(57)【要約】【課題】射出成形技術において、冷却中の成形品内の温度分布のばらつきに起因する成形精度のばらつきや製品不良を減少させる。【解決手段】金型１に設けられた複数のキャビティ４の各々の周囲に均等に複数の温度センサ３を配置し、外部の温度検出器８により温度分布を検出し、計算・制御装置９において、温度センサ３によって検出された温度から個々のキャビティ４の周りの温度幅Ｔ2を計算し、予め設定したキャビティ４から成形品を取出すときの目標温度幅Ｔ1に対し温度幅Ｔ2が、Ｔ1＞Ｔ2となり、かつ目標キャビティ間温度差Ｔ3とキャビティ間温度差Ｔ4の関係が、Ｔ3＞Ｔ4となった時点で金型１を開くように成形機側制御装置１０を介して金型１の型開きのタイミングを制御する。【選択図】図１Ａ
2008188909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型内のキャビティに溶融樹脂を射出し、保圧および冷却後、前記成形型を型開きして成形品を得る射出成形装置であって、
前記成形型の前記キャビティ周りに配置された複数の温度測定手段と、
前記温度測定手段によって検出された温度から前記キャビティの周りの温度幅Ｔ2を計算し、予め設定した前記キャビティから前記成形品を取出すときの目標温度幅Ｔ1に対し前記温度幅Ｔ2が、Ｔ1＞Ｔ2となった時点で前記成形品を取出すために前記成形型を開くように前記射出成形装置を制御する制御手段と、
を含むことを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
請求項１記載の射出成形装置において、
単一の前記キャビティの壁面から同じ距離に２つ以上の前記温度測定手段を、当該キャビティの周りに一様に設けることを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
請求項１記載の射出成形装置において、
予め設定する冷却上限時間ｔmaxの間に前記温度幅Ｔ2と前記目標温度幅Ｔ1がＴ1＞Ｔ2の関係とならない場合に、前記成形品を不良と判断することを特徴とする射出成形装置。
【請求項４】
成形型内の複数のキャビティに溶融樹脂を射出し、保圧および冷却後、前記成形型を型開きして複数の成形品を同時に成形する多数個取りの射出成形装置であって、
個々の前記キャビティの周りに一様に配置された複数の温度測定手段と、
個々の前記キャビティに関して、当該キャビティの周りに一様に配置された複数の前記温度測定手段によって検出された温度から平均値を算出し、前記平均値の中の最大値と最小値の差より計算されるキャビティ間温度差Ｔ4が、予め設定した前記キャビティから前記成形品を取出すときの目標キャビティ間温度差Ｔ3に対し、Ｔ3＞Ｔ4の関係になった時点で前記成形品を取出すために型を開くように前記射出成形装置を制御する制御手段と、
を含むことを特徴とする射出成形装置。
【請求項５】
請求項４記載の射出成形装置において、
前記制御手段は、前記温度測定手段によって検出された温度から個々の前記キャビティの周りの温度幅Ｔ2を計算し、予め設定した前記キャビティから前記成形品を取出すときの目標温度幅Ｔ1に対し前記温度幅Ｔ2が、Ｔ1＞Ｔ2となり、かつ前記目標キャビティ間温度差Ｔ3と前記キャビティ間温度差Ｔ4の関係が、Ｔ3＞Ｔ4となった時点で前記成形型を開くように前記射出成形装置を制御することを特徴とする射出成形装置。
【請求項６】
請求項４記載の射出成形装置において、
複数の前記キャビティの各々に関して、個々の前記キャビティの壁面から同じ距離に２つ以上の前記温度測定手段を、個々の前記キャビティの周りに一様に設けることを特徴とする射出成形装置。
【請求項７】
請求項４記載の射出成形装置において、
予め設定する冷却上限時間ｔmaxの間に前記キャビティ間温度差Ｔ4と前記目標キャビティ間温度差Ｔ3がＴ3＞Ｔ4の関係とならない場合に、前記成形品を不良と判断することを特徴とする射出成形装置。
【請求項８】
請求項３または請求項７記載の射出成形装置において、
前記制御手段は、成形不良と判断された前記成形品を良品と判断された前記成形品とは区別して取出すことを特徴とする射出成形装置。
【請求項９】
請求項３、請求項７または請求項８記載の射出成形装置において、
