特開 2022-183691 射出成形機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022183691

(43)【公開日】2022-12-13

(54)【発明の名称】射出成形機

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/17 20060101AFI20221206BHJP

   B29C 45/76 20060101ALI20221206BHJP

   B22D 17/26 20060101ALI20221206BHJP

   B22D 17/22 20060101ALI20221206BHJP

   B22D 17/20 20060101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

B29C45/17

B29C45/76

B22D17/26 Z

B22D17/22 K

B22D17/20 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021091132

(22)【出願日】2021-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】福田 佳吾

【テーマコード（参考）】

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F206AR16

4F206JA07

4F206JD03

4F206JL02

4F206JM02

4F206JM04

4F206JN11

4F206JN32

4F206JT02

4F206JT05

4F206JT33

4F206JT35

(57)【要約】

【課題】射出成形機のノイズ耐性を向上させる。
【解決手段】射出成形機１００は、ベッド３と、成形品の射出成形を行うためにモータによって駆動される、ベッド３に固定された可動側部材５と、を有する。給電装置４は、３相交流電圧を直流電圧に変換する。サーボモータＭ１～Ｍ３は、可動側部材５に設けられ、可動側部材５を駆動する。サーボアンプＡ１～Ａ３は、可動側部材５に設けられ、直流電源線を介して直流電圧が供給されることでサーボモータＭ１～Ｍ３を駆動する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定側部材と、成形品の射出成形を行うためにモータによって駆動される、前記固定側部材に固定された可動側部材と、を備える射出成形機であって、
３相交流電圧を直流電圧に変換する給電装置と、
前記可動側部材に設けられ、前記可動側部材を駆動する１つ以上のモータと、
前記可動側部材に設けられ、直流電源線を介して前記直流電圧が供給されることで前記１つ以上のモータのいずれかを駆動する少なくとも１つのサーボアンプと、を備える、
射出成形機。

【請求項2】

前記可動側部材に前記モータが２つ以上設けられる場合、前記サーボアンプは２つ以上の前記モータの一部又は全部に対応して前記可動側部材に設けられる、
請求項１に記載の射出成形機。

【請求項3】

前記サーボアンプの一部又は全部に対応して前記可動側部材に設けられた、前記直流電源線に接続される蓄電器をさらに有する、
請求項１又は２に記載の射出成形機。

【請求項4】

前記直流電源線は、２本の電源線を含み、
前記蓄電器は、前記２本の電源線の間に接続されたコンデンサにより構成される、
請求項３に記載の射出成形機。

【請求項5】

１つの前記モータ及び前記１つのモータに対応して設けられた１つのサーボアンプとは、一体的なモータユニットとして構成される、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の射出成形機。

【請求項6】

１つの前記モータ、前記１つのモータに対応して設けられた１つのサーボアンプ及び前記１つのサーボアンプに対応して設けられた１つの前記蓄電器とは、一体的なモータユニットとして構成される、
請求項３又は４に記載の射出成形機。

【請求項7】

前記可動側部材は、
金型を型締めする型締装置と、
前記成形品の材料を前記金型に射出する射出装置と、を備える、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の射出成形機。

【請求項8】

前記型締装置には、前記金型の開閉のために前記型締装置を駆動する前記モータである型締用モータと、前記金型から成形品を突き出す部材を駆動する前記モータである突き出し用モータと、が設けられ、
前記射出装置には、前記成形品の材料を前記金型に射出する材料を可塑化する部材を駆動する前記モータである可塑化用モータが設けられる、
請求項７に記載の射出成形機。

【請求項9】

前記射出装置には、前記可塑化された前記成形品の材料を前記金型に射出する部材を駆動する前記モータである射出用モータがさらに設けられる、
請求項８に記載の射出成形機。

【請求項10】

前記固定側部材は、物理的に分離された第１の固定側部材及び第２の固定側部材からなり、
前記可動側部材は、前記第１の固定側部材に固定された第１の可動側部材と、前記第２の固定側部材に固定された第２の可動側部材と、からなる、
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の射出成形機。

【請求項11】

前記第１の可動側部材は前記射出装置であり、前記第２の可動側部材は前記型締装置である、
請求項１０に記載の射出成形機。

【請求項12】

前記給電装置は、前記第１の固定側部材及び前記第２の固定側部材のいずれか一方に設けられる、
請求項１０又は１１に記載の射出成形機。

【請求項13】

前記給電装置は、前記第１の可動側部材に前記直流電圧を供給する、前記第１の固定側部材に設けられた第１の給電装置と、前記第２の可動側部材に前記直流電圧を供給する、前記第２の固定側部材に設けられた第２の給電装置と、からなる、
請求項１０又は１１に記載の射出成形機。

【請求項14】

前記給電装置は、前記第１の可動側部材に前記直流電圧を供給する、前記第１の可動側部材に設けられた第１の給電装置と、前記第２の可動側部材に前記直流電圧を供給する、前記第２の可動側部材に設けられたと第２の給電装置と、からなる、
請求項１０又は１１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、射出成形機に関する。

【背景技術】

【0002】

射出成形機には、一般に、基台（ベッド）上に、射出装置及び型締装置が設けられる。射出装置では、加熱シリンダ内にスクリュが挿入され、加熱シリンダ内でスクリュが回転方向及び軸方向に駆動されることで、材料の計量及び可塑化、材料の射出が行われる。電動射出成形機においては、スクリュは可塑化モータによって回転され、かつ、射出モータによって軸方向に駆動される。型締装置は、金型を開閉する機構が型締モータによって駆動され、金型から成形品を外すための突き出し機構が突き出しモータによって駆動される（特許文献１）。

【0003】

射出成形機には、工場電源から３相交流電圧が供給され、射出成形機に設けられたコンバータ（すなわち、交流直流変換器）にて直流電圧に変換される。直流電圧は、モータを駆動するサーボアンプに供給され、各モータには、接続されたサーボアンプから電流が供給される（特許文献２）。

