(57)【要約】【課題】軸力のバランスが安定化するまでの時間を短縮できる、射出成形機の提供。【解決手段】複数のタイバーを有する型締装置と、前記タイバーの軸力を調整するタイバー軸力調整装置と、を有する射出成形機であって、前記タイバー軸力調整装置は、前記タイバーの軸力を検出する軸力検出器と、前記タイバーの軸力の検出値と設定値との偏差に基づいて、前記タイバーの温度を制御する軸力制御部と、を有し、前記軸力検出器は、前記複数のタイバーに設けられ、前記軸力制御部は、前記タイバーの軸力の検出値が設定値よりも高い場合、前記タイバーの温度を上昇させる制御指令を生成する軸力制御指令生成部を有し、前記軸力制御指令生成部は、前記タイバーの軸力の検出値が設定値よりも低い場合、前記検出値と設定値との偏差を小さくする偏差低減処理を行い、前記タイバーの温度の低下量を小さくする、射出成形機。【選択図】図３
2020032544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のタイバーを有する型締装置と、
前記タイバーの軸力を調整するタイバー軸力調整装置と、を有する射出成形機であって、
前記タイバー軸力調整装置は、
前記タイバーの軸力を検出する軸力検出器と、
前記タイバーの軸力の検出値と設定値との偏差に基づいて、前記タイバーの温度を制御する軸力制御部と、を有し、
前記軸力検出器は、前記複数のタイバーに設けられ、
前記軸力制御部は、前記タイバーの軸力の検出値が設定値よりも高い場合、前記タイバーの温度を上昇させる制御指令を生成する軸力制御指令生成部を有し、
前記軸力制御指令生成部は、前記タイバーの軸力の検出値が設定値よりも低い場合、前記検出値と設定値との偏差を小さくする偏差低減処理を行い、前記タイバーの温度の低下量を小さくする、射出成形機。
【請求項２】
前記軸力制御部は、前記タイバーを加熱する加熱器を有し、前記加熱器を停止させることで前記タイバーの温度を低下させる、請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記軸力制御指令生成部は、前記タイバーの軸力の検出値が設定値よりも低い場合、前記軸力の設定値を低減させる、請求項１または請求項２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記軸力制御指令生成部は、前記タイバーの軸力の検出値が設定値よりも低い場合、前記軸力の検出値を増加させる、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項５】
前記軸力制御指令生成部は、前記タイバーの軸力の検出値が設定値よりも低い場合、前記タイバーの温度を上昇させる制御指令を加算する、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項６】
前記軸力制御指令生成部は、前記タイバーの軸力の検出値と設定値との差が所定の範囲内になった場合に、前記タイバーの温度を低下させる制御指令を生成する、請求項１乃至請求項５のいずれかに１項に記載の射出成形機。
【請求項７】
前記軸力制御部は、前記タイバーの温度を検出するタイバー温度検出器を有し、
前記軸力制御指令生成部は、前記タイバー温度検出器が前記タイバーの温度が所定の温度まで上昇したことを検出すると、前記タイバーの温度を低下させる制御指令を生成する、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項８】
前記軸力制御指令生成部は、前記複数のタイバーの温度差を維持しながら各タイバーの温度を低下させる制御指令を生成する、請求項６または請求項７に記載の射出成形機。
【請求項９】
前記型締装置は、可動プラテンを前後進させるトグル機構と、前記トグル機構が接続されるトグルサポートと、を有し、
前記型締装置を制御する制御部を、更に有し、
前記制御部は、前記タイバー軸力調整装置による前記タイバーの加熱で型締力の実績値が設定値よりも所定値以上小さくなると、前記型締力の実績値が設定値に近づくように前記トグルサポートの位置を変更する、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項１０】
複数のタイバーを有する型締装置と、
前記タイバーの軸力を調整するタイバー軸力調整装置と、を有する射出成形機であって、
前記タイバー軸力調整装置は、
前記タイバーの軸力を検出する軸力検出器と、
前記タイバーの軸力の検出値と設定値との偏差に基づいて、前記タイバーの温度を制御する軸力制御部と、を有し、
前記軸力検出器は、前記複数のタイバーに設けられ、
前記軸力制御部は、前記タイバーの軸力の検出値が設定値よりも低い場合、前記タイバーの温度を低下させる制御指令を生成する軸力制御指令生成部を有し、
前記軸力制御指令生成部は、前記タイバーの軸力の検出値が設定値よりも高い場合、前記検出値と設定値との偏差を小さくする偏差低減処理を行い、前記タイバーの温度の上昇量を小さくする、射出成形機。
【請求項１１】
前記軸力制御部は、前記タイバーを冷却する冷却器を有し、前記冷却器を停止させることで前記タイバーの温度を上昇させる、請求項１０に記載の射出成形機。
【請求項１２】
前記軸力検出器は、型締力を検出する型締力検出器を兼用する、請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の射出成形機。
【請求項１３】
前記タイバーは、金型装置の周囲に複数配置され、
前記軸力検出器は、少なくとも、前記金型装置の上下に配置されるタイバー、および／または、前記金型装置の左右に配置されるタイバーに、それぞれ配置される、請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機は、金型装置の型閉、型締、型開を行う型締装置を有する。型締装置は、型締力に応じて伸びる複数本のタイバーを有する。型締力は複数本のタイバーに分散してかかり、タイバーが伸びる。タイバーの伸びに抵抗する力を軸力という。
