(57)【要約】【課題】スクリュー型樹脂可塑化装置の成形条件の主要な２要素である加熱シリンダのヒータ温度とスクリュー回転速度とに関し、品質指向要素設定領域と生産性指向要素設定領域とに２分し、加熱シリンダの半径方向の熱流束依存で、それぞれの設定領域における２要素のうちの選択された操作対象の要素の相手要素に対する至適配分の設定を案内表示することで、適正運転を容易にする。【解決手段】品質指向要素設定手段６Ｂで設定されたヒータ昇温設定信号Ｓ６Ｂｆ・スクリュー減速設定信号Ｓ６Ｂｇの何れかの存在と熱流束ｑＦの外向き判別の両立で、ヒータ昇温案内表示７Ａ・スクリュー減速案内表示７Ｂをする。生産性指向要素設定手段６Ｃで設定されたヒータ降温設定信号Ｓ６Ｂｈ・スクリュー増速設定信号Ｓ６Ｂｉの何れかの存在と熱流束ｑＦの内向き判別の両立で、ヒータ降温案内表示７Ｅ・スクリュー増速案内表示７Ｆをする。【選択図】図１
2007160905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱シリンダに配置され、該加熱シリンダ内の樹脂が溶融樹脂になるように、該樹脂をヒータ設定温度で加熱するヒータ手段と、
上記ヒータ設定温度を可変に設定するヒータ温度可変設定手段と、
上記加熱シリンダ内に回転自在に配置され、該加熱シリンダ内の溶融樹脂を混練すべく、スクリュー設定回転速度で回転駆動されるスクリュー手段と、
上記スクリュー設定回転速度を可変に設定するスクリュー回転速度可変設定手段と、
上記ヒータ設定温度に対するヒータ昇温案内のためのヒータ昇温設定信号とスクリュー減速案内のためのスクリュー減速設定信号との択一的存在ないし該両信号の不存在が操作者により設定される品質指向要素設定手段と、
上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力する熱流束方向計測手段と、
上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記ヒータ昇温設定信号の同時的存在を判別して、ヒータ昇温案内を表示するヒータ昇温案内表示手段と、
上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記スクリュー減速設定信号の同時的存在を判別して、スクリュー減速案内を表示するスクリュー減速案内表示手段と、
を備えていることを特徴するスクリュー型樹脂可塑化装置。
【請求項２】
加熱シリンダに配置され、該加熱シリンダ内の樹脂が溶融樹脂になるように、該樹脂をヒータ設定温度で加熱するヒータ手段と、
上記ヒータ設定温度を可変に設定するヒータ温度可変設定手段と、
上記加熱シリンダ内に回転自在に配置され、該加熱シリンダ内の溶融樹脂を混練すべく、スクリュー設定回転速度で回転駆動されるスクリュー手段と、
上記スクリュー設定回転速度を可変に設定するスクリュー回転速度可変設定手段と、
上記ヒータ設定温度に対するヒータ降温案内のためのヒータ降温設定信号とスクリュー増速案内のためのスクリュー増速設定信号との択一的存在ないし該両信号の不存在が操作者により設定される生産性指向要素設定手段と、
上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力する熱流束方向計測手段と、
上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記降温設定信号の同時的存在を判別して、ヒータ降温案内を表示するヒータ降温案内表示手段と、
上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記スクリュー増速設定信号の同時的存在を判別して、スクリュー増速案内を表示するスクリュー増速案内表示手段と、
を備えていることを特徴するスクリュー型樹脂可塑化装置。
【請求項３】
加熱シリンダに配置され、該加熱シリンダ内の樹脂が溶融樹脂になるように、該樹脂をヒータ設定温度で加熱するヒータ手段と、
上記ヒータ設定温度を可変に設定するヒータ温度可変設定手段と、
上記加熱シリンダ内に回転自在に配置され、該加熱シリンダ内の溶融樹脂を混練すべく、スクリュー設定回転速度で回転駆動されるスクリュー手段と、
上記スクリュー設定回転速度を可変に設定するスクリュー回転速度可変設定手段と、
上記ヒータ設定温度に対するヒータ昇温案内のためのヒータ昇温設定信号とスクリュー減速案内のためのスクリュー減速設定信号との択一的存在ないし該両信号の不存在が操作者により設定される品質指向要素設定手段と、
上記ヒータ設定温度に対するヒータ降温案内のためのヒータ降温設定信号とスクリュー増速案内のためのスクリュー増速設定信号との択一的存在ないし該両信号の不存在が操作者により設定される生産性指向要素設定手段と、
上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力する熱流束方向計測手段と、
上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記ヒータ昇温設定信号の同時的存在を判別して、ヒータ昇温案内を表示するヒータ昇温案内表示手段と、
上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記スクリュー減速設定信号の同時的存在を判別して、スクリュー減速案内を表示するスクリュー減速案内表示手段と、
上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記降温設定信号の同時的存在を判別して、ヒータ降温案内を表示するヒータ降温案内表示手段と、
上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記スクリュー増速設定信号の同時的存在を判別して、スクリュー増速案内を表示するスクリュー増速案内表示手段と、
を備えていることを特徴するスクリュー型樹脂可塑化装置。
【請求項４】
上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力する熱流束方向計測手段に代えて、該熱流束を計測し、該熱流束を表す熱流束信号を出力する熱流束計測手段を含み、
上記熱流束信号に基づいて、ヒータ設定温度最適値に向けて、上記ヒータ温度可変設定手段に設定されることが推奨されるヒータ昇温増分ΔT＋を算定するヒータ昇温増分算定手段と、
上記ヒータ昇温増分Δ＋を案内するためのヒータ昇温増分ΔT＋案内を表示するヒータ昇温増分案内表示手段と、
上記熱流束信号に基づいて、スクリュー設定回転速度最適値に向けて、上記スクリュー回転速度可変設定手段に設定されることが推奨されるスクリュー減速減分ΔV−を算定するスクリュー減速減分算定手段と、
上記スクリュー減速減分ΔV−を案内するためスクリュー減速減分ΔV−案内を表示するスクリュー減速減分案内表示手段と、
をさらに含んで成る請求項１又は３項記載のスクリュー型樹脂可塑化装置。
【請求項５】
ヒータ昇温増分算定手段が、
ΔＴ＋＝［ｑＦ×Ａ×Ｔｉｍ／ｃ×ρ×Ｖｏｌ］×α
但し、ｑＦ＝熱流束、Ａ=ヒータの面積、Ｔｉｍ＝スクリュー回転の継続時間、ｃ＝シリンダ壁の比熱、ρ＝シリンダ壁の密度、Ｖｏｌ＝ヒータで覆われたシリンダ壁の肉厚部分の体積、α＝実証的定数（０．５−１．５）であり、ΔＴ＋＝シリンダ内の溶融樹脂からシリンダ外表面のヒータに向かう熱流束を表す正極性のｑＦに対応する昇温増分
に基づいて、ヒータ昇温増分ΔT＋を算定する請求項４記載のスクリュー型樹脂可塑化装置。
【請求項６】
上記スクリュー回転速度減分算定手段が、スクリュー減速減分の単位値を減算して、スクリュー減速減分ΔV−を算定する請求項４記載のスクリュー型樹脂可塑化装置。
【請求項７】
上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力する熱流束方向計測手段に代えて、該熱流束を計測し、該熱流束を表す熱流束信号を出力する熱流束計測手段を含み、
上記熱流束信号に基づいて、ヒータ設定温度最適値に向けて、上記ヒータ温度可変設定手段に設定されることが推奨されるヒータ降温減分ΔT−を算定するヒータ降温減分算定手段と、
上記ヒータ降温減分ΔT−を案内するためのヒータ降温減分ΔT−案内を表示するヒータ降温減分案内表示手段と、
上記熱流束信号に基づいて、スクリュー設定回転速度最適値に向けて、上記スクリュー回転速度可変設定手段に設定されることが推奨されるスクリュー増速増分ΔV＋を算定するスクリュー増速増分算定手段と、
上記スクリュー増速増分ΔV＋を案内するためスクリュー増速増分ΔV＋案内を表示するスクリュー増速増分案内表示手段と、
をさらに含んで成る請求項２又は３項記載のスクリュー型樹脂可塑化装置。
【請求項８】
ヒータ降温減分算定手段が、
ΔＴ−＝［ｑＦ×Ａ×Ｔｉｍ／ｃ×ρ×Ｖｏｌ］×α
但し、ｑＦ＝熱流束、Ａ=ヒータの面積、Ｔｉｍ＝スクリュー回転の継続時間、ｃ＝シリンダ壁の比熱、ρ＝シリンダ壁の密度、Ｖｏｌ＝ヒータで覆われたシリンダ壁の肉厚部分の体積、α＝（０．５−１．５）であり、ΔＴ−＝シリンダ外表面のヒータからシリンダ内の溶融樹脂に向かう熱流束を表す負極性のｑＦに対応する降温減分
に基づいて、ヒータ昇温増分ΔT＋を算定する請求項７記載のスクリュー型樹脂可塑化装置。
【請求項９】
上記スクリュー増速増分算定手段が、スクリュー増速増分の単位値を加算してスクリュー増速増分ΔＶ＋を算定する請求項7記載のスクリュー型樹脂可塑化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インライン型射出成形機、押し出し型樹脂可塑化装置などを含むスクリュー型樹脂可塑化装置の加熱シリンダのヒータ温度とスクリュー回転速度の制御を指向するものであり、とりわけ、加熱シリンダの内外を半径方向に通過する熱流束に基づいて、ヒータ温度の到達すべきヒータ設定温度の設定値の変更ないしスクリュー回転速度の到達すべきスクリュー設定回転速度の設定値の変更を操作者に対して案内表示することで、可塑化樹脂成形製品の品質重視の観点ないし可塑化樹脂成形作業の生産性重視の観点からの操作者の判断に基づくヒータ設定温度ないしスクリュー設定回転速度の設定操作を介して制御ループの構成（以下、設定、制御と略記する）を可能にすべく、熱流束依存の設定値変更操作を案内表示するようにしたスクリュー型樹脂可塑化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従前のインライン型射出成形機、押し出し型樹脂可塑化装置などを含むスクリュー型樹脂可塑化装置の運転操作に際しては、加熱シリンダのヒータ温度、スクリュー回転速度のほか、射出速度、射出圧力、保圧の圧力、保圧の時間、金型冷却期間などの要素を可塑化成形に用いられる樹脂の種類や金型の型彫空間の形状、規模に応じて、区々個別に設定するのが実情であるが、成形品質ないし成形上の生産性に対する関係において、これら多数の要素間には、因子交絡の存在が知られており、多数の要素の最適設定のためには、多変量解析の領域の統計的演算処理が必要となるので、生産現場での操作者による技能、経験の活用にも限界があり、要素群の最適設定は、事実上、実現困難であった。
