(57)【要約】【課題】シリンダー内に供給されるゴム材料の密度の安定化を図ったゴム製品の成形方法を提供する。【解決手段】計量工程時にシリンダー１１１内に供給されるゴム材料１１４の反力によって後退するスクリュー１１２に対する背圧を、所定の値に設定して計量を行った後に、ノズル先端を塞いだ状態でスクリュー１１２に対して射出圧力を付加した後に該射出圧力の付加を解除する動作を、射出圧力を段階的に高めながら複数回繰り返し行い、射出圧力を所定時間付加した後のスクリュー１１２の位置と射出圧力を解除してから所定時間後のスクリュー１１２の位置から、各段階の射出圧力における射出圧力付加時と射出圧力解除時のシリンダー１１１内のゴム材料１１４の容積変化の比を求め、各段階における射出圧力の値と容積変化の比の値との関係の直線性を評価し、所定以上の直線性が認められた場合には、設定した背圧の値を正規の値として決定することを特徴とする。【選択図】図１
2008044110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダーとシリンダー内に設けられるスクリューとを備えた射出装置を用いて、シリンダー先端のノズルから金型内にゴム材料を射出し、金型成形によってゴム製品を成形するゴム製品の成形方法において、
前記シリンダー内にゴム材料を供給する計量工程と、
計量工程後に、前記金型内にゴム材料を射出する射出工程と、を備え、
計量工程時に前記シリンダー内に供給されるゴム材料の反力によって後退するスクリューに対する背圧を、所定の値に設定して計量を行った後に、ノズル先端を塞いだ状態で前記スクリューに対して射出圧力を付加した後に該射出圧力の付加を解除する動作を、射出圧力を段階的に高めながら複数回繰り返し行い、
射出圧力を所定時間付加した後のスクリューの位置と射出圧力を解除してから所定時間後のスクリューの位置から、各段階の射出圧力における射出圧力付加時と射出圧力解除時のシリンダー内のゴム材料の容積変化の比を求め、
各段階における射出圧力の値と容積変化の比の値との関係の直線性を評価し、
所定以上の直線性が認められた場合には、設定した背圧の値を正規の値として決定することを特徴とするゴム製品の成形方法。
【請求項２】
シリンダーとシリンダー内に設けられるスクリューとを備えた射出装置を用いて、シリンダー先端のノズルから金型内にゴム材料を射出し、金型成形によってゴム製品を成形するゴム製品の成形方法において、
前記シリンダー内にゴム材料を供給する計量工程と、
計量工程後に、前記金型内にゴム材料を射出する射出工程と、を備え、
計量工程時に前記シリンダー内に供給されるゴム材料の反力によって後退するスクリューに対する背圧を、所定の値に設定して計量を行った後に、ノズル先端を塞いだ状態で前記スクリューに対して段階的に射出圧力を高める動作を行い、
段階的に高める各射出圧力と各射出圧力を所定時間付加した後のスクリューの位置との関係の直線性を評価し、
所定以上の直線性が認められた場合には、設定した背圧の値を正規の値として決定することを特徴とするゴム製品の成形方法。
【請求項３】
計量工程時における背圧の正規の値の決定においては、
前記ノズルの先端を開いた状態で前記シリンダー内にゴム材料を供給し、該ノズル先端から少しゴム材料が漏れる程度の状態における背圧を暫定的に初期値とし、
所定以上の直線性が認められるまで、前記初期値から徐々に値を増やしていくことを特徴とする請求項１または２に記載のゴム製品の成形方法。
【請求項４】
ゴム材料の種類を変える毎に、背圧の正規の値を決定し直すことを特徴とする請求項１，２または３に記載のゴム製品の成形方法。
【請求項５】
シリンダーとシリンダー内に設けられるスクリューとを備えた射出装置を用いて、シリンダー先端のノズルから金型内にゴム材料を射出し、金型成形によってゴム製品を成形するゴム製品の成形方法において、
前記シリンダー内にゴム材料を供給する計量工程と、
計量工程後に、前記金型内にゴム材料を射出する射出工程と、を備え、
計量工程は、射出工程後に金型のゲート部分のゴム材料が硬化したタイミングを図って開始すると共に、
計量工程が完了した後に、前記ゲート部分の硬化したゴム材料が破壊しない程度の圧力を前記スクリューに付加することで、シリンダー内のゴム材料を圧縮する圧縮工程と、
該圧縮工程における圧力を解除する圧縮解除工程を設け、
前記圧縮解除工程後のスクリューの位置を次回の射出工程時の基準位置として用い、射出工程においては該基準位置から一定量だけスクリューを前進させる制御を行うことを特徴とするゴム製品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形や射出圧縮成形によってゴム製品を成形するゴム製品の成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴム製品を成形するための射出成形装置や射出圧縮成形装置には、金型内にゴム材料を射出するための射出装置が備えられている。また、この射出装置には、シリンダーとシリンダー内に設けられるスクリューが備えられている。そして、これらの成形装置を用いてゴム製品を成形するための成形サイクルには、シリンダー内に所定容量のゴム材料を供給する計量工程が含まれている。
【０００３】
ここで、計量工程において、シリンダー内に供給されるゴム材料の密度は、シリンダーの加熱温度，ゴム材料の粘度，スクリューとシリンダー内壁面との摩擦，ゴム材料の局所的な粘度バラツキ，ゴム材料の生地の食い込み性など様々な要因によって変動する。このようなゴム材料の密度の変動は、金型内に射出されるゴム材料の量のバラツキの原因となる。
【０００４】
