JP6199751B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機に関する。

射出成形機は、金型装置内のキャビティ空間に液状の成形材料を充填し、充填した成形材料を固化させることにより成形品を成形する（例えば、特許文献１参照）。射出成形機は、可動部を駆動する３相交流モータを有する。３相交流モータとしては、例えば３相同期モータが挙げられる。

特開２０１１−１８３７０５号公報

制御装置は、３相変調用の電圧指令値を用いて３相交流モータを制御する。３相交流モータの回転子は、交流電流によって形成される回転磁界に追従する。例えば型締時など、速度が略ゼロの可動部を駆動する場合、回転子が略回転しないため、３相変調用の電圧指令値が略固定される。そのため、３相のうちの１相に電流が集中し続ける場合があり、電流が集中し続ける相の発熱が大きかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、３相交流モータの制御装置の発熱を低減できる、射出成形機の提供を主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
可動部を駆動する３相交流モータと、
該３相交流モータを制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、所定条件が成立する場合に、２相変調用の電圧指令値を用いて前記３相交流モータを制御し、
前記所定条件は、少なくとも、前記可動部の速度が所定値以下であって且つ前記３相交流モータのトルクが所定値以上であることを含む、射出成形機が提供される。

本発明の一態様によれば、３相交流モータの制御装置の発熱を低減できる、射出成形機が提供される。

本発明の一実施形態による射出成形機を示す図である。 本発明の一実施形態による３相変調用の電圧指令値と、搬送波とを示す波形図である。 図２の３相変調用の電圧指令値を２相変調用の電圧指令値に変換した後の波形図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態による射出成形機を示す図である。射出成形機２は、例えば図１に示すように、型締装置１０、射出装置５０、エジェクタ装置６０、および制御装置７０を有する。型締装置１０は、型閉工程、型締工程、型開工程を行う。型閉工程は金型装置３０を閉じる工程、型締工程は金型装置３０を締め付ける工程、型開工程は金型装置３０を開く工程である。射出装置５０は、充填工程、保圧工程、計量工程を行う。充填工程は金型装置３０内のキャビティ空間３４に液状の成形材料を充填する工程、保圧工程はキャビティ空間３４内の成形材料に圧力をかける工程、計量工程は次のショットのための成形材料を計量する工程である。エジェクタ装置６０は、突き出し工程を行う。突き出し工程は、型開後の金型装置３０から成形品を突き出す工程である。

射出成形機２は、例えば型閉工程、型締工程、充填工程、保圧工程、計量工程、冷却工程、型開工程、および突き出し工程を自動的に繰り返し行うことにより、成形品を自動的に繰り返し製造する。冷却工程は、キャビティ空間３４内の成形材料を固化させる工程である。成形サイクルの短縮のため、冷却工程中に計量工程が行われてよい。

次に、型締装置１０について説明する。型締装置１０の説明では、型閉時の可動プラテン１３の移動方向（図１中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１３の移動方向（図１中左方向）を後方として説明する。

型締装置１０は、例えば図１に示すように、フレーム１１、固定プラテン１２、可動プラテン１３、リヤプラテン１５、タイバー１６、トグル機構２０、および型締モータ２６を有する。

固定プラテン１２は、フレーム１１に固定される。固定プラテン１２における可動プラテン１３との対向面に固定金型３２が取り付けられる。

可動プラテン１３は、フレーム１１上に敷設されるガイド（例えばガイドレール）１７に沿って移動自在とされ、固定プラテン１２に対して進退自在とされる。可動プラテン１３における固定プラテン１２との対向面に可動金型３３が取り付けられる。

固定プラテン１２に対して可動プラテン１３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３２と可動金型３３とで金型装置３０が構成される。

リヤプラテン１５は、複数本（例えば４本）のタイバー１６を介して固定プラテン１２と連結され、フレーム１１上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、リヤプラテン１５は、フレーム１１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。リヤプラテン１５のガイドは、可動プラテン１３のガイド１７と共通のものでよい。

