(57)【要約】【課題】金型の回転角の検出値の誤差が積み上がることを抑制できる、射出成形機の提供。【解決手段】金型を回転させる金型回転モータと、前記金型の回転角を検出する回転角検出器と、前記金型を所定の回転角で回り止めする位置決め機構と、前記金型回転モータおよび前記位置決め機構を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記回転角検出器で検出される検出値が前記所定の回転角になるように前記金型を回転させるサーボ制御部と、前記位置決め機構による前記金型の回り止めの実行および解除を行う回り止め処理部と、前記金型の前記回り止めを実行している状態で、前記回転角検出器で検出される検出値を補正する検出値補正部とを有する、射出成形機。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を回転させる金型回転モータと、
前記金型の回転角を検出する回転角検出器と、
前記金型を所定の回転角で回り止めする位置決め機構と、
前記金型回転モータおよび前記位置決め機構を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記回転角検出器で検出される検出値が前記所定の回転角になるように前記金型を回転させるサーボ制御部と、
前記位置決め機構による前記金型の回り止めの実行および解除を行う回り止め処理部と、
前記金型の前記回り止めを実行している状態で、前記回転角検出器で検出される検出値を補正する検出値補正部とを有する、射出成形機。
【請求項２】
前記検出値補正部は、前記サーボ制御部の処理を解除して前記金型回転モータの出力軸を回転自在とし且つ前記金型の前記回り止めを実行している状態で、前記回転角検出器で検出される検出値を補正する、請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記検出値補正部は、前記サーボ制御部の処理を解除して前記金型回転モータの出力軸を回転自在とし且つ前記金型の前記回り止めを実行してから所定時間の経過後に、前記回転角検出器で検出される検出値を補正する、請求項１または２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記回転角検出器で検出される検出値が前記所定の回転角になると、前記サーボ制御部の処理が解除され、前記金型回転モータの出力軸が回転自在とされたうえで、前記回り止め処理部が前記金型の前記回り止めを実行する、請求項１〜３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】
特許文献１に記載の射出吹込成形機は、固定金型が取り付けられる固定プラテン、可動金型が取り付けられる可動プラテン、および固定プラテンと可動プラテンとの間に設けられる支持枠とを有する。支持枠には中間金型が油圧モータ等の回転装置で回転可能に軸支されている。中間金型の前後両面のうち一方に複数個の第１のコア金型が突設され、中間金型の前後両面のうち残りの一方に複数個の第２のコア金型が突設される。型締状態で、第１のコア金型と固定金型の空所に樹脂が充填され、プリフォームの射出成形が行われる。樹脂が所定温度に冷却されると、型開が行われ、中間金型が１８０°回転される。再び、型締が行われ、プリフォームを装着している第１のコア金型が吹込み用の可動金型に挿入され、空気が噴出されて吹込み成形が行われる。このとき、第２のコア金型と固定金型との空所に樹脂が充填され、プリフォームの射出成形が行われる。吹込み成形と射出成形とは同時に行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３６５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
射出成形機は、金型を回転させる金型回転モータと、金型の回転角を検出する回転角検出器と、金型を所定の回転角で回り止めする位置決め機構と、金型回転モータおよび位置決め機構を制御する制御装置とを備える。制御装置は、位置決め機構による回り止めを解除し、回転角検出器で検出される検出値が所定の回転角になるまで金型を回転させ、位置決め機構によって金型を回り止めする制御を繰り返し行う。金型回転モータは、金型を一方向に繰り返し回転させる。位置決め機構は、金型の位置決め穴に挿し込まれる位置決めピンを有する。金型の回転角の検出値が０°および１８０°のときに、位置決めピンが位置決め穴に挿し込まれ、金型の回り止めがなされる。
【０００５】
図１２は、従来の回転角の検出値と回転角の真値との関係を示す図である。検出値は誤差を含むため、検出値と真値との間にズレが生じることがある。図１２では、検出値の変化量に比べて真値の変化量が小さい場合について説明する。図１２（ａ）は、回転角の検出値が０°であって、且つ、回転角の真値が０°である状態を示す図である。図１２（ｂ）は、回転角の検出値が１８０°であって、且つ、回転角の真値が１８０°−Δθ１である状態を示す図である。図１２（ｃ）は、回転角の検出値が１８０°+Δθ１であって、且つ、回転角の真値が１８０°である状態を示す図である。図１２（ｄ）は、回転角の検出値が０°であって、且つ、回転角の真値が０°−Δθ１−Δθ２である状態を示す図である。
【０００６】
図１２（ａ）に示すように回転角の検出値が０°の状態から、図１２（ｂ）に示すように回転角の検出値が１８０°の状態まで金型２１Ｂを回転させるとき、回転角の真値が１８０°−Δθ１になることがある。
【０００７】
続いて、図１２（ｃ）に示すように位置決めピン６１３Ｂが位置決め穴２５Ｂに挿し込まれると、回転角の真値が１８０°になる一方、回転角の検出値は１８０°＋Δθ１になる。その後、位置決めピン６１３Ｂが位置決め穴２５Ｂから抜き出される。
【０００８】
次に、図１２（ｄ）に示すように回転角の検出値が０°の状態まで金型２１Ｂを回転させるとき、回転角の検出値は１８０°−Δθ１変化させられる。その検出値の変化量に比べて真値の変化量は小さい。
【０００９】
そのため、図１２（ｄ）において回転角の真値は、０°−Δθ１−Δθ２になる。このように、検出値と真値とのズレが積み上がると、最終的に位置決めピン６１３Ｂの位置決め穴２５Ｂへの挿し込みができなくなり、金型２１Ｂの回り止めができなくなる。
【００１０】
尚、図１２では検出値の変化量に比べて真値の変化量が小さい場合について説明したが、検出値の変化量に比べて真値の変化量が大きい場合も当然に生じうる。この場合も、検出値と真値とのズレが積み上がると、最終的に位置決めピン６１３Ｂの位置決め穴２５Ｂへの挿し込みができなくなり、金型２１Ｂの回り止めができなくなる。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、金型の回転角の検出値の誤差が積み上がることを抑制できる、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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
金型を回転させる金型回転モータと、
前記金型の回転角を検出する回転角検出器と、
前記金型を所定の回転角で回り止めする位置決め機構と、
前記金型回転モータおよび前記位置決め機構を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記回転角検出器で検出される検出値が前記所定の回転角になるように前記金型を回転させるサーボ制御部と、
前記位置決め機構による前記金型の回り止めの実行および解除を行う回り止め処理部と、
前記金型の前記回り止めを実行している状態で、前記回転角検出器で検出される検出値を補正する検出値補正部とを有する、射出成形機が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によれば、金型の回転角の検出値の誤差が積み上がることを抑制できる、射出成形機が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】一実施形態による型締装置の型開完了時の状態を示す図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿った断面図である。
