JP2011126107A

JP2011126107A - 成形機の作動油昇温方法

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Publication number: JP2011126107A
Application number: JP2009286152A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hakoda; 隆箱田; Isamu Komamura; 勇駒村; Hideo Sakai; 英夫酒井; Seiichi Sakurada; 誠一櫻田
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2029-12-17
Also published as: JP5199990B2

Abstract

【課題】昇温効率の低下を回避して昇温時間の短縮及び省エネルギ性向上を図るとともに、設定（入力）に伴う煩わしさを解消する。
【解決手段】作動油の温度が目標温度Ｔｈｓよりも低いときに、油圧ポンプ３を作動させるとともに、この油圧ポンプ３から吐出する作動油を、少なくとも配油管部Ｌ…よりも流動抵抗が大きくなる特定の流路部Ｌｓを通過させることにより発熱させて作動油の昇温を行う成形機Ｍの作動油昇温方法であって、油圧ポンプ３に、駆動モータ２の回転数を可変制御して作動油の少なくとも吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ３ｓを使用するとともに、予め、駆動モータ２に対して目標負荷量Ｔｒｓを設定し、作動油の昇温時に、作動油の温度が目標温度Ｔｈｓに達するまで、駆動モータ２の負荷量が目標負荷量Ｔｒｓになるように、駆動モータ２の回転数を可変制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧ポンプから吐出する作動油を流動抵抗が大きくなる特定の流路部を通過させることにより発熱させて作動油の昇温を行う成形機の作動油昇温方法に関する。

従来、駆動モータにより回転駆動する油圧ポンプを備える油圧駆動部を作動させるに際し、作動油の温度が目標温度よりも低い場合、予め油圧ポンプを作動させることにより、作動油を、少なくとも配油管部よりも流動抵抗が大きくなる特定の流路部を通過させ、このときの発熱により作動油の昇温を行う昇温装置は、特許文献１に開示される作動油の昇温装置が知られている。

同文献１で開示される昇温装置は、タンクから作動油を送出するためのポンプと、制御信号により該ポンプの送出油量を制御するための流量制御部と、ポンプの送出側の油圧回路中途に設けられ、作動油の流路断面積を小さくすることにより通過する作動油を昇温するための絞り部と、ポンプの送出油量を入力するための入力部と、該入力部を介して入力されたポンプの送出油量に従って制御信号を流量制御部へ送り、流量制御部を介してポンプの送出油量を制御する制御部を備えており、このような昇温装置は、作動油の圧力差を利用して作動油を昇温するパワーマッチ式昇温装置と呼ばれている。

特開平５−１６９５１０号公報

しかし、上述した従来における作動油の昇温装置は、次のような解決すべき課題も存在した。

第一に、入力部によりポンプの（単位時間当たりの）送出油量を入力し、昇温時に、この送出油量に基づいて作動油が供給されるため、送出油量を任意の大きさに設定できるものの、昇温時における送出油量は、設定された送出油量となるように一定に制御されるため、制御方法に伴う解決すべき課題も存在した。即ち、作動油は、温度が高くなるに従って流動性が高まるため、温度が低く粘性の高い状態で送出油量を設定しても温度がある程度高くなった時には、流動抵抗が小さくなり昇温効率が低下する。この結果、昇温時間が長くなってしまうとともに、省エネルギ性の観点からも不利になる。

第二に、送出油量は、オペレータが入力して設定するため、成形機の形態，使用する作動油の種類，使用環境等に応じて、任意の大きさに設定できる利点があるものの、反面、オペレータには相応のスキルが要求され、初心者にとっては設定が容易でない。結局、適切な送出油量を設定しにくいのみならず、条件や環境等の変更により送出油量を再設定する必要があるなど、設定（入力）に伴う煩わしさがある。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した成形機の作動油昇温方法の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、駆動モータ２により回転駆動する油圧ポンプ３を備える油圧駆動部４を作動させるに際し、作動油の温度が目標温度Ｔｈｓよりも低いときに、油圧ポンプ３を作動させるとともに、この油圧ポンプ３から吐出する作動油を、少なくとも配油管部Ｌ…よりも流動抵抗が大きくなる特定の流路部Ｌｓを通過させることにより発熱させて作動油の昇温を行う成形機Ｍの作動油昇温方法において、油圧ポンプ３に、駆動モータ２の回転数を可変制御して作動油の少なくとも吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ３ｓを使用するとともに、予め、駆動モータ２に対して目標負荷量Ｔｒｓを設定し、作動油の昇温時に、作動油の温度が目標温度Ｔｈｓに達するまで、駆動モータ２の負荷量が目標負荷量Ｔｒｓになるように、駆動モータ２の回転数を可変制御することを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、負荷量には、駆動モータ２の回転トルクＴｒ〔％〕を用いることができる。また、目標負荷量Ｔｒｓは、駆動モータ２における最大負荷量Ｔｒｐの６０〔％〕以上に設定することができるとともに、目標負荷量Ｔｒｓは、作動油の昇温時における駆動モータ２の駆動時間に対して、一段又は多段に設定することができる。一方、可変吐出型油圧ポンプ３ｓは、最大吐出流量が異なる複数の固定吐出流量Ｑｓ，Ｑｍの設定機能を備え、多段に設定した目標負荷量Ｔｒｓの少なくとも初段の目標負荷量Ｔｒｓｆに対する固定吐出流量Ｑｓを後段の固定吐出流量Ｑｍよりも小さく設定することができる。他方、特定の流路部Ｌｓには、切換弁５の内部流路を利用することができるとともに、この切換弁５は、昇温時以外に用いる切換弁と併用し、昇温時には、切換弁５を昇温ポジションａに切換えることにより、可変吐出型油圧ポンプ３ｓから供給される作動油をオイルタンク６に戻すことができる。

