(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主シリンダと、
前記主シリンダと連結された増圧シリンダと、
ポンプと、
前記ポンプを駆動するモータと、
を有し、
前記主シリンダは、
主小径室、及び、当該主小径室に連通し、当該主小径室よりも大径な主大径室を有する主シリンダチューブと、
前記主小径室内を摺動可能であり、前記主小径室内部を前記主大径室に連通するロッド側室とその反対側のヘッド側室とに区画する小径ピストンと、
前記小径ピストンから前記主大径室側へ延びて前記主シリンダチューブ外へ延出し、駆動対象に連結されるロッドと、
前記主大径室内を摺動可能であり、前記主大径室内部を前記主小径室に連通する主第１区画室とその反対側の主第２区画室とに区画し、前記ロッドが摺動可能に挿入される孔部が形成され、前記小径ピストンが前記主大径室側の所定範囲に位置しているときに前記ロッドに固定されたストッパに係合可能な大径ピストンと、
を有し、
前記増圧シリンダは、
前記ヘッド側室に連通する増圧小径室、及び、当該増圧小径室に連通し、当該増圧小径室よりも大径な増圧大径室を有する増圧シリンダチューブと、
前記増圧小径室内を摺動可能な小径部、及び、前記増圧大径室内を摺動可能であり、前記増圧大径室を前記増圧小径室側の増圧第１区画室とその反対側の増圧第２区画室とに区画する大径部を有する増圧ピストンと、
を有し、
前記ポンプは、前記主第２区画室に連通する主側ポートと、前記増圧第２区画室に連通する増圧側ポートとを有し、
前記モータは、回転方向の切り換えにより前記主側ポート及び前記増圧側ポートの間で吸入口と吐出口とを切り換える
シリンダ装置。
【請求項２】
前記ストッパは、前記小径ピストンである
請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記大径ピストンには、前記ロッド側室と前記主第２区画室とを連通する主連通孔が形成され、
前記ストッパは、前記大径ピストンに係合したときに前記主連通孔を閉塞可能に構成され、
前記増圧ピストンには、前記増圧小径室と前記増圧第２区画室とを連通する増圧連通孔が形成され、
前記増圧シリンダは、前記増圧連通孔を開閉する弁体を有する
請求項１又は２に記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記主側ポートと前記主第２区画室とを接続する主側接続流路と、
前記増圧側ポートと前記増圧第２区画室とを接続する増圧側接続流路と、
前記主側接続流路と前記増圧側接続流路とを接続する中間流路と、
前記中間流路の中途に接続されたタンクと、
前記中間流路において前記主側接続流路と前記タンクとの間に設けられたパイロット式の逆止弁であって、当該逆止弁を開くためのパイロット圧力として前記増圧側接続流路の圧力が導入され、パイロット圧力が導入されていないときは、前記主側接続流路から前記タンクへの流れを阻止するとともに前記タンクから前記主側接続流路への流れを許容する主側逆止弁と、
前記中間流路において前記増圧側接続流路と前記タンクとの間に設けられたパイロット式の逆止弁であって、当該逆止弁を開くためのパイロット圧力として前記主側接続流路の圧力が導入され、パイロット圧力が導入されていないときは、前記増圧側接続流路から前記タンクへの流れを阻止するとともに前記タンクから前記増圧側接続流路への流れを許容する増圧側逆止弁と、
を有する請求項３に記載のシリンダ装置。
【請求項５】
前記ロッドの前記主シリンダチューブに対する位置を検出可能な位置検出部と、
前記ポンプから送り出される作動液の圧力を検出可能な圧力センサと、
所定の制御指令と、前記位置検出部及び前記圧力センサの検出結果との偏差に基づいて、前記モータのフィードバック制御を行う制御部と、
を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリンダ装置。
【請求項６】
前記位置検出部は、
前記ロッドの延びる方向に沿って前記ロッドに設けられたスケールと、
前記スケールに対向配置され、前記スケールの移動を検出する位置センサと、
を有するリニアエンコーダを含んで構成されている
請求項５に記載のシリンダ装置。
【請求項７】
固定金型を保持する固定ダイプレートと、
移動金型を保持し、前記固定ダイプレートに対して型開閉方向に移動可能な移動ダイプレートと、
前記固定金型及び前記移動金型により形成されたキャビティにおいて形成された成形品を押し出す押出部材と、
駆動源としてのシリンダ装置と、
を有し、
前記シリンダ装置は、
主シリンダと、
前記主シリンダと連結された増圧シリンダと、
ポンプと、
前記ポンプを駆動するモータと、
を有し、
前記主シリンダは、
主小径室、及び、当該主小径室に連通し、当該主小径室よりも大径な主大径室を有する主シリンダチューブと、
前記主小径室内を摺動可能であり、前記主小径室内部を前記主大径室に連通するロッド側室とその反対側のヘッド側室とに区画する小径ピストンと、
前記小径ピストンから前記主大径室側へ延びて前記主シリンダチューブ外へ延出し、駆動対象に連結されるロッドと、
前記主大径室内を摺動可能であり、前記主大径室内部を前記主小径室に連通する主第１区画室とその反対側の主第２区画室とに区画し、前記ロッドが摺動可能に挿入される孔部が形成され、前記小径ピストンが前記主大径室側の所定範囲に位置しているときに前記ロッドに固定されたストッパに係合可能な大径ピストンと、
を有し、
前記増圧シリンダは、
前記ヘッド側室に連通する増圧小径室、及び、当該増圧小径室に連通し、当該増圧小径室よりも大径な増圧大径室を有する増圧シリンダチューブと、
前記増圧小径室内を摺動可能な小径部、及び、前記増圧大径室内を摺動可能であり、前記増圧大径室を前記増圧小径室側の増圧第１区画室とその反対側の増圧第２区画室とに区画する大径部を有する増圧ピストンと、
を有し、
前記ポンプは、前記主第２区画室に連通する主側ポートと、前記増圧第２区画室に連通する増圧側ポートとを有し、
前記モータは、回転方向の切り換えにより前記主側ポート及び前記増圧側ポートの間で吸入口と吐出口とを切り換える
成形機。
【請求項８】
前記移動ダイプレートを前記型開閉方向に駆動するトグル機構を有し、
前記シリンダ装置は、前記トグル機構を駆動する
請求項７に記載の成形機。
【請求項９】
前記シリンダ装置は、前記小径ピストンの前記ロッド側への移動により前記移動ダイプレートを型閉方向へ駆動し、前記小径ピストンのヘッド側への移動により前記移動ダイプレートを型開方向へ駆動するように設けられ、
前記シリンダ装置は、
前記ヘッド側室に作動液を供給することにより、前記小径ピストンを前記ロッド側へ移動させて型閉を行い、
前記増圧第２区画室に作動液を供給することにより、前記ヘッド側室を増圧して型締を行い、
成形品の凝固後、前記主第２区画室に作動液を供給することにより、前記大径ピストンを前記ストッパに係合させた状態で前記ヘッド側へ移動させて型開の初期動作を行い、
前記型開の初期動作後、前記ロッド側室に作動液を供給して型開を行う
請求項７又は８に記載の成形機。
【請求項１０】
前記移動金型及び前記固定金型の間に出し入れされる中子を有し、
前記シリンダ装置は、前記中子を駆動する
請求項７に記載の成形機。
【請求項１１】
前記シリンダ装置は、前記押出部材を駆動する
請求項７に記載の成形機。
【請求項１２】
固定金型を保持する固定ダイプレートと、
移動金型を保持し、前記固定ダイプレートに対して型開閉方向に移動可能な移動ダイプレートと、
前記固定金型及び前記移動金型により形成されたキャビティにおいて形成された成形品を押し出す押出部材と、
前記移動金型及び前記固定金型の間に出し入れされる中子と、
前記中子を駆動するシリンダ装置と、
を有し、
前記シリンダ装置は、
主シリンダと、
前記主シリンダと連結された増圧シリンダと、
を有し、
前記主シリンダは、
主小径室、及び、当該主小径室に連通し、当該主小径室よりも大径な主大径室を有する主シリンダチューブと、
前記主小径室内を摺動可能であり、前記主小径室内部を前記主大径室に連通するロッド側室とその反対側のヘッド側室とに区画する小径ピストンと、
前記小径ピストンから前記主大径室側へ延びて前記主シリンダチューブ外へ延出し、前記中子に連結されるロッドと、
前記主大径室内を摺動可能であり、前記主大径室内部を前記主小径室に連通する主第１区画室とその反対側の主第２区画室とに区画し、前記ロッドが摺動可能に挿入される孔部が形成され、前記小径ピストンが前記主大径室側の所定範囲に位置しているときに前記ロッドに固定されたストッパに係合可能な大径ピストンと、
を有し、
前記増圧シリンダは、
前記ヘッド側室に連通する増圧小径室、及び、当該増圧小径室に連通し、当該増圧小径室よりも大径な増圧大径室を有する増圧シリンダチューブと、
前記増圧小径室内を摺動可能な小径部、及び、前記増圧大径室内を摺動可能であり、前記増圧大径室を前記増圧小径室側の増圧第１区画室とその反対側の増圧第２区画室とに区画する大径部を有する増圧ピストンと、
を有し、
前記中子は、前記小径ピストンの前記ロッド側への移動により前記移動金型及び前記固定金型の間に挿入され、前記小径ピストンのヘッド側への移動により前記移動金型及び前記固定金型の間から引き抜かれるように設けられ、
前記シリンダ装置は、
前記ヘッド側室に作動液を供給することにより、前記小径ピストンを前記ロッド側へ移動させて前記中子を前記移動金型及び前記固定金型の間に挿入し、
型締時において、前記増圧第２区画室に作動液を供給することにより、前記ヘッド側室を増圧し、
成形品の凝固後、前記主第２区画室に作動液を供給することにより、前記大径ピストンを前記ストッパに係合させた状態で前記ヘッド側へ移動させて前記中子の引抜の初期動作を行い、
前記引抜の初期動作後、前記ロッド側室に作動液を供給して前記中子の引抜を行う
成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ装置及び当該シリンダ装置を有する成形機に関する。成形機は、例えば、ダイカストマシンや射出成形機である。
【背景技術】
【０００２】