【０００３】
例えば、多数個取りの成形においては、金型を押す力のバランスが悪いと各成形品の厚みが異なってしまうことがある。これを解消するために、タイバーの温度を制御して金型を押す力のバランスを改善することが検討されている。具体的には、加熱器／冷却器でタイバーの温度を上昇／低下させるようにするものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、加熱と冷却の切り替えは、制御が不連続になり制御性が悪化する。このため、冷却器を用いずに加熱器のＯＮ／ＯＦＦのみでタイバー温度を変化させるようにするのが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１４５１３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、加熱器を停止してタイバーの温度を下げる（自然冷却）方法では、所定温度まで低下させるのに時間がかかる。このため、歩留まりの低下や立上げの長時間化の問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、軸力のバランスが安定化するまでの時間を短縮できる、射出成形機の提供を主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
複数のタイバーを有する型締装置と、
前記タイバーの軸力を調整するタイバー軸力調整装置と、を有する射出成形機であって、
前記タイバー軸力調整装置は、
前記タイバーの軸力を検出する軸力検出器と、
前記タイバーの軸力の検出値と設定値との偏差に基づいて、前記タイバーの温度を制御する軸力制御部と、を有し、
前記軸力検出器は、前記複数のタイバーに設けられ、
前記軸力制御部は、前記タイバーの軸力の検出値が設定値よりも高い場合、前記タイバーの温度を上昇させる制御指令を生成する軸力制御指令生成部を有し、
前記軸力制御指令生成部は、前記タイバーの軸力の検出値が設定値よりも低い場合、前記検出値と設定値との偏差を小さくする偏差低減処理を行い、前記タイバーの温度の低下量を小さくする、射出成形機が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、軸力のバランスが安定化するまでの時間を短縮できる、射出成形機が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。
【図２】一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。
【図３】一実施形態による射出成形機のタイバーの位置関係を示す図であって、可動プラテン側から固定プラテンを見た図である。
【図４】一実施形態に係る射出成形機の軸力制御の一例を示すブロック図である。
【図５】一実施形態に係る射出成形機の軸力制御の他の一例を示すブロック図である。
【図６】一実施形態に係る射出成形機の軸力制御のさらに他の一例を示すブロック図である。
【図７】一実施形態に係る射出成形機の軸力制御における各タイバーの温度、型締力の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。
【００１２】
図１は、一実施形態によ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、一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。射出成形機は、フレームＦｒ、型締装置１０、操作装置７０、表示装置８０およびコントローラ９０などを有する。
【００１３】
コントローラ９０は、ＣＰＵ（Central Pocessing Unit）９１と、メモリなどの記憶媒体９２とを有する。コントローラ９０は、記憶媒体９２に記憶されたプログラムをＣＰＵ９１に実行させることにより、型締装置１０、操作装置７０および表示装置８０などを制御する。
【００１４】
コントローラ９０は、操作装置７０や表示装置８０と接続されている。操作装置７０は、ユーザによる入力操作を受け付け、入力操作に応じた信号をコントローラ９０に出力する。表示装置８０は、コントローラ９０による制御下で、操作装置７０における入力操作に応じた表示画面を表示する。
【００１５】
表示画面は、射出成形機の設定などに用いられる。表示画面は、複数用意され、切換えて表示されたり、重ねて表示されたりする。ユーザは、表示装置８０で表示される表示画面を見ながら、操作装置７０を操作することにより射出成形機の設定（設定値の入力を含む）などを行う。
【００１６】
操作装置７０および表示装置８０は、例えばタッチパネルで構成され、一体化されてよい。尚、本実施形態の操作装置７０および表示装置８０は、一体化されているが、独立に設けられてもよい。また、操作装置７０は、複数設けられてもよい。
【００１７】
型締装置１０は、金型装置３０の型閉、昇圧、型締、脱圧および型開を行う。型締装置１０は、固定プラテン１２、可動プラテン１３、トグルサポート１５、タイバー１６、トグル機構２０、および型締モータ２１を有する。以下、型閉時の可動プラテン１３の移動方向（図１、図２中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１３の移動方向（図１、図２中左方向）を後方として説明する。
【００１８】
固定プラテン１２は、フレームＦｒに対し固定される。固定プラテン１２における可動プラテン１３との対向面に固定金型３２が取り付けられる。
【００１９】
可動プラテン１３は、フレームＦｒ上に敷設されるガイド（例えばガイドレール）１７に沿って移動自在とされ、固定プラテン１２に対し進退自在とされる。可動プラテン１３における固定プラテン１２との対向面に可動金型３３が取り付けられる。
【００２０】
固定プラテン１２に対し可動プラテン１３を進退させることにより、型閉、型締、型開が行われる。固定金型３２と可動金型３３とで金型装置３０が構成される。
