特許 7297215 演算装置、演算処理プログラム、および演算方法

(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】

(24)【登録日】2023-06-16

(45)【発行日】2023-06-26

(54)【発明の名称】演算装置、演算処理プログラム、および演算方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 11/00 20060101AFI20230619BHJP

   B29C 45/76 20060101ALI20230619BHJP

【ＦＩ】

G01N11/00 C

B29C45/76

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020013797

(22)【出願日】2020-01-30

(65)【公開番号】P2021120637

(43)【公開日】2021-08-19

【審査請求日】2022-09-16

(73)【特許権者】

【識別番号】591079487

【氏名又は名称】広島県

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】田平 公孝

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 憲吾

(72)【発明者】

【氏名】後藤 孝文

【審査官】福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１３７０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６３８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１１０８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３４９７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４０６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２２４７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６６７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０８０８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５３４１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２８４０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２３７８７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第６６９１５５８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１６１０２４７７（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １１／００～１１／１６

Ｂ２９Ｃ ４５／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶融樹脂が流入する流入口と、前記溶融樹脂が流出する流出口とが形成され、前記流入口と前記流出口とが流路により連通しているとともに、前記流路を流れる前記溶融樹脂から受ける圧力を検出する第１圧力センサおよび第２圧力センサを備えた樹脂流動装置と接続される演算装置であって、
前記樹脂流動装置から、下記（ａ）および（ｂ）を取得する取得部と、
（ａ）前記第１圧力センサにより検出される第１圧力値
（ｂ）前記第２圧力センサにより検出される第２圧力値
前記第１圧力値と、前記第２圧力値との差である圧力差を求めるとともに、前記第１圧力センサに前記溶融樹脂が到達した時間である第１到達時間と、前記第２圧力センサに前記溶融樹脂が到達した時間である第２到達時間との差である到達時間差を求め、前記圧力差と前記到達時間差とに基づいて、前記溶融樹脂の粘度を算出する粘度算出部とを備えていることを特徴とする演算装置。

【請求項2】

前記樹脂流動装置は、固定型と、型締め装置に取り付けられた可動盤によって可動する可動型と、で構成される測定ブロックをさらに備え、
前記測定ブロックは、前記型締め装置の前記可動盤が作動することによって前記可動型が前記固定型の配置方向に変位して型締めされ、
前記流路は、前記測定ブロックが型締めされることによって形成され、
前記取得部は、
前記溶融樹脂が射出成形機から射出される前の時点で、前記型締め装置の前記可動盤に取り付けた信号発生部から発せられる信号を受信することで前記第１圧力値および前記第２圧力値の取得を開始し、
予め設定された一定の取得時間が経過した後に前記第１圧力値および前記第２圧力値の取得を終了することを特徴とする請求項１に記載の演算装置。

【請求項3】

前記粘度算出部は、
時間軸と圧力軸とからなる直交座標系に対して描かれる、前記第１圧力値と測定時間との関係を示す第１グラフにおいて、前記第１圧力値が増加に転じた後に単調に増加する部分である立ち上がり部分を近似して求めた第１直線と、前記時間軸との交点を求めることで前記第１到達時間を算出し、
前記直交座標系に対して描かれる、前記第２圧力値と測定時間との関係を示す第２グラフにおいて、前記第２圧力値が増加に転じた後に単調に増加する部分である立ち上がり部分を近似して求めた第２直線と、前記時間軸との交点を求めることで前記第２到達時間を算出し、
前記圧力差を用いて前記溶融樹脂のせん断応力を算出し、
前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとの間の距離と、前記到達時間差とを用いて前記溶融樹脂のせん断速度を算出し、
前記せん断応力と前記せん断速度とから前記溶融樹脂の粘度を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の演算装置。

【請求項4】

前記圧力差が、
前記溶融樹脂の流動期における前記第１圧力値の平均と、前記第２圧力値の平均との差であることを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の演算装置。

【請求項5】

前記流路の断面形状が矩形であることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の演算装置。

【請求項6】

前記流路の断面形状が円形であることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の演算装置。

【請求項7】

請求項１に記載の演算装置としてコンピュータを機能させるための演算処理プログラムであって、前記取得部および前記粘度算出部としてコンピュータを機能させるための演算処理プログラム。

