特許 7520755 射出成形機の制御方法及び射出成形機

(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】2024-07-12

(45)【発行日】2024-07-23

(54)【発明の名称】射出成形機の制御方法及び射出成形機

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/76 20060101AFI20240716BHJP

【ＦＩ】

B29C45/76

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021042725

(22)【出願日】2021-03-16

(65)【公開番号】P2022142523

(43)【公開日】2022-09-30

【審査請求日】2023-12-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000003458

【氏名又は名称】芝浦機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】淺沼 伸行

【審査官】大谷 謙仁

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１５４９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４７４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１５３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５５１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１６８３２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂材料を溶融する加熱バレル内でスクリュを回転させながら前記スクリュを後退させることにより溶融樹脂の計量を行う計量工程を含む射出成形機の制御方法において、
前記計量工程の完了時に前記スクリュの後退を停止させるために前記計量工程で前記計量工程の完了前に前記スクリュの後退速度を減速させるタイミングから、前記スクリュの回転速度を減速させ、
前記計量工程で計量した前記溶融樹脂の圧力である背圧が、目標時刻の到達時に前記計量工程の完了時における前記背圧よりも低い目標圧力となるように前記スクリュの回転速度と回転方向とを制御することを特徴とする射出成形機の制御方法。

【請求項2】

前記目標圧力は、０ＭＰａである請求項１に記載の射出成形機の制御方法。

【請求項3】

前記目標圧力は、前記溶融樹脂に応じて設定される設定圧力である請求項１に記載の射出成形機の制御方法。

【請求項4】

前記目標時刻は、前記加熱バレルで溶融した前記溶融樹脂を成形する金型において成形樹脂の冷却が完了する時刻である請求項１～３のいずれか１項に記載の射出成形機の制御方法。

【請求項5】

前記目標時刻は、前記加熱バレルで溶融した前記溶融樹脂を成形する金型において成形樹脂の冷却が完了する時刻よりも前に設定されるオフセット時刻である請求項１～３のいずれか１項に記載の射出成形機の制御方法。

【請求項6】

内部で樹脂材料を溶融して溶融樹脂にする加熱バレルと、
前記加熱バレル内に回転可能に配置され、且つ、前記加熱バレル内で回転の軸方向に移動可能なスクリュと、
前記加熱バレル内において前記スクリュにより押し出した前記溶融樹脂の圧力である背圧を検出する背圧検出部と、
前記スクリュの回転と前記スクリュの移動とを制御すると共に、前記加熱バレル内で前記スクリュを回転させながら前記スクリュを後退させることにより前記加熱バレル内で前記溶融樹脂を押し出し、前記スクリュにより押し出した前記溶融樹脂の計量を前記背圧検出部により検出した前記背圧に基づいて行う制御部と、
を備える射出成形機において、
前記制御部は、
前記溶融樹脂の計量を行う工程である計量工程の完了時に前記スクリュの後退を停止させるために前記計量工程で前記計量工程の完了前に前記スクリュの後退速度を減速させるタイミングから、前記スクリュの回転速度を減速させ、
前記背圧検出部により検出する前記背圧が、目標時刻の到達時に前記計量工程の完了時における前記背圧よりも低い目標圧力となるように前記スクリュの回転速度と回転方向とを制御することを特徴とする射出成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶融した樹脂材料を射出して成形を行う射出成形機の制御方法及び射出成形機に関する。

【背景技術】

【0002】

射出成形機における、金型内に射出する樹脂の計量を行う計量工程では、加熱バレル内でスクリュを回転させて樹脂材料を溶融混練しながら、スクリュを所定の位置まで後退させる。これにより、次回の射出工程で金型内に射出する分の溶融樹脂を加熱バレルの先端部に送り、溶融樹脂の計量を行う。また、このような従来の射出成形機の中には、計量後の溶融樹脂の減圧や、成形品の品質の確保等を目的として、溶融樹脂の計量後にスクリュに所定の動作を行わせているものがある。つまり、計量後に加熱バレルの先端部に位置する溶融樹脂は、圧力が高くなっているため、これに起因して、計量した溶融樹脂が、加熱バレルの先端に位置するノズルから漏洩する等の不具合が発生する虞がある。この場合、成形に用いる樹脂量が変化したり、成形品に外観不良が発生したりすることがあるため、従来の射出成形機の中には、これらの不具合を抑制することを目的として、溶融樹脂の計量後にスクリュに所定の動作を行わせているものがある。

【0003】

例えば、特許文献１に記載された射出成形機では、溶融樹脂の計量後、後退停止点までスクリュを後退させると共に、後退中の所定の期間で後退速度を低下させてスクリュを逆回転させることにより、過剰逆回転を防止し、減圧を高い精度で調整している。これにより、より正確で均一な計量樹脂量を得る計量条件を短時間で決定させている。また、特許文献２に記載された射出装置では、成形材料の可塑化が終了した直後、スクリュを可塑化の回転方向とは反対の方向に所定回転角だけ回転させて溶融材料を減圧させることにより、溶融材料の脱気を簡易な構成で実現している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－２５３６０６号公報

【文献】特開２００８－１４３０２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

計量後の溶融樹脂の圧力を減圧する手法としては、上述したように、スクリュを所定位置まで、或いは所定量だけ後退させる、いわゆるサックバックや、スクリュを所定回転角だけ逆回転させる手法が挙げされる。しかし、サックバックを行った場合、計量後に加熱バレル内における先端側に位置する溶融樹脂は、圧力が局部的に急激に低下するため、加熱バレル内における後方側、即ち、加熱バレルに樹脂材料を投入するホッパ側に位置する溶融樹脂が、スクリュに配置されるチェックリングを通過し、加熱バレル内における先端側に流れ込む虞がある。この場合、計量した樹脂量が変化するため、成形品の重量安定性が低下する虞がある。また、サックバックを行うことにより、溶融樹脂の圧力が局部的に急激に低下した場合、溶融樹脂にはボイド状の負圧の空隙が生成され易く、当該空隙には、溶融樹脂から発生するガスが溜まり易くなる。この場合、成形品表面に、銀色状の痕である、いわゆるシルバーストリークが発生したり、ガスにより金型の表面が汚染されたりする等、溶融樹脂から発生するガスは、成形品の品質低下の原因につながることがある。

【0006】

また、溶融樹脂の計量後にスクリュを短時間で所定回転角だけ逆回転させた場合、加熱バレル内全体の圧力が急激に大気圧付近まで減圧されるため、溶融樹脂から発生するガスは、局部的ではなく、溶融樹脂全体から発生し易い状態となり、ホッパ側に排出できないガスが加熱バレル内に滞留し易くなる。また、溶融樹脂の計量後にスクリュを短時間で所定回転角だけ逆回転させた場合、加熱バレルでの計量工程の完了から、金型内に充填した樹脂が固化するまでに必要な時間である冷却時間が完了までの待ち時間の間に、溶融樹脂からガスが連続的に発生するため、ホッパ側に排出できないガスが、時間の経過と共に増加し易くなる。また、溶融樹脂の計量後にスクリュを短時間で所定回転角だけ逆回転させる場合、逆回転量や逆回転時間の調整が難しく、過度な設定をした場合は、溶融樹脂の圧力が低下し過ぎることにより溶融樹脂が空気を巻き込み易くなり、シルバーストリーク等の成形不良が発生し易くなり、成形品の品質が低下し易くなる。

