特開 2024-1379 シミュレータ装置

(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】P2024001379

(43)【公開日】2024-01-10

(54)【発明の名称】シミュレータ装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/17 20060101AFI20231227BHJP

   B22D 17/32 20060101ALI20231227BHJP

【ＦＩ】

B29C45/17

B22D17/32 Z

B22D17/32 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022099960

(22)【出願日】2022-06-22

(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

(72)【発明者】

【氏名】小江 則禎

【テーマコード（参考）】

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F206AM23

4F206AM32

4F206AP02

4F206AR02

4F206AR06

4F206JA07

4F206JF01

4F206JF23

4F206JL09

4F206JN14

4F206JP13

4F206JP14

4F206JP15

4F206JP30

4F206JQ88

4F206JQ90

(57)【要約】

【課題】射出駆動部の設備能力の最大値および最小値を含む全ての範囲において、発生する負荷量の増減を正確に制御して試運転調整できるシミュレータ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】射出駆動部と連結するピストンシリンダ部と、ピストンシリンダ部と連結しピストンシリンダ部の動作を制限する負荷量を発生させる負荷量発生部と、負荷量発生部を操作するシミュレータ制御部と、を備え、シミュレータ制御部は、予め設定した負荷発生パターンに基づいて負荷量を制御し、ピストンシリンダ部を経由して射出駆動部に負荷量を作用させて試運転調整を行う。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定金型と可動金型を型締して形成された金型キャビティに向けて、溶融状態の成形材料を射出充填する射出駆動部の試運転調整を行うシミュレータ装置において、
前記射出駆動部と連結するピストンシリンダ部と、前記ピストンシリンダ部と連結し前記ピストンシリンダ部の動作を制限する負荷量を発生させる負荷量発生部と、前記負荷量発生部を操作するシミュレータ制御部と、を備え、
前記シミュレータ制御部は、予め設定した負荷発生パターンに基づいて前記負荷量を制御し、前記ピストンシリンダ部を経由して前記射出駆動部に前記負荷量を作用させて試運転調整を行う、ことを特徴とするシミュレータ装置。

【請求項2】

前記負荷発生パターンは、前記射出充填で発生する充填抵抗とする、請求項１に記載のシミュレータ装置。

【請求項3】

前記負荷発生パターンは、前記射出駆動部の設備能力の最大値および最小値を含む全ての範囲内で設定する、請求項１に記載のシミュレータ装置。

【請求項4】

前記ピストンシリンダ部は、作動油を貯蔵するピストン油圧室と、前記ピストン油圧室内の作動油を押圧するピストンと、前記ピストンと前記射出駆動部とを連結する連結部と、前記ピストン油圧室および前記ピストンを収納するシリンダハウジングと、を備え、
前記射出駆動部と連動して前記ピストンが前後方向に摺動し、前記ピストンの摺動に基づいて前記ピストン油圧室の作動油の圧力が変化する、請求項１に記載のシミュレータ装置。

【請求項5】

前記負荷量発生部は、作動油を貯蔵する油圧回路部と、前記油圧回路部から排出された作動油を貯蔵する油圧タンク部と、前記油圧回路部と前記油圧タンク部との間に配置される油圧サーボバルブと、サーボバルブ制御部と、を備え、
前記シミュレータ制御部は、前記負荷発生パターンに基づいて前記サーボバルブ制御部に操作指令を発信し、
前記サーボバルブ制御部は、前記操作指令に基づいて前記油圧サーボバルブを操作して作動油の排出量の調整を行い、作動油の排出量に基づいて前記油圧回路部内の作動油の圧力が変化する、請求項１に記載のシミュレータ装置。

【請求項6】

前記ピストン油圧室と前記油圧回路部の作動油が連通しており、前記ピストン油圧室および前記油圧回路部の作動油の圧力変化が連動する、請求項４または５に記載のシミュレータ装置。

【請求項7】

前記ピストン油圧室および前記油圧回路部の作動油の圧力変化を前記負荷量として、前記ピストンおよび前記連結部を経由して前記射出駆動部に作用させる、請求項６に記載のシミュレータ装置。

【請求項8】

前記ピストンの摺動位置を計測する位置センサと、前記油圧回路部内の作動油の圧力を計測する圧力センサと、をさらに備える、請求項４または５に記載のシミュレータ装置。

【請求項9】

前記シミュレータ制御部は、前記射出駆動部から発信される射出動作信号に基づいて、前記サーボバルブ制御部を操作する、請求項５に記載のシミュレータ装置。

【請求項10】

前記シミュレータ制御部は、前記位置センサおよび前記圧力センサからの計測信号に基づいて、前記サーボバルブ制御部を操作する、請求項５に記載のシミュレータ装置。

【請求項11】

前記シミュレータ制御部は、前記射出動作信号と前記計測信号を比較して前記射出駆動部および前記シミュレータ装置の異常の有無を判定する機能を備える、請求項９または１０に記載のシミュレータ装置。

【請求項12】

前記ピストンの摺動と前記油圧サーボバルブの操作により、前記油圧タンク部内の作動油を前記油圧回路部および前記ピストン油圧室に供給する、請求項４または５に記載のシミュレータ装置。

【請求項13】

前記油圧タンク部に作動油を補給する作動油補給部を備える、請求項１２に記載のシミュレータ装置。

【請求項14】

前記油圧タンク部の作動油を所定の温度に調整する温度調整部を備える、請求項１２に記載のシミュレータ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固定金型と可動金型を型締して形成された金型キャビティに向けて、溶融状態の成形材料を射出充填する射出部の試運転調整を行うシミュレータ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

溶融状態の成形材料（溶融材料という）とは、樹脂材料を溶融した溶融樹脂と、金属材料を溶解した溶湯とに大別され、溶融樹脂を用いた成形を射出成形といい、溶湯を用いた成形を鋳造成形という。射出成形は、加熱調整されたシリンダバレル内にペレット状の樹脂材料を供給し、螺旋状の連続した突起がついたスクリュを回転させて、樹脂材料を可塑化溶融させながらスクリュの先端側に回転輸送し、シリンダバレル内に溶融樹脂を貯蔵する。その後、スクリュを前進させて溶融樹脂を金型キャビティ内に射出充填して、樹脂成形品（射出成形品ともいう）を製造する。射出成形品を製造する装置を射出成形機という。また、鋳造成形は、溶解炉で溶解調整した溶湯を射出スリーブ内に供給し、プランジャチップを前進させて溶湯を金型キャビティ内に射出充填して、金属成形品（鋳造品ともいう）を製造する。鋳造品を製造する装置を鋳造装置という。射出成形機と鋳造装置を合わせて成形装置という。また、溶融材料を射出充填する駆動装置を射出駆動部という。

【0003】

ここで、高品質な射出成形品および鋳造品の安定製造において、射出成形および鋳造成形を行う前に成形装置の試運転調整が行われることが好ましい。試運転調整としては、例えば、成形装置の動作確認、制御手段のゲイン調整、計測手段の校正、設備能力との誤差確認、成形装置の異常の有無確認、等の成形装置の性能検証に加えて、実際の射出成形および鋳造成形を想定した成形装置の運転条件調整、射出成形品および鋳造品の品質管理幅の調整、最適成形条件の構築、等の成形検証も含まれる。その中で、金型キャビティ内の溶融材料の充填流動は、射出成形品および鋳造品の品質に大きく関係するとして、射出駆動部の試運転調整について、多くの提案がなされている。

