(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
型開閉用モータが少なくとも含まれる複数のモータと、
前記複数のモータを駆動する駆動部と、
前記駆動部に給電経路部を介して電力を供給する給電部と、
蓄電部と、
前記複数のモータのうち前記型開閉用モータとは別のモータが回生するときに前記給電経路部から前記蓄電部に電力を伝達することを、前記型開閉用モータが回生するときよりも制限する電力伝達部とを備える、射出成形機。
【請求項２】
前記電力伝達部は、前記型開閉用モータが力行するときに、前記蓄電部から前記給電経路部に電力を伝達する、請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記電力伝達部は、前記別のモータが力行するときに、前記蓄電部から前記給電経路部に電力を伝達する、請求項２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記電力伝達部は、前記別のモータが力行するときに前記蓄電部から前記給電経路部に電力を伝達することを、前記型開閉用モータが力行するときよりも制限する、請求項３に記載の射出成形機。
【請求項５】
前記電力伝達部は、電源投入時の電力を前記給電経路部から前記蓄電部に伝達する、請求項１から４のいずれか一項に記載の射出成形機。
【請求項６】
前記型開閉用モータの駆動状態を検知する検知部を備え、
前記電力伝達部は、前記検知部により検知される前記型開閉用モータの駆動状態に基づいて、前記給電経路部から前記蓄電部に伝達する電力を制御する、請求項１から５のいずれか一項に記載の射出成形機。
【請求項７】
前記電力伝達部は、前記検知部が前記型開閉用モータの力行状態を検知した結果を用いて、前記蓄電部から前記給電経路部に伝達する電力を制御する、請求項６に記載の射出成形機。
【請求項８】
型開閉用モータが少なくとも含まれる複数のモータと、
前記複数のモータを駆動する駆動部と、
電源から前記駆動部に給電経路部を介して電力を供給する給電部とを備え、
前記給電部は、前記複数のモータのうち前記型開閉用モータとは別のモータが回生するときに前記給電経路部から前記電源に電力を伝達することを、前記型開閉用モータが回生するときよりも制限する、射出成形機。
【請求項９】
前記型開閉用モータの駆動状態を検知する検知部を備え、
前記給電部は、前記検知部により検知される前記型開閉用モータの駆動状態に基づいて、前記給電経路部から前記電源に伝達する電力を制御する、請求項８に記載の射出成形機。
【請求項１０】
前記検知部は、前記給電経路部の電力変動状態に基づいて、前記型開閉用モータの状態を検知する、請求項６，７，９のいずれか一項に記載の射出成形機。
【請求項１１】
前記電力変動状態は、電力変動時間のモニターによって検出される、請求項１０に記載の射出成形機。
【請求項１２】
前記検知部は、前記複数のモータのうち前記型開閉用モータとは別のモータの状態を検知対象から排除することによって、前記型開閉用モータの状態を検知する、請求項１０又は１１に記載の射出成形機。
【請求項１３】
前記型開閉用モータの状態を前記駆動部によって制御する制御部を備え、
前記検知部は、前記制御部から得られる信号に基づいて、前記型開閉用モータの状態を検知する、請求項６，７，９のいずれか一項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、型開閉用モータが少なくとも含まれる複数のモータを備える射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギー化を図るため、モータにより発生した回生エネルギーを充放電回路を介して蓄電部に充電する射出成形機が知られている（例えば、特許文献１，２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４１４４０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３２６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、射出成形機に構成されているモータによっては、モータにより発生した回生エネルギーの大部分が、その発生した回生エネルギーを伝達する動作によって失われる場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、電力を伝達する動作によって発生するエネルギー損失を抑えることができる、射出成形機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る射出成形機は、
