JP7196212B2 - 射出成形機のスクリュライナ減耗検出方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機のスクリュの後端部を支持するスクリュライナの減耗量を検出する際に用いて好適な射出成形機のスクリュライナ減耗検出方法及び装置に関する。

一般に、射出成形機は、成形材料（樹脂材料）を可塑化するスクリュを加熱筒に内蔵した射出装置を備えており、スクリュは、通常、後端部を所定のスクリュ結合手段を介して、スクリュ回転機構及びスクリュ進退機構を含むスクリュ駆動部の駆動出力軸に結合している。

従来、こ種のスクリュ結合手段としては、特許文献１に記載されるインラインスクリュ式射出装置，及び特許文献２に記載される射出成形機用のスクリュとスクリュ駆動装置の組合わせにより知られている。特許文献１の射出装置に開示されるスクリュ結合手段は、射出スクリュを射出駆動部材に回転自在に連結するとともに、連結部材となる射出駆動部材側のスクリュ保持リングと、射出スクリュ側のスプラインリングのフランジとの対向面に、側面を互いに接して位置する複数の係合突部を交互に突設し、この係合突部により回転が伝達され、また射出スクリュ側が自由状態となって射出開始と同時に射出スクリュ側が逆回転するように射出スクリュ側と射出駆動部材とを接続するように構成されたものである。

また、特許文献２に開示されるスクリュとスクリュ駆動装置の組合わせは、加熱シリンダとスクリュの芯合わせができる射出成形機のスクリュとスクリュ駆動装置の組み合わせの提供を目的としたものであり、具体的には、スクリュ駆動装置を、加熱シリンダを固定する前プレートと、後プレートと、前プレートと後プレートの間で軸方向に駆動される中間プレートとから構成し、スクリュは取付軸部を中間プレートに取付けるとともに、取付軸部は後端にテーパ面を形成し、中間プレートの取付挿入穴にも、着座面を形成し、スクリュを中間プレートに取付けるとき、テーパ面が着座面に押しつけられて芯合わせされ、前プレートに固定されている加熱シリンダと、中間プレートに取付けられているスクリュが芯合わせされるように構成されたものである。

特開平６－７１７０６号公報 特開２０１７－７１０８５号公報

ところで、一般に射出成形機は、スクリュに対して軸方向の負荷が付加された状態で回転動作を行うため、スクリュ結合手段における摩耗が避けられないとともに、摩耗が発生した場合、樹脂材料の計量値や射出終了位置等の誤差要因になる。したがって、減耗が大きくなった場合には、部品交換等のメンテナンスが必要になるが、スクリュやこのスクリュを結合する駆動出力軸などは比較的大型の部品となり、交換が容易でないとともに、交換する場合であっても大幅なコストアップや作業時間が強いられる。

このため、従来では、スクリュの後端部と駆動出力軸側のスクリュ支持部間に、円盤状のスクリュライナ（スペーサ）を介在させることにより、このスクリュライナに減耗が生じるようにするとともに、スクリュの交換時や定期的なメンテナンス時に、スクリュライナの減耗状態を確認し、減耗が進行していた場合には、新しいものと交換する方法を採用していた。

しかし、このような従来の手法では、未だ余裕があると判断して使用を継続しても、生産途中の減耗過多により成形不良が発生したり、成形条件が正しく設定されないなどの不具合を招いてしまうとともに、他方、早めの交換を行った場合には、資源の無駄を招いたり、無駄な交換作業を強いられるなど、ランニングコスト削減の観点からもマイナス要因となる難点があった。

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機のスクリュライナ減耗検出方法及び装置の提供を目的とするものである。

本発明に係る射出成形機Ｍのスクリュライナ減耗検出方法は、射出成形機Ｍのスクリュ２の後端部２ｒとこの後端部２ｒの後方に配した軸方向Ｄｓ位置が固定されたスクリュ支持部３間に介在させたスクリュライナ４の減耗を検出するに際し、スクリュ２を回転させて所定量の樹脂材料Ｒの計量動作を行う計量動作工程（Ｓ２）と、この計量動作工程（Ｓ２）後、スクリュ２を所定距離だけ後退させるデコンプ動作を行うデコンプ動作工程（Ｓ３）と、このデコンプ動作工程（Ｓ３）後、スクリュ２を所定距離Ｌｆだけ前進させる前進動作工程（Ｓ４）と、前進動作工程（Ｓ４）の開始からスクリュ２に付加される負荷圧Ｐを監視し、当該負荷圧Ｐが予め設定した所定の負荷圧閾値Ｐｓに達した時点におけるスクリュ２の前進距離Ｌｍを求め、この前進距離Ｌに基づいてスクリュライナ４の減耗量Ｘを検出する検出処理工程（Ｓ８）とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る射出成形機Ｍのスクリュライナ減耗検出装置１は、射出成形機Ｍのスクリュ２の後端部２ｒとこの後端部２ｒの後方に配した軸方向Ｄｓ位置が固定されたスクリュ支持部３間に介在させたスクリュライナ４の減耗を検出するスクリュライナ減耗検出装置を構成するに際して、成形機コントローラ１０に、スクリュ２を回転させて所定量の樹脂材料Ｒの計量動作を行う計量動作制御機能Ｆｍと、この計量動作制御機能Ｆｍによる計量動作後にスクリュ２を所定距離だけ後退させるデコンプ動作を行うデコンプ動作制御機能Ｆｄと、このデコンプ動作制御機能Ｆｄによるデコンプ動作後にスクリュ２を所定距離だけ前進させる前進動作制御機能Ｆｆと、この前進動作制御機能Ｆｆによる前進動作の開始からスクリュ２に付加される負荷圧Ｐを監視し、負荷圧Ｐが予め設定した所定の負荷圧閾値Ｐｓに達した時点におけるスクリュ２の前進距離Ｌｍを求め、この前進距離Ｌｍに基づいてスクリュライナ４の減耗量Ｘを検出する検出処理機能Ｆｃとを実行するライナ減耗検出モードｍｃを設けたことを特徴とする。

