(57)【要約】【課題】減圧ダイカスト装置に使用される遮断弁の遮断時間を短縮すること。【解決手段】遮断弁装置では、シリンダ４０内にピストン３６が配置され、シリンダ４０内はピストン３６によって第１室３４と第２室３５に区画可能である。弁３０は、ピストン３６の移動に連動して移動する。ピストン３６が左向きに移動すると、弁３０が開状態となる。ピストン３６が右向きに移動すると、弁３０が閉状態となる。シリンダ４０の第１室３４と第２室３５の両方に流体を供給することで弁３０を開状態にする構成から、シリンダ４０の第２室３５に流体を供給したままでシリンダ４０の第１室３４から流体を排出することで弁３０を閉状態にする構成に切換可能である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、ピストンと、弁を有し、
シリンダ内にピストンが配置され、シリンダ内はピストンによって第１室と第２室に区画可能であり、
弁は、ピストンの移動に連動して移動し、
シリンダの第１室の容積が増加する向きにピストンが移動すると、弁が第１の向きに移動して第１状態となり、シリンダの第２室の容積が増加する向きにピストンが移動すると、弁が第２の向きに移動して第２状態となり、
シリンダの第１室と第２室の両方に流体を供給することで弁を第１状態にする構成から、シリンダの第２室に流体を供給したままでシリンダの第１室から流体を排出することで弁を第２状態にする構成に切換可能である弁装置。
【請求項２】
流体供給手段と、流体排出部をさらに有し、
シリンダの第１室と第２室の両方と流体供給手段の間を連通させることで弁を第１状態にする構成から、シリンダの第２室と流体供給手段の間を連通したままで、シリンダの第１室と流体排出部の間を連通させることで弁を第２状態にする構成に切換可能である請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
シリンダの第１室と流体排出部の間の連通と遮断を切換える電磁切換弁として、第１弁と第２弁を有し、第１弁は第２弁に比べて通電可能時間は短いが切換速度が速い請求項２に記載の弁装置。
【請求項４】
シリンダの第１室と流体供給手段の間の連通と遮断を切換える電磁切換弁を有し、
その電磁切換弁とシリンダの第１室の間の流路に絞りが設けられている請求項２又は３に記載の弁装置。
【請求項５】
弁を第１状態にするときに供給される流体のエネルギーを蓄積する蓄積手段をさらに有し、
蓄積手段は、弁を第２状態にするときに、蓄積したエネルギーによって第２の向きの力をピストンに加える請求項１〜４のいずれかに記載の弁装置。
【請求項６】
ピストンは、シリンダの第１室に対向する第１面と、シリンダの第２室に対向する第２面を有し、
第１面と第２面の間には、第１面と第２面に同じ大きさの圧力が加わったときに、弁が第１状態となるような面積差が設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の弁装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の弁装置と、キャビティが形成された金型と、排気部を有し、弁が第１状態のときは金型のキャビティと排気部の間が連通され、弁が第２状態のときは金型のキャビティと排気部の間が遮断される減圧ダイカスト装置。
【請求項８】
請求項１に記載の弁装置と、駆動装置と、流体供給手段と、流体排出部を有し、
駆動装置は、第２シリンダと、第２ピストンと、切換弁を有し、
第２シリンダ内に第２ピストンが配置され、第２シリンダ内は第２ピストンによって第１室と第２室に区画可能であり、
切換弁は、第１位置では第２シリンダの第１室と流体供給手段の間を連通させるとともに、第２シリンダの第２室と流体排出部の間を連通させ、第２位置ではシリンダの第２室と流体供給手段の間を連通させるとともに、第２シリンダの第１室と流体排出部の間を連通させ、
切換弁が第１位置にあるか第２位置にあるかにかかわらず、流体供給手段によって供給される流体を弁装置のシリンダの一方の室に連通可能な第１流路に供給可能であり、シリンダの他方の室に連通可能な第２流路の流体を流体排出部に排出可能であるように構成されている装置。
【請求項９】
シリンダの第１室の容積が増加する向きにピストンが移動すると、弁が第１の向きに移動して第１状態となり、シリンダの第２室の容積が増加する向きにピストンが移動すると、弁が第２の向きに移動して第２状態となる弁の駆動方法であって、
シリンダの第１室と第２室の両方に流体を供給することで弁を第１状態にする工程と、
シリンダの第２室に流体を供給したままでシリンダの第１室から流体を排出することで弁を第２状態にする工程を有する弁の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弁装置に関する。本発明はまた、この弁装置を有する減圧ダイカスト装置に関する。本発明はまた、弁の駆動方法に関する。本発明は特に、減圧ダイカスト装置に使用される遮断弁装置に適用することが好ましい。
【０００２】
【従来の技術】弁装置の中には、弁を開状態と閉状態の一方の状態にするよりも他方の状態にする時間の方を短くすることが求められているものがある。このような弁装置として、減圧ダイカスト装置に使用される遮断弁装置がある。この遮断弁装置は、遮断弁を開状態にする時間よりも閉状態にする時間（遮断時間）を短くすることが求められている。
【０００３】
減圧ダイカスト装置では、金型のキャビティと排気部の間の連通と遮断を切換えるために遮断弁が用いられている。この遮断弁は、開状態では金型のキャビティと排気部の間を連通する。閉状態では金型のキャビティと排気部の間を遮断する。金型のキャビティ内に溶湯の充填が完了する直前までは、金型のキャビティ内のガスを排気部に排気するために遮断弁を開状態にする。これにより、溶湯が固まって形成された製品内に残存するガスの量を低減でき、高品質な製品を製造できる。しかし、溶湯の充填が完了するまで遮断弁を開状態にしておくと、溶湯までが排気部に流入してしまうという不都合が生じる。
