JP2014188895A

JP2014188895A - 射出成形機

Info

Publication number: JP2014188895A
Application number: JP2013067623A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Mizuno; 博之水野
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-10-06
Also published as: CN104070632A; TW201436988A

Abstract

【課題】電磁石のコイルの通電方向を可変としつつ、スイッチング損失を低減すること。
【解決手段】射出成形機１０は、固定金型１５と可動金型１６とを締め付ける型締力を発生させる電磁石４９と、電源と、前記電源の正極側と負極側の間に直列に２つのスイッチング素子を含み、前記２つのスイッチング素子の間に前記電磁石のコイルの一端が接続される第１アームと、前記電源の正極側と負極側の間に直列に２つのスイッチング素子を含み、前記２つのスイッチング素子の間に前記電磁石のコイルの他端が接続される第２アームと、前記第１アーム及び前記第２アームのうちの一方のアームにおいて正極側のスイッチング素子をオン/オフ切換しつつ、他方のアームにおいて正極側のスイッチング素子をオフ状態に維持し且つ負極側のスイッチング素子をオン状態に維持する制御部とを備える。
【選択図】図１

Description

本開示は、射出成形機に関する。

射出成形機は、金型装置のキャビティ空間に充填した溶融樹脂を固化させることによって成形品を製造する。金型装置は固定金型及び可動金型で構成され、型締め時に固定金型と可動金型との間にキャビティ空間が形成される。金型装置の型閉じ、型締め、及び型開きは型締装置によって行われる。型締装置として、型開閉動作にはリニアモータを用い、型締動作には電磁石を用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

電磁石は、コアと、コアの周りに巻装されるコイルとで構成される。コイルに電流が供給されると、コイル内に磁場が生じ、コアが着磁され、磁場が強化される。そして、電磁石と軟磁性部材との間に吸着力が生じ、その吸着力によって型締力が生じる。

国際公開第２００５／０９００５２号

ところで、電磁石を用いた射出成形機において、２つ以上のアームを構成する複数のスイッチング素子により電磁石のコイルの通電を行う構成では、電磁石のコイルの通電方向を可変することができる。かかる構成においては、電磁石のコイルの通電方向がいずれの方向あっても、第１アームの上下のスイッチング素子は逆相でオン/オフ切換されると共に、第２アームの上下のスイッチング素子は逆相でオン/オフ切換される。

しかしながら、第１アーム及び第２アームの双方のアームにおいて上下のスイッチング素子を常時スイッチング動作させることは、スイッチング損失の増大をもたらすという問題がある。

そこで、本開示は、電磁石のコイルの通電方向を可変としつつ、スイッチング損失を低減することができる射出成形機の提供を目的とする。

本開示の一局面によれば、固定金型と可動金型とを締め付ける型締力を発生させる電磁石と、
電源と、
前記電源の正極側と負極側の間に直列に２つのスイッチング素子を含み、前記２つのスイッチング素子の間に前記電磁石のコイルの一端が接続される第１アームと、
前記電源の正極側と負極側の間に直列に２つのスイッチング素子を含み、前記２つのスイッチング素子の間に前記電磁石のコイルの他端が接続される第２アームと、
前記第１アーム及び前記第２アームのうちの一方のアームにおいて正極側のスイッチング素子をオン/オフ切換しつつ、他方のアームにおいて正極側のスイッチング素子をオフ状態に維持し且つ負極側のスイッチング素子をオン状態に維持する制御部とを備える、射出成形機が提供される。

