特許 6773742 射出成形機および射出成形機のスクリュ制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6773742

(24)【登録日】2020年10月5日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】射出成形機および射出成形機のスクリュ制御方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/76 20060101AFI20201012BHJP

【ＦＩ】

   B29C45/76

【請求項の数】12

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2018-187724(P2018-187724)

(22)【出願日】2018年10月2日

(65)【公開番号】特開2020-55227(P2020-55227A)

(43)【公開日】2020年4月9日

【審査請求日】2020年3月23日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100191134

【弁理士】

【氏名又は名称】千馬 隆之

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100180448

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 亨祐

(72)【発明者】

【氏名】南里 耕大

(72)【発明者】

【氏名】丸山 淳平

【審査官】 田代 吉成

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−７９９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１４３０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４５／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

射出用シリンダ内に挿入され、軸方向に沿って移動が可能なスクリュと、
前記スクリュを移動させるモータと、
前記モータのトルクを検出するトルク検出部と、
前記スクリュの位置を検出する位置検出部と、
制限トルクを超えないようにトルク制限を行って前記モータを駆動して、前記スクリュを前記射出用シリンダ内の前記スクリュの移動範囲における射出方向の最前位置まで前進させるモータ駆動制御部と、
前記スクリュが前記最前位置に到達したか否かを判定する第１の判定部と、
前記スクリュが前進を開始した後、前記第１の判定部が、前記スクリュが前記最前位置に到達したと判定するまでの間に、前記スクリュの移動速度が所定速度以下となった場合には、前記射出用シリンダ内に未溶融樹脂が残存していると判定する第２の判定部と、
を備える、射出成形機。

【請求項2】

請求項１に記載の射出成形機であって、
前記第２の判定部は、前記スクリュが前進を開始した後、前記第１の判定部が、前記スクリュが前記最前位置に到達したと判定するまでの間に、前記モータのトルクが前記制限トルクとなり、且つ、前記スクリュの移動速度が前記所定速度以下となった場合には、前記射出用シリンダ内に前記未溶融樹脂が残存していると判定する、射出成形機。

【請求項3】

射出用シリンダ内に挿入され、軸方向に沿って移動が可能なスクリュと、
前記スクリュを移動させるモータと、
前記モータのトルクを検出するトルク検出部と、
前記スクリュの位置を検出する位置検出部と、
前記モータを駆動して、前記スクリュを前記射出用シリンダ内の前記スクリュの移動範囲における射出方向の最前位置まで前進させるモータ駆動制御部と、
前記スクリュが前記最前位置に到達したか否かを判定する第１の判定部と、
前記スクリュが前進を開始した後、前記第１の判定部が、前記スクリュが前記最前位置に到達したと判定するまでの間に、前記モータのトルクが制限トルク以上になった場合には、前記射出用シリンダ内に未溶融樹脂が残存していると判定する第２の判定部と、
を備える、射出成形機。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形機であって、
前記モータ駆動制御部は、前記未溶融樹脂が残存していると判定されると前記モータの駆動を停止させる、射出成形機。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出成形機であって、
前記未溶融樹脂が残存していると判定されると、前記未溶融樹脂が残存している旨を報知する報知部をさらに備える、射出成形機。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形機であって、
前記射出用シリンダ内の樹脂を加熱するヒータを備え、
前記モータ駆動制御部は、前記ヒータによる加熱の停止後であって、前記ヒータによる加熱の再開が行われた場合において、前記モータを駆動して前記スクリュを前記最前位置まで前進させる、
射出成形機。

【請求項7】

射出用シリンダ内に挿入され、軸方向に沿って移動が可能なスクリュと、
前記スクリュを移動させるモータと、
前記モータのトルクを検出するトルク検出部と、
前記スクリュの位置を検出する位置検出部と、
を備える、射出成形機の前記スクリュの移動を制御するスクリュ制御方法であって、
制限トルクを超えないようにトルク制限を行って前記モータを駆動して、前記スクリュを前記射出用シリンダ内の前記スクリュの移動範囲における射出方向の最前位置まで前進させるモータ駆動制御ステップと、
前記スクリュが前記最前位置に到達したか否かを判定する第１の判定ステップと、
前記スクリュが前進を開始した後、前記第１の判定ステップにおいて前記スクリュが前記最前位置に到達したと判定されるまでの間に、前記スクリュの移動速度が所定速度以下となった場合には、前記射出用シリンダ内に未溶融樹脂が残存していると判定する第２の判定ステップと、
を含む、射出成形機のスクリュ制御方法。

【請求項8】

請求項７に記載の射出成形機のスクリュ制御方法であって、
前記第２の判定ステップは、前記スクリュが前進を開始した後、前記第１の判定ステップにおいて前記スクリュが前記最前位置に到達したと判定されるまでの間に、前記モータのトルクが前記制限トルクとなり、且つ、前記スクリュの移動速度が前記所定速度以下となった場合には、前記射出用シリンダ内に前記未溶融樹脂が残存していると判定する、射出成形機のスクリュ制御方法。

