特許 7661666 射出成形機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-07

(45)【発行日】2025-04-15

(54)【発明の名称】射出成形機

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/67 20060101AFI20250408BHJP

   B29C 45/84 20060101ALI20250408BHJP

   B22D 17/26 20060101ALI20250408BHJP

   B22D 46/00 20060101ALI20250408BHJP

   B22D 18/02 20060101ALI20250408BHJP

【ＦＩ】

B29C45/67

B29C45/84

B22D17/26 J

B22D17/26 Z

B22D46/00

B22D18/02 Y

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023511501

(86)(22)【出願日】2022-03-30

(86)【国際出願番号】 JP2022016134

(87)【国際公開番号】W WO2022210921

(87)【国際公開日】2022-10-06

【審査請求日】2024-08-09

(31)【優先権主張番号】P 2021062344

(32)【優先日】2021-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】常深 浩基

(72)【発明者】

【氏名】寺田 眞司

(72)【発明者】

【氏名】淺井 裕成

【審査官】岩▲崎▼ 則昌

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１７１９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７１８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４０６１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／６７

Ｂ２９Ｃ ４５／８４

Ｂ２２Ｄ １７／２６

Ｂ２２Ｄ ４６／００

Ｂ２２Ｄ １８／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定金型が取り付けられる固定プラテンと、
可動金型が取り付けられる可動プラテンと、
流体圧によって前記可動プラテンを移動させて、前記可動プラテンを前記固定プラテンに接触させる型閉工程を行う型締装置と、
前記流体圧を生じさせる油圧シリンダと、
前記油圧シリンダの複数の油室を接続する流路と、
前記流路の途中に設けられた両回転ポンプと、
前記両回転ポンプの回転を制御するサーボモータと、
前記型締装置を制御する制御部と、を有し、
前記型締装置は、前記両回転ポンプの回転方向に基づいて、前記流路を流れる油の流れを切り替え可能であり、
前記制御部は、
前記型閉工程で前記可動プラテンの速度制御を行う速度制御部と、
前記可動プラテンの移動で生じる前記流体圧を示した圧力値を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記圧力値が、所定の閾値を超えたか否かを判定する判定部と、
前記圧力値に応じて、前記サーボモータの出力を制御するモータ制御部と、
を有する、射出成形機。

【請求項2】

前記判定部は、前記可動プラテンの移動した位置毎に、予め定められた前記所定の閾値に基づいて判定を行う、
請求項１に記載の射出成形機。

【請求項3】

前記判定部は、前記可動プラテンが所定位置に到達するまでの時間が、所定の時間を超えたか否かの判定を行う、
請求項１に記載の射出成形機。

【請求項4】

前記型閉工程で前記可動プラテンに対して圧力制御を行う圧力制御部と、
前記型閉工程において前記可動プラテンを移動させる時に、前記圧力制御部による前記圧力制御と、前記速度制御部による速度制御と、を切り替える切替部と、をさらに有し、
前記判定部は、前記圧力制御部による前記圧力制御を行う場合に、前記所定位置に到達するまでの時間が、前記所定の時間を超えたか否かの判定を行い、前記速度制御部による前記速度制御を行う場合に、前記取得部が取得した前記圧力値が、前記所定の閾値を超えたか否かの判定を行う、
請求項３に記載の射出成形機。

【請求項5】

前記所定の閾値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記記憶部に記憶される前記所定の閾値は、前記取得部が取得した前記圧力値に応じて更新される、
請求項１に記載の射出成形機。

【請求項6】

前記判定部は、前記流体圧を生じさせる前記サーボモータの回転速度から、前記可動プラテンの移動で発生する圧力の推定値を算出し、当該圧力の推定値と、前記取得部が取得した前記圧力値との差が所定値以上の場合、前記所定の閾値を超えたと判定する、
請求項１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】

射出成形機においては、成形品を成形するための金型装置を構成する、固定金型と可動金型とを接触させる型閉工程が行われる。型閉工程を行う際に、可動金型を移動させる型締装置として油圧シリンダを利用する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－０１５５５３公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には型締装置に油圧シリンダを用いた場合における型開工程に関する技術が記載されている。具体的には、型開工程において、トルクを制限した上で、時間的要素を監視して異常か否かを検出している。

【0005】

型締装置に油圧シリンダを用いた際、型閉工程において、可動プラテンを移動させる制御を行う場合、トルク又は圧力を低く制限した上で、時間的要素を監視して、異常か否かを検出する。当該制御では、トルク又は圧力を低く制限しているため、摩擦などの負荷の影響を受けて、型閉工程が終了するまでの型閉時間が大きくばらつく。このため、異常か否かを判定するための監視時間（時間的要素）は、かなり余裕をもって長く設定する必要がある。

【0006】

このため、当該型閉工程において、監視時間内に型閉工程が終了したか否かを判定している時に、固定金型と可動金型との間に異物が挟み込まれた場合、監視時間が経過するまで金型装置に負荷が与え続けることになる。

【0007】

本発明の一態様は、型閉工程において、可動プラテンの速度制御を行う際に、迅速に異常の検知可能とする技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る射出成形機は、固定金型が取り付けられる固定プラテンと、可動金型が取り付けられる可動プラテンと、流体圧によって可動プラテンを移動させて、可動プラテンを固定プラテンに接触させる型閉工程を行う型締装置と、流体圧を生じさせる油圧シリンダと、油圧シリンダの複数の油室を接続する流路と、流路の途中に設けられた両回転ポンプと、両回転ポンプの回転を制御するサーボモータと、型締装置を制御する制御部と、を有する。型締装置は、両回転ポンプの回転方向に基づいて、流路を流れる油の流れを切り替え可能である。制御部は、型閉工程で可動プラテンの速度制御を行う速度制御部と、可動プラテンの移動で生じる流体圧を示した圧力値を取得する取得部と、取得部により取得された圧力値が、所定の閾値を超えたか否かを判定する判定部と、前記圧力値に応じて、サーボモータの出力を制御するモータ制御部と、を有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、可動プラテンの速度制御を行う際に、可動プラテンの移動で生じる流体圧の変化を検知することで、迅速に異常の検知を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【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の実施形態に係る型締装置の一例を示す図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る制御装置の構成要素を機能ブロックで示す図ある。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る制御装置の圧力制御部における圧力制御の例示した図である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係る速度制御部における速度制御の例を示した図である。