型開閉用モータが少なくとも含まれる複数のモータと、
前記複数のモータを駆動する駆動部と、
前記駆動部に給電経路部を介して電力を供給する給電部と、
蓄電部と、
前記複数のモータのうち前記型開閉用モータとは別のモータが回生するときに前記給電経路部から前記蓄電部に電力を伝達することを、前記型開閉用モータが回生するときよりも制限する電力伝達部とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る射出成形機は、
型開閉用モータが少なくとも含まれる複数のモータと、
前記複数のモータを駆動する駆動部と、
電源から前記駆動部に給電経路部を介して電力を供給する給電部とを備え、
前記給電部は、前記複数のモータのうち前記型開閉用モータとは別のモータが回生するときに前記給電経路部から前記電源に電力を伝達することを、前記型開閉用モータが回生するときよりも制限する、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電力を伝達する動作によって発生するエネルギー損失を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態である電動式の射出成形機１の構成図である。
【図２】射出成形機１に構成されている電力伝達部８０の構成の一例である。
【図３】電力伝達部８０を含む制御系のブロック線図である。
【図４】型開閉用モータ１１が型開工程時に作動しているときの電力ＰＬの変動波形の一例である。
【図５】射出用モータ１２が射出工程時に作動しているときの電力ＰＬの変動波形の一例である。
【図６】型開工程時の電力ＰＬに対する電力ＰＭの応答波形である。
【図７】射出工程時の電力ＰＬに対する電力ＰＭの応答波形である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態である電動式の射出成形機１の構成図である。
【００１４】
射出成形機１は、複数のモータ（図１には、４つのモータ１１〜１４を例示）と、複数のモータを駆動する駆動部３０と、駆動部３０に給電経路部４０を介して電力を供給する給電部５０と、蓄電部６０と、給電経路部４０から蓄電部６０に電力を伝達する電力伝達部８０とを備えている。射出成形機１は、複数のモータのうち少なくとも一つのモータにより発生した回生エネルギーを、駆動部３０と給電経路部４０と電力伝達部８０とを介して、蓄電部６０に充電する機能を有するとともに、蓄電部６０からの放出エネルギーを、電力伝達部８０と給電経路部４０と駆動部３０とを介して、複数のモータのうち少なくとも一つのモータに供給する機能を有している。このような機能によって、射出成形機１の省エネルギー化が図られている。
【００１５】
４つのモータ１１〜１４のうち、モータ１１が型開閉用サーボモータである。それ以外のモータ１２〜１４については、例えば、モータ１２は射出用サーボモータであり、モータ１３は計量用サーボモータであり、モータ１４はエジェクタ用サーボモータである。型開閉用モータ１１によって生成される回生エネルギーは、型開閉用モータ１１の減速期間内に発生する。射出用モータ１２及びエジェクタ用モータ１４についても同様である。
【００１６】
ところが、射出用モータ１２は、型開閉用モータ１１よりも短い減速期間で減速動作している。そのため、射出用モータ１２が電力回生を行う場合、時間積分値であるエネルギーが小さく瞬時値である電力が大きいことによって、射出用モータ１２により発生した回生エネルギーの大部分が、その発生した回生エネルギーを蓄電部６０に伝達する動作を電力伝達部８０が行うことによって失われる場合がある。このような場合には、蓄電部６０のエネルギーを再利用することによる省エネルギー効果が小さくなるおそれがある。
【００１７】
また、エジェクタ用モータ１４の減速期間は、射出用モータ１２の減速期間よりも長いものの、エジェクタ用モータ１４も、型開閉用モータ１１よりも短い減速期間で減速動作している。そのため、エジェクタ用モータ１４が電力回生を行う場合も同様に、蓄電部６０のエネルギーを再利用することによる省エネルギー効果が小さくなるおそれがある。
【００１８】
これに対し、射出用モータ１２及びエジェクタ用モータ１４よりも減速期間が十分に長い型開閉用モータ１１が電力回生を行う場合、型開閉用モータ１１により発生した回生エネルギーと比べ、その発生した回生エネルギーを蓄電部６０に伝達する動作を電力伝達部８０が行うことによって失われるエネルギーは、無視できるほど小さい。