そこで、便法として、成形品質ないし成形上の生産性に対し、最も強い相関関係が知られている加熱シリンダのヒータ温度とスクリュー回転速度とに関し、他の要素を無視して、先行的に上記２つの要素相互における適正値ないし最適値を設定することが提案されている。
その場合でも、従前のこの種の装置にあっては、加熱シリンダのヒータ温度に関し、該加熱シリンダ外周表面に装着されたヒータ近傍の温度センサによる温度計測値を基準にして、その基準の温度計測値が所定のヒータ設定温度値になることが実証済みのであるところのヒータ給電量を設定するようにしたオープンループの温度制御系ないし該温度センサによる温度計測値依存で、ヒータ給電量の制御により、所定のヒータ設定温度値に対して、その温度計測値を追い込んで一致させるようにしたクローズドループの温度制御系により、何れにせよ、該ヒータ近傍に設けられた温度センサによる点的な存在の温度計測値に着目して、所定のヒータ設定温度値が実現されるものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記加熱シリンダ内の溶融樹脂の実際の温度は、溶融樹脂内の空間的存在である機械的熱源により左右されることから、該溶融樹脂と該シリンダ外周表面のヒータとの間の熱流束に関しては、該溶融樹脂から該シリンダ外周表面のヒータに向けて外向きの方向に流れる状態と、該シリンダ外周表面のヒータから該シリンダ内部の溶融樹脂に向けて内向きの方向に流れる状態の何れもが、結果的に、生起することになる。
因みに、実際のこの種のスクリュー型樹脂可塑化装置では、樹脂供給孔から、加熱シリンダ内で回転駆動されているスクリュー基部付近の樹脂供給領域におけるフライト間の空間に供給された未溶融樹脂が、該スクリューの回転運動につれて、該空間内で溶融、混練されながら、該フライトに案内されて回転前進する。上記樹脂供給領域のスクリュー先端側に隣接し、該スクリューが大径化傾向を帯びる樹脂圧縮領域内にまで運び込まれた残留の未溶融樹脂が、ここで圧縮せん断された場合には、未溶融樹脂のせん断時の盛んな発熱により、溶融樹脂が予定外の高温に晒される結果となる。
しかるところ、ヒータ温度に関し、所定のヒータ設定温度値を実現するのに、フライト間での空間的な存在である未溶融樹脂のせん断による発熱源由来の温度には拘りなく、加熱シリンダ外周表面に装着されたヒータ近傍での点的な存在であるヒータ自体の発熱源由来の温度を計測して得られる温度計測値に着目することで、その限りにおいて、所定のヒータ設定温度を実現する従前装置の構成では、上記シリンダ内の溶融樹脂から該シリンダ外周表面のヒータに向けて外向きの方向に熱流束が流れる状態のときは、フライト間の空間内の未溶融樹脂の混練時の機械的発熱昇温がヒータ近傍の温度計測値に対し、影響を与え、該温度計測値の擬似的な温度上昇を伴うことで、樹脂の溶融状態との関係で適正ないし最適に設定された本来の所定のヒータ設定温度値に到達する以前に、ヒータ給電量が設定的ないし制御的に制限されてしまう。
こうした場合には、ヒータから加熱シリンダ内に供給されていた熱流が断たれるので、樹脂供給領域のフライト間の空間内では、未溶融樹脂の溶融が阻害されて、悪循環的に、樹脂圧縮領域のフライト間の空間内に残留する未溶融樹脂が増量することで、ここでの未溶融樹脂の圧縮、せん断による溶融樹脂の過激な発熱昇温が起こり、これにより、成形品の可塑化樹脂に「焼け」などの欠陥がもたらされる。かかる不都合は、加熱シリンダのヒータ近傍の温度計測値に基づく従前装置での設定、制御では避け難いものであった。
【０００４】
一方、こうした従前のスクリュー型樹脂可塑化装置による成形品の生産現場では、成形品質ないし成形上の生産性に対し、最も強い相関関係が知られているところのもう一つの要素であるスクリュー回転速度に関しても、上述のヒータ温度の設定、制御と同時的にスクリュー設定回転速度を実現するための設定、制御が行われる。ここでのスクリュー回転速度の設定、制御は、上記加熱シリンダ内で回転駆動されるスクリューの回転速度に関し、公知の回転速度計により計測して得られるスクリュー回転速度計測値に着目して、その着目されたスクリュー回転速度計測値が所定のスクリュー設定回転速度値になることが実証済みのであるところのスクリュー駆動用電動機の駆動周波数を設定するようにしたオープンループの速度制御系ないし該回転速度計によるスクリュー回転速度計測値依存で、スクリュー駆動用電動機の駆動周波数の制御により、所定のスクリュー設定回転速度値に対して、そのスクリュー回転速度計測値を追い込んで一致させるようにしたクローズドループの速度制御系により、何れにせよ、所定のスクリュー設定回転速度を実現するものであった。
そして、この場合、既述のように、上記シリンダ内の溶融樹脂から該シリンダ外周表面のヒータに向けて外向きの方向に熱流束が流れる状態のときは、加熱ヒータへの給電量が、本来の所定のヒータ設定温度値の実現以前に、早めに制限されてしまうので、対応のスクリュー回転速度に関しては、実際の給電量制限を受けて実現しているヒータの温度計測値に対し、結果的に、適正値よりも、過大の不適正なスクリュー設定回転速度値であるスクリュー回転速度が実現されることになる。
【０００５】
結局のところ、成形品質ないし成形上の生産性の観点からの適正なヒータ設定温度と適正なスクリュー設定回転速度との間には、強度の因子交絡が存在し、ヒータ設定温度如何により、適正なスクリュー設定回転速度が異なった値を呈するので、例えば、所定のヒータ設定温度値を昇降させて探りながら、各別のヒータ設定温度値に対応する所定のスクリュー設定回転速度値の方も同時的に増減させて相互的に適正な設定値を探ってゆくものであるが、従前装置における加熱シリンダ外周表面に装着されたヒータ近傍の温度センサによるヒータの温度計測値を基準とする所定のヒータ温度設定値自体の適正化が困難である以上、こうしたヒータ温度設定値を参照対象とする限り、所定のスクリュー設定回転速度設定値の方も相互に適正化するのは困難であった。かかる不都合は、加熱シリンダのヒータ近傍でのヒータの点的な温度計測値に基づく所定のヒータ設定温度値を参照対象とする従前装置での設定、制御では避け難いものであった。
【０００６】
さらに、上記従前装置にあっては、既述の状態とは逆に、上記シリンダ外周表面のヒータから該シリンダ内部の溶融樹脂に向けて内向きの方向に熱流束が流れる状態のときは、既述の外向きの方向の熱流束による溶融樹脂の過激昇温の危惧から解放されているにも拘らず、ヒータ設定温度を降温方向に変更設定し、対応のスクリュー設定回転速度を増速方向に変更設定することで、ヒータ設定温度値、スクリュー設定回転速度値の相互における別の適正値ないし最適値の組み合わせを探査するような選択枝を選好することが困難であった。かかる不都合は、加熱シリンダのヒータ近傍でのヒータの温度計測値に基づく所定のヒータ設定温度値を参照対象とすることで、加熱シリンダの内外を半径方向に通過する熱流束の計測値に基づくことのない従前装置での設定、制御では避け難いものであった。
ところで、上述のヒータ温度とスクリュー回転速度という、相互に因子交絡があり、成形品質ないし成形上の生産性に対して支配性の高い２つの要素に関しては、前者のヒータ温度を上昇させると、生産性の観点からは、樹脂冷却工程が伸張することで、不利な傾向を帯びる半面、成形品の品質の観点からは、樹脂混練溶融工程が完全化することで、有利な傾向を帯び、一方、該ヒータ温度を低下させると、上記とは逆の傾向を帯びることが想定される。さらに、後者のスクリュー速度を増加させると、生産性の観点からは、樹脂混練溶融工程が短縮することで、有利な傾向を帯びる半面、成形品の質の観点からは、樹脂混練溶融工程が不完全化することで、不利な傾向を帯び、一方、該スクリュー速度を減少させると、上記とは逆の傾向を帯びることが想定される。こうした想定に基づき、これらヒータ温度、スクリュー回転速度という２つの要素に関し、成形品の品質の観点ないし成形作業の生産性の観点から、適正化ないし最適化する際には、上記両要素間のトレードオフにより探り出される両要素の最適配分ないしその最適配分を実現する最適値を中心的に包含し、該両要素値の有用な組合せの範囲を示す適正領域を把握することが、生産現場での実務的な要請であるところであるが、かかる要請に応えるのに、生産現場での技能、経験頼りの試行錯誤のみで、ここでの最適値ないし適正領域を探し当てるのは至難の業である。かかる不都合は、加熱シリンダのヒータ近傍でのヒータの温度計測値に基づく所定のヒータ設定温度値を参照対象とする構成を前提とし、ヒータ設定温度とスクリュー設定回転速度に関し、設定指針の情報を装置自体から提供することのない従前装置には、不可避的なものであった。
そして、以上の３つの不都合を一挙に解決するのが本願の発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
故に、本願発明は、従来技術に基づく、スクリュー型樹脂可塑化装置における（１）加熱シリンダのヒータ近傍でのヒータの温度計測値依存の制御による溶融樹脂の過激昇温の不都合と、（２）該温度計測値に基づくヒータ設定温度値を参照対象とするスクリュー設定回転速度値の適正設定の困難さの不都合と、（３）ヒータ設定温度値とスクリュー設定回転速度値の成形品の品質の観点ないし成形作業の生産性の観点からの適正化のための操作の困難さの不都合という問題点に鑑み、加熱シリンダの内外を半径方向に通過する熱流束の方向ないし移動熱量に基づいて、ヒータ温度の到達すべきヒータ設定温度の設定値の変更ないしスクリュー回転速度の到達すべきスクリュー設定回転速度の設定値の変更、又は、双方の設定値の変更を操作者に対して変更方向のみに関し、又は変更方向と変更量の双方に関し案内表示をすることにより、上記問題点を解決し、溶融樹脂の過激な昇温を蒙ることがなく、スクリュー設定回転速度値の適正化が容易で、ヒータ設定温度とスクリュー設定回転速度との品質ないし生産性の観点からの適正化ないし最適化が容易な優れたスクリュー型樹脂可塑化装置を提供するものである。
【０００８】
そして、請求項１記載の発明の構成は、