【0004】

例えば、特許文献１に示すような、試運転シミュレーション装置と射出駆動部を接続し、疑似信号の送受信により射出駆動部の試運転調整を行うことが提案されている。これによると、実際の射出成形や鋳造成形を行わなくても試運転調整できるとされている。また、特許文献２に示すような、実際の射出成形を行い、射出成形機からの射出成形情報を受けて、例えば制御ゲインや制御アルゴニズムの最適化をシミュレーションする試運転調整が提案されている。また、成形装置ではないが、特許文献３に示すような、油圧駆動の油圧シリンダへの作動油の供給量を変えることで、油圧シリンダが発生する負荷量を変更して、実際の動作時の負荷量を再現させて試運転調整を行うことが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９－３１４６２７号公報

【特許文献2】特開２００４－１７５１２０号公報

【特許文献3】特開２００６－１７９９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、特許文献１において、実際の射出成形や鋳造成形を行わない試運転調整（無負荷試運転調整という）であるため、実際に射出成形や鋳造成形を行った時に発生する負荷量は全く分からない。例えば、限界以上の負荷量が射出駆動部に作用すると、射出駆動部の性能は大きく低下することがある。この負荷量に応じて変動する射出駆動部の性能を正確に検証することができないので、試運転調整の結果も正確とは断定できない。その結果、高品質な射出成形品や鋳造品の安定供給を確保することは困難である。

【0007】

これに対して、特許文献２において、実際に射出成形を行う試運転調整（実成形試運転調整という）であるので、実際の射出成形における負荷量を正確に評価することができ、無負荷試運転調整よりは精度は高いと考えられる。しかしながら、使用する射出成形金型の保護の観点から、過大あるいは過小な負荷量を作用させた試運転調整はできない。例えば、過大な負荷量で射出成形を行うと、金型キャビティから溶融樹脂が噴き出す樹脂バリによって、射出成形金型を破損させるかもしれない。その結果、実成形試運転調整では、射出駆動部の設備能力の極限られた領域でしか試運転調整ができていない。試運転調整が実施されていない設備能力においては、全くの未知数である。

【0008】

また、特許文献３において、油圧シリンダへの作動油の供給量を調整することで、油圧シリンダが発生する負荷量が調整できる形態である（メータイン制御という）。一般的に、メータイン制御では、作動油の供給量の増加に応じて発生する負荷量も増加し、供給量の増加速度に応じて発生する負荷量の増加速度が増大する。そのために、負荷量の大きさや増加速度は、作動油を供給する油圧装置等の性能に依存され、瞬間的な負荷量の増加等の異常事態を想定した試運転調整は困難とされる。また、作動油の供給量を減少させても、負荷量の増加速度が小さくなるだけで、発生する負荷量を減らすことはできない。そのために、作動油の供給ラインに、ブリードボードやリターン圧力ラインと称する作動油の排出ラインを設け、この排出ラインから作動油を排出することで負荷量を減らすことができる形態となっている。つまり、負荷量の減少速度は、この排気ラインからの作動油の排出速度に依存され、制御されたものではなく、精度の高い負荷量の増減を必要とする試運転調整には好適とは言えない。

【0009】

そこで本発明は、射出駆動部の設備能力の最大値および最小値を含む全ての範囲において、発生する負荷量の増減を正確に制御して試運転調整できるシミュレータ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】

【0010】

本発明のシミュレータ装置は、
固定金型と可動金型を型締して形成された金型キャビティに向けて、溶融状態の成形材料を射出充填する射出駆動部の試運転調整を行うシミュレータ装置において、
前記射出駆動部と連結するピストンシリンダ部と、前記ピストンシリンダ部と連結し前記ピストンシリンダ部の動作を制限する負荷量を発生させる負荷量発生部と、前記負荷量発生部を操作するシミュレータ制御部と、を備え、
前記シミュレータ制御部は、予め設定した負荷発生パターンに基づいて前記負荷量を制御し、前記ピストンシリンダ部を経由して前記射出駆動部に前記負荷量を作用させて試運転調整を行う、ことを特徴とする。

【0011】

本発明のシミュレータ装置において、
前記負荷発生パターンは、前記射出充填で発生する充填抵抗とする、ことが好ましい。

【0012】

また、本発明のシミュレータ装置において
前記負荷発生パターンは、前記射出駆動部の設備能力の最大値および最小値を含む全ての範囲内で設定する、ことが好ましい。

【0013】

本発明のシミュレータ装置において、
前記ピストンシリンダ部は、作動油を貯蔵するピストン油圧室と、前記ピストン油圧室内の作動油を押圧するピストンと、前記ピストンと前記射出部を連結する連結部と、前記ピストン油圧室および前記ピストンを収納するシリンダハウジングと、を備え、
前記射出駆動部と連動して前記ピストンが前後方向に摺動し、前記ピストンの摺動に基づいて前記ピストン油圧室の作動油の圧力が変化する、ことが好ましい。

【0014】

本発明のシミュレータ装置において、
前記負荷量発生部は、作動油を貯蔵する油圧回路部と、前記油圧回路部から排出された作動油を貯蔵する油圧タンク部と、前記油圧回路部と前記油圧タンク部との間に配置される油圧サーボバルブと、サーボバルブ制御部と、を備え、
前記シミュレータ制御部は、前記負荷発生パターンに基づいて前記サーボバルブ制御部に操作指令を発信し、
前記サーボバルブ制御部は、前記操作指令に基づいて前記油圧サーボバルブを操作して作動油の排出量の調整を行い、作動油の排出量に基づいて前記油圧回路部内の作動油の圧力が変化する、ことが好ましい。

【0015】

また、本発明のシミュレータ装置において、
前記ピストン油圧室と前記油圧回路部の作動油が連通しており、前記ピストン油圧室および前記油圧回路部の作動油の圧力変化が連動する、ことが好ましい。

【0016】

本発明のシミュレータ装置において、
前記ピストン油圧室および油圧回路部の作動油の圧力変化を前記負荷量として、前記ピストンおよび前記連結部を経由して前記射出駆動部に作用させる、ことが好ましい。

【0017】

さらに、本発明のシミュレータ装置において、
前記ピストンの摺動位置を計測する位置センサと、前記油圧回路内の作動油の圧力を計測する圧力センサと、をさらに備える、ことが好ましい。

【0018】

本発明のシミュレータ装置において、
前記シミュレータ制御部は、前記射出駆動部から発信される射出動作信号に基づいて、前記サーボバルブ制御部を操作する、ことが好ましい。

【0019】

本発明のシミュレータ装置において、
前記シミュレータ制御部は、前記位置センサおよび前記圧力センサからの計測信号に基づいて、前記サーボバルブ制御部を操作する、ことが好ましい。

【0020】

本発明のシミュレータ装置において、
前記シミュレータ制御部は、前記射出動作信号と前記計測信号を比較して前記射出駆動部および前記シミュレータ装置の異常の有無を判定する機能を備える、ことが好ましい。

