特開 2023-176960 射出成形装置

(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】P2023176960

(43)【公開日】2023-12-13

(54)【発明の名称】射出成形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/17 20060101AFI20231206BHJP

   B29C 45/77 20060101ALI20231206BHJP

   B29C 45/27 20060101ALI20231206BHJP

【ＦＩ】

B29C45/17

B29C45/77

B29C45/27

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022089568

(22)【出願日】2022-06-01

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】溝口 翔太

(72)【発明者】

【氏名】大久保 勇佐

(72)【発明者】

【氏名】萩原 幸子

(72)【発明者】

【氏名】馬場 紀行

(72)【発明者】

【氏名】木村 幸治

(72)【発明者】

【氏名】足立 智也

【テーマコード（参考）】

4F202

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F202AM22

4F202AM32

4F202AP02

4F202CA11

4F202CB01

4F202CK06

4F202CS10

4F206AM22

4F206AM32

4F206AP02

4F206JA07

4F206JL02

4F206JM04

4F206JN14

4F206JP11

4F206JP13

4F206JP14

4F206JP15

4F206JP22

4F206JP27

4F206JQ55

4F206JQ81

4F206JQ88

(57)【要約】

【課題】高精度にゲートの詰まりの有無を判定することができる射出成形装置を提供する。
【解決手段】射出成形装置１は、溶融樹脂を吐出するノズル２４を備える射出装置２０と、成形品キャビティＣと樹脂流路Ｐとを備える金型３０と、成形品キャビティＣ内又は樹脂流路Ｐ内の樹脂材料の圧力である金型内樹脂圧を検出する金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４と、ノズル２４から吐出される溶融樹脂の吐出圧を取得する吐出圧取得装置２７と、金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４により取得された金型内樹脂圧と、吐出圧取得装置により取得された吐出圧とに基づいて特徴量を算出して樹脂流路Ｐにおける樹脂の詰まりの有無を判定する判定部６１と、を備える。樹脂流路Ｐは、複数のゲートＰ３１～Ｐ３４と複数のランナＰ２とスプールＰ１とを含み、金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４は、複数のゲートＰ３１～Ｐ３４のそれぞれの近傍位置に設けられている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶融樹脂を吐出するノズルを備える射出装置と、
成形品キャビティと、上記ノズルから吐出される溶融樹脂を上記成形品キャビティに流入させる樹脂流路とを備える金型と、
上記成形品キャビティ内又は上記樹脂流路内の樹脂材料の圧力である金型内樹脂圧を検出する金型内樹脂圧取得装置と、
上記ノズルから吐出される溶融樹脂の吐出圧を取得する吐出圧取得装置と、
上記金型内樹脂圧取得装置により取得された上記金型内樹脂圧と、上記吐出圧取得装置により取得された上記吐出圧とに基づいて特徴量を算出し、当該特徴量に基づいて、上記樹脂流路における樹脂の詰まりの有無を判定する判定部と、
を備え、
上記樹脂流路は、上記成形品キャビティに接続される複数のゲートと、該複数のゲートにそれぞれ接続された複数のランナと、該複数のランナと上記ノズルとに接続されたスプールとを含み、
上記金型内樹脂圧取得装置は、上記金型における上記複数のゲートのそれぞれの近傍位置に設けられている、射出成形装置。

【請求項2】

上記複数のゲートは周方向に配列しており、
上記金型内樹脂圧取得装置は、上記金型において、上記複数のゲートのうち互いに隣り合う上記ゲートの中央位置よりも一方の上記ゲートに近い位置に設けられている、請求項１に記載の射出成形装置。

【請求項3】

上記金型内樹脂圧取得装置は、上記成形品キャビティにおける平面部に設けられている、請求項２に記載の射出成形装置。

【請求項4】

上記複数のランナは周方向に配列した上記複数のゲートにそれぞれ接続されており、
上記金型内樹脂圧取得装置は、上記金型において、上記複数のランナがそれぞれ接続された上記ゲートと上記スプールとの中央位置よりも、上記ゲートに近い位置に設けられている、請求項１に記載の射出成形装置。

【請求項5】

上記射出装置を制御する制御装置をさらに備え、
上記制御装置は、
上記ノズルから上記金型に溶融樹脂を射出する射出工程と、
上記射出工程に続いて、上記成形品キャビティ内の溶融樹脂に保圧力を付与する保圧工程と、
を含む成形サイクルを実行し、
上記判定部は、上記射出工程における上記金型内樹脂圧の特徴量、および、上記射出工程における前記吐出圧の特徴量に基づいて、上記各ゲートにおける樹脂の詰まりの有無を判定する、請求項１～４のいずれか一項に記載の射出成形装置。

【請求項6】

上記判定部は、上記射出工程のうち上記金型内樹脂圧の立ち上がりの時間帯における上記金型内樹脂圧の特徴量及び上記吐出圧の特徴量に基づいて、上記樹脂流路における樹脂の詰まりの有無を判定する、請求項５に記載の射出成形装置。

