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(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】2025-03-03
(45)【発行日】2025-03-11
(54)【発明の名称】射出成形機
(51)【国際特許分類】
B29C 45/76 20060101AFI20250304BHJP
B29C 45/54 20060101ALI20250304BHJP
B22D 17/32 20060101ALI20250304BHJP
【ＦＩ】
B29C45/76
B29C45/54
B22D17/32 B
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2023511419
(86)(22)【出願日】2022-03-29
(86)【国際出願番号】 JP2022015678
(87)【国際公開番号】W WO2022210778
(87)【国際公開日】2022-10-06
【審査請求日】2024-06-17
(31)【優先権主張番号】P 2021061135
(32)【優先日】2021-03-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000002107
【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】谷藤 弘康
(72)【発明者】
【氏名】堀田 大吾
(72)【発明者】
【氏名】大野 大
【審査官】岸 智章
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－３３１１６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３３５０７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２５０５２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－３０４９７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ４５／７６
Ｂ２９Ｃ ４５／５４
Ｂ２２Ｄ １７／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
金型装置に成形材料を充填する射出装置と、前記射出装置を制御する制御装置と、を有し、
前記射出装置は、前記成形材料を加熱するシリンダと、前記シリンダ内に配置されたスクリュと、前記スクリュを回転させる計量モータと、を有し、
前記制御装置は、
前記計量モータの回転角に基づいて、前記スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、前記スクリュに作用する圧力を検出する圧力検出器から出力される検出値を補正する補正制御部を有する、
射出成形機。
【請求項2】
金型装置に成形材料を充填する射出装置と、前記射出装置を制御する制御装置と、を有し、
前記射出装置は、前記成形材料を加熱するシリンダと、前記シリンダ内に配置されたスクリュと、前記スクリュを回転させる計量モータと、を有し、
前記制御装置は、
前記計量モータのエンコーダの検出値に基づいて、前記スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、前記スクリュに作用する圧力を検出する圧力検出器から出力される検出値を補正する補正制御部を有する、
射出成形機。
【請求項3】
金型装置に成形材料を充填する射出装置と、
前記射出装置を制御する制御装置と、を有し、
前記射出装置は、前記成形材料を加熱するシリンダと、前記シリンダ内に配置されたスクリュと、前記スクリュを回転させる計量モータと、射出スプライン軸と結合される射出モータと、前記スクリュに作用する圧力の検出結果である検出値を出力する圧力検出器と、を有し、
前記制御装置は、
前記射出モータの回転角に基づいて、前記射出スプライン軸の位相に応じて変化する前記検出値の変化に対応して、前記スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、前記圧力検出器から出力される前記検出値を補正する補正制御部を有する、
射出成形機。
【請求項4】
金型装置に成形材料を充填する射出装置と、
前記射出装置を制御する制御装置と、を有し、
前記射出装置は、前記成形材料を加熱するシリンダと、前記シリンダ内に配置されたスクリュと、前記スクリュを回転させる計量モータと、射出スプライン軸と結合される射出モータと、前記スクリュに作用する圧力の検出結果である検出値を出力する圧力検出器と、を有し、
前記制御装置は、
前記射出モータの回転角に基づいて、前記射出スプライン軸の軸方向の位置に応じて変化する前記検出値の変化に対応して、前記スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、前記圧力検出器から出力される前記検出値を補正する補正制御部を有する、
射出成形機。
【請求項5】
金型装置に成形材料を充填する射出装置と、
前記射出装置を制御する制御装置と、を有し、
前記射出装置は、前記成形材料を加熱するシリンダと、前記シリンダ内に配置されたスクリュと、前記スクリュを回転させる計量モータと、射出スプライン軸と結合される射出モータと、前記スクリュに作用する圧力の検出結果である検出値を出力する圧力検出器と、を有し、
前記制御装置は、
前記射出モータのエンコーダの検出値に基づいて、前記射出スプライン軸の位相に応じて変化する前記検出値の変化に対応して、前記スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、前記圧力検出器から出力される前記検出値を補正する補正制御部を有する、
射出成形機。
【請求項6】
金型装置に成形材料を充填する射出装置と、
前記射出装置を制御する制御装置と、を有し、
前記射出装置は、前記成形材料を加熱するシリンダと、前記シリンダ内に配置されたスクリュと、前記スクリュを回転させる計量モータと、射出スプライン軸と結合される射出モータと、前記スクリュに作用する圧力の検出結果である検出値を出力する圧力検出器と、を有し、
前記制御装置は、
前記射出モータのエンコーダの検出値に基づいて、前記射出スプライン軸の軸方向の位置に応じて変化する前記検出値の変化に対応して、前記スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、前記圧力検出器から出力される前記検出値を補正する補正制御部を有する、
射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出成形機に関する。
【背景技術】
【0002】
射出成形機は、成形材料としての樹脂ペレットが供給されるシリンダと、樹脂ペレットを溶融させるためにシリンダを加熱するヒータと、を備えている。射出成形機は、シリンダ内で樹脂ペレットを溶融させ、溶融させた樹脂を金型装置内のキャビティ空間に充填させることで、成形品を製造する。
【0003】
射出成形機には、様々なセンサが設けられている。そして、センサで検出された値から、正確なトルクや応力を認識することが好まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００９－０４５９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１は、計量中の回転トルクを計測、記憶して、予め想定した関数に入力することで、スクリュの回転トルクの許容上限値を設定しているので、複雑な材料力学的強度計算をせずとも、許容上限値に基づいたトルク監視を実現している。
【0006】
一方、射出成形機を適切な制御や監視を行うために、回転トルクだけではなく、正確な樹脂圧の検出が望まれている。しかしながら、駆動部品の摩擦や姿勢変化による偏荷重が、荷重検出器の検出値に影響を与えていた。
【0007】
本発明の一態様は、成形材料を充填させるための圧力制御や、スクリュに作用する圧力の検出の精度を向上させる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様に係る射出成形機は、金型装置に成形材料を充填する射出装置と、射出装置を制御する制御装置と、を有する。射出装置は、成形材料を加熱するシリンダと、シリンダ内に配置されたスクリュと、スクリュを回転させる計量モータと、を有する。制御装置は、計量モータの回転角に基づいて、スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、スクリュに作用する圧力を検出する圧力検出器から出力される検出値を補正する補正制御部を有する。
【0009】
本発明の一態様に係る射出成形機は、金型装置に成形材料を充填する射出装置と、射出装置を制御する制御装置と、を有する。射出装置は、成形材料を加熱するシリンダと、シリンダ内に配置されたスクリュと、前記スクリュを回転させる計量モータと、を有する。制御装置は、計量モータに対するエンコーダの検出値に基づいて、スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、スクリュに作用する圧力を検出する圧力検出器から出力される検出値を補正する補正制御部を有する。
【0010】
本発明の一態様に係る射出成形機は、金型装置に成形材料を充填する射出装置と、射出装置を制御する制御装置と、を有し、射出装置は、成形材料を加熱するシリンダと、シリンダ内に配置されたスクリュと、スクリュを回転させる計量モータと、射出スプライン軸と結合される射出モータと、スクリュに作用する圧力の検出結果である検出値を出力する圧力検出器と、を有し、制御装置は、射出モータの回転角に基づいて、射出スプライン軸の位相に応じて変化する検出値の変化に対応して、スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、圧力検出器から出力される検出値を補正する補正制御部を有する。
また、本発明の一態様に係る射出成形機は、金型装置に成形材料を充填する射出装置と、射出装置を制御する制御装置と、を有し、射出装置は、成形材料を加熱するシリンダと、シリンダ内に配置されたスクリュと、スクリュを回転させる計量モータと、射出スプライン軸と結合される射出モータと、スクリュに作用する圧力の検出結果である検出値を出力する圧力検出器と、を有し、制御装置は、射出モータの回転角に基づいて、射出スプライン軸の軸方向の位置に応じて変化する検出値の変化に対応して、スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、圧力検出器から出力される検出値を補正する補正制御部を有する。
また、本発明の一態様に係る射出成形機は、金型装置に成形材料を充填する射出装置と、射出装置を制御する制御装置と、を有し、射出装置は、成形材料を加熱するシリンダと、シリンダ内に配置されたスクリュと、スクリュを回転させる計量モータと、射出スプライン軸と結合される射出モータと、スクリュに作用する圧力の検出結果である検出値を出力する圧力検出器と、を有し、制御装置は、射出モータのエンコーダの検出値に基づいて、射出スプライン軸の軸方向の位置に応じて変化する検出値の変化に対応して、スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、圧力検出器から出力される検出値を補正する補正制御部を有する。
また、本発明の一態様に係る射出成形機は、金型装置に成形材料を充填する射出装置と、射出装置を制御する制御装置と、を有し、射出装置は、成形材料を加熱するシリンダと、シリンダ内に配置されたスクリュと、スクリュを回転させる計量モータと、射出スプライン軸と結合される射出モータと、スクリュに作用する圧力の検出結果である検出値を出力する圧力検出器と、を有し、制御装置は、射出モータのエンコーダの検出値に基づいて、射出スプライン軸の軸方向の位置に応じて変化する検出値の変化に対応して、スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、圧力検出器から出力される検出値を補正する補正制御部を有する。
また、本発明の一態様に係る射出成形機は、金型装置に成形材料を充填する射出装置と、射出装置を制御する制御装置と、を有し、射出装置は、成形材料を加熱するシリンダと、シリンダ内に配置されたスクリュと、スクリュを回転させる計量モータと、射出スプライン軸と結合される射出モータと、スクリュに作用する圧力の検出結果である検出値を出力する圧力検出器と、を有し、制御装置は、射出モータの回転角に基づいて、射出スプライン軸の軸方向の位置に応じて変化する検出値の変化に対応して、スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、圧力検出器から出力される検出値を補正する補正制御部を有する。
