JP2008055714A - 射出成形機及び射出成形機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力検出器を備えた射出成形機において、周辺部品や周辺環境の温度上昇に起因して当該圧力検出器の温度が変動する場合であっても、当該圧力検出器の出力を精度良く把握することができる射出成形機及び当該射出成形機の制御方法を提供する。
【解決手段】圧力検出器３５、４８、８７を備えた射出成形機１は、設定圧力値と、前記圧力検出器３５、４８、８７の温度と、前記圧力検出器の出力値と、の相関関係を記憶する記憶部と、前記圧力検出器３５、４８、８７の温度を検出する温度検出部１１４と、を備え、前記温度検出部１１４により検出された温度に基づき、前記記憶部に記憶された前記相関関係を用いて、前記圧力検出器３５、４８、８７の出力値を補正して補正圧力値を算出することを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、射出成形機及び射出成形機の制御方法に関し、より具体的には、ロードセル、型締力センサ等の圧力検出器を備えた射出成形機及び射出成形機に設けられたロードセル、型締力センサ等の圧力検出器の温度補償方法に関する。

射出装置、金型装置、及び型締装置を備えた射出成形機において、樹脂は射出装置の加熱シリンダ内において加熱され、溶融させられる。溶融樹脂は高圧で射出され、金型装置のキャビティに充填される。金型装置のキャビティ内において樹脂は冷却され、固化されて成形品となる。

金型装置は固定金型及び可動金型からなる。型締装置によって可動金型を固定金型に対してタイバーに沿って進退させることにより、型閉、型締及び型開が行われる。

金型装置の型締が完了して射出装置が前進させられると、加熱シリンダのノズルが固定プラテンに形成されたノズル通過孔を通って、固定金型の背面に設けられたスプルーブッシュに押し付けられる。

続いて、射出装置で溶融された樹脂は、加熱シリンダ内のスクリュにより加圧され、ノズルから射出される。射出された溶融樹脂は、スプルーブッシュ及びスプルーを通って固定金型と可動金型との間に形成されたキャビティ内に充填される。

射出装置のスクリュ駆動機構には、スクリュに加えられた溶融樹脂の圧力（溶融樹脂の反力）を検出するための圧力検出器として、ロードセルが設けられている。

更に、型締装置のタイバーには、可動金型と固定金型の型締力を計測するための圧力検出器として、型締力センサが設けられている。また、金型装置に実際に印加されている型締力を検出する圧力検出器として、可動金型が取り付けられた可動金型取付板と可動プラテンとの間に、型締力検出用ロードセルが設けられる場合もある。

更に、型締装置の可動プラテンには、型開き後に成形品を金型から離型すべく、エジェクター装置が設けられ、エジェクター駆動部により発生するエジェクト力を計測するための圧力検出器が設けられている。

上述の圧力検出器として、歪みゲージのブリッジ回路の電圧を圧力に換算するロードセルが一般的に用いられる。具体的には、ロードセル本体に貼り付けられたブリッジ回路を構成する歪みゲージの抵抗変化に因る当該ブリッジ回路の電位差（出力電圧の変化）から、作用している荷重（圧力）が測定される。

なお、複数位置に設けられた歪みゲージでブリッジ回路を構成し、該ブリッジ回路の出力を用いて、歪みゲージに作用する複数の作用力の内から所定の作用力を測定するようにしたロードセル装置であって、複数位置に設けられた歪みゲージの温度を検出する温度センサと、温度センサの検出温度差に基づいて、前記ブリッジ回路の出力を補償する温度差算出器、補正電圧算出器、出力電圧補正器とを備えたロードセル装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３２５０９４号公報

しかしながら、周辺部品や周辺環境の温度上昇に起因して、上述の圧力検出器の出力が変動して正確な出力が得られなくなるおそれがある。

例えば、スクリュに加えられた溶融樹脂の圧力を検出するための圧力検出器は、射出装置のスクリュ駆動機構に設けられた射出モータが熱源となり、圧力検出器の温度が上昇してしまう。その結果、保圧・計量工程等において、スクリュに加えられた溶融樹脂の圧力の検出には高精度が要求されるにも拘わらず、このような温度上昇が発生してしまうと、検出誤差が生じて、正確な圧力検出器の出力を精度良く把握することが困難となることがある。

また、この問題に対応するために、例えば、圧力検出器の出力側に歪みゲージの抵抗を設けて、圧力検出器の温度上昇に因り増加する抵抗値を選定し、温度上昇に基づく圧力検出器の出力の変動の影響を抑えるように補正をする方法も考えられる。しかしながら、かかる方法では、抵抗の個体差が発生し、厳密な補正を行うことは困難である。

そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、圧力検出器を備えた射出成形機において、周辺部品や周辺環境の温度上昇に起因して当該圧力検出器の温度が変動する場合であっても、当該圧力検出器の出力を精度良く把握することができる射出成形機及び当該射出成形機の制御方法を提供することを、本発明の目的とする。

本発明の一観点によれば、圧力検出器を備えた射出成形機であって、設定圧力値と、前記圧力検出器の温度と、前記圧力検出器の出力値と、の相関関係を記憶する記憶部と、前記圧力検出器の温度を検出する温度検出部と、を備え、前記温度検出部により検出された温度に基づき、前記記憶部に記憶された前記相関関係を用いて、前記圧力検出器の出力値を補正して補正圧力値を算出することを特徴とする射出成形機が提供される。

