特許 6730812 射出成形機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6730812

(24)【登録日】2020年7月7日

(45)【発行日】2020年7月29日

(54)【発明の名称】射出成形機

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/82 20060101AFI20200716BHJP

   B22D 17/32 20060101ALI20200716BHJP

   F04B 49/06 20060101ALI20200716BHJP

【ＦＩ】

   B29C45/82

   B22D17/32 Z

   F04B49/06 321Z

【請求項の数】16

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-16969(P2016-16969)

(22)【出願日】2016年2月1日

(65)【公開番号】特開2017-136693(P2017-136693A)

(43)【公開日】2017年8月10日

【審査請求日】2018年11月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】505139458

【氏名又は名称】Ｕ−ＭＨＩプラテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(72)【発明者】

【氏名】川崎 衛

(72)【発明者】

【氏名】苅谷 俊彦

【審査官】 酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０７４５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３１４５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１００２８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４５／６７，４５／８２，

Ｂ２２Ｄ １７／２６，１７／３２，

Ｆ０４Ｂ ４９／０６，４９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油圧アクチュエータと、
油圧アクチュエータに作動油を供給して作動させる油圧供給部と、を備え、油圧アクチュエータを作動する射出成形機であって、
油圧供給部は、
斜板角度θの変更による可変容量型の油圧ポンプと、
油圧ポンプを駆動する電動モータと、
電動モータの回転数Ｎを可変制御する制御部と、を備え、
制御部は、
油圧アクチュエータの動作設定条件が設定されると、動作設定条件に対応する所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量を、油圧ポンプの運転条件と油圧ポンプの運転効率とが対応付けられたポンプ効率データに照合して、所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量で運転するにあたり、最高効率が得られる油圧ポンプの斜板角度θ、及び、電動モータの回転数Ｎを特定するとともに、特定した油圧ポンプの斜板角度θと電動モータの回転数Ｎにより、油圧ポンプと電動モータの運転を制御する、
ことを特徴とする射出成形機。

【請求項2】

ポンプ効率データは、
油圧ポンプの単体としての運転効率のデータ、又は、
油圧ポンプの単体としての運転効率のデータに、電動モータの効率データを加味した補正効率データである、
請求項１に記載の射出成形機。

【請求項3】

所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量は、
予め設定された吐出油圧ρ、及び、予め設定された吐出流量Ｑｎからなる、
請求項１又は請求項２に記載の射出成形機。

【請求項4】

予め設定された吐出油圧ρが、動作設定条件から演算された吐出油圧ρｃであり、
予め設定された吐出流量Ｑｎが、動作設定条件によらない吐出流量Ｑｎｓである、
請求項３に記載の射出成形機。

【請求項5】

予め設定された吐出油圧ρが、動作設定条件から演算された吐出油圧ρｃであり、
予め設定された吐出流量Ｑｎが、動作設定条件から演算された吐出流量Ｑｎｃである、
請求項３に記載の射出成形機。

【請求項6】

所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量は、
検出された検出吐出油圧ρｄ、及び、予め設定された吐出流量Ｑｎからなる、
請求項１又は請求項２に記載の射出成形機。

【請求項7】

予め設定された吐出流量Ｑｎが、動作設定条件によらない吐出流量Ｑｎｓからなる、
請求項６に記載の射出成形機。

【請求項8】

予め設定された吐出流量Ｑｎが、動作設定条件から演算された吐出流量Ｑｎｃからなる
請求項６に記載の射出成形機。

【請求項9】

ポンプ効率データが、異なる複数の斜板角度θごとに記憶される記憶部を備え、
制御部は、
複数の斜板角度θのそれぞれのポンプ効率データについて、所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量を照合して、最高効率が得られる油圧ポンプの斜板角度θ、及び、電動モータの回転数Ｎを特定する、
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の射出成形機。

【請求項10】

制御部は、
記憶部に記憶していない斜板角度におけるポンプ効率データを、記憶部に記憶している斜板角度θ及び斜板角度θのそれぞれのポンプ効率データに基づき補間演算により求め、
補間演算により求めたポンプ効率データと、所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量とを照合して、最高効率が得られる油圧ポンプの斜板角度θ、及び、電動モータの回転数Ｎを特定する、
請求項９に記載の射出成形機。

【請求項11】

制御部は、
所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量として、
予め設定された第一設定油圧ρ１、及び、予め設定された第一設定流量Ｑ１からなる第一運転条件と、
予め設定された第二設定油圧ρ２（ただし、ρ２＞ρ１）、及び、予め設定された第二設定流量Ｑ２（ただし、Ｑ２＜Ｑ１）からなる第二運転条件と、を備え、
制御部は、
検出された検出吐出油圧ρｄが、第一設定油圧ρ１に達するまでは、第一運転条件とポンプ効率データを照合して油圧ポンプの斜板角度θ１、及び、電動モータの回転数Ｎ１を特定して、油圧ポンプ、及び、電動モータの運転を制御し、
検出吐出油圧ρｄが、第一設定油圧ρ１を超えて第二設定油圧ρ２に達するまでは、第二運転条件とポンプ効率データを照合して油圧ポンプの斜板角度θ２、及び、電動モータの回転数Ｎ２を特定して、油圧ポンプ、及び、電動モータの運転を制御する、
請求項３、請求項４、請求項５、請求項９及び請求項１０のいずれか一項に記載の射出成形機。

【請求項12】

制御部は、
所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量として、
予め設定された第一設定油圧ρ１、及び、予め設定された第一設定流量Ｑ１からなる第一運転条件と、
予め設定された第二設定油圧ρ２（ただし、ρ２＞ρ１）、及び、予め設定された第二設定流量Ｑ２（ただし、Ｑ２＜Ｑ１）からなる第二運転条件と、を備え、
制御部は、
検出された検出吐出油圧ρｄが、第一設定油圧ρ１に達するまでは、検出された検出吐出油圧ρｄと第一設定流量Ｑ１とポンプ効率データとを照合して油圧ポンプの斜板角度θ１、及び、電動モータの回転数Ｎ１を特定して、油圧ポンプ、及び、電動モータの運転を制御し、
検出吐出油圧ρｄが、第一設定油圧ρ１を超えて第二設定油圧ρ２に達するまでは、検出された検出吐出油圧ρｄと第二設定流量Ｑ２とポンプ効率データとを照合して油圧ポンプの斜板角度θ２、及び、電動モータの回転数Ｎ２を特定して、油圧ポンプ、及び、電動モータの運転を制御する、
請求項６〜請求項１０のいずれか一項に記載の射出成形機。

【請求項13】

予め設定された第一設定油圧ρ１が、動作設定条件から演算された第一設定油圧ρ１ｃであり、
予め設定された第一設定流量Ｑ１が、動作設定条件によらない第一設定流量Ｑ１ｓであるとともに、
予め設定された第二設定油圧ρ２が第一設定油圧ρ１以上であるとともに、動作設定条件から演算された第二設定油圧ρ２ｃであり、
予め設定された第二設定流量Ｑ２が第一設定流量Ｑ１以下であるとともに、動作設定条件によらない第二設定流量Ｑ２ｓである、
請求項１１又は請求項１２に記載の射出成形機。

【請求項14】

予め設定された第一設定油圧ρ１が、動作設定条件から演算された第一設定油圧ρ１ｃであり、
予め設定された第一設定流量Ｑ１が、動作設定条件から演算された第一設定流量Ｑ１ｃであるとともに、
予め設定された第二設定油圧ρ２が、動作設定条件から演算された第二設定油圧ρ２ｃであり、
予め設定された第二設定流量Ｑ２が、動作設定条件から演算された第二設定流量Ｑ２ｃである、
請求項１１又は請求項１２に記載の射出成形機。

【請求項15】

制御部は、
所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量として、
演算により求められた第一設定油圧ρ１ｐ、及び、演算により求められた第一設定流量Ｑ１ｐからなる第一運転条件と、
演算により求められた第二設定油圧ρ２ｐ、及び、演算により求められた第二設定流量Ｑ２ｐからなる第二運転条件と、を備え、
制御部は、
油圧アクチュエータの移動対象の検出された位置Ｌ１が、運転切替位置Ｌｓに達するまでは、第一運転条件とポンプ効率データとを照合して油圧ポンプの斜板角度θ１、及び、電動モータの回転数Ｎ１を特定して、油圧ポンプ、及び、電動モータの運転を制御し、
移動対象の検出された位置Ｌ１が、動作完了位置Ｌｃに達するまでは、第二運転条件とポンプ効率データとを照合して油圧ポンプの斜板角度θ２、及び、電動モータの回転数Ｎ２を特定して、油圧ポンプ、及び、電動モータの運転を制御する、
請求項１又は請求項２に記載の射出成形機。

