JP6868654B2 - 射出成形方法及び射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、特定の成形方式により成形を行う際に用いて好適な射出成形方法及び射出成形機に関する。

従来、一般に広く知られている射出成形方法は、型締装置により所定の型締力で型締された固定型と可動型からなる金型に対して、射出装置により所定の射出圧力で樹脂を射出充填することにより成形を行うが、このような一般的な射出成形方法は、基本的に、型締装置の型締条件を固定条件として設定し、これに基づいて、射出装置の射出条件を設定するため、射出条件を正確かつ的確に設定した場合であっても、金型に充填された樹脂は、金型や型締機構における温度変動等の影響を受けるとともに、最終的な成形品の品質及び均質性も影響を受けやすい難点がある。また、成形条件は、主に射出装置側で設定するため、射出速度，速度切換位置，速度圧力切換位置，射出圧力，保圧力等の正確性の要求される射出条件をはじめ、正確な計量が要求される計量値等の計量条件を含む各種成形条件を設定する必要があり、成形条件に対する設定作業が容易でないとともに、成形時における動作制御も煩雑化し、しかも、通常、射出速度に対する多段の制御や保圧に対する制御などの一連の制御が行われるため、成形サイクル時間が長くなる傾向があり、成形サイクル時間の短縮化、更には量産性を高めるには限界があった。

そこで、本出願人は、既に、これらの問題を解消する好適な射出成形機の成形方法を特許文献１により提案した。同文献１の成形方法は、成形品の高度の品質及び均質性を確保するとともに、成形条件の設定の容易化、更には成形サイクル時間の短縮により量産性を高めることを目的としたものであり、具体的には、型締装置として少なくとも金型内の樹脂の固化に伴って樹脂の自然圧縮が可能となる型締装置を使用し、予め、射出充填時に可動型と固定型間に所定の型隙間が生じ、かつ良品成形可能な成形射出圧力と成形型締力を求めて設定するとともに、生産時に、成形型締力により型締装置を型締し、かつ成形射出圧力をリミット圧力として設定し、射出装置を駆動して金型に対する樹脂の射出充填を行った後、所定の冷却時間の経過後に成形品の取出しを行うようにしたものである。

国際公開ＷＯ２０１１／１６１８９９号公報

しかし、上述した特許文献１における射出成形機の成形方法は、次のような解決すべき課題も残されていた。

第一に、成形射出圧力を設定して樹脂の射出を行うため、金型に対する樹脂の充填速度が成形射出圧力により制限される。したがって、小型又は中型の成形品のように金型内における樹脂の流動長が比較的短い成形品の場合には問題を生じないが、大型成形品、即ち、自動車部品であるドアやバンパ等の幅サイズが１〔ｍ〕程度、或いはそれ以上の大型成形品では成形が困難となる課題が存在した。例えば、図１１に示すような幅サイズが１〔ｍ〕程度の大型成形品１００の場合、金型内に射出充填された樹脂は、キャビティの末端まで流れる前に固化が始まり、図１１に示すように、末端一部分１００ｓにショート不良が発生してしまう。このため、例示のような大型成形品１００については、事実上、成形が困難或いは良好な成形を行いにくい側面があった。

第二に、大型成形品１００については、従来の一般的な射出成形方法、即ち、射出装置側における成形条件を、高速及び高圧により充填可能になるように設定した射出成形方法により成形することも可能であるが、この場合、ショート不良は回避されるとしても、反面、大量で広範囲のバリ発生、更には金型の破損を招く虞れがある。このため、小型成形品から大型成形品までの幅広いサイズの成形品に対して高品質で良好な成形を実現できる新たな或いは改良された射出成形方法の実用化が要請されていた。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した射出成形方法及び射出成形機の提供を目的とするものである。

本発明に係る射出成形方法は、上述した課題を解決するため、型締装置Ｍｃにより所定の型締力で型締された固定型２ｃと可動型２ｍからなる金型２に対して、射出装置Ｍｉにより所定の射出圧力で樹脂Ｒを射出充填して成形を行うに際し、少なくとも金型２の内部の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒに対する自然圧縮が可能となる型締装置Ｍｃを使用し、予め、射出充填時に金型２の可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間となるパーティング開量Ｌｍが生じ、かつ良品成形可能な射出圧力となる成形射出圧力Ｐｉ及び良品成形可能な型締力となる成形型締力Ｐｃを求めることにより特定成形条件Ｄｃとして設定するとともに、当該特定成形条件Ｄｃにより設定する射出速度よりも高速となる射出開始からの高速射出速度Ｖｆ及びこの高速射出速度Ｖｆを継続させる高速射出区間Ｚｆを高速射出条件Ｄｆとして設定し、かつ当該高速射出区間Ｚｆの終了をパーティング開量Ｌｍの大きさに対する切換判定値Ｌｍｓにより設定し、成形時に、成形型締力Ｐｃにより型締し、かつ成形射出圧力Ｐｉをリミット圧力Ｐｓに設定するとともに、射出開始から高速射出条件Ｄｆにより金型２に樹脂Ｒを射出充填し、かつパーティング開量Ｌｍを検出することにより、検出したパーティング開量Ｌｍの大きさが切換判定値Ｌｍｓに達したなら、特定成形条件Ｄｃに切換え、特定成形条件Ｄｃによる樹脂Ｒの射出充填を行った後、所定の冷却時間が経過したなら金型２から成形品Ｇの取出しを行うようにしたことを特徴とする。

一方、本発明に係る射出成形機Ｍは、上述した課題を解決するため、固定型２ｃと可動型２ｍからなる金型２に対して所定の型締力により型締を行う型締装置Ｍｃと、金型２に対して所定の射出圧力により樹脂Ｒを射出充填する射出装置Ｍｉとを備える射出成形機を構成するに際して、金型２に付設することにより、可動型２ｍと固定型２ｃの相対位置によりパーティング開量Ｌｍを検出する型位置検出器１８を備えるとともに、少なくとも金型２の内部の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒに対する自然圧縮が可能となる型締装置Ｍｃと、射出充填時に金型２の可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間となるパーティング開量Ｌｍが生じ、かつ良品成形可能な射出圧力となる成形射出圧力Ｐｉ及び良品成形可能な型締力となる成形型締力Ｐｃを求めることにより特定成形条件Ｄｃとして設定する特定成形条件設定機能Ｆｃ，特定成形条件Ｄｃにより設定する射出速度よりも高速となる射出開始からの高速射出速度Ｖｆ及びこの高速射出速度Ｖｆを継続させる高速射出区間Ｚｆを高速射出条件Ｄｆとして設定する高速射出条件設定機能Ｆｆ，並びに型締装置Ｍｃを成形型締力Ｐｃにより型締し、かつ成形射出圧力Ｐｉをリミット圧力Ｐｓに設定し、射出開始から高速射出条件Ｄｆにより金型２に樹脂Ｒを射出充填するとともに、高速射出区間Ｚｆの終了により特定成形条件Ｄｃによる樹脂Ｒの射出充填を行う成形制御機能Ｆｍ，を少なくとも有してなる成形機コントローラ３とを備えることを特徴とする。

また、本発明は、発明の好適な態様により、高速射出区間Ｚｆは、パーティング開量Ｌｍの大きさに対する切換判定値Ｌｍｓにより設定し、成形時に、パーティング開量Ｌｍを検出するとともに、検出したパーティング開量Ｌｍの大きさが切換判定値Ｌｍｓに達したなら、特定成形条件Ｄｃに切換えることができる。なお、成形射出圧力Ｐｉ及び成形型締力Ｐｃは、可動型２ｍと固定型２ｃ間の最大時におけるパーティング開量Ｌｍが０．０３〜０．３〔ｍｍ〕になるように設定することが望ましい。一方、型締装置Ｍｃは、型締シリンダ１１の駆動ラム１１ｐにより可動型２ｍを変位させる直圧方式の油圧式型締装置Ｍｃｓであってもよいし、或いは固定型２ｃを支持する固定盤１２と圧受盤１３間に架設したタイバー１４…に可動型２ｍを支持する可動盤１５をスライド自在に装填し、かつ圧受盤１３と可動盤１５間にトグルリンク機構１６を配設するとともに、駆動機構部１７によりトグルリンク機構１６を駆動して可動型２ｍと固定型２ｃの型開閉を行うトグル方式の型締装置Ｍｃｔを使用し、非ロックアップ状態で型締を行なうようにしてもよい。他方、成形機コントローラ３には、型位置検出器１８により検出したパーティング開量Ｌｍをディスプレイ３ｄにグラフィック表示するパーティング開量表示機能Ｆｄを設けることができるとともに、成形時に検出したパーティング開量Ｌｍの大きさが、パーティング開量Ｌｍに対して設定したエラー判定値Ｌｍｊに達したなら所定のエラー処理を行うエラー処理機能Ｆｅを設けることができる。また、成形機コントローラ３には、高速射出区間Ｚｆが０区間となる特定成形モード又は高速射出区間Ｚｆが当該０区間以外の区間となる高速成形モードを選択的に切換可能なモード切換機能Ｆｓを設けることができる。

