプ４１５とシリンダ装置１３とを接続するための流路として、第１の実施形態の第２流路４７に代えて、第１０流路４４７及び第１１流路４４８を有し、また、第１の実施形態の方向制御弁５３に代えて、方向制御弁４５３を有している。なお、方向制御弁４５３は、直接的にはタンク３３に接続されていない。
【０１０９】
第１０流路４４７は、第１ポート４１５ａに接続されている。具体的には、第２逆止弁４５よりもポンプ４１５側において第１流路４１と分岐することにより、第１ポート４１５ａに接続されている。また、第１１流路４４８は、第２ポート４１５ｂに接続されている。
【０１１０】
方向制御弁４５３は、例えば、４ポート２位置の切換弁により構成されており、第１０流路４４７（第１ポート４１５ａ）及び第１１流路４４８（第２ポート４１５ｂ）と、第３流路４９（ロッド側室Ｃ１）及び第４流路５１（ヘッド側室Ｃ２）との接続状態を切り換える。具体的には以下のとおりである。
【０１１１】
方向制御弁４５３は、２つの矩形の記号により示される２位置のうち、紙面右側の位置（中立位置）においては、ポンプ４１５と、ヘッド側室Ｃ２及びロッド側室Ｃ１との接続を遮断する。これにより、ポンプ４１５からヘッド側室Ｃ２及びロッド側室Ｃ１への作動液の供給は禁止される。
【０１１２】
方向制御弁４５３は、２つの矩形の記号により示される２位置のうち、紙面左側の位置においては、第１ポート４１５ａとヘッド側室Ｃ２とを接続し、第２ポート４１５ｂとロッド側室Ｃ１とを接続する。このとき、ポンプ４１５は、一方向へ回転することにより、ロッド側室Ｃ１の作動液を吸引してヘッド側室Ｃ２へ送出し、他方向へ回転することにより、ヘッド側室Ｃ２の作動液を吸引してロッド側室Ｃ１へ送出することができる。
【０１１３】
なお、方向制御弁４５３は、第１ポート４１５ａとロッド側室Ｃ１とを接続し、第２ポート４１５ｂとヘッド側室Ｃ２とを接続するように構成されていてもよい。換言すれば、第１ポート４１５ａ及び第２ポート４１５ｂは、ロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２のいずれに対応付けられてもよい。
【０１１４】
方向制御弁４５３は、例えば、電磁式の制御機構及び液圧式の制御機構が順次作動することにより位置が切り換えられるように構成されており、入力された電気信号に応じて切り換えられる。
【０１１５】
液圧回路４２１は、ポンプ４１５に過不足なく作動液が補給されるように構成されることが好ましい。例えば、ロッド側室Ｃ１の、作動液を受け入れ可能な断面積は、ピストンロッド２３の断面積の分だけ、ヘッド側室Ｃ２の、作動液を受け入れ可能な断面積よりも小さい。従って、ポンプ４１５は、ロッド側室Ｃ１から作動液を吸引してヘッド側室Ｃ２へ作動液を吐出するときには作動液が不足し、ヘッド側室Ｃ２から作動液を吸引してロッド側室Ｃ１へ作動液を吐出するときには作動液が過剰となる。
【０１１６】
そこで、液圧回路４２１は、ポンプ４１５における作動液の過不足を補償するための自給弁回路４９３を有している。自給弁回路４９３は、第１０流路４４７及び第１１流路４４８を接続する自給用接続流路４９５と、自給用接続流路４９５から分岐してタンク３３に接続される自給用タンク流路４９６と、自給用接続流路４９５に設けられた第１自給用逆止弁４９７Ａ及び第２自給用逆止弁４９７Ｂとを有している。
【０１１７】
第１自給用逆止弁４９７Ａは、自給用接続流路４９５の、自給用タンク流路４９６が分岐する位置よりも第１０流路４４７側に設けられている。第１自給用逆止弁４９７Ａは、パイロット圧が導入されているときは開かれ、パイロット圧が導入されていないときは、第１０流路４４７側から自給用タンク流路４９６側への流れを禁止する一方で、自給用タンク流路４９６側から第１０流路４４７側への流れを許容するパイロット式の逆止弁により構成されている。第１自給用逆止弁４９７Ａは、パイロット圧として、第１１流路４４８の作動液の圧力が導入されるように設けられている。
【０１１８】
第２自給用逆止弁４９７Ｂは、自給用接続流路４９５の、自給用タンク流路４９６が分岐する位置よりも第１１流路４４８側に設けられている。第２自給用逆止弁４９７Ｂは、パイロット圧が導入されているときは開かれ、パイロット圧が導入されていないときは、第１１流路４４８側から自給用タンク流路４９６側への流れを禁止する一方で、自給用タンク流路４９６側から第１１流路４４８側への流れを許容するパイロット式の逆止弁により構成されている。第１自給用逆止弁４９７Ａは、パイロット圧として、第１０流路４４７の作動液の圧力が導入されるように設けられている。
【０１１９】
