JP5836347B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータによって駆動される機械的駆動機構とポンプから送られる圧力媒体によって駆動される圧力機構の双方により作動される射出成形機に関するものである。

従来、電動モータによって駆動される機械的駆動機構とポンプから送られる圧力媒体によって駆動される圧力機構の双方により作動される射出成形機としては特許文献１のものなどが知られている。特許文献１では、可動盤の型開閉移動はサーボモータやボールネジ等からなる機械的駆動機構が用いられ、型締には型締シリンダからなる圧力機構が用いられている。そのため大きい力が必要となる型締には油圧を行い、成形サイクルの短縮や高精度が追及が必要となる型開閉はサーボモータを用いるというように両者の特徴を生かした射出成形機となっている。また更に、電動モータによって駆動される機械的駆動機構とポンプから送られる圧力媒体によって駆動される圧力機構の双方により作動される射出成形機において、省エネルギー化を達成するためのものとして、特許文献２のように、油圧シリンダに作動油を供給するポンプをサーボモータまたはインバータモータにより駆動させるものも存在する。特許文献２では、作動油の供給が不要となる工程では、ポンプの回転を停止させることも可能であるので省エネルギー化に貢献する。

また前記以外に、圧力機構を用いずに電動モータによって駆動される機械的駆動機構のみによって作動される電動式の射出成形機は多数存在する。これら電動式の射出成形機において前記機械的駆動機構の減速時に電動モータから発生する電力を回生する電力回生手段を有するものも特許文献３および特許文献４に示されるように公知である。特許文献３では、電源側へ電力回生を行っている。また特許文献４では、回生エネルギーを蓄電装置に蓄電している。

特開２０１２−１３５９６０号公報（００１４、図１） 特開２０１２−９６４７３号公報（請求項１、図１） 特開平１１−２８９７９３号公報（請求項１、図２） 特公昭６４−４８９６号公報（請求項１、第１図）

しかしながらこれらの特許文献３、特許文献４は、電動モータによって駆動される機械的駆動機構のみで作動されるものであり、圧力媒体によって駆動される圧力機構を必要とする大型の射出成形機や特殊な射出成形機においては、まだまだ十分に省エネルギー化を追求した射出成形機は作られていなかった。

そこで本発明では、電動モータによって駆動される機械的駆動機構のみで作動されるものであり、電動モータによって駆動される機械的駆動機構とポンプから送られる圧力媒体によって駆動される圧力機構の双方により作動される射出成形機において、更なる省エネルギー化を追及することのできる射出成形機および射出成形機の制御方法を提供することを目的とする。とりわけ好適な態様として、電動モータによって駆動される機械的駆動機構とポンプから送られる圧力媒体によって駆動される圧力機構の双方により作動される射出成形機の製造コストにも配慮しつつ、省エネルギー化を追及することのできる射出成形機を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の射出成形機は、電動モータによって駆動される機械的駆動機構とポンプから送られる圧力媒体によって駆動される圧力機構の双方により作動される射出成形機において、前記機械的駆動機構の減速時に電動モータから発生する電力を回生する電力回生手段と、ポンプの回転数を制御する回転数制御手段とが備えられ、射出装置のスクリュ前後進装置と計量装置は電動モータによって駆動される機械的駆動機構により作動され、型締装置の少なくとも型締シリンダはサーボモータにより回転数が制御されるポンプから送られる作動油により作動されることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の射出成形機は、請求項１において、前記電力回生手段は１個の共通コンバータに対して複数のインバータと複数の機械的駆動機構のサーボモータを接続され、前記共通コンバータと前記インバータの間には平滑コンデンサ以外の蓄電装置が備えられることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の射出成形機は、請求項１または請求項２において、
型締装置の型開閉装置は２基の型開閉用の機械的駆動機構のサーボモータにより作動され、前記２基の型開閉用の機械的駆動機構のサーボモータはそれぞれ別の共通コンバータを備えた電力回生手段に接続されることを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の射出成形機は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、サーボモータにより回転数が制御されるポンプは多数が設けられ、それぞれ電源回生型または蓄電装置を設けた電力回生手段に接続されることを特徴とする。

