技术领域
本发明涉及一种注射装置及换向阀。
背景技术：
以往，预塑式注射装置将在塑化缸(螺杆缸)中熔融的树脂输送到注射缸(柱塞缸)，并通过柱塞从喷嘴向模具注射被供给到注射缸的树脂。树脂从塑化缸向注射缸的供给、以及从注射缸通过喷嘴向模具的注射中，使用切换阀来切换流路(例如专利文献1)。
专利文献1：日本特许第3318740号公报
然而，在预塑式注射装置中，为了增加成型材料(树脂)的流量，需要增大流路截面积。为此，需要扩张切换阀的阀针(阀芯)的内部流路。例如通过增大阀芯的圆柱形的直径而能够容易地扩张阀芯的内部流路。但是，若增大阀芯的直径，则阀芯周面的面积也增大，因此在使阀芯旋转时，滑动阻力增大。因此，有可能产生在切换流路时能量消耗增大或产生热等问题。
技术实现要素：
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种无需增大阀芯的直径便能够增大流路截面积的注射装置及换向阀。
为了解决上述课题，本发明的一方式所涉及的注射装置具备：第1缸体；第2缸体；喷嘴；及换向阀，进行所述第1缸体、所述第2缸体及所述喷嘴之间的成型材料的流动方向的切换，所述换向阀具有阀体和在所述阀体的内部以旋转自如的方式配置的圆柱形阀芯，所述阀体具有：第1缸体连接端口，与所述第1缸体的内部连通；第2缸体连接端口，与所述第2缸体的内部连通；及喷嘴连接端口，与所述喷嘴的内部连通，所述阀芯具有：第1流路，将所述第1缸体连接端口和所述第2缸体连接端口连通；及第2流路，将所述第2缸体连接端口和所述喷嘴连接端口连通，所述阀芯对应于在所述阀体的内部的旋转而被切换成使所述成型材料在所述第1流路和所述第2流路中的一个流路中流动，关于所述第1流路及所述第2流路，所述阀芯的周面的阀芯侧开口部的形状为在所述阀芯的轴向上的长度比在所述周面的周向上的长度长的长圆形。
同样地，为了解决上述课题，本发明的一方式所涉及的换向阀切换第1部件、第2部件及第3部件之间的流体的流动方向，所述换向阀具有阀体和在所述阀体的内部以旋转自如的方式配置的圆柱形阀芯，所述阀体具有：第1部件连接端口，与所述第1部件的内部连通；第2部件连接端口，与所述第2部件的内部连通；及第3部件连接端口，与所述第3部件的内部连通，所述阀芯具有：第1流路，将所述第1部件连接端口和所述第2部件连接端口连通；及第2流路，将所述第2部件连接端口和所述第3部件连接端口连通，所述阀芯对应于在所述阀体的内部的旋转而被切换成使所述流体在所述第1流路和所述第2流路中的一个流路中流动，关于所述第1流路及所述第2流路，所述阀芯周面的阀芯侧开口部的形状为在所述阀芯的轴向上的长度比在所述周面的周向上的长度长的长圆形。
发明效果
根据本发明的一方式，能够提供一种无需增大阀芯的直径便能够增大流路截面积的注射装置及换向阀。
附图说明
图1是表示基于一实施方式的注射成型机的开模结束时的状态的图。
图2是表示基于一实施方式的注射成型机的合模时的状态的图。
图3是表示基于第1实施方式的注射装置的图，是表示换向阀的阀芯的第1状态的图。
图4是表示基于第1实施方式的注射装置的图，是表示换向阀的阀芯的第2状态的图。
图5是表示图3、图4中的阀芯的结构的立体图。
图6是以水平面(X-Y平面)切割图3、图4中的阀体的立体剖面图。
图7是表示基于第2实施方式的注射装置的图，是表示换向阀的阀芯的第1状态的图。
图8是表示基于第2实施方式的注射装置的图，是表示换向阀的阀芯的第2状态的图。
图9是表示图7、图8中的阀芯的结构的立体图。
符号说明
1-注射成型机，300-注射装置，820-螺杆缸(第1缸体、第1部件)，830-柱塞缸(第2缸体、第2部件)，840-喷嘴(第3部件)，850-换向阀，860-阀体，861-螺杆缸连接端口(第1缸体连接端口、第1部件连接端口)，862-柱塞缸连接端口(第2缸体连接端口、第2部件连接端口)，863-喷嘴连接端口(第3部件连接端口)，870、970-阀芯，871-流路(第1流路、第2流路)，873A、873B、873C-开口部(阀芯侧开口部)，865A、865B、865C-开口部(阀体侧开口部)，973-第1流路，974-第2流路，973a、974a-入口(阀芯侧开口部)，973b、974b-出口(阀芯侧开口部)。
具体实施方式
以下，参考附图对实施方式进行说明。为了便于理解说明，在各图面中，对于相同的构成要件尽量标注相同的符号，并省略重复说明。
[第1实施方式]
参考图1～图6，对第1实施方式进行说明。
[注射成型机的概略结构]
首先，参考图1及图2，对成为第1实施方式的基础的注射成型机1的整体的概略结构进行说明。另外，在图1～图6等中，X方向、Y方向及Z方向为彼此垂直的方向。X方向及Y方向为水平方向，Z方向为铅垂方向。X方向为与本实施方式所涉及的注射成型机1的可动压板120、注射装置300的移动方向及模开闭方向为相同的方向，Y方向为注射成型机1的宽度方向。
(注射成型机)
图1是表示基于一实施方式的注射成型机1的开模结束时的状态的图。图2是表示基于一实施方式的注射成型机1的合模时的状态的图。如图1～图2所示，注射成型机1具有合模装置100、顶出装置200、注射装置300、移动装置400及控制装置700。以下，对注射成型机1的各构成要件进行说明。
(合模装置)
在合模装置100的说明中，将闭模时的可动压板120的移动方向(图1及图2中为右方向)作为前方且将开模时的可动压板120的移动方向(图1及图2中为左方向)作为后方进行说明。