自給弁回路４９３の動作は以下のとおりである。
【０１２０】
例えば、ポンプ４１５が、ロッド側室Ｃ１から作動液を吸引し、ヘッド側室Ｃ２へ作動液を吐出しているときは、換言すれば、作動液が不足するときは、タンク３３の作動液が、自給用タンク流路４９６、第２自給用逆止弁４９７Ｂ及び第１１流路４４８を経由してポンプ４１５に補給される。なお、このとき、第１０流路４４７からタンク３３への作動液の流れは、第１自給用逆止弁４９７Ａにより禁止される。
【０１２１】
また、例えば、ポンプ４１５が、ヘッド側室Ｃ２から作動液を吸引し、ロッド側室Ｃ１へ作動液を吐出しているときは、換言すれば、作動液が過剰となるときは、第１１流路４４８の作動液の圧力がパイロット圧として第１自給用逆止弁４９７Ａに導入されて第１自給用逆止弁４９７Ａが開かれ、第１０流路４４７における過剰な作動液が、第１自給用逆止弁４９７Ａ及び自給用タンク流路４９６を経由してタンク３３に排出される。なお、第１１流路４４８からタンク３３への作動液の流れは、第２自給用逆止弁４９７Ｂにより禁止される。
【０１２２】
また、例えば、方向制御弁４５３が中立位置とされ、ポンプ４１５からアキュムレータ１９等へ作動液を供給しているときは、タンク３３の作動液が、自給用タンク流路４９６、第２自給用逆止弁４９７Ｂ及び第１１流路４４８を経由してポンプ４１５に補給される。なお、このとき、第１０流路４４７からタンク３３への作動液の流れは、第１自給用逆止弁４９７Ａにより禁止される。
【０１２３】
なお、以上の説明から理解されるように、第２自給用逆止弁４９７Ｂ、すなわち、ロッド側室Ｃ１に接続される流路とタンク３３との間に設けられる逆止弁は、パイロット式でない逆止弁であってもよい。
【０１２４】
液圧回路４２１は、第１の実施形態と同様に、第１流路４１の作動液の圧力、換言すれば、第１ポート４１５ａの作動液の圧力を検出する第１圧力センサ８３を有している。また、液圧回路４２１は、第１１流路４４８の作動液の圧力、換言すれば、第２ポート４１５ｂの作動液の圧力を検出する第４圧力センサ４８４を有している。
【０１２５】
液圧回路４２１は、第１の実施形態のクーラ６３を有していない。第４の実施形態では、射出用ピストン等に押し出される作動液がポンプ４１５に吸引されることから、第１の実施形態に比較して、弁を流れるときに発熱してタンク３３へ排出される作動液が少ないことなどからである。
【０１２６】
射出装置４０５の動作は、以下のとおりである。なお、以下では、第１の実施形態と同様の構成要素における、第１の実施形態と同様の動作については説明を省略することがある。
【０１２７】
（低速射出開始前）
第１の実施形態と同様である。なお、方向制御弁４５３は、第１の実施形態の方向制御弁５３と同様に中立位置となっている。
【０１２８】
（低速射出）
制御装置２２は、ポンプ４１５において第１ポート４１５ａから作動液が吐出される方向へモータ１７を回転させるとともに、方向制御弁５３を図６の紙面左側の位置へ切り換える。これにより、ポンプ４１５からヘッド側室Ｃ２へ作動液が供給され、射出用ピストン２５及びピストンロッド２３が前進し、ひいては、射出プランジャ１１が前進する。
【０１２９】
なお、制御装置２２による射出プランジャ１１の速度制御（モータ１７及び／又はポンプ４１５の制御）は、モータ１７の回転方向が選択される点以外は、第１の実施形態と同様である。
【０１３０】
（高速射出、減速、及び、増圧）
第１の実施形態において、方向制御弁５３が中立位置に切り換えられたのに対応して、方向制御弁４５３が中立位置に切り換えられる以外は、第１の実施形態と同様である。
【０１３１】
（射出プランジャの後退）
射出圧力が鋳造圧力Ｐｍａｘに到達してから所定時間経過後、換言すれば、キャビティＣａに充填された溶湯が凝固した後、制御装置２２は、射出側流量制御弁６１及び増圧側流量制御弁６７を閉じる制御、方向制御弁４５３を図６の紙面左側の位置に切り換える制御、及び、モータ１７を、ポンプ４１５において第２ポート４１５ｂから作動液が吐出される方向へ回転させる制御を行う。これにより、ポンプ４１５により送出された作動液がロッド側室Ｃ１及び前側室Ｃ３に供給され、射出用ピストン２５（射出プランジャ１１）及び増圧用ピストン２７が後退する。
【０１３２】
（アキュムレータの蓄圧）
射出用ピストン２５及び増圧用ピストン２７の後退が終了すると、制御装置２２は、方向制御弁４５３を中立位置に切り換える。また、モータ１７を、ポンプ４１５において第１ポート４１５ａから作動液が吐出される方向へ回転させる制御を行う。これにより、ポンプ４１５からアキュムレータ１９へ作動液が供給されてアキュムレータ１９の蓄圧がなされる。