このような手法による本発明に係る成形機の作動油昇温方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１）油圧ポンプ３に、駆動モータ２の回転数を可変制御して作動油の少なくとも吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ３ｓを使用するとともに、予め、駆動モータ２に対して目標負荷量Ｔｒｓを設定し、作動油の昇温時に、作動油の温度が目標温度Ｔｈｓに達するまで、駆動モータ２の負荷量が目標負荷量Ｔｒｓになるように、駆動モータ２の回転数を可変制御するようにしたため、作動油の温度が高くなるに従って流動性が高まった際には、駆動モータ２の回転数も高くなる。したがって、昇温効率の向上、更には昇温時間の短縮化を図れるとともに、省エネルギ性をより高めることができる。

（２）作動油の昇温時には、駆動モータ２の負荷量が目標負荷量Ｔｒｓになるように、駆動モータ２の回転数を可変制御するため、実際の負荷量が目標負荷量Ｔｒｓとなるように制御される。したがって、予め、駆動モータ２の性能に対応させた目標負荷量Ｔｒｓを一度設定すれば、以降は自動で制御が行われるため、設定（入力）に伴う煩わしさを解消できる。

（３）好適な態様により、負荷量に、駆動モータ２の回転トルクＴｒ〔％〕を用いれば、駆動モータ２の駆動電流から容易に検出できるとともに、駆動モータ２の制御系に組込むことにより、回転トルクＴｒに対する制御を容易かつ的確に行うことができる。

（４）好適な態様により、目標負荷量Ｔｒｓを、駆動モータ２における最大負荷量Ｔｒｐの６０〔％〕以上に設定すれば、最大負荷量Ｔｒｐの設定も含め、作動油に対する効率的な昇温を行うことができる。

（５）好適な態様により、目標負荷量Ｔｒｓは、作動油の昇温時における駆動モータ２の駆動時間に対して、一段又は多段に設定できるため、成形機Ｍの形態や条件等に応じて最適な段数を設定（選択）できるとともに、特に、多段に設定すれば、駆動モータ２及び作動油の特性等にマッチングさせた最適な昇温特性を設定できる。

（６）好適な態様により、可変吐出型油圧ポンプ３ｓに、最大吐出流量が異なる複数の固定吐出流量Ｑｓ，Ｑｍの設定機能を設け、多段に設定した目標負荷量Ｔｒｓの少なくとも初段の目標負荷量Ｔｒｓｆに対する固定吐出流量Ｑｓを後段の固定吐出流量Ｑｍよりも小さく設定すれば、駆動モータ２に対して過負荷が付加される虞れがなくなるため、駆動モータ２の保護を図れるとともに、昇温動作をより最適化することができる。

（７）好適な態様により、特定の流路部Ｌｓとして、切換弁５の内部流路を利用すれば、当該特定の流路部Ｌｓに対する専用部品が不要となり、実施の容易化及びコストダウンを図ることができる。

（８）好適な態様により、切換弁５を、昇温時以外に用いる切換弁と併用し、昇温時に、切換弁５を昇温ポジションａに切換えることにより、可変吐出型油圧ポンプ３ｓから供給される作動油をオイルタンク６に戻すようにすれば、切換弁の併用による部品点数の削減及びそれに伴うコストダウンを図ることができる。

本発明の好適実施形態に係る作動油昇温方法の処理手順を説明するためのフローチャート、同作動油昇温方法を実施できる油圧駆動部における油圧回路を含む成形機の構成図、同作動油昇温方法を実施できる成形機の制御系のブロック構成図、同作動油昇温方法の作用を説明するための油圧駆動部の油圧回路図、同作動油昇温方法を用いた場合の昇温時間対回転トルクの特性図、本発明の変更実施形態に係る作動油昇温方法を用いた場合の他の昇温時間対回転トルクの特性図、同作動油昇温方法の処理手順を説明するためのフローチャート、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る作動油昇温方法を実施できる油圧駆動部を含む射出成形機（成形機）Ｍの構成について、図２及び図３を参照して説明する。

