(57)【要約】【課題】弁体の径を大きくすることなく流路断面積を大きくすることができる射出装置を提供する。【解決手段】射出装置３００の方向切替弁８５０は、弁箱８６０と、弁箱８６０の内部において回転自在に配置される円柱状の弁体８７０とを有する。弁体８７０は、弁箱８６０のスクリュシリンダ接続ポート８６１とプランジャシリンダ接続ポート８６２とを連通する第１流路（第１孔８７１Ａ、第２孔８７１Ｂ）と、プランジャシリンダ接続ポート８６２とノズル接続ポート８６３とを連通する第２流路（第１孔８７１Ａ、第３孔８７１Ｃ）とを有する。弁体８７０の第１流路及び第２流路は、弁体８７０の周面８７２の開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃの形状が、周面８７２の周方向よりも弁体８７０の軸方向の方が長い長円形状である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１シリンダと、
第２シリンダと、
ノズルと、
前記第１シリンダ、前記第２シリンダ、及び前記ノズルの間の成形材料の流れ方向の切替を行う方向切替弁と、
を備え、
前記方向切替弁は、弁箱と、前記弁箱の内部において回転自在に配置される円柱状の弁体とを有し、
前記弁箱は、前記第１シリンダの内部に連通する第１シリンダ接続ポートと、前記第２シリンダの内部に連通する第２シリンダ接続ポートと、前記ノズルの内部に連通するノズル接続ポートとを有し、
前記弁体は、前記第１シリンダ接続ポートと前記第２シリンダ接続ポートとを連通する第１流路と、前記第２シリンダ接続ポートと前記ノズル接続ポートとを連通する第２流路とを有し、前記弁箱の内部における回転に応じて前記第１流路と前記第２流路の一方に前記成形材料が流れるように切り替えられ、
前記第１流路及び前記第２流路は、前記弁体の周面の弁体側開口部の形状が、前記周面の周方向よりも前記弁体の軸方向の方が長い長円形状である、
射出装置。
【請求項２】
前記第１流路及び前記第２流路の前記弁体側開口部は、長円形状の長軸が前記軸方向と平行になるよう設けられる、
請求項１に記載の射出装置。
【請求項３】
前記弁箱の前記第１シリンダ接続ポート、前記第２シリンダ接続ポート、前記ノズル接続ポートは、前記弁体と対向する前記弁箱の内周面に設けられる弁箱側開口部を有し、
前記弁箱側開口部は、前記弁体側開口部と対向するときに、前記弁体側開口部の長軸方向の両端と一致するよう形成される、
請求項１または２に記載の射出装置。
【請求項４】
前記弁箱側開口部は、前記弁体側開口部と対向するときに、前記弁体側開口部と開口位置及び輪郭が一致する長円形状に形成される、
請求項３に記載の射出装置。
【請求項５】
第１部材と第２部材と第３部材との間の流体の流れ方向を切り替える方向切替弁であって、
弁箱と、前記弁箱の内部において回転自在に配置される円柱状の弁体とを有し、
前記弁箱は、前記第１部材の内部に連通する第１部材接続ポートと、前記第２部材の内部に連通する第２部材接続ポートと、前記第３部材の内部に連通する第３部材接続ポートとを有し、
前記弁体は、前記第１部材接続ポートと前記第２部材接続ポートとを連通する第１流路と、前記第２部材接続ポートと前記第３部材接続ポートとを連通する第２流路とを有し、前記弁箱の内部における回転に応じて前記第１流路と前記第２流路の一方に前記流体が流れるように切り替えられ、
前記第１流路及び前記第２流路は、前記弁体の周面の弁体側開口部の形状が、前記周面の周方向よりも前記弁体の軸方向の方が長い長円形状である、
方向切替弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出装置及び方向切替弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリプラタイプの射出装置は、可塑化シリンダ（スクリュシリンダ）で溶融した樹脂を射出シリンダ（プランジャシリンダ）に移送し、射出シリンダに供給された樹脂をプランジャでノズルから金型に射出する。可塑化シリンダから射出シリンダへの樹脂の供給、射出シリンダからノズルを介した金型への射出は、切替弁を用いて流路が切り替えられる（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３１８７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、プリプラタイプの射出装置において成形材料（樹脂）の流量を増やすためには、流路断面積を大きくする必要がある。そのためには切替弁のバルブピン（弁体）の内部流路を拡張する必要がある。例えば弁体の円柱形状の径を大きくすることによって、弁体の内部流路を容易に拡張できる。しかし、弁体の径を大きくすると、弁体の周面の面積も増えるため、弁体を回転させる際に摺動抵抗が増大する。このため、流路切替時にエネルギ消費の増大や発熱発生などの問題が生じる虞がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、弁体の径を大きくすることなく流路断面積を大きくすることができる射出装置及び方向切替弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る射出装置は、第１シリンダと、第２シリンダと、ノズルと、前記第１シリンダ、前記第２シリンダ、及び前記ノズルの間の成形材料の流れ方向の切替を行う方向切替弁と、を備え、前記方向切替弁は、弁箱と、前記弁箱の内部において回転自在に配置される円柱状の弁体とを有し、前記弁箱は、前記第１シリンダの内部に連通する第１シリンダ接続ポートと、前記第２シリンダの内部に連通する第２シリンダ接続ポートと、前記ノズルの内部に連通するノズル接続ポートとを有し、前記弁体は、前記第１シリンダ接続ポートと前記第２シリンダ接続ポートとを連通する第１流路と、前記第２シリンダ接続ポートと前記ノズル接続ポートとを連通する第２流路とを有し、前記弁箱の内部における回転に応じて前記第１流路と前記第２流路の一方に前記成形材料が流れるように切り替えられ、前記第１流路及び前記第２流路は、前記弁体の周面の弁体側開口部の形状が、前記周面の周方向よりも前記弁体の軸方向の方が長い長円形状である。
【０００７】
同様に、上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る方向切替弁は、第１部材と第２部材と第３部材との間の流体の流れ方向を切り替える方向切替弁であって、弁箱と、前記弁箱の内部において回転自在に配置される円柱状の弁体とを有し、前記弁箱は、前記第１部材の内部に連通する第１部材接続ポートと、前記第２部材の内部に連通する第２部材接続ポートと、前記第３部材の内部に連通する第３部材接続ポートとを有し、前記弁体は、前記第１部材接続ポートと前記第２部材接続ポートとを連通する第１流路と、前記第２部材接続ポートと前記第３部材接続ポートとを連通する第２流路とを有し、前記弁箱の内部における回転に応じて前記第１流路と前記第２流路の一方に前記流体が流れるように切り替えられ、前記第１流路及び前記第２流路は、前記弁体の周面の弁体側開口部の形状が、前記周面の周方向よりも前記弁体の軸方向の方が長い長円形状である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、弁体の径を大きくすることなく流路断面積を大きくすることができる射出装置及び方向切替弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。
【図２】一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。
【図３】第１実施形態による射出装置を示す図であって、方向切替弁の弁体の第１状態を示す図である。
【図４】第１実施形態による射出装置を示す図であって、方向切替弁の弁体の第２状態を示す図である。
【図５】図３，４中の弁体の構成を示す斜視図である。
【図６】図３，４中の弁箱を水平面（Ｘ−Ｙ平面）で切った斜視断面図である。
【図７】第２実施形態による射出装置を示す図であって、方向切替弁の弁体の第１状態を示す図である。
