JP4234058B2 - 成形機及び成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、成形機及び成形方法に関するものである。

従来、成形機、例えば、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、該キャビティ空間内において冷却して固化させた後、成形品を取り出すようになっている。

前記射出成形機は金型装置、型締装置及び射出装置から成り、前記金型装置は、固定金型及び可動金型を備え、前記型締装置は、固定プラテン、可動プラテン、型締用モータ等を備え、該型締用モータを駆動し、固定プラテンに対して可動プラテンを進退させることによって前記金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。

なお、前記金型装置において型開きが行われるのに伴って成形品を取り出すために、エジェクタ装置が配設される。該エジェクタ装置は、可動金型内、又は該可動金型より後方に配設されたエジェクタプレート、該エジェクタプレートに取り付けられ、可動金型を貫通して延びるエジェクタピン、前記エジェクタプレートを後方から押すエジェクタロッド、該エジェクタロッドを進退させるためのエジェクタ用モータ等を備え、該エジェクタ用モータを駆動することによって、エジェクタロッドを前進させ、エジェクタプレートを介してエジェクタピンを前進させ、成形品を突き出すようになっている。

一方、前記射出装置は、ホッパから供給された樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、溶融させられた樹脂を射出する射出ノズル等を備え、前記加熱シリンダ内にスクリューが進退自在に、かつ、回転自在に配設される。そして、該スクリューを、射出用モータを駆動することによって前進させることにより射出ノズルから樹脂が射出され、計量用モータを駆動することによって回転させ、それに伴って後退させることにより樹脂の計量が行われる。

ところで、一つの射出装置において、種類の異なる二つの樹脂、又は色の異なる二つの樹脂を使用して成形を行う場合、金型装置に反転装置が配設されるようになっている。すなわち、可動プラテンに反転テーブルが回転自在に配設され、該反転テーブルに可動金型が取り付けられるようになっていて、反転用モータを駆動し、反転テーブルを回動させることによって、可動金型を反転させるようにしている。この場合、前記反転テーブルが配設された分だけ成形品が可動プラテンから離れた位置で成形されることになる。そこで、前記エジェクタ装置において、エジェクタロッドの前端に拡張ロッドがねじ込み等によって取り付けられ、反転テーブルの貫通孔を貫通させて延在させられる。したがって、エジェクタロッドを前進させると、拡張ロッドを介してエジェクタプレートが押され、エジェクタピンが前進させられ、成形品を突き出す。なお、前記反転テーブル、反転用モータ等によって反転装置が構成される。また、エジェクタロッド及び拡張ロッドによって突出し部材が構成される。

前記構成の射出成形機においては、可動金型を反転させる際に拡張ロッドの前端が反転テーブル内に進入していると、拡張ロッドと反転テーブルとが干渉し、反転テーブルを回動させることができないので、エジェクタロッドを後退限位置まで後退させたときに、拡張ロッドの前端が反転テーブルの後端面より後方に位置するように拡張ロッドの寸法が設定される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−２１８６６１号公報

しかしながら、前記従来の射出成形機においては、エジェクタロッドと拡張ロッドとの締結状態が緩むと、エジェクタロッドを後退限位置まで後退させたときに、拡張ロッドの前端が、反転テーブルの後端面に接触したままになったり、反転テーブルの貫通孔内に進入したままになったりして、反転装置及びエジェクタ装置に異常が発生しまうことがある。

この場合、エジェクタロッドが後退限位置に到達したことが位置センサによって検出されると、反転装置及びエジェクタ装置に異常が発生していても、反転テーブルの回転許可信号が出力され、反転テーブルが回動させられてしまう。その結果、拡張ロッドと反転テーブルとが干渉し、拡張ロッド又は反転テーブルが破損してしまう。

図２は従来の反転装置及びエジェクタ装置が正常であるときの動作パターンの例を示すタイムチャート、図３は従来の反転装置及びエジェクタ装置に異常が発生したときの動作パターンの第１の例を示すタイムチャート、図４は従来の反転装置及びエジェクタ装置に異常が発生したときの動作パターンの第２の例を示すタイムチャートである。

図において、Ｔは反転用モータのトルクであるモータトルク、Ｎは反転用モータの回転速度であるモータ回転速度であり、拡張ロッドと反転テーブルとが干渉せず、反転装置及びエジェクタ装置が正常である場合に、タイミングｔ０で反転用モータの駆動を開始すると、図２に示されるように、モータトルクＴが急速に大きくなり、それに伴って、モータ回転速度Ｎが追随して急速に高くなるが、モータ回転速度Ｎがある程度高くなると、モータトルクＴは逆に小さくなり、タイミングｔ１でモータ回転速度Ｎが、所定の目標となるモータ回転速度、すなわち、値Ｎｔになると、反転用モータは等速回転させられ、モータトルクＴは極めて小さい値Ｔｋになる。

これに対して、拡張ロッドの前端が反転テーブルの後端面に接触したままになり、反転装置及びエジェクタ装置に異常が発生した場合に、タイミングｔ０で反転用モータの駆動を開始すると、図３に示されるように、モータトルクＴが急速に大きくなり、それに伴って、モータ回転速度Ｎが追随して高くなるが、拡張ロッドの前端が反転テーブルの後端面を擦（こす）り続けるので、正常な場合と比べてモータ回転速度Ｎの変化率が小さくなる。そして、モータ回転速度Ｎがある程度高くなると、モータトルクＴは逆に小さくなり、タイミングｔ２でモータ回転速度Ｎが値Ｎｔになると、反転用モータは等速回転させられるが、そのために、モータトルクＴをある程度の値Ｔｎ（Ｔｎ＞Ｔｋ）にする必要がある。この場合、拡張ロッドの前端が反転テーブルの後端面を擦り続けるので、反転テーブルに傷が付き、反転テーブルが破損してしまう。