合模装置100进行模具装置10的闭模、合模及开模。合模装置100例如是卧式合模装置，模开闭方向为水平方向。合模装置100具有固定压板110、可动压板120、肘节座130、连接杆140、肘节机构150、合模马达160、运动转换机构170及模厚调整机构180。
固定压板110固定于框架Fr上。在固定压板110上的与可动压板120的对置面上安装有定模11。
可动压板120相对于框架Fr沿模开闭方向移动自如。框架Fr上铺设有引导可动压板120的导向件101。在可动压板120上的与固定压板110的对置面上安装有动模12。
通过使可动压板120相对于固定压板110进行进退，从而进行闭模、合模及开模。由定模11和动模12构成模具装置10。
肘节座130与固定压板110隔开间隔而连结，并沿模开闭方向以移动自如的方式载置于框架Fr上。另外，肘节座130也可以设为沿铺设于框架Fr上的导向件移动自如。肘节座130的导向件和可动压板120的导向件101可以通用。
另外，在本实施方式中，设为固定压板110固定于框架Fr上，且肘节座130相对于框架Fr沿模开闭方向移动自如，但也可以设为肘节座130固定于框架Fr上，且固定压板110相对于框架Fr沿模开闭方向移动自如。
连接杆140沿模开闭方向隔开间隔L而连结固定压板110和肘节座130。连接杆140可以使用多根(例如4根)。各连接杆140设为与模开闭方向平行，并对应于合模力而延伸。在至少1根连接杆140上设置有检测连接杆140的应变的连接杆应变检测器141。连接杆应变检测器141将表示该检测结果的信号发送到控制装置700。连接杆应变检测器141的检测结果用于合模力的检测等中。
另外，在本实施方式中，作为检测合模力的合模力检测器而使用连接杆应变检测器141，但本发明并不限定于此。合模力检测器并不限定于应变仪式合模力检测器，也可以是压电式、电容式、液压式及电磁式合模力检测器等，其安装位置也并不限定于连接杆140。
肘节机构150配设于可动压板120与肘节座130之间，使可动压板120相对于肘节座130沿模开闭方向移动。肘节机构150由十字头151及一对连杆组等构成。各连杆组具有通过销等以伸缩自如的方式连结的第1连杆152及第2连杆153。第1连杆152通过销等以摆动自如的方式安装于可动压板120，第2连杆153通过销等以摆动自如的方式安装于肘节座130。第2连杆153经由第3连杆154而安装于十字头151。若使十字头151相对于肘节座130进行进退，则第1连杆152及第2连杆153进行伸缩，可动压板120相对于肘节座130进行进退。
另外，肘节机构150的结构并不限定于图1及图2所示的结构。例如在图1及图2中，各连杆组的节点的数量为5个，但也可以为4个，第3连杆154的一端部可以与第1连杆152和第2连杆153的节点结合。
合模马达160安装于肘节座130，且使肘节机构150工作。合模马达160使十字头151相对于肘节座130进行进退，由此使第1连杆152及第2连杆153进行伸缩，并使可动压板120相对于肘节座130进行进退。合模马达160直接连结于运动转换机构170，但也可以经由传送带或带轮等连结于运动转换机构170。
运动转换机构170将合模马达160的旋转运动转换为十字头151的线性运动。运动转换机构170包括丝杠轴171和与丝杠轴171螺合的丝杠螺母172。滚珠或辊可以介于丝杠轴171与丝杠螺母172之间。
合模装置100在基于控制装置700的控制下进行闭模工序、合模工序及开模工序等。
在闭模工序中，驱动合模马达160，从而使十字头151以设定速度前进至闭模结束位置，由此使可动压板120前进，使动模12接触定模11。十字头151的位置和速度例如使用合模马达编码器161等进行检测。合模马达编码器161检测合模马达160的旋转，并将表示该检测结果的信号发送到控制装置700。
在合模工序中，进一步驱动合模马达160，从而使十字头151从闭模结束位置进一步前进至合模位置，由此产生合模力。合模时，在动模12与定模11之间形成型腔空间14，注射装置300将液态的成型材料填充到型腔空间14。通过固化被填充的成型材料而得到成型品。型腔空间14的数量可以是多个，该情况下，同时得到多个成型品。
在开模工序中，驱动合模马达160，从而使十字头151以设定速度后退至开模结束位置，由此，使可动压板120后退，使动模12从定模11分离。之后，顶出装置200将成型品从动模12顶出。
闭模工序及合模工序中的设定条件作为一系列的设定条件而统一设定。例如闭模工序及合模工序中的十字头151的速度和位置(包括速度的切换位置、闭模结束位置、合模位置)作为一系列的设定条件而统一设定。另外，也可以设定可动压板120的速度和位置等，以代替十字头151的速度和位置等。并且，也可以设定合模力，以代替十字头的位置(例如合模位置)和可动压板的位置。
而且，肘节机构150增大合模马达160的驱动力，并传递到可动压板120。其增大倍率也被称作放大倍率。放大倍率对应于第1连杆152与第2连杆153所成的角度θ(以下，也称作“连杆角度θ”)而发生变化。连杆角度θ由十字头151的位置来求出。连杆角度θ为180°时，放大倍率成为最大。
在模具装置10的厚度因模具装置10的更换或模具装置10的温度变化等而发生了变化的情况下进行模厚调整，以使在合模时得到规定的合模力。在模厚调整中，例如调整固定压板110与肘节座130的间隔L，以使在动模12接触定模11的模接触的时刻，肘节机构150的连杆角度θ成为规定的角度。
