(57)【要約】金型装置内に成形材料を射出するノズルと、前記ノズルにおける前記成形材料の流路を開閉する流路開閉機構と、前端部に前記ノズルが設けられるシリンダと、前記シリンダの内部に回転自在に且つ進退自在に配設されるスクリュと、前記スクリュを駆動する駆動源と、前記流路開閉機構および前記駆動源を制御する制御装置とを備え、前記流路開閉機構は、前記流路を開く開放位置と前記流路を閉じる閉塞位置との間で移動させられる弁体を有し、前記制御装置は、前記シリンダの前部に前記成形材料を溜める計量工程の開始後、前記シリンダの前部に溜めた前記成形材料を前記金型装置の内部に充填する充填工程の開始前に、前記閉塞位置にある前記弁体の固定を解除することにより、前記ノズルの内部に溜まる成形材料の圧力による前記弁体の前記開放位置への移動を可能にする制御を実行する、射出成形機。
2018143291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型装置内に成形材料を射出するノズルと、
前記ノズルにおける前記成形材料の流路を開閉する流路開閉機構と、
前端部に前記ノズルが設けられるシリンダと、
前記シリンダの内部に回転自在に且つ進退自在に配設されるスクリュと、
前記スクリュを駆動する駆動源と、
前記流路開閉機構および前記駆動源を制御する制御装置とを備え、
前記流路開閉機構は、前記流路を開く開放位置と前記流路を閉じる閉塞位置との間で移動させられる弁体と、前記開放位置にある前記弁体を前記閉塞位置に移動させ、前記閉塞位置で前記弁体を固定する動作、および、前記閉塞位置にある前記弁体の固定を解除することにより、前記ノズルの内部に溜まる前記成形材料の圧力による前記弁体の前記開放位置への移動を可能にする動作を行う弁体移動機構とを有し、
前記制御装置は、前記シリンダの前部に前記成形材料を溜める計量工程の開始後、前記シリンダの前部に溜めた前記成形材料を前記金型装置の内部に充填する充填工程の開始前に、前記閉塞位置にある前記弁体の固定を解除することにより、前記ノズルの内部に溜まる前記成形材料の圧力による前記弁体の前記開放位置への移動を可能にする制御を実行する、射出成形機。
【請求項２】
前記弁体移動機構は、前記ノズルに対し揺動自在に取り付けられて前記弁体に当接する揺動レバーと、前記揺動レバーを、前記弁体が前記開放位置から前記閉塞位置に移動する第１方向および該第１方向とは逆方向で前記閉塞位置にある前記弁体の固定を解除する第２方向に揺動させる流体圧シリンダとを有する、請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記制御装置は、前記計量工程の完了後であって、前記弁体の前記閉塞位置から前記開放位置への移動前に、前記スクリュを回転させて、前記スクリュよりも前方の前記成形材料の圧力を高める、請求項１または２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記制御装置は、前記計量工程の完了後であって、前記弁体の前記閉塞位置から前記開放位置への移動前に、前記スクリュを前進させて、前記スクリュよりも前方の前記成形材料の圧力を高める、請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の射出成形機は、金型を開く時などにシリンダ内の溶融樹脂が漏れ出るのを防止するため、シリンダの先頭部にニードル弁によって開閉できるシャットオフノズルを有する。ニードル弁の駆動方式としては、直進カム式、直動式、てこ式などがある。いずれの方式も、ニードル弁を前後移動させるものであって、ニードル弁を閉じる時にアクチュエータの力を利用し、ニードル弁を開く時には樹脂を射出する時に生じる樹脂圧を利用している（特許文献１の段落０００４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２００２−２９２６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ノズルには、樹脂などの成形材料の流路が形成され、流路を開く開放位置と流路を閉じる閉塞位置との間で移動させられる弁体が設けられる。弁体の移動方向は、ノズルの軸方向でもよいし、ノズルの軸方向に直交する方向でもよい。【０００５】
従来、閉塞位置から開放位置への弁体の移動には充填工程で生じる成形材料の圧力が利用されており、充填工程で生じる成形材料の圧力が大きかったため、弁体の移動する勢いが強過ぎ、衝撃によって弁体や弁体を移動させる弁体移動機構が破損することがあった。【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ノズルにおける成形材料の流路を開閉する弁体の移動による衝撃を低減できる、射出成形機の提供を主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
金型装置内に成形材料を射出するノズルと、
前記ノズルにおける前記成形材料の流路を開閉する流路開閉機構と、
前端部に前記ノズルが設けられるシリンダと、
前記シリンダの内部に回転自在に且つ進退自在に配設されるスクリュと、
前記スクリュを駆動する駆動源と、
前記流路開閉機構および前記駆動源を制御する制御装置とを備え、
前記流路開閉機構は、前記流路を開く開放位置と前記流路を閉じる閉塞位置との間で移動させられる弁体と、前記開放位置にある前記弁体を前記閉塞位置に移動させ、前記閉塞位置で前記弁体を固定する動作、および、前記閉塞位置にある前記弁体の固定を解除することにより、前記ノズルの内部に溜まる成形材料の圧力による前記弁体の前記開放位置への移動を可能にする動作を行う弁体移動機構とを有し、
前記制御装置は、前記シリンダの前部に前記成形材料を溜める計量工程の開始後、前記シリンダの前部に溜めた前記成形材料を前記金型装置の内部に充填する充填工程の開始前に、前記閉塞位置にある前記弁体の固定を解除することにより、前記ノズルの内部に溜まる成形材料の圧力による前記弁体の前記開放位置への移動を可能にする制御を実行する、射出成形機が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、ノズルにおける成形材料の流路を開閉する弁体の移動による衝撃を低減できる、射出成形機が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。
【図２】一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。
【図３】図５に示す揺動レバーを第１方向に揺動させることにより、弁体を図５に示す開放位置から閉塞位置に移動させた状態を示す図である。
【図４】図３に示す揺動レバーを第２方向に揺動させた状態を示す図である。
【図５】図４に示す弁体を、成形材料の圧力によって閉塞位置から閉塞位置に移動させた状態を示す図である。
【図６】一実施形態による射出装置が行う工程と、揺動レバーの動作と、弁体の動作とのタイミングを示す図である。
【図７】一実施形態による圧力検出器で検出される圧力の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。
【００１１】
（射出成形機）
図１は、一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図２は、一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。図１〜図２において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに垂直な方向である。Ｘ方向およびＹ方向は水平方向を表し、Ｚ方向は鉛直方向を表す。型締装置１００が横型である場合、Ｘ方向は型開閉方向であり、Ｙ方向は射出成形機の幅方向である。図１〜図２に示すように、射出成形機は、型締装置１００と、エジェクタ装置２００と、射出装置３００と、移動装置４００と、制御装置７００と、フレームＦｒとを有する。以下、射出成形機の各構成要素について説明する。
【００１２】
（型締装置）
型締装置１００の説明では、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中左方向）を後方として説明する。
【００１３】
型締装置１００は、金型装置１０の型閉、型締、型開を行う。型締装置１００は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置１００は、固定プラテン１１０、可動プラテン１２０、トグルサポート１３０、タイバー１４０、トグル機構１５０、型締モータ１６０、運動変換機構１７０、および型厚調整機構１８０を有する。
