JP5921736B2

JP5921736B2 - 射出成形機および射出成形機の制御方法

Info

Publication number: JP5921736B2
Application number: JP2015035079A
Authority: JP
Inventors: 鎮緒神野
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2016-05-24
Anticipated expiration: 2033-01-16
Also published as: JP2015127145A

Description

本発明は、射出装置のスクリュの作動を電動モータにより行い型締装置の型締シリンダの作動を油圧により行う射出成形機および射出成形機の制御方法に関するものである。

射出成形機においては、精密な作動、省エネルギー化、成形機のコンパクト化、低コスト化のそれぞれの要素を兼ね備えたものが求められている。特に精密な作動が求められる射出装置についてはスクリュをサーボモータにより作動させることが望ましい。また横型の型締装置についてはトグル機構を用いたものよりも型締シリンダを用いたもののほうが成形機の全長をコンパクトにできる。更にまた大型の射出成形機の型締装置については、駆動に必要な電動モータが汎用品では間に合わずコストが非常に高価なものとなったり、対応可能な電動モータが無いなどの問題があり、油圧によって作動される型締シリンダを用いる場合が多い。

上記のような要求に応えるものとして、射出装置のスクリュの作動を電動モータにより行い型締装置の型締シリンダの作動を油圧により行う射出成形機が挙げられるが、このような射出成形機については特許文献１の図８に記載のものが知られている。特許文献１では精密な作動が必要な射出装置のスクリュをサーボモータにより作動させ、型締装置を油圧によって作動される型締シリンダを用いている。また型締装置における可動ダイプレート移動手段に電動モータを用い、型締機構には油圧による型締シリンダを用いたものとしては、特許文献２に記載のものが知られている。特許文献２は、ポンプの作動をインバータまたはサーボモータにより回転数を制御することにより、省エネルギー化を図っている。更には特許文献３においては、射出成形機全体を油圧により作動させるものにおいて、複数のサーボモータにより作動させるポンプを使用し、必要に応じて一方のポンプを停止させることなどが記載されている。

特開２０１２−２０４１５号公報（００４２、図８）特開２００３−１８１８９５号公報（請求項１、図１）特開２００７−６９５０１号公報（請求項１図１）

確かに特許文献１のように射出装置のスクリュの作動を電動モータで行うことは射出時の制御を高精度に行うことができ、同時に射出装置の省エネルギー化を実現できる。しかし従来では型締装置の作動は常時ポンプが回転される大型のポンプで行っていたので、射出成形機全体の省エネルギー化は十分に実現できなかった。また特許文献２は、可動ダイプレート移動手段に電動モータを使用しているので、前記移動手段の部分の省エネルギー化と高速で高精度な移動を実現することはできる。しかし射出装置はどのような駆動方式か明示がなく、型締装置の他の部分の作動を常時ポンプが回転される大型のポンプで行っているので、射出成形機全体では省エネルギー化は十分に実現できなかった。更に特許文献３は、サーボモータにより作動させるポンプを複数使用し、必要に応じて一方のポンプを停止させるので、油圧機構としては省エネルギー化を図ることができる。しかし射出成形機の全ての機構を油圧により制御するので、サーボモータ等の電動モータにより射出装置などを直接作動させるものと比較して、省エネルギー化が十分でなく、射出装置などが高精度に制御できないという問題があった。

そこで本発明は型締装置の型締機構には油圧を使用した射出成形機において、射出装置には電動モータを使用し高精度化かつ省エネルギー化を計りつつ、長時間にわたって圧締が必要な型締め装置についても省エネルギー化を図ることが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。

