(57)【要約】  射出成形機は、シリンダ（１１）と、シリンダ（１１）に設けられたヒータとを有する。射出成形機の監視装置は、シリンダ（１１）に設けられた温度センサ（Ａ−１〜Ｅ−２）と、温度センサ（Ａ−１〜Ｅ−２）からの温度検出値に基づいてシリンダ（１１）の熱流束又は熱流量を推定する熱流束推定器（１６０）とを有する。
2008126906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計量部材及び／又は射出部材が内蔵されたシリンダと、該シリンダに設けられたヒータとを有する射出成形機の監視装置であって、
前記シリンダに設けられた温度センサと、
前記温度センサからの温度検出値に基づいて、前記シリンダの熱流束又は熱流量を推定する熱流束推定器と
を有することを特徴とする射出成形機の監視装置。
【請求項２】
請求項１記載の射出成形機の監視装置であって、
前記熱流束又は熱流量は、前記シリンダの軸方向に設定されたゾーン毎に表示されることを特徴とする射出成形機の監視装置。
【請求項３】
請求項１記載の射出成形機の監視装置であって、
前記熱流束又は熱流量は、前記シリンダの軸方向に沿った位置における矢印により表示されることを特徴とする射出成形機の監視装置。
【請求項４】
請求項１記載の射出成形機の監視装置であって、
前記熱流束推定器から出力される温度推定値と前記温度検出値との偏差と、前記推定器に予め入力されたシリンダの特性値とに基づいて、前記熱流束又は熱流量を推定することを特徴とする射出成形機の監視装置。
【請求項５】
請求項４記載の射出成形機の監視装置であって、
前記偏差に基づき、前記推定器で用いられる変数を変更することを特徴とする射出成形機の監視装置。
【請求項６】
請求項１記載の射出成形機の監視装置であって、
推定された熱流束に基づいて、内壁熱流束又は推定内壁温度をシリンダの位置及び／又は時間軸に対応して表示することを特徴とする射出成形機の監視装置。
【請求項７】
請求項１記載の射出成形機の監視装置であって、
前記熱流束推定器に予め入力された前記シリンダの特性値に基づいて、前記シリンダの径方向の温度分布を算出することを特徴とする射出成形機の監視装置。
【請求項８】
請求項１記載の射出成形機の監視装置であって、
前記熱流束又は熱流量は、前記シリンダの軸方向に配設された推定領域毎に表示されることを特徴とする射出成形機の監視装置。
【請求項９】
請求項１記載の射出成形機の監視装置であって、
前記熱流束推定器は、前記温度センサからの温度検出値と前記ヒータの動作指令値とに基づいて前記シリンダの熱流束又は熱流量を推定することを特徴とする射出成形機の監視装置。
【請求項１０】
前記温度センサは、前記シリンダの内壁近傍と外壁近傍に設けられ、前記シリンダの内側と外側の温度を検出することを特徴とする射出成形機の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は射出成形機の監視装置に係り、特にシリンダ内で樹脂を溶融して射出する射出成形機の監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形において樹脂成形品の品質を維持するために、射出装置におけるシリンダ内での樹脂の溶融状態を監視し管理することが重要である。シリンダ内の樹脂の溶融状態は樹脂の温度により把握することができる。シリンダ内の樹脂の温度を直接測定することができないため、シリンダ内の樹脂に与えられるエネルギーを算出して樹脂の温度を推定することが提案されている。シリンダ内の樹脂に与えられるエネルギーの算出は、シリンダ壁の温度やスクリュのトルク等の検出値に基づいて行われる。【０００３】
シリンダ内の樹脂の挙動を把握するために、シリンダの設定温度に対応した温度プロファイルを線グラフで表示し、且つシリンダの軸方向における温度プロファイルを伝熱解析によって求めることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。【０００４】
また、射出成形機の制御装置に設けられた表示器に実測温度を表示する際に、実測温度を数値表示するとともに、当該数値表示を温度制御時における動作モードの種類に対応させた異なる色により表示することが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。【０００５】
さらに、シリンダ内のスクリュの溝内における樹脂温度プロファイル及びスクリュ軸方向の樹脂温度分布を求めてグラフィック表示することが提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１０３８７号公報
【特許文献２】特開２００２−１７２６６６号公報
【特許文献３】特開平６−３１７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の射出成形機の監視装置における表示では、予め求めてあるシリンダの温度プロファイルをグラフ表示したり、単にシリンダの限られた測定点における測定温度を表示するだけである。したがって、従来の射出成形機の監視装置における表示は、シリンダの軸方向の各位置におけるエネルギー量としての温度、熱流束、熱量を示すものではない。すなわち、従来の表示では、シリンダの実際の温度と内部の樹脂の温度（樹脂の溶融状態）とが一定の対応関係にあるという前提の下で、シリンダの温度だけでシリンダ内の樹脂の状態を推定している。【０００７】
しかし、実際には、シリンダの温度と内部の樹脂の温度（樹脂の溶融状態）とは一定の対応関係にはない。シリンダ内部の樹脂の温度は、シリンダ壁内での熱の伝達方向やシリンダの軸方向の温度分布によって変化する。したがって、単にシリンダの温度や温度プロファイルを表示するだけでは、シリンダ内の樹脂の状態を精確に把握することはできない。また、シリンダ壁の温度と内部の樹脂の温度との関係は、シリンダ壁を通過するエネルギー量に依存しているため、シリンダの温度のみでは内部の樹脂温度を精確に把握することはできない。さらに、シリンダの一部の温度設定を変更することにより、シリンダの他の部分の温度がどのように影響を受けるかを推測することはできない。【０００８】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、シリンダ内の樹脂の状態を容易に且つ精確に把握し監視することのできる射出成形機の表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、計量部材及び／又は射出部材が内蔵されたシリンダと、該シリンダに設けられたヒータとを有する射出成形機の監視装置であって、該シリンダに設けられた温度センサと、該温度センサからの温度検出値に基づいて、該シリンダの熱流束又は熱流量を推定する熱流束推定器とを有することを特徴とする射出成形機の監視装置が提供される。【００１０】
上述の射出成形機の監視装置において、該熱流束又は熱流量は、該シリンダの軸方向に設定されたゾーン毎に表示されることが好ましい。また、該熱流束又は熱流量は、該シリンダの軸方向に沿った位置における矢印により表示されることとしてもよい。【００１１】