【0007】

これらのように、計量後の溶融樹脂の圧力を減圧するために、サックバックを行ったり、スクリュを短時間で所定回転角だけ逆回転させたりする場合、様々な不具合の発生が懸念され、成形品の品質を低下させることなく、計量後の溶融樹脂の圧力を適切に減圧するのは、大変困難なものとなっていた。

【0008】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、成形品の品質をより確実に向上させることのできる射出成形機の制御方法及び射出成形機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】

【0009】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る射出成形機の制御方法は、樹脂材料を溶融する加熱バレル内でスクリュを回転させながら前記スクリュを後退させることにより溶融樹脂の計量を行う計量工程を含む射出成形機の制御方法において、前記計量工程の完了時に前記スクリュの後退を停止させるために前記計量工程で前記計量工程の完了前に前記スクリュの後退速度を減速させるタイミングから、前記スクリュの回転速度を減速させ、前記計量工程で計量した前記溶融樹脂の圧力である背圧が、目標時刻の到達時に前記計量工程の完了時における前記背圧よりも低い目標圧力となるように前記スクリュの回転速度と回転方向とを制御する。

【0010】

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る射出成形機は、内部で樹脂材料を溶融して溶融樹脂にする加熱バレルと、前記加熱バレル内に回転可能に配置され、且つ、前記加熱バレル内で回転の軸方向に移動可能なスクリュと、前記加熱バレル内において前記スクリュにより押し出した前記溶融樹脂の圧力である背圧を検出する背圧検出部と、前記スクリュの回転と前記スクリュの移動とを制御すると共に、前記加熱バレル内で前記スクリュを回転させながら前記スクリュを後退させることにより前記加熱バレル内で前記溶融樹脂を押し出し、前記スクリュにより押し出した前記溶融樹脂の計量を前記背圧検出部により検出した前記背圧に基づいて行う制御部と、を備える射出成形機において、前記制御部は、前記溶融樹脂の計量を行う工程である計量工程の完了時に前記スクリュの後退を停止させるために前記計量工程で前記計量工程の完了前に前記スクリュの後退速度を減速させるタイミングから、前記スクリュの回転速度を減速させ、前記背圧検出部により検出する前記背圧が、目標時刻の到達時に前記計量工程の完了時における前記背圧よりも低い目標圧力となるように前記スクリュの回転速度と回転方向とを制御する。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る射出成形機の制御方法及び射出成形機は、成形品の品質をより確実に向上させることができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施形態に係る射出成形機の斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係る射出成形機の装置構成を示す要部断面図である。

【図3】図３は、実施形態に係る射出成形機の装置構成を示す要部平面図である。

【図4】図４は、図２に示す加熱バレルの詳細図である。

【図5】図５は、図４に示すチェックリングの詳細図である。

【図6】図６は、溶融樹脂の減圧制御を行う期間についての説明図である。

【図7】図７は、実施形態に係る射出成形機での溶融樹脂の減圧制御についての説明図である。

【図8】図８は、減圧制御を行った際における、加熱バレル内全体の溶融樹脂の圧力の変化についての説明図である。

【図9】図９は、サックバックを行った際における、加熱バレル内全体の溶融樹脂の圧力の変化についての説明図である。

【図10】図１０は、スクリュを短時間で所定回転角だけ逆回転させた際における、加熱バレル内全体の溶融樹脂の圧力の変化についての説明図である。

【図11】図１１は、実施形態に係る射出成形機の制御方法の変形例であり、目標圧力が任意の設定圧力である場合の説明図である。

【図12】図１２は、実施形態に係る射出成形機の制御方法の変形例であり、目標時刻が任意のオフセット時刻である場合の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本開示に係る射出成形機の制御方法及び射出成形機の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易に想到できるもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

【0014】

［実施形態］
図１は、実施形態に係る射出成形機１の斜視図である。図２は、実施形態に係る射出成形機１の装置構成を示す要部断面図である。図３は、実施形態に係る射出成形機１の装置構成を示す要部平面図である。なお、以下の説明では、射出成形機１の通常の使用状態における上下方向を、射出成形機１における上下方向Ｚとして説明し、射出成形機１の通常の使用状態における上側を、射出成形機１における上側とし、射出成形機１の通常の使用状態における下側を、射出成形機１における下側として説明する。また、以下の説明では、射出成形機１の長手方向Ｙを、射出成形機１を有する各部においても長手方向Ｙとして説明し、射出成形機１の上下方向Ｚと長手方向Ｙとの双方に直交する方向を、射出成形機１における幅方向Ｘとして説明する。

【0015】

＜射出成形機１＞
本実施形態に係る射出成形機１は、ベース５と、ベース５上に配置された射出装置１０及び型締装置１５等を有して構成されている。また、射出成形機１には、長手方向Ｙにおける中央付近に、射出成形機１の各種情報を表示する表示部１０１と、オペレータが射出成形機１に対して入力操作を行う際に用いる入力部１０２とが配置されている。

【0016】

ベース５は、長手方向が射出成形機１における長手方向Ｙとなる略直方体の形状で形成されており、ベース５の上面には、第１レール６が配置されている。第１レール６は、ベース５上で幅方向Ｘに離間して２本が配置されており、２本の第１レール６は、いずれもベース５の長手方向に沿って延在して形成されている。射出装置１０は、第１レール６上に、第１レール６の延在方向に沿って移動自在に載置されており、これにより、射出装置１０は、長手方向Ｙに移動自在に配置されている。

【0017】

型締装置１５は、ベース５上における、長手方向Ｙにおける射出装置１０の一方側に配置されている。型締装置１５は型締機構を備え、型締機構に組み付けられた金型（図示省略）を開閉させる。型締装置１５は、サーボモータ駆動方式が好ましいが、油圧駆動方式であってもよい。本実施形態に係る射出成形機１は、射出装置１０及び型締装置１５の外側にカバーを有しており、図１は、射出装置１０と型締装置１５とがそれぞれカバーで覆われた状態で図示されている。

【0018】

＜射出装置１０＞
以下の説明では、長手方向Ｙにおいて射出装置１０に対して型締装置１５が位置する側を前方、或いは前側とし、長手方向Ｙにおいて射出装置１０に対して型締装置１５が位置する側の反対側を後方、或いは後ろ側として説明する。

【0019】

射出装置１０は、フレーム２０と、加熱バレル５０と、スクリュ６０と、スクリュ６０を回転させる回転機構７０と、スクリュ６０を前後進させる前後進機構８０と、射出装置１０の推進機構４０とを備えている。フレーム２０は、基台２１と、基台２１上に取り付けられた上フレーム３０とを有して形成されている。基台２１は、上下方向Ｚに偏平な枠体になっており、長手方向Ｙにおける両側と幅方向Ｘにおける両側との４箇所に、脚部２４が配置されている。４箇所の脚部２４は、ベース５上に配置される２本の第１レール６上に、第１レール６の延在方向に沿って移動自在に載置されている。これにより、基台２１は、ベース５に対して長手方向Ｙに摺動自在に支持されている。

【0020】

推進機構４０は、駆動用電動機４１と、ボールねじ機構４３とを有している。駆動用電動機４１は、基台２１における長手方向Ｙの後ろ側に位置する後壁２３に取り付けられている。駆動用電動機４１は、駆動軸が長手方向Ｙに延びる向きで配置され、駆動用電動機４１の駆動軸は、基台２１の後壁２３を貫通して、連結機構４２によりボールねじ機構４３のねじ部４４に連結されている。これにより、ボールねじ機構４３は、駆動用電動機４１の駆動時に、駆動用電動機４１の駆動力が連結機構４２を介して駆動軸から伝達され、伝達された駆動力により回転可能になっている。