また、拡張ロッドの前端が反転テーブルの貫通孔内に進入したままになり、反転装置及びエジェクタ装置に異常が発生した場合に、タイミングｔ０で反転用モータの駆動を開始すると、図４に示されるように、モータトルクＴが急速に大きくなるが、拡張ロッドの外周面が貫通孔の内周面に当たるタイミングｔ３で、反転テーブルは停止させられてしまう。そして、反転用モータはその後も反転テーブルを回動させようとし、モータトルクＴは最大モータトルクＴｐになる。この場合、最大モータトルクＴｐで回転しようとする反転テーブルによって拡張ロッドが変形し、拡張ロッドが破損してしまう。

本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、突出し部材と反転テーブルとが干渉した場合でも、突出し部材及び反転テーブルが破損するのを防止することができる成形機及び成形方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明の成形機においては、プラテンと、該プラテンに反転自在に取り付けられた反転テーブルと、該反転テーブルに取り付けられた金型本体と、該金型本体より後方で進退自在に配設された突出し部材と、前記金型本体内において進退自在に配設され、前記突出し部材の進退に伴って進退させられるエジェクタピンと、前記反転テーブルを回動させるための反転用の駆動部と、該駆動部の駆動が開始されてから反転保護時間が経過するまでの間、目標トルクを制限するトルク制限処理手段とを有する。

本発明によれば、成形機においては、プラテンと、該プラテンに反転自在に取り付けられた反転テーブルと、該反転テーブルに取り付けられた金型本体と、該金型本体より後方で進退自在に配設された突出し部材と、前記金型本体内において進退自在に配設され、前記突出し部材の進退に伴って進退させられるエジェクタピンと、前記反転テーブルを回動させるための反転用の駆動部と、該駆動部の駆動が開始されてから反転保護時間が経過するまでの間、目標トルクを制限するトルク制限処理手段とを有する。

この場合、駆動部の駆動が開始されてから反転保護時間が経過するまでの間、目標トルクが制限されるので、突出し部材の前端が反転テーブルの後端面に接触して該後端面が擦られ、反転テーブルが破損したり、突出し部材の前端が貫通孔の内周面に当たって、突出し部材が変形して破損したりするのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、成形機としての射出成形機について説明する。

図５は本発明の実施の形態における射出成形機の概略図、図６は図５のＸ−Ｘ断面図、図７は本発明の実施の形態における拡張ロッドの配設状態を示す図、図８は図６の第１のＹ−Ｙ断面図、図９は図６の第２のＹ−Ｙ断面図である。

図において、３１は射出成形機の支持基部としてのフレーム、３２は該フレーム３１に固定された第１の支持部材としての固定プラテン、３３は、該固定プラテン３２との間に所定の距離を置いて、前記フレーム３１に対して移動自在に支持された第２の支持部材としてのトグルサポート、３４は、前記固定プラテン３２とトグルサポート３３との間に架設された複数、例えば、４本のガイド部材としてのタイバー（図５においては、そのうちの２本のタイバー３４だけが示される。）である。

また、１１は前記固定プラテン３２と対向させて、前記タイバー３４に沿って進退（図５において左右方向に移動）自在に配設された第３の支持部材としての可動プラテンである。前記固定プラテン３２に、前記可動プラテン１１と対向させて第１の金型としての固定金型３５が取り付けられ、前記可動プラテン１１に、前記固定プラテン３２と対向させて第２の金型としての可動金型３７が取り付けられる。なお、前記固定金型３５及び可動金型３７によって金型装置４１が構成される。

ところで、一つの射出装置において、種類の異なる二つの樹脂、又は色の異なる二つの成形材料としての樹脂を使用して成形を行うために、金型装置４１に反転装置が配設される。すなわち、前記可動金型３７は、図示されない複数の、本実施の形態においては、第１、第２のキャビティ空間が形成された一対の金型本体３８、及び該各金型本体３８を支持し、シャフト４７を中心に回動自在に配設された反転テーブル３９を備え、前記各金型本体３８は反転テーブル３９に取り付けられ、該反転テーブル３９は可動プラテン１１に反転自在に取り付けられ、前記反転テーブル３９を回動させて、第１、第２の位置間において反転させることによって、各第１、第２のキャビティ空間に図示されない第１、第２の射出装置の射出ノズルから射出された第１、第２の成形材料、すなわち、第１、第２の樹脂を選択的に充填することができるようになっている。

本実施の形態においては、第１、第２のキャビティ空間の一方に第１の樹脂を充填し、冷却することによって予備的な成形品、すなわち、予備成形品を成形し、続いて、金型装置４１を反転させて前記予備成形品に重ねて第２の樹脂を充填し、冷却することによって、最終の成形品、すなわち、最終成形品を成形することができる。

なお、前記反転テーブル３９の所定の箇所、本実施の形態においては、外周縁の円周方向における所定の箇所に係止部２３が形成されるとともに、可動プラテン１１の所定の箇所に、ストッパ２４、２５が形成される。そして、前記反転テーブル３９を回動させ、係止部２３をストッパ２４に押し付けた状態で反転テーブル３９を第１の位置に置き、係止部２３をストッパ２５に押し付けた状態で反転テーブル３９を第２の位置に置くことができる。

