JP4672043B2 - 射出成形機の油圧駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧に対してフィードバック制御を行うフィードバック制御回路を付設した圧力制御弁を備える射出成形機の油圧駆動装置に関する。

一般に、油圧式の射出成形機は油圧駆動装置を搭載しており、この油圧駆動装置は、射出装置におけるスクリュを前進又は後退させる射出シリンダ及びスクリュを回転させるオイルモータを有するスクリュ駆動部を備えるとともに、このスクリュ駆動部を駆動する油圧駆動部を備えている。また、スクリュが後退する計量時やサックバック処理時に、スクリュに対して所定の背圧を付与する背圧制御手段を備えており、この背圧制御手段には、射出シリンダの後油室に接続する圧力制御弁が用いられる。この場合、背圧を付与するに際しては、圧力センサにより背圧（油圧）を検出し、検出した背圧が予め設定した背圧目標値となるように、射出シリンダの後油室に接続した圧力制御弁をフィードバック制御する。したがって、成形機コントローラには、このような背圧に対してフィードバック制御を行うフィードバック制御回路を備えている（例えば、特許文献１参照）。

一方、このようなフィードバック制御回路を圧力制御弁に対して一体に組付け、圧力制御弁を使用する際における電気系の調整を容易にするとともに、高速応答性を企図した制御弁も知られており、特許文献２には、励磁電流に比例した機械的出力を可動部分に生じる油浸型電磁ソレノイドプランジャ装置と、前記機械的出力によってバネ力を介して変位することにより流体の圧力または流量を制御する流体制御弁装置と、予め与えられる入力信号に応じた出力電流を励磁電流としてソレノイドプランジャ装置に供給する電流ドライバ装置とを含む比例電磁制御弁装置であって、ソレノイドプランジャ装置の可動部分が油中での移動に対して実質的にダンピング特性を示さない可動要素からなり、電流ドライバ装置は励磁電流の立上りに伴う可動要素の移動の停止時における振動を抑制するように励磁電流の増加を制限する電流制御回路をフィードバック系に備えた比例電磁制御弁装置が開示されている。
特許２６６５８１５号公報 特開平７−１１００７８号公報

しかし、上述した圧力制御弁（比例電磁制御弁装置）を用いる従来の油圧駆動装置は、次のような解決すべき課題が存在した。

即ち、成形機コントローラと圧力制御弁は、通常、離間した異なる設置環境に配設されるため、圧力制御弁に備える電気系の回路の内部電位と成形機コントローラの内部電位間には、微妙な電位差（数十〔ｍＶ〕程度）を生じる虞れがある。この場合、射出圧力や型締圧力などは、通常、１５〔ＭＰａ〕程度の大きな圧力となるため、このような電位差（オフセットレベル）を生じてもほとんど問題にならないが、背圧の場合、通常、０．５〔ＭＰａ〕程度の小さな圧力となるため、このようなオフセットレベルの発生は無視できない誤差要因となる。結局、正確で安定した背圧制御を実現できないとともに、特に、背圧が小さくなるほど、この影響が大きくなる。

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射出成形機の油圧駆動装置の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、油圧を検出する圧力センサ２と、この圧力センサ２から得る圧力検出値Ｓｐｄと成形機コントローラ３から付与される圧力指令値Ｓｐｃに基づいて油圧に対するフィードバック制御を行うフィードバック制御回路Ｃｓを付設した圧力制御弁Ｖｓを備える射出成形機Ｍの油圧駆動装置１を構成するに際して、成形機コントローラ３に、圧力制御弁Ｖｓから付与される圧力検出値Ｓｐｄと成形機コントローラ３の内部から得る圧力指令値（正規指令値）Ｓｐｃｉに基づいて圧力制御弁Ｖｓに付与する圧力指令値（出力指令値）Ｓｐｃを補正する第二のフィードバック制御回路Ｃｍを設けたことを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、油圧には、射出装置Ｍｉにおけるスクリュ１１の後退時に射出シリンダ１２の後油室１２ｒに生じる背圧を適用できるとともに、圧力検出値Ｓｐｄは、圧力センサ２自身又は圧力センサ２の近傍に配した温度センサ１３により検出した油温により補正した圧力検出値Ｓｐｄを用いることができる。また、圧力制御弁Ｖｓは、作動油の流入ポート１４ｉ及び流出ポート１４ｏから遮断された別途の接続ポート１４ｓを備え、この接続ポート１４ｓに連通する油路１５に圧力センサ２を臨ませるとともに、接続ポート１４ｓと射出シリンダ１２の後油室１２ｒを接続することができる。一方、第二のフィードバック制御回路Ｃｍは、圧力検出値Ｓｐｄと正規指令値Ｓｐｃｉの偏差Ｅｐを求め、この偏差Ｅｐを正規指令値Ｓｐｃｉに加算して出力指令値Ｓｐｃを得る補正機能を備えて構成できる。他方、油圧駆動装置１には、駆動モータ１６の回転数を可変制御して、少なくとも吐出流量を制御可能な油圧ポンプ部１７を設けることができる。さらに、スクリュ１１を回転させるオイルモータ１８及びこのオイルモータ１８の回転数を検出するロータリエンコーダ１９を有する射出装置Ｍｉを備えるとともに、成形機コントローラ３には、ロータリエンコーダ１９により検出する回転数（回転数検出値Ｒｄ）と予め設定した回転数設定値Ｒｓに基づいて駆動モータ１６の回転数を可変制御する第三のフィードバック制御回路Ｃｒを設けることができる。