【0021】

ボールねじ機構４３のねじ部４４は、長手方向Ｙに延びて配置されて基台２１の幅方向Ｘにおけるほぼ中央を貫き、長手方向Ｙにおける前側の端部側が、基台２１における長手方向Ｙの前側に位置する前壁２２に回動自在に支持されている。また、ボールねじ機構４３のナット部４５は、基台２１の内側で、ベース５の上面に固定されている。これにより、推進機構４０は、駆動用電動機４１の駆動時に、駆動用電動機４１から伝達される駆動力によってボールねじ機構４３のねじ部４４が回転することにより、ねじ部４４はベース５に固定されるナット部４５に対してねじ部４４の延在方向に相対移動することが可能になっている。従って、推進機構４０は、ねじ部４４が支持される基台２１を、ナット部４５が固定されるベース５に対して長手方向Ｙに相対移動させることができ、基台２１を有するフレーム２０を、ベース５に配置される第１レール６上で、長手方向Ｙに移動させることができる。これにより、推進機構４０は、射出装置１０を長手方向Ｙに移動させることができる。

【0022】

上フレーム３０は、四角の枠体状に形成され、基台２１の長手方向Ｙにおける前側の端部付近の位置に、支持ピン３３により回動自在に取り付けられている。また、上フレーム３０は、支持ピン３３が配置されている以外の位置で、上フレーム３０を基台２１に固定する固定ねじ３４によって、回動不可の状態で固定される。このため、上フレーム３０は、固定ねじ３４を取り外して固定ねじ３４による固定を解除すると、支持ピン３３を中心にして基台２１に対して回動可能に構成されている。

【0023】

上フレーム３０は、基台２１への取り付け部から上下方向Ｚにおける上側に立設される前壁３１を有しており、加熱バレル５０は、上フレーム３０の前壁３１に取り付けられている。加熱バレル５０は、前壁３１から長手方向Ｙにおける前側に延び、その先端、即ち、加熱バレル５０の前側の端部には、金型に密接するノズル部５２が配置されている。このため、加熱バレル５０は、上下方向Ｚにおけるフレーム２０の上側で、長手方向Ｙにおけるフレーム２０の前側に配置されている。

【0024】

詳しくは、加熱バレル５０は、略円筒状の形状で形成されると共に、軸心方向が長手方向Ｙに沿った向きで配置されており、バンドヒータ等のヒータ５１（図４参照）が設けられている。これにより、加熱バレル５０は、内部で樹脂材料を溶融可能になっている。つまり、加熱バレル５０は、ヒータ５１によって加熱バレル５０の温度を上昇させることができ、内部で樹脂材料を加熱して溶融し、可塑化材料である溶融樹脂にすることが可能になっている。

【0025】

スクリュ６０は、加熱バレル５０の内部に配置されており、軸心方向が加熱バレル５０の軸心方向と沿った方向になる螺旋形状を有しており、即ち、スクリュ６０は、外周面に螺旋状の溝を有している。このように、螺旋形状を有して形成されるスクリュ６０は、加熱バレル５０内で、軸心を中心として回転可能になっている。また、スクリュ６０は、加熱バレル５０内で回転の軸方向に移動可能になっている。換言すると、スクリュ６０は、加熱バレル５０内に、加熱バレル５０の形状である円筒の中心軸と、スクリュ６０の回転軸とが略一致して配置されており、且つ、加熱バレル５０の軸方向に移動可能に配置されている。加熱バレル５０内に回転可能に配置されるスクリュ６０は、加熱バレル５０の内部で回転をすることにより、溶融樹脂を混練することが可能になっており、このため、加熱バレル５０は、内部で溶融樹脂の混練が可能なバレルになっている。

【0026】

加熱バレル５０における上フレーム３０に取り付けられる側の部分の近傍には、ホッパ５５が配置されている。ホッパ５５は、加熱バレル５０内に連通し、原料樹脂となる樹脂材料であるペレット（図示省略）を加熱バレル５０に供給することが可能になっている。

【0027】

さらに、上フレーム３０には、上フレーム３０の幅方向Ｘにおける両側に位置する側壁３２上に、それぞれ第２レール３５が配置されている。第２レール３５は、長手方向Ｙに延在しており、即ち、加熱バレル５０と略平行に延びて形成されている。

【0028】

回転機構７０は、長手方向Ｙにおいて加熱バレル５０よりも後ろ側に配置されており、加熱バレル５０の内部に配置されるスクリュ６０を、中心軸周りに回転させることが可能になっている。スクリュ６０を回転させる回転機構７０は、回転機構本体部７１と、駆動用電動機７３と、伝動ベルト７４と、プーリ７５とを有している。このうち、回転機構本体部７１は、幅方向Ｘに延在するステー７２を有しており、ステー７２は、幅方向Ｘにおける２箇所の第２レール３５上に摺動自在に載置されている。これにより、回転機構本体部７１は、ステー７２を介して第２レール３５上に移動可能に載置されている。

【0029】

駆動用電動機７３は、回転機構本体部７１の上側に配置されている。プーリ７５は、回転機構本体部７１の前方に配置されて軸受７６を介して回転機構本体部７１に対して回転自在に配置されている。また、プーリ７５は、伝動ベルト７４を介して駆動用電動機７３の駆動軸に連結されており、これにより、プーリ７５は、伝動ベルト７４を介して伝達される駆動用電動機７３の駆動力により回転することが可能になっている。このように、駆動用電動機７３から伝達される駆動力により回転可能なプーリ７５は、スクリュ６０に対して同軸に一体に固定されている。換言すると、スクリュ６０は、長手方向Ｙにおける後端側が、プーリ７５に連結されている。これにより、加熱バレル５０内に配置されるスクリュ６０は、駆動用電動機７３からプーリ７５に伝達される駆動力により、プーリ７５と一体に回転することが可能になっている。

【0030】

長手方向Ｙにおける回転機構本体部７１の後方には、前後進機構８０が配置されている。前後進機構８０は、加熱バレル５０内に配置されるスクリュ６０を、スクリュ６０の軸心方向に移動させることが可能になっている。即ち、スクリュ６０を長手方向Ｙに前進させたり後退させたりすることが可能になっている。詳しくは、前後進機構８０は、駆動用電動機８１と、伝動ベルト８３と、プーリ８４と、ボールねじ機構８６とを有している。このうち、駆動用電動機８１は、上フレーム３０の幅方向Ｘにおける側方に配置されている。また、駆動用電動機８１は、駆動用電動機８１の回転位置を検出するエンコーダ８２を有しており、駆動用電動機８１の駆動軸は、伝動ベルト８３を介してプーリ８４に連結されている。

【0031】

プーリ８４は、軸受８５により上フレーム３０に回動自在に支持されている。プーリ８４には、ボールねじ機構８６のねじ部８７が一体に連結されている。ボールねじ機構８６のねじ部８７は、スクリュ６０と同軸に配置されており、回転機構本体部７１が有するプーリ７５に対しても、同軸に配置されている。前後進機構８０が有するボールねじ機構８６のナット部８８は、略円筒形の形状で形成されており、ボールねじ機構８６のねじ部８７は、当該ナット部８８に螺合している。

