(57)【要約】      （修正有）【課題】少ない入力項目により、保圧切換位置をほぼ正確に演算することができ、前記演算した保圧切換位置を初期設定値とすることにより、キャビティ容積に対して略充填された程度の成形品を成形可能とする。  【解決手段】 射出成形機の射出工程における充填工程から保圧工程への切換位置である保圧切換位置Ｉｑ２の演算方法において、充填工程において溶融樹脂がキャビティ容積Ｖｆに対して略充填される仮想充填量Ｃ１×Ｖｆを演算して、その仮想充填量における溶融樹脂の収縮量Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓを演算し、その収縮量を充填工程における補充充填量（＝Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）とし、その仮想充填量と補充充填量とを加えて充填工程における溶融樹脂の総充填量（Ｃ１×Ｖｆ＋Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）を演算し、スクリュ押圧面積（π÷４×ｄ２）または加熱筒断面積のいずれかと総充填量とを用いて保圧切換位置Ｉｑ２を演算することを特徴とする。【選択図】図３
2005125511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機の射出工程における充填工程から保圧工程への切換位置である保圧切換位置の演算方法において、
充填工程においてキャビティ容積に対して溶融樹脂が略充填される仮想充填量を演算し、
前記仮想充填量における溶融樹脂の収縮量を演算し、
前記収縮量を充填工程における補充充填量とし、
前記仮想充填量と前記補充充填量とを加えて充填工程における溶融樹脂の総充填量を演算し、
スクリュ押圧面積または加熱筒断面積のいずれかと前記総充填量とを用いて保圧切換位置を演算することを特徴とする射出成形機の保圧切換位置の演算方法。
【請求項２】
前記仮想充填量は、キャビティ容積に対して所定のキャビティ充填係数を乗算して演算され、
前記補充充填量は、前記仮想充填量に対して所定の固化係数を乗算して樹脂固化量を演算し、前記樹脂固化量に樹脂が溶融状態から固化した際の容積変化率を乗算して求められる請求項１に記載の射出成形機の保圧切換位置の演算方法。
【請求項３】
射出成形機の射出工程における充填工程から保圧工程への切換位置である保圧切換位置の演算方法において、
スクリュ径に対して所定のクッション係数を乗算してスクリュ前進限度位置からクッション位置までのクッション距離を演算し、
成形品重量を樹脂の固体時の比重で除算した固体時容積に樹脂が溶融状態から固化した際の容積変化率を乗算するか或いは成形品重量を溶融樹脂の溶融時の比重で除算して、充填工程と保圧工程を加えた分の溶融樹脂の総射出量を演算し、
前記総射出量をスクリュ押圧面積または加熱筒断面積のいずれかで除算することにより充填工程と保圧工程を加えた分の総射出ストロークを演算し、
前記クッション距離と前記総射出ストロークを加算して計量ストロークを演算し、
請求項１で演算した総充填量をスクリュ押圧面積または加熱筒断面積のいずれかで除算することにより充填工程における充填ストロークを演算し、
前記計量ストロークから前記充填ストロークを減算することにより保圧切換位置を演算する請求項１に記載の射出成形機の保圧切換位置の演算方法。
【請求項４】
射出成形機の射出工程における充填工程から保圧工程への切換位置である保圧切換位置の演算方法において、
スクリュ径に対して所定のクッション係数を乗算してスクリュ前進限度位置からクッション位置までのクッション距離を演算し、
充填工程においてキャビティ容積に対して溶融樹脂が略充填される仮想充填量を演算し、
前記仮想充填量に所定の非固化係数を乗算して前記仮想充填量における充填工程終了時までの溶融樹脂の非固化量を演算し、
前記溶融樹脂の非固化量における溶融樹脂の収縮量を演算し、
前記キャビティ容積から前記仮想充填量を減算して非充填容積を演算し、
前記溶融樹脂の非固化量における収縮量と前記非充填容積を加算して保圧工程における充填量を演算し、
前記保圧工程における充填量をスクリュ押圧面積または加熱筒断面積のいずれかで除算することにより保圧ストロークを演算し、
前記保圧ストロークとクッション距離を加算することにより保圧切換位置を演算することを特徴とする射出成形機の保圧切換位置の演算方法。
【請求項５】
前記所定のキャビティ充填係数は、０．９５ないし１．００であり、
前記所定の固化係数が０．２５ないし０．３５であるか、または前記所定の非固化係数が０．６５ないし０．７５である請求項２または請求項４に記載の射出成形機の保圧切換位置の演算方法。
【請求項６】