【０００４】
よって、理想的には、溶湯の充填完了直前まで遮断弁を開状態にして金型のキャビティ内のガスを排気し、溶湯の充填完了と同時に遮断弁を閉状態にして金型のキャビティと排気部の間を遮断することが望まれる。一般には、例えば溶湯の充填がほぼ完了したことが溶湯センサ等で検知されると、そのセンサ信号に基づいて遮断弁装置に遮断指令信号が送られる。「遮断弁装置が遮断指令信号を受けてから遮断弁が閉状態となるまでの時間」、即ち「遮断時間」が短いほど、上記した理想的な状態に近づけることができる。
【０００５】
この「遮断時間」には、「遮断応答時間」と「遮断移動時間」が含まれる。「遮断応答時間」とは、遮断弁装置が遮断指令信号を受けてから実際に遮断弁の移動が開始するまでの時間である。「遮断移動時間」とは、遮断弁が移動を開始してから遮断弁が閉状態となるまでの時間である。
【０００６】
特許文献１には、遮断弁装置が示されている。この遮断弁装置は、シリンダと、ピストンと、遮断弁を有する。シリンダ内にピストンが配置され、シリンダ内はピストンによって第１室と第２室に区画可能である。遮断弁は、ピストンの移動に連動して移動する。シリンダの第１室の容積が増加する向きにピストンが移動すると、遮断弁が開く向きに移動する。シリンダの第２室の容積が増加する向きにピストンが移動すると、遮断弁が閉じる向きに移動する。
【０００７】
この遮断弁装置では、遮断弁を開状態にする場合は、シリンダの第１室に油圧源から流体を供給すると共にシリンダの第２室からタンクに流体を排出するように、切換弁を切換える。また、遮断弁を開状態から閉状態にする場合は、シリンダの第２室に油圧源から流体を供給すると共にシリンダの第１室からタンクに流体を排出するように、切換弁を切換える。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１７９５１８号公報（その公報の図１参照）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の遮断弁装置では、遮断弁を閉状態にする場合には、シリンダの第２室に流体を供給していない状態から流体を供給する状態に切換弁で切換える必要がある。従来の遮断弁装置では、この切換弁の切換えに伴って遮断応答時間が長くなるという問題があった。特に、シリンダの第２室とシリンダの外部にある切換弁の間の流路をある程度長くせざるを得ないため、切換弁が切換わった後に、シリンダの第２室に流体が供給され、ピストンに加わる圧力が上昇し、遮断弁が移動を開始するまでの時間が長かった。
【００１０】
本発明は、弁を所定の状態に位置させる時間を短縮することを目的とする。
より具体的には、本発明は、減圧ダイカスト装置に使用される遮断弁の遮断時間を短縮することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用と効果】本発明の１つの態様の弁装置は、シリンダと、ピストンと、弁を有する。シリンダ内にピストンが配置されている。シリンダ内はピストンによって第１室と第２室に区画可能である。弁は、ピストンの移動に連動して移動する。シリンダの第１室の容積が増加する向きにピストンが移動すると、弁が第１の向きに移動して第１状態となる。シリンダの第２室の容積が増加する向きにピストンが移動すると、弁が第２の向きに移動して第２状態となる。シリンダの第１室と第２室の両方に流体を供給することで弁を第１状態にする構成から、シリンダの第２室に流体を供給したままでシリンダの第１室から流体を排出することで弁を第２状態にする構成に切換可能である。
【００１２】
本発明に係る装置では、弁を第１状態にする場合、シリンダの第１室のみならず、第２室にも流体を供給する。弁を第１状態から第２状態にする場合には、シリンダの第２室に流体を供給したままでシリンダの第１室から流体を排出する。
よって、従来のように、弁（遮断弁）を第２状態（閉状態）にする場合に、シリンダの第２室に流体を供給していない状態から流体を供給する状態に切換弁で切換えなくてもよい。このため、従来の遮断弁装置で存在していたような時間のロス（切換弁が切換わった後に、流体がシリンダの第２室に供給され、ピストンに加わる圧力が上昇し、遮断弁が移動を開始するまでの時間のロス）を低減することができる。このため、従来に比べて、弁を第２状態にする時間（遮断弁装置では遮断応答時間）を短縮することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい態様と本発明の他の態様を記載する。
本発明に係る弁装置は、流体供給手段と、流体排出部をさらに有することが好ましい。シリンダの第１室と第２室の両方と流体供給手段の間を連通させることで弁を第１状態にする構成から、シリンダの第２室と流体供給手段の間を連通したままで、シリンダの第１室と流体排出部の間を連通させることで弁を第２状態にする構成に切換可能であることが好ましい。
【００１４】
弁を第２状態にする場合は、シリンダの第１室と流体供給手段の間を遮断することが好ましい。一方、弁を第２状態にする場合にシリンダの第１室と流体供給手段の間を遮断しない構成の場合は、シリンダの第１室と流体供給手段の間の流路に絞りを設けることが好ましい。シリンダの第１室と第２室に流体を供給する流体供給手段は、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
【００１５】
