JP2006256178A - 射出成形機における型締装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 型締装置の作動油に劣化を生じさせない圧力制御方法を提供する。
【解決手段】 固定プラテン、可動プラテン、及び油圧シリンダによって構成される型締力発生手段を有する射出成形機の型締装置の圧力制御方法であって、型締中は、前記型締シリンダに作動油を供給する油圧ポンプを回転させるポンプモータの出力トルクを制御して前記油圧シリンダの型締圧力を所定値に保持し、型締終了後の降圧時に、前記油圧シリンダからの前記作動油を前記油圧ポンプを介してタンクへ戻すことで前記油圧ポンプを逆回転させ、前記油圧ポンプが逆回転する速度を前記ポンプモータの出力トルクを制御して前記油圧シリンダの型締圧力を滑らかに下げることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラスチックやアルミの製品を成形する射出成形機における型締装置の制御方法に関する。

油圧シリンダの油圧により型締力を発生させる型締装置には、型開閉と型締とを同じシリンダで行う直圧式や、特許文献１、特許文献２に開示されているような、型の開閉動作と型締動作とを別個のアクチュエータによって行う複合式のものがある。

特許文献１に記載の型締装置では、型締に際し、遠隔圧力補償制御により型締力を制御して油圧ポンプ及びポンプモータにおける動作エネルギーの効率化を図っている。また、型締終了後には、シリンダ内の高圧油バルブの切換によりタンクに直接作動油を戻すといった形で降圧を行っている。

特許文献２では、複合式型締装置での型厚の違いによるタイバーの噛合い位置の設定について開示している。特許文献２では、タイバーと固定ダイプレートとに位置検出手段を設け、それぞれの位置を検出し、当該検出位置に基づいてタイバーを移動させるという手段を採っている。
特開２００３−７４５０５号公報 特開２００２−２２５１０３号公報

特許文献１に記載の型締装置では、高圧の作動油をタンクに直接戻すため、降圧時（デコン時：de compression時）の衝撃や、キャビテーションと発熱による作動油の劣化が発生するという問題がある。
また、特許文献２に記載の型締装置では、４本のタイバーと固定ダイプレートとの両方に４組の位置検出手段を装着しているため、装着作業の煩雑さや、他物品との干渉の問題が生ずる。さらに、位置検出信号によりタイバー位置をフィードバック制御する必要があるため、制御が複雑化するという問題がある。
本発明では、第１に、型締装置の作動油に劣化を生じさせない圧力制御方法を提供することを課題とする。また、第２に、型閉時におけるタイバーの位置決めを容易に行うことが可能な型締装置の制御方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための本発明に係る射出成形機における型締装置の圧力制御方法は、固定プラテン、可動プラテン、及び油圧シリンダによって構成される型締力発生手段を有する射出成形機の型締装置の圧力制御方法であって、型締中は、前記型締シリンダに作動油を供給する油圧ポンプを回転させるポンプモータの出力トルクを制御して前記油圧シリンダの型締圧力を所定値に保持し、型締終了後の降圧時に、前記油圧シリンダからの前記作動油を前記油圧ポンプを介してタンクへ戻すことで前記油圧ポンプを逆回転させ、前記油圧ポンプが逆回転する速度を前記ポンプモータの出力トルクを制御して前記油圧シリンダの型締圧力を滑らかに下げることを特徴とする。

また、上記のような射出成形機における型締装置の圧力制御方法においては、型締中は、遠隔圧力補償制御により油圧ポンプの吐出圧力を制御し、前記油圧シリンダの圧力を保持することが望ましい。
さらに、上記のような射出成形機における型締装置の圧力制御方法では、型締終了後の降圧時に、前記油圧ポンプを逆回転させた前記作動油のエネルギーを前記ポンプモータを介して電源側に回生すると良い。

