(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）シリンダ部材に配設されたコイル、直流電圧発生回路、スイッチング素子及びコンデンサを備え、前記スイッチング素子のスイッチングに従って高周波電流を発生させて前記コイルに供給する高周波電流発生回路と、
（ｂ）前記コイル及びコンデンサから成る共振回路の状態を表す電気的変量を検出する電気的変量検出部と、
（ｃ）前記電気的変量に基づいて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を発生させる駆動信号発生処理手段と、
（ｄ）前記直流電圧発生回路の電圧、コンデンサの静電容量及び電気的変量に基づいて、前記シリンダ部材への供給エネルギーを算出する供給エネルギー算出処理手段とを有することを特徴とする成形機供給エネルギー算出装置。
【請求項２】
前記供給エネルギー算出処理手段は、電気的変量に基づいて設定された供給エネルギー算出用変量に基づいて供給エネルギーを算出する請求項１に記載の成形機供給エネルギー算出装置。
【請求項３】
前記供給エネルギーをＷｐｖとし、直流電圧発生回路の電圧をＶｓとし、コンデンサの静電容量をＣとし、供給エネルギー算出用変量をＶｄ、Ｖｒとしたとき、前記供給エネルギーＷｐｖは、
Ｗｐｖ＝ΣＶｓ・Ｃ・（Ｖｄ−Ｖｒ）
にされる請求項２に記載の成形機供給エネルギー算出装置。
【請求項４】
単位時間当たりの供給エネルギーをＰとし、スイッチングの基本の周波数をｆとし、直流電圧発生回路の電圧をＶｓとし、コンデンサの静電容量をＣとし、供給エネルギー算出用変量をＶｄ、Ｖｒとしたとき、前記供給エネルギーＰは、
Ｐ＝ｆ・Ｖｓ・Ｃ・（Ｖｄ−Ｖｒ）
にされる請求項２に記載の成形機供給エネルギー算出装置。
【請求項５】
前記供給エネルギーをＷｐｖとし、直流電圧発生回路の電圧をＶｓとし、コンデンサの静電容量をＣとし、供給エネルギー算出用変量をＶｄ、Ｖｒとし、基準電圧をＶｂとしたとき、前記供給エネルギーＷｐｖは、
Ｗｐｖ＝ΣＶｓ・Ｃ・（Ｖｂ−Ｖｒ）＋ΣＶｓ・Ｃ・（Ｖｄ−Ｖｂ）
にされる請求項２に記載の成形機供給エネルギー算出装置。
【請求項６】
前記電気的変量はコンデンサの端子間電圧である請求項１〜５のいずれか１項に記載の成形機供給エネルギー算出装置。
【請求項７】
前記電気的変量はコイルを流れる電流である請求項１〜５のいずれか１項に記載の成形機供給エネルギー算出装置。
【請求項８】
（ａ）シリンダ部材と、
（ｂ）該シリンダ部材に配設されたコイル、直流電圧発生回路、スイッチング素子及びコンデンサを備え、前記スイッチング素子のスイッチングに従って高周波電流を発生させて前記コイルに供給する高周波電流発生回路と、
（ｃ）前記コイル及びコンデンサから成る共振回路の状態を表す電気的変量を検出する電気的変量検出部と、
（ｄ）前記電気的変量に基づいて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を発生させる駆動信号発生処理手段と、
（ｅ）前記直流電圧発生回路の電圧、コンデンサの静電容量及び電気的変量に基づいて、
前記シリンダ部材への供給エネルギーを算出する供給エネルギー算出処理手段と、
（ｆ）供給エネルギー積算値と設定供給エネルギー積算値とを比較する供給エネルギー積算値判定処理手段とを有するとともに、
（ｇ）前記駆動信号発生処理手段は、前記供給エネルギー積算値判定処理手段による比較結果に基づいて前記駆動信号を発生させることを特徴とする成形機制御装置。
【請求項９】
（ａ）シリンダ部材と、
（ｂ）該シリンダ部材に配設されたコイル、直流電圧発生回路、スイッチング素子及びコンデンサを備え、前記スイッチング素子のスイッチングに従って高周波電流を発生させて前記コイルに供給する高周波電流発生回路と、
（ｃ）前記コイル及びコンデンサから成る共振回路の状態を表す電気的変量を検出する電気的変量検出部と、
（ｄ）前記電気的変量に基づいて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を発生させる駆動信号発生処理手段と、
（ｅ）前記直流電圧発生回路の電圧、コンデンサの静電容量及び電気的変量に基づいて前記シリンダ部材への供給エネルギーを算出する供給エネルギー算出処理手段と、
（ｆ）前記シリンダ部材の温度を検出する温度検出部と、
（ｇ）該温度検出部によって検出された前記温度に基づいて設定供給エネルギーを算出する設定供給エネルギー算出処理手段とを有することを特徴とする成形機制御装置。
【請求項１０】
（ａ）シリンダ部材に配設されたコイル、直流電圧発生回路、スイッチング素子及びコンデンサを備えた高周波電流発生回路において、前記スイッチング素子のスイッチングに従って高周波電流を発生させ、
（ｂ）前記コイル及びコンデンサから成る共振回路の状態を表す電気的変量を検出し、
（ｃ）該電気的変量に基づいて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を発生させ、
（ｄ）前記直流電圧発生回路の電圧、コンデンサの静電容量及び電気的変量に基づいて、前記シリンダ部材への供給エネルギーを算出し、
（ｅ）供給エネルギー積算値と設定供給エネルギー積算値とを比較するとともに、
（ｆ）前記駆動信号は、供給エネルギー積算値と設定供給エネルギー積算値との比較結果に基づいて発生させられることを特徴とする成形機制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形機供給エネルギー算出装置、成形機制御装置及び成形機制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、成形機、例えば、射出成形機においては、射出装置において溶融させられた成形材料としての樹脂を金型装置内のキャビティ空間に充填し、成形を行うようにしている。そのために、射出装置にシリンダ部材としての加熱シリンダが配設され、該加熱シリンダの周囲に配設されたヒータを通電することによって、加熱シリンダ内の樹脂を溶融させるようにしている。そして、加熱シリンダの温度を検出し、検出結果に基づいて前記ヒータをオン・オフすることによってフィードバック制御が行われる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−３２８５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の射出装置においては、ヒータを通電することによって加熱シリンダを加熱し、樹脂を間接的に加熱するようになっているので、ヒータからの放熱量が多く、熱効率を高くすることができない。【０００４】
そこで、加熱シリンダの周囲に、ヒータに代えてコイルを配設し、該コイルに電流を供給し、誘導加熱によって加熱シリンダを加熱するようにした誘導加熱装置が考えられる。この場合、加熱シリンダの温度を検出し、検出結果に基づいて誘導加熱の動作及び停止の各時間比で表されるデューティ比を変更することによってフィードバック制御が行われる。【０００５】