前記記憶部には、前記圧力検出器の温度毎に、前記設定圧力値と、前記圧力検出器による出力を補正すべき値とのマトリクスが記憶されていてもよい。前記補正圧力値が、所定の閾値以内であれば、当該補正圧力値を示す信号が制御装置に送信されることとしてもよい。前記補正圧力値が、前記閾値を超えている場合は、当該射出成形機の異常を示す異常検出信号が前記制御装置に送信されることとしてもよい。前記圧力検出器の出力値が、所定の閾値を超えている場合は、前記圧力検出器の異常を示す異常検出信号が前記制御装置に送信されることとしてもよい。

また、前記温度検出部は、前記圧力検出器の内部に設けられていることとしてもよい。前記温度検出部は、射出モータに設けてもよい。前記温度検出部は、エジェクターモータに設けてもよい。前記圧力検出器は、型締装置のタイバーに設けられた型締力センサであって、前記温度検出部は、前記型締装置のボールねじ軸に設けてもよい。前記温度検出部は、複数設けてもよい。

本発明の別の観点によれば、射出成形機に設けられた圧力検出器の温度補償方法であって、前記圧力検出器の温度を検出する工程と、設定圧力値と、前記圧力検出器の温度と、前記圧力検出器の出力値と、の相関関係を用いて、検出された温度に基づき、前記圧力検出器の出力値を補正して補正圧力値を算出する工程と、を有することを特徴とする温度補償方法が提供される。

前記相関関係は、前記圧力検出器の温度毎に、前記設定圧力値と、前記圧力検出器による出力値を補正すべき値とがマトリクス状に定められているものとしてもよい。前記補正圧力値が、所定の閾値以内であれば、当該補正圧力値を示す信号が制御装置に送信されることとしてもよい。前記補正圧力値が、前記閾値を超えている場合は、当該射出成形機の異常を示す異常検出信号が前記制御装置に送信されることとしてもよい。前記圧力検出器の出力値が、所定の閾値を超えている場合は、前記圧力検出器の異常を示す異常検出信号が前記制御装置に送信されることとしてもよい。

本発明によれば、圧力検出器を備えた射出成形機において、周辺部品や周辺環境の温度上昇に起因して当該圧力検出器の温度が変動する場合であっても、当該圧力検出器の出力を精度良く把握することができる射出成形機及び当該射出成形機の制御方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、図１を参照して、本発明が適用される射出成形機の概要を説明する。

ここで、図１は本発明が適用される射出成形機の一例としてのスクリュ式電動射出成形機の概略構成を示す図である。

図１に示す電動射出成形機１は、フレーム１０と、フレーム１０上に配置された射出装置２０及び型締装置５０等から構成される。

射出装置２０は、加熱シリンダ２１を備え、加熱シリンダ２１にはホッパ２２が設けられる。加熱シリンダ２１の外周には、加熱シリンダ２１を加熱するためのヒータ２１ａが設けられている。加熱シリンダ２１内にはスクリュ２３が進退自在かつ回転自在に設けられる。スクリュ２３の後端は可動支持部２４によって回転自在に支持される。

可動支持部２４にはサーボモータ等の計量モータ２５が駆動部として取り付けられる。計量モータ２５の回転は出力軸３１に取り付けられたタイミングベルト２６を介して被駆動部のスクリュ２３に伝達される。

出力軸３１の後端には回転検出器３２が接続されている。回転検出器３２は、計量モータ２５の回転数又は回転量を検出することで、スクリュ２３の回転速度を検出する。

射出装置２０は、スクリュ２３に平行なボールねじ軸２７を有する。ボールねじ軸２７はボールねじナット９０と螺合し、回転運動を直線運動へ変換する運動方向変換機構を構成する。

駆動部である射出モータ２９を駆動し、タイミングベルト２８を介してボールねじ軸２７を回転させると、ボールねじナット９０に固定された可動支持部２４及びサポート３０は前後進する。その結果、被駆動部であるスクリュ２３を前後移動させることができる。

射出モータ２９の出力軸３３の後端に接続された位置検出器３４は、射出モータ２９の回転数又は回転量を検出することで、スクリュ２３の駆動状態を示すスクリュ２３の位置を検出する。

また、可動支持部２４とサポート３０との間には荷重検出器が配置されている。この場合、荷重検出器はスクリュ２３に加えられた溶融樹脂の圧力（反力）を検出するための圧力検出装置としての樹脂圧検出用ロードセル３５が備えられている。

射出装置２０は、射出装置２０を駆動してノズルタッチ圧を印加する駆動機構として可塑化移動装置４０を備えている。可塑化移動装置４０は、可塑化移動駆動部９１と射出装置ガイド部９２とから構成されている。射出装置ガイド部９２は、射出装置２０を構成する可動支持部２４、サポート３０及び前部フランジ９３と係合している。

従って、加熱シリンダ２１を含む射出装置２０は、可塑化移動駆動部９１が駆動すると共に射出装置ガイド部９２に沿って、射出成形機のフレーム１０上で水平に移動することができる。上述の可塑化移動装置４０を駆動することにより、所定のタイミングで射出装置２０を前進させて加熱シリンダ２１のノズルを固定金型５３に当接させ、ノズルタッチを行う。

このとき、射出モータ２９によって与えられた全軸力の反力が樹脂圧検出用ロードセル３５によって検出される。この場合、射出装置の機構部単体の特性を、接触部５と可動支持部２４とが接触することにより把握することができる。また、必ずしも接触部５は前部フランジ９３の後端に設ける必要はなく、加熱シリンダ２１の後端を接触部５としてもよい。

また、別の規制手段の形態として、加熱シリンダ２１の先端を塞ぐことにより、スクリュ２３の前進を制限し、規制手段として機能する負荷プレート１１を備えた状態で反力を検出するようにしてもよい。加熱シリンダ２１内に樹脂が満たされた状態で、スクリュ２１の前進が規制される。