また、上記課題を解決するための本発明に係る射出成形機における型締装置の制御方法は、固定プラテン、可動プラテン、型開閉手段、前記固定プラテン又は前記可動プラテンに設けられた油圧シリンダによって構成される型締力発生手段、前記型締力発生手段を構成する油圧シリンダのピストンロッドに直結されたタイバー、及び前記タイバー外周に設けられたリング状溝またはネジ溝と噛合い可能で前記固定プラテンまたは前記可動プラテンに設けられて前記可動プラテンと固定プラテンとを型締状態で固定するハーフナットによって構成される結合手段、を有する複合式型締装置の制御方法であって、金型が閉まった状態で前記可動プラテンの位置を検出し、検出した可動プラテンの位置に基づいて前記タイバーと前記ハーフナットとを噛合せるために前記タイバーを移動させる距離を求め、求めた移動距離に基づいて、前記油圧シリンダに供給する作動油量を求め、前記油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプの１回転あたりの吐出量に基づいて、求めた作動油量を吐出させるための前記油圧ポンプの回転回数を算出し、前記油圧ポンプを回転駆動するポンプモータを介して前記油圧ポンプの回転回数を制御して前記タイバーを移動させ、前記タイバーと前記ハーフナットとを噛合わせて結合させ、その後、上記圧力制御を行うことを特徴とする。

本発明の射出成形機における型締装置の圧力制御方法によれば、降圧時の急激な圧力変化によって生じるショックを防止できると共に、作動油の温度上昇と劣化を防止することができる。
また、油圧ポンプの回転数を低下させて型締力を保持する手段を採れば、型締中の型締力を保持するために必要とするエネルギーが少なくなる。さらに、降圧時にポンプモータを逆回転させるエネルギーを電源側へ回生するようにすれば、消費電力が削減できる。これにより、省エネ効果を期待できる。
また、本発明の射出成形機における型締装置の制御方法によれば、複数の検出手段を必要とせずにタイバーの噛合い位置を調整することができる。

以下、本発明に係る射出成形機における型締装置の制御方法について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明に係る実施形態の一例であり、本発明はその主要部を変えない形態であれば、以下の形態のみに限定されるものでは無い。

まず、図１を参照して本発明の射出成形機における型締装置の制御方法に係る第１の実施形態について説明する。
本実施形態に係る型締装置１０は、基盤（ベース）１２と、前記基盤１２の上に載置された固定プラテン１４と可動プラテン１６、及び前記両プラテン１４，１６を連結固定するためのタイバー１８とを基本的な構成としている。

前記固定プラテン１４と前記可動プラテン１６とはそれぞれに雄雌一対の金型２０ａ，２０ｂを取付け可能な構成とされており、前記可動プラテン１６は前記基盤１２上を前記固定プラテン１４の方向へ移動（摺動）可能な構成とされている。このため前記可動プラテン１６には図示しないライナーまたはリニアベアリングが備えられ、基盤１２には図示しない摺動面またはリニアベアリングガイドが備えられている。

また、本実施形態を適用させる型締装置１０は、前記固定プラテン１４に、ストロークが短く大径の油圧式型締シリンダ２６が複数（本実施形態では４つ）設けられ、前記型締シリンダ２６内部をピストン２８が摺動する構成が採られている。そして、前記タイバー１８は、基端部が前記ピストン２８の一側（可動プラテン側）に直結され、ピストンロッドの役割を担っている。

これに対し前記可動プラテン１６には、前記タイバー１８の延長線上に挿通孔２２が形成されており、前記タイバー１８を挿通可能な構成とされている。また、前記可動プラテン１６には前記挿通孔２２を挿通させたタイバー１８を、挿通状態で固定するためのタイバー固定手段２４が備えられている。タイバー固定手段２４とは、例えばタイバー１８を挟み込むなどしてタイバー１８の抜け止めを成すものであれば良く、一般的にはハーフナットが用いられる。ここで、タイバー固定手段２４としてハーフナットを採用した場合には、分割状態で待機させているハーフナットを、タイバー１８を挿通させた後に前記タイバー１８の軸心方向へ機械的に動かすことで、前記タイバー１８を挟み込んで固定することができる。このため、前記タイバー１８には、可動プラテン１６側端部にタイバー固定手段２４を噛合わせるための複数の周溝状の噛合い溝やネジ溝等からなる噛合部１８ａが形成されている。なお、前記タイバー固定手段２４は、前記可動プラテン１６から分離してしまうことが無いように、タイバー固定手段支持部材２４ａによって支持されている。