本発明の請求項１に記載の射出成形機は、射出装置のスクリュの作動を電動モータにより行い型締装置の型締シリンダの作動を油圧により行う射出成形機において、射出用のサーボモータと、計量用のサーボモータと、型締装置の型開閉機構の作動を行うサーボモータと、電動モータが常時回転される第１のポンプと、前記型開閉機構の作動時間の少なくとも過半の時間を含む型締シリンダ以外のいずれかのアクチュエータの作動時に電動モータが停止または最低回転数で回転される第２のポンプとが備えられ、第１のポンプの電動モータと第２のポンプの電動モータはそれぞれサーボモータであ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、射出装置のスクリュの作動を電動モータにより行い型締装置の型締シリンダの作動を油圧により行う射出成形機において、射出用のサーボモータと、計量用のサーボモータと、パイロット圧によって作動される弁により作動される型締シリンダと、電動モータが常時回転され少なくとも前記パイロット圧を確保する第１のポンプと、型締シリンダ以外のいずれかのアクチュエータの作動時に電動モータが停止または最低回転数で回転される第２のポンプとが備えられ、第１のポンプの電動モータと第２のポンプの電動モータはそれぞれサーボモータであ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の制御方法は、射出装置のスクリュの作動を電動モータにより行い型締装置の型締シリンダの作動を油圧により行う射出成形機の制御方法において、射出用のサーボモータと、計量用のサーボモータと、電動モータが常時回転される第１のポンプと、型締シリンダ以外のいずれかのアクチュエータの作動時に電動モータが停止または最低回転数で回転される第２のポンプとが備えられ、第１のポンプの電動モータと第２のポンプの電動モータはそれぞれサーボモータであって、型締シリンダのピストンの移動を伴う増圧工程と強力型開工程においては第２のポンプを作動させて型締シリンダへ作動油を供給するとともに該強力型開工程では速度制御を行うことを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の射出成形機の制御方法は、請求項３において、型締シリンダはパイロット圧によって作動される弁により作動され、パイロット圧は前記第１のポンプの作動により確保されることを特徴とする。

本発明の射出成形機は、射出装置のスクリュの作動を電動モータにより行い型締装置の型締シリンダの作動を油圧により行う射出成形機において、射出用のサーボモータと、計量用のサーボモータと、型締装置の型開閉機構の作動を行うサーボモータと、電動モータが常時回転される第１のポンプと、前記型開閉機構の作動時間の少なくとも過半の時間を含む型締シリンダ以外のいずれかのアクチュエータの作動時に電動モータが停止または最低回転数で回転される第２のポンプとが備えられ、第１のポンプの電動モータと第２のポンプの電動モータはそれぞれサーボモータであるので、射出装置の高精度化と省エネルギー化を図るともに型締装置の省エネルギー化を図ることができる。

本実施形態の射出成形機の油圧回路と制御装置の説明図である。本実施形態の射出成形機の各工程を示すタイムチャート図である。本実施形態の射出成形機のカットオフ制御時のポンプの作動を示す図である。本実施形態の射出成形機の型閉工程等のポンプの作動制御を示す図である。本実施形態の射出成形機の型締工程のポンプの作動制御を示す図である。本実施形態の射出成形機の強力型開工程のポンプの作動制御を示す図である。本実施形態の射出成形機の取出工程の第２のポンプの作動制御を示す図である。

本発明の実施形態の射出成形機１１について、図１を参照して説明する。射出成形機１１は、ベッド１２上に設けられた射出装置１３のスクリュ１４の作動を電動モータ１５，１６により行い、同じくベッド１２上に設けられた型締装置１７の型締シリンダ１８の作動を油圧により行う射出成形機１１である。まず射出装置１３について説明すると、加熱筒１９の内部の内孔には、スクリュ１４が回転可能かつ前後進可能に設けられている。そして加熱筒１９の前方にはノズル２０が設けられている。また加熱筒１９が固定されるフロントプレート２１には材料の供給孔２２が加熱筒１９の内孔に向けて設けられている。またフロントプレート２１の前部には、射出装置１３全体を前後進させ、ノズル２０を固定金型２３に当接されるノズルタッチ機構のノズルタッチ用の油圧シリンダ２４のシリンダ部が取付けられている。なおノズルタッチ機構のアクチュエータは電動モータとボールネジ等を用いた機構でもよい。

またフロントプレート２１の後方（図１においては右側）にはバックプレート２５が設けられ、フロントプレート２１とバックプレート２５の間にはプッシャプレート２６（中間プレート）がベッド１２に設けられた直動ガイド上を前後進可能に設けられている。そしてバックプレート２５にはスクリュ１４を前後進させる射出用のサーボモータ１５（電動モータ）が固定され、サーボモータ１５の駆動軸とボールネジとが連結されている。またプッシャプレート２６にはボールネジナットが固定されており、前記ボールネジナットにボールネジが挿通され、ボールネジが回転されることによりプッシャプレート２６が前後進移動されるようになっている。またプッシャプレート２６にはスクリュ１４を回転させる計量用のサーボモータ１６（電動モータ）が固定され、サーボモータ１６の駆動軸がベルトを介して、スクリュ１４の後方に接続されるとともにプッシャプレート２６に軸支される回転軸に固定されたプーリと連結されている。また射出装置１３は、フロントプレート２１に射出用のサーボモータ（電動モータ）が固定され、バックプレートに計量用のサーボモータ（電動モータ）が固定された２枚のプレートから構成されるものでもよい。前記したようなスクリュ１４を駆動するアクチュエータを電動モータとした射出装置１３は、射出時や計量時に高精度な制御が可能であり、かつ省エネルギー化の点でも優れている。

