特開 2024-171043 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】P2024171043

(43)【公開日】2024-12-11

(54)【発明の名称】射出成形機

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/84 20060101AFI20241204BHJP

   B29C 45/76 20060101ALI20241204BHJP

【ＦＩ】

B29C45/84

B29C45/76

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023087901

(22)【出願日】2023-05-29

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】金海 浩太

(72)【発明者】

【氏名】堀田 大吾

【テーマコード（参考）】

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F206AM07

4F206JA07

4F206JL07

4F206JM02

4F206JN31

4F206JP15

4F206JQ83

4F206JT12

4F206JT31

(57)【要約】

【課題】型締モータの停止のタイミングを精度よく制御できる射出成形機を提供する。
【解決手段】射出成形機１０は、型締装置１００を移動させて金型装置８００の型締を行う型締モータ１６０と、型締モータ１６０に電力を供給するドライバ部７２１と、を備える。また、射出成形機１０は、型締モータ１６０とドライバ部７２１との間を接続する配線７２２に設けられ、ドライバ部７２１の電力の供給および供給停止を切り替え可能であり、かつ型締モータ１６０のブレーキの非発動およびブレーキの発動を切り替え可能な切替器７３０と、切替器７３０を制御するデジタル回路７１１と、を有する。デジタル回路７１１は、型締モータ１６０の停止のトリガ信号を取得することに基づき、切替器７３０を制御して供給停止およびブレーキの発動を行う。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

型締装置を移動させて金型装置の型締を行う型締モータと、
前記型締モータに電力を供給するドライバ部と、
前記型締モータと前記ドライバ部との間を接続する配線に設けられ、前記ドライバ部から前記型締モータへの電力の供給および供給停止を切り替え可能であり、かつ前記型締モータのブレーキの非発動および前記ブレーキの発動を切り替え可能な切替器と、
前記切替器に接続され、当該切替器を制御するデジタル回路と、を有し、
前記デジタル回路は、前記型締モータの停止のトリガ信号を取得することに基づき、前記切替器を制御して前記供給停止および前記ブレーキの発動を行う、
射出成形機。

【請求項2】

前記切替器は、前記デジタル回路からの切替信号の受信に基づき、前記型締モータの端子間を短絡することで前記ブレーキの発動を行う、
請求項１に記載の射出成形機。

【請求項3】

前記切替器は、Ａ接点により前記配線を開閉するＡ接点部と、Ｂ接点により前記型締モータの端子間を開閉するＢ接点部と、を含み、
前記切替信号の受信に基づき前記Ａ接点部の開放を行い、同じ前記切替信号の受信に基づき前記Ｂ接点の閉塞を行う、
請求項２に記載の射出成形機。

【請求項4】

前記デジタル回路は、前記トリガ信号の取得した時点から設定された待機期間だけ待機した後に、前記切替器の前記供給停止および前記ブレーキの発動を制御する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の射出成形機。

【請求項5】

前記待機期間は、前記型締装置により前記金型装置を押圧している状態から脱圧が完了する時間以上に設定される、
請求項４に記載の射出成形機。

【請求項6】

前記デジタル回路は、前記型締装置を制御している制御装置から脱圧の完了の信号を受信することに基づき、前記切替器の前記供給停止および前記ブレーキの発動を制御する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の射出成形機。

【請求項7】

前記デジタル回路は、前記トリガ信号を処理して前記切替器を制御するＰＬＣを含む、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の射出成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、射出成形機に関する。

【背景技術】

【0002】

射出成形機の射出成形中において、型締装置等を覆っているケースの安全ドアをユーザが開放する可能性がある。ユーザの安全のために、射出成形機は、射出成形中に安全ドアが開放された場合に、型締モータ等の駆動を自動的に停止する制御を行う。

【0003】

例えば、特許文献１には、安全ドアと、安全ドアの開閉状態を検出する検出部と、検出部の検出結果に基づき駆動部を停止する制御部と、を備える射出成形機が開示されている。この射出成形機の制御部は、安全ドアの開放に伴ってスイッチが切り替わることで、型締機構のモータ駆動部を動作させているリレースイッチのコイルの励磁を解除して駆動部を停止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４４６０５４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１に開示の射出成形機は、安全ドアのスイッチからモータ駆動部の動力を遮断するためのリレースイッチまで回路を、アナログ回路によって接続している。この場合、アナログ回路の部品のばらつき（コンデンサ容量や抵抗のばらつき等）、または環境要因（温度、電圧値等）によって、モータ駆動部の停止タイミングのばらつきが大きくなってしまう。

【0006】

本開示は、型締モータの停止のタイミングを精度よく制御できる射出成形機を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様によれば、型締装置を移動させて金型装置の型締を行う型締モータと、前記型締モータに電力を供給するドライバ部と、前記型締モータと前記ドライバ部との間を接続する配線に設けられ、前記ドライバ部から前記型締モータへの電力の供給および供給停止を切り替え可能であり、かつ前記型締モータのブレーキの非発動および前記ブレーキの発動を切り替え可能な切替器と、前記切替器に接続され、当該切替器を制御するデジタル回路と、を有し、前記デジタル回路は、前記型締モータの停止のトリガ信号を取得することに基づき、前記切替器を制御して前記供給停止および前記ブレーキの発動を行う、射出成形機が提供される。

【発明の効果】

【0008】

一態様によれば、型締モータの停止のタイミングを精度よく制御できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。

【図2】一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。

【図3】型締モータの電力供給回路および制御ボードの主な構成を示す図である。

【図4】制御装置および安全ＰＬＣの機能ブロックを示すブロック図である。

【図5】安全ＰＬＣが型締モータを停止する際の動作手順を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0011】

（射出成形機）
図１は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図２は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。本明細書において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向を表し、Ｚ軸方向は鉛直方向を表す。型締装置１００が横型である場合、Ｘ軸方向は型開閉方向であり、Ｙ軸方向は射出成形機１０の幅方向である。Ｙ軸負方向側を操作側と呼び、Ｙ軸正方向側を反操作側と呼ぶ。

【0012】

図１～図２に示すように、射出成形機１０は、金型装置８００を開閉する型締装置１００と、金型装置８００で成形された成形品を突き出すエジェクタ装置２００と、金型装置８００に成形材料を射出する射出装置３００と、金型装置８００に対し射出装置３００を進退させる移動装置４００と、射出成形機１０の各構成要素を制御する制御装置７００と、射出成形機１０の各構成要素を支持するフレーム９００とを有する。フレーム９００は、型締装置１００を支持する型締装置フレーム９１０と、射出装置３００を支持する射出装置フレーム９２０とを含む。型締装置フレーム９１０および射出装置フレーム９２０は、それぞれ、レベリングアジャスタ９３０を介して床２に設置される。射出装置フレーム９２０の内部空間９２２に、制御装置７００が配置される。以下、射出成形機１０の各構成要素について説明する。

