JP5731610B2 - 変圧器を有する射出成形機の電源供給方法 - Google Patents

変圧器を有する射出成形機の電源供給方法 Download PDF

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Description

本発明は射出成形機に関し、特に許容電圧が異なる複数種類のサーボアンプと、複数種類の電圧を変圧する変圧器とを有する射出成形機に関する。
射出成形機には、射出、計量、型開閉、エジェクタ用にそれぞれ独立したサーボモータが設けられている。これらのサーボモータは適用される駆動部によって必要とされる出力が異なっており、特に樹脂を金型内に射出する射出用サーボモータには他のサーボモータに比べ高出力のモータが採用されている。サーボモータを高出力化する方法としては、サーボモータを駆動するサーボアンプの電流または電圧を増やす方法があるが、電流を増やす方法は、サーボアンプ内のパワー素子の最大電流による出力の限界が存在する。このため、さらに出力を増やしたい場合にはサーボアンプに供給する電圧を高圧にする対策を併用する必要があり、その場合には一般的な入力電圧２００Ｖのサーボアンプに対して、高圧対応としては入力電圧４００Ｖのサーボアンプが適用される。
上述したように４００Ｖ対応のサーボアンプは高出力が得られるが、電圧が高圧になるため、サーボアンプ内の電気部品の耐電圧性能を強化する必要性がある。しかしながら、耐電圧性能を強化するためには、ケーブルや配線などの導体間の距離を広げなければならないため、サーボアンプのサイズが大きくなる。このため、１台の射出成形機に用いるサーボモータを、すべて４００Ｖ対応のものとすると、射出成形機の制御部を収納するスペースにおいて、サーボアンプが占めるスペースが大きくなり、射出成形機内に全てのサーボアンプを収納することができなくなるおそれがある。
そこで、射出成形機内に全てのサーボアンプを収納するためには、４００Ｖ対応のサーボアンプが必要とされる駆動部のみに４００Ｖのサーボアンプを適用し、それほど高出力が必要ではない型開閉やエジェクタには同じ出力の４００Ｖ対応のサーボアンプよりサイズが小さい２００Ｖ対応のサーボアンプを適用するのが望ましい。
図２に２００Ｖ対応のサーボアンプと４００Ｖ対応のサーボアンプとが含まれる射出成形機の構成図を示す。射出成形機１の内部には、駆動部ごとに射出用サーボモータ２２、スクリュ回転用サーボモータ２４、型開閉用サーボモータ２６、エジェクタ用サーボモータ２８を備え、それぞれのサーボモータごとに個別にサーボアンプ（射出用サーボアンプ１２、スクリュ回転用サーボアンプ１４、型開閉用サーボアンプ１６、エジェクタ用サーボアンプ１８）を有している。また、同じく射出成形機１の内部には、２００Ｖから４００Ｖに変圧する変圧器３０が備えられており、主電源２として入力される２００Ｖの電圧を、４００Ｖ対応のサーボアンプ用に４００Ｖに昇圧している。
また、特許文献１には、同様に２００Ｖ用サーボアンプと４００Ｖ用サーボアンプを混在させ、射出成形機の入力電圧が４００Ｖとされているため、２００Ｖ用サーボアンプ用に変圧器を設ける技術が開示されている。
特開２００７−１６８１７７号公報
射出成形機のような生産設備は、工場の生産の都合などから、工場間で移設が行われる場合がある。この際に、工場の設備電源の電圧は地域あるいは工場毎に異なるため、射出成形機が２００Ｖまたは４００Ｖのいずれかの電圧にしか対応できない場合には、工場の設備電源と射出成形機との間に変圧器を追加し、設備電源の電圧に応じて昇圧させたり、降圧させたりして射出成形機に給電する必要がある。適切な電圧が射出成形機に供給されない場合には、射出成形機は稼働が不可能な状態となる。図３は、射出成形機の外部に変圧器３５を追加した例である。設備電源の電圧が４００Ｖで、射出成形機の主電源の電圧が２００Ｖであるために、射出成形機の外側に４００Ｖから２００Ｖに変圧する変圧器３５を追加している。
以上のように変圧器を射出成形機の外部に追加することにより、工場の設備電源の電圧が変わった場合でも、射出成形機の主電源に求められる電圧に応じた電圧を供給することが可能となり、射出成形機の稼働が可能となる。しかしながら、変圧器の追加は、費用面での問題や、変圧器の設置場所等の問題があり、特に大型の射出成形機になればなるほど、変圧器容量も大きくなりユーザーの負担が増大することがある。
そこで本発明は、射出成形機が設備電源が異なる位置の間で移設された場合でも、簡単な手順によって設備電源の電圧の相違に対応することが可能となる射出成形機の電源供給方法を提供することを目的とする。
本願の請求項１に係る発明では、第１の許容電圧で作動する第１のサーボアンプと、第１の許容電圧と異なる第２の許容電圧で作動する第２のサーボアンプと、１次側端子と２次側端子とを有し、前記第１の許容電圧と前記第２の許容電圧との電圧比で電圧を相互に変圧可能な変圧器とを有する射出成形機において、前記射出成形機に供給される主電源の電圧が略第１の許容電圧である場合には、前記第１のサーボアンプには前記主電源を直接接続すると共に、前記第２のサーボアンプには前記変圧器によって前記主電源の電圧を前記所定の電圧比で変圧して供給し、前記射出成形機に供給される主電源の電圧が略第２の許容電圧である場合には、前記第２のサーボアンプには前記主電源を直接接続すると共に、前記第１のサーボアンプには、前記変圧器の前記１次側端子と前記２次側端子を入れ替えて接続することによって前記主電源の電圧を前記所定の電圧比の逆比で変圧して供給することを特徴とする射出成形機の電源供給方法が提供される。
請求項１に係る発明では、射出成形機が設備電源が異なる工場の間で移設された場合であっても、簡単な改造で設備電源の電圧の相違に対応することが可能となる。
本願の請求項２に係る発明では、前記第１のサーボアンプに供給される電圧と、前記第２のサーボアンプに供給される電圧を検出し、検出された前記第１のサーボアンプに供給される電圧が前記第１の許容電圧を外れた場合、または検出された前記第２のサーボアンプに供給される電圧が前記第２の許容電圧を外れた場合の少なくともいずれかの場合に警告を発生することを特徴とする請求項１記載の射出成形機の電源供給方法が提供される。
