特開 2023-96650 製造装置及びシステム

(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】P2023096650

(43)【公開日】2023-07-07

(54)【発明の名称】製造装置及びシステム

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/03 20060101AFI20230630BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230630BHJP

   B29C 45/76 20060101ALI20230630BHJP

   H02P 5/46 20060101ALI20230630BHJP

【ＦＩ】

B29C45/03

H02J7/00 H

B29C45/76

H02P5/46 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021212549

(22)【出願日】2021-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】390022460

【氏名又は名称】株式会社指月電機製作所

(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】浅利 勇紀

(72)【発明者】

【氏名】佐原 弘通

(72)【発明者】

【氏名】飛山 宗一

(72)【発明者】

【氏名】橋本 直明

(72)【発明者】

【氏名】相河 浩之

(72)【発明者】

【氏名】種本 寛

【テーマコード（参考）】

4F206

5G503

5H572

【Ｆターム（参考）】

4F206AR16

4F206AR20

4F206JA07

4F206JL02

4F206JT13

4F206JT32

5G503AA01

5G503AA07

5G503BA01

5G503BB01

5G503CA11

5G503DA07

5G503DA08

5G503GD03

5G503GD04

5G503GD06

5H572AA14

5H572CC04

5H572CC05

5H572CC09

5H572EE08

5H572FF05

5H572HA04

5H572HC09

5H572JJ03

5H572JJ17

5H572KK05

5H572LL24

(57)【要約】

【課題】複数の電力供給部（例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ）を用いても蓄電装置を減らすことができる製造装置等を提供する。
【解決手段】電動モータＳＭ１、ＳＭ２と、前記電動モータを制御する第１制御部ＣＶ１、ＣＶ２と、電力供給部ＣＶ１、ＣＶ２と、前記電力供給部から前記第１制御部に電力を供給するため、前記電力供給部と前記第１制御部とを電気的に接続する第１配線Ｗ１ａ、Ｗ１ｂと、蓄電装置２０と、前記電動モータから発生する回生電力を前記蓄電装置に充電するため、前記第１配線と前記蓄電装置とを電気的に接続する第２配線Ｗ２ａ、Ｗ２ｂと、前記第２配線に設けられ、オンオフ状態を切り替えられるスイッチＭＳ１、ＭＳ３、ＭＳ５、ＭＳ６、ＭＳ７、ＭＳ８と、を備え、前記電動モータと、前記第１制御部と、前記電力供給部と、前記第１配線と、前記第２配線と、前記スイッチとの組み合わせを複数備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動モータと、
前記電動モータを制御する第１制御部と、
電力供給部と、
前記電力供給部から前記第１制御部に電力を供給するため、前記電力供給部と前記第１制御部とを電気的に接続する第１配線と、
蓄電装置と、
前記電動モータから発生する回生電力を前記蓄電装置に充電するため、前記第１配線と前記蓄電装置とを電気的に接続する第２配線と、
前記第２配線に設けられ、オンオフ状態を切り替えられるスイッチと、を備え、
前記電動モータと、前記第１制御部と、前記電力供給部と、前記第１配線と、前記第２配線と、前記スイッチとの組み合わせを複数備えた製造装置。

【請求項2】

前記スイッチを制御する第２制御部をさらに備える請求項１に記載の製造装置。

【請求項3】

前記製造装置は、射出成形機である請求項１又は２に記載の製造装置。

【請求項4】

前記電動モータとしての型開閉用サーボモータと、前記第１制御部と、前記電力供給部と、前記第１配線と、前記第２配線と、前記スイッチとの第１の組み合わせと、
前記電動モータとしての型締め用サーボモータと、前記第１制御部と、前記電力供給部と、前記第１配線と、前記第２配線と、前記スイッチとの第２の組み合わせと、をさらに備え、
前記第２制御部は、前記型開閉用サーボモータから発生する回生電力、前記型締め用サーボモータから発生する回生電力が交互に前記蓄電装置に充電されるように、前記スイッチを制御する請求項３に記載の製造装置。

【請求項5】

前記蓄電装置は、直列に配置された複数の電池モジュールを含む、車両搭載用に開発された蓄電装置である請求項１から４のいずれか１項に記載の製造装置。

【請求項6】

前記複数の電池モジュールの充放電量を制御する監視ユニットをさらに備える請求項５に記載の製造装置。

【請求項7】

前記スイッチは、マグネットスイッチである請求項１から６のいずれか１項に記載の製造装置。

【請求項8】

前記蓄電装置は、入力電圧の状態に基づいて回生電力及び放電電力を制御する充放電変換器、及び、大容量蓄電池を備える請求項１から７のいずれか１項に記載の製造装置。

【請求項9】

複数の製造装置と、蓄電装置と、を備えるシステムであって、
前記複数の製造装置は、それぞれ、
電動モータと、
前記電動モータを制御する第１制御部と、
電力供給部と、
前記電力供給部から前記第１制御部に電力を供給するため、前記電力供給部と前記第１制御部とを電気的に接続する第１配線と、
前記電動モータから発生する回生電力を前記蓄電装置に充電するため、前記第１配線と前記蓄電装置とを電気的に接続する第２配線と、
前記第２配線に設けられ、オンオフ状態を切り替えられるスイッチと、を備えるシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、製造装置及びシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