次に型締装置１７について説明すると、ベッド１２に対して固定的に設けられる固定盤２７の四隅近傍には型締シリンダ１８が設けられている。そして型締シリンダ１８のロッドがタイバ２８を構成しており、タイバ２８は可動盤２９の四隅近傍のブッシュ（ガイド孔）に挿通されている。また固定盤２７の中央には射出装置１３のノズル２０が挿通される円錐状の孔が形成されている。更に固定盤２７の前記孔の両側には前記ノズルタッチ用の油圧シリンダ２４のロッドが取付けられている。また固定盤２７において、反射出装置の盤面には固定金型２３が取付けられ、前記孔を介してノズル２０が固定金型２３に当接されるようになっている。また固定盤２７の両側面には型開閉機構のアクチュエータであるサーボモータ３１（電動モータ）がそれぞれ固定され、サーボモータ３１の駆動軸にはボールネジ３２が連結されている。また可動盤２９の両側面にはボールネジナット３３が固定され、前記ボールネジ３２はボールネジナット３３に挿通されている。このような機構により本実施形態では可動盤２９の移動（型開閉）は、電動モータによって行われる。なお型開閉機構のサーボモータ３１はベッド１２に固定されたものでもよく、型開閉機構は油圧シリンダにより作動されるものでもよい。

またタイバ２８の外周には複数の溝が形成された係止部３４が設けられ、可動盤２９の外側壁面のタイバ２８が挿通されるブッシュの部分の近傍には油圧シリンダ３５によってハーフナット３６が作動されるハーフナット機構が設けられている。ベッド１２上には型開閉方向に直動ガイド等のガイドレール（図示せず）が設けられ、可動盤２９は前記ガイドレールにガイドされている。そして可動盤２９は型開閉機構により前記ガイドレールとタイバ２８にガイドされて型開閉方向に向けて移動可能となっている。固定盤２７に対向する可動盤２９の盤面には可動金型３８が取付けられる。また可動盤２９の背面（可動金型３８の取付面の反対側）には油圧シリンダ３９を備えたエジェクタ機構４０が取付けられている。なおハーフナット機構やエジェクタ機構４０のアクチュエータは電動モータにより作動されるものでもよい。

次に図１を参照して射出成形機１１の制御装置４１と油圧回路について説明する。まず第１のポンプ４２について説明すると、タンク４３にはインバータ４４により時間当たりのポンプの回転数を制御して回転駆動可能な第１のポンプ４２が接続されている。そしてインバータ４４は接続される制御装置４１によって制御され、インバータ４４により周波数を制御することにより電動モータ４５（三相誘導モータ）の回転数が制御される。本実施形態では第１のポンプ４２は、可変容量型のアキシャル型ピストンが使用されている。そして第１のポンプ４２の吐出容量を変更する斜板の角度は、吐出容量変更シリンダ４６（コンペンセータ）により切換えられる。吐出容量変更シリンダ４６への作動油の供給は吐出容量切換弁４７を介して供給され、吐出容量変更シリンダ４６への作動油の供給量（供給圧）が少ないか無い場合は、バネにより吐出容量変更シリンダ４６のロッドは戻されて斜板の角度はゼロまたは極小状態となる。

また第１のポンプ４２のパイロット管４９から分岐して設定圧の異なる第１のリリーフ弁５０と第２のリリーフ弁５１が並列に設けられている。そして前記第１のリリーフ弁５０または第２のリリーフ弁５１のどちらが吐出容量変更シリンダ４６に連通されるかを切換える目的で電磁作動される切換弁５２が設けられている。第１のリリーフ弁５０および第２のリリーフ弁５１の設定圧は、設定入力することにより制御装置４１を介して変更可能である。また前記切換弁５２も制御装置４１からの信号により切換えられる。このように本実施形態の第１のポンプ４２は２つの設定圧に制御可能であり、吐出流量もインバータによりクローズドループ制御可能なポンプであるので省エネルギー化に貢献する。また第１のポンプ４２の回転数を低下させた際には騒音防止にも貢献する。なお第１のポンプ４２の設定圧は１段でも３段以上でもよい。

また第１のポンプ４２については、アキシャル型のピストンポンプに限定されず、ギアポンプやベーンポンプなどでもよい。また第１のポンプ４２の駆動源は、サーボモータを使用して回転数をクローズドループ制御するものでもよく、クローズドループ制御されない電動モータにより常時一定回転で回転されるものでもよい。