【０１３３】
以上の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果、すなわち、アキュムレータ１９を蓄圧するポンプ４１５の効率的な運用によって、アキュムレータ１９の負担を軽減し、射出プランジャ１１を駆動する駆動装置の小型化及び簡素化が図られる等の効果が奏される。
【０１３４】
また、ポンプ４１５は、回転方向の切換により作動液の供給先をロッド側室Ｃ１とヘッド側室Ｃ２との間で切換可能な双方向ポンプであり、液圧回路４２１は、ポンプ４１５からアキュムレータ１９への流れを許容する一方でアキュムレータ１９からポンプ４１５への流れを禁止する第２逆止弁４５と、ポンプ４１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容又は禁止可能な方向制御弁４５３と、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容又は禁止可能な供給制御弁５７と、を有し、制御装置２２は、ポンプ４１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように方向制御弁４５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように供給制御弁５７を制御し、ポンプ４１５を駆動するようにモータ１７を制御して、ポンプ４１５によりアキュムレータ１９の蓄圧を行い、ポンプ４１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容するように方向制御弁４５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように供給制御弁５７を制御し、ヘッド側室Ｃ２へ作動液を供給する方向へポンプ４１５を回転させるようにモータ１７を制御することにより、低速射出を行い、ポンプ４１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように方向制御弁４５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容するように供給制御弁５７を制御して、高速射出を行い、ポンプ４１５からロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを許容するように方向制御弁４５３を制御し、アキュムレータ１９からヘッド側室Ｃ２への作動液の流れを禁止するように供給制御弁５７を制御し、ロッド側室Ｃ１へ作動液を供給する方向へポンプ４１５を回転させるようにモータ１７を制御することにより、射出プランジャ１１の後退を行うことから、モータ１７の回転方向の切り換えにより、ロッド側室Ｃ１及びヘッド側室Ｃ２へ選択的に作動液を供給することができるとともに、ロッド側室Ｃ１とヘッド側室Ｃ２との間で作動液を循環させることができることから、液圧回路の簡素化及び小型化が図られる。
【０１３５】
（第５の実施形態）
図７は、本発明の第５の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置５０５を示す図である。
【０１３６】
第５の実施形態は、第４の実施形態と同様に、ポンプ４１５が双方向（２方向）ポンプにより構成されている。しかし、アキュムレータ１９からシリンダ装置１３へ作動液を送出して高速射出を行うときに、第２の実施形態と同様に、メータイン回路によりシリンダ装置１３を制御する点が第４の実施形態と相違する。
【０１３７】
すなわち、第５の実施形態は、第４の実施形態と第２の実施形態との組み合わせであり、射出装置５０５の液圧回路５２１は、第４の実施形態の液圧回路４２１において、供給制御弁５７及び射出側流量制御弁６１に代えて、第２の実施形態の供給制御弁２５７及び第４逆止弁２６１が設けられた構成となっている。
【０１３８】
射出装置５０５の動作は、以下のとおりである。なお、以下では、第１、第２及び第５の実施形態と同様の構成要素における、これらの実施形態と同様の動作については説明を省略することがある。
【０１３９】
（低速射出開始前、及び、低速射出）
第５の実施形態と同様である。なお、第２の実施形態と同様に、供給制御弁２５７及び第４逆止弁２６１は閉じられている。
【０１４０】
（高速射出、減速及び増圧）
第２の実施形態と同様である。
【０１４１】
（射出プランジャの後退及びアキュムレータの蓄圧）
第５の実施形態と同様である。なお、射出プランジャの後退では、第２の実施形態と同様に、第５（１）の実施形態の射出側流量制御弁６１を閉じる制御に代えて、第４逆止弁２６１を閉じる制御が行われる。