【図7】図７は、第１の実施形態に係る制御装置の型閉工程において速度制御を行う場合の処理を示したフローチャートである。

【図8】図８は、変形例１に係る速度制御部における速度制御の例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。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。

【0012】

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軸方向及びＺ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向及び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。

【0013】

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。また、射出成形機１０は、金型装置８００で成形された成形品を金型装置８００（可動金型８２０）から突き出すエジェクタ装置（不図示）を含む。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及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。

【0014】

（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。

【0015】

型締装置１００は、金型装置８００の型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程及び型開工程を行う。金型装置８００は、固定金型８１０と、可動金型８２０と、可動金型８２０の内部（中空部）に進退自在に配置される可動部材８３０とを含む。

【0016】

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、固定プラテン１１０、可動プラテン１２０、タイバー１４０、及び油圧シリンダ１５０等を有する。

【0017】

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。

【0018】

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。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の型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、及び型開工程が行われる。

【0019】

タイバー１４０は、固定プラテン１１０と油圧シリンダ１５０のシリンダ本体部１５１（図３参照）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。

【0020】

油圧シリンダ１５０は、可動プラテンに取り付けられる。油圧シリンダ１５０は、いわゆる直圧式で可動プラテン１２０を駆動し、可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる。油圧シリンダ１５０の構成、及び駆動機構の詳細については、後述する（図３参照）。

【0021】

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、及び型開工程などを行う。

【0022】

型閉工程では、油圧シリンダ１５０を駆動して油圧シリンダ１５０（後述のピストン部１５２）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。油圧シリンダ１５０の位置や移動速度は、例えば、シリンダ圧センサ等を用いて検出する。シリンダ圧センサは、油圧シリンダ１５０の伸縮位置を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。これにより、制御装置７００は、型締工程及び後述の型開工程において、シリンダ圧センサの検出結果を示す信号に基づき、油圧シリンダ１５０（可動プラテン１２０）の位置に関するフィードバック制御（油圧シリンダ１５０の位置制御）を行うことができる。

【0023】

なお、油圧シリンダ１５０の位置を検出する油圧シリンダ位置検出器、及び油圧シリンダ１５０の移動速度を検出する油圧シリンダ移動速度検出器は、シリンダ圧センサに限定されず、一般的なものを使用できる。

【0024】

昇圧工程では、油圧シリンダ１５０をさらに駆動して油圧シリンダ１５０の圧力を所定の圧力（以下、「目標型締圧」）になるように制御され、油圧シリンダ１５０の圧力を上昇させることで型締力を生じさせる。油圧シリンダ１５０の圧力は、例えば、油圧シリンダ１５０に設けられる圧力センサ（シリンダ圧センサ）等を用いて検出する。シリンダ圧センサは、油圧シリンダ１５０の内部の所定の油室の圧力（例えば、後述の油室１５５）の圧力を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。これにより、制御装置７００は、昇圧工程、並びに後述の型締工程及び脱圧工程において、シリンダ圧センサの検出結果を示す信号に基づき、油圧シリンダ１５０の圧力に関するフィードバック制御（油圧シリンダ１５０の圧力制御）を行うことができる。

【0025】

型締工程では、油圧シリンダ１５０を駆動して、油圧シリンダ１５０の圧力を目標型締圧に維持する。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。

【0026】

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。

【0027】

脱圧工程では、油圧シリンダ１５０を駆動して油圧シリンダ１５０を目標型締圧から減少させることにより、型締力を減少させる。

【0028】

型開工程では、油圧シリンダ１５０を駆動して油圧シリンダ１５０（ピストン部１５２）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、エジェクタ装置が可動金型８２０から成形品を突き出す。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。

【0029】

型閉工程、昇圧工程及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、型閉工程及び昇圧工程における油圧シリンダ１５０の移動速度、位置（型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、及び型締位置を含む）、圧力（目標型締圧を含む）、型締力等は、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、及び型締位置は、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、目標型締圧、及び型締力は、いずれか一つ或いは二つのみが設定されてもよい。

【0030】

脱圧工程及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、脱圧工程及び型開工程における油圧シリンダ１５０の移動速度や位置（型開開始位置、移動速度切換位置、及び型開完了位置）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、及び型開完了位置は、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。

【0031】

なお、油圧シリンダ１５０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、油圧シリンダ１５０の位置（例えば型締位置）や可動プラテン１２０の位置の代わりに、目標型締圧や型締力が設定されてもよい。

【0032】

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。

【0033】

（エジェクタ装置）
エジェクタ装置の説明では、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。

【0034】

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

【0035】

エジェクタロッドは、可動金型８２０の内部に進退自在に配置される可動部材８３０と接触し、可動部材を前進させることができる。

【0036】

駆動機構は、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。

【0037】

エジェクタ装置は、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、エジェクタ装置は、可動部材８３０を前進させ、成形品を突き出す。

【0038】

エジェクタロッド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。また、エジェクタロッドの位置を検出するエジェクタロッド位置検出器、及びエジェクタロッド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。

【0039】

（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。

【0040】

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、シリンダ３１０、ノズル３２０、スクリュ３３０、計量モータ３４０、射出モータ３５０、荷重検出器３６０などを有する。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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力を検出する。検出した力は、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との間の力の伝達経路に設けられ、荷重検出器３６０に作用する力を検出する。

【0053】

荷重検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。荷重検出器３６０の検出結果は、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。

【0054】

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。

【0055】

射出装置３００は、制御装置７００による制御下で、計量工程、充填工程及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。

【0056】

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。また、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。

【0057】

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。荷重検出器３６０は、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。