本実施形態を適用させる型締装置１０は、ストロークが長く小径な油圧式の型開閉シリンダ機構３０を採用し、型開閉シリンダ機構３０によって前記可動プラテン１６を駆動させることにより金型２０ａ，２０ｂを開閉する。すなわち、前記シリンダ機構３０はシリンダ３２側、或いはロッド３４側のいずれか一方を固定プラテン１４へ、他方を可動プラテン１６へ固定することで、前記型開閉シリンダ機構３０を駆動することにより前記可動プラテン１６を前記固定プラテン１４に対して進退させる（本実施形態ではシリンダ３２側を固定プラテン１４へ、ロッド３４側を可動プラテン１６へ固定している）。

前記シリンダ機構３０には油圧ポンプ（不図示）が接続されており、シリンダ内に形成された型閉油室３２ａ及び型開油室３２ｂへ作動油の供給を可能としており、いずれかの油室へ作動油を供給し、他方の油室から作動油を排出することで可動プラテンを移動させて金型２０ａ，２０ｂを開閉することができる。

本実施形態を適用させる型締装置１０において、前記型締シリンダ２６内には前記ピストン２８によって隔離された２つの油室（型締油室２６ａと離型油室２６ｂ）が形成されており、各油室２６ａ，２６ｂにはそれぞれ、作動油の供給若しくは排出をするための作動油経路が接続されている。そして、前記作動油経路には４方向切換弁（本実施形態では電磁弁）３６が設けてある。切換弁３６は、各作動油経路を介して油室２６ａ、２６ｂを油圧ポンプ３８と作動油タンク４８とに切換接続する。なお、前記油圧ポンプ３８は双方向吐出型のポンプとすると良く、他方の吐出口（通常は吸込口）には作動油タンク４６へ接続された作動油供給経路が接続されている。

また、前記油圧ポンプ３８は内蔵された斜板によって吐出量を変えることができる可変吐出型のものとすると良い。吐出力に応じて吐出量が小さくなるタイプにすれば、回転トルクを小さくできる。さらに、前記油圧ポンプ３８を駆動させるために備えられるポンプモータ（モータ）４０は、サーボモータとし、供給電力の制御によってその回転数及び出力トルクを可変にすると良い。このような油圧ポンプ３８とモータ４０とから構成されるポンプユニットには図示しない圧力計等の圧力検知手段を設け、当該圧力の上昇と共にモータの回転回数を下げ、油圧ポンプ３８から吐出させる作動油量を低減させるようにする。また、圧力検出手段を設けず、モータ４０のトルクより圧力を換算することもできる。

なお、可動プラテン１６には、位置検出センサ５６が設けられる。センサ５６は、基板１２に設けたスケール５８の目盛を検出する（読み取り）。そして、これらの検出手段によって検出された信号は、演算手段５４に入力される。演算手段５４は、センサ５６による検出信号に基づいて、可動プラテン１６の初期位置からの移動量を求め、タイバー１８とタイバー固定手段２４との相対位置を算出する。

また、前記ポンプモータ４０には、ロータリーエンコーダ４２が設けられる。ロータリーエンコーダ４２は、ポンプモータ４０の回転回数を検出して、検出信号を前記演算手段５４に入力する。演算手段５４は、後述するように、ロータリーエンコーダ４２の検出信号に基づいてポンプモータ４０の制御回路である制御手段４４にモータ制御信号を入力し、ポンプモータ４０の出力トルクを制御すると共に、ポンプモータ４０の回転回数を介して油圧ポンプ３８の回転回数を制御する。

このような構成の型締装置１０では、まず、型開閉シリンダ機構３０の型閉油室３２ａへ作動油を供給することで金型２０ａ，２０ｂが閉状態となるまで可動プラテン１６を移動させる。このとき可動プラテン１６には、金型同士が接触する手前で低速になるように、前記型開閉シリンダ機構３０の油室３２ａ，３２ｂへの作動油の供給を調整することで、衝撃無く型を合わせることができる。

可動プラテン１６を移動させることによって金型２０ａ，２０ｂが閉状態となった後、可動プラテン１６に備えられたタイバー固定手段２４を起動し、タイバー固定手段２４をタイバー１８の噛合部１８ａに噛合せてタイバー１８を固定する。金型２０ａ，２０ｂを閉とした状態でタイバー１８を固定した後、油圧ポンプ３８を駆動させて型締シリンダ２６内の型締油室２６ａへ作動油を供給し、金型２０ａを金型２０ｂに押圧して型締力を発生させる。通常、この状態で、固定プラテン１４に形成された射出孔６０を介して射出シリンダ（不図示）から成形材料が金型内へ供給される。