【請求項16】

油圧ポンプは、タイバーを介して移動金型に型締力を発生させるものであり、
設定された型締力と、当該型締力を発生させるのに必要な油圧ポンプの吐出油圧と、が対応付けられたデータである型締力−吐出油圧換算データと、設定された所定の動作速度と、当該移動速度でタイバーを動作させるのに必要な油圧ポンプの吐出流量と、が対応付けられたデータである速度−吐出流量換算データと、が記憶される記憶部を備え、
制御部は、
第一型締力Ｆ１が設定されると、型締力−吐出油圧換算データを参照して、第一設定油圧ρ１ｐを求め、
第一型締速度Ｖ１が設定されると、速度−吐出流量換算データを参照して、第一設定流量Ｑ１ｐを求め、
第二型締力Ｆ２が設定されると、型締力−吐出油圧換算データを参照して、第二設定油圧ρ２ｐを求め、
第二型締速度Ｖ２が設定されると、速度−吐出流量換算データを参照して、第二設定流量Ｑ２ｐを求める、
請求項１５に記載の射出成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧ポンプを可変制御して成形サイクルにおける所定の動作工程の制御を高効率で行う射出成形機に関する。

【背景技術】

【0002】

射出成形は、一対の金型を閉塞させて型締を行う型締工程、金型内のキャビティに溶融材料を射出する射出工程、射出された材料に所定の間だけ圧力を加え続ける保圧工程、射出された材料が固化した後に金型を開放する金型開放工程、金型に固着した成形品を突き出させる突き出し工程などを実施することにより行われる。また、このような射出成形を実施する射出成形機は、各工程を実施するための複数の油圧アクチュエータと、これらの油圧アクチュエータに作動油を供給するための油圧供給装置とを備えている。そして、油圧供給装置によって圧力制御又は流量制御を実行することにより、これらの油圧アクチュエータによって駆動力を発生させて各工程を実施する。

【0003】

特許文献１は、油圧ポンプを駆動する駆動モータの回転数を可変制御して成形サイクルにおける各動作工程の制御を行うに際し、大流量の固定された吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定された吐出流量Ｑｓを設定可能な油圧ポンプを使用するとともに、予め、駆動モータの負荷状態に対する閾値による限度条件を設定する。特許文献１は、成形動作時に、所定の動作工程を、大流量の固定された吐出流量Ｑｍに設定して動作工程の制御を行うとともに、駆動モータの負荷状態を監視し、負荷状態が限度条件に達したなら小流量の固定された吐出流量Ｑｓに切換える。
特許文献１の制御方法によれば、駆動モータのオーバロードを回避しつつ、駆動モータに対する最適な閾値（限度条件）を設定することができる。したがって、駆動モータ、ひいては油圧ポンプに対して必要以上に無用な負担がかかり消費エネルギが大きくなる不具合を回避して最適な動作状態の設定が可能となる、とされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２８５９７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１は、サーボモータがオーバロードにより停止する負荷圧力や負荷時間の手前に、所定の余裕度等を考慮してポンプの固定吐出量を切り換える限度条件として設定する。したがって、何らかの異常により過度の負荷が発生したり所定の動作工程の時間が長くなったりするような場合でも、オーバロードによるサーボモータの停止（トリップ）の発生や、必要以上に無用な負担がかかったり消費エネルギが大きくなる不具合を回避できる。ところが、特許文献１は、小流量の固定された吐出流量Ｑｓを高負荷かつ長時間でもトリップしない程度の吐出量に、また、大流量の固定された吐出流量Ｑｍを小流量の固定された吐出流量Ｑｓの２倍程度の吐出量に設定するだけである。ところで、通常、ポンプは運転条件、具体的には吐出流量、吐出圧力に対して、消費エネルギ効率が変化する。したがって、特許文献１は、特に大流量の固定された吐出流量Ｑｍにおいては、ポンプの運転効率上において低い効率の運転条件で運転して、消費エネルギの無駄使いをしてしまうことがある。
そこで本発明は、油圧ポンプを常に高効率で駆動できる射出成形機の型締装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータに作動油を供給して作動させる油圧供給部と、を備え、油圧アクチュエータを作動することで、一対の金型を型締する型締装置であって、油圧供給部は、斜板角度θの変更による可変容量型の油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動する電動モータと、電動モータの回転数Ｎを可変制御する制御部と、を備える。
本発明の制御部は、油圧アクチュエータの動作設定条件が設定されると、動作設定条件に対応する所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量を、油圧ポンプの運転条件と油圧ポンプの運転効率とが対応付けられたポンプ効率データに照合して所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量で運転するにあたり、最高効率が得られる油圧ポンプの斜板角度θ、及び、電動モータの回転数Ｎを特定するとともに、特定した油圧ポンプの斜板角度θと電動モータの回転数Ｎにより、油圧ポンプと電動モータの運転を制御する、ことを特徴とする。

【0007】

本発明の射出成形機において、ポンプ効率データは、油圧ポンプの単体としての運転効率のデータ、又は、油圧ポンプの単体としての運転効率のデータに、電動モータの効率データを加味した補正効率データを用いることができる。

【0008】

本発明の射出成形機において、所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量は、予め設定された吐出油圧ρ、及び、予め設定された吐出流量Ｑｎを含むことができる。この場合の、予め設定された吐出油圧ρを、動作設定条件から演算された吐出油圧ρｃとし、予め設定された吐出流量Ｑｎを、動作設定条件によらない吐出流量Ｑｎｓとすることができる。あるいは、予め設定された吐出油圧ρを、動作設定条件から演算された吐出油圧ρｃとし、予め設定された吐出流量Ｑｎを、動作設定条件から演算された吐出流量Ｑｎｃとすることもできる。

【0009】

本発明の射出成形機において、所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量は、検出された検出吐出油圧ρｄ、及び、予め設定された吐出流量Ｑｎを含むこともできる。この場合の、予め設定された吐出流量Ｑｎを、動作設定条件によらない吐出流量Ｑｎｓとすることもできるし、動作設定条件から演算された吐出流量Ｑｎｃとすることもできる。

【0010】

本発明の射出成形機において、ポンプ効率データを、異なる複数の斜板角度θごとに記憶する記憶部を備えることができ、制御部は、複数の斜板角度θのそれぞれのポンプ効率データについて、所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量を照合して、最高効率が得られる油圧ポンプの斜板角度θ、及び、電動モータの回転数Ｎを特定することができる。

【0011】

本発明の射出成形機において、制御部は、記憶部に記憶していない斜板角度におけるポンプ効率データを、記憶部に記憶している斜板角度θ及び斜板角度θのそれぞれのポンプ効率データに基づき補間演算により求め、この補間演算により求めたポンプ効率データと、所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量とを照合して、最高効率が得られる油圧ポンプの斜板角度θ、及び、電動モータの回転数Ｎを特定することができる。

【0012】

本発明の射出成形機において、制御部は、所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量として、予め設定された第一設定油圧ρ１、及び、予め設定された第一設定流量Ｑ１からなる第一運転条件と、予め設定された第二設定油圧ρ２（ただし、ρ２＞ρ１）、及び、予め設定された第二設定流量Ｑ２（ただし、Ｑ２＜Ｑ１）からなる第二運転条件と、を備え、検出吐出油圧ρｄが、第一設定油圧ρ１に達するまでは、第一運転条件とポンプ効率データを照合して油圧ポンプの斜板角度θ１、及び、電動モータの回転数Ｎ１を特定して、油圧ポンプ、及び、電動モータの運転を制御し、検出吐出油圧ρｄが、第一設定油圧ρ１を超えて第二設定油圧ρ２に達するまで、第二運転条件とポンプ効率データを照合して油圧ポンプの斜板角度θ２、及び、電動モータの回転数Ｎ２を特定して、油圧ポンプ、及び、電動モータの運転を制御する、ことができる。

【0013】

本発明の射出成形機において、制御部は、所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量として、予め設定された第一設定油圧ρ１、及び、予め設定された第一設定流量Ｑ１からなる第一運転条件と、予め設定された第二設定油圧ρ２（ただし、ρ２＞ρ１）、及び、予め設定された第二設定流量Ｑ２（ただし、Ｑ２＜Ｑ１）からなる第二運転条件と、を備え、検出吐出油圧ρｄが、第一設定油圧ρ１に達するまでは、検出された検出吐出油圧ρｄと第一設定流量Ｑ１とポンプ効率データとを照合して油圧ポンプの斜板角度θ１、及び、電動モータの回転数Ｎ１を特定して、油圧ポンプ、及び、電動モータの運転を制御し、検出吐出油圧ρｄが、第一設定油圧ρ１を超えて予め設定される第二設定油圧ρ２に達するまで、検出された検出吐出油圧ρｄと第二設定流量Ｑ２とポンプ効率データとを照合して油圧ポンプの斜板角度θ２、及び、電動モータの回転数Ｎ２を特定して、油圧ポンプ、及び、電動モータの運転を制御する、こともできる。