【００２１】
トグルサポート１５は、固定プラテン１２と間隔をおいて連結され、フレームＦｒ上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート１５は、フレームＦｒ上に敷設されるガイドに沿って移動自在とされてもよい。トグルサポート１５のガイドは、可動プラテン１３のガイド１７と共通のものでもよい。
【００２２】
尚、本実施形態では、固定プラテン１２がフレームＦｒに対し固定され、トグルサポート１５がフレームＦｒに対し型開閉方向に移動自在とされるが、トグルサポート１５がフレームＦｒに対し固定され、固定プラテン１２がフレームＦｒに対し型開閉方向に移動自在とされてもよい。
【００２３】
タイバー１６は、固定プラテン１２とトグルサポート１５とを間隔をおいて連結する。タイバー１６は、複数本用いられる。各タイバー１６は、型開閉方向に平行とされ、型締力に応じて伸びる。
【００２４】
トグル機構２０は、可動プラテン１３とトグルサポート１５との間に配設される。トグル機構２０は、クロスヘッド２０ａ、複数のリンク２０ｂ、２０ｃなどで構成される。一方のリンク２０ｂは可動プラテン１３に揺動自在に取り付けられ、他方のリンク２０ｃはトグルサポート１５に揺動自在に取り付けられる。これらのリンク２０ｂ、２０ｃは、ピンなどで屈伸自在に連結される。クロスヘッド２０ａを進退させることにより、複数のリンク２０ｂ、２０ｃが屈伸され、トグルサポート１５に対し可動プラテン１３が進退される。
【００２５】
型締モータ２１は、トグルサポート１５に取り付けられる。型締モータ２１は、クロスヘッド２０ａを進退させることにより、可動プラテン１３を進退させる。型締モータ２１とクロスヘッド２０ａとの間には、型締モータ２１の回転運動を直線運動に変換してクロスヘッド２０ａに伝達する運動変換機構が設けられる。運動変換機構は例えばボールねじ機構で構成される。
【００２６】
型締装置１０は、コントローラ９０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。また、射出成形機は、コントローラ９０による制御下で、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。
【００２７】
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。脱圧工程の終了は型開工程の開始と一致する。
【００２８】
計量工程では、図示しない射出装置の計量モータを駆動して図示しない射出装置のスクリュを設定回転速度で回転させ、スクリュ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の前方に送られ図示しない射出装置のシリンダの前部に蓄積されるにつれ、スクリュが後退させられる。
【００２９】
型閉工程では、型締モータ２１を駆動してクロスヘッド２０ａ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１３を前進させ、可動金型３３を固定金型３２にタッチさせる。
【００３０】
昇圧工程では、型締モータ２１をさらに駆動してクロスヘッド２０ａ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。型締時に可動金型３３と固定金型３２との間に図示しないキャビティ空間が形成される。
【００３１】
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。
【００３２】
充填工程では、射出装置の射出モータを駆動して射出装置のスクリュを設定移動速度で前進させ、スクリュの前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置３０内のキャビティ空間に充填させる。
【００３３】
保圧工程では、図示しない射出装置の射出モータを駆動して射出装置のスクリュを前方に押し、スクリュ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、射出装置のシリンダ内に残る成形材料を金型装置３０に向けて押す。金型装置３０内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。なお、充填工程と保圧工程とをまとめて射出工程とも呼ぶ。
【００３４】
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。
【００３５】
脱圧工程では、型締モータ２１を駆動してクロスヘッド２０ａ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１３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。
【００３６】
型開工程では、型締モータ２１を駆動してクロスヘッド２０ａ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１３を後退させ、可動金型３３を固定金型３２から離間させる。
【００３７】
突き出し工程では、図示しないエジェクタ装置のエジェクタロッド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、金型装置３０の図示しない可動部材を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタロッドを設定移動速度で後退させ、可動部材を元の待機位置まで後退させる。
【００３８】
金型装置３０の交換や金型装置３０の温度変化などにより金型装置３０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３３が固定金型３２にタッチする型タッチの時点でトグル機構２０のリンク角度が所定の角度になるように、固定プラテン１２とトグルサポート１５との間隔Ｌを調整する。
【００３９】