そして、金型内に射出されるゴム材料の量のバラツキは、成形されるゴム製品の品質を低下させる要因となる。特に、金型内に射出されるゴム材料の量が少ないと、充填不良が生じてしまう。従って、このようなゴム材料の密度の変動を、可能な限り抑制することが必要である。
【０００５】
計量工程において、シリンダー内に供給されるゴム材料の密度を安定させるためには、計量工程時にシリンダー内に供給されるゴム材料の反力によって後退するスクリューに対する背圧の値を適正にすることが重要な要素の一つとなる。
【０００６】
すなわち、この背圧の値が低すぎると、シリンダー内に供給されるゴム材料の密度が低くなり、金型内に射出されるゴム材料の量が所望よりも少なくなって、充填不良が発生してしまう。また、この背圧の値が高すぎると、シリンダー先端のノズルからゴム材料が漏れてしまう鼻たれが発生したり、ゴム材料とシリンダー内壁面との摩擦が高くなって生地焼けが生じたり、計量工程に要する時間が長くなってしまうなどの不具合が生じてしまう。
【０００７】
このように、背圧の値を適正にすることが重要であるものの、背圧の値の設定手法は十分に確立されておらず、経験や繰り返しの調整による労力に頼っているのが実情である。しかしながら、背圧の値を変えるごとに、サックバック量を調整しなければならないなど、背圧の値が適正となるように繰り返し調整するのは非常に手間と時間がかかってしまう。また、背圧の値を適正にしたからといって、シリンダー内に供給されるゴム材料の密度分布が均一になるとは、必ずしも言えない場合もある。
【０００８】
なお、関連する技術としては、特許文献１〜特許文献１１に開示されたものがある。
【特許文献１】特開平１０−２３０５３８号公報
【特許文献２】特開２００１−２３９５６５号公報
【特許文献３】特開２０００−１５６８１号公報
【特許文献４】特開２００４−１５４９９４号公報
【特許文献５】特許第３０５３５１８号公報
【特許文献６】特許第３４４０４０６号公報
【特許文献７】特許第３２８０７９２号公報
【特許文献８】特開平１−２８０５２３号公報
【特許文献９】特開２０００−１６７８９６号公報
【特許文献１０】特開平７−１６４４９２号公報
【特許文献１１】特開平１１−２５４４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、シリンダー内に供給されるゴム材料の密度の安定化を図ったゴム製品の成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１１】
すなわち、本発明のゴム製品の成形方法は、
シリンダーとシリンダー内に設けられるスクリューとを備えた射出装置を用いて、シリンダー先端のノズルから金型内にゴム材料を射出し、金型成形によってゴム製品を成形するゴム製品の成形方法において、
前記シリンダー内にゴム材料を供給する計量工程と、
計量工程後に、前記金型内にゴム材料を射出する射出工程と、を備え、
計量工程時に前記シリンダー内に供給されるゴム材料の反力によって後退するスクリューに対する背圧を、所定の値に設定して計量を行った後に、ノズル先端を塞いだ状態で前記スクリューに対して射出圧力を付加した後に該射出圧力の付加を解除する動作を、射出圧力を段階的に高めながら複数回繰り返し行い、
射出圧力を所定時間付加した後のスクリューの位置と射出圧力を解除してから所定時間後のスクリューの位置から、各段階の射出圧力における射出圧力付加時と射出圧力解除時のシリンダー内のゴム材料の容積変化の比を求め、
各段階における射出圧力の値と容積変化の比の値との関係の直線性を評価し、
所定以上の直線性が認められた場合には、設定した背圧の値を正規の値として決定することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、背圧の値が適正な状態で計量がなされるので、シリンダー内に供給されるゴム材料の密度を安定させることができる。すなわち、シリンダー内のゴム材料の密度分布が均一になるほど、各射出圧力の値と比容積変化の値との関係は直線的になる。本発明では、これらの関係の直線性を評価して、所定以上の直線性が認められた場合の背圧の値を用いて計量がなされるので、シリンダー内に供給されるゴム材料の密度を安定させることができる。
【００１３】
また、本発明のゴム製品の成形方法は、
シリンダーとシリンダー内に設けられるスクリューとを備えた射出装置を用いて、シリンダー先端のノズルから金型内にゴム材料を射出し、金型成形によってゴム製品を成形するゴム製品の成形方法において、
前記シリンダー内にゴム材料を供給する計量工程と、
計量工程後に、前記金型内にゴム材料を射出する射出工程と、を備え、
計量工程時に前記シリンダー内に供給されるゴム材料の反力によって後退するスクリューに対する背圧を、所定の値に設定して計量を行った後に、ノズル先端を塞いだ状態で前記スクリューに対して段階的に射出圧力を高める動作を行い、
段階的に高める各射出圧力と各射出圧力を所定時間付加した後のスクリューの位置との関係の直線性を評価し、
所定以上の直線性が認められた場合には、設定した背圧の値を正規の値として決定する
ことを特徴とする。
【００１４】
本発明によっても、背圧の値が適正な状態で計量がなされるので、シリンダー内に供給されるゴム材料の密度を安定させることができる。すなわち、シリンダー内のゴム材料の密度分布が均一になるほど、段階的に高める各射出圧力と各射出圧力を所定時間付加した後のスクリューの位置との関係は直線的になる。本発明では、これらの関係の直線性を評価して、所定以上の直線性が認められた場合の背圧の値を用いて計量がなされるので、シリンダー内に供給されるゴム材料の密度を安定させることができる。