【図８】第２実施形態による射出装置を示す図であって、方向切替弁の弁体の第２状態を示す図である。
【図９】図７，８中の弁体の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１１】
［第１実施形態］
図１〜図６を参照して第１実施形態を説明する。
【００１２】
［射出成形機の概略構成］
まず図１及び図２を参照して、第１実施形態の構成のベースとなる射出成形機１の全体の概略構成について説明する。なお、図１〜図６などにおいて、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに垂直な方向である。Ｘ方向及びＹ方向は水平方向、Ｚ方向は鉛直方向である。Ｘ方向は、本実施形態に係る射出成形機１の可動プラテン１２０や射出装置３００の移動方向や型開閉方向と同一方向であり、Ｙ方向は射出成形機１の幅方向である。
【００１３】
（射出成形機）
図１は、一実施形態による射出成形機１の型開完了時の状態を示す図である。図２は、一実施形態による射出成形機１の型締時の状態を示す図である。図１〜図２に示すように、射出成形機１は、型締装置１００と、エジェクタ装置２００と、射出装置３００と、移動装置４００と、制御装置７００とを有する。以下、射出成形機１の各構成要素について説明する。
【００１４】
（型締装置）
型締装置１００の説明では、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中左方向）を後方として説明する。
【００１５】
型締装置１００は、金型装置１０の型閉、型締、型開を行う。型締装置１００は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置１００は、固定プラテン１１０、可動プラテン１２０、トグルサポート１３０、タイバー１４０、トグル機構１５０、型締モータ１６０、運動変換機構１７０、および型厚調整機構１８０を有する。
【００１６】
固定プラテン１１０は、フレームＦｒに対し固定される。固定プラテン１１０における可動プラテン１２０との対向面に固定金型１１が取付けられる。
【００１７】
可動プラテン１２０は、フレームＦｒに対し型開閉方向に移動自在とされる。フレームＦｒ上には、可動プラテン１２０を案内するガイド１０１が敷設される。可動プラテン１２０における固定プラテン１１０との対向面に可動金型１２が取付けられる。
【００１８】
固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を進退させることにより、型閉、型締、型開が行われる。固定金型１１と可動金型１２とで金型装置１０が構成される。
【００１９】
トグルサポート１３０は、固定プラテン１１０と間隔をおいて連結され、フレームＦｒ上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート１３０は、フレームＦｒ上に敷設されるガイドに沿って移動自在とされてもよい。トグルサポート１３０のガイドは、可動プラテン１２０のガイド１０１と共通のものでもよい。
【００２０】
尚、本実施形態では、固定プラテン１１０がフレームＦｒに対し固定され、トグルサポート１３０がフレームＦｒに対し型開閉方向に移動自在とされるが、トグルサポート１３０がフレームＦｒに対し固定され、固定プラテン１１０がフレームＦｒに対し型開閉方向に移動自在とされてもよい。
【００２１】
タイバー１４０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０とを型開閉方向に間隔Ｌをおいて連結する。タイバー１４０は、複数本（例えば４本）用いられてよい。各タイバー１４０は、型開閉方向に平行とされ、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１４０には、タイバー１４０の歪を検出するタイバー歪検出器１４１が設けられる。タイバー歪検出器１４１は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。タイバー歪検出器１４１の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。
【００２２】
尚、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器１４１が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪みゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー１４０に限定されない。
【００２３】
トグル機構１５０は、可動プラテン１２０とトグルサポート１３０との間に配設され、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる。トグル機構１５０は、クロスヘッド１５１、一対のリンク群などで構成される。各リンク群は、ピンなどで屈伸自在に連結される第１リンク１５２および第２リンク１５３を有する。第１リンク１５２は可動プラテン１２０に対しピンなどで揺動自在に取付けられ、第２リンク１５３はトグルサポート１３０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３は、第３リンク１５４を介してクロスヘッド１５１に取付けられる。トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させると、第１リンク１５２および第２リンク１５３が屈伸し、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０が進退する。
【００２４】
尚、トグル機構１５０の構成は、図１および図２に示す構成に限定されない。例えば図１および図２では、各リンク群の節点の数が５つであるが、４つでもよく、第３リンク１５４の一端部が、第１リンク１５２と第２リンク１５３との節点に結合されてもよい。
【００２５】
型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に取付けられており、トグル機構１５０を作動させる。型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させることにより、第１リンク１５２および第２リンク１５３を屈伸させ、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を進退させる。型締モータ１６０は、運動変換機構１７０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構１７０に連結されてもよい。
【００２６】
運動変換機構１７０は、型締モータ１６０の回転運動をクロスヘッド１５１の直線運動に変換する。運動変換機構１７０は、ねじ軸１７１と、ねじ軸１７１に螺合するねじナット１７２とを含む。ねじ軸１７１と、ねじナット１７２との間には、ボールまたはローラが介在してよい。
【００２７】
型締装置１００は、制御装置７００による制御下で、型閉工程、型締工程、型開工程などを行う。
【００２８】
型閉工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン１２０を前進させ、可動金型１２を固定金型１１にタッチさせる。クロスヘッド１５１の位置や速度は、例えば型締モータエンコーダ１６１などを用いて検出する。型締モータエンコーダ１６１は、型締モータ１６０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。
【００２９】
型締工程では、型締モータ１６０をさらに駆動してクロスヘッド１５１を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。型締時に可動金型１２と固定金型１１との間にキャビティ空間１４が形成され、射出装置３００がキャビティ空間１４に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。キャビティ空間１４の数は複数でもよく、その場合、複数の成形品が同時に得られる。