本開示によれば、電磁石のコイルの通電方向を可変としつつ、スイッチング損失を低減することができる射出成形機が得られる。

一実施形態による射出成形機１０の型閉じ完了時の状態を示す図である。一実施形態による射出成形機１０の型開き完了時の状態を示す図である。一実施形態による射出成形機の制御系を示す図である。電流供給部７０の一例を示す図である。制御部６０によるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の制御態様の一例を示す図である。比較例によるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の制御態様を示す図である。電磁石４９のコイル４８への供給電流、型締力、及び型開き速度の経時変化の第１例を示す図である。電磁石４９のコイル４８への供給電流、型締力、及び型開き速度の経時変化の第２例を示す図である。連続運転時における電磁石のコイルへの供給電流、型締力、及び型開き速度の経時変化の第１例を示す図である。連続運転時における電磁石のコイルへの供給電流、型締力、及び型開き速度の経時変化の第２例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。また、型閉じを行う際の可動プラテンの移動方向を前方とし、型開きを行う際の可動プラテンの移動方向を後方として説明する。

図１は、一実施形態による射出成形機１０の型閉じ完了時の状態を示す図である。図２は、一実施形態による射出成形機１０の型開き完了時の状態を示す図である。

図において、１０は射出成形機、Ｆｒは射出成形機１０のフレーム、Ｇｄは該フレームＦｒ上に敷設される２本のレールよりなるガイド、１１は固定プラテンである。固定プラテン１１は、型開閉方向（図において左右方向）に延びるガイドＧｄに沿って移動可能な位置調整ベースＢａ上に設けられてよい。尚、固定プラテン１１はフレームＦｒ上に載置されてもよい。

固定プラテン１１と対向して可動プラテン１２が配設される。可動プラテン１２は可動ベースＢｂ上に固定され、可動ベースＢｂはガイドＧｄ上を走行可能である。これにより、可動プラテン１２は、固定プラテン１１に対して型開閉方向に移動可能である。

固定プラテン１１と所定の間隔を置いて、かつ、固定プラテン１１と平行にリヤプラテン１３が配設される。リヤプラテン１３は、脚部１３ａを介してフレームＦｒに固定される。

固定プラテン１１とリヤプラテン１３との間に４本の連結部材としてのタイバー１４（図においては、４本のタイバー１４のうちの２本だけを示す。）が架設される。タイバー１４を介して固定プラテン１１がリヤプラテン１３に固定される。タイバー１４に沿って可動プラテン１２が進退自在に配設される。可動プラテン１２におけるタイバー１４と対応する箇所にタイバー１４を貫通させるための図示されないガイド穴が形成される。尚、ガイド穴の代わりに、切欠部を形成するようにしてもよい。

タイバー１４の前端部（図において右端部）には図示されないネジ部が形成され、該ネジ部にナットｎ１を螺合して締め付けることによって、タイバー１４の前端部が固定プラテン１１に固定される。タイバー１４の後端部はリヤプラテン１３に固定される。

固定プラテン１１には固定金型１５が、可動プラテン１２には可動金型１６がそれぞれ取り付けられ、可動プラテン１２の進退に伴って固定金型１５と可動金型１６とが接離させられ、型閉じ、型締め及び型開きが行われる。尚、型締めが行われるのに伴って、固定金型１５と可動金型１６との間に図示されないキャビティ空間が形成され、キャビティ空間に溶融樹脂が充填される。固定金型１５及び可動金型１６によって金型装置１９が構成される。

吸着板２２は、可動プラテン１２と平行に配設される。吸着板２２は取付板２７を介してスライドベースＳｂに固定され、スライドベースＳｂはガイドＧｄ上を走行可能である。これにより、吸着板２２は、リヤプラテン１３よりも後方において進退自在となる。吸着板２２は、軟磁性材料で形成されてよい。尚、取付板２７はなくてもよく、この場合、吸着板２２はスライドベースＳｂに直に固定される。

ロッド３９は、後端部において吸着板２２と連結させて、前端部において可動プラテン１２と連結させて配設される。したがって、ロッド３９は、型閉じ時に吸着板２２が前進するのに伴って前進させられて可動プラテン１２を前進させ、型開き時に吸着板２２が後退するのに伴って後退させられて可動プラテン１２を後退させる。そのために、リヤプラテン１３の中央部分にロッド３９を貫通させるためのロッド孔４１が形成される。