【0013】

（型締装置）
型締装置１００の説明では、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。

【0014】

型締装置１００は、金型装置８００の型閉、昇圧、型締、脱圧および型開を行う。金型装置８００は、固定金型８１０と可動金型８２０とを含む。

【0015】

型締装置１００は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置１００は、固定金型８１０が取付けられる固定プラテン１１０と、可動金型８２０が取付けられる可動プラテン１２０と、固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる移動機構１０２と、を有する。

【0016】

固定プラテン１１０は、型締装置フレーム９１０に対し固定される。固定プラテン１１０における可動プラテン１２０との対向面に固定金型８１０が取付けられる。

【0017】

可動プラテン１２０は、型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置される。型締装置フレーム９１０上には、可動プラテン１２０を案内するガイド１０１が敷設される。可動プラテン１２０における固定プラテン１１０との対向面に可動金型８２０が取付けられる。

【0018】

移動機構１０２は、固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を進退させることにより、金型装置８００の型閉、昇圧、型締、脱圧、および型開を行う。移動機構１０２は、固定プラテン１１０と間隔をおいて配置されるトグルサポート１３０と、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０を連結するタイバー１４０と、トグルサポート１３０に対して可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させるトグル機構１５０と、トグル機構１５０を作動させる型締モータ１６０と、型締モータ１６０の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構１７０と、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０の間隔を調整する型厚調整機構１８０と、を有する。

【0019】

トグルサポート１３０は、固定プラテン１１０と間隔をおいて配設され、型締装置フレーム９１０上に型開閉方向に移動自在に載置される。なお、トグルサポート１３０は、型締装置フレーム９１０上に敷設されるガイドに沿って移動自在に配置されてもよい。トグルサポート１３０のガイドは、可動プラテン１２０のガイド１０１と共通のものでもよい。

【0020】

なお、本実施形態では、固定プラテン１１０が型締装置フレーム９１０に対し固定され、トグルサポート１３０が型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置されるが、トグルサポート１３０が型締装置フレーム９１０に対し固定され、固定プラテン１１０が型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置されてもよい。

【0021】

タイバー１４０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０とを型開閉方向に間隔Ｌをおいて連結する。タイバー１４０は、複数本（例えば４本）用いられてよい。複数本のタイバー１４０は、型開閉方向に平行に配置され、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１４０には、タイバー１４０の歪を検出するタイバー歪検出器１４１が設けられてよい。タイバー歪検出器１４１は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。タイバー歪検出器１４１の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。

【0022】

なお、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器１４１が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪ゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー１４０に限定されない。

【0023】

トグル機構１５０は、可動プラテン１２０とトグルサポート１３０との間に配置され、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる。トグル機構１５０は、型開閉方向に移動するクロスヘッド１５１と、クロスヘッド１５１の移動によって屈伸する一対のリンク群と、を有する。一対のリンク群は、それぞれ、ピンなどで屈伸自在に連結される第１リンク１５２と第２リンク１５３とを有する。第１リンク１５２は可動プラテン１２０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３はトグルサポート１３０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３は、第３リンク１５４を介してクロスヘッド１５１に取付けられる。トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させると、第１リンク１５２と第２リンク１５３とが屈伸し、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０が進退する。

【0024】

なお、トグル機構１５０の構成は、図１および図２に示す構成に限定されない。例えば図１および図２では、各リンク群の節点の数が５つであるが、４つでもよく、第３リンク１５４の一端部が、第１リンク１５２と第２リンク１５３との節点に結合されてもよい。

【0025】

型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に取付けられており、トグル機構１５０を作動させる。型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させることにより、第１リンク１５２と第２リンク１５３とを屈伸させ、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を進退させる。型締モータ１６０は、運動変換機構１７０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構１７０に連結されてもよい。

【0026】

運動変換機構１７０は、型締モータ１６０の回転運動をクロスヘッド１５１の直線運動に変換する。運動変換機構１７０は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。

【0027】

型締装置１００は、制御装置７００による制御下で、型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、および型開工程などを行う。

【0028】

型閉工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定移動速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン１２０を前進させ、可動金型８２０を固定金型８１０にタッチさせる。クロスヘッド１５１の位置や移動速度は、例えば型締モータエンコーダ１６１などを用いて検出する。型締モータエンコーダ１６１は、型締モータ１６０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。

【0029】

なお、クロスヘッド１５１の位置を検出するクロスヘッド位置検出器、およびクロスヘッド１５１の移動速度を検出するクロスヘッド移動速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。また、可動プラテン１２０の位置を検出する可動プラテン位置検出器、および可動プラテン１２０の移動速度を検出する可動プラテン移動速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。

【0030】

昇圧工程では、型締モータ１６０をさらに駆動してクロスヘッド１５１を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。

【0031】

型締工程では、型締モータ１６０を駆動して、クロスヘッド１５１の位置を型締位置に維持する。型締工程では、昇圧工程で発生させた型締力が維持される。型締工程では、可動金型８２０と固定金型８１０との間にキャビティ空間８０１（図２参照）が形成され、射出装置３００がキャビティ空間８０１に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。

【0032】

キャビティ空間８０１の数は、１つでもよいし、複数でもよい。後者の場合、複数の成形品が同時に得られる。キャビティ空間８０１の一部にインサート材が配置され、キャビティ空間８０１の他の一部に成形材料が充填されてもよい。インサート材と成形材料とが一体化した成形品が得られる。

【0033】

脱圧工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を型締位置から型開開始位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、型締力を減少させる。型開開始位置と、型閉完了位置とは、同じ位置であってよい。

【0034】

型開工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定移動速度で型開開始位置から型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、可動金型８２０を固定金型８１０から離間させる。その後、エジェクタ装置２００が可動金型８２０から成形品を突き出す。

【0035】

型閉工程、昇圧工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および昇圧工程におけるクロスヘッド１５１の移動速度や位置（型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置を含む）、型締力は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型締位置と型締力とは、いずれか一方のみが設定されてもよい。

【0036】

脱圧工程および型開工程における設定条件も同様に設定される。例えば、脱圧工程および型開工程におけるクロスヘッド１５１の移動速度や位置（型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置）は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置は、前側から後方に向けて、この順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型開開始位置と型閉完了位置とは同じ位置であってよい。また、型開完了位置と型閉開始位置とは同じ位置であってよい。

【0037】

なお、クロスヘッド１５１の移動速度や位置などの代わりに、可動プラテン１２０の移動速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置（例えば型締位置）や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。

【0038】

ところで、トグル機構１５０は、型締モータ１６０の駆動力を増幅して可動プラテン１２０に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第１リンク１５２と第２リンク１５３とのなす角θ（以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ）に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド１５１の位置から求められる。リンク角度θが１８０°のとき、トグル倍率が最大になる。

