(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを有する金型とキャビティ内に材料を射出する複数のプランジャを備えるとともに、個々のプランジャに対して複数種類の射出要素のそれぞれの数値を任意に設定可能である射出成形装置について、コンピュータを利用して各プランジャの射出要素の最適解を導出する方法であり、
各プランジャの「第１種類の射出要素の数値範囲」と、各プランジャの「第２種類の射出要素の数値範囲」をコンピュータに入力する入力工程と、
各プランジャの第１種類の射出要素を基準値に固定した状態で、入力された数値範囲内で各プランジャの第２種類の射出要素を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行する第１流動解析工程と、
第１流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第２種類の射出要素の最適解をコンピュータによって導出する第１最適解導出工程と、
第１最適解導出工程で導出された最適解に各プランジャの第２種類の射出要素を固定した状態で、入力された数値範囲内で各プランジャの第１種類の射出要素を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行する第２流動解析工程と、
第２流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第１種類の射出要素の最適解をコンピュータによって導出する第２最適解導出工程を備え、
第１種類の射出要素は、保圧力と保圧時間を含んでおり、
第２種類の射出要素は、射出圧力と射出流量を含んでおり、
入力工程では、各プランジャの「保圧力の数値範囲」と、各プランジャの「保圧時間の数値範囲」と、各プランジャの「射出圧力の数値範囲」と、各プランジャの「射出流量の数値範囲」をコンピュータに入力し、
第１流動解析工程では、各プランジャの保圧力と保圧時間を基準値に固定した状態で、入力された数値範囲内で各プランジャの射出圧力と射出流量を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行し、
第１最適解導出工程では、第１流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの射出圧力と射出流量のそれぞれの最適解をコンピュータによって導出し、
第２流動解析工程では、第１最適解導出工程で導出された最適解に各プランジャの射出圧力と射出流量を固定した状態で、入力された数値範囲内で各プランジャの保圧力と保圧時間を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行し、
第２最適解導出工程では、第２流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの保圧力と保圧時間のそれぞれの最適解をコンピュータによって導出する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
各プランジャが、第１保圧力で第１保圧時間だけ保圧する第１保圧工程と、第１保圧工程の後に第２保圧力で第２保圧時間だけ保圧する第２保圧工程を実施するように設定可能である射出成形装置について、コンピュータを利用して各プランジャの射出要素の最適解を導出する請求項１の方法であり、
第２最適解導出工程で導出された各プランジャの保圧力の最適解に基づいて、各プランジャの第１保圧力と第２保圧力のそれぞれの数値範囲を決定するとともに、第２最適解導出工程で導出された各プランジャの保圧時間の最適解に基づいて、各プランジャの第１保圧時間と第２保圧時間のそれぞれの数値範囲を決定する範囲決定工程と、
第１最適解導出工程で導出された最適解に各プランジャの射出圧力と射出流量を固定した状態で、範囲決定工程で決定された数値範囲内で各プランジャの第１保圧力と第１保圧時間と第２保圧力と第２保圧時間を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行する第３流動解析工程と、
第３流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第１保圧力と第１保圧時間と第２保圧力と第２保圧時間のそれぞれの最適解をコンピュータによって導出する第３最適解導出工程をさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項３】
コンピュータを利用して各プランジャの射出要素と金型仕様のそれぞれの最適解を導出する請求項１又は２の方法であり、
厚み範囲決定工程をさらに備え、
入力工程では、キャビティを大きい単位で分割した場合に得られる各大分割領域の厚みの数値範囲をコンピュータにさらに入力し、
第１流動解析工程では、各プランジャの第１種類の射出要素を基準値に固定した状態で、入力された数値範囲内で各プランジャの第２種類の射出要素と各大分割領域の厚みを様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行し、
第１最適解導出工程では、第１流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第２種類の射出要素と各大分割領域の厚みのそれぞれの最適解をコンピュータによって導出し、
厚み範囲決定工程では、第１最適解導出工程で導出された各大分割領域の厚みの最適解に基づいて、各大分割領域を小さい単位で分割した場合に得られる各小分割領域の厚みの数値範囲を決定し、
第２流動解析工程では、第１最適解導出工程で導出された最適解に各プランジャの第２種類の射出要素を固定した状態で、入力された数値範囲内で各プランジャの第１種類の射出要素を様々に変更するとともに厚み範囲決定工程で決定された数値範囲内で各小分割領域の厚みを様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行し、
第２最適解導出工程では、第２流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第１種類の射出要素と各小分割領域の厚みのそれぞれの最適解をコンピュータによって導出することを特徴とする方法。
【請求項４】
キャビティを有する金型とキャビティ内に材料を射出する複数のプランジャを備えるとともに、個々のプランジャに対して複数種類の射出要素のそれぞれの数値を任意に設定可能である射出成形装置について、各プランジャの射出要素の最適解を導出するコンピュータであり、
各プランジャの「第１種類の射出要素の数値範囲」と、各プランジャの「第２種類の射出要素の数値範囲」を記憶する記憶装置と、
各プランジャの第１種類の射出要素を基準値に固定した状態で、記憶されている数値範囲内で各プランジャの第２種類の射出要素を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析を実行する第１流動解析装置と、
第１流動解析装置で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第２種類の射出要素の最適解を導出する第１最適解導出装置と、
第１最適解導出装置で導出された最適解に各プランジャの第２種類の射出要素を固定した状態で、記憶されている数値範囲内で各プランジャの第１種類の射出要素を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析を実行する第２流動解析装置と、
第２流動解析装置で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第１種類の射出要素の最適解を導出する第２最適解導出装置を備え、
第１種類の射出要素は、保圧力と保圧時間を含んでおり、
第２種類の射出要素は、射出圧力と射出流量を含んでおり、
記憶装置は、各プランジャの「保圧力の数値範囲」と、各プランジャの「保圧時間の数値範囲」と、各プランジャの「射出圧力の数値範囲」と、各プランジャの「射出流量の数値範囲」を記憶し、
第１流動解析装置は、各プランジャの保圧力と保圧時間を基準値に固定した状態で、記憶されている数値範囲内で各プランジャの射出圧力と射出流量を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析を実行し、
第１最適解導出装置は、第１流動解析装置で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの射出圧力と射出流量のそれぞれの最適解を導出し、
第２流動解析装置は、第１最適解導出装置で導出された最適解に各プランジャの射出圧力と射出流量を固定した状態で、記憶されている数値範囲内で各プランジャの保圧力と保圧時間を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析を実行し、
第２最適解導出装置では、第２流動解析装置で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの保圧力と保圧時間のそれぞれの最適解を導出する
ことを特徴とするコンピュータ。
【請求項５】
キャビティを有する金型とキャビティ内に材料を射出する複数のプランジャを備えるとともに、個々のプランジャに対して複数種類の射出要素のそれぞれの数値を任意に設定可能である射出成形装置について、各プランジャの射出要素の最適解を導出するためのコンピュータプログラムであり、
各プランジャの「第１種類の射出要素の数値範囲」と、各プランジャの「第２種類の射出要素の数値範囲」を記憶する記憶工程と、
各プランジャの第１種類の射出要素を基準値に固定した状態で、記憶されている数値範囲内で各プランジャの第２種類の射出要素を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析を実行する第１流動解析工程と、
第１流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第２種類の射出要素の最適解を導出する第１最適解導出工程と、
第１最適解導出工程で導出された最適解に各プランジャの第２種類の射出要素を固定した状態で、記憶されている数値範囲内で各プランジャの第１種類の射出要素を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析を実行する第２流動解析工程と、
第２流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第１種類の射出要素の最適解を導出する第２最適解導出工程
をコンピュータに実行させ、
第１種類の射出要素は、保圧力と保圧時間を含んでおり、
第２種類の射出要素は、射出圧力と射出流量を含んでおり、
記憶工程では、各プランジャの「保圧力の数値範囲」と、各プランジャの「保圧時間の数値範囲」と、各プランジャの「射出圧力の数値範囲」と、各プランジャの「射出流量の数値範囲」を記憶し、
