JP7299207B2 - 制御装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、射出成形装置の温度制御を行う制御装置及びプログラムに関する。

射出成形装置には、成形時にヒータによって樹脂流路を加熱し溶融状態の樹脂材料を流動させるホットランナシステムと称される構造が金型内部に設けられているものがある。
例えば特許文献１の成形金型においては、溶融樹脂が樹脂流路で冷却・固化しないように、樹脂流路の形成されたスプルーブシュ、マニホールド、ゲートノズルがそれぞれに設けられたヒータによって加熱温調されている。

特開２００２－２０５３２０号公報

例えば成形終了後に射出成形装置を休止状態に移行させるにあたって、全てのヒータの電源を同時にオフにして射出成形装置を室温まで降温させることが行われている。
しかし、バルブピンがゲートノズルに挿入された状態でマニホールドに保持される射出成形装置においては、休止状態への移行時に全てのヒータの電源を同時にオフにすると、ゲートノズルの樹脂流路に位置するバルブピンの一部がゲートノズル内の樹脂材料の固化により移動不能に拘束される一方、マニホールドに位置決めされたバルブピンの他の一部がマニホールドの熱収縮に合わせて移動されることにより、バルブピンに曲げ荷重が加わり、バルブピンが変形や折損する虞があった。

そこで本発明は、バルブピンの変形や折損の可能性を低減することを目的とする。

本発明に係る制御装置は、バルブピンがゲートノズルに挿入された状態でマニホールドに保持される射出成形装置の制御装置であって、前記マニホールドに対して設置されたマニホールドヒータと前記ゲートノズルに対して設置されたゲートノズルヒータの制御を行う制御部を備え、前記制御部は前記射出成形装置の休止状態への移行時の降温制御として、前記マニホールドヒータの制御により前記マニホールドを降温させ、前記ゲートノズルヒータの制御により前記ゲートノズルを前記ゲートノズル内の樹脂材料の溶融状態を維持可能な温度である第１の待機温度で維持させ、前記マニホールドが判定温度まで降温したことを受けて前記ゲートノズルを前記第１の待機温度から降温させる制御を行うものである。
この制御を行うと、マニホールドが判定温度に降温するまで、ゲートノズルが第１の待機温度から降温されず、ゲートノズル内の樹脂材料の溶融状態が維持される。

上記した制御装置においては、前記判定温度は金型温度であることが考えられる。
この場合、マニホールドが金型温度に降温するまで、ゲートノズルが第１の待機温度から降温されず、ゲートノズル内の樹脂材料の溶融状態が維持される。

上記した制御装置においては、前記判定温度は前記射出成形装置が設置された室内の室温であることが考えられる。
この場合、マニホールドが室温に降温するまで、ゲートノズルが第１の待機温度から降温されず、ゲートノズル内の樹脂材料の溶融状態が維持される。

本発明に係る制御装置は、バルブピンがゲートノズルに挿入された状態でマニホールドに保持される射出成形装置の制御装置であって、前記マニホールドに対して設置されたマニホールドヒータの制御と前記ゲートノズルに対して設置されたゲートノズルヒータの制御を行う制御部を備え、前記制御部は前記射出成形装置の休止状態からの移行時の昇温制御として、前記ゲートノズルヒータの制御により前記ゲートノズルを前記ゲートノズル内の樹脂材料の溶融状態を維持可能な温度である第２の待機温度まで昇温させ、前記ゲートノズルが前記第２の待機温度まで昇温したことを受けて前記マニホールドヒータの制御により前記マニホールドを昇温させ、前記マニホールドが成形温度まで昇温したことを受けて前記ゲートノズルを成形温度まで昇温させる制御を行うものである。
この制御を行うと、ゲートノズルが第２の待機温度に昇温されてゲートノズル内の樹脂材料の溶融状態が維持されるまで、マニホールドが昇温されない。

本発明に係るプログラムは、上記した射出成形装置の休止状態への移行時の降温制御としての処理を制御装置に実行させるプログラムである。これにより、上記した降温制御を行う制御装置を実現する。
また、本発明に係るプログラムは、上記した射出成形装置の休止状態からの移行時の昇温制御としての処理を制御装置に実行させるプログラムである。これにより、上記した昇温制御を行う制御装置を実現する。

本発明によれば、マニホールドが降温あるいは昇温に伴い変寸する間にゲートノズル内の樹脂材料の溶融状態が維持されるため、マニホールドの変寸時にバルブピンにかかる曲げ荷重が解消又は少なくとも低減されて、バルブピンの変形や折損の可能性を低減することができる。

本発明の実施の形態の制御システムの構成を示したブロック図である。 実施の形態の制御装置のブロック図である。 実施の形態の射出成形装置の概略構成例を示す断面図である。 実施の形態の射出成形装置の別の概略構成例を示す断面図である。 比較例の温度制御が行われている過程の射出成形装置の状態を示す断面図である。 実施の形態の温度制御が行われている過程の射出成形装置の状態を示す断面図である。 実施の形態の降温制御における温度制御処理を示したフローチャートである。 実施の形態の昇温制御における温度制御処理を示したフローチャートである。

＜１．制御システムの概略構成＞
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。まず本発明の実施の形態となる射出成形装置１と制御装置２を含む制御システム１００について説明する。
図１は制御システム１００の構成概要を示した図である。図示するように、制御システム１００は、射出成形装置１と制御装置２とを備えている。

射出成形装置１は、固定側金型と、図示しない可動側金型から構成されている。
固定側金型は、所定位置に配置される固定側型板１０と、樹脂材料を射出充填するための機構を備えた射出部１１と、を備えている。

固定側型板１０内には金型内センサ２０が配置されている。本実施の形態の金型内センサ２０には、固定側型板１０の温度である金型温度を検出する金型温度センサが含まれている。金型内センサ２０には、例えば充填された樹脂材料の温度を検出する温度センサや樹脂材料の圧力を検出する圧力センサなど、他のセンサが含まれていてもよい。
固定側型板１０の構造、種別については特に限定されずに各種のものが想定される。

