(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮成形において、エジェクタロッド等の熱変形による成形品の厚み精度及び面精度の低下を防止する射出成形機の提供。【解決手段】エジェクタロッド２３０と、前記エジェクタロッドの進退を制御する制御部と、を有し、前記エジェクタロッドにより、可動部材１５を圧縮待機位置から圧縮成形位置まで前進させることで、キャビティ空間１４に充填されている成形材料を圧縮する射出成形機であって、前記制御部は、前記エジェクタロッドで前記可動部材を前進させた際に、前記可動部材が固定金型１１にタッチする位置に基づき、前記圧縮成形位置を決定することを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エジェクタロッドと、
前記エジェクタロッドの進退を制御する制御部と、を有し、
前記エジェクタロッドにより、可動部材を圧縮待機位置から圧縮成形位置まで前進させることで、キャビティ空間に充填されている成形材料を圧縮する射出成形機であって、
前記制御部は、前記エジェクタロッドで前記可動部材を前進させた際に、前記可動部材が前記固定金型にタッチする位置に基づき、前記圧縮成形位置を決定する
ことを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記成形材料は所定の圧縮量で圧縮され、
前記圧縮待機位置は、前記可動部材を前記圧縮成形位置から前記圧縮量に応じた距離だけ後退させた位置である
ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記制御部は、前記前進させる過程で、前記エジェクタロッドに加わる圧力、又はトルクに基づき、前記タッチを検知する
ことを特徴とする請求項１、又は２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記エジェクタロッドにかかる圧力、又はトルクを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値を初期化する初期化手段と、を有し、
前記初期化手段は、前記圧縮待機位置で、前記検出手段の前記検出値を初期化し、
前記制御部は、前記成形材料の前記キャビティ空間への充填開始後、前記検出手段の前記検出値が規定値になった時に前記圧縮を開始する
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか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】
レンズ等の射出成形において、エジェクタロッドと可動部材とを有するエジェクタ装置を用い、エジェクタロッドで可動部材を圧縮待機位置から圧縮成形位置まで押し進めることで、キャビティ空間に充填されている成形材料を圧縮する圧縮成形技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−８３７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、成形時の熱によりエジェクタロッド等が変形すると、可動部材の位置を所望の精度で制御できず、成形品の厚み精度及び面精度が低下する場合があった。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、圧縮成形において、エジェクタロッド等の熱変形による成形品の厚み精度及び面精度の低下を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の一態様の射出成形機は、
実施形態の一態様の射出成形機は、エジェクタロッドと、前記エジェクタロッドの進退を制御する制御部と、を有し、前記エジェクタロッドにより、可動部材を圧縮待機位置から圧縮成形位置まで前進させることで、キャビティ空間に充填されている成形材料を圧縮する射出成形機であって、前記制御部は、前記エジェクタロッドで前記可動部材を前進させた際に、前記可動部材が前記固定金型にタッチする位置に基づき、前記圧縮成形位置を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
実施形態の一態様によれば、圧縮成形において、エジェクタロッド等の熱変形による成形品の厚み精度及び面精度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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】一実施形態によるエジェクタ装置の待機時の状態を示す図である。
【図４】一実施形態によるエジェクタロッドと可動部材を示す断面図である。
【図５】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６】一実施形態によるピンが固定金型にタッチした時のエジェクタロッドと可動部材を示す断面図である。
【図７】一実施形態による圧縮待機位置まで後退させた時のエジェクタロッドと可動部材を示す断面図である。
【図８】一実施形態によるキャビティ空間に成形材料を充填した時のエジェクタロッドと可動部材を示す断面図である。
【図９】一実施形態によるキャビティ空間の成形材料を圧縮した時のエジェクタロッドと可動部材を示す断面図である。
【図１０】一実施形態によるスクリュの位置、エジェクタロッドの位置、トルク、及び圧力の時間変化を示す図である。
【図１１】一実施形態による圧縮成形処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
（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〜図２に示すように、射出成形機は、型締装置１００と、エジェクタ装置２００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。
