JP5942415B2

JP5942415B2 - 射出成形方法およびその装置

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Publication number: JP5942415B2
Application number: JP2011280018A
Authority: JP
Inventors: 勇人漆谷; 隆当真; 石川　達也; 石川　　達也
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2031-12-21
Also published as: JP2013128953A

Description

本発明は、油圧により、金属の溶湯を金型のキャビティ内に射出充填し、キャビティ内の溶湯を加圧成形する射出成形方法およびその装置に関する。

例えば、特許文献１には、ボールネジ装置および油圧装置を備えた射出成形装置の射出成形方法が記載されている。この射出成形方法は、ボールネジ装置を駆動して金属の溶湯を金型のキャビティ内に射出充填し、油圧装置を駆動してボールネジ装置を押圧してキャビティ内の溶湯を加圧成形する。この溶湯の充填動作から加圧動作への切替は、ロードセルによって検知したボールネジ装置に加わる荷重と、予め設定したボールネジ装置に加わる最大荷重とが一致したときに指令する。これにより、溶湯の給湯量のばらつきに関係なく、油圧装置は加圧動作のみを行うことが可能となり、安定した昇圧特性を得ることができる。

また、特許文献２には、射出成形装置の金型のキャビティ内の圧力を金型に設けたロードセルによって計測する装置が記載されている。この装置によれば、キャビティ内の溶湯に掛かる圧力を再現性良く計測することができ、射出成形装置の耐久性を向上させることができる。

特開平７−２０４８２３号公報特開２０１０−４２４４６号公報

上述の特許文献１に記載の方法では、キャビティ内への溶湯の射出充填はボールネジ装置により行われ、キャビティ内の溶湯の加圧成形は油圧装置により行われる。このため、油圧装置による加圧成形中は、ボールネジ装置の射出充填力が加わったままとなっている。よって、ボールネジ装置の射出充填力により、金型が若干開いて所謂バリ吹きが発生するおそれがある。一方、特許文献１に記載の装置では、キャビティ内の溶湯に掛かる圧力を計測することができるので、上述のバリ吹きの発生を抑制することは可能である。しかし、非常に多種類に及ぶ金型毎にロードセルの配置箇所を設定する必要があり、手間が掛かると共にコスト高になり、良好な成形体を得るには射出成形の制御が困難である。また、成形体が複雑な形状のときはキャビティ内の正確な圧力を計測できない場合があり、その場合は上述のバリ吹きや所謂ヒケが発生するおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、良好な成形体を得ることができる射出成形を簡易に制御できる射出成形方法およびその装置を提供することを目的とする。

（射出成形方法）
（請求項１）本発明の射出成形方法は、油圧で作動する射出装置を用いて、金属の溶湯を金型のキャビティ内に射出充填し、前記キャビティ内に射出充填した前記溶湯を加圧成形する射出成形方法であって、射出開始から射出充填が完了するまでの時間帯で射出充填速度を制御する速度制御域と、前記速度制御域に続く時間帯で、前記加圧成形に係る加圧力を制御する加圧力制御域とで構成される射出成形条件で前記射出充填及び前記加圧成形を行う射出制御工程と、前記射出充填中の射出装置のイナーシャの変化を測定する測定工程と、前記測定したイナーシャに基づいて、前記射出成形条件を補正する補正工程と、を備え、前記射出成形条件における射出充填速度が、前記補正の有無によらず、前記速度制御域と前記加圧制御域との境界位置直前では、前記速度制御域における最高速度より小さく０より大きい一定速度を維持し、前記境界位置を過ぎた後に０となるように設定されている。

（請求項２）また、前記補正工程は、測定した前記射出装置のイナーシャの最大値を、指令した前記キャビティ内の前記溶湯に対する加圧力最大値を超えないように、前記射出成形条件を補正するとよい。

（請求項３）また、前記補正工程は、測定した前記射出装置のイナーシャの最大値を、指令した前記射出装置のイナーシャの最大値を超えないように、前記射出成形条件を補正するとよい。

（請求項４）また、前記補正工程は、前記射出成形条件として前記射出装置の射出充填速度のパターンにおける指令した減速域の減速速度を補正するとよい。

（請求項５）また、前記補正工程は、前記減速速度の補正により、前記射出装置のイナーシャの最大測定値を、前記溶湯に対する最大加圧力指令値もしくは前記イナーシャの最大指令値を超えないようにできないとき、前記射出成形条件として指令した前記減速域の減速開始位置を補正するとよい。

