(57)【要約】【課題】キャビティに射出する前の成形材料の状態を制御することで、完成した射出成形品に対して所望の品質が安定して得られる射出成形機を提供する。【解決手段】射出成形機１は、ノズル２２を備えた筒状の加熱シリンダ２０と、内部に孔３１が形成されるスクリュ３０と、軸線方向における加熱領域ＨＡｒに設けられ、供給された溶融成形材料ＰＴを加熱するヒータ４０と、スクリュ３０に配置され、加熱領域ＨＡｒに位置する溶融成形材料ＰＴの状態を示す指標を検出し指標の出力信号を出力するセンサ６０と、非加熱領域ＮＨＡｒに配置され、第一センサ６０の出力信号Ｓ１に対して、所定処理を実行する制御ユニット８０と、スクリュ３０の孔３１に設けられ、第一センサ６０と制御ユニット８０とを電気的に接続する接続線９０と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周側の空間に熱可塑性の溶融成形材料が供給されるとともに、軸線方向における一方の端部である第一端部に前記内周側の空間と外部空間との間を連通させるノズルを備えた筒状の加熱シリンダと、
前記加熱シリンダの前記空間内に、軸線回りに回転可能、且つ軸線方向に移動可能に配設され、内部に孔が形成されるスクリュと、
前記軸線方向における前記加熱シリンダの前記第一端部側に形成される加熱領域に設けられ、前記空間内に供給された前記溶融成形材料を加熱するヒータと、
前記スクリュに配置され、前記加熱領域に位置する前記溶融成形材料の状態を示す指標を検出し前記指標の出力信号を出力するセンサと、
前記軸線方向において前記加熱領域の外側に形成される非加熱領域に配置され、前記センサの前記出力信号に対して、所定処理を実行する制御ユニットと、
前記スクリュの前記孔に設けられ、前記センサと前記制御ユニットとを電気的に接続する接続線と、
を備える、射出成形機。
【請求項２】
前記センサは、前記スクリュの先端部に配置される、請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記孔は、前記加熱シリンダの前記第一端部側に向かって開口する開口部を前記スクリュの前記先端部に備え、
前記センサは、前記開口部の内側に配置される、請求項２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記制御ユニットは、前記スクリュの前記孔内に配置され、前記接続線を介して前記出力信号を受信した後、前記所定処理として、前記スクリュとは異なる位置に配置される受信機に前記出力信号を無線で送信する、請求項１−３の何れか１項に記載の射出成形機。
【請求項５】
駆動制御装置によって制御され、前記スクリュを前記軸線回りに回転作動させるとともに前記軸線方向に移動させる駆動装置と、
前記ヒータを制御する温度制御装置と、をさらに備え、
前記制御ユニットは、前記スクリュの前記孔内に配置され、前記接続線を介して前記出力信号を受信した後、前記所定処理として、前記スクリュとは異なる位置に配置される前記スクリュの前記駆動制御装置及び前記ヒータの前記温度制御装置に対する各制御信号を前記出力信号に基づき生成し無線で送信する、請求項１−３の何れか１項に記載の射出成形機。
【請求項６】
駆動制御装置によって制御され、前記スクリュを前記軸線回りに回転作動させるとともに前記軸線方向に移動させる駆動装置と、
前記ヒータを制御する温度制御装置と、をさらに備え、
前記制御ユニットは、前記スクリュとは異なる位置に配置され、前記出力信号を前記接続線及びスリップリングを介して受信した後、前記所定処理として、前記スクリュとは異なる位置に配置される前記スクリュの前記駆動制御装置及び前記ヒータの前記温度制御装置に対する各制御信号を前記出力信号に基づき生成し送信する、請求項１−３の何れか１項に記載の射出成形機。
【請求項７】
前記センサは、複数配置される、請求項１−６の何れか１項に記載の射出成形機。
【請求項８】
前記スクリュの前記孔の内部には、前記接続線を固定する固定部材が充填される、請求項１−７の何れか１項に記載の射出成形機。
【請求項９】
前記接続線は、前記固定部材によって前記孔の内周面と離間して固定される、請求項８に記載の射出成形機。
【請求項１０】
前記溶融成形材料を前記ノズルから金型内のキャビティに射出し成形した射出成形品の品質情報と、前記成形した射出成形品の射出成形時における前記出力信号と、の対応データに基づき、前記スクリュの前記駆動制御装置及び前記ヒータの前記温度制御装置を制御し、前記射出成形品を成形する、請求項５又は６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】
従来、樹脂成形としては、射出成形機を用いたものが広く知られている。射出成形では、加熱シリンダ内にスクリュを配置した射出成形機と、雄型と雌型からなる金型が用いられる。一般的な射出成形では、計量工程（可塑化計量工程とも称す）、型締工程、射出充填工程、保圧及び冷却工程、及び離型取出工程が順次実行される。
【０００３】