減速時に回生電力が発生するサーボモータの回生電力を蓄電装置に蓄電して当該蓄電した回生電力を次のサイクルの力行電力として利用するシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－１５１１５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１においては、１つのＡＣ／ＤＣコンバータに対して１つの蓄電装置を設ける構成であるため、複数のＡＣ／ＤＣコンバータを用いる場合、ＡＣ／ＤＣコンバータの数に応じた数の蓄電装置を用いなければならない（その結果、コストアップや設置スペースも必要になる）という課題がある。

【0005】

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、複数の電力供給部（例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ）を用いても蓄電装置を減らすことができる製造装置及びシステムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明にかかる製造装置は、
電動モータと、
前記電動モータを制御する第１制御部と、
電力供給部と、
前記電力供給部から前記第１制御部に電力を供給するため、前記電力供給部と前記第１制御部とを電気的に接続する第１配線と、
蓄電装置と、
前記電動モータから発生する回生電力を前記蓄電装置に充電するため、前記第１配線と前記蓄電装置とを電気的に接続する第２配線と、
前記第２配線に設けられ、オンオフ状態を切り替えられるスイッチと、を備え、
前記電動モータと、前記第１制御部と、前記電力供給部と、前記第１配線と、前記第２配線と、前記スイッチとの組み合わせを複数備える。

【0007】

このような構成により、複数の電力供給部（例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ）を用いても蓄電装置を減らすことができる。

【0008】

これは、電動モータと、第１制御部と、電力供給部と、第１配線と、第２配線と、スイッチとの組み合わせを複数備えることによるものである。

【0009】

また、前記スイッチを制御する第２制御部をさらに備えていてもよい。

【0010】

このようにすれば、スイッチのオンオフ状態により、充電装置の接続先を切り替えることができる。

【0011】

また、前記製造装置は、射出成形機であってもよい。

【0012】

また、前記電動モータとしての型開閉用サーボモータと、前記第１制御部と、前記電力供給部と、前記第１配線と、前記第２配線と、前記スイッチとの第１の組み合わせと、
前記電動モータとしての型締め用サーボモータと、前記第１制御部と、前記電力供給部と、前記第１配線と、前記第２配線と、前記スイッチとの第２の組み合わせと、をさらに備え、
前記第２制御部は、前記型開閉用サーボモータから発生する回生電力、前記型締め用サーボモータから発生する回生電力が交互に前記蓄電装置に充電されるように、前記スイッチを制御してもよい。なお、電動モータとして、型開閉用サーボモータ、型締め用サーモータの他に、射出成形機に使用される種々のサーボモータ（エジェクター、ハーフナット等）を用いてもよい。

【0013】

また、前記蓄電装置は、直列に配置された複数の電池モジュールを含む、車両搭載用に開発された蓄電装置であってもよい。

【0014】

このように、蓄電装置として、車両搭載用（専用）に開発され大量生産された安価な蓄電装置（例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池）を用いることにより、コストを低減することができる。近年では、車両搭載されたリユース品（車両搭載用（専用）に開発され大量生産された安価な蓄電装置のリユース品）も市場にあり、これを用いることで更なるコストを低減することができる。

【0015】

また、前記複数の電池モジュールの充放電量を制御する監視ユニットをさらに備えていてもよい。

【0016】

このようにすれば、監視ユニットにより各々の電池モジュールが均一に劣化するように各々の電池モジュールの充放電量を制御することにより、蓄電装置の寿命を延ばすことができる。

【0017】

また、前記スイッチは、マグネットスイッチであってもよい。

【0018】

また、前記蓄電装置は、入力電圧の状態に基づいて回生電力及び放電電力を制御する充放電変換器、及び、大容量蓄電池を備えていてもよい。

【0019】

また、本発明にかかるシステムは、複数の製造装置と、蓄電装置と、を備えるシステムであって、
前記複数の製造装置は、それぞれ、
電動モータと、
前記電動モータを制御する第１制御部と、
電力供給部と、
前記電力供給部から前記第１制御部に電力を供給するため、前記電力供給部と前記第１制御部とを電気的に接続する第１配線と、
前記電動モータから発生する回生電力を前記蓄電装置に充電するため、前記第１配線と前記蓄電装置とを電気的に接続する第２配線と、
前記第２配線に設けられ、オンオフ状態を切り替えられるスイッチと、を備える。

【0020】

このような構成により、複数の電力供給部（例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ）を用いても蓄電装置を減らすことができる。

【0021】

これは、複数の製造装置がそれぞれ、電動モータと、第１制御部と、電力供給部と、第１配線と、第２配線と、スイッチを備えることによるものである。

【発明の効果】

【0022】

本発明により、複数の電力供給部（例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ）を用いても蓄電装置を減らすことができる製造装置及びシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】射出成形機１を含むシステム（省エネシステム）の概略構成図である。