弁装置は、弁が第１状態（開状態）のときは金型のキャビティと排気部の間を連通させ、弁が第２状態（閉状態）のときは金型のキャビティと排気部の間を遮断する減圧ダイカスト装置用の遮断弁装置であることが好ましい。圧力媒体である流体（液体、気体）としては、油や、グリコールを含む液体や、圧縮エア等を使用することが好ましい。第１状態と第２状態の切換えを制御する制御手段をさらに有することが好ましい。
【００１６】
シリンダの第１室と流体排出部の間の連通と遮断を切換える電磁切換弁を有することが好ましい。また、電磁切換弁として、第１弁と第２弁を有し、第１弁は第２弁に比べて通電可能時間は短いが切換え速度が速いことが好ましい。さらに、第１弁に通電してシリンダの第１室と流体排出部の間を連通させるとともに、第１弁への通電開始と同時又はそれ以降に第２弁への通電を開始し、第１弁の通電時間よりも長い時間通電してシリンダの第１室と流体排出部の間を連通させるようにすることが好ましい。
上記態様によると、弁を第２状態にする時間（遮断弁装置では遮断時間）をより短縮することができる。１つの切換弁で通電可能時間が長く、切換速度が速いもの使用すると、切換弁が大型化してしまう。これに対し、上記態様のような２つの弁を相補的に使用すると、全体として切換弁を小型化できる。
【００１７】
シリンダの第１室と流体供給手段の間の連通と遮断を切換える電磁切換弁を有することが好ましい。その電磁切換弁とシリンダの第１室の間の流路に絞りが設けられていることが好ましい。
上記態様によると、弁を第２状態にするためにシリンダの第１室から流体を排出するときに、電磁切換弁の遮断動作が遅れて、シリンダの第１室と流体供給手段の間が連通していても、絞りの存在によって流体供給手段からシリンダの第１室へ流体が流入することを抑制できる。よって、弁を第２状態にする時間（遮断弁装置では遮断時間）を短縮することができる。
【００１８】
弁を第１状態にするときに供給される流体のエネルギーを蓄積する蓄積手段をさらに有することが好ましい。蓄積手段は、弁を第２状態にするときに、蓄積したエネルギーによって第２の向きの力をピストンに加えることが好ましい。蓄積手段は、付勢部材（弾性体（スプリング、板バネ等）等）や、アキュムレータ（蓄圧部）であることが好ましい。
上記態様によると、弁を第２状態にする時間（遮断弁装置では遮断移動時間）をより短縮することができる。
【００１９】
ピストンは、シリンダの第１室に対向する第１面と、シリンダの第２室に対向する第２面を有し、第１面と第２面の間には、第１面と第２面に同じ大きさの圧力が加わったときに、弁が第１状態となるような面積差が設けられていることが好ましい。
上記態様によると、１つの流体供給手段によってシリンダの第１室と第２室に圧力の等しい流体を供給した場合も、弁を第１状態にすることができる。よって、流体供給手段を複数有していなくてもよいので、装置構成を簡単化（小型化）できる。
【００２０】
本発明は減圧ダイカスト装置にも具現化される。この減圧ダイカスト装置は、本発明の態様の弁装置と、キャビティが形成された金型と、排気部を有する。弁が第１状態のときは金型のキャビティと排気部の間が連通され、弁が第２状態のときは金型のキャビティと排気部の間が遮断される。
【００２１】
本発明は、本発明の態様の弁装置と、駆動装置と、流体供給手段と、流体排出部を有する装置にも具現化される。駆動装置は、第２シリンダと、第２ピストンと、切換弁を有する。第２シリンダ内に第２ピストンが配置されている。第２シリンダ内は第２ピストンによって第１室と第２室に区画可能である。切換弁は、第１位置では第２シリンダの第１室と流体供給手段の間を連通させるとともに、第２シリンダの第２室と流体排出部の間を連通させる。切換弁は、第２位置ではシリンダの第２室と流体供給手段の間を連通させるとともに、第２シリンダの第１室と流体排出部の間を連通させる。切換弁が第１位置にあるか第２位置にあるかにかかわらず、流体供給手段によって供給される流体を弁装置のシリンダの一方の室に連通可能な第１流路に供給可能であり、シリンダの他方の室に連通可能な第２流路の流体を流体排出部に排出可能であるように構成されている。
上記態様によると、駆動装置が切換弁を有するものであっても、その駆動装置と弁装置の間で流体供給手段と流体排出部を共通に使用することができる。
【００２２】
より具体的には、以下の態様で実施されることが好ましい。第２シリンダの第１室と切換弁の間の第３流路の途中から、第２シリンダの第２室と切換弁の間の第４流路の途中に至る第５流路が形成されている。第５流路の途中に第１流路の一端が第１接続部で接続されている。第５流路のうち第１接続部と第３流路の間には第１接続部から第３流路への流体の流入を阻止する第１逆止弁が設けられている。第５流路のうち第１接続部と第４流路の間には第１接続部から第４流路への流体の流入を阻止する第２逆止弁が設けられている。
第３流路の途中から第４流路の途中に至る第６流路が形成されている。第６流路の途中に第２流路の一端が第２接続部で接続されている。第６流路のうち第２接続部と第３流路の間には第３流路から第２接続部への流体の流入を阻止する第３逆止弁が設けられている。第６流路のうち第２接続部と第４流路の間には第４流路から第２接続部への流体の流入を阻止する第４逆止弁が設けられている。
【００２３】
本発明は、弁の駆動方法にも具現化される。この方法は、シリンダの第１室の容積が増加する向きにピストンが移動すると、弁が第１の向きに移動して第１状態となり、シリンダの第２室の容積が増加する向きにピストンが移動すると、弁が第２の向きに移動して第２状態となる弁の駆動方法である。この方法は、シリンダの第１室と第２室の両方に流体を供給することで弁を第１状態にする工程と、シリンダの第２室に流体を供給したままでシリンダの第１室から流体を排出することで弁を第２状態にする工程を有する。
