WO2022054958A1

WO2022054958A1 - 射出成形機

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Publication number: WO2022054958A1
Application number: PCT/JP2021/033653
Authority: WO
Inventors: 利美加藤; 博文村田; 穂積依田
Original assignee: 日精樹脂工業株式会社
Priority date: 2020-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2022-03-17
Also published as: EP4212307A1; CN116113530A; US20230364841A1

Abstract

スクリュヘッド部４ｓの前方の樹脂Ｒを金型２に射出充填すると同時に、所定量の樹脂を、還流樹脂Ｒｍとしてスクリュヘッド部４ｓの内部側及び／又はスクリュヘッド部４ｓの外周部側を通して当該スクリュヘッド部４ｓの後方におけるスクリュ本体部４ｍ側に還流させる一部還流射出機能部５を設ける。又は、加熱筒３内のスクリュ４を回転させることにより当該加熱筒３内の樹脂を可塑化処理する可塑化工程Ｗｉ１，この可塑化工程Ｗｉ１の終了後にスクリュ４を前進移動させることにより当該スクリュ４におけるスクリュヘッド部４ｓの前方に可塑化蓄積された樹脂Ｒの一部を金型２に対して射出充填する射出工程Ｗｉ２，この射出工程Ｗｉ２の終了後に樹脂Ｒの残部の一部を、還流樹脂Ｒｍとしてスクリュヘッド部４ｓの後方へ還流させる可塑化促進工程Ｗｉ３，を順次実行する成形機コントローラＣを設ける。

Description

射出成形機

　本発明は、所定の型締力により型締した金型に対して、所定の射出圧力により樹脂を射出充填して成形を行う射出成形機に関する。

　従来、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機は広く知られている。一方、本出願人は、一般的な成形手法を用いる成形モード、即ち、射出装置側で樹脂を計量し、計量した樹脂を型締装置側における可動型及び固定型の型位置を固定した金型内へ射出充填して成形を行う成形モードとは異なる新たな成形手法による特定成形モードを備えた射出成形機を既に提案しており、同射出成形機は特許文献１により開示されている。

　この射出成形機は、温度や圧力等に敏感に影響を受けやすい特性を有する低粘性の樹脂であっても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り、加えて、成形サイクル時間の短縮化を図ることにより量産性及び経済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タ圧力として設定し、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、上述した特定成形モードを備えた射出成形機をはじめ、従来の射出成形機は、次のような解決すべき課題が存在した。

　即ち、射出成形機により成形品の生産を行う場合、通常、成形品の種類等にマッチングする、射出速度，射出圧力，樹脂温度等の各種成形条件を設定して成形を行うが、最終的に得られる成形品にはある程度の成形不良が発生するとともに、特に、成形品の種類等によっては、成形不良が発生しやすい成形品も存在する。例えば、可塑化時間が短く樹脂に対して十分な熱が伝わりにくいハイサイクル成形品，粉砕材等の混入により通常のペレットに比べてペレット形状が不均一な傾向を有するリサイクルペレット材料を使用した成形品，一度に大容量の可塑化が求められる射出容量の大きい成形品等は、特に、成形不良が発生しやすく歩留率（良品率）の低下を来しやすい。

　このため、従来は、各種成形条件に対する精度の高い設定や制御の安定化などにより対応、例えば、樹脂に対する可塑化処理の場合、加熱温度に対する精度の高い設定やスクリュの回転速度及び可塑化時間等の最適化を図るなどにより対応していたが、このような対応を十分に行ったとしても、実際の生産現場では相当数の成形不良が発生するとともに、具体的な不良原因が解らないことも少なくなく、高い歩留率の確保には限界があった。

　特に、高い歩留率を確保できない問題は、大型成形品や特殊樹脂成形品等の生産において、生産効率の低下や生産コストの上昇を招くのみならず、資源ロスの発生やエネルギー消費の無駄を招くことになり、従来のいわば限界的な歩留率をより高めるための新たな射出成形機の実現が要請されていた。

　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機の提供を目的とするものである。

　本発明の第一の形態に係る射出成形機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を所定の型締力により型締する型締装置Ｍｃと、型締された金型２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Ｍｉと、型締装置Ｍｃ及び射出装置Ｍｉに対する制御を行う成形機コントローラＣとを備える射出成形機を構成するに際して、射出装置Ｍｉの加熱筒３に収容したスクリュ４を前進移動させることにより当該スクリュ４の前端部におけるスクリュヘッド部４ｓの前方の樹脂Ｒを金型２に射出充填し、かつ当該樹脂Ｒの一部となる所定量の樹脂をスクリュヘッド部４ｓの後方におけるスクリュ本体部４ｍ側に還流させるに際し、スクリュヘッド部４ｓの前方の樹脂Ｒを金型２に射出充填すると同時に、所定量の樹脂を、還流樹脂Ｒｍとしてスクリュヘッド部４ｓの内部側及び／又はスクリュヘッド部４ｓの外周部側を通して当該スクリュヘッド部４ｓの後方におけるスクリュ本体部４ｍ側に還流させる一部還流射出機能部５を設けたことを特徴とする。

　この場合、第一の形態に係る射出成形機Ｍは、発明の好適な態様により、所定量は、金型２に射出充填する樹脂Ｒの容量に対して、１０－６０〔％〕の範囲に選定することが望ましい。さらに、一部還流射出機能部５を構成するに際しては、スクリュヘッド部４ｓに、樹脂Ｒｍが還流する少なくとも一つの還流通路１１…を設け、より望ましくは、成形時の射出圧力Ｐｉｓを、樹脂Ｒｍが還流しないときの射出圧力Ｐｉに対して所定の大きさだけ高く設定する射出圧力追加設定機能部Ｆｓを設けて構成することができ、或いはスクリュ４を逆回転させる逆回転制御機能部Ｆｃを設け、より望ましくは、この逆回転制御機能部Ｆｃに、スクリュ４を逆回転させる期間及び回転速度の逆回転設定機能部Ｆｃｓを設けて構成することもできる。他方、型締装置として少なくとも金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる型締装置Ｍｃを使用するとともに、成形機コントローラＣに、予め、射出充填時に可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の型隙間Ｌｍが生じ、かつ良品成形可能な射出圧力（以下、成形射出圧力）Ｐｉと良品成形可能な型締力（以下、成形型締力）Ｐｃを求めて設定し、成形時に、成形型締力Ｐｃにより型締装置Ｍｃを型締し、かつ成形射出圧力Ｐｉをリミッタ圧力Ｐｓとして設定することにより、射出装置Ｍｉを駆動して金型２に対する樹脂Ｒの射出充填を行う制御機能を設けることができる。