【0004】

これらのコンバータ及びサーボアンプは、射出装置及び型締装置などの可動部が載置された基台の内部に搭載される（特許文献３）。サーボアンプと可動部に設けられたモータとの間は、電源線及び通信線などからなるケーブルによって接続される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３－２０２８００号公報

【特許文献2】特開２０１７－２１７８３６号公報

【特許文献3】特開２０１９－１４７３４４号公報

【特許文献4】特開２００７－２１６２８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上述の射出成形機では、サーボアンプとモータとの間は、比較的長い３相交流電源線で接続される。そのため、モータを駆動するときに３相交流電源線からノイズが放射されることが考え得る。また、３相交流電源線が比較的長くなることで、他のノイズ源から放射されたノイズが３相交流電源線に乗ってしまい、モータの駆動状態に影響するおそれもある。そのため、サーボアンプとモータとの間を接続する配線には、ノイズ対策が必要となる。

【0007】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一実施の形態においては、射出成形機は、固定側部材と、前記固定側部材に固定された可動側部材と、を有するものであって、給電装置と、前記可動側部材に設けられ、前記可動側部材を駆動する１つ以上のモータと、前記可動側部材に設けられ、前記直流電圧が供給されることで前記１つ以上のモータのいずれかを駆動する少なくとも１つのサーボアンプと、を有するものである。

【発明の効果】

【0009】

一実施の形態によれば、射出成形機のノイズ耐性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１にかかる射出成形機の構成を模式的に示す側面図である。

【図2】実施の形態１にかかる射出装置の要部の拡大図である。

【図3】実施の形態１にかかる型締装置のトグル機構の構成を模式的に示す図である。

【図4】実施の形態１にかかる突き出し機構の構成を模式的に示す図である。

【図5】実施の形態１にかかる射出成形機の電源系統を示す図である。

【図6】一般的な射出成形機の電源系統を示す図である。

【図7】実施の形態２にかかる射出成形機の構成を模式的に示す側面図である。

【図8】実施の形態２にかかる突き出し機構の構成を模式的に示す図である。

【図9】実施の形態２にかかる射出成形機の電源系統を示す図である。

【図10】実施の形態３にかかる射出成形機の構成を模式的に示す側面図である。

【図11】実施の形態３にかかる射出装置７の概略構成を示す図である。

【図12】実施の形態４にかかる射出成形機の構成を模式的に示す側面図である。

【図13】給電装置が２つのベッドに分離して配置される射出成形機の構成を模式的に示す図である。

【図14】２つの給電装置が可動側部材に配置された射出成形機の構成を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、具体的な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。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。また、同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0012】

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に、実施の形態１にかかる射出成形機１００の構成を模式的に示す側面図を示す。射出成形機１００は、ベッド３と、ベッド３上に搭載された射出装置１及び型締装置２を有する。ベッド３には、射出装置１及び型締装置２を駆動するためのモータに電力を供給するための給電装置４が内蔵されている。

【0013】

ベッド３は、例えば床面に載置され、射出装置１及び型締装置２を固定するための固定側部材として構成される。射出装置１及び型締装置２は、成形品の射出成形を行うために、後述するようにベッド３、すなわち固定側部材に固定され、かつ、モータによって駆動される可動側部材５を構成している。

【0014】

射出装置１は、ベッド３上に設けられた基台１５に取り付けられており、ホッパ１３から加熱筒１１に投入された樹脂ペレットを可塑化し、可塑化した樹脂を金型に注入する装置として構成される。加熱筒１１内に投入された樹脂ペレットは、加熱筒１１に挿入されたスクリュ１２が回転しながら軸方向（＋Ｘ方向、射出方向の反対方向）に後退することで可塑化（溶融）される。その後、スクリュ１２が回転しながら軸方向（－Ｘ方向、射出方向）に前進することで、可塑化された材料が金型６０内に射出される。スクリュ１２は、射出用のサーボモータＭ１によって軸方向に駆動され、可塑化用のサーボモータＭ２によって回転方向に駆動される。

【0015】

射出用のサーボモータＭ１は、射出用のサーボアンプＡ１と共に、射出用モータユニットＭＵ１１として射出装置１に搭載される。サーボモータＭ１は、軸方向（Ｘ方向）が回転軸となるように基台１５に固定される。この例では、サーボモータＭ１は、回転軸が射出方向とは反対方向（＋Ｘ方向）に突き出すように、基台１５に固定されている。サーボアンプＡ１は、サーボモータＭ１に対して射出方向（－Ｘ方向）の隣接する位置に取り付けられる。サーボアンプＡ１は、給電装置４から供給される直流電圧をインバータによって所定の周波数及び電圧の３相交流電圧に変換して、サーボモータＭ１に供給する。

【0016】

可塑化用のサーボモータＭ２は、可塑化用のサーボアンプＡ２と共に、可塑化用モータユニットＭＵ１２として射出装置１に搭載される。サーボモータＭ２は、軸方向（Ｘ方向）が回転軸となるように基台１５に固定される。この例では、サーボモータＭ２は、回転軸が射出方向（－Ｘ方向）に突き出すように、基台１５に固定されている。サーボアンプＡ２は、サーボモータＭ２に対して射出方向と反対方向（＋Ｘ方向）の隣接する位置に取り付けられる。サーボアンプＡ２は、給電装置４から供給される直流電圧をインバータによって所定の周波数及び電圧の３相交流電圧に変換して、サーボモータＭ２に供給する。

【0017】

スクリュ１２を軸方向（Ｘ方向）へ駆動させる機構について説明する。図２に、実施の形態１にかかる射出装置１の要部の拡大図を示す。スクリュ１２の尾部（＋Ｘ方向の端部）は、回転可能かつ軸方向（Ｘ方向）の移動が規制されるように、Ｙ－Ｚ平面を主面とする中間プレート５１に軸受けされている。中間プレート５１の上部にはボールナット５２が固定されており、ボールナット５２にはボールネジ５３が螺合している。ボールネジ５３の＋Ｘ方向の端部にはプーリ５５が固着され、サーボモータＭ１の回転軸にはプーリ５４が固着されている。プーリ５４とプーリ５５との間にはベルトＢ１が張られており、ベルトＢ１によってプーリ５４の回転力がプーリ５５に伝達され、これによりボールネジ５３を回転させることができる。