【００２４】
【実施例】図１は、本発明の実施例の減圧（真空）ダイカスト装置の構成図を示す。この減圧ダイカスト装置は、金型部２０と、射出プランジャ５０と、遮断弁装置と、溶湯センサ４６と、減圧装置２８と、押出し装置１２９を有する。
金型部２０は、可動型２０ａと固定型２０ｂを有する。金型部２０の内部には、キャビティ２４が形成されている。キャビティ２４は、成形したい製品の形状となっている。キャビティ２４の下端は、湯道２２につながっている。湯道２２は、射出スリーブ４８につながっている。射出スリーブ４８内には、射出プランジャ５０が挿入されている。射出プランジャ５０は、射出スリーブ４８内を図示左右方向に往復移動することが可能である。射出スリーブ４８内には、溶湯４９が存在する。射出プランジャ５０が射出スリーブ４８内に押込まれると、射出スリーブ４８内の溶湯４９が湯道２２を通ってキャビティ２４内に供給される。キャビティ２４の上端は、ガス抜き溝２６につながっている。
【００２５】
遮断弁装置は、遮断弁３０を有する油圧シリンダ装置４１と、遮断弁駆動ユニット（遮断弁アクチュエータ）４２と、制御装置４４を有する。遮断弁駆動ユニット４２は、制御装置４４に接続されている。なお、制御装置４４は、遮断弁装置の制御装置としてだけでなく、減圧ダイカスト装置全体の制御装置として機能する。遮断弁装置の構成や動作は後に詳細に説明する。
【００２６】
溶湯センサ４６は、ガス抜き溝２６に隣接した位置に設けられている。溶湯センサ４６は、溶湯４９がガス抜き溝２６の入口付近まで達したことを検知する。即ち、溶湯４９の充填がほぼ完了したことを検知する。溶湯センサ４９は、制御装置４４に接続されている。減圧装置２８は、金型部２０のキャビティ２４のガスを減圧ポンプ作用によって排出させる。
遮断弁３０が開状態のときは、金型部２０のキャビティ２４と減圧装置２８の間が連通する。遮断弁３０が閉状態のときは、金型部２０のキャビティ２４と減圧装置２８の間が遮断される。
【００２７】
押出し装置１２９は、シリンダ１３０と、ピストン１３２と、ロッド１３４と、押出しピン１３６を有する。シリンダ１３０内にピストン１３２が配置されている。ピストン１３２はロッド１３４の一端に接続されている。ロッド１３４の他端には押出しピン１３６が接続されている。押出し装置１２９は、金型部２０で製造された製品を図１の左向きに押出すために用いられる。
【００２８】
上記した減圧ダイカスト装置の動作を説明する。まず、射出動作を開始する。具体的には、射出プランジャ５０を射出スリーブ４８内に図示左方向に移動させる。これにより、射出スリーブ４８内に存在する溶湯４９を、湯道２２を通じてキャビティ２４内に導入する。この射出動作の途中から、キャビティ２４内のガス抜き動作を行う。具体的には、遮断弁３０を開状態にした状態、即ち、金型部２０のキャビティ２４と減圧装置２８の間を連通させた状態で、減圧装置２８を作動させる。この結果、減圧装置２８の減圧ポンプ作用によって、キャビティ２４内のガスはガス抜き溝２６を通って金型部２０の外部に排出される。
【００２９】
その後、溶湯４９のキャビティ２４内への導入が進み、溶湯４９がガス抜き溝２６の入口付近まで達し、溶湯センサ４６が溶湯４９を検知すると、その検知信号が制御装置４４に送られる。制御装置４４は、その検知信号に基づいて、遮断弁３０の遮断動作を行うように遮断弁駆動ユニット４２を制御する。これにより、遮断弁駆動ユニット４２は、遮断弁３０の遮断動作を行い、遮断弁３０を閉状態にする。
【００３０】
図２は、本発明の実施例の減圧ダイカスト装置を構成する遮断弁装置の第１構成例を示す。なお、図２には、図１で示した制御装置４４は示していない。
遮断弁装置を構成する油圧シリンダ装置４１は、シリンダ４０と、ピストン３６と、ロッド３２と、遮断弁３０を有する。
シリンダ４０内には、ピストン３６が配置されている。シリンダ４０内はピストン３６によって第１室３４と第２室３５に区画可能である。ピストン３６は、第１面３６ａと第２面３６ｂを有する。第１面３６ａは、シリンダ４０の第１室３４に対向している。第２面３６ｂは、シリンダ４０の第２室３５に対向している。第１面３６ａは、シリンダ４０の第１室３４を区画する壁の一部を構成する。第２面３６ｂは、シリンダ４０の第２室３５を区画する壁の一部を構成する。
【００３１】
ピストン３６の第２面３６ｂ側の部位には、ロッド３２の一端が接続されている。これにより、ピストン３６の第１面３６ａの面積の方が、第２面３６ｂの面積よりも大きくなっている。より詳細には、第１面３６ａと第２面３６ｂの間には、第１面３６ａと第２面３６ｂに同じ大きさの圧力が加わったときに、ピストン３６が移動して遮断弁３０が開状態となるような面積差が設けられている。ロッド３２の他端には、遮断弁３０が設けられている。遮断弁３０は、ピストン３６の移動に連動して移動する。
【００３２】
シリンダ４０の第１室３４の容積が増加する向き（図示左向き）にピストン３６が移動すると、遮断弁３０が開く向きに移動する。シリンダ４０の第２室３５の容積が増加する向き（図示右向き）にピストン４０が移動すると、遮断弁３０が閉じる向きに移動する。ピストン３６の第１面３６ａに加わる力が第２面３６ｂに加わる力よりも所定値以上大きい場合は、遮断弁３０が開く向きに移動する。ピストン３６の第２面３６ｂに加わる力が第１面３６ａに加わる力よりも所定値以上大きい場合は、遮断弁３０が閉じる向きに移動する。
【００３３】
遮断弁装置を構成する遮断弁駆動ユニット４２は、油圧源（ポンプ及びモータ）６０を有する。油圧源６０は第１流路６６の一端に接続されている。第１流路６６の他端は、第２流路８０の一端に接続されている。第２流路８０の他端は、シリンダ４０の第２室３５に接続されている。このように、油圧源６０は、第１流路６６と第２流路８０を介してシリンダ４０の第２室３５に接続されている。
