(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いにＮＴ特性の異なるロータとステータの組を複数組有するとともに当該複数組のロータとステータを制御する制御装置を有し、前記複数組のロータとステータは少なくとも一つのモータ軸を介してスクリュを前後進させるための被駆動軸に共通に連結されており、前記制御装置が前記複数組のロータとステータを選択的に駆動して前記被駆動軸を回転させるようにしたことを特徴とする電動射出成形機。
【請求項２】
前記複数組のロータとステータは各組毎に一つのモータ軸と組み合わされていることを特徴とする請求項１に記載の電動射出成形機。
【請求項３】
前記複数組のロータとステータは共通に一のモータ軸と組み合わされていることを特徴とする請求項１に記載の電動射出成形機。
【請求項４】
前記複数組のロータ及びステータとして、高速・低トルク特性を実現するためのロータ及びステータの組と、低速・高トルク特性を実現するためのロータ及びステータの組を用いることを特徴とする請求項１，２又は３の電動射出成形機。
【請求項５】
前記制御装置が、選択的に用いるロータ及びステータの組を切換えるためのハードスイッチ又はソフトウェアスイッチ或いはプログラムスイッチを備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一の電動射出成形機。
【請求項６】
前記ハードスイッチ又は前記ソフトウエアスイッチを任意のタイミングで操作できるようにしたことを特徴とする請求項５の電動射出成形機。
【請求項７】
前記プログラムスイッチが、選択的に用いるロータ及びステータの組を、予め設定されたタイミングで自動的に切換えるようにしたことを特徴とする請求項５の電動射出成形機。
【請求項８】
前記予め設定されたタイミングが、射出中又は保圧中或いは計量中であることを特徴とする請求項７の電動射出成形機。
【請求項９】
前記ハードスイッチ又は前記ソフトウエアスイッチが操作され、或いは前記プログラムスイッチが動作して、選択的に用いられるロータ及びステータの組が切換えられたとき、切換えられたロータ及びステータの組のＮＴ特性に応じて、充填圧、保圧及び背圧の各上限値と、射出速度及びサックバック速度の各上限値とを変更できるようにしたことを特徴とする請求項５乃至８のうちのいずれか一の電動射出成形機。
【請求項１０】
前記ハードスイッチ又は前記ソフトウエアスイッチが操作され、或いは前記プログラムスイッチが動作して、選択的に用いられるロータ及びステータの組が切換えられたとき、前記制御装置が、切換えられたロータ及びステータの組のＮＴ特性に応じて、充填圧、保圧及び背圧の各上限値と、射出速度及びサックバック速度の各上限値とを自動的に変更するようにしたことを特徴とする請求項５乃至８のうちのいずれか一の電動射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動射出成形機に関し、特にその改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な電動射出成形機は、図４のような構成を有している。即ち、従来の電動射出成形機は、原料を一時貯蔵するためのホッパ４１、ホッパ４１から供給される原料を可塑化するための加熱シリンダ４２、及びホッパ４１に貯蔵された原料を計量して加熱シリンダ４２に供給するとともに、加熱シリンダ４２によって可塑化された原料を射出するためのスクリュ４３等を含む射出装置４４と、金型４５及び４６がそれぞれ取り付けられる固定プラテン４７及び可動プラテン４８、可動プラテン４８を移動させるためのトグルリンク４９、及び可動プラテン４８を案内し、その移動方向を制限するタイバー５０等を含む型締機構５１とを備えている。
【０００３】
また、この電動射出成形機は、スクリュ４３を前後進させるための射出用モータ５２、スクリュ４３を回転させるための計量用モータ５３、射出装置４４全体を前後進させるための射出装置移動用モータ５４、可動プラテン４８を移動させる型開閉用モータ５５、可動プラテン４８に組み込まれているエジェクトピン５６を前後進させるためのエジェクタモータ５７、金型４５，４６の厚みに応じて可動プラテン４８及びトグルリンク４９を移動させるための型厚対応用モータ５８等、複数の駆動用モータ（サーボモータ）を備えている。
【０００４】
複数の駆動用モータの各々は、それぞれ図示しないサーボコントローラに接続されている。サーボコントローラは全て、同一の上位制御装置（図示せず）に接続されており、この上位制御装置の制御下で各駆動用モータの回転を制御する。各駆動用モータは、被駆動軸（例えば、ボールネジのネジ軸）に、直接又はプーリー及びプーリーベルトを介して連結されており、サーボコントローラの制御に従って、被駆動軸を回転させる。上位制御装置の制御下で、各駆動用モータがそれぞれ駆動軸を回転させることによって、射出成形動作が実行される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電動射出成形機を用いて射出成形を行う場合、成形品の種類や仕様に応じて、射出圧力（即ち、充填圧、保圧及び背圧）、射出速度（サックバック速度を含む）を適切に調整する必要がある。