このような構成を有する本発明に係る射出成形機の油圧駆動装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 成形機コントローラ３に、圧力制御弁Ｖｓから付与される圧力検出値Ｓｐｄと成形機コントローラ３の内部から得る正規指令値Ｓｐｃｉに基づいて圧力制御弁Ｖｓに付与する出力指令値Ｓｐｃを補正する第二のフィードバック制御回路Ｃｍを設けたため、正規指令値Ｓｐｃｉと補正前の出力指令値Ｓｐｃ間に生じる誤差分を排除できる。したがって、圧力制御対象の圧力指令値Ｓｐｃ（油圧）の大きさに左右されることなく、圧力指令値Ｓｐｃが小さい場合であっても正確で安定した圧力制御を実現できる。

（２） 好適な態様により、油圧に、射出装置Ｍｉにおけるスクリュ１１の後退時に射出シリンダ１２の後油室１２ｒに生じる背圧を適用すれば、例えば、通常、０．５〔ＭＰａ〕程度となる比較的小さな背圧の場合であっても正確で安定した背圧制御を実現することができる。

（３） 好適な態様により、圧力検出値Ｓｐｄに、圧力センサ２自身又は圧力センサ２の近傍に配した温度センサ１３により検出した油温により補正した圧力検出値Ｓｐｄを用いれば、油温の変動（温度ドリフト）に影響されない正確で安定した圧力制御を実現することができる。

（４） 好適な態様により、圧力制御弁Ｖｓに、作動油の流入ポート１４ｉ及び流出ポート１４ｏから遮断された別途の接続ポート１４ｓを設け、この接続ポート１４ｓに連通する油路１５に圧力センサ２を臨ませるとともに、接続ポート１４ｓと射出シリンダ１２の後油室１２ｒを接続するようにすれば、圧力センサ２により射出シリンダ１２における後油室１２ｒの油圧（背圧）を直接検出できるため、背圧に対するフィードバック制御を高精度で行うことができるとともに、射出シリンダ１２に付設する他の圧力センサを削減できる。

（５） 好適な態様により、第二のフィードバック制御回路Ｃｍに、圧力検出値Ｓｐｄと正規指令値Ｓｐｃｉの偏差Ｅｐを求め、この偏差Ｅｐを正規指令値Ｓｐｃｉに加算して出力指令値Ｓｐｃを得る補正機能を設ければ、比較的簡易な回路構成により容易かつ低コストに実施できる。

（６） 好適な態様により、油圧駆動装置１に、駆動モータ１６の回転数を可変制御して、少なくとも吐出流量を制御可能な油圧ポンプ部１７を設ければ、本発明に係る油圧駆動装置１を最適な形態により実施できるとともに、実効性の高い実施態様として実現できる。また、ポンプ本体に対するインバータ制御により、省エネルギ性の向上及びランニングコストの削減を図ることができる。

（７） 好適な態様により、スクリュ１１を回転させるオイルモータ１８及びこのオイルモータ１８の回転数を検出するロータリエンコーダ１９を有する射出装置Ｍｉを備えるとともに、成形機コントローラ３に、ロータリエンコーダ１９により検出する回転数（回転数検出値Ｒｄ）と予め設定した回転数設定値Ｒｓに基づいて駆動モータ１６の回転数を可変制御する第三のフィードバック制御回路Ｃｒを設ければ、スクリュ１１の回転数を速やかに目標の回転数に立ち上げることができるなど、スクリュ１１を回転させる際の応答性を高めることができる。この結果、圧力制御弁Ｖｓによる背圧制御にも良い影響を与えることができ、背圧制御を安定かつ的確に行うことができる。

