JPH0520258B2

JPH0520258B2 -

Info

Publication number: JPH0520258B2
Application number: JP60036859A
Authority: JP
Inventors: Shoji Myajima; Masaaki Yoshida
Original assignee: Niigata Engineering Co Ltd
Current assignee: Niigata Engineering Co Ltd
Priority date: 1985-02-26
Filing date: 1985-02-26
Publication date: 1993-03-19
Also published as: JPS61195819A

Description

【発明の詳細な説明】〓産業上の利用分野〓本発明は、射出成形機において、型閉工程の型
閉（締）圧力と射出工程の射出圧力及び保圧力の
制御を行なう圧力制御装置に関する。

〓従来の技術〓従来、この種の圧力制御装置としては、油圧回
路を用いて制御するものが知られている。すなわ
ち、油圧力によつて型閉工程の型閉（締）圧力や
射出工程の射出圧力、保圧力等を制御して、型閉
時に金型に無理な力が加わるのを防止し、金型を
保護すると共に、金型内に樹脂を射出する場合
に、所定の型締力を保持する一方、金型内に十分
に樹脂を供給し、かつ金型内の樹脂にかかる圧力
を所定の値に保つて、金型内に成形される製品の
品質を良好に維持するようにしている。

しかしながら、上記のように油圧によつて圧力
制御を行なうようにすると、連続的に繰り返して
射出成形を行なううちに、油圧回路内の作動油の
温度が変化して、それに伴い作動油の粘度が変わ
り、上記型閉（締）圧力、射出圧力、保圧力等が
変動するという問題があり、これにより、成形品
の品質に悪影響が生じるという問題があつた。ま
た、パツキン等の摺動抵抗の影響を受け、油を介
しているため応答性が鈍いとともに、検出した油
の圧力を樹脂圧に換算する必要があり、更に、油
圧シリンダと圧力検出部の間に長い配管等が介在
した場合、圧力の損失が大きいという問題もあ
る。

そこで、本出願人は、電動機を用いた新規な射
出成形機における圧力制御装置を提案した（特願
昭59−139575、特開昭61−19328号公報）。この圧
力制御装置は、金型を開閉させ、かつ射出用のス
クリユーを移動させるサーボモータと、金型の位
置を検出する型位置検出器と、スクリユーの位置
を検出する射出位置検出器と、型位置検出器及び
射出位置検出器の出力に応じて、トルクリミツタ
指令信号を出力する制御機構と、このトルクリミ
ツタ指令信号に基づいてサーボモータに流れる電
流を制限するサーボモータ駆動機構とを備えて、
各位置検出器により、金型の位置あるいはスクリ
ユーの位置を検出し、これらの検出値に応じて制
御機構が出力するトルクリミツタ指令信号に基づ
いて、サーボモータ駆動機構によりサーボモータ
電流を制限して、サーボモータの最大発生トルク
を抑制するもので、型閉工程の型閉（締）圧力、
射出工程の射出圧力、保圧力、可塑化工程の背圧
等の圧力を容易にかつ確実に制御することがで
き、高品質の成形品を得ることができる。

〓発明が解決しようとする問題点〓ところで、精密成形品の需要が高まるにつれ
て、連続的に繰返し成形をする際に、より一層高
精度の圧力制御を行なう必要が生じてきており、
上記圧力制御装置にあつては、場合によつて対処
できないおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、高精度で繰り返し特性
の良い圧力制御ができ、型締力、保圧力の変動に
よる成形品の寸法のばらつき、あるいは金型の損
傷を防止できる射出成形機における圧力制御装置
を提供することにある。

〓問題点を解決するための手段〓上記目的を達成するために、本発明は、本出願
の第１の発明は、金型を開閉させ、かつ射出用の
スクリユーを移動させるサーボモータと、上記金
型の位置を検出する型位置検出器と、上記スクリユーの位置を検出する射出位置検出
器とを備え、上記型位置検出器の出力に応じて、
上記サーボモータに流れる電流を制限することに
よつて、型閉工程の圧力制御を行い、また、射出
位置検出器の出力に応じて、上記サーボモータに
流れる電流を制限することによつて、射出工程の
圧力制御を行う射出成形機における圧力制御装置
において、上記スクリユーの基端部に、上記スク
リユーを前後移動する駆動機構に介在する駆動力
伝達部材の弾性変形を測定して駆動側と被駆動側
の間に作用する圧力を測定する圧力検出器を設
け、上記圧力検出器による圧力検出値とあらかじ
め決められた圧力設定値とを比較して、上記サー
ボモータの発生トルクを制御する制御機構を設け
た構成とした。