計量工程では、樹脂を主成分とするペレット状の成形材料（溶融成形材料）が加熱シリンダ内に供給される。成形材料は、加熱シリンダからの加熱とスクリュ回転によるせん断摩擦熱によって溶融されながら、加熱シリンダ先端に向けて送られる。そして、成形材料は、ノズルから流出しない状態で、加熱シリンダ先端とノズルとの間に貯留される。成形材料の貯留量が増加すると、回転中のスクリュが貯留量に応じて後方に押圧され、ノズルと反対方向に向かって後退する。このスクリュの後退位置から、成形材料の貯留量が計測される。スクリュが所定の後退位置まで戻ると、スクリュの回転が停止して、計量工程が終了する。
【０００４】
次に、雄型と雌型を組み合わせて型締をしてから、加熱シリンダの先端にあるノズルを金型のゲートに接続する（型締工程）。そして、回転を停止したまま、スクリュを加熱シリンダ先端部に向けて移動させることにより、溶融した成形材料を高い圧力で金型内のキャビティに射出充填する（射出充填工程）。この射出充填後も金型内の成形材料が所定の圧力に保たれるように、ノズルを金型のゲートに押し当てたままにして保圧する（保圧工程）。その後、金型を冷却し、成形品を固化する（冷却工程）。最後に、金型を雄型と雌型に分離し、成形品を取り出す（離型取出工程）。
【０００５】
このとき、完成した成形品の品質の判定要素となる寸法精度や、引け、そり、窪み及びボイドの有無、又は強度等は、キャビティに射出する前における成形材料の状態（圧力、温度等）と相関を有することが知られている。そこで、従来、完成した射出成形品が所望の品質を有するよう、例えば、圧力センサが、ノズル部分の圧力を検出可能にシリンダに固定され、金型内のキャビティに射出する前のノズル部分における成形材料の圧力を検出し、当該圧力が所定の値となるようスクリュ移動量等を制御する技術がある（特許文献１の図１及び特許文献２の図１参照）。また、温度センサが、シリンダに固定され、シリンダの内周面近傍における成形材料の温度を検出するとともに、当該温度が所定の値となるようヒータを制御する技術がある（特許文献３、図１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１０１３７８号公報
【特許文献２】特許第５７８１４７１号公報
【特許文献３】特開２０１７−１７０８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これらの方法を用いて成形材料の圧力及び温度を所望の値に制御しても、完成した射出成形品の品質のばらつきは小さくなく、満足のいく歩留まりが得られていないのが現状である。この理由として、現状では、圧力及び温度を計測する位置が、シリンダに近い部位のみであるため、測定箇所が限定され、射出成形前の成形材料の全体的な状態の把握が十分できていないことが原因の一つとして考えられる。しかし、シリンダ近傍以外の場所として、例えば、スクリュ近傍における成形材料の状態を把握するため、スクリュにセンサを取り付ける場合、スクリュは回転する部材である。このため、センサからの配線を成立させることが難しいという課題がある。
【０００８】
本発明は、キャビティに射出する前の成形材料の状態を制御することで、完成した射出成形品に対して所望の品質が安定して得られる射出成形機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】
本発明の射出成形機は、内周側の空間に熱可塑性の溶融成形材料が供給されるとともに、軸線方向における一方の端部である第一端部に前記内周側の空間と外部空間との間を連通させるノズルを備えた筒状の加熱シリンダと、前記加熱シリンダの前記空間内に、軸線回りに回転可能、且つ軸線方向に移動可能に配設され、内部に孔が形成されるスクリュと、前記軸線方向における前記加熱シリンダの前記第一端部側に形成される加熱領域に設けられ、前記空間内に供給された前記溶融成形材料を加熱するヒータと、前記スクリュに配置され、前記加熱領域に位置する前記溶融成形材料の状態を示す指標を検出し前記指標の出力信号を出力するセンサと、前記軸線方向において前記加熱領域の外側に形成される非加熱領域に配置され、前記センサの前記出力信号に対して、所定処理を実行する制御ユニットと、前記スクリュの前記孔に設けられ、前記センサと前記制御ユニットとを電気的に接続する接続線と、を備える。
【００１０】
上記態様における射出成形機によれば、射出成形前において、加熱領域に位置する溶融成形材料の状態の指標を検出するセンサがスクリュに配置され、且つ非加熱領域に制御ユニットが配置される。制御ユニットは、スクリュの孔内に配置される接続線を介してセンサと電気的に接続される。また、制御ユニットは、センサの出力信号に対して、例えば、無線送信等の所定処理の実行が可能となっている。このように、センサをスクリュに配置し、電子回路を有するため高温領域（加熱領域）に配置できない制御ユニットを低温領域に配置することにより、センサの出力信号に対して所定処理を行なうことができる。これにより、センサが出力した出力信号が利用できるようになるので、従来技術では測定できなかったスクリュ近傍における溶融成形材料の状態を把握できるようになり、より精度よく射出成形前における溶融成形材料の状態が把握できる。また、把握した状態に基づき溶融成形材料の状態を制御できるので射出成形品の品質を安定して向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る射出成形機の断面図である。
【図２】図１の外観図である。
【図３】図１におけるスクリュ部分の拡大断面図である。