（請求項６）また、前記補正工程は、測定した前記射出装置のイナーシャの最大値と最小値との差に基づいて、指令した前記射出装置の射出充填速度の制御域と前記キャビティ内の前記溶湯に対する加圧力の制御域との境界位置を補正するとよい。

（射出成形装置）
（請求項７）本発明の射出成形装置は、油圧で作動する射出装置を用いて、金属の溶湯を金型のキャビティ内に射出充填し、前記キャビティ内に射出充填した前記溶湯を加圧成形する射出成形装置であって、射出開始から射出充填が完了するまでの時間帯で射出充填速度を制御する速度制御域と、前記速度制御域に続く時間帯で、前記加圧成形に係る加圧力を制御する加圧力制御域とで構成される射出成形条件で前記射出充填及び前記加圧成形を行う制御装置と、前記射出充填中の射出装置のイナーシャの変化を測定するイナーシャ測定装置と、前記イナーシャ測定装置により測定したイナーシャに基づいて、前記射出成形条件を補正する補正装置と、を備え、前記制御装置には、前記射出成形条件における射出充填速度が、前記補正の有無によらず、前記速度制御域と前記加圧制御域との境界位置直前では、前記速度制御域における最高速度より小さく０より大きい一定速度を維持し、前記境界位置を過ぎた後に０となるように設定されている。

（請求項８）また、前記イナーシャ測定装置は、前記射出装置における前記油圧を受ける第１ロッドと、前記溶湯を射出および加圧する第２ロッドと、を連接する連接部材に設けられているとよい。

（請求項１）本発明によると、射出充填中の射出装置のイナーシャの変化を測定している。これにより、射出充填中の溶湯に実際に加わる力を把握することができる。よって、測定したイナーシャに基づいて、射出成形条件を補正することにより、良好な成形体を得ることができる。

（請求項２）射出充填中の射出装置のイナーシャの最大測定値が、キャビティ内の溶湯に対する最大加圧力指令値以下となるように射出成形条件を補正している。これにより、溶湯の射出充填中における金型の開きを防止することができる。よって、成形体におけるバリ吹きの発生を無くし、良好な成形体を得ることができる。

（請求項３）射出充填中の射出装置のイナーシャの最大測定値が、イナーシャの最大指令値以下となるように射出成形条件を補正している。これにより、多少のバリ吹きの発生は許容して均一な密度の成形体を得たい場合に有効である。

（請求項４）一般的に、射出装置の射出充填速度は、低速域、高速域、減速域の３フェーズのパターンで構成されている。このパターンにおける減速域の減速指令速度を補正することにより、高速域の後の減速域で発生する射出装置のイナーシャの最大測定値を制御することが可能となる。

（請求項５）減速指令速度の補正により射出装置のイナーシャの最大測定値を、溶湯に対する最大加圧力指令値もしくはイナーシャの最大指令値を超えないようにできないときは、減速域の減速開始指令位置を補正することにより、高速域の後の減速域で発生する射出装置のイナーシャの最大測定値をさらに制御することが可能となる。

（請求項６）射出充填中の射出装置のイナーシャの最大測定値と最小測定値との差に基づいて、射出装置の射出充填速度の制御域とキャビティ内の溶湯に対する加圧力の制御域との境界指令位置を補正している。これにより、キャビティ内の溶湯の密度を均一化を図ることができ、成形体の精度を高めることができる。

（請求項７）本発明の射出成形装置によれば、上述した射出成形方法における効果と同様の効果を奏する。

（請求項８）射出装置における油圧を受ける第１ロッドと、溶湯を射出および加圧する第２ロッドとを連接する連接部材に、イナーシャ測定装置を設けているので、金型を交換してもそのまま対応することができ、簡易な構成により低コスト化が可能となる。また、キャビティ内の溶湯に対する加圧力も測定可能となり、従来の油圧測定による見掛けの加圧力に代えて実際の加圧力を把握することができ、成形の精度を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る射出成形装置の概略構成を示す図である。図１の射出成形装置のカップリングの拡大断面図である。射出成形条件を示すグラフであり、射出装置の射出充填速度、キャビティ内の溶湯に対する加圧力および射出装置のイナーシャの経時変化を示すグラフである。射出充填の高速域の時間Ｔ３の補正を説明するためのフローチャートである。射出充填の高速域の速度Ｖ２の補正を説明するためのフローチャートである。イナーシャの最大値Ｉｐの第１の補正を説明するためのフローチャートである。イナーシャの最大値Ｉｐの第２の補正を説明するためのフローチャートである。イナーシャの最小値Ｉｍの補正を説明するためのフローチャートである。イナーシャの最大値Ｉｐから最小値Ｉｍになるまでの時間Ｔ１の補正を説明するためのフローチャートである。キャビティ内の溶湯に対する加圧力最大値Ｍｐの補正を説明するためのフローチャートである。イナーシャの最小値Ｉｍから加圧力最大値Ｍｐ付近に達するまでの時間Ｔ２の補正を説明するためのフローチャートである。イナーシャの最大値Ｉｐと減速域の速度Ｖ３との関係を示すグラフである。減速域の速度Ｖ３と減速域の開始位置Ｐ５との関係を示すグラフである。