【図５】一実施形態による型締装置の型締時の状態を示す図である。
【図６】図５のVI-VI線に沿った断面図である。
【図７】一実施形態による位置決め機構を示す図であって、中間金型支持枠の一部を破断して示す図である。
【図８】一実施形態による制御装置の構成要素を機能ブロックで示す図である。
【図９】一実施形態による制御装置の処理を示すフローチャートである。
【図１０】一実施形態による回転角の検出値と回転角の真値との関係を示す図である。
【図１１】他の一実施形態による金型装置の型締時の状態を示す図である。
【図１２】従来の回転角の検出値と回転角の真値との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（射出成形機）
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。図１および図２において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに垂直な方向である。型開閉方向はＸ方向である。型締装置が横型である場合、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向、Ｚ方向は鉛直方向である。図１および図２において、図３〜図６などに示す中間金型支持枠および中間金型の図示を省略する。図１〜図２に示すように、射出成形機は、型締装置１００と、射出装置３００と、移動装置４００と、制御装置７００とを有する。以下、射出成形機の各構成要素について説明する。
【００１７】
（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（図１および図２中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中左方向）を後方として説明する。
【００１８】
型締装置１００は、金型装置１０の型閉、型締、型開を行う。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、固定プラテン１１０、可動プラテン１２０、トグルサポート１３０、タイバー１４０、トグル機構１５０、型締モータ１６０、運動変換機構１７０、および型厚調整機構１８０を有する。
【００１９】
固定プラテン１１０は、フレームＦｒ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１１が取付けられる。
【００２０】
可動プラテン１２０は、フレームＦｒに対し型開閉方向に移動自在とされる。フレームＦｒ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１２が取付けられる。
【００２１】
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、型閉、型締、型開が行われる。固定金型１１と可動金型１２とで金型装置１０が構成される。
【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１３０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】
尚、本実施形態では、固定プラテン１１０がフレームＦｒに対し固定され、トグルサポート１３０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１３０がフレームＦｒに対し固定され、固定プラテン１１０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。
【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。各タイバー１４０は、型開閉方向に平行とされ、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が設けられる。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】
尚、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、歪み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との間に配設され、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、クロスヘッド１５１、一対のリンク群などで構成される。各リンク群は、ピンなどで屈伸自在に連結される第１リンク１５２および第２リンク１５３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、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および第２リンク１５３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】
尚、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および第２リンク１５３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１７１と、ねじ軸１７１に螺合するねじナット１７２とを含む。ねじ軸１７１と、ねじナット１７２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、型締工程、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を前進させる。クロスヘッド１５１の位置や速度は、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】
型締工程では、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。型締時に金型装置１０の内部にキャビティ空間が形成され、射出装置３００がキャビティ空間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。キャビティ空間の数は複数でもよく、その場合、複数の成形品が同時に得られる。
【００３３】
型開工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定速度で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を後退させる。その後、金型装置１０から成形品が取り出される。
【００３４】
型閉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、型閉工程および型締工程におけるクロスヘッド１５１の速度や位置（速度の切替位置、型閉完了位置、型締位置を含む）は、一連の設定条件として、まとめて設定される。尚、クロスヘッド１５１の速度や位置などの代わりに、可動プラテン１２０の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。
【００３５】
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。
【００３６】
金型装置１０の交換や金型装置１０の温度変化などにより金型装置１０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、例えば型閉完了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。
【００３７】
型締装置１００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、型厚調整を行う型厚調整機構１８０を有する。型厚調整機構１８０は、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。
【００３８】