【図４】図３におけるスクリュの先端部の拡大図である。
【図５】図３におけるスクリュの後部の拡大図である。
【図６】射出成形機の作動を説明するフローチャートである。
【図７】第一実施形態の変形例１を説明する、図４に対応する図である。
【図８】第二実施形態を説明する、図５に対応する図である。
【図９】第三実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（１．第一実施形態）
第一実施形態の射出成形機１について、図１〜図５を参照して説明する。図１は、第一実施形態の射出装置１０が搭載される射出成形機１の内部構造の側面図である。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに垂直な方向であり、図１に示すとおりとする。
【００１３】
図１に示すように、射出成形機１は、支持台Ｆｒ、射出装置１０及び制御装置１００を備える。支持台Ｆｒは、射出装置１０をＸ軸方向に進退自在に支持する。これにより、射出装置１０は、金型装置Ｍに対し進退自在とされる。射出装置１０が前進（図１において左方に向かう方向）すると、外部に開口する射出装置１０のノズル２２が、金型装置Ｍ（金型に相当する）に連結される。
【００１４】
そして、ノズル２２から成形材料（溶融成形材料に相当、以後、溶融成形材料ＰＴと称す）が射出され、金型装置Ｍ内の空間であるキャビティＣＡに溶融成形材料ＰＴが充填される。その後、キャビティＣＡに充填された溶融成形材料ＰＴを冷却固化させることで、射出成形品が得られる。溶融成形材料ＰＴは、熱可塑性の樹脂材料である。溶融成形材料ＰＴとしては、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＥＫ（ピーク）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等が適用できる。
【００１５】
射出装置１０は、加熱シリンダ２０、スクリュ３０、ヒータ４０、駆動装置５０、何れも図３，図４に示す第一センサ６０（センサに相当する）、第二センサ７０（センサに相当する）、制御ユニット８０，８１及び接続線９０，９１などを備える。第一センサ６０は、溶融成形材料ＰＴの温度Ｔ（指標に相当する、図略）を検出するセンサである。第二センサ７０は、溶融成形材料ＰＴの圧力Ｐ（指標に相当する、図略）を検出するセンサである。なお、上記態様に限らず、センサは、第一センサ６０のみが設けられていてもよいし、第二センサ７０のみが設けられていてもよい。
【００１６】
加熱シリンダ２０は、供給口２０ａから内周側の空間部に供給された熱可塑性の樹脂である溶融成形材料ＰＴを加熱する筒状の金属部材である。加熱シリンダ２０は、軸線方向における一方の端部である第一端部２１に内周側の空間と外部空間との間を連通させる前述したノズル２２を備える。ノズル２２の開口は、金型装置Ｍに対し押し付けられる。なお、以後、断りなく軸線方向といった場合、加熱シリンダ２０の軸線方向のことをいうものとする。
【００１７】
供給口２０ａは、加熱シリンダ２０の後部に形成される。加熱シリンダ２０において、供給口２０ａより前方にはバンドヒータなどのヒータ４０が設けられる。本実施形態では、ヒータ４０は、加熱シリンダ２０の第一端部２１側において、軸線方向に等間隔で三個整列して設けられる。ただし、この態様に限らず、ヒータは、三個のヒータ４０よりもさらに前方に設けても良い。ヒータ４０は、後に詳述する第一センサ６０が検出する溶融成形材料ＰＴの温度Ｔが、所望の温度Ｔ１（図略）となるよう制御装置１００が備える温度制御装置１０６によって制御される。
【００１８】
これにより、加熱シリンダ２０の内周側の空間内に供給された溶融成形材料ＰＴが、加熱シリンダ２０を介して加熱され溶融される。本実施形態においては、軸線方向においてヒータ４０が設けられる加熱シリンダ２０の領域を加熱領域ＨＡｒと称す（図１〜図３参照）。
【００１９】
また、図１〜図３に示すように、軸線方向において、ノズル２２と反対側であり、且つ「加熱領域ＨＡｒ」の外側に形成されるヒータ４０によって加熱されない領域を「非加熱領域ＮＨＡｒ」と称す。「非加熱領域ＮＨＡｒ」では、加熱シリンダ２０の内部温度は高くなく、常温に近い温度となっている。
【００２０】
なお、本実施形態では、「非加熱領域ＮＨＡｒ」における加熱シリンダ２０の外周には何も設けていないが、加熱シリンダ２０の外周に冷却装置を設け、加熱シリンダ２０を冷却しても良い。これにより、「非加熱領域ＮＨＡｒ」における加熱シリンダ２０の内部温度を確実に低温とすることができる。
【００２１】
スクリュ３０は、加熱シリンダ２０の空間内において、スクリュ３０の軸線回りに回転可能、且つ軸線方向に移動可能に配設される。また、スクリュ３０は、図３，図４に示すように、軸線方向に延在する孔３１が内部に形成される。孔３１は、スクリュ３０の先端部に、加熱シリンダ２０の第一端部２１側に向かって開口する開口部３１ａを備える。また、孔３１は、スクリュ３０の後端部において底面３１ｂ（図５参照）を備える。
【００２２】