前記制御手段は、前記成形不良が一定数連続した場合には成形を中止することを特徴とする射出成形装置。
【請求項１０】
成形型内のキャビティに溶融樹脂を射出し、保圧および／または冷却を行う工程と、
前記キャビティ周りに配置された複数の温度測定手段によって検出された温度から前記キャビティの周りの温度幅Ｔ2を計算し、前記温度幅Ｔ2が、予め設定した前記キャビティから成形品を取出すときの目標温度幅Ｔ1に対して、Ｔ1＞Ｔ2となった時点で前記成形型を開く工程と、
を含むことを特徴とする射出成形方法。
【請求項１１】
成形型内の複数のキャビティの各々に溶融樹脂を射出し、保圧および／または冷却を行う工程と、
個々の前記キャビティに対し、当該キャビティの周りに配置された温度測定手段によって検出された温度から平均値を算出し、個々の前記キャビティから計測された複数の前記平均値の中の最大値と最小値の差より計算されるキャビティ間温度差Ｔ4が予め設定した前記キャビティから成形品を取出すときの目標キャビティ間温度差Ｔ3に対し、Ｔ4＜Ｔ3の関係になった時点で、前記成形型を開く工程と、
を含むことを特徴とする射出成形方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の射出成形方法において、
前記成形型を開く工程では、
前記温度測定手段によって検出された温度から個々の前記キャビティの周りの温度幅Ｔ2を計算し、予め設定した前記キャビティから前記成形品を取出すときの目標温度幅Ｔ1に対し前記温度幅Ｔ2が、Ｔ1＞Ｔ2となり、かつ前記目標キャビティ間温度差Ｔ3と前記キャビティ間温度差Ｔ4の関係が、Ｔ3＞Ｔ4となった時点で前記成形型を開くことを特徴とする射出成形方法。
【請求項１３】
請求項１０記載の射出成形方法において、
単一の前記キャビティの壁面から一定の距離に２つ以上の前記温度測定手段を、当該キャビティの周りに一様に設けることを特徴とする射出成形方法。
【請求項１４】
請求項１１記載の射出成形方法において、
複数の前記キャビティの各々に関して、個々の前記キャビティ壁面から一定の距離に２つ以上の前記温度測定手段を、個々の前記キャビティの周りに一様に設けることを特徴とする射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形技術に関し、たとえば、光学部品等の精密部品等の射出成形等に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、射出成形は、溶融樹脂を金型内に設けられたキャビティへ射出し、保圧を行い、その後冷却してから型を開き、成形品を取出すといった工程からなる。その中で保圧を掛ける時間や樹脂を冷却する時間は作業者が条件出し等の作業を行い、目標の成形品の形状や精度を得るために必要十分なある一定の時間を設定する。その中でも冷却時間は品質・サイクルタイムの面から非常に重要な条件である。
【０００３】
この冷却時間は主に金型内に充填される樹脂の温度と物性と金型の温度制御性能で決まり、この金型の温度制御は金型内に温度制御した水や油の温調媒体を通すことで行われている。
【０００４】
しかしながら、この温調媒体の流路は型構造や加工性の制約から必ずしも成形品を得る部分（密閉空間）であるキャビティに対して一様に、そしてキャビティの近くに温調媒体流路を確保することが出来ない。そのため、金型内に充填された樹脂は一様に冷却されず成形品内において温度分布が生じ、その結果として成形品の形状変化や精度の悪化に繋がる。
【０００５】
このような成形品内の温度分布は特に冷却時間が短い場合に顕著に現れ、冷却時間が長くなるにつれて、徐々に解消する傾向があることが知られている。よって、従来では冷却時間を長くとることで上述のような問題に対処しているが、それでは成形サイクルタイムが長くなり結果として、成形コストが上がる。
【０００６】
また、前述のとおりこの冷却時間は一定としているため、連続成形時に外乱等の影響により金型温度等の成形条件がばらついた際、その影響はダイレクトに成形品に現れる。そのため、成形品の精度のバラツキが大きくなることが予想され非常に生産性が悪い。
【０００７】