射出部１１は、ホットランナシステムを構成するマニホールド３０とゲートノズル４０を備えている。マニホールド３０に対してはマニホールドヒータ３１が設置され、マニホールド３０の温度を検出するマニホールド温度センサ３２が設けられている。ゲートノズル４０に対してはゲートノズルヒータ４１が設置され、ゲートノズル４０の温度を検出するゲートノズル温度センサ４２が設けられている。
なお、射出部１１には注入過程の樹脂材料の温度を検出する温度センサや、圧力を検出する圧力センサ、注入速度を算出する位置センサなど各種センサがさらに設けられていてもよい。
本実施の形態では、後述するようにバルブピンがゲートノズル４０に挿入された状態でマニホールド３０に保持される構成であれば、射出部１１のその他の構造、種別については特に限定されずに各種のものが想定される。

金型内センサ２０、マニホールド温度センサ３２、ゲートノズル温度センサ４２の検出信号は、例えば図示しないセンスアンプにより電圧値に変換され、電圧信号に変換された検出信号として制御装置２に供給される。

制御装置２は、射出成形装置１の各種制御を行う。
図２は、制御装置２の内部構成を示している。
制御装置２はＰＬＣ（Programmable Logic Controller）５１、温度制御部５２、ヒータ制御部５３、タッチパネルディスプレイ５４、駆動制御部５５を有して構成されている。

ＰＬＣ５１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）５１ａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）５１ｂ、記憶部５１ｃ、入力ポート５１ｄ、出力ポート５１ｅ、通信ポート５１ｆを有している。ＰＬＣ５１はＲＯＭ５１ａに記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。記憶部５１ｃには各種の処理を実行する上において必要なデータなどが適宜記憶される。

タッチパネルディスプレイ５４は各種情報の表示と必要なパラメータの入力を行う。
温度制御部５２は、ＲＯＭ５２ａに記憶されているプログラムに従って温度調節の処理を実行する。温度制御部５２、ＲＯＭ５２ａは、入出力インタフェース５２ｂと一枚の基板上に実装されている。
タッチパネルディスプレイ５４と温度制御部５２は、ＰＬＣ５１の通信ポート５１ｆに接続され、ＰＬＣ５１からの通信によって制御されている。

入力部５９は、射出部１１に設けられた各種センサの検出信号の入力が可能にされている。入力部５９に入力される検出信号は、例えば、検出情報が図示しないセンスアンプにより電圧レベルに変換された信号である。入力部５９に入力された検出信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器により電圧値に応じたデジタルデータに変換され、入出力インタフェース５２ｂを介して温度制御部５２が認識可能とされる。入力部５９は複数チャネルの入力を想定しており、金型内センサ２０、マニホールド温度センサ３２、ゲートノズル温度センサ４２を含む各種センサの検出信号を、同時に、それぞれ所要のチャネルに入力可能とされている。
出力部６０は、温度制御部５２からの電圧制御によりヒータ制御部５３のコントロールされた電流をヒータへ出力する。

ＰＬＣ５１の入力ポート５１ｄは、射出成形装置１からの制御信号等を受ける。ＰＬＣ５１はこれらの各制御信号に合わせた処理を行う。そしてＰＬＣ５１は処理に応じた制御信号等を出力ポート５１ｅから射出成形装置１等に対して出力する。

駆動制御部５５は、射出部１１による各部の駆動制御を行う。例えばゲート開閉機構の動作制御などを行う。これによって一連の射出成形動作を実行させる。

ヒータ制御部５３は、温度制御部５２の指示に応じて、マニホールドヒータ３１とゲートノズルヒータ４１の制御を実行し、マニホールド３０とゲートノズル４０の温度調整を行う。ヒータ制御部５３は、このようなマニホールドヒータ３１とゲートノズルヒータ４１の制御にあたって、マニホールド温度センサ３２、ゲートノズル温度センサ４２による検出値を用いる。
また温度制御部５２は、射出成形装置１に設けられた他の各種ヒータの制御し、射出成形装置１の各部の温度制御を行うことが可能にされていてもよい。さらに温度制御部５２は、金型内センサ２０による検出値を用いることが可能にされていてもよい。

＜２．実施の形態としての温度制御処理＞
実施の形態の制御装置２において実行する、射出成形装置１の温度制御処理の概要を説明する。実施の形態の温度制御処理は、バルブピンがゲートノズル４０に挿入された状態でマニホールド３０に保持される射出成形装置１に対して制御装置２が行う処理である。

先ず、図３及び図４を参照して射出成形装置１の構成例を説明する。
図３は、図１に示した射出成形装置１の一つの構成例を示している。図３では、図１の射出成形装置１における固定側型板１０の構造を固定側型板１０として示し、図１におけるマニホールド３０の構造をバルブピン７１、７１を保持するマニホールド３０として示し、図１におけるゲートノズル４０の構造をゲートノズル４０、４０として示している。
また、図４は、図３と同様に図１に示した射出成形装置１の一つの構成例であり、後述するピン保持孔及びゲートの構成においてのみ図３の構成例と異なる例である。
以下の説明ではゲートを開閉するバルブピン７１、７１が移動する方向を上下方向として上下前後左右の方向を示すが、以下に示す方向は説明の便宜上のものであり、本発明の温度制御処理が実施される射出成形装置１はこれらの方向に限定して適用されることはない。

図３の射出成形装置１において、マニホールド３０及びゲートノズル４０、４０は固定側型板１０の各所に配置されている。固定側型板１０は図示しない可動側型板と突き合わされるときに可動側型板との間に溶融樹脂Ｒが充填されるキャビティを形成する。固定側型板１０には図示しない金型内センサ２０が内蔵され、金型温度の検出が可能にされている。

マニホールド３０は射出成形装置１の配置空間１ａに配置されている。マニホールド３０の内部には流動路３０ａが形成され、スプル部３０ｂを介して供給された溶融樹脂Ｒの流動が可能にされている。
マニホールド３０にはバルブピン７１、７１と同数のピン保持孔が設けられている。
図３の構成例では、ピン保持孔にはバルブピン７１、７１をガイドし且つ樹脂漏れを防止するピンブシング７２、７２が埋設されている。なお、図３の構成例ではピンブシング７２、７２の下端部が流動路３０ａ内に位置されているが、ピンブシング７２、７２の下端部は流動路３０ａ内に位置されていなくてもよい。
また、ピン保持孔にはピンブシング７２、７２が埋設されていなくてもよい。この場合には、例えば図４の構成例に示すように、ピン保持孔がバルブピン７１、７１と略同径に形成され、ピン保持孔がバルブピン７１、７１をガイドする摺動孔として機能する。