また、本発明の一態様に係る射出成形機は、金型装置に成形材料を充填する射出装置と、射出装置を制御する制御装置と、を有し、射出装置は、成形材料を加熱するシリンダと、シリンダ内に配置されたスクリュと、スクリュを回転させる計量モータと、射出スプライン軸と結合される射出モータと、スクリュに作用する圧力の検出結果である検出値を出力する圧力検出器と、を有し、制御装置は、射出モータのエンコーダの検出値に基づいて、射出スプライン軸の軸方向の位置に応じて変化する検出値の変化に対応して、スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、圧力検出器から出力される検出値を補正する補正制御部を有する。
また、本発明の一態様に係る射出成形機は、金型装置に成形材料を充填する射出装置と、射出装置を制御する制御装置と、を有し、射出装置は、成形材料を加熱するシリンダと、シリンダ内に配置されたスクリュと、スクリュを回転させる計量モータと、射出スプライン軸と結合される射出モータと、スクリュに作用する圧力の検出結果である検出値を出力する圧力検出器と、を有し、制御装置は、射出モータのエンコーダの検出値に基づいて、射出スプライン軸の軸方向の位置に応じて変化する検出値の変化に対応して、スクリュの圧力制御に用いる圧力設定値を補正する、又は、圧力検出器から出力される検出値を補正する補正制御部を有する。
【発明の効果】
【0011】
本発明の一態様によれば、外乱の影響を抑止して、成形材料を充填させるための圧力制御や、スクリュに作用する圧力の検出の精度を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の又は対応する符号を付し、説明を省略することがある。
【0014】
図１は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図２は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。本明細書において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向を表し、Ｚ軸方向は鉛直方向を表す。型締装置１００が横型である場合、Ｘ軸方向は型開閉方向であり、Ｙ軸方向は射出成形機１０の幅方向である。Ｙ軸方向負側を操作側と呼び、Ｙ軸方向正側を反操作側と呼ぶ。
【0015】
図１～図２に示すように、射出成形機１０は、金型装置８００を開閉する型締装置１００と、金型装置８００で成形された成形品を突き出すエジェクタ装置２００と、金型装置８００に成形材料を射出する射出装置３００と、金型装置８００に対し射出装置３００を進退させる移動装置４００と、射出成形機１０の各構成要素を制御する制御装置７００と、射出成形機１０の各構成要素を支持するフレーム９００とを有する。フレーム９００は、型締装置１００を支持する型締装置フレーム９１０と、射出装置３００を支持する射出装置フレーム９２０とを含む。型締装置フレーム９１０および射出装置フレーム９２０は、それぞれ、レベリングアジャスタ９３０を介して床２に設置される。射出装置フレーム９２０の内部空間に、制御装置７００が配置される。以下、射出成形機１０の各構成要素について説明する。
【0016】
（型締装置）
型締装置１００の説明では、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。
型締装置１００の説明では、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。
【0017】
型締装置１００は、金型装置８００の型閉、昇圧、型締、脱圧および型開を行う。金型装置８００は、固定金型８１０と可動金型８２０とを含む。
【0018】
型締装置１００は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置１００は、固定金型８１０が取付けられる固定プラテン１１０と、可動金型８２０が取付けられる可動プラテン１２０と、固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる移動機構１０２と、を有する。
【0019】
固定プラテン１１０は、型締装置フレーム９１０に対し固定される。固定プラテン１１０における可動プラテン１２０との対向面に固定金型８１０が取付けられる。
【0020】
可動プラテン１２０は、型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置される。型締装置フレーム９１０上には、可動プラテン１２０を案内するガイド１０１が敷設される。可動プラテン１２０における固定プラテン１１０との対向面に可動金型８２０が取付けられる。
【0021】
移動機構１０２は、固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を進退させることにより、金型装置８００の型閉、昇圧、型締、脱圧、および型開を行う。移動機構１０２は、固定プラテン１１０と間隔をおいて配置されるトグルサポート１３０と、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０を連結するタイバー１４０と、トグルサポート１３０に対して可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させるトグル機構１５０と、トグル機構１５０を作動させる型締モータ１６０と、型締モータ１６０の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構１７０と、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０の間隔を調整する型厚調整機構１８０と、を有する。
【0022】
トグルサポート１３０は、固定プラテン１１０と間隔をおいて配設され、型締装置フレーム９１０上に型開閉方向に移動自在に載置される。なお、トグルサポート１３０は、型締装置フレーム９１０上に敷設されるガイドに沿って移動自在に配置されてもよい。トグルサポート１３０のガイドは、可動プラテン１２０のガイド１０１と共通のものでもよい。
【0023】
なお、本実施形態では、固定プラテン１１０が型締装置フレーム９１０に対し固定され、トグルサポート１３０が型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置されるが、トグルサポート１３０が型締装置フレーム９１０に対し固定され、固定プラテン１１０が型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置されてもよい。
【0024】
タイバー１４０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０とを型開閉方向に間隔Ｌをおいて連結する。タイバー１４０は、複数本（例えば４本）用いられてよい。複数本のタイバー１４０は、型開閉方向に平行に配置され、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１４０には、タイバー１４０の歪を検出するタイバー歪検出器１４１が設けられてよい。タイバー歪検出器１４１は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。タイバー歪検出器１４１の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。
【0025】
なお、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器１４１が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪ゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー１４０に限定されない。
【0026】
トグル機構１５０は、可動プラテン１２０とトグルサポート１３０との間に配置され、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる。トグル機構１５０は、型開閉方向に移動するクロスヘッド１５１と、クロスヘッド１５１の移動によって屈伸する一対のリンク群と、を有する。一対のリンク群は、それぞれ、ピンなどで屈伸自在に連結される第１リンク１５２と第２リンク１５３とを有する。第１リンク１５２は可動プラテン１２０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３はトグルサポート１３０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３は、第３リンク１５４を介してクロスヘッド１５１に取付けられる。トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させると、第１リンク１５２と第２リンク１５３とが屈伸し、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０が進退する。
【0027】
なお、トグル機構１５０の構成は、図１および図２に示す構成に限定されない。例えば図１および図２では、各リンク群の節点の数が５つであるが、４つでもよく、第３リンク１５４の一端部が、第１リンク１５２と第２リンク１５３との節点に結合されてもよい。
【0028】
型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に取付けられており、トグル機構１５０を作動させる。型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させることにより、第１リンク１５２と第２リンク１５３とを屈伸させ、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を進退させる。型締モータ１６０は、運動変換機構１７０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構１７０に連結されてもよい。
【0029】
運動変換機構１７０は、型締モータ１６０の回転運動をクロスヘッド１５１の直線運動に変換する。運動変換機構１７０は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。
【0030】
型締装置１００は、制御装置７００による制御下で、型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、および型開工程などを行う。
【0031】
型閉工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定移動速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン１２０を前進させ、可動金型８２０を固定金型８１０にタッチさせる。クロスヘッド１５１の位置や移動速度は、例えば型締モータエンコーダ１６１などを用いて検出する。型締モータエンコーダ１６１は、型締モータ１６０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。
【0032】
なお、クロスヘッド１５１の位置を検出するクロスヘッド位置検出器、およびクロスヘッド１５１の移動速度を検出するクロスヘッド移動速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。また、可動プラテン１２０の位置を検出する可動プラテン位置検出器、および可動プラテン１２０の移動速度を検出する可動プラテン移動速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0033】
昇圧工程では、型締モータ１６０をさらに駆動してクロスヘッド１５１を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。
【0034】
型締工程では、型締モータ１６０を駆動して、クロスヘッド１５１の位置を型締位置に維持する。型締工程では、昇圧工程で発生させた型締力が維持される。型締工程では、可動金型８２０と固定金型８１０との間にキャビティ空間８０１（図２参照）が形成され、射出装置３００がキャビティ空間８０１に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。
【0035】
キャビティ空間８０１の数は、１つでもよいし、複数でもよい。後者の場合、複数の成形品が同時に得られる。キャビティ空間８０１の一部にインサート材が配置され、キャビティ空間８０１の他の一部に成形材料が充填されてもよい。インサート材と成形材料とが一体化した成形品が得られる。
【0036】
脱圧工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を型締位置から型開開始位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、型締力を減少させる。型開開始位置と、型閉完了位置とは、同じ位置であってよい。
【0037】