請求項２に係る発明では、第１のサーボアンプに供給される電圧と、第２のサーボアンプに供給される電圧とを検出して、いずれかの電圧がそれぞれの許容電圧を外れた場合に警告を発生するようにしたため、変圧器を介して主電源に接続されたサーボアンプで検出した電圧が許容電圧を外れたのか、変圧器を介さずに主電源に接続されたサーボアンプで検出した電圧が許容電圧を外れたのかによって、変圧器の異常であるか主電源電圧の異常であるかを判断することが可能となる。
本願の請求項３に係る発明では、前記第１のサーボアンプに供給される電圧と、前記第２のサーボアンプに供給される電圧を検出し、検出された前記第１のサーボアンプに供給される電圧と検出された前記第２のサーボアンプに供給される電圧との比が、所定の電圧比を外れた場合には警告を発生することを特徴とする請求項１記載の射出成形機の電源供給方法が提供される。
請求項３に係る発明では、第１のサーボアンプに供給される電圧と、第２のサーボアンプに供給される電圧とを検出して、両者の電圧の比を求め、その比が所定の電圧比を外れた場合に警告を発生するようにしたため、両者の電圧比の値によって、変圧器の異常を検出することが可能となる。
本発明により、射出成形機が設備電源が異なる位置の間で移設された場合でも、簡単な手順によって設備電源の電圧の相違に対応することが可能となる。
本発明の実施形態の射出成形機の構成図である。 従来の２００Ｖ対応のサーボアンプと４００Ｖ対応のサーボアンプとが含まれる射出成形機の構成図である。 図２に示された射出成形機を、主電源が４００Ｖの箇所で用いた場合を示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本実施形態における射出成形機の構成図であり、図１（ａ）は射出成形機に供給される主電源の電圧が２００Ｖの場合、図１（ｂ）は射出成形機に供給される主電源の電圧が４００Ｖの場合である。
図１（ａ）においては、射出成形機１に供給される主電源２の電圧が２００Ｖであるため、変圧器３０の１次側端子３２を主電源２側に接続し、２次側端子３４を許容電圧が４００Ｖのサーボアンプである射出用サーボアンプ１２側に接続し、その他の許容電圧が２００Ｖのサーボアンプ（スクリュ回転用サーボアンプ１４、型開閉用サーボアンプ１６、エジェクタ用サーボアンプ１８）は主電源２に直接接続する。
これに対して、図１（ｂ）においては、射出成形機１に供給される主電源２の電圧が４００Ｖであるため、図１（ａ）のときとは変圧器３０の１次側端子３２と２次側端子３４の接続対象を入れ替えて、変圧器３０の２次側端子３４を主電源２側に接続し、１次側端子３２を許容電圧が２００Ｖのサーボアンプ（スクリュ回転用サーボアンプ１４、型開閉用サーボアンプ１６、エジェクタ用サーボアンプ１８）側に接続し、許容電圧が４００Ｖのサーボアンプである射出用サーボアンプ１２を主電源２に直接接続する。
これにより、射出成形機１は、設備電源が異なる地域間で射出成形機１を移設した場合でも、射出成形機１内に設けられた変圧器３０の１次側端子３２と２次側端子３４とを入れ替えて使用する程度の簡単な改造によって設備電源の電圧の相違に対応が可能となる。また、図３に示したような、設備電源と主電源との間に別途変圧器を追加する必要がないため、変圧器の費用及び設置場所の負担が軽減される。
また、図１に示されたように、それぞれのサーボアンプの直前に、サーボアンプへの供給電圧を検出する検出手段である、第１電圧検出手段４２及び第２電圧検出手段４４を設けるようにすることもできる。この場合には、第１電圧検出手段４２が射出用サーボアンプ１２の許容電圧である４００Ｖ前後を外れたことを検出した場合や、第２電圧検出手段４４がその他のサーボアンプの許容電圧である２００Ｖ前後を外れたことを検出した場合には、警告手段４０により警告を行う。警告手段４０による警告としては、光の点灯や点滅、ブザー等の音による警告、振動による警告など種々の警告方法を用いることが可能である。
この際に、第１電圧検出手段４２が許容電圧を外れたのか、第２電圧検出手段４４が許容電圧を外れたのかによって、異常の種類を判別することができる。例えば、図１（ａ）の場合には、第１電圧検出手段４２のみが許容電圧を外れている場合には変圧器３０の異常であり、それに加えて第２電圧検出手段４４も許容電圧を外れている場合には、主電源２の電圧の異常であると判別することが可能である。また、この判別結果に応じて、警告手段４０による警告の種類を異ならせることも可能である。
また、第１電圧検出手段４２、第２電圧検出手段４４がそれぞれ許容電圧を外れたかどうかを判別することに代えて、第１電圧検出手段４２と第２電圧検出手段４４とで検出された電圧の比を求めて、その比が所定の電圧比を外れた場合に、変圧器３０の異常であると判断して、警告手段４０により警告を行うようにすることも可能である。所定の電圧比は変圧器の特性から求めることができる。
射出成形機１に内蔵する変圧器３０をなるべく安価にするためには、変圧器３０の容量を小さくする必要がある。このためには、許容電圧が４００Ｖのサーボアンプで消費される電力と、許容電圧が２００Ｖのサーボアンプで消費される電力とが略同一になるように、サーボアンプを組み合わせることが好ましい。例えば、４００Ｖが供給される回路には、高出力が必要な射出用サーボアンプ１２のみを接続し、射出動作で消費する電力以上に電力消費が増えないようにする一方、２００Ｖが供給される回路には、高出力が不要な射出用サーボアンプ以外のサーボアンプを接続することによって、電力消費が片方の電圧回路に集中することがなくなり、変圧器３０の容量が抑制される。これにより、図３のように射出成形機１の外部に変圧器を設ける場合と比較して、変圧器の価格及び設置場所の点で有利となる。
１ 射出成形機
２ 主電源
１２ 射出用サーボアンプ
１４ スクリュ回転用サーボアンプ
１６ 型開閉用サーボアンプ
１８ エジェクタ用サーボアンプ
２２ 射出用サーボモータ
２４ スクリュ回転用サーボモータ
２６ 型開閉用サーボモータ
２８ エジェクタ用サーボモータ
３０ 変圧器
３２ １次側端子
３４ ２次側端子
３５ 変圧器
４０ 警告手段
４２ 第１電圧検出手段
４４ 第２電圧検出手段