その中で、成形品の冷却状態を把握しそれに基づいて冷却時間を定めることを目的として、特許文献１においては、金型内の温度を測定し、金型の温度上昇に応じて冷却時間を長くすることが提案されている。
【０００８】
また、特許文献２においては、射出成形品の表面温度を測定するように金型内に埋め込まれた温度センサからの温度出力が、予め設定された成形品温度に達した時に金型を開き、成形品を取出すように冷却時間を制御する方法が提案されている。
【０００９】
しかしながら、これらの特許文献１および特許文献２の方法では、いずれも金型内や成形品表面の温度を代表点の１点でしか測定していないため、成形品全体の冷却状態を完全に捉えているとは言い難く成形品全体に対しての最適な冷却時間で成形されていないことが懸念される。また、温度を測定する場所によって設定する値が変化することが予想され、温度測定場所によっては十分な効果が得られない可能性がある。
【特許文献１】特開平６−２５４９２９号公報
【特許文献２】特開平５−１９２９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、射出成形技術において、冷却中の成形品内の温度分布のばらつきに起因する成形精度のばらつきや製品不良を減少させることにある。
本発明の他の目的は、必要以上に長い成形サイクルタイムを設定することなく、冷却中の成形品内の温度分布のばらつきに起因する成形精度のばらつきや製品不良を減少させることにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、成形サイクルタイムの短縮、および成形精度のばらつきや製品不良の低減により、射出成形の生産性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の観点は、成形型内のキャビティに溶融樹脂を射出し、保圧および冷却後、前記成形型を型開きして成形品を得る射出成形装置であって、
前記成形型の前記キャビティ周りに配置された複数の温度測定手段と、
前記温度測定手段によって検出された温度から前記キャビティの周りの温度幅Ｔ2を計算し、予め設定した前記キャビティから前記成形品を取出すときの目標温度幅Ｔ1に対し前記温度幅Ｔ2が、Ｔ1＞Ｔ2となった時点で前記成形品を取出すために前記成形型を開くように前記射出成形装置を制御する制御手段と、
を含む射出成形装置を提供する。
【００１３】
本発明の第２の観点は、成形型内の複数のキャビティに溶融樹脂を射出し、保圧および冷却後、前記成形型を型開きして複数の成形品を同時に成形する多数個取りの射出成形装置であって、
個々の前記キャビティの周りに一様に配置された複数の温度測定手段と、
個々の前記キャビティに関して、当該キャビティの周りに一様に配置された複数の前記温度測定手段によって検出された温度から平均値を算出し、前記平均値の中の最大値と最小値の差より計算されるキャビティ間温度差Ｔ4が、予め設定した前記キャビティから前記成形品を取出すときの目標キャビティ間温度差Ｔ3に対し、Ｔ3＞Ｔ4の関係になった時点で前記成形品を取出すために型を開くように前記射出成形装置を制御する制御手段と、
を含む射出成形装置を提供する。
【００１４】
本発明の第３の観点は、成形型内のキャビティに溶融樹脂を射出し、保圧および／または冷却を行う工程と、
前記キャビティ周りに配置された複数の温度測定手段によって検出された温度から前記キャビティの周りの温度幅Ｔ2を計算し、前記温度幅Ｔ2が、予め設定した前記キャビティから成形品を取出すときの目標温度幅Ｔ1に対して、Ｔ1＞Ｔ2となった時点で前記成形型を開く工程と、
を含む射出成形方法を提供する。
【００１５】
本発明の第４の観点は、成形型内の複数のキャビティの各々に溶融樹脂を射出し、保圧および／または冷却を行う工程と、
個々の前記キャビティに対し、当該キャビティの周りに配置された温度測定手段によって検出された温度から平均値を算出し、個々の前記キャビティから計測された複数の前記平均値の中の最大値と最小値の差より計算されるキャビティ間温度差Ｔ4が予め設定した前記キャビティから成形品を取出すときの目標キャビティ間温度差Ｔ3に対し、Ｔ4＜Ｔ3の関係になった時点で、前記成形型を開く工程と、
を含む射出成形方法を提供する。
【００１６】