増圧式の油圧シリンダ装置や増力可能な油圧シリンダ装置、及び、これらの油圧シリンダ装置を有する成形機が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、型開閉及び型締を行うトグル機構を駆動する増圧式の型締シリンダ装置を開示している。この型締シリンダ装置は、主シリンダと、主シリンダのヘッド側のシリンダ室に連通する増圧シリンダとを有している。型閉及び型開は、主シリンダのみにより行われ、型締は、増圧シリンダにより主シリンダのヘッド側のシリンダ室の作動油を増圧することにより行われる。
【０００４】
また、特許文献２は、型開閉を行う増力可能なシリンダ装置を開示している。このシリンダ装置は、小径のシリンダ室と、大径のシリンダ室とを有するシリンダを有している。小径のシリンダ室には、ロッドに固定された小径のピストンが配置される。大径のシリンダ室には、ロッドに係脱可能な大径のピストンが配置される。型閉及び型開は、基本的には小径のシリンダ室及び小径のピストンにより生じる駆動力により行われ、比較的大きな型開力が要求される型開の初期動作においては、大径のシリンダ室及び大径のピストンにより生じる駆動力により行われる。なお、特許文献２の成形機においては、型締は、型開閉用のシリンダ装置とは別のシリンダ装置により行われる。
【特許文献１】特開平２−２１１９６５号公報
【特許文献２】特開昭５１−１３１４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２の技術は、一方向のみにおいて、シリンダの増圧や増力を可能としていることから、使用油量の低減、省エネルギー化、サイクルタイムの短縮等を有効に図ることができない場合がある。すなわち、特許文献１又は２の技術では、駆動対象を効率的に駆動できない場合がある。例えば、特許文献１の技術は、型締方向の増圧のみが可能であることから、主シリンダは、型開の初期動作に必要な比較的大きな型開力を発揮可能に径が大きく設定されなければならない。その結果、シリンダに供給する油量が多くなり、ランニングコストの高騰を招く。
【０００６】
本発明の目的は、駆動対象を効率的に駆動できるシリンダ装置及び成形機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のシリンダ装置は、主シリンダと、前記主シリンダと連結された増圧シリンダと、を有し、前記主シリンダは、主小径室、及び、当該主小径室に連通し、当該主小径室よりも大径な主大径室を有する主シリンダチューブと、前記主小径室内を摺動可能であり、前記主小径室内部を前記主大径室に連通するロッド側室とその反対側のヘッド側室とに区画する小径ピストンと、前記小径ピストンから前記主大径室側へ延びて前記主シリンダチューブ外へ延出し、駆動対象に連結されるロッドと、前記主大径室内を摺動可能であり、前記主大径室内部を前記主小径室に連通する主第１区画室とその反対側の主第２区画室とに区画し、前記ロッドが摺動可能に挿入される孔部が形成され、前記小径ピストンが前記主大径室側の所定範囲に位置しているときに前記ロッドに固定されたストッパに係合可能な大径ピストンと、を有し、前記増圧シリンダは、前記ヘッド側室に連通する増圧小径室、及び、当該増圧小径室に連通し、当該増圧小径室よりも大径な増圧大径室を有する増圧シリンダチューブと、前記増圧小径室内を摺動可能な小径部、及び、前記増圧大径室内を摺動可能であり、前記増圧大径室を前記増圧小径室側の増圧第１区画室とその反対側の増圧第２区画室とに区画する大径部を有する増圧ピストンと、を有する。
【０００８】
好適には、前記ストッパは、前記小径ピストンである。
【０００９】
好適には、前記主第２区画室に連通する主側ポートと、前記増圧第２区画室に連通する増圧側ポートとを有するポンプと、前記ポンプを駆動し、回転方向の切り換えにより前記主側ポート及び前記増圧側ポートの間で吸入口と吐出口とを切り換えるモータと、を有する。
【００１０】
好適には、前記大径ピストンには、前記ロッド側室と前記主第２区画室とを連通する主連通孔が形成され、前記ストッパは、前記大径ピストンに係合したときに前記主連通孔を閉塞可能に構成され、前記増圧ピストンには、前記増圧小径室と前記増圧第２区画室とを連通する増圧連通孔が形成され、前記増圧シリンダは、前記増圧連通孔を開閉する弁体を有する。
【００１１】
好適には、前記主側ポートと前記主第２区画室とを接続する主側接続流路と、前記増圧側ポートと前記増圧第２区画室とを接続する増圧側接続流路と、前記主側接続流路と前記増圧側接続流路とを接続する中間流路と、前記中間流路の中途に接続されたタンクと、前記中間流路において前記主側接続流路と前記タンクとの間に設けられたパイロット式の逆止弁であって、当該逆止弁を開くためのパイロット圧力として前記増圧側接続流路の圧力が導入され、パイロット圧力が導入されていないときは、前記主側接続流路から前記タンクへの流れを阻止するとともに前記タンクから前記主側接続流路への流れを許容する主側逆止弁と、前記中間流路において前記増圧側接続流路と前記タンクとの間に設けられたパイロット式の逆止弁であって、当該逆止弁を開くためのパイロット圧力として前記主側接続流路の圧力が導入され、パイロット圧力が導入されていないときは、前記増圧側接続流路から前記タンクへの流れを阻止するとともに前記タンクから前記増圧側接続流路への流れを許容する増圧側逆止弁と、を有する。
【００１２】
好適には、前記ロッドの前記主シリンダチューブに対する位置を検出可能な位置検出部と、前記ポンプから送り出される作動液の圧力を検出可能な圧力センサと、所定の制御指令と、前記位置検出部及び前記圧力センサの検出結果との偏差に基づいて、前記モータのフィードバック制御を行う制御部と、を有する。
【００１３】
好適には、前記位置検出部は、前記ロッドの延びる方向に沿って前記ロッドに設けられたスケールと、前記スケールに対向配置され、前記スケールの移動を検出する位置センサと、を有するリニアエンコーダを含んで構成されている。
【００１４】
本発明の成形機は、固定金型を保持する固定ダイプレートと、移動金型を保持し、前記固定ダイプレートに対して型開閉方向に移動可能な移動ダイプレートと、前記固定金型及び前記移動金型により形成されたキャビティにおいて形成された成形品を押し出す押出部材と、駆動源としてのシリンダ装置と、を有し、前記シリンダ装置は、主シリンダと、前記主シリンダと連結された増圧シリンダと、を有し、前記主シリンダは、主小径室、及び、当該主小径室に連通し、当該主小径室よりも大径な主大径室を有する主シリンダチューブと、前記主小径室内を摺動可能であり、前記主小径室内部を前記主大径室に連通するロッド側室とその反対側のヘッド側室とに区画する小径ピストンと、前記小径ピストンから前記主大径室側へ延びて前記主シリンダチューブ外へ延出し、駆動対象に連結されるロッドと、前記主大径室内を摺動可能であり、前記主大径室内部を前記主小径室に連通する主第１区画室とその反対側の主第２区画室とに区画し、前記ロッドが摺動可能に挿入される孔部が形成され、前記小径ピストンが前記主大径室側の所定範囲に位置しているときに前記ロッドに固定されたストッパに係合可能な大径ピストンと、を有し、前記増圧シリンダは、前記ヘッド側室に連通する増圧小径室、及び、当該増圧小径室に連通し、当該増圧小径室よりも大径な増圧大径室を有する増圧シリンダチューブと、前記増圧小径室内を摺動可能な小径部、及び、前記増圧大径室内を摺動可能であり、前記増圧大径室を前記増圧小径室側の増圧第１区画室とその反対側の増圧第２区画室とに区画する大径部を有する増圧ピストンと、を有する。
【００１５】
好適には、前記移動ダイプレートを前記型開閉方向に駆動するトグル機構を有し、前記シリンダ装置は、前記トグル機構を駆動する。
【００１６】
好適には、前記シリンダ装置は、前記小径ピストンの前記ロッド側への移動により前記移動ダイプレートを型閉方向へ駆動し、前記小径ピストンのヘッド側への移動により前記移動ダイプレートを型開方向へ駆動するように設けられ、前記シリンダ装置は、前記ヘッド側室に作動液を供給することにより、前記小径ピストンを前記ロッド側へ移動させて型閉を行い、前記増圧第２区画室に作動液を供給することにより、前記ヘッド側室を増圧して型締を行い、成形品の凝固後、前記主第２区画室に作動液を供給することにより、前記大径ピストンを前記ストッパに係合させた状態で前記ヘッド側へ移動させて型開の初期動作を行い、前記型開の初期動作後、前記ロッド側室に作動液を供給して型開を行う。
【００１７】
好適には、前記移動金型及び前記固定金型の間に出し入れされる中子を有し、前記シリンダ装置は、前記中子を駆動する。
【００１８】
好適には、前記中子は、前記小径ピストンの前記ロッド側への移動により前記移動金型及び前記固定金型の間に挿入され、前記小径ピストンのヘッド側への移動により前記移動金型及び前記固定金型の間から引き抜かれるように設けられ、前記シリンダ装置は、前記ヘッド側室に作動液を供給することにより、前記小径ピストンを前記ロッド側へ移動させて前記中子を前記移動金型及び前記固定金型の間に挿入し、型締時において、前記増圧第２区画室に作動液を供給することにより、前記ヘッド側室を増圧し、成形品の凝固後、前記主第２区画室に作動液を供給することにより、前記大径ピストンを前記ストッパに係合させた状態で前記ヘッド側へ移動させて前記中子の引抜の初期動作を行い、前記引抜の初期動作後、前記ロッド側室に作動液を供給して前記中子の引抜を行う。
【００１９】
好適には、前記シリンダ装置は、前記押出部材を駆動する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、駆動対象を効率的に駆動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（シリンダ装置）
図１は、本発明の実施形態に係るシリンダ装置１の構成を示す図である。なお、図１において、パッキン等のシール部材の図示は省略されている。
【００２２】
シリンダ装置１は、主シリンダ３と、主シリンダ３と連結された増圧シリンダ５とを有している。
【００２３】
主シリンダ３は、主シリンダチューブ７と、主シリンダチューブ７内を摺動可能な小径ピストン９及び大径ピストン１０と、小径ピストン９に固定されたロッド１１とを有している。