また、本出願の第２の発明は、金型を開閉さ
せ、かつ射出用のスクリユーを移動させるサーボ
モータと、上記金型の位置を検出する型位置検出
器と、上記スクリユーの位置を検出する射出位置
検出器とを備え、上記型位置検出器の出力に応じ
て、上記サーボモータに流れる電流を制限するこ
とによつて、型閉工程の圧力制御を行い、また、
射出位置検出器の出力に応じて、上記サーボモー
タに流れる電流を制限することによつて、射出工
程の圧力制御を行う射出成形機における圧力制御
装置において、上記金型を開閉駆動する駆動機構
に介在する駆動力伝達部材の弾性変形を測定して
駆動側と被駆動側の間に作用する圧力を測定する
圧力検出器を設け、上記圧力検出器による圧力検
出値とあらかじめ決められた圧力設定値とを比較
して、上記サーボモータの発生トルクを制御する
制御機構を設けた構成とした。

駆動力伝達部材は、通常はいわゆる歪みゲージ
式荷重変換器が採用される。

〓作用〓本発明の圧力制御装置にあつては、各位置検出
器の出力に応じて制御機構においてサーボモータ
に流れる電流を制限する際に、該電流制限値を圧
力検出器の出力と圧力設定値とを比較することに
より制御してサーボモータの最大発生トルクを抑
制し、型閉あるいは射出工程を行う。第１の発明
においては、スクリユーの基端部に、第２の発明
においては駆動機構にそれぞれ駆動力伝達部材の
弾性変形を測定する圧力検出器が設けられている
ので、スクリユーあるいは金型を駆動する駆動機
構に作用する力が直接検知される。すなわち、駆
動機構に内在する遊びやバツクラツシユという制
御誤差を大きくする要因が無いので、制御のフイ
ードバツクループが短くなり、より正確な制御が
なされる。

〓実施例〓以下、第１図ないし第５図に基づいて本発明の
一実施例を説明する。

図中１は、射出成形機の射出筒であり、この射
出筒１の先端部は固定板２の射出入口２ａに嵌着
されていると共に、射出筒１の上部には、射出筒
１内に樹脂を供給するホツパ３が配設されてい
る。そして、射出筒１内には、スクリユー４が挿
入されており、このスクリユー４の基端部はスプ
ライン軸５に取付けられている。このスプライン
軸５は、外周部が支持部材６の一端部に回転自在
に支持された回転部材５ａに嵌合され、該回転部
材５ａと一緒に回転し、かつ軸方向には回転部材
５ａと相対移動できるようになつている。また、
回転部材５ａの先端部に装着されたタイミングプ
ーリ７が、タイミングベルト８を介してスクリユ
ー回転用モータ（直流モータ）９の回転軸９ａに
装着されたタイミングプーリ１０に連結されてお
り、このスクリユー回転用モータ９を駆動するこ
とにより、上記スクリユー４が回転するようにな
つている。さらに、スクリユー回転用モータ９に
は、ブレーキ装置が内蔵されており、このブレー
キ装置を励磁してスクリユー回転用モータ９の回
転軸９ａを固定するようになつている。

上記スプライン軸５の基端部の回りには、両端
内部にそれぞれ第１、第２軸受収容部１１ａ，１
１ｂを形成した筒状部材１１が遊嵌されており、
筒状部材１１の一端側（第２図において左端側）
の第１軸受収容部１１ａとスプライン軸５の基端
部との間には、第１軸受収容部１１ａの奥側から
順に、挾持部材１２、第１圧力検出器１３及びス
ラスト軸受１４が、第１軸受収容部１１ａの肩部
１１ｄとスプライン軸５に嵌合した押え部材１５
とによつて挾持された状態で装着されている。こ
の第１圧力検出器１３は、駆動側と被駆動側の間
に介在して駆動力を伝達する駆動力伝達部材に歪
みゲージ等の圧力検出器が設けられているもの
で、スクリユー４にかかる圧力を電気的に変換す
る歪ゲージ式荷重変換器である。さらに、上記筒
状部材１１の他端側の第２軸受収容部１１ｂとス
プライン軸５の基端部との間には、一端を筒状部
材１１の内部の中央小径部１１ｃにラジアル軸受
部１６ａを嵌入したスラスト軸受１６が、介在部
材１７及びスプライン軸５の基端部にねじ込まれ
た固定部材１８によつて固定された状態で装着さ
れており、これらのスラスト軸受１４，１６によ
り、スプライン軸５の基端部が筒状部材１１に周
方向に回転自在に連結されている。そして、筒状
部材１１の他端側の外周部には、筒状の可動部材
１９の一端部がねじ込まれている。

上記可動部材１９の他端のナツト部１９ａに
は、射出用ポールネジ２０が螺入されており、こ
の射出用ポールネジ２０の基端部は射出用出力軸
２１の一端部に固着されている。この射出用出力
軸２１は上記支持部材６の他端部に回転自在に支
持されており、射出用出力軸２１の他端部には、
射出用電磁クラツチ２２が取付けられていると共
に、射出用出力軸２１の回転位置を検出すること
により上記スクリユー４の位置を検出する射出位
置検出用エンコーダ（射出位置検出器）２３が装
着されている。また、上記支持部材６と射出用電
磁クラツチ２２との間の射出用出力軸２１には、
タイミングプーリ２４が回転自在に取付けられて
いると共に、このタイミングプーリ２４の射出用
電磁クラツチ２２側には、吸着板２５が一体的に
連結されており、射出用電磁クラツチ２２が励磁
されると、射出用電磁クラツチ２２とタイミング
プーリ２４が連結するようになつている。このタ
イミングプーリ２４は、タイミングベルト２６を
介して、駆動軸２７の一端部に装着されたタイミ
ングプーリ２８に連結されており、駆動軸２７の
他端部は、接手２９を介して、射出・型開閉用モ
ータ（交流サーボモータ）３０の両端から突出し
ている回転軸３０ａの一端に連結されている。そ
して、この回転軸３０ａの他端部には、交流サー
ボモータ３０の回転を検出するモータ回転検出用
エンコーダ（回転検出器）３１が装着されてい
る。