第１流動解析工程では、各プランジャの保圧力と保圧時間を基準値に固定した状態で、記憶されている数値範囲内で各プランジャの射出圧力と射出流量を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析を実行し、
第１最適解導出工程では、第１流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの射出圧力と射出流量のそれぞれの最適解を導出し、
第２流動解析工程では、第１最適解導出工程で導出された最適解に各プランジャの射出圧力と射出流量を固定した状態で、記憶されている数値範囲内で各プランジャの保圧力と保圧時間を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析を実行し、
第２最適解導出工程では、第２流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの保圧力と保圧時間のそれぞれの最適解を導出する
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形技術に関する。特に、複数のプランジャを備える射出成形装置について、その設計者が各プランジャの射出要素の数値を意思決定する過程を支援する技術に関する。
なお、「プランジャの射出要素」とは、プランジャから射出される材料の射出態様を決定するあらゆる要素を含む概念である。例えば、射出圧力、射出流量、射出時間、保圧力、保圧時間等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
射出成形装置が広く知られている。射出成形装置は、キャビティとそれに開口するゲートを有する金型と、ゲートからキャビティ内に材料を射出するプランジャを備える。ゲートが一つだけ設けられる金型もあれば、複数のゲートが設けられる金型もある。前者の場合は、１つのプランジャのみで足りる。後者の場合でも、一般的な射出成形装置では、１つのプランジャのみが設けられ、そのプランジャを駆動することによって各ゲートから材料が射出される。多くの射出成形装置では、プランジャに対して各種の射出要素（射出圧力、射出流量、保圧力、保圧時間等）のそれぞれの数値を任意に設定することができる。
【０００３】
射出要素の数値が変わると、キャビティ内での材料の流れが変わるために、成形品の品質が変わる。例えば、キャビティ内で材料と材料が合流することによって成形品に形成される跡（ウェルド）の位置が変わる。また、射出要素の数値が変わると、材料の充填中の金型内圧が変わるために、金型を閉じておくのに必要な力（型締力）の大きさが変わる。
成形品の意匠面にウェルドが現れると、成形品の見栄えが悪くなる。また、大きな型締力が必要な場合、型締めのための装置が大型化する。ウェルドが意匠面に現れなくて型締力が小さくて済む最適な射出要素の数値を選択しなければならない。
従来は、１つのプランジャのみによって構成される射出成形装置の最適な射出要素（例えば射出圧力）の数値を得るために、プランジャの射出要素の数値を様々に変えながら、いくつもの成形品を試作していた。出来上がった試作品を見ることによって、ウェルドが意匠面に現れない射出要素の数値を知ることができる。また、射出要素の数値を様々に変更しながら試作してみると、小さな型締力で済む射出要素の数値を知ることができる。プランジャの射出要素の数値を様々に変えながら成形品を試作することによって、ウェルドが意匠面に現れなくて型締力が小さくて済む射出要素の数値を得ることができる。
【特許文献１】特開２００５−１６９７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、複数のプランジャを備える射出成形装置を開発している。この射出成形装置では、複数のゲートが金型に設けられており、１つのプランジャが１つ又は２以上のゲートに対応している。この射出成形装置は、個々のプランジャに対して少なくとも１種類の射出要素の数値を任意に設定することができる。
複数のプランジャを備える射出成形装置を利用する場合、設計者は、個々のプランジャの射出要素の数値を意思決定しなければならない。例えば、３つのプランジャＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３のそれぞれに対して３０，３５，４０，４５，５０ＭＰａのいずれかの射出圧力を設定可能である場合、設計者は、ＰＬ１とＰＬ２とＰＬ３のそれぞれの射出圧力の数値を上記した５つの数値の中から選択しなければならない。この場合、成形品を試作する手法を採用すると、１２５（５×５×５）通りの全ての組合せについて試作しなければならず、膨大な時間を要する。
従来の手法では、複数のプランジャのそれぞれの射出要素の数値を決定するのに多くの時間がかかるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、複数のプランジャのそれぞれの射出要素を決定するのに要する時間を短縮することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、キャビティを有する金型とキャビティ内に材料を射出する複数のプランジャを備えるとともに、個々のプランジャに対して少なくとも１種類の射出要素の数値を設定可能である射出成形装置について、コンピュータを利用して各プランジャの射出要素の最適解を導出する方法を提供する。この方法は、射出成形装置の設計者が各プランジャの射出要素の数値を決定する過程を強力に支援し、各プランジャの射出要素の数値を決定するのに要する時間を大幅に短縮することができる。
なお、「プランジャの射出要素」とは、プランジャから射出される材料の射出態様を決定するあらゆる要素を含む概念であり、射出圧力、射出流量、保圧力、保圧時間等が含まれる。
本発明の方法は、入力工程と流動解析工程と最適解導出工程を備える。
【０００７】
入力工程では、各プランジャの「少なくとも１種類の射出要素の数値範囲」をコンピータに入力する。
この入力工程は、設計者によって実行される。例えば、プランジャＰＬ１の射出圧力Ｐ１の数値範囲とプランジャＰＬ２の射出圧力Ｐ２の数値範囲がコンピュータに入力される。Ｐ１とＰ２は、同じ数値範囲でもよいし、異なる数値範囲でもよい。前者の場合、Ｐ１とＰ２の一方の数値範囲がコンピュータに入力されると、他方の数値範囲もコンピュータに入力されたものとすることができる。
なお、後述する流動解析ソフトウェアが各プランジャの射出要素の数値範囲を自動的に決める場合、そのソフトウェアをコンピュータにインストールする行為が上記の入力工程に相当する。
【０００８】
流動解析工程では、入力された数値範囲内で各プランジャの前記種類の射出要素を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行する。
上記の例の場合、Ｐ１の数値を様々に変更するととともにＰ２の数値を様々に変更することによって得られる各組合せについて流動解析が実行される。
例えば、Ｐ１が３０〜５０ＭＰａの範囲内で５ＭＰａのオーダーで変更される場合、流動解析工程では、３０，３５，４０，４５，５０ＭＰａの５通りの数値がＰ１に設定される。また例えば、Ｐ２が４０〜７０ＭＰａの範囲内で１０ＭＰａのオーダーで変更される場合、流動解析工程では、４０，５０，６０，７０ＭＰａの４通りの数値がＰ２に設定される。この例の場合、Ｐ１とＰ２の取り得る組合せの総数は２０通りとなる。流動解析工程では、この全ての組合せの場合の流動解析結果を得ることができる。
各プランジャの射出要素をどのような大きさのオーダー（単位量）で変更していくのかは、設計者が任意に設定できるようにしてもよい。また、コンピュータがオーダーを自動的に決めてもよい。
この流動解析工程は、流動解析ソフトウェアを利用することによって実行することができる。流動解析工程によって、予め決められている評価項目の情報を得ることができる。例えば、ウェルドが出来る位置の情報や必要な型締力の情報を得ることができる。なお、ウェルドの位置や型締力の情報を必ずしも取得する必要はなく、他の情報を取得するようにしてもよい。流動解析によっていずれの種類の評価項目の情報を得るようにするのかは、成形品の種類やソフトウェアの種類に応じて自由に選択することができる。
【０００９】
最適解導出工程では、流動解析工程で得られた流動解析結果（即ち上記の評価項目の情報）と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの前記種類の射出要素の最適解をコンピュータによって導出する。
上記の例の場合、Ｐ１とＰ２のそれぞれの最適解（即ちＰ１とＰ２の最適な組合せ）が導出されることになる。
この工程は、公知の様々な最適化手法を利用して実行することができる。例えば、流動解析工程によってウェルドの位置的情報が得られる場合、ウェルド位置の制約条件をコンピュータに予め設定しておくことができる。例えば、Ｐ１が４０ＭＰａであってＰ２が５０ＭＰａであると、制約条件を満たさない位置にウェルドが出来る場合、最適解導出工程では、その組合せ（Ｐ１＝４０ＭＰａ，Ｐ２＝５０ＭＰａ）を最適解として導出しないようにしてもよい。また、例えば、制約条件を満たさない位置に出来るウェルドの数を最小化することを目的関数として設定しておいてもよい。また、例えば、流動解析工程によって型締力の情報が得られる場合、型締力の大きさを最小化することを目的関数として設定しておいてもよい。目的関数を利用する場合、目的関数を最適化することができる組合せが最適解として導出される。
【００１０】
上記した方法では、コンピュータを利用して流動解析シュミレーションを実行し、その結果に基づいて各プランジャの射出要素の最適解を得る。成形品を試作する手法と比べると、各プランジャの射出要素の最適解を短時間で得ることができる。
上記した方法で得られた最適解をコンピュータから出力（例えば表示や印刷）させるようにしてもよい。設計者は、各プランジャの射出要素の最適解を知ることができる。
設計者は、上記した方法で得られた最適解を参考にすることによって、各プランジャの射出要素の数値を意思決定することができる。例えば、設計者は、Ｐ１とＰ２のそれぞれの最適解が得られた場合に、プランジャＰＬ１に対してＰ１の最適解を設定するとともにプランジャＰＬ２に対してＰ２の最適解を設定することを意思決定することができる。また例えば、設計者は、Ｐ１の最適解とＰ２の最適解を利用して成形品を試作し、試作品の出来に基づいてＰ１とＰ２に微修正を加えることもできる。いずれにせよ、膨大な数の成形品を試作する従来の手法と比べると、各プランジャの射出要素の数値を決定するのに要する時間を大幅に短縮化することができる。
本発明の方法は、設計者が各プランジャの射出要素の数値を意思決定する過程を強力に支援する。各プランジャの射出要素を決定するのに要する時間を短縮することができる。
【００１１】