合模装置100具有模厚调整机构180，该模厚调整机构180通过调整固定压板110与肘节座130的间隔L而进行模厚调整。模厚调整机构180具有形成于连接杆140的后端部的丝杠轴181、以旋转自如的方式保持于肘节座130的丝杠螺母182、及使螺合于丝杠轴181的丝杠螺母182进行旋转的模厚调整马达183。
每一个连接杆140上设置有丝杠轴181及丝杠螺母182。模厚调整马达183的旋转可以经由旋转传递部185而传递到多个丝杠螺母182。能够使多个丝杠螺母182同步进行旋转。另外，也能够通过变更旋转传递部185的传递路径而使多个丝杠螺母182单独地进行旋转。
旋转传递部185例如由齿轮等构成。该情况下，各丝杠螺母182的外周形成有被动齿轮，模厚调整马达183的输出轴上安装有驱动齿轮，与多个被动齿轮及驱动齿轮啮合的中间齿轮以旋转自如的方式保持于肘节座130的中央部。另外，旋转传递部185也可以由传送带和带轮等构成来代替齿轮。
模厚调整机构180的动作通过控制装置700而被控制。控制装置700驱动模厚调整马达183而使丝杠螺母182进行旋转，由此调整以旋转自如的方式保持丝杠螺母182的肘节座130相对于固定压板110的位置，并调整固定压板110与肘节座130的间隔L。
另外，在本实施方式中，丝杠螺母182以旋转自如的方式保持于肘节座130，形成有丝杠轴181的连接杆140固定于固定压板110，但本发明并不限定于此。
例如也可以是丝杠螺母182以旋转自如的方式保持于固定压板110，连接杆140固定于肘节座130。该情况下，通过使丝杠螺母182进行旋转而能够调整间隔L。
并且，也可以是丝杠螺母182固定于肘节座130，连接杆140以旋转自如的方式保持于固定压板110。该情况下，通过使连接杆140进行旋转而能够调整间隔L。
而且，也可以是丝杠螺母182固定于固定压板110，连接杆140以旋转自如的方式保持于肘节座130。该情况下，通过使连接杆140进行旋转而能够调整间隔L。
间隔L使用模厚调整马达编码器184进行检测。模厚调整马达编码器184检测模厚调整马达183的旋转量和旋转方向，并将表示该检测结果的信号发送到控制装置700。模厚调整马达编码器184的检测结果用于肘节座130的位置和间隔L的监视和控制中。
模厚调整机构180通过使彼此螺合的丝杠轴181和丝杠螺母182中的一方进行旋转而调整间隔L。可以使用多个模厚调整机构180，也可以使用多个模厚调整马达183。
另外，本实施方式的模厚调整机构180为了调整间隔L而具有形成于连接杆140上的丝杠轴181和与丝杠轴181螺合的丝杠螺母182，但本发明并不限定于此。
例如模厚调整机构180也可以具有调节连接杆140的温度的连接杆温度调节器。连接杆温度调节器安装于各连接杆140，并协同调整多根连接杆140的温度。连接杆140的温度越高，连接杆140因热膨胀而变得越长，间隔L变得越大。多根连接杆140的温度也能够独立地进行调整。
连接杆温度调节器例如包括加热件(heater)等加热器，通过加热而调节连接杆140的温度。连接杆温度调节器包括水冷套等冷却器，可以通过冷却而调节连接杆140的温度。连接杆温度调节器也可以包括加热器和冷却器两者。
另外，本实施方式的合模装置100是模开闭方向为水平方向的卧式合模装置，但也可以是模开闭方向为上下方向的立式合模装置。立式合模装置具有下压板、上压板、肘节座、连接杆、肘节机构及合模马达等。下压板和上压板中的任一方用作固定压板，其余一方用作可动压板。下压板上安装有下模，上压板上安装有上模。由下模和上模构成模具装置。下模可以经由转台而安装于下压板上。肘节座配设于下压板的下方，并经由连接杆与上压板连结。连接杆沿模开闭方向隔开间隔而连结上压板和肘节座。肘节机构配设于肘节座与下压板之间，使可动压板进行升降。合模马达使肘节机构工作。合模装置为立式合模装置的情况下，连接杆的根数通常为3根。另外，连接杆的根数并无特别的限定。
另外，本实施方式的合模装置100具有合模马达160而作为驱动源，但也可以具有液压缸来代替合模马达160。并且，合模装置100也可以具有线性马达来用于模开闭，且具有电磁铁来用于合模。
(顶出装置)
在顶出装置200的说明中，与合模装置100的说明同样地，将闭模时可动压板120的移动方向(图1及图2中为右方向)作为前方、且将开模时可动压板120的移动方向(图1及图2中为左方向)作为后方进行说明。
顶出装置200从模具装置10顶出成型品。顶出装置200具有顶出马达210、运动转换机构220及顶出杆230等。
顶出马达210安装于可动压板120。顶出马达210直接连结于运动转换机构220，但也可以经由传送带或带轮等连结于运动转换机构220。
运动转换机构220将顶出马达210的旋转运动转换为顶出杆230的线性运动。运动转换机构220包括丝杠轴和与丝杠轴螺合的丝杠螺母。滚珠或辊可以介于丝杠轴与丝杠螺母之间。
顶出杆230设为在可动压板120的贯穿孔中进退自如。顶出杆230的前端部与以进退自如的方式配设于动模12的内部的可动部件15接触。顶出杆230的前端部可以与可动部件15连结，也可以不与其连结。
顶出装置200在基于控制装置700的控制下进行顶出工序。