型締装置１０は、型厚調整機構２２を有する。型厚調整機構２２は、固定プラテン１２とトグルサポート１５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、成形サイクル終了後、次の成形サイクル開始前までの間に行われる。型厚調整機構２２は、例えば、タイバー１６の後端部に形成されるねじ軸２２ａと、トグルサポート１５に回転自在に且つ進退不能に保持されるねじナット２２ｂと、ねじ軸２２ａに螺合するねじナット２２ｂを回転させる型厚調整モータ２２ｃとを有する。
【００４０】
ねじ軸２２ａおよびねじナット２２ｂは、タイバー１６ごとに設けられる。型厚調整モータ２２ｃの回転駆動力は、回転駆動力伝達部２２ｅを介して複数のねじナット２２ｂに伝達されてよい。複数のねじナット２２ｂを同期して回転できる。尚、回転駆動力伝達部２２ｅの伝達経路を変更することで、複数のねじナット２２ｂを個別に回転することも可能である。
【００４１】
回転駆動力伝達部２２ｅは、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット２２ｂの外周に受動歯車が形成され、型厚調整モータ２２ｃの出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の受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１５の中央部に回転自在に保持される。尚、回転駆動力伝達部２２ｅ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。
【００４２】
型厚調整機構２２の動作は、コントローラ９０によって制御される。コントローラ９０は、型厚調整モータ２２ｃを駆動して、ねじナット２２ｂを回転させる。その結果、トグルサポート１５のタイバー１６に対する位置が調整され、固定プラテン１２とトグルサポート１５との間隔Ｌが調整される。尚、複数の型厚調整機構が組合わせて用いられてもよい。
【００４３】
間隔Ｌは、型厚調整モータエンコーダ２２ｄを用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ２２ｄは、型厚調整モータ２２ｃ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コントローラ９０に送る。型厚調整モータエンコーダ２２ｄの検出結果は、トグルサポート１５の位置や間隔Ｌの監視や制御に用いられる。尚、トグルサポート１５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２２ｄに限定されず、一般的なものを使用できる。
【００４４】
尚、本実施形態の型締装置１０は、可動プラテン１３を移動させる駆動源として、型締モータ２１を有するが、型締モータ２１の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置１０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。
【００４５】
図３は、一実施形態による射出成形機のタイバーの位置関係を示す図であって、可動プラテン側から固定プラテンを見た図である。射出成形機は、タイバー１６を４本有する。４本のタイバー１６は、型開閉方向視において、水平線Ｌ１を中心に上下対称に配設され、且つ、鉛直線Ｌ２を中心に左右対称に配設される。水平線Ｌ１よりも上側を天側、水平線Ｌ１よりも下側を地側と呼ぶ。また、鉛直線Ｌ２よりも操作装置７０側を操作側、鉛直線Ｌ２よりも操作装置７０とは反対側を反操作側と呼ぶ。
【００４６】
型締力は４本のタイバー１６に分散してかかり、各タイバー１６が伸びる。各タイバー１６の伸びに抵抗する力を軸力という。４本のタイバー１６の有効長に差がある場合、有効長の短いタイバー１６と、有効長の長いタイバー１６とでは軸力に差が生じる。ここで、タイバー１６の有効長とは、タイバー１６によって連結される固定プラテン１２とトグルサポート１５との間隔をいい、例えば型締力が作用していない状態で計測される。
【００４７】
タイバー１６の有効長を調整することで、軸力のバランスを調整することができる。軸力のバランスは、例えば型締時に固定金型３２と可動金型３３との面圧が目標の分布になるように設定される。目標の分布は、均一分布、不均一分布のいずれでもよく、状況に応じて設定される。成形不良を低減することができる。
【００４８】
タイバー１６は金属材料で形成されるため、タイバー１６の有効長はタイバー１６の温度により変化する。タイバー１６の温度が高いほど、タイバー１６の有効長が長くなる。タイバー１６の温度を調節することで、タイバー１６の有効長を調整することができ、軸力のバランスを調整することができる。
【００４９】
そこで、各タイバー１６には、図１および図２に示すように、加熱器２５、温度検出器２７、軸力検出器２８などが取り付けられる。加熱器２５、温度検出器２７、軸力検出器２８などは、型締装置１０に備えられる。
【００５０】
加熱器２５は、タイバー１６の有効長を調整するため、タイバー１６を加熱する。タイバー１６の加熱器２５によって加熱する部分を加熱部と呼ぶ。加熱器２５は、例えばヒータなどの電熱器で構成される。尚、加熱器２５は、電熱器に限定されず、例えば温水ジャケットなどで構成されてもよい。
【００５１】
温度検出器２７は、加熱器２５によって加熱され、自然冷却により冷却されるタイバー１６の温度を検出する。例えば、温度検出器２７は、加熱器２５の付近に配設され、タイバーの加熱部の温度を検出する。温度検出器２７は、検出結果をコントローラ９０に出力する。
【００５２】
コントローラ９０は、タイバー１６の加熱部の温度の実績値が設定値になるように加熱器２５を制御する。制御は、フィードバック制御、フィードフォワード制御のいずれでもよい。
【００５３】
尚、本実施形態のコントローラ９０は、加熱器２５を制御する。
【００５４】