上記駆動軸２７の中間部には、型閉用電磁クラ
ツチ３２が取付けられている。この型閉用電磁ク
ラツチ３２とタイミングプーリ２８との間の駆動
軸２７には、タイミングプーリ３３が回転自在に
取付けられていると共に、このタイミングプーリ
３３の型開閉用電磁クラツチ３２側には、吸着板
３４が一体的に連結されており、型開閉用電磁ク
ラツチ３２が励磁されると、型開閉用電磁クラツ
チ３２とタイミングプーリ３３とが連結するよう
になつている。このタイミングプーリ３３は、タ
イミングベルト３５を介して、第１伝動軸３６の
一端部に装着したタイミングプーリ３７に連結さ
れており、第１伝動軸３６の他端部には、滑動接
手３８に介して第２伝動軸３９の一端部が連結さ
れている。そして、第２伝動軸３９の他端部に装
着されたタイミングプーリ４０が、タイミングベ
ルト４１を介して、型開閉用出力軸４２の一端部
に装着したタイミングプーリ４３に連結されてい
ると共に、型開閉用出力軸４２の他端部には、型
開閉用ポールネジ４４の基端部が一体的に連結さ
れている。

上記型開閉用出力軸４２と型開閉用ポールネジ
４４との連結部の回りには、筒本体４６ａと、こ
の筒本体４６ａの一端側に形成されたつば部４６
ｂと、挿通孔４６ｃを有しかつ上記筒本体４６ａ
の他端に形成された底部４６ｄとから成り、エン
ドプレート４５の貫通孔４５ａに嵌入された有底
円筒状の筒状体４６が遊嵌されている。また、筒
状体４６の内部と型開閉用出力軸４２の連結部と
の間には、第３図に示すように、底部４６ｄ側か
ら順に、スラスト軸受４７、第２圧力検出器４８
及びスラスト軸受４９が内側（型開閉用出力軸４
２側）に、かつ２つの介在部材５０，５１が外側
（筒状体４６側）にそれぞれ配置されると共に、
４つのラジアル軸受５２，５３，５４，５５がそ
れぞれ装着されて、筒状体４６のつば部４６ｂの
内部にねじ込まれた押え部材５６及びこの押え部
材５６に対向する位置の型開閉用出力軸４２にね
じ込まれた押え部材５７により固定されている。
そして、上記各軸受４７，４９，５２，５３，５
４，５５によつて、型開閉用出力軸４２がエンド
プレート４５に回転自在に支持されている。な
お、上記第２圧力検出器４８は、駆動側と被駆動
側の間に介在して駆動力を伝達する駆動力伝達部
材に歪みゲージ等の圧力検出器が設けられている
もので、型閉（締）圧力を電気的に変換する歪ゲ
ージ式荷重変換器であり、また、上記筒状体４６
の底部４６ｄの挿通孔４６ｃには、固定部材５８
によつてシール部材５９が取付けられている。

上記型開閉用ポールネジ４４は、取付部材６０
の基端部のナツト部６０ａに螺入されている。ま
た、この取付部材６０の先端部には、移動板６１
が取付けられており、この移動板６１は、上記固
定板２とエンドプレート４５との間に水平に配設
されたガイド軸６２に支持されて、水平方向に往
復移動するようになつている。そして、上記移動
板６１が最も固定板２側に近く位置すると、移動
板６１に取付けられた移動型６１ａと固定板２に
取付けられた固定型２ｂが密着して、両金型６１
ａ，２ｂより内部にキヤビテイ（空隙）が形成さ
れるようになつている。さらに、上記エンドプレ
ート４５のタイミングプーリ４３側には、電磁ブ
レーキ６３が取付けられ、また、該タイミングプ
ーリ４３には、電磁ブレーキ６３に対向して吸着
板６４がそれぞれ配設されており、電磁ブレーキ
６３が励磁されると、電磁ブレーキ６３とタイミ
ングプーリ４３とが連結し、型開閉用出力軸４２
が固定されるようになつている。また、この型開
閉用出力軸４２の一端部には、型開閉用出力軸４
２の回転角度を検出することにより、上記移動型
６１ａの位置を検出する型位置検出用エンコーダ
（型位置検出器）６５が装着されている。