【００２４】
主シリンダチューブ７は、主小径室８１と、主小径室８１に連通し、主小径室８１よりも大径な主大径室８３とを有している。小径ピストン９は、主小径室８１内を摺動可能であり、主小径室８１内部を主大径室８３に連通するロッド側室１５とその反対側のヘッド側室１３とに区画している。ロッド１１は、小径ピストン９から主大径室８３側へ延びて主シリンダチューブ７外へ延出している。ロッド１１の主シリンダチューブ７外の部分には、後述する応用例において説明するように、トグル機構、中子、押出部材等の駆動対象が連結される。なお、小径ピストン９とロッド１１とは一体的に形成されていてもよい。
【００２５】
大径ピストン１０は、主大径室８３内を摺動可能であり、主大径室８３内部を主小径室８１に連通する主第１区画室８５（ただし、図１では、大径ピストン１０が主大径室８３の最も主小径室８１側に位置し、主第１区画室８５が形成されていない状態を例示している。）と、その反対側の主第２区画室８７とに区画している。大径ピストン１０には、ロッド１１が摺動可能に挿入される孔部が形成されている。
【００２６】
大径ピストン１０は、小径ピストン９が主大径室８３側の所定範囲に位置しているときに小径ピストン９に係合可能に構成されている。例えば、図１の状態において、小径ピストン９が図１の紙面右側へ移動して主大径室８３に到達すると、小径ピストン９は大径ピストン１０に当接する。その後、更に小径ピストン９を図１の紙面右側へ移動させると、小径ピストン９は、大径ピストン１０を大径ピストン１０の図１の紙面右側の可動限まで押し出す。
【００２７】
すなわち、小径ピストン９及び大径ピストン１０は、小径ピストン９が、主大径室８３に到達する位置から大径ピストン１０の可動量だけ主大径室８３に突出した位置までの範囲に位置するときに、互いに係合可能に構成されている。
【００２８】
そして、小径ピストン９と大径ピストン１０とが互いに係合している状態で、主小径室８１のヘッド側室１３に作動油を供給すると、小径ピストン９及び大径ピストン１０は、共にロッド側（図１の紙面右側）へ移動する。また、小径ピストン９と大径ピストン１０とが互いに係合している状態で、主大径室８３の主第２区画室８７に作動油を供給すると、小径ピストン９及び大径ピストン１０は、共にヘッド側（図１の紙面左側）へ移動する。
【００２９】
ロッド側への移動の際には、小径なヘッド側室１３に作動油が供給されることから、比較的高速で移動が行われる。ヘッド側への移動の際には、大径な主第２区画室８７に作動油が供給されることから、比較的低速で移動が行われるが、大きな力が得られる。具体的には、例えば、主小径室８１及び主大径室８３の断面形状が円形であり、それぞれの直径がＤ１、Ｄ２であるとすると、ヘッド側への力（押出力）は、ロッド側への力（引込力）に対して、（Ｄ２／Ｄ１）２倍の大きさになる。そして、Ｄ２／Ｄ１を適宜に設定することにより、任意の増力が得られる。
【００３０】
なお、主シリンダチューブ７には、小径ピストン９及び大径ピストン１０が共に移動するときに、主第１区画室８５の作動油をタンクへ排出したり、タンクの作動油を主第１区画室８５の背圧により主第１区画室８５に供給したりするための第３ポート４４が設けられている。第３ポート４４とタンクとは、切換弁６８により接続又は非接続とされる。切換弁６８は、例えば、２ポート２位置のソレノイドバルブにより構成されている。なお、タンクは、後述するタンク６１と共通化されていてもよいし、共通化されていなくてもよい。
【００３１】
大径ピストン１０には、主小径室８１のロッド側室１５と主大径室８３の主第２区画室８７とを連通する主連通孔８９が形成されている。主連通孔８９は、小径ピストン９と大径ピストン１０とが係合したときに、小径ピストン９により閉塞されるように構成されている。
【００３２】
従って、図１のように、小径ピストン９と大径ピストン１０とが離間している状態において、主小径室８１のヘッド側室１３に作動油を供給すると、小径ピストン９がロッド１１側へ移動するとともに、ロッド側室１５の作動油が、主連通孔８９、主第２区画室８７及び第４ポート４６を介して主シリンダ３から排出される。また、小径ピストン９と大径ピストン１０とが離間している状態において、第４ポート４６から主第２区画室８７に作動油を供給すると、作動油が主連通孔８９を介してロッド側室１５に供給され、小径ピストン９がヘッド側へ移動するとともに、ヘッド側室１３の作動油が増圧シリンダ５へ排出される。
【００３３】
増圧シリンダ５は、ヘッド側室１３に連通する増圧シリンダチューブ１７と、増圧シリンダチューブ１７内を摺動可能な増圧ピストン１９とを有している。
【００３４】
増圧シリンダチューブ１７内には、ヘッド側室１３に連通する増圧小径室２１と、増圧小径室２１に連通し、増圧小径室２１よりも大径な増圧大径室２３とが形成されている。増圧ピストン１９は、増圧小径室２１内を摺動可能な小径部２５と、増圧大径室２３内を摺動可能な大径部２７とを有している。大径部２７は、増圧大径室２３を増圧小径室２１側の増圧第１区画室２９とその反対側の増圧第２区画室３１とに区画している。
【００３５】
上記のような構成により、増圧シリンダ５は、増圧第２区画室３１の圧力よりも高い圧力を増圧小径室２１に生じさせ、ヘッド側室１３を増圧することができる。具体的には、増圧シリンダ５の断面形状が円形であり、増圧大径室２３の直径をｄ１、増圧小径室２１の直径をｄ２とすると、増圧シリンダ５は、増圧第２区画室３１の圧力の（ｄ１／ｄ２）２倍の圧力を増圧小径室２１に生じさせることができる。そして、ｄ１／ｄ２を適宜に設定することにより、任意の増圧比が得られる。
【００３６】
主シリンダチューブ７のヘッド側室１３と、増圧シリンダチューブ１７の増圧小径室２１とは、例えば、連結部材３３により連通されている。連結部材３３は、例えば、金属等の剛体により構成され、主シリンダチューブ７や増圧シリンダチューブ１７に対して固定されている。連結部材３３は、例えば、主シリンダチューブ７のヘッド側の端面を構成する部材に対して固定されている。
【００３７】
なお、連結部材３３は、一部又は全部を可撓性を有する部材により構成することも可能である。また、本実施形態では、連結部材３３の流路が主シリンダチューブ７や増圧シリンダチューブ１７の端面においてこれらの内部に連通している場合を例示しているが、連結部材３３の流路は、主シリンダチューブ７や増圧シリンダチューブ１７の側面においてこれらの内部に連通していてもよい。連結部材３３は主シリンダチューブ７のヘッド側の端面を構成してもよい。
【００３８】
増圧シリンダ５は、シリンダ装置１の油圧回路のシンプル化等のために、増圧シリンダ５に供給された作動油を主シリンダ３に供給可能に、且つ、主シリンダ３から排出された作動油を増圧シリンダ５から排出可能に構成されている。換言すれば、主シリンダ３への作動油の供給及び主シリンダ３からの作動油の排出を制御する弁としての機能を有するように構成されている。具体的には以下のとおりである。
【００３９】
増圧ピストン１９には、小径部２５及び大径部２７を貫通し、増圧小径室２１と増圧第２区画室３１とを連通する増圧連通孔３５が形成されている。また、増圧シリンダ５は、増圧連通孔３５を開閉する弁体３７を有している。従って、弁体３７を開状態とすることにより、増圧第２区画室３１は、増圧連通孔３５、増圧小径室２１及び連結部材３３の流路を介して、主シリンダ３のヘッド側室１３と連通される。そして、第２ポート４５から増圧第２区画室３１への作動油の供給により、主シリンダ３のヘッド側室１３への作動油の供給が可能となり、増圧第２区画室３１から第２ポート４５への作動油の排出により、主シリンダ３のヘッド側室１３からの作動油の排出が可能となる。また、弁体３７を閉状態とすることにより、第２ポート４５から増圧第２区画室３１に供給された作動油の主シリンダ３への流出が阻止され、増圧シリンダ５による主シリンダ３の増圧が可能となる。
【００４０】
増圧連通孔３５は、増圧ピストン１９の増圧シリンダチューブ１７に対する摺動方向に延びている。弁体３７は、増圧ピストン１９の増圧シリンダチューブ１７に対する摺動方向において、増圧ピストン１９に対して摺動可能に増圧連通孔３５に挿入されている。弁体３７は、増圧ピストン１９に対して増圧第２区画室３１側へ移動したときに増圧連通孔３５を閉じ、増圧ピストン１９に対して増圧小径室２１側へ移動したときに増圧連通孔３５を開くように構成されている。
【００４１】
弁体３７は、増圧連通孔３５内に配置されたバネ３９により、増圧第２区画室３１側に付勢されている。また、弁体３７は、増圧第２区画室３１内に突出し、増圧シリンダチューブ１７の端面に当接可能な突部４１を有している。
【００４２】
従って、第１ポート４３を介して増圧第１区画室２９に作動油が供給され、第２ポート４５を介して増圧第２区画室３１から作動油が排出されると、増圧ピストン１９が増圧第２区画室３１側へ移動し、突部４１を介して増圧シリンダチューブ１７の端面に支持された弁体３７が増圧ピストン１９に対して相対的に増圧第１区画室２９側へ移動し、弁体３７は開状態となる。また、第２ポート４５を介して増圧第２区画室３１に作動油が供給され、第１ポート４３を介して増圧第１区画室２９から作動油が排出されると、増圧ピストン１９が増圧第１区画室２９側へ移動し、バネ３９に付勢された弁体３７が増圧ピストン１９に対して相対的に増圧第２区画室３１側へ移動し、弁体３７は閉状態となる。なお、弁体３７の閉状態において、突部４１は、増圧シリンダチューブ１７の端面から離間する。
【００４３】
シリンダ装置１は、主シリンダ３や増圧シリンダ５に作動油を供給する油圧源としてのポンプ４７と、ポンプ４７を駆動するモータ４９とを有している。
【００４４】
なお、以下では、主シリンダ３に直接的に（増圧シリンダ５を介さずに）作動油の供給を行うなど、主シリンダ３に係る構成と、増圧シリンダ５に作動油の供給を行うなど、増圧シリンダ５に係る構成とが、同様の構成又は対応する構成である場合に、主シリンダ３に係る構成に、「主側」の語を付すとともに、符号に付加記号Ｒを付し、増圧シリンダ５に係る構成に、「増圧側」の語を付すとともに、符号に付加記号Ｈを付したり、逆に、「主側」、「増圧側」の語やＲ、Ｈを省略することがある。