【００３４】
第１流路６６の他端はまた、第３流路８２の一端に接続されている。第３流路８２の他端は、シリンダ４０の第１室３４に接続されている。第３流路８２の途中には、第１方向切換弁７４が設けられている。第１方向切換弁７４は電磁弁であり、２ポートで２位置の切換弁である。第１方向切換弁７４は、非通電時は油圧源６０とシリンダ４０の第１室３４の間を連通する位置（連通位置）７４ａにある。一方、第１方向切換弁７４は、通電時には油圧源６０とシリンダ４０の第１室３４の間を遮断する位置（遮断位置）７４ｂに切換わる。
【００３５】
第３流路８２の途中には、第４流路７２の一端が接続されている。第４流路７２の他端は、第５流路７０の一端に接続されている。第５流路７０の他端は、タンク６２内に位置している。第４流路７２の途中には、第２方向切換弁７６が設けられている。第２方向切換弁７６も第１方向切換弁７４と同様に電磁弁であり、２ポートで２位置の切換弁である。第２方向切換弁７６は、非通電時はシリンダ４０の第１室３４とタンク６２の間を連通する位置（連通位置）７６ａにある。一方、第２方向切換弁７６は、通電時にはシリンダ４０の第１室３４とタンク６２の間を遮断する位置（遮断位置）７６ｂに切換わる。
【００３６】
第３流路８２の途中にはまた、第６流路８８の一端が接続されている。第６流路８８の他端には、上記した第５流路７０の一端が接続されている。即ち、第５流路７０の一端には、２つの流路（第４流路７２と第６流路８８）が接続されている。第６流路８８の途中には、高速応答弁８６が設けられている。高速応答弁８６も、方向切換弁７４，７６と同様に電磁弁であり、２ポートで２位置の切換弁である。しかし、高速応答弁８６は、方向切換弁７４，７６とは逆に、非通電時はシリンダ４０の第１室３４とタンク６２の間を遮断する位置（遮断位置）８６ｂにある。一方、高速応答弁８６は、通電時にはシリンダ４０の第１室３４とタンク６２の間を連通する位置（連通位置）８６ａに切換わる。高速応答弁８６は、長時間通電すると、電磁石２０８のコイル等が焼損する恐れがある。よって、高速応答弁８６には短時間（一般的には２分当たり約１秒以下）しか通電できない。
【００３７】
第１流路６６の途中には、逆止弁６８が設けられている。逆止弁６８は、シリンダ４０側から油圧源６０側への流体の逆流を防止する。第１流路６６の途中には、圧力制御弁６４の入力端が接続されている。圧力制御弁６４の出力端は、第５流路７０の途中に接続されている。第２流路８０の途中には、アキュムレータ７８が設けられている。アキュムレータ７８は、伸縮自在の可撓性の部材（ゴムホース等）によって構成されていることが好ましい。アキュムレータ７８は、遮断弁３０を開状態にするときに油圧源６０から供給されるエネルギーを持つ流体を蓄積する。アキュムレータ７８は、遮断弁３０を閉状態にするときに、この蓄積した流体をシリンダ４０の第２室３５に放出する。これにより、遮断弁３０が閉じる向きの力をピストン３６の第２面３６ｂに加える。第３流路８２のうち、第６流路８８の接続部８５と第１方向切換弁７４の間の箇所には、固定絞り８４が設けられている。
【００３８】
次に、図２に示す遮断弁装置の動作について説明する。
遮断弁３０を開状態にするためには、第１方向切換弁７４が連通位置７４ａとなり、第２方向切換弁７６が遮断位置７６ｂとなり、高速応答弁８６が遮断位置８６ｂとなるように設定する。即ち、図２に示す状態に設定する。この状態に設定するために、第２方向切換弁７６のみに通電する。
【００３９】
すると、油圧源６０からの流体（作動油）がシリンダ４０の第１室３４と第２室３５に供給される。これにより、シリンダ４０内のピストン３６の第１面３６ａと第２面３６ｂには、実質的に同じ大きさの圧力が加えられる。先に述べたように、ピストン３６の第１面３６ａと第２面３６ｂには、同じ大きさの圧力が加わったときに、第１面３６ａに加わる力が第２面３６ｂに加わる力よりも所定値（ピストン３６の摺動抵抗による抵抗力等）以上大きくなり、遮断弁３０が開状態となるような面積差が設けられている。よって、ピストン３６の第１面３６ａと第２面３６ｂに実質的に同じ大きさの圧力が加わると、ピストン３６は遮断弁３０を開く向き（図２の左向き）に移動する。これにより、遮断弁３０は開状態となる。
また、このように遮断弁３０を開状態にする動作が行われている間に、第２流路８０の途中に設けられたアキュムレータ７８には、油圧源６０からの流体のエネルギーが蓄積される。
【００４０】
遮断弁３０を閉状態にするためには、第１方向切換弁７４が遮断位置７４ｂとなり、第２方向切換弁７６が連通位置７６ａとなり、高速応答弁８６が連通位置８６ａとなるように設定する。この状態に設定するためには、第１方向切換弁７４に通電し、第２方向切換弁７６は非通電とし、高速応答弁８６に通電する。
高速応答弁８６は、２つの方向切換弁７４，７６よりも応答が速い。即ち、第１方向切換弁７４に通電し、第２方向切換弁７６は非通電とし、高速応答弁８６に通電するタイミングが同じであっても、高速応答弁８６の方が速く応答する。このため、第１方向切換弁７４が遮断位置７４ｂとなり、第２方向切換弁７６が連通位置７６ａとなるよりも前に、高速応答弁８６が連通位置８６ａに切換わる。
【００４１】
高速応答弁８６が連通位置８６ａに切換わると、シリンダ４０の第１室３４とタンク６２の間が連通する。この結果、シリンダ４０の第１室３４に存在する流体が第３流路８２の途中までと、第６流路８８と、第５流路７０を通ってタンク６２に排出される。これにより、シリンダ４０の第１室３４の流体を高速に排出できる。この結果、ピストン３６の第１面３６ａに加わる圧力は急速に低下する。一方、シリンダ４０の第２室３５には油圧源６０から流体が供給されたままである。よって、ピストン３６の第２面３６ｂには油圧源６０からの流体の圧力が加わったままである。