尚、本実施形態では、固定プラテン１２がフレーム１１に固定され、リヤプラテン１５がフレーム１１に対して型開閉方向に移動自在とされるが、リヤプラテン１５がフレーム１１に固定され、固定プラテン１２がフレーム１１に対して型開閉方向に移動自在とされてもよい。

タイバー１６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１６には歪みセンサ１８が設けられる。歪みセンサ１８は、タイバー１６の歪みを検出することによって型締力の実績値を検出し、その実績値を示す信号を制御装置７０に出力する。制御装置７０は、型締力の実績値と設定値との偏差がゼロとなるようにフィードバック制御を行う。

尚、型締力を検出する型締力センサは、歪みセンサ１８に限定されない。例えば、型締力センサとして、ロードセルが用いられてもよい。

トグル機構２０は、可動プラテン１３とリヤプラテン１５との間に配設され、可動プラテン１３およびリヤプラテン１５にそれぞれ取り付けられる。トグル機構２０が型開閉方向に伸縮することにより、リヤプラテン１５に対して可動プラテン１３が進退する。

型締モータ２６は、例えば３相交流モータであって、トグル機構２０を駆動させることにより可動部としての可動プラテン１３を駆動させる。型締モータ２６とトグル機構２０との間には、型締モータ２６の回転運動を直線運動に変換してトグル機構２０に伝達する運動変換部としてのボールねじ機構が設けられる。

型締モータ２６はエンコーダ２６ａを有する。エンコーダ２６ａは、型締モータ２６の出力軸の回転角の実績値を検出し、その実績値を示す信号を制御装置７０に出力する。制御装置７０は、回転角の実績値と設定値の偏差がゼロとなるようにフィードバック制御を行う。

次に、型締装置１０の動作を説明する。型締装置１０の動作は、制御装置７０によって制御される。制御装置７０は、メモリなどの記憶部およびＣＰＵを有し、記憶部に記憶される制御プログラムをＣＰＵに実行させることにより型締装置１０の動作を制御する。

型閉工程では、型締モータ２６を駆動してトグル機構２０を作動させ、可動プラテン１３を前進させる。可動金型３３が固定金型３２に対して接近する。

型締工程では、可動金型３３と固定金型３２とが接触した状態で型締モータ２６を駆動し、型締モータ２６による推進力にトグル倍率を乗じた型締力を発生させる。型締状態の固定金型３２と可動金型３３との間にキャビティ空間３４が形成される。型締工程中に、充填工程、保圧工程、冷却工程、計量工程が行われてよい。

型開工程では、型締モータ２６を駆動してトグル機構２０を作動させ、可動プラテン１３を後退させる。その後、突き出し工程が行われてよい。

尚、本実施形態では、型締モータ２６による推進力にトグル倍率を乗じた型締力が生じるが、トグル機構２０はなくてもよく、型締モータ２６による推進力が増幅されずにそのまま可動プラテン１３に伝達されてもよい。

制御装置７０は、電圧指令値と搬送波とを比較することによりＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ部７４、およびＰＷＭ部７４からのＰＷＭ信号に従って交流電源の電力を電力変換するインバータ７５を有する。インバータ７５は、ＰＷＭ部７４からのＰＷＭ信号に従ってスイッチングし、３相交流モータを制御する。

図２は、本発明の一実施形態による３相変調用の電圧指令値と、搬送波とを示す波形図である。図３は、図２の３相変調用の電圧指令値を２相変調用の電圧指令値に変換した後の波形図である。図２および図３において、実線はＵ相の電圧指令値、１点鎖線はＶ相の電圧指令値、２点鎖線はＷ相の電圧指令値、点線は搬送波をそれぞれ示す。

図２に示す３相変調用の電圧指令値は、振幅Ｅの正弦波である。Ｕ相を基準とすると、Ｕ相の電圧指令値はＥｓｉｎ（θ）、Ｖ相の電圧指令値はＥｓｉｎ（θ−１２０°）、Ｗ相の電圧指令値はＥｓｉｎ（θ−２４０°）である。θは電気角である。電圧指令値と比較する搬送波は、例えば三角波である。

