特開 2024-88342 モータ制御装置、及び成形機

(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】P2024088342

(43)【公開日】2024-07-02

(54)【発明の名称】モータ制御装置、及び成形機

(51)【国際特許分類】

   H02P 3/00 20060101AFI20240625BHJP

   B29C 45/76 20060101ALI20240625BHJP

【ＦＩ】

H02P3/00 D

B29C45/76

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022203456

(22)【出願日】2022-12-20

(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】淺井 裕成

(72)【発明者】

【氏名】広富 雄太

【テーマコード（参考）】

4F206

5H530

【Ｆターム（参考）】

4F206AR16

4F206JA07

4F206JL02

4F206JM11

4F206JM16

4F206JT32

5H530AA07

5H530BB40

5H530CC22

5H530CD13

5H530CD24

5H530CD30

5H530CD32

5H530DD03

5H530DD04

5H530EF01

(57)【要約】

【課題】三相モータ、及び、三相モータを制御する制御部のいずれか一つ以上の劣化を抑制する。
【解決手段】一実施形態に係るモータ制御装置は、電源と三相モータとの間を流れる電流値を検出部から取得し、回転している三相モータに停止制御を行う際、三相モータの回転によって発生する当該三相モータのロータとステータとの間の磁界の変化に基づいた誘導起電力によって流れる電流を含め、検出部により検出される電流値が、略'０'アンペアに近づくように、電源から三相モータに出力される電流を制御するように構成されている制御部を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源と三相モータとの間を流れる電流値を検出部から取得し、回転している前記三相モータに停止制御を行う際、前記三相モータの回転によって発生する当該三相モータのロータとステータとの間の磁界の変化に基づいた誘導起電力によって流れる電流を含め、前記検出部により検出される前記電流値が、略'０'アンペアに近づくように、前記電源から前記三相モータに出力される電流を制御するように構成されている制御部を備える、
モータ制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記三相モータの二相の各々に流れる前記電流値を、前記検出部から取得し、前記二相の各々を流れる前記電流値に基づいて、他の一相に流れる電流値を算出し、三相の各々に流れる電流値が、略'０'アンペアに近づくように、前記電源から前記三相モータに出力される電流を制御するように構成されている、
請求項１に記載のモータ制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記三相モータの位置の変化を取得するエンコーダから取得した信号から異常が検出されて前記三相モータの停止制御を行う場合に、前記電流値が、略'０'アンペアに近づくように、前記電源から前記三相モータに出力される電流を制御するように構成されている、
請求項１に記載のモータ制御装置。

【請求項4】

電源と三相モータとの間を流れる電流値を検出部から取得し、回転している前記三相モータに停止制御を行う際、前記三相モータの回転によって発生する当該三相モータのロータとステータとの間の磁界の変化に基づいた誘導起電力によって流れる電流を打ち消すように、前記電源から前記三相モータに出力される電流を制御するように構成されている制御部を備える、
モータ制御装置。

【請求項5】

成形材料を出力する出力部材と、
前記出力部材を移動可能に接続されている複数の三相モータと、
前記複数の三相モータの各々に設けられた検出部から、電源と当該三相モータとの間を流れる電流値を取得し、回転している前記複数の三相モータに停止制御を行う際、前記複数の三相モータの各々において、回転によって発生する当該三相モータのロータとステータとの間の磁界の変化に基づいた誘導起電力によって流れる電流を含め、前記複数の三相モータの各々から取得された前記電流値が、略'０'に近づくように、前記複数の三相モータの各々に出力される電流を制御するように構成されている制御部と、
を備える成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ制御装置、及び成形機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から様々な装置の駆動源として、三相モータが用いられている。三相モータを停止させる際に、三相モータ内のロータの磁極の位置を把握するのが難しい場合、ステータコイルの固定相に直流電流を流すことで、ロータを停止させていた。当該停止制御では、ロータの回転速度が低減している間に、ステータで生じている磁界によって、ロータの回転速度の上昇と減少とが交互に生じる可能性がある。