【請求項8】

溶融樹脂が流入する流入口と、前記溶融樹脂が流出する流出口とが形成され、前記流入口と前記流出口とが流路により連通しているとともに、前記流路を流れる前記溶融樹脂から受ける圧力を検出する第１圧力センサおよび第２圧力センサを備えた樹脂流動装置と接続される演算装置により実行される演算方法であって、
前記樹脂流動装置から、下記（ａ）および（ｂ）を取得する取得ステップと、
（ａ）前記第１圧力センサにより検出される第１圧力値
（ｂ）前記第２圧力センサにより検出される第２圧力値
前記第１圧力値と、前記第２圧力値との差である圧力差を求めるとともに、前記第１圧力センサに前記溶融樹脂が到達した時間である第１到達時間と、前記第２圧力センサに前記溶融樹脂が到達した時間である第２到達時間との差である到達時間差を求め、前記圧力差と前記到達時間差とに基づいて、前記溶融樹脂の粘度を算出する粘度算出ステップとを含むことを特徴とする演算方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂流路を流れる溶融樹脂の粘度を算出する演算装置、演算処理プログラム、および演算方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、多くの分野で大型プラスチック製品の採用が拡大しているが、成形すべき物品が大型になると、その射出成形が非常に難しくなってくる。それにも拘わらず、金型開発期間の短縮・開発費用の削減は以前に増して強く求められている。このような背景から、金型設計を射出成形シミュレーションによって支援するニーズが高まっている。このシミュレーションにおいては、射出成形に供する溶融樹脂の粘度データが必要になる。

【0003】

前記溶融樹脂の粘度は、キャピラリーレオメーターのような専用測定装置を用いて測定することが考えられる。しかし、射出成形機と一口に言っても、同一機種のマシン間には機差があるのが通常である。例えば、射出成形機のスクリュー形状や各構成要素の摩耗等によって樹脂材料のせん断発熱度合は異なり、繊維強化樹脂材料の場合は繊維破断の度合が異なり、そのため、溶融射出される樹脂の粘度もマシン間で異なる。従って、そのような専用機で得られた粘度に基づいて、シミュレーションを行なっても、必ずしも実機に即したデータは得られない。

【0004】

これに対して、射出成形機（実機）を用いて樹脂粘度を測定する方法が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された方法では、樹脂流路を流れる溶融樹脂の圧力勾配と流量とに基づいて、溶融樹脂の粘度を求めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－１６３８７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述の特許文献１に開示された方法では、溶融樹脂量を求めるために、射出成形機による射出を少なくとも２回以上行う必要があるという問題点があった。

【0007】

本発明の一態様は、前記の問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、射出成形機による射出を１回行うだけで溶融樹脂の粘度を求めることができる演算装置などを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る演算装置は、溶融樹脂が流入する流入口と、前記溶融樹脂が流出する流出口とが形成され、前記流入口と前記流出口とが流路により連通しているとともに、前記流路を流れる前記溶融樹脂から受ける圧力を検出する第１圧力センサおよび第２圧力センサを備えた樹脂流動装置と接続される演算装置であって、
前記樹脂流動装置から、下記（ａ）および（ｂ）を取得する取得部と、
（ａ）前記第１圧力センサにより検出される第１圧力値
（ｂ）前記第２圧力センサにより検出される第２圧力値
前記第１圧力値と、前記第２圧力値との差である圧力差を求めるとともに、前記第１圧力センサに前記溶融樹脂が到達した時間である第１到達時間と、前記第２圧力センサに前記溶融樹脂が到達した時間である第２到達時間との差である到達時間差を求め、前記圧力差と前記到達時間差とに基づいて、前記溶融樹脂の粘度を算出する粘度算出部とを備えている構成である。

【0009】

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る演算方法は、溶融樹脂が流入する流入口と、前記溶融樹脂が流出する流出口とが形成され、前記流入口と前記流出口とが流路により連通しているとともに、前記流路を流れる前記溶融樹脂から受ける圧力を検出する第１圧力センサおよび第２圧力センサを備えた樹脂流動装置と接続される演算装置により実行される演算方法であって、
前記樹脂流動装置から、下記（ａ）および（ｂ）を取得する取得ステップと、
（ａ）前記第１圧力センサにより検出される第１圧力値
（ｂ）前記第２圧力センサにより検出される第２圧力値
前記第１圧力値と、前記第２圧力値との差である圧力差を求めるとともに、前記第１圧力センサに前記溶融樹脂が到達した時間である第１到達時間と、前記第２圧力センサに前記溶融樹脂が到達した時間である第２到達時間との差である到達時間差を求め、前記圧力差と前記到達時間差とに基づいて、前記溶融樹脂の粘度を算出する粘度算出ステップとを含む方法である。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一態様によれば、射出成形機による射出を１回行うだけで溶融樹脂の粘度を求めることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の一形態に係る樹脂流動装置を取り付けた射出成形機を一部断面で示す側面図である。

