特開2023-93220シャットオフノズルのニードル弁摩耗診断方法、射出装置、および射出成形機
(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】P2023093220
(43)【公開日】2023-07-04
(54)【発明の名称】シャットオフノズルのニードル弁摩耗診断方法、射出装置、および射出成形機
(51)【国際特許分類】
B29C 45/17 20060101AFI20230627BHJP
B29C 45/76 20060101ALI20230627BHJP
【ＦＩ】
B29C45/17
B29C45/76
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021208713
(22)【出願日】2021-12-22
(71)【出願人】
【識別番号】000004215
【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100097696
【弁理士】
【氏名又は名称】杉谷 嘉昭
(74)【代理人】
【識別番号】100147072
【弁理士】
【氏名又は名称】杉谷 裕通
(72)【発明者】
【氏名】中山 清貴
【テーマコード（参考）】
4F206
【Ｆターム（参考）】
4F206AM14
4F206AM19
4F206AM32
4F206AP11
4F206AP19
4F206JA07
4F206JL02
4F206JL09
4F206JM04
4F206JN06
4F206JP14
4F206JP22
4F206JP27
4F206JP30
4F206JQ55
4F206JQ57
4F206JQ88
(57)【要約】
【課題】交換すべきか否かを判断することができるシャットオフノズルのニードル弁摩耗診断方法を提供する。
【解決手段】対象とするシャットオフノズル（５）は、ノズル部（２５）と、ニードル弁（２６）と、ニードル弁駆動手段（２８）と、を備えている。ノズル部（２５）には内部の射出流路（３４）に達するように外周面から斜めにニードル孔（３６）が開けられている。ニードル弁（２６）はこのニードル孔（３６）に入れられている。このようなシャットオフノズル（５）を対象とし、ニードル弁（２６）とニードル孔（３６）の隙間についての初期隙間と、摩耗定数と、隙間の許容量である許容隙間と、から運転可能なショット数の見込みである運転可能見込み最大ショット数を予測する。
【選択図】図６
【解決手段】対象とするシャットオフノズル（５）は、ノズル部（２５）と、ニードル弁（２６）と、ニードル弁駆動手段（２８）と、を備えている。ノズル部（２５）には内部の射出流路（３４）に達するように外周面から斜めにニードル孔（３６）が開けられている。ニードル弁（２６）はこのニードル孔（３６）に入れられている。このようなシャットオフノズル（５）を対象とし、ニードル弁（２６）とニードル孔（３６）の隙間についての初期隙間と、摩耗定数と、隙間の許容量である許容隙間と、から運転可能なショット数の見込みである運転可能見込み最大ショット数を予測する。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
射出材料を流す射出流路が軸方向に形成されているノズル部と、
ニードル弁と、を備え、
前記ニードル弁は、前記ノズル部の外周面から前記射出流路に達している前記軸方向に対して斜めに開けられているニードル孔に対して隙間を介して入れられて進退して前記射出流路を開閉するようになっているシャットオフノズルにおいて、
前記シャットオフノズルに固有の使用開始前の前記隙間である初期隙間と、
前記隙間を拡大させる前記ニードル弁と前記ニードル孔の摩耗とショット数との関係を示す摩耗定数と、
前記隙間の許容量である許容隙間と、から運転可能なショット数の見込みである運転可能見込み最大ショット数を予測する、シャットオフノズルのニードル弁摩耗診断方法。
ニードル弁と、を備え、
前記ニードル弁は、前記ノズル部の外周面から前記射出流路に達している前記軸方向に対して斜めに開けられているニードル孔に対して隙間を介して入れられて進退して前記射出流路を開閉するようになっているシャットオフノズルにおいて、
前記シャットオフノズルに固有の使用開始前の前記隙間である初期隙間と、
前記隙間を拡大させる前記ニードル弁と前記ニードル孔の摩耗とショット数との関係を示す摩耗定数と、
前記隙間の許容量である許容隙間と、から運転可能なショット数の見込みである運転可能見込み最大ショット数を予測する、シャットオフノズルのニードル弁摩耗診断方法。
【請求項2】
前記摩耗定数は、同じ機種の他の前記シャットオフノズルについて前記初期隙間を得、ショットを規定の回数である実測ショット数だけ繰り返した後、前記隙間の実測値である実測隙間を得、前記初期隙間と前記実測隙間と前記実測ショット数とから得る、請求項１に記載のシャットオフノズルのニードル弁摩耗診断方法。
【請求項3】