【0021】

本発明のシミュレータ装置において、
前記ピストンの摺動と前記油圧サーボバルブの操作により、前記油圧タンク部内の作動油を前記油圧回路部および前記ピストン油圧室に供給する、ことが好ましい。

【0022】

また、本発明のシミュレータ装置において、
前記油圧タンク部に作動油を補給する作動油補給部を備える、ことが好ましい。

【0023】

さらに、本発明のシミュレータ装置において、
前記油圧タンク部の作動油を所定の温度に調整する温度調整部を備える、ことが好ましい。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、射出駆動部の設備能力の最大値および最小値を含む全ての範囲において、発生する負荷量の増減を正確に制御して試運転調整できるシミュレータ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の実施形態に係る鋳造装置を示す概念図である。

【図2】本発明の実施形態に係る射出成形機を示す概念図である。

【図3】本発明の実施形態に係るシミュレータ装置を示す概念図である。

【図4】図３に示すシミュレータ装置を用いた負荷発生パターンを示す図である。

【図5】本発明に係る第１実施形態の試運転調整を示す図である。

【図6】本発明に係る第２実施形態の試運転調整を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが、各請求項に係る発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、本実施形態においては、各構成要素の尺度や寸法が誇張されて示されている場合や、一部の構成要素が省略されている場合がある。

【0027】

（鋳造装置）
先ず、本発明の実施形態に係る鋳造装置について、図１を用いて説明する。図１に示す鋳造装置１００は、金型１０と、射出部２０と、射出駆動部３０と、を備える。

【0028】

金型１０は、図示しない型締手段に支持される固定金型１１と可動金型１２を備える。固定金型１１と可動金型１２を型締して金型キャビティ１３と金型ゲート１４を形成する。ここで、金型キャビティ１３の表面温度および鋳造品の温度の安定化と、鋳造成形のサイクル短縮を得るために、固定金型１１および可動金型１２には図示しない冷却回路を含む冷却手段を設けることが好ましい。また、固定金型１１あるいは可動金型１２に配置される図示しない押出手段を用いて、金型キャビティ１３から鋳造品を押し出す際の離型性を高めるために、離型剤等を金型キャビティ１３に塗布することが好ましい。また、金型１０に図示しない真空吸引手段を設けて、鋳造成形と同期させて金型キャビティ１３内を真空吸引する形態としても良い。

【0029】

射出部２０は、水平方向に配置された円筒状の射出スリーブ２１と、射出スリーブ２１内にアルミニウム合金等の溶湯Ｍを供給する注湯口２２と、射出スリーブ２１内で前後方向に摺動するプランジャチップ２３と、射出駆動部３０とプランジャチップ２３とを連結するプランジャロッド２４と、を備える。ここで、射出スリーブ２１およびプランジャチップ２３には、必要に応じて、冷却媒体が流れる図示しない冷却手段が設けられている。また、プランジャチップ２３の摩耗損傷の防止や摺動状態の安定化、および溶湯Ｍの残渣物の付着防止等のために、射出スリーブ２１とプランジャチップ２３との摺動面に潤滑剤を塗布することが好ましい。また、射出スリーブ２１に図示しない真空吸引手段を設けて、鋳造成形と同期させて射出スリーブ２１内を真空吸引する形態としても良い。

【0030】

射出スリーブ２１の先端は、金型１０の金型ゲート１４に接続し、金型ゲート１４を介して射出スリーブ２１と金型キャビティ１３が連通状態となる。ここで、プランジャチップ２３の摺動に関して、金型ゲート１４に近づく方向を前方Ｆ、前方Ｆに向かう摺動を前進動作、金型ゲート１４から離れる方向を後方Ｒ、後方Ｒに向かう摺動を後退動作、と定義する。プランジャチップ２３の前進動作により、射出スリーブ２１内に供給された溶湯Ｍは、金型ゲート１４を通過して金型キャビティ１３内に充満される。

【0031】

射出駆動部３０は、動力部３１と、制御部３２と、前後進動作するロッド３３と、連結部３４と、を備える。連結部３４によってロッド３３とプランジャロッド２４を連結して、射出駆動部３０と射出部２０を一体化させる。これによって、制御部３２は、動力部３１を操作してプランジャチップ２３の前進動作および後退動作を制御する。ここで、動力部３１は、油圧シリンダ等の油圧駆動手段、あるいは、電動モータの回転動作を直線動作に変換するボールネジ機構等を利用した電動駆動手段とする。なお、油圧駆動手段には、必要に応じてアキュムレータ等の油圧補助手段を用いても良い。また、油圧駆動手段と電動駆動手段を組合せたハイブリット式の駆動手段であっても良い。

【0032】

次に、図１に示す鋳造装置１００を用いた鋳造成形について簡単に説明する。先ず、プランジャチップ２３が後退動作して所定の位置に待機している間に、図示しない給湯手段を用いて、注湯口２２から射出スリーブ２１内に溶湯Ｍを供給する。その後、制御部３２で動力部３１を操作して、プランジャチップ２３を前進動作させる。プランジャチップ２３の前進動作により、射出スリーブ２１内の溶湯Ｍは、金型ゲート１４を通って金型キャビティ１３内に射出充填される（射出充填工程）。この時、プランジャチップ２３は、例えば、射出スリーブ２１内を溶湯Ｍで充満させる低速射出工程と、金型キャビティ１３に溶湯を充填させる高速射出工程の多段の射出速度が設定される。また、射出充填工程に続いて、金型キャビティ１３に充満された溶湯Ｍの密度を高める増圧工程と、溶湯Ｍの冷却に伴う凝固収縮を補う保圧工程に続く。この増圧工程および保圧工程は、プランジャチップ２３の前進圧力（鋳造圧力という）の増減で制御する。また、射出充填工程においても、金型キャビティ１３内への溶湯Ｍの充満に伴う充填抵抗の増加に対して、鋳造圧力も同時に制御される。この保圧工程の状態で冷却保持させる（冷却工程）。なお、増圧工程と保圧工程を合わせて増圧工程ということもある。

【0033】

また、射出充填工程から保圧工程において、射出スリーブ２１の熱変形や溶湯残渣物の付着、射出スリーブ２１内および金型キャビティ１３内での溶湯Ｍの充填流動の乱れ、高速射出による過大な鋳造圧力の発生（サージ圧という）、時間経過に伴う溶湯Ｍの冷却、金型１０および射出スリーブ２１の温度変化等の多くの外乱因子により、射出速度および鋳造圧力は緻密な制御が求められる。冷却工程後は、金型１０を型開して金型キャビティ１３から鋳造品を取り出す（取出し工程）。この取出し工程においても、プランジャチップ２３の前後進動作の微調整を行って鋳造品の取出しを補助することがある。

【0034】

ここで、高品質な鋳造品の安定供給を実現するためには、実際の鋳造成形で発生する溶湯Ｍの充填抵抗や密度アップに必要な鋳造圧力等の負荷量、および、射出速度や外乱因子等によって負荷量の変動を正確に再現させて、射出駆動部３０の性能評価を行う試運転調整を行うことが好ましい。なお、実際の鋳造成形で行う試運転調整（実成形試運転調整）では、射出駆動部３０の設備能力の極限られた領域でしか試運転調整ができていない。射出駆動部３０の設備能力の最大値および最小値を含む全ての範囲を実成形試運転調整するには、膨大な数の金型１０を用いて鋳造成形を行わなければならず好ましくない。また、金型１０の能力を超えた負荷量を無理矢理に発生させて行う実成形試運転調整では、金型１０の致命的な破損が生じる危険性が高く、これも好ましくない。そのために、本発明において、使用する金型１０の能力に関係なく、射出駆動部３０の設備能力最大値および最小値を含む全ての範囲において、発生する負荷量の増減や変動を正確に制御して試運転調整できるシミュレータ装置を提供することを目的とする。詳しくは、図３から図６を用いて説明する。