（１．射出成形装置の機械構成）
射出成形装置１の一例として、油圧により金型のキャビティ内に溶湯を高速高圧で射出充填し加圧成形するダイカストマシンを例に挙げ、図１および図２を参照して説明する。

図１に示すように、射出成形装置１は、射出装置としてプランジャ１０と、アキュムレータ２０と、マニホールド３０と、溶湯供給部４０と、制御装置５０等とから概略構成される。

プランジャ１０は、シリンダ１１と、第１ロッド１２と、第２ロッド１３と、連接部材としてカップリング１４等とから概略構成される。シリンダ１１は、中空円筒状に形成され、マニホールド３０に連結される。第１ロッド１２は、両端に円柱状の第１ピストン１２ａ，１２ａが固着され、シリンダ１１の内周側に軸方向に摺動可能に挿入される。第２ロッド１３は、両端に第１ピストン１２ａと同一径の円柱状の第２ピストン１３ａ，１３ａが固着され、後述する溶湯供給部４０のシリンダ４２の内周側に軸方向に摺動可能に挿入される。

図２に示すように、カップリング１４は、中空円筒状の一対の連接部１４ａ，１４ａで構成される。連接部１４ａは、一端側に大径の円柱状の中空部１４ｂ、他端側に小径の円柱状の中空部１４ｃが形成されている。中空部１４ｂは、第１、第２ピストン１２ａ，１３ａの径よりも若干大径に形成されている。中空部１４ｃは、第１、第２ロッド１２，１３の径よりも若干大径に形成されている。一方の連接部１４ａの中空部１４ｃには、第１ロッド１２が挿入され、中空部１４ｂには、第１ピストン１２ａが挿入される。他方の連接部１４ａの中空部１４ｃには、第２ロッド１３が挿入され、中空部１４ｂには、第２ピストン１３ａが挿入される。

そして、一対の連接部１４ａ，１４ａは、第１ロッド１２と第２ロッド１３とが同軸となるように中空部１４ｂ，１４ｂが対向配置され、図略のネジ等により締結固定される。中空部１４ｂと第１、第２ピストン１２ａ，１３ａとの間、および中空部１４ｃと第１、第２ロッド１２，１３との間にクリアランスが設けられているので、第１、第２ロッド１２，１３が軸方向に摺動するときのセンタリングを自動的に行うことが可能となる。

さらに、第１ピストン１２ａと第２ピストン１３ａとの間には、第１、第２ピストン１２ａ，１３ａの径と同一径の円柱状のスペーサ１５が介在される。このスペーサ１５の一端面側には、後で詳述する第１ロッド１２、第２ロッド１３およびカップリング１４等（以下、プランジャ１０という）のイナーシャの変化を測定するためのイナーシャ測定装置としてロードセル１６が嵌め込まれる穴１５ａが穿設されている。ロードセル１６の測定凸部１６ａは、第２ピストン１３ａの端面に当接され、ロードセル１６の底面１６ｂは、スペーサ１５の穴１５ａの底面に当接され、スペーサ１５の他端面は、第１ピストン１２ａの端面に当接される。

アキュムレータ２０は、マニホールド３０に連結され、プランジャ１０に供給するための油圧が蓄積される。

溶湯供給部４０は、溶湯が貯留される貯留部４１と、この貯留部４１と連通するシリンダ４２等とから構成される。シリンダ４２の一端側からは、第２ロッド１３が挿入される。シリンダ４２の他端側には、金型６０のキャビティと連通するように金型６０が着脱可能に装着される。