前記請求項１ないし５のいずれか１項の演算方法を実行させるための演算プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機の保圧切換位置の演算方法、および前記演算方法を実行させるための演算プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。そして特には、保圧切換位置の初期設定に用いられる設定値を、少ない入力項目によって演算可能とした射出成形機の保圧切換位置の演算方法、および前記演算方法を実行させるための演算プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機の射出条件の設定は、樹脂の種類、金型の形状、キャビティの容積等の様々な要因が考慮されて決定される。そして前記射出条件の設定の際には、キャビティ内への樹脂の過充填によるバリの発生や金型の破損を避けるために、保圧切換位置等の数値は、安全を見越した値を入力して所謂ショートショットの成形品を成形し、それを完全な成形品に近づけていくことにより保圧切換位置等の射出条件の設定の調整が行なわれていた。しかし前記保圧切換位置等の射出条件の設定方法は、熟練した作業者の経験に頼るところが大きく、作業時間とテスト用樹脂のロスについても問題となっていた。
【０００３】
上記の問題を解決し、簡単な入力で型開閉、射出、可塑化の初期運転条件が自動設定でき、オペレータの入力操作が容易になるものとして、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１によれば、型閉開始位置、突出前進位置、型厚、樹脂名、成形品肉厚、成形品重量の初期入力項目を入力することにより、射出成形機の初期運転条件を設定することが記載されている。ところが特許文献１においては、計量完了位置ＬＳ８については、計算式が開示されているが、保圧切換位置ＬＳ６については（００１９）に経験値を設定するとの記載があり、（図４）にＬＳ６＝βと記載されるのみで、具体的な計算式の開示がされていない。
【０００４】
一方射出条件として計量値、最小クッション量、Ｖ−Ｐ切換位置（保圧切換位置）、速度指令値を設定するものとして、特許文献２に記載されたものが知られている。ところが特許文献２においては、Ｖ−Ｐ切換位置については、（００３６）や（図５）に計算式が開示されており、そこでは所定係数ｒ［例えば５％］を掛けると記載があるものの、根拠等が記載されていない。そして（００３６）の計算式のようにｒを一律に５％としてＶ−Ｐ切換位置を計算しても、使用される樹脂によって溶融状態から固化した際の容積変化率に相違があるため、適切なＶ−Ｐ切換位置を算出することができない場合があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１１４９０７号公報（要約、０００８、００１９、図４）
【特許文献２】特開平７−２３２３５６号公報（請求項１、００３２、００３６、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、射出成形機の保圧切換位置の初期設定値については、理論的な演算方法が開示されておらず、成形当初から演算によりキャビティ容積に対してほぼ充填された程度の成形品を成形することはできなかった。そこで本発明では少ない入力項目により、保圧切換位置をほぼ正確に演算することができ、前記保圧切換位置を初期設定値とすることにより、成形当初からキャビティ容積に対してほぼ充填された程度の成形品を成形することができる射出成形機の保圧切換位置の演算方法、および前記演算方法を実行させるための演算プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体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】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の射出成形機の射出工程における充填工程から保圧工程への切換位置である保圧切換位置の演算方法は、充填工程においてキャビティ容積に対して溶融樹脂が略充填される仮想充填量を演算して、その仮想充填量における溶融樹脂の収縮量を演算し、収縮量を充填工程における補充充填量とし、その仮想充填量と補充充填量とを加えて充填工程における溶融樹脂の総充填量を演算し、スクリュ押圧面積または加熱筒断面積のいずれかと総充填量とを用いて保圧切換位置を演算することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の射出成形機の保圧切換位置の演算方法は、請求項１において、仮想充填量については、キャビティ容積に対して所定のキャビティ充填係数を乗算して演算され、補充充填量については、仮想充填量に対して所定の固化係数を乗算して樹脂固化量を演算し、樹脂固化量に樹脂が溶融状態から固化した際の容積変化率を乗算して求められることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の射出成形機の保圧切換位置の演算方法は、請求項１において、射出成形機の射出工程における充填工程から保圧工程への切換位置である保圧切換位置の演算方法において、スクリュ径に対して所定のクッション係数を乗算してスクリュ前進限度位置からクッション位置までのクッション距離を演算し、成形品重量を樹脂の固体時の比重で除算した固体時容積に樹脂が溶融状態から固化した際の容積変化率を乗算するか或いは成形品重量を溶融樹脂の溶融時の比重で除算して、充填工程と保圧工程を加えた分の溶融樹脂の総射出量を演算し、総射出量をスクリュ押圧面積または加熱筒断面積のいずれかで除算することにより充填工程と保圧工程を加えた分の総射出ストロークを演算し、クッション距離と総射出ストロークを加算して計量ストロークを演算し、請求項１で演算した総充填量をスクリュ押圧面積または加熱筒断面積のいずれかで除算することにより充填工程における充填ストロークを演算し、計量ストロークから充填ストロークを減算することにより保圧切換位置を演算することを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４に記載の射出成形機の保圧切換位置の演算方法は、スクリュ径に対して所定のクッション係数を乗算してスクリュ前進限度位置からクッション位置までのクッション距離を演算し、充填工程においてキャビティ容積に対して溶融樹脂が略充填される仮想充填量を演算し、仮想充填量に所定の非固化係数を乗算して仮想充填量における充填工程終了時までの溶融樹脂の非固化量を演算し、溶融樹脂の非固化量における溶融樹脂の収縮量を演算し、キャビティ容積から仮想充填量を減算して非充填容積を演算し、溶融樹脂の非固化量における収縮量と非充填容積を加算して保圧工程における充填量を演算し、保圧工程における充填量をスクリュ押圧面積または加熱筒断面積のいずれかで除算することにより保圧ストロークを演算し、保圧ストロークとクッション距離を加算することにより保圧切換位置を演算することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５に記載の射出成形機の保圧切換位置の演算方法は、請求項２または請求項４において、所定のキャビティ充填係数は、０．９５ないし１．００であり、所定の固化係数が０．２５ないし０．３５であるか、または所定の非固化係数が０．６５ないし０．７５であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、前記請求項１ないし５のいずれか１項の演算方法を実行させるための演算プログラムを記録したものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の射出成形機の保圧切換位置の演算方法は、充填工程においてキャビティ容積に対して溶融樹脂が略充填される仮想充填量を演算して、仮想充填量における溶融樹脂の収縮量を演算し、収縮量を充填工程における補充充填量とし、仮想充填量と前記補充充填量とを加えて充填工程における溶融樹脂の総充填量を演算し、スクリュ押圧面積または加熱筒断面積のいずれかと総充填量とを用いて保圧切換位置を演算するようにしたので、少ない入力項目により、保圧切換位置をほぼ正確に演算することができ、保圧切換位置を初期設定値とすることにより、成形当初からキャビティ容積に対してほぼ充填された程度の成形品を成形することはできるので、誰でも容易に保圧切換位置の初期設定ができるとともに、保圧切換位置の設定完了までの時間とテスト用樹脂の節約につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。図１は、本発明を実施する射出成形機の射出位置についての説明図であってスクリュが計量位置にある状態を示す図である。図２は、本発明を実施する射出成形機の射出位置についての説明図であってスクリュが保圧切換位置にある状態を示す図である。図３は、本発明の保圧切換位置の演算方法に用いる入力画面を示す図である。
【００１５】
図１により、本発明に使用される射出成形機１の構成を説明する。射出成形機１は、射出装置２と図示しない可動盤および固定盤にそれぞれ取付けられた成形金型３からなっている。射出装置２は、図示しないヒータにより温度制御される加熱筒４が設けられ、前記加熱筒内４ａには逆流防止弁５が先端に取付けられたスクリュ６が、図示しない計量用および射出用のサーボモータからなるスクリュ駆動手段により回転および前後進自在に取り付けられている。そして前記サーボモータにはそれぞれエンコーダが取付けられ、前記サーボモータの回転数から、計量工程のスクリュ回転数、計量位置Ｉｑ１や保圧切換位置Ｉｑ２等のスクリュ６の位置、および充填工程における射出速度等が検出可能となっている。また射出装置２には射出圧力を検出するロードセルまたは加熱筒内樹脂センサが取付けられている。なおスクリュ駆動手段については油圧を使用したものでもよく、その場合の圧力センサは油圧センサであってもよい。