第１のポンプ４２からの管路４８には逆止弁５３が設けられ、その先（ポンプから遠い側）には、クローズドループ制御されるレデューシング弁５４（電磁圧力制御弁）が設けられている。したがって第１のポンプ４２において供給圧力が２圧のいずれかに制御されたものであっても、レデューシング弁５４により更に所望の圧力に圧力制御して型締シリンダ１８等に作動油を供給できる。レデューシング弁５４の先は、管路４８が分岐しており、本実施形態では、型締機構の型締シリンダ１８、ハーフナット機構の油圧シリンダ３５、ノズルタッチ機構のノズルタッチ用の油圧シリンダ２４に接続されている。ここではエジェクタ機構４０の油圧シリンダ３９は後述するサーボモータ５５によって制御される第２のポンプ５６により作動油が供給されるが、第１のポンプ４２から作動油を供給するようにしてもよい。

アクチュエータであるそれぞれの油圧シリンダ１８，２４，３５，３９の油圧回路について説明すると、型締シリンダ１８の型締用油室１８ａにはカートリッジ弁５７を介して作動油が供給されるように型締側油室１８ａ側の管路が接続され、カートリッジ弁５７の先の型締用油室１８ａ側の管路には油圧センサ５８が設けられている。また型締用油室１８ａ側の管路から分岐した管路には圧抜き用の開閉弁５９が設けられている。また前記カートリッジ弁５７についてはパイロット管６０を介してパイロット圧により制御されるので、パイロット管６０のパイロット圧を供給および遮断するために電磁作動される切換弁６１が設けられている。また型締シリンダ１８の型開用油室１８ｂも同様にカートリッジ弁６２を介して接続され、カートリッジ弁６２の先の型開用油室１８ｂ側の管路が型開用油室１８ｂに接続されている。また型開用油室１８ｂ側の管路から分岐した管路には圧抜き用の開閉弁６３が設けられている。また前記カートリッジ弁６２についてはパイロット管６４を介してパイロット圧により制御されるので、パイロット管６４にはパイロット圧を供給および遮断するために電磁作動される切換弁６５が設けられている。

ハーフナット機構の油圧シリンダ３５およびノズルタッチ機構のノズルタッチ用の油圧シリンダ２４については、減圧弁６６，６７を介してその先（シリンダ側）に電磁作動される四方切換弁７５，７６が設けられ、シリンダの作動油の供給する側の室が切換えられるようになっている。また図示はしないが固定金型２３または可動金型３８にもゲートバルブ、コア移動機構、金型取付機構などで油圧シリンダが使用されることもある。

次に第２のポンプ５６について説明すると、タンク４３にはサーボモータ５５によりポンプの回転数が制御される第２のポンプ５６が接続されている。第２のポンプ５６は１回転当たりの吐出量が固定のギアポンプである。そして第２のポンプ５６のサーボモータ５５はサーボアンプ６８により電流値が制御され電動モータの時間当たりの回転数がクローズドループ制御される。また第２のポンプ５６は停止および回転開始の応答性にも優れている。サーボアンプ６８は制御装置４１からの信号により制御される。本実施形態の第２のポンプ５６は２連ポンプであり、一方のポンプ５６ａがエジェクタ機構４０の油圧シリンダ３９に対して管路６９と管路６９に設けられた電磁作動される四方切換弁７０を介して接続されている。なおエジェクタ機構４０の油圧シリンダ３９は、オープン制御の四方切換弁７０に変えて、サーボ弁や、その他のクローズドループ制御される方向切換機能付の流量制御弁を使用することにより更に高精度に制御可能である。またもう一方のポンプ５６ｂは管路７１と前記管路７１に設けられた逆止弁７２を介して第１のポンプ４２から作動油が送られる管路４８と接続されている。そして両方のポンプ５６ａ，５６ｂから作動油が供給される管路６９，７１は、管路７３と電磁作動される開閉弁７４により接続および遮断可能に設けられている。またそれぞれの管路６９，７１は、サーボモータ５５が制御不能になった際の回路保護のためや一方の作動油をアンロードさせる際などのためにリリーフ弁７７，７８がそれぞれ設けられている。なお本実施形態ではエジェクタ機構４０の油圧シリンダ３９を第２のポンプ５６により作動させているが、他の油圧シリンダ３５等も第２のポンプ５６により作動させるものでもよい。