【0032】

長手方向Ｙにおける、前後進機構８０が有するボールねじ機構８６のナット部８８と、回転機構７０が有する回転機構本体部７１との間には、ロードセル９０が配置されている。ロードセル９０は、回転機構７０が有する回転機構本体部７１の後ろ側で、前後進機構８０が有するボールねじ機構８６のナット部８８の前側に配置されている。

【0033】

ロードセル９０は、軸方向に加えられた荷重を計測する荷重計測器で、起歪体と起歪体に取り付けられた歪みセンサ（いずれも図示省略）などから構成されている。本実施形態では、ロードセル９０は、軸方向が長手方向Ｙとなる向きで配置され、且つ、長手方向Ｙに偏平な略円筒形の形状で形成されており、円筒の内径は、前後進機構８０が有するボールねじ機構８６のねじ部８７の外径よりも大きくなっている。このように形成されるロードセル９０は、長手方向Ｙにおける前側の面は回転機構７０が有する回転機構本体部７１に一体に固定され、長手方向Ｙにおける後ろ側の面は前後進機構８０が有するボールねじ機構８６のナット部８８に一体に固定されている。回転機構７０の回転機構本体部７１と、前後進機構８０が有するボールねじ機構８６のナット部８８との間に配置されるロードセル９０は、回転機構本体部７１とナット部８８との間で長手方向Ｙに作用する荷重を検出することが可能になっている。

【0034】

図４は、図２に示す加熱バレル５０の詳細図である。加熱バレル５０は、図４に示すように、略円筒状の形状で形成され、外周面にバンドヒータ等のヒータ５１が配置されている。加熱バレル５０における、長手方向Ｙの前端に配置されるノズル部５２は、内径が加熱バレル５０の内径よりも小さな略円筒状の形状で形成され、長手方向Ｙの前側に開口して配置されている。加熱バレル５０内に配置されるスクリュ６０は、スクリュ６０の径方向における外側に突出し、且つ、スクリュ６０の軸心を中心とする螺旋状に形成されるフライト６１を有している。これにより、スクリュ６０は、螺旋状に形成されるフライト６１における隣り合う周回部分同士に間に、螺旋状の溝状の部分を有している。

【0035】

このように形成されるスクリュ６０には、長手方向Ｙにおける前側の端部付近に、チェックリング６５が配置されている。チェックリング６５は、スクリュ６０における長手方向Ｙの前側の端部付近に形成される溝部６２に配置されている。溝部６２は、溝幅方向がスクリュ６０の軸心方向となり、スクリュ６０の周方向における１周に亘って形成される溝になっている。

【0036】

図５は、図４に示すチェックリング６５の詳細図である。チェックリング６５は、略円筒状の形状で形成され、軸心がスクリュ６０の軸心に略一致する形態で、スクリュ６０の溝部６２に配置される。略円筒状に形成されるチェックリング６５は、外径が加熱バレル５０の内径と同程度で加熱バレル５０の内径よりも僅かに小さな径になっている。また、チェックリング６５の内径は、スクリュ６０の溝部６２の溝底の径よりも大きな径になっており、チェックリング６５の内周面とスクリュ６０の溝部６２の溝底との間には、空隙が形成されている。また、チェックリング６５の軸心方向における幅は、スクリュ６０の溝部６２の溝幅よりも小さくなっている。このため、チェックリング６５は、溝部６２内で溝幅方向に移動することが可能になっている。

【0037】

また、スクリュ６０には、溝部６２よりも長手方向Ｙにおける前側の部分と溝部６２内とを連通する連通部６４が形成されている。連通部６４は、溝部６２の溝幅方向における前側の溝壁６３に開口している。

【0038】

また、射出成形機１は、射出成形機１の各種制御を行う制御部１００を有している。制御部１００は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、各種情報を記憶するメモリとして機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などを有している。制御部１００の各機能の全部または一部は、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、ＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

【0039】

表示部１０１と入力部１０２とは、共に制御部１００に接続されており、表示部１０１は、制御部１００から伝達された情報を表示する。また、入力部１０２は、入力操作された情報を制御部１００に伝達する。また、前後進機構８０の駆動用電動機８１に配置されるエンコーダ８２や、前後進機構８０と回転機構７０との間に配置されるロードセル９０は、制御部１００に接続されており、検出結果を制御部１００に送信することが可能になっている。さらに、射出装置１０が有するヒータ５１や、回転機構７０の駆動用電動機７３、前後進機構８０の駆動用電動機８１、推進機構４０が有する駆動用電動機４１は、制御部１００に接続されており、制御部１００からの制御信号によって動作する。

【0040】

＜射出成形機１の作用＞
本実施形態に係る射出成形機１は、以上のような構成を含み、以下、その作用について説明する。射出成形機１は、１回の射出・成形動作を１サイクルとして、この射出・成形動作のサイクルを繰り返し実行する。図６は、溶融樹脂の減圧制御を行う期間についての説明図である。図６では、上の段は、型締装置１５での処理工程を図示しており、下の段は、射出装置１０での処理工程を図示している。各サイクルは、成形に用いる樹脂材料の射出、及び製品の成形のために複数の工程を含む。各サイクルは、例えば、射出工程、冷却工程、型開工程、取出工程、中間工程、型閉工程、計量工程を含む。

【0041】

射出工程は、射出装置１０の加熱バレル５０に備えられるノズル部５２を型締装置１５が有する固定金型（図示省略）の貫通口に押し付け、加熱バレル５０によって溶融された樹脂材料である溶融樹脂を移動金型（図示省略）と固定金型との間の空間内に注入する工程である。

【0042】

冷却工程は、型締装置１５が有する固定金型と移動金型との間の空間に注入された樹脂材料である成形樹脂の温度が低下して固化し、成形樹脂が成形品となるまで一定の時間待機をする工程である。

【0043】

型開工程は、型締装置１５が有する固定金型と移動金型によって成形された成形品を取り出すために、移動金型を固定金型から離す工程になっている。

【0044】

取出工程は、成形品を移動金型から取り外すために、型締装置１５に備えられる押出部材（図示省略）によって移動金型から成形品を押し出す工程になっている。

【0045】

中間工程は、移動金型から押し出された成形品を所定の位置まで移動し、取得する工程である。

【0046】

型閉工程は、型締装置１５が有する移動金型と固定金型とを組み合わせ、移動金型と固定金型との間に製品形状に対応した空間を形成する工程である。

【0047】

計量工程は、次のサイクルにおいて射出される溶融樹脂を、射出装置１０が有する加熱バレル５０におけるノズル部５２が位置する端部側に送り、次のサイクルで用いる樹脂材料を準備する工程になっている。計量工程は、図６に示すように、型締装置１５において冷却工程が行われている期間に行われる。

【0048】

射出成形機１で成形品を成形する際には、これらの射出・成形動作のサイクルが繰り返し実行されるが、繰り返し実行されるサイクルにおいて、加熱バレル５０内の樹脂材料を円滑に射出できるように、制御部１００は、ヒータ５１によって加熱バレル５０内を継続的に加熱している。これにより、加熱バレル５０は、樹脂材料を溶融状態で保持している。