上記射出位置検出器２３、型位置検出器６５及
び第１、第２圧力検出器１３，４８からの検出信
号S₁，S₂，S₃，S₄が、上記スクリユー４及び移動
型６１ａの速度、位置、圧力制御を行なう状態制
御機構６６に入力されることにより、状態制御機
構６６は、あらかじめ入力された各種の速度、位
置、圧力の設定値に基づいて、上記直流モータ９
に回転指令信号S₅を出力すると共に、上記交流サ
ーボモータ３０を駆動するサーボモータ駆動機構
６７に対して、速度指令信号S₆及びトルクリミツ
タ指令信号S₇を出力し、かつ射出成形工程の総合
的なシーケンス（手順）を制御するシーケンス制
御機構（シーケンサ）６８に対して、エジエクタ
後退位置信号、型開完了信号、型閉完了信号、設
定位置信号、金型保護位置信号、計量完了信号、
内圧除去完了信号等を出力するようになつてい
る。上記シーケンス制御機構６８は、上記各信号
に応じて、各電磁クラツチ２２，３２、電磁ブレ
ーキ６３及び上記直流モータ９のブレーキ装置に
対して励磁信号をそれぞれ出力すると共に、上記
状態制御機構６６に対して、型閉指令、型開指
令、射出指令、スクリユー無転後退指令、スクリ
ユー回転指令、正転圧力指令、金型保護指令、逆
転圧力指令等の信号を出力し、かつ上記サーボモ
ータ駆動機構６７に対して回転可能、比例制御、
正転禁止、逆転禁止等の信号を出力するようにな
つている。

さらに、上記サーボモータ駆動機構６７は、回
転検出器３１からの回転検出信号S₈及び、上記状
態制御機構６６とシーケンス制御機構６７からの
各信号に応じて、上記交流サーボモータ３０に対
して駆動信号S₉を出力するものであり、その概要
を第４図に基づいて説明すると、上記状態制御機
構６６からの速度指令信号S₆は、サーボモータ駆
動機構６７の速度制御回路７０に入力されてお
り、この速度制御回路７０は、上記速度指令信号
S₆と、上記回転検出信号S₈に基づいて速度検出回
路７１により算出した速度検出値（速度フイード
バツク値）とを比較するものである。この速度制
御回路７０の出力信号と、上記回転検出信号S₈に
より回転方向検出回路７２が検出した射出・型開
閉用モータ３０の回転方向信号と、電流制限制御
回路（アンプ）７３を介して入力された上記トル
クリミツタ指令信号S₇とが入力されている電流比
較回路７４は、電流制限制御回路７３の出力値を
速度制御回路７０の出力値が越えないようにする
ものである。そして、この電流比較回７４の出力
値と、射出・型開閉用モータ３０の電流を検出す
る２つの検出器７５，７５の出力に応じて電流検
出回路７６が算出した電流値とが電流制御回路７
７に入力されており、両者の差に応じて出力され
る電流制御回路７７の出力値に基づいて、PWM
制御回路７８は、パルス幅変調したパルス信号を
パワートランジスタ回路７９に入力するようにな
つている。このパワートランジスタ回路７９は、
上記パルス信号に基づいてトランジスタの導通時
期を制御するようになつており、整流回路８０で
商業周波数の交流から変換された直流はパワート
ランジスタ回路７９により上記PWM制御回路７
８のパルス信号に応じて所定の周波数の交流に変
換されて交流サーボモータ３０に供給されるよう
になつている。

次に、上記のように構成された射出成形機にお
ける圧力制御装置の作用について説明する。

まず、射出成形機の運転に先立つて、状態制御
機構６６に対してあらかじめ各種の速度、位置、
圧力の設定値を入力しておく。次いで、連続して
射出成形工程を行なうが、その１サイクルの工程
について第５図に示す動作チヤート図に基づいて
詳述する。