【0014】

本発明の射出成形機において、予め設定された第一設定油圧ρ１を、動作設定条件から演算された第一設定油圧ρ１ｃとし、予め設定された第一設定流量Ｑ１を、動作設定条件によらない第一設定流量Ｑ１ｓとするとともに、予め設定された第二設定油圧ρ２を、第一設定油圧ρ１以上であるとともに、動作設定条件から演算された第二設定油圧ρ２ｃとし、予め設定された第二設定流量Ｑ２を、第一設定流量Ｑ１以下であるとともに、動作設定条件によらない第二設定流量Ｑ２ｓとすることもできる。

【0015】

本発明の射出成形機において、予め設定された第一設定油圧ρ１を、動作設定条件から演算された第一設定油圧ρ１ｃとし、予め設定された第一設定流量Ｑ１を、動作設定条件から演算された第一設定流量Ｑ１ｃとするとともに、予め設定された第二設定油圧ρ２を、動作設定条件から演算された第二設定油圧ρ２ｃとし、予め設定された第二設定流量Ｑ２を、動作設定条件から演算された第二設定流量Ｑ２ｃとすることもできる。

【0016】

本発明の射出成形機において、制御部は、所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量として、演算により求められた第一設定油圧ρ１ｐ、及び、演算により求められた第一設定流量Ｑ１ｐからなる第一運転条件と、演算により求められた第二設定油圧ρ２ｐ、及び、演算により求められた第二設定流量Ｑ２ｐからなる第二運転条件と、を備える。
そして、制御部は、油圧アクチュエータの移動対象の検出された位置Ｌ１が、運転切替位置Ｌｓに達するまでは、第一運転条件とポンプ効率データとを照合して油圧ポンプの斜板角度θ１、及び、電動モータの回転数Ｎ１を特定して、油圧ポンプ、及び、電動モータの運転を制御し、移動対象の検出された位置Ｌ１が、動作完了位置Ｌｃに達するまでは、第二運転条件とポンプ効率データとを照合して油圧ポンプの斜板角度θ２、及び、電動モータの回転数Ｎ２を特定して、油圧ポンプ、及び、電動モータの運転を制御する、ことができる。

【0017】

この射出成形機において、油圧ポンプは、タイバーを介して移動金型に型締力を発生させるものである場合に、設定された型締力と、当該型締力を発生させるのに必要な油圧ポンプの吐出油圧と、が対応付けられたデータである型締力−吐出油圧換算データと、設定された所定の動作速度と、当該移動速度でタイバーを動作させるのに必要な油圧ポンプの吐出流量と、が対応付けられたデータである速度−吐出流量換算データと、を記憶する記憶部を備えることができる。そうすると制御部は、第一型締力Ｆ１が設定されると、型締力−吐出油圧換算データを参照して、第一設定油圧ρ１ｐを求め、第一型締速度Ｖ１が設定されると、速度−吐出流量換算データを参照して、第一設定流量Ｑ１ｐを求め、第二型締力Ｆ２が設定されると、型締力−吐出油圧換算データを参照して、第二設定油圧ρ２ｐを求め、第二型締速度Ｖ２が設定されると、速度−吐出流量換算データを参照して、第二設定流量Ｑ２ｐを求めることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明の射出成形機によれば、設定された油圧アクチュエータの動作設定条件に応じた最高効率の運転条件でサーボモータ及び油圧ポンプを運転できるので、油圧ポンプを常に高効率で運転できる。しかも、本発明の射出成形機によれば、この高効率な運転の条件を、予め当該油圧ポンプについて作成されているポンプ効率データに基づいて設定するので、高効率な運転の条件を精度よく設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る射出成形機の型締装置の概略構成を示す図である。

【図2】第１実施形態における型締装置の油圧供給部の構成を示すブロック図である。

【図3】第１実施形態における型締装置の成形機制御部の構成を示すブロック図である。

【図4】第１実施形態において用いるポンプ効率データ（斜板角度θｘ）の一例を示す図である。

【図5】第１実施形態において用いるポンプ効率データ（斜板角度θｙ）の一例を示す図である。

【図6】第１実施形態において用いるポンプ効率データ（斜板角度θｚ）の一例を示す図である。

【図7】第１実施形態において、ポンプ効率データを用いて最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θ及び回転数Ｎの組み合せに基づいて行われる昇圧工程の手順を示すフローチャートである。

【図8】第１実施形態において、設定油圧ρ１及び設定回転数Ｎ１における最高効率Ｅｍ１を特定する手順を説明する図である。

【図9】第１実施形態において、設定油圧ρ２及び設定回転数Ｎ２における最高効率Ｅｍ２を特定する手順を説明する図である。

【図10】第２実施形態において用いるモータ効率データの一例を示す図である。

【図11】第２実施形態において用いるポンプ効率データとモータ効率データを積算すること表す示す図である。

【図12】第３実施形態において、ポンプ効率データを用いて最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θ及び回転数Ｎの組み合せに基づいて行われる昇圧工程の手順を示すフローチャートの一部である。

【図13】第３実施形態において、ポンプ効率データを用いて最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θ及び回転数Ｎの組み合せに基づいて行われる昇圧工程の手順を示すフローチャートの他の一部である。

【図14】第４実施形態において、ポンプ効率データを用いて最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θ及び回転数Ｎの組み合せに基づいて行われる昇圧工程の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について、簡単のために型締装置１を例にして本発明の射出成形機を説明する。
［第１実施形態］
本実施形態の型締装置１は、昇圧工程において、高い効率の運転条件でサーボモータ及び油圧ポンプを運転する際に、予め当該油圧ポンプに対して実験によりあるいは数値解析などのシミュレーションによる得られたポンプ効率データを用いることによって、高効率な運転の条件を精度よく設定することができる。以下、型締装置１の構成、型締装置１における昇圧工程の手順を順に説明する。

【0021】

［型締装置１の構成］
図１及び図２に示すように、本実施形態の型締装置１は、所望の形状の成形品を得るための一対の固定金型１４及び可動金型１５と、固定金型１４と可動金型１５との間に形成されるキャビティに射出材料である溶融樹脂を射出する射出シリンダ１９と、型締めのための駆動力を発生させる型締シリンダ１８と、型締シリンダ１８に作動油を供給する油圧供給部３０と、各種構成を制御する成形機制御部５０と、を備える。

【0022】

型締装置１は、図１に示すように、ベースフレーム１１の一端側の上面には、固定金型１４を保持する固定ダイプレート１２が固設されている。
ベースフレーム１１の他端側の上面には、固定ダイプレート１２に対向して、可動金型１５を保持する移動ダイプレート１３が進退移動可能に配設される。ベースフレーム１１の上には、ガイドレール２６が敷設されており、このガイドレール２６にガイドされたリニアベアリング２７が、スライド台２８を介して移動ダイプレート１３を支持している。なお、リニアベアリング２７の代わりに摺動板を使用して、スライド台２８を介して移動ダイプレート１３を支持してもよい。
固定ダイプレート１２にはストロークが小さくかつ断面積の大きな４基の油圧による型締シリンダ１８が、その四隅に設けられている。なお、型締シリンダ１８は、移動ダイプレート１３に設けることもできる。型締シリンダ１８の中を摺動するラム１６はその一側面にそれぞれタイバー１７の一端が接続され、このタイバー１７は対向する移動ダイプレート１３が型閉のため近づくと、移動ダイプレート１３に開けられた４個の挿通孔を貫通する。
型締シリンダ１８には、後述する作動油配管４０が接続されており、この作動油配管４０は、型締シリンダ１８の型締側室１８１、型開側室１８２へ油を供給する。

【0023】

移動ダイプレート１３の移動方向に平行に設置され、固定ダイプレート１２に保持された軸受箱２０とベースフレーム１１に保持された軸受箱２１とによって回転可能に、かつ軸方向を拘束して支えられ、サーボモータ２２により動力伝達ギア２３、２４を介して駆動されるボールねじ軸２５により移動ダイプレート１３の移動手段が構成される。ボールねじ軸２５は、図示しない制御装置によりサーボモータ２２を介して、回転数、回転速度が制御される。
各タイバー１７の他端は、それぞれ等ピッチの複数のリング状の平行溝（又は螺旋状のねじ溝）が形成されている。移動ダイプレート１３の背面には、各タイバー１７のリング状の平行溝と噛合するハーフナット２９が設けられている。