【０１４２】
（第６の実施形態）
図８は、本発明の第６の実施形態に係るダイカストマシンの射出装置６０５を示す図である。
【０１４３】
第６の実施形態は、第４の実施形態と同様に、ポンプ４１５が双方向（２方向）ポンプにより構成されている。しかし、第６の実施形態は、第３の実施形態と同様に、ポンプ１５からシリンダ装置１３へ作動液を供給することにより増圧を行う点が、第４の実施形態と相違する。
【０１４４】
すなわち、第６の実施形態は、第４の実施形態と第３の実施形態との組み合わせであり、射出装置６０５の液圧回路６２１は、第４の実施形態の液圧回路４２１において、増圧側流量制御弁６７に代えて、第３の実施形態の第５逆止弁３６７及び第６逆止弁３６８を有している。
【０１４５】
なお、第７流路６５は、第１流路４１から分岐せずに、第２ポート４１５ｂ、すなわち、ポンプ４１５の２つのポートのうち第１流路４１が接続されているポートとは異なるポートに接続されるように構成されてもよい。
【０１４６】
射出装置６０５の動作は、以下のとおりである。なお、以下では、第１、第３及び第４の実施形態と同様の構成要素における、これらの実施形態と同様の動作については説明を省略することがある。
【０１４７】
（低速射出開始前、低速射出、高速射出、及び、減速）
第５の実施形態と同様である。なお、第３の実施形態と同様に、第５逆止弁３６７は閉じられている。
【０１４８】
（増圧）
第３の実施形態と同様である。ただし、モータ１７は、第１ポート４１５ａから作動液が吐出される方向へ回転するように制御される。なお、第７流路６５が、第２ポート４１５ｂに接続されている場合には、モータ１７は、第２ポート４１５ｂから作動液が吐出される方向へ回転するように制御される。
【０１４９】
（射出プランジャの後退）
第３の実施形態と同様である。ただし、第３の実施形態と同様に、制御装置２２は、第４（第１）の実施形態における射出側流量制御弁６１及び増圧側流量制御弁６７を閉じる制御に代えて、第５逆止弁３６７を閉じる制御を行い、ポンプ１５から後側室Ｃ４への作動液の流れを禁止する。
【０１５０】
（アキュムレータの蓄圧）
制御装置２２は、第４の実施形態と同様の制御に加え、第３の実施形態と同様に、第６逆止弁３６８へのパイロット圧の導入を停止する制御を行う。これにより、ポンプ１５からアキュムレータ１９へ作動液が供給されてアキュムレータ１９の蓄圧がなされる。
【０１５１】
なお、以上の第１〜第６の実施形態において、ダイカストマシンは本発明の成形機の一例であり、金属材料は本発明の成形材料の一例であり、第１流路４１は本発明のポンプ−アキュムレータ流路の一例であり、第２流路４７、第３流路４９及び第４流路５１は本発明のポンプ−シリンダ流路の一例であり、位置センサ８１は本発明の第１センサの一例であり、第３圧力センサ８７は本発明の第２センサの一例である。
【０１５２】
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。
【０１５３】
成形機は、ダイカストマシンに限定されない。換言すれば、成形材料は、金属材料に限定されない。例えば、成形機は、成形材料としての樹脂を射出する射出成形機であってもよい。射出装置は、コールドチャンバマシン用のものや横射出のものに限定されず、例えば、ホットチャンバマシン用のものや縦射出のものであってもよい。作動液は、油に限定されず、例えば、水であってもよい。
【０１５４】
第１〜第６の実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第３及び第６の実施形態の、ポンプにより増圧を行うための構成は、第１及び第４の実施形態ではなく、第２及び第５の実施形態に組み合わされてもよい。
【０１５５】
液圧回路及び制御装置は、低速射出及び高速射出をアキュムレータにより行い、増圧をポンプにより行うように構成されていてもよい。この場合であっても、射出プランジャの前進工程において、ポンプの活用によるアキュムレータの負担低減が図られる。ただし、低速射出においてシリンダ装置が必要とする作動液は比較的多いから、低速射出をポンプにより行ったほうが、アキュムレータの負担低減が実効的に図られ、また、高速射出前にアキュムレータの圧力低下が生じることも抑制される。
【０１５６】
液圧回路の具体的構成、及び、制御装置による具体的な制御は、第１〜第６の実施形態以外にも種々可能である。例えば、ポンプからの作動液の供給先をアキュムレータとシリンダ装置との間で切り換える方向制御弁を設けることにより、ポンプにより、アキュムレータの蓄圧と、シリンダ装置の駆動とを行うようにすることが可能である。