シーケンス制御機構６８は、１つの射出成形工
程の終了時に励磁していた電磁ブレーキ６３を消
磁すると共に、型開閉用電磁クラツチ３２を励磁
して交流サーボモータ３０と移動型６１ａ側を連
結する。この時、サーボモータ駆動機構６７は、
シーケンス制御機構６８からの回転可能信号によ
り、交流サーボモータ３０を回転させることがで
きる状態になつており、また、スクリユー回転用
モータ９のブレーキ装置が、シーケンス制御機構
６８により励磁されているため、スクリユー回転
用モータ９は回転しない。この状態で、型閉開始
時刻t₀になると、シーケンス制御機構６８からの
指令信号により、状態制御機構６６は、第１型閉
速度を指令する速度指令信号（電圧）S₆をサーボ
モータ駆動機構６７に対して出力すると共に、最
大発生トルク（交流サーボモータ３０の定格電流
の300％値）まで出力できるトルクリミツタ指令
信号（負電圧）S₇を出力する。これにより、サー
ボモータ駆動機構６７が交流サーボモータ３０に
対して駆動信号S₉を出力するから、交流サーボモ
ータ３０は、フイードバツク制御されて上記第１
型閉速度に基づいた回転数で回転する。この時、
交流サーボモータ３０の電流は定格電流の300％
までは制限されることはない。そして、交流サー
ボモータ３０の回転は、接手２９、駆動軸２７、
型開閉用電磁クラツチ３２、吸着板３４、タイミ
ングプーリ３３、タイミングベルト３５、タイミ
ングプーリ３７、第１伝動軸３６、滑動接手３
８、第２伝動軸３９、タイミングプーリ４０、タ
イミングベルト４１、タイミングプーリ４３を介
して型開閉用出力軸４２に伝わるから、型開閉用
出力軸４２に連結された型開閉用ポールネジ４４
が回転し、この型開閉用ポールネジ４４が螺入し
ている取付部材６０を固定板２側に近づける。従
つて、取付部材６０に取付けられた移動板６１が
ガイド軸６２に支持されながら摺動し、この移動
板６１に取付けられた移動型６１ａが上記第１型
閉速度で固定型２ｂに近づく。なお、上記交流サ
ーボモータ３０が回転し始めた時、射出用電磁ク
ラツチ２２は励磁されていないので、射出用出力
軸２１が回転することはない。そして、型開閉用
出力軸４２の回転に伴い、この型開閉用出力軸４
２に装着された型位置検出器６５は、検出信号S₂
を状態制御機構６６に対して出力し、状態制御機
構６６は、上記検出信号S₂とあらかじめ入力され
ている第１の位置設定値とを比較する。この比較
の結果、両者が一致すると（時刻t₁になると）、
今まで出力されていた第１型閉速度に代わつて第
２型閉速度を指令する速度指令信号（電圧）S₆を
サーボモータ駆動機構６７に対して出力するか
ら、サーボモータ駆動機構６７が交流サーボモー
タ３０をフイードバツク制御して、上記第２型閉
速度に基づいた回転数で回転させる。この結果、
移動型６１ａは、今までの第１型閉速度度に代わ
つて第２閉速度で固定型２ｂに近づく。同様にし
て、状態制御機構６６において、上記検出信号S₂
とあらかじめ入力されている第２の位置設定値と
を比較した結果、両者が一致すると（時刻t₂にな
ると）、今まで出力されていた第２型閉速度指令
電圧に代わつて、第３型閉速度を指令する速度指
令信号（電圧）S₆を、状態制御機構６６がサーボ
モータ駆動機構６７に対して出力するから、サー
ボモータ駆動機構６７は、交流サーボモータ３０
を上記第３型閉速度に基づいた回転数で回転させ
る。従つて、移動型６１ａは、今までの第２型閉
速度に代わつて第３型閉速度で固定型２ｂに近づ
く。

次いで、移動型６１ａが金型保護位置に達する
と（時刻t₃になると）、シーケンス制御機構６８
は、状態制御機構６６及びサーボモータ駆動機構
６７に対してそれぞれ指令信号を出力するから、
状態制御機構６６は、あらかじめ入力されている
第１の圧力設定値に基づいて制限されたトルクリ
ミツタ指令信号（電圧）S₇をサーボモータ駆動機
構６７に対して出力する。そして、型閉圧力を検
出する第２圧力検出器４８の圧力検出値S₄と上記
第１の圧力設定値とを状態制御機構６６において
比較して、その結果に基づいて、状態制御機構６
６は上記トルクリミツタ指令信号（電圧）S₇を制
御するから、交流サーボモータ３０の電流が調整
されることにより、交流サーボモータ３０に発生
するトルクによつて、型閉力が所定の値に制御さ
れる。従つて、万一、移動型６１ａと固定型２ｂ
との間に成形品等が挾まつていても、型閉力が所
定の値に抑えられることにより、金型が損傷する
ことがない。

さらに、時刻t₄になると、シーケンス制御機構
６８からの指令信号により、状態制御機構６６
は、上記第１の圧力設定値に基づいて制限されて
いたトルクリミツタ指令信号（電圧）S₇の代わり
に、所定の型締力を確保するための第２の圧力設
定値に基づいて制限されたトルクリミツタ指令信
号（電圧）S₇をサーボモータ駆動機構６７に対し
て出力する。そして型締圧力を検出する上記第２
圧力検出器４８の圧力検出値と上記第２の圧力設
定値とを状態制御機構６６において比較して、そ
の結果に基づいて、状態制御機構６６は、上記ト
ルクリミツタ指令信号（電圧）S₇を制御するか
ら、交流サーボモータ３０の電流が調整されるこ
とにより、交流サーボモータ３０に発生するトル
クによつて、型締力が所定の値に保持される。こ
の状態において、時刻t₅になると、シーケンス制
御機構６８は、電磁ブレーキ６３を励磁するか
ら、型開閉用出力軸４２が固定され、これによ
り、移動型６１ａは固定型２ｂに上記所定の型締
力によつて密着した状態で強固に固定される。こ
の後、時刻t₆になると、シーケンス制御機構６８
からの指令信号によつて、状態制御機構６６は、
上記第３型閉速度を指令する速度指令信号（電
圧）S₆の出力を停止すると共に、型開閉用電磁ク
ラツチ３２が消磁されて、交流サーボモータ３０
と移動型６１ａ側との連結が断たれ、また、射出
用電磁クラツチ２２が励磁されて、交流サーボモ
ータ３０とスクリユー４側とが連結される。

