射出装置、射出成形機、及び、射出制御方法
【課題】計量後における計量サーボモータの回転トルクを低減することで不要な電力消費を防止し、機構系の負担を軽減すること。
【解決手段】金型３０を開閉する型締装置２０と、金型３０内に材料を射出する射出装置４０とを備え、射出装置４０は、金型３０内に材料を射出することができるスクリュ５４と、スクリュ５４を回転駆動するとともに最大限界回転トルクが可変である計量サーボモータ６１と、計量サーボモータ６１の最大限界回転トルクを、スクリュ５４により材料を計量した後、スクリュ５４を金型３０方向に移動させて射出する前にゼロにする又はゼロに収束させる制御部７０とを備えている。
【解決手段】金型３０を開閉する型締装置２０と、金型３０内に材料を射出する射出装置４０とを備え、射出装置４０は、金型３０内に材料を射出することができるスクリュ５４と、スクリュ５４を回転駆動するとともに最大限界回転トルクが可変である計量サーボモータ６１と、計量サーボモータ６１の最大限界回転トルクを、スクリュ５４により材料を計量した後、スクリュ５４を金型３０方向に移動させて射出する前にゼロにする又はゼロに収束させる制御部７０とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式射出成形機の計量サーボモータを用いた射出装置、射出成形機、及び、射出制御方法に関し、特に計量サーボモータの発熱を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動式射出成形機は、金型、これを締める型締装置、金型内に材料を射出する射出装置を有している。このような射出成形機は各種のものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。射出装置では、材料をシリンダ内に取り込む計量動作、シリンダ内の材料を金型内に射出する射出動作が繰り返される。詳しく説明すると、シリンダに取り付けられたホッパからペレット状の樹脂（材料）をスクリュを回転して計量・溶融しながらシリンダ内に導入し、計量が完了した時点で停止する。スクリュを回転駆動するのは計量サーボモータを用いる。次に、射出サーボモータを作動させ、スクリュ全体を金型方向に移動して、シリンダ内の溶融した樹脂を金型内に射出する。
【０００３】
図４は、このような射出成形機における計量モータトルクＴｍ、計量モータトルクリミットＴｍａｘ、スクリュ速度Ｖｓの相互関係を示すグラフである。なお、あらかじめ計量モータトルクリミットＴｍａｘは、計量時よりも射出時が大きく、いずれも一定に設定されている。また、計量開始を時刻ｔ０、計量完了を時刻ｔ１とする。
【０００４】
時刻ｔ０において計量が開始されると、計量モータトルクＴｍとスクリュ速度Ｖｓは上昇し、計量完了が近づくと、スクリュ速度Ｖｓは０に近づき、時刻ｔ１で０となる。一方、計量モータトルクＴｍは時刻ｔ１で小さくなるものの後述する抵抗トルク成分により０とはならない（図４中Ｐｘ）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４７８７４号公報
【特許文献２】特開２００８−１９５０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した電動式射出成形機では、次のような問題があった。すなわち、計量が完了した時点で計量サーボモータを停止させるが、計量サーボモータを停止しても、シリンダ内に収容された樹脂の圧力によりスクリュを介して計量サーボモータに回転力（抵抗トルク成分）が与えられる。このため、計量サーボモータを停止している際にも、計量サーボモータにはスクリュの回転を停止させるためのトルクＰｘを付加する必要があり、計量サーボモータが発熱する。この付加トルクＰｘは射出工程の間にも維持されているため、不要な電力を消費したり、機構系に負担がかかり装置寿命が短くなるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、計量後における計量サーボモータの回転トルクを低減することで不要な電力消費を防止し、機構系の負担を軽減することができる射出装置、射出成形機、及び、射出制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の射出装置、射出成形機、及び、射出制御方法は次のように構成されている。
【０００９】
金型内に材料を射出する射出装置において、前記金型内に前記材料を射出することができるスクリュと、前記スクリュを回転駆動するとともに最大限界回転トルクが可変である回転駆動手段と、前記スクリュにより材料を計量した後、前記スクリュを前記金型方向に移動させて射出する前に、前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを予め設定された関数に基づいて徐々に下げてゼロにする又はゼロに収束させる制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