上述の射出成形機の監視装置は、該熱流束推定器から出力される温度推定値と該温度検出値との偏差と、該推定器に予め入力されたシリンダの特性値とに基づいて、該熱流束又は熱流量を推定することが好ましい。該偏差に基づき、該推定器で用いられる変数を変更することとしてもよい。【００１２】
また、上述の射出成形機の監視装置は、推定された熱流束に基づいて、内壁熱流束又は推定内壁温度をシリンダの位置及び／又は時間軸に対応して表示することとしてもよい。さらに、上述の射出成形機の監視装置は、該熱流束推定器に予め入力された該シリンダの特性値に基づいて、該シリンダの径方向の温度分布を算出することとしてもよい。さらに、上述の射出成形機の監視装置において、該熱流束又は熱流量は、該シリンダの軸方向に配設された推定領域毎に表示されることとしてもよい。また、上述の射出成形機の監視装置において、該熱流束推定器は、該温度センサからの温度検出値と該ヒータの動作指令値とに基づいて該シリンダの熱流束又は熱流量を推定することとしてもよい。さらに、該温度センサは、該シリンダの内壁近傍と外壁近傍に設けられ、該シリンダの内側と外側の温度を検出することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、監視装置の表示内容によりシリンダ内の樹脂の状態を容易に把握することができる。これにより、シリンダ内の樹脂の状態に応じてシリンダの各部の目標設定温度を容易に設定することができる。また、シリンダ内の樹脂の状態を所望の状態にするためにはシリンダの温度設定をどのようにすればよいかを容易に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】射出装置の断面図である。
【図２】加熱シリンダの温度を制御するための温度制御装置の構成を示す図である。
【図３Ａ】図２に示す加熱シリンダの一例の軸方向に垂直な面に沿った断面図である。
【図３Ｂ】図２に示す加熱シリンダの他の例の軸方向に垂直な面に沿った断面図である。
【図３Ｃ】図２に示す加熱シリンダのさらに他の例の軸方向に垂直な面に沿った断面図である。
【図４】シリンダの内壁温度をシリンダの軸方向に沿って表示した表示画面を示す図である。
【図５】シリンダの内壁温度をシリンダの軸方向に沿って表示した表示画面を示す図である。
【図６】シリンダの内壁熱流束をシリンダの軸方向に沿って表示した表示画面を示す図である。
【図７】シリンダの各ゾーンにおける内壁熱流量とシリンダの断面における温度分布とをシリンダの軸方向に沿って表示した表示画面を示す図である。
【図８】シリンダの軸方向に沿った内壁温度とシリンダの断面における温度分布とをシリンダの軸方向に沿って表示した表示画面を示す図である。
【図９】シリンダの軸方向に沿った内壁温度とシリンダの断面における温度分布とをシリンダの軸方向に沿って表示した表示画面を示す図である。
【図１０】シリンダの各ゾーンにおける内壁熱流量を表示した表示画面を示す図である。
【図１１】シリンダの各ゾーンにおける内壁熱流量を表示した表示画面を示す図である。
【図１２】シリンダの境界面（内壁面及び冷却シリンダの側端面、金型タッチ面、外表面）の法線方向における熱流束を求めるための推定器の原理構成図である。
【図１３】シリンダの温度を求めるための推定器の原理構成図である。
【図１４】シリンダの境界面（内壁面及び冷却シリンダの側端面、金型タッチ面、外表面）の法線方向における熱流束を求めるための推定器の原理構成図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  射出装置
１１  加熱シリンダ
１２  ホッパ
１３  スクリュ
１４  冷却シリンダ
３０，５０，６０，７０，８０，８５，９０，９５  表示画面
３１，５１，６１，８１，８６，９１  グラフ
３２−３７  棒グラフ領域
３８−４３  数値表示領域
７１，９６  熱流量表示領域
７２，８２  コンター図
１０５  射出ノズル
ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４  ヒータ
２１〜２４  ゾーン
１３０  コントローラ
１３５  表示入力装置
１４０，１５０  推定器
１４２，１５２  モデル
１４４，１５４  フィルタ
Ａ−１〜Ｅ−１，Ａ−２〜Ｅ−２  温度センサ
３０１  温度制御部
３０２−１〜３０２−４  スイッチ
３０３  電源
３５１  温度検出値表示部
３５２  温度設定部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
まず、本発明が適用可能な射出成形機の射出装置及び加熱シリンダについて図１乃至図３を参照しながら説明する。図１は射出装置１０の断面図である。【００１７】
射出装置１０は、加熱シリンダ（単にシリンダとも称する）１１と加熱シリンダ１１の中で回転及び前後移動可能なスクリュ１３を有する。シリンダ１１の先端には、ノズル口１０６が形成された射出ノズル１０５が設けられる。シリンダ１１の所定の位置に樹脂供給口１１２が形成される。樹脂供給口１１２には、接続筒１１３を介してホッパ１２が接続され、ホッパ１２内の樹脂ペレット１１５が接続筒１１３及び樹脂供給口１１２を通ってシリンダ１１内に供給される。また、シリンダ１１の外周には、面状のバンドヒータｈ１，ｈ２，ｈ３が取り付けられている。バンドヒータｈ１，ｈ２，ｈ３に通電することによりシリンダ１１内で樹脂ペレット１１５を加熱し、溶融させることができる。【００１８】
スクリュ１３は、フライト部１０２、フライト部１０２の前端に設けられたスクリュヘッド１０７及びシール部１０８を有する。フライト部１０２は、スクリュ１３本体の外周面に螺旋状に形成されたフライト１０３を有し、フライト１０３によって螺旋状の溝１０４が形成される。また、フライト部１０２には後方から前方にかけて順に、ホッパ１２から落下した樹脂ペレット１１５が供給され前方に送られる送りゾーンＳ１、供給された樹脂ペレット１１５を圧縮しながら溶融させる圧縮ゾーンＳ２、及び溶融させられた樹脂を一定量計量する計量ゾーンＳ３が形成される。なお、加熱シリンダ１１のゾーン分割は、送りゾーンＳ１，圧縮ゾーンＳ２，計量ゾーンＳ３の３つのゾーンに限ることなく、３つ以上のゾーンに分割してバンドヒータを各ゾーンに独立に設けることとしてもよい。【００１９】
計量工程時にスクリュ１３を正方向に回転させると、樹脂ペレット１１５は樹脂供給口１１２から送りゾーンＳ１に供給され、溝１０４内を前進（図における左方に移動）させられる。それに伴って、スクリュ１３が後退（図における右方に移動）させられ、樹脂がスクリュヘッド１０７の前方に蓄えられる。なお、溝１０４内の樹脂は、送りゾーンＳ１においてペレットの形状のままであり、圧縮ゾーンＳ２において半溶融状態になり、計量ゾーンＳ３において完全に溶融させられて液状になる。そして、射出工程時に、スクリュ１３を前進させると、スクリュヘッド１０７の前方に蓄えられた液状の樹脂は、射出ノズル１０５から射出され、金型装置の固定金型のキャビティ空間に充填される。【００２０】