【請求項7】

上記判定部は、上記金型内樹脂圧の特徴量及び上記吐出圧の特徴量と上記樹脂流路における樹脂の詰まりの有無との対応関係を含む学習データに基づいて生成された学習済みモデルに基づいて、又は、上記学習データから算出された判定基準に基づいて、上記樹脂流路における樹脂の詰まりの有無を判定する、請求項１～４のいずれか一項に記載の射出成形装置。

【請求項8】

上記吐出圧取得装置により取得された上記吐出圧から上記溶融樹脂における現在の粘度に相関する正規化係数を算出し、該正規化係数を用いて上記吐出圧及び上記金型内樹脂圧を正規化する粘度正規化部をさらに有し、
上記判定部は、上記粘度正規化部により正規化された上記吐出圧及び上記金型内樹脂圧の特徴量を算出し、当該特徴量に基づいて、上記樹脂流路における樹脂の詰まりの有無を判定する、請求項１～４のいずれか一項に記載の射出成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、射出成形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、射出成形装置において、射出装置や金型にセンサを設置し、当該センサの検出データを用いて機械学習により成形品の品質を推定することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－４９９２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、射出成形に用いられる金型は、成形品を成形する部位としての成形品キャビティと、成形品キャビティと射出装置のノズルに当接する部位との間の樹脂流路（ランナ、スプール（スプルーとも称する）、ゲート）とを備える。例えばコールドスラグや異物などによって、樹脂流路のうちのゲートが一時的に詰まる不具合が発生することがある。ゲートが詰まると、溶融樹脂が樹脂流路から成形品キャビティに流通しない状態となるため、成形品の寸法精度の低下や寸法精度の不安定化などの原因となる。

【0005】

成形品を成形するための成形サイクルを複数回連続して実行している際に、一時的にゲートにおける詰まりが生じ、その後にゲートにおける詰まりが解消するようなことがある。また、１個の成形品の成形において成形品キャビティに溶融樹脂が供給されている際に、一時的にゲートにおける詰まりが生じ、その後に当該成形品の成形中にゲートにおける詰まりが解消することがある。このように、ゲートにおける詰まりは、長期間に亘り継続して生じている場合のみならず、一時的に生じることがあり、発見することが容易ではない場合がある。また、樹脂流路や成形品キャビティにおける詰まりの有無は、射出装置における溶融樹脂の射出圧などのロギングデータからは判定することが難しい。

【0006】

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、高精度にゲートの詰まりの有無を判定することができる射出成形装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、溶融樹脂を吐出するノズルを備える射出装置と、
成形品キャビティと、上記ノズルから吐出される溶融樹脂を上記成形品キャビティに流入させる樹脂流路とを備える金型と、
上記成形品キャビティ内又は上記樹脂流路内の樹脂材料の圧力である金型内樹脂圧を検出する金型内樹脂圧取得装置と、
上記ノズルから吐出される溶融樹脂の吐出圧を取得する吐出圧取得装置と、
上記金型内樹脂圧取得装置により取得された上記金型内樹脂圧と、上記吐出圧取得装置により取得された上記吐出圧とに基づいて特徴量を算出し、当該特徴量に基づいて、上記樹脂流路における樹脂の詰まりの有無を判定する判定部と、
を備え、
上記樹脂流路は、上記成形品キャビティに接続される複数のゲートと、該複数のゲートにそれぞれ接続された複数のランナと、該複数のランナと上記ノズルとに接続されたスプールとを含み、
上記金型内樹脂圧取得装置は、上記金型における上記複数のゲートのそれぞれの近傍位置に設けられている、射出成形装置にある。

【発明の効果】

【0008】

成形品の成形時には、射出装置から溶融樹脂が金型の樹脂流路に供給され、樹脂流路から成形品キャビティに供給される。成形時に金型の樹脂流路のうちのゲートが詰まると、溶融樹脂が樹脂流路から成形品キャビティへ流通しない状態、または、流通しにくい状態となる。ゲートが詰まることにより金型内樹脂圧が変動するが、複数のゲートを有する場合、各ゲートの近傍位置において当該金型内樹脂圧の変動を検出することで、各ゲートの詰まりの有無をより正確に検出できる。

【0009】

上記の射出成形装置では、金型内樹脂圧取得装置により各ゲートの近傍位置の金型内樹脂圧を取得し、吐出圧取得部により射出装置のノズルから吐出される吐出圧を取得して、これらに基づいて算出される特徴量に基づいて各ゲートの詰まりの有無を判定している。これにより、各ゲートの詰まりの有無をより正確に判定することができるため、成形品の寸法精度などの低下を発見することができ、寸法精度の安定化を図ることができる。

【0010】

以上のごとく、上記態様によれば、高精度にゲートの詰まりの有無を判定することができる射出成形装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態１における射出成形装置の機械構成を示す図。

【図2】実施形態１における図１における金型の拡大断面図。

【図3】実施形態１における金型の空間部分（成形品キャビティおよび樹脂流路）及び金型内樹脂圧取得部を示す図であって、スプールの軸方向から見た透過図（図２の右から見た図）。