【図2】射出成形機１を含むシステム（省エネシステム）において用いられる回路（回路図）の一例である。

【図3】射出成形機１の動作例について説明するためのフローチャートである。

【図4】射出成形機１の動作例について説明するためのフローチャートである。

【図5】回生電力が発生するタイミングを表すグラフである。

【図6】蓄電装置２０のハード構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の一実施形態である製造装置について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。

【0025】

まず、図１を用いて、本実施形態にかかる製造装置の構成例について説明する。以下、製造装置として射出成形機１を用いる例について説明する。

【0026】

図１は、射出成形機１を含むシステム（省エネシステム）の概略構成図である。

【0027】

図１に示すように、射出成形機１は、原料供給装置１０、原料供給装置１０から供給されるペレット材料を溶融させると共に、当該溶融されたペレット材料（以下、溶融樹脂と呼ぶ）を金型に注入するためシリンダ１１（バレル）内に配置されたバレルスクリュー１１ａ、固定プラテン１２、固定プラテン１２に対して接離する方向（図１中左右方向）に移動可能に設けられた可動プラテン１３、固定プラテン１２に取り付けられた金型１４Ａ、可動プラテン１３に取り付けられた金型１４Ｂ、可動プラテン１３を移動させるため当該可動プラテン１３に連結された型開閉用ボールねじ１５、型開閉用ボールねじ１５を回転させるため当該型開閉用ボールねじ１５に連結された型開閉用サーボモータＳＭ１、型開閉用サーボモータＳＭ１を制御する型開閉用サーボアンプＳＡ１、型開閉用サーボアンプＳＡ１に電力を供給する型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ１、型開閉用ＡＣ電源１６、型締め用シリンダ１７、型締め用シリンダ１７に油を供給するための型締め用ポンプ１８（油圧ポンプ）、型締め用ポンプ１８を作動させるため当該型締め用ポンプ１８に連結された型締め用サーボモータＳＭ２、型締め用サーボモータＳＭ２を制御する型締め用サーボアンプＳＡ２、型締め用サーボアンプＳＡ２に電力を供給する型締め用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ２、型締め用ＡＣ電源１９、マグネットスイッチＭＳ１、ＭＳ３、蓄電装置２０、制御部２１を備えている。型開閉用サーボモータＳＭ１、型締め用サーボモータＳＭ２は、減速時に回生電力を発生する。

【0028】

型開閉用サーボモータＳＭ１、型締め用サーボモータＳＭ２は、本発明の電動モータの一例である。型開閉用サーボアンプＳＡ１、型締め用サーボアンプＳＡ２は、本発明の第１制御部の一例である。マグネットスイッチＭＳ１、ＭＳ３、ＭＳ５、ＭＳ６、ＭＳ７、ＭＳ８は、制御部２１によりオンオフ状態（導通状態）を切り替えられるスイッチである。マグネットスイッチＭＳ１、ＭＳ３は、本発明のスイッチの一例である。

【0029】

型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ１と型開閉用サーボアンプＳＡ１とは、型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ１から型開閉用サーボアンプＳＡ１に電力を供給するため、第１配線Ｗ１ａにより電気的に接続されている。型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ１は、型開閉用ＡＣ電源１６から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の直流電力を第１配線Ｗ１ａを介して型開閉用サーボアンプＳＡ１に供給する。型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ１は、本発明の電力供給部の一例である。

【0030】

同様に、型締め用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ２と型締め用サーボアンプＳＡ２とは、型締め用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ２から型締め用サーボアンプＳＡ２に電力を供給するため、第１配線Ｗ１ｂにより電気的に接続されている。型締め用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ２は、型締め用ＡＣ電源１９から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の直流電力を第１配線Ｗ１ｂを介して型締め用サーボアンプＳＡ２に供給する。型締め用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ２は、本発明の電力供給部の一例である。

【0031】

また、第１配線Ｗ１ａと蓄電装置２０とは、途中にマグネットスイッチＭＳ１が設けられた第２配線Ｗ２ａにより電気的に接続されている。

【0032】

同様に、第１配線Ｗ１ｂと蓄電装置２０とは、途中にマグネットスイッチＭＳ３が設けられた第２配線Ｗ２ｂにより電気的に接続されている。

【0033】

蓄電装置２０は、大容量の蓄電池、例えば、車両搭載用（専用）に開発され大量生産された安価な蓄電装置（例えば、ニッケル水素電池）である。図示しないが、蓄電装置２０は、直列に配置された複数の電池モジュール、及び複数の電池モジュールの充放電量を制御する監視ユニットを含む。監視ユニットは、各々の電池モジュールが均一に劣化するように各々の電池モジュールの充放電量を制御する。電池モジュール、監視ユニットとしては、公知のものを用いることができる。図６は、蓄電装置２０のハード構成図である。図６に示すように、蓄電装置２０は、充放電変換器２１と大容量蓄電池２２とで構成される。なお、充放電変換機２１は、電力変換器２１(ＤＣ/ＤＣコンバータ)とも呼ばれる。充放電変換器２１は、入力電圧の状態(変動値やしきい値)に基づいて回生電力及び放電電力を制御する。なお、充放電変換器２１は、蓄電装置２０外部に設けてもよい。