一方、本発明は、好適な発明の態様により、ライナ減耗検出モードｍｃは、射出成形機Ｍの自動パージ処理モードｍｐの一部として実行することができる。また、前進動作工程（Ｓ４）の開始から予め設定した所定の圧力検出距離Ｌｃに達しても負荷圧閾値Ｐｓに達しないときは所定のエラー処理（Ｓ９）を行うことができる。一方、前進距離Ｌｍは、初回に求めた前進距離Ｌｍを基準値Ｌｍｓとして設定し、この後に求めた前進距離Ｌｍと基準値Ｌｍｓの差分となる実測量Ｌｄに基づいて減耗量Ｘを検出することができる。さらに、前進距離Ｌｍと基準値Ｌｍｓの差分となる実測量Ｌｄに対する交換判断値Ｌｓを設定し、当該実測量Ｌｄが、交換判断値Ｌｓに達したことに基づき、所定の報知手段１３により交換時期であることを報知することができる。他方、減耗量Ｘは、成形機コントローラ１０におけるディスプレイ１１の表示部１１ｘにより表示することができる。また、スクリュ２の後端部２ｒとスクリュ支持部３は、スクリュライナ４を含むスクリュ結合部Ｊｓにより結合するとともに、当該スクリュ結合部Ｊｓのスクリュライナ４を、交換可能に構成することができる。なお、スクリュライナ４は、形成素材として、当該スクリュライナ４の前面及び後面に当接する部位の素材よりも硬度の小さい素材を用いることができる。

このような本発明に係る射出成形機Ｍのスクリュライナ減耗検出方法及びスクリュライナ減耗検出装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 成形機コントローラ１０にライナ減耗検出モードｍｃを設けたため、スクリュライナ４の減耗量Ｘを絶対量として正確に検出することができる。この結果、スクリュライナ４の適切な交換時期を容易に把握することが可能になり、減耗過多により成形不良が発生したり成形条件が正しく設定されないなどの不具合を排除して成形品質を高めることができる。

（２） 資源の無駄や無駄な交換作業を強いられるなどのランニングコストの上昇を排除し、メンテナンスの廃止又は簡略化による全体の経済性を高めることができる。しかも、成形機コントローラ１０の制御機能を利用できるため、実施の容易化を図れるとともに、部品点数を増加させることなく実施することができる。

（３） 好適な態様により、ライナ減耗検出モードｍｃを、射出成形機Ｍの自動パージ処理モードｍｐの一部として実行するようにすれば、別途の独立した検出処理モードの構築が不要になるため、工数低減による生産能率の向上に寄与できる。

（４） 好適な態様により、前進動作工程（Ｓ４）の開始から予め設定した所定の圧力検出距離Ｌｃに達しても負荷圧閾値Ｐｓに達しないときに所定のエラー処理を行うようにすれば、センサ機能の故障等の何らかの異常が考えられるため、異常をいち早く検出することにより異常に対して迅速に対処することができる。

（５） 好適な態様により、前進距離Ｌｍを求めるに際して、初回に求めた前進距離Ｌｍを基準値Ｌｍｓとして設定し、この後に求めた前進距離Ｌｍと基準値Ｌｍｓの差分となる実測量Ｌｄに基づいて減耗量Ｘを検出するようにすれば、求めた前進距離Ｌｍに対して、いわばゼロリセットできるため、スクリュライナ４に対する正確な減耗量Ｘを安定に得ることができる。

（６） 好適な態様により、前進距離Ｌｍと基準値Ｌｍｓの差分となる実測量Ｌｄに対する交換判断値Ｌｓを設定し、当該実測量Ｌｄが、交換判断値Ｌｓに達したことに基づき、所定の報知手段１３により交換時期であることを報知するようにすれば、スクリュライナ４の的確な交換時期を確実に知ることができるため、例えば、経験の浅いオペレータであってもスクリュライナ４の正確な交換時期に必要な対応を行うことができる。

（７） 好適な態様により、得られた減耗量Ｘを、成形機コントローラ１０におけるディスプレイ１１の表示部１１ｘにより表示するようにすれば、必要に応じて減耗量Ｘに対する監視を常に行うことが可能になるため、例えば、交換用のスクリュライナ４を事前に準備することができるなど、オペレータによる減耗量Ｘの監視の容易化及び利便性に寄与できる。

（８） 好適な態様により、スクリュ２の後端部２ｒとスクリュ支持部３は、スクリュライナ４を含むスクリュ結合部Ｊｓにより結合するとともに、当該スクリュ結合部Ｊｓのスクリュライナ４を、交換可能に構成すれば、本実施形態に係るスクリュライナ減耗検出方法及び装置１を利用できる望ましい構造を有するため、スクリュライナ４の減耗状態を監視する観点から良好なパフォーマンスを得ることができる。