前記運転可能見込み最大ショット数は、前記許容隙間から前記初期隙間を減じたものを前記摩耗定数で除して得る、請求項１または2に記載のシャットオフノズルのニードル弁摩耗診断方法。
【請求項4】
前記シャットオフノズルはカメラを備え、前記カメラによって得た前記シャットオフノズルの画像から前記ニードル孔からの射出材料漏れを検出するようにし、前記射出材料漏れを検出したとき、前記シャットオフノズルにおいてショットの回数が前記運転可能見込み最大ショット数に達する前であれば前記シャットオフノズルの清掃を促すメッセージを出力する、請求項１～３のいずれかの項に記載のシャットオフノズルのニードル弁摩耗診断方法。
【請求項5】
前記シャットオフノズルはカメラを備え、前記カメラによって得た前記シャットオフノズルの画像から前記ニードル孔からの射出材料漏れを検出するようにし、前記射出材料漏れを検出したとき、前記シャットオフノズルにおいてショットの回数が規定最小ショット回数以下であれば前記シャットオフノズルが初期不良である旨メッセージを出力する、請求項１～３のいずれかの項に記載のシャットオフノズルのニードル弁摩耗診断方法。
【請求項6】
前記画像からの前記射出材料漏れの検出は、前記画像の輝度の変化により判定する、請求項4または５に記載のシャットオフノズルのニードル弁摩耗診断方法。
【請求項7】
制御装置と、
加熱シリンダと、
前記加熱シリンダに入れられたスクリュと、
前記加熱シリンダに設けられているシャットオフノズルと、を備え、
前記シャットオフノズルは、射出材料を流す射出流路が軸方向に形成されているノズル部と、
ニードル弁と、を備え、
前記ニードル弁は、前記ノズル部の外周面から前記射出流路に達している前記軸方向に対して斜めに開けられているニードル孔に対して隙間を介して入れられて進退して前記射出流路を開閉するようになっており、
前記制御装置は前記シャットオフノズルに固有の使用開始前の前記隙間である初期隙間と、
前記隙間を拡大させる前記ニードル弁と前記ニードル孔の摩耗とショット数との関係を示す摩耗定数と、
前記隙間の許容量である許容隙間と、から運転可能なショット数の見込みである運転可能見込み最大ショット数を予測する、射出装置。
加熱シリンダと、
前記加熱シリンダに入れられたスクリュと、
前記加熱シリンダに設けられているシャットオフノズルと、を備え、
前記シャットオフノズルは、射出材料を流す射出流路が軸方向に形成されているノズル部と、
ニードル弁と、を備え、
前記ニードル弁は、前記ノズル部の外周面から前記射出流路に達している前記軸方向に対して斜めに開けられているニードル孔に対して隙間を介して入れられて進退して前記射出流路を開閉するようになっており、
前記制御装置は前記シャットオフノズルに固有の使用開始前の前記隙間である初期隙間と、
前記隙間を拡大させる前記ニードル弁と前記ニードル孔の摩耗とショット数との関係を示す摩耗定数と、
前記隙間の許容量である許容隙間と、から運転可能なショット数の見込みである運転可能見込み最大ショット数を予測する、射出装置。
【請求項8】
前記摩耗定数は、同じ機種の他の前記シャットオフノズルについて前記初期隙間を得、ショットを規定の回数である実測ショット数だけ繰り返した後、前記隙間の実測値である実測隙間を得、前記初期隙間と前記実測隙間と前記実測ショット数とから得たものである、請求項7に記載の射出装置。
【請求項9】
前記運転可能見込み最大ショット数は、前記許容隙間から前記初期隙間を減じたものを前記摩耗定数で除して得るようにする、請求項7または8に記載の射出装置。
【請求項10】
前記射出装置は、前記シャットオフノズル近傍にカメラが設けられ、前記制御装置は前記カメラによって得た前記シャットオフノズルの画像から前記ニードル孔からの射出材料漏れを検出するようになっており、前記制御装置が前記射出材料漏れを検出したとき、前記シャットオフノズルにおいてショットの回数が前記運転可能見込み最大ショット数に達する前であれば前記シャットオフノズルの清掃を促すメッセージを出力するようになっている、請求項７～９のいずれかの項に記載の射出装置。
【請求項11】
前記射出装置は、前記シャットオフノズル近傍にカメラが設けられ、前記制御装置は前記カメラによって得た前記シャットオフノズルの画像から前記ニードル孔からの射出材料漏れを検出するようになっており、前記制御装置が前記射出材料漏れを検出したとき、前記シャットオフノズルにおいてショットの回数が規定最小ショット回数以下であれば前記シャットオフノズルが初期不良である旨メッセージを出力する、請求項７～９のいずれかの項に記載の射出装置。
【請求項12】
前記画像からの前記射出材料漏れの検出は、前記画像の輝度の変化により判定する、請求項１０または１１に記載の射出装置。
【請求項13】
制御装置と、
金型を型締する型締装置と、
射出材料を射出する射出装置と、を備えた射出成形機であって、
前記射出装置は、加熱シリンダと、
前記加熱シリンダに入れられたスクリュと、