【請求項9】

射出用シリンダ内に挿入され、軸方向に沿って移動が可能なスクリュと、
前記スクリュを移動させるモータと、
前記モータのトルクを検出するトルク検出部と、
前記スクリュの位置を検出する位置検出部と、
を備える、射出成形機の前記スクリュの移動を制御するスクリュ制御方法であって、
前記モータを駆動して、前記スクリュを前記射出用シリンダ内の前記スクリュの移動範囲における射出方向の最前位置まで前進させるモータ駆動制御ステップと、
前記スクリュが前記最前位置に到達したか否かを判定する第１の判定ステップと、
前記スクリュが前進を開始した後、前記第１の判定ステップにおいて前記スクリュが前記最前位置に到達したと判定されるまでの間に、前記モータのトルクが制限トルク以上になった場合には、前記射出用シリンダ内に未溶融樹脂が残存していると判定する第２の判定ステップと、
を含む、射出成形機のスクリュ制御方法。

【請求項10】

請求項７〜９のいずれか１項に記載の射出成形機のスクリュ制御方法であって、
前記モータ駆動制御ステップは、前記未溶融樹脂が残存していると判定されると前記モータの駆動を停止させる、射出成形機のスクリュ制御方法。

【請求項11】

請求項７〜１０のいずれか１項に記載の射出成形機のスクリュ制御方法であって、
前記未溶融樹脂が残存していると判定されると、前記未溶融樹脂が残存している旨を報知する報知ステップをさらに含む、射出成形機のスクリュ制御方法。

【請求項12】

請求項７〜１１のいずれか１項に記載の射出成形機のスクリュ制御方法であって、
前記射出成形機は、前記射出用シリンダ内の樹脂を加熱するヒータを備え、
前記モータ駆動制御ステップは、前記ヒータによる加熱の停止後であって、前記ヒータによる加熱の再開が行われた場合において、前記モータを駆動して前記スクリュを前記最前位置まで前進させる、射出成形機のスクリュ制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、射出成形機および射出成形機のスクリュ制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

射出成形技術において、射出成形機の射出用シリンダ内の固化してしまった樹脂の溶融が未完の状態で、射出用シリンダ内のスクリュを動作させると、スクリュが折損する虞がある。射出用シリンダ内は外部から直接視認することが困難な場合があり、未溶融樹脂の残存の有無について確認する方法が求められている。

【0003】

下記特許文献１には、インターロックの解除前に、射出用シリンダを予め定めた所定温度まで加熱し、一定時間経過後に射出用シリンダ内に圧油を流入させ、この圧油の圧力によってスクリュが動いたか確認することで、樹脂の溶融を確認する射出成形機について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平２−６２２２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

開示された上記技術では、スクリュの動きに基づいて樹脂の溶融の確認が行われるため、溶融の確認はスクリュ近傍の樹脂に対し行われるのみになってしまう。そのため、スクリュの移動範囲内で溶融していない樹脂が存在する可能性もある。したがって、上記技術において樹脂の溶融を確認できたとしても、実際にスクリュを移動させたときにスクリュが折損してしまう虞がある。

【0006】

本発明は、溶融していない樹脂によるスクリュの折損を防止する射出成形機、および射出成形機のスクリュ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】

【0007】

本発明の第１の態様は、射出成形機であって、射出用シリンダ内に挿入され、軸方向に沿って移動が可能なスクリュと、前記スクリュを移動させるモータと、前記モータのトルクを検出するトルク検出部と、前記スクリュの位置を検出する位置検出部と、制限トルクを超えないようにトルク制限を行って前記モータを駆動して、前記スクリュを前記射出用シリンダ内の前記スクリュの移動範囲における射出方向の最前位置まで前進させるモータ駆動制御部と、前記スクリュが前記最前位置に到達したか否かを判定する第１の判定部と、前記スクリュが前進を開始した後、前記第１の判定部が、前記スクリュが前記最前位置に到達したと判定するまでの間に、前記スクリュの移動速度が所定速度以下となった場合には、前記射出用シリンダ内に未溶融樹脂が残存していると判定する第２の判定部と、を備える。

【0008】

本発明の第２の態様は、射出用シリンダ内に挿入され、軸方向に沿って移動が可能なスクリュと、前記スクリュを移動させるモータと、前記モータのトルクを検出するトルク検出部と、前記スクリュの位置を検出する位置検出部と、を備える、射出成形機の前記スクリュの移動を制御するスクリュ制御方法であって、制限トルクを超えないようにトルク制限を行って前記モータを駆動して、前記スクリュを前記射出用シリンダ内の前記スクリュの移動範囲における射出方向の最前位置まで前進させるモータ駆動制御ステップと、前記スクリュが前記最前位置に到達したか否かを判定する第１の判定ステップと、前記スクリュが前進を開始した後、前記第１の判定ステップにおいて前記スクリュが前記最前位置に到達したと判定されるまでの間に、前記スクリュの移動速度が所定速度以下となった場合には、前記射出用シリンダ内に未溶融樹脂が残存していると判定する第２の判定ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、射出用シリンダ内におけるスクリュの移動範囲に亘る樹脂の溶融を確認することができる。したがって、溶融していない樹脂によるスクリュの折損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る射出成形機の構成の一部を例示する概略構成図である。

【図2】実施形態に係る射出成形機のスクリュ制御処理の一例を示すフローチャートである。

【図3】実施形態に係る射出成形機のスクリュ制御処理に対して、未溶融樹脂の検出精度の向上のために追加される処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】実施形態に係る射出成形機のスクリュ制御処理に対して、未溶融樹脂の検出精度の向上のために追加される処理の他の一例を示すフローチャートである。