図２は、上述の加熱シリンダ１１の温度を制御するための温度制御装置の構成を示す図である。図２に示すように、加熱シリンダ１１及び射出ノズル１０５は、冷却シリンダ１４から射出ノズル１０５に至る長手方向沿って、４つのゾーンに区分されている。ここでは、備えられたヒータに対応して４つのゾーンを冷却シリンダ１４に隣接したゾーンから順に、第１のゾーン２１、第２のゾーン２２、第３のゾーン２３、第４のゾーン２４と称する。したがって、ノズル１０５は第４のゾーン２４を形成している。なお、冷却シリンダ１４はホッパ１２及びその近傍を冷却するために設けられるシリンダであり、ホッパ１２の周囲を一定の温度以下に維持するために設けられている。また、図示はしていないが、ノズル１０５の周囲にもヒータが設けられており、ノズル１０５を加熱している。このヒータをヒータｈ４と称することとする。【００２１】
第１乃至第３のゾーン２１〜２３には、図１に示すように、個別に通電されるバンドヒータｈ１，ｈ２，ｈ３が加熱シリンダ１１の外周に配置されている。また、図２に示す例では、第１のゾーン２１に、径方向に１組の温度センサである温度センサＡ−１，Ａ−２が配置されており、同様に、第２のゾーン２２には、１組の温度センサである温度センサＢ−１，Ｂ−２が配置され、第３のゾーン２３にも１組の温度センサである温度センサＣ−１，Ｃ−２が配置されている。更に、第４のゾーン２４には、２組の温度センサである温度センサＤ−１，Ｄ−２；Ｅ−１，Ｅ−２が設けられている。なお、各ゾーンに設けられた一対の温度センサのうち、シリンダ１１の外壁面に近いほうの温度センサＡ−２〜Ｅ−２は少なくとも一個設けられていればよい。【００２２】
各組の温度センサの加熱シリンダ１１及びノズル１０５に対する位置は、同様であるので、図３Ａ〜図３Ｃに示す温度センサＡ−１，Ａ−２を例に取って説明する。温度センサＡ−１は加熱シリンダ１１の内壁近傍の温度を検出するために、加熱シリンダ１１の内壁近傍までの深さを有する孔内に埋設されている。温度センサＡ−２は、温度センサＡ−１よりヒータｈ１に近い位置に埋設されている。温度センサＡ−１とＡ−２とは、加熱シリンダ１１の同一断面上で、半径方向に互いに異なる位置に設けられている。図３Ａに示す例では、温度センサＡ−１とＡ−２とは半径方向に反対側の位置、即ち、１８０°離れた位置に設けられている。【００２３】
図３Ｂに示すように、周方向内における同一の位置であり、同一ヒータ領域内で軸方向にずらした位置に、温度センサＡ−１とＡ−２とを設けてもよい。この場合、内壁近傍の温度センサＡ−１とそれより外側の温度を検出する温度センサＡ−２とは、それぞれの配設孔に設けられる。その結果、一つの配設孔に一つの温度センサを配置することができるので、温度センサの組み付けやメンテナンスが容易となる。【００２４】
また、図３Ｃに示すように、周方向内における同一の位置であり、軸方向にも同一の位置に温度センサＡ−１とＡ−２とを設けてもよい。この場合、内壁近傍の温度センサＡ−１とそれより外側の温度を検出するセンサＡ−２とが、同一の配設孔に設けられる。その結果、径方向の熱移動量を正確に検出することができ、内壁近傍の熱流束を正確に把握することができる。【００２５】
以上のように、本実施例では、射出ノズル１０５及び加熱シリンダ１１の長手方向に沿って同一ヒータによるゾーン内に複数の温度センサが設けられる。また、同一断面の異なった深さに複数の温度センサが設けられる。【００２６】
図２に示すように、各組の温度センサ（例えば、Ａ−１，Ａ−２）は、コントローラ１３０に接続されている。コントローラ１３０は、温度制御部３０１、スイッチ３０２−１〜３０２−４、及び電源３０３を備えている。温度制御部３０１は、各温度センサからの入力信号（検出値）に基づいて演算を行い、演算結果を操作量としてＰＷＭ信号、アナログ信号などの形で出力する。スイッチ３０２−１〜３０２−４は、当該操作量に基づいてオンオフを行う。電源３０３は、スイッチ３０２−１〜３０２−４を介して、第１乃至第４のゾーン２１〜２４に設けられたヒータｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４に通電する。【００２７】
温度制御部３０１は、温度センサからの検出値を表示すると共に温度設定値を入力して温度制御部３０１に与える表示入力装置（単に表示装置とも称する）１３５に接続されている。表示入力装置１３５は、好ましくはディスプレイ装置であり、図示されたような表示設定画面を表示する。図示された表示設定画面には、各ゾーンにおける温度センサからの検出値、即ち、温度検出値をゾーン毎に表示する温度検出値表示部３５１、各ゾーンの温度を設定値として設定する温度設定部３５２などが表示される。【００２８】
表示設定画面には、各温度センサの検出温度が全て表示される。また、表示装置１３５には、ノズル１０５及び加熱シリンダ１１の各ゾーンの温度制御を同一ゾーン内に設置された複数の温度センサのうち、どの温度センサを用いて制御するかを選択できるスイッチが具備されている。【００２９】
一方、温度制御部３０１は、表示装置１３５で選択された温度センサの検出温度と、設定された温度の差に基づいて制御演算を行い、演算結果を操作量として、各ゾーンのヒータに対応して設けられたスイッチ３０２−１〜３０２−４に出力する。即ち、温度制御部３０１からの操作量は、スイッチ３０２−１〜３０２−４のオン期間を決定する信号であり、スイッチ３０２−１〜３０２−４がオンしている時間の割合を表すオン・デューティを制御する。この結果、各ゾーンにおける通電時間が制御され、ノズル１０５及び加熱シリンダ１１の選択された温度センサが配置された位置の温度が設定された温度に保たれる。【００３０】
図２に示す温度センサＡ−１〜Ｅ−２と、コントローラ１３０と、表示入力装置１３５とにより、後述するようにシリンダ１１の各部の熱流束又は熱流量を表示してシリンダ１１内の樹脂の状態を監視する監視装置が構成される。【００３１】
なお、上述の射出成形機はシリンダ内の射出部材であるスクリュにより、樹脂の溶融、計量、射出が行われるいわゆるスクリュ式射出成形機であるが、本発明はスクリュ式射出成形機に限られない。例えば、樹脂の溶融とは別に計量部材であるプランジャにより計量及び射出を行ういわゆるプリプラ式射出成形機にも本発明を適用することができる。【００３２】
次に、本発明の一実施形態による射出成形機の監視装置における表示例について説明する。以下の説明は、上述の射出成形機のシリンダ１１内の樹脂の状態を把握するための表示例を説明するものとし、表示は表示装置１３５で行われるものとする。また、シリンダ１１はゾーンＺ１〜Ｚ４までの４つの領域に分割され、かつシリンダ１１の先端のノズル部分はゾーンＺ１５ａ及びＺ１５ｂの２つの領域に分割され、各ゾーンに温度センサが設けられているものとする。【００３３】
ここで、表示装置１３５は必ずしも射出成形機の設定操作モニタでなくてもよく、射出成形機とは別に備えられた通常のＰＣであってもよい。また、複数の射出成形機の運転状態を管理する集中管理装置であってもよい。【００３４】
