JP3491252B2 - 射出ノズルの温度制御方法および温度制御装置 - Google Patents
射出ノズルの温度制御方法および温度制御装置Info
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- JP3491252B2 JP3491252B2 JP09063198A JP9063198A JP3491252B2 JP 3491252 B2 JP3491252 B2 JP 3491252B2 JP 09063198 A JP09063198 A JP 09063198A JP 9063198 A JP9063198 A JP 9063198A JP 3491252 B2 JP3491252 B2 JP 3491252B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、個々に制御される
加熱ヒータが複数個設けられている射出ノズルと、この
射出ノズルが取り付けられている加熱シリンダとからな
る射出成形機の射出ノズルの温度を制御する、射出ノズ
ルの温度制御方法およびこの方法の実施に使用される温
度制御装置に関するものである。
加熱ヒータが複数個設けられている射出ノズルと、この
射出ノズルが取り付けられている加熱シリンダとからな
る射出成形機の射出ノズルの温度を制御する、射出ノズ
ルの温度制御方法およびこの方法の実施に使用される温
度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】射出成形機は、一般には図５に示されて
いるように、加熱シリンダ５０を備えている。そして、
その先方端には、この加熱シリンダ５０で計量された樹
脂を金型６０へ射出するための射出ノズル５１が設けら
れている。このような、加熱シリンダ５０の外周部には
加熱ヒータ５２、５３が設けられ、射出ノズル５１の外
周部にも先端部には先端側加熱ヒータ５４が、そして加
熱シリンダ５０寄りには根元側加熱ヒータ５５が個別に
制御されるように設けられている。また、射出ノズル５
１の先端部と、射出ノズル５１の胴体の略中心部には各
々温度センサ５６、５７がそれぞれ取り付けられてい
る。したがって、加熱シリンダ５０に樹脂材料を供給
し、スクリュを回転駆動すると、加熱ヒータ５２、５３
から加えられる熱と、スクリュの回転による剪断力、摩
擦力等による発熱作用とにより樹脂材料は、可塑化され
る。そこで、温度センサ５６、５７で検出される温度が
所定温度になるように、第１、２の加熱ヒータ５４、５
５を制御し、スクリュを軸方向に駆動すると、可塑化さ
れた溶融樹脂は、スプル６１から冷却されている金型６
０のキャビテイ６２へ射出される。冷却固化を待って金
型６０を開くと、成形品を得ることはできる。
いるように、加熱シリンダ５０を備えている。そして、
その先方端には、この加熱シリンダ５０で計量された樹
脂を金型６０へ射出するための射出ノズル５１が設けら
れている。このような、加熱シリンダ５０の外周部には
加熱ヒータ５２、５３が設けられ、射出ノズル５１の外
周部にも先端部には先端側加熱ヒータ５４が、そして加
熱シリンダ５０寄りには根元側加熱ヒータ５５が個別に
制御されるように設けられている。また、射出ノズル５
１の先端部と、射出ノズル５１の胴体の略中心部には各
々温度センサ５６、５７がそれぞれ取り付けられてい
る。したがって、加熱シリンダ５０に樹脂材料を供給
し、スクリュを回転駆動すると、加熱ヒータ５２、５３
から加えられる熱と、スクリュの回転による剪断力、摩
擦力等による発熱作用とにより樹脂材料は、可塑化され
る。そこで、温度センサ５６、５７で検出される温度が
所定温度になるように、第１、２の加熱ヒータ５４、５
５を制御し、スクリュを軸方向に駆動すると、可塑化さ
れた溶融樹脂は、スプル６１から冷却されている金型６
０のキャビテイ６２へ射出される。冷却固化を待って金
型６０を開くと、成形品を得ることはできる。
【０００３】ところで、上記のようにして樹脂材料を計
量し、そして射出して成形品を得るときには、射出ノズ
ル５１の温度、特に射出ノズル５１の先端部の温度は、
多くの実験から成形品の品質のバラツキの要因の一つと
して確認されている。そこで、射出ノズル５１の先端側
加熱ヒータ５４と根元側加熱ヒータ５５は、以下に説明
するように色々な方法で制御されている。
量し、そして射出して成形品を得るときには、射出ノズ
ル５１の温度、特に射出ノズル５１の先端部の温度は、
多くの実験から成形品の品質のバラツキの要因の一つと
して確認されている。そこで、射出ノズル５１の先端側
加熱ヒータ５４と根元側加熱ヒータ５５は、以下に説明
するように色々な方法で制御されている。
【０００４】ここで、射出ノズル５１の軸方向の温度分
布について検討すると、射出ノズル５１の先端部は、冷
却されている金型６０に接触し、また後端部は比較的高
い温度になっている加熱シリンダ５０に機械的に接続さ
れているので、射出ノズル５１には、先端部と後端部に
おいて温度差が生じている。射出ノズル５１の温度分布
の変動は、射出ノズル５１の先端部から金型６０の方へ
移動する熱流束ｑ1と、加熱シリンダ５０から射出ノズ
ル５１の方へ移動する熱流束ｑ3とに支配される。この
ような外乱要因である熱流束の変化（各々の変化量を△
ｑ1、△ｑ3と記す）があっても、射出ノズル５１の先端
部、胴体中心部および基端部の温度Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3が設
定温度Ｔ1s、Ｔ2s、Ｔ3sになるように、例えばＰＩＤ演
算により得られる操作量ｕ1、ｕ2で各々加熱ヒータ５
４、５５が操作されている。
布について検討すると、射出ノズル５１の先端部は、冷
却されている金型６０に接触し、また後端部は比較的高
い温度になっている加熱シリンダ５０に機械的に接続さ
れているので、射出ノズル５１には、先端部と後端部に
おいて温度差が生じている。射出ノズル５１の温度分布
の変動は、射出ノズル５１の先端部から金型６０の方へ
移動する熱流束ｑ1と、加熱シリンダ５０から射出ノズ
ル５１の方へ移動する熱流束ｑ3とに支配される。この
ような外乱要因である熱流束の変化（各々の変化量を△
ｑ1、△ｑ3と記す）があっても、射出ノズル５１の先端
部、胴体中心部および基端部の温度Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3が設
定温度Ｔ1s、Ｔ2s、Ｔ3sになるように、例えばＰＩＤ演
算により得られる操作量ｕ1、ｕ2で各々加熱ヒータ５
４、５５が操作されている。
【０００５】ところで、上記のように、ＰＩＤ制御によ
り射出ノズル５１の先端部、中心部および根元部の温度
が設定温度になるように制御されるが、どこの温度を制
御するかによって、前記の外乱（△ｑ1、△ｑ3）による
温度分布の変化の仕方が変わってくる。このため、外乱
△ｑ1、△ｑ3に拘らず、射出ノズル５１の軸方向の温度
分布が安定するような、射出ノズル５１の温度検出位置
と、制御方法とが望まれる。そこで、従来は例えば次の
（Ａ）〜（Ｃ）ような方法で制御されている。
り射出ノズル５１の先端部、中心部および根元部の温度
が設定温度になるように制御されるが、どこの温度を制
御するかによって、前記の外乱（△ｑ1、△ｑ3）による
温度分布の変化の仕方が変わってくる。このため、外乱
△ｑ1、△ｑ3に拘らず、射出ノズル５１の軸方向の温度
分布が安定するような、射出ノズル５１の温度検出位置
と、制御方法とが望まれる。そこで、従来は例えば次の
（Ａ）〜（Ｃ）ような方法で制御されている。
【０００６】（Ａ）射出ノズル５１の胴体の略中心部に
取り付けられている温度センサ５７で検出される胴体中
心部の温度Ｔ2が設定温度Ｔ2sになるように、射出ノズ
ル５１の先端側加熱ヒータ５４と根元側加熱ヒータ５５
とを制御する。この場合の加熱ヒータ５４、５５の操作
量を、ｕ1、ｕ2とすると、本制御は次式で表される。 △Ｔ2＝Ｔ2ーＴ2s＝０、 ｕ1＝ｕ2
取り付けられている温度センサ５７で検出される胴体中
心部の温度Ｔ2が設定温度Ｔ2sになるように、射出ノズ
ル５１の先端側加熱ヒータ５４と根元側加熱ヒータ５５
とを制御する。この場合の加熱ヒータ５４、５５の操作
量を、ｕ1、ｕ2とすると、本制御は次式で表される。 △Ｔ2＝Ｔ2ーＴ2s＝０、 ｕ1＝ｕ2
【０００７】（Ｂ）射出ノズル５１の先端部に取り付け
られている温度センサ５６で検出される先端部の温度Ｔ
1が設定温度Ｔ1sになるように、先端側加熱ヒータ５４
を制御すると共に、射出ノズル５１の胴体の略中心部に
取り付けられている温度センサ５７で検出される胴体中
心部の温度Ｔ2が設定温度Ｔ2sになるように、根元側加
熱ヒータ５５を制御する。この場合の式は、 △Ｔ1＝Ｔ1ーＴ1s＝０、 △Ｔ2＝Ｔ2ーＴ2s＝０ とな
る。
られている温度センサ５６で検出される先端部の温度Ｔ
1が設定温度Ｔ1sになるように、先端側加熱ヒータ５４
を制御すると共に、射出ノズル５１の胴体の略中心部に
取り付けられている温度センサ５７で検出される胴体中
心部の温度Ｔ2が設定温度Ｔ2sになるように、根元側加
熱ヒータ５５を制御する。この場合の式は、 △Ｔ1＝Ｔ1ーＴ1s＝０、 △Ｔ2＝Ｔ2ーＴ2s＝０ とな
る。
【０００８】（Ｃ）射出ノズル５１の胴体の略中心部に
取り付けられている温度センサ５７で検出される胴体中
心部の温度Ｔ2が設定温度Ｔ2sになるように、先端側加
熱ヒータ５４を制御すると共に、射出ノズル５１の根元
の温度Ｔ3を検出し、このＴ3が設定温度Ｔ3sになるよう
