(57)【要約】【課題】  簡単な構成でタッチ力を保持できるノズルタッチ力制御装置を提供する。【解決手段】  モータ３はスプリング６を介して射出ユニット１０を前進させノズル１９を金型に当接させる。さらに、スプリング６を圧縮して、設定ノズルタッチ力を与える。射出保圧工程時には、スクリュ２０を駆動し樹脂を射出させるサーボモータ２３に設けた位置・速度検出器２４より射出速度を所定周期毎検出する。該射出速度から加速度を求める。該加速度から射出動作によって移動する射出スクリュ２０、プッシャープレート１４等の可動部の慣性力によって発生する力を求める。該求めた力に相当する分モータ３の回転位置を変えてスプリング６の圧縮量を制御し、ノズルタッチ力を一定に保持する。ノズルタッチ力が一定に保持されるから樹脂漏れは発生せず、過大なノズルタッチ力が発生することもない。【選択図】          図１
2005081721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース上に前後進可能に配置され、ノズルタッチ力発生装置よりノズルタッチ力が付与される射出ユニットを備える射出成形機において、射出加速度を求め、この加速度に対応させてノズルタッチ力発生装置の出力を増減制御するノズルタッチ力制御装置。
【請求項２】
前記ノズルタッチ力発生装置は、トルク制御可能なモータで構成し、該モータの出力トルクによりノズルタッチ力を発生させ、前記射出加速度に予め設定された値を乗じて得られた値を、前記モータの出力トルクから増減して所定ノズルタッチ力を得るように制御することを特徴とする請求項１記載のノズルタッチ力制御装置。
【請求項３】
前記ノズルタッチ力発生装置は、圧力制御可能なシリンダで構成し、該シリンダの圧力によりノズルタッチ力を発生させ、射出加速度に予め設定された値を乗じることで計算された値を、前記シリンダの圧力から増減して所定ノズルタッチ力を得るように制御することを特徴とする請求項１記載のノズルタッチ力制御装置。
【請求項４】
前記ノズルタッチ力発生装置は、モータによりスプリングを伸縮し、その伸縮量によってノズルタッチ力を発生させる構成とし、センサによりスプリング伸縮量を測定するとともに、射出加速度に予め設定された値を乗じることで計算された値を、前記スプリングの伸縮量から増減するようにモータを制御して所定ノズルタッチ力を得るようにしたことを特徴とする請求項１記載のノズルタッチ力制御装置。
【請求項５】
前記ノズルタッチ力発生装置は、圧力制御可能なシリンダとスプリングを伸縮させるモータで構成され、スプリング伸縮量とシリンダ圧力によってノズルタッチ力を発生させるものであって、射出加速度に予め設定された値を乗じることで計算された値に基づいて、前記シリンダの圧力を増減制御するか、前記スプリングを伸縮させるモータの回転位置を制御することによってノズルタッチ力を所定ノズルタッチ力に保持するようにした請求項１記載のノズルタッチ力制御装置。
【請求項６】
前記ノズルタッチ力発生装置は、圧力制御可能なシリンダとトルク制御可能なモータで構成され、モータ出力トルクとシリンダ圧力によってノズルタッチ力を発生させるものであって、射出加速度に予め設定された値を乗じることで計算された値に基づいて、前記シリンダ圧力を増減制御するか、若しくは前記モータ出力トルクを増減制御することによってノズルタッチ力を所定ノズルタッチ力に保持するようにした請求項１記載のノズルタッチ力制御装置。
【請求項７】
前記ノズルタッチ力発生装置は、トルク制御可能なモータとスプリングを伸縮させるモータで構成され、スプリング伸縮量とトルク制御可能なモータの出力トルクによってノズルタッチ力を発生させるものであって、射出加速度に予め設定された値を乗じることで計算された値に基づいて、前記スプリングを伸縮させるモータの回転位置を制御するか、トルク制御可能なモータの出力トルクを増減制御することによりノズルタッチ力を所定ノズルタッチ力に保持するようにした請求項１記載のノズルタッチ力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機に関し、特に射出成形機のノズルタッチ力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出ユニット全体を移動させて金型に接触させ押し付けるノズルタッチ機構は、ノズルタッチ力発生装置により、ベース上に前後進可能に搭載された射出ユニットを駆動して射出ユニットのノズルを金型に接触させている。