加熱シリンダ外周表面に配置されたヒータ手段が、該加熱シリンダ内の樹脂をヒータ設定温度で加熱することで、これを溶融樹脂の状態にし、ヒータ温度可変設定手段により、上記ヒータ設定温度が可変に設定されていて、上記加熱シリンダ内に回転自在に配置されたスクリュー手段が、スクリュー設定回転速度で回転駆動されて、該加熱シリンダ内の溶融樹脂を混練し、スクリュー回転速度可変設定手段により、上記スクリュー設定回転速度が可変に設定されていて、品質指向要素設定手段には、操作者により、上記ヒータ設定温度に対するヒータ昇温案内のためのヒータ昇温設定信号とスクリュー減速案内のためのスクリュー減速設定信号との択一的存在ないし該両信号の不存在が設定されていて、熱流束方向計測手段が、上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力し、ヒータ昇温案内表示手段が、上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記ヒータ昇温設定信号の同時的存在を判別して、ヒータ昇温案内を表示し、スクリュー減速案内表示手段が、上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記スクリュー減速設定信号の同時的存在を判別して、スクリュー減速案内を表示するように働くものである。
但し、上記熱流束方向信号は、品質指向要素の実証的設定余裕領域を確保するのに必要な逆方向の所定量の熱流束、即ち、上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向の所定量の熱流束の存在を表す熱流束方向信号であってもよい。
【０００９】
請求項２記載の発明の構成は、加熱シリンダ外周表面に配置されたヒータ手段が、該加熱シリンダ内の樹脂をヒータ設定温度で加熱することで、これを溶融樹脂の状態にし、ヒータ温度可変設定手段により、上記ヒータ設定温度が可変に設定されていて、上記加熱シリンダ内に回転自在に配置されたスクリュー手段が、スクリュー設定回転速度で回転駆動されて、該加熱シリンダ内の溶融樹脂を混練し、スクリュー回転速度可変設定手段により、上記スクリュー設定回転速度が可変に設定されていて、生産性指向要素設定手段には、操作者により、上記ヒータ設定温度に対するヒータ降温案内のためのヒータ降温設定信号とスクリュー増速案内のためのスクリュー増速設定信号との択一的存在ないし該両信号の不存在が設定されていて、熱流束方向計測手段が、上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力し、ヒータ降温案内表示手段が、上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記降温設定信号の同時的存在を判別して、ヒータ降温案内を表示し、スクリュー増速案内表示手段が、上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記スクリュー増速設定信号の同時的存在を判別して、スクリュー増速案内を表示するように働くものである。
但し、上記熱流束方向信号は、生産性指向要素の実証的設定余裕領域を確保するのに必要な逆方向の所定量の熱流束、即ち、上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記加ヒータ手段に向かう方向の所定量の熱流束の存在を表す熱流束方向信号であってもよい。
【００１０】
請求項３記載の発明の構成は、加熱シリンダ外周表面に配置されたヒータ手段が、該加熱シリンダ内の樹脂をヒータ設定温度で加熱することで、これを溶融樹脂の状態にし、ヒータ温度可変設定手段により、上記ヒータ設定温度が可変に設定されていて、上記加熱シリンダ内に回転自在に配置されたスクリュー手段が、スクリュー設定回転速度で回転駆動されて、該加熱シリンダ内の溶融樹脂を混練し、スクリュー回転速度可変設定手段により、上記スクリュー設定回転速度が可変に設定されていて、品質指向要素設定手段には、操作者により、上記ヒータ設定温度に対するヒータ昇温案内のためのヒータ昇温設定信号とスクリュー減速案内のためのスクリュー減速設定信号との択一的存在ないし該両信号の不存在が設定されていて、生産性指向要素設定手段には、操作者により、上記ヒータ設定温度に対するヒータ降温案内のためのヒータ降温設定信号とスクリュー増速案内のためのスクリュー増速設定信号との択一的存在ないし該両信号の不存在が設定されていて、熱流束方向計測手段が、上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力し、ヒータ昇温案内表示手段が、上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記ヒータ昇温設定信号の同時的存在を判別して、ヒータ昇温案内を表示し、スクリュー減速案内表示手段が、上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記スクリュー減速設定信号の同時的存在を判別して、スクリュー減速案内を表示し、ヒータ降温案内表示手段が、上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記降温設定信号の同時的存在を判別して、ヒータ降温案内を表示し、スクリュー増速案内表示手段が、上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記スクリュー増速設定信号の同時的存在を判別して、スクリュー増速案内を表示するように働くものである。
【００１１】
請求項４記載の発明の構成は、上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力する熱流束方向計測手段の代わりに採用されている熱流束計測手段が、該熱流束を計測し、該熱流束の方向を含めてこれを量的に表す熱流束信号を出力し、さらに、上記請求項１又は上記請求項３記載の構成を前提とする中で、ヒータ昇温増分算定手段が、上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向の熱流束量を表す上記熱流束信号に基づいて、ヒータ設定温度の最適値に向けて、上記ヒータ温度可変設定手段に設定されることが推奨されるヒータ昇温増分ΔT＋を算定し、ヒータ昇温増分案内表示手段が、上記ヒータ昇温増分ΔT＋を案内するためのヒータ昇温増分ΔT＋案内を表示し、スクリュー減速減分算定手段が上記熱流束信号に基づいて、スクリュー設定回転速度の最適値に向けて、上記スクリュー回転速度可変設定手段に設定されることが推奨されるスクリュー減速減分ΔV−を算定し、スクリュー減速減分案内表示手段が、上記スクリュー減速減分ΔV−を案内するためスクリュー減速減分ΔV−案内を表示するように働くものである。
【００１２】
請求項５記載の発明の構成は、上記請求項４記載の構成を前提とする中で、ヒータ昇温増分算定手段が、
ΔＴ＋＝［ｑＦ×Ａ×Ｔｉｍ／ｃ×ρ×Ｖｏｌ］×α
に基づいて、ヒータ昇温増分ΔT＋を算定するように働くものである。
但し、ｑＦ＝熱流束、Ａ=ヒータの面積、Ｔｉｍ＝スクリュー回転の継続時間、ｃ＝シリンダ壁の比熱、ρ＝シリンダ壁の密度、Ｖｏｌ＝ヒータで覆われたシリンダ壁の肉厚部分の体積、α＝実証的定数（０．５−１．５）であり、ΔＴ＋は、シリンダ内の溶融樹脂からシリンダ外表面のヒータに向かう熱流束を表す正極性のｑＦに対応する昇温増分を表現している。
【００１３】
請求項６記載の発明の構成は、上記請求項４記載の構成を前提とする中で、上記スクリュー回転速度減分算定手段が、スクリュー減速減分の単位値を減算して、スクリュー減速減分ΔＶ−を算定するように働くものである。
【００１４】
請求項７記載の発明の構成は、上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力する熱流束方向計測手段の代わりに採用されている熱流束計測手段が、該熱流束を計測し、該熱流束の方向を含めてこれを量的に表す熱流束信号を出力し、さらに、上記請求項２又は上記請求項３記載の構成を前提とする中で、ヒータ降温減分算定手段が、上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向の熱流束量を表す上記熱流束信号に基づいて、ヒータ設定温度の最適値に向けて、上記ヒータ温度可変設定手段に設定されることが推奨されるヒータ降温減分ΔT−を算定し、ヒータ降温減分案内表示手段が、上記ヒータ降温減分ΔT−を案内するためのヒータ降温減分ΔT−案内を表示し、スクリュー増速増分算定手段が上記熱流束信号に基づいて、スクリュー設定回転速度の最適値に向けて、上記スクリュー回転速度可変設定手段に設定されることが推奨されるスクリュー回転速度増分ΔV＋を算定し、スクリュー増速増分案内表示手段が、上記スクリュー増速増分ΔV＋を案内するためスクリュー増速増分ΔV＋案内を表示するように働くものである。
【００１５】
請求項８記載の発明の構成は、上記請求項７記載の構成を前提とする中で、ヒータ降温減分算定手段が、
ΔＴ−＝［ｑＦ×Ａ×Ｔｉｍ／ｃ×ρ×Ｖｏｌ］×α
に基づいて、ヒータ降温減増分ΔT−を算定するように働くものである。
但し、ｑＦ＝熱流束、Ａ=ヒータの面積、Ｔｉｍ＝スクリュー回転の継続時間、ｃ＝シリンダ壁の比熱、ρ＝シリンダ壁の密度、Ｖｏｌ＝ヒータで覆われたシリンダ壁の肉厚部分の体積、α＝実証的定数（０．５−１．５）であり、ΔＴ−は、シリンダ外表面のヒータからシリンダ内の溶融樹脂に向かう熱流束を表す負極性のｑＦに対して降温減分を表現している。
【００１６】