【００１５】
ここで、上記の計量工程時における背圧の正規の値の決定においては、
前記ノズルの先端を開いた状態で前記シリンダー内にゴム材料を供給し、該ノズル先端から少しゴム材料が漏れる程度の状態における背圧を暫定的に初期値とし、
所定以上の直線性が認められるまで、前記初期値から徐々に値を増やしていくとよい。
【００１６】
これにより、背圧の値を、適正な範囲内で、かつ、極力小さな値に設定することができる。
【００１７】
また、ゴム材料の種類を変える毎に、背圧の正規の値を決定し直すとよい。
【００１８】
また、本発明のゴム製品の成形方法は、
シリンダーとシリンダー内に設けられるスクリューとを備えた射出装置を用いて、シリンダー先端のノズルから金型内にゴム材料を射出し、金型成形によってゴム製品を成形するゴム製品の成形方法において、
前記シリンダー内にゴム材料を供給する計量工程と、
計量工程後に、前記金型内にゴム材料を射出する射出工程と、を備え、
計量工程は、射出工程後に金型のゲート部分のゴム材料が硬化したタイミングを図って開始すると共に、
計量工程が完了した後に、前記ゲート部分の硬化したゴム材料が破壊しない程度の圧力を前記スクリューに付加することで、シリンダー内のゴム材料を圧縮する圧縮工程と、
該圧縮工程における圧力を解除する圧縮解除工程を設け、
前記圧縮解除工程後のスクリューの位置を次回の射出工程時の基準位置として用い、射出工程においては該基準位置から一定量だけスクリューを前進させる制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、圧縮工程を設けたことで、計量工程においてシリンダー内に供給されたゴム材料の疎な部分を少なくし、シリンダー内のゴム材料の密度を安定させることができる。
【００２０】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、シリンダー内に供給されるゴム材料の密度の安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２３】
（実施例１）
図１〜図７を参照して、本発明の実施例１に係るゴム製品の成形方法について説明する。
【００２４】
＜成形装置＞
図１を参照して、本発明の実施例１に係るゴム製品の成形方法を行う成形装置について説明する。本実施例における成形装置は、射出成形や射出圧縮成形に適用可能な装置である。成形装置自体に関しては公知技術であるので、ここでは概要を簡単に説明する。図１は本発明の実施例１に係るゴム製品の成形方法を行う成形装置の概略構成図である。なお、図１では、油圧回路の構成を中心に示している。
【００２５】
成形装置は、成形装置本体１００と、各種制御を行う制御部２００と、油圧回路部３００とを備えている。
【００２６】
成形装置本体１００は、ゴム材料１１４を射出する射出装置１１０と、ゴム製品を成形する金型１２０とを備えている。そして、射出装置１１０は、加熱を行うことのできるシリンダー１１１と、シリンダー１１１内に設けられるスクリュー１１２と、スクリュー１１２の後端付近に設けられたピストン部１１２ａを収納するピストンシリンダー１１３とを備えている。また、本実施例においては、シリンダー１１１の先端に設けられているノズル１１１ａの先端を塞ぐ遮断機構１３０が設けられている。
【００２７】
制御部２００は、各種の制御を司るＣＰＵ２０１と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０２と、入力処理及び出力処理を行うＩ／Ｏ２０３と、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２０４とを備えている。
【００２８】
油圧回路部３００は、計量工程において、シリンダー１１１内に供給されるゴム材料１１４の反力によって後退するスクリュー１１２に対する背圧を制御するための背圧用油圧回路部３１０と、射出工程において、スクリュー１１２を前進させるための射出圧力を制御するための射出圧力用油圧回路部３２０と、スクリュー１１２を回転させるためのモータ３３１の回転を制御するための回転制御用油圧回路部３３０とを備えている。
【００２９】
以上の構成により、制御部２００が、各種入力信号に基づいて油圧回路部３００を制御することによって、スクリュー１１２などを駆動する。
【００３０】
＜成形サイクル＞
図２を参照して、成形サイクルについて説明する。射出成形や射出圧縮成形における成形サイクルに関しては公知技術であるので、ここでは概要を簡単に説明する。図２は一般的な成形サイクルを示す説明図である。図２中、（Ａ）は計量工程を示し、（Ｂ）は射出装置１１０のシリンダー１１１を金型１２０から離間させて、金型を開放してゴム製品を取り出した後に、型締めが完了した状態を示し、（Ｃ）は型締めが完了した後に、射出装置１１０のシリンダー１１１の先端のノズル１１１ａを金型１２０に当接させた状態を示し、（Ｄ）は射出工程を示している。
【００３１】
＜＜計量工程（図２（Ａ））＞＞
計量工程では、シリンダー１１１内にゴム材料１１４が供給される。計量中においては、スクリュー１１２は、回転しながら、供給されるゴム材料１１４の反力によって後退する。そして、スクリュー１１２は、予め定められた位置まで後退した時点で停止するように制御される。このように、スクリュー１１２が回転しながらシリンダー１１１内にゴム材料１１４が供給されるため、シリンダー１１１内に供給されるゴム材料１１４は、可塑化され、かつ混練される。
【００３２】
ここで、計量中においては、上記の通り、背圧用油圧回路部３１０によって、ゴム材料１１４の反力によって後退するスクリュー１１２に対して背圧がかかるように制御されている。