図２中、Ｍは射出成形機であり、射出装置Ｍｉと型締装置Ｍｃを備える。型締装置Ｍｃは、不図示の成形機ベッドに固定した固定盤１１と、この固定盤１１から不図示の受圧盤に架設した複数のタイバー１２…と、このタイバー１２…にスライド自在に装填した可動盤１３を備える。また、受圧盤には、型締シリンダ１４を固定するとともに、型締シリンダ１４に内蔵するピストン１５は可動盤１３に結合する。そして、固定型Ｃｃを固定盤１１に取付けるとともに、可動型Ｃｍを可動盤１３に取付ける。この固定型Ｃｃと可動型Ｃｍは金型Ｃを構成する。これにより、型締シリンダ１４を駆動制御し、可動盤１３（可動型Ｃｍ）を前進又は後退させれば、金型Ｃに対する型閉（型締）又は型開を行うことができる。なお、射出装置Ｍｉは、射出ノズルＭｉｎを金型Ｃ（固定型Ｃｃ）にノズルタッチさせることにより金型Ｃのキャビティ内に溶融樹脂を射出充填することができる。

さらに、型締装置Ｍｃは、型締シリンダ１４を含む油圧駆動部４を備え、この油圧駆動部４は成形機コントローラ７１により制御される。油圧駆動部４は、油圧駆動源となる可変吐出型油圧ポンプ３ｓ（油圧ポンプ３）及び油圧回路２１を備える。油圧ポンプ３ｓは、ポンプ本体２３とこのポンプ本体２３を回転駆動するサーボモータ２ｓ（駆動モータ２）を備える。サーボモータ２ｓは、成形機コントローラ７１の出力ポートに接続した交流サーボモータを用いる。サーボモータ２ｓには、このサーボモーダ２ｓの回転数を検出するロータリエンコーダ２ｅが付設され、このロータリエンコーダ２ｅは成形機コントローラ７１のセンサ入力ポートに接続する。

また、ポンプ本体２３は、斜板型ピストンポンプにより構成する。したがって、ポンプ本体２３は、斜板２５を備え、斜板２５の傾斜角（斜板角）を大きくすれば、ポンプ本体２３におけるポンプピストンのストロークが大きくなり、吐出流量が増加するとともに、斜板角を小さくすれば、同ポンプピストンのストロークが小さくなり、吐出流量が減少する。よって、斜板角を所定の角度に設定することにより、吐出流量（最大吐出流量）が所定の大きさに固定する固定吐出流量を設定できる。例示の場合、二つの固定吐出流量、即ち、小流量の固定吐出流量Ｑｓと大流量の固定吐出流量Ｑｍを設定できるようにした。なお、小流量の固定吐出流量Ｑｓは、標準となる大きさの吐出流量を設定できるとともに、大流量の固定吐出流量Ｑｍは、小流量の固定吐出流量Ｑｓの２倍程度の大きさを設定でき、特に、大流量の固定吐出流量Ｑｍは、作動油の考えられる最低温度から目標温度（通常、４０〔℃〕前後）まで昇温するに必要な時間において、サーボモータ２ｓに悪影響を及ぼさない大きさを考慮して設定できる。さらに、斜板２５には、コントロールシリンダ２６及び戻しスプリング２７を付設するとともに、コントロールシリンダ２６は、切換弁（電磁弁）２８，絞り２９，逆止弁３０を介してポンプ本体２３の吐出口に接続する。これにより、斜板２５の角度（斜板角）は、コントロールシリンダ２６の制御により変更することができる。

そして、ポンプ本体２３の吸入口は、オイルタンク６に接続するとともに、ポンプ本体２３（油圧ポンプ３ｓ）の吐出口は油圧回路２１に接続する。このように、油圧ポンプ３に、サーボモータ２ｓの回転数を可変して吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ３ｓを用いれば、油圧ポンプ３ｓに対するインバータ制御により、省エネルギ性の向上及びランニングコストの削減を図れる。一方、７２はオイルタンク６に付設した作動油の温度を検出する作動油温度センサ、７３は油圧ポンプ３ｓの吐出圧を検出するポンプ圧センサであり、それぞれ成形機コントローラ７１のセンサ入力ポートに接続する。