【００４２】
さらに、この状態で、アキュムレータ７８に蓄積されたエネルギーを持つ流体をシリンダ４０の第２室３５に放出する。これにより、油圧源６０からの流体に加えて、アキュムレータ７８から放出された流体がシリンダ４０の第２室３５に供給される。このため、シリンダ４０の第１室３４と第２室３５の間では、シリンダ４０の第２室３５側の圧力が大きくなるように急激に圧力差が生じる。この結果、ピストン３６は、遮断弁３０を閉じる向きに高速に移動する。従って、遮断弁３０の遮断時間を短縮することができる。
【００４３】
高速応答弁８６が連通位置８６ａにあり、第１方向切換弁７４がまだ遮断位置７４ｂに切換わっていない位置（即ち、連通位置７４ａ）にある状態では、シリンダ４０の第１室３４は、油圧源６０とも連通した状態となっている。しかし、油圧源６０とシリンダ４０の第１室３４の間の第３流路８２の途中には、固定絞り８４が設けられている。これにより、油圧源６０からの流体がシリンダ４０の第１室３４へ流入することが抑制されている。このため、このように第１方向切換弁７４の切換速度が遅くても、遮断弁３０の遮断時間の短縮の妨げにはほとんどならない。
【００４４】
高速応答弁８６が連通位置８６ａに切換わってから所定時間経過すると、第１方向切換弁７４が遮断位置７４ｂに切換わり、第２方向切換弁７６が連通位置７６ａに切換わる。先に述べたように、高速応答弁８６には短時間しか通電できない。即ち、高速応答弁８６は短時間しか連通位置８６ａに保持できない。よって、第１方向切換弁７４が遮断位置７４ｂに切換わり、第２方向切換弁７６が連通位置７６ａに切換わった後は、高速応答弁８６への通電を停止し、遮断位置８６ｂに切換える。
【００４５】
高速応答弁８６を遮断位置８６ｂに切換えても、第２方向切換弁７６は連通位置７６ｂに切換わっているので、シリンダ４０の第１室３４とタンク６２の間が連通した状態は保持できる。よって、シリンダ４０の第１室３４に存在する流体のうち、高速応答弁８６を通じてタンク６２に排出できなかったものは、第２方向切換弁７６を通じてタンク６２に排出できる。
【００４６】
〔従来の技術〕で説明したような遮断弁装置において遮断弁を閉状態にする場合には、シリンダの第２室に流体を供給していない状態から流体を供給する状態に切換弁で切換える必要がある。従来の遮断弁装置でこの切換えに伴う時間のロスを低減しようとするためには、油圧源を大型化して供給するシリンダの第２室に供給する流体の圧力を大きくしたり、シリンダの第２室に連通する流路管を大径化して圧損を低減する必要があった。しかし、油圧源の大型化や流路管の大径化は、装置の大型化を招くという問題があった。
【００４７】
これに対し、上記実施例では、遮断弁３０が開状態のときにもシリンダ４０の第２室３５に流体が供給されている。よって、遮断弁３０を閉状態にする場合に、シリンダ４０の第２室３５に流体を供給していない状態から流体を供給する状態に切換弁で切換える必要がない。このため、油圧源６０を大型化したり、シリンダ４０の第２室３５に連通する流路管を大型化しなくてもよい。
従って、上記実施例によると、遮断弁装置の小型なサイズを維持しながら、遮断弁３０の遮断時間を短縮することができる。このため、遮断弁装置を減圧ダイカスト装置の金型部２０に容易に組込むことができる。
【００４８】
図３は、本発明の実施例の減圧ダイカスト装置を構成する遮断弁装置の第２構成例を示す。図３に示す遮断弁駆動ユニット４２は、図２に示す遮断弁駆動ユニット４２に設けられた２つの方向切換弁７４，７６を１つの方向切換弁９０によって構成したものである。この方向切換弁９０は電磁弁であり、３ポートで２位置の切換弁である。方向切換弁９０は、通電時は、油圧源６０とシリンダ４０の第１室３４の間を連通させ、シリンダ４０の第１室３４とタンク６２の間を遮断する第１位置９０ａにある。一方、方向切換弁９０は、非通電時には、油圧源６０とシリンダ４０の第１室３４の間を遮断し、シリンダ４０の第１室３４とタンク６２の間を連通させる第２位置９０ｂに切換わる。
【００４９】
図４は、本発明の実施例の減圧ダイカスト装置を構成する遮断弁装置の第３構成例を示す。図４に示すシリンダ装置４１では、ピストン３６の第１面３６ａ側の部位にも、ロッド８４が接続されている。このロッド８４は、ピストン３６の第２面３６ｂ側のロッド３２よりも径が小さい。よって、第１構成例と同様に、ピストン３６の第１面３６ａの面積の方が第２面３６ｂの面積よりも大きい。
【００５０】
図４に示す遮断弁駆動ユニット４２は、油圧源１００を有する。油圧源１００は第１流路１０４の一端に接続されている。第１流路１０４の他端は、方向切換弁１０８の左下のポートに接続されている。タンク１０２は、第２流路１０６の一端に接続されている。第２流路１０６の他端は、方向切換弁１０８の右下のポートに接続されている。
【００５１】
方向切換弁１０８の左上のポートには、第３流路１１０の一端が接続されている。第３流路１１０の他端は、シリンダ４０の第２室３５に接続されている。第３流路１１０の途中には、第４流路１１６の一端が接続されている。第４流路１１６の他端には、第５流路１２４の途中に接続されている。第５流路１２４の一端は、シリンダ４０の第１室３４に接続されている。第５流路１２４の他端は、タンク１２６内に位置している。第５流路１２４の途中には、高速応答弁１２２が設けられている。第３流路１１０の途中には、アキュムレータ１１２が接続されている。第４流路１１６の途中には、固定絞り１１８が設けられている。
【００５２】