（９） 好適な態様により、スクリュライナ４の形成素材として、当該スクリュライナ４の前面及び後面に当接する部位の素材よりも硬度の小さい素材を用いれば、本実施形態に係るスクリュライナ減耗検出方法及び装置１を利用できる望ましい素材レイアウトとなるため、良好なパフォーマンスを得る観点から最適な形態として実施できる。

本発明の好適実施形態に係るスクリュライナ減耗検出方法の処理手順を示すフローチャート、 同スクリュライナ減耗検出方法を実施できる射出成形機の概略構成図、 同射出成形機のスクリュ結合部を構成する部品を示す分解断面図、 同射出成形機のスクリュ結合部の断面図、 同スクリュライナ減耗検出方法の原理説明図、 同スクリュライナ減耗検出装置における設定画面を示す表示画面図、

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、本実施形態に係るスクリュライナ減耗検出装置１の理解を容易にするため、同装置１を備える射出成形機Ｍの概略構成について、図２－図４を参照して説明する。

図２は、射出成形機Ｍ、特に、射出装置Ｍｉ，及びこの射出装置Ｍｉから溶融した樹脂材料Ｒが射出充填される成形用金型Ｃを示すとともに、この射出成形機Ｍの各種アクチュエータを駆動制御する駆動制御系Ｍｓを示す。したがって、この金型Ｃの型締を行う型締装置は省略されている。

射出装置Ｍｉにおいて、２１は加熱筒であり、この加熱筒２１の前端部にはヘッド部２１ｅを介してノズル２１ｎを取付ける。また、加熱筒２１の後端部には、成形材料（樹脂）Ｒを収容するホッパ２１ｈを備えるとともに、このホッパ２１ｈの下端開口と加熱筒２１の内部間は、材料落下通路を介して連通する。これにより、ホッパ２１ｈ内の成形材料（樹脂材料）Ｒは材料落下通路を通して加熱筒２１の内部に供給される。さらに、加熱筒２１の内部にはスクリュ２を回動自在及び進退自在に装填し、このスクリュ２の後端部２ｒは、スクリュ結合部Ｊｓを介して、スクリュ駆動部２２における駆動出力軸２２ｏの前端面に結合する。

図３及び図４に、スクリュ結合部Ｊｓの具体的構成を示す。スクリュ結合部Ｊｓは、図３に示すように、主要部品として、スクリュ保持リング３１、スプラインリング３２、スクリュライナ４、スクリュ自動調心軸受３３を備える。

この場合、特に、スクリュライナ４には、形成素材として、当該スクリュライナ４の前面及び後面に当接する部位の素材よりも硬度の小さい素材を用いる。例示の場合、スクリュライナ４の前面に当接する部位は、スクリュ２の後端部２ｒの後端面となり、スクリュライナ４の後面に当接する部位は、スクリュ自動調心軸受３３となるため、スクリュライナ４の形成素材には、スクリュ２及びスクリュ自動調心軸受３３よりも硬度の小さい素材を用いる。このように、スクリュライナ４の形成素材として、当該スクリュライナ４の前面及び後面に当接する部位の素材よりも硬度の小さい素材を用いれば、本実施形態に係るスクリュライナ減耗検出方法及び装置１を利用できる望ましい素材レイアウトとなるため、良好なパフォーマンスを得る観点から最適な形態として実施することができる。

そして、スクリュ２の後端部２ｒを、駆動出力軸２２ｏの前端面に結合する際には、まず、スクリュ保持リング３１の内側開孔にスプラインリング３２を挿入する。この場合、スプラインリング３２の外周面には、フランジ３２ｆを一体に有し、かつフランジ３２ｆの前面には嵌合用凹凸部３２ｆｓを一体に有するとともに、スクリュ保持リング３１の後面には嵌合用凹凸部３１ｓを一体に有するため、スクリュ保持リング３１の内側開孔にスプラインリング３２を挿入すれば、嵌合用凹凸部３１ｓと嵌合用凹凸部３２ｆｓが相互に嵌合する。これにより、スプラインリング３２はスクリュ保持リング３１に対して周方向の変位が規制される。

次いで、スプラインリング３２の内部に、スクリュ２の後端部２ｒを挿入する。この場合、スプラインリング３２は、内周面に軸受側スプライン係合部３２ｉを有するとともに、スクリュ２の後端部２ｒは、外周面に軸側スプライン係合部２ｒｏを有するため、軸受側スプライン係合部３２ｉと軸側スプライン係合部２ｒｏはスプライン係合する。これにより、スクリュ２は、スプラインリング３２に対して周方向の変位が規制される。なお、スクリュ２の後端部２ｒの外周面における後端面付近には周方向のリング溝２ｒｓが形成されるため、後端部２ｒを、スプラインリング３２の内部に挿通させた際は、図４に示すように、スプラインリング３２の後端から突出したリング溝２ｒｓに、止リング３４を嵌込むことにより離脱を防止する。

この後、駆動出力軸２２ｏの前端面に形成した支持凹部２２ｄの内部に、スクリュ自動調心軸受３３，スクリュライナ４の順に収容するとともに、さらに、スクリュ２の後端部２ｒを挿入する。そして、この状態で、スクリュ保持リング３１を、複数の固定ボルト３５…を用いて駆動出力軸２２ｏの前端面にボルト止めにより固定する。これにより、図４に示すスクリュ結合部Ｊｓを組付けることができる。即ち、スクリュ２の後端部２ｒと駆動出力軸２２ｏの前端面をスクリュ結合部Ｊｓにより結合することができる。

