圧縮成形機の制御方法
【課題】 オーバロードの防止による油圧ポンプの無用な停止の回避，油圧ポンプの耐久性向上及び制御の安定化を図るとともに、油圧ポンプの小型化，コストダウン，設置スペースの縮小及び消費電力の低下を実現する。
【解決手段】 油圧ポンプ３に、少なくとも大流量の固定吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定可能な油圧ポンプを使用し、予め、加圧工程Ｓｐにおける目標圧力Ｐｓを設定するとともに、加圧工程Ｓｐにおける加圧圧力Ｐｐに対して固定吐出流量Ｑｍ又はＱｓを切換えるための切換条件を設定し、加圧工程Ｓｐ中に、加圧圧力Ｐｐを監視し、当該加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たさないときは、大流量の固定吐出流量Ｑｍに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行い、かつ当該加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たしたときは、小流量の固定吐出流量Ｑｓに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行う。
【解決手段】 油圧ポンプ３に、少なくとも大流量の固定吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定可能な油圧ポンプを使用し、予め、加圧工程Ｓｐにおける目標圧力Ｐｓを設定するとともに、加圧工程Ｓｐにおける加圧圧力Ｐｐに対して固定吐出流量Ｑｍ又はＱｓを切換えるための切換条件を設定し、加圧工程Ｓｐ中に、加圧圧力Ｐｐを監視し、当該加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たさないときは、大流量の固定吐出流量Ｑｍに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行い、かつ当該加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たしたときは、小流量の固定吐出流量Ｑｓに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型のキャビティに充填した成形材料を油圧ポンプの油圧により加圧して圧縮成形を行う際に用いて好適な圧縮成形機の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金型のキャビティに充填した成形材料を油圧ポンプの油圧により加圧して圧縮成形を行う加圧工程を有する圧縮成形機としては、特許文献１に開示される圧縮成形機が知られている。
【０００３】
同文献１に開示される圧縮成形機は、型締シリンダのラムの位置制御と型締シリンダ内の圧力制御を行うことにより、金型内に供給した熱硬化性樹脂を加熱して流動性を与え、圧縮延伸及びガス抜きをしながら硬化させ、成形を行う竪型の型締装置よりなる油圧制御回路、特に、可変容量型ポンプと方向流量制御弁の組合わせによるロードセンシング制御の回路を用いて上記の位置制御を行う油圧回路を搭載したものである。そして、成形時には、原料（樹脂）が供給された金型を閉鎖しながら樹脂を圧縮し延伸させて成形品を形成するとともに、その後、一旦型を少し開いて硬化時に副生する揮発性のガスを抜き、再度型締して再加圧するという、いわば加圧圧力に対しては圧力の多段制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】登録実用新案第３０１４８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来の圧縮成形機（油圧回路）の制御方法は、次のような問題点があった。
【０００６】
第一に、圧縮成形機の全動作に対して一台の油圧ポンプを使用するため、油圧ポンプの能力（容量）は圧縮成形機の全動作（最大負荷）に対応させる必要があり、例えば、可動型を含む可動盤等の昇降動作に要求される応答性等を含む駆動能力を確保できる能力（容量）が必要になる。したがって、大型の油圧ポンプが必要になり、コストアップ，設置スペースの拡大及び消費電力の増加を招く。特に、油圧ポンプの駆動にサーボモータを使用する場合には、サーボモータが高価になるのみならず、付属のサーボ回路（サーボアンプ）が大容量化（大電流化）し、サーボ回路の耐電力性等の確保により全体のコストが累進的に増大する。
【０００７】
第二に、一台の油圧ポンプを圧縮成形機の全動作に使用することから、動作に対して油圧ポンプの能力が適合しない領域が発生しやすい。即ち、モータは高出力（定格出力の１３０〔％〕）であっても短時間であれば問題を生じないとともに、一方、油圧ポンプに大流量が要求される領域は短時間であることも多いため、通常、この点を考慮して、油圧ポンプは必要最小限の容量に選定されるが、型締シリンダのラムがほとんど移動せず、かつ加圧圧力が所定時間維持される保圧領域等の時間が長くなったような場合には、油圧ポンプのモータがオーバロードとなり、制御の不安定化、油圧ポンプの無用な停止（トリップ）、更には油圧ポンプの耐久性（寿命）低下を招く虞れがある。
【０００８】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した圧縮成形機の制御方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る圧縮成形機Ｍの制御方法は、上述した課題を解決するため、金型２のキャビティＣに充填した成形材料Ｒを油圧ポンプ３の油圧により加圧して圧縮成形を行う加圧工程Ｓｐにおいて、油圧ポンプ３に、少なくとも大流量の固定吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定可能な油圧ポンプを使用し、予め、加圧工程Ｓｐにおける目標圧力Ｐｓを設定するとともに、加圧工程Ｓｐにおける加圧圧力Ｐｐに対して固定吐出流量Ｑｍ又はＱｓを切換えるための切換条件を設定し、加圧工程Ｓｐ中に、加圧圧力Ｐｐを監視し、当該加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たさないときは、大流量の固定吐出流量Ｑｍに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行い、かつ当該加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たしたときは、小流量の固定吐出流量Ｑｓに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行うことを特徴とする。
【００１０】
この場合、発明の好適な態様により、切換条件は、加圧圧力Ｐｐが、予め設定したリミット圧力ＰＬよりも低い圧力に設定した切換設定圧力Ｐｃを超えたことを条件に設定することができる。この際、切換設定圧力Ｐｃは、リミット圧力ＰＬの７５〜９５〔％〕の範囲から選定することができるとともに、目標圧力Ｐｓは、時間に対して多段に設定することができる。また、切換条件は、加圧継続時間が、設定した切換設定時間Ｔｃを超えることを条件に設定することもできる。さらに、油圧ポンプ３には、斜板角Ｋｓの変更により固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓを設定可能な可変吐出型油圧ポンプ３ｓを用いてもよいし、或いは、固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓをそれぞれ設定可能な複数の油圧ポンプ部３ａ，３ｂを用いてもよい。なお、加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御は、油圧ポンプ３を駆動するサーボモータ４の回転数を可変制御して行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
このような手法による本発明に係る圧縮成形機Ｍの制御方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１２】
（１） 加圧工程Ｓｐ中に、加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たさないときは、大流量の固定吐出流量Ｑｍに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行い、かつ当該加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たしたときは、小流量の固定吐出流量Ｑｓに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行うようにしたため、大流量の固定吐出流量Ｑｍにより加圧圧力Ｐｐが長く継続する動作を回避することができる。これにより、油圧ポンプ３のモータにおけるオーバロードを防止し、油圧ポンプ３の無用な停止（トリップ）を回避できるとともに、油圧ポンプ３の耐久性（寿命）向上及び制御の安定化を図ることができる。