　また、本発明の第二の形態に係る射出成形機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を所定の型締力により型締する型締装置Ｍｃと、型締された金型２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Ｍｉと、型締装置Ｍｃ及び射出装置Ｍｉに対する制御を行う成形機コントローラＣとを備える射出成形機を構成するに際して、射出装置Ｍｉの加熱筒３に収容したスクリュ４を前進移動させることにより当該スクリュ４の前端部におけるスクリュヘッド部４ｓの前方の樹脂Ｒを金型２に射出充填し、かつ当該樹脂Ｒの一部となる所定量の樹脂をスクリュヘッド部４ｓの後方におけるスクリュ本体部４ｍ側に還流させるに際し、加熱筒３内のスクリュ４を回転させることにより当該加熱筒３内の樹脂を可塑化処理する可塑化工程Ｗｉ１，この可塑化工程Ｗｉ１の終了後にスクリュ４を前進移動させることにより当該スクリュ４におけるスクリュヘッド部４ｓの前方に可塑化蓄積された樹脂Ｒの一部を金型２に対して射出充填する射出工程Ｗｉ２，この射出工程Ｗｉ２の終了後に樹脂Ｒの残部の一部を、還流樹脂Ｒｍとしてスクリュヘッド部４ｓの後方へ還流させる可塑化促進工程Ｗｉ３，を順次実行する成形機コントローラＣを備えることを特徴とする。

　この場合、第二の形態に係る射出成形機Ｍは、発明の好適な態様により、射出装置Ｍｉには、シャットオフノズル（又はバルブノズル）５１を備える射出装置を用いることができる。また、型締装置として少なくとも金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる型締装置Ｍｃを使用するとともに、成形機コントローラＣに、予め、射出充填時に可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の型隙間Ｌｍが生じ、かつ良品成形可能な成形射出圧力Ｐｉと良品成形可能な成形型締力Ｐｃを求めて設定し、成形時に、成形型締力Ｐｃにより型締装置Ｍｃを型締し、かつ成形射出圧力Ｐｉをリミッタ圧力Ｐｓとして設定することにより、射出装置Ｍｉを駆動して金型２に対する樹脂Ｒの射出充填を行う制御機能を設けることができる。なお、可塑化促進工程Ｗｉ３において、可塑化蓄積樹脂Ｒを還流させるに際しては、スクリュ４に対する前方への加圧制御機能により還流させてもよいし、スクリュ４に対する逆回転制御機能により還流させてもよい。一方、可塑化促進工程Ｗｉ３の実施に際しては、実質的な可塑化促進処理（Ｓ１２２）を実行する前に、還流樹脂Ｒｍの量を確保する補助可塑化処理（Ｓ１２１）を行うこともできるし、さらに、補助可塑化処理を行う補助可塑化処理パートと可塑化促進処理を行う可塑化促進処理パートを設定し、この設定に基づく補助可塑化処理パート（Ｓ２０１）と可塑化促進処理パート（Ｓ２０２）の組み合わせ工程を、予め設定した回数Ｎ，又は可塑化促進工程Ｗｉ３の許容される時間内において、繰り返して行うこともできる。

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

　（１）　射出装置Ｍｉの加熱筒３に収容したスクリュ４を前進移動させることにより当該スクリュ４の前端部におけるスクリュヘッド部４ｓの前方の樹脂Ｒを金型２に射出充填し、かつ当該樹脂Ｒの一部となる所定量の樹脂を、還流樹脂Ｒｍとしてスクリュヘッド部４ｓの後方におけるスクリュ本体部４ｍ側に還流させるようにしたため、最終成形品の歩留率を大幅に高めることができ、特に、従来のいわば限界的な歩留率をより高めることができる新たな射出成形方法を実現可能な射出成形機Ｍとして提供することができる。この結果、大型成形品や特殊樹脂成形品等の生産における生産効率の向上及び生産コストの削減を実現可能になり、資源ロスの発生の回避及びエネルギー消費の無駄の回避にも有効に貢献できる。

　（２）　好適な態様により、第一の形態に係る射出成形機Ｍにおいて、還流樹脂Ｒｍの量（所定量）を、金型２に射出充填する樹脂Ｒの容量に対して、１０－６０〔％〕の範囲に選定すれば、成形品生産における生産効率と歩留率を良好にバランスさせることが可能になるため、生産効率の確保及び歩留率の確保の観点から双方の最適化を図ることができる。

　（３）　好適な態様により、第一の形態に係る射出成形機Ｍにおいて、一部還流射出機能部５を構成するに際し、スクリュヘッド部４ｓに、樹脂Ｒｍが還流する少なくとも一つの還流通路１１…を設ければ、スクリュヘッド部４ｓの変更又は追加加工等により実現できるため、容易かつ低コストに実施できるとともに、既存の射出成形機にも容易に適用できるなど、汎用性に優れた形態として実施できる。

　（４）　好適な態様により、第一の形態に係る射出成形機Ｍにおいて、一部還流射出機能部５を構成するに際し、成形時の射出圧力Ｐｉｓを、樹脂Ｒが還流しないときの射出圧力Ｐｉに対して所定の大きさだけ高く設定する射出圧力追加設定機能部Ｆｓを設ければ、還流通路１１…を設けて構成する場合であっても、還流樹脂Ｒｍの量（還流量）を、射出圧力追加設定機能部Ｆｓにより任意に設定できるため、還流量の設定を容易に行うことができるとともに、金型２に対して射出充填する本来の樹脂Ｒの量（充填量）への影響を回避することができる。

　（５）　好適な態様により、第一の形態に係る射出成形機Ｍにおいて、一部還流射出機能部５を構成するに際し、スクリュ４を逆回転させる逆回転制御機能部Ｆｃを設けて構成すれば、スクリュ４自身に対する形態上の変更が不要になるため、スクリュ４に対する制御処理により還流させることが実現可能になり、更なる実施の容易化を図れるとともに、汎用性をより高めることができる。

　（６）　好適な態様により、逆回転制御機能部Ｆｃを構成するに際し、スクリュ４を逆回転させる期間及び回転速度を設定する逆回転設定機能部Ｆｃｓを設ければ、還流樹脂Ｒｍの還流量を、逆回転設定機能部Ｆｃｓにより設定可能になるため、任意の還流量を容易に設定できるとともに、金型２に対して射出充填する本来の充填量への影響を回避することができる。

　（７）　好適な態様により、型締装置として少なくとも金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる型締装置Ｍｃを使用するとともに、成形機コントローラＣに、予め、射出充填時に可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の型隙間Ｌｍが生じ、かつ良品成形可能な射出圧力（以下、成形射出圧力）Ｐｉと良品成形可能な型締力（以下、成形型締力）Ｐｃを求めて設定し、成形時に、成形型締力Ｐｃにより型締装置Ｍｃを型締し、かつ成形射出圧力Ｐｉをリミッタ圧力Ｐｓとして設定することにより、射出装置Ｍｉを駆動して金型２に対する樹脂Ｒの射出充填を行う制御機能を設ければ、本出願人が既に提案した成形方式（国際公開ＷＯ２０１１／１６１８９９号公報参照）、即ち、射出装置Ｍｉ側の状態にほとんど影響を受けない計量工程が存在しない特定成形モード、即ち、射出装置Ｍｉ側の状態にほとんど影響を受けない特定成形モードを適用できるため、生産効率の向上及び生産コストの削減を実現し、更に、資源ロスの発生の回避及びエネルギー消費の無駄の回避に貢献する観点から最適な形態として実施できる。

　（８）　好適な態様により、第二の形態に係る射出成形機Ｍにおいて、射出装置Ｍｉに、シャットオフノズル（又はバルブノズル）５１を備える射出装置を用いれば、必要に応じて、ノズル口３ｎｅをシャットオフすることができるため、冷却工程Ｗｃ４，型開工程Ｗｃ５，成形品取出工程Ｗｃ６の間も可塑化促進工程Ｗｉ３を行うことができる。この結果、時間的に十分な可塑化促進処理を行うことが可能になり、本発明に係る射出成形機Ｍの実施を、より確実かつ良好に行うことができる。