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の回転は、回転伝達部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。尚、回転伝達部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。
【００３９】
回転伝達部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の外周に受動歯車が形成され、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１３０の中央部に回転自在に保持される。尚、回転伝達部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。
【００４０】
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を回転させることで、ねじナット１８２を回転自在に保持するトグルサポート１３０の固定プラテン１１０に対する位置を調整し、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。
【００４１】
尚、本実施形態では、ねじナット１８２がトグルサポート１３０に対し回転自在に保持され、ねじ軸１８１が形成されるタイバー１４０が固定プラテン１１０に対し固定されるが、本発明はこれに限定されない。
【００４２】
例えば、ねじナット１８２が固定プラテン１１０に対し回転自在に保持され、タイバー１４０がトグルサポート１３０に対し固定されてもよい。この場合、ねじナット１８２を回転させることで、間隔Ｌを調整できる。
【００４３】
また、ねじナット１８２がトグルサポート１３０に対し固定され、タイバー１４０が固定プラテン１１０に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー１４０を回転させることで、間隔Ｌを調整できる。
【００４４】
さらにまた、ねじナット１８２が固定プラテン１１０に対し固定され、タイバー１４０がトグルサポート１３０に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー１４０を回転させることで間隔Ｌを調整できる。
【００４５】
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。
【００４６】
型厚調整機構１８０は、互いに螺合するねじ軸１８１とねじナット１８２の一方を回転させることで、間隔Ｌを調整する。複数の型厚調整機構１８０が用いられてもよく、複数の型厚調整モータ１８３が用いられてもよい。
【００４７】
尚、本実施形態の型厚調整機構１８０は、間隔Ｌを調整するため、タイバー１４０に形成されるねじ軸１８１とねじ軸１８１に螺合されるねじナット１８２とを有するが、本発明はこれに限定されない。
【００４８】
例えば、型厚調整機構１８０は、タイバー１４０の温度を調節するタイバー温調器を有してもよい。タイバー温調器は、各タイバー１４０に取付けられ、複数本のタイバー１４０の温度を連携して調整する。タイバー１４０の温度が高いほど、タイバー１４０は熱膨張によって長くなり、間隔Ｌが大きくなる。複数本のタイバー１４０の温度は独立に調整することも可能である。
【００４９】
タイバー温調器は、例えばヒータなどの加熱器を含み、加熱によってタイバー１４０の温度を調節する。タイバー温調器は、水冷ジャケットなどの冷却器を含み、冷却によってタイバー１４０の温度を調節してもよい。タイバー温調器は、加熱器と冷却器の両方を含んでもよい。
【００５０】
尚、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。竪型の型締装置は、下プラテン、上プラテン、トグルサポート、タイバー、トグル機構、および型締モータなどを有する。下プラテンと上プラテンのうち、いずれか一方が固定プラテン、残りの一方が可動プラテンとして用いられる。下プラテンには下金型が取付けられ、上プラテンには上金型が取付けられる。下金型と上金型とで金型装置が構成される。下金型は、ロータリーテーブルを介して下プラテンに取付けられてもよい。トグルサポートは、下プラテンの下方に配設され、タイバーを介して上プラテンと連結される。タイバーは、上プラテンとトグルサポートとを型開閉方向に間隔をおいて連結する。トグル機構は、トグルサポートと下プラテンとの間に配設され、可動プラテンを昇降させる。型締モータは、トグル機構を作動させる。型締装置が竪型である場合、タイバーの本数は通常３本である。尚、タイバーの本数は特に限定されない。
【００５１】
尚、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。
【００５２】
（射出装置）
射出装置３００の説明では、型締装置１００の説明とは異なり、充填時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中右方向）を後方として説明する。
【００５３】
射出装置３００は、フレームＦｒに対し進退自在なスライドベース３０１に設置され、金型装置１０に対し進退自在とされる。射出装置３００は、金型装置１０にタッチし、金型装置１０内のキャビティ空間に成形材料を充填する。射出装置３００は、例えば、シリンダ３１０、ノズル３２０、スクリュ３３０、計量モータ３４０、射出モータ３５０、圧力検出器３６０などを有する。
【００５４】
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。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。
【００５５】
シリンダ３１０は、シリンダ３１０の軸方向（図１および図２中左右方向）に複数のゾーンに区分される。各ゾーンに加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。ゾーン毎に、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。
【００５６】
ノズル３２０は、シリンダ３１０の前端部に設けられ、金型装置１０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。
【００５７】
スクリュ３３０は、シリンダ３１０内において回転自在に且つ進退自在に配設される。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１０内に充填される。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
尚、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間で伝達される圧力を検出する。圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間の力の伝達経路に設けられ、圧力検出器３６０に作用する圧力を検出する。
【００６６】
圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。圧力検出器３６０の検出結果は、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。
【００６７】
射出装置３００は、制御装置７００による制御下で、充填工程、保圧工程、計量工程などを行う。
【００６８】
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１０内のキャビティ空間に充填させる。スクリュ３３０の位置や速度は、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替（所謂、Ｖ／Ｐ切替）が行われる。Ｖ／Ｐ切替が行われる位置をＶ／Ｐ切替位置とも呼ぶ。スクリュ３３０の設定速度は、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。
【００６９】
尚、充填工程においてスクリュ３３０の位置が設定位置に達した後、その設定位置にスクリュ３３０を一時停止させ、その後にＶ／Ｐ切替が行われてもよい。Ｖ／Ｐ切替の直前において、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。