なおこの型締シリンダ１８以外のいずれかのアクチュエータの作動時に電動モータであるサーボモータ５５が停止または最低回転数で回転される第２のポンプ５６については、ギアポンプに限定されず、アキシャル型のピストンポンプやベーンポンプなどでもよい。また第２のポンプ５６の駆動源は、インバータを使用して回転数を制御する電動機でもよい。また本実施形態では、第２のポンプ５６は多連ポンプが使用されているが、単独のポンプでもよい。更に本実施形態では、作動油を供給するポンプは第１のポンプ４２と第２のポンプ５６の２個のポンプ４２，５６から構成されるが、更には第３のポンプ、第４のポンプ、第５のポンプ・・・など複数のポンプが設けられたものでもよい。なお前記において第３のポンプ、第４のポンプ、第５のポンプ等は、常時回転されるポンプであっても、回転が停止されるポンプであってもよい。そして従来はポンプを常時作動させたままタンクに大量の作動油がアンロードされていたが、本発明ではそのような大量の作動油のアンロードは行われないので、省エネルギー化に繋がる。

また前記した射出用のサーボモータ１５、計量用のサーボモータ１６、可動盤２９の型開閉機構のサーボモータ３１についても、図示しないサーボアンプを介して制御装置４１に接続され、制御装置４１によりクローズドループ制御がなされる。

次に図２ないし図７を参照して射出成形機１１の制御方法について説明する。本実施形態の形態では、一例として図３に示されるように、第１のポンプ４２の供給圧力を切換える第１のリリーフ弁５０の設定圧は一例として８Ｍａであり第２のリリーフ弁５１の設定圧は一例として１８ＭＰａとなっている。図２に示されるように型閉工程の可動盤２９の移動させるアクチュエータは、サーボモータ３１により行われる。この際、第１のポンプ４２は、切換弁５２により第１のリリーフ弁５０と吐出容量変更シリンダ４６（コンペンセータ）が接続されるようにされている。従って第１のポンプ４２から管路４８へ送られる作動油の設定圧力は、図４に示されるようにパイロット管６０，６４等のパイロット圧を維持するのに必要な８ＭＰａとなっている。そして第１のポンプ４２の回転数もインバータ４４を制御して低速で回転される。この際に管路４８および第１のポンプ４２のパイロット管４９の作動油の圧力が８ＭＰａに近づくと第１のリリーフ弁５０のオフセットが働き、第１のリリーフ弁５０から吐出容量切換弁４７を介して吐出容量変更シリンダ４６へ供給される作動油が増加され、第１のポンプ４２の斜板の傾転角は大傾転角から小傾転角に切換えられ、カットオフ制御がなされる。従って管路４８等の作動油の圧力が設定圧または設定圧近くになると第１のポンプ４２の１回転当たりの吐出量が自動的に減少され、第１のポンプ４２を駆動する電動モータ４５の負荷が減少し省エネルギー化に繋がる。またこの際に第２のポンプ５６のサーボモータ５５は、回転駆動を停止している。なおこの際にサーボモータ５５を第２のポンプ５６を僅かに回転させることができる最低回転数で回転させるようにしてもよい。

次に可動盤２９が型閉され、固定金型２３と可動金型３８の間にキャビティが形成されて型閉工程が完了すると、四方切換弁６６を作動させてハーフナット機構の油圧シリンダ３５を作動させ、ハーフナット３６をタイバ２８の係止部３４に係合させる。そして次に増圧工程に移行する。増圧工程では、まず型締シリンダ１８を作動させてピストンおよびタイバ２８を移動させハーフナット３６と係止部３４の間隙を解消する。そしてその後に型締側油室１８ａの作動油の圧力を昇圧して型締を行う。その際に型締シリンダ１８は受圧面積が大きいのでピストンおよびタイバ２８を移動させるためには大量の作動油を供給する必要がある。増圧工程における油圧回路の作動としては、まず切換弁６１を作動させてパイロット圧によりカートリッジ弁５７を操作し、管路４８側と型締側油室１８ａを連通させる。

第１のポンプ４２は、制御装置４１からの指令によりインバータ４４が周波数を制御して電動モータの回転数を増速させ、ポンプを高速回転させる。また切換弁５２を切換えて第２のリリーフ弁５１と吐出容量変更シリンダ４６（コンペンセータ）が接続されるようにする。このことにより第１のポンプ４２から供給される作動油の設定圧は１８ＭＰａに変更される。なお前記の回転数および設定圧の変更は、ハーフナット３６の係合の方法にもよるが、型閉の完了する直前または直後であってもよい。また第２のポンプ５６については、本実施形態では型閉の完了する直前から回転を開始させ、型閉の完了と同時に回転数を最大にして吐出を行う。この際、開閉弁７４は開放されるともにエジェクタ機構４０の油圧シリンダ３９への四方切換弁７０は閉鎖されており、２連ポンプ５６ａ，５６ｂの双方から型締シリンダ１８へ作動油が供給される。なおこの供給開始も、型閉の完了と同時、または僅かに遅れて第２のポンプ５６の回転を開始するものでもよい。