　（９）　好適な態様により、第二の形態に係る射出成形機Ｍにおいて、樹脂Ｒを還流させるに際し、スクリュ４に対する前方への加圧制御機能により還流させるようにすれば、射出工程Ｗｉ２の終了後であって、金型２内の樹脂が十分に固化した後、金型２内の成形品に影響が及ばない状態において、スクリュ４に対する前方への加圧力を高めることができるため、この加圧力を利用して還流させることができる。したがって、スクリュヘッド部４ｓに、成形射出圧力Ｐｉによっては還流が生じない僅かな還流通路又は開閉機能付の還流通路を設ける等により容易に実施することができる。

　（１０）　好適な態様により、第二の形態に係る射出成形機Ｍにおいて、樹脂Ｒを還流させるに際し、スクリュ４に対する前方への加圧制御機能及び逆回転制御機能により還流させるようにすれば、スクリュ４に対する逆回転制御により還流量を調整できるため、逆回転させる期間及び回転速度等の条件選定により、樹脂Ｒｍの任意の還流量を容易かつ正確に設定することができる。

　（１１）　好適な態様により、第二の形態に係る射出成形機Ｍにおいて、可塑化促進工程Ｗｉ３の実施に際して、実質的な可塑化促進処理（Ｓ１２２）を実行する前に、還流樹脂Ｒｍの量を確保する補助可塑化処理（Ｓ１２１）を行うようにすれば、射出工程Ｗｉ２終了段階で、スクリュ４の前方に蓄積される可塑化蓄積樹脂Ｒが少量になった場合であっても、所定時間だけ補助可塑化処理（Ｓ１２１）を行なうことにより必要な還流樹脂Ｒｍの量を確保することができる。

　（１２）　好適な態様により、第二の形態に係る射出成形機Ｍにおいて、可塑化促進工程Ｗｉ３の実施に際して、補助可塑化処理を行う補助可塑化処理パートと可塑化促進処理を行う可塑化促進処理パートを設定し、この設定に基づく補助可塑化処理パート（Ｓ２０１）と可塑化促進処理パート（Ｓ２０２）の組み合わせ工程を、予め設定した回数Ｎ，又は可塑化促進工程Ｗｉ３の許容される時間内において、繰り返して行うようにすれば、例えば、大型成形品のように、冷却時間が比較的長くなる場合、このような繰り返し処理を行うことにより、冷却時間の有効活用を図ることができる。この結果、樹脂Ｒに対する可塑化処理を、より均一かつ緻密に行うことが可能になり、成形品の更なる品質向上及び歩留率向上に寄与できる。

本発明の好適実施形態に係る射出成形機の全体構成図、同実施形態の第一実施例に係る射出成形機に備える射出装置の一部（図１の仮想線円Ａ部）を示す断面側面図、同射出成形機により還流する場合と還流しない場合の各種物理量の大きさを示した棒グラフ、同射出成形機を用いた射出成形方法による成形手順を説明するためのフローチャート、同射出成形機の可塑化工程における樹脂の挙動を示す説明図、同射出成形機の成形工程における樹脂の挙動を示す説明図、同射出成形機の成形工程における時間対型隙間の関係図、同射出成形機による型変位量のバラツキと還流しない場合の型変位量のバラツキを示す標準偏差値の比較図、同実施形態の第二実施例に係る射出成形機に備える射出装置の一部（図１の仮想線円Ａ部）を示す断面側面図、同射出成形機を用いた射出成形方法による成形手順を説明するための図４中のステップＳＮの詳細ステップ図、同射出成形機を用いた際のスクリュ逆回転と還流量の関係図、同実施形態の第一実施例の変更例に係る射出装置の一部（図１の仮想線円Ａ部）を示す断面側面図、同実施形態の第二実施例の各変更例に係る射出装置の一部（図１の仮想線円Ａ部）を示す断面側面図、同実施形態の第三実施例に係る射出成形機を用いた射出成形方法による射出工程における時間対型隙間の関係図、同射出成形機を用いた射出成形方法による各工程をブロック系統で示した工程図、同射出成形機を用いた射出成形方法による成形手順を説明するためのフローチャート、図１６のフローチャートにおけるステップＳ３０の処理内容を詳細に示したフローチャート、同射出成形機を用いた射出成形方法による型締工程における金型及び射出装置の状態を説明するための模式図、同射出成形機を用いた射出成形方法による自然隙間発生工程における金型及び射出装置の状態を説明するための模式図、同射出成形機を用いた射出成形方法による他の自然隙間発生工程における金型及び射出装置の状態を説明するための模式図、同第三実施例の変更例に係る図１７のフローチャートにおけるステップＳ３０の処理内容を詳細に示したフローチャート、同変更例に係る射出成形機のシャットオフノズルの模式的構成図、

　２：金型，２ｃ：固定型，２ｍ：可動型，３：加熱筒，４：スクリュ，４ｓ：スクリュヘッド部，４ｍ：スクリュ本体部，５：一部還流射出機能部，１１…：還流通路，５１：シャットオフノズル（又はバルブノズル），Ｍ：射出成形機，Ｍｃ：型締装置，Ｍｉ：射出装置，Ｃ：成形機コントローラ，Ｒ：樹脂，Ｒｍ：還流樹脂，Ｐｉｓ：射出圧力，Ｐｉ：射出圧力（成形射出圧力），Ｐｃ：成形型締力，Ｆｓ：射出圧力追加設定機能部，Ｆｃ：逆回転制御機能部，Ｆｃｓ：逆回転設定機能部，Ｌｍ：型隙間，Ｗｉ１：可塑化工程，Ｗｉ２：射出工程Ｗ，Ｗｉ３：可塑化促進工程，（Ｓ１２１）：補助可塑化処理，（Ｓ１２２）：可塑化促進処理，（Ｓ２０１）：補助可塑化処理パート，（Ｓ２０２）：可塑化促進処理パート

　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機Ｍの全体的な主要構成について、図１を参照して説明する。

　図１において、Ｍは射出成形機であり、射出装置Ｍｉ及び型締装置Ｍｃを備える。射出装置Ｍｉは、前端に射出ノズル３ｎを、後部にホッパ２１をそれぞれ有する加熱筒３を備え、この加熱筒３の内部にはスクリュ４を挿通させるとともに、加熱筒３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４の後端に結合する。また、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。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３ｎ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５）を射出充填することができる。

　一方、型締装置Ｍｃは、型締シリンダ（油圧シリンダ）２７の駆動ラム２７ｒ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である。この型締装置Ｍｃは、位置が固定され、かつ離間して配した固定盤２８を備え、この固定盤２８と型締シリンダ２７間に架設した複数のタイバー２９…にスライド自在に搭載した可動盤３０を備える。この可動盤３０に型締シリンダ２７から前方に突出したラムロッド２７ｒｓの先端を固定する。また、固定盤２８には固定型２ｃを取付けるとともに、可動盤３０には可動型２ｍを取付け、この固定型２ｃと可動型２ｍにより金型２を構成する。これにより、型締シリンダ２７は金型２に対する型開閉及び型締を行うことができる。この場合、型締装置Ｍｃには型締シリンダ（油圧シリンダ）２７を使用するため、この型締装置Ｍｃは、少なくとも金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能である。