このような本発明に係る射出成形方法及び射出成形機Ｍによれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 少なくとも金型２の内部の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒに対する自然圧縮が可能となる型締装置Ｍｃを使用し、予め、射出充填時に金型２の可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間となるパーティング開量Ｌｍが生じ、かつ良品成形可能な射出圧力となる成形射出圧力Ｐｉ及び良品成形可能な型締力となる成形型締力Ｐｃを求めることにより特定成形条件Ｄｃとして設定するとともに、当該特定成形条件Ｄｃにより設定する射出速度よりも高速となる射出開始からの高速射出速度Ｖｆ及びこの高速射出速度Ｖｆを継続させる高速射出区間Ｚｆを高速射出条件Ｄｆとして設定し、成形時に、成形型締力Ｐｃにより型締し、かつ成形射出圧力Ｐｉをリミット圧力Ｐｓに設定するとともに、射出開始から高速射出条件Ｄｆにより金型２に樹脂Ｒを射出充填し、高速射出区間Ｚｆの終了により特定成形条件Ｄｃによる樹脂Ｒの射出充填を行った後、所定の冷却時間が経過したなら金型２から成形品Ｇの取出しを行うようにしたため、充填初期には、高速射出条件Ｄｆにより、樹脂Ｒを、例えば金型２の末端付近まで射出充填し、その後、特定成形条件Ｄｃにより、射出充填することができる。したがって、樹脂Ｒの流動長が長い大型成形品であっても、末端部分に発生するショート不良を回避できる。

（２） また、小型又は中型の成形品と同様、特定成形条件Ｄｃに基づく特定成形方式の特長を生かした高品質かつ高均質の成形を行うことができるとともに、射出充填時間の実質的な短縮化に基づく成形サイクルのハイサイクル化を図ることができる。

（３） 高速射出区間Ｚｆを、パーティング開量Ｌｍの大きさに対する切換判定値Ｌｍｓにより設定し、成形時に、パーティング開量Ｌｍを検出するとともに、検出したパーティング開量Ｌｍの大きさが切換判定値Ｌｍｓに達したなら、特定成形条件Ｄｃに切換えるようにしたため、実際の成形時におけるパーティング開量Ｌｍの大きさに基づいて特定成形条件Ｄｃに切換えることができる。これにより、常に樹脂圧の安定した状態で切換えることが可能となり、各ショット毎の成形品質を高めることができるとともに、成形不良の低減を図ることができる。

（４） 型締装置Ｍｃを構成するに際し、金型２に、可動型２ｍと固定型２ｃの相対位置によりパーティング開量Ｌｍを検出する型位置検出器１８を設けたため、パーティング開量Ｌｍの大きさを直接的に検出できる。これにより、型位置検出器１８以外の誤差要因を極力排した正確なパーティング開量Ｌｍ、更にはその変化に係わるデータを得ることができる。

（５） 好適な態様により、成形射出圧力Ｐｉ及び成形型締力Ｐｃを、可動型２ｍと固定型２ｃ間の最大時におけるパーティング開量Ｌｍが０．０３〜０．３〔ｍｍ〕になるように設定すれば、成形不良の排除及び良好なガス抜きを確保できるとともに、パーティング開量Ｌｍの設定目安にできるため、パーティング開量Ｌｍに係わる設定の容易化を図れるとともに、最適化も容易に行うことができる。

（６） 好適な態様により、型締装置Ｍｃに、型締シリンダ１１の駆動ラム１１ｐにより可動型２ｍを変位させる直圧方式の油圧式型締装置Ｍｃｓを用いれば、型締装置Ｍｃ自身の油圧挙動を直接利用して、金型２内の樹脂Ｒに対する自然圧縮を行わせることができるため、良好な自然圧縮を確実に実行できるとともに、制御の容易化にも寄与できる。

（７） 好適な態様により、型締装置Ｍｃに、固定型２ｃを支持する固定盤１２と圧受盤１３間に架設したタイバー１４…に可動型２ｍを支持する可動盤１５をスライド自在に装填し、かつ圧受盤１３と可動盤１５間にトグルリンク機構１６を配設するとともに、駆動機構部１７によりトグルリンク機構１６を駆動して可動型２ｍと固定型２ｃの型開閉を行うトグル方式の型締装置Ｍｃｔを使用し、非ロックアップ状態で型締を行うようにすれば、本来の使用態様では自然圧縮を実現できないトグル方式の型締装置Ｍｃｔであっても、非ロックアップ状態で型締を行うことにより自然圧縮が可能になるため、本発明に係る射出成形方法を有効に実現できるとともに、同射出成形方法に基づく前述した各種作用効果を享受できる。

（８） 好適な態様により、成形機コントローラ３に、型位置検出器１８により検出したパーティング開量Ｌｍをディスプレイ３ｄにグラフィック表示するパーティング開量表示機能Ｆｄを設ければ、金型２のパーティング開量Ｌｍの変化に係わる状況を視覚により容易かつ効果的にモニタリングすることができるとともに、各ショット毎のパーティング開量Ｌｍ…を重ね表示することも可能になるため、その変動状態なども容易に把握することができる。

（９） 好適な態様により、成形機コントローラ３に、成形時に検出したパーティング開量Ｌｍの大きさが、パーティング開量Ｌｍに対して設定したエラー判定値Ｌｍｊに達したなら所定のエラー処理を行うエラー処理機能Ｆｅを設ければ、金型２の内部で異常に高い樹脂圧が発生したことを速やかに検出できるため、動作停止等のエラー処理を速やかに行うことにより金型２の破損等を未然に回避することができる。

（１０） 好適な態様により、成形機コントローラ３に、高速射出区間Ｚｆが０区間となる特定成形モード又は高速射出区間Ｚｆが当該０区間以外の区間となる高速成形モードを選択的に切換可能なモード切換機能Ｆｓを設ければ、一台の射出成形機Ｍにより、小型成形品から大型成形品までの幅広いサイズの成形品に対して、特定成形条件Ｄｃに基づく特定成形方式の特長を生かした高品質及び高均質の成形を行うことができるとともに、オールラウンドの成形が可能になるなど、ユーザーサイドに対して、汎用性及び発展性に優れた最適な射出成形方法を提供できる。

本発明の好適実施形態に係る射出成形方法による成形時の処理手順を説明するためのフローチャート、 同射出成形方法により成形する際の成形条件の設定時の処理手順を説明するためのフローチャート、 同射出成形方法を実施できる射出成形機の構成図、 同射出成形機の制御系のブロック系統図、 同射出成形機に備えるディスプレイにおけるグラフィック表示部の拡大抽出図を含む設定画面図、 同ディスプレイにおける設定画面の一部拡大抽出図、 同射出成形方法に用いる成形条件を設定する際の処理を説明するための型締力に対する成形品の良否結果を示すデータグラフ、 同射出成形機における成形時の金型の状態を示す模式図、 本発明に係る射出成形機の変更例に係る型締装置の構成図、 同射出成形方法により成形した大型成形品の一例を示す外観斜視図、 従来技術に係る射出成形方法により成形した大型成形品の一例を示す外観斜視図、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る射出成形方法を実施できる射出成形機Ｍの全体構成について、図３を参照して説明する。

図３において、Ｍは射出成形機であり、射出装置Ｍｉと型締装置Ｍｃを備える。射出装置Ｍｉは、前端に射出ノズル２１ｎを、後部にホッパ２１ｈをそれぞれ有する加熱筒２１を備え、この加熱筒２１の内部にはスクリュ２２を挿入するとともに、加熱筒２１の後端にはスクリュ駆動部２３を配設する。スクリュ駆動部２３は、片ロッドタイプの射出ラム２４ｒを内蔵する射出シリンダ（油圧シリンダ）２４を備え、射出シリンダ２４の前方に突出するラムロッド２４ｒｓはスクリュ２２の後端に結合するとともに、射出ラム２４ｒの後端には、射出シリンダ２４に取付けた計量モータ（オイルモータ）２５のシャフトがスプライン結合する。また、２６は、射出装置Ｍｉを進退移動させて金型２に対するノズルタッチ又はその解除を行う射出装置移動シリンダを示す。これにより、射出装置Ｍｉは、射出ノズル２１ｎを金型２にノズルタッチし、金型２のキャビティ内に溶融（可塑化）した樹脂Ｒ（図８）を射出充填することができる。