【0034】

大容量蓄電池２２としては、車両搭載用（専用）に開発され大量生産されている大容量の安価な蓄電池を用いるのが望ましい。これにより、蓄電装置２０自体のコストを低減することができる。また、大容量蓄電池２２としては、新品の蓄電池を用いてもよいし、車両に搭載され一定期間使用された後の劣化した蓄電池を用いてもよい。後者の場合、車両に不適となった蓄電池の有効利用（再利用、リサイクル）が可能となる。

【0035】

大容量蓄電池２２の電圧は、フル充電されている場合、例えば、６００Ｖ程度で、型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ１及び型締め用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ２の電圧（例えば、５００Ｖ程度）より高い。なお、大容量蓄電池２２の電圧は、型開閉用ＡＣ/ＤＣコンバータＣＶ１及び型締め用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ２の電圧より低いことが望ましい。

【0036】

制御部２１は、図示しないが、プロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えている。制御部２１には、型開閉用サーボアンプＳＡ１、型締め用サーボアンプＳＡ２、マグネットスイッチＭＳ１、ＭＳ３、ＭＳ５、ＭＳ６、ＭＳ７、ＭＳ８が電気的に接続されている。プロセッサは、例えば、ＣＰＵである。プロセッサは、１つの場合もあるし、複数の場合もある。

【0037】

制御部２１（プロセッサ）は、ＲＯＭからＲＡＭに読み込まれたプログラムを実行することにより、型開閉用サーボアンプＳＡ１を制御する。具体的には、制御部２１（プロセッサ）は、型開閉用サーボアンプＳＡ１に制御信号（指令信号）を送信する。型開閉用サーボアンプＳＡ１は、制御部２１からの制御（制御信号）に従って、型開閉用サーボモータＳＭ１を制御する。型開閉用サーボモータＳＭ１は、型開閉用サーボアンプＳＡ１からの制御に従って、正回転又は逆回転する。型開閉用サーボモータＳＭ１（回転軸）が正回転した場合、型開閉用サーボモータＳＭ１（回転軸）が連結された型開閉用ボールねじ１５が正回転し、当該型開閉用ボールねじ１５が連結された可動プラテン１３（及びこれに取り付けられた金型１４Ｂ）が、固定プラテン１２（及びこれに取り付けられた金型１４Ａ）に対して接近する方向（図１中右方向）に移動する。一方、型開閉用サーボモータＳＭ１（回転軸）が逆回転した場合、型開閉用サーボモータＳＭ１（回転軸）が連結された型開閉用ボールねじ１５が逆回転し、当該型開閉用ボールねじ１５が連結された可動プラテン１３（及びこれに取り付けられた金型１４Ｂ）が、固定プラテン１２（及びこれに取り付けられた金型１４Ａ）に対して離れる方向（図１中左方向）に移動する。

【0038】

また、制御部２１（プロセッサ）は、ＲＯＭからＲＡＭに読み込まれたプログラムを実行することにより、型締め用サーボアンプＳＡ２を制御する。具体的には、制御部２１（プロセッサ）は、型締め用サーボアンプＳＡ２に制御信号（指令信号）を送信する。型締め用サーボアンプＳＡ２は、制御部２１からの制御（制御信号）に従って、型締め用サーボモータＳＭ２を制御する。型締め用サーボモータＳＭ２は、型締め用サーボアンプＳＡ２からの制御に従って、正回転又は逆回転する。型締め用サーボモータＳＭ２（回転軸）が正回転した場合、型締め用サーボモータＳＭ２（回転軸）が連結された型締め用ポンプ１８が作動し、型締め用シリンダ１７に油が供給されることにより、金型１４Ａ、１４Ｂに型締力が加えられる。一方、型締め用サーボモータＳＭ２（回転軸）が逆回転した場合、型締め用サーボモータＳＭ２（回転軸）が連結された型締め用ポンプ１８が作動し、金型１４Ａ、１４Ｂに加えられた型締力が解放される。

【0039】

また、制御部２１（プロセッサ）は、ＲＯＭからＲＡＭに読み込まれたプログラムを実行することにより、マグネットスイッチＭＳ１、ＭＳ３、ＭＳ５、ＭＳ６、ＭＳ７、ＭＳ８それぞれのオンオフ状態を制御する。制御部２１は、本発明の第２制御部の一例である。マグネットスイッチＭＳ１がオン状態に制御された場合、蓄電装置２０と型開閉用サーボアンプＳＡ１（及び型開閉用サーボモータＳＭ１）とが電気的に接続されるため、蓄電装置２０からの電力は、第２配線Ｗ２ａ及び第１配線Ｗ１ａを介して型開閉用サーボアンプＳＡ１に供給される。また、型開閉用サーボモータＳＭ１から発生する回生電力は、第１配線Ｗ１ａ及び第２配線Ｗ２ａを介して蓄電装置２０に充電される。