　他方、射出成形機Ｍは、図１に示す油圧回路３５を備え、この油圧回路３５は、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を備えるとともに、油圧ポンプ３６を駆動制御するポンプ回路３８を備える。油圧ポンプ３６は不図示の斜板を内蔵するため、この斜板の傾斜角（斜板角）を大きくすれば、ポンプピストンのストロークが大きくなり、吐出流量を増加させることができるとともに、斜板角を小さくすれば、ポンプピストンのストロークが小さくなり、吐出流量を減少させることができる。このため、斜板角を所定の角度に設定すれば、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。

　また、油圧ポンプ３６の吐出口は、バルブ回路３７の一次側に接続し、さらに、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２７，エジェクタシリンダ３１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２７，エジェクタシリンダ３１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２７，エジェクタシリンダ３１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備えている。

　ポンプ回路３８は、可変吐出型油圧ポンプ３６のポンプモータ（サーボモータ）を制御することにより吐出流量及び吐出圧力を可変することができ、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２７，エジェクタシリンダ３１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、容易かつ円滑な制御を行うことができる。

　さらに、射出成形機Ｍは、図１に示す制御系４１を備える。この制御系４１は特定成形モードによる成形処理を実行する制御機能を備える。この特定成形モードは、予め、射出充填時に可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の型隙間Ｌｍが生じ、かつ良品成形可能な成形射出圧力Ｐｉと良品成形可能な成形型締力Ｐｃを求めて設定するとともに、成形時には、成形型締力Ｐｃにより型締装置Ｍｃを型締し、かつ成形射出圧力Ｐｉをリミッタ圧力Ｐｓとして設定し、射出装置Ｍｉを駆動して金型２に対する樹脂Ｒの射出充填を行う成形方式となる。

　制御系４１は、成形機コントローラ本体４２ｃと、この成形機コントローラ本体４２ｃに付属するディスプレイ４２ｄを有する成形機コントローラＣを備える。成形機コントローラ本体４２ｃ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、付属する内部メモリ４２ｍには、各種演算処理及び各種制御処理（シーケンス制御）を実行するため制御プログラム（ソフトウェア）を含む各種プログラムを格納するプログラムエリア４２ｍｐを有するとともに、各種データ（データベース）類を記憶可能なデータエリア４２ｍｄが含まれる。したがって、プログラムエリア４２ｍｐには、前述した特定成形モードを実行するためのソフトウェアが格納されており、特定成形モード機能部Ｆａとして機能させることができる。

　また、ディスプレイ４２ｄは、ディスプレイ本体４２ｄｄ及びこのディスプレイ本体４２ｄｄに付設したタッチパネル４２ｄｔを備え、このディスプレイ本体４２ｄｄ及びタッチパネル４２ｄｔは不図示の表示インタフェースを介して成形機コントローラ本体４２ｃに接続する。したがって、このタッチパネル４２ｄｔ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。

　さらに、成形機コントローラ本体４２ｃには、少なくとも型隙間Ｌｍを検出する型隙間センサを含む各種のセンサ類４３，及び各種のスイッチ類４４を接続するとともに、前述したポンプ回路３８及びバルブ回路３７を接続する。

　次に、本実施形態に係る射出成形機Ｍの要部の構成及び機能について、図１－図１３を参照して具体的に説明する。

　本実施形態に係る射出成形機Ｍは、上述した主要構成に加え、本発明の要部を構成する一部還流射出機能部５、即ち、射出装置Ｍｉの加熱筒３に収容したスクリュ４を前進移動させることによりスクリュ４の前端部におけるスクリュヘッド部４ｓの前方の樹脂Ｒを金型２に射出充填すると同時に、当該樹脂Ｒの一部となる所定量の還流樹脂Ｒｍを、スクリュヘッド部４ｓの内部側及び／又はスクリュヘッド部４ｓの外周部側を通して当該スクリュヘッド部４ｓの後方におけるスクリュ本体部４ｍ側へ還流させる一部還流射出機能部５を備える。

　このため、図１に示すように、成形機コントローラＣは、一部還流射出機能部５を機能させるためのソフトウェアが格納されており、このソフトウェアにより、後述する、射出圧力追加設定機能部Ｆｓ，逆回転制御機能部Ｆｃ，逆回転設定機能部Ｆｃｓ，をそれぞれ機能させることができる。

　以下、本発明の要部となる一部還流射出機能部５を備える第一の形態に係る射出成形機Ｍについて、第一実施例及び第二実施例を挙げて説明する。

第一実施例

　まず、第一実施例に係る射出成形機Ｍに備える一部還流射出機能部５の構成について、図１－図３を参照して説明する。

　図２は、図１に示す射出成形機Ｍにおける射出装置Ｍｉの一部、即ち、仮想線円Ａ部の抽出拡大図であって、第一実施例に係る一部還流射出機能部５を備えた射出装置Ｍｉの一部を示している。

　図２中、４はスクリュであり、スクリュ本体部４ｍの周面には螺旋状のスクリュフライト４ｆを有するとともに、スクリュ４の前端部にはスクリュヘッド部４ｓを備える。例示するスクリュヘッド部４ｓは、前端に、円錐先端部４ｓｃを有し、この円錐先端部４ｓｃの後端面は、軸方向Ｄｓに配した取付軸部４ｓｊを介してスクリュ本体部４ｍの前端面に取り付けるとともに、この円錐先端部４ｓｃとスクリュ本体部４ｍ間には、前後に移動可能な円筒形の逆止弁部４ｓｎを配する。

　なお、一般的な射出成形機による成形モードにおける逆止弁の機能は次のようになる。まず、計量工程では、樹脂がスクリュ本体部側からスクリュヘッド部の前方へ移動する計量が行われるため、逆止弁は樹脂の移動に伴って前方の開位置に移動する。即ち、樹脂の前方への移動が許容される。また、射出工程では、計量された樹脂圧が後方に作用するため、逆止弁は後方の閉位置に移動する。これにより、樹脂の後方への逆流は逆止弁により阻止される。したがって、逆止弁の形状は円筒形となり、逆止弁の外周面は、加熱筒の内周面に当接して隙間はほぼ無い状態になるとともに、逆止弁の内周面の内方に、樹脂の流動可能な樹脂通路が遮断される。

　一方、本発明の第一実施例に係る射出成形機Ｍでは、図２に示すように、逆止弁部４ｓｎとして、全体を円筒形に形成するとともに、この外周面上に、還流樹脂Ｒｍを後方へ通す少なくとも一つの還流通路１１…、例示の場合、周方向へ等間隔に配した複数の還流通路１１…を形成した。このような還流通路１１…を設けて構成すれば、スクリュヘッド部４ｓの変更又は追加加工等により実現できるため、容易かつ低コストに実施できるとともに、既存の射出成形機にも適用できるなど、汎用性に優れた形態として実施できる。

　この場合、還流通路１１は、軸方向Ｄｓに平行となる直線溝により形成し、還流通路１１の断面積の大きさは、還流樹脂Ｒｍの量（還流量）が、金型２に射出充填する樹脂Ｒの容量に対して、１０－６０〔％〕の範囲となるように選定することが望ましい。このように選定すれば、成形品生産における生産効率と歩留率を良好にバランスさせることが可能になるため、生産効率の確保及び歩留率の確保の観点から双方の最適化を図ることができる。

