JP7206091B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機に関する。

射出成形機において、成形時に圧縮コアやエジェクタピンを移動させてキャビティ内の成形材料を圧縮することにより、成形品の精度を向上させる技術が知られている。

特許文献１には、エジェクタ軸を駆動することにより、金型のキャビティを圧縮するためのエジェクタプレートを移動させてキャビティ内の樹脂を圧縮する射出成形機の制御装置において、金型のエジェクタプレートの位置を検出するエジェクタプレート位置検出部を有し、エジェクタプレート位置検出部で検出した値に基づいてエジェクタプレートの位置があらかじめ設定した圧縮位置になるように制御する射出成形機が開示されている。

特許第５７３１５７７号公報

ところで、特許文献１に開示された射出成形機によれば、金型にセンサを設けるため、金型交換のたびに、配線の取り回しや、組み替えが必要となり、金型の交換作業が煩雑となる。また、センサが搭載されていない金型には適用できないという課題がある。

そこで、本発明は、好適に成形材料を圧縮することができる射出成形機を提供することを目的とする。

実施形態の一態様の射出成形機は、スクリュと、モータと、前記スクリュとは別に射出工程中に可動し、成形材料を圧縮する可動部と、前記モータの回転運動を前記可動部に伝達し、伝達時に前記可動部からの反力によって弾性変形で伸縮する伝達部と、前記モータの回転を検出する検出部と、前記モータを制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記可動部が前記成形材料を圧縮した際の反力と前記反力により弾性変形した前記伝達部の伸びとの関係を記憶し、当該関係に基づいて、前記可動部の位置の補正値を推定する推定部を有し、前記可動部の位置の設定値と、前記検出部の検出値と、前記可動部の位置の補正値に基づいて、前記モータを制御する。

本発明によれば、好適に成形材料を圧縮することができる射出成形機を提供することができる。

一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図。 一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図。 エジェクタ装置の構成の一例を示す断面図。 エジェクタ装置を前方側から見た斜視図。 エジェクタ装置を後方側から見た斜視図。 一実施形態のコントローラの機能ブロック図。 参考例に係る射出成形機のエジェクタ圧縮制御の一例を説明するグラフ。 一実施形態に係る射出成形機のエジェクタ圧縮制御の一例を説明するグラフ。 他の実施形態のコントローラの機能ブロック図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

（射出成形機）
図１は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図２は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。図１～図２において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向を表し、Ｚ軸方向は鉛直方向を表す。型締装置１００が横型である場合、Ｘ軸方向は型開閉方向であり、Ｙ軸方向は射出成形機１０の幅方向である。Ｙ軸方向負側を操作側と呼び、Ｙ軸方向正側を反操作側と呼ぶ。

図１～図２に示すように、射出成形機１０は、型締装置１００と、エジェクタ装置２００と、射出装置３００と、移動装置４００と、制御装置７００と、フレーム９００とを有する。フレーム９００は、型締装置フレーム９１０と、射出装置フレーム９２０とを含む。型締装置フレーム９１０および射出装置フレーム９２０は、それぞれ、レベリングアジャスタ９３０を介して床２に設置される。射出装置フレーム９２０の内部空間に、制御装置７００が配置される。以下、射出成形機１０の各構成要素について説明する。

（型締装置）
型締装置１００の説明では、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。

型締装置１００は、金型装置８００の型閉、昇圧、型締、脱圧および型開を行う。金型装置８００は、固定金型８１０と可動金型８２０とを含む。

型締装置１００は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置１００は、固定プラテン１１０、可動プラテン１２０、トグルサポート１３０、タイバー１４０、トグル機構１５０、型締モータ１６０、運動変換機構１７０、および型厚調整機構１８０を有する。

固定プラテン１１０は、型締装置フレーム９１０に対し固定される。固定プラテン１１０における可動プラテン１２０との対向面に固定金型８１０が取付けられる。

可動プラテン１２０は、型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置される。型締装置フレーム９１０上には、可動プラテン１２０を案内するガイド１０１が敷設される。可動プラテン１２０における固定プラテン１１０との対向面に可動金型８２０が取付けられる。固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を進退させることにより、金型装置８００の型閉、昇圧、型締、脱圧、および型開が行われる。

トグルサポート１３０は、固定プラテン１１０と間隔をおいて配設され、型締装置フレーム９１０上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート１３０は、型締装置フレーム９１０上に敷設されるガイドに沿って移動自在に配置されてもよい。トグルサポート１３０のガイドは、可動プラテン１２０のガイド１０１と共通のものでもよい。

尚、本実施形態では、固定プラテン１１０が型締装置フレーム９１０に対し固定され、トグルサポート１３０が型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置されるが、トグルサポート１３０が型締装置フレーム９１０に対し固定され、固定プラテン１１０が型締装置フレーム９１０に対し型開閉方向に移動自在に配置されてもよい。

タイバー１４０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０とを型開閉方向に間隔Ｌをおいて連結する。タイバー１４０は、複数本（例えば４本）用いられてよい。複数本のタイバー１４０は、型開閉方向に平行に配置され、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１４０には、タイバー１４０の歪を検出するタイバー歪検出器１４１が設けられてよい。タイバー歪検出器１４１は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。タイバー歪検出器１４１の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。

尚、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器１４１が用いられるが、本開示の技術はこれに限定されない。型締力検出器は、歪ゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー１４０に限定されない。

トグル機構１５０は、可動プラテン１２０とトグルサポート１３０との間に配置され、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる。トグル機構１５０は、クロスヘッド１５１、一対のリンク群などで構成される。一対のリンク群は、それぞれ、ピンなどで屈伸自在に連結される第１リンク１５２と第２リンク１５３とを有する。第１リンク１５２は可動プラテン１２０に対しピンなどで揺動自在に取付けられ、第２リンク１５３はトグルサポート１３０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３は、第３リンク１５４を介してクロスヘッド１５１に取付けられる。トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させると、第１リンク１５２と第２リンク１５３とが屈伸し、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０が進退する。

尚、トグル機構１５０の構成は、図１および図２に示す構成に限定されない。例えば図１および図２では、各リンク群の節点の数が５つであるが、４つでもよく、第３リンク１５４の一端部が、第１リンク１５２と第２リンク１５３との節点に結合されてもよい。

型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に取付けられており、トグル機構１５０を作動させる。型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させることにより、第１リンク１５２と第２リンク１５３とを屈伸させ、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を進退させる。型締モータ１６０は、運動変換機構１７０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構１７０に連結されてもよい。