スクリュ結合部Ｊｓは、このような構造を有するため、固定ボルト３５…を取外すことにより、スクリュ２の後端部２ｒを駆動出力軸２２ｏの前端面から抜き取れば、スクリュライナ４の交換を容易に行うことができる。このように、スクリュ２の後端部２ｒとスクリュ支持部３を、スクリュライナ４を含むスクリュ結合部Ｊｓにより結合するとともに、当該スクリュ結合部Ｊｓのスクリュライナ４を、交換可能に構成すれば、本実施形態に係
るスクリュライナ減耗検出方法及び装置１を利用できる望ましい構造となるため、スクリュライナ４の減耗状態を監視する観点から良好なパフォーマンスを得ることができる。

一方、スクリュ駆動部２２は、スクリュ２を回転させるスクリュ回転機構２２ｒを備えるとともに、スクリュ２を前進及び後退させるスクリュ進退機構２２ｍを備える。なお、スクリュ回転機構２２ｒ及びスクリュ進退機構２２ｍの駆動方式は、例示の場合、電動モータを用いた電気駆動方式であるが、油圧回路を用いた油圧駆動方式等であってもよく、その駆動方式は問わない。

他方、スクリュ回転機構２２ｒ及びスクリュ進退機構２２ｍは、給電ドライバ２３に接続するとともに、この給電ドライバ２３は、成形機コントローラ１０に備えるコントローラ本体１０ｍに接続する。これにより、コントローラ本体１０ｍから給電ドライバ２３に、スクリュ回転機構２２ｒ及びスクリュ進退機構２２ｍを駆動制御するための制御指令が付与されるとともに、スクリュ２の速度及び位置等の物理量は、図示を省略した速度センサ及び位置センサ等により検出され、この検出信号は、給電ドライバ２３及びコントローラ本体１０ｍに付与される。

また、成形機コントローラ１０は、射出成形機Ｍの全体制御を司る機能を備えており、コントローラ本体１０ｍは、ＣＰＵ及び内部メモリ１５等のハードウェアを内蔵したコンピュータ機能を有する。この場合、内部メモリ１５には、データベースを含む各種データ類を書込可能なデータエリア１５ｄが含まれるとともに、各種演算処理及び各種制御処理（シーケンス制御）を実行するため包括的な制御プログラム（ソフトウェア）を格納するプログラムエリア１５ｐが含まれる。したがって、成形機コントローラ１０は、ＨＭＩ制御系及びＰＬＣ制御系を包含し、内部メモリ１５には、ＰＬＣプログラム及びＨＭＩプログラムを格納する。ＰＬＣプログラムにより、射出成形機Ｍにおける各種工程のシーケンス動作や射出成形機Ｍの監視等が実行されるとともに、ＨＭＩプログラムにより、射出成形機Ｍの動作パラメータの設定及び表示，射出成形機Ｍの動作監視データの表示等が実行される。さらに、成形機コントローラ１０には、ディスプレイ１１が付属する。ディスプレイ１１は、必要な情報表示を行うことができるとともに、タッチパネル１１ｔが付設され、このタッチパネル１１ｔを用いて、入力，設定，選択等の各種入力操作を行うことができる。

次に、本実施形態に係るスクリュライナ減耗検出装置１の構成について、図２－図６を参照して具体的に説明する。

前述したように、射出成形機Ｍの場合、スクリュ２に対して負荷が付加された状態で回転動作を行うため、スクリュ結合部Ｊｓにおける摩耗が避けられない。このため、負荷が付加される部位にスクリュライナ４を介在させ、このスクリュライナ４を摩耗させることにより他の部位の摩耗を回避するとともに、スクリュライナ４の減耗が進行した際は、新しいスクリュライナ４と交換している。

このように、スクリュライナ４は、いわば消耗品として交換を行っているが、スクリュライナ４の交換時期を的確に把握することは容易でない。そこで、本実施形態に係るスクリュライナ減耗検出装置１は、スクリュライナ４の減耗量Ｘを正確に検出し、最適なタイミングで交換できるようにしたものである。

このため、本実施形態に係るスクリュライナ減耗検出装置１では、図２に示すように、成形機コントローラ１０における内部メモリ１５のプログラムエリア１５ｐに、ライナ減耗検出モードｍｃを実行するアプリケーションプログラムを設けるとともに、特に、成形機コントローラ１０に備える自動パージ処理モードｍｐの一部として実行できるようにした。このように、ライナ減耗検出モードｍｃを、射出成形機Ｍの自動パージ処理モードｍｐの一部として実行するようにすれば、別途の独立した検出処理モードの構築が不要になる。即ち、自動パージ処理モードｍｐは、射出成形機Ｍに必要な基本的な機能となるため、別途の独立した検出処理モードは不要になり、工数低減による生産能率の向上に寄与できる。

このライナ減耗検出モードｍｃは、図２に示すように、スクリュ２を回転させて所定量の樹脂材料Ｒの計量動作を実行する計量動作制御機能Ｆｍと、この計量動作制御機能Ｆｍによる計量動作後にスクリュ２を所定距離だけ後退させるデコンプ動作を実行するデコンプ動作制御機能Ｆｄと、このデコンプ動作制御機能Ｆｄによるデコンプ動作後にスクリュ２を所定距離だけ前進させる動作を実行する前進動作制御機能Ｆｆと、この前進動作制御機能Ｆｆによる前進動作の開始からスクリュ２に付加される負荷圧Ｐを監視し、負荷圧Ｐが予め設定した所定の負荷圧閾値Ｐｓに達した時点におけるスクリュ２の前進距離Ｌｍを求め、この前進距離Ｌｍに基づいてスクリュライナ４の減耗量Ｘを検出する検出処理機能Ｆｃとを備える。なお、スクリュ２の前進距離Ｌｍ（及び後退距離）は、移動時間を監視し、移動時間と移動速度から求められる。