　なお、図２中、１２は逆止弁部４ｓｎの内周面と取付軸部４ｓｊの外周面間に設けられる樹脂通路を示すとともに、１３…は、円錐先端部４ｓｃの外周面に形成した複数の樹脂通路を示す。したがって、樹脂通路１３…は、周方向における等間隔位置にそれぞれ切欠き形成される。これにより、逆止弁部４ｓｎが前方の開位置へ移動し、円錐先端部４ｓｃの後端面に当接した状態においても、樹脂通路１２と樹脂通路１３…は連通状態が確保されるとともに、逆止弁部４ｓｎが後方の閉位置へ移動し、スクリュ本体部４ｍの前端面に当接すれば、樹脂通路１２は遮断される。

　また、還流樹脂Ｒｍの還流量は、還流通路１１…の存在に加え、成形時の射出圧力の大きさに左右されるため、第一実施例における一部還流射出機能部５では、成形機コントローラＣに、後述する成形射出圧力Ｐｉ（リミッタ圧力Ｐｓ）を変更可能な射出圧力追加設定機能部Ｆｓを設けた。この射出圧力追加設定機能部Ｆｓは、少なくとも、成形時の射出圧力Ｐｉｓを、樹脂Ｒが還流しないときの成形射出圧力Ｐｉに対して所定の大きさだけ高く設定する機能を備える。

　このような射出圧力追加設定機能部Ｆｓを設ければ、還流通路１１…を設けて構成する場合であっても、還流樹脂Ｒｍの還流量を、射出圧力追加設定機能部Ｆｓにより任意に設定できるため、還流量の設定を容易に行うことができるとともに、金型２に対して射出充填する本来の樹脂Ｒの量（充填量）への影響を回避することができる。したがって、還流する成形時の射出圧力Ｐｉｓは、還流しないときの成形射出圧力Ｐｉによる本来の成形に影響を与えないように設定することが望ましい。

　図３は、樹脂Ｒが還流しない場合（還流無）と所定量の還流樹脂Ｒｍが還流する場合（還流有）の成形時における各種物理量の大きさを示したものである。図３において、射出ピーク圧Ｐｐは、後述するリミッタ圧力Ｐｓに相当する。このため、例示は、還流無のときの射出ピーク圧Ｐｐ（リミッタ圧力Ｐｓ）が５０．５〔ＭＰａ〕であるのに対して、還流有、即ち、本実施形態に係る射出成形機Ｍを用いた射出成形方法では、還流無に対して、やや大きい値となる５２．５〔ＭＰａ〕に設定した場合を示している。この射出ピーク圧Ｐｐ（リミッタ圧力Ｐｓ）は、射出圧力追加設定機能部Ｆｓにより設定できる。

　この結果、還流無のときの射出容量Ｑｉは、７１．２〔立方センチメートル〕に対して、還流有のときの射出容量Ｑｉは、９８．０〔立方センチメートル〕に増加した。したがって、還流率は、｛（９８．０－７１．２）／７１．２｝×１００＝３７．６〔％〕となり、１０－６０〔％〕の範囲を確保している。また、これに伴い、射出時におけるスクリュの射出ストロークＸｉは、還流無のときは、４４．８〔ｍｍ〕であるのに対して、還流有のときは、６１，４〔ｍｍ〕まで長くなった結果を示している。

　このように、一部還流射出機能部５を構成するに際し、成形時の射出圧力Ｐｉｓを、樹脂Ｒが還流しないときの射出圧力Ｐｉに対して所定の大きさだけ高く設定する射出圧力追加設定機能部Ｆｓを設ければ、還流通路１１…を設けて構成する場合であっても、還流樹脂Ｒｍの還流量を、射出圧力追加設定機能部Ｆｓにより任意に設定できるため、還流量の設定を容易に行うことができるとともに、金型２に対して射出充填する本来の樹脂Ｒの量（充填量）への影響を回避することができる。

　次に、第一実施例に係る射出成形機Ｍを用いた射出成形方法の成形手順について、図１－図８を参照して説明する。

　最初に、本実施形態に係る射出成形機Ｍの射出成形方法に用いる特定成形モードの事前設定を行う。なお、この特定成形モードの基本的な成形手順は、本出願人が既に提案した前述の特許文献１（国際公開ＷＯ２０１１／１６１８９９号公報）に記載の手順と同じである。

　以下、事前設定の手順について説明する。まず、射出装置Ｍｉ側の射出条件となる射出圧力を、成形機コントローラ本体４２ｃにより初期設定する。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。また、型締装置Ｍｃ側の型締条件となる型締力を、成形機コントローラ本体４２ｃにより初期設定する。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。

　次いで、初期設定した射出圧力に対する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する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。型締力及び射出圧力の最適化は次のように行うことができる。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。型締力を大きめに設定した場合、バリは発生しないとともに、ヒケ，ソリ，ガス抜き状態に関しては不良傾向又は稍不良傾向となる。そして、型締力の大きさ及び射出圧力の大きさを段階的に変化させ、それぞれの段階で試し成形を行うことにより、固定型２ｃと可動型２ｍ間の型隙間Ｌｍの大きさを不図示の型隙間センサ（反射型光学センサ等）により取得し、ディスプレイ４２ｄの画面における波形表示部に表示させるとともに、成形品の良否状態を観察する。

　この波形表示部に表示される型隙間Ｌｍの変化状態を図７に示す。図７は、射出開始後、ｔｏ時点で金型２が開きはじめ、ｔｐ時点で最大の型隙間Ｌｍｐが生じる。この後、徐々に閉じる方向に変位し、最終的には、残留する型隙間Ｌｍｒに落ち着いて安定する。

　そして、射出圧力の最適化は、射出充填時に移動型２ｍと固定型２ｃ間に上述した所定の型隙間Ｌｍ（０．０３－０．３０〔ｍｍ〕程度）が生じ、かつ良品成形可能となることを条件にして成形射出圧力Ｐｉとすることができる。具体的には、適宜、射出圧力も変化させ、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。また、求めた成形射出圧力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。

　この場合、前述したように、射出圧力追加設定機能部Ｆｓを用いて、成形時の射出圧力Ｐｉｓを、還流しないときの射出圧力Ｐｉに対して、所定の大きさだけ高く設定する。例示の場合、５０．５〔ＭＰａ〕の射出圧力Ｐｉに対して、やや大きい値（５２．５〔ＭＰａ〕）を成形時の射出圧力Ｐｉｓとし、この射出圧力Ｐｉｓをリミッタ圧力Ｐｓとして設定した。一方、これらの試し成形を、条件を変更して繰り返すことにより前述した条件を満たす型締力を選定できる。選定した型締力は、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。

　次に、生産時の具体的な処理手順について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。

　生産時には、まず、本実施形態に係る射出成形機Ｍを用いた射出成形方法の基本的な成形方法となる特定成形モードの処理手順に基づいて樹脂Ｒに対する可塑化処理を行う（ステップＳ１）。この場合、後述する還流した所定量の還流樹脂Ｒｍも混合するため、この可塑化処理には、可塑化促進処理が含まれる。可塑化処理時には、油圧ポンプ３６の制御及びバルブ回路３７の切換により、射出装置Ｍｉの計量モータ２５が回転駆動される。