リニアモータ２８は、可動プラテン１２を進退させるための型開閉駆動部であって、例えば可動プラテン１２に連結された吸着板２２とフレームＦｒとの間に配設される。尚、リニアモータ２８は可動プラテン１２とフレームＦｒとの間に配設されてもよい。

リニアモータ２８は、固定子２９、及び可動子３１を備える。固定子２９は、フレームＦｒ上において、ガイドＧｄと平行に、かつ、スライドベースＳｂの移動範囲に対応させて形成される。可動子３１は、スライドベースＳｂの下端において、固定子２９と対向させて、かつ、所定の範囲にわたって形成される。

可動子３１は、コア３４及びコイル３５を備える。コア３４は、固定子２９に向けて突出する複数の磁極歯３３を備える。複数の磁極歯３３は、型開閉方向と平行な方向に所定のピッチで配列される。コイル３５は、各磁極歯３３に巻装される。

固定子２９は、図示されないコア、及び該コア上に設けられる図示されない複数の永久磁石を備える。複数の永久磁石は、型開閉方向と平行な方向に所定のピッチで配列され、可動子３１側の磁極がＮ極とＳ極とに交互に着磁されている。

可動子３１のコイル３５に所定の電流が供給されると、コイル３５を流れる電流によって形成される磁場と、永久磁石によって形成される磁場との相互作用で、可動子３１が進退させられる。それに伴って、吸着板２２及び可動プラテン１２が進退させられ、型閉じ及び型開きが行われる。リニアモータ２８は、可動子３１の位置が目標値になるように、可動子３１の位置を検出する位置センサ５３の検出結果に基づいてフィードバック制御される。位置センサ５３は、可動子３１の位置を検出することで、可動金型１６と固定金型１５との間の距離（型開閉位置）を検出できる。

尚、本実施の形態では、固定子２９に永久磁石を、可動子３１にコイル３５を配設するようになっているが、固定子にコイルを、可動子に永久磁石を配設することもできる。その場合、リニアモータ２８が駆動されるのに伴って、コイルが移動しないので、コイルに電力を供給するための配線を容易に行うことができる。

電磁石ユニット３７は、リヤプラテン１３と吸着板２２との間に吸着力を生じさせる。この吸着力は、ロッド３９を介して可動プラテン１２に伝達し、可動プラテン１２と固定プラテン１１との間に型締力が生じる。

電磁石ユニット３７は、リヤプラテン１３側に形成された電磁石４９、及び吸着板２２側に形成された吸着部５１からなる。吸着部５１は、吸着板２２の吸着面（前端面）の所定の部分、例えば、吸着板２２においてロッド３９を包囲し、かつ、電磁石４９と対向する部分に形成される。また、リヤプラテン１３の吸着面（後端面）の所定の部分、例えば、ロッド３９のまわりには、電磁石４９のコイル４８を収容する溝４５が形成される。溝４５より内側にコア４６が形成される。コア４６の周りにコイル４８が巻装される。リヤプラテン１３のコア４６以外の部分にヨーク４７が形成される。

尚、本実施形態においては、リヤプラテン１３とは別に電磁石４９が、吸着板２２とは別に吸着部５１が形成されるが、リヤプラテン１３の一部として電磁石を、吸着板２２の一部として吸着部を形成してもよい。また、電磁石と吸着部の配置は逆であってもよい。例えば、吸着板２２側に電磁石４９を設け、リヤプラテン１３側に吸着部５１を設けてもよい。また、電磁石４９のコイル４８の数は、複数であってもよい。

電磁石ユニット３７において、コイル４８に電流を供給すると、電磁石４９が駆動され、吸着部５１を吸着し、型締力を発生させることができる。

図３は、本発明の一実施形態による射出成形機の制御系を示す図である。制御部６０は、例えばＣＰＵ及びメモリ等を備え、メモリに記録された制御プログラムをＣＰＵによって処理することにより、リニアモータ２８及び電磁石４９の動作を制御する。