前記加熱シリンダに設けられているシャットオフノズルと、を備え、
前記シャットオフノズルは、射出材料を流す射出流路が軸方向に形成されているノズル部と、
ニードル弁と、を備え、
前記ニードル弁は、前記ノズル部の外周面から前記射出流路に達している前記軸方向に対して斜めに開けられているニードル孔に対して隙間を介して入れられて進退して前記射出流路を開閉するようになっており、
前記制御装置は前記シャットオフノズルに固有の使用開始前の前記隙間である初期隙間と、
前記隙間を拡大させる前記ニードル弁と前記ニードル孔の摩耗とショット数との関係を示す摩耗定数と、
前記隙間の許容量である許容隙間と、から運転可能なショット数の見込みである運転可能見込み最大ショット数を予測する、射出成形機。
金型を型締する型締装置と、
射出材料を射出する射出装置と、を備えた射出成形機であって、
前記射出装置は、加熱シリンダと、
前記加熱シリンダに入れられたスクリュと、
前記加熱シリンダに設けられているシャットオフノズルと、を備え、
前記シャットオフノズルは、射出材料を流す射出流路が軸方向に形成されているノズル部と、
ニードル弁と、を備え、
前記ニードル弁は、前記ノズル部の外周面から前記射出流路に達している前記軸方向に対して斜めに開けられているニードル孔に対して隙間を介して入れられて進退して前記射出流路を開閉するようになっており、
前記制御装置は前記シャットオフノズルに固有の使用開始前の前記隙間である初期隙間と、
前記隙間を拡大させる前記ニードル弁と前記ニードル孔の摩耗とショット数との関係を示す摩耗定数と、
前記隙間の許容量である許容隙間と、から運転可能なショット数の見込みである運転可能見込み最大ショット数を予測する、射出成形機。
【請求項14】
前記摩耗定数は、同じ機種の他の前記シャットオフノズルについて前記初期隙間を得、ショットを規定の回数である実測ショット数だけ繰り返した後、前記隙間の実測値である実測隙間を得、前記初期隙間と前記実測隙間と前記実測ショット数とから得たものである、請求項１３に記載の射出成形機。
【請求項15】
前記運転可能見込み最大ショット数は、前記許容隙間から前記初期隙間を減じたものを前記摩耗定数で除して得るようにする、請求項１３または１４に記載の射出成形機。
【請求項16】
前記射出成形機は、前記シャットオフノズル近傍にカメラが設けられ、前記制御装置は前記カメラによって得た前記シャットオフノズルの画像から前記ニードル孔からの射出材料漏れを検出するようになっており、前記制御装置が前記射出材料漏れを検出したとき、前記シャットオフノズルにおいてショットの回数が前記運転可能見込み最大ショット数に達する前であれば前記シャットオフノズルの清掃を促すメッセージを出力するようになっている、請求項１３～１５のいずれかの項に記載の射出成形機。
【請求項17】
前記射出成形機は、前記シャットオフノズル近傍にカメラが設けられ、前記制御装置は前記カメラによって得た前記シャットオフノズルの画像から前記ニードル孔からの射出材料漏れを検出するようになっており、前記制御装置が前記射出材料漏れを検出したとき、前記シャットオフノズルにおいてショットの回数が規定最小ショット回数以下であれば前記シャットオフノズルが初期不良である旨メッセージを出力する、請求項１３～１５のいずれかの項に記載の射出成形機。
【請求項18】
前記画像からの前記射出材料漏れの検出は、前記画像の輝度の変化により判定する、請求項１６または１７に記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シャットオフノズルのニードル弁の摩耗を診断するニードル弁摩耗診断方法、およびシャットオフノズルが設けられている射出装置、ならびにシャットオフノズルが設けられている射出成形機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
射出成形機の射出装置に設けられるシャットオフノズルは、射出ノズルの射出材料が流れる流路を開閉していわゆるハナタレを防止することができるようになっている。シャットオフノズルには色々なタイプがあるが、本発明が対象にしているタイプは、例えば特許文献１に記載されているようなタイプになる。すなわちシャットオフノズルは、ノズル部と、このノズル部に対して斜めに設けられたニードル弁とからなる。このタイプのシャットオフノズルは、ノズル部の外周面からノズル部内の射出流路に達する斜めの孔、つまりニードル孔が開けられている。このニードル孔にニードル弁が進退自在に挿入されている。ニードル弁を前進させると射出流路が閉鎖され、後退させると射出流路が開くようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平３－２７４１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