図３に示す２相変調用の電圧指令値は、図２に示す３相変調用のいずれか１相の電圧指令値を飽和値に固定し、飽和値から飽和値に固定する前の元の電圧指令値を引いた値ΔＶを、３相変調用の残りの各相の電圧指令値に足すことで得られる。＋側飽和値は搬送波の最大値であり、−側飽和値は搬送波の最小値である。尚、２相変調用のいずれか１相の電圧指令値は、＋側飽和値よりも大きい値に固定されてもよいし、−側飽和値よりも小さい値に固定されてもよい。また、上記ΔＶの代わりに、＋側飽和値よりも大きな値（または−側飽和値よりも小さい値）から固定相の３相変調用の電圧指令値を引いた値が用いられてもよい。

図３では、０°≦θ＜６０°においてＶ相の電圧指令値が−側飽和値に、６０°≦θ＜１２０°においてＵ相の電圧指令値が＋側飽和値に、１２０°≦θ＜１８０°においてＷ相の電圧指令値が−側飽和値に、１８０°≦θ＜２４０°においてＶ相の電圧指令値が＋側飽和値に、２４０°≦θ＜３００°においてＵ相の電圧指令値が−側飽和値に、３００°≦θ＜３６０°においてＷ相の電圧指令値が＋側飽和値にそれぞれ固定される。これらの飽和値から飽和値に固定する相の３相変調用の電圧指令値を引いた値ΔＶを、残りの各相の３相変調用の電圧指令値に足した値が、残りの各相の２相変調用の電圧指令値となる。

尚、２相変調用の電圧指令値は、図３に示す波形に限定されない。例えば、電圧指令値は＋側飽和値、−側飽和値のいずれかのみに固定されてもよい。また、０°〜３６０°のうちの一部の区間のみ、いずれか１相の電圧指令値が固定されてもよい。また、電圧指令値を固定する相を６０°毎に変えなくてもよく、例えば１２０°毎に変えてもよい。

制御装置７０は、型締モータ２６用の所定条件が成立する場合に、２相変調用の電圧指令値を用いて型締モータ２６を制御する。型締モータ２６用の所定条件は、（１）可動プラテン１３の速度が所定値以下であることを含む。可動プラテン１３の速度は、例えば型締モータ２６のエンコーダ２６ａ、専用の速度センサなどを用いて検出できる。「速度」は、大きさ（絶対値）で表され、向きを含まない。「速度」は、前進速度でもよいし、後退速度でもよい。

速度が略ゼロの可動プラテン１３を駆動する場合、型締モータ２６の回転子が略回転しないため、電圧指令値が略固定される。そのため、３相のうちの１相に電流が集中し続ける場合がある。

本実施形態によれば、（１）可動プラテン１３の速度が所定値以下である場合に、２相変調用の電圧指令値の使用が可能になる。電流が集中し続ける相の電圧指令値が飽和値に固定でき、電流が集中し続ける相のスイッチングが停止できる。一般的に、電流値が大きいほど、スイッチング回数が多いほど、スイッチング損失が大きい。本実施形態によれば、電流が集中し続ける相のスイッチングが停止できるため、スイッチング損失が大幅に低減できる。その結果、スイッチング損失による発熱が大幅に低減でき、熱による寿命低下が抑制できる。

制御装置７０は、型締モータ２６用の所定条件が成立しない場合、３相変調用の電圧指令値を用いて型締モータ２６を制御してよい。３相変調用の電圧指令値と、２相変調用の電圧指令値とは、型締モータ２６用の所定条件が成立するか否かに応じて使い分けられる。３相変調用の電圧指令値は２相変調用の電圧指令値よりも滑らかに変化するので、可動プラテン１３の進退が滑らかである。

型締モータ２６用の所定条件は、上記（１）の条件に加えて、（２）型締モータ２６のトルクが所定値以上であることを含んでもよい。「トルク」は、大きさ（絶対値）で表され、向きを含まない。上記（１）の条件と上記（２）の条件とはＡＮＤ条件となる。型締モータ２６のトルクは、例えば型締モータ２６の電流センサ、または歪みセンサ１８などの型締力センサを用いて検出できる。