従って本発明では、最も作動油が必要な型締シリンダ１８の作動（ここでは増圧作動）を行う際に、図５に示されるように第２のポンプ５６を作動させて第１のポンプ４２からの作動油と加算、合流させて型締シリンダ１８を作動させる。このため型締シリンダ１８が受圧面積の大きいものであっても比較的高速に作動させ比較的高速に昇圧することができる。

そして増圧工程において油圧センサ５８により検出される作動油の圧力が設定圧（例えば１８ＭＰａ）に到達すると第２のポンプ５６は回転を停止する。（または最低回転数まで回転を低下させる。）しかし逆止弁７２が設けられているので、第２のポンプ５６を停止しても第１のポンプ４２から供給される作動油は、第２のポンプ５６の側へは逆流しない。この際にほぼ同時か僅かに前後して管路４８の圧力は１８ＭＰａに到達するので、その少し前から第２のリリーフ弁５１のオフセットが働き、第２のリリーフ弁５１からは作動油がリークして吐出容量切換弁４７を介して吐出容量変更シリンダ４６へ供給される作動油が増加される。そして図３に示されるように第１のポンプ４２の斜板の傾転角は大傾転角から小傾転角に切換えられるカットオフ制御がなされる。なお第２のポンプ５６の停止は、第１のポンプ４２の傾転角の角度、予め設定されたタイミング（シーケンス的に制御）、センサにより検出された型締力、型締シリンダ１８の位置などにより停止されるものでもよい。なお上記では型締シリンダ１８の設定圧力が第１のポンプ４２の供給側の設定圧力と同じ１８ＭＰａの例で記載した。しかしレデューシング弁５４により型締シリンダ１８の設定圧力は任意に制御可能であり、例えば型締シリンダ１８を１６ＭＰａで制御する場合は、型締シリンダ１８の設定圧力を第１のポンプ４２の供給側の設定圧力と異なるように制御される。そして油圧センサ５８が、型締シリンダ１８側の設定圧力１６ＭＰａ（レデューシング弁５４の設定圧力）を検出した際に第２のポンプ５６の作動を停止させる。

そして次の保持工程では、型締シリンダ１８の型締側油室１８ａや管路４８等は既に設定圧まで昇圧されているから、第１のポンプ４２の斜板の角度は自動的に小傾転角を維持した状態が継続される。また第１のポンプ４２の回転数は、インバータ４４により回転数が制御されるが高速回転のまま維持される。なお保持工程において第１のポンプ４２の回転数を低下させるものでもよい。保持工程では型締シリンダ１８の型締側油室１８ａの作動油の圧力が低下しないように型締シリンダ１８および油圧回路からリークした分等を補充するのみなので、実際には第１のポンプ４２から前記型締側油室１８ａに供給される作動油はごく僅かである。そして所定の遅延時間が経過すると射出装置１３の射出用のサーボモータ１５を駆動させてスクリュ１４を前進させ、事前に計量された溶融樹脂をキャビティ内へ射出充填する。この際までにノズルタッチ用の油圧シリンダ２４に作動油を供給して射出装置１３を前進させてノズル２０を固定金型２３に当接させておく。または成形方法によってはノズル２０を固定金型２３に当接したまま保持しておくが、その場合はノズルタッチ用の油圧シリンダ２４には、圧力を封じ込めしておく。本実施形態では射出装置１３の射出機構のアクチュエータは、サーボモータ１５（電動モータ）によって駆動されるので、高精度な制御が可能である。

射出充填および保圧後の保持工程では、キャビティ内の溶融樹脂は冷却固化が進行する。そして溶融樹脂の冷却固化と並行して、射出装置１３ではノズルタッチした状態のままか或いはノズル２０を後退させてノズル２０を閉鎖した状態で、計量用のサーボモータ１６を駆動させてスクリュ１４を回転させ、次に射出を行うための溶融樹脂の計量が行われる。

次に圧抜工程では、切換弁６１を切換えてカートリッジ弁５７も閉鎖し、第１のポンプ４２側から作動油が型締側油室１８ａへ供給されないようする。そして開閉弁５９を開放して型締側油室１８ａの作動油をタンク４３へ戻し、型締側油室１８ａの圧力を０にする。またそれと同時か僅かに前後して、切換弁５２を切換えることにより第１のポンプ４２の設定圧を低圧にする。この際並行して第１のポンプ４２の回転数はインバータ４４を制御することにより低速回転に変更する。なお圧抜工程の第１のポンプ４２の回転数は高速回転のままでもよい。射出装置１３により計量を並行して行っている保持工程の間、および圧抜工程の間、第２のポンプ５６は停止したままである。