また、前記金型本体３８内には、図示されないエジェクタプレート、及び該エジェクタプレートに取り付けられた図示されないエジェクタピンがいずれも進退自在に配設される。該エジェクタピンは、金型本体３８を貫通し、前端を第１、第２のキャビティ空間に臨ませて延在させられる。

そして、前記可動プラテン１１とトグルサポート３３との間には、型締機構としてのトグル機構４０が配設され、前記トグルサポート３３の後端面（図５において左端面）のほぼ中央に、型締用の駆動部としての型締用モータ４３が取り付けられる。前記トグル機構４０は、進退部材としてのクロスヘッド４５、該クロスヘッド４５に対して揺動自在に支持されたトグルレバー４２、前記トグルサポート３３に対して揺動自在に支持されたトグルレバー４４、及び前記可動プラテン１１に対して揺動自在に支持されたトグルアーム４６を備え、クロスヘッド４５とトグルレバー４２との間、トグルサポート３３とトグルレバー４４との間、可動プラテン１１とトグルアーム４６との間、トグルレバー４２とトグルレバー４４との間、及びトグルレバー４４とトグルアーム４６との間がそれぞれリンク結合される。また、前記型締用モータ４３とクロスヘッド４５との間に、運動方向変換部としての図示されないボールねじが配設され、該ボールねじは、第１の変換要素としてのボールねじ軸、及び該ボールねじ軸と螺（ら）合させられる第２の変換要素としてのボールナットを備える。なお、前記ボールねじに代えてローラねじを使用することができる。

したがって、前記型締用モータ４３を駆動し、ボールねじによって回転運動を直進運動に変換し、クロスヘッド４５を進退させることによって、前記トグル機構４０を作動させることができる。

そして、前記型締用モータ４３を正方向に駆動し、前記クロスヘッド４５を前進（図５において右方向に移動）させることによって、トグル機構４０を作動させると、前記可動プラテン１１が前進させられ、型閉じを行うことができる。また、前記型締用モータ４３を更に正方向に駆動すると、前記トグル機構４０は、型締用モータ４３によって発生させられた推進力にトグル倍率を乗じた型締力を発生させる。したがって、該型締力によって型締めを行うことができる。そして、前記型締めに伴って、前記固定金型３５と可動金型３７との間に第１、第２のキャビティ空間が形成される。

次に、前記型締用モータ４３を逆方向に駆動し、前記クロスヘッド４５を後退（図５において左方向に移動）させ、前記トグル機構４０を作動させると、前記可動プラテン１１が後退させられ、型開きが行われる。

なお、本実施の形態においては、型締用の駆動部として型締用モータ４３が使用されるようになっているが、該型締用モータ４３に代えて型締シリンダを使用し、型締シリンダを駆動することによって、直接クロスヘッド４５を進退させることができる。また、本実施の形態においては、トグル機構４０を作動させることによって型締力を発生させるようにしているが、トグル機構４０を使用することなく、型締用モータ４３によって発生させられた推進力をそのまま型締力として可動プラテン１１に伝達することもできる。

ところで、前記反転装置は、前記反転テーブル３９のほかに、反転テーブル３９を回動させるために、反転用の駆動部としての図示されない反転用モータを備える。また、反転テーブル３９の外周縁に沿って図示されない歯車が形成され、該歯車と駆動用の歯車とが噛（し）合させられ、該駆動用の歯車と前記反転用モータとが連結される。

前記可動プラテン１１の後端面には、型開きが行われたときに、第１、第２のキャビティ空間から最終の成形品を取り出すために、エジェクタ装置４８が配設される。該エジェクタ装置４８は、突出し用の駆動部としての突出し用モータ４９、該突出し用モータ４９を駆動することによって進退させられる前記エジェクタプレート、前記エジェクタピン、突出し用モータ４９を駆動することによって発生させられた回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部としてのボールねじ１３、進退自在に配設され、前記ボールねじ１３の直進運動を前記エジェクタプレートに伝達する運動伝達ユニット１４等を備える。前記ボールねじ１３は、第１の変換要素としてのボールねじ軸１５、及び該ボールねじ軸１５と螺合させられる第２の変換要素としての図示されないボールナットを備える。

前記運動伝達ユニット１４は、ボールねじ軸１５の前端（図８及び９において右端）に取り付けられた移動部材としてのクロスヘッド１７、該クロスヘッド１７の前端面（図８及び９において右端面）から前方（図８及び９において右方）に向けて突出させて形成された複数の、本実施の形態においては、４本のエジェクタロッド１８（図８及び９においてはそのうちの３本を示す。）、及び該エジェクタロッド１８の前端にねじ込みによって取り付けられた拡張ロッド１９を備える。なお、前記エジェクタロッド１８及び拡張ロッド１９によって突出し部材が構成される。

したがって、前記突出し用モータ４９を正方向に駆動し、ボールねじ１３によって回転運動を直進運動に変換し、クロスヘッド１７を前進（図８及び９において右方向に移動）させることによって、運動伝達ユニット１４を前進させ、エジェクタプレートを介してエジェクタピンを更に前進させて最終の成形品を突き出し、金型本体３８から離型させることができる。また、突出し用モータ４９を逆方向に駆動し、クロスヘッド１７を後退（図８及び９において左方向に移動）させることによって、運動伝達ユニット１４を後退させると、エジェクタプレートが図示されないリターンスプリングによって後退させられ、エジェクタピンも後退させられる。