従って、射出モータ２９によって加熱シリンダ２１内の樹脂に与えられた樹脂圧、即ち、全軸力の反力が上述の圧力検出器である樹脂圧検出用ロードセル３５によって検出される。

この場合、射出装置２０の機構部担体の特性のみならず、スクリュ２３の破損等、スクリュ２３や加熱シリンダ２１等の可塑化部の影響を含めて射出装置２０全体の特性を把握することができる。更に、接触部５で検出された機構部担体の特性と、負荷プレート１１によって検出された射出装置２０全体の特性と、を用いることにより、可塑化部担体の特性を算出することができる。

計量モータ２５と、回転検出器３２と、射出モータ２９と、位置検出器３４、樹脂圧検出用ロードセル３５とは、制御装置４５に接続されている。回転検出器３２と、位置検出器３４、及びロードセル３５から出力される検出信号は、制御装置４５に送られる。制御装置４５は、検出信号に基づいて計量モータ２５及び射出モータ２９の動作を制御する。

なお、制御装置４５は単独で設けられてもよいし、射出成形機全体の制御を司る制御部の一部として設けられてもよい。

型締装置５０は、フレーム１０に固定された固定金型支持装置としての固定プラテン５４と、固定プラテン５４との間に所定の距離を置いてフレーム１０に対して移動可能に配設されたベースプレートとしてのトグルサポート５６とを具備する。トグルサポート５６はトグル式型締装置支持装置として機能する。

固定プラテン５４とトグルサポート５６との間には、複数（例えば、四本）のガイド手段としてのタイバー５５が延在している。

可動プラテン５２は、固定プラテン５４に対向して配設され、タイバー５５に沿って進退（図における左右方向に移動）可能に配設された可動金型支持装置として機能し、トグル機構５７の作動により、可動プラテン５２はタイバー５５に沿って移動し、型閉じ、型締め及び型開きが行なわれる。

金型装置７０は、固定金型５３と可動金型５１とから成る。

固定金型５３は、固定プラテン５４における可動プラテン５２と対向する金型取付面に取り付けられる。一方、可動金型５１は、可動プラテン５２における固定プラテン５４と対向する金型取付面に取り付けられる。

可動プラテン５２の後端（図における左端）にはエジェクター装置が設けられている。エジェクター装置のエジェクターモータ８０は、可動プラテン５２の後上方に設けられ、当該モータ８０の出力軸にベルト８１が巻回され、エジェクターモータ８０が駆動すると、当該モータ８０の回転駆動がベルト８１に伝達される。

そうすると、ベルト８１を介してボールねじ軸８２が回転し、ナット８３が進退し、ナット８３が固定されているエジェクタープレート８４がガイドピン８５に沿って進退する。エジェクタープレート８４が前進すると、エジェクターロッド８６は可動金型５１内の図示を省略する突き出しプレートを押し、成形品が離型される。

エジェクターロッド８６の後端部には、エジェクターロッド８６によるエジェクト力を検出するための圧力検出装置としてのエジェクト力検出用ロードセル８７が備えられている。

可動プラテン５２とトグルサポート５６との間には、トグル式型締装置としてのトグル機構５７が取り付けられる。トグルサポート５６の後端にはトグル機構５７を作動させる型締用駆動源としての型締モータ４６が配設される。

型締モータ４６は、回転運動を往復運動に変換するボールねじ機構等から成る図示されない運動方向変換装置を備え、ボールねじ軸５９を進退（図における左右方向に移動）させることによって、トグル機構５７を作動させることができる。

なお、型締モータ４６は、サーボモータであることが好ましく、回転数を検出するエンコーダとしての型開閉位置センサ４７を備える。

駆動部である型締モータ４６が駆動してクロスヘッド６０を進退させることによって、トグル機構５７を作動させることができる。この場合、クロスヘッド６０を前進（図における右方向に移動）させると、被駆動部である可動プラテン５２が前進させられて型閉が行われる。そして、型締モータ４６による推進力にトグル倍率を乗じた型締力が発生させられ、その型締力によって型締が行われる。

トグルサポート５６の後端における上方部には、型締位置調整用駆動源としての型厚モータ４１が配設される。

なお、型厚モータ４１は、サーボモータであることが好ましく、回転数を検出するエンコーダとしての型締位置センサ４２を備える。

また、本実施の形態では、タイバー５５の一つに、荷重検出器として型締力センサ４８が配設される。型締力センサ４８は、タイバー５５の歪み（主に、伸び）を検出するセンサである。タイバー５５には、型締の際に型締力に対応して引張力が加わり、型締力に比例して僅かではあるが伸長する。

従って、タイバー５５の伸び量を型締力センサ４８により検出することで、金型装置７０に実際に印加されている型締力を把握することができる。固定金型５３と可動金型５１とが接触することにより、駆動部である型締モータ４６によって与えられた全軸力の反力が圧力検出器である型締力センサ４８によって検出される。即ち、可動プラテン５２の前進運動が固定金型５３によって規制されるため、固定金型５３が規制手段として機能している。

上述の、エジェクト力検出用ロードセル８７、型締力センサ４８、型開閉位置センサ４２、型締モータ４６及び型厚モータ４１は制御装置４５に接続され、エジェクト力検出用ロードセル８７、型締力センサ４８及び型開閉位置センサ４２から出力される検出信号は制御装置４５に送られる。制御装置４５は、検出信号に基づいてエジェクターモータ８０、型締モータ４６及び型厚モータ４１の動作を制御する。