制御部６０は、電磁石４９のコイル４８に電流を供給する電流供給部７０を制御する。この制御方法について後述する。

電流供給部７０は、制御部６０から供給される信号に応じた電流を電磁石４９のコイル４８に供給する。電流供給部７０の構成等について後述する。

電流供給部７０には、直流電源８０が接続されている。直流電源８０は、交流電源９０の交流電流を直流電流に変換するダイオード等の整流器８２、コンデンサ（ＤＣリンク）８４等を含む。

制御部６０は、型締力を検出する型締力センサ５５と接続されており、型締力センサ５５の検出結果に基づいて、型締力の目標値が生じるように、電流供給部７０を制御してよい。例えば、電流供給部７０は、型締力の目標値と型締力センサ５５の検出値との差分（誤差）に応じてフィードバック制御されてもよい。この際、P（Proportional）制御や、ＰＩ（Proportional Integral)制御やＰＩＤ（Proportional Integral Derivative)制御が利用されてもよい。

尚、型締力センサ５５は、例えば型締力に応じて伸びるタイバー１４の歪み（伸び量）を検出する歪みセンサであってよい。尚、型締力センサ５５としては、例えばロッド３９にかかる荷重を検出するロードセル等の荷重センサ、電磁石４９の磁場を検出する磁気センサが使用可能であり、型締力センサ５５の種類は多種多様であってよい。

次に、上記構成の射出成形機１０の動作について説明する。射出成形機１０の各種動作は、制御部６０による制御下で行われる。

制御部６０は、型閉じ工程を制御する。図２の状態（型開き完了状態）において、制御部６０は、リニアモータ２８を駆動して、可動プラテン１２を前進させる。図１に示すように、可動金型１６が固定金型１５に当接し、型閉じ工程が完了する。このとき、リヤプラテン１３と吸着板２２との間、即ち電磁石４９と吸着部５１との間には、ギャップδ０が形成される。尚、型閉じに必要とされる力は、型締力と比較されて十分に小さくされる。

続いて、制御部６０は、型締め工程を制御する。制御部６０は、図１の状態（型閉じ完了状態）で電流供給部７０によって、電磁石４９のコイル４８に電流を供給する。そうすると、コイル４８を流れる電流によってコイル４８内に磁場が生じ、コア４６が着磁され、磁場が強化される。そして、所定のギャップをおいて対向する電磁石４９と吸着部５１との間に吸着力が生じ、この吸着力がロッド３９を介して可動プラテン１２に伝達し、可動プラテン１２と固定プラテン１１との間に型締力が生じる。型締め状態の金型装置１９のキャビティ空間に溶融樹脂が充填され、冷却、固化され成形品となる。

次いで、制御部６０は、型開き工程を制御する。制御部６０は、リニアモータ２８のコイル３５に電流を供給して、可動プラテン１２を後退させる。可動金型１６が後退して型開きが行われる。型開き後、図示されないエジェクタ装置が可動金型１６から成形品を突き出す。

このように、射出成形機１０は、型閉じ工程、型締め工程、及び型開き工程等の一連の工程を行う。射出成形機１０は、一連の工程を繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する連続運転を行う。

図４は、電流供給部７０の一例を示す図である。図４には、他の関連する構成（交流電源９０、整流器８２、コンデンサ８４、コイル４８）についても図示されている。

電流供給部７０は、第１アーム７１と、第２アーム７２とを含む。第１アーム７１は、図４に示すように、直流電源８０の正極側Ｐと負極側Ｎの間に直列に２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を含む。第２アーム７２は、図４に示すように、直流電源８０の正極側Ｐと負極側Ｎの間に直列に２つのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を含む。

電磁石４９のコイル４８の一端は、第１アーム７１の上下のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の間のポイントＭ１に接続され、電磁石４９のコイル４８の他端は、第２アーム７２の上下のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の間のポイントＭ２に接続される。