【００１９】
そこで、本発明の一実施形態である射出成形機１は、型開閉用モータ１１の駆動状態を検知する検知部７０を備え、電力伝達部８０は、検知部７０によって型開閉用モータ１１の回生状態が検知されたとき、その検知結果を用いて、給電経路部４０から蓄電部６０に伝達する電力を制御する構成を有している。射出成形機１は、このような構成を有していることにより、モータ１１〜１４の回生状態の中から型開閉用モータ１１の回生状態を検知し、その検知結果を、給電経路部４０から蓄電部６０への電力伝達制御に使用できる。その結果、モータからの回生エネルギーを給電経路部４０から蓄電部６０に伝達する動作によって発生するエネルギー損失を抑えることができる。
【００２０】
また、本発明の一実施形態である射出成形機１は、電力伝達部８０が、射出用モータ１２及びエジェクタ用モータ１４が駆動部３０を介して給電経路部４０に回生するときに給電経路部４０から蓄電部６０に電力を伝達することを、型開閉用モータ１１が駆動部３０を介して給電経路部４０に回生するときよりも制限する構成を有していてもよい。『電力を伝達することを「制限」する』には、『電力を伝達することを「停止」する』ことも含んでよい。射出成形機１は、このような構成を有していることにより、射出用モータ１２及びエジェクタ用モータ１４による回生エネルギーが蓄電部６０に伝達される機会を減少又は無くすことができる。その結果、モータからの回生エネルギーを給電経路部４０から蓄電部６０に伝達する動作によって発生するエネルギー損失を抑えることができる。
【００２１】
また、射出用モータ１２は、回生エネルギーが回生される減速期間と同様に、型開閉用モータ１１よりも短い力行期間で力行動作している（力行期間は、給電経路部４０から駆動部３０を介してモータに電力が供給されている期間であって、モータの速度が加速している期間と一定値に制御されている期間とが含まれる）。そのため、蓄電部６０から給電経路部４０を介して射出用モータ１２に電力を供給する場合、蓄電部６０から放出されるエネルギーの大部分が、その放出されるエネルギーを給電経路部４０に伝達する動作を電力伝達部８０が行うことによって失われる場合がある。このような場合には、蓄電部６０のエネルギーを再利用することによる省エネルギー効果が小さくなるおそれがある。
【００２２】
また、エジェクタ用モータ１４の力行期間は、射出用モータ１２の力行期間よりも長いものの、エジェクタ用モータ１４も、型開閉用モータ１１よりも短い力行期間で力行動作している。そのため、蓄電部６０から給電経路部４０を介してエジェクタ用モータ１４に電力を供給する場合も同様に、蓄電部６０のエネルギーを再利用することによる省エネルギー効果が小さくなるおそれがある。
【００２３】
これに対し、射出用モータ１２及びエジェクタ用モータ１４よりも力行期間が十分に長い型開閉用モータ１１に、蓄電部６０から給電経路部４０を介して電力を供給する場合、蓄電部６０から放出されるエネルギーと比べ、その放出されるエネルギーを給電経路部４０に伝達する動作を電力伝達部８０が行うことによって失われるエネルギーは、無視できるほど小さい。
【００２４】
そこで、電力伝達部８０は、検知部７０によって型開閉用モータ１１の力行状態が検知されたとき、その検知結果を用いて、蓄電部６０から給電経路部４０に伝達する電力を制御する構成を有しているとよい。射出成形機１は、このような構成を有していることにより、モータ１１〜１４の力行状態の中から型開閉用モータ１１の力行状態を検知し、その検知結果を、蓄電部６０から給電経路部４０への電力伝達制御に使用できる。その結果、モータに電力を供給するために蓄電部６０から給電経路部４０に電力を伝達する動作によって発生するエネルギー損失を抑制することができる。
【００２５】
また、電力伝達部８０は、射出用モータ１２及びエジェクタ用モータ１４が力行するときに蓄電部６０から給電経路部４０に電力を伝達することを、型開閉用モータ１１が力行するときよりも制限する構成を有していてもよい。『電力を伝達することを「制限」する』には、『電力を伝達することを「停止」する』ことも含んでよい。射出成形機１は、このような構成を備えることにより、モータに電力を供給するために蓄電部６０から給電経路部４０に電力を伝達する動作によって発生するエネルギー損失を抑制することができる。
【００２６】
次に、射出成形機１の構成例について更に詳細に説明する。
【００２７】
型開閉用モータ１１は、その作動によって、型開閉軸２１を移動させる。型開閉軸２１の移動によって、金型を閉じる型閉工程、金型を開く型開工程、金型を締め付ける型締め工程が行われる。
【００２８】