【0024】

以上の型締装置１は、固定金型１４と可動金型１５とが開いた状態から、図１に示すように、固定金型１４と可動金型１５が閉じた状態となるまで、サーボモータ２２で駆動されるボールねじ軸２５の回転によって移動ダイプレート１３が移動する。移動ダイプレート１３は固定金型１４と可動金型１５の互いの対向面が当接すると停止するようになっている。

【0025】

この移動ダイプレート１３の停止位置でハーフナット２９が作動してハーフナット２９の内側のリング状の平行溝がタイバー１７の先端部のリング状の平行溝と係合してタイバー１７とハーフナット２９とが結合する。その後、型締シリンダ１８の型締側室１８１を昇圧して型締めする。このようにして型締めを行った後に、射出シリンダ１９から固定金型１４と可動金型１５とで形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出して成形品を成形する。

【0026】

油圧供給部３０は、図２に示すように、作動油を供給する油圧源３１と、油圧源３１に連なる作動油配管４０と、作動油配管４０に設けられた圧力検出器４１と、を備える。
成形機制御部５０は、油圧供給部３０における油圧源３１に対して稼働・停止及び稼働時における流量、圧力を決定する制御部を兼ねている。

【0027】

油圧源３１は、サーボモータ３２と、サーボモータ３２の回転数を可変制御可能なサーボ制御回路３３と、サーボモータ３２の回転駆動により駆動して作動油を吐出する油圧ポンプ３４と、油圧ポンプ３４から吐出される作動油が流通する吐出配管３９と、油圧ポンプ３４の動作を制御する斜板角制御部３７とを有する。吐出配管３９は、作動油配管４０に接続されている。

【0028】

サーボモータ３２は、回転角度を検出するエンコーダを有しており、検出された回転角度をサーボ制御回路３３に出力する。サーボ制御回路３３は、成形機制御部５０から入力される回転数Ｎの指令値に対応するパルス信号を生成しサーボモータ３２に出力してサーボモータ３２を回転数Ｎで回転駆動させる。サーボ制御回路３３には、サーボモータ３２のエンコーダで検出された回転角度が継続して入力されており、サーボ制御回路３３は、当該回転角度に基づいてフィードバック補正しながら回転数Ｎが得られるようにサーボモータ３２を制御する。

【0029】

ここで、サーボモータ３２は、サーボ機構において位置、速度等を制御する用途に使用可能なモータであるかぎり、モータの種類は任意であり、ＡＣサーボモータ、ＤＣサーボモータ、ステッピングモータなどを適用できる。また構造についても、例えば、ステータ構造は分布巻き型でも集中巻き型でもどちらでもよいし、ロータ構造は表面磁石貼付型（ＳＰＭ）モータでも、内部磁石埋込型（ＩＰＭ）モータのどちらでもよい。

【0030】

本実施形態における油圧ポンプ３４は、可変容量型のポンプであり、サーボモータ３２によって中心軸回りに一定の回転数で回転可能であるとともに中心軸に対する傾斜角度を変更可能な斜板３５と、斜板３５の回転に応じてストロークして作動油を吐出させる図示を省略するピストンと、斜板３５の角度を検出する角度検出器４５とを有する。
斜板角制御部３７は、成形機制御部５０から入力される斜板角度θ指令に基づいて、角度調整部３６を作動させて斜板３５の角度を調整し、また、角度検出器４５の検出結果に基づいて斜板３５の傾斜角度をフィードバック制御する。
角度調整部３６は、図示を省略するが、例えば斜板３５を付勢するバネと、バネの付勢に抗して斜板３５の傾斜角度を変更する油圧式の角度調整用アクチュエータと、油圧アクチュエータへの油の供給制御をする電磁方向切換弁と、から構成することができる。

【0031】

図３に示すように、油圧供給部３０における油圧制御部を兼ねる成形機制御部５０は、制御設定値を入力する入力部５１と、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４の制御値を生成する制御値生成部５３と、制御値生成部５３からサーボモータ３２及び油圧ポンプ３４に対する制御値を取得して制御指令を生成するとともに生成された制御指令を出力する指令出力部５５と、制御値を生成するのに必要な各種データが記憶されている記憶部５７と、を備える。

【0032】

記憶部５７には、油圧ポンプ３４に関するポンプ効率データが記憶されている。
ポンプ効率データは、可動金型１５と固定金型１４の型締動作を行う際に、設定される型締圧力を得るために、タイバー１７を所定の速度と所定の油圧を負荷して動作させるのに必要な油圧ポンプ３４の斜板角度θと回転数Ｎの複数の組み合せの中から、最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θ及び回転数Ｎの組み合せを決定するのに用いられる。
ポンプ効率データは、油圧ポンプ３４の運転条件と油圧ポンプ３４の運転効率とが対応付けられたものであり、油圧ポンプ３４について予め取得されており、例えば図４〜図６に示すように、各斜板角度θｘ、θｙ、θｚにいて運転条件と運転効率が対応付けられている。図４は斜板角度θｘにおける運転条件と運転効率の相関図、図５は斜板角度θｙにおける運転条件と運転効率の相関図、図６は斜板角度θｚにおける運転条件と運転効率の相関図をそれぞれ示している。各図中下側の第一横軸が油圧ポンプ３４から吐出される作動油の吐出流量Ｑを、図中左側の第一縦軸が油圧ポンプ３４の吐出される油の吐出油圧ρで示される二次元座標上に、油圧ポンプ３４の効率が等高線で示されたマップ状のデータである。なお、二次元座標の第二横軸は油圧ポンプ３４の回転数Ｎを、第二縦軸が油圧ポンプ３４の入力トルクＴを示している。

【0033】

ポンプ効率データは、油圧ポンプ３４の斜板角度ごとに取得されており、本実施形態では、図４〜図６に示すように、異なる三つの斜板角度θｘ、θｙ及びθｚを示しているが、これはあくまで一例であり、斜板角度を四つ以上にすることもできる。
また、本実施形態では、ポンプ効率データとして視覚的に理解が容易なマップ状データを例にしたが、本発明においては、同様の機能をなし得る限りデータ形式は任意であり、テーブル形式のデータあるいは関数式からなるデータであってもよい。

【0034】

図４〜図６に示すポンプ効率データにおいて、吐出流量Ｑと吐出油圧ρが特定されると、油圧ポンプ３４の効率Ｅを特定することができる。この効率Ｅの特定を斜板角度θｘ、θｙ及びθｚのそれぞれのポンプ効率データについて求め、その中から最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θｘ、θｙ及びθｚのいずれかと、その斜板角度θにおける回転数Ｎを特定する。そうすると、油圧ポンプ３４は特定された斜板角度θで運転され、サーボモータ３２は特定された回転数Ｎで運転されることになる。なお、効率Ｅが高いほど、油圧ポンプ３４を運転する際の消費エネルギが少ないことを意味する。

【0035】

また、記憶部５７には、設定された型締力Ｆと当該型締力Ｆを発生させるのに必要な油圧ポンプ３４の吐出油圧ρとが対応付けられた型締力−吐出油圧換算データと、設定された所定の速度と当該速度でタイバー１７を動作させるのに必要な油圧ポンプ３４の吐出流量Ｑとが対応付けられた速度−吐出流量換算データが記憶されている。当該換算データは、例えばマップ状データ、テーブル形式のデータなど、任意である。

【0036】

［昇圧工程の手順］
ポンプ効率データを用いて最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θ及び回転数Ｎの組み合せを決定する手順を、さらに図７〜図９を参照して説明する。この手順は、可動金型１５と固定金型１４を型締めするいわゆる昇圧工程に関するものであり、油圧ポンプ３４からの吐出油圧ρを検出しながら行われる。そして、吐出油圧ρにしきい値（ρ１）を設け、設定油圧ρ１に達する前後で油圧ポンプ３４の運転条件を替える。なお、設定油圧ρ１に達する前は吐出流量Ｑを多くして型締シリンダ１８の動作を速くし、設定油圧ρ１に達した後は吐出流量Ｑを少なくして型締シリンダ１８により型締めする圧力を大きくすることを想定している。

