(57)【要約】【課題】商用電力や工場内発電設備からの電力供給の中断や不安定さに起因するダメージを与えることのないハイブリッド給電型射出成形機を提供する。【解決手段】射出成形機に与えられる商用電力ＰＳＬＹが蓄電装置４０の出力と電力比較され、商用電力が所定値以下となると蓄電装置側に電力供給が切り換えられる。この電力比較による切り換えの判定は、商用電力の消費を避けて蓄電装置の電力を積極的に使用するようにもなっている。蓄電装置は自然エネルギーによる発電装置１２、商用電力、電動射出成形機のサーボモータからの回生電力等により充電される。更に、別記蓄電装置と接続された電力付加装置２２を設けて、その出力を切換手段の出力側に重畳させて商用電力の供給電圧が一時的に不安定となるのを防止する。このようにして、蓄電装置を当該射出成形機専用に設けることにより商用電力の供給中断や一時的不安定さに起因するダメージを回避する。【選択図】　図１
2004050814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出機構および型締機構をサーボモータにより駆動する電動射出成形機本体と、前記サーボモータを、予め定められたプログラム指令にしたがって駆動するよう指令する制御装置と、前記制御装置を介して前記電動射出成形機本体にその稼動に必要な電力を供給する電力供給装置とを備え、
前記電力供給装置は、
商用電源からの電力を供給する第１の電力供給部と、
前記電動射出成形機専用の電力蓄積部を有する第２の電力供給部と、
前記第１および第２の電力供給手段の出力を比較する電力比較器と、
所定の条件下で前記電力比較器による比較結果に応答して前記制御装置を介して与えられる電力供給を前記第１の電力供給部から第２の電力供給部に切り換える切換装置と、
を備えたハイブリッド給電型射出成形機システム。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド給電型射出成形機システムにおいて、
前記電力供給装置は、前記第１の電力供給部から前記制御装置に電力が供給されている場合に、前記電力比較手段による比較結果に応答して前記制御装置に前記第２の電力供給部からの電力を重畳して付加する電力付加部をさらに備えたことを特徴とするハイブリッド給電型射出成形機システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド給電型射出成形機システムにおいて、前記第２の電力供給部は前記商用電源とは別の発電装置を備え、同発電装置から供給される電力を前記電力蓄積部に供給することを特徴とするハイブリッド給電型射出成形機システム。
【請求項４】
請求項３に記載のハイブリッド給電型射出成形機システムにおいて、前記発電装置は自然エネルギーによる発電装置であることを特徴とするハイブリッド給電型射出成形機システム。
【請求項５】
請求項４に記載のハイブリッド給電型射出成形機システムにおいて、前記自然エネルギーによる発電装置は太陽光発電装置であることを特徴とするハイブリッド給電型射出成形機システム。
【請求項６】
請求項４に記載のハイブリッド給電型射出成形機システムにおいて、前記自然エネルギーによる発電装置は風力発電装置であることを特徴とするハイブリッド給電型射出成形機システム。
【請求項７】
請求項３に記載のハイブリッド給電型射出成形機システムにおいて、前記発電装置は燃料電池を用いた発電装置であることを特徴とするハイブリッド給電型射出成形機システム。
【請求項８】
請求項１または２に記載のハイブリッド給電型射出成形機システムにおいて、前記第２の電力供給部の前記電力蓄積部には前記商用電源から供給される電力が蓄積されることを特徴とするハイブリッド給電型射出成形機システム。
【請求項９】
請求項１または２に記載のハイブリッド給電型射出成形機システムにおいて、前記サーボモータは電力回生装置を備え、前記電力蓄積部には前記電力回生装置からの回生エネルギーが蓄積されることを特徴とするハイブリッド給電型射出成形機システム。
【請求項１０】
射出機構および型締機構を有する射出成形機本体と、前記射出機構および型締機構を予め定められたプログラム指令にしたがって駆動するよう指令する制御装置と、前記制御装置を介して前記射出成形機の稼動に必要な電力を供給する電力供給手段とを備え、
前記電力供給手段は、
商用電源からの電力を供給する第１の電力供給手段と、
前記射出成形機線用の電力蓄積手段を有する第２の電力供給手段と、
前記第１および第２の電力供給手段の出力を比較する電力比較手段と、
所定の条件下で前記電力比較手段に応答して前記制御装置を介して与えられる電力供給を前記第１から第２の電力供給手段に切り換える切換手段と、