一方、型締装置Ｍｃには、少なくとも金型２の内部の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒに対する自然圧縮が可能となる型締装置を使用する。例示の型締装置Ｍｃは、型締シリンダ（油圧シリンダ）１１の駆動ラム１１ｐにより可動型２ｍを変位させる直圧方式の油圧式型締装置Ｍｃｓである。このような直圧方式の油圧式型締装置Ｍｃｓを用いれば、型締装置Ｍｃ自身の油圧挙動を直接利用して、金型２内の樹脂Ｒに対する自然圧縮を行わせることができるため、良好な自然圧縮を確実に実行できるとともに、制御の容易化にも寄与できる利点がある。

例示する型締装置Ｍｃｓのより具体的な構成は、型締シリンダ１１に対して離間して配し、かつ位置が固定された固定盤３１と、この固定盤３１と型締シリンダ１１間に架設した複数（四本）のタイバー３２…と、このタイバー３２…にスライド自在に装填した可動盤３３を備え、この可動盤３３に、型締シリンダ１１から前方に突出したラムロッド１１ｐｓの先端を固定する。そして、可動盤３３に可動型２ｍを取付け、固定盤３１に固定型２ｃを取付ける。この固定型２ｃと可動型２ｍは金型２を構成する。これにより、型締シリンダ１１は金型２に対する型開閉及び型締を行うことができる。なお、３４は金型２を開いた際に、可動型２ｍに付着した成形品Ｇ（図８）の突き出しを行うエジェクタシリンダを示す。

他方、３５は油圧回路であり、油圧駆動源となる可変吐出型油圧ポンプ３６及びバルブ回路３７を備える。油圧ポンプ３６は、ポンプ部３８とこのポンプ部３８を回転駆動するサーボモータ３９を備える。４０はサーボモータ３９の回転数を検出するロータリエンコーダを示す。また、ポンプ部３８は、斜板型ピストンポンプにより構成するポンプ機体４１を内蔵する。したがって、ポンプ部３８は、斜板４２を備え、斜板４２の傾斜角（斜板角）を大きくすれば、ポンプ機体４１におけるポンプピストンのストロークが大きくなり、吐出流量が増加するとともに、斜板角を小さくすれば、同ポンプピストンのストロークが小さくなり、吐出流量が減少する。よって、斜板角を所定の角度に設定することにより、吐出流量（最大容量）が所定の大きさに固定される固定吐出流量を設定することができる。斜板４２には、コントロールシリンダ４３及び戻しスプリング４４を付設するとともに、コントロールシリンダ４３は、切換バルブ（電磁バルブ）４５を介してポンプ部３８（ポンプ機体４１）の吐出口に接続する。これにより、コントロールシリンダ４３を制御することにより斜板４２の角度（斜板角）を変更することができる。

さらに、ポンプ部３８の吸入口は、オイルタンク４６に接続し、かつポンプ部３８の吐出口は、バルブ回路３７の一次側に接続するとともに、バルブ回路３７の二次側は、射出成形機Ｍにおける射出シリンダ２４，計量モータ２５，型締シリンダ１１，エジェクタシリンダ３４及び射出装置移動シリンダ２６に接続する。したがって、バルブ回路３７には、射出シリンダ２４，計量モータ２５，型締シリンダ１１，エジェクタシリンダ３４及び射出装置移動シリンダ２６にそれぞれ接続する切換バルブ（電磁バルブ）を備えている。なお、各切換バルブは、それぞれ一又は二以上のバルブ部品をはじめ、必要な付属油圧部品等により構成され、少なくとも、射出シリンダ２４，計量モータ２５，型締シリンダ１１，エジェクタシリンダ３４及び射出装置移動シリンダ２６に対する作動油の供給，停止，排出に係わる切換機能を有している。

これにより、サーボモータ３９の回転数を可変制御すれば、可変吐出型油圧ポンプ３６の吐出流量及び吐出圧力を可変でき、これに基づいて、上述した射出シリンダ２４，計量モータ２５，型締シリンダ１１，エジェクタシリンダ３４及び射出装置移動シリンダ２６に対する駆動制御を行うことができるとともに、成形サイクルにおける各動作工程の制御を行うことができる。このように、斜板角の変更により固定吐出流量を設定可能な可変吐出型油圧ポンプ３６を使用すれば、ポンプ容量を所定の大きさの固定吐出流量（最大容量）に設定できるとともに、固定吐出流量を基本として吐出流量及び吐出圧力を可変できるため、制御系による制御を容易かつ円滑に実施できる。

次に、以上の機械的構成を有する射出成形機Ｍに備える制御系Ｃの構成について、図３〜図５を参照して説明する。

制御系Ｃは主要部を構成する図４に示す成形機コントローラ３を備え、この成形機コントローラ３には、コントローラ本体５１を内蔵する。コントローラ本体５１は、ＣＰＵ及び内部メモリ等のハードウェアを内蔵するコンピュータ機能を備えている。したがって、内部メモリには、各種演算処理及びシーケンス制御処理を含む各種制御処理を実行するため制御プログラム（ソフトウェア）５１ｐを格納するとともに、データベースを含む各種データ類を記憶可能なデータメモリ５１ｍが含まれる。

特に、制御プログラム５１ｐには、本実施形態に係る射出成形方法を実行するための制御プログラムが含まれ、ＣＰＵ及び内部メモリ等のハードウェアを駆動して同射出成形方法に係わる各種機能、即ち、図４に示す、高速射出条件設定機能Ｆｆ，特定成形条件設定機能Ｆｃ，成形制御機能Ｆｍ，パーティング開量表示機能Ｆｄ，エラー処理機能Ｆｅ，モード切換機能Ｆｓを実現する。これらの各機能の具体的な内容は後述する。

一方、金型２の外側面には型位置検出器１８を付設し、この型位置検出器１８はコントローラ本体５１に接続する。型位置検出器１８は、可動型２ｍと固定型２ｃの相対位置、即ち、パーティング開量Ｌｍの大きさを検出する機能を有し、例えば、図３及び図４に示すように、固定型２ｃ（又は可動型２ｍ）に取付けた反射板１８ｐと、可動型２ｍ（又は固定型２ｃ）に取付けることにより、光又は電波を反射板１８ｐに投射して測距する反射型測距センサ１８ｓの組合わせにより構成できる。この際、型位置検出器１８を、金型２の上面に設ける場合は、左右方向中央付近に、金型２の側面に設ける場合は、上下方向中央付近に配することが望ましい。このような型位置検出器１８を用いれば、パーティング開量Ｌｍの大きさを直接的に検出できるため、型位置検出器１８以外の誤差要因を極力排した正確なパーティング開量Ｌｍ、更にはその変化に係わるデータを得ることができる利点がある。

また、成形機コントローラ３には、ディスプレイ３ｄを備える。このディスプレイ３ｄは、ディスプレイ本体３ｄｍ及びこのディスプレイ本体３ｄｍに付設したタッチパネル３ｄｔを備え、このディスプレイ本体３ｄｍ及びタッチパネル３ｄｔは表示インタフェース５３を介してコントローラ本体５１に接続する。したがって、このタッチパネル３ｄｔにより各種設定操作及び選択操作等を行うことができる。このディスプレイ３ｄは、各種表示、特に、本実施形態に係る射出成形方法に関連して、図５及び図６に示す射出・計量に係わる設定画面Ｖｓを表示する。

この設定画面Ｖｓ内には、図５に示すように、パーティング開量Ｌｍの時間的な変化をグラフィック表示する波形表示部Ｖｓｇを備え、この波形表示部Ｖｓｇには、少なくとも金型２への射出開始時から金型２の冷却終了（冷却時間終了）までの型位置検出器１８により検出したパーティング開量Ｌｍの変化データを表示することができる。なお、波形表示部Ｖｓｇは、横軸が、時間〔秒〕軸となり、縦軸が、パーティング開量Ｌｍ〔ｍｍ〕となる。この表示機能が、パーティング開量表示機能Ｆｄとなる。このように、型位置検出器１８により検出したパーティング開量Ｌｍをディスプレイ３ｄにグラフィック表示するパーティング開量表示機能Ｆｄを設ければ、金型２のパーティング開量Ｌｍの変化に係わる状況を視覚により容易かつ効果的にモニタリングすることができるとともに、各ショット毎のパーティング開量Ｌｍ…を重ね表示することも可能になるため、その変動状態なども容易に把握できる利点がある。

さらに、成形機コントローラ３には、図４に示すサーボアンプ５２が付属する。このサーボアンプ５２の出力部には、上述したサーボモータ３９を接続するとともに、サーボアンプ５２のエンコーダパルス入力部にはロータリエンコーダ４０を接続する。そして、図３に示すように、成形機コントローラ３の制御信号出力ポートには上述したバルブ回路３７を接続する。