マニホールド３０にはマニホールド３０の加熱を行うマニホールドヒータ３１、３１が取り付けられている。図３及び図４の構成例ではリング状のマニホールドヒータ３１、３１が上下に離隔して取り付けられているが、マニホールドヒータ３１の形状、個数、配置は図示の例に限定されない。
また、マニホールド３０には図示しないマニホールド温度センサ３２が埋設されている。

図３のゲートノズル４０、４０は、マニホールド３０の下面に接触するように固定側型板１０の配置孔に位置決めされて配置されている。ゲートノズル４０、４０の内部にはマニホールド３０の流動路３０ａに連通される流路４０ａ、４０ａが形成され、流路４０ａ、４０ａの下端は樹脂吐出口４０ｂ、４０ｂとして設けられている。図３の構成例では、樹脂吐出口４０ｂ、４０ｂは、固定側型板１０に設けられた開口部１０ｂ、１０ｂに連通し、開口部１０ｂ、１０ｂとともにゲートとして機能する。
なお、ゲートの構成は上記に限られず、固定側型板１０における開口部１０ｂ、１０ｂのみがゲートとして機能するように形成されていてもよい。また、図４の構成例に示すように、ゲートノズル４０、４０の樹脂吐出口４０ｂ、４０ｂが、固定側型板１０におけるゲートノズル４０、４０の配置孔の下側開口に略一致して位置され、樹脂吐出口４０ｂ、４０ｂがゲートとして機能するように構成されていてもよい。

ゲートノズル４０、４０には、ゲートノズル４０、４０を加熱するゲートノズルヒータ４１、４１が取り付けられている。図３及び図４の構成例ではゲートノズルヒータ４１、４１がゲートノズル４０、４０の外周部に取り付けられているが、ゲートノズルヒータ４１の形状、個数、配置は図示の例に限定されない。ゲートノズル４０、４０には図示しないゲートノズル温度センサ４２、４２が取り付けられている。

バルブピン７１、７１は、ゲートノズル４０、４０に挿入された状態でマニホールド３０に保持されている。バルブピン７１、７１は、ピン保持孔に挿通され、中間部がマニホールド３０に対して位置決めされた状態で、下端部がマニホールド３０の流動路３０ａ又はゲートノズル４０、４０の流路４０ａ、４０ａ内に位置されている。バルブピン７１、７１の上端部は鍔部として設けられ、前後左右方向にクリアランスが設けられた状態で駆動機構に連結されている。

上記した射出成形装置１においては、図示しない成形機から供給される溶融樹脂Ｒが、マニホールド３０の流動路３０ａを流動されてゲートノズル４０、４０に分配され、各ゲートノズル４０、４０の流路４０ａ、４０ａにおけるバルブピン７１、７１の外周側の空間を流動され、ゲートから吐出されてキャビティに充填される。駆動機構によりバルブピン７１、７１が下方へ移動されると、バルブピン７１、７１の下端部における先端部がゲートを閉塞し、ゲートノズル４０、４０からキャビティへの溶融樹脂Ｒの吐出が停止される。

なお上記では、固定側型板１０に開口部１０ｂが設けられ且つピン保持孔にピンブシング７２が設けられた構成例（図３）と、固定側型板１０に開口部１０ｂが設けられず且つピンブシング７２が設けられない構成例（図４）を説明したが、射出成形装置１の構成例は図示した例に限られない。例えば、固定側型板１０に開口部１０ｂが設けられ且つピンブシング７２が設けられない構成例、固定側型板１０に開口部１０ｂが設けられず且つピンブシング７２が設けられる構成例も考えられる。
また上記では、マニホールド３０及びゲートノズル４０、４０が固定側型板１０の各所に配置されている構成例（図３及び図４）を説明したが、例えば、固定側型板１０に受板が取り付けられ、マニホールド３０及びゲートノズル４０、４０が当該受板に配置されている構成例も考えられる。

［２－１：温度制御処理の概要］
射出成形装置１において成形中に溶融樹脂がゲートへ向けて流動されるときには、マニホールドヒータ３１、３１及びゲートノズルヒータ４１、４１の制御により、樹脂流路を構成するマニホールド３０及びゲートノズル４０、４０が加熱され、樹脂流路における溶融樹脂Ｒの冷却による固化が防止されている。

例えば成形終了後に、射出成形装置１を休止状態に移行させるにあたっては、射出成形装置１に対して設置された各種ヒータによる射出成形装置１の加熱を停止し、射出成形装置１を室温まで降温させることが行われている。ここで室温とは、射出成形装置１が設置される室内の室温であり、いわゆる常温である。室温は、射出成形装置１の休止状態における休止温度であるともいえる。

しかし、射出成形装置１を休止状態へ移行させるにあたって全てのヒータの電源を同時にオフにすると、バルブピン７１、７１が変形や折損する虞がある。以下、図３及び図５を参照して具体的に説明する。

図３に示す射出成形装置１の降温にあたって、バルブピン７１、７１はゲートを閉塞する閉塞位置に位置される。マニホールドヒータ３１、３１及びゲートノズルヒータ４１、４１の電源を同時にオフにすると、マニホールド３０は放熱に伴い金型中心に向かって熱収縮する。ゲートノズル４０、４０は次第に降温し、ゲートノズル４０、４０も放熱に伴い熱収縮する。
ゲートノズル４０、４０はマニホールド３０と比較して熱容量が小さく重量あたりの放熱面積が広いため、ゲートノズル４０、４０とその流路４０ａ、４０ａ内の樹脂材料はマニホールド３０より先に降温する。ゲートノズル４０、４０が降温すると、流路４０ａ、４０ａ内の樹脂材料は固化し、流路４０ａ、４０ａに位置するバルブピン７１、７１の下端部を拘束する。
流路４０ａ、４０ａ内の樹脂材料の固化以降も、マニホールド３０は放熱に伴う熱収縮を続ける。マニホールド３０に埋設されたピンブシング７２、７２は、マニホールド３０の熱収縮に伴い射出成形装置１の中央側に寄せられる。ピンブシング７２、７２に位置決めされたバルブピン７１、７１の中間部も、マニホールド３０の熱収縮に伴い射出成形装置１の中央側に移動する。他方、バルブピン７１、７１の下端部は、流路４０ａ、４０ａ内の固化した樹脂材料Ｒ’、Ｒ’に拘束されて中間部と共に移動することができない。このためバルブピン７１、７１に曲げ荷重が加わり、図５に示すようにバルブピン７１、７１が変形する場合がある。