【0058】

計量工程におけるスクリュ３３０の位置及び回転速度は、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、回転速度切換位置及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。

【0059】

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。

【0060】

充填工程におけるスクリュ３３０の位置及び移動速度は、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。）、移動速度切換位置及び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。

【0061】

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。荷重検出器３６０の検出値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、荷重検出器３６０の検出値が設定圧力を超える場合、金型保護を目的として、荷重検出器３６０の検出値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。

【0062】

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、及びスクリュ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。

【0063】

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。荷重検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。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及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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

このように、本実施形態では、射出装置３００は、計量モータ３４０及び射出モータ３５０等の電動アクチュエータにより電気駆動される。これにより、射出装置３００は、制御装置７００からの制御指令に対する油圧駆動される場合よりも応答性を相対的に高めることができる。そのため、射出成形機１０は、射出装置３００の相対的に優れた制御性を実現することができる。

【0068】

（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。

【0069】

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。

【0070】

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及び第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。また、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及び第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。

【0071】

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及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。

【0072】

液圧シリンダ４３０は、シリンダ本体４３１、ピストン４３２、及びピストンロッド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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

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。

【0076】

（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。

【0077】

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、及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」または「サイクル時間」とも呼ぶ。

【0078】

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、及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、及び冷却工程は、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。脱圧工程の終了は型開工程の開始と一致する。

【0079】

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。

【0080】

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、及び突き出し工程以外の工程を有してもよい。

【0081】

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低減でき、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。

【0082】

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低減でき、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。

【0083】

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。

【0084】

なお、本実施形態の操作装置７５０及び表示装置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及び表示装置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。

【0085】

（第１実施形態）
次に、図３を参照して、型締装置１００の詳細について説明する。

【0086】

図３は、本実施形態に係る型締装置１００の一例を示す図である。具体的には、図３は、型閉工程における型締装置１００の動作状態を表す図である。なお、図３では、金型装置８００の描画が省略されている。

【0087】

図３に示すように、型締装置１００は、固定プラテン１１０と、可動プラテン１２０と、タイバー１４０と、油圧シリンダ１５０と、油圧回路１６０と、サーボモータ１７０とを含んでいる。

【0088】

油圧シリンダ１５０は、シリンダ本体部１５１と、ピストン部１５２と、ロッド部１５３と、シリンダ閉塞部１５４とを含んでいる。

【0089】

シリンダ本体部１５１は、油圧シリンダ１５０の固定部である。シリンダ本体部１５１は、固定プラテン１１０に一端が連結されるタイバー１４０の他端と連結される。これにより、シリンダ本体部１５１は、固定プラテン１１０との間の距離が一定（間隔Ｌ）に固定される。シリンダ本体部１５１には、前端部（Ｘ軸負方向の端部）が開放される中空部が設けられる。

【0090】

タイバー１４０を介して連結されるシリンダ本体部１５１及び固定プラテン１１０は、何れか一方が型締装置フレーム９１０に固定され、他方が型締装置フレーム９１０の上で移動可能に載置される。これにより、型締力の発生によるタイバー１４０の伸びを許容することができる。

【0091】

ピストン部１５２は、一端がシリンダ本体部１５１の内部（中空部）に挿入され、他端が可動プラテン１２０に固定される。これにより、ピストン部１５２は、シリンダ本体部１５１に給排される作業油の作用で、前後方向（Ｘ方向）に移動することができ、その結果、その一端に固定される可動プラテン１２０を前後方向（Ｘ方向）に移動させることができる。また、ピストン部１５２には、シリンダ本体部１５１の内部側に開放される中空部が設けられる。

【0092】

ロッド部１５３は、一端がシリンダ本体部１５１の中空部の閉塞端部（即ち、Ｘ軸負方向の端部）に固定され、他端がピストン部１５２の中空部に挿入される。これにより、ロッド部１５３は、ピストン部１５２の中空部（後述の油室１５７）に供給される作動油の作用で、ピストン部１５２を前方（Ｘ軸正方向）に移動させることができる。また、ロッド部１５３には、ピストン部１５２の中空部に挿入される他端側から軸方向に延び出す孔部が設けられる。

【0093】

シリンダ閉塞部１５４は、シリンダ本体部１５１の開放端部を閉塞する。シリンダ閉塞部１５４には、ピストン部１５２が貫通し進退可能な貫通孔が設けられる。

【0094】

また、油圧シリンダ１５０の内部には、油室１５５～１５７が設けられる。

【0095】

油室１５５は、シリンダ本体部１５１の中空部の閉塞端部（Ｘ軸負方向の端部）において、シリンダ本体部１５１の内壁及びピストン部１５２の先端部（一端部）により区画される形で設けられる。これにより、ピストン部１５２は、油室１５５に供給される作動油の作用で、可動プラテン１２０に型締力を作用させることができる。油室１５５には、作動油の給排用のポート１５５Ｐが設けられる。

【0096】

本実施形態は、型閉工程に関する説明であって、型締力を作用させるための油室１５５に作業油の供給、排出を行う油圧回路は、従来と同様の油圧回路でよく、説明を省略する。

【0097】

油室１５６は、シリンダ本体部１５１の開放端部（Ｘ軸正方向の端部）において、シリンダ本体部１５１の内壁、シリンダ閉塞部１５４の内壁、及びピストン部１５２の中間部により区画される形で設けられる。これにより、ピストン部１５２は、油室１５６に供給される作動油の作用で、後退する（即ち、Ｘ軸負方向に移動する）ことができる。油室１５６には、作動油の給排用のポート１５６Ｐが設けられる。

【0098】

油室１５７は、ピストン部１５２の中空部の内壁、及びロッド部１５３の先端部により区画される形で設けられる。これにより、ピストン部１５２は、油室１５７に供給される作動油の作用で、前進する（即ち、Ｘ軸正方向に移動する）ことができる。油室１５７は、ロッド部１５３の孔部と連通しており、ロッド部１５３の孔部の先端には、油室１５７との間の作動油の給排用のポート１５７Ｐが設けられる。