尚、図示の例では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。尚、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４は、ダイオード（例えばフリーホイールダイオード）Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を外付け素子として用いるＩＧＢＴであってもよいし、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を内蔵した逆導通ＩＧＢＴ（ＲＣ（Reverse Conducting）−ＩＧＢＴ）であってもよい。いずれの場合も、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３のコレクタは正極側Ｐに接続されており、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３のエミッタは、それぞれ、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４のコレクタに接続されている。また、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４のエミッタは、負極側Ｎに接続されている。尚、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)のような、ＩＧＢＴ以外の他のスイッチング素子であってもよい。

制御部６０は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のオン／オフ状態を制御することで、電磁石４９のコイル４８の通電状態を制御する。

図５は、制御部６０によるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の制御態様の一例を示す図である。

図５では、上から順に、Ｖ１指令値及びキャリアの波形、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフ波形、スイッチング素子Ｑ２のオン／オフ波形、Ｖ２指令値及びキャリアの波形、スイッチング素子Ｑ３のオン／オフ波形、スイッチング素子Ｑ４のオン／オフ波形、及び、コイル４８の両端電圧の目標値の波形が、それぞれ示される。

制御部６０は、コイル４８の両端電圧の目標値（以下、目標電圧Ｖｏｕｔという）を決定すると、それに応じて、Ｖ１指令値及びＶ２指令値を決定する。尚、目標電圧Ｖｏｕｔは、例えば型締力の目標値に基づいて決定されてもよい。Ｖ１指令値は、第１アーム７１の上下のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の間のポイントＭ１の電位Ｖ１に対する目標値に対応する。同様に、Ｖ２指令値は、第２アーム７２の上下のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の間のポイントＭ２の電位Ｖ２に対する目標値に対応する。Ｖ１指令値及びＶ２指令値は、目標電圧Ｖｏｕｔが実現されるように決定される。図５に示す例では、Ｖ１指令値及びＶ２指令値は、目標電圧Ｖｏｕｔの正負に応じて、以下のように決定される。
Ｖ１指令値＝Ｖｏｕｔ−Ｖｄｃ／２、Ｖ２指令値＝−Ｖｄｃ／２（目標電圧Ｖｏｕｔ＞０のとき）
Ｖ１指令値＝−Ｖｄｃ／２、Ｖ２指令値＝−Ｖｏｕｔ−Ｖｄｃ／２（目標電圧Ｖｏｕｔ＜０のとき）
ここで、Ｖｄｃは、コンデンサ８４の両端電圧である。

制御部６０は、Ｖ１指令値及びＶ２指令値を決定すると、Ｖ１指令値及びＶ２指令値とキャリアとの関係に基づいて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のオン／オフ状態を制御する。例えば、図５に示す例では、制御部６０は、Ｖ１指令値がキャリアを上回ったときにスイッチング素子Ｑ１をオンし、Ｖ１指令値がキャリアを下回ったときにスイッチング素子Ｑ１をオフする。この際、制御部６０は、スイッチング素子Ｑ２をスイッチング素子Ｑ１に対して逆相にオン／オフする。例えば、制御部６０は、スイッチング素子Ｑ１がオンするときに、スイッチング素子Ｑ２をオフし、スイッチング素子Ｑ１がオフするときに、スイッチング素子Ｑ２をオンする。尚、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２は、短絡を防止するために、所定のデットタイムをもって逆相にオン／オフ駆動されてよい。同様に、制御部６０は、Ｖ２指令値がキャリアを上回ったときにスイッチング素子Ｑ３をオンし、Ｖ２指令値がキャリアを下回ったときにスイッチング素子Ｑ３をオフする。この際、制御部６０は、スイッチング素子Ｑ４をスイッチング素子Ｑ３に対して逆相にオン／オフする。例えば、制御部６０は、スイッチング素子Ｑ３がオンするときに、スイッチング素子Ｑ４をオフし、スイッチング素子Ｑ３がオフするときに、スイッチング素子Ｑ４をオンする。尚、スイッチング素子Ｑ３及びＱ４は、短絡を防止するために、所定のデットタイムをもって逆相にオン／オフ切換されてよい。