ところが、前記誘導加熱装置においては、誘導加熱の動作中における加熱能力を表す加熱シリンダへの供給エネルギー（ワット密度）が一定であるので、例えば、樹脂が変更されたときに、樹脂の種類に対応させて供給エネルギーを変更する必要がある。その場合、例えば、誘導加熱装置の直流電圧発生回路の電圧及び時間平均電流を測定し、測定結果に基づいて供給エネルギーが算出される。なお、該供給エネルギーは、加熱シリンダに供給される熱量に対応させられる。【０００６】
ところが、この場合、誘導加熱装置におけるスイッチング素子のスイッチングによる損失を考慮することができないだけでなく、誘導加熱装置で発生させられた高周波電流が直流電圧発生回路に流れてしまうので、時間平均電流を正確に測定することができない。したがって、供給エネルギーを正確に算出することができず、その結果、例えば、樹脂の種類に対応させて供給エネルギーを適正に変更することができない。【０００７】
本発明は、前記従来の誘導加熱装置の問題点を解決して、シリンダ部材への供給エネルギーを、正確に算出することができ、成形材料の種類に対応させて適正に変更することができる成形機供給エネルギー算出装置、成形機制御装置及び成形機制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために、本発明の成形機供給エネルギー算出装置においては、シリンダ部材に配設されたコイル、直流電圧発生回路、スイッチング素子及びコンデンサを備え、前記スイッチング素子のスイッチングに従って高周波電流を発生させて前記コイルに供給する高周波電流発生回路と、前記コイル及びコンデンサから成る共振回路の状態を表す電気的変量を検出する電気的変量検出部と、前記電気的変量に基づいて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を発生させる駆動信号発生処理手段と、前記直流電圧発生回路の電圧、コンデンサの静電容量及び電気的変量に基づいて、前記シリンダ部材への供給エネルギーを算出する供給エネルギー算出処理手段とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成形機供給エネルギー算出装置においては、シリンダ部材に配設されたコイル、直流電圧発生回路、スイッチング素子及びコンデンサを備え、前記スイッチング素子のスイッチングに従って高周波電流を発生させて前記コイルに供給する高周波電流発生回路と、前記コイル及びコンデンサから成る共振回路の状態を表す電気的変量を検出する電気的変量検出部と、前記電気的変量に基づいて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を発生させる駆動信号発生処理手段と、前記直流電圧発生回路の電圧、コンデンサの静電容量及び電気的変量に基づいて、前記シリンダ部材への供給エネルギーを算出する供給エネルギー算出処理手段とを有する。【００１０】
この場合、直流電圧発生回路の電圧、コンデンサの静電容量及び電気的変量に基づいて
、シリンダ部材への供給エネルギーが算出されるので、スイッチング素子のスイッチングによる損失を考慮する必要がなくなるだけでなく、高周波電流が直流電圧発生回路に流れても、供給エネルギーを正確に算出することができる。したがって、例えば、成形材料が変更された場合に、成形材料の種類に対応させて供給エネルギーを適正に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における誘導加熱装置の概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における射出成形機制御装置の要部を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における反転器の動作を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における誘導加熱装置の入力電圧と検出電圧との関係を表すタイムチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態における誘導加熱装置の概念図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における反転器の動作を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における積算エネルギーの推移を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態における誘導加熱装置の入力電圧と検出電圧との関係を表すタイムチャートである。
【図９】本発明の第３の実施の形態における射出成形機制御装置の要部を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態における誘導加熱装置の概念図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態における反転器の動作を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態における誘導加熱装置の入力電圧と電圧変化率との関係を表すタイムチャートである。
【図１３】本発明の第５の実施の形態における誘導加熱装置の概念図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態における反転器の動作を示す図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態における誘導加熱装置の入力電圧と電流との関係を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００１２】
１２    加熱シリンダ
１４    誘導加熱装置
１６    コイル
２１    温度センサ
２５    ＰＩＤ補償器
２８    供給エネルギー算出部
３１    直流電圧発生回路
３６    電流センサ
ＡＮ１    電圧検出部
ＡＮ２、ＡＮ３    反転器
ＡＮ５    バッファ
Ｃ１〜Ｃ４    コンデンサ
ＯＰ１    比較器
Ｑ１、Ｑ２    ＩＧＢＴ
ＳＲ１    操作出力部
ＳＲ２    共振回路
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、成
形機としての射出成形機に適用される成形機制御装置としての射出成形機制御装置について説明する。【００１４】
図１は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱装置の概念図、図２は本発明の第１の実施の形態における射出成形機制御装置の要部を示すブロック図、図３は本発明の第１の実施の形態における反転器の動作を示す図、図４は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱装置の入力電圧と検出電圧との関係を表すタイムチャートである。なお、図３において、横軸に検出電圧Ｖｃを、縦軸に出力を採ってある。【００１５】