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る油圧駆動装置１の構成及びこの油圧駆動装置１を備える射出成形機Ｍの概略構成について、図１及び図２を参照して説明する。

図２中、Ｍは油圧式の射出成形機であり、特に、型締装置を省略した射出装置Ｍｉを示す。射出装置Ｍｉは、後部に配したスクリュ駆動部７を備えるとともに、このスクリュ駆動部７の前方に一体に組付けた加熱筒３１を備える。加熱筒３１は、前端に射出ノズル３２を有するとともに、後部にホッパー３３を備え、加熱筒３１には、先端部にリングバルブ（逆流防止バルブ）１１ｖを有するスクリュ１１を内蔵する。スクリュ駆動部７は、射出シリンダ１２及びこの射出シリンダ１２の後端に配したオイルモータ１８を備える。射出シリンダ１２は、片ロッドタイプのピストン１２ｐを内蔵し、ピストン１２ｐから突出する片ロッド部１２ｐｒはシリンダ本体の前端から前方に突出してスクリュ１１の後端に結合する。したがって、射出シリンダ１２の内部は、ピストン１２ｐによって前油室１２ｆと後油室１２ｒに仕切られる。一方、ピストン１２ｐの後端には、オイルモータ１８の駆動シャフト１８ｓがスプライン結合する。オイルモータ１８は正回転及び逆回転の双方に回転可能なタイプを用いる。これにより、射出シリンダ１２はスクリュ１１を前進方向又は後退方向に加圧可能（移動可能）になるとともに、オイルモータ１８はスクリュ１１を正回転又は逆回転可能となる。

他方、スクリュ駆動部７には油圧駆動部４を接続する。油圧駆動部４は、油圧回路部８及びこの油圧回路部８に接続した油圧ポンプ部１７を備え、この油圧回路部８及び油圧ポンプ部１７は成形機コントローラ３により制御される。この場合、成形機コントローラ３は、成形機全体の制御を司るコンピューティング機能を有し、格納した処理プログラム３ｐにより各種シーケンス制御（プロセス制御）及び通信制御等を実行するとともに、演算処理及び記憶処理等の各種データ処理を行う機能を備えている。図２中、３５はスクリュ１１の位置（スクリュ位置）を直接検出するリニアスケールを用いた位置センサを示すとともに、１９はオイルモータ１８の正回転時及び逆回転時の回転数又は回転角を直接検出するロータリエンコーダを示す。この位置センサ３５及びロータリエンコーダ１９は、成形機コントローラ３に付属し、それぞれ成形機コントローラ３の入力ポートに接続する。以上のスクリュ駆動部７，油圧駆動部４（油圧回路部８，油圧ポンプ部１７）及び成形機コントローラ３が本実施形態に係る油圧駆動装置１を構成する。

図１には、油圧駆動装置１をより具体化した油圧系及び制御系における回路図の一例を示す。なお、図１において、図２と同一の部分には同一符号を付してその構成を明確にした。

まず、油圧ポンプ部１７には、油圧駆動源となる可変吐出型油圧ポンプ１７ｓを用いる。可変吐出型油圧ポンプ１７ｓは、ポンプ本体４１とこのポンプ本体４１を回転駆動するサーボモータ１６ｓ（駆動モータ１６）を備える。この可変吐出型油圧ポンプ１７ｓは、サーボモータ１６ｓの回転数を可変制御して、少なくとも吐出流量を制御することができる。サーボモータ１６ｓは、成形機コントローラ３の出力ポートに接続した交流サーボモータを用いる。サーボモータ１６ｓには、このサーボモータ１６ｓの回転数を検出するロータリエンコーダ１６ｅが付設され、このロータリエンコーダ１６ｅは成形機コントローラ３の入力ポートに接続する。また、ポンプ本体４１は、斜板型ピストンポンプにより構成する。したがって、ポンプ本体４１は、斜板４２を備え、この斜板４２の傾斜角（斜板角）を大きくすれば、ポンプ本体４１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を設定可能である。さらに、斜板４２には、コントロールシリンダ４３及び戻しスプリング４４を付設するとともに、コントロールシリンダ４３は、切換弁（電磁弁）Ｖｃ，絞り４５，逆止弁４６を介してポンプ本体４１の吐出口に接続する。これにより、コントロールシリンダ４３を制御すれば、斜板４２の角度（斜板角）を変更することができる。なお、４７はポンプ圧センサを示す。このように、油圧ポンプ部１７に、サーボモータ１６ｓの回転数を可変制御して、少なくとも吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ１７ｓを用いれば、本発明に係る油圧駆動装置１を最適な形態により実施できるとともに、実効性の高い実施態様として実現できる。また、ポンプ本体に対するインバータ制御により、省エネルギ性の向上及びランニングコストの削減を図れる利点がある。そして、ポンプ本体４１の吸入口は、オイルタンク４８に接続するとともに、ポンプ本体４１の吐出口は油圧回路部８に接続する。