なお、上記した特許文献１には、コンピュータを利用して流動解析シュミレーションを実行することによって、最適な金型仕様を導出する技術が開示されている。この特許文献１の技術は、１つのプランジャを備える射出成形装置の金型仕様を導出するものである。複数のプランジャを備える射出成形装置についてのシュミレーションは開示されていない。また、特許文献１の技術は、金型仕様を変えながら流動解析を実行するものであり、プランジャの射出要素の数値を変えながら流動解析を実行するものではない。この文献には、各プランジャの射出要素の数値を様々に変えながら流動解析を実行し、各プランジャの射出要素の最適解を導出するという技術思想は開示されていない。
【００１６】
個々のプランジャに対して複数種類の射出要素（例えば第１種類の射出要素と第２種類の射出要素）のそれぞれの数値を任意に設定可能である場合、次の方法を採用することができる。
この方法は、入力工程と第１流動解析工程と第１最適解導出工程と第２流動解析工程と第２最適解導出工程を備える。
入力工程では、各プランジャの「第１種類の射出要素の数値範囲」と、各プランジャの「第２種類の射出要素の数値範囲」をコンピュータに入力する。例えば、プランジャＰＬ１の第１種類の射出要素が保圧力Ｐｈ１であり、プランジャＰＬ２の第１種類の射出要素が保圧力Ｐｈ２であり、プランジャＰＬ１の第２種類の射出要素が射出圧力Ｐ１であり、プランジャＰＬ２の第２種類の射出要素が射出圧力Ｐ２である場合、Ｐｈ１の数値範囲とＰｈ２の数値範囲とＰ１の数値範囲とＰ２の数値範囲が入力される。
第１流動解析工程では、各プランジャの第１種類の射出要素を基準値に固定した状態で、入力された数値範囲内で各プランジャの第２種類の射出要素を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行する。上記の例では、Ｐｈ１とＰｈ２を基準値に固定した状態で、Ｐ１とＰ２を様々に変更しながら、流動解析が実行される。なお、Ｐｈ１の基準値とＰｈ２の基準値は、同じ値でもよいし、異なる値でもよい。基準値は、設計者によってコンピュータに入力されてもよいし、コンピュータが自動的に設定してもよい。
第１最適解導出工程では、第１流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第２種類の射出要素の最適解をコンピュータによって導出する。上記の例では、Ｐ１とＰ２のそれぞれの最適解が導出される。
第２流動解析工程では、第１最適解導出工程で導出された最適解に各プランジャの第２種類の射出要素を固定した状態で、入力された数値範囲内で各プランジャの第１種類の射出要素を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行する。上記の例では、Ｐ１とＰ２を最適解に固定した状態で、Ｐｈ１とＰｈ２を様々に変更しながら、流動解析が実行される。
第２最適解導出工程では、第２流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第１種類の射出要素の最適解をコンピュータによって導出する。上記の例では、Ｐｈ１とＰｈ２のそれぞれの最適解が導出される。
【００１７】
上記の方法では、第１種類の射出要素（上記の例の場合はＰｈ１とＰｈ２）を固定した状態で第１流動解析工程が実行されるとともに、第２種類の射出要素（上記の例の場合はＰ１とＰ２）を固定した状態で第２流動解析工程が実行される。このようにすると、第１種類の射出要素と第２種類の射出要素の両者の数値を様々に変更しながら流動解析する場合と比べて、流動解析に要する時間を短縮することができる。
この方法を採用すれば、各プランジャの複数種類の射出要素の最適解を短時間で得ることができる。
第１種類の射出要素は、その数値が変化しても成形体の品質及び／又は型締力に対して影響が少ないものであることが好ましい。第２種類の射出要素は、その数値が変化すると成形体の品質及び／又は型締力に対して影響が大きいものであることが好ましい。この場合、成形品の品質や型締力に対して影響が大きい第２種類の射出要素の最適解が前工程で得られ、成形品の品質や型締力に対して影響が小さい第１種類の射出要素の最適解が後工程で得られる。第１種類の射出要素と第２種類の射出要素のそれぞれの最適解を合理的な順序で得ることができる。例えば、キャビティ内に材料を充填する射出工程と、キャビティ内に充填された材料を保圧する保圧工程によって射出成形が行なわれる場合、射出工程に関連する射出要素（射出圧力や射出流量）を第２種類とし、保圧工程に関連する射出要素（保圧力や保圧時間）を第１種類とすることが好ましい。
【００１８】
第１種類の射出要素は、保圧力と保圧時間を含んでいる。また、第２種類の射出要素は、射出圧力と射出流量を含んでいる。この場合、各工程は以下のように実行される。
入力工程では、各プランジャの「保圧力の数値範囲」と、各プランジャの「保圧時間の数値範囲」と、各プランジャの「射出圧力の数値範囲」と、各プランジャの「射出流量の数値範囲」をコンピュータに入力する。
第１流動解析工程では、各プランジャの保圧力と保圧時間を基準値に固定した状態で、入力された数値範囲内で各プランジャの射出圧力と射出流量を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行する。
第１最適解導出工程では、第１流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの射出圧力と射出流量のそれぞれの最適解をコンピュータによって導出する。
第２流動解析工程では、第１最適解導出工程で導出された最適解に各プランジャの射出圧力と射出流量を固定した状態で、入力された数値範囲内で各プランジャの保圧力と保圧時間を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行する。
第２最適解導出工程では、第２流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの保圧力と保圧時間のそれぞれの最適解をコンピュータによって導出する。
この方法によると、各プランジャの射出圧力と射出流量と保圧力と保圧時間のそれぞれの最適解を短時間で得ることができる。
【００１９】
本発明者らは、各プランジャが、第１保圧力で第１保圧時間だけ保圧する第１保圧工程と、第１保圧工程の後に第２保圧力で第２保圧時間だけ保圧する第２保圧工程を実施するように設定可能である射出成形装置を開発した。この射出成形装置の各プランジャの射出要素の最適解を導出する場合、次の方法を採用することが好ましい。
この方法は、上記した第１流動解析工程と第１最適解導出工程と第２流動解析工程と第２最適解導出工程に加えて、範囲決定工程と第３流動解析工程と第３最適解導出工程を実行する。
【００２０】
範囲決定工程では、第２最適解導出工程で導出された各プランジャの保圧力の最適解に基づいて、各プランジャの第１保圧力と第２保圧力のそれぞれの数値範囲を決定するとともに、第２最適解導出工程で導出された各プランジャの保圧時間の最適解に基づいて、各プランジャの第１保圧時間と第２保圧時間のそれぞれの数値範囲を決定する。この工程は、設計者が実行してもよいし、コンピュータが実行するようにしてもよい。前者の場合、設計者は、各数値範囲をコンピュータに入力する。後者の場合、各数値範囲を決定するためのプログラムがコンピュータに記憶されている。
第３流動解析工程では、第１最適解導出工程で導出された最適解に各プランジャの射出圧力と射出流量を固定した状態で、範囲決定工程で決定された数値範囲内で各プランジャの第１保圧力と第１保圧時間と第２保圧力と第２保圧時間を様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行する。
第３最適解導出工程では、第３流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第１保圧力と第１保圧時間と第２保圧力と第２保圧時間のそれぞれの最適解をコンピュータによって導出する。
【００２１】
上記した方法の第２最適解導出工程では、各プランジャが一定の保圧力で保圧工程を実行する場合の各プランジャの保圧力と保圧時間のそれぞれの最適解が得られる。保圧力の最適解に基づいて第１保圧力の数値範囲と第２保圧力の数値範囲を決める場合、保圧力の最適解が得られていない状態で各数値範囲を決める場合と比べて、各数値範囲を狭い範囲に絞り込むことができる。また、保圧時間の最適解に基づいて第１保圧時間の数値範囲と第２保圧時間の数値範囲を決める場合、保圧時間の最適解が得られていない状態で各数値範囲を決める場合と比べて、各数値範囲を狭い範囲に絞り込むことができる。
本方法では、狭い範囲に絞り込まれた数値範囲内で第３流動解析工程が実行されるために、流動解析を効率よく短時間で実行することができる。
【００２２】
また、次の方法も有用である。この方法は、各プランジャの射出要素と金型仕様（キャビティを分割した場合に得られる各領域の厚み）のそれぞれの最適解を導出する。この方法は、入力工程と第１流動解析工程と第１最適解導出工程と第２流動解析工程と第２最適解導出工程に加えて、厚み範囲決定工程を備える。
入力工程では、キャビティを大きい単位で分割した場合に得られる各大分割領域の厚みの数値範囲をコンピュータに入力する。
第１流動解析工程では、各プランジャの第１種類の射出要素を基準値に固定した状態で、入力された数値範囲内で各プランジャの第２種類の射出要素と各大分割領域の厚みを様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行する。
第１最適解導出工程では、第１流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第２種類の射出要素と各大分割領域の厚みのそれぞれの最適解をコンピュータによって導出する。
厚み範囲決定工程では、第１最適解導出工程で導出された各大分割領域の厚みの最適解に基づいて、各大分割領域を小さい単位で分割した場合に得られる各小分割領域の厚みの数値範囲を決定する。この工程は、設計者が実行してもよいし、コンピュータが実行してもよい。前者の場合、設計者は、各小分割領域の厚みの数値範囲をコンピュータに入力する。また、後者の場合、各大分割領域の厚みの数値範囲から各小分割領域の厚みの数値範囲を決定するためのプログラムがコンピュータに記憶されている。
第２流動解析工程では、第１最適解導出工程で導出された最適解に各プランジャの第２種類の射出要素を固定した状態で、入力された数値範囲内で各プランジャの第１種類の射出要素を様々に変更するとともに厚み範囲決定工程で決定された数値範囲内で各小分割領域の厚みを様々に変更することによって得られる各組合せについて、材料の流動解析をコンピュータによって実行する。
第２最適解導出工程では、第２流動解析工程で得られた流動解析結果と予め設定されている制約条件及び／又は目的関数に基づいて、各プランジャの第１種類の射出要素と各小分割領域の厚みのそれぞれの最適解をコンピュータによって導出する。
【００２３】