ノズルタッチ力発生装置としては、油圧シリンダを用いるものや、モータ力により伸縮されたスプリング力を利用してノズルを金型に圧接保持するようにしたものが公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、ノズルタッチ力発生装置としてスプリングを利用したノズルタッチ機構の従来例である。射出成形機のベース１上に設けられたレール２には、射出ユニット１０の一部を構成するエクストルーダベース１１が前後進可能に配置されている。該エクストルーダベース１１には、射出スクリュの交換、保守のために射出機構が旋回可能に取り付けられている。射出機構はフロントプレート１２とリアプレート１３と、該フロントプレート１２とリアプレート１３間を連結した複数のガイドバー１５にガイドされるプッシャープレート１４を備え、プッシャープレート１４には射出用のボールねじ１６と螺合するナット１７が固定されている。又、該プッシャープレート１４には、加熱シリンダ１８内に挿入されている射出スクリュ２０が回転自在に保持されている。加熱シリンダ１８の先端にはノズル１９が設けられ、該ノズル１９は、固定盤２１に取り付けられた金型２２に当接、離間するように構成されている。また、リアプレート１３に設けられたサーボモータ２３によりボールねじ１６を駆動しナット１７を介して、プッシャープレート１４及び射出スクリュ２０を前進させて溶融樹脂の射出を行う。
【０００４】
エクストルーダベース１１には、ノズルタッチ力発生装置が配置され、このノズルタッチ力発生装置は、ベース１に固定されたモータ３と、該モータ３のロータ軸とボールねじ４を連結し、かつ該ボールねじ４を回転自在で軸方向移動不能に軸支するベース１に固定された連結部材９と、ボールねじ４と螺合するナット部材５と、エクストルーダベース１１の脚部間に設けられたガイドロッドにガイドされて前後進するナット部材５とエクストルーダベース１１の脚部との間に配置されナット部材５の移動により伸縮するスプリング６で構成されている。モータ３が駆動されてボールねじ４が回転すると、該ボールねじ４に螺合するナット部材５は、ガイドロッドにガイドされて、軸方向に移動する。ナット部材５の前進（図６において左方向）によりスプリング６が圧縮され、エクストルーダベース１１を前進させ、該エクストルーダベース１１に取り付けられている射出機構を前進させる。即ち、射出ユニット１０を前進させ、ノズル１９を金型２２に当接させ、かつ、センサ等でスプリングの伸縮量を検出し、該伸縮量に応じたノズルタッチ力を発生させるようにしている。  
又、油圧を用いてノズルを金型に一定の圧力で押し付けているノズルタッチ機構も公知である。このように、従来のノズルタッチの力制御は、ノズルタッチ力発生装置の出力を一定に保持してノズルを金型に押圧し保持するものが一般的である。
【０００５】
また、ノズルタッチ力を容易にかつ、任意の値に設定できるように、射出ユニットに歪みセンサーを設け、該歪みセンサからのフィードバック信号に基づいて、射出ユニットを前進させるサーボモータを制御してノズルタッチ力をフィードバック制御することによって、任意の所望のノズルタッチ力を得るように制御する方法も公知である（特許文献２参照）。
【０００６】
また、射出加減速時に射出ユニットの可動部材の慣性力によって発生する反力をキャンセルするために、互いに逆方向に移動する可動部材を設けることにより、慣性力を排除して射出成形機の各部の破損や制御特性の悪化を防止するようにした発明も知られている（特許文献３参照）。
【０００７】
また、スクリュの後方に取り付けられたロードセルを用いてスクリュに作用する軸方向の反力を検出するとともに、射出加減速時に発生するスクリュ等の可動部の慣性力を求めて前記反力を補正することによって、溶融樹脂にかかる圧力を正確に求めるようにした発明が知られている（特許文献４）。
【０００８】
【特許文献１】特公平６−１７０３８公報
【特許文献２】特公平７−１０６５８０公報
【特許文献３】特開２００１−１２４１６９号公報
【特許文献４】特開２００３−１９１２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ノズルと金型の当接位置から溶融樹脂が漏れることを防止するには、ノズルタッチ機構におけるノズルタッチ力を一定に保持することが望ましい。しかし、射出加速時には射出ユニットの射出スクリュやプッシャープレート等の可動部材の慣性力の影響でノズルタッチ面を押圧するノズルタッチ力が低下する。図７は、図６に示した従来のスプリングを利用したノズルタッチ力発生装置におけるノズルタッチ力の説明図である。図７（ａ）は、射出ユニットにおいて、射出スクリュ２０が前進して加熱シリンダ１８内の溶融樹脂を金型２２内に射出するときの射出速度を表し、図７（ｂ）は、この射出時のノズルタッチ力を示す図である。  