【００４５】
ポンプ４７は、いわゆる双方向回転ポンプにより構成されており、主シリンダ３の主第２区画室８７に連通する主側ポート５１Ｒ、及び、増圧シリンダ５の増圧第２区画室３１に連通する増圧側ポート５１Ｈを有している。
【００４６】
ポンプ４７は、アキシャル式又はラジアル式のピストンポンプ、歯車ポンプ、ベーンポンプ等の適宜なポンプにより構成されてよい。ポンプ４７は、特に図示しないが、主側ポート５１Ｒ及び増圧側ポート５１Ｈが形成されたケーシングと、ケーシング内に配置されたロータ又はピストンを有している。ポンプ４７に回転力が入力されると、ポンプ４７は、その回転力により駆動されるロータ又はピストンの作用により、主側ポート５１Ｒ及び増圧側ポート５１Ｈの一方から作動油をケーシング内に吸入し、吸入した作動油を主側ポート５１Ｒ及び増圧側ポート５１Ｈの他方からケーシング外に吐出する。
【００４７】
主側ポート５１Ｒ及び増圧側ポート５１Ｈのいずれが吸入口又は吐出口となるかは、ポンプ４７に入力される回転力の方向により決定される。すなわち、ポンプ４７に一方向の回転力が入力されたときは、主側ポート５１Ｒが吸入口に、増圧側ポート５１Ｈが吐出口になり、ポンプ４７に他方向の回転力が入力されたときは、増圧側ポート５１Ｈが吸入口に、主側ポート５１Ｒが吐出口になる。
【００４８】
モータ４９は、直流モータでも交流モータでもよい。また、モータ４９は、誘導モータや同期モータ等の適宜なモータにより構成されてよい。モータ４９は、モータ４９が直流モータである場合にはモータ４９に印加される電圧の正負が切り換えられることにより回転方向が切り換えられ、モータ４９が交流モータである場合には印加される電圧の正相・逆相が切り換えられることにより回転方向が切り換えられる。モータ４９は、回転方向の切り換えにより主側ポート５１Ｒ及び増圧側ポート５１Ｈの間で吸入口と吐出口とを切り換え可能である。
【００４９】
モータ４９は、例えば、サーボモータとして構成されており、モータ４９の回転を検出するエンコーダ５３及びモータ４９に電力を供給するサーボアンプ５５と共にサーボ機構を構成している。エンコーダ５３は、例えば、モータ４９の回転に同期してパルス信号を出力する。サーボアンプ５５は、例えば、エンコーダ５３からのパルス信号を計数してモータ４９の回転数（回転速度）を検出する。そして、サーボアンプ５５は、後述する制御部７３からサーボアンプ５５に入力された制御信号とエンコーダ５３の検出結果との偏差に基づいて、モータ４９の回転が入力された制御信号に追従するようにフィードバック制御を行う。
【００５０】
シリンダ装置１において、主シリンダ３の第４ポート４６及び増圧シリンダ５の第２ポート４５の一方に作動油を供給し、他方から作動油を排出しているとき、その供給量と排出量とは互いに異なる。これは、例えば、ヘッド側室１３とロッド側室１５とでは、作動油を収容可能な容積の断面積がロッド１１の断面積分互いに異なること等に起因する。そこで、シリンダ装置１は、第４ポート４６及び第２ポート４５の供給量及び排出量における過不足分を補償するための自給弁回路を有している。具体的には以下のとおりである。
【００５１】
ポンプ４７の主側ポート５１Ｒと主シリンダ３の第４ポート４６とは、主側接続流路５７Ｒにより接続されている。ポンプ４７の増圧側ポート５１Ｈと増圧シリンダ５の第２ポート４５とは、増圧側接続流路５７Ｈにより接続されている。主側接続流路５７Ｒと増圧側接続流路５７Ｈとは、中間流路５９により接続されている。なお、これらの流路は、可撓性の部材により構成されてもよいし、剛体の部材により構成されてもよい。
【００５２】
中間流路５９の中途には、作動油を貯蓄可能なタンク６１が接続されている。また、中間流路において、主側接続流路５７Ｒとタンク６１との間には主側逆止弁６３Ｒが設けられている。中間流路において、増圧側接続流路５７Ｈとタンク６１との間には増圧側逆止弁６３Ｈが設けられている。逆止弁６３は、いわゆるパイロット式の逆止弁であり、パイロット圧力が導入されることにより開状態となるものである。
【００５３】
主側逆止弁６３Ｒは、パイロット圧力が導入されていないときは、主側接続流路５７Ｒからタンク６１への流れを阻止するとともにタンク６１から主側接続流路５７Ｒへの流れを許容するように設けられている。また、パイロット圧力として増圧側接続流路５７Ｈの圧力が導入されている。
【００５４】
増圧側逆止弁６３Ｈは、パイロット圧力が導入されていないときは、増圧側接続流路５７Ｈからタンク６１への流れを阻止するとともにタンク６１から増圧側接続流路５７Ｈへの流れを許容するように設けられている。また、パイロット圧力として主側接続流路５７Ｒの圧力が導入されている。
【００５５】
なお、図１では、主側逆止弁６３Ｒのパイロット圧力の導入のための流路が増圧側接続流路５７Ｈに接続されている場合を例示しているが、増圧側接続流路５７Ｈの圧力の導入は、パイロット圧力の導入のための流路を、中間流路５９のうち増圧側逆止弁６３Ｈよりも増圧側接続流路５７Ｈ側の部分に接続すること等によっても可能である。同様に、増圧側逆止弁６３Ｈへの主側接続流路５７Ｒの圧力の導入は、適宜な位置から行われてよい。
【００５６】
以上の自給弁回路（中間流路５９、タンク６１、主側逆止弁６３Ｒ及び増圧側逆止弁６３Ｈ）は、以下のように動作する。
【００５７】
ポンプ４７が、主側ポート５１Ｒから作動油を吸入し、増圧側ポート５１Ｈから作動油を吐出しているとき、増圧側逆止弁６３Ｈは、増圧側接続流路５７Ｈからタンク６１への流れを阻止する。一方、主側逆止弁６３Ｒは、増圧側接続流路５７Ｈから導入されるパイロット圧力により開状態となる。従って、第４ポート４６から排出される油量が、第２ポート４５へ供給される油量よりも少ない場合には、すなわち、作動油が不足する場合には、負圧によりタンク６１の作動油が、主側逆止弁６３Ｒを介して、主側接続流路５７Ｒ経由で主側ポート５１Ｒに供給され、不足分が補償される。また、第４ポート４６から排出される油量が、第２ポート４５へ供給される油量よりも多い場合には、すなわち、作動油が過剰となる場合には、主側接続流路５７Ｒの作動油は、主側逆止弁６３Ｒを介して、タンク６１に排出される。
【００５８】
ポンプ４７が、増圧側ポート５１Ｈから作動油を吸入し、主側ポート５１Ｒから作動油を吐出しているとき、主側逆止弁６３Ｒは、主側接続流路５７Ｒからタンク６１への流れを阻止する。一方、増圧側逆止弁６３Ｈは、主側接続流路５７Ｒから導入されるパイロット圧力により開状態となる。従って、第２ポート４５から排出される油量が、第４ポート４６へ供給される油量よりも少ない場合には、すなわち、作動油が不足する場合には、負圧によりタンク６１の作動油が、増圧側逆止弁６３Ｈを介して、増圧側接続流路５７Ｈ経由で増圧側ポート５１Ｈに供給され、不足分が補償される。また、第２ポート４５から排出される油量が、第４ポート４６へ供給される油量よりも多い場合には、すなわち、作動油が過剰となる場合には、増圧側接続流路５７Ｈの作動油は、増圧側逆止弁６３Ｈを介して、タンク６１に排出される。
【００５９】
シリンダ装置１は、油圧系を過度な圧力から保護するために、主側接続流路５７Ｒに接続された主側安全弁６５Ｒと、増圧側接続流路５７Ｈに接続された増圧側安全弁６５Ｈとを有している。安全弁６５は、接続流路５７の圧力が所定の設定圧力に到達すると、接続流路５７の作動油を二次側（例えばタンク）に排出する。なお、安全弁６５の二次側のタンクは、タンク６１と共通化されていてもよいし、共通化されていなくてもよい。
【００６０】
シリンダ装置１は、増圧シリンダ５の増圧第１区画室２９への作動油の供給及び排出を制御するために、切換弁６７を有している。切換弁６７は、例えば、４ポート２位置のソレノイドバルブにより構成されており、入力された制御信号に応じて、増圧第１区画室２９に対して、増圧第１区画室２９に作動油を供給可能なポンプ、又は、増圧第１区画室２９から排出された作動油を収容可能なタンクを選択的に接続する。なお、切換弁６７を介して増圧第１区画室２９と接続されるポンプ及びタンクはそれぞれ、ポンプ４７及びタンク６１と共通化されていてもよいし、共通化されていなくてもよい。
【００６１】
主シリンダ３及び増圧シリンダ５の動作を制御するために、シリンダ装置１は、ロッド１１の主シリンダチューブ７に対する位置を検出可能な位置検出部６９と、ポンプ４７から送り出される作動油の圧力を検出可能な圧力センサ７１と、位置検出部６９及び圧力センサ７１の検出結果と所定の制御指令との偏差に基づいてモータ４９等のフィードバック制御を行う制御部７３とを有している。
【００６２】
位置検出部６９は、例えば、ロッド１１の延びる方向に沿ってロッド１１に設けられたスケール７５と、スケール７５に対向配置され、スケール７５の移動を検出する位置センサ７７とを有するリニアエンコーダにより構成されている。
【００６３】
具体的には、例えば、位置検出部６９が磁気式のリニアエンコーダにより構成されている場合には、スケール７５は、ロッド１１の長手方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互に配列されることにより構成される。位置センサ７７は、例えば、ＭＲ素子やホールＩＣを含んで構成される。また、例えば、位置検出部６９が光学式のリニアエンコーダにより構成されている場合には、スケール７５は、ロッド１１の長手方向に沿って透過部や反射部等が配列されることにより構成される。位置センサ７７は、受光素子により構成される。
【００６４】
スケール７５は、例えば、ロッド１１のうち、小径ピストン９が引込限（ヘッド側室１３側の限界位置）に位置するときに主シリンダチューブ７から露出する部分から、小径ピストン９が押出限（ロッド側室１５側の限界位置）に位置するときに主シリンダチューブ７から露出する部分に亘って形成されている。位置センサ７７は、主シリンダチューブ７の外部、例えば、主シリンダチューブ７の端面に隣接した位置に設けられている。
【００６５】
圧力センサ７１は、例えば、接続流路５７の圧力を検出可能に設けられている。圧力センサ７１は、主側接続流路５７Ｒ及び増圧側接続流路５７Ｈにそれぞれ設けられており、ポンプ４７から吐出される作動油の圧力だけでなく、ポンプ４７に吸入される作動油の圧力も検出可能となっている。圧力センサ７１は、静電容量式圧力センサ、ピエゾ抵抗式圧力センサ、振動式圧力センサ等の適宜な圧力センサにより構成されてよい。