【0099】

油圧回路１６０は、油圧シリンダ１５０を駆動する。油圧回路１６０は、型閉側リリーフ弁１６１と、型開側リリーフ弁１６２と、調整弁１６３と、両回転ポンプ１６４と、チェック弁１６５と、チェック弁１６６と、圧力センサ１６７と、タンク１６８と、油路ＯＬ１～ＯＬ３と、を備えている。

【0100】

油路ＯＬ１は、タンク１６８と、型閉側リリーフ弁１６１と、型開側リリーフ弁１６２と、チェック弁１６５と、チェック弁１６６と、の間を接続する。

【0101】

油路ＯＬ２は、油室１５７の給排用のポート１５７Ｐと、両回転ポンプ１６４と、の間を接続している。また、油路ＯＬ２は、型閉側リリーフ弁１６１、調整弁１６３、及びチェック弁１６５の各々と接続している。また、油路ＯＬ２の油室１５７の給排用のポート１５７Ｐ近傍に、圧力センサ１６７が設けられている。

【0102】

油路ＯＬ３は、油室１５６の給排用のポート１５６Ｐと、両回転ポンプ１６４と、の間を接続している。また、油路ＯＬ２は、型開側リリーフ弁１６２、調整弁１６３、及びチェック弁１６６の各々と接続している。

【0103】

両回転ポンプ１６４は、流体圧を生じさせる油圧シリンダ１５０が有する複数の油室（油室１５７及び油室１５６）の間を接続する流路（油路ＯＬ２及び油路ＯＬ３）上に設けられている。本実施形態にかかる両回転ポンプ１６４は、サーボモータ１７０による駆動によって、油路ＯＬ２及び油路ＯＬ３の間を流れる作業油の流れ方向、及び流れ量を調整する。このように、両回転ポンプ１６４は、サーボモータ１７０による駆動に基づいて、油路ＯＬ２及び油路ＯＬ３のどちらに対しても、作業油を排出できる。

【0104】

例えば、両回転ポンプ１６４は、サーボモータ１７０による駆動に基づいて、油路ＯＬ２から供給された作業油を、油路ＯＬ３に排出する。これにより、油室１５７の給排用のポート１５７Ｐから、油路ＯＬ２、油路ＯＬ３の順に介して、油室１５６の給排用のポート１５６Ｐまで作業油が流れる流路が実現される。これにより、ピストン部１５２が後退する（即ち、Ｘ軸負方向に移動する）ので、可動金型８２０を型開方向に移動させる型開工程を実現できる。

【0105】

他の例としては、両回転ポンプ１６４は、サーボモータ１７０による駆動に基づいて、油路ＯＬ３から供給された作業油を、油路ＯＬ２に排出する。これにより、油室１５６の給排用のポート１５６Ｐから、油路ＯＬ３、油路ＯＬ２の順に介して、油室１５７の給排用のポート１５７Ｐまで作業油が流れる流路が実現される。これにより、ピストン部１５２が前進する（即ち、Ｘ軸正方向に移動する）ので、可動金型８２０型閉方向に移動させる型閉工程を実現できる。

【0106】

型開側リリーフ弁１６２は、油路ＯＬ３に設けられたリリーフ弁であって、油路ＯＬ３を流れる作業油の圧力に基づいて、連通状態と遮断状態とを切り替える機械式の弁とする。例えば、型開工程において、油路ＯＬ３が所定の圧力以上となった場合に、型開側リリーフ弁１６２は連通状態となり、油路ＯＬ３内を流れる作業油を、油路ＯＬ１を介してタンク１６８まで排出させる。

【0107】

型閉側リリーフ弁１６１は、油路ＯＬ２に設けられたリリーフ弁であって、油路ＯＬ２を流れる作業油の圧力に基づいて、連通状態と遮断状態とを切り替える機械式の弁とする。例えば、型閉工程において、油路ＯＬ２が所定の圧力以上となった場合に、型閉側リリーフ弁１６１は連通状態となり、油路ＯＬ２内を流れる作業油を、油路ＯＬ１を介してタンク１６８まで排出させる。

【0108】

チェック弁１６５は、油路ＯＬ１から油路ＯＬ２への作動油の流れを一方向にして、逆流を阻止するバルブである。本実施形態の油圧回路１６０は、チェック弁１６５を設けることで、タンク１６８から油路ＯＬ２に作業油が供給される。

【0109】

チェック弁１６６は、油路ＯＬ１から油路ＯＬ３への作動油の流れを一方向にして、逆流を阻止するバルブである。本実施形態の油圧回路１６０は、チェック弁１６６を設けることで、タンク１６８から油路ＯＬ３に作業油が供給される。

【0110】

タンク１６８は、作動油を貯蔵する。また、タンク１６８は、油路ＯＬ１を通じて、型開側リリーフ弁１６２、型閉側リリーフ弁１６１、チェック弁１６５、及びチェック弁１６６に接続する。これにより、タンク１６８は、型開側リリーフ弁１６２又は型閉側リリーフ弁１６１から排出された作業油を、油路ＯＬ１を通じて貯蔵する。また、タンク１６８は、貯蔵されている作業油を、油路ＯＬ１を通じて、チェック弁１６５から油路ＯＬ２に供給し、又はチェック弁１６６から油路ＯＬ３に供給する。

【0111】

調整弁１６３は、油路ＯＬ２及び油路ＯＬ３の各々について、型開工程及び型閉工程において、油量を調整するためのバルブとする。調整弁１６３を設けることで、型開工程及び型閉工程において通過流量が一定になるように調整できる。

【0112】

圧力センサ１６７は、油路ＯＬ２上であって、油圧シリンダ１５０の油室１５７の給排用のポート１５７Ｐ近傍に設けられているため、油圧シリンダ１５０の油室１５７にかかっている圧力を検出する。