制御装置５０は、アキュムレータ２０に蓄積された油圧をマニホールド３０を介してプランジャ１０に供給し、溶湯供給部４０から供給される溶湯を金型６０に射出充填し加圧成形する。この制御装置５０には、ロードセル１６により測定したプランジャ１０のイナーシャに基づいて、射出成形条件を補正するメモリ（図略）を有する補正装置５１が備えられている。この補正装置５１は、ハードウエアによる構成することもできるし、ソフトウエアによりそれぞれ実現する構成とすることもできる。

（２．制御装置による射出制御工程）
次に、制御装置５０による射出制御工程について、図３の射出成形条件を参照して説明する。図３は、射出開始からのプランジャ１０のストローク位置（時間）を横軸にとったときの、プランジャ１０の射出充填速度（図示一点鎖線）、および金型６０のキャビティ内の溶湯に対する加圧力（図示破線）の変化を示す。射出成形条件は、射出開始から射出充填が完了するプランジャ１０のストローク位置Ｖ／Ｐまでの速度制御域ＡＶＣと、プランジャ１０のストローク位置Ｖ／Ｐ以降の加圧力制御域ＡＰＣとで構成されている。プランジャ１０のストローク位置Ｖ／Ｐが、速度制御域ＡＶＣと加圧力制御域ＡＰＣとの境界位置となっている。

プランジャ１０の射出充填速度（図示一点鎖線）は、プランジャ１０のストローク位置がＰ１〜Ｐ２の間の低速域（低速速度Ｖ１）、プランジャ１０のストローク位置がＰ３〜Ｐ４の間の高速域（高速速度Ｖ２、時間Ｔ３）、プランジャ１０のストローク位置がＰ５〜Ｖ／Ｐの間の減速域（減速速度Ｖ３）の３フェーズのパターンで構成されている。金型６０のキャビティ内の溶湯に対する加圧力（図示破線）は、プランジャ１０のストローク位置Ｖ／Ｐ以降に加圧力最大値Ｍｐに達するパターンで構成されている。

ここで、成形体にバリ吹きが発生する要因として以下のことが挙げられる。すなわち、プランジャ１０が、金型６０のキャビティ内への溶湯の射出充填完了時に急停止すると、停止直前のプランジャ１０の射出充填速度とプランジャ１０の自重によってイナーシャ（運動エネルギ）が発生し、その力によって成形体にバリ吹きが発生すると考えられる。バリ吹きの発生を抑制するには、上述の減速域を設けてプランジャ１０の停止直前の射出充填速度を落とし、プランジャ１０のイナーシャを減少させればよい。図３から明らかなように、金型６０のキャビティ内の溶湯に対する加圧力（図示破線）のグラフからは、プランジャ１０のイナーシャの変化をモニタすることはできない。そこで、この射出成形装置１には、プランジャ１０のイナーシャの変化を測定するためのロードセル１６がカップリング１４に設けられている。

図３に示すように、プランジャ１０のイナーシャ（図示実線）は、プランジャ１０による金型６０のキャビティ内への溶湯の射出充填完了時（プランジャ１０のストローク位置Ｖ／Ｐ）に急上昇して最大値Ｉｐとなる。そして、直後に急降下して最大値Ｉｐとなった時点から時間Ｔ１経過後に最小値Ｉｍとなり、その後は加圧力（図示破線）に追従して最小値Ｉｍとなった時点から時間Ｔ２経過後に加圧力最大値Ｍｐ付近に達する。

ここで、プランジャ１０のイナーシャの最大値Ｉｐが加圧力最大値Ｍｐを超えると、成形体にバリ吹きが発生することが判明した。一方、プランジャ１０のイナーシャの最小値Ｉｍが過小であると、成形体に巣が発生することも判明した。そこで、補正装置５１は、プランジャ１０のイナーシャの変化が上述の急上昇および急降下を取らずに滑らかに上昇して加圧力最大値Ｍｐを超えない付近に達するように射出成形条件を補正する。これにより、バリ吹きおよび巣の発生を抑制した良好な成形体を得ることが可能となる。

（３．補正装置による補正工程）
次に、補正装置５１による射出成形条件の補正工程について、図４〜図１１のフローチャートを参照して説明する。ここで、補正項目としては、射出充填の高速域の時間Ｔ３（図４参照）、射出充填の高速域の速度Ｖ２（図５参照）、イナーシャの最大値Ｉｐ（図６、図７参照）、イナーシャの最小値Ｉｍ（図８参照）、イナーシャの最大値Ｉｐから最小値Ｉｍになるまでの時間Ｔ１（図９参照）、キャビティ内の溶湯に対する加圧力最大値Ｍｐ（図１０参照）、イナーシャの最小値Ｉｍから加圧力最大値Ｍｐ付近に達するまでの時間Ｔ２（図１１参照）が挙げられる。なお、イナーシャの最大値Ｉｐから最小値Ｉｍになるまでの時間Ｔ１は、補正せずに監視のみ行う。また、例えばイナーシャの最大値Ｉｐを補正することにより、他の補正項目も補正する必要がある場合も生じるが、以下では各補正項目の補正のみについて説明する。