【0040】

一方、マグネットスイッチＭＳ３がオン状態に制御された場合、蓄電装置２０と型締め用サーボアンプＳＡ２（及び型締め用サーボモータＳＭ２）とが電気的に接続されるため、蓄電装置２０からの電力は、第２配線Ｗ２ｂ及び第１配線Ｗ１ｂを介して型締め用サーボアンプＳＡ２に供給される。また、型締め用サーボモータＳＭ２から発生する回生電力は、第１配線Ｗ１ｂ及び第２配線Ｗ２ｂを介して蓄電装置２０に充電される。

【0041】

次に、射出成形機１を含むシステム（省エネシステム）において用いられる回路について説明する。

【0042】

図２は、射出成形機１を含むシステム（省エネシステム）において用いられる回路（回路図）の一例である。

【0043】

図２中、符号Ｒ１、Ｒ３は抵抗を表す。例えば、蓄電装置２０と型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ１の電圧が異なる場合、まず、マグネットスイッチＭＳ５、ＭＳ６をオン状態とし抵抗Ｒ１を介して電流を流すことで、マグネットスイッチＭＳ１がオン状態となる前に１次２次間の電圧を同じにした後、マグネットスイッチＭＳ６をオフ状態としてマグネットスイッチＭＳ１をオン状態とする。これにより、突入電流の発生を抑制することが可能となり、蓄電装置２０及び型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ１の保護が実現される。

【0044】

また、マグネットスイッチＭＳ１、マグネットスイッチＭＳ５をオン状態にした場合、蓄電装置２０がフル充電されていると蓄電装置２０は充電動作を行わない。型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ１の電圧が一定の閾値(例えば、７４０Ｖ)を超えると、型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ１に内蔵されたスイッチにより回生電力(電流)が保護抵抗Ｒ２に流れる。これにより、蓄電装置２０の保護が実現される。

【0045】

同様に蓄電装置２０と型閉じ用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ２の電圧が異なる場合、まず、マグネットスイッチＭＳ７、ＭＳ８をオン状態とし抵抗Ｒ３を介して電流を流すことで、マグネットスイッチＭＳ３がオン状態となる前に１次２次間の電圧を同じにした後、マグネットスイッチＭＳ８をオフ状態としてマグネットスイッチＭＳ３をオン状態とする。これにより、突入電流の発生を抑制することが可能となり、蓄電装置２０及び型閉じ用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ２の保護が実現される。

【0046】

また、マグネットスイッチＭＳ３、ＭＳ７をオン状態にした場合、蓄電装置２０がフル充電されていると蓄電装置２０は充電動作を行わない。型締め用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ２の電圧が一定の閾値(例えば、７４０Ｖ)を超えると、型締め用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ２に内蔵されたスイッチにより回生電力(電流)が保護抵抗Ｒ４に流れる。これにより、蓄電装置２０の保護が実現される。

【0047】

次に、上記構成の射出成形機１の動作例について説明する。図３及び図４は、射出成形機１の動作例について説明するためのフローチャートである。図５は、回生電力が発生するタイミングを表すグラフである。以下の処理は、制御部２１（プロセッサ）が、ＲＯＭからＲＡＭに読み込まれたプログラムを実行することにより実行される。

【0048】

以下、前提として、蓄電装置２０（大容量蓄電池２２）がフル充電されているものとする。なお、充電装置２０は、フル充電されていなくてもよく、任意の充填状態であってもよい。また、マグネットスイッチＭＳ１、ＭＳ３がそれぞれオフ状態（非導通状態）であるものとする。また、可動プラテン１３が型開き位置に位置しており、金型１４Ａ、１４Ｂが開いた状態であるものとする。

【0049】

まず、可塑化を行う（ステップＳ１０）。可塑化とは、原料供給装置１０からシリンダ１１（バレル）内に供給されるペレット材料に熱を加えて溶融させる工程のことである。原料供給装置１０から供給されるペレット材料は、バレルスクリュー１１ａがシリンダ１１（バレル）内で回転することにより発生するせん断発熱、及びシリンダ１１（バレル）に取り付けられたヒータにより加熱されることにより可塑化される。

【0050】

次に、マグネットスイッチＭＳ５、ＭＳ６をオン状態にする（ステップＳ１１）。これにより、抵抗Ｒ１に電流が流れ電圧計Ｖ１、Ｖ２の測定値がほぼ同じになったときに、マグネットスイッチＭＳ６をオフ状態とし、マグネットスイッチＭＳ１をオン状態にする（ステップＳ１２）。これにより、蓄電装置２０と型開閉用サーボアンプＳＡ１が接続される。その際、蓄電装置２０（充放電変換器２１）は、型開閉用サーボアンプＳＡ１の入力電圧を監視し、型開閉用サーボアンプＳＡ１が電力を必要とする場合に電力を放電する（型開閉用サーボアンプＳＡ１に電力を供給する）。