【0003】

近年、モータの制御として様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された技術では、射出成形の工程に応じてサーボアンプに供給する直流電力を制御する技術が提案されている。特許文献１では、サーボアンプに電力を供給する電力貯蔵回路において、電力貯蔵回路のコイルに貯蔵された余剰電力の電磁エネルギーを消費して、コイルを流れる電流を徐々に減衰させて零にする技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－５８３１７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に記載された技術は、サーボアンプに電力を供給する電力貯蔵回路における電力制御を行う技術であって、三相モータを停止させる際に、ステータコイルに流す直流電流を調整する技術ではない。つまり、特許文献１に記載された技術では、ロータに対して停止制御を行う際に、ロータの回転速度の上昇と減少とが交互に生じるのを抑制するように、ステータコイルに流れる電流を調整するのは難しい。

【0006】

本発明の一態様は、三相モータを停止させる際に、三相モータに流れる電流を調整することで三相モータの劣化を抑制する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係るモータ制御装置は、電源と三相モータとの間を流れる電流値を検出部から取得し、回転している三相モータに停止制御を行う際、三相モータの回転によって発生する当該三相モータのロータとステータとの間の磁界の変化に基づいた誘導起電力によって流れる電流を含め、検出部により検出される電流値が、略'０'アンペアに近づくように、電源から三相モータに出力される電流を制御するように構成されている制御部を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、三相モータを停止させる際に、三相モータに流れる電流を調整して、三相モータ、及び、三相モータを制御する制御部（例えばモータドライバ）のいずれか一つ以上の劣化を抑制する技術を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】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】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。

【図3】図３は、第１の実施形態に係る射出装置に設けられたシリンダ、計量モータ及び射出モータの接続構造を上面から示した図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る射出成形機の制御装置及び射出モータを制御するための構成要素を機能ブロックで示す図である。

【図5】図５は、従来の射出成形機で異常停止を示す動作指令を受け付けた場合における回転速度の変化を示した図である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係る射出成形機で異常停止を示す動作指令を受け付けた場合における回転速度の変化を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。また、以下で説明する実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の又は対応する符号を付し、説明を省略することがある。

【0011】

図１は、第１の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、第１の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軸方向負側を操作側と呼び、Ｙ軸方向正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。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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

型締装置１００は、金型装置８００の温度を調節する金型温調器を有してもよい。金型装置８００は、その内部に、温調媒体の流路を有する。金型温調器は、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。

【0045】

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。

【0046】

なお、本実施形態の型締装置１００は、駆動源として、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。

【0047】

（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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

駆動機構２２０は、例えば、エジェクタモータと、エジェクタモータ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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

（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。

【0054】

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、シリンダ３１０内で計量された成形材料を、金型装置８００内のキャビティ空間８０１に充填する。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。

【0055】

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加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。

【0056】

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加熱器３１３と温度検出器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、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が加熱器３１３を制御する。

【0057】

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、加熱器３１３と温度検出器３１４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が加熱器３１３を制御する。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。計量モータ３４０の具体的な構成については後述する。

【0065】

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。射出モータ３５０の具体的な構成については後述する。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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、又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。

【0069】

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。

【0070】

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（図４参照）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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

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。

【0076】

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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

（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。

【0082】

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。

【0083】

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。

【0084】

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。

【0085】

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。

【0086】

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。

【0087】

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。

【0088】

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。

【0089】

（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、通信インターフェース７０５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。また、制御装置７００は、通信インターフェース７０５で外部の装置に情報を送信する。

【0090】

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、成形品を繰り返し生産する。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」または「サイクル時間」とも呼ぶ。

【0091】

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。

【0092】

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。

【0093】

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。

【0094】

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。

【0095】

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（「射出開始位置」とも呼ぶ。）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。

【0096】

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。タッチパネル７７０は、表示された画面領域に操作を受け付け可能とする。また、タッチパネル７７０の画面領域には、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。

【0097】

なお、本実施形態の操作装置７５０および表示装置７６０は、タッチパネル７７０として一体化されているものとして説明したが、独立に設けられてもよい。また、操作装置７５０は、複数設けられてもよい。操作装置７５０および表示装置７６０は、型締装置１００（より詳細には固定プラテン１１０）の操作側（Ｙ軸負方向）に配置される。