軸力検出器２８は、加熱器２５によって加熱され、自然冷却により冷却されるタイバー１６の軸力を検出する。軸力検出器２８は、例えば歪みゲージ式であって、タイバー１６の歪みを検出することによってタイバー１６の軸力を検出する。
【００５５】
尚、上記実施形態の軸力検出器２８は、歪みゲージ式であるが、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよい。
【００５６】
軸力検出器２８は、検出結果をコントローラ９０に出力する。コントローラ９０は、軸力検出器２８によって検出される軸力の実績値が設定値になるように、加熱器２５により加熱されるタイバー１６の加熱温度を設定してよい。
【００５７】
ここで、一実施形態による射出成形機において、タイバー１６の温度を上昇させる際には、加熱器２５を動作させることにより、温度を上昇させる。一方、タイバー１６の温度を低下させる際には、加熱器２５を停止させ、自然冷却（自然放熱及び他の部材への熱伝導）により、温度を低下させる。このように、加熱器２５のＯＮ／ＯＦＦのみでタイバー１６の温度を変化させることができるので、制御が不連続になることを防止して、制御性が悪化することを防止することができる。
【００５８】
ところで、このような構成のため、タイバー１６の温度を低下させる際の応答速度は、温度を上昇させる際の応答速度と比較して、遅くなっている。また、タイバー１６の温度を低下させる際、所定の温度（例えば、大気温度、等）以下には下げることができない。
【００５９】
次に、一実施形態に係る射出成形機の軸力制御について図４を用いて説明する。図４は、一実施形態に係る射出成形機の軸力制御の一例を示すブロック図である。
【００６０】
軸力指令部９１０は、例えば、コントローラ９０に設けられている。軸力指令部９１０は、各タイバー１６の軸力指令（軸力設定値）を軸力制御部９２０に指令する。図３に示す４本のタイバー１６について、左上を第１タイバー、左下を第２タイバー、右上を第３タイバー、右下を第４タイバーとする。作業者は、操作装置７０を介して、コントローラ９０に第１〜第４タイバーの軸力設定値をそれぞれ入力する。これにより、軸力指令部９１０は、第１タイバーの軸力設定値Ｎｃｍｄ１、第２タイバーの軸力設定値Ｎｃｍｄ２、第３タイバーの軸力設定値Ｎｃｍｄ３、第４タイバーの軸力設定値Ｎｃｍｄ４を軸力指令として、軸力制御部９２０に出力する。
【００６１】
軸力制御部９２０は、例えば、コントローラ９０に設けられている。軸力制御部９２０は、軸力指令部９１０の軸力設定値（Ｎｃｍｄ１〜Ｎｃｍｄ４）、軸力検出器２８で検出された軸力検出値（後述するＮｆｂ１〜Ｎｆｂ４）に基づいて、加熱器２５を制御することにより、タイバー１６の温度を制御する。
【００６２】
軸力制御部９２０は、温度指令生成部９２１と、電流指令生成部９２２と、温度算出部９２３と、軸力算出部９２４と、演算器９２５，９２６と、補正演算部９２７と、を備えている。
【００６３】
演算器９２５は、軸力指令部９１０から各タイバー１６の軸力設定値（Ｎｃｍｄ１〜Ｎｃｍｄ４）が入力され、後述する軸力算出部９２４から各タイバー１６の軸力検出値（Ｎｆｂ１〜Ｎｆｂ４）が入力され、各タイバー１６の軸力設定値と軸力検出値の差（Ｎｃｍｄ１−Ｎｆｂ１、…、Ｎｃｍｄ４−Ｎｆｂ４）を出力する。
【００６４】
温度指令生成部９２１は、演算器９２５の出力値に基づいて、軸力設定値と軸力検出値の偏差が小さくなるように、各タイバー１６の温度変更量を算出する（偏差低減処理）。例えば、温度指令生成部９２１は、タイバー１６の温度上昇と軸力上昇との関係を示すテーブルを有している。なお、テーブルは、タイバー１６の温度が上昇するほど軸力は減少するように構成されている。温度指令生成部９２１は、例えば、テーブルに基づいて軸力設定値と軸力検出値の差分から各タイバー１６の温度変更量を算出する。即ち、軸力検出値が軸力設定値よりも低い場合、タイバー１６の温度を低下させる温度変更量が算出される。一方、軸力検出値が軸力設定値よりも高い場合、タイバー１６の温度を上昇させる温度変更量が算出される。
【００６５】
また、温度指令生成部９２１は、各タイバー１６の温度変更量と現在の各タイバー１６の目標温度とに基づいて、各タイバー１６の新たな目標温度を生成する。温度指令生成部９２１は、生成された目標温度（第１タイバーの目標温度Ｔｃｍｄ１、第２タイバーの目標温度Ｔｃｍｄ２、第３タイバーの目標温度Ｔｃｍｄ３、第４タイバーの目標温度Ｔｃｍｄ４）を温度指令として演算器９２６に出力する。
【００６６】
演算器９２６は、温度指令生成部９２１から各タイバー１６の目標温度（Ｔｃｍｄ１〜Ｔｃｍｄ４）が入力され、後述する温度算出部９２３から各タイバー１６の温度検出値（Ｔｆｂ１〜Ｔｆｂ４）が入力され、各タイバー１６の目標温度と温度検出値の差（Ｔｃｍｄ１−Ｔｆｂ１、…、Ｔｃｍｄ４−Ｔｆｂ４）を出力する。
【００６７】
電流指令生成部９２２は、演算器９２６の出力値に基づいて、目標温度と温度検出値の偏差が小さくなるように、各タイバー１６の加熱器２５に対応するリレー２５ｂに制御信号を出力する。リレー２５ｂは、電流指令生成部９２２の制御信号に基づいて、加熱器電源２５ａから加熱器２５への電力供給を制御する。ここで、温度検出値が目標温度よりも高い場合、電流指令生成部９２２は、加熱器２５をＯＦＦする制御信号を出力する。また、温度検出値が目標温度よりも低い場合、電流指令生成部９２２は、加熱器２５をＯＮする制御信号を出力する。なお、加熱器２５をＯＮする際、目標温度と温度検出値の差に応じて、制御信号のデューティ比を変更して加熱器電源２５ａから加熱器２５に供給する電力を制御してもよい。加熱器電源２５ａから加熱器２５への電力供給されることにより、タイバー１６は加熱される。
【００６８】
温度算出部９２３は、温度検出器２７の検出信号に基づいて、タイバー１６の温度を算出する。なお、温度検出器２７は各タイバー１６にそれぞれ設けられている。算出されたタイバー１６の温度（第１タイバーの温度検出値Ｔｆｂ１、第２タイバーの温度検出値Ｔｆｂ２、第３タイバーの温度検出値Ｔｆｂ３、第４タイバーの温度検出値Ｔｆｂ４）は、演算器９２６に出力される。