型開工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定移動速度で型開開始位置から型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、可動金型８２０を固定金型８１０から離間させる。その後、エジェクタ装置２００が可動金型８２０から成形品を突き出す。
【0038】
型閉工程、昇圧工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および昇圧工程におけるクロスヘッド１５１の移動速度や位置（型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置を含む）、型締力は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型締位置と型締力とは、いずれか一方のみが設定されてもよい。
【0039】
脱圧工程および型開工程における設定条件も同様に設定される。例えば、脱圧工程および型開工程におけるクロスヘッド１５１の移動速度や位置（型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置）は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置は、前側から後方に向けて、この順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型開開始位置と型閉完了位置とは同じ位置であってよい。また、型開完了位置と型閉開始位置とは同じ位置であってよい。
【0040】
なお、クロスヘッド１５１の移動速度や位置などの代わりに、可動プラテン１２０の移動速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置（例えば型締位置）や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。
【0041】
ところで、トグル機構１５０は、型締モータ１６０の駆動力を増幅して可動プラテン１２０に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第１リンク１５２と第２リンク１５３とのなす角θ（以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ）に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド１５１の位置から求められる。リンク角度θが１８０°のとき、トグル倍率が最大になる。
【0042】
金型装置８００の交換や金型装置８００の温度変化などにより金型装置８００の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば可動金型８２０が固定金型８１０にタッチする型タッチの時点でトグル機構１５０のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。
【0043】
型締装置１００は、型厚調整機構１８０を有する。型厚調整機構１８０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整することで、型厚調整を行う。なお、型厚調整のタイミングは、例えば成形サイクル終了から次の成形サイクル開始までの間に行われる。型厚調整機構１８０は、例えば、タイバー１４０の後端部に形成されるねじ軸１８１と、トグルサポート１３０に回転自在に且つ進退不能に保持されるねじナット１８２と、ねじ軸１８１に螺合するねじナット１８２を回転させる型厚調整モータ１８３とを有する。
【0044】
ねじ軸１８１およびねじナット１８２は、タイバー１４０ごとに設けられる。型厚調整モータ１８３の回転駆動力は、回転駆動力伝達部１８５を介して複数のねじナット１８２に伝達されてよい。複数のねじナット１８２を同期して回転できる。なお、回転駆動力伝達部１８５の伝達経路を変更することで、複数のねじナット１８２を個別に回転することも可能である。
【0045】
回転駆動力伝達部１８５は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット１８２の外周に従動歯車が形成され、型厚調整モータ１８３の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の従動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート１３０の中央部に回転自在に保持される。なお、回転駆動力伝達部１８５は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。
【0046】
型厚調整機構１８０の動作は、制御装置７００によって制御される。制御装置７００は、型厚調整モータ１８３を駆動して、ねじナット１８２を回転させる。その結果、トグルサポート１３０のタイバー１４０に対する位置が調整され、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌが調整される。なお、複数の型厚調整機構が組合わせて用いられてもよい。
【0047】
間隔Ｌは、型厚調整モータエンコーダ１８４を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ１８４は、型厚調整モータ１８３の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。型厚調整モータエンコーダ１８４の検出結果は、トグルサポート１３０の位置や間隔Ｌの監視や制御に用いられる。なお、トグルサポート１３０の位置を検出するトグルサポート位置検出器、および間隔Ｌを検出する間隔検出器は、型厚調整モータエンコーダ１８４に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0048】
型締装置１００は、金型装置８００の温度を調節する金型温調器を有してもよい。金型装置８００は、その内部に、温調媒体の流路を有する。金型温調器は、金型装置８００の流路に供給する温調媒体の温度を調節することで、金型装置８００の温度を調節する。
【0049】
なお、本実施形態の型締装置１００は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。
【0050】
なお、本実施形態の型締装置１００は、駆動源として、型締モータ１６０を有するが、型締モータ１６０の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置１００は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。
【0051】
（エジェクタ装置）
エジェクタ装置２００の説明では、型締装置１００の説明と同様に、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。
エジェクタ装置２００の説明では、型締装置１００の説明と同様に、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。
【0052】
エジェクタ装置２００は、可動プラテン１２０に取付けられ、可動プラテン１２０と共に進退する。エジェクタ装置２００は、金型装置８００から成形品を突き出すエジェクタロッド２１０と、エジェクタロッド２１０を可動プラテン１２０の移動方向（Ｘ軸方向）に移動させる駆動機構２２０とを有する。
【0053】
エジェクタロッド２１０は、可動プラテン１２０の貫通穴に進退自在に配置される。エジェクタロッド２１０の前端部は、可動金型８２０のエジェクタプレート８２６と接触する。エジェクタロッド２１０の前端部は、エジェクタプレート８２６と連結されていても、連結されていなくてもよい。
【0054】
駆動機構２２０は、例えば、エジェクタモータと、エジェクタモータの回転運動をエジェクタロッド２１０の直線運動に変換する運動変換機構とを有する。運動変換機構は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。
【0055】
エジェクタ装置２００は、制御装置７００による制御下で、突き出し工程を行う。突き出し工程では、エジェクタロッド２１０を設定移動速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、エジェクタプレート８２６を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータを駆動してエジェクタロッド２１０を設定移動速度で後退させ、エジェクタプレート８２６を元の待機位置まで後退させる。
【0056】
エジェクタロッド２１０の位置や移動速度は、例えばエジェクタモータエンコーダを用いて検出する。エジェクタモータエンコーダは、エジェクタモータの回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。なお、エジェクタロッド２１０の位置を検出するエジェクタロッド位置検出器、およびエジェクタロッド２１０の移動速度を検出するエジェクタロッド移動速度検出器は、エジェクタモータエンコーダに限定されず、一般的なものを使用できる。
【0057】
（射出装置）
射出装置３００の説明では、型締装置１００の説明やエジェクタ装置２００の説明とは異なり、充填時のスクリュ３３０の軸方向（例えば、スクリュ３３０が移動可能な方向のうち、Ｘ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の軸方向（例えば、スクリュ３３０が移動可能な方向のうち、Ｘ軸正方向）を後方として説明する。
射出装置３００の説明では、型締装置１００の説明やエジェクタ装置２００の説明とは異なり、充填時のスクリュ３３０の軸方向（例えば、スクリュ３３０が移動可能な方向のうち、Ｘ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の軸方向（例えば、スクリュ３３０が移動可能な方向のうち、Ｘ軸正方向）を後方として説明する。
【0058】
射出装置３００はスライドベース３０１に設置され、スライドベース３０１は射出装置フレーム９２０に対し進退自在に配置される。射出装置３００は、金型装置８００に対し進退自在に配置される。射出装置３００は、金型装置８００にタッチし、金型装置８００内のキャビティ空間８０１に成形材料を充填する。射出装置３００は、例えば、成形材料を加熱するシリンダ３１０と、シリンダ３１０の前端部に設けられるノズル３２０と、シリンダ３１０内に進退自在に且つ回転自在に配置されるスクリュ３３０と、スクリュ３３０を回転させる計量モータ３４０と、スクリュ３３０を進退させる射出モータ３５０と、射出モータ３５０とスクリュ３３０の間で伝達される荷重を検出する荷重検出器３６０と、を有する。
【0059】
シリンダ３１０は、供給口３１１から内部に供給された成形材料を加熱する。成形材料は、例えば樹脂などを含む。成形材料は、例えばペレット状に形成され、固体の状態で供給口３１１に供給される。供給口３１１はシリンダ３１０の後部に形成される。シリンダ３１０の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器３１２が設けられる。冷却器３１２よりも前方において、シリンダ３１０の外周には、バンドヒータなどの加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。
【0060】
シリンダ３１０は、シリンダ３１０の軸方向（例えばＸ軸方向）に複数のゾーンに区分される。複数のゾーンのそれぞれに加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。複数のゾーンのそれぞれに設定温度が設定され、温度検出器３１４の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。
【0061】
ノズル３２０は、シリンダ３１０の前端部に設けられ、金型装置８００に対し押し付けられる。ノズル３２０の外周には、加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。ノズル３２０の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。
【0062】
スクリュ３３０は、シリンダ３１０内に回転自在に且つ進退自在に配置される。スクリュ３３０を回転させると、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ３１０からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。その後、スクリュ３３０を前進させると、スクリュ３３０前方に蓄積された液状の成形材料がノズル３２０から射出され、金型装置８００内に充填される。
【0063】