そこで、実施の形態の温度制御処理では、マニホールドヒータ３１、３１とゲートノズルヒータ４１、４１の制御により、マニホールド３０が降温あるいは昇温に伴い変寸する間、ゲートノズル４０、４０の流路４０ａ、４０ａ内の樹脂材料の溶融状態を維持する。

［２－２：降温制御］
先ず、実施の形態の射出成形装置１の休止状態へ移行時の降温制御を説明する。実施の形態の降温制御は、図３に示す昇温状態にある射出成形装置１を室温に降温させる制御である。

以下、主に図７のフローチャートを参照して、図３の射出成形装置１に対する降温制御を実現するために制御装置２のＰＬＣ５１が行う温度制御処理を説明する。

先ずステップＳ１０１でＰＬＣ５１は、バルブピン７１、７１をゲート開放位置で保持する。ＰＬＣ５１は例えば、バルブピン７１、７１がゲートを閉塞している場合には、駆動機構の制御によりバルブピン７１、７１をゲート開放位置に移動させる。
ゲート開放位置は、バルブピン７１、７１によりゲートが開放された状態におけるバルブピン７１、７１の位置を指す。バルブピン７１、７１をゲート開放位置に引き上げて保持することで、バルブピン７１、７１の下端部における先端部がゲートを構成する樹脂吐出口４０ｂ、４０ｂや開口部１０ｂ、１０ｂに拘束されることを防止することができる。

ステップＳ１０２でＰＬＣ５１は、マニホールドヒータ３１、３１の制御によりマニホールド３０の降温を開始する。ステップＳ１０２におけるマニホールドヒータ３１、３１の制御は、例えばマニホールドヒータ３１、３１の電源をオフとする制御である。

ステップＳ１０３でＰＬＣ５１は、ゲートノズルヒータ４１、４１の制御によりゲートノズル４０、４０の第１の待機温度への降温を開始する。

第１の待機温度は、ゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の溶融状態を維持可能な温度である。さらに第１の待機温度は、ゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の熱劣化を促進しない温度であることが好適である。そこで第１の待機温度は、成形に用いられる樹脂材料の性質に応じて設定される。
例えば樹脂材料が結晶性樹脂の場合は、第１の待機温度は樹脂材料の融点より高い温度から成形時の成形温度の間であることが相応しい。また、非結晶性樹脂の場合は、第１の待機温度は樹脂材料の性質がゴム状に変化するガラス転移温度より高温である任意の温度から成形温度の間であることが相応しい。

ステップＳ１０４でＰＬＣ５１は、ゲートノズル４０、４０が第１の待機温度まで降温したか否かを判定する。
ゲートノズル４０、４０が第１の待機温度まで降温していない場合には、ＰＬＣ５１はステップＳ１０４でゲートノズル４０、４０が第１の待機温度に降温するまで待機する。
ゲートノズル４０、４０が第１の待機温度まで降温した場合には、ＰＬＣ５１はステップＳ１０５に進んでゲートノズル４０、４０を第１の待機温度で維持させる。

ステップＳ１０４及びステップＳ１０５が実行されている間、ゲートノズル４０、４０は第１の待機温度より低い温度には降温されない。このため、ゲートノズル４０、４０の流路４０ａ、４０ａ内の樹脂材料は溶融状態が保たれている。
他方、マニホールド３０は降温を続け、マニホールド３０とピンブシング７２、７２とピンブシング７２、７２の下端部の周りの流動路３０ａ内の樹脂材料の温度は、ゲートノズル４０、４０とその流路４０ａ、４０ａ内の樹脂材料の温度より先に低下する。

マニホールド３０は、ステップＳ１０２以降、降温に伴い次第に熱収縮する。マニホールド３０が熱収縮する間、マニホールド３０に固定されたピンブシング７２、７２は射出成形装置１の中央側に移動し、ピンブシング７２、７２に位置決めされたバルブピン７１、７１の中間部も射出成形装置１の中央側に移動する。この間、ゲートノズル４０、４０の流路４０ａ、４０ａ内の樹脂材料の溶融状態が維持されているため、バルブピン７１、７１の下端部は、図５で説明したような固化した樹脂材料Ｒ’、Ｒ’に拘束されることなく、図６に示すように中間部の移動に伴い溶融樹脂Ｒ内を移動することができる。即ちバルブピン７１、７１の全体がマニホールド３０の変寸に応じて移動されるため、マニホールド３０が熱収縮する間にバルブピン７１、７１にかかる曲げ荷重を解消又は少なくとも低減することができる。

続くステップＳ１０６でＰＬＣ５１は、マニホールド３０が判定温度まで降温したか否かを判定する。
マニホールド３０が判定温度まで降温していない場合には、ＰＬＣ５１はステップＳ１０６でマニホールド３０が判定温度に降温するまで待機する。
マニホールド３０が判定温度まで降温した場合には、ＰＬＣ５１はステップＳ１０７に進んでゲートノズルヒータ４１、４１の制御によりゲートノズル４０、４０を第１の待機温度から降温させる。ステップＳ１０７におけるゲートノズルヒータ４１、４１の制御は、例えばゲートノズルヒータ４１、４１の電源をオフとする制御である。ステップＳ１０７が実行されることにより、ゲートノズル４０、４０が第１の待機温度から降温され、流路４０ａ、４０ａ内の樹脂材料は降温に伴い固化する。