本発明の射出成形機は、電動モータによって駆動される機械的駆動機構とポンプから送られる圧力媒体によって駆動される圧力機構の双方により作動される射出成形機において、機械的駆動機構の減速時に電動モータから発生する電力を回生する電力回生手段と、ポンプの回転数を制御する回転数制御手段とが備えられ、射出装置のスクリュ前後進装置と計量装置は電動モータによって駆動される機械的駆動機構により作動され、型締装置の少なくとも型締シリンダはサーボモータにより回転数が制御されるポンプから送られる作動油により作動されるので、更なる省エネルギー化を追及することができる。

本実施形態の射出成形機の概略図である。 本実施形態の射出成形機のモータ駆動制御装置のブロック図である。 本実施形態の射出成形機の成形時の工程図である。 別の実施形態の射出成形機のモータ駆動制御装置のブロック図である。 更に別の実施形態の射出成形機のモータ駆動制御装置のブロック図である。

図１により本実施形態の射出成形機１１について説明する。ハイブリッド式の射出成形機１１は、型締装置１２と射出装置１３とを備えている。まず型締装置１２について説明すると、型締装置１２は、ベース１４上に、固定金型１５が取付けられる固定盤１６と可動金型１７が取付けられる可動盤１８が設けられている。本実施形態では金型１５，１７の型締は、圧力媒体（作動油）を用いた圧力機構（液圧機構）である油圧シリンダ（型締シリンダ）により行われる。固定盤１６の４隅近傍には型締シリンダ１９がそれぞれ設けられ、型締シリンダ１９のロッドがタイバ２０となっていてそれぞれ可動盤１８の四隅近傍に挿通されている。またタイバ２０には周方向に図示しない溝が形成されている。また可動盤１８背面のタイバ２０が挿通される部分の周囲には前記溝に係合されるハーフナット２１がそれぞれ設けられている。ハーフナット２１の駆動手段は、圧力機構（油圧機構）でもよく、電動モータによって直接に機械的に駆動されるものでもよい。なお型締シリンダ１９は、可動盤１８の４隅近傍に設けられたものでもよく、別途設けた型締盤と可動盤の間に設けたものなどでもよい。

また型締装置１２は、可動盤１８を固定盤１６に対して移動させる型開閉装置２２が固定盤１６と可動盤１８とに亘って設けられている。型開閉装置２２は、電動モータによって駆動される機械的駆動機構により構成されている。型開閉装置２２は、型開閉用のサーボモータ２３が固定盤１６に固定され、サーボモータ２３の駆動軸に対して図示しないカップリング等を介してボールネジ２４が接続されている。ボールネジ２４は、固定盤１６のブラケット等に取付けられたベアリングにより回転自在に取付けられている。なおサーボモータ２３の駆動軸とボールネジ２４の間は、ベルトやプーリを介して動力伝達されるように接続してもよい。また可動盤１８の側面にはボールネジナット２５が固定され、ボールネジナット２５は前記ボールネジ２４に挿通されている（ボールネジ２４、ボールネジナット２５を合せてボールネジ機構と称する）。そしてサーボモータ２３の駆動によってボールネジ２４が回転されることにより、ボールネジナット２５を含む可動盤１８は型開閉方向（図１において左右方向）に移動可能となっている。本実施形態では、固定盤１６および可動盤１８の両側に型開閉装置２２は設けられるが、その数は２基に限定されず、１基ないし４基でもよい。なお可動盤１８を型開閉移動させる機械的駆動機構（ボールネジ機構）は、ベース１４と可動盤１８とにわたって設けられたものでもよい。また型開閉装置２２は、成形サイクルの短縮化と圧縮成形等の可動金型位置の精度アップと後述する電力回生のために、サーボモータ２３によって駆動される機械的駆動機構を用いることが好ましいが、設備コストを下げる目的のため油圧シリンダを用いる場合もある。