【００１６】
また加熱筒４の先端には前記加熱筒内４ａから樹脂通路７ａが連通されたノズル７が取付けられ、前記ノズル７の先端部７ｂは成形金型３の固定金型８のスプルブッシュ８ａに当接可能に設けられている。成形金型３は固定金型８と可動金型９が型合わせされることにより、キャビティ１０が形成される。そしてキャビティ１０は前記射出装置２のノズル７に連通可能となっている。なお後述する本発明における演算プログラムによる演算の説明におけるキャビティ１０の概念は、ランナ部やスプル部等の余剰部を形成する部分を含んでいる。また成形金型３は図示しない温調手段が取付けられ、キャビティ１０内に射出された溶融樹脂が冷却・固化されるようになっている。
【００１７】
そして上記射出成形機１の計量工程においては、ホッパ１１から投入された樹脂ペレットは、加熱筒内４ａにおいてスクリュ６が回転されることにより溶融され、溶融された樹脂は、所定の背圧が加えられたスクリュ６を後退させ、加熱筒内４ａの前方部分に貯留される。そしてスクリュ６が所定の計量位置Ｉｑ１まで後退すると、スクリュ６の回転は停止され、計量工程が終了する。またノズル７を成形金型３のスプルブッシュ８ａから後退させる場合には、計量工程終了後に、スクリュ位置を僅かに後退させるサックバック工程が行なわれることもある。いずれにせよ、次の射出工程においては、成形品が取出された後に再型締された成形金型３のスプルブッシュ８ａに対して、ノズル７が当接された状態で、スクリュ６を前進させ、成形金型３のキャビティ１０内に溶融樹脂を射出する射出工程が行なわれる。
【００１８】
射出工程は充填工程と保圧工程からなっており、その切換位置が保圧切換位置Ｉｑ２である。まず充填工程では、キャビティ１０内に溶融樹脂が完全に充填される直前までスクリュ６を速度制御により前進させ、キャビティ１０内に溶融樹脂の充填を行なう。その際に、図２に示されるように、冷却された成形金型３のキャビティ形成面に触れた溶融樹脂については固化してスキン層Ｍ１が形成され、キャビティ１０の中心層Ｍ２についてはまだ溶融状態にある。そしてキャビティ１０内に溶融樹脂が略充填完了すると充填工程が終了され、保圧切換位置Ｉｑ２において、スクリュ６の制御が圧力制御に切換えられ、保圧工程が開始される。そして以後保圧工程では、射出装置２のスクリュ６によりキャビティ１０内の樹脂に所定の圧力が掛けられて、冷却による溶融樹脂の収縮量分が補われる。そしてスクリュ６が前進完了するクッション位置Ｉｑｃは、保圧工程においてキャビティ１０内に圧力を及ぼすことができるように、スクリュ前進限度位置Ｉｑ０からクッション位置Ｉｑｃまでのクッション距離Ｓ１を残した位置となるように設定されている。
【００１９】
なお保圧切換位置Ｉｑ２と成形の関係については、充填工程の射出速度および射出圧力、保圧工程の設定圧力、および成形品の肉厚等にもよるが、充填工程から保圧工程への切換えを早くする（図２においてスクリュ６が右側寄りの位置にあるときに切換える）と、キャビティ１０内に溶融樹脂を射出充填する際の射出速度および射出圧力が伴なわず、ゲートから遠い部分まで完全に樹脂が充填されなくなる場合が多い。また充填工程から保圧工程への切換えを遅くする（図２においてスクリュ６が左側寄りの位置にあるときに切換える）と、キャビティ１０内の溶融樹脂が極めて高い圧力となり、成形金型３のパーティング面３ａからバリが発生する所謂オーバーパックを引き起こしやすい。よって保圧切換位置Ｉｑ２は、適切な位置に設定する必要がある。しかし従来の保圧切換位置Ｉｑ２の設定は、熟練した作業者の経験に頼るところが大きく、作業時間とテスト用樹脂のロスが問題となっていた。
【００２０】
次に上記の問題を解決するための、射出成形機１における射出時における計量位置Ｉｑ１、保圧切換位置Ｉｑ２、およびクッション位置Ｉｑｃの各位置の初期設定位置を、容易に演算する演算プログラム、および前記演算プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を搭載したコンピュータについて説明する。なお本実施形態において演算プログラムは、市販のパーソナルコンピュータで使用される市販の計算ソフトにより作成され、保圧切換位置Ｉｑ２等の初期設定位置についての演算結果は、前記パーソナルコンピュータの画面に表示される。そして作業者が前記画面を見て、射出成形機１の設定画面に初期設定位置の入力を行なう。しかし本発明の演算プログラムは、射出成形機１の制御装置に搭載された専用プログラムからなり、前記専用プログラムの演算結果に基づき、射出成形機１が制御されるものであってもよい。なお演算プログラムは、前記パーソナルコンピュータや制御装置の、ハードディスクに記録されたものの他、フレキシブルディスク、光ディスク等の記録媒体に記録されたものでもよい。