スクリュ３３０の前部には、スクリュ３３０を前方に押すときにスクリュ３３０の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング３３１が進退自在に取付けられる。
【0064】
逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を前進させるときに、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置（図２参照）までスクリュ３３０に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ３３０前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。
【0065】
一方、逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を回転させるときに、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置（図１参照）までスクリュ３３０に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ３３０の前方に成形材料が送られる。
【0066】
逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０と共に回転する共回りタイプと、スクリュ３３０と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。
【0067】
なお、射出装置３００は、スクリュ３３０に対し逆流防止リング３３１を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。
【0068】
計量モータ３４０は、スクリュ３３０を回転させる。スクリュ３３０を回転させる駆動源は、計量モータ３４０には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。
【0069】
射出モータ３５０は、スクリュ３３０を進退させる。射出モータ３５０とスクリュ３３０との間には、射出モータ３５０の回転運動をスクリュ３３０の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ３３０を進退させる駆動源は、射出モータ３５０には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。
【0070】
荷重検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間で伝達される荷重を検出する。検出した荷重は、制御装置７００で圧力に換算される。荷重検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間の荷重の伝達経路に設けられ、荷重検出器３６０に作用する荷重を検出する。
【0071】
荷重検出器３６０は、検出した荷重の信号を制御装置７００に送る。荷重検出器３６０によって検出される荷重は、スクリュ３３０と成形材料との間で作用する圧力に換算され、スクリュ３３０が成形材料から受ける圧力、スクリュ３３０に対する背圧、スクリュ３３０から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。
【0072】
なお、成形材料の圧力を検出する圧力検出器は、荷重検出器３６０に限定されず、一般的なものを使用できる。例えば、ノズル圧センサ、又は型内圧センサが用いられてもよい。ノズル圧センサは、ノズル３２０に設置される。型内圧センサは、金型装置８００の内部に設置される。
【0073】
射出装置３００は、制御装置７００による制御下で、計量工程、充填工程および保圧工程などを行う。充填工程と保圧工程とをまとめて射出工程と呼んでもよい。
【0074】
計量工程では、計量モータ３４０を駆動してスクリュ３３０を設定回転速度で回転させ、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。スクリュ３３０の回転速度は、例えば計量モータエンコーダ３４１を用いて検出する。計量モータエンコーダ３４１は、計量モータ３４０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。なお、スクリュ３３０の回転速度を検出するスクリュ回転速度検出器は、計量モータエンコーダ３４１に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0075】
計量工程では、スクリュ３３０の急激な後退を制限すべく、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ３３０に対する背圧は、例えば荷重検出器３６０を用いて検出する。スクリュ３３０が計量完了位置まで後退し、スクリュ３３０の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。
【0076】
計量工程におけるスクリュ３３０の軸方向の位置および回転速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、計量開始位置、回転速度切換位置および計量完了位置が設定される。これらの位置は、前側から後方に向けてこの順で並び、回転速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、回転速度が設定される。回転速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。回転速度切換位置は、設定されなくてもよい。また、区間毎に背圧が設定される。
【0077】
充填工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を設定移動速度で前進させ、スクリュ３３０の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置８００内のキャビティ空間８０１に充填させる。スクリュ３３０の位置や移動速度は、例えば射出モータエンコーダ３５１を用いて検出する。射出モータエンコーダ３５１は、射出モータ３５０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切換（所謂、Ｖ／Ｐ切換）が行われる。Ｖ／Ｐ切換が行われる位置をＶ／Ｐ切換位置とも呼ぶ。スクリュ３３０の設定移動速度は、スクリュ３３０の位置や時間などに応じて変更されてもよい。
【0078】
充填工程におけるスクリュ３３０の位置および移動速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、充填開始位置（「射出開始位置」とも呼ぶ。）、移動速度切換位置およびＶ／Ｐ切換位置が設定される。これらの位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。
【0079】
スクリュ３３０の移動速度が設定される区間毎に、スクリュ３３０の圧力の上限値が設定される。スクリュ３３０の圧力は、荷重検出器３６０によって検出される。スクリュ３３０の圧力が設定圧力以下である場合、スクリュ３３０は設定移動速度で前進される。一方、スクリュ３３０の圧力が設定圧力を超える場合、金型保護を目的として、スクリュ３３０の圧力が設定圧力以下となるように、スクリュ３３０は設定移動速度よりも遅い移動速度で前進される。
【0080】
なお、充填工程においてスクリュ３３０の位置がＶ／Ｐ切換位置に達した後、Ｖ／Ｐ切換位置にスクリュ３３０を一時停止させ、その後にＶ／Ｐ切換が行われてもよい。Ｖ／Ｐ切換の直前において、スクリュ３３０の停止の代わりに、スクリュ３３０の微速前進または微速後退が行われてもよい。また、スクリュ３３０の位置を検出するスクリュ位置検出器、およびスクリュ３３０の移動速度を検出するスクリュ移動速度検出器は、射出モータエンコーダ３５１に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0081】
保圧工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を前方に押し、スクリュ３３０の前端部における成形材料の圧力（以下、「保持圧力」とも呼ぶ。）を設定圧に保ち、シリンダ３１０内に残る成形材料を金型装置８００に向けて押す。金型装置８００内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば荷重検出器３６０を用いて検出する。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。保圧工程における保持圧力および保持圧力を保持する保持時間は、それぞれ複数設定されてよく、一連の設定条件として、まとめて設定されてよい。
【0082】
保圧工程では金型装置８００内のキャビティ空間８０１の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間８０１の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間８０１からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間８０１内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮を目的として、冷却工程中に計量工程が行われてよい。
【0083】
なお、本実施形態の射出装置３００は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内には、スクリュが回転自在に且つ進退不能に配置され、またはスクリュが回転自在に且つ進退自在に配置される。一方、射出シリンダ内には、プランジャが進退自在に配置される。
【0084】
また、本実施形態の射出装置３００は、シリンダ３１０の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ３１０の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。
【0085】
（移動装置）
移動装置４００の説明では、射出装置３００の説明と同様に、充填時のスクリュ３３０の軸方向（例えばＸ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の軸方向（例えばＸ軸正方向）を後方として説明する。
移動装置４００の説明では、射出装置３００の説明と同様に、充填時のスクリュ３３０の軸方向（例えばＸ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の軸方向（例えばＸ軸正方向）を後方として説明する。
【0086】
移動装置４００は、金型装置８００に対し射出装置３００を進退させる。また、移動装置４００は、金型装置８００に対しノズル３２０を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。移動装置４００は、液圧ポンプ４１０、駆動源としてのモータ４２０、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ４３０などを含む。
【0087】
液圧ポンプ４１０は、第１ポート４１１と、第２ポート４１２とを有する。液圧ポンプ４１０は、両方向回転可能なポンプであり、モータ４２０の回転方向を切換えることにより、第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液（例えば油）を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。なお、液圧ポンプ４１０はタンクから作動液を吸引して第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。
【0088】
モータ４２０は、液圧ポンプ４１０を作動させる。モータ４２０は、制御装置７００からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ４１０を駆動する。モータ４２０は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。
【0089】
液圧シリンダ４３０は、シリンダ本体４３１、ピストン４３２、およびピストンロッド４３３を有する。シリンダ本体４３１は、射出装置３００に対して固定される。ピストン４３２は、シリンダ本体４３１の内部を、第１室としての前室４３５と、第２室としての後室４３６とに区画する。ピストンロッド４３３は、固定プラテン１１０に対して固定される。
【0090】
液圧シリンダ４３０の前室４３５は、第１流路４０１を介して、液圧ポンプ４１０の第１ポート４１１と接続される。第１ポート４１１から吐出された作動液が第１流路４０１を介して前室４３５に供給されることで、射出装置３００が前方に押される。射出装置３００が前進され、ノズル３２０が固定金型８１０に押し付けられる。前室４３５は、液圧ポンプ４１０から供給される作動液の圧力によってノズル３２０のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。