本発明によれば、たとえば、キャビティの周りに複数の温度測定手段を設けることで、成形品全体の温度分布を把握し、それらの結果から成形品に対して最適な成形サイクルで成形をすることで、成形バラツキや成形品の不良の混入の確率を小さくし、生産性を向上させることができる。
【００１７】
すなわち、冷却中の成形品内の温度分布の状態を把握して、成形品全体を考慮した最適な冷却時間での成形が可能となり、必要以上に成形サイクルタイムを長く設定することなく、成形品の成形精度のばらつきが小さくなるとともに、製品不良を低減でき、射出成形の生産性が向上する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、射出成形技術において、冷却中の成形品内の温度分布のばらつきに起因する成形精度のばらつきや製品不良を減少させることができる。
また、必要以上に長い成形サイクルタイムを設定することなく、冷却中の成形品内の温度分布のばらつきに起因する成形精度のばらつきや製品不良を減少させることができる。
【００１９】
また、成形サイクルタイムの短縮、および成形精度のばらつきや製品不良の低減により、射出成形の生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［実施の形態１］
（構成）
本発明の実施の形態１について、以下、図１Ａおよび図１Ｂを用いて説明する。
【００２１】
図１Ａは、本発明の一実施の形態である射出成形方法を実施する射出成形装置の概要を説明するための説明図であり、図１Ｂは、図１Ａにおける線Ａ−Ａの部分の断面図である。
【００２２】
本実施の形態の射出成形装置１００は、金型１（成形型）、温度検出器８、計算・制御装置９（制御手段）、成形機側制御装置１０を含んでいる。
図１Ａおよび図１Ｂに示すように金型１は、固定側金型１ａ、可動側金型１ｂからなり、この金型１内には複数のキャビティ４が形成されている。すなわち、本実施の形態の金型１は、一回の射出成形にて複数のキャビティ４から、複数個の成形品１１を同時に成形する、いわゆる多数個取りの構成である。
【００２３】
固定側金型１ａおよび可動側金型１ｂには、対向方向に突出入子１２がそれぞれ設けられ、その対向端面は、成形面１２ａおよび成形面１２ｂを備えている。そして、固定側金型１ａと可動側金型１ｂが密着した状態で、この成形面１２ａおよび成形面１２ｂにより、密閉空間であるキャビティ４が形成される。
【００２４】
固定側金型１ａの側には、複数のキャビティ４の配置領域の中央に開口するスプルー５と、このスプルー５から個々のキャビティ４に連通する放射状の複数のランナー６が設けられている。
【００２５】
そして、外部からスプルー５に注入される図示しない樹脂は、ランナー６、このランナー６と各キャビティ４の接続部に設けられた縮径部であるゲート７を経由して、個々のキャビティ４に充填され、成形面１２ａ、成形面１２ｂの形状が転写された外形形状の成形品１１に成形される。
【００２６】
金型１には、複数のキャビティ４の周りに、温調媒体流路２が設けられており、外部から、この温調媒体流路２に所望の温度の熱媒体を流通させることで、金型１のキャビティの温度が制御される構成となっている。
【００２７】
本実施の形態の場合、個々のキャビティ４の周りには、複数の温度センサ３（温度測定手段）が埋設されている。この温度センサ３は、温度を検出する機能を備えた検出部３ａと、検出結果の情報を外部の温度検出器８に伝達するための導線３ｂからなる。
【００２８】
この場合、温度センサ３の検出部３ａは、たとえば４個のキャビティ４の各々を取り囲むように壁面から同じ距離に３点、合計で１２点設けてあり、これらは金型１の可動側金型１ｂ、固定側金型１ａの両方に設けてある。
【００２９】
本実施の形態１においては、たとえば、温度センサ３の検出部３ａをキャビティの壁面から１．５ｍｍ、金型のパーティング面から深さ２ｍｍの場所に、キャビティ４の回りに均等な配置角度（この場合、１２０°）で一様に配置している。
【００３０】
