JP2000304502A - 射出成形機の位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気系統における異常の原因を容易に判断す
ることができる故障診断機能を有する射出成形機の位置
検出装置を提供する。 【解決手段】 一次巻線２２，２３と二次巻線２４を有
し、一次巻線電圧に対して、射出成形機のロッド位置に
対応した位相差を有する二次巻線電圧を生じる位置セン
サ２と、一次巻線電圧と二次巻線電圧とに基づいて位相
差を検出する位相差検出部３と、位相差検出部３により
検出された位相差に基づいて、ロッド位置を算出する位
置算出部４３と、一次巻線２２，２３への電圧供給線５
４，５５に挿入接続され、一次巻線２２，２３との間で
供給された電圧を分圧する分圧抵抗５２，５３と、分圧
抵抗５２，５３と一次巻線２２，２３との間における電
圧供給線５４，５５の電位を検出する電位検出部９と、
電位検出部９の検出電位に基づいて、位置センサ２の電
気系統の異常を診断する異常診断部４５とを備えてな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一次巻線電圧と二
次巻線電圧との位相差を検出することで、射出成形機の
ロッドの位置を検出する射出成形機の位置検出装置に関
し、特に、前記一次巻線や二次巻線の断線異常を検出す
る異常診断機能を有する射出成形機の位置検出装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は射出成形機のロッド位置検出のた
めに用いられる従来の位置検出装置を示すブロック図で
ある。この射出成形機の位置検出装置１は、図示しない
射出成形機のロッドに連結された変位検出用ロッド２１
と、このロッド２１に巻回された一次巻線２２，２３と
二次巻線２４とを有し、一次巻線電圧に対してロッド２
１の位置変位に対応した位相差を有する二次巻線電圧を
出力する位置センサ２と、一次巻線電圧と二次巻線電圧
に基づいて、その位相差を検出する位相差検出部３と、
位相差検出部３により検出された位相差に基づいて、ロ
ッド２１の位置を算出する位置算出部４３と、位置セン
サ２の一次巻線２２，２３に電圧を供給するための電圧
供給部５とを備える。

【０００３】位置センサ２は、磁気抵抗変化を利用した
公知のセンサであり、例えば、図３に示すように、射出
成形機のロッド（図示しない）に連結された変位検出用
ロッド２１に所定ピッチＰで磁性材２５を設け、この磁
性材２５のピッチＰに対して所定の間隔でＡ相乃至Ｄ相
を形成する一次巻線２６ａ〜２９ａおよび二次巻線２６
ｂ〜２９ｂを巻回してなり、Ａ−Ｃ相一次巻線２２（図
２参照）にＩｓｉｎωｔ、Ｂ−Ｄ相一次巻線２３にＩｃ
ｏｓωｔなる電圧を印加して励磁した場合に、その電圧
に対するＡ−Ｄ相二次巻線２４の出力電圧の位相差が、
前記磁性材２５のピッチＰを比例定数に含むロッド変位
の関数として表されるようにしたものである。

【０００４】具体的には、例えば、磁性材のピッチをＰ
とし、Ａ−Ｃ相間およびＢ−Ｄ相間の間隔を共に０．５
Ｐ、Ａ−Ｃ相およびＢ−Ｄ相の中心間隔を共に１，７５
Ｐとした場合、一次巻線電圧と二次巻線電圧との位相差
θと変位ｘとはピッチＰを用いて（１）式の関係に表さ
れることとなり、したがって、位相差を求めることによ
り、変位、すなわち位置を求めることができる。

【０００５】 θ＝２πｘ／Ｐ （１）

【０００６】この位相差を求めるための位相差検出部３
は、一次巻線へ出力する交流電圧波形の所定位置タイミ
ング（ゼロクロス点）において後述のカウンタにカウン
ト開始指令を出力するマイコン４と、二次巻線２４の出
力端子２４ａに接続され、出力交流波のゼロクロス点に
おいてパルスを出力するコンパレータ３１と、このコン
パレータ３１の出力側に接続されると共に、マイコン４
に接続され、カウント開始指令発生時からコンパレータ
によるパルス発生時までの間にわたり所定のクロックを
計数するカウンタ３２とを備えて構成されている。