最初からキャビティを小さく分割しておいて各領域の厚みを変えながら流動解析する手法を採用すると、各領域の厚みの数値範囲はゆとりのある大きい範囲が設定される。この場合、小さく分割された各領域の厚みが大きい数値範囲内で変更されながら流動解析が行なわれるために、流動解析に時間がかかる。
上記した本発明の方法では、キャビティを大きく分割した場合の各大分割領域について最適な厚みをまず得ておく。分割された領域の数が少ないために、流動解析に要する時間は少なくて済む。上記の厚み範囲決定では、各大分割領域の厚みに基づいて、キャビティを小さく分割した場合の各小分割領域の厚みの範囲を決定する。例えば、大分割領域ＡＬ１の厚みの最適解がＸｍｍであった場合に、ＡＬ１がさらに分割された場合の各小分割領域ＡＬ１１，ＡＬ１２，ＡＬ１３・・・の厚みがＸｍｍに基づいて決定される。大分割領域ＡＬ１の最適解Ｘｍｍが得られているために、良好な射出成形結果が得られる各小分割領域ＡＬ１１等の厚みの数値範囲を絞り込むことができる。絞り込まれた数値範囲内で第２流動解析工程が実行されるために、流動解析を効率よく短時間で実行することができる。
【００２４】
本発明では、各プランジャの射出要素の最適解を導出するコンピュータをも提供する。
【００２５】
本発明では、各プランジャの射出要素の最適解を導出するためのコンピュータプログラムをも提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
最初に、下記の実施例に記載の技術の主要な特徴を列挙する。
（形態１）コンピュータは、流動解析工程を実行することによって、予め設定されている評価項目の情報を取得する。例えば、必要な型締力の情報を取得する。最適解導出工程では、型締力を最小化することが目的関数とされる。
（形態２）評価項目の中に表面ウェルド位置が含まれる。コンピュータには、表面ウェルド位置の制約条件が設定される。最適解導出工程では、表面ウェルド位置の制約条件を満たすことができる解が探索される。
（形態３）流動解析工程では、複数種類の評価項目の情報を取得する。評価項目の中には、目的関数にされるものと制約条件にされるものが含まれる。最適解導出工程では、目的関数を最適化することができ、かつ、制約条件を満たすことができる解が探索される。
（形態４）金型内圧と内部ウェルドと成形品の体積と成形品の重量とエアトラップの位置と収縮率差と面歪みのいずれかを評価項目として採用してもよい。
（形態５）第１最適解導出工程で利用する制約条件の種類と、第２最適解導出工程で利用する制約条件の種類が異なる。
（形態６）各プランジャの射出要素の最適解が導出された後に、次の工程を実行することができる。即ち、この工程では、導出された最適解に各プランジャの所定種類の射出要素（例えば射出圧力と射出流量）を固定した状態で、金型温度と樹脂温度を様々に変更することによって得られる各組合せの場合の材料の流動解析をコンピュータによって実行し、流動解析結果が制約条件を満たすか否かを判断する。
【実施例】
【００２７】
図面を参照して本発明の実施例を説明する。本実施例は、射出成形装置の設計者が各プランジャの射出要素や金型仕様を意思決定する際に利用される。本実施例では、コンピュータを利用して各プランジャの射出要素や金型仕様の最適解を導出する。このコンピュータの構成を説明する前に、各プランジャの射出要素や金型仕様が決定される射出成形装置の構成を説明しておく。
図１は、射出成形装置２の全体構成を示す。射出成形装置２は、金型１０と４つプランジャＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４を備える。金型１０は、上型１２と下型１４とキャビティ１６と複数のゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４を有する。各ゲートＧ１〜Ｇ４は、キャビティ１６に開口している。
プランジャＰＬ１は、ゲートＧ１からキャビティ１６内に樹脂を射出する。同様に、他のプランジャＰＬ２〜ＰＬ４は、対応するゲートＧ２〜Ｇ４からキャビティ１６内に樹脂を射出する。
射出成形が行なわれる場合、各プランジャＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４からキャビティ１６内に樹脂を充填する射出工程が最初に実行される。次いで、各プランジャＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４から樹脂を射出し続けることによって、キャビティ１６内の樹脂を保圧する保圧工程が実行される。キャビティ１６内の樹脂が固化すると、上型１２と下型１４を開いて成形体を取り出す工程が実行される。
【００２８】
図２は、図１のII−II線断面図を示す。図１や図２に示されるように、上型１２は、柱部１２ａを有している。
図３は、成形品２０の斜視図を示す。この成形品２０は、キャビティ１６に樹脂が充填されることによって成形される。上型１２に柱部１２ａ（図２参照）が設けられているために、成形品２０には孔２０ａが形成される。
本実施例の成形品２０は、図１や図２の左右方向（Ｘ方向）に対称に形成されている。従って、キャビティ１６も左右対称の構造を有する。図１の一点鎖線Ｃは、キャビティ１６の対称中心を示す。
【００２９】
設計者は、射出成形によって得たい成形品２０の形状がある程度わかっている場合に、射出成形装置２の各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出要素や金型１０の仕様を意思決定する。本実施例では、この意思決定過程を支援するコンピュータ３０を利用する。
図４は、コンピュータ３０の概略構成を示す。コンピュータ３０は、本体３２とキーボード５６とモニタ５８を備える。本体３２は、様々なデバイス３４〜５４を有する。これらについては、後で詳しく説明する。キーボード５６は、設計者によって操作される。設計者は、キーボード５６を利用して様々な情報を入力することができる。モニタ５８は、各種の情報を表示する。
【００３０】
本体３２は、入力部３４とテンポラリメモリ３６とハードディスク３８と射出要素メモリ４４と金型仕様メモリ４６と変動条件メモリ４８と制約条件メモリ５０とプロセッサ５２と出力部５４を有する。
入力部３４は、キーボード５６に接続されている。キーボード５６に入力された情報は、入力部３４に取り込まれる。入力部３４に取り込まれた情報は、本体３２が実行する様々な処理で利用される。
テンポラリメモリ３６は、入力部３４に入力された情報や、本体３２が様々な処理を実行することによって生成された各種の情報を一時的に記憶する。
【００３１】
ハードディスク３８は、各種のプログラムを記憶している。ハードディスク３８は、流動解析ソフトウェア４０と最適解探索ソフトウェア４２を収納している。本実施例では、流動解析ソフトとして「３Ｄ−ＴＩＭＯＮ」（東レ株式会社）を利用する。なお、流動解析ソフトは、他のものを利用してもよい。例えば、「ＭＯＬＤＦＬＯＷ」（モールドフロー株式会社）等を利用することができる。本実施例では、最適解探索ソフトとして「ｉＳＩＧＨＴ」（エンジニアス・ジャパン株式会社）を利用する。なお、最適解探索ソフトは、他のものを利用してもよい。例えば、「ＯＰＬＡＢＯ」（株式会社富士テクニカルリサーチ）等を利用することができる。
【００３２】
射出要素メモリ４４は、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の様々な種類の射出要素を記憶する。図５は、射出要素メモリ４４が記憶する内容の一例を示す。
射出要素メモリ４４は、プランジャ毎に４種類の射出要素の数値範囲を記憶する。本実施例の４種類の射出要素は、射出圧力と射出流量と保圧力と保圧時間である。射出要素メモリ４４は、プランジャＰＬ１について、射出圧力Ｐ１の数値範囲Ｐｍｉｎ〜Ｐｍａｘと、射出流量Ｖ１の数値範囲Ｖｍｉｎ〜Ｖｍａｘと、保圧力Ｐｈ１の数値範囲Ｐｈｍｉｎ〜Ｐｈｍａｘと、保圧時間Ｔｈ１の数値範囲Ｔｈｍｉｎ〜Ｔｈｍａｘを記憶する。同様に、他のプランジャＰＬ２〜ＰＬ４についても、射出圧力と射出流量と保圧力と保圧時間のそれぞれの数値範囲を記憶する。
同じ種類の射出要素の数値範囲は、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４に対して同じ範囲が設定されてもよいし、異なる範囲が設定されてもよい。例えば、Ｐ１の数値範囲が１０〜４０ＭＰａの場合、Ｐ２の数値範囲は１０〜４０ＭＰａに設定されてもよいし、異なる範囲に設定されてもよい。
【００３３】
射出要素メモリ４４は、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の保圧力と保圧時間について、基準値を記憶する。本実施例では、保圧力の基準値は、保圧力の数値範囲の最小値と最大値の中間値である。例えば、プランジャＰＬ１の保圧力Ｐｈ１の基準値は、（Ｐｈｍｉｎ＋Ｐｈｍａｘ）／２となる。また、保圧時間の基準値は、保圧時間の数値範囲の最小値と最大値の中間値を採用する。例えば、プランジャＰＬ１の保圧時間Ｔｈ１の基準値は、（Ｔｈｍｉｎ＋Ｔｈｍａｘ）／２となる。
コンピュータ３０には、数値範囲から基準値を算出し、その基準値を射出要素メモリ４４に記憶するためのプログラムが記憶されている。
【００３４】
射出要素メモリ４４は、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出要素の単位量を記憶する。具体的に言うと、射出要素メモリ４４は、プランジャＰＬ１〜ＰＬ４のそれぞれについて、単位射出圧力ＰＤと単位射出流量ＶＤと単位保圧力ＰｈＤと単位保圧時間ＴｈＤを記憶する。
これらの単位量は、後述する流動解析の際に利用される変更幅である。例えば、単位射出圧力ＰＤが５ＭＰａである場合、５ＭＰａきざみで射出圧力を変更しながら、後述する流動解析を実行する。例えば、Ｐ１の数値範囲が１０〜４０ＭＰａである場合、１０，１５，２０，２５，３０，３５，４０ＭＰａのそれぞれにＰ１を設定して流動解析が実行される。
同じ種類の射出要素の単位量は、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４に対して同じ値が設定されてもよいし、異なる値が設定されてもよい。例えば、ＰＬ１の単位射出圧力が５ＭＰａの場合、ＰＬ２の単位射出圧力は５ＭＰａに設定してもよいし、異なる値に設定してもよい。
【００３５】
図４に示す金型仕様メモリ４６は、様々な種類の金型仕様を記憶する。図６は、金型仕様メモリ４６が記憶する内容の一例を示す。
金型仕様メモリ４６は、各ゲートＧ１〜Ｇ４の位置の範囲を記憶する。ゲート位置の範囲は、複数の座標で特定される。金型仕様メモリ４６は、ゲートＧ１について範囲Ｒ１内の複数点の座標を記憶する。また、ゲートＧ２について範囲Ｒ２内の複数点の座標を記憶する。また、ゲートＧ３について範囲Ｒ３内の複数点の座標を記憶し、ゲートＧ４について範囲Ｒ４内の複数点の座標を記憶する。上記の各範囲Ｒ１〜Ｒ４は、設計者によって任意に設定される。