【００７０】
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１０に向けて押す。金型装置１０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、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。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。
【００７１】
保圧工程では金型装置１０内のキャビティ空間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のため、冷却工程中に計量工程が行われてよい。
【００７２】
計量工程では、計量モータ３４０を駆動してスクリュ３３０を設定回転数で回転させ、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の回転数は、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。
【００７３】
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、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、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。
【００７４】
尚、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または回転自在に且つ進退自在に配設され、射出シリンダ内にはプランジャが進退自在に配設される。
【００７５】
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。
【００７６】
（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の移動方向（図１および図２中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中右方向）を後方として説明する。
【００７７】
移動装置４００は、金型装置１０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１０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。
【００７８】
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の回転方向を切り替えることにより、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。尚、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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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１１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。
【００８２】
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１１から離間される。
【００８３】
尚、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。
【００８４】
（制御装置）
制御装置７００は、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。
【００８５】
制御装置７００は、型閉工程や型締工程、型開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。また、制御装置７００は、型締工程の間に、計量工程や充填工程、保圧工程などを行う。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」とも呼ぶ。
【００８６】
制御装置７００は、操作装置７５０や表示装置７６０と接続されている。操作装置７５０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制御装置７００に出力する。表示装置７６０は、制御装置７００による制御下で、操作装置７５０における入力操作に応じた操作画面を表示する。
【００８７】
操作画面は、射出成形機の設定などに用いられる。操作画面は、複数用意され、切り替えて表示されたり、重ねて表示されたりする。ユーザは、表示装置７６０で表示される操作画面を見ながら、操作装置７５０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。
【００８８】
操作装置７５０および表示装置７６０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７５０および表示装置７６０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７５０は、複数設けられてもよい。
【００８９】
（射出吹込み成形）
図３は、一実施形態による型締装置の型開完了時の状態を示す図である。図４は、図３のIV-IV線に沿った断面図である。図５は、一実施形態による型締装置の型締時の状態を示す図である。図６は、図５のVI-VI線に沿った断面図である。
【００９０】
型締装置１００は、例えば、固定プラテン１１０と可動プラテン１２０との間に配設される中間金型支持枠５１０と、固定プラテン１１０に対し中間金型支持枠５１０を移動させることで、中間金型支持枠５１０で支持される中間金型２１を移動させる中間金型移動装置５２０とを有する。また、型締装置１００は、中間金型支持枠５１０で支持される中間金型２１を回転させる金型回転モータ５７０を有する。さらに、型締装置１００は、可動金型１２を構成する第１割型１６と第２割型１７とを開閉する割型開閉装置５８０を有する。
【００９１】
固定プラテン１１０は、フレームＦｒに対し固定されてよい。固定プラテン１１０の金型取付面には固定金型１１が取付けられる。固定金型１１は、図６に示すように、中間金型２１と協働して射出成形用のキャビティ空間を形成する凹型部３１を複数有する。射出成形用の凹型部３１はＺ方向に６つ並ぶことで列を形成し、その列はＹ方向に間隔をおいて２つ設けられる。尚、射出成形用の凹型部３１の数は特に限定されない。
【００９２】
可動プラテン１２０は、フレームＦｒに敷設されるガイド１０１に沿って進退自在とされる。可動プラテン１２０の金型取付面には、可動金型１２が取り付けられる。可動金型１２は、例えば第１割型１６と第２割型１７とを有する。第１割型１６と第２割型１７とは、閉じた状態で、図６に示すように、中間金型２１と協働して吹込み成形用のキャビティ空間を形成する凹型部３２を複数有する。吹込み成形用の凹型部３２がＺ方向に６つ並ぶことで列を形成し、その列は一組の第１割型１６と第２割型１７とで形成され、第１割型１６と第２割型１７の組はＹ方向に間隔をおいて２つ設けられる。尚、吹込み成形用の凹型部３２の数は特に限定されない。
【００９３】
中間金型支持枠５１０は、固定プラテン１１０と可動プラテン１２０との間に配設され、可動プラテン１２０とは独立にガイド１０１に沿って進退自在とされる。中間金型支持枠５１０は、中間金型２１を回転自在に支持する。
【００９４】
中間金型支持枠５１０は、型開閉方向視で四角枠状に形成される。中間金型支持枠５１０の４つの角部には中間金型支持枠５１０をＸ方向に貫通する貫通穴が形成され、その貫通穴にタイバー１４０が挿し通される。中間金型支持枠５１０は、タイバー１４０に沿って進退自在とされる。
【００９５】
