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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023106052
(43)【公開日】2023-08-01
(54)【発明の名称】射出装置および射出方法
(51)【国際特許分類】
B29C 45/47 20060101AFI20230725BHJP
B29C 45/76 20060101ALI20230725BHJP
【ＦＩ】
B29C45/47
B29C45/76
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022007168
(22)【出願日】2022-01-20
(71)【出願人】
【識別番号】300041192
【氏名又は名称】ＵＢＥマシナリー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100077
【弁理士】
【氏名又は名称】大場 充
(74)【代理人】
【識別番号】100136010
【弁理士】
【氏名又は名称】堀川 美夕紀
(74)【代理人】
【識別番号】100130030
【弁理士】
【氏名又は名称】大竹 夕香子
(74)【代理人】
【識別番号】100203046
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 聖子
(72)【発明者】
【氏名】入江 雄大
【テーマコード（参考）】
4F206
【Ｆターム（参考）】
4F206AR02
4F206AR09
4F206JA07
4F206JL02
4F206JM01
4F206JP13
4F206JP14
4F206JP17
(57)【要約】
【課題】スクリュ回転数の設定が高すぎるのを避け、または、スクリュ背圧の設定が低すぎるのを避けることで、スクリュの外周面にカジリが発生できる射出装置を提供すること。
【解決手段】本発明の射出装置１は、筒状のシリンダ３３と、シリンダ３３に回転可能に配置されるスクリュ３１と、を有する射出部３０と、スクリュ３１を回転駆動させる電動モータ２３と、電動モータ２３の動作を制御する制御部４０と、を備える。
本発明の制御部４０は、スクリュ回転数とスクリュ背圧を互いに対応させて、可塑化工程におけるスクリュ回転数およびスクリュ背圧の一方または双方の設定範囲を制限する。
【選択図】図３
【解決手段】本発明の射出装置１は、筒状のシリンダ３３と、シリンダ３３に回転可能に配置されるスクリュ３１と、を有する射出部３０と、スクリュ３１を回転駆動させる電動モータ２３と、電動モータ２３の動作を制御する制御部４０と、を備える。
本発明の制御部４０は、スクリュ回転数とスクリュ背圧を互いに対応させて、可塑化工程におけるスクリュ回転数およびスクリュ背圧の一方または双方の設定範囲を制限する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
筒状のシリンダと、前記シリンダに回転可能に配置されるスクリュと、を有する射出部と、
前記スクリュを回転駆動させる回転機構と、
前記回転機構の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
スクリュ回転数とスクリュ背圧を互いに対応させて、可塑化工程におけるスクリュ回転数およびスクリュ背圧の一方または双方の設定範囲を制限する、
ことを特徴とする射出装置。
前記スクリュを回転駆動させる回転機構と、
前記回転機構の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
スクリュ回転数とスクリュ背圧を互いに対応させて、可塑化工程におけるスクリュ回転数およびスクリュ背圧の一方または双方の設定範囲を制限する、
ことを特徴とする射出装置。
【請求項2】
前記制御部は、
前記設定範囲として、
前記スクリュが受ける背圧の下限である背圧下限値および前記スクリュの回転数の上限である回転数上限値の一方または双方を特定する、
請求項１に記載の射出装置。
前記設定範囲として、
前記スクリュが受ける背圧の下限である背圧下限値および前記スクリュの回転数の上限である回転数上限値の一方または双方を特定する、
請求項１に記載の射出装置。
【請求項3】
前記制御部は、
入力される前記スクリュの設定回転数候補と予め前記制御部に記憶されている単数または複数のスクリュ回転数範囲とを比較し、
記憶されている前記スクリュ回転数範囲に入力される前記設定回転数候補が含まれる場合は、
当該スクリュ回転数範囲に対応づけられる前記背圧下限値を前記設定範囲の前記背圧下限値として特定し、当該下限値より小さい設定背圧候補の入力を受け付けない、
請求項２に記載の射出装置。
入力される前記スクリュの設定回転数候補と予め前記制御部に記憶されている単数または複数のスクリュ回転数範囲とを比較し、
記憶されている前記スクリュ回転数範囲に入力される前記設定回転数候補が含まれる場合は、
当該スクリュ回転数範囲に対応づけられる前記背圧下限値を前記設定範囲の前記背圧下限値として特定し、当該下限値より小さい設定背圧候補の入力を受け付けない、
請求項２に記載の射出装置。
【請求項4】
前記制御部は、
入力される前記スクリュの設定背圧候補と予め前記制御部に記憶されている単数または複数のスクリュ背圧値範囲とを比較し、
記憶されている前記スクリュ背圧値範囲に入力される前記設定背圧候補が含まれる場合は、
当該スクリュ背圧値範囲に対応づけられる前記回転数上限値を前記設定範囲の前記回転数上限値として特定し、当該上限値より大きい設定回転数候補の入力を受け付けない、
請求項２または請求項３に記載の射出装置。
入力される前記スクリュの設定背圧候補と予め前記制御部に記憶されている単数または複数のスクリュ背圧値範囲とを比較し、
記憶されている前記スクリュ背圧値範囲に入力される前記設定背圧候補が含まれる場合は、
当該スクリュ背圧値範囲に対応づけられる前記回転数上限値を前記設定範囲の前記回転数上限値として特定し、当該上限値より大きい設定回転数候補の入力を受け付けない、
請求項２または請求項３に記載の射出装置。
【請求項5】
前記制御部は、
入力される前記スクリュの設定回転数候補と背圧下限値との相関を示す第１式、および、入力される前記スクリュの設定背圧候補と回転数上限値との相関を示す第２式の一方または双方により前記背圧下限値および前記回転数上限値の一方または双方を特定し、
前記背圧下限値より小さい前記設定背圧候補および前記回転数上限値よりも大きい前記設定回転数候補の一方または双方の入力を受け付けない、
請求項２に記載の射出装置。
入力される前記スクリュの設定回転数候補と背圧下限値との相関を示す第１式、および、入力される前記スクリュの設定背圧候補と回転数上限値との相関を示す第２式の一方または双方により前記背圧下限値および前記回転数上限値の一方または双方を特定し、
前記背圧下限値より小さい前記設定背圧候補および前記回転数上限値よりも大きい前記設定回転数候補の一方または双方の入力を受け付けない、
請求項２に記載の射出装置。
【請求項6】
前記制御部は、
前記背圧下限値より小さい前記設定背圧候補および前記回転数上限値よりも大きい前記設定回転数候補の一方または双方の入力を受け付けないこと、
当該設定背圧候補に替えて新たな設定背圧候補の入力を促すこと、および、
当該設定回転数候補に替えて新たな設定回転数候補の入力を促すこと、を表明する、
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の射出装置。
前記背圧下限値より小さい前記設定背圧候補および前記回転数上限値よりも大きい前記設定回転数候補の一方または双方の入力を受け付けないこと、
当該設定背圧候補に替えて新たな設定背圧候補の入力を促すこと、および、
当該設定回転数候補に替えて新たな設定回転数候補の入力を促すこと、を表明する、
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の射出装置。
【請求項7】