【0037】

はじめに、成形機制御部５０の入力部５１に制御設定値として動作設定条件としての型締力Ｆが入力されると（図７ Ｓ１０１）、制御値生成部５３は型締力Ｆを取得するとともに、記憶部５７に記憶されている型締力−吐出油圧換算データを参照して、型締力Ｆを発生させるのに必要な油圧ポンプ３４の吐出油圧ρを求める。同時に速度−吐出流量換算データを参照して所定の速度でタイバー１７を動作させるのに必要な吐出流量Ｑを求める（図７ Ｓ１０３）。ここで求められる吐出油圧ρと吐出流量Ｑ（設定運転条件）は、後に求められるものと区別するために、設定油圧ρ１、設定流量Ｑ１と表記する。このとき、設定油圧ρ１は成形条件として設定された型締力Ｆから演算により求め、設定流量Ｑ１は成形条件によらない予め定められた一定の固定値とする。したがって、この設定油圧ρ１は本発明における吐出油圧ρｃ，ρ１ｃに該当し、設定流量Ｑ１は本発明における吐出流量Ｑｎｓ，Ｑ１ｓに該当する。なお、この設定油圧ρ１が前述したしきい値であり、型締力Ｆより低い値が採用される。

【0038】

制御値生成部５３は、設定油圧ρ１、設定流量Ｑ１（第一設定油圧、第一設定流量、第一運転条件）を求めたならば、記憶部５７に記憶されているポンプ効率データを参照して、油圧ポンプ３４の運転効率が最も高くなる運転条件を選定する（図７ Ｓ１０５）。この選定は、記憶部５７に記憶されているポンプ効率データにおいて、設定油圧ρ１、設定流量Ｑ１に対応する効率Ｅを、斜板角度θｘ、θｙ及びθｚのそれぞれのポンプ効率データについて求め、その中から最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θｘ、θｙ及びθｚのいずれかと、その斜板角度θにおける回転数Ｎを特定することにより行われる。ここで選定される斜板角度θ及び回転数Ｎは、後に求められるものと区別するために、設定角度θ１、設定回転数Ｎ１と表記する。

【0039】

例えば、斜板角度θｘ、θｙ及びθｚのそれぞれにおける運転条件と運転効率の相関を示す図８（ａ），（ｂ），（ｃ）において、設定油圧ρ１及び設定回転数Ｎ１における油圧ポンプ３４の運転効率は、斜板角度θｘ、θｙ及びθｚがそれぞれ、８８％、８９％及び８７％であるから、最高効率Ｅｍ１は８９％であり、この最高効率Ｅｍ１が得られる回転数Ｎ及び斜板角度θの組合せは、設定回転数Ｎ１及び斜板角度θｙである。この斜板角度θｙが設定角度θ１とされる。

【0040】

こうして最高効率Ｅｍ１が得られる設定回転数Ｎ１及び設定角度θ１が得られたならば、指令出力部５５は制御値生成部５３から当該制御値を取得するとともに、設定回転数Ｎ１及び設定角度θ１のそれぞれについて運転指令値を生成する。指令出力部５５は、設定回転数Ｎ１に対応する指令値ＣＮ１を油圧供給部３０のサーボ制御回路３３に出力し、また、設定角度θ１に対応する指令値Ｃθ１を油圧供給部３０の斜板角制御部３７に出力する。
サーボ制御回路３３は、取得した指令値ＣＮ１に基づいてサーボモータ３２の回転数Ｎを制御し、斜板角制御部３７は、取得した指令値Ｃθ１に基づいて角度調整部３６を動作させることで、油圧ポンプ３４の斜板３５を設定角度θ１にする。

【0041】

以上のように、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４は、最高効率Ｅｍ１が得られる条件で運転され（図７ Ｓ１０７）、固定金型１４と可動金型１５の型締圧力が上昇する（図７ Ｓ１０９）。
金型が昇圧している過程で、油圧供給部３０の圧力検出器４１は作動油配管４０の内部を流れる作動油の吐出油圧ρを検出しており、その検出した値を検出吐出油圧ρｄとする。検出吐出油圧ρｄは、圧力検出器４１から成形機制御部５０の制御値生成部５３に送られ、検出吐出油圧ρｄを取得した制御値生成部５３は検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ１に達するか否かの比較を継続的に行う（図７ Ｓ１１１）。制御値生成部５３は、検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ１に達していなければ、指令出力部５５への指示を行わないので、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４は、従前の条件で運転を続ける（図７ Ｓ１１１ Ｎｏ）。

【0042】

一方、制御値生成部５３は、検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ１に達すると、設定角度θ１及び設定回転数Ｎ１を切替える処理を行う。つまり、制御値生成部５３は、検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ１に達すると、記憶部５７に記憶されている型締力−吐出油圧換算データを参照して、設定油圧ρ２を求める。同時に速度−吐出流量換算データを参照して所定の速度でタイバー１７を動作させるのに必要な設定流量Ｑ２を新たに特定する（図７ Ｓ１１５）。この設定油圧ρ２は、設定された型締力Ｆに等しく、また、設定流量Ｑ２は設定流量Ｑ１よりも少ない。このとき、設定油圧ρ２は動作設定条件として設定された型締力Ｆから演算により求め、設定流量Ｑ２は成形条件によらず予め定められた一定の固定値とする。したがって、この設定油圧ρ２は本発明における吐出油圧ρｃ，ρ２ｃに該当し、設定流量Ｑ２は本発明における吐出流量Ｑｎｓ，Ｑ２ｓに該当する。

【0043】

制御値生成部５３は、設定油圧ρ２及び設定流量Ｑ２（第二設定油圧、第二設定流量、第二運転条件）を求めたならば、記憶部５７に記憶されているポンプ効率データを参照して、油圧ポンプ３４の運転効率が最も高くなる運転条件を選定する（図７ Ｓ１１７）。この選定は、前述した設定角度θ１及び設定回転数Ｎ１を選定する手順と同様に行われる。選定される斜板角度θ及び回転数Ｎは、設定角度θ２、設定回転数Ｎ２と表記する。
例えば、斜板角度θｘ、θｙ及びθｚのそれぞれにおける運転条件と運転効率の相関を示す図９（ａ），（ｂ），（ｃ）において、設定油圧ρ２及び設定回転数Ｎ２における油圧ポンプ３４の運転効率は、斜板角度θｘ、θｙ及びθｚがそれぞれ、８０％、７０％及び７０％であるから、最高効率Ｅｍ２は８０％であり、この最高効率Ｅｍ２が得られる回転数Ｎ及び斜板角度θの組合せは、設定回転数Ｎ２及び斜板角度θｘである。この斜板角度θｘが設定角度θ２とされる。

【0044】

最高効率Ｅｍ２が得られる設定回転数Ｎ２及び設定角度θ２（θｘ）が特定されたならば、指令出力部５５は上述したのと同様にして、設定回転数Ｎ２に対応する指令値ＣＮ２を油圧供給部３０のサーボ制御回路３３に出力し、また、設定角度θ２に対応する指令値Ｃθ２を油圧供給部３０の斜板角制御部３７に出力する。サーボ制御回路３３は、取得した指令値ＣＮ２に基づいてサーボモータ３２の回転数Ｎを制御し、斜板角制御部３７は、取得した指令値Ｃθ２に基づいて角度調整部３６を動作させることで、油圧ポンプ３４の斜板３５を設定角度θ２にする（図７ Ｓ１１７）。

【0045】

以上のように、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４は、最高効率Ｅｍ２が得られる条件で運転され（図７ Ｓ１１７）、固定金型１４と可動金型１５の型締圧力が上昇する（図７ Ｓ１１９）。
制御値生成部５３は継続して検出吐出油圧ρｄを取得するとともに、検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ２に達するか否かの比較を継続的に行う（図７ Ｓ１２１）。検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ２に達していなければ、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４は、従前の条件で運転を続ける（図７ Ｓ１２１ Ｎｏ）。

【0046】

一方、制御値生成部５３は、検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ２に達すると、昇圧工程を完了すべきか否かの判定を行う（図７ Ｓ１２１ Ｙｅｓ）。つまり、制御値生成部５３は、検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ２に対してオーバーシュートしているか否かを判定する（図７ Ｓ１２３）。例えば、許容範囲Δρを設定しておき、検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ２＋許容範囲Δρを超えればオーバーシュートと判定し（図７ Ｓ１２３ Ｙｅｓ）、検出吐出油圧ρｄが（設定油圧ρ２＋許容範囲Δρ）以下であれば、オーバーシュートに到っていないと判定する（図７ Ｓ１２３ Ｎｏ）。