【００１１】
（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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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にタッチさせる。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。
【００２６】
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。型締時に可動金型１２と固定金型１１との間にキャビティ空間１４が形成され、射出装置３００がキャビティ空間１４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１４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。
【００２７】
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から離間させる。その後、エジェクタ装置２００が可動金型１２から成形品を突き出す。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、例えば可動金型１２が固定金型１１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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
（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（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。
【００４０】
エジェクタ装置２００は、金型装置１０から成形品を突き出す。エジェクタ装置２００は、エジェクタモータ２１０、運動変換機構２２０、およびエジェクタロッド２３０などを有する。
【００４１】
エジェクタモータ２１０は、可動プラテン１２０に取付けられる。エジェクタモータ２１０は、運動変換機構２２０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２２０に連結されてもよい。
【００４２】
運動変換機構２２０は、エジェクタモータ２１０の回転運動をエジェクタロッド２３０の直線運動に変換する。運動変換機構２２０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。
【００４３】
エジェクタロッド２３０は、可動プラテン１２０の貫通穴において進退自在とされる。エジェクタロッド２３０の前端部は、可動金型１２の内部に進退自在に配設される可動部材１５と接触する。エジェクタロッド２３０の前端部は、可動部材１５と連結されていても、連結されていなくてもよい。
【００４４】
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。
【００４５】
突き出し工程では、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を設定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、可動部材１５を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を設定速度で後退させ、可動部材１５を元の待機位置まで後退させる。
【００４６】
またエジェクタ装置２００は、制御装置７００による制御下で、圧縮成形工程を行う。
【００４７】
圧縮成形工程では、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を設定速度で圧縮待機位置から圧縮成形位置まで前進させることにより、可動部材１５を前進させ、キャビティ空間１４に充填されている成形材料を圧縮する。
【００４８】
エジェクタロッド２３０の位置や速度は、例えばエジェクタモータエンコーダ２１１を用いて検出する。エジェクタモータエンコーダ２１１は、エジェクタモータ２１０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。またエジェクタロッド２３０にはロードセル２３１が設けられている。ロードセル２３１は、エジェクタロッド２３０に加わる圧力を検出し、検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。
【００４９】
エジェクタロッド２３０、ロードセル２３１、及び可動部材１５等を用いた圧縮工程については、別途詳述する。
【００５０】
（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。
【００５１】
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１４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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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１４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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