また、図６は、スクリュライナ減耗検出装置１に備える設定画面Ｖｓを示す。この設定画面Ｖｓにより設定した制御条件に基づいて、上述した各動作制御機能Ｆｍ，Ｆｄ，Ｆｆ，及び検出処理機能Ｆｃが実行される。同図における主要な設定部及び表示部は次のようになる。

４１は、凹監視キーであり、「ＯＮ」にすることにより、ライナ減耗検出モードｍｃを実行させることができる。４２は凹単独キーであり、「ＯＮ」にすることにより、ライナ減耗検出モードｍｃを単独で実行させることができる。本実施形態におけるライナ減耗検出モードｍｃは、上述したように、自動パージ処理モードｍｐの一部として実行される。したがって、凹単独キー４２を「ＯＮ」にした場合、自動パージ処理モードｍｐから切離すことによりライナ減耗検出モードｍｃのみを単独で実行させることができるとともに、凹単独キー４２を「ＯＦＦ」にした場合、自動パージ処理の実行時に、自動パージ処理モードｍｐの処理の一部としてライナ減耗検出モードｍｃも自動で実行される。

４３は、計量位置設定キーであり、計量動作制御機能Ｆｍの実行により計量動作を行う際のスクリュ２の計量位置を設定する。４４は、デコンプ距離設定キーであり、デコンプ動作制御機能Ｆｄの実行によりデコンプ動作を行う際のスクリュ２のデコンプ距離を設定する。４５は、デコンプ速度設定キーであり、デコンプ動作時のスクリュ２の速度を設定する。４６は、射出ＴＭＧキーであり、前進動作制御機能Ｆｆの実行により前進動作を開始するタイミングを設定する。４７は、パージ速度設定キーであり、前進動作時のスクリュ２の速度を設定する。

さらに、本実施形態では、前進動作時におけるスクリュ２に付加される負荷圧Ｐを監視し、負荷圧Ｐが予め設定した所定の負荷圧閾値Ｐｓに達した時点におけるスクリュ２の前進距離Ｌｍを求めるため、監視圧設定キー４８により、負荷圧閾値Ｐｓを設定する。また、４９は、圧力検出距離設定キーであり、所定の圧力検出距離Ｌｃを設定する。即ち、この圧力検出距離Ｌｃは、スクリュ２の前進動作が開始した後、少なくとも圧力検出距離Ｌｃ内であれば、負荷圧閾値Ｐｓに達すると思われる所定の距離を設定する。したがって、前進動作の開始から負荷圧Ｐを監視し、当該圧力検出距離Ｌｃに達しても、スクリュ２に付加される負荷圧Ｐが負荷圧閾値Ｐｓに達しないときは、異常の発生が考えられるため、射出成形機Ｍの動作を停止するなどの所定のエラー処理を行う。即ち、この場合、センサ機能の故障等の何らかの異常が考えられるため、異常をいち早く検出することにより異常に対して迅速に対処することができる。

一方、５０は凹初回設定キーであり、「ＯＮ」にすることにより、初回に求めた前進距離Ｌｍを基準値Ｌｍｓとして設定する。これにより、この後に求めた前進距離Ｌｍと基準値Ｌｍｓの差分となる実測量Ｌｄに基づいて正確な減耗量Ｘを検出することができる。このように、前進距離Ｌｍを求めるに際し、初回に求めた前進距離Ｌｍを基準値Ｌｍｓとして設定し、この後に求めた前進距離Ｌｍと基準値Ｌｍｓの差分となる実測量Ｌｄに基づいて減耗量Ｘを検出するようにすれば、求めた前進距離Ｌｍに対して、いわばゼロリセットできるため、スクリュライナ４に対する正確な減耗量Ｘを安定に得ることができる。また、得られた減耗量Ｘは、図６における表示部１１ｘにより凹実測量として表示される。このように、減耗量Ｘを、成形機コントローラ１０におけるディスプレイ１１の表示部１１ｘにより表示するようにすれば、必要に応じて減耗量Ｘに対する監視を常に行うことが可能になるため、例えば、交換用のスクリュライナ４を事前に準備することができるなど、オペレータによる減耗量Ｘの監視の容易化及び利便性に寄与できる。

さらに、検出処理機能Ｆｃでは、上述したように、前進動作時における負荷圧Ｐを監視し、負荷圧Ｐが負荷圧閾値Ｐｓに達した時点におけるスクリュ２の前進距離Ｌｍを求め、この前進距離Ｌｍに基づいてスクリュライナ４の減耗量Ｘを検出するため、このときの前進距離Ｌｍを監視（判断）するための凹警報距離設定キー５１を備える。この凹警報距離設定キー５１により、得られた実測量Ｌｄに対する警報距離Ｌｊが設定される。これにより、実測量Ｌｄが警報距離Ｌｊに達したか否かを判定し、実測量Ｌｄが警報距離Ｌｊに達した場合には、「１」としてカウントする。また、５２は凹警報カウンタ設定キーを示す。警報距離Ｌｊが「１」回のみでは、周囲温度等による誤差が含まれるため、凹警報カウンタ設定キー５２により、交換時期として判断するための「凹警報カウンタ」の数値（回数）設定を行う。例えば、「５」を設定すれば、上述した前進距離Ｌｍが警報距離Ｌｊを「５」回越えることにより、スクリュライナ４の交換時期であることを判定することができる。したがって、この「凹警報カウンタ」の設定数値は、減耗量Ｘに対する交換判断値Ｌｓとなる。