中間金型支持枠５１０は、それぞれがＺ方向に延びる一対の柱部５１１と、一対の柱部５１１のＺ方向両端部を連結する一対の梁部５１２（図７参照）とを有する。一対の柱部５１１は、それぞれのＺ方向中央部において、回転軸５１３を回転自在に支持する軸受５１４を保持する。回転軸５１３の軸方向はＹ方向とされ、回転軸５１３には中間金型２１が固定され、中間金型２１は回転軸５１３と共に回転する。
【００９６】
中間金型２１は、回転軸５１３の軸方向視（Ｙ方向視）で板状に形成される板状部２２と、板状部２２の一の主面に設けられる第１凸型部２３と、板状部２２の残りの主面に設けられる第２凸型部２４とを有する。第１凸型部２３と、第２凸型部２４とは、板状部２２を挟んで対称に配設される。第１凸型部２３は、射出成形用の凹型部３１や吹込み成形用の凹型部３２と同数設けられる。同様に、第２凸型部２４は、射出成形用の凹型部３１や吹込み成形用の凹型部３２と同数設けられる。
【００９７】
第１凸型部２３が射出成形用の凹型部３１と向かい合うとき、第２凸型部２４が吹込み成形用の凹型部３２と向かい合う。また、第１凸型部２３が吹込み成形用の凹型部３２と向かい合うとき、第２凸型部２４が射出成形用の凹型部３１と向かい合う。中間金型２１が１８０°回転させられる度に、向かい合う金型の組合わせが変わる。
【００９８】
尚、本実施形態では凸型部が中間金型２１に設けられ、凹型部が固定金型１１および可動金型１２に設けられるが、凸型部と凹型部の配置は逆でもよい。つまり、凸型部が固定金型１１および可動金型１２に設けられ、凹型部が中間金型２１に設けられてもよい。
【００９９】
中間金型移動装置５２０は、中間金型支持枠５１０をＸ方向に移動させることで、中間金型２１をＸ方向に移動させる。中間金型移動装置５２０は、図４および図６に示すように、中間金型移動ポンプ５３０、中間金型移動モータ５４０、中間金型移動シリンダ５５０などを含む。中間金型移動ポンプ５３０、中間金型移動モータ５４０および中間金型移動シリンダ５５０は、２組設けられる。尚、中間金型移動ポンプ５３０および中間金型移動モータ５４０は、２つの中間金型移動シリンダ５５０に共通のものでもよく、１つずつ設けれられてもよい。
【０１００】
中間金型移動ポンプ５３０は、第１ポート５３１と、第２ポート５３２とを有する。中間金型移動ポンプ５３０は、両方向回転可能なポンプであり、中間金型移動モータ５４０の回転方向を切り替えることにより、第１ポート５３１および第２ポート５３２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。尚、中間金型移動ポンプ５３０はタンクから作動液を吸引して第１ポート５３１および第２ポート５３２のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。
【０１０１】
中間金型移動モータ５４０は、中間金型移動ポンプ５３０を作動させる。中間金型移動モータ５４０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中間金型移動ポンプ５３０を駆動する。中間金型移動モータ５４０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。
【０１０２】
中間金型移動シリンダ５５０は、シリンダ本体５５１、ピストン５５２、およびピストンロッド５５３を有する。ピストンロッド５５３は、シリンダ本体５５１からＸ方向に延びて、先端部において中間金型支持枠５１０の柱部５１１のＺ方向中央部に固定される。シリンダ本体５５１は、固定プラテン１１０に対して固定される。ピストン５５２は、シリンダ本体５５１の内部を、第１室としての前室５５５と、第２室としての後室５５６とに区画する。
【０１０３】
中間金型移動シリンダ５５０の前室５５５は、第１流路５２１を介して、中間金型移動ポンプ５３０の第１ポート５３１と接続される。第１ポート５３１から吐出された作動液が第１流路５２１を介して前室５５５に供給されることで、中間金型支持枠５１０が後方に押される。これにより、中間金型支持枠５１０が後退し、中間金型２１が固定金型１１から離間される。
【０１０４】
一方、中間金型移動シリンダ５５０の後室５５６は、第２流路５２２を介して中間金型移動ポンプ５３０の第２ポート５３２と接続される。第２ポート５３２から吐出された作動液が第２流路５２２を介して中間金型移動シリンダ５５０の後室５５６に供給されることで、中間金型支持枠５１０が前方に押される。これにより、中間金型支持枠５１０が前進し、中間金型２１が固定金型１１に押し付けられる。
【０１０５】
固定金型１１に対する中間金型２１のＸ方向位置は、例えばリニアエンコーダ５６０（図３および図５参照）で検出する。リニアエンコーダ５６０は、Ｘ方向に延びるリニアスケール５６１と、リニアスケール５６１に対する変位量を検出するリニアヘッド５６２とを含む。リニアスケール５６１は前端部において固定プラテン１１０に対し固定され、リニアヘッド５６２は中間金型支持枠５１０に対し固定される。リニアスケール５６１とリニアヘッド５６２の配置は逆でもよく、リニアスケール５６１は後端部において中間金型支持枠５１０に対し固定され、リニアヘッド５６２は固定プラテン１１０に対し固定されてもよい。リニアヘッド５６２は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。
【０１０６】
尚、本実施形態では中間金型移動装置５２０は中間金型移動シリンダ５５０を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、中間金型移動シリンダ５５０の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を中間金型支持枠５１０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。
【０１０７】
金型回転モータ５７０は、中間金型支持枠５１０に支持される中間金型２１を回転させる。金型回転モータ５７０は、例えば中間金型支持枠５１０の柱部５１１に設けられる。金型回転モータ５７０の出力軸に設けられる駆動歯車５７１と、回転軸５１３に設けられる受動歯車５７２とが噛み合わされる。駆動歯車５７１と受動歯車５７２とで減速機５７３が構成される。金型回転モータ５７０の回転運動は、減速機５７３を介して回転軸５１３に伝達される。尚、減速機５７３の構成は特に限定されない。また、金型回転モータ５７０の回転運動は、ベルトやプーリを介して回転軸５１３に伝達されてもよい。
【０１０８】
金型回転モータエンコーダ５７４は、中間金型２１の回転角を検出する回転角検出器として機能する。金型回転モータエンコーダ５７４は、金型回転モータ５７０の出力軸の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。制御装置７００は、中間金型２１の回転角の検出値が所定の回転角（例えば０°または１８０°）になるように金型回転モータ５７０のサーボ制御を行う。中間金型２１を１８０°回転させるとき、金型回転モータ５７０の出力軸は１８０°よりも大きく回転してよい。中間金型２１の回転角は、金型回転モータ５７０の出力軸の回転角と、減速比などから求められる。
【０１０９】
割型開閉装置５８０は、可動金型１２を構成する第１割型１６と第２割型１７とを開閉する。割型開閉装置５８０は、例えば可動プラテン１２０に設けられる一対の液圧シリンダ５９０を含む。一対の液圧シリンダ５９０は、可動プラテン１２０のＺ方向中央部に、Ｙ方向に間隔をおいて対称に配設される。一対の液圧シリンダ５９０は、互いに向かい合うように設けられる。
【０１１０】
各液圧シリンダ５９０は、可動プラテン１２０に固定されるシリンダ本体５９１と、シリンダ本体５９１からＹ方向に延びるピストンロッド５９３とを有する。一のピストンロッド５９３の先端部は、第１連結部材５９４で連結される複数の第１割型１６のうちの１つに固定される。他の一のピストンロッド５９３の先端部は、第２連結部材５９５で連結される複数の第２割型１７のうちの１つに固定される。各液圧シリンダ５９０を作動させると、第１割型１６と第２割型１７の開閉が行われる。
【０１１１】
次に、上記構成の型締装置１００の動作について説明する。型締装置１００は、制御装置７００による制御下で、型閉工程、型締工程、型開工程、割型開閉工程、中間金型回転工程などを行う。
【０１１２】