【００３３】
また、計量工程が完了した後に、シリンダー１１１のノズル１１１ａからゴム材料１１４が漏れないようにするために、少しだけスクリュー１１２を後退させるサックバックを行う。
【００３４】
＜＜計量工程後〜型開き〜型締め（図２（Ｂ））＞＞
サックバック終了後、シリンダー１１１を金型１２０から離間させて、金型１２０を開放し（型開き）、金型１２０から成形物であるゴム製品を取り出す。なお、この工程に関しては、図２では図示していない。ゴム製品を取り出した後に、型締めを行う。ここで、図２中、１２１はゴム製品を成形するためのキャビティを示し、１２２はゲート部分を示している。
【００３５】
＜＜型締め〜射出工程（図２（Ｃ）（Ｄ））＞＞
型締めが完了した後に、再び、射出装置１１０のシリンダー１１１の先端のノズル１１１ａを金型１２０に当接させる（図２（Ｃ））。そして、射出圧力用油圧回路部３２０によって、スクリュー１１２に対して射出圧力をかけながら、スクリュー１１２を回転させつつ前進させることで、ゴム材料１１４を金型１２０内に射出する（図２（Ｄ））。
【００３６】
ここで、一般的には、計量工程後であって、サックバックを行う前のスクリュー１１２の位置を基準位置として、この基準位置から予め定められた一定量分だけスクリュー１１２を前進させる制御を行うことによって、ゴム材料１１４の射出を行う。
【００３７】
射出工程後、金型１２０におけるゲート部分１２２のゴム材料１１４が硬化（いわゆるゲートシール）したタイミングを図って、再び計量を行う。
【００３８】
＜背圧の値の決定手順＞
背景技術の中でも説明した通り、シリンダー１１１内に供給されるゴム材料１１４の密度を安定させるためには、計量工程における背圧の値を適正にすることが重要である。そこで、図３〜図７を参照して、計量工程における背圧の正規の値の決定手順について説明する。なお、背圧の正規の値は、ゴム材料１１４の種類を変える毎に決定し直し、また、連続運転に伴って、成形されるゴム製品の不良品の発生率が増加した場合などにも適時決定し直す。
【００３９】
図３及び図４はシリンダーのノズル先端を塞ぐ機構を示す模式的断面図である。なお、図３は金属平板を用いた場合を示し、図４はシャットオフ機構を用いた場合を示している。図５は本発明の実施例１における射出圧力とスクリュー位置との関係を示すグラフである。図６及び図７は本発明の実施例１における射出圧力と容積変化の比（比容積）との関係を示すグラフである。
【００４０】
まず、シリンダー１１１のノズル１１１ａの先端を開いた状態で、シリンダー１１１内にゴム材料を供給する。そして、ノズル１１１ａから少しだけゴム材料１１４が漏れる程度の状態における背圧を暫定的に初期値Ｐ０として設定する。なお、この初期値Ｐ０は、スクリュー１１２とシリンダー１１１の内壁面との摩擦力と、ノズル１１１ａにおけるゴム材料１１４の流動抵抗による抵抗力とを加算したものに対応し、計量するための最低限必要な圧力である。
【００４１】
そして、背圧を上記の初期値Ｐ０に設定した状態で、計量を行い、スクリュー１１２が予め設定した位置まで後退した時点で、スクリュー１１２を停止させる。
【００４２】
次に、シリンダー１１１のノズル１１１ａの先端を塞ぐ。なお、ノズル１１１ａの先端を塞ぐための機構は種々のものを採用できる。ここでは、図３及び図４を参照して、２種類の機構を説明する。
【００４３】
図３は金属平板１３１を用いた機構を示したものである。図３（Ａ）はノズル１１１ａの先端を開いた状態を示し、図３（Ｂ）はノズル１１１ａの先端を塞いだ状態を示している。金属平板１３１は、手動によって、ノズル１１１ａの先端を開く位置と塞ぐ位置に移動可能に構成されている。このように、金属平板１３１を用いた機構によれば、手動によって、金属平板１３１を移動させることで、ノズル１１１ａの先端を塞ぐことができる。
【００４４】
図４はシャットオフ機構を示したものである。図４（Ａ）はノズル１１１ａの先端を開いた状態を示し、図４（Ｂ）はノズル１１１ａの先端を塞いだ状態を示している。この機構の場合、ノズル１１１ａの内部に回転可能に構成された弁体１３２が設けられている。この弁体１３２を回転制御することによって、ノズル１１１ａの先端を開いたり閉じたりすることができる。
【００４５】
このように何らかの機構を用いてノズル１１１ａの先端を塞いだ状態で、スクリュー１１２に対して射出圧力を付加した後に、この射出圧力の付加を解除する動作を、射出圧力を段階的に高めながら複数回繰り返し行う。
【００４６】
ここで、射出圧力は、各段階で一定の圧力を保ったまま、所定時間の間、スクリュー１１２に付加する。つまり、スクリュー１１２はゴム材料１１４の反発力を受けるため、ある射出圧力を付加してから、スクリュー１１２が静止するまでには、ある程度の時間を要する。そのため、スクリュー１１２が静止するまでに必要な時間分（例えば、１０秒〜２０秒）だけ、射出圧力を各段階で一定の圧力に保ったまま、スクリュー１１２に付加する。ただし、各段階で一定の圧力を保ったまま、一律に同じ時間の間、スクリュー１１２に圧力を付加するように制御すると、徒に時間を浪費してしまうことにもなり得る。そこで、スクリュー１１２内のゴム材料１１４の容積変化率を検出し、容積変化率が予め定めた値よりも下回ったら、射出圧力の付加を解除するようにしても良い。ただし、この場合においても制限時間を設定しておいて、制限時間を経過した場合には、容積変化率が予め定めた値よりも下回っていなくても、射出圧力の付加を解除するようにしたほうが良い。
【００４７】
そして、各段階において、射出圧力を所定時間付加した後のスクリュー１１２の位置をそれぞれ記憶する。