成形サイクルを実施するとき、成形サイクル毎につまりショット毎にニードル弁を前進・後退させる。ニードル弁とニードル孔とはわずかな隙間が形成されており、この隙間からわずかずつ射出材料漏れが生じることがある。漏れ出した射出材料は徐々に成長し、やがてシャットオフノズルに巻かれているヒータに接触して煙が生じる場合もある。従来は射出材料漏れの程度、あるいは煙の発生を見て、シャットオフノズルの清掃を実施していた。ところで、ニードル弁とニードル孔は少しずつ摩耗し、これらの隙間は長期間の運転により拡大する。隙間が拡大すると、清掃してもすぐに射出材料漏れが再発してしまう。つまり清掃が無駄になり、シャットオフノズルを交換しなければならない。従来は、シャットオフノズルを交換すべきなのか清掃すべきなのか判断できない、という課題があった。
【0005】
本開示において、シャットオフノズルを交換すべきか否かを判断することができるシャットオフノズルのニードル弁摩耗診断方法を提供する。
【0006】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示は、ノズル部と、その外周面から内部の射出流路に達する軸方向に対して斜めに形成されているニードル孔に入れられているニードル弁と、を備えたシャットオフノズルを対象とする。ニードル弁とニードル孔の隙間についての初期隙間と、摩耗定数と、隙間の許容量である許容隙間と、から運転可能なショット数の見込みである運転可能見込み最大ショット数を予測する。
【発明の効果】
【0008】
本開示は、シャットオフノズルについて交換すべきか否かを判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本実施の形態に係る射出成形機を示す正面図である。
【図2】本実施の形態に係るシャットオフノズルと射出装置の一部を示す正面断面図である。
【図3】本実施の形態に係るシャットオフノズルの一部を示す正面断面図である。
【図4】シャットオフノズルを使用して成形サイクルを実施したときの、ショット数によって、ニードル弁とニードル孔の隙間が変化する様子を示すグラフである。
【図5】本実施の形態に係るシニードル弁摩耗診断方法において、事前に実施する事前処理を説明するフローチャートである。
【図6】シャットオフノズルを使用して成形サイクルを実施する場合の、ショット数によって変化する、ニードル弁とニードル孔の隙間の変化を予想するグラフである。
【図7】本実施の形態に係るシニードル弁摩耗診断方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、図面が煩雑にならないように、ハッチングが省略されている部分がある。
【0011】
本実施の形態を説明する。
＜射出成形機＞
本実施の形態に係る射出成形機１は、図１に示されているように、トグル式の型締装置２と、射出装置３と、を備えている。本実施の形態に係る射出装置３にはシャットオフノズル５が設けられ、シャットオフノズル５の近傍にはカメラ６が設けられている。射出成形機１には制御装置４が設けられ、型締装置２、射出装置３、シャットオフノズル５、カメラ６等、は制御装置４に接続され制御装置４によって制御されるようになっている。
＜射出成形機＞
本実施の形態に係る射出成形機１は、図１に示されているように、トグル式の型締装置２と、射出装置３と、を備えている。本実施の形態に係る射出装置３にはシャットオフノズル５が設けられ、シャットオフノズル５の近傍にはカメラ６が設けられている。射出成形機１には制御装置４が設けられ、型締装置２、射出装置３、シャットオフノズル５、カメラ６等、は制御装置４に接続され制御装置４によって制御されるようになっている。
【0012】
＜型締装置＞
型締装置２は、ベッドＢに固定されている固定盤７と、ベッドＢ上をスライド自在に設けられている可動盤８と、型締ハウジング９と、を備えている。固定盤７と型締ハウジング９は複数本のタイバー１１、１１、…により連結されており、可動盤８は固定盤７と型締ハウジング９の間でスライド自在になっている。型締ハウジング９と可動盤８の間には型締機構が、すなわち本実施の形態においてはトグル機構１３が設けられている。固定盤７と可動盤８には、それぞれ固定側金型１５、可動側金型１６が設けられている。従って、トグル機構１３を駆動すると金型１５、１６が型開閉される。
型締装置２は、ベッドＢに固定されている固定盤７と、ベッドＢ上をスライド自在に設けられている可動盤８と、型締ハウジング９と、を備えている。固定盤７と型締ハウジング９は複数本のタイバー１１、１１、…により連結されており、可動盤８は固定盤７と型締ハウジング９の間でスライド自在になっている。型締ハウジング９と可動盤８の間には型締機構が、すなわち本実施の形態においてはトグル機構１３が設けられている。固定盤７と可動盤８には、それぞれ固定側金型１５、可動側金型１６が設けられている。従って、トグル機構１３を駆動すると金型１５、１６が型開閉される。
【0013】
＜射出装置＞