保圧工程では金型装置１０内のキャビティ空間１４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１４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１４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１４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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
（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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
（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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
（エジェクタ装置の詳細）
図３は、一実施形態によるエジェクタ装置の待機時の状態を示す図である。
【００８８】
エジェクタ装置２００は、可動プラテン１２０に取付けられる。可動プラテン１２０は、可動金型１２が取り付けられる可動プラテン本体部１２１と、第１リンク１５２の揺動軸が取付けられる可動プラテンリンク取付部１２５とを有する。可動プラテン本体部１２１と可動プラテンリンク取付部１２５とは、鋳造などで一体に形成されてよい。
【００８９】
可動プラテン本体部１２１は、板状部に形成される。可動プラテン本体部１２１の４つの隅部には、タイバー１４０に沿って切欠きが形成されてよい。切欠きの代わりに、タイバー１４０が挿し通される貫通穴が形成されてもよい。可動プラテン本体部１２１は、エジェクタロッド２３０が挿し通される貫通穴１２２を中央部に有する。
【００９０】
可動プラテンリンク取付部１２５は、可動プラテン本体部１２１におけるトグルサポート１３０との対向面（後面）に、例えば上下一対設けられる。各可動プラテンリンク取付部１２５の先端部には貫通穴が形成され、その貫通穴に揺動軸が挿通されることで、揺動軸を介して第１リンク１５２が可動プラテンリンク取付部１２５に揺動自在に取付けられる。
【００９１】
尚、可動プラテンリンク取付部１２５は可動プラテン本体部１２１の裏面から後方に突出する筒状部をさらに有してもよい。筒状部は、型開閉方向視で四角枠状に形成され、エジェクタ装置２００の少なくとも一部を収容する空間を内部に形成する。
【００９２】
エジェクタ装置２００は、図３に示すように、例えばエジェクタモータ２１０、運動変換機構２２０、エジェクタロッド２３０、クロスヘッド２４０、および継手２５０などを有する。
【００９３】
エジェクタモータ２１０は、可動プラテン１２０に対し固定される。エジェクタモータ２１０の回転運動は、ベルトやプーリを介して運動変換機構２２０に伝達されるが、直接に運動変換機構２２０に伝達されてもよい。
【００９４】
運動変換機構２２０は、エジェクタモータ２１０の回転運動をクロスヘッド２４０の直線運動に変換する。クロスヘッド２４０の直線運動は、継手２５０を介して、エジェクタロッド２３０に伝達される。
【００９５】
運動変換機構２２０は、ねじ軸２２１と、ねじ軸２２１に螺合されるねじナット２２２とを有する。ねじ軸２２１とねじナット２２２の間には、ボールまたはローラが介在してよい。ねじ軸２２１は、可動プラテン本体部１２１の後方に可動プラテン本体部１２１と所定の間隔をおいて設けられる取付板２２３を貫通し、前端部においてクロスヘッド２４０に固定される。一方、ねじナット２２２は、取付板２２３によって回転自在に且つ進退不能に保持される。
【００９６】
エジェクタモータ２１０を駆動してねじナット２２２を回転させると、ねじ軸２２１やクロスヘッド２４０が進退する。尚、ねじ軸２２１やねじナット２２２の配置は特に限定されない。例えば、ねじ軸２２１が取付板２２３に回転自在に且つ進退不能に保持され、ねじナット２２２がクロスヘッド２４０に固定されてもよい。この場合、エジェクタモータ２１０を駆動してねじ軸２２１を回転させると、ねじナット２２２やクロスヘッド２４０が進退する。
【００９７】
クロスヘッド２４０は、取付板２２３と可動プラテン本体部１２１との間に架け渡されるガイドロッド２４１に沿って進退自在とされる。ガイドロッド２４１は、クロスヘッド２４０の回転防止のため、複数本設けられてよい。尚、ガイドロッド２４１は、取付板２２３と可動プラテン本体部１２１のいずれか一方に片持ち支持されてもよい。
【００９８】
エジェクタロッド２３０は、可動プラテン１２０（より詳細には可動プラテン本体部１２１）を前後方向に貫通する貫通穴１２２において進退自在とされ、クロスヘッド２４０の進退に伴い進退させられる。エジェクタロッド２３０の本数は、図３〜図６では１本であるが、複数本でもよい。
【００９９】
エジェクタロッド２３０の前端部は、可動金型１２の内部に進退自在に配設される可動部材１５と接触する。エジェクタロッド２３０の前端部は、可動部材１５と連結されていないが、可動部材１５と連結されていてもよい。尚、エジェクタロッド２３０の前端部が可動部材１５と連結されている場合、ばね１６は無くてもよい。
【０１００】
エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を前進させると、可動部材１５が前進して、成形材料２の圧縮が行われる。その後、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を後退させると、ばね１６の弾性復元力によって可動部材１５がエジェクタロッド２３０に押し当てられながら後退し、成形品の脱圧が行われる。脱圧がなされた成形品は、エジェクタロッド２３０の前進によって可動金型１２から突き出される。