射出用モータ１２は、その作動によって、加熱シリンダ２５内のスクリュ２２を前進移動させる。スクリュ２２の前進移動によって、スクリュ２２前方に溜まった溶融材料を金型キャビティ内に射出する射出工程が行われる。
【００２９】
計量用モータ１３は、その作動によって、スクリュ２２を回転させる。スクリュ２２の回転によって、溶融樹脂を加熱シリンダ２５の前方に溜め込む計量工程が行われる。
【００３０】
エジェクタ用モータ１４は、その作動によって、エジェクタ軸２４を移動させる。エジェクタ軸２４の移動によって、成形品を金型から押し出す成形品突き出し工程が行われる。
【００３１】
駆動部３０は、４つのモータ１１〜１４を駆動する手段であって、モータ１１〜１４毎に設けられたモータ駆動回路３１〜３４を備えている。モータ駆動回路３１は、モータ１１を作動させる。モータ駆動回路３２〜３４も同様である。モータ駆動回路３１〜３４は、給電経路部４０に接続され、給電部５０に対して互いに並列に接続されている。モータ駆動回路３１〜３４それぞれは、例えば、給電部５０の出力（直流電力）を３相交流電流に変換するインバータであって、例えば６個のパワートランジスタで構成される３相ブリッジ回路を含むものでよい。
【００３２】
給電経路部４０は、給電部５０の直流出力側と駆動部３０のモータ駆動回路３１〜３４の直流入力側との間に設けられた直流電源経路部（「ＤＣリンク」ともいう）であって、直流電源ライン４１と、平滑コンデンサ４２とを備えている。直流電源ライン４１は、給電部５０と駆動部３０と平滑コンデンサ４２と電力伝達部８０との間を流れる直流電流の伝達経路である。平滑コンデンサ４２は、直流電源ライン４１の直流電圧を平滑させるキャパシタである。平滑コンデンサ４２の具体例として、電解コンデンサが挙げられる。
【００３３】
給電部５０は、駆動部３０に給電経路部４０を介して直流電力を供給する手段である。給電部５０の入力側は電源９０に接続される。電源９０は、例えば、工場設備などの、射出成形機１の外部に設けられた交流電源であってよい。電源９０は、例えば、所定の電圧（例えば、２００Ｖ又は４００Ｖ）の正弦波交流電力を一定の周波数（例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）で出力する電源装置であってよい。給電部５０は、給電経路部４０及び駆動部３０を介してモータ１１〜１４に接続され、電源９０からの電力を変換した電力を、給電経路部４０及び駆動部３０を介してモータ１１〜１４に供給する。給電部５０は、例えば、６個のダイオードを含む３相ダイオードブリッジから構成される整流器を備えたＡＣ／ＤＣコンバータである。
【００３４】
蓄電部６０は、電荷を蓄電可能な容量が平滑コンデンサ４２よりも十分に大きな蓄電装置である。蓄電部６０の具体例として、バッテリ、電気二重層キャパシタなどが挙げられる。電気二重層キャパシタを採用することによって、回生電力を充電可能な容量を確保しつつ、蓄電部６０が大型化することを抑えることができる。
【００３５】
検知部７０は、型開閉用モータ１１の状態を検知する手段である。検知部７０は、電力伝達部８０内に構成されてもよいし、駆動部３０の駆動を制御する制御部１００内に構成されてもよい。
【００３６】
検知部７０は、例えば、給電経路部４０の電力変動状態がモータ１１〜１４それぞれの作動状態に応じて異なることを利用して、給電経路部４０の電力変動状態に基づいて、型開閉用モータ１１の状態を他のモータ１２〜１４の状態と区別して検知する。例えば、検知部７０は、型開閉用モータ１１の回生時のときに起こる電力変動状態を検出することによって、型開閉用モータ１１の回生状態を検知することができ、射出用モータ１２の回生時のときに起こる電力変動状態を検出することによって、射出用モータ１２の回生状態を検知することができる。また、検知部７０は、型開閉用モータ１１の力行時のときに起こる電力変動状態を検出することによって、型開閉用モータ１１の力行状態を検知することができ、射出用モータ１２の力行時のときに起こる電力変動状態を検出することによって、射出用モータ１２の力行状態を検知することができる。エジェクタ用モータ１４のときも同様である。
【００３７】
検知部７０は、例えば、平滑コンデンサ４２の電圧変化をモニターすることによって給電経路部４０の電力変動状態を検出する。例えば、検知部７０は、平滑コンデンサ４２の電圧増加を、モータによる回生エネルギーが給電経路部４０に供給されている回生状態として検知し、平滑コンデンサ４２の電圧減少を、給電経路部４０からモータに電力が供給されている力行状態として検知する。検知部７０は、平滑コンデンサ４２の電圧変化の違いに応じて、給電経路部４０の状態がどのモータが作動しているときの状態かを区別するとよい。