続いて、この状態で、射出開始時刻t₇になる
と、シーケンス制御機構６８からの指令信号によ
り、状態制御機構６６は、第１射出速度を指令す
る速度指令信号（電圧）S₆及び最大発生トルク
（交流サーボモータ３０の定格電流の300％値）ま
で出力できるトルクリミツタ指令信号（正電圧）
S₇をサーボモータ駆動機構６７に対して出力す
る。これにより、サーボモータ駆動機構６７が交
流サーボモータ３０に対して駆動信号S₉を出力す
るから、交流サーボモータ３０はフイードバツク
制御されて上記第１射出速度に基づいた回転数で
回転する。そして、交流サーボモータ３０の回転
は、接手２９、駆動軸２７、タイミングプーリ２
８、タイミングベルト２６、タイミングプーリ２
４、吸着板２５、射出用電磁クラツチ２２を介し
て射出用出力軸２１に伝わるから、射出用出力軸
２１に連結された射出用ポールネジ２０が回転
し、この射出用ポールネジ２０が螺入している可
動部材１９を固定板２側に前進させる。従つて、
可動部材１９に連結されたスプライン軸５とこの
スプライン軸５に連結されたスクリユー４が上記
第１射出速度で前進し、あらかじめ射出筒１内に
可塑化されていた樹脂を金型内に射出し始める。
そして、射出用出力軸２１の回転に伴い、この射
出用出力軸２１に装着された射出位置検出器２３
は、検出信号S₁を状態制御機構６６に対して出力
し、状態制御機構６６は、上記検出信号S₁とあら
かじめ入力されている第１の射出位置設定値とを
比較する。この比較の結果、両者が一致すると
（時刻t₈になると）、今まで出力されていた第１射
出速度に代わつて第２射出速度を、また、上記検
出信号S₁と第２の射出位置設定値とが一致すると
（時刻t₉になると）、第２射出速度に代わつて第３
射出速度を、さらに、上記検出信号S₁と第３の射
出位置設定値とが一致すると（時刻t₁₀になる
と）、第３射出速度に代わつて第４射出速度を、
それぞれ指令する速度指令信号（電圧）S₆が、状
態制御機構６６からサーボモータ駆動機構６７に
対して出力されるから、サーボモータ駆動機構６
７は、交流サーボモータ３０をフイードバツク制
御して、それぞれ上記第２、第３、第４射出速度
に基づいた回転数で回転させる。従つて、スクリ
ユー４は、各速度に基づいて前進し、あらかじめ
射出筒１内に可塑化された樹脂を金型内に供給し
続ける。また、上記検出信号S₁と第４の射出位置
設定値とが一致すると（射出速度から射出圧力基
準に切換わる時刻t₁₁になると）、状態制御機構６
６は、サーボモータ駆動機構６７に対して、第４
射出速度に代わつて保圧力時速度を指令する速度
指令信号（電圧）S₆を出力すると共に、あらかじ
め入力されている第１の保圧力設定値に基づいて
制限されたトルクリミツタ指令信号（電圧）S₇を
出力する。そして、保圧力を検出する第１圧力検
出器１３の圧力検出値S₃と上記第１の保圧力設定
値とを状態制御機構６６において比較して、その
結果に基づいて、状態制御機構６６は上記トルク
リミツタ指令信号（電圧）S₇を制御するから、交
流サーボモータ３０の電流が調整されることによ
り交流サーボモータ３０に発生するトルクによつ
て、保圧力が第１の保圧力設定値に維持される。

さらに、状態制御機構６６は、時刻t₁₂になる
と、第１の保圧力設定値に代わつて第２の保圧力
設定値に基づいて、また、時刻t₁₃になると、第
２の保圧力設定値の代わりに第３の保圧力設定値
に基づいて、上記圧力検出値S₃が、該各保圧力設
定値に一致するようにトルクリミツタ指令信号
（電圧）S₇を制御する。この結果、交流サーボモ
ータ３０の電流が調整されることにより該交流交
流サーボモータ３０に発生するトルクによつて、
保圧力が所定の値に維持されるから、確実で安定
した保圧制御が行なわれて、高品質の成形品が成
形される。