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１２を固定金型１１に対し接近させる。このとき、中間金型移動装置５２０は、中間金型支持枠５１０を前進させ、中間金型２１を固定金型１１に対し接近させる。可動金型１２が中間金型２１と接触すると共に、中間金型２１が固定金型１１と接触する。
【０１１３】
続いて型締工程では、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。図６では、固定金型１１の凹型部３１と中間金型２１の第１凸型部２３との間に、射出成形用のキャビティ空間が形成されている。また、図６では、可動金型１２の凹型部３２と中間金型２１の第２凸型部２４との間に、吹込み成形用のキャビティ空間が形成されている。
【０１１４】
射出成形用のキャビティ空間では、成形材料が充填され、プリフォーム２が射出成形される。一方、吹込み成形用のキャビティ空間では、予め射出成形用のキャビティ空間で射出成形されたプリフォーム２が圧縮空気の圧力で膨らみ、成形品４がブロー成形される。プリフォーム２を膨らませる圧縮空気は中間金型２１から噴射されるので、ブロー成形された成形品４は中間金型２１から離れる。プリフォーム２の射出成形と、成形品４のブロー成形とは同時に行われる。
【０１１５】
続いて型開工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定速度で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１２を固定金型１１に対し離間させる。このとき、中間金型移動装置５２０は、中間金型支持枠５１０を後退させ、中間金型２１を固定金型１１に対し離間させる。可動金型１２が中間金型２１から離間すると共に、中間金型２１が固定金型１１から離間する。この間、中間金型２１は、ブロー成形前のプリフォーム２を保持している。
【０１１６】
続いて割型開閉工程では、割型開閉装置５８０は、第１割型１６と第２割型１７とを開く。その後、可動金型１２の内部から成形品４が取り出されると、割型開閉装置５８０は、第１割型１６と第２割型１７とを閉じる。
【０１１７】
続いて中間金型回転工程では、金型回転モータ５７０を駆動して中間金型２１を１８０°回転させる。これにより、射出成形用の凹型部３１および吹込み成形用の凹型部３２と向かい合う、第１凸型部２３と第２凸型部２４の組合せが変わる。中間金型２１を１８０°回転させる間、中間金型２１はブロー成形前のプリフォーム２を保持している。
【０１１８】
尚、中間金型回転工程は、割型開閉工程と同時に行われてもよいし、割型開閉工程の前に行われてもよい。中間金型回転工程は、型開工程の完了後、次の型閉工程の開始前に行われればよい。
【０１１９】
その後、制御装置７００は、型閉工程、型締工程、型開工程、割型開閉工程、中間金型回転工程などを繰り返し行う。
【０１２０】
図７は、一実施形態による位置決め機構を示す図であって、中間金型支持枠の一部を破断して示す図である。位置決め機構６００は、中間金型２１を所定の回転角（例えば０°と１８０°）で回り止めする。
【０１２１】
位置決め機構６００は、例えば中間金型支持枠５１０の梁部５１２に設けられる伸縮シリンダ６１０を含む。伸縮シリンダ６１０は、空気圧シリンダまたは油圧シリンダで構成される。伸縮シリンダ６１０は、梁部５１２に固定されるシリンダ本体６１１と、シリンダ本体６１１からＺ方向に延びるピストンロッドで構成される位置決めピン６１３とを有する。
【０１２２】
伸縮シリンダ６１０を作動させると、位置決めピン６１３がＺ方向に移動する。位置決めピン６１３を中間金型２１の端面に形成される位置決め穴２５に挿し込むことで、中間金型２１の回り止めがなされる。また、位置決めピン６１３を中間金型２１の位置決め穴２５から引き抜くことで、中間金型２１の回り止めが解除される。
【０１２３】
位置決め穴２５は、開口部に形成されるテーパ穴部２６と、テーパ穴部２６の最深部から延びるストレート穴部２７とを有する。テーパ穴部２６は、表面からの深さが深くなるほど、径が小さくなるように形成される。ストレート穴部２７は、位置決めピン６１３よりも僅かに大きい直径を有する。位置決めピン６１３は、テーパ穴部２６を通り、ストレート穴部２７に挿し込まれる。
【０１２４】
尚、位置決め機構６００は、本実施形態では中間金型支持枠５１０に設けられるが、中間金型２１に設けられてもよい。この場合、シリンダ本体６１１は中間金型２１に固定され、位置決めピン６１３が挿し込まれる位置決め穴２５は中間金型支持枠５１０の内周面に形成される。
【０１２５】
また、位置決め機構６００は、本実施形態では空気圧シリンダや油圧シリンダなどの流体圧シリンダを含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、流体圧シリンダの代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を位置決めピン６１３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。
【０１２６】
図８は、一実施形態による制御装置の構成要素を機能ブロックで示す図である。図８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、ＣＰＵにて実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
【０１２７】
制御装置７００は、例えば、中間金型２１の回転角の検出値が所定の回転角（例えば０°または１８０°）になるように中間金型２１を回転させるサーボ制御部７１１と、位置決め機構６００による中間金型２１の回り止めの実行および解除を行う回り止め処理部７１２と有する。また、制御装置７００は、中間金型２１の回り止めを実行している状態で、中間金型２１の回転角の検出値を補正する検出値補正部７１３をさらに有する。サーボ制御部７１１は、検出値補正部７１３の検出値の補正に基づき中間金型２１の回転角の検出値が所定の回転角になるように中間金型２１を回転させる。
【０１２８】
中間金型２１の回転角を検出する回転角検出器としては、例えば金型回転モータエンコーダ５７４が用いられる。金型回転モータエンコーダ５７４は、金型回転モータ５７０の出力軸の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。中間金型２１の回転角は、金型回転モータ５７０の出力軸の回転角と、減速比などから求められる。
【０１２９】
図９は、一実施形態による制御装置の処理を示すフローチャートである。図９に示すステップＳ１０１以降の処理は、中間金型回転工程の開始条件が成立したときに開始される。中間金型回転工程の開始条件は、例えばクロスヘッド１５１が型開完了位置に戻っていることなどを含む。
【０１３０】
ステップＳ１０１では、回り止め処理部７１２が位置決めピン６１３を位置決め穴２５から引き抜き、中間金型２１の回り止めを解除する。
【０１３１】
続いてステップＳ１０２では、サーボ制御部７１１が金型回転モータ５７０を駆動して中間金型２１を回転させる。
【０１３２】
続いてステップＳ１０３では、サーボ制御部７１１が中間金型２１の回転角の検出値が所定の回転角（例えば０°または１８０°）であるか否かを判定する。
【０１３３】
ステップＳ１０３において中間金型２１の回転角の検出値が所定の回転角に達していない場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、ステップＳ１０２に戻り、ステップＳ１０２以降の処理を続行する。
【０１３４】
一方、ステップＳ１０３において中間金型２１の回転角の検出値が所定の回転角に達している場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進み、サーボ制御部７１１が中間金型２１の回転を停止させる。
【０１３５】
続いてステップＳ１０５では、サーボ制御部７１１の処理を解除して、金型回転モータ５７０の出力軸を回転自在とする。
【０１３６】