【００３０】
型開工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定速度で型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、可動金型１２を固定金型１１から離間させる。その後、エジェクタ装置２００が可動金型１２から成形品を突き出す。
【００３１】
型閉工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および型締工程におけるクロスヘッド１５１の速度や位置（速度の切替位置、型閉完了位置、型締位置を含む）は、一連の設定条件として、まとめて設定される。尚、クロスヘッド１５１の速度や位置などの代わりに、可動プラテン１２０の速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置（例えば型締位置）や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。
【００３２】
ところで、トグル機構１５０は、型締モータ１６０の駆動力を増幅して可動プラテン１２０に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第１リンク１５２と第２リンク１５３とのなす角θ（以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ）に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド１５１の位置から求められる。リンク角度θが１８０°のとき、トグル倍率が最大になる。
【００３３】
金型装置１０の交換や金型装置１０の温度変化などにより金型装置１０の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば可動金型１２が固定金型１１にタッチする型タッチの時点でトグル機構１５０のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。
【００３４】
型締装置１００は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整することで、型厚調整を行う型厚調整機構１８０を有する。型厚調整機構１８０は、タイバー１４０の後端部に形成されるねじ軸１８１と、トグルサポート１３０に回転自在に保持されるねじナット１８２と、ねじ軸１８１に螺合するねじナット１８２を回転させる型厚調整モータ１８３とを有する。
【００３５】
ねじ軸１８１およびねじナット１８２は、タイバー１４０ごとに設けられる。型厚調整モータ１８３の回転は、回転伝達部１８５を介して複数のねじナット１８２に伝達されてよい。複数のねじナット１８２を同期して回転できる。尚、回転伝達部１８５の伝達経路を変更することで、複数のねじナット１８２を個別に回転することも可能である。
【００３６】
回転伝達部１８５は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット１８２の外周に受動歯車が形成され、型厚調整モータ１８３の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の受動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート１３０の中央部に回転自在に保持される。尚、回転伝達部１８５は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。
【００３７】
型厚調整機構１８０の動作は、制御装置７００によって制御される。制御装置７００は、型厚調整モータ１８３を駆動して、ねじナット１８２を回転させることで、ねじナット１８２を回転自在に保持するトグルサポート１３０の固定プラテン１１０に対する位置を調整し、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。
【００３８】
尚、本実施形態では、ねじナット１８２がトグルサポート１３０に対し回転自在に保持され、ねじ軸１８１が形成されるタイバー１４０が固定プラテン１１０に対し固定されるが、本発明はこれに限定されない。
【００３９】
例えば、ねじナット１８２が固定プラテン１１０に対し回転自在に保持され、タイバー１４０がトグルサポート１３０に対し固定されてもよい。この場合、ねじナット１８２を回転させることで、間隔Ｌを調整できる。
【００４０】
また、ねじナット１８２がトグルサポート１３０に対し固定され、タイバー１４０が固定プラテン１１０に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー１４０を回転させることで、間隔Ｌを調整できる。
【００４１】
さらにまた、ねじナット１８２が固定プラテン１１０に対し固定され、タイバー１４０がトグルサポート１３０に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー１４０を回転させることで間隔Ｌを調整できる。
【００４２】
間隔Ｌは、型厚調整モータエンコーダ１８４を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ１８４は、型厚調整モータ１８３の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。型厚調整モータエンコーダ１８４の検出結果は、トグルサポート１３０の位置や間隔Ｌの監視や制御に用いられる。
【００４３】
型厚調整機構１８０は、互いに螺合するねじ軸１８１とねじナット１８２の一方を回転させることで、間隔Ｌを調整する。複数の型厚調整機構１８０が用いられてもよく、複数の型厚調整モータ１８３が用いられてもよい。
【００４４】
尚、本実施形態の型厚調整機構１８０は、間隔Ｌを調整するため、タイバー１４０に形成されるねじ軸１８１とねじ軸１８１に螺合されるねじナット１８２とを有するが、本発明はこれに限定されない。
【００４５】
例えば、型厚調整機構１８０は、タイバー１４０の温度を調節するタイバー温調器を有してもよい。タイバー温調器は、各タイバー１４０に取付けられ、複数本のタイバー１４０の温度を連携して調整する。タイバー１４０の温度が高いほど、タイバー１４０は熱膨張によって長くなり、間隔Ｌが大きくなる。複数本のタイバー１４０の温度は独立に調整することも可能である。
【００４６】
タイバー温調器は、例えばヒータなどの加熱器を含み、加熱によってタイバー１４０の温度を調節する。タイバー温調器は、水冷ジャケットなどの冷却器を含み、冷却によってタイバー１４０の温度を調節してもよい。タイバー温調器は、加熱器と冷却器の両方を含んでもよい。
【００４７】
尚、本実施形態の型締装置１００は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。竪型の型締装置は、下プラテン、上プラテン、トグルサポート、タイバー、トグル機構、および型締モータなどを有する。下プラテンと上プラテンのうち、いずれか一方が固定プラテン、残りの一方が可動プラテンとして用いられる。下プラテンには下金型が取付けられ、上プラテンには上金型が取付けられる。下金型と上金型とで金型装置が構成される。下金型は、ロータリーテーブルを介して下プラテンに取付けられてもよい。トグルサポートは、下プラテンの下方に配設され、タイバーを介して上プラテンと連結される。タイバーは、上プラテンとトグルサポートとを型開閉方向に間隔をおいて連結する。トグル機構は、トグルサポートと下プラテンとの間に配設され、可動プラテンを昇降させる。型締モータは、トグル機構を作動させる。型締装置が竪型である場合、タイバーの本数は通常３本である。尚、タイバーの本数は特に限定されない。
【００４８】
尚、本実施形態の型締装置１００は、駆動源として、型締モータ１６０を有するが、型締モータ１６０の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置１００は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。