【0018】

以上の構成により、ボールネジ５３が回転してボールナット５２が固定された中間プレート５１が軸方向（Ｘ方向）に駆動されることで、連動してスクリュが軸方向（Ｘ方向）に駆動される。中間プレート５１が射出方向（－Ｘ方向）に駆動することで、ノズル１４から溶融した材料を金型に射出することができる。中間プレート５１が射出方向とは反対方向（＋Ｘ方向）に駆動されることで、例えば、加熱筒１１内に材料を導入することができる。

【0019】

次いで、スクリュ１２を回転方向へ駆動させる機構について説明する。加熱筒１１から中間プレート５１へ向けて露出したスクリュ１２の軸はプーリ５７に挿通され、プーリ５７はスクリュ１２に固着されている。サーボモータＭ２の回転軸にはプーリ５６が固着されている。プーリ５６とプーリ５７との間にはベルトＢ２が張られており、ベルトＢ２によってプーリ５６の回転力がプーリ５７に伝達され、これによりスクリュ１２を回転させることができる。

【0020】

基台１５は、図示しないサーボモータによって、軸方向に駆動可能に構成される。これにより、射出装置１を、Ｘ軸に沿った方向、すなわち型締装置２に近づく方向及び遠ざかる方向に移動させることができる。このサーボモータと、サーボモータの駆動力を基台１５に伝達する機構については、図面の簡略化のため、図示を省略している。

【0021】

型締装置２は、成形品の金型６０を型締めする装置であり、型締めに用いられるサーボモータＭ３と、成形品を金型から突き出すためのサーボモータＭ４と、が設けられる。型締装置２は、型締用のサーボモータＭ３を駆動することで、例えば軸方向（Ｘ方向）に２つに分離している金型をＸ方向に締め付けて固定する。また、金型に樹脂を射出して成形された成形品は、突き出し用のサーボモータＭ４を駆動することで、軸方向に駆動可能な突き出しピンを成形品に突き当てることで、例えば＋Ｘ方向に成形品を突き出す。以下、型締装置２の構成及び動作について具体的に説明する。

【0022】

型締装置２は、トグル式型締装置として構成されている。図３に、実施の形態１にかかる型締装置２のトグル機構４１の構成を模式的に示す。型締装置２では、Ｙ－Ｚ平面を主面とする板状部材である固定盤２０、可動盤３０及び型締ハウジング４０とが軸方向（Ｘ方向）に離隔して配列されている。固定盤２０は固定側金型６１を保持するように構成され、可動盤３０は可動側金型６２を保持するように構成される。

【0023】

固定盤２０と型締ハウジング４０との間には、可動盤３０を貫通する複数本のタイバー２１が設けられている。この例では、４本のタイバー２１が固定盤２０と型締ハウジング４０とを連結している。固定盤２０の４つのコーナー近傍には、軸方向（Ｘ方向）に固定盤２０を貫通する貫通孔が設けられており、これらの４つの貫通孔に４本のタイバー２１の固定盤２０の側の端部が挿通されて固定されている。型締ハウジング４０の４つのコーナー近傍には、軸方向（Ｘ方向）に型締ハウジング４０を貫通する貫通孔が設けられており、これらの４つの貫通孔に４本のタイバー２１の型締ハウジング４０の側の端部が挿通されて固定されている。可動盤３０の４つのコーナー近傍には、軸方向（Ｘ方向）に可動盤３０を貫通する貫通孔が設けられており、これらの４つの貫通孔に４本のタイバー２１が挿通されている。但し、４本のタイバー２１は可動盤３０には固定されておらず、可動盤３０は４本のタイバー２１に対して軸方向（Ｘ方向）に摺動可能である。

【0024】

可動盤３０と型締ハウジング４０との間は、トグル機構４１によって連結されている。トグル機構４１は、一般的なトグル機構として構成することができ、この例では以下で説明する構成を有する。トグル機構４１は、クロスヘッド４２、ボールナット４３、ボールネジ４４、一対の第１リンク４５、一対の第２リンク４６及び一対の第３リンク４７を有するものとして構成される。

【0025】

トグル機構４１を駆動するクロスヘッド４２はボールナット４３に固定され、ボールナット４３にはボールネジ４４が螺合している。ボールネジ４４は、回転可能かつ軸方向（Ｘ方向）の移動が規制されるように、型締ハウジング４０に軸受けされている。

【0026】

第１リンク４５は、Ｚ－Ｘ平面を主面とする平板部材からなる棒状部材として構成される。第２のリンク４６は、Ｚ－Ｘ平面を主面とする平板部材からなる、概ねＬ字の形状を有する部材として構成される。第１リンク４５は、Ｚ－Ｘ平面を主面とする平板部材からなる比較的短い棒状部材として構成される。第１リンク４５の一端は可動盤３０にピン結合される。第２リンク４６は、Ｌ字形状の屈曲部が成す鋭角が可動盤３０に方向を向くように配置されており、第１リンク４５の他端は第２リンク４６のＬ字形状の屈曲部にピン結合される。第２リンク４６の一端は型締ハウジング４０にピン結合され、多端は第３リンク４７の一端とピン結合される。第３リンク４７の他端は、クロスヘッド４２とピン結合される。なお、図３から明らかなように、ここでいうピン結合とは、第１リンク４５～第３リンク４７の主面（Ｚ－Ｘ）方向の法線方向（Ｙ方向）を軸とするピンによって２つの部材を回転可能に結合することを言う。