【0098】

（射出装置の構造）
次に、射出装置３００の具体的な構成について説明する。

【0099】

図３は、本実施形態に係る射出装置３００に設けられたシリンダ３１０、計量モータ３４０及び射出モータ３５０の接続構造を上面から示した図である。

【0100】

図３を参照して、本実施形態に係る射出装置３００の構造の一例について説明する。射出装置３００は、シリンダ３１０（出力部材の一例）の後端部を保持する固定プレート３０２と、固定プレート３０２の後方に設けられる可動プレート３０３と、を備える。固定プレート３０２は、スライドベース３０１に対して固定される。可動プレート３０３は、スライドベース３０１に対して進退自在に設けられる。スライドベース３０１には、可動プレート３０３を案内する図示しないガイドが敷設されてもよい。

【0101】

射出装置３００は、スクリュ３３０と同軸的に設けられる駆動軸３８０と、スクリュ３３０と駆動軸３８０を連結するカップリング３８１と、を備える。駆動軸３８０は、スクリュ３３０から後方に延びており、可動プレート３０３の貫通穴に挿通される。その貫通穴には図示しない軸受が設けられ、その軸受が駆動軸３８０を回転自在に支持する。駆動軸３８０は、可動プレート３０３と共に進退させられる。

【0102】

計量モータ３４０は、駆動軸３８０を回転させることで、スクリュ３３０を回転させる。計量モータ３４０は、例えば可動プレート３０３に対して固定される。計量モータ３４０の回転運動は、回転伝達機構３９０によって駆動軸３８０に伝達される。回転伝達機構９０は、例えば、計量モータ３４０の出力軸に設けられる駆動プーリ３９１と、駆動軸３８０の後端に設けられる受動プーリ３９２と、駆動プーリ３９１と受動プーリ３９２に掛け渡されるベルト３９３と、を含む。なお、回転伝達機構３９０は、プーリやベルトの代わりにギヤなどを含んでもよい。

【0103】

射出モータ３５０は、可動プレート３０３を進退させることで、駆動軸３８０と共にスクリュ３３０を進退させる。射出モータ３５０の回転運動は、運動変換機構３７０によって可動プレート３０３の直線運動に変換される。運動変換機構３７０は、ねじ軸３７１と、ねじ軸３７１に螺合されるねじナット３７２と、を有する。運動変換機構３７０は、例えばボールねじであり、ねじ軸３７１とねじナット３７２の間に図示しないボールを有する。ボールの代わりに、コロが用いられてもよい。

【0104】

射出モータ３５０は、例えば固定プレート３０２に対して固定される。この場合、ねじナット３７２は、可動プレート３０３に対して固定される。射出モータ３５０がねじ軸３７１を回転させることで、ねじナット３７２が進退させられる。これにより、可動プレート３０３が進退させられる。

【0105】

なお、射出モータ３５０とねじナット３７２の配置は逆でもよく、射出モータ３５０が可動プレート３０３に対して固定され、ねじナット３７２が固定プレート３０２に対して固定されてもよい。この場合、射出モータ３５０がねじ軸３７１を回転させると、ねじ軸３７１が回転しながら進退する。その結果、射出モータ３５０と共に可動プレート３０３が進退する。ねじナット３７２は、回転も進退もしない。

【0106】

射出モータ３５０と運動変換機構３７０は、例えばスクリュ３３０を中心に対称に複数（例えば一対）設けられる。これにより、複数の射出モータ３５０によってスクリュ３３０を真っ直ぐ押すことができ、スクリュ３３０の歪みを抑制できる。なお、射出モータ３５０および運動変換機構３７０の数は１つでもよく、射出モータ３５０および運動変換機構３７０はスクリュ３３０と同一直線上に設けられてもよい。

【0107】

図３に示される例では、２つの射出モータ３５０の各々が、運動変換機構３７０を介して、可動プレート３０３に接続されている。このため、可動プレート３０３を進退させるためには、２つの射出モータ３５０を同時に駆動させる必要がある。同様に、可動プレート３０３を停止させる際には、２つの射出モータ３５０が同時に停止する必要がある。