【００４８】
また、各段階において、射出圧力の付加を解除した場合にも、同様に、圧力の付加を解除してから所定時間後（例えば、１０秒〜２０秒）におけるスクリュー１１２の位置をそれぞれ記憶する。なお、所定時間経過してからスクリュー１１２の位置を記憶する理由は、圧力の付加を解除する場合においても、スクリュー１１２が静止するまでにある程度の時間を要するためである。
【００４９】
このように、射出圧力を所定時間付加した後に、この射出圧力の付加を解除する動作を、射出圧力が予め定めた上限値（本実施例では２００ＭＰａ）に至るまで、射出圧力を段階的（望ましくは１０段階以上）に高めながら繰り返し行う。
【００５０】
図５（Ａ）は、背圧を初期値Ｐ０に設定した状態で計量を行った場合において、その後に、上記の通り射出圧力の付加と当該射出圧力の付加を解除する動作を繰り返し行った場
合における射出圧力とスクリュー１１２の位置が変化する様子を示したものである。
【００５１】
図５（Ａ）中、Ｐは射出圧力を示し、Ｓは射出圧力を所定時間付加した後のスクリュー１１２の位置を示し、Ｓ’は射出圧力を解除してから所定時間後のスクリュー１１２の位置を示している。また、各符号における右下の添え字のうち、左側の０は、背圧が初期値Ｐ０であったことを示している。また、各符号における右下の添え字のうち、右側の数字は、段階的に高められる射出圧力における何段階目であるかを示している。
【００５２】
そして、各段階における射出圧力Ｐを所定時間付加した後のスクリューの位置Ｓと射出圧力を解除してから所定時間後のスクリューの位置Ｓ’から、各段階の射出圧力Ｐにおける射出圧力付加時と射出圧力解除時のシリンダー１１１内のゴム材料１１４の容積変化の比（比容積）を求める。なお、シリンダー１１１とスクリュー１１２はいずれも形状が変化することはなく、かつシリンダー１１１とスクリュー１１２との間の領域内に隙間なくゴム材料１１４が充填されていることを前提とするので、スクリュー１１２の位置からゴム材料１１４の容積は定まる。
【００５３】
ここで、容積変化の比は、（Ｖ−Ｖ’）÷Ｖから求められる。なお、Ｖはスクリュー１１２の位置がＳの場合のゴム材料１１４の容積であり、Ｖ’はスクリュー１１２の位置がＳ’の場合のゴム材料１１４の容積である。
【００５４】
そして、各段階における射出圧力の値と容積変化の比（比容積）との間の関係の直線性を評価する。図６及び図７は各射出圧力の値と容積変化の比をプロットしてグラフ化したものである。図６中のＡに示したグラフが、背圧が初期値Ｐ０の場合に対応したものである。
【００５５】
直線性の評価に関しては、特に限定されるものではないが、好適例としては、相関係数を挙げることができる。直線性の判定も適宜設定すれば良く、相関係数を評価に用いた場合には、例えば、相関係数が０．９以上の場合に直線であると認定することができる。
【００５６】
そして、所定以上の直線性が認められた場合には、設定した背圧の値（初期値Ｐ０）を正規の値として決定する。本実施例の場合、背圧の値が初期値Ｐ０の場合には、図６中のグラフＡに示すように、各射出圧力の値と容積変化の比は曲線的になる。従って、初期値Ｐ０を正規の背圧として採用することはできない。
【００５７】
ここで、各射出圧力の値と容積変化の比が曲線的になる理由について簡単に説明する。上記の通り、初期値Ｐ０は、計量するために最低限必要な圧力であり、適正な背圧の値よりも低いのが通常である。そのため、計量時にシリンダー１１１に供給されたゴム材料１１４は、密度分布が不均一となっており、疎な部分が多い状態となっている。そして、計量後に、シリンダー１１１のノズル１１１ａの先端を塞いだ状態で、スクリュー１１２に対して射出圧力を付加した場合、疎な部分が多いほど、スクリュー１１２の移動量が大きくなる。そのため、射出圧力を段階的に高めながらスクリュー１１２に射出圧力を付加していくと、最初のうちはスクリュー１１２の移動量が大きく、段々疎な部分が少なくなるにつれて移動量も少なくなっていく。従って、背圧の値が低い初期値Ｐ０の場合には、図６Ａに示すグラフのように、各射出圧力の値と容積変化の比が曲線的になる。
【００５８】
そして、本実施例の場合のように、初期値Ｐ０では、各段階における射出圧力の値と容積変化の比（比容積）との間の関係に一定以上の直線性が認められない場合には、シリンダー１１１内のゴム材料１１４を排出する。
【００５９】
ゴム材料１１４を排出した後に、背圧の値を、初期値Ｐ０に対して、ΔＰ分だけ高く設
定した値Ｐ１（Ｐ１＝Ｐ０＋ΔＰ）に設定して、再び、計量を行う。ここでは、ΔＰは、成形装置の制御分解能と作業効率の両者を考慮して、装置の油圧最大出力の１％程度に設定した。
【００６０】
そして、背圧を初期値Ｐ０に設定した場合と同様に、ノズル１１１ａの先端を塞いだ状態で、スクリュー１１２に対して射出圧力を付加した後に、この射出圧力の付加を解除する動作を、射出圧力を段階的に高めながら複数回繰り返し行う。また、背圧を初期値Ｐ０に設定した場合と同様に、各段階における射出圧力を所定時間付加した後のスクリュー１１２の位置と射出圧力の付加を解除してから所定時間後のスクリュー１１２の位置をそれぞれ記憶する。
【００６１】
図５（Ｂ）は、背圧をＰ１に設定した状態で計量を行った場合において、その後に、上記の通り射出圧力の付加と当該射出圧力の付加を解除する動作を繰り返し行った場合における射出圧力とスクリュー１１２の位置が変化する様子を示したものである。
【００６２】
図５（Ｂ）中の各符号、及び各符号の右下の添え字のうち右側の数字の意味に関しては、背圧を初期値Ｐ０に設定した図５（Ａ）に示したものと同じである。また、添え字のうち、左側の１は、背圧がＰ１であった（初期値Ｐ０に対してΔＰを１回分加算した）ことを意味する。