金型と、この金型を開閉する型締装置と、前記金型内に材料を射出する射出装置とを備え、前記射出装置は、前記金型内に前記材料を射出することができるスクリュと、前記スクリュを回転駆動するとともに最大限界回転トルクが可変である回転駆動手段と、前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを、前記スクリュにより材料を計量した後、前記スクリュを前記金型方向に移動させて射出する前にゼロにする又はゼロに収束させる制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
金型内に材料を射出する射出制御方法において、スクリュを回転駆動手段により回転駆動しながら前記材料を計量しながら導入し、前記材料を貯める計量工程と、前記スクリュを前記金型方向に移動させて前記材料を前記金型内に射出する射出工程と、前記計量工程後、前記射出工程前に、前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを予め設定された関数に基づいて徐々に下げてゼロにする又はゼロに収束させる制御工程とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、計量後における計量サーボモータの回転トルクを低減することで不要な電力消費を防止し、機構系の負担を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る射出成形機を示す説明図。
【図２】同射出成形機における計量モータトルク、計量モータトルクリミット、スクリュ速度の相互関係の一例を示すグラフ。
【図３】同射出成形機における計量モータトルク、計量モータトルクリミット、スクリュ速度の相互関係の一例を示すグラフ。
【図４】従来の射出成形機における計量モータトルク、計量モータトルクリミット、スクリュ速度の相互関係の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る射出成形機１０を示す説明図、図２，３はそれぞれ射出成形機１０における計量モータトルク、計量モータトルクリミット、スクリュ速度の相互関係の一例を示すグラフである。
【００１５】
射出成形機１０は、型締装置２０と、この型締装置２０に設置された金型３０と、金型３０内に材料を射出する射出装置４０とを備えている。
【００１６】
射出装置４０は、材料を収容するシリンダ部５０と、後述するスクリュ５４を動作させる駆動部６０と、駆動部６０を制御する制御部７０とを備えている。シリンダ部５０は、ヒータ付のシリンダ５１と、このシリンダ５１の先端に取り付けられたノズル５２と、シリンダ５１の側面に取り付けられ、ペレット状の樹脂を投入するホッパ（供給口）５３と、シリンダ５１内部に配置されたスクリュ５４とを備えている。シリンダ５１の軸芯とスクリュ５４の回転軸とは一致している。
【００１７】
駆動部６０は、計量サーボモータ（回転駆動手段／回転駆動モータ）６１と、この計量サーボモータ６１の回転力をスクリュ５４へ伝達する伝達機構６２と、スクリュ５４全体を往復動させる射出サーボモータ（軸方向駆動手段／軸方向駆動モータ）６３と、スクリュ５４の後端に取り付けられボールネジ／ナット等の回転運動を直線運動に変換する変換機構６４と、射出サーボモータ６３の回転力を変換機構６４に伝達する伝達機構６５と、変換機構６４に設けられたロードセル等の圧力センサ（回転力検出手段）６６とを備えている。計量サーボモータ６１はトルク制限手段が設けられており、制御部７０からの信号により、出力トルクの計量モータトルクリミット（最大限界回転トルク値）Ｔｍａｘを変更することができる。したがって、計量サーボモータ６１は、設定された最大限界回転トルクに応じて出力できる回転トルクが制限されることとなる。
【００１８】
制御部７０には、計量サーボモータ６１及び射出サーボモータ６３からスクリュ５４の回転速度・位置・移動速度（射出速度）の信号が入力され、圧力センサ６６から圧力信号が入力されている。また、計量サーボモータ６１及び射出サーボモータ６３へ駆動信号を出力し、スクリュ５４の回転速度・位置等を制御している。
【００１９】
なお、制御部７０では、計量後、射出前の時間において計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘを０とする制御を行う。
【００２０】
このように構成された射出成形機１０では、次のようにして射出成形を行う。なお、図２は計量モータトルクＴｍ、計量モータトルクリミットＴｍａｘ、スクリュ速度Ｖｓの相互関係を示している。なお、あらかじめ計量モータトルクリミットＴｍａｘは、計量時よりも射出時が大きく、いずれも一定に設定されている。また、計量後、射出前の区間Ｑにおいて計量モータトルクリミットＴｍａｘが所定の関数にしたがって０まで低下するように設定されている。また、計量開始を時刻ｔ０、計量完了を時刻ｔ１とする。
【００２１】