図４に示すように、補正装置５１は、作業者によって指令される高速域の高速開始指令位置Ｐ３および高速終了指令位置Ｐ４を入力してメモリに格納する（ステップ１）。そして、射出充填を開始したら、高速域の高速開始位置を測定し高速開始測定位置ＤＰ３としてメモリに格納する（ステップ２）。高速域の高速開始指令位置Ｐ３と高速開始測定位置ＤＰ３との差を演算し、該差が予めメモリに格納されている該差に関する閾値未満であるか否かを判断する（ステップ３）。高速域の高速開始指令位置Ｐ３と高速開始測定位置ＤＰ３との差が、閾値以上であるときは、閾値未満となるように高速域の高速開始指令位置Ｐ３を補正する（ステップ４）。

一方、ステップ３において、高速域の高速開始指令位置Ｐ３と高速開始測定位置ＤＰ３との差が、閾値未満であるとき、又はステップ４において、高速域の高速開始指令位置Ｐ３を補正したら、高速域の高速終了位置を測定し高速終了測定位置ＤＰ４としてメモリに格納する（ステップ５）。高速域の高速終了指令位置Ｐ４と高速終了測定位置ＤＰ４との差を演算し、該差が予めメモリに格納されている該差に関する閾値未満であるか否かを判断する（ステップ６）。高速域の高速終了指令位置Ｐ４と高速終了測定位置ＤＰ４との差が、閾値以上であるときは、閾値未満となるように高速域の高速終了指令位置Ｐ４を補正し（ステップ７）、処理を終了する。以上により、射出充填の高速域の時間Ｔ３を補正することができる。

図５に示すように、補正装置５１は、作業者によって指令される高速域の高速開始指令速度Ｖ２Ｓおよび高速終了指令速度Ｖ２Ｅを入力してメモリに格納する（ステップ１１）。そして、射出充填を開始したら、高速域の高速開始指令位置Ｐ３の油の流量Ｆ３を測定してメモリに格納する（ステップ１２）。測定した油の流量Ｆ３に基づいて、高速域の高速開始速度を演算し高速開始演算速度ＶＨＳとしてメモリに格納する（ステップ１３）。高速域の高速開始指令速度Ｖ２Ｓと高速開始演算速度ＶＨＳとの差を演算し、該差が予めメモリに格納されている該差に関する閾値未満であるか否かを判断する（ステップ１４）。高速域の高速開始指令速度Ｖ２Ｓと高速開始演算速度ＶＨＳとの差が、閾値以上であるときは、閾値未満となるように高速域の高速開始指令速度Ｖ２Ｓを補正する（ステップ１５）。

一方、ステップ１４において、高速域の高速開始指令速度Ｖ２Ｓと高速開始演算速度ＶＨＳとの差が、閾値未満であるとき、又はステップ１５において、高速域の高速開始指令速度Ｖ２Ｓを補正したら、高速域の高速終了指令位置Ｐ４の油の流量Ｆ４を測定してメモリに格納する（ステップ１６）。測定した油の流量Ｆ４に基づいて、高速域の高速終了速度を演算し高速終了演算速度ＶＨＥとしてメモリに格納する（ステップ１７）。高速域の高速終了指令速度Ｖ２Ｅと高速終了演算速度ＶＨＥとの差を演算し、該差が予めメモリに格納されている該差に関する閾値未満であるか否かを判断する（ステップ１８）。高速域の高速終了指令速度Ｖ２Ｅと高速終了演算速度ＶＨＥとの差が、閾値以上であるときは、閾値未満となるように高速域の高速終了指令速度Ｖ２Ｅを補正し（ステップ１９）、処理を終了する。以上により、射出充填の高速域の速度Ｖ２を補正することができる。