【0039】

金型装置８００の交換や金型装置８００の温度変化などにより金型装置８００の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば可動金型８２０が固定金型８１０にタッチする型タッチの時点でトグル機構１５０のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。

【0040】

型締装置１００は、型厚調整機構１８０を有する。型厚調整機構１８０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整することで、型厚調整を行う。なお、型厚調整のタイミングは、例えば成形サイクル終了から次の成形サイクル開始までの間に行われる。型厚調整機構１８０は、例えば、タイバー１４０の後端部に形成されるねじ軸１８１と、トグルサポート１３０に回転自在に且つ進退不能に保持されるねじナット１８２と、ねじ軸１８１に螺合するねじナット１８２を回転させる型厚調整モータ１８３とを有する。

【0041】

ねじ軸１８１およびねじナット１８２は、タイバー１４０ごとに設けられる。型厚調整モータ１８３の回転駆動力は、回転駆動力伝達部１８５を介して複数のねじナット１８２に伝達されてよい。複数のねじナット１８２を同期して回転できる。なお、回転駆動力伝達部１８５の伝達経路を変更することで、複数のねじナット１８２を個別に回転することも可能である。

【0042】

回転駆動力伝達部１８５は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット１８２の外周に従動歯車が形成され、型厚調整モータ１８３の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の従動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート１３０の中央部に回転自在に保持される。なお、回転駆動力伝達部１８５は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。

【0043】

型厚調整機構１８０の動作は、制御装置７００によって制御される。制御装置７００は、型厚調整モータ１８３を駆動して、ねじナット１８２を回転させる。その結果、トグルサポート１３０のタイバー１４０に対する位置が調整され、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌが調整される。なお、複数の型厚調整機構が組み合わせて用いられてもよい。

【0044】

間隔Ｌは、型厚調整モータエンコーダ１８４を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ１８４は、型厚調整モータ１８３の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。型厚調整モータエンコーダ１８４の検出結果は、トグルサポート１３０の位置や間隔Ｌの監視や制御に用いられる。なお、トグルサポート１３０の位置を検出するトグルサポート位置検出器、および間隔Ｌを検出する間隔検出器は、型厚調整モータエンコーダ１８４に限定されず、一般的なものを使用できる。

【0045】

型締装置１００は、金型装置８００の温度を調節する金型温調機を有してもよい。金型装置８００は、その内部に、温調媒体の流路を有する。金型温調機は、金型装置８００の流路に供給する温調媒体の温度を調節することで、金型装置８００の温度を調節する。

【0046】

なお、本実施形態の型締装置１００は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。

【0047】

なお、本実施形態の型締装置１００は、駆動部として、型締モータ１６０を有するが、型締モータ１６０の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置１００は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。

【0048】

（エジェクタ装置）
エジェクタ装置２００の説明では、型締装置１００の説明と同様に、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。

【0049】

エジェクタ装置２００は、可動プラテン１２０に取付けられ、可動プラテン１２０と共に進退する。エジェクタ装置２００は、金型装置８００から成形品を突き出すエジェクタロッド２１０と、エジェクタロッド２１０を可動プラテン１２０の移動方向（Ｘ軸方向）に移動させる駆動機構２２０とを有する。

【0050】

エジェクタロッド２１０は、可動プラテン１２０の貫通穴に進退自在に配置される。エジェクタロッド２１０の前端部は、可動金型８２０のエジェクタプレート８２６と接触する。エジェクタロッド２１０の前端部は、エジェクタプレート８２６と連結されていても、連結されていなくてもよい。

【0051】

駆動機構２２０は、例えば、エジェクタモータ２４０と、エジェクタモータ２４０の回転運動をエジェクタロッド２１０の直線運動に変換する運動変換機構とを有する。運動変換機構は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。

【0052】

エジェクタ装置２００は、制御装置７００による制御下で、突き出し工程を行う。突き出し工程では、エジェクタロッド２１０を設定移動速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、エジェクタプレート８２６を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータ２４０を駆動してエジェクタロッド２１０を設定移動速度で後退させ、エジェクタプレート８２６を元の待機位置まで後退させる。

【0053】

エジェクタロッド２１０の位置や移動速度は、例えばエジェクタモータエンコーダを用いて検出する。エジェクタモータエンコーダは、エジェクタモータ２４０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。なお、エジェクタロッド２１０の位置を検出するエジェクタロッド位置検出器、およびエジェクタロッド２１０の移動速度を検出するエジェクタロッド移動速度検出器は、エジェクタモータエンコーダに限定されず、一般的なものを使用できる。

【0054】

（射出装置）
射出装置３００の説明では、型締装置１００の説明やエジェクタ装置２００の説明とは異なり、充填時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を後方として説明する。

【0055】

射出装置３００はスライドベース３０１に設置され、スライドベース３０１は射出装置フレーム９２０に対し進退自在に配置される。射出装置３００は、金型装置８００に対し進退自在に配置される。射出装置３００は、金型装置８００にタッチし、金型装置８００内のキャビティ空間８０１に成形材料を充填する。射出装置３００は、例えば、成形材料を加熱するシリンダ３１０と、シリンダ３１０の前端部に設けられるノズル３２０と、シリンダ３１０内に進退自在に且つ回転自在に配置されるスクリュ３３０と、スクリュ３３０を回転させる計量モータ３４０と、スクリュ３３０を進退させる射出モータ３５０と、射出モータ３５０とスクリュ３３０の間で伝達される荷重を検出する荷重検出器３６０と、を有する。

【0056】

シリンダ３１０は、供給口３１１から内部に供給された成形材料を加熱する。成形材料は、例えば樹脂などを含む。成形材料は、例えばペレット状に形成され、固体の状態で供給口３１１に供給される。供給口３１１はシリンダ３１０の後部に形成される。シリンダ３１０の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器３１２が設けられる。冷却器３１２よりも前方において、シリンダ３１０の外周には、バンドヒータなどの第１加熱器３１３と第１温度検出器３１４とが設けられる。

【0057】

シリンダ３１０は、シリンダ３１０の軸方向（例えばＸ軸方向）に複数のゾーンに区分される。複数のゾーンのそれぞれに第１加熱器３１３と第１温度検出器３１４とが設けられる。複数のゾーンのそれぞれに設定温度が設定され、第１温度検出器３１４の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が第１加熱器３１３を制御する。

【0058】

ノズル３２０は、シリンダ３１０の前端部に設けられ、金型装置８００に対し押し付けられる。ノズル３２０の外周には、第２加熱器３２３と第２温度検出器３２４とが設けられる。ノズル３２０の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が第２加熱器３２３を制御する。

【0059】

スクリュ３３０は、シリンダ３１０内に回転自在に且つ進退自在に配置される。スクリュ３３０を回転させると、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ３１０からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。その後、スクリュ３３０を前進させると、スクリュ３３０前方に蓄積された液状の成形材料がノズル３２０から射出され、金型装置８００内に充填される。