【図5】変形例に係る射出成形機のスクリュ制御処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明に係る射出成形機、および射出成形機のスクリュ制御方法について、好適な実施形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

【0012】

［実施形態］
図１は、本実施形態に係る射出成形機１０の構成の一部を例示する概略構成図である。射出成形機１０は、スクリュ１２、射出用シリンダ１４、直進用サーボモータ１６、動力伝達機構１８、エンコーダ２０、５４、ホッパ２２、ノズル２４、ヒータ２６、トルク検出部２７、および制御装置２８、回転用サーボモータ５０、および歯車機構５２等を備える。

【0013】

スクリュ１２は、射出用シリンダ１４内に、その軸方向に移動可能に挿入されている。射出用シリンダ１４の先端にはノズル２４が設けられている。このノズル２４から溶融した樹脂が射出する。ノズル２４には、射出用シリンダ１４の中空部１４ａと連通するノズル孔２４ａが形成されている。スクリュ１２の移動方向として、ノズル２４の側への方向を前方向、その反対方向を後方向とする。スクリュ１２が前進することにより、射出用シリンダ１４内の樹脂が前方向へと押し出され、ノズル孔２４ａの前端から、不図示の金型のキャビティ内へ射出される。

【0014】

直進用サーボモータ１６は、スクリュ１２を射出用シリンダ１４の軸方向に移動させるための駆動源である。

【0015】

動力伝達機構１８は、プーリ３０、３２、環状のベルト３４、ボールねじ３６、およびナット３８等を含む。プーリ３０および環状のベルト３４は、プーリ３２に直進用サーボモータ１６の回転力を伝達する機構である。ボールねじ３６、ボールねじ３６と一体的に回転可能にボールねじ３６に取り付けられたプーリ３２、および、ボールねじ３６に螺合したナット３８は、プーリ３２に伝達された回転力を直進運動に変換する。ナット３８は、図示しない支持部材によって固定支持されている。スクリュ１２は、ボールねじ３６と連結され、ボールねじ３６が直進することにより直進する。

【0016】

エンコーダ２０は、直進用サーボモータ１６に取り付けられ、直進用サーボモータ１６の回転位置を検出する。エンコーダ２０により検出された回転位置の変化により、スクリュ１２の軸方向における位置と、スクリュ１２の移動速度Ｖとを求めることができる。エンコーダ２０は、位置検出部の一例である。

【0017】

回転用サーボモータ５０は、射出用シリンダ１４の軸を中心軸として、スクリュ１２を回転させるための駆動源である。

【0018】

歯車機構５２は、互いに噛合する２つの歯車６０、６２等を含む。歯車６０は、回転用サーボモータ５０の回転力を歯車６２に伝達する。歯車６２は、その軸部分がスクリュ１２と連結され、歯車６０から伝達された回転用サーボモータ５０の回転力をスクリュ１２に伝達する。スクリュ１２は、歯車６２が回転することにより回転する。なお、回転用サーボモータ５０の回転力をスクリュ１２に伝達するための駆動機構として、歯車機構５２に代えて、ベルトやプーリ等を含む駆動機構が用いられてもよい。

【0019】

エンコーダ５４は、回転用サーボモータ５０に取り付けられ、回転用サーボモータ５０の回転角度を検出する。エンコーダ５４により検出された回転角度の変化により、スクリュ１２の回転角度ωと回転角速度Ｖωとを求めることができる。エンコーダ５４は、位置検出部の他の一例である。

【0020】

ホッパ２２は、ペレット状の樹脂を射出用シリンダ１４内に供給するためのものである。ヒータ２６は、射出用シリンダ１４の外周とノズル２４の外周とに設けられている。ヒータ２６は、射出用シリンダ１４およびノズル２４を加熱することにより、その内部の樹脂を加熱する。これにより、ホッパ２２を介して射出用シリンダ１４内に供給された樹脂が溶融する。なお、ヒータ２６による加熱が停止すると、溶融した樹脂は固化する。

【0021】

トルク検出部２７は、直進用サーボモータ１６および回転用サーボモータ５０の各トルクを検出する。本実施形態におけるトルク検出部２７は、電流計を有し、制御装置２８における下記のモータ駆動制御部４０から直進用サーボモータ１６および回転用サーボモータ５０へ出力される各電流を検出することにより、直進用サーボモータ１６および回転用サーボモータ５０の各トルクを算出する。なお、トルク検出部２７は、直進用サーボモータ１６のトルクと、回転用サーボモータ５０のトルクのうちの少なくとも一方を、直接検出してもよい。

【0022】

制御装置２８は、ヒータ２６を制御して樹脂を加熱してから、直進用サーボモータ１６等を制御し、スクリュ１２を射出用シリンダ１４内において前進させ、樹脂をキャビティ内へと射出させる。制御装置２８による射出動作が一旦中断または停止すると、ヒータ２６の動作も停止し、樹脂は冷えて固化する。制御装置２８は、再度、ヒータ２６を制御して樹脂を加熱し溶融させてから、スクリュ１２を前進させる。このとき未溶融の樹脂が射出用シリンダ１４内に残存している場合に、スクリュ１２を動かすとスクリュ１２が折損する虞がある。このようなスクリュ１２の折損防止のために、制御装置２８は、本実施形態に係るスクリュ１２の制御処理を行う。当該制御処理は、射出用シリンダ１４内の樹脂が溶融しているか否かを確認するための処理であり、ヒータ２６による加熱の停止後、再度の加熱があった場合に実行される。制御装置２８は、モータ駆動制御部４０、判定部４４、および報知部４６等を備える。