を備えたハイブリッド給電型射出成形機システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のハイブリッド給電型射出成形機システムにおいて、
前記電力供給装置は、前記第１の電力供給部から前記制御装置に電力が供給されている場合に、前記電力比較手段による比較結果に応答して前記制御装置に前記第２の電力供給部からの電力を重畳して付加する電力付加部をさらに備えたことを特徴とするハイブリッド給電型射出成形機システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド給電型射出成形機システムに係り、特に射出成形機の電力供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、電動射出成形機を稼動する成形工場における従来の電力供給の様子を示すブロック図である。同図において、工場ＰＬＮＴ内に配置された変電所１には外部から高圧の商用電力が供給され、ここで実際に使用される電圧に降圧される。降圧された電力は工場内の動力供給配線網２からの動力供給線ＰＳＬＹを経て各電動射出成形装置５の制御装置５１を介して射出成形機本体５２の射出機構および型締機構を駆動するサーボモータや周辺機器５３の駆動部に与えられる。また、他の成形関連装置例えぱ、金型搬送装置等４にも電力が供給されている。
【０００３】
ところで比較的規模の大きい工場ＰＬＮＴではバックアップ用に発電設備３が設けられており、何らかの事故により外部商用電源が利用できない場合には発電指令が与えられ、一定時間電力供給を行うことで生産の停止を招かないようになっている。
【０００４】
図３に示した電動射出成形装置５は射出機構、型締機構ともに複数のサーボモータを備えており、十数秒から数分の間のサイクルタイム中に全てのサーボモータが駆動される。特に、射出動作や型開閉動作においては急発進、急停止が毎サイクル行われるので消費電力もかなり多くなる。更に、加熱筒のヒータによる電力消費も無視できない。したがって、必要な総電力は十分に準備しておく必要がある。
【０００５】
図３に示す従来の工場の構成において、何らかの事故により外部商用電源からの電力供給が絶たれると、電力供給線ＰＳＬＹからの電力供給は絶たれる。このような場合、情報処理、データの保存に関して制御装置はバックアップ用電源により瞬時に対応できる。
【０００６】
しかしながら、電力を大量に消費する、機械的動作を行っているサーボモータやヒータについては瞬時の対応ができないという問題がある。これは、発電設備３は通常の場合、常時運転されていないためである。このため、発電設備３は事故発生後すぐに商用電力に代わって電力を供給することができない。これにより、機械的動作に関わるサーボモータの駆動やヒータの加熱はその時点でコントロールされない状態となる。
【０００７】
その結果、成形途中の成形品が金型内に残留したまま硬化したり、溶融樹脂がゲートやノズル部に滞留したまま硬化したり、金型の型締状態が緩んで溶融樹脂がその合わせ面から飛散したりすることがあり、電力供給状態が正常に復帰しても、正規の運転稼動をすぐには再開できないという問題がある。
【０００８】
更に、前述のように商用電力供給が事故等により一時的に絶たれる場合だけでなく、夏場のように電力需要が供給限界に近い状態では工場内での小さな短絡事故や各装置の同時立ち上げにより一時的に供給電圧が降下したりすると電動射出成形機のサーボモータの駆動がプログラム指令通りに遂行されない結果、予定された品質の成形品を得ることができないという問題がある。
【０００９】
射出成形機は、金型や射出スクリュー等の機械要素を移動および温度制御することによって溶融樹脂を成形するというプロセス制御の側面を有するので、短時間でも電力供給の不安定な状態があるとそのダメージは非常に甚大なものとなる。
【００１０】
以上は発電設備を備えた工場の場合の例であるが、射出成形機を１台、又は数台設置した小規模の成形工場の場合には、自家発電設備を備えることはほとんどなく、商用電力にのみ依存しており上述した場合と同様な問題が発生する。
【００１１】
また、油圧駆動方式の射出成形機の場合でも可変容量ポンプ、各種の切換弁、同ポンプ駆動用モータ等への電力供給停止により同様の問題が生じる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、商用電力や工場内発電設備からの電力供給の中断や不安定さに起因する射出成形機へのダメージを与えることのない、ハイブリッド給電型射出成形機システムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、射出機構および型締機構をサーボモータにより駆動する電動射出成形機本体と、前記サーボモータを、予め定められたプログラム指令にしたがって駆動するよう指令する制御装置と、前記制御装置を介して前記電動射出成形機本体にその稼動に必要な電力を供給する電力供給装置とを備え、