射出装置３は、加熱シリンダ１９と、加熱シリンダ１９内に設けられているスクリュ２０と、スクリュ駆動装置２２と、を備えている。加熱シリンダ１９はスクリュ駆動装置２２に支持されており、スクリュ２０はスクリュ駆動装置２２によって回転方向と軸方向とに駆動されるようになっている。加熱シリンダ１９にはホッパ２３と、次に説明する本実施の形態に係るシャットオフノズル５が設けられている。加熱シリンダ１９を加熱して、ホッパ２３から射出材料を供給してスクリュ２０を回転すると、射出材料が溶融し、計量される。スクリュ駆動装置２２によりスクリュ２０を軸方向に駆動すると射出材料を金型１５、１６に射出することができる。
射出装置３は、加熱シリンダ１９と、加熱シリンダ１９内に設けられているスクリュ２０と、スクリュ駆動装置２２と、を備えている。加熱シリンダ１９はスクリュ駆動装置２２に支持されており、スクリュ２０はスクリュ駆動装置２２によって回転方向と軸方向とに駆動されるようになっている。加熱シリンダ１９にはホッパ２３と、次に説明する本実施の形態に係るシャットオフノズル５が設けられている。加熱シリンダ１９を加熱して、ホッパ２３から射出材料を供給してスクリュ２０を回転すると、射出材料が溶融し、計量される。スクリュ駆動装置２２によりスクリュ２０を軸方向に駆動すると射出材料を金型１５、１６に射出することができる。
【0014】
＜本実施の形態に係るシャットオフノズル＞
本実施の形態に係るシャットオフノズル５は、図２に示されているように、ノズル部２５と、ニードル弁２６と、ニードル弁２６を駆動するニードル弁駆動手段２８と、ニードル弁駆動手段２８を支持する支持構造３０と、を備えている。ノズル部２５は加熱シリンダ１９に対して、アダプタ３２を介して設けられている。
本実施の形態に係るシャットオフノズル５は、図２に示されているように、ノズル部２５と、ニードル弁２６と、ニードル弁２６を駆動するニードル弁駆動手段２８と、ニードル弁駆動手段２８を支持する支持構造３０と、を備えている。ノズル部２５は加熱シリンダ１９に対して、アダプタ３２を介して設けられている。
【0015】
ノズル部２５には、内部に射出材料が流れる流路すなわち射出流路３４が形成されている。射出流路３４はノズル部２５の軸心に形成されている。本明細書において軸方向とは、ノズル部２５の軸の方向を意味するものとする。つまり射出流路３４はノズル部２５の内部に軸方向に形成されている。ノズル部２５には、その外周面から射出流路３４に達する孔、つまりニードル孔３６も形成されている。ニードル孔３６は軸方向に対して斜めに開けられている。このニードル孔３６にニードル弁２６が進退自在に挿入されている。
【0016】
本実施の形態において、ニードル弁２６は軸径が大きい大径軸部３８と、大径軸部３８の先端に設けられている軸径が小さい小径軸部３９と、小径軸部３９の先端に形成されている半球状の頭部４０とから形成されている。ニードル孔３６には頭部４０を先頭にして小径軸部３９の一部が摺動的に入れられている。ニードル弁２６を駆動するニードル弁駆動手段２８はピストンシリンダユニットからなり支持構造３０によって支持されている。制御装置４（図１参照）からの指令によりニードル弁駆動手段２８を駆動するとニードル弁２６が前進・後退して、頭部４０が射出流路３４を閉鎖・開放するようになっている。
【0017】
このように構成されているシャットオフノズル５の近傍には、前記したようにカメラ６が設けられている。より詳しく説明すると、カメラ６はノズル部２５のニードル孔３６の出口近傍とニードル弁２６の小径軸部３９とを撮影するようになっている。
【0018】
ニードル孔３６の内径は、ニードル弁２６の小径軸部３９の軸径よりわずかに大きい。すなわちニードル弁２６の小径軸部３９とニードル孔３６とには、わずかに隙間が形成されている。従って、ニードル弁２６は滑らかに駆動することができる。隙間はわずかであるので、射出流路３４内の射出材料がこの隙間から外部に漏れる量はほとんどない。しかしながら、長期間成形サイクルを実施すると、図３に示されているように射出材料が漏れてノズル部２５の外周面に付着する。すなわち射出材料漏れ４４が形成される。あるいは、ニードル孔３６とニードル弁２６の小径軸部３９の摩耗により隙間が拡大すると、比較的早期に射出材料漏れ４４が形成される。
【0019】
カメラ６はこのような射出材料漏れ４４を検出するようになっている。より具体的に説明すると、制御装置４（図１）はカメラ６において撮影された画像を検査する。そして正常だったときの画像と新たに撮影された画像を比較して輝度が変化している部分を探す。変化している部分があり、その大きさが規定の大きさ以上になっていれば、射出材料漏れ４４が発生していると判断する。
【0020】
＜本実施の形態に係るニードル弁摩耗診断方法＞