【００１３】
（２） 油圧ポンプ３に、少なくとも大流量の固定吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定可能な油圧ポンプを使用するため、加圧工程Ｓｐにおける加圧状態に対応して、大流量の固定吐出流量Ｑｍ（大容量ポンプ）と小流量の固定吐出流量Ｑｓ（小容量ポンプ）の使い分けが可能になる。この結果、これらに対応できる必要最小限の能力（容量）を有する油圧ポンプ３で足り、油圧ポンプ３の小型化、更には、コストダウン，設置スペースの縮小及び消費電力の低下を実現することができる。
【００１４】
（３） 好適な態様により、切換条件として、加圧圧力Ｐｐが、予め設定したリミット圧力ＰＬよりも小さい圧力に設定した切換設定圧力Ｐｃを超えたことを条件に設定すれば、目標圧力Ｐｓの手前で切換可能となるため、圧力制御の安定性向上に寄与できる。特に、切換設定圧力Ｐｃを、リミット圧力ＰＬの７５〜９５〔％〕の範囲から選定すれば、目標圧力Ｐｓの手前で切換える際の最適化を図ることができる。
【００１５】
（４） 好適な態様により、目標圧力Ｐｓを、時間に対して多段に設定すれば、本発明に係る制御方法を実施した際に、本発明の有効性を確保する観点からより高いパフォーマンスを得ることができる。
【００１６】
（５） 好適な態様により、切換条件として、加圧継続時間が、設定した切換設定時間Ｔｃを超えたことを条件に設定すれば、油圧ポンプ３を駆動するモータのオーバロードをより確実に防止することができるとともに、加圧圧力Ｐｐを付加する際のモータの時間的な使用限界を設定できるため、応答性及び制御性等を高める観点からより最適化を図ることができる。
【００１７】
（６） 好適な態様により、油圧ポンプ３に、斜板角Ｋｓの変更により固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓを設定可能な可変吐出型油圧ポンプ３ｓを用いれば、一台の可変吐出型油圧ポンプ３ｓにより実施できるため、固定吐出流量ＱｍとＱｓの切換を円滑に行うことができるとともに、本発明に係る制御方法の実施に用いる油圧回路全体の小型化に寄与できる。
【００１８】
（７） 好適な態様により、油圧ポンプ３に、固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓをそれぞれ設定可能な複数の油圧ポンプ部３ａ，３ｂを用いれば、単純構造の油圧ポンプ部３ａ，３ｂの組合わせにより実施できるため、全体の低コスト化及び制御の多様化に寄与できる。
【００１９】
（８） 好適な態様により、加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を、油圧ポンプ３を駆動するサーボモータ４の回転数を可変制御して行うようにすれば、インバータ制御と同様の効果（作用）により省エネルギ性を高めることができるとともに、本発明に係る制御方法を容易かつ確実に実施することができ、もって、同制御方法による作用効果をより有効に享受できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の好適実施形態に係る圧縮成形機の制御方法を用いた際の時間に対する加圧圧力の変化と固定吐出流量の関係を示す特性図、
【図２】同制御方法の処理手順を説明するためのフローチャート、
【図３】同制御方法を実施できる圧縮成形機の油圧駆動部を含む構成図、
【図４】同圧縮成形機における油圧駆動部のブロック回路図、
【図５】本発明の変更実施形態に係る制御方法の実施に用いる圧縮成形機の油圧駆動部を抽出して示す構成図、
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００２２】
まず、本実施形態に係る制御方法を実施できる圧縮成形機の構成について、図３及び図４を参照して説明する。
【００２３】
図３において、Ｍは圧縮成形機であり、上側に配した固定盤１１と下側に配した可動盤１２を備える。また、２は、固定型（上型）２ｃと可動型（下型）２ｍからなる金型であり、固定型２ｃは固定盤１１の下面に取付けるとともに、可動型２ｍは可動盤１２の上面に取付ける。さらに、１３は機台であり、この機台１３の上に設置した型締シリンダユニット１４を備える。型締シリンダユニット１４は上端面から上方に突出するラム部１５を備え、このラム部１５の上端により可動盤１２の下面が支持される。型締シリンダユニット１４は、最外郭に位置するアウタシリンダ部２２ｓ及びこのアウタシリンダ部２２ｓの内部に挿通させた上記ラム部１５からなる高圧シリンダ２２と、ラム部１５の内部に形成したインナシリンダ部２３ｓ及びこのインナシリンダ部２３ｓの内部に挿通させたブースタラム２３ｒからなる高速シリンダ２３とにより構成する。なお、ブースタラム２３ｒは、内部に貫通した油通路２３ｆを有する。
【００２４】
これにより、可動盤１２は型締シリンダユニット１４により昇降移動し、上昇した際には可動型２ｍが固定型２ｃに当接（圧接）する型閉（型締）が行われるとともに、下降した際には可動型２ｍが固定型２ｃから離間する型開が行われる。その他、下降した可動型２ｍの近傍には、成形材料Ｒを計量して可動型２ｍ側のキャビティＣに供給する材料供給部２５を配設するとともに、成形後に型開した可動型２ｍ側のキャビティＣから成形品を取出す成形品取出部２６を配設する。さらに、可動型２ｍに付着した成形品の突き出しを行う図示を省略した突出し機構等を備えている。
【００２５】
一方、３１は油圧駆動部であり、主要部として、油圧駆動源となる可変吐出型油圧ポンプ３ｓ（油圧ポンプ３）及び切換バルブ回路３２を備える。可変吐出型油圧ポンプ３ｓは、ポンプ部３３とこのポンプ部３３を回転駆動するサーボモータ４を備え、このサーボモータ４の回転数を可変制御して吐出流量及び吐出圧力を制御できる。この場合、サーボモータ４はサーボ回路（サーボアンプ）４ａ（図４）に接続した交流サーボモータを用いるとともに、サーボモータ４には、このサーボモータ４の回転数を検出するロータリエンコーダ４ｅが付設されている。このように、油圧ポンプ３を駆動するサーボモータ４の回転数を可変制御して吐出流量及び吐出圧力、更には金型２（可動型２ｍ）に付加する加圧圧力Ｐｐを制御するようにすれば、インバータ制御と同様の効果（作用）により省エネルギ性を高めることができるとともに、本発明に係る制御方法を容易かつ確実に実施することができ、もって、同制御方法による作用効果をより有効に享受できる利点がある。
【００２６】
また、ポンプ部３３は、斜板型ピストンポンプにより構成するポンプ機体３４を内蔵する。したがって、ポンプ部３３は、斜板３５を備え、斜板３５の傾斜角となる斜板角Ｋｓを大きくすれば、ポンプ機体３４におけるポンプピストンのストロークが大きくなり、吐出流量が増加するとともに、斜板角Ｋｓを小さくすれば、同ポンプピストンのストロークが小さくなり、吐出流量が減少する。よって、斜板角Ｋｓを所定の角度に設定することにより、吐出流量が所定の大きさに固定される固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓ、即ち、大流量の固定吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定することができる。このため、斜板３５には、斜板切換シリンダ３６及び戻しスプリング３７を付設するとともに、斜板切換シリンダ３６は、切換バルブ（電磁バルブ）３８を介してポンプ部３３（ポンプ機体３４）の吐出口に接続する。これにより、斜板３５の角度は、斜板切換シリンダ３６により切換えることができる。さらに、ポンプ部３３の吐出口には当該ポンプ部３３の吐出圧力を検出する圧力センサ５１を接続するとともに、アウタシリンダ部２２ｓの後油室２２ｓｒには、当該後油室２２ｓｒの圧力、即ち、加圧圧力Ｐｐを検出する圧力センサ５２を絞り３９を介して接続する。
【００２７】
ところで、可変吐出型油圧ポンプ３ｓは、サーボモータ４の回転数を可変制御して吐出流量及び吐出圧力を可変するため、斜板角Ｋｓにより設定する固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓは、制御時に変動しないように固定する必要があるとともに、他方、固定吐出流量の切換は、非制御時における僅かな期間に行う必要がある。このため、上述したように、斜板切換シリンダ３６を切換バルブ３８を介してポンプ部３３（ポンプ機体３４）の吐出口に接続し、この切換バルブ３８の開閉制御により斜板角Ｋｓの変更を行っており、この場合、選択できる斜板角Ｋｓは大小二つの角度となる。このような可変吐出型油圧ポンプ３ｓを使用すれば、一台の可変吐出型油圧ポンプ３ｓにより実施できるため、固定吐出流量ＱｍとＱｓの切換を円滑に行うことができるとともに、本発明に係る制御方法の実施に用いる油圧回路全体の小型化に寄与できる利点がある。