射出装置の可塑化条件である、可塑化工程のスクリュ回転数とスクリュ背圧を互いに対応させてスクリュ回転数または背圧の設定範囲を制限する、
ことを特徴とする射出方法。
ことを特徴とする射出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、可塑化スクリュの動作制御に関する。
【背景技術】
【0002】
典型的な射出装置は、シリンダの後方側からペレット状の原料樹脂を供給し、シリンダ内で原料樹脂を加熱しながらスクリュの回転によりせん断力を加えることにより原料樹脂を溶融する。溶融樹脂はシリンダの内部で計量され、シリンダの前端に設けられる射出ノズルから金型の内部に形成されるキャビティに向けて射出される。
【0003】
特許文献１は、シリンダの温度プロファイルを成形品や成形サイクル時間に基づいて適切に調整できる射出装置を提供する。特許文献１によれば、シリンダにおける成形材料の加熱の程度を調整することができ、成形材料の加熱による変質を防止することができ、また、カジリを防止できる、とされる。
【0004】
特許文献１においては、成形品の寸法が大きいほど、あるいは成形サイクル時間が短いほど、シリンダ内での原料樹脂の移動速度が速くなり、シリンダから熱を受ける時間が短くなることに対し、その基部側、つまり原料樹脂の投入側からより大きな熱量を樹脂に与える。そのために、特許文献１には、シリンダの基部側の加熱ヒータの温度を高く自動設定することで、計量時間がばらついたり、スクリュの外周にカジリが生じたりするのを防止する例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第２００７／１０５６４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
可塑化工程時におけるスクリュの回転数およびスクリュが溶融樹脂から受ける背圧は、射出装置を扱う作業者が設定する。しかし、作業者が、スクリュ回転数を非常に高く設定してしまったり、スクリュ背圧を最低圧付近の低圧に設定してしまったりすることがあり得る。そうすると、さらにシリンダ内での樹脂の移動速度が速くなり、シリンダから樹脂が熱を受ける時間が短くなってしまう。この場合、シリンダにより樹脂を十分に加熱することができなくなり、溶融が進んでいない未だ固い原料樹脂の塊が、スクリュの圧縮部である溝深さが浅い領域に押し込まれることになる。そうすると、スクリュ溝の内部で固い樹脂の塊が楔作用をおこし、楔が入り込んだ反対側のシリンダの内周面にスクリュが強く押し付けられることになる。この状態でスクリュの回転が継続されると、スクリュの外周面にカジリが発生してしまうおそれがある。
【0007】
そこで本発明は、スクリュ回転数の設定が高すぎるのを避け、または、スクリュ背圧の設定が低すぎるのを避けることで、スクリュの外周面にカジリが発生するのを防止できる射出装置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】
本発明の射出装置は、筒状のシリンダと、シリンダに回転可能に配置されるスクリュと、を有する射出部と、スクリュを回転駆動させる回転機構と、回転機構の動作を制御する制御部と、を備える。
本発明の制御部は、スクリュ回転数とスクリュ背圧を互いに対応させて、可塑化工程におけるスクリュ回転数およびスクリュ背圧の一方または双方の設定範囲を制限する。
本発明の制御部は、スクリュ回転数とスクリュ背圧を互いに対応させて、可塑化工程におけるスクリュ回転数およびスクリュ背圧の一方または双方の設定範囲を制限する。
【0009】
本発明の制御部は、好ましくは、設定範囲として、スクリュが受ける背圧の下限である背圧下限値およびスクリュの回転数の上限である回転数上限値の一方または双方を特定する。
【0010】
本発明の制御部は、好ましくは、入力されるスクリュの設定回転数候補と予め制御部に記憶されている単数または複数のスクリュ回転数範囲を比較し、記憶されているスクリュ回転数範囲に入力される設定回転数候補が含まれる場合は、当該スクリュ回転数範囲に対応づけられる背圧下限値を設定範囲の背圧下限値として特定し、当該下限値より小さい設定背圧候補を受け付けない。
【0011】
本発明の制御部は、好ましくは、入力されるスクリュの設定背圧候補と予め制御部に記憶されている単数または複数のスクリュ背圧値範囲を比較し、記憶されているスクリュ背圧値範囲に入力される設定背圧候補が含まれる場合は、当該スクリュ背圧値範囲に対応づけられる回転数上限値を設定範囲の回転数上限値と特定し、当該上限値より大きい設定回転数候補を受け付けない。
【0012】
本発明の制御部は、好ましくは、入力されるスクリュの設定背圧候補と背圧下限値との相関を示す第１式、および、入力されるスクリュの設定背圧候補と回転数上限値との相関を示す第２式の一方または双方により背圧下限値および回転数上限値を特定し、背圧下限値より小さい設定背圧候補および回転数上限値よりも大きい設定回転数候補の一方または双方の入力を受け付けない。
【0013】
本発明の制御部は、好ましくは、背圧下限値より小さい設定背圧候補および回転数上限値よりも大きい設定回転候補の一方または双方の入力を受け付けないこと、当該設定背圧候補に替えて新たな設定背圧候補の入力を促すこと、および、当該設定回転数候補に替えて新たな設定回転数候補の入力を促すこと、を表明する。
【0014】
本発明は、射出装置の可塑化条件である、可塑化工程のスクリュ回転数とスクリュ背圧を互いに対応させてスクリュ回転数または背圧の設定範囲を制限する、射出方法を提供する。
【発明の効果】
【0015】
本発明の射出装置は、スクリュ回転数とスクリュ背圧を互いに対応させて、可塑化工程におけるスクリュ回転数およびスクリュ背圧の一方または双方の設定範囲を制限する。これにより、本発明の射出装置によれば、スクリュ回転数の設定が高すぎるのを避け、または、スクリュ背圧の設定が低すぎるのを避けることで、スクリュの外周面にカジリが発生するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施形態に係る射出装置の概略構成を示す側面図である。
【図2】図１の射出装置の記憶部に記憶されているデータを示し、（ａ）は可塑化工程時のスクリュの回転数範囲と当該範囲に対応する背圧下限値とを示し、（ｂ）は可塑化工程時の背圧の範囲と当該範囲に対応するスクリュ回転数の上限値とを示している。
【図6】図１の制御部の表示部の表示例を示し、（ａ）は設定回転数候補（ＳＲ０）および設定背圧候補（ＢＰ０）の入力を促す表示画面の一例であり、（ｂ）は入力された設定回転数候補（ＳＲ０）が不適切な場合の表示画面の一例である。
【図7】インライン式の射出装置の可塑化工程における溶融樹脂によるスクリュを後端方向に押す様子を説明する図である。
【図8】インライン式の射出装置の可塑化工程における溶融樹脂によるスクリュを後端方向に押す他の力を説明する図である。
【図9】本実施形態について参照される射出装置の概略構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
射出装置１は、図示を省略する型締装置と組み合わされることにより、射出成形機を構成する。射出装置１を用いて成形品を得るために、以下の工程が順に実行される。本実施形態に係る射出装置１は、以下の可塑化工程において、スクリュ回転数の設定範囲およびスクリュ背圧の設定範囲の一方または双方を制限する。
型締工程：型締工程を構成する可動金型と固定金型を閉じて高圧で型締めする。
可塑化工程：樹脂ペレットをシリンダの内部で加熱、溶融して可塑化させる。
射出工程：可塑化された溶融樹脂を可動金型と固定金型により形成されるキャビティ内に射出、充填する。
保圧工程：キャビティ内に充填された溶融樹脂が冷却固化するまで溶融樹脂への圧力付与を継続する。
型開工程：金型を開放する。
取り出し工程：キャビティ内で冷却固化された成形品を取り出す。
射出装置１は、図示を省略する型締装置と組み合わされることにより、射出成形機を構成する。射出装置１を用いて成形品を得るために、以下の工程が順に実行される。本実施形態に係る射出装置１は、以下の可塑化工程において、スクリュ回転数の設定範囲およびスクリュ背圧の設定範囲の一方または双方を制限する。