図２において、１１は射出装置であり、該射出装置１１は、図示されない型締装置、金型装置等と射出成形機を構成し、図示されないホッパから供給された成形材料としての樹脂を加熱して溶融させるシリンダ部材としての加熱シリンダ１２、溶融させられた樹脂を射出するための射出ノズル１３等を備え、前記加熱シリンダ１２内に図示されないスクリューが進退自在に、かつ、回転自在に配設される。そして、該スクリューを、図示されない射出用モータを駆動することによって前進させることにより射出ノズル１３から樹脂が射出され、図示されない計量用モータを駆動することによって回転させ、それに伴って後退させることにより樹脂の計量が行われる。【００１６】
射出された樹脂は、金型装置のキャビティ空間に充填され、該キャビティ空間において冷却されて成形品になる。【００１７】
この場合、樹脂を加熱し溶融させるために、誘導加熱装置１４が配設される。該誘導加熱装置１４は、加熱シリンダ１２に配設されたコイル１６、誘導加熱用の電流である高周波電流を発生させて前記コイル１６に供給するヒータドライバ１７、加熱シリンダ１２の所定の箇所に配設され、加熱シリンダ１２の温度を検出する温度検出部としての温度センサ２１、表示部としての、かつ、設定部としての表示設定器２２、前記温度センサ２１によって検出された温度である検出温度Ｔｐｖ、及び表示設定器２２によって設定された、加熱シリンダ１２の目標となる温度である設定温度Ｔｓｖを読み込み、ヒータドライバ１７を駆動してフィードバック制御を行う制御部２３を備える。【００１８】
そして、該制御部２３は、前記検出温度Ｔｐｖと設定温度Ｔｓｖとの偏差ΔＴ
ΔＴ＝Ｔｓｖ−Ｔｐｖ
に基づいて、比例成分、積分成分及び微分成分を算出し、算出結果に基づいて誘導加熱のデューティ比ηを算出するＰＩＤ補償器２５、前記デューティ比ηに基づいて、ヒータドライバ１７を駆動する時間をローレベルとし、停止させる時間をハイレベルとしたＰＷＭ信号ＳＧ１を発生させ、ヒータドライバ１７に送るＰＷＭ信号発生器２６等を備える。【００１９】
なお、前記表示設定器２２は、表示部としてディスプレイ、液晶パネル、ＬＥＤ、ランプ、警報器等を備え、設定部として操作パネル、キー、スイッチ等を備え、設定部を操作することによって前記設定温度Ｔｓｖを設定したり、表示部に検出温度Ｔｐｖ及び設定温度Ｔｓｖを表示したりすることができる。【００２０】
ところで、本実施の形態においては、加熱シリンダ１２への供給エネルギーを算出し、算出された供給エネルギーを目標となる供給エネルギーである設定供給エネルギーＷｓｖにすることができるようになっていて、そのために、供給エネルギー算出処理手段（処理部）としての供給エネルギー算出部２８、及び供給エネルギー調整処理手段（処理部）としての供給エネルギー調整器２９が配設される。また、前記表示設定器２２において、設定供給エネルギーＷｓｖを設定することができるようになっている。【００２１】
そして、前記供給エネルギー算出部２８は、供給エネルギー算出処理を行い、実際の加
熱シリンダ１２への供給エネルギーＷｐｖを算出する。前記供給エネルギー調整器２９は、供給エネルギー調整処理を行い、前記設定供給エネルギーＷｓｖに対応させて供給エネルギーＷｐｖを調整するために、例えば、ヒータドライバ１７において使用される発振周波数等の発振制御パラメータを変更する。また、ヒータドライバ１７の電源回路を構成し、直流の電圧を発生させる回路、すなわち、直流電圧発生回路の電圧Ｖｓを供給エネルギー調整器２９によって変更することもできる。なお、前記誘導加熱装置１４及び供給エネルギー算出部２８によって成形機供給エネルギー算出装置が構成される。【００２２】
次に、前記誘導加熱装置１４の詳細について説明する。【００２３】
図１において、ＳＲ１は操作出力部、ＳＲ２は共振回路、ＳＲ３は駆動信号発生部であり、前記操作出力部ＳＲ１は、直流電圧発生回路３１、該直流電圧発生回路３１と直列に接続された二つのスイッチング素子としてのＩＧＢＴＱ１、Ｑ２、各ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２のエミッタ・コレクタ間に、互いに並列に接続されたダイオードＤ１、Ｄ２、コンデンサＣ１、Ｃ２等を有する。なお、前記ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２に代えて他のトランジスタを使用することができる。前記直流電圧発生回路３１は電圧Ｖｓを変更することができる構造を有し、負極端子が接地される。また、前記ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２のベースに駆動信号ｇ１、ｇ２が入力される。【００２４】
また、前記共振回路ＳＲ２は、前記ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２間に一端が接続されたコイル１６、並びに該コイル１６の他端と直流電圧発生回路３１の負極端子及び正極端子との間に接続された二つのコンデンサＣ３、Ｃ４を備える。該コンデンサＣ３、Ｃ４のうちの一方、本実施の形態において、コンデンサＣ３の端子間電圧は、図示されない電圧検出要素としての電圧センサによって検出電圧Ｖｃとして検出され、供給エネルギー算出部２８に送られる。なお、前記検出電圧Ｖｃによって、共振回路ＳＲ２の状態を表す電気的変量が、前記電圧センサによって電気的変量検出部が構成される。また、前記操作出力部ＳＲ１及び共振回路ＳＲ２によって高周波電流発生回路が構成される。【００２５】
この場合、高周波電流としては、商用電源から供給される商用電流の周波数（５０〔Ｈｚ〕又は６０〔Ｈｚ〕）より高い周波数を有する電流を使用することができるが、１００〔Ｈｚ〕程度の周波数の電流を使用すると、コイル１６における加熱効率が低下してしまう。そこで、５００〔Ｈｚ〕以上の周波数の電流を使用するのが好ましいが、２００〔ｋＨｚ〕以上の周波数の電流を使用すると、ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２におけるスイッチングが間に合わなくなってしまう。したがって、５〔ｋＨｚ〕以上、１００〔ｋＨｚ〕以下の範囲の周波数の電流を使用するのが好ましい。【００２６】
前記コイル１６には高周波電流が供給され、それに伴って加熱シリンダ１２に誘導電流が発生させられ、該誘導電流によるうず電流損によってジュール熱が発生し、加熱シリンダ１２を加熱する。なお、本実施の形態において、加熱シリンダ１２は、常磁性体によって形成されるようになっているが、誘導電流を表面に集中させることができ、加熱シリンダ１２における発熱量を多くすることができる金属材料、例えば、強磁性体である鋼によって形成されることが好ましい。【００２７】
そして、前記駆動信号発生部ＳＲ３は、前記駆動信号ｇ１、ｇ２を発生させるためのものであり、前記電圧センサとは別に、前記コンデンサＣ３の両端に接続され、端子間電圧を検出電圧Ｖｃとして検出する電圧検出部ＡＮ１、該電圧検出部ＡＮ１の出力端子に接続された駆動信号発生処理手段（処理部）としての反転器ＡＮ２、該反転器ＡＮ２の出力端子に接続され、反転器ＡＮ２の出力Ｖｇｇを送る第１、第２のバッファＬＮ１、ＬＮ２等を備える。なお、前記電圧検出部ＡＮ１によって電気的変量検出部が構成される。また、本実施の形態においては、電気的変量検出部として電圧センサ及び電圧検出部ＡＮ１が配