在顶出工序中，驱动顶出马达210，从而使顶出杆230以设定速度从待机位置前进至顶出位置，由此使可动部件15前进，并顶出成型品。之后，驱动顶出马达210，从而使顶出杆230以设定速度进行后退，使可动部件15后退至原来的待机位置。顶出杆230的位置和速度例如使用顶出马达编码器211进行检测。顶出马达编码器211检测顶出马达210的旋转，并将表示该检测结果的信号发送到控制装置700。
(注射装置)
在注射装置300的说明中，与合模装置100的说明和顶出装置200的说明不同，将填充时螺杆330的移动方向(图1及图2中为左方向)作为前方、且将计量时螺杆330的移动方向(图1及图2中为右方向)作为后方进行说明。
注射装置300设置于相对于框架Fr进退自如的滑动底座301，设为相对于模具装置10进退自如。注射装置300接触模具装置10，并对模具装置10内的型腔空间14填充成型材料。注射装置300具有例如缸体310、喷嘴320、螺杆330、计量马达340、注射马达350及压力检测器360等。
缸体310加热从供给口311供给到内部的成型材料。供给口311形成于缸体310的后部。缸体310后部的外周设置有水冷缸等冷却器312。在冷却器312的前方的位置，在缸体310的外周设置有带式加热件等加热器313和温度检测器314。
缸体310沿缸体310的轴向(图1及图2中为左右方向)划分为多个区域。在各区域设置有加热器313和温度检测器314。控制装置700控制加热器313，以使温度检测器314的检测温度在每一个区域成为设定温度。
喷嘴320设置于缸体310的前端部，并按压于模具装置10。喷嘴320的外周设置有加热器313和温度检测器314。控制装置700控制加热器313，以使喷嘴320的检测温度成为设定温度。
螺杆330以旋转自如且进退自如的方式配设于缸体310内。若使螺杆330旋转，则成型材料沿螺杆330的螺旋状槽被输送至前方。成型材料一边被输送至前方，一边通过来自缸体310的热而逐渐熔融。随着液态成型材料被输送至螺杆330的前方并蓄积在缸体310的前部，螺杆330进行后退。之后，若使螺杆330前进，则蓄积在螺杆330前方的液态成型材料从喷嘴320注射，并填充于模具装置10内。
在螺杆330的前部，以进退自如的方式安装有止回环331作为防止在将螺杆330推向前方时成型材料从螺杆330的前方朝向后方的回流的止回阀。
在使螺杆330前进时，止回环331通过螺杆330前方的成型材料的压力而被推向后方，且相对于螺杆330相对后退至堵塞成型材料的流路的封闭位置(参考图2)。由此，防止蓄积在螺杆330前方的成型材料向后方回流。
另一方面，在使螺杆330旋转时，止回环331通过沿螺杆330的螺旋状槽被输送至前方的成型材料的压力而被推向前方，相对于螺杆330相对前进至开放成型材料的流路的开放位置(参考图1)。由此，成型材料被输送至螺杆330的前方。
止回环331可以是与螺杆330一同旋转的共转型和不与螺杆330一同旋转的非共转型中的任一种。
另外，注射装置300可以具有使止回环331相对于螺杆330在开放位置与封闭位置之间进行进退的驱动源。
计量马达340使螺杆330进行旋转。使螺杆330进行旋转的驱动源并不限定于计量马达340，例如也可以是液压泵等。
注射马达350使螺杆330进行进退。在注射马达350与螺杆330之间设置有将注射马达350的旋转运动转换为螺杆330的线性运动的运动转换机构等。运动转换机构例如具有丝杠轴和与丝杠轴螺合的丝杠螺母。滚珠或辊等可以设置于丝杠轴与丝杠螺母之间。使螺杆330进行进退的驱动源并不限定于注射马达350，例如也可以是液压缸等。
压力检测器360检测在注射马达350与螺杆330之间传递的压力。压力检测器360设置于注射马达350与螺杆330之间的压力的传递路径上，并检测作用于压力检测器360的压力。
压力检测器360将表示该检测结果的信号发送到控制装置700。压力检测器360的检测结果用于螺杆330从成型材料受到的压力、对螺杆330的背压、从螺杆330作用于成型材料的压力等的控制或监视中。
注射装置300在基于控制装置700的控制下进行填充工序、保压工序及计量工序等。
在填充工序中，驱动注射马达350，从而使螺杆330以设定速度前进，使蓄积在螺杆330前方的液态成型材料填充于模具装置10内的型腔空间14。螺杆330的位置和速度例如使用注射马达编码器351进行检测。注射马达编码器351检测注射马达350的旋转，并将表示该检测结果的信号发送到控制装置700。若螺杆330的位置到达设定位置，则进行从填充工序向保压工序的切换(所谓的V/P切换)。还将进行V/P切换的位置称作V/P切换位置。螺杆330的设定速度可以根据螺杆330的位置和时间等而变更。
另外，在填充工序中，可以在螺杆330的位置到达设定位置之后，使螺杆330临时停止于该设定位置，然后进行V/P切换。也可以在刚要进行V/P切换之前进行螺杆330的低速前进或低速后退，以代替螺杆330的停止。
在保压工序中，驱动注射马达350，从而将螺杆330推向前方，将螺杆330的前端部上的成型材料的压力(以下，也称作“保持压力”。)保持为设定压力，将残留在缸体310内的成型材料朝向模具装置10进行按压。能够补充因模具装置10内的冷却收缩而引起的不足的量的成型材料。保持压力例如使用压力检测器360进行检测。压力检测器360将表示该检测结果的信号发送到控制装置700。保持压力的设定值可以根据保压工序开始之后的经过时间等而变更。