図４はシリンダ１１の内壁温度をシリンダ１１の軸方向に沿って表示した表示画面３０を示す図である。図４に示す表示画面３０の上部には、シリンダ１１の内壁温度を示すグラフ３１が表示されている。グラフ３１において、横軸はシリンダ１１の軸に沿った位置を表しており、シリンダ１１の後端からノズル１０５の先端までが表示される。グラフ３１の縦軸は、後述する推定方法により算出された内壁温度を表している。グラフ３１の横軸において、左側がシリンダのノズル側であり、右側が冷却シリンダ１４側である。ここでは、内壁温度とは、シリンダ１１の内壁で樹脂に接触する部分の近傍の温度（図３Ａ〜図３Ｃに示す温度センサＡ−１の位置の温度）を示している。グラフ３１では、シリンダ１１の軸方向に沿って連続して内壁温度が示されているが、実際の温度検出値は温度センサＡ−１〜Ｅ−２により得られる検出値のみであり、それ以外の位置での内壁温度は多項式を用いた補間式で求められた推定値である。【００３５】
なお、グラフ３１の中に示された各縦線は、その下に示されているゾーンＺ１〜Ｚ１５ｂにおける温度センサの位置を示している。例えば、Ｚ１という表示の真上にある縦線はゾーンＺ１内に設けられた温度センサＡ−１のシリンダ軸方向に沿った位置を示している。【００３６】
図４において、内壁温度を示すグラフ３１の下方には、シリンダ１１の内外両壁の中間部分（図３に示すセンサＡ−２の位置）の温度が各ゾーン毎に棒グラフ領域３２〜３７内に示されている。各棒グラフ領域３２〜３７の中には棒グラフで示す温度の数値も示されている。また、各棒グラフ領域３２〜３７の下には、シリンダ１１の内外両壁の中間部分の温度の設定値を示す数値表示領域３８〜４３が設けられており、シリンダ１１の内外両壁の中間部分の温度の設定値が各ゾーン毎に数値で示されている。【００３７】
また、外壁近傍に温度センサを設け、そこの検出値を表示してもよい。この場合、ヒータにより近い外壁近傍の温度を把握することができる。外壁近傍の温度はヒータに速く応答するので、ヒータの制御性を向上させることができる。【００３８】
ゾーンＺ１では、内外両壁の中間部分の温度が１７０℃になるように設定され（設定値１７０℃）、実際の内外両壁の中間部分の温度は棒グラフ及び数値により１７０℃となっていることが示されている。また、ゾーンＺ２では、内外両壁の中間部分の温度が１９０℃になるように設定され（設定値１９０℃）、実際の内外両壁の中間部分の温度は棒グラフ及び数値により１９０℃となっていることが示されている。また、ゾーンＺ３では、内外両壁の中間部分の温度が２００℃になるように設定され（設定値２００℃）、実際の内外両壁の中間部分の温度は棒グラフ及び数値により２００℃となっていることが示されている。さらに、ゾーンＺ４においては、内外両壁の中間部分の温度が２００℃になるように設定され（設定値２００℃）、実際の内外両壁の中間部分の温度は棒グラフ及び数値により２００℃となっていることが示されている。ゾーンＺ１５ａ及びＺ１５ｂにおいても、内外両壁の中間部分の温度が２００℃になるように設定され（設定値２００℃）、実際の内外両壁の中間部分の温度は棒グラフ及び数値により２００℃となっていることが示されている。【００３９】
図４に示す例ではシリンダ１１の温度が各ゾーンにおいて設定値と同じになっている。シリンダ１１の内壁の推定温度のグラフ３１を参照しながら設定を行うことができる。【００４０】
このように、軸方向に配設されたヒータｈ１〜ｈ３のそれぞれに、１組の温度センサが取り付けられているので、１つのヒータが加熱するゾーンの温度を、軸方向において１箇所で推定して、推定値に基づいてグラフ３１が表示される。このため、例えば、図１及び図２の例においては、ヒータｈ１により制御される第１のゾーン２１が温度センサＡ−１，Ａ−２の推定領域となる。【００４１】
さらにまた、グラフ３１で表示された内壁の推定温度と、棒グラフ領域３２〜３７に表示されている温度センサの検出値とを比較することができる。例えば、内外壁面の中間部分や外壁近傍の温度センサの検出値が同一の値であったとしても、樹脂の溶融状態が安定しているとは限らない。そこで、グラフ３１で表示された内壁の推定温度と、棒グラフ領域３２〜３７に表示されている温度センサの検出値とを比較することで、径方向においてシリンダ内部の温度のほうがが高いか、あるいは低いかを把握することができる。例えば、ゾーンＺ３では、棒グラフ領域に３４示された温度が２００℃であるのに対し、グラフ３１で示される内壁の推定温度は約２１０℃であり、内壁近傍の温度、すなわち樹脂の温度が高いことが示されている。このようにして、シリンダの軸方向に沿った内壁の推定温度の変動を把握することで、温度分布の繰り返し安定性を確認でき、樹脂の溶融状態の安定性を把握することができる。【００４２】
なお、温度設定値の下には保温設定温度が示されている。図４において、保温設定温度は１００℃に設定されている。保温設定温度は射出成形機の運転を休止した際にシリンダ１１内の樹脂を予熱しておく温度である。保温設定温度の下には、温度の監視範囲が示されている。ここでは温度の監視範囲は２０℃に設定されている。また、温度の監視範囲の下には、各ゾーンで温度監視を行うか否か示されている。図４に示す例では、ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ４，Ｚ１５ａ，Ｚ１５ｂにおいて温度監視を行っており「入」が表示されている。一方、ゾーンＺ３では温度監視は行わない設定となっており、「入」は表示されていない。【００４３】
以上の表示の他に、シリンダ１１が冷えている状態でのスクリュ１３の運転を防止するために、スクリュ冷間起動防止時間が「１５分」に設定されていることが表示されている。また、異常時ヒータ処理が「保温」に設定されており、射出成形機の異常時のシリンダ１１を保温にすることが表示されている。【００４４】
以上のように、図４に示す表示画面では、グラフ３１においてシリンダ１１の内壁温度がシリンダ１１の軸方向位置に対応して連続線で示されており、グラフ３１を見ることによりシリンダ１１内の樹脂の温度、すなわちシリンダ１１内の樹脂の状態を容易に把握することができる。すなわち、シリンダ１１の内壁温度は、シリンダ１１の内壁近傍のエネルギー量を表す値に相当し、したがって、シリンダ１１内の樹脂のエネルギー量を表す値に相当する。【００４５】
図５はシリンダ１１の内壁温度をシリンダ１１の軸方向に沿って表示した表示画面５０を示す図である。図５に示す表示画面５０の上部には、シリンダ１１の内壁温度を示すグラフ５１が表示されている。グラフ５１は図４に示すグラフ３１と同じであり、連続線が複数本（図５では２本）示されている点が異なる。２本の連続線のうち、実線で示す連続線は図４に示すグラフ３１の連続線と同じ現時刻での内壁温度を示す線であり、点線で示す連続線は現時刻より１５分前の内壁温度を示す線である。すなわち、グラフ５１には現時点における内壁温度に加えて過去の時点での内壁温度を示すことができる。これにより、シリンダ１１の内壁温度の推移、すなわちシリンダ１１内の樹脂の状態の推移を容易に認識することができる。【００４６】