他方、油圧回路部８は、第一方向切換弁（電磁弁）Ｖ１，第二方向切換弁（電磁弁）Ｖ２，追加切換弁（電磁弁）Ｖ３及び圧力制御弁（背圧制御弁）Ｖｓを備え、図１に示すように接続して油圧回路部８を構成する。なお、５１，５２，５３は逆止弁、５４は絞りを示す。したがって、この油圧回路部８は、オイルモータ１８を逆回転させる以外の切換を行う二つの切換弁Ｖ１，Ｖ２に加え、オイルモータ１８に接続して当該オイルモータ１８を逆回転させる追加切換弁Ｖ３を備えている。このような構成を採用すれば、油圧式の駆動部におけるスクリュ１１を逆回転させるに際し、一つの切換弁の追加で足りるため、比較的簡易な構成により容易に実現できる利点がある。また、圧力制御弁Ｖｓは、スクリュ１１の後退に対して背圧制御を行うとともに、圧力センサ２を有することにより背圧に対するマイナループのフィードバック制御（クローズドループ制御）を行うことができるユニットとして構成する。したがって、このような圧力制御弁Ｖｓを用いれば、より精度の高い安定した計量工程を行うことができる。

圧力制御弁Ｖｓは、本実施形態に係る油圧駆動装置１の要部を構成するため、以下、圧力制御弁Ｖｓとこの周辺回路の構成及び動作（機能）について、図１〜図７を参照して説明する。

図４及び図５は、圧力制御弁Ｖｓの具体的な構造を示す。この圧力制御弁Ｖｓは、弁ボディ６１及び電磁ソレノイド６２を含む基本的な制御弁を構成する弁機構部６０を備えるとともに、圧力センサ２，温度センサ１３及び回路ボックス６４を備える。弁ボディ６１は内部に弁座部６１ｓを形成するとともに、この弁座部６１ｓに対応する進退自在の弁体６１ｍを内蔵する。そして、この弁体６１ｍは電磁ソレノイド６２のアーマチュア６２ｓに結合するとともに、弁座部６１ｓは上流側となる作動油の流入ポート１４ｉ及び下流側となる作動油の流出ポート１４ｏにそれぞれ連通する。なお、６６は弁体６１ｍを戻し方向に付勢するスプリングを示す。

さらに、弁ボディ６１の外面には圧力センサ２をネジ込み式に取付け、圧力センサ２の先端に設けた圧力検知面２ｄを弁ボディ６１の内部に設けた油路１５に臨ませる。例示する油路１５は、圧力検知面２ｄが対面する第三直線油路１５ｃ，この第三直線油路１５ｃに連通する第二直線油路１５ｂ，この第二直線油路１５ｂに連通する第一直線油路１５ａにより構成し、第一直線油路１５ａの外端は弁ボディ６１の外面に開口する接続ポート１４ｓとなる。また、弁ボディ６１の外面に臨む第二直線油路１５ｂ及び第三直線油路１５ｃの開口は、閉塞キャップ６５ｂ及び６５ｃをそれぞれ螺着して閉塞する。この場合、閉塞キャップ６５ｃは温度センサ１３の取付部材に兼用する。即ち、温度センサ１３を閉塞キャップ６５ｃの中心に貫通して取付け、閉塞キャップ６５ｃを第三直線油路１５ｃに螺着した際に、温度センサ１３の先端検出部を第三直線油路１５ｃの内部に臨ませる。これにより、温度センサ１３は、図４に示すように、圧力検知面２ｄに近接した作動油の温度を検出することができる。