前記電力供給装置は、
商用電源からの電力を供給する第１の電力供給部と、
前記電動射出成形機専用の電力蓄積部を有する第２の電力供給部と、
前記第１および第２の電力供給手段の出力を比較する電力比較器と、
所定の条件下で前記電力比較器による比較結果に応答して前記制御装置を介して与えられる電力供給を前記第１の電力供給部から第２の電力供給部に切り換える切換装置とを備えたハイブリッド給電型射出成形機システムが提供される。
【００１４】
このような構成を採用することにより、商用電力の供給中断や一時的不安定さに起因する射出成形機へのダメージを回避できるのみならず、蓄電装置側に充分な電力供給が可能な場合は正常な商用電力供給状態であっても蓄電装置側から電力供給を受けるようにして電力コストを削減することが可能となる。
【００１５】
蓄電装置への充電電力を自然エネルギーによる発電装置を介して供給するようにすれば地球環境にも配慮して射出成形機の稼働を行うことも可能となる。
【００１６】
また、電力付加回路を蓄電装置と切換器との間に設け、商用電力の供給が不安定なときには蓄電装置からの電力を商用電力に重畳させることにより、安定的な電力供給が可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づく実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
本発明は、射出成形機の電力供給源として前記商用電力や工場内発電設備の他に、当該射出成形機のため専用的に供される蓄電装置を設けることにより、前記商用電力や工場内発電設備からの電力供給の中断や不安定さに起因する前記問題が解決できるという発明者の知見に基づいてなされたものである。
【００１９】
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる射出成形機システム１０の概略構成を示すブロック図である。
【００２０】
射出成形機本体・制御装置３０は図３における電動射出成形装置５と同じものであり、周辺機器も含む概念である。この射出成形機本体・制御装置３０には、２つの電力供給系統が設けられている。すなわち、一方の電力供給は商用電力線ＰＳＬＹ（工場内発電設備からの電力供給を含む）から切換器２１を介して供給される。また、他方の電力供給は蓄電装置４０から切換器２１を介して供給される。
【００２１】
また、電力比較器２０においては、商用供給電力と蓄電装置ＰＳＶの出力が常時比較される。切換のための比較判定の１つは、蓄電装置ＰＳＶの出力が所定の値を充足している条件下で、商用電力を利用することを前提に両出力の大小を判定し、商用電力が中断または不安定に変化してその差が許容範囲を超えるときに電力比較器２０より切換器２１に対して切換指令を出し射出成形機本体およびその制御装置３０に対し蓄電装置４０から電力を供給するようにする。
【００２２】
この切換はきわめて迅速に瞬時に行うことができるため、従来のような商用電力の中断や不安定が生じても従来のようなサーボモータの駆動やヒータの加熱の停止を招くことはなく、正規の運転を継続することができる。
【００２３】
他の比較判定としては、コストの掛かる商用電力の消費を少なくするため、商用電力の供給が中断せず、また許容範囲内であっても蓄電装置側の余力が十分であるときには蓄電装置側から電力供給を行うようにする。
【００２４】
発電装置１２は商用電力とは別に設けられた発電装置であって、蓄電装置４０を充電するようになっている。なお、この蓄電装置４０は射出成形機本体およびその制御装置３０に対し実質的に専用に設けられている。ここで専用に設けられることは必ずしも１台の射出成形機に限定する意味を持つものではないが、他の射出成形機の稼動状態に影響されないという点では１台の特定の射出成形機専用とすることが好ましい。
【００２５】
発電装置１２は、太陽光発電、風力発電等のクリーンな自然エネルギーを利用する発電システムとして構成されることが地球環境およびランニングコスト上好ましい。また、最近著しく性能が向上している燃料電池を利用することも可能である。
【００２６】
図１においては１台の発電装置１２が１台の蓄電装置４０と対になっているが必ずしもセットである必要はなく、容量が十分であれば１台の発電装置で複数の蓄電装置４０を充電するよう構成することもできる。
【００２７】
なお、蓄電装置４０には破線で示すように、商用電力線ＰＳＬＹを通じて充電することも可能である。このような例としては、深夜のように比較的電力需要が少なく、料金の安い時間帯に利用する場合がある。この結果、ランニングコストを低下させることが可能となる。