つまり、孔３１は、一方のみに開口を有した有底孔である。ただし、この態様に限らず、孔３１は、底面３１ｂを備えず、後方に向かって貫通していてもよい。スクリュ３０の孔３１内には、図３〜図６に示すように、上述した第一センサ６０、第二センサ７０、制御ユニット８０，８１、接続線９０，９１及び接続線９０，９１を固定する固定部材９２などを備える。なお、第一センサ６０、第二センサ７０、制御ユニット８０，８１、接続線９０，９１及び接続線９０，９１を固定する固定部材９２については、後に詳述する。
【００２３】
図１、図２に示す駆動装置５０は、スクリュ３０を軸線回りに所望の回転数で回転作動させるとともに軸線方向に所望の移動量だけ移動させる装置である。図１，図２に示すように、駆動装置５０は、スクリュ３０を回転作動させる回転送りモータ５１と、スクリュ３０を軸線方向に移動させる直線送りモータ５３とを備える。
【００２４】
回転送りモータ５１は、図１に示すように、回転送りモータ５１の出力軸５２を回転自在に支持する軸受Ｂｒｇを保持する軸受ホルダ５４と共に、後方支持部材５５に固定される。後方支持部材５５が固定される後方滑り部材５６は、前方滑り部材５７よりも後方において、ガイドＧｄに沿って滑動する。
【００２５】
回転送りモータ５１の出力軸５２は、スクリュ３０の軸線と同一直線上に配置される。回転送りモータ５１の出力軸５２は、軸受Ｂｒｇの前方に、スクリュ３０の延長軸を嵌合する嵌合部５８を有する。嵌合部５８は、スクリュ３０の延長軸が挿入される挿入孔を有し、挿入孔はスクリュ３０の延長軸の外径よりも大きい内径を有する。
【００２６】
直線送りモータ５３は、スクリュ３０を軸線方向に進退させる。直線送りモータ５３は、図２に示すように前方支持部材５９に固定される。直線送りモータ５３の回転運動は、ボールねじ機構１５１によって前方支持部材５９に対する後方支持部材５５の直線運動に変換される。
【００２７】
ボールねじ機構１５１は、ボールねじ軸１５２と、ボールねじ軸１５２に螺合するボールねじナット１５３とを有する。図２に示すように、ボールねじ軸１５２が直線送りモータ５３の出力軸に連結され、ボールねじナット１５３が後方支持部材５５に固定される直線送りモータ５３を駆動してその出力軸を回転させると、ボールねじ軸１５２が回転し、ボールねじナット１５３が進退する。そして、ボールねじナット１５３が進退することで、後方支持部材５５及びスクリュ３０が進退する。
【００２８】
また、本実施形態においては、直線送りモータ５３の作動によって、スクリュ３０を進退させたが、この態様には限らない。別の態様として、スクリュ３０の後端部に、ピストン及びシリンダを設け、シリンダ内に供給するエアの圧力を制御することによりスクリュ３０を進退させてもよい。
【００２９】
図１，図２に示すように、制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、メモリなどの記憶媒体１０２と、入力インターフェイス（入力Ｉ／Ｆ）１０３と、出力インターフェイス（出力Ｉ／Ｆ）１０４と、ヒータ４０の温度を制御する温度制御装置１０６と、駆動装置５０の作動を制御する駆動制御装置１０７を有する。温度制御装置１０６及び駆動制御装置１０７は、ＣＰＵ１０１が備える。制御装置１００は、記憶媒体１０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ１０１に実行させることにより、各種の制御を行なう。
【００３０】
また、制御装置１００は、入力インターフェイス１０３で外部（受信機８２を含む）からの信号を受信し、出力インターフェイス１０４で外部（駆動装置５０、ヒータ４０等）に信号を送信する。
【００３１】
（２．スクリュ３０の孔３１内の構成について）
次に、前述したスクリュ３０の孔３１、及び孔３１内に配置する第一センサ６０、第二センサ７０、制御ユニット８０，８１、接続線９０，９１及び接続線９０，９１を固定する固定部材９２について詳細に説明する。
【００３２】
図３、図４に示す孔３１の開口部３１ａは、少なくともスクリュ３０が軸線方向に最も後退した状態（図３参照）において、「加熱領域ＨＡｒ」内に位置する。また、図３、図５に示す底面３１ｂ近傍に配置される制御ユニット８０，８１は、軸線方向におけるスクリュ３０の位置に関わらず、常に「非加熱領域ＮＨＡｒ」に位置する。制御ユニット８０，８１は、このような常温近傍の温度領域である「非加熱領域ＮＨＡｒ」に配置されるので、たとえ電子回路を有していても良好に作動できる。
【００３３】
第一センサ６０は、スクリュ３０の前方の空間部である貯留部Ｑに貯留された溶融成形材料ＰＴの温度Ｔ、特にスクリュ３０近傍の温度Ｔを検出する温度センサである。第一センサ６０は、どのようなタイプのセンサでもよく、例えば、熱電対、サーミスタ、測温抵抗体等が適用できる。第一センサ６０は、スクリュ３０の先端部に配置される。具体的には、第一センサ６０は、スクリュ３０が先端部に備える開口部３１ａの内周面に固定される。
【００３４】
第一センサ６０は、少なくとも、貯留部Ｑに溶融成形材料ＰＴが所定量貯留され、これによってスクリュ３０が軸線方向に後退した状態において、加熱領域ＨＡｒに位置する。なお、第一センサ６０は、軸線方向におけるスクリュ３０の位置に関わらず、常に加熱領域ＨＡｒに位置するよう配置されてもよい。
【００３５】