本実施の形態に係るシャットオフノズル５において成形サイクルを繰り返すと、ニードル孔３６とニードル弁２６の小径軸部３９との隙間が摩耗により徐々に拡大していく。本実施の形態に係るニードル弁摩耗診断方法は、この隙間が成形サイクルのショット数によってどのように拡大するのかを予測するようになっている。従って、シャットオフノズル５に射出材料漏れが生じているとき、シャットオフノズル５を清掃すれば回復することができるのか、あるいは交換しなければいけないのか、について判断できるようになっている。以下、本実施の形態に係るニードル弁摩耗診断方法について説明する。
本実施の形態に係るシャットオフノズル５において成形サイクルを繰り返すと、ニードル孔３６とニードル弁２６の小径軸部３９との隙間が摩耗により徐々に拡大していく。本実施の形態に係るニードル弁摩耗診断方法は、この隙間が成形サイクルのショット数によってどのように拡大するのかを予測するようになっている。従って、シャットオフノズル５に射出材料漏れが生じているとき、シャットオフノズル５を清掃すれば回復することができるのか、あるいは交換しなければいけないのか、について判断できるようになっている。以下、本実施の形態に係るニードル弁摩耗診断方法について説明する。
【0021】
＜摩耗定数＞
本実施の形態に係るニードル弁摩耗診断方法は、制御装置４において実施される。制御装置４には、予め摩耗定数を設定しておく必要がある。摩耗定数は、ニードル孔３６とニードル弁２６の小径軸部３９の隙間を拡大させる摩耗とショット数との関係を示す定数である。摩耗定数はシャットオフノズル５の機種に対して固定の定数になっており、次のように実験で決定することができる。まず、新品で実験用のシャットオフノズル５について、ニードル孔３６の内径とニードル弁２６の小径軸部３９の軸径とを測定する。そしてこれらの差つまり隙間を得、初期隙間とする。初期隙間は、同じ機種のシャットオフノズル５であっても製造のばらつきにより製品毎にわずかに異なる。例えば、初期隙間として０．００５ｍｍを得る。
本実施の形態に係るニードル弁摩耗診断方法は、制御装置４において実施される。制御装置４には、予め摩耗定数を設定しておく必要がある。摩耗定数は、ニードル孔３６とニードル弁２６の小径軸部３９の隙間を拡大させる摩耗とショット数との関係を示す定数である。摩耗定数はシャットオフノズル５の機種に対して固定の定数になっており、次のように実験で決定することができる。まず、新品で実験用のシャットオフノズル５について、ニードル孔３６の内径とニードル弁２６の小径軸部３９の軸径とを測定する。そしてこれらの差つまり隙間を得、初期隙間とする。初期隙間は、同じ機種のシャットオフノズル５であっても製造のばらつきにより製品毎にわずかに異なる。例えば、初期隙間として０．００５ｍｍを得る。
【0022】
次いでこの実験用のシャットオフノズル５を射出装置３（図２参照）に取り付けて、ショットを繰り返し、ニードル弁２６を前進・後進させる。所定の回数、例えば１００００回ショットを繰り返す。これを実測ショット数とする。シャットオフノズル５を射出装置３から取り外し、再びニードル孔３６の内径とニードル弁２６の小径軸部３９の軸径とを測定し、これらの差を得、実測隙間とする。図４には、初期隙間、実測隙間、実測ショット数が示され、隙間５１がショット数の増加に対して増加している様子が示されている。隙間５１は単調増加するが、必ずしも一定の割合で増加するとは限らない。しかしながら、一定の割合で増加するものと仮定して傾きを得、これを摩擦定数とする。次の式で得ることができる。
摩擦定数＝（実測隙間－初期隙間）／実測ショット数
得られた摩擦定数を制御装置４（図１参照）に設定する。
摩擦定数＝（実測隙間－初期隙間）／実測ショット数
得られた摩擦定数を制御装置４（図１参照）に設定する。
【0023】
＜許容隙間＞
制御装置４には許容隙間についても設定する必要がある。許容隙間は、ニードル孔３６（図２参照）とニードル弁２６の小径軸部３９の隙間において許容できる隙間のことである。隙間が許容隙間以上になったら、摩耗が進行したと判断してシャットオフノズル５を交換することになる。許容隙間として、例えば０．０３ｍｍを選定することができる。許容隙間を制御装置４に設定する。
制御装置４には許容隙間についても設定する必要がある。許容隙間は、ニードル孔３６（図２参照）とニードル弁２６の小径軸部３９の隙間において許容できる隙間のことである。隙間が許容隙間以上になったら、摩耗が進行したと判断してシャットオフノズル５を交換することになる。許容隙間として、例えば０．０３ｍｍを選定することができる。許容隙間を制御装置４に設定する。
【0024】
＜準備処理＞
新しいシャットオフノズル５を射出装置３（図２参照）に取り付けるとき、最初に準備処理を実施する。最初に図５においてステップＳ０１として示されているように、制御装置４において記憶されているショット数のカウンターをゼロにリセットする。ショット数のカウンターは、当該シャットオフノズル５についての累計のショット数のことであり、ショットをするたびに増加する。次いで、シャットオフノズル５についてニードル孔３６の内径とニードル弁２６の小径軸部３９の軸径とを測定し、これの差をとって初期隙間を得る。前記したように初期隙間はシャットオフノズル５の製品毎に異なる固有の値である。当該シャットオフノズル５に関する初期隙間を制御装置４に設定する（ステップＳ０２）。