油圧回路２１は、図２に示すように、型締装置Ｍｃの型開閉動作及び型締動作を含む主要動作を切換える切換弁主回路３２及び切換弁（電磁弁）３３，後述するサブタンク４５に備えるプレフィルバルブ４６を切換える四方向切換弁（電磁弁）５を備える。この場合、四方向切換弁５は、型締装置Ｍｃの動作制御時に使用するポジションｎとｂの他に、本実施形態に係る作動油昇温方法を実施する際に使用する昇温ポジションａを有しており、昇温ポジションａに切換えた際における四方向切換弁５の内部流路は、この四方向切換弁５に接続される送油配管Ｌに対して流動抵抗が大きくなる特定の流路部Ｌｓとなる。このように、流路部Ｌｓを四方向切換弁５の内部流路を利用すれば、流動抵抗が大きくなる流路部Ｌｓに対する専用部品が不要となり、実施の容易化を図ることができる。また、四方向切換弁５を、昇温時以外に用いる切換弁と併用し、昇温時に、四方向切換弁５を昇温ポジションａに切換えることにより、可変吐出型油圧ポンプ３ｓから供給される作動油をオイルタンク６に戻すようにすれば、切換弁の併用による部品点数の削減及びそれに伴うコストダウンを図ることができる。なお、切換弁主回路３２には、パイロット切換弁（電磁弁）や方向切換弁（電磁弁）等が含まれる。さらに、３４，３５は逆止弁、３６は絞り、７４はシリンダ圧センサを示し、以上の回路部品類を図２に示すように接続して油圧回路２１を構成する。また、切換弁主回路３２及び各切換弁（電磁弁）３３，５…等は、成形機コントローラ７１の制御出力ポートに接続する。これにより、油圧回路２１全体の動作が成形機コントローラ７１によリシーケンス制御される。

型締シリンダ１４は、シリンダ本体４１と、シリンダ本体４１に内蔵したピストン１５を備える。ピストン１５は高速用シリンダ部４３を兼ねており、この高速用シリンダ部４３の油室にはシリンダ本体４１の後端から前方に突出したブースタラム４４を挿通させる。さらに、シリンダ本体４１にはサブタンク４５を付設し、このサブタンク４５と後油室１４ｒ間に、サブタンク４５と後油室１４ｒを接続又は遮断するプレフィルバルブ４６を設けるとともに、サブタンク４５は、オイルクーラ４７を介してオイルタンク６に接続する。したがって、この型締装置Ｍｃは、ブースタラム式型締機構を構成する。

これにより、型締装置Ｍｃの動作の一例となる型開時には、油圧ポンプ３ｓから吐出する作動油が切換弁主回路３２及び切換弁３３を経由して型締シリンダ１４の前油室１４ｆに供給され、ピストン４２が後退して型開きが行われる。この際、油圧ポンプ３ｓの作動油は、四方向切換弁５を経由してプレフィルバルブ４６に付与されるため、プレフィルバルブ４６が開き、型締シリンダ１４の後油室１４ｒの作動油はサブタンク４５に流入する。また、高速用シリンダ部４３から流出する作動油は、切換弁主回路３２を経由してオイルタンク６に戻される動作が行われる。

成形機コントローラ７１は、ＣＰＵ，メモリ，電源ユニット等を含むコンピュータ機能を備え、全体の制御を司るとともに、本実施形態に係る作動油昇温方法を実行するための制御プログラムを備えている。図３は、本実施形態に係る作動油昇温方法を実行する際に用いる制御系の機能ブロック図を示す。５１は偏差演算部であり、非反転入力部には、入力切換部５２を介して圧力指令値Ｐｓ又はトルク目標値Ｔｒｓ〔％〕が選択的に付与される。この場合、トルク目標値Ｔｒｓは、サーボモータ２ｓの回転トルクＴｒに対して設定されるものであり、本実施形態により設定される目標負荷量となる。このように、サーボモータ２ｓの負荷量には回転トルクＴｒ〔％〕を用いることができる。負荷量として回転トルクＴｒを用いれば、サーボモータ２ｓの駆動電流から容易に検出できるとともに、サーボモータ２ｓの制御系に組込むことにより、回転トルクＴｒに対する制御を容易かつ的確に行うことができる。このため、トルク目標値Ｔｒｓを設定するに際しては、例えば、成形機コントローラ７１に付属するディスプレイに表示される設定画面等から入力することができる。そして、設定されるトルク目標値Ｔｒｓは、入力切換部５２を介して偏差演算部５１に付与される。なお、トルク目標値Ｔｒｓの大きさは最大値を１００〔％〕としたパーセンテージにより設定する。