【００２８】
他方、ポンプ部３３の吐出口は、切換バルブ回路３２の一次側流入ポートに接続するとともに、ポンプ部３３の吸入口は、オイルタンク４０に接続する。さらに、切換バルブ回路３２の一次側流出ポートは、図３に示すように、フィルタ部４１を介してオイルタンク４０に接続する。一方、切換バルブ回路３２の複数の二次側ポートは、型締シリンダユニット１４における高圧シリンダ２２（アウタシリンダ部２２ｓ）の前油室２２ｓｆ及び後油室２２ｓｒ、更に、高速シリンダ２３（ブースタラム２３ｒ）の油通路２３ｆにそれぞれ接続する。したがって、切換バルブ回路３２には、図４に示すように、主要なバルブとして、高圧シリンダ２２に接続した切換バルブ（電磁バルブ）３２ｘ，高速シリンダ２３に接続した切換バルブ（電磁バルブ）３２ｙ，高圧シリンダ２２及び高速シリンダ２３と油圧ポンプ３ｓ間に接続した切換バルブ（電磁バルブ）３２ｚを備えている。なお、各切換バルブ３２ｘ，３２ｙ及び３２ｚは、それぞれ一又は二以上のバルブ部品をはじめ、必要な付属油圧部品等により構成され、少なくとも、高圧シリンダ２２及び高速シリンダ２３に対する作動油の供給，停止，排出に係わる切換機能を有する。
【００２９】
また、６１は成形機コントローラを示す。図４に示すように、成形機コントローラ６１には、サーボ回路４ａを介してサーボモータ４を接続するとともに、サーボモータ４に付設されたロータリエンコーダ４ｅは、サーボ回路４ａに接続する。さらに、各切換バルブ３２ｘ，３２ｙ及び３２ｚは成形機コントローラ６１に接続するとともに、圧力センサ５１，５２及び切換バルブ３８も成形機コントローラ６１に接続する。成形機コントローラ６１は圧縮成形機Ｍ全体の制御を司るコンピュータ機能を備えており、各種シーケンス制御を含む制御処理及び演算処理を実行するとともに、特に、本発明に係る制御方法を実行するための制御プログラム（処理プログラム）を格納する。
【００３０】
次に、本実施形態に係る圧縮成形機Ｍの制御方法について、図１〜図４を参照して具体的に説明する。
【００３１】
まず、予め、異なる二つの固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓ、即ち、大流量の固定吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定する。二つの固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓにおいて、小流量の固定吐出流量Ｑｓは、標準となる吐出流量を設定する。したがって、斜板角Ｋｓは、比較的小さい角度（小容量側）に設定される。これに対して、大流量の固定吐出流量Ｑｍは、小流量の固定吐出流量Ｑｓよりも大きく設定、具体的には、固定吐出流量Ｑｓの２倍程度に設定できる。したがって、斜板角Ｋｓは、比較的大きい角度（大容量側）に設定される。特に、大流量の固定吐出流量Ｑｍを用いる動作は、短時間で終了する場合も少なくないため、比較的長時間続く場合には、サーボモータ４に対して悪影響を与える虞れがあっても、比較的短時間（数秒程度）であれば、サーボモータ４に対してはほとんど悪影響を与えない吐出流量を設定可能であり、具体的には、サーボモータ４の出力が定格出力の１３０〔％〕程度となる大容量側に設定できる。
【００３２】
また、加圧工程中における加圧圧力Ｐｐの大きさに対応して固定吐出流量Ｑｍ又はＱｓを切換えるための切換条件を設定する。切換条件は、加圧圧力Ｐｐがリミット圧力ＰＬよりも低い圧力に設定した切換設定圧力Ｐｃを超えることを条件に設定する。切換条件として、このような切換設定圧力Ｐｃにより設定すれば、目標圧力Ｐｓの手前で切換可能となるため、圧力制御の安定性向上に寄与できる利点がある。この切換設定圧力Ｐｃは、リミット圧力ＰＬの７５〜９５〔％〕の範囲から選定することが望ましい。これにより、目標圧力Ｐｓの手前で切換える際の最適化を図ることができる。図１のＰｐは、加圧工程の時間〔秒〕に対する加圧圧力Ｐｐ〔ＭＰａ〕（検出値）の変化特性を示す。例示の場合、リミット圧力ＰＬを２０〔ＭＰａ〕、目標圧力Ｐｓを１８〔ＭＰａ〕、切換設定圧力Ｐｃを１７〔ＭＰａ〕にそれぞれ設定している。したがって、切換設定圧力Ｐｃはリミット圧力ＰＬの８５〔％〕となる。さらに、例示の場合、目標圧力Ｐｓは、時間に対して多段に設定する。即ち、一段目は、目標圧力Ｐｓを設定し、二段目は、圧抜きを行うとともに、加圧解除時間を設け、三段目は、目標圧力Ｐｓよりも低い予備圧力Ｐｓｆを設定し、四段目は、目標圧力Ｐｓを設定する。
【００３３】
以下、本実施形態に係る制御方法を用いた加圧工程を含む圧縮成形機Ｍの成形工程の処理手順について、各図を参照しつつ図２に示すフローチャートに従って説明する。
【００３４】
まず、金型２は、図３に示すように、可動型２ｍが下降した型開位置にあり、可動型２ｍ及び固定型２ｃは、共に不図示の加熱装置により樹脂溶融温度に加熱されている。最初に、材料供給部２５において、成形材料（熱硬化性樹脂等）Ｒが計量されるとともに、この材料供給部２５から可動型２ｍ側のキャビティＣ内に、計量された成形材料Ｒが供給される（ステップＳ１）。次いで、成形機コントローラ６１により、切換バルブ回路３２が切換制御され、高速シリンダ２３が駆動制御されることにより、可動型２ｍが高速で上昇する型閉工程が行われる（ステップＳ２）。そして、可動型２ｍが設定された所定の型閉位置に達すれば、成形機コントローラ６１により、切換バルブ回路３２が切換制御され、高圧シリンダ２２が駆動制御されることにより、金型２（可動型２ｍ）が加圧される加圧工程Ｓｐ（ステップＳ３〜Ｓ７）が行われる。加圧工程Ｓｐでは、基本的な動作として、金型２内に充填された成形材料Ｒが加圧圧力Ｐｐにより加圧されることにより圧縮成形される。
【００３５】
この場合、加圧工程Ｓｐが開始する時点（図１中、ｔｓ時点）では、加圧圧力Ｐｐは０付近である。したがって、切換条件である、「加圧圧力Ｐｐがリミット圧力ＰＬよりも低い圧力に設定した切換設定圧力Ｐｃを超えること」の条件を満たしていないため、可変吐出型油圧ポンプ３ｓは、大流量となる固定吐出流量Ｑｍに切換えられている（ステップＳ３）。即ち、成形機コントローラ６１から切換バルブ３８に対して切換信号が付与され、斜板３５の角度が大きい斜板角Ｋｓ（大流量側）に切換えられている。これにより、可変吐出型油圧ポンプ３ｓは、大流量となる固定吐出流量Ｑｍを吐出する大容量の油圧ポンプ３として作動し、加圧圧力Ｐｐに対して応答性の高い安定した圧力制御が可能となる。
【００３６】
一方、加圧工程Ｓｐが進行する従って可動型２ｍ（金型２）が加圧される。これにより、加圧圧力Ｐｐは上昇し、目標圧力Ｐｓに達する手前で切換設定圧力Ｐｃに達する（ステップＳ４）。図１中、ｔ１時点が切換設定圧力Ｐｃに達した時点を示している。これにより、「加圧圧力Ｐｐが切換設定圧力Ｐｃを超えること」の条件が満たされるため、成形機コントローラ６１から切換バルブ３８に対して切換信号が付与され、斜板３５の角度が小さい斜板角Ｋｓ（小流量側）に切換えられる。よって、可変吐出型油圧ポンプ３ｓは、小流量となる固定吐出流量Ｑｓに設定された小容量の油圧ポンプ３として作動する（ステップＳ５）。この後、加圧圧力Ｐｐは目標圧力Ｐｓに達するため、小容量の可変吐出型油圧ポンプ３ｓにより加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御が行われ、加圧圧力Ｐｐは目標圧力Ｐｓとなるように一定に維持される。
【００３７】
また、目標圧力Ｐｓによる圧縮成形は、予め設定した加圧時間に従って行われるため、この加圧時間が経過すれば、加圧圧力Ｐｐが下降する圧力制御が行われるとともに、加圧圧力Ｐｐは直後に切換設定圧力Ｐｃに到達する。図１中、ｔ２時点が切換設定圧力Ｐｃに達した時点を示している。これにより、「加圧圧力Ｐｐが切換設定圧力Ｐｃを超えること」の条件を満たさなくなるため、成形機コントローラ６１から切換バルブ３８に対して切換信号が付与され、斜板３５の角度が大きい斜板角Ｋｓ（大流量側）に切換えられる（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ３）。これにより、可変吐出型油圧ポンプ３ｓは、大流量となる固定吐出流量Ｑｍを吐出する大容量の油圧ポンプ３として作動する。この後、加圧圧力Ｐｐは目標の下降圧力まで低下する。これにより、一段目の圧縮成形処理が終了する。
【００３８】