設されるようになっているが、電圧検出部ＡＮ１だけを配設することができる。そして、第１のバッファＬＮ１は、反転機能を備え、駆動信号ｇ１は駆動信号ｇ２に対して反転させられ、ハイレベルとローレベルとが逆にされる。また、前記電圧検出部ＡＮ１及び第１、第２のバッファＬＮ１、ＬＮ２は、アイソレーション構造を有し、強電系の操作出力部ＳＲ１及び共振回路ＳＲ２と弱電系の反転器ＡＮ２とを電気的に分離させる。ここで、強電系とは電力をエネルギーとして使用する回路を意味し、弱電系とは電力を信号として使用する回路を意味する。【００２８】
ところで、前記高周波電流を発生させるために、前記ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２に常に駆動信号ｇ１、ｇ２を入力する必要がある。本実施の形態においては、初期状態において、所定のタイミングで、駆動信号ｇ２がローレベルからハイレベルに立ち上げられ、駆動信号ｇ１はローレベルのままを維持すると、ＩＧＢＴＱ２がオンにされ、ＩＧＢＴＱ１がオフのままにされる。これに伴って、入力電圧Ｖｉｎはハイレベルになり、直流電圧発生回路３１からＩＧＢＴＱ２を介してコイル１６に電流が流れ、コンデンサＣ３が充電され、コンデンサＣ３の端子間電圧及び検出電圧Ｖｃが徐々に高くなる。【００２９】
ところで、前記反転器ＡＮ２は、駆動信号発生処理を行い、検出電圧Ｖｃが入力されて、図３に示されるような特性で作動させられる。すなわち、出力がハイレベル（Ｈ）である場合において、検出電圧Ｖｃが高くなるときには、第１の閾値電圧としての電圧Ｖｄになるまで、出力はハイレベルを維持し、電圧Ｖｄになると、出力がハイレベルからローレベル（Ｌ）になり、その後、ローレベルを維持する。そして、出力がローレベルである場合において、検出電圧Ｖｃが低くなるときには、前記電圧Ｖｄより低く設定された第２の閾値電圧としての電圧Ｖｒになるまで、出力はローレベルを維持し、電圧Ｖｒになると、出力がローレベルからハイレベルになり、その後、ハイレベルを維持する。なお、供給エネルギー調整器２９が設定供給エネルギーＷｓｖに基づいて算出する前記電圧Ｖｄ、Ｖｒによって、供給エネルギーＷｐｖを算出するための供給エネルギー算出用変量が構成される。【００３０】
したがって、図４に示されるように、検出電圧Ｖｃが上のピーク値に達した後、徐々に低くなり、タイミングｔ１、ｔ３で電圧Ｖｒになると、反転器ＡＮ２の出力Ｖｇｇがハイレベルになり、第１のバッファＬＮ１の出力である駆動信号ｇ１がローレベルに、第２のバッファＬＮ２の出力である駆動信号ｇ２がハイレベルになる。【００３１】
その結果、ＩＧＢＴＱ１がオフに、ＩＧＢＴＱ２がオンにされ、入力電圧Ｖｉｎはローレベルからハイレベルになり、コンデンサＣ４が放電され、コンデンサＣ３が充電されるのに伴って、ＩＧＢＴＱ２を介してコイル１６に電流が流れる。そして、コンデンサＣ３の端子間電圧及び検出電圧Ｖｃは、下のピーク値になった後、徐々に高くなる。【００３２】
一方、検出電圧Ｖｃが、徐々に高くなり、タイミングｔ２、ｔ４で電圧Ｖｄになると、反転器ＡＮ２の出力Ｖｇｇがローレベルになり、前記駆動信号ｇ１がハイレベルに、前記駆動信号ｇ２がローレベルになる。【００３３】
その結果、ＩＧＢＴＱ１がオンに、ＩＧＢＴＱ２がオフにされ、入力電圧Ｖｉｎはハイレベルからローレベルになり、コンデンサＣ３が放電され、コンデンサＣ４が充電されるのに伴って、ＩＧＢＴＱ１を介してコイル１６に電流が流れる。そして、コンデンサＣ３の端子間電圧及び検出電圧Ｖｃは、上のピーク値になった後、徐々に低くなる。【００３４】
このように、図４に示されるように、入力電圧Ｖｉｎは矩形波状の形状を、検出電圧Ｖｃは正弦波に類似した形状を有するようになり、また、駆動信号ｇ２は入力電圧Ｖｉｎと同様の矩形波状の形状を、前記駆動信号ｇ１は駆動信号ｇ２を反転させた矩形波状の形状
を有するようになり、入力電圧Ｖｉｎがコイル１６に印加され、各駆動信号ｇ１、ｇ２がそれぞれＩＧＢＴＱ１、Ｑ２に入力される。【００３５】
なお、入力電圧Ｖｉｎのハイレベルとローレベルとの振幅は直流電圧発生回路３１の電圧Ｖｓとほぼ等しい。【００３６】
そして、検出電圧Ｖｃの波形が安定している場合、コイル１６のインダクタンスをＬとし、コンデンサＣ３、Ｃ４の各静電容量の合計の静電容量をＣとすると、高周波電流発生回路の周波数ｆは、
ｆ＝１／２π√（Ｌ・Ｃ）
になる。【００３７】
ところで、前記コンデンサＣ３、Ｃ４のうちの一方、本実施の形態においては、コンデンサＣ３に印加されている電圧である前記検出電圧Ｖｃが分かると、検出電圧Ｖｃの変化率は、コンデンサＣ４に印加されている電圧の変化率と等しいので、コイル１６を流れる電流ＩL は、
ＩL ＝Ｃ・ｄＶｃ／ｄｔ
になる。そして、前記加熱シリンダ１２への供給エネルギーＷｐｖは、コイル１６において消費されるエネルギーと等しく、
Ｗｐｖ＝∫Ｖｉｎ・ＩL ・ｄｔ
になる。ここで、入力電圧Ｖｉｎは、図４に示されるように、ハイレベルとローレベルとから成り、入力電圧Ｖｉｎがハイレベルの場合に、コイル１６において消費されるエネルギーをＰＨとすると、エネルギーＰＨは、
ＰＨ＝Σ∫Vin =Vs Ｖｓ・ＩL ・ｄｔ
になり、入力電圧Ｖｉｎがローレベルの場合に、コイル１６において消費されるエネルギーをＰＬとすると、エネルギーＰＬは、
ＰＬ＝Σ∫Vin=0 ０・ＩL ・ｄｔ
＝０
になる。なお、値∫Vin =Vs Ｖｓ・ＩL ・ｄｔは、一つのサイクルでコイル１６において消費されるエネルギーである。【００３８】
そこで、前記供給エネルギー算出部２８は供給エネルギーＷｐｖを、電圧Ｖｓ、静電容量Ｃ及び検出電圧Ｖｃに基づいて、次のとおり算出する。【００３９】
Ｗｐｖ＝ＰＨ
＝Σ∫Vin =Vs Ｖｓ・ＩL ・ｄｔ
＝Σ∫Vin =Vs Ｖｓ・Ｃ・ｄＶｃ／ｄｔ・ｄｔ
＝ΣＶｓ・Ｃ・∫Vin =Vs ｄＶｃ
になる。ここで、値∫Vin =Vs ｄＶｃは、入力電圧Ｖｉｎがハイレベルである間の検出電圧Ｖｃの変化量であり、                                                          
∫Vin =Vs ｄＶｃ＝（Ｖｄ−Ｖｒ）
であるので、供給エネルギーＷｐｖは、
Ｗｐｖ＝ΣＶｓ・Ｃ・（Ｖｄ−Ｖｒ）                            ……（１）
になる。【００４０】
また、検出電圧Ｖｃの波形が安定している場合、スイッチングの基本の周波数ｆがほぼ一定の値を採るので、供給エネルギー算出部２８において、加熱シリンダ１２に供給される単位時間当たりの供給エネルギーＰを次の式で算出することができる。【００４１】
Ｐ＝ｆ・Ｖｓ・Ｃ・（Ｖｄ−Ｖｒ）                              ……（２）
したがって、単位時間当たりの供給エネルギーＰに基づいて設定供給エネルギーＷｓｖを設定することができる。【００４２】