【0060】

スクリュ３３０の前部には、スクリュ３３０を前方に押すときにスクリュ３３０の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング３３１が進退自在に取付けられる。

【0061】

逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を前進させるときに、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置（図２参照）までスクリュ３３０に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ３３０前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。

【0062】

一方、逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を回転させるときに、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置（図１参照）までスクリュ３３０に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ３３０の前方に成形材料が送られる。

【0063】

逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０と共に回転する共回りタイプと、スクリュ３３０と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。

【0064】

なお、射出装置３００は、スクリュ３３０に対し逆流防止リング３３１を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。

【0065】

計量モータ３４０は、スクリュ３３０を回転させる。スクリュ３３０を回転させる駆動源は、計量モータ３４０には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。

【0066】

射出モータ３５０は、スクリュ３３０を進退させる。射出モータ３５０とスクリュ３３０との間には、射出モータ３５０の回転運動をスクリュ３３０の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ３３０を進退させる駆動源は、射出モータ３５０には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。

【0067】

荷重検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間で伝達される荷重を検出する。検出した荷重は、制御装置７００で圧力に換算される。荷重検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間の荷重の伝達経路に設けられ、荷重検出器３６０に作用する荷重を検出する。

【0068】

荷重検出器３６０は、検出した荷重の信号を制御装置７００に送る。荷重検出器３６０によって検出される荷重は、スクリュ３３０と成形材料との間で作用する圧力に換算され、スクリュ３３０が成形材料から受ける圧力、スクリュ３３０に対する背圧、スクリュ３３０から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。

【0069】

なお、成形材料の圧力を検出する圧力検出器は、荷重検出器３６０に限定されず、一般的なものを使用できる。例えば、ノズル圧センサ、または型内圧センサが用いられてもよい。ノズル圧センサは、ノズル３２０に設置される。型内圧センサは、金型装置８００の内部に設置される。

【0070】

射出装置３００は、制御装置７００による制御下で、計量工程、充填工程および保圧工程などを行う。充填工程と保圧工程とをまとめて射出工程と呼んでもよい。

【0071】

計量工程では、計量モータ３４０を駆動してスクリュ３３０を設定回転速度で回転させ、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。スクリュ３３０の回転速度は、例えば計量モータエンコーダ３４１を用いて検出する。計量モータエンコーダ３４１は、計量モータ３４０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。なお、スクリュ３３０の回転速度を検出するスクリュ回転速度検出器は、計量モータエンコーダ３４１に限定されず、一般的なものを使用できる。

【0072】

計量工程では、スクリュ３３０の急激な後退を制限すべく、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ３３０に対する背圧は、例えば荷重検出器３６０を用いて検出する。スクリュ３３０が計量完了位置まで後退し、スクリュ３３０の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。

【0073】

計量工程におけるスクリュ３３０の位置および回転速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、計量開始位置、回転速度切換位置および計量完了位置が設定される。これらの位置は、前側から後方に向けてこの順で並び、回転速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、回転速度が設定される。回転速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。回転速度切換位置は、設定されなくてもよい。また、区間毎に背圧が設定される。

【0074】

充填工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を設定移動速度で前進させ、スクリュ３３０の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置８００内のキャビティ空間８０１に充填させる。スクリュ３３０の位置や移動速度は、例えば射出モータエンコーダ３５１を用いて検出する。射出モータエンコーダ３５１は、射出モータ３５０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切換（所謂、Ｖ／Ｐ切換）が行われる。Ｖ／Ｐ切換が行われる位置をＶ／Ｐ切換位置とも呼ぶ。スクリュ３３０の設定移動速度は、スクリュ３３０の位置や時間などに応じて変更されてもよい。

【0075】

充填工程におけるスクリュ３３０の位置および移動速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、充填開始位置（「射出開始位置」とも呼ぶ。）、移動速度切換位置およびＶ／Ｐ切換位置が設定される。これらの位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。

【0076】

スクリュ３３０の移動速度が設定される区間毎に、スクリュ３３０の圧力の上限値が設定される。スクリュ３３０の圧力は、荷重検出器３６０によって検出される。スクリュ３３０の圧力が設定圧力以下である場合、スクリュ３３０は設定移動速度で前進される。一方、スクリュ３３０の圧力が設定圧力を超える場合、金型保護を目的として、スクリュ３３０の圧力が設定圧力以下となるように、スクリュ３３０は設定移動速度よりも遅い移動速度で前進される。

【0077】

なお、充填工程においてスクリュ３３０の位置がＶ／Ｐ切換位置に達した後、Ｖ／Ｐ切換位置にスクリュ３３０を一時停止させ、その後にＶ／Ｐ切換が行われてもよい。Ｖ／Ｐ切換の直前において、スクリュ３３０の停止の代わりに、スクリュ３３０の微速前進または微速後退が行われてもよい。また、スクリュ３３０の位置を検出するスクリュ位置検出器、およびスクリュ３３０の移動速度を検出するスクリュ移動速度検出器は、射出モータエンコーダ３５１に限定されず、一般的なものを使用できる。

【0078】

保圧工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を前方に押し、スクリュ３３０の前端部における成形材料の圧力（以下、「保持圧力」とも呼ぶ。）を設定圧に保ち、シリンダ３１０内に残る成形材料を金型装置８００に向けて押す。金型装置８００内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば荷重検出器３６０を用いて検出する。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。保圧工程における保持圧力および保持圧力を保持する保持時間は、それぞれ複数設定されてよく、一連の設定条件として、まとめて設定されてよい。

【0079】

保圧工程では金型装置８００内のキャビティ空間８０１の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間８０１の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間８０１からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間８０１内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮を目的として、冷却工程中に計量工程が行われてよい。

【0080】

なお、本実施形態の射出装置３００は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内には、スクリュが回転自在に且つ進退不能に配置され、またはスクリュが回転自在に且つ進退自在に配置される。一方、射出シリンダ内には、プランジャが進退自在に配置される。

【0081】

また、本実施形態の射出装置３００は、シリンダ３１０の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ３１０の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。

【0082】

（移動装置）
移動装置４００の説明では、射出装置３００の説明と同様に、充填時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を後方として説明する。

【0083】

移動装置４００は、金型装置８００に対し射出装置３００を進退させる。また、移動装置４００は、金型装置８００に対しノズル３２０を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。移動装置４００は、液圧ポンプ４１０、駆動源としてのモータ４２０、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ４３０などを含む。

【0084】

液圧ポンプ４１０は、第１ポート４１１と、第２ポート４１２とを有する。液圧ポンプ４１０は、両方向回転可能なポンプであり、モータ４２０の回転方向を切換えることにより、第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液（例えば油）を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。なお、液圧ポンプ４１０はタンクから作動液を吸引して第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。