に根元側加熱ヒータ５５を制御する。この場合の式は △Ｔ2＝Ｔ2ーＴ2s＝０、 △Ｔ3＝Ｔ3ーＴ3s＝０ とな
る。
取り付けられている温度センサ５７で検出される胴体中
心部の温度Ｔ2が設定温度Ｔ2sになるように、先端側加
熱ヒータ５４を制御すると共に、射出ノズル５１の根元
の温度Ｔ3を検出し、このＴ3が設定温度Ｔ3sになるよう
に根元側加熱ヒータ５５を制御する。この場合の式は △Ｔ2＝Ｔ2ーＴ2s＝０、 △Ｔ3＝Ｔ3ーＴ3s＝０ とな
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のように射出ノズ
ルの温度は色々な方法で制御され、従来の制御方法でも
成形品の品質のバラツキはある程度抑えることはでき
る。しかしながら、精密成形品のような製品を高い品質
を維持して安定的に成形する上では、射出ノズルの先端
部の温度をさらに安定させることが要求されるが、従来
の制御方法はこの要求を必ずしも満たしていない。以
下、その理由を詳しく説明する。上記（Ａ）の制御方法
の場合、射出ノズル５１の胴体中心部の温度Ｔ2の温度
変化は、低温の金型６０からも、高温の加熱シリンダ５
０からも遠いので、比較的遅い。したがって、先端側お
よび根元側の加熱ヒータ５４、５５の操作量ｕ1、ｕ2が
安定するという利点がある。しかしながら、射出ノズル
５１の先端から奪われる熱量が変化しても、胴体中心部
の温度Ｔ2の温度検出位置が射出ノズル５１の先端部か
ら離れているので、先端側加熱ヒータ５４の操作量ｕ1
への反映も遅れ、射出ノズル５１の先端部の温度Ｔ1が
大きく変化してしまう欠点がある。また、高温の加熱シ
リンダ５０から射出ノズル５１へ入ってくる熱流束が増
える（△ｑ3＞０）と、射出ノズル５１の胴体中心部の
温度Ｔ2を、設定温度Ｔ2sに維持するために先端側およ
び根元側加熱ヒータ５４、５５の操作量ｕ1、ｕ2を下げ
る（△ｕ1、△ｕ2＜０）。その結果、射出ノズル５１の
先端部の温度Ｔ1が下がる（△Ｔ1＜０）。このように、
射出ノズル５１の先端部は、外乱すなわち射出ノズルＮ
の先端部から流出する熱流束△ｑ1および加熱シリンダ
５０から流入する熱流束△ｑ3等により大きく変化し、
成形品の品質のバラツキや、日間変動は避けられない。
ルの温度は色々な方法で制御され、従来の制御方法でも
成形品の品質のバラツキはある程度抑えることはでき
る。しかしながら、精密成形品のような製品を高い品質
を維持して安定的に成形する上では、射出ノズルの先端
部の温度をさらに安定させることが要求されるが、従来
の制御方法はこの要求を必ずしも満たしていない。以
下、その理由を詳しく説明する。上記（Ａ）の制御方法
の場合、射出ノズル５１の胴体中心部の温度Ｔ2の温度
変化は、低温の金型６０からも、高温の加熱シリンダ５
０からも遠いので、比較的遅い。したがって、先端側お
よび根元側の加熱ヒータ５４、５５の操作量ｕ1、ｕ2が
安定するという利点がある。しかしながら、射出ノズル
５１の先端から奪われる熱量が変化しても、胴体中心部
の温度Ｔ2の温度検出位置が射出ノズル５１の先端部か
ら離れているので、先端側加熱ヒータ５４の操作量ｕ1
への反映も遅れ、射出ノズル５１の先端部の温度Ｔ1が
大きく変化してしまう欠点がある。また、高温の加熱シ
リンダ５０から射出ノズル５１へ入ってくる熱流束が増
える（△ｑ3＞０）と、射出ノズル５１の胴体中心部の
温度Ｔ2を、設定温度Ｔ2sに維持するために先端側およ
び根元側加熱ヒータ５４、５５の操作量ｕ1、ｕ2を下げ
る（△ｕ1、△ｕ2＜０）。その結果、射出ノズル５１の
先端部の温度Ｔ1が下がる（△Ｔ1＜０）。このように、
射出ノズル５１の先端部は、外乱すなわち射出ノズルＮ
の先端部から流出する熱流束△ｑ1および加熱シリンダ
５０から流入する熱流束△ｑ3等により大きく変化し、
成形品の品質のバラツキや、日間変動は避けられない。
【００１０】また、従来の（Ｂ）の制御方法によると、
射出ノズル５１の先端部の温度Ｔ1は、安定するが、先
端部の温度Ｔ1の変化速度は非常に大きいので、先端側
加熱ヒータ５４の操作量ｕ1が大きく変化する。このた
めに、胴体中心部の温度Ｔ2が影響を受け、胴体中心部
の温度Ｔ2を制御するための、根元側加熱ヒータ５５の
操作量ｕ2も大きく変化する。また、射出ノズル６１の
先端部から流失する熱流束の増加（△ｑ1＞０）によ
り、先端側加熱ヒータ５４の操作量ｕ1が大きくなり、
その結果胴体中心部の温度Ｔ2が設定値より上昇しない
ようにするために、根元側加熱ヒータ５５の操作量ｕ2
が小さくなり、射出ノズル５１の根元の温度Ｔ3が大き
く降下する。このため、先端部の温度Ｔ1が安定するに
も拘らず、胴体中心部および根元の温度Ｔ2、Ｔ3が変動
し、成形品の品質のバラツキは解消されない。従来の３
番目の制御方法（Ｃ）によっても、前述した（Ａ）の場
合と同様に、射出ノズル５１の先端部の温度Ｔ1の安定
化は達成されない。
射出ノズル５１の先端部の温度Ｔ1は、安定するが、先
端部の温度Ｔ1の変化速度は非常に大きいので、先端側
加熱ヒータ５４の操作量ｕ1が大きく変化する。このた
めに、胴体中心部の温度Ｔ2が影響を受け、胴体中心部
の温度Ｔ2を制御するための、根元側加熱ヒータ５５の
操作量ｕ2も大きく変化する。また、射出ノズル６１の
先端部から流失する熱流束の増加（△ｑ1＞０）によ
り、先端側加熱ヒータ５４の操作量ｕ1が大きくなり、
その結果胴体中心部の温度Ｔ2が設定値より上昇しない
ようにするために、根元側加熱ヒータ５５の操作量ｕ2
が小さくなり、射出ノズル５１の根元の温度Ｔ3が大き
く降下する。このため、先端部の温度Ｔ1が安定するに
も拘らず、胴体中心部および根元の温度Ｔ2、Ｔ3が変動
し、成形品の品質のバラツキは解消されない。従来の３
番目の制御方法（Ｃ）によっても、前述した（Ａ）の場
合と同様に、射出ノズル５１の先端部の温度Ｔ1の安定
化は達成されない。
【００１１】以下、上述した従来の制御方法の欠点を、
射出ノズル５１と射出ノズル５１内の樹脂Ｊとを一体と
して数式を使用して解析する。なお、以下の解析におい
て符号 ｕ １ 、Ｔ １ 、Ｔ２等は、本発明の実施の形態の
作用の箇所でも使用するが、次の通りである。 Ｔ１：射出ノズルの先端部の温度（°Ｃ） Ｔ２：射出ノズルの胴体中心部の温度（°Ｃ） Ｔ３：射出ノズルの根元温度（°Ｃ） ｕ１：射出ノズルの先端側加熱ヒータの熱流束（操作量
Ｗ／ｍ２） ｕ２：射出ノズルの胴体側加熱ヒータの熱流束（操作量
Ｗ／ｍ２） ｘ：射出ノズルの水平方向の座標（ｍ） Ｌ１：射出ノズルの胴体中心部から先端部までの長さ
（ｍ） Ｌ２：射出ノズルの胴体中心部から根元までの長さ
（ｍ） ｑ１：射出ノズルの先端部から金型に向う熱流束（Ｗ／
ｍ２） ｑ２：射出ノズルの胴体側から先端側に向う熱流束（Ｗ
／ｍ２） ｑ３：加熱シリンダのノズル隣接ゾーンから射出ノズル
に向かう熱流束（Ｗ／ｍ２） Ｔ４：加熱シリンダのノズル隣接ゾーンの前方側温度
（°Ｃ） Ｔ５：加熱シリンダのノズル隣接ゾーンの後方温度（°
Ｃ） Ｄ：射出ノズルの外径 ｄ：射出ノズルの内径 ｕ４：加熱シリンダのノズル隣接ゾーンの前方加熱ヒー
タの熱流束（Ｗ／ｍ２） ｕ５：加熱シリンダのノズル隣接ゾーンの後方加熱ヒー
タの熱流束（Ｗ／ｍ２） Ｋ：射出ノズルの熱伝導率（Ｗ／ｍ・°Ｃ） ρ：射出ノズルの材質の密度（ｋｇ／ｍ３） Ｃｐ ：射出ノズルの比熱（Ｗ／ｋｇ・°Ｃ） Ｔ１ｓ ：射出ノズルの先端部の設定温度（°Ｃ） Ｔ２ｓ ：射出ノズルの胴体中心部の設定温度（°Ｃ） Ｔ３ｓ ：射出ノズルの根元部の設定温度（°Ｃ） Ｔ”１ｓ：射出ノズルの先端部軸方向の設定平均温度
（°Ｃ） Ｔ”２ｓ：射出ノズルの根元部軸方向の設定平均温度
（°Ｃ） ｅ”１ ：射出ノズル先端部の軸方向平均温度の偏差＝
Ｔ”１ｓ −Ｔ”１（°Ｃ） ｅ２ ：射出ノズル胴体中心部の温度の偏差＝Ｔ２ｓ
−Ｔ２（°Ｃ） △ ：変化量を示す演算子
射出ノズル５１と射出ノズル５１内の樹脂Ｊとを一体と
して数式を使用して解析する。なお、以下の解析におい
て符号 ｕ １ 、Ｔ １ 、Ｔ２等は、本発明の実施の形態の
作用の箇所でも使用するが、次の通りである。 Ｔ１：射出ノズルの先端部の温度（°Ｃ） Ｔ２：射出ノズルの胴体中心部の温度（°Ｃ） Ｔ３：射出ノズルの根元温度（°Ｃ） ｕ１：射出ノズルの先端側加熱ヒータの熱流束（操作量
Ｗ／ｍ２） ｕ２：射出ノズルの胴体側加熱ヒータの熱流束（操作量
Ｗ／ｍ２） ｘ：射出ノズルの水平方向の座標（ｍ） Ｌ１：射出ノズルの胴体中心部から先端部までの長さ
（ｍ） Ｌ２：射出ノズルの胴体中心部から根元までの長さ
（ｍ） ｑ１：射出ノズルの先端部から金型に向う熱流束（Ｗ／
ｍ２） ｑ２：射出ノズルの胴体側から先端側に向う熱流束（Ｗ
／ｍ２） ｑ３：加熱シリンダのノズル隣接ゾーンから射出ノズル
に向かう熱流束（Ｗ／ｍ２） Ｔ４：加熱シリンダのノズル隣接ゾーンの前方側温度
（°Ｃ） Ｔ５：加熱シリンダのノズル隣接ゾーンの後方温度（°
Ｃ） Ｄ：射出ノズルの外径 ｄ：射出ノズルの内径 ｕ４：加熱シリンダのノズル隣接ゾーンの前方加熱ヒー
タの熱流束（Ｗ／ｍ２） ｕ５：加熱シリンダのノズル隣接ゾーンの後方加熱ヒー
タの熱流束（Ｗ／ｍ２） Ｋ：射出ノズルの熱伝導率（Ｗ／ｍ・°Ｃ） ρ：射出ノズルの材質の密度（ｋｇ／ｍ３） Ｃｐ ：射出ノズルの比熱（Ｗ／ｋｇ・°Ｃ） Ｔ１ｓ ：射出ノズルの先端部の設定温度（°Ｃ） Ｔ２ｓ ：射出ノズルの胴体中心部の設定温度（°Ｃ） Ｔ３ｓ ：射出ノズルの根元部の設定温度（°Ｃ） Ｔ”１ｓ：射出ノズルの先端部軸方向の設定平均温度
（°Ｃ） Ｔ”２ｓ：射出ノズルの根元部軸方向の設定平均温度
（°Ｃ） ｅ”１ ：射出ノズル先端部の軸方向平均温度の偏差＝