そして、この後、僅かな型開を行い、必要なガス抜き処理等を行うとともに（二段目）、予め設定した加圧解除時間が経過すれば、三段目の圧縮成形処理が行われる。三段目の圧縮成形処理では、最初に目標圧力Ｐｓよりも低圧となる予備圧力Ｐｓｆが付与される。三段目における加圧圧力Ｐｐは、切換設定圧力Ｐｃまでは到達しないため、大流量となる固定吐出流量Ｑｍが設定されたままとなる（ステップＳ３〜Ｓ６）。この後、予め設定した加圧時間が経過すれば、四段目の圧縮成形処理が行われる（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ３）。この場合、基本的には、一段目の圧縮成形処理と同様の処理が行われる（ステップＳ３〜Ｓ６）。図１中、ｔ３時点は、加圧圧力Ｐｐが上昇して切換設定圧力Ｐｃに達した時点を示すとともに、ｔ４時点は、加圧圧力Ｐｐが目標圧力Ｐｓから下降して切換設定圧力Ｐｃに達した時点を示す。このように、目標圧力Ｐｓを、時間に対して多段に設定すれば、本発明に係る制御方法を実施した際に、本発明の有効性を確保する観点からより高いパフォーマンスを得ることができる。特に、加圧時間の経過により設定段数が変更になる場合、このタイミングで大流量となる固定吐出流量Ｑｍが設定されるため、制御の応答性が高められる。
【００３９】
一方、加圧工程Ｓｐが終了すれば、成形機コントローラ６１により切換バルブ回路３２が切換制御され、高速シリンダ２３が駆動制御されることにより、可動型２ｍが高速で下降する型開工程が行われる（ステップＳ８）。そして、可動型２ｍが所定の型開位置に達すれば、停止制御が行われる。この後、成形品の取出工程が行われる（ステップＳ９）。成形品の取出工程では、不図示の突出し機構により成形品の突き出しが行われ、成形品取出部２６により、型開した可動型２ｍ側のキャビティＣから成形品の取出しが行われる。以降は、生産計画が終了するまで、同様の動作（処理）が繰り返される（ステップＳ１０，Ｓ１…）。
【００４０】
よって、このような本実施形態に係る制御方法によれば、加圧工程Ｓｐ中に、加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たさないときは、大流量の固定吐出流量Ｑｍに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行い、かつ当該加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たしたときは、小流量の固定吐出流量Ｑｓに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行うようにしたため、大流量の固定吐出流量Ｑｍにより加圧圧力Ｐｐが長く継続する動作を回避することができる。これにより、油圧ポンプ３のモータにおけるオーバロードを防止し、油圧ポンプ３の無用な停止（トリップ）を回避できるとともに、油圧ポンプ３の耐久性（寿命）向上及び制御の安定化を図ることができる。また、油圧ポンプ３に、少なくとも大流量の固定吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定可能な油圧ポンプを使用するため、加圧工程Ｓｐにおける加圧状態に対応して、大流量の固定吐出流量Ｑｍ（大容量ポンプ）と小流量の固定吐出流量Ｑｓ（小容量ポンプ）の使い分けが可能になる。この結果、これらに対応できる必要最小限の能力（容量）を有する油圧ポンプ３で足り、油圧ポンプ３の小型化、更には、コストダウン，設置スペースの縮小及び消費電力の低下を実現することができる。
【００４１】
他方、図５は本発明の変更実施形態に係る圧縮成形機Ｍ（制御方法）の特に油圧駆動部を抽出して示す。図３及び図４は、油圧ポンプ３として、斜板角Ｋｓの変更により固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓを設定可能な可変吐出型油圧ポンプ３ｓを用いた場合を示したが、図５は、油圧ポンプ３に、固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓをそれぞれ設定可能な二つの油圧ポンプ部３ａ，３ｂを用いた場合を示す。したがって、例示の場合、油圧ポンプ部３ａに固定吐出流量Ｑｍが設定され、油圧ポンプ部３ｂに固定吐出流量Ｑｓが設定される。そして、この油圧ポンプ部３ａと３ｂの選択又は合流は切換バルブ回路３２で行われる。図５に示す油圧ポンプ３の構成は図３の可変吐出型油圧ポンプ３ｓを二台使用した場合を示している。このため、各斜板３５…の斜板角Ｋｓを変更することにより油圧ポンプ部３ａ…単位で固定吐出流量を設定することも可能であり、油圧ポンプ３全体として、より細分化した固定吐出流量を設定できる。その他、図５において、図３と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。このように、油圧ポンプ３に、固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓをそれぞれ設定可能な複数の油圧ポンプ部３ａ，３ｂを用いれば、単純構造の油圧ポンプ部３ａ，３ｂの組合わせにより実施できるため、全体の低コスト化及び制御の多様化に寄与できる利点がある。なお、サーボモータ４を一台使用し、一台のサーボモータ４の回転をそれぞれ各ポンプ機体３４，３４の回転軸に伝達するように構成することも可能である。
【００４２】
以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，手法，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、二つの固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓを設定する場合を例示したが、三つ以上の固定吐出流量Ｑｍ…に設定する場合を排除するものではない。また、切換条件として、加圧圧力Ｐｐが目標圧力Ｐｓよりも低い圧力に設定した切換設定圧力Ｐｃを超えることを条件に設定した場合を示したが、他の切換条件としては、加圧継続時間が、設定した切換設定時間Ｔｃを超えることを条件に設定してもよい。切換条件を、切換設定時間Ｔｃにより設定すれば、油圧ポンプ３を駆動するモータのオーバロードをより確実に防止することができるとともに、加圧圧力Ｐｐを付加する際のモータの時間的な使用限界を設定できるため、応答性及び制御性等を高める観点からより最適化を図ることができる利点がある。さらに、切換条件を満たすか否かを監視する加圧圧力Ｐｐは、実際の検出値が望ましいが、設定値を利用することも可能である。なお、例示した二台の油圧ポンプ部３ａ，３ｂは容量が異なってもよいし同一であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る制御方法は、金型のキャビティに充填した成形材料を油圧ポンプの油圧により加圧して圧縮成形を行う圧縮成形機に利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
Ｍ：圧縮成形機，２：金型，３：油圧ポンプ，３ｓ：可変吐出型油圧ポンプ，３ａ：油圧ポンプ部，３ｂ：油圧ポンプ部，４：サーボモータ，Ｒ：成形材料，Ｃ：キャビティ，Ｓｐ：加圧工程，Ｐｐ：加圧圧力，Ｐｓ：目標圧力，Ｐｃ：切換設定圧力，ＰＬ：リミット圧力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型のキャビティに充填した成形材料を油圧ポンプの油圧により加圧して圧縮成形を行う際に用いて好適な圧縮成形機の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金型のキャビティに充填した成形材料を油圧ポンプの油圧により加圧して圧縮成形を行う加圧工程を有する圧縮成形機としては、特許文献１に開示される圧縮成形機が知られている。
【０００３】
同文献１に開示される圧縮成形機は、型締シリンダのラムの位置制御と型締シリンダ内の圧力制御を行うことにより、金型内に供給した熱硬化性樹脂を加熱して流動性を与え、圧縮延伸及びガス抜きをしながら硬化させ、成形を行う竪型の型締装置よりなる油圧制御回路、特に、可変容量型ポンプと方向流量制御弁の組合わせによるロードセンシング制御の回路を用いて上記の位置制御を行う油圧回路を搭載したものである。そして、成形時には、原料（樹脂）が供給された金型を閉鎖しながら樹脂を圧縮し延伸させて成形品を形成するとともに、その後、一旦型を少し開いて硬化時に副生する揮発性のガスを抜き、再度型締して再加圧するという、いわば加圧圧力に対しては圧力の多段制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】登録実用新案第３０１４８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来の圧縮成形機（油圧回路）の制御方法は、次のような問題点があった。