【０１０１】
金型装置１０は、固定プラテン１１０に取付けられる固定金型１１と、可動プラテン１２０に取付けられる可動金型１２とを含む。図３に示すように型締時に固定金型１１と可動金型１２との間にキャビティ空間１４が形成される。図３は、金型装置１０が型閉された状態である。固定金型１１と可動金型１２との境目は、所謂パーティングラインである。
【０１０２】
成形材料２は、固定金型１１に形成されるスプルー１７、スプルー１７の終端部で分岐するランナー１８、およびランナー１８の終端部に設けられるゲート１９を経て、キャビティ空間１４に至る。
【０１０３】
図４は、一実施形態による可動部材とエジェクタロッドを示す断面図である。
【０１０４】
上述のように、可動部材１５は、可動金型１２の内部に進退自在に配設されている。可動金型１２の内部にはガイドシャフト２５が設けられ、可動部材１５が備えるボールリテナー２６を介して、可動部材１５とガイドシャフト２５は接続する。ガイドシャフト２５とボールリテナー２６の組み合わせにより、可動部材１５はガイドシャフト２５の軸方向に進退自在である。ガイドシャフト２５とボールリテナー２６の組合せの数は４組であるが、他の組合せ数であってもよい。
【０１０５】
可動金型１２と可動部材１５の間には、ばね１６が配設されている。上述のように、ばね１６の弾性復元力によって可動部材１５がエジェクタロッド２３０に押し当てられながら後退する。
【０１０６】
エジェクタロッド２３０の前端部は、可動金型１２に設けられた孔を通じて、可動部材１５の有するエジェクタプレート２１の押し当て面２１ａに接触する。エジェクタロッド２３０にはロードセル２３１が設けられている。ロードセル２３１は、エジェクタロッド２３０に加わる圧力を検出し、検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。
【０１０７】
可動部材１５は、前後方向に対し垂直な板状のエジェクタプレート２１と、エジェクタプレート２１から前方に延びる棒状の圧縮コアピン２２と、エジェクタプレート２１から前方に延びる棒状のエジェクタピン２３と、エジェクタプレート２１から前方に延びる棒状の突き当てピン２４とを有する。
【０１０８】
エジェクタプレート２１は、エジェクタプレート２１よりも後方に配置されるエジェクタロッド２３０によって前方に押される。また、エジェクタプレート２１は、エジェクタプレート２１よりも前方に配置されるばね１６によって後方に押される。
【０１０９】
圧縮コアピン２２は、エジェクタプレート２１から前方に延びて、可動金型１２を貫通する。圧縮コアピン２２の前端面は、キャビティ空間１４の壁面の一部となる。圧縮コアピン２２は、エジェクタプレート２１と共に進退し、成形材料２の圧縮、圧縮成形された成形品の脱圧、脱圧がなされた成形品の突き出しを行う。
【０１１０】
エジェクタピン２３は、エジェクタプレート２１から前方に延びて、可動金型１２を貫通する。エジェクタピン２３の前端部には、図４に示すようにランナー１８を流れる成形材料２が抱き付いて固化する。エジェクタピン２３は、ランナー１８で固化した成形材料２の突き出しに用いられる。
【０１１１】
突き当てピン２４は、エジェクタプレート２１から前方に延びて、可動金型１２を貫通する。一実施形態によるエジェクタ装置２００では、圧縮成形時に、エジェクタロッド２３０でエジェクタプレート２１を前進させた際に、突き当てピン２４の前端部が固定金型１１にタッチする位置に基づき、圧縮成形位置が決定される。
【０１１２】
エジェクタ装置２００は、金型装置１０のキャビティ空間１４に充填されている成形材料の圧縮、その圧縮によって成形された成形品（以下、「圧縮成形された成形品」とも呼ぶ。）の金型装置１０からの突き出しの両方に用いられる。成形材料の圧縮は、成形材料が完全に固化する前に行われる。以下、一実施形態による制御装置７００とエジェクタ装置２００を用いた圧縮成形の動作について説明する。
【０１１３】
図５は、一実施形態による制御装置７００の構成要素を機能ブロックで示す図である。尚、図５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又は一部を、任意の単位で機能的又は物理的に分散・結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、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵにて実行されるプログラムにて実現され、或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。
【０１１４】
図５に示されるように、制御装置７００は、エジェクタロッド位置制御部７１０と、エジェクタロッド位置検出部７１１と、エジェクタロッド圧力制御部７１２と、ロードセル初期化部７１３と、エジェクタロッド圧力検出部７１４とを有する。また制御装置７００は、トルク制御部７１５と、トルク検出値初期化部７１６と、トルク検出部７１７と、スクリュ位置制御部７１８と、スクリュ位置検出部７１９とを有する。
【０１１５】
エジェクタロッド位置制御部７１０は、エジェクタモータ２１０と電気的に接続する。エジェクタモータ２１０を駆動することでエジェクタロッド２３０を進退させ、エジェクタロッド２３０の位置を制御する。
【０１１６】
エジェクタロッド位置検出部７１１は、エジェクタモータ２１０に設けられたエジェクタモータエンコーダ２１１と電気的に接続する。エジェクタロッド位置検出部７１１は、エジェクタモータエンコーダ２１１による検出信号を受信して、エジェクタロッド２３０の位置を検出する。検出結果は、エジェクタロッド位置制御部７１０に出力される。
【０１１７】
尚、エジェクタモータエンコーダ２１１を用いず、エジェクタロッド位置制御部７１０がエジェクタモータ２１０に供給する駆動パルス数に基づき、エジェクタロッド２３０の位置を検出してもよい。