在保压工序中，模具装置10内的型腔空间14的成型材料逐渐冷却，在保压工序结束时，型腔空间14的入口被固化的成型材料堵塞。该状态被称作门封，防止来自型腔空间14的成型材料的回流。在保压工序之后开始冷却工序。在冷却工序中，进行型腔空间14内的成型材料的固化。为了缩短成型循环时间，在冷却工序中可以进行计量工序。
在计量工序中，驱动计量马达340，从而使螺杆330以设定转速进行旋转，沿螺杆330的螺旋状槽将成型材料输送至前方。随之，成型材料逐渐熔融。随着液态成型材料被输送至螺杆330的前方并蓄积在缸体310的前部，螺杆330进行后退。螺杆330的转速例如使用计量马达编码器341进行检测。计量马达编码器341检测计量马达340的旋转，并将表示该检测结果的信号发送到控制装置700。
在计量工序中，为了限制螺杆330的突然后退，可以驱动注射马达350而对螺杆330施加设定背压。例如使用压力检测器360来检测对螺杆330的背压。压力检测器360将表示该检测结果的信号发送到控制装置700。若螺杆330后退至计量结束位置，且螺杆330的前方蓄积规定量的成型材料，则计量工序结束。
另外，本实施方式的注射装置300为同轴螺杆式注射装置，但也可以是预塑式注射装置等。预塑式注射装置将在塑化缸内熔融的成型材料供给到注射缸，从注射缸向模具装置内注射成型材料。螺杆以旋转自如或旋转自如且进退自如的方式配设于塑化缸内，柱塞以进退自如的方式配设于注射缸内。
并且，本实施方式的注射装置300是缸体310的轴向为水平方向的卧式注射装置，但也可以是缸体310的轴向为上下方向的立式注射装置。与立式注射装置300进行组合的合模装置可以是立式合模装置，也可以是卧式合模装置。同样地，与卧式注射装置300进行组合的合模装置可以是卧式合模装置，也可以是立式合模装置。
(移动装置)
在移动装置400的说明中，与注射装置300的说明同样地，将填充时螺杆330的移动方向(图1及图2中为左方向)作为前方、且将计量时螺杆330的移动方向(图1及图2中为右方向)作为后方进行说明。
移动装置400使注射装置300相对于模具装置10进行进退。并且，移动装置400将喷嘴320按压于模具装置10，以使产生喷嘴接触压力。移动装置400包括液压泵410、作为驱动源的马达420及作为液压致动器的液压缸430等。
液压泵410具有第1端口411和第2端口412。液压泵410是能够双向旋转的泵，通过切换马达420的旋转方向，从第1端口411及第2端口412中的任一个端口吸入工作油(例如油)，并从另一个端口吐出，从而产生液压。另外，液压泵410也能够从罐吸入工作油，并从第1端口411及第2端口412中的任一个端口吐出工作油。
马达420使液压泵410进行工作。马达420通过与来自控制装置700的控制信号对应的旋转方向及转矩而驱动液压泵410。马达420可以是电动马达，也可以是电动伺服马达。
液压缸430具有缸体主体431、活塞432及活塞杆433。缸体主体431固定于注射装置300。活塞432将缸体主体431的内部划分为作为第1室的前室435和作为第2室的后室436。活塞杆433固定于固定压板110。
液压缸430的前室435经由第1流路401与液压泵410的第1端口411连接。从第1端口411吐出的工作油经由第1流路401而供给到前室435，由此注射装置300被推向前方。注射装置300进行前进，喷嘴320按压于定模11。前室435作为通过从液压泵410供给的工作油的压力而产生喷嘴320的喷嘴接触压力的压力室而发挥功能。
另一方面，液压缸430的后室436经由第2流路402与液压泵410的第2端口412连接。从第2端口412吐出的工作油经由第2流路402而供给到液压缸430的后室436，由此注射装置300被推向后方。注射装置300进行后退，喷嘴320从定模11分离。
另外，在本实施方式中，移动装置400包括液压缸430，但本发明并不限定于此。例如也可以使用电动马达和将该电动马达的旋转运动转换为注射装置300的线性运动的运动转换机构来代替液压缸430。
(控制装置)
如图1～图2所示，控制装置700具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)701、存储器等存储介质702、输入接口703及输出接口704。控制装置700通过使CPU701执行存储在存储介质702中的程序而进行各种控制。并且，控制装置700通过输入接口703而接收来自外部的信号，通过输出接口704向外部发送信号。
控制装置700通过重复进行闭模工序、合模工序及开模工序等而重复制造成型品。并且，控制装置700在合模工序期间进行计量工序、填充工序及保压工序等。还将用于获得成型品的一系列的动作例如从计量工序开始到下一个计量工序开始为止的动作，称作“注料”或“成型循环”。并且，还将1次注料所需时间称作“成型循环时间”。
控制装置700与操作装置750和显示装置760连接。操作装置750接收由用户进行的输入操作，将对应于输入操作的信号输出到控制装置700。显示装置760在基于控制装置700的控制下显示与操作装置750中的输入操作对应的操作画面。
操作画面用于注射成型机1的设定等。操作画面准备有多个，并进行切换显示，或者重叠显示。用户通过一边观察在显示装置760中显示的操作画面，一边操作操作装置750而进行注射成型机1的设定(包括设定值的输入)等。
操作装置750及显示装置760例如可以由触摸面板构成，并设为一体化。另外，本实施方式的操作装置750及显示装置760被设为一体化，但也可以被独立地设置。并且，也可以设置多个操作装置750。