【0108】

つまり、スクリュ３３０を停止させる場合には、一方の射出モータ３５０と、他方の射出モータ３５０と、の間の回転速度にずれが生じると、可動プレート３０３に対する射出モータ３５０の位置にずれが生じる。回転速度にずれが生じている時間が長い場合には、可動プレート３０３に対する射出モータ３５０の位置の差が大きくなる。この場合、位置の差のずれによって、可動プレート３０３にひずみ若しくは傾きが生じ、運動変換機構３７０のねじ軸３７１、又は、スクリュ３３０と可動プレート３０３とを接続する駆動軸３８０等にもひずみ又は傾きなどの異常が生じる可能性がある。

【0109】

そこで、本実施形態においては、射出成形機１０では以下に示す停止制御を行う。次に停止制御を行う構成について説明する。

【0110】

（第１の実施形態）
図４は、第１の実施形態に係る射出成形機１０の制御装置７００及び射出モータ３５０を制御するための構成要素を機能ブロックで示す図である。図４に図示される制御装置７００の各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵ７０１にて実行されるプログラムにて実現される。または各機能ブロックをワイヤードロジックによるハードウェアとして実現してもよい。図３に示すように、制御装置７００のＣＰＵ７０１は、取得部７１１と、判定部７１２と、モータ制御部７１３と、を備える。

【0111】

本実施形態は、モータ制御装置の一例として、制御装置７００と、２つのモータドライバ３５２と、を組み合わせた構成で、射出モータ３５０を制御する。本実施形態の構成は一例を示したものである。例えば、１つの装置が、制御装置７００と２つのモータドライバ３５２とを組み合わせた機能を有し、当該１つの装置で、射出モータ３５０を制御してもよい。さらには、２つのモータドライバ３５２を一つにまとめた構成で、射出モータ３５０を制御してもよい。

【0112】

取得部７１１は、射出成形機１０に設けられた各種センサから、検知結果を示す信号（情報の一例）を取得する。例えば、取得部７１１は、操作装置７５０から操作に関する信号を取得する。さらに、取得部７１１は、射出モータエンコーダ３５１から射出モータ３５０の回転に関する信号を取得する。

【0113】

判定部７１２は、取得部７１１が取得した信号に基づいて、射出成形機１０で異常が生じたか否かを判定する。例えば、判定部７１２は、射出モータエンコーダ３５１からの信号から、射出モータ３５０のロータ３５０ａの回転状況を認識できなくなった場合に、射出モータエンコーダ３５１に異常が生じたと判定する。さらには、判定部７１２は、操作装置７５０から、異常停止する旨の操作が行われた場合に、射出成形機１０で異常が生じたと判定する。なお、本実施形態は、射出成形機１０で異常が生じたか否かの判定の一例を示したものであって、各種センサ又は操作装置７５０からの信号に基づいた異常判定であればよい。

【0114】

モータ制御部７１３は、射出モータ３５０を回転させるために動作指令を生成し、当該動作指令を出力する。さらに、動作指令としては、例えば射出モータ３５０を停止させる指令が含まれてもよいし、射出モータ３５０の目標となる回転数が含まれてもよい。

【0115】

次に、射出モータ３５０に関連する構成について説明する。本実施形態では、射出モータ３５０と、射出モータエンコーダ３５１と、三相インバータ３５３と、第１電流センサ（検出部の一例）３５４と、第２電流センサ（検出部の一例）３５５と、が２個ずつ設けられている。２個ずつ設けられた上記の構成は同じものとする。そして、電源３５６からの電力が、三相インバータ３５３を介して、射出モータ３５０の各々に供給される。以下、射出モータ３５０、射出モータエンコーダ３５１、三相インバータ３５３、第１電流センサ３５４、及び第２電流センサ３５５について説明する。

【0116】

本実施形態に係る射出モータ３５０は、ロータ３５０ａとステータ３５０ｂとで構成されている三相モータである。射出モータ３５０は、Ｕ相端子とＶ相端子とＷ相端子とが設けられ、Ｕ相端子とＶ相端子とＷ相端子とから供給される三相交流の電力によって、ロータ３５０ａを回転させる。