【０１１８】
エジェクタロッド圧力制御部７１２は、エジェクタモータ２１０と電気的に接続する。エジェクタモータ２１０を駆動することでエジェクタロッド２３０を進退させ、可動部材１５がキャビティ空間１４内の成形材料に加える圧力を制御する。
【０１１９】
ロードセル初期化部７１３は、ロードセル２３１に初期化信号を送信し、ロードセル２３１の検出値を初期化する。
【０１２０】
エジェクタロッド圧力検出部７１４は、エジェクタロッド２３０に設けられたロードセル２３１と電気的に接続する。エジェクタロッド圧力検出部７１４は、ロードセル２３１による検出信号を受信して、エジェクタロッド２３０にかかる圧力を検出する。検出結果はエジェクタロッド圧力制御部７１２に出力される。
【０１２１】
トルク制御部７１５は、エジェクタモータ２１０と電気的に接続する。エジェクタモータ２１０を駆動することでエジェクタロッド２３０のトルクを制御する。
【０１２２】
トルク検出値初期化部７１６は、トルク検出部７１７の検出値を初期化する。
【０１２３】
トルク検出部７１７は、エジェクタモータ２１０と電気的に接続する。エジェクタモータ２１０を駆動するモータ電流値を示す信号を受信して、エジェクタロッド２３０のトルクを検出する。検出結果は、トルク制御部７１５に出力される。尚、以下では、「エジェクタモータ２１０を駆動するモータ電流値を示す信号」を単に「モータ電流値」と称する。
【０１２４】
スクリュ位置制御部７１８は、射出モータ３５０と電気的に接続し、射出モータ３５０を駆動することでスクリュ３３０の位置を制御する。
【０１２５】
スクリュ位置検出部７１９は、射出モータ３５０に設けられた射出モータエンコーダ３５１と電気的に接続する。スクリュ位置検出部７１９は、射出モータエンコーダ３５１による検出信号を受信して、スクリュ３３０の位置を検出する。検出結果は、スクリュ位置制御部７１８に出力される。
【０１２６】
尚、ロードセル２３１、及びトルク検出部７１７は、それぞれ「検出手段」の一例である。またロードセル初期化部７１３、及びトルク検出値初期化部７１６は、それぞれ「初期化手段」の一例である。
【０１２７】
制御装置７００は、圧縮成形に先立ち、圧縮成形位置を求める。制御装置７００は、エジェクタロッド位置制御部７１０によりエジェクタロッド２３０と可動部材１５を前進させ、突き当てピン２４が固定金型１１にタッチする位置を検出する。制御装置７００は、この位置を基準に圧縮成形位置を求める。
【０１２８】
図６は、一実施形態による突き当てピン２４が固定金型１１にタッチした時のエジェクタロッド２３０と可動部材１５を示す断面図である。尚、図６は、成形材料２の充填工程が行われる前の状態であり、キャビティ空間１４に成形材料は充填されていない。
【０１２９】
エジェクタロッド位置制御部７１０は、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を前進させ、可動部材１５を前進させる。可動部材１５の備える突き当てピン２４の前端部は、可動金型１２に設けられた貫通孔を貫通すると、固定金型１１にタッチする。
【０１３０】
突き当てピン２４の前端部が固定金型１１にタッチしたかは、エジェクタロッド圧力検出部７１４がロードセル２３１の検出値を受信し、エジェクタロッド２３０にかかる圧力を検出することで検知される。或いはトルク検出部７１７がモータ電流値を受信し、エジェクタロッド２３０にかかるトルクを検出することで検知される。また、所定時間エジェクタロッド２３０を前進させる指令を出力することで、タッチしたと判断してもよい。
【０１３１】
エジェクタロッド位置制御部７１０は、この位置を圧縮成形位置として設定する。或いは突き当てピンが固定金型１１にタッチした位置、又はタッチした位置から予め規定した距離だけ後退させた位置を、圧縮成形位置として設定してもよい。圧縮成形位置でエジェクタモータエンコーダ２１１が検出するエジェクタロッド２３０の位置の検出値は、記憶媒体７０２に記憶され、圧縮成形時に参照される。このようにして、圧縮成形位置が求められる。
【０１３２】
尚、突き当てピン２４の長さは、固定金型１１へのタッチ後に、エジェクタロッド２３０を移動させる距離に応じて決定されている。
【０１３３】
圧縮成形位置が設定された後、エジェクタロッド位置制御部７１０は、圧縮成形位置から、予め規定された圧縮量に応じた距離だけエジェクタロッド２３０を後退させる。この時の位置は圧縮待機位置となる。
【０１３４】
図７は、図６の状態から一実施形態による圧縮待機位置まで後退させた時のエジェクタロッドと可動部材を示す断面図である。エジェクタロッド２３０と可動部材１５が図中左方向に後退している。その結果、キャビティ空間１４の体積が広がっている。またエジェクタピン２３の前端部と固定金型１１との間、及び突き当てピン２４の前端部と固定金型１１との間に隙間ができている。
【０１３５】
エジェクタロッド２３０を圧縮待機位置まで後退させた後、ロードセル初期化部７１３は初期化信号を送信し、ロードセル２３１の検出値を初期化する。ロードセル２３１の検出値を初期化する理由は、後述するように、ロードセル２３１の検出値に基づき、圧縮成形開始のトリガーをかけるためである。ロードセル２３１の検出値を初期化することで、ロードセル２３１の温度変動やバネ１６の抵抗変動等の影響がキャンセルされ、適切なタイミングで圧縮成形開始のトリガーをかけることができる。
【０１３６】
尚、ロードセル２３１の検出値を初期化することに代えて、トルク検出値初期化部７１６がトルク検出値を初期化し、トルク検出値を圧縮成形開始のトリガーにしてもよい。
【０１３７】
エジェクタロッド２３０が圧縮待機位置まで後退し、ロードセル２３１、又はトルク検出値が初期化された後、充填工程が行われる。スクリュ位置制御部７１８は、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を前進させ、キャビティ空間１４に成形材料２を充填する。