【０００６】
しかしながら、電動射出成形機において実現可能な射出圧力及び射出速度は、スクリュを前後進させるための駆動用モータの特性によって決定される。そのため、駆動用モータの特性によって決まる上限値を超える射出圧力や射出速度を必要とする場合には、その様な射出圧力及び射出速度を実現できる駆動用モータを備えた射出成形機を用いなければならない。つまり、従来の電動射出成形機には、成形可能な成形品の種類・仕様が限定されるという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、より多くの種類・仕様の成形品を成形することが可能な電動射出成形機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
互いにＮＴ特性の異なるロータとステータの組を複数組有するとともに当該複数組のロータとステータを制御する制御装置を有し、前記複数組のロータとステータは少なくとも一つのモータ軸を介してスクリュを前後進させるための被駆動軸に共通に連結されており、前記制御装置が前記複数組のロータとステータを選択的に駆動して前記被駆動軸を回転させるようにしたことを特徴とする電動射出成形機。
【０００９】
前記複数組のロータとステータは各組毎に一つのモータ軸と組み合わされていることを特徴とする請求項１に記載の電動射出成形機。
【００１０】
前記複数組のロータとステータは一のモータ軸と組み合わされていることを特徴とする請求項１に記載の電動射出成形機。
【００１３】
また、前記複数組のロータ及びステータとして、高速・低トルク特性を実現するためのロータ及びステータの組と、低速・高トルク特性を実現するためのロータ及びステータの組を用いることを特徴とする電動射出成形機が得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、前記制御装置が、選択的に用いるロータ及びステータの組を切換えるためのハードスイッチ又はソフトウェアスイッチ或いはプログラムスイッチを備えている電動射出成形機が得られる。
【００１５】
ここで、前記ハードスイッチ又は前記ソフトウエアスイッチは、任意のタイミングで操作できることが望ましい。また、前記プログラムスイッチは、選択的に用いるロータ及びステータの組を、予め設定されたタイミングで自動的に切換えることが望ましい。なお、前記予め設定されたタイミングとしては、射出中又は保圧中或いは計量中が考えられる。
【００１６】
また、前記ハードスイッチ又は前記ソフトウエアスイッチが操作され、或いは前記プログラムスイッチが動作して、選択的に用いられるロータ及びステータの組が切換えられたとき、切換えられたロータ及びステータの組のＮＴ特性に応じて、充填圧、保圧及び背圧の各上限値と、射出速度及びサックバック速度の各上限値とを変更できるようにすることが望ましい。或いは、前記ハードスイッチ又は前記ソフトウエアスイッチが操作され、或いは前記プログラムスイッチが動作して、選択的に用いられるロータ及びステータの組が切換えられたとき、前記制御装置が、切換えられたロータ及びステータの組のＮＴ特性に応じて、充填圧、保圧及び背圧の各上限値と、射出速度及びサックバック速度の各上限値とを自動的に変更するようにすることが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１に本発明の第１の実施の形態に係る電動射出成形機の構成を示す。ここで、従来と同一のものには、同一番号を付し、その説明を省略する。
【００１９】
図１の電動射出成形機では、射出用モータ５２が、スクリュ４３を前後進させるためのボールネジのネジ軸１１に、プーリー及びプーリーベルトを介して連結されている。そして、このネジ軸１１には、さらに別の駆動用モータ１２が、プーリー及びプーリーベルトを介して連結されている。
【００２０】
駆動用モータ１２は、射出用モータ５２が高速・低トルクの特性を有している場合は、低速・高トルクの特性を有するもの、逆に、射出用モータ５２が低速・高トルクの特性を有している場合は、高速・低トルクの特性を有するもの、という様に、射出用モータ５２とは異なる特性を有するものが用いられる。但し、ここでいう駆動用モータの特性には、モータ軸に固定されたプーリーの径及びネジ軸１１に固定されたプーリーの径及びこれらの径の比に依存する特性も含まれるものとする。
【００２１】
駆動用モータ１２には、図示しないサーボコントローラが接続される。このサーボコントローラは、射出用モータ５２に接続されたサーボコントローラとは別のものである。そして、このサーボコントローラは、他のサーボコントローラと同様に、図示しない上位制御装置に接続される（サーボコントローラと上位制御装置とを合わせたものが特許請求の範囲における制御装置に相当する。）。
【００２２】
上位制御装置には、駆動用モータ１２及び射出用モータ５２のうちのいずれか一方を選択する（これらモータを切換える）ためのハードスイッチ、あるいはソフトウェアスイッチ（タッチパネル等の画面上に表示されるスイッチ等）が設けられている。あるいは、上位制御装置は、予め入力設定された成型品の種類や仕様などの情報に基づいて決定したタイミングで、又は予め入力設定された任意のタイミングで、自動的に駆動用モータ１２又は射出用モータ５２を選択するプログラムスイッチを有している。