このように型締動作が行われる複合式の型締装置１０では通常、型閉時にタイバー１８とタイバー固定手段２４との間に噛合い位置のズレが生ずる。このため、実施形態においては、タイバー１８を初期設定位置から移動させることで噛合い位置のズレ量を補正して前記タイバー固定手段２４と前記タイバー１８とを噛合わせる。本実施形態の型締装置１０では、前記ズレ量の補正を行うためのタイバー１８の移動量制御を、前記油圧ポンプ３８を回転駆動させるためのモータ４０の回転回数制御によって行う。

以下、油圧ポンプ３８の回転回数制御によるタイバー１８の移動量制御の詳細を説明する。
可動プラテン１６を移動させ、可動プラテン１６を型閉位置まで移動させた後、センサ５６が基盤１２等に取り付けられたスケール５８の目盛を検出する。センサ５６は、検出した値を信号として演算手段５４に入力する。

前記演算手段５４は、前記センサ５６による検出信号に基づいて、可動プラテン１６の停止位置を割り出し、可動プラテン１６に付帯されたタイバー固定手段２４とタイバー１８との相対位置を算出する。
演算手段５４には、タイバー１８の噛合部１８ａとタイバー固定手段２４とを噛合せるための噛合部１８ａに対するタイバー固定手段２４の位置関係が予め記憶されている。演算手段５４は、求めた相対位置と、予め与えられた位置関係とを比較し、双方のズレ量（移動距離）を求める。そして、求めたズレ量分前記タイバー１８を移動させるために型締油室２６ａ（又は離型油室２６ｂ）に供給する作動油量を求める。

また、演算手段５４には、油圧ポンプ３８の１回転あたりの吐出量が予め記憶（あるいは設定可能と）されており、上述のようにして求めた作動油量を前記記憶された１回転あたりの吐出量で除し、供給する作動油量を得るために油圧ポンプ３８に必要とされる回転回数を算出する。その後演算手段５４は、モータ４０を回転させる旨の信号を制御手段４４へ出力する。

信号が入力された制御手段４４は、モータ４０を介して油圧ポンプ３８を回転させる。前記モータ４０に接続されたエンコーダ４２は、モータ４０の回転回数を検出し、信号として演算手段５４へ入力する。演算手段５４は、エンコーダ４２の検出信号に基づいてモータ４０の回転回数を制御すると共に、油圧ポンプ３８の回転回数制御を行う。

モータ４０と油圧ポンプ３８とが直結されている場合、前記エンコーダ４２によって検出された回転回数が算出された回転回数に到達することにより、タイバー１８が前記ズレ量分移動したとみなすことができる。よって演算手段５４はモータ４０を停止させる旨の信号を制御手段４４へ出力する。この信号によりモータ４０は停止され、タイバー１８は、タイバー固定手段２４との噛合い位置に停止する。

このように本実施形態のタイバーの移動量制御方法によれば、複雑なフィードバック制御を必要とせず、かつ簡単な装置でタイバーを所定の位置へ移動させることができる。なお、タイバーの初期位置とは図１においてピストンがシリンダの左側限界位置に寄った状態を言うこととする。また、タイバーを移動させるに際しては、４方向切換弁のコイル３６ａを励磁することで、型締シリンダ２６内の型締油室２６ａ側へ作動油を供給してタイバー１８を図面右側へ移動させることとする。また、タイバーを戻す場合にはコイル３６ｂを励磁した後に作動油を型締シリンダ２６へ送ることで、離型油室２６ｂへ作動油を供給することができる。

上記のような型締装置１０では、型閉状態でタイバー１８を固定した後、４方向切換弁３６のコイル３６ａを励磁し、油圧ポンプ３８を駆動させて型締油室２６ａへ作動油を供給し、型締油室２６ａ内を昇圧する。これにより、タイバー１８には張力がかけられ、金型２０ａ，２０ｂには強い型締力が作用する。この際、離型油室２６ｂに貯留された作動油は４方向切換弁３６を介して作動油タンク４８へ流れ込む。