なお、表示画面５０におけるグラフ５１以外の表示内容は、図４に示す表示画面３０と同様であり、その説明は省略する。【００４７】
図６はシリンダ１１の内壁熱流束をシリンダ１１の軸方向に沿って表示した表示画面６０を示す図である。図６に示す表示画面６０の上部には、シリンダ１１の内壁熱流束を示すグラフ６１が表示されている。グラフ６１において、横軸はシリンダ１１の軸方向位置を表し、縦軸は内壁近傍における熱流束を表している。グラフ６１の横軸において、左側がシリンダのノズル側であり、右側が冷却シリンダ１４側である。グラフ６１内に示された縦線は、ゾーンの区切りを示す線であり、例えばＺ１という表示とＺ２という表示の間にある縦線は、シリンダ軸方向におけるゾーンＺ１とゾーンＺ２の間の境界の位置を示している。【００４８】
内壁熱流束とは、シリンダ１１の内壁で樹脂に接触する部分における熱量の移動を示す値である。グラフ６１では、シリンダ１１の軸方向に沿って連続して内壁熱流束が示されているが、内壁熱流束がプラス側にある部分ではシリンダ１１の外側から内側に向かって熱が移動していることが示され、内壁熱流束がマイナス側にある部分ではシリンダ１１の内側から外側に向かって熱が移動していることが示されている。言い換えれば、内壁熱流束がプラス側にある部分ではシリンダ１１（ヒータ）から樹脂に熱が移動していることが示され、内壁熱流束がマイナス側にある部分では樹脂からシリンダ１１に熱が移動していることが示されている。また、グラフ６１において、内壁熱流束を示す連続線がプラス側になった部分の面積Ｓ１，Ｓ２は、シリンダ１１内から樹脂に供給された熱流量を表すこととなり、内壁熱流束を示す連続線がマイナス側になった部分の面積Ｓ３，Ｓ４は、シリンダ１１内の樹脂からシリンダ１１に移動した熱流量を表すこととなる。【００４９】
以上のように、グラフ６１を見ることにより、シリンダ１１の各部における熱の移動方向や移動の速さ、及び移動した熱量を容易に把握することができ、シリンダ１１内の樹脂の状態を容易に判断することができる。すなわち、グラフ６１における内壁熱流束は、シリンダ１１の内壁近傍のエネルギー量を表す値に相当し、したがって、シリンダ１１内の樹脂のエネルギー量を表す値に相当する。【００５０】
なお、シリンダ１１の内壁熱流束は、推定器により演算された推定値である。推定器の演算により内壁熱流束を求める方法については後述する。また、表示画面６０におけるグラフ６１以外の表示内容は、図４に示す表示画面３０と同様であり、その説明は省略する。【００５１】
図７はシリンダ１１の各ゾーンにおける熱流量とシリンダ１１の断面における温度分布とをシリンダ１１の軸方向に沿って表示した表示画面７０を示す図である。図７に示す表示画面７０の上部には、シリンダ１１の各ゾーンにおける熱流量を表わす数値が示された熱流量表示領域７１と、シリンダ１１の断面における等温線が示されたコンター図７２とが表示されている。コンター図７２において、等温線で囲まれた部分は色分けされているが、図７では便宜上網掛けにより区別されており、網掛けの種類により色分けが示されている。コンター図７２内に示された縦線は、ゾーンの区切りを示す線であり、例えばＺ１という表示とＺ２という表示の間にある縦線は、シリンダ軸方向におけるゾーンＺ１とゾーンＺ２の間の境界の位置を示している。【００５２】
熱流量表示領域７１において、シリンダ１１の各ゾーンにおける熱流量が数値で示されている。熱流量の数値がプラスのゾーンでは、シリンダ１１の外側から内側に向かって熱が移動していることが示され、熱流量の数値がマイナスのゾーンでは、シリンダ１１の内側から外側に向かって熱が移動していることが示されている。言い換えれば、熱流量の数値がプラスのゾーンではシリンダ１１から樹脂に対して熱が供給されていることが示され、熱流量の数値がマイナスのゾーンではシリンダ１１に熱が逃げていることが示されている。【００５３】
熱流量表示領域７１に示された熱流量の値とコンター図７２とを見ることにより、シリンダ１１の各部における熱の移動方向及び熱流量とシリンダ１１内の温度分布を容易に把握することができ、シリンダ１１内の樹脂の状態を容易に判断することができる。すなわち、熱流量表示領域７１に示された熱流量の値とコンター図７２とは、シリンダ１１の内壁近傍のエネルギー量を表す値に相当し、したがって、シリンダ１１内の樹脂のエネルギー量を表す値に相当する。【００５４】
なお、熱流量表示領域７１に示された熱流量の値は、推定器により演算された推定値である。推定器の演算により熱流量を求める方法については後述する。また、表示画面７０における熱流量表示領域７１及びコンター図７２以外の表示内容は、図４に示す表示画面３０と同様であり、その説明は省略する。【００５５】
図８はシリンダ１１の軸方向に沿った内壁温度とシリンダ１１の断面における温度分布とをシリンダ１１の軸方向に沿って表示した表示画面８０を示す図である。図８に示す表示画面８０の上部には、シリンダ１１の軸方向に沿った内壁温度を示すグラフ８１と、シリンダ１１の断面における等温線が示されたコンター図８２とが表示されている。コンター図８２は図７に示すコンター図７２と同様であり、等温線で囲まれた部分は色分けされているが、図８では便宜上網掛けにより区別されており、網掛けの種類により色分けが示されている。コンター図８２内に示された縦線は、ゾーンの区切りを示す線であり、例えばＺ１という表示とＺ２という表示の間にある縦線は、シリンダ軸方向におけるゾーンＺ１とゾーンＺ２の間の境界の位置を示している。【００５６】
グラフ８１は、図４に示すグラフ３１と同様であるが、もう一つの横軸として時間軸が設けられ、時間軸により過去の時点での内壁温度が表示されている。グラフ３１において、実線は現時点での内壁温度を示し、点線は１０分前の時点での内壁温度を示し、一点鎖線は２０分前の時点での内壁温度を示している。また、必ずしも点線や一点鎖線での相違だけでなく、色分けして表示してもよい。この場合、モニタから離れた場所からでも線の種類を容易に判断することができ、誤認を防止することができる。【００５７】
グラフ８１に示された現在及び過去の内壁温度とコンター図８２とを見ることにより、シリンダ１１の各部における温度の推移を容易に把握することができ、シリンダ１１内の樹脂の状態を容易に判断することができる。すなわち、グラフ８１に示された内壁温度とコンター図８２とは、シリンダ１１の内壁近傍のエネルギー量を表す値に相当し、したがって、シリンダ１１内の樹脂のエネルギー量を表す値に相当する。【００５８】
なお、グラフ８１に示された内壁温度の値は、推定器により演算された推定値である。推定器の演算により内壁温度を求める方法については後述する。また、表示画面８０におけるグラフ８１及びコンター図８２以外の表示内容は、図４に示す表示画面３０と同様であり、その説明は省略する。【００５９】