【図2】前記樹脂流動装置が備える測定ブロックを示す断面図である。

【図3】前記測定ブロックを型開き状態で示す断面図である。

【図4】符号４０１で示す図は、前記測定ブロックの入れ子の一部の部分断面斜視図であり、符号４０２で示す図は、別の入れ子の一部の部分断面斜視図である。

【図5】本発明の実施の一形態に係る測定ブロックおよび制御装置の構成の概要を示すブロック図である。

【図6】第１圧力センサおよび第２圧力センサの検出結果を示すグラフである。

【図7】本発明の実施の一形態に係る演算方法における樹脂粘度の算出過程を示すフローチャートである。

【図8】樹脂粘度の算出方法に係る説明図である。

【図9】樹脂流路の断面形状が円形の場合における樹脂粘度の算出方法を説明するための測定ブロックを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

〔射出成形機〕
まず、図１～図４に基づき、本発明の実施の一形態に係る射出成形機１００の構成について説明する。図１に示す射出成形機１００はインラインスクリュー式であり、加熱シリンダ１、ホッパ２、射出装置３、固定盤４、および型締め装置５を備える。型締め装置５は、可動盤６を有している。

【0013】

加熱シリンダ１は、樹脂材料を溶融可塑化させて輸送するためのものであって、外周にはバンドヒーター７が取り付けられ、内部にはスクリュー８が設けられている。ホッパ２は、加熱シリンダ１にペレット状樹脂材料を供給するものである。射出装置３は、射出シリンダを内蔵している。

【0014】

樹脂材料は、外部よりの伝熱と、スクリュー８の回転によるせん断力とによって加熱されて可塑化される。スクリュー８の先端には逆流防止弁９が設けられており、スクリュー８の前進によって、加熱シリンダ１の先端の射出ノズル１ａから溶融樹脂が成形用金型のキャビティに射出される。

【0015】

射出成形する際には、固定盤４に成形用固定型（固定型１２）が取り付けられ、可動盤６に成形用可動型（可動型１３）が取り付けられる。また、可動盤６は、型締め装置５に取付けられている。型締め装置５の可動盤６が作動することによって可動型１３が可動する。より具体的には、型締め装置５の可動盤６が作動することによって可動型１３が固定型１２の配置方向に変位して型締めされる。図１は射出成形用樹脂の樹脂粘度ηを測定するために樹脂流動装置１１を射出成形機１００に取り付けた状態を示している。樹脂流動装置１１は、固定型１２と可動型１３とによって構成される測定ブロック１４を備えている。測定ブロック１４では、樹脂流入口（流入口）１５ａと樹脂流出口（流出口）１５ｂとが樹脂流路（流路）１５を介して連通している。樹脂流路１５は、測定ブロック１４が型締めされることによって形成される。

【0016】

図２および図３は測定ブロック１４の具体的な構造を示している。本実施形態の測定ブロック１４では、固定型１２と可動型１３とは、その一方が上に、他方が下になるように配置されており、型締めによって、両者間に樹脂流路１５が形成されるようになっている。これらの図に示すように、可動型１３は固定型１２の上側に配置されている。固定型１２には固定盤４に取り付ける固定側取付板１６が設けられ、可動型１３には型締め用の可動盤６に取り付ける可動側取付板１７が設けられている。また、固定側取付板１６にロケートリング１６ａが設けられている。

【0017】

樹脂流路１５について具体的に説明すると、固定型１２は、その上面が固定盤４側から可動盤６側に向かって下り勾配に傾斜している。可動型１３の下面も同じく、固定盤４側から可動盤６側に向かって下り勾配に傾斜している。可動型１３は、可動型本体１８と、可動型本体１８に着脱自在に設けられた入れ子１９とを備えてなる。図３および図４の符号４０１で示す図のように、入れ子１９の下面には流路溝２１が形成されている。また、流路溝２１と固定型１２の上面とによって、固定盤４側から可動盤６側に向かって下り勾配に傾斜した矩形の断面の樹脂流路１５が形成されている。

【0018】

樹脂流路１５の一端（固定盤側）の樹脂流入口１５ａは、固定側取付板１６に形成されたスプル２２に接続されている。樹脂流入口１５ａからは溶融樹脂が流入する。一方、樹脂流路１５の他端（可動盤側）の樹脂流出口１５ｂは、固定型１２の下方に開放されている。この樹脂流出口１５ｂから溶融樹脂が流出する。従って、スプル２２から樹脂流路１５に流入する溶融樹脂は高いせん断速度でもって樹脂流路１５を流れて樹脂流出口１５ｂから流出する。