【0117】

ロータ３５０ａは、例えばＳ極とＮ極とを有する磁石であって、射出モータ３５０に接続されているねじ軸３７１と共に回転する。

【0118】

ステータ３５０ｂは、ロータ３５０ａを回転させるための力を発生させるための構成であって、図示しない三相のＵ相コイルとＶ相コイルとＷ相コイルとを備え、各コイルで生じる極と磁界とが、三相インバータ３５３から供給される三相交流によって変化する。当該三相交流による電圧の変化によって、ロータ３５０ａが回転する。

【0119】

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、１回転毎に所定数のパルスを発生し、制御装置７００へ出力する。制御装置７００は、単位時間当たりに入力されるパルス数から射出モータ３５０の回転速度を、またパルスの総数から射出モータ３５０の回転量を求めることができる。

【0120】

第１電流センサ３５４は、三相インバータ３５３から射出モータ３５０のＵ相端子に供給される駆動電流を検出し、検出値をモータドライバ３５２に出力する。

【0121】

第２電流センサ３５５は、三相インバータ３５３から射出モータ３５０のＶ相端子に供給される駆動電流を検出し、検出値をモータドライバ３５２に出力する。

【0122】

モータドライバ３５２は、第１電流センサ３５４及び第２電流センサ３５５からの検出値と、射出モータ３５０の回転速度等と、制御装置７００からの動作指令と、に基づいて、射出モータ３５０を回転させるための制御信号を生成し、三相インバータ３５３に出力する。モータドライバ３５２は、射出モータ３５０の実際の回転速度等（回転速度及び回転量）を、制御装置７００から取得してもよいし、射出モータエンコーダ３５１から直接、取得してもよい。

【0123】

三相インバータ３５３は、コンバータ３５７と共に、複数の（図示しない）パワートランジスタと、複数の（図示しない）ダイオードと、に基づいて構成される。複数のパワートランジスタ及び複数のダイオードの構成は、従来と同様の構成とする。

【0124】

コンバータ３５７は、モータドライバ３５２からの制御信号に従って、電源３５６から供給される電力について電圧の変換等を行い、直流電流を出力する。

【0125】

そして、三相インバータ３５３は、モータドライバ３５２からの制御信号に基づいて、複数のパワートランジスタ及び複数のダイオードを制御して、コンバータ３５７から入力される直流電流を、三相交流に変換し、射出モータ３５０に三相交流で電力を供給する。これにより、射出モータ３５０が回転する。

【0126】

次に、モータドライバ３５２の具体的な制御について説明する。

【0127】

例えば、モータドライバ３５２は、入力された動作指令に回転速度が含まれている場合、取得した回転速度、及び、第１電流センサ３５４及び第２電流センサ３５５から入力された駆動電流を考慮して、動作指令に含まれている回転速度になるような制御信号を生成し、三相インバータ３５３に出力する。当該制御信号によって、三相インバータ３５３から、射出モータ３５０に供給される駆動電流が変化し、動作指令に示されている回転速度になるように、射出モータ３５０の回転トルク、速度等が制御される。

【0128】

さらに、モータドライバ３５２は、動作指令に異常停止する旨（回転速度'０'）が含まれている場合に、第１電流センサ３５４及び第２電流センサ３５５から入力された駆動電流に基づいて、射出モータエンコーダ３５１を停止させるための制御信号を生成し、三相インバータ３５３に出力する。

【0129】

具体的には、モータドライバ３５２は、射出モータ３５０の異常停止制御を行う際に、三相の各々に流れる電流値が'０Ａ（アンペア）'になるように、電源３５６から射出モータ３５０に出力される電流を制御する。つまり、射出モータ３５０の異常停止させる際、三相インバータ３５３から射出モータ３５０に対する三相交流による電力の供給を停止させても、射出モータ３５０内で、ロータ３５０ａが回転しているので、ロータ３５０ａとステータ３５０ｂとの間で発生する誘導起電力によって電流が流れる。