【0091】
一方、液圧シリンダ４３０の後室４３６は、第２流路４０２を介して液圧ポンプ４１０の第２ポート４１２と接続される。第２ポート４１２から吐出された作動液が第２流路４０２を介して液圧シリンダ４３０の後室４３６に供給されることで、射出装置３００が後方に押される。射出装置３００が後退され、ノズル３２０が固定金型８１０から離間される。
【0092】
なお、本実施形態では移動装置４００は液圧シリンダ４３０を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ４３０の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を射出装置３００の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。
【0093】
（制御装置）
制御装置７００は、例えばコンピュータで構成され、図１～図２に示すようにＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１と、メモリなどの記憶媒体７０２と、入力インターフェース７０３と、出力インターフェース７０４とを有する。制御装置７００は、記憶媒体７０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ７０１に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置７００は、入力インターフェース７０３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース７０４で外部に信号を送信する。
制御装置７００は、例えばコンピュータで構成され、図１～図２に示すようにＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１と、メモリなどの記憶媒体７０２と、入力インターフェース７０３と、出力インターフェース７０４とを有する。制御装置７００は、記憶媒体７０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ７０１に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置７００は、入力インターフェース７０３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース７０４で外部に信号を送信する。
【0094】
制御装置７００は、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、１回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」または「サイクル時間」とも呼ぶ。
【0095】
一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程、および冷却工程は、型締工程の間に行われる。型締工程の開始は充填工程の開始と一致してもよい。脱圧工程の完了は型開工程の開始と一致する。
【0096】
なお、成形サイクル時間の短縮を目的として、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、型締工程の間に行われてよい。この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。また、突き出し工程は、型開工程中に開始されてもよい。ノズル３２０の流路を開閉する開閉弁が設けられる場合、型開工程は、計量工程中に開始されてもよい。計量工程中に型開工程が開始されても、開閉弁がノズル３２０の流路を閉じていれば、ノズル３２０から成形材料が漏れないためである。
【0097】
なお、一回の成形サイクルは、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程以外の工程を有してもよい。
【0098】
例えば、保圧工程の完了後、計量工程の開始前に、スクリュ３３０を予め設定された計量開始位置まで後退させる計量前サックバック工程が行われてもよい。計量工程の開始前にスクリュ３３０の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、計量工程の開始時のスクリュ３３０の急激な後退を防止できる。
【0099】
また、計量工程の完了後、充填工程の開始前に、スクリュ３３０を予め設定された充填開始位置（「射出開始位置」とも呼ぶ。）まで後退させる計量後サックバック工程が行われてもよい。充填工程の開始前にスクリュ３３０の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、充填工程の開始前のノズル３２０からの成形材料の漏出を防止できる。
【0100】
制御装置７００は、ユーザによる入力操作を受け付ける操作装置７５０や画面を表示する表示装置７６０と接続されている。操作装置７５０および表示装置７６０は、例えばタッチパネル７７０で構成され、一体化されてよい。表示装置７６０としてのタッチパネル７７０は、制御装置７００による制御下で、画面を表示する。タッチパネル７７０の画面には、例えば、射出成形機１０の設定、現在の射出成形機１０の状態等の情報が表示されてもよい。また、タッチパネル７７０の画面には、例えば、ユーザによる入力操作を受け付けるボタン、入力欄等の操作部が表示されてもよい。操作装置７５０としてのタッチパネル７７０は、ユーザによる画面上の入力操作を検出し、入力操作に応じた信号を制御装置７００に出力する。これにより、例えば、ユーザは、画面に表示される情報を確認しながら、画面に設けられた操作部を操作して、射出成形機１０の設定（設定値の入力を含む）等を行うことができる。また、ユーザが画面に設けられた操作部を操作することにより、操作部に対応する射出成形機１０の動作を行わせることができる。なお、射出成形機１０の動作は、例えば、型締装置１００、エジェクタ装置２００、射出装置３００、移動装置４００等の動作（停止も含む）であってもよい。また、射出成形機１０の動作は、表示装置７６０としてのタッチパネル７７０に表示される画面の切り替え等であってもよい。
【0101】
なお、本実施形態の操作装置７５０および表示装置７６０は、タッチパネル７７０として一体化されているものとして説明したが、独立に設けられてもよい。また、操作装置７５０は、複数設けられてもよい。操作装置７５０および表示装置７６０は、型締装置１００（より詳細には固定プラテン１１０）の操作側（Ｙ軸負方向）に配置される。
【0102】
（射出装置の詳細）
図３は、一実施形態に係る射出装置の射出開始時の状態を示す図である。図４は、一実施形態に係る射出装置の射出完了時の状態を示す図である。図５は、図４の一部拡大図である。射出装置３００は、射出装置本体３０３と、射出装置本体３０３を支持する支持フレーム３０４とを有する。射出装置本体３０３は、例えば、シリンダ３１０と、ノズル３２０と、スクリュ３３０と、計量モータ３４０と、射出モータ３５０と、荷重検出器３６０と、を含む。射出装置本体３０３は、更に、スクリュ３３０を回転自在に支持する軸受３６１と、射出モータ３５０によって回転させられながら進退させられる駆動軸３６２と、軸受３６１を介して駆動軸３６２を回転自在に支持する軸受ホルダ３７０と、を含む。
図３は、一実施形態に係る射出装置の射出開始時の状態を示す図である。図４は、一実施形態に係る射出装置の射出完了時の状態を示す図である。図５は、図４の一部拡大図である。射出装置３００は、射出装置本体３０３と、射出装置本体３０３を支持する支持フレーム３０４とを有する。射出装置本体３０３は、例えば、シリンダ３１０と、ノズル３２０と、スクリュ３３０と、計量モータ３４０と、射出モータ３５０と、荷重検出器３６０と、を含む。射出装置本体３０３は、更に、スクリュ３３０を回転自在に支持する軸受３６１と、射出モータ３５０によって回転させられながら進退させられる駆動軸３６２と、軸受３６１を介して駆動軸３６２を回転自在に支持する軸受ホルダ３７０と、を含む。
【0103】
支持フレーム３０４は、スライドベース３０１に設置される。スライドベース３０１は２本（図３及び図４には１本のみ図示）のガイド３０２に沿って進退する。２本のガイド３０２は、射出装置フレーム９２０に敷設される。２本のガイド３０２は、それぞれ、Ｘ軸方向に延びている。２本のガイド３０２は、Ｙ軸方向に間隔をおいて配置される。支持フレーム３０４は、鉛直な旋回軸３０４Ｚを中心に旋回自在に、スライドベース３０１に設置される。支持フレーム３０４と共に射出装置本体３０３を旋回できる。
【0104】
支持フレーム３０４は、前旋回プレート３０５と、後旋回プレート３０６とを有する。前旋回プレート３０５と後旋回プレート３０６とは、スライドベース３０１の上面に摺動自在に載置される。前旋回プレート３０５の予め定められた位置に、旋回軸３０４Ｚが配置される。前旋回プレート３０５の後方に、後旋回プレート３０６が配置される。
【0105】
支持フレーム３０４は、前フランジ３０７と、後フランジ３０８と、複数本の連結ロッド３０９とを有する。前フランジ３０７は、前旋回プレート３０５に取付けられる。後フランジ３０８は、後旋回プレート３０６に取付けられる。連結ロッド３０９は、前フランジ３０７と後フランジ３０８とを間隔をおいて連結する。
【0106】
前フランジ３０７には、シリンダ３１０と、計量モータ３４０とが取付けられる。シリンダ３１０は、前フランジ３０７の前方に配置され、筒体３１５を介して前フランジ３０７に取付けられる。計量モータ３４０は、前フランジ３０７の後方であって且つ後フランジ３０８の前方に配置される。
【0107】
一方、後フランジ３０８には、射出モータ３５０が取付けられる。射出モータ３５０は、後フランジ３０８の後方に配置され、後述の荷重検出器３６０を介して後フランジ３０８に取付けられる。
【0108】
計量モータ３４０は、スクリュ３３０を回転させる。計量モータ３４０は、前フランジ３０７に対して固定される固定子３４２と、固定子３４２の内側において回転する回転子３４３と、回転子３４３を回転自在に支持する軸受３４９と、を有する。固定子３４２は、軸受３４９を保持する前フランジ３４２ａと、軸受３４９を保持する後フランジ３４２ｂと、前フランジ３４２ａと後フランジ３４２ｂを接続するハウジング３４２ｃと、を含む。計量モータ３４０の回転運動は、軸受ホルダ３７０に伝達され、更に軸受ホルダ３７０からスクリュ３３０に伝達される。
【0109】
軸受ホルダ３７０は、スクリュ３３０が取付けられるスクリュ取付部３７２と、計量モータ３４０の回転子３４３がスプライン結合される計量スプライン軸３７１とを有する。計量スプライン軸３７１は、計量モータ３４０の回転子３４３の内部に配置される。回転子３４３には、計量スプラインナット３４４が設けられる。
【0110】
計量スプラインナット３４４は、その内周面に、周方向に等間隔で配置される複数のキー溝を有する。一方、計量スプライン軸３７１は、その外周面に、周方向に等間隔で配置される複数のキーを有する。計量スプライン軸３７１と計量スプラインナット３４４とは、スプライン結合される。なお、キー溝の数、及びキーの数は１つでもよい。
【0111】
射出モータ３５０は、スクリュ３３０を進退させる。射出モータ３５０は、荷重検出器３６０を介して後フランジ３０８に対して固定される固定子３５２と、固定子３５２の内側において回転する回転子３５３と、回転子３５３を回転自在に支持する軸受３５９と、を有する。射出モータ３５０の回転運動は、駆動軸３６２の回転直線運動に変換され、更に軸受ホルダ３７０の直線運動に変換される。軸受ホルダ３７０の進退に伴い、スクリュ３３０が進退する。
【0112】
駆動軸３６２は、後側から前方に向けて、射出スプライン軸３６３と、ねじ軸３６４と、回転軸３６５とをこの順で同一直線上に有する。
【0113】
射出スプライン軸３６３は、射出モータ３５０の回転子３５３の内部に配置される。回転子３５３には、射出スプラインナット３５４が設けられる。射出スプラインナット３５４は、その内周面に、周方向に等間隔で配置される複数のキー溝を有する。一方、射出スプライン軸３６３は、その外周面に、周方向に等間隔で配置される複数のキーを有する。射出スプライン軸３６３と射出スプラインナット３５４とは、スプライン結合される。なお、キー溝の数、及びキーの数は１つでもよい。
【0114】
ねじ軸３６４は、ねじナット３６６と螺合される。ねじ軸３６４とねじナット３６６の間には、ボール又はローラが介在してよい。ねじナット３６６は、荷重検出器３６０を介して後フランジ３０８に対して固定されるので、ねじ軸３６４と共に回転しない。従って、ねじ軸３６４は、回転しながら進退する。ねじ軸３６４が回転しながら進退できるように、射出スプライン軸３６３と、射出スプラインナット３５４とが、スプライン結合される。
【0115】