【図4】実施形態１における射出成形方法を示すフローチャート。

【図5】（ａ）ゲート詰まりが発生していない場合の射出工程、保圧工程及び冷却工程における圧力変化を示すグラフ、（ｂ）（ａ）における二点鎖線Ｐで囲んだ領域の拡大図。

【図6】（ａ）ゲート詰まりが発生している場合の射出工程、保圧工程及び冷却工程における圧力変化を示すグラフ、（ｂ）（ａ）における二点鎖線Ｐで囲んだ領域の拡大図。

【図7】実施形態１の射出成形装置を示す機能ブロック図である。

【図8】実施形態１の射出成形装置を構成するゲート詰まり判定用コンピュータ装置の処理を示す機能ブロック図。

【図9】実施形態１における、特徴量マップと記憶部に記憶される判定基準を説明する図。

【図10】実施形態２における金型の空間部分（成形品キャビティおよび樹脂流路）及び金型内樹脂圧取得部を示す図であって、スプールの軸方向から見た透過図。

【図11】実施形態３における射出成形装置を示す機能ブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［実施形態１］
（１．射出成形装置１の構成）
実施形態１における射出成形装置１について図１を参照して説明する。射出成形装置１は、金型３０を用いて、樹脂の成形品を成形するための装置である。射出成形装置１は、ベッド１０、射出装置２０、金型３０、型締装置４０、制御装置５０、ゲート詰まり判定用のコンピュータ装置６０を主として備える。ベッド１０は、設置面に設置される部材である。

【0013】

射出装置２０は、ベッド１０の上に配置される。射出装置２０は、成形材料である樹脂を溶融し、溶融樹脂に圧力を加えて金型３０の成形品キャビティＣに供給する装置である。射出装置２０は、ホッパ２１、シリンダ２２、スクリュ２３、ノズル２４、ヒータ２５、駆動装置２６、吐出圧取得装置２７を備える。

【0014】

ホッパ２１は、成形材料の素材である樹脂製のペレット（粒状の成形材料）の投入口である。シリンダ２２は、ホッパ２１に投入されたペレットを加熱溶融してできた溶融樹脂を貯留する。また、シリンダ２２は、ベッド１０に対してシリンダ２２の軸方向に移動可能に設けられる。スクリュ２３は、シリンダ２２の内部に配置され、回転可能かつ軸方向への移動可能に設けられる。ノズル２４は、シリンダ２２の前端に設けられた吐出口であり、スクリュ２３の前進に伴ってシリンダ２２の内部の溶融樹脂を吐出する。

【0015】

ヒータ２５は、例えば、シリンダ２２の外周面に設けられ、または、シリンダ２２の内部に埋設され、シリンダ２２内の樹脂を加熱する。つまり、ヒータ２５は、ペレットを溶融すると共に、溶融樹脂を溶融状態に保持する。駆動装置２６は、シリンダ２２の軸方向への移動（前進および後退）、スクリュ２３の回転および軸方向移動（前進および後退）等を行う。

【0016】

吐出圧取得装置２７は、例えばスクリュ２３の基端付近に設けられ、スクリュ２３がシリンダ２２内の溶融樹脂から受ける圧力データである吐出圧を取得する。

【0017】

また、射出装置２０は、吐出圧取得装置２７の他に、シリンダ２２の位置、スクリュ２３の位置、スクリュ２３の移動速度、ヒータ２５の温度、駆動装置２６の状態などを取得するセンサを備える。

【0018】

金型３０は、固定側である第一型３１と、可動側である第二型３２とを備える。金型３０は、第一型３１と第二型３２とを型締めすることで、第一型３１と第二型３２との間に成形品キャビティＣを形成する。第一型３１および第二型３２は、成形品キャビティＣと射出装置２０のノズル２４に当接する部位との間の樹脂流路Ｐを備える。樹脂流路Ｐは、射出装置２０のノズル２４から供給された溶融材料を成形品キャビティＣまで導く流路としてスプールＰ１、ランナＰ２、ゲートＰ３を含む。

【0019】

さらに、金型３０は、成形品キャビティＣ内又は樹脂流路Ｐ内の樹脂材料の圧力である金型内圧力データを検出する金型内樹脂圧取得装置３３を備える。金型内圧力データは、成形品キャビティＣ又は樹脂流路Ｐの内壁面が金型３０内を流通する溶融樹脂から受ける圧力データである。

【0020】

型締装置４０は、ベッド１０上において射出装置２０に対向配置される。型締装置４０は、装着された金型３０の開閉動作を行うと共に、金型３０を締め付けた状態において、成形品キャビティＣに射出された溶融材料の圧力により金型３０が開かないようにする。

【0021】

型締装置４０は、固定盤４１、可動盤４２、ダイバー４３、駆動装置４４、型締装置用計測装置４５を備える。固定盤４１には、第一型３１が固定される。可動盤４２には、第二型３２が固定される。可動盤４２は、固定盤４１に対して接近および離間可能である。ダイバー４３は、可動盤４２の移動を支持する。駆動装置４４は、例えば、シリンダ装置によって構成されており、可動盤４２を移動させる。型締装置用計測装置４５は、型締力、金型温度、駆動装置４４の状態などを取得する。