（２）型締モータ２６のトルクが所定値以上である場合、型締モータ２６の電流値が大きい。「電流値」は、大きさ（絶対値）で表され、向きを含まない。電流値が大きいため、電流が集中し続ける相のスイッチングを停止する意義が大きい。

また、型締モータ２６用の所定条件は、上記（１）の条件に加えて、（３）型締工程中であることを含んでもよい。上記（１）の条件と上記（３）の条件とはＡＮＤ条件となる。型締工程中であるか否かは、例えば型タッチセンサなどで検出できる。型タッチセンサは、可動金型３３と固定金型３２との接触（型タッチ）を検出する。型タッチが検出される間は型締工程中であるとし、型タッチが検出されない間は型締工程中でないとしてよい。

（３）型締工程中である場合、型閉工程中や型開工程中よりも、型締モータ２６のトルクが大きく、型締モータ２６の電流値が大きい。電流値が大きいため、電流が集中し続ける相のスイッチングを停止する意義が大きい。

また、（３）型締工程中である場合、型閉工程中や型開工程中と異なり、可動プラテン１３の速度が略ゼロである。型締モータ２６の回転子が略回転せず、電圧指令値が略固定される。電圧指令値が略固定される場合に、確実に２相変調用の電圧指令値が使用できる。

型締モータ２６用の所定条件は、多種多様であってよい。例えば、型締モータ２６用の所定条件は上記（１）〜（３）の条件を全て含んでもよく、この場合、上記（１）〜（３）の条件はＡＮＤ条件となる。また、型締モータ２６用の所定条件は、上記（３）の条件のみを含んでもよい。（３）射出成形機２が型締工程中である場合、可動プラテン１３の速度は略ゼロとなるため、上記（１）の条件が当然に成立する。型締モータ２６用の所定条件は、上記（３）の条件に加えて、（４）型締開始または型閉完了からの経過時間が所定時間以上であることを含んでもよい。上記（３）の条件と上記（４）の条件とはＡＮＤ条件となる。また、型締モータ２６用の所定条件は、上記（３）の条件に代えて、（５）型閉工程中であって可動金型３３と固定金型３２とのギャップが所定値以下であることを含んでもよい。上記（３）の条件と上記（５）の条件とはＯＲ条件となる。可動金型３３と固定金型３２とのギャップはギャップセンサなどを用いて検出できる。

制御装置７０は、学習機能を有してもよい。例えば、制御装置７０は、２相変調用の電圧指令値が用いられる場合に射出成形機２に搭載される各種センサの検出値を記憶しておき、各種センサの検出値に基づいて現在の射出成形機２の状況が過去に２相変調用の電圧指令値が用いられたときの状況と同じであるか否かを判断する。制御装置７０は、現在の射出成形機２の状況が過去に２相変調用の電圧指令値が用いられたときの状況と同じであると判断した場合、２相変調用の電圧指令値を用いて型締モータ２６を制御してよい。一方、制御装置７０は、現在の射出成形機２の状況が過去に２相変調用の電圧指令値が用いられたときの状況と同じでないと判断した場合、３相変調用の電圧指令値を用いて型締モータ２６を制御してよい。型締モータ２６以外の３相交流モータの制御について同様である。

次に、図１を再度参照して、射出装置５０について説明する。射出装置５０の説明では、型締装置１０の説明と異なり、充填時のスクリュ５２の移動方向（図１中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ５２の移動方向（図１中右方向）を後方として説明する。

射出装置５０は、シリンダ５１、スクリュ５２、計量モータ５３、射出モータ５４、および圧力センサ５５を有する。

シリンダ５１は供給口５１ａから供給された成形材料を加熱する。供給口５１ａはシリンダ５１の後部に形成される。シリンダ５１の外周には、ヒータなどの加熱源が設けられる。シリンダ５１の前端にはノズル５６が設けられる。