図６に示すように、補正装置５１は、作業者によって指令される減速域の減速開始指令位置Ｐ５、減速域の減速開始指令速度Ｖ３Ｓ、および最大加圧力指令値Ｍｐを入力してメモリに格納する（ステップ２１）。そして、射出充填を開始したら、イナーシャの最大値を測定し最大測定値ＤＩｐとしてメモリに格納する（ステップ２２）。イナーシャの最大測定値ＤＩｐが、最大加圧力指令値Ｍｐより大きいか否かを判断し（ステップ２３）、イナーシャの最大測定値ＤＩｐが、最大加圧力指令値Ｍｐ以下であるときは処理を終了する。

一方、イナーシャの最大測定値ＤＩｐが、最大加圧力指令値Ｍｐより大きいときは、最大加圧力指令値Ｍｐ以下となる減速域の減速開始指令速度Ｖ３Ｓを、予めメモリに格納されているイナーシャの最大値Ｉｐと減速域の減速速度Ｖ３との関係から補正する（ステップ２４）。このイナーシャの最大値Ｉｐと減速域の減速速度Ｖ３との関係は、図１２に示すように、減速域の減速速度Ｖ３が大きくなるにつれてイナーシャの最大値Ｉｐが小さくなる反比例関係にある。

そして、イナーシャの最大測定値ＤＩｐが、最大加圧力指令値Ｍｐより大きいか否かを判断し（ステップ２５）、イナーシャの最大測定値ＤＩｐが、最大加圧力指令値Ｍｐ以下であるときは処理を終了する。一方、イナーシャの最大測定値ＤＩｐが、最大加圧力指令値Ｍｐより大きいときは、マニホールド３０に設けられている射出充填速度を制御するバルブ（図略）の動作速度を演算し（ステップ２６）、バルブの動作速度がバルブの応答速度よりも大きいか否かを判断する（ステップ２７）。バルブの動作速度がバルブの応答速度よりも小さいときは、ステップ２４に戻って上述の処理を実行する。

一方、バルブの動作速度がバルブの応答速度よりも大きいときは、減速域の減速開始指令位置Ｐ５を、予めメモリに格納されている減速域の減速速度Ｖ３と減速域の減速開始位置Ｐ５との関係から補正し（ステップ２８）、処理を終了する。この減速域の減速速度Ｖ３と減速域の減速開始位置Ｐ５との関係は、図１３に示すように、減速域の減速開始位置Ｐ５が射出充填開始位置に近づくにつれて減速域の減速速度Ｖ３が大きくなる比例関係にある。以上により、イナーシャの最大値Ｉｐを補正することができる。

上述の図６においては、最大加圧力指令値Ｍｐを指令し（ステップ２１）、イナーシャの最大測定値ＤＩｐが、最大加圧力指令値Ｍｐより大きいか否かを判断したが（ステップ２３，２５）、図７に示すように、イナーシャの最大値を指令してイナーシャの最大指令値Ｉｐとし（ステップ３１）、イナーシャの最大測定値ＤＩｐが、イナーシャの最大指令値Ｉｐより大きいか否かを判断するようにしてもよい（ステップ３３，３５）。なお、図７において、図６に示すステップ番号と同一のステップ番号２２，２４，２６，２７，２８は同一の処理であるので、それらの説明は省略する。

図８に示すように、補正装置５１は、作業者によって指令される速度制御域ＡＶＣと加圧力制御域ＡＰＣとの境界位置Ｖ／Ｐを入力してメモリに格納する（ステップ５１）。そして、射出充填を開始したら、イナーシャの最大値を測定し最大測定値ＤＩｐとしてメモリに格納し（ステップ５２）、イナーシャの最小値を測定し最小測定値ＤＩｍとしてメモリに格納する（ステップ５３）。そして、イナーシャの最大測定値ＤＩｐとイナーシャの最小測定値ＤＩｍとの差を演算し、該差が予めメモリに格納されている該差に関する閾値未満であるか否かを判断する（ステップ５４）。イナーシャの最大測定値ＤＩｐとイナーシャの最小測定値ＤＩｍとの差が、閾値以上であるときは、閾値未満となるように速度制御域ＡＶＣと加圧力制御域ＡＰＣとの境界位置Ｖ／Ｐを補正し（ステップ５５）、処理を終了する。以上により、イナーシャの最小値Ｉｍを補正することができる。