　なお、特定成形モードでは、一般的な成形モードによる成形方法のような樹脂Ｒを正確に計量する計量工程は不要である。即ち、特定成形モードにおける射出処理は、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、可塑化工程における樹脂Ｒは多めに可塑化処理すれば足りる。換言すれば、一般的な計量工程における計量動作は行うが、正確な計量値を得るための計量制御は不要となる。特に、本実施形態に係る射出成形機では、一部還流射出機能部５による還流動作を含み、可塑化蓄積された樹脂Ｒの残部の一部（還流樹脂Ｒｍ）、即ち、射出樹脂量（Ｒ）に対して、１０－６０〔％〕の範囲となる還流量（Ｒｍ）を還流させるため、成形品の体積（１ショット量）に対して、２倍以上となる可塑化処理量を確保することが望ましい。

　図５は、可塑化処理時における樹脂Ｒの挙動を示している。この場合、スクリュ４が設定された回転速度及び期間にわたり回転する。スクリュ４の回転により、樹脂Ｒは前方へ移送されるため、図５中、矢印Ｄ１…に示すように、スクリュ本体部４ｍ側の樹脂Ｒは、スクリヘッド部４ｓを通してこの前方へ蓄積される。即ち、スクリュ本体部４ｍ側から前方へ樹脂Ｒが移動することにより、逆止弁部４ｓｎが図５に示す前方の開位置に移動するため、スクリュ本体部４ｍ側の樹脂Ｒは、逆止弁部４ｓｎの内側の樹脂通路１２及び円錐先端部４ｓｃの樹脂通路１３…を通して円錐先端部４ｓｃの前方に至る。これにより、可塑化処理された樹脂Ｒは、円錐先端部４ｓｃの前方における加熱筒３内に徐々に蓄積されるとともに、蓄積に伴ってスクリュ４は後方へ移動する。

　また、油圧ポンプ３６の制御及びバルブ回路３７の切換により、型締装置Ｍｃの型締シリンダ２７を駆動し、型締力が、設定した成形型締力Ｐｃとなるように、金型２に対する型締を行う（ステップＳ２）。この後、バルブ回路３７の切換及び油圧ポンプ３６の制御により、射出装置Ｍｉの射出シリンダ２４を駆動し、金型２に対して樹脂Ｒの射出処理を開始する（ステップＳ３）。この場合、スクリュ４は定格動作により前進させればよく、スクリュ４に対する速度制御は不要である。射出の開始により、加熱筒３内の可塑化溶融した樹脂Ｒは、図６中の矢印Ｄ２に示すように、射出ノズル３ｎを通して金型２のキャビティ内に充填される（ステップＳ４）。そして、樹脂Ｒの充填に伴い、射出圧力が上昇する（ステップＳ５）。この後、射出圧力がリミッタ圧力Ｐｓに達すれば、リミッタ圧力Ｐｓ（射出圧力Ｐｉｓ）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、射出圧力はリミッタ圧力Ｐｓに維持（制限）される（ステップＳ６）。したがって、射出動作では実質的な一圧制御が行われる。

　一方、ステップＳ３における樹脂Ｒの射出開始に従って、図６に示すように、スクリュ４の前方に蓄積された樹脂Ｒは、金型２に射出充填されると同時に、一部還流射出機能部５の機能により、樹脂Ｒの一部となる所定量の還流樹脂Ｒｍが、スクリュヘッド部４ｓの後方におけるスクリュ本体部４ｍ側へ徐々に還流される（ステップＳＮ）。即ち、射出時には、スクリュ４が前方へ移動するため、前方の樹脂圧により逆止弁部４ｓｎが後方の閉位置へ移動する。この結果、逆止弁部４ｓｎの内側における樹脂通路１２は遮断されるが、スクリュヘッド部４ｓの前方に蓄積された樹脂Ｒの一部となる還流樹脂Ｒｍは、射出圧力Ｐｉｓにより、図６に示す矢印Ｄ３…のように、スクリュヘッド部４ｓの円錐先端部４ｓｃの外周面と加熱筒３の内周面間の隙間、更には、逆止弁部４ｓｎの外周面における還流通路１１…を通してスクリュ本体部４ｍ側へ還流される。

　他方、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に加圧され、固定型２ｃと可動型２ｍ間に型隙間Ｌｍ（図７）が発生する（ステップＳ７）。この型隙間Ｌｍは、予め設定した成形型締力Ｐｃ及び成形射出圧力Ｐｉ（射出圧力Ｐｉｓ）に基づいて発生する。この場合、射出開始から予め設定した射出時間が経過すれば、金型２に対する樹脂Ｒの射出充填が終了するため、成形射出圧力Ｐｉ（射出圧力Ｐｉｓ）の印加を停止又は低下させる。これにより、実質的な射出工程が終了するため、これに伴い、還流作用も終了する（ステップＳ８）。

　射出工程（還流作用）の終了により、樹脂Ｒの可塑化処理が行われる（ステップＳ９）。この場合、スクリュ本体部４ｍの前側には、還流された所定量の還流樹脂Ｒｍが混在、即ち、スクリュ４の前方に蓄積された一次可塑化処理された樹脂Ｒの一部の還流樹脂Ｒｍがスクリュ本体部４ｍ側へ戻されて混在するため、この還流樹脂Ｒｍが混在する樹脂Ｒに対する可塑化処理が行われる。したがって、可塑化の不十分な樹脂Ｒがスクリュ４の前方に蓄積された場合であっても再可塑化処理が行われることになり、より可塑化がより促進されることになる。

　また、射出工程が終了すれば、時間の経過に伴って樹脂Ｒの固化が進行するとともに、この固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が行われる（ステップＳ１０）。即ち、樹脂Ｒの固化により容量が減少するため、この容量の減少に追従するように、金型２（特に可動型２ｍ）の弾性復帰による加圧作用により自然圧縮が行われる。そして、設定した冷却時間が経過すれば、バルブ回路３７の切換及び油圧ポンプ３６の制御により、型締シリンダ２７を駆動し、可動型２ｍを後退させることにより型開きを行うとともに、エジェクタシリンダ３１を駆動し、可動型２ｍに付着した成形品の突き出し処理を行う（ステップＳ１１，Ｓ１２）。これにより、成形品が取り出され、一成形サイクルが終了する。この後、次の成形が継続する場合には、型締、射出、冷却等の処理が同様に行なわれる（ステップＳ１３，Ｓ２…）。

　図８は、本実施形態（第一実施例）に係る射出成形機Ｍを用いた射出成形方法により還流した場合（還流有）の型変位量のバラツキと還流しない場合（還流無）の型変位量のバラツキの標準偏差値の比較図を示す。即ち、図８は、３０個の成形品を成形した際の図７における型隙間Ｌｍの最大値Ｌｍｐのバラツキを示したものである。これによれば、還流無の標準偏差値は、４．２〔μｍ〕であるのに対して、還流有の標準偏差値は、３．８〔μｍ〕となり、概ね、１１〔％〕ほどの改善がみられた。このことは、可塑化処理された樹脂Ｒの均質化がより高められたことを意味し、成形品の歩留率に関してもこの改善の割合に対応した歩留率が得られた。