図９はシリンダ１１の軸方向に沿った内壁温度とシリンダ１１の断面における温度分布とをシリンダ１１の軸方向に沿って表示した表示画面８５を示す図である。図９に示す表示画面８５の上部には、シリンダ１１の軸方向に沿った内壁温度を示すグラフ８６と、シリンダ１１の断面における等温線が示されたコンター図８２とが表示されている。コンター図８２は図７に示すコンター図７２と同様であり、等温線で囲まれた部分は色分けされているが、図８では便宜上網掛けにより区別されており、網掛けの種類により色分けが示されている。【００６０】
グラフ８６は、図４に示すグラフ３１と同様であるが、もう一つの横軸としてシリンダ内壁面からの距離を表わす軸が設けられている。これにより、グラフ８６には、シリンダ内壁面から異なる距離におけるシリンダ温度が示されている。グラフ８６における実線はシリンダ内壁面に相当する位置（距離はゼロ）での内壁温度を示し、点線はシリンダ内壁面から１０ｍｍ程度の距離におけるシリンダ温度を示し、一点鎖線はシリンダ内壁面から２０ｍｍ程度の距離におけるシリンダ温度を示している。また、この場合も図８と同様に、必ずしも点線や一点鎖線での相違だけでなく、色分けして表示してもよい。この場合、モニタから離れた場所からでも線の種類を容易に判断することができ、誤認を防止することができる。【００６１】
グラフ８６に示された複数の距離におけるシリンダ温度とコンター図８２とを見ることにより、シリンダ１１の内部における温度の推移を容易に把握することができ、シリンダ１１内の樹脂の状態を容易に判断することができる。すなわち、グラフ８６に示されたシリンダ温度とコンター図８２とは、シリンダ１１の内壁近傍のエネルギー量を表す値に相当し、したがって、シリンダ１１内の樹脂のエネルギー量を表す値に相当する。【００６２】
なお、グラフ８６に示された温度の値は、推定器により演算された推定値である。推定器の演算により温度を求める方法については後述する。また、表示画面８５におけるグラフ８６及びコンター図８２以外の表示内容は、図４に示す表示画面３０と同様であり、その説明は省略する。【００６３】
図１０はシリンダ１１の各ゾーンにおける熱流量を表示した表示画面９０を示す図である。図１０に示す表示画面９０の上部には、シリンダ１１の各ゾーンにおける熱流量を表わすグラフ９１が表示されている。グラフ９１は、シリンダ１１の各ゾーンにおける熱流量を矢印で表わしている。矢印の位置はその下に示されるゾーン内のシリンダ軸方向位置を示している。矢印の向きは熱の移動方向を示し、矢印の大きさは熱流量の大きさを示している。なお、ゾーンＺ１５ａ及びＺ１５ｂにおける熱流量は小さいため、矢印ではなく星型で示されており、ゾーンＺ１における矢印は先端がグラフの範囲を超えているため矢印の先端が途切れた状態で示されている。これらの矢印は図７の熱流量の数値に対応している。【００６４】
熱流量の矢印がプラス側に向いている（下向き）ゾーンでは、シリンダ１１の外側から内側に向かって熱が移動していることが示され、熱流量の矢印がマイナス側に向いている（上向き）のゾーンでは、シリンダ１１の内側から外側に向かって熱が移動していることが示されている。言い換えれば、熱流量の矢印がプラス側に向いているゾーンではシリンダ１１から樹脂に熱が供給されていることが示され、熱流量の矢印がマイナス側に向いているゾーンでは樹脂からシリンダ１１に対して熱が移動していることが示されている。【００６５】
グラフ９１に示された熱流量の矢印を見ることにより、シリンダ１１の各部における熱の移動方向及び熱流量を容易に把握することができ、シリンダ１１内の樹脂の状態を容易に判断することができる。すなわち、グラフ９１に示された熱流量の矢印は、シリンダ１１の内壁近傍のエネルギー量を表す値に相当し、したがって、シリンダ１１内の樹脂のエネルギー量を表す値に相当する。【００６６】
なお、矢印により表わされる熱流量の値は、推定器により演算された推定値である。推定器の演算により熱流量を求める方法については後述する。また、表示画面９０におけるグラフ９１以外の表示内容は、図４に示す表示画面３０と同様であり、その説明は省略する。また、熱流量値を矢印ではなく棒グラフで表すようにしてもよい。【００６７】
図１１はシリンダ１１の各ゾーンにおける熱流量を表示した表示画面９５を示す図である。図１１に示す表示画面９５の上部には、シリンダ１１の各ゾーンにおける熱流量の数値を表わす熱流量表示領域９６が設けられている。熱流量表示領域９６には、シリンダ１１の各ゾーンにおける熱流量が数値で表示されている。数値符号は熱の移動方向を示し、数値の絶対値の大きさは熱流量の大きさを示している。熱流量表示領域９６に表示された熱流量は、図１０において矢印で示す熱流量と同じであり、数値で示したものであり、図７の熱量の数値と同じである。【００６８】
熱流量表示領域９６に示された熱流量の符号及び絶対値を見ることにより、シリンダ１１の各部における熱の移動方向及び熱流量を容易に把握することができ、シリンダ１１内の樹脂の状態を容易に判断することができる。すなわち、熱流量表示領域９６に示された熱流量の数値は、シリンダ１１の内壁近傍のエネルギー量を表す値に相当し、したがって、シリンダ１１内の樹脂のエネルギー量を表す値に相当する。【００６９】
なお、数値により表わされる熱流量の値は、推定器により演算された推定値である。推定器の演算により熱流量を求める方法については後述する。また、表示画面９５における領域９６以外の表示内容は、図４に示す表示画面３０と同様であり、その説明は省略する。【００７０】
次に、シリンダ１１の内壁温度及び熱流量を推定する推定方法について説明する。【００７１】
図１２はシリンダ１１の境界面（内壁面及び冷却シリンダ１４の側端面、金型タッチ面、外表面）の法線方向における熱流束を求めるための推定器１４０の原理構成図である。推定器１４０はコントローラ１３０内の電子回路及び／又はソフトウェア・プログラムにより構成され、シリンダ１１のモデル１４２とフィルタ１４４とを含む。【００７２】
ここで、コントローラは必ずしも射出成形機の各駆動部を制御するコントローラと同一の制御装置内に設ける必要はない、例えば、射出成形機の制御装置とは別に備えられた通常のＰＣであってもよい。また、複数の射出成形機の運転状態を管理する集中管理装置のモニタであってもよい。【００７３】
推定器１４０には、シリンダ１１の伝熱特性が予め記憶させてある。あるいは、特定のシリンダに適合するように、その特定のシリンダの伝熱特性に基づいて推定器１４０を作成する。シリンダ１１の伝熱特性は、シリンダ１１全体を有限個の領域に分割して表現し、少なくとも「各領域の温度」、「各領域の温度の時間微分」、「各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量」、「大気の温度」、「シリンダを加熱するヒータのオン・デューティ」を含む物理量の定量的関係を以下の線形代数方程式（１）で表現したものである。この線形代数方程式（１）がモデル１４２に相当する。【００７４】
【数１】
2008126906.tif 000003
上記線形代数方程式において、各記号は以下の要素を表わす。【００７５】
θ１・・・θｎ：各領域の温度
Ｑｉ１・・・Ｑｉｍ：各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量