(预塑式注射装置的结构)
在第1实施方式中，图1、图2所示的注射成型机1的各要件中注射装置300被替换为预塑式注射装置。以下，对第1实施方式所涉及的注射成型机1所具备的预塑式注射装置300的结构进行说明。
图3是表示基于第1实施方式的注射装置300的图，是表示换向阀850的阀芯870的第1状态的图。图4是表示基于第1实施方式的注射装置300的图，是表示换向阀850的阀芯870的第2状态的图。图3及图4是相对于阀芯870的旋转中心线垂直的剖视图。如图3及图4所示，注射装置300具备螺杆缸820(第1缸体、第1部件)、螺杆822、螺杆驱动部824、柱塞缸830(第2缸体、第2部件)、柱塞832、柱塞驱动部834、喷嘴840(第3部件)、换向阀850及控制装置700。
螺杆缸820从外部向内部被供给固体的成型材料。螺杆缸820对固体的成型材料进行加热并使其熔融。螺杆缸820的外周设置有加热器等加热源。
螺杆822配设于螺杆缸820的内部，使螺杆缸820内部的成型材料移动。螺杆822可以以进退自如且旋转自如的方式配设于螺杆缸820的内部。另外，螺杆822也可以以不能进退且旋转自如的方式配设于螺杆缸820的内部。
螺杆驱动部824使螺杆822工作。螺杆驱动部824例如具有螺杆旋转马达825及螺杆进退马达826。螺杆旋转马达825使螺杆822旋转。螺杆进退马达826使螺杆822进退。在螺杆822与螺杆进退马达826之间，设置有将螺杆进退马达826的旋转运动转换为螺杆822的线性运动的运动转换机构。运动转换机构例如由滚珠丝杠等构成。
柱塞缸830从螺杆缸820向内部被供给成型材料。柱塞缸830的外周设置有加热器等加热源。
柱塞832配设于柱塞缸830的内部，使柱塞缸830内部的成型材料移动。柱塞832在柱塞缸830的内部以进退自如的方式配设。
柱塞驱动部834使柱塞832工作。柱塞驱动部834具有柱塞进退马达836。柱塞进退马达836使柱塞832进退。在柱塞832与柱塞进退马达836之间，设置有将柱塞进退马达836的旋转运动转换为柱塞832的线性运动的运动转换机构。运动转换机构例如由滚珠丝杠等构成。
喷嘴840将从换向阀50供给的成型材料注射于模具装置。填充到模具装置内部的液态成型材料固化并成型为成型品。
换向阀850进行螺杆缸820、柱塞缸830及喷嘴840之间的成型材料(流体)的流动方向的切换。换向阀850具有阀体860和在该阀体860的内部以旋转自如的方式配置的圆柱形阀芯870。
阀体860具有螺杆缸连接端口861(第1缸体连接端口、第1部件连接端口)、柱塞缸连接端口862(第2缸体连接端口、第2部件连接端口)及喷嘴连接端口863(第3部件连接端口)。螺杆缸连接端口861与螺杆缸820的内部连通。柱塞缸连接端口862与柱塞缸830的内部连通。喷嘴连接端口863与喷嘴840的内部连通。
柱塞缸连接端口862和喷嘴连接端口863例如隔着阀芯870的旋转中心线而设置在彼此相反的一侧。另一方面，螺杆缸连接端口861设置在例如从柱塞缸连接端口862和喷嘴连接端口863这两者沿阀芯870的外周大致等距离的位置。即，以阀芯870的旋转中心线为中心沿规定方向(图3及图4中为逆时针方向)以90°的间距依次配置有柱塞缸连接端口862、螺杆缸连接端口861及喷嘴连接端口863。
阀芯870通过在阀体860的内部旋转而切换为第1状态(参考图3)和第2状态(参考图4)。阀芯870在第1状态时将螺杆缸连接端口861和柱塞缸连接端口862连通，且堵塞喷嘴连接端口863。另一方面，阀芯870在第2状态时将柱塞缸连接端口862和喷嘴连接端口863连通，且堵塞螺杆缸连接端口861。为了能够切换这两种状态，在第1实施方式中，阀芯870的内部设置有从阀芯870的旋转中心线的方向观察时大致成为丁字形的流路871。
另外，阀芯870的状态并不限定于图3所示的第1状态及图4所示的第2状态。例如阀芯870可以采用同时堵塞螺杆缸连接端口861、柱塞缸连接端口862及喷嘴连接端口863的状态。并且，阀芯870可以采用将螺杆缸连接端口861和喷嘴连接端口863连通且堵塞柱塞缸连接端口862的状态。
控制装置700控制螺杆驱动部824、柱塞驱动部834及换向阀850等。
(阀芯的结构)
图5是表示图3、图4中的阀芯870的结构的立体图。如图5所示，阀芯870形成为大致圆柱形，以便在阀体860的内部以旋转自如的方式配置。并且，如上所述，在阀芯870的内部设置有大致丁字形的流路871。如图3、图4所示，该流路871由以阀芯870的旋转中心线为中心沿规定方向(图3及图4中为顺时针方向)以90°的间距配置的第1孔871A、第2孔871B及第3孔871C构成。
如图3所示，阀芯870为第1状态时，第1孔871A与螺杆缸连接端口861对置连通，第2孔871B与柱塞缸连接端口862对置连通。即，阀芯870的流路871中第1孔871A及第2孔871B成为将螺杆缸连接端口861和柱塞缸连接端口862连通的第1流路。
并且，如图4所示，阀芯870为第2状态时，第1孔871A与柱塞缸连接端口862对置连通，第3孔871C与喷嘴连接端口863对置连通。即，流路871中第1孔871A及第3孔871C在第2状态时成为将柱塞缸连接端口862和喷嘴连接端口863连通的第2流路。