型締工程：型締工程を構成する可動金型と固定金型を閉じて高圧で型締めする。
可塑化工程：樹脂ペレットをシリンダの内部で加熱、溶融して可塑化させる。
射出工程：可塑化された溶融樹脂を可動金型と固定金型により形成されるキャビティ内に射出、充填する。
保圧工程：キャビティ内に充填された溶融樹脂が冷却固化するまで溶融樹脂への圧力付与を継続する。
型開工程：金型を開放する。
取り出し工程：キャビティ内で冷却固化された成形品を取り出す。
【0018】
［射出装置１の全体構成：図１］
射出装置１は、図１に示すように、支持部１０と、支持部１０に支持され、スクリュ３１の前後方向への移動およびスクリュ３１の回転を担う駆動部２０と、スクリュ３１を含み、樹脂の射出に関わる射出部３０と、を備える。また、射出装置１は射出装置１の動作を制御する制御部４０を備える。射出装置１は、可塑化工程において、制御部４０により、スクリュ回転数およびスクリュ背圧の一方または双方の設定範囲を制限することを通じて、スクリュ３１の外周面３１Ｓにカジリが発生するのを防止できる。
射出装置１は、図１に示すように、支持部１０と、支持部１０に支持され、スクリュ３１の前後方向への移動およびスクリュ３１の回転を担う駆動部２０と、スクリュ３１を含み、樹脂の射出に関わる射出部３０と、を備える。また、射出装置１は射出装置１の動作を制御する制御部４０を備える。射出装置１は、可塑化工程において、制御部４０により、スクリュ回転数およびスクリュ背圧の一方または双方の設定範囲を制限することを通じて、スクリュ３１の外周面３１Ｓにカジリが発生するのを防止できる。
【0019】
射出装置１において、図１にＦが記載されている側を前方、Ｂが記載されている側を後方と定義する。この前方Ｆおよび後方Ｂの定義は相対的な意味を含むものとする。
また、射出装置１について、幅方向Ｗ、長手方向Ｌおよび鉛直方向Ｈが図１に示すように定義される。
また、射出装置１について、幅方向Ｗ、長手方向Ｌおよび鉛直方向Ｈが図１に示すように定義される。
【0020】
［支持部１０：図１］
支持部１０は、図１に示すように、前方Ｆから後方Ｂに向けて延びるベッド１１と、ベッド１１の上であってベッド１１の後方Ｂの側に設けられる一対のガイドレール１３と、を備える。
一対のガイドレール１３は、幅方向Ｗに間隔をあけてベッド１１の上に固定されている。ガイドレール１３には、後述する駆動部２０の移動ハウジング２１が、前方Ｆから後方Ｂに向けて、および、後方Ｂから前方Ｆに向けて摺動可能に載せられている。なお、本実施形態において、移動ハウジング２１の前後方向への往復移動を実現することができるのであれば、その手段はガイドレール１３に限らない。一例として、ガイドレール１３が設けられる位置にガイド溝またはガイド壁などを設け、移動ハウジング２１にこのガイドに沿って走行するローラや摺動板を設けることができる。
支持部１０は、図１に示すように、前方Ｆから後方Ｂに向けて延びるベッド１１と、ベッド１１の上であってベッド１１の後方Ｂの側に設けられる一対のガイドレール１３と、を備える。
一対のガイドレール１３は、幅方向Ｗに間隔をあけてベッド１１の上に固定されている。ガイドレール１３には、後述する駆動部２０の移動ハウジング２１が、前方Ｆから後方Ｂに向けて、および、後方Ｂから前方Ｆに向けて摺動可能に載せられている。なお、本実施形態において、移動ハウジング２１の前後方向への往復移動を実現することができるのであれば、その手段はガイドレール１３に限らない。一例として、ガイドレール１３が設けられる位置にガイド溝またはガイド壁などを設け、移動ハウジング２１にこのガイドに沿って走行するローラや摺動板を設けることができる。
【0021】
［駆動部２０：図１］
次に、駆動部２０について説明する。
駆動部２０は、図１に示すように、ガイドレール１３に沿って前後方向に移動可能に支持される移動ハウジング２１と、移動ハウジング２１の後方Ｂに支持される電動モータ２３と、を備える。
次に、駆動部２０について説明する。
駆動部２０は、図１に示すように、ガイドレール１３に沿って前後方向に移動可能に支持される移動ハウジング２１と、移動ハウジング２１の後方Ｂに支持される電動モータ２３と、を備える。
【0022】
移動ハウジング２１は、図示を省略する例えばピストン・シリンダ機構により、ガイドレール１３に沿って前方Ｆから後方Ｂに向けて、および、後方Ｂから前方Ｆに向けて移動可能とされる。
移動ハウジング２１は、その内部に電動モータ２３の回転動作をスクリュ３１に伝達する歯車列、軸受などの伝達機構を収容する。スクリュ３１のスクリュ軸３１Ｂと移動ハウジング２１の間には、図示を省略するロードセルが介在しており、スクリュ３１が軸方向に受ける荷重を検知することができる。ロードセルで検知した荷重に基づいて、可塑化工程におけるスクリュ３１の背圧が制御される。
電動モータ２３は、制御部４０からの指示により回転動作される。ここでは電動モータ２３を用いているが、油圧モータなど回転駆動力を出力できる他の回転駆動源を用いることもできる。また、ここでは電動モータ２３の回転動作をスクリュ３１に伝達する歯車列を移動ハウジング２１に内蔵するが、歯車列を移動ハウジング２１に内蔵するのではなく、移動ハウジング２１の外部に個別の減速機として備えることもできる。この場合、減速機はプーリとベルト、平行軸歯車減速機、ヘリカル減速機、べベルギア減速機、ハイポイド減速機などの公知の減速機とすることができる。
移動ハウジング２１は、その内部に電動モータ２３の回転動作をスクリュ３１に伝達する歯車列、軸受などの伝達機構を収容する。スクリュ３１のスクリュ軸３１Ｂと移動ハウジング２１の間には、図示を省略するロードセルが介在しており、スクリュ３１が軸方向に受ける荷重を検知することができる。ロードセルで検知した荷重に基づいて、可塑化工程におけるスクリュ３１の背圧が制御される。
電動モータ２３は、制御部４０からの指示により回転動作される。ここでは電動モータ２３を用いているが、油圧モータなど回転駆動力を出力できる他の回転駆動源を用いることもできる。また、ここでは電動モータ２３の回転動作をスクリュ３１に伝達する歯車列を移動ハウジング２１に内蔵するが、歯車列を移動ハウジング２１に内蔵するのではなく、移動ハウジング２１の外部に個別の減速機として備えることもできる。この場合、減速機はプーリとベルト、平行軸歯車減速機、ヘリカル減速機、べベルギア減速機、ハイポイド減速機などの公知の減速機とすることができる。
【0023】
［射出部３０：図１］
射出部３０は、図１に示すように、スクリュ３１と、スクリュ３１の長手方向Ｌのほぼ全域を取り囲む筒状のシリンダ３３と、シリンダ３３の前端に設けられる射出ノズル３５と、を備える。また、射出部３０は、シリンダ３３を後方Ｂにおいて支持する支持体３６と、支持体３６に支持される原料ホッパ３８と、を備えている。
支持体３６には、図１に示すように、鉛直方向Ｈに沿って射出成形の原料である固体状の樹脂が通過する通路３７および通路３７に連なる原料ホッパ３８が設けられる。通路３７は、支持体３６の上面からシリンダ把持孔３６Ａまで貫通しており、後述するシリンダ３３の投入口３４と連なる。したがって、投入される原料樹脂は、通路３７および投入口３４を通って、シリンダ３３の内部であってスクリュ１０１の周囲に供給される。
射出部３０は、図１に示すように、スクリュ３１と、スクリュ３１の長手方向Ｌのほぼ全域を取り囲む筒状のシリンダ３３と、シリンダ３３の前端に設けられる射出ノズル３５と、を備える。また、射出部３０は、シリンダ３３を後方Ｂにおいて支持する支持体３６と、支持体３６に支持される原料ホッパ３８と、を備えている。
支持体３６には、図１に示すように、鉛直方向Ｈに沿って射出成形の原料である固体状の樹脂が通過する通路３７および通路３７に連なる原料ホッパ３８が設けられる。通路３７は、支持体３６の上面からシリンダ把持孔３６Ａまで貫通しており、後述するシリンダ３３の投入口３４と連なる。したがって、投入される原料樹脂は、通路３７および投入口３４を通って、シリンダ３３の内部であってスクリュ１０１の周囲に供給される。