このようにして、Ｖ１指令値及びＶ２指令値を可変すると、Ｖ１指令値及びＶ２指令値とキャリアとの関係が変化し、スイッチング素子Ｑ１（スイッチング素子Ｑ３についても同様）のオン期間の長さが可変される。尚、図５に示す例では、三角波のキャリアが使用されているが、ノコギリ波等の他の波形のキャリアが使用されてもよい。また、Ｖ１指令値及びＶ２指令値は、電圧の指令値に替えて、電圧に応じたデューティ指令値であってもよい。

図５に示す例では、一例として、目標電圧Ｖｏｕｔがサイン波形で変化する例が示されている。尚、実際には、目標電圧Ｖｏｕｔは、例えば型締力の目標値に基づいて決定され、この場合、型締力の目標値に応じたパターンとなる（例えば、図７等参照）。

目標電圧Ｖｏｕｔ＞０のとき（図５の時刻ｔ０〜ｔ１）、上述の如く、Ｖ１指令値＝Ｖｏｕｔ−Ｖｄｃ／２、Ｖ２指令値＝−Ｖｄｃ／２となる。この場合、図５に示すように、第１アーム７１においては、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２は、Ｖ１指令値に応じたデューティで、逆相にオン／オフ切換される。他方、第２アーム７２においては、スイッチング素子Ｑ３はオフ状態を維持し、スイッチング素子Ｑ４がオン状態を維持する。即ち、第２アーム７２においては、スイッチング素子Ｑ３はオフ状態とされ、スイッチング素子Ｑ４はオン状態とされ、第１アーム７１においては、目標電圧Ｖｏｕｔに応じたＰＷＭ(pulse-width modulation）制御が実行される。尚、この場合、スイッチング素子Ｑ１がオンしたときは、直流電源８０の正極側Ｐからの電流は、スイッチング素子Ｑ１、コイル４８、スイッチング素子Ｑ４を通って直流電源８０の負極側Ｎに流れる。スイッチング素子Ｑ１がオフしたときは、コイル４８を流れ続けようとする電流は、スイッチング素子Ｑ２側のダイオードＤ２を通ってコイル４８へ流れ、スイッチング素子Ｑ４を通って直流電源８０の負極側Ｎに流れる。

目標電圧Ｖｏｕｔ＜０のとき（図５の時刻ｔ１〜ｔ２）、上述の如く、Ｖ１指令値＝−Ｖｄｃ／２、Ｖ２指令値＝−Ｖｏｕｔ−Ｖｄｃ／２となる。この場合、図５に示すように、第２アーム７２においては、スイッチング素子Ｑ３及びＱ４は、Ｖ２指令値に応じたデューティで、逆相にオン／オフ切換される。他方、第１アーム７１においては、スイッチング素子Ｑ１はオフ状態を維持し、スイッチング素子Ｑ２がオン状態を維持する。即ち、第１アーム７１においては、スイッチング素子Ｑ２はオン状態とされ、スイッチング素子Ｑ１はオフ状態とされ、第２アーム７２においては、目標電圧Ｖｏｕｔに応じたＰＷＭ制御が実行される。尚、この場合、スイッチング素子Ｑ３がオンしたときは、直流電源８０の正極側Ｐからの電流は、スイッチング素子Ｑ３、コイル４８、スイッチング素子Ｑ２を通って直流電源８０の負極側Nに流れる。スイッチング素子Ｑ３がオフしたときは、コイル４８を流れ続けようとする電流は、スイッチング素子Ｑ４側のダイオードＤ４を通ってコイル４８へ流れ、スイッチング素子Ｑ２を通って直流電源８０の負極側Ｎに流れる。