【0049】

制御部１００は、射出・成形動作のサイクル内における各工程の始期または終期を判断しながら制御を行う。各工程の始期または終期を判断するためには、例えば、制御部１００によって射出成形機１を動作させるためのプログラム中において、各工程の最初のステップまたは最終のステップに、予めフラグを規定する。これにより、制御部１００は、射出成形機１を動作させるためのプログラムを実行中に、各工程の始期または終期を判断することができる。即ち、制御部１００は、フラグを規定することにより、各工程のステップの処理前または処理後にフラグを実行したときに、処理が次の工程へ移行したと判断することができる。

【0050】

また、制御部１００は、工程が移行したときに、表示部１０１に工程の移行を表示させる。即ち、表示部１０１は、射出成形機１の現在の工程を表示する。これにより、オペレータは、表示部１０１を視認することにより、射出成形機１の現在の運転状態を認識することができる。

【0051】

＜計量工程＞
本実施形態に係る射出成形機１では、射出・成形動作のサイクルにおける各工程のうち、計量工程で計量を行った樹脂材料の圧力を、減圧する制御を行う。次に、まず、樹脂材料の減圧制御の前に行う計量工程について詳しく説明する。計量工程で計量を行う樹脂材料は、ペレットの状態でホッパ５５に投入され、ホッパ５５から加熱バレル５０内に供給される。加熱バレル５０は、ヒータ５１によって加熱されることにより、加熱バレル５０内に高温になり、ペレットの状態で加熱バレル５０内に供給された樹脂材料は、加熱バレル５０内で溶融し、溶融樹脂に状態になる。

【0052】

計量工程では、このように樹脂材料が溶融する加熱バレル５０内でスクリュ６０を回転させながら、長手方向Ｙにおける後ろ側にスクリュ６０を移動させる。スクリュ６０の回転は、回転機構７０により行う。即ち、回転機構７０が有する駆動用電動機７３を駆動させ、駆動用電動機７３で発生した駆動力が、伝動ベルト７４によってプーリ７５に伝達され、プーリ７５からスクリュ６０に伝達されることにより、スクリュ６０は回転をする。

【0053】

ここでのスクリュ６０の回転方向は、スクリュ６０のフライト６１における隣り合う周回部分同士の間に位置する溶融樹脂を、スクリュ６０の回転によって、長手方向Ｙにおける前端側、つまり、ノズル部５２が位置する側に送ることのできる方向になっている。以下の説明では、スクリュ６０の回転方向のうち、溶融樹脂を長手方向Ｙにおける前側に送ることのできる方向を正回転として説明し、反対方向を逆回転として説明する。

【0054】

また、長手方向Ｙにおける後ろ側へのスクリュ６０の移動、即ち、スクリュ６０の後退は、前後進機構８０により行う。前後進機構８０によってスクリュ６０を後退させる際には、前後進機構８０が有する駆動用電動機８１を駆動させ、駆動用電動機８１で発生した駆動力が、伝動ベルト８３によってプーリ８４に伝達され、プーリ８４からボールねじ機構８６のねじ部８７に伝達されて、ねじ部８７が回転する。これにより、ボールねじ機構８６のナット部８８が長手方向Ｙに移動し、ナット部８８と共に、ロードセル９０、及び回転機構７０全体が、第２レール３５に支持されながら長手方向Ｙに移動する。従って、回転機構７０のプーリ７５に連結されるスクリュ６０も、回転機構７０のプーリ７５と共に長手方向Ｙに移動し、スクリュ６０は後退する。

【0055】

計量工程では、これらのように、スクリュ６０を正回転で回転させながら、スクリュ６０を後退させることにより、加熱バレル５０内の溶融樹脂を、スクリュ６０によって加熱バレル５０の前端側に送る。即ち、制御部１００は、計量工程では、スクリュ６０の回転とスクリュ６０の移動とを制御することにより、加熱バレル５０内の溶融樹脂を、加熱バレル５０の前端側に押し出す。その際に、制御部１００は、スクリュ６０を後退させながら溶融樹脂を加熱バレル５０の前端側の部分に押し出す際におけるスクリュ６０の移動量と、加熱バレル５０の前端側の部分に送った溶融樹脂の圧力とを用いて、溶融樹脂の計量を行う。

【0056】

この場合における溶融樹脂の計量は、加熱バレル５０内における、長手方向Ｙにおいてチェックリング６５よりも前側に位置する部分に、１回の射出工程で型締装置１５が有する金型（図示省略）に対して射出する分の量の溶融樹脂を溜め、１回の射出工程で用いる量の溶融樹脂を確保することをいう。

【0057】

ここで、スクリュ６０に配置されるチェックリング６５は、計量工程において溶融樹脂を前端側に送る際には、前側に送られる溶融樹脂によって前側に押され、スクリュ６０に形成される溝部６２における前側の溝壁６３に押し付けられる（図５参照）。このため、スクリュ６０に形成される溝部６２における後ろ側の溝壁６３とチェックリング６５との間には空隙が形成されるため、チェックリング６５よりも後ろ側に位置する溶融樹脂は、当該空隙を通り、さらに、チェックリング６５の内周面と溝部６２の溝底との間を通って、連通部６４に押し出される。これにより、計量工程においてスクリュ６０によって溶融樹脂をチェックリング６５の前側に押し出す際には、チェックリング６５よりも後ろ側に位置する溶融樹脂は、チェックリング６５の前側に押し出される。

【0058】

計量工程における制御のうち、スクリュ６０の移動量は、前後進機構８０の駆動用電動機８１が有するエンコーダ８２での検出結果に基づいて取得する。つまり、前後進機構８０は、駆動用電動機８１で発生した駆動力をスクリュ６０に伝達することにより、スクリュ６０を長手方向Ｙに移動させるが、エンコーダ８２は、駆動用電動機８１が有する回転体（図示省略）の回転位置を検出することが可能になっている。このため、制御部１００は、エンコーダ８２で検出する駆動用電動機８１の回転体の回転位置を取得することにより、スクリュ６０の長手方向Ｙにおける位置する取得する。

【0059】

前後進機構８０の駆動用電動機８１が有するエンコーダ８２は、加熱バレル５０内でのスクリュ６０を長手方向Ｙのおける位置を検出する、スクリュ位置検出部になっている。制御部１００は、計量工程では、前後進機構８０の駆動用電動機８１が有するエンコーダ８２での検出結果に基づいて、スクリュ６０の長手方向Ｙにおける位置を取得することにより、スクリュ６０の後退量を取得する。

【0060】

また、加熱バレル５０の前端側の部分に送った溶融樹脂の圧力の検出は、ロードセル９０の検出結果を用いて行う。ロードセル９０は、加熱バレル５０内において、スクリュ６０により前端側に押し出した溶融樹脂の圧力である背圧を検出する、背圧検出部として用いられる。

【0061】

ロードセル９０での溶融樹脂の背圧の検出について説明すると、スクリュ６０によって加熱バレル５０内の溶融樹脂を加熱バレル５０内における前端側に押し出す場合、スクリュ６０には、溶融樹脂を前側に押し出す際の反作用により、長手方向Ｙにおける後ろ側への力が作用する。スクリュ６０に作用した長手方向Ｙの力は、スクリュ６０から回転機構７０のプーリ７５に伝わり、プーリ７５から回転機構本体部７１に伝わることにより、回転機構本体部７１に固定されるロードセル９０に伝達される。