金型２０ａ，２０ｂに型締力をかけた状態で、金型２０ａ，２０ｂ内には、図示しない射出装置からは、溶融状態の樹脂等が射出される。
本実施形態の油圧ポンプ３８は、吐出側圧力が上昇すると共にモータ４０の回転回数を低下させ、油圧ポンプ３８から吐出される作動油量を低下させることで、所定の型締力に対応する吐出圧力の維持を図るようにモータ４０をトルク制御する。このため、吐出側圧力が所定の圧力に達した後は、ピストンパッキン（不図示）からの漏れや、油圧ポンプ３８内部のリーク分等を補うだけの作動油を吐出することとなる。よって、モータ４０の駆動は低回転となり省エネ効果に優れることとなるが、回転数の低下に伴う脈動の発生に留意する必要がある。

また、一般に、金型２０ａ，２０ｂ内に射出した樹脂等が冷却固化した後には、型締を終了し、型締油室２６ａ内の作動油を作動油タンク４８へ直接流し込むことで降圧を行う。これに対し、本実施形態の型締装置１０では型締終了後、型締油室２６ａ内の作動油を油圧ポンプ３８へ逆流させ、油圧ポンプ３８を介して作動油タンク４６へ流し込むことで降圧を行う。型締油室２６ａ内の高圧状態の作動油を油圧ポンプ３８へ逆流させることにより、油圧ポンプ３８はそのエネルギーで逆回転することとなる。この際、油圧ポンプ３８の回転を制御するモータ４０の回転トルクを制御して、型締油室２６ａから逆流する作動油に対してブレーキ（制動）をかけつつ、作動油を作動油タンク４６へ流し込むようにする。

モータ４０のトルク制御は、演算手段５４から送信される信号に基づいて制御手段４４がモータ４０に供給する電力を調整することにより行えば良い。例えば、前記演算手段５４には、予め、昇圧から降圧までのモータトルク値を設定時間と共に記憶させておき、前記制御手段４４に対しては、モータ４０が所望のトルクを発生させるために必要とする電力値を出力する旨の信号を設定時間毎に送信するようにすれば良い。

型締装置１０において上記のような制御を行うことにより、型締からの降圧を滑らかに行うことができる。このため、降圧時に衝撃が無く、作動油にキャビテーションや熱が発生することがなくなる。よって、作動油の劣化を防止することができる。

上記のような型締動作の制御を行う本実施形態の（複合式）型締装置１０では、型閉時のタイバーの位置決め、タイバー固定後の型締、型締終了後の降圧といった一連の駆動動作に関する問題点を、既存のポンプ（モータ）の回転制御で改善することができる。また、タイバーの位置決め制御自体も比較的容易であり、前記制御を行う付加手段も簡易なものであるため、設備コストも抑えることができる。

上記のようにして降圧を終えた後、離型油室２６ｂに作動油を供給して型を少し開き、タイバー固定手段２４と噛合部１８ａとの噛合いを解除した後、型開閉シリンダ機構３０によって可動プラテン１６を後退させることにより型が開かれて、成形品が取り出される。なお、成形品の取り出しには、図示しないロボット等が用いられる。

次に、図２を参照して、本発明の射出成形機における型締装置の制御方法に係る第２の実施形態について説明する。
本実施形態の型締装置の制御方法の基本的な構成は、第１の実施形態の型締装置の制御方法と同様である。よってその機能を同様とする箇所には、図面において符号に１００を足した数を付してその詳細な説明は省略することとする。

本実施形態の型締装置は、第１の実施形態の油圧ポンプ３８に代えて、圧力補償制御機構を有するポンプユニット１３８ａを備える。圧力補償制御とは、比例電磁圧力弁で設定した圧力でポンプの吐出圧を維持するよう、ポンプに備えられた斜板の角度を調整し、油圧ポンプの一回転あたりの吐出量を制御するものである。

実施形態のポンプユニット１３８ａは、モータ１４０によって回転を制御される双方向吐出ポンプ（油圧ポンプ）１３８を備える。前記油圧ポンプ１３８は、一方の吐出口１３９ａが４方向切換弁１３６を介して油室１２６（１２６ａ，１２６ｂ）に接続し、他方の吐出口１３９ｂが作動油タンク１４６に接続する。