【0051】

次に、型閉じを行う（ステップＳ１３）。型閉じとは、金型１４Ａと金型１４Ｂとを閉じる工程のことである。具体的には、制御部２１（プロセッサ）は、可動プラテン１３を型開き位置から型閉じ位置まで移動させるため、型開閉用サーボアンプＳＡ１に制御信号（指令信号）を送信する。型開閉用サーボアンプＳＡ１は、制御部２１からの制御（制御信号）に従って、型開閉用サーボモータＳＭ１が正回転するように制御する。これにより、型開閉用サーボモータＳＭ１（回転軸）が連結された型開閉用ボールねじ１５が回転（正回転）し、当該型開閉用ボールねじ１５が連結された可動プラテン１３（及びこれに取り付けられた金型１４Ｂ）が、固定プラテン１２（及びこれに取り付けられた金型１４Ａ）に対して接近する方向（図１中右方向）に移動する。その際、蓄電装置２０（充放電変換器２１）が型開閉用サーボアンプＳＡ１のＰＮ間電圧の低下を検出し、充放電変換を開始する（ステップＳ１４）。次に、蓄電装置２０（充放電変換器２１）が蓄電池電圧を昇圧して型開閉用サーボアンプＳＡ１に電力を供給する（ステップＳ１５）。

【0052】

可動プラテン１３は、型開き位置から型閉じ位置まで移動（加速、等直線運動、減速）する。これにより、可動プラテン１３に取り付けられた金型１４Ｂと固定プラテン１２に取り付けられた金型１４Ａとが閉じられる。その際（型開閉用サーボモータＳＭ１が減速する際）、図５に示すように、型開閉用サーボモータＳＭ１において回生電力Ｐ１が発生する（ステップＳ１６）。

【0053】

この回生電力Ｐ１は、マグネットスイッチＭＳ１がオン状態であるため、配線Ｗ１ａ、Ｗ２ａを介して蓄電装置２０に蓄電される。具体的には、蓄電装置２０（充放電変換器２１）が型開閉用サーボアンプＳＡ１のＰＮ間電圧の上昇を検出し、充放電変換を開始する（ステップＳ１７）。次に、蓄電装置２０（充放電変換器２１）が型開閉用サーボアンプＳＡ１のＰＮ間電圧を降圧して大容量蓄電池２２に電力を充電する（ステップＳ１８）。

【0054】

次に、マグネットスイッチＭＳ１、ＭＳ５をオフ状態にする（ステップＳ１９）。

【0055】

次に、マグネットスイッチＭＳ７、ＭＳ８をオン状態にする（ステップＳ２０）。これにより、抵抗Ｒ３に電流が流れ電圧計Ｖ１、Ｖ４の測定値がほぼ同じになったときに、マグネットスイッチＭＳ８をオフ状態とし、マグネットスイッチＭＳ３をオン状態にする（ステップＳ２１）。これにより、蓄電装置２０と型閉じ用サーボアンプＳＡ２が接続される。その際、蓄電装置２０（充放電変換器２１）は型閉じ用サーボアンプＳＡ２の入力電圧を監視し、型閉じ用サーボアンプＳＡ２が電力を必要とする場合に電力を放電する（型閉じ用サーボアンプＳＡ２に電力を供給する）。

【0056】

次に、型締めを行う（ステップＳ２２）。型締めとは、金型１４Ａ、１４Ｂに型締力（バリが発生しないように考慮された型締力）を加える工程のことである。具体的には、制御部２１（プロセッサ）は、金型１４Ａ、１４Ｂに型締力を加えるため、型締め用サーボアンプＳＡ２に制御信号（指令信号）を送信する。型締め用サーボアンプＳＡ２は、制御部２１からの制御（制御信号）に従って、型締め用サーボモータＳＭ２が正回転するように制御する。これにより、型締め用サーボモータＳＭ２（回転軸）が連結された型締め用ポンプ１８が作動し、型締め用シリンダ１７に油が供給されることにより、金型１４Ａ、１４Ｂに型締力が加えられる。その際、蓄電装置２０（充放電変換器２１）が型閉じ用サーボアンプＳＡ２のＰＮ間電圧の低下を検出し、充放電変換を開始する（ステップＳ２３）。次に、蓄電装置２０（充放電変換器２１）が蓄電池電圧を昇圧して型閉じ用サーボアンプＳＡ２に電力を供給する（ステップＳ２４）。

【0057】

次に、射出を行う（ステップＳ２５）。射出とは、可塑化された溶融樹脂を上記のように型締めされた金型１４Ａ、１４Ｂに射出（注入）する工程のことである。これは、公知の押出装置により行われる。

【0058】

次に、型締め開放を行う（ステップＳ２６）。型締め開放とは、冷却後、金型１４Ａ、１４Ｂに加えられた型締力を除去（又は低減）する工程のことである。具体的には、制御部２１（プロセッサ）は、金型１４Ａ、１４Ｂに加えられた型締力を開放するため、型締め用サーボアンプＳＡ２に制御信号（指令信号）を送信する。型締め用サーボアンプＳＡ２は、制御部２１からの制御（制御信号）に従って、型締め用サーボモータＳＭ２が逆回転するように制御する。これにより、型締め用サーボモータＳＭ２（回転軸）が連結された型締め用ポンプ１８が作動し、金型１４Ａ、１４Ｂに加えられた型締力が解放される。その際（型締め用サーボモータＳＭ２が減速する際）、図５に示すように、型締め用サーボモータＳＭ２において回生電力Ｐ２が発生する（ステップＳ２６）。