【0035】

（射出成形機）
次に、本発明の実施形態に係る射出成形機について、図２を用いて説明する。図２に示す射出成形機２００は、金型４０と、射出部５０と、射出駆動部６０と、を備える。

【0036】

金型４０は、図示しない型締手段に支持される固定金型４１と可動金型４２を備える。固定金型４１と可動金型４２を型締して金型キャビティ４３と金型ゲート４４を形成する。ここで、金型キャビティ４３の表面温度および射出成形品の温度の安定化と、射出成形のサイクル短縮を得るために、固定金型４１および可動金型４２には図示しない冷却回路を含む冷却手段を設けることが好ましい。また、固定金型４１あるいは可動金型４２に配置される図示しない押出手段を用いて、金型キャビティ４３から射出成形品を押し出す際の離型性を高めるために、離型剤等を金型キャビティ４３に塗布することもある。また、金型４０に図示しない真空吸引手段を設けて、射出成形と同期させて金型キャビティ４３内を真空吸引する形態としても良い。

【0037】

射出部５０は、水平方向に配置された円筒状のシリンダバレル５１と、シリンダバレル５１内に熱可塑性樹脂等の樹脂ペレットを供給する材料ホッパ５２と、シリンダバレル５１内で回転動作と前後方向に摺動するスクリュ５３と、を備える。ここで、シリンダバレル５１には、ヒータ等の加熱手段が配置され、所定の温度に加熱保持される。また、射出成形と同期させて、例えば、図示しない真空吸引手段を用いて、材料ホッパ５２からシリンダバレル５１内を真空吸引する、あるいは、図示しない不活性ガス供給手段を用いて、材料ホッパ５２からシリンダバレル５１内に不活性ガスを供給するとしても良い。

【0038】

シリンダバレル５１の先端は、金型４０の金型ゲート４４に連通するホットランナ回路４５に接続し、ホットランナ回路４５および金型ゲート４４を介して、シリンダバレル５１と金型キャビティ４３が連通状態となる。ここで、スクリュ５３の摺動に関して、ホットランナ回路４５に近づく方向を前方Ｆ、前方Ｆに向かう摺動を前進動作、ホットランナ回路４５から離れる方向を後方Ｒ、後方Ｒに向かう摺動を後退動作、と定義する。

【0039】

スクリュ５３は、後方Ｒから前方Ｆに向かって連続した螺旋状の突起（スクリュフライトという）を有し、スクリュ５３の回転動作によりスクリュフライトが回転し、材料ホッパ５２から供給された樹脂ペレットをスクリュ５３の前方Ｆに回転輸送する。加熱保持されたシリンダバレル５１からの熱量と、スクリュ５３の回転運動によるせん断発熱量によって、樹脂ペレットは次第に溶融し溶融樹脂Ｐが生成される（可塑化溶融という）。溶融樹脂Ｐは、さらにスクリュ５３の前方Ｆ側に回転輸送され、スクリュ先端部品５４を通過してシリンダバレル５１の前方Ｆの先端部に貯蔵される。溶融樹脂Ｐの貯蔵に伴い、スクリュ５３は回転動作を継続して後方Ｒ側に後退動作する。このスクリュ５３の後退動作に抵抗力を負荷して溶融樹脂Ｐの密度を調整する（背圧制御という）。スクリュ５３が所定の位置まで後退動作すると、回転動作を停止し、その位置でスクリュ５３を位置保持する（計量完了位置という）。このスクリュ５３の回転動作の開始から停止までを計量工程という。

【0040】

シリンダバレル５１の前方Ｆ側の先端部に貯蔵された溶融樹脂Ｐは、スクリュ５３の前進動作により、ホットランナ回路４５および金型ゲート４４を通って、金型キャビティ４３内に充満される。なお、スクリュ先端部５４は、計量工程において溶融樹脂Ｐが後方Ｒから前方Ｆに向かって通過する流路が開放され、スクリュ５３の前進動作において流路が閉鎖される構成である。

【0041】

射出駆動部６０は、動力部６１と、制御部６２と、前後進動作するロッド６３と、連結部６４と、を備える。連結部６４によってロッド６３とスクリュ５３を連結して、射出駆動部６０と射出部５０を一体化させる。これによって、制御部６２は、動力部６１を操作してスクリュ５３の前進動作と後退動作および回転動作を制御する。ここで、動力部６１は、油圧シリンダ等の油圧駆動手段、あるいは、電動モータの回転動作を直線動作に変換するボールネジ機構等を利用した電動駆動手段とする。なお、油圧駆動手段には、必要に応じてアキュムレータ等の油圧補助手段を用いても良い。また、油圧駆動手段と電動駆動手段を組合せたハイブリット駆動手段であっても良い。

【0042】

次に、図２に示す射出成形機２００を用いた射出成形について簡単に説明する。先ず、材料ホッパ５２から供給された樹脂ペレットは、計量工程によりシリンダバレル５１内に溶融樹脂Ｐとして貯蔵される（計量樹脂という）。計量工程は、制御部６２で動力部６１を操作して、スクリュ５３の回転動作の回転速度制御と背圧制御を行う。次いで、制御部６２で動力部６１を操作して、スクリュ５３を前進動作させ、計量樹脂を金型キャビティ４３に向けて射出充填する（射出充填工程）。この射出充填工程は、スクリュ５３の前進動作の前進速度を多段の射出速度に制御して、金型キャビティ４３内の溶融樹脂Ｐの流動を適正に調整する。また、金型キャビティ４３内の溶融樹脂Ｐの流動の増加に伴い、充填抵抗も増加するために、スクリュ５３の前進圧力（射出圧力という）を適正に制御する。

【0043】

射出充填工程に続いて、金型キャビティ４３に射出充填した溶融樹脂Ｐの密度調整と、冷却に伴う固化収縮量を補う保圧工程（スクリュ５３の前進圧力の調整）と、保圧工程を維持した状態で所定時間を保持する冷却工程が行われる。冷却工程後は、金型４０を型開して金型キャビティ４３から射出成形品を取り出す（取出し工程）。また、冷却工程の間に計量工程を行い、次ショットの射出成形の準備を行う。

【0044】

ここで、可塑化溶融した溶融樹脂Ｐは、時間の経過と共に酸化劣化や熱分解劣化が進んで、例えば、射出充填工程の流動状態や保圧工程の冷却固化収縮挙動が変化する。また、過度な射出速度の設定により、サージ圧が発生したり、せん断発熱により充填抵抗が大きく変化したりする。また、金型４０およびシリンダバレル５１の温度変化、計量樹脂の温度変動、樹脂ペレットの組成変動等により、溶融樹脂Ｐの流動状態は細かく変化する。