上記のステップＳ１０６におけるマニホールド３０の判定温度は、第１の待機温度より低く、マニホールド３０の熱収縮による変寸の影響が低減される温度である。判定温度は金型構造や使用環境に応じて設定される。

具体的には、判定温度は、室温または室温に近似する温度に設定することが考えられる。マニホールド３０の変寸は、室温において最も小さくなる。判定温度が室温または室温に近似する温度に設定された場合には、マニホールド３０の変寸が最小になるまでゲートノズル４０、４０が第１の待機温度から降温されず、ゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の溶融状態が維持される。従って、マニホールド３０の熱収縮に伴うバルブピン７１、７１の中間部の移動が終息するまで、バルブピン７１、７１の下端部は溶融樹脂Ｒ内を移動することができる。

また、判定温度は、室温よりも高い温度である固定側型板１０の金型温度または金型温度に近似する温度に設定することが考えられる。金型温度とマニホールド３０の温度が一致していれば、どのような温度でも熱変寸による寸法差がなくなる。このため、判定温度が金型温度または金型温度に近似する温度に設定された場合には、マニホールド３０と固定側型板１０の変寸差がなくなるまでゲートノズル４０、４０が第１の待機温度から降温されず、ゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の溶融状態が維持される。従って、固定側型板１０に位置決めされたゲートノズル４０、４０に対するマニホールド３０の変寸並びにバルブピン７１、７１の中間部の移動が終息するまで、バルブピン７１、７１の下端部は溶融樹脂Ｒ内を移動することができる。
なお、射出成形装置１の以降の降温過程で、マニホールド３０と固定側型板１０に温度差が発生することはありうる。しかしマニホールド３０と固定側型板１０はそれぞれ熱容量が大きく位置も接近しているため、温度差は僅かに抑えられている。

以上のステップＳ１０１からステップＳ１０７の処理により、マニホールド３０及びゲートノズル４０、４０が室温まで降温すると、射出成形装置１の休止状態への降温が完了する。休止状態の射出成形装置１においては、バルブピン７１、７１全体が射出成形装置１の中央側に移動した状態で内部の樹脂材料が固化する。このため、休止状態におけるバルブピン７１、７１に加わる曲げ荷重も解消又は少なくとも低減されている。従って、バルブピン７１、７１の変形や折損の可能性を低減することができる。

以上、実施の形態の降温制御としての温度制御処理を説明した。
上記した実施の形態の降温制御に用いられるゲートノズル４０、４０の第１の待機温度と、マニホールド３０の判定温度は、図７に示す処理の開始前に例えば制御装置２のオペレータにより設定されているものとする。

なお、第１の待機温度を成形温度と等しい温度に設定することも考えられる。この場合には、ＰＬＣ５１はステップＳ１０３及びステップＳ１０４の処理を省略し、マニホールド３０が判定温度に降温するまでステップＳ１０５でゲートノズル４０、４０を第１の待機温度で維持する。なお、本実施の形態における成形温度は射出成形装置１の昇温状態における温度を指し、成形の可能な温度や成形待機時の温度等を含む。

また、上記ではステップＳ１０２のマニホールド３０の降温開始の処理とステップＳ１０３のゲートノズル４０、４０を第１の待機温度への降温開始の処理がこの順序で行われる処理例を示したが、ステップＳ１０２とステップ１０３の処理は同時に行われてもよく、また逆の順序で行われてもよい。

さらにまた、上記ではステップＳ１０２のヒータ制御としてマニホールドヒータ３１、３１の電源をオフとする例を挙げたが、例えばマニホールドヒータ３１、３１の目標温度を段階的に低く設定してその温度に向けて徐々に降温させるなど、他の制御を行ってもよい。
同様に、上記ではステップＳ１０７のヒータ制御としてゲートノズルヒータ４１、４１の電源をオフとする例を挙げたが、例えばゲートノズルヒータ４１、４１の目標温度を段階的に低く設定してその温度に向けて徐々に降温させるなど、他の制御を行ってもよい。

［２－３：昇温制御］
続いて、実施の形態の射出成形装置１の休止状態からの移行時の昇温制御を説明する。実施の形態の昇温制御は、休止状態にある射出成形装置１を成形温度に昇温させる制御である。即ち、図６のようにバルブピン７１、７１が射出成形装置１の中央側へ移動した状態で内部の樹脂材料が固化した射出成形装置１を、図３に示す昇温状態に昇温させる制御である。

以下、主に図８のフローチャートを参照して、休止状態の射出成形装置１に対する昇温制御を実現するために制御装置２のＰＬＣ５１が行う温度制御処理を説明する。なお、昇温制御の開始時点で、休止状態の射出成形装置１におけるバルブピン７１、７１はゲート開放位置に位置されている。

先ずステップＳ２０１でＰＬＣ５１は、ゲートノズルヒータ４１、４１の制御によりゲートノズル４０、４０の第２の待機温度への昇温を開始する。

第２の待機温度は、ゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の溶融状態を維持可能な温度である。さらに第２の待機温度は、ゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の熱劣化を促進しない温度であることが好適である。そこで第２の待機温度は、成形に用いられる樹脂材料の性質に応じて設定される。
例えば樹脂材料が結晶性樹脂である場合は、第２の待機温度は樹脂の融点より高い温度から成形時の成形温度の間であることが相応しい。また、非結晶性樹脂の場合は、第２の待機温度は樹脂の性質がゴム状に変化するガラス転移温度より高温である任意の温度から成形温度の間であることが相応しい。

ステップＳ２０２でＰＬＣ５１は、ゲートノズル４０、４０が第２の待機温度まで昇温したか否かを判定する。
ゲートノズル４０、４０が第２の待機温度まで昇温していない場合には、ＰＬＣ５１はステップＳ２０２でゲートノズル４０、４０が第２の待機温度に昇温するまで待機する。
ゲートノズル４０、４０が第２の待機温度まで昇温した場合には、ＰＬＣ５１はステップＳ２０３に進んでゲートノズル４０、４０を第２の待機温度で維持させる。