また、この温度センサ３の検出部３ａからの出力は、導線３ｂを介して温度検出器８に送られ、温度検出器８は温度センサ３からの信号を温度値に変換した結果を温度情報３ｃとして計算・制御装置９に送る。そして計算・制御装置９において、温度情報３ｃに基づいて出力された型開閉信号９ａは成形機側制御装置１０に送られ、射出成形装置１００はその型開閉信号９ａの如何によって、型開閉動作指令１０ａを出力することで、金型１の固定側金型１ａに対する可動側金型１ｂの開閉動作等を行う。
【００３１】
なお、本実施の形態において温度センサ３の検出部３ａは、一例として、個々のキャビティ４の壁面から１．５ｍｍ、金型１のパーティング面から深さ２ｍｍの位置に配置しているが、この距離はキャビティ４の壁面から近いほうが良い。
【００３２】
（作用）
以下、図１Ａ、図１Ｂ、図２、図３を用いて本実施の形態の射出成形装置１００における成形処理の実施手順の一例を説明する。
【００３３】
図２は、本実施の形態を適用した射出成形装置の機能を説明するためのブロック図である。
個々の温度センサ３は、検出部３ａの設置点で検出された個々のキャビティ４の温度の測定値を導線３ｂを介して、温度情報３ｃとして計算・制御装置９に伝達する。
【００３４】
計算・制御装置９は、外部から入力された目標温度幅Ｔ1、目標キャビティ間温度差Ｔ3、冷却上限時間ｔmax、許容連続不良上限数Ｎmaxと、温度センサ３から得られた個々のキャビティ４の温度の測定結果である温度情報３ｃとに基づいて、後述のような判定処理によって型開閉信号９ａを成形機側制御装置１０に出力する。
【００３５】
成形機側制御装置１０は、型開閉信号９ａに基づいて、型開閉動作指令１０ａを金型１に出力して固定側金型１ａに対する可動側金型１ｂの開閉動作を行わせる。
図３は計算・制御装置９内の動作を含む射出成形装置１００の作用の一例を示すフローチャートである。
【００３６】
まず、連続不良数ｎを０に初期化する（ステップ２０１）。
次に射出成形を開始する。すなわち、射出成形機の可塑化装置（図示せず）によって加熱溶融された樹脂は金型内のスプルー５に圧入され、ランナー６、ゲート７を通過し、成形品を得る部分であるキャビティ４に射出されて充填される（ステップ２０２）。
【００３７】
キャビティ４周りに埋設された各温度センサ３は樹脂の射出後、徐々に冷却されていく際のキャビティ４付近の温度変化をリアルタイムに検出し、その結果を計算・制御装置９に送る（ステップ２０３）。
【００３８】
計算・制御装置９では、図３に示すように、まず入力された各温度センサ３の出力温度（温度情報３ｃ）から、各キャビティ周りの温度幅Ｔ2（ステップ２０４）およびキャビティ間温度差Ｔ4（ステップ２０６、ステップ２０７）を計算する。
【００３９】
ここでステップ２０４のキャビティ４周りの温度幅Ｔ2は、たとえば、一つのキャビティ４に対して、その周りに一様に配置された温度センサ３の出力値の中の最大値と最小値の差をとったものを指す。
【００４０】
また、ステップ２０７におけるキャビティ間温度差Ｔ4は、たとえば、ステップ２０６において各キャビティ４それぞれに対しその周りに配置された温度センサ３の出力を平均したものを各キャビティの平均温度とし、それらのキャビティ４の平均温度の中の最大値と最小値の差をとったものを指す。
【００４１】
次に、これら計算値と、あらかじめ計算・制御装置９に入力されている目標温度幅Ｔ1（ステップ２０５）および目標キャビティ間温度差Ｔ3（ステップ２０８）を比較し、各キャビティ４に対しＴ1＞Ｔ2、なおかつＴ3＞Ｔ4となっているかを判定する（ステップ２０９）。
【００４２】
そして、冷却時間ｔが冷却上限時間ｔｍａｘを超過する前に（ステップ２１３）、このような関係になった時点で成形機側制御装置１０に型を開くように型開閉信号９ａを送り（ステップ２１０）、成形機側制御装置１０は型を開き、成形品を良品として取り出し（ステップ２１１）、ステップ２０１に戻って、連続不良数ｎを０に初期化した後、次の成形に進む。
【００４３】
一方、上述のステップ２０９の判定で条件不成立の場合には、計算・制御装置９には冷却上限時間ｔmaxを予め入力し（ステップ２１２）、樹脂射出後の冷却時間ｔがｔ＜ｔmaxの間に各キャビティに対しＴ1＞Ｔ2、なおかつＴ3＞Ｔ4とならない場合は（ステップ２１３）、連続不良数ｎを１加算するとともに（ステップ２１４）、その成形品を不良と判断し（ステップ２１５）、良品と判断された成形品とは区別して取出し（ステップ２１８）、ステップ２０２に戻り次の成形処理を開始する。