第一センサ６０は、先端の検出部６１が、貯留部Ｑ側に向いた状態で固定され、検出部６１が貯留部Ｑに貯留された溶融成形材料ＰＴの温度Ｔ（指標）を検出する。第一センサ６０が検出した温度Ｔ（指標）の出力信号Ｓ１は、接続線９０を介して制御ユニット８０に送信される。なお、接続線９０は、第一センサ６０と制御ユニット８０とを電気的に接続する導電線である。また、接続線９０は、スクリュ３０の孔３１内に配置される。
【００３６】
制御ユニット８０は、前述したように、底面３１ｂ近傍に配置される。このとき、制御ユニット８０は、常に、軸線方向において「加熱領域」の外側に形成される「非加熱領域ＮＨＡｒ」に位置する。具体的には、制御ユニット８０は、スクリュ３０の孔３１内で、底面３１ｂの近傍に配置され、孔３１の内周面に固定される。
【００３７】
制御ユニット８０は、第一センサ６０が検出した温度Ｔの出力信号Ｓ１に対して、所定処理を実行する。ここで、所定処理とは、無線送信のことをいい、制御ユニット８０は無線送信機である。つまり、制御ユニット８０は、第一センサ６０から接続線９０を介して出力信号Ｓ１を受信した後、所定処理として、スクリュ３０とは異なる位置に配置される受信機８２に向かって出力信号Ｓ１を無線で送信する。受信機８２は、制御装置１００の近傍に設けられる。そして、受信機８２が受信した出力信号Ｓ１は、制御装置１００に入力される。
【００３８】
固定部材９２は、スクリュ３０の孔３１の内部の空隙に充填され、主に接続線９０を固定する。これにより、スクリュ３０が回転した際に、接続線９０が回転による遠心力によって振れ、出力信号Ｓ１にノイズが付加されることを防ぐことができる。また、固定部材９２は、接続線９０と孔３１の内周面との間に介在して、接続線９０と孔３１の内周面との間を離間させるよう充填される。これにより、「加熱領域ＨＡｒ」部分に配置される接続線９０に対する孔３１の内周面からの熱の影響を効果的に抑制することができる。ただし、この態様に限らず、固定部材９２は、接続線９０と孔３１の内周面との間に介在せず、接続線９０と孔３１の内周面との間を接触させた状態で充填されてもよい。これによっても十分使用できる。
【００３９】
固定部材９２は、例えば、熱硬化性の樹脂である。熱硬化性の樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等が適用できる。また、本実施形態においては、固定部材９２は、第一センサ６０（ただし検出部６１を除く）及び制御ユニット８０の外周も覆うように充填される。ただし、この態様に限らず、固定部材９２は、第一センサ６０及び制御ユニット８０の外周を覆っていなくてもよい。
【００４０】
図３、図４に示す第二センサ７０は、スクリュ３０の前方の貯留部Ｑに貯留された溶融成形材料ＰＴの圧力Ｐ、特にスクリュ３０近傍の圧力Ｐを先端の検出部７１によって検出する圧力センサである。第二センサ７０は、どのようなタイプのセンサでもよく、例えば、抵抗線式，静電容量式、機械式等が適用できる。第二センサ７０は、第一センサ６０と同様、スクリュ３０の先端部に配置される。具体的には、第二センサ７０は、スクリュ３０が先端部に備える開口部３１ａの内周面に固定される（図３、図４参照）。
【００４１】
なお、第二センサ７０、接続線９１、第二センサ７０と接続線９１を介して電気的に接続される制御ユニット８１の配置、及び接続線９１を固定する固定部材９２の充填については、それぞれ、上述した第一センサ６０（第二センサ７０に対応する）、制御ユニット８０（制御ユニット８１に対応する）、接続線９０（接続線９１に対応する）及び固定部材９２と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００４２】
つまり、第二センサ７０、制御ユニット８１及び接続線９１の各配置については、上記第一センサ６０を第二センサ７０と読み替え、制御ユニット８０を制御ユニット８１と読み替え、接続線９０を接続線９１と読みかえればよい。さらに、温度Ｔは、圧力Ｐと読み替え、出力信号Ｓ１は出力信号Ｓ２と読み替えればよい。
【００４３】
なお、上記においては、第一センサ６０及び第二センサ７０は、孔３１の開口部３１ａの内周面に固定されるものとして、説明したが、この態様には限らない。孔３１内に熱硬化性の樹脂を充填する際、第一センサ６０及び第二センサ７０と内周面との間に樹脂を介在させた状態で固化させ、第一センサ６０及び第二センサ７０と内周面との間を離間した状態で固定してもよい。制御ユニット８０，８１も同様である。
【００４４】
また、上記においては、孔３１は、スクリュ３０の先端部に開口部３１ａを備え、開口部３１ａの内周面に第一センサ６０及び第二センサ７０が固定されると説明した。しかしながら、この態様には限らない。孔３１は、先端部に開口部３１ａを備えていなくてもよい。つまり、孔３１は、スクリュ３０の先端部に底面を備え、この底面に第一センサ６０及び第二センサ７０が埋め込まれていてもよい。この場合、第一センサ６０及び第二センサ７０は、各検出部６１，７１が、貯留部Ｑに貯留された溶融成形材料ＰＴの温度Ｔ及び圧力Ｐを検出できるよう底面に埋め込まれ配置される。
【００４５】
（３．作動について）
制御装置１００は、図６のフローチャートに示す、計量工程Ｓ１０、指標計測工程Ｓ２０、フィードバック工程Ｓ３０、充填工程Ｓ４０、保圧工程Ｓ５０、冷却工程Ｓ６０などを制御する。まず計量工程Ｓ１０について説明する。計量工程Ｓ１０とは、金型装置ＭのキャビティＣＡ内に射出する所定量の溶融成形材料ＰＴをスクリュ３０の前方部と加熱シリンダ２０との間で形成する貯留部Ｑに貯留させる工程である。なお、計量工程Ｓ１０の開始時点においては、貯留部Ｑに溶融成形材料ＰＴは、貯留されていないことを前提として説明を行なう。また、計量工程Ｓ１０において、ノズル２２は、所定の手段によって閉止状態に制御されているものとする。