先に述べた方向切換弁１０８は電磁弁であり、３ポートで２位置の切換弁である。方向切換弁１０８は元々は４ポートであるが、このうちの１ポートを閉鎖して３ポートとしている。方向切換弁１０８は、非通電時は油圧源１００とシリンダ４０の第１室３４及び第２室３５の間を遮断し、シリンダ４０の第１室３４及び第２室３５とタンク１０２の間を連通する第１位置１０８ａにある。一方、方向切換弁１０８は、通電時には、油圧源１００とシリンダ４０の第１室３４及び第２室３５の間を連通し、シリンダ４０の第１室３４及び第２室３５とタンク１０２の間を遮断する第２位置１０８ｂに切換わる。
【００５３】
また、高速応答弁１２２も、方向切換弁１０８と同様に電磁弁であり、２ポートで２位置の切換弁である。高速応答弁１２２は、非通電時はシリンダ４０の第１室３４とタンク１２６の間を遮断する位置（遮断位置）１２２ｂにある。一方、高速応答弁１２２は、通電時には、シリンダ４０の第１室３４とタンク１２６の間を連通する位置（連通位置）１２２ａに切換わる。
【００５４】
次に、図４に示す遮断弁駆動ユニットの動作について説明する。
遮断弁３０を開状態にするために、方向切換弁１０８が第２位置１０８ｂとなり、高速応答弁１２２が遮断位置１２２ｂとなるように設定する。この状態に設定するために、方向切換弁１０８に通電し、高速応答弁１２２は非通電とする。
【００５５】
すると、油圧源１００からの流体がシリンダ４０の第１室３４及び第２室３５に供給される。これにより、シリンダ４０内のピストン３６の第１面３６ａと第２面３６ｂには、実質的に同じ大きさの圧力が加わる。ピストン３６の第１面３６ａと第２面３６ｂには、同じ大きさの圧力が加わったときに、第１面３６ａに加わる力が第２面３６ｂに加わる力よりも所定値以上大きくなり、遮断弁３０が開状態となるような面積差が設けられている。よって、ピストン３６の第１面３６ａと第２面３６ｂに実質的に同じ大きさの圧力が加わると、ピストン３６は遮断弁３０を開く向き（図４の左向き）に移動する。これにより、遮断弁３０は開状態となる。なお、このとき、シリンダ４０の第２室３５から排出された流体は、第３流路１１０の一部、第４流路１１６、第５流路１２４の一部を通って、シリンダ４０の第１室３４に流入する。また、このように遮断弁３０を開状態にする動作が行われている間に、第３流路１１０に接続されたアキュムレータ１１２には、油圧源１００からの流体のエネルギーが蓄積される。
【００５６】
遮断弁３０を閉状態にするためには、高速応答弁１２２が連通位置１２２ａとなり、その後に方向切換弁１０８が第１位置１０８ａとなるように設定する。この状態に設定するためには、高速応答弁１２２に通電し、方向切換弁１０８は非通電にする。
高速応答弁１２２は、方向切換弁１０８よりも応答が速い。よって、高速応答弁１２２に通電し、方向切換弁１０８を非通電にするタイミングが同じであっても、高速応答弁１２２の方が速く応答する。このため、方向切換弁１０８が第１位置１０８ａに切換わるよりも前に、高速応答弁１２２が連通位置１２２ａに切換わる。高速応答弁１２２が連通位置１２２ａに切換わると、シリンダ４０の第１室３４とタンク１２６の間が連通する。この結果、シリンダ４０の第１室３４に存在する流体が、第５流路１２４を通ってタンク１２６に排出される。これにより、シリンダ４０の第１室３４の流体を高速に排出できる。この結果、ピストン３６の第１面３６ａに加わる圧力は急速に低下する。一方、シリンダ４０の第２室３５には油圧源１００から流体が供給されたままである。よって、ピストン３６の第２面３６ｂには油圧源６０からの流体の圧力が加わったままである。
【００５７】
さらに、この状態で、アキュムレータ１１２に蓄積されたエネルギーを持つ流体をシリンダ４０の第２室３５に放出する。これにより、油圧源１００からの流体に加えて、アキュムレータ１１２から放出された流体がシリンダ４０の第２室３５に供給される。このため、シリンダ４０の第１室３４と第２室３５の間では、シリンダ４０の第２室３５側の圧力が大きくなるように急激に圧力差が生じる。この結果、ピストン３６は、遮断弁３０を閉じる向きに高速に移動する。従って、遮断弁３０の遮断時間を短縮することができる。
【００５８】
高速応答弁１２２が連通位置１２２ａにあり、方向切換弁１０８がまだ第１位置１０８ａに切換わっていない位置（即ち、第２位置１０８ｂ）にある状態では、シリンダ４０の第１室３４は、油圧源１００とも連通した状態となっている。しかし、油圧源１００とシリンダ４０の第１室３４の間の第４流路１１６には、固定絞り１１８が設けられている。これにより、油圧源１００からの流体がシリンダ４０の第１室３４へ流入することが抑制されている。このため、このように方向切換弁１０８の切換速度が遅くても、遮断弁３０の遮断時間の短縮の妨げにはほとんどならない。
【００５９】
高速応答弁１２２が連通位置１２２ａに切換わってから所定時間経過すると、方向切換弁１０８が第１位置１０８ａに切換わる。先に述べたように、高速応答弁１２２には短時間しか通電できない。即ち、高速応答弁１２２は短時間しか連通位置１２２ａに保持できない。よって、方向切換弁１０８が第１位置１０８ａに切換わった後は、高速応答弁１２２への通電を停止し、遮断位置１２２ｂに切換える。
【００６０】
高速応答弁１２２を遮断位置１２２ｂに切換えても、方向切換弁１０８は第１位置１０８ａに切換わっているので、シリンダ４０の第１室３４とタンク（タンク１０２）の間が連通した状態は保持できる。よって、シリンダ４０の第１室３４に存在する流体のうち、高速応答弁１２２を通じてタンク１２６に排出できなかったものは、方向切換弁１０８を通じてタンク１０２に排出できる。
【００６１】
また、第３構成例では、ピストン３６の第１面３６ａ側の部位にもロッド８４が接続されている。よって、このロッド８４の容積分だけ、第１構成例よりもシリンダ４０の第１室３４の容積が小さくなっている。このため、遮断弁３０を閉状態にするときに、シリンダ４０の第１室３４から排出を必要とする流体の量を減少させることができる。従って、遮断弁３０の遮断時間をより短縮することができる。