Ｔ”１ｓ −Ｔ”１（°Ｃ） ｅ２ ：射出ノズル胴体中心部の温度の偏差＝Ｔ２ｓ
−Ｔ２（°Ｃ） △ ：変化量を示す演算子
【００１２】図５において、斜線で示した部分の軸方向
（ｘ）の熱収支を考える。そうすると、次の（１）、
（２）式が成り立ち、この（１）、（２）式を整理する
と、（３）、（４）式が得られる。
（ｘ）の熱収支を考える。そうすると、次の（１）、
（２）式が成り立ち、この（１）、（２）式を整理する
と、（３）、（４）式が得られる。
【数１】
【００１３】今、定常温度分布を対象とし、温度の時間
変化を零０とおくと、次の（５）、（６）式が成り立
ち、熱流束ｕ1、ｕ2は時間によらず一定として（５）、
（６）式を解くと（７）、（８）式を得る。ｘ＝０ に
おいて、Ｔ＝Ｔ2 とおくと、（９）式が得られ、ｘ＝
−Ｌ1 にて、熱流束はｑ1 であるから、（７）式より
（９’）、（１０）式が得られる。
変化を零０とおくと、次の（５）、（６）式が成り立
ち、熱流束ｕ1、ｕ2は時間によらず一定として（５）、
（６）式を解くと（７）、（８）式を得る。ｘ＝０ に
おいて、Ｔ＝Ｔ2 とおくと、（９）式が得られ、ｘ＝
−Ｌ1 にて、熱流束はｑ1 であるから、（７）式より
（９’）、（１０）式が得られる。
【数２】
【００１４】ｘ＝Ｌ2 にて熱流束はｑ3 であるので、
（８）式より、（１１’）、（１１）が得られ、ｘ＝０
にて、熱流束はｑ2であるから、（７）、（８）式より
（１２）式が得られ、（１０）〜（１２）式より（１
３）式が得られる。この（１３）式より（１４）式が成
り立つ。これらの式、および（７）、（８）式より、ｘ
軸方向の温度分布は（１５）、（１６）式で表される。
（８）式より、（１１’）、（１１）が得られ、ｘ＝０
にて、熱流束はｑ2であるから、（７）、（８）式より
（１２）式が得られ、（１０）〜（１２）式より（１
３）式が得られる。この（１３）式より（１４）式が成
り立つ。これらの式、および（７）、（８）式より、ｘ
軸方向の温度分布は（１５）、（１６）式で表される。
【数３】
【００１５】上記（１５）、（１６）式より明らかなよ
うに、ｘ軸方向の温度分布は上に凸の放物線となる。射
出ノズル５１の先端部（−Ｌ１≦ｘ≦０）の平均温度
Ｔ”１と、射出ノズル５１の根元側（０１≦ｘ≦Ｌ２）
の平均温度Ｔ”２は、次の（１７）、（１８）式で表さ
れる。ここで、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ”１およびＴ”２
を制御するということは、それぞれの設定値Ｔ１ｓ、Ｔ
２ｓ、Ｔ”１ｓおよびＴ”２ｓとの偏差が零ということ
であるので、次の（１９）〜（２３）式で表される。
うに、ｘ軸方向の温度分布は上に凸の放物線となる。射
出ノズル５１の先端部（−Ｌ１≦ｘ≦０）の平均温度
Ｔ”１と、射出ノズル５１の根元側（０１≦ｘ≦Ｌ２）
の平均温度Ｔ”２は、次の（１７）、（１８）式で表さ
れる。ここで、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ”１およびＴ”２
を制御するということは、それぞれの設定値Ｔ１ｓ、Ｔ
２ｓ、Ｔ”１ｓおよびＴ”２ｓとの偏差が零ということ
であるので、次の（１９）〜（２３）式で表される。
【数４】
【００１６】従来の制御方法で、前述した（Ａ）の場合
は、△Ｔ２＝Ｔ２ーＴ２ｓ＝０で、そしてｕ１＝ｕ２
であるので、（１５）式により、ｘ＝−Ｌ１を代入して
（２８）が得られ、（１６）式により、ｘ＝Ｌ２を代入
して（２９）が、そして（１４）式およびｕ１＝ｕ２
＝ｕから（３０）式が得られる。この（３０）式から、
射出ノズル５１の先端部から流失する熱流束ｑ１が変化
したときの操作量の変化量｛Ｄ／４（Ｌ１＋Ｌ２）｝
と、加熱シリンダ５０から流入する熱流束ｑ３が変化し
たときの操作量の変化量｛−Ｄ／４（Ｌ１＋Ｌ２）｝が
判る。これらの変化量は、後述する温度の変化と共に、
表１に示されている。また、この制御方法は△Ｔ２＝０
であるから、これを（２８）式に代入すると、（２
８）式と（３０）式とから（３１）式が得られる。同様
に（２９）式に△Ｔ２＝０ を代入すると、（２９）式
と（３０）式とから（３２）式が得られる。ここで、Ｌ
１＝Ｌ２ とおくと、（３３）式と（３４）式となる。
（１７）式および（１８）式より（３５）、（３６）式
が得られる。
は、△Ｔ２＝Ｔ２ーＴ２ｓ＝０で、そしてｕ１＝ｕ２
であるので、（１５）式により、ｘ＝−Ｌ１を代入して
（２８）が得られ、（１６）式により、ｘ＝Ｌ２を代入
して（２９）が、そして（１４）式およびｕ１＝ｕ２
＝ｕから（３０）式が得られる。この（３０）式から、
射出ノズル５１の先端部から流失する熱流束ｑ１が変化
したときの操作量の変化量｛Ｄ／４（Ｌ１＋Ｌ２）｝
と、加熱シリンダ５０から流入する熱流束ｑ３が変化し
たときの操作量の変化量｛−Ｄ／４（Ｌ１＋Ｌ２）｝が
判る。これらの変化量は、後述する温度の変化と共に、
表１に示されている。また、この制御方法は△Ｔ２＝０
であるから、これを（２８）式に代入すると、（２
８）式と（３０）式とから（３１）式が得られる。同様
に（２９）式に△Ｔ２＝０ を代入すると、（２９）式
と（３０）式とから（３２）式が得られる。ここで、Ｌ
１＝Ｌ２ とおくと、（３３）式と（３４）式となる。
（１７）式および（１８）式より（３５）、（３６）式
が得られる。
【数５】
【００１７】これらの式（３１）〜（３６）から、射出
ノズル５１の先端部から流失する熱流束ｑ１が変化した
ときの射出ノズル５１の先端部の温度Ｔ１の変化△
Ｔ１、射出ノズル５１の胴体中心部の温度Ｔ２の変化△
Ｔ２、射出ノズル５１の先端部の平均温度Ｔ”１の変化
△Ｔ”１、射出ノズル５１の胴体中心部の平均温度Ｔ”
２の変化△Ｔ”２等が判る。同様に加熱シリンダ５０か
ら流入する熱流束ｑ３が変化したときの操作量、温度等
の変化量が判る。これらが表１に示されている。また、
グラフにして図６に示されている。
ノズル５１の先端部から流失する熱流束ｑ１が変化した
ときの射出ノズル５１の先端部の温度Ｔ１の変化△
Ｔ１、射出ノズル５１の胴体中心部の温度Ｔ２の変化△
Ｔ２、射出ノズル５１の先端部の平均温度Ｔ”１の変化
△Ｔ”１、射出ノズル５１の胴体中心部の平均温度Ｔ”
２の変化△Ｔ”２等が判る。同様に加熱シリンダ５０か
ら流入する熱流束ｑ３が変化したときの操作量、温度等
の変化量が判る。これらが表１に示されている。また、
グラフにして図６に示されている。
【表１】
【００１８】従来の制御方法で、前述した（Ｂ）の場合
は、△Ｔ1＝０、△Ｔ2＝０であるので、（２８）式およ
び（１４）式より（３７）式と（３８）式とが得られ
る。これを（２９）式に代入すると（３９）式が、また
（１７）式と（１８）式とから（４０）および（４１）
式がそれぞれ得られる。△Ｔが最大値となる位置は、
（１５）式と（１６）式をｘについて微分し、０とお
く。このときの最大値をＴmaxとおくと、（４２）式の
ようになる。
は、△Ｔ1＝０、△Ｔ2＝０であるので、（２８）式およ
び（１４）式より（３７）式と（３８）式とが得られ
る。これを（２９）式に代入すると（３９）式が、また
（１７）式と（１８）式とから（４０）および（４１）
式がそれぞれ得られる。△Ｔが最大値となる位置は、
（１５）式と（１６）式をｘについて微分し、０とお
く。このときの最大値をＴmaxとおくと、（４２）式の
ようになる。
【数６】
【００１９】式（３７）、（３８）、（４２）等から得
られる操作量、温度の変化等を表１および図６に示す。
この従来の方法によると、射出ノズル５１の先端部の温
度Ｔ1は安定する。しかしながら、この温度Ｔ1の変化速
度は非常に激しいので、先端側加熱ヒータ５４の操作量
ｕ1が大きく変化し、射出ノズル５１の胴体中心部の温
度Ｔ2が影響を受け、温度Ｔ2を制御するための根元側加
熱ヒータ５５の操作量ｕ2も大きく変化する。また、射
出ノズル５１からの熱流束の増加△ｑ1により、操作量
ｕ1が上昇し、この結果、ノズル胴体中心部の温度Ｔ2が
設定値より上昇しないようにするために、根元側加熱ヒ
ータ５５の操作量が小さくなり、射出ノズル５１の根元
の温度Ｔ3が大きく下降することになる。このため、射
出ノズル５１の先端部の温度Ｔ1は安定するにも拘ら
ず、胴体中心部および根元部の温度Ｔ2、Ｔ3が変動し、
成形品の品質のバラツキは充分に解消されていない。
られる操作量、温度の変化等を表１および図６に示す。
この従来の方法によると、射出ノズル５１の先端部の温
度Ｔ1は安定する。しかしながら、この温度Ｔ1の変化速
度は非常に激しいので、先端側加熱ヒータ５４の操作量
ｕ1が大きく変化し、射出ノズル５１の胴体中心部の温
度Ｔ2が影響を受け、温度Ｔ2を制御するための根元側加
熱ヒータ５５の操作量ｕ2も大きく変化する。また、射
出ノズル５１からの熱流束の増加△ｑ1により、操作量
ｕ1が上昇し、この結果、ノズル胴体中心部の温度Ｔ2が
設定値より上昇しないようにするために、根元側加熱ヒ
ータ５５の操作量が小さくなり、射出ノズル５１の根元
の温度Ｔ3が大きく下降することになる。このため、射
出ノズル５１の先端部の温度Ｔ1は安定するにも拘ら
ず、胴体中心部および根元部の温度Ｔ2、Ｔ3が変動し、
成形品の品質のバラツキは充分に解消されていない。
【００２０】従来の第３番目の制御方法（Ｃ）の場合
は、△Ｔ2＝Ｔ2ーＴ2s＝０、 △Ｔ3＝Ｔ3ーＴ3s＝０
であり、前述した従来の制御方法（Ａ）、（Ｂ）と同様
にして解析した結果を表１および図６に示す。この第３
番目の制御方法（Ｃ）においても、従来の（Ａ）の制御
方法と同様に射出ノズル５１の先端部の温度Ｔ1の安定
化は達成されておらず、成形品の品質のバラツキは解消