すなわち、射出サーボモータ６３を動作させ、シリンダ５１内のスクリュ５４を後退（図１中右方側へ移動）させる。次に、計量サーボモータ６１を動作させ、ホッパ５３からシリンダ５１内にペレット状の樹脂（材料）を導入し、溶融しながらシリンダ５１のノズル５２側に貯めてゆく。そして、射出に必要な量が計量された時点でスクリュ５４の回転を停止する。すなわち、時刻ｔ０において計量が開始されると、計量モータトルクＴｍとスクリュ速度Ｖｓは上昇し、計量完了が近づくと、スクリュ速度Ｖｓは０に近づき、時刻ｔ１で０となる。
【００２２】
一方、貯留された樹脂は加圧されており、その圧力でスクリュ５４を押圧し、この押圧力がスクリュ５４に回転力である抵抗トルク成分を与える。この抵抗トルク成分が伝達機構６２を介して計量サーボモータ６１に伝達される。このため、計量モータトルクＴｍは時刻ｔ１で小さくなるものの上記の抵抗トルク成分により０とはならない。ここで、時刻ｔ１を経過すると、上述した設定により計量モータトルクリミットＴｍａｘが所定の関数にしたがって０まで低下する。すなわち、計量サーボモータ６１がスクリュ５４に加える回転トルクを０にし、スクリュ５４が自由に回転するようになる。したがって、スクリュ５４は抵抗トルク成分によって回転させられ、抵抗トルク成分が０となった時点で、スクリュ５４の回転は停止する。
【００２３】
時刻ｔ２になると、計量モータトルクリミットＴｍａｘを最大値や、射出時に用いる計量トルクリミットの値等に戻すことで、位置のフィードバック制御がなされることになるので、スクリュ５４そのときの回転位置が保持される。そして、射出サーボモータ６３を作動させ、スクリュ５４全体を金型３０方向に移動して、シリンダ５１内の溶融した樹脂を金型３０内に射出する。
【００２４】
なお、所定の関数については、例えば１次関数または指数関数とする。また、関数の算出基準値として、例えば、図２に示すように計量時（計量工程時）（時刻ｔ０〜ｔ１）の計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘを用いる。また、図３に示すように、計量終了時（計量完了時）（時刻ｔ１）の際の計量サーボモータ６１の回転トルクを用いてもよい。さらに、計量サーボモータ６１が有する最大発生回転トルクを用いてもよい。さらにまた、射出時（射出工程時）の計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘを用いてもよい。
【００２５】
なお、計量モータトルクリミットＴｍａｘを下げる前に、射出サーボモータ６３によりスクリュ５４を金型３０と反対方向に移動させて、圧抜き動作を行ってもよい。
【００２６】
なお、上述では、計量後、射出前の時間において計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘを所定の関数にしたがって０まで低下するようにしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、計量後、射出前の時間において、計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘを所定の関数にしたがって０に収束するように低下させるなど、計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘが計量後従来よりも十分小さい値に低下させることができれば必ずしも０でなくてもよい。
【００２７】
また、所定の関数については、上述では１次関数又は指数関数を例としたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、２次関数を用いた場合や、高次関数を用いた場合や、対数関数を用いた場合や、反比例関数を用いた場合や、三角関数を用いた場合や、各々の関数を２つ以上組み合わせて用いた場合など、時刻ｔ１における計量モータトルクリミットＴｍａｘを０にするまたは０に収束させるような十分小さい値まで下げていくことができる関数であれば、どのような関数であってもよい。
【００２８】
また、材料については、上述では樹脂を挙げているが、本発明はこれに限るものではない。例えば、ガラスや、金属や、炭素繊維を含む炭素化合物や、樹脂を含めたこれらの複合材料等、成形材料として用いることができる材料であれば、特に規定されない。
【００２９】
このように射出成形機１０によれば、計量完了後にスクリュ５４を回転させる計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘを下げることで、スクリュ５４を回転させる計量サーボモータ６１の平均トルクを下げることができる。したがって、計量サーボモータ６１の発熱の低減が可能となり、成形運転における消費電力を抑え、省エネルギ化が可能となる。また、粘度の高い材料を用いた場合には、粘度の低い材料よりも材料による抵抗が大きいため、よりトルクが使用されていたが、このトルクを抑制できるため、粘度の低い材料を用いる場合よりも効果的に計量サーボモータ６１の発熱の低減、及び成形中の消費エネルギの抑制、成形動作における省エネルギ化を図ることができる。また、成形サイクル中にスクリュ５４を回転させる計量サーボモータ６１へかかる負荷が減少するため、スクリュ５４を回転させるサーボモータの耐久性の向上（長寿命化）が図れる。また、計量モータトルクリミットＴｍａｘを徐々に下げているので、伝達機構６２に用いられるタイミングペルトにかかる負荷（タイミングべルトのテンションの張り具合）を徐々に下げることができるため、タイミングべルトの長寿命化が図れる。これらより、保守費用（メンテナンスコスト）の抑制を図ることができる。