このサーボアンプ５２は、圧力補償部５６、速度リミッタ５７、回転速度補償部５８、トルク補償部５９、電流検出部６０及び速度変換部６１を備え、圧力補償部５６にはコントローラ本体５２から、成形射出圧力Ｐｉ（リミット圧力Ｐｓ）又は成形型締力Ｐｃが付与されるとともに、速度リミッタ５７には速度限界値ＶＬが付与される。これにより、圧力補償部５６からは圧力補償された速度指令値が出力し、速度リミッタ５７に付与される。この速度指令値はリミット圧力Ｐｓにより制限されるとともに、速度リミッタ５７から出力する速度指令値は、速度限界値ＶＬにより制限される。さらに、速度リミッタ５７から出力する速度指令値は、回転速度補償部５８に付与されるとともに、この回転速度補償部５８から出力するトルク指令値はトルク補償部５９に付与される。そして、トルク補償部５９から出力するモータ駆動電流がサーボモータ３９に供給され、サーボモータ３９が駆動される。なお、ロータリエンコーダ４０から得るエンコーダパルスは、速度変換部６１により速度検出値に変換され、コントローラ本体５１に付与されるとともに、回転速度補償部５８に付与されることにより、回転速度に対するマイナループのフィードバック制御が行われる。

また、油圧回路３５におけるバルブ回路３７の一次側には、油圧を検出する圧力センサ４７を付設するとともに、油温を検出する温度センサ４８を付設する。そして、型位置検出器１８，圧力センサ４７及び温度センサ４８は、それぞれ成形機コントローラ３のセンサポートに接続する。

次に、このような射出成形機Ｍを用いた本実施形態に係る射出成形方法について、図１〜図１０を参照して具体的に説明する。

なお、本実施形態に係る射出成形方法は、基本的に特定の成形方式により成形動作を行うものである。特定の成形方式とは、本出願人が前述したＷＯ２０１１／１６１８９９号公報により既に提案した方式となる。一方、この特定の成形方式では、前述したように、小型又は中型の成形品については良好な成形を行うことができるが、大型の成形品については不得意になる側面がある。本発明はこの大型の成形品についても良好な成形を可能にしたものである。

まず、本実施形態に係る射出成形方法における設定時の処理手順について、図５〜図７を参照しつつ図２に示すフローチャートに従って説明する。

なお、例示する実施形態は、成形品Ｇとして、図１０に示す大型成形品１００を成形する場合を示す。この大型成形品１００の幅サイズは１〔ｍ〕程度である。

最初に、高速射出条件Ｄｆの設定を行う。高速射出条件Ｄｆの設定は高速射出条件設定機能Ｆｆにより行うことができる。この段階の設定は、暫定的な設定となる。設定に際しては、図６に示す射出・計量に係わる設定画面Ｖｓにモード切換キー７１をタッチして高速モードに切換える。なお、もう一度タッチすることにより、特定成形モードに戻すことができる。また、高速モードに切換えることにより、図６に示す高速射出設定画面Ｖｓｗがウィンドウ表示される。

高速射出条件Ｄｆには、少なくとも高速射出速度Ｖｆ及びこの高速射出速度Ｖｆを継続させる高速射出区間Ｚｆが含まれる。高速射出速度Ｖｆは、射出開始からの射出速度であり、後述する特定成形条件Ｄｃにより設定される射出速度（例えば、８０〔ｍｍ／ｓ〕）よりも高速となる射出速度を設定する（ステップＳ２１）。

なお、設定に際しては、図６に示す速度設定部７２における１段目の射出速度を設定する速度入力枠部Ｖ１をタッチすれば、図示を省略したテンキー画面が表示されるため、このテンキー画面を利用して高速射出速度Ｖｆの数値を入力すればよい。図６は、射出速度１５０〔ｍｍ／ｓ〕を入力した場合を示している。例示の高速射出速度Ｖｆは、１段により設定する場合を示すが、数段により設定する場合を排除するものではない。

次いで、高速射出速度Ｖｆを継続させる高速射出区間Ｚｆを設定する。高速モードでは、この高速射出区間Ｚｆを経て、特定成形条件Ｄｃによる樹脂Ｒの射出充填に移行するため、高速射出区間Ｚｆの終了点（切換点）を設定する（ステップＳ２２）。終了点の設定には、射出開始ｔｓからの時間Δｔｓ，射出開始ｔｓからのスクリュ位置Ｘｓ，パーティング開量Ｌｍの大きさに対する切換判定値Ｌｍｓの三つの物理量により設定が可能であり、例示の場合、ウィンドウ表示される高速射出設定画面Ｖｓｗを用いて設定できる。

この場合、時間Δｔｓにより設定すれば、成形時に、設定した時間Δｔｓの経過により特定成形条件Ｄｃに切換えられる。また、スクリュ位置Ｘｓにより設定すれば、成形時に、設定したスクリュ位置Ｘｓに達することにより特定成形条件Ｄｃに切換えられる。いずれの場合も監視対象（物理量）が異なるものの基本的な設定手法は同じである。これらの設定手法を用いれば、特定成形条件Ｄｃに切換える最適な切換点（切換時間又は切換位置）を、予め設定できるため、制御の容易化及び安定化を図ることができるとともに、成形品質の均質性向上にも寄与できる利点がある。

図６は、高速射出設定画面Ｖｓｗの時間入力欄７３から時間Δｔｓを設定した場合を示しており、例示の時間Δｔｓは、０．５〔秒〕である。この高速射出設定画面Ｖｓｗを用いた設定は、速度設定部７２における１段目の時間入力欄Ｓｖ１に反映される。また、図６に示す高速射出設定画面Ｖｓｗは、位置入力欄７４を用いてスクリュ位置Ｘｓを設定した場合も示している。このように複数の物理量を用いた切換点を設定すれば、必要により選択して使用することができる。なお、図６中、７５は射出中の型開量監視キーであり、監視ＯＮ又は監視ＯＦＦに切換えることができる。７６は射出中の監視型位置の入力欄を示す。

さらに、切換点を切換判定値Ｌｍｓにより設定すれば、成形時に、検出されたパーティング開量Ｌｍが監視され、パーティング開量Ｌｍの大きさが、切換判定値Ｌｍｓに達することにより特定成形条件Ｄｃに切換えられる。図５に、切換判定値Ｌｍｓを一例として示す。この設定手法を用いれば、実際の成形時におけるパーティング開量Ｌｍの大きさに基づいて特定成形条件Ｄｃに切換えることができるため、常に樹脂圧の安定した状態で切換えることが可能となり、各ショット毎の成形品質を高めることができるとともに、成形不良の低減を図れる利点がある。

次に、特定成形条件Ｄｃの設定を行う。特定成形条件Ｄｃの設定は特定成形条件設定機能Ｆｃにより行うことができる。特定成形条件Ｄｃには、射出充填時に金型２の可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間となるパーティング開量Ｌｍが生じ、かつ良品成形可能な射出圧力となる成形射出圧力Ｐｉが含まれるとともに、良品成形可能な型締力となる成形型締力Ｐｃが含まれる。

以下、特定成形条件Ｄｃの設定手順について具体的に説明する。まず、射出装置Ｍｉ側おける射出圧力を初期設定する（ステップＳ２３）。このときの射出圧力は、射出装置Ｍｉの能力（駆動力）に基づく射出圧力を設定できる。この場合の射出圧力は、絶対値として正確に求める必要がないため、射出シリンダ２１に接続した油圧回路３５における圧力センサ４７により検出した油圧の大きさを用いてもよいし、演算により変換した射出圧力を用いてもよい。

また、型締装置Ｍｃ側における型締力を初期設定する（ステップＳ２４）。このときの型締力は、型締装置Ｍｃの能力（駆動力）に基づく型締力を設定できる。この場合の型締力も、絶対値として正確に求める必要がないため、型締シリンダ１１に接続した油圧回路３５における圧力センサ４７により検出した油圧の大きさを用いてもよいし、演算により変換した型締力を用いてもよい。

なお、油圧回路３５は、型締時に、バルブ回路３７により型締装置Ｍｃ側に切換えられ、型締装置Ｍｃ側の油圧回路として機能するとともに、射出時に、バルブ回路３７により射出装置Ｍｉ側に切換えられ、射出装置Ｍｉ側の油圧回路として機能する。射出圧力及び型締力を求める際に、油圧回路３５における油圧を用いれば、後述する成形型締力Ｐｃ及び成形射出圧力Ｐｉに係わる設定を容易に行うことができる。