そして、「凹警報カウンタ」の設定数値（例示は、「５」）に達したなら、所定の報知手段１３により報知を行う。この場合、「凹警報カウンタ」の表示部の色を変更することにより行うことができる。一例として、「凹警報カウンタ」の色を、通常は、白色又は青色表示とし、「３」になったときに黄色表示にし、さらに、「５」になったときに赤色表示又は赤色の点滅表示などにより報知することができる。このように、前進距離Ｌｍと基準値Ｌｍｓの差分となる実測量Ｌｄに対する交換判断値Ｌｓを設定し、当該実測量Ｌｄが、交換判断値Ｌｓに達したことに基づき、所定の報知手段１３により交換時期であることを報知するようにすれば、スクリュライナ４の的確な交換時期を確実に知ることができるため、例えば、経験の浅いオペレータであってもスクリュライナ４の正確な交換時期に必要な対応を行うことができる。その他、図６に示す設定画面Ｖｓには、監視初回日の検出テータ表示部５３、監視最新日の検出テータ表示部５４等を備えている。

次に、本実施形態に係るスクリュライナ減耗検出装置１を用いた減耗検出方法の処理手順について、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。

まず、設定画面Ｖｓにより、凹監視キー４１を「ＯＮ」，凹単独キー４２を「ＯＦＦ」に設定する。これにより、自動パージ処理モードｍｐにおいて、ライナ減耗検出モードｍｃが自動で行われる。

今、所定ロットの生産処理が終了し、次の生産処理に使用する樹脂材料Ｒの入替を行う場合を想定する。この場合、オペレータは、最初に「自動パージ」をＯＮにする（ステップＳ１）。これにより、通常は「自動パージ」が行われるが、凹監視キー４１を「ＯＮ」にすることにより、本実施形態に係るスクリュライナ減耗検出方法に基づく計量動作工程が行われる（ステップＳ２）。計量動作工程では、計量動作制御機能Ｆｍが実行され、設定画面Ｖｓの設定条件によりスクリュ２が回転することにより樹脂材料Ｒの計量動作が行われる。したがって、基本的には、パージ処理の計量動作と同様の処理動作となる。計量動作工程が終了したならデコンプ動作工程が行われる（ステップＳ３）。即ち、設定画面Ｖｓの設定条件によりスクリュ２を所定距離だけ後退させるデコンプ動作が行われる。

そして、デコンプ動作工程が終了したなら、スクリュ２が所定距離Ｌｆだけ前進する前進動作工程が行われるとともに、この前進動作の開始により、計時処理が開始される（ステップＳ４）。この場合の所定距離Ｌｆは、設定画面Ｖｓで設定した圧力検出距離Ｌｃとなる。また、前進動作の開始によりスクリュ２の前進距離と負荷圧Ｐが監視される（ステップＳ５）。なお、前進距離は、経過時間とスクリュ２の前進速度（パージ速度）により算出される。前進動作が開始すれば、スクリュ２による樹脂材料Ｒの排出動作（パージ動作）が行われ、スクリュ２に対する負荷圧Ｐが上昇する。そして、負荷圧Ｐが負荷圧閾値Ｐｓに達したならスクリュ２の前進距離Ｌｍを求める（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８）。

この際、正常の場合には、設定画面Ｖｓにより設定した圧力検出距離Ｌｃに達する前に負荷圧閾値Ｐｓに達する。これに対して、負荷圧閾値Ｐｓに達することなく圧力検出距離Ｌｃに達した場合には、エラー処理が行われる（ステップＳ６，Ｓ９）。この場合、センサ機能の故障等の何らかの異常が考えられるため、射出成形機Ｍの動作を停止するなどの所定のエラー処理が行われる。

また、得られた前進距離Ｌｍは初回となるため、この前進距離Ｌｍは、基準値Ｌｍｓとして設定される（ステップＳ１０，Ｓ１１）。初回の場合、新しいスクリュライナ４が使用されるため、基本的に減耗は存在しない。したがって、この後は、通常のパージ処理が行われる（ステップＳ１２）。この場合、通常実行される一連のパージ処理は、一回のパージ動作が複数回（Ｎ回）行われるが、上述したスクリュライナ減耗検出方法に基づく一連の動作は、一回のパージ動作に相当するため、これ以後のパージ動作は、一回分少ない（Ｎ－１）回行うことができる（ステップＳ１２，Ｓ１３）。これにより、全てのパージ動作が行われたなら「自動パージ」をＯＦＦにする（ステップＳ１４）。

次に、射出成形機Ｍが複数回にわたり生産稼働し、スクリュライナ４の減耗が進行した状態を想定する。この場合も、上述した工程と同様、オペレータは、最初に「自動パージ」をＯＮにする（ステップＳ１）。これにより、まず、計量動作工程が行われる（ステップＳ２）。