運動変換機構１７０は、型締モータ１６０の回転運動をクロスヘッド１５１の直線運動に変換する。運動変換機構１７０は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。

型締装置１００は、制御装置７００による制御下で、型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、および型開工程などを行う。

型閉工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定移動速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン１２０を前進させ、可動金型８２０を固定金型８１０にタッチさせる。クロスヘッド１５１の位置や移動速度は、例えば型締モータエンコーダ１６１などを用いて検出する。型締モータエンコーダ１６１は、型締モータ１６０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。

尚、クロスヘッド１５１の位置を検出するクロスヘッド位置検出器、およびクロスヘッド１５１の移動速度を検出するクロスヘッド移動速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。また、可動プラテン１２０の位置を検出する可動プラテン位置検出器、および可動プラテン１２０の移動速度を検出する可動プラテン移動速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。

昇圧工程では、型締モータ１６０をさらに駆動してクロスヘッド１５１を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。

型締工程では、昇圧工程で発生させた型締力が維持される。型締時に可動金型８２０と固定金型８１０との間にキャビティ空間８０１（図２参照）が形成され、射出装置３００がキャビティ空間８０１に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。

キャビティ空間８０１の数は、１つでもよいし、複数でもよい。後者の場合、複数の成形品が同時に得られる。キャビティ空間８０１の一部にインサート材が配置され、キャビティ空間８０１の他の一部に成形材料が充填されてもよい。インサート材と成形材料とが一体化した成形品が得られる。

脱圧工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を型締位置から型開開始位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、型締力を減少させる。型開開始位置と、型閉完了位置とは、同じ位置であってよい。

型開工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定移動速度で型開開始位置から型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、可動金型８２０を固定金型８１０から離間させる。その後、エジェクタ装置２００が可動金型８２０から成形品を突き出す。

型閉工程、昇圧工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および昇圧工程におけるクロスヘッド１５１の移動速度や位置（型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置を含む）、型締力は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型締位置と型締力とは、いずれか一方のみが設定されてもよい。

脱圧工程および型開工程における設定条件も同様に設定される。例えば、脱圧工程および型開工程におけるクロスヘッド１５１の移動速度や位置（型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置）は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置は、前側から後方に向けて、この順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型開開始位置と型閉完了位置とは同じ位置であってよい。また、型開完了位置と型閉開始位置とは同じ位置であってよい。

尚、クロスヘッド１５１の移動速度や位置などの代わりに、可動プラテン１２０の移動速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置（例えば型締位置）や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。

ところで、トグル機構１５０は、型締モータ１６０の駆動力を増幅して可動プラテン１２０に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第１リンク１５２と第２リンク１５３とのなす角θ（以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ）に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド１５１の位置から求められる。リンク角度θが１８０°のとき、トグル倍率が最大になる。

金型装置８００の交換や金型装置８００の温度変化などにより金型装置８００の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば可動金型８２０が固定金型８１０にタッチする型タッチの時点でトグル機構１５０のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。

型締装置１００は、型厚調整機構１８０を有する。型厚調整機構１８０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整することで、型厚調整を行う。なお、型厚調整のタイミングは、例えば、成形サイクル終了後、次の成形サイクル開始前までの間に行われる。型厚調整機構１８０は、例えば、タイバー１４０の後端部に形成されるねじ軸１８１と、トグルサポート１３０に回転自在に且つ進退不能に保持されるねじナット１８２と、ねじ軸１８１に螺合するねじナット１８２を回転させる型厚調整モータ１８３とを有する。

ねじ軸１８１およびねじナット１８２は、タイバー１４０ごとに設けられる。型厚調整モータ１８３の回転駆動力は、回転駆動力伝達部１８５を介して複数のねじナット１８２に伝達されてよい。複数のねじナット１８２を同期して回転できる。尚、回転駆動力伝達部１８５の伝達経路を変更することで、複数のねじナット１８２を個別に回転することも可能である。

回転駆動力伝達部１８５は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット１８２の外周に受動歯車が形成され、型厚調整モータ１８３の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の受動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート１３０の中央部に回転自在に保持される。尚、回転駆動力伝達部１８５は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。

型厚調整機構１８０の動作は、制御装置７００によって制御される。制御装置７００は、型厚調整モータ１８３を駆動して、ねじナット１８２を回転させる。その結果、トグルサポート１３０のタイバー１４０に対する位置が調整され、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌが調整される。尚、複数の型厚調整機構が組合わせて用いられてもよい。

間隔Ｌは、型厚調整モータエンコーダ１８４を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ１８４は、型厚調整モータ１８３の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。型厚調整モータエンコーダ１８４の検出結果は、トグルサポート１３０の位置や間隔Ｌの監視や制御に用いられる。尚、トグルサポート１３０の位置を検出するトグルサポート位置検出器、および間隔Ｌを検出する間隔検出器は、型厚調整モータエンコーダ１８４に限定されず、一般的なものを使用できる。

尚、本実施形態の型締装置１００は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。

尚、本実施形態の型締装置１００は、駆動源として、型締モータ１６０を有するが、型締モータ１６０の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置１００は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。

（エジェクタ装置）
エジェクタ装置２００の説明では、型締装置１００の説明と同様に、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を後方として説明する。

エジェクタ装置２００は、可動プラテン１２０に取り付けられ、可動プラテン１２０と共に進退する。エジェクタ装置２００は、金型装置８００から成形品を突き出すエジェクタロッド２１０と、エジェクタロッド２１０をＸ軸方向に移動させる駆動機構２２０とを有する。

エジェクタロッド２１０は、可動プラテン１２０の貫通穴に進退自在に配置される。エジェクタロッド２１０の前端部は、可動金型８２０の内部に進退自在に配置される可動部材８３０と接触する。エジェクタロッド２１０の前端部は、可動部材８３０と連結されていても、連結されていなくてもよい。

駆動機構２２０は、例えば、エジェクタモータと、エジェクタモータの回転運動をエジェクタロッド２１０の直線運動に変換する運動変換機構とを有する。運動変換機構は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。

エジェクタ装置２００は、制御装置７００による制御下で、突き出し工程を行う。突き出し工程では、エジェクタロッド２１０を設定移動速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、可動部材８３０を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータを駆動してエジェクタロッド２１０を設定移動速度で後退させ、可動部材８３０を元の待機位置まで後退させる。