請求項９記載の発明の構成は、上記請求項７記載の構成を前提とする中で、上記スクリュー増速増分算定手段が、スクリュー増速増分の単位値を加算してスクリュー増速増分を算定するように働くものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、上記品質指向要素設定手段に対し、操作者により、ヒータ昇温案内のためのヒータ昇温設定信号とスクリュー減速案内のためのスクリュー減速設定信号とが設定されている状態下で、熱流束方向計測手段が上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から該加熱シリンダ外周表面のヒータ手段に向かう方向の熱流束を計測すると、ヒータ昇温案内表示手段がヒータ昇温案内を表示し、スクリュー減速案内表示手段がスクリュー減速案内を表示するように構成したことにより、上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から該加熱シリンダ外周表面のヒータ手段に向かう方向の熱流束の存在下では、上記品質指向要素設定手段を操作する操作者が、ヒータ昇温案内表示ないしスクリュー減速案内表示に従って、ヒータ温度可変設定手段に設定されているヒータ設定温度の昇温方向への変更設定ないしスクリュー回転速度可変設定手段に設定されているスクリュー設定回転速度の減速方向への変更設定を行うことができるので、樹脂供給領域でのヒータ設定温度達成以前のヒータ給電量の制限による樹脂溶融不全が解消され、その結果、樹脂圧縮領域での溶融樹脂の過激昇温による成形品に焼けなどの欠陥を生ずることがないという優れた効果が奏される。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、上記生産性指向要素設定手段に対し、操作者により、ヒータ降温案内のためのヒータ降温設定信号とスクリュー増速案内のためのスクリュー増速設定信号とが設定されている状態下で、熱流束方向計測手段が上記加熱シリンダ外周表面のヒータ手段から加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向の熱流束を計測すると、ヒータ降温案内表示手段がヒータ降温案内を表示し、スクリュー増速案内表示手段がスクリュー増速案内を表示するように構成したことにより、上記加熱シリンダ外周表面のヒータ手段から加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向の熱流束の存在下では、上記生産性指向要素設定手段を操作する操作者が、ヒータ降温案内表示ないしスクリュー増速案内表示に従って、ヒータ温度可変設定手段に設定されているヒータ設定温度の降温方向への変更設定ないしスクリュー回転速度可変設定手段に設定されているスクリュー設定回転速度の増速方向への変更設定を行うことができるので、該加熱シリンダ外周表面のヒータ手段近傍の点的な存在である熱源からの温度測値を参照対象とするヒータ温度の設定、制御の下であっても、スクリュー設定回転速度値の適正ないし最適な設定を容易に行うことができるという優れた効果が奏される。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、上記品質指向要素設定手段に対し、操作者により、ヒータ昇温案内のためのヒータ昇温設定信号とスクリュー減速案内のためのスクリュー減速設定信号とが設定されている状態下で、熱流束方向計測手段が上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から該加熱シリンダ外周表面のヒータ手段に向かう方向の熱流束を計測すると、ヒータ昇温案内表示手段がヒータ昇温案内を表示し、スクリュー減速案内表示手段がスクリュー減速案内を表示し、上記生産性指向要素設定手段に対し、操作者により、ヒータ降温案内のためのヒータ降温設定信号とスクリュー増速案内のためのスクリュー増速設定信号とが設定されている状態下で、熱流束方向計測手段が上記加熱シリンダ外周表面のヒータ手段から加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向の熱流束を計測すると、ヒータ降温案内表示手段がヒータ降温案内を表示し、スクリュー増速案内表示手段がスクリュー増速案内を表示するように構成したことにより、上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から該加熱シリンダ外周表面のヒータ手段に向かう外向きの熱流束の発生時には、１つの品質指向要素であるヒータ設定温度の昇温方向への変更設定と、もう１つの品質指向要素であるスクリュー設定回転速度の減速方向への変更設定とによる両要素の設定値の適正化ないし最適化のための操作と、上記加熱シリンダ外周表面のヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう内向きの熱流束の発生時には、１つの生産性指向要素であるヒータ設定温度の降温方向への変更設定とスクリュー設定速度の増速方向への変更設定とによる両要素の設定値の適正化ないし最適化のための操作に関し、操作者が選択的に案内されるので、成形品の品質の観点ないし成形作業の生産性の観点からのヒータ設定温度値とスクリュー設定回転速度値の適正化ないし最適化が容易な操作で選択的に図れるという優れた効果が奏される。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から該加熱シリンダ外周表面のヒータ手段に向かう外向きの熱流束の発生時に、１つの品質指向要素であるヒータ設定温度の昇温方向への変更設定と、もう１つの品質指向要素であるスクリュー設定回転速度の減速方向への変更設定とによる両要素の設定値の適正化ないし最適化のための操作を行う際に、熱流束計測手段で計測される上記外向きの熱流束量に基づいて、ヒータ昇温増分算定手段により算定されるヒータ昇温増分ΔＴ＋と、該外向きの熱流束量に基づいて、スクリュー回転速度減分算定手段により算定されるスクリュー回転速度減分ΔＶ−とを操作者に対し案内表示するように構成したことにより、操作者には、昇温方向への変更設定の方向性に関するヒータ昇温案内表示だけではなく、ヒータ設定温度の最適値に向けて、上記ヒータ設定温度の昇温方向への変更設定に推奨されるヒータ昇温増分ΔＴ＋に関する量的な案内表示と、減速方向への変更設定の方向性に関するスクリュー減速案内表示だけではなく、スクリュー設定回転速度の最適値に向けて、上記スクリュー設定回転速度の減速方向への変更設定に推奨されるスクリュー回転速度減束減分ΔＶ−に関する量的な案内表示が提供されるので、この発明のスクリュー型樹脂可塑化装置に操作者を介在させて構成される人・機械連携システムにおいて、人の経験を反映させた１種のフォアワード制御が実現され、結果的に、短縮された応答期間で安定的な制御動作が得られるという優れた付随的効果が奏される。
【００２１】
請求項５記載の発明によれば、上記ヒータ昇温増分算定手段での該増分の演算処理に関し、
ΔＴ＋＝［ｑＦ×Ａ×Ｔｉｍ／ｃ×ρ×Ｖｏｌ］×α
に基づいて、実行するように構成したので、上記請求項４記載の発明により実現されるところの、操作者を介在させた人・機械連携システムにおいて、人の経験を反映させた１種のフォアワード制御が一層確実に運用できるという効果が奏される。
【００２２】
請求項６記載の発明によれば、上記スクリュー回転速度減分算定手段での該減分の演算処理に関し、スクリュー減速減分の単位値を上記スクリュー減速減分ΔＶ−に関する量的な案内表のたびに逐次的に減算するように構成したので、上記請求項４記載の発明により実現されるところの、操作者を介在させた人・機械連携システムにおいて、人の経験を反映させた１種のフォアワード制御が一層簡便に運用できるという効果が奏される。
【００２３】
請求項７記載の発明によれば、上記加熱シリンダ外周表面のヒータ手段から該加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう内向きの熱流束の発生時に、１つの生産性指向要素であるヒータ設定温度の降温方向への変更設定と、もう１つの生産性指向要素であるスクリュー設定回転速度の増速方向への変更設定とによる両要素の設定値の適正化ないし最適化のための操作を行う際に、熱流束計測手段で計測される上記内向きの熱流束量に基づいて、ヒータ降温減分算定手段により算定されるヒータ降温減分ΔＴ−と、該内向きの熱流束量に基づいて、スクリュー回転速度増分算定手段により算定されるスクリュー回転速度増分ΔＶ＋とを操作者に対し案内表示するように構成したことにより、操作者には、降温方向への変更設定の方向性に関するヒータ降温案内表示だけではなく、ヒータ設定温度の最適値に向けて、上記ヒータ設定温度の降温方向への変更設定に推奨されるヒータ降温減分ΔＴ−に関する量的な案内表示と、増速方向への変更設定の方向性に関するスクリュー増速案内表示だけではなく、スクリュー設定回転速度の最適値に向けて、上記スクリュー設定回転速度の増速方向への変更設定に推奨されるスクリュー増速増分ΔＶ＋に関する量的な案内表が提供されるので、この発明のスクリュー型樹脂可塑化装置に操作者を介在させて構成される人・機械連携システムにおいて、人の経験を反映させた１種のフォアワード制御が実現され、結果的に、短縮された応答期間で安定的な制御動作が得られるという優れた付随的効果が奏される。
【００２４】
請求項８記載の発明によれば、上記ヒータ降温減分算定手段での該減分の演算処理に関し、
ΔＴ−＝［ｑＦ×Ａ×Ｔｉｍ／ｃ×ρ×Ｖｏｌ］×α
に基づいて、実行するように構成したので、上記請求項７記載の発明により実現されるところの、操作者を介在させた人・機械連携システムにおいて、人の経験を反映させた１種のフォアワード制御が一層確実に運用できるという効果が奏される。
【００２５】
請求項９記載の発明によれば、上記スクリュー回転速度増分算定手段での該増分の演算処理に関し、スクリュー増速増分の単位値を上記スクリュー増速増分ΔＶ＋に関する量的な案内表示のたびに逐次的に加算するように構成したので、上記請求項７記載の発明により実現されるところの、操作者を介在させた人・機械連携システムにおいて、人の経験を反映させた一種のフォアワード制御が一層簡便に運用できるという効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本願発明の１実施態様としての構成と動作を図１−図８に基づいて以下に説明する。図１は、1実施態様のスクリュー型樹脂可塑化装置に関し、機構部１の要部の側面断面図に対して、マン・マシーンインターフェースとしての操作卓６の要部の回路図を連結して一体的表示した説明図である。同図において、中空円筒状の樹脂可塑化のための加熱シリンダ１ａの、図中左端に現れている先端部には、溶融樹脂を図外の金型装置に射出ないし押し出すためのノズルヘッド１ｂが配設され、図中右端に現れている基部には、ペレット状の非溶融樹脂を加熱シリンダ１ａの中空内部の樹脂可塑化室１ｃ内に供給するための樹脂供給孔１ｄが設けられている。樹脂可塑化室１ｃ内には、スクリュー１ｅが、加熱シリンダ１ａの中心軸と共通の回転中心軸周りで、加熱シリンダ１ａの図中右端部の同回転中心軸上に配設された同期誘導電動機などの回転駆動装置５により、回転駆動可能に軸支されている。スクリュー１ｅの外表面には、図１での図示が省略されていて、同図中のＡ−Ａ矢視断面図である図２には現れているところの、周知形態のらせんを描く筋状突起であるフライト１ｆにより、フライト１ｆどうしの間に溝状の空間が形成されている。スクリュー１ｅの径に関しては、樹脂供給孔１ｄ寄りの、図１中右半面に現れるスクリュー１ｅ基部対応の樹脂供給領域１ａＦでは、相対的に小径であり、図中中央部の樹脂圧縮領域１ａＣでは、図中左側のスクリュー１ａ先端に向けて大径化傾向を帯び、図中左半面に現れる樹脂計量領域１ａＭでは、さらにスクリュー１ａ先端に向けて相対的に大径に維持されるように形成されている。スクリュー１ａの外周表面の樹脂供給領域１ａＦ対応部位には、環状の加熱ヒータ２が外嵌配置されている。スクリュー１ａの外周表面の樹脂計量領域１ａＭ対応部位には、環状の保温ヒータ２ａが外嵌配置されている。スクリュー１ａの外周表面の樹脂計量領域１ａＭ対応部位には、環状の保温ヒータ２ａが外嵌配置されている。加熱シリンダ１ａ外周表面の樹脂供給領域１ａＦ対応部位であって、例えば、樹脂供給孔１ｄからのスクリュー１ｅ中心軸沿いに、スクリュー１ｅの先端方向に距離Ｌだけ隔たった位置には、シース熱電対などによる公知の温度センサ３が配設されている。加熱シリンダ１ａ外周表面の樹脂供給領域１ａＦ対応部位であって、スクリュー１ｅ中心軸沿いに、スクリュー１ｅの先端方向に、上記の温度センサ２と実質的に同距離だけ隔たった位置には、上市されている熱流束計（例えば、ＶＴＴＥＬ社製ＨＦＭ−７Ｅ／Ｌ）が熱流束方向計測手段４ないし熱流束計測手段４Ａとして配設されている。この場合の熱流束計４、４Ａの位置は、図１のＡ−Ａ矢視断面を示す図２に現れているように、加熱シリンダ１ａの中心軸周りで、例えば、θだけ温度センサ３の位置から時計方向にずれていてもよい。