そして、温度センサ１３及び圧力センサ２は回路ボックス６４に接続する。この回路ボックス６４は、図１に示す電気系の回路、即ち、信号処理部７１，演算部７２及びアンプ部７３を内蔵し、この信号処理部７１に、温度センサ１３及び圧力センサ２を接続することにより、マイナループのフィードバック制御回路Ｃｓを構成する。なお、７４は、回路ボックス６４に設けた入力端子７４ａ及び出力端子７４ｂを有するコネクタである。このフィードバック制御回路Ｃｓは、次のように動作（機能）する。まず、信号処理部７１は、主に温度センサ１３の検出結果（油温）に対応して圧力センサ２の出力信号を補正する機能を有する。したがって、圧力センサ２の出力信号及び温度センサ１３の出力信号が信号処理部７１に付与されることにより、信号処理部７１からは、温度補正された圧力センサ２の出力信号（圧力検出値）Ｓｐｄが得られ、この圧力検出値Ｓｐｄは、演算部７２の反転入力部に入力する。このように、圧力検出値Ｓｐｄに、圧力センサ２の近傍に配した温度センサ１３により検出した油温により補正した圧力検出値Ｓｐｄを用いれば、油温の変動（温度ドリフト）に影響されない正確で安定した圧力制御を実現できる。一方、成形機コントローラ３からは、背圧に対する指令信号（圧力指令値）Ｓｐｃが付与され、この圧力指令値Ｓｐｃは、入力端子７４ａを介して演算部７２の非反転入力部に入力する。これにより、演算部７２の出力部からは、圧力指令値Ｓｐｃと圧力検出値Ｓｐｄの偏差に基づく制御信号が得られ、この制御信号は、アンプ部７３を介して電磁ソレノイド６２に供給される。よって、制御信号により弁体６１ｍの軸方向位置が可変制御され、圧力検出値Ｓｐｄが圧力指令値Ｓｐｃに一致するように、背圧に対するマイナループのフィードバック制御が行われる。

ところで、マイナループのフィードバック制御回路Ｃｓを備える従来の圧力制御弁Ｖｓにおける圧力センサ２は、通常、流入ポート１４ｉ内の油圧を検出できるように組付けている。即ち、上述した油路１５は、弁ボディ６１の外面に臨むことなく流入ポート１４ｉに連通する構造となる。しかし、本実施形態に係る圧力制御弁Ｖｓでは、油路１５と流入ポート１４ｉを遮断し、油路１５の先端を接続ポート１４ｓとすることにより、外部の油圧を検出可能にしている。したがって、本実施形態では、図１に示すように、接続ポート１４ｓを、外部の配油管を介して射出シリンダ１２の後油室１２ｒに接続し、射出シリンダ１２の後油室１２ｒに生じる背圧を直接検出できることになり、背圧に対するマイナループのフィードバック制御を高精度で行うことができる。また、射出シリンダ１２に付設する他の圧力センサを兼用できるため、他の圧力センサを削減できる利点がある。

なお、図１からも明らかなように、圧力制御弁Ｖｓは、通常、第一方向切換弁Ｖ１の下流側に接続するため、圧力センサ２を内蔵する圧力制御弁Ｖｓでは、圧力センサ２により射出シリンダ１２の後油室１２ｒにおける背圧を直接検出することは困難となり、結局、正確な背圧制御を行うことができない。勿論、本実施形態に係る圧力制御弁Ｖｓであっても、必要に応じてオプション配油管等により流入ポート１４ｉと接続ポート１４ｓを接続すれば、従来構造の圧力制御弁Ｖｓとして用いることもできる。

また、圧力制御弁Ｖｓには、背圧に対する第二のフィードバック制御系（クローズドループ制御系）を付設する。即ち、圧力制御弁Ｖｓにおける信号処理部７１から出力する温度補正された圧力検出値Ｓｐｄは、出力端子７４ｂを介して成形機コントローラ３に付与されるとともに、成形機コントローラ３により、圧力検出値Ｓｐｄの大きさに基づいて圧力指令値Ｓｐｃが補正され、この補正された圧力指令値Ｓｐｃが圧力制御弁Ｖｓの入力端子７４ａに付与される第二のフィードバック制御回路Ｃｍを備える。図３に、成形機コントローラ３における第二のフィードバック制御回路Ｃｍを構成する機能ブロック図を示す。図３中、８１は圧力制御弁Ｖｓから付与される圧力検出値Ｓｐｄと成形機コントローラ３の内部から得る圧力指令値（正規指令値）Ｓｐｃｉの偏差Ｅｐを求める演算部、８２は偏差Ｅｐを正規指令値Ｓｐｃｉに加算して圧力制御弁Ｖｓに付与する圧力指令値（出力指令値）Ｓｐｃを得る加算部、８３は出力指令値ＳｐｃをＰＩＤ定数により補償して圧力制御弁Ｖｓに対して出力するＰＩＤ補償部をそれぞれ示す。