【００３８】
また、検知部７０は、例えば、直流電源ライン４１の電流変化をモニターすることによって給電経路部４０の電力変動状態を検出してもよい。検知部７０は、例えば、直流電源ライン４１に流れる電流の方向によって、モータの状態が回生状態であるのか力行状態であるのかを判別する。検知部７０は、直流電源ライン４１に流れる電流の方向が駆動部３０から給電部５０への方向のとき、モータの状態が回生状態であると判定することができ、直流電源ライン４１に流れる電流の方向が給電部５０から駆動部３０への方向のとき、モータの状態が力行状態であると判定することができる。検知部７０は、直流電源ライン４１に流れる電流の電流値の変化の違いに応じて、給電経路部４０の状態がどのモータが作動しているときの状態かを区別するとよい。
【００３９】
特に、検知部７０は、給電経路部４０の電圧又は電流の変化による電力変動時間に基づいて、型開閉用モータ１１の状態を検知するとよい。これにより、型開閉用モータ１１の回生状態及び力行状態を、モータ１２〜１４の回生状態及び力行状態と精度良く区別して検知できる。電力変動時間は、例えば、図４の型開工程時の加速時間（ｔ１−ｔ２）でも減速時間（ｔ２−ｔ３）でもよいし、図５の射出工程時の加速時間（ｔ４−ｔ５）でも減速時間（ｔ６−ｔ７）でもよい（図４，５の詳細説明については後述する）。検知部７０は、このような電力変動時間を計測することによって、型開閉用モータ１１の回生状態及び力行状態を、モータ１２〜１４の回生状態及び力行状態と精度良く区別して検知することができる。
【００４０】
また、検知部７０は、型開閉用モータ１１の状態を駆動部３０によって制御する制御部１００から、型開閉モータ１１の状態を特定可能な信号を取得することによって、型開閉用モータ１１の状態を検知してもよい。また、検知部７０は、型開閉用モータ１１以外のモータ１２〜１４の状態を検知対象から排除することによって、型開閉用モータ１１の状態を検知してもよい。
【００４１】
制御部１００は、例えば、マイクロコンピュータを中心に構成されており、ＣＰＵ、制御プログラム等を格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス、及び出力インターフェイス等を有する。
【００４２】
制御部１００は、射出成形工程において、複数の各工程に応じた電流（トルク）指令をモータ駆動回路に送ることによって、各工程の開始と終了を制御する。モータ駆動回路は、その指令に従って、各工程で使用されるモータ１１〜１４を駆動する。例えば、制御部１００は、モータ１１の回転数をモータ駆動回路３１により制御して型開工程及び型閉工程を実現する。また、制御部１００は、モータ１２の回転数をモータ駆動回路３２により制御して射出工程及び保圧工程を実現する。また、制御部１００は、モータ１３の回転数をモータ駆動回路３３により制御して計量工程を実現する。また、制御部１００は、モータ１４の回転数をモータ駆動回路３４により制御して成形品突出し工程を実現する。
【００４３】
電力伝達部８０は、給電経路部４０と蓄電部６０との間で、一方から他方に電力を伝達する手段である。電力伝達部８０は、給電経路部４０の余剰エネルギーを蓄電部６０に充電したり、給電経路部４０の不足エネルギーを蓄電部６０の放電によって補ったりするとよい。例えば、電力伝達部８０は、検知部７０によって型開閉用モータ１１の回生状態が検知されたとき、検知部７０による型開閉用モータ１１の回生状態の検知結果を用いて、給電経路部４０から蓄電部６０に充電する電力を制御する。また、電力伝達部８０は、検知部７０によって型開閉用モータ１１の力行状態が検知されたとき、検知部７０による型開閉用モータ１１の力行状態の検知結果を用いて、蓄電部６０から給電経路部４０に放電する電力を制御する。
【００４４】
また、電力伝達部８０は、電源９０から給電部５０に電源電圧が投入されてから、スクリュ２２を収容する加熱シリンダ２５の温度が所定値に上昇するまでの間、給電部５０を介して電源９０から給電経路部４０に供給された電力を、蓄電部６０に伝達する充電動作を行ってもよい。これにより、モータによる電力回生を待つことなく、型開閉用モータ１１が最初に加速動作するときから、蓄電部６０に蓄えられたエネルギーをモータの力行に使用することができる。
【００４５】