【0019】

固定型１２および可動型１３の入れ子１９には、樹脂流路１５の温度を調整するヒータ２３、２４が設けられている。さらに、固定型１２には、樹脂流路１５の長手方向に間隔をおいて２箇所に、樹脂流路１５を流れる溶融樹脂から受ける圧力を検出する圧力センサ（第１圧力センサ）２５および圧力センサ（第２圧力センサ）２６が設けられている。また、これらの圧力センサ２５、２６間、ならびに可動側取付板１７には、樹脂流路１５を流れる溶融樹脂の温度を検出する温度センサ２７、２８が設けられている。

【0020】

次に、図４の符号４０２で示す図は入れ子１９と適宜交換して使用する別の入れ子１９を示す。すなわち、この入れ子１９は、その流路溝３１の幅および深さが符号４０１で示す図の入れ子１９の流路溝２１の幅および深さよりも小さくなったものである。このような流路溝の幅および深さの少なくとも一方が異なる複数の入れ子を準備しておく。これにより、入れ子の交換によって、固定型１２と可動型１３との間に、粘度測定すべき樹脂の種類に応じて幅または高さが異なる矩形の断面の樹脂流路を形成することができる。

【0021】

〔測定ブロックおよび制御装置〕
次に、図５に基づき、本発明の実施の一形態に係る測定ブロック１４および制御装置（演算装置）１０の構成の概要について説明する。なお、制御装置１０は、樹脂流動装置１１の内部に設けられていても良く、樹脂流動装置１１の外部に設けられていても良く、その各構成部（各制御ブロック）はそれぞれ独立していても良い。同図に示すように、制御装置１０は、温度調整部１０１、情報取得部（取得部）１０２、情報取得部１０２の内部にあるタイマー１０３、および樹脂粘度算出部（粘度算出部）１０４を備えている。

【0022】

また、射出成形機１００には、例えば、型締め用の可動盤６が型締めのために固定盤４側へ動き始めたことを示す信号を情報取得部１０２へ送信するための信号発生部６１が取り付けられている。なお、測定開始のトリガとなる信号を発生する信号発生部６１の例としては、スイッチの他、光センサ、加速度センサ、距離センサ、圧力センサ、振動センサなどを例示することができる。

【0023】

温度調整部１０１は、測定ブロック１４が備えるヒータ２３、２４の温度を調整する。情報取得部１０２は、溶融樹脂が射出成形機１００から射出される前の時点で、可動盤６に取り付けられている信号発生部６１から発せられる信号を受信する。溶融樹脂が射出成形機１００から射出される前の時点の例としては、例えば、「測定ブロック１４の型締めのために型締め装置５の可動盤６が動き始めた時点」を例示することができる。なお、信号発生部６１から信号が発せられる時点は、溶融樹脂が射出成形機１００から射出される前の時点であれば、いつの時点であっても良い。

【0024】

前記信号の受信をトリガとして、情報取得部１０２は、測定ブロック１４が備える圧力センサ２５、２６から、圧力センサ２５、２６が溶融樹脂から受ける圧力の検出結果などの取得を開始する。その後、情報取得部１０２は、予め設定された一定の取得時間が経過した後に、圧力センサ２５、２６からの圧力の検出結果の取得を終了する。なお、前記一定の取得時間は、情報取得部１０２によって設定されても良い。

【0025】

情報取得部１０２は、樹脂流動装置１１から、下記（ａ）および（ｂ）を取得する。

【0026】

（ａ）圧力センサ２５により検出される第１圧力値、
（ｂ）圧力センサ２６により検出される第２圧力値。

【0027】

また、情報取得部１０２は、測定ブロック１４が備える温度センサ２７、２８から温度の検出結果を取得する。情報取得部１０２にはタイマー１０３が内蔵されている。タイマー１０３は、情報取得部１０２が、測定ブロック１４の型締めのために型締め装置５の可動盤６が動き始めた時点で、可動盤６に取り付けられている信号発生部６１から発せられる信号を受信してから、圧力センサ２５および圧力センサ２６に溶融樹脂がそれぞれ到達するまでの時間を計測する。

【0028】

樹脂粘度算出部１０４は、情報取得部１０２が取得する圧力の検出結果、および温度の検出結果（ならびに時間の計測結果）に基づき、溶融樹脂の粘度を算出する。具体的には、樹脂粘度算出部１０４は、前記第１圧力値と、前記第２圧力値との差である圧力差を求める。なお、前記圧力差は、溶融樹脂の流動期における第１圧力値の平均と、第２圧力値の平均との差であっても良い。また、樹脂粘度算出部１０４は、前記第１到達時間と、前記第２到達時間との差である到達時間差を求める。また、樹脂粘度算出部１０４は、前記圧力差と前記到達時間差とに基づいて、溶融樹脂の樹脂粘度ηを算出する。