【０１５７】
シリンダ装置は、増圧式のものに限定されず、単動式のものであってもよい。また、増圧式のシリンダ装置は、小径のシリンダチューブに大径のシリンダチューブが同軸的に直結された直結形のものに限定されず、例えば、小径のシリンダチューブと、増圧のためのシリンダチューブとがホース等により形成された流路により接続された分離形のものであってもよい。
【０１５８】
低速射出時におけるモータの制御は、負荷の検出値に基づかず、射出プランジャの速度の検出値のみに基づいて、速度及び／又はトルクを補正するフィードバック制御がなされてもよい。
【符号の説明】
【０１５９】
１…ダイカストマシン、５…射出装置、１１…射出プランジャ、１３…シリンダ装置、１５…ポンプ、１７…モータ、アキュムレータ１９、２１…液圧回路、２２…制御装置、Ｃａ…キャビティ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティへ成形材料を押し出す射出プランジャと、
前記射出プランジャを駆動するシリンダ装置と、
作動液を送出可能なポンプと、
前記ポンプを駆動するモータと、
圧力が付与された作動液を保持するアキュムレータと、
前記ポンプと前記アキュムレータとを接続し、前記アキュムレータ及び前記ポンプと前記シリンダ装置とを接続し、前記シリンダ装置への作動液の供給を制御する液圧回路と、
前記液圧回路及び前記モータを制御する制御装置と、
を有し、
前記液圧回路及び前記制御装置は、前記ポンプにより前記アキュムレータを蓄圧し、高速射出を前記アキュムレータから前記シリンダ装置への作動液の供給により行い、増圧及び前記射出プランジャの後退を前記ポンプから前記シリンダ装置への作動液の供給により行うように構成されている
成形機の射出装置。
【請求項２】
前記モータは、サーボモータであり、
前記液圧回路は、前記射出プランジャの前進時に前記シリンダ装置から排出される作動液の流量を制御する、又は、前記射出プランジャの前進時に前記シリンダ装置へ供給される作動液の流量を制御するサーボバルブを有し、
前記液圧回路及び前記制御装置は、
低速射出も前記ポンプから前記シリンダ装置への作動液の供給により行い、
低速射出時の前記シリンダ装置の速度制御を前記サーボモータの制御により行い、高速射出時の前記シリンダ装置の速度制御を前記サーボバルブの制御により行う、ように構成されている
請求項１に記載の成形機の射出装置。
【請求項３】
前記モータは、サーボモータであり、
前記液圧回路は、前記射出プランジャの前進時に前記シリンダ装置から排出される作動液の流量を制御する、又は、前記射出プランジャの前進時に前記シリンダ装置へ供給される作動液の流量を制御するサーボバルブを有し、
前記液圧回路及び前記制御装置は、高速射出時の前記シリンダ装置の速度制御を前記サーボバルブの制御により行い、増圧時の前記シリンダ装置の圧力制御を前記サーボモータの制御により行う、ように構成されている
請求項１又は２に記載の成形機の射出装置。
【請求項４】
前記モータは、サーボモータであり、
前記制御装置は、増圧の多段制御を行うように前記サーボモータを制御する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形機の射出装置。
【請求項５】
前記ポンプは、双方向ポンプであり、増圧時には２つのポートのうち一方から前記シリンダ装置に作動液を供給し、前記射出プランジャの後退時には２つのポートのうち他方から前記シリンダ装置に作動液を供給する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の成形機の射出装置。
【請求項６】
前記射出プランジャの速度を検出可能な第１センサと、
前記シリンダ装置が前記射出プランジャから受ける負荷を検出可能な第２センサと、
を有し、
前記液圧回路及び前記制御装置は、低速射出も前記ポンプから前記シリンダ装置への作動液の供給により行うように構成され、
前記モータは交流モータであり、
前記制御装置は、前記ポンプから前記シリンダ装置へ作動液を供給して低速射出を行うときに、前記第１センサにより検出される速度が所定の低速射出速度に追従するように前記モータに供給される電力の周波数を制御するとともに、前記モータの発生トルクが、前記第２センサの検出結果に基づいて算出される前記モータの負荷トルクよりも所定量だけ大きくなるように前記モータに供給される電力の電流を制御する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の成形機の射出装置。