【0027】

型締用のサーボモータＭ３は、型締用のサーボアンプＡ３と共に、型締モータユニットＭＵ１３として型締装置２に搭載される。サーボモータＭ３は、型締ハウジング４０の上に搭載される。この例では、サーボモータＭ３は、回転軸が射出方向（－Ｘ方向）に突き出すように、型締ハウジング４０に固定されている。サーボアンプＡ３は、サーボモータＭ３に対して射出方向と反対方向（＋Ｘ方向）の隣接する位置に取り付けられる。サーボアンプＡ３は、給電装置４から供給される直流電圧をインバータによって所定の周波数及び電圧の３相交流電圧に変換して、サーボモータＭ３に供給する。

【0028】

サーボモータＭ３の回転軸にはプーリ４８が固着され、ボールネジ４４にはプーリ４９が固着されている。プーリ４８とプーリ４９との間にはベルトＢ３が張られており、ベルトＢ３によってプーリ４８の回転力がプーリ４９に伝達され、これによりボールネジ４４を回転させることができる。

【0029】

以上の構成により、型締装置２では、ボールネジ４４が回転してボールナット４３が軸方向（Ｘ方向）に駆動されることで、連動してクロスヘッド４２が軸方向（Ｘ方向）に駆動され、その結果、トグル機構４１が駆動される。クロスヘッド４２が型締ハウジング４０に近づく方向（－Ｘ方向）に駆動される場合には、トグル機構４１は、可動盤３０と型締ハウジング４０とを近づけるように駆動される。これにより、固定盤２０に保持された固定側金型６１と可動盤３０に保持された可動側金型６２との間を開くことができる。クロスヘッド４２が型締ハウジング４０から遠ざかる方向（＋Ｘ方向）に駆動される場合には、トグル機構４１は、可動盤３０と型締ハウジング４０とを遠ざけるように駆動される。これにより、固定盤２０に保持された固定側金型６１と可動盤３０に保持された可動側金型６２との間を閉じることができる。

【0030】

可動盤３０には、金型から成形品を取り外すための突き出し機構が設けられている。図４に、実施の形態１にかかる突き出し機構３１の構成を模式的に示す。突き出し機構３１は、突き出しプレート３２、ボールネジ３３及び突き出しピン３４を有する。

【0031】

ボールネジ３３は、可動盤３０から型締ハウジング４０を向く方向（－Ｘ方向）に突き出しており、一端が回転可能かつ軸方向（Ｘ方向）の移動が規制されるように可動盤３０に軸受けされている。ボールネジ３３の突き出したネジ部分は、Ｙ－Ｚ平面を主面とする板状部材である突き出しプレート３２の中央部に螺合している。突き出しプレート３２からは、可動盤３０を向く方向（＋Ｘ方向）へ向けて、複数の突き出しピン３４が延在している。可動盤３０及び可動側金型６２には複数の突き出しピンが挿通可能な貫通孔が設けられる。

【0032】

突き出し用のサーボモータＭ４は、突き出し用のサーボアンプＡ４と共に、突き出しモータユニットＭＵ１４として型締装置２に搭載される。サーボモータＭ４は、回転軸が射出方向（－Ｘ方向）に突き出すように、可動盤３０に固定されている。サーボアンプＡ４は、サーボモータＭ４に対して上方（＋Ｙ方向）の隣接する位置に取り付けられる。サーボアンプＡ４は、給電装置４から供給される直流電圧をインバータによって所定の周波数及び電圧の３相交流電圧に変換して、サーボモータＭ４に供給する。

【0033】

サーボモータＭ４の回転軸にはプーリ３５が固着され、ボールネジ３３の他端にはプーリ３６が固着されている。プーリ３５とプーリ３６との間にはベルトＢ４が張られており、ベルトＢ４によってプーリ３５の回転力がプーリ３６に伝達され、これによりボールネジ３３を回転させることができる。

【0034】

以上の構成により、突き出し機構３１では、ボールネジ３３が回転して突き出しプレート３２が軸方向（Ｘ方向）に駆動されることで、連動して複数の突き出しピン３４が軸方向（Ｘ方向）に駆動される。突き出しプレート３２が可動盤３０に近づく方向（＋Ｘ方向）に駆動される場合には、突き出しピン３４が可動盤３０及び可動側金型６２に設けられた貫通孔に挿入される方向（＋Ｘ方向）に駆動される。これにより、突き出しピン３４が駆動されて可動側金型６２の成形品側の表面から突き出すことで、成形品を可動側金型６２から取り外すことができる。突き出しプレート３２が可動盤３０から遠ざかる方向（－Ｘ方向）に駆動される場合には、突き出しピン３４が可動盤３０及び可動側金型６２に設けられた貫通孔から引き抜かれる方向（－Ｘ方向）に駆動される。これにより、突き出しピン３４を貫通孔内に収容することができる。

【0035】

次いで、射出成形機１００の電源系統について説明する。上述したように、射出成形機１００では、樹脂を溶融して計量する計量工程や樹脂を射出する射出工程などが実行される。計量工程においてスクリュ１２を回転方向に駆動するサーボモータＭ２は、長時間電力を消費するが瞬間的な電力の大きさは比較的小さい。これに対し、射出工程においてスクリュ１２を軸方向に駆動するサーボモータＭ１は、駆動時間は短時間であるが大電力を消費する。つまり、射出成形機１００が消費する電力は、工程により大きく変動する。従って、射出成形機１００のモータに電力を供給する給電装置４は、消費される最大電力に対応可能な容量を有するものとして構成される。

【0036】

図５に、実施の形態１にかかる射出成形機１００の電源系統を示す。射出成形機１００には、３相交流電源ＳＵＰから３相交流電圧が供給される。３相交流電圧は給電装置４によって直流電圧に変換される。給電装置４にはコンバータ４Ａが設けられ、供給される３相交流電圧を直流電圧に変換する。直流電圧を供給するための２本の電源線からなる直流電源線ＳＬには、直流電圧によって充電可能に構成された蓄電器４Ｃが設けられる。この例では、蓄電器４Ｃは、直流電源線ＳＬの２本の電源線の間に接続されたコンデンサとして構成されている。これにより、３相交流電圧の変動やコンバータ４Ａの変換動作などの影響による直流電圧の変動を防止することが可能となる。なお、モータなどの負荷変動による直流電圧の変動も蓄電器４Ｃによって防止できることは言うまでもない。