【００２３】
ハードスイッチやソフトスイッチを操作することにより、例えば、駆動用モータ１２に接続されたサーボコントローラと上位制御装置との間に設けられたリレーの接点をオン／オフすると同時に、射出用モータ５２に接続されたサーボコントローラと上位制御装置との間に設けられたリレーの接点をオフ／オンするようにして、駆動用モータ１２或いは射出用モータ５２を選択することができる。
【００２４】
あるいは、成形品に関する所定の情報又はタイミング情報を予め上位制御装置に入力設定しておくことにより、プログラムスイッチが自動的に動作して、ハードスイッチ等を操作した場合と同様に、駆動用モータ１２と射出モータ５２との選択切替えが行われる。
【００２５】
上記モータの選択切換えは、どのスイッチの場合も、任意のタイミングで行うことが可能である。しかし、実際の射出成形動作においては、その時々に必要とされる射出圧力や射出速度などに応じて切換えを行うことが望まれるため、モータの切替えタイミングは、成形品の種類や仕様に応じて自ずと決まることになる。
【００２６】
また、モータの選択切換えが行われたときには、スクリュの制御に用いられる充填圧、保圧及び背圧の各圧力の上限値と、射出速度及びサックパック速度の各上限値とを変更する必要がある。これらの上限値は、各モータに対応する任意の値を予め又はモータの切替え時に上位制御装置に設定するようにしても良いが、予め入力設定された成形品に関する所定の情報に基づいて制御装置が自動的に決定するようにしてもよい。
【００２７】
図２を参照して、プログラムスイッチの動作の一例を説明する。なお、図２のフローチャートは、駆動モータ１２及び射出モータ５２の一方をモータＡ、他方をモータＢとし、モータＡが優先的に駆動される場合を示している。また、図２に示す動作を実行するために、上位制御装置には、予め必要な情報が入力されているものとする。ここで、必要な情報には、モータの切替えを行うか否かを判断する情報と、モータの切換えを行うのであれば何時行うのか（射出中か、保圧中か、計量中か、あるいはその他のタイミングでか）を判断する情報と、その他のタイミングでモータの切換えを行うのであればそのタイミングを判断する情報とが含まれているものとする。
【００２８】
まず、上位制御装置は、射出動作を開始する際に、射出動作中にモータの切換えを行うか否か判断する（ステップＳ２０１）。モータの切換えを行うと判断した場合、上位制御装置は、ステップＳ２０２を実行する。一方、モータの切換えを行わないと判断した場合、上位装置は、モータＡを駆動して射出成形動作を行うものと判断して、モータ切換え制御を終了する。
【００２９】
ステップＳ２０１においてモータＢへの切換えを行うと判断した上位制御装置は、次に射出中に切換えを行うか否か判断する（ステップＳ２０２）。射出中にモータ切換えを行うと判断した場合、上位制御装置は、射出中の所定のタイミング（例えば射出開始から所定時間経過後）で、モータＡからモータＢへの切換えを行うとともに、充填圧、保圧、背圧、射出速度、サックバック速度の各上限値をモータＢに対応するものに変更する（ステップＳ２０３）。
【００３０】
ステップＳ２０２において射出中にモータの切換えを行わないと判断した場合、上位制御装置は、保圧中に切換えを行うか否か判断する（ステップＳ２０４）。保圧中にモータの切換えを行うと判断した場合、上位制御装置は、保圧中の所定のタイミング（例えば保圧開始から所定時間経過後）で、モータＡからモータＢへの切換えを行うとともに、充填圧、保圧、背圧、射出速度、サックバック速度の各上限値をモータＢに対応するものに変更する（ステップＳ２０５）。
【００３１】
また、ステップＳ２０４において保圧中にモータの切換えを行わないと判断した場合、上位制御装置は、計量中に切換えを行うか否か判断する（ステップＳ２０６）。計量中にモータの切換えを行うと判断した場合、上位制御装置は、計量中の所定のタイミング（例えば計量開始から所定時間経過後）で、モータＡからモータＢへの切換えを行うとともに、充填圧、保圧、背圧、射出速度、サックバック速度の各上限値をモータＢに対応するものに変更する（ステップＳ２０７）。
【００３２】
ステップＳ２０６において保圧中にモータの切換え行わないと判断した場合、上位制御装置は、設定されたその他のタイミングで、モータＡからモータＢへの切換えを行うとともに、充填圧、保圧、背圧、射出速度、サックバック速度の各上限値をモータＢに対応するものに変更する（ステップＳ２０８）。
【００３３】
以上のようにして、プログラムスイッチを用いた場合は、計量中、射出中、或いは保圧中であっても、所定のタイミングで駆動用モータ１２と射出用モータ５２との切り替えが可能である。
【００３４】
上位制御装置は、上述のように駆動用モータ１２と射出用モータ５２との切換え制御を行うとともに、他の駆動用モータ５３−５５，５７及び５８をも制御して、射出成形を実行する。
【００３５】
以上のように、本実施の形態に係る電動射出成形機では、スクリュ４３を前後進させる駆動用モータとして特性の異なる２つのモータを用意してあるので、射出圧力及び射出速度を調整できる範囲が広がり、より多くの種類・仕様の成形品を製造することができる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る電動射出成形機について図３及び図４を参照して説明する。