【0113】

つまり、従来用いられていた油圧シリンダを制御する油圧回路においては、両方向に作業油を排出可能な両回転ポンプ１６４の代わりに、一方向しか作業油を排出できない可変ポンプを用いられることが多かった。このような可変ポンプを用いた場合に、作業油を供給する油室を切り替える電磁切替弁（方向切替弁の一例）が設けられていた。この電磁切替弁で作業油の供給先の油室を切り替えることで、型開工程及び型閉工程を実現していた。

【0114】

従来の電磁切替弁は、油圧シリンダ近傍に設けられることが多かった。このような従来の油圧回路に、圧力センサを設けた場合に、油圧センサと油圧シリンダの間には電磁切替弁を構成する様々な部品が介在することになる。したがって、従来の油圧回路では、圧力センサで、油圧シリンダの油室にかかっている圧力を検出するのは難しかった。

【0115】

これに対して、本実施形態の油圧回路１６０では、サーボモータ１７０の回転方向に応じて、両回転ポンプ１６４の作業油の排出方向を切り替えることで、作業油を供給する油室を切り替えられる。このような構成によって、油圧シリンダ１５０と圧力センサ１６７との間に電磁接触器等を備えることが不要となる。さらに本実施形態にかかる油圧回路１６０は、従来の油圧回路と比べて、構成する部品点数を減らせるので、油圧回路１６０の配管長を従来と比べて短くできる。配管長を短くできるので、油圧回路１６０を鋼管で形成することができる。これにより、外乱による圧力変化を低減させることができる。

【0116】

型締装置１００（油圧シリンダ１５０）を油圧駆動する油圧回路１６０は、上述したような閉回路として構成されている。その上、本実施形態にかかる油圧回路１６０においては、圧力センサ１６７と油圧シリンダ１５０との間が直接油路ＯＬ２Ａ（油路ＯＬ２の一部）で接続されている。当該油圧回路１６０においては外乱による圧力変化も低減できるので、圧力センサ１６７は、油圧シリンダ１５０の油室１５７にかかっている圧力を、高い精度で検出できる。

【0117】

本実施形態の油圧回路１６０は、従来の油圧回路と比べて、電磁接触器等もなく、配管長も短いため、発熱量が小さく、油温が上昇しにくくなる。したがって、油圧回路１６０で用いる湯量を少なくできる。これにより、タンク１６８の容量を小さくできるので、型締装置１００をコンパクトにできる。

【0118】

サーボモータ１７０は、制御装置７００からの制御に基づいて作動し、両回転ポンプ１６４の回転を制御する。これにより、制御装置７００は、サーボモータ１７０を制御することで、両回転ポンプ１６４の動作を制御できる。

【0119】

制御装置７００は、両回転ポンプ１６４（サーボモータ１７０）を制御することで、油圧回路１６０における作動油の流れを制御し、型締装置１００による型閉工程、及び型開工程を実現する。また、制御装置７００は、油圧回路１６０を制御することで、昇圧工程、型締工程、脱圧工程も実現するが、説明を省略する。

【0120】

図４は、第１の実施形態に係る制御装置７００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４に示すように、制御装置７００は、入力処理部７１１と、圧力制御部７１２と、速度制御部７１３と、切替部７１４と、取得部７１５と、判定部７１６と、停止制御部７１７と、通知部７１８と、を備える。また、制御装置７００は、記憶媒体７０２上に閾値記憶部７１０を備える。

【0121】

閾値記憶部７１０は、型閉工程において速度制御を行うときに用いる圧力閾値を記憶する。

【0122】

入力処理部７１１は、入力インターフェース７０３を介して、操作装置７５０からのユーザの操作を入力処理する。例えば、入力処理部７１１は、ユーザから、型閉工程を行う際に、圧力制御又は速度制御のいずれか一方の選択操作を入力処理する。

【0123】

本実施形態の切替部７１４は、型閉工程において可動プラテンを移動させる時に、入力処理部７１１が入力処理した選択操作に基づいて、圧力制御部７１２による圧力制御で可動プラテン１２０及びピストン部１５２の移動させる制御と、速度制御部７１３による速度制御で可動プラテン１２０及びピストン部１５２の移動させる制御と、を切り替える。圧力制御部７１２及び速度制御部７１３については後述する。

【0124】

圧力制御部７１２は、型閉工程において、油圧シリンダ１５０を用いた圧力制御を行う。図５は、圧力制御部７１２における圧力制御の例を示した図である。図５ではピストン部１５２の速度１５０２と、圧力１５０１とを示している。

【0125】

図５に示される例では、型閉開始の時刻に型閉工程が開始される。圧力制御部７１２は、油圧シリンダ１５０のピストン部１５２と共に可動プラテン１２０を速度Ｖ１になるように制御する。そして、ピストン部１５２が金型保護位置に到着した後、圧力制御部７１２は、ピストン部１５２に対して行う制御を、速度制御から圧力制御に切り替える。圧力制御とは、圧力制御においては、所定の制限値以上の圧力がかからないように制御することであって、低圧制御とも称する。所定の制限値は、型閉開始から金型保護位置に到着するまでにかかっていた圧力より低い圧力値とする。

【0126】

判定部７１６は、可動プラテン１２０が昇圧開始位置（所定の位置の一例）に到達するまでの時間が、監視時間（所定の時間の一例）を超えたか否かを判定する。図５に示される例では、時刻ｔ１において、金型装置８００が異物を挟み込んだなどの異常が生じたものとする。このため、ピストン部１５２と共に可動プラテン１２０の速度１５０２が低下している。

【0127】

判定部７１６は、監視時刻ｔ２を超えた場合に、異常が生じたと判定する。このように異物を挟み込んでから監視時刻ｔ２が経過するまで判定を行わないが、低圧制御のために異物が金型装置８００に与える影響は少ないという効果を得られる。

【0128】

停止制御部７１７は、判定部７１６により昇圧開始位置（所定位置の一例）に到達するまでの時間が、監視時間（所定の時間の一例）を超えたと判定された場合に、サーボモータ１７０を停止させる制御を行う。