次に、かかる構成を備えた射出成形機の成形時における動作について説明する。

型締モータ４６を正方向に駆動させると、ボールねじ軸５９は正方向に回転し前進（図１における右方向に移動）する。これに伴って、クロスヘッド６０が前進し、トグル機構５７が作動させられると、可動プラテン５２が前進する。

かかる可動プラテン５２に取り付けられた可動金型５１が固定金型５３と接触すると、型締工程に移行する。型締工程では、型締モータ４６を更に正方向に駆動させることで、トグル機構５７によって金型装置７０に型締力が発生する。

加熱シリンダ２１内でスクリュ２３を回転させると、ホッパ２２から供給される成形材料である樹脂ペレットは、加熱シリンダ２１に設けられたヒータ２１ａにより溶融する。溶融した樹脂はスクリュ２３の先端に蓄えられ、加熱シリンダ２１の先端のノズルから射出され、金型装置７０内に形成されたキャビティ空間に溶融樹脂が充填される。

型開きを行なう場合は、型締モータ４６を逆方向に駆動させ、ボールねじ軸５９が逆方向に回転する。これに伴って、クロスヘッド６０が後退し、トグル機構５７が作動させられると、可動プラテン５２が後退する。

型開工程が完了すると、エジェクターモータ８０が駆動され、可動プラテン５２に取り付けられたエジェクター装置が作動し、可動金型５１内の成形品は可動金型５１から突き出される。

次に、タイバー５５の伸び量を検出する型締力センサ４８の構造について、図２を参照して、説明する。ここで、図２は、型締力センサ４８の構造を示す断面図である。

型締力センサ４８は、２つの弾性体支持部材１４２と２本の保持部材１４４とを有する。弾性体支持部材１４２は本体部１４２ａの一部として固定部１４２ｂを有する。

保持部材１４４は、固定部１４２ｂを介してタイバー５５に巻回され、固定部１４２ｂをタイバー５５に押し付ける機能を有する。すなわち、保持部材１４４はタイバー５５の外径に合わせて略円形に形成された帯状の部材であり、両端をボルト１４６及びナット１４８で締め付けて径を縮小させることにより、固定部１４２ｂをタイバー５５に対して押し付けることができる。

この場合、保持部材１４４の周方向において、１箇所で締め付けるため、割りフランジのように２箇所で締め付ける構造よりも、締め付ける際にバランスを崩すことなく、歪ゲージ５４を締め付けることができる。

弾性体支持部材１４２の本体部１４２ａは、中空構造を有しておりその中に、弾性部材としてのコイルバネ１６０と、固定部材１５２とが収容され、固定部材１５２の上部に歪センサとしての歪ゲージ１５４とが設けられている。

固定部材１５２は、歪ゲージ１５４をコイルバネ１６０の反発力により全体的にタイバー５５に対して押圧するために設けられる剛性部材である。また、固定部材１５２の内部には、歪ゲージ１５４の温度を計測する温度センサ（図２では図示を省略）が組み込まれている。

コイルバネ１６０はボルト部材１６２の頭部１６２ａと本体部１４２ａとの間にボルト部材１６０が貫通した状態で配置されている。ボルト部材１６０のねじ部１６２ｂは本体部１４２ａを貫通して外部に突出しており、この突出した部分にナット部材１６４がねじ込まれている。

ボルト部材１６２が回転しないようにナット部材を回転させて締め付けたり緩めたりする際に、ボルト部材６２が回転しないようにするため、ねじ部１６２ｂの先端にすり割り（回り止め用の溝）１６２ｃが形成されている。

次に、スクリュ２３に加えられた溶融樹脂の圧力（反力）を検出するための圧力検出装置としての樹脂圧検出用ロードセル３５、及びエジェクターロッド８６によるエジェクト力を検出するための圧力検出装置としてのエジェクト力検出用ロードセル８７の構造について、図３及び図４を参照して説明する。

ここで、図３は、樹脂圧検出用ロードセル３５及びエジェクト力検出用ロードセル８７の構造を示す正面図である。図４は、図３に示すロードセル３５、８７の断面図である。

図３及び図４を参照するに、樹脂圧検出用ロードセル３５及びエジェクト力検出用ロードセル８７は、所謂ワッシャ型ロードセルである。

より具体的には、ロードセル３５，８７は、外円筒部１１０と内円筒部１１１との間に薄い板状の可撓体から成る歪み計測部１１２が設けられた一体構造を示している。

外円筒部１１０と内円筒部１１１には、樹脂圧検出用ロードセル３５を可動支持部２４とサポート３０との間に備えるために（図１参照）、また、エジェクト力検出用ロードセル８７をエジェクターロッド８６の後端部に備えるために（図１参照）用いられるボルトを設けるためのボルト孔１１５が複数形成されている。

歪み計測部１１２の円周上の４箇所に等間隔（略９０度の角度位置）に歪みゲージ１１３が配設されている。また、各歪みゲージ１１３の近傍には、それらの部位の温度を計測する温度センサ１１４が設けられている。

各歪みゲージ１１３の近傍に、温度センサ１１４が設けられているため、温度センサ１１４の取り付け位置により温度分布が異なる場合であっても、平均化することができ、より正確に温度変化を把握することができる。但し、本発明は、温度センサ１１４は必ずしも複数設けられている必要はなく、温度センサ１１４が単数設けられる場合にも本発明を適用することができる。

次に、図５を参照して、上述のロードセル３５、８７及び型締力センサ４８の回路構成を説明する。ここで、図５は、ロードセル３５、８７及び型締力センサ４８の概略回路構成図である。