エジェクタロッド２１０の位置や移動速度は、例えばエジェクタモータエンコーダを用いて検出する。エジェクタモータエンコーダは、エジェクタモータの回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、エジェクタロッド２１０の位置を検出するエジェクタロッド位置検出器、およびエジェクタロッド２１０の移動速度を検出するエジェクタロッド移動速度検出器は、エジェクタモータエンコーダに限定されず、一般的なものを使用できる。

（射出装置）
射出装置３００の説明では、型締装置１００の説明やエジェクタ装置２００の説明とは異なり、充填時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を後方として説明する。

射出装置３００はスライドベース３０１に設置され、スライドベース３０１は射出装置フレーム９２０に対し進退自在に配置される。射出装置３００は、金型装置８００に対し進退自在に配置される。射出装置３００は、金型装置８００にタッチし、金型装置８００内のキャビティ空間８０１に成形材料を充填する。射出装置３００は、例えば、シリンダ３１０、ノズル３２０、スクリュ３３０、計量モータ３４０、射出モータ３５０、圧力検出器３６０などを有する。

シリンダ３１０は、供給口３１１から内部に供給された成形材料を加熱する。成形材料は、例えば樹脂などを含む。成形材料は、例えばペレット状に形成され、固体の状態で供給口３１１に供給される。供給口３１１はシリンダ３１０の後部に形成される。シリンダ３１０の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器３１２が設けられる。冷却器３１２よりも前方において、シリンダ３１０の外周には、バンドヒータなどの加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。

シリンダ３１０は、シリンダ３１０の軸方向（例えばＸ軸方向）に複数のゾーンに区分される。複数のゾーンのそれぞれに加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。複数のゾーンのそれぞれに設定温度が設定され、温度検出器３１４の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。

ノズル３２０は、シリンダ３１０の前端部に設けられ、金型装置８００に対し押し付けられる。ノズル３２０の外周には、加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。ノズル３２０の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。

スクリュ３３０は、シリンダ３１０内に回転自在に且つ進退自在に配置される。スクリュ３３０を回転させると、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ３１０からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。その後、スクリュ３３０を前進させると、スクリュ３３０前方に蓄積された液状の成形材料がノズル３２０から射出され、金型装置８００内に充填される。

スクリュ３３０の前部には、スクリュ３３０を前方に押すときにスクリュ３３０の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング３３１が進退自在に取付けられる。

逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を前進させるときに、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置（図２参照）までスクリュ３３０に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ３３０前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。

一方、逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を回転させるときに、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置（図１参照）までスクリュ３３０に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ３３０の前方に成形材料が送られる。

逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０と共に回転する共回りタイプと、スクリュ３３０と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。

尚、射出装置３００は、スクリュ３３０に対し逆流防止リング３３１を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。

計量モータ３４０は、スクリュ３３０を回転させる。スクリュ３３０を回転させる駆動源は、計量モータ３４０には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。

射出モータ３５０は、スクリュ３３０を進退させる。射出モータ３５０とスクリュ３３０との間には、射出モータ３５０の回転運動をスクリュ３３０の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ３３０を進退させる駆動源は、射出モータ３５０には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。

圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間で伝達される圧力を検出する。圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間の圧力の伝達経路に設けられ、圧力検出器３６０に作用する圧力を検出する。

圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。圧力検出器３６０の検出結果は、スクリュ３３０が成形材料から受ける圧力、スクリュ３３０に対する背圧、スクリュ３３０から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。

射出装置３００は、制御装置７００による制御下で、計量工程、充填工程および保圧工程などを行う。充填工程と保圧工程とをまとめて射出工程とも呼ぶ。

計量工程では、計量モータ３４０を駆動してスクリュ３３０を設定回転速度で回転させ、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。スクリュ３３０の回転速度は、例えば計量モータエンコーダ３４１を用いて検出する。計量モータエンコーダ３４１は、計量モータ３４０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、スクリュ３３０の回転速度を検出するスクリュ回転速度検出器は、計量モータエンコーダ３４１に限定されず、一般的なものを使用できる。

計量工程では、スクリュ３３０の急激な後退を制限すべく、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ３３０に対する背圧は、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０が計量完了位置まで後退し、スクリュ３３０の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。

計量工程におけるスクリュ３３０の位置および回転速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、計量開始位置、回転速度切換位置および計量完了位置が設定される。これらの位置は、前側から後方に向けてこの順で並び、回転速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、回転速度が設定される。回転速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。回転速度切換位置は、設定されなくてもよい。また、区間毎に背圧が設定される。

充填工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を設定移動速度で前進させ、スクリュ３３０の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置８００内のキャビティ空間８０１に充填させる。スクリュ３３０の位置や移動速度は、例えば射出モータエンコーダ３５１を用いて検出する。射出モータエンコーダ３５１は、射出モータ３５０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切換（所謂、Ｖ／Ｐ切換）が行われる。Ｖ／Ｐ切換が行われる位置をＶ／Ｐ切換位置とも呼ぶ。スクリュ３３０の設定移動速度は、スクリュ３３０の位置や時間などに応じて変更されてもよい。

充填工程におけるスクリュ３３０の位置および移動速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、充填開始位置（「射出開始位置」とも呼ぶ。）、移動速度切換位置およびＶ／Ｐ切換位置が設定される。これらの位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、１つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。

スクリュ３３０の移動速度が設定される区間毎に、スクリュ３３０の圧力の上限値が設定される。スクリュ３３０の圧力は、圧力検出器３６０によって検出される。圧力検出器３６０の検出値が設定圧力以下である場合、スクリュ３３０は設定移動速度で前進される。一方、圧力検出器３６０の検出値が設定圧力を超える場合、金型保護を目的として、圧力検出器３６０の検出値が設定圧力以下となるように、スクリュ３３０は設定移動速度よりも遅い移動速度で前進される。

尚、充填工程においてスクリュ３３０の位置がＶ／Ｐ切換位置に達した後、Ｖ／Ｐ切換位置にスクリュ３３０を一時停止させ、その後にＶ／Ｐ切換が行われてもよい。Ｖ／Ｐ切換の直前において、スクリュ３３０の停止の代わりに、スクリュ３３０の微速前進または微速後退が行われてもよい。また、スクリュ３３０の位置を検出するスクリュ位置検出器、およびスクリュ３３０の移動速度を検出するスクリュ移動速度検出器は、射出モータエンコーダ３５１に限定されず、一般的なものを使用できる。