【0129】

通知部７１８は、判定部７１６により昇圧開始位置（所定位置の一例）に到達するまでの時間が、監視時間（所定の時間の一例）を超えたと判定された場合に、異常が生じた旨を、射出成形機１０を使用している作業者や、監視センター等に通知する。

【0130】

ところで、圧力制御部７１２による低圧制御のように、ピストン部１５２にかける圧力を低くした場合、摩擦等の影響を受けやすくなるため、型閉工程の完了時刻がばらつくことになる。そこで、圧力制御部７１２による低圧制御では、監視時刻ｔ２について余裕を有して設定している。このような監視時刻ｔ２に基づいて異常が生じたか否かを判定する場合に、異常を検知するまでの時間が長くなる可能性がある。

【0131】

そこで、本実施形態に係る制御装置７００は、圧力制御部７１２による圧力制御の代わりに、速度制御部７１３による速度制御を可能としている。

【0132】

図４に戻り、本実施形態の速度制御部７１３は、型閉工程で移動する油圧シリンダ１５０と共に、油圧シリンダ１５０に固定された可動プラテン１２０の速度制御を行う。

【0133】

具体的には、本実施形態の速度制御部７１３は、型閉工程が開始してから金型保護位置に到着するまで、ピストン部１５２及び可動プラテン１２０が速度Ｖ１になるように速度制御する。そして、ピストン部１５２及び可動プラテン１２０が金型保護位置に到着した後、速度制御部７１３は、昇圧開始位置に到着するまでピストン部１５２及び可動プラテン１２０が速度Ｖ２（速度Ｖ２＜速度Ｖ１）になるように速度制御する。速度制御部７１３が速度制御を行う場合、圧力センサ１６７が検出した圧力値によって異常か否かを判定する。つまり本実施形態は、上述した油圧回路１６０を備えたことで、圧力値の検出精度が高いので、当該圧力値で異常か否かの判定が可能となる。

【0134】

また、速度制御部７１３にはフィードバック制御を組み込んで、ピストン部１５２及び可動プラテン１２０の速度がばらつかないように制御を行ってもよい。

【0135】

取得部７１５は、ピストン部１５２及び可動プラテン１２０の移動によって、ピストン部１５２の油室１５７にかかる流体圧を示した圧力値を圧力センサ１６７から取得する。

【0136】

さらに、取得部７１５は、油圧シリンダ１５０に設けられた（図示しない）リニアセンサから、型閉方向におけるピストン部１５２の位置を取得する。これにより、ピストン部１５２が、金型保護位置や昇温開始位置に到達したかを認識できる。金型保護位置は、金型装置８００の保護のために速度又は圧力を低減させる位置とする。昇温開始位置は、型閉工程を完了させる位置（所定位置の一例）である。

【0137】

判定部７１６は、取得部７１５によって取得された圧力値が、閾値記憶部７１０に記憶された圧力閾値を超えたか否かを判定する。

【0138】

図６は、本実施形態に係る速度制御部７１３における速度制御の例を示した図である。図６ではピストン部１５２の速度１６０１と、取得部７１５が取得した流体圧の圧力値１６０２と、を示している。

【0139】

図６に示される例では、型閉開始時刻に型閉工程が開始される。速度制御部７１３は、油圧シリンダ１５０のピストン部１５２と共に可動プラテン１２０を速度Ｖ１になるように制御する。そして、ピストン部１５２が金型保護位置に到着した後、速度制御部７１３は、ピストン部１５２と共に可動プラテン１２０を速度Ｖ２（速度Ｖ２＜速度Ｖ１）になるように制御する。このように低速で可動プラテン１２０を移動させることで、可動プラテン１２０に固定された可動金型８２０の保護を実現できる。

【0140】

取得部７１５は、速度制御部７１３による速度変化に従って、圧力値Ｐ１から低下した圧力値Ｐ２を取得する。

【0141】

閾値記憶部７１０は、速度制御部７１３による速度制御用に、金型保護位置に到着するまでの圧力閾値Ｔ１と、金型保護位置から昇圧開始位置に到着するまでの圧力閾値Ｔ２と、を記憶している。このように、閾値記憶部７１０は、可動プラテン１２０及びピストン部１５２の移動した位置に応じて、予め定められた圧力閾値を記憶している。

【0142】

判定部７１６は、取得部７１５が取得した圧力値が、閾値記憶部７１０に記憶された圧力閾値を超えたか否かを判定する。本実施形態の判定部７１６は、可動プラテン１２０及びピストン部１５２の移動した位置毎に、予め定められた圧力閾値に基づいて判定を行う。具体的には、判定部７１６は、金型保護位置に到着するまでは、取得した圧力値が圧力閾値Ｔ１を超えたか否かを判定し、金型保護位置から昇圧開始位置に到着するまでは、取得した閾値が圧力閾値Ｔ２を超えたか否かを判定する。また、判定部７１６は、速度制御の場合でも圧力制御と同様に、昇圧開始位置に到着するまでの時刻が、監視時間を超えたか否かに応じて、異常が生じたか否かを判定してもよい。

【0143】

図６に示される例では、時刻ｔ３において、判定部７１６は、取得部７１５が取得した圧力値が、閾値記憶部７１０に記憶された圧力閾値Ｔ２を超えたと判定する。このように、本実施形態の速度制御では、異物を挟み込んだ場合に、すぐに異常判定を行うことができる。

【0144】

停止制御部７１７は、判定部７１６により取得した圧力値が圧力閾値を超えたと判定した場合に、サーボモータ１７０を停止させる制御を行う。なお、本実施形態は、サーボモータ１７０を停止させる制御を行う場合について説明するが、停止させる制御に制限するものではなく、例えばサーボモータ１７０を逆回転させる制御を行うことも考えられる。

【0145】

通知部７１８は、判定部７１６により取得した圧力値が圧力閾値を超えたと判定した場合に、異常が生じた旨を、射出成形機１０を使用している作業者や、監視センター等に通知する。

【0146】

図７は、本実施形態に係る制御装置７００の型閉工程において速度制御を行う場合の処理を示したフローチャートである。なお、圧力制御については従来と同様の手法を用いてもよく、説明を省略する。