【００４６】
計量工程Ｓ１０では、制御装置１００の駆動制御装置１０７に制御され、回転送りモータ５１が、スクリュ３０を軸線周りに回転させる（図１参照）。これにより、スクリュ３０の螺旋状の溝３２に沿って溶融成形材料ＰＴが前方に送られる（図３の矢印Ａ参照）。なお、このとき、溶融成形材料ＰＴが供給口２０ａから加熱シリンダ２０の「非加熱領域ＮＨＡｒ」における空間内に供給された時点においては、溶融成形材料ＰＴはペレット状の固形物である。
【００４７】
その後、溶融成形材料ＰＴは、スクリュ３０の回転に伴って前方に送られながら、「加熱領域ＨＡｒ」に移動する。これにより、溶融成形材料ＰＴは、ヒータ４０により加熱された加熱シリンダ２０の熱によって、徐々に溶融され液状となる。
【００４８】
さらにスクリュ３０が回転すると、液状の溶融成形材料ＰＴが、さらにスクリュ３０の前方に送られ貯留部Ｑに徐々に貯留される。そして、貯留部Ｑの内圧が上昇すると、スクリュ３０が内圧の上昇に応じて後退する（図３の矢印Ｂ参照）。貯留部Ｑに所定量の溶融成形材料ＰＴが貯留されたか否かは、例えばスクリュ３０の回転数により判定する。
【００４９】
スクリュ３０の回転数が所定値に到達したとき、貯留部Ｑに所定量の溶融成形材料ＰＴが貯留されたと判定する。スクリュ３０の回転数は、例えば、回転送りモータ５１のエンコーダ５１ａを用いて検出する。エンコーダ５１ａは、その検出結果を示す信号を制御装置１００に送信する。ただし、上記態様に限らず、貯留部Ｑに所定量の溶融成形材料ＰＴが貯留されたか否かは、所定の手段によって検出したスクリュ３０の後退位置に基づき行っても良い。
【００５０】
指標計測工程Ｓ２０では、貯留部Ｑに所定量の溶融成形材料ＰＴが貯留された状態において、第一センサ６０及び第二センサ７０の各検出部６１，６１が、貯留部Ｑにおけるスクリュ３０近傍の温度Ｔ（指標）及び圧力Ｐ（指標）を検出する。
【００５１】
そして、第一センサ６０及び第二センサ７０は、出力信号Ｓ１（Ｔ）及び出力信号Ｓ２（Ｐ）を、接続線９０，９１を介して制御ユニット８０，８１にそれぞれ送信する。このとき、接続線９０，９１は、それぞれ固定部材９２に外周を完全に包囲された状態で、孔３１の内周面に対し相対移動不能に固定されている。このため、スクリュ３０が回転しても、接続線９０，９１が遠心力によって振れることはない。従って、スクリュ３０の回転によって、出力信号Ｓ１、及び出力信号Ｓ２にノイズが付加される虞れはない。
【００５２】
出力信号Ｓ１及び出力信号Ｓ２がそれぞれ入力された制御ユニット８０，８１は、出力信号Ｓ１及び出力信号Ｓ２を、射出装置１０の外部に設けた受信機８２が備える各受信部８２ａ，８２ｂに向けて所定処理である無線送信処理を行なう。受信機８２は、受信した出力信号Ｓ１，Ｓ２を制御装置１００に送信する。
【００５３】
このとき、制御ユニット８０，８１は、前述したように、常に、軸線方向において「加熱領域」の外側に形成される「非加熱領域ＮＨＡｒ」に位置している。このため、制御ユニット８０，８１は、高温に曝されることがないので、電子回路を有していても、故障することなく良好に送信機能が維持される。
【００５４】
次に、フィードバック工程Ｓ３０では、まず、ＣＰＵ１０１が、入力された出力信号Ｓ１（温度Ｔ）及び出力信号Ｓ２（圧力Ｐ）と、予め記憶媒体１０２に記憶される図略のマスタ信号値ＭＳ１（温度Ｔ１）及びマスタ信号値ＭＳ２（圧力Ｐ１）とを比較する。
【００５５】
そして、出力信号Ｓ１（温度Ｔ）が、マスタ信号値ＭＳ１（温度Ｔ１）と一致していない場合、ＣＰＵ１０１は差分を演算し、温度制御装置１０６に送信する。温度制御装置１０６は、送信された差分に基づき、出力信号Ｓ１（温度Ｔ）が、マスタ信号値ＭＳ１（温度Ｔ１）に一致するようヒータ４０（温度制御用）を制御する。
【００５６】
また、出力信号Ｓ２（圧力Ｐ）が、ＭＳ２（圧力Ｐ１）と一致していない場合、ＣＰＵ１０１は差分を演算し、駆動制御装置１０７に送信する。駆動制御装置１０７は、送信された差分に基づき、出力信号Ｓ２（圧力Ｐ）が、ＭＳ２（圧力Ｐ１）となるよう駆動装置５０の直線送りモータ５３（圧力制御用）を制御しスクリュ３０を進退させる。
【００５７】
なお、上記において、マスタ信号値ＭＳ１（温度Ｔ１）及びＭＳ２（圧力Ｐ１）は、今回製造（成形）する射出成形品よりも以前に製造（成形）された射出成形品の品質データ（品質情報に相当する）と、当該品質データが計測された射出成形品の射出成形時における出力信号Ｓ１，Ｓ２と、の対応データに基づき導出したものであり、記憶媒体１０２に記憶されている。
【００５８】
また、このとき、品質データ（品質情報）とは、完成した射出成形品の寸法精度や、引け、そり、窪み及びボイドの有無、又は強度等をいう。これらの品質情報は、キャビティＣＡに射出する前における溶融成形材料ＰＴの状態（圧力、温度等）と相関を有する。
【００５９】