【００４４】
また、ステップ２１８の前に、連続不良数ｎが、予め入力された一定数である許容連続不良上限数Ｎmax（ステップ２１６）だけ連続した場合には（ステップ２１７）、アラームを出し射出成形を中止する（ステップ２１９）。
【００４５】
なお、上述の図３では、個々のキャビティ４の回りの温度幅Ｔ2と、複数のキャビティ４の間におけるキャビティ間温度差Ｔ4の両方の条件によって判定しているが、温調媒体流路２またはキャビティ間温度差Ｔ4のいずれか一方のみを用いた判定を行ってもよい。
【００４６】
たとえば、金型１に単一のキャビティ４が設けられた、いわゆる一個取りの成形の場合には、この一つのキャビティ４の周りにおける温度幅Ｔ2のみによる判定となる。
また、本実施の形態２のように、金型１に複数のキャビティ４が設けられた多数個取りの場合には、上述のように温度幅Ｔ2およびキャビティ間温度差Ｔ4の両方を用いた判定に限らず、いずれか一方のみを用いた判定を行うこともできる。
【００４７】
ここで、この目標温度幅Ｔ1および目標キャビティ間温度差Ｔ3は予備的な実験により求めるか、もしくは要求される成形品の精度を得られるように経験値あるいはシミュレーションにより設定する。一般的な指針としては、目標温度幅Ｔ1を小さく設定すると成形品の精度が良好になり、特に成形品のそりや寸法の非対称性を解消できる。また、目標キャビティ間温度差Ｔ3が小さいほど、キャビティ間の成形品の精度バラツキが小さくなり、安定した生産をすることが可能となる。
【００４８】
以下、このメカニズムについて図４を用いて説明する。金型１内に充填された樹脂は金型１の温調媒体流路２を流れる熱媒体による温度調節機能により徐々に冷却されていく。この金型１の温度調節は前述の通り金型内に温度制御した水や油の冷却媒体を通すことで行われるが、この温調媒体流路２は金型１の構造や、当該温調媒体流路２の加工上の制約等により成形品、つまりキャビティ４に対して必ずしも均等に配置することができない。そのため、樹脂を均等に冷却できず、成形品１１内に温度分布が生じ、これに起因して成形品１１内の熱収縮率にも分布が生じる。
【００４９】
たとえば、図４のような複数のキャビティ４の配置では、コ字形の経路の温調媒体流路２に近い右側の３つのキャビティ４の各々では、温調媒体流路２に近い側の冷却すなわち収縮が早く、温調媒体流路２から遠い反対側では、冷却すなわち収縮が遅くなる。
【００５０】
また、温調媒体流路２から最も離間した左側の一つのキャビティ４では、全体が他の３つのキャビティ４よりも冷却（収縮）が遅くなる。
このような成形品１１内の温度分布は冷却時間が短い場合に顕著に現れ、冷却時間を長くとることで解消されていく傾向になるが、冷却が不十分な状態、つまり成形品１１内の温度分布のばらつきが大きい時点で金型１を開き、成形品１１を取り出すと、成形品１１はその温度分布に応じて変形し、そりや寸法の非対称性が発生し、結果として要求される精度を満足できなくなる。
【００５１】
このようなことは各キャビティ４の間の目標キャビティ間温度差Ｔ3に関しても同様にいえる。温調媒体流路２は、図１Ａ、図１Ｂのように各キャビティ４に関しても同じような配置をすることができない。そのため、各キャビティ４は同じように冷却されない場合が殆どであり、キャビティ間においても冷却状態がばらつく。その結果として、個々のキャビティ４の位置によって成形品の精度が違ってくる。
【００５２】
図５に実際にキャビティ周りの温度幅Ｔ2を測定した結果と成形品（光学素子）の精度の関係を示す。図５中のＰ−Ｖ値とは、レンズ設計形状と成形レンズの実測形状との差を示した値であり、非対称性（Ａｓ）とはレンズの直交する２方向における形状の非対称性を示した値である。
【００５３】
この図５よりキャビティ周りの温度差である温度幅Ｔ2が大きいほど成形品の精度が悪化していることから、この成形品内の温度分布が成形品の精度に与える影響は大きいといえる。
【００５４】
本実施の形態においては、一例として、目標温度幅Ｔ1を０．３５［℃］、目標キャビティ間温度差Ｔ3を０．４［℃］として成形を行った。その際、温度のサンプリング間隔は０．１［ｓ］（秒）とし、前の１０点の移動平均から各時間におけるＴ2およびＴ4を決定した。そして、このような条件の下で成形を行った結果、要求精度を満足する成形品を安定して得ることができた。