【0037】

給電装置４から出力された直流電圧は、直流電源線ＳＬによって、射出装置１に搭載されたサーボアンプＡ１及びＡ２と、型締装置２に搭載されたサーボアンプＡ３及びＡ４とに供給される。なお、給電装置４と、サーボアンプＡ１～Ａ４との間は、射出成形機１００の動作を制御する信号をやり取りするための通信線ＣＬによって接続されている。

【0038】

直流電源線ＳＬを通じて供給された直流電圧は、サーボアンプＡ１～Ａ４によって３相交流電圧に変換及び増幅されて、３相交流電源線ＳＬ１～ＳＬ４を介して、それぞれサーボモータＭ１～Ｍ４へ出力される。なお、サーボアンプＡ１～Ａ４とサーボモータＭ１～Ｍ４との間は、通信線ＣＬを通じて伝送する信号を伝送するため、通信線ＣＬ１～ＣＬ４で接続される。

【0039】

続いて、射出成形機１００の構成の利点の理解を容易にするため、一般的な射出成形機９００の電源系統について説明する。図６に、一般的な射出成形機９００の電源系統を示す。

【0040】

射出成形機９００は、射出成形機１００と比較して、給電装置の構成が異なっている。射出成形機９００の給電装置９０１は、給電装置４にサーボアンプＡ１～Ａ４が含まれる。すなわち、射出成形機１００では、射出装置１及び型締装置２にサーボモータとサーボアンプが設けられていたのに対し、射出成形機９００では、射出装置１及び型締装置２にサーボモータが設けられ、サーボアンプは給電装置に設けられている。

【0041】

具体的には、給電装置９０１では、コンバータ４Ａから出力された直流電圧は、直流電源線ＳＬを介して、サーボアンプＡ１～Ａ４に供給される。また、コンバータ４ＡとサーボアンプＡ１～Ａ４との間は、通信線ＣＬによって接続されている。

【0042】

サーボアンプＡ１～Ａ４に供給された直流電圧は３相交流電圧に変換及び増幅されて、３相交流電源線ＳＬ１～ＳＬ４を介して、射出装置１のサーボモータＭ１及びＭ２と、型締装置２のサーボモータＭ３及びＭ４と、へ出力される。

【0043】

射出成形機９００では、給電装置９０１と可動側部材、すなわち射出装置１及び型締装置２との間は、３相交流電源線ＳＬ１～ＳＬ４及び通信線ＣＬ１～ＣＬ４とで接続されることとなる。その結果、射出成形機１００と比べて電源線及び通信線の数が増えてしまう。これにより、３相交流電源線ＳＬ１～ＳＬ４から放射されるノイズが多くなり、ノイズの影響を低減するためにシールド等の機構を設けることとなる。

【0044】

これに対し、実施の形態１にかかる射出成形機１００によれば、サーボアンプは、給電装置ではなく、サーボモータに近接して設けられている。よって、サーボアンプがベッド内の給電装置又は給電装置に近接した位置に設けられている一般的な射出成形機に比べて、サーボアンプとサーボモータを接続する３相交流電源線の長さを大幅に短縮することができる。これにより、サーボアンプとサーボモータを接続する３相交流電源線から放射ノイズを大幅に低減することが可能となる。

【0045】

また、本構成では、サーボアンプと給電装置との間の比較的長い経路では直流電源が供給することで、サーボアンプとサーボモータを接続する３相交流電源線を短縮している。これにより、サーボアンプとサーボモータとの間のインピーダンスも低減できるので、この間の電圧低下を好適に防止することができる。かつ、サーボアンプとサーボモータとの間の損失を低減できるので、この間における電力損失を低減することができる。

【0046】

さらに、サーボアンプとサーボモータを接続する通信線の長さをも大幅に短縮することができるので、通信線の耐ノイズ性を大幅に向上させることができる。

【0047】

また、一般的な射出成形機ではベッド内に設けられていたサーボアンプを射出装置及び型締装置の側に設けることで、給電装置の小型化を実現することができる。これにより、ベッド内のスペースを確保できるとともに、ベッド内の機器レイアウトの自由度を向上させることができる。

【0048】

サーボアンプは、一般にパワー半導体が搭載され、これらの素子による発熱の影響を考慮しなければならない。一般的な射出成形機のようにベッド内にサーボアンプを設ける場合には、例えば発熱素子にヒートシンクなどを取り付け、送風ファンによって冷却するなどの機構を設けなければならない。これに対し、本構成では、比較的発熱が大きなサーボアンプをベッドの外に設置できるので、このような冷却機構を設けなくてもよい点で、ベッド及び冷却機構の小型化の観点から有利である。

【0049】

本構成においては、サーボアンプは射出装置１又は型締装置２に分散して配置され、熱は射出装置１及び型締装置２の筐体を介し放熱される。そのため、サーボアンプあたりの放熱設計を簡素化することができる。具体的には、筐体に放熱フィンを設けたり、送風ファンを設けることで、サーボアンプを冷却することができる。また、元々サーボモータ等の冷却機構が設けられている場合には、サーボアンプも共に冷却することで、新たな冷却機構を設けずともサーボアンプを冷却することも可能である。

【0050】

本構成においては、射出装置１及び型締装置２からなる可動側部材５に設けられた各モータユニットと給電装置を接続する配線、すなわち直流電源線ＳＬ及び通信線ＣＬの少なくとも３本の配線が露出配線となり、可動側部材５の動きに応じてこれらの配線には力が加わることとなる。これにより、直流電源線ＳＬ及び通信線ＣＬには断線が生じるおそれがある。しかし、一般的な射出成形機では、可動側部材５に設けられた各モータと給電装置との間は、通信線ＣＬ及び３相交流電源線の少なくとも４本の配線で接続される。したがって、本構成によれば、一般的な射出成形機と比べて可動側部材５と給電装置との間の配線の本数を大幅に削減、例えば１／４に削減できるので、断線発生のリスクを効果的に低減することができる。