【０００７】図２に示されるマイコン４は、位置検出装
置１に適用される場合の構成を機能ブロック的に示した
ものであり、ＣＰＵを備える制御部４１と、位置算出部
４３と、後述する電圧供給部５を構成するディジタル励
磁信号出力部４２と、位置算出部４３により算出された
位置データを射出成形機コントローラ８に出力する処理
データ出力部４４とを備える。上述したカウント開始指
令は、位置算出部４３より、ディジタル励磁信号出力部
４２による出力交流波形のゼロクロス点の発生時点にお
いて出力される。そして、位置算出部４３はカウンタ３
２の計数値をコンパレータ３１からのパルス発生があっ
た時点で読みとり、この計数値を用いて上式（１）より
位置ｘを算出する。

【０００８】電圧供給部５は、マイコン４（ディジタル
励磁信号出力部４２）と、該出力部４２に接続され、該
出力部４２から出力されたディジタル値を正弦波信号に
変換し、正弦波電圧（ｓｉｎ波形電圧とｃｏｓ波形電
圧）を出力する２チャンネルのＤ／Ａ変換器５１と、Ｄ
／Ａ変換器５１のｓｉｎ波形電圧出力端子５１ａおよび
ｃｏｓ波形電圧出力端子５１ｂから一次巻線２２，２３
のＡ相端子およびＢ相端子間をそれぞれ接続する電圧供
給ライン５４，５５それぞれに挿入接続された分圧抵抗
５２，５３とを備えて構成されている。なお、ｓｉｎ波
形電圧が印加されたＡ相端子は、図３に示したＡ相巻線
２６ａおよびＣ相巻線２８ａを介して、アースに接続さ
れ、ｃｏｓ波形電圧が印可されたＢ相端子は、Ｂ相巻線
２７ａおよびＤ相巻線２９ａを介してアースに接続され
ている。

【０００９】以上の構成において、位置検出は次のよう
に行われる。先ず、マイコン４からＤ／Ａ変換器５１に
Ｄ／Ａ変換指令及びディジタル励磁信号を出力すると共
に、カウンタ３２にカウント開始指令を出力しカウント
（時間計数）を開始させる。Ｄ／Ａ変換器５１はマイコ
ン４より出力されたディジタル値をアナログ信号に変換
してｓｉｎ波形電圧とｃｏｓ波形電圧とを出力し、これ
ら電圧信号により一次巻線２２，２３を励磁する。一次
巻線２２，２３に印加された電圧は、二次巻線２４の出
力端子２４ａに誘導電圧として表れる。

【００１０】この誘導電圧により発生する二次巻線電圧
は、前記したように、一次巻線に印加された正弦波に対
して位相差を有するので、一次巻線に印加された正弦波
のゼロクロス時点から遅れた時点でゼロクロス点が生じ
る。コンパレータ３１はこのゼロクロス点でパルスを発
生し、このパルスをカウンタ３２へ計数停止信号とし
て、或いはマイコン４に計数値読み込みタイミング信号
として与える。マイコン４はカウンタ３２の計数値を読
み込み、この計数値に基づき前記（１）式より変位、す
なわちロッド２１の位置を算出する。算出された位置は
位置データとして、射出成形機のコントローラ８に与え
られる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のような射出成形
機の位置検出装置１において、位置検出に異常が発生し
た場合は、従来は、その原因を明らかにする診断機能を
備えていないため、その原因究明のためには、位置セン
サ２への電圧供給線５４，５５の断線の有無、或いは位
置センサ２からの信号出力線の断線の有無を含むケーブ
ル異常の有無、或いは、位置センサ２と電圧供給線や信
号出力線の接触不良の有無等を調べなければならなかっ
た。この場合、射出成形機の位置検出装置では、工場に
おけるその設置位置によっては、前記異常の有無を調べ
るのが容易でなく、更には、特に接触不良などは、異常
な状態が希にしか起こらず、その原因究明が困難であ
り、原因究明に時間と手間を要し、従って復旧に多大な
時間を要していた。