保圧工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を前方に押し、スクリュ３３０の前端部における成形材料の圧力（以下、「保持圧力」とも呼ぶ。）を設定圧に保ち、シリンダ３１０内に残る成形材料を金型装置８００に向けて押す。金型装置８００内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。保圧工程における保持圧力および保持圧力を保持する保持時間は、それぞれ複数設定されてよく、一連の設定条件として、まとめて設定されてよい。

保圧工程では金型装置８００内のキャビティ空間８０１の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間８０１の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間８０１からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間８０１内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮を目的として、冷却工程中に計量工程が行われてよい。

尚、本実施形態の射出装置３００は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内には、スクリュが回転自在に且つ進退不能に配置され、またはスクリュが回転自在に且つ進退自在に配置される。一方、射出シリンダ内には、プランジャが進退自在に配置される。

また、本実施形態の射出装置３００は、シリンダ３１０の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ３１０の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。

（移動装置）
移動装置４００の説明では、射出装置３００の説明と同様に、充填時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸負方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（例えばＸ軸正方向）を後方として説明する。

移動装置４００は、金型装置８００に対し射出装置３００を進退させる。また、移動装置４００は、金型装置８００に対しノズル３２０を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。移動装置４００は、液圧ポンプ４１０、駆動源としてのモータ４２０、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ４３０などを含む。

液圧ポンプ４１０は、第１ポート４１１と、第２ポート４１２とを有する。液圧ポンプ４１０は、両方向回転可能なポンプであり、モータ４２０の回転方向を切換えることにより、第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液（例えば油）を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ４１０はタンクから作動液を吸引して第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。

モータ４２０は、液圧ポンプ４１０を作動させる。モータ４２０は、制御装置７００からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ４１０を駆動する。モータ４２０は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。

液圧シリンダ４３０は、シリンダ本体４３１、ピストン４３２、およびピストンロッド４３３を有する。シリンダ本体４３１は、射出装置３００に対して固定される。ピストン４３２は、シリンダ本体４３１の内部を、第１室としての前室４３５と、第２室としての後室４３６とに区画する。ピストンロッド４３３は、固定プラテン１１０に対して固定される。

液圧シリンダ４３０の前室４３５は、第１流路４０１を介して、液圧ポンプ４１０の第１ポート４１１と接続される。第１ポート４１１から吐出された作動液が第１流路４０１を介して前室４３５に供給されることで、射出装置３００が前方に押される。射出装置３００が前進され、ノズル３２０が固定金型８１０に押し付けられる。前室４３５は、液圧ポンプ４１０から供給される作動液の圧力によってノズル３２０のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。

一方、液圧シリンダ４３０の後室４３６は、第２流路４０２を介して液圧ポンプ４１０の第２ポート４１２と接続される。第２ポート４１２から吐出された作動液が第２流路４０２を介して液圧シリンダ４３０の後室４３６に供給されることで、射出装置３００が後方に押される。射出装置３００が後退され、ノズル３２０が固定金型８１０から離間される。

尚、本実施形態では移動装置４００は液圧シリンダ４３０を含むが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ４３０の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を射出装置３００の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。

（制御装置）
制御装置７００は、例えばコンピュータで構成され、図１～図２に示すようにＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１と、メモリなどの記憶媒体７０２と、入力インターフェース７０３と、出力インターフェース７０４とを有する。制御装置７００は、記憶媒体７０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ７０１に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置７００は、入力インターフェース７０３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース７０４で外部に信号を送信する。

制御装置７００は、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、１回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」または「サイクル時間」とも呼ぶ。

一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程、および冷却工程は、型締工程の間に行われる。脱圧工程の終了は型開工程の開始と一致する。

尚、成形サイクル時間の短縮を目的として、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、昇圧工程の開始から脱圧工程の終了までの間に行われてよい。この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。また、突き出し工程は、型開工程中に開始されてもよい。ノズル３２０の流路を開閉する開閉弁が設けられる場合、型開工程は、計量工程中に開始されてもよい。計量工程中に型開工程が開始されても、開閉弁がノズル３２０の流路を閉じていれば、ノズル３２０から成形材料が漏れないからである。

尚、一回の成形サイクルは、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程以外の工程を有してもよい。

例えば、保圧工程の完了後、計量工程の開始前に、スクリュ３３０を予め設定された計量開始位置まで後退させる計量前サックバック工程が行われてもよい。計量工程の開始前にスクリュ３３０の前方に蓄積された成形材料の圧力を低減でき、計量工程の開始時のスクリュ３３０の急激な後退を防止できる。

また、計量工程の完了後、充填工程の開始前に、スクリュ３３０を予め設定された充填開始位置（「射出開始位置」とも呼ぶ。）まで後退させる計量後サックバック工程が行われてもよい。充填工程の開始前にスクリュ３３０の前方に蓄積された成形材料の圧力を低減でき、充填工程の開始前のノズル３２０からの成形材料の漏出を防止できる。

制御装置７００は、操作装置７５０や表示装置７６０と接続されている。操作装置７５０は、ユーザによる入力操作を受け付け、入力操作に応じた信号を制御装置７００に出力する。表示装置７６０は、制御装置７００による制御下で、操作装置７５０における入力操作に応じた表示画面を表示する。

表示画面は、射出成形機１０の設定などに用いられる。表示画面は、複数用意され、切換えて表示されたり、重ねて表示されたりする。ユーザは、表示装置７６０で表示される表示画面を見ながら、操作装置７５０を操作することにより射出成形機１０の設定（設定値の入力を含む）などを行う。

操作装置７５０および表示装置７６０は、例えばタッチパネルで構成され、一体化されてよい。尚、本実施形態の操作装置７５０および表示装置７６０は、一体化されているが、独立に設けられてもよい。また、操作装置７５０は、複数設けられてもよい。操作装置７５０および表示装置７６０は、型締装置１００（より詳細には固定プラテン１１０）のＹ軸方向負側に配置される。Ｙ軸方向負側を操作側と呼び、Ｙ軸方向正側を反操作側と呼ぶ。

（エジェクタ装置の詳細）
次に、エジェクタ装置２００の主要な構成について、図３から図５を用いて説明する。図３は、エジェクタ装置２００の構成の一例を示す断面図である。図４は、可動プラテン１２０から取り外して、エジェクタ装置２００を前方側から見た斜視図である。図５は、エジェクタ装置２００を後方側から見た斜視図である。