そのために、前記可動プラテン１１及び反転テーブル３９に各拡張ロッド１９を貫通させるための貫通孔２１、２２が互いに連通させて配設される。そして、拡張ロッド１９の外周面と貫通孔２２の内周面との間に、所定のクリアランスδが形成される。なお、本実施の形態においては、突出し用の駆動部として突出し用モータ４９が使用されるようになっているが、該突出し用モータ４９に代えて突出し用シリンダを使用することもできる。

前記構成のエジェクタ装置４８においては、可動金型３７を反転させる際に拡張ロッド１９の前端が、反転テーブル３９内に進入していると、拡張ロッド１９と反転テーブル３９とが干渉し、反転テーブル３９を回動させることができないので、エジェクタロッド１８を後退限位置まで後退させたときに、図８に示されるように、拡張ロッド１９の前端が反転テーブル３９の後端面ｓ１及び可動プラテン１１の前端面ｓ２より後方になるように拡張ロッド１９の寸法が設定される。

また、最終の成形品を突き出すために、拡張ロッド１９によってエジェクタプレートを押す必要があるので、エジェクタロッド１８の前進限位置において、図９に示されるように、拡張ロッド１９の前端は、反転テーブル３９の前端面ｓ３より前方に置かれる。

可動プラテン１１に図示されない位置検出部としてのロッド位置センサが配設され、該ロッド位置センサがエジェクタロッド１８の位置を検出し、図示されない制御部は、エジェクタロッド１８が後退限位置に到達したかどうかを判断し、エジェクタロッド１８が後退限位置に到達したと判断すると、反転テーブル３９が回動させられるのを許可する回転許可信号を発生させ、エジェクタロッド１８が後退限位置に到達していないと判断すると、前記回転許可信号を発生させないようにしている。

ところが、成形を繰り返し、それに伴って、エジェクタピンによる成形品の突出しを繰り返し行っていると、エジェクタロッド１８と拡張ロッド１９との締結状態が緩むことがあり、その場合、エジェクタロッド１８を後退限位置まで後退させたときに、拡張ロッド１９の前端が、反転テーブル３９の後端面ｓ１に接触したままになったり、貫通孔２２内に進入したままになったりして、反転装置及びエジェクタ装置４８に異常が発生しまうことがある。

そして、エジェクタロッド１８が後退限位置に到達したと判断されると、反転装置及びエジェクタ装置４８に前記異常が発生していても、前記回転許可信号が出力され、反転テーブル３９が回動させられてしまう。その結果、拡張ロッド１９と反転テーブル３９とが干渉し、拡張ロッド１９又は反転テーブル３９が破損してしまう可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、反転装置の制御を行うために、反転制御装置が配設され、該反転制御装置において、仮に、拡張ロッド１９と反転テーブル３９とが干渉しても、拡張ロッド１９又は反転テーブル３９が破損することがないように、反転用モータのトルクが制限されるようになっている。

図１は本発明の実施の形態における制御部のブロック図、図１０は本発明の実施の形態における反転制御装置のブロック図である。

図において、５１は反転用モータ（Ｍ）であり、該反転用モータ５１は、図示されないステータ、及び該ステータより径方向内方において回転自在に配設された図示されないロータを備え、前記ステータはＵ相、Ｖ相及びＷ相の各コイルを備える。そして、該各コイルにＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを供給することによって、反転用モータ５１を駆動することができる。前記各コイルに供給される各電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷのうちの電流ＩＵ、ＩＶが電流検出部としての電流センサ５２、５３によって検出される。なお、本実施の形態においては、反転用モータ５１としてサーボモータが使用される。

前記反転用モータ５１を駆動するために、駆動源としての交流の電源部５４、該電源部５４から供給される交流の電流を整流する整流回路５５、整流された電流を平滑して直流の電流を発生させるコンデンサＣ、及び前記直流の電流を受けて各相の電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを発生させ、電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを反転用モータ５１に供給するインバータ５６等が配設され、該インバータ５６に、６個のスイッチング素子としての図示されないトランジスタが配設される。

また、６１はロータの位置で表される磁極位置θを検出するための位置検出部としてのエンコーダであり、該エンコーダ６１は、磁極位置θを検出し、制御部５７に送る。そして、６３はインバータ５６を駆動するためのドライブ回路である。

ところで、前記反転テーブル３９（図５）を回動させ、第１、第２の位置に置くために、制御部５７は、前記反転用モータ５１の制御を行い、反転用モータ５１の回転速度を表すモータ回転速度ＮＭを制御したり、反転用モータ５１のトルクを表すモータトルクＴＭを制御したりする。

そのために、オペレータは、操作部としての操作パネル５８を操作して、反転テーブル３９を回動させるときの反転パターンを設定し、メモリ５９に記録する。前記反転パターンは、反転テーブル３９の回動を開始する反転開始タイミングから反転テーブル３９の回動を終了する反転終了タイミングまでの時間と、モータ回転速度ＮＭの目標値を表す目標回転速度としてのモータ目標回転速度ＮＭ^* との関係から成り、時間とモータ目標回転速度ＮＭ^* とが対応させられて記録される。