【００３０】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
計量後における計量サーボモータの回転トルクを低減することで不要な電力消費を防止し、機構系の負担を軽減することができる射出装置、射出成形機、及び、射出制御方法に用いることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０…射出成形機、２０…型締装置、３０…金型、４０…射出装置、５０…シリンダ部、５１…シリンダ、５２…ノズル、５３…ホッパ、５４…スクリュ、６０…駆動部、６１…計量サーボモータ（回転駆動手段／回転駆動モータ）、６２…伝達機構、６３…射出サーボモータ（軸方向駆動手段）、６４…変換機構、６５…伝達機構、６６…圧力センサ、７０…制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式射出成形機の計量サーボモータを用いた射出装置、射出成形機、及び、射出制御方法に関し、特に計量サーボモータの発熱を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動式射出成形機は、金型、これを締める型締装置、金型内に材料を射出する射出装置を有している。このような射出成形機は各種のものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。射出装置では、材料をシリンダ内に取り込む計量動作、シリンダ内の材料を金型内に射出する射出動作が繰り返される。詳しく説明すると、シリンダに取り付けられたホッパからペレット状の樹脂（材料）をスクリュを回転して計量・溶融しながらシリンダ内に導入し、計量が完了した時点で停止する。スクリュを回転駆動するのは計量サーボモータを用いる。次に、射出サーボモータを作動させ、スクリュ全体を金型方向に移動して、シリンダ内の溶融した樹脂を金型内に射出する。
【０００３】
図４は、このような射出成形機における計量モータトルクＴｍ、計量モータトルクリミットＴｍａｘ、スクリュ速度Ｖｓの相互関係を示すグラフである。なお、あらかじめ計量モータトルクリミットＴｍａｘは、計量時よりも射出時が大きく、いずれも一定に設定されている。また、計量開始を時刻ｔ０、計量完了を時刻ｔ１とする。
【０００４】
時刻ｔ０において計量が開始されると、計量モータトルクＴｍとスクリュ速度Ｖｓは上昇し、計量完了が近づくと、スクリュ速度Ｖｓは０に近づき、時刻ｔ１で０となる。一方、計量モータトルクＴｍは時刻ｔ１で小さくなるものの後述する抵抗トルク成分により０とはならない（図４中Ｐｘ）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４７８７４号公報
【特許文献２】特開２００８−１９５０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した電動式射出成形機では、次のような問題があった。すなわち、計量が完了した時点で計量サーボモータを停止させるが、計量サーボモータを停止しても、シリンダ内に収容された樹脂の圧力によりスクリュを介して計量サーボモータに回転力（抵抗トルク成分）が与えられる。このため、計量サーボモータを停止している際にも、計量サーボモータにはスクリュの回転を停止させるためのトルクＰｘを付加する必要があり、計量サーボモータが発熱する。この付加トルクＰｘは射出工程の間にも維持されているため、不要な電力を消費したり、機構系に負担がかかり装置寿命が短くなるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、計量後における計量サーボモータの回転トルクを低減することで不要な電力消費を防止し、機構系の負担を軽減することができる射出装置、射出成形機、及び、射出制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の射出装置、射出成形機、及び、射出制御方法は次のように構成されている。
【０００９】
金型内に材料を射出する射出装置において、前記金型内に前記材料を射出することができるスクリュと、前記スクリュを回転駆動するとともに最大限界回転トルクが可変である回転駆動手段と、前記スクリュにより材料を計量した後、前記スクリュを前記金型方向に移動させて射出する前に、前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを予め設定された関数に基づいて徐々に下げてゼロにする又はゼロに収束させる制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