【0023】

制御装置２８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ、サーボアンプ、および、出力インターフェース回路を介してプロセッサと接続された音声出力装置やディスプレイ装置等の出力装置等により構成することができる。プロセッサが、メモリに記憶されたプログラムや各種情報を用いて処理を実行し、サーボアンプを介することにより、モータ駆動制御部４０の機能を実現することができる。プロセッサが、メモリに記憶されたプログラムや各種情報を用いて処理を実行することにより、判定部４４の機能を実現することができる。また出力装置により報知部４６の機能を実現することができる。

【0024】

モータ駆動制御部４０は、直進用サーボモータ１６の駆動を制御して、射出用シリンダ１４内におけるスクリュ１２を前後方向に移動させる。本実施形態におけるモータ駆動制御部４０は、スクリュ１２を最前位置まで前進させる。この最前位置は、射出用シリンダ１４の移動範囲における最前位置である。モータ駆動制御部４０は、予め決められた移動速度Ｖ_０でスクリュ１２が移動するように直進用サーボモータ１６の駆動を制御する。モータ駆動制御部４０は、エンコーダ２０が検出した回転角速度等に基づいて、直進用サーボモータ１６をフィードバック制御する。

【0025】

ここで、モータ駆動制御部４０は、直進用サーボモータ１６のトルクτが予め決められた制限トルクτ_Ｌを超えないように、トルク制限をかけて直進用サーボモータ１６を制御する。モータ駆動制御部４０は、トルク検出部２７が検出したトルクτに基づいて、直進用サーボモータ１６を制御する。

【0026】

トルクを制限する理由としては、溶融していない樹脂が残存している可能性があるので、未溶融の樹脂によるスクリュ１２の破損を防止するためである。直進用サーボモータ１６の制限トルクτ_Ｌは、溶融した樹脂の中をスクリュ１２が前進するときに発生する直進用サーボモータ１６のトルクτよりも大きいトルクである。モータ駆動制御部４０は、直進用サーボモータ１６に供給する電流を制限することで直進用サーボモータ１６のトルクτを制限することができる。

【0027】

ここで、スクリュ１２が未溶融樹脂と衝突していない場合には、直進用サーボモータ１６のトルクτは制限トルクτ_Ｌ以下となるが、スクリュ１２が未溶融樹脂と衝突すると、直進用サーボモータ１６のトルクτが大きくなり、制限トルクτ_Ｌに達してしまう。また、スクリュ１２が未溶融樹脂と衝突して、直進用サーボモータ１６のトルクτが制限トルクτ_Ｌに達してしまうと、直進用サーボモータ１６のトルクτは制限トルクτ_Ｌより大きくならない。したがって、スクリュ１２の移動速度Ｖは、上述した予め決められた移動速度Ｖ_０より小さくなり、場合によっては停止する。

【0028】

以上の理由から、判定部４４は、スクリュ１２が最前位置まで前進している最中に、直進用サーボモータ１６のトルクτが制限トルクτ_Ｌとなり、且つ、スクリュ１２の移動速度Ｖが所定速度Ｖ_ＴＨ以下となった場合には、射出用シリンダ１４内に未溶融樹脂が残存していると判定する。なお、所定速度Ｖ_ＴＨ＜予め決められた移動速度Ｖ_０、とする。

【0029】

報知部４６は、未溶融樹脂が残存していると判定されると、未溶融樹脂が残存している旨を報知する。

【0030】

なお、モータ駆動制御部４０は、回転用サーボモータ５０の駆動を制御してスクリュ１２を回転させることもできる。この場合、モータ駆動制御部４０は、エンコーダ５４が検出した回転角速度等に基づいて、回転用サーボモータ５０をフィードバック制御してもよい。

【0031】

図２は、本実施形態に係る射出成形機１０のスクリュ制御処理の一例を示すフローチャートである。図２に示す当該スクリュ１２の制御処理は、ヒータ２６による樹脂の加熱の停止後に、ヒータ２６による樹脂の加熱の再開が行われた場合において実行される。

【0032】

ステップＳ１において、判定部４４は、スクリュ１２の射出用シリンダ１４内の位置が最前位置であるか否かを判定する。スクリュ１２が最前位置にある場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２において判定部４４は、射出用シリンダ１４内に未溶融樹脂が残存していないと判定する。

【0033】

ステップＳ１においてスクリュ１２が最前位置にないと判定されると（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ３においてモータ駆動制御部４０は、トルク制限を行いながら直進用サーボモータ１６の駆動を制御することで、スクリュ１２を前進させる。このとき、モータ駆動制御部４０は、トルク検出部２７が検出したトルクτが制限トルクτ_Ｌに達するまでは、スクリュ１２が予め決められた移動速度Ｖ_０で移動するよう直進用サーボモータ１６を駆動する。

【0034】

ステップＳ４において判定部４４は、トルク検出部２７が検出したトルクτが制限トルクτ_Ｌに達したか否かを判定する。ステップＳ４においてトルクτが制限トルクτ_Ｌに達していない場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、スクリュ１２の制御処理はステップＳ１に戻る。トルクτが制限トルクτ_Ｌに達した場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５において判定部４４は、スクリュ１２の移動速度Ｖが所定速度Ｖ_ＴＨ以下になっているか否かを判定する。