【0059】

この回生電力Ｐ２は、マグネットスイッチＭＳ３がオン状態であるため、配線Ｗ１ｂ、Ｗ２ｂを介して蓄電装置２０に蓄電される。具体的には、蓄電装置２０（充放電変換器２１）が型閉じ用サーボアンプＳＡ２のＰＮ間電圧の上昇を検出し、充放電変換を開始する（ステップＳ２７）。次に、蓄電装置２０（充放電変換器２１）が型閉じ用サーボアンプＳＡ２のＰＮ間電圧を降圧して大容量蓄電池２２に電力を充電する（ステップＳ２８）。

【0060】

次に、マグネットスイッチＭＳ３、ＭＳ７をオフ状態にする（ステップＳ２９）。また、マグネットスイッチＭＳ５、ＭＳ６をオン状態にする（ステップＳ３０）。

次に、マグネットスイッチＭ６をオフ状態にし、マグネットスイッチＭＳ１をオン状態にする（ステップＳ３１）。これにより、蓄電装置２０から型開閉用サーボモータＳＭ１に電力（ステップＳ２１で蓄電された回生電力を含む）が供給される（ステップＳ２４）。その際、蓄電装置２０の電圧が型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ１の電圧より低くなった場合、型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ１から型開閉用サーボモータＳＭ１（及び型開閉用サーボアンプＳＡ１）に電力が供給される。

【0061】

次に、型開きを行う（ステップＳ３２）。型開きとは、金型１４Ａと金型１４Ｂとを開く工程である。具体的には、制御部２１（プロセッサ）は、可動プラテン１３を型閉じ位置から型開き位置まで移動させるため、型開閉用サーボアンプＳＡ１に制御信号（指令信号）を送信する。型開閉用サーボアンプＳＡ１は、制御部２１からの制御（制御信号）に従って、型開閉用サーボモータＳＭ１が逆回転するように制御する。これにより、型開閉用サーボモータＳＭ１（回転軸）が連結された型開閉用ボールねじ１５が回転（逆回転）し、当該型開閉用ボールねじ１５が連結された可動プラテン１３（及びこれに取り付けられた金型１４Ｂ）が、固定プラテン１２（及びこれに取り付けられた金型１４Ａ）に対して離れる方向（図１中左方向）に移動する。その際、蓄電装置２０（充放電変換器２１）が型開閉用サーボアンプＳＡ１のＰＮ間電圧の低下を検出し、充放電変換を開始する（ステップＳ３３）。次に、蓄電装置２０（充放電変換器２１）が蓄電池電圧を昇圧して型開閉用サーボアンプＳＡ１に電力を供給する（ステップＳ３４）。

【0062】

可動プラテン１３が型閉じ位置から型開き位置まで移動（加速、等直線運動、減速）する。これにより、可動プラテン１３に取り付けられた金型１４Ｂと固定プラテン１２に取り付けられた金型１４Ａとが開かれる。その際（型開閉用サーボモータＳＭ１が減速する際）、図５に示すように、型開閉用サーボモータＳＭ１において回生電力Ｐ３が発生する（ステップＳ３５）。

【0063】

この回生電力Ｐ３は、マグネットスイッチＭＳ１がオン状態であるため、配線Ｗ１ａ、Ｗ２ａを介して蓄電装置２０に蓄電される。具体的には、蓄電装置２０（充放電変換器２１）が型開閉用サーボアンプＳＡ１のＰＮ間電圧の上昇を検出し、充放電変換を開始する（ステップＳ３６）。次に、蓄電装置２０（充放電変換器２１）が型開閉用サーボアンプＳＡ１のＰＮ間電圧を降圧して大容量蓄電池２２に電力を充電する（ステップＳ３７）。

【0064】

次に、マグネットスイッチＭＳ１、ＭＳ５をオフ状態にする（ステップＳ３８）。

【0065】

次に、上記のように開かれた金型１４Ａ、１４Ｂから成形品を取り出す（ステップＳ３９）。具体的には、エジェクタピンにより成形品を金型１４Ａ、１４Ｂから押し出して取り出す。

【0066】

以後、上記ステップＳ１～Ｓ２７の処理が繰り返し実行される。

【0067】

以上のように、制御部２１は、型開閉用サーボモータＳＭ１から発生する回生電力、型締め用サーボモータＳＭ２から発生する回生電力が交互に蓄電装置２０（大容量蓄電池２２）に充電されるように、マグネットスイッチＭＳ１、ＭＳ３、ＭＳ５、ＭＳ６、ＭＳ７、ＭＳ８を制御する。

【0068】

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の電力供給部（例えば、型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ１、型締め用ＡＣ／ＤＣコンバータＣＶ２）を用いても、ＡＣ／ＤＣコンバータごとに蓄電装置２０を用意する必要がない。すなわち、蓄電装置２０（大容量蓄電池２２）の数を減らすことができる。