図６は、図５の対比として、比較例によるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の制御態様を示す図である。

この比較例では、図６に示すように、Ｖ１指令値及びＶ２指令値は、目標電圧Ｖｏｕｔの正負に拘らず、以下のように決定される。
Ｖ１指令値＝Ｖｏｕｔ／２、Ｖ２指令値＝−Ｖｏｕｔ／２
従って、この比較例では、図６に示すように、目標電圧Ｖｏｕｔの正負に拘らず、常に、第１アーム７１及び第２アーム７２の双方において、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２、及び、スイッチング素子Ｑ３及びＱ４が、それぞれ、逆相にオン／オフ切換される。この結果、比較例では、目標電圧Ｖｏｕｔが０以外である状態では、第１アーム７１及び第２アーム７２の双方において常にスイッチング損失が発生する。

これに対して、図５に示す例によれば、上述の如く、目標電圧Ｖｏｕｔが正であるときは、第１アーム７１においてのみ、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２が逆相にオン／オフ切換され、第２アーム７２においては、スイッチング素子Ｑ３及びＱ４はオン／オフ切換されない。また、目標電圧Ｖｏｕｔが負であるときは、第２アーム７２においてのみ、スイッチング素子Ｑ３及びＱ４が逆相にオン／オフ切換され、第１アーム７１においては、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２はオン／オフ切換されない。従って、図５に示す例によれば、図６に示した比較例に比べて、スイッチング損失を低減することができる。

次に、目標電圧Ｖｏｕｔの決定態様の幾つかの例について説明する。以下では、便宜上、コイル４８への供給電流の制御態様について説明するが、コイル４８への供給電流の制御態様は、目標電圧Ｖｏｕｔの決定態様と相関する。即ち、目標電圧Ｖｏｕｔに応じてコイル４８への供給電流（及び向き）が決定される関係にある。例えば、目標電圧Ｖｏｕｔが正であるときは、コイル４８への供給電流の目標値が正となり、目標電圧Ｖｏｕｔが負であるときは、コイル４８への供給電流の目標値が負となる。従って、以下の説明においては、電流パターンは、目標電圧Ｖｏｕｔのパターンと考えてよい。

図７は、電磁石４９のコイル４８への供給電流（電流パターン）、型締力、及び型開き速度の経時変化の第１例を示す図である。

図７に示すように、制御部６０は、例えば型開き中に、型締め時の電流とは逆向きの電流をコイル４８に供給し、コイル４８の周辺部材（タイバー１４やロッド３９、金型装置１９等）の磁化を低減する（消磁工程）。この制御は、固定金型１５と可動金型１６との間の距離が所定距離以下の時に行われてよい。尚、図7では、制御部６０は、型開き開始後に消磁工程を開始するが、周辺部材の磁化を低減する効果が顕著に得られるように、型開き開始と同時に消磁工程を開始してもよい。

図８は、電磁石４９のコイル４８への供給電流（電流パターン）、型締力、及び型開き速度の経時変化の第２例を示す図である。図８では、消磁工程において、コイル４８への供給電流の向きを１回以上反転させ、消磁工程で周辺部材に作用する磁場の向きを１回以上反転させる。

図９は、連続運転時における電磁石のコイルへの供給電流（電流パターン）、型締力、及び型開き速度の経時変化の第１例を示す図である。

制御部６０は、連続運転時に、第１の電流パターンＰ１００で型締め工程及び消磁工程を所定の回数制御した後、第２の電流パターンＰ２００で型締め工程及び消磁工程を所定の回数制御する。例えば、制御部６０は、型締め工程及び消磁工程を１回制御する度に、電流パターンを第１の電流パターンＰ１００と第２の電流パターンＰ２００との間で切り替える。

第１の電流パターンＰ１００と第２の電流パターンＰ２００とは、型締め時の電流の方向が互いに逆向きである。連続運転時に、型締め時の磁場の向きが繰り返し反転するので、型締め時の磁場による周辺部材の磁化の蓄積が抑制できる。