【0085】

モータ４２０は、液圧ポンプ４１０を作動させる。モータ４２０は、制御装置７００からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ４１０を駆動する。モータ４２０は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。

【0086】

液圧シリンダ４３０は、シリンダ本体４３１、ピストン４３２、およびピストンロッド４３３を有する。シリンダ本体４３１は、射出装置３００に対して固定される。ピストン４３２は、シリンダ本体４３１の内部を、第１室としての前室４３５と、第２室としての後室４３６とに区画する。ピストンロッド４３３は、固定プラテン１１０に対して固定される。

【0087】

液圧シリンダ４３０の前室４３５は、第１流路４０１を介して、液圧ポンプ４１０の第１ポート４１１と接続される。第１ポート４１１から吐出された作動液が第１流路４０１を介して前室４３５に供給されることで、射出装置３００が前方に押される。射出装置３００が前進され、ノズル３２０が固定金型８１０に押し付けられる。前室４３５は、液圧ポンプ４１０から供給される作動液の圧力によってノズル３２０のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。

【0088】

一方、液圧シリンダ４３０の後室４３６は、第２流路４０２を介して液圧ポンプ４１０の第２ポート４１２と接続される。第２ポート４１２から吐出された作動液が第２流路４０２を介して液圧シリンダ４３０の後室４３６に供給されることで、射出装置３００が後方に押される。射出装置３００が後退され、ノズル３２０が固定金型８１０から離間される。

【0089】

なお、本実施形態では移動装置４００は液圧シリンダ４３０を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ４３０の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を射出装置３００の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。

【0090】

（制御装置）
制御装置７００は、例えばコンピュータで構成され、図１～図２に示すようにＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１と、メモリなどの記憶媒体７０２と、入力インターフェース７０３と、出力インターフェース７０４とを有する。制御装置７００は、記憶媒体７０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ７０１に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置７００は、入力インターフェース７０３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース７０４で外部に信号を送信する。

【0091】

制御装置７００は、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、１回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」とも呼ぶ。

【0092】

一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程、および冷却工程は、型締工程の間に行われる。型締工程の開始は充填工程の開始と一致してもよい。脱圧工程の完了は型開工程の開始と一致する。

【0093】

なお、成形サイクル時間の短縮を目的として、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、型締工程の間に行われてよい。この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。また、突き出し工程は、型開工程中に開始されてもよい。ノズル３２０の流路を開閉する開閉弁が設けられる場合、型開工程は、計量工程中に開始されてもよい。計量工程中に型開工程が開始されても、開閉弁がノズル３２０の流路を閉じていれば、ノズル３２０から成形材料が漏れないためである。

【0094】

なお、一回の成形サイクルは、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程以外の工程を有してもよい。

【0095】

例えば、保圧工程の完了後、計量工程の開始前に、スクリュ３３０を予め設定された計量開始位置まで後退させる計量前サックバック工程が行われてもよい。計量工程の開始前にスクリュ３３０の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、計量工程の開始時のスクリュ３３０の急激な後退を防止できる。

【0096】

また、計量工程の完了後、充填工程の開始前に、スクリュ３３０を予め設定された充填開始位置まで後退させる計量後サックバック工程が行われてもよい。充填工程の開始前にスクリュ３３０の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、充填工程の開始前のノズル３２０からの成形材料の漏出を防止できる。

【0097】

制御装置７００は、ユーザによる入力操作を受け付ける操作装置７５０や画面を表示する表示装置７６０と接続されている。操作装置７５０および表示装置７６０は、例えばタッチパネル７７０で構成され、一体化されてよい。表示装置７６０としてのタッチパネル７７０は、制御装置７００による制御下で、画面を表示する。タッチパネル７７０の画面には、例えば、射出成形機１０の設定、現在の射出成形機１０の状態等の情報が表示されてもよい。また、タッチパネル７７０の画面には、例えば、ユーザによる入力操作を受け付けるボタン、入力欄等の操作部が表示されてもよい。操作装置７５０としてのタッチパネル７７０は、ユーザによる画面上の入力操作を検出し、入力操作に応じた信号を制御装置７００に出力する。これにより、例えば、ユーザは、画面に表示される情報を確認しながら、画面に設けられた操作部を操作して、射出成形機１０の設定（設定値の入力を含む）等を行うことができる。また、ユーザが画面に設けられた操作部を操作することにより、操作部に対応する射出成形機１０の動作を行わせることができる。なお、射出成形機１０の動作は、例えば、型締装置１００、エジェクタ装置２００、射出装置３００、移動装置４００等の動作（停止も含む）であってもよい。また、射出成形機１０の動作は、表示装置７６０としてのタッチパネル７７０に表示される画面の切り替え等であってもよい。

【0098】

（安全機能）
また図１および図２の２点鎖線で示すように、射出成形機１０は、型締装置１００、エジェクタ装置２００および金型装置８００を覆うケース９４０を有する。ケース９４０は、射出成形時に、射出成形機１０のユーザが金型装置８００等に接触することを防止する保護機能の役割を果たす。なお、ケース９４０は、射出装置３００まで覆う構成、あるいは射出成形機１０の全体を覆う構成であってもよい。

【0099】

例えば、ケース９４０は、長方形状（箱状）に形成され、フレーム９００（型締装置フレーム９１０）の上面に固定される。ケース９４０のＸ軸正方向の側面には、射出装置３００のシリンダ３１０およびノズル３２０が進退可能な図示しない口部が設けられている。

【0100】

そして、ケース９４０は、ユーザが開閉可能な安全ドア９４１を１以上有する。図１および図２では、安全ドア９４１をＹ軸正方向（紙面手前）側のケース９４０の側面に設置した例を図示している。ただし、安全ドア９４１の設置位置は、特に限定されず、Ｙ軸負方向の側面やＸ軸負方向の側面でもよく、あるいはＺ軸正方向の上面でもよい。安全ドア９４１は、片開き方式、スライド方式、両開き方式のいずれであってもよい。

【0101】

また、射出成形機１０は、安全ドア９４１の開閉状態を検出する開閉検出器９４２を有する。開閉検出器９４２の種類は、特に限定されず、例えば、機械的なスイッチを採用したものや光学系のセンサを採用したもの等があげられる。開閉検出器９４２は、射出装置フレーム９２０の鉛直方向下側の内部空間９２２に設けられた制御ボード７１０に通信可能に接続され、安全ドア９４１の開閉状態の情報を送信する。

【0102】

制御ボード７１０は、射出成形機１０のインターロックを制御して射出成形機１０の安全性を確保するためのデジタル回路７１１を有している。また、内部空間９２２には、制御ボード７１０の他に、型締モータ１６０に電力を供給する電力供給回路７２０が設けられている。