一方、偏差演算部５１の反転入力部には、入力切換部５４を介して、ポンプ圧センサ７３等から検出される圧力検出値Ｐｄ又は検出されたサーボモータ２ｓの回転トルクＴｒ（トルク検出値Ｔｒｄ）が選択的に付与される。この場合、サーボモータ２ｓが接続されるサーボアンプ５５から、電流検出部５６により負荷電流である駆動電流（電流検出値Ｉｄ）が検出され、さらに、この電流検出値Ｉｄがトルク変換部５７によりトルク検出値Ｔｒｄ〔％〕に変換される。

他方、偏差演算部５１の出力部からサーボアンプ５５までの処理系、即ち、上述した偏差演算部５１の入力部側の処理系の変更を除いた他の処理系は、既設の圧力制御系（ＰＩＤ制御系）５０ｃと同じになる。５８は積分器、５９は１／積分値を出力する演算器、６０は積分リミッタ、６１は加減算器、６２は遅延器、６３は微分器、６４は減算器、６５は比例ゲイン設定器、６６は速度リミッタ、６７は逆転速度リミッタ、Ｖｓは速度リミッタ６６に付与される速度指令値、Ｖｃは速度リミッタ６６から出力する速度制御指令値が含まれる。したがって、偏差演算部５１の出力部から得る偏差出力は、圧力制御系５０ｃにおいてＰＩＤ補償され、得られる速度制御指令値に基づくモータ駆動電流がサーボモータ２ｓに供給されることによりサーボモータ２ｓが駆動され、トルク検出値Ｔｒｄがトルク目標値Ｔｒｓになるように、又は圧力検出値Ｐｄが圧力指令値Ｐｓとなるように、フィードバック制御が行われる。したがって、本実施形態に係る作動油昇温方法は、射出成形機Ｍに備える圧力制御系Ｃｐの一部を変更して実施することができる。

次に、本実施形態に係る作動油昇温方法の概要（原理）について、図５を参照して説明する。

まず、本実施形態に係る作動油昇温方法の原理は、基本的要件として、サーボモータ２ｓの回転数を可変制御して作動油の少なくとも吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ３ｓを用いる。そして、予め、サーボモータ２ｓに対して目標負荷量であるトルク目標値Ｔｒｓを設定するとともに、作動油の昇温時に、サーボモータ２ｓの負荷量であるトルク検出値Ｔｒｄがトルク目標値Ｔｒｓになるように、サーボモータ２ｓの回転数を可変制御する。

このため、予め、成形機コントローラ７１に付属するディスプレイに表示される設定画面等からトルク目標値Ｔｒｓを設定する。この場合、トルク目標値Ｔｒｓの大きさは、最大トルクを１００〔％〕としたパーセンテージにより設定する。トルク目標値Ｔｒｓとしては、サーボモータ２ｓにおける最大トルク（最大負荷量）の６０〔％〕以上に設定することが望ましい。これにより、最大負荷量の設定も含め、作動油に対する効率的な昇温を行うことができる。

図５中、実線で示すＴｒｄ１は、一例として、トルク目標値Ｔｒｓを７０〔％〕に設定し、回転トルクに対する定トルク制御（一段制御）を行った場合を示す。この場合、昇温開始から、回転トルクを７０〔％〕になるように制御し、１８〔分〕後に、作動油の温度が目標温度Ｔｈｓ（４０〔℃〕）に達することにより、制御を停止した状態を示している。また、同図中、点線で示すＴｒｄｒは、回転トルクに対する定トルク制御を行わない場合、即ち、前述した背景技術のように送出油量を一定に設定（制御）した場合、或いは吐出圧力を一定に設定（制御）する場合などの方法により実施したものであり、この場合には、作動油の温度が上昇し、粘度が徐々に低下すれば、回転トルクＴｒ（サーボモータ２ｓの負荷量）も徐々に低下し、結果的に、２０〔分〕後に、作動油の温度が目標温度Ｔｈｓに達することにより、制御を停止した状態を示している。さらに、仮想線で示すＴｒｄ２は、トルク目標値Ｔｒｓを１００〔％〕に設定し、１３〔分〕後に、作動油の温度が目標温度Ｔｈｓに達することにより、制御を停止した状態を示している。したがって、トルク目標値Ｔｒｓは、１００〔％〕に設定することが最も短時間で昇温できることになるが、実際には、作動油の粘性が高い初期段階から１００〔％〕による制御を行うことになるため、サーホモータ２ｓに過度の負荷が付与され、好ましくない。このため、１００〔％〕に設定する場合における変更実施形態を図６及び図７により後述する。

次に、本実施形態に係る作動油昇温方法の具体的な処理手順について、図２〜図６を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。

まず、射出成形機Ｍの運転スイッチをＯＮにする（ステップＳ１）。これにより、成形機コントローラ７１は、作動油温度センサ７２により検出される作動油の温度を取り込む（ステップＳ２）。そして、作動油の温度が目標温度Ｔｈｓ〔℃〕以上か否かを判断し、目標温度Ｔｈｓ〔℃〕以上であれば、作動油に対する昇温処理を行うことなく、通常の生産モードによる運転を開始する（ステップＳ３，Ｓ１０）。