【００４９】
（エジェクタ装置）
エジェクタ装置２００の説明では、型締装置１００の説明と同様に、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中左方向）を後方として説明する。
【００５０】
エジェクタ装置２００は、金型装置１０から成形品を突き出す。エジェクタ装置２００は、エジェクタモータ２１０、運動変換機構２２０、およびエジェクタロッド２３０などを有する。
【００５１】
エジェクタモータ２１０は、可動プラテン１２０に取付けられる。エジェクタモータ２１０は、運動変換機構２２０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構２２０に連結されてもよい。
【００５２】
運動変換機構２２０は、エジェクタモータ２１０の回転運動をエジェクタロッド２３０の直線運動に変換する。運動変換機構２２０は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。
【００５３】
エジェクタロッド２３０は、可動プラテン１２０の貫通穴において進退自在とされる。エジェクタロッド２３０の前端部は、可動金型１２の内部に進退自在に配設される可動部材１５と接触する。エジェクタロッド２３０の前端部は、可動部材１５と連結されていても、連結されていなくてもよい。
【００５４】
エジェクタ装置２００は、制御装置７００による制御下で、突き出し工程を行う。
【００５５】
突き出し工程では、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を設定速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、可動部材１５を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を設定速度で後退させ、可動部材１５を元の待機位置まで後退させる。エジェクタロッド２３０の位置や速度は、例えばエジェクタモータエンコーダ２１１を用いて検出する。エジェクタモータエンコーダ２１１は、エジェクタモータ２１０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。
【００５６】
（射出装置）
射出装置３００の説明では、型締装置１００の説明やエジェクタ装置２００の説明とは異なり、充填時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中右方向）を後方として説明する。
【００５７】
射出装置３００は、フレームＦｒに対し進退自在なスライドベース３０１に設置され、金型装置１０に対し進退自在とされる。射出装置３００は、金型装置１０にタッチし、金型装置１０内のキャビティ空間１４に成形材料を充填する。射出装置３００は、例えば、シリンダ３１０、ノズル３２０、スクリュ３３０、計量モータ３４０、射出モータ３５０、圧力検出器３６０などを有する。
【００５８】
シリンダ３１０は、供給口３１１から内部に供給された成形材料を加熱する。供給口３１１はシリンダ３１０の後部に形成される。シリンダ３１０の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器３１２が設けられる。冷却器３１２よりも前方において、シリンダ３１０の外周には、バンドヒータなどの加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。
【００５９】
シリンダ３１０は、シリンダ３１０の軸方向（図１および図２中左右方向）に複数のゾーンに区分される。各ゾーンに加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。ゾーン毎に、温度検出器３１４の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。
【００６０】
ノズル３２０は、シリンダ３１０の前端部に設けられ、金型装置１０に対し押し付けられる。ノズル３２０の外周には、加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。ノズル３２０の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。
【００６１】
スクリュ３３０は、シリンダ３１０内において回転自在に且つ進退自在に配設される。スクリュ３３０を回転させると、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ３１０からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。その後、スクリュ３３０を前進させると、スクリュ３３０前方に蓄積された液状の成形材料がノズル３２０から射出され、金型装置１０内に充填される。
【００６２】
スクリュ３３０の前部には、スクリュ３３０を前方に押すときにスクリュ３３０の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング３３１が進退自在に取付けられる。
【００６３】
逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を前進させるときに、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置（図２参照）までスクリュ３３０に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ３３０前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。
【００６４】
一方、逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を回転させるときに、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置（図１参照）までスクリュ３３０に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ３３０の前方に成形材料が送られる。
【００６５】
逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０と共に回転する共回りタイプと、スクリュ３３０と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。
【００６６】
尚、射出装置３００は、スクリュ３３０に対し逆流防止リング３３１を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。
【００６７】
計量モータ３４０は、スクリュ３３０を回転させる。スクリュ３３０を回転させる駆動源は、計量モータ３４０には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。
【００６８】
射出モータ３５０は、スクリュ３３０を進退させる。射出モータ３５０とスクリュ３３０との間には、射出モータ３５０の回転運動をスクリュ３３０の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ３３０を進退させる駆動源は、射出モータ３５０には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。
【００６９】
圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間で伝達される圧力を検出する。圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間の力の伝達経路に設けられ、圧力検出器３６０に作用する圧力を検出する。
【００７０】
圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。圧力検出器３６０の検出結果は、スクリュ３３０が成形材料から受ける圧力、スクリュ３３０に対する背圧、スクリュ３３０から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。
【００７１】
射出装置３００は、制御装置７００による制御下で、充填工程、保圧工程、計量工程などを行う。
【００７２】
充填工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を設定速度で前進させ、スクリュ３３０の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置１０内のキャビティ空間１４に充填させる。スクリュ３３０の位置や速度は、例えば射出モータエンコーダ３５１を用いて検出する。射出モータエンコーダ３５１は、射出モータ３５０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切替（所謂、Ｖ／Ｐ切替）が行われる。Ｖ／Ｐ切替が行われる位置をＶ／Ｐ切替位置とも呼ぶ。スクリュ３３０の設定速度は、スクリュ３３０の位置や時間などに応じて変更されてもよい。
【００７３】
尚、充填工程においてスクリュ３３０の位置が設定位置に達した後、その設定位置にスクリュ３３０を一時停止させ、その後にＶ／Ｐ切替が行われてもよい。Ｖ／Ｐ切替の直前において、スクリュ３３０の停止の代わりに、スクリュ３３０の微速前進または微速後退が行われてもよい。
【００７４】
保圧工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を前方に押し、スクリュ３３０の前端部における成形材料の圧力（以下、「保持圧力」とも呼ぶ。）を設定圧に保ち、シリンダ３１０内に残る成形材料を金型装置１０に向けて押す。金型装置１０内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。
【００７５】
保圧工程では金型装置１０内のキャビティ空間１４の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間１４の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間１４からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間１４内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮のため、冷却工程中に計量工程が行われてよい。
【００７６】
計量工程では、計量モータ３４０を駆動してスクリュ３３０を設定回転数で回転させ、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。スクリュ３３０の回転数は、例えば計量モータエンコーダ３４１を用いて検出する。計量モータエンコーダ３４１は、計量モータ３４０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。
【００７７】
計量工程では、スクリュ３３０の急激な後退を制限すべく、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ３３０に対する背圧は、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０が計量完了位置まで後退し、スクリュ３３０の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。
【００７８】
尚、本実施形態の射出装置３００は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内にはスクリュが回転自在にまたは回転自在に且つ進退自在に配設され、射出シリンダ内にはプランジャが進退自在に配設される。
【００７９】
また、本実施形態の射出装置３００は、シリンダ３１０の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ３１０の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。
【００８０】
（移動装置）
移動装置４００の説明では、射出装置３００の説明と同様に、充填時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中右方向）を後方として説明する。
【００８１】
移動装置４００は、金型装置１０に対し射出装置３００を進退させる。また、移動装置４００は、金型装置１０に対しノズル３２０を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。移動装置４００は、液圧ポンプ４１０、駆動源としてのモータ４２０、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ４３０などを含む。
【００８２】
液圧ポンプ４１０は、第１ポート４１１と、第２ポート４１２とを有する。液圧ポンプ４１０は、両方向回転可能なポンプであり、モータ４２０の回転方向を切り替えることにより、第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液（例えば油）を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ４１０はタンクから作動液を吸引して第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。
【００８３】
モータ４２０は、液圧ポンプ４１０を作動させる。モータ４２０は、制御装置７００からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ４１０を駆動する。モータ４２０は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。
【００８４】
液圧シリンダ４３０は、シリンダ本体４３１、ピストン４３２、およびピストンロッド４３３を有する。シリンダ本体４３１は、射出装置３００に対して固定される。ピストン４３２は、シリンダ本体４３１の内部を、第１室としての前室４３５と、第２室としての後室４３６とに区画する。ピストンロッド４３３は、固定プラテン１１０に対して固定される。
【００８５】
液圧シリンダ４３０の前室４３５は、第１流路４０１を介して、液圧ポンプ４１０の第１ポート４１１と接続される。第１ポート４１１から吐出された作動液が第１流路４０１を介して前室４３５に供給されることで、射出装置３００が前方に押される。射出装置３００が前進され、ノズル３２０が固定金型１１に押し付けられる。前室４３５は、液圧ポンプ４１０から供給される作動液の圧力によってノズル３２０のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。
【００８６】
一方、液圧シリンダ４３０の後室４３６は、第２流路４０２を介して液圧ポンプ４１０の第２ポート４１２と接続される。第２ポート４１２から吐出された作動液が第２流路４０２を介して液圧シリンダ４３０の後室４３６に供給されることで、射出装置３００が後方に押される。射出装置３００が後退され、ノズル３２０が固定金型１１から離間される。
【００８７】
尚、本実施形態では移動装置４００は液圧シリンダ４３０を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ４３０の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を射出装置３００の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。
【００８８】
（制御装置）
制御装置７００は、図１〜図２に示すようにＣＰＵ（Central