【0045】

そのために、高品質な射出成形品の安定供給を実現するためには、実際の射出成形で発生する溶融樹脂Ｐの充填抵抗や密度アップに必要な射出圧力の負荷量、および、射出速度や外乱因子等によって変動する負荷量を正確に再現させて、射出駆動部６０の試運転調整を行うことが好ましい。なお、実際の射出成形で行う試運転調整（実成形試運転調整）では、射出駆動部６０の設備能力の極限られた領域でしか試運転調整ができていない。射出駆動部６０の設備能力の最大値および最小値を含む全ての範囲を実成形試運転調整するには、膨大な数の金型４０を用いて射出成形を行わなければならず好ましくない。また、金型４０の能力を超えた負荷量を無理矢理に発生させて行う実成形試運転調整では、金型４０の致命的な破損が生じる危険性が高く、これも好ましくない。さらに、過度の負荷量を発生させた場合、溶融樹脂Ｐは物性を大きく変化させ予想のつかない結果を示すことがある。こういった現象を含めて範囲を広げて試運転調整を行うことで、想定外の事態に対する処置方法の確認を行うことができる。そのために、本発明において、使用する金型４０の能力に関係なく、また使用する樹脂材料の物性に関係なく、射出駆動部６０の設備能力の最大値および最小値を含む全ての範囲において、発生する負荷量の増減や変動を正確に制御して試運転調整できるシミュレータ装置を提供することを目的とする。詳しくは、図３から図６を用いて説明する。

【0046】

（シミュレータ装置）
次に、本発明の実施形態に係るシミュレータ装置について、図３を用いて説明する。図３に示すシミュレータ装置７００は、鋳造装置１００あるいは射出成形機２００の射出駆動部（３０、６０）と連結するピストンシリンダ部７０と、ピストンシリンダ部７０と連結しピストンシリンダ部７０の動作を制限する負荷量を発生させる負荷量発生部８０と、負荷量発生部８０を操作するシミュレータ制御部９０と、を備える。

【0047】

ピストンシリンダ部７０は、作動油Ｌを貯蔵するピストン油圧室７５と、ピストン油圧室７５内の作動油Ｌを押圧するピストン７２と、射出駆動部（３０、６０）のロッド（３３、６３）とピストン７２を連結する連結部７４と、ピストン油圧室７５とピストン７２を収納するシリンダハウジング７１と、を備える。連結部７４を用いてシミュレータ装置７００と射出駆動部（３０、６０）を連結することにより、射出駆動部（３０、６０）の制御部（３２、６２）で操作する動力部（３１、６１）の動作に応じて、シミュレータ装置７００のピストン７２が摺動し、ピストン油圧室７５内の作動油Ｌの押圧が変化する。その結果、ピストン油圧室７５内の作動油Ｌが圧力変化する。例えば、油圧シリンダ等の油圧駆動手段の作動油の供給量を制御するメータイン制御と同じ原理である。

【0048】

連結部７４は、鋳造装置１００あるいは射出成形機２００の連結部（３４、６４）を兼用しても良い。また、ピストン７２の摺動に関して、鋳造装置１００あるいは射出成形機２００で定義した、前方Ｆ、前進動作、後方Ｒ、後退動作、と同じとする。連結部７４は、ピストン７２の後方Ｒの端部に配置される。

【0049】

負荷量発生部８０は、作動油Ｌを貯蔵する油圧回路部８１と、油圧回路部８１から排出された作動油Ｌを貯蔵する油圧タンク部８４と、油圧回路部８１と油圧タンク部８４の間に配置され作動油Ｌの排出タイミングと排出量および排出速度を調整する油圧サーボバルブ８２と、油圧サーボバルブ８２の操作を行うサーボバルブ制御部８３と、を備える。油圧回路部８１の作動油Ｌとピストン油圧室７５の作動油Ｌは連通して密閉状態であるので、ピストン７２の摺動によるピストン油圧室７５内の作動油Ｌの圧力変化と連動して、油圧回路部８１内の作動油Ｌが圧力変化する。

【0050】

例えば、ピストン７２が前進動作すると、ピストン油圧室７５および油圧回路部８１内の作動油Ｌが押圧されて圧力が上昇する。逆に、ピストン７２が後退動作すると、ピストン油圧室７５および油圧回路部８１内の作動油Ｌは、押圧から開放されて圧力が低下する。このように、ピストン７２の前進動作または後退動作によって、ピストン油圧室７５および油圧回路部８１内の作動油Ｌの圧力が上昇または低下する。また、ピストン７２の前進速度または後退速度によって、作動油Ｌの圧力の上昇速度または低下速度が変化する。この作動油Ｌの圧力変化を負荷量として、ピストン７２および連結部７４を経由して射出駆動部（３０、６０）に作用させる。ピストン７２の前進動作および後退動作は、射出駆動部（３０、６０）によって行われるので、射出駆動部（３０、６０）の動作に応じて負荷量が発生し、負荷量が変化することになる。

【0051】

また、サーボバルブ制御部８３で油圧サーボバルブ８２を操作して、油圧回路部８１およびピストン油圧室７５内の作動油Ｌを油圧タンク部８４に向けて排出する排出調整によって、油圧回路部８１およびピストン油圧室７５内の作動油Ｌを圧力変化させて、負荷量の変化を制御することができる。例えば、油圧シリンダ等の油圧駆動手段の作動油の排出量を制御するメータアウト制御と同じ原理である。油圧サーボバルブ８２を最大に開放して、作動油Ｌの排出量を最大とすることで、作動油Ｌの圧力を大きく低下させることができる（負荷量の低下）。また、油圧サーボバルブ８２を完全に閉鎖して、作動油Ｌの排出量をゼロとすることで、作動油Ｌの圧力を大きく上昇させることができる（負荷量の上昇）。また、油圧サーボバルブ８２を全開および全閉の範囲内で調整することで、作動油Ｌの圧力を微調整できる（負荷量の微調整）。また、油圧サーボバルブ８２の開放および閉鎖の速度を可変することで、作動油Ｌの圧力変化の速度を調整することができる（負荷量の変化速度の調整）。

【0052】

さらに、ピストン７２の摺動による作動油Ｌの圧力変化（メータイン制御）と、油圧サーボバルブ８２の操作による作動油Ｌの圧力変化（メータアウト制御）を組合せることによって、負荷量の調整範囲をさらに広く設定することができる。いずれの調整手段においても、ピストンシリンダ部７０のピストン７２および連結部７４を経由して、射出駆動部（３０、６０）に負荷量を作用させて試運転調整を行う。

【0053】

シミュレータ制御部９０は、予め設定した負荷発生パターンに基づいて、サーボバルブ制御部８３に操作指令を発信する。サーボバルブ制御部８３は、操作指令に基づいて油圧サーボバルブ８２を操作して、油圧タンク部８４への作動油Ｌの排出量を調整して、油圧回路部８１およびピストン油圧室７５内の作動油Ｌの圧力変化（負荷量の変化）を制御する。この負荷発生パターンは、シミュレータ制御部９０および射出駆動部（３０、６０）の制御部（３２、６２）のいずれかに設定される。シミュレータ制御部９０に設定された場合は、射出駆動部（３０、６０）の動作とは連動せずに負荷量の変化が調整される。また、制御部（３２、６２）に設定された場合は、制御部（３２、６２）からシミュレータ制御部９０に向けて操作指定を送信し、シミュレータ制御部９０を中継して油圧サーボバルブ８２が操作され、射出駆動部（３０、６０）の動作と連動して負荷量の変化が調整される。また、例えば、シミュレータ制御部９０と制御部（３２、６２）に異なる負荷発生パターンを設定して、射出駆動部（３０、６０）とシミュレータ装置７００の両方で負荷量の変化を調整するとしても良い。