続いてステップＳ１０６では、回り止め処理部７１２が中間金型２１の位置決め穴２５に位置決めピン６１３を挿し込む。中間金型２１の位置決め穴２５と位置決めピン６１３との位置が僅かにずれている場合、位置決めピン６１３がテーパ穴部２６のテーパ面を押すことで、中間金型２１が回転する。予めステップＳ１０５において金型回転モータ５７０の出力軸を回転自在としてあるため、ステップＳ１０６において金型回転モータ５７０が中間金型２１の回転を妨げることを防止できる。位置決めピン６１３は、テーパ穴部２６を通り、ストレート穴部２７に挿し込まれる。
【０１３７】
続いてステップＳ１０７では、位置決めピン６１３の挿し込みの完了から所定時間待機する。位置決めピン６１３の挿し込み完了からの経過時間は、制御装置７００のタイマーなどで計測する。判定に用いる所定時間は、位置決めピン６１３の挿し込みによって生じる中間金型２１の回転振動が減衰する時間などを予め試験で計測し、その計測結果に基づき定められる。
【０１３８】
続いてステップＳ１０８では、検出値補正部７１３が中間金型２１の回転角の検出値を補正する。例えば、検出値補正部７１３は、中間金型２１の回転角の検出値を、所定の回転角（例えば０°および１８０）のうち最も近い回転角に補正する。予めステップＳ１０７において位置決めピン６１３の挿し込み完了から所定時間待機するので、位置決めピン６１３の挿し込みによる中間金型２１の回転振動を減衰させたうえで、ステップＳ１０８において中間金型２１の回転角の検出値を補正でき、回転角の検出値を回転角の真値に正確に合わせることができる。
【０１３９】
その後、制御装置７００は、今回の処理を終了し、中間金型回転工程の開始条件が再び成立するまで待機する。次回以降の処理において、サーボ制御部７１１は、検出値補正部７１３の検出値の補正に基づき中間金型２１の回転角の検出値が所定の回転角になるように中間金型２１を回転させる。よって、回転角の検出値と回転角の真値とのずれを吸収でき、回転角の検出値の誤差が積み上がることを抑制できる。尚、仮に回転角の検出値の誤差が積み上がると、最終的に位置決めピン６１３の位置決め穴２５への挿し込みができなくなり、中間金型２１の回り止めができなくなる。
【０１４０】
尚、本実施形態では、中間金型２１の回転角の検出値を補正するステップＳ１０８は、位置決めピン６１３を挿し込むステップＳ１０６の後に行われるが、位置決めピン６１３を引き抜くステップＳ１０１の前に行われてもよい。
【０１４１】
また、本実施形態では、中間金型回転工程が行われる度に、毎回、中間金型２１の回転角の検出値を補正するが、本発明はこれに限定されない。例えば、中間金型回転工程が複数回行われる度に、中間金型２１の回転角の検出値を補正してもよい。
【０１４２】
図１０は、一実施形態による回転角の検出値と回転角の真値との関係を示す図である。検出値は誤差を含むため、検出値と真値との間にズレが生じることがある。図１０では、検出値の変化量に比べて真値の変化量が小さい場合について説明する。図１０（ａ）は、回転角の検出値が０°であって、且つ、回転角の真値が０°である状態を示す図である。図１０（ｂ）は、回転角の検出値が１８０°であって、且つ、回転角の真値が１８０°−Δθ１である状態を示す図である。図１０（ｃ）は、回転角の真値が１８０°であって、且つ回転角の検出値が１８０°+Δθ１から１８０°に補正されるときの状態を示す図である。図１０（ｄ）は、回転角の検出値が０°であって、且つ、回転角の真値が０°−Δθ１である状態を示す図である。
【０１４３】
図１０（ａ）に示すように回転角の検出値が０°の状態から、図１０（ｂ）に示すように回転角の検出値が１８０°の状態まで中間金型２１を回転させるとき、回転角の真値が１８０°−Δθ１になることがある。
【０１４４】
続いて、図１０（ｃ）に示すように位置決めピン６１３が位置決め穴２５に挿し込まれると、回転角の真値が１８０°になる一方、回転角の検出値は１８０°＋Δθ１になる。本実施形態では、回転角の真値が１８０°であるときに、回転角の検出値が１８０°＋Δθ１から１８０°に補正される。その後、位置決めピン６１３が位置決め穴２５から抜き出される。
【０１４５】
次に、図１０（ｄ）に示すように回転角の検出値が０°の状態まで中間金型２１を回転させるとき、回転角の検出値は１８０°変化させられる。その検出値の変化量に比べて真値の変化量はΔθ１小さい。
【０１４６】
そのため、図１０（ｄ）において回転角の真値は、０°−Δθ１になる。図１０（ｄ）に示す状態から位置決めピン６１３が位置決め穴２５に挿し込まれると、回転角の真値が０°になる一方、回転角の検出値は０°＋Δθ１になる。本実施形態では、回転角の真値が０°であるときに、回転角の検出値が０°＋Δθ１から０°に補正される。その後、位置決めピン６１３が位置決め穴２５から抜き出される。
【０１４７】
尚、図１０では検出値の変化量に比べて真値の変化量が小さい場合について説明したが、検出値の変化量に比べて真値の変化量が大きい場合も当然に生じうる。この場合も、位置決めピン６１３が位置決め穴２５に挿し込まれるときに、回転角の検出値の補正が行われてよい。
【０１４８】
以上説明したように、検出値補正部７１３は、中間金型２１の回り止めを実行している状態で、中間金型２１の回転角の検出値を補正する。よって、回転角の検出値と回転角の真値とのずれを吸収でき、回転角の検出値の誤差が積み上がることを抑制できる。尚、仮に回転角の検出値の誤差が積み上がると、最終的に位置決めピン６１３の位置決め穴２５への挿し込みができなくなり、中間金型２１の回り止めができなくなる。
【０１４９】
また、検出値補正部７１３は、サーボ制御部７１１の処理を解除して金型回転モータ５７０の出力軸を回転自在とし且つ中間金型２１の回り止めを実行している状態で、中間金型２１の回転角の検出値を補正する。サーボ制御部７１１による中間金型２１の回転と位置決め機構６００による中間金型２１の回り止めとによる負荷の発生を抑制でき、金型回転モータ５７０や中間金型２１、位置決め機構６００の損傷を抑制できる。
【０１５０】
さらに、検出値補正部７１３は、サーボ制御部７１１の処理を解除して金型回転モータ５７０の出力軸を回転自在とし且つ中間金型２１の回り止めを実行してから所定時間の経過後に、中間金型２１の回転角の検出値を補正する。よって、位置決めピン６１３の挿し込みによる中間金型２１の回転振動を減衰させたうえで、中間金型２１の回転角の検出値を補正でき、回転角の検出値を回転角の真値に正確に合わせることができる。
【０１５１】
さらにまた、中間金型２１の回転角の検出値が所定の回転角になると、サーボ制御部７１１の処理が解除され、金型回転モータ５７０の出力軸が回転自在とされたうえで、回り止め処理部７１２が中間金型２１の回り止めを実行する。中間金型２１の位置決め穴２５と位置決めピン６１３との位置が僅かにずれている場合、位置決めピン６１３の挿し込みによって中間金型２１が回転する。例えば、位置決めピン６１３がテーパ穴部２６のテーパ面を押すことで、中間金型２１が回転する。予め金型回転モータ５７０の出力軸を回転自在とするので、金型回転モータ５７０が中間金型２１の回転を妨げることを防止できる。
【０１５２】
（変形および改良）
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。
【０１５３】
中間金型２１の回転軸５１３の軸方向は、上記実施形態ではＹ方向とされるが、Ｚ方向とされてもよく、特に限定されない。
【０１５４】
中間金型２１は、上記実施形態では固定金型１１と可動金型１２の間に配設されるが、２つの可動金型の間に配設されてもよく、特に限定されない。
【０１５５】
中間金型２１の回り止めを行う中間金型２１の回転角は、上記実施形態では０°および１８０°であるが、０°、９０°、１８０°および２７０°であってもよい。中間金型２１の回り止めを行う中間金型２１の回転角の数および値は、特に限定されない。
【０１５６】
図１１は、他の一実施形態による金型装置の型締時の状態を示す図である。図１１において、一点鎖線は型開完了時の状態を示す。図１１に示す金型装置１０Ａは、中間金型２１Ａ、ならびに中間金型２１Ａを挟むように設けられる第１可動金型１１Ａおよび第２可動金型１２Ａを有する。
【０１５７】
中間金型２１Ａは、図１などに示すフレームＦｒに対し、進退不能に且つ回転自在に支持される。中間金型２１Ａは回転軸５１３Ａと共に回転する。回転軸５１３Ａの軸方向はＺ方向とされる。