そして、計量動作工程が終了したならデコンプ動作工程が行われる（ステップＳ３）。この場合、デコンプ動作工程では、図５（ａ）に示すように、駆動出力軸２２ｏに対して矢印Ｄｒで示す後方への圧力が作用する。この際、スクリュ２は計量した樹脂材料Ｒによりほぼ固定された状態にあるため、スクリュライナ４が減耗した状態にあれば、デコンプ動作が終了した時点では、スクリュライナ４の前後に隙間Ｓｏが生じた状態となる。この隙間Ｓｏの軸方向Ｄｓ長さは、スクリュライナ４が減耗して薄くなるほど長くなる。なお、図５（ａ）において、４ｆは、スクリュライナ４の前面を示しており、仮想線の前面４ｆは摩耗前の位置、実線の前面４ｆは摩耗後の位置をそれぞれ示している。

デコンプ動作工程の終了により、スクリュ２が所定距離Ｌｆ（圧力検出距離Ｌｃ）だけ前進する前進動作工程が行われるとともに、前進動作の開始により、計時処理が開始される（ステップＳ４）。前進動作の開始により、検出処理機能Ｆｃの監視機能によりスクリュ２の前進距離と負荷圧Ｐが監視される（ステップＳ５）。

この場合、前進動作工程では、図５（ｂ）に示すように、駆動出力軸２２ｏに対して矢印Ｄｆで示す前方への圧力が作用する。この際、最初に隙間Ｓｏが無くなった後、スクリュ２による樹脂材料Ｒの排出動作（パージ動作）が行われ、スクリュ２に対する負荷圧Ｐが上昇する。そして、負荷圧Ｐが負荷圧閾値Ｐｓに達したならスクリュ２の前進距離Ｌｍを求める（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８）。前進距離Ｌｍに達した状態が図５（ｂ）の状態となる。この場合も負荷圧閾値Ｐｓに達することなく圧力検出距離Ｌｃに達した場合には、エラー処理が行われる（ステップＳ６，Ｓ９）。

一方、得られた前進距離Ｌｍは、初回ではないため、この前進距離Ｌｍと基準値Ｌｍｓの差分となる実測量Ｌｄを算出する（ステップＳ１０，Ｓ１５）。この実測量Ｌｄは、実質的な減耗量Ｘとなるため、設定画面Ｖｓの表示部１１ｘに凹実測量として表示される。また、検出処理機能Ｆｃにより、実測量Ｌｄと凹警報距離キー５０により設定された警報距離Ｌｊが比較され、実測量Ｌｄが警報距離Ｌｊに達したか否かの判定が行われる（ステップＳ１６）。この際、実測量Ｌｄが警報距離Ｌｊを越えていないときは、前述と同様の通常のパージ処理が行われる（ステップＳ１２…）。

これに対して、実測量Ｌｄが警報距離Ｌｊを越えたときは、凹警報カウンタ５２ｐのカウントアップを行う。即ち、カウンタの数値に「１」を加算する（ステップＳ１７）。この時点でカウンタの数値が、設定した凹警報カウンタ５２の設定数値（交換判断値Ｌｓ）に達しない場合は、前述と同様の通常のパージ処理が行われる（ステップＳ１８，Ｓ１２…）。

他方、カウンタの数値が、設定した凹警報カウンタ５２の設定数値（交換判断値Ｌｓ）に達した場合は、減耗の報知処理を行う（ステップＳ１８，Ｓ１９）。即ち、「凹警報カウンタ」の設定数値（例示は、「５」）に達したなら、所定の報知手段１３により報知を行う。例示の報知手段１３は、「凹警報カウンタ」の表示部の色を変更することにより行うことができるため、前述のように、例えば、「凹警報カウンタ」の色を、通常は、白色又は青色表示とし、「３」になったときに黄色表示にし、さらに、「５」になったときに赤色表示又は赤色の点滅表示などにより報知することができる。

このように、本実施形態に係るスクリュライナ減耗検出方法（及び装置１）は、基本的な手法（構成）として、スクリュ２を回転させて所定量の樹脂材料Ｒの計量動作を行う計量動作工程と、この計量動作工程後、スクリュ２を所定距離だけ後退させるデコンプ動作を行うデコンプ動作工程と、このデコンプ動作工程後、スクリュ２を所定距離Ｌｆだけ前進させる前進動作工程と、前進動作工程の開始からスクリュ２に付加される負荷圧Ｐを監視し、当該負荷圧Ｐが予め設定した所定の負荷圧閾値Ｐｓに達した時点におけるスクリュ２の前進距離Ｌｍを求め、この前進距離Ｌに基づいてスクリュライナ４の減耗量Ｘを検出する検出処理工程とを備えるため、スクリュライナ４の減耗量Ｘを絶対量として正確に検出することができる。この結果、スクリュライナ４の適切な交換時期を容易に把握することが可能になり、減耗過多により成形不良が発生したり成形条件が正しく設定されないなどの不具合を排除して成形品質を高めることができるとともに、資源の無駄や無駄な交換作業を強いられるなどのランニングコストの上昇を排除し、メンテナンスの廃止又は簡略化による全体の経済性を高めることができる。しかも、成形機コントローラ１０の制御機能を利用できるため、実施の容易化を図れるとともに、部品点数を増加させることなく実施できる。