また可動盤１８の背面には、可動金型１７に張付いた状態で離型された成形品Ｐを突出すためのエジェクタ装置２６が設けられている。本実施形態では、エジェクタ装置２６は、エジェクタ用のサーボモータ２７によって駆動される機械的駆動機構により作動される。エジェクタ装置２６は、より具体的にはボールネジ２８とボールネジナット２９からなるボールネジ機構によりエジェクタロッド３０が前後進される。エジェクタロッド３０の作動は可動金型１７内のエジェクタプレートやエジェクタピン３１（突出ピン）などに伝達される。なおエジェクタ装置２６は他の構造でもよく、駆動源についても油圧シリンダを用いたものでもよい。

次に射出成形機１１の射出装置１３について説明する。射出装置１３は、公知の電動射出装置が用いられ、スクリュ前後進装置３２と計量装置３３は、電動モータによって駆動される機械的駆動機構となっている。射出装置１３は、ヒータが設けられる加熱筒３４の先端側にノズル３５が設けられ、加熱筒３４の後部近傍にはハウジングプレート３６が設けられている。また加熱筒３４の内孔にはスクリュ３７が回転可能かつ前後進可能に配置されている。そしてハウジングプレート３６上部の材料供給孔から加熱筒の内孔に向けて供給装置から材料が供給可能となっている。またハウジングプレート３６の前面の両側にはスクリュ前後進装置３２の射出用のサーボモータ３８がそれぞれ設けられ、サーボモータ３８の駆動軸にはボールネジ３９が連結されている。またハウジングプレート３６の後方には、プッシャプレート４０が前後進移動可能に設けられている。そして前記プッシャプレート４０には、ボールネジナット４１が固定されており、ボールネジナット４１には前記ボールネジ３９が挿通されている。プッシャプレート４０の中央にはスクリュ３７の後端に接続されるスリーブなどが回転自在に取付けられている。

またプッシャプレート４０の後面中央には計量装置３３の計量用のサーボモータ４２が固定され、サーボモータ４２の駆動軸は、前記スクリュ３７の後端に接続されるスリーブなどにカップリング等により接続・固定されている。そしてサーボモータ４２の駆動によりこれらのカップリング等の機械的駆動機構を介してスクリュ３７が回転される。また射出用のサーボモータ３８の駆動により、ボールネジ３９とボールネジナット４１からなるボールネジ機構（機械的駆動機構）が駆動され、プッシャプレート４０を前進させると同時にスクリュ３７を前進させ、射出制御や背圧制御が行われる。なお前記において、射出用のサーボモータ３８、計量用のサーボモータ４２は共に、ベルト等を介してボールネジ３９やスクリュ３７などの回転軸に接続されるようにしてもよい。

またハウジングプレート３６の前面には、ベッド１４上の射出装置１３全体を型締装置１２側に移動させてノズル３５を固定金型１５のノズルタッチ面に押し付けるための射出装置前後進装置４３（シフト装置）が設けられている。本実施形態では、射出装置前後進装置４３は、圧力機構である油圧シリンダ（シフトシリンダ４４）からなり、シフトシリンダ４４のシリンダ部はハウジングプレート３６に取付けられ、ロッドは固定盤１６に取付けられている。なおシフトシリンダ４４は、圧力媒体に作動油でなくエアを使用し、空気圧により作動される圧力機構であってもよい。また射出装置前後進装置４３を電動モータによって駆動される機械的駆動機構とすることも可能である。なおスクリュ前後進装置３２は、図示のタイプに限定されず、ハウジングプレートと後部プレートの間にプッシャプレートが設けられたものでもよく、射出装置または計量装置のいずれか一方が圧力機構である油圧シリンダやエアシリンダ、油圧モータ等を用いたものでもよい。更に射出装置は、スクリュを内蔵した可塑化装置と射出を行うプランジャ装置を組み合わせたものでもよい。