また、ポンプユニット１３８ａは、比例電磁式圧力弁（リモートコントロール弁）１６４を接続したポート１４１と油圧ポンプ１３８の吐出口１３９ａとの間に、絞り弁１６２を有する油圧経路１４３を備える。また、油圧経路１４３の油圧ポンプ１３８と絞り弁１６２との間には圧力弁１５０を備えた分岐経路が設けられる。前記圧力弁１５０は、絞り弁１６２で生ずる差圧がパイロット圧とされ、設定圧力に達すると経路の切換が成されて「開」となる。前記圧力弁１５０の流出側に設けられた２つのポートは、作動油タンク１４６とシリンダ機構１５２のヘッド側油室とに接続されている。

前記シリンダ機構１５２のロッドは、油圧ポンプ１３８の斜板に接続されている。ここで、前記圧力弁１５０のポートがシリンダ機構１５２のヘッド側油室に接続された場合には、油圧ポンプ１３８の吐出圧によりシリンダ機構１５２のヘッド側油室に作動油が流入し、ロッドが伸長される。伸長されたロッドは、ポンプ１３８の斜板を押圧し、斜板角度を小さくして、油圧ポンプ１３８の吐出量が小さくなる。

また、シリンダ機構１５２のヘッド油室は、圧力弁１５０が「閉」の時に、前記圧力弁１５０を介して作動油タンク１４６に接続される。シリンダ機構１５２のヘッド側油室が作動油タンク１４６に接続されると、前記油圧ポンプ１３８の斜板に設けられたバネ１４５の反力によりロッドが押し戻され、油室内の作動油が排出される。そして、斜板角度が大きくなる。

また、ポンプユニット１３８ａの油圧経路１４３に設けられた絞り弁１６２とポート１４１との間には、分岐経路が設けられ、圧力弁（トルク調整弁）１７０とリリーフ弁１６８とが並列に接続される。
前記トルク調整弁１７０の制御により、モータの負荷容量に合わせて油圧ポンプの一回転あたりの吐出量が自動的に制御されることとなるトルクリミット制御が可能となる。さらに、油圧回路内に、作動油タンク１４６へ接続されるリリーフ弁１６８を設けることで、過圧時の安全弁としての役割を果たすことができる。

また、ポンプユニット１３８ａの外部に比例電磁式圧力弁１６４を接続したことにより、圧力弁１５０の設定圧力をポンプユニット１３８ａの外部から制御することが可能となり、遠隔圧力補償制御を実現することができる。
上記のような制御を行うポンプユニット１３８ａは図３に示すような特性を持つこととなる。ここで、油圧ポンプ１３８（モータ１４０）のトルクをＴ、油圧ポンプ１３８の一回転あたりの吐出量をｑ、吸込み側と吐出側との圧力差をｐとした場合、数式１の関係式が成り立つ。

数式１の関係より、図３に示す特性を持つポンプユニット１３８ａでは、一回転あたりの吐出量を低下させることで、圧力差ｐに対して要求されるトルクＴを小さくすることができる。このため、トルクＴを発生させるモータ１４０として容量の小さいものを選択することが可能となる。これにより、装置としては、重量及び設置面積の軽減を図ることができる。なお、図３において破線で示すラインは、設定圧力が変えられることを示し、設定圧力を破線で示すラインの値とした場合には、吐出側圧力の上限は、当該ラインの値となる。よって、所望の型締力の設定が可能となる。

次に、図４を参照して本発明の型締装置の制御方法に係る第３の実施形態について説明する。本実施形態の基本的構成も、第１の実施形態の型締装置の構成と同様である。よってその機能を同様とする箇所には、図面において符号に２００を足した数を付してその詳細な説明は省略することとする。なお、図４においては簡略化しているが、油圧ポンプ２３８については、第２の実施形態の圧力補償制御方式を採用することも想定しているものとする。

本実施形態を適用する型締装置２１０は、固定プラテン２１４と可動プラテン２１６とを繋ぐ複数のタイバー２１８を拘束具２６８等により固定することで、連動可能な構成とし、一つの油圧ポンプ２３８の吐出口を複数の型締シリンダ２２６へ並列に接続したことが第１、第２の実施形態を適用する型締装置１０，１１０と異なる。