エジェクタ装置２００は、エジェクタロッド２１０と、駆動機構２２０と、支持体２３０と、ガイドバー２４０と、クロスヘッド２５０と、を備えている。駆動機構２２０は、エジェクタモータ２２１と、モータプーリ２２２と、ベルト２２３と、ねじ軸プーリ２２４と、運動変換機構２２５と、を有している。運動変換機構２２５は、ねじ軸２２６と、ねじナット２２７と、を有している。

支持体２３０は、ねじ軸２２６及びガイドバー２４０を介して可動プラテン１２０の後方に所定距離をとって固定される。支持体２３０は、ベアリング（図示せず）を介して、ねじ軸２２６の一端を回転自在に支持する。ねじ軸２２６の他端は可動プラテン１２０に回転自在に支持されている。また、ガイドバー２４０は、一端が支持体２３０に固定され、他端が可動プラテン１２０に固定されている。

支持体２３０と可動プラテン１２０との間にはクロスヘッド２５０がＸ方向に移動自在に設置される。クロスヘッド２５０には、ねじ軸２２６、ガイドバー２４０が貫通し、ガイドバー２４０に沿ってＸ方向に移動可能である。

エジェクタロッド２１０は、ガイドバー２４０に固定される。エジェクタロッド２１０は、可動プラテン１２０の貫通穴１２１に進退自在に配置される。したがって、クロスヘッド２５０をＸ方向に進退させることにより、エジェクタロッド２１０を進退させることができる。

エジェクタモータ２２１は、支持体２３０に固定されている。モータプーリ２２２は、エジェクタモータ２２１の回転軸に固定されている。ねじ軸プーリ２２４は、ねじ軸２２６に固定されている。ベルト２２３は、モータプーリ２２２とねじ軸プーリ２２４との間に設けられ、モータプーリ２２２の回転をねじ軸プーリ２２４に伝達する。

運動変換機構２２５は、ねじ軸２２６の回転運動をねじナット２２７の前後方向の進退運動に変換する。ねじ軸２２６は、回転自在に支持されている。ねじナット２２７は、ねじ軸２２６と螺合するとともに、クロスヘッド２５０に固定されている。

エジェクタ装置２００は、エジェクタモータ２２１を動作させることにより、モータプーリ２２２、ベルト２２３、ねじ軸プーリ２２４を介して、ねじ軸２２６が回転する。ねじ軸２２６が回転することにより、ねじナット２２７が固定されたクロスヘッド２５０が前後方向に移動し、エジェクタロッド２１０を進退させることができる。これにより、突き出し工程において、エジェクタロッド２１０を前進させてエジェクタロッド２１０が可動部材８３０を押すことにより、可動部材８３０のエジェクタピン８３１が成形品を突き出す。また、射出工程において、エジェクタロッド２１０を前進させてエジェクタロッド２１０が可動部材８３０を押すことにより、可動部材８３０のエジェクタピン８３１がキャビティ空間８０１（図２参照）内の成形材料を圧縮するエジェクタ圧縮を行うことができる。

エジェクタモータ２２１は、制御装置７００によって制御される。例えば、制御装置７００は、エジェクタモータ２２１を制御するコントローラ７０を備えている。また、エジェクタモータ２２１の回転を検出するエジェクタモータエンコーダ２２１ａが設けられている。

また、エジェクタロッド２１０を前進させてキャビティ空間８０１（図２参照）内の成形材料を圧縮した際、可動部（クロスヘッド２５０、エジェクタロッド２１０、可動部材８３０、エジェクタピン８３１）および伝達部（モータプーリ２２２、ベルト２２３、ねじ軸プーリ２２４、運動変換機構２２５）は、成形材料による反力を受ける。エジェクタ装置２００は、成形材料による反力（荷重）を検出する荷重検出部を備えている。反力検出部としては、例えば、図３に示すように、エジェクタロッド２１０に設けられた歪ゲージ２１０ａを用いることができる。また、クロスヘッド２５０に設けられた歪ゲージを用いてもよく、これらに限定されるものではない。以下の説明においては、反力検出部として歪ゲージ２１０ａを用いる場合を例に説明する。エジェクタモータエンコーダ２２１ａの検出値および歪ゲージ２１０ａの検出値は、コントローラ７０に入力される。

次に、エジェクタモータ２２１を制御するコントローラ７０について図６を用いて説明する。図６は、一実施形態のコントローラ７０の機能ブロック図である。

コントローラ７０は、速度指令演算部７１と、トルク指令演算部７２と、ドライバ部７３と、位置検出部７４と、速度検出部７５と、変形量推定部７６と、演算器７７，７８，７９と、を備えている。

コントローラ７０には、制御装置７００の位置設定値出力部（図示せず）から位置設定値Ｓｓｅｔが入力される。ここで、位置設定値Ｓｓｅｔは、例えば、クロスヘッド２５０を移動させる位置を示す情報である。なお、位置設定値Ｓｓｅｔは、エジェクタロッドの先端位置を示す情報としてもよい。

演算器７７は、位置設定値Ｓｓｅｔと、後述する変形量推定部７６で推定された位置補正値Ｓｄｅｆと、後述する位置検出部７４の位置検出値Ｓｆｂと、が入力され、「Ｓｓｅｔ＋Ｓｄｅｆ－Ｓｆｂ」の値を速度指令演算部７１に出力する。なお、「Ｓｓｅｔ＋Ｓｄｅｆ」を位置指令値Ｓｃｍｄと称する。

速度指令演算部７１は、演算器７７の出力値（即ち、位置指令値Ｓｃｍｄと位置検出値Ｓｆｂの差分に相当）に基づいて、速度指令値Ｖｃｍｄを算出する。例えば、位置指令値Ｓｃｍｄと位置検出値Ｓｆｂの差分が小さくなるように、速度指令値Ｖｃｍｄを算出する。算出された速度指令値Ｖｃｍｄは、演算器７８に出力される。

演算器７８は、速度指令値Ｖｃｍｄと、後述する速度検出部７５の速度検出値Ｖｆｂと、が入力され、「Ｖｃｍｄ－Ｖｆｂ」の値をトルク指令演算部７２に出力する。

トルク指令演算部７２は、演算器７８の出力値（即ち、速度指令値Ｖｃｍｄと速度検出値Ｖｆｂの差分に相当）に基づいて、トルク指令値Ｔｃｍｄを算出する。例えば、速度指令値Ｖｃｍｄと速度検出値Ｖｆｂの差分が小さくなるように、トルク指令値Ｔｃｍｄを算出する。算出されたトルク指令値Ｔｃｍｄは、演算器７９に出力される。