次に型締シリンダ１８を用いて固定金型２３から可動金型３８を開く強力型開工程を開始する。強力型開工程では、切換弁６５を切換えてカートリッジ弁６２を作動させ、ポンプ側の管路４８と型開側油室１８ｂに接続される管路を接続する。同時か僅かに前後して第１のポンプ４２の設定圧を高圧にするとともにインバータ４４を制御することによりポンプの回転数を高速回転とする。また停止していたサーボモータ５５を回転駆動させることにより第２のポンプ５６から作動油を供給する。この際圧抜工程の後半から低速でサーボモータ５５を回転駆動させるものでもよい。

強力型開工程では所定のストローク（例えば数十ｍｍ程度）型締シリンダ１８のピストンおよびロッド（タイバ２８）を型開方向に移動させるが、この際には速度制御を行う。速度制御については図６に示されるように、第１のポンプ４２は能力一杯に作動油を供給させ、第２のポンプ５６のサーボモータ５５の回転数をクローズドループ制御することにより、型締シリンダ１８による可動盤２９および可動金型３８の移動速度の制御が行われる。強力型開工程では上記のように速度制御がなされるが、圧力との関係では第１のポンプ４２は、設定圧の直前となるとカットオフ制御がなされる。また第２のポンプ５６は、回転数をコントロールして速度制御が行われるが圧力が設定値となった場合は、リリーフ弁７７，７８から作動油をリークさせる（安全弁）。なお強力型開工程における第１のポンプ４２の設定圧力はレデューシング弁５４により制御されるが、第１のポンプ４２側の設定圧と同じでもよい。

次の型開工程は、型締シリンダ１８の作動を停止させ、ハーフナット３６とタイバ２８の係止部３４の係合を解除した後、型開閉機構のサーボモータ３１を駆動させ可動盤２９および可動金型３８を型開完了位置まで移動させる。この際は第１のポンプ４２は低速、低回転数とし、第２のポンプ５６は停止させる。

可動盤２９および可動金型３８が型開完了位置で停止して型開工程が終了すると、次にエジェクタ機構４０により成形品を突出し図示しない取出装置で移載する取出工程となる。取出工程ではエジェクタ機構４０を作動させるために第２のポンプ５６のサーボモータ５５を回転駆動させる。この際にリリーフ弁７８は開放されてポンプ５６ｂの作動油はタンクへアンロードされ、ポンプ５６ａの作動油のみが四方切換弁７０を介してエジェクタ機構４０の油圧シリンダ３９へ供給される。この際に開閉弁７４は閉鎖されており、逆止弁７２が設けられていることから第１のポンプ側４２からの作動油の流入はない。従って図７に示されるように、エジェクタタ機構４０は、第２のポンプ５６のサーボモータ５５の回転数を制御することによって速度制御される。なおこの際、四方切換弁７０に代えて、サーボ弁やその他のクローズドループ制御される方向切換機能付の流量制御弁を使用することにより、更に高精度にエジェクタ機構４０が制御可能となる。なおエジェクタ機構４０が電動モータにより作動される場合は、当然ながら第２のポンプ５６は作動されない。またエジェクタ機構４０は、第１のポンプ４２から供給される作動油により作動されるものでもよい。

上記したように本発明では、第１のポンプ４２は、各油圧シリンダ１７，２４，３５の作動とパイロット管６０，６４等のパイロット圧の保持のために電動モータ４５が常時回転されている。また第２のポンプ５６は、型締シリンダ１８以外のいずれかのアクチュエータ（例えば射出用のサーボモータ１５、計量用のサーボモータ１６、型開閉用のサーボモータ３１の作動時やハーフナット用の油圧シリンダ３５等の作動時）に電動モータ（サーボモータ５５）が停止または最低回転数で回転され、第１のポンプ４２からのみでは作動油の供給が不足する場合に少なくとも最低回転数より高回転で回転駆動され、作動油を供給する。

従って例えば型締装置１７の型締機構の型締シリンダ１８に加えて型開閉機構を油圧シリンダにより作動させる場合は、型開閉用の油圧シリンダは多量の作動油を供給する必要があるので、型閉工程および型開工程も第２のポンプ５６を回転駆動して作動油を供給する。本発明では、射出装置１３を電動モータで作動させる場合において、型締装置１７側の作動油の供給量が大きい油圧シリンダをサーボモータ５５を用いた第２のモータ５６を併用して作動油の供給を行い、その他の作動油の供給量が小さい油圧シリンダ（本実施形態ではエジェクタ機構４０の油圧シリンダ３９を除く）やパイロット管への作動油の供給は、インバータ制御による電動モータ４５を用いた第１のポンプ４２により作動油の供給を行うことにより省エネルギー化を実現することができる。