【0062】

ロードセル９０における回転機構本体部７１に固定される側の面の反対側の面は、前後進機構８０が有するボールねじ機構８６のナット部８８に固定されているため、回転機構７０の回転機構本体部７１からロードセル９０に対して、長手方向Ｙにおける後ろ側への力は、ロードセル９０を長手方向Ｙに圧縮する力として作用する。ロードセル９０は、このようにロードセル９０に作用する力の大きさを検出し、制御部１００に伝達する。制御部１００は、ロードセル９０から送信された力の大きさを、スクリュ６０に対して長手方向Ｙに作用する力として取得する。

【0063】

制御部１００は、計量工程では、ロードセル９０での検出結果に基づいて、スクリュ６０に対して長手方向Ｙに作用する力の大きさを取得することにより、スクリュ６０によって前側に押し出した溶融樹脂の背圧を取得する。即ち、計量工程では、制御部１００は、エンコーダ８２での検出結果に基づいてスクリュ６０の長手方向Ｙの位置を取得し、ロードセル９０での検出結果に基づいて溶融樹脂の背圧を取得することにより、加熱バレル５０におけるノズル部５２が位置する側である先端側に押し出した溶融樹脂の量を取得し、溶融樹脂の計量を行う。

【0064】

これらのように、制御部１００は、計量工程では、加熱バレル５０内でスクリュ６０を回転させながらスクリュ６０を後退させることにより加熱バレル５０内で溶融樹脂を先端側に押し出し、スクリュ６０により押し出した溶融樹脂の計量を、エンコーダ８２により検出したスクリュ６０の位置とロードセル９０により検出した背圧とに基づいて行う。これにより、計量工程では、一回の射出工程で、加熱バレル５０から型締装置１５が有する金型に対して射出する分の溶融樹脂の計量を行う。

【0065】

ここで、計量工程では、射出工程で射出をする溶融樹脂の圧力が高くなっているが、溶融樹脂の圧力が高いままだと、金型内の成形品が取り出された際に、ノズル部５２から溶融樹脂が漏洩する等の不具合が発生する。このため、本実施形態では、計量を行った溶融樹脂の減圧を行う。次に、計量工程で計量を行った溶融樹脂の減圧制御について説明する。

【0066】

＜計量した樹脂の減圧制御＞
図７は、実施形態に係る射出成形機１での溶融樹脂の減圧制御についての説明図である。計量工程で計量を行った溶融樹脂の減圧制御は、型締装置１５において冷却工程が行われている期間に行う。即ち、計量工程も、冷却工程が行われている期間に行われるため、計量工程と溶融樹脂の減圧制御は、いずれも冷却工程が行われている期間に行い、射出装置１０では、型締装置１５において冷却工程が行われている間に、計量工程と減圧制御とを連続して行う。

【0067】

計量工程では、スクリュ６０を後退させながら溶融樹脂をスクリュ６０によって加熱バレル５０の先端側に押し出すが、制御部１００は、長手方向Ｙにおけるスクリュ６０の位置が、溶融樹脂の計量が完了する位置で停止をするように、スクリュ６０の移動速度を制御する。

【0068】

つまり、制御部１００は、計量工程で後退するスクリュ６０の後退速度の減速を、溶融樹脂の計量が完了するタイミングよりも前のタイミングで開始する。或いは、計量工程で後退するスクリュ６０の後退速度の減速を、溶融樹脂の計量が完了する際の長手方向Ｙにおけるスクリュ６０の位置よりも、長手方向Ｙにおける前側の位置から低下させ始める。このように、スクリュ６０の後退速度の減速を開始するタイミング、或いは、減速を開始する位置は、減圧開始点になっている。この場合における減圧開始点は、スクリュ６０の後退速度の減速を開始する時間的なタイミングと、スクリュ６０の減速を開始する長手方向Ｙにおける空間的な位置との、両方の意味を含んでいる。

【0069】

また、計量工程で、正回転をするスクリュ６０の回転速度も、減圧開始点から減速を開始する。即ち、制御部１００は、計量工程の完了時にスクリュ６０の後退を停止させるために計量工程で計量工程の完了前にスクリュ６０の後退速度を減速させるタイミングから、スクリュ６０の回転速度を減速させる。このように、スクリュ６０の後退速度の減速を開始し、スクリュ６０の回転速度の減速を開始する減圧開始点は、計量工程で圧力を高めた溶融樹脂に対して、減圧の制御を開始するタイミング、或いは位置になっている。

【0070】

計量工程での長手方向Ｙにおけるスクリュ６０の後退は、減圧開始点で後退速度が減速し始め、溶融樹脂の計量が完了したタイミングで後退速度が０になり、長手方向Ｙにおけるスクリュ６０の移動は停止する。また、計量工程でのスクリュ６０の回転速度は、減圧開始点で減速を開始し、溶融樹脂の計量が完了してスクリュ６０の後退速度が０になったタイミングで、回転速度が０になって回転が停止するか、０に近い回転速度になる。

【0071】

なお、減圧開始点から、計量が完了するまでの間の溶融樹脂の背圧は、スクリュ６０の回転速度が減速することにより、背圧は低下し易くなるものの、スクリュ６０の後退速度が減速し、背圧は維持され易くなるため、双方の作用による背圧への影響が相殺され、背圧はあまり変化しないか、僅かな減圧に留まる。

【0072】

計量工程が完了し、スクリュ６０の後退速度が０になって長手方向Ｙにおけるスクリュ６０の移動が停止したら、次に、計量工程で計量した溶融樹脂の背圧が、目標時刻の到達時に、計量工程の完了時における背圧よりも低い目標圧力となるように、スクリュ６０の回転速度と回転方向とを制御する。つまり、制御部１００は、ロードセル９０により検出する背圧が、目標時刻の到達時に目標圧力となるように、スクリュ６０の回転速度と回転方向とを制御する。

【0073】

本実施形態では、目標時刻は、加熱バレル５０で溶融した溶融樹脂を成形する金型（図示省略）において、金型内に射出された溶融樹脂である成形樹脂の冷却が完了する時刻になっており、即ち、目標時刻は、型締装置１５における冷却工程が完了する時刻である、冷却完了時刻になっている。また、本実施形態では、目標圧力は、０ＭＰａになっている。このため、制御部１００は、ロードセル９０により検出する溶融樹脂の背圧が、冷却完了時刻に０ＭＰａになるように、スクリュ６０の回転速度と回転方向とを制御する。

【0074】

また、溶融樹脂の背圧が、目標時刻の到達時に目標圧力となるように、スクリュ６０の回転速度と回転方向とを制御する際には、制御部１００は、溶融樹脂の計量の完了時から目標時刻にかけて、溶融樹脂の背圧が、計量の完了時における圧力から目標圧力に向かって緩やかに低下するように、スクリュ６０の回転速度と回転方向とを制御する。制御部１００による、溶融樹脂の背圧の制御は、溶融樹脂の計量の完了時から目標時刻にかけて、時間の変化に対する背圧の変化を示す減圧制御目標を設定して行う。減圧制御目標は、例えば、溶融樹脂の計量の完了時から目標時刻にかけて、溶融樹脂の背圧が、計量の完了時における圧力から目標圧力に変化する一次関数を設定し、これを減圧制御目標として設定する。

【0075】

制御部１００は、溶融樹脂の計量の完了時から目標時刻にかけて、ロードセル９０の検出結果に基づいて取得する溶融樹脂の背圧と、減圧制御目標とを継続的に比較し、取得した背圧が減圧制御目標より低い場合は背圧を高くする制御を行い、取得した背圧が減圧制御目標より高い場合は背圧を低くする制御を行う。