演算器７９は、トルク指令値Ｔｃｍｄと、ドライバ部７３のトルク検出値Ｔｆｂと、が入力され、「Ｔｃｍｄ－Ｔｆｂ」の値をドライバ部７３に出力する。

ドライバ部７３は、演算器７９の出力値（即ち、トルク指令値Ｔｃｍｄとトルク検出値Ｔｆｂの差分に相当）に基づいて、エジェクタモータ２２１を駆動する。例えば、トルク指令値Ｔｃｍｄとトルク検出値Ｔｆｂの差分が小さくなるように、エジェクタモータ２２１の電流を制御する。また、ドライバ部７３は、エジェクタモータ２２１の電流からトルクを求め、トルク検出値Ｔｆｂとして、演算器７９に出力する。

位置検出部７４は、エジェクタモータエンコーダ２２１ａの検出値に基づいて、クロスヘッド２５０の位置を検出する。検出された位置は、位置検出値Ｓｆｂとして、演算器７７に出力する。

速度検出部７５は、エジェクタモータエンコーダ２２１ａの検出値に基づいて、エジェクタロッド２１０の速度を検出する。検出された速度は、速度検出値Ｖｆｂとして、演算器７８に出力する。

変形量推定部７６は、歪ゲージ２１０ａの検出値および所定のテーブル７６１に基づいて、可動部および伝達部の変形量を推定する。また、変形量推定部７６は、推定された変形量を位置補正値Ｓｄｅｆとして、演算器７７に出力する。

エジェクタロッド２１０を前進させてキャビティ空間８０１（図２参照）内の成形材料を圧縮した際、成形材料による反力（荷重）によって、可動部および伝達部は弾性変形する。例えば、ベルト２２３の伸び、可動部材８３０の変形、エジェクタピン８３１の変形、エジェクタロッド２１０の変形、クロスヘッド２５０の変形、ねじ軸２２６の変形、等が生じる。このため、実際のエジェクタピン８３１の先端位置は、エジェクタモータエンコーダ２２１ａの検出値から得られるエジェクタピン８３１の先端位置よりも後退する。成形材料による反力（荷重）によってエジェクタピン８３１の先端位置の後退した量を変形量とする。なお、変形量は後退する方向を＋とする。

テーブル７６１は、例えば、成形材料による反力（荷重）と、可動部および伝達部の変形量（即ち、エジェクタピン８３１の先端位置のずれ量）と、を対応付けしたテーブルである。テーブル７６１は、荷重が増加するほど変形量が増加する関数として定義されている。なお、テーブル７６１は、予め実験・シミュレーション等によって求められ、変形量推定部７６に格納されている。また、成形材料による反力（荷重）は、歪ゲージ２１０ａの検出値から算出することができる。なお、テーブル７６１は、歪ゲージ２１０ａの検出値と、可動部および伝達部の変形量と、を対応付けしたテーブルであってもよい。

次に、一実施形態に係る射出成形機１０の動作例について、参考例に係る射出成形機と対比して説明する。

まず、参考例に係る射出成形機の動作例について説明する。参考例に係る射出成形機のコントローラは、図６に示す一実施形態に係る射出成形機１０のコントローラ７０と比較して、変形量推定部７６を備えていない点で異なっている。このため、参考例のコントローラでは、「位置指令値Ｓｃｍｄ＝位置設定値Ｓｓｅｔ」として、位置検出値Ｓｆｂと位置指令値Ｓｃｍｄとの差が小さくなるように制御する。

図７は、参考例に係る射出成形機のエジェクタ圧縮制御の一例を説明するグラフである。ここで、図７及び後述する図８における「エジェクタ位置設定」とは、エジェクタ圧縮制御において予め設定されたクロスヘッド２５０の位置であり、位置設定値Ｓｓｅｔに相当する。「エジェクタ位置指令」とは、コントローラがエジェクタモータ２２１を制御する際のクロスヘッド２５０の位置の目標値であり、位置指令値Ｓｃｍｄに相当する。「エジェクタ位置検出」とは、エジェクタモータエンコーダ２２１ｂの検出値から得られたクロスヘッド２５０の位置である。「可動部材位置」とは、可動部材８３０の実際の位置である。「型内圧」とは、キャビティ空間８０１内の成形材料の圧力である。また、図７において、エジェクタ位置設定を破線で示し、エジェクタ位置指令を実線で示し、エジェクタ位置検出を一点鎖線で示し、可動部材位置を太い実線で示し、型内圧を二点鎖線で示している。また、位置Ｓ０～Ｓ３は、エジェクタ位置設定、エジェクタ位置指令、エジェクタ位置検出に用いるもので、可動部材位置検出に用いるものではない。

参考例において、エジェクタ位置指令は、エジェクタ位置設定と一致している。また、コントローラは、エジェクタ位置検出がエジェクタ位置指令と一致するようにエジェクタモータ２２１を制御する。

図７に示すように、昇圧工程が完了すると、コントローラはエジェクタモータ２２１を制御してクロスヘッド２５０を所定の位置Ｓ１まで移動させる。なお、この時点では、クロスヘッド２５０が可動部材８３０に当接した状態であり、可動部材８３０は押し込まれていない。

充填工程を開始すると、キャビティ空間８０１内に成形材料が充填される。キャビティ空間８０１内が成形材料で満たされると型内圧が上昇する。

次に、コントローラは、クロスヘッド２５０を所定の位置Ｓ２まで移動させて、成形材料を圧縮するエジェクタ圧縮制御を行う。また、図７に示す例では、エジェクタ圧縮を開始した後に保圧工程を開始する。ここで、コントローラは、エジェクタ位置検出がエジェクタ位置指令と一致するようにエジェクタモータ２２１を制御しているものの、成形材料の反力により可動部および伝達部の弾性変形しており、実際の可動部材８３０の位置は、エジェクタモータエンコーダ２２１ｂの検出値から算出される可動部材８３０の位置よりも後退した位置となる。このため、可動部材８３０の位置は目標位置まで到達していない。