【００１２】本発明は、かかる従来の課題を解消するた
めになされたものであり、上述したような電気系統にお
ける異常の原因を容易に判断することができる故障診断
機能を有する射出成形機の位置検出装置を提供すること
を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明の請求項１の射出成形機の位置検出装置１
Ａは、一次巻線（２２，２３）と二次巻線（２４）を有
し、前記一次巻線電圧に対して、射出成形機のロッド位
置に対応した位相差を有する二次巻線電圧を生じる位置
センサ（２）と、前記一次巻線電圧と前記二次巻線電圧
とに基づいて前記位相差を検出する位相差検出部（３）
と、前記位相差検出部（３）により検出された位相差に
基づいて、前記ロッド位置を算出する位置算出部（４
３）と、前記一次巻線（２２，２３）への電圧供給線
（５４，５５）に挿入接続され、前記一次巻線（２２，
２３）との間で供給された電圧を分圧する分圧抵抗（５
２，５３）と、前記分圧抵抗（５２，５３）と前記一次
巻線（２２，２３）との間における前記電圧供給線（５
４，５５）の電位を検出する電位検出部（９）と、前記
電位検出部（９）の検出電位に基づいて、前記位置セン
サ（２）の電気系統の異常を診断する異常診断部（４
５）とを備えてなる。

【００１４】このような構成によれば、電位検出部９の
電位が常時よりも高くなったとき、電圧供給線または一
次巻線の断線或いは接触不良と判断（診断）することが
できる。なお、実施の形態において、電位検出部９はＡ
／Ｄ変換器で構成しているが、単にコンパレータを用い
ることにより断線時等の電位変化を検出するようにして
も良い。また、位置算出部はマイコンによりソフトウェ
ア的に構成しているが、ロジック回路やメモリ回路等の
みを用いてハードウェア的に構成するようにしても良
く、更に位相差検出部３の構成も実施の形態に限定され
ない種々の構成が設計事項として適用できることは言う
までもない。

【００１５】また、本発明は、請求項１記載の射出成形
機の位置検出装置（１Ａ）において、前記異常診断部
（４５）は、前記電位検出部により検出される所定の電
位（例えばピーク電位）が大きくなる場合に前記一次巻
線（２２，２３）の電気系統の異常を判断するようにし
たものである。

【００１６】一次巻線２２，２３の断線或いは接触不良
等の電気系統の異常が生じると、供給電圧の電圧降下が
生じなくなり、電位検出部９の所定の電位（例えばピー
ク電位）が高くなる。したがって、かかる電位上昇を検
出することにより、一次巻線の電気系統の異常を判断
（判断）することができる。

【００１７】更に、本発明は、請求項２記載の射出成形
機の位置検出装置（１Ａ）において、前記異常診断部
（４５）は、前記電位検出部（９）により検出される所
定の電位（例えばピーク電位）が正常な場合に、更に前
記二次巻線（２４）の出力電圧に基づいて、前記二次巻
線（２４）の電気系統の異常を判断するようにしたもの
である。

【００１８】例えば、二次巻線の出力電位に異常があっ
た場合、それが二次巻線の断線や接触不良に起因するも
のなのか、或いは一次巻線側に原因があるのかは判断で
きない。本発明によれば、一次巻線の状態を診断できる
ので、それが正常であった場合は、二次巻線側に異常が
あるものと判断（診断）することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態における
射出成形機の位置検出装置を示すブロック図である。図
１において図２と同一符号は、図２に示したものと同一
物または相当物を示しており、ここでの説明を省略す
る。実施の形態においては、図２に示された構成に対
し、更に、分圧抵抗５２と一次巻線２３の間における電
圧供給線５４、および分圧抵抗５３と一次巻線２２の間
における電圧供給線５５の電位を検出する電位検出部９
と、この電位検出部９の検出電位に基づいて、位置セン
サ２の異常を診断する異常診断部４５とを備える。

【００２０】電位検出部９は、分圧抵抗５２，５３と一
次巻線２２，２３との間のそれぞれの電位をＡ／Ｄ変換
して異常診断部４５に出力する２チャンネルのＡ／Ｄコ
ンバータで構成されている。異常診断部４５は、マイコ
ン４Ａにより構成され、正常時のｓｉｎ波形電圧とｃｏ
ｓ波形電圧のピーク値を記憶しており、これらのピーク
値よりもいずれかの検出電圧のピーク値が大きくなるこ
とを条件として、一次巻線２２，２３、或いは電位検出
点より一次巻線側の電圧供給線５４，５５の断線または
その接触不良を判断する。これは、正常時は、分圧抵抗
５２，５３により、電位検出部９の検出ポイントの電位
が低くなるのに対して、断線時或いは接触不良時は分圧
されない出力電圧がほとんどそのまま電位として検出さ
れることに基づいている。