【0047】

制御値生成部５３は、検出吐出油圧ρｄがオーバーシュートと判定すると、油圧を低下させるために指令出力部５５に対してサーボモータ３２の設定回転数Ｎ２を所定の回転数Ｎｓ（ただし、Ｎｓ＜Ｎ２）とするように指令を送り、指令出力部５５はこれを受けた指令値ＣＮｓを油圧供給部３０のサーボ制御回路３３に送る。サーボモータ３２はこの指令値ＣＮｓに基づいて運転される。なお、油圧を低下させるために、サーボモータ３２の設定回転数Ｎ２を回転数Ｎｓに低下させる代わりに、サーボモータ３２を一旦停止あるいは逆回転させてもよいし、図示しない所定のバルブを開いて吐出配管３９内の油圧を低下させてもよい。以後も、継続して検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ２に対してオーバーシュートしているか否かを判定する（図７ Ｓ１２５）

【0048】

一方、制御値生成部５３は、オーバーシュートに到っていないと判定すると、指令出力部５５に対してサーボモータ３２の動作を停止するように指令を送り、指令出力部５５はこの指令を受けて、サーボ制御回路３３にサーボモータ３２の停止を指令する。これにより、サーボモータ３２の運転が停止され、昇圧工程が終了する（図７ Ｓ１２７）。以後は、射出シリンダ１９から固定金型１４と可動金型１５で形成されるキャビティに溶融樹脂を射出し、射出完了後にキャビティ内の樹脂圧力を保持する射出・保圧工程が実行される。

【0049】

以上説明した型締装置１によれば、以下の効果を奏する。
型締装置１は、設定された型締力Ｆに応じた最高効率（Ｅｍ１，Ｅｍ２）で運転できる吐出油圧ρ（ρ１，ρ２）及び斜板角度θ（θ１，θ２）の条件でサーボモータ３２及び油圧ポンプ３４を運転できるので、油圧ポンプ３４を常に高効率で駆動できる。
しかも、型締装置１は、この高効率な運転の条件を、予め当該油圧ポンプ３４について作成されているポンプ効率データに基づいて設定するので、高効率な運転の条件を精度よく設定することができる。

【0050】

また、型締装置１は、吐出油圧ρを設定油圧ρ１と設定油圧ρ２の二段階に設定し、吐出油圧ρが設定油圧ρ１に達するか否かで、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４の運転条件を切換える。したがって、昇圧工程において、油圧ポンプ３４に高速動作が要求される第一運転条件の期間と、その後の高圧動作が要求される第二運転条件の期間と、のそれぞれにおいて最高効率Ｅｍ１，Ｅｍ２が得られる設定回転数Ｎ１，Ｎ２、設定角度θ１，θ２で、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４を運転できる。これにより、油圧ポンプ３４の運転状態のそれぞれに応じた最高効率の条件の組合せで油圧ポンプ３４を運転するので、消費エネルギを最小にできる。

【0051】

本実施形態において、射出成形機における型締装置１の型締工程を例にして本発明を説明したが、図示しない射出装置の射出充填工程の終盤から保圧工程の油圧制御に本発明を適用することもできる。具体的には、設定油圧ρ２を成形設定条件である保圧工程の吐出圧力とし、設定油圧ρ１を設定油圧ρ２よりも低圧の任意の圧力値とすることもできる。この場合、吐出油圧ρが設定油圧ρ２に到達した時点で、射出充填工程から保圧工程に切り換える工程の切換制御を行う。

【0052】

［第２実施形態］
次に、本発明による第２実施形態を説明する。
第２実施形態は、第１実施形態の油圧ポンプ３４の運転効率に加えて、サーボモータ３２の運転効率をも加味して、油圧ポンプ３４の運転条件を設定する。以下、図１０を参照して、第２実施形態に係る型締装置２を説明する。なお、型締装置２の構成は型締装置１とほぼ一致しており、相違するのは、記憶部５７にサーボモータ３２の効率に関するデータが加わることと、この加わったデータに基づく制御値生成部５３及び指令出力部５５における処理であるから、型締装置２の構成についての説明は省略する。

【0053】

さて、型締装置２は、成形機制御部５０の記憶部５７にサーボモータ３２に関するモータ効率データが記憶されている。モータ効率データは、図１０（ａ）に示されるモータ単体としての効率データと、図１０（ｂ）に示されるアンプに関する効率データと、図１０（ｃ）に示される総合効率データと、を含む。サーボモータ３２は、モータ本体と、モータ本体への電力の供給を司るサーボアンプと、を含むため、モータ効率データも、モータ本体に関するモータデータと、サーボアンプに関するアンプデータと、を含む。モータデータとアンプデータの両者を加味したのが総合効率データである。いずれのデータも、サーボモータ３２の回転数Ｎとサーボモータ３２の出力トルクＴが特定されると、効率Ｅを特定することができるマップ状のデータである。第２実施形態では、総合効率データを用いる。

【0054】

第２実施形態は、さらに、成形機制御部５０の記憶部５７に、ポンプ効率データに総合効率データを積算して得られる効率データ（以下、これをポンプユニット効率データという）を記憶している。
例えば、図１０（ｃ）の総合効率データにおいて、回転数Ｎが１０００ｒｐｍで、かつ出力トルクＴが２００Ｎｍの場合の効率は８６〜８８％である。例えば、図４に示されるポンプ効率データにおいて、回転数Ｎ（第２横軸）が１０００ｒｐｍで、かつ、入力トルクＴ（第２縦軸）が２００Ｎｍのポンプ効率は８８％である。この場合のポンプユニット効率は、総合効率データにおける効率である８６〜８８％とポンプ効率データにおける効率である８８％との積（７５．７〜７７．４％）で定まる。この積算を、総合効率データにおける回転数Ｎ及び出力トルクＴの全域と斜板角度θｘにおける回転数Ｎ及び入力トルクＴの全域と、について行うことで、斜板角度θｘにおけるポンプユニット効率データを求める。斜板角度θｙ及び斜板角度θｚにおけるポンプ効率データについても同様にして、ポンプユニット効率データを求めておき、これらを記憶部５７に記憶しておく。このポンプユニット効率データは、ポンプ効率データにサーボモータ３２の効率を加味した、補正効率データと捉えることもできる。この積算の流れが図１１に示されている。

【0055】

さて、ポンプユニット効率データを用いて最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θ及び回転数Ｎの組み合せを決定する手順を説明する。この手順は、第１実施形態にて説明した図７と同じであるが、最高効率Ｅｍ１を選定する手順（図７ Ｓ１０５）、及び、最高効率Ｅｍ２を選定する手順（図７ Ｓ１１７）において、参照するデータが、ポンプユニット効率データである点が相違する。その後は、ポンプユニット効率データを参照して選定された設定回転数Ｎ１、設定回転数Ｎ２、設定角度θ１及び設定角度θ２を用いて、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４の運転が制御される。

【0056】

第２実施形態によれば、油圧ポンプ３４の効率だけでなく、油圧ポンプ３４を駆動するサーボモータ３２の効率を加味するため、サーボモータ３２と油圧ポンプ３４からなるポンプユニット全体を考慮した最高効率で運転し、消費エネルギを最小にできる。

【0057】

［第３実施形態］
次に、本発明による第３実施形態を説明する。
第３実施形態による型締装置３は、最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θ及び回転数Ｎの組み合せを決定するのに、検出された吐出油圧ρｄと設定流量（第三設定流量）Ｑ３を用いる。これは、第１実施形態及び第２実施形態が、設定油圧ρ１と設定流量Ｑ１、つまり、予め定められた値だけを用いていたのに対して、吐出油圧については、検出吐出油圧ρｄを用いる点で相違する。
なお、以上の通りであり、型締装置３は第１実施形態にかかる型締装置１と基本的な構成は同じであるが、最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θ及び回転数Ｎの組み合せを決定する手順が相違する。以下、図１２及び図１３を参照して説明する。

【0058】

はじめに、成形機制御部５０の入力部５１に制御設定値として型締力Ｆが入力されると（図１２ Ｓ２０１）、制御値生成部５３は型締力Ｆを取得するとともに、記憶部５７に記憶されている、予め定められている成形条件によらない所定の速度値にてタイバー１７を駆動する油圧ポンプ３４の吐出流量Ｑを特定する（図１２ Ｓ２０３）。ここで特定される吐出流量Ｑは、後に求められるものと区別するために、設定流量Ｑ３と表記する。

【0059】

制御値生成部５３が設定流量Ｑ３を特定したならば、指令出力部５５は制御値生成部５３から当該制御値を取得するとともに、設定流量Ｑ３に対応する油圧ポンプ３４の設定角度θα及び設定回転数Ｎαについて運転指令値を生成する。指令出力部５５は、設定回転数Ｎαに対応する指令値ＣＮαを油圧供給部３０のサーボ制御回路３３に出力し、また、設定角度θαに対応する指令値Ｃθαを油圧供給部３０の斜板角制御部３７に出力する。サーボ制御回路３３は、取得した指令値ＣＮαに基づいてサーボモータ３２の回転数Ｎを制御し、斜板角制御部３７は、指令値Ｃθαに基づいて角度調整部３６を動作させることで、油圧ポンプ３４の斜板３５の斜板角度θを制御して、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４が第三運転条件により駆動される(図１２ Ｓ２０５)。