【００６２】
図５は、減圧ダイカスト装置が押出し装置１２９を元々有しており、その押出し装置１２９のために油圧源１４２やタンク１４４を元々有していた場合に、その油圧源１４２やタンク１４４を、図２に示す遮断弁装置でも共通に使用するための構成図である。なお、図５で左右方向に伸びる一点鎖線よりも上側の領域１７０が図１に示す金型部２０内の領域である。下側の領域１７２が金型部２０外の領域である。また、図５の符号４３は、図２に示す遮断弁駆動ユニット４２のうち、油圧源６０とタンク６２を除いた構成部品群を示す。
【００６３】
押出し装置１２９は、先に図１を参照して説明したシリンダ１３０等と、切換弁（方向切換弁）１４０を有する。切換弁１４０は、第１位置１４０ａでは、シリンダ１３０の第１室１６２と油圧源１４２の間を連通させるとともに、シリンダ１３０の第２室１６４とタンク１４４の間を連通させる。切換弁１４０は、第２位置１４０ｂでは、シリンダ１３０の第２室１６４と油圧源１４２の間を連通させるとともに、シリンダ１３０の第１室１６２とタンク１４４の間を連通させる。
【００６４】
シリンダ１３０の第１室１６２と切換弁１４０の間には、第３流路１５０が設けられている。シリンダ１３０の第２室１６４と切換弁１４０の間には、第４流路１５２が設けられている。
第３流路１５０の途中から第４流路１５２の途中に至る第５流路１５８が形成されている。第５流路１５８の途中には、第１流路１４６の一端が第１接続部１５４で接続されている。第５流路１５８のうち、第１接続部１５４と第３流路１５０の間には、第１逆止弁１３８ａが設けられている。第１逆止弁１３８ａは、第１接続部１５４から第３流路１５０への流体の流入を阻止する向きに設けられている。第５流路１５８のうち、第１接続部１５４と第４流路１５２の間には、第２逆止弁１３８ｂが設けられている。第２逆止弁１３８ｂは、第１接続部１５４から第４流路１５２への流体の流入を阻止する向きに設けられている。
【００６５】
第３流路１５０の途中から第４流路１５２の途中に至る第６流路１６０が形成されている。第６流路１６０の途中には、第２流路１４８の一端が第２接続部１５６で接続されている。第６流路１６０のうち、第２接続部１５６と第３流路１５０の間には、第３逆止弁１３８ｃが設けられている。第３逆止弁１３８ｃは、第３流路１５０から第２接続部１５６への流体の流入を阻止する向きに設けられている。第６流路１６０のうち、第２接続部１５６と第４流路１５２の間には、第４逆止弁１３８ｄが設けられている。第４逆止弁１３８ｄは、第４流路１５２から第２接続部１５６への流体の流入を阻止する向きに設けられている
【００６６】
この構成によると、切換弁１４０が第１位置１４０ａにあるか第２位置１４０ｂにあるかにかかわらず、油圧源１４２によって供給される流体を第１流路１４６に供給できる。第１流路１４６は、遮断弁装置のシリンダ４０の一方の室に連通可能である。また、第２流路１４８の流体をタンク１４４に排出できる。第２流路１４８は、シリンダ４０の他方の室に連通可能である。
【００６７】
このように、減圧ダイカスト装置が元々有していた押出し装置１２９に、上記した４つの逆止弁１３８ａ〜１３８ｄを有する回路１３７を追加することで、押出し装置１２９で使用していた油圧源１４２やタンク１４４を、遮断弁装置でも共通に使用することができる。このため、図５に点線で示すような金型部２０外の領域１７２に油圧源６０やタンク６２を別個に設置したり、これらの油圧源６０やタンク６２を金型部２０に接続しなくてもよい。よって、装置の小型化や、接続作業の簡素化を実現できる。
【００６８】
以上で説明した実施例の遮断弁装置によると、油圧サーボバルブを用いなくても、遮断時間を短縮することができる。油圧サーボバルブは一般に、高速動作が可能な切換弁であり、遮断時間を短くすることが可能である。しかし、油圧サーボバルブでは、洗浄度の非常に高い作動油を使用することが要求されている。油圧サーボバルブでは、作動油中に僅かな汚染物質が存在していても、動作不良が生じることがあるからである。しかし、作動油を非常に高い洗浄度に管理するのは、手間のかかる作業である。これに対し、上記実施例の遮断弁装置では、洗浄度の非常に高い作動油を使用しなくてもよい。よって、図５を参照して説明したような、ダイカスト装置が元々有している油圧源１４２から容易に作動油を得ることができる。
【００６９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の減圧ダイカスト装置の構成図を示す。
【図２】本発明の実施例の減圧ダイカスト装置を構成する遮断弁装置の第１構成例を示す。
【図３】本発明の実施例の減圧ダイカスト装置を構成する遮断弁装置の第２構成例を示す。
【図４】本発明の実施例の減圧ダイカスト装置を構成する遮断弁装置の第３構成例を示す。
【図５】本発明の実施例の減圧ダイカスト装置を構成する遮断弁装置と押出し装置の間で、油圧源とタンクを共通して使用するための構成図を示す。
【符号の説明】
２０：金型部
２２：湯道
２４：キャビティ
２６：ガス抜き溝
２８：減圧装置
３０：遮断弁
３２：ロッド
３４：シリンダの第１室
３５：シリンダの第２室
３６：ピストン
３６ａ：ピストンの第１面
３６ｂ：ピストンの第２面
４０：シリンダ
４１：シリンダ装置
【図１】
2004322175.tif 000003
【図２】
2004322175.tif 000004
【図３】
2004322175.tif 000005
【図４】
2004322175.tif 000006
【図５】
2004322175.tif 000007