次に圧力機構である油圧機構について説明する。本実施形態の油圧機構のポンプは、ポンプの回転数を制御する回転数制御手段であるサーボモータ４５，４６により駆動されるポンプ４７，４８が用いられている。本実施形態ではサーボモータ４５，４６により回転数が制御されるポンプ４７，４８の種類は、ギアポンプが用いられるが、アキシャルピストンポンプやベーンポンプなど他の種類のポンプでもよい。アキシャルピストンポンプの場合は、斜板の角度を制御することにより１回転あたりの吐出量も制御可能である。ここではポンプ２個のポンプ４７，４８が用いられる。型締シリンダ１９の作動時に圧力媒体である作動油を主として供給するポンプ４７と、シフトシリンダ４４の作動時に作動油を供給するとともに油圧機構のパイロット圧により作動される各バルブへのパイロット管４９ａへ作動油を供給するポンプ４８が配設されている。また前記ポンプ４８から型締シリンダ１９側へも管路４９ｂが接続され、管路４９ｂに設けられたバルブを切り換えることにより、型締シリンダ１９の作動時に追加的に作動油を供給可能となっている。なおポンプの数は、金型の油圧駆動部分などを作動させるためや、型締シリンダ１９の速度を増速にするためなどに、更に多数のポンプを設けてもよい。またポンプ４７，４８を作動させるための電動モータ４５，４６は、サーボモータが好ましいがインバータにより回転数が制御されるモータであってもよい。

射出成形機１１には、成形条件や設定値を保存し、各センサの値に基づいて射出成形機１１の作動を行うとともにデータを設定画面に表示するための図示しない制御装置が設けられている。制御装置は、後述するサーボアンプ５１にも接続され、サーボモータ２３等の制御も行う。

次に本実施形態の射出成形機の機械的駆動機構の減速時に電動モータから発生する電力を回生する電力回生手段５０について、一方の型閉用サーボモータ２３とモータ駆動制御装置であるサーボアンプ５１の例を中心に説明する。図１および図２に説明されるように、電源回生手段５０を構成するサーボアンプ５１は、射出成形機１１の制御装置と電源５２に接続され、電源５２からの電力を変換してサーボモータ２３を駆動する。サーボアンプ５１には、コンバータ５３とインバータ５４が設けられ、両者の間のＤＣリンク部５５には電解コンデンサ等の平滑コンデンサ５５ａが設けられている。そしてコンバータ５３は電源５２に接続され、インバータ５４はサーボモータ２３に接続されている。電源５２から送られる交流電流は、コンバータ５３により直流電流に変換され、ＤＣリンク部５５の平滑コンデンサ５５ａにより平滑化された後、インバータ５４により再びモータの速度に対応した周波数の三相交流電流に変換されてサーボモータ５３に送られる。

本実施形態ではコンバータ５３は、電源回生型のコンバータ５３が用いられる。電源回生型のコンバータ５３としては、１２０°通電方式と正弦波コンバータ方式があるが、そのいずれを用いてもよい。これらの方式は、後述する蓄電装置７４，８２，９４を用いた電力回生方式よりも電力回生の効率の点において若干劣る場合もあるが、コストを低減することができる。また特に型開閉装置２２の駆動によって可動盤１８が移動され、その減速時など一時的に大量の電力が回生される場合には、後述する蓄電装置７４，８２，９４を用いたものでは蓄電装置を大型化させないとその蓄電容量をオーバーしたり、蓄電が追いつかない場合があり得るが、電源回生方式においては、それらの問題を生じない。従って本実施形態では２基のサーボモータ２３と電源５２の間でそれぞれ型開閉の減速時の電力回生が行われる。なおそれ以外の２基の射出用のサーボモータ３８、計量用のサーボモータ４２、エジェクタ用のサーボモータ２７、ポンプ用のサーボモータ４５，４６についても同様にサーボアンプ５１のコンバータ５３は電源回生型のコンバータが用いられ、減速時に発生する電力が電源５２側に回生可能となっている。

なおサーボアンプ５１のコンバータ５３については、共通コンバータを用い、１個の共通コンバータに対して複数のインバータおよび複数のサーボモータを接続されるようにしてもよい。その場合、複数のサーボモータの回生電力が1個の共通コンバータを介して電源側へ回生される。またサーボモータ２７，４５，４６により回生される電力が非常に小さい場合は、電源回生型のコンバータを使用せずに、従来のように抵抗器により回生電力を抵抗発熱させ熱に換えて放出するようにしてもよい。