なお、図１中左側のスクリュー１ａ先端部位の中心軸に緩挿されたリング弁１ｇは、射出時ないし押出し時に限って時期選択的に開弁し、樹脂可塑化室１ｃ内の溶融樹脂をノズルヘッド１ｂ経由で、図外の金型に向けて射出ないし押し出し可能にするための周知部材である。
【００２７】
公知の熱電対温度センサ３には、熱電対起電力からアナログ温度信号を生成する公知の温度計測回路３ａが接続されており、温度計測回路３ａには、公知のアナログ・デジタル変換器である温度信号変換器３ｂが接続されている。温度信号変換器３ｂは、温度センサ３と、温度計測回路３ａとの協働により、樹脂可塑化１ｃ内の温度をデジタル量で表すヒータ温度信号Ｓ３を各別に図外のコンピュータに対し読取り可能に用意する。熱流束方向計測手段４ないし熱流束計測手段４Ａとしての熱流束計には、熱流束計測回路４ａが接続されており、熱流束計測回路４ａには、公知のアナログ・デジタル変換器である熱流束信号変換器４ｂが接続されている。熱流束信号変換器４ｂは、熱流束計と熱流束計測回路４ａとの協働により、樹脂可塑化室１ｃ内の溶融樹脂と加熱ヒータ２との間で加熱シリンダ１ａを介して、加熱シリンダ１ａの半径方向に流れる熱流束に関し、熱流束方向計測手段４として働く場合には、熱流束の方向をデジタル量で表す熱流束方向信号を、そして、熱流束計測手段４Ａとして働く場合には、熱流束の方向と分量をデジタル量で表す熱流束信号を各別に図外のコンピュータに対し読取り可能に用意する。
【００２８】
操作卓６には、電源６Ｅのホット側端子から伸びる電源線６Ｅａと電源６Ｅのグラウンド端子に繋がるグラウンド線６Ｅｃとの間に介装されたポテンショメータ６ａが含まれており、このポテンショメータ６ａの摺動端子６ａａには、周知の通電角制御型インバータ６Ａａが接続されており、両者の協働により、加熱ヒータ２を可変の設定温度に維持するためのヒータ温度可変設定手段６Ａが構成されている。操作卓６には、電源線６Ｅａに1端が共通接続せれた２個の抵抗器６ｂ，６ｃのうちの抵抗器６ｂの他端とグラウンド線６Ｅｃとの間に、そこを断続可能に挿入されたヒータ温度設定スイッチ６ｆと、抵抗器６ｃの他端とグラウンド線６Ｅｃとの間に、そこを断続可能に挿入されたスクリュー減速設定スイッチ６ｇとで構成される品質指向要素設定手段６Ｂと、電源線６Ｅａに1端が共通接続せれた２個の抵抗器６ｄ，６ｅのうちの抵抗器６ｄの他端とグラウンド線６Ｅｃとの間に、そこを断続可能に挿入されたヒータ降温設定スイッチ６ｈと、抵抗器６ｅの他端とグラウンド線６Ｅｃとの間に、そこを断続可能に挿入されたスクリュー増速設定スイッチ６ｉとで構成される生産性指向要素設定手段６Ｃが含まれている。品質指向要素設定手段６Ｂ中のヒータ昇温設定スイッチ６ｆのホット側端子は、操作者による品質指向要素設定信号のうちのヒータ昇温設定信号Ｓ６Ｂｆを図外のコンピュータに対し読取り可能に用意する。そして、スクリュー減速設定スイッチ６ｇのホット側端子は、操作者による品質指向要素設定信号のうちのスクリュー減速設定信号Ｓ６Ｂｈを図外のコンピュータに対し読取り可能に用意する。一方、生産性指向要素設定手段６Ｃ中のヒータ降温設定スイッチ６ｈのホット側端子は、操作者による生産性指向要素設定信号のうちのヒータ降温設定信号Ｓ６Ｂｈを図外のコンピュータに対し読取り可能に用意する。そして、スクリュー増速設定スイッチ６ｉのホット側端子は、操作者による生産性指向要素設定信号のうちのスクリュー増速設定信号Ｓ６Ｂｉを図外のコンピュータに対し読取り可能に用意する。さらに、操作卓６には、電源線６Ｅａとグラウンド線６Ｅｃ間に介装されたポテンショメータ６ｊで構成れるスクリュー回転速度可変設定手段６Ｄが含まれており、このポテンショメータ６ｊの摺動端子６ｊｊには、周知の可変周波数インバータ６Ｄａに接続されており、両者の協働により、スクリュー１ｅの回転速度を可変の設定回転速度に維持するためのスクリュー回転速度可変設定手段６Ｄが構成されている。なお、２個のポテンショメータ６ａ、６ｊに対して各別に直列接続されている４個の抵抗器６ａｂ，６ａｃ，６ｊａ，６ｊｂは、過電流防止用の安全抵抗を形成するためのものである。
【００２９】
上述の操作卓６は、図３のブロック図に示されように構成された操作・表示処理装置Ｐ内に内部装置として繋ぎ込まれている。操作・表示処理装置Ｐには、コンピュータＰａのほか、これと協働する外部メモリＰｂと入出力インターフェースＰｃが、常法的に組み込まれており、これらが共通バスＰｄを介して相互に接続されている。入出力インターフェースＰｃには、上記操作卓６のほか、液晶画面などを備えた通常的なディスプレイを含んでいて、コンピュータＰａ内で後述のプログラムを実行することで、実現されるところの、ヒータ昇温案内表示手段７Ａ、スクリュー減速案内表示手段７Ｂ、ヒータ降温案内表示手段７Ｅ、スクリュー増速案内表示手段７Ｆ、さらには、ヒータ昇温増分案内表示手段７Ｃ、スクリュー減速減分案内表示手段７Ｄ、ヒータ降温減分案内表示手段７Ｇ、スクリュー増速増分案内表示手段７Ｈの一部として協働する表示卓７が接続されている。そして、操作・表示処理装置Ｐ外部からは、図１中の温度信号変換器３ｂから延びるヒータ温度信号Ｓ３線と、図１中の熱流束速変換器４ａから延びる熱流束方向信号Ｓ４線ないし熱流束信号Ｓ４Ａ線が内部の入出力インターフェースＰｃに接続されている。一方、操作・表示処理装置Ｐ外部に向けて、内部の操作卓６から延びるヒータ温度可変信号Ｓ６ａａ線が図１中の通電角制御型インバータ６Ａａに接続されており、同様に操作卓６から延びるスクリュー回転速度可変信号Ｓ６ｊｊ線が図１中の可変周波数インバータ６Ｄａに接続されている。
【００３０】
運転時に、操作者には、操作卓６上のヒータ温度可変設定手段６Ａとしてのポテンショメータ６ａの摺動操作により、加熱ヒータ２のヒータ温度を適切に設定しながら、同時的に操作卓６上のスクリュー回転速度可変設定手段６Ｄとしてのポテンショメータ６ｊの摺動操作により、スクリュー回転速度を適切に設定することが要請される。しかしながら、ヒータ温度値ごとに、そのヒータ温度値に対しての適切なスクリュー回転速度が違った値になるので、如何なる根拠の適切さをもって、如何なる配分的対応関係で、ヒータ温度値とスクリュー回転速度値との適切な対応値の組合せを選定するのかは、関心の高い難問題であることが知られている。
発明者らの鋭意の研究によれば、加熱シリンダ１ａの樹脂可塑化室１ｃ内の溶融樹脂と、加熱シリンダ１ａ外周表面の加熱ヒータ２との間で、加熱シリンダ１ａ外周壁を介して、加熱シリンダ１ａの半径方向沿いに流出ないし流入する熱流束に着目することで、成形品の高品質指向を根拠とする適切さの観点から、ヒータ温度値とスクリュー回転速度値との適切な対応値の組合せを選定することができ、一方では、それとの２者択一の選択により、成形作業の高生産性指向を根拠とする適切さの観点から、ヒータ温度値とスクリュー回転速度値との適切な対応値の組合せを選定することもできるということが判明した。
【００３１】
即ち、発明者らの研究によれば、加熱シリンダ１ａを半径方向に通過する熱流束の方向ないし分量と、加熱ヒータ温度と、スクリュー回転速度との間の相互関係に関し、樹脂材質ほかの成形条件不変下で、図４に例示されるような特性曲線が実証的に確認されている。図４の特性曲線上では、縦軸が熱流束の方向ないし分量を示し、熱流束値０を境にして、正の流束値は、加熱シリンダ１ａを半径方向外向きに加熱ヒータ２に向かう熱流束である。横軸は、スクリュー回転速度を示している。３本の特性曲線は、加熱ヒータ温度をパラメータするものであり、四角形のプロットによるものが「高温」パラメータＴｈ対応の特性曲線であり、三角形のプロットによるものが「中温」パラメータＴｍ対応の特性曲線であり、菱形のプロットによるものが「低温」パラメータＴｌ対応の特性曲線である。熱流束値０、即ち、熱流束の方向が切り換わるための臨界点に関し、「高温」パラメータＴｈ対応の特性曲線上では、白抜き四角形で示されるような横軸上の「高速度」臨界値Ｖｈ対応の「高温」臨界点ＣＲｈであり、「中温」パラメータＴｍ対応の特性曲線上では、白抜き三角形で示されるような横軸上の「中速度」臨界値Ｖｍ対応の「中温」臨界点ＣＲｍであり、「低温」パラメータＴｌ対応の特性曲線上では、白抜き菱形で示されるような横軸上の「低速度」臨界値Ｖｌ対応の「低温」臨界点ＣＲｌであることが確認できる。
上記の「高温」臨界点ＣＲｈ、「中温」臨界点ＣＲｍ、「低温」臨界点ＣＲｌは、熱流束０の条件達成のために要請されるところの、ヒータ温度とスクリュー回転速度との間の臨界的な対応値の組合せを与えるものであるが、こうした臨界点により与えられる臨界的な対応値の組合せだけが、常に最良の満足を提供するとは限らない。ヒータ温度を高めれば、樹脂溶融の完全化による成形品の高品質化に繋がる半面、冷却工程の長期化による成形作業の生産性の悪化を招き、一方で、スクリュー回転速度を高めれば、樹脂混練工程の短期化による成形作業の生産性の向上に繋がる半面、溶融樹脂の過激な局所的発熱昇温による成形品の品質劣化を招くことになるという要素効果を伴うので、樹脂材質、製品サイズ、製品用途等の観点から、これらの要素効果を勘案しながら、高品質指向ないし高生産性指向という背反二律の選択的運転方針に則って、ヒータ温度とスクリュー回転速度との間の適切な対応値の組合せを選定することが要請されるところである。
【００３２】