次に、前記構成の反転制御装置の動作について説明する。

まず、前記エンコーダ６１から磁極位置θが制御部５７に送られると、該制御部５７の図示されないテーブル位置検出処理手段は、テーブル位置検出処理を行い、反転テーブル３９の位置Ｓｔを検出するとともに、制御部５７のモータ回転速度検出処理手段としてのモータ回転速度検出部６５は、モータ回転速度検出処理を行い、磁極位置θを微分してモータ回転速度ＮＭを検出する。

前記制御部５７の図示されないロッド位置判定処理手段は、ロッド位置判定処理を行い、前記位置Ｓｔに基づいて前記エジェクタロッド１８（図８）が後退限位置に到達したかどうかを判断し、エジェクタロッド１８が後退限位置に到達したと判断すると、反転テーブル３９が回動させられるのを許可する回転許可信号を発生させる。該回転許可信号が発生させられると、制御部５７の図示されない反転処理手段は、反転処理を開始し、反転用モータ５１を駆動して反転テーブル３９を第１の位置から第２の位置まで回動させる。

そのために、前記反転処理手段のモータ目標トルク設定処理手段としてのモータ目標トルク設定部６６は、モータ目標トルク設定処理を行い、前記モータ回転速度ＮＭ及びモータ目標回転速度ＮＭ^* を読み込み、モータ回転速度ＮＭとモータ目標回転速度ＮＭ^* との回転速度差ΔＮＭを算出し、該回転速度差ΔＮＭに基づいて比例積分制御を行うことによってモータトルクＴＭの目標値を表す目標トルクとしてのモータ目標トルクＴＭ^* を算出し、設定する。

また、前記反転処理手段のトルク制限処理手段としてのトルクリミッタ６７は、反転処理が開始されるのに伴って、トルク制限処理を開始し、図示されないタイマによる計時を開始し、あらかじめ設定された反転保護時間τ１が経過するまでの区間、モータ目標トルクＴＭ^* を制限する。

前記トルクリミッタ６７によって制限されたモータ目標トルクＴＭ^* は、モータ目標トルクＴＳとして、前記反転処理手段の電流指令値発生処理手段としての電流指令値発生部６８に送られる。該電流指令値発生部６８は、電流指令値発生処理を行い、前記モータ目標トルクＴＳに基づいて電流指令値ｉｄｓ、ｉｑｓを算出し、減算器ｄｍ、ｑｍに送る。この場合、前記メモリ５９に、前記モータ目標トルクＴＳに対応する電流指令値ｉｄｓ、ｉｑｓがあらかじめ設定され、記録される。

一方、前記制御部５７は、電流センサ５２、５３から検出電流ｉｕ、ｉｖを読み込み、該検出電流ｉｕ、ｉｖに基づいて検出電流ｉｗ
ｉｗ＝−ｉｕ−ｉｖ
を算出する。続いて、前記反転処理手段の第１の相変換処理手段としての三相二相変換部６４は、第１の相変換処理を行い、検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを、軸座標としてのｄ−ｑ座標軸上の第１、第２の軸電流としてのｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑに変換し、前記減算器ｄｍ、ｑｍに送る。そして、減算器ｄｍは電流指令値ｉｄｓとｄ軸電流ｉｄとの偏差Δｉｄを、減算器ｑｍは電流指令値ｉｑｓとｑ軸電流ｉｑとの偏差Δｉｑを前記反転処理手段の電圧指令値算出処理手段としての電圧指令値発生部６９に送る。

該電圧指令値発生部６９は、電圧指令値算出処理を行い、前記偏差Δｉｄ、Δｉｑが零（０）になるように電圧指令値ｖｄｓ、ｖｑｓを算出する。

続いて、前記反転処理手段の第２の相変換処理手段としての二相三相変換部７０は、第２の相変換処理を行い、電圧指令値ｖｄｓ、ｖｑｓを電圧指令値ｖｕｓ、ｖｖｓ、ｖｗｓに変換し、前記反転処理手段のパルス幅変調信号発生処理手段としてのパルス幅変調信号発生部７１は、パルス幅変調信号発生処理を行い、電圧指令値ｖｕｓ、ｖｖｓ、ｖｗｓに対応するパルス幅変調信号Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗを発生させ、該パルス幅変調信号Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗをドライブ回路６３に対して出力する。そして、該ドライブ回路６３は前記パルス幅変調信号Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗに基づいて駆動信号を発生させ、インバータ５６に送る。該インバータ５６は前記駆動信号を受けて、各トランジスタをスイッチングし（オン・オフさせ）、電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを発生させる。

ところで、前記反転保護時間τ１が経過するまでの区間は、反転保護領域とされ、該反転保護領域においては、モータ目標トルクＴＭ^* が比較的小さい反転保護トルクＴＭｍ１^* 以下になるように制限され、反転保護時間τ１が経過した後の区間は、通常領域とされ、該通常領域においては、モータ目標トルクＴＭ^* が通常の最大モータトルクＴＭｍ２^* 以下になるように制限される。

なお、前記反転保護時間τ１は、反転処理が開始されたときに、仮に、拡張ロッド１９が貫通孔２２内に進入していた場合に、反転テーブル３９の回動が開始されてから拡張ロッド１９の外周面が貫通孔２２の内周面に当接して前記クリアランスδ（図７）がなくなるまでの時間τδに所定の設定時間が加算されて、時間τδより長く設定される。また、前記反転保護トルクＴＭｍ１^* は、拡張ロッド１９の前端が反転テーブル３９の後端面ｓ１に接触した状態において、反転テーブル３９が回動しない値に設定される。