【0022】

制御装置５０は、射出装置２０の駆動装置２６および型締装置４０の駆動装置４４を制御する。ゲート詰まり判定用のコンピュータ装置６０は、金型３０の樹脂流路Ｐにおける各ゲートＰ３（図２に示す）の詰まりの有無の判定を行う。ゲート詰まり判定用のコンピュータ装置６０は、演算装置および記憶装置などにより構成されており、コンピュータプログラムを実行することにより処理される。ゲート詰まり判定用のコンピュータ装置６０は、例えば、制御装置５０による制御データ、吐出圧取得装置２７、金型内樹脂圧取得装置３３などにより取得される圧力データなどを用いて、各ゲートＰ３の詰まりの有無を判定する。

【0023】

（２．金型３０の詳細構成）
金型３０の詳細な構成について、図２および図３を参照して説明する。金型３０は、成形品を成形するための成形品キャビティＣを有する。成形品キャビティＣは、第一型３１と第二型３２とにより形成される。本形態においては、成形品キャビティＣは、例えば、円環状に形成されているが、Ｃ字形状、Ｕ字形状など任意の形状とすることができる。成形品キャビティＣは、１箇所のみ形成されるようにしても良いし、複数箇所形成されるようにしても良い。図２および図３においては、説明を容易にするために、１つの成形品キャビティＣを図示する。

【0024】

また、金型３０は、ノズル２４（図１に示す）と当接する部位と成形品キャビティＣとの間の接続する樹脂流路Ｐを有する。樹脂流路Ｐは、スプールＰ１（スプルーとも称する）と、ランナＰ２と、ゲートＰ３とを備える。スプールＰ１は、ノズル２４から溶融材料が導入される通路である。スプールＰ１は、例えば、ノズル２４との当接部位から直線状に形成されている。

【0025】

ランナＰ２は、スプールＰ１から角度を有して形成される流路である。つまり、スプールＰ１に導入された溶融樹脂が、ランナＰ２に流入される。例えば、図３に示すように、本形態においては、複数のランナＰ２が、スプールＰ１から１つの成形品キャビティＣに向かって径方向に分岐して形成されている。なお、複数の成形品キャビティＣが形成される場合にも、複数のランナＰ２が、スプールＰ１から複数の成形品キャビティＣのそれぞれに向かって分岐して形成される。

【0026】

ゲートＰ３は、ランナＰ２の先端に位置して成形品キャビティＣに接続されており、ランナＰ２から成形品キャビティＣに溶融樹脂を導く流路である。ゲートＰ３の流路断面積は、ランナＰ２の流路断面積よりも小さく形成されている。複数のランナＰ２のそれぞれと１つの成形品キャビティＣとを接続する複数のゲートＰ３が形成されている。従って、複数のゲートＰ３のうち１つが詰まった場合であっても、他のゲートＰ３から成形品キャビティＣに溶融樹脂が流通する。ランナＰ２及びゲートＰ３の数は限定されないが、本形態においては、図３に示すように、ランナＰ２及びゲートＰ３はそれぞれ４個形成されている。４個のゲートＰ３（Ｐ３１～Ｐ３４）はスプールＰ１の軸方向から見てスプールＰ１の中心を基準に周方向に等間隔に配列している。

【0027】

金型３０には、図２、図３に示すように、金型内樹脂圧取得装置３３が設けられている。金型内樹脂圧取得装置３３は、複数のゲートＰ３のそれぞれの近傍位置に設けられる。本実施形態で４個の金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４が設けられている。ゲートＰ３のそれぞれの近傍位置とは、図３に示すように、配列方向において互いに隣り合うゲートＰ３同士の中央位置Ｐ４よりも一方のゲートＰ３に近い位置をいう。つまり、金型内樹脂圧取得装置３３は、複数のゲートＰ３に対応する位置に設けられている。そして、複数の金型内樹脂圧取得装置３３のそれぞれは、対応するゲートＰ３における詰まりの影響を受ける範囲に設けられている。また、本実施形態では、図２に示すように、金型内樹脂圧取得装置３３は、成形品キャビティＣの平面部Ｃ１に設けられている。金型内樹脂圧取得装置３３は、金型３０内の溶融樹脂の圧力を取得する。

【0028】

（３．射出成形方法）
射出成形装置１による成形品の射出成形方法について図４を参照して説明する。射出成形方法は、射出成形装置１の制御装置５０により実行される。

【0029】

まず、制御装置５０は、連続した複数回の成形サイクルの前に、ノズル２４を金型３０から離間させた状態でノズル２４からシリンダ２２内の溶融樹脂を吐出させるパージ工程Ｓ１を実行する。パージ工程Ｓ１は、例えば、熱劣化した樹脂の排出や、異なる樹脂材料への入替の目的で行われる。パージ工程Ｓ１では、スクリュ２３を前進させることにより、シリンダ２２内の溶融樹脂がノズル２４から吐出される。

【0030】

続いて、制御装置５０は、スクリュ２３を回転させながら、スクリュ２３を所定位置まで後退させることにより、シリンダ２２の前側に所定量の溶融樹脂を貯留させる計量工程Ｓ２を実行する。計量工程にＳ２おいては、前方位置に位置するスクリュ２３を回転させることでシリンダ２２の前端側に溶融樹脂を移動させ、溶融樹脂の前方への移動の反作用によりスクリュ２３を所定位置まで後退させる。このようにして、シリンダ２２内において、スクリュ２３の先端とノズル２４との間に、所定量の溶融樹脂が貯留される。