このフィードバック制御回路Ｃｍは、次の理由により設けている。前述したように、通常、成形機コントローラ３と圧力制御弁Ｖｓは、離間した異なる設置環境に配設されるため、圧力制御弁Ｖｓに備える電気系の回路の内部電位と成形機コントローラ３の内部電位間には、微妙な電位差（数十〔ｍＶ〕程度）を生じる虞れがある。この場合、射出圧力や型締圧力などは、通常、１５〔ＭＰａ〕程度の大きな圧力となるため、このような電位差（オフセットレベル）を生じてもほとんど問題にならないが、背圧の場合、通常、０．５〔ＭＰａ〕程度の小さな圧力となるため、このようなオフセットレベルの発生は無視できない誤差要因となる。そこで、成形機コントローラ３に、圧力検出値Ｓｐｄと正規指令値Ｓｐｃｉに基づいて圧力制御弁Ｖｓに付与する圧力指令値Ｓｐｃを補正する第二のフィードバック制御回路Ｃｍを設け、正規指令値Ｓｐｃｉと圧力指令値Ｓｐｃ間に生じる誤差分を排除するようにした。

このフィードバック制御回路Ｃｍは、次のように動作（機能）する。まず、圧力制御弁Ｖｓから出力する圧力検出値Ｓｐｄは、演算部８１の反転入力部に付与されるとともに、成形機コントローラ３の内部から得る正規指令値Ｓｐｃｉは、演算部８１の非反転入力部に付与される。これにより、演算部８１の出力部には、圧力検出値Ｓｐｄと正規指令値Ｓｐｃｉの偏差Ｅｐが得られ、この偏差Ｅｐは加算部８２の一方の入力部に付与される。また、加算部８２の他方の入力部には、正規指令値Ｓｐｃｉが付与されるため、加算部８２の出力部からは、正規指令値Ｓｐｃｉに偏差Ｅｐを加算した出力指令値Ｓｐｃが得られる。そして、この出力指令値ＳｐｃはＰＩＤ定数を設定したＰＩＤ補償部８３により補償され、このＰＩＤ補償された出力指令値（圧力指令値）Ｓｐｃが圧力制御弁Ｖｓに付与される。したがって、例えば、圧力検出値Ｓｐｄが正規の圧力指令値Ｓｐｃｉよりも小さい値になっているときは、その偏差Ｅｐ分を正規指令値Ｓｐｃｉに加算し、これより得る圧力指令値（出力指令値）Ｓｐｃを圧力制御弁Ｖｓに付与することにより、圧力検出値Ｓｐｄが常に正規の圧力指令値Ｓｐｃｉの大きさに一致するようにフィードバック制御される。

よって、このようなフィードバック制御回路Ｃｍを設けることにより、圧力制御対象の圧力指令値Ｓｐｃ（油圧）の大きさに左右されることなく、圧力指令値Ｓｐｃが小さい場合であっても正確で安定した圧力制御を実現できる。特に、スクリュ１１の後退時に射出シリンダ１２の後油室１２ｒに生じる背圧を適用すれば、例えば、通常、０．５〔ＭＰａ〕程度となる比較的小さな背圧の場合であっても正確で安定した背圧制御を実現することができる。また、このフィードバック制御回路Ｃｍは、比較的簡易な回路構成により容易かつ低コストに実施できる利点がある。

図６は、スクリュ１１を回転させた際の時間〔ｓ〕に対する回転速度Ｋ〔ｍｍ／ｓ〕と背圧Ｐ〔ＭＰａ〕の変化データであり、回転速度Ｋｉと背圧Ｐｉはフィードバック制御回路Ｃｍを使用した場合、回転速度Ｋｒと背圧Ｐｒはフィードバック制御回路Ｃｍを使用しない場合をそれぞれ示す。図６中、Ｐｅが成形機コントローラ３と圧力制御弁Ｖｓ間のオフセットレベルに基づく誤差要因による圧力偏差であり、フィードバック制御回路Ｃｍを使用しない場合には、圧力偏差Ｐｅ分の誤差を含むも、フィードバック制御回路Ｃｍを使用することにより、圧力偏差Ｐｅ分の誤差を有効に排除することができ、この結果、目標値にも早く到達させることができる。