次いで、射出工程が完了すると（時刻t₁₄にな
ると）、シーケンス制御機構６８からの指令信号
により、状態制御機構６６は、上記第１圧力検出
器１３の圧力検出値S₃とあらかじめ入力されてい
る背圧設定値とを比較して、この結果に基づいて
速度指令信号（電圧）S₆を制御すると共に、所定
のトルクリミツタ指令信号（電圧）S₇を出力す
る。従つて、サーボモータ駆動機構６７は、該各
信号S₆，S₇に基づいて、交流サーボモータ３０を
制御して回転させ、上記背圧設定値に一致する背
圧がスクリユー４にかかるように調整さる。ま
た、シーケンス制御機構６８は、今まで励磁して
いたスクリユー回転用モータ９のブレーキ装置を
消磁して、スクリユー回転用モータ９を回転可能
状態にした後、時刻t₁₅になると、状態制御機構
６６からの回転指令信号Ｓによつてスクリユー回
転用モータ９が回転する。これにより、タイミン
グプーリ１０、タイミングベルト８、タイミング
プーリ７を介して回転部材５ａが回転し、さら
に、スプライン軸５を経てスクリユー４が回転し
て、射出筒１内へのホツパ３からの樹脂の供給、
可塑化が開始され、時刻t₁₆になるまで射出筒１
内に樹脂が供給、可塑化される一方、金型内に充
填された樹脂成形品の冷却が行なわれる。この結
果、射出筒１内への樹脂の供給、可塑化に伴い、
スクリユー４が後退するが、この際、スクリユー
４には、上記背圧設定値に基づいた背圧がかかる
ように、その移動速度が制御されているから、射
出筒１内の樹脂は所定の混練状態に保たれる。そ
して、時刻t₁₆になると、シーケンス制御機構６
８からの指令信号により、状態制御機構６６は、
あらかじめ入力されている設定値に基づいた速度
指令信号（電圧）S₆と、トルクリミツタ指令信号
（電圧）S₇とをサーボモータ駆動機構６７に対し
て出力するから、サーボモータ駆動機構６７が交
流サーボモータ３０をフイードバツク制御し、逆
転方向に設定値に基づいた回転数で回転させる。
従つて、スクリユー４は、上記設定値に基づいた
移動速度で後退を開始すると共に、状態制御機構
６６は、スクリユー回転用モータ９の回転を停止
させ、かつシーケンス制御機構６８は、スクリユ
ー回転用モータ９のブレーキ装置を励磁するか
ら、スクリユー回転用モータ９はその回転軸９ａ
を固定し、これによりスクリユー４は回転しない
で後退する。そして、射出筒１の内圧除去が完了
すると（時刻t₁₇になると）、シーケンス制御機構
６８からの指令信号により、射出用電磁クラツチ
２２が消磁され、かつ交流サーボモータ３０は回
転を停止し、またスクリユー４は後退を止める。

次いで、供給（冷却）工程が終了し、型開（休
止）工程に入ると（時刻t₁₈になると）、まず、シ
ーケンス制御機構６８は、今まで励磁されていた
電磁ブレーキ６３を消磁し、かつ型開閉用電磁ク
ラツチ３２を励磁するから、交流サーボモータ３
０と移動型６１ａ側とが連結される。この状態
で、時刻t₁₉になると、シーケンス制御機構６８
からの指令信号により、状態制御機構６６は、第
１型開速度を指令する速度指令信号（電圧）S₆を
サーボモータ駆動機構６７に対して出力する。こ
れにより、交流サーボモータ３０は、正転方向に
上記第１型開速度に基づいた回転数で回転するか
ら、移動型６１ａは該第１型開速度で固定型２ｂ
から離れ始める。次いで、第１の型開設定位置に
なると（時刻t₂₀になると）、状態制御機構６６
は、第１型開速度の代わりに第２型開速度を指令
する速度指令信号（電圧）S₆を、かつ第２の型開
設定位置になると（時刻t₂₁になると）、第２型開
速度の代わりに第３型開速度を指令する速度指令
信号（電圧）S₆をそれぞれサーボモータ駆動機構
６７に対して出力する。これにより、交流サーボ
モータ３０は、第２、第３型開速度に基づいた回
転数で回転するから、移動型６１ａは、第２型開
速度（時刻t₂₀からt₂₁までの間）、あるいは第３型
開速度（時刻t₂₁からt₂₂までの間）で固定型２ｂ
から離れる。そして、時刻t₂₂になると、シーケ
ンス制御機構６８の指令信号により、型開閉用の
電磁ブレーキ６３が励磁され、速度指令信号S₆が
無効にされるから、移動型６１ａは停止する。次
いで、型開閉用電磁クラツチ３２を消磁して、射
出成形工程の１サイクルが完了する。

〓発明の効果〓以上説明したように、本願の第１の発明は、金
型を開閉させ、かつ射出用のスクリユーを移動さ
せるサーボモータと、上記金型の位置を検出する
型位置検出器と、上記スクリユーの位置を検出する射出位置検出
器とを備え、上記型位置検出器の出力に応じて、
上記サーボモータに流れる電流を制限することに
よつて、型閉工程の圧力制御を行い、また、射出
位置検出器の出力に応じて、上記サーボモータに
流れる電流を制限することによつて、射出工程の
圧力制御を行う射出成形機における圧力制御装置
において、上記スクリユーの基端部に、上記スク
リユーを前後移動する駆動機構に介在する駆動力
伝達部材の弾性変形を測定して駆動側と被駆動側
の間に作用する圧力を測定する圧力検出器を設
け、上記圧力検出器による圧力検出値とあらかじ
め決められた圧力設定値とを比較して、上記サー
ボモータの発生トルクを制御する制御機構を設け
た構成であるので、スクリユーに作用する力が直
接検知され、スクリユーからサーボモータに至る
スクリユー駆動機構に内在する遊びやバツクラツ
シユあるいは駆動力を伝達する連結部材の歪みや
撓みなどの制御誤差を大きくする要因が無いの
で、制御のフイードバツクループが短くなり、よ
り正確な制御がなされる。従つて、射出工程にお
いて保圧力を適宜細かく制御でき、金型内のキヤ
ビテイへの樹脂の供給を円滑にかつ充分に行うこ
とができる。従つて、金型内で形成される製品を
容易に高品質に維持することができ、精密な成形
品を連続して射出成形を行つても、成形品の品質
が安定しており、不良品の発生を少くすることが
できる。