そして、初期設定した射出圧力に対して最適化処理を行うことにより生産時に用いる成形射出圧力Ｐｉを求めるとともに、初期設定した型締力に対して最適化処理を行うことにより生産時に用いる成形型締力Ｐｃを求める（ステップＳ２５，Ｓ２６）。

型締力及び射出圧力を最適化する方法の一例を図７を参照して説明する。まず、初期設定した型締力及び射出圧力を用いて試し成形を行う。具体的には、不図示の成形開始キーをＯＮすれば、型締動作が行われ、初期設定した条件により、金型２による試し成形が行われる。例示の場合、初期設定した型締力は４０〔ｋＮ〕である。初期設定した型締力（４０〔ｋＮ〕）及び射出圧力を用いた試し成形の結果を図７に示す。

また、図５に示す点線Ｋｓの変化特性は、特定成形条件Ｄｃにより成形する場合におけるパーティング開量Ｌｍの大きさの変化を示す。この場合、パーティング開量Ｌｍの大きさは、射出充填中においては徐々に大きくなるとともに、射出充填が終了すれば、樹脂の冷却が行われ、型締装置Ｍｃによる自然圧縮作用により徐々に小さくなる。したがって、パーティング開量Ｌｍの大きさが適切な範囲にあれば、ガス抜き及び樹脂Ｒの圧縮（自然圧縮）が良好に行われるとともに、冷却後には適切な範囲の隙間（残留隙間）が発生する。なお、図５に示す点線Ｋｓには、マイナス領域が生じている部分があるが、金型２に樹脂Ｒが充填された際に、金型２の中央部位が外側部位に対してより大きく膨らみ、型位置検出器１８が傾斜することにより起因して発生するものである。

一方、図７を参照すれば、型締力が４０〔ｋＮ〕のときは、パーティング開量Ｌｍが０であり、また、残留隙間も０である。この場合、パーティング開量Ｌｍは、射出充填時に発生する最大の開量になるとともに、残留隙間は、射出充填後、所定の冷却期間を経過したときの残留した開量となる。型締力が４０〔ｋＮ〕は、大きめの値となるため、バリは発生しないレベル０（最良）にあるとともに、ヒケはレベル４（不良）、ソリはレベル３（稍不良）、ガス抜きに関してはレベル３（稍不良）であることを示している。

そして、この後は、型締力の大きさ及び射出圧力の大きさを、図７に示すように、段階的に低下させ、それぞれの段階で試し成形を行うことにより、固定型２ｃと移動型２ｍ間のパーティング開量と残留隙間を測定するとともに、成形品Ｇ（図８（ｃ）参照）の良否状態を観察する（ステップＳ２７，Ｓ２８）。

なお、図７には、射出圧力のデータはないが、射出圧力の最適化は、射出充填時に移動型２ｍと固定型２ｃ間にパーティング開量Ｌｍが生じ、かつ良品成形可能となることを条件に、設定し得る最小値又はその近傍の値を成形射出圧力Ｐｉとすることができる（ステップＳ２５）。具体的には、図７に示すように、型締力を低下させた際に、適宜、射出圧力も低下させ、樹脂Ｒが金型２に対して正常に充填しなくなる手前の大きさを選択することができる。

図７に示す結果によれば、範囲Ｚｕにおける１４，１５，１６〔ｋＮ〕の型締力のとき、パーティング開量Ｌｍは、０．０３〜０．２０〔ｍｍ〕の範囲を満たしている。また、バリ，ヒケ及びソリのいずれの不良も発生しないレベル０（最良）であるとともに、ガス抜きもレベル０（最良）となり、良品成形品を得るという条件を満たしている。したがって、成形型締力Ｐｃは、三つの型締力１４，１５，１６〔ｋＮ〕から選択し、選択した型締力は、生産時に金型２で型締を行う際の成形型締力Ｐｃとして設定することができる（ステップＳ２６）。

さらに、図７の場合、パーティング開量Ｌｍが、０．０３〜０．２０〔ｍｍ〕の許容範囲を満たすことは、バリの発生しない最良成形品を得ることができるが、バリは、成形品取出後に除去することができるとともに、少しのバリがあっても良品として使用できる場合も少なくないため、図７に、レベル１（良）やレベル２（普通）で示す低度のバリ発生は、即不良品となるわけではない。したがって、図７に示すデータを考慮すれば、成形品の種類等によっては、仮想線で示す範囲Ｚｕｓにおける型締力１２，１３〔ｋＮ〕の選択も可能である。即ち、パーティング開量Ｌｍが、０．０３〜０．３０〔ｍｍ〕の許容範囲を満たせば、良品成形品を得ることが可能である。

このように、成形射出圧力Ｐｉ及び成形型締力Ｐｃは、可動型２ｍと固定型２ｃ間の最大時におけるパーティング開量Ｌｍが０．０３〜０．３０〔ｍｍ〕になるように設定することができる。このように設定すれば、成形不良の排除及び良好なガス抜きを確保できるとともに、パーティング開量Ｌｍの設定目安にできるため、パーティング開量Ｌｍに係わる設定の容易化を図れるとともに、最適化も容易に行うことができる。

また、図７に示すように、パーティング開量Ｌｍが、０．０３〜０．３０〔ｍｍ〕を満たせば、残留隙間（Ｌｍ）が、０．０１〜０．１０〔ｍｍ〕の許容範囲を満たすとともに、パーティング開量Ｌｍが、０．０３〜０．２０〔ｍｍ〕を満たせば、残留隙間（Ｌｍ）が、０．０１〜０．０４〔ｍｍ〕の許容範囲を満たすことを確認できる。したがって、パーティング開量Ｌｍの条件に対して、残留隙間（Ｌｍ）の条件を加えることにより、より望ましい判定を行うことができる。

なお、図７は、成形型締力Ｐｃと成形射出圧力Ｐｉを設定するための説明用データである。したがって、実際の設定に際しては、例えば、型締力を、４０，３０，２０，１０等のように、数回程度の変更実施により目的の成形型締力Ｐｃ及び成形射出圧力Ｐｉを求めることができる。この場合、型締力及び射出圧力の大きさは、オペレータが任意に設定してもよいし、射出成形機Ｍに備えるオートチューニング機能等を併用しつつ自動又は半自動により求めてもよい。オートチューニング機能を利用した場合には、バリが発生する直前の型締力を容易に求めることができる。

以上の手順により、目的の成形射出圧力Ｐｉ及び成形型締力Ｐｃを得ることができる。なお、成形射出圧力Ｐｉ及び成形型締力Ｐｃに際しては、必要に応じて前述した高速射出速度Ｖｆ及び高速射出区間Ｚｆに対する微調整を行うことができる（ステップＳ２８，Ｓ２１…）。そして、以上の手順に基づく処理が終了すれば、仮設定した高速射出速度Ｖｆ及び高速射出区間Ｚｆ（高速射出速度Ｖｆの終了点）を、高速射出条件Ｄｆとして本設定するとともに、成形射出圧力Ｐｉ及び成形型締力Ｐｃを、特定成形条件Ｄｃとして本設定する（ステップＳ２９，Ｓ３０）。

そして、得られた成形射出圧力Ｐｉは、生産時の射出圧力に対するリミッタ圧力Ｐｓとして設定する（ステップＳ３１）。一方、射出装置Ｍｉの射出速度に対する速度限界値ＶＬを設定する（ステップＳ３２）。この速度限界値ＶＬは、必ずしも設定する必要はないが、設定することにより、万が一、射出速度Ｖｄが過度に速くなった場合でも、金型２や射出スクリュ等に対して機械的な保護を図ることができる。したがって、速度限界値ＶＬには、金型２や射出スクリュ等に対して機械的な保護を図ることができる大きさを設定する。

他方、成形機コントローラ３には、成形時に検出したパーティング開量Ｌｍの大きさが、パーティング開量Ｌｍに対して設定したエラー判定値Ｌｍｊに達したなら所定のエラー処理を行うエラー処理機能Ｆｅを設ける。このため、エラー判定を行うためのエラー判定値Ｌｍｊを設定する（ステップＳ３３）。本実施形態に係る射出成形方法では、高速射出速度Ｖｆを設定するため、過度の射出圧力が発生し、パーティング開量Ｌｍが異常に大きくなることも想定される。このため、パーティング開量Ｌｍに対するエラー判定値Ｌｍｊを設定し、成形時に、検出したパーティング開量Ｌｍの大きさがエラー判定値Ｌｍｊに達したなら所定のエラー処理を行うようにした。エラー判定値Ｌｍｊとしては、許容範囲となるパーティング開量Ｌｍの上限値（例示は、０．０３〔ｍｍ〕）より稍大きい値を設定できる。図５に、エラー判定値Ｌｍｊの一例を示す。