ロードセル３５、８７及び型締力センサ４８は、電圧Ｖ_ＩＮが入力されて歪みを検出する歪み検出器であり、４個の歪みゲージ１１３（ロードセル３５、８７の場合）又は１５４（型締力センサ４８の場合）が用いられる。４個の歪みゲージ１１３、１５４は、ブリッジ回路を構成し、歪みゲージ１１３、１５４の抵抗変化に因る当該ブリッジ回路の電位差（出力電圧の変化）から、作用している荷重（圧力）が測定される。

ブリッジ回路は、通常、入力電圧Ｖ_ＩＮの規準電圧が接地電位（０ボルト）になるように構成されている。ブリッジ回路は、各抵抗線に変化がない（即ち、抵抗値に変化がない）場合に、０ボルトを出力する。抵抗線のうち一つ又は二つに変化があった場合（即ち、抵抗線が伸び縮みして抵抗値が変化した場合）、ブリッジ回路内の抵抗値のバランスがくずれ、抵抗値の変化に比例した電圧が出力される。

ロードセル３５、８７及び型締力センサ４８は、図５において点線で示すように、上述したブリッジ回路と、増幅器３０１と、演算器３０２と、温度センサ１１４（型締力センサ４８の場合にあっては、図２では図示を省略）等から構成される。

増幅器３０１は、ブリッジ回路の所定の位置からの出力電圧Ｖ_ＯＵＴを増幅し、電圧信号として、演算器３０２に出力する。

また、温度センサ１１４により検出された歪みゲージ１１３、１５４の近傍の部位の温度は、信号として、演算器３０２に出力される。

演算器３０２には、図示を省略する不揮発性メモリが備えられている。当該不揮発性メモリには、後述する温度補償のための設定圧力−温度−検出電圧（ブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴ）のマトリクスデータ（相関関係）が予め記憶されている。

演算器３０２では、ブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴと、温度センサ１１４から入力された歪みゲージ１１３、１５４の近傍の部位の温度に基づき、図６乃至図８を参照して後述する温度補償処理を行う。即ち、周辺部品や周辺環境の温度上昇に起因して歪みゲージ１１３、１５４の出力が変動している場合であっても、演算器３０２は、マトリクスデータに基づく温度補償を行い、出力電圧Ｖ_ＯＵＴと歪みゲージ１１３、１５４の近傍の部位の温度とから補正圧力値を算出する。

かかる補正圧力値が所定の閾値内であれば、演算器３０２は、圧力データＰ_ＯＵＴを図１に示す射出成形機１の制御装置４５に送信する。かかる補正圧力値が所定の閾値を超えている場合、演算器３０２は、異常検出信号を図１に示す射出成形機１の制御装置４５に送信する。

なお、図５に示す例では、ロードセル３５、８７及び型締力センサ４８が、当該ブリッジ回路及び温度センサ１１４のほかに、増幅器３０１及び演算器３０２を含んだ構成となっているが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ロードセル３５、８７及び型締力センサ４８は、当該ブリッジ回路及び温度センサ１１４を備える一方、増幅器３０１及び演算器３０２は図１に示す射出成形機１の制御装置４５に配設された構造にも、本発明を適用することができる。

次に、上述のブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴの温度補償処理について、図６を参照して説明する。ここで、図６は、ブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴの温度補償処理を説明するためのフローチャートである。

まず、ロードセル３５、８７及び型締力センサ４８のブリッジ回路の、入力電圧Ｖ_ＩＮに対する出力電圧Ｖ_ＯＵＴを演算器３０２に入力する（ステップＳ１）。

次に、温度センサ１１４により検出された歪みゲージ１１３、１５４の近傍の部位の温度を、信号として、演算器３０２に入力する（ステップＳ２）。

ところで、演算器３０２には、不揮発性メモリが備えられている。当該不揮発性メモリには、後述する図７に示す設定圧力−温度−検出電圧（ブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴ）のマトリクスデータが予め記憶されている。ここで、図７は、演算器３０２の不揮発性メモリに記憶されている、設定圧力−温度−検出電圧（ブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴ）のデータのマトリクスを示す図である。

図７に示すマトリクスデータがどのようにして作成されるのかを、図８を参照して説明する。ここで、図８は、図７に示すマトリクスデータがどのようにして作成されるのかを説明するためのグラフである。

図８に示すグラフでは、横軸が設定圧力Ｐを、縦軸がブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴを示す。

図８に示すグラフ中、太線は、基準温度Ｔ_ｓ（例えば、２０℃）における設定圧力Ｐとブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴを示す。図８に示すグラフでは更に、温度Ｔ_１における設定圧力Ｐとブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴを、温度Ｔ_２における設定圧力Ｐとブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴが示されている。

例えば、設定圧力がＰ_ａの場合、基準温度Ｔ_ｓのときのブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴはＶ_ｓとなり、温度Ｔ_１のときのブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴはＶ_１となる。よって、かかる温度の相違により、ブリッジ回路の出力電圧は、Ｖ_ｓ−Ｖ_１相違する。

従って、実際に温度センサにより測定された温度がＴ_１の場合、実際にロードセル３５、８７又は型締力センサ４８に作用している圧力の算出は、検出されたブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴから「Ｖ_ｓ−Ｖ_１」を減算した電圧に基づく必要がある、
これを纏めたものが図７に示すマトリクスデータである。図７に示すマトリクスは、ロードセル３５、８７及び型締力センサ４８のブリッジ回路の設定入力圧力と、実際に温度センサにより測定された温度と基準温度Ｔ_ｓとの温度差と、ブリッジ回路から検出（出力）される電圧に補正すべき電圧と、を表に表したものである。