【0024】
スクリュ３１は、外周にらせん状に溝が形成される本体３１Ａと、本体３１Ａの後端に連なるスクリュ軸３１Ｂと、を備える。スクリュ３１のスクリュ軸３１Ｂは移動ハウジング２１の内部において電動モータ２３からの回転駆動力が伝達可能に支持されている。
スクリュ３１において、らせん状の溝を構成するフライト山部の頂面が、スクリュ３１の外周面３１Ｓを構成する。
スクリュ３１において、らせん状の溝を構成するフライト山部の頂面が、スクリュ３１の外周面３１Ｓを構成する。
【0025】
シリンダ３３は、支持体３６のシリンダ把持孔３６Ａに嵌合されることで支持体３６に固定される。
シリンダ３３には、射出成形の原料である固体樹脂からなる原料を投入する投入口３４が形成されている。投入口３４は、シリンダ３３の内外を貫通している。投入口３４は、支持体３６に形成される通路３７と連通する。
また、シリンダ３３は、その前端には、シリンダ３３の内部でスクリュ３１によって溶融された樹脂が外部に吐出される吐出口を備えている。
シリンダ３３の内部に収容されるスクリュ３１は、シリンダ３３の内部において、前後方向に往復移動できるとともに回転できる。
シリンダ３３の周囲にはバンドヒータやカートリッジヒータなどの図示を省略する電熱線ヒータが備えられており、図示を省略する電源から電熱線ヒータに電力を投入することにより、シリンダ３３の内部の原料樹脂を加熱する。
シリンダ３３には、射出成形の原料である固体樹脂からなる原料を投入する投入口３４が形成されている。投入口３４は、シリンダ３３の内外を貫通している。投入口３４は、支持体３６に形成される通路３７と連通する。
また、シリンダ３３は、その前端には、シリンダ３３の内部でスクリュ３１によって溶融された樹脂が外部に吐出される吐出口を備えている。
シリンダ３３の内部に収容されるスクリュ３１は、シリンダ３３の内部において、前後方向に往復移動できるとともに回転できる。
シリンダ３３の周囲にはバンドヒータやカートリッジヒータなどの図示を省略する電熱線ヒータが備えられており、図示を省略する電源から電熱線ヒータに電力を投入することにより、シリンダ３３の内部の原料樹脂を加熱する。
【0026】
射出ノズル３５は、シリンダ３３の前端に固定される。シリンダ３３の位置が固定されるので、射出ノズル３５もその位置が固定される。
射出ノズル３５は、その前端に設けられる射出孔３５Ａと、射出孔３５Ａに連なる樹脂通路３５Ｂと、を備える。スクリュ３１で可塑化されかつ計量された溶融樹脂は、樹脂通路３５Ｂおよび射出孔３５Ａを通って、図示を省略される型締装置の金型キャビティに射出される。
射出ノズル３５は、その前端に設けられる射出孔３５Ａと、射出孔３５Ａに連なる樹脂通路３５Ｂと、を備える。スクリュ３１で可塑化されかつ計量された溶融樹脂は、樹脂通路３５Ｂおよび射出孔３５Ａを通って、図示を省略される型締装置の金型キャビティに射出される。
【0027】
［制御部４０：図１］
制御部４０は、電動モータ２３などの駆動部２０の要素の動作を制御する。
制御部４０は、これに加えて、作業者により入力されるスクリュの設定回転数候補に応じる背圧下限値を特定するとともに、作業者により入力されるスクリュの設定背圧候補に応じるスクリュの回転数上限値を特定する。この背圧下限値および回転数上限値の特定は、詳しくは後述するが、予め記憶されているスクリュの背圧下限値データと設定回転数候補との比較、および、予め記憶されているスクリュの回転数上限値データと設定背圧候補との比較により行われる。
制御部４０は、電動モータ２３などの駆動部２０の要素の動作を制御する。
制御部４０は、これに加えて、作業者により入力されるスクリュの設定回転数候補に応じる背圧下限値を特定するとともに、作業者により入力されるスクリュの設定背圧候補に応じるスクリュの回転数上限値を特定する。この背圧下限値および回転数上限値の特定は、詳しくは後述するが、予め記憶されているスクリュの背圧下限値データと設定回転数候補との比較、および、予め記憶されているスクリュの回転数上限値データと設定背圧候補との比較により行われる。
【0028】
制御部４０は、信号の入出力を行う入出力部４１と、演算処理を行う演算部４３と、データを記憶する記憶部４５と、設定画面などを表示する入力・表示部４７と、を備えている。入出力部４１～入力・表示部４７について、背圧下限値の特定との関係および回転数上限値の特定との関係を以下説明する。
入出力部４１は、入力・表示部４７を介して作業者が入力する設定回転数候補および設定背圧候補を演算部４３に提供する。また、入出力部４１は、演算部４３から受ける、背圧下限値データと設定回転数候補との比較、および、回転数上限値データと設定背圧候補との比較の結果を演算部４３から受けるとともに、入力・表示部４７に向けて提供する。
演算部４３は、作業者が入力する設定回転数候補および設定背圧候補を入出力部４１から受ける。演算部４３は、背圧下限値データと設定回転数候補との比較、および、回転数上限値データと設定背圧候補との比較を行い、その結果を入出力部４１に提供する。これらの比較について、詳しくは後述する。
入出力部４１は、入力・表示部４７を介して作業者が入力する設定回転数候補および設定背圧候補を演算部４３に提供する。また、入出力部４１は、演算部４３から受ける、背圧下限値データと設定回転数候補との比較、および、回転数上限値データと設定背圧候補との比較の結果を演算部４３から受けるとともに、入力・表示部４７に向けて提供する。
演算部４３は、作業者が入力する設定回転数候補および設定背圧候補を入出力部４１から受ける。演算部４３は、背圧下限値データと設定回転数候補との比較、および、回転数上限値データと設定背圧候補との比較を行い、その結果を入出力部４１に提供する。これらの比較について、詳しくは後述する。
【0029】
記憶部４５は、背圧下限値データおよび回転数上限値データを記憶する。背圧下限値データおよび回転数上限値データの一例が図２に示されている。図２について詳しくは後述する。
入力・表示部４７は、設定回転数および設定背圧を作業者が入力する画面を表示する。この画面の一例が図６（ａ）に示されている。また、入力・表示部４７は、入出力部４１から受ける背圧下限値データと設定回転数候補との比較結果、および、回転数上限値データと設定背圧候補との比較結果を表示する。比較結果の一例が図６（ｂ）に示されている。図６（ａ），（ｂ）について詳しくは後述する。
入力・表示部４７は、設定回転数および設定背圧を作業者が入力する画面を表示する。この画面の一例が図６（ａ）に示されている。また、入力・表示部４７は、入出力部４１から受ける背圧下限値データと設定回転数候補との比較結果、および、回転数上限値データと設定背圧候補との比較結果を表示する。比較結果の一例が図６（ｂ）に示されている。図６（ａ），（ｂ）について詳しくは後述する。
【0030】
［記憶部に記憶されているデータ：図２］
図２は、図１の射出装置の記憶部４５に記憶されているデータを示し、（ａ）は背圧下限値データを示し、（ｂ）は回転数上限値データを示している。
図２（ａ）の背圧下限値データは、一例としてスクリュ回転数の範囲を４つに区分し、４つの範囲のそれぞれに背圧下限値が対応している。例えば、スクリュ回転数が０を超え、ＳＲ１以下の回転数であれば、背圧下限値は射出装置１の仕様における最低値（ＢＰmin）が対応している。最低値（ＢＰmin）は、例えば０（ゼロ）Ｐａである。また、スクリュ回転数がＳＲ２を超え、ＳＲ３以下の回転数であれば、背圧下限値はＢＰｂが対応している。図２（ａ）において、ＢＰmin＜ＢＰａ＜ＢＰｂ＜ＢＰｃである。
図２は、図１の射出装置の記憶部４５に記憶されているデータを示し、（ａ）は背圧下限値データを示し、（ｂ）は回転数上限値データを示している。
図２（ａ）の背圧下限値データは、一例としてスクリュ回転数の範囲を４つに区分し、４つの範囲のそれぞれに背圧下限値が対応している。例えば、スクリュ回転数が０を超え、ＳＲ１以下の回転数であれば、背圧下限値は射出装置１の仕様における最低値（ＢＰmin）が対応している。最低値（ＢＰmin）は、例えば０（ゼロ）Ｐａである。また、スクリュ回転数がＳＲ２を超え、ＳＲ３以下の回転数であれば、背圧下限値はＢＰｂが対応している。図２（ａ）において、ＢＰmin＜ＢＰａ＜ＢＰｂ＜ＢＰｃである。