【0147】

まず、制御装置７００は、速度制御による型閉工程の開始か否かを判定する（Ｓ７０１）。速度制御による型閉工程の開始ではないと判定した場合（Ｓ７０１：Ｎｏ）、処理を終了する。

【0148】

制御装置７００が速度制御による型閉工程の開始であると判定した場合（Ｓ７０１：Ｙｅｓ）、速度制御部７１３は、サーボモータ１７０を制御して、ピストン部１５２が速度Ｖ１になるように速度制御を行う（Ｓ７０２）。

【0149】

取得部７１５は、ピストン部１５２の油室１５７にかかる流体圧を示した圧力値を圧力センサ１６７から取得する（Ｓ７０３）。

【0150】

判定部７１６は、金型保護位置に到達するまでは、取得部７１５が取得した圧力値が、圧力閾値Ｔ１を超えたか否かを判定する（Ｓ７０４）。判定部７１６が、取得した圧力値が、圧力閾値Ｔ１を超えたと判定した場合（Ｓ７０４：Ｙｅｓ）、停止制御部７１７が、サーボモータ１７０に対して停止制御を行うと共に、通知部７１８が、異常が生じた旨の通知を行い（Ｓ７０５）、処理を終了する。

【0151】

一方、判定部７１６は、取得した圧力値が、圧力閾値Ｔ１を超えていないと判定した場合（Ｓ７０４：Ｎｏ）、取得部７１５は、型閉方向におけるピストン部１５２の位置を取得する（Ｓ７０６）。判定部７１６は、取得部７１５が取得したピストン部１５２の位置が、金型保護位置に到達したか否かを判定する（Ｓ７０７）。金型保護位置に到達していないと判定した場合（Ｓ７０７：Ｎｏ）、再びＳ７０２から処理を行う。

【0152】

一方、判定部７１６は、取得部７１５が取得したピストン部１５２の位置が、金型保護位置に到達したと判定した場合（Ｓ７０７：Ｙｅｓ）、速度制御部７１３は、サーボモータ１７０を制御して、ピストン部１５２が速度Ｖ２になるように速度制御を行う（Ｓ７０８）。

【0153】

取得部７１５は、ピストン部１５２の油室１５７にかかる流体圧を示した圧力値を圧力センサ１６７から取得する（Ｓ７０９）。

【0154】

判定部７１６は、金型保護位置に到達するまでは、取得部７１５が取得した圧力値が、圧力閾値Ｔ２を超えたか否かを判定する（Ｓ７１０）。判定部７１６が、取得した圧力値が、圧力閾値Ｔ２を超えたと判定した場合（Ｓ７１０：Ｙｅｓ）、停止制御部７１７が、サーボモータ１７０に対して停止制御を行うと共に、通知部７１８が、異常が生じた旨の通知を行い（Ｓ７１１）、処理を終了する。

【0155】

一方、判定部７１６は、取得した圧力値が、圧力閾値Ｔ２を超えていないと判定した場合（Ｓ７１０：Ｎｏ）、取得部７１５は、型閉方向におけるピストン部１５２の位置を取得する（Ｓ７１２）。判定部７１６は、取得部７１５が取得したピストン部１５２の位置が、昇温開始位置に到達したか否かを判定する（Ｓ７１３）。金型保護位置に到達していないと判定した場合（Ｓ７１３：Ｎｏ）、再びＳ７０８から処理を行う。

【0156】

一方、判定部７１６は、取得部７１５が取得したピストン部１５２の位置が、昇温開始位置に到達したと判定した場合（Ｓ７１３：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

【0157】

上述した処理手順のように、本実施形態においては、ピストン部１５２及び可動プラテン１２０に対して金型保護位置から昇圧開始位置に到着するまで速度制御を行うと共に、圧力センサ１６７が検出する圧力値に基づいて異常か否かを判定する。これにより、異物を挟み込んだ場合など異常が生じた場合にすぐに検知できるため、金型装置８００の保護を実現できる。また、本実施形態においては、上述した速度制御を行うことで、型閉工程の終了時間のばらつきを抑止できる。

【0158】

（変形例１）
上述した実施形態においては、金型保護位置から昇圧開始位置までの速度Ｖ２で速度制御を行う場合について説明した。しかしながら、金型保護位置以降の速度制御を１段階に制限するものではなく、多段階で制御を行ってもよい。そこで、本変形例においては、金型保護位置以降において多段階で速度制御を行う場合について説明する。

【0159】

図８は、変形例１に係る速度制御部７１３における速度制御の例を示した図である。図８ではピストン部１５２の速度１８０１と、取得部７１５が取得した流体圧の圧力値１８０２と、を示している。

【0160】

図８に示される例では、型閉開始時刻に型閉工程が開始される。速度制御部７１３は、油圧シリンダ１５０のピストン部１５２を速度Ｖ１になるように制御する。そして、ピストン部１５２が第１金型保護位置に到着した時、速度制御部７１３は、ピストン部１５２を速度Ｖ３（速度Ｖ３＜速度Ｖ１）になるように制御する。

【0161】

その後、第２金型保護位置に到着した時、速度制御部７１３は、ピストン部１５２を速度Ｖ４（速度Ｖ４＜速度Ｖ３）になるように制御し、第３金型保護位置に到着した時、速度制御部７１３は、ピストン部１５２を速度Ｖ５（速度Ｖ５＜速度Ｖ４）になるように制御する。

【0162】

図８に示されるように、取得部７１５は、速度制御部７１３による速度変化に従って、圧力センサ１６７によって検出される圧力値１２０２が低下していく。

【0163】

本変形例においては、閾値記憶部７１０に記憶される圧力閾値１８０３は、速度に応じて低下するように設定されている。例えば、閾値記憶部７１０は、型閉開始から第１金型保護位置到着までの圧力閾値Ｔ１を記憶し、第１金型保護位置到着から第２金型保護位置到着までの圧力閾値Ｔ３を記憶し、第２金型保護位置到着から第３金型保護位置到着までの圧力閾値Ｔ４を記憶し、第３金型保護位置到着から昇温開始位置到着までの圧力閾値Ｔ５を記憶する。