さらに、成形機コントローラ３には、図１に示すように、ロータリエンコーダ１９が接続され、オイルモータ１８の回転数（回転数検出値Ｒｄ）が得られるため、この回転数検出値Ｒｄと予め設定した回転数設定値Ｒｓに基づいて、サーボモータ１６ｓの回転数を可変制御する第三のフィードバック制御回路Ｃｒを設けている。これにより、オイルモータ１８で回転させるスクリュ１１の回転状態を直ちに油圧ポンプ部１７の制御に反映できるため、スクリュ１１の回転数を速やかに目標の回転数に立ち上げることができるなど、スクリュ１１を回転させる際の応答性を高めることができる。特に、上述した圧力制御弁Ｖｓと組み合わせることにより、背圧制御にも良い影響を与えることができ、背圧制御を安定かつ的確に行うことができる。

図７は、計量工程における時間〔ｓ〕に対する背圧Ｐ〔ＭＰａ〕の変化データであり、Ｐｉｓがフィードバック制御回路Ｃｍ及びＣｒを使用した場合、Ｐｒｓがフィードバック制御回路Ｃｍ及びＣｒを使用しない場合をそれぞれ示す。フィードバック制御回路Ｃｍ及びＣｒを使用した場合には、圧力制御弁Ｖｓによる背圧制御を安定かつ応答性良く行うことができるため、目標値１０〔ＭＰａ〕に対して速やかに到達させることができる。しかし、フィードバック制御回路Ｃｍ及びＣｒを使用しなければ、例示の場合、１〔ｓ〕程度遅れてしまう。

次に、本実施形態に係る油圧駆動装置１の全体の動作（機能）であって、圧力制御弁Ｖｓに関連する動作について、各図を参照して説明する。

今、計量工程が行われている場合を想定する。この場合、図１の油圧回路部８における切換弁Ｖ１及びＶ２は共にシンボルｂに切換えるとともに、切換弁Ｖ３はシンボルａに切換える。なお、切換弁Ｖｃは図１に示すポジションを維持する。これにより、可変吐出型油圧ポンプ１７ｓの作動油は、オイルモータ１８を正回転、即ち、スクリュ１１を正回転させて計量を行う。この場合、可塑化された溶融樹脂が加熱筒３１の内部におけるスクリュ１１の前方に計量蓄積されるとともに、これに対応してスクリュ１１が後退する。スクリュ１１の後退に伴って射出シリンダ１２における後油室１２ｒの作動油が排出され、この排出された作動油は、圧力制御弁Ｖｓを通ってオイルタンク４８に戻される。したがって、スクリュ１１の後退に対して圧力制御弁Ｖｓによる背圧制御が行われる。

背圧に対しては、上述したように、圧力制御弁Ｖｓに備えるフィードバック制御回路Ｃｓによるマイナループのフィードバック制御と、圧力制御弁Ｖｓに付設した成形機コントローラ３による第二のフィードバック制御回路Ｃｍによるフィードバック制御（クローズドループ制御）が行われる。即ち、二重のフィードバック制御系により、背圧に対する精度の高い安定した制御が行われる。加えて、サーボモータ１６ｓに付設した第三のフィードバック制御回路Ｃｒを備えるため、これによっても圧力制御弁Ｖｓによる背圧制御が安定かつ的確に行われる。

一方、計量が進行し、スクリュ１１が設定した計量終了位置に達したなら切換弁Ｖ１を中立ポジションに切換えて、スクリュ１１の回転を停止させるとともに、切換弁Ｖ３をシンボルｂに切換えてオイルモータ１８を逆回転させる逆回転処理、及び切換弁Ｖ１及びＶ３を共にシンボルａに切換えてスクリュ１１を前進方向に加圧する加圧処理を少なくとも一回以上、望ましくは二回繰り返して行う。これにより、油圧式の駆動部であってもスクリュ１１のリングバルブ１１ｖを的確に閉鎖することが可能となり、樹脂圧のバラツキ、更には計量した樹脂量のショット毎の変動を低減し、高い計量精度を確保できる。

そして、最後の加圧処理が終了したなら、切換弁Ｖ１を中立ポジションに切換えるとともに、切換弁Ｖ２をシンボルａに切換えることにより、スクリュ１１を後退させるサックバック処理を行う。サックバック処理では、スクリュ１１を予め設定したストローク（例えば、１〜２〔ｍｍ〕前後）だけ後退移動させる。この場合、スクリュ１１の後退速度は、後退時にリングバルブ１１ｖが開かない比較的低速となる後退速度により行う。これにより、スクリュ１１の後退速度が速すぎてリングバルブ１１ｖが開いてしまう弊害を回避できる。この低速による後退移動は、圧力制御弁Ｖｓの制御により実現可能となる。また、スクリュ１１を設定したストロークだけ後退させたなら、切換弁Ｖ２をシンボルｂに切換え、射出工程への待機状態に移行させる。この後、射出開始のタイミングになったなら射出工程が行われる。