【0031】

続いて、制御装置５０は、シリンダ２２を前進させることにより、ノズル２４を金型３０に当接させるノズルタッチ工程Ｓ３を実行する。なお、このとき、金型３０は、型締めされているものとする。ただし、ノズルタッチ工程Ｓ３の後に、型締めを行うようにしても良い。

【0032】

続いて、制御装置５０は、以下の成形サイクルＳ４～Ｓ１１を実行する。制御装置５０は、スクリュ２３の速度制御によりスクリュ２３を前進させて、ノズル２４から金型３０に溶融樹脂を射出する射出工程Ｓ４を実行する。射出工程Ｓ４において、溶融樹脂がノズル２４から樹脂流路Ｐに流入し、樹脂流路Ｐから成形品キャビティＣへ流入する。射出工程Ｓ４にて、成形品キャビティＣの大部分（例えば、９０～９５％）に溶融樹脂が供給される。

【0033】

制御装置５０は、射出工程Ｓ４に続いて、スクリュ２３にかかる圧力制御により、成形品キャビティＣの溶融樹脂に保圧力を付与する保圧工程Ｓ５を実行する。保圧工程Ｓ５では、スクリュ２３に所定の圧力を付与するように制御することで、スクリュ２３をさらに前進させて、ノズル２４から樹脂流路Ｐを介して成形品キャビティＣに溶融樹脂を供給する。保圧工程Ｓ５において、成形品キャビティＣが溶融樹脂により完全充填される。

【0034】

続いて、制御装置５０は、スクリュ２３への圧力の付与を停止すると共に金型３０の加熱を停止して、金型３０を冷却することにより金型３０内の溶融樹脂を冷却する冷却工程Ｓ６を実行する。冷却工程Ｓ６にて、金型３０内の溶融樹脂が固化する。制御装置５０は、冷却工程Ｓ６に続いて、型締装置４０を制御して、第一型３１から第二型３２を離間させて、成形品を取り出す離型・成形品取出工程Ｓ７を実行する。続いて、制御装置５０は、型締装置４０を制御して、第一型３１に第二型３２を合わせ、型締めを行う型締め工程Ｓ８を実行する。

【0035】

また、保圧工程Ｓ５を終了した後には、制御装置５０は、シリンダ２２を後退させることにより、ノズル２４を金型３０から離間させるノズル離間工程Ｓ９を実行する。制御装置５０は、ノズル離間工程Ｓ９に続いて、前方位置に位置するスクリュ２３を回転させることでシリンダ２２の前端側に溶融樹脂を移動させ、溶融樹脂の前方への移動の反作用によりスクリュ２３を所定位置まで後退させることで、シリンダ２２の前側に所定量の溶融樹脂を貯留させる計量工程Ｓ１０を実行する。

【0036】

型締め工程Ｓ８および計量工程Ｓ１０が完了した後に、制御装置５０は、シリンダ２２を前進させることにより、ノズル２４を金型３０に当接させるノズルタッチ工程Ｓ１１を実行する。ただし、ノズルタッチ工程Ｓ１１の後に、型締め工程Ｓ８を実行しても良い。そして、ノズルタッチ工程Ｓ１１の後には、上述した射出工程Ｓ４から再び繰り返される。

【0037】

（４．吐出圧および金型内圧力の挙動）
射出工程Ｓ４および保圧工程Ｓ５における金型内樹脂圧取得装置３３（３３１～３３４）及び吐出圧取得装置２７の取得圧力の挙動（時間変化）について、図５（ａ）、（ｂ）および図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。まず、各ゲートＰ３における詰まりが無い状態について、図５（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。なお、金型内樹脂圧取得装置３３１は金型内樹脂圧Ａを取得し、金型内樹脂圧取得装置３３２は金型内樹脂圧Ｂを取得し、金型内樹脂圧取得装置３３３は金型内樹脂圧Ｃを取得し、金型内樹脂圧取得装置３３４は金型内樹脂圧Ｄを取得するものとする。

【0038】

図５（ａ）、（ｂ）にて示すように、時刻ｔ１において、射出工程Ｓ４が開始されることにより、スクリュ２３が前進し、吐出圧が上昇する。その後、本形態においては、スクリュ２３の前進速度を、最初低速とした後に、高速に切り替えている。

【0039】

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、スクリュ２３の前進速度を高速に切り替えると、溶融樹脂が金型３０の樹脂流路Ｐに流入することで、吐出圧および金型内樹脂圧は、急上昇する。そして、樹脂流路ＰのゲートＰ３から成形品キャビティＣに流入することで、吐出圧および金型内樹脂圧は僅かに低下して、その後徐々に上昇するように変化する。従って、射出工程Ｓ４において、吐出圧は、吐出圧ピーク時ｔ２において最大値となる。射出工程Ｓ４を終了する時刻をｔ４とし、射出工程Ｓ４において、吐出圧ピーク時ｔ２と射出工程終了時ｔ４との間の時刻をｔ３とする。時刻ｔ３は、例えば、圧力ピーク時ｔ２と射出工程終了時ｔ４との中間時刻とするが、中間時刻からずれた時刻としても良い。