【0031】
ここで、図２（ａ）のＳＲ４が射出装置１におけるスクリュ回転数の最大値（１００％）とし、スクリュ回転数の最大値を４等分すれば、図２（ａ）は以下のように捉えることができる。図２（ｂ）に示される回転数上限値データについても同様に当てはまる。
０％＜ 設定回転数候補 ≦ ２５％の場合は、背圧下限値は仕様最低値が対応する。
２５％＜ 設定回転数候補 ≦ ５０％の場合は、背圧ＢＰａが対応する。
５０％＜ 設定回転数候補 ≦ ７５％の場合は、背圧ＢＰｂが対応する。
７５％＜ 設定回転数候補 ≦１００％の場合は、背圧ＢＰｃが対応する。
０％＜ 設定回転数候補 ≦ ２５％の場合は、背圧下限値は仕様最低値が対応する。
２５％＜ 設定回転数候補 ≦ ５０％の場合は、背圧ＢＰａが対応する。
５０％＜ 設定回転数候補 ≦ ７５％の場合は、背圧ＢＰｂが対応する。
７５％＜ 設定回転数候補 ≦１００％の場合は、背圧ＢＰｃが対応する。
【0032】
図２（ａ）および以上の４等分の例は、スクリュ３１の設定回転数が高いほど、設定できる背圧下限値が高くなることを示している。これは、スクリュ回転数が高いほど設定できる背圧を低く設定できなくすることを意図している。４等分はあくまで一例であり、４等分より少ない区分または４等分より多い区分としてもよい、また、区分は４等分のように均等に限るものではなく、不均等に区分することもできる。これは図２（ｂ）の回転数上限値データについても同様に当てはまる。
【0033】
図２（ｂ）の回転数上限値データは、一例としてスクリュが受ける背圧の範囲を４つに区分し、４つの範囲のそれぞれにスクリュの回転数上限値が対応している。例えば、スクリュ背圧が０を超え、ＢＰ１以下の圧力であれば、回転数上限値は回転数ＳＲxが対応している。また、スクリュ背圧がＢＰ２を超え、ＢＰ３以下の圧力であれば、回転数ＳＲｂが対応している。図２（ｂ）において、ＳＲx＜ＳＲａ＜ＳＲｂ＜ＳＲｃである。このとき圧力ＢＰ４が射出装置１における背圧の最大値とすれば、回転数ＳＲｃは射出装置１におけるスクリュ回転数の最大値とすることができる。
【0034】
図２（ｂ）の４等分の例は、スクリュ背圧が低いほど、設定できる回転数上限値が低くなることを示している。これは、スクリュ背圧が低いほど回転数を高く設定することができなくすることを意図している。
【0035】
［可塑化工程が始まるまでの手順：図３，図４，図５，図６］
次に、設定回転数および設定背圧が確定し、スクリュの回転が開始し可塑化工程が始まるまでの手順を、図３～図６を参照して説明する。この手順は、作業者が入力・表示部４７に設定回転数候補および設定背圧候補を入力したことを受けて、演算部４３が記憶部４５から背圧下限値データおよび回転数上限値データを読み出して実行される。
次に、設定回転数および設定背圧が確定し、スクリュの回転が開始し可塑化工程が始まるまでの手順を、図３～図６を参照して説明する。この手順は、作業者が入力・表示部４７に設定回転数候補および設定背圧候補を入力したことを受けて、演算部４３が記憶部４５から背圧下限値データおよび回転数上限値データを読み出して実行される。
【0036】
［設定回転数および設定背圧の受付：図３，図６］
作業者が入力・表示部４７に入力した設定回転数候補ＳＲ０および設定背圧候補ＢＰ０を演算部４３が受け付けることにより、一連の手順が開始される（図３ Ｓ１０１）。
設定回転数候補ＳＲ０および設定背圧候補ＢＰ０の入力画面の一例が図６（ａ）に示されている。この入力画面は、入力・表示部４７に表示される。この入力画面は、設定回転数候補ＳＲ０を作業者が入力する回転数入力欄４７Ａと、設定背圧候補ＢＰ０を作業者が入力する背圧入力欄４７Ｂと、を備えており、図示が省略されるキーボードを介して、作業者が設定回転数候補をＳＲ０と設定背圧候補ＢＰ０とを入力する。
この入力画面には、設定回転数および設定背圧の入力を促し、かつ、入力された設定回転数および設定背圧を評価する旨を表示するメッセージ欄４７Ｃが設けられている。
作業者が入力・表示部４７に入力した設定回転数候補ＳＲ０および設定背圧候補ＢＰ０を演算部４３が受け付けることにより、一連の手順が開始される（図３ Ｓ１０１）。
設定回転数候補ＳＲ０および設定背圧候補ＢＰ０の入力画面の一例が図６（ａ）に示されている。この入力画面は、入力・表示部４７に表示される。この入力画面は、設定回転数候補ＳＲ０を作業者が入力する回転数入力欄４７Ａと、設定背圧候補ＢＰ０を作業者が入力する背圧入力欄４７Ｂと、を備えており、図示が省略されるキーボードを介して、作業者が設定回転数候補をＳＲ０と設定背圧候補ＢＰ０とを入力する。
この入力画面には、設定回転数および設定背圧の入力を促し、かつ、入力された設定回転数および設定背圧を評価する旨を表示するメッセージ欄４７Ｃが設けられている。
【0037】
［背圧下限値および回転数上限値の特定：図３，図４，図５］
演算部４３は、設定回転数候補ＳＲ０および設定背圧候補ＰＢ０を受け付けると、予め記憶部４５に記憶されている背圧下限値データと設定回転数候補ＳＲ０の大小を比較し、かつ、回転数上限値データと設定背圧候補ＰＢ０の大小を比較することにより、背圧下限値ＢＰLLおよび回転数上限値ＳＲULを特定する（図３ Ｓ１０３）。
背圧下限値データと設定回転数候補ＳＲ０の大小を比較する一連の手順および回転数上限値データと設定背圧候補ＰＢ０の大小を比較する一連の手順を、それぞれ図４および図５を参照して順に説明する。
演算部４３は、設定回転数候補ＳＲ０および設定背圧候補ＰＢ０を受け付けると、予め記憶部４５に記憶されている背圧下限値データと設定回転数候補ＳＲ０の大小を比較し、かつ、回転数上限値データと設定背圧候補ＰＢ０の大小を比較することにより、背圧下限値ＢＰLLおよび回転数上限値ＳＲULを特定する（図３ Ｓ１０３）。
背圧下限値データと設定回転数候補ＳＲ０の大小を比較する一連の手順および回転数上限値データと設定背圧候補ＰＢ０の大小を比較する一連の手順を、それぞれ図４および図５を参照して順に説明する。
【0038】
［背圧下限値データと設定回転数の比較：図４］
図３のステップＳ１０１において設定回転数候補ＳＲ０が入力されると、演算部４３は記憶部４５から読み出した図２（ａ）に示される背圧下限値データと設定回転数候補ＳＲ０とを、図４に示され手順で比較する。
演算部４３は、はじめに設定回転数候補ＳＲ０が０＜ＳＲ０≦ＳＲ１（第１ａ範囲）を満たすか否かを判定する（Ｓ１２１）。設定回転数候補ＳＲ０が０＜ＳＲ０≦ＳＲ１を満たせば（Ｓ１２１ Ｙｅｓ）、背圧下限値データに基づいて設定背圧ＢＰとして背圧の最低値ＢＰminが特定される（Ｓ１２３）。
設定回転数候補ＳＲ０が０＜ＳＲ０≦ＳＲ１を満たさなければ（Ｓ１２１ Ｎｏ）、設定回転数候補ＳＲ０がＳＲ１＜ＳＲ０≦ＳＲ２（第２ａ範囲）を満たすか否かを判定する（Ｓ１２５）。設定回転数候補ＳＲ０がＳＲ１＜ＳＲ０≦ＳＲ２を満たせば（Ｓ１２５ Ｙｅｓ）、背圧下限値データに基づいて設定背圧ＢＰとして背圧ＢＰａが特定される（Ｓ１２７）。
図３のステップＳ１０１において設定回転数候補ＳＲ０が入力されると、演算部４３は記憶部４５から読み出した図２（ａ）に示される背圧下限値データと設定回転数候補ＳＲ０とを、図４に示され手順で比較する。
演算部４３は、はじめに設定回転数候補ＳＲ０が０＜ＳＲ０≦ＳＲ１（第１ａ範囲）を満たすか否かを判定する（Ｓ１２１）。設定回転数候補ＳＲ０が０＜ＳＲ０≦ＳＲ１を満たせば（Ｓ１２１ Ｙｅｓ）、背圧下限値データに基づいて設定背圧ＢＰとして背圧の最低値ＢＰminが特定される（Ｓ１２３）。
設定回転数候補ＳＲ０が０＜ＳＲ０≦ＳＲ１を満たさなければ（Ｓ１２１ Ｎｏ）、設定回転数候補ＳＲ０がＳＲ１＜ＳＲ０≦ＳＲ２（第２ａ範囲）を満たすか否かを判定する（Ｓ１２５）。設定回転数候補ＳＲ０がＳＲ１＜ＳＲ０≦ＳＲ２を満たせば（Ｓ１２５ Ｙｅｓ）、背圧下限値データに基づいて設定背圧ＢＰとして背圧ＢＰａが特定される（Ｓ１２７）。