また、パーティング開量Ｌｍを検出する型位置検出器１８のゼロリセット条件を設定する（ステップＳ３４）。具体的には、生産時に、少なくとも型締装置Ｍｃによる型締後における所定の射出準備が完了したことを条件に、予め設定したリセットタイミングに達したなら、型位置検出器１８をゼロリセットするリセット制御を行う。このため、このリセット制御を行うタイミングを、ゼロリセットを行うゼロリセット条件として設定する。通常、ゼロリセットを行うリセット制御は、金型２の型締時、即ち、型締直後の閉鎖位置で行うため、射出開始までは少なからず射出待機時間が存在する。この射出待機時間は、設定した成形型締力Ｐｃを維持した状態となるため、本来、パーティング開量Ｌｍに影響することはない。しかし、この射出待機中には、少なからず外乱要因が存在し、正確なパーティング開量Ｌｍを得る観点からは無視できない存在となり、この外乱要因はパーティング開量Ｌｍの誤差要因となる。

そこで、少なくとも型締装置Ｍｃによる型締後における所定の射出準備が完了したことを条件として、リセット制御を行うリセットタイミングを設定する。この場合、所定の射出準備が完了したこと、には、少なくとも、ノズルタッチ動作が終了したこと，金型温度が安定状態に達すること，の一方又は双方の条件が含まれる。リセットタイミングの設定は、いわば一成形サイクルに係わる成形条件の一つとして設定し、ショット毎にリセット制御を行う。この結果、各種外乱要因による誤差分を最も効果的に排除でき、各ショット毎のパーティング開量Ｌｍ…の大きさを常に正確かつ安定に収集することができる。

その他、必要事項があれば、その設定を行う。例示の射出成形機Ｍは、成形型締力Ｐｃを、油圧回路２５における温度センサ４８により検出した油温の大きさにより補正する補正機能を備えている。この補正機能は、成形型締力Ｐｃに対する温度ドリフト等による油温の影響を排除するための機能であり、成形型締力Ｐｃを常に一定に維持できるため、動作制御の更なる高精度化及び安定化を図れるとともに、成形品の高度の品質及び均質性に寄与できる。したがって、他の必要事項の設定としては、補正機能により補正する際に使用する補正係数等を適用できる。

次に、本実施形態に係る射出成形方法の成形時における処理手順について、各図を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。

成形に際して、モード切換キー７１は高速モードが選択されていることを確認する（ステップＳ１）。これにより、成形時には 成形機コントローラ３における成形制御機能Ｆｍにより、本実施形態に係る射出成形方法における一連の制御が行われる。即ち、成形型締力Ｐｃにより型締が行われ、かつ成形射出圧力Ｐｉがリミット圧力Ｐｓに設定されるとともに、射出開始から高速射出条件Ｄｆにより金型２に樹脂Ｒが射出充填され、高速射出区間Ｚｆの終了により特定成形条件Ｄｃによる樹脂Ｒの射出充填が行われる。

以下、成形時の具体的な処理手順について説明する。まず、オペレータが不図示のスタートキーをＯＮにすれば、バルブ回路３７の切換及びサーボモータ３９が制御される。この結果、射出装置Ｍｉの計量モータ２５が駆動され、樹脂Ｒが可塑化処理されることにより射出準備が行われる（ステップＳ２）。なお、本実施形態に係る射出成形方法では、一般成形方式のように、樹脂Ｒを正確に計量する計量工程は不要である。即ち、射出工程では、キャビティ内に樹脂Ｒが満たされるまで射出動作を行うのみでよいため、計量工程における樹脂Ｒは多めに計量しておけば足りる。

また、型締装置Ｍｃの型締シリンダ２７が駆動制御され、型締力が成形型締力Ｐｃとなるように、金型２に対する型締が行なわれる（ステップＳ３）。このときの金型２の状態を図８（ａ）に示す。型締の終了により、ノズルタッチ動作によるノズルタッチ及び金型温度に対する制御が行われる。ノズルタッチ動作では、射出装置移動シリンダ２６が駆動制御され、射出装置Ｍｉが前進移動して金型２に対してノズルタッチする制御が行われるとともに、金型温度に対する制御処理は、型開きにより変動した金型温度が正規の設定温度になるように制御される。さらに、成形機コントローラ３では、設定されたリセットタイミングに達したか否かを監視し、リセットタイミングに達すれば、型位置検出器１８に対してゼロリセット処理を行う。

そして、射出開始タイミングに達することにより射出動作を開始する（ステップＳ４）。今回は、高速モードが選択されているため、射出動作に際しては、バルブ回路３７の切換及びサーボモータ３９が制御されることにより射出装置Ｍｉの射出シリンダ２４が駆動制御され、高速射出速度Ｖｆによる高速射出が行われる（ステップＳ５，Ｓ６）。例示の場合、高速射出速度Ｖｆとして、１５０〔ｍｍ／ｓ〕が設定されているため、１５０〔ｍｍ／ｓ〕の高速により、スクリュ２２が前進移動し、金型２に対する高速充填が行われる（ステップＳ７）。

また、成形制御機能Ｆｍにより、射出開始時点からの時間若しくはスクリュ位置又はパーティング開量Ｌｍが検出（計測）され、設定した時間Δｔｓを経過したか若しくは設定したスクリュ位置Ｘｓに達したか又は切換判定値Ｌｍｓに達したかを監視する。即ち、設定した切換点に達したかを監視する（ステップＳ８）。例示の場合、時間が監視され、射出開始時点から高速射出区間Ｚｆとなる０．５〔秒〕が経過したなら、高速射出を終了される（ステップＳ９）。これにより、射出開始時点から時間Δｔｓを経過した以降は、特定成形方式による射出、即ち、特定成形条件Ｄｃによる射出工程が行われる（ステップＳ１０）。

この場合、射出速度は、高速射出速度Ｖｆから、特定成形条件Ｄｃにより設定された射出速度、具体的には、定格速度を考慮した設定速度（例示の場合、８０〔ｍｍ／ｓ〕程度）まで低下する。したがって、加熱筒２２内の可塑化溶融した樹脂Ｒは金型２のキャビティ内に、特定成形方式による充填、即ち、特定成形条件Ｄｃに基づく充填が行われる（ステップＳ１１）。そして、樹脂Ｒの充填に伴い、射出圧力が上昇し、リミット圧力Ｐｓに達すれば、リミット圧力Ｐｓに維持するための制御、即ち、オーバーシュートを防止する制御が行われ、射出圧力はリミット圧力Ｐｓ（成形射出圧力Ｐｉ）に維持される。

さらに、金型２のキャビティ内に樹脂Ｒが満たされることにより、金型２は樹脂Ｒにより加圧され、固定型２ｃと可動型２ｍ間には、この加圧に基づく自然隙間となるパーティング開量Ｌｍが発生する（ステップＳ１２）。このパーティング開量Ｌｍは、予め設定した成形型締力Ｐｃ及び成形射出圧力Ｐｉにより、０．０３〜０．３０〔ｍｍ〕の許容範囲、望ましくは、０．０３〜０．２０〔ｍｍ〕の許容範囲となり、良好なガス抜きが行われるとともに、不良の排除された良品成形が行われる。このときの金型２の状態を図８（ｂ）に示す。

なお、特定成形モードが選択されている場合は、高速射出区間Ｚｆが存在しないため、射出開始タイミングに達することにより特定成形条件Ｄｃによる射出動作を開始することになる（ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ９）。

他方、射出時間が終了したら射出充填が終了する（ステップＳ１３）。また、冷却により金型２のキャビティ内における樹脂Ｒの固化が進行するとともに、この固化に伴って樹脂Ｒに対する圧縮（自然圧縮）が行われる（ステップＳ１４）。そして、設定した冷却時間が経過すれば、バルブ回路３７の切換及びサーボモータ３９が制御され、型締シリンダ２７が駆動制御されることにより、可動型２ｍを後退させることにより型開きが行われる。さらに、エジェクタシリンダ３４が駆動制御され、可動型２ｍに付着した成形品Ｇ（１００）の突き出し、即ち、取出しが行われる（ステップＳ１５）。これにより、一成形サイクルが終了する。

なお、このときの冷却時間は、射出開始タイミングからの経過時間として設定することができる。また、冷却時間の経過した時点では、樹脂Ｒの自然圧縮により、固定型２ｃと可動型２ｍ間のパーティング開量Ｌｍは、残留隙間（Ｌｍ）として僅かに開いた状態となる。この残留隙間は、通常、０．０１〜０．１０〔ｍｍ〕の許容範囲、望ましくは、０．０１〜０．０４〔ｍｍ〕の許容範囲となることが望ましい。これにより、金型２のキャビティ内における樹脂Ｒに対する自然圧縮が確実に行われるとともに、成形品Ｇにおける高度の品質及び均質性が確保される。