これに対して、作動油の温度が目標温度Ｔｈｓ（４０〔℃〕）未満のときは、本実施形態に係る作動油昇温方法により昇温処理を行う。この場合、成形機コントローラ７１は、作動油昇温モードによる制御に切換え、切換指令（切換指令信号）を出力する（ステップＳ３，Ｓ４）。これにより、図２に示す四方向切換弁５は、図４に示す昇温ポジションａに切換えられるとともに、図３に示す入力切換部５２は、トルク目標値Ｔｒｓが入力するポジションに切換えられ、さらに、入力切換部５４は、トルク検出値Ｔｒｄが入力するポジションに切換えられる。

次いで、サーボモータ２ｓを駆動して昇温運転となる油圧ポンプ３ｓの運転を開始する（ステップＳ５）。これにより、オイルタンク６の作動油は、図４に示す矢印Ｆｏの経路で循環する。即ち、オイルタンク６の作動油は、油圧ポンプ３ｓから吐出して四方向切換弁５に至るとともに、この四方向切換弁５における昇温ポジションａを流通し、この後、逆止弁３５を介してオイルタンク６に戻される。この際、四方向切換弁５における昇温ポジションａは、この四方向切換弁５に接続される配油管部Ｌ…よりも流動抵抗が大きくなる特定の流路部Ｌｓとなる。したがって、作動油は四方向切換弁５の昇温ポジションａを流通するときの圧力差により発熱し、作動油に対する昇温が行われるパワーマッチ式昇温装置として機能する。

一方、図３に示す圧力制御系Ｃｐにおいては、偏差演算部５１の非反転入力部に、予め設定されたトルク目標値Ｔｒｓが付与されるとともに、偏差演算部５１の反転入力部に、検出されたトルク検出値Ｔｒｄ〔％〕が付与される。この際、トルク検出値Ｔｒｄは、サーボモータ２ｓに流れる駆動電流Ｉｄが、サーボアンプ５５から電流検出部５６により検出され、検出された駆動電流Ｉｄがトルク変換部５７によりトルク検出値Ｔｒｄに変換される。これにより、当該圧力制御系Ｃｐでは、トルク検出値Ｔｒｄがトルク目標値Ｔｒｓになるように、フィードバック制御される。具体的には、トルク目標値Ｔｒｓが７０〔％〕に設定されている場合、実際の回転トルクが７０〔％〕になるように定トルク制御される（ステップＳ６）。この結果、作動油の温度が上昇し、粘度が徐々に低下することにより、回転トルクＴｒ（サーボモータ２ｓの負荷量）が徐々に低下した場合であっても、成形機コントローラ７１によりサーボモータ２ｓの回転数が大きくなるように制御され、回転トルクＴｒが７０〔％〕に維持される。

そして、作動油が目標温度Ｔｈｓ（４０〔℃〕）に達したなら、成形機コントローラ７１は、サーボモータ２ｓに対する給電を停止する制御を行い、油圧ポンプ３ｓの運転を終了させる（ステップＳ７，Ｓ８）。また、成形機コントローラ７１は、作動油昇温モードを解除する（ステップＳ９）。この場合、成形機コントローラ７１は、切換指令（切換指令信号）を出力し、図４に示す四方向切換弁５を切換えることにより、図２に示すノーマルポジションｎに復帰させる。さらに、図３に示す入力切換部５２を圧力指令値Ｐｓが入力するポジションに切換えるとともに、入力切換部５４を圧力検出値Ｐｄが入力するポジションに切換える。これにより、通常の生産モードによる運転が行われる（ステップＳ１０）。

よって、このような本実施形態に係る作動油昇温方法によれば、油圧ポンプ３に、サーボモータ２ｓの回転数を可変制御して作動油の少なくとも吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ３ｓを使用するとともに、予め、サーボモータ２ｓに対してトルク目標値Ｔｒｓを設定し、作動油の昇温時に、作動油の温度が目標温度Ｔｈｓに達するまで、サーボモータ２ｓの回転トルクがトルク目標値Ｔｒｓになるように、サーボモータ２ｓの回転数を可変制御するため、作動油の温度が高くなるに従って流動性が高まった際には、サーボモータ２ｓの回転数も高くなる。したがって、昇温効率の向上、更には昇温時間の短縮化を図れるとともに、省エネルギ性をより高めることができる。また、作動油の昇温時には、サーボモータ２ｓの回転トルクがトルク目標値Ｔｒｓになるように、サーボモータ２ｓの回転数を可変制御する。したがって、予め、サーボモータ２ｓの性能に対応させたトルク目標値Ｔｒｓを一度設定すれば、以降は自動で制御が行われるため、設定（入力）に伴う煩わしさを解消できる。