また、電力伝達部８０は、電源９０から給電部５０に電源電圧が投入された後、蓄電部６０の電圧が所定値未満のとき、蓄電部６０から給電経路部４０に電力を伝達する放電動作を行うことを禁止した状態で、型開閉用モータ１１による回生エネルギーを、給電経路部４０から蓄電部６０に伝達する充電動作を行う。これにより、型開閉用モータ１１による回生エネルギーを、蓄電部６０の蓄電量が所定値未満のときに蓄電部６０に効率的に蓄電できる。また、電力伝達部８０は、型開閉用モータ１１が力行状態である場合において、蓄電部６０の電圧が所定値以上のときには、蓄電部６０から給電経路部４０に電力を供給するとよい。これにより、蓄電部６０の蓄電量が所定値未満のときに、蓄電部６０の過放電が生じることを防止できる。
【００４６】
図２は、射出成形機１に構成されている電力伝達部８０の構成の一例である。電力伝達部８０は、給電経路部４０と蓄電部６０との間の充放電動作を行っている。給電経路部４０は、直流電源ライン４１として、高電位側電源ライン４１Ａと低電位側電源ライン４１Ｂとを有している。平滑コンデンサ４２は、高電位側電源ライン４１Ａと低電位側電源ライン４１Ｂとの間に挿入されている。蓄電部６０は、高電位側電源ライン６１と低電位側電源ライン４１Ｂとの間に挿入されている。なお、図２の場合、低電位側電源ライン４１Ｂを電力伝達部８０の入出力間に共通の直流電源ラインとしているが、高電位側電源ライン４１Ａを電力伝達部８０の入出力間に共通の直流電源ラインとしてもよい。
【００４７】
電力伝達部８０は、例えば、ハイサイドのトランジスタ８１と、ローサイドのトランジスタ８２と、トランジスタ８１と８２との接続点に接続されるインダクタ８５と、トランジスタ８１に並列に接続されたダイオード８３と、トランジスタ８２に並列に接続されたダイオード８４と、トランジスタ８１，８２を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部８６とを備えたＤＣ−ＤＣコンバータである。駆動信号生成部８６は、検知部７０の検知結果に基づいて、トランジスタ８１，８２を制御する。
【００４８】
駆動信号生成部８６は、検知部７０による型開閉用モータ１１の回生状態の検知結果を受信することによって、給電経路部４０から蓄電部６０に電力が供給されるように、トランジスタ８１，８２のオン／オフ動作を制御する駆動信号を出力する。また、駆動信号生成部８６は、検知部７０による型開閉用モータ１１の力行状態の検知結果を受信することによって、蓄電部６０から給電経路部４０に電力が供給されるように、トランジスタ８１，８２のオン／オフ動作を制御する駆動信号を出力する。
【００４９】
次に、電力伝達部８０の制御方法の一例について説明する。この制御方法の一例は、検知部７０が、型開閉用モータ１１以外のモータ１２〜１４の状態を検知対象から排除することによって、型開閉用モータ１１の状態を検知するように、設計されている。言い換えれば、この制御方法の一例は、型開閉用モータ１１以外のモータ１２〜１４が回生するときに給電経路部４０から蓄電部６０に電力を伝達することを、型開閉用モータ１１が回生するときよりも制限するように、設計されている。このように設計することにより、給電経路部４０の電力変動に対する電力伝達部８０の動作の応答性（感度）を、型開閉用モータ１１による給電経路部４０が電力変動する場合に比べて、モータ１２〜１４によって給電経路部４０が電力変動する場合の方を下げる（鈍くする）ことができる。
【００５０】
図１において、電力伝達部８０が給電経路部４０に送出する電力をＰＭ，モータ駆動回路３１〜３４が給電経路部４０から受け取る電力の合計をＰＬ，給電経路部４０の平滑コンデンサ４２に蓄積されているエネルギーをＥとする。この制御方法は、ＰＬを外乱とし、ＰＭを操作し、Ｅを制御するＰＩ制御に基づいて設計されている。Ｅの指令値はＥｒとする。検知部７０は、平滑コンデンサ４２の電圧を検出することによって、エネルギーＥを検知できる。
【００５１】
図３は、電力伝達部８０を含む制御系のブロック線図である。ＫＰ，ＫＩは、ゲインを表している。
【００５２】
この制御系は、以下の方程式
【００５３】
【数１】
0005917365.tif 000002
で表すことができる。
【００５４】
式（１）をラプラス変換すると、
【００５５】
【数２】
0005917365.tif 000003
が得られる。ＰＭＩ（０）は、ＰＭＩの初期値を表し、Ｅ（０）は、Ｅの初期値を表している。
【００５６】
式（３）を変形すると、
【００５７】
【数３】
0005917365.tif 000004
が得られる。
【００５８】
式（４）を式（２）に代入すると、
【００５９】
【数４】
0005917365.tif 000005
が得られる。
【００６０】
ここで、式（６）のように、
【００６１】