本実施例では、ゲートＧ１とゲートＧ４は、キャビティ１６の対称中心Ｃ（図１参照）を中心に対称に配置されるように設定される。例えば、対称中心ＣのＸ座標がゼロの場合、ゲートＧ１の座標が（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）であると、ゲートＧ４の座標は（−Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）となる。後述する流動解析は、ゲートＧ１とゲートＧ４が対称に配置されることを前提として実行される。この点については、後で詳しく説明する。
【００３６】
金型仕様メモリ４６には、キャビティ１６の詳細な三次元形状データが記憶されている。後述する流動解析は、この三次元形状データを利用して実行される。キャビティ１６の三次元形状データの中には、キャビティ１６を大きい単位で分割した場合に得られる各大分割領域の厚みの数値範囲が含まれる。金型仕様メモリ４６は、各大分割領域の厚みの数値範囲を記憶する。
図１には、４つの大分割領域ＡＬ１，ＡＬ２，ＡＬ３，ＡＬ４が示されている。ＡＬ１とＡＬ４は、対称中心Ｃを中心に対称の関係にある。また、ＡＬ２とＡＬ３も、対称中心Ｃを中心に対称の関係にある。
本実施例では、大分割領域ＡＬ１とＡＬ４の厚みは、キャビティ１６のＸ方向の幅を意味していることにする。また、大分割領域ＡＬ２とＡＬ３の厚みは、キャビティ１６のＺ方向の幅を意味していることにする。
金型仕様メモリ４６は、ＡＬ１の数値範囲ＡＬ１ｍｉｎ〜ＡＬ１ｍａｘを記憶する。同様に、ＡＬ２〜ＡＬ４についても、それぞれの数値範囲を記憶する。ＡＬ２とＡＬ３は、同じ数値範囲に設定される。また、ＡＬ１とＡＬ４は、同じ数値範囲に設定される。
各大分割領域の厚みの数値範囲は、成形したい成形品２０の形状に基づいて設計者が任意に設定することができる。
金型仕様メモリ４６は、単位厚みＡＬＤを記憶する。単位厚みＡＬＤは、後述する流動解析の際に利用される変更幅である。例えば、単位厚みＡＬＤが５ｍｍである場合、５ｍｍきざみで厚みを変更しながら、後述する流動解析が実行される。Ａ２とＡ３は、同じ単位厚みに設定される。また、Ａ１とＡ４は、同じ単位厚みに設定される。ＡＬ１とＡＬ２は、同じ単位厚みに設定されてもよいし、異なる単位厚みに設定されてもよい。
【００３７】
また、金型仕様メモリ４６は、各大分割領域ＡＬ１，ＡＬ２，ＡＬ３，ＡＬ４を小さい単位でさらに分割した場合に得られる各小分割領域の厚みの数値範囲を記憶する。
図７は、小分割領域の概念を説明するための図を示す。図７に示すように、大分割領域ＡＬ１は、複数の小分割領域ＡＬ１１，ＡＬ１２，ＡＬ１３・・・に分割されている。同様に、他の大分割領域ＡＬ２〜ＡＬ４も複数の小分割領域に分割される。図７では、ＡＬ２から得られるいくつかの小分割領域ＡＬ２１，ＡＬ２２，ＡＬ２３等が図示されているが、ＡＬ２から得られる他の小分割領域は図示していない。また、図７では、ＡＬ３とＡＬ４から得られる各小分割領域を図示省略している。
本実施例では、ＡＬ１とＡＬ４から得られる小分割領域の厚みは、キャビティ１６のＸ方向の幅を意味していることにする。また、ＡＬ２とＡＬ３から得られる小分割領域の厚みは、キャビティ１６のＺ方向の幅を意味していることにする。
各小分割領域の厚みの数値範囲がどのようにして設定されるのかについては、後で詳しく説明する。
【００３８】
図４の変動条件メモリ４８は、装置の設計誤差や設置環境に基づいて変動する様々な要素の数値範囲を記憶する。図８は、変動条件メモリ４８が記憶する内容の一例を示す。
変動条件メモリ４８は、金型温度と樹脂温度と保圧力と厚みのそれぞれの数値範囲を記憶する。
図８の例では、金型温度は、基準値に対してプラスマイナス１０℃の数値範囲に設定されている。基準値は、射出成形装置が設置される環境に基づいて、設計者が任意に設定することができる。
樹脂温度は、基準値に対してプラスマイナス１０℃の数値範囲に設定されている。この基準値は、射出成形装置が設置される環境や利用する樹脂の種類に基づいて、設計者が任意に設定することができる。
また、保圧力の数値範囲として、プラスマイナス２ＭＰａの範囲が設定されている。何を基準としてこの数値範囲が利用されるのかについては、後で説明する。
また、厚みの数値範囲として、プラスマイナス０．１ｍｍの範囲が設定されている。何を基準としてこの数値範囲が利用されるのかについては、後で説明する。
【００３９】
図４に示す制約条件メモリ５０は、後で説明する流動解析処理によって得られる各種の情報（これを評価項目と呼ぶ）の制約条件を記憶する。まず、本実施例で利用する各評価項目について説明しておく。図９は、本実施例で利用する評価項目の一覧を示す。
表面ウェルドは、キャビティ１６内で異なる２つの経路を進んだ樹脂が合流することによって成形品の表面に形成される跡である。流動解析によって、表面ウェルド位置の座標を得ることができる。設計者は、表面ウェルドが出来てはならない領域を制約条件メモリ５０に記憶させることができる。
【００４０】
型締力は、射出成形中に上型１２と下型１４を閉じておくために要する力の大きさである。後述する最適解導出処理では、型締力を最小化することが目的関数とされる。
【００４１】
型内圧（ゲート直下）は、射出成形中に各ゲートＧ１〜Ｇ４の直下に発生する内圧の最大値である。設計者は、型内圧（ゲート直下）の許容最大値を制約条件メモリ５０に記憶させることができる。
型内圧（末端）は、射出成形中にキャビティ１６の末端部に発生する内圧の最大値である。設計者は、型内圧（末端）の許容最大値を制約条件メモリ５０に記憶させることができる。
【００４２】
内部ウェルドは、上記の表面ウェルドと異なる。表面ウェルドは、成形品の「表面」に形成されるウェルドを意味しており、樹脂の合流地点の座標によって位置を特定することができる。一方、内部ウェルドは、成形品の内部に形成されるウェルドを意味する。内部ウェルドの位置は、樹脂の合流地点に必ずしも一致するものではなく、樹脂の合流地点から離れた地点に現れることがある。流動解析によって、内部ウェルド位置の座標を得ることができる。設計者は、内部ウェルドが出来てはならない領域を制約条件メモリ５０に記憶させることができる。
【００４３】
体積（重量）は、成形品の体積又は重量である。最適解導出処理では、体積と重量の一方のみを利用してもよいし、両方を利用してもよい。最適解導出処理では、成形品の体積及び／又は重量を最小化することが目的関数とされる。
【００４４】
エアトラップは、キャビティ１６内を樹脂が流れる過程で樹脂がエアを巻き込むことによって成形品に形成される跡である。流動解析によって、エアトラップ位置の座標を得ることができる。設計者は、エアトラップが出来てはならない領域を制約条件メモリ５０に記憶させることができる。
【００４５】
収縮率差は、孔を有する成形品を成形する際に利用される。射出成形後に金型１０を開くと、成形品は収縮する。例えば、図３に例示する孔２０ａを有する場合、成形品２０が収縮すると、孔２０ａの幅Ｌ１〜Ｌ４が収縮する。Ｌ１が大きく縮んで、Ｌ２があまり縮まないと、孔２０ａの形状が変わってしまう。また、Ｌ１があまり縮まなくて、Ｌ２が大きく縮んでも、孔２０ａの形状が変わってしまう。同じことがＬ３とＬ４についても言える。収縮率差とは、孔の対辺の収縮率の差である。図３を例にすると、Ｌ１の収縮率とＬ２の収縮率の差が収縮率差であり、Ｌ３の収縮率とＬ４の収縮率の差も収縮率差である。設計者は、収縮率差の許容範囲を制約条件メモリ５０に記憶させることができる。
【００４６】
面歪みは、樹脂が充分に充填されなかったために、成形品の表面が意図する形状に仕上がらないことを意味する。面歪みは、いわゆるヒケとも呼ばれる。流動解析によって、面歪みが形成された領域（面歪み領域と呼ぶ）を特定することができる。設計者は、面歪み領域が一つでも出来ることを許可しない旨を制約条件メモリ５０に記憶させることができる。この場合、成形品に面歪み領域が出来ないことが制約条件になる。
【００４７】
なお、本実施例では、型締力と体積（重量）が目的関数として利用されるが、他の評価項目を目的関数として利用してもよい。また、型締力及び／又は体積（重量）を制約条件として利用してもよい。また、制約条件は、様々に変更することができる。
なお、図９の表中のＡ及びＢの丸印については、後で説明する。
【００４８】
図４に示すプロセッサ５２は、ハードディスク３８に記憶されている各ソフトウェア４０，４２に従って、様々な処理を実行する。例えば、流動解析処理や最適解導出処理を実行する。
出力部５４は、モニタ５８に接続されている。プロセッサ５２が各処理を実行することによって得られた各情報は、出力部５４を経由してモニタ５８に送られる。モニタ５８は、出力部５４から送られてきた情報を表示する。
【００４９】
続いて、コンピュータ３０（図４参照）を利用して、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出要素と金型仕様のそれぞれの最適解を導出する方法を説明する。図１０〜１３は、本実施例の方法のフローチャートを示す。
まず、設計者は、コンピュータ３０に初期条件を入力する（Ｓ２）。このステップは、キーボード５６（図４参照）を利用することによって実施される。このステップで入力される情報を以下に列挙する。
【００５０】
（１）各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出圧力と射出流量と保圧力と保圧時間のそれぞれの数値範囲
例えば、プランジャＰＬ１について、射出圧力Ｐ１の数値範囲Ｐｍｉｎ〜Ｐｍａｘと、射出流量Ｖ１の数値範囲Ｖｍｉｎ〜Ｖｍａｘと、保圧力Ｐｈ１の数値範囲Ｐｈｍｉｎ〜Ｐｈｍａｘと、保圧時間Ｔｈ１の数値範囲Ｔｈｍａｘ〜Ｔｈｍｉｎが入力される。入力された各数値範囲は、射出要素メモリ４４に記憶される。
プランジャＰＬ２とＰＬ３の射出要素の数値範囲は、プランジャＰＬ１の射出要素の数値範囲と同じ範囲でもよいし、異なる範囲でもよい。例えば、プランジャＰＬ２の射出圧力Ｐ２の数値範囲は、Ｐ１の数値範囲Ｐｍｉｎ〜Ｐｍａｘと同じ範囲でもよいし、異なる範囲でもよい。前者の場合、Ｐ１の数値範囲Ｐｍｉｎ〜Ｐｍａｘが入力されると、Ｐ２の数値範囲が自動的に射出要素メモリ４４に記憶されるようにしてもよい。プランジャＰＬ４の各射出要素の数値範囲は、プランジャＰＬ１の各射出要素の数値範囲と同じ数値範囲が利用される。
なお、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の保圧力の基準値と保圧時間の基準値は、入力された数値範囲に基づいてコンピュータ３０によって自動的に計算される。具体的には、ＰＬ１〜ＰＬ４のそれぞれについて、入力された保圧力の数値範囲の最大値と最小値の和を２で除することによって、保圧力の基準値が算出される。同様に、保圧時間の数値範囲の最大値と最小値の和を２で除することによって、保圧時間の基準値が算出される。プランジャＰＬ１〜ＰＬ４のそれぞれについて、保圧力の基準値と保圧時間の基準値が算出される。算出された各基準値は、射出要素メモリ４４に記憶される。
【００５１】
（２）各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の単位射出圧力と単位射出流量と単位保圧力と単位保圧時間