【0029】

前記構成によれば、制御装置１０（樹脂粘度算出部１０４）は、圧力差と到達時間差とに基づいて、溶融樹脂の樹脂粘度ηを求める。ここで、圧力差と到達時間差とは、射出成形機１００による射出を１回行うだけで求めることができる量である。このため、前記構成によれば、射出成形機１００による射出を１回行うだけで溶融樹脂の樹脂粘度ηを求めることができる。

【0030】

〔樹脂粘度の具体的な算出方法〕
次に、図６および図７に基づき、樹脂粘度の具体的な算出方法について説明する。まず、測定ブロック１４を射出成形機１００に、その固定盤４と型締め用の可動盤６とによって取り付ける。射出成形機１００の射出ノズル１ａを前進させてスプル２２に接続する（ノズルタッチ）。測定ブロック１４は、溶融樹脂が樹脂流路１５を固化することなく流れるようにヒータ２３、２４にて適切な温度に調整しておく。

【0031】

加熱シリンダ１を所定温度に加熱した状態でスクリュー８を回転・後退させる。これにより、ホッパ２から投入された樹脂材料を加熱可塑化させ、溶融樹脂を加熱シリンダ１の先端部に溜めていく。スクリュー８を前進させることにより、加熱シリンダ１の先端部の溶融樹脂を射出ノズル１ａからスプル２２を介して樹脂流路１５に流入させ、樹脂流出口１５ｂから流出させる。

【0032】

ここで、図６は、圧力センサ２５、２６による圧力の検出結果を示すグラフである。図６の符号６０１で示す図のグラフＸ１（第１グラフ）は、圧力センサ２５による圧力と測定時間との関係を示すグラフである。一方、図６の符号６０１で示す図のグラフＸ２（第２グラフ）は、圧力センサ２６による圧力と測定時間との関係を示すグラフである。これらのグラフは、圧力軸（Ｐ軸）と時間軸（ｔ軸）とからなる直交座標系に描かれるグラフである。まず、同図の符号Ａに示すように、圧力センサ２５、２６の圧力０のベースラインを合わせる処理を行う。すなわち、グラフＸ１のベースラインとグラフＸ２のベースラインとを一致させて原点較正を行う。原点較正を行った後のグラフが図６の符号６０２で示す図のグラフである。

【0033】

次に、図６の符号６０２で示す図の符号Ｂに示すように、圧力センサ２５、２６の圧力増加開始点を算出する。具体的には、樹脂粘度算出部１０４は、圧力センサ２５により検出される前記第１圧力値の時間変化を表すグラフＸ１の立ち上がり部分を直線近似して求めた直線Ｌ１（第１直線）と、時間軸（ｔ軸）との交点ｔ_１を求めることで前記第１到達時間を算出する。なお、グラフＸ１の立ち上がり部分とは、第１圧力値が増加に転じた後に単調に増加する部分である。

【0034】

また、樹脂粘度算出部１０４は、圧力センサ２６により検出される前記第２圧力値の時間変化を表すグラフＸ２の立ち上がり部分を直線近似して求めた直線Ｌ２（第２直線）と、前記時間軸との交点ｔ_２を求めることで前記第２到達時間を算出する。なお、グラフＸ２の立ち上がり部分とは、第２圧力値が増加に転じた後に単調に増加する部分である。

【0035】

例えば、符号Ｃに示すように、グラフＸ１の立ち上がり部分を直線近似して求めた直線Ｌ１と、時間軸（ｔ軸）との交点である交点ｔ_１を求める。また、グラフＸ２の立ち上がり部分を直線近似して求めた直線Ｌ２と、時間軸との交点である交点ｔ_２を求める。この交点ｔ_１と交点ｔ_２との間の距離から到達時間差Δｔを算出することができる。この到達時間差Δｔは、圧力センサ２５、２６のそれぞれへ溶融樹脂が到達する時間の差である。

【0036】

なお、到達時間差は、グラフＸ１およびグラフＸ２の各圧力値がそれぞれ増加に転じる領域を曲線で近似し、これらの近似曲線においてそれぞれＰ＝０となる時間の差から求めても良い。また、到達時間差は、グラフＸ１の圧力値が増加に転じる領域の近似曲線と直線Ｌ１の交点における時間とグラフＸ２の圧力値が増加に転じる領域の近似曲線と直線Ｌ２との交点における時間との差から求めても良い。または、測定ブロック１４の型締めのために型締め装置５の可動盤６が動き始めた時点で可動盤６に取り付けた信号発生部６１から発せられる信号を受信することで第１圧力値および第２圧力値の取得を開始しても良い。このとき、第１圧力値および第２圧力値の取得を開始してから、圧力センサ２６に溶融樹脂が到達するまでの時間と、圧力センサ２６に溶融樹脂が到達するまでの時間とを、情報取得部１０２に内蔵するタイマー１０３でそれぞれ測定し、それらの差から到達時間差を求めても良い。