また、本願の第２の発明は、金型を開閉させ、
かつ射出用のスクリユーを移動させるサーボモー
タと、上記金型の位置を検出する型位置検出器
と、上記スクリユーの位置を検出する射出位置検
出器とを備え、上記型位置検出器の出力に応じ
て、上記サーボモータに流れる電流を制限するこ
とによつて、型閉工程の圧力制御を行い、また、
射出位置検出器の出力に応じて、上記サーボモー
タに流れる電流を制限することによつて、射出工
程の圧力制御を行う射出成形機における圧力制御
装置において、上記金型を開閉駆動する駆動機構
に介在する駆動力伝達部材の弾性変形を測定して
駆動側と被駆動側の間に作用する圧力を測定する
圧力検出器を設け、上記圧力検出器による圧力検
出値とあらかじめ決められた圧力設定値とを比較
して、上記サーボモータの発生トルクを制御する
制御機構を設けた構成としたものであるので、金
型の開閉時において金型に負荷される圧力が直接
的に検出される。これにより、金型を開閉する駆
動機構に内在する遊びやバツクラツシユ、駆動力
伝達部材の撓みなどという制御誤差を大きくする
要因が無い状態で制御が行えるから、制御のフイ
ードバツクループが短くなり、より正確な制御が
なされる。従つて、射出成形の各工程において、
位置のみならず金型に対する加圧力のデータを確
認し、これに基づいて型閉時における型閉力を的
確に調整することができ、また、所定の型締力を
付加することができるので、金型の損傷などの事
故の発生を未然に防ぐとともに、高品質の製品の
成形に寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示す
もので、第１図は装置全体の概略構成図、第２図
は第１圧力検出器の取付部分の断面図、第３図は
第２圧力検出器の取付部分の断面図、第４図はサ
ーボモータ駆動機構の主要部を説明するブロツク
図、第５図は動作チヤート図である。２ｂ……固定型、４……スクリユー、１３……
第１圧力検出器、２３……射出位置検出用エンコ
ーダ（射出位置検出器）、３０……射出・型開閉
用モータ（交流サーボモータ）、４８……第２圧
力検出器、６１ａ……移動型、６５……型位置検
出用エンコーダ（型位置検出器）、６６……状態
制御機構、S₃，S₄……検出信号（圧力検出値）。

Claims

【特許請求の範囲】１金型を開閉させ、かつ射出用のスクリユーを
移動させるサーボモータと、上記金型の位置を検出する型位置検出器と、上記スクリユーの位置を検出する射出位置検出
器とを備え、上記型位置検出器の出力に応じて、上記サーボ
モータに流れる電流を制限することによつて、型
閉工程の圧力制御を行い、また、射出位置検出器の出力に応じて、上記サ
ーボモータに流れる電流を制限することによつ
て、射出工程の圧力制御を行う射出成形機におけ
る圧力制御装置において、上記スクリユーの基端部に、上記スクリユーを
前後移動する駆動機構に介在する駆動力伝達部材
の弾性変形を測定して駆動側と被駆動側の間に作
用する圧力を測定する圧力検出器が設られ、上記圧力検出器による圧力検出値とあらかじめ
決められた圧力設定値とを比較して、上記サーボ
モータの発生トルクを制御する制御機構が設けら
れていることを特徴とする射出成形機における圧
力制御装置。２金型を開閉させ、かつ射出用のスクリユーを
移動させるサーボモータと、上記金型の位置を検出する型位置検出器と、上記スクリユーの位置を検出する射出位置検出
器とを備え、上記型位置検出器の出力に応じて、上記サーボ
モータに流れる電流を制限することによつて、型
閉工程の圧力制御を行い、また、射出位置検出器の出力に応じて、上記サ
ーボモータに流れる電流を制限することによつ
て、射出工程の圧力制御を行う射出成形機におけ
る圧力制御装置において、上記金型を開閉駆動する駆動機構に介在する駆
動力伝達部材の弾性変形を測定して駆動側と被駆
動側の間に作用する圧力を測定する圧力検出器が
設けられ、上記圧力検出器による圧力検出値とあらかじめ
決められた圧力設定値とを比較して、上記サーボ
モータの発生トルクを制御する制御機構が設けら
れていることを特徴とする射出成形機における圧
力制御装置。