【００２１】
次に本実施形態の演算プログラムによる射出成形機１の保圧切換位置Ｉｑ２の演算方法について説明する。本実施形態の演算プログラムは、図３に示される「計量位置・保圧切換位置・クッション位置計算シート」の画面から入力値を入力するようになっている。本実施形態において必須の入力項目は、「スクリュ径（ｍｍ）」、「樹脂の種類」、「成形品重量（ｇ）またはキャビティ容積（ｃｃ）」のみである。スクリュ径（ｍｍ）については、後述する溶融樹脂の総充填量（容積）等からスクリュ押圧面積を除算して充填時の充填ストローク等を算出する際に使用され、数値を半角入力するようになっている。なお演算プログラムを特定の機種のみに使用する場合は、スクリュ径（ｍｍ）は予め固定値を登録し、スクリュ径（ｍｍ）の入力を省略するようにしてもよい。
【００２２】
「樹脂の種類」については、右側の▽釦をクリックすると、ＰＰ、ＰＣ、ＡＢＳといった各樹脂の一覧が表示され、その中で使用する樹脂を選択入力する。本実施形態では樹脂の種類を入力すると、予め入力されていた樹脂の種類に対応する加熱筒温度が自動的に読み出される。 そして所定の背圧がかけられた状態における前記加熱筒温度での樹脂の溶融時の比重γと、固体時の比重γｆが本発明の演算のために読み出されるようになっている。なお樹脂の種類については、分子量や充填材等により更に細分化してもよい。また比重等については手入力により数値を修正可能としてもよく、溶融時の比重γは、樹脂の種類ごとに一の固定値を用いてもよい。
【００２３】
成形品重量（ｇ）またはキャビティ容積（ｃｃ）については、右側の▽釦を入力していずれかに切換可能である。よって既に成形品が存在するか、又は設計図面から成形品の重量が判明している場合は「成形品重量（ｇ）」を選択入力する。また成形金型３の設計図面等からキャビティ１０の容積が判明している場合は、「キャビティ容積（ｃｃ）」を設定入力する。そして図３に示されるように「成形品重量（ｇ）」を選択した場合は、その次段の左側の説明欄が、「成形品１個の重量（ｇ）」、「成形品取り数」、「スプルおよびランナの重量（ｇ）」、「合計重量（ｇ）」と表示される。そこで前記「成形品１個の重量（ｇ）」、「成形品取り数」、「スプルおよびランナの重量（ｇ）」の右側の入力欄に、それぞれ数字を半角入力すると、次段の「合計重量（ｇ）」欄の右側の数値表示欄に、一成形における合計重量（ｇ）が演算、表示される。またキャビティ容積（ｃｃ）を選択した場合は、その次段の左側の説明欄が、「成形品１個の容積（ｃｃ）」、「成形品取り数」、および「スプルおよびランナの容積（ｃｃ）」と表示され、前記重量（ｇ）の場合と同様に、数値を入力することにより、一成形における合計容積（ｃｃ）を演算、表示することができる。よって本発明における成形品重量（ｇ）またはキャビティ容積（ｃｃ）は、成形品１個当たりの重量または容積に成形品の取り数を乗算し、スプルおよびランナー等の余剰部の重量または容積を加算した合計重量（ｇ）や合計容積（ｃｃ）が演算に用いられる。なお合計重量（ｇ）または合計容量（ｃｃ）については、手入力により入力するようにしてもよい。
【００２４】
次の演算プログラムによる演算式について説明する。まずクッション位置Ｉｑｃ（＝クッション距離Ｓ１）：（ｍｍ）は次式により演算される。
【数１】
2005125511.tif 000003
【００２５】
クッション位置Ｉｑｃについては、スクリュ径ｄに所定のクッション係数ｃ（０．１０ないし０．２０）を乗算して求められ、過剰な樹脂の滞留が発生しない最適の位置が演算される。なお本実施形態では所定のクッション係数ｃは、スクリュ６がスクリュ前進限度位置Ｉｑ０にあってクッション量がまったくない状態の位置を０として、０．１５に設定されている。なお所定のクッション係数ｃについては、樹脂の種類、温度、射出圧力、および射出速度等が変更されることに応じて、前記の範囲で係数値の変更が可能である。
【００２６】
次に計量位置Ｉｑ１（＝計量ストロークＳ２）：（ｍｍ）は次式により演算される。
【数２】
2005125511.tif 000004
【００２７】
計量位置Ｉｑ１については、上記のように、まず成形品重量Ｗａ（ｇ）を、樹脂の溶融時の比重γで除算し、充填工程と保圧工程を加えた分の溶融樹脂の総射出量Ｖ１を求める。そして前記充填工程と保圧工程を加えた分の溶融樹脂の総射出量Ｖ１を、スクリュ押圧面積（π÷４×ｄ２）で除算して総射出ストロークＳ３（計量位置Ｉｑ１からクッション位置Ｉｑｃまでの射出ストローク）（ｍｍ）が演算される。この際に充填工程と保圧工程を加えた分の溶融樹脂の総射出量Ｖ１に１０３を乗算しているのは、充填工程と保圧工程を加えた分の溶融樹脂の総射出量Ｖ１の単位がｃｃであるのに対し、求められる計量位置Ｉｑ１の単位がｍｍであるため、充填工程と保圧工程を加えた分の溶融樹脂の総射出量Ｖ１の単位をｍｍ３にするためである。そして前記総射出ストロークＳ３（ｍｍ）に対して、上記で求めたクッション距離Ｓ１（ｍｍ）を加算し、計量位置Ｉｑ１（＝計量ストロークＳ２）（ｍｍ）を求める。なお、充填工程と保圧工程を加えた分の溶融樹脂の総射出量Ｖ１については、成形品重量Ｗａ（ｇ）を樹脂の固体時の比重γｆで除算して固体時比重を求め、それに樹脂が溶融状態から固化した際の容積変化率Ｖｔを乗算して求めてもよい。