すなわち、反転保護トルクＴＭｍ１^* は、拡張ロッド１９の前端が反転テーブル３９の後端面ｓ１に接触した状態において、反転テーブル３９を回転させるのに必要なモータトルクＴＭの値をＴＭＪとし、反転装置及びエジェクタ装置４８が正常な状態において、反転テーブル３９を回転させるのに必要なモータトルクＴＭの値をＴＭＫとしたとき、
ＴＭＫ＜ＴＭｍ１^* ＜ＴＭＪ
に設定され、値ＴＭＪに近い値である方が反転テーブル３９を一層高速で回転させることができ、反転効率を高くすることができる。

本実施の形態においては、反転保護領域においてモータ目標トルクＴＭ^* を立ち上げる際の変化率ε１は、通常領域においてモータ目標トルクＴＭ^* を立ち上げる際の変化率ε２より低くされ、そのために、反転保護領域においてモータトルクＴＭを立ち上げる際のモータ目標回転速度ＮＭ^* の変化率η１が通常領域においてモータトルクＴＭを立ち上げる際のモータ目標回転速度ＮＭ^* の変化率η２より小さくされる。

そして、前記反転保護領域において、モータ目標トルクＴＭ^* が制限されている間に、反転処理手段の異常判定処理手段は、異常判定処理を行い、反転装置及びエジェクタ装置４８に異常が発生したかどうかによって所定の停止条件が成立したかどうかを判断し、反転装置及びエジェクタ装置４８に異常が発生して停止条件が成立したと判断すると、反転用モータ５１の駆動を停止させる。

そのために、前記時間τδが経過した後、反転保護時間がτ１が経過すると、前記異常判定処理手段は、前記位置Ｓｔを読み込み、反転保護時間τ１における反転テーブル３９が、反転装置及びエジェクタ装置４８が正常である場合の適正な位置ＳｔＮに到達しているかどうかを判断し、反転テーブル３９が適正な位置ＳｔＮに到達していない場合、反転装置及びエジェクタ装置４８に異常が発生し、停止条件が成立したと判断し、反転用モータ５１を停止させる。

一方、反転テーブル３９が適正な位置ＳｔＮに到達している場合、反転装置及びエジェクタ装置４８が正常であり、停止条件が成立しないと判断し、モータ目標トルクＴＭ^* の変化率をε２にして反転用モータ５１を継続して駆動する。そして、前記反転処理手段は、前記位置Ｓｔを読み込み、反転テーブル３９が第２の位置に到達したかどうかを判断し、反転テーブル３９が第２の位置に到達すると、前記反転処理手段は、反転処理を終了する。

本実施の形態においては、反転保護時間τ１における反転テーブル３９が、反転装置及びエジェクタ装置４８が正常である場合の適正な位置ＳｔＮに到達しているかどうかによって停止条件が成立しているかどうかを判断するようになっているが、反転保護時間τ１における回転速度差ΔＮＭが閾（しきい）値ΔＮＭｔｈより大きいかどうかによって停止条件が成立しているかどうかを判断したり、検出されたモータ回転速度ＮＭの波形と、反転装置及びエジェクタ装置４８が正常である場合のモータ回転速度ＮＭの標準の波形との差に基づいて停止条件が成立しているかどうかを判断したり、算出されたモータ目標回転速度ＮＭ^* の波形と、反転装置及びエジェクタ装置４８が正常である場合のモータ目標回転速度ＮＭ^* の標準の波形との差に基づいて停止条件が成立しているかどうかを判断したり、モータ目標トルクＴＭ^* の波形と、反転装置及びエジェクタ装置４８が正常である場合のモータ目標トルクＴＭ^* の標準の波形との差に基づいて停止条件が成立しているかどうかを判断したりすることができる。

ところで、第１、第２の位置において、前記反転テーブル３９を安定させて保持するために、係止部２３（図６）はストッパ２４、２５に対して押し付けられた状態に置かれるようになっている。そのために、反転テーブル３９を第１の位置から第２の位置に向けて回動させる場合、反転テーブル３９の回動方向における前記ストッパ２５より下流側に反転テーブル３９の目標位置が設定され、反転テーブル３９を第２の位置から第１の位置に向けて回動させる場合、反転テーブル３９の回動方向における前記ストッパ２４より下流側に反転テーブル３９の目標位置が設定される。したがって、前記反転テーブル３９が第１、第２の位置に置かれた状態で、反転用モータ５１の駆動は停止させられず、継続される。

次に、前記構成の反転装置及びエジェクタ装置４８の動作パターンについて説明する。

図１１は本発明の実施の形態における反転装置及びエジェクタ装置が正常であるときの動作パターンの例を示すタイムチャート、図１２は本発明の実施の形態における反転装置及びエジェクタ装置が異常であるときの動作パターンの例を示すタイムチャートである。

図において、ＴＭはモータトルク、ＮＭはモータ回転速度、Ｓｔは反転テーブル３９（図８）の第１の位置を基準としたときの位置であり、拡張ロッド１９と反転テーブル３９とが干渉せず、反転装置及びエジェクタ装置４８が正常である場合に、反転開始タイミングであるタイミングｔ０で反転用モータ５１（図１０）の駆動を開始すると、モータ目標トルク設定部６６（図１）は、タイミングｔ０からタイミングｔ１１までの間、モータ目標トルクＴＭ^* を緩やかに変化率ε１で大きくし、それに伴って、図１１に示されるように、モータトルクＴＭは緩やかに大きくなり、モータ回転速度ＮＭは緩やかに所定の変化率η１で高くなる。