【0069】

これは、サーボモータと、サーボアンプと、ＡＣ／ＤＣコンバータと、第１配線と、第２配線と、マグネットスイッチとの組み合わせを複数備えることによるものである。

【0070】

また、本実施形態によれば、マグネットスイッチＭＳ１、ＭＳ３、ＭＳ５、ＭＳ６、ＭＳ７、ＭＳ８のオンオフ状態を制御することにより、蓄電装置２０（大容量蓄電池２２）の接続先を切り替え、複数のサーボモータからの回生電力を１つの蓄電装置２０（大容量蓄電池２２）に蓄電することができる。

【0071】

また、本実施形態によれば、蓄電装置２０（大容量蓄電池２２）として、直列に配置された複数の電池モジュールを含む、車両搭載用に開発された安価な蓄電装置を用いることにより、コストを低減することができる。

【0072】

また、本実施形態によれば、複数の電池モジュールの充放電量を制御する監視ユニットにより各々の電池モジュールが均一に劣化するように各々の電池モジュールの充放電量を制御することにより、蓄電装置２０の寿命を延ばすことができる。

【0073】

また、マグネットスイッチＭＳ１、ＭＳ３を両方とも常にオン状態とする場合、電力給電部(ＡＣ／ＤＣコンバータ)が並列接続された状態となる。ＡＣ／ＤＣコンバータとサーボアンプが１対１であることが想定された設備に対して、直流部を並列接続することで電力供給部からの電力がＡＣ／ＤＣコンバータ同士で偏りが生じる可能性がある。

【0074】

本実施形態によれば、マグネットスイッチＭＳ１、ＭＳ３のオンオフ状態の切り替えを行うことでこの問題（偏りの問題）を解決することができる。

【0075】

次に、上記先行技術文献と比較しての本実施形態の利点について説明する。

【0076】

上記先行技術文献においては、１つのＡＣ／ＤＣコンバータに対して複数のサーボモータを設けている。これに対して、本実施形態においては、１つのＡＣ／ＤＣコンバータに対して１つのサーボモータを設けている。これにより、各々のサーボモータに適したＡＣ／ＤＣコンバータを選択することができる、異常が発生したサーボモータを容易に識別できる等の利点がある。

【0077】

次に、変形例について説明する。

【0078】

上記実施形態では、電動モータとして、型開閉用サーボモータＳＭ１、型締め用サーボモータＳＭ２を用いる例について説明したが、これに限らない。例えば、電動モータとして、射出成形機１において用いられる各種モータ（例えば、射出用サーボモータ、計量用サーボモータ、エジェクタ用サーボモータ）を用いてもよい。また、電動モータとして、サーボモータ以外の回生電力が発生するモータを用いてもよい。

【0079】

また、上記実施形態では、スイッチとして、マグネットスイッチ（可動接点を含む有接点リレー等のスイッチ）を用いる例について説明したが、これに限らない。例えば、スイッチとして、可動接点を含まない無接点リレー（例えば、ソリッドステート・リレー）等のスイッチを用いてもよい。

【0080】

また、上記実施形態では、製造装置として、１つの射出成形機１を用いる例について説明したが、これに限らない。例えば、製造装置として、複数の射出成形機１を用いてもよい。

【0081】

また、上記実施形態では、製造装置として、射出成形機１を用いる例について説明したが、これに限らない。例えば、製造装置として、プレス成形機を用いてもよい。

【0082】

例えば、プレス工程が複数工程（例えば、４工程）で行われる場合、４台のプレス成形機を用意し、各々のプレス成形機の型開閉用サーボモータ等を、上記実施形態と同様に、蓄電装置２０に電気的に接続する。そして、各々のプレス成形機をタイミングをずらしながら稼働させる。これにより、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0083】

上記実施形態において、プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory（RAM）、read-only memory（ROM）、フラッシュメモリ、solid-state drive（SSD）又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc（DVD）、Blu-ray（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。

【0084】

上記実施形態で示した数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。

【0085】

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記実施形態の記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0086】

１…射出成形機
１０…原料供給装置
１１…シリンダ
１１ａ…バレルスクリュー
１２…固定プラテン
１３…可動プラテン
１４Ａ、１４Ｂ…金型
１５…型開閉用ボールねじ
１６…型開閉用ＡＣ電源
１７…型締め用シリンダ
１８…型締め用ポンプ
１９…型締め用ＡＣ電源
２０…蓄電装置
２１…制御部
ＣＶ１…型開閉用ＡＣ／ＤＣコンバータ
ＣＶ２…型締め用ＡＣ／ＤＣコンバータ
ＭＳ１、ＭＳ３、ＭＳ５、ＭＳ６、ＭＳ７、ＭＳ８…マグネットスイッチ
Ｐ１－Ｐ３…回生電力
Ｒ１－Ｒ４…抵抗
ＳＡ１…型開閉用サーボアンプ
ＳＡ２…型締め用サーボアンプ
ＳＭ１…型開閉用サーボモータ
ＳＭ２…型締め用サーボモータ
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４…電圧計
Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ…第１配線
Ｗ２ａ、Ｗ２ｂ…第２配線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】