Processing Unit）７０１と、メモリなどの記憶媒体７０２と、入力インターフェース７０３と、出力インターフェース７０４とを有する。制御装置７００は、記憶媒体７０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ７０１に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置７００は、入力インターフェース７０３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース７０４で外部に信号を送信する。
【００８９】
制御装置７００は、型閉工程や型締工程、型開工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。また、制御装置７００は、型締工程の間に、計量工程や充填工程、保圧工程などを行う。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、１回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」とも呼ぶ。
【００９０】
制御装置７００は、操作装置７５０や表示装置７６０と接続されている。操作装置７５０は、ユーザによる入力操作を受け付け、入力操作に応じた信号を制御装置７００に出力する。表示装置７６０は、制御装置７００による制御下で、操作装置７５０における入力操作に応じた操作画面を表示する。
【００９１】
操作画面は、射出成形機１の設定などに用いられる。操作画面は、複数用意され、切り替えて表示されたり、重ねて表示されたりする。ユーザは、表示装置７６０で表示される操作画面を見ながら、操作装置７５０を操作することにより射出成形機１の設定（設定値の入力を含む）などを行う。
【００９２】
操作装置７５０および表示装置７６０は、例えばタッチパネルで構成され、一体化されてよい。尚、本実施形態の操作装置７５０および表示装置７６０は、一体化されているが、独立に設けられてもよい。また、操作装置７５０は、複数設けられてもよい。
【００９３】
（プリプラ式射出装置の構成）
第１実施形態では、図１，２に示した射出成形機１の各要素のうち射出装置３００が、プリプラ式の射出装置に置き換えられる。以下、第１実施形態に係る射出成形機１が備える、プリプラ式の射出装置３００の構成について説明する。
【００９４】
図３は、第１実施形態による射出装置３００を示す図であって、方向切替弁８５０の弁体８７０の第１状態を示す図である。図４は、第１実施形態による射出装置３００を示す図であって、方向切替弁８５０の弁体８７０の第２状態を示す図である。図３および図４は、弁体８７０の回転中心線に対し垂直な断面図である。図３および図４に示すように、射出装置３００は、スクリュシリンダ８２０（第１シリンダ、第１部材）、スクリュ８２２、スクリュ駆動部８２４、プランジャシリンダ８３０（第２シリンダ、第２部材）、プランジャ８３２、プランジャ駆動部８３４、ノズル８４０（第３部材）、方向切替弁８５０、および制御装置７００を備える。
【００９５】
スクリュシリンダ８２０は、外部から固体の成形材料が内部に供給される。スクリュシリンダ８２０は、固体の成形材料を加熱し、溶融させる。スクリュシリンダ８２０の外周には、ヒータなどの加熱源が設けられる。
【００９６】
スクリュ８２２は、スクリュシリンダ８２０の内部に配設され、スクリュシリンダ８２０の内部の成形材料を移動させる。スクリュ８２２は、スクリュシリンダ８２０の内部に進退自在に且つ回転自在に配設されてよい。尚、スクリュ８２２は、スクリュシリンダ８２０の内部に進退不能に且つ回転自在に配設されてもよい。
【００９７】
スクリュ駆動部８２４は、スクリュ８２２を作動させる。スクリュ駆動部８２４は、例えばスクリュ回転モータ８２５、およびスクリュ進退モータ８２６を有する。スクリュ回転モータ８２５は、スクリュ８２２を回転させる。スクリュ進退モータ８２６は、スクリュ８２２を進退させる。スクリュ８２２とスクリュ進退モータ８２６との間には、スクリュ進退モータ８２６の回転運動をスクリュ８２２の直線運動に変換する運動変換機構が設けられる。運動変換機構は、例えばボールねじなどで構成される。
【００９８】
プランジャシリンダ８３０は、スクリュシリンダ８２０から成形材料が内部に供給される。プランジャシリンダ８３０の外周には、ヒータなどの加熱源が設けられる。
【００９９】
プランジャ８３２は、プランジャシリンダ８３０の内部に配設され、プランジャシリンダ８３０の内部の成形材料を移動させる。プランジャ８３２は、プランジャシリンダ８３０の内部に進退自在に配設される。
【０１００】
プランジャ駆動部８３４は、プランジャ８３２を作動させる。プランジャ駆動部８３４は、プランジャ進退モータ８３６を有する。プランジャ進退モータ８３６は、プランジャ８３２を進退させる。プランジャ８３２とプランジャ進退モータ８３６との間には、プランジャ進退モータ８３６の回転運動をプランジャ８３２の直線運動に変換する運動変換機構が設けられる。運動変換機構は、例えばボールねじなどで構成される。
【０１０１】
ノズル８４０は、方向切替弁５０から供給される成形材料を金型装置に射出する。金型装置の内部に充填された液状の成形材料が固化され、成形品が成形される。
【０１０２】
方向切替弁８５０は、スクリュシリンダ８２０と、プランジャシリンダ８３０と、ノズル８４０との間の成形材料（流体）の流れ方向の切替を行う。方向切替弁８５０は、弁箱８６０と、この弁箱８６０の内部において回転自在に配置される円柱状の弁体８７０とを有する。
【０１０３】
弁箱８６０は、スクリュシリンダ接続ポート８６１（第１シリンダ接続ポート、第１部材接続ポート）と、プランジャシリンダ接続ポート８６２（第２シリンダ接続ポート、第２部材接続ポート）と、ノズル接続ポート８６３（第３部材接続ポート）とを有する。スクリュシリンダ接続ポート８６１は、スクリュシリンダ８２０の内部に連通する。プランジャシリンダ接続ポート８６２は、プランジャシリンダ８３０の内部に連通する。ノズル接続ポート８６３は、ノズル８４０の内部に連通する。
【０１０４】
プランジャシリンダ接続ポート８６２とノズル接続ポート８６３とは、例えば弁体８７０の回転中心線を挟んで互いに反対側に設けられる。一方、スクリュシリンダ接続ポート８６１は、例えばプランジャシリンダ接続ポート８６２とノズル接続ポート８６３の両方から、弁体８７０の外周に沿って略等距離の位置に設けられる。つまり、弁体８７０の回転中心線を中心に所定方向（図３および図４では反時計回り）に、プランジャシリンダ接続ポート８６２と、スクリュシリンダ接続ポート８６１と、ノズル接続ポート８６３とがこの順で９０°ピッチで配置される。
【０１０５】
弁体８７０は、弁箱８６０の内部で回転されることで、第１状態（図３参照）と第２状態（図４参照）とに切り替えられる。弁体８７０は、第１状態のとき、スクリュシリンダ接続ポート８６１とプランジャシリンダ接続ポート８６２とを連通し、且つノズル接続ポート８６３を塞ぐ。一方、弁体８７０は、第２状態のとき、プランジャシリンダ接続ポート８６２とノズル接続ポート８６３とを連通し、且つスクリュシリンダ接続ポート８６１を塞ぐ。このような２つの状態を切り替え可能とすべく、第１実施形態では、弁体８７０の内部には、弁体８７０の回転中心線の方向から視たときに略丁字状となる流路８７１が設けられている。
【０１０６】
尚、弁体８７０の状態は、図３に示す第１状態、図４に示す第２状態に限定されない。例えば、弁体８７０は、スクリュシリンダ接続ポート８６１、プランジャシリンダ接続ポート８６２、およびノズル接続ポート８６３を同時に塞ぐ状態をとりうる。また、弁体８７０は、スクリュシリンダ接続ポート８６１とノズル接続ポート８６３とを連通し、且つプランジャシリンダ接続ポート８６２を塞ぐ状態をとりうる。
【０１０７】
制御装置７００は、スクリュ駆動部８２４、プランジャ駆動部８３４、および方向切替弁８５０などを制御する。
【０１０８】
（弁体の構成）
図５は、図３，４中の弁体８７０の構成を示す斜視図である。図５に示すように、弁体８７０は、弁箱８６０の内部において回転自在に配置されるように略円柱状に形成されている。また、上述のとおり、弁体８７０の内部には略丁字状の流路８７１が設けられている。この流路８７１は、図３，４に示すように、弁体８７０の回転中心線を中心に所定方向（図３および図４では時計回り）に９０°ピッチで配置される、第１孔８７１Ａ、第２孔８７１Ｂ、第３孔８７１Ｃから成る。