【数５】
0005917365.tif 000006
指令値Ｅｒが一定値で且つ初期値Ｅ（０）と等しく、初期値ＰＭＩ（０）が０と仮定すると、式（５）に基づいて、
【００６２】
【数６】
0005917365.tif 000007
が得られる。
【００６３】
式（７）の右辺の分母を、
【００６４】
【数７】
0005917365.tif 000008
式（８）のように因数分解したときの極α，βが、この制御系の応答性を決めている。
【００６５】
図４は、型開閉用モータ１１が型開工程時に作動しているときの電力ＰＬの変動波形の一例である。図５は、射出用モータ１２が射出工程時に作動しているときの電力ＰＬの変動波形の一例である。ＰＬが正の値の期間は、給電経路部４０から駆動部３０を介してモータに電力が供給されてモータが加速している力行期間を表す。ＰＬが負の値の期間は、モータが減速してモータから駆動部３０を介して給電経路部４０に電力が供給されている回生期間を表す。
【００６６】
図４において、例えば、ｔ１は０ｍｓ，ｔ２は１５００ｍｓ，ｔ３は２０００ｍｓである。図５において、例えば、ｔ４は０ｍｓ，ｔ５は２０ｍｓ，ｔ６は１００ｍｓ，ｔ７は１２０ｍｓである。この例示の数値の場合、図４の型開工程の減速時間（ｔ２−ｔ３）は、５００ｍｓであるのに対し、図５の射出工程の減速時間（ｔ６−ｔ７）は、２０ｍｓである。
【００６７】
制御系の応答時間を、図４の型開工程の減速時間（ｔ２−ｔ３）よりも短く且つ図５の射出工程の減速時間（ｔ６−ｔ７）よりも長く設計するためには、複素数であるα，βの実部を、減速時間（ｔ２−ｔ３）と減速時間（ｔ６−ｔ７）との間の値の逆数にすればよい。
【００６８】
例えば、式（９）のように定義すると、
【００６９】
【数８】
0005917365.tif 000009
式（８）より、
【００７０】
【数９】
0005917365.tif 000010
が得られる。
【００７１】
したがって、式（７）により、モータ駆動回路３１〜３４が給電経路部４０から受け取る電力の合計ＰＬに対する、電力伝達部８０が蓄電部６０から給電経路部４０に送出する電力ＰＭの応答波形は、図６，７のようになる。
【００７２】
図６は、型開工程時の電力ＰＬに対する電力ＰＭの応答波形である。図７は、射出工程時の電力ＰＬに対する電力ＰＭの応答波形である。ＰＭが正の値の期間は、電力伝達部８０が蓄電部６０の電力を給電経路部４０に伝達する放電期間を表す。ＰＭが負の値の期間は、電力伝達部８０が給電経路部４０の電力を蓄電部６０に伝達する充電期間を表す。図６，７を比較すると明らかなように、図６の型開工程では、ＰＭがＰＬの変動に対して追従しているが、図７の射出工程では、ＰＭがＰＬの変動に対してあまり追従していない。
【００７３】
すなわち、射出用モータ１２が作動している時の電力伝達部８０による充放電量を、型開閉用モータ１１が作動している時に比べて抑えることができる。その結果、給電経路部４０と蓄電部６０との間で電力を伝達する動作によって発生するエネルギー損失を抑えることができる。
【００７４】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７５】
例えば、電力伝達部８０は、型開閉用モータ１１の回生時に給電経路部４０から蓄電部６０に電力を伝達する充電動作を行い、モータ１１〜１４の少なくとも一つの力行時に蓄電部６０から給電経路部４０に電力を伝達する放電動作を行ってもよい。
【００７６】
また、例えば、モータの種類は上述の種類に限ることはなく、本発明は、射出成形機に使用されるモータであれば、他のモータにも適用できる。
【００７７】
また、射出成形機１は、複数のモータのうち少なくとも一つのモータにより発生した回生エネルギーを、駆動部３０と給電経路部４０と給電部５０とを介して、電源９０に回生する機能を有するものであってよい。このような機能によって、射出成形機１の省エネルギー化が図られている。
【００７８】
射出用モータ１２及びエジェクタ用モータ１４よりも減速期間が十分に長い型開閉用モータ１１が電源回生を行う場合、型開閉用モータ１１により発生した回生エネルギーと比べ、その発生した回生エネルギーを電源９０に伝達する動作を給電部５０が行うことによって失われるエネルギーは、無視できるほど小さい。
【００７９】