【００６９】
軸力算出部９２４は、軸力検出器２８の検出信号に基づいて、タイバー１６の軸力を算出する。なお、軸力検出器２８は各タイバー１６にそれぞれ設けられている。算出されたタイバー１６の軸力（第１タイバーの軸力検出値Ｎｆｂ１、第２タイバーの軸力検出値Ｎｆｂ２、第３タイバーの軸力検出値Ｎｆｂ３、第４タイバーの軸力検出値Ｎｆｂ４）は、演算器９２５に出力される。
【００７０】
補正演算部９２７は、演算器９２６から出力された各タイバー１６の目標温度と温度検出値の差（Ｔｃｍｄ１−Ｔｆｂ１、…、Ｔｃｍｄ４−Ｔｆｂ４）が入力される。補正演算部９２７は、４本のタイバー１６のうち、温度低下が指令されたタイバー１６の有無を判定する。ここで、温度低下の指令とは、タイバー１６の温度を低下させる指令であり、演算器９２６からの出力である「目標温度−温度検出値」が負の値の場合をいう。また、温度上昇の指令とは、タイバー１６の温度を上昇させる指令であり、演算器９２６からの出力である「目標温度−温度検出値」が正の値の場合をいう。
【００７１】
温度低下が指令されたタイバー１６がある場合、補正演算部９２７は、軸力指令部９１０に軸力設定値を低減させる指令を出力する。例えば、軸力オフセット量Ｎｓを出力する。なお、軸力オフセット量Ｎｓは、所定の値であってもよく、温度低下が指令されたタイバー１６の温度低下量（目標温度と温度検出値の差）に応じて変化する値であってもよい。
【００７２】
軸力指令部９１０は、補正演算部９２７から軸力設定値を低減させる指令を受けると、各タイバー１６の軸力設定値を低減させる。例えば、低減させる軸力のオフセット量Ｎｓとすると、第１タイバーの軸力設定値Ｎｃｍｄ１−Ｎｓ、第２タイバーの軸力設定値Ｎｃｍｄ２−Ｎｓ、第３タイバーの軸力設定値Ｎｃｍｄ３−Ｎｓ、第４タイバーの軸力設定値Ｎｃｍｄ４−Ｎｓを新たな軸力指令として、軸力制御部９２０に出力する。
【００７３】
このように、各タイバー１６の軸力設定値を低減させることにより、温度指令生成部９２１が生成する目標温度が高くなる。例えば、軸力オフセット量Ｎｓに相当する温度オフセット量をＴｓとすると、温度指令生成部９２１は、第１タイバーの目標温度Ｔｃｍｄ１＋Ｔｓ、第２タイバーの目標温度Ｔｃｍｄ２＋Ｔｓ、第３タイバーの目標温度Ｔｃｍｄ３＋Ｔｓ、第４タイバーの目標温度Ｔｃｍｄ４＋Ｔｓを新たな温度指令として、演算器９２６に出力する。
【００７４】
これにより、４つのタイバー１６の目標温度の温度差を維持しつつ、目標温度を上昇させることができる。４つのタイバー１６の目標温度の温度差を維持することができるので、軸力のバランス、例えば、垂直方向の軸力バランス（第１，第３タイバーの組と第２，第４タイバーの組との関係）、水平方向の軸力バランス（第１，第２タイバーの組と第３，第４タイバーの組との関係）、ねじれ方向の軸力バランス（第１，第４タイバーの組と第２，第３タイバーの組との関係）を調整することができる。
【００７５】
また、温度検出値が目標温度よりも高くなっているタイバー１６について、補正演算部９２７により目標温度を上昇させることができるので、温度の低下量を小さくすることができ、自然冷却に要する時間を削減することができ、応答性が向上する。なお、補正演算部９２７の軸力オフセット量Ｎｓを大きくすると、温度オフセット量Ｔｓも大きくなり、演算器９２６から出力される目標温度と温度検出値の差を全てのタイバー１６において０以上とすることができる。これにより、応答性の良い加熱器２５によるタイバー１６の温度上昇によって、軸力制御をすることができるので応答性がさらに向上する。
【００７６】
なお、補正演算部９２７は、演算器９２６の出力に基づいてタイバー１６の温度低下の指令の有無を判定したが、演算器９２５の出力に基づいてタイバー１６の温度低下の指令の有無を判定してもよい。即ち、補正演算部９２７は、演算器９２５からの出力である「軸力設定値−軸力検出値」が正の場合、タイバー１６の温度低下の指令がされたものと判定して、軸力設定値を低減させる。
【００７７】
以上、図４に示す軸力制御では、いずれかのタイバー１６において軸力検出値が軸力設定値よりも低い場合（タイバー１６の温度検出値が目標温度よりも高い場合）、すべてのタイバー１６において軸力設定値を低減させる構成を示した。他の軸力制御について図５及び図６を用いて説明する。
【００７８】
図５は、一実施形態に係る射出成形機の軸力制御の他の一例を示すブロック図である。図５に示す軸力制御では、いずれかのタイバー１６において軸力検出値が軸力設定値よりも低い場合（タイバー１６の温度検出値が目標温度よりも高い場合）、すべてのタイバー１６において軸力検出値を増加させる（オフセットする）構成を示す。
【００７９】
軸力制御部９２０Ａは、温度指令生成部９２１と、電流指令生成部９２２と、温度算出部９２３と、軸力算出部９２４と、演算器９２５Ａ，９２６と、補正演算部９２７Ａと、を備えている。図５に示す軸力制御部９２０Ａは、図４に示す軸力制御部９２０と比較して、補正演算部９２７Ａ及び演算器９２５Ａの構成が異なっている。その他の構成は同様であり、重複する説明を省略する。
【００８０】
補正演算部９２７Ａは、演算器９２６から出力された各タイバー１６の目標温度と温度検出値の差（Ｔｃｍｄ１−Ｔｆｂ１、…、Ｔｃｍｄ４−Ｔｆｂ４）が入力される。補正演算部９２７Ａは、４本のタイバー１６のうち、温度低下が指令されたタイバー１６の有無を判定する。温度低下が指令されたタイバー１６がある場合、補正演算部９２７Ａは、軸力検出値を増加させる（オフセットする）指令を出力する。例えば、軸力オフセット量Ｎｓを出力する。なお、軸力オフセット量Ｎｓは、所定の値であってもよく、温度低下が指令されたタイバー１６の温度低下量（目標温度と温度検出値の差）に応じて変化する値であってもよい。
【００８１】
演算器９２５Ａは、軸力指令部９１０から各タイバー１６の軸力設定値（Ｎｃｍｄ１〜Ｎｃｍｄ４）が入力され、軸力算出部９２４から各タイバー１６の軸力検出値（Ｎｆｂ１〜Ｎｆｂ４）が入力され、補正演算部９２７Ａから軸力オフセット量Ｎｓが入力され、各タイバー１６の軸力設定値とオフセットされた軸力検出値の差（Ｎｃｍｄ１−Ｎｆｂ１−Ｎｓ、…、Ｎｃｍｄ４−Ｎｆｂ４−Ｎｓ）を出力する。