こうした観点から、図４の特性曲線において、熱流束が正値と取り、半径方向外向きの熱流束の存在を示す図中ハッチングの施されている領域に深く進入している特性曲線上での運転に関しては、その分だけ、溶融樹脂の過激な局所的発熱昇温などによる品質の劣化傾向、即ち、［０００３］で言及済みのように、半径方向外向きの熱流束の存在下での未溶融樹脂の圧縮、せん断による溶融樹脂の過激な発熱昇温に起因する可塑化樹脂の「焼け」などによる品質不良率の増大傾向に繋がることが想定されることから、図４の特性曲線を品質不良率の次元で把握し直すことで、図５の特性曲線が得られる。図５では、縦軸が品質不良率であり、横軸がスクリュー回転速度である。図５の特性曲線上には、図４の特性曲線上の「高温」臨界点ＣＲｈ、「中温」臨界点ＣＲｍ、「低温」臨界点ＣＲｌに対し、各別に対応する３個の臨界点が各別に対応する形状のプロットで現れている。図５の「高温」パラメータＴｈの特性曲線は、「高温」値Ｔｈのヒータ温度では、そのヒータ温度についての臨界点ＣＲｈにより対応値として与えられる臨界的なスクリュー回転速度の「高速度」臨界値Ｖｈを越えて高速度になると、その分、品質不良率の急激な増大に繋がることを示唆している。視点を変えると、同じ「高速」臨界値Ｖｈを与える「高温」臨界点ＣＲｈの縦軸相当の品質不良率ＱＣＲを確保するのには、「高温」パラメータＴｈ対応の「高温」値Ｔｈのヒータ温度を確保しなければならないことを示唆している。図５中の「中温」臨界点ＣＲｍ、「低温」臨界点ＣＲｌに関しても、同様のことが言える。
【００３３】
上述の臨界点ＣＲｈ、ＣＲｍ、ＣＲｌは、臨界的最良の品質不良率ＱＣＲを確保するのに必要なヒータ温度とスクリュー回転速度との２つの要素に着目する限りにおいて、これら２つの要素間での臨界的配分（トレードオフ）を与えていることになる。そこで、図５中の臨界点ＣＲｈ、ＣＲｍ、ＣＲｌをヒータ温度対スクリュー回転速度平面に映し出すと、図６に示される臨界特性曲線ＣＣＲが得られる。即ち、図６の臨界特性曲線ＣＣＲは、縦軸をヒータ温度とし、横軸をスクリュー回転速度とする平面上に、図５中の臨界点ＣＲｈ、ＣＲｍ、ＣＲｌをプロットして、これらを繋いで形成された曲線である。従って、例えば、臨界特性曲線ＣＣＲ上の「高温」臨界点ＣＲｈは、ヒータ温度の「高温」値Ｔｈとスクリュー回転速度の「高速」臨界値Ｖｈとの間の臨界的配分を示唆し、同曲線上の「中温」臨界点ＣＲｍは、ヒータ温度の「中温」値Ｔｍとスクリュー回転速度の「中速」臨界値Ｖｍとの間の臨界的配分を示唆し、同曲線上の「低温」臨界点ＣＲｌは、ヒータ温度の「低温」値Ｔｌとスクリュー回転速度の「低速」臨界値Ｖｌとの間の臨界的配分を示唆している。図６の縦軸上には、「高温」値Ｔｈ、「中温」値Ｔｍ、「低温」値Ｔｌを含んで、成形作業上で実用される運転温度範囲が想定され、同図の横軸上には、「高速」臨界値Ｖｈ、「中速」臨界値Ｖｍ、「低速」臨界値Ｖｌを含んで、成形作業上で実用される運転スクリュー回転速度範囲が想定されている。臨界特性曲線ＣＣＲは、図６の平面内での、上記運転温度範囲と上記運転スクリュー回転速度範囲の交差領域中に右上りの姿勢で同図平面を仕切るように現れている。こうした臨界特性曲線ＣＣＲで仕切られている図６の平面内での左上側の領域に関しては、想定のスクリュー回転速度値に対して臨界値以上のヒータ温度値が確保されるか、又は、想定のヒータ温度値に対して臨界値以下のスクリュー回転速度が確保されるという条件が成立するので、成形品の高品質化を指向するのに適した運転領域であることを示唆している。一方、図６の平面内で、臨海特性曲線ＣＣＲで仕切られている右下側の領域に関しては、想定のスクリュー回転速度値に対して臨界値以下のヒータ温度値が確保されるか、又は、想定のヒータ温度値に対して臨界値以上のスクリュー回転速度が確保されるという条件が成立するので、成形作業の高生産性化を指向するのに適した運転領域であることを示唆している。
【００３４】
図１に戻って、運転時に、操作卓６に向かった操作者は、先ず、図６の運転領域中の左上側の高品質化を指向する領域での適切な運転動作点を探るのか、又は、同運転領域中の右下側の高生産性化を指向する領域での適切な運転動作点を探るのかを成形品の目的、樹脂材の属性、製品コストなど一切の生産事情を勘案しながら、択一選択的に意思決定する。操作者が、前者の高品質化指向の選択を意思決定した場合には、次いで、品質指向要素設定手段６Ｂを構成するヒータ昇温設定スイッチ６ｆ又はスクリュー減速設定スイッチ６ｇを択一選択的に閉成することにより、ヒータ昇温方向の要素操作、即ち、図６中の縦軸沿いの上方移動を通じて、高品質化を指向する領域での適切な運転動作点を探るのか、又は、スクリュー減速方向の要素操作、即ち、図６中の横軸沿いの左方向移動を通じて、高品質化を指向する領域での適切な運転動作点を探るのかを択一選択的に操作決定する。一方、操作者が、後者の高生産性化指向の選択を意思決定した場合には、次いで、生産性質指向要素設定手段６Ｃを構成するヒータ降温設定スイッチ６ｈ又はスクリュー増速設定スイッチ６ｉを択一選択的に閉成することにより、ヒータ降温方向の要素操作、即ち、図６中の縦軸沿いの下方移動を通じて、高生産性化を指向する領域での適切な運転動作点を探るのか、又は、スクリュー増速方向の要素操作、即ち、図６中の横軸沿いの右方向移動を通じて、高生産性化を指向する領域での適切な運転動作点を探るのかを択一選択的に操作決定する。
【００３５】
いま、操作者が、前者の高品質化指向の選択を意思決定した場合には、品質指向要素設定手段６Ｂとしてのヒータ昇温設定スイッチ６ｆ又はスクリュー減速設定スイッチ６ｇの択一選択的な閉成操作に応じて、操作卓６からは、電源６Ｅ電圧の抵抗器６ｂ又は抵抗器６ｃ経由の択一選択的な接地６Ｅｃがヒータ昇温設定信号Ｓ６Ｂｆ又は、スクリュー減速設定信号Ｓ６Ｂｇとして、図３中の入出力インターフェースＰｃに対して択一的に供給される。
これと同時に、設定スイッチ６ｆ、６ｇの択一選択的な閉成操作に応じて、コンピュータ内での後述のプロラムの実行により実現され、図３の表示卓７上にディスプレイを有するヒータ昇温案内表示手段７Ａからは、加熱シリンダ１ａの半径方向熱流束の外向きに切り換わる運転動作点、即ち、同半径方向熱流束の０になる運転動作点を指向するのに、加熱ヒータ２のさらなる昇温方向への変更（可変）設定操作が必要であることを案内するヒータ昇温案内表示が提供され、又は、同プログラムの実行により実現され、表示卓７上にディスプレイを有するスクリュー減速案内表示手段７Ｂからは、同運転動作点を指向するのに、スクリュー１ｅのさらなる減速方向への変更（可変）設定操作が必要であることを案内するスクリュー減速案内表示が択一的に提供される。
今度は、操作者が、後者の高生産性化指向の選択を意思決定した場合には、生産性指向要素設定手段６Ｃとしてのヒータ降温設定スイッチ６ｈ又はスクリュー増速設定スイッチ６ｉの択一選択的な閉成操作に応じて、操作卓６からは、電源６Ｅ電圧の抵抗器６ｄ又は抵抗器６ｅ経由の択一選択的な接地６Ｅｃがヒータ降温設定信号Ｓ６Ｂｈ又は、スクリュー増速設定信号Ｓ６Ｂｉとして、図３中の入出力インターフェースＰｃに対して択一的に供給される。
これと同時に、設定スイッチ６ｆ、６ｇの択一選択的な閉成操作に応じて、コンピュータ内での後述のプロラムの実行により実現され、図３の表示卓７上にディスプレイを有するヒータ降温案内表示手段７Ｅからは、加熱シリンダ１ａの半径方向熱流束の外向きに切り換わる運転動作点、即ち、同半径方向熱流束の０になる運転動作点を指向するのに、加熱ヒータ２のさらなる降温方向への変更（可変）設定操作が必要であることを案内するヒータ降温案内表示が提供され、又は、同プログラムの実行により実現され、表示卓７上にディスプレイを有するスクリュー増速案内表示手段７Ｆからは、同運転動作点を指向するのに、スクリュー１ｅのさらなる増速方向への変更（可変）設定操作が必要であることを案内するスクリュー増速案内表示が択一的に提供される。
【００３６】
さらに、高品質化指向の選択を意思決定した操作者は、ヒータ昇温案内表示手段７Ａとしての表示操作卓７上のディスプレイからのヒータ昇温案内表示を勘案しながら、操作卓６上のヒータ温度可変設定手段６Ａとしてのポテンショメータ６ａの摺動端６ａａを図１中で上方に移動させることで、同ポテンショメータ６ａで電源６Ｅ電圧が分割されて同摺動端子６ａａに現れるヒータ温度可変設定信号Ｓ６ａａに関し、ヒータ設定温度を上昇向に変化させるような操作を行う。又は、この操作に代えて、スクリュー減速案内表示手段７Ｂとしての同ディスプレイからのスクリュー減速案内表示を勘案しながら、操作卓６上のスクリュー回転速度可変設定手段６Ｄとしてのポテンショメータ６ｊの摺動端６ｊｊを図１中で下方に移動させることで、同ポテンショメータ６ｊで電源６Ｅ電圧が分割されて同摺動端子６ｊｊに現れるスクリュー回転速度可変設定信号Ｓ６ｊｊに関し、スクリュー設定回転速度を減速方向に変化させるような操作を行う。
【００３７】
続いて、高品質化指向の選択を意思決定し、ヒータ昇温設定スイッチ６ｆを閉成操作した操作者には、コンピュータ内での後述のプロラムの実行により実現され、図３の表示卓７上にディスプレイを有するヒータ昇温増分案内表示手段７Ｃから、加熱ヒータ２のヒータ設定温度最適値に向けてのさらなる昇温方向への変更（可変）設定操作において推奨されるヒータ昇温増分ΔＴ＋を案内するヒータ昇温増分案内表示が提供される。ここで案内表示されるヒータ昇温増分ΔＴ＋は、加熱シリンダ１ａの半径方向熱流束が外向きに切り換わる運転動作点、即ち、同半径方向熱流束が内側から０になる運転動作点を迅速、かつ安定的に指向するのには、操作者にとって、有効な情報である。
このとき、ヒータ昇温増分案内表示手段７Ｃから、操作者に提供されるヒータ昇温増分ΔT＋は、コンピュータ内での後述のプロラムの実行により実現されるヒータ昇温増分算定手段ＣΔＴ＋により、
ΔＴ＋＝［ｑＦ×Ａ×Ｔｉｍ／ｃ×ρ×Ｖｏｌ］×α
但し、ｑＦ＝熱流束、Ａ=ヒータの面積、Ｔｉｍ＝１ショット分のスクリューの回転継続時間、ｃ＝シリンダ壁の比熱、ρ＝シリンダ壁の密度、Ｖｏｌ＝ヒータで覆われたシリンダ壁の肉厚部分の体積、α＝実証的定数（０．５−１．５）
なる算出式に基づいて、算定されるものである。