【００６６】
制御部７３は、例えば、特に図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置等を含んで構成されている。制御指令は、不図示の操作部を介して入力されたり、他の装置からの電気信号により入力されたりするなど、制御部７３外部から適宜に入力されてもよいし、予めＲＯＭや外部記憶装置に記憶されていたり、制御部７３が所定のプログラムに従って生成したりするなど、制御部７３内部において保持又は生成されてもよい。
【００６７】
制御指令には、例えば、ロッド１１の位置、ロッド１１の速度、ポンプ４７から接続流路５７へ供給される作動油の圧力等の制御変数の目標値が含まれている。制御部７３は、位置センサ７７からの検出結果を示す電気信号に基づいて、ロッド１１の位置及び速度を特定する。また、制御部７３は、圧力センサ７１からの検出結果を示す電気信号に基づいて、ポンプ４７から供給される作動油の圧力を特定する。そして、制御部７３は、検出された制御変数が制御指令に含まれる目標値に追従するように、サーボアンプ５５及び切換弁６７に制御信号を出力する。
【００６８】
なお、上記は一例である。制御部７３は、例えば、主側圧力センサ７１Ｒ及び増圧側圧力センサ７１Ｈの検出結果に基づいて特定される、主側接続流路５７Ｒと増圧側接続流路５７Ｈとの差圧が目標値に追従するように制御信号を出力するように構成されるなど、適宜に構成されてよい。
【００６９】
制御指令には、例えば、各制御変数の目標値が所定のパターンで複数含まれている。すなわち、制御指令は、所定の制御変数が目標値に到達したり、所定の時間が経過したりするなど、所定の条件が満たされたときに各制御変数の目標値が変更されるように設定されている。従って、制御部７３は、所定の動作パターンでシリンダ装置１を動作させることができる。
【００７０】
シリンダ装置１においては、モータ４９及び切換弁６７の動作パターンを適宜に設定することにより、ロッド１１（小径ピストン９）が適宜な位置にあるときに、適宜な大きさの押出力及び引込力並びに押出速度及び引込速度を得ることができる。
【００７１】
図２は、シリンダ装置１の動作の一例を示す図である。図２（ａ）は、シリンダ装置１における押出力及び引込力とストロークとの関係の一例を示している。図２（ｂ）は、シリンダ装置１における押出速度及び引込速度とストロークとの関係の一例を示している。
【００７２】
図２に示すような押出力及び引込力並びに押出速度及び引込速度を得る場合には、シリンダ装置１は、以下のように動作する。
【００７３】
主シリンダ３の小径ピストン９が引込限（ヘッド側室１３側の限界位置）にあるとき、大径ピストン１０は主大径室８３の主小径室８１側の可動限（図１の位置）にあり、増圧シリンダ５の弁体３７は開状態とされている。また、第３ポート４４は、切換弁６８により閉じられている。この状態で、ポンプ４７から増圧第２区画室３１に作動油が供給されると、作動油は、増圧連通孔３５を介してヘッド側室１３に供給される。これにより、小径ピストン９は、ロッド１１側に移動する。なお、ロッド側室１５の作動油は、小径ピストン９から受ける圧力及びポンプ４７による背圧により主連通孔８９及び主第２区画室８７を介してポンプ４７に吸入される。この状態の押出力は、図２（ａ）において実線ＳＦ１で示すように比較的小さく、押出速度は、図２（ｂ）において実線ＳＶ１で示すように比較的速い。
【００７４】
位置検出部６９により検出される位置が所定の位置に到達すると、切換弁６７は、制御部７３からの制御信号により、増圧第１区画室２９と、その増圧第１区画室２９の作動油を排出可能なタンクとを連通する位置に切り換えられる。その結果、増圧ピストン１９は、増圧第２区画室３１の作動油の圧力により増圧第１区画室２９側へ移動し、弁体３７は閉状態となる。そして、増圧シリンダ５は、ヘッド側室１３の増圧を行う。この状態の押出力は、図２（ａ）において実線ＳＦ２で示すように比較的大きく、押出速度は、図２（ｂ）において実線ＳＶ２で示すように比較的遅い。そして、小径ピストン９は、押出限（ロッド側室１５側の限界位置）に到達する。
【００７５】
小径ピストン９は、上述のように、引込限から押出限まで移動する途中において大径ピストン１０に当接し、その後は、大径ピストン１０と共に押出限まで移動する。増圧シリンダ５による増圧が開始されるタイミングは、小径ピストン９が大径ピストン１０に当接する前であってもよいし、当接した後であってもよいし、当接と同時であってもよい。小径ピストン９と大径ピストン１０とが共にロッド側へ移動している間は、切換弁６８は、主第１区画室８５とタンクとを接続する位置とされ、主第１区画室８５には、背圧により作動油が供給される。
【００７６】
なお、小径ピストン９がロッド側へ移動する場合における、小径ピストン９が大径ピストン１０と共に移動することによる力や速度の変化は、増圧シリンダ５による増圧が行われることによる力や速度の変動に比較して小さいことから、図２では図示を省略している。
【００７７】
小径ピストン９が押出限に移動した後、小径ピストン９をロッド１１側へ付勢する必要がなくなると、モータ４９は停止される。
【００７８】
次に、小径ピストン９をヘッド側へ移動させるときには、切換弁６７が制御部７３からの制御信号により、増圧第１区画室２９と、その増圧第１区画室２９に作動油を供給可能なポンプとを連通する位置に切り換えられる。その結果、増圧ピストン１９は、増圧第１区画室２９の作動油の圧力により増圧第２区画室３１側へ移動し、弁体３７は開状態となる。なお、切換弁６７の動作は、小径ピストン９が押出限へ到達した直後等の、小径ピストン９をヘッド側へ移動させる時期よりも早い時期に行われていてもよい。
【００７９】
この状態で、モータ４９は、小径ピストン９をロッド１１側へ移動させたときとは逆方向に回転駆動され、ポンプ４７から主第２区画室８７に作動油が供給される。これにより、大径ピストン１０が、小径ピストン９と共に主小径室８１側へ移動する。なお、ヘッド側室１３の作動油は、小径ピストン９から受ける圧力及びポンプ４７による背圧により増圧連通孔３５を介してポンプ４７に吸入される。主第１区画室８５の作動油は、第３ポート４４からタンクへ排出される。この状態の引込力は、図２（ａ）において点線ＬＦ２（実線ＳＦ２に重複）で示すように比較的大きく、引込速度は、図２（ｂ）において点線ＬＶ２（実線ＳＶ２に重複）で示すように比較的遅い。
【００８０】
その後、大径ピストン１０が主小径室８１側の可動限に到達すると、切換弁６８により第３ポート４４は閉じられ、主連通孔８９の作動油が小径ピストン９を押し出し、小径ピストン９と大径ピストン１０との間に隙間（ロッド側室１５）が生じ、その隙間に主第２区画室８７の作動油が主連通孔８９を介して流れ込む。そして、主連通孔８９を介してロッド側室１５に作動油が供給されることにより、小径ピストン９は、ヘッド側へ移動する。この状態の引込力は、図２（ａ）において点線ＬＦ１（ＳＦ１と重複）で示すように比較的小さく、引込速度は、図２（ｂ）において点線ＬＶ１（ＳＶ１と重複）で示すように比較的速い。
【００８１】
その後、小径ピストン９をヘッド側へ付勢する必要がなくなると、モータ４９は停止される。
【００８２】
小径ピストン９が引込限からロッド側へ移動しており、増圧シリンダ５による増圧が開始されておらず（図２（ａ）の実線ＳＦ１及び図２（ｂ）の実線ＳＶ１）、小径ピストン９が大径ピストン１０に係合していないときは、ロッド側室１５の作動油を収容可能な容積の断面積が、ロッド１１の断面積分、ヘッド側室１３の作動油を収容可能な容積の断面積よりも小さいことから、主シリンダ３から排出される作動油が主シリンダ３に供給される作動油よりも少なく、作動油の不足が生じる。しかし、上述のように、主側逆止弁６３Ｒを介してタンク６１からポンプ４７に作動油の不足分が供給される。
【００８３】
増圧シリンダ５による増圧の開始タイミングが、小径ピストン９が大径ピストン１０に係合するよりも後に設定されており、増圧シリンダ５による増圧が開始されていない状態で小径ピストン９及び大径ピストン１０が共にロッド側へ移動しているときは、主第２区画室８７の断面積の方がヘッド側室１３の断面積よりも大きいから、主シリンダ３から排出される作動油が主シリンダ３に供給される作動油よりも多く、作動油が過剰になる。しかし、上述のように、作動油の過剰分は主側逆止弁６３Ｒを介してタンク６１へ排出される。
【００８４】
増圧シリンダ５による増圧の開始タイミングが、小径ピストン９が大径ピストン１０に係合するよりも前に設定されており、増圧シリンダ５による増圧が開始された状態で小径ピストン９のみがロッド側へ移動しているとき（大径ピストン１０がロッド側へ移動していないとき）は、主シリンダ３においてロッド側室１５から排出される作動油がヘッド側室１３に供給される作動油よりも少ないことに加え、増圧小径室２１からヘッド側室１３に供給される作動油は、増圧第２区画室３１に供給される作動油よりも少ないことから、作動油の不足が一層生じる。しかし、上述のように、主側逆止弁６３Ｒを介してタンク６１からポンプ４７に作動油の不足分が供給される。
【００８５】
小径ピストン９が引込限からロッド側へ移動しており、増圧シリンダ５による増圧が開始されており（図２（ａ）の実線ＳＦ２及び図２（ｂ）の実線ＳＶ２）、小径ピストン９及び大径ピストン１０が共にロッド側へ移動しているときは、主シリンダ３に着目すると、主第２区画室８７の断面積の方がヘッド側室１３の断面積よりも大きいから、主第２区画室８７から排出される作動油がヘッド側室１３に供給される作動油よりも多く、作動油は過剰になる。一方、増圧シリンダ５に着目すると、増圧小径室２１からヘッド側室１３に供給される作動油は、増圧第２区画室３１に供給される作動油よりも少ないことから、作動油は不足する。従って、主小径室８１の直径Ｄ１、主大径室８３の直径Ｄ２、増圧小径室２１の直径ｄ２、増圧大径室２３の直径ｄ１等の設定に応じて、作動油の過剰又は不足が生じることになる。しかし、いずれにせよ、上述のように、パイロット圧力が導入されて開状態となった主側逆止弁６３Ｒを介して、タンク６１により作動油の過不足は補償される。