以上のステップＳ２０１からステップＳ２０３を実行することにより、ゲートノズル４０、４０は第２の待機温度まで昇温され、ゲートノズル４０、４０の流路４０ａ、４０ａ内の樹脂材料が溶融状態にされる。

続くステップＳ２０４でＰＬＣ５１は、マニホールドヒータ３１、３１の制御によりマニホールド３０の成形温度への昇温を開始する。

ステップＳ２０４が実行されることで、マニホールド３０は昇温し次第に熱膨張する。
マニホールド３０が熱膨張する間、マニホールド３０に固定されたピンブシング７２、７２は射出成形装置１の中央側から外周側へ移動する。バルブピン７１、７１の中間部も射出成形装置１の中央側から外周側へ移動するが、この間、第２の待機温度に保温されたゲートノズル４０、４０の流路４０ａ、４０ａ内では樹脂材料の溶融状態が維持されている。このため、バルブピン７１、７１の下端部は、マニホールドの熱膨張に応じて溶融樹脂Ｒ内を移動することができる。即ちバルブピン７１、７１の全体がマニホールド３０の変寸に応じて移動されるため、マニホールド３０が熱膨張する間にバルブピン７１、７１にかかる曲げ荷重を解消又は少なくとも低減することができる。

ステップＳ２０５でＰＬＣ５１は、マニホールド３０が成形温度まで昇温したか否かを判定する。
マニホールド３０が成形温度まで昇温していない場合には、ＰＬＣ５１はステップＳ２０５でマニホールド３０が成形温度に昇温するまで待機する。
マニホールド３０が成形温度まで昇温した場合には、ＰＬＣ５１はステップＳ２０６に進んでマニホールド３０を成形温度で保温する。

ステップＳ２０７でＰＬＣ５１は、ゲートノズル４０、４０を成形温度まで昇温させる制御を開始する。

ステップＳ２０８でＰＬＣ５１は、ゲートノズル４０、４０が成形温度まで昇温したか否かを判定する。
ゲートノズル４０、４０が成形温度まで昇温していない場合には、ＰＬＣ５１はステップＳ２０８でゲートノズル４０、４０が成形温度に昇温するまで待機する。
ゲートノズル４０、４０が成形温度まで昇温した場合には、ＰＬＣ５１はステップＳ２０９に進んで駆動機構の制御によりバルブピン７１、７１をゲート開放位置からゲート閉塞位置に移動させる。ゲート閉塞位置は、バルブピン７１、７１によりゲートが閉塞された状態におけるバルブピン７１、７１の位置を指す。バルブピン７１、７１をゲート閉塞位置に移動させて保持することで、ゲートが閉塞される。

続くステップＳ２１０でＰＬＣ５１はゲートノズル４０、４０を成形温度で保温する。

以上のステップＳ２０１からステップＳ２１０の処理により、マニホールド３０及びゲートノズル４０、４０が成形温度まで昇温され、射出成形装置１の休止状態からの昇温が完了する。なお、図３に示すように、昇温状態においてバルブピン７１、７１は全体が射出成形装置１の中央側から移動されている。そして昇温開始から図３の状態に至る過程において、バルブピン７１、７１に変形や折損をもたらす曲げ荷重は加えられない。

以上、実施の形態の昇温制御としての温度制御処理を説明した。
上記した実施の形態の昇温制御に用いられるゲートノズル４０、４０の第２の待機温度と、ゲートノズル４０、４０及びマニホールド３０の成形温度とは、図８に示す処理の開始前に例えば制御装置２のオペレータにより設定されているものとする。

また、上記したステップＳ２０２及びステップＳ２０３における第２の待機温度は、ゲートノズル４０、４０の成形温度より低いが短時間で成形温度まで昇温できる温度であることが好ましい。
第２の待機温度が成形温度より低い温度であることで、ＰＬＣ５１は、ゲートノズル４０、４０が成形温度まで昇温するのを待つことなくステップＳ２０４のマニホールド３０の昇温を開始することができる。つまり、ゲートノズル４０、４０が成形温度に昇温するのを待ってマニホールド３０の昇温を開始する場合と比較して、マニホールド３０の昇温開始のタイミングを早めることができるため、射出成形装置１の昇温完了及び成形開始までの時間を短縮することが可能になる。これにより、昇温制御時の電力消費を低減すると共にゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の熱劣化を抑制することができる。
なお、第２の待機温度を成形温度と等しい温度に設定することも考えられるが、この場合には、ＰＬＣ５１はステップＳ２０７からステップＳ２１０の処理を省略し、ステップＳ２０５でマニホールドが成形温度まで昇温したと判定したことに応じてバルブピン７１、７１をゲート開放位置からゲート閉塞位置に移動させ、ステップＳ２０６でマニホールド３０を成形温度で保温した時点で射出成形装置１の昇温制御を終了する。

また上記では、ＰＬＣ５１がステップＳ２０９で駆動機構の制御によりバルブピン７１、７１をゲート開放位置からゲート閉塞位置に移動させる処理例を説明した。
射出成形装置１の通常の制御では、昇温時に温度の制御装置の電源がオンにされるとバルブピン７１、７１をゲート閉塞位置に移動させる方向にバルブピン７１、７１の駆動機構の駆動制御が行われる。この場合、射出成形装置１における樹脂材料が固化した状態でバルブピン７１、７１が移動されると、バルブピン７１、７１の破損につながる虞がある。
そこで、実施の形態の制御装置２のＰＬＣ５１は、制御装置２の電源がオンにされてもバルブピン７１、７１をゲート閉塞位置に移動させる方向への駆動制御を行わないことが可能にされている。即ち、ＰＬＣ５１はバルブピン７１、７１をゲート閉塞位置に移動させる駆動制御と制御装置２の電源制御とを独立して行うことが可能にされている。あるいは、ＰＬＣ５１は、制御装置２の電源がオンにされる際に、バルブピン７１、７１が破損しない程度の弱い駆動制御を行うことが可能にされていてもよい。