次に図３に示される本実施形態の射出成形機１１の成形時の工程図により電力回生について説明する。図３の工程図は、各モータごとに上向きの波形は電力消費の量、下向きの波形は電力回生の量について模式的に表したものであって、テストによる実測値を表したものではない。まず型開閉装置２２の型開閉用のサーボモータ２３が力行されてボールネジ機構が駆動され、可動盤１８および可動金型１７が移動されて型閉工程が開始される。所定位置まで可動盤１８等が高速移動された後は急速に減速され型合せ位置で停止されるが、前記減速時に電力回生が行われる。全体の工程の中でもこの際の２基の型開閉用のサーボモータ２３から発生する回生電力が最も大きく、回生電力は電源回生型のコンバータ５３を介してそれぞれ電源５２側に回生される。そして可動盤１８等の型閉が完了するとハーフナット２１が係止される。ハーフナット２１が係止されると主に型締シリンダ１９に作動油を送油するポンプ４７のサーボモータ４５と、追加用のポンプ４８のサーボモータ４６が力行され、両方のポンプ４７，４８から圧力媒体である作動油が型締シリンダ１９の型締側油室に送られ型締工程がなされる。

型締が完了すると、ノズル３５の金型への当接が確認された状態でスクリュ前後進装置３２の射出用のサーボモータ３８が駆動され、射出工程が行われるが、射出終了直前のスクリュ３７の減速時にも２基の射出用のサーボモータ３８から電源回生型のコンバータ５３を介して電源５２側へ電力回生が行われる。また射出工程に続いて行われる保圧工程では再び射出用のサーボモータ３８の駆動（力行）が行われる。保圧工程の終了とともに金型内の成形品は冷却が継続されるとともに、射出装置１３では計量工程が開始される。計量工程においては計量用のサーボモータ４２が駆動（力行）されるとともに、並行して射出用のサーボモータ３８も背圧を発生させるために力行される。所定の位置までスクリュ３７が後退するとスクリュ３７の回転は停止され計量工程は終了されるが、その際に計量用のサーボモータ４２からも電力回生が行われる。ただし計量工程終了直前のスクリュ回転の減速時の慣性力は大きくないので計量用のサーボモータ４２から回生される電力は小さい。

次に型締シリンダ１９による型締力を除去する圧抜工程が行われた後に、型締シリンダ１９を駆動させて強力型開工程（型閉状態から成形品Ｐと固定金型１５の間を離型しつつ可動金型１７を所定距離型開する工程）が行われる。この強力型開工程の際もポンプ４７とポンプ４８のサーボモータ４５，４６がそれぞれ力行され、ポンプ４７とポンプ４８の作動油が合流されて型締シリンダ１９の型開側油室に供給される。またこの圧抜工程と強力型開工程の際の可動盤１８の移動に伴って２基の型開閉用のサーボモータ２３が従動回転される場合は、電力回生による発電を行うこともできる。なおサーボモータ２３により能動的に位置を制御しながら強力型開する場合は、電力回生はほとんど行われない。

次に型開工程が開始され、型開閉用サーボモータ２３の力行により可動盤１８等が高速で型開方向に移動される。そして可動盤１８等が所定位置まで移動されると減速が開始されるが減速時には型閉時と同様に２基の型開閉用のサーボモータ２３から電力回生が行われ、電源回生型のコンバータ５３を介して電源５２に電力が回生される。型開が完了すると、エジェクタ装置２６のサーボモータ２７により成形品Ｐの突出しが行われる。この際もエジェクタピン３１（突出ピン）が高速移動されてから停止されるまでの減速時に前記サーボモータ２７によって発生する電力が電源回生型のコンバータ５３を介して電源５２側へ回生が行われる。ただしエジェクタ装置２６のエジェクタピン３１の作動は、ストロークが短く慣性力も小さいので発電量としては小さい。

またポンプ４８によるシフトシリンダ４４の駆動については、成形サイクル毎にノズル３５を前後進させる場合、計量工程後に射出装置１３を後退させ、次回の射出工程までに射出装置１３を前進させるのでポンプ４８からシフトシリンダ４４への作動油の供給頻度は大きくなる。また常時固定金型１５へノズル３５がタッチしている場合は、シフトシリンダ４４のシリンダ内の油圧が低下した際のみにポンプ４８を作動させて作動油が供給される。またパイロット４９ａ管内の作動油の油圧が低下した際にもポンプ４８を作動させてパイロット管４９ａへの作動油の供給が行われる。