例えば、実際に温度センサにより測定された温度が基準温度Ｔ_ｓと２０℃相違し、更に設定圧力が０．２ＭＰａの場合、ブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴから０．４Ｖ減算（オフセット）した電圧に基づいて、実際にロードセル３５、８７又は型締力センサ４８に作用している圧力が補正圧力値として算出される（図６のステップＳ３）。

複数の温度パターンから成るマトリクスデータは予め実験やシミュレーション等により求められ、上述の不揮発性メモリに記憶されている。

これらのデータは、各ロードセル固有の値として不揮発性メモリの中に記憶されても良いが、型式が同一のロードセルには、同じマトリクスデータを記憶させるように、型式毎に統一するようにしてもよい。

このように、本実施の形態では、基準温度と実際の温度との相違に基づく、ブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴの変動を、マトリクスデータを用いて補正（オフセット）し、実際に、ロードセル３５、８７又は型締力センサ４８に作用している圧力を的確に算出することができる。ここでは、基準温度の下での圧力値になるように、出力電圧は補正される。このため、圧力検出値が外部環境の影響を受けることを防ぐことができる。

図６のステップ４において、かかる補正圧力値が所定の閾値以内か否かを判断する。

補正圧力値が所定の閾値以内であると判断された場合（図６のステップ４がＹＥＳの場合）、演算器３０２は、当該補正圧力値を圧力データＰ_ＯＵＴとして、デジタル信号にＡＤ変換して図１に示す射出成形機１の制御装置４５に送信する。

補正圧力値が所定の閾値を超えていると判断された場合（図６のステップ４がＮＯの場合）、演算器３０２は、射出成形機の異常として、異常検出信号を図１に示す射出成形機１の制御装置４５に送信する。

また、検出されたブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴが、予め定められた所定の閾値を超えている場合には、ロードセル３５、８７又は型締力センサ４８の温度異常であるとして、異常検出信号を図１に示す射出成形機１の制御装置４５に送信することとしてもよい。

このように、本実施の形態によれば、ロードセルや型締力センサ等の圧力検出器を備えた射出成形機において、周辺部品や周辺環境の温度上昇に起因して当該圧力検出器の温度が変動する場合であっても、当該温度の変動に起因する圧力検出器の出力の変動を、マトリクスデータを用いて補正（温度補償）し、実際に、圧力検出器に作用している圧力を的確に算出することができる。よって、実際に作用している圧力をより正確に把握することができ、的確に射出動作、型締動作、又はエジェクト動作等を行うことができる。

なお、本発明は特定の実施形態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、種々の変形及び変更が可能である。

上述の実施の形態では、温度センサは、ロードセル３５、８７又は型締力センサ４８内に設けられている例を示したが、本発明はかかる例に限定されない。

例えば、ロードセル３５、８７の温度上昇の熱源は夫々、射出モータ２９、エジェクターモータ８０に因るところが大きいため、射出モータ２９、エジェクターモータ８０の近傍に設けられ、射出モータ２９、エジェクターモータ８０の温度を検出する温度センサを、上述の温度センサ１１４の代わりに用いてもよい。また、型締力センサ４８の温度センサを、ボールねじ軸８２の近傍に設けてもよい。

また、上述の実施の形態では、金型装置７０の型締力は型締力センサ４８によって検出される構造を例に説明したが、本発明はこの構造に限られない。例えば、図９に示す構造に本発明を適用することができる。

ここで、図９は、本発明が適用される射出成形機の型締装置の他の例の概略構成を示す図である。なお、図１で示した箇所と同じ箇所には同じ符号を付してその説明を省略する。

図９を参照するに、この例では、可動金型５１は可動金型取付板１５０に取り付けられている。かかる可動金型取付板１５０と可動プラテン５２との間に型締力検出用ロードセル１５１が設けられている。型締力検出用ロードセル１５１は、図１に示す型締力センサ４８と同様に、金型装置７０に実際に印加されている型締力を検出する。かかる型締力検出用ロードセル１５１に対しても本発明を適用することができる。

この場合、図３及び図４に示した圧力検出装置と同様の構造をしている。更に、荷重検出器を可動金型取付板１５０と可動プラテン５２との間に配置した場合、可動金型５１の温度調整の影響を受けるため、成形条件下によってロードセルの値が変動しやすい。このため、圧力検出値と温度検出値との相関関係に基づく補正を行うことで、成形条件の如何にかかわらず、正確な型締力を検出することができる。また、温度検出器は必ずしもロードセル１５１に備える必要はなく、もっとも影響を受ける金型の温度検出器の温度検出値をそのまま適用してもよい。

また、射出装置に設けられる射出モータ及び計量モータの取り付けは、図１に示す例に限られない。射出装置に設けられる射出モータ及び計量モータの取り付け構造は、例えば、図１０に示す構造であってもよく、この場合も本発明を適用することができる。

ここで、図１０は、本発明が適用される射出成形機の射出装置における射出モータ及び計量モータの取り付け構造を示す図である。

図１０を参照するに、この例では、射出用モータ２９０は、荷重検出器としての樹脂圧検出用ロードセル２９６を介して後方射出サポート２６２に固定され、前環状体２９１ａ、スリーブ２９１ｂ、後環状体２９１ｃ及び後プレート２９１ｄから成るケース２９１、該ケース２９１に取り付けられたステータ２９２、該ステータ２９２の径方向における内方に配設されたロータ２９３、該ロータ２９３に取り付けられた中空の出力軸２９４、該出力軸２９４の後端にボルトｂｔ４によって取り付けられ、出力軸２９４の内周面に沿って前方（図における左方）に延びるスリーブ２９５、前記出力軸２９４を前記ケース２９１に対して回転自在に支持するベアリングｂ５、ｂ６、及び前記スリーブ２９５に取り付けられ、射出用モータ２９０の回転速度を検出するエンコーダ２９０ａを備え、エンコーダ２９０ａの検出信号に基づいて制御される。