具体的には、固定プラテン２１４に設けられた複数の型締シリンダ２２６内を摺動するピストン２２８を、タイバーやプラテン等と同等な強度を誇る金属材料（一般的に剛体と称されるものを含む）によって接続し、個々のピストン２２８における摺動抵抗に関係無くタイバー２１８を連動させるようにしたのである。

このような構成により、第１、第２の実施形態を適用する型締装置１０，１１０では、ピストン２２８の摺動抵抗等の違いから型締シリンダ２２６毎に油圧ポンプユニットを備える必要があったのに対し、本実施形態の型締装置２１０では、一つの油圧ポンプユニットで複数の型締シリンダ２２６を制御することが可能となる。このため、設備コストの削減はもちろん、メンテナンスコストの削減、ポンプユニットの設置スペースの削減等といった効果を得ることができる。なお、図４においては拘束具（金属材料）２６８は、ピストン２２８同士を接続するように記載しているが、型締動作を阻害しなければ、タイバー２１８自体を相互に接続するような構成としても良い。

また、図４においては２本のタイバー２１８を拘束具２６８で固定するように示しているが、４本のタイバー２１８全てを拘束具２６８で固定するようにしても良い。このような構成とすることにより、一つの油圧ポンプユニットで全ての型締シリンダ２２６を制御することが可能となる。

また、本発明の実施形態を適用させる型締装置としては、作動油を逆流させてポンプを逆転させる際に発生する回生エネルギー（ポンプの逆転によりモータが発電する電力）を電源回生する回生手段を備えたものも含むこととする。回生手段としては、作動油の逆流によって生じたモータからの電力を吸収し、抵抗を介して熱エネルギーに変換して大気中に放出する抵抗回生方式のものや、電力そのものを電源側へ戻す電源回生方式のものを挙げることができる。

抵抗回生方式の回生手段は、図５（Ａ）に示すように、電源（三相交流電源）３１０側に接続されたコンバータ３２０と、モータ４０（１４０，２４０）側に接続されたインバータ３３０と、それらの間に並列に接続される回生用抵抗器３４０とを主な構成要素とする。前記コンバータ３２０は大容量のダイオードからなり、電源から供給される交流電流（三相交流）を直流に整流する。また、前記インバータ３３０は、コンバータ３２０によって整流された電流を任意の周波数、振幅に調整した交流電流（三相交流）に変換して、モータ４０へ供給するいわゆるサーボアンプを担う。また、前記回生用抵抗器３４０には直列に、スイッチ素子３５０が接続される。
また、上記抵抗式回生手段３００には、前記回生用抵抗器３４０に対して並列に、平滑コンデンサ３６０が設けられ、共振回路を構成する。

上記のような構成の抵抗式回生手段３００において、モータ４０が逆回転することにより発生する回生エネルギー（電流）は、前記インバータ３３０を介して前記回生用抵抗器３４０及びスイッチ素子３５０に流れ、熱エネルギーに変換されて消費される。このため、作動油の温度上昇や劣化を防止することができる。

これに対し、電源回生方式の回生手段は、図５（Ｂ）に示すような構成を採る。すなわち、本回生手段では、図５（Ａ）に示した回生用抵抗器３４０及びスイッチ素子３５０を排除した。また、コンバータ３２０を構成していたダイオードの代わりに、パワートランジスタのように大容量なスイッチングトランジスタを配し、これに並列にフライホイールダイオードを接続してコンバータ４２０を構成した。

本構成の電源回生手段４００によれば、モータ４０の逆回転によって生ずる回生エネルギー（電流）は、インバータ４３０を介してフライホイールダイオードに流れ込み、電源４１０側へ回生されることとなる。このため、型締時に蓄積されたタイバーの弾性エネルギーと作動油の圧縮エネルギーとが、モータ４０を介して電源回生手段４００へ流れて電源回生され再利用可能となり、省エネ効果を得ることができる。
なお、これらの回生手段は、実施形態における制御手段の一部として設けられれば良い。