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，形状，数量，数値，手法等において、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、圧力制御弁Ｖｓにより、射出装置Ｍｉにおけるスクリュ１１の後退時に射出シリンダ１２の後油室１２ｒに生じる背圧を制御する場合を説明したが、本発明に係る油圧駆動装置１は、圧力制御弁Ｖｓにより、他の圧力（油圧）を制御する場合であっても同様に適用できる。また、温度センサ１３は、圧力センサ２の近傍に配した場合を例示したが、圧力センサ２自身に配してもよい。さらに、油圧駆動部４として、駆動モータ１６の回転数を可変制御して、少なくとも吐出流量を制御可能な油圧ポンプ部１７を有する油圧駆動部を例示したが、固定吐出ポンプと流量制御弁を組合わせた油圧ポンプ部など、他の油圧ポンプ部を用いてもよいし、油圧回路部８は、例示の回路構成に限定されるものではなく、同様の機能を発揮する他の回路構成により置換してもよい。

本発明の最良の実施形態に係る射出成形機の油圧駆動装置の油圧系及び制御系の回路図、 同油圧駆動装置を備える射出成形機の概略構成図、 同油圧駆動装置に備える第二のフィードバック制御回路の回路図、 同油圧駆動装置に用いる圧力制御弁の一部断面側面図、 同圧力制御弁の平面図、 スクリュを回転させた際の時間に対する回転速度と背圧の変化データを示すグラフ、 計量工程における時間に対する背圧の変化データを示すグラフ、

符号の説明

１：油圧駆動装置，２：圧力センサ，３：成形機コントローラ，１１：スクリュ，１２：射出シリンダ，１２ｒ：射出シリンダの後油室，１３：温度センサ，１４ｉ：流入ポート，１４ｏ：流出ポート，１４ｓ：接続ポート，１５：油路，１６：駆動モータ，１７：油圧ポンプ部，１８：オイルモータ，１９：ロータリエンコーダ，Ｓｐｄ：圧力検出値，Ｓｐｃ：圧力指令値，Ｓｐｃｉ：圧力指令値（正規指令値），Ｃｓ：フィードバック制御回路，Ｃｍ：第二のフィードバック制御回路，Ｃｒ：第三のフィードバック制御回路，Ｖｓ：圧力制御弁，Ｍ：射出成形機，Ｍｉ：射出装置，Ｅｐ：偏差，Ｒｄ：回転数検出値

Claims (7)

1. 油圧を検出する圧力センサと、この圧力センサから得る圧力検出値と成形機コントローラから付与される圧力指令値に基づいて前記油圧に対するフィードバック制御を行うフィードバック制御回路を付設した圧力制御弁を備える射出成形機の油圧駆動装置において、前記成形機コントローラに、前記圧力制御弁から付与される圧力検出値と前記成形機コントローラの内部から得る圧力指令値（正規指令値）に基づいて前記圧力制御弁に付与する圧力指令値（出力指令値）を補正する第二のフィードバック制御回路を設けたことを特徴とする射出成形機の油圧駆動装置。
2. 前記油圧は、射出装置におけるスクリュの後退時に射出シリンダの後油室に生じる背圧であることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の油圧駆動装置。
3. 前記圧力検出値は、前記圧力センサ自身又は前記圧力センサの近傍に配した温度センサにより検出した油温により補正した圧力検出値であることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の油圧駆動装置。
4. 前記圧力制御弁は、作動油の流入ポート及び流出ポートから遮断された別途の接続ポートを備え、この接続ポートに連通する油路に前記圧力センサを臨ませるとともに、前記接続ポートと前記射出シリンダの後油室を接続してなることを特徴とする請求項２記載の射出成形機の油圧駆動装置。
5. 前記第二のフィードバック制御回路は、前記圧力検出値と前記正規指令値の偏差を求め、この偏差を前記正規指令値に加算して前記出力指令値を得る補正機能を備えることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の油圧駆動装置。
6. 駆動モータの回転数を可変制御して、少なくとも吐出流量を制御可能な油圧ポンプ部を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の射出成形機の油圧駆動装置。
7. スクリュを回転させるオイルモータ及びこのオイルモータの回転数を検出するロータリエンコーダを有する射出装置を備えるとともに、前記成形機コントローラは、前記ロータリエンコーダにより検出する回転数（回転数検出値）と予め設定した回転数設定値に基づいて前記駆動モータの回転数を可変制御する第三のフィードバック制御回路を備えることを特徴とする請求項６記載の射出成形機の油圧駆動装置。

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