【0076】

溶融樹脂の背圧を調整する制御は、スクリュ６０の回転を制御することにより行う。つまり、スクリュ６０は、長手方向Ｙにおける移動が停止しているため、スクリュ６０が正回転で回転をした場合には、溶融樹脂の背圧は高くなり、逆回転で回転をした場合には、溶融樹脂の背圧は低くなる。このため、ロードセル９０の検出結果に基づいて取得した溶融樹脂の背圧が、同時刻における減圧制御目標より低い場合は、スクリュ６０を正回転で回転させる。反対に、ロードセル９０の検出結果に基づいて取得した溶融樹脂の背圧が、同時刻における減圧制御目標より高い場合は、スクリュ６０を逆回転で回転させる。また、いずれの場合においても、ロードセル９０の検出結果に基づいて取得した溶融樹脂の背圧と、減圧制御目標との乖離が大きい場合は、スクリュ６０の回転速度を高くし、乖離が小さい場合はスクリュ６０の回転速度を低くする。

【0077】

加熱バレル５０内の先端側に位置する溶融樹脂の背圧は、計量工程における計量が完了した後、これらのように減圧制御が行われることにより、目標時刻の到達時に、目標圧力になる。つまり、本実施形態では、溶融樹脂の背圧は、計量工程の完了後、徐々に減圧され、目標時刻である冷却完了時刻に到達したタイミングで、目標圧力である０ＭＰａになる。計量工程後に溶融樹脂の背圧を減圧する制御では、これらのように行うことにより、目標時刻に向かって緩やかに背圧が減少し、目標時刻の到達時に、目標圧力まで減圧される。

【0078】

ここで、溶融樹脂の背圧の減圧制御は、加熱バレル５０内でスクリュ６０を回転させることにより行うため、減圧制御では、加熱バレル５０内における先端に位置する溶融樹脂の背圧のみでなく、加熱バレル５０内に位置する溶融樹脂全体の圧力も変化する。次に、溶融樹脂の背圧の減圧制御時における加熱バレル５０内の溶融樹脂全体の圧力の変化について説明する。

【0079】

＜加熱バレル５０内の溶融樹脂の圧力の変化＞
図８は、減圧制御を行った際における、加熱バレル５０内全体の溶融樹脂の圧力の変化についての説明図である。なお、図８は、加熱バレル５０の長手方向Ｙにおける位置ごとの溶融樹脂Ｒの圧力を示す図になっており、図８において上側に記載されているグラフにより示される溶融樹脂Ｒの圧力は、下側に記載されている加熱バレル５０の長手方向Ｙにおける位置ごとの、減圧制御による圧力の変化を示している。

【0080】

溶融樹脂Ｒの背圧を減圧する制御では、スクリュ６０を回転させることにより背圧を減圧するため、加熱バレル５０内に位置する溶融樹脂Ｒの圧力は、加熱バレル５０内における先端側以外の部分、即ち、チェックリング６５よりも前側に位置する以外の部分でも、スクリュ６０の回転に伴って変化する。具体的には、溶融樹脂Ｒの背圧の減圧制御では、計量工程が完了した後、背圧を緩やかに減圧するために、計量が完了したタイミングから目標時刻にかけて、継続的にスクリュ６０の回転を制御する。このため、加熱バレル５０内におけるチェックリング６５よりも後ろ側に位置する溶融樹脂Ｒも、スクリュ６０の回転に伴って長手方向Ｙに移動する。

【0081】

その際に、チェックリング６５よりも後ろ側に位置する溶融樹脂Ｒは、計量工程においてスクリュ６０のフライト６１により前側方向へ付与されていた圧力が低減したり、圧力の方向が後ろ側に向かう方向になったりする。従って、溶融樹脂Ｒの背圧の減圧制御を行った際には、背圧が緩やかに減圧するのに伴って、チェックリング６５よりも後ろ側に位置する溶融樹脂Ｒの圧力も、図８に示すように徐々に低下する。

【0082】

＜実施形態の効果＞
以上の実施形態に係る射出成形機１の制御方法及び射出成形機１は、計量工程の完了時にスクリュ６０の後退を停止させるために計量工程で計量工程の完了前にスクリュ６０の後退速度を減速させるタイミングから、スクリュ６０の回転速度を減速させるため、スクリュ６０の後退が停止するタイミングで、スクリュ６０の回転を停止させるか、回転速度を０に近い速度にすることができる。これにより、スクリュ６０の後退が停止する前にスクリュ６０の回転が停止することに起因して、溶融樹脂Ｒの背圧が急激に低下したり、スクリュ６０の後退が停止した後もスクリュ６０の回転し続けることに起因して、溶融樹脂Ｒの背圧が急激に上昇したりすることを抑制することができる。

【0083】

さらに、計量工程の完了後、溶融樹脂Ｒの背圧が、目標時刻の到達時に目標圧力となるようにスクリュ６０の回転速度と回転方向とを制御するため、加熱バレル５０内の溶融樹脂Ｒの圧力が急激に変化することを抑制することができる。

【0084】

つまり、計量工程の完了後に、溶融樹脂Ｒの背圧を減圧する手法としては、従来の射出成形機１で想定される手法としては、サックバックと、スクリュ６０を短時間で所定回転角だけ逆回転させる手法とが挙げられる。しかし、これらの手法の場合、溶融樹脂Ｒの圧力が急激に変化するため、不具合が発生する虞がある。

【0085】

図９は、サックバックを行った際における、加熱バレル５０内全体の溶融樹脂Ｒの圧力の変化についての説明図である。図９は、スクリュ６０の回転を停止させたまま後退させる、いわゆるサックバックを行った際における溶融樹脂Ｒの圧力の変化についての説明図になっている。計量工程の完了後に、加熱バレル５０内の先端側の溶融樹脂Ｒの背圧を低下させることを目的としてサックバックを行った場合、図９に示すように、加熱バレル５０内の先端側の溶融樹脂Ｒの背圧が急激に０ＭＰａになる。

【0086】

これにより、加熱バレル５０内では、チェックリング６５より後ろ側に位置する溶融樹脂Ｒの圧力が、チェックリング６５よりも前側の位置する溶融樹脂Ｒの圧力のよりも高くなり易くなる。このため、加熱バレル５０内の溶融樹脂Ｒは、加熱バレル５０内におけるチェックリング６５よりも後ろ側に位置する溶融樹脂Ｒがチェックリング６５を通過して、チェックリング６５の前側に流れ易くなる。従って、計量工程において、チェックリング６５の前側で計量した溶融樹脂Ｒの量に変化が生じ、当該溶融樹脂Ｒを用いて成形される成形品の重量が、所望の重量に対して変化し易くなる。

【0087】

また、計量工程の後にサックバックを行うことにより、溶融樹脂Ｒの背圧が急激に低下した場合、溶融樹脂ＲからガスＧが発生し易くなる。この場合、溶融樹脂Ｒから発生するガスＧにより、当該溶融樹脂Ｒを用いて成形される成形品の表面に、銀色状の痕である、いわゆるシルバーストリークが発生し易くなる虞がある。