【0039】
設定回転数候補ＳＲ０がＳＲ１＜ＳＲ０≦ＳＲ２を満たさなければ（Ｓ１２５ Ｎｏ）、設定回転数候補ＳＲ０がＳＲ２＜ＳＲ０≦ＳＲ３（第３ａ範囲）を満たすか否かを判定する（Ｓ１２９）。設定回転数候補ＳＲ０がＳＲ２＜ＳＲ０≦ＳＲ３を満たせば（Ｓ１２９ Ｙｅｓ）、背圧下限値データに基づいて設定背圧ＢＰとして背圧ＢＰｂが特定される（Ｓ１３１）。設定回転数候補ＳＲ０がＳＲ２＜ＳＲ０≦ＳＲ３を満たさなければ（Ｓ１２９ Ｎｏ）、背圧下限値データに基づいて設定背圧ＢＰとして背圧ＢＰｃが特定される（Ｓ１３３）。
【0040】
以上のように設定背圧ＢＰとして特定された背圧ＢＰmin、背圧ＢＰａ、背圧ＢＰｂおよび背圧ＢＰｃは、以下では背圧下限値ＢＰLLと総称される。
また、以上で説明した手順においては、一例として第１ａ範囲、第２ａ範囲および第３ａ範囲の順で設定回転数候補ＳＲ０と比較したが、この順を変えてもよく、例えば、第３ａ範囲、第２ａ範囲および第１ａ範囲の順で設定回転数候補ＳＲ０と比較してもよい。次の回転数上限値データと設定背圧候補ＰＢ０の比較においても、第１ｂ範囲、第２ｂ範囲および第３ｂ範囲の順に限定されるものではない。また、ここでは背圧下限値データと設定回転数候補の比較を先に説明し、その後に回転数上限値データと設定背圧候補の比較を説明しているが、この順番も任意であり、逆の順に比較をしてもよいし、同時に比較をしてもよい。
また、以上で説明した手順においては、一例として第１ａ範囲、第２ａ範囲および第３ａ範囲の順で設定回転数候補ＳＲ０と比較したが、この順を変えてもよく、例えば、第３ａ範囲、第２ａ範囲および第１ａ範囲の順で設定回転数候補ＳＲ０と比較してもよい。次の回転数上限値データと設定背圧候補ＰＢ０の比較においても、第１ｂ範囲、第２ｂ範囲および第３ｂ範囲の順に限定されるものではない。また、ここでは背圧下限値データと設定回転数候補の比較を先に説明し、その後に回転数上限値データと設定背圧候補の比較を説明しているが、この順番も任意であり、逆の順に比較をしてもよいし、同時に比較をしてもよい。
【0041】
［回転数上限値データと設定背圧の比較：図５］
図３のステップＳ１０１において設定背圧候補ＢＰ０が入力されると、演算部４３は記憶部４５から読み出した回転数上限値データと設定背圧候補ＢＰ０とを、図５に示される手順で比較する。
演算部４３は、はじめに設定背圧候補ＢＰ０が０＜ＢＰ０≦ＢＰ１（第１ｂ範囲）を満たすか否かを判定する（Ｓ１４１）。設定背圧候補ＢＰ０が０＜ＢＰ０≦ＢＰ１を満たせば（Ｓ１４１ Ｙｅｓ）、回転数上限値データに基づいて設定回転数候補ＳＲとして回転数ＳＲxが特定される（Ｓ１４３）。
設定背圧候補ＢＰ０が０＜ＢＰ０≦ＢＰ１を満たさなければ（Ｓ１４１ Ｎｏ）、設定背圧候補ＢＰ０がＢＰ１＜ＢＰ０≦ＢＰ２（第２ｂ範囲）を満たすか否かを判定する（Ｓ１４５）。設定背圧候補ＢＰ０がＢＰ１＜ＢＰ０≦ＢＰ２を満たせば（Ｓ１４５ Ｙｅｓ）、回転数上限値データに基づいて設定回転数ＳＲとして回転数ＳＲａが特定される（Ｓ１４７）。
図３のステップＳ１０１において設定背圧候補ＢＰ０が入力されると、演算部４３は記憶部４５から読み出した回転数上限値データと設定背圧候補ＢＰ０とを、図５に示される手順で比較する。
演算部４３は、はじめに設定背圧候補ＢＰ０が０＜ＢＰ０≦ＢＰ１（第１ｂ範囲）を満たすか否かを判定する（Ｓ１４１）。設定背圧候補ＢＰ０が０＜ＢＰ０≦ＢＰ１を満たせば（Ｓ１４１ Ｙｅｓ）、回転数上限値データに基づいて設定回転数候補ＳＲとして回転数ＳＲxが特定される（Ｓ１４３）。
設定背圧候補ＢＰ０が０＜ＢＰ０≦ＢＰ１を満たさなければ（Ｓ１４１ Ｎｏ）、設定背圧候補ＢＰ０がＢＰ１＜ＢＰ０≦ＢＰ２（第２ｂ範囲）を満たすか否かを判定する（Ｓ１４５）。設定背圧候補ＢＰ０がＢＰ１＜ＢＰ０≦ＢＰ２を満たせば（Ｓ１４５ Ｙｅｓ）、回転数上限値データに基づいて設定回転数ＳＲとして回転数ＳＲａが特定される（Ｓ１４７）。
【0042】
設定背圧候補ＢＰ０がＢＰ１＜ＢＰ０≦ＢＰ２を満たさなければ（Ｓ１４５ Ｎｏ）、設定背圧候補ＢＰ０がＢＰ２＜ＢＰ０≦ＢＰ３（第３ｂ範囲）を満たすか否かを判定する（Ｓ１４９）。設定背圧候補ＢＰ０がＢＰ２＜ＢＰ０≦ＢＰ３を満たせば（Ｓ１４９ Ｙｅｓ）、回転数上限値データに基づいて設定回転数ＳＲとして回転数ＳＲｂが特定される（Ｓ１５１）。設定背圧候補ＢＰ０がＢＰ２＜ＢＰ０≦ＢＰ３を満たさなければ（Ｓ１４９ Ｎｏ）、回転数上限値データに基づいて設定回転数ＳＲとして回転数ＳＲｃが特定される（Ｓ１５３）。
【0043】
以上のように設定回転数ＳＲとして特定された回転数ＳＲx、回転数ＳＲａ、回転数ＳＲｂおよび回転数ＳＲｃは、以下では回転数上限値ＳＲULと総称される。
【0044】
［背圧下限値ＢＰLL、回転数上限値ＳＲULの評価：図３］
背圧下限値ＢＰLLおよび回転数上限値ＳＲULが特定されると、以下のようにして背圧下限値ＢＰLL、回転数上限値ＳＲULに対する設定背圧候補ＢＰ０または設定回転数候補ＳＲ０の評価が行われる。
つまり、設定背圧候補ＢＰ０が背圧下限値ＢＰLLを超えているか否かが判定され（Ｓ１０５）、また、設定回転数候補ＳＲ０が回転数上限値ＳＲULよりも小さいか否かが判定される（Ｓ１０７）。
背圧下限値ＢＰLLおよび回転数上限値ＳＲULが特定されると、以下のようにして背圧下限値ＢＰLL、回転数上限値ＳＲULに対する設定背圧候補ＢＰ０または設定回転数候補ＳＲ０の評価が行われる。
つまり、設定背圧候補ＢＰ０が背圧下限値ＢＰLLを超えているか否かが判定され（Ｓ１０５）、また、設定回転数候補ＳＲ０が回転数上限値ＳＲULよりも小さいか否かが判定される（Ｓ１０７）。
【0045】
設定背圧候補ＢＰ０が背圧下限値ＢＰLLを超えていない、つまり設定背圧候補ＢＰ０が背圧下限値ＢＰLL以下であれば（Ｓ１０５ Ｎｏ）、設定背圧候補ＢＰ０の入力を受け付けないことおよび背圧下限値ＢＰLL以下の設定背圧候補ＢＰ０を再度入力しなおすことを作業者に対して督促する表示が入力・表示部４７に行われる（Ｓ１０６）。
また、設定回転数候補ＳＲ０が回転数上限値ＳＲULより小さくない、つまり設定回転数候補ＳＲ０が回転数上限値ＳＲUL以上であれば（Ｓ１０７ Ｎｏ）、設定回転数候補ＳＲ０の入力を受け付けないことおよび回転数上限値ＳＲUL以下の設定回転数候補ＳＲ０を再度入力しなおすことを作業者に対して督促する表示が入力・表示部４７に行われる（Ｓ１０８）。図６（ｂ）にはこの表示の一例が示されている。つまり、入力・表示部４７のメッセージ欄４７Ｃに入力された設定回転数候補ＳＲ０が不適切であるために、新たな設定回転数候補ＳＲ０の入力を促すメッセージが表示される。ここでは、入力・表示部４７のメッセージ欄４７Ｃにメッセージを視覚的に表明しているが、このメッセージは音声、その他の手段で表明することもできる。
また、設定回転数候補ＳＲ０が回転数上限値ＳＲULより小さくない、つまり設定回転数候補ＳＲ０が回転数上限値ＳＲUL以上であれば（Ｓ１０７ Ｎｏ）、設定回転数候補ＳＲ０の入力を受け付けないことおよび回転数上限値ＳＲUL以下の設定回転数候補ＳＲ０を再度入力しなおすことを作業者に対して督促する表示が入力・表示部４７に行われる（Ｓ１０８）。図６（ｂ）にはこの表示の一例が示されている。つまり、入力・表示部４７のメッセージ欄４７Ｃに入力された設定回転数候補ＳＲ０が不適切であるために、新たな設定回転数候補ＳＲ０の入力を促すメッセージが表示される。ここでは、入力・表示部４７のメッセージ欄４７Ｃにメッセージを視覚的に表明しているが、このメッセージは音声、その他の手段で表明することもできる。
【0046】
設定背圧候補ＢＰ０が背圧下限値ＢＰLLを超えており（Ｓ１０５ Ｙｅｓ）、かつ、設定回転数候補ＳＲ０が回転数上限値ＳＲULよりも小さければ（Ｓ１０７ Ｙｅｓ）、設定背圧候補ＢＰ０および設定回転数候補ＳＲ０は設定値として確定する（Ｓ１０９）。そうすると、制御部４０は、確定した設定背圧候補ＢＰ０および設定回転数候補ＳＲ０に従ってスクリュ３１を回転駆動するように制御することを通じて可塑化工程を実行する。
【0047】
［効 果］
以上で説明した射出装置１によると、以下説明するように、スクリュ３１の外周面３１Ｓのカジリの防止に有効である。