されていない。
は、△Ｔ2＝Ｔ2ーＴ2s＝０、 △Ｔ3＝Ｔ3ーＴ3s＝０
であり、前述した従来の制御方法（Ａ）、（Ｂ）と同様
にして解析した結果を表１および図６に示す。この第３
番目の制御方法（Ｃ）においても、従来の（Ａ）の制御
方法と同様に射出ノズル５１の先端部の温度Ｔ1の安定
化は達成されておらず、成形品の品質のバラツキは解消
されていない。
【００２１】本発明は、上記したような従来の欠点を解
消した射出ノズルの温度制御方法および温度制御装置を
提供することを目的とし、具体的には射出ノズルの先端
部の温度が安定し、且つ射出ノズルの胴体中心部の温度
と、この中心部の温度分布および射出ノズルの根元部分
の温度も安定する射出ノズルの温度制御方法および温度
制御装置を提供することを目的としている。また、他の
発明は、射出ノズルの先端部の検出温度の変化速度が速
く、また激しくても、射出ノズルの胴体中心部、根元部
等の変化が大きくならないような、検出値のデータ処理
をした射出ノズルの温度制御方法を提供することを目的
としている。
消した射出ノズルの温度制御方法および温度制御装置を
提供することを目的とし、具体的には射出ノズルの先端
部の温度が安定し、且つ射出ノズルの胴体中心部の温度
と、この中心部の温度分布および射出ノズルの根元部分
の温度も安定する射出ノズルの温度制御方法および温度
制御装置を提供することを目的としている。また、他の
発明は、射出ノズルの先端部の検出温度の変化速度が速
く、また激しくても、射出ノズルの胴体中心部、根元部
等の変化が大きくならないような、検出値のデータ処理
をした射出ノズルの温度制御方法を提供することを目的
としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、上記目的を達成するために、個々に制御される加熱
ヒータが複数個設けられている射出ノズルと、この射出
ノズルが取り付けられている加熱シリンダとからなる射
出成形機の射出ノズル（Ｎ）の温度を制御するとき、前
記射出ノズルの先端部と、軸方向の略中心部に位置する
胴体中心部との間の、軸方向の平均温度が、設定平均温
度になるように制御する、ように構成される。請求項２
に記載の発明は、請求項１に記載の平均温度は、射出ノ
ズルの先端部に設けられている先端側加熱ヒータにより
制御し、射出ノズルの胴体中心部の温度は、加熱シリン
ダ側に位置する根元側加熱ヒータにより制御するように
構成される。請求項３に記載の発明は、先端部には先端
側加熱ヒータが、そして根元側には根元側加熱ヒータが
設けられている射出ノズルと、この射出ノズルが取り付
けられている加熱シリンダとからなる射出成形機の射出
ノズルの温度を制御するとき、前記射出ノズルの先端部
と、軸方向の略中心部に位置する胴体中心部との間の、
軸方向の平均温度が、設定平均温度になるように制御す
ると共に、前記根元側加熱ヒータには、該根元側加熱ヒ
ータの操作量から前記先端側加熱ヒータの操作量に補正
係数を乗じた値を減じた操作量を印加するように構成さ
れる。請求項４に記載の発明は、先端部には先端側加熱
ヒータが、そして根元側には根元側加熱ヒータが設けら
れている射出ノズルと、この射出ノズルが取り付けられ
ている加熱シリンダとからなる射出成形機の射出ノズル
の温度を制御するとき、前記射出ノズルの先端部と、軸
方向の略中心部に位置する胴体中心部との間の、軸方向
の平均温度が、設定平均温度になるように制御すると共
に、前記先端側加熱ヒータには、該先端側加熱ヒータの
操作量に前記根元側加熱ヒータの操作量に補正係数を乗
じた値を加算した操作量を印加するように構成される。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの項
に記載の平均温度が、射出ノズルの先端部に取り付けら
れている温度センサにより検出される温度と、射出ノズ
ルの略胴体中心部に取り付けられている温度センサによ
り検出される温度とから演算された温度であるように構
成される。請求項６に記載の発明は、請求項５項に記載
の平均温度の演算に、射出ノズルの先端部に取り付けら
れている温度センサにより検出される温度をフィルタ処
理された値を用いるように構成される。請求項７に記載
の発明は、個々に制御される加熱ヒータが複数個設けら
れている射出ノズルと、この射出ノズルが取り付けられ
ている加熱シリンダとからなる射出成形機の射出ノズル
の温度を制御する制御装置であって、前記制御装置は、
射出ノズルの先端部と、軸方向の略中心部に位置する胴
体中心部との間の、軸方向の平均温度と、設定平均温度
とが加えられる加え合わせ点と、該加え合わせ点で得ら
れる偏差から加熱ヒータの操作量を調節する操作調節器
とからなるように構成される。そして、請求項８に記載
の発明は、先端部には先端側加熱ヒータが、そして根元
側には根元側加熱ヒータが設けられている射出ノズル
と、この射出ノズルが取り付けられている加熱シリンダ
とからなる射出成形機の射出ノズルの温度を制御する制
御装置であって、前記制御装置は、射出ノズルの先端部
と、軸方向の略中心部に位置する胴体中心部との間の、
軸方向の平均温度と、設定平均温度とが加えられる第１
の加え合わせ点と、該第１の加え合わせ点で得られる偏
差から前記先端側加熱ヒータの操作量を調節する第１の
操作調節器と、射出ノズルの軸方向の略中心部に位置す
る胴体中心部の温度と、設定温度とが加えられる第２の
加え合わせ点と、該第２の加え合わせ点で得られる偏差
から前記根元側加熱ヒータの操作量を調節する第２の操
作調節器とからなるように構成される。
は、上記目的を達成するために、個々に制御される加熱
ヒータが複数個設けられている射出ノズルと、この射出
ノズルが取り付けられている加熱シリンダとからなる射
出成形機の射出ノズル（Ｎ）の温度を制御するとき、前
記射出ノズルの先端部と、軸方向の略中心部に位置する
胴体中心部との間の、軸方向の平均温度が、設定平均温
度になるように制御する、ように構成される。請求項２
に記載の発明は、請求項１に記載の平均温度は、射出ノ
ズルの先端部に設けられている先端側加熱ヒータにより
制御し、射出ノズルの胴体中心部の温度は、加熱シリン
ダ側に位置する根元側加熱ヒータにより制御するように
構成される。請求項３に記載の発明は、先端部には先端
側加熱ヒータが、そして根元側には根元側加熱ヒータが
設けられている射出ノズルと、この射出ノズルが取り付
けられている加熱シリンダとからなる射出成形機の射出
ノズルの温度を制御するとき、前記射出ノズルの先端部
と、軸方向の略中心部に位置する胴体中心部との間の、
軸方向の平均温度が、設定平均温度になるように制御す
ると共に、前記根元側加熱ヒータには、該根元側加熱ヒ
ータの操作量から前記先端側加熱ヒータの操作量に補正
係数を乗じた値を減じた操作量を印加するように構成さ
れる。請求項４に記載の発明は、先端部には先端側加熱
ヒータが、そして根元側には根元側加熱ヒータが設けら
れている射出ノズルと、この射出ノズルが取り付けられ
ている加熱シリンダとからなる射出成形機の射出ノズル
の温度を制御するとき、前記射出ノズルの先端部と、軸
方向の略中心部に位置する胴体中心部との間の、軸方向
の平均温度が、設定平均温度になるように制御すると共
に、前記先端側加熱ヒータには、該先端側加熱ヒータの
操作量に前記根元側加熱ヒータの操作量に補正係数を乗
じた値を加算した操作量を印加するように構成される。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの項
に記載の平均温度が、射出ノズルの先端部に取り付けら
れている温度センサにより検出される温度と、射出ノズ
ルの略胴体中心部に取り付けられている温度センサによ
り検出される温度とから演算された温度であるように構
成される。請求項６に記載の発明は、請求項５項に記載
の平均温度の演算に、射出ノズルの先端部に取り付けら
れている温度センサにより検出される温度をフィルタ処
理された値を用いるように構成される。請求項７に記載
の発明は、個々に制御される加熱ヒータが複数個設けら
れている射出ノズルと、この射出ノズルが取り付けられ
ている加熱シリンダとからなる射出成形機の射出ノズル
の温度を制御する制御装置であって、前記制御装置は、
射出ノズルの先端部と、軸方向の略中心部に位置する胴
体中心部との間の、軸方向の平均温度と、設定平均温度
とが加えられる加え合わせ点と、該加え合わせ点で得ら
れる偏差から加熱ヒータの操作量を調節する操作調節器
とからなるように構成される。そして、請求項８に記載
の発明は、先端部には先端側加熱ヒータが、そして根元
側には根元側加熱ヒータが設けられている射出ノズル
と、この射出ノズルが取り付けられている加熱シリンダ
とからなる射出成形機の射出ノズルの温度を制御する制
御装置であって、前記制御装置は、射出ノズルの先端部
と、軸方向の略中心部に位置する胴体中心部との間の、
軸方向の平均温度と、設定平均温度とが加えられる第１
の加え合わせ点と、該第１の加え合わせ点で得られる偏
差から前記先端側加熱ヒータの操作量を調節する第１の
操作調節器と、射出ノズルの軸方向の略中心部に位置す
る胴体中心部の温度と、設定温度とが加えられる第２の
加え合わせ点と、該第２の加え合わせ点で得られる偏差
から前記根元側加熱ヒータの操作量を調節する第２の操
作調節器とからなるように構成される。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本実施の形態に係わるノズル温度制御方法および
装置が適用される射出機は、図１に示されているよう
に、射出ノズルＮを備えている。そして、この射出ノズ