上記算出式の左辺のΔＴ＋は、シリンダ内の溶融樹脂からシリンダ外表面のヒータに向かう外向きの熱流束＋ｑＦが流れている状態下で、１ショット分のスクリューの回転継続時間が経過する間に、シリンダ自体（肉厚部分）に向かって移動し、そこに蓄積された熱量により、同回転継続時間の経過後に、シリンダ自体が昇温して到達する筈の温度の、同回転継続時間の開始時点のシリンダ自体の温度に対する温度増分を表している。そして、ここでの熱流束の計量値は、図１中の熱流束計測手段４Ａにより、１ショット分のスクリューの回転継続時間の開始時点で獲得できるので、上記算出式の左辺のΔＴ＋は、同開始時点において、同回転継続時間経過後の温度増分を同回転継続時間分だけ先行して、当面の制御目標値の予測値を提示するものである。この予測値としてのヒータ温度増分ΔＴ＋が、上記ヒータ昇温増分案内表示手段７Ｃにより、表示されると、操作者は、同予測値を勘案しながら、上述のヒータ温度可変設定手段６Ａの操作を行う。従って、ここでの温度設定のための操作は、その時点で、熱流束計測手段４Ａにより採取される熱流束値依存で、即時に算出されるヒータ温度増分ΔＴ＋の案内表示に応答して行われる。ここでの、熱流束計測手段４Ａによる熱流束値の採取と、ヒータ昇温増分算定手段ＣΔＴ＋によるヒータ温度増分ΔＴ＋の算出に関しては、１ショットごとに対処する制御動作というミクロ的な視点から、各ショットの開始時点で熱流束値を採取して、これに対応する各ショット終了時点のヒータ温度増分ΔＴ＋を算出してもよいが、多数のショットからなる間欠的な動作群を均して対処する制御動作というマクロ的な視点から、経常的な繰り返しのサンプリング時点で熱流束値を採取して、これらに対応する次のサンプリング時点のヒータ温度増分ΔＴ＋を算出してもよい。
そして、上記の点の構成により、温度計測値基づいて、ここでの設定温度を操作者経由で又は直接的にフィードバックさせるとうにした通常的な温度制御系がそうであるように、樹脂可塑化室１ｃ内の溶融樹脂を含む加熱シリンダ全体の熱的慣性に由来する応答遅れにより、温度計測値が実際に上昇変化するのが遅れ、その結果、フィードバックの制御系が応答緩慢で、しかも、振動的で不安定なものになるのを有効に解消することで、操作者による操作を介して、応答迅速でかつ、安定的なフィードフォアワードを実現することができるものである。こうした操作者を介するフィードフォアワードの制御系では、操作者の技量により、フィードフォアワードの迅速応答の性質を活かしながらも、制御動作終盤の平衡期には、操作量を手加減することで、オーバシュートによる制御動作の不安定化を有効に回避することができる。
【００３８】
続いて、高品質化指向の選択を意思決定し、スクリュー減速設定スイッチ６ｇを閉成操作した操作者には、コンピュータ内での後述のプロラムの実行により実現され、図３の表示卓７上にディスプレイを有するスクリュー減速減分案内表示手段７Ｄから、スクリュー１ｅのスクリュー設定回転速度最適値に向けてのさらなる減速方向への変更（可変）設定操作において推奨されるスクリュー減速減分ΔＶ−を案内するスクリュー減速減分案内表示が提供される。ここで案内表示されるスクリュー減速減分ΔＶ−は、加熱シリンダ１ａの半径方向熱流束が外向きに切り換わる運転動作点、即ち、同半径方向熱流束が外側から０になる運転動作点を迅速、かつ安定的に指向するのには、操作者にとって、有効な情報である。
このとき、スクリュー減速減分案内表示手段７Ｄから、操作者に提供されるスクリュー減速減分ΔＶ−に関しては、コンピュータ内での後述のプロラムの実行により実現されるスクリュー減速減分算定手段ＣΔＶ−おいて、スクリュー１ｅのスクリュー設定回転速度最適値に向けて操作過程での、１ショット分のスクリューの回転継続時間経過後のための減速方向への変更（可変）設定操作の際に推奨されるスクリュー減速減分ΔＶ−と熱流束値＋ｑＦとの好適な相対関係を予め実測により実証的データとして獲得することで、こうした実証データに基づいて、＋ｑＦ対ΔＶの検索テーブルの形態でコンピュータ内に準備しておくことができる。そうすれば、現時点での実測の熱流束値＋ｑＦの観点から、１ショット分のスクリューの回転継続時間経過後に向けての好適なスクリュー減速減分ΔＶ−を検索テーブルに対し、テーブル・ルックアップ処理を施すことで、同スクリュー減速減分ΔＶ−を算出し、これをスクリュー減速減分案内表示手段７Ｄで案内表示することができる。ここでのスクリュー減速減分ΔＶ−算出の便法として、上記と同様の実証データに基づく、概ね妥当な一定値のスクリュー減速減分ΔＶ−を上記のテーブル・ルックアップ処理に代えて、固定的に設定しておく処理が採用されてもよい。
【００３９】
ここで、［００３７］の動作説明に還って、今度は、高生産性指向の選択を意思決定し、ヒータ降温設定スイッチ６ｈを閉成操作した操作者には、図３の表示卓７上にディスプレイを有するヒータ降温減分案内表示手段７Ｇから、加熱ヒータ２のヒータ設定温度最適値に向けてのさらなる降温方向への変更（可変）設定操作において推奨されるヒータ降温減分ΔＴ−を案内するヒータ降温減分案内表示が提供される。ここで案内表示されるヒータ降温減分ΔＴ−は、上記ヒータ昇温増分算定手段ＣΔＴ＋によるものと同様の演算処理により、負の熱流束−ｑＦ値に基づいて、ヒータ降温減分算定手段ＣΔＴ−により値算出されるもので、加熱シリンダ１ａの半径方向熱流束の内向きに切り換わる運転動作点、即ち、同半径方向熱流束の外側から０になる運転動作点を迅速、かつ安定的に指向するのに際し、既述のヒータ昇温増分ΔＴ＋に対し、半面的に同一の技術的意義を有している。
続いて、高生産性指向の選択を意思決定し、スクリュー減速設定スイッチ６ｉを閉成操作した操作者には、図３の表示卓７上にディスプレイを有するスクリュー増速増分案内表示手段７Ｈから、スクリュー１ｅのスクリュー設定回転速度最適値に向けてのさらなる増速方向への変更（可変）設定操作において推奨されるスクリュー増速増分ΔＶ＋を案内するスクリュー増速増分案内表示が提供される。ここで案内表示されるスクリュー増速増分ΔＶ＋は、上記スクリュー減速減分算定手段ＣΔＶ−によるものと同様の演算処理により、負の熱流束−ｑＦ値に基づいて、スクリュー増速増分算定手段ＣΔＶ＋により算出されるもので、加熱シリンダ１ａの半径方向熱流束の内向きに切り換わる運転動作点、即ち、同半径方向熱流束の外側から０になる運転動作点を迅速、かつ安定的に指向するのに際し、既述のスクリュー減速減分ΔＶ−に対し、半面的に同一の技術的意義を有している。
【００４０】
図３中の表示卓７上に通常的なディスプレイを含んでいて、これらと協働するところの、ヒータ昇温案内表示手段７Ａ、スクリュー減速案内表示手段７Ｂ、ヒータ昇温増分案内表示手段７Ｃ、スクリュー減速減分案内表示手段７Ｄ、ヒータ降温案内表示手段７Ｅ、スクリュー増速案内表示手段７Ｆ、ヒータ降温減分案内表示手段７Ｇ、スクリュー増速増分案内表示手段７Ｈを実現すべく、コンピュータＰａ内で実行されるプログラムのフローに関し、図７ないし図８のフローチャートを参照しながら続いて説明する。
プログラムの実行を開始した（図７中ａ）コンピュータＰａは、樹脂可塑化装置内に、必須的に組み込まれており、種々のシーケンスのためのタイミング信号を生成する図外のタイミング信号生成装置から出力されるタイミング信号の中で、樹脂成形工程にかかるシーケンス制御に不可欠の射出・押出し工程の開始時点を表すショット開始信号を読んで（図７中ｂ）、ショット開始信号が受領されているかどうか、即ち、射出・押出し工程が開始されたかどうかを判別し（図７中ｃ）判別結果がＮｏで、いまだ射出・押出し工程が開始されていない状態下では、ループパスを巡回しながら、ショット開始信号の受領を待つ。ショット開始信号が受領されて、上記判別結果（図７中ｃ）がＹｅｓに転ずると、コンピュータＰａは、熱流束ｑＦを読む（図７中ｄ）。即ち、図１に示されるアナログ・デジタル変換器である熱流束信号変換器４ｂから出力される熱流束方向信号Ｓ４ないし熱流束信号Ｓ４Ａが、図３に示されるように、該熱流束信号変換器４ｂから入出力インターフェースＰｃを介して、共通バスＰｄ経由でコンピュータＰａにより受領される。ここで受領された熱流束方向信号Ｓ４ないし熱流束信号Ｓ４Ａにより表される熱流束ｑＦの値に関し、コンピュータＰａは、正負の極性を判別する（図７中ｅ）。この場合、熱流束方向信号Ｓ４により表されるのは、熱流束ｑＦ値の極性であるが、本質的には、熱流束計４、４Ａ近傍の熱の移動方向（向き）であり、熱流束計の設計仕様如何で、熱流束方向の切り換わり状態対応の熱流束ｑＦ信号値を零以外の値に選定するのは随意である。また、熱流束信号Ｓ４Ａにより表されるのは、熱流束ｑＦ値の絶対値を含む熱流束の情報である。熱流束の向きが加熱シリンダ１ａの半径方向外向き故に、熱流束ｑＦが正極性であり、上記判別結果（図７中ｅ）がＹｅｓの場合には、コンピュータＰａは、品質指向要素を設定するための案内を表示する（図７中ｆ）。これにより、図３に示される表示卓７上のディスプレイに、例えば、『「ヒータ昇温」「スクリュー減速」の１つを設定して下さい。』を表示することで、品質重視の意思決定を行った操作者に対し、操作対象の品質指向要素の１つを選択して設定することを案内する。但し、ここでの熱流束ｑＦの極性判別（図７中ｅ）に関しては、熱流束方向の切り換わり状態対応の熱流束ｑＦ＝０を判別基準とするものであるが、これに代えて、実証的に選定された零以外の熱流束値を判別基準とするものであってもよい。その場合、上記判別基準として、負の所定値のｑＦを採用するのは、品質指向要素の実証的設定余裕領域を確保することを意味し、上記判別基準として、正の所定値を採用するのは、生産性指向要素の実証的設定余裕領域を確保することを意味する。
次いで、コンピュータＰａは、ここでの設定操作による品質指向要素設定信号Ｓ６Ｂｆ・Ｓ６Ｂｇを読む（図７中ｇ）。品質指向要素設定信号としてのヒータ昇温設定信号Ｓ６Ｂｆとスクリュー減速設定信号Ｓ６Ｂｇは、図１ないし図３に示されるように、操作卓６から出力され、入出力インターフェースＰｃを介して共通バスＰｄ経由でコンピュータＰａに受領されるものである。品質指向要素設定信号Ｓ６Ｂｆ・Ｓ６Ｂｇを読んだコンピュータＰａは、ヒータ昇温設定信号Ｓ６Ｂｆが受領されているかどうかを判別する（図７中ｈ）。判別結果（図７中ｈ）がＹｅｓの場合には、ヒータ昇温案内を表示する（図７中ｉ）。これにより、ヒータ昇温案内表示手段７Ａが実現されて、図３に示される表示卓７上のディスプレイに、例えば、『ヒータ温度を昇温させて下さい。』を表示することで、品質指向要素にかかるヒータ昇温設定スイッチ６ｆを操作した操作者に対し、図１に示されるヒータ温度可変設定手段６Ａの操作によりヒータ設定温度を昇温方向に変更設定することを案内する。同別定結果（図７中ｈ）がＮｏの場合には、読み込み済みの品質指向要素設定信号Ｓ６Ｂｆ・Ｓ６Ｂｇのうちのスクリュー減速設定信号Ｓ６Ｂｇが受領されているかどうかを判別し（図７中ｊ）、判別結果がＹｅｓの場合には、スクリュー減速案内を表示する（図７中ｋ）。これにより、スクリュー減速案内表示手段７Ｂが実現されて、図３に示される表示卓７上のディスプレイに、例えば、『スクリュー回転速度を減速させて下さい。』を表示することで、品質指向要素にかかるスクリュー減速設定スイッチ６ｇを操作した操作者に対し、図１に示されるスクリュー回転速度可変設定手段６Ｄの操作によりスクリュー設定回転速度を減速方向に変更設定することを案内する。同判別結果（図７中ｊ）がＮｏの場合には、以降の処理を行わずに図７中ｂ の処理に戻る。
【００４１】