【0051】

また、サーボアンプとサーボモータとは同じ可動側部材５に搭載されることとなるため、可動側部材５が動いたとしても３相交流電源線に力が加わることはないので、直流電源線ＳＬに比べて本数が多い３相交流電源線ＳＬ１～ＳＬ４の断線を好適に防止できる。

【0052】

本構成では、配線Ｗに断線が生じた場合には、４つのモータユニットの全ての動作に影響が出るため、故障箇所原因が各モータユニットであるか、配線Ｗの断線であるかを容易に見分けることも可能である。

【0053】

実施の形態２
実施の形態２にかかる射出成形機２００について説明する。射出成形機１００においては、各モータユニットはサーボモータ及びサーボアンプを有するものとして説明した。これに対し、射出成形機２００では、サーボアンプの前段に蓄電器を追加したものとして構成される。

【0054】

図７に、実施の形態２にかかる射出成形機の構成を模式的に示す側面図を示す。射出成形機２００は、射出成形機１００とは構成が異なる射出用モータユニットＭＵ２１、可塑化用モータユニットＭＵ２２、型締モータユニットＭＵ２３、突き出しモータユニットＭＵ２４及び給電装置４を有する。すなわち、射出成形機２００は、射出成形機１００の射出用モータユニットＭＵ１１、可塑化用モータユニットＭＵ１２、型締モータユニットＭＵ１３、突き出しモータユニットＭＵ１４及び給電装置４を、それぞれ射出用モータユニットＭＵ２１、可塑化用モータユニットＭＵ２２、型締モータユニットＭＵ２３及び突き出しモータユニットＭＵ２４に置換した構成を有する。なお、射出成形機２００のその他の構成は、射出成形機１００と同様である。

【0055】

射出用モータユニットＭＵ２１は、射出用モータユニットＭＵ１１と比べて、サーボアンプＡ１へ直流電圧を供給する２本の直流電源線の間に接続された、サーボモータＭ１の負荷変動による直流電圧の変動を防止するための蓄電器Ｓ１が追加されている。

【0056】

可塑化用モータユニットＭＵ２２は、可塑化用モータユニットＭＵ１２と比べて、サーボアンプＡ２へ直流電圧を供給する２本の直流電源線の間に接続された、サーボモータＭ２の負荷変動による直流電圧の変動を防止するための蓄電器Ｓ２が追加されている。

【0057】

型締モータユニットＭＵ２３は、型締モータユニットＭＵ１３と比べて、サーボアンプＡ３へ直流電圧を供給する２本の直流電源線の間に、サーボモータＭ３の負荷変動による直流電圧の変動を防止するための蓄電器Ｓ３が追加されている。

【0058】

図８に、実施の形態２にかかる突き出し機構３１の構成を模式的に示す。突き出しモータユニットＭＵ２４は、突き出しモータユニットＭＵ１４と比べて、サーボアンプＡ４へ直流電圧を供給する２本の直流電源線の間に、サーボモータＭ４の負荷変動による直流電圧の変動を防止するための蓄電器Ｓ４が追加されている。

【0059】

この例では、蓄電器Ｓ１～Ｓ４は、サーボアンプＡ１～Ａ４に接続される２本の直流電源線の間に接続されたコンデンサとして構成される。

【0060】

以上説明したように、本構成では、各サーボアンプに直流電圧を供給する２本の直流電源線の間に蓄電器を接続することで、直流電圧の変動を防止することができる。よって、モータの駆動をより高精度に制御することがかのうとなる。

【0061】

なお、各サーボアンプに設けられた蓄電器は、サーボモータの負荷変動だけでなく、３相交流電圧の変動やコンバータ４Ａの変換動作などの影響による直流電圧の変動をも防止できることについては、言うまでもない。

【0062】

実施の形態３
実施の形態３にかかる射出成形機３００について説明する。上述の実施の形態では、射出機構をモータによって駆動する、いわゆる電動式射出成形機について説明した。しかし、射出成形機には、射出機構を油圧によって駆動する射出成形機も考え得る（例えば、特許文献４）。

【0063】

図１０に、実施の形態３にかかる射出成形機の構成を模式的に示す側面図を示す。射出成形機３００は、射出成形機１００の射出装置１を射出装置７に置換した構成を有する。射出装置７は、射出機構、すなわちスクリュ１２の軸方向の駆動を、モータではなく、油圧によって行うものとして構成される。よって、射出成形機３００は、射出成形機１００からサーボモータＭ１及びサーボアンプＡ２を除去し、かつ、油圧機構８を追加した構成を有する。この例では、油圧機構８はベッド３に内蔵されるものとしているが、油圧機構の位置はこれに限られない。

【0064】

図１１に、実施の形態３にかかる射出装置７の概略構成を示す。射出装置７は、加熱筒７１と、加熱筒７１内に軸方向及び回転方向に駆動自在に設けられるスクリュ７２とを有する。加熱筒７１内にはホッパ７３から成形材料が投入され、投入された材料が、スクリュ７２の回転に伴って発生する摩擦熱やせん断熱及び加熱筒７１の外周に設けられているヒータ７４から加えられる熱によって溶融する。そして、溶融した材料は、スクリュ７２の回転により混練されて、加熱筒７１の前方に送られる。加熱筒７１の先端にはノズル７５が取り付けられている。材料を射出するときには、加熱筒７１の先端部に蓄えられた溶融状態の成形材料が、ノズル７５を通して、型閉じされた金型６０のキャビティ６０Ａ内に注入される。