スプリング６の圧縮により所定のノズルタッチ力ｆｓが発生している状態で射出動作を開始すると、射出加速時には射出ユニット１０の射出スクリュ２０、プッシャープレート１４等の可動部の慣性力の影響でノズルタッチ面を押圧するノズルタッチ力が低下する。一方、射出減速時には、射出ユニット１０の慣性力の影響で逆にノズルタッチ力は増大する。図７（ｂ）では、射出加速時、減速時においてノズルタッチ力がｆ１だけ増減することを示している。
【００１０】
そして、このノズルタッチ力が樹脂圧による力よりも小さくなったとき、射出ユニットが押し戻され、樹脂漏れが発生する。そのため、従来は射出加速の影響でノズルタッチ力が低下しても樹脂漏れが発生しないように、十分に大きなノズルタッチ力で押圧していた。しかし、金型を大きなノズルタッチ力で押圧すると、金型が撓み、また、型盤平行度が保てないため、成形品品質が劣化したり、金型寿命が低下するといった問題があった。また、図７（ｂ）に示すように、射出速度の減速時には慣性力によりノズルタッチ力が増加するため、更なる金型寿命低下等をもたらしていた。
【００１１】
特許文献２に記載された発明のように、歪みセンサーを用いてのノズルタッチ力のフィードバック制御を行えば、射出加速時等における射出ユニットの可動部材の慣性力の影響を防止することも可能であるが、歪みセンサを必要とする。又、特許文献３に記載されているように、射出ユニットにおける射出時に動作する可動部材に対しこの可動部材と逆方向に移動する可動部材を追加して、慣性力を相殺して慣性力が作用しないようにして、ノズルタッチ力を保持することも可能であるが、逆方向に移動する可動部材を設ける必要があり、質量が２倍となり、その結果、同トルクのモータで駆動した場合、射出加速度は１／２に低下し、かつ構造も複雑となるという欠点がある。又、特許文献４は、ノズルタッチ力を制御しているものではない。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、構造が簡単で、かつ容易に一定のノズルタッチ力を保持できるノズルタッチ力制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ベース上に前後進可能に配置されノズルタッチ力発生装置よりノズルタッチ力が付与される射出ユニットを備える射出成形機において、射出加速度を求め、この加速度に対応させてノズルタッチ力発生装置の出力を増減制御することによって、所定ノズルタッチ力を保持するようにしたノズルタッチ力制御装置である。そして、前記ノズルタッチ力発生装置としては、トルク制御可能なモータで構成して、該モータの出力トルクによりノズルタッチ力を発生させるようにしても、圧力制御可能なシリンダで構成し、該シリンダの圧力によりノズルタッチ力を発生させるようにしても、モータによりスプリングを伸縮し、その伸縮量によってノズルタッチ力を発生させるようにしてもよいものである。  さらには、前記ノズルタッチ力発生装置を、圧力制御可能なシリンダとスプリングを伸縮させるモータで構成しても、圧力制御可能なシリンダとトルク制御可能なモータで構成しても、トルク制御可能なモータとスプリングを伸縮させるモータで構成してもよく、２つのノズルタッチ力発生手段のいずれかを射出加速度に基づいてその出力を制御してノズルタッチ力を所定ノズルタッチ力に保持するようにする。
【発明の効果】
【００１４】
ノズルタッチ力を一定に保持でき、溶融樹脂の漏れをなくし、かつ過大なノズルタッチ力を金型に加えることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、ノズルタッチ力を射出時における射出加減速時の可動部材の慣性力の影響を除去し常に一定に保持するために、射出時の加速度（射出スクリュ加速度）を求め、該加速度からノズルタッチ力に影響を与える力を求め、ノズルタッチ力発生手段で発生させる力を制御するようにしたものである。射出時においては、射出スクリュやプッシャープレート等の可動部材が溶融樹脂を射出するために加速及び減速がなされる。慣性力は、この加減速時の加速度に加減速される可動部材の質量を乗じたものであるから、ノズルタッチ力に影響を与える力は、射出時の加速度に所定定数を乗じることによって求めることができる。