【０１５８】
中間金型２１Ａは、回転軸５１３Ａの軸方向視で正方形に形成されるブロック部２２Ａと、ブロック部２２Ａの４面に設けられる凸型部２３Ａを有する。凸型部２３Ａは回転対称に設けられ、その回転対称は４回対称である。凸型部２３Ａは、Ｚ方向に複数並ぶことで列を形成してよい。その列の数は、図１１では１つであるが、複数でもよい。
【０１５９】
中間金型２１ＡをＸ方向に挟むように、第１可動金型１１Ａおよび第２可動金型１２Ａが設けられる。第１可動金型１１Ａおよび第２可動金型１２Ａを中間金型２１Ａに接近させることで、型閉および型締が行われる。また、第１可動金型１１Ａおよび第２可動金型１２Ａを中間金型２１Ａから離間させることで、型開が行われる。
【０１６０】
第１可動金型１１Ａは、中間金型２１Ａと協働して第１キャビティ空間を形成する凹型部３１Ａを有する。凹型部３１Ａは、Ｚ方向に複数並ぶことで列を形成してよい。その列は、Ｙ方向に間隔をおいて複数設けられてもよい。
【０１６１】
同様に、第２可動金型１２Ａは、中間金型２１Ａと協働して第２キャビティ空間を形成する凹型部３２Ａを有する。凹型部３２Ａは、Ｚ方向に複数並ぶことで列を形成してよい。その列は、Ｙ方向に間隔をおいて複数設けられてもよい。第１キャビティ空間と、第２キャビティ空間とは、同じ形状、同じ寸法を有してよい。
【０１６２】
中間金型２１Ａ、第１可動金型１１Ａおよび第２可動金型１２Ａで金型装置１０Ａが構成される。以下、金型装置１０Ａの型閉工程、型締工程、型閉工程、および中間金型回転工程について説明する。
【０１６３】
型閉工程では、第１可動金型１１Ａおよび第２可動金型１２Ａを中間金型２１Ａに向けて接近させ、第１可動金型１１Ａおよび第２可動金型１２Ａを中間金型２１Ａに接触させる。
【０１６４】
続いて型締工程では、第１可動金型１１Ａおよび第２可動金型１２Ａで中間金型２１Ａを締め付け、型締力を発生させる。第１可動金型１１Ａと中間金型２１Ａの間に第１キャビティ空間が形成されると共に、第２可動金型１２Ａと中間金型２１Ａの間に第２キャビティ空間が形成される。射出装置３００は、中間金型２１Ａに形成されるスプルーやランナーなどを介して、第１キャビティ空間と第２キャビティ空間の両方に成形材料を同時に充填し、成形品を成形する。
【０１６５】
続いて型開工程では、第１可動金型１１Ａと第２可動金型１２Ａを中間金型２１Ａから離間させる。このとき、成形品は、中間金型２１Ａに保持されている。
【０１６６】
続いて中間金型回転工程では、中間金型２１Ａを９０°回転させ、中間金型２１Ａに保持されている成形品を取出機９００Ａと向い合わせる。取出機９００Ａは、中間金型２１Ａを挟むようにＹ方向に間隔をおいて設けられている。
【０１６７】
その後、再び、型閉工程および型締工程が行われ、第１キャビティ空間と第２キャビティ空間の両方において成形品が成形される。この間、取出機９００Ａは、中間金型２１Ａに保持されている成形品を受け取り、射出成形機の外部に取り出す。このように、成形品の成形と、成形品の取り出しとを同時に行うことで、成形サイクル時間を短縮できる。
【０１６８】
ところで、中間金型２１Ａは、９０°回転する度に、位置決め機構６００によって回り止めされる。位置決め機構６００は、中間金型２１を所定の回転角（０°、９０°、１８０°および２７０°）で回り止めする。
【０１６９】
そこで、検出値補正部７１３は、中間金型２１Ａの回り止めを実行している状態で、中間金型２１Ａの回転角の検出値を補正する。よって、回転角の検出値と回転角の真値とのずれを吸収でき、回転角の検出値の誤差が積み上がることを抑制できる。
【０１７０】
また、検出値補正部７１３は、サーボ制御部７１１の処理を解除して金型回転モータ５７０の出力軸を回転自在とし且つ中間金型２１Ａの回り止めを実行している状態で、中間金型２１Ａの回転角の検出値を補正する。サーボ制御部７１１による中間金型２１Ａの回転と位置決め機構６００による中間金型２１Ａの回り止めとによる負荷の発生を抑制でき、金型回転モータ５７０や中間金型２１Ａ、位置決め機構６００の損傷を抑制できる。
【０１７１】
さらに、検出値補正部７１３は、サーボ制御部７１１の処理を解除して金型回転モータ５７０の出力軸を回転自在とし且つ中間金型２１Ａの回り止めを実行してから所定時間の経過後に、中間金型２１Ａの回転角の検出値を補正する。よって、位置決めピン６１３の挿し込みによる中間金型２１Ａの回転振動を減衰させたうえで、中間金型２１Ａの回転角の検出値を補正でき、回転角の検出値を回転角の真値に正確に合わせることができる。
【０１７２】
さらにまた、中間金型２１Ａの回転角の検出値が所定の回転角になると、サーボ制御部７１１の処理が解除され、金型回転モータ５７０の出力軸が回転自在とされたうえで、回り止め処理部７１２が中間金型２１Ａの回り止めを実行する。中間金型２１Ａの位置決め穴２５と位置決めピン６１３との位置が僅かにずれている場合、位置決めピン６１３の挿し込みによって中間金型２１Ａが回転する。例えば、位置決めピン６１３がテーパ穴部２６のテーパ面を押すことで、中間金型２１Ａが回転する。予め金型回転モータ５７０の出力軸を回転自在とするので、金型回転モータ５７０が中間金型２１Ａの回転を妨げることを防止できる。
【０１７３】
尚、図１１では、第１キャビティ空間と第２キャビティ空間は同じ形状および同じ寸法を有し、第１キャビティ空間と第２キャビティ空間において同じ成形品が成形されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２キャビティ空間は第１キャビティ空間よりも大きく、第１キャビティ空間では１次成形品が成形され、第２キャビティ空間では予め第１キャビティ空間で成形された１次成形品の上に２次成形品が成形されてもよい。１次成形品と２次成形品とで構成される完成品は、取出機９００Ａによって取出される。この場合、１次成形品の成形と、２次成形品の成形と、完成品の取り出しとを同時に行うことができ、成形サイクル時間を短縮できる。この場合、取出機９００Ａは、中間金型２１ＡのＹ方向片側にのみ設けられてもよい。
【０１７４】
また、図１１では、凸型部が中間金型２１Ａに設けられ、凹型部が第１可動金型１１Ａおよび第２可動金型１２Ａに設けられるが、凸型部と凹型部の配置は逆でもよい。つまり、凸型部が第１可動金型１１Ａおよび第２可動金型１２Ａに設けられ、凹型部が中間金型２１Ａに設けられてもよい。
【０１７５】
また、図１１では、中間金型２１Ａが型開閉方向に移動不能な固定金型であって、中間金型２１Ａを挟むように第１可動金型１１Ａおよび第２可動金型１２Ａとが設けられるが、本発明はこれに限定されない。例えば、中間金型２１Ａは型開閉方向に移動する可動金型であってもよく、この場合、第１可動金型１１Ａおよび第２可動金型１２Ａのいずれか一方が型開閉方向に移動不能な固定金型とされてもよい。
【０１７６】
また、中間金型２１や中間金型２１Ａは、一方向に回転され、所定の回転角で回り止めされることを繰り返すが、回り止めの前後で、回転方向が反転してもよい。中間金型２１や中間金型２１Ａは、回転方向が反転する反転型でもよい。反転型は、例えば１８０°回転する度に、回転方向が反転してよい。
【符号の説明】
【０１７７】
１０    金型装置
１１    固定金型
１２    可動金型
２１    中間金型
１００  型締装置
１１０  固定プラテン
１２０  可動プラテン
５１０  中間金型支持枠
５７０  金型回転モータ
５７４  金型回転モータエンコーダ（回転角検出器）
６００  位置決め機構
７００  制御装置
７１１  サーボ制御部
７１２  回り止め処理部
７１３  検出値補正部
【図１】
2018167453.tif 000003
【図２】
2018167453.tif 000004
【図３】
2018167453.tif 000005
【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】
2018167453.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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