【００１４】
固定プラテン１１０は、フレームＦｒに対し固定される。固定プラテン１１０における可動プラテン１２０との対向面に固定金型１１が取付けられる。
【００１５】
可動プラテン１２０は、フレームＦｒに対し型開閉方向に移動自在とされる。フレームＦｒ上には、可動プラテン１２０を案内するガイド１０１が敷設される。可動プラテン１２０における固定プラテン１１０との対向面に可動金型１２が取付けられる。
【００１６】
固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を進退させることにより、型閉、型締、型開が行われる。固定金型１１と可動金型１２とで金型装置１０が構成される。
【００１７】
トグルサポート１３０は、固定プラテン１１０と間隔をおいて連結され、フレームＦｒ上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート１３０は、フレームＦｒ上に敷設されるガイドに沿って移動自在とされてもよい。トグルサポート１３０のガイドは、可動プラテン１２０のガイド１０１と共通のものでもよい。
【００１８】
尚、本実施形態では、固定プラテン１１０がフレームＦｒに対し固定され、トグルサポート１３０がフレームＦｒに対し型開閉方向に移動自在とされるが、トグルサポート１３０がフレームＦｒに対し固定され、固定プラテン１１０がフレームＦｒに対し型開閉方向に移動自在とされてもよい。
【００１９】
タイバー１４０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０とを型開閉方向に間隔Ｌをおいて連結する。タイバー１４０は、複数本（例えば４本）用いられてよい。各タイバー１４０は、型開閉方向に平行とされ、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１４０には、タイバー１４０の歪を検出するタイバー歪検出器１４１が設けられてよい。タイバー歪検出器１４１は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。タイバー歪検出器１４１の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。
【００２０】
尚、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器１４１が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪ゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー１４０に限定されない。
【００２１】
トグル機構１５０は、可動プラテン１２０とトグルサポート１３０との間に配設され、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる。トグル機構１５０は、クロスヘッド１５１、一対のリンク群などで構成される。各リンク群は、ピンなどで屈伸自在に連結される第１リンク１５２および第２リンク１５３を有する。第１リンク１５２は可動プラテン１２０に対しピンなどで揺動自在に取付けられ、第２リンク１５３はトグルサポート１３０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３は、第３リンク１５４を介してクロスヘッド１５１に取付けられる。トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させると、第１リンク１５２および第２リンク１５３が屈伸し、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０が進退する。
【００２２】
尚、トグル機構１５０の構成は、図１および図２に示す構成に限定されない。例えば図１および図２では、各リンク群の節点の数が５つであるが、４つでもよく、第３リンク１５４の一端部が、第１リンク１５２と第２リンク１５３との節点に結合されてもよい。
【００２３】
型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に取付けられており、トグル機構１５０を作動させる。型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させることにより、第１リンク１５２および第２リンク１５３を屈伸させ、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を進退させる。型締モータ１６０は、運動変換機構１７０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構１７０に連結されてもよい。
【００２４】
運動変換機構１７０は、型締モータ１６０の回転運動をクロスヘッド１５１の直線運動に変換する。運動変換機構１７０は、ねじ軸１７１と、ねじ軸１７１に螺合するねじナット１７２とを含む。ねじ軸１７１と、ねじナット１７２との間には、ボールまたはローラが介在してよい。
【００２５】
型締装置１００は、制御装置７００による制御下で、型閉工程、型締工程、型開工程などを行う。
【００２６】
型閉工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン１２０を前進させ、可動金型１２を固定金型１１にタッチさせる。クロスヘッド１５１の位置や速度は、例えば型締モータエンコーダ１６１などを用いて検出する。型締モータエンコーダ１６１は、型締モータ１６０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、クロスヘッド１５１の位置を検出するクロスヘッド位置検出器、およびクロスヘッド１５１の速度を検出するクロスヘッド速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。また、可動プラテン１２０の位置を検出する可動プラテン位置検出器、および可動プラテン１２０の速度を検出する可動プラテン速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。
【００２７】
型締工程では、型締モータ１６０をさらに駆動してクロスヘッド１５１を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。型締時に可動金型１２と固定金型１１との間にキャビティ空間１４（図２参照）が形成され、射出装置３００がキャビティ空間１４に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。キャビティ空間１４の数は複数でもよく、その場合、複数の成形品が同時に得られる。
【００２８】
型開工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定速度で型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、可動金型１２を固定金型１１から離間させる。その後、エジェクタ装置２００が可動金型１２から成形品を突き出す。
【００２９】
型閉工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および型締工程におけるクロスヘッド１５１の速度や位置（型閉開始位置、速度切替位置、型閉完了位置、および型締位置を含む）、型締力は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型閉開始位置、速度切替位置、型閉完了位置、および型締位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、速度が設定される。速度切替位置は、１つでもよいし、複数でもよい。速度切替位置は、設定されなくてもよい。型締位置と型締力とは、いずれか一方のみが設定されてもよい。
型開工程における設定条件も同様に設定される。例えば、型開工程におけるクロスヘッド１５１の速度や位置（型開開始位置、速度切替位置、および型開完了位置を含む）は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型開開始位置、速度切替位置、および型開完了位置は、前側から後方に向けて、この順で並び、速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、速度が設定される。速度切替位置は、１つでもよいし、複数でもよい。速度切替位置は、設定されなくてもよい。型開開始位置と型締位置とは同じ位置であってよい。また、型開完了位置と型閉開始位置とは同じ位置であってよい。