　よって、このような第一実施例に係る射出成形機Ｍ（射出成形方法）によれば、基本的な構成（機能）として、射出装置Ｍｉの加熱筒３に収容したスクリュ４を前進移動させることによりスクリュ４の前端部におけるスクリュヘッド部４ｓの前方の樹脂Ｒを金型２に射出充填すると同時に、当該樹脂Ｒの一部となる所定量の還流樹脂Ｒｍを、スクリュヘッド部４ｓにおける還流通路１１…を通して当該スクリュヘッド部４ｓの後方におけるスクリュ本体部４ｍ側へ還流させるようにしたため、最終成形品の歩留率を大幅に高めることができ、特に、従来のいわば限界的な歩留率をより高めることができる新たな射出成形方法を用いた射出成形機として提供することができる。この結果、大型成形品や特殊樹脂成形品等の生産における生産効率の向上及び生産コストの削減を実現可能になり、資源ロスの発生の回避及びエネルギー消費の無駄の回避にも有効に貢献できる。

　特に、第一実施例に係る射出成形機Ｍ（射出成形方法）では、型締装置として少なくとも金型２内の樹脂Ｒの固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が可能となる型締装置Ｍｃを使用し、予め、射出充填時に可動型２ｍと固定型２ｃ間に所定の型隙間Ｌｍが生じ、かつ良品成形可能な成形射出圧力Ｐｉと良品成形可能な成形型締力Ｐｃを求めて設定するとともに、成形時に、成形型締力Ｐｃにより型締装置Ｍｃを型締し、かつ成形射出圧力Ｐｉをリミッタ圧力Ｐｓとして設定し、射出装置Ｍｉを駆動して金型２に対する樹脂の射出充填を行う成形方法を用いたため、計量工程が存在しない特定成形モード、即ち、射出装置Ｍｉ側の状態にほとんど影響を受けない特定成形モードに対して本発明に係る射出成形機Ｍによる射出成形方法を適用可能となり、上述した、生産効率の向上及び生産コストの削減を実現し、更に、資源ロスの発生の回避及びエネルギー消費の無駄の回避に貢献する観点から最適な形態として実施できる。

第二実施例

　次に、第二実施例に係る射出成形機Ｍに備える一部還流射出機能部５の構成について、図９－図１０を参照して説明する。

　図９は、図１に示す射出成形機Ｍにおける射出装置Ｍｉの一部、即ち、仮想線円Ａ部の抽出拡大図であって、第二実施例に係る一部還流射出機能部５を備えた射出装置Ｍｉの一部を示している。

　第二実施例の射出装置Ｍｉは、図９に示すように、第一実施例の図２に示した射出成形機Ｍに備える射出装置Ｍｉと基本的な構成は同じである。第二実施例では、一部還流射出機能部５を構成するに際し、図１に示す成形機コントローラＣに、スクリュ４を逆回転させる逆回転制御機能部Ｆｃを追加的に設けることにより、還流樹脂Ｒｍの還流促進及び量的制御を可能にしたものである。このため、内部メモリ４２ｍのプログラムエリア４２ｍｐには、逆回転制御機能部Ｆｃを実現するためのソフトウェアが格納されている。一部還流射出機能部５を構成するに際し、このような逆回転制御機能部Ｆｃを設ければ、スクリュ４自身に対する形態上の変更が不要になるため、スクリュ４に対する制御処理により還流させることが実現可能になり、更なる実施の容易化を図れるとともに、汎用性をより高めることができる。

　また、この逆回転制御機能部Ｆｃには、スクリュ４を逆回転させる期間及び回転速度を設定する逆回転設定機能部Ｆｃｓを設けた。このような逆回転設定機能部Ｆｃｓを設ければ、還流樹脂Ｒｍの還流量を、逆回転設定機能部Ｆｃｓにより設定可能になるため、任意の還流量を容易に設定できるとともに、金型２に対して射出充填する本来の充填量への影響を回避することができる。

　この場合、スクリュ４を逆回転させる期間及び回転速度を設定するに際しては、成形射出圧力Ｐｉによりスクリュ４を前進移動させ、スクリュヘッド部４ｓの前方の樹脂Ｒを金型２に射出すると同時に、当該樹脂Ｒの一部となる所定量の還流樹脂Ｒｍ、即ち、金型２に射出充填する樹脂Ｒの容量に対して、１０－６０〔％〕の範囲に選定した量の還流樹脂Ｒｍが、スクリュヘッド部４ｓの内部側となる樹脂通路１２を通して当該スクリュヘッド部４ｓの後方におけるスクリュ本体部４ｍ側へ還流させることができる期間及び回転速度を設定することが望ましい。

　その他、図９中、図１及び図２と同一部分には同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

　次に、第二実施例に係る射出成形機Ｍを用いた射出成形方法の成形手順について、図１及び図１０（図４）に示すフローチャートを参照して具体的に説明する。

　図１０に示すフローチャートは、図４に示したフローチャートにおけるステップＳＮにおける具体的処理を示したものであり、全体の成形手順は、図４に示すフローチャートに従って行われる。即ち、第二実施例に係る射出成形機Ｍを用いた射出成形方法は、第一実施例における特定成形モードと同様の事前設定を行うとともに、生産時における具体的な処理手順は、図４に示したステップＳＮの処理内容を除き、ステップＳ１－Ｓ１１は基本的に同じになる。このため、以下においては、図１０を参照して、ステップＳＮにおける第二実施例に係る処理部分についてのみ詳細に説明する。

　今、図４に示すフローチャートにおけるステップＳ３が行われている状態を想定する。ステップＳ３では、射出装置Ｍｉの射出シリンダ２４が駆動されることにより金型２に対する樹脂Ｒの射出処理が開始し、スクリュ４の前方に蓄積された樹脂Ｒは金型２に充填される（ステップＳ４）。

　一方、所定のタイミング、例えば、射出処理が開始したタイミング又は所定の設定時間が経過したタイミング等で、逆回転制御機能部Ｆｃにより、スクリュ４を逆回転制御する（ステップＳＮ１）。これにより、スクリュ４は、逆回転設定機能部Ｆｃｓで設定された回転速度により矢印Ｄｒｎ方向に逆回転する。この結果、スクリュヘッド部４ｓの前方に蓄積されたスクリュヘッド部４ｓ側に存在する樹脂Ｒの一部のスクリュ本体部４ｍ側への還流が促進される（ステップＳＮ２）。即ち、スクリュ本体部４ｍの逆回転により樹脂Ｒを後方へ移動させる作用が働くため、スクリュヘッド部４ｓの前方に蓄積された樹脂Ｒの一部となる所定量の還流樹脂Ｒｍは、スクリュヘッド部４ｓにおける還流通路１１…を通してスクリュ本体部４ｍ側へ逆流して戻されるとともに、還流の促進が図られる。

　そして、逆回転設定機能部Ｆｃｓで設定された期間（還流時間）が経過したなら逆回転制御を停止する（ステップＳＮ３，ＳＮ４）。他方、金型２側においては、射出充填により型隙間Ｌｍが生じるとともに、射出工程が終了すれば、時間の経過に伴って樹脂Ｒの固化が進行するとともに、この固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が行われるなど、第一実施例と同様の処理（挙動）が行われる（ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７…）。