【0060】

このとき、油圧供給部３０の圧力検出器４１は、吐出配管３９の内部を流れる作動油の吐出油圧ρ（検出吐出油圧ρｄ）を検出しており、制御値生成部５３は、この検出吐出油圧ρｄを設定流量Ｑ３を吐出するのに必要な吐出油圧ρとして取得する。この検出吐出油圧ρｄと設定流量Ｑ３を、記憶部５７に記憶されているポンプ効率データと照合して、油圧ポンプ３４の運転効率が最も高い最高効率Ｅｍ３が得られる運転条件（設定回転数Ｎ３及び設定角度θ３）を選定する（図１２ Ｓ２０７）。この選定の手順は、第１実施形態と同様であるため、ここでの説明を省略する。

【0061】

ここで、検出吐出油圧ρｄと設定流量Ｑ３を照合するデータとして、ポンプ効率データではなく、第２実施形態のポンプユニット効率データを用いることもできる。

【0062】

最高効率Ｅｍ３が得られる設定回転数Ｎ３及び設定角度θ３が得られたならば、第１実施形態と同様にして、指令出力部５５は、指令値ＣＮ３をサーボ制御回路３３に出力し、また、指令値Ｃθ３を斜板角制御部３７に出力する。以下、第１実施形態と同様にして、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４は、最高効率Ｅｍ３が得られる条件で運転され（図１２ Ｓ２０９）、固定金型１４と可動金型１５の型締圧力が上昇する（図１２ Ｓ２１１）。
制御値生成部５３は、金型が昇圧している過程で、検出吐出油圧ρｄが設定油圧（第三設定油圧）ρ３に達するか否かの比較を継続的に行う（図１２ Ｓ２１３）。そして、検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ３に達していなければ、再び、制御値生成部５３は、この検出吐出油圧ρｄと設定流量Ｑ３を、記憶部５７に記憶されているポンプ効率データと照合して、油圧ポンプ３４の運転効率が最も高い最高効率Ｅｍ３１が得られる運転条件（設定回転数Ｎ３１及び設定角度θ３１）を選定する。最高効率Ｅｍ３１が得られる設定回転数Ｎ３１及び設定角度θ３１が得られたならば、指令出力部５５は、指令値ＣＮ３１をサーボ制御回路３３に出力し、また、指令値Ｃθ３１を斜板角制御部３７に出力する。以下、同様にして、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４は、最高効率Ｅｍ３１が得られる条件で運転され、固定金型１４と可動金型１５の型締圧力が上昇する。
以上のとおり、検出された吐出油圧ρｄと設定流量（第三設定流量）Ｑ３を用いて、最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θ及び回転数Ｎの組み合せを決定しての運転を検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ３に達するまで繰り返す（図１２ Ｓ２１３ Ｎｏ）。

【0063】

一方、制御値生成部５３は、検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ３に達すると、設定回転数Ｎ３及び設定角度θ３を切替える処理を行う。つまり、制御値生成部５３は、検出吐出油圧ρｄが設定油圧ρ３に達すると、記憶部５７に記憶されている、予め定められている成形条件によらない所定の速度値にてタイバー１７を駆動する設定流量（第四設定流量）Ｑ４を新たに特定し、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４は、設定流量Ｑ４に対応する設定回転数Ｎβ及び設定斜板角度θβの第四運転条件で運転される（図１２ Ｓ２１３ Ｙｅｓ，図１３ Ｓ２１５，Ｓ２１７）。なお、設定流量Ｑ４と設定流量Ｑ３は、設定流量Ｑ４＜設定流量Ｑ３の関係を有している。

【0064】

制御値生成部５３は、運転条件が切換えられた後に、継続して検出していた検出吐出油圧ρｄと設定流量Ｑ４を、記憶部５７に記憶されているポンプ効率データと照合して、油圧ポンプ３４の運転効率が最も高い最高効率Ｅｍ４が得られる運転条件を選定する（図１３ Ｓ２１９）。この選定の手順は、第１実施形態と同様であるため、ここでの説明を省略する。

【0065】

最高効率Ｅｍ４が得られる設定回転数Ｎ４及び設定角度θ４が得られたならば、第１実施形態と同様にして、指令出力部５５は、指令値ＣＮ４をサーボ制御回路３３に出力し、また、指令値Ｃθ４を斜板角制御部３７に出力する。以下、第１実施形態と同様にして、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４は、最高効率Ｅｍ４が得られる条件で運転される（図１３ Ｓ２２１）。
以後の昇圧工程が完了するまでの手順（図１３ Ｓ２２３〜Ｓ２３１）は、第１実施形態と同様であるため、以下の説明は省略する。

【0066】

以上の第３実施形態は、第１実施形態で示した第１の効果及び第２の効果を奏するのに加え、実際に油圧ポンプ３４が駆動しているときの検出吐出油圧ρｄを用いて最高効率Ｅｍ３，Ｅｍ４が得られる条件を選定しているので、より現実に即して最高効率で運転し、消費エネルギを最小にできる。

【0067】

［第４実施形態］
次に、本発明による第４実施形態を説明する。
第４実施形態による型締装置４は、最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θ及び回転数Ｎの組み合せを決定するのに、第五設定油圧ρ５と第五設定流量Ｑ５と第六設定油圧ρ６と第六設定流量Ｑ６を用いる。第１実施形態及び第２実施形態は、設定油圧ρ１、ρ２はρ１＜ρ２の大小関係にあるとともに、成形条件として設定された型締力Ｆから演算により求め、設定流量Ｑ１，Ｑ２はＱ１＞Ｑ２の大小関係にあるとともに、成形条件によらず一定の固定値としている。これに対して、第４実施形態は、設定油圧ρ１、ρ２及び設定流量Ｑ１、Ｑ２が互いに独立した任意の値である点で第一実施形態と相違する。また、第４実施形態は、設定油圧ρ１、ρ２及び設定流量Ｑ１、Ｑ２が成形条件として設定されたタイバー１７の動作速度から演算により求められる点でも第一実施形態と相違する。なお、この設定流量Ｑ１、Ｑ２は、本発明における吐出流量Ｑｎｃ，Ｑ１ｃ，Ｑ２ｃに該当する。また、型締装置４の構成は型締装置１とほぼ一致しているから、型締装置４の構成についての説明は省略する。ただし、型締装置４は、図１に示すように、移動ダイプレート１３の位置検出器５８を備えている。

【0068】

［圧力制御、流量制御の手順］
ポンプ効率データを用いて最高効率Ｅｍが得られる斜板角度θ及び回転数Ｎの組み合せを決定する手順を、さらに図１４を参照して説明する。この手順は、可動金型１５と固定金型１４が所定距離だけ離間した位置から、移動ダイプレート１３を所定の速度及び所定の型締力をそれぞれ複数段階に制御して型締めするいわゆる射出圧縮工程に関するものであり、油圧ポンプ３４からの吐出油圧ρ、吐出流量Ｑ、及び、移動ダイプレート１３または可動金型１５の位置を検出しながら行われる。なお、本実施形態では移動ダイプレート１３について、所定の速度及び所定の型締力をそれぞれ切り換える複数段階の段数を簡単のため２段を例にして説明する。

【0069】

はじめに、成形機制御部５０の入力部５１に制御設定値として、第一型締力Ｆ１、第一型締速度Ｖ１、第二型締力Ｆ２、第二型締速度Ｖ２、型締力を切り換える設定切換位置Ｌｓ及び型締完了位置Ｌｃが入力される（図１４ Ｓ３０１）。設定切換位置Ｌｓは本発明の運転切替位置に対応し、型締完了位置Ｌｃは本発明の動作完了位置に対応する。そうすると、制御値生成部５３は、第一型締力Ｆ１、第二型締力Ｆ２を取得するとともに、記憶部５７に記憶されている型締力−吐出油圧換算データを参照して、第一型締速度Ｖ１でタイバー１７を動作させて第一型締力Ｆ１を発生させるのに必要な油圧ポンプ３４の第一設定油圧ρ１ｐを求める。同時に速度−吐出流量換算データを参照して第一型締速度Ｖ１でタイバー１７を動作させるのに必要な第一設定流量Ｑ１ｐを求める（図１４ Ｓ３０３）。したがって、第一設定油圧ρ１ｐ及び第一設定流量Ｑ１ｐは、それぞれ本発明における第１設定油圧ρ１ｃ及び第一設定流量Ｑ１ｃに該当する。