尚、クロスヘッド１５１の速度や位置などの代わりに、可動プラテン１２０の速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置（例えば型締位置）や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。
【００３０】
ところで、トグル機構１５０は、型締モータ１６０の駆動力を増幅して可動プラテン１２０に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第１リンク１５２と第２リンク１５３とのなす角θ（以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ）に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド１５１の位置から求められる。リンク角度θが１８０°のとき、トグル倍率が最大になる。
【００３１】
金型装置１０の交換や金型装置１０の温度変化などにより金型装置１０の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば可動金型１２が固定金型１１にタッチする型タッチの時点でトグル機構１５０のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。
【００３２】
型締装置１００は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整することで、型厚調整を行う型厚調整機構１８０を有する。型厚調整機構１８０は、タイバー１４０の後端部に形成されるねじ軸１８１と、トグルサポート１３０に回転自在に保持されるねじナット１８２と、ねじ軸１８１に螺合するねじナット１８２を回転させる型厚調整モータ１８３とを有する。
【００３３】
ねじ軸１８１およびねじナット１８２は、タイバー１４０ごとに設けられる。型厚調整モータ１８３の回転は、回転伝達部１８５を介して複数のねじナット１８２に伝達されてよい。複数のねじナット１８２を同期して回転できる。尚、回転伝達部１８５の伝達経路を変更することで、複数のねじナット１８２を個別に回転することも可能である。
【００３４】
回転伝達部１８５は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット１８２の外周に受動歯車が形成され、型厚調整モータ１８３の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の受動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート１３０の中央部に回転自在に保持される。尚、回転伝達部１８５は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。
【００３５】
型厚調整機構１８０の動作は、制御装置７００によって制御される。制御装置７００は、型厚調整モータ１８３を駆動して、ねじナット１８２を回転させることで、ねじナット１８２を回転自在に保持するトグルサポート１３０の固定プラテン１１０に対する位置を調整し、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。
【００３６】
尚、本実施形態では、ねじナット１８２がトグルサポート１３０に対し回転自在に保持され、ねじ軸１８１が形成されるタイバー１４０が固定プラテン１１０に対し固定されるが、本発明はこれに限定されない。
【００３７】
例えば、ねじナット１８２が固定プラテン１１０に対し回転自在に保持され、タイバー１４０がトグルサポート１３０に対し固定されてもよい。この場合、ねじナット１８２を回転させることで、間隔Ｌを調整できる。
【００３８】
また、ねじナット１８２がトグルサポート１３０に対し固定され、タイバー１４０が固定プラテン１１０に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー１４０を回転させることで、間隔Ｌを調整できる。
【００３９】
さらにまた、ねじナット１８２が固定プラテン１１０に対し固定され、タイバー１４０がトグルサポート１３０に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー１４０を回転させることで間隔Ｌを調整できる。
【００４０】
間隔Ｌは、型厚調整モータエンコーダ１８４を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ１８４は、型厚調整モータ１８３の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。型厚調整モータエンコーダ１８４の検出結果は、トグルサポート１３０の位置や間隔Ｌの監視や制御に用いられる。尚、トグルサポート１３０の位置を検出するトグルサポート位置検出器、および間隔Ｌを検出する間隔検出器は、型厚調整モータエンコーダ１８４に限定されず、一般的なものを使用できる。
【００４１】
型厚調整機構１８０は、互いに螺合するねじ軸１８１とねじナット１８２の一方を回転させることで、間隔Ｌを調整する。複数の型厚調整機構１８０が用いられてもよく、複数の型厚調整モータ１８３が用いられてもよい。
【００４２】
尚、本実施形態の型厚調整機構１８０は、間隔Ｌを調整するため、タイバー１４０に形成されるねじ軸１８１とねじ軸１８１に螺合されるねじナット１８２とを有するが、本発明はこれに限定されない。
【００４３】
例えば、型厚調整機構１８０は、タイバー１４０の温度を調節するタイバー温調器を有してもよい。タイバー温調器は、各タイバー１４０に取付けられ、複数本のタイバー１４０の温度を連携して調整する。タイバー１４０の温度が高いほど、タイバー１４０は熱膨張によって長くなり、間隔Ｌが大きくなる。複数本のタイバー１４０の温度は独立に調整することも可能である。
【００４４】
タイバー温調器は、例えばヒータなどの加熱器を含み、加熱によってタイバー１４０の温度を調節する。タイバー温調器は、水冷ジャケットなどの冷却器を含み、冷却によってタイバー１４０の温度を調節してもよい。タイバー温調器は、加熱器と冷却器の両方を含んでもよい。
【００４５】
尚、本実施形態の型締装置１００は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。竪型の型締装置は、下プラテン、上プラテン、トグルサポート、タイバー、トグル機構、および型締モータなどを有する。下プラテンと上プラテンのうち、いずれか一方が固定プラテン、残りの一方が可動プラテンとして用いられる。下プラテンには下金型が取付けられ、上プラテンには上金型が取付けられる。下金型と上金型とで金型装置が構成される。下金型は、ロータリーテーブルを介して下プラテンに取付けられてもよい。トグルサポートは、下プラテンの下方に配設され、タイバーを介して上プラテンと連結される。タイバーは、上プラテンとトグルサポートとを型開閉方向に間隔をおいて連結する。トグル機構は、トグルサポートと下プラテンとの間に配設され、可動プラテンを昇降させる。型締モータは、トグル機構を作動させる。型締装置が竪型である場合、タイバーの本数は通常３本である。尚、タイバーの本数は特に限定されない。
【００４６】
尚、本実施形態の型締装置１００は、駆動源として、型締モータ１６０を有するが、型締モータ１６０の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置１００は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。
【００４７】
（エジェクタ装置）
エジェクタ装置２００の説明では、型締装置１００の説明と同様に、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中左方向）を後方として説明する。
【００４８】
エジェクタ装置２００は、金型装置１０から成形品を突き出す。エジェクタ装置２００は、エジェクタモータ２１０、運動変換機構２２０、およびエジェクタロッド２３０などを有する。
【００４９】
エジェクタモータ２１０は、可動プラテン１２０に取付けられる。エジェクタモータ２１０は、運動変換機構２２０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構２２０に連結されてもよい。
【００５０】