【００２８】
次に保圧切換位置Ｉｑ２：（ｍｍ）は次式により演算される。
【数３】
2005125511.tif 000005
【００２９】
上記において、所定のキャビティ充填係数Ｃ１は、充填工程においてキャビティ容積Ｖｆに対して溶融樹脂が略充填される仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）を演算するための係数値であり、０．９５ないし１．００の係数値が望ましい。本実施形態では所定のキャビティ充填係数Ｃ１は、０．９７に設定されている。また所定の固化係数Ｃ２は、前記溶融樹脂の仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）がキャビティ１０内に略充填された際に既に固化した樹脂固化量を演算するための係数であり、０．２５ないし０．３５の係数値が望ましい。本実施形態では、所定の固化係数Ｃ２は０．３０に設定されている。なお本発明において、前記所定のキャビティ充填係数Ｃ１、および所定の固化係数Ｃ２については、樹脂の種類、射出圧力、射出速度、成形金型の形状、冷却温度等が変更されることに応じて、前記した数値の範囲で設定が変更可能となっている。また前記所定のキャビティ充填係数Ｃ１、および前記所定の固化係数Ｃ２については、多くのテストデータから知見した係数であって、実際にこれから行なう充填工程における溶融樹脂の充填や固化が、必ずしも前記係数内に収まっているという訳ではない。
【００３０】
そして本発明では、まずキャビティ容積Ｖｆに対して所定のキャビティ充填係数Ｃ１を乗算して、充填工程における溶融樹脂の仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）を演算する。次に上記の充填工程と保圧工程を加えた分の溶融樹脂の総射出量Ｖ１からキャビティ容積Ｖｆを減算して、総射出量に対する溶融樹脂の収縮量（Ｖ１−Ｖｆ）を求め、前記総射出量に対する溶融樹脂の収縮量（Ｖ１−Ｖｆ）に、前記所定のキャビティ充填係数Ｃ１と所定の固化係数Ｃ２とをそれぞれ乗算して溶融樹脂の仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）における溶融樹脂の収縮量（Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）を演算する。前記溶融樹脂の収縮量（Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）は、充填工程において樹脂収縮のため、その容積分だけ更にキャビティ１０内に溶融樹脂を追加して充填を要する容積であって、前記溶融樹脂の収縮量（Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）が溶融樹脂の補充充填量に相当する。次に前記溶融樹脂の仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）と溶融樹脂の補充充填量（＝Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）を加算して、充填工程における溶融樹脂の総充填量（Ｃ１×Ｖｆ＋Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）を演算する。
【００３１】
なおこの充填工程における溶融樹脂の総充填量（Ｃ１×Ｖｆ＋Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）の演算においては、溶融樹脂の仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）と溶融樹脂の補充充填量（＝Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）を区別して計算をしているが、実際の充填工程においては、溶融樹脂の仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）分の溶融樹脂の収縮による容積減少と、前記溶融樹脂の補充充填量（＝Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）分の樹脂の補充は同時に並行して行なわれるので区別はない。
【００３２】