【0103】

図３は、型締モータ１６０の電力供給回路７２０および制御ボード７１０の主な構成を示す図である。図３に示すように、制御ボード７１０のデジタル回路７１１は、インターロックを制御するためのＰＬＣ（Programmable Logic Controller：以下、安全ＰＬＣ７１２ともいう）を有する。安全ＰＬＣ７１２は、射出成形機１０の安全制御のためのプログラムが可能な専用コントローラであり、例えば、安全基準の認証を受けたＩＣチップが適用される。なお、デジタル回路７１１は、安全ＰＬＣ７１２の適用のみに限定されず、他のプロセッサ（ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等）を適用してもよい。

【0104】

また、制御ボード７１０は、安全ＰＬＣ７１２の他に、入出力インターフェース７１３、およびメモリ（不図示）等を有する。制御ボード７１０は、入出力インターフェース７１３を介して安全ドア９４１の開閉検出器９４２に接続されている。

【0105】

開閉検出器９４２が出力する信号には、安全ドア９４１の開閉状態の情報が含まれる。仮に、射出成形機１０の射出成形中に安全ドア９４１が開放された場合、型締めを行っている型締装置１００や金型装置８００にユーザが接触する可能性が生じる。このため、安全ＰＬＣ７１２は、インターロックの制御として、型締モータ１６０の電力供給を遮断して、型締装置１００の移動を規制することで、安全性を確保する。

【0106】

すなわち、射出成形機１０の射出成形中における安全ドア９４１の開放の情報は、射出成形機１０を緊急的に停止するトリガ信号となる。なお、停止のトリガ信号は、安全ドア９４１の開放の情報に限定されず、種々の情報を含み得る。例えば、停止のトリガ信号の他の例としては、射出成形機１０の適宜の構成を覆う安全カバーやパージカバーの開放の情報、射出成形機１０の非常停止ボタンのオン等の情報があげられる。あるいは、停止のトリガ信号は、射出成形機１０の異常の発生を診断する処理基板（例えば、制御装置７００）等から出力される異常発生の情報であってもよい。換言すれば、安全ドア９４１の開閉検出器９４２、安全カバーやパージカバーの開閉検出器、非常停止ボタン、あるいは制御装置７００は、トリガ信号を生成可能なトリガ生成部９４３（図４参照）を構成する。制御ボード７１０は、入出力インターフェース７１３を介してトリガ生成部９４３の各構成に接続されている。

【0107】

一方、電力供給回路７２０は、例えば、射出装置フレーム９２０の内部空間９２２と、型締装置フレーム９１０よりも上方に設置されている型締モータ１６０との間を電気的に接続している。具体的には、電力供給回路７２０は、ドライバ部７２１と、ドライバ部７２１および型締モータ１６０の間を接続する複数の配線７２２と、複数の配線７２２の途中位置において型締モータ１６０への電力供給および供給停止を切り替える切替器７３０と、を含む。また、電力供給回路７２０は、複数の配線７２２の途中位置において型締モータ１６０に供給する電力（例えば、電流）を検出する給電検出部７２３を有する。

【0108】

型締モータ１６０は、例えば、三相交流電力の供給に基づき回転駆動するＡＣサーボモータが適用されることが好ましい。これにより、型締モータ１６０は、回転角や回転速度を精度よく制御でき、型締装置１００の高精度な位置決めが可能となる。なお、型締モータ１６０のモータの種類は、特に限定されるものではなく、他のサーボモータやステッピングモータ等でもよい。

【0109】

電力供給回路７２０のドライバ部７２１は、型締モータ１６０の種類に応じて適宜の構成を有している。例えば、型締モータ１６０がＡＣサーボモータである場合に、ドライバ部７２１には、Ｕ相用の配線７２２ｕ、Ｖ相用の配線７２２ｖ、Ｗ相用の配線７２２ｕが接続される。ドライバ部７２１は、これらの各配線７２２を介して三相交流電力を型締モータ１６０に出力する。

【0110】

ドライバ部７２１は、制御パルスを出力するコントローラ７２４に接続されると共に、射出成形機１０の電源部７２５に接続されている。コントローラ７２４は、制御装置７００に接続され、制御装置７００の制御指令を受信して、この制御指令に基づいてドライバ部７２１に制御パルスを出力する。ドライバ部７２１は、図示しないコンバータ、インバータ等の電力変換部７２１ａ、および電流調整部７２１ｂ等を有し、入力された制御パルスに基づき、電源部７２５から供給される電力を調整して型締モータ１６０に出力する。

【0111】

また、給電検出部７２３は、Ｕ相の配線７２２ｕおよびＶ相の配線７２２ｖにおいて型締モータ１６０に供給される実電流を検出し、その検出情報を電流調整部７２１ｂにフィードバックする。

【0112】

電力供給回路７２０の切替器７３０は、ドライバ部７２１から型締モータ１６０に電力を供給すると共に、電力の供給停止を行う。さらに、この切替器７３０は、型締モータ１６０のブレーキの非発動およびブレーキの発動を切り替える機能を有する。具体的には、３つの配線７２２のそれぞれをＡ接点で開閉するＡ接点部７３１と、このＡ接点部７３１に接続されるＢ接点部７３２と、Ａ接点部７３１およびＢ接点部７３２を同時に切り替える切替用コイル７３３と、を有する。また、切替器７３０は、入出力インターフェース７１３を介して安全ＰＬＣ７１２に接続され、安全ＰＬＣ７１２による信号に基づきＡ接点部７３１およびＢ接点部７３２を切り替える。なお、切替器７３０と安全ＰＬＣ７１２とをリレーなどを介して接続する等、各部品は直接接続しても良いが、直接接続するものに限るわけではない。また、本実施形態では、Ａ接点部７３１およびＢ接点部７３２を同時に切り替えるようにしているが、回路の設計に合わせて時間差を持たせて切り替えるようにしてもよい。言い換えれば、Ａ接点部７３１とＢ接点部７３２は、切替信号の受信に基づきＡ接点部７３１の開放を行い、同じ切替信号の受信に基づきＢ接点部７３２の閉塞を行う。Ａ接点部７３１とＢ接点部７３２の切替のタイミングについては同時でもよく異なるタイミングでもよい。

【0113】

Ｂ接点部７３２は、Ａ接点部７３１の２次側（型締モータ１６０側）において、Ｕ相の配線７２２ｕ、Ｖ相の配線７２２ｖ、Ｗ相の配線７２２ｗの各々をスター結線により連結し、結線につながる２箇所の配線をＢ接点で開閉するスイッチを有する。また、Ｂ接点部７３２は、スター結線の適宜の位置に抵抗器（不図示）を有する。ただし、本実施形態に係る射出成形機１０は、型締モータ１６０の駆動停止後に、Ｂ接点部７３２を閉塞する構成としており、抵抗器の抵抗値（サイズ）を小さくできる。なお、射出成形機１０は、抵抗器を備えない構成でもよい。