圧力機構（油圧機構）のポンプ４７，４８のサーボモータ４５，４６は、回転停止する直前の減速時にそれほど大きい電力回生は期待できないが、ポンプ４７またはポンプ４８を介してタンク５６へ作動油を戻すようにした場合や双方向ポンプを使用した場合は、サーボモータ４５，４６から電力回生が期待できる。しかし従来の常時回転するポンプを使用した場合との比較においては、ポンプ４７，４８にサーボモータ４５，４６を使用したことにより必要な期間だけサーボモータ４５，４６を駆動させて作動油を供給することができるので大幅な省エネルギー化が達成できる。このように機械的駆動機構の電動モータによる電力回生手段を採用することと、圧力機構（油圧機構）のポンプに回転数を制御する回転する回転数制御手段を採用することを組み合わせることによりハイブリッド式の射出成形機において大幅な省エネルギー化を達成することができる。とりわけ型開閉装置について電動モータにより直接駆動される機械的駆動機構（ボールネジ機構）を用い、この型開閉装置のサーボモータ２３から減速時に電力回生を行うことにより、ハイブリッド式の射出成形機１１の電力回生を最も有効に行うことができる。

次に別の実施形態の射出成形機６１について、図４のモータ駆動制御装置のブロック図を中心に説明する。図４の射出成形機６１の各部の構成については図１のものとほぼ同じであるので、射出成形機６１の各部の説明は図１のものを援用し省略する。しかし図４の射出成形機６１は、図１の射出成形機１１とは一部異なる電力回生手段６２が設けられている。型開閉装置の２基の型開閉用のサーボモータ６３は、サーボアンプ６４を介して電源６５や図示しない制御装置に接続されている（ここではサーボモータ６３は１基のみを図示する）。サーボアンプ６４は、電源回生型のコンバータ６６、インバータ６７、ＤＣリンク部６８、およびＤＣリンク部６８の平滑コンデンサ６８ａ等により構成され、サーボモータ６３により発電された回生電力がインバータ６７、ＤＣリンク部６８、およびコンバータ６６を介して電源６５側へ電力回生されるようになっている。

またその他の射出用の２基のサーボモータ６９（ここでは１基のみを図示する）、計量用のサーボモータ７０、エジェクタ用のサーボモータ７１、主として型締シリンダに作動油を供給するポンプのサーボモータ７２、他の油圧シリンダや管路に作動油を供給するとともに型締シリンダにも追加的に作動油を供給するポンプのサーボモータ７３へは、電源６５から別の共通のサーボアンプ７５を介して電力が供給される。サーボアンプ７５には共通コンバータ７６とそれぞれのサーボモータ６９，７０，７１，７２，７３に対応した各インバータ７７が設けられている。共通コンバータ７６と各インバータ７７の間のＤＣリンク部７８にはそれぞれ平滑コンデンサ７８ａが設けられている。そして共通コンバータ７６からＤＣリンク部７８を介して直流電流が平滑されて各インバータ７７に送られ、インバータ７７で再び交流変換されてそれぞれのサーボモータ６９，７０，７１，７２、７３に三相交流電流が送られる。

そして共通コンバータ７６と各インバータ７７の間には共通の蓄電装置７４が設けられている。前記サーボモータ６９，７０，７１，７２，７３により電力回生が行われた場合、平滑コンデンサ７８ａでは容量不足となるので、ＤＣリンク部７８のスイッチが切換られて回生された電力は蓄電装置７４に蓄電される。そして次回のいずれかのサーボモータ６９，７０，７１，７２，７３の力行時に使用される。蓄電装置７４の例としては、電気二重式キャパシタ、ニッケル電池、リチウムイオン電池などを用いることが想定される。また図４では蓄電装置７４は、電解コンデンサからなる平滑コンデンサ７８ａとは別に設けられるが、平滑コンデンサと共用されるものでもよい。またサーボモータ６９，７０，７１，７２，７３のいずれかが電力回生時に他のサーボモータ６９，７０，７１，７２，７３のいずれかが力行状態にある場合、その回生された電力は蓄電装置７４に蓄電されずにそのまま他のサーボモータ６９，７０，７１，７２，７３にて使用される。