【0035】

スクリュ１２の移動速度Ｖが所定速度Ｖ_ＴＨより高い場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、スクリュ１２の制御処理はステップＳ１に戻る。スクリュ１２の移動速度Ｖが所定速度Ｖ_ＴＨ以下になった場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ステップＳ６において判定部４４は、射出用シリンダ１４内に未溶融樹脂が残存していると判定する。

【0036】

図２のフローチャートで示されるように、スクリュ１２が最前位置まで移動した場合、または、未溶融樹脂が残存していると判定された場合には、ステップＳ３の動作を行うことはないので、スクリュ１２は停止することになる。つまり、モータ駆動制御部４０は、ステップＳ２またはステップＳ６の動作を経た後は、直進用サーボモータ１６の駆動を停止させる。

【0037】

ステップＳ２、ステップＳ６における判定部４４による未溶融樹脂の残存の有無についての判定後、ステップＳ７において報知部４６は、判定部４４による判定結果を受け、当該判定結果を報知する。

【0038】

上述のように、トルク制限を行ってスクリュ１２を前進させることで、未溶融樹脂が残存しているか否かの確認動作中にスクリュ１２が破損することを防止することができる。また、射出用シリンダ１４内の最前位置までスクリュ１２を前進させながら、未溶融樹脂の有無の判定処理を行うことにより、未溶融樹脂の検出範囲を、スクリュ１２近傍だけでなく、射出成形処理におけるスクリュ１２の移動範囲とすることができ、射出成形処理の実行時におけるスクリュ１２の折損を防止することができる。

【0039】

なお、上記実施形態では、直進用サーボモータ１６のトルクτが制限トルクτ_Ｌに達し（ステップＳ４；ＹＥＳ）、且つ、スクリュ１２の移動速度Ｖが所定速度Ｖ_ＴＨ以下になった場合に（ステップＳ５：ＹＥＳ）、未溶融樹脂があると判定した（ステップＳ６）。しかし、未溶融樹脂があるか否かの判定に、直進用サーボモータ１６のトルクτについての判定を含めなくてもよい。つまり、直進用サーボモータ１６のトルクτに関わらず、単に、スクリュ１２の移動速度Ｖが所定速度Ｖ_ＴＨ以下になった場合に、未溶融樹脂があると判定してもよい。この場合には、図２のステップＳ４の動作は不要となる。

【0040】

上述したスクリュ制御処理の実行の際、スクリュ１２が、予め射出用シリンダ１４内の最前位置やその近傍にある場合等において、未溶融樹脂の検出の精度を向上させるため、射出成形機１０は、図３および図４の少なくとも一方に示される以下の処理を上記スクリュ制御処理の前または後に行ってもよい。

【0041】

図３は、本実施形態に係る射出成形機１０のスクリュ制御処理に対して、未溶融樹脂の検出精度の向上のために追加される処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１においてモータ駆動制御部４０は、トルク制限を行いながら直進用サーボモータ１６の駆動を制御することで、スクリュ１２を前進または後進させる処理を開始する。トルク制限を伴う駆動により、直進用サーボモータ１６のトルクτは、当該処理における制限トルクτ_Ｌ１より大きくならない。

【0042】

なお、制限トルクτ_Ｌ１は、溶融した樹脂の中をスクリュ１２が前進または後進するときに発生する直進用サーボモータ１６のトルクτよりも大きいトルクである。当該制限トルクτ_Ｌ１は、上述した制限トルクτ_Ｌと等しい大きさでも異なる大きさでもよい。図３に示す処理においてモータ駆動制御部４０は、制限トルクτ_Ｌ１を超えないトルクτの範囲において、予め決められた移動速度Ｖ_１でスクリュ１２が移動するように直進用サーボモータ１６の駆動を制御する。この予め決められた移動速度Ｖ_１は、上記予め決められた移動速度Ｖ_０と等しくとも異なっていてもよい。

【0043】

ステップＳ１２において判定部４４は、トルク検出部２７が検出したトルクτが制限トルクτ_Ｌ１に達したか否かを判定する。ステップＳ１２においてトルクτが制限トルクτ_Ｌ１に達していない場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３において判定部４４は、スクリュ１２の移動速度Ｖが所定速度Ｖ_ＴＨ１以下か否かを判定する。なお、所定速度Ｖ_ＴＨ１は、上記所定速度Ｖ_ＴＨと等しくとも異なっていてもよいが、所定速度Ｖ_ＴＨ１＜予め決められた移動速度Ｖ_１、であるとする。

【0044】

ステップＳ１３においてスクリュ１２の移動速度Ｖが所定速度Ｖ_ＴＨ１より高い場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、ステップＳ１４において判定部４４は、スクリュ１２の移動距離Ｌが所定距離Ｌ_ＴＨ以下か否かを判定する。

【0045】

ステップＳ１４においてスクリュ１２の移動距離Ｌが所定距離Ｌ_ＴＨより長い場合には（ステップＳ１４：ＮＯ）、ステップＳ１５において判定部４４は、射出用シリンダ１４内に未溶融樹脂が残存していないと判定する。