【００８２】
このような構成により、図５に示す軸力制御においても、図４に示す軸力制御と同様に、軸力のバランスを調整しつつ、応答性を向上させることができる。
【００８３】
なお、補正演算部９２７Ａは、演算器９２６の出力に基づいてタイバー１６の温度低下の指令の有無を判定したが、演算器９２５Ａの出力に基づいてタイバー１６の温度低下の指令の有無を判定してもよい。即ち、補正演算部９２７Ａは、演算器９２５からの出力である「軸力設定値−軸力検出値」が正の場合、タイバー１６の温度低下の指令がされたものと判定して、軸力検出値を増加させるようにしてもよい。
【００８４】
図６は、一実施形態に係る射出成形機の軸力制御のさらに他の一例を示すブロック図である。図６に示す軸力制御では、いずれかのタイバー１６において軸力検出値が軸力設定値よりも低い場合（タイバー１６の温度検出値が目標温度よりも高い場合）、すべてのタイバー１６において目標温度を増加させる（オフセットする）構成を示す。
【００８５】
軸力制御部９２０Ｂは、温度指令生成部９２１と、電流指令生成部９２２と、温度算出部９２３と、軸力算出部９２４と、演算器９２５，９２６，９２８Ｂと、補正演算部９２７Ｂと、を備えている。図６に示す軸力制御部９２０Ｂは、図４に示す軸力制御部９２０と比較して、補正演算部９２７Ｂ及び演算器９２８Ｂの構成が異なっている。その他の構成は同様であり、重複する説明を省略する。
【００８６】
補正演算部９２７Ｂは、演算器９２６から出力された各タイバー１６の目標温度と温度検出値の差（Ｔｃｍｄ１−Ｔｆｂ１、…、Ｔｃｍｄ４−Ｔｆｂ４）が入力される。補正演算部９２７Ｂは、４本のタイバー１６のうち、温度低下が指令されたタイバー１６の有無を判定する。温度低下が指令されたタイバー１６がある場合、補正演算部９２７Ｂは、目標温度を増加させる指令を出力する。例えば、温度オフセット量Ｔｓを出力する。なお、温度オフセット量Ｔｓは、所定の値であってもよく、温度低下が指令されたタイバー１６の温度低下量（目標温度と温度検出値の差）に応じて変化する値であってもよい。
【００８７】
演算器９２８Ｂは、温度指令生成部９２１から各タイバー１６の目標温度（Ｔｃｍｄ１〜Ｔｃｍｄ４）が入力され、後述する補正演算部９２７Ｂから温度オフセット量Ｔｓが入力され、各タイバー１６の新たな目標温度（Ｔｃｍｄ１＋Ｔｓ、…、Ｔｃｍｄ４＋Ｔｓ）を出力する。なお、演算器９２６には、この新たな目標温度（Ｔｃｍｄ１＋Ｔｓ、…、Ｔｃｍｄ４＋Ｔｓ）が入力される。
【００８８】
このような構成により、図６に示す軸力制御においても、図４に示す軸力制御と同様に、軸力のバランスを調整しつつ、応答性を向上させることができる。
【００８９】
なお、補正演算部９２７Ｂは、演算器９２６の出力に基づいてタイバー１６の温度低下の指令の有無を判定したが、演算器９２５の出力に基づいてタイバー１６の温度低下の指令の有無を判定してもよい。即ち、補正演算部９２７Ｂは、演算器９２５からの出力である「軸力設定値−軸力検出値」が正の場合、タイバー１６の温度低下の指令がされたものと判定して、目標温度を上昇させるようにしてもよい。
【００９０】
図７は、一実施形態に係る射出成形機の軸力制御における各タイバーの温度、型締力の一例を示すグラフである。なお、上段のグラフは、横軸をショット数とし、縦軸を温度とし、Ｔ１は第１タイバーの温度、Ｔ２は第２タイバーの温度、Ｔ３は第３タイバーの温度、Ｔ４は第４タイバーの温度である。下段のグラフは、横軸をショット数とし、縦軸を型締時の型締力の検出値とする。なお、縦軸は、型締工程中の型締力の検出値の平均値としてもよい。また、縦軸は、型締工程中の型締力の最大値としてもよい。なお、型締力は、第１〜第４タイバーの軸力の和（Ｎｆｂ１＋Ｎｆｂ２＋Ｎｆｂ３＋Ｎｆｂ４）である。即ち、軸力検出器２８は、型締力を検出する型締力検出器を兼ねる。
【００９１】
一実施形態に係る射出成形機の軸力制御を開始する（制御ＯＮ）。上段のグラフに示すように、タイバー１６を加熱または温度を維持するように軸力制御する。図７に示す例では第１タイバーの温度Ｔ１を維持しつつ、第２〜第４タイバーの温度Ｔ２〜Ｔ４を上昇させている。これにより、軸力のバランスを調整しつつ、軸力制御の応答性を向上する。
【００９２】
ところで、タイバー１６の温度を低下させる指令を、目標温度を上昇させることにより、温度の低下量を小さくする、または、温度を上昇させるようにした。本来ならば、温度を低下させるところをその低下量を小さくする、または、温度を上昇させるようにした分、タイバー１６の軸力が低下する。即ち、温度オフセット量の分、軸力が低下する。下段のグラフに示すように、型締力の実績値が低下する。コントローラ９０は、型締力の実績値が設定値よりも所定値以上小さくなると、型締力の実績値が設定値に近づくように型厚調整機構２２を制御して間隔Ｌを狭くする、換言すれば、トグルサポート１５の位置を固定プラテン１２の側に前進させる。これにより、所望の型締力を回復させることができる（型締力補正）。なお、型締力補正のタイミングは、例えば、成形サイクル終了後、次の成形サイクル開始前までの間に行われる。
【００９３】
なお、図７に示す例では、軸力制御の途中で軸力指令を変更している（指令変更）。図７に示す例では第２タイバーの温度Ｔ２を維持しつつ、第１，３，４タイバーの温度Ｔ１，Ｔ３，Ｔ４を上昇させている。
【００９４】
また、軸力検出値と軸力設定値との差が所定の範囲内に収束すると、図７に示すように、補正演算部９２７は、４つのタイバー１６の相対温度差を維持しつつ、タイバー１６の温度を低下させる。これにより、軸力のバランスを維持しつつ、タイバー１６の温度を低下させることができる。また、タイバー１６の温度が低下することにより、各タイバー１６の軸力も増加して、型締力を回復させることができる。
【００９５】