スクリュ５２は、シリンダ５１内において回転自在に且つ進退自在に配設される。

計量モータ５３は、例えば３相交流モータであって、可動部としてのスクリュ５２を回転させる。計量モータ５３はエンコーダ５３ａを有してよい。エンコーダ５３ａは、計量モータ５３の出力軸の回転数の実績値を検出し、その実績値を示す信号を制御装置７０に出力する。制御装置７０は、計量工程において、回転数の実績値と設定値との偏差がゼロになるようにフィードバック制御を行ってよい。

射出モータ５４は、例えば３相交流モータであって、可動部としてのスクリュ５２を進退させる。スクリュ５２と射出モータ５４との間には、射出モータ５４の回転運動をスクリュ５２の直線運動に変換する運動変換部が設けられる。射出モータ５４はエンコーダ５４ａを有してよい。エンコーダ５４ａは、射出モータ５４の出力軸の回転数の実績値を検出することによりスクリュ５２の前進速度の実績値を検出し、その実績値を示す信号を制御装置７０に出力する。制御装置７０は、充填工程において、スクリュ５２の前進速度の実績値と設定値との偏差がゼロになるようにフィードバック制御を行ってよい。

圧力センサ５５は、スクリュ５２の背圧（スクリュ５２が押す樹脂の圧力）の実績値を検出し、その実績値を示す信号を制御装置７０に出力する。制御装置７０は、保圧工程において、スクリュ５２の背圧の実績値と設定値との偏差がゼロになるようにフィードバック制御を行ってよい。

充填工程では、射出モータ５４を駆動してスクリュ５２を前進させ、スクリュ５２の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置３０のキャビティ空間３４に充填させる。スクリュ５２の前進速度の設定値は、一定でもよいし、スクリュ位置または経過時間に応じて変更されてもよい。スクリュ５２が所定位置（所謂Ｖ／Ｐ切換位置）まで前進すると、保圧工程が開始される。尚、充填工程開始からの経過時間が所定時間に達すると、保圧工程が開始されてもよい。

保圧工程では、射出モータ５４を駆動してスクリュ５２を前方に押し、キャビティ空間３４内の成形材料に圧力をかける。成形材料の冷却による体積収縮分の成形材料が補充できる。スクリュ５２の背圧の設定値は、一定でもよいし、経過時間などに応じて段階的に変更されてもよい。キャビティ空間３４の入口（所謂ゲート）がシールされ、キャビティ空間３４からの成形材料の逆流が防止された後、冷却工程が開始される。冷却工程中に計量工程が行われてよい。

計量工程では、計量モータ５３を駆動してスクリュ５２を回転させ、スクリュ５２に形成される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５２の前方に送られシリンダ５１の前部に蓄積されるに従って、スクリュ５２が後退させられる。スクリュ５２の回転数の設定値は、一定でもよいし、スクリュ位置または経過時間に応じて変更されてもよい。

計量工程では、スクリュ５２の急激な後退を制限すべく、射出モータ５４を駆動してスクリュ５２に対して所定の背圧を加えてよい。スクリュ５２が所定位置まで後退し、スクリュ５２の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が終了する。

制御装置７０は、射出モータ５４用の所定条件が成立する場合に、２相変調用の電圧指令値を用いて射出モータ５４を制御する。射出モータ５４用の所定条件は、（１Ａ）スクリュ５２の速度が所定値以下であることを含む。スクリュ５２の速度は、例えば射出モータ５４のエンコーダ５４ａ、専用の速度センサなどを用いて検出できる。

速度が略ゼロのスクリュ５２を駆動する場合、射出モータ５４の回転子が略回転しないため、電圧指令値が略固定される。そのため、３相のうちの１相に電流が集中し続ける場合がある。

本実施形態によれば、（１Ａ）スクリュ５２の速度が所定値以下である場合に、２相変調用の電圧指令値の使用が可能になる。電流が集中し続ける相の電圧指令値が飽和値に固定でき、電流が集中し続ける相のスイッチングが停止できる。よって、スイッチング損失が大幅に低減でき、発熱が大幅に低減でき、熱による寿命低下が抑制できる。