例えば、プランジャＰＬ１について、単位射出圧力ＰＤと単位射出流量ＶＤと単位保圧力ＰｈＤと単位保圧時間ＴｈＤが入力される。プランジャＰＬ２とＰＬ３の各単位量は、プランジャＰＬ１の各単位量と同じ値でもよいし、異なる値でもよい。プランジャＰＬ４の各単位量は、プランジャＰＬ１の各単位量と同じ値が利用される。入力された各単位量は、射出要素メモリ４４に記憶される。
【００５２】
（３）各ゲートＧ１〜Ｇ４の位置の範囲
例えば、ゲートＧ１について、複数の座標が入力される。同様に、他のゲートＧ２〜Ｇ４のそれぞれについて、複数の座標が入力される。ゲートＧ４の各座標は、ゲートＧ１に対して対称中心Ｃ（図１参照）を中心に対称となるように設定される。入力された座標は、金型仕様メモリ４６に記憶される。
【００５３】
（４）各大分割領域ＡＬ１〜ＡＬ４の厚みの数値範囲
例えば、大分割領域ＡＬ１について、厚みの数値範囲ＡＬ１ｍｉｎ〜ＡＬ１ｍａｘが入力される。同様に、他の大分割領域ＡＬ２〜ＡＬ４についても、厚みの数値範囲が入力される。ＡＬ１とＡＬ４は、同じ数値範囲に設定される。ＡＬ２とＡＬ３は、同じ数値範囲に設定される。入力された各数値範囲は、金型仕様メモリ４６に記憶される。
【００５４】
（５）各大分割領域ＡＬ１〜ＡＬ４の単位厚み
例えば、大分割領域ＡＬ１について、単位厚みＡＬＤが入力される。同様に、他の大分割領域ＡＬ２〜ＡＬ４についても、単位厚みが入力される。ＡＬ１とＡＬ４は、同じ単位厚みに設定される。ＡＬ２とＡＬ３は、同じ単位厚みに設定される。ＡＬ１とＡＬ２は、同じ単位厚みに設定されてもよいし、異なる単位厚みに設定されてもよい。入力された各単位厚みは、金型仕様メモリ４６に記憶される。
【００５５】
（６）金型温度の基準値と樹脂温度の基準値
これらの基準値は、射出成形装置２が使用される環境や利用する樹脂の種類に基づいて設計者が決定する。入力された各基準値は、変動条件メモリ４８に記憶される。
【００５６】
（７）各評価項目の制約条件
例えば、表面ウェルド、内部ウェルド、及びエアトラップが出来てはいけない領域が入力される。また、型内圧（ゲート直下）と型内圧（末端）の許容最大値が入力される。収縮率差の許容範囲が入力される。また、面歪みが出来ることを禁止する旨の情報が入力される。入力された各制約条件は、制約条件メモリ５０に記憶される。
また、型締力や体積（重量）を最小化することを目的関数とする旨の情報が入力される。この情報も、制約条件メモリ５０に記憶される。
【００５７】
なお、本実施例では、設計者が入力することによって数値範囲、基準値、及び単位量が設定されるが、ソフトウェア４０によって数値範囲等が自動的に設定されてもよい。この場合、ソフトウェア４０をコンピュータ３０にインストールする行為が、上記した数値範囲等をコンピュータ３０に入力することに相当する。
【００５８】
Ｓ２で初期条件を入力すると、流動解析ステップ（Ｓ４）を実行する。設計者は、流動解析ステップを実行するように、コンピュータ３０に指示する
Ｓ４の流動解析ステップでは、ゲート位置と大分割領域の厚みと射出圧力と射出流量のそれぞれの数値が、以下の制約の下でコンピュータ３０によって選択される。
（１）Ｓ２で入力された各数値範囲に含まれる。
（２）ゲートＧ１の位置とゲートＧ４の位置が対称となるように、ゲートＧ１の座標とゲートＧ４の座標が設定される。
（３）大分割領域ＡＬ１の厚みと大分割領域ＡＬ４の厚みは、同じ値に設定される。
（４）大分割領域ＡＬ２の厚みと大分割領域ＡＬ３の厚みは、同じ値に設定される。
（５）プランジャＰＬ１の射出圧力Ｐ１とプランジャＰＬ４の射出圧力Ｐ４は、同じ値に設定される。
（６）プランジャＰＬ１の射出流量Ｖ１とプランジャＰＬ４の射出流量Ｖ４は、同じ値に設定される。
また、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の保圧力と保圧時間には、Ｓ２で決定された基準値が利用される。樹脂温度と金型温度には、Ｓ２で入力された基準値が利用される。
【００５９】
Ｓ４では、キャビティ１６の三次元形状データと上記した各数値（Ｐ１〜Ｐ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｐｈ１〜Ｐｈ４、Ｔｈ１〜Ｔｈ４、Ｇ１〜Ｇ４の各位置、ＡＬ１〜ＡＬ４の各厚み、樹脂温度、金型温度）を利用して、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４からキャビティ１６内に射出された材料の流動解析を実行する。図４に示されるプロセッサ５２が、流動解析ソフトウェア４０を利用して流動解析を実行する。流動解析ソフトウェア４０を利用すると、図９に示す各評価項目を得ることができる。流動解析ソフトウェアを利用して各評価項目を得る手法は公知であるために、ここでは詳しい説明を省略する。Ｓ４で得られた各評価項目の情報は、テンポラリメモリ３６に記憶される。
【００６０】
Ｓ４を終えると、コンピュータ３０は、終了条件を満たすか否かを判断する（Ｓ６）。この処理は、各変動要素（各ゲートＧ１〜Ｇ４の位置と各大分割領域ＡＬ１〜ＡＬ４の厚みと各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出圧力Ｐ１〜Ｐ４と各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出流量Ｖ１〜Ｖ４）を様々に変更することによって得られる全ての組合せについて流動解析ステップが行なわれたか否かを判断する。
ここでＮＯと判断されると、Ｓ２で入力された各数値範囲内で変動要素の数値を変更し（ステップＳ８）、Ｓ４の流動解析ステップを再び実行する。例えば、ゲートＧ１の位置を座標Ｅ１から座標Ｅ２に変更することができる。また例えば、プランジャＰＬ１の射出圧力Ｐ１を１５ＭＰａから２０ＭＰａに変更することができる。数値の変更幅は、入力された各単位量に基づいて決定される。上記の例の場合、プランジャＰＬ１の単位射出圧力ＰＤが５ＭＰａに設定されているために、５ＭＰａのオーダーでＰ１が変更されている。
【００６１】
Ｓ８では、１つの要素（例えば大分割領域ＡＬ１の厚み）のみが変更されてよいし、複数の要素（例えばプランジャＰＬ１の射出圧力Ｐ１と射出流量Ｖ１）が同時に変更されてもよい。ただし、Ｓ８の処理は、以下の制約の下で実行される。
（１）ゲートＧ１の位置とゲートＧ４の位置は、同時に変更しなければならない。ゲートＧ１の位置とゲートＧ４の位置は、対称になるように常に維持される。
（２）大分割領域ＡＬ１の厚みと大分割領域ＡＬ４の厚みは、同時に変更しなければならない。ＡＬ１の厚みとＡＬ４の厚みは、同じ値でなければならない。
（３）大分割領域ＡＬ２の厚みと大分割領域ＡＬ３の厚みは、同時に変更しなければならない。ＡＬ２の厚みとＡＬ３の厚みは、同じ値でなければならない。
（４）プランジャＰＬ１の射出圧力Ｐ１とプランジャＰＬ４の射出圧力Ｐ４は、同時に変更しなければならない。Ｐ１とＰ４は、同じ値でなければならない。
（５）プランジャＰＬ１の射出流量Ｖ１とプランジャＰＬ４の射出流量Ｖ４は、同時に変更しなければならない。Ｖ１とＶ４は、同じ値でなければならない。
Ｓ８では、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の保圧力と保圧時間が変更されない。保圧力と保圧時間は、基準値に固定されている。また、金型温度と樹脂温度も基準値に固定されており、Ｓ８で変更されない。
【００６２】
Ｓ４からＳ８の処理を繰り返し実行することによって、ゲート位置と大分割領域の厚みと射出圧力と射出流量を様々に変更することによって得られる各組合せの場合の流動解析結果（即ち各評価項目）が得られる。
上記した制約の下での全ての組合せについて流動解析が行なわれると、ステップＳ６でＹＥＳと判断される。ステップＳ６でＹＥＳと判断されると、Ｓ１０に進む。
【００６３】
Ｓ１０では、上記した各変動要素の最適解を導出する。設計者は、最適解導出ステップを実行するように、コンピュータ３０に指示する。
コンピュータ３０は、図９のＡ欄に丸印が付いている制約条件と目的関数を利用して、Ｓ１０の処理を実行する。具体的には、表面ウェルド位置と型内圧（ゲート直下）と型内圧（末端）と内部ウェルドの各制約条件を満たし、かつ、型締力と体積（又は重量）を最適化（最小化）することができる最適解を導出する。２つの目的関数（型締力と体積）が利用されるために、多変量解析の手法が利用される。多変量解析の手法としては、様々な手法を利用することができる。
図４に示されるプロセッサ５２は、最適解探索ソフトウェア４２を利用してＳ１０の処理を実行する。最適解探索ソフトウェアを利用して最適解を得る手法は公知であるために、ここでは詳しい説明を省略する。
【００６４】
Ｓ１０では、各ゲートＧ１〜Ｇ４の位置の最適解と、各大分割領域ＡＬ１〜ＡＬ４の厚みの最適解と、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出圧力Ｐ１〜Ｐ４の最適解と、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出流量Ｖ１〜Ｖ４の最適解を得ることができる。
Ｓ１０で得られた各最適解の中で、Ｇ１の位置とＧ４の位置は、対称の位置関係にある。また、ＡＬ１の厚みとＡＬ４の厚みは、同じ値である。ＡＬ２の厚みとＡＬ３の厚みは、同じ値である。また、Ｐ１とＰ４は同じ値であるとともに、Ｖ１とＶ４は同じ値である。Ｓ１０で得られた各最適解の情報は、テンポラリメモリ３６に記憶される。
なお、Ｓ１０では、Ｓ４で利用された数値を最適解として導出する必要は必ずしもない。例えば、Ｐ１が１０，１５，２０，２５，３０ＭＰａのそれぞれの場合の流動解析がＳ４で実行された場合、それらの５つの数値以外の数値をＰ１の最適解として導出してもよい。最適解の導出の仕方は、利用する最適解探索手法によって異なる。
【００６５】
Ｓ１０を終えると、Ｓ２２（図１１参照）の処理を実行する。Ｓ２２の処理は、コンピュータ３０によって実行される。コンピュータ３０は、Ｓ２２の処理を実行するためのプログラムを記憶している。
Ｓ２２では、Ｓ１０で算出された大分割領域ＡＬ１の厚みに基づいて、ＡＬ１をさらに分割することによって得られる各小分割領域ＡＬ１１，ＡＬ１２，ＡＬ１３・・・の厚みの数値範囲を決定する。この処理では、ＡＬ１の厚みに近似する数値範囲が設定される。例えば、ＡＬ１の厚みが１００ｍｍである場合、ＡＬ１１，ＡＬ１２，ＡＬ１３・・・の厚みは、１００ｍｍに近似する範囲（例えば８０〜１２０ｍｍの範囲）に決定される。
同様に、大分割領域ＡＬ２の厚みに基づいて、ＡＬ２をさらに分割することによって得られる各小分割領域ＡＬ２１，ＡＬ２２，ＡＬ２３・・・の厚みの数値範囲を決定する。例えば、ＡＬ２の厚みが１５０ｍｍである場合、ＡＬ２１，ＡＬ２２，ＡＬ２３・・・の厚みは、１５０ｍｍに近似する範囲（例えば１３０〜１７０ｍｍの範囲）に決定される。