【０００６】
第一に、圧縮成形機の全動作に対して一台の油圧ポンプを使用するため、油圧ポンプの能力（容量）は圧縮成形機の全動作（最大負荷）に対応させる必要があり、例えば、可動型を含む可動盤等の昇降動作に要求される応答性等を含む駆動能力を確保できる能力（容量）が必要になる。したがって、大型の油圧ポンプが必要になり、コストアップ，設置スペースの拡大及び消費電力の増加を招く。特に、油圧ポンプの駆動にサーボモータを使用する場合には、サーボモータが高価になるのみならず、付属のサーボ回路（サーボアンプ）が大容量化（大電流化）し、サーボ回路の耐電力性等の確保により全体のコストが累進的に増大する。
【０００７】
第二に、一台の油圧ポンプを圧縮成形機の全動作に使用することから、動作に対して油圧ポンプの能力が適合しない領域が発生しやすい。即ち、モータは高出力（定格出力の１３０〔％〕）であっても短時間であれば問題を生じないとともに、一方、油圧ポンプに大流量が要求される領域は短時間であることも多いため、通常、この点を考慮して、油圧ポンプは必要最小限の容量に選定されるが、型締シリンダのラムがほとんど移動せず、かつ加圧圧力が所定時間維持される保圧領域等の時間が長くなったような場合には、油圧ポンプのモータがオーバロードとなり、制御の不安定化、油圧ポンプの無用な停止（トリップ）、更には油圧ポンプの耐久性（寿命）低下を招く虞れがある。
【０００８】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した圧縮成形機の制御方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る圧縮成形機Ｍの制御方法は、上述した課題を解決するため、金型２のキャビティＣに充填した成形材料Ｒを油圧ポンプ３の油圧により加圧して圧縮成形を行う加圧工程Ｓｐにおいて、油圧ポンプ３に、少なくとも大流量の固定吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定可能な油圧ポンプを使用し、予め、加圧工程Ｓｐにおける目標圧力Ｐｓを設定するとともに、加圧工程Ｓｐにおける加圧圧力Ｐｐに対して固定吐出流量Ｑｍ又はＱｓを切換えるための切換条件を設定し、加圧工程Ｓｐ中に、加圧圧力Ｐｐを監視し、当該加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たさないときは、大流量の固定吐出流量Ｑｍに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行い、かつ当該加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たしたときは、小流量の固定吐出流量Ｑｓに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行うことを特徴とする。
【００１０】
この場合、発明の好適な態様により、切換条件は、加圧圧力Ｐｐが、予め設定したリミット圧力ＰＬよりも低い圧力に設定した切換設定圧力Ｐｃを超えたことを条件に設定することができる。この際、切換設定圧力Ｐｃは、リミット圧力ＰＬの７５〜９５〔％〕の範囲から選定することができるとともに、目標圧力Ｐｓは、時間に対して多段に設定することができる。また、切換条件は、加圧継続時間が、設定した切換設定時間Ｔｃを超えることを条件に設定することもできる。さらに、油圧ポンプ３には、斜板角Ｋｓの変更により固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓを設定可能な可変吐出型油圧ポンプ３ｓを用いてもよいし、或いは、固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓをそれぞれ設定可能な複数の油圧ポンプ部３ａ，３ｂを用いてもよい。なお、加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御は、油圧ポンプ３を駆動するサーボモータ４の回転数を可変制御して行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
このような手法による本発明に係る圧縮成形機Ｍの制御方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１２】
（１） 加圧工程Ｓｐ中に、加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たさないときは、大流量の固定吐出流量Ｑｍに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行い、かつ当該加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たしたときは、小流量の固定吐出流量Ｑｓに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行うようにしたため、大流量の固定吐出流量Ｑｍにより加圧圧力Ｐｐが長く継続する動作を回避することができる。これにより、油圧ポンプ３のモータにおけるオーバロードを防止し、油圧ポンプ３の無用な停止（トリップ）を回避できるとともに、油圧ポンプ３の耐久性（寿命）向上及び制御の安定化を図ることができる。
【００１３】
（２） 油圧ポンプ３に、少なくとも大流量の固定吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定可能な油圧ポンプを使用するため、加圧工程Ｓｐにおける加圧状態に対応して、大流量の固定吐出流量Ｑｍ（大容量ポンプ）と小流量の固定吐出流量Ｑｓ（小容量ポンプ）の使い分けが可能になる。この結果、これらに対応できる必要最小限の能力（容量）を有する油圧ポンプ３で足り、油圧ポンプ３の小型化、更には、コストダウン，設置スペースの縮小及び消費電力の低下を実現することができる。
【００１４】
（３） 好適な態様により、切換条件として、加圧圧力Ｐｐが、予め設定したリミット圧力ＰＬよりも小さい圧力に設定した切換設定圧力Ｐｃを超えたことを条件に設定すれば、目標圧力Ｐｓの手前で切換可能となるため、圧力制御の安定性向上に寄与できる。特に、切換設定圧力Ｐｃを、リミット圧力ＰＬの７５〜９５〔％〕の範囲から選定すれば、目標圧力Ｐｓの手前で切換える際の最適化を図ることができる。
【００１５】
（４） 好適な態様により、目標圧力Ｐｓを、時間に対して多段に設定すれば、本発明に係る制御方法を実施した際に、本発明の有効性を確保する観点からより高いパフォーマンスを得ることができる。
【００１６】
（５） 好適な態様により、切換条件として、加圧継続時間が、設定した切換設定時間Ｔｃを超えたことを条件に設定すれば、油圧ポンプ３を駆動するモータのオーバロードをより確実に防止することができるとともに、加圧圧力Ｐｐを付加する際のモータの時間的な使用限界を設定できるため、応答性及び制御性等を高める観点からより最適化を図ることができる。
【００１７】
（６） 好適な態様により、油圧ポンプ３に、斜板角Ｋｓの変更により固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓを設定可能な可変吐出型油圧ポンプ３ｓを用いれば、一台の可変吐出型油圧ポンプ３ｓにより実施できるため、固定吐出流量ＱｍとＱｓの切換を円滑に行うことができるとともに、本発明に係る制御方法の実施に用いる油圧回路全体の小型化に寄与できる。
【００１８】
（７） 好適な態様により、油圧ポンプ３に、固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓをそれぞれ設定可能な複数の油圧ポンプ部３ａ，３ｂを用いれば、単純構造の油圧ポンプ部３ａ，３ｂの組合わせにより実施できるため、全体の低コスト化及び制御の多様化に寄与できる。
【００１９】
（８） 好適な態様により、加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を、油圧ポンプ３を駆動するサーボモータ４の回転数を可変制御して行うようにすれば、インバータ制御と同様の効果（作用）により省エネルギ性を高めることができるとともに、本発明に係る制御方法を容易かつ確実に実施することができ、もって、同制御方法による作用効果をより有効に享受できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の好適実施形態に係る圧縮成形機の制御方法を用いた際の時間に対する加圧圧力の変化と固定吐出流量の関係を示す特性図、
【図２】同制御方法の処理手順を説明するためのフローチャート、
【図３】同制御方法を実施できる圧縮成形機の油圧駆動部を含む構成図、