【0040】

図５（ａ）に示すように、射出工程Ｓ４から保圧工程Ｓ５に切り替わることにより、吐出圧および金型内樹脂圧は、保圧工程Ｓ５における圧力制御による所望の保圧力近傍まで低下する。通常、吐出圧および金型内樹脂圧は、所望の保圧力より僅かに低い圧力まで低下した直後に、所望の保圧力近傍に向かって上昇する。

【0041】

そして、保圧工程Ｓ５が継続されて、成形品キャビティＣに溶融樹脂が完全充填された時、すなわち充填完了時ｔ５において、吐出圧および金型内樹脂圧は上昇する。吐出圧は、圧力制御されているため、その直後において所望の保圧力となる。一方、金型内樹脂圧は、充填完了時ｔ５の後には、徐々に上昇していく。

【0042】

次に、ゲートＰ３２における詰まりが有る場合について、図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。ゲート詰まりのない図５（ｂ）の場合と比べて図６（ｂ）では、射出工程Ｓ４におけるゲートＰ３２の近傍位置に配置された金型内樹脂圧取得装置３３２により取得された金型内樹脂圧Ｂの立ち上がりが遅れていること及び射出工程Ｓ４におけるピーク圧力が低下していることが見て取れる。一方、その他の金型内樹脂圧Ａ、Ｃ及びＤは射出工程Ｓ４におけるピーク圧力が若干上昇している。

【0043】

（６．第一実施形態の射出成形装置１）
第一実施形態の射出成形装置１について図７および図８を参照して説明する。射出成形装置１は、図７に示すように、射出装置２０、金型３０、型締装置４０、制御装置５０およびコンピュータ装置６０を備える。図７においては、射出成形装置１の一部の機能部分のみを図示する。また、以下においては、コンピュータ装置６０について説明する。

【0044】

コンピュータ装置６０は、判定部６１と記憶部６２とを備える。判定部６１は、上述したコンピュータ装置６０を構成する演算装置により構成されており、コンピュータプログラムの実行により機能する。記憶部６２は、上述したコンピュータ装置６０を構成する記憶装置により構成されている。

【0045】

判定部６１は、金型内樹脂圧取得装置３３により取得された金型内樹脂圧と吐出圧取得装置２７により取得された吐出圧とに基づいて、各ゲートＰ３（Ｐ３１～Ｐ３４）の詰まりの有無を判定する。各ゲートＰ３は、上述したように、ランナＰ２と成形品キャビティＣとの間に位置し、流路断面積がランナＰ２よりも小さい。従って、ゲートＰ３は、例えば、コールドスラグや異物などによって詰まるおそれがある。判定部６１は、このような各ゲートＰ３の詰まりの有無を判定する。さらには、上述した成形サイクルを複数回連続して実行している際において、一時的に各ゲートＰ３のいずれかにおける詰まりが生じた後に当該ゲート詰まりが解消する現象が起こりうる。この現象において、判定部６１は、一時的なゲートＰ３の詰まりの有無を判定することができる。

【0046】

さらに、判定部６１は、金型内樹脂圧Ａ～Ｄおよび吐出圧そのものではなく、金型内樹脂圧Ａ～Ｄの特徴量および吐出圧の特徴量に基づいて、各ゲートＰ３の詰まりの有無を判定する。従って、判定部６１は、取得した金型内樹脂圧Ａ～Ｄから特徴量を抽出すると共に、取得した吐出圧から特徴量を抽出する。

【0047】

本形態において、判定部６１は、射出工程Ｓ４（時刻ｔ１～ｔ４）における金型内樹脂圧の特徴量、および、射出工程Ｓ４における吐出圧の特徴量を用いて、ゲートＰ３の詰まりの有無を判定する。特に、判定部６１は、射出工程Ｓ４のうち吐出圧が圧力ピークに達した以降、すなわち、時刻ｔ２～ｔ４における金型内樹脂圧の特徴量および吐出圧の特徴量を用いる。

【0048】

より具体的には、判定部６１は、射出工程Ｓ４における圧力の立ち上がり部分、すなわち、射出工程Ｓ４のうち保圧工程Ｓ５寄りの後期時間帯（ｔ３～ｔ４）における金型内樹脂圧Ａ～Ｄの特徴量、および、射出工程Ｓ４のうち保圧工程Ｓ５寄りの後期時間帯（ｔ３～ｔ４）における吐出圧の特徴量を用いる。

【0049】

特徴量は、例えば、後期時間帯（ｔ３～ｔ４）における金型内樹脂圧Ａ～Ｄの時間積分値、および、後期時間帯（ｔ３～ｔ４）における吐出圧の時間積分値などとする。なお、特徴量は、後期時間帯（ｔ３～ｔ４）における金型内樹脂圧Ａ～Ｄの最大値、最小値、中央値、平均値、第一四分位数、第三四分位数、分散、標準偏差、尖度、歪度などを用いるようにしても良い。また、判定部６１は、複数の特徴量を用いるようにしても良い。