制御装置７０は、射出モータ５４用の所定条件が成立しない場合、３相変調用の電圧指令値を用いて射出モータ５４を制御してよい。３相変調用の電圧指令値と、２相変調用の電圧指令値とは、射出モータ５４用の所定条件が成立するか否かに応じて使い分けられてよい。３相変調用の電圧指令値は２相変調用の電圧指令値よりも滑らかに変化するので、スクリュ５２の進退が滑らかである。

射出モータ５４用の所定条件は、上記（１Ａ）の条件に加えて、（２Ａ）射出モータ５４のトルクが所定値以上であることを含んでもよい。上記（１Ａ）の条件と、上記（２Ａ）の条件とはＡＮＤ条件となる。射出モータ５４のトルクは、射出モータ５４の電流センサ、圧力センサ５５などを用いて検出できる。

（２Ａ）射出モータ５４のトルクが所定値以上である場合、射出モータ５４の電流値が大きい。電流値が大きいため、電流が集中し続ける相のスイッチングを停止する意義が大きい。

射出モータ５４用の所定条件は、上記（１Ａ）の条件に加えて、（３Ａ）保圧工程中であることを含んでもよい。上記（１Ａ）の条件と、上記（３Ａ）の条件とはＡＮＤ条件となる。保圧工程中であるか否かは、例えばタイマーなどで検出できる。タイマーは、制御装置７０に備えられ、保圧工程開始からの経過時間を計測する。

（３Ａ）保圧工程中である場合、充填工程中と異なり、スクリュ５２の速度が略ゼロとなる。射出モータ５４の回転子が略回転しないため、電圧指令値が略固定される。電圧指令値が略固定される場合に、確実に２相変調用の電圧指令値が使用できる。

射出モータ５４用の所定条件は、型締モータ２６用の所定条件と同様に、多種多様であってよい。

尚、本実施形態の射出装置は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式でもよい。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。充填工程および保圧工程ではプランジャを進退させる３相交流モータが用いられ、計量工程ではスクリュを回転させる３相交流モータが用いられる。

次に、エジェクタ装置６０について説明する。エジェクタ装置６０の説明では、型締装置１０の説明と同様に、型閉時の可動プラテン１３の移動方向（図１中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１３の移動方向（図１中左方向）を後方として説明する。

エジェクタ装置６０は、例えば図１に示すように、エジェクタロッド６１、およびエジェクタモータ６２を有する。

エジェクタロッド６１は、可動プラテン１３の貫通孔に挿通され、可動プラテン１３に対して進退自在とされる。エジェクタロッド６１の進退に伴って、可動金型３３内に配設される突き出し部材３５が進退され、突き出し部材３５が可動金型３３から成形品を突き出す。

エジェクタモータ６２は、例えば３相交流モータであって、可動部としてのエジェクタロッド６１を駆動させる。エジェクタモータ６２とエジェクタロッド６１との間には、エジェクタモータ６２の回転運動をエジェクタロッド６１の直線運動に変換する運動変換部６３が設けられる。運動変換部６３は、例えばボールねじ機構などで構成される。

エジェクタモータ６２は、エンコーダ６２ａを有してよい。エンコーダ６２ａは、エジェクタモータ６２の出力軸の回転角の実績値を検出し、その実績値を示す信号を制御装置７０に出力する。制御装置７０は、回転角の実績値と設定値との偏差がゼロになるようにフィードバック制御を行ってよい。

突き出し工程では、エジェクタモータ６２を駆動して、エジェクタロッド６１を可動プラテン１３から前方に突き出させる。突き出し部材３５が可動金型３３から成形品を突き出す。その後、エジェクタモータ６２を駆動して、エジェクタロッド６１を元の位置まで後退させる。