【0130】

そこで、本実施形態に係るモータドライバ３５２は、誘導起電力によって電流が流れる場合であっても、三相の各々に流れる電流が'０Ａ'になるように（誘導電流を打ち消すように）、三相インバータ３５３を制御する。例えば、モータドライバ３５２は、コンバータ３５７を制御して、誘導起電力を打ち消すような電圧を印加する。つまり、誘導起電力と略同じ電圧を印加することで、電流が流れることを抑制できる。誘導起電力は、検出された電流値等から算出してもよい。さらに、モータドライバ３５２は、誘導起電力によって三相の各々に流れている電流値に対応するように、三相インバータ３５３内のパワートランジスタの制御を行って電力の出力先を制御する。これにより、モータドライバ３５２は、誘導起電力によって流れる電流を含め、三相の各々に流れる電流が'０Ａ'になるように、三相インバータ３５３を介して射出モータ３５０に出力される電流を制御する。換言すれば、モータドライバ３５２は、誘導起電力によって流れる（誘導）電流を打ち消すように、電源３５６から射出モータ３５０（三相モータの一例）に出力される電流を制御する。なお、本実施形態は、三相の各々に流れる電流の電流値を'０Ａ'にするための制御の一態様を示したものであって、当該手法に制限するものではない。例えば、三相の各々に流れる電流を'０Ａ'にするための回路を別途設けてもよいし、周知の手法を問わず、あらゆる手法を用いてよい。

【0131】

本実施形態においては、モータドライバ３５２は、第１電流センサ３５４及び第２電流センサ３５５から、Ｕ相に流れる電流値及びＶ相に流れる電流値を取得した場合に、Ｕ相に流れる電流値及びＶ相に流れる電流値から、Ｗ相に流れる電流値を算出する。そして、モータドライバ３５２は、三相の各々に流れる電流値が'０Ａ'になるように、三相インバータ３５３から射出モータ３５０に出力される電流を制御する。

【0132】

電流の制御手法は、周知の手法を問わず、あらゆる手法を用いてよい。なお、本実施形態では、三相の各々に流れる電流値が'０Ａ'になるよう制御する例について説明するが、電流値が完全に'０Ａ'になるよう制御する手法に制限するものではなく、'０Ａ'に近い値であってもよい。換言すれば、射出モータ３５０に流れる三相の各々の電流値が略'０Ａ'に近づけることで、射出モータ３５０に係る負担の低減等の効果を奏することができる。

【0133】

本実施形態に係る停止制御は、射出モータエンコーダ３５１から取得した信号に異常が検出された場合に有用である。つまり、射出モータエンコーダ３５１から取得した信号に異常が検出された場合、ロータ３５０ａの磁極を考慮した停止制御が難しくなる。これに対して、本実施形態においては、モータドライバ３５２は、射出モータエンコーダ３５１から取得した信号に異常が検出されて射出モータ３５０の停止制御を行う場合に、三相の各々に流れる電流値が'０Ａ'になるように、三相インバータ３５３から射出モータ３５０に出力される電流を制御する。これにより、射出モータエンコーダ３５１から取得した信号が異常な場合であっても、モータドライバ３５２は、ロータ３５０ａの磁極を考慮した停止制御を実現できる。

【0134】

＜回転速度変化の説明＞
次に、従来の射出成形機で異常停止を行う場合における射出モータの回転速度の変化について説明する。

【0135】

図５は、従来の射出成形機で異常停止を示す動作指令を受け付けた場合における回転速度の変化を示した図である。図５に示される例では、本実施形態と同様に、射出成形機に２つの射出モータが設けられた例とする。図５の横軸は時間を示し、図５の縦軸は、回転速度及び位置を示している。

【0136】

図５で示される例では、動作指令１５０１は、一方の射出モータに対する回転速度の指令値が示されている。動作指令１５０２は、他方の射出モータに対する回転速度の指令値が示されている。

【0137】

回転速度１５０３は、一方の射出モータの回転速度を示し、回転速度１５０４は、他方の射出モータの回転速度を示している。

【0138】

位置ずれ１５０５は、一方の射出モータに接続されているねじナットのＸ軸方向の位置と、他方の射出モータに接続されているねじナットのＸ軸方向の位置と、のずれを示している。

【0139】

そして、制御装置から２つのモータドライバに出力された動作指令１５０１、１５０２が示されている。動作指令１５０１、１５０２は、時刻ｔ１まで回転速度を上昇させる指令であって、時刻ｔ１以降は、異常停止させる（回転速度を'０'にする）指令とする。