【００５５】
本実施の形態においては、一例として、目標温度幅Ｔ1を０．３５［℃］、目標キャビティ間温度差Ｔ3を０．４［℃］として成形を行ったが、これらの値の範囲は成形品１１の大きさと要求精度にもよるが、光学レンズの場合はおおよそＴ1、Ｔ2共に０．１［℃］〜０．５［℃］の範囲に、また一般的な構造部品の場合、Ｔ1は０．１［℃］〜１［℃］、Ｔ2は０．１［℃］〜１［℃］の範囲に設定すると成形品１１の形状精度を十分に確保することができる。この範囲よりも低い温度では、温度センサ３の一般的な分解能を越えてしまうため、０．１℃よりも低い温度を設定することはあまり現実的ではない。
【００５６】
また温度のサンプリング間隔は、使用される温度センサ３の最小応答速度〜０．１［ｓ］の範囲で設定するのが望ましい。これよりも大きいサンプリング間隔を設定してしまうと、成形サイクルを秒単位で制御することが難しくなるため現実的ではない。上述の移動平均を計算する点の数に関しては、１０点以上でかつ移動平均の計算幅（サンプリング間隔×移動平均の計算点数の値）が１［ｓ］以下になるように設定することが望ましい。１０点よりも少ないとサンプリングの際のノイズの影響が大きくなる。また、移動平均の温度幅が１［ｓ］を超えるような値を設定してしまうと、冷却の際の温度変化を十分捉えること難しくなる。
【００５７】
このように、本実施の形態１によれば、キャビティ４の周りの温度差に起因する成形品１１の精度悪化を低減するとともにそのような精度悪化を防ぐための最適なサイクルタイムでの成形が可能になる。すなわち、全体が所定の温度以下に均一に冷却されるまで待つために、一律に長いサイクルタイムを設定する必要がない。
【００５８】
また、成形毎に最適なサイクルタイムで成形を行うので外乱等の影響を小さくできるため、連続成形時の品質バラツキも小さい安定した生産が可能となる。
さらには、測定された温度幅に基づいて成形品の良否を判断し、良品と不良品を区別して取出すことにより、成形品の中に成形不良の不良品が混入する確率を小さくすることが可能になる。
［実施の形態２］
（構成）
本発明の実施の形態２について以下、図６Ａ、図６Ｂ、図７を用いて説明する。図６Ａは実施の形態２における射出成形装置１００の構成例の概略図であり、図６Ｂは、図６Ａにおける線Ｂ−Ｂの部分の断面図である。
【００５９】
本実施の形態２において上述の実施の形態１と同様の箇所については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図６Ａおよび図６Ｂにおいて成形品１１ａは偏肉度（厚肉部１１ｂと薄肉部１１ｃの比）が大きな形状である。また、温度センサ３は実施の形態１と同様に、たとえば、キャビティの壁面から１．５ｍｍ、金型のパーティング面から深さ２ｍｍの場所に一様に配置するとともに、突出入子１２の中にもキャビティ４の壁面から１．５ｍｍの位置に配置している。
【００６０】
（作用）
成形方法・過程については実施の形態１と基本的には同様であるが、本実施の形態２における成形品１１ａは偏肉度が大きいため、実施の形態１のような成形品の周囲の冷却状態だけでなく成形品１１ａの厚肉方向の冷却状態も重要になる。図７に示すように厚肉部１１ｂと薄肉部１１ｃに大きな温度差がある状態で成形品１１ａを取出すとその温度差および肉厚の違いによって成形品１１ａの収縮率に差が生じ精度が悪化する。
【００６１】
そのため本実施の形態２においては、その厚肉部１１ｂの温度状態も把握するために成形品１１ａの周りに加え、キャビティ４の成形面１２ａ、成形面１２ｂを構成する突出入子１２の中にも温度センサ３を配置している。
【００６２】
そして、突出入子１２に配置された温度センサ３を含む複数の温度センサ３の出力値から各キャビティ周りの温度幅Ｔ2およびキャビティ間温度差Ｔ4を上述の実施の形態１と同様に計算し、これらが目標温度幅Ｔ1と目標キャビティ間温度差Ｔ3に対し、各キャビティ４ａにおいてＴ1＞Ｔ2、なおかつＴ3＞Ｔ4となっているかを判定する。
【００６３】