新しいシャットオフノズル５を射出装置３（図２参照）に取り付けるとき、最初に準備処理を実施する。最初に図５においてステップＳ０１として示されているように、制御装置４において記憶されているショット数のカウンターをゼロにリセットする。ショット数のカウンターは、当該シャットオフノズル５についての累計のショット数のことであり、ショットをするたびに増加する。次いで、シャットオフノズル５についてニードル孔３６の内径とニードル弁２６の小径軸部３９の軸径とを測定し、これの差をとって初期隙間を得る。前記したように初期隙間はシャットオフノズル５の製品毎に異なる固有の値である。当該シャットオフノズル５に関する初期隙間を制御装置４に設定する（ステップＳ０２）。
【0025】
カウンターをリセットし、初期隙間が設定されると、制御装置４は当該シャットオフノズル５について、運転可能見込み最大ショット数を計算する。運転可能見込み最大ショット数とは、そのシャットオフノズル５によって運転可能な最大ショット数の見込みである。詳しく説明すると、図６に示されているように、所定の初期隙間のシャットオフノズル５を使用してショットを繰り返したとき、ニードル孔３６の内径とニードル弁２６の小径軸部３９の隙間は、グラフ５４のように増加することが予想される。このように増加する隙間が許容隙間に達すると予想されるショット数が、運転可能見込み最大ショット数である。このショット数に基づいてシャットオフノズル５の交換を検討することになる。
【0026】
制御装置４は、運転可能見込み最大ショット数を次の式によって計算する。
運転可能見込み最大ショット数＝（許容隙間－初期隙間）／摩耗定数
計算された運転可能見込み最大ショット数は、制御装置４に格納される（ステップＳ０４）。このとき制御装置４は運転可能見込み最大ショット数を付属する表示装置に表示してもよい。準備処理を完了する。
運転可能見込み最大ショット数＝（許容隙間－初期隙間）／摩耗定数
計算された運転可能見込み最大ショット数は、制御装置４に格納される（ステップＳ０４）。このとき制御装置４は運転可能見込み最大ショット数を付属する表示装置に表示してもよい。準備処理を完了する。
【0027】
＜成形サイクルにおける処理＞
シャットオフノズル５を使用して成形サイクルを実行する。成形サイクルを実行するとき、制御装置４（図１参照）は図７に示されているように、まずショット数のカウンターを更新する（ステップＳ１１）。すなわちカウンターについて１を加算する。成形サイクルが完了したら、カメラ６（図２参照）においてシャットオフノズル５を撮影し、制御装置４において画像ファイルを処理して射出材料漏れ４４が発生しているか否かをチェックする（ステップＳ１２）。漏れがなければ、次の成形サイクルを実行し、ステップＳ１１に戻る。一方、射出材料漏れ４４が発生していれば、ステップＳ１３に進む。
シャットオフノズル５を使用して成形サイクルを実行する。成形サイクルを実行するとき、制御装置４（図１参照）は図７に示されているように、まずショット数のカウンターを更新する（ステップＳ１１）。すなわちカウンターについて１を加算する。成形サイクルが完了したら、カメラ６（図２参照）においてシャットオフノズル５を撮影し、制御装置４において画像ファイルを処理して射出材料漏れ４４が発生しているか否かをチェックする（ステップＳ１２）。漏れがなければ、次の成形サイクルを実行し、ステップＳ１１に戻る。一方、射出材料漏れ４４が発生していれば、ステップＳ１３に進む。
【0028】
制御装置４は、現在のショット数のカウンターを規定最小ショット回数と比較する（ステップＳ１４）。規定最小ショット回数とは、シャットオフノズル５の初期不良を判定するためのショット回数であり、例えば３０回等が設定されている。もしショット数のカウンターが規定最小ショット回数未満であれば、初期不良であると判断する。この場合、制御装置４はステップＳ１４に移行し、射出成形機１（図１参照）を停止する。次いで制御装置４に付属しているモニタに、シャットオフノズル５の交換を促すメッセージを出力する。一方、ショット数のカウンターが規定最小ショット回数以上であれば次のステップＳ１５に進む。
【0029】
制御装置４は、現在のショット数のカウンターを、準備処理で計算・設定した運転可能見込み最大ショット数と比較する（ステップＳ１５）。もし、現在のショット数のカウンターが運転可能見込み最大ショット数以上であれば、ステップＳ１４に移行する。すなわち、制御装置４はシャットオフノズル５が寿命に達したと判断し、射出成形機１（図１参照）を停止する。次いで制御装置４に付属しているモニタに、シャットオフノズル５の交換を促すメッセージを出力する。一方、現在のショット数のカウンターが運転可能見込み最大ショット数未満であれば、ステップＳ１６を実行する。すなわち、射出成形機１（図１参照）を停止し、制御装置４に付属しているモニタに、シャットオフノズル５の清掃を促すメッセージを出力する。オペレータはシャットオフノズル５を清掃する。清掃完了後、ステップＳ１７で示されているように運転を再開する。成形サイクルを繰り返す。