本発明は、このノズルタッチ力に影響を与える射出時の加減速に伴う慣性力をソフトウェアの処理によって求めノズルタッチ力を制御するようにしたものである。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態の要部ブロック図である。この第１の実施形態では図６に示したモータとスプリング等によって構成されたノズルタッチ力発生装置を用いているもので、ノズルタッチ機構、ノズルタッチ力発生装置の構成は図６に示した従来例と同一であるので説明は省略する。又、この第１の実施形態でのノズルタッチ力制御装置５０は、射出成形機を制御する制御装置で構成されており、該制御装置５０は、プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣ用ＣＰＵ３０、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣ用ＣＰＵ３１、サーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボ用ＣＰＵ３４を有し、バス４３を介して相互の入出力を選択することにより各マイクロプロセッサ間での情報伝達が行えるようになっている。
【００１７】
ＰＭＣ用ＣＰＵ３０には射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶したＲＯＭ３９および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ４０が接続され、ＣＮＣ用ＣＰＵ３１には、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラム等を記憶したＲＯＭ４１および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ４２が接続されている。
【００１８】
また、サーボ用ＣＰＵ３４には、位置ループ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ３５やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ３６が接続されている。更に、サーボ用ＣＰＵ３４には、該ＣＰＵ３４からの指令に基いて型締用，射出用，スクリュー回転用，エジェクタ用、ノズルタッチ用等の各軸のサーボモータを駆動するサーボアンプが接続され、各軸のサーボモータに取付けられた位置・速度検出器からの出力がサーボ用ＣＰＵ３４に帰還されるようになっている。なお、図１では、本発明に関係するノズルタッチ用のサーボモータ３と該サーボモータ３の位置、速度を検出する位置・速度検出器７，ボールねじ１６を回転させてプッシャープレート１４、射出スクリュ２０を軸方向に駆動する射出用サーボモータ２３とこのサーボモータ２３の位置、速度を検出する位置・速度速度検出器２４及び、これにノズルタッチ用サーボモータのサーボアンプ３７，射出用サーボモータのサーボアンプ３８のみが図示されている。
【００１９】
さらにバス４３には、不揮発性メモリで構成されるデータ保存用ＲＡＭ３２が接続され、該データ保存用ＲＡＭ３２には射出成形作業に関する成形条件と各種設定値，パラメータ，マクロ変数等を記憶する成形データが記憶されている。また、各種設定データ表示画面等を表示する液晶やＣＲＴで構成された表示装置と、各種データ、指令を入力するためのキーボード等の入力手段で構成される表示装置／入力手段３３もバス４３に接続されている。
【００２０】
以上の構成により、ＰＭＣ用ＣＰＵ３０が射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、ＣＮＣ用ＣＰＵ３１がＲＯＭ４１の運転プログラムやデータ保存用ＲＡＭ３２に格納された成形条件等に基いて各軸のサーボモータに対して移動指令の分配を行い、サーボ用ＣＰＵ３４は各軸に対して分配された移動指令と位置・速度検出器で検出された位置および速度のフィードバック信号等に基いて、従来と同様に位置ループ制御，速度ループ制御さらには電流ループ制御等のサーボ制御を行い、いわゆるディジタルサーボ処理を実行する。
【００２１】
上述した構成は従来の電動式射出成形機の制御装置と変わりはなく、本発明のノズルタッチ力制御装置として、図２に示す処理を射出保圧工程中所定周期毎に実施することによって、射出時の射出ユニットの可動部の加減速による影響を補正してノズルタッチ力を一定に保持するようにしている。