【０１０９】
図３に示すように、弁体８７０が第１状態のとき、第１孔８７１Ａがスクリュシリンダ接続ポート８６１と対向して連通し、第２孔８７１Ｂがプランジャシリンダ接続ポート８６２と対向して連通する。すなわち、弁体８７０の流路８７１のうち第１孔８７１Ａおよび第２孔８７１Ｂが、スクリュシリンダ接続ポート８６１とプランジャシリンダ接続ポート８６２とを連通する第１流路となる。
【０１１０】
また、図４に示すように、弁体８７０が第２状態のとき、第１孔８７１Ａがプランジャシリンダ接続ポート８６２と対向して連通し、第３孔８７１Ｃがノズル接続ポート８６３と対向して連通する。すなわち、流路８７１のうち第１孔８７１Ａおよび第３孔８７１Ｃが、第２状態のときにプランジャシリンダ接続ポート８６２とノズル接続ポート８６３とを連通する第２流路となる。
【０１１１】
これらの第１流路及び前記第２流路、すなわち第１孔８７１Ａ、第２孔８７１Ｂ、第３孔８７１Ｃは、弁体８７０の周面８７２に開口している。それぞれの開口を開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃ（弁体側開口部）と呼ぶ。そして特に本実施形態では、これらの開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃの形状が、周面８７２の周方向よりも弁体８７０の軸方向の方が長い長円形状である。より詳細には、開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃは、長円形状の長軸が弁体８７０の軸方向と平行になるよう設けられている。
【０１１２】
図６は、図３，４中の弁箱８６０を水平面（Ｘ−Ｙ平面）で切った斜視断面図である。図６の切断面は、弁体８７０の回転中心線に沿って配置されている。図３，４に示すように、スクリュシリンダ接続ポート８６１、プランジャシリンダ接続ポート８６２、ノズル接続ポート８６３は、弁体８７０と対向する弁箱８６０の内周面８６４に開口している。それぞれの開口を開口部８６５Ａ，８６５Ｂ，８６５Ｃ（弁箱側開口部）と呼ぶ。図６にはこのうち開口部５６５Ｂ，５６５Ｃのみを示すが、これらの開口部８６５Ａ，８６５Ｂ，８６５Ｃの形状は、弁体８７０の開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃと同一の長円形状である。
【０１１３】
すなわち、弁体８７０の開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃと、弁箱８６０の開口部８６５Ａ，８６５Ｂ，８６５Ｃとは、弁体８７０が弁箱８６０の内部において回転して互いに対向する位置にあるときに開口位置及び輪郭が一致して、樹脂流路の段差が無いように形成されている。図６には、第２状態において、弁体８７０の第１孔８７１Ａの開口部８７３Ａと、弁箱８６０のプランジャシリンダ接続ポート８６２の開口部８６５Ｂとが対向し、弁体８７０の第３孔８７１Ｃの開口部８７３Ｃと、弁箱８６０のノズル接続ポート８６３の開口部８６５Ｃとが対向している場合を例示している。
【０１１４】
次に、第１実施形態に係る射出装置３００及び方向切替弁８５０の効果を説明する。第１実施形態の射出装置３００及び方向切替弁８５０において、方向切替弁８５０は、弁箱８６０と、弁箱８６０の内部において回転自在に配置される円柱状の弁体８７０とを有する。弁箱８６０は、スクリュシリンダ８２０の内部に連通するスクリュシリンダ接続ポート８６１と、プランジャシリンダ８３０の内部に連通するプランジャシリンダ接続ポート８６２と、ノズル８４０の内部に連通するノズル接続ポート８６３とを有する。弁体８７０は、スクリュシリンダ接続ポート８６１とプランジャシリンダ接続ポート８６２とを連通する第１流路（第１孔８７１Ａ、第２孔８７１Ｂ）と、プランジャシリンダ接続ポート８６２とノズル接続ポート８６３とを連通する第２流路（第１孔８７１Ａ、第３孔８７１Ｃ）とを有し、弁箱８６０の内部における回転に応じて第１流路と第２流路の一方に成形材料が流れるように切り替えられる。弁体８７０の第１流路及び第２流路は、弁体８７０の周面８７２の開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃの形状が、周面８７２の周方向よりも弁体８７０の軸方向の方が長い長円形状である。
【０１１５】
従来のプリプラタイプの射出装置では、方向切替弁の弁体に設けられる内部流路の開口部は真円形状で形成されるのが一般的であった（例えば特許文献１参照）。この射出装置において成形材料の流量を増やすためには、流路断面積を大きくする必要がある。そのためには切替弁の弁体の開口部や内部流路を拡張する必要がある。例えば弁体の円柱形状の径を大きくすることによって、弁体の開口部や内部流路を容易に拡張できる。しかし、弁体の径を大きくすると、弁体の周面の面積も増えるため、弁体を回転させる際に摺動抵抗が増大する。このため、流路切替時にエネルギ消費の増大や発熱発生などの問題が生じる虞がある。一方、弁体の径を同一のまま開口部や内部流路を大きくすると、隣接する開口部の間隙が少なくなり、弁体の強度が低下する虞がある。このため、径同一のままだと、成形材料流量を増やせる量が多くない。
【０１１６】
そこで第１実施形態では、弁体８７０の内部流路８７１の開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃの形状を、周面８７２の周方向よりも弁体８７０の軸方向の方が長い長円形状とする。この構成により、各開口部の形状を、隣接する他の開口部の径方向の間隙を狭めることなく、従来の真円形状から軸方向に延ばして長円形状に拡張できる。これにより、第１実施形態に係る射出装置３００及び方向切替弁８５０は、弁体８７０の径を大きくすることなく流路断面積を大きくすることができる。
【０１１７】
また、第１実施形態の射出装置３００及び方向切替弁８５０では、弁体８７０の内部流路８７１の開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃは、長円形状の長軸が弁体８７０の軸方向と平行になるよう設けられる。これにより、開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃの長円形状の長軸方向を同一にでき、長円形状を延ばしても他の開口部と交差することがないので、弁体８７０の流路８７１や開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃのさらなる拡張を容易にでき、弁体８７０の径を大きくすることなく流量をさらに増やすことができる。
【０１１８】
また、第１実施形態の射出装置３００及び方向切替弁８５０では、弁箱８６０のスクリュシリンダ接続ポート８６１、プランジャシリンダ接続ポート８６２、ノズル接続ポート８６３は、弁体８７０と対向する弁箱８６０の内周面８６４に設けられる開口部８６５Ａ，８６５Ｂ，８６５Ｃを有する。これらの開口部８６５Ａ，８６５Ｂ，８６５Ｃは、弁体８７０側の開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃと対向するときに、開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃの長軸方向の両端と一致するよう形成される。より詳細には、弁箱８６０側の開口部８６５Ａ，８６５Ｂ，８６５Ｃは、弁体８７０側の開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃと対向するときに、開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃと開口位置及び輪郭が一致する長円形状に形成される。
【０１１９】