【００８６】
小径ピストン９が押出限からヘッド側へ移動しており、大径ピストン１０が小径ピストン９に係合しているときは（図２（ａ）の点線ＬＦ２及び図２（ｂ）の点線ＬＶ２）、主第２区画室８７の断面積の方がヘッド側室１３の断面積よりも大きいから、主シリンダ３から排出される作動油が主シリンダ３に供給される作動油よりも少なく、作動油が不足する。しかし、上述のように、作動油の不足分は、増圧側逆止弁６３Ｈを介してタンク６１からポンプ４７に供給される。
【００８７】
小径ピストン９のみがヘッド側へ移動しているとき（大径ピストン１０が主小径室８１側の可動限に到達した後）は（図２（ａ）の点線ＬＦ１及び図２（ｂ）の点線ＬＶ１）、ヘッド側室１３から排出される作動油がロッド側室１５に供給される作動油よりも多いから、作動油は過剰になる。しかし、上述のように、作動油の過剰分は、増圧側逆止弁６３Ｈを介してタンク６１へ排出される。
【００８８】
以上の実施形態によれば、シリンダ装置１は、主シリンダ３と、主シリンダ３に連結された増圧シリンダ５とを有し、主シリンダ３は、ロッド１１に固定された小径ピストン９と、ヘッド側に設けられた大径ピストン１０とを有し、引込力を増力可能であり、増圧シリンダ５は、主シリンダ３のヘッド側に接続され、ヘッド側室を増圧して押出力を増力可能であることから、押出方向及び引込方向の両方向において増圧を行うことができる。その結果、後述するシリンダ装置１の応用例に示すように、押出方向及び引込方向の双方向において、ストローク内の所定位置においてのみ大きな力が必要な場合には、その大きな力は大径ピストン１０や増圧シリンダ５の作用により得ればよいから、主小径室８１を小径化することができる。その結果、使用油量の低減及びサイクルタイムの短縮が図られ、ランニングコストが低減される。
【００８９】
シリンダ装置１は、いわゆる双方向回転ポンプにより構成され、主第２区画室８７に連通する主側ポート５１Ｒと、増圧第２区画室３１に連通する増圧側ポート５１Ｈとを有するポンプ４７と、ポンプ４７を駆動し、回転方向の切り換えにより主側ポート５１Ｒ及び増圧側ポート５１Ｈの間で吸入口と吐出口とを切り換えるモータ４９とを有していることから、モータ４９の回転方向の切り換えにより、押出方向及び引込方向の増力等を選択的に行うことができ、制御が簡便化されるとともに、ポンプ４７及びモータ４９は、主大径室８３及び増圧大径室２３の一方に給油の必要がないときに、他方の給油に利用されることになり、各々の大径室に対応して２組のポンプ及びモータを設けて、２組のポンプ及びモータを常時回転させつつ給油を弁により制御するような場合に比較して、シリンダ装置１の省エネルギー化が図られる。
【００９０】
大径ピストン１０には、ロッド側室１５と主第２区画室８７とを連通する主連通孔８９が形成され、小径ピストン９は、大径ピストン１０に係合したときに主連通孔８９を閉塞可能に構成され、増圧ピストン１９には、増圧小径室２１と増圧第２区画室３１とを連通する増圧連通孔３５が形成され、増圧シリンダ５は、増圧連通孔３５を開閉する弁体を有することから、上述のポンプ４７及びモータ４９は、主第２区画室８７と増圧第２区画室３１に対して選択的に作動油を供給するだけでなく、ヘッド側室１３及びロッド側室１５を加えた、４つのシリンダ室に対して選択的に作動油を供給することになる。従って、一層の制御の簡便化及び省エネルギー化が図られる。さらに、小径ピストン９の移動方向（押出方向／引込方向）の切り換えはモータ４９の回転方向の切り換えにより行うことから、シリンダ装置１は、油圧系及び電気系の構成をヘッド側とロッド側とで対称の構成として簡素化しやすい。
【００９１】
シリンダ装置１は、自給弁回路（中間流路５９、タンク６１、主側逆止弁６３Ｒ及び増圧側逆止弁６３Ｈ）を有することから、ヘッド側室１３、ロッド側室１５、主第２区画室８７及び増圧第２区画室３１において生じる作動油の過不足を適切に補償しつつ、作動油をポンプ４７に還流させることができる。その結果、使用油量の低減を図ることができるとともに、作動油の過不足の発生に影響する、主シリンダ３の主シリンダチューブ７の主小径室８１の径、ロッド１１の径及び主大径室８３の径、並びに、増圧シリンダ５の増圧小径室２１の径及び増圧大径室２３の径等の設計の自由度が向上する。例えば、小径ピストン９が引込限からロッド側へ移動しており、増圧シリンダ５による増圧が開始されており（図２（ａ）の実線ＳＦ２及び図２（ｂ）の実線ＳＶ２）、小径ピストン９が大径ピストン１０に係合しているときは、上述のように、各部材の寸法に応じて作動油の不足が生じるか、作動油の剰余が生じるかは異なるところ、いずれが生じても自給弁回路により作動油の過不足が適切に補償されるから、自由に各部材の寸法を設定できる。
【００９２】
シリンダ装置１は、ロッド１１の主シリンダチューブ７に対する位置を検出可能な位置検出部６９と、ポンプ４７から送り出される作動油の圧力を検出可能な圧力センサ７１と、所定の制御指令と位置検出部６９及び圧力センサ７１の検出結果との偏差に基づいてモータ４９のフィードバック制御を行う制御部７３とを有することから、ロッド１１の位置制御の精度が向上する。さらに、シリンダ装置１は、増圧シリンダ５により、押出方向の任意の位置において増圧可能であるから、位置検出部６９及び圧力センサ７１の検出結果に基づいて、力及び速度を所望のパターンで変化させることができる。
【００９３】
位置検出部６９は、ロッド１１の延びる方向に沿ってロッドに設けられたスケール７５と、スケール７５に対向配置され、スケール７５の移動を検出する位置センサ７７とを有することから、シリンダ装置１を有する成形機等の装置を小型化することができる。すなわち、通常は、小径ピストン９に対してロッド１１とは反対側に別の部材が設けられるとともに当該部材にスケールが設けられ、シリンダ装置１のヘッド側が大型化するところ、シリンダ装置１では、ロッド１１にスケールが設けられていることから、シリンダ装置１は大型化しない。また、位置センサ７７は、シリンダ装置１と駆動対象との間に設けられることになるから、成形機等の装置の外部側に設けられるのではなく、成形機等の装置の内部に設けられることになる。例えば、後述するダイカストマシン１０１においては（図３参照）、位置センサ７７は、リンクハウジング１１１と移動ダイプレート１０９との間に配置されることになり、位置センサ７７がリンクハウジング１１１に対して移動ダイプレート１０９とは反対側（リンクハウジング１１１の図３の紙面左側）に配置される場合に比較して、ダイカストマシン１０１が小型化される。
【００９４】
（シリンダ装置の応用例１）
図３は、シリンダ装置１の応用例１に係るダイカストマシン１０１の概略を示す正面図である。
【００９５】
ダイカストマシン１０１は、固定金型５０１及び移動金型５０３の型開閉及び型締を行う型締装置１０３を有している。なお、ダイカストマシン１０１は、この他、固定金型５０１及び移動金型５０３により形成される不図示のキャビティに溶湯を供給する射出装置、固定金型５０１又は移動金型５０３から成形品を押し出す押出装置等を備えるが、図３では図示を省略する。
【００９６】
型締装置１０３は、ベース１０５と、固定金型５０１を保持し、ベース１０５上に固定された固定ダイプレート１０７と、移動金型５０３を保持し、ベース１０５上に型開閉方向（矢印ｙ１で示す。図３の紙面左右方向）に移動可能に設けられた移動ダイプレート１０９と、移動ダイプレート１０９に対して固定ダイプレート１０７とは反対側に設けられ、ベース１０５上に固定されたリンクハウジング１１１と、リンクハウジング１１１に対して移動ダイプレート１０９を型開閉方向に駆動するトグル機構１１３と、移動ダイプレート１０９を貫通して固定ダイプレート１０７及びリンクハウジング１１１に掛架された複数のタイバー１１４とを有している。
【００９７】
シリンダ装置１は、トグル機構１１３に駆動力を付与するように設けられている。すなわち、シリンダ装置１は、移動ダイプレート１０９を駆動する駆動源として機能する。
【００９８】
なお、シリンダ装置１は、主シリンダ３のみを簡略化して示し、大径ピストン１０や増圧シリンダ５等の図示は省略する。また、シリンダ装置１は、応用例毎に、主シリンダ３の径や増圧シリンダ５の径等の寸法が適宜に設定され、また、制御変数の目標値等の制御条件が適宜に設定されるから、厳密には、各応用例におけるシリンダ装置１は互いに同一のものではないが、図１のシリンダ装置１と、各応用例におけるシリンダ装置との対応関係の理解を容易にするために、各応用例のシリンダ装置には同一の符号を付す。
【００９９】
固定ダイプレート１０７と移動ダイプレート１０９とは、互いに対向すると共に、互いに対向する金型取付面に固定金型５０１及び移動金型５０３を保持している。複数のタイバー１１４は、型開閉方向に沿って延びると共に、両端がタイバーナット１１５によって固定ダイプレート１０７及びリンクハウジング１１１に固定されている。移動ダイプレート１０９は、複数のタイバー１１４に案内されて型開閉方向に移動可能である。
【０１００】
移動ダイプレート１０９が固定ダイプレート１０７に近接する型閉方向（図３の紙面右方向）に移動することにより、固定金型５０１と移動金型５０３とが型閉じされ、固定金型５０１及び移動金型５０３の間にキャビティが形成される。なお、図３は、型閉状態を示している。
【０１０１】
トグル機構１１３は、型開閉方向に直交する互いに平行な複数の回転軸回りに駆動される複数の部材（１１７等）が結合して構成されている。なお、複数の回転軸は、水平方向（図３の紙面貫通方向）に延びるものでも、鉛直方向（図３の紙面上下方向）に延びるものでもよいが、図３では、水平方向に延びるものである場合を例示している。
【０１０２】
具体的には、トグル機構１１３は、移動ダイプレート１０９に軸支された第１リンク１１７と、リンクハウジング１１１に軸支されるとともに、第１リンク１１７と回転可能に連結された第２リンク１１９と、第１リンク１１７及び第２リンク１１９の連結部において、これらに対して回転可能に連結された第３リンク１２１と、第３リンク１２１に回転可能に連結されたクロスヘッド１２３とを有している。