θａ：大気の温度
η１・・・ηｐ：シリンダを加熱するヒータのオン・デューティ（動作時間）
ｔ：時刻
Ｃ：各領域の熱容量
α：各領域間の熱伝導係数
Ｒｉ：樹脂、スクリュと直接熱接触している領域を表わす行列
αｏ：大気への放熱の熱伝達係数（シリンダカバー、熱電対の特性、取り付け状態も表わす）
Ｑｈ：各ヒータが定格動作で各領域を加熱する能力（ヒータの発熱分布、配置、熱接触状態も表わす）
推定器１４０において、シリンダ１１のモデル１４２は、現在のシリンダ１１の各領域の温度の推定値を保持する。そして、推定器１４０は、この「各領域の温度」と、「各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量」、「大気の温度」、「シリンダを加熱するヒータのオン・デューティ」とから、上述のシリンダ１１の伝熱特性を示す式（１）を用いて「各領域の温度の時間微分」を算出する。ここで、各領域θに対応するｎ個の領域は、熱流量Ｑに対応するｍ個の領域を囲むように配置されている。また、ヒータのオン・デューティηはヒータの数に対応してｐ個配置されている。そして、算出された「各領域の温度の時間微分」と後述する「各領域の温度の補正データ」に応じて、モデル１４２自らが保持している「各領域の温度」の推定値を増減させる。この「各領域の温度」の推定値を用いて、内挿又は外挿により内壁及び任意の深さの位置での温度を計算し、表示することができる。これにより、図４〜図９の３１，５１，８１，８６やコンター図７２，８２に示された温度をモニタに表示することができる。【００７６】
「各領域の温度の補正データ」と「熱流量」は、フィルタ１４４により得られる。フィルタ１４４は、「全体の温度の検出値」と、モデル１４２が保持している「各領域の温度」の推定値のうち当該検出値に対応する領域の温度の推定値との偏差を取り込む。「全体の温度の検出値」としては、ノズル及び加熱シリンダに備えられた温度センサの検出値が用いられる。そして、フィルタ１４４は、「各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量」及び「各領域の温度の補正データ」をモデル１４２に出力する。フィルタ１４４は、微分・積分計算を行うことができることが好ましい。ここで出力された「各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量」を用いて、図６、図７、図１０、図１１のグラフ６１，９１や表示領域７１，９６に表された熱流束や熱流量をモニタに表示することができる。【００７７】
なお、モデルによって作成された各領域に対応するように、各温度センサの検出値を補間し、各領域の温度の検出値を算出してもよい。この場合、全ての領域において偏差を求めることができる。【００７８】
以上のように、シリンダ１１の境界面（内壁面及び冷却シリンダ１４の側端面、金型タッチ面、外表面）の法線方向における熱流束は、シリンダ１１を加熱するヒータの動作指令値（オン・デューティの指令値）と温度センサからの温度検出値とに基づいて推定器１４０により推定される。ここで算出された「熱流量」と「温度の推定値」を用いて、表示入力装置１３５のモニタに表示する。さらに、実際の加熱シリンダで検出された温度検出値も表示入力装置１３５のモニタに表示させることができる。【００７９】
また、ここでは図１及び図２に示すように、軸方向に配設されたヒータｈ１〜ｈ３のそれぞれに、１組の温度センサが取り付けられている例について説明した。しかしながら、軸方向において１つのヒータに複数組の温度センサを配置してもよい。例えば、ヒータｈ１に対して、複数組の温度センサＡ−１，Ａ−２を配置してもよい。この場合、ヒータｈ１が制御する第１のゾーン２１は複数の推定領域に分割される。したがって、一つのゾーン内でも、複数の推定領域で温度を把握することができるようになる。この場合、各推定領域毎に温度を表示するようにしてもよい。【００８０】
図１３はシリンダ１１の温度を求めるための推定器１５０の他の原理構成図である。推定器１５０はコントローラ１３０内の電子回路及び／又はソフトウェア・プログラムにより構成され、シリンダ１１のモデル１５２とフィルタ１５４とを含む。【００８１】
推定器１５０には、シリンダ１１の伝熱特性が予め記憶させてある。あるいは、特定のシリンダに適合するように、その特定のシリンダの伝熱特性に基づいて推定器１５０を作成する。シリンダ１１の伝熱特性は、シリンダ１１全体を有限個の領域に分割して表現し、少なくとも「各領域の温度」、「各領域の温度の時間微分」、「各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量」、「大気の温度」、「シリンダを加熱するヒータのオン・デューティ」を含む物理量の定量的関係を上述の線形代数方程式（１）で表現したものである。この線形代数方程式（１）がモデル１５２に相当する。【００８２】
推定器１５０において、シリンダ１１のモデル１５２は、現在のシリンダ１１の内壁領域を除く全領域での「各領域の温度」の推定値を保持する。そして、推定器１５０は、この内壁領域以外の「各領域の温度」と内壁領域の「各領域の温度」の検出値、「大気の温度」、「シリンダを加熱するヒータのオン・デューティ」とから、上述のシリンダ１１の伝熱特性を示す式（１）を用いて内壁領域以外の「各領域の温度の時間微分」を算出する。そして、算出された内壁領域以外の「各領域の温度の時間微分」と後述する「各領域の温度の補正データ」に応じて、モデル１５２自らが保持している内壁領域以外の「各領域の温度」の推定値を増減させる。この「各領域の温度」の推定値を用いて、図７、図８、図９のコンター図７２，８２に表されたシリンダ１１の軸方向断面の温度分布をモニタに表示することができる。【００８３】
また、内壁領域の「各領域の温度」の検出値を時間微分し、その結果と内壁領域の「各領域の温度」の検出値及び内壁領域以外の「各領域の温度」の推定値、「大気の温度」、「シリンダを加熱するヒータのオン・デューティ」とから、同様に、シリンダ１１の伝熱特性を示す式（１）を用いて「各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量」を算出する。ここで算出された「熱流量」を用いて、図６、図７、図１０、図１１のグラフ６１，９１及び表示領域７１，９６に表された熱流束若しくは熱流量をモニタに表示することができる。また、図４〜図９のグラフ３１，５１，８１，８６及びコンター図７２，８２で示される内壁温度若しくはシリンダ温度は、内壁近傍に配設された温度センサの検出値を用いて表示される。【００８４】
「各領域の温度の補正データ」はフィルタ１５４により得られる。フィルタ１５４は、「全体の温度の検出値」と、モデル１５２が保持している「各領域の温度」の推定値のうち当該検出値に対応する領域の温度の推定値との偏差を取り込む。「全体の温度の検出値」としては、ノズル及び加熱シリンダに備えられた温度センサの検出値が用いられる。そして、フィルタ１５４は、「各領域の温度の補正データ」をモデル１５２に出力する。フィルタ１５４は、微分・積分計算を行うことができる構成とすることが好ましい。【００８５】