図４の射出成形機６１では、回生電力が最大となる型開閉用の２基のサーボモータ６３の減速時の電力回生に対応して蓄電装置７４を準備しようとすると、蓄電装置７４が大型化するか、オーバーフローする可能性があるので、型開閉用のサーボモータ６３のサーボアンプ６４のコンバータ６６は、電源回生型とし、他のそれほど回生電力がそれほど大きくないサーボモータ６９，７０，７１，７２，７３のサーボアンプ７１は共通コンバータ７６により制御するとともに回生電力を蓄電装置７４に蓄電することにより、これらのサーボモータ６９，７０，７１，７２，７３を全て単独のコンバータを介して電源回生する場合よりも効率的に回生電力を蓄電し使用することができる。なお図４の射出成形機６１の例では、他のサーボモータ６９，７０，７１，７２，７３は一つの共通コンバータ７６から電力供給しているが、サーボモータの数は限定されない。即ち２個または３個のサーボモータに対して1個のサーボアンプおよび共通コンバータが対応したものや、１個のサーボモータに対して１個の蓄電装置を備えたサーボアンプが接続されるものでもよい。更にまた、少なくとも型開閉用のサーボモータ６３を含む複数のサーボモータの電力回生手段を電源回生型のコンバータとし、それ以外のサーボモータの電力回生手段は蓄電装置を備えたものとしてもよい。

次に更に別の実施形態の射出成形機８１について、図５のモータ駆動制御装置のブロック図を中心に説明する。図５のハイブリッド式の射出成形機８１の電力回生手段８２では、電源回生は行わず、全ての回生電力が蓄電装置８３，９６に蓄電されるようになっている。射出成形機８１では、型開閉装置の２基の型開閉用のサーボモータ８４と型締シリンダ用のメインのポンプのサーボモータ８５、その他のシリンダ用のポンプのサーボモータ８６へは電源８７から共通のサーボアンプ８８を介して送電されるようになっている（図では１基のサーボモータ８４のみ記載する）。サーボアンプ８８には、共通コンバータ８９とサーボモータ８４，８５，８６に対応した各インバータ９０とが設けられ、インバータ９０を介して交流電流がサーボモータ８４，８５，８６へ送られるようになっている。またインバータ９０との間のＤＣリンク部９１にはそれぞれ平滑コンデンサ９１ａが設けられている。また共通コンバータ８９と各インバータ９０の間のＤＣリンク部９１には、共通の蓄電装置８３が設けられている。平滑コンデンサ９１ａとは別に共通の蓄電装置８３を有するのは、平滑コンデンサ９１ａの容量が小さいからである。

そして可動盤の型開閉移動の減速時の２基の型開閉用のサーボモータ８４の回生電力は、制御によるスイッチングにより蓄電装置８３に送電されて蓄電され、蓄電された電力は型開閉用の２基のサーボモータ８４の次回の力行時や、ポンプ用のサーボモータ８５，８６の作動時に使用される。特に型閉移動の減速時の２基のサーボモータ８４の回生電力は、その後にすぐにサーボモータ８５、８６によりポンプを作動させて型締シリンダの昇圧が行われるので効率的に蓄電装置８３に蓄電した電力を消費することができる。また可動盤の型開閉移動の減速時の２基の型開閉用のサーボモータ８４による電力回生と、ポンプ用のサーボモータ８５、８６の作動をオーバーラップさせ、型締シリンダへの管路、型締シリンダの油室、パイロット管等の作動油の油圧を昇圧させておくことも可能である。なお前記において共通コンバータ８９を電源回生型のコンバータとし、電力回生時のＤＣリンク部９１の電圧が所定値を超えるか、一定以上の回生電力が所定時間以上回生されたら、スイッチにより蓄電装置８３への蓄電から共通コンバータ８９を介して電源回生に切り換えるようにしてもよい。また蓄電装置を有するが電源回生へ切換え可能なタイプの電力回生手段は、型開閉用のサーボモータ８４のサーボアンプが独立している場合に用いてもよい。