ルＮは、周知の態様で加熱シリンダＫの先端部に取り付
けられている。射出ノズルＮは、本実施の形態では先端
部の先端側加熱ゾーンと、加熱シリンダＫ寄りの根元側
加熱ゾーンとに分けられ、そしてこれらの加熱ゾーンに
対応して射出ノズルＮの外周部に先端側加熱ヒータＮＨ
１と根元側加熱ヒータＮＨ２がそれぞれ取り付けられて
いる。加熱シリンダＫも、軸方向に複数個の加熱ゾーン
に分けられ、そしてこれらの加熱ゾーンにも同様に加熱
ヒータが取り付けられている。しかしながら、図１にお
いては、射出ノズルＮに隣接した加熱ゾーンに取り付け
られた２個の加熱ヒータｈ１、ｈ２のみが示されてい
る。
する。本実施の形態に係わるノズル温度制御方法および
装置が適用される射出機は、図１に示されているよう
に、射出ノズルＮを備えている。そして、この射出ノズ
ルＮは、周知の態様で加熱シリンダＫの先端部に取り付
けられている。射出ノズルＮは、本実施の形態では先端
部の先端側加熱ゾーンと、加熱シリンダＫ寄りの根元側
加熱ゾーンとに分けられ、そしてこれらの加熱ゾーンに
対応して射出ノズルＮの外周部に先端側加熱ヒータＮＨ
１と根元側加熱ヒータＮＨ２がそれぞれ取り付けられて
いる。加熱シリンダＫも、軸方向に複数個の加熱ゾーン
に分けられ、そしてこれらの加熱ゾーンにも同様に加熱
ヒータが取り付けられている。しかしながら、図１にお
いては、射出ノズルＮに隣接した加熱ゾーンに取り付け
られた２個の加熱ヒータｈ１、ｈ２のみが示されてい
る。
【００２４】射出ノズルＮには、先端側加熱ゾーンの先
端部の温度を検出するために先端側温度センサＳ１と、
射出ノズルＮの胴体温度すなわち軸方向の略中心部の温
度を検出するための胴体側温度センサＳ２が設けられて
いる。金型ＫＴは、周知のように、固定金型と可動金型
とからなり、固定金型にはスプールＳＰが取り付けら
れ、固定金型と可動金型との間にはキャビテイＫＢが形
成されている。したがって、本実施の形態によっても、
従来周知のようにして成形品を得ることができる。
端部の温度を検出するために先端側温度センサＳ１と、
射出ノズルＮの胴体温度すなわち軸方向の略中心部の温
度を検出するための胴体側温度センサＳ２が設けられて
いる。金型ＫＴは、周知のように、固定金型と可動金型
とからなり、固定金型にはスプールＳＰが取り付けら
れ、固定金型と可動金型との間にはキャビテイＫＢが形
成されている。したがって、本実施の形態によっても、
従来周知のようにして成形品を得ることができる。
【００２５】図２は、本発明の第１の実施の形態に係わ
る制御装置を示すブロック線図であるが、同図に示され
ているように、第１の実施の形態に係わる制御装置は、
第１、２の加え合わせ点１、２を備えている。そして、
第１の加え合わせ点１には、後述する射出ノズルＮの先
端部の平均温度Ｔ”１と、設定器で設定される設定平均
温度Ｔ”１ｓとが、また第２の加え合わせ点２には、射
出ノズルＮの胴体中心部の温度Ｔ２と設定器で設定され
る胴体中心部の設定温度Ｔ２ｓとが入力されるようにな
っている。制御装置は、さらに射出ノズルＮの先端部の
平均温度の制御則を示す伝達関数がＧｃ１の第１の調節
操作部１１、射出ノズルＮの先端部の温度Ｔ１と先端側
加熱ヒータＮＨ１の操作量ｕ１との制御則を示す伝達関
数がＧｐ１の第１の制御対象１３、射出ノズルＮの胴体
中心部の温度の制御則を示す伝達関数がＧｃ２の第２の
調節操作部２１、射出ノズルＮの胴体中心部の温度Ｔ２
と根元側加熱ヒータＮＨ２の操作量ｕ２との制御則を示
す伝達関数がＧｐ２の第２の制御対象２３等も備え、ま
た第３の加え合わせ点３１、演算器３２等も備えてい
る。演算器３２は、前述した式（１７）により射出ノズ
ルＮの先端部の平均温度Ｔ”１を演算するようになって
いるが、図２に示されている第１の実施の形態では、
（１７）式の右辺の第２項のみで、単純に算術平均する
ようになっている。これは、先端側加熱ヒータＮＨ１の
操作量ｕ１ の変化が大きい場合、射出ノズルＮの先端部
の平均温度Ｔ”１が変化し過ぎるからである。
る制御装置を示すブロック線図であるが、同図に示され
ているように、第１の実施の形態に係わる制御装置は、
第１、２の加え合わせ点１、２を備えている。そして、
第１の加え合わせ点１には、後述する射出ノズルＮの先
端部の平均温度Ｔ”１と、設定器で設定される設定平均
温度Ｔ”１ｓとが、また第２の加え合わせ点２には、射
出ノズルＮの胴体中心部の温度Ｔ２と設定器で設定され
る胴体中心部の設定温度Ｔ２ｓとが入力されるようにな
っている。制御装置は、さらに射出ノズルＮの先端部の
平均温度の制御則を示す伝達関数がＧｃ１の第１の調節
操作部１１、射出ノズルＮの先端部の温度Ｔ１と先端側
加熱ヒータＮＨ１の操作量ｕ１との制御則を示す伝達関
数がＧｐ１の第１の制御対象１３、射出ノズルＮの胴体
中心部の温度の制御則を示す伝達関数がＧｃ２の第２の
調節操作部２１、射出ノズルＮの胴体中心部の温度Ｔ２
と根元側加熱ヒータＮＨ２の操作量ｕ２との制御則を示
す伝達関数がＧｐ２の第２の制御対象２３等も備え、ま
た第３の加え合わせ点３１、演算器３２等も備えてい
る。演算器３２は、前述した式（１７）により射出ノズ
ルＮの先端部の平均温度Ｔ”１を演算するようになって
いるが、図２に示されている第１の実施の形態では、
（１７）式の右辺の第２項のみで、単純に算術平均する
ようになっている。これは、先端側加熱ヒータＮＨ１の
操作量ｕ１ の変化が大きい場合、射出ノズルＮの先端部
の平均温度Ｔ”１が変化し過ぎるからである。
【００２６】上記のような制御装置の各要素は、図２に
示されているように各種の信号ラインで接続されてい
る。すなわち、第１の加え合わせ点１の出力端子は、第
１の調節操作部１１の入力端子と信号ラインａで接続さ
れている。また、第１の調節操作部１１と第１の制御対
象１３は、信号ラインｂにより、そして第１の制御対象
１３と第３の加え合わせ点３１は信号ラインｃによりそ
れぞれ接続されている。第３の加え合わせ点３１の出力
端子と演算器３２は信号ラインｄにより、そして演算器
３２と第１の加え合わせ点１は信号ラインｅにより、そ
れぞれ接続されている。一方、第２の加え合わせ点２の
出力端子は、第２の調節操作部２１の入力端子と信号ラ
インｉで接続されている。また、第２の調節操作部２１
と第２の制御対象２３は、信号ラインｊにより、そして
第２の制御対象２３の出力端子は、第２の加え合わせ点
２と第３の加え合わせ点３１とに信号ラインｋにより接
続されている。
示されているように各種の信号ラインで接続されてい
る。すなわち、第１の加え合わせ点１の出力端子は、第
１の調節操作部１１の入力端子と信号ラインａで接続さ
れている。また、第１の調節操作部１１と第１の制御対
象１３は、信号ラインｂにより、そして第１の制御対象
１３と第３の加え合わせ点３１は信号ラインｃによりそ
れぞれ接続されている。第３の加え合わせ点３１の出力
端子と演算器３２は信号ラインｄにより、そして演算器
３２と第１の加え合わせ点１は信号ラインｅにより、そ
れぞれ接続されている。一方、第２の加え合わせ点２の
出力端子は、第２の調節操作部２１の入力端子と信号ラ
インｉで接続されている。また、第２の調節操作部２１
と第２の制御対象２３は、信号ラインｊにより、そして
第２の制御対象２３の出力端子は、第２の加え合わせ点
２と第３の加え合わせ点３１とに信号ラインｋにより接
続されている。
【００２７】次に、上記図２に示されている第１の実施
の形態の作用について説明する。先端側加熱ヒータＮＨ
１は、射出ノズルＮの先端部の平均温度Ｔ”1、すなわ
ち先端側温度センサＳ１で検出される先端部の温度Ｔ1
と、胴体側温度センサＳ２で検出される胴体中心部の温
度Ｔ2から演算器３２により得られる平均温度Ｔ”1を主
フィードバック量とするフィードバック制御により、平
均温度Ｔ”1が設定平均温度Ｔ”1sになるように制御さ
れ、また根元側加熱ヒータＮＨ２は、射出ノズルＮの胴
体中心部の温度Ｔ2を主フィードバック量とするフィー
ドバック制御により、射出ノズルＮの胴体中心部の温度
Ｔ2が胴体中心の設定温度Ｔ2sになるように制御され
る。
の形態の作用について説明する。先端側加熱ヒータＮＨ
１は、射出ノズルＮの先端部の平均温度Ｔ”1、すなわ
ち先端側温度センサＳ１で検出される先端部の温度Ｔ1
と、胴体側温度センサＳ２で検出される胴体中心部の温
度Ｔ2から演算器３２により得られる平均温度Ｔ”1を主
フィードバック量とするフィードバック制御により、平
均温度Ｔ”1が設定平均温度Ｔ”1sになるように制御さ
れ、また根元側加熱ヒータＮＨ２は、射出ノズルＮの胴
体中心部の温度Ｔ2を主フィードバック量とするフィー
ドバック制御により、射出ノズルＮの胴体中心部の温度
Ｔ2が胴体中心の設定温度Ｔ2sになるように制御され
る。
【００２８】今、これをさらに詳しく説明すると、射出
成形中は射出ノズルＮの先端部は低温の金型ＫＴに接触
し、計量された溶融樹脂は射出ノズルＮを通って金型Ｋ
ＴのキャビテイＫＢへ射出される。ここにおいて、射出
ノズルＮの先端部から金型ＫＴへ移動する熱量は、種々
の原因により変化する。例えば、金型ＫＴの温度の変
化、射出ノズルＮの先端部と金型ＫＴとの間の接触状態
の変化、外気温の変化等により変化する。さらには、溶
融樹脂が射出ノズルＮの細くなって流路を通過するとき
は、流路において粘性抵抗により発熱するが、この粘性
発熱量は溶融樹脂の温度、粘度等により支配される。し
たがって、溶融樹脂の温度が変化すると、粘性発熱量が
変化し、その結果射出ノズルＮの先端部の温度が変化す
る。以上のような諸々の原因により射出ノズルＮの先端