運動変換機構２２０は、エジェクタモータ２１０の回転運動をエジェクタロッド２３０の直線運動に変換する。運動変換機構２２０は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。
【００５１】
エジェクタロッド２３０は、可動プラテン１２０の貫通穴において進退自在とされる。エジェクタロッド２３０の前端部は、可動金型１２の内部に進退自在に配設される可動部材１５と接触する。エジェクタロッド２３０の前端部は、可動部材１５と連結されていても、連結されていなくてもよい。
【００５２】
エジェクタ装置２００は、制御装置７００による制御下で、突き出し工程を行う。
【００５３】
突き出し工程では、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を設定速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、可動部材１５を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を設定速度で後退させ、可動部材１５を元の待機位置まで後退させる。エジェクタロッド２３０の位置や速度は、例えばエジェクタモータエンコーダ２１１を用いて検出する。エジェクタモータエンコーダ２１１は、エジェクタモータ２１０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、エジェクタロッド２３０の位置を検出するエジェクタロッド位置検出器、およびエジェクタロッド２３０の速度を検出するエジェクタロッド速度検出器は、エジェクタモータエンコーダ２１１に限定されず、一般的なものを使用できる。
【００５４】
（射出装置）
射出装置３００の説明では、型締装置１００の説明やエジェクタ装置２００の説明とは異なり、充填時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中右方向）を後方として説明する。
【００５５】
射出装置３００は、フレームＦｒに対し進退自在なスライドベース３０１に設置され、金型装置１０に対し進退自在とされる。射出装置３００は、金型装置１０にタッチし、金型装置１０内のキャビティ空間１４に成形材料を充填する。射出装置３００は、例えば、シリンダ３１０、ノズル３２０、スクリュ３３０、計量モータ３４０、射出モータ３５０、圧力検出器３６０などを有する。
【００５６】
シリンダ３１０は、供給口３１１から内部に供給された成形材料を加熱する。成形材料は、例えば樹脂などを含む。成形材料は、例えばペレット状に形成され、固体の状態で供給口３１１に供給される。供給口３１１はシリンダ３１０の後部に形成される。シリンダ３１０の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器３１２が設けられる。冷却器３１２よりも前方において、シリンダ３１０の外周には、バンドヒータなどの加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。
【００５７】
シリンダ３１０は、シリンダ３１０の軸方向（図１および図２中左右方向）に複数のゾーンに区分される。各ゾーンに加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。ゾーン毎に、温度検出器３１４の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。
【００５８】
ノズル３２０は、シリンダ３１０の前端部に設けられ、金型装置１０に対し押し付けられる。ノズル３２０の外周には、加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。ノズル３２０の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。
【００５９】
スクリュ３３０は、シリンダ３１０内において回転自在に且つ進退自在に配設される。スクリュ３３０を回転させると、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ３１０からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。その後、スクリュ３３０を前進させると、スクリュ３３０前方に蓄積された液状の成形材料がノズル３２０から射出され、金型装置１０内に充填される。
【００６０】
スクリュ３３０の前部には、スクリュ３３０を前方に押すときにスクリュ３３０の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング３３１が進退自在に取付けられる。
【００６１】
逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を前進させるときに、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置（図２参照）までスクリュ３３０に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ３３０前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。
【００６２】
一方、逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を回転させるときに、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置（図１参照）までスクリュ３３０に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ３３０の前方に成形材料が送られる。
【００６３】
逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０と共に回転する共回りタイプと、スクリュ３３０と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。
【００６４】
尚、射出装置３００は、スクリュ３３０に対し逆流防止リング３３１を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。
【００６５】
計量モータ３４０は、スクリュ３３０を回転させる。スクリュ３３０を回転させる駆動源は、計量モータ３４０には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。
【００６６】
射出モータ３５０は、スクリュ３３０を進退させる。射出モータ３５０とスクリュ３３０との間には、射出モータ３５０の回転運動をスクリュ３３０の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ３３０を進退させる駆動源は、射出モータ３５０には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。
【００６７】
圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間で伝達される圧力を検出する。圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間の力の伝達経路に設けられ、圧力検出器３６０に作用する圧力を検出する。
【００６８】
圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。圧力検出器３６０の検出結果は、スクリュ３３０が成形材料から受ける圧力、スクリュ３３０に対する背圧、スクリュ３３０から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。
【００６９】
射出装置３００は、制御装置７００による制御下で、計量工程、充填工程および保圧工程などを行う。
【００７０】
計量工程では、計量モータ３４０を駆動してスクリュ３３０を設定回転数で回転させ、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。スクリュ３３０の回転数は、例えば計量モータエンコーダ３４１を用いて検出する。計量モータエンコーダ３４１は、計量モータ３４０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、スクリュ３３０の回転数を検出するスクリュ回転数検出器は、計量モータエンコーダ３４１に限定されず、一般的なものを使用できる。
【００７１】