また、大分割領域ＡＬ３の厚みに基づいて、ＡＬ３をさらに分割することによって得られる各小分割領域ＡＬ３１，ＡＬ３２，ＡＬ３３・・・の厚みの数値範囲が決定される。また、大分割領域ＡＬ４の厚みに基づいて、ＡＬ４をさらに分割することによって得られる各小分割領域ＡＬ４１，ＡＬ４２，ＡＬ４３・・・の厚みの数値範囲が決定される。
決定された各小分割領域ＡＬ１１，ＡＬ１２，ＡＬ１３・・・の厚みの数値範囲は、金型仕様メモリ４６に記憶される。なお、各小分割領域ＡＬ１１，ＡＬ１２，ＡＬ１３・・・の単位厚みは、大分割領域ＡＬ１〜ＡＬ４の単位厚みと同じ値でもよいし、異なる値でもよい。各小分割領域ＡＬ１１，ＡＬ１２，ＡＬ１３・・・の単位厚みも、金型仕様メモリ４６に記憶される。
【００６６】
Ｓ２２を終えると、流動解析ステップ（Ｓ２４）を実行する。設計者は、流動解析ステップを実行するように、コンピュータ３０に指示する。
Ｓ２４の流動解析ステップでは、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の保圧力と保圧時間の数値が、以下の制約の下でコンピュータ３０によって選択される。
（１）Ｓ２で入力された各数値範囲に含まれる。
（２）プランジャＰＬ１の保圧力Ｐｈ１とプランジャＰＬ４の保圧力Ｐｈ４は、同じ値に設定される。
（３）プランジャＰＬ１の保圧時間Ｔ１とプランジャＰＬ４の保圧時間Ｔ４は、同じ値に設定される。
また、各小分割領域の厚みには、Ｓ２２で決定された数値範囲に含まれる１つの値が利用される。各ゲート位置と各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出圧力Ｐ１〜Ｐ４及び射出流量Ｖ１〜Ｖ４には、Ｓ１０で得られた最適解が利用される。樹脂温度と金型温度には、Ｓ２で入力された基準値が利用される。
Ｓ２４の流動解析ステップを実行すると、各評価項目の情報を得ることができる。各評価項目の情報は、テンポラリメモリ３６に記憶される。
【００６７】
Ｓ２４を終えると、コンピュータ３０は、終了条件を満たすか否かを判断する（Ｓ２６）。この処理は、各変動要素（各小分割領域ＡＬ１１，ＡＬ１２，ＡＬ１３・・・の厚みと各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の保圧力と各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の保圧時間）の全ての組合せについて流動解析が行なわれたか否かを判断する。
ここでＮＯと判断されると、記憶されている各数値範囲内で変動要素の数値を変更し（ステップＳ２８）、Ｓ２４の流動解析を再び実行する。例えば、プランジャＰＬ１の保圧力を１０ＭＰａから１２ＭＰａに変更することができる。数値の変更幅は、Ｓ２で入力された各単位量に基づいて決定される。
Ｓ２８では、１つの要素のみが変更されてよいし、複数の要素が同時に変更されてもよい。ただし、Ｓ２８の処理は、以下の制約の下で実行される。
（１）プランジャＰＬ１の保圧力Ｐｈ１とプランジャＰＬ４の保圧力Ｐｈ４は、同時に変更しなければならない。Ｐｈ１とＰｈ４は、同じ値でなければならない。
（２）プランジャＰＬ１の保圧時間Ｔｈ１とプランジャＰＬ４の保圧時間Ｔｈ４は、同時に変更しなければならない。Ｔｈ１とＴｈ４は、同じ値でなければならない。
Ｓ２８では、各ゲート位置と各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出圧力Ｐ１〜Ｐ４と射出流量Ｖ１〜Ｖ４は変更されない。各ゲート位置とＰ１〜Ｐ４とＶ１〜Ｖ４は、Ｓ１０で得られた最適解に固定されている。また、金型温度と樹脂温度も基準値に固定されており、Ｓ２８で変更されない。
【００６８】
Ｓ２４からＳ２８の処理を繰り返し実行することによって、各小分割領域の厚みと保圧力と保圧時間を様々に変更することによって得られる各組合せの場合の流動解析結果（即ち各評価項目）が得られる。
上記した制約の下での全ての組合せについて流動解析が行なわれると、ステップＳ２６でＹＥＳと判断される。ステップＳ２６でＹＥＳと判断されると、Ｓ３０に進む。
【００６９】
Ｓ３０では、上記した各変動要素の最適解を導出する。設計者は、最適解導出ステップを実行するように、コンピュータ３０に指示する。コンピュータ３０は、制約条件メモリ５０に記憶されている各制約条件を満たし、かつ、型締力と体積（又は重量）が最小になる最適解を導出する。Ｓ３０の最適解導出ステップは、Ｓ１０の最適解導出ステップと異なり、図９に示す全ての制約条件と目的関数を利用して実行される。
Ｓ３０では、各小分割領域ＡＬ１１，ＡＬ１２，ＡＬ１３・・・の厚みの最適解と、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の保圧力Ｐｈ１〜Ｐｈ４の最適解と、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の保圧時間Ｔｈ１〜Ｔｈ４の最適解を得ることができる。Ｓ３０で得られた各最適解の中で、Ｐｈ１とＰｈ４は同じ値であるとともに、Ｔｈ１とＴｈ４は同じ値である。Ｓ３０で得られた各最適解の情報は、テンポラリメモリ３６に記憶される。
【００７０】
続いて、図１２のＳ４２の処理を実行する。Ｓ４２では、Ｓ３０で得られたＰｈ１〜Ｐｈ４とＴｈ１〜Ｔｈ４に基づいて、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の第１保圧力と第１保圧時間と第２保圧力と第２保圧時間の数値範囲を決定する。この処理は、コンピュータ３０によって実行される。コンピュータ３０には、Ｓ４２の処理を実行するためのプログラムが記憶されている。
ここで、第１保圧力と第１保圧時間と第１保圧力と第２保圧時間について説明しておく。一般的に、射出成形では、キャビティ１６内に樹脂が充填された後に、保圧工程が実行される。保圧工程は、キャビティ１６内に樹脂が充填された後に各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４から樹脂を射出し続けることによって実行される。保圧工程の途中で保圧力を変えることがある。本実施例では、保圧力が変えられる前の保圧工程を第１保圧工程と呼び、保圧力が変えられた後の保圧工程を第２保圧工程と呼ぶ。第１保圧工程の際に利用される保圧力を第１保圧力と呼び、第２保圧工程の際に利用される保圧力を第２保圧力と呼ぶ。第１保圧工程を実行する時間を第１保圧時間と呼び、第２保圧工程を実行する時間を第２保圧時間と呼ぶ。
【００７１】
Ｓ４２の処理では、Ｓ３０で得られた保圧力Ｐｈ１に基づいて、プランジャＰＬ１の第１保圧力の数値範囲と第２保圧力の数値範囲を決定する。これらの数値範囲は、Ｐｈ１の最適解に近似する範囲が設定される。例えば、保圧力Ｐｈ１の最適解が１０ＭＰａの場合、第１保圧力を８〜１２ＭＰａの数値範囲に決定するとともに、第２保圧力を８〜１２ＭＰａの数値範囲に決定する。プランジャＰＬ１の第１保圧力と第２保圧力は、同じ数値範囲でもよいし、異なる数値範囲でもよい。
プランジャＰＬ２の第１保圧力の数値範囲と第２保圧力の数値範囲は、Ｓ３０で得られたＰｈ２に基づいてプランジャＰＬ１の場合と同様に決定される。また、プランジャＰＬ３の第１保圧力の数値範囲と第２保圧力の数値範囲は、Ｓ３０で得られたＰｈ３に基づいてプランジャＰＬ１の場合と同様に決定される。プランジャＰＬ４の第１保圧力の数値範囲は、プランジャＰＬ１の第１保圧力の数値範囲と同じ範囲に設定される。プランジャＰＬ４の第２保圧力の数値範囲は、プランジャＰＬ１の第２保圧力の数値範囲と同じ範囲に設定される。
【００７２】
さらに、Ｓ４２の処理では、Ｓ３０で得られた保圧時間Ｔｈ１に基づいて、プランジャＰＬ１の第１保圧時間の数値範囲と第２保圧時間の数値範囲を決定する。本実施例では、Ｔｈ１の半分の値を求めて、その値に近似する範囲を、第１保圧時間及び第２保圧時間の数値範囲とする。例えば、Ｔｈ１が１０秒である場合、第１保圧時間は３〜７秒の数値範囲に決定するとともに、第２保圧時間も３〜７秒の数値範囲に決定する。なお、プランジャＰＬ１の第１保圧時間の数値範囲と第２保圧時間の数値範囲は、同じ範囲でもよいし、異なる範囲でもよい。
プランジャＰＬ２の第１保圧時間の数値範囲と第２保圧時間の数値範囲は、Ｓ３０で得られたＴｈ２に基づいてプランジャＰＬ１の場合と同様に決定される。また、プランジャＰＬ３の第１保圧時間の数値範囲と第２保圧時間の数値範囲は、Ｓ３０で得られたＴｈ３に基づいてプランジャＰＬ１の場合と同様に決定される。プランジャＰＬ４の第１保圧時間の数値範囲は、プランジャＰＬ１の第１保圧時間の数値範囲と同じ範囲に設定される。プランジャＰＬ４の第２保圧時間の数値範囲は、プランジャＰＬ１の第２保圧時間の数値範囲と同じ範囲に設定される。
【００７３】
各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の第１保圧力と第１保圧時間と第２保圧力と第２保圧時間のそれぞれの数値範囲は、射出要素メモリ４４に記憶される。なお、第１保圧力と第１保圧時間と第２保圧力と第２保圧時間のそれぞれの単位量は、Ｓ２で入力された単位量と同じ値でもよいし、異なる値でもよい。例えば、プランジャＰＬ１の単位保圧力ＰｈＤが１ＭＰａである場合、プランジャＰＬｌの第１保圧力及び第２保圧力の単位量は、１ＭＰａでもよいし、他の値を採用してもよい。各単位量も、射出要素メモリ４４に記憶される。
【００７４】
Ｓ４２を終えると、流動解析ステップ（Ｓ４４）を実行する。設計者は、流動解析ステップを実行するように、コンピュータ３０に指示する。
Ｓ４４の流動解析ステップでは、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の第１保圧力と第１保圧時間と第２保圧力と第２保圧時間のそれぞれの数値が、以下の制約の下でコンピュータ３０によって選択される。
（１）Ｓ４２で決定された数値範囲内である。
（２）プランジャＰＬ１の第１保圧力とプランジャＰＬ４の第１保圧力は、同じ値に設定される。
（３）プランジャＰＬ１の第２保圧力とプランジャＰＬ４の第２保圧力は、同じ値に設定される。
（４）プランジャＰＬ１の第１保圧時間とプランジャＰＬ４の第１保圧時間は、同じ値に設定される。
（５）プランジャＰＬ１の第２保圧時間とプランジャＰＬ４の第２保圧時間は、同じ値に設定される。
また、各ゲート位置と各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出圧力Ｐ１〜Ｐ４と射出流量Ｖ１〜Ｖ４には、Ｓ１０で得られた最適解が利用される。また、各小分割領域の厚みには、Ｓ３０で得られた最適解が利用される。樹脂温度と金型温度には、Ｓ２で入力された基準値が利用される。
Ｓ４４の流動解析ステップを実行すると、各評価項目の情報を得ることができる。各評価項目の情報は、テンポラリメモリ３６に記憶される。
【００７５】
Ｓ４４を終えると、コンピュータ３０は、終了条件を満たすか否かを判断する（Ｓ４６）。この処理は、各変動要素（各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の第１保圧力と第１保圧時間と第２保圧力と第２保圧時間）を様々に変更することによって得られる全ての組合せについて流動解析ステップが行なわれたか否かが判断される。