【0114】

一例として、Ａ接点部７３１は、切替用コイル７３３の励磁状態で、Ｕ相の配線７２２ｕ、Ｖ相の配線７２２ｖ、Ｗ相の配線７２２ｗをそれぞれ閉塞（オン）しており、ドライバ部７２１から型締モータ１６０への電力供給を可能とする。その一方で、Ｂ接点部７３２は、切替用コイル７３３の励磁状態で開放（オフ）している。

【0115】

そして、切替器７３０は、安全ＰＬＣ７１２の切替信号によって、切替用コイル７３３を非励磁状態とする。この場合、Ａ接点部７３１は、Ｕ相の配線７２２ｕ、Ｖ相の配線７２２ｖ、Ｗ相の配線７２２ｗをそれぞれ開放（オフ）することで、ドライバ部７２１から型締モータ１６０へ向かう電力を供給停止する。一方、Ｂ接点部７３２は、切替用コイル７３３の非励磁状態で閉塞（オン）する。Ｂ接点部７３２は、閉塞状態において、抵抗器を介して型締モータ１６０の各配線７２２が接続される端子間を短絡する。これにより、型締モータ１６０は、回転エネルギが熱消費されて大きなブレーキトルクがかかるようになり、型締モータ１６０を迅速に停止させることができる。つまり、切替器７３０は、Ｂ接点部７３２の切り替えのみで、型締モータ１６０のブレーキの非発動およびブレーキの発動を切り替えるダイナミックブレーキの機能を有する。

【0116】

図４は、制御装置７００および安全ＰＬＣ７１２の機能ブロックを示すブロック図である。制御装置７００は、記憶媒体７０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ７０１が実行することにより、図４に示すように、型締装置制御部７４０、トリガ取得部７４１、信号生成部７４２、異常診断部７４３等の機能ブロックを内部に形成する。

【0117】

型締装置制御部７４０は、上記した成形サイクルにおいて型締装置１００の動作を制御する。例えば、型締装置制御部７４０は、型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、型開工程の各々において、型締モータ１６０の動作を制御する制御指令をコントローラ７２４に出力することで、ドライバ部７２１を介して型締モータ１６０を動作させる。これにより、型締装置制御部７４０は、金型装置８００の可動金型８２０を各工程の目標位置に移動させることができる。

【0118】

トリガ取得部７４１は、トリガ生成部９４３（安全ドア９４１の開閉検出器９４２、安全カバーやパージカバーの開閉検出器、非常停止ボタン等）から停止のトリガ信号を取得して、記憶媒体７０２に記憶する。また、トリガ取得部７４１は、異常診断部７４３から停止のトリガ信号を取得してもよい。異常診断部７４３は、射出成形機１０の各構成や各センサ等の信号を定常的に監視して、異常の有無を判定している。異常診断部７４３は、射出成形機１０を停止すべき異常を判定した場合に、停止のトリガ信号をトリガ取得部７４１に出力する。

【0119】

そして、型締装置制御部７４０は、トリガ取得部７４１における停止のトリガ信号の受信に基づき、型締装置１００の動作を緊急的に停止する。例えば、型締装置１００が金型装置８００の固定金型８１０と可動金型８２０とに型締力をかけている工程（昇圧工程、型締工程、および脱圧工程の脱圧完了まで）では、型締装置制御部７４０は、型締装置１００を脱圧させる動作を行う。これにより、射出成形機１０は、型締装置１００の緊急停止において、型締力の反力で金型装置８００が意図せずに開いて当該金型装置８００を破損することを防止できる。

【0120】

また、制御装置７００の信号生成部７４２は、異常診断部７４３による異常の判定をした場合に、制御ボード７１０の安全ＰＬＣ７１２に対してその情報（停止のトリガ信号：図４の点線参照）を出力する。

【0121】

一方、安全ＰＬＣ７１２は、内部のメモリに記憶されたプログラムの実行下に、トリガ取得部７１５、動作状態取得部７１６、切替器状態取得部７１７、判定部７１８、切替信号生成部７１９を形成する。

【0122】

トリガ取得部７１５は、トリガ生成部９４３（安全ドア９４１の開閉検出器９４２、安全カバーやパージカバーの開閉検出器、非常停止ボタン、制御装置７００等）から停止のトリガ信号を取得する。

【0123】

動作状態取得部７１６は、型締モータ１６０の信号を取得し、型締モータ１６０のオン信号またはオフ信号を監視する。なお、動作状態取得部７１６は、制御装置７００等から射出成形機１０の現在の動作状態（成形サイクルの工程、待機、停止等）を取得してもよい。

【0124】

切替器状態取得部７１７は、切替器７３０の切替用コイル７３３の状態を検出する状態検出器（不図示）から、切替用コイル７３３の位置や固着の有無等を取得する。

【0125】

判定部７１８は、トリガ取得部７１５のトリガ信号、動作状態取得部７１６の射出成形機１０の動作状態、切替器状態取得部７１７の切替器の状態等に基づき、切替器７３０の動作を判定する。例えば、判定部７１８は、射出成形機１０が成形サイクル中（射出成形中）であり、かつ停止のトリガ信号を受信した場合に、切替器７３０の切替用コイル７３３を励磁状態から非励磁状態に切り替えることを判定する。また例えば、判定部７１８は、型締モータ１６０がオフ状態であり、かつ停止のトリガを受信した場合に、切替器７３０の切り替えを行わないことを判定する。型締モータ１６０のオフ状態において、切替器７３０は既に非励磁状態であり、ユーザが安全ドア９４１を開放しても非励磁状態のままとなる。

【0126】

また、切替信号生成部７１９は、判定部７１８による切替器７３０の切り替えの判定に基づき、切替器７３０に切替信号を出力する。ただし、切替信号生成部７１９は、判定部７１８が判定した（または停止のトリガ信号を受信した）タイミングから予め設定されている待機期間だけ待機し、この待機期間の経過後に切替信号を出力する。待機期間は、上記した緊急停止において、型締装置１００の脱圧を行ってこの脱圧が完了する時間以上（例えば、脱圧が完了する時間よりも僅かに長い時間）に設定される。これにより、安全ＰＬＣ７１２は、型締装置１００の脱圧が完了した後に切替信号を切替器７３０に出力して、切替用コイル７３３を励磁状態から非励磁状態に切り替える。切替器７３０は、型締モータ１６０に対する電力の供給停止、および型締モータ１６０のブレーキの発動を行うことで、型締装置１００および金型装置８００を動かなくすることができる。

【0127】

（安全ドア９４１の開放時の制御処理）
本実施形態に係る射出成形機１０は、基本的には、以上のように構成され、以下その動作について、図５を参照しながら説明する。図５は、安全ＰＬＣ７１２が型締モータ１６０を停止する際の動作手順を示すタイミングチャートである。