そして、キャビティ空間８０１内の成形材料が収縮することにより、型内圧が減少する。これにより、弾性変形した可動部および伝達部が復元する。このため、コントローラはエジェクタ位置検出がエジェクタ位置指令と一致するようにエジェクタモータ２２１を制御しているにも係わらず、実際の可動部材８３０の位置は緩やかに前進することとなる。

このように、参考例に係る射出成形機においては、エジェクタ圧縮を開始しても可動部材が所定の位置まで到達しない。そして、エジェクタ圧縮中に可動部材８３０が緩やかに前進するため、成形品の転写が崩れるおそれがある。

保圧工程が終了すると、冷却工程（図７では、保圧工程終了から脱圧工程開始までの間）、脱圧工程、型開工程を行う。突き出し工程では、コントローラは、クロスヘッド２５０を所定の位置Ｓ３まで移動させて、可動部材８３０のエジェクタピン８３１が成形品を突き出す（エジェクタ突出開始）。その後、コントローラは、クロスヘッド２５０を所定の位置Ｓ０まで後退させる（エジェクタ戻り開始）。

次に、一実施形態に係る射出成形機１０の動作例について説明する。一実施形態に係る射出成形機１０のコントローラ７０は、変形量推定部７６を備えている。このため、一実施形態のコントローラ７０では、「位置指令値Ｓｃｍｄ＝位置設定値Ｓｓｅｔ＋位置補正値Ｓｄｅｆ」として、位置検出値Ｓｆｂと位置指令値Ｓｃｍｄとの差が小さくなるように制御する。

図８は、一実施形態に係る射出成形機１０のエジェクタ圧縮制御の一例を説明するグラフである。なお、図７に示す参考例に係る射出成形機の制御と重複する部分については、説明を省略する。また、図８において、エジェクタ位置設定を破線で示し、エジェクタ位置指令を実線で示し、エジェクタ位置検出を一点鎖線で示し、可動部材位置を太い実線で示し、型内圧を二点鎖線で示している。また、参考例の可動部材位置を太い破線で示している。なお、図８において、エジェクタ位置設定とエジェクタ位置指令の差分が、位置補正値Ｓｄｅｆに相当する。

コントローラ７０は、クロスヘッド２５０を所定の位置Ｓ２まで移動させて、成形材料を圧縮するエジェクタ圧縮制御を行う。コントローラ７０は、エジェクタ位置検出（位置検出値Ｓｆｂ）がエジェクタ位置指令（位置指令値Ｓｃｍｄ）と一致するようにエジェクタモータ２２１を制御する。ここで、成形材料の反力により可動部および伝達部の弾性変形しており、実際の可動部材８３０の位置は、エジェクタモータエンコーダ２２１ｂの位置検出値Ｓｆｂから算出される可動部材８３０の位置よりも後退した位置となる。変形量推定部７６は、可動部および伝達部の変形量を推定して位置補正値Ｓｄｅｆを出力する。コントローラ７０は、可動部および伝達部の変形量を補うため、位置設定値Ｓｓｅｔに位置補正値Ｓｄｅｆを加算したものを位置指令値Ｓｃｍｄとする。このため、成形材料の反力により可動部および伝達部の弾性変形していても、実際の可動部材８３０（エジェクタピン８３１の先端）の位置を目標位置まで到達させることができる。

そして、キャビティ空間８０１内の成形材料が収縮することにより、型内圧が減少する。また、弾性変形した可動部および伝達部が復元し、歪ゲージ２１０ａの検出値が減少する。歪ゲージ２１０ａの検出値が減少することにより、変形量推定部７６から出力される位置補正値Ｓｄｅｆも減少する。また、位置設定値Ｓｓｅｔと位置補正値Ｓｄｅｆとを加算したものである位置指令値Ｓｃｍｄも減少する。コントローラ７０は、エジェクタ位置検出（位置検出値Ｓｆｂ）がエジェクタ位置指令（位置指令値Ｓｃｍｄ）と一致するようにエジェクタモータ２２１を制御する。このため、成形材料の収縮により可動部および伝達部が復元しても、実際の可動部材８３０（エジェクタピン８３１の先端）の位置を目標位置で維持させることができる。これにより、実際の可動部材８３０の位置が緩やかに前進することを抑制することができる。

このように、一実施形態に係る射出成形機１０によれば、位置設定値Ｓｓｅｔに位置補正値Ｓｄｅｆを加算したものを位置指令値Ｓｃｍｄとしてエジェクタモータ２２１を制御する。ここで、位置補正値Ｓｄｅｆは、可動部および伝達部の変形量と同等分の前進指令に相当する。これにより、可動部材８３０（エジェクタピン８３１の先端）の位置を目標位置まで到達させることができる。また、成形材料が収縮しても可動部材８３０（エジェクタピン８３１の先端）の位置を維持させることができる。よって、成形品の転写の崩れを抑制することができる。即ち、位置補正値Ｓｄｅｆは、エジェクタピン８３１の先端位置を維持させる指令に相当する。また、位置補正値Ｓｄｅｆは、成形材料が収縮して圧力が低下することによるエジェクタピン８３１の前進を相殺する指令に相当する。

また、図３及び図５に示すように、伝達部にベルト２２３を用いている。ベルト２２３を用いた構成において、可動部材８３０の実際の位置を検出してフィードバックで位置補正値Ｓｄｅｆを制御するものとすると、ベルト２２３の伸縮により制御系が発散するおそれがある。これに対し、一実施形態に係る射出成形機１０では、位置補正値Ｓｄｅｆはフィードフォワードで制御される。これにより、安定した制御を行うことができる。

また、一実施形態に係る射出成形機１０によれば、金型装置８００にセンサ等を設けることなく、好適に可動部材８３０（エジェクタピン８３１の先端）の位置制御が可能となる。これにより、金型装置８００の交換作業が煩雑になることを防止することができる。

以上、射出成形機の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

図９は、他の実施形態に係る射出成形機１０におけるエジェクタモータ２２１を制御するコントローラ７０Ａの機能ブロック図である。他の実施形態に係る射出成形機１０は、一実施形態に係る射出成形機１０と比較して、エジェクタモータ２２１を制御するコントローラ７０Ａの構成が異なっている。その他の構成は同様であり、重複する説明を省略する。