部から失われる熱流束ｑ1が増加すると、射出ノズルＮ
の先端部の温度Ｔ1が低下しようとする。そうすると、
該射出ノズルＮの先端部の温度Ｔ1と射出ノズルＮの胴
体中心部の温度Ｔ2とから算出される射出ノズルＮの先
端部の平均温度Ｔ”1も低下しようとする。そこで、射
出ノズルＮの先端部の設定平均温度Ｔ”1sと、平均温度
Ｔ”1との偏差ｅ”1（＝Ｔ”1s−Ｔ”1）に応じて第１
の調節操作部１１は、射出ノズルＮの先端側加熱ヒータ
ＮＨ１の操作量ｕ1（熱流束）を増加させる。これによ
り、射出ノズルＮの先端部の平均温度Ｔ”1の偏差ｅ”1
が消滅する方向へ制御される。
成形中は射出ノズルＮの先端部は低温の金型ＫＴに接触
し、計量された溶融樹脂は射出ノズルＮを通って金型Ｋ
ＴのキャビテイＫＢへ射出される。ここにおいて、射出
ノズルＮの先端部から金型ＫＴへ移動する熱量は、種々
の原因により変化する。例えば、金型ＫＴの温度の変
化、射出ノズルＮの先端部と金型ＫＴとの間の接触状態
の変化、外気温の変化等により変化する。さらには、溶
融樹脂が射出ノズルＮの細くなって流路を通過するとき
は、流路において粘性抵抗により発熱するが、この粘性
発熱量は溶融樹脂の温度、粘度等により支配される。し
たがって、溶融樹脂の温度が変化すると、粘性発熱量が
変化し、その結果射出ノズルＮの先端部の温度が変化す
る。以上のような諸々の原因により射出ノズルＮの先端
部から失われる熱流束ｑ1が増加すると、射出ノズルＮ
の先端部の温度Ｔ1が低下しようとする。そうすると、
該射出ノズルＮの先端部の温度Ｔ1と射出ノズルＮの胴
体中心部の温度Ｔ2とから算出される射出ノズルＮの先
端部の平均温度Ｔ”1も低下しようとする。そこで、射
出ノズルＮの先端部の設定平均温度Ｔ”1sと、平均温度
Ｔ”1との偏差ｅ”1（＝Ｔ”1s−Ｔ”1）に応じて第１
の調節操作部１１は、射出ノズルＮの先端側加熱ヒータ
ＮＨ１の操作量ｕ1（熱流束）を増加させる。これによ
り、射出ノズルＮの先端部の平均温度Ｔ”1の偏差ｅ”1
が消滅する方向へ制御される。
【００２９】一方、先端側加熱ヒータＮＨ１の操作量ｕ
1の増加によって射出ノズルＮの胴体中心部の温度Ｔ2が
上昇しようとする。そうすると、第２の調節操作部２１
は、根元側加熱ヒータＴ２の操作量ｕ2を低下させ、射
出ノズルＮの胴体中心部の温度Ｔ2が設定温度Ｔ2sにな
るように制御される。
1の増加によって射出ノズルＮの胴体中心部の温度Ｔ2が
上昇しようとする。そうすると、第２の調節操作部２１
は、根元側加熱ヒータＴ２の操作量ｕ2を低下させ、射
出ノズルＮの胴体中心部の温度Ｔ2が設定温度Ｔ2sにな
るように制御される。
【００３０】上記第１の実施の形態の作用を、前述した
従来の説明で使用した数式により解析する。なお、温度
等の記号Ｔ1、Ｔ1s、ｕ2等は、図５に関して前述した記
号を使用する。第１の実施の形態は、 △Ｔ”1＝Ｔ”1s−Ｔ”1＝０、 △Ｔ2＝Ｔ2s−Ｔ2＝０ とする制御であるから、（２
８）式と（１７）式とから（４３）式と（４４）式とが
得られる。この（４３）式と（４４）式とから（４５）
式が、（１４）式より（４６）式が、（４４）式から
（４７）式が得られる。そして、（２９）式と（４６）
式とから（４８）式が得られる。△Ｔ３が最大となる座
標ｘと、最大値△Ｔｍａｘ、および△Ｔ”2は、（４
９）式と（５０）式とで表される。
従来の説明で使用した数式により解析する。なお、温度
等の記号Ｔ1、Ｔ1s、ｕ2等は、図５に関して前述した記
号を使用する。第１の実施の形態は、 △Ｔ”1＝Ｔ”1s−Ｔ”1＝０、 △Ｔ2＝Ｔ2s−Ｔ2＝０ とする制御であるから、（２
８）式と（１７）式とから（４３）式と（４４）式とが
得られる。この（４３）式と（４４）式とから（４５）
式が、（１４）式より（４６）式が、（４４）式から
（４７）式が得られる。そして、（２９）式と（４６）
式とから（４８）式が得られる。△Ｔ３が最大となる座
標ｘと、最大値△Ｔｍａｘ、および△Ｔ”2は、（４
９）式と（５０）式とで表される。
【数７】
【００３１】以上の計算値を、前述した従来例と共に、
表１および図６に示す。表１および図６から、本実施の
形態に係わる温度制御方法が、射出ノズルＮの先端部か
ら金型ＫＴへ持ち去られる熱流束の変化△ｑ１と、射出
ノズルＮに隣接する加熱シリンダＫから入ってくる熱流
束の変化△ｑ３とがあっても、射出ノズルＮの軸方向の
温度分布の変化が小さく、特定位置での過大な変化が小
さいことが分かる。
表１および図６に示す。表１および図６から、本実施の
形態に係わる温度制御方法が、射出ノズルＮの先端部か
ら金型ＫＴへ持ち去られる熱流束の変化△ｑ１と、射出
ノズルＮに隣接する加熱シリンダＫから入ってくる熱流
束の変化△ｑ３とがあっても、射出ノズルＮの軸方向の
温度分布の変化が小さく、特定位置での過大な変化が小
さいことが分かる。
【００３２】次に、図３により第２の実施の形態を説明
する。なお、図２に示されている第１の実施の形態と同
じ構成要素には同じ参照符号を付けて重複説明はしない
が、第２の実施の形態によると、第２の調節操作部２１
と第２の制御対象２３との間に第４の加え合わせ点２２
が設けられている。この第４の加え合わせ点２２の一方
の入力端子は、信号ラインｆにより第１の調節操作部１
１の出力側に接続されている。そして、この信号ライン
ｆには第２の演算器３４が介装されている。この第２の
演算器３４により先端側加熱ヒータＮＨ１の操作量ｕ1
に相互干渉補正係数αが乗じられ、この乗ぜられた操作
量α×ｕ1が第４の加え合わせ点２２において根元側加
熱ヒータＴ２の操作量ｕ2から減算されている。これに
より、先端側加熱ヒータＮＨ１の操作量ｕ1の変化によ
る射出ノズルＮの胴体中心部の温度Ｔ2の過渡的な変化
が防止される。全体とし前述した第１の実施の形態と同
様に作用することは明らかである。
する。なお、図２に示されている第１の実施の形態と同
じ構成要素には同じ参照符号を付けて重複説明はしない
が、第２の実施の形態によると、第２の調節操作部２１
と第２の制御対象２３との間に第４の加え合わせ点２２
が設けられている。この第４の加え合わせ点２２の一方
の入力端子は、信号ラインｆにより第１の調節操作部１
１の出力側に接続されている。そして、この信号ライン
ｆには第２の演算器３４が介装されている。この第２の
演算器３４により先端側加熱ヒータＮＨ１の操作量ｕ1
に相互干渉補正係数αが乗じられ、この乗ぜられた操作
量α×ｕ1が第４の加え合わせ点２２において根元側加
熱ヒータＴ２の操作量ｕ2から減算されている。これに
より、先端側加熱ヒータＮＨ１の操作量ｕ1の変化によ
る射出ノズルＮの胴体中心部の温度Ｔ2の過渡的な変化
が防止される。全体とし前述した第１の実施の形態と同
様に作用することは明らかである。
【００３３】第３の実施の形態が図４に示されている。
本実施の形態においても、前述した第１、２の実施の形
態の構成要素と同じ要素には同じ参照符号を付けて重複
説明はしない。この実施の形態によると、第１の調節操
作部１と第１の制御対象２との間に第５の加え合わせ点
１２が設けられている。この第５の加え合わせ点１２の
一方の入力端子は、信号ラインｇにより第２の調節操作
部２１の出力側に接続されている。そして、この信号ラ
インｇには第３の演算器３５が設けられている。この第
３の演算器３５により根元側加熱ヒータＮＨ２の操作量
ｕ2に相互干渉補正係数βが乗じられ、この乗ぜられた
操作量β×ｕ2が第５の加え合わせ点１２において先端
側加熱ヒータＴ１の操作量ｕ1から減算されている。こ
れにより、根元側加熱ヒータＮＨ２の操作量ｕ2の変化
による射出ノズルＮの先端部の温度Ｔ1の過渡的な変化
が、後述するようにして防止される。
本実施の形態においても、前述した第１、２の実施の形
態の構成要素と同じ要素には同じ参照符号を付けて重複
説明はしない。この実施の形態によると、第１の調節操
作部１と第１の制御対象２との間に第５の加え合わせ点
１２が設けられている。この第５の加え合わせ点１２の
一方の入力端子は、信号ラインｇにより第２の調節操作
部２１の出力側に接続されている。そして、この信号ラ
インｇには第３の演算器３５が設けられている。この第
３の演算器３５により根元側加熱ヒータＮＨ２の操作量
ｕ2に相互干渉補正係数βが乗じられ、この乗ぜられた
操作量β×ｕ2が第５の加え合わせ点１２において先端
側加熱ヒータＴ１の操作量ｕ1から減算されている。こ
れにより、根元側加熱ヒータＮＨ２の操作量ｕ2の変化
による射出ノズルＮの先端部の温度Ｔ1の過渡的な変化
が、後述するようにして防止される。
【００３４】第１の制御対象１３の出力側の信号ライン
ｃには、図１に示されている射出ノズルＮの先端部から
金型ＫＴへ移動する熱流束すなわち外乱ｑ1が加算され
る第６の加え合わせ点１４と、射出ノズルＮの胴体中心
部から射出ノズルＮの先端部へ移動する外乱ｑ2が加算
される第７の加え合わせ点１５とが設けられている。第
２の制御対象２３の出力側の信号ラインｋにも、射出ノ
ズルＮの胴体中心部から射出ノズルＮの先端部へ移動す
る熱流束すなわち外乱ｑ2が加算される第８の加え合わ
せ点２４と、加熱シリンダＫ側から射出ノズルＮの胴体
中心部へ移動する外乱ｑ3が加算される第９の加え合わ
せ点２５とが設けられている。これの加え合わせ点１
４、１５および２４、２５が設けられているので、例え
ばこの第９の加え合わせ点２５が設けられているので、
加熱シリンダＫから入ってくる外乱ｑ3が増大すると、
その影響により射出ノズルＮの胴体中心部の温度Ｔ2が
上昇しようとする。そうすると、射出ノズルの根元側加
熱ヒータＮＨ２の操作量ｕ2が低下し、胴体中心部の温