スクリュ３１は最外周が螺旋状のネジ山３１Ｔであり、スクリュ３１とシリンダ３３の接触部はネジ山３１Ｔの外周面３１Ｓとなるので、スクリュ３１が回転すると、ネジ山３１Ｔの外周面３１Ｓとシリンダ３３の内周面３３Ｓが螺旋面で摺動することになる。このとき、可塑化工程には溶融樹脂が外周面３１Ｓと内周面３３Ｓの間に入り込んでいるため、摺動面である螺旋面に溶融樹脂の粘性により摺動抵抗（摩擦抵抗）が発生する。そうすると、スクリュ３１のネジ山３１Ｔは螺旋に沿って移動しようとする、つまり雄ネジが回転した時に雌ネジに対して回転軸方向に移動するのと同じように、スクリュ３１は前後進する。
以上で説明した射出装置１によると、以下説明するように、スクリュ３１の外周面３１Ｓのカジリの防止に有効である。
スクリュ３１は最外周が螺旋状のネジ山３１Ｔであり、スクリュ３１とシリンダ３３の接触部はネジ山３１Ｔの外周面３１Ｓとなるので、スクリュ３１が回転すると、ネジ山３１Ｔの外周面３１Ｓとシリンダ３３の内周面３３Ｓが螺旋面で摺動することになる。このとき、可塑化工程には溶融樹脂が外周面３１Ｓと内周面３３Ｓの間に入り込んでいるため、摺動面である螺旋面に溶融樹脂の粘性により摺動抵抗（摩擦抵抗）が発生する。そうすると、スクリュ３１のネジ山３１Ｔは螺旋に沿って移動しようとする、つまり雄ネジが回転した時に雌ネジに対して回転軸方向に移動するのと同じように、スクリュ３１は前後進する。
【0048】
インライン式の射出装置は、図７（ａ），（ｂ）に示されるように、可塑化工程にスクリュ３１の前方に押し込まれた溶融樹脂ＭＰが、スクリュ３１を後方Ｂに向けて押す力ＰＲによってスクリュ３１は後退する。
しかし、スクリュ３１より前方Ｆに向けて押し込まれる溶融樹脂ＭＰがスクリュ３１を後方Ｂに向けて押す力の他にもスクリュ３１の後方Ｂへの推力は発生する。具体的には、一般に射出装置のスクリュ３１のネジ山３１Ｔは右ネジであり、可塑化工程のスクリュ３１回転時（スクリュ３１が樹脂を先端方向に送るための回転時）は左回転（スクリュ３１の後端側からみた時に反時計回り）であるため、通常のネジを外すとき（緩めるとき）と同じ状態となる。よって、図８（ａ），（ｂ）に示されるように、スクリュ３１は可塑化工程における外周面３１Ｓと内周面３３Ｓとの摺動による摩擦力が、スクリュ３１の後方Ｂへの推力ＳＴになる。以下、この現象を「ネジ現象」と称する。
しかし、スクリュ３１より前方Ｆに向けて押し込まれる溶融樹脂ＭＰがスクリュ３１を後方Ｂに向けて押す力の他にもスクリュ３１の後方Ｂへの推力は発生する。具体的には、一般に射出装置のスクリュ３１のネジ山３１Ｔは右ネジであり、可塑化工程のスクリュ３１回転時（スクリュ３１が樹脂を先端方向に送るための回転時）は左回転（スクリュ３１の後端側からみた時に反時計回り）であるため、通常のネジを外すとき（緩めるとき）と同じ状態となる。よって、図８（ａ），（ｂ）に示されるように、スクリュ３１は可塑化工程における外周面３１Ｓと内周面３３Ｓとの摺動による摩擦力が、スクリュ３１の後方Ｂへの推力ＳＴになる。以下、この現象を「ネジ現象」と称する。
【0049】
このスクリュ３１は可塑化工程のスクリュ回転による、ネジ山３１Ｔの外周面３１Ｓとシリンダ３３の内周面３３Ｓとの摺動による摩擦力は、溶融樹脂ＭＰの粘性に起因するが、非ニュートン流体である溶融樹脂ＭＰの粘性は溶融樹脂ＭＰに加わる剪断による剪断速度（摺り速度）に比例する。このとき外周面３１Ｓと内周面３３Ｓの間にある溶融樹脂ＭＰに加わる剪断速度はスクリュ回転数（スクリュ外周速度）であるので、スクリュ回転数が高いほどネジ山３１Ｔ部における溶融樹脂ＭＰの粘性が増大して摺動抵抗が大きくなる。これはスクリュ回転数が高くなるほどスクリュ３１の回転力が溶融樹脂ＭＰの変形で逃げずに軸方向の推力に変換されることを意味する。このためネジ現象によるスクリュの後方Ｂへの推力ＳＴが大きくなり、スクリュ３１よりも前方Ｆに溶融樹脂ＭＰが存在していなくてもスクリュ３１が後退することがある。
【0050】
ネジ現象によりスクリュ３１よりも前方Ｆに溶融樹脂ＭＰが存在していなくてもスクリュ３１が後退すると、スクリュ３１よりも前方Ｆに空隙Ｇが発生するので、スクリュ３１が溶融樹脂ＭＰを吐出する流動抵抗が極めて小さくなる。これはスクリュ３１の周囲を溶融樹脂ＭＰが前方Ｆに送られるのに対する背圧が無い、あるいは小さいことを意味する。このため、スクリュ３１の周囲の溶融樹脂が前方Ｆに送られる速度が高まり、シリンダ３３から溶融樹脂ＭＰが熱を受ける時間が短くなってしまう。
【0051】
射出装置１は、スクリュ回転数が高いほど背圧下限値を高くしてスクリュ３１の後退を抑制するように制御するので、スクリュ回転数が高い場合でもネジ現象によってスクリュ３１より前方Ｆに空隙Ｇが発生するのを防止あるいは抑制できる。これによりスクリュ３１の周囲の溶融樹脂空隙ＭＰが前方Ｆに送られる速度が過度に高くなって、シリンダ３３から溶融樹脂ＭＰが熱を受ける時間が短くなってしまう現象を防止することができるので、スクリュ３１の圧縮部に送り込まれる樹脂は十分に軟らかく変形可能な状態となっている。これによりスクリュ溝の内部で固い樹脂の塊が楔作用を生じさせることがなくなるので、スクリュ３１の外周面３１Ｓのカジリ発生を防止することができる。
【0052】
以上、本発明の好ましい実施形態による射出装置１を説明したが、上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【0053】
［多段切換］
射出装置１において、スクリュ３１の位置を基準にして背圧を複数段階に切り替えができる機能を備えることができる。この射出装置１においては、各段階の設定背圧に対し背圧下限値を適用する。つまり、可塑化工程においてスクリュ回転数を複数段階に切り替えしなければ、スクリュ位置を基準にする複数段階の切り替えにおいて設定背圧の下限値を全て同一の値とすることができる。また、可塑化工程においてスクリュ回転数を異なる複数段階の回転数に切り替える場合は、スクリュ回転数のそれぞれの切り替え段階に対応する背圧下限値を適用することができる。
なお本発明は、設定背圧の下限値を規定するものであって、単に下限値以下の背圧を設定できなくするだけなので、作業者は、下限値を超える値ならば、複数段階に切り替えられる背圧の場合であっても同じ背圧下限値を設定することも可能であり、それぞれ異なる背圧下限値を設定することも可能である。
射出装置１において、スクリュ３１の位置を基準にして背圧を複数段階に切り替えができる機能を備えることができる。この射出装置１においては、各段階の設定背圧に対し背圧下限値を適用する。つまり、可塑化工程においてスクリュ回転数を複数段階に切り替えしなければ、スクリュ位置を基準にする複数段階の切り替えにおいて設定背圧の下限値を全て同一の値とすることができる。また、可塑化工程においてスクリュ回転数を異なる複数段階の回転数に切り替える場合は、スクリュ回転数のそれぞれの切り替え段階に対応する背圧下限値を適用することができる。
なお本発明は、設定背圧の下限値を規定するものであって、単に下限値以下の背圧を設定できなくするだけなので、作業者は、下限値を超える値ならば、複数段階に切り替えられる背圧の場合であっても同じ背圧下限値を設定することも可能であり、それぞれ異なる背圧下限値を設定することも可能である。
【0054】
［設定値変更］
射出成形運転を行っており既にスクリュ回転数と背圧が設定されている場合に、スクリュ回転数またはスクリュ背圧値を作業者が変更するように入力することがある。この場合は、上述したスクリュ回転数範囲と背圧下限値の両方を満足しているかを制御部４０が判断し、満足していない場合は、図６（ｂ）に示したようにメッセージを表示するとともに、射出装置１の動作を行わない、つまりインターロックを行うことができる。
作業者による変更の入力は、射出装置１が動いている間に設定されても、動作中の成形機の動作には反映されず、実際の運転条件として反映されるのは、次の成形サイクルである。よって、作業者による変更の入力は、射出装置１が運転される前の場合もあれば、運転の途中の場合を含む。