＜３．まとめ＞
上記のように実施の形態の制御装置２は、バルブピン７１、７１がゲートノズル４０、４０に挿入された状態でマニホールド３０に保持される射出成形装置１の制御装置であって、マニホールド３０に対して設置されたマニホールドヒータ３１、３１とゲートノズル４０、４０に対して設置されたゲートノズルヒータ４１、４１の制御を行うＰＬＣ５１（制御部）を備える。ＰＬＣ５１（制御部）は射出成形装置１の休止状態への移行時の降温制御として、マニホールドヒータ３１、３１の制御によりマニホールド３０を降温させ、ゲートノズルヒータ４１、４１の制御によりゲートノズル４０、４０をゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の溶融状態を維持可能な温度である第１の待機温度で維持させ、マニホールド３０が判定温度まで降温したことを受けてゲートノズル４０、４０を第１の待機温度から降温させる制御を行う。即ち制御装置２は、図７に示す降温制御のための温度制御処理を行う。
上記した制御装置２が行う降温制御によると、マニホールド３０が判定温度に降温するまでゲートノズル４０、４０は第１の待機温度から降温されず、ゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の溶融状態が維持される。従って、マニホールド３０が判定温度への降温に伴い熱収縮する間、バルブピン７１、７１の下端部はマニホールド３０の変寸に応じて溶融樹脂Ｒ内を移動することができる。
これにより、マニホールド３０が判定温度に降温する間にバルブピン７１、７１にかかる曲げ荷重が解消又は少なくとも低減される。またゲートノズル４０、４０内の樹脂材料が固化した休止状態において、バルブピン７１、７１にかかる曲げ荷重が解消又は少なくとも低減される。よって、バルブピン７１、７１の変形や折損の可能性を低減することができる。
さらに、バルブピン７１、７１にかかる曲げ荷重が低減されることで、バルブピン７１、７１とピンブシング７２、７２それぞれの摺動部の摩耗が低減される。さらに、バルブピン７１、７１の先端部並びにゲートを構成する樹脂吐出口４０ｂ、４０ｂや開口部１０ｂ、１０ｂにおける摺動部の摩耗が低減される。これにより、バルブピン７１、７１の長寿命化およびメンテナンスの頻度削減を図ることができる。これにより、射出成形装置１のメンテナンスのコスト及び作業負担を軽減することができる。さらにまた、ゲートにバリが発生しにくくなることにより、成形品の品質向上を図ることができる。

また、実施の形態の制御装置２の降温制御では、判定温度は金型温度または金型温度に近似する温度である例を説明した。
この場合には、マニホールド３０が金型温度または金型温度に近似する温度に降温するまで、ゲートノズル４０、４０が第１の待機温度から降温されず、ゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の溶融状態が維持される。即ち、マニホールド３０と固定側型板１０（金型）との変寸差がなくなるまで、ゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の溶融状態が維持される。
従って、固定側型板１０（金型）に対するマニホールド３０の熱収縮並びにバルブピン７１、７１の中間部の移動が終息するまで、バルブピン７１、７１の下端部は溶融樹脂Ｒ内を移動することができる。よって、マニホールド３０と固定側型板１０（金型）に変寸差がある間に、バルブピン７１、７１にかかる曲げ荷重が解消又は少なくとも低減され、バルブピン７１、７１の変形や折損の可能性を低減することができる。
さらに、判定温度が室温より高い金型温度または金型温度に近似する温度に設定される場合には、判定温度が室温または室温に近似する温度に設定される場合と比較して、マニホールド３０が判定温度まで降温する時間を短縮することができる。これによりゲートノズル４０、４０を第１の待機温度で維持させる保温時間を短くすることができるため、長時間の通電が不要になり、通電に伴う安全管理上の問題や電力消費、ゲートノズル４０、４０内の溶融樹脂の分解劣化の可能性を低減することができる。

また、実施の形態の制御装置２の降温制御では、判定温度は射出成形装置１が設置された室内の室温または室温に近似する温度である例を説明した。
この場合には、マニホールド３０が室温または室温に近似する温度に降温するまで、ゲートノズル４０、４０が第１の待機温度から降温されず、ゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の溶融状態が維持される。即ち、マニホールド３０の変寸が最小になるまで、ゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の溶融状態が維持される。
従って、マニホールド３０の熱収縮に伴うバルブピン７１、７１の中間部の移動が終息するまで、バルブピン７１、７１の下端部は溶融樹脂Ｒ内を移動することができる。よって、マニホールド３０が熱収縮する間に、バルブピン７１、７１にかかる曲げ荷重が解消又は少なくとも低減され、バルブピン７１、７１の変形や折損の可能性を低減することができる。

上記の実施の形態の制御装置２のＰＬＣ５１（制御部）は、射出成形装置１の休止状態からの移行時の昇温制御として、ゲートノズルヒータ４１、４１の制御によりゲートノズル４０、４０をゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の溶融状態を維持可能な温度である第２の待機温度まで昇温させ、ゲートノズル４０、４０が第２の待機温度まで昇温したことを受けてマニホールドヒータ３１、３１の制御によりマニホールド３０を昇温させ、マニホールド３０が成形温度まで昇温したことを受けてゲートノズル４０、４０を成形温度まで昇温させる制御を行う。即ち制御装置２は、図８に示す昇温制御のための温度制御処理を行う。
上記した制御装置２が行う昇温制御によると、ゲートノズル４０、４０が第２の待機温度に昇温されてゲートノズル４０、４０内の樹脂材料が溶融状態になるまで、マニホールド３０は昇温されない。従って、マニホールド３０が昇温に伴い熱膨張する間、バルブピン７１、７１の下端部はマニホールド３０の変寸に応じて溶融樹脂Ｒ内を移動することができる。
これにより、マニホールド３０が昇温する間にバルブピン７１、７１にかかる曲げ荷重が解消又は少なくとも低減され、バルブピン７１、７１の変形や折損の可能性を低減することができる。
さらに、バルブピン７１、７１にかかる曲げ荷重が低減されることで、バルブピン７１、７１とピンブシング７２、７２それぞれの摺動部の摩耗が低減される。さらに、バルブピン７１、７１の先端部並びにゲートを構成する樹脂吐出口４０ｂ、４０ｂや開口部１０ｂ、１０ｂにおける摺動部の摩耗が低減される。これにより、バルブピン７１、７１の長寿命化およびメンテナンスの頻度削減を図ることができる。これにより、射出成形装置１のメンテナンスのコスト及び作業負担を軽減することができる。さらにまた、ゲートにバリが発生しにくくなることにより、成形品の品質向上を図ることができる。