【0140】

このため、２つのモータドライバの各々は、接続されている射出モータのステータのＵ相、Ｖ相、及びＷ相のコイルの各々に、電圧を固定した上で直流電流を流す。電圧値は、任意の値でよく、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のコイルに流れる電圧の合計は'０'となる。例えば、モータドライバが、Ｕ相に正の所定電圧で電力を供給するよう制御してもよい。この場合、モータドライバが、Ｖ相及びＷ相には負の所定電圧１／２で電力を供給するよう制御する。所定電圧は、任意の値でよく、例えば出力可能な電圧値の１／２としてもよい。そして、モータドライバは、射出モータの回転が停止した後、電圧の印加を停止する。

【0141】

この場合、回転速度１５０３、１５０４は、上述したステータのコイルで生じる磁極及び磁界によって、低下と上昇とを繰り返しながら、徐々に低下していく。図５に示される例では、時刻ｔ１～ｔ５の期間で、回転速度の低下と上昇とが繰り返されている。そして、一方の射出モータと他方の射出モータとの間でロータの位置状態が異なると、一方の射出モータと他方の射出モータとの間の回転速度にずれが生じる。

【0142】

図５に示される例では、時刻ｔ２～時刻ｔ３の間及び時刻ｔ４～時刻ｔ５の間で、回転速度にずれが生じている。このため、時刻ｔ２～時刻ｔ３の間及び時刻ｔ４～時刻ｔ５の間で位置ずれ１５０５が大きくなっている。

【0143】

位置ずれ１５０５が大きくなる場合、換言すれば、２つのねじナットのＸ軸方向の位置がずれた場合、ねじナットに螺合しているネジ軸、２つのねじナットに接続されている可動プレート、及び可動プレートに接続されている駆動軸及びスクリュのうちいずれか一つ以上の構成において、位置がずれたことによる負荷が生じる。負荷が大きい場合には、上述した構成においてひずみ又は傾きが生じる可能性がある。

【0144】

つまり、構成にひずみ及び傾きを抑制するためには、複数の射出モータの回転速度にずれが生じないように制御するのが好ましい。そこで、本実施形態に係る制御装置７００及びモータドライバ３５２は、上述した制御を行う。

【0145】

図６は、本実施形態に係る射出成形機１０で異常停止を示す動作指令を受け付けた場合における回転速度の変化を示した図である。図６の横軸は時間を示し、図６の縦軸は、回転速度及び位置を示している。

【0146】

図６で示される例では、動作指令１６０１は、一方の射出モータ３５０に対する回転速度の指令値が示されている。動作指令１６０２は、他方の射出モータ３５０に対する回転速度の指令値が示されている。

【0147】

回転速度１６０３は、一方の射出モータ３５０の回転速度を示し、回転速度１６０４は、他方の射出モータ３５０の回転速度を示している。

【0148】

位置ずれ１６０５は、一方の射出モータ３５０に接続されているねじナット３７２のＸ軸方向の位置と、他方の射出モータ３５０に接続されているねじナット３７２のＸ軸方向の位置と、のずれを示している。

【0149】

そして、制御装置７００から２つのモータドライバ３５２の各々に出力された動作指令１６０１、１６０２が示されている。動作指令１６０１、１６０２は、時刻ｔ１１まで回転速度を上昇させる指令であって、時刻ｔ１１以降は、異常停止させる（回転速度を'０'にする）指令とする。

【0150】

２つのモータドライバ３５２の各々は、第１電流センサ３５４及び第２電流センサ３５５が検出した電流値に基づいて、誘導起電力によって流れる電流を含め、三相インバータ３５３から射出モータ３５０に接続される３相の線の各々の電流値が'０Ａ'になるよう（誘導電流を打ち消すように）制御する。

【0151】

当該制御を行った場合、回転速度１６０３及び回転速度１６０４に示されるように、２つの射出モータ３５０の回転速度は、ずれが生じることなく低下していく。

【0152】

このため、図６に示される例では、位置ずれ１６０５は、図５に示される位置ずれ１５０５と比べて小さくなる。

【0153】

従って、本実施形態においては、モータドライバ３５２が上述した制御を行うことで、２つの射出モータ３５０の回転速度にずれを生じさせることなく、停止させる制御を行うことができる。