なお、図示は省略するが、タイバー１６の温度が所定の第１閾値温度以上となった場合、補正演算部９２７は目標温度を下げるように制御してもよい。これにより、タイバー１６が高温になり過ぎることを防止することができる。この際、４つのタイバー１６の相対温度差を維持しつつ、タイバー１６の温度を低下させる。これにより、軸力のバランスを維持しつつ、タイバー１６の温度を低下させることができる。なお、タイバー１６の温度が所定の第２閾値温度以下となった場合、上述の軸力制御を再開してもよい。
【００９６】
以上、射出成形機の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
【００９７】
射出成形機は、加熱器２５によって加熱されるタイバー１６の加熱範囲を制限する加熱範囲制限手段を備えていてもよい。加熱範囲制限手段は、例えば、加熱器２５を挟んでタイバー１６の軸方向両側に配設される冷却器で構成される。冷却器は、例えば水冷ジャケットで構成される。なお、冷却器は、水冷ジャケットに限定されず、例えば冷却フィンなどで構成されてもよい。冷却フィンの冷却方式は、冷却ファンを使用する強制空冷方式、自然空冷方式のいずれでもよい。加熱範囲制限手段により、加熱器２５がタイバー１６に加えた熱の移動を制限でき、型締装置１０全体の温度が安定化するまでの時間を短縮でき、軸力のバランスが安定化するまでの時間を短縮できる。また、タイバー１６の熱膨張範囲を管理でき、タイバー１６の温度変化による有効長の変化量を精度良く管理でき、軸力を精度良く調整できる。また、加熱範囲制限手段は、冷却器に限られるものではなく、熱の移動が制限できるものであれば、どのような構成であってもよい。即ち、加熱範囲と加熱範囲外との間で断熱できればよい。
【００９８】
コントローラ９０は、タイバー１６の加熱範囲を制限するように冷却器を制御する。この場合、タイバー１６の冷却部の温度の実績値が設定値になるように、コントローラ９０が冷却器を制御してもよい。タイバー１６の冷却部の温度は、温度検出器２７とは別の温度検出器によって検出する。この温度検出器は、冷却器の付近に配設される。コントローラ９０は、加熱範囲制限手段を作動させた状態で、加熱器２５による温度制御を行う。即ち、加熱範囲制限手段と加熱器２５による温度制御は同時に行われる。
【００９９】
一実施形態に係る射出成形機は、４本のタイバーに軸力検出器２８をそれぞれ設けるものとして説明したが、これに限られるものではない。少なくとも金型装置３０の上下に配置されるタイバー１６、および／または、金型装置３０の左右に配置されるタイバー１６に、それぞれ配置されるようにしてもよい。金型装置３０の上下に配置されるタイバー１６に軸力検出器２８をそれぞれ設けることにより、垂直方向の軸力のバランスを調整することができる。金型装置３０の左右に配置されるタイバー１６に軸力検出器２８をそれぞれ設けることにより、水平方向の軸力のバランスを調整することができる。また、検出器の数を削減することができる。
【０１００】
また、一実施形態に係る射出成形機は、コントローラ９０に制御される加熱器２５を用いて、定常温度よりもタイバー１６を加熱する方向でタイバー１６の軸力を調整するものとして説明したが、これに限られるものではない。即ち、加熱器２５に代えてコントローラ９０に制御される冷却器を設けて、定常温度よりもタイバー１６を冷却する方向でタイバー１６の軸力を調整する構成であってもよい。
【０１０１】
ここで、加熱器２５に代えて冷却器を備える射出成形機において、タイバー１６の温度を低下させる際には、冷却器を動作させることにより、温度を低下させる。一方、タイバー１６の温度を上昇させる際には、冷却器を停止させることにより、温度を上昇させる。このように、冷却器のＯＮ／ＯＦＦのみでタイバー１６の温度を変化させることができるので、制御が不連続になることを防止して、制御性が悪化することを防止することができる。
【０１０２】
ところで、このような構成のため、タイバー１６の温度を上昇させる際の応答速度は、温度を低下させる際の応答速度と比較して、遅くなっている。また、タイバー１６の温度を上昇させる際、所定の温度（例えば、大気温度、等）以上には上げることができない。
【０１０３】
この場合、補正演算部は、いずれかのタイバー１６において温度上昇が指令されたタイバー１６がある場合、すべてのタイバー１６において軸力設定値を増加させる。また、補正演算部は、いずれかのタイバー１６において温度上昇が指令されたタイバー１６がある場合、すべてのタイバー１６において軸力検出値を減少させるようにしてもよい。また、補正演算部は、いずれかのタイバー１６において温度上昇が指令されたタイバー１６がある場合、すべてのタイバー１６において目標温度を低下させるようにしてもよい。
【０１０４】
これにより、温度検出値が目標温度よりも低くなっているタイバー１６について、補正演算部により目標温度を減少させることができるので、温度の上昇量を小さくすることができ、軸力のバランスを調整しつつ、応答性が向上する。
【符号の説明】
【０１０５】
１０        型締装置
１６        タイバー
２２        型厚調整機構
２５        加熱器
２７        温度検出器
２８        軸力検出器
９０        コントローラ
９１０      軸力指令部
９２０，９２０Ａ，９２０Ｂ  軸力制御部
９２１      温度指令生成部（軸力制御指令生成部）
９２２      電流指令生成部
９２３      温度算出部
９２４      軸力算出部
９２５，９２５Ａ，９２６，９２８Ｂ    演算器
９２７，９２７Ａ，９２７Ｂ  補正演算部（軸力制御指令生成部）
【図１】
2020032544.tif 000003
【図２】
2020032544.tif 000004
【図３】
2020032544.tif 000005
【図４】
2020032544.tif 000006
【図５】
2020032544.tif 000007
【図６】
2020032544.tif 000008
【図７】
2020032544.tif 000009