【0050】

また、本形態においては、判定部６１は、機械学習を適用して、各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定する。従って、判定部６１は、予め生成された学習済みモデルを用いて、各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定する。特に、判定部６１は、機械学習を適用する場合には、複数の特徴量を適用することが容易にできる。

【0051】

記憶部６２は、判定部６１により各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定するために用いられる情報を記憶する。本形態においては、記憶部６２は、訓練データセットを用いて機械学習を行うことにより生成された学習済みモデルを記憶する。判定部６１は、記憶部６２に記憶された学習済みモデルを用いる。

【0052】

機械学習を適用する場合のコンピュータ装置６０の機能について図８を参照して説明する。学習フェーズとして、まずは、訓練データセット６３を準備する。訓練データセット６３は、金型内樹脂圧の特徴量と、吐出圧の特徴量と、各ゲートＰ３１～Ｐ３４における詰まりの有無のラベルデータとを含む。

【0053】

学習フェーズとして、コンピュータ装置６０における機械学習処理部６４が、訓練データセット６３を用いて機械学習を行うことにより、１つの学習済みモデルを生成する。学習済みモデルは、記憶部６２に記憶される。本形態においては、学習済みモデルは、金型内樹脂圧の特徴量および吐出圧の特徴量を説明変数とし、各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を目的変数とする。

【0054】

続いて、推定フェーズとして、判定部６１が、検出データ６５としての金型内樹脂圧および吐出圧を取得する。そして、判定部６１は、金型内樹脂圧の特徴量を算出し、かつ、吐出圧の特徴量を算出する。続いて、判定部６１は、記憶部６２に記憶されている学習済みモデルを用いて、金型内樹脂圧の特徴量および吐出圧の特徴量を入力することにより、各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定する（出力する）。

【0055】

本実施形態では、学習済みモデルを用いて各ゲートＰ３１～Ｐ３４における詰まりの有無を判定することとしたが、これに替えて、記憶部６２に予め各ゲートＰ３１～Ｐ３４における詰まりの有無を判定するための判定基準を設定しておき、判定部６１が金型内樹脂圧の特徴量および吐出圧の特徴量と当該判定基準とを比較して、各ゲートＰ３１～Ｐ３４における詰まりの有無を判定することとしてもよい。図９に示す例では、金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４により取得された各ゲートＰ３１～Ｐ３４における金型内樹脂圧と吐出圧取得装置２７により取得された吐出圧との２次元マップにおいて、直線で示された判定基準よりも下方をゲート詰まりありと判定して、当該判定基準よりも上方をゲート詰まりなしと判定する。この場合においても各ゲートＰ３１～Ｐ３４における詰まりの有無を判定することができる。

【0056】

（７．実施形態１の効果）
成形品の成形時には、射出装置２０から溶融樹脂が金型３０の樹脂流路Ｐに供給され、樹脂流路Ｐから成形品キャビティＣに供給される。成形時に金型３０の樹脂流路ＰのうちのゲートＰ３が詰まると、溶融樹脂が樹脂流路Ｐから成形品キャビティＣへ流通しない状態、または、流通しにくい状態となる。

【0057】

そして、ゲートＰ３が詰まることにより樹脂流路Ｐにおける金型内樹脂圧に変動を生じることに着目し、射出成形装置１の判定部６１は、各ゲートＰ３１～Ｐ３４の近傍位置にそれぞれ設けた金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４により取得した金型内樹脂圧の特徴量に基づいて、各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定している。各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定することにより、成形品の寸法精度などの低下を発見することができ、寸法精度の安定化を図ることができる。

【0058】

特に、各ゲートＰ３１～Ｐ３４の近傍位置に金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４を設けたことにより、図５（ｂ）と図６（ｂ）に示すように、ゲート詰まりが生じているゲートＰ３２の近傍位置に設けた金型内樹脂圧取得装置３３２により取得された金型内樹脂圧Ｂの変化を検出することができる。従って、金型内樹脂圧の特徴量を用いることにより、各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を高精度に判定できる。

【0059】

さらに、判定部６１は、ゲートＰ３の詰まりの有無の判定において、金型内樹脂圧の特徴量に加えて、吐出圧の特徴量を用いるようにした。射出工程Ｓ４において、ゲートＰ３の詰まりの有無により、金型内樹脂圧のみならず、吐出圧も変化している。従って、判定部６１が、金型内樹脂圧の特徴量に加えて、吐出圧の特徴量を用いることにより、より高精度に各ゲートＰ３１～Ｐ３の詰まりの有無を判定することができる。

【0060】

また、判定部６１は、金型内樹脂圧および吐出圧のうち射出工程Ｓ４におけるデータを用いている。特に射出工程Ｓ４において、ゲートＰ３の詰まりの有無によって圧力に変化が生じる。従って、判定部６１は、射出工程Ｓ４の圧力データを用いることで、高精度に各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定することができる。