計量工程では、スクリュ３３０の急激な後退を制限すべく、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ３３０に対する背圧は、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０が計量完了位置まで後退し、スクリュ３３０の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。
【００７２】
充填工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を設定速度で前進させ、スクリュ３３０の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置１０内のキャビティ空間１４に充填させる。スクリュ３３０の位置や速度は、例えば射出モータエンコーダ３５１を用いて検出する。射出モータエンコーダ３５１は、射出モータ３５０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切替（所謂、Ｖ／Ｐ切替）が行われる。Ｖ／Ｐ切替が行われる位置をＶ／Ｐ切替位置とも呼ぶ。スクリュ３３０の設定速度は、スクリュ３３０の位置や時間などに応じて変更されてもよい。
【００７３】
尚、充填工程においてスクリュ３３０の位置が設定位置に達した後、その設定位置にスクリュ３３０を一時停止させ、その後にＶ／Ｐ切替が行われてもよい。Ｖ／Ｐ切替の直前において、スクリュ３３０の停止の代わりに、スクリュ３３０の微速前進または微速後退が行われてもよい。また、スクリュ３３０の位置を検出するスクリュ位置検出器、およびスクリュ３３０の速度を検出するスクリュ速度検出器は、射出モータエンコーダ３５１に限定されず、一般的なものを使用できる。
【００７４】
保圧工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を前方に押し、スクリュ３３０の前端部における成形材料の圧力（以下、「保持圧力」とも呼ぶ。）を設定圧に保ち、シリンダ３１０内に残る成形材料を金型装置１０に向けて押す。金型装置１０内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。
【００７５】
保圧工程では金型装置１０内のキャビティ空間１４の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間１４の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間１４からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間１４内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮のため、冷却工程中に計量工程が行われてよい。
【００７６】
尚、本実施形態の射出装置３００は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内にはスクリュが回転自在にまたは回転自在に且つ進退自在に配設され、射出シリンダ内にはプランジャが進退自在に配設される。
また、本実施形態の射出装置３００は、シリンダ３１０の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ３１０の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。
【００７７】
（移動装置）
移動装置４００の説明では、射出装置３００の説明と同様に、充填時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中右方向）を後方として説明する。
【００７８】
移動装置４００は、金型装置１０に対し射出装置３００を進退させる。また、移動装置４００は、金型装置１０に対しノズル３２０を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。移動装置４００は、液圧ポンプ４１０、駆動源としてのモータ４２０、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ４３０などを含む。
【００７９】
液圧ポンプ４１０は、第１ポート４１１と、第２ポート４１２とを有する。液圧ポンプ４１０は、両方向回転可能なポンプであり、モータ４２０の回転方向を切り替えることにより、第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液（例えば油）を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ４１０はタンク４１３から作動液を吸引して第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。
【００８０】
モータ４２０は、液圧ポンプ４１０を作動させる。モータ４２０は、制御装置７００からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ４１０を駆動する。モータ４２０は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。
【００８１】
液圧シリンダ４３０は、シリンダ本体４３１、ピストン４３２、およびピストンロッド４３３を有する。シリンダ本体４３１は、射出装置３００に対して固定される。ピストン４３２は、シリンダ本体４３１の内部を、第１室としての前室４３５と、第２室としての後室４３６とに区画する。ピストンロッド４３３は、固定プラテン１１０に対して固定される。ピストンロッド４３３が前室４３５を貫通しているため、前室４３５の断面積は後室４３６の断面積より小さい。
【００８２】
液圧シリンダ４３０の前室４３５は、第１流路４０１を介して、液圧ポンプ４１０の第１ポート４１１と接続される。第１ポート４１１から吐出された作動液が第１流路４０１を介して前室４３５に供給されることで、射出装置３００が前方に押される。射出装置３００が前進され、ノズル３２０が固定金型１１に押し付けられる。前室４３５は、液圧ポンプ４１０から供給される作動液の圧力によってノズル３２０のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。
【００８３】
一方、液圧シリンダ４３０の後室４３６は、第２流路４０２を介して液圧ポンプ４１０の第２ポート４１２と接続される。第２ポート４１２から吐出された作動液が第２流路４０２を介して液圧シリンダ４３０の後室４３６に供給されることで、射出装置３００が後方に押される。射出装置３００が後退され、ノズル３２０が固定金型１１から離間される。
【００８４】
第１リリーフ弁４４１は、第１流路４０１内の圧力が設定値を超えた場合に開き、第１流路４０１内の余分な作動液をタンク４１３に戻して、第１流路４０１内の圧力を設定値以下に保つ。
【００８５】
第２リリーフ弁４４２は、第２流路４０２内の圧力が設定値を超えた場合に開き、第２流路４０２内の余分な作動液をタンク４１３に戻して、第２流路４０２内の圧力を設定値以下に保つ。
【００８６】
フラッシング弁４４３は、前室４３５の断面積と後室４３６の断面積との差に起因する作動液の循環量の過不足を調整する弁であり、例えば図１および図２に示すように３位置４ポートのスプール弁で構成される。
【００８７】
第１チェック弁４５１は、第１流路４０１内の圧力がタンク４１３内の圧力よりも低い場合に開き、タンク４１３から第１流路４０１に作動液を供給する。
【００８８】
第２チェック弁４５２は、第２流路４０２内の圧力がタンク４１３の圧力よりも低い場合に開き、タンク４１３から第２流路４０２に作動液を供給する。
【００８９】
電磁切替弁４５３は、液圧シリンダ４３０の前室４３５と液圧ポンプ４１０の第１ポート４１１との間の作動液の流れを制御する制御弁である。電磁切替弁４５３は、例えば第１流路４０１の途中に設けられ、第１流路４０１における作動液の流れを制御する。
【００９０】
電磁切替弁４５３は、例えば図１および図２に示すように２位置２ポートのスプール弁で構成される。スプール弁が第１位置（図１および図２中左側の位置）の場合、前室４３５と第１ポート４１１との間の両方向の流れが許容される。一方、スプール弁が第２位置の場合（図１および図２中右側の位置）の場合、前室４３５から第１ポート４１１への流れが制限される。この場合、第１ポート４１１から前室４３５への流れは制限されないが、制限されてもよい。
【００９１】