【0046】

一方、ステップＳ１２においてトルクτが制限トルクτ_Ｌ１に達した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、スクリュ１２の移動速度Ｖが所定速度Ｖ_ＴＨ１以下の場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、または、スクリュ１２の移動距離Ｌが所定距離Ｌ_ＴＨ以下である場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１６において判定部４４は、射出用シリンダ１４内に未溶融樹脂が残存していると判定する。

【0047】

ステップＳ１５またはステップＳ１６における未溶融樹脂の残存の有無についての判定後、モータ駆動制御部４０は、直進用サーボモータ１６の駆動を停止させ、ステップＳ１７において報知部４６は、判定部４４による判定結果を報知する。

【0048】

図４は、本実施形態に係る射出成形機１０のスクリュ制御処理に対して、未溶融樹脂の検出精度の向上のために追加される処理の他の一例を示すフローチャートである。

【0049】

ステップＳ２１においてモータ駆動制御部４０は、トルク制限を行いながら回転用サーボモータ５０の駆動を制御することで、スクリュ１２を回転させる処理を開始する。トルク制限を伴う駆動により、回転用サーボモータ５０のトルクτ’は、当該処理における制限トルクτ_Ｌ２より大きくならない。

【0050】

なお、制限トルクτ_Ｌ２は、溶融した樹脂の中をスクリュ１２が回転するときに発生する回転用サーボモータ５０のトルクτ’よりも大きいトルクである。図４に示す処理においてモータ駆動制御部４０は、制限トルクτ_Ｌ２を超えないトルクτ’の範囲において、予め決められた回転角速度Ｖ_２でスクリュ１２が回転するように回転用サーボモータ５０の駆動を制御する。

【0051】

ステップＳ２２において判定部４４は、トルク検出部２７が検出したトルクτ’が制限トルクτ_Ｌ２に達したか否かを判定する。ステップＳ２２においてトルクτ’が制限トルクτ_Ｌ２に達していない場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、ステップＳ２３において判定部４４は、スクリュ１２の回転角速度Ｖωが所定回転角速度Ｖ_ＴＨ２以下か否かを判定する。なお、所定回転角速度Ｖ_ＴＨ２＜予め決められた回転角速度Ｖ_２、であるとする。

【0052】

ステップＳ２３においてスクリュ１２の回転角速度Ｖωが所定回転角速度Ｖ_ＴＨ２より高い場合には（ステップＳ２３：ＮＯ）、ステップＳ２４において判定部４４は、スクリュ１２の回転角度ωが所定回転角度ω_ＴＨ以下か否かを判定する。

【0053】

ステップＳ２４においてスクリュ１２の回転角度ωが所定回転角度ω_ＴＨより大きい場合には（ステップＳ２４：ＮＯ）、ステップＳ２５において判定部４４は、射出用シリンダ１４内に未溶融樹脂が残存していないと判定する。

【0054】

ステップＳ２２においてトルクτ’が制限トルクτ_Ｌ２に達した場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２３においてスクリュ１２の回転角速度Ｖωが所定回転角速度Ｖ_ＴＨ２以下の場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、または、ステップＳ２４においてスクリュ１２の回転角度ωが所定回転角度ω_ＴＨ以下である場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）には、ステップＳ２６において判定部４４は、射出用シリンダ１４内に未溶融樹脂が残存していると判定する。

【0055】

ステップＳ２５またはステップＳ２６における未溶融樹脂の残存の有無についての判定後、モータ駆動制御部４０は回転用サーボモータ５０の駆動を停止させ、ステップＳ２７において報知部４６は、判定部４４による判定結果を報知する。

【0056】

［変形例］
上記実施形態について、以下の変形が可能である。

【0057】

図２を参照しながら説明した上記実施形態に係るスクリュ制御処理は、直進用サーボモータ１６のトルク制限を行うものであった。本変形例に係るスクリュ制御処理は、図２に示すスクリュ制御処理に代わりトルク制限を行わずに実行されるものである。以下では、スクリュ制御処理について、上記実施形態に係るスクリュ制御処理との相違点について述べる。

【0058】

本変形例におけるモータ駆動制御部４０は、スクリュ１２の前進の際に、直進用サーボモータ１６のトルクτを制限しない。モータ駆動制御部４０は、トルク制限を行わないため、スクリュ１２が未溶融樹脂と衝突している場合であっても、スクリュ１２の移動速度Ｖが予め決められた移動速度Ｖ_０となるように、直進用サーボモータ１６を制御し続ける。このため、直進用サーボモータ１６のトルクτは上昇し続ける。

【0059】

そこで、判定部４４は、スクリュ１２が最前位置まで前進する間において、直進用サーボモータ１６のトルクτが制限トルクτ_Ｌ以上となった場合には、射出用シリンダ１４内に未溶融樹脂が残存していると判定する。

【0060】

モータ駆動制御部４０は、スクリュ１２が最前位置に到達した場合、または、未溶融樹脂が残存していると判定された場合には、直進用サーボモータ１６の駆動を停止させて、スクリュ１２の移動を停止させる。

【0061】

図５は、本変形例に係る射出成形機１０のスクリュ制御処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ３１において、判定部４４は、スクリュ１２の射出用シリンダ１４内の位置が最前位置であるか否かを判定する。スクリュ１２が最前位置にある場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ステップＳ３２において判定部４４は、射出用シリンダ１４内に未溶融樹脂が残存していないと判定する。