図９に示すように、補正装置５１は、射出充填を開始したら、イナーシャが最大となる時間ｔｉｐを測定してメモリに格納し（ステップ６１）、イナーシャが最小となる時間ｔｉｍを測定してメモリに格納する（ステップ６２）。そして、イナーシャが最小となる時間ｔｉｍとイナーシャが最大となる時間ｔｉｐとの差を演算し、該差が予めメモリに格納されている該差に関する閾値未満であるか否かを判断する（ステップ６３）。イナーシャが最小となる時間ｔｉｍとイナーシャが最大となる時間ｔｉｐとの差が、閾値未満であるときは、処理を終了し、閾値以上であるときは、音声や画像等により警告を発し（ステップ６４）、処理を終了する。以上により、イナーシャの最大値Ｉｐから最小値Ｉｍになるまでの時間Ｔ１を監視することができる。

図１０に示すように、補正装置５１は、作業者によって指令される最大加圧力指令値Ｍｐを入力してメモリに格納する（ステップ７１）。そして、射出充填を開始したら、キャビティ内の溶湯に対する加圧力の最大値を測定し最大加圧力測定値ＤＭｐとしてメモリに格納する（ステップ７２）。そして、最大加圧力測定値ＤＭｐと最大加圧力指令値Ｍｐとの差を演算し、該差が予めメモリに格納されている該差に関する閾値未満であるか否かを判断する（ステップ７３）。最大加圧力測定値ＤＭｐと最大加圧力指令値Ｍｐとの差が、閾値以上であるときは、閾値未満となるように射出圧力を補正し（ステップ７４）、処理を終了する。以上により、キャビティ内の溶湯に対する加圧力の最大値Ｍｐを補正することができる。

図１１に示すように、補正装置５１は、射出充填を開始したら、イナーシャが最大となる時間ｔｉｐを測定してメモリに格納し（ステップ８１）、キャビティ内の溶湯に対する加圧力が最大となる時間ｔｍｐを測定してメモリに格納する（ステップ８２）。そして、キャビティ内の溶湯に対する加圧力が最大となる時間ｔｍｐとイナーシャが最大となる時間ｔｉｐとの差を演算し、該差が予めメモリに格納されている該差に関する閾値未満であるか否かを判断する（ステップ８３）。キャビティ内の溶湯に対する加圧力が最大となる時間ｔｍｐとイナーシャが最大となる時間ｔｉｐとの差が、閾値以上であるときは、閾値未満となるようにマニホールド３０に設けられている射出充填速度を制御するバルブの開度を補正し（ステップ８４）、処理を終了する。以上により、イナーシャの最小値Ｉｍから加圧力最大値Ｍｐ付近に達するまでの時間Ｔ２を補正することができる。

（４．射出成形方法による効果）
射出充填中のプランジャ１０のイナーシャの変化を測定しているので、射出充填中の溶湯に実際に加わる力を把握することができる。そして、測定したイナーシャに基づいて、射出成形条件を補正、例えば、射出充填中のプランジャ１０のイナーシャの最大測定値ＤＩｐが、キャビティ内の溶湯に対する最大加圧力指令値Ｍｐ以下となるように射出成形条件を補正している。これにより、溶湯の射出充填中における金型６０の開きを防止することができ、成形体におけるバリ吹きの発生を無くし、良好な成形体を得ることができる。また、例えば、射出充填中のプランジャ１０のイナーシャの最大測定値ＤＩｐが、イナーシャの最大指令値Ｉｐ以下となるように射出成形条件を補正している。これにより、多少のバリ吹きの発生は許容して均一な密度の成形体を得たい場合に有効である。

また、プランジャ１０の減速域の減速速度Ｖ３を補正することにより、高速域の後の減速域で発生するプランジャ１０のイナーシャの最大値Ｉｐを制御することが可能となる。また、減速速度Ｖ３の補正によりプランジャ１０のイナーシャの最大測定値ＤＩｐを、溶湯に対する最大加圧力指令値Ｍｐもしくはイナーシャの最大指令値Ｉｐを超えないようにできないときは、減速域に入るときの減速位置Ｐ５を補正することにより、さらにプランジャ１０のイナーシャの最大測定値ＤＩｐを制御することが可能となる。また、射出充填中のプランジャ１０のイナーシャの最大測定値ＤＩｐと最小測定値ＤＩｍとの差に基づいて、プランジャ１０の射出充填速度の制御域ＡＶＣとキャビティ内の溶湯に対する加圧力の制御域ＡＰＣとの境界位置Ｖ／Ｐを補正している。これにより、キャビティ内の溶湯の密度を均一化することができ、成形体の精度を高めることができる。