なお、モデルによって作成された各領域に対応するように、各温度センサの検出値を補間し、各領域の温度の検出値を算出してもよい。この場合、全ての領域において偏差を求めることができる。【００８６】
以上のように、シリンダ１１の温度は、シリンダ１１を加熱するヒータの動作指令値（オン・デューティの指令値）と温度センサからの温度検出値とに基づいて推定器１５０により推定される。そして、モデル１５２にて算出された「熱流量」だけでなく「熱流束」を表示する。また、「温度の推定値」と「温度の検出値」を用いて、内挿、外挿により内壁及び任意の深さの位置における温度を計算し、表示入力装置１３５のモニタに表示する。さらに、実際の加熱シリンダで検出された温度検出値も表示入力装置１３５のモニタに表示させることができる。【００８７】
図１４はシリンダ１１の境界面（内壁面及び冷却シリンダ１４の側端面、金型タッチ面、外表面）の法線方向における熱流束を求めるための推定器１６０の原理構成図である。推定器１６０はコントローラ１３０内の電子回路及び／又はソフトウェア・プログラムにより構成され、シリンダ１１のモデル１６２とフィルタ１６４とを含む。【００８８】
ここで、コントローラは必ずしも射出成形機の各駆動部を制御するコントローラと同一の制御装置内に設ける必要はない、例えば、射出成形機の制御装置とは別に備えられた通常のＰＣであってもよい。また、複数の射出成形機の運転状態を管理する集中管理装置のモニタであってもよい。【００８９】
推定器１６０には、シリンダ１１の伝熱特性が予め記憶させてある。あるいは、特定のシリンダに適合するように、その特定のシリンダの伝熱特性に基づいて推定器１６０を作成する。シリンダ１１の伝熱特性は、シリンダ１１全体を有限個の領域に分割して表現し、少なくとも「各領域の温度」、「各領域の温度の時間微分」、「各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量」を含む物理量の定量的関係を以下の線形代数方程式（２）で表現したものである。この線形代数方程式（２）がモデル１６２に相当する。【００９０】
【数２】
2008126906.tif 000004
上記線形代数方程式において、各記号は以下の要素を表わす。【００９１】
θｉ１・・・θｉｎ：シリンダの内側（内壁近傍）の各領域の温度
θｏ１・・・θｏｎ：シリンダの外側（外壁近傍）の各領域の温度
Ｑｉ１・・・Ｑｉｍ：シリンダの内側の各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量
ｔ：時刻
Ｃ：シリンダの内側の各領域の熱容量
αｉ：シリンダの内側の各領域間の熱伝導係数
αｏ：シリンダの外側の各領域間の熱伝導係数
Ｒｉ：樹脂、スクリュと直接熱接触している領域を表わす行列
推定器１６０において、シリンダ１１のモデル１６２は、現在のシリンダ１１の内側（内壁近傍）の各領域の温度の推定値を保持する。そして、推定器１６０は、「シリンダの内側の各領域の温度」及び「シリンダの外側の各領域の温度」と、「各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量」、とから、上述のシリンダ１１の伝熱特性を示す式（２）を用いて「シリンダの内側の各領域の温度の時間微分」を算出する。ここで、外側の領域温度θｏに対応するｎ個の領域は、内側の領域温度θｉに対応するｍ個の領域、及び熱流量Ｑに対応するｍ個の領域を囲むように配置されている。そして、算出された「シリンダの内側の各領域の温度の時間微分」と後述する「各領域の温度の補正データ」に応じて、モデル１６２自らが保持している「シリンダの内側の各領域の温度」の推定値を増減させる。この「各領域の温度」の推定値を用いて、内挿又は外挿により内壁及び任意の深さの位置での温度を計算し、表示することができる。これにより、図４〜図９の３１，５１，８１，８６やコンター図７２，８２に示された温度をモニタに表示することができる。【００９２】
「シリンダの内側の各領域の温度の補正データ」と「熱流量」は、フィルタ１６４により得られる。フィルタ１６４は、「全体の温度の検出値」と、モデル１６２が保持している「シリンダの内側の各領域の温度」の推定値のうち当該検出値に対応する領域の温度の推定値との偏差を取り込む。「全体の温度の検出値」としては、ノズル及び加熱シリンダに備えられた温度センサの検出値が用いられる。そして、フィルタ１６４は、「シリンダの内側の各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量」及び「シリンダの内側の各領域の温度の補正データ」をモデル１６２に出力する。フィルタ１６４は、微分・積分計算を行うことができることが好ましい。ここで出力された「シリンダの内側の各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量」を用いて、図６、図７、図１０、図１１のグラフ６１，９１や表示領域７１，９６に表された熱流束や熱流量をモニタに表示することができる。【００９３】
なお、モデルによって作成された各領域に対応するように、各温度センサの検出値を補間し、各領域の温度の検出値を算出してもよい。この場合、全ての領域において偏差を求めることができる。【００９４】
以上のように、シリンダ１１の境界面（内壁面及び冷却シリンダ１４の側端面、金型タッチ面）の法線方向における熱流束は、温度センサからの温度検出値に基づいて推定器１６０により推定される。ここで算出された「熱流量」と「温度の推定値」を用いて、表示入力装置１３５のモニタに表示する。さらに、実際の加熱シリンダで検出された温度検出値も表示入力装置１３５のモニタに表示させることができる。【００９５】
また、ここでは図１及び図２に示すように、軸方向に配設されたヒータｈ１〜ｈ３のそれぞれに、１組の温度センサが取り付けられている例について説明した。しかしながら、軸方向において１つのヒータに複数組の温度センサを配置してもよい。例えば、ヒータｈ１に対して、複数組の温度センサＡ−１，Ａ−２を配置してもよい。この場合、ヒータｈ１が制御する第１のゾーン２１は複数の推定領域に分割される。したがって、一つのゾーン内でも、複数の推定領域で温度を把握することができるようになる。この場合、各推定領域毎に温度を表示するようにしてもよい。【００９６】
本発明は具体的に開示された実施例に限られず、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変形例及び改良例がなされるであろう。【００９７】
本出願は２００７年４月１０日出願の優先権主張日本特許出願２００７−１０３１０８号に基づくものであり、その全内容はここに援用される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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