【０１３８】
図８は、一実施形態によるキャビティ空間に成形材料を充填した時のエジェクタロッドと可動部材を示す断面図である。図８では、黒く塗り潰して示されている成形材料２が、スプルー１７、ランナー１８、及びゲート１９を通過してキャビティ空間１４に到達している。但し、図８は、成形材料２がキャビティ空間１４の全体には行き渡っていない状態である。
【０１３９】
成形材料２が充填されるに従い、キャビティ空間１４の内部の成形材料２が圧縮コアピン２２を押すため、エジェクタロッド２３０を後退させる方向の力が加わる。これによりロードセル２３１で検出される圧力、及びトルク検出部７１７の検出値が上昇する。
【０１４０】
エジェクタロッド位置制御部７１０は、成形材料２が充填されている間、エジェクタロッド圧力検出部７１４を介してロードセル２３１の検出値を監視する。検出値が予め規定された圧力値に到達したことをトリガーに、エジェクタロッド位置制御部７１０は、エジェクタロッド２３０を前進させ、圧縮成形を開始させる。
【０１４１】
或いは、圧縮成形開始のトリガーは、トルク検出値を監視して検知してもよい。つまり、エジェクタロッド位置制御部７１０は、成形材料２が充填されている間、トルク検出部７１７の検出値を監視する。検出値が予め規定されたトルク値に到達したことをトリガーに、エジェクタロッド位置制御部７１０は、エジェクタロッド２３０を前進させ、圧縮成形を開始させる。
【０１４２】
また、成形材料２の充填開始から所定時間経過後に圧縮成形を開始させるようにしてもよい。
【０１４３】
圧縮成形では、エジェクタロッド位置制御部７１０は、上述した圧縮成形位置までエジェクタロッド２３０を前進させて可動部材１５を前進させ、キャビティ空間１４の内部の成形材料２を圧縮する。
【０１４４】
図９は、一実施形態によるキャビティ空間の成形材料を圧縮した時のエジェクタロッドと可動部材を示す断面図である。図８と比較して、エジェクタロッド２３０と可動部材１５が図中右方向に前進している。また圧縮コアピン２２が前進し、成形材料２が圧縮されてキャビティ空間１４の全体に行き渡っている。
【０１４５】
次に、以上説明した動作を、スクリュ３３０の位置、並びにエジェクタロッド２３０の位置、トルク及び圧力の時間変化に照らして説明する。
【０１４６】
図１０は、スクリュ３３０の位置、並びにエジェクタロッド２３０の位置、トルク及び圧力の時間変化を示す図である。図１０の横軸は時間を表し、縦軸はエジェクタモータエンコーダ２１１、ロードセル２３１、トルク検出部７１７、及び射出モータエンコーダ３５１の検出値を表す。実際にはそれぞれの検出値の単位は異なるが、便宜的に図１０の縦軸に併せて示している。
【０１４７】
図１０において、一点鎖線で示されているスクリュ位置検出値７１は、射出モータエンコーダ３５１の検出値を示している。破線で示されているエジェクタロッド位置検出値７２は、エジェクタモータエンコーダ２１１の検出値を示している。黒色の実線で示されているエジェクタロッドトルク検出値７３はトルク検出部７１７の検出値を示している。点線で示されているエジェクタロッド圧力検出値７４は、ロードセル２３１の検出値を示している。
【０１４８】
横軸の時間は、金型装置１０を型締（図２参照）した後、エジェクタロッド２３０が前進し始めた時を起点としている。図１０に二点鎖線で示されている時刻ｔ０〜ｔ４は、起点から所定の時間が経過した時の時刻を示している。
【０１４９】
時刻ｔ０までの期間では、圧縮成形位置を求めるため、エジェクタロッド位置制御部７１０は、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０と可動部材１５を徐々に前進させる。この際、エジェクタロッド位置制御部７１０は、金型装置１０の保護のため、エジェクタロッド２３０を低速で前進させる。
【０１５０】
時刻ｔ０において、突き当てピン２４の前端部が固定金型１１にタッチする。時刻ｔ０〜ｔ１までの期間では、タッチによりエジェクタロッド２３０は停止している。エジェクタロッドトルク検出値７３とエジェクタロッド圧力検出値７４は、時刻ｔ０になった直後に一旦急激に上昇し、上昇した後は、時刻ｔ１までほぼ一定となっている。これは、突き当てピン２４の前端部が固定金型１１にタッチしたため、固定金型１１から受ける反力で、エジェクタロッド２３０にかかるトルクと圧力が急激に上昇したことを示している。エジェクタロッド２３０の停止により、トルクと圧力の上昇は収まっている。
【０１５１】
突き当てピン２４の前端部の固定金型１１へのタッチは、ロードセル２３１、又はトルク検出部７１７の検出値が予め規定した規定値に達した時に検知される。時刻ｔ１において、エジェクタロッド位置制御部７１０は、時刻ｔ１でのエジェクタモータエンコーダ２１１の検出値を、圧縮成形位置として設定している。
【０１５２】
尚、図１０では、突き当てピン２４の前端部が固定金型１１のタッチした位置を圧縮成形位置として設定しているが、上述のように、予め規定した距離だけエジェクタロッド２３０を後退させた位置を、圧縮成形位置として設定してもよい。
【０１５３】
突き当てピン２４が固定金型１１に当たった位置（タッチした位置）と圧縮成形位置との関係（相対的な距離）は予め記憶されている。当たった位置と圧縮成形位置とは同じであってもよいし、違っていてもよい。突き当てピン２４が固定金型１１に当たった位置を基にして圧縮成形位置を決定する。例えば、突き当てピン２４が固定金型１１に当たった時に圧縮コアピン２２の位置が圧縮成形位置となるように、突き当てピン２４の長さを予め調整しておいてよい。
【０１５４】