【0054】

さらに、シミュレータ制御部９０は、ピストン７２の前進動作および後退動作の位置を計測する位置センサＳＳと、油圧回路部８１およびピストン油圧室７５内の作動油Ｌの圧力を計測する油圧センサＰＳと、を備えるとしても良い。この２つのセンサ（ＳＳ、ＰＳ）からの計測信号とシミュレータ制御部９０に設定された負荷発生パターンに基づいて、油圧サーボバルブ８２を操作して負荷量の変化を調整する形態であっても良い。この場合は、シミュレータ装置７００での単独動作を可能とする。これによって、例えば、金型（１０、４０）の代わりに、シミュレータ装置７００を用いて試運転調整を行う場合に好適である。金型（１０、４０）に許容される負荷量の範囲を超えて試運転調整を行ったとしても、金型（１０、４０）を破損させることがないので、射出駆動部（３０、６０）の設備能力の最大値および最小値を含む全ての範囲において試運転調整を可能とする。

【0055】

また、シミュレータ制御部９０は、位置センサＳＳおよび圧力センサＰＳからの計測信号と射出駆動部（３０、６０）からの動作信号を比較して、射出駆動部（３０、６０）またはシミュレータ装置７００の異常の有無の判定を行う機能を備える形態であっても良い。例えば、射出駆動部（３０、６０）に異常が潜んでいることを知らずに、鋳造成形あるいは射出成形の量産運転を開始して、品質が低下した鋳造品あるいは射出成形品を無駄に生産することを未然に防止することができる。または、シミュレータ装置７００に異常があることを知らずに試運転調整を行った結果、射出駆動部（３０、６０）は適切でない試運転調整となり、これによって不良品を多発することを未然に防止することができる。

【0056】

また、ピストン７２の後退動作と連動させて、油圧サーボバルブ８２を開放することによって、油圧タンク部８４に貯蔵された作動油Ｌを油圧回路部８１およびピストン油圧室７５内に供給する形態としても良い。この場合、作動油Ｌは、シミュレータ装置７００内で循環再利用できるので、省エネ性に優れた試運転調整として環境保護に好適である。

【0057】

また、油圧タンク部８４に作動油補給部８５を設ける。この作動油補給部８５から、例えば、図示しない給油手段を用いて、油圧タンク部８４内に作動油Ｌを補給する。または、鋳造装置１００あるいは射出成形機２００と作動油補給部８５を接続して、鋳造装置１００あるいは射出成形機２００から油圧タンク部８４内に作動油Ｌを補給するとしても良い。油圧タンク部８４に補給された作動油Ｌは、ピストン７２の後退動作と油圧サーボバルブ８２の操作により、油圧回路部８１およびピストン油圧室７５内へ作動油Ｌの補給を容易とする。

【0058】

また、油圧タンク部８４に貯蔵される作動油Ｌを所定の温度に調整する温度調整部８６を、油圧タンク部８４に設ける。油圧回路部８１およびピストン油圧室７５内の作動油Ｌは、ピストン７２の押圧等により圧力が変動し、その結果、作動油Ｌの温度も変動する。温度が変動した作動油Ｌが、油圧サーボバルブ８２を通過して油圧タンク部８４に流入することで、油圧タンク部８４内の作動油Ｌの温度も変動する。作動油Ｌの温度が極端に変動すれば、負荷量が変動することがある。そのために、作動油Ｌの温度を安定させる必要があり、油圧タンク部８４に温度調整部８６を設けて、油圧タンク部８４内の作動油Ｌの温度の安定化を図る。温度が安定した作動油Ｌを、油圧タンク部８４から油圧回路部８１に向けて戻せば、油圧回路部８１およびピストン油圧室７５内の作動油Ｌの温度が安定する。なお、給油手段や鋳造装置１００あるいは射出成形機２００から作動油Ｌを補給する場合は、給油手段や鋳造装置１００あるいは射出成形機２００に温度調整手段を設ける形態としても良い。

【0059】

ここで、油圧サーボバルブ８２は、例えば、電動サーボモータの回転運動をボールネジ機構等で直線運動に変換し、前後進移動するスプール部品の移動位置を調整して、作動油Ｌの排出量を制御する電動駆動のサーボバルブとする。この場合、油圧サーボバルブ８２の開放や閉鎖の応答性や精度が高く、負荷量の調整範囲を広く設定する手段として好適である。また、応答性や制御が満足できる場合には、油圧の差圧を利用してスプール部品の前後進動作を調整する油圧駆動のサーボバルブ、あるいは、電磁駆動式の流量調整バルブ等の代替え手段を用いても良い。

【0060】

（負荷発生パターン）
次に、図３に示すシミュレータ装置７００を用いた負荷発生パターンについて、図４を用いて説明する。横軸は経過時間とし、縦軸は油圧サーボバルブ８２の開度および作動油Ｌの圧力変化（発生負荷量）とした。横軸および縦軸ともに、矢印の方向に大きくなる。なお、鋳造装置１００の射出駆動部３０の試運転調整とした場合では、横軸をプランジャチップ２３の前進動作の位置としても良い。また、射出成形機２００の射出駆動部６０の試運転調整とした場合では、横軸をスクリュ５３の前進動作の位置としても良い。鋳造装置１００および射出成形機２００を合わせて、横軸を射出ストロークと表現しても良い。また、説明を簡素化するために、射出駆動部（３０、６０）と連動したピストン７２の前進速度が一定の条件とした。なお、ここでは負荷発生パターンの一例について示しており、これに限定されるものではない。

【0061】

先ず、図４（ａ）に示すように、例えば、金型キャビティ（１３、４３）内に溶湯Ｍまたは溶融樹脂Ｐの射出充填に伴い、増大する充填抵抗の挙動をイメージした基本的な負荷発生パターンについて説明する。油圧サーボバルブ８２を開度Ｖ１に大きく設定すると、ピストン７２の前進動作による作動油Ｌの押圧に対して、油圧タンク部８４側に排出される作動油Ｌの排出量が多くなる。その結果、油圧回路部８１およびピストン油圧室７５の作動油Ｌの圧力は低下し、小さい負荷量Ｋ１を示す。続いて、経過時間Ｔ１からＴ２に向かって、油圧サーボバルブ８２を開度Ｖ１からＶ２に小さく設定する（Ｖ１＞Ｖ２）。この操作によって、作動油Ｌの排出量に対してピストン７２による作動油Ｌの押圧が大きくなって、作動油Ｌの圧力は上昇し、負荷量Ｋ１からＫ２に上昇する（Ｋ１＜Ｋ２）。また、経過時間（Ｔ１、Ｔ２）の間隔を広げると、負荷量（Ｋ１、Ｋ２）の変化速度は遅くなり、経過時間（Ｔ１、Ｔ２）の間隔を小さくすると、負荷量（Ｋ１、Ｋ２）の変化速度を速くすることができる。