这些第1流路及所述第2流路即第1孔871A、第2孔871B及第3孔871C在阀芯870的周面872开口。将各个开口称作开口部873A、873B、873C(阀芯侧开口部)。而且，尤其在本实施方式中，这些开口部873A、873B、873C的形状为在阀芯870的轴向上的长度比在周面872的周向上的长度长的长圆形。更详细而言，开口部873A、873B、873C设置成长圆形的长轴与阀芯870的轴向平行。
图6是表示以水平面(X-Y平面)切割图3、图4中的阀体860的立体剖面图。图6的切断面沿阀芯870的旋转中心线配置。如图3、图4所示，螺杆缸连接端口861、柱塞缸连接端口862及喷嘴连接端口863在与阀芯870对置的阀体860的内周面864上开口。将各个开口称作开口部865A、865B、865C(阀体侧开口部)。图6中仅示出其中的开口部865B、865C，但这些开口部865A、865B、865C的形状为与阀芯870的开口部873A、873B、873C相同的长圆形。
即，阀芯870的开口部873A、873B、873C和阀体860的开口部865A、865B、865C形成为，阀芯870在阀体860的内部旋转而位于彼此对置的位置时，开口位置及轮廓一致而没有树脂流路的高低差。图6中例示出以下情况：在第2状态下，阀芯870的第1孔871A的开口部873A与阀体860的柱塞缸连接端口862的开口部865B对置，阀芯870的第3孔871C的开口部873C与阀体860的喷嘴连接端口863的开口部865C对置。
接着，对第1实施方式所涉及的注射装置300及换向阀850的效果进行说明。在第1实施方式的注射装置300及换向阀850中，换向阀850具有阀体860和在阀体860的内部以旋转自如的方式配置的圆柱形阀芯870。阀体860具有与螺杆缸820的内部连通的螺杆缸连接端口861、与柱塞缸830的内部连通的柱塞缸连接端口862及与喷嘴840的内部连通的喷嘴连接端口863。阀芯870具有将螺杆缸连接端口861和柱塞缸连接端口862连通的第1流路(第1孔871A、第2孔871B)及将柱塞缸连接端口862和喷嘴连接端口863连通的第2流路(第1孔871A、第3孔871C)，所述阀芯对应于在阀体860的内部的旋转而被切换成使成型材料在第1流路和第2流路中的一个流路中流动。关于阀芯870的第1流路及第2流路，阀芯870的周面872的开口部873A、873B、873C的形状为在阀芯870的轴向上的长度比在周面872的周向上的长度长的长圆形。
在以往的预塑式注射装置中，通常，设置在换向阀的阀芯上的内部流路的开口部形成为正圆形(例如参考专利文献1)。在该注射装置中，为了增加成型材料的流量，需要增大流路截面积。为此，需要扩张切换阀的阀芯的开口部或内部流路。例如通过增大阀芯的圆柱形的直径而能够容易地扩张阀芯的开口部或内部流路。然而，若增大阀芯的直径，则阀芯周面的面积也增大，因此使阀芯旋转时，滑动阻力增大。因此，有可能产生在流路切换时能量消耗增大或产生发热等问题。另一方面，若阀芯的直径保持不变且增大开口部或内部流路，则相邻的开口部的间隙变小，有可能阀芯的强度降低。因此，若直径保持不变，则增加成型材料流量的量不多。
因此，在第1实施方式中，将阀芯870的内部流路871的开口部873A、873B、873C的形状设为在阀芯870的轴向上的长度比在周面872的周向上的长度长的长圆形。根据该结构，无需缩小相邻的其他开口部的径向的间隙，而是从以往的正圆形向轴向延伸，从而能够将各开口部的形状扩张为长圆形。由此，第1实施方式所涉及的注射装置300及换向阀850无需增大阀芯870的直径便能够增大流路截面积。
并且，在第1实施方式的注射装置300及换向阀850中，阀芯870的内部流路871的开口部873A、873B、873C设置成长圆形的长轴与阀芯870的轴向平行。由此，能够使开口部873A、873B、873C的长圆形的长轴方向相同，即使将长圆形进行延伸，也不会与其他开口部交叉，因此能够容易地进一步扩张阀芯870的流路871或开口部873A、873B、873C，并且无需增大阀芯870的直径便能够进一步增大流量。
并且，在第1实施方式的注射装置300及换向阀850中，阀体860的螺杆缸连接端口861、柱塞缸连接端口862、喷嘴连接端口863具有设置在与阀芯870对置的阀体860的内周面864上的开口部865A、865B、865C。这些开口部865A、865B、865C形成为，在与阀芯870侧的开口部873A、873B、873C对置时与开口部873A、873B、873C的长轴向的两端一致。更详细而言，阀体860侧的开口部865A、865B、865C形成为，在与阀芯870侧的开口部873A、873B、873C对置时开口位置及轮廓与开口部873A、873B、873C的开口位置及轮廓一致的长圆形。
根据该结构，阀芯870在阀体860的内部旋转，因此阀芯870侧的各开口部873A、873B、873C中的任一个位于与阀体860侧的开口部865A、865B、865C中的任一个彼此对置的位置时，两者的开口位置及轮廓一致，因此在树脂流路上不会产生高低差。因此，在阀体860与阀芯870之间的流路连接部，能够减小成型材料从流路受到的阻力而使成型材料容易流动。由此，能够进一步增加成型材料的流量，并且，能够抑制成型材料在注射装置的内部流动时的能量损失或热产生。
[第2实施方式]