【００２２】
例えば、射出時に移動する射出スクリュやプッシャプレート等の可動部の質量をｍ、射出加速度をａ、ノズルタッチ力をｆｎ、スプリング６のバネ定数をｋ、初期スプリングの伸縮量をｘ、スプリング伸縮増加量（補正量）をｄｘとすると、射出加速度ａを求めて、下記式が成立するように、スプリング伸縮増加量（補正量）をｄｘを調整すれば、ノズルタッチ力を一定に保持できる。
【００２３】
ｍ＊ａ＋ｆｎ−ｋ（ｘ＋ｄｘ）＝０
即ち、上記式より、ｄｘ＝ｍ＊ａ／ｋになるように、モータ３を制御すれば、ｆｎ＝ｋ＊ｘとなり、ノズルタッチ力を一定にできる。
【００２４】
そこで、まず、従来と同様にノズルタッチ力発生装置を構成するサーボモータ３を駆動して、ボールねじ４、ナット部材５、スプリング６を介して射出ユニット１０を前進（図１で左方向）させノズル１９を金型２１に当接させ、さらに、スプリング６を圧縮し、このスプリング６の圧縮量が所定値に達し設定ノズルタッチ力を発生する位置に達したことが位置・速度検出器７で検出されると、サーボモータ３の駆動を停止し該位置を保持する。そして、このとき位置・速度検出器７で検出されるサーボモータ３の位置Ｐ０をＰＭＣ用ＣＰＵ３０は読み取りメモリに記憶しておく。  
そして、射出が開始されると、ＰＭＣ用ＣＰＵ３０は、この図２に示す処理を所定周期毎実行する。まず、サーボ用ＣＰＵ３４を介して射出用サーボモータ２３に取り付けられた位置・速度検出器２４からフィードバックされてくる射出速度Ｖを読み取り（ステップ１００）、該射出速度Ｖからレジスタに記憶する前周期に読み取った射出速度Ｖ０を減じて加速度Ａを求める（ステップ１０１）。なお、射出速度を記憶するレジスタは射出開始時には「０」が記憶されている。次に当該周期で検出した射出速度Ｖを前周期の射出速度Ｖ０として記憶する（ステップ１０２）。
【００２５】
次に、ステップ１０１で求めた加速度Ａに所定係数αを乗じて該加速度Ａによって発生する慣性力に対応する力が発生するスプリング６の伸縮量を決めるサーボモータ３の移動量Ｐを求める（ステップ１０３）。この求めた移動量Ｐを最初に位置決めした位置Ｐに加算し、該加算位置（Ｐ０＋Ｐ）への位置指令をサーボモータ３に出力する（ステップ１０４）。サーボモータ３はこの位置指令を受けて回転し、該指令位置に位置決めする。以下この処理を射出保圧工程期間中、所定周期毎実施する。
【００２６】
射出開始時においては、スクリュ２０やプッシャープレート１４は加速されることになるから、ステップ１０１で求められる加速度Ａは、プラスの値となり、この値に係数αが乗じられ、プラスの移動量Ｐが求められ、この移動量が位置Ｐ０に加算されて位置指令として出力されることになり、サーボモータ３は回転し、指令された位置（Ｐ０＋Ｐ）に移動させられ、スプリング６をさらに圧縮することになる。なお、スプリング６は圧縮する方向をプラス方向としている。
【００２７】
スプリング６が圧縮されることにより、該スプリング６から発生する射出ユニットを前進させる方向の力を増大させる。これによって、射出ユニットのスクリュ２０，プッシャープレート１４等の可動部材の加速にともなって発生する射出ユニット１０を後退させようとする力を相殺させるように作用するから、ノズル１９が金型２２を押圧するノズルタッチ力は変動がなく若しくは少ない変動しかない。よって、ノズルタッチ力が低下して溶融樹脂がこのノズルタッチ部から漏れることはない。
【００２８】
一方、射出速度が減速され、加速度Ａが負の加速度Ａとなると、指令位置は当初の指令位置Ｐ０から加速度Ａに対応する分減じられることになるからスプリング６の圧縮量は少なくなり、スプリングから発生するノズル１９を金型２２の方向に押圧する力は小さくなるが、その分射出ユニットの可動部材の減速にともなって発生する力がノズル１９を金型２２方向に押圧するように作用するから、ノズルタッチ力はほぼ一定に保持されることになる。
【００２９】
図８は、この実施形態における射出保圧工程時の射出速度とノズルタッチ力の関係を表したものであり、射出速度が、加速されたとき、減速されたときにおいても、ノズルタッチ力は一定な設定された値ｆｓに保持されることを示している。このようにしてノズルタッチ力が一定な値ｆｓに保持され、ノズルタッチ力が低下して溶融樹脂がこのノズルタッチ部から漏れることも、また、過剰にノズルタッチ力が金型に作用することもない。
【００３０】