次に、本発明の変更実施形態に係る作動油昇温方法について、図６及び図７を参照して説明する。

前述した作動油昇温方法は、目標負荷量となるトルク目標値Ｔｒｓを、作動油の昇温時におけるサーボモータ２ｓの駆動時間に対して一段に設定した場合を示したが、変更実施形態に係る作動油昇温方法は、図６に示すように、トルク目標値Ｔｒｓを駆動時間に対して、二段、具体的には、前段を７０〔％〕に設定し、後段を１００〔％〕に設定したものである。前述したように、トルク目標値Ｔｒｓを１００〔％〕に設定した場合、最も短時間で作動油の温度を目標温度Ｔｈｓに到達させることができるが、反面、作動油の粘性が高い状態となる初期段階では、サーボモータ２ｓに対して最も大きな回転トルク（負荷量）が付加される。そこで、初期段階では、開始から、予め設定した設定時間（例示は、３〔分〕）が経過するまで、トルク目標値Ｔｒｓを７０〔％〕に設定して制御し、設定時間が経過した時点ｔｃに達したなら、トルク目標値Ｔｒｓの設定を１００〔％〕に変更するようにした。この場合、時点ｔｃまでの設定時間は、通常、作動油の粘性が高い場合であって、トルク目標値Ｔｒｓを１００〔％〕に設定してもサーボモータ２ｓに対して悪影響を生じない時間を選定する。

また、可変吐出型油圧ポンプ３ｓには、最大吐出流量が異なる二つの固定吐出流量Ｑｓ，Ｑｍを設定し、二段に設定したトルク目標値Ｔｒｓｆ，Ｔｒｓｒにおける初段のトルク目標値Ｔｒｓｆ（７０〔％〕）に対しては、小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定するとともに、後段のトルク目標値Ｔｒｓｒ（１００〔％〕）に対しては、大流量の固定吐出流量Ｑｍを設定する。

したがって、変更実施形態に係る作動油昇温方法は、図７に示すフローチャートに沿って行われる。まず、射出成形機Ｍの運転スイッチをＯＮにすれば、成形機コントローラ７１は、作動油温度センサ７２により検出される作動油の温度を取り込み、作動油の温度が目標温度Ｔｈｓ以上か否かを判断する（ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３）。そして、目標温度Ｔｈｓ以上であれば、通常の生産モードによる運転を開始する（ステップＳ２４）。これに対して、作動油の温度が目標温度Ｔｈｓ未満のときは、作動油昇温モードによる制御に切換えられ、成形機コントローラ７１は、切換指令（切換指令信号）を出力する。これにより、四方向切換弁５は、図４に示す昇温ポジションａに切換えられ、さらに、図３に示す入力切換部５２は、トルク目標値Ｔｒｓが入力するポジションに切換えられるとともに、入力切換部５４は、トルク検出値Ｔｒｄが入力するポジションに切換えられる。また、この際、切換弁（電磁弁）２８が切換えられ、油圧ポンプ３ｓは、小流量の固定吐出流量Ｑｓに切換えられる（ステップＳ２５）。

次いで、サーボモータ２ｓを駆動して油圧ポンプ３ｓの運転を開始する（ステップＳ２６）。これにより、最初に、小流量の固定吐出流量Ｑｓが設定された下で、サーボモータ２ｓの回転トルクＴｒは、７０〔％〕になるように定トルク制御される（ステップＳ２７）。そして、設定時間が経過した時点ｔｃに達すれば、油圧ポンプ３ｓが大流量の固定吐出流量Ｑｍに切換えられるとともに、トルク目標値Ｔｒｓが１００〔％〕に切換えられ、サーボモータ２ｓの回転トルクＴｒは、１００〔％〕になるように定トルク制御される（ステップＳ２８，Ｓ２９，Ｓ３０）。

この後、目標温度Ｔｈｓに達したなら、成形機コントローラ７１は、サーボモータ２ｓに対する給電を停止する制御を行い、油圧ポンプ３ｓの運転を終了させる（ステップＳ３１，３２）。また、成形機コントローラ７１は作動油昇温モードを解除する（ステップＳ３３）。この場合、成形機コントローラ７１は、切換指令（切換指令信号）を出力し、図４に示す切換弁５を切換えることにより、図２に示すノーマルポジションｎに復帰させる。さらに、図３に示す入力切換部５２を圧力指令値Ｐｓが入力するポジションに切換えるとともに、入力切換部５４を圧力検出値Ｐｄが入力するボジションに切換える。これにより、通常の生産モードによる運転が行われる（ステップＳ３４）。