金型と、この金型を開閉する型締装置と、前記金型内に材料を射出する射出装置とを備え、前記射出装置は、前記金型内に前記材料を射出することができるスクリュと、前記スクリュを回転駆動するとともに最大限界回転トルクが可変である回転駆動手段と、前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを、前記スクリュにより材料を計量した後、前記スクリュを前記金型方向に移動させて射出する前にゼロにする又はゼロに収束させる制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
金型内に材料を射出する射出制御方法において、スクリュを回転駆動手段により回転駆動しながら前記材料を計量しながら導入し、前記材料を貯める計量工程と、前記スクリュを前記金型方向に移動させて前記材料を前記金型内に射出する射出工程と、前記計量工程後、前記射出工程前に、前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを予め設定された関数に基づいて徐々に下げてゼロにする又はゼロに収束させる制御工程とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、計量後における計量サーボモータの回転トルクを低減することで不要な電力消費を防止し、機構系の負担を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る射出成形機を示す説明図。
【図２】同射出成形機における計量モータトルク、計量モータトルクリミット、スクリュ速度の相互関係の一例を示すグラフ。
【図３】同射出成形機における計量モータトルク、計量モータトルクリミット、スクリュ速度の相互関係の一例を示すグラフ。
【図４】従来の射出成形機における計量モータトルク、計量モータトルクリミット、スクリュ速度の相互関係の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る射出成形機１０を示す説明図、図２，３はそれぞれ射出成形機１０における計量モータトルク、計量モータトルクリミット、スクリュ速度の相互関係の一例を示すグラフである。
【００１５】
射出成形機１０は、型締装置２０と、この型締装置２０に設置された金型３０と、金型３０内に材料を射出する射出装置４０とを備えている。
【００１６】
射出装置４０は、材料を収容するシリンダ部５０と、後述するスクリュ５４を動作させる駆動部６０と、駆動部６０を制御する制御部７０とを備えている。シリンダ部５０は、ヒータ付のシリンダ５１と、このシリンダ５１の先端に取り付けられたノズル５２と、シリンダ５１の側面に取り付けられ、ペレット状の樹脂を投入するホッパ（供給口）５３と、シリンダ５１内部に配置されたスクリュ５４とを備えている。シリンダ５１の軸芯とスクリュ５４の回転軸とは一致している。
【００１７】
駆動部６０は、計量サーボモータ（回転駆動手段／回転駆動モータ）６１と、この計量サーボモータ６１の回転力をスクリュ５４へ伝達する伝達機構６２と、スクリュ５４全体を往復動させる射出サーボモータ（軸方向駆動手段／軸方向駆動モータ）６３と、スクリュ５４の後端に取り付けられボールネジ／ナット等の回転運動を直線運動に変換する変換機構６４と、射出サーボモータ６３の回転力を変換機構６４に伝達する伝達機構６５と、変換機構６４に設けられたロードセル等の圧力センサ（回転力検出手段）６６とを備えている。計量サーボモータ６１はトルク制限手段が設けられており、制御部７０からの信号により、出力トルクの計量モータトルクリミット（最大限界回転トルク値）Ｔｍａｘを変更することができる。したがって、計量サーボモータ６１は、設定された最大限界回転トルクに応じて出力できる回転トルクが制限されることとなる。
【００１８】
制御部７０には、計量サーボモータ６１及び射出サーボモータ６３からスクリュ５４の回転速度・位置・移動速度（射出速度）の信号が入力され、圧力センサ６６から圧力信号が入力されている。また、計量サーボモータ６１及び射出サーボモータ６３へ駆動信号を出力し、スクリュ５４の回転速度・位置等を制御している。
【００１９】
なお、制御部７０では、計量後、射出前の時間において計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘを０とする制御を行う。
【００２０】
このように構成された射出成形機１０では、次のようにして射出成形を行う。なお、図２は計量モータトルクＴｍ、計量モータトルクリミットＴｍａｘ、スクリュ速度Ｖｓの相互関係を示している。なお、あらかじめ計量モータトルクリミットＴｍａｘは、計量時よりも射出時が大きく、いずれも一定に設定されている。また、計量後、射出前の区間Ｑにおいて計量モータトルクリミットＴｍａｘが所定の関数にしたがって０まで低下するように設定されている。また、計量開始を時刻ｔ０、計量完了を時刻ｔ１とする。
【００２１】