【0065】

スクリュ７２は、サーボモータＭ２によって回転駆動されるとともに、射出用油圧シリンダ７９の内部に設けられた射出ピストン８０によって軸方向に駆動される。

【0066】

射出用油圧シリンダ７９内は、射出ピストン８０によって２つの室に仕切られており、前部（－Ｘ側）には前部室８１Ｂが設けられ、後部（＋Ｘ側）には後部室８１Ａが設けられている。後部室８１Ａには、油圧ポンプ８２により、アキュムレータ８３へ蓄圧された圧油が流量制御弁８４を介して供給される。前部室８１Ｂには、射出ピストン８０の所望の保圧切換位置で射出ピストン８０によって完全に又は大部分が塞がれる第１の油排出口８５Ａと、射出ピストン８０の最前進位置においても射出ピストン８０によって塞がれることのない第２の油排出口８５Ｂとが設けられている。第１の油排出口８５Ａは射出用油圧シリンダ７９の側面部に形成され、第２の油排出口８５Ｂは射出用油圧シリンダ７９の端面部に形成されている。

【0067】

第１の油排出口８５Ａは、流量制御弁８６を介して油タンク８７に繋がっており、射出工程において前部室８１Ｂに蓄えられている作動油を油タンク８７に排出するのに十分な大きさの開口面積を有している。また、第２の油排出口８５Ｂは、流量制御弁８８を介して油タンク８７に繋がっており、保圧工程において前部室８１Ｂにある作動油を油タンク８７に排出する。ただし、第２の油排出口８５Ｂは保圧工程の流量及び計量工程の射出ピストン８０の後退（＋Ｘ方向）に必要な流量の作動油を流せればよいので、第１の油排出口８５Ａに比べて開口面積が小さくてもよい。

【0068】

射出成形は、主として、計量工程、射出工程及び保圧工程からなる。計量工程では、固体状の成形材料をホッパ７３から加熱筒７１内に投入し、サーボモータＭ２によってスクリュ７２を回転駆動させると同時に射出用油圧シリンダ７９で軸方向後方（＋Ｘ方向）に駆動させることにより、加熱筒７１内において材料を溶融させながらその前方（－Ｘ方向）に送って計量する。射出工程では、計量値が所定の大きさに達したときに射出用油圧シリンダ７９に圧油を供給することによりスクリュ７２を軸方向前方（－Ｘ方向）に駆動して、計量された溶融状態の材料をノズル７５から金型６０のキャビティ６０Ａ内に射出する。保圧工程は、射出終了後に、材料の冷却に伴って生じる材料の収縮を補うために、加熱筒７１内に残っている材料を通して金型６０内の材料に圧力を加える工程である。これらの工程により、その材料をキャビティ６０Ａが有する所望の形状に成形することができる。

【0069】

以上説明したように、油圧式射出成形機である射出成形機３００は、射出用のモータ及びサーボアンプを有しないため、これ以外のモータを駆動するサーボアンプＡ２～Ａ４の一部又は全部が可動側部材に設けられることとなる。

【0070】

射出成形機３００のその他の構成は、射出成形機１００と同様であるので、重複する説明を省略する。

【0071】

以上、本構成によれば、油圧式の射出成形機３００においても、実施の形態１にかかる射出成形機１００と同様に、少なくともサーボアンプの一部又は全部を可動側部材に設けることによる同様の効果を奏しうることが理解できる。

【0072】

実施の形態４
実施の形態４にかかる射出成形機について説明する。上述の実施の形態では、射出装置は一体として構成された１つの装置であるものとして説明した。しかし、射出装置は、射出装置側の部分と、型締装置側の部分と、に物理的に分離して構成されることが考え得る。この場合、用途に合わせて選択した射出装置側の部分と型締装置側の部分とを組み合わせて射出成形機を構成することができるので、射出成形機の構成の柔軟性を向上させることが期待できる。

【0073】

図１２に、実施の形態４にかかる射出成形機の構成を模式的に示す側面図を示す。射出成形機４００は、射出成形機１００のベッド３を、射出装置１の側のベッド３Ａと、型締装置２の側のベッド３Ｂと、に物理的に分離した構成を有する。射出装置１（第１の可動側部材とも称する）は、ベッド３Ａ（第１の固定側部材とも称する）に固定される。型締装置２（第２の可動側部材とも称する）は、ベッド３Ｂ（第２の固定側部材とも称する）に固定される。

【0074】

図１２の例では、給電装置４は、ベッド３Ａに設けられる。なお、給電装置４の配置は例示に過ぎず、ベッド３Ｂに設けられてもよい。

【0075】

以上、本構成によれば、上述したように、射出装置側の部分４０１と型締装置側の部分４０２とを組み合わせて射出成形機４００を構成する。これにより、射出成形機の構成の柔軟性を向上させることができる。

【0076】

なお、図１２の例では、ベッド３Ａ及びベッド３Ｂのいずれかに給電装置４が設けられていたが、給電装置の配置はこれに限られない。例えば、給電装置は、ベッド３Ａ及びベッド３Ｂに分離して配置されてもよい。

【0077】

図１３に、給電装置がベッド３Ａ及びベッド３Ｂに分離して配置される射出成形機４１０の構成を模式的に示す。射出成形機４１０では、給電装置４は、配線Ｗ１を介して射出装置１に直流電圧を供給する給電装置９１がベッド３Ａに設けられ、配線Ｗ２を介して型締装置２に直流電圧を供給する給電装置９２がベッド３Ｂに設けられる。射出成形機４１０のその他の構成については、射出成形機４００と同様であるので、重複する説明は省略する。

【0078】

本構成によれば、給電装置をベッド３Ａ及びベッド３Ｂ、すなわち射出装置１の側と型締装置２の側とに分離して配置することで、射出装置１の側及び型締装置２の側のそれぞれの要求に応じた給電装置を設けることができる。これにより、射出装置１の側及び型締装置２の側のいずれかを交換する場合でも、交換される側の給電装置のみを変更すればよく、全ての給電装置を変更せずともよい点で有利である。