　よって、第二実施例に係る射出成形機Ｍを用いた射出成形方法によれば、一部還流射出機能部５により、第一実施例と同様の作用（機能）を行わせることができるため、第一実施例と同様の基本的効果を享受できることに加え、還流作用の促進化という第一実施例以上の効果を享受できる。

　なお、図１１は、第二実施例における射出成形機Ｍの射出成形方法を用いた際のスクリュ回転と還流量の関係を示す。このように、第二実施例によれば、還流樹脂Ｒｍの還流促進及び量的制御が可能になるため、スクリュ回転と還流量を比例させることができるなど、還流量を任意に制御することができる。

　図１２及び図１３は、第一実施例及び第二実施例の変更例を示す。図２に示した第一実施例は、円筒形の逆止弁部４ｓｎを用いたスクリュヘッド部４ｓを例示したが、図１２に示すようなボール形の逆止弁部４ｓｎを用いたスクリュヘッド部４ｓであってもよく、各種形態の逆止弁部４ｓｎ及びスクリュヘッド部４ｓを適用することができ、その構成や種類は問わない。なお、図１２中、５１は樹脂通路を示す。その他、図１２において、図２と同一構成部分及び同一機能部分には同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。したがって、図１２は、第一実施例の変更例となり、射出成形機Ｍの基本的な構成及び射出成形方法の基本的な処理手順は、前述した第一実施例と同じになる。

　また、本発明に係る射出成形機Ｍは、図１３に示すような逆止弁部４ｓｎを有しないスクリュヘッド部４ｓであっても適用することが可能であり、逆止弁部４ｓｎの有無は問わない。なお、図１３中、５２はフライト部を示す。その他、図１３において、図９と同一構成部分及び同一機能部分には同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。したがって、図１３は、第一実施例又は第二実施例の変更例となり、射出成形機Ｍの基本的な構成及び射出成形方法の基本的な処理手順は、前述した第一実施例又は第二実施例と同じになる。

第三実施例

　次に、第三実施例に係る射出成形機Ｍの構成について、図１４－図２２を参照して説明する。なお、第三実施例は、本発明の第二の形態に係る射出成形機Ｍとなる。

　前述した変更例を含む第一実施例又は第二実施例は、「射出工程」及び「還流工程」を同時に実行する場合の射出成形機Ｍを示したが、第三実施例は、「射出工程」が終了した後に「還流工程」のみを独立して実行する場合の射出成形機Ｍを示す。

　第三実施例は、成形機コントローラＣに、成形時における射出装置Ｍｉを制御し、加熱筒３内のスクリュ４を回転させることにより当該加熱筒３内の樹脂を可塑化処理する可塑化工程Ｗｉ１，この可塑化工程Ｗｉ１の終了後にスクリュ４を前進移動させることにより当該スクリュ４におけるスクリュヘッド部４ｓの前方に可塑化蓄積された樹脂Ｒの一部を金型２に対して射出充填する射出工程Ｗｉ２，この射出工程Ｗｉ２の終了後に可塑化蓄積された樹脂Ｒの残部の一部を、還流樹脂Ｒｍとしてスクリュヘッド部４ｓの後方へ還流させる可塑化促進工程Ｗｉ３，を順次実行する制御機能を備えている。

　このため、成形機コントローラＣは、可塑化促進工程Ｗｉ３において、可塑化蓄積された樹脂Ｒを還流させるための機能、即ち、スクリュヘッド部４ｓの前方に蓄積された樹脂Ｒの一部（還流樹脂Ｒｍ）を、スクリュ４に対する追加的な制御により、スクリュヘッド部４ｓの後方へ逆流させて戻すための機能、具体的には、スクリュ４に対する前方への加圧制御機能，又はスクリュ４に対する逆回転制御機能を実現するためのソフトウェアが格納されている。

　この場合、加圧制御機能は、スクリュ４に対する前方への加圧力を高める加圧制御を行うことにより樹脂Ｒを後方へ逆流させる還流方式である。加圧制御機能の場合、金型２内の樹脂Ｒが十分に固化した後（ゲートシール後）、或いは射出工程Ｗｉ２の終了後における冷却工程が終了した後など、金型２内の成形品（樹脂）に影響が及ばない固化状態において、スクリュヘッド部４ｓの前方に蓄積された樹脂Ｒの圧力を還流に必要な大きさまで高めて実施する機能できる。このため、スクリュヘッド部４ｓに、成形射出圧力Ｐｉによっては還流が生じない僅かな還流通路を設けたり、或いは開閉機能付の還流通路を設ける等により実施することもできる。したがって、還流させる樹脂量（還流樹脂量）は、加圧力の増減や加圧時間の設定により比較的容易に実施できる。

　一方、逆回転制御機能は、スクリュ４を逆回転させることにより樹脂Ｒを後方へ戻す還流方式であり、基本的に、上述した加圧制御機能と併用して機能させる。逆回転制御機能の場合、スクリュ４を逆回転させる制御により還流量を調整できる。したがって、還流樹脂量は、逆回転させる期間及び回転速度等の条件選定により設定可能であり、より容易な実施が可能であるとともに、スクリュ４を逆回転させる期間及び回転速度等の変更により任意の還流量を容易かつ正確に設定することができる。なお、加圧制御機能と逆回転制御機能は、いずれか一方を選択して用いることも可能である。

　次に、第三実施例に係る射出成形機Ｍを用いた射出成形方法による成形手順について、図１及び図１４－図２０を参照して説明する。

　最初に、前述した特定成形モードの事前設定を行う。なお、この特定成形モードの基本的な成形手順は、本出願人が既に提案した前述の特許文献１（国際公開ＷＯ２０１１／１６１８９９号公報）に記載の手順と同じである。即ち、前述した第一実施例の場合と同様に行うことができる。

　まず、射出装置Ｍｉ側の射出条件となる射出圧力を、成形機コントローラ本体４２ｃにより初期設定する。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。また、型締装置Ｍｃ側の型締条件となる型締力を、成形機コントローラ本体４２ｃにより初期設定する。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。

　この波形表示部に表示される型隙間Ｌｍの変化データを図１４に示す。なお、図１４は、３０回の成形ショットにおける最大値と最小値の範囲（バンド）を示したものである。この場合、基本的な変化は、図１４に示すように、射出開始後、ｔｏ時点で金型２が開きはじめ、ｔｐ時点で最大の型隙間Ｌｍｐが生じる。この後、徐々に閉じる方向に変化し、最終的には、残留する型隙間Ｌｍｅに落ち着いて安定する。

　そして、射出圧力の最適化は、射出充填時に移動型２ｍと固定型２ｃ間に上述した所定の型隙間Ｌｍ（０．０３－０．３０〔ｍｍ〕程度）が生じ、かつ良品成形可能となることを条件にして成形射出圧力Ｐｉとすることができる。具体的には、適宜、射出圧力も変化させ、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。また、求めた成形射出圧力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。一方、これらの試し成形を、条件を変更して繰り返すことにより前述した条件を満たす型締力を選定できる。選定した型締力は、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。

　次に、生産時の具体的な処理手順について、各図を参照しつつ図１５に示す工程図及び図１６（図１７）に示すフローチャートに従って説明する。

　生産時には、まず、樹脂（材料）に対する可塑化処理を行う（ステップＳ２１）。この可塑