回転軸３６５は、軸受３６１を介して軸受ホルダ３７０に保持される。軸受ホルダ３７０は筒状の計量スプライン軸３７１を有し、計量スプライン軸３７１の内周面に軸受３６１が固定される。軸受３６１は、回転軸３６５と共に回転する内輪と、計量スプライン軸３７１に対し固定される外輪とを有する。軸受３６１は、回転軸３６５から軸受ホルダ３７０への回転駆動力の伝達を防止する。
【0116】
回転軸３６５が回転しながら進退することにより、軸受ホルダ３７０が進退し、スクリュ３３０が進退する。スクリュ３３０が進退する時、計量モータ３４０は進退しない。計量モータ３４０の計量スプラインナット３４４と、軸受ホルダ３７０の計量スプライン軸３７１とは、スプライン結合されるからである。射出モータ３５０の駆動対象に計量モータ３４０が含まれないので、射出モータ３５０の駆動対象のイナーシャが小さく、スクリュ３３０の前進開始時の加速が速い。
【0117】
なお、射出装置３００の構造は、図３及び図４に示す構造には限定されない。例えば、スクリュ３３０を駆動する駆動源（例えば計量モータ３４０及び射出モータ３５０）の配置は、図３及び図４に示す配置には限定されない。具体的には、本実施形態ではスクリュ３３０の回転中心線と、計量モータ３４０の回転中心線と、射出モータ３５０の回転中心線とは同一直線上に配置されるが、同一直線上に配置されなくてもよい。
【0118】
また、駆動源の駆動力をスクリュ３３０に伝達する伝達機構の構造は、図３及び図４に示す構造には限定されない。伝達機構の構造は、スクリュ３３０を駆動する駆動源の配置に応じて適宜変更される。例えば、互いに平行な計量モータ３４０の回転中心線とスクリュ３３０の回転中心線とがこれらの回転中心線と直交する方向にずらして配置される場合、タイミングベルトが用いられてもよい。同様に、互いに平行な射出モータ３５０の回転中心線とスクリュ３３０の回転中心線とがこれらの回転中心線と直交する方向にずらして配置される場合、タイミングベルトが用いられてもよい。
【0119】
カップリング３７５は、スクリュ３３０と軸受ホルダ３７０とを結合する。カップリング３７５は、スクリュ３３０の後端部に形成されるスプライン軸３３２がスプライン結合されるスプラインナット３７６と、スプライン軸３３２を前方から押さえるフランジ３７７と、を有する。フランジ３７７は、スクリュ３３０の溝３３３に嵌合される。溝３３３は、スプライン軸３３２の前方に形成される。フランジ３７７は、２つの円弧状の分割体に分割され、溝３３３に嵌め込まれ、スプライン軸３３２を前方から押さえる。
【0120】
フランジ３７７は、第１ボルト３７８によって、スプラインナット３７６に締結される。スプラインナット３７６は、第２ボルト３７９によって、軸受ホルダ３７０に締結され、荷重検出器３６０を前方から押さえる。第１ボルト３７８及び第２ボルト３７９を締めたり緩めたりする作業は、前フランジ３０７と冷却器３１２との間に配置される筒体３１５の窓３１６から行われる。
【0121】
筒体３１５は、前フランジ３０７から前方に突出する筒部３１５ａと、筒部３１５ａの前端面から筒部３１５ａの内側に突出する内フランジ部３１５ｂと、を含む。筒部３１５ａには、窓３１６が形成される。内フランジ部３１５ｂの内縁には、シリンダ３１０の外縁が固定される。
【0122】
軸受ホルダ３７０の外周面には、環状パッキン３８１が嵌め込まれる環状溝、スライドリング３８２が嵌め込まれる環状溝が形成されている。
【0123】
環状パッキン３８１は、例えば軸受ホルダ３７０に保持され、計量モータ３４０の回転子３４３に摺動自在に接触し、回転子３４３と軸受ホルダ３７０との隙間をシールする。これにより、計量スプライン軸３７１に供給された潤滑剤がスクリュ３３０側に漏れるのを防止できる。
【0124】
【0125】
環状パッキン３８１としては、例えば断面形状が円形のＯリングなどが用いられ、適度に圧縮して使用される。環状パッキン３８１は、シール性を確保するため、スライドリング３８２よりも柔らかい材料で形成されている。環状パッキン３８１の材料としては、例えばブチルゴムなどのゴムが挙げられる。
【0126】
なお、環状パッキン３８１は、本実施形態では軸受ホルダ３７０に保持されるが、計量モータ３４０の回転子３４３に保持され、軸受ホルダ３７０に摺動自在に接触し、回転子３４３とスクリュ取付部３７２との隙間をシールしてもよい。
【0127】
スライドリング３８２は、例えばスクリュ取付部３７２に保持され、計量モータ３４０の回転子３４３に摺動自在に接触し、回転子３４３の中心線とスクリュ取付部３７２の中心線とを合わせる。これにより、回転子３４３とスクリュ取付部３７２とのかじりを抑制できる。また、環状パッキン３８１に偏荷重が加わることを抑制できる。
【0128】
スライドリング３８２は、回転子３４３とスクリュ取付部３７２との偏心を抑制するため、環状パッキン３８１よりも硬い材料で形成されている。スライドリング３８２の材料としては、自己潤滑性に富む、結晶性樹脂などが用いられる。結晶性樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステル（ＰＥｓ）、ポリエチレン（ＰＥ）などが挙げられる。結晶性の度合いが大きいほど、自己潤滑性が大きくなる。スライドリング３８２は、結晶性樹脂以外の樹脂で形成されてもよく、例えば布入りのフェノール樹脂で形成されてもよい。
【0129】
スライドリング３８２は、環状パッキン３８１とは異なり、シール性を確保するものではないので、周方向一部に切れ目を有している。当該切れ目は、スライドリング３８２の取付けや取外しのために形成されており、取付け時や取外し時に広げられ、その後、スライドリング３８２の弾性復元力によって元に戻る。
【0130】
なお、スライドリング３８２は、本実施形態ではスクリュ取付部３７２に保持されるが、計量モータ３４０の回転子３４３に保持され、スクリュ取付部３７２に摺動自在に接触し、回転子３４３の中心線とスクリュ取付部３７２の中心線とを合わせてもよい。また、スライドリング３８２の数は複数でもよい。
【0131】
図３～図５に示すように、計量スプライン軸３７１のキー３７１ａ側（後側）からスクリュ３３０の側（前側）に向けて、スライドリング３８２と環状パッキン３８１とがこの順で配設されている。環状パッキン３８１は、計量スプライン軸３７１に供給されスライドリング３８２を通過した潤滑剤の、スクリュ３３０の側への漏れを防止する。潤滑剤をスライドリング３８２に供給してスライドリング３８２の摺動抵抗を低減でき、かつ、スクリュ３３０の側への潤滑剤の漏れを抑制できる。ここで、計量スプライン軸３７１に供給された潤滑剤は、スライドリング３８２と計量モータ３４０の回転子３４３との間、スライドリング３８２とスクリュ取付部３７２との間、スライドリング３８２に形成されている切れ目などを通過する。
【0132】
射出成形機１０は、荷重検出器３６０を備える。荷重検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間で伝達される荷重を検出する。荷重検出器３６０は、軸受３６１よりも後方にて荷重を検出する。荷重検出器３６０は、例えばワッシャ型であって、後フランジ３０８と射出モータ３５０との間に配置される。
【0133】
荷重検出器３６０によって検出される荷重は、機械要素の摺動抵抗等を含む。機械要素の摺動抵抗は、例えば、軸受３６１の外輪と内輪との摺動抵抗と、ねじ軸３６４とねじナット３６６との摺動抵抗と、射出スプライン軸３６３と射出スプラインナット３５４との摺動抵抗と、計量スプライン軸３７１と計量スプラインナット３４４との摺動抵抗と、を含む。
【0134】
図６は、一実施形態に係る制御装置７００の構成要素を機能ブロックで示す図である。図６に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵ７０１にて実行されるプログラムにて実現される。または各機能ブロックをワイヤードロジックによるハードウェアとして実現してもよい。図６に示すように、制御装置７００は、補正情報記憶部６０１と、取得部６０２と、登録部６０３と、補正制御部６０４と、表示制御部６０５と、圧力制御部６０６と、を備える。補正情報記憶部６０１は、スクリュ３３０の速度、スクリュ３３０の軸方向の位相、及び計量モータ３４０の位相に基づいて、荷重検出器３６０が検出した圧力の検出値を補正するための情報を記憶する。取得部６０２は、荷重検出器３６０が検出した圧力の検出値等の様々な情報を取得する。登録部６０３は、取得部６０２が取得した情報に基づいて、補正情報記憶部６０１に補正するための情報を登録する。補正制御部６０４は、補正情報記憶部６０１に記憶された情報に基づいて、荷重検出器３６０が検出した検出値を補正し、スクリュ３３０の圧力制御に用いる圧力設定値を補正する。表示制御部６０５は、補正した圧力値を表示装置７６０に表示する。圧力制御部６０６は、補正した圧力設定値に基づいて圧力制御を行う。なお、各構成の具体的な説明について後述する。
【0135】
次に、射出成形機１０の動作について説明する。
【0136】
計量工程では、計量モータ３４０が回転駆動し、スクリュ３３０が回転する。そうすると、スクリュ３３０のフライト（ねじ山）が動き、スクリュ３３０のねじ溝内に充填された樹脂ペレット（固体状の成形材料）が前方に送られる。樹脂ペレットは、シリンダ３１０内を前方に移動しながら、シリンダ３１０を介した加熱器３１３＿１～３１３＿５からの熱などで加熱されることで、徐々に溶融される。そして、樹脂ペレットは、シリンダ３１０の先端部において完全に溶融した状態となる。そして、液状の成形材料（樹脂）がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０は後退する。
【0137】
計量モータエンコーダ３４１は、計量モータ３４０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送信する。スクリュ３３０の回転速度を検出するスクリュ回転速度検出器は、計量モータエンコーダ３４１に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0138】
従来から、射出装置３００内部の摩擦や偏荷重が荷重検出器３６０に作用していた。射出装置３００において、スクリュ３３０の非搭載時に、荷重検出器３６０によって検出される圧力に関する試験を行った結果、計量スプライン軸３７１の位相、射出スプライン軸３６３の位置、射出スプライン軸３６３の速度によって圧力の検出値に変化があることが判明した。
【0139】
これらの要素によって、荷重検出器３６０が検出した検出値が同じであっても実際の樹脂にかかっている圧力が、時々刻々と変化したり、ショットごとにばらついたりする可能性がある。
【0140】
図７は、本実施形態の計量時における、荷重検出器３６０において検出される圧力を表した概念図である。図７に示される例は、計量時に掛かる各力を矢印で示している。例えば、検出値１７０１は、荷重検出器３６０による圧力の検出値とする。ところで、荷重検出器３６０は、樹脂圧による力１７０２を検出することが望まれている。しかしながら、射出成形機１０の内部の摩擦や偏荷重が、荷重検出器３６０に影響を与えている。このため、検出値１７０１は下記の式（１）の通りとなる。
【0141】
検出値１７０１＝樹脂圧による力１７０２－第１の摺動抵抗１７０３－第２の摺動抵抗１７０６＋計量スプライン軸３７１のモーメント１７０４＋射出スプライン軸３６３のモーメント１７０５……（１）
【0142】
式（１）に示される、計量スプライン軸３７１のモーメント１７０４、及び計量スプライン軸３７１のモーメント１７０４が、検出値１７０１に含まれるのは、荷重検出器３６０が、ねじり方向の力も検出するためである。
【0143】
第１の摺動抵抗１７０３は、例えば、計量スプライン軸３７１や、環状パッキン３８１、及びスライドリング３８２による摺動抵抗である。計量スプライン軸３７１の摺動抵抗は、計量スプラインナット３４４と、計量スプライン軸３７１と、の間のスプライン結合している箇所に生じている。計量スプライン軸３７１が偏芯している場合、計量スプライン軸３７１は、当該計量スプライン軸３７１の位相に応じて、計量スプラインナット３４４と接触している面積が変化する。このため、計量スプライン軸３７１の位相に応じて、摺動抵抗が変化する。ところで、計量スプライン軸３７１は、軸受ホルダ３７０を介してスクリュ３３０と結合している。このため、換言すれば、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）に応じて、第１の摺動抵抗１７０３が変化している。
【0144】
第２の摺動抵抗１７０６は、射出スプライン軸３６３による摺動抵抗である。つまり、第２の摺動抵抗１７０６の摺動抵抗は、計量スプラインナット３４４と、射出スプライン軸３６３と、射出スプラインナット３５４と、の間のスプライン結合している箇所に生じている。射出スプライン軸３６３が偏芯している場合、射出スプライン軸３６３は、当該射出スプライン軸３６３の位相に応じて、射出スプラインナット３５４と接触している面積が変化する。このため、射出スプライン軸３６３の位相に応じて、第２の摺動抵抗１７０６が変化する。射出スプライン軸３６３は、射出モータ３５０に接続されている。射出モータ３５０は、スクリュ３３０の軸方向における位置の移動制御に用いられる。このため、換言すれば、スクリュ３３０の軸方向における位置（射出モータ３５０の位相）に応じて、第２の摺動抵抗１７０６が変化している。