【0079】

また、給電装置９１及び９２は、ベッド内ではなく、ベッド上の可動側部材に配置されても。図１４に、２つの給電装置が可動側部材に配置された射出成形機４２０の構成を模式的に示す。射出成形機４２０では、給電装置９１が射出装置１に設けられ、給電装置９２が型締装置２に設けられる。射出成形機４２０のその他の構成については、射出成形機４１０と同様であるので、重複する説明は省略する。

【0080】

本構成によれば、給電装置９１を射出装置１に、給電装置９２を型締装置２に分離して配置することで、射出成形機４１０射出装置１の側及び型締装置２の側のそれぞれの要求に応じた給電装置を設けることができる。これにより、射出装置１の側及び型締装置２の側のいずれかを交換する場合でも、交換される側の給電装置のみを変更すればよく、全ての給電装置を変更せずともよい点で有利である。

【0081】

その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、 上述の実施の形態では、給電装置のコンバータには変換回路及び蓄電器が設けられるものとして説明したが、これは例示に過ぎない。コンバータは、変換回路及び蓄電器の他に、出力電流及び出力電流を制御可能なチョッパ回路などの他の回路やコンポーネントを適宜設けてもよい。

【0082】

上述の実施の形態では、サーボモータＭ１、サーボモータＭ２、サーボモータＭ３及びサーボモータＭ４は、それぞれベルトＢ１～Ｂ４を介して駆動力を伝達するものとしているが、これは例示に過ぎず、歯車機構等の各種の駆動力伝達手段を用いてもよい。

【0083】

実施の形態３にかかる射出成形機においても、実施の形態２にかかる射出装置と同様に、サーボアンプに直流電源を供給する２本の直流電源線の間に蓄電器を接続してもよい。

【0084】

実施の形態４にかかる射出成形機は、実施の形態１にかかる射出成形機を射出装置の側の部分と型締装置の側の部分とに分離する例について説明したが、実施の形態２及び３にかかる射出成形機を射出装置の側の部分と型締装置の側の部分とに分離する構成としてもよいことは、言うまでも無い。

【0085】

上述の実施の形態では、可動側部材に設けられたサーボモータのそれぞれに対応するサーボアンプが可動側部材に設けられているが、これは例示に過ぎない。必要に応じて、一部のサーボモータに対応するサーボアンプを可動側部材に設け、他の一部のサーボモータに対応するサーボアンプを固定側部材に設けてもよい。

【0086】

上述の実施の形態では、可動側部材に設けられたサーボアンプのそれぞれに対応する蓄電器が可動側部材に設けられているが、これは例示に過ぎない。必要に応じて、一部のサーボアンプに対応する蓄電器を可動側部材に設け、他の一部のサーボアンプに対応する蓄電器を固定側部材に設けてもよい。

【0087】

上述のモータユニットは、サーボモータとサーボアンプとが一体として構成された物理的に不可分のユニットとして構成されてもよい。また、上述のモータユニットは、サーボモータ、サーボアンプ及び蓄電器が一体として構成された物理的に不可分のユニットとして構成されてもよい。

【0088】

上述の実施の形態では、サーボモータとサーボアンプとがモータユニットを構成するものして説明したが、サーボモータとサーボアンプとは、必要に応じて分散して配置されてもよい。また、上述の実施の形態では、サーボモータ、サーボアンプ及び蓄電器がモータユニットを構成するものして説明したが、サーボモータ、サーボアンプ及び蓄電器の一部又は全部は、必要に応じて分散して配置されてもよい。

【0089】

上述の実施の形態では、射出される材料として樹脂を用いる例について説明したが、これは例示に過ぎず、例えば金属などの他の材料を射出する射出成形機に上述の実施の形態にかかる構成を適用してもよいことは、言うまでも無い。

【符号の説明】

【0090】

Ａ１～Ａ４ サーボアンプ
Ｂ１～Ｂ４ ベルト
Ｍ１～Ｍ４ サーボモータ
ＭＵ１１、ＭＵ２１ 射出用モータユニット
ＭＵ１２、ＭＵ２２ 可塑化用モータユニット
ＭＵ１３、ＭＵ２３ 型締モータユニット
ＭＵ１４、ＭＵ２４ 突き出しモータユニット
Ｓ１～Ｓ４ 蓄電器
ＳＵＰ ３相交流電源
１、７ 射出装置
２ 型締装置
３、３Ａ、３Ｂ ベッド
４ 給電装置
５ 可動側部材
８ 油圧機構
４Ａ コンバータ
４Ｂ 変換回路
４Ｃ 蓄電器
１１、７１ 加熱筒
１２、７２ スクリュ
１３、７３ ホッパ
１４、７５ ノズル
１５ 基台
２０ 固定盤
２１ タイバー
３０ 可動盤
３１ 突き出し機構
３２ 突き出しプレート
３３ ボールネジ
３４ 突き出しピン
３５、３６ プーリ
４０ 型締ハウジング
４１ トグル機構
４２ クロスヘッド
４３ ボールナット
４４ ボールネジ
４５ 第１リンク
４６ 第２リンク
４７ 第３リンク
４８、４９ プーリ
５１ 中間プレート
５２ ボールナット
５３ ボールネジ
５４～５７ プーリ
６０ 金型
６０Ａ キャビティ
６１ 固定側金型
６２ 可動側金型
７４ ヒータ
７９ 射出用油圧シリンダ
８０ 射出ピストン
８１Ａ 後部室
８１Ｂ 前部室
８２ 油圧ポンプ
８３ アキュムレータ
８４ 流量制御弁
８５Ａ 第１の油排出口
８５Ｂ 第２の油排出口
８６、８８ 流量制御弁
８７ 油タンク
９１ 給電装置
９２ 給電装置
１００、２００、３００、４００、４１０、４２０、９００ 射出成形機
４０１ 射出装置の側の部分
４０２ 型締装置の側の部分

【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】