【0062】

このように、ピストン７２の前進速度が一定の条件において、油圧サーボバルブ８２を操作することで、負荷量（Ｋ１、Ｋ２）の変化を自在に制御することができる。これにより、実際に鋳造成形や射出成形を行わなくても、射出駆動部（３０、６０）の試運転調整の精度を高めることができる。なお、油圧サーボバルブ８２の開度を一定としてピストン７２の前進速度を可変することでも、負荷量（Ｋ１、Ｋ２）を調整することができる。

【0063】

次に、図４（ｂ）に示すように、例えば、実際の鋳造成形や射出成形では再現することができない異常な運転状態をイメージした負荷発生パターンについて説明する。油圧サーボバルブ８２を開度Ｖ３で保持させて、安定した運転状態の負荷量Ｋ３を示した状態から、異常な運転状態を開始する。例えば、射出充填中に金型キャビティ（１３、４３）内で溶湯Ｍあるいは溶融樹脂Ｐが詰まって流動が急停止した異常状態、または、金型キャビティ（１３、４３）内に溶湯Ｍあるいは溶融樹脂Ｐが過充填された異常状態を再現させる。金型（１０、４０）を用いた試運転調整では、金型（１０、４０）の破損が心配されるので、意図的には設定されない。金型（１０、４０）の代わりにシミュレータ装置７００を用いることで、異常状態を安心して再現することができる。経過時間Ｔ３からＴ４に向かって、油圧サーボバルブ８２を開度Ｖ４（全閉状態）に変更する。その結果、安定した負荷量Ｋ３から限界の負荷量Ｋ４に上昇する。経過時間（Ｔ３、Ｔ４）の間隔を小さくすると、負荷量（Ｋ３、Ｋ４）の急激な上昇となる。高速射出の運転状態では、射出圧力が急上昇し危険な状態となる（サージ圧という）。負荷量Ｋ４は、このサージ圧に相当する。

【0064】

また、経過時間Ｔ５から油圧サーボバルブ８２を開度Ｖ５に大きくして、負荷量Ｋ５に低下させる。経過時間（Ｔ４、Ｔ５）の間隔を調整することで、負荷量（Ｋ４、Ｋ５）の変化速度が制御される。この操作によって、例えば、詰まっていた溶湯Ｍあるいは溶融樹脂Ｐが動いて流動が再開した異常状態、または、型締力が負けて金型（１０、４０）が開いて溶湯Mあるいは溶融樹脂Ｐが金型キャビティ（１３、４３）から噴出した異常状態を再現させることができる。これによって、負荷量が急激に増加および減少することによる射出駆動部（３０、６０）の挙動を試運転検証することができる。

【0065】

さらに、経過時間Ｔ６からは、油圧サーボバルブ８２を開度Ｖ６のように小刻みに増減させる（振動現象またはハンチング現象という）。その結果、負荷量Ｋ６も小刻みに振動しハンチング現象を正確に再現することができる。この操作は、例えば、鋳造装置１００の射出スリーブ２１内に溶湯Ｍの残渣物等が蓄積して、この溶湯残渣物とプランジャチップ２３とが擦れて、プランジャチップ２３の前進動作が振動する不安定な状態をイメージする。または、溶湯Ｍの熱量によって射出スリーブ２１が大きく湾曲状に熱変形することで（バナナ変形という）、プランジャチップ２３の前進動作が抵抗を受けて振動する不安定な状態をイメージする。あるいは、射出成形機２００のスクリュ先端部品５４とシリンダバレル５１とが強く擦れながらスクリュ５３が前進動作することで生じる振動する異常な状態をイメージする。開度Ｖ６の微調整により負荷量Ｋ６のハンチング現象の振幅や大きさを自在に制御することができ、このような異常状態における射出駆動部（３０、６０）の試運転検証を正確に行うことができる。

【0066】

（第１実施形態の試運転調整）
次に、本発明に係る第１実施形態の試運転調整について、図５を用いて説明する。実際の鋳造成形や射出成形において、金型キャビティ（１３、４３）に向けて溶湯Ｍまたは溶融樹脂Ｐを射出充填する際に発生する充填抵抗の変化を負荷発生パターンとして、射出駆動部（３０、６０）またはシミュレータ制御部９０に設定して試運転調整を行う。この充填抵抗の変化は、例えば、解析モデルを用いた流動解析ソフト等の公知の解析手段を用いて求めるとしても良く、あるいは、過去の鋳造成形や射出成形の実績等から求めるとしても良い。図５は、説明を簡素化するために、鋳造装置１００の射出駆動部３０とシミュレータ装置７００を連結して試運転調整を行う形態を示す。射出成形機２００の場合も同様と考えてよい。横軸は射出ストロークとし、図５（ａ）の縦軸は射出速度の設定値を示し、図５（ｂ）の縦軸は射出速度および鋳造圧力の実測値を示す。

【0067】

先ず、図５（ａ）に示すように、金型キャビティ１３内に溶湯Ｍを射出充填する鋳造成形の射出充填工程について、プランジャチップ２３の前進動作を射出速度パターンとして設定する。この射出速度パターンは、例えば、流動解析ソフト等の解析手段を用いて求める。最初に、低速の射出速度Ｖ１を設定してピストン７２を前進動作させる（低速射出工程を想定）。ピストン７２の前進動作は、射出駆動部３０の動力部３１の操作により行われる。次に、射出ストロークＳ１からＳ２に向けて、高速の射出速度Ｖ２を設定してピストン７２の前進動作を継続させる（高速射出工程を想定）。この射出ストロークＳ１とＳ２の間隔は、ピストン７２の加速度を示す。射出ストロークＳ４まで高速の射出速度Ｖ２でピストン７２の前進動作を継続させる（射出充填工程の完了を想定）。

【0068】

次に、図５（ｂ）に示すように、シミュレータ装置７００の位置センサＳＳおよび圧力センサＰＳで計測した射出速度および鋳造圧力の実測値を波形表示する。なお、射出駆動部３０で計測した実測値を用いても良い。設定値の射出速度（Ｖ１、Ｖ２）に対して実測値の射出速度（Ｚ１、Ｚ２）である。ここで、低速射出工程および高速射出工程の射出充填工程において、油圧サーボバルブ８２の開度を一定とする。その結果、射出速度（Ｚ１、Ｚ２）に応じて、油圧回路部８１およびピストン油圧室７５内の作動油Ｌの圧力が変化する。計測された作動油Ｌの圧力を実測値の鋳造圧力として、低速の射出速度Ｚ１では鋳造圧力Ｐ１も低い数値を示し、高速の射出速度Ｚ２では高い数値の鋳造圧力Ｐ２を示す。なお、鋳造圧力（Ｐ１、Ｐ２）は充填抵抗をイメージする。