以上のようにして、射出保圧工程時に生じる射出ユニットにおける可動部材の加減速に伴う射出ユニットを後退又は前進させようとする慣性力の影響を排除して、ノズルタッチ力は常にほぼ設定された値の保持されることになる。よって、溶融樹脂の漏れはなく、かつ金型２２に過大なノズルタッチ力が作用することもない。
【００３１】
なお、上述した第１の実施形態においては、ノズルタッチ力発生装置を構成するモータをサーボモータとして、その回転位置によってスプリングの伸縮量を検出するようにしたが、サーボモータとしてリニアモータを用いて、リニアモータの位置によってスプリングの伸縮量を検出してもよい。  
また、サーボモータではなく、通常のモータを使用し、スプリングの伸縮量は、リニアスケールなどの測長センサを用い、該測長センサで検出されるスプリング６の伸縮量に基づいてモータの回転位置を制御するようにしてもよい。さらには、近接スイッチを複数並べて配設し、この近接スイッチからの信号にもとづいて、モータの回転位置を制御してノズルタッチ力を制御するようにしてもよい。
【００３２】
図３は、本発明の第２の実施形態における射出保圧工程時に所定周期毎実施されるノズルタッチ力制御処理のフローチャートである。この第２の実施形態では、図１に示すサーボモータ３の代わりに出力トルクを制御できるトルク制御可能なモータ（以下このモータを３’と表す）を用い、かつスプリング６は用いずに、該トルク制御可能なモータが駆動するボールねじを射出ユニットのエクストルーダベース１１に固定されたナットに螺合させるようにして、トルク制御可能なモータ３’のトルクでボールねじ／ナット機構により直接射出ユニット１０を駆動して、かつ該トルク制御可能なモータ３’の出力トルクを制御してノズルタッチ力を常に設定値に一致するように制御するものである。又、サーボ用ＣＰＵ３４からは、トルク制御可能なモータ３’のアンプを介してトルク指令が出力されるものである。
【００３３】
この第２の実施形態の場合、ＰＭＣ用ＣＰＵ３０は予め設定されているノズルタッチ力に対応するトルク指令Ｔ０をサーボ用ＣＰＵ３４、アンプを介してトルク制御可能なモータ３’に出力する。モータ３’の駆動によりボールねじが回転し該ボールねじに螺合するナットにより射出ユニットが前進し、ノズル１９が金型２２に当接し、射出ユニット１０の移動が停止すると、モータ３’は指令されたトルクＴ０を出力するので、ノズルタッチ力は設定ノズルタッチ力に保持されている。
【００３４】
射出保圧工程になると、ＰＭＣ用ＣＰＵ３０は、第１の実施形態のステップ１００〜１０２と同一の処理を行い、射出速度Ｖを読み取り、加速度Ａを求め、当該周期で求めた射出速度Ｖを次周期の処理における前周期の射出速度Ｖ０として記憶する（ステップ２００〜２０２）。ステップ２０１で求めた加速度Ａに所定係数βを掛けて、射出ユニット１０の可動部材の加減速時の慣性力により発生するノズルタッチ力に影響するトルク成分Ｔを求める（ステップ２０３）。そして設定されたトルク指令Ｔ０にこの求めたトルク成分Ｔを加算して、トルク指令としてモータ３’に出力する。以下この処理を射出保圧工程中、所定周期毎実施する。
【００３５】
射出開始時で射出速度が増加しているときは加速度Ａはプラスとなり、ステップ２０３で求めるトルク成分Ｔはプラスとなり、ステップ２０４で出力されるトルク指令は、設定トルク指令Ｔ０よりトルク成分Ｔだけ増加することになる。一方、射出速度が増加するときは、図７に示すように、ノズルタッチ力が減少するように射出ユニットは力を受ける。その結果、この射出速度が加速される区間では、射出速度の増加に伴う射出ユニットの後退力とモータ３’が発生する射出ユニットを前進させようとするトルク成分Ｔが相殺されて、ノズルタッチ力は設定トルク指令Ｔ０に対応した力ｆｓにほぼ保持される。又射出速度が減少するときは、ステップ２０３で求めたトルク成分Ｔは負となり、モータ３’への指令は減少するが、射出速度の減少にともなって発生する射出ユニット１０を前進させようとする慣性力が加算されることになるから、ノズルタッチ力は図８に示すように設定トルクＴ０に対応する力ｆｓにほぼ保持されることになる。
【００３６】
図４は、本発明の第３の実施形態の概要図である。この第３の実施形態は、ノズルタッチ力発生装置を油圧で作動するもので構成しているものである。図４において、符号１０は射出成形機のベース１に移動可能に載置された射出ユニット、符号１８は加熱シリンダで符号１９はノズルである。該射出ユニット１０は、油圧シリンダ６１によって、図４中左右に移動させられ、図示しない金型にノズル１９を当接又は離間させるように構成されている。６２は油タンク、６３はポンプ、６４は切替弁、６５は油圧圧力を制御する比例電磁式リリーフ弁、６０はこのノズルタッチ力発生装置を制御する制御装置である。