【０１０３】
シリンダ装置１は、型閉方向にロッド１１が延びるようにリンクハウジング１１１に対して固定されており、ロッド１１にはクロスヘッド１２３が固定されている。ロッド１１が押出方向（図３の紙面右側）に駆動されると、第３リンク１２１は、第１リンク１１７及び第２リンク１１９が直線に近くなるように第１リンク１１７及び第２リンク１１９を押す。これにより、移動ダイプレート１０９が型閉方向に移動し、型閉が行われる。また、型閉後、さらにロッド１１から押出方向の力がトグル機構１１３に加えられることにより、型締が行われる。ロッド１１が引込方向（図３の紙面左側）に駆動されると、第３リンク１２１は、第１リンク１１７及び第２リンク１１９が屈曲するように第１リンク１１７及び第２リンク１１９を引く。これにより、移動ダイプレート１０９が型開方向に移動し、型開が行われる。
【０１０４】
なお、シリンダ装置１がトグル機構１１３に付与する駆動力が一定である場合、第１リンク１１７及び第２リンク１１９が直線に近づくほど、トグル機構１１３から移動ダイプレート１０９に加えられる力は大きくなり、その一方で、移動ダイプレート１０９の速度は低下する。
【０１０５】
すなわち、トグル機構１１３は、型閉においては、比較的小さい力及び比較的速い速度で移動ダイプレート１０９を駆動し、型接触する直前や型締においては、比較的大きい力及び比較的遅い速度で移動ダイプレート１０９を駆動し、型開の初期動作においては、比較的大きい力及び比較的遅い速度で移動ダイプレート１０９を駆動し、初期動作後の型開においては、比較的小さい力及び比較的速い速度で移動ダイプレート１０９を駆動する。このトグル機構１１３の特性は、型締等に必要な比較的大きな力を得つつ成形サイクルを短縮する等の観点からダイカストマシン１０１にとって好ましい特性である。
【０１０６】
シリンダ装置１は、例えば、図２に例示した動作パターンと同様の動作パターンで動作する。すなわち、以下のように動作する。
【０１０７】
型閉においては、シリンダ装置１は、図２（ａ）の実線ＳＦ１及び図２（ｂ）の実線ＳＶ１を参照して説明したように、増圧シリンダ５の弁体３７を開状態として、モータ４９をヘッド側へ作動油を供給する方向へ回転させる。これにより、ヘッド側室１３に作動油が供給され、ロッド１１が押出方向に移動する。そして、比較的高速で型閉が行われる。
【０１０８】
型締においては、シリンダ装置１は、図２（ａ）の実線ＳＦ２及び図２（ｂ）の実線ＳＶ２を参照して説明したように、増圧シリンダ５の弁体３７を閉状態とする。これにより、増圧第２区画室３１に作動油が供給され、ヘッド側室１３が増圧される。そして、型閉よりも大きな力で型締が行われる。
【０１０９】
なお、増圧シリンダ５の弁体３７を開状態から閉状態とするタイミングは、型接触前に設定されてもよいし、型接触後に設定されてもよいし、型接触と同時に設定されてもよい。弁体３７を開状態から閉状態とするタイミングが到来したか否かの判定は、例えば、位置検出部６９の検出する位置が、所定の値に達したか否かの判定により行われる。
【０１１０】
その後、不図示の射出装置によりキャビティに溶湯が供給される。このとき、固定金型５０１及び移動金型５０３は、大きな型締力で型締されていることから、溶湯の圧力により型開することが防止され、バリの発生等が防止される。そして、溶湯が凝固することにより、成形品が形成される。
【０１１１】
型開の初期動作においては、シリンダ装置１は、図２（ａ）の点線ＬＦ２及び図２（ｂ）の点線ＬＶ２を参照して説明したように、増圧シリンダ５の弁体３７を開状態とし、モータ４９を型閉及び型締時とは逆方向に回転させる。これにより、主第２区画室８７に作動油が供給され、大径ピストン１０に作用する油圧により、比較的大きな力で型開が行われる。
【０１１２】
なお、型開の初期動作において比較的大きな力が必要なのは、移動ダイプレート１０９を移動させる力だけでなく、成形品を金型から離型する力が必要であることからである。
【０１１３】
型開の初期動作後においては、シリンダ装置１は、図２（ａ）の点線ＬＦ１及び図２（ｂ）の点線ＬＶ１を参照して説明したように、大径ピストン１０が主小径室８１側の可動限に到達し、主連通孔８９を介してロッド側室１５に作動油が供給され、小径ピストン９に作用する油圧により、ロッド１１は引込方向に移動する。そして、比較的高速で型開が行われる。
【０１１４】
以上の応用例１に係るダイカストマシン１０１は、シリンダ装置１を有することから、上述したシリンダ装置１の奏する効果を奏する。
【０１１５】
図２に例示したパターンの動作をダイカストマシン１０１のシリンダ装置１に適用することにより、トグル機構１１３が無くても、トグル機構１１３を設けた場合のように、型締及び型開の初期動作においては大きな力を得るとともに、それ以外においては高速に移動ダイプレート１０９を移動させることができる。さらに、トグル機構１１３と、図２に例示したシリンダ装置１の動作パターンとの組み合わせにより、一層、型締及び型開の初期動作と、型閉及び型開の初期動作後の型開との間における、力と速度の変化を大きくし、好適に必要な力を得つつ成形サイクルを短縮できる。また、トグル機構１１３と、図２に例示したシリンダ装置１の動作パターン以外の動作パターンとの組み合わせにより、多様な制御が可能となる。
【０１１６】
（シリンダ装置の応用例２）
図４は、シリンダ装置１の応用例２に係るダイカストマシンの一部の概略を示す正面図である。なお、図４においても、シリンダ装置１は、主シリンダ３のみを簡略化して示し、主大径室８３や増圧シリンダ５等は図示を省略する。
【０１１７】
この応用例では、シリンダ装置１は、固定金型５０１及び移動金型５０３の間に出し入れされる中子１３１を駆動する駆動源として機能する。具体的には、以下に例示するとおりである。
【０１１８】
固定金型５０１及び移動金型５０３は、直彫り金型でも入れ子金型でもよいが、図４では、固定金型５０１及び移動金型５０３が入れ子金型である場合を例示しており、固定金型５０１は、おも型５０５及び入れ子５０７を有し、移動金型５０３は、おも型５０９及び入れ子５１１を有している。キャビティ５１３は、固定金型５０１、移動金型５０３及び中子１３１により形成されている。
【０１１９】
シリンダ装置１は、移動金型５０３のおも型５０９に固定された取付ロッド１３３と、取付ロッド１３３に固定された支持板１３５により支持されている。主シリンダ３は、ロッド１１が型開閉方向に直交する方向に延びるように配置されている。従って、ロッド１１を押出方向に駆動することにより、中子１３１は、固定金型５０１及び移動金型５０３の間に挿入され、ロッド１１を引込方向に駆動することにより、中子１３１は、固定金型５０１及び移動金型５０３から引き抜かれる。
【０１２０】
シリンダ装置１は、例えば、図２に例示した動作パターンと同様の動作パターンで動作する。すなわち、以下のように動作する。
【０１２１】
中子１３１の挿入においては、シリンダ装置１は、図２（ａ）の実線ＳＦ１及び図２（ｂ）の実線ＳＶ１を参照して説明したように、増圧シリンダ５の弁体３７を開状態として、ヘッド側に作動油を供給する方向にモータ４９を回転させる。これにより、ヘッド側室１３に作動油が供給され、ロッド１１は押出方向に移動する。そして、比較的高速で中子１３１の挿入が行われる。
【０１２２】
なお、中子１３１の挿入は、例えば、型締前までに行われる。また、中子１３１は、固定金型５０１及び移動金型５０３の適宜な位置に当接したり、大径ピストン１０が主大径室８３の端面に当接する押出限に位置したり、不図示のストッパにより係止されたりすることにより、挿入方向への移動が制限されて位置決めされる。
【０１２３】
型締においては、シリンダ装置１は、図２（ａ）の実線ＳＦ２及び図２（ｂ）の実線ＳＶ２を参照して説明したように、増圧シリンダ５の弁体３７を閉状態とする。これにより、増圧第２区画室３１に作動油が供給され、ヘッド側室１３が増圧される。そして、比較的大きな力で中子１３１は挿入方向に付勢される。
【０１２４】
なお、当該付勢は、溶湯がキャビティに供給される前までに行われれば、型締開始時期に対して適宜なタイミングで行われてよい。
【０１２５】
その後、不図示の射出装置によりキャビティに溶湯が供給される。このとき、中子１３１は、大きな力で付勢されていることから、溶湯の圧力により引抜方向に移動することが防止され、不良品の発生が防止される。そして、溶湯が凝固することにより、成形品が形成される。
【０１２６】
中子１３１の引抜の初期動作においては、シリンダ装置１は、図２（ａ）の点線ＬＦ２及び図２（ｂ）の点線ＬＶ２を参照して説明したように、増圧シリンダ５の弁体３７を開状態とし、中子１３１の挿入及び付勢時とは逆方向にモータ４９を回転させる。これにより、主第２区画室８７に作動油が供給され、大径ピストン１０に作用する油圧により、比較的大きな力で中子１３１が引き抜かれる。
【０１２７】
なお、引抜の初期動作において比較的大きな力が必要なのは、型開の初期動作と同様に、中子１３１を移動させる力だけでなく、中子１３１を成形品から引き離す力が必要であることからである。なお、中子１３１の引抜は、型開前に行われても型開後に行われてもよい。
【０１２８】
中子１３１の引抜の初期動作後においては、シリンダ装置１は、図２（ａ）の点線ＬＦ１及び図２（ｂ）の点線ＬＶ１を参照して説明したように、大径ピストン１０が主小径室８１側の可動限に到達し、主連通孔８９を介してロッド側室１５に作動油が供給され、小径ピストン９に作用する油圧により、ロッド１１は引込方向に移動する。そして、比較的高速で中子１３１の引抜方向への移動が行われる。
【０１２９】
以上の応用例２に係るダイカストマシンは、シリンダ装置１を有することから、上述したシリンダ装置１の奏する効果を奏する。
【０１３０】
特に、図２に例示したパターンの動作を適用することにより、型締時の中子１３１の付勢動作及び中子１３１の引抜の初期動作においては、シリンダ装置１から大きな駆動力を得るとともに、中子１３１の挿入及び引抜の初期動作後においては、シリンダ装置１から高速な駆動力を得ることができる。
【０１３１】
（シリンダ装置の応用例３）