なお、上記実施形態を適用させる型締装置では、タイバーを移動させるための型締シリンダは固定プラテンに設ける構成としていたが、これに限らず可動プラテンに設ける構成としても良い。また、上記実施形態を説明する図では、複数の作動油タンクを設けるように記載しているが、本発明を実施する上で作動油タンクを複数設ける必要性は無く共用できる。さらに、型の開閉に関して上記実施形態では、いずれもストロークが長く小径なシリンダ機構を採用した記載となっているが、ボールネジ・ナットによるモータ駆動のもの等、他の開閉手段を用いたとしても、本発明を実施するにあたり影響を及ぼすものでは無い。また、上記実施形態では、複合式の型締装置を対象として説明をしたが、型締後の降圧時における圧力制御は、直圧式の型締装置であっても実施可能である。

本発明の型締装置の制御方法に係る第１の実施形態を適用する型締装置を示す図である。 本発明の型締装置の制御方法に係る第２の実施形態を適用する型締装置を示す図である。 第２の実施形態におけるポンプユニットの特性を示すグラフである。 本発明の型締装置の制御方法に係る第３の実施形態を適用する型締装置を示す図である。 射出成形機における回生手段の構成を示す図である。

符号の説明

１０………型締装置、１２………基盤、１４………固定プラテン、１６………可動プラテン、１８………タイバー、１８ａ………噛合部、２０ａ………金型（可動側）、２０ｂ………金型（固定側）、２２………挿通孔、２４………タイバー固定手段、２４ａ………タイバー固定手段支持部材、２６………型締シリンダ、２６ａ………型締油室、２６ｂ………離型油室、２８………ピストン、３０………シリンダ機構（型開閉シリンダ機構）、３２………シリンダ、３４………ロッド、３６………４方向切換弁、３８………油圧ポンプ、４０………モータ、４２………エンコーダ、４４………制御手段、４６，４８………作動油タンク、５４………演算手段、５６………センサ、５８………スケール、６０………射出孔。

Claims (4)

1. 固定プラテン、可動プラテン、及び油圧シリンダによって構成される型締力発生手段を有する射出成形機の型締装置の圧力制御方法であって、
   型締中は、前記型締シリンダに作動油を供給する油圧ポンプを回転させるポンプモータの出力トルクを制御して前記油圧シリンダの型締圧力を所定値に保持し、
   型締終了後の降圧時に、前記油圧シリンダからの前記作動油を前記油圧ポンプを介してタンクへ戻すことで前記油圧ポンプを逆回転させ、
   前記油圧ポンプが逆回転する速度を前記ポンプモータの出力トルクを制御して前記油圧シリンダの型締圧力を滑らかに下げることを特徴とする射出成形機における型締装置の圧力制御方法。
2. 型締中は、遠隔圧力補償制御により油圧ポンプの吐出圧力を制御し、前記油圧シリンダの型締圧力を保持することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機における型締装置の圧力制御方法。
3. 型締終了後の降圧時に、前記油圧ポンプを逆回転させた前記作動油のエネルギーを前記ポンプモータを介して電源側に回生することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の射出成形機における型締装置の圧力制御方法。
4. 固定プラテン、可動プラテン、型開閉手段、前記固定プラテン又は前記可動プラテンに設けられた油圧シリンダによって構成される型締力発生手段、前記型締力発生手段を構成する油圧シリンダのピストンロッドに直結されたタイバー、及び前記タイバー外周に設けられたリング状溝またはネジ溝と噛合い可能で前記固定プラテンまたは前記可動プラテンに設けられて前記可動プラテンと固定プラテンとを型締状態で固定するハーフナットによって構成される結合手段、を有する複合式型締装置の制御方法であって、
   金型が閉まった状態で前記可動プラテンの位置を検出し、
   検出した可動プラテンの位置に基づいて前記タイバーと前記ハーフナットとを噛合せるために前記タイバーを移動させる距離を求め、
   求めた移動距離に基づいて、前記油圧シリンダに供給する作動油量を求め、
   前記油圧シリンダに作動油を供給する油圧ポンプの１回転あたりの吐出量に基づいて、求めた作動油量を吐出させるための前記油圧ポンプの回転回数を算出し、
   前記油圧ポンプを回転駆動するポンプモータを介して前記油圧ポンプの回転回数を制御して前記タイバーを移動させ、前記タイバーと前記ハーフナットとを噛合わせて結合させ、
   その後、請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の圧力制御を行うことを特徴とする射出成形機における型締装置の制御方法。

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