【0145】
このように、樹脂圧による力１７０２を検出するための補正値を生成する場合、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）、及びスクリュ３３０の軸方向における位置に基づいて変化させる必要がある。なお、図７で示した例では、計量時の力を示しているが、充填・保圧時の力も同様の手法で算出可能として、説明を省略する。
【0146】
図８は、第１の実施形態に係る荷重検出器３６０による検出値と、樹脂圧による力と、の関係を例示した図である。図８に示される例では、計量時の荷重検出器３６０による検出値１８０１とし、計量時の機械摩擦等による抵抗力１８０２とする。抵抗力１８０２には、上述した摺動抵抗（例えば、第１の摺動抵抗１７０３、及び第２の摺動抵抗１７０６）に加えて、モーメント（例えば、計量スプライン軸３７１のモーメント１７０４、及び射出スプライン軸３６３のモーメント１７０４）も含まれている。
【0147】
計量時はスクリュ３３０が後退するため、荷重検出器３６０が検出する検出値１８０１の向き（例えば、検出値１７０１の向き）を正の方向とした場合に、計量時の機械摩擦等による抵抗力１８０２は負の方向に作用する。そして、計量時の樹脂圧による力１８０３は、検出値１８０１－抵抗力１８０２により導き出せる。
【0148】
図８に示される例では、充填・保圧時の荷重検出器３６０による検出値１８０４とし、充填・保圧時の機械摩擦等による抵抗力１８０５とする。抵抗力１８０５には、上述した摺動抵抗に加えて、モーメントも含まれている。
【0149】
充填・保圧時のスクリュ３３０が前進するため、荷重検出器３６０が検出する検出値１８０１の向きを正の方向とした場合に、充填・保圧時の機械摩擦等による抵抗力１８０５は正の方向に作用する。充填・保圧時の樹脂圧による力１８０６は、検出値１８０４－抵抗力１８０５により導き出せる。
【0150】
図８に示されるように、計量時の樹脂圧による力１８０３は、充填・保圧時の樹脂圧による力１８０６と比べて小さい。換言すれば、機械摩擦等の変動が大きく作用する。本実施形態の制御装置７００は、このような計量時の樹脂圧による力１８０３であっても精度の高い検出を実現する。
【0151】
具体的には、スクリュ３３０の周方向の位置、スクリュ３３０の位置、及びスクリュの速度の各々を変数として、当該変数の組み合わせから補正値を特定するテーブルを補正情報記憶部６０１に予め記憶しておく。そして、補正制御部６０４が、リアルタイムでテーブルから補正値を取得し、荷重検出器３６０により検出された圧力の検出値を補正する。なお、射出装置３００毎に個体差があると考えられるため、テーブルへの補正値の登録を、出荷前の検査工程、又はユーザの成形立ち上げ時に行うことが考えられる。
【0152】
図６に戻り、取得部６０２は、荷重検出器３６０が検出した圧力の検出値を取得する。
【0153】
登録部６０３は、取得した圧力の検出値に基づいて、荷重検出器３６０の検出値を補正した補正値（補正情報の一例）を、補正情報記憶部６０１に登録する。本実施形態の補正値は、機械摩擦等による外乱で生じた力（抵抗力）を表した値とする。そして、本実施形態では、検出値から補正値を減算することで、樹脂圧による力を導出できる。
【0154】
図９は、スクリュ３３０の周方向の位置を固定した上で、スクリュ３３０の位置（射出スプライン軸３６３の位相）を動かした場合に荷重検出器３６０が検出する検出値を表した図である。図９で示される例では、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）が初期位置で固定した場合の検出値の変動９０１と、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）が＋９０°で固定した場合の検出値の変動９０２と、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）が＋１８０°で固定した場合の検出値の変動９０３と、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）が＋２７０°で固定した場合の検出値の変動９０４と、を表している。
【0155】
そして、検出値の変動９０１、９０４等によると、圧力の検出値がスクリュ３３０の位置に応じて周期的に変化していることが確認できる。この検出値の変化は、射出スプライン軸３６３の位相（回転角）の変化に対応している。
【0156】
同様に、圧力の検出値は、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）に応じて変化する。さらには、圧力の検出値は、スクリュ３３０の速度に応じて変化する。
【0157】
そこで、本実施形態においては、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）、スクリュ３３０の軸方向の位置（射出スプライン軸３６３の位相）、及びスクリュ３３０の速度に基づいて、荷重検出器３６０の検出値を補正する。
【0158】
本実施形態においては、補正値が格納されたテーブルを予め作成する手法を用いる。本実施形態では補正値が格納された補正情報記憶部６０１を作成するために、射出装置３００において、スクリュ３３０のアッセンブリが搭載されていない状態で、荷重検出器３６０による圧力の検出を行う。スクリュ３３０のアッセンブリとは、例えば、スクリュ３３０、筒体３１５、シリンダ３１０、及びノズル３２０を含む構成が考えられる。なお、圧力の検出を行うときの環境は、スクリュ３３０のアッセンブリ非搭載時に制限するものではなく、成形材料が充填されていない状態で、スクリュ３３０が金属接触しない状態であればよい。
【0159】
登録部６０３は、荷重検出器３６０によって検出された圧力の検出値を、補正情報記憶部６０１に補正値として登録する。
【0160】
図１０は、本実施形態に係る登録部６０３に登録された補正情報記憶部６０１のテーブルを例示した図である。図１０に示されるように、本実施形態の補正情報記憶部６０１のテーブルは、スクリュ３３０の軸方向の位置（射出スプライン軸３６３の位相）、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）、及びスクリュ３３０の速度の組み合わせによって、補正値（樹脂圧による力）を特定できる。図１０で示される例では、スクリュ３３０の速度毎にテーブルが作成され、スクリュ３３０の速度はＶ1＜Ｖ2＜Ｖ3＜最大速度とする。
【0161】
そして、補正制御部６０４は、補正情報記憶部６０１を参照し、スクリュ３３０の周方向の位置、スクリュ３３０の軸方向の位置、及びスクリュの速度に基づいて補正値を取得し、荷重検出器３６０から出力される検出値を、補正値に基づいて補正し、補正された検出値を特定する。
【0162】
表示制御部６０５は、補正制御部６０４による補正された検出値を、樹脂圧による力として、表示装置７６０に表示する。
【0163】
圧力制御部６０６は、補正制御部６０４により補正された検出値が、型締め時等に射出装置３００が成形材料を充填させるために、予め設定された圧力設定値になるように圧力制御を行う。これにより、摺動抵抗やモーメントなどの外乱の影響を除くことができるので、圧力制御の精度を向上させることができる。
【0164】
図１１は、本実施形態に係る制御装置７００における、補正情報記憶部６０１に補正値を登録するフローチャートである。図１１に示される補正値の登録を行う際には、スクリュ３３０のアッセンブリが搭載されていない状態とする。
【0165】
まず、制御装置７００の登録部６０３は、初期設定を行う（Ｓ１１０１）。初期設定では、スクリュ３３０の軸方向の位置（射出スプライン軸３６３の位相）や、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）を初期位置（例えば"０"）に設定し、スクリュ３３０の速度を初期速度に設定する。
【0166】
次に、登録部６０３は、設定された速度で、初期位置（例えば"０"）から最大値までスクリュ３３０のストローク制御を行う（Ｓ１１０２）。
【0167】
取得部６０２は、ストローク制御中に荷重検出器３６０によって検出された検出値を取得する（Ｓ１１０３）。
【0168】
登録部６０３は、取得部６０２が取得した検出値に対応する補正値を、当該検出値を検出したときの、スクリュ３３０の軸方向の位置、スクリュ３３０の速度、及び周方向の位置に対応付けて、補正情報記憶部６０１に登録する（Ｓ１１０４）。
【0169】
登録部６０３は、現在のスクリュ３３０の速度で、スクリュ３３０の周方向の全ての位置について補正値を登録したか否かを判定する（Ｓ１１０５）。
【0170】
登録部６０３が、スクリュ３３０の周方向の全ての位置について補正値を登録していないと判定した場合（Ｓ１１０５：Ｎｏ）、スクリュ３３０の周方向の位置を変更する（Ｓ１１０６）。本実施形態では、スクリュ３３０の周方向の位置として、０°、９０°、１８０°２７０°の順に変更させる。その後、再びＳ１１０２から処理を行う。
【0171】
一方、登録部６０３が、スクリュ３３０の周方向の全ての位置について補正値を登録したと判定した場合（Ｓ１１０５：Ｙｅｓ）、登録部６０３が、スクリュ３３０の全ての速度について補正値を登録したか否かを判定する（Ｓ１１０７）。
【0172】
登録部６０３が、スクリュ３３０の全ての速度について補正値を登録していないと判定した場合（Ｓ１１０７：Ｎｏ）、スクリュ３３０の速度を変更する（Ｓ１１０８）。なお、スクリュ３３０の速度は、射出モータ３５０の動作に基づいて変更される。
【0173】
一方、登録部６０３が、スクリュ３３０の全ての速度について補正値を登録したと判定した場合（Ｓ１１０８：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【0174】
上述した処理手順によって、補正情報記憶部６０１に対する補正値の登録が完了する。
【0175】
次に、計量時における表示制御について説明する。図１２は、本実施形態に係る制御装置７００における、計量時における表示処理を行うフローチャートである。
【0176】
まず、取得部６０２は、ストローク制御中に荷重検出器３６０によって検出された圧力の検出値を取得する（Ｓ１２０１）。さらに取得部６０２は、射出装置３００に設けられた各種センサ（例えば、計量モータエンコーダ３４１、及び射出モータエンコーダ３５１）の検出結果に基づいて、現在のスクリュ３３０の速度、スクリュ３３０の周方向の位置、及びスクリュ３３０の軸方向における位置を取得する（Ｓ１２０２）。
【0177】
次に、補正制御部６０４が、補正情報記憶部６０１を参照して、スクリュ３３０の速度、スクリュ３３０の周方向の位置、及びスクリュ３３０の軸方向における位置と対応付けられた、補正値を取得する（Ｓ１２０３）。
【0178】
そして、補正制御部６０４は、検出値から補正値を減算して、補正された検出値を導出する。
【0179】
表示制御部６０５が、補正された検出値を、樹脂圧による力として表示装置７６０に表示する（Ｓ１２０４）。
【0180】
本実施形態においては、上述した処理手順を行うことで、計量時において、機械摩擦などの外乱の影響を抑止した上で、樹脂圧による力を検出できる。
【0181】
また、図１２に示される例では、計量時において荷重検出器３６０による検出値に基づいて、樹脂圧による力の検出手法について説明した。しかしながら、樹脂圧による力の検出は、計量時に制限するものではない。例えば、充填・保圧時の荷重検出器３６０による検出値８０４に基づいて樹脂圧による力を検出してもよい。
【0182】
充填・保圧時においては、圧力制御部６０６は、補正制御部６０４が取得した補正値が、射出装置３００が成形材料を充填させるために、予め設定された圧力設定値になるように圧力制御を行う。
【0183】
また、本実施形態においては、補正情報記憶部６０１を参照して、荷重検出器３６０による検出値を補正する例について説明した。しかしながら、本実施形態は、補正する対象を検出値に制限するものではなく、圧力制御を行うための圧力設定を補正してもよい。
【0184】
この場合、補正情報記憶部６０１には、スクリュ３３０の速度、スクリュ３３０の周方向の位置、及びスクリュ３３０の軸方向における位置と対応付けられた、圧力設定値が格納される。そして、圧力制御部６０６は、取得部６０２が取得した検出値が、機械抵抗などの外乱を考慮して設定された圧力設定値になるように圧力制御を行う。
【0185】
（第２の実施形態）
上述した実施形態においては、補正情報記憶部６０１が保持するテーブルを参照して、補正値を特定する手法について説明した。しかしながら、第１の実施形態は、補正情報記憶部６０１が保持するテーブルのみで、補正値を特製する手法に制限するものではない。そこで第２の実施形態では、数式モデルと、テーブルと、を組み合わせて補正値を特定する手法について説明する。