図１０は、連続運転時における電磁石のコイルへの供給電流（電流パターン）、型締力、及び型開き速度の経時変化の第２例を示す図である。

制御部６０は、連続運転時に、第１の電流パターンＰ１００で型締め工程及び消磁工程を所定の回数制御した後、第２の電流パターンＰ２０１で型締め工程及び消磁工程を所定の回数制御する。例えば、制御部６０は、型締め工程及び消磁工程を１回制御する度に、電流パターンを第１の電流パターンＰ１００と第２の電流パターンＰ２０１との間で切り替える。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した各実施例では、目標電圧Ｖｏｕｔ＞０のとき、第１アーム７１において、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２は、逆相にオン／オフ切換され、第２アーム７２において、スイッチング素子Ｑ３はオフ状態に維持され、スイッチング素子Ｑ４はオン状態に維持されている。しかしながら、目標電圧Ｖｏｕｔ＞０のとき、第２アーム７２において、スイッチング素子Ｑ３及びＱ４は、逆相にオン／オフ切換され、第１アーム７１において、スイッチング素子Ｑ１はオン状態に維持され、スイッチング素子Ｑ２はオフ状態に維持されてもよい。

同様に、上述した各実施例では、目標電圧Ｖｏｕｔ＜０のとき、第２アーム７２において、スイッチング素子Ｑ３及びＱ４は、逆相にオン／オフ切換され、第１アーム７１において、スイッチング素子Ｑ１はオフ状態に維持され、スイッチング素子Ｑ２はオン状態に維持されている。しかしながら、目標電圧Ｖｏｕｔ＜０のとき、第１アーム７１において、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２は、逆相にオン／オフ切換され、第２アーム７２において、スイッチング素子Ｑ４はオフ状態に維持され、スイッチング素子Ｑ３はオン状態に維持されてもよい。

１０射出成形機
１５固定金型
１６可動金型
１９金型装置
４６電磁石のコア
４８電磁石のコイル
４９電磁石
６０制御部
７０電流供給部
７１第１アーム
７２第２アーム
８０直流電源

Claims

固定金型と可動金型とを締め付ける型締力を発生させる電磁石と、
電源と、
前記電源の正極側と負極側の間に直列に２つのスイッチング素子を含み、前記２つのスイッチング素子の間に前記電磁石のコイルの一端が接続される第１アームと、
前記電源の正極側と負極側の間に直列に２つのスイッチング素子を含み、前記２つのスイッチング素子の間に前記電磁石のコイルの他端が接続される第２アームと、
前記第１アーム及び前記第２アームのうちの一方のアームのスイッチング素子をそれぞれオン/オフ切換しつつ、他方のアームにおいてスイッチング素子をそれぞれオン状態とオフ状態に維持する制御部とを備える、射出成形機。
前記制御部は、前記一方のアームにおいて正極側のスイッチング素子と負極側のスイッチング素子と逆相にオン/オフ切換する、請求項１に記載の射出成形機。
前記制御部は、前記他方のアームにおいて正極側のスイッチング素子をオフ状態に維持し且つ負極側のスイッチング素子をオン状態に維持する、請求項１に記載の射出成形機。
前記制御部は、前記電磁石のコイルの通電方向が前記第１アーム側から前記第２アーム側であるとき、前記第１アームにおいて正極側のスイッチング素子をオン/オフ切換しつつ、前記第２アームにおいて正極側のスイッチング素子をオフ状態に維持し且つ負極側のスイッチング素子をオン状態に維持し、前記電磁石のコイルの通電方向が前記第２アーム側から前記第１アーム側であるとき、前記第２アームにおいて正極側のスイッチング素子をオン/オフ切換しつつ、前記第１アームにおいて正極側のスイッチング素子をオフ状態に維持し且つ負極側のスイッチング素子をオン状態に維持する、請求項１又は２に記載の射出成形機。