ところで、検出電圧Ｖｃについて、所定の値を基準電圧Ｖｂとして設定すると、前記供給エネルギー算出部２８において、供給エネルギーＷｐｖを次のように算出することができる。なお、本実施の形態においては、コンデンサＣ３、Ｃ４の各静電容量Ｃが等しい場合、
Ｖｄ−Ｖｂ＝Ｖｂ−Ｖｒ
にするのが好ましい。【００４３】
この場合、検出電圧Ｖｃが電圧Ｖｒになり、入力電圧Ｖｉｎがローレベルからハイレベルに立ち上がる際に、毎回、エネルギーＰｒ
Ｐｒ＝Ｖｓ・Ｃ・（Ｖｂ−Ｖｒ）
を加算して、加算値ΣＰｒを算出し、検出電圧Ｖｃが電圧Ｖｄになり、入力電圧Ｖｉｎがハイレベルからローレベルに立ち下がる際に、毎回、エネルギーＰｄ
Ｐｄ＝Ｖｓ・Ｃ・（Ｖｄ−Ｖｂ）
を加算して、加算値ΣＰｄを算出すると、供給エネルギーＷｐｖは、
Ｗｐｖ＝ΣＰｒ＋ΣＰｄ
＝ΣＶｓ・Ｃ・（Ｖｂ−Ｖｒ）＋ΣＶｓ・Ｃ・（Ｖｄ−Ｖｂ）
＝ΣＶｓ・Ｃ・（Ｖｄ−Ｖｒ）                            ……（３）
になり、式（１）の供給エネルギーＷｐｖと等しくなる。このようにして、前記供給エネルギー算出部２８によって供給エネルギーＷｐｖが算出される。【００４４】
このように、直流電圧発生回路３１を流れる電流の平均値を表す時間平均電流を使用することなく、検出電圧Ｖｃ、静電容量Ｃ、基準電圧Ｖｂ、電圧Ｖｄ、Ｖｒ等に基づいて供給エネルギーＷｐｖが算出されるので、ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２のスイッチングによる損失を考慮する必要がなくなるだけでなく、誘導加熱装置１４で発生させられた高周波電流が直流電圧発生回路３１に流れても、供給エネルギーＷｐｖを正確に算出することができる。したがって、例えば、樹脂の種類が変更された場合に、電圧Ｖｄ、Ｖｒを変更することによって、供給エネルギーＷｐｖを適正に変更することができる。また、樹脂の種類に対応させて電圧Ｖｓを変更することによって、供給エネルギーＷｐｖを適正に変更することもできる。【００４５】
ところで、本実施の形態においては、初期状態において、所定のタイミングｔ０で、駆動信号ｇ２がローレベルからハイレベルに立ち上げられ、駆動信号ｇ１はローレベルのままにされ、続いて、駆動信号ｇ１、ｇ２に、図４で示される入力電圧Ｖｉｎの波形と同様の矩形波が発生させられるようになっているが、初期状態において、駆動信号ｇ１、ｇ２に矩形波を発生させることができる。【００４６】
その場合、基本となる周波数ｆａで、しかも、一定のパルス幅で駆動信号ｇ１、ｇ２が発生させられ、ハイレベルとローレベルとを繰り返すので、コイル１６への入力電圧Ｖｉｎも前記周波数ｆａで、しかも、一定のパルス幅で発生させられ、ハイレベルとローレベルとを繰り返す。【００４７】
そこで、供給エネルギー算出部２８は、入力電圧Ｖｉｎがローレベルからハイレベルに立ち上がるタイミングで検出電圧Ｖｃを読み込んで電圧Ｖｒとし、入力電圧Ｖｉｎがハイレベルからローレベルに立ち下がるタイミングで検出電圧Ｖｃを読み込んで電圧Ｖｄとし、前記式（１）、（３）に基づいて供給エネルギーＷｐｖを、式（２）に基づいて供給エネルギーＰを算出する。【００４８】
この場合、前記供給エネルギー調整器２９は、電圧Ｖｓを変更することによって、供給エネルギーＷｐｖを変更することができるだけでなく、周波数ｆａを変更することによって供給エネルギーＰを変更することができる。【００４９】
次に、加熱シリンダ１２への供給エネルギーＷｐｖを評価し、評価結果に基づいて、前記供給エネルギーＷｐｖを変更することができるようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。【００５０】
図５は本発明の第２の実施の形態における誘導加熱装置の概念図、図６は本発明の第２の実施の形態における反転器の動作を示す図、図７は本発明の第２の実施の形態における積算エネルギーの推移を示すタイムチャート、図８は本発明の第２の実施の形態における誘導加熱装置の入力電圧と検出電圧との関係を表すタイムチャートである。なお、図６において、横軸に検出電圧Ｖｃを、縦軸に出力を採ってある。【００５１】
この場合、電圧検出部ＡＮ１の出力端子に接続された駆動信号発生処理手段（処理部）としての反転器ＡＮ３はスキップ機能を有し、前記反転器ＡＮ３に、供給エネルギー積算値判定処理手段（処理部）としての比較器ＯＰ１の出力端子が接続される。なお、前記電圧検出部ＡＮ１によって電気的変量検出部が構成される。【００５２】
ところで、本実施の形態においては、制御部２３（図２）からヒータドライバ１７に送られるＰＷＭ信号ＳＧ１が最初にローレベルからハイレベルに立ち上がるか、又はシリンダ部材としての加熱シリンダ１２の温度制御が開始されると、供給エネルギー積算処理手段（処理部）としての、かつ、供給エネルギー算出処理手段（処理部）としての供給エネルギー算出部２８は、供給エネルギー積算処理及び供給エネルギー算出処理を行い、加熱シリンダ１２への供給エネルギーＷｐｖを算出するとともに、スイッチング素子としてのＩＧＢＴＱ１、Ｑ２のスイッチングが行われるたびに積算し、供給エネルギー積算値Ｉｐｖを算出する。また、前記供給エネルギー積算処理が開始されると、設定供給エネルギーＷｓｖが積算され、目標となる供給エネルギー積算値Ｉｐｖである設定供給エネルギー積算値Ｉｓｖが算出される。そして、前記供給エネルギー積算値Ｉｐｖ及び設定供給エネルギー積算値Ｉｓｖは、前記比較器ＯＰ１に入力される。【００５３】
該比較器ＯＰ１は、供給エネルギー積算値判定処理を行い、制御タイミングごとに供給エネルギー積算値Ｉｐｖと設定供給エネルギー積算値Ｉｓｖとを比較し、比較結果を判定信号ＳＧ１１として反転器ＡＮ３に送る。前記判定信号ＳＧ１１は、供給エネルギー積算値Ｉｐｖが設定供給エネルギー積算値Ｉｓｖより大きい場合、ハイレベルにされ、供給エネルギー積算値Ｉｐｖが設定供給エネルギー積算値Ｉｓｖ以下である場合、ローレベルにされる。【００５４】
例えば、図７に示されるように、タイミングｔ１１、ｔ１３〜ｔ１５において供給エネルギー積算値Ｉｐｖが設定供給エネルギー積算値Ｉｓｖ以下であり、判定信号ＳＧ１１はローレベルにされ、タイミングｔ１２、ｔ１６において供給エネルギー積算値Ｉｐｖが設定供給エネルギー積算値Ｉｓｖより大きく、判定信号ＳＧ１１はハイレベルにされる。【００５５】
本実施の形態においては、供給エネルギー積算値Ｉｐｖと設定供給エネルギー積算値Ｉｓｖとが比較されるようになっているが、実際には、供給エネルギー積算値Ｉｐｖと設定供給エネルギー積算値Ｉｓｖとの差を記録装置としての図示されないメモリに判定値として記録し、該判定値に基づいて判定信号ＳＧ１１を発生させることができる。その場合、制御タイミングごとに、設定供給エネルギーＷｓｖと制御周期との積を前記判定値に加算
し、ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２のスイッチングが行われるたびに、供給エネルギーＷｐｖを前記判定値から減算し、メモリ上で判定値を推移させ、判定値が正の値を採る場合に、前記判定信号ＳＧ１１をローレベルにし、判定値が負の値を採る場合に、前記判定信号ＳＧ１１をハイレベルにすることができる。【００５６】