一方、熱流束の向きが加熱シリンダ１ａの半径方向内向き故に、熱流束ｑＦが負極性であり、上記判別結果（図７中ｅ）がＮｏの場合には、コンピュータＰａは、生産性指向要素を設定するための案内を表示する（図８中ｌ）。これにより、図３に示される表示卓７上のディスプレイに、例えば、『「ヒータ降温」「スクリュー増速」の１つを設定して下さい。』を表示することで、生産性重視の意思決定を行った操作者に対し、操作対象の生産性指向要素の１つを選択して設定することを案内する。次いで、コンピュータＰａは、ここでの設定操作による生産性指向要素設定信号Ｓ６Ｂｈ・Ｓ６Ｂｉを読む（図８中ｍ）。生産性指向要素設定信号としてのヒータ降温設定信号Ｓ６Ｂｈとスクリュー増速設定信号Ｓ６Ｂｉは、品質指向要素設定信号Ｓ６Ｂｆ・Ｓ６Ｂｇと同様に図１、図３に示される経路でコンピュータＰａに受領されるものである。生産性指向要素設定信号Ｓ６Ｂｈ・Ｓ６Ｂｉを読んだコンピュータＰａは、スクリュー増速設定信号Ｓ６Ｂｉが受領されているかどうかを判別する（図８中ｎ）。この判別結果（図８中ｎ）がＹｅｓの場合には、スクリュー増速案内を表示する（図８中ｏ）。これにより、スクリュー増速案内表示手段７Ｆが実現されて、図３に示される表示卓７上のディスプレイに、例えば、『スクリュー回転速度を増速させて下さい。』を表示することで、生産指向要素にかかるスクリュー増速設定スイッチ６ｉを操作した操作者に対し、図１に示されるスクリュー回転速度可変設定手段６Ｄの操作によりスクリュー設定回転速度を増速方向に変更設定することを案内する。同別定結果（図８中ｎ）がＮｏの場合には、読み込み済みの生産性指向要素設定信号Ｓ６Ｂｈ・Ｓ６Ｂｉのうちのヒータ降温設定信号Ｓ６Ｂｈが受領されているかどうかを判別し（図８中ｐ）、この判別結果がＹｅｓの場合には、ヒータ降温案内を表示する（図８中ｑ）。これにより、ヒータ降温案内表示手段７Ｅが実現されて、図３に示される表示卓７上のディスプレイに、例えば、『ヒータ温度を降温させて下さい。』を表示することで、生産性指向要素にかかるヒータ降温設定スイッチ６ｈを操作した操作者に対し、図１に示されるヒータ温度可変設定手段６Ａの操作によりヒータ設定温度を降温方向に変更設定することを案内する。同判別結果（図８中ｐ）がＮｏの場合には、以降の処理を行わずに図７中ｂ の処理に戻る。
【００４２】
品質指向要素設定信号の処理ルーティン（図７中ｆ、ｇ、ｈ、ｊ）に戻って、ヒータ昇温案内表示処理（図７中ｉ）を終えたコンピュータＰａは、読み込み済み（図７中ｄ）で、ここでは、正極性になっている熱流束値のｑＦ＋を変数に代入して、[００３７]既述の：
ΔＴ＋＝［ｑＦ×Ａ×Ｔｉｍ／ｃ×ρ×Ｖｏｌ］×α
但し、ｑＦ＝熱流束、Ａ=ヒータの面積、Ｔｉｍ＝１ショット分のスクリューの回転継続時間、ｃ＝シリンダ壁の比熱、ρ＝シリンダ壁の密度、Ｖｏｌ＝ヒータで覆われたシリンダ壁の肉厚部分の体積、α＝実証的定数（０．５−１．５）
なる演算式を実行することで、ヒータ昇温増分ΔＴ＋を算出する（図７中ｒ）。
次いで、コンピュータＰａは、算出済みのヒータ昇温増分ΔＴ＋案内を表示する（図８中ｓ）。これにより、ヒータ昇温増分案内表示手段７Ｃが実現されて、図３に示される表示卓７上のディスプレイに、例えば、『ヒータ昇温増分ΔＴ＋をＸＸＸ℃に設定して下さい。』を表示することで、ヒータ昇温案内表示（図７中ｉ）の提供を受けた操作者に対し、図１に示されるヒータ温度可変設定手段６Ａの操作によりヒータ設定温度を昇温方向に変更設定する際の好ましい変更量を案内する。一方、同処理ルーティン（図７中ｆ、ｇ、ｈ、ｊ）で、スクリュー減速案内処理（図７中ｋ）を終えたコンピュータＰａは、正極性の熱流束ｑＦ値対応のスクリュー減速減分ΔＶ−をテーブル検索する（図７中ｔ）ことで、スクリュー減速減分ΔＶ−案内を表示する（図７中ｕ）。これにより、スクリュー減速減分案内表示手段７Ｄが実現されて、図３に示される表示卓７上のディスプレイに、例えば、『スクリュー減速減分ΔＶ−をＸＸＸｒｐｍに設定して下さい。』を表示することで、スクリュー減速案内表示（図７中ｔ）の提供を受けた操作者に対し、図１に示されるスクリュー回転速度可変設定手段６Ｄの操作によりスクリュー設定回転速度を減速方向に変更設定する際の好ましい変更量を案内する。
【００４３】
生産性指向要素設定信号の処理ルーティン（図８中ｍ、ｌ、ｎ、ｐ）の方では、
スクリュー増速案内表示処理（図８中ｏ）を終えたコンピュータＰａは、負正極性の熱流束ｑＦ値対応のスクリュー増速増分ΔＶ＋をテーブル検索する（図７中ｖ）ことで、スクリュー増速増分ΔＶ＋案内を表示する（図７中ｗ）。これにより、スクリュー増速増分案内表示手段７Ｈが実現されて、図３に示される表示卓７上のディスプレイに、例えば、『スクリュー増速増分ΔＶ＋をＸＸＸｒｐｍに設定して下さい。』を表示することで、スクリュー増速案内表示（図７中ｏ）の提供を受けた操作者に対し、図１に示されるスクリュー回転速度可変設定手段６Ｄの操作によりスクリュー設定回転速度を増速方向に変更設定する際の好ましい変更量を案内する。一方、同処理ルーティン（図８中ｍ、ｌ、ｎ、ｐ）で、ヒータ降温案内表示処理（図８中ｑ）を終えたコンピュータＰａは、負極性の熱流束値のｑＦ−を変数に代入して、[００３７]既述の：
ΔＴ＋＝［ｑＦ×Ａ×Ｔｉｍ／ｃ×ρ×Ｖｏｌ］×α
の実行により、ヒータ降温減分ΔＴ−を算出する（図８中ｘ）。次いで、コンピュータＰａは、算出済みのヒータ降温減分ΔＴ−案内を表示する（図８中ｙ）。これにより、ヒータ降温減分案内表示手段７Ｇが実現されて、図３に示される表示卓７上のディスプレイに、例えば、『ヒータ降温減分ΔＴ−をＸＸＸ℃に設定して下さい。』を表示することで、ヒータ降温案内表示（図８中ｑ）の提供を受けた操作者に対し、図１に示されるヒータ温度可変設定手段６Ａの操作によりヒータ設定温度を降温方向に変更設定する際の好ましい変更量を案内する。
【００４４】
品質指向要素設定信号の処理ルーティン（図７中ｆ、ｇ、ｈ、ｊ）に戻って、スクリュー減速減分ΔＶ−案内表示処理（図７中ｕ）ないしヒータ昇温増分ΔＴ＋案内表示処理（図７中ｓ）を終えたコンピュータＰａは、ヒータ温度ＴＳＦを読む（図７中ｚ）。即ち、図１に示される公知のアナログ・デジタル変換器である温度信号変換器３ｂから出力されるデジタルのヒータ温度信号Ｓ３が、図３に示されるように、該温度信号変換器３ｂから入出力インターフェースＰｃを介して、共通バスＰｄ経由でコンピュータＰａにより受領される。ここで受領されたヒータ温度信号Ｓ３からヒータ温度ＳＴＦを読んだコンピュータＰｃは、同様の経路で受領した熱流束信号Ｓ４Ａから読み込み済みの熱流束ｑＦ＋を該ヒータ温度と一緒に並べて参考的に表示する（図７中ｚａ）。
【００４５】
生産性指向要素設定信号の処理ルーティン（図８中ｌ、ｍ、ｎ、ｐ）の方では、スクリュー増速増分ΔＶ＋案内処理（図８中ｗ）ないしヒータ降温減分ΔＴ−案内表示処理（図８中ｙ）を終えたコンピュータＰｃは、上記品質指向要素設定信号の処理ルーティン（図７中ｆ、ｇ、ｈ、ｊ）の場合と同様に、ヒータ温度ＴＳＦを読み（図８中ｚｂ）、該ヒータ温度ＳＴＦを読み込み済み（図７中ｄ）の熱流束ｑＦ−と一緒に並べて参考的に表示してから（図８中ｚｃ）、図７中ｂ の処理に戻る。これにより、実時間上のヒータ温度ＴＳＦ値と熱流束ｑＦ値を操作者に対し、参照可能に提供できるので、操作者の技量により、応答迅速で、かつ、安定的なフィードフォアワードの実現をより有効に支援することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
図１−図８は、この発明のスクリュー型樹脂可塑化装置の実施態様の構成を示す。
【図１】要部の側面断面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】操作・表示処理装置Ｐの構成を示すブロック図
【図４】スクリュー回転速度・ヒータ温度対熱流束の特性曲線
【図５】スクリュー回転速度・ヒータ温度対品質不良率の特性曲線
【図６】スクリュー回転速度・ヒータ温度平面上の臨界特性曲線
【図７】操作・表示処理装置Ｐ内のコンピュータＰａにより実行されるプログラムのフローチャート
【図８】図７のフローチャートの一部であるフローチャート
【符号の説明】
【００４７】
１        スクリュー型熱可塑化装置の機構部
１ａ      加熱シリンダ
１ｂ      ノズルヘッド
１ｃ      可塑化室
１ｄ      樹脂供給孔
１ｅ      スクリュー
１ｆ      フライト
１ｇ      リング弁
１ａＦ    樹脂供給領域
１ａＣ    樹脂圧縮領域
１ａＭ    樹脂計量領域
２        加熱ヒータ
２ａ      保温ヒータ
３        温度センサ
３ａ      温度計測回路
３ｂ      温度信号変換器
４、４Ａ  熱流束計
４ａ      熱流束計測回路
４ｂ      熱流束信号変換回路
５        回転駆動装置
６        操作卓
６ａ      ポテンショメータ
６Ａ      ヒータ温度可変設定手段
６Ｂ      品質指向要素設定手段
６Ｃ      生産性指向要素設定手段
６Ｄ      スクリュー回転速度可変設定手段
６ｆ      ヒータ昇温設定スイッチ
６ｇ      スクリュー減速設定スイッチ
６ｈ      ヒータ降温設定スイッチ
６ｉ      スクリュー増速設定スイッチ
６ｊ      ポテンショメータ
Ｓ３      ヒータ温度信号
Ｓ４      熱流束方向信号
Ｓ４Ａ    熱流束信号
Ｓ６ａａ  ヒータ温度可変信号
Ｓ６ｊｊ  スクリュー回転速度可変信号
Ｓ６Ｂｆ  ヒータ昇温設定信号
Ｓ６Ｂｇ  スクリュー減速設定信号
Ｓ６Ｂｈ  ヒータ降温設定信号
Ｓ６Ｂｉ  スクリュー増速設定信号
７        表示卓
７Ａ      ヒータ昇温案内表示手段
７Ｂ      スクリュー減速案内表示手段
７Ｃ      ヒータ昇温増分案内表示手段
７Ｄ      スクリュー減速減分案内表示手段
７Ｅ      ヒータ降温案内表示手段
７Ｆ      スクリュー増速案内表示手段
７Ｇ      ヒータ降温減分案内表示手段
７Ｈ      スクリュー増速増分案内表示手段
Ｐ        操作・表示処理装置
Ｐａ      コンピュータ
Ｐｂ      メモリ
Ｐｃ      入出力インターフェース
【図１】
2007160905.tif 000003
【図２】
2007160905.tif 000004
【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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【図８】
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