上記において、マスタ信号値ＭＳ１（温度Ｔ１）及びＭＳ２（圧力Ｐ１）は、どのように設定してもよい。例えば、従来、行われていたように、合格品の射出成形品に対応する出力信号Ｓ１，Ｓ２と同等になるよう設定してもよい。また、別の方法として、多数の対応データを取得し、記憶した多くの対応データを用いて、例えばＡＩ（人工知能）で演算処理し設定してもよい。
【００６０】
次に、充填工程Ｓ４０について説明する。ヒータ４０及び直線送りモータ５３の制御により、出力信号Ｓ１（温度Ｔ）及び出力信号Ｓ２（圧力Ｐ）が、マスタ信号値ＭＳ１（温度Ｔ１）及びＭＳ２（圧力Ｐ１）と一致したことが確認されると、充填工程Ｓ４０では、ＣＰＵ１０１が、ノズル２２を解放状態に制御する。その後、直線送りモータ５３を駆動して、スクリュ３０を、設定速度で前進させる（図３の矢印Ｃ参照）。これにより、貯留部Ｑに所定量貯留され、好適な温度Ｔ１及び圧力Ｐ１に制御された溶融成形材料ＰＴが、ノズル２２から射出され金型装置ＭのキャビティＣＡ内に充填される。
【００６１】
スクリュ３０の位置や速度は、例えば直線送りモータ５３に設けられたエンコーダ５３ａを用いて検出する。エンコーダ５３ａは、直線送りモータ５３の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置１００に送信する。スクリュ３０の位置が設定位置に達すると、充填工程Ｓ４０から保圧工程Ｓ５０への切替えが行われる。スクリュ３０の設定速度は、スクリュ３０の位置やサイクル時間などに応じて変更されてよい。
【００６２】
保圧工程Ｓ５０では、直線送りモータ５３を駆動してスクリュ３０を設定圧力で前方に押し、金型装置Ｍ内のキャビティＣＡ空間に充填された溶融成形材料ＰＴに圧力をかける。これにより、冷却収縮による不足分の溶融成形材料ＰＴが補充できる。溶融成形材料ＰＴの圧力は、例えば荷重検出器１５４を用いて検出する。
【００６３】
保圧工程Ｓ５０ではキャビティＣＡ空間の溶融成形材料ＰＴが徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティＣＡ空間の入口が固化した溶融成形材料ＰＴ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ＣＡ空間からの溶融成形材料ＰＴの逆流が防止される。保圧工程Ｓ５０の終了後、冷却工程Ｓ６０が開始される。冷却工程Ｓ６０では、キャビティＣＡ空間内の溶融成形材料ＰＴの固化が行われる。成形サイクルの短縮のため、冷却工程Ｓ６０中に計量工程Ｓ１０が並行して行われてもよい。
【００６４】
なお、上記実施形態では、受信した出力信号Ｓ１，Ｓ２を制御装置１００に送信して、各種処理を行なった。しかし、この態様には限らない。受信機８２は、受信した出力信号Ｓ１，Ｓ２をＰＣに送信し、ＰＣ内に出力信号Ｓ１，Ｓ２のデータを記憶させても良い。そして、ＰＣ内で様々な処理を行ない、マスタ信号値ＭＳ１（温度Ｔ１）及びＭＳ２（圧力Ｐ１）を生成し、その後、制御装置１００に送信してもよい。
【００６５】
（４．実施形態による効果）
上記実施形態によれば、射出成形機１は、内周側の空間に熱可塑性の溶融成形材料ＰＴが供給されるとともに、軸線方向における一方の端部である第一端部２１に内周側の空間と外部空間との間を連通させるノズル２２を備えた筒状の加熱シリンダ２０と、加熱シリンダ２０の空間内に、軸線回りに回転可能、且つ軸線方向に移動可能に配設され、内部に孔３１が形成されるスクリュ３０と、軸線方向における加熱シリンダ２０の第一端部側に形成される加熱領域ＨＡｒに設けられ、空間内に供給された溶融成形材料ＰＴを加熱するヒータ４０と、スクリュ３０に配置され、加熱領域ＨＡｒに位置する溶融成形材料ＰＴの状態を示す指標を検出し指標の出力信号を出力する第一センサ６０及び第二センサ７０（センサ）と、軸線方向において加熱領域ＨＡｒの外側に形成される非加熱領域ＮＨＡｒに配置され、第一センサ６０及び第二センサ７０（センサ）の出力信号Ｓ１，Ｓ２に対して、所定処理を実行する制御ユニット８０，８１と、スクリュ３０の孔３１に設けられ、第一センサ６０及び第二センサ７０と制御ユニット８０，８１とを電気的に接続する接続線９０，９１と、を備える。
【００６６】
このように、射出成形前において、加熱領域ＨＡｒに位置する溶融成形材料ＰＴの状態の指標を検出する第一センサ６０及び第二センサ７０（センサ）がスクリュ３０に配置され、且つ非加熱領域ＮＨＡｒに制御ユニット８０，８１が配置される。制御ユニット８０，８１は、スクリュ３０の孔３１内に配置される接続線９０，９１を介して第一センサ６０及び第二センサ７０（センサ）と電気的に接続される。
【００６７】
また、制御ユニット８０，８１は、第一センサ６０及び第二センサ７０（センサ）の出力信号Ｓ１，Ｓ２に対して、例えば、無線送信等の所定処理の実行が可能となっている。このように、第一センサ６０及び第二センサ７０（センサ）をスクリュ３０に配置し、電子回路を有するため高温領域（加熱領域ＨＡｒ）に配置できない制御ユニット８０，８１を低温領域（非加熱領域ＮＨＡｒ）に配置することにより、第一センサ６０及び第二センサ７０（センサ）の出力信号に対して所定処理を行なうことができる。
【００６８】
これにより、第一センサ６０及び第二センサ７０（センサ）が出力した出力信号Ｓ１，Ｓ２が利用できるようになるので、従来技術では測定できなかったスクリュ近傍における溶融成形材料ＰＴの状態を把握できるようになり、より精度よく射出成形前における溶融成形材料ＰＴの状態が把握できる。また、把握した状態に基づき溶融成形材料ＰＴの状態を制御できるので射出成形品の品質を向上させることもできる。