すなわち、射出サーボモータ６３を動作させ、シリンダ５１内のスクリュ５４を後退（図１中右方側へ移動）させる。次に、計量サーボモータ６１を動作させ、ホッパ５３からシリンダ５１内にペレット状の樹脂（材料）を導入し、溶融しながらシリンダ５１のノズル５２側に貯めてゆく。そして、射出に必要な量が計量された時点でスクリュ５４の回転を停止する。すなわち、時刻ｔ０において計量が開始されると、計量モータトルクＴｍとスクリュ速度Ｖｓは上昇し、計量完了が近づくと、スクリュ速度Ｖｓは０に近づき、時刻ｔ１で０となる。
【００２２】
一方、貯留された樹脂は加圧されており、その圧力でスクリュ５４を押圧し、この押圧力がスクリュ５４に回転力である抵抗トルク成分を与える。この抵抗トルク成分が伝達機構６２を介して計量サーボモータ６１に伝達される。このため、計量モータトルクＴｍは時刻ｔ１で小さくなるものの上記の抵抗トルク成分により０とはならない。ここで、時刻ｔ１を経過すると、上述した設定により計量モータトルクリミットＴｍａｘが所定の関数にしたがって０まで低下する。すなわち、計量サーボモータ６１がスクリュ５４に加える回転トルクを０にし、スクリュ５４が自由に回転するようになる。したがって、スクリュ５４は抵抗トルク成分によって回転させられ、抵抗トルク成分が０となった時点で、スクリュ５４の回転は停止する。
【００２３】
時刻ｔ２になると、計量モータトルクリミットＴｍａｘを最大値や、射出時に用いる計量トルクリミットの値等に戻すことで、位置のフィードバック制御がなされることになるので、スクリュ５４そのときの回転位置が保持される。そして、射出サーボモータ６３を作動させ、スクリュ５４全体を金型３０方向に移動して、シリンダ５１内の溶融した樹脂を金型３０内に射出する。
【００２４】
なお、所定の関数については、例えば１次関数または指数関数とする。また、関数の算出基準値として、例えば、図２に示すように計量時（計量工程時）（時刻ｔ０〜ｔ１）の計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘを用いる。また、図３に示すように、計量終了時（計量完了時）（時刻ｔ１）の際の計量サーボモータ６１の回転トルクを用いてもよい。さらに、計量サーボモータ６１が有する最大発生回転トルクを用いてもよい。さらにまた、射出時（射出工程時）の計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘを用いてもよい。
【００２５】
なお、計量モータトルクリミットＴｍａｘを下げる前に、射出サーボモータ６３によりスクリュ５４を金型３０と反対方向に移動させて、圧抜き動作を行ってもよい。
【００２６】
なお、上述では、計量後、射出前の時間において計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘを所定の関数にしたがって０まで低下するようにしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、計量後、射出前の時間において、計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘを所定の関数にしたがって０に収束するように低下させるなど、計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘが計量後従来よりも十分小さい値に低下させることができれば必ずしも０でなくてもよい。
【００２７】
また、所定の関数については、上述では１次関数又は指数関数を例としたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、２次関数を用いた場合や、高次関数を用いた場合や、対数関数を用いた場合や、反比例関数を用いた場合や、三角関数を用いた場合や、各々の関数を２つ以上組み合わせて用いた場合など、時刻ｔ１における計量モータトルクリミットＴｍａｘを０にするまたは０に収束させるような十分小さい値まで下げていくことができる関数であれば、どのような関数であってもよい。
【００２８】
また、材料については、上述では樹脂を挙げているが、本発明はこれに限るものではない。例えば、ガラスや、金属や、炭素繊維を含む炭素化合物や、樹脂を含めたこれらの複合材料等、成形材料として用いることができる材料であれば、特に規定されない。
【００２９】
このように射出成形機１０によれば、計量完了後にスクリュ５４を回転させる計量サーボモータ６１の計量モータトルクリミットＴｍａｘを下げることで、スクリュ５４を回転させる計量サーボモータ６１の平均トルクを下げることができる。したがって、計量サーボモータ６１の発熱の低減が可能となり、成形運転における消費電力を抑え、省エネルギ化が可能となる。また、粘度の高い材料を用いた場合には、粘度の低い材料よりも材料による抵抗が大きいため、よりトルクが使用されていたが、このトルクを抑制できるため、粘度の低い材料を用いる場合よりも効果的に計量サーボモータ６１の発熱の低減、及び成形中の消費エネルギの抑制、成形動作における省エネルギ化を図ることができる。また、成形サイクル中にスクリュ５４を回転させる計量サーボモータ６１へかかる負荷が減少するため、スクリュ５４を回転させるサーボモータの耐久性の向上（長寿命化）が図れる。また、計量モータトルクリミットＴｍａｘを徐々に下げているので、伝達機構６２に用いられるタイミングペルトにかかる負荷（タイミングべルトのテンションの張り具合）を徐々に下げることができるため、タイミングべルトの長寿命化が図れる。これらより、保守費用（メンテナンスコスト）の抑制を図ることができる。