Claims (3)

  1. 第１の許容電圧で作動する第１のサーボアンプと、
    第１の許容電圧と異なる第２の許容電圧で作動する第２のサーボアンプと、
    １次側端子と２次側端子とを有し、前記第１の許容電圧と前記第２の許容電圧との電圧比で電圧を相互に変圧可能な変圧器とを有する射出成形機において、
    前記射出成形機に供給される主電源の電圧が略第１の許容電圧である場合には、前記第１のサーボアンプには前記主電源を直接接続すると共に、前記第２のサーボアンプには前記変圧器によって前記主電源の電圧を前記所定の電圧比で変圧して供給し、
    前記射出成形機に供給される主電源の電圧が略第２の許容電圧である場合には、前記第２のサーボアンプには前記主電源を直接接続すると共に、前記第１のサーボアンプには、前記変圧器の前記１次側端子と前記２次側端子を入れ替えて接続することによって前記主電源の電圧を前記所定の電圧比の逆比で変圧して供給することを特徴とする射出成形機の電源供給方法。
  2. 前記第１のサーボアンプに供給される電圧と、前記第２のサーボアンプに供給される電圧を検出し、検出された前記第１のサーボアンプに供給される電圧が前記第１の許容電圧を外れた場合、または検出された前記第２のサーボアンプに供給される電圧が前記第２の許容電圧を外れた場合の少なくともいずれかの場合に警告を発生することを特徴とする請求項１記載の射出成形機の電源供給方法。
  3. 前記第１のサーボアンプに供給される電圧と、前記第２のサーボアンプに供給される電圧を検出し、検出された前記第１のサーボアンプに供給される電圧と検出された前記第２のサーボアンプに供給される電圧との比が、所定の電圧比を外れた場合には警告を発生することを特徴とする請求項１記載の射出成形機の電源供給方法。
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