【0037】

次に、符号Ｄで示すように、樹脂粘度算出部１０４は、グラフＸ１を参照して溶融樹脂の流動期において圧力センサ２５が受ける圧力（第１圧力値）Ｐ_１を求める。次に、樹脂粘度算出部１０４は、グラフＸ２を参照して溶融樹脂の流動期において圧力センサ２６が受ける圧力（第２圧力値）Ｐ_２を求める。これにより、圧力Ｐ_１と圧力Ｐ_２との差から圧力差ΔＰを求めることができる。なお、流動期における圧力が変動する場合は、第１圧力値は、流動期における圧力センサ２５が受ける圧力の平均値であっても良い。同様に第２圧力値は、流動期における圧力センサ２６が受ける圧力の平均値であっても良い。

【0038】

次に、図７に基づき、樹脂粘度のより具体的な算出方法の流れについて説明する。まず、Ｓ１０１では、Ｐ－ｔ曲線（例えば、上述したグラフＸ１、グラフＸ２）のベースライン（圧力０のライン）を決定し、グラフＸ１のベースラインとグラフＸ２のベースラインとを一致させて原点較正を行い、Ｓ１０２に進む。Ｓ１０２では、Ｐ－ｔ曲線の立ち上がり領域（立ち上がり部分）の直線近似を行い、時間軸ｔとの交点（具体的には、上述した交点ｔ_１、交点ｔ_２）を求めて、Ｓ１０３に進む。

【0039】

次に、Ｓ１０３では、圧力センサ２５、２６のそれぞれの圧力増加開始点（具体的には、上述した交点ｔ_１および交点ｔ_２のそれぞれのｔ軸上の座標）を求めＳ１０４に進む。Ｓ１０４では、圧力センサ２５、２６のそれぞれへ溶融樹脂が到達する時間差（上述したΔｔ）を求め、Ｓ１０５に進む。次に、Ｓ１０５では、流動期における圧力センサ２５、２６の圧力差（上述したΔＰ）を求め、Ｓ１０６に進む。なお、溶融樹脂は、射出開始とともに圧力が高くなっていき、その後、比較的安定した圧力が続き、次いで溶融樹脂の圧力が低下して射出終了に至る。この比較的安定した圧力が続く期間を溶融樹脂の流動期と定義する。

【0040】

Ｓ１０６では、流路の断面積Ｓと、圧力センサ２５、２６間の距離Ｌを用いて、樹脂流量Ｑを求め、Ｓ１０７に進む。ここで、樹脂流量は、Ｑ＝（Ｓ×Ｌ）／Δｔで与えられる。Ｓ１０７では、圧力差ΔＰおよび流路厚Ｈを用いてせん断応力τ_ｗを求め、Ｓ１０８に進む。図８において、Ｈは樹脂流路１５の高さ、Ｐ_１およびＰ_２は圧力センサ２５、２６の検出値である。このとき、δＰ／δｘ＝（Ｐ_２－Ｐ_１）／Ｌ＝ΔＰ／Ｌ＝２τ_ｗ／Ｈの関係が成り立つ。よって、せん断応力τ_ｗは、τ_ｗ＝（ΔＰ／Ｌ）×（Ｈ／２）で与えられる。

【0041】

Ｓ１０８では、流路幅Ｗを用いて、矩形の樹脂流路１５のせん断速度γ’を求め、Ｓ１０９に進む。

【0042】

ここで、せん断速度γ’は、γ’＝６×Ｑ／（Ｗ×Ｈ^２）で与えられる。次に、Ｓ１０９では、せん断応力τ_ｗとせん断速度γ’とを用いて樹脂粘度ηを算出する。なお、樹脂流路１５の断面形状が矩形の場合、樹脂粘度ηは、η＝τ_ｗ／γ’で与えられる。

【0043】

以上により、ある温度Ｔでの樹脂粘度ηを求めることができる。なお、温度Ｔは、例えば温度センサ２７、２８の検出値にて与えることができる。次に、粘度測定後は、図３に示すように測定ブロック１４の型開きを行ない、樹脂流路１５内の樹脂２０を取り除くことができる。