そして、前記反転器ＡＮ３は、駆動信号発生処理を行い、コンデンサＣ３の端子間電圧である電気的変量としての検出電圧Ｖｃ及び判定信号ＳＧ１１が入力されて、図６に示されるような特性で作動させられる。【００５７】
まず、出力がハイレベル（Ｈ）である場合において、検出電圧Ｖｃが高くなるときには、第１の閾値電圧としての電圧Ｖｄになるまで、出力はハイレベルを維持し、電圧Ｖｄになると、前記判定信号ＳＧ１１がハイレベルであるかどうかによってターン動作（Ｔｕ）又はスキップ動作（Ｓｋ）をする。すなわち、判定信号ＳＧ１１がローレベルである場合、ターン動作をし、出力がハイレベルからローレベル（Ｌ）になり、その後、ローレベルを維持する。一方、判定信号ＳＧ１１がハイレベルである場合、スキップ動作をし、出力はハイレベルを維持する。また、出力がハイレベルである場合において、検出電圧Ｖｃが低くなるときには、スキップ動作をし、前記電圧Ｖｄ、及び電圧Ｖｄより低く設定された第２の閾値電圧としての電圧Ｖｒに関係なく、出力はハイレベルを維持する。なお、前記電圧Ｖｄ、Ｖｒによって供給エネルギー算出用変量が構成される。【００５８】
次に、出力がローレベルである場合において、検出電圧Ｖｃが低くなるときには、電圧Ｖｒになるまで、出力はローレベルを維持し、電圧Ｖｒになると、前記判定信号ＳＧ１１がハイレベルであるかどうかによってターン動作又はスキップ動作をする。すなわち、判定信号ＳＧ１１がローレベルである場合、ターン動作をし、出力がローレベルからハイレベルになり、その後、ハイレベルを維持する。一方、判定信号ＳＧ１１がハイレベルである場合、スキップ動作をし、出力はローレベルを維持する。また、出力がローレベルである場合において、検出電圧Ｖｃが高くなるときには、スキップ動作をし、前記電圧Ｖｄ、Ｖｒに関係なく、出力はローレベルを維持する。【００５９】
したがって、判定信号ＳＧ１１がローレベルである場合、反転器ＡＮ３はターン動作をするので、図８に示されるように、検出電圧Ｖｃが徐々に低くなり、タイミングｔ２１、ｔ２４、ｔ２７で電圧Ｖｒになると、反転器ＡＮ３の出力がハイレベルになり、第１のバッファＬＮ１の出力である駆動信号ｇ１がローレベルに、第２のバッファＬＮ２の出力である駆動信号ｇ２がハイレベルになる。【００６０】
その結果、ＩＧＢＴＱ１がオフに、ＩＧＢＴＱ２がオンにされ、入力電圧Ｖｉｎはローレベルからハイレベルになり、コンデンサＣ４が放電され、コンデンサＣ３が充電されるのに伴って、ＩＧＢＴＱ２を介してコイル１６に電流が流れる。そして、コンデンサＣ３の端子間電圧及び検出電圧Ｖｃは、下のピーク値になった後、徐々に高くなる。【００６１】
また、判定信号ＳＧ１１がローレベルである場合、検出電圧Ｖｃが、徐々に高くなり、タイミングｔ２３、ｔ２５、ｔ２８で電圧Ｖｄになると、反転器ＡＮ３の出力がローレベルになり、前記駆動信号ｇ１がハイレベルに、前記駆動信号ｇ２がローレベルになる。【００６２】
その結果、ＩＧＢＴＱ１がオンに、ＩＧＢＴＱ２がオフにされ、入力電圧Ｖｉｎはハイレベルからローレベルになり、コンデンサＣ３が放電され、コンデンサＣ４が充電されるのに伴って、ＩＧＢＴＱ１を介してコイル１６に電流が流れる。そして、コンデンサＣ３の端子間電圧及び検出電圧Ｖｃは、上のピーク値になった後、徐々に低くなる。【００６３】
これに対して、判定信号ＳＧ１１がハイレベルである場合、反転器ＡＮ３はスキップ動
作をするので、検出電圧Ｖｃが徐々に低くなり、タイミングｔ２６で電圧Ｖｒになっても、反転器ＡＮ３の出力はハイレベルにならず、ローレベルを維持する。そして、前記駆動信号ｇ１がハイレベルを、前記駆動信号ｇ２がローレベルを維持する。【００６４】
その結果、ＩＧＢＴＱ１がオンのままに、ＩＧＢＴＱ２がオフのままにされ、入力電圧Ｖｉｎはローレベルを維持する。【００６５】
また、判定信号ＳＧ１１がハイレベルである場合、検出電圧Ｖｃが、徐々に高くなり、タイミングｔ２２で電圧Ｖｄになっても、反転器ＡＮ３の出力はハイレベルを維持する。そして、前記駆動信号ｇ１がローレベルを、前記駆動信号ｇ２がハイレベルを維持する。【００６６】
その結果、ＩＧＢＴＱ１がオフのままに、ＩＧＢＴＱ２がオンのままにされ、入力電圧Ｖｉｎはハイレベルを維持する。【００６７】
このように、加熱シリンダ１２への供給エネルギーＷｐｖのフィードバック制御が行われ、供給エネルギー積算値Ｉｐｖが設定供給エネルギー積算値Ｉｓｖより大きい場合には、反転器ＡＮ３はスキップ動作をし、駆動信号ｇ１、ｇ２の立上り又は立下りが間引きされる。すなわち、コイル１６に供給される高周波電流の二つ以上の周期内で駆動信号ｇ１、ｇ２の立上り又は立下りが１回ずつ行われる。【００６８】
したがって、その間ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２のスイッチングが行われず、入力電圧Ｖｉｎの立上り又は立下りが同様に間引きされる。また、この間、コンデンサＣ３の端子間電圧が減衰するので、コイル１６に供給される高周波電流が小さくなる。その結果、加熱シリンダ１２への供給エネルギーＷｐｖを少なくすることができる。【００６９】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。【００７０】
図９は本発明の第３の実施の形態における射出成形機制御装置の要部を示すブロック図である。【００７１】
この場合、誘導加熱装置１４は、シリンダ部材としての加熱シリンダ１２の周囲に配設されたコイル１６、誘導加熱用の電流である高周波電流を発生させて前記コイル１６に供給するヒータドライバ１７、加熱シリンダ１２の所定の箇所に配設され、加熱シリンダ１２の温度を検出する温度検出部としての温度センサ２１、表示部としての、かつ、設定部としての表示設定器２２、前記温度センサ２１によって検出された温度である検出温度Ｔｐｖ、及び表示設定器２２によって設定された、加熱シリンダ１２の目標となる温度である設定温度Ｔｓｖを読み込み、ヒータドライバ１７を駆動してフィードバック制御を行う制御部２３を備える。【００７２】
そして、該制御部２３は、前記検出温度Ｔｐｖと設定温度Ｔｓｖとの偏差ΔＴ
ΔＴ＝Ｔｓｖ−Ｔｐｖ
に基づいて、比例成分、積分成分及び微分成分を算出し、算出結果に基づいて設定供給エネルギーＷｓｖを設定し、該設定供給エネルギーＷｓｖを供給エネルギー調整処理手段（処理部）としての供給エネルギー調整器２９に送るＰＩＤ補償器２５を備える。該ＰＩＤ補償器２５によって設定供給エネルギー算出処理手段（処理部）が構成され、該設定供給エネルギー算出処理が行われる。なお、前記設定供給エネルギーＷｓｖを供給エネルギー調整器２９に送るときの信号は、ディジタル信号でも良いが、設定供給エネルギーＷｓｖに比例した頻度でパルスが発生させられるパルス列でも良い。【００７３】