この構成により、弁体８７０が弁箱８６０の内部において回転して、弁体８７０側の各開口部８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃのいずれかが、弁箱８６０側の開口部８６５Ａ，８６５Ｂ，８６５Ｃのいずれかと互いに対向する位置にあるときに、両者の開口位置及び輪郭が一致しているので、樹脂流路に段差が生じない。このため、弁箱８６０と弁体８７０との間の流路接続部において、成形材料が流路から受ける抵抗を低減して成形材料を流れやすくできる。これにより、成形材料の流量をさらに増加でき、また、射出装置の内部に成形材料を流す際のエネルギ損失や熱発生を抑制できる。
【０１２０】
［第２実施形態］
図７〜図９を参照して第２実施形態を説明する。図７は、第２実施形態による射出装置３００を示す図であって、方向切替弁８５０の弁体９７０の第１状態を示す図である。図８は、第２実施形態による射出装置３００を示す図であって、方向切替弁８５０の弁体９７０の第２状態を示す図である。図９は、図７，８中の弁体９７０の構成を示す斜視図である。
【０１２１】
図７〜図９に示す通り、第２実施形態では、射出装置３００の要素である方向切替弁８５０の弁体９７０の流路の構成が第１実施形態と異なる。なお、弁箱８６０の構成は第１実施形態と同様である。
【０１２２】
第２実施形態の弁体９７０は、図７および図８に示すように、第１栓部９７１と、第２栓部９７２とを、弁体９７０の外周に沿って間隔をおいて有する。第１栓部９７１は、弁体９７０の状態が図７に示す第１状態のときに、ノズル接続ポート８６３を塞ぐものである。一方、第２栓部９７２は、弁体９７０の状態が図８に示す第２状態のときに、スクリュシリンダ接続ポート８６１を塞ぐものである。第１栓部９７１と第２栓部９７２とは連結されており一体的に回転する。
【０１２３】
弁体９７０は、第１栓部９７１と第２栓部９７２との間に、成形材料が流れる流路を有する。例えば、弁体９７０は、第１栓部９７１と第２栓部９７２との間に、第１流路９７３と第２流路９７４とを有する。
【０１２４】
第１流路９７３は、計量工程において用いられ、スクリュシリンダ接続ポート８６１とプランジャシリンダ接続ポート８６２とを連通する。第１流路９７３は、例えば図７および図８に示すように断面視で折れ線状に形成される。
【０１２５】
一方、第２流路９７４は、充填工程において用いられ、プランジャシリンダ接続ポート８６２とノズル接続ポート８６３とを連通する。第２流路９７４は、例えば図７および図８に示すように断面視で直線状に形成される。
【０１２６】
第１流路９７３と第２流路９７４とは、図７および図８では途中で交わっており、断面視で略Ｋ字状に形成されている。尚、第１流路９７３と第２流路９７４とは、途中で交わらなくてもよい。
【０１２７】
第１栓部９７１の片側には、第１流路９７３の入口９７３ａと、第２流路９７４の出口９７４ｂとが設けられる。第１流路９７３の入口９７３ａと第２流路９７４の出口９７４ｂとは、本実施形態では第１仕切部９７５によって仕切られるが、仕切られずに１つにまとめられていてもよい。
【０１２８】
一方、第１栓部９７１の反対側には、第１流路９７３の出口９７３ｂと、第２流路９７４の入口９７４ａとが設けられる。第１流路９７３の出口９７３ｂと第２流路９７４の入口９７４ａとは、本実施形態では第２仕切部９７６によって仕切られるが、仕切られずに１つにまとめられていてもよい。
【０１２９】
第１流路９７３の入口９７３ａ及び出口９７３ｂと、第２流路９７４の入口９７４ａ及び出口９７４ｂが、それぞれ弁体９７０の周面９７７に開口する第１流路９７３の開口部と、第２流路９７４の開口部である。そして、これらの開口部に相当する第１流路９７３の入口９７３ａ及び出口９７３ｂと、第２流路９７４の入口９７４ａ及び出口９７４ｂの形状は、周面９７７の周方向よりも弁体９７０の軸方向の方が長い長円形状である。より詳細には、第１流路９７３の入口９７３ａ及び出口９７３ｂと、第２流路９７４の入口９７４ａ及び出口９７４ｂは、長円形状の長軸が弁体９７０の軸方向と平行になるよう設けられている。
【０１３０】
第２実施形態では、弁体９７０の外周に沿って第１栓部９７１と第２栓部９７２が別々に設けられるため、第１状態と第２状態との切替に要する弁体９７０の回転角を従来よりも低減できる。具体的には、例えば、第１状態と第２状態との切替に要する弁体９７０の回転角を、第１実施形態の弁体８７０の場合の９０°から、４５°に半減できる。よって、成形材料の流れ方向の切替にかかる時間を短縮でき、成形サイクル時間を短縮できる。また、弁体９７０を回転させる駆動源としてシリンダが用いられる場合、シリンダの長さを短縮でき、シリンダの作動液を蓄えるタンクの容積を低減できる。
【０１３１】
尚、第１状態と第２状態との切替に要する弁体９７０の回転角は、４５°に限定されず、４５°以上でもよいし、４５°未満でもよい。第１実施形態の弁体８７０よりも、第１状態と第２状態との切替に要する弁体９７０の回転角が低減できればよい。
【０１３２】
第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、弁体９７０の内部流路の開口部（第１流路９７３の入口９７３ａ及び出口９７３ｂ、第２流路９７４の入口９７４ａ及び出口９７４ｂ）の形状を、周面９７７の周方向よりも弁体９７０の軸方向の方が長い長円形状とする。この構成により、開口部の形状を、隣接する開口部の径方向の間隙を狭めることなく、従来の真円形状から軸方向に延ばして長円形状に拡張できる。第２実施形態では、開口部の径方向の間隙が第１実施形態のものより当初から小さいため、開口部形状を弁体９７０の軸方向側に拡張して流路断面積の拡大を図ることは特に効果的である。これにより、第２実施形態の構成でも、第１実施形態と同様に、弁体９７０の径を大きくすることなく流路断面積を大きくすることができる。
【０１３３】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【０１３４】
上記実施形態では、弁体８７０，９７０の開口部の形状を、長軸が弁体８７０，９７０の軸方向に平行な長円形状としたが、周面８７２，９７７の周方向よりも弁体８７０，９７０の軸方向の方が長い長円形状であればよい。
【０１３５】
上記実施形態では、弁体８７０，９７０の開口部と、弁箱８６０の開口部とを同一の長円形状としたが、弁箱８６０の開口部８６５Ａ，８６５Ｂ，８６５Ｃの形状は他の形状でもよい。弁箱８６０の開口部８６５Ａ，８６５Ｂ，８６５Ｃは、弁体８７０，９７０側の開口部と対向するときに、弁体側開口部の長円形状の長軸方向の両端と一致するよう形成されるのが好ましい。このような形状としては、例えば、弁体８７０，９７０側の開口部の長円形状に対して短軸方向が大きい部分を含む、略十字形状や菱形形状などの形状が挙げられる。
【０１３６】
また、弁箱８６０の流路の断面積を、弁体８７０，９７０の流路の断面積と同じにしてもよい。例えば弁箱８６０の各ポート８６１，８６２，８６３の断面形状を、弁体８７０，９７０の流路と同様の長円形状としてもよい。
【符号の説明】
【０１３７】
１    射出成形機
３００    射出装置
８２０    スクリュシリンダ（第１シリンダ、第１部材）
８３０    プランジャシリンダ（第２シリンダ、第２部材）
８４０    ノズル（第３部材）
８５０    方向切替弁
８６０    弁箱
８６１    スクリュシリンダ接続ポート（第１シリンダ接続ポート、第１部材接続ポート）
８６２    プランジャシリンダ接続ポート（第２シリンダ接続ポート、第２部材接続ポート）
８６３    ノズル接続ポート（第３部材接続ポート）
８７０，９７０    弁体
８７１    流路（第１流路、第２流路）
８７３Ａ，８７３Ｂ，８７３Ｃ    開口部（弁体側開口部）
８６５Ａ，８６５Ｂ，８６５Ｃ    開口部（弁箱側開口部）
９７３    第１流路
９７４    第２流路
９７３ａ、９７４ａ    入口（弁体側開口部）
９７３ｂ、９７４ｂ    出口（弁体側開口部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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