尚、固定金型１１にタッチさせる部材は、可動部材１５であれば突き当てピン２４に限らない。圧縮コアピン２２を固定金型１１にタッチさせるようにしてもよい。しかし、圧縮コアピン２２は、キャビティ空間１４を形成する部材であり、その前端面は精密な加工がされている。圧縮コアピン２２を圧縮成形位置の決定のため、固定金型１１にタッチさせるのは、破損のおそれがあり、好ましくない。
【０１５５】
時刻ｔ１〜ｔ２までの期間では、エジェクタロッド２３０が圧縮待機位置に後退する。図１０では、エジェクタロッド位置検出値７２は急激に下降し、下降後にほぼ一定となっている。
【０１５６】
同様に、エジェクタロッドトルク検出値７３とエジェクタロッド圧力検出値７４も、時刻ｔ１から急激に下降し、下降した後にほぼ一定となっている。これは、エジェクタロッド位置制御部７１０が、エジェクタロッド２３０を後退させ、ばね１６の弾性復元力によって可動部材１５を圧縮待機位置まで後退させたことを示している。
【０１５７】
時刻ｔ２において、ロードセル初期化部７１３は、ロードセル２３１に初期化信号を送信する。図１０では、時刻ｔ３において、ロードセル２３１は初期化され、検出値がゼロになっている。
【０１５８】
尚、トルク検出値初期化部７１６が初期化信号を送信して、トルク検出部７１７の検出値を初期化し、トルク検出部７１７の検出値を圧縮成形開始のトリガーに用いてもよい。
【０１５９】
時刻ｔ３〜ｔ４までの期間では、キャビティ空間１４に成形材料２が充填される。スクリュ位置制御部７１８は、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を前進させ、キャビティ空間１４に成形材料２を充填する。図１０では、時刻ｔ３からスクリュ位置検出値７１が下降している。スクリュ３３０が図３における左方向に進んでいることを示している。
【０１６０】
この間、エジェクタロッド２３０は動かないため、エジェクタロッド位置検出値７２は一定である。
【０１６１】
一方、エジェクタロッドトルク検出値７３とエジェクタロッド圧力検出値７４は徐々に上昇している。成形材料２が充填されるに従い、キャビティ空間１４の内部の成形材料２が圧縮コアピン２２を押す力が増し、エジェクタロッド２３０を後退させる方向の力が加わっていることを示している。
【０１６２】
成形材料２が充填されるに従い、ロードセル２３１で検出される圧力が上昇し、ロードセル２３１の検出値が予め規定された所定の圧力値に到達した時刻ｔ４に、圧縮成形が開始される。
【０１６３】
尚、図１０に示されているように、成形材料２が充填されるに従い、トルク検出部７１７で検出されるトルクも上昇するため、トルク検出部７１７の検出値を用いて、圧縮成形開始のトリガーをかけてもよい。
【０１６４】
時刻ｔ４以降の期間では、エジェクタロッド位置制御部７１０は、圧縮成形位置までエジェクタロッド２３０を前進制御し、可動部材１５を前進させて、キャビティ空間１４の内部の成形材料２を圧縮する。図１０では、エジェクタロッド位置検出値７２は圧縮成形位置まで上昇し、これに伴い、エジェクタロッドトルク検出値７３とエジェクタロッド圧力検出値７４は上昇している。
【０１６５】
時刻ｔ４以降の期間では、エジェクタロッド圧力制御部７１２、又はトルク制御部７１５により、圧力、又はトルクを制御することで、キャビティ空間１４内の成形材料２の状態を制御してもよい。
【０１６６】
以上のようにして、一実施形態による圧縮成形の動作に応じて、スクリュ３３０の位置、並びにエジェクタロッド２３０の位置、トルク及び圧力は変化する。
【０１６７】
図１１は、一実施形態による圧縮成形処理を示すフローチャートである。
【０１６８】
先ず、型締装置１００は、制御装置７００の制御下で、金型装置１０の型締を行う（ステップＳ１１１）。
【０１６９】
次に、エジェクタロッド位置制御部７１０は、エジェクタロッド２３０を前進制御し、可動部材１５を前進させる（ステップＳ１１２）。エジェクタロッド位置制御部７１０はエジェクタロッド２３０を前進させながら、ロードセル２３１の検出値を監視する。
【０１７０】
可動部材１５の前進により、突き当てピン２４の前端部が固定金型１１にタッチする。エジェクタロッド位置制御部７１０は、ロードセル２３１の検出値が予め規定した規定値に達したことで、突き当てピン２４の前端部が固定金型１１にタッチしたことを検知し、エジェクタロッド２３０の前進制御を停止する（ステップＳ１１３）。
【０１７１】
エジェクタロッド位置制御部７１０は、突き当てピン２４の前端部が固定金型１１にタッチした位置から、予め規定した距離だけ後退させた位置を、圧縮成形位置として設定する（ステップＳ１１４）。
【０１７２】
次に、エジェクタロッド位置制御部７１０は、エジェクタロッド２３０を後退させ、圧縮成形位置から予め規定した圧縮量に応じた圧縮待機位置まで後退したら、エジェクタロッド２３０の後退を停止する（ステップＳ１１５）。
【０１７３】
次に、ロードセル初期化部７１３は、ロードセル２３１に初期化信号を送信し、ロードセル２３１の検出値を初期化する（ステップＳ１１６）。初期化後に、射出装置３００は、制御装置７００の制御下で、スクリュ３３０を移動させてキャビティ空間１４に成形材料２を充填する。エジェクタロッド位置制御部７１０は、充填の途中で、エジェクタロッド圧力検出部７１４を介して、ロードセル２３１の検出値を監視する。
【０１７４】
ロードセル２３１の検出値が予め規定された圧力値に到達したことをトリガーに圧縮成形が開始される（ステップＳ１１７）。
【０１７５】
エジェクタロッド位置制御部７１０は、エジェクタロッド２３０を前進制御し、圧縮成形位置に到達したら、エジェクタロッド２３０の前進を停止する（ステップＳ１１８）。エジェクタロッド２３０の前進により、キャビティ空間１４内の成形材料２が圧縮される。
【０１７６】
エジェクタロッド圧力制御部７１２は、保圧中及び冷却中に、エジェクタロッド２３０を進退させ、可動部材１５がキャビティ空間１４内の成形材料に加える圧力を制御する（ステップＳ１１９）。
【０１７７】