【００３０】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
計量後における計量サーボモータの回転トルクを低減することで不要な電力消費を防止し、機構系の負担を軽減することができる射出装置、射出成形機、及び、射出制御方法に用いることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０…射出成形機、２０…型締装置、３０…金型、４０…射出装置、５０…シリンダ部、５１…シリンダ、５２…ノズル、５３…ホッパ、５４…スクリュ、６０…駆動部、６１…計量サーボモータ（回転駆動手段／回転駆動モータ）、６２…伝達機構、６３…射出サーボモータ（軸方向駆動手段）、６４…変換機構、６５…伝達機構、６６…圧力センサ、７０…制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に材料を射出する射出装置において、
前記金型内に前記材料を射出することができるスクリュと、
前記スクリュを回転駆動するとともに最大限界回転トルクが可変である回転駆動手段と、
前記スクリュにより材料を計量した後、前記スクリュを前記金型方向に移動させて射出する前に、前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを予め設定された関数に基づいて徐々に下げてゼロにする又はゼロに収束させる制御手段とを備えていることを特徴とする射出装置。
【請求項２】
前記関数は、一次関数または指数関数であることを特徴とする請求項１に記載の射出装置。
【請求項３】
前記関数は、計量時の前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出装置。
【請求項４】
前記関数は、計量完了時の前記回転駆動手段の回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出装置。
【請求項５】
前記関数は、射出時の前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出装置。
【請求項６】
前記関数は、前記回転駆動手段が有する最大発生回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出装置。
【請求項７】
前記スクリュを前記回転軸方向に沿って往復動させる軸方向駆動手段と、
前記最大駆動回転トルクを下げる前に、前記軸方向駆動手段は、前記スクリュを前記金型と反対方向に移動させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出装置。
【請求項８】
金型と、
この金型を開閉する型締装置と、
前記金型内に材料を射出する射出装置とを備え、
前記射出装置は、前記金型内に前記材料を射出することができるスクリュと、
前記スクリュを回転駆動するとともに最大限界回転トルクが可変である回転駆動手段と、
前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを、前記スクリュにより材料を計量した後、前記スクリュを前記金型方向に移動させて射出する前にゼロにする又はゼロに収束させる制御手段とを備えていることを特徴とする射出成形機。
【請求項９】
金型内に材料を射出する射出制御方法において、
スクリュを回転駆動手段により回転駆動しながら前記材料を計量しながら導入し、前記材料を貯める計量工程と、
前記スクリュを前記金型方向に移動させて前記材料を前記金型内に射出する射出工程と、
前記計量工程後、前記射出工程前に、前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを予め設定された関数に基づいて徐々に下げてゼロにする又はゼロに収束させる制御工程とを備えていることを特徴とする射出制御方法。
【請求項１０】
前記関数は、一次関数または指数関数であることを特徴とする請求項９に記載の射出制御方法。
【請求項１１】
前記関数は、計量時の前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の射出制御方法。
【請求項１２】
前記関数は、計量完了時の前記回転駆動手段の回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の射出制御方法。
【請求項１３】
前記関数は、射出時の前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の射出制御方法。
【請求項１４】
前記関数は、前記回転駆動手段が有する最大発生回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の射出制御方法。
【請求項１５】