【００３７】
図３に示すように、本実施の形態に係る電動射出成形機は、従来の電動射出成形機における射出用モータ５２に代えて、駆動用モータ２１を有している。
【００３８】
駆動用モータ２１は、図４に示すように、単一のモータ軸２２に２組のロータ２３，２４及びステータ２５，２６を取り付けたものである。そして、モータ軸２２の先端には、その回転を検出するためのエンコーダ２７が取り付けられている。この駆動用モータ２１は、２つの駆動用モータ２８，２９が、そのモータ軸２２を共有していると見なすことができる。
【００３９】
駆動用モータ２８，２９は、互いに異なる特性を有している。例えば、駆動用モータ２８は、高速・低トルクの特性を、駆動用モータ２９は、低速・高トルクの特性を有している。
【００４０】
２つの駆動用モータ２８，２９には、それぞれ、図示しないサーボコントローラが接続される。これらのサーボコントローラには、エンコーダ２７が共通に接続される。また、これらサーボコントローラは、上位制御装置に接続される。
【００４１】
第１の実施の形態と同様に、上位制御装置には、駆動用モータ２８，２９のいずれか一方を選択するためのスイッチが設けられ、駆動用モータ２８及び駆動用モータ２９が選択的に駆動できるように構成されている。
【００４２】
本実施の形態に係る電動射出成形においても、第１の実施の形態の電動射出成形機の場合と同様にして射出成形が行われる。この場合、本実施の形態では、駆動用モータ２８，２９の回転が、共にエンコーダ２７によって検出されるので、これら駆動用モータ２８，２９の切り替えを行っても、スクリュ４３の位置検出精度や移動速度検出精度に誤差は発生することがなく、高い精度で制御を行うことができる。
【００４３】
以上、本発明について好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこれら実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、選択的に駆動される２つの駆動用モータにそれぞれサーボコントローラを接続するようにしたが、これら２つの駆動用モータの容量（定格出力）が同程度の場合には、１つのサーボコントローラを用いてこられ２つの駆動用モータを制御するようにもできる。また、上記実施の形態では、スクリュを前後進させるネジ軸を駆動する駆動用モータとして２つの駆動用モータを設けたが、他の被駆動軸を駆動する駆動用モータに対しても本発明は適用できる。さらに、上記実施の形態では、２つの駆動用モータを選択的に駆動する場合について説明したが、３以上の互いに異なる特性を有する駆動用モータを設け、そのうち１つ又は２つ以上を選択して駆動するようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、電動射出成形機の被駆動軸に、互いに異なる特性を有する複数のモータを連結し又は互いに異なる特性を実現するロータ及びステータの組を複数持つモータを連結し、複数のモータを選択的に駆動し又は複数組のロータ及びステータを選択的に用いてモータを駆動して被駆動軸を回転させるようにしたことで、被駆動軸の回転トルク及び回転速度の変更可能範囲を広げることができ、多様な成形品を製造することが可能になる。そして、複数の電動射出成形機を用意する場合に比べコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電動射出成形機の構成を示す概略図である。
【図２】図１の電動射出成形に使用されるプログラムスイッチの動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る電動射出成形機の構成を示す概略図である。
【図４】図３の電動射出成形機に使用される駆動用モータの構成を示す概略図である。
【図５】従来の電動射出成形機の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１１      ネジ軸
１２      駆動用モータ
２１      駆動用モータ
２２      モータ軸
２３，２４      ロータ
２５，２６      ステータ
２７      エンコーダ
２８，２９      駆動用モータ
４１      ホッパ
４２      加熱シリンダ
４３      スクリュ
４４      射出装置
４５，４６      金型
４７      固定プラテン
４８      可動プラテン
４９      トグルリンク
５０      タイバー
５１      型締機構
５２      射出用モータ
５３      計量用モータ
５４      射出装置移動用モータ
５５      型開閉用モータ
５６      エジェクトピン
５７      エジェクタモータ
５８      型厚対応用モータ
【図１】
0004901019.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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