第１圧力検出器４５５は、前室４３５の液圧を検出する。前室４３５の液圧によってノズルタッチ圧力が生じるため、第１圧力検出器４５５を用いてノズルタッチ圧力が検出できる。第１圧力検出器４５５は、例えば第１流路４０１の途中に設けられ、電磁切替弁４５３を基準として前室４３５側の位置に設けられる。電磁切替弁４５３の状態に関係なく、ノズルタッチ圧力が検出できる。
【００９２】
第２圧力検出器４５６は、第１流路４０１の途中に設けられ、電磁切替弁４５３を基準として第１ポート４１１側の位置に設けられる。第２圧力検出器４５６は、電磁切替弁４５３と第１ポート４１１との間における液圧を検出する。電磁切替弁４５３が第１ポート４１１と前室４３５との間の両方向の流れを許容する状態の場合、第１ポート４１１と電磁切替弁４５３との間における液圧と、電磁切替弁４５３と前室４３５との間における液圧とは等しい。よって、この状態の場合、第２圧力検出器４５６を用いてノズルタッチ圧力が検出できる。
【００９３】
尚、本実施形態では、第１流路４０１の途中に設けられる圧力検出器を用いてノズルタッチ圧力を検出するが、例えばノズル３２０に設けられるロードセルなどを用いてノズルタッチ圧力を検出してもよい。つまり、ノズルタッチ圧力を検出する圧力検出器は、移動装置４００、射出装置３００のいずれに設けられてもよい。
【００９４】
尚、本実施形態では移動装置４００は液圧シリンダ４３０を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ４３０の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を射出装置３００の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。
【００９５】
（制御装置）
制御装置７００は、例えばコンピュータで構成され、図１〜図２に示すようにＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１と、メモリなどの記憶媒体７０２と、入力インターフェース７０３と、出力インターフェース７０４とを有する。制御装置７００は、記憶媒体７０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ７０１に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置７００は、入力インターフェース７０３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース７０４で外部に信号を送信する。
制御装置７００は、型閉工程や型締工程、型開工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。また、制御装置７００は、型締工程の間に、計量工程や充填工程、保圧工程などを行う。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、１回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」とも呼ぶ。
一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、型開工程、および突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程、および冷却工程は、型締工程の開始から型締工程の終了までの間に行われる。型締工程の終了は型開工程の開始と一致する。尚、成形サイクル時間の短縮のため、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。また、突き出し工程は、型開工程中に開始されてもよい。ノズル３２０の流路を開閉する開閉弁が設けられる場合、型開工程は、計量工程中に開始されてもよい。計量工程中に型開工程が開始されても、開閉弁がノズル３２０の流路を閉じていれば、ノズル３２０から成形材料が漏れないためである。
【００９６】
制御装置７００は、操作装置７５０や表示装置７６０と接続されている。操作装置７５０は、ユーザによる入力操作を受け付け、入力操作に応じた信号を制御装置７００に出力する。表示装置７６０は、制御装置７００による制御下で、操作装置７５０における入力操作に応じた操作画面を表示する。操作画面は、射出成形機の設定などに用いられる。操作画面は、複数用意され、切り替えて表示されたり、重ねて表示されたりする。ユーザは、表示装置７６０で表示される操作画面を見ながら、操作装置７５０を操作することにより射出成形機の設定（設定値の入力を含む）などを行う。操作装置７５０および表示装置７６０は、例えばタッチパネルで構成され、一体化されてよい。尚、本実施形態の操作装置７５０および表示装置７６０は、一体化されているが、独立に設けられてもよい。また、操作装置７５０は、複数設けられてもよい。
【００９７】
（射出装置のノズルの開閉）
図３は、図５に示す揺動レバーを第１方向（例えば時計回り）に揺動させることにより、弁体を図５に示す開放位置から閉塞位置に移動させた状態を示す図である。図４は、図３に示す揺動レバーを第２方向（例えば反時計回り）に揺動させた状態を示す図である。図５は、図４に示す弁体を、計量工程において生じる成形材料の圧力によって閉塞位置から閉塞位置に移動させた状態を示す図である。
【００９８】
射出装置３００は、ノズル３２０における成形材料の流路３２１を開閉する流路開閉機構３２９を備える。流路開閉機構３２９は、流路３２１を開く開放位置（図５参照）と流路３２１を開く閉塞位置（図３参照）との間で移動させられる弁体３２２を有する。弁体３２２が閉塞位置にあるとき、弁体３２２と流路３２１の壁面との間に、前方に向けて先細り状のくさび形隙間３２３が形成されてよい。くさび形隙間３２３における成形材料の圧力が十分に大きくなると、弁体３２２が成形材料の粘着力に打ち勝って閉塞位置から開放位置に移動させられる。
【００９９】
弁体３２２の移動方向は、ノズル３２０の軸方向に直交する方向であってよく、ノズル３２０の流路３２１の径方向であってよい。なお、弁体３２２の移動方向は、本実施形態ではノズル３２０の軸方向に直交する方向であるが、従来と同様にノズル３２０の軸方向であってもよい。しかしながら、弁体３２２の移動方向がノズル３２０の軸方向である場合、弁体３２２が閉塞位置にあるときだけではなく開放位置にあるときも流路３２１の内部にあるため、弁体の分だけ流路３２１の径が狭くなる。一方、本実施形態によれば、弁体３２２が閉塞位置から開放位置に移動するときに弁体３２２が流路３２１内から退出するため、充填工程において成形材料がノズルを通過しやすく、充填工程においてノズル３２０での成形材料の流動抵抗を低減でき、成形材料の発熱を抑制できる。そのため、冷却工程の時間を短縮でき、成形サイクルを短縮できる。
【０１００】
尚、弁体３２２の移動方向は、本実施形態ではノズル３２０の軸方向に直交する方向であるが、従来と同様にノズル３２０の軸方向であってもよい。
【０１０１】
流路開閉機構３２９は、弁体３２２を開放位置と閉塞位置との間で移動させる弁体移動機構３２４を有する。弁体移動機構３２４は、開放位置にある弁体３２２を閉塞位置に移動させ、閉塞位置で弁体３２２を固定する動作、および、閉塞位置にある弁体３２２の固定を解除することにより、ノズル３２０の内部に溜まる成形材料の圧力による弁体３２２の開放位置への移動を可能にする動作を行う。弁体移動機構３２４は、例えば、ノズル３２０に対し揺動自在に取り付けられて弁体３２２に当接する揺動レバー３２５と、揺動レバー３２５を、弁体３２２が開放位置から閉塞位置に移動する第１方向（図３〜図５において時計回り方向）および該第１方向とは逆方向で閉塞位置にある弁体３２２の固定を解除する第２方向（図３〜図５において反時計回り方向）に揺動させる流体圧シリンダ３２６とを有する。
【０１０２】
揺動レバー３２５は、ノズル３２０に対し固定される揺動軸３７１を中心に揺動自在とされ、流体圧シリンダ３２６の伸縮によって揺動させられる。揺動レバー３２５は、弁体３２２と接触するが、弁体３２２と連結されていない。
【０１０３】
流体圧シリンダ３２６は、シリンダ本体３２７と、シリンダ本体３２７の内部に供給される流体の圧力によって移動するピストンロッド３２８とを有する。ピストンロッド３２８の基端部は、シリンダ本体３２７の内部において摺動するピストンに連結される。ピストンは、シリンダ本体３２７の内部を２つの部屋に区切る。いずれか一方の部屋に圧力を供給することにより、ピストンが移動させられ、ピストンロッド３２８が移動させられる。
【０１０４】