【0088】

図１０は、スクリュ６０を短時間で所定回転角だけ逆回転させた際における、加熱バレル５０内全体の溶融樹脂Ｒの圧力の変化についての説明図である。図１０は、長手方向Ｙにおけるスクリュ６０の移動は停止させたまま、スクリュ６０を所定の回転角で一気に逆回転させた際における溶融樹脂Ｒの圧力の変化についての説明図になっている。計量工程の完了後に、スクリュ６０を所定の回転角で一気に逆回転させた場合、図１０に示すように、加熱バレル５０内全体で、溶融樹脂Ｒの圧力が０ＭＰａ付近まで急激に低下する。このため、溶融樹脂Ｒからは、全体的にガスＧが発生し易くなり、加熱バレル５０内全体にガスＧが溜まり易くなる。

【0089】

また、スクリュ６０を所定の回転角で一気に逆回転させた場合、計量工程の完了から、金型内に射出した溶融樹脂Ｒを冷却して固化させるまでの待ち時間が長くなるため、待ち時間の間にもガスＧが連続的に発生する虞がある。この場合も、発生したガスＧによって、成形品の表面にシルバーストリークが発生し易くなる虞がある。

【0090】

これに対し、本実施形態では、計量工程の完了後、溶融樹脂Ｒの背圧が、目標時刻の到達時に目標圧力となるように制御する。このため、計量工程の完了後に、溶融樹脂Ｒがチェックリング６５を通過して長手方向Ｙに移動することを抑制できる。従って、加熱バレル５０内における先端側で計量した溶融樹脂Ｒの重量が変化することを抑制でき、成形品の重量が所望の重量から変化することを抑制することができる。

【0091】

また、溶融樹脂Ｒの背圧が、目標時刻の到達時に目標圧力となるように制御することにより、加熱バレル５０内の溶融樹脂Ｒの圧力が急激に変化することを抑制することができる。これにより、溶融樹脂Ｒの圧力が急激に低下することに起因して、溶融樹脂ＲにガスＧが発生することを抑制することができる。従って、成形品の表面に、溶融樹脂Ｒに発生したガスＧに起因してシルバーストリークが発生することを抑制することができる。

【0092】

また、目標時刻の到達時に、溶融樹脂Ｒの背圧が目標圧力となるように制御することにより、型締装置１５の金型内の成形品が取り出された際に、背圧が高いことに起因してノズル部５２から溶融樹脂Ｒが漏洩することを抑制することができる。これにより、計量が完了した溶融樹脂Ｒが漏洩することに起因して、成形品に使用される溶融樹脂Ｒの量が変化してしまうことを抑制することができる。これらの結果、成形品の品質をより確実に向上させることができる。

【0093】

また、目標圧力が０ＭＰａであるため、型締装置１５が有する金型内での成形樹脂の冷却が完了するタイミングで、加熱バレル５０における先端側に位置する溶融樹脂Ｒの背圧を０ＭＰａにすることができる。これにより、計量工程の完了後に溶融樹脂Ｒの背圧が急激に低下することを抑制しつつ、型締装置１５が有する金型での冷却の完了時には、溶融樹脂Ｒの背圧をより確実に減圧を行うことができる。従って、溶融樹脂Ｒの背圧が急激に低下することに起因するガスＧの発生を抑制しつつ、溶融樹脂Ｒの背圧をより確実に低下させることができ、ノズル部５２から溶融樹脂Ｒが漏洩することを抑制することができる。この結果、成形品の品質をより確実に向上させることができる。

【0094】

また、目標時刻は、加熱バレル５０で溶融した溶融樹脂Ｒを成形する金型において成形樹脂の冷却が完了する時刻であるため、計量を行った溶融樹脂Ｒの背圧の減圧を、成形樹脂の冷却が完了するタイミングで完了することができる。これにより、溶融樹脂Ｒの背圧が急激に低下することに起因してガスＧの発生を抑制しつつ、成形樹脂の冷却の完了時には、溶融樹脂Ｒの背圧をより確実に低下させることができ、ノズル部５２から溶融樹脂Ｒが漏洩することを抑制することができる。この結果、成形品の品質をより確実に向上させることができる。

【0095】

［変形例］
なお、上述した実施形態では、目標圧力は０ＭＰａになっているが、目標圧力は、０ＭＰａ以外であってもよい。図１１は、実施形態に係る射出成形機１の制御方法の変形例であり、目標圧力が任意の設定圧力である場合の説明図である。計量工程の完了後に目標時刻に到達した際における目標圧力は、例えば、図１１に示すように、０ＭＰａよりも高い圧力に設定されてもよく、目標圧力は、溶融樹脂に応じて設定される設定圧力であってもよい。例えば、溶融樹脂が、発泡成形に用いる発泡樹脂である場合、金型内に射出する前に溶融樹脂の背圧を減圧し過ぎると、溶融樹脂に含まれるガスが成形前に発泡し過ぎてしまう虞がある。このため、このような場合は、溶融樹脂に含まれるガスの発泡を抑制することができる背圧を設定圧力として設定し、設定圧力を目標圧力として用いてもよい。これにより、溶融樹脂に発泡樹脂を用いる場合でも、所望の発泡成形を行うことができる。これらのように、目標圧力は、溶融樹脂に応じて設定される設定圧力であってよい。この結果、溶融樹脂の種類に関わらず、成形品の品質をより確実に向上させることができる。

【0096】

また、上述した実施形態では、目標時刻は、成形樹脂の冷却が完了する時刻になっているが、目標時刻は、成形樹脂の冷却が完了する時刻以外であってもよい。図１２は、実施形態に係る射出成形機１の制御方法の変形例であり、目標時刻が任意のオフセット時刻である場合の説明図である。計量工程の完了後に、溶融樹脂の減圧を目標圧力まで減圧する目標時刻は、例えば、図１２に示すように、成形樹脂の冷却が完了する時刻よりも前の時刻であってもよい。即ち、目標時刻は、加熱バレル５０で溶融した溶融樹脂を成形する金型において成形樹脂の冷却が完了する時刻よりも前に設定されるオフセット時刻であってもよい。これにより、スクリュ６０の回転速度と回転方向とを制御することによる溶融樹脂の背圧の減圧制御に対して、実際の溶融樹脂の背圧の減圧が遅く進む場合でも、背圧の変化の遅れを吸収することができ、成形樹脂の冷却の完了時には、実際の溶融樹脂の背圧をより確実に目標圧力まで減圧することができる。この結果、成形品の品質をより確実に向上させることができる。

【符号の説明】

【0097】

１…射出成形機、５…ベース、６…第１レール、１０…射出装置、１５…型締装置、２０…フレーム、２１…基台、２２…前壁、２３…後壁、２４…脚部、３０…上フレーム、３１…前壁、３２…側壁、３３…支持ピン、３４…固定ねじ、３５…第２レール、４０…推進機構、４１…駆動用電動機、４２…連結機構、４３…ボールねじ機構、４４…ねじ部、４５…ナット部、５０…加熱バレル、５１…ヒータ、５２…ノズル部、５５…ホッパ、６０…スクリュ、６１…フライト、６２…溝部、６３…溝壁、６４…連通部、６５…チェックリング、７０…回転機構、７１…回転機構本体部、７２…ステー、７３…駆動用電動機、７４…伝動ベルト、７５…プーリ、７６…軸受、８０…前後進機構、８１…駆動用電動機、８２…エンコーダ、８３…伝動ベルト、８４…プーリ、８５…軸受、８６…ボールねじ機構、８７…ねじ部、８８…ナット部、９０…ロードセル、１００…制御部、１０１…表示部、１０２…入力部、Ｒ…溶融樹脂、Ｇ…ガス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】