そして、タイミングｔ１１でトルクリミッタ６７がモータ目標トルクＴＭ^* を制限して反転保護トルクＴＭｍ１^* にすると、モータトルクＴＭはモータ目標トルクＴＭ^* に追随して一定の値ＴＭｍ１を採り、その間、前記モータ回転速度ＮＭは前記変化率η１で高くなる。

続いて、タイミングｔ１２で反転保護時間τ１が経過し、位置Ｓｔが適正な位置ＳｔＮに到達しているかどうかを判断し、到達していると、トルクリミッタ６７は、モータ目標トルクＴＭ^* を前記変化率ε２で大きくし、それに伴って、モータトルクＴＭは急激に大きくなり、モータ回転速度ＮＭは前記変化率η２で高くなる。

その後、モータ回転速度ＮＭがある程度高くなると、モータトルクＴＭは逆に小さくなり、タイミングｔ１３でモータ回転速度ＮＭが値ＮＭｔになると、反転用モータ５１は等速回転させられ、モータトルクＴＭは極めて小さい値ＴＭｋになる。

これに対して、エジェクタロッド１８が後退限位置に置かれたときに、拡張ロッド１９の前端が反転テーブル３９の後端面ｓ１に接触したままになった場合、タイミングｔ０で反転用モータ５１の駆動を開始すると、モータ目標トルク設定部６６は、図１２に示されるように、タイミングｔ０からタイミングｔ２１までの間、モータ目標トルクＴＭ^* を緩やかに変化率ε１で大きくし、それに伴って、モータトルクＴＭは緩やかに大きくなり、モータ回転速度ＮＭは緩やかに所定の変化率η１で高くなる。

続いて、タイミングｔ２２で時間τδが経過し、反転テーブル３９の位置Ｓｔがクリアランスδがなくなる位置Ｓｔ１に到達すると、拡張ロッド１９の前端が反転テーブル３９の後端面ｓ１に接触し、擦り始めようとするが、モータ目標トルクＴＭ^* が制限されて反転保護トルクＴＭｍ１^* にされ、それに伴って、モータトルクＴＭはモータ目標トルクＴＭ^* に追随して一定の値ＴＭｍ１を採るようになるが、拡張ロッド１９と反転テーブル３９との間の摩擦力によって反転テーブル３９は停止させられ、モータ回転速度ＮＭは急激に零になる。

そして、タイミングｔ２３で、反転保護時間τ１が経過すると、前記異常判定処理手段は、反転テーブル３９が適正な位置ＳｔＮに到達しているかどうかを判断し、到達していないと、反転装置及びエジェクタ装置４８に異常が発生したと判断して、反転用モータ５１の駆動を停止させる。

この場合、拡張ロッド１９の前端が反転テーブル３９の後端面ｓ１に接触すると、反転テーブル３９が停止させられるので、反転テーブル３９に傷が付くことがなく、反転テーブル３９が破損するのを防止することができる。

また、エジェクタロッド１８が後退限位置に置かれたときに、拡張ロッド１９の前端が反転テーブル３９の貫通孔２２内に進入したままになった場合も同様に、タイミングｔ０で反転用モータ５１の駆動を開始すると、トルクリミッタ６７は、タイミングｔ０からタイミングｔ２１までの間、モータ目標トルクＴＭ^* を緩やかに変化率ε１で大きくし、それに伴って、モータトルクＴＭは緩やかに大きくなり、モータ回転速度ＮＭは緩やかに所定の変化率η１で高くなる。

続いて、タイミングｔ２２で時間τδが経過し、反転テーブル３９の位置Ｓｔがクリアランスδがなくなる位置Ｓｔ１に到達すると、拡張ロッド１９の前端が反転テーブル３９の貫通孔２２内に進入したままになっているので、貫通孔２２の内周面に当たり、反転テーブル３９は直ちに停止させられ、モータ回転速度ＮＭは急激に零になる。そして、タイミングｔ２３で、反転保護時間τ１が経過すると、前記異常判定処理手段は、反転テーブル３９が適正な位置ＳｔＮに到達しているかどうかを判断し、到達していないと、反転装置及びエジェクタ装置４８に異常が発生したと判断し、反転用モータ５１の駆動を停止させる。

この場合、拡張ロッド１９の前端が貫通孔２２の内周面に当たると、反転テーブル３９が直ちに停止させられるので、拡張ロッド１９が変形することがなく、拡張ロッド１９が破損するのを防止することができる。

ところで、成形品の種類が変更になったり、金型装置４１が摩耗したりしたときに、固定金型３５及び金型本体３８が交換されることがある。この場合、反転テーブル３９に取り付けられた一対の金型本体３８のうちの、一方が取り外されると、可動金型３７の重量バランスが崩れ、反転テーブル３９を所定の位置に保持するのが困難になってしまう。

そこで、金型装置４１の交換時に、操作者が操作パネル５８を操作して保守モードを設定すると、制御部５７の図示されない保守モード設定処理手段は、保守モード設定処理を行い、前記モータ目標トルクＴＭ^* を最大モータトルクＴＭｍ２^* と等しくするか、又はその近傍の値にする。したがって、前記反転テーブル３９を第１、第２の位置に保持するのが容易になる。なお、前記保守モード設定処理手段は、モータ目標回転速度ＮＭ^* を前記値ＮＭｔより低い値にする。