また本実施形態では、所定のキャビティ充填係数Ｃ１を０．９７として演算を行なっているが、前記所定のキャビティ充填係数Ｃ１＝１のときは、溶融樹脂の仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）の演算は行なわれず、キャビティ容積Ｖｆがそのまま後の演算に用いられるのは言うまでもない。更に本実施形態では、前記のようにして溶融樹脂の仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）における溶融樹脂の収縮量（Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）を演算しているが、前記仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）に、所定の固化係数Ｃ２を乗算して樹脂固化量を演算し、前記樹脂固化量に、更に樹脂の種類ごとに予め入力された固化した際の容積変化率Ｖｔを乗算して、溶融樹脂の補充充填量（＝Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）を算出してもよい。更にまた各樹脂ごとの溶融状態から固化した際の容積変化率Ｖｔ（または溶融時の比重γと固化時の比重γｆ）と、キャビティ１０内における樹脂固化比率の両方を勘案した一の係数を予め設定し、前記一の係数を前記仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）に乗算することにより、前記溶融樹脂の収縮量（＝溶融樹脂の補充充填量）を算出してもよい。
【００３３】
そして前記充填工程と保圧工程を加えた分の溶融樹脂の総射出量Ｖ１から前記充填工程における溶融樹脂の総充填量（Ｃ１×Ｖｆ＋Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）を減算した数値が、保圧切換後にキャビティ１０に充填される溶融樹脂量となる。
【００３４】
充填工程における溶融樹脂の総充填量（Ｃ１×Ｖｆ＋Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）が演算されたら、その値をスクリュ押圧面積（π÷４×ｄ２）または前記スクリュ押圧面積（π÷４×ｄ２）に近似する加熱筒断面積のいずれかで除算することにより充填工程における充填ストローク（計量位置Ｉｑ１から保圧切換位置Ｉｑ２までの充填ストローク）Ｓ４が演算される。そして前記により充填ストロークＳ４が演算されたら、前記で演算された計量位置Ｉｑ１（＝計量ストロークＳ２）から、充填ストロークＳ４を減算することにより、保圧切換位置Ｉｑ２を算出する。
【００３５】
演算プログラムの上記演算式により、計量位置Ｉｑ１、保圧切換位置Ｉｑ２、クッション位置Ｉｑｃの初期設定値が演算され、パーソナルコンピュータの画面に表示されたら、作業者は、その値を射出成形機１の設定画面から入力する。そして射出成形機１の射出装置２から成形金型３内のキャビティ１０に溶融樹脂を射出してテスト成形を行なう。演算プログラムによって演算された初期設定用の保圧切換位置Ｉｑ２は、安全を見越して、僅かに過少充填気味になるようにしてあるので、テスト成形では、成形品にヒケやウエルドライン等が残る場合が多い。しかしテスト成形による成形品を見て設定値を僅かに修正することにより、容易に完全な成形品が得られる。
【００３６】
なお本実施形態の演算プログラムでは、樹脂の種類を設定することにより、樹脂の種類に対応する溶融時の比重γと固体時の比重γｆを読み出して保圧切換位置Ｉｑ２の演算に使用しているが、他に下記の（１）ないし（３）のいずれかの値から演算するようにしてもよい。
（１）樹脂の溶融時の比重γおよび固体時の比重γｆいずれか一方の比重と、前記樹脂が溶融状態から固化した際の容積変化率Ｖｔと成形品重量（ｇ）
（２）樹脂の溶融時の比重γおよび固体時の比重γｆとキャビティ容積（ｃｃ）
（３）樹脂が溶融状態から固化した際の容積変化率Ｖｔとキャビティ容積（ｃｃ）
【００３７】
また保圧切換位置Ｉｑ２：（ｍｍ）の演算は次のように行なってもよい。
【数４】
2005125511.tif 000006
前記の数式によれば、充填工程と保圧工程を加えた分の溶融樹脂の総射出量Ｖ１から、充填工程における溶融樹脂の総充填量（Ｃ１×Ｖｆ＋Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）を減算して、保圧切換後にキャビティ１０に補充される溶融樹脂量｛Ｖ１−（Ｃ１×Ｖｆ＋Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）｝を求める。そしてそれをスクリュ押圧面積（π÷４×ｄ２）で除算して、保圧ストロークＳ５を求める。次にそれにクッション位置Ｉｑｃを加算して保圧切換位置Ｉｑ２を求める。この演算方法は、上記の実施形態の数式と手順こそ相違するものの、スクリュ押圧面積（π÷４×ｄ２）と前記総充填量（Ｃ１×Ｖｆ＋Ｃ１×Ｃ２×Ｖｓ）を用いるという技術思想については同じである。