また、カップリング１４にロードセル１６を設けてプランジャ１０のイナーシャを測定するように構成しているので、金型６０を交換してもそのまま対応することができ、簡易な構成により低コスト化が可能となる。また、キャビティ内の溶湯に対する加圧力も測定可能となり、従来の油圧測定による見掛けの加圧力に代えて実際の加圧力を把握することができ、成形の精度を向上させることができる。

（５．変形態様）
なお、上述した実施形態では、イナーシャ測定装置としてロードセル１６を用いたが、圧力を測定する装置であれば用いることができる。また、ロードセル１６をカップリング１４に配置する構成としたが、第１ロッド１２または第２ロッド１３に配置する構成としてもよい。

１：射出成形装置
１０：プランジャ、１１：シリンダ、１２：第１ロッド、１２ａ：第１ピストン
１３：第２ロッド、１３ａ：第２ピストン、１４：カップリング
１４ａ：連接部、１４ｂ，１４ｃ：中空部、１５：スペーサ、１６：ロードセル
２０：アキュムレータ
３０：マニホールド
４０：溶湯供給部、４１：貯留部、４２：シリンダ
５０：制御装置、５１：補正装置
６０：金型

Claims

油圧で作動する射出装置を用いて、金属の溶湯を金型のキャビティ内に射出充填し、前記キャビティ内に射出充填した前記溶湯を加圧成形する射出成形方法であって、
射出開始から射出充填が完了するまでの時間帯で射出充填速度を制御する速度制御域と、前記速度制御域に続く時間帯で、前記加圧成形に係る加圧力を制御する加圧力制御域とで構成される射出成形条件で前記射出充填及び前記加圧成形を行う射出制御工程と、
前記射出充填中の射出装置のイナーシャの変化を測定する測定工程と、
前記測定したイナーシャに基づいて、前記射出成形条件を補正する補正工程と、を備え、
前記射出成形条件における射出充填速度が、前記補正の有無によらず、前記速度制御域と前記加圧制御域との境界位置直前では、前記速度制御域における最高速度より小さく０より大きい一定速度を維持し、前記境界位置を過ぎた後に０となるように設定されている射出成形方法。
請求項１において、
前記補正工程は、測定した前記射出装置のイナーシャの最大値を、指令した前記キャビティ内の前記溶湯に対する加圧力最大値を超えないように、前記射出成形条件を補正する射出成形方法。
請求項１において、
前記補正工程は、測定した前記射出装置のイナーシャの最大値を、指令した前記射出装置のイナーシャの最大値を超えないように、前記射出成形条件を補正する射出成形方法。
請求項２又は３において、
前記補正工程は、前記射出成形条件として前記射出装置の射出充填速度のパターンにおける指令した減速域の減速速度を補正する射出成形方法。
請求項４において、
前記補正工程は、前記減速速度の補正により、前記射出装置のイナーシャの最大測定値を、前記溶湯に対する最大加圧力指令値もしくは前記イナーシャの最大指令値を超えないようにできないとき、前記射出成形条件として指令した前記減速域の減速開始位置を補正する射出成形方法。
請求項１〜５の何れか一項において、
前記補正工程は、測定した前記射出装置のイナーシャの最大値と最小値との差に基づいて、指令した前記射出装置の射出充填速度の制御域と前記キャビティ内の前記溶湯に対する加圧力の制御域との境界位置を補正する射出成形方法。
油圧で作動する射出装置を用いて、金属の溶湯を金型のキャビティ内に射出充填し、前記キャビティ内に射出充填した前記溶湯を加圧成形する射出成形装置であって、
射出開始から射出充填が完了するまでの時間帯で射出充填速度を制御する速度制御域と、前記速度制御域に続く時間帯で、前記加圧成形に係る加圧力を制御する加圧力制御域とで構成される射出成形条件で前記射出充填及び前記加圧成形を行う制御装置と、
前記射出充填中の射出装置のイナーシャの変化を測定するイナーシャ測定装置と、
前記イナーシャ測定装置により測定したイナーシャに基づいて、前記射出成形条件を補正する補正装置と、を備え、
前記制御装置には、前記射出成形条件における射出充填速度が、前記補正の有無によらず、前記速度制御域と前記加圧制御域との境界位置直前では、前記速度制御域における最高速度より小さく０より大きい一定速度を維持し、前記境界位置を過ぎた後に０となるように設定されている射出成形装置。
請求項７において、
前記イナーシャ測定装置は、前記射出装置における前記油圧を受ける第１ロッドと、前記溶湯を射出および加圧する第２ロッドと、を連接する連接部材に設けられている射出成形装置。