制御装置７０は、エジェクタモータ６２用の所定条件が成立する場合に、２相変調用の電圧指令値を用いてエジェクタモータ６２を制御する。エジェクタモータ６２用の所定条件は、（１Ｂ）エジェクタロッド６１の速度が所定値以下であることを含む。エジェクタロッド６１の速度は、例えばエジェクタモータ６２のエンコーダ６２ａ、専用の速度センサなどを用いて検出できる。

速度が略ゼロのエジェクタロッド６１を駆動する場合、エジェクタモータ６２の回転子が略回転しないため、電圧指令値が略固定される。そのため、３相のうちの１相に電流が集中し続ける場合がある。

エジェクタロッド６１の速度が略ゼロになる場合としては、可動金型３３と成形品との密着力が強く、可動金型３３と成形品とが分離しない場合が挙げられる。この場合、可動金型３３と成形品との密着力に抗してエジェクタロッド６１を前進させるため、エジェクタモータ６２に大電流が供給される。

本実施形態によれば、（１Ｂ）エジェクタロッド６１の速度が所定値以下である場合に、２相変調用の電圧指令値の使用が可能になる。電流が集中し続ける相の電圧指令値が飽和値に固定でき、電流が集中し続ける相のスイッチングが停止できる。よって、スイッチング損失が大幅に低減でき、発熱が大幅に低減でき、熱による寿命低下が抑制できる。

制御装置７０は、エジェクタモータ６２用の所定条件が成立しない場合、３相変調用の電圧指令値を用いてエジェクタモータ６２を制御してよい。３相変調用の電圧指令値と、２相変調用の電圧指令値とは、エジェクタモータ６２用の所定条件が成立するか否かに応じて使い分けられる。３相変調用の電圧指令値は２相変調用の電圧指令値よりも滑らかに変化するので、エジェクタロッド６１の進退が滑らかである。

エジェクタモータ６２用の所定条件は、上記（１Ｂ）の条件に加えて、（２Ｂ）エジェクタモータ６２のトルクが所定値以上であることを含んでもよい。上記（１Ｂ）の条件と、上記（２Ｂ）の条件とはＡＮＤ条件となる。エジェクタモータ６２のトルクは、エジェクタモータ６２の電流センサなどを用いて検出できる。

（２Ｂ）エジェクタモータ６２のトルクが所定値以上である場合、エジェクタモータ６２の電流値が大きい。電流値が大きいため、電流が集中し続ける相のスイッチングを停止する意義が大きい。

エジェクタモータ６２用の所定条件は、上記（１Ｂ）の条件に加えて、（３Ｂ）エジェクタロッド６１が突き出し開始位置から突き出し完了位置に向けて前進中であることを含んでもよい。上記（１Ｂ）の条件と、上記（３Ｂ）の条件とはＡＮＤ条件となる。エジェクタモータ６２に大電流を供給する場合に、確実に２相変調用の電圧指令値が使用できる。

エジェクタモータ６２用の所定条件は、型締モータ２６用の所定条件と同様に、多種多様であってよい。

尚、本実施形態のエジェクタ装置６０は、電動式であるが、ハイブリッド式でもよく、エジェクタモータ６２に加えて油圧シリンダを有してもよい。また、エジェクタ装置６０はエジェクタモータ６２による推進力を増幅するトグル機構を有してもよく、エジェクタ装置６０の構成は特に限定されない。

以上、射出成形機の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記射出成形機は、型開閉方向が水平な横型であるが、型開閉方向が垂直な竪型であってもよい。竪型の場合、型締装置は、可動プラテンとしての上プラテン、固定プラテンとしての下プラテン、およびサポートプラテンを有する。上プラテンとサポートプラテンとはタイバーを介して連結され、上プラテンとサポートプラテンとの間に下プラテンが配設される。下プラテンとサポートプラテンとはトグル機構を介して連結される。型締モータを駆動して、トグル機構を上下に伸縮させることにより、サポートプラテンおよび上プラテンが下プラテンに対して上下に移動させられる。型閉時には上プラテンが下に移動させられ、型開時には上プラテンが上に移動させられる。上プラテンを型開完了位置で停止させるとき、トグル機構は畳んだ状態にあるため、トグル倍率が小さく、型締モータの回転子が略停止した状態で、型締モータに大電流が供給される。そこで、竪型の場合、型締モータ用の所定条件が、上プラテンの位置が型開完了位置であることを含んでもよい。上プラテンの位置が型開完了位置であるという条件と、型締工程中であるという条件とはＯＲ条件であってよい。