【0069】

ここで、例えば、金型キャビティ１３が複雑な形状であって、溶湯Ｍが流動する流路が狭くなっている箇所があると、その個所を溶湯Ｍが通過する際の充填抵抗が増加し、増加した充填抵抗（鋳造圧力Ｐ３）に負けて射出ストロークＳ３以降に射出速度Ｚ２からＺ３に低下する。その結果、金型キャビティ１３内に溶湯Ｍの充填不良が生じ、製品ショートや湯ジワおよび鋳巣等の鋳造不良となる。鋳造不良を回避するためには、充填抵抗の増加に応じて射出駆動部３０を調整して、射出速度Ｚ２を維持する試運転調整を必要とする。金型１０を用いた実際の鋳造成形を行って試運転調整する場合では（実成形試運転調整）、鋳造条件を細かく調整して繰返しの鋳造成形を行うことになり、大量の溶湯を消費し、長時間の試運転調整を必要とし、多くの無駄が生じて効率が著しく低下する。

【0070】

そこで、シミュレータ装置７００を用いて、充填抵抗の増加による射出速度の低下を再現させて、射出速度Ｚ２を維持できる射出駆動部３０の調整を行うものとする。充填抵抗が増加するタイミングや増加量および射出速度の低下等は、解析手段を用いて求めることができる。具体的には、射出ストロークＳ３で油圧サーボバルブ８２の開度を小さく設定する。その結果、鋳造圧力Ｐ２からＰ３に増加し、射出速度Ｚ２からＺ３に低下することが精度良く再現できる。次に、射出速度Ｚ２を維持できるように、射出ストロークＳ３以降の射出速度の設定値を調整する。その結果、図５（ａ）の破線で示す射出速度Ｖ３に設定して、図５（ｂ）の破線で示す射出速度Ｚ４（Ｚ２≒Ｚ４）を得る。

【0071】

このように、実際の鋳造成形あるいは射出成形で生じる可能性のある成形動作をシミュレータ装置７００で正確に再現させて、射出駆動部（３０、６０）の試運転調整を行うことができる。これにより、試運転調整の精度を高めるとともに、無駄を省き効率の良い試運転調整を提供することができる。

【0072】

（第２実施形態の試運転調整）
次に、本発明に係る第２実施形態の試運転調整について、図６を用いて説明する。実成形試運転調整では、例えば、金型（１０、４０）の保護の観点から、限定された条件範囲となり、その結果、射出駆動部（３０、６０）の設備能力の限られた範囲での試運転検証となる。設備能力最大値および最小値を含む全ての範囲を用いた試運転調整を行うとすれば、溶湯Ｍおよび溶融樹脂Ｐの成形材料や金型（１０、４０）を数多く用いて、実成形試運転調整を繰り返し行うことになり、多くの無駄が生じ好ましくない。そこで、シミュレータ装置７００を用いて、射出駆動部（３０、６０）の設備能力の最大値および最小値を含む全ての範囲を用いて負荷発生パターンを設定する試運転調整について説明する。なお、説明を簡素化するために、図６は鋳造装置１００の射出駆動部３０とシミュレータ装置７００を連結して試運転調整を行う形態を示す。射出成形機２００の試運転調整の場合も同様であると考えてよい。横軸は射出ストロークとし、図６（ａ）の縦軸は射出速度を示し、図６（ｂ）の縦軸は鋳造圧力を示す。

【0073】

先ず、図６（ａ）に示すように、射出駆動部３０の設備能力（射出速度）の最大値ＶＨおよび最小値ＶＬに対して、実成形試運転調整で使用する範囲は、斜線で囲まれた領域Ａのイメージである。つまり、領域Ａから外れる範囲は試運転調整が行われていないために、仮に、外れた範囲の金型１０を用いて鋳造成形を行うとした場合、高品質な鋳造品の安定生産を保証することができない。そのために、例えば、最小値ＶＬよりも小さい射出速度Ｖ４を設定し、また最大値ＶＨよりも大きい射出速度Ｖ５を設定し、さらに射出ストロークＳ５とＳ６を限界まで小さくして加速度を極限まで高めた負荷発生パターンを設定して試運転調整を行う。射出速度および加速度の設定値と実測値の誤差に基づいて、射出駆動部３０の制御パラメータ等の微調整を行う。また、低速から高速への射出速度の切り替え応答性、実際の加速度、射出速度のオーバシュート、射出速度の静定時間等の限界数値を把握することができる。

【0074】

次に、図６（ｂ）に示すように、射出駆動部３０の設備能力（鋳造圧力）の最大値ＰＨおよび最小値ＰＬに対して、実成形試運転調整で使用する範囲は、斜線で囲まれた領域Ｂのイメージであり、領域Ｂから外れる範囲は試運転調整が行われていない。そこで、図６（ａ）と同様に、最小値ＰＬよりも小さい鋳造圧力Ｐ４を設定し、また最大値ＰＨよりも大きい鋳造圧力Ｐ５を設定し、さらに射出ストロークＳ７とＳ８で表現される加速度を限界まで高めた負荷発生パターンを設定して試運転調整を行う。鋳造圧力および加速度の設定値と実測値の誤差に基づいて、射出駆動部３０の制御パラメータ等の微調整を行う。また、低圧から高圧への射出圧力の切替え応答性、実際の加速度、鋳造圧力のオーバシュートまたは低下、鋳造圧力の静定時間等の限界数値を把握することができる。

【0075】

図６（ａ）および（ｂ）により、射出駆動部（３０、６０）の設備能力の最大値および最小値を含む全ての全範囲において、精度の高い試運転調整を行うことができる。また、設備能力と実測値がほぼ同等となる設定値を求め、これを調整後の最大値および最小値とすることで、射出駆動部（３０、６０）の真の実力値を把握することができ、高精度な鋳造成形を可能とする保証範囲を明確にすることができる。

【0076】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に記載された範囲には限定されない。上記の実施形態には多様な変更または改良を加えることが可能である。

【符号の説明】

【0077】

１００ 鋳造装置
１０、４０ 金型
１１、４１ 固定金型
１２、４２ 可動金型
１３、４３ 金型キャビティ
１４、４４ 金型ゲート
２０、５０ 射出部
２１ 射出スリーブ
２２ 注湯口
２３ プランジャチップ
２４ プランジャロッド
３０、６０ 射出駆動部
３１、６１ 動力部
３２、６２ 制御部
３３、６３ ロッド
３４、６４、７４ 連結部
４５ ホットランナ回路
５１ シリンダバレル
５２ 材料ホッパ
５３ スクリュ
５４ スクリュ先端部品
２００ 射出成形機
７００ シミュレータ装置
７０ ピストンシリンダ部
７１ シリンダハウジング
７２ ピストン
７４ 連結部
７５ ピストン油圧室
８０ 負荷量発生部
８１ 油圧回路部
８２ 油圧サーボバルブ
８３ サーボバルブ制御部
８４ 油圧タンク部
８５ 作動油補給部
８６ 温度調整部
９０ シミュレータ制御部
Ｍ 溶湯
Ｐ 溶融樹脂
Ｆ 前方
Ｒ 後方
Ｌ 作動油
ＳＳ 位置センサ
ＰＳ 圧力センサ
Ｔ１～Ｔ６ 経過時間
Ｖ１～Ｖ６ 開度
Ｋ１～Ｋ６ 負荷量
Ｓ１～Ｓ８ 射出ストローク
Ｖ１～Ｖ５ 射出速度（設定値）
Ｚ１～Ｚ４ 射出速度（実測値）
Ｐ１～Ｐ５ 鋳造圧力
ＶＨ、ＰＨ 最大値
ＶＬ、ＰＬ 最小値
Ａ、Ｂ 領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】