【００６３】
そして、背圧を初期値Ｐ０に設定した場合と同様に、各段階の射出圧力Ｐにおける射出圧力付加時と射出圧力解除時のシリンダー１１１内のゴム材料１１４の容積変化の比（比容積）を求めて、各段階における射出圧力の値と容積変化の比との間の関係の直線性を評価する。所定以上の直線性が認められた場合には、設定した背圧の値Ｐ１を正規の値として決定する。
【００６４】
図６中のＢに示したグラフが、背圧の値がＰ１の場合に対応したものである。本実施例の場合、このグラフに示すように、背圧の値がＰ１の場合にも、各射出圧力の値と容積変化の比は曲線的になる。従って、Ｐ１を正規の背圧として採用することはできない。
【００６５】
このように、Ｐ１も正規の背圧として採用できない場合には、背圧の値を、Ｐ１に対して、更にＰ１分だけ高く設定した値Ｐ２（Ｐ２＝Ｐ１＋ΔＰ＝Ｐ０＋２×ΔＰ）にて、同様の作業及び評価を行う。
【００６６】
以上のように、各段階における射出圧力の値と容積変化の比との間の関係の直線性が所定以上であると認められるまで、背圧の値をΔＰずつ増やしていく。
【００６７】
図５（Ｃ）は、背圧をＰｉに設定した状態で計量を行った場合において、その後に、上記の通り射出圧力の付加と当該射出圧力の付加を解除する動作を繰り返し行った場合における射出圧力とスクリュー１１２の位置が変化する様子を示したものである。
【００６８】
図５（Ｃ）中の各符号、及び各符号の右下の添え字のうち右側の数字の意味に関しては、背圧を初期値Ｐ０に設定した図５（Ａ）に示したものと同じである。また、添え字のうち、左側のｉは、背圧がＰｉであった（初期値Ｐ０に対してΔＰをｉ回分加算した）ことを意味する。
【００６９】
また、図６中のＣのグラフが、背圧の値がＰｉの場合に対応したものである。
【００７０】
図６に示すグラフから明らかなように、計量工程における背圧の値を高くすればするほど、その後、スクリュー１１２に対して射出圧力を付加した後に、この射出圧力の付加を
解除する動作を、射出圧力を段階的に高めながら複数回繰り返し行った場合に、各段階における射出圧力の値と容積変化の比との間の関係は、段々直線性が高くなる。
【００７１】
図７は所定以上（ここでは、相関係数が０．９以上）の直線性が認められた場合における各段階における射出圧力の値と容積変化の比との間の関係を示したものである。
【００７２】
以上の手順によって、各段階における射出圧力の値と容積変化の比との間の関係に、所定以上の直線性が認められた場合に、設定した背圧の値を正規の値として決定する。このようにして決定された背圧の値に設定して計量を行えば、計量時にシリンダー１１１に供給されたゴム材料１１４に疎な部分が殆どなく、密度分布が均一になる。従って、シリンダー１１１内に供給されるゴム材料１１４の密度を安定させることができる。また、本実施例によれば、背圧の値を、計量するための最低限必要な圧力である初期値Ｐ０から徐々に高めながら適正な背圧の値を求めるため、背圧の値を、適正な範囲内で、かつ、極力小さな値に設定することができる。
【００７３】
＜本実施例の優れた点＞
以上説明したように、本実施例によれば、背圧の値を、経験や繰り返しの調整による労力に頼らずとも、適正な値を求めることができる。なお、適正な背圧の値は、手計算によっても求めることは可能ではあるが、計算機や制御装置を用いることで、自動的に求めるようにすると好適である。
【００７４】
また、背圧の値を、上記のような手順により決定された値に設定して計量を行うことによって、シリンダー１１１内に供給されるゴム材料１１４の密度を安定させることができる。これにより、射出工程において、金型１２０内に射出されるゴム材料１１４の量が安定し、成形されるゴム製品の品質を安定させることができる。
【００７５】
また、背圧の値を、適正な範囲内で、かつ、極力小さな値に設定することができるので、シリンダー先端のノズルからゴム材料が漏れてしまう鼻たれの発生を抑制し、ゴム材料とシリンダー内壁面との摩擦が高くなってしまうことを抑制し、かつ、計量工程に要する時間を極力短くすることもできる。
【００７６】
（実施例２）
図８には、本発明の実施例２が示されている。本実施例では、上記実施例１で説明した背圧の値の決定手順を、より簡易化した場合について説明する。その他に関しては実施例１と同一なので、その説明は省略する。
【００７７】
上記実施例１では、背圧の値の決定手順において、計量後にノズル１１１ａの先端を塞いだ状態で、スクリュー１１２に対して射出圧力を付加した後に、この射出圧力の付加を解除する動作を、射出圧力を段階的に高めながら複数回繰り返し行い、各段階の射出圧力における射出圧力付加時と射出圧力解除時のシリンダー１１１内のゴム材料１１４の容積変化の比から、各段階における射出圧力の値と容積変化の比（比容積）との間の関係の直線性を評価する場合について説明した。
【００７８】
これに対して、本実施例では、射出圧力の付加を解除する動作を省略し、段階的に高める各射出圧力と各射出圧力を所定時間付加した後のスクリュー１１２の位置との関係の直線性を直接評価する場合について示す。
【００７９】
図８は本発明の実施例２における射出圧力とスクリュー位置との関係を示すグラフである。図８（Ａ）は上記実施例１で説明した図５（Ａ）に対応し、図８（Ｂ）は図５（Ｂ）に対応し、図８（Ｃ）は図５（Ｃ）に対応する。図８中の各符号、及び各符号の右下の添
え字の意味に関しては、図５の場合と同一である。
【００８０】