【請求項１】
キャビティへ成形材料を押し出す射出プランジャと、
前記射出プランジャを駆動するシリンダ装置と、
作動液を送出可能なポンプと、
前記ポンプを駆動するモータと、
圧力が付与された作動液を保持するアキュムレータと、
前記ポンプと前記アキュムレータとを接続し、前記アキュムレータ及び前記ポンプと前記シリンダ装置とを接続し、前記シリンダ装置への作動液の供給を制御する液圧回路と、
前記液圧回路及び前記モータを制御する制御装置と、
を有し、
前記液圧回路及び前記制御装置は、前記ポンプにより前記アキュムレータを蓄圧し、高速射出を前記アキュムレータから前記シリンダ装置への作動液の供給により行い、増圧及び前記射出プランジャの後退を前記ポンプから前記シリンダ装置への作動液の供給により行うように構成されている
成形機の射出装置。
【請求項２】
前記モータは、サーボモータであり、
前記液圧回路は、前記射出プランジャの前進時に前記シリンダ装置から排出される作動液の流量を制御する、又は、前記射出プランジャの前進時に前記シリンダ装置へ供給される作動液の流量を制御するサーボバルブを有し、
前記液圧回路及び前記制御装置は、
低速射出も前記ポンプから前記シリンダ装置への作動液の供給により行い、
低速射出時の前記シリンダ装置の速度制御を前記サーボモータの制御により行い、高速射出時の前記シリンダ装置の速度制御を前記サーボバルブの制御により行う、ように構成されている
請求項１に記載の成形機の射出装置。
【請求項３】
前記モータは、サーボモータであり、
前記液圧回路は、前記射出プランジャの前進時に前記シリンダ装置から排出される作動液の流量を制御する、又は、前記射出プランジャの前進時に前記シリンダ装置へ供給される作動液の流量を制御するサーボバルブを有し、
前記液圧回路及び前記制御装置は、高速射出時の前記シリンダ装置の速度制御を前記サーボバルブの制御により行い、増圧時の前記シリンダ装置の圧力制御を前記サーボモータの制御により行う、ように構成されている
請求項１又は２に記載の成形機の射出装置。
【請求項４】
前記モータは、サーボモータであり、
前記制御装置は、増圧の多段制御を行うように前記サーボモータを制御する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形機の射出装置。
【請求項５】
前記ポンプは、双方向ポンプであり、増圧時には２つのポートのうち一方から前記シリンダ装置に作動液を供給し、前記射出プランジャの後退時には２つのポートのうち他方から前記シリンダ装置に作動液を供給する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の成形機の射出装置。
【請求項６】
前記射出プランジャの速度を検出可能な第１センサと、
前記シリンダ装置が前記射出プランジャから受ける負荷を検出可能な第２センサと、
を有し、
前記液圧回路及び前記制御装置は、低速射出も前記ポンプから前記シリンダ装置への作動液の供給により行うように構成され、
前記モータは交流モータであり、
前記制御装置は、前記ポンプから前記シリンダ装置へ作動液を供給して低速射出を行うときに、前記第１センサにより検出される速度が所定の低速射出速度に追従するように前記モータに供給される電力の周波数を制御するとともに、前記モータの発生トルクが、前記第２センサの検出結果に基づいて算出される前記モータの負荷トルクよりも所定量だけ大きくなるように前記モータに供給される電力の電流を制御する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の成形機の射出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−５９８１２（Ｐ２０１３−５９８１２Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２７４３７１（Ｐ２０１２−２７４３７１）
【出願日】平成２４年１２月１７日（２０１２．１２．１７）
【分割の表示】特願２００８−７５６４８（Ｐ２００８−７５６４８）の分割
【原出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月１７日（２０１２．１２．１７）
【分割の表示】特願２００８−７５６４８（Ｐ２００８−７５６４８）の分割
【原出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
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