上述した実施形態においては、補正情報記憶部６０１が保持するテーブルを参照して、補正値を特定する手法について説明した。しかしながら、第１の実施形態は、補正情報記憶部６０１が保持するテーブルのみで、補正値を特製する手法に制限するものではない。そこで第２の実施形態では、数式モデルと、テーブルと、を組み合わせて補正値を特定する手法について説明する。
【0186】
図９等で示したように、外乱による力は周期的に変化している。例えば、検出値の変動９０１、９０４等によると、圧力の検出値がスクリュ３３０の位置に応じて周期的に変化している。この検出値の変化は、射出スプライン軸３６３の位相（回転角）の変化に対応している。同様に検出値の変化は、計量スプライン軸３７１の位相の変化に対応して生じている。したがって、各要素の周期的な変化を数式モデル化することで、数式モデルから、外乱の要素に対応する補正値を特定できる。
【0187】
図１３は、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）、又はスクリュ３３０の軸方向の位置（射出スプライン軸３６３の位相）に応じて変化する抵抗力（摩擦含む）を例示した図である。上述したように、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）、又はスクリュ３３０の軸方向の位置（射出スプライン軸３６３の位相）に応じて、抵抗の変動１３０１が周期的に変化している。
【0188】
そこで、摩擦等を含めた抵抗の変動１３０１に対応するsin関数１００２を導出できる。この場合、下記の式（２）が導出できる。なお、位相θoffsetは、実際の射出装置３００の摩擦変動に応じた位相オフセットとする。変数ｋは、実際の射出装置３００の変動幅に応じた係数とする。そして、位相θは、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）、又はスクリュ３３０の位置を移動させる射出スプライン軸３６３の位相とする。
【0189】
要素ごとの補正値＝ｋ・sin2((θ－θoffset)／2)……（２）
【0190】
そして、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）に対応する補正値を示す数式と、スクリュ３３０の位置を移動させる射出スプライン軸３６３の位相に対応する補正値を示す数式と、を組み合わせることで、位置に関する補正値（以下、位置補正値とも称する）の算出可能な数式を導出できる。そして、位置に関する補正値を算出可能な数式と、スクリュ３３０の速度に対応する補正値（以下、速度補正値）と、を組み合わせることで、補正値を算出する数式モデルを実現できる。
【0191】
具体的には、登録部６０３は、下記の式（３）の各値（ｋ、θij_offset、θrt_offset、速度補正値Pvのテーブル）を、補正情報記憶部６０１に登録する。変数ｋは、実際の射出装置３００の変動幅に応じた係数とする。そして、位相θijは、スクリュ３３０の軸方向に移動させる射出モータ３５０（射出スプライン軸３６３）の位相とする。射出モータ３５０の位相θij（角度）と、スクリュ３３０の位置との対応関係は、射出モータ３５０の回転角とスクリュ３３０の移動量との対応関係から導出できるものとして、説明を省略する。位相θrtは、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）とする。位相θij_offsetは、実際のスクリュ３３０の軸方向の位置（射出モータ３５０の位相）の変動に応じた位相オフセットとする。位相θrt_offsetは、実際のスクリュ３３０の周方向の位置（回転角）の変動に応じた位相オフセットとする。スクリュ３３０の速度に応じた速度補正値Pvのテーブルについては後述する。
【0192】
補正値＝Pv・ｋ・sin2((θij－θij_offset)／2)・sin2((θrt－θrt_offset)／2)……（３）
【0193】
図１４は、本実施形態に係る補正情報記憶部６０１が保持する速度補正値記憶テーブルの構造を示した図である。図１４に示されるように、速度補正値Pvは、スクリュ３３０の軸方向の速度と対応付けて格納されている。
【0194】
なお、速度補正値Pv、及び変数ｋは、第１の実施形態の図１１のフローチャートで示したように、スクリュ３３０の速度、及び周方向の位置を異ならせながら、スクリュ３３０の軸方向の位置毎の検出値を取得することで特定されるものとして、説明を省略する。なお、位相θijの周期及び位相θij_offsetは、射出モータ３５０の周期及び位相から導出できる。同様に、位相θrtの周期及び位相θrt_offsetは、計量モータ３４０の周期及び位相から導出できる。これにより、式（３）に基づいて補正値の導出が可能となる。
【0195】
【0196】
図１５に示される例では、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）が初期位置の場合の検出値の変動９０１に対応する補正値の変動１５０１とする。また、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）が＋９０°の場合の検出値の変動９０２に対応する、補正値の変動１５０２とする。また、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）が＋１８０°の場合の検出値の変動９０３に対応する、補正値の変動１５０３とする。また、スクリュ３３０の周方向の位置（回転角）が＋２７０°の場合の検出値の変動９０４に対応する、補正値の変動１５０４とする。
【0197】
このように、本実施形態の補正制御部６０４は、補正情報記憶部６０１に格納されたパラメータ及び速度補正値記憶テーブル、スクリュ３３０の周方向の位置、スクリュ３３０の軸方向の位置、及びスクリュの速度と、を用いて、式（３）から補正値を算出する。
【0198】
そして、補正制御部６０４は、取得部６０２が取得した検出値から、算出された補正値を減算して、補正された検出値を導出する。以降の処理については上述した実施形態と同様として説明を省略する。
【0199】
（第３の実施形態）
上述した実施形態においては、補正値を特定する際に、テーブルを参照する例について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、テーブルを参照する手法に限定するものではない。第３の実施形態では、数式モデルのみを用いて補正値を算出する手法とする。
上述した実施形態においては、補正値を特定する際に、テーブルを参照する例について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、テーブルを参照する手法に限定するものではない。第３の実施形態では、数式モデルのみを用いて補正値を算出する手法とする。
【0200】
第２の実施形態では、速度補正値記憶テーブルを用いたが、速度補正値記憶テーブルから取得される速度補正値Pvの代わりに、速度から速度補正値を算出する数式を式（３）の速度補正値Pvの箇所に当てはめることで、数式モデルのみを用いて補正値を算出できる。
【0201】
例えば、一般的な射出装置では、スクリュ３３０の速度'０'の時が機械摩擦等の抵抗値、換言すれば速度補正値が最も大きくなり、スクリュ３３０の速度が大きくなるにしたがって抵抗値（速度補正値）が小さくなる。スクリュ３３０の速度が所定値に達すると、速度と摩擦の関係は線形に遷移するものとみなして、速度に対して速度補正値を線形に変化させるようにしても良いし、静止摩擦に比べて小さい変動であるため一定として扱うようにしても良い。このような速度補正値の変化を数式として、式（３）に当てはめることで数式モデルのみを用いた補正値の算出が可能となる。
【0202】
上述した実施形態のように、テーブル及び数式モデルの組み合わせは、実施態様に応じて異なるものとする。例えば、演算に要する時間が長いと判断された場合にはテーブルを用いるようにしたり、記憶容量を削減したい場合には数式モデルを用いるようにしたりすることが考えられる。
【0203】
上述した実施形態は、スクリュ３３０のアッセンブリ非搭載の状態で、補正値を特定する手法を説明したが、当該補正値を特定する手法を制限するものではない。例えば、スクリュ３３０を搭載している場合にはシリンダ３１０内に樹脂を充填し、及び昇温した後に、スクリュ３３０を低速で動作させることで補正値を特定してもよい。この場合、低速時における抵抗力に基づいた補正値のみ特定できる。しかしながら、スクリュ３３０の速度が速くなるに伴い、抵抗値が低減する傾向にあるため、速度に対応する補正値を推定できる。
【0204】
（変形例）
上述した実施形態は、補正制御部６０４が、スクリュ３３０の周方向の位置、スクリュ３３０の位置、及びスクリュの速度の組み合わせに基づいて、荷重検出器３６０から出力される検出値を補正する例について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、スクリュ３３０の周方向の位置、スクリュ３３０の位置、及びスクリュの速度の組み合わせに基づいて補正値を特定する手法に制限するものではない。
上述した実施形態は、補正制御部６０４が、スクリュ３３０の周方向の位置、スクリュ３３０の位置、及びスクリュの速度の組み合わせに基づいて、荷重検出器３６０から出力される検出値を補正する例について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、スクリュ３３０の周方向の位置、スクリュ３３０の位置、及びスクリュの速度の組み合わせに基づいて補正値を特定する手法に制限するものではない。
【0205】
例えば、補正制御部６０４は、スクリュ３３０の周方向の位置、及びスクリュ３３０の位置の組み合わせに基づいて、補正値を特定してもよい。さらには、補正制御部６０４が、スクリュ３３０の周方向の位置、及びスクリュ３３０の位置の組み合わせに基づいて特定された圧力設定値を特定し、圧力制御部６０６が、特定された圧力設定値に従って圧力制御を行ってもよい。なお、スクリュ３３０の周方向の位置、及びスクリュ３３０の位置の組み合わせに基づいて補正値又は圧力設定値を特定する手法は、テーブルを用いてもよいし、数式モデルを用いてもよい。
【0206】
他の例としては、例えば、補正制御部６０４は、スクリュ３３０の周方向の位置、及びスクリュ３３０の速度の組み合わせに基づいて、補正値を特定してもよい。さらには、補正制御部６０４が、スクリュ３３０の周方向の位置、及びスクリュ３３０の速度の組み合わせに基づいて特定された圧力設定値を特定し、圧力制御部６０６が、特定された圧力設定値に従って圧力制御を行ってもよい。
【0207】
他の例としては、補正制御部６０４は、スクリュ３３０の軸方向の位置、及びスクリュ３３０の速度の組み合わせに基づいて、補正値を特定してもよい。さらには、補正制御部６０４が、スクリュ３３０の軸方向の位置、及びスクリュ３３０の速度の組み合わせに基づいて特定された圧力設定値を特定し、圧力制御部６０６が、特定された圧力設定値に従って圧力制御を行ってもよい。
【0208】
このように、スクリュ３３０の周方向の位置、及びスクリュ３３０の位置、及びスクリュの速度のうち２つの要素の組み合わせに基づいて、補正値又は圧力設定値を特定する場合であっても、特定された補正値で検出値を補正したり、補正された圧力設定値で圧力制御したりできるので、検出精度の向上や圧力制御の精度向上を実現できる。
【0209】
さらには、２つ以上の要素の組み合わせで補正値を特定する手法に制限するものではなく、一つの要素から補正値を特定してもよい。例えば、スクリュ３３０の周方向の位置に基づいて、補正値や圧力設定値を特定してもよい。また、スクリュ３３０の軸方向の位置に基づいて、補正値や圧力設定値を特定してもよい。また、スクリュ３３０の速度に基づいて、補正値や圧力設定値を特定してもよい。
【0210】
上述した実施形態及び変形例においては、射出・計量工程で圧力制御の精度を向上するとともに、ショット間の樹脂圧による力の検出値のばらつきを低減できる。これにより、成形材料を充填させるための圧力制御や、樹脂圧による力の検出の精度を向上させることができる。
【0211】
以上、本発明に係る射出成形機の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されない。請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。
【0212】
本願は、２０２１年３月３１日に出願した日本国特許出願２０２１－０６１１３５号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
【符号の説明】
【0213】
１０・・・射出成形機 ３００・・・射出装置 ３３０・・・スクリュ ３４０・・・計量モータ ３５０・・・射出モータ ７００・・・制御装置 ６０１・・・補正情報記憶部 ６０２・・・取得部 ６０３・・・登録部 ６０４・・・補正制御部 ６０５・・・表示制御部 ６０６・・・圧力制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】