シリンダ本体３２７は、ノズル３２０に対し固定される揺動軸３７２を中心に揺動自在とされる。一方、ピストンロッド３２８は、ピン３７３で揺動レバー３２５と揺動自在に連結される。尚、シリンダ本体３２７とピストンロッド３２８との配置は逆でもよい。つまり、シリンダ本体３２７はピン３７３で揺動レバー３２５と連結され、ピストンロッド３２８は揺動軸３７２を中心に揺動自在とされてもよい。
【０１０５】
図５に示すように弁体３２２が開放位置にある状態で流体圧シリンダ３２６を伸ばすと、揺動レバー３２５が第１方向（例えば時計回り）に揺動させられる。これにより、弁体３２２は、揺動レバー３２５に押されて、図３に示すように閉塞位置に移動させられ、流体圧シリンダ３２６の圧力によって閉塞位置で固定される。
【０１０６】
一方、図３に示すように弁体３２２が閉塞位置にある状態で流体圧シリンダ３２６を縮めると、揺動レバー３２５が第１方向とは逆向きの第２方向（例えば反時計回り）に揺動させられる。これにより、揺動レバー３２５は、図４に示すように元の位置に戻り、弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動を妨害しなくなる。従って、閉塞位置にある弁体３２２の固定が解除され、ノズル３２０の内部に溜まる成形材料の圧力による弁体３２２の開放位置への移動が可能になる。
【０１０７】
その結果、弁体３２２は、くさび形隙間３２３における成形材料の圧力によって、図４に示す閉塞位置から図５に示す開放位置へ移動させられる。弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動は、揺動レバー３２５の第２方向の揺動と同時に行われてもよいし、揺動レバー３２５の第２方向の揺動よりも遅れて行われてもよい。
【０１０８】
尚、本実施形態では揺動レバー３２５を第２方向に揺動させて元の位置に戻すため、流体圧シリンダ３２６の駆動力を利用するが、計量工程において生じる成形材料の圧力を利用することも可能である。この場合、制御装置７００は、流体圧シリンダ３２６に圧力を供給する代わりに、流体圧シリンダ３２６から圧力を抜き、ピストンによって区画される２つの部屋と外部との流体の出入りを自由とする。例えば、流体圧シリンダ３２６が空気圧シリンダである場合、ピストンによって区画される２つの部屋を大気開放とする。これにより、ピストンが両方向に自由に移動できる。よって、計量工程において生じる成形材料の圧力を利用して、弁体３２２を閉塞位置から開放位置に移動させると共に、弁体３２２で揺動レバー３２５を押して揺動レバー３２５を第２方向に揺動させることができる。揺動レバー３２５を元の位置に戻すために計量工程において生じる成形材料の圧力を利用する場合、揺動レバー３２５と弁体３２２とはピンなどで連結されていてもよい。
【０１０９】
制御装置７００は、１ショット（例えば計量工程の開始から、次回の計量工程の開始まで）の間に、弁体３２２を開放位置と閉塞位置との間で往復移動させる。弁体３２２の位置は、例えば、充填工程や保圧工程では開放位置とされ、計量工程の開始時には閉塞位置とされる。弁体３２２は、保圧工程の完了後、計量工程の開始前に、開放位置から閉塞位置に移動される。また、弁体３２２は、計量工程の開始後、充填工程の開始前に、ノズル３２０の内部溜まる成形材料の圧力によって、閉塞位置から開放位置に移動する。
計量工程は、シリンダ３１０の前部に成形材料を溜める工程である。計量工程の開始は、シリンダ３１０の前部に成形材料を溜めるためのスクリュ３３０の動作の開始を意味する。例えば、計量工程の開始は、スクリュ３３０の回転の開始である。スクリュ３３０の回転によって、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られ、シリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。なお、計量工程の開始は、本実施形態ではスクリュ３３０の回転の開始であるが、スクリュ３３０の後退の開始でもよい。つまり、計量工程では、スクリュ３３０を所定量後退させたうえで、スクリュ３３０を回転させてもよい。スクリュ３３０が計量完了位置に達すると、計量工程が完了し、スクリュ３３０の回転および後退が停止させられる。
充填工程は、シリンダ３１０の前部に溜めた成形材料を金型装置１０の内部に充填する工程である。充填工程の開始は、シリンダ３１０の前部に溜めた成形材料を金型装置１０の内部に充填するためのスクリュ３３０の動作の開始を意味する。例えば、充填工程の開始は、スクリュ３３０の前進の開始である。充填工程の間、スクリュ３３０は、回転しなくてよい。スクリュ３３０がＶ／Ｐ切替位置に達すると、充填工程が完了し、保圧工程が行われる。
尚、弁体３２２は、計量工程の開始から計量工程の完了まで閉塞位置にあってよく、計量工程の完了から、充填工程の開始前に、閉塞位置から開放位置に移動してもよい。この場合、計量工程の開始後、計量工程の完了前に、型開工程が開始される場合に、ノズル３２０から成形材料が漏れるのを防止できる。
【０１１０】
図６は、実施形態による射出装置が行う工程と、揺動レバーの動作と、弁体の動作とのタイミングを示す図である。図６に示すように、射出装置３００は、計量工程、サックバック工程、充填工程、および保圧工程を繰り返し行う。サックバック工程とは、計量工程の完了後、充填工程の開始前に、スクリュ３３０の回転を停止させると共にスクリュ３３０を後退させて、スクリュ３３０の前方に蓄積された成形材料の圧力を低下させる工程である。
【０１１１】
制御装置７００は、予め設定されたタイミングで、流体圧シリンダ３２６に圧力を供給して揺動レバー３２５を第１方向に揺動させ、揺動レバー３２５で弁体３２２を押して、弁体３２２を開放位置から閉塞位置に移動させる。
【０１１２】
揺動レバー３２５の第１方向への揺動は、例えば図６に示すように、保圧工程の完了から計量工程の開始の前までの所定のタイミングで（例えば保圧工程の完了時などに）行われる。
【０１１３】
弁体３２２の開放位置から閉塞位置への移動は、揺動レバー３２５の第１方向への揺動によって行われる。そのため、弁体３２２の開放位置から閉塞位置への移動は、揺動レバー３２５の第１方向への揺動と同時に行われてよい。弁体３２２は、流体圧シリンダ３２６の圧力によって閉塞位置で固定される。
【０１１４】
尚、揺動レバー３２５の第１方向への揺動、および弁体３２２の開放位置から閉塞位置への移動は、保圧工程の完了から型開工程の開始の前までに行われればよく、計量工程の途中で行われてもよい。保圧工程の完了以降、型開工程の開始前の間は、金型装置１０内に成形材料が詰まっているため、流路３２１を開放したまま計量工程を行っても、金型装置１０にタッチされているノズル３２０から成形材料が漏れない。
【０１１５】
また、制御装置７００は、予め設定されたタイミングで、流体圧シリンダ３２６に圧力を供給して揺動レバー３２５を第２方向に揺動させ、揺動レバー３２５を元の位置に戻す。これにより、揺動レバー３２５は、弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動を妨害しなくなる。従って、閉塞位置にある弁体３２２の固定が解除され、ノズル３２０の内部に溜まる成形材料の圧力による弁体３２２の開放位置への移動が可能になる。
【０１１６】
揺動レバー３２５の第２方向への揺動は、例えば図６に示すように計量工程の途中からサックバック工程の開始の前までの所定のタイミング（例えば計量工程の完了の直前または計量工程の完了時に）で行われる。尚、サックバック工程が行われない場合、揺動レバー３２５の第２方向への揺動は、計量工程の途中から充填工程の開始の前までの所定のタイミングで行われる。
【０１１７】
弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動は、計量工程の開始から充填工程の開始の前までの間にノズル３２０の内部に溜まる成形材料の圧力によって行われる。計量工程時のスクリュ３３０の背圧または背圧の残圧によって弁体３２２が開放位置に移動させられる。そのため、弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動は、揺動レバー３２５の第２方向への揺動と同時に行われてもよいし、揺動レバー３２５の第２方向への揺動よりも遅れて行われてもよい。
【０１１８】
弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動は、例えば図６に示すように計量工程の途中からサックバック工程の開始の前までの所定のタイミングで行われる。尚、サックバック工程が行われない場合、弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動は、計量工程の途中から充填工程の開始の前までの所定のタイミングで行われる。