【００３７】
射出ユニット１０を前進させて金型にノズル１９をタッチさせる場合には、制御装置は切替弁６４を図４において左方向に移動させ、ポンプ６３で油タンク６２から汲み上げられた作動油を、切替弁６４、比例電磁式リリーフ弁６５を介して油圧シリンダ６１を右側の作動室に導入し、ピストン６１ａを突出させて射出ユニット１０を左方向に移動させる。そして、ノズル１９が金型に当接して射出油ユニットの移動が停止した後は、制御装置６０は比例電磁式リリーフ弁６５に対して、設定ノズルタッチ力に対応する指令圧力Ｐｒ（電圧指令）出力して、ノズル１９を金型に対して設定ノズルタッチ力で押圧する。一方、金型からノズル１９を離間させるときには、切替弁６４を右方向に移動させて、ポンプ６３からの作動油が油圧シリンダ６１の左側の作動室に導入され、射出ユニット１０を図４で右方向に移動させ、ノズル１９を金型から離間させる。
【００３８】
そこで、前述したようにして、ノズル１９を金型に設定ノズルタッチ力で押圧した状態にして、射出保圧工程が実施されると、制御装置６０のプロセッサは、図５の処理を所定周期毎実施する。
【００３９】
まず、射出成形機を制御する制御装置を介してから射出速度Ｖを読み取り（ステップ３００）、前周期に読み取った射出速度Ｖ０を減じて加速度Ａを求める（ステップ３０１）。次の周期の処理のために読み取った速度Ｖを前周期の速度Ｖ０として記憶し（ステップ３０２）、ステップ３０１で求めた加速度に所定係数γを乗じて加速度に対応する圧力Ｐｒを求める（ステップ３０３）。求めた圧力Ｐｒを設定されているノズルタッチ力に対応する圧力Ｐroに加算し、この加算された圧力（Ｐro＋Ｐｒ）を当該周期の圧力指令として比例電磁式リリーフ弁６５に出力する。以下この処理を射出保圧工程中、所定周期毎実行する。
【００４０】
この処理によって、図８に示すように、射出保圧工程中、ノズルタッチ力は設定値ｆｓにほぼ保持され、ノズルタッチ力の低下も過剰なノズルタッチ力の発生も防止することができる。すなわち、射出速度が加速される区間においては、射出ユニット１０は後退方向の慣性力を受け、ノズルタッチ力が減少するように作用するが、この分油圧シリンダ６１に作用する油圧が上昇し射出ユニット１０を金型側に押圧することになるから、射出ユニットに作用する力は、射出加速時の慣性力による力と油圧シリンダに追加的に付加された油圧力が相殺されて、ノズルタッチ力は設定値ｆｓにほぼ保持される。また、射出速度が減速される時も同様で、射出速度の減速によって生じる射出ユニットを前進させる力と油圧シリンダに追加的に付加され油圧力を減少される力が相殺されて設定ノズルタッチ力ｆｓに保持されることになる。  
なお、上述した各実施形態では、射出スクリュ等の速度を検出し、射出時に移動する可動部の加速度をこの検出した速度より求めたが、加速度センサを設けて射出スクリュの加速度を直接検出してもよい。
【００４１】
また、ノズルタッチ力発生装置として、第１の実施形態のようなモータとスプリングからなるノズルタッチ力発生装置と、第３の実施形態のようなシリンダによるノズルタッチ力発生装置を併用した、ノズルタッチ力発生装置としてもよい。この場合、モータにより、スプリングを伸縮させ、その伸縮量で射出ユニットを加圧するとともにシリンダ出力でも射出ユニットを加圧して、両者によってノズルタッチ力を付与し、どちらか一方を射出加速度に基づいて、射出可動部の慣性力によるノズルタッチ力の変化を補うように制御するようにしてもよい。又、同様に、第１の実施形態のノズルタッチ力発生装置と第２の実施形態のノズルタッチ力発生装置を共に備えたノズルタッチ力発生装置としてもよく、さらには、第２実施形態のノズルタッチ力発生装置と第３の実施形態のノズルタッチ力発生装置を共に備えたノズルタッチ力発生装置としてもい。そしていずれか一方のノズルタッチ力発生装置によって射出動作に伴う可動部の慣性力の影響から生じるノズルタッチ力の変化を補正するように制御してノズルタッチ力を設定値の一定値に保持するように制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施形態の要部ブロック図である。
【図２】同第１の実施形態における射出保圧工程時に所定周期毎実施されるノズルタッチ力制御処理のフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態における射出保圧工程時に所定周期毎実施されるノズルタッチ力制御処理のフローチャートである。