【0062】

ステップＳ３１においてスクリュ１２が最前位置にないと判定されると（ステップＳ３１：ＮＯ）、ステップＳ３３においてモータ駆動制御部４０は、スクリュ１２を前進させるよう、直進用サーボモータ１６を駆動する。なお、上述したように、ここでは、モータ駆動制御部４０は、トルク制限を行わずに直進用サーボモータ１６を駆動する。

【0063】

ステップＳ３４において判定部４４は、トルク検出部２７が検出したトルクτが所定の制限トルクτ_Ｌ以上か否かを判定する。トルクτが制限トルクτ_Ｌ未満である場合には（ステップＳ３４：ＮＯ）、射出成形機１０による処理はステップＳ３１に戻る。トルクτが制限トルクτ_Ｌ以上である場合には（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、ステップＳ３５において判定部４４は、射出用シリンダ１４内に未溶融樹脂が残存していると判定する。

【0064】

図５のフローチャートで示されるように、スクリュ１２が最前位置まで移動した場合、または、未溶融樹脂が残存していると判定された場合には、ステップＳ３３の動作を行うことはないので、スクリュ１２は停止することになる。つまり、モータ駆動制御部４０は、ステップＳ３２またはステップＳ３５の動作を経た後は、直進用サーボモータ１６の駆動を停止させる。本変形例によれば、上記実施形態における効果と同様の効果を得ることができる。また、トルク制限をかけてスクリュ１２を前進させる必要はないので、制御が簡単になる。

【0065】

ステップＳ３２、ステップＳ３５における判定部４４による未溶融樹脂の残存の有無についての判定後、ステップＳ３６において報知部４６は、判定部４４による判定結果を受け、当該判定結果を報知する。

【0066】

本変形例によれば、上記実施形態における効果と同様の効果を得ることができる。また、トルク制限をかけてスクリュ１２を前進させる必要はないので、制御が簡単になる。

【0067】

［実施形態から得られる技術的思想］
上記実施形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。

【0068】

＜第１の技術的思想＞
射出成形機（１０）は、射出用シリンダ（１４）内に挿入され、軸方向に沿って移動が可能なスクリュ（１２）と、スクリュ（１２）を移動させるモータ（１６）と、モータ（１６）のトルク（τ）を検出するトルク検出部（２７）と、スクリュ（１２）の位置を検出する位置検出部（２０）と、制限トルク（τ_Ｌ）を超えないようにトルク制限を行ってモータ（１６）を駆動して、スクリュ（１２）を射出方向の最前位置まで前進させるモータ駆動制御部（４０）と、スクリュ（１２）が最前位置まで前進している最中に、スクリュ（１２）の移動速度（Ｖ）が所定速度（Ｖ_ＴＨ）以下となった場合には、射出用シリンダ（１４）内に未溶融樹脂が残存していると判定する判定部（４４）と、を備える。

【0069】

これにより、射出用シリンダ（１４）内におけるスクリュ（１２）の移動範囲に亘る樹脂の溶融を確認することができ、溶融していない樹脂によるスクリュ（１２）の折損を防止することができる。

【0070】

判定部（４４）は、スクリュ（１２）が最前位置まで前進している最中に、モータ（１６）のトルク（τ）が制限トルク（τ_Ｌ）となり、且つ、スクリュ（１２）の移動速度（Ｖ）が所定速度（Ｖ_ＴＨ）以下となった場合には、射出用シリンダ（１４）内に未溶融樹脂が残存していると判定してもよい。これにより、射出用シリンダ（１４）内におけるスクリュ（１２）の移動範囲に亘る樹脂の溶融をより確実に確認することができ、溶融していない樹脂によるスクリュ（１２）の折損を防止することができる。

【0071】

射出成形機（１０）は、射出用シリンダ（１４）内に挿入され、軸方向に沿って移動が可能なスクリュ（１２）と、スクリュ（１２）を移動させるモータ（１６）と、モータ（１６）のトルク（τ）を検出するトルク検出部（２７）と、スクリュ（１２）の位置を検出する位置検出部（２０）と、モータ（１６）を駆動して、スクリュ（１２）を射出方向の最前位置まで前進させるモータ駆動制御部（４０）と、スクリュ（１２）が最前位置まで前進する最中に、モータ（１６）のトルク（τ）が制限トルク（τ_Ｌ）以上になった場合には、射出用シリンダ（１４）内に未溶融樹脂が残存していると判定する判定部（４４）と、を備える。

【0072】

これにより、射出用シリンダ（１４）内におけるスクリュ（１２）の移動範囲に亘る樹脂の溶融を確認することができ、溶融していない樹脂によるスクリュ（１２）の折損を防止することができる。

【0073】

モータ駆動制御部（４０）は、未溶融樹脂が残存していると判定されるとモータ（１６）の駆動を停止させてもよい。これにより、スクリュ制御処理において、スクリュ（１２）の折損を防止することができる。

【0074】

射出成形機（１０）は、未溶融樹脂が残存していると判定されると、未溶融樹脂が残存している旨を報知する報知部（４６）をさらに備えてもよい。これにより、オペレータは、射出用シリンダ（１４）内に未溶融樹脂が存在することを認識することができ、適切な処置を行うことができる。

【0075】

射出成形機は（１０）は、射出用シリンダ（１４）内の樹脂を加熱するヒータ（２６）を備え、モータ駆動制御部（４０）は、ヒータ（２６）による加熱の停止後であって、ヒータ（２６）による加熱の再開が行われた場合において、モータ（１６）を駆動してスクリュ（１２）を最前位置まで前進させてもよい。これにより、固化した樹脂を溶融する際に残存する未溶融樹脂の検出を行うことができ、スクリュ（１２）の折損を防止することができる。