冷却時間が経過した時点における金型２の状態を図８（ｃ）に示す。また、図１０には実際に成形された大型成形品１００（Ｇ）の外観を例示する。この大型成形品１００は、本実施形態に係る射出成形方法を使用しない場合には、前述したように、同一の大型成形品１００であっても、図１１に示すように、末端一部分１００ｓにショート不良の発生が見られるが、本実施形態に係る射出成形方法を使用することにより、ショート不良の発生はなく、良好な成形を行うことができる。

一方、射出開始時点からは、型位置検出器１８により、パーティング開量Ｌｍの大きさが検出され、検出されたパーティング開量Ｌｍの大きさは、パーティング開量表示機能Ｆｄによりディスプレイ３ｄの波形表示部Ｖｓｇにグラフィック表示される。本実施形態に係る射出成形方法によるパーティング開量Ｌｍの変化は、図５に実線Ｋｆで示す変化特性となる。これにより、オペレータは、型締装置Ｍｃ側の挙動である金型２のパーティング開量Ｌｍの変化状況を視覚により容易かつ効果的にモニタリングすることができるとともに、各ショット毎のパーティング開量Ｌｍ…を重ね表示することも可能になるため、その変動状態なども容易に把握することができる（ステップＳ１６）。

また、図５に点線Ｋｓで示す変化特性は、高速射出区間Ｚｆを設けない場合、即ち、射出開始時点から特定成形条件Ｄｃにより成形する場合の変化特性である。図５から明らかなように、本実施形態に係る射出成形方法を用いることにより、射出充填時間の実質的な短縮化により成形サイクルのハイサイクル化を図ることができる。

さらに、エラー処理機能Ｆｅにより、射出開始時点からのパーティング開量Ｌｍをモニタリングし、パーティング開量Ｌｍの大きさが、設定したエラー判定値Ｌｍｊに達したか否かを監視し、エラー判定値Ｌｍｊに達したなら、所定のエラー処理を行う（ステップＳ１７，Ｓ１８）。エラー処理としては、例えば、射出成形機Ｍの動作を直ちに停止する制御やアラームの出力制御などを行なうことができる。これにより、高速射出速度Ｖｆを設定することにより、過度の射出圧力が発生し、金型２の内部で異常に高い樹脂圧が発生したことを速やかに検出できるため、動作停止等のエラー処理を速やかに行うことにより金型２の破損等を未然に回避することができる。

なお、実施形態では、モード切換キー７１により、高速成形モードと特定成形モードを切換えることができるモード切換機能Ｆｓ、即ち、高速射出区間Ｚｆが０区間となる特定成形モード又は高速射出区間Ｚｆが当該０区間以外の区間となる高速成形モードを選択的に切換可能なモード切換機能Ｆｓを設けた場合を例示したが、モード切換機能Ｆｓを設けることなく、高速成形モードのみによる射出成形方法であってもよい。この場合、高速射出を行う高速射出区間Ｘｆを０に設定すれば、実質的に特定成形モードによる成形を行うことができる。しかし、モード切換機能Ｆｓを設ければ、高速射出条件Ｄｆと特定成形条件Ｄｃを予め設定し、高速成形モードと特定成形モードを容易に切換えて使用できる。加えて、モード切換機能Ｆｓを設ければ、一台の射出成形機Ｍにより、小型成形品から大型成形品までの幅広いサイズの成形品に対して、特定成形条件Ｄｃに基づく特定成形方式の特長を生かした高品質及び高均質の成形を行うことができるとともに、オールラウンドの成形が可能になるなど、ユーザーサイドに対して、汎用性及び発展性に優れた最適な射出成形方法を提供できる。

他方、以上の実施形態では、型締装置Ｍｃとして、型締シリンダ１１の駆動ラム１１ｐにより可動型２ｍを変位させる直圧方式の油圧式型締装置Ｍｃｓを用いた場合を示したが、型締装置Ｍｃには、図９に変更例として示すトグル方式の型締装置Ｍｃｔを用いることも可能である。

トグル方式の型締装置Ｍｃｔは、図９に示すように、基本形態として、固定型２ｃを支持する固定盤１２と圧受盤１３間に架設したタイバー１４…に可動型２ｍを支持する可動盤１５をスライド自在に装填し、かつ圧受盤１３と可動盤１５間にトグルリンク機構１６を配設するとともに、駆動機構部１７によりトグルリンク機構１６を駆動して可動型２ｍと固定型２ｃの型開閉を行う型締装置であり、非ロックアップ状態で型締を行うことにより、本実施形態に係る射出成形方法を実現可能となる。

例示する型締装置Ｍｃｔは、より具体的な構成として、離間して配した固定盤１２と圧受盤１３を備え、固定盤１２は不図示の機台上に固定されるとともに、圧受盤１３は当該機台上に進退移動可能に支持される。固定盤１２と圧受盤１３間には、複数（四本）のタイバー１４…を架設し、各タイバー１４…の前端は、固定盤１２に固定するとともに、各タイバー１４…の後端は、圧受盤１３に対して挿通させる。一方、タイバー１３…には、可動盤１５をスライド自在に装填する。この可動盤１５は可動型２ｍを支持するとともに、固定盤１２は固定型２ｃを支持する。また、圧受盤１３と可動盤１５間にはトグルリンク機構１６を配設する。トグルリンク機構１６は、圧受盤１３に軸支した一対の第一リンクと、可動盤１５に軸支した一対の出力リンクと、第一リンクと出力リンクの支軸に結合した一対の第二リンクを有し、この第二リンクにクロスヘッドｍｈを軸支する。さらに、１７は、圧受盤１３とクロスヘッド９１間に配した駆動機構部であり、この駆動機構部１７は、圧受盤１３に回動自在に支持されたボールねじ部と、このボールねじ部に螺合し、かつクロスヘッド９１に一体に設けたボールナット部を有するボールねじ機構９２を備えるとともに、ボールねじ部を回転駆動する回転駆動部９３を備える。これにより、回転駆動部９３の駆動モータ９３ｍを作動させれば、ボールねじ部が回転することによりボールナット部が進退移動する。この結果、ボールナット部と一体のクロスヘッドｍｈが進退移動し、トグルリンク機構１６が屈曲又は伸長し、可動盤１５が型開方向（後退方向）又は型閉方向（前進方向）へ進退移動する。なお、９４は、圧受盤１３に付設した型厚調整装置を示す。型厚調整装置９４は、四本のタイバー１４…の後端側にねじ部を形成し、各ねじ部にそれぞれ調整ナットを螺合して構成したものであり、例示の場合、ギアードモータを用いた型厚調整モータ９５を駆動することにより、各調整ナットを回転させ、圧受盤１３の前後方向位置を調整することができる。

トグル方式の型締装置Ｍｃｔを用いる場合には、非ロックアップ状態で型締を行う。ロックアップ状態の場合、トグルリンク機構１６は、図９に示すように、完全に延び切った状態になり、樹脂圧による金型２の開きは基本的にタイバー１４…の伸びに依存する。したがって、このロックアップ状態における可動型２ｍの型位置を０〔ｍｍ〕とするとともに、駆動モータ９３ｍを駆動制御し、トグルリンク機構１６を屈曲させることにより可動型２ｍの位置を型開方向へ僅かに後退させれば、非ロックアップ状態にすることができ、これにより、型２ｍに対する背圧（型締力）を駆動モータ９３ｍにより制御することができる。

したがって、本来の使用態様では自然圧縮を実現できないトグル方式の型締装置Ｍｃｔであっても、非ロックアップ状態で型締を行うことにより自然圧縮が可能となり、本発明に係る射出成形方法を実現できるとともに、同射出成形方法に基づく前述した各種作用効果を享受できる。このように、油圧式の型締装置Ｍｃ（Ｍｃｓ）のみならず、電動式の型締装置Ｍｃ（Ｍｃｔ）であっても本実施形態に係る射出成形方法を同様に実施できるため、汎用性及び発展性（応用性）の高い射出成形方法として提供できる。