ここでＮＯと判断されると、記憶されている各数値範囲内で変動要素の数値を変更し（ステップＳ４８）、Ｓ４４の流動解析を再び実行する。
Ｓ４８では、１つの要素のみが変更されてよいし、複数の要素が同時に変更されてもよい。ただし、Ｓ４８は、以下の制約の下で実行される。
（１）プランジャＰＬ１の第１保圧力Ｐｈ１−１とプランジャＰＬ４の第１保圧力Ｐｈ４−１は、同時に変更しなければならない。Ｐｈ１−１とＰｈ４−１は、同じ値でなければならない。
（２）プランジャＰＬ１の第２保圧力Ｐｈ１−２とプランジャＰＬ４の第２保圧力Ｐｈ４−２は、同時に変更しなければならない。Ｐｈ１−２とＰｈ４−２は、同じ値でなければならない。
（３）プランジャＰＬ１の第１保圧時間Ｔｈ１−１とプランジャＰＬ４の第１保圧時間Ｔｈ４−１は、同時に変更しなければならない。Ｔｈ１−１とＴｈ４−１は、同じ値でなければならない。
（４）プランジャＰＬ１の第２保圧時間Ｔｈ１−２とプランジャＰＬ４の第２保圧時間Ｔｈ４−２は、同時に変更しなければならない。Ｔｈ１−２とＴｈ４−２は、同じ値でなければならない。
Ｓ４８では、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出圧力Ｐ１〜Ｐ４と射出流量Ｖ１〜Ｖ４が変更されない。Ｐ１〜Ｐ４とＶ１〜Ｖ４は、Ｓ１０で得られた最適解に固定されている。また、各小分割領域の厚みも変更されない。各小分割領域の厚みは、Ｓ３０で得られた最適解に固定されている。また、金型温度と樹脂温度も基準値に固定されており、Ｓ４８で変更されない。
【００７６】
Ｓ４４からＳ４８の処理を繰り返し実行することによって、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の第１保圧力と第２保圧力と第１保圧時間と第２保圧時間を様々に変更することによって得られる各組合せの場合の流動解析結果（即ち各評価項目）が得られる。
上記した制約の下での全ての組合せについて流動解析が行なわれると、ステップＳ４６でＹＥＳと判断される。ステップＳ４６でＹＥＳと判断されると、Ｓ５０に進む。
【００７７】
Ｓ５０では、上記した各変動要素の最適解を導出する。設計者は、最適解導出ステップを実行するように、コンピュータ３０に指示する。コンピュータ３０は、制約条件メモリ５０に記憶されている各制約条件を満たし、かつ、型締力と体積（又は重量）が最小になる最適解を導出する。
Ｓ５０では、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の第１保圧力と第１保圧時間と第２保圧力と第２保圧時間のそれぞれの最適解を得ることができる。Ｓ５０で得られた各最適解の中で、プランジャＰＬ１の第１保圧力Ｐｈ１−１とプランジャＰＬ４の第１保圧力Ｐｈ４−１は同じ値である。プランジャＰＬ１の第２保圧力Ｐｈ１−２とプランジャＰＬ４の第２保圧力Ｐｈ４−２は同じ値である。また、プランジャＰＬ１の第１保圧時間Ｔｈ１−１とプランジャＰＬ４の第１保圧時間Ｔｈ４−１は同じ値である。プランジャＰＬ１の第２保圧時間Ｔｈ１−２とプランジャＰＬ４の第２保圧時間Ｔｈ４−２は同じ値である。Ｓ５０で得られた各最適解の情報は、テンポラリメモリ３６に記憶される。
【００７８】
Ｓ５０を終えると、図１３のＳ６２〜Ｓ６６の処理を実行する。Ｓ６２〜Ｓ６６は、上記したＳ４〜Ｓ８、Ｓ２４〜Ｓ２８、又はＳ４４〜Ｓ４８と同様であるために、簡単に説明しておく。
Ｓ６２〜Ｓ６６では、各ゲート位置と各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出圧力Ｐ１〜Ｐ４と射出流量Ｖ１〜Ｖ４は、Ｓ１０で得られた最適解に固定されている。また、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の第１保圧時間と第２保圧時間は、Ｓ５０で得られた最適解に固定されている。
このＳ６２〜Ｓ６６の処理では、変動条件メモリ４８（図７参照）に記憶されている数値範囲内で金型温度と樹脂温度と第１保圧力と第２保圧力と全体の厚みを様々に変更しながら、流動解析が行なわれる。例えば、金型温度や樹脂温度は、基準値を基準としてプラスマイナス１０℃の数値範囲内で様々に変更される。
また、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の第１保圧力は、Ｓ５０で得られた最適解を基準としてプラスマイナス２ＭＰａの数値範囲で様々に変更される。各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の第２保圧力も、Ｓ５０で得られた最適解を基準としてプラスマイナス２ＭＰａの数値範囲で様々に変更される。
また、Ｓ３０で得られた各小分割領域の厚みが、プラスマイナス０．１ｍｍの数値範囲で様々に変更される。ここでは、全ての小分割領域の厚みが同じ量だけ変更される。例えば、小分割領域ＡＬ１１の厚みをプラス０．１ｍｍに変更されるのであれば、他の全ての小分割領域ＡＬ１２，ＡＬ１３・・・ＡＬ２１，ＡＬ２２・・・の厚みもプラス０．１ｍｍに変更される。即ち、Ｓ６２〜Ｓ６６では、全体の厚みを様々に変更しながら、流動解析が実行される。
【００７９】
Ｓ６２からＳ６６の処理を繰り返し実行することによって、金型温度と樹脂温度と第１保圧力と第２保圧力と全体の厚みが様々に変えられた場合の流動解析結果（即ち各評価項目）が得られる。
各変動要素の全ての組合せについて流動解析が行なわれると、ステップＳ６４でＹＥＳと判断される。ステップＳ６４でＹＥＳと判断されると、Ｓ６８に進む。
【００８０】
Ｓ６８では、金型温度と樹脂温度と第１保圧力と第２保圧力と全体の厚みを様々に変更することによって得られる各組合せの場合の流動解析結果が、基準を満たすか否かが判断される。具体的には、制約条件メモリ５０に記憶されている各制約条件を満たすか否かが判断される。本実施例のＳ６８の処理では、型締力と成形品の体積（重量）についての判断が行なわれない。しかしながら、型締力と成形品の体積（重量）についても制約条件を設けておいて、それを満たすか否かを判断するようにしてもよい。
Ｓ１０，Ｓ３０，Ｓ５０で求められた各最適解を利用して射出成形装置２を設計した場合でも、設計誤差や設置環境の影響によって、各制約条件を満たさなくなる可能性がある。Ｓ６２〜Ｓ６８の処理を実行することによって、設計誤差や設置環境の影響があっても、各制約条件を満たすことができるのか否かが判断されることになる。
【００８１】
Ｓ６８でＮＯと判断されると、Ｓ７０に進む。コンピュータ３０は、制約条件が満たされなかった旨をモニタ５８（図４参照）に表示する。モニタ５８には、どの制約条件が満たされなかったのかが表示される。例えば、表面ウェルドが成形品の意匠面に形成されること等が表示される。
設計者は、Ｓ７０の表示を見ることによって、射出要素及び／又は金型仕様をどのように変更すれば、制約条件をクリアすることができるのかを判断する。設計者は、射出要素及び／又は金型仕様を変更することができる（Ｓ７２）。射出要素及び／又は金型仕様を変更すると、変更された射出要素及び／金型仕様を利用して、Ｓ６２の処理を再び実行する。Ｓ６８でＹＥＳと判断されるまで、上記の処理が繰り返される。
【００８２】
Ｓ６８でＹＥＳと判断されると、コンピュータ３０は、得られた全ての最適解をモニタ５８で表示する。これにより、コンピュータ３０によって実行される全ての処理が終了する。設計者は、モニタ５８の表示内容を見ることによって、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の各種の射出要素と金型仕様の最適解を知ることができる。設計者は、この知見に基づいて、射出成形装置を設計することができる。
【００８３】
本実施例によると、各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の各種の射出要素と金型仕様を設計者が決定する過程を強力に支援することができる。各プランジャＰＬ１〜ＰＬ４の射出要素及び金型仕様の数値を決定するのに要する時間を大幅に短縮することができる。
また、本実施例では、プランジャＰＬ１の射出要素とプランジャＰＬ４の射出要素が同じ数値を維持した状態で流動解析ステップが実行される。これは、キャビティ１６の対称性を考慮したものである。このようにすると、プランジャＰＬ１の射出要素とプランジャＰＬ４の射出要素が異なる数値の組合せの場合の流動解析を行なう必要がないために、流動解析ステップを短時間で実行することができる。
また、Ｓ４の流動解析ステップは保圧力と保圧時間が固定された状態で実行されるとともに、Ｓ２４の流動解析ステップは射出圧力と射出流量が固定された状態で実行される。このようにすると、保圧力と保圧時間と射出圧力と射出流量を固定せずに全ての組合せを考慮して流動解析する場合と比べて、流動解析ステップを短時間で実行することができる。この場合であっても、満足のいく最適解を得ることができることが、本発明者らの研究によってわかっている。
さらに、本実施例では、得られた最適解に基づいてＳ２２やＳ４２で数値範囲を決定する。このようにすると、最初から数値範囲を決めておく場合と比べて、数値範囲を絞り込むことができる。このために、流動解析ステップを短時間で実行することができる。
【００８４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例の射出成形装置の縦断面図を示す。
【図２】図１のII−II線断面図を示す。
【図３】成形品の斜視図を示す。
【図４】コンピュータの構成を簡単に示す。
【図５】射出要素メモリの記憶内容の一例を示す。
【図６】金型仕様メモリの記憶内容の一例を示す。
【図７】大分割領域と小分割領域を説明するための図を示す。
【図８】変動条件メモリの記憶内容の一例を示す。
【図９】評価項目の一覧を示す。
【図１０】最適解導出方法のフローチャートを示す。
【図１１】最適解導出方法のフローチャートを示す（図１０の続きである）。
【図１２】最適解導出方法のフローチャートを示す（図１１の続きである）。
【図１３】最適解導出方法のフローチャートを示す（図１２の続きである）。
【符号の説明】
【００８６】
２：射出成形装置
１０：金型
１２：上型
１４：下型
１６：キャビティ
２０：成形品
３０：コンピュータ
ＰＬ１〜ＰＬ４：プランジャ
Ｇ１〜Ｇ４：ゲート
ＡＬ１〜ＡＬ４：大分割領域
【図１】
0004770509.tif 000002
【図２】
0004770509.tif 000003
【図３】
0004770509.tif 000004
【図４】
0004770509.tif 000005
【図５】
0004770509.tif 000006
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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