図５は、シリンダ装置１の応用例３に係るダイカストマシンの一部の概略を示す正面図である。なお、図５においても、シリンダ装置１は、主シリンダ３のみを簡略化して示し、主大径室８３や増圧シリンダ５等は図示を省略する。
【０１３２】
この応用例では、シリンダ装置１は、金型から成形品を押し出す複数の押出ピン１４１を駆動するシリンダ装置として構成されている。具体的には、以下に例示するとおりである。
【０１３３】
複数の押出ピン１４１は、移動金型５０３を型開閉方向（図５の紙面左右方向）に貫通する孔部に摺動可能に挿入されている。複数の押出ピン１４１は、移動ダイプレート１０９側において押出板１４３に固定されている。押出板１４３は、不図示のガイド軸を介して移動ダイプレート１０９に対して型開閉方向に移動可能に支持されている。
【０１３４】
シリンダ装置１は、移動ダイプレート１０９の背後側に、主シリンダ３のロッド１１が型閉方向に延びるように設けられている。ロッド１１には、押出板１４３が固定されている。従って、ロッド１１が押出方向（図５の紙面右側）に駆動されることにより、押出ピン１４１は移動金型５０３のキャビティ５１３を構成する面から突出し、成形品を移動金型５０３から押し出す。また、ロッド１１が引込方向（図５の紙面左側）に駆動されることにより、押出ピン１４１は移動金型５０３の孔部内に後退する。
【０１３５】
シリンダ装置１は、図２に例示した動作パターンとは異なる動作パターンで動作する。例えば、以下のように動作する。
【０１３６】
キャビティ５１３内の溶湯が凝固して成形品が形成されると、型開が行われる。そして、ロッド１１が押出方向に駆動され、成形品の押出が行われる。
【０１３７】
押出の初期動作においては、シリンダ装置１は、引出限又はその付近において、図２（ａ）の実線ＳＦ２及び図２（ｂ）の実線ＳＶ２を参照して説明した動作を行う。すなわち、増圧シリンダ５の弁体３７を閉状態とし、ヘッド側に作動油を供給する方向にモータ４９を回転させる。これにより、増圧第２区画室３１に作動油が供給され、ヘッド側室１３が増圧される。そして、比較的大きな力で押出が行われる。
【０１３８】
なお、押出の初期動作において、比較的大きな力が必要なのは、押出ピン１４１及び成形品を移動させる力に加え、成形品を移動金型５０３から離型させる力が必要であることからである。
【０１３９】
次に、シリンダ装置１は、図２（ａ）の実線ＳＦ１及び図２（ｂ）の実線ＳＶ１を参照して説明した動作を行う。すなわち、増圧シリンダ５の弁体３７を開状態とする。これにより、ヘッド側室１３に作動油が供給され、ロッド１１は押出方向へ移動する。そして、比較的高速で押出が行われる。
【０１４０】
なお、増圧シリンダ５の弁体３７を閉状態から開状態とするタイミングは、適宜に設定されてよい。別の観点では、押出の初期動作は、成形品を金型から引き離す動作を含めば、適宜な長さで定義されてよい。
【０１４１】
その後、シリンダ装置１は、図２（ａ）の点線ＬＦ２及び図２（ｂ）の点線ＬＶ２を参照して説明した動作を行う。すなわち、増圧シリンダ５の弁体３７を開状態としたまま、押出時とは逆方向にモータ４９を回転させる。これにより、主第２区画室８７に作動油が供給され、大径ピストン１０に作用する油圧により、ロッド１１は引込方向へ移動する。そして、大径ピストン１０が主小径室８１側の可動限に到達すると、図２（ａ）の点線ＬＦ２及び図２（ｂ）の点線ＬＶ２を参照して説明したように、小径ピストン９に作用する油圧により、ロッド１１は引込方向へ比較的高速に移動し、押出ピン１４１は移動金型５０３内に退避する。
【０１４２】
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。
【０１４３】
シリンダ装置は、成形機に使用されるものに限定されない。例えば、工作機構のクランプ機構に利用されるものであってもよい。また、シリンダ装置が成形機に使用されるものである場合、シリンダ装置は、型開閉及び型締に使用されるもの、中子引抜装置に使用されるもの、押出装置に使用されるものに限定されない。例えば、シリンダ装置は、射出装置の、プランジャを駆動するシリンダ装置であってもよいし、型開閉のみを行う（型締は行わない）シリンダ装置であってもよいし、型締のみを行う（型開閉は行わない）シリンダであってもよい。
【０１４４】
作動液は、油に限定されない。例えば、作動液は、水であってもよい。
【０１４５】
ロッド（１１）に固定され、大径ピストン（１０）に係合するストッパは、小径ピストン（９）を兼ねるものに限定されない。例えば、実施形態において、小径ピストン９と大径ピストン１０との間に、小径ピストン９とは別個に、ロッド１１に固定されたストッパが設けられていてもよい。なお、実施形態のように小径ピストンがストッパを兼ねる場合には、構成が簡素化される等の効果がある。また、実施形態とは異なり、小径ピストンとストッパとが別個に設けられる場合には、大径ピストンのストロークが大きく、小径ピストンの主大径室（８３）への突出量を大径ピストンのストロークと同等にすることが困難なときにも、大径ピストンをロッドに対して係合させることができるという効果がある。
【０１４６】
ポンプは、双方向回転ポンプに限定されない。例えば、一方向回転ポンプを設け、切換弁により、一方向回転ポンプの吐出口及び吸入口と、主シリンダの主大径室及び増圧シリンダとの接続を切り換えるようにしてもよい。ただし、実施形態のように双方向回転ポンプを用いたほうが、構成が簡素である。
【０１４７】
増圧ピストンに形成された連通孔を開閉する弁体（３７）は、増圧ピストンの移動により開状態又は閉状態とされるものに限定されない。例えば、磁力により駆動されるものであってもよい。ただし、実施形態のように、増圧ピストンの移動により開閉されるように構成したほうが、構成が簡素である。
【０１４８】
位置検出部は、スケールと、スケールを検出する位置センサとを含むリニアエンコーダに限定されない。例えば、位置検出部は、ロッドの進退方向にロッドと離間して設けられたレーザ式又は超音波式のセンサであって、ロッドに設けられた被測定部との距離を測定するセンサにより構成されてもよい。ただし、実施形態のように、スケールをロッドに設けるリニアエンコーダにより位置検出部を構成するほうが、装置を小型化しやすい。
【０１４９】
シリンダ装置は、図２等に示された動作パターンで動作するものに限定されない。例えば、図２では、押出限において、押出力が大きくなるとともに押出速度が遅くなる例を示したが、例えば、押出限と引込限との中途において、押出力が大きくなるとともに押出速度が遅くなるようにしてもよい。
【０１５０】
シリンダ装置の動作制御は、非増圧と増圧とを切り換えることによる２段制御に限定されない。例えば、モータの回転速度の変化との組み合わせにより、多段制御を行うことも可能である。また、徐々に力や速度を増減するようにスロープ制御を行うことも可能である。
【０１５１】
図２では、非増圧時及び増圧時それぞれにおいて、押出力と引込力（押出速度と引込速度）とが同一になるように、モータの回転、主シリンダの径、増圧シリンダの径等が設定された場合を例示したが、押出力と引込力とは同一でなくてもよい。例えば、型締力（図２（ａ）の実線ＳＦ２）と、型開の初期動作の力（図２（ａ）の点線ＬＦ２）とは異なっていてもよい。
【０１５２】
押出限、引込限は、小径ピストンや大径ピストンが主シリンダチューブの端面に当接する位置等の物理的に決定される位置であってもよいし、その物理的に決定される範囲内において任意に決定された位置であってもよい。また、シリンダ装置は、適宜にストロークが変化するように、可変ストローク制御が行われてもよい。
【０１５３】
成形機は、ダイカストマシンに限定されない。例えば、成形機は、他の金属成形機であってもよいし、プラスチック射出成形機であってもよいし、木粉に熱可塑性樹脂等を混合させた材料を成形する成形機であってもよい。
【０１５４】
型締装置は、トグル機構を有するものに限定されない。シリンダ装置が直接的に移動ダイプレートを駆動するものであってもよい。この場合にも、実施形態の図２に例示した動作パターンでシリンダ装置を動作させることにより、型締及び型開の初期動作において大きな力を得ることができる。
【０１５５】
中子引抜装置は、シリンダのロッドが型開閉方向に直交する方向に駆動されるものに限定されない。いわゆる傾斜ピン式の傾斜ピンをシリンダにより駆動してもよい。また、中子は、押出部材を兼ねるものであってもよい。
【０１５６】
押出部材は、押出ピンに限定されない。例えば、押出リングであってもよい。押出部材は、移動金型から成形品を押し出すものに限定されず、固定金型から成形品を押し出すものあってもよい。押出装置は、実施形態のようにシリンダチューブがダイプレートに、ロッドが押出部材に固定される、いわゆる押出シリンダ固定式のものに限定されず、シリンダチューブが押出部材に、ロッドがダイプレートに固定される、いわゆる押出シリンダ移動式のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の実施形態のシリンダ装置の構成を示す図。
【図２】図１のシリンダ装置の動作の一例を示す図。
【図３】移動ダイプレートを駆動する駆動源として図１のシリンダ装置を有するダイカストマシンの概略を示す正面図。
【図４】中子を駆動する駆動源として図１のシリンダ装置を有するダイカストマシンの一部を示す図。
【図５】押出部材を駆動する駆動源として図１のシリンダ装置を有するダイカストマシンの一部を示す図。
【符号の説明】
【０１５８】
１…シリンダ装置、３…主シリンダ、５…増圧シリンダ、７…主シリンダチューブ、９…小径ピストン（ストッパ）、１０…大径ピストン、１１…ロッド、１３…ヘッド側室、１５…ロッド側室、１７…増圧シリンダチューブ、１９…増圧ピストン、２１…増圧側小径室、２３…増圧側大径室、２５…小径部、２７…大径部、２９…増圧側第１区画室、３１…増圧第２区画室、８１…主小径室、８３…主大径室、８５…主第１区画室、８７…主第２区画室。
【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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