射出成形運転を行っており既にスクリュ回転数と背圧が設定されている場合に、スクリュ回転数またはスクリュ背圧値を作業者が変更するように入力することがある。この場合は、上述したスクリュ回転数範囲と背圧下限値の両方を満足しているかを制御部４０が判断し、満足していない場合は、図６（ｂ）に示したようにメッセージを表示するとともに、射出装置１の動作を行わない、つまりインターロックを行うことができる。
作業者による変更の入力は、射出装置１が動いている間に設定されても、動作中の成形機の動作には反映されず、実際の運転条件として反映されるのは、次の成形サイクルである。よって、作業者による変更の入力は、射出装置１が運転される前の場合もあれば、運転の途中の場合を含む。
【0055】
［任意の数式による背圧下限値の特定］
スクリュ回転数と背圧下限値の対応は、以上説明したように予め記憶された背圧下限値データを用いる他に、スクリュ回転数を変数として任意の数式により背圧下限値を算定してもよい。
例えば、スクリュの設定回転数候補ＳＲ０（％）および背圧下限値をＢＰＸ（％）とし、背圧下限値ＰＢＸを設定回転数候補ＳＲ０に対し線形で求めることとした場合、以下の第１式を用いることができる。
ＢＰＸ（％）＝ＳＲ０（％） × Ｃ１ … 第１式
Ｃ１：任意の比例定数
スクリュ回転数と背圧下限値の対応は、以上説明したように予め記憶された背圧下限値データを用いる他に、スクリュ回転数を変数として任意の数式により背圧下限値を算定してもよい。
例えば、スクリュの設定回転数候補ＳＲ０（％）および背圧下限値をＢＰＸ（％）とし、背圧下限値ＰＢＸを設定回転数候補ＳＲ０に対し線形で求めることとした場合、以下の第１式を用いることができる。
ＢＰＸ（％）＝ＳＲ０（％） × Ｃ１ … 第１式
Ｃ１：任意の比例定数
【0056】
同様に、例えば、スクリュの背圧下限値候補ＢＰ０（％）および設定回転数ＳＲＸ（％）とし、設定回転数ＳＲＸを背圧下限値候補ＢＰ０に対し線形で求めることとした場合、以下の第２式を用いることができる。
ＳＲＸ（％）＝ＢＰ０（％） × Ｃ２ … 第２式
Ｃ２：任意の比例定数
ＳＲＸ（％）＝ＢＰ０（％） × Ｃ２ … 第２式
Ｃ２：任意の比例定数
【0057】
［他の条件の考慮］
背圧下限値または回転数上限値を選定するにおいて、さらにシリンダ３３のそれぞれの電熱線ヒータの設定状態や成形サイクルタイムを考慮することができる。
例えば、シリンダ３３の基部側の電熱線ヒータの設定温度が高い場合や、成形サイクルタイムが長い場合、特に可塑化完了から次ショットの可塑化が開始するまでのスクリュが停止している時間が長い場合である。このように、樹脂がシリンダ３３からの熱を受ける時間が十分ある場合は、背圧下限値を低くしたり、スクリュ回転数値上限値を高くしたりしてもよい。
背圧下限値または回転数上限値を選定するにおいて、さらにシリンダ３３のそれぞれの電熱線ヒータの設定状態や成形サイクルタイムを考慮することができる。
例えば、シリンダ３３の基部側の電熱線ヒータの設定温度が高い場合や、成形サイクルタイムが長い場合、特に可塑化完了から次ショットの可塑化が開始するまでのスクリュが停止している時間が長い場合である。このように、樹脂がシリンダ３３からの熱を受ける時間が十分ある場合は、背圧下限値を低くしたり、スクリュ回転数値上限値を高くしたりしてもよい。
【0058】
［ＡＩの活用］
また、以上で説明した制御部４０について、人工知能（artificial intelligence:ＡＩ）を活用してもよい。つまり、成形条件に対する成形不良の種類、発生率、成形不良の度合いなどを紐づけてデータ化する。そのデータをＡＩによって学習し、成形作業者が制御部４０に入力するスクリュの設定回転数候補、設定背圧候補が成形不良を発生する可能性が高いとＡＩが判断すると、入力・表示部４７にその旨のメッセージを表示する。加えて、ＡＩが成形不良の発生する可能性が低いと判断したスクリュの設定回転数候補または設定背圧候補を表示し、さらに、設定・入力できるスクリュの回転数の範囲または背圧の範囲を制限してもよい。
また、以上で説明した制御部４０について、人工知能（artificial intelligence:ＡＩ）を活用してもよい。つまり、成形条件に対する成形不良の種類、発生率、成形不良の度合いなどを紐づけてデータ化する。そのデータをＡＩによって学習し、成形作業者が制御部４０に入力するスクリュの設定回転数候補、設定背圧候補が成形不良を発生する可能性が高いとＡＩが判断すると、入力・表示部４７にその旨のメッセージを表示する。加えて、ＡＩが成形不良の発生する可能性が低いと判断したスクリュの設定回転数候補または設定背圧候補を表示し、さらに、設定・入力できるスクリュの回転数の範囲または背圧の範囲を制限してもよい。
【0059】
［押出成形機への適用］
また例えば、図９のようなプランジャバレル１０５に挿入される筒状のプランジャ１０３内に、スクリュ１０１を回転可能に配置し、スクリュ１０１の回転により溶融樹脂材料をプランジャバレル１０５内に供給・計量するとともに、プランジャバレル１０５に対してプランジャ１０３とスクリュ１０１を前進させてプランジャバレル１０５内の溶融樹脂材料を射出する射出装置が知られている。またこの場合、スクリュ１０１の回転に対する減速機１０７は、例えばプーリとベルト、平行軸歯車減速機、ヘリカル減速機、べベルギア減速機、ハイポイド減速機などの公知の減速機を介して電動モータあるいは油圧モータにより駆動する例が知られている。
また例えば、図９のようなプランジャバレル１０５に挿入される筒状のプランジャ１０３内に、スクリュ１０１を回転可能に配置し、スクリュ１０１の回転により溶融樹脂材料をプランジャバレル１０５内に供給・計量するとともに、プランジャバレル１０５に対してプランジャ１０３とスクリュ１０１を前進させてプランジャバレル１０５内の溶融樹脂材料を射出する射出装置が知られている。またこの場合、スクリュ１０１の回転に対する減速機１０７は、例えばプーリとベルト、平行軸歯車減速機、ヘリカル減速機、べベルギア減速機、ハイポイド減速機などの公知の減速機を介して電動モータあるいは油圧モータにより駆動する例が知られている。
【0060】
図９に示される射出装置において、スクリュ１０１がプランジャバレル１０５に対してスクリュ軸方向に固定されている押出成形機と同様の構造のため、スクリュ１０１のねじ効果によるスクリュ１０１よりも前方に空隙は発生しない。しかし、実際の押出成形機におけるスクリュは一般に射出成形機における射出装置のスクリュよりも高速回転を行う場合が多い。押出成形機における射出装置のスクリュを高速回転した場合、シリンダ内の樹脂の搬送速度は、ねじ現象発生時と同様に高くなる。したがって、本発明における背圧下限値の制限は、押出成形機の射出装置においても有効である。
【符号の説明】
【0061】
１ 射出装置
１０ 支持部
１１ ベッド
１３ ガイドレール
２０ 駆動部
２１ 移動ハウジング
２３ 電動モータ
３０ 射出部
３１ スクリュ
３１Ａ 本体
３１Ｂ スクリュ軸
３１Ｓ 外周面
３１Ｔ ネジ山
３３ シリンダ
３３Ｓ 内周面
３４ 投入口
３５ 射出ノズル
３５Ａ 射出孔
３５Ｂ 樹脂通路
３６ 支持体
３６Ａ シリンダ把持孔
３７ 通路
３８ 原料ホッパ３８
４０ 制御部
４１ 入出力部
４３ 演算部
４５ 記憶部
４７ 入力・表示部
４７Ａ 回転数入力欄
４７Ｂ 背圧入力欄
４７Ｃ メッセージ欄
１０ 支持部
１１ ベッド
１３ ガイドレール
２０ 駆動部
２１ 移動ハウジング
２３ 電動モータ
３０ 射出部
３１ スクリュ
３１Ａ 本体
３１Ｂ スクリュ軸
３１Ｓ 外周面
３１Ｔ ネジ山
３３ シリンダ
３３Ｓ 内周面
３４ 投入口
３５ 射出ノズル
３５Ａ 射出孔
３５Ｂ 樹脂通路
３６ 支持体
３６Ａ シリンダ把持孔
３７ 通路
３８ 原料ホッパ３８
４０ 制御部
４１ 入出力部
４３ 演算部
４５ 記憶部
４７ 入力・表示部
４７Ａ 回転数入力欄
４７Ｂ 背圧入力欄
４７Ｃ メッセージ欄
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】