そして、前記スプライン部２８７の外周面の全体にわたって形成された雄スプライン２８７ａと前記スリーブ２９５の前端部（図における左端部）に形成されたスプラインナット部の雌スプライン２９５ａとがスプライン係合させられる。

またスリーブ２９５及びスプライン部２８７によって回転力伝達部が構成され、スリーブ２９５及びスプライン部２８７は、射出用モータ２９０が駆動されたときに、出力軸２９４に対するねじ部２８５の軸方向における相対的な移動を許容しながら、射出用モータ９０を駆動することによって発生させられた回転をねじ部２８５に伝達する。そして、前記ボールねじ２８３は、射出用モータ２９０によって発生させられた回転による回転運動を回転直進運動に変換し、当該回転直進運動を回転摺動部材２６８に伝達する。

そのために、ボールねじ軸２８１は、前端においてベアリングｂ７、ｂ８によって回転摺動部材２６８に対して回転自在に、且つ、軸方向に移動不能に支持され、後端において、ボールナット２８２に対して回転自在に螺合させられ、支持される。即ち、回転摺動部材２６８は、ボールねじ２８３に対して回転自在に、且つ、軸方向に移動不能に配設される。また、シャフト部２８４の前端部に図示されない雄ねじが形成され、当該雄ねじに螺合させてベアリングナット２８０が配設される。ベアリングナット２８０は、筒状体２６５の内周面に形成された突起２６５ａと共にベアリングｂ７を位置決めする。

そして、ボールナット２８２は、ロードセル２９６を介して後方射出サポート６２に固定される。ロードセル２９６は、射出力を検出する射出力検出部、及び保圧力を検出する保圧力検出部を構成する。

ロードセル２９６は、前環状体２９１ａと後方射出サポート２６２とにより挟持され、ボルトｂｔ１により固定され、ボールねじ２８３のフランジ部２８３ｆとロードセルリテーナ２００とにより挟持され、ボルトｂｔ２により固定されている。

射出用モータ２９０を正方向及び逆方向に駆動することによって発生させられた回転が、スリーブ２９５及びスプライン部２８７を介してボールねじ軸２８１に伝達されると、ボールねじ軸２８１は、ねじ部２８５とボールナット２８２とが螺合させられているので、回転しながら進退させられる。

ボールねじ軸２８１の運動成分は、ボールねじ軸２８１を進退させる直進運動成分、及びボールねじ軸２８１を回転させる回転運動成分から成り、直進運動成分及び回転運動成分は、ベアリングｂ７、ｂ８を介して回転摺動部材２６８に伝達される。

回転摺動部材２６８を回転させることなく、進退させる射出工程等においては、計量用モータ２２２を第２の駆動状態、即ち、回転拘束状態に置き、射出用モータ２９０を駆動状態におくことによって、回転摺動部材２６８に伝達される回転を拘束し、回転摺動部材２６８に一体的に取り付けられたスクリュ２３に直進運動が伝達され、スクリュ２３を加熱シリンダ２１内において前進（図における左方に移動）させることができる。なお、ホッパ２２（図１参照）の図示は省略している。

この場合でも、図３及び図４に示した圧力検出装置と同様の構造をしている。更に、荷重検出器を射出モータ２９０と後方射出サポート２９１との間に配置した場合、射出モータ２９０の発熱の影響を受けるため、成形条件下によってロードセルの値が変動しやすい。また、ロードセル２９６の内円筒部１１１はボールねじ２８３のフランジ部２８３ｆと接触しているので、ボールねじ２８３によって発生する熱の影響も受ける。このため、圧力検出値と温度検出値との相関関係に基づく補正を行うことで、成形条件の如何にかかわらず、正確な射出力を検出することができる。また、温度検出器は必ずしもロードセル２９６に備える必要はなく、もっとも影響を受ける射出モータ２９０の温度検出器の温度検出値をそのまま適用してもよく、ボールねじ２８３に温度検出器を備えてもよい。

このような構造を有する本例の樹脂圧検出用ロードセル２９６に対しても本発明を適用することができる。

以上の説明に関し、更に以下の項を開示する。

（付記１）
圧力検出器を備えた射出成形機であって、
設定圧力値と、前記圧力検出器の温度と、前記圧力検出器の出力値と、の相関関係を記憶する記憶部と、
前記圧力検出器の温度を検出する温度検出部と、を備え、
前記温度検出部により検出された温度に基づき、前記記憶部に記憶された前記相関関係を用いて、前記圧力検出器の出力値を補正して補正圧力値を算出することを特徴とする射出成形機。

（付記２）
付記１記載の射出成形機であって、
前記記憶部には、前記圧力検出器の温度毎に、前記設定圧力値と、前記圧力検出器による出力を補正すべき値とのマトリクスが記憶されていることを特徴とする射出成形機。

（付記３）
付記１又は２記載の射出成形機であって、
前記補正圧力値が、所定の閾値以内であれば、当該補正圧力値を示す信号が制御装置に送信されることを特徴とする射出成形機。

（付記４）
付記３記載の射出成形機であって、
前記補正圧力値が、前記閾値を超えている場合は、当該射出成形機の異常を示す異常検出信号が前記制御装置に送信されることを特徴とする射出成形機。