このようにして、圧縮成形が行われる。尚、上記では、エジェクタロッド２３０の圧力を検出して圧縮成形を開始させたが、エジェクタロッド２３０のトルクを検出してもよい。
【０１７８】
以上説明してきたように、本実施形態では、圧縮成形に先立ち、エジェクタロッド２３０で可動部材１５を前進させた際に、突き当てピン２４が固定金型１１にタッチする位置に基づき、圧縮成形位置を決定する。
【０１７９】
例えば、エジェクタロッド２３０が熱変形により伸びた場合、圧縮成形時の可動部材１５の前進の開始位置が、エジェクタロッド２３０の伸び分だけ前方（図４の右方向）にずれる。その分、圧縮成形時に圧縮コアピン２２の前端面の位置が前方にずれ、キャビティ空間１４が前後方向に狭くなる。これにより成形品の厚みに誤差が生じる場合がある。
【０１８０】
また反対にエジェクタロッド２３０が縮んだ場合には、圧縮成形時の可動部材１５の前進の開始位置が後方（図４の左方向）にずれる。その分、圧縮成形時に圧縮コアピン２２の前端面の位置が後方にずれ、キャビティ空間１４が前後方向に広くなる。これにより成形品の厚みに誤差が生じたり、圧縮不足による成形材料２の不均一性に起因して、成形品の面の形状精度が低下したりする場合がある。
【０１８１】
本実施形態によれば、圧縮成形に先立ち、基準に対する圧縮成形位置を求めるため、上記のようにエジェクタロッド２３０が熱変形により伸縮した場合にも、圧縮成形時に圧縮コアピン２２の前端面が位置ずれするのを防止できる。これにより圧縮成形において、エジェクタロッド等の熱変形による成形品の厚み精度及び面精度の低下を防止できる。
【０１８２】
本実施形態では、可動部材１５を圧縮成形位置から圧縮量に応じた距離だけ後退させた位置を、圧縮待機位置とする。エジェクタロッド２３０が熱変形により伸縮した場合にも、圧縮コアピン２２の前端面の位置ずれのない圧縮成形位置を起点に、所望の圧縮量で圧縮成形を行うことができる。これにより圧縮成形において、エジェクタロッド等の熱変形による成形品の厚み精度及び面精度の低下を防止できる。
【０１８３】
本実施形態では、エジェクタロッド２３０に加わる圧力、又はトルクに基づき、突き当てピン２４の固定金型１１へのタッチを検知する。簡便な構成で、突き当てピン２４の固定金型１１へのタッチを検知することができる。
【０１８４】
本実施形態によれば、エジェクタロッド２３０にかかる圧力を検出するロードセル２３１の検出値を初期化するロードセル初期化部７１３を有する。圧縮待機位置で、ロードセル初期化部７１３がロードセル２３１の検出値を初期化し、成形材料２のキャビティ空間１４への充填開始後、ロードセル２３１の検出値が所定の圧力値になった時に圧縮成形を開始する。これにより、キャビティ空間１４の内部の成形材料２の流動状況に応じて、適切なタイミングで圧縮成形を開始することができる。成形品の厚み及び形状の再現性をさらに向上させることができる。
【０１８５】
また圧縮待機位置でロードセル２３１の検出値を初期化することで、ロードセル２３１の温度変動やエジェクタプレート２１の備えるバネ１６の抵抗変動等の影響を除去し、適切なタイミングで圧縮成形を開始させることができる。
【０１８６】
また、本実施形態によれば、エジェクタロッド２３０にかかるトルクを検出するトルク検出部７１７の検出値を初期化するトルク検出値初期化部７１６を有する。圧縮待機位置で、トルク検出値初期化部７１６がトルク検出部７１７の検出値を初期化し、成形材料２のキャビティ空間１４への充填開始後、トルク検出部７１７の検出値が所定の圧力値になった時に圧縮成形を開始する。これにより、キャビティ空間１４の内部での成形材料２の流動状況に応じて適切なタイミングで圧縮成形を開始することができる。成形品の厚み及び形状の再現性をさらに向上させることができる。
【０１８７】
また圧縮待機位置でトルク検出部７１７の検出値を初期化することで、エジェクタプレート２１の備えるバネ１６の抵抗変動等の影響を除去し、適切なタイミングで圧縮成形を開始させることができる。
【０１８８】
尚、エジェクタロッド２３０の熱変形量は、圧縮成形を行う度に変動する場合がある。そのため、エジェクタロッド２３０の熱変形の影響を確実に防止するには、圧縮成形位置を設定する処理は、圧縮成形を行う度に、実行することが望ましい。
【０１８９】
以上、射出成形機等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。
【符号の説明】
【０１９０】
２      成形材料
１０    金型装置
１１    固定金型
１２    可動金型
１４    キャビティ空間
１５    可動部材
２１    エジェクタプレート
２２    圧縮コアピン
２３    エジェクタピン
２４    突き当てピン
２１０  エジェクタモータ
２１１  エジェクタモータエンコーダ
２３０  エジェクタロッド
２３１  ロードセル
３５１  射出モータエンコーダ
７００  制御装置
７１０  エジェクタロッド位置制御部
７１１  エジェクタロッド位置検出部
７１２  エジェクタロッド圧力制御部
７１３  ロードセル初期化部
７１４  エジェクタロッド圧力検出部
７１５  トルク制御部
７１６  トルク検出値初期化部
７１７  トルク検出部
７１８  スクリュ位置制御部
７１９  スクリュ位置検出部
【図１】
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【図２】
2019177535.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019177535.tif 000009
【図８】
2019177535.tif 000010
【図９】
2019177535.tif 000011
【図１０】
2019177535.tif 000012
【図１１】
2019177535.tif 000013