よって、このような本実施形態に係る射出成形方法によれば、基本的な手法として、少なくとも金型２の内部の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒに対する自然圧縮が可能となる型締装置Ｍｃを使用し、予め、射出充填時に金型２の可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の隙間となるパーティング開量Ｌｍが生じ、かつ良品成形可能な射出圧力となる成形射出圧力Ｐｉ及び良品成形可能な型締力となる成形型締力Ｐｃを求めることにより特定成形条件Ｄｃとして設定するとともに、当該特定成形条件Ｄｃにより設定する射出速度よりも高速となる射出開始からの高速射出速度Ｖｆ及びこの高速射出速度Ｖｆを継続させる高速射出区間Ｚｆを高速射出条件Ｄｆとして設定し、成形時に、成形型締力Ｐｃにより型締し、かつ成形射出圧力Ｐｉをリミット圧力Ｐｓに設定するとともに、射出開始から高速射出条件Ｄｆにより金型２に樹脂Ｒを射出充填し、高速射出区間Ｚｆの終了により特定成形条件Ｄｃによる樹脂Ｒの射出充填を行うようにしたため、充填初期には、高速射出条件Ｄｆにより、樹脂Ｒを、例えば金型２の末端付近まで射出充填し、その後、特定成形条件Ｄｃにより、射出充填することができる。

したがって、樹脂Ｒの流動長が長い大型成形品であっても、末端部分に発生するショート不良を回避でき、小型又は中型の成形品と同様、特定成形条件Ｄｃに基づく特定成形方式の特長を生かした高品質かつ高均質の成形を行うことができるとともに、射出充填時間の実質的な短縮化に基づく成形サイクルのハイサイクル化を図ることができる。

また、基本的には、特定成形条件Ｄｃ基づく成形を行うことができるため、特定成形条件Ｄｃ基づく基本的効果、即ち、一定の成形型締力Ｐｃと一定の成形射出圧力Ｐｉとの相対的な力関係により所定の型隙間Ｌｍを生じさせることが可能となり、樹脂Ｒの射出充填が終了した後も成形型締力Ｐｃによる自然圧縮を生じさせることができるなど、成形品Ｇ（１００）に対する高度の品質及び均質性を確保できる。したがって、温度や圧力等に敏感に影響を受けやすい特性を有する樹脂Ｒの成形に最適となる。

さらに、正確性の要求される射出条件をはじめ、正確な計量が要求される計量値等の計量条件を含む各種成形条件の設定は不要又は大幅に低減できる。したがって、成形条件のシンプル化及び設定容易化、更には品質管理の容易化を図ることができるとともに、生産時における動作制御も容易に行うことができる。

以上、変更例を含む好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，数量，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、成形品として大型成形品を例示したが、成形品のサイズが特定（限定）されるものではない。したがって、例えば、樹脂Ｒの粘性が大きい場合には、小型の成形品であっても本発明に係る射出成形方法は有効であり、発明の範囲として、成形品のサイズは任意である。また、冷却時間の経過後における可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の残留隙間を生じさせることが望ましいが、残留隙間を生じさせない場合を排除するものではない。一方、パーティング開量Ｌｍとして、０．０３〜０．３０〔ｍｍ〕の許容範囲を、残留隙間として、０．０１〜０．１０〔ｍｍ〕の許容範囲をそれぞれ例示したが、これらの範囲に限定されるものではなく、粘性等の異なる樹脂Ｒの種類などに応じて適宜変更可能である。また、成形射出圧力Ｐｉは、良品成形可能な最小値又はその近傍の値に設定することが望ましいが、このような最小値又はその近傍の値以外となる場合を排除するものではない。

本発明に係る射出成形方法及び射出成形機は、型締装置により型締された金型に対して射出装置から樹脂を射出充填して成形を行う各種の射出成形機に利用できるとともに、その射出成形方法として利用できる。

２：金型，２ｃ：固定型，２ｍ：可動型，３：成形機コントローラ，３ｄ：ディスプレイ，１１：型締シリンダ，１１ｐ：駆動ラム，１２：固定盤，１３：圧受盤，１４…：タイバー，１５：可動盤，１６：トグルリンク機構，１７：駆動機構部，１８：型位置検出器，Ｇ：成形品，Ｍ：射出成形機，Ｍｃ：型締装置，Ｍｃｓ：油圧式型締装置，Ｍｃｔ：トグル方式の型締装置，Ｍｉ：射出装置，Ｒ：樹脂，Ｌｍ：パーティング開量，Ｌｍｓ：切換判定値，Ｌｍｊ：エラー判定値，Ｐｉ：成形射出圧力，Ｐｃ：成形型締力，Ｄｃ：特定成形条件，Ｄｆ：高速射出条件，Ｖｆ：高速射出速度，Ｚｆ：高速射出区間，Ｆｃ：特定成形条件設定機能，Ｆｆ：高速射出条件設定機能，Ｆｍ：成形制御機能，Ｆｄ：パーティング開量表示機能，Ｆｅ：エラー処理機能，Ｆｓ：モード切換機能

Claims (8)

1. 型締装置により所定の型締力で型締された固定型と可動型からなる金型に対して、射出装置により所定の射出圧力で樹脂を射出充填して成形を行う射出成形方法であって、少なくとも前記金型の内部の樹脂の固化に伴って樹脂に対する自然圧縮が可能となる型締装置を使用し、予め、射出充填時に金型の可動型と固定型間に所定の隙間となるパーティング開量が生じ、かつ良品成形可能な射出圧力となる成形射出圧力及び良品成形可能な型締力となる成形型締力を求めることにより特定成形条件として設定するとともに、当該特定成形条件により設定する射出速度よりも高速となる射出開始からの高速射出速度及びこの高速射出速度を継続させる高速射出区間を高速射出条件として設定し、かつ当該高速射出区間の終了を前記パーティング開量の大きさに対する切換判定値により設定し、成形時に、前記成形型締力により型締し、かつ前記成形射出圧力をリミット圧力に設定するとともに、射出開始から前記高速射出条件により前記金型に樹脂を射出充填し、かつ前記パーティング開量を検出することにより、検出したパーティング開量の大きさが前記切換判定値に達したなら、前記特定成形条件に切換え、前記特定成形条件による樹脂の射出充填を行った後、所定の冷却時間が経過したなら前記金型から成形品の取出しを行うことを特徴とする射出成形方法。
2. 前記成形射出圧力及び前記成形型締力は、前記可動型と前記固定型間の最大時における前記パーティング開量が０．０３〜０．３〔ｍｍ〕になるように設定することを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。
3. 固定型と可動型からなる金型に対して所定の型締力により型締を行う型締装置と、前記金型に対して所定の射出圧力により樹脂を射出充填する射出装置とを備える射出成形機であって、前記金型に付設することにより、前記可動型と前記固定型の相対位置により前記パーティング開量を検出する型位置検出器を備えるとともに、少なくとも前記金型の内部の樹脂の固化に伴って樹脂に対する自然圧縮が可能となる型締装置と、射出充填時に金型の可動型と固定型間に所定の隙間となるパーティング開量が生じ、かつ良品成形可能な射出圧力となる成形射出圧力及び良品成形可能な型締力となる成形型締力を求めることにより特定成形条件として設定する特定成形条件設定機能，前記特定成形条件により設定する射出速度よりも高速となる射出開始からの高速射出速度及びこの高速射出速度を継続させる高速射出区間を高速射出条件として設定する高速射出条件設定機能，並びに前記型締装置を前記成形型締力により型締し、かつ前記成形射出圧力をリミット圧力に設定し、射出開始から前記高速射出条件により前記金型に樹脂を射出充填するとともに、前記高速射出区間の終了により前記特定成形条件による樹脂の射出充填を行う成形制御機能，を少なくとも有してなる成形機コントローラとを備えてなることを特徴とする射出成形機。
4. 前記型締装置は、型締シリンダの駆動ラムにより前記可動型を変位させる直圧方式の油圧式型締装置であることを特徴とする請求項３記載の射出成形機。
5. 前記型締装置は、前記固定型を支持する固定盤と圧受盤間に架設したタイバーに前記可動型を支持する可動盤をスライド自在に装填し、かつ前記圧受盤と前記可動盤間にトグルリンク機構を配設するとともに、駆動機構部により前記トグルリンク機構を駆動して前記可動型と前記固定型の型開閉を行うトグル方式の型締装置を使用し、非ロックアップ状態で型締を行うことを特徴とする請求項３記載の射出成形機。
6. 前記成形機コントローラは、前記型位置検出器により検出した前記パーティング開量をディスプレイにグラフィック表示するパーティング開量表示機能を備えることを特徴とする請求項３記載の射出成形機。
7. 前記成形機コントローラは、成形時に検出したパーティング開量の大きさが、前記パーティング開量に対して設定したエラー判定値に達したなら所定のエラー処理を行うエラー処理機能を備えることを特徴とする請求項３記載の射出成形機。
8. 前記成形機コントローラは、高速射出区間が０区間となる特定成形モード又は前記高速射出区間が当該０区間以外の区間となる高速成形モードを選択的に切換可能なモード切換機能を備えることを特徴とする請求項３記載の射出成形機。

Images