（付記５）
付記３又は４記載の射出成形機であって、
前記圧力検出器の出力値が、所定の閾値を超えている場合は、前記圧力検出器の異常を示す異常検出信号が前記制御装置に送信されることを特徴とする射出成形機。

（付記６）
付記１記載の射出成形機であって、
前記温度検出部は、前記圧力検出器の内部に設けられていることを特徴とする射出成形機。

（付記７）
付記１記載の射出成形機であって、
前記温度検出部は、射出モータに設けられたことを特徴とする射出成形機。

（付記８）
付記１記載の射出成形機であって、
前記温度検出部は、エジェクターモータに設けられたことを特徴とする射出成形機。

（付記９）
付記１記載の射出成形機であって、
前記圧力検出器は、型締装置のタイバーに設けられた型締力センサであって、
前記温度検出部は、前記型締装置のボールねじ軸に設けられたことを特徴とする射出成形機。

（付記１０）
付記１乃至９いずれか一項記載の射出成形機であって、
前記温度検出部は、複数設けられていることを特徴とする射出成形機。

（付記１１）
射出成形機の制御方法であって、
前記圧力検出器の温度を検出する工程と、
設定圧力値と、前記圧力検出器の温度と、前記圧力検出器の出力値と、の相関関係を用いて、検出された温度に基づき、前記圧力検出器の出力値を補正して補正圧力値を算出する工程と、を有することを特徴とする制御方法。

（付記１２）
付記１１記載の制御方法であって、
前記相関関係は、前記圧力検出器の温度毎に、前記設定圧力値と、前記圧力検出器による出力値を補正すべき値とがマトリクス状に定められているものであることを特徴とする制御方法。

（付記１３）
付記１１又は１２記載の制御方法であって、
前記補正圧力値が、所定の閾値以内であれば、当該補正圧力値を示す信号が制御装置に送信されることを特徴とする制御方法。

（付記１４）
付記１３記載の制御方法であって、
前記補正圧力値が、前記閾値を超えている場合は、当該射出成形機の異常を示す異常検出信号が前記制御装置に送信されることを特徴とする制御方法。

（付記１５）
付記１３又は１４記載の制御方法であって、
前記圧力検出器の出力値が、所定の閾値を超えている場合は、前記圧力検出器の異常を示す異常検出信号が前記制御装置に送信されることを特徴とする制御方法。

本発明が適用される射出成形機の一例としてのスクリュ式電動射出成形機の概略構成を示す図である。 型締力センサの構造を示す断面図である。 樹脂圧検出用ロードセル及びエジェクト力検出用ロードセルの構造を示す正面図である。 図３に示すロードセルの断面図である。 ロードセル及び型締力センサの概略回路構成図である。 ブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴの温度補償処理を説明するためのフローチャートである。 演算器３０２の不揮発性メモリに記憶されている、設定圧力−温度−検出電圧（ブリッジ回路の出力電圧Ｖ_ＯＵＴ）のデータのマトリクスを示す図である。 図７に示すマトリクスデータがどのようにして作成されるのかを説明するためのグラフである。 本発明が適用される射出成形機の型締装置の他の例の概略構成を示す図である。 本発明が適用される射出成形機の射出装置における射出モータ及び計量モータの取り付け構造を示す図である。

符号の説明

１ 射出成形機
２９ 射出モータ
３５、８７ ロードセル
４５ 制御装置
４８ 型締力センサ
５０ 型締装置
８０ エジェクターモータ
８２ ボールねじ軸
１１４ 温度センサ

Claims (8)

1. 圧力検出器を備えた射出成形機であって、
   設定圧力値と、前記圧力検出器の温度と、前記圧力検出器の出力値と、の相関関係を記憶する記憶部と、
   前記圧力検出器の温度を検出する温度検出部と、を備え、
   前記温度検出部により検出された温度に基づき、前記記憶部に記憶された前記相関関係を用いて、前記圧力検出器の出力値を補正して補正圧力値を算出することを特徴とする射出成形機。
2. 請求項１記載の射出成形機であって、
   前記記憶部には、前記圧力検出器の温度毎に、前記設定圧力値と、前記圧力検出器による出力を補正すべき値とのマトリクスが記憶されていることを特徴とする射出成形機。
3. 請求項１又は２記載の射出成形機であって、
   前記補正圧力値が、所定の閾値以内であれば、当該補正圧力値を示す信号が制御装置に送信されることを特徴とする射出成形機。
4. 請求項３記載の射出成形機であって、
   前記補正圧力値が、前記閾値を超えている場合は、当該射出成形機の異常を示す異常検出信号が前記制御装置に送信されることを特徴とする射出成形機。
5. 請求項３又は４記載の射出成形機であって、
   前記圧力検出器の出力値が、所定の閾値を超えている場合は、前記圧力検出器の異常を示す異常検出信号が前記制御装置に送信されることを特徴とする射出成形機。
6. 請求項１記載の射出成形機であって、
   前記温度検出部は、前記圧力検出器の内部に設けられていることを特徴とする射出成形機。
7. 射出成形機の制御方法であって、
   前記圧力検出器の温度を検出する工程と、
   設定圧力値と、前記圧力検出器の温度と、前記圧力検出器の出力値と、の相関関係を用いて、検出された温度に基づき、前記圧力検出器の出力値を補正して補正圧力値を算出する工程と、を有することを特徴とする制御方法。
8. 請求項７記載の制御方法であって、
   前記相関関係は、前記圧力検出器の温度毎に、前記設定圧力値と、前記圧力検出器による出力値を補正すべき値とがマトリクス状に定められているものであることを特徴とする制御方法。

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