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。本発明の対象とする射出成形機は大きさや構造は限定はされないが、一例として型締力が８００ｔ以上というような大型の射出成形機であって、トグル機構を用いずに型締シリンダにより型締を行うものに好適に用いられる。また射出成形機は、可動盤が垂直方向に昇降移動する竪型射出成形機であってもよい。また射出成形機は、可動盤にロータリテーブルが取付けられたものでもよい。更には射出装置の数は１基に限定されず、複数の射出装置を用いて多色成形品を成形するものでもよい。更には射出成形機は、多色成形品を成形するものにおいては、固定盤、可動盤の他に、固定盤と可動盤の間に、回転する中間盤が設けられ固定盤に取付けられた固定金型と中間盤に取付けられた中間金型、中間盤に取付けられた中間金型と可動盤に取付けられた可動金型の間でそれぞれ別の樹脂により成形を行い、次に中間盤と中間金型を回転させて同様に成形を行うことにより、多色成形品の成形を行うものでもよい。

また射出成形機は、上記において、射出圧縮成形や発泡成形を行うものでもよい。射出圧縮成形を行う場合などでは、油圧回路にアキュームレータを設け、型締時の高速での昇圧を図るものでもよい。また前記射出圧縮成形や発泡成形などでは圧力センサの値を検出してサーボモータの回転数をコントロールする圧力制御やレデューシング弁を制御する圧力制御などを行ってもよい。また４個の型締シリンダを用いたものでは圧縮成形時にそれぞれの型締シリンダをサーボ弁等のクローズドループ制御可能な弁により個別に制御することにより平行制御を行うようにしてもよい。また射出成形機は、樹脂成形品の他、金属成形品、無機成形品、樹脂以外の有機成形品等、各種成形品に用いられるものでもよい。

１１射出成形機
１３射出装置
１４スクリュ
１５，１６，３１，５５サーボモータ
１７型締装置
１８型締シリンダ
４２第１のポンプ
４４インバータ
４５電動モータ
５４レデューシング弁
５６第２のポンプ

Claims

射出装置のスクリュの作動を電動モータにより行い型締装置の型締シリンダの作動を油圧により行う射出成形機において、
射出用のサーボモータと、
計量用のサーボモータと、
型締装置の型開閉機構の作動を行うサーボモータと、
電動モータが常時回転される第１のポンプと、
前記型開閉機構の作動時間の少なくとも過半の時間を含む型締シリンダ以外のいずれかのアクチュエータの作動時に電動モータが停止または最低回転数で回転される第２のポンプとが備えられ、
第１のポンプの電動モータと第２のポンプの電動モータはそれぞれサーボモータであることを特徴とする射出成形機。
射出装置のスクリュの作動を電動モータにより行い型締装置の型締シリンダの作動を油圧により行う射出成形機において、
射出用のサーボモータと、
計量用のサーボモータと、
パイロット圧によって作動される弁により作動される型締シリンダと、
電動モータが常時回転され少なくとも前記パイロット圧を確保する第１のポンプと、
型締シリンダ以外のいずれかのアクチュエータの作動時に電動モータが停止または最低回転数で回転される第２のポンプとが備えられ、
第１のポンプの電動モータと第２のポンプの電動モータはそれぞれサーボモータであることを特徴とする射出成形機。
射出装置のスクリュの作動を電動モータにより行い型締装置の型締シリンダの作動を油圧により行う射出成形機の制御方法において、
射出用のサーボモータと、
計量用のサーボモータと、
電動モータが常時回転される第１のポンプと、
型締シリンダ以外のいずれかのアクチュエータの作動時に電動モータが停止または最低回転数で回転される第２のポンプとが備えられ、
第１のポンプの電動モータと第２のポンプの電動モータはそれぞれサーボモータであって、
型締シリンダのピストンの移動を伴う増圧工程と強力型開工程においては第２のポンプを作動させて型締シリンダへ作動油を供給するとともに該強力型開工程では速度制御を行うことを特徴とする射出成形機の制御方法。
型締シリンダはパイロット圧によって作動される弁により作動され、パイロット圧は前記第１のポンプの作動により確保されることを特徴とする請求項３に記載の射出成形機の制御方法。