また、制御装置７０は、射出装置移動モータ用の所定条件が成立する場合に、２相変調用の電圧指令値を用いて射出装置移動モータを制御してもよい。射出装置移動モータは、３相交流モータであって、可動部としてのノズル５６を金型装置３０に押し付けるノズルタッチ工程に用いられる。射出装置移動モータとノズル５６との間には、射出装置移動モータの回転運動をノズル５６の直線運動に変換する運動変換部が設けられてよい。射出装置移動モータ用の所定条件は、ノズル５６の速度が所定値以下であることを含む。射出装置移動モータ用の所定条件は、型締モータ２６用の所定条件と同様に、多種多様であってよい。

また、制御装置７０は、圧縮モータ用の所定条件が成立する場合に、２相変調用の電圧指令値を用いて圧縮モータを制御してもよい。圧縮モータは、３相交流モータであって、金型装置３０内に配設される可動部としての圧縮コアを移動させることによりキャビティ空間３４内の成形材料を圧縮する圧縮行程に用いられる。圧縮モータと圧縮コアとの間には、圧縮モータの回転運動を圧縮コアの直線運動に変換する運動変換部が設けられてよい。圧縮モータ用の所定条件は、圧縮コアの速度が所定値以下であることを含む。圧縮モータ用の所定条件は、型締モータ２６用の所定条件と同様に、多種多様であってよい。

２ 射出成形機
１０ 型締装置
１１ フレーム
１２ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
１５ リヤプラテン
１６ タイバー
１８ 歪みセンサ
２０ トグル機構
２６ 型締モータ
２６ａ エンコーダ
３０ 金型装置
３２ 固定金型
３３ 可動金型
３４ キャビティ空間
５０ 射出装置
５１ シリンダ
５２ スクリュ
５３ 計量モータ
５４ 射出モータ
５６ ノズル
６０ エジェクタ装置
６１ エジェクタロッド
６２ エジェクタモータ
７０ 制御装置

Claims (10)

1. 可動部を駆動する３相交流モータと、
   該３相交流モータを制御する制御装置とを備え、
   該制御装置は、所定条件が成立する場合に、２相変調用の電圧指令値を用いて前記３相交流モータを制御し、
   前記所定条件は、少なくとも、前記可動部の速度が所定値以下であって且つ前記３相交流モータのトルクが所定値以上であることを含む、射出成形機。
2. 前記３相交流モータは、型閉工程、型締工程、および型開工程で用いられる型締モータである、請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記所定条件は、前記型締工程中であることをさらに含む、請求項２に記載の射出成形機。
4. 前記射出成形機は竪型であって、
   前記所定条件は、前記型締工程中であること、または、前記可動部の位置が型開完了位置であることをさらに含む、請求項２に記載の射出成形機。
5. 前記３相交流モータは、充填工程、および保圧工程で用いられる射出モータである、請求項１に記載の射出成形機。
6. 前記所定条件は、前記保圧工程中であることをさらに含む、請求項５に記載の射出成形機。
7. 前記３相交流モータは、金型装置から成形品を突き出す突き出し工程で用いられるエジェクタモータである、請求項１に記載の射出成形機。
8. 前記３相交流モータは、金型装置内のキャビティ空間の成形材料を圧縮する圧縮行程で用いられる圧縮モータである、請求項１に記載の射出成形機。
9. 前記３相交流モータは、金型装置内に成形材料を射出するノズルを前記金型装置に押し付けるノズルタッチ工程で用いられる射出装置移動モータである、請求項１に記載の射出成形機。
10. 前記制御装置は、前記所定条件が成立しない場合、３相変調用の電圧指令値を用いて前記３相交流モータを制御する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の射出成形機。

Images