【0044】

以上のように、本実施形態では、測定ブロック１４を射出成形機１００に取り付けて溶融樹脂の樹脂粘度ηを測定する。このため、射出成形機１００の機差を包含した粘度データが得られる。また、測定ブロック１４に形成された樹脂流路１５の断面形状は矩形であり、樹脂流出口１５ｂが外部に開放されている。このため、高せん断流動下の樹脂粘度が得られ、しかも、長繊維入り溶融樹脂であっても、目詰まりを招くことなく、その樹脂粘度を測定することができる。このため、本実施形態によれば、実機に即した射出成形シミュレーションを行なう上で有利になる。

【0045】

〔樹脂流路の断面形状が円形の場合〕
なお、樹脂流路の断面形状は円形であっても良い。図９に基づき、樹脂流路の断面形状が円形である場合における、樹脂粘度ηの算出方法について説明する。図９は、断面形状が円形である樹脂流路７９を備えた測定ブロック７１の断面図である。同図に示すように樹脂流入口７９ａと樹脂流出口７９ｂとは樹脂流路７９を介して連通している。

【0046】

固定型７２には、圧力センサ２５、圧力センサ２６、温度センサ２７、ヒータ２３がそれぞれ設けられている。可動型７３には、温度センサ２８、ヒータ２４がそれぞれ設けられている。溶融樹脂の流動期において圧力センサ２５から取得される圧力の平均値をｐ１、溶融樹脂の流動期において圧力センサ２６から取得される圧力の平均値をｐ２とする。また、Ｄは、樹脂流路７９の断面の直径である。また、ｌは、圧力センサ２５と圧力センサ２６との間の距離である。また、Ｑは、流動期における溶融樹脂の流量である。

【0047】

同図に示す状態では、せん断応力τ_ｗは、τ_ｗ＝〔（ｐ２－ｐ１）×Ｄ〕／４ｌで与えられる。一方、せん断速度γ’は、γ’＝（３２×Ｑ）／（π×Ｄ^３）で与えられる。これにより、樹脂粘度ηが、η＝τ_ｗ／γ’で与えられる。

【0048】

〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置１０の制御ブロック（特に情報取得部１０２および樹脂粘度算出部１０４）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

【0049】

後者の場合、制御装置１０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、前記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、前記コンピュータにおいて、前記プロセッサが前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

【0050】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る演算装置（制御装置１０）は、溶融樹脂が流入する流入口（樹脂流入口１５ａ）と、前記溶融樹脂が流出する流出口（樹脂流出口１５ｂ）とが形成され、前記流入口と前記流出口とが流路（樹脂流路１５）により連通しているとともに、前記流路を流れる前記溶融樹脂から受ける圧力を検出する第１圧力センサ（圧力センサ２５）および第２圧力センサ（圧力センサ２６）を備えた樹脂流動装置（１１）と接続される演算装置であって、
前記樹脂流動装置から、下記（ａ）および（ｂ）を取得する取得部（情報取得部１０２）と、
（ａ）前記第１圧力センサにより検出される第１圧力値
（ｂ）前記第２圧力センサにより検出される第２圧力値
前記第１圧力値と、前記第２圧力値との差である圧力差を求めるとともに、前記第１圧力センサに前記溶融樹脂が到達した時間である第１到達時間と、前記第２圧力センサに前記溶融樹脂が到達した時間である第２到達時間との差である到達時間差を求め、前記圧力差と前記到達時間差とに基づいて、前記溶融樹脂の粘度を算出する粘度算出部（樹脂粘度算出部１０４）とを備えている構成である。

【0051】

前記構成によれば、粘度算出部は、圧力差と到達時間差とに基づいて、溶融樹脂の粘度を求める。ここで、圧力差と到達時間差とは、射出成形機による射出を１回行うだけで求めることができる量である。このため、前記構成によれば、射出成形機による射出を１回行うだけで溶融樹脂の粘度を求めることができる。

【0052】

本発明の態様２に係る演算装置（制御装置１０）は、前記態様１において、前記樹脂流動装置（１１）は、固定型（１２）と、型締め装置（５）に取り付けられた可動盤（６）によって可動する可動型（１３）と、で構成される測定ブロック（１４）をさらに備え、前記測定ブロックは、前記型締め装置の前記可動盤が作動することによって前記可動型が前記固定型の配置方向に変位して型締めされ、前記流路は、前記測定ブロックが型締めされることによって形成され、前記取得部は、前記溶融樹脂が射出成形機から射出される前の時点で、前記型締め装置の前記可動盤に取り付けた信号発生部（６１）から発せられる信号を受信することで前記第１圧力値および前記第２圧力値の取得を開始し、予め設定された一定の取得時間が経過した後に前記第１圧力値および前記第２圧力値の取得を終了しても良い。前記構成によれば、射出成形機による射出を１回行うだけで圧力差を求めることができる。