【図４】同圧縮成形機における油圧駆動部のブロック回路図、
【図５】本発明の変更実施形態に係る制御方法の実施に用いる圧縮成形機の油圧駆動部を抽出して示す構成図、
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００２２】
まず、本実施形態に係る制御方法を実施できる圧縮成形機の構成について、図３及び図４を参照して説明する。
【００２３】
図３において、Ｍは圧縮成形機であり、上側に配した固定盤１１と下側に配した可動盤１２を備える。また、２は、固定型（上型）２ｃと可動型（下型）２ｍからなる金型であり、固定型２ｃは固定盤１１の下面に取付けるとともに、可動型２ｍは可動盤１２の上面に取付ける。さらに、１３は機台であり、この機台１３の上に設置した型締シリンダユニット１４を備える。型締シリンダユニット１４は上端面から上方に突出するラム部１５を備え、このラム部１５の上端により可動盤１２の下面が支持される。型締シリンダユニット１４は、最外郭に位置するアウタシリンダ部２２ｓ及びこのアウタシリンダ部２２ｓの内部に挿通させた上記ラム部１５からなる高圧シリンダ２２と、ラム部１５の内部に形成したインナシリンダ部２３ｓ及びこのインナシリンダ部２３ｓの内部に挿通させたブースタラム２３ｒからなる高速シリンダ２３とにより構成する。なお、ブースタラム２３ｒは、内部に貫通した油通路２３ｆを有する。
【００２４】
これにより、可動盤１２は型締シリンダユニット１４により昇降移動し、上昇した際には可動型２ｍが固定型２ｃに当接（圧接）する型閉（型締）が行われるとともに、下降した際には可動型２ｍが固定型２ｃから離間する型開が行われる。その他、下降した可動型２ｍの近傍には、成形材料Ｒを計量して可動型２ｍ側のキャビティＣに供給する材料供給部２５を配設するとともに、成形後に型開した可動型２ｍ側のキャビティＣから成形品を取出す成形品取出部２６を配設する。さらに、可動型２ｍに付着した成形品の突き出しを行う図示を省略した突出し機構等を備えている。
【００２５】
一方、３１は油圧駆動部であり、主要部として、油圧駆動源となる可変吐出型油圧ポンプ３ｓ（油圧ポンプ３）及び切換バルブ回路３２を備える。可変吐出型油圧ポンプ３ｓは、ポンプ部３３とこのポンプ部３３を回転駆動するサーボモータ４を備え、このサーボモータ４の回転数を可変制御して吐出流量及び吐出圧力を制御できる。この場合、サーボモータ４はサーボ回路（サーボアンプ）４ａ（図４）に接続した交流サーボモータを用いるとともに、サーボモータ４には、このサーボモータ４の回転数を検出するロータリエンコーダ４ｅが付設されている。このように、油圧ポンプ３を駆動するサーボモータ４の回転数を可変制御して吐出流量及び吐出圧力、更には金型２（可動型２ｍ）に付加する加圧圧力Ｐｐを制御するようにすれば、インバータ制御と同様の効果（作用）により省エネルギ性を高めることができるとともに、本発明に係る制御方法を容易かつ確実に実施することができ、もって、同制御方法による作用効果をより有効に享受できる利点がある。
【００２６】
また、ポンプ部３３は、斜板型ピストンポンプにより構成するポンプ機体３４を内蔵する。したがって、ポンプ部３３は、斜板３５を備え、斜板３５の傾斜角となる斜板角Ｋｓを大きくすれば、ポンプ機体３４におけるポンプピストンのストロークが大きくなり、吐出流量が増加するとともに、斜板角Ｋｓを小さくすれば、同ポンプピストンのストロークが小さくなり、吐出流量が減少する。よって、斜板角Ｋｓを所定の角度に設定することにより、吐出流量が所定の大きさに固定される固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓ、即ち、大流量の固定吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定することができる。このため、斜板３５には、斜板切換シリンダ３６及び戻しスプリング３７を付設するとともに、斜板切換シリンダ３６は、切換バルブ（電磁バルブ）３８を介してポンプ部３３（ポンプ機体３４）の吐出口に接続する。これにより、斜板３５の角度は、斜板切換シリンダ３６により切換えることができる。さらに、ポンプ部３３の吐出口には当該ポンプ部３３の吐出圧力を検出する圧力センサ５１を接続するとともに、アウタシリンダ部２２ｓの後油室２２ｓｒには、当該後油室２２ｓｒの圧力、即ち、加圧圧力Ｐｐを検出する圧力センサ５２を絞り３９を介して接続する。
【００２７】
ところで、可変吐出型油圧ポンプ３ｓは、サーボモータ４の回転数を可変制御して吐出流量及び吐出圧力を可変するため、斜板角Ｋｓにより設定する固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓは、制御時に変動しないように固定する必要があるとともに、他方、固定吐出流量の切換は、非制御時における僅かな期間に行う必要がある。このため、上述したように、斜板切換シリンダ３６を切換バルブ３８を介してポンプ部３３（ポンプ機体３４）の吐出口に接続し、この切換バルブ３８の開閉制御により斜板角Ｋｓの変更を行っており、この場合、選択できる斜板角Ｋｓは大小二つの角度となる。このような可変吐出型油圧ポンプ３ｓを使用すれば、一台の可変吐出型油圧ポンプ３ｓにより実施できるため、固定吐出流量ＱｍとＱｓの切換を円滑に行うことができるとともに、本発明に係る制御方法の実施に用いる油圧回路全体の小型化に寄与できる利点がある。
【００２８】
他方、ポンプ部３３の吐出口は、切換バルブ回路３２の一次側流入ポートに接続するとともに、ポンプ部３３の吸入口は、オイルタンク４０に接続する。さらに、切換バルブ回路３２の一次側流出ポートは、図３に示すように、フィルタ部４１を介してオイルタンク４０に接続する。一方、切換バルブ回路３２の複数の二次側ポートは、型締シリンダユニット１４における高圧シリンダ２２（アウタシリンダ部２２ｓ）の前油室２２ｓｆ及び後油室２２ｓｒ、更に、高速シリンダ２３（ブースタラム２３ｒ）の油通路２３ｆにそれぞれ接続する。したがって、切換バルブ回路３２には、図４に示すように、主要なバルブとして、高圧シリンダ２２に接続した切換バルブ（電磁バルブ）３２ｘ，高速シリンダ２３に接続した切換バルブ（電磁バルブ）３２ｙ，高圧シリンダ２２及び高速シリンダ２３と油圧ポンプ３ｓ間に接続した切換バルブ（電磁バルブ）３２ｚを備えている。なお、各切換バルブ３２ｘ，３２ｙ及び３２ｚは、それぞれ一又は二以上のバルブ部品をはじめ、必要な付属油圧部品等により構成され、少なくとも、高圧シリンダ２２及び高速シリンダ２３に対する作動油の供給，停止，排出に係わる切換機能を有する。
【００２９】
また、６１は成形機コントローラを示す。図４に示すように、成形機コントローラ６１には、サーボ回路４ａを介してサーボモータ４を接続するとともに、サーボモータ４に付設されたロータリエンコーダ４ｅは、サーボ回路４ａに接続する。さらに、各切換バルブ３２ｘ，３２ｙ及び３２ｚは成形機コントローラ６１に接続するとともに、圧力センサ５１，５２及び切換バルブ３８も成形機コントローラ６１に接続する。成形機コントローラ６１は圧縮成形機Ｍ全体の制御を司るコンピュータ機能を備えており、各種シーケンス制御を含む制御処理及び演算処理を実行するとともに、特に、本発明に係る制御方法を実行するための制御プログラム（処理プログラム）を格納する。
【００３０】
次に、本実施形態に係る圧縮成形機Ｍの制御方法について、図１〜図４を参照して具体的に説明する。
【００３１】
まず、予め、異なる二つの固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓ、即ち、大流量の固定吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定する。二つの固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓにおいて、小流量の固定吐出流量Ｑｓは、標準となる吐出流量を設定する。したがって、斜板角Ｋｓは、比較的小さい角度（小容量側）に設定される。これに対して、大流量の固定吐出流量Ｑｍは、小流量の固定吐出流量Ｑｓよりも大きく設定、具体的には、固定吐出流量Ｑｓの２倍程度に設定できる。したがって、斜板角Ｋｓは、比較的大きい角度（大容量側）に設定される。特に、大流量の固定吐出流量Ｑｍを用いる動作は、短時間で終了する場合も少なくないため、比較的長時間続く場合には、サーボモータ４に対して悪影響を与える虞れがあっても、比較的短時間（数秒程度）であれば、サーボモータ４に対してはほとんど悪影響を与えない吐出流量を設定可能であり、具体的には、サーボモータ４の出力が定格出力の１３０〔％〕程度となる大容量側に設定できる。
【００３２】