参考图7～图9对第2实施方式进行说明。图7是表示基于第2实施方式的注射装置300的图，是表示换向阀850的阀芯970的第1状态的图。图8是表示基于第2实施方式的注射装置300的图，是表示换向阀850的阀芯970的第2状态的图。图9是表示图7、图8中的阀芯970的结构的立体图。
如图7～图9所示，在第2实施方式中，作为注射装置300的要件的换向阀850的阀芯970的流路结构与第1实施方式不同。另外，阀体860的结构与第1实施方式相同。
如图7及图8所示，第2实施方式的阀芯970沿阀芯970的外周隔开间隔而具有第1塞部971和第2塞部972。第1塞部971在阀芯970的状态为图7所示的第1状态时堵塞喷嘴连接端口863。另一方面，第2塞部972在阀芯970的状态为图8所示的第2状态时堵塞螺杆缸连接端口861。第1塞部971和第2塞部972被连结而成一体进行旋转。
阀芯970在第1塞部971与第2塞部972之间具有供成型材料流动的流路。例如阀芯970在第1塞部971与第2塞部972之间具有第1流路973和第2流路974。
第1流路973在计量工序中使用，并将螺杆缸连接端口861和柱塞缸连接端口862连通。例如，如图7及图8所示，第1流路973在截面图中形成为折线状。
另一方面，第2流路974在填充工序中使用，并将柱塞缸连接端口862和喷嘴连接端口863连通。例如，如图7及图8所示，第2流路974在截面图中形成为直线状。
在图7及图8中，第1流路973和第2流路974在中途相交，在截面图中形成为大致K字形。另外，第1流路973和第2流路974也可以中途不相交。
在第1塞部971的单侧设置有第1流路973的入口973a和第2流路974的出口974b。第1流路973的入口973a和第2流路974的出口974b在本实施方式中通过第1分隔部975而被分隔，但也可以不被分隔而合并为1个。
另一方面，在第1塞部971的相反侧设置有第1流路973的出口973b和第2流路974的入口974a。第1流路973的出口973b和第2流路974的入口974a在本实施方式中通过第2分隔部976而被分隔，但也可以不被分隔而合并为1个。
第1流路973的入口973a及出口973b和第2流路974的入口974a及出口974b分别为在阀芯970的周面977开口的第1流路973的开口部和第2流路974的开口部。而且，相当于这些开口部的第1流路973的入口973a及出口973b和第2流路974的入口974a及出口974b的形状为在阀芯970的轴向上的长度比在周面977的周向上的长度长的长圆形。更详细而言，第1流路973的入口973a及出口973b和第2流路974的入口974a及出口974b设置成长圆形的长轴与阀芯970的轴向平行。
在第2实施方式中，沿阀芯970的外周分别设置有第1塞部971和第2塞部972，因此与以往相比，能够减小第1状态和第2状态的切换所需要的阀芯970的旋转角。具体而言，例如能够将第1状态和第2状态的切换所需要的阀芯970的旋转角从第1实施方式的阀芯870的情况下的90°减半为45°。由此，能够缩短切换成型材料的流动方向所需时间，并能够缩短成型循环时间。并且，在作为使阀芯970旋转的驱动源而使用缸体的情况下，能够缩短缸体的长度，并能够减小蓄存缸体的工作油的罐的容积。
另外，第1状态和第2状态的切换所需要的阀芯970的旋转角并不限定于45°，可以是45°以上，也可以小于45°。与第1实施方式的阀芯870相比，只要能够减小第1状态和第2状态的切换所需要的阀芯970的旋转角即可。
在第2实施方式中，也与第1实施方式同样地，将阀芯970的内部流路的开口部(第1流路973的入口973a及出口973b、第2流路974的入口974a及出口974b)的形状设为在阀芯970的轴向上的长度比在周面977的周向上的长度长的长圆形。根据该结构，无需缩小相邻的开口部的径向的间隙，而是从以往的正圆形状向轴向延伸，从而能够将开口部的形状扩张为长圆形。在第2实施方式中，开口部的径向的间隙从一开始就比第1实施方式的间隙小，因此将开口部形状向阀芯970的轴向侧进行扩张而扩大流路截面积尤其有效。由此，即使为第2实施方式的结构，与第1实施方式同样地，也能够无需增大阀芯970的直径便增大流路截面积。
以上，参考具体例对本实施方式进行了说明。但本公开并不限定于这些具体例。在这些具体例中，本领域技术人员适当地追加设计变更而成的设计只要具备本公开的特征，则也包括在本公开的范围内。所述各具体例具备的各要件及其配置、条件及形状等并不限定于所例示的内容，而能够适当地进行变更。所述各具体例具备的各要件只要在技术上不产生矛盾，则能够适当地变更组合。
在上述实施方式中，将阀芯870、970的开口部的形状设为长轴与阀芯870、970的轴向平行的长圆形，但只要是在阀芯870、970的轴向上的长度比在周面872、977的周向上的长度长的长圆形即可。
在上述实施方式中，将阀芯870、970的开口部和阀体860的开口部设为相同的长圆形，但阀体860的开口部865A、865B、865C的形状也可以是其他形状。优选阀体860的开口部865A、865B、865C形成为，在与阀芯870、970侧的开口部对置时与阀芯侧开口部的长圆形的长轴方向的两端一致。作为这种形状，例如可以举出包括相对于阀芯870、970侧的开口部的长圆形而短轴方向大的部分的大致十字形或菱形等形状。
并且，也可以将阀体860的流路的截面积设为与阀芯870、970的流路的截面积相同。例如可以将阀体860的各端口861、862、863的截面形状设为与阀芯870、970的流路相同的长圆形。