以上、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，素材，数量，数値，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、スクリュライナ４は、リング状のタイプを示したが円盤状であってもよい。また、スクリュ支持部３は、例示の場合、スクリュ自動調心軸受３３を示したが、直接、支持凹部２２ｄに当接させてもよい。したがって、スクリュ結合部Ｊｓは、スクリュライナ４を含むことを条件として各種構成により実施可能である。一方、ライナ減耗検出モードｍｃは、射出成形機Ｍの自動パージ処理モードｍｐの一部として実行することが望ましいが、実施形態で示したように、生産途中などにおいて、単独のモードとして実行してもよい。さらに、前進距離Ｌｍは、初回に求めた前進距離Ｌｍを基準値Ｌｍｓとして設定し、この後に求めた前進距離Ｌｍと基準値Ｌｍｓの差分となる実測量Ｌｄに基づいて減耗量Ｘを検出する場合を示したが、基準値Ｌｍｓを０点として設定し、前進距離Ｌｍを直接実測量Ｌｄとして用いることも可能である。

本発明に係るスクリュライナ減耗検出方法及び装置はスクリュの後端部をスクリュライナにより支持する構成を備える各種の射出成形機に利用できる。

１：スクリュライナ減耗検出装置，２：スクリュ，２ｒ：スクリュの後端部，３：スクリュ支持部，４：スクリュライナ，１０：成形機コントローラ，１１：ディスプレイ，１１ｘ：表示部，１３：報知手段，（Ｓ２）：計量動作工程，（Ｓ３）：デコンプ動作工程，（Ｓ４）：前進動作工程，（Ｓ８）：検出処理工程，（Ｓ９）：エラー処理，Ｍ：射出成形機，Ｄｓ：軸方向，Ｒ：樹脂材料，Ｘ：減耗量，Ｆｒ：計量動作制御機能，Ｆｍ：計量動作制御機能，Ｆｄ：デコンプ動作制御機能，Ｆｆ：前進動作制御機能，Ｆｃ：検出処理機能，Ｌｍ：前進距離，ｍｃ：ライナ減耗検出モード，ｍｐ：自動パージ処理モード，Ｊｓ：スクリュ結合部

Claims (9)

1. 射出成形機のスクリュの後端部とこの後端部の後方に配した軸方向位置が固定されたスクリュ支持部間に介在させたスクリュライナの減耗を検出する射出成形機のスクリュライナ減耗検出方法であって、前記スクリュを回転させて所定量の樹脂材料の計量動作を行う計量動作工程と、この計量動作工程後、前記スクリュを所定距離だけ後退させるデコンプ動作を行うデコンプ動作工程と、このデコンプ動作工程後、前記スクリュを所定距離だけ前進させる前進動作工程と、前記前進動作工程の開始から前記スクリュに付加される負荷圧を監視し、当該負荷圧が予め設定した所定の負荷圧閾値に達した時点におけるスクリュの前進距離を求め、この前進距離に基づいてスクリュライナの減耗量を検出する検出処理工程とを備えることを特徴とする射出成形機のスクリュライナ減耗検出方法。
2. 前記前進動作工程の開始から予め設定した所定の圧力検出距離に達しても前記負荷圧閾値に達しないときは所定のエラー処理を行うことを特徴とする請求項１記載の射出成形機のスクリュライナ減耗検出方法。
3. 前記前進距離は、初回に求めた前進距離を基準値として設定し、この後に求めた前記前進距離と前記基準値の差分に基づいて前記減耗量を検出することを特徴とする請求項１記載の射出成形機のスクリュライナ減耗検出方法。
4. 前記前進距離と前記基準値の差分に対する交換判断値を設定し、当該差分が、当該交換判断値に達したことに基づき、所定の報知手段により交換時期であることを報知することを特徴とする請求項３記載の射出成形機のスクリュライナ減耗検出方法。
5. 射出成形機のスクリュの後端部とこの後端部の後方に配した軸方向位置が固定されたスクリュ支持部間に介在させたスクリュライナの減耗を検出する射出成形機のスクリュライナ減耗検出装置であって、成形機コントローラに、前記スクリュを回転させて所定量の樹脂材料の計量動作を行う計量動作制御機能と、この計量動作制御機能による計量動作後に前記スクリュを所定距離だけ後退させるデコンプ動作を行うデコンプ動作制御機能と、このデコンプ動作制御機能によるデコンプ動作後に前記スクリュを所定距離だけ前進させる前進動作制御機能と、この前進動作制御機能による前進動作の開始から前記スクリュに付加される負荷圧を監視し、前記負荷圧が予め設定した所定の負荷圧閾値に達した時点における当該スクリュの前進距離を求め、この前進距離に基づいてスクリュライナの減耗量を検出する検出処理機能とを実行するライナ減耗検出モードを設けたことを特徴とする射出成形機のスクリュライナ減耗検出装置。
6. 前記ライナ減耗検出モードは、前記射出成形機の自動パージ処理モードの一部として実行することを特徴とする請求項５記載の射出成形機のスクリュライナ減耗検出装置。
7. 前記減耗量は、前記成形機コントローラにおけるディスプレイの表示部により表示することを特徴とする請求項５記載の射出成形機のスクリュライナ減耗検出装置。
8. 前記スクリュの後端部と前記スクリュ支持部は、スクリュライナを含むスクリュ結合部により結合するとともに、当該スクリュ結合部の前記スクリュライナは、交換可能に構成することを特徴とする請求項５記載の射出成形機のスクリュライナ減耗検出装置。
9. 前記スクリュライナは、形成素材として、当該スクリュライナの前面及び後面に当接する部位の素材よりも硬度の小さい素材を用いることを特徴とする請求項５又は８記載の射出成形機のスクリュライナ減耗検出装置。

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