【0128】

制御装置７００の型締装置制御部７４０は、成形サイクルの各工程に応じた制御信号をドライバ部７２１に出力し、型締モータ１６０の動作を制御する。この際、安全ＰＬＣ７１２の動作状態取得部７１６は、型締モータ１６０がモータオン状態であるオン信号を取得している。

【0129】

そして、安全ドア９４１の開閉検出器９４２は、図５に示す射出成形機１０の射出成形中の時点ｔ１において、安全ドア９４１の開放を検出する。これにより、開閉検出器９４２は、停止のトリガ信号として安全ドア９４１の開放の情報を、制御装置７００および安全ＰＬＣ７１２に出力する。

【0130】

制御装置７００の型締装置制御部７４０は、トリガ取得部７４１により停止のトリガ信号を受信すると、現在の成形サイクルを終了して、型締装置１００により金型装置８００を押圧している状態から圧力を低下させる脱圧動作を開始する（図５の時点ｔ２参照）。この際、型締装置制御部７４０は、型締モータ１６０を動作させて、可動金型８２０を固定金型８１０から若干後退させる。これにより、時点ｔ３において型締装置１００の脱圧が完了する。なお、緊急停止の脱圧では金型装置８００の型締力をゼロにすればよいため、固定金型８１０と可動金型８２０は接触していてもよく、離れていてもよい。

【0131】

型締装置制御部７４０は、脱圧を完了させる際に、型締モータ１６０の制御指令として電力供給を終了する指令をドライバ部７２１に出力する。この制御指令に基づき、ドライバ部７２１は、型締モータ１６０に対する電力供給を停止する。なお、成形サイクル中であって可動金型８２０が固定金型８１０に接触していない場合（型閉工程、型開工程等）は、脱圧を行わずに電力供給を終了する制御指令を型締モータ１６０に出力してよい。

【0132】

一方、安全ＰＬＣ７１２も、成形サイクル中の時点ｔ１においてトリガ取得部７１５により停止のトリガ信号を受信する。これにより、判定部７１８は、ドライバ部７２１と型締モータ１６０との間の各配線７２２の開放（電力の停止）を判定する。そして、切替信号生成部７１９は、判定部７１８の判定に基づき、設定された待機期間だけ切替信号の出力を待機する。

【0133】

その結果、切替信号生成部７１９は、時点ｔ２から待機期間が経過した時点ｔ４において切替信号を切替器７３０に出力する。時点ｔ４は、時点ｔ２から時点ｔ３以上に経過したタイミングであり、型締装置１００の脱圧が完了した時点である。

【0134】

切替器７３０は、切替信号の受信に基づき、Ａ接点部７３１の各スイッチをオフ（開放）し、Ｂ接点部７３２の各スイッチをオン（接続）する。これにより、型締モータ１６０への電力の供給停止が実行され、また型締モータ１６０にブレーキを発動させることができる。切替器７３０がＡ接点部７３１をオフしてＢ接点部７３２をオンしたタイミングでは、制御装置７００からドライバ部７２１に対して電力供給を停止する制御指令が送信されており、ドライバ部７２１からの電力の供給が低減されている（例えば、電力の供給がゼロとなっている）。ドライバ部７２１からの電力の供給の停止によって、型締モータ１６０は、その回転をスムーズに停止できる。すなわち、射出成形時において安全ドア９４１を開放した場合に、デジタル回路７１１がトリガを取得し、切替器７３０を制御するようにしたことで、射出成形機１０は停止させるための制御を開始してから早期（タイムラグがなく）かつ精度よく型締モータ１６０を停止することが可能となる。

【0135】

さらに、上記したＢ接点部７３２のオンに伴う型締モータ１６０へのブレーキの発動により、型締モータ１６０の停止した後に位置を保持することができる。これにより、外力が加わることによる型締装置１００や金型装置８００の移動を規制することが可能となる。

【0136】

以上のように、本実施形態に係る射出成形機１０は、デジタル回路７１１において停止のトリガ信号を取得し、このデジタル回路７１１により切替器７３０を制御して、型締モータ１６０への電力の供給停止と、ブレーキの発動とを行う。これにより、部品のばらつきや環境要因によって切替器７３０の動作タイミングがばらつくことを防止して、型締モータ１６０の停止のタイミングを精度よく制御できる。特に、本実施形態のように切替器７３０を用いてブレーキの非発動およびブレーキの発動を切り替える機能を有する場合には、ブレーキのタイミングを精度よく制御でき、型締装置１００や金型装置８００の移動を速やかに規制できる。その結果、型締装置１００や金型装置８００に対してユーザが安全に触れることが可能となる。さらに金型装置８００の移動の規制により、当該金型装置８００の破損を抑止することができる。

【0137】

また、射出成形機１０は、切替器７３０の切り替えにより型締モータの端子間を短絡する構成とすることで、ブレーキの簡素化および低コスト化を促すことができる。またさらに、射出成形機１０は、切替器７３０にＡ接点部７３１およびＢ接点部７３２を備えることで、型締モータ１６０の電力の供給から供給停止への移行と、ブレーキの非発動から発動への移行を、容易に協働させることができる。

【0138】

そして、デジタル回路７１１の安全ＰＬＣ７１２は、トリガ信号の受信に伴い設定された待機期間だけ待機することで、切替器７３０の切り替えを適切なタイミングで行うことができる。例えば、待機期間を型締装置１００の脱圧が完了する時間以上とすることで、脱圧の完了前に型締モータ１６０に対する電力の供給停止を行って型締装置１００に圧力が残存する不都合を回避できる。

【0139】

なお、本開示の射出成形機１０は、上記の構成に限定されず、種々の変形例をとり得る。例えば、切替器７３０により型締モータ１６０に発動されるブレーキは、ダイナミックブレーキに限定されず、例えば、型締モータ１６０の回転軸を機械的に制動可能なブレーキを動作させる構成でもよい。

【0140】

また例えば、本実施形態に係る安全ＰＬＣ７１２は、停止のトリガ信号の受信に伴って、型締装置１００の脱圧を完了させる待機期間だけ待機して、切替器７３０を切り替える構成とした。しかしながら、安全ＰＬＣ７１２は、待機期間をカウントせずに、脱圧完了の信号を制御装置７００から受信することに基づき、切替器７３０を切り替える構成としてもよい。これにより、射出成形機１０は、脱圧の完了後に切替器７３０を切り替えることができ、また型締装置１００が脱圧を行わない場合には直ちに切替器７３０を切り替えることも可能となる。

【0141】

今回開示された実施形態に係る射出成形機１０は、すべての点において例示であって制限的なものではない。実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形および改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0142】

１０ 射出成形機
１００ 型締装置
１６０ 型締モータ
７００ 制御装置
７１１ デジタル回路
７１２ 安全ＰＬＣ
７２１ ドライバ部
７２２ 配線
７３０ 切替器
７３１ Ａ接点部
７３２ Ｂ接点部
８００ 金型装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】