【０１１９】
制御装置７００は、計量工程の完了からサックバック工程の開始までに所定時間の遅延時間を設定してもよい。この遅延時間の間に、弁体３２２を閉塞位置から開放位置に移動させるべく、図７に示すようにノズル３２０の内部における成形材料の圧力を上昇させる圧力上昇工程が行われてよい。圧力上昇工程では、計量工程に比べて、ノズル３２０の内部における成形材料の圧力が高くなる。計量工程の完了からの経過時間が遅延時間に達すると、サックバック工程が開始される。サックバック工程が開始されると、上述の如く、ノズル３２０の内部における成形材料の圧力が降下する（図７参照）。そのため、本実施形態では、計量工程の完了後、サックバック工程の開始前に、圧力上昇工程が行われる。尚、サックバック工程は行われなくてもよく、計量工程の完了後、充填工程の開始前に圧力上昇工程が行われてもよい。
【０１２０】
計量工程の完了からサックバック工程の開始までに遅延時間を設けると、計量完了位置でスクリュ３３０が停止しても、成形材料が慣性で流動することによって、図７に示すように成形材料の圧力が高くなる。また、スクリュ３３０が計量完了位置へ到達したことを検出すると、スクリュ３３０の回転および移動が停止させられる。スクリュ３３０の移動が停止しても、まだ、スクリュ３３０の回転が止まらない場合には、成形材料がスクリュ３３０の前方に送られるため、成形材料の圧力が高くなる要因となる。
【０１２１】
計量工程におけるスクリュ３３０の後退速度は、充填工程におけるスクリュ３３０の前進速度に比べて低い。そのため、後退停止時に発生する成形材料の圧力は、充填工程に発生する成形材料の圧力に比べて低い。
【０１２２】
このため、計量完了位置でスクリュ３３０を停止させたときの成形材料の圧力を弁体３２２の開放位置への移動に利用することで、弁体３２２や弁体移動機構３２４の破損を抑制しつつ、確実に弁体３２２を開放位置に移動させることができる。
【０１２３】
弁体３２２が閉塞位置にある状態でスクリュ３３０が計量完了位置に到達したことを検出すると、揺動レバー３２５を第２方向に揺動させる。これにより、計量完了位置でスクリュ３３０を停止させたときの成形材料の圧力で、弁体３２２を閉塞位置から開放位置に移動させることができる。
【０１２４】
尚、サックバック工程はなくてもよく、計量完了位置でスクリュ３３０を停止させた後、所定時間経過後に充填工程を開始してもよい。サックバック工程がない場合に、計量工程の完了から充填工程の開始までに遅延時間を設けてもよい。計量工程の完了からの経過時間が遅延時間に達すると、充填工程が開始される。
【０１２５】
計量工程の完了からサックバック工程の開始までの遅延時間は、弁体３２２が閉塞位置から開放位置へ移動する待ち時間として利用されてもよいし、詳しくは後述するが、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力をさらに高める処理の時間として利用されてもよい。
【０１２６】
以上説明したように、本実施形態の制御装置７００は、計量工程の開始後、充填工程の開始前に、閉塞位置にある弁体３２２の固定を解除することにより、ノズル３２０の内部に溜まる成形材料の圧力による弁体３２２の開放位置への移動を可能にする制御を実行する。これにより、計量工程の開始後、充填工程の開始前に、ノズル３２０の内部に溜まる成形材料の圧力によって、弁体３２２を閉塞位置から開放位置へ移動させる。計量工程の開始から充填工程の開始の前までに生じる成形材料の圧力は、充填工程において生じる成形材料の圧力よりも小さい。計量工程では、充填工程とは異なり、ノズル３２０から成形材料を射出しないためである。また、本実施形態によれば、弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動に、計量工程の開始から充填工程の開始の前までに生じる成形材料の圧力を利用する。そのため、従来のように充填工程において生じる成形材料の圧力を利用する場合に比べて、弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動の勢いを抑制でき、衝撃による弁体３２２や弁体移動機構３２４の破損を抑制できる。
【０１２７】
ところで、計量工程において生じる成形材料の圧力は、計量工程の完了からサックバック工程の開始の前までは、利用可能である。本明細書において、計量工程の完了とは、スクリュ３３０の回転によってスクリュ３３０が設定位置まで後退し、スクリュ３３０の前方に所定量の成形材料が蓄積されることを意味する。
【０１２８】
そこで、制御装置７００は、計量工程の完了後、弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動前に、スクリュ３３０の進退を停止させると共に、スクリュ３３０を回転させることでスクリュ３３０前方に成形材料を送り、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力を高めてもよい。計量工程において生じる成形材料の圧力と、計量工程の完了後にスクリュ３３０の回転によって生じる成形材料の圧力の両方を利用して、弁体３２２を閉塞位置から開放位置に移動できる。計量工程におけるスクリュ３３０の背圧が低い場合に特に有効である。計量工程の完了後のスクリュ３３０の回転量は、弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動に利用する成形材料の圧力が設定値以下になるように調整される。弁体３２２や弁体移動機構３２４の破損を抑制するためである。
【０１２９】
また、制御装置７００は、計量工程の完了後、弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動前に、スクリュ３３０の回転を停止させると共に、スクリュ３３０を前進させることで、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力を高めてもよい。計量工程において生じる成形材料の圧力と、計量工程の完了後にスクリュ３３０の前進によって生じる成形材料の圧力の両方を利用して、弁体３２２を閉塞位置から開放位置に移動できる。計量工程におけるスクリュ３３０の背圧が低い場合に特に有効である。計量工程の完了後のスクリュ３３０の前進量は、弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動に利用する成形材料の圧力が設定値以下になるように調整される。弁体３２２や弁体移動機構３２４の破損を抑制するためである。
【０１３０】
さらに、制御装置７００は、計量工程の完了後、弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動前に、スクリュ３３０を前進させると共に、スクリュ３３０を回転させることで、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力を高めてもよい。計量工程において生じる成形材料の圧力と、計量工程の完了後にスクリュ３３０の前進および回転によって生じる成形材料の圧力の両方を利用して、弁体３２２を閉塞位置から開放位置に移動できる。計量工程におけるスクリュ３３０の背圧が低い場合に特に有効である。計量工程の完了後のスクリュ３３０の前進量、および計量工程の完了後のスクリュの回転量は、弁体３２２の閉塞位置から開放位置への移動に利用する成形材料の圧力が設定値以下になるように調整される。弁体３２２や弁体移動機構３２４の破損を抑制するためである。
【０１３１】
（変形および改良）
以上、射出成形機の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
【０１３２】
本出願は、２０１７年１月３１日に日本国特許庁に出願した特願２０１７−０１６３４１号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１７−０１６３４１号の全内容を本出願に援用する。
【符号の説明】
【０１３３】
１０    金型装置
１１    固定金型
１２    可動金型
３００  射出装置
３１０  シリンダ
３２０  ノズル
３２１  流路
３２２  弁体
３２４  弁体移動機構
３２５  揺動レバー
３２６  流体圧シリンダ
３２９  流路開閉機構
３３０  スクリュ
３４０  計量モータ
３５０  射出モータ
７００  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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