【0053】

本発明の態様３に係る演算装置（制御装置１０）は、前記態様１または２において、前記粘度算出部（樹脂粘度算出部１０４）は、時間軸と圧力軸とからなる直交座標系に対して描かれる、前記第１圧力値と測定時間との関係を示す第１グラフ（グラフＸ１）において、前記第１圧力値が増加に転じた後に単調に増加する部分である立ち上がり部分を近似して求めた第１直線（直線Ｌ１）と、前記時間軸との交点を求めることで前記第１到達時間を算出し、前記直交座標系に対して描かれる、前記第２圧力値と測定時間との関係を示す第２グラフ（グラフＸ２）において、前記第２圧力値が増加に転じた後に単調に増加する部分である立ち上がり部分を近似して求めた第２直線（直線Ｌ２）と、前記時間軸との交点を求めることで前記第２到達時間を算出し、前記圧力差を用いて前記溶融樹脂のせん断応力を算出し、前記第１圧力センサ（圧力センサ２５）と前記第２圧力センサ（圧力センサ２６）との間の距離と、前記到達時間差とを用いて前記溶融樹脂のせん断速度を算出し、前記せん断応力と前記せん断速度とから前記溶融樹脂の粘度を算出しても良い。前記構成によれば、射出成形機による射出を１回行うだけで溶融樹脂の粘度を求めることができる。

【0054】

本発明の態様４に係る演算装置（制御装置１０）は、前記態様１～３の何れかにおいて、前記圧力差が、前記溶融樹脂の流動期における前記第１圧力値の平均と、前記第２圧力値の平均との差であっても良い。前記構成によれば、射出成形機による射出を１回行うだけで圧力差を求めることができる。

【0055】

本発明の態様５に係る演算装置（制御装置１０）は、前記態様１～４の何れかにおいて、前記流路（樹脂流路１５）の断面形状が矩形であっても良い。樹脂流路の断面形状が矩形の場合、温度センサおよび圧力センサを設置し易くなる。

【0056】

本発明の態様６に係る演算装置（制御装置１０）は、前記態様１～４の何れかにおいて、前記流路（樹脂流路１５）の断面形状が円形であっても良い。樹脂流路の断面形状が円形の場合、演算に必要なパラメータが矩形の場合に比べて少なく、樹脂流路断面の直径を変えた場合の補正が簡易である。

【0057】

本発明の態様７に係る演算方法は、溶融樹脂が流入する流入口（樹脂流入口１５ａ）と、前記溶融樹脂が流出する流出口（樹脂流出口１５ｂ）とが形成され、前記流入口と前記流出口とが流路（樹脂流路１５）により連通しているとともに、前記流路を流れる前記溶融樹脂から受ける圧力を検出する第１圧力センサ（圧力センサ２５）および第２圧力センサ（圧力センサ２６）を備えた樹脂流動装置（１１）と接続される演算装置（制御装置１０）により実行される演算方法であって、
前記樹脂流動装置から、下記（ａ）および（ｂ）を取得する取得ステップと、
（ａ）前記第１圧力センサにより検出される第１圧力値
（ｂ）前記第２圧力センサにより検出される第２圧力値
前記第１圧力値と、前記第２圧力値との差である圧力差を求めるとともに、前記第１圧力センサに前記溶融樹脂が到達した時間である第１到達時間と、前記第２圧力センサに前記溶融樹脂が到達した時間である第２到達時間との差である到達時間差を求め、前記圧力差と前記到達時間差とに基づいて、前記溶融樹脂の粘度を算出する粘度算出ステップとを含む方法である。前記方法によれば、前記態様１と同様の効果を得ることができる。

【0058】

本発明の各態様に係る演算装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記演算装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記演算装置をコンピュータにて実現させる演算処理プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

【0059】

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

【符号の説明】

【0060】

５ 型締め装置
６ 可動盤
１０ 制御装置（演算装置）
１１ 樹脂流動装置
１２、７２ 固定型
１３、７３ 可動型
１４、７１ 測定ブロック
１５、７９ 樹脂流路（流路）
１５ａ、７９ａ 樹脂流入口（流入口）
１５ｂ、７９ｂ 樹脂流出口（流出口）
２５ 圧力センサ（第１圧力センサ）
２６ 圧力センサ（第２圧力センサ）
６１ 信号発生部
１００ 射出成形機
１０２ 情報取得部（取得部）
１０４ 樹脂粘度算出部（粘度算出部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】