よって、このような変更実施形熊に係る作動油昇温方法によれば、トルク目標値Ｔｒｓを作動油の昇温時におけるサーボモータ２ｓの駆動時間に対して、前段と後段の二段に設定するため、サーボモータ２と作動油の特性等にマッチングさせた最適な昇温特性を設定できる。また、可変吐出型油圧ポンプ３ｓにより、最大吐出流量が異なる二つの固定吐出流量Ｑｓ，Ｑｍを設定し、二段に設定したトルク目標値Ｔｒｓの前段のトルク目標値Ｔｒｓｆ（７０〔％〕）に小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定するため、サーボモータ２ｓに対して過負荷が付加される虞れがなくなり、駆動モータ２の保護を図れるとともに、昇温動作をより最適化することができる。

以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の手法，構成，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、負荷量として、駆動モータ２（サーボモータ２ｓ）の回転トルクＴｒ〔％〕を用いた場合を示したが、その他、直接又は間接を問わず、負荷量を示すものであれば、圧力等の他の物理量を用いてもよい。また、駆動モータ２としてサーボモータ２ｓを例示したが、他の各種駆動モータ２を適用できる。さらに、目標負荷量（トルク目標値）Ｔｒｓの設定段数は、三段以上に設定してもよいし、異なる固定吐出流量Ｑｓ…を三以上設定してもよい。このように、設定段数は、成形機Ｍの形態や条件等に応じた最適な段数を任意に設定（選択）できる。一方、特定の流路部Ｌｓとして、四方向切換弁５の内部流路を利用した場合を例示したが、作動油の圧力差を生じさせるものであれば、その手段は問わないとともに、必要により、四方向切換弁５の昇温ポジションａに対して別途の絞り等を接続してもよい。また、切換弁５は、昇温時以外に用いる切換弁と併用した場合を例示したが、作動油の圧力差を生じさせる専用の手段を用いる場合を排除するものではない。さらに、変更実施形態では、設定時間が経通した時点ｔｃで前段から後段の制御に切換える場合を示したが、サーボモータ２ｃの回転数を監視し、予め設定した回転数（例えば、２０００〔ｒｐｍ〕）に達したなら前段から後段の制御に切換えてもよい。

本発明に係る作動油昇温方法は、射出成形機をはじめ駆動モータを用いた油圧ポンプを備える各種成形機、更には他の各種生産機械等に利用できる。

２：駆動モータ，３：油圧ポンプ，３ｓ：可変吐出型油圧ポンプ，４：油圧駆動部，５：切換弁，６：オイルタンク，Ｔｒ：駆動モータの回転トルク，Ｌ…：配油管部，Ｌｓ：特定の流路部，Ｍ：成形機，ａ：昇温ポジション

Claims

駆動モータにより回転駆動する油圧ポンプを備える油圧駆動部を作動させるに際し、前記作動油の温度が目標温度よりも低いときに、前記油圧ポンプを作動させるとともに、この油圧ポンプから吐出する作動油を、少なくとも配油管部よりも流動抵抗が大きくなる特定の流路部を通過させることにより発熱させて作動油の昇温を行う成形機の作動油昇温方法において、前記油圧ポンプに、前記駆動モータの回転数を可変制御して作動油の少なくとも吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプを使用するとともに、予め、前記駆動モータに対して目標負荷量を設定し、作動油の昇温時に、作動油の温度が前記目標温度に達するまで、前記駆動モータの負荷量が前記目標負荷量になるように、前記駆動モータの回転数を可変制御することを特徴とする成形機の作動油昇温方法。
前記負荷量には、前記駆動モータの回転トルクを用いることを特徴とする請求項１記載の成形機の作動油昇温方法。
前記目標負荷量は、前記駆動モータにおける最大負荷量の６０〔％〕以上に設定することを特徴とする請求項１又は２記載の成形機の作動油昇温方法。
前記目標負荷量は、作動油の昇温時における前記駆動モータの駆動時間に対して、一段又は多段に設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の成形機の作動油昇温方法。
前記可変吐出型油圧ポンプは、最大吐出流量が異なる複数の固定吐出流量の設定機能を備え、多段に設定した前記目標負荷量の少なくとも初段の目標負荷量に対する固定吐出流量を後段の固定吐出流量よりも小さく設定することを特徴とする請求項４記載の成形機の作動油昇温方法。
前記特定の流路部は、切換弁の内部流路を利用することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の成形機の作動油昇温方法。
前記切換弁は、昇温時以外に用いる切換弁と併用し、昇温時には、前記切換弁を昇温ポジションに切換えることにより、前記可変吐出型油圧ポンプから供給される作動油をオイルタンクに戻すことを特徴とする請求項６記載の成形機の作動油昇温方法。