【図４】本発明の第３の実施形態の概要図である。
【図５】同第３の実施形態における射出保圧工程時に所定周期毎実施されるノズルタッチ力制御処理のフローチャートである。
【図６】従来のノズルタッチ機構の一例の説明図である。
【図７】従来のノズルタッチ機構において射出動作によって生じるノズルタッチ力の変化の説明図である。
【図８】本発明の各実施形態においてのノズルタッチ力の説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  ベース
２  レール
３  モータ
４  ボールねじ
５  ナット部材
６  スプリング
７  ガイドロッド
８  センサ
９  連結部材
１０  射出ユニット
１１  エクストルーダベース
１２  フロントプレート
１３  リアプレート
１４  プッシャープレート
１５  ガイドバー
１６  ボールねじ
１７  ナット
１８  加熱シリンダ
１９  ノズル
２０  射出スクリュ
２１  固定盤
２２  金型
【図１】
2005081721.tif 000003
【図２】
2005081721.tif 000004
【図３】
2005081721.tif 000005
【図４】
2005081721.tif 000006
【図５】
2005081721.tif 000007
【図６】
2005081721.tif 000008
【図７】
2005081721.tif 000009
【図８】
2005081721.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月20日(2004.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
図６は、ノズルタッチ力発生装置としてスプリングを利用したノズルタッチ機構の従来例である。射出成形機のベース１上に設けられたレール２には、射出ユニット１０の一部を構成するエクストルーダベース１１が前後進可能に配置されている。該エクストルーダベース１１には、射出スクリュの交換、保守のために射出機構が旋回可能に取り付けられている。射出機構はフロントプレート１２とリアプレート１３と、該フロントプレート１２とリアプレート１３間を連結した複数のガイドバー１５にガイドされるプッシャープレート１４を備え、該プッシャープレート１４には射出用のボールねじ１６と螺合するナット１７が固定されている。又、該プッシャープレート１４には、加熱シリンダ１８内に挿入されている射出スクリュ２０が回転自在に保持されている。加熱シリンダ１８の先端にはノズル１９が設けられ、該ノズル１９は、固定盤２１に取り付けられた金型２２に当接、離間するように構成されている。また、リアプレート１３に設けられたサーボモータ２３によりボールねじ１６を駆動しナット１７を介して、プッシャープレート１４及び射出スクリュ２０を前進させて溶融樹脂の射出を行う。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
以上のようにして、射出保圧工程時に生じる射出ユニットにおける可動部材の加減速に伴う射出ユニットを後退又は前進させようとする慣性力の影響を排除して、ノズルタッチ力は常にほぼ設定された値に保持されることになる。よって、溶融樹脂の漏れはなく、かつ金型２２に過大なノズルタッチ力が作用することもない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
射出ユニット１０を前進させて金型にノズル１９をタッチさせる場合には、制御装置は切替弁６４を図４において左方向に移動させ、ポンプ６３で油タンク６２から汲み上げられた作動油を、切替弁６４、比例電磁式リリーフ弁６５を介して油圧シリンダ６１を右側の作動室に導入し、ピストン６１ａを突出させて射出ユニット１０を左方向に移動させる。そして、ノズル１９が金型に当接して射出ユニットの移動が停止した後は、制御装置６０は比例電磁式リリーフ弁６５に対して、設定ノズルタッチ力に対応する指令圧力Ｐｒ（電圧指令）を出力して、ノズル１９を金型に対して設定ノズルタッチ力で押圧する。一方、金型からノズル１９を離間させるときには、切替弁６４を右方向に移動させて、ポンプ６３からの作動油が油圧シリンダ６１の左側の作動室に導入され、射出ユニット１０を図４で右方向に移動させ、ノズル１９を金型から離間させる。