そして、このような関係になった時点で成形機側制御装置１０に型を開くように信号を送り、成形機側制御装置１０は型を開き、成形品を良品として取り出し次の成形に進む。
目標温度幅Ｔ1および目標キャビティ間温度差Ｔ3を設定する際の指針としては、上述の実施の形態１の考え方と同様、これらの値が小さいほど成形品の精度が良く、値が大きいほど成形品の精度が悪い。
【００６４】
本実施の形態２においては、一例として、目標温度幅Ｔ1を０．５［℃］、目標キャビティ間温度差Ｔ3を０．４［℃］として成形を行った。その際、温度のサンプリング間隔は０．１［ｓ］とし、前の１０点の移動平均から各時間における温度幅Ｔ2およびキャビティ間温度差Ｔ4を決定した。そして、このような条件の下で成形を行った結果、要求精度を満足する成形品１１ａを安定して得ることができた。
【００６５】
（効果）
本実施の形態２によると、キャビティ４の周囲の他に、キャビティ４の成形面１２ａ、成形面１２ｂを構成する突出入子１２にも温度センサ３を配置したことにより、厚肉部１１ｂと薄肉部１１ｃの寸法差である偏肉度の大きい成形品１１ａに対しても要求する精度を満たすための最適なサイクルタイムでの成形が可能となり、成形品１１ａを安定して生産することができる。
【００６６】
以上説明したように、本発明の上述の各実施の形態によれば、射出成形技術において、冷却中の成形品内の温度分布のばらつきに起因する成形精度のばらつきや製品不良を減少させることができる。
【００６７】
また、必要以上に長い成形サイクルタイムを設定することなく、冷却中の成形品内の温度分布のばらつきに起因する成形精度のばらつきや製品不良を減少させることができる。
また、成形サイクルタイムの短縮、および成形精度のばらつきや製品不良の低減により、射出成形の生産性を向上させることができる。
【００６８】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１Ａ】本発明を適用した射出成形装置の概要を説明するための説明図である。
【図１Ｂ】図１Ａにおける線Ａ−Ａの部分の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１を適用した射出成形装置の機能を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１を適用した射出成形装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１を適用した射出成形装置の作用の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１を適用した射出成形装置の作用の一例を示す線図である。
【図６Ａ】本発明の実施の形態２における射出成形装置の構成例の説明図である。
【図６Ｂ】図６Ａにおける線Ｂ−Ｂの部分の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２における射出成形装置の作用を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  金型
１ａ  固定側金型
１ｂ  可動側金型
２  温調媒体流路
３  温度センサ
３ａ  検出部
３ｂ  導線
３ｃ  温度情報
４  キャビティ
４ａ  キャビティ
５  スプルー
６  ランナー
７  ゲート
８  温度検出器
９  計算・制御装置
９ａ  型開閉信号
１０  成形機側制御装置
１０ａ  型開閉動作指令
１１  成形品
１１ａ  成形品
１１ｂ  厚肉部
１１ｃ  薄肉部
１２  突出入子
１２ａ  成形面
１２ｂ  成形面
１００  射出成形装置
Ｔ1  目標温度幅
Ｔ2  温度幅
Ｔ3  目標キャビティ間温度差
Ｔ4  キャビティ間温度差
ｎ  連続不良数
Ｎmax  許容連続不良上限数
ｔ  冷却時間
ｔmax  冷却上限時間
【図２】
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【図３】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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