そして、反転テーブル３９に一対の金型本体３８がいずれも取り付けられたままで、金型装置４１の保守を行う場合には、可動金型３７の重量バランスが崩れることはないので、前記モータ目標トルクＴＭ^* を最大モータトルクＴＭｍ２^* より低い値にすることができる。また、この場合も、前記保守モード設定処理手段は、モータ目標回転速度ＮＭ^* を前記値ＮＭｔより低い値にする。

本実施の形態においては、拡張ロッド１９がねじ込みによってエジェクタロッド１８に取り付けられるようになっているが、各種の固定方法によって拡張ロッド１９をエジェクタロッド１８に取り付けることができる。

また、本実施の形態においては、エジェクタロッド１８に拡張ロッド１９が取り付けられるようになっているが、本発明を拡張ロッド１９が取り付けられていないエジェクタロッド１８に適用することができる。その場合、異常が発生する原因として、ロッド位置センサが何らかの理由で故障し、エジェクタロッド１８の位置を誤検出し、かつ、エジェクタロッド１８が何らかの理由によって反転テーブル３９内から退避できない状態になっている場合が想定される。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の実施の形態における制御部のブロック図である。 従来の反転装置及びエジェクタ装置が正常であるときの動作パターンの例を示すタイムチャートである。 従来の反転装置及びエジェクタ装置に異常が発生したときの動作パターンの第１の例を示すタイムチャートである。 従来の反転装置及びエジェクタ装置に異常が発生したときの動作パターンの第２の例を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態における射出成形機の概略図である。 図５のＸ−Ｘ断面図である。 本発明の実施の形態における拡張ロッドの配設状態を示す図である。 図６の第１のＹ−Ｙ断面図である。 図６の第２のＹ−Ｙ断面図である。 本発明の実施の形態における反転制御装置のブロック図である。 本発明の実施の形態における反転装置及びエジェクタ装置が正常であるときの動作パターンの例を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態における反転装置及びエジェクタ装置が異常であるときの動作パターンの例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１１ 可動プラテン
１８ エジェクタロッド
１９ 拡張ロッド
３８ 金型本体
３９ 反転テーブル
５１ 反転用モータ
５７ 制御部
６７ トルクリミッタ

Claims (10)

1. （ａ）プラテンと、
   （ｂ）該プラテンに反転自在に取り付けられた反転テーブルと、
   （ｃ）該反転テーブルに取り付けられた金型本体と、
   （ｄ）該金型本体より後方で進退自在に配設された突出し部材と、
   （ｅ）前記金型本体内において進退自在に配設され、前記突出し部材の進退に伴って進退させられるエジェクタピンと、
   （ｆ）前記反転テーブルを回動させるための反転用の駆動部と、
   （ｇ）該駆動部の駆動が開始されてから反転保護時間が経過するまでの間、目標トルクを制限するトルク制限処理手段とを有することを特徴とする成形機。
2. 前記反転保護時間が経過するまでの反転保護領域において異常を判定する異常判定処理手段を有する請求項１に記載の成形機。
3. 前記異常判定処理手段は、所定の停止条件が成立すると、前記駆動部を停止させ、所定の停止条件が成立しないと、目標トルクの制限を解除し、前記駆動部を継続して駆動する請求項２に記載の成形機。
4. 前記停止条件が成立したかどうかは、前記反転保護領域において前記反転テーブルが適正な位置又は回転速度に到達しているかどうかによって判断される請求項３に記載の成形機。
5. 前記停止条件が成立したかどうかは、前記反転保護領域において前記反転テーブルを回動させるための反転用モータの目標回転速度の波形又は目標トルクの波形と、標準の波形との差に基づいて判断される請求項３に記載の成形機。
6. プラテン、該プラテンに反転自在に取り付けられた反転テーブル、該反転テーブルに取り付けられた金型本体、該金型本体より後方で進退自在に配設された突出し部材、前記金型本体内において進退自在に配設され、前記突出し部材の進退に伴って進退させられるエジェクタピン、及び前記反転テーブルを回動させるための反転用の駆動部を有する成形機の成型方法において、
   （ａ）前記突出し部材を後退限位置まで後退させ、
   （ｂ）前記駆動部を駆動して反転テーブルを回動させるとともに、
   （ｃ）前記駆動部の駆動が開始されてから反転保護時間が経過するまでの間、駆動部の目標トルクを制限することを特徴とする成形方法。
7. 前記反転保護時間が経過するまでの反転保護領域において反転装置又はエジェクタ装置の異常を判定する請求項６に記載の成形方法。
8. 所定の停止条件が成立すると、前記駆動部を停止させ、所定の停止条件が成立しないと、目標トルクの制限を解除し、前記駆動部を継続して駆動する請求項７に記載の成形方法。
9. 前記停止条件が成立したかどうかは、前記反転保護領域において前記反転テーブルが適正な位置又は回転速度に到達しているかどうかによって判断される請求項８に記載の成形方法。
10. 前記停止条件が成立したかどうかは、前記反転保護領域において前記反転テーブルを回動させるための反転用モータの目標回転速度の波形又は目標トルクの波形と、標準の波形との差に基づいて判断される請求項８に記載の成形方法。

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