【００６９】
（５．その他）
（５−１.変形例１）
上記第一実施形態においては、第一センサ６０及び第二センサ７０は、スクリュ３０が備える孔３１の開口部３１ａの内周面（内側）に固定された。しかし、この態様には限らない。変形例１として、図７に示すように、第一センサ６０及び第二センサ７０は、加熱シリンダ２０の側面に開口する開口部３１ｃの内周面に設けられてもよい。このとき、図７に示すように、開口部３１ｃは、貯留部Ｑの一部に向かって開口することが好ましいが、軸線方向においてスクリュ３０の螺旋状の溝３２に開口するよう形成されてもよい。その他の部分は、第一実施形態と同様である。これによっても、従来計測しなかった部位の指標（温度、圧力等）が計測できるので、相応の効果は得られる。
【００７０】
（５−２．第二実施形態）
次に、第二実施形態の射出成形機２００について説明する。第一実施形態の射出成形機１においては、制御ユニット８０，８１は無線送信機であり、制御ユニット８０，８１が処理する所定処理は、出力信号Ｓ１，Ｓ２の無線送信であった。
【００７１】
しかし、第二実施形態として、制御ユニット２８０，２８１（図８参照）は、無線送信機のみではなく、制御装置２８０ａ，２８１ａを同時に備えていても良い。つまり、制御ユニット２８０，２８１は、スクリュ３０の孔３１内に配置され、接続線９０，９１を介して出力信号Ｓ１，Ｓ２を取得（受信）する。そして、その後、制御ユニット２８０，２８１は、所定処理として、スクリュ３０とは異なる位置に配置されるスクリュ３０の駆動制御装置１０７及びヒータ４０の温度制御装置１０６に対する各制御信号を出力信号Ｓ１，Ｓ２に基づき生成し、無線機２８０ｂ，２８１ｂから受信機８２に送信しても良い。これによっても、第一実施形態と同様の効果が期待できる。
【００７２】
なお、上記実施形態においては、センサは、第一センサ６０及び第二センサ７０の二個（複数）が配置されたが、この態様には限らない。センサは、第一センサ６０及び第二センサ７０のうちの一個のみか、又は三個以上（複数）設けてもよい。三個以上設ける場合、計測する指標は、温度、圧力以外であってもよい。
【００７３】
また、上記実施形態においては、スクリュ３０の孔３１の内部には、接続線９０，９１を固定する固定部材９２が充填された。しかし、この態様に限らない。固定部材９２は廃止してもよい。これによっても相応の効果は得られる。
【００７４】
（５−３．第三実施形態）
次に、第三実施形態の射出成形機３００について説明する。第三実施形態では、射出成形機３００が、第一センサ６０のみを有する場合について説明する。第三実施形態では、第一，第二実施形態と異なり、制御ユニット３８０（図９参照）が、スクリュ３０の孔３１内ではなく、スクリュ３０とは異なる位置である、スクリュ３０の径方向外方に配置される。そして、出力信号Ｓ１は、接続線９０及び公知のスリップリング３８１を介して制御ユニット３８０に送信される。
【００７５】
制御ユニット３８０は、出力信号Ｓ１を受信した後、所定処理として、スクリュ３０とは異なる位置に配置されるスクリュ３０の駆動制御装置１０７及びヒータ４０の温度制御装置１０６に対する各制御信号を出力信号Ｓ１に基づき生成し有線又は無線で送信する。ただし、この態様に限らず、第一実施形態と同様、制御ユニット３８０は制御装置を備えず単なる送信機であっても良い。これらによっても、第一，第二実施形態と同様の効果が期待できる。なお、スリップリング３８１は、回転体と固定体との間を導通させる公知の技術である。よって、詳細な説明については省略する。
【符号の説明】
【００７６】
１，２００，３００；射出成形機、  １０；射出装置、  ２０；加熱シリンダ、  ２１；第一端部、  ２２；ノズル、  ３０；スクリュ、  ３１；孔、  ３１ａ；開口部、  ４０；ヒータ、  ５０；駆動装置、  ５１；回転送りモータ、  ５３；直線送りモータ、  ６０；第一センサ、  ７０；第二センサ、  ８０，８１、２８０，２８１、３８０；制御ユニット、  ８２；受信機、  ９０，９１；接続線、  ９２；固定部材、  １００；制御装置、  １０６；温度制御装置、  １０７；駆動制御装置、  ３８１；スリップリング、  ＣＡ；キャビティ、  ＨＡｒ；加熱領域、  Ｍ；金型装置（金型）、  ＮＨＡｒ；非加熱領域、  Ｐ，Ｐ１；圧力、  ＰＴ；溶融成形材料、  Ｑ；貯留部、  Ｓ１，Ｓ２；出力信号、  Ｔ，Ｔ１；温度。
【図１】
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【図２】
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【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】
2019115994.tif 000009
【図８】
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【図９】
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