【0061】

本実施形態では、複数のゲートＰ３１～Ｐ３４は周方向に配列しており、金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４は、金型３０において、複数のゲートＰ３１～Ｐ３４のうち互いに隣り合うゲートＰ３の中央位置Ｐ４よりも一方のゲートＰ３に近い位置に設けられている。これにより、金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４は、ゲートＰ３１～Ｐ３４の近傍位置に確実に位置されることとなるため、高精度に各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定することができる。

【0062】

本実施形態では、金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４は、成形品キャビティＣにおける平面部Ｃ１に設けられている。これにより、金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４による圧力の検出精度をより向上することができるため、高精度に各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定することができる。

【0063】

本実施形態では、射出装置２０を制御する制御装置５０をさらに備え、制御装置５０は、ノズル２４から金型３０に溶融樹脂を射出する射出工程Ｓ４と、射出工程Ｓ４に続いて、成形品キャビティＣ内の溶融樹脂に保圧力を付与する保圧工程Ｓ５と、を含む成形サイクルを実行する。そして、判定部６１は、射出工程Ｓ４における金型内樹脂圧Ａ～Ｄの特徴量、および、射出工程Ｓ４における吐出圧の特徴量に基づいて、各ゲートＰ３１～Ｐ３４における樹脂の詰まりの有無を判定する。これにより、一層、高精度に各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定することができる。

【0064】

本実施形態では、判定部６１は、射出工程Ｓ４のうち金型内樹脂圧の立ち上がりの時間帯における金型内樹脂圧の特徴量及び吐出圧の特徴量に基づいて、上記樹脂流路における樹脂の詰まりの有無を判定する。これにより、射出工程Ｓ４のうち金型内樹脂圧の立ち上がりの時間帯において、ゲート詰まりによる金型内樹脂圧の変化が顕著に表れるため、一層、高精度に各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定することができる。

【0065】

本実施形態では、判定部６１は、金型内樹脂圧の特徴量及び吐出圧の特徴量とゲートＰ３における樹脂の詰まりの有無との対応関係を含む学習データに基づいて生成された学習済みモデルに基づいて、又は、学習データから算出された判定基準に基づいて、各ゲートＰ３１～Ｐ３４における樹脂の詰まりの有無を判定する。上記学習済みモデルに基づいた場合は、材料や環境のバラつきの影響が大きい製品においても高精度に各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定することができる。上記判定基準に基づいた場合は、学習モデルを用意する必要がないため、低コスト化を図ることができる。

【0066】

［実施形態２］
実施形態２における射出成形装置１では、図１０に示すように、複数のランナＰ２１～Ｐ２４は周方向に配列した複数のゲートＰ３１～Ｐ３２にそれぞれ接続されている。そして、金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４は、金型３０において、複数のランナＰ２１～Ｐ２４のそれぞれが接続されたゲートＰ３１～Ｐ３４とスプールＰ１との中央位置Ｐ４１～Ｐ４４よりも、上記ゲートに近い位置に設けられている。その他の構成は、実施形態１の場合と同等であるため、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0067】

実施形態２においても、金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４は、ゲートＰ３１～Ｐ３４の近傍位置に設けられるため、高精度に各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定することができる。しかしながら、ランナＰ２１～Ｐ２４はいずれも略円錐形状また略円錐形状と略円柱形状とを組み合わせた形状となっているため、実施形態１の場合の成形品キャビティＣの平面部Ｃ１の場合に比べて、金型内樹脂圧取得装置３３１～３３４による金型内樹脂圧の検出精度は若干劣る可能性がある。

【0068】

［実施形態３］
実施形態３における射出成形装置１では、図１１に示すように、ゲート詰まり判定用のコンピュータ装置６０が粘度正規化部６６をさらに備える。粘度正規化部６６は、吐出圧取得装置２７により取得された吐出圧から溶融樹脂における現在の粘度に相関する正規化係数を算出し、該正規化係数を用いて吐出圧及び金型内樹脂圧を正規化する。粘度正規化部６６では、溶融樹脂の粘度を取得することはせずに、吐出圧取得装置２７により取得された吐出圧の変化から溶融樹脂の粘度の変化度を推定して現在の粘度に相関する正規化係数を算出する。

【0069】

そして、本実施形態３では、判定部６１は、図８に示す判定データとして、粘度正規化部６６により正規化された吐出圧及び金型内樹脂圧を用いてそれぞれの特徴量を算出し、当該特徴量に基づいて、各ゲートＰ３１～Ｐ３４における樹脂の詰まりの有無を判定する。その他の構成は実施形態１の場合と同等であって、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0070】

本実施形態３によれば、材料のロットバラつきや水分含有量のバラつきによる溶融材料の粘度変化を考慮して吐出圧及び金型内樹脂圧の特徴量を算出することができるため、より高精度に各ゲートＰ３１～Ｐ３４の詰まりの有無を判定することができる。

【0071】

本発明は上記実施形態及び変形形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

【符号の説明】

【0072】

１：射出成形装置、２０：射出装置、２７：吐出圧取得装置、３０：金型、３３（３３１～３３４）：金型内樹脂圧取得装置、５０：制御装置、６０：コンピュータ装置、６１：判定部、６２：記憶部、６６：粘度正規化部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】