【００２１】また、異常診断部４５は、電位検出部９に
よる検出電位に異常が無いにも拘わらず、コンパレータ
によるゼロクロス点の出力電位が小さいか若しくは検出
されない場合においては、位置センサ２の二次巻線２４
またはその出力線に断線或いは接触不良があることを判
断する。

【００２２】このようにして、診断された異常は、異常
診断部４５より処理データ出力部４４を介して例えば診
断結果表示部１０に表示され、これにより、作業者は、
位置検出装置１Ａに異常が発生した場合に、その異常原
因を容易に知ることができ、或いは、その原因を大幅に
絞り込むことができ、位置検出装置１Ａの復旧を迅速に
行うことが可能となる。

【００２３】なお、上述した実施の形態は本発明の一つ
の形態を示したものに過ぎず、本発明はこれら実施の形
態に限定されるものではない。例えば、電位検出部９は
Ａ／Ｄコンバータで構成するようにしたが、ピーク値の
大小が判断できれば良いので、単にコンパレータを用い
て構成するようにしても良い。また、位相差は二次巻線
電圧のゼロクロス点を検出することにより行ったが、例
えばピーク値或いはその他の所定の値を検出するように
しても良い。

【００２４】また、一次巻線電圧の供給タイミングはマ
イコン内で判断し、それを基準に位相差を検出するよう
にしたが、供給電圧自体の波形に基づいて、そのタイミ
ングを確立するようにしても良い。更には、供給電圧は
マイコンとは別途個別に設けられた電圧供給源より供給
するようにしても良い。

【００２５】また、カウンタ３２が計数するクロックは
マイコン４Ａから出力するようにしても良いし、マイコ
ン４Ａとは別にクロック発生器を設けて、そのクロック
を計数するようにしても良い。更にマイコン構成は、ソ
フトウェア的に構成されるものであるが、このマイコン
に代わりロジック回路等により構成されるハードウェア
により構成しても良いことは言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、射出成形機の位置検出装置において、その電気系統
における異常を容易に診断することができ、もって、そ
の原因の調査に多大な労力および時間を要することがな
く、異常が生じた場合にその復旧を迅速に行うことがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における射出成形機の位置
検出装置を示すブロック図である。

【図２】射出成形機の従来の位置検出装置を示すブロッ
ク図である。

【図３】位置センサの構成を示す断面側面図である。

【符号の説明】

１Ａ 位置検出装置 ２ 位置センサ ３ 位相差検出部 ４Ａ マイコン ５ 電圧供給部 ９ 電位検出部 ２２，２３ 一次巻線 ２４ 二次巻線 ４３ 位置算出部 ４５ 異常診断部 ５１ Ｄ／Ａ変換器 ５２，５３ 分圧抵抗 ５４，５５ 電圧供給線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次巻線（２２，２３）と二次巻線（２
   ４）を有し、前記一次巻線電圧に対して、射出成形機の
   ロッド位置に対応した位相差を有する二次巻線電圧を生
   じる位置センサ（２）と、 前記一次巻線電圧と前記二次巻線電圧とに基づいて前記
   位相差を検出する位相差検出部（３）と、 前記位相差検出部（３）により検出された位相差に基づ
   いて、前記ロッド位置を算出する位置算出部（４３）
   と、 前記一次巻線（２２，２３）への電圧供給線（５４，５
   ５）に挿入接続され、前記一次巻線（２２，２３）との
   間で供給された電圧を分圧する分圧抵抗（５２，５３）
   と、 前記分圧抵抗（５２，５３）と前記一次巻線（２２，２
   ３）との間における前記電圧供給線（５４，５５）の電
   位を検出する電位検出部（９）と、 前記電位検出部（９）の検出電位に基づいて、前記位置
   センサ（２）の電気系統の異常を診断する異常診断部
   （４５）とを備えてなる射出成形機の位置検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の射出成形機の位置検出装
   置において、 前記異常診断部（４５）は、前記電位検出部（９）によ
   り検出される所定の電位が大きくなる場合に前記一次巻
   線（２２，２３）の電気系統の異常を判断する射出成形
   機の位置検出装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の射出成形機の位置検出装
   置において、 前記異常診断部（４５）は、前記電位検出部（９）によ
   り検出される所定の電位が正常な場合に、更に前記二次
   巻線（２４）の出力電圧に基づいて、前記二次巻線（２
   ４）の電気系統の異常を判断する射出成形機の位置検出
   装置。