そこで、本発明の一実施形態である射出成形機１は、型開閉用モータ１１の駆動状態を検知する検知部７０を備え、給電部５０は、検知部７０によって型開閉用モータ１１の回生状態が検知されたとき、その検知結果を用いて、給電経路部４０から電源９０に伝達する電力を制御する構成を有してもよい。射出成形機１は、このような構成を有していることにより、モータ１１〜１４の回生状態の中から型開閉用モータ１１の回生状態を検知し、その検知結果を、給電経路部４０から電源９０への電力伝達制御に使用できる。その結果、モータからの回生エネルギーを給電経路部４０から電源９０に伝達する動作によって発生するエネルギー損失を抑えることができる。
【００８０】
また、本発明の一実施形態である射出成形機１は、給電部５０が、射出用モータ１２及びエジェクタ用モータ１４が駆動部３０を介して給電経路部４０に回生するときに給電経路部４０から電源９０に電力を伝達することを、型開閉用モータ１１が駆動部３０を介して給電経路部４０に回生するときよりも制限する構成を有していてもよい。『電力を伝達することを「制限」する』には、『電力を伝達することを「停止」する』ことも含んでよい。射出成形機１は、このような構成を有していることにより、射出用モータ１２及びエジェクタ用モータ１４による回生エネルギーが電源９０に伝達される機会を減少又は無くすことができる。その結果、モータからの回生エネルギーを給電経路部４０から電源９０に伝達する動作によって発生するエネルギー損失を抑えることができる。
【００８１】
給電部５０は、給電経路部４０から電源９０に伝達する電力を制御する場合、給電経路部４０と電源９０との間に設けられた電源回生コンバータ（電源回生装置）として機能する。この場合、給電部５０は、電源９０から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の直流電力を給電経路部４０及び駆動部３０に供給する。そして、給電部５０は、駆動部３０及び給電経路部４０から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換後の交流電力を電源９０に供給する。
【００８２】
給電部５０は、例えば、モータの力行／回生時に、交流電力と直流電力との間を双方向に変換する、６個のパワートランジスタで構成される三相ブリッジ回路（力行及び電源回生部）を含む回路であるとよい。給電部５０は、モータが力行するときには、主に三相ブリッジ回路を構成するパワートランジスタに並列に接続されたダイオードによって、電源９０から供給される交流電流を直流電流に整流する。
【００８３】
また、給電部５０は、力行経路と回生経路を並列に有するものでもよい。例えば、力行経路には、電源９０から供給される交流電力を直流電力に変換するダイオードブリッジ回路が挿入され、回生経路には、給電経路部４０から供給される直流電力を交流電力に変換する三相ブリッジ回路が挿入される。
【００８４】
給電部５０は、電源回生コンバータとして機能する場合、例えば、図２に示したトランジスタ８１，８２及びインダクタ８５を有するブリッジ回路が３組並列に接続された三相ブリッジ回路と、図２に示した駆動信号生成部８６とを備えるとよい。
【００８５】
この場合、駆動信号生成部８６は、検知部７０による型開閉用モータ１１の回生状態の検知結果を受信することによって、給電経路部４０から電源９０に電力が供給されるように、トランジスタ８１，８２のオン／オフ動作を制御する駆動信号を出力する。
【００８６】
なお、電源回生コンバータとして機能する場合の給電部５０の制御方法は、上述のＰＭを給電部５０が給電経路部４０に送出する電力に置き換えれば、上述の図３〜図７を参照して説明した内容を適用可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１  射出成形機
１１  型開閉用モータ
１２  射出用モータ
１３  計量用モータ
１４  エジェクタ用モータ
２１  型開閉軸
２２  スクリュ
２４  エジェクタ軸
２５  加熱シリンダ
３０  駆動部
３１〜３４  モータ駆動回路
４０  給電経路部
４１  直流電源ライン
４１Ａ  高電位側電源ライン
４１Ｂ  低電位側電源ライン
４２  平滑コンデンサ
５０  給電部
６０  蓄電部
６１  高電位側電源ライン
７０  検知部
８０  電力伝達部
８１，８２  スイッチング素子
８３，８４  ダイオード
８５  インダクタ
８６  駆動信号生成部
９０  電源
１００  制御部
【図１】
0005917365.tif 000011
【図２】
0005917365.tif 000012
【図３】
0005917365.tif 000013
【図４】
0005917365.tif 000014
【図５】
0005917365.tif 000015
【図６】
0005917365.tif 000016
【図７】
0005917365.tif 000017