【0076】

<第２の技術的思想>
スクリュ制御方法は、射出用シリンダ（１４）内に挿入され、軸方向に沿って移動が可能なスクリュ（１２）と、スクリュ（１２）を移動させるモータ（１６）と、モータ（１６）のトルク（τ）を検出するトルク検出部（２７）と、スクリュ（１２）の位置を検出する位置検出部（２０）と、を備える、射出成形機（１０）の前記スクリュ（１２）の移動を制御するものである。スクリュ制御方法は、制限トルク（τ_Ｌ）を超えないようにトルク制限を行ってモータ（１６）を駆動して、スクリュ（１２）を射出方向の最前位置まで前進させるモータ駆動制御ステップと、スクリュ（１２）が最前位置まで前進している最中に、スクリュ（１２）の移動速度（Ｖ）が所定速度（Ｖ_ＴＨ）以下となった場合には、射出用シリンダ（１４）内に未溶融樹脂が残存していると判定する判定ステップと、を含む。

【0077】

これにより、射出用シリンダ（１４）内におけるスクリュ（１２）の移動範囲に亘る樹脂の溶融を確認することができ、溶融していない樹脂によるスクリュ（１２）の折損を防止することができる。

【0078】

判定ステップは、スクリュ（１２）が最前位置まで前進している最中に、モータ（１６）のトルク（τ）が制限トルク（τ_Ｌ）となり、且つ、スクリュ（１２）の移動速度（Ｖ）が所定速度（Ｖ_ＴＨ）以下となった場合には、射出用シリンダ（１４）内に未溶融樹脂が残存していると判定してもよい。これにより、射出用シリンダ（１４）内におけるスクリュ（１２）の移動範囲に亘る樹脂の溶融をより確実に確認することができ、溶融していない樹脂によるスクリュ（１２）の折損を防止することができる。

【0079】

スクリュ制御方法は、射出用シリンダ（１４）内に挿入され、軸方向に沿って移動が可能なスクリュ（１２）と、スクリュ（１２）を移動させるモータ（１６）と、モータ（１６）のトルク（τ）を検出するトルク検出部（２７）と、スクリュ（１２）の位置を検出する位置検出部（２０）と、を備える、射出成形機（１０）の前記スクリュ（１２）の移動を制御するものである。スクリュ制御方法は、モータ（１６）を駆動して、スクリュ（１２）を射出方向の最前位置まで前進させるモータ駆動制御ステップと、スクリュ（１２）が最前位置まで前進する最中に、モータ（１６）のトルク（τ）が制限トルク（τ_Ｌ）以上になった場合には、射出用シリンダ（１４）内に未溶融樹脂が残存していると判定する判定ステップと、を含む。

【0080】

これにより、射出用シリンダ（１４）内におけるスクリュ（１２）の移動範囲に亘る樹脂の溶融を確認することができ、溶融していない樹脂によるスクリュ（１２）の折損を防止することができる。

【0081】

モータ駆動制御ステップは、未溶融樹脂が残存していると判定されるとモータ（１６）の駆動を停止させてもよい。これにより、スクリュ制御処理において、スクリュ（１２）の折損を防止することができる。

【0082】

スクリュ制御方法は、未溶融樹脂が残存していると判定されると、未溶融樹脂が残存している旨を報知する報知ステップをさらに含んでもよい。これにより、オペレータは、射出用シリンダ（１４）内に未溶融樹脂が存在することを認識することができ、適切な処置を行うことができる。

【0083】

射出成形機（１０）は、射出用シリンダ（１４）内の樹脂を加熱するヒータ（２６）を備え、モータ駆動制御ステップは、ヒータ（２６）による加熱の停止後であって、ヒータ（２６）による加熱の再開が行われた場合において、モータ（１６）を駆動してスクリュ（１２）を最前位置まで前進させてもよい。これにより、固化した樹脂を溶融する際に残存する未溶融樹脂の検出を行うことができ、スクリュ（１２）の折損を防止することができる。

【符号の説明】

【0084】

１０…射出成形機 １２…スクリュ
１４…射出用シリンダ １４ａ…中空部
１６…直進用サーボモータ（モータ） １８…動力伝達機構
２０、５４…エンコーダ（位置検出部） ２２…ホッパ
２４…ノズル ２４ａ…ノズル孔
２６…ヒータ ２７…トルク検出部
２８…制御装置 ３０、３２…プーリ
３４…ベルト ３６…ボールねじ
３８…ナット ４０…モータ駆動制御部
４４…判定部 ４６…報知部
５０…回転用サーボモータ ５２…歯車機構
６０、６２…歯車 Ｌ…移動距離
Ｌ_ＴＨ…所定距離 Ｖ…移動速度
Ｖω…回転角速度 Ｖ_０、Ｖ_１…予め決められた移動速度
Ｖ_２…予め決められた回転角速度 Ｖ_ＴＨ、Ｖ_ＴＨ１…所定速度
Ｖ_ＴＨ２…所定回転角速度 τ、τ’…トルク
τ_Ｌ、τ_Ｌ１、τ_Ｌ２…制限トルク ω…回転角度
ω_ＴＨ…所定回転角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】