【００２８】
また、射出成形機本体およびその制御装置３０から蓄電装置ＰＳＶへの破線は、射出成形機のサーボモータに電力回生装置３１を設けて射出機構や型締機構の成形サイクル毎に遂行される急停止時に放出される電力を回生して蓄電装置４０に供給するように構成した例を示す。この場合、電力の回生は商用電力ＰＳＬＹ、蓄電装置４０のいずれから供給された電力を使用して駆動を行っていたかを問わない。
【００２９】
このような構成の場合も、エネルギーを有効利用することにより、結果としてランニングコストを低下させることが可能となる。
【００３０】
図２は、本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。この実施の形態では、図１に示された射出成形機システム１０の構成にさらに電力付加回路２２を付加した場合の射出成形機システム１０Ａを示す。
【００３１】
図２を参照すると、電力付加回路２２は蓄電装置４０と切換器２１との間に設けられており、蓄電装置４０からの電力を商用電力の付加するか否かを切り換えるスイッチである。
【００３２】
この実施の形態における動作を説明すると、商用電力が供給されている状態でその電圧変動がある場合に、電力比較器２０は、比較判定をしてその差が許容範囲を超えると電力付加回路２２に電力付加指令を出し、蓄積装置ＰＳＶからの電力を商用電源の供給ラインに重畳して付加し射出成形機側へその変動の影響を与えないようにすることが可能となる。
【００３３】
一方、商用電力が中断または不安定に変化してその差が許容範囲を超えるときには電力比較器２０より電力付加回路２２に対して切換器２１側に切り換えるよう切換指令を出し、切換器２１に対しては電力付加回路２２側に切り換えるように切換指令を発する。この結果、射出成形機本体およびその制御装置３０に対しては蓄電装置４０から電力が供給される。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、当業者であれば本発明の趣旨に基づいて種々変更を行うことができる。
【００３５】
例えば、図１、図２においては前記射出成形機本体およびその制御装置３０の制御装置とは別に切換器２１や電力付加回路２２を配置しているがこれらを制御装置の一部として構成すること、また蓄電装置４０の供給可能な電力量をこの制御装置で常時監視すること、比較判定の基準を予め定められたソフトウエアで遂行するようにし、その際判定の基準を複数用意し、時期や時間帯に応じた商用電力の供給状態を考慮して判定基準を選択指定するようそのソフトウエアを構成するようなことは容易に可能である。
【００３６】
また、外部よりの供給電力が遮断され、蓄電されている電力が残り少なくなり、射出成形機の運転続行が不能となると判断された時は、当該射出成形機を安全な状態で停止することも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、第１の電力供給手段である商用電力と第２の電力供給手段である当該射出成形機専用の蓄電装置を設けて、これらの出力を比較判定しその判定に従って電力供給を選択できるようにしたので、商用電力の供給中断や一時的不安定さに起因する射出成形機へのダメージを回避できるのみならず、蓄電装置側に充分な電力供給が可能な場合は正常な商用電力供給状態であっても蓄電装置側から電力供給を受けるようにして電力コストを削減することが可能である等の効果を奏する。その場合、蓄電装置への充電電力を自然エネルギーによる発電装置を介して供給するようにすれば地球環境にも配慮して射出成形機の稼働を行うことも可能となる。
【００３８】
また、電力付加回路を蓄電装置と切換器との間に設け、商用電力の供給が不安定なときには蓄電装置からの電力を商用電力に重畳させることにより、安定的な電力供給が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す制御ブロック図である。
【図２】図１の構成部分に電圧バイアス回路を付加した、本発明の第２の実施の形態の構成を示す制御ブロック図である。
【図３】電動射出成形機を稼動する成形工場における電力供給の従来の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１　変電所
２　動力供給配線網
３　発電設備
５　電動射出成形装置
１０、１０Ａ　射出成形機システム
１２　発電装置
２０　電力比較器
２１　切換器
２２　電力付加回路
３０　射出成形機本体およびその制御装置
３１　電力回生装置
４０　蓄電装置
ＰＳＬＹ　商用電力線
【図１】
2004050814.tif 000003
【図２】
2004050814.tif 000004
【図３】
2004050814.tif 000005