【0070】

次いで、制御値生成部５３は、第一設定油圧ρ１ｐ、第一設定流量Ｑ１ｐを求めたならば、記憶部５７に記憶されているポンプ効率データを参照して、油圧ポンプ３４の運転効率が最も高くなる運転条件を選定する（図１４ Ｓ３０５）。この選定は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に行われ、最高効率Ｅｍ１が得られる設定回転数Ｎ１、設定角度θ１が選定され、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４がこの設定条件に基づいて運転される（図１４ Ｓ３０７）。これにより、移動ダイプレート１３を固定ダイプレート１２に向けて移動させる（図１４ Ｓ３０９）。

【0071】

移動ダイプレート１３が固定ダイプレート１２に向けて移動している過程で、移動ダイプレート１３の位置検出器５８は移動ダイプレート１３の位置を検出しており、その検出した値を検出位置Ｌ１とする。検出位置Ｌ１は、位置検出器５８から成形機制御部５０の制御値生成部５３に送られ、検出位置Ｌ１を取得した制御値生成部５３は検出位置Ｌ１が設定切換位置Ｌｓに達するか否かの比較を継続的に行う（図１４ Ｓ３１１）。制御値生成部５３は、検出位置Ｌ１が設定切換位置Ｌｓに達していなければ、指令出力部５５への切換指示を行わないので、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４は、従前の条件で運転を続ける（図１４ Ｓ３１１ Ｎｏ）。なお、位置検出器５８は、ボールねじ軸２５の位置エンコーダを利用してもよい。

【0072】

一方、制御値生成部５３は、検出位置Ｌ１が設定切換位置Ｌｓに達すると（図１４ Ｓ３１１ Ｙｅｓ）、設定角度θ１及び設定回転数Ｎ１を切替える処理を行う。つまり、制御値生成部５３は、検出位置Ｌ１が設定切換位置Ｌｓに達すると、記憶部５７に記憶されている型締力−吐出油圧換算データを参照して、設定油圧ρ２ｐを求める。同時に速度−吐出流量換算データを参照して第二型締速度Ｖ２でタイバー１７を動作させるのに必要な設定流量Ｑ２ｐを新たに特定する（図１４ Ｓ３１３）。したがって、設定油圧ρ２ｐ及び設定流量Ｑ２ｐは、それぞれ本発明における第二設定油圧ρ２ｃ及び第二設定流量Ｑ２ｃに該当する。

【0073】

制御値生成部５３は、設定油圧ρ２ｐ及び設定流量Ｑ２ｐを求めたならば、記憶部５７に記憶されているポンプ効率データを参照して、油圧ポンプ３４の運転効率が最も高くなる運転条件を選定する（図１４ Ｓ３１５）。この選定は、前述した設定角度θ１及び設定回転数Ｎ１を選定する手順と同様に行われる。選定される斜板角度θ及び回転数Ｎを、設定角度θ２、設定回転数Ｎ２と表記する。

【0074】

最高効率Ｅｍ２が得られる設定回転数Ｎ２、設定角度θ２が選定されると、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４がその条件で運転される（図１４ Ｓ３１７）。これにより、移動ダイプレート１３は設定切換位置Ｌｓで一旦停止後、あるいは一旦停止することなく、タイバー１７を移動させることで移動ダイプレート１３を固定ダイプレート１２に向けて継続して移動させる（図１４ Ｓ３１９）。

【0075】

制御値生成部５３は継続して検出位置Ｌ１を取得するとともに、検出位置Ｌ１が型締完了位置Ｌｃに達するか否かの比較を継続的に行う（図１４ Ｓ３２１）。検出位置Ｌ１が型締完了位置Ｌｃに達していなければ、サーボモータ３２及び油圧ポンプ３４は、従前の条件で運転を続ける（図１４ Ｓ３２１ Ｎｏ）。

【0076】

一方、制御値生成部５３は、検出位置Ｌ１が型締完了位置Ｌｃに達すると、指令出力部５５に対してサーボモータ３２の動作を停止するように指令を送り、指令出力部５５はこの指令を受けて、サーボ制御回路３３にサーボモータ３２の停止を指令する。これにより、サーボモータ３２の運転が停止され、圧縮工程が終了する（図１４ Ｓ３２３）。
以後は、所定の時間、型締状態を維持するとともに金型内の樹脂を冷却固化させた後、可動金型１５及び移動ダイプレート１３を型開きして、成形品を取り出す。

【0077】

以上説明した第４実施形態では、移動ダイプレート１３について、所定の速度及び所定の型締力のそれぞれの複数段階による切換を、移動ダイプレート１３の位置により行ったが、移動ダイプレート１３の移動開始から、あるいは複数段階の切換位置からスタートするタイマーのタイムアップにより行ってもよい。
また、本実施形態では、型締装置１の射出圧縮工程における移動ダイプレート１３の任意の移動速度及び移動圧力の切換に本発明を適用した例を示したが、型締装置の射出圧縮工程に代えて、射出装置の射出充填工程における任意の移動速度及び移動圧力の切換制御に適用してもよい。
また、本実施形態の射出圧縮工程の後に、第１実施形態または第２実施形態の昇圧工程を行ってもよい。

【0078】

以上の第４実施形態は、第１実施形態で示した第１の効果及び第２の効果を奏するのに加え、設定された成形条件から演算された設定油圧ρ１、ρ２及び吐出流量Ｑ１、Ｑ２の相互の大小関係によらず、油圧ポンプ３４及びサーボモータ３２を最高効率で運転し、消費エネルギを最小にできる。

【0079】

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、第１実施形態〜第３実施形態は、昇圧工程を開始してから設定運転条件をポンプ効率データと照合する。しかし、本発明は、予め設定運転条件とポンプ効率データとを照合して、最高効率が得られる油圧ポンプの斜板角度θ、及び、電動モータの回転数Ｎを特定しておき、これをデータとして保持しておくこともできる。この場合には、昇圧工程を開始してから設定運転条件と当該データとを照合して最高効率が得られる油圧ポンプの斜板角度θ、及び、電動モータの回転数Ｎを特定する。
また、第１実勢形態〜第４実施形態は、設定流量Ｑ、設定油圧ρを２段階で示したが、３段階、４段階…ｎ段階の２段階以上の複数段の切換によって行ってもよい。

【0080】

また、第１実勢形態〜第４実施形態において、記憶部５７に記憶している油圧ポンプ３４の斜板角度θ及び斜板角度θのそれぞれのポンプ効率データを用いた例を示した。しかし、本発明は、記憶部５７に記憶していない斜板角度におけるポンプ効率データを、記憶部５７に記憶している斜板角度θ及び斜板角度θのそれぞれのポンプ効率データに基づき補間演算により求めることができる。そして、補間演算により求めたポンプ効率データと、所定の作動油圧力、及び、所定の作動油流量を照合して、最高効率が得られる油圧ポンプの斜板角度θ、及び、電動モータの回転数Ｎを選定して、油圧ポンプ３４及びサーボモータ３２を運転してもよい。この場合、油圧ポンプ３４またはサーボモータ３２に対して実験によりあるいは数値解析などのシミュレーションによる得られたポンプ効率データの数が少なく広範囲の条件でのポンプ運転に於いて不十分な場合であっても、適正なポンプ効率データを補間作成して、油圧ポンプ３４またはサーボモータ３２を最高効率で運転することができる。

【符号の説明】

【0081】

１，２，３ 型締装置
１１ ベースフレーム
１２ 固定ダイプレート
１３ 移動ダイプレート
１４ 固定金型
１５ 可動金型
１６ ラム
１７ タイバー
１８ 型締シリンダ
１８１ 型締側室
１８２ 型開側室
１９ 射出シリンダ
２０，２１ 軸受箱
２２ サーボモータ
２３，２４ 動力伝達ギア
２５ ボールねじ軸
２６ ガイドレール
２７ リニアベアリング
２８ スライド台
２９ ハーフナット
３０ 油圧供給部
３１ 油圧源
３２ サーボモータ
３３ サーボ制御回路
３４ 油圧ポンプ
３５ 斜板
３６ 角度調整部
３７ 斜板角制御部
３９ 吐出配管
４０ 作動油配管
４１ 圧力検出器
４５ 角度検出器
５０ 成形機制御部
５１ 入力部
５３ 制御値生成部
５５ 指令出力部
５７ 記憶部
５８ 位置検出器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】