ところで、前記各実施の形態においては、検出電圧Ｖｃ（図１）が共振回路ＳＲ２の状態を表す電気的変量として使用され、駆動信号ｇ１、ｇ２が発生させられるようになっているので、スイッチング素子としてのＩＧＢＴＱ１、Ｑ２のスイッチングの間引きを十分に行わなくても供給エネルギーＷｐｖ、Ｐを安定させることができる。ところが、その反面、ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２のスイッチングの間引きが十分に行われないので、ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２のスイッチングによる損失が大きくなってしまう。その結果、ヒータドライバ１７が発熱したり、ヒータドライバ１７の信頼性が低くなったりするとともに、誘導加熱装置１４において消費される電力が大きくなってしまう。【００７４】
そこで、検出電圧Ｖｃの微分値ｄＶｃ／ｄｔを電圧変化率δＶｃとして算出し、該電圧変化率δＶｃを電気的変量として使用し、駆動信号ｇ１、ｇ２を発生させるようにした本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。【００７５】
図１０は本発明の第４の実施の形態における誘導加熱装置の概念図、図１１は本発明の第４の実施の形態における反転器の動作を示す図、図１２は本発明の第４の実施の形態における誘導加熱装置の入力電圧と電圧変化率との関係を表すタイムチャートである。なお、図１１において、横軸に電圧変化率δＶｃを、縦軸に出力を採ってある。【００７６】
この場合、電気的変量検出部としての電圧検出部ＡＮ１の出力端子に電圧変化率算出処理手段（処理部）としての微分回路３５が接続され、該微分回路３５は、電圧変化率算出処理を行い、電圧検出部ＡＮ１から送られた電気的変量としての検出電圧Ｖｃを受けて微分し、微分値ｄＶｃ／ｄｔを電圧変化率δＶｃとして算出し、該電圧変化率δＶｃを駆動信号発生処理手段（処理部）としてのバッファＡＮ５に送る。【００７７】
該バッファＡＮ５はスキップ機能を有し、前記バッファＡＮ５に、供給エネルギー積算値判定処理手段（処理部）としての比較器ＯＰ１の出力端子が接続される。【００７８】
そして、前記バッファＡＮ５は、駆動信号発生処理を行い、検出電圧Ｖｃ及び判定信号ＳＧ１１が入力されて、図１１に示されるような特性で作動させられる。【００７９】
まず、出力がハイレベル（Ｈ）である場合において、電圧変化率δＶｃが小さくなるときには、第１の閾値としての電圧変化率Ｖｄ′になるまで、出力はハイレベルを維持し、電圧変化率Ｖｄ′になると、前記判定信号ＳＧ１１がハイレベルであるかどうかによってターン動作（Ｔｕ）又はスキップ動作（Ｓｋ）をする。すなわち、判定信号ＳＧ１１がローレベルである場合、ターン動作をし、出力がハイレベルからローレベル（Ｌ）になり、その後、ローレベルを維持する。一方、判定信号ＳＧ１１がハイレベルである場合、スキップ動作をし、出力はハイレベルを維持する。また、出力がハイレベルである場合において、電圧変化率δＶｃが大きくなるときには、スキップ動作をし、前記電圧変化率Ｖｄ′、及び電圧変化率Ｖｄ′より小さく設定された第２の閾値としての電圧変化率Ｖｒ′に関係なく、出力はハイレベルを維持する。【００８０】
次に、出力がローレベルである場合において、電圧変化率δＶｃが大きくなるときには、電圧変化率Ｖｒ′になるまで、出力はローレベルを維持し、電圧変化率Ｖｒ′になると、前記判定信号ＳＧ１１がハイレベルであるかどうかによってターン動作又はスキップ動作をする。すなわち、判定信号ＳＧ１１がローレベルである場合、ターン動作をし、出力がローレベルからハイレベルになり、その後、ハイレベルを維持する。一方、判定信号ＳＧ１１がハイレベルである場合、スキップ動作をし、出力はローレベルを維持する。また
、出力がローレベルである場合において、電圧変化率δＶｃが小さくなるときには、スキップ動作をし、前記電圧変化率Ｖｄ′、Ｖｒ′に関係なく、出力はローレベルを維持する。【００８１】
したがって、判定信号ＳＧ１１がローレベルである場合、バッファＡＮ５はターン動作をするので、図１２に示されるように、電圧変化率δＶｃが徐々に大きくなり、タイミングｔ３１、ｔ３４、ｔ３７で電圧変化率Ｖｒ′になると、バッファＡＮ５の出力がハイレベルになり、第１のバッファＬＮ１の出力である駆動信号ｇ１がローレベルに、第２のバッファＬＮ２の出力である駆動信号ｇ２がハイレベルになる。【００８２】
その結果、スイッチング素子としてのＩＧＢＴＱ１がオフに、スイッチング素子としてのＩＧＢＴＱ２がオンにされ、入力電圧Ｖｉｎはローレベルからハイレベルになり、コンデンサＣ４が放電され、コンデンサＣ３が充電されるのに伴って、ＩＧＢＴＱ２を介してコイル１６に電流が流れる。そして、コンデンサＣ３の端子間電圧及び検出電圧Ｖｃは、下のピーク値になった後、徐々に高くなり、電圧変化率δＶｃは、上のピーク値になった後、徐々に小さくなる。【００８３】
また、判定信号ＳＧ１１がローレベルである場合、電圧変化率δＶｃが、徐々に小さくなり、タイミングｔ３３、ｔ３５、ｔ３８で電圧変化率Ｖｄ′になると、バッファＡＮ５の出力がローレベルになり、前記駆動信号ｇ１がハイレベルに、前記駆動信号ｇ２がローレベルになる。【００８４】
その結果、ＩＧＢＴＱ１がオンに、ＩＧＢＴＱ２がオフにされ、入力電圧Ｖｉｎはハイレベルからローレベルになり、コンデンサＣ３が放電され、コンデンサＣ４が充電されるのに伴って、ＩＧＢＴＱ１を介してコイル１６に電流が流れる。そして、コンデンサＣ３の端子間電圧及び検出電圧Ｖｃは、上のピーク値になった後、徐々に低くなり、電圧変化率δＶｃは、下のピーク値になった後、徐々に大きくなる。【００８５】
これに対して、判定信号ＳＧ１１がハイレベルである場合、バッファＡＮ５はスキップ動作をするので、電圧変化率δＶｃが徐々に大きくなり、タイミングｔ３６で電圧変化率Ｖｒ′になっても、バッファＡＮ５の出力はハイレベルにならず、ローレベルを維持する。そして、前記駆動信号ｇ１がハイレベルを、前記駆動信号ｇ２がローレベルを維持する。【００８６】
その結果、ＩＧＢＴＱ１がオンのままに、ＩＧＢＴＱ２がオフのままにされ、入力電圧Ｖｉｎはローレベルを維持する。【００８７】
また、判定信号ＳＧ１１がハイレベルである場合、電圧変化率δＶｃが、徐々に小さくなり、タイミングｔ３２で電圧変化率Ｖｄ′になっても、バッファＡＮ５の出力はハイレベルを維持する。そして、前記駆動信号ｇ１がローレベルを、前記駆動信号ｇ２がハイレベルを維持する。【００８８】
その結果、ＩＧＢＴＱ１がオフのままに、ＩＧＢＴＱ２がオンのままにされ、入力電圧Ｖｉｎはハイレベルを維持する。【００８９】
このように、加熱シリンダ１２への供給エネルギーＷｐｖのフィードバック制御が行われ、供給エネルギー積算値Ｉｐｖが設定供給エネルギー積算値Ｉｓｖより大きい場合には、バッファＡＮ５はスキップ動作をし、駆動信号ｇ１、ｇ２の立上り又は立下りが間引きされる。すなわち、コイル１６に供給される高周波電流の二つ以上の周期内で駆動信号ｇ１、ｇ２の立上り又は立下りが１回ずつ行われる。【００９０】