また、加圧工程中における加圧圧力Ｐｐの大きさに対応して固定吐出流量Ｑｍ又はＱｓを切換えるための切換条件を設定する。切換条件は、加圧圧力Ｐｐがリミット圧力ＰＬよりも低い圧力に設定した切換設定圧力Ｐｃを超えることを条件に設定する。切換条件として、このような切換設定圧力Ｐｃにより設定すれば、目標圧力Ｐｓの手前で切換可能となるため、圧力制御の安定性向上に寄与できる利点がある。この切換設定圧力Ｐｃは、リミット圧力ＰＬの７５〜９５〔％〕の範囲から選定することが望ましい。これにより、目標圧力Ｐｓの手前で切換える際の最適化を図ることができる。図１のＰｐは、加圧工程の時間〔秒〕に対する加圧圧力Ｐｐ〔ＭＰａ〕（検出値）の変化特性を示す。例示の場合、リミット圧力ＰＬを２０〔ＭＰａ〕、目標圧力Ｐｓを１８〔ＭＰａ〕、切換設定圧力Ｐｃを１７〔ＭＰａ〕にそれぞれ設定している。したがって、切換設定圧力Ｐｃはリミット圧力ＰＬの８５〔％〕となる。さらに、例示の場合、目標圧力Ｐｓは、時間に対して多段に設定する。即ち、一段目は、目標圧力Ｐｓを設定し、二段目は、圧抜きを行うとともに、加圧解除時間を設け、三段目は、目標圧力Ｐｓよりも低い予備圧力Ｐｓｆを設定し、四段目は、目標圧力Ｐｓを設定する。
【００３３】
以下、本実施形態に係る制御方法を用いた加圧工程を含む圧縮成形機Ｍの成形工程の処理手順について、各図を参照しつつ図２に示すフローチャートに従って説明する。
【００３４】
まず、金型２は、図３に示すように、可動型２ｍが下降した型開位置にあり、可動型２ｍ及び固定型２ｃは、共に不図示の加熱装置により樹脂溶融温度に加熱されている。最初に、材料供給部２５において、成形材料（熱硬化性樹脂等）Ｒが計量されるとともに、この材料供給部２５から可動型２ｍ側のキャビティＣ内に、計量された成形材料Ｒが供給される（ステップＳ１）。次いで、成形機コントローラ６１により、切換バルブ回路３２が切換制御され、高速シリンダ２３が駆動制御されることにより、可動型２ｍが高速で上昇する型閉工程が行われる（ステップＳ２）。そして、可動型２ｍが設定された所定の型閉位置に達すれば、成形機コントローラ６１により、切換バルブ回路３２が切換制御され、高圧シリンダ２２が駆動制御されることにより、金型２（可動型２ｍ）が加圧される加圧工程Ｓｐ（ステップＳ３〜Ｓ７）が行われる。加圧工程Ｓｐでは、基本的な動作として、金型２内に充填された成形材料Ｒが加圧圧力Ｐｐにより加圧されることにより圧縮成形される。
【００３５】
この場合、加圧工程Ｓｐが開始する時点（図１中、ｔｓ時点）では、加圧圧力Ｐｐは０付近である。したがって、切換条件である、「加圧圧力Ｐｐがリミット圧力ＰＬよりも低い圧力に設定した切換設定圧力Ｐｃを超えること」の条件を満たしていないため、可変吐出型油圧ポンプ３ｓは、大流量となる固定吐出流量Ｑｍに切換えられている（ステップＳ３）。即ち、成形機コントローラ６１から切換バルブ３８に対して切換信号が付与され、斜板３５の角度が大きい斜板角Ｋｓ（大流量側）に切換えられている。これにより、可変吐出型油圧ポンプ３ｓは、大流量となる固定吐出流量Ｑｍを吐出する大容量の油圧ポンプ３として作動し、加圧圧力Ｐｐに対して応答性の高い安定した圧力制御が可能となる。
【００３６】
一方、加圧工程Ｓｐが進行する従って可動型２ｍ（金型２）が加圧される。これにより、加圧圧力Ｐｐは上昇し、目標圧力Ｐｓに達する手前で切換設定圧力Ｐｃに達する（ステップＳ４）。図１中、ｔ１時点が切換設定圧力Ｐｃに達した時点を示している。これにより、「加圧圧力Ｐｐが切換設定圧力Ｐｃを超えること」の条件が満たされるため、成形機コントローラ６１から切換バルブ３８に対して切換信号が付与され、斜板３５の角度が小さい斜板角Ｋｓ（小流量側）に切換えられる。よって、可変吐出型油圧ポンプ３ｓは、小流量となる固定吐出流量Ｑｓに設定された小容量の油圧ポンプ３として作動する（ステップＳ５）。この後、加圧圧力Ｐｐは目標圧力Ｐｓに達するため、小容量の可変吐出型油圧ポンプ３ｓにより加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御が行われ、加圧圧力Ｐｐは目標圧力Ｐｓとなるように一定に維持される。
【００３７】
また、目標圧力Ｐｓによる圧縮成形は、予め設定した加圧時間に従って行われるため、この加圧時間が経過すれば、加圧圧力Ｐｐが下降する圧力制御が行われるとともに、加圧圧力Ｐｐは直後に切換設定圧力Ｐｃに到達する。図１中、ｔ２時点が切換設定圧力Ｐｃに達した時点を示している。これにより、「加圧圧力Ｐｐが切換設定圧力Ｐｃを超えること」の条件を満たさなくなるため、成形機コントローラ６１から切換バルブ３８に対して切換信号が付与され、斜板３５の角度が大きい斜板角Ｋｓ（大流量側）に切換えられる（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ３）。これにより、可変吐出型油圧ポンプ３ｓは、大流量となる固定吐出流量Ｑｍを吐出する大容量の油圧ポンプ３として作動する。この後、加圧圧力Ｐｐは目標の下降圧力まで低下する。これにより、一段目の圧縮成形処理が終了する。
【００３８】
そして、この後、僅かな型開を行い、必要なガス抜き処理等を行うとともに（二段目）、予め設定した加圧解除時間が経過すれば、三段目の圧縮成形処理が行われる。三段目の圧縮成形処理では、最初に目標圧力Ｐｓよりも低圧となる予備圧力Ｐｓｆが付与される。三段目における加圧圧力Ｐｐは、切換設定圧力Ｐｃまでは到達しないため、大流量となる固定吐出流量Ｑｍが設定されたままとなる（ステップＳ３〜Ｓ６）。この後、予め設定した加圧時間が経過すれば、四段目の圧縮成形処理が行われる（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ３）。この場合、基本的には、一段目の圧縮成形処理と同様の処理が行われる（ステップＳ３〜Ｓ６）。図１中、ｔ３時点は、加圧圧力Ｐｐが上昇して切換設定圧力Ｐｃに達した時点を示すとともに、ｔ４時点は、加圧圧力Ｐｐが目標圧力Ｐｓから下降して切換設定圧力Ｐｃに達した時点を示す。このように、目標圧力Ｐｓを、時間に対して多段に設定すれば、本発明に係る制御方法を実施した際に、本発明の有効性を確保する観点からより高いパフォーマンスを得ることができる。特に、加圧時間の経過により設定段数が変更になる場合、このタイミングで大流量となる固定吐出流量Ｑｍが設定されるため、制御の応答性が高められる。
【００３９】
一方、加圧工程Ｓｐが終了すれば、成形機コントローラ６１により切換バルブ回路３２が切換制御され、高速シリンダ２３が駆動制御されることにより、可動型２ｍが高速で下降する型開工程が行われる（ステップＳ８）。そして、可動型２ｍが所定の型開位置に達すれば、停止制御が行われる。この後、成形品の取出工程が行われる（ステップＳ９）。成形品の取出工程では、不図示の突出し機構により成形品の突き出しが行われ、成形品取出部２６により、型開した可動型２ｍ側のキャビティＣから成形品の取出しが行われる。以降は、生産計画が終了するまで、同様の動作（処理）が繰り返される（ステップＳ１０，Ｓ１…）。
【００４０】
よって、このような本実施形態に係る制御方法によれば、加圧工程Ｓｐ中に、加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たさないときは、大流量の固定吐出流量Ｑｍに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行い、かつ当該加圧圧力Ｐｐが切換条件を満たしたときは、小流量の固定吐出流量Ｑｓに切換えて加圧圧力Ｐｐに対する圧力制御を行うようにしたため、大流量の固定吐出流量Ｑｍにより加圧圧力Ｐｐが長く継続する動作を回避することができる。これにより、油圧ポンプ３のモータにおけるオーバロードを防止し、油圧ポンプ３の無用な停止（トリップ）を回避できるとともに、油圧ポンプ３の耐久性（寿命）向上及び制御の安定化を図ることができる。また、油圧ポンプ３に、少なくとも大流量の固定吐出流量Ｑｍとこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量Ｑｓを設定可能な油圧ポンプを使用するため、加圧工程Ｓｐにおける加圧状態に対応して、大流量の固定吐出流量Ｑｍ（大容量ポンプ）と小流量の固定吐出流量Ｑｓ（小容量ポンプ）の使い分けが可能になる。この結果、これらに対応できる必要最小限の能力（容量）を有する油圧ポンプ３で足り、油圧ポンプ３の小型化、更には、コストダウン，設置スペースの縮小及び消費電力の低下を実現することができる。
【００４１】