＜４．プログラム及び記憶媒体＞
本発明の実施の形態のプログラムは、制御装置２におけるＰＬＣ５１や、マイクロコンピュータ等の演算処理装置に上述の降温制御や昇温制御を実行させるプログラムである。

実施の形態のプログラムは、射出成形装置１の休止状態への移行時の降温制御として、マニホールドヒータ３１、３１の制御によりマニホールド３０を降温させ、ゲートノズルヒータ４１、４１の制御によりゲートノズル４０、４０をゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の溶融状態を維持可能な温度である第１の待機温度で維持させ、マニホールド３０が判定温度まで降温したことを受けてゲートノズル４０、４０を第１の待機温度から降温させる制御を行う処理を実行させるプログラムである。即ち、図７の処理を実行させるプログラムである。

実施の形態のプログラムは、射出成形装置１の休止状態からの移行時の昇温制御として、ゲートノズルヒータ４１、４１の制御によりゲートノズル４０、４０をゲートノズル４０、４０内の樹脂材料の溶融状態を維持可能な温度である第２の待機温度まで昇温させ、ゲートノズル４０、４０が第２の待機温度まで昇温したことを受けてマニホールドヒータ３１、３１の制御によりマニホールド３０を昇温させ、マニホールド３０が成形温度まで昇温したことを受けてゲートノズル４０、４０を成形温度まで昇温させる制御を行う処理を実行させるプログラムである。即ち、図８の処理を実行させるプログラムである。

このようなプログラムにより本実施の形態の制御装置２の製造が可能となる。
そしてこのようなプログラムは制御装置２等の機器に内蔵されている記憶媒体や、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を有するマイクロコンピュータ内のＲＯＭ等に予め記憶しておくことができる。あるいはまた、半導体メモリ、メモリカード、ディスク状記憶媒体などのリムーバブル記憶媒体に、一時的あるいは永続的に格納（記憶）しておくことができる。またこのようなリムーバブル記憶媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することができる。
また、このようなプログラムは、リムーバブル記憶媒体からパーソナルコンピュータ等にインストールする他、ダウンロードサイトから、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネットなどのネットワークを介してダウンロードすることもできる。

１…射出成形装置
２…制御装置
１０…固定側型板
２０…金型内センサ
３０…マニホールド
３１…マニホールドヒータ
３２…マニホールド温度センサ
４０…ゲートノズル
４１…ゲートノズルヒータ
４２…ゲートノズル温度センサ
５１…ＰＬＣ
７１…バルブピン
７２…ピンブシング
Ｒ…溶融樹脂
Ｒ’…固化した樹脂材料

Claims (6)

1. バルブピンがゲートノズルに挿入された状態でマニホールドに保持される射出成形装置の制御装置であって、
   前記マニホールドに対して設置されたマニホールドヒータと前記ゲートノズルに対して設置されたゲートノズルヒータの制御を行う制御部を備え、
   前記制御部は前記射出成形装置の休止状態への移行時の降温制御として、
   前記マニホールドヒータの制御により前記マニホールドを降温させ、
   前記ゲートノズルヒータの制御により前記ゲートノズルを前記ゲートノズル内の樹脂材料の溶融状態を維持可能な温度である第１の待機温度で維持させ、
   前記マニホールドが判定温度まで降温したことを受けて前記ゲートノズルを前記第１の待機温度から降温させる制御を行う
   制御装置。
2. 前記判定温度は金型温度である
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記判定温度は前記射出成形装置が設置された室内の室温である
   請求項１に記載の制御装置。
4. バルブピンがゲートノズルに挿入された状態でマニホールドに保持される射出成形装置の制御装置であって、
   前記マニホールドに対して設置されたマニホールドヒータの制御と前記ゲートノズルに対して設置されたゲートノズルヒータの制御を行う制御部を備え、
   前記制御部は前記射出成形装置の休止状態からの移行時の昇温制御として、
   前記ゲートノズルヒータの制御により前記ゲートノズルを前記ゲートノズル内の樹脂材料の溶融状態を維持可能な温度である第２の待機温度まで昇温させ、
   前記ゲートノズルが前記第２の待機温度まで昇温したことを受けて前記マニホールドヒータの制御により前記マニホールドを昇温させ、
   前記マニホールドが成形温度まで昇温したことを受けて前記ゲートノズルを成形温度まで昇温させる制御を行う
   制御装置。
5. バルブピンがゲートノズルに挿入された状態でマニホールドに保持される射出成形装置の制御装置に、前記マニホールドに対して設置されたマニホールドヒータと前記ゲートノズルに対して設置されたゲートノズルヒータの制御を行う処理を行わせるプログラムであって、
   前記射出成形装置の休止状態への移行時の降温制御として、
   前記マニホールドヒータの制御により前記マニホールドを降温させ、
   前記ゲートノズルヒータの制御により前記ゲートノズルを前記ゲートノズル内の樹脂材料の溶融状態を維持可能な温度である第１の待機温度で維持させ、
   前記マニホールドが判定温度まで降温したことを受けて前記ゲートノズルを前記第１の待機温度から降温させる制御を行う処理を実行させるプログラム。
6. バルブピンがゲートノズルに挿入された状態でマニホールドに保持される射出成形装置の制御装置に、前記マニホールドに対して設置されたマニホールドヒータと前記ゲートノズルに対して設置されたゲートノズルヒータの制御を行う処理を行わせるプログラムであって、
   前記射出成形装置の休止状態からの移行時の昇温制御として、
   前記ゲートノズルヒータの制御により前記ゲートノズルを前記ゲートノズル内の樹脂材料の溶融状態を維持可能な温度である第２の待機温度まで昇温させ、
   前記ゲートノズルが前記第２の待機温度まで昇温したことを受けて前記マニホールドヒータの制御により前記マニホールドを昇温させ、
   前記マニホールドが成形温度まで昇温したことを受けて前記ゲートノズルを成形温度まで昇温させる制御を行う処理を実行させるプログラム。

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