したがって、この間ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２のスイッチングが行われず、入力電圧Ｖｉｎの立上り又は立下りが同様に間引きされる。また、この間、コンデンサＣ３の端子間電圧が減衰するので、コイル１６に供給される高周波電流が小さくなる。その結果、加熱シリンダ１２への供給エネルギーＷｐｖを少なくすることができる。【００９１】
本実施の形態においては、電圧変化率δＶｃが共振回路ＳＲ２の状態を表す電気的変量として使用され、駆動信号ｇ１、ｇ２が発生させられるようになっているので、ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２のスイッチングの間引きが十分に行われる。【００９２】
したがって、ＩＧＢＴＱ１、Ｑ２のスイッチングによる損失が小さくなるので、ヒータドライバ１７が発熱したり、ヒータドライバ１７の信頼性が低くなったりするのを防止することができる。また、誘導加熱装置１４において消費される電力を小さくすることができる。【００９３】
ところで、本実施の形態においては、電圧変化率δＶｃが電気的変量として使用されるようになっているが、コイル１６を流れる電流をＩＬとしたとき、該電流ＩＬは、
ＩＬ＝Ｃ・ｄＶｃ／ｄｔ
Ｃ：定数
で表すことができる。すなわち、電圧変化率δＶｃと電流ＩＬとは比例する。【００９４】
そこで、前記コイル１６を流れる電流ＩＬを検出し、該電流ＩＬに基づいて駆動信号ｇ１、ｇ２を発生させるようにした本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第４の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。【００９５】
図１３は本発明の第５の実施の形態における誘導加熱装置の概念図、図１４は本発明の第５の実施の形態における反転器の動作を示す図、図１５は本発明の第５の実施の形態における誘導加熱装置の入力電圧と電流との関係を表すタイムチャートである。なお、図１４において、横軸に電流ＩＬを、縦軸に出力を採ってある。【００９６】
図１３において、３６は電気的変量検出部としての電流センサであり、該電流センサ３６によって、コイル１６を流れる電気的変量としての電流ＩＬが検出され、駆動信号発生処理手段（処理部）としてのバッファＡＮ５に送られる。【００９７】
そして、該バッファＡＮ５は、駆動信号発生処理を行い、電流ＩＬ及び判定信号ＳＧ１１が入力されて、図１４に示されるような特性で作動させられる。【００９８】
まず、出力がハイレベル（Ｈ）である場合において、電流ＩＬが小さくなるときには、第１の閾値としての電流Ｉｄになるまで、出力はハイレベルを維持し、電流Ｉｄになると、前記判定信号ＳＧ１１がハイレベルであるかどうかによってターン動作（Ｔｕ）又はスキップ動作（Ｓｋ）をする。すなわち、判定信号ＳＧ１１がローレベルである場合、ターン動作をし、出力がハイレベルからローレベル（Ｌ）になり、その後、ローレベルを維持する。一方、判定信号ＳＧ１１がハイレベルである場合、スキップ動作をし、出力はハイレベルを維持する。また、出力がハイレベルである場合において、電流ＩＬが大きくなるときには、スキップ動作をし、前記電流Ｉｄ、及び電流Ｉｄより小さく設定された第２の閾値としての電流Ｉｒに関係なく、出力はハイレベルを維持する。【００９９】
次に、出力がローレベルである場合において、電流ＩＬが大きくなるときには、電流Ｉ
ｒになるまで、出力はローレベルを維持し、電流Ｉｒになると、前記判定信号ＳＧ１１がハイレベルであるかどうかによってターン動作又はスキップ動作をする。すなわち、判定信号ＳＧ１１がローレベルである場合、ターン動作をし、出力がローレベルからハイレベルになり、その後、ハイレベルを維持する。一方、判定信号ＳＧ１１がハイレベルである場合、スキップ動作をし、出力はローレベルを維持する。また、出力がローレベルである場合において、電流ＩＬが小さくなるときには、スキップ動作をし、前記電流Ｉｄ、Ｉｒに関係なく、出力はローレベルを維持する。【０１００】
したがって、判定信号ＳＧ１１がローレベルである場合、バッファＡＮ５はターン動作をするので、図１５に示されるように、電流ＩＬが徐々に大きくなり、タイミングｔ４１、ｔ４４、ｔ４７で電流Ｉｒになると、バッファＡＮ５の出力がハイレベルになり、第１のバッファＬＮ１の出力である駆動信号ｇ１がローレベルに、第２のバッファＬＮ２の出力である駆動信号ｇ２がハイレベルになる。【０１０１】
その結果、スイッチング素子としてのＩＧＢＴＱ１がオフに、スイッチング素子としてのＩＧＢＴＱ２がオンにされ、入力電圧Ｖｉｎはローレベルからハイレベルになり、コンデンサＣ４が放電され、コンデンサＣ３が充電されるのに伴って、ＩＧＢＴＱ２を介してコイル１６に電流が流れる。そして、コンデンサＣ３の端子間電圧は、下のピーク値になった後、徐々に高くなり、電流ＩＬは、上のピーク値になった後、徐々に小さくなる。【０１０２】
また、判定信号ＳＧ１１がローレベルである場合、電流ＩＬが、徐々に小さくなり、タイミングｔ４３、ｔ４５、ｔ４８で電流Ｉｄになると、バッファＡＮ５の出力がローレベルになり、前記駆動信号ｇ１がハイレベルに、前記駆動信号ｇ２がローレベルになる。【０１０３】
その結果、ＩＧＢＴＱ１がオンに、ＩＧＢＴＱ２がオフにされ、入力電圧Ｖｉｎはハイレベルからローレベルになり、コンデンサＣ３が放電され、コンデンサＣ４が充電されるのに伴って、ＩＧＢＴＱ１を介してコイル１６に電流が流れる。そして、コンデンサＣ３の端子間電圧は、上のピーク値になった後、徐々に低くなり、電流ＩＬは、下のピーク値になった後、徐々に大きくなる。【０１０４】
これに対して、判定信号ＳＧ１１がハイレベルである場合、バッファＡＮ５はスキップ動作をするので、電流ＩＬが徐々に大きくなり、タイミングｔ４６で電流Ｉｒになっても、バッファＡＮ５の出力はハイレベルにならず、ローレベルを維持する。そして、前記駆動信号ｇ１がハイレベルを、前記駆動信号ｇ２がローレベルを維持する。【０１０５】
その結果、ＩＧＢＴＱ１がオンのままに、ＩＧＢＴＱ２がオフのままにされ、入力電圧Ｖｉｎはローレベルを維持する。【０１０６】
また、判定信号ＳＧ１１がハイレベルである場合、電流ＩＬが、徐々に小さくなり、タイミングｔ４２で電流Ｉｄになっても、バッファＡＮ５の出力はハイレベルを維持する。そして、前記駆動信号ｇ１がローレベルを、前記駆動信号ｇ２がハイレベルを維持する。【０１０７】
その結果、ＩＧＢＴＱ１がオフのままに、ＩＧＢＴＱ２がオンのままにされ、入力電圧Ｖｉｎはハイレベルを維持する。【０１０８】
本実施の形態においては、制御部２３を、射出成形機の制御部と独立に配設するようになっているが、射出成形機の制御部内に組み込むことができる。【０１０９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明を射出成形機の制御装置に適用することができる。
【図１】
0004589330.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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