また２基の射出用のサーボモータ９７、計量用のサーボモータ９８、エジェクタ用のサーボモータ９９は、別のサーボアンプ９５により制御され、サーボアンプ９５は共通コンバータ９２とそれぞれのインバータ９３とそれぞれのＤＣリンク部９４および平滑コンデンサ９４ａと一つの蓄電装置９６を有している。そしてサーボモータ９７，９８，９９の回生電力は、蓄電装置９６に蓄電され、使用時に放電がされる。なお一つのサーボアンプから制御されるサーボモータの数は前記に限定されず、一つのアンプにより単独のサーボモータが制御されるものでもよい。なお一方の型開閉用のサーボモータ８４とポンプ用のサーボモータ８５のサーボアンプを共通化し、他方の型開閉用のサーボモータ８４とポンプ用のサーボモータ８６のサーボアンプを共通化して、それぞれに蓄電装置を設けてもよい。

図３ないし図５に示される射出成形機１１，６１，８１の電源回生手段５０．６２，８２においては、過大な回生電力の発生に備える目的や蓄電装置を小型化する目的等により、サーボアンプ５１，６４，７５，８８，９５に抵抗器を設けるものを除外するものではない。更には回生電力を利用して加熱筒のヒータへ通電して加熱筒を昇温させるものでもよい。

本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。射出成形機１１，６１，８１は、樹脂用、金属用（ダイカスト成形機を含む）、他の材料用など使用される材料は限定されず、型締装置も竪型、横型など限定されない。また成形方法も限定されず、一般的な射出成形以外に、射出圧縮成形、発泡成形、多色成形の少なくとも一つの成形方法により成形を行うものでもよい。また本発明に用いられる電動モータはサーボモータを用いることが望ましいが他の電動モータでもよい。更に本発明に用いる機械的駆動機構は、ボールネジ機構の他、クランク機構、リンク機構、ベルト機構、減速機構、およびジョイント機構などを用いたものでもよい。更にまた本発明に用いる圧力機構の圧力媒体は、作動油が第一に想定されるが、他の液体、または空気、ガス等の気体でもよい。また圧力機構の作動部は、シリンダの他、ダイアフラムやゴムからなる圧力封入体などを用いてもよい。

１１，６１，８１ 射出成形機
１２ 型締装置
１３ 射出装置
２２ 型開閉装置
２３，２７，３８，４２，４５，４６,６３，６９，７０，７１，７２，７３，８４，８５，８６，９７，９８，９９ サーボモータ
４７，４８ ポンプ
５０，６２，８２ 電力回生手段
５２，６５，８７ 電源
５３，６６ コンバータ（電源回生型のコンバータ）
５４，６７，７７，９０，９３ インバータ
５５，６８，７８，９１，９４ ＤＣリンク
６４，７５、８８，９５ サーボアンプ
６８，７４，８３，９６ 蓄電装置
７６，８９，９２ 共通コンバータ

Claims (4)

1. 電動モータによって駆動される機械的駆動機構とポンプから送られる圧力媒体によって駆動される圧力機構の双方により作動される射出成形機において、
   前記機械的駆動機構の減速時に電動モータから発生する電力を回生する電力回生手段と、
   ポンプの回転数を制御する回転数制御手段とが備えられ、
   射出装置のスクリュ前後進装置と計量装置は電動モータによって駆動される機械的駆動機構により作動され、
   型締装置の少なくとも型締シリンダはサーボモータにより回転数が制御されるポンプから送られる作動油により作動されることを特徴とする射出成形機。
2. 前記電力回生手段は１個の共通コンバータに対して複数のインバータと複数の機械的駆動機構のサーボモータに接続され、
   前記共通コンバータと前記インバータの間には平滑コンデンサ以外の蓄電装置が備えられることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
3. 型締装置の型開閉装置は２基の型開閉用の機械的駆動機構のサーボモータにより作動され、
   前記２基の型開閉用の機械的駆動機構のサーボモータはそれぞれ別の共通コンバータを備えた電力回生手段に接続されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の射出成形機。
4. サーボモータにより回転数が制御されるポンプは多数が設けられ、それぞれ電源回生型または蓄電装置を設けた電力回生手段に接続されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の射出成形機。