度Ｔ2は設定温度Ｔ2sに維持される。これと同時に低下
した操作量ｕ2の影響により、射出ノズルＮの先端部の
温度Ｔ1と、射出ノズルＮの先端部の平均温度Ｔ”1が共
に過渡的に低下する。ところで、本実施の形態による
と、根元側加熱ヒータＮＨ２の操作量ｕ2に相互干渉補
正係数βが乗じられ、この乗ぜられた操作量β×ｕ2が
第５の加え合わせ点１２において先端側加熱ヒータＮＨ
１の操作量ｕ1に加算されているので、射出ノズルＮの
先端部の温度Ｔ1と先端部の平均温度Ｔ”1の過渡的な変
化が防止される。その他の外乱ｑ1、ｑ2があっても、同
様にして過渡的な変化が防止される。
ｃには、図１に示されている射出ノズルＮの先端部から
金型ＫＴへ移動する熱流束すなわち外乱ｑ1が加算され
る第６の加え合わせ点１４と、射出ノズルＮの胴体中心
部から射出ノズルＮの先端部へ移動する外乱ｑ2が加算
される第７の加え合わせ点１５とが設けられている。第
２の制御対象２３の出力側の信号ラインｋにも、射出ノ
ズルＮの胴体中心部から射出ノズルＮの先端部へ移動す
る熱流束すなわち外乱ｑ2が加算される第８の加え合わ
せ点２４と、加熱シリンダＫ側から射出ノズルＮの胴体
中心部へ移動する外乱ｑ3が加算される第９の加え合わ
せ点２５とが設けられている。これの加え合わせ点１
４、１５および２４、２５が設けられているので、例え
ばこの第９の加え合わせ点２５が設けられているので、
加熱シリンダＫから入ってくる外乱ｑ3が増大すると、
その影響により射出ノズルＮの胴体中心部の温度Ｔ2が
上昇しようとする。そうすると、射出ノズルの根元側加
熱ヒータＮＨ２の操作量ｕ2が低下し、胴体中心部の温
度Ｔ2は設定温度Ｔ2sに維持される。これと同時に低下
した操作量ｕ2の影響により、射出ノズルＮの先端部の
温度Ｔ1と、射出ノズルＮの先端部の平均温度Ｔ”1が共
に過渡的に低下する。ところで、本実施の形態による
と、根元側加熱ヒータＮＨ２の操作量ｕ2に相互干渉補
正係数βが乗じられ、この乗ぜられた操作量β×ｕ2が
第５の加え合わせ点１２において先端側加熱ヒータＮＨ
１の操作量ｕ1に加算されているので、射出ノズルＮの
先端部の温度Ｔ1と先端部の平均温度Ｔ”1の過渡的な変
化が防止される。その他の外乱ｑ1、ｑ2があっても、同
様にして過渡的な変化が防止される。
【００３５】第３の実施の形態によると、第７の加え合
わせ点１５の出力端子と第３の加え合わせ点３１とを結
ぶ信号ラインには、デジタル平均化処理装置３０が介装
されている。このデジタル平均化処理装置３０は、移動
平均処理、射出開始時、型開閉時のような特定タイミン
グでのサンプリング、指数平滑処理、等をするデジタル
フィルタリング、ＣＲ回路等から構成されている。した
がって、成形中には射出ノズルＮの先端部の温度Ｔ
1は、時間と共に不規則に変動するが、このような短周
期の不規則な変動成分が除去され、そして第３の加え合
わせ点３１に加えられる。本実施の形態によると、さら
に演算器３２の出力側の信号ラインｅには、第１０の加
え合わせ点３３が設けられている。そして、この第１０
の加え合わせ点３３の一方の入力端子と、第５の加え合
わせ点１２の出力ラインは、信号ラインｈで接続され、
この信号ラインｈに第４の演算器３６が介装されてい
る。前述した図２、３に示されている実施の形態では、
射出ノズルＮの先端部の平均温度Ｔ”1は、射出ノズル
Ｎの先端部の温度Ｔ1と射出ノズルＮの胴体中心部の温
度Ｔ2とから単純に算術平均して求められているが、本
実施の形態では（１７）式の第１項のＬ1 2／３ＫＤが第
４の演算器３６で演算されて、加算されるようになって
いる。したがって、本実施の形態によると、より正確な
射出ノズルＮの先端部の平均温度Ｔ”1が求められる。
わせ点１５の出力端子と第３の加え合わせ点３１とを結
ぶ信号ラインには、デジタル平均化処理装置３０が介装
されている。このデジタル平均化処理装置３０は、移動
平均処理、射出開始時、型開閉時のような特定タイミン
グでのサンプリング、指数平滑処理、等をするデジタル
フィルタリング、ＣＲ回路等から構成されている。した
がって、成形中には射出ノズルＮの先端部の温度Ｔ
1は、時間と共に不規則に変動するが、このような短周
期の不規則な変動成分が除去され、そして第３の加え合
わせ点３１に加えられる。本実施の形態によると、さら
に演算器３２の出力側の信号ラインｅには、第１０の加
え合わせ点３３が設けられている。そして、この第１０
の加え合わせ点３３の一方の入力端子と、第５の加え合
わせ点１２の出力ラインは、信号ラインｈで接続され、
この信号ラインｈに第４の演算器３６が介装されてい
る。前述した図２、３に示されている実施の形態では、
射出ノズルＮの先端部の平均温度Ｔ”1は、射出ノズル
Ｎの先端部の温度Ｔ1と射出ノズルＮの胴体中心部の温
度Ｔ2とから単純に算術平均して求められているが、本
実施の形態では（１７）式の第１項のＬ1 2／３ＫＤが第
４の演算器３６で演算されて、加算されるようになって
いる。したがって、本実施の形態によると、より正確な
射出ノズルＮの先端部の平均温度Ｔ”1が求められる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、本発明によると、個々に
制御される加熱ヒータが複数個設けられている射出ノズ
ルと、この射出ノズルが取り付けられている加熱シリン
ダとからなる射出成形機の射出ノズルの温度を制御する
とき、射出ノズルの先端部と、軸方向の略中心部に位置
する胴体中心部との間の、軸方向の平均温度が、設定平
均温度になるように制御するので、射出ノズルの先端部
から流失する熱量束、隣接する加熱シリンダから流入す
る熱量束等が変化しても、射出ノズルの先端部の変動が
低減される。このとき、平均温度が設定平均温度になる
ように制御するので、他の領域に影響を及ぼさない。ま
た、他の発明によると、加熱ヒータの操作量に、他の加
熱ヒータの操作量に補正係数を乗じた値を加減した操作
量が印加されるので、温度の過渡的な変化が防止される
効果が付加される。さらに、他の発明によると、軸方向
の平均温度を演算する検出温度がフィルタ処理されるの
で、射出ノズルの先端部の温度が時間と共に不規則に変
動しても、不規則な変動成分が除去され、より正確な軸
方向の平均温度が得られる。以上のような本発明特有の
効果が得られるので、結果的に次のような効果がもたら
させる。 成形中に発生する溶融樹脂が射出ノズルの
先端から垂れる、いわゆるハナタレ、ノズル孔の目詰ま
り等の不良現象が解消され、安定した成形ができる。
射出開始時の射出樹脂の圧力の上昇挙動、逆止弁の閉鎖
挙動、保圧中の射出ノズルの先端から金型に向かう溶融
樹脂等の安定化が図れるので、日間、日内での成形品の
品質の変動が低減される。 射出ノズル内で低温化し
た溶融樹脂が金型へ射出されると、成形品の内部におい
て、平面内の色斑、光学特性のバラツキ等をもたらす
が、本発明によると、射出ノズルは所定温度に保たれる
ので、このような品質の低下が抑えられる。 射出ノ
ズルの、軸方向の温度分布が大きいと、それがそのまま
成形品の物性、外観等のムラになって現れ、成形品の品
質を落とすが、本発明によると、軸方向の温度分布が安
定しているので、高品質の成形品を得ることができる。
制御される加熱ヒータが複数個設けられている射出ノズ
ルと、この射出ノズルが取り付けられている加熱シリン
ダとからなる射出成形機の射出ノズルの温度を制御する
とき、射出ノズルの先端部と、軸方向の略中心部に位置
する胴体中心部との間の、軸方向の平均温度が、設定平
均温度になるように制御するので、射出ノズルの先端部
から流失する熱量束、隣接する加熱シリンダから流入す
る熱量束等が変化しても、射出ノズルの先端部の変動が
低減される。このとき、平均温度が設定平均温度になる
ように制御するので、他の領域に影響を及ぼさない。ま
た、他の発明によると、加熱ヒータの操作量に、他の加
熱ヒータの操作量に補正係数を乗じた値を加減した操作
量が印加されるので、温度の過渡的な変化が防止される
効果が付加される。さらに、他の発明によると、軸方向
の平均温度を演算する検出温度がフィルタ処理されるの
で、射出ノズルの先端部の温度が時間と共に不規則に変
動しても、不規則な変動成分が除去され、より正確な軸
方向の平均温度が得られる。以上のような本発明特有の
効果が得られるので、結果的に次のような効果がもたら
させる。 成形中に発生する溶融樹脂が射出ノズルの
先端から垂れる、いわゆるハナタレ、ノズル孔の目詰ま
り等の不良現象が解消され、安定した成形ができる。
射出開始時の射出樹脂の圧力の上昇挙動、逆止弁の閉鎖
挙動、保圧中の射出ノズルの先端から金型に向かう溶融
樹脂等の安定化が図れるので、日間、日内での成形品の
品質の変動が低減される。 射出ノズル内で低温化し
た溶融樹脂が金型へ射出されると、成形品の内部におい
て、平面内の色斑、光学特性のバラツキ等をもたらす
が、本発明によると、射出ノズルは所定温度に保たれる
ので、このような品質の低下が抑えられる。 射出ノ
ズルの、軸方向の温度分布が大きいと、それがそのまま
成形品の物性、外観等のムラになって現れ、成形品の品
質を落とすが、本発明によると、軸方向の温度分布が安
定しているので、高品質の成形品を得ることができる。
【図１】 本発明が適用される射出ノズルと加熱シリン
ダの一部を示す断面図である。
ダの一部を示す断面図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態を示すブロック線
図である。
図である。
【図３】 本発明の第２の実施の形態を示すブロック線
図である。
図である。