【0164】

そして、判定部７１６は、取得部７１５が取得した圧力値が、閾値記憶部７１０に記憶された圧力閾値のうち、圧力値を検出した位置に対応付けられた圧力閾値（圧力閾値Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５のうちいずれか一つ）を超えたか否かを判定する。

【0165】

図８に示される例では、第３第金型保護位置に到着した後の時刻ｔ４において、判定部７１６は、取得部７１５が取得した圧力値が、閾値記憶部７１０に記憶された圧力閾値Ｔ５を超えたと判定する。圧力値が、閾値記憶部７１０に記憶された圧力閾値Ｔ５を超えたと判定された場合の処理は、上述した実施形態と同様として説明を省略する。

【0166】

（変形例２）
上述した実施形態においては、取得した圧力値が、閾値記憶部７１０に記憶された圧力閾値より高いか否かに基づいて、異常が生じたか否かを判定する例について説明した。しかしながら、異常か生じたか否かの判定として用いる閾値は、予め記憶された圧力閾値に制限するものではない。そこで、変形例１においては、実際に取得した圧力値に基づいて更新する例について説明する。

【0167】

本変形例の取得部７１５は、今回取得した圧力値に所定の値を加算した値を、次回の圧力閾値として、当該圧力値を取得した位置と対応付けて、閾値記憶部７１０を更新する。なお、圧力値を取得した位置は、油圧シリンダ１５０に設けられた（図示しない）リニアセンサから取得できる。なお、所定の値は、異常判定の際に余裕を持たせるために定められた値であって、実施の態様に応じた任意の値でよい。圧力値を取得する位置の間隔は、実施態様に応じて定められた間隔とする。これにより、位置毎に摩擦等を考慮した圧力閾値に更新でき、異常の検出精度を向上させることができる。

【0168】

本変形例では、取得部７１５は、今回（１ショット）取得した圧力値に所定の値を加算した値を、次の圧力閾値として閾値記憶部７１０を更新した例について説明した。しかしながら、１ショットの圧力値に基づいて、次回の圧力閾値を更新する手法に制限するものではなく、型閉工程を複数回（例えば、１０回）行い、取得部７１５が複数回で取得した圧力値の移動平均を圧力閾値として閾値記憶部７１０を更新してもよい。

【0169】

（変形例３）
上述した実施形態及び変形例は、圧力閾値が閾値記憶部７１０に記憶されている例について説明した。しかしながら圧力閾値は、静的なパラメータに制限するものではなく、動的に生成されるパラメータであってもよい。

【0170】

本変形例の判定部７１６は、油圧回路１６０及び油圧シリンダ１５０を表す数式モデルを保持している。そして、判定部７１６は、速度制御部７１３が制御しているサーボモータ１７０の回転速度を取得し、当該回転速度を数式モデルに当てはめることで、油圧シリンダ１５０に生じている流体圧を示す圧力の推定値を算出する。

【0171】

そして、判定部７１６は、取得部７１５が取得した圧力値と、圧力の推定値と、の差が所定値以上か否かを判定する。判定部７１６は、取得部７１５が取得した圧力値と、圧力の推定値と、の差が所定値以上の場合に、異常が生じたと判定する。本変形例は、圧力の推定値と所定値との組み合わせを用いる例について説明するが、上述した実施形態及び変形例で示した圧力閾値を用いた場合と同様の異常検知を実現できる。さらに、圧力の推定値と所定値との組み合わせを用いて判定を行った場合には、上述した実施形態と同様の効果の他に、サーボモータの回転速度を考慮した、より高い精度で異常判定を行うことができる。

【0172】

上述した実施形態及び変形例においては、両回転ポンプ１６４及びサーボモータ１７０を用いることで、油圧回路１６０を閉回路としたことで、配管長を抑えることができる。これにより外乱を抑止できるため、金型保護位置と昇温開始位置の間で低速制御を行った場合に、圧力センサ１６７が検出した圧力値による異常検知の精度を向上させることができる。

【0173】

本実施形態及び変形例においては、油圧回路１６０等の閉回路において、金型保護位置と昇温開始位置の間で低速制御を行った場合に、圧力センサ１６７が検出した圧力値で異常検知を行う例について説明した。しかしながら、金型保護位置と昇温開始位置の間で低速制御を行っている間に、圧力センサ１６７が検出した圧力値で異常検知を行う手法は、上述した閉回路を用いた例に制限するものではなく、従来の開回路の油圧回路に適用してもよい。

【0174】

上述した実施形態及び変形例においては、金型保護位置以降において、速度制御部７１３がピストン部１５２に対して速度制御を行うことで、昇温開始位置に到着する到着時間のばらつきを抑えることができる。

【0175】

上述した実施形態及び変形例においては、型閉工程において速度制御を行った場合に、判定部７１６は、圧力センサ１６７から取得した圧力値が、圧力閾値を超えたか否かを判定することで、異物を挟み込んだなどの異常判定を行う。これにより、従来の監視時刻を経過したか否かの判定と比べて、迅速な異常検知を実現できる。また、従来と比べて迅速に停止制御を行えるので、金型装置８００の保護を実現できる。

【0176】

以上、本発明に係る射出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。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。

【0177】

本願は、２０２１年３月３１日に出願した日本国特許出願２０２１－０６２３４４号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。

【符号の説明】

【0178】

１０・・・射出成形機 １００・・・型締装置 １１０・・・固定プラテン １２０・・・可動プラテン １５０・・・油圧シリンダ １６０・・・油圧回路 １７０・・・サーボモータ ７００・・・制御装置 ７１０・・・閾値記憶部 ７１１・・・入力処理部 ７１２・・・圧力制御部 ７１３・・・速度制御部 ７１４・・・切替部 ７１５・・・取得部 ７１６・・・判定部 ７１７・・・停止制御部 ７１８・・・通知部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】