【００３８】
本発明は、上記に説明した最初に充填工程における溶融樹脂の総充填量を求めた上で保圧切換位置を求める演算方法以外に、直接保圧工程における充填量を求めた上で保圧切換位置を求める演算方法によっても可能である。以下の演算方法は、請求項４およびそれに従属する請求項５に対応する。直接保圧工程における充填量を求めた上で保圧切換位置を求める演算方法の数式は、
【数５】
2005125511.tif 000007
【００３９】
充填工程においてキャビティ容積に対して溶融樹脂が略充填される仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）を演算し、その仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）に所定の非固化係数（１−Ｃ２）を乗算して充填工程終了時までの溶融樹脂の非固化量（Ｃ１×Ｖｆ×（１−Ｃ２））をまず演算する。なお所定の非固化係数（１−Ｃ２）は、上記の所定の固化係数が０．２５ないし０．３５であるので、０．６５ないし０．７５である。次に溶融樹脂の非固化量（Ｃ１×Ｖｆ×（１−Ｃ２））に容積変化率Ｖｔを乗算して、充填工程後の保圧工程における溶融樹脂の収縮量（Ｃ１×Ｖｆ×（１−Ｃ２）×Ｖｔ）を演算する。
【００４０】
そして前記仮想充填量（Ｃ１×Ｖｆ）は、キャビティ容積Ｖｆに対して、まだ非充填容積（Ｖｆ−Ｃ１×Ｖｆ）があるからその分を演算する。そして前記非充填容積（Ｖｆ−Ｃ１×Ｖｆ）と前記保圧工程における溶融樹脂の収縮量（Ｃ１×Ｖｆ×（１−Ｃ２）×Ｖｔ）とを加算して保圧工程における充填量｛（Ｃ１×Ｖｆ×（１−Ｃ２）×Ｖｔ）＋（Ｖｆ−Ｃ１×Ｖｆ）｝を演算する。そしてそれに１０３を乗算して単位ｍｍ３にし、スクリュ押圧面積（π÷４×ｄ２）または加熱筒断面積のいずれかで除算して保圧ストロークＳ５を演算する。そして前記保圧ストロークＳ５とクッション距離Ｓ１を加算することにより保圧切換位置Ｉｑ２を演算する。
【００４１】
なお数式４、数式５は、本発明の変形例の例示に過ぎないものであって、それ以外にも同一または近似した演算結果を得るために、演算式の前後の入れ替え、乗算と除算の入れ替え、または加算と減算の入れ替え、比重と容積変化率の入れ替え、固化率と非固化率、および入力項目の変更等を行なったものも本発明に含まれる。
【００４２】
なお本実施形態では、一のスクリュ６により、計量工程と充填工程が行なわれるインラインスクリュタイプの射出成形機１について記載したが、計量工程をスクリュにより行ない、充填工程はプランジャにより行なう射出装置を持ったプリプラ式射出成形機についても適用可能である。更には、計量工程の後に、サックバック工程を行なう場合にも適用可能である。本来サックバック工程を行なう場合は、計量ストロークＳ２にサックバックストロークを加えたものが充填開始位置となるが、本発明の演算式は、計量ストロークＳ２を基準として充填ストロークＳ４等の演算を行ない、保圧切換位置Ｉｑ２を演算する。またサックバック工程を行なう場合について、上記とは別に、更に別の係数を用いた演算式により行なってもよい。
【００４３】
また本発明については、一々列挙はしないが、上記した実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を実施する射出成形機の射出位置についての説明図であってスクリュが計量位置にある状態を示す図である。
【図２】本発明を実施する射出成形機の射出位置についての説明図であってスクリュが保圧切換位置にある状態を示す図である。
【図３】本発明の保圧切換位置の演算方法に用いる入力画面を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    射出成形機
２    射出装置
３    成形金型
３ａ  パーティング面
４    加熱筒
４ａ  加熱筒内
５    逆流防止弁
６    スクリュ
７    ノズル
７ａ  樹脂通路
７ｂ  先端部
８    固定金型
８ａ  スプルブッシュ
９    可動金型
１０  キャビティ
Ｉｑ０  スクリュ前進限度位置
Ｉｑ１  計量位置
Ｉｑ２  保圧切換位置
Ｉｑｃ クッション位置
Ｍ１  スキン層
Ｍ２  中心層
Ｓ１  クッション距離
Ｓ２  計量ストローク
Ｓ３  総射出ストローク（計量位置からクッション位置までの射出ストローク）
Ｓ４  充填ストローク（計量位置から保圧切換位置までの充填ストローク）
Ｓ５  保圧ストローク
【図１】
2005125511.tif 000008
【図２】
2005125511.tif 000009
【図３】
2005125511.tif 000010