【0154】

本実施形態に係る射出成形機１０は射出モータ３５０を２つ設けた例について説明した。しかしながら、本実施形態は、射出成形機１０に射出モータ３５０を２つ設ける例に制限するものではなく、射出成形機１０に射出モータ３５０を３つ以上設けてもよい。

【0155】

（変形例）
上述した実施形態においては、射出成形機１０に複数の射出モータ３５０が設けられた例について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、射出成形機１０に複数の射出モータ３５０を設ける例に制限するものではない。そこで、本変形例では、射出成形機１０に１つの射出モータ３５０を設ける例とする。

【0156】

射出成形機１０に１つの射出モータ３５０を設けた場合であっても、モータドライバ３５２は、射出モータ３５０を停止させる際に、上述した実施形態と同様の制御を行う。

【0157】

本変形例では、モータドライバ３５２が、上述した実施形態と同様の制御を行う、換言すれば異常停止する際に、射出モータ３５０に接続される３相の線の各々の電流値が'０Ａ'になるよう制御する。モータドライバ３５２が当該制御を行うことで、射出モータ３５０の回転速度が上昇と低下とを繰り返すことを抑制できる。したがって、本変形例では、射出モータ３５０を含む構成の劣化を抑制し、長寿命化を実現できる。

【0158】

上述した実施形態及び変形例は、射出モータ３５０として射出成形機１０に搭載された射出モータ３５０に対してモータドライバ３５２等が停止制御を行う場合について説明した。しかしながら、上述した実施形態及び変形例は、上述した停止制御を行う装置を、射出成形機に制限するものではない。例えば、押し出し成形機などの他の成形機に搭載された三相モータに対して、モータ制御装置が上述した停止制御を行ってもよい。

【0159】

さらには、上述した実施形態では、制御装置７００及びモータドライバ３５２（モータ制御装置の一例）が、射出成形機に搭載された場合の例であって、モータ制御装置が搭載される装置を限定するものではない。つまり、上述した制御を行うモータ制御装置は、三相モータが搭載される装置であれば、成形機を問わず、どのような装置に搭載されてもよい。

【0160】

＜作用＞
上述した実施形態及び変形例においては、モータドライバ３５２及び制御装置７００が上述した停止制御を行うことで、射出モータ３５０の回転速度が上昇と低下とを繰り返すことを抑制できる。したがって、本変形例では、射出モータ３５０を含む構成の劣化を抑制できる。したがって、射出モータ３５０を含む構成の長寿命化を実現できる。

【0161】

また、上述した実施形態及び変形例においては、停止制御を行う際に、三相インバータ３５３から射出モータ３５０に接続される３相の線の各々の電流値が'０Ａ'になるよう制御する。つまり、従来の停止制御と比べて、停止制御を行う際に流れる電流を低減できる。したがって、省電力化を実現すると共に、三相インバータ３５３等の保護を実現できる。

【0162】

さらに、複数の三相モータ（例えば射出モータ３５０）で停止制御を行う場合に、回転速度のずれを抑制できるので、複数の三相モータに接続された機構（例えば、ねじナット３７２に螺合しているねじ軸３７１、２つのねじナット３７２に接続されている可動プレート３０３、及び可動プレート３０３に接続されている駆動軸３８０及びスクリュ３３０）に負荷が生じるのを抑制できる。従って、当該機構にひずみ又は傾きが生じるのを抑制できる。

【0163】

以上、本発明に係るモータ制御装置、及び成形機の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。

【符号の説明】

【0164】

１０ 射出成形機
３００ 射出装置
３０１ スライドベース
３０２ 固定プレート
３０３ 可動プレート
３１０ シリンダ
３５０ 射出モータ
３５１ 射出モータエンコーダ
３５２ モータドライバ
３５３ 三相インバータ
３５４ 第１電流センサ
３５５ 第２電流センサ
３５６ 電源
３５７ コンバータ
７００ 制御装置
７０１ ＣＰＵ
７１１ 取得部
７１２ 判定部
７１３ モータ制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】