この図８からも分かるように、本実施例では、背圧の値の決定手順において、計量後にノズル１１１ａの先端を塞いだ状態で、スクリュー１１２に対して段階的に射出圧力を高めているが、上記実施例１の場合とは異なり、射出圧力の付加を解除する動作は行っていない。ただし、各段階で一定の圧力を保ったまま、所定時間の間、スクリュー１１２に射出圧力を付加する点や、各段階において、射出圧力を所定時間付加した後のスクリュー１１２の位置をそれぞれ記憶する点に関しては上記実施例１の場合と同様である。
【００８１】
そして、本実施例では、実施例１の場合とは異なり、ゴム材料の容積変化の比などに換算することなく、図８に示した、段階的に高める各射出圧力と各射出圧力を所定時間付加した後のスクリューの位置との関係の直線性を直接評価する。そして、所定以上の直線性が認められた場合には、設定した背圧の値を正規の値として決定する。
【００８２】
なお、背圧の値を初期値Ｐ０から、所定以上の直線性が認められるまで、ΔＰずつ増やしていく点や、直線性の評価の仕方に関しては、上記実施例１で説明した通りである。
【００８３】
以上のように、本実施例の場合にも、適正な背圧の値を求めることができる。従って、本実施例の場合にも、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。なお、上記実施例１のように、各段階で射出圧力の付加を解除したほうが、各段階で発生した誤差を一旦取り除くことができるので、上記実施例１の場合のほうが精度は高い。しかし、本実施例では、射出圧力の付加を解除する動作がなくなる分だけ、適正な背圧の値を決定するまでの手順を簡素化することができる。
【００８４】
（実施例３）
図９〜図１１には、本発明の実施例３が示されている。本実施例では、成形サイクルにおいて、計量工程後に圧縮工程及び圧縮解除工程を追加した場合について説明する。なお、成形装置に関しては、上記実施例１で説明した通りであるので、ここではその説明は省略する。
【００８５】
図９は本発明の実施例３に係る成形サイクルを示す説明図である。図１０は一般的な成形サイクルにおける経過時間とスクリューの位置関係を示すグラフである。図１１は本発明の実施例３に係る成形サイクルにおける経過時間とスクリューの位置関係を示すグラフである。なお、図１１では、一部を拡大したものも付している。
【００８６】
本発明の実施例３に係る成形サイクルについて説明する。図９中の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、上述した図２の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）と同一である。つまり、（Ａ）は計量工程を示し、（Ｂ）は射出装置１１０のシリンダー１１１を金型１２０から離間させて、金型を開放してゴム製品を取り出した後に、型締めが完了した状態を示し、（Ｃ）は型締めが完了した後に、射出装置１１０のシリンダー１１１の先端のノズル１１１ａを金型１２０に当接させた状態を示し、（Ｄ）は射出工程を示している。これらの詳細は、上記実施例１で説明した通りであるので、その説明は省略する。
【００８７】
なお、図１０においては、一般的な成形サイクルにおける経過時間とスクリューの位置関係を示している。図１０において、期間Ｓは計量工程に対応し、期間Ｔはサックバックを行っている工程に対応し、期間Ｕは射出工程に対応する。ここで、射出工程においては、計量工程後であってサックバックを行う前のスクリュー１１２の位置を基準位置（図１０中Ｈ１）として、この基準位置から一定量だけスクリュー１１２を前進させる制御を行う。
【００８８】
しかしながら、一般的な成形サイクルの場合、計量時にシリンダー１１１に供給されたゴム材料１１４の密度分布が不均一になっている場合（疎な部分がある場合）がある。そのため、計量工程後のスクリュー１１２の位置を基準位置とした場合には、射出工程において金型１２０内に射出されるゴム材料１１４の量が不十分になってしまう場合がある。
【００８９】
そこで、本実施例では、計量工程後に圧縮工程及び圧縮解除工程を追加し、圧縮解除工程後であってサックバックを行う前のスクリュー１１２の位置を次回の射出工程時の基準位置として用いることで、上記のような不具合を解消した。この点について、更に詳細に説明する。
【００９０】
本実施例では、計量工程後に、ピストンシリンダー１１３に一旦少し圧油を供給し、射出圧力を付加してスクリュー１１２を少しだけ前進させることで、シリンダー１１１内に供給されているゴム材料１１４を圧縮させる工程（圧縮工程）を設けている（図９中、Ａ−１参照）。なお、この圧縮工程においてスクリュー１１２に付加する射出圧力は、ゲート部分の硬化したゴム材料（ゲートシール）が破壊しない程度の圧力に設定する。また、この圧縮工程における加圧時間は、成形サイクルに影響を及ぼさない程度に短く設定するのが望ましい。
【００９１】
そして、スクリュー１１２に対して一定時間射出圧力を付加した後に、ゴム材料１１４の内部圧力を緩和させるために、この射出圧力を解除して、圧縮を解除する（圧縮解除工程（図９（Ａ−２）参照））。
【００９２】
その後の工程に関しては、上記実施例１の中で説明した一般的な成形サイクルの場合と同様である。
【００９３】
図１１には、本発明の実施例３に係る成形サイクルにおける経過時間とスクリューの位置関係を示している。図１１において、期間Ｓは計量工程に対応し、期間Ｔはサックバックを行っている工程に対応し、期間Ｕは射出工程に対応することに関しては、図１０の場合と同様である。そして、図１１において、期間Ｖは圧縮工程に対応し、期間Ｗは圧縮解除工程に対応する。
【００９４】