さらに、前記スクリュを往復動させる軸方向駆動手段により前記最大限界回転トルクを下げる前に、前記スクリュを前記金型と反対方向に移動させることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の射出制御方法。
【請求項１】
金型内に材料を射出する射出装置において、
前記金型内に前記材料を射出することができるスクリュと、
前記スクリュを回転駆動するとともに最大限界回転トルクが可変である回転駆動手段と、
前記スクリュにより材料を計量した後、前記スクリュを前記金型方向に移動させて射出する前に、前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを予め設定された関数に基づいて徐々に下げてゼロにする又はゼロに収束させる制御手段とを備えていることを特徴とする射出装置。
【請求項２】
前記関数は、一次関数または指数関数であることを特徴とする請求項１に記載の射出装置。
【請求項３】
前記関数は、計量時の前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出装置。
【請求項４】
前記関数は、計量完了時の前記回転駆動手段の回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出装置。
【請求項５】
前記関数は、射出時の前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出装置。
【請求項６】
前記関数は、前記回転駆動手段が有する最大発生回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出装置。
【請求項７】
前記スクリュを前記回転軸方向に沿って往復動させる軸方向駆動手段と、
前記最大駆動回転トルクを下げる前に、前記軸方向駆動手段は、前記スクリュを前記金型と反対方向に移動させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出装置。
【請求項８】
金型と、
この金型を開閉する型締装置と、
前記金型内に材料を射出する射出装置とを備え、
前記射出装置は、前記金型内に前記材料を射出することができるスクリュと、
前記スクリュを回転駆動するとともに最大限界回転トルクが可変である回転駆動手段と、
前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを、前記スクリュにより材料を計量した後、前記スクリュを前記金型方向に移動させて射出する前にゼロにする又はゼロに収束させる制御手段とを備えていることを特徴とする射出成形機。
【請求項９】
金型内に材料を射出する射出制御方法において、
スクリュを回転駆動手段により回転駆動しながら前記材料を計量しながら導入し、前記材料を貯める計量工程と、
前記スクリュを前記金型方向に移動させて前記材料を前記金型内に射出する射出工程と、
前記計量工程後、前記射出工程前に、前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを予め設定された関数に基づいて徐々に下げてゼロにする又はゼロに収束させる制御工程とを備えていることを特徴とする射出制御方法。
【請求項１０】
前記関数は、一次関数または指数関数であることを特徴とする請求項９に記載の射出制御方法。
【請求項１１】
前記関数は、計量時の前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の射出制御方法。
【請求項１２】
前記関数は、計量完了時の前記回転駆動手段の回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の射出制御方法。
【請求項１３】
前記関数は、射出時の前記回転駆動手段の最大限界回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の射出制御方法。
【請求項１４】
前記関数は、前記回転駆動手段が有する最大発生回転トルクを基準にして設定されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の射出制御方法。
【請求項１５】
さらに、前記スクリュを往復動させる軸方向駆動手段により前記最大限界回転トルクを下げる前に、前記スクリュを前記金型と反対方向に移動させることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の射出制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２５４５３６（Ｐ２０１２−２５４５３６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７６４１（Ｐ２０１１−１２７６４１）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
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