【0030】
ところで、運転可能見込み最大ショット数は、前記したようにニードル孔３６（図２参照）とニードル弁２６の小径軸部３９の隙間が許容隙間に達すると予想されるショット数である。そうすると、実際のショット数がこの運転可能見込み最大ショット数に達しても、隙間が許容隙間に達しないこともある。あるいは達したとしても、射出材料漏れ４４（図２参照）が発生しない場合もある。あるいは、その反対に運転可能見込み最大ショット数に達する前に隙間が許容隙間を超えてしまい射出材料漏れ４４が発生する場合もある。図６には、シャットオフノズル５を交換すべきショット数の範囲が符号５６で示されているが、運転可能見込み最大ショット数を含めて、前後にある程度の幅がある。上で説明した本実施の形態に係るニードル弁摩耗診断方法は、シャットオフノズル５の交換を促すが、実際に交換するか否かは摩耗状態を確認して適宜オペレータが判断することもできる。
【0031】
＜本実施の形態の変形例＞
本実施の形態は色々な変形が可能である。例えば、本実施の形態に係るニードル弁摩耗診断方法において、毎回の成形サイクルにおいてカメラ６によって撮影し制御装置４で射出材料漏れ４４を検出するように説明した。しかしながら所定の回数の成形サイクルが完了するたびに撮影するようにしてもよい。さらには、カメラ６を使わない方法もある。カメラ６を使用しない場合には、制御装置４はショット数のカウンターを監視して運転可能見込み最大ショット数に達したときに交換を要するメッセージを出力することができる。あるいは運転可能見込み最大ショット数より規定回数だけ少ないショット数に達したときにメッセージを出力してもよい。
本実施の形態は色々な変形が可能である。例えば、本実施の形態に係るニードル弁摩耗診断方法において、毎回の成形サイクルにおいてカメラ６によって撮影し制御装置４で射出材料漏れ４４を検出するように説明した。しかしながら所定の回数の成形サイクルが完了するたびに撮影するようにしてもよい。さらには、カメラ６を使わない方法もある。カメラ６を使用しない場合には、制御装置４はショット数のカウンターを監視して運転可能見込み最大ショット数に達したときに交換を要するメッセージを出力することができる。あるいは運転可能見込み最大ショット数より規定回数だけ少ないショット数に達したときにメッセージを出力してもよい。
【0032】
本実施の形態において摩擦定数は実験により得るように説明した。しかしながら摩擦係数については過去の運転の実績から得てもよい。例えば、実際にシャットオフノズル５を運転した結果、所定のショット数に達したときに摩耗により寿命に達したと判断して交換した例があったとする。そのときのショット数と、ニードル孔３６（図２参照）とニードル弁２６の小径軸部３９の交換時における隙間と、初期隙間とから摩耗定数を得ることができる。なお、交換時における隙間については実測してもよいし、一般的に漏れが発生すると考えられている０．０３ｍｍを採用してもよい。また初期隙間について、そのシャットオフノズル５において予め実測していなければ、シャットオフノズル５の機種において平均的な数値を採用することができる。
【0033】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の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変更が可能であることはいうまでもない。以上で説明した複数の例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。
【符号の説明】
【0034】
１ 射出成形機 ２ 型締装置
３ 射出装置 ４ 制御装置
５ シャットオフノズル ６ カメラ
７ 固定盤 ８ 可動盤
９ 型締ハウジング １１ タイバー
１３ トグル機構 １５ 固定側金型
１６ 可動側金型 １９ 加熱シリンダ
２０ スクリュ ２２ スクリュ駆動装置
２３ ホッパ ２５ ノズル部
２６ ニードル弁 ２８ ニードル弁駆動手段
３０ 支持構造 ３２ アダプタ
３４ 射出流路 ３６ ニードル孔
３８ 大径軸部 ３９ 小径軸部
４０ 頭部
Ｂ ベッド
３ 射出装置 ４ 制御装置
５ シャットオフノズル ６ カメラ
７ 固定盤 ８ 可動盤
９ 型締ハウジング １１ タイバー
１３ トグル機構 １５ 固定側金型
１６ 可動側金型 １９ 加熱シリンダ
２０ スクリュ ２２ スクリュ駆動装置
２３ ホッパ ２５ ノズル部
２６ ニードル弁 ２８ ニードル弁駆動手段
３０ 支持構造 ３２ アダプタ
３４ 射出流路 ３６ ニードル孔
３８ 大径軸部 ３９ 小径軸部
４０ 頭部
Ｂ ベッド
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】