【図４】 本発明の第３の実施の形態を示すブロック線
図である。
図である。
【図５】 従来の制御方法を説明するための射出ノズル
と加熱シリンダの一部を示す断面図である。
と加熱シリンダの一部を示す断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態に係わる制御方法により
得られる効果と、従来の制御方法により得られる効果と
を同時に示す図である。
得られる効果と、従来の制御方法により得られる効果と
を同時に示す図である。
Ｎ 射出ノズル Ｋ 加
熱シリンダ ＮＨ１ 先端側加熱ヒータ ＮＨ２ 根
元側加熱ヒータ Ｓ１ 温度センサ（先端側） Ｓ２ 温度
センサ（根元側） １、２ 第１、２の加え合わせ点 ３１ 第３の加え合わせ点 １１、２１ 第１、２の操作調節器 ３０ デジタル平均化処理装置 ３２ 演算器
熱シリンダ ＮＨ１ 先端側加熱ヒータ ＮＨ２ 根
元側加熱ヒータ Ｓ１ 温度センサ（先端側） Ｓ２ 温度
センサ（根元側） １、２ 第１、２の加え合わせ点 ３１ 第３の加え合わせ点 １１、２１ 第１、２の操作調節器 ３０ デジタル平均化処理装置 ３２ 演算器
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−109216（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−262661（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−180613（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−237892（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−85794（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−272654（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−315289（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B29C 45/00 - 45/84
Claims (8)
- 【請求項１】 個々に制御される加熱ヒータ（ＮＨ１、
ＮＨ２）が複数個設けられている射出ノズル（Ｎ）と、
この射出ノズル（Ｎ）が取り付けられている加熱シリン
ダ（Ｋ）とからなる射出成形機の射出ノズル（Ｎ）の温
度を制御するとき、 前記射出ノズル（Ｎ）の先端部と、軸方向の略中心部に
位置する胴体中心部との間の、軸方向の平均温度（Ｔ”
1）が、設定平均温度（Ｔ”1s）になるように制御する
ことを特徴とする射出ノズルの温度制御方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の平均温度（Ｔ”1）
は、射出ノズル（Ｎ）の先端部に設けられている先端側
加熱ヒータ（ＮＨ１）により制御し、射出ノズル（Ｎ）
の胴体中心部の温度（Ｔ2）は、加熱シリンダ側に位置
する根元側加熱ヒータ（ＮＨ２）により制御する、射出
ノズルの温度制御方法。 - 【請求項３】 先端部には先端側加熱ヒータ（ＮＨ１）
が、そして根元側には根元側加熱ヒータ（ＮＨ２）が設
けられている射出ノズル（Ｎ）と、この射出ノズル
（Ｎ）が取り付けられている加熱シリンダ（Ｋ）とから
なる射出成形機の射出ノズル（Ｎ）の温度を制御すると
き、 前記射出ノズル（Ｎ）の先端部と、軸方向の略中心部に
位置する胴体中心部との間の、軸方向の平均温度（Ｔ”
1）が、設定平均温度（Ｔ”1s）になるように制御する
と共に、前記根元側加熱ヒータ（ＮＨ２）には、該根元
側加熱ヒータ（ＮＨ２）の操作量（ｕ2）から前記先端
側加熱ヒータ（ＮＨ１）の操作量（ｕ1）に補正係数
（α）を乗じた値を減じた操作量を印加することを特徴
とする射出ノズルの温度制御方法。 - 【請求項４】 先端部には先端側加熱ヒータ（ＮＨ１）
が、そして根元側には根元側加熱ヒータ（ＮＨ２）が設
けられている射出ノズル（Ｎ）と、この射出ノズル
（Ｎ）が取り付けられている加熱シリンダ（Ｋ）とから
なる射出成形機の射出ノズル（Ｎ）の温度を制御すると
き、 前記射出ノズル（Ｎ）の先端部と、軸方向の略中心部に
位置する胴体中心部との間の、軸方向の平均温度（Ｔ”
１）が、設定平均温度（Ｔ”１ｓ）になるように制御す
ると共に、前記先端側加熱ヒータ（ＮＨ１）には、該先
端側加熱ヒータ（ＮＨ１）の操作量（ｕ１）に前記根元
側加熱ヒータの操作量（ｕ２）に補正係数（β）を乗じ
た値を加算した操作量を印加することを特徴とする射出
ノズルの温度制御方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかの項に記載の平
均温度（Ｔ”1）が、射出ノズル（Ｎ）の先端部に取り
付けられている温度センサ（Ｓ１）により検出される温
度（Ｔ1）と、射出ノズル（Ｎ）の略胴体中心部に取り
付けられている温度センサ（Ｓ２）により検出される温
度（Ｔ2）とから演算された温度である、射出ノズルの
温度制御方法。 - 【請求項６】 請求項５項に記載の平均温度（Ｔ”1）
の演算に、射出ノズル（Ｎ）の先端部に取り付けられて
いる温度センサ（Ｓ１）により検出される温度（Ｔ1）
をフィルタ処理（３０）された値を用いる、射出ノズル
の温度制御方法。 - 【請求項７】 個々に制御される加熱ヒータ（ＮＨ１、
ＮＨ２）が複数個設けられている射出ノズル（Ｎ）と、
この射出ノズル（Ｎ）が取り付けられている加熱シリン
ダ（Ｋ）とからなる射出成形機の射出ノズル（Ｎ）の温
度を制御する制御装置であって、 前記制御装置は、射出ノズル（Ｎ）の先端部と、軸方向
の略中心部に位置する胴体中心部との間の、軸方向の平
均温度（Ｔ”1）と、設定平均温度（Ｔ”1s）とが加え
られる加え合わせ点（１）と、該加え合わせ点（１）で
得られる偏差（ｅ”）から加熱ヒータ（ＮＨ１、ＮＨ
２）の操作量（ｕ1）を調節する操作調節器（１１）と
からなる、射出ノズルの温度制御装置。 - 【請求項８】 先端部には先端側加熱ヒータ（ＮＨ１）
が、そして根元側には根元側加熱ヒータ（ＮＨ２）が設
けられている射出ノズル（Ｎ）と、この射出ノズル
（Ｎ）が取り付けられている加熱シリンダ（Ｋ）とから
なる射出成形機の射出ノズル（Ｎ）の温度を制御する制
御装置であって、 前記制御装置は、射出ノズル（Ｎ）の先端部と、軸方向
の略中心部に位置する胴体中心部との間の、軸方向の平
均温度（Ｔ”１）と、設定平均温度（Ｔ”１ｓ）とが加
えられる第１の加え合わせ点（１）と、該第１の加え合
わせ点（１）で得られる偏差（ｅ”）から前記先端側加
熱ヒータ（ＮＨ１）の操作量（ｕ１）を調節する第１の
操作調節器（１１）と、射出ノズル（Ｎ）の軸方向の略
中心部に位置する胴体中心部の温度（Ｔ２）と、設定温
度（Ｔ２ｓ）とが加えられる第２の加え合わせ点（２）
と、該第２の加え合わせ点（２）で得られる偏差
（ｅ２）から前記根元側加熱ヒータ（ＮＨ２）の操作量
（ｕ２）を調節する第２の操作調節器（２１）とからな
る、射出ノズルの温度制御装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP09063198A JP3491252B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 射出ノズルの温度制御方法および温度制御装置 |
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|---|---|---|---|
| JP09063198A JP3491252B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 射出ノズルの温度制御方法および温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11268091A JPH11268091A (ja) | 1999-10-05 |
| JP3491252B2 true JP3491252B2 (ja) | 2004-01-26 |
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ID=14003847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP09063198A Expired - Fee Related JP3491252B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 射出ノズルの温度制御方法および温度制御装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3491252B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008149742A1 (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | 射出成形機の表示装置 |
-
1998
- 1998-03-20 JP JP09063198A patent/JP3491252B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH11268091A (ja) | 1999-10-05 |
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