図６に示すように、一実施形態に係る射出成形機１０のコントローラ７０は、成形材料の反力を歪ゲージ２１０ａによって検出する。これに対し、図９に示す他の実施形態の射出成形機１０のコントローラ７０Ａは、トルク検出値Ｔｆｂに基づいて成形材料の反力を推定する荷重推定部８０Ａを備えている。また、変形量推定部７６Ａは、荷重推定部８０Ａが推定した荷重と、テーブル７６１Ａに基づいて、位置補正値Ｓｄｅｆを推定する。

このように、他の実施形態に係る射出成形機１０によれば、一実施形態に係る射出成形機１０と同様に、可動部材８３０（エジェクタピン８３１の先端）の位置を目標位置まで到達させることができるとともに、成形材料の収縮による可動部材８３０の前進を抑制することができるので、成形品の転写の崩れを抑制することができる。また、伝達部にベルト２２３を用いる構成においても、安定した制御を行うことができる。また、金型装置８００にセンサ等を設けることなく、好適に可動部材８３０の位置制御が可能となる。

また、他の実施形態に係る射出成形機１０によれば、歪ゲージ２１０ａを省略することができる。

また、一実施形態に係る射出成形機１０のコントローラ７０及び他の実施形態に係る射出成形機１０のコントローラ７０Ａは、変形量推定部７６，７６Ａから出力された位置補正値Ｓｄｅｆによって位置設定値Ｓｓｅｔを補正し、位置検出値Ｓｆｂと位置指令値Ｓｃｍｄ（＝位置設定値Ｓｓｅｔ＋位置補正値Ｓｄｅｆ）との差が小さくなるように制御する。

これに限られるものではなく、位置補正値Ｓｄｅｆによって位置検出値Ｓｆｂを補正してもよい。更に他の実施形態に係る射出成形機１０のコントローラは、「補正後の位置検出値Ｓｆｂ２＝位置検出値Ｓｆｂ－位置補正値Ｓｄｅｆ」とし、補正後の位置検出値Ｓｆｂ２と位置指令値Ｓｃｍｄ（＝位置設定値Ｓｓｅｔ）との差が小さくなるように制御する。なお、位置補正値Ｓｄｅｆは、図６に示す変形量推定部７６から出力される構成であってもよく、図９に示す変形量推定部７６Ａから出力される構成であってもよい。

このように、更に他の実施形態に係る射出成形機１０によれば、一実施形態に係る射出成形機１０、他の実施形態に係る射出成形機１０と同様に、可動部材８３０（エジェクタピン８３１の先端）の位置を目標位置まで到達させることができるとともに、成形材料の収縮による可動部材８３０の前進を抑制することができるので、成形品の転写の崩れを抑制することができる。また、伝達部にベルト２２３を用いる構成においても、安定した制御を行うことができる。また、金型装置８００にセンサ等を設けることなく、好適に可動部材８３０の位置制御が可能となる。

また、一実施形態に係る射出成形機１０及び他の実施形態に係る射出成形機１０は、射出工程中にエジェクタ装置２００を動作させることによって、成形材料を圧縮する構成として説明したが、これに限られるものではない。エジェクタ装置２００とは別に射出工程中に成形材料を圧縮する圧縮機構を備える射出成形機に適用することもできる。

また、変形量推定部は、予め設定されたタイムテーブルに基づいて、可動部および伝達部の変形量（位置補正値Ｓｄｅｆ）を推定してもよい。例えば、所定の成形条件で成形サイクルを繰り返す際の可動部および伝達部の変形量（位置補正値Ｓｄｅｆ）の時間変化を予め実験・シミュレーション等によって求め、タイムテーブルとして変形量推定部に格納する。変形量推定部は、タイムテーブルに基づいて位置補正値Ｓｄｅｆを演算器７７に出力する。これにより、歪ゲージ２１０ａ（図６参照）や荷重推定部８０Ａ（図９参照）を不要とすることができる。

１０ 射出成形機
７０，７０Ａ コントローラ
７１ 速度指令演算部
７２ トルク指令演算部
７３ ドライバ部
７４ 位置検出部
７５ 速度検出部
７６，７６Ａ 変形量推定部（推定部）
７６１，７６１Ａ テーブル
８０Ａ 荷重推定部（推定部）
１２０ 可動プラテン
１２１ 貫通穴
２００ エジェクタ装置
２１０ エジェクタロッド（可動部）
２１０ａ 歪ゲージ
２２０ 駆動機構
２２１ エジェクタモータ（モータ）
２２１ａ エジェクタモータエンコーダ（検出部）
２２２ モータプーリ（伝達部）
２２３ ベルト（伝達部）
２２４ ねじ軸プーリ（伝達部）
２２５ 運動変換機構（伝達部）
２２６ ねじ軸（伝達部）
２２７ ねじナット（伝達部）
２３０ 支持体
２４０ ガイドバー
２５０ クロスヘッド（可動部）
８３０ 可動部材（可動部）
８３１ エジェクタピン（可動部）

Claims (6)

1. スクリュと、
   モータと、
   前記スクリュとは別に射出工程中に可動し、成形材料を圧縮する可動部と、
   前記モータの回転運動を前記可動部に伝達し、伝達時に前記可動部からの反力によって弾性変形で伸縮する伝達部と、
   前記モータの回転を検出する検出部と、
   前記モータを制御するコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、
   前記可動部が前記成形材料を圧縮した際の反力と前記反力により弾性変形した前記伝達部の伸びとの関係を記憶し、当該関係に基づいて、前記可動部の位置の補正値を推定する推定部を有し、
   前記可動部の位置の設定値と、前記検出部の検出値と、前記可動部の位置の補正値に基づいて、前記モータを制御する、射出成形機。
2. 前記コントローラは、
   前記可動部の位置の設定値と前記可動部の位置の補正値の和を指令値とし、前記指令値と前記検出部の検出値との差が小さくなるように、前記モータを制御する、請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記コントローラは、
   前記検出部の検出値と前記可動部の位置の補正値の差を補正後検出値とし、前記可動部の位置の設定値と前記補正後検出値との差が小さくなるように、前記モータを制御する、
   請求項１に記載の射出成形機。
4. 前記可動部には歪ゲージが設けられ、
   前記推定部は、前記歪ゲージの検出値に基づいて、前記補正値を推定する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の射出成形機。
5. 前記推定部は、前記モータのトルクに基づいて、前記補正値を推定する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の射出成形機。
6. 前記伝達部は、
   前記モータの回転軸の回転を従動軸に伝達するベルト及びプーリを有する、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の射出成形機。

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