そして、本実施例の場合、射出工程においては、圧縮解除工程後であってサックバックを行う前のスクリュー１１２の位置を基準位置（図１１中Ｈ２）として、この基準位置から一定量だけスクリュー１１２を前進させる制御を行う。なお、本実施例では、この制御を行うために、圧縮解除工程後であってサックバックを行う前のスクリュー１１２の位置を毎回記憶しておく必要がある。つまり、本実施例においては、計量工程においてスクリュー１１２を停止させる位置は毎回予め定められた定位置であるのに対して、射出工程における基準位置は毎回変更されることになる。
【００９５】
以上のように、本実施例によれば、圧縮工程を設けたことで、計量工程においてシリンダー１１１内に供給されたゴム材料１１４の疎な部分を少なくし、シリンダー１１１内のゴム材料１１４の密度を安定させることができる。これにより、射出工程において、金型１２０内に射出されるゴム材料１１４の量が安定し、成形されるゴム製品の品質を安定させることができる。
【００９６】
また、本実施例における計量工程における背圧の値を、上記実施例１または実施例２で示した方法を用いて決定された値に設定することで、より一層、シリンダー１１１内のゴム材料１１４の密度を安定させることができる。
【００９７】
（その他（直線性の評価について））
上述した請求項１に係る発明及び実施例１においては、スクリューの位置からゴム材料の容積に換算して、射出圧力の値と容積変化の比の値との関係の直線性を評価する場合を説明した。しかしながら、請求項１に係る発明及び実施例１において、ゴム材料の容積に換算せずに、射出圧力の値とスクリューの位置の変化の比との関係の直線性を評価しても良いことは言うまでもない。請求項１に係る発明には、そのような場合も含まれるものである。一方、上述した請求項２に係る発明及び実施例２においては、射出圧力の値とスクリューの位置との関係の直線性を評価する場合を説明した。しかしながら、請求項２に係る発明及び実施例２において、スクリューの位置からゴム材料の容積に換算して、射出圧力の値とゴム材料の容積の比の値との関係の直線性を評価しても良いことは言うまでもない。請求項２に係る発明には、そのような場合も含まれるものである。
【００９８】
一般的に、スクリューを下死点で停止させた場合にもシリンダー内にはゴム材料が残っている。また、スクリューの位置とシリンダー内のゴム材料の容積の比が必ずしも直線的な関係にない場合がある。これらの場合に、ゴム材料の容積に換算することなく、射出圧力の値とスクリューの位置に基づいて直線性を評価すると誤差が出てしまうことがある。従って、そのような場合には、ゴム材料の容積に換算することが望ましい。一方、そのような誤差が発生しない場合や誤差が問題にならない程度の場合には、ゴム材料の容積に換算する必要はない。このように、ゴム材料の容積に換算するか否かは、誤差を回避するための実際の製品上の問題である。従って、スクリューの位置に基づいて直線性を評価する場合であっても、スクリューの位置からゴム材料の容積に換算したものに基づいて直線性を評価する場合であっても、技術的な思想は同一の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】図１は本発明の実施例１に係るゴム製品の成形方法を行う成形装置の概略構成図である。
【図２】図２は一般的な成形サイクルを示す説明図である。
【図３】図３はシリンダーのノズル先端を塞ぐ機構を示す模式的断面図である。
【図４】図４はシリンダーのノズル先端を塞ぐ機構を示す模式的断面図である。
【図５】図５は本発明の実施例１における射出圧力とスクリュー位置との関係を示すグラフである。
【図６】図６は本発明の実施例１における射出圧力と容積変化の比（比容積）との関係を示すグラフである。
【図７】図７は本発明の実施例１における射出圧力と容積変化の比（比容積）との関係を示すグラフである。
【図８】図８は本発明の実施例２における射出圧力とスクリュー位置との関係を示すグラフである。
【図９】図９は本発明の実施例３に係る成形サイクルを示す説明図である。
【図１０】図１０は一般的な成形サイクルにおける経過時間とスクリューの位置関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は本発明の実施例３に係る成形サイクルにおける経過時間とスクリューの位置関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１００】
１００  成形装置本体
１１０  射出装置
１１１  シリンダー
１１１ａ  ノズル
１１２  スクリュー
１１２ａ  ピストン部
１１３  ピストンシリンダー
１１４  ゴム材料
１２０  金型
１２１  キャビティ
１２２  ゲート部分
１３０  遮断機構
１３１  金属平板
１３２  弁体
２００  制御部
２０１  ＣＰＵ
２０２  Ａ／Ｄ変換器
２０３  Ｉ／Ｏ
２０４  Ｄ／Ａ変換器
３００  油圧回路部
３１０  背圧用油圧回路部
３２０  射出圧力用油圧回路部
３３０  回転制御用油圧回路部
３３１  モータ
【図１】
2008044110.tif 000003
【図２】
2008044110.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008044110.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008044110.tif 000008
【図７】
2008044110.tif 000009
【図８】
2008044110.tif 000010
【図９】
2008044110.tif 000011
【図１０】
2008044110.tif 000012
【図１１】
2008044110.tif 000013