他方、図５は本発明の変更実施形態に係る圧縮成形機Ｍ（制御方法）の特に油圧駆動部を抽出して示す。図３及び図４は、油圧ポンプ３として、斜板角Ｋｓの変更により固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓを設定可能な可変吐出型油圧ポンプ３ｓを用いた場合を示したが、図５は、油圧ポンプ３に、固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓをそれぞれ設定可能な二つの油圧ポンプ部３ａ，３ｂを用いた場合を示す。したがって、例示の場合、油圧ポンプ部３ａに固定吐出流量Ｑｍが設定され、油圧ポンプ部３ｂに固定吐出流量Ｑｓが設定される。そして、この油圧ポンプ部３ａと３ｂの選択又は合流は切換バルブ回路３２で行われる。図５に示す油圧ポンプ３の構成は図３の可変吐出型油圧ポンプ３ｓを二台使用した場合を示している。このため、各斜板３５…の斜板角Ｋｓを変更することにより油圧ポンプ部３ａ…単位で固定吐出流量を設定することも可能であり、油圧ポンプ３全体として、より細分化した固定吐出流量を設定できる。その他、図５において、図３と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。このように、油圧ポンプ３に、固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓをそれぞれ設定可能な複数の油圧ポンプ部３ａ，３ｂを用いれば、単純構造の油圧ポンプ部３ａ，３ｂの組合わせにより実施できるため、全体の低コスト化及び制御の多様化に寄与できる利点がある。なお、サーボモータ４を一台使用し、一台のサーボモータ４の回転をそれぞれ各ポンプ機体３４，３４の回転軸に伝達するように構成することも可能である。
【００４２】
以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，手法，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、二つの固定吐出流量Ｑｍ，Ｑｓを設定する場合を例示したが、三つ以上の固定吐出流量Ｑｍ…に設定する場合を排除するものではない。また、切換条件として、加圧圧力Ｐｐが目標圧力Ｐｓよりも低い圧力に設定した切換設定圧力Ｐｃを超えることを条件に設定した場合を示したが、他の切換条件としては、加圧継続時間が、設定した切換設定時間Ｔｃを超えることを条件に設定してもよい。切換条件を、切換設定時間Ｔｃにより設定すれば、油圧ポンプ３を駆動するモータのオーバロードをより確実に防止することができるとともに、加圧圧力Ｐｐを付加する際のモータの時間的な使用限界を設定できるため、応答性及び制御性等を高める観点からより最適化を図ることができる利点がある。さらに、切換条件を満たすか否かを監視する加圧圧力Ｐｐは、実際の検出値が望ましいが、設定値を利用することも可能である。なお、例示した二台の油圧ポンプ部３ａ，３ｂは容量が異なってもよいし同一であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る制御方法は、金型のキャビティに充填した成形材料を油圧ポンプの油圧により加圧して圧縮成形を行う圧縮成形機に利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
Ｍ：圧縮成形機，２：金型，３：油圧ポンプ，３ｓ：可変吐出型油圧ポンプ，３ａ：油圧ポンプ部，３ｂ：油圧ポンプ部，４：サーボモータ，Ｒ：成形材料，Ｃ：キャビティ，Ｓｐ：加圧工程，Ｐｐ：加圧圧力，Ｐｓ：目標圧力，Ｐｃ：切換設定圧力，ＰＬ：リミット圧力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティに充填した成形材料を油圧ポンプの油圧により加圧して圧縮成形を行う加圧工程における圧縮成形機の制御方法において、前記油圧ポンプに、少なくとも大流量の固定吐出流量とこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量を設定可能な油圧ポンプを使用し、予め、加圧工程における目標圧力を設定するとともに、加圧工程における加圧圧力に対して前記固定吐出流量を切換えるための切換条件を設定し、加圧工程中に、加圧圧力を監視し、当該加圧圧力が前記切換条件を満たさないときは、前記大流量の固定吐出流量に切換えて加圧圧力に対する圧力制御を行い、かつ当該加圧圧力が前記切換条件を満たしたときは、前記小流量の固定吐出流量に切換えて加圧圧力に対する圧力制御を行うことを特徴とする圧縮成形機の制御方法。
【請求項２】
前記切換条件は、加圧圧力が、予め設定したリミット圧力よりも低い圧力に設定した切換設定圧力を超えたことを条件に設定することを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機の制御方法。
【請求項３】
前記切換設定圧力は、前記リミット圧力の７５〜９５〔％〕の範囲から選定することを特徴とする請求項２記載の圧縮成形機の制御方法。
【請求項４】
前記目標圧力は、時間に対して多段に設定することを特徴とする請求項２又は３記載の圧縮成形機の制御方法。
【請求項５】
前記切換条件は、加圧継続時間が、設定した切換設定時間を超えたことを条件に設定することを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機の制御方法。
【請求項６】
前記油圧ポンプは、斜板角の変更により前記固定吐出流量を設定可能な可変吐出型油圧ポンプを用いることを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機の制御方法。
【請求項７】
前記油圧ポンプは、前記固定吐出流量をそれぞれ設定可能な複数の油圧ポンプ部を用いることを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機の制御方法。
【請求項８】
前記加圧圧力に対する圧力制御は、前記油圧ポンプを駆動するサーボモータの回転数を可変制御して行うことを特徴とする請求項１，６又は７記載の圧力成形機の制御方法。
【請求項１】
金型のキャビティに充填した成形材料を油圧ポンプの油圧により加圧して圧縮成形を行う加圧工程における圧縮成形機の制御方法において、前記油圧ポンプに、少なくとも大流量の固定吐出流量とこの大流量よりも小さい小流量の固定吐出流量を設定可能な油圧ポンプを使用し、予め、加圧工程における目標圧力を設定するとともに、加圧工程における加圧圧力に対して前記固定吐出流量を切換えるための切換条件を設定し、加圧工程中に、加圧圧力を監視し、当該加圧圧力が前記切換条件を満たさないときは、前記大流量の固定吐出流量に切換えて加圧圧力に対する圧力制御を行い、かつ当該加圧圧力が前記切換条件を満たしたときは、前記小流量の固定吐出流量に切換えて加圧圧力に対する圧力制御を行うことを特徴とする圧縮成形機の制御方法。
【請求項２】
前記切換条件は、加圧圧力が、予め設定したリミット圧力よりも低い圧力に設定した切換設定圧力を超えたことを条件に設定することを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機の制御方法。
【請求項３】
前記切換設定圧力は、前記リミット圧力の７５〜９５〔％〕の範囲から選定することを特徴とする請求項２記載の圧縮成形機の制御方法。
【請求項４】
前記目標圧力は、時間に対して多段に設定することを特徴とする請求項２又は３記載の圧縮成形機の制御方法。
【請求項５】
前記切換条件は、加圧継続時間が、設定した切換設定時間を超えたことを条件に設定することを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機の制御方法。
【請求項６】
前記油圧ポンプは、斜板角の変更により前記固定吐出流量を設定可能な可変吐出型油圧ポンプを用いることを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機の制御方法。
【請求項７】
前記油圧ポンプは、前記固定吐出流量をそれぞれ設定可能な複数の油圧ポンプ部を用いることを特徴とする請求項１記載の圧縮成形機の制御方法。
【請求項８】
前記加圧圧力に対する圧力制御は、前記油圧ポンプを駆動するサーボモータの回転数を可変制御して行うことを特徴とする請求項１，６又は７記載の圧力成形機の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−９３１３９（Ｐ２０１１−９３１３９Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４７４４９（Ｐ２００９−２４７４４９）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００２２７０５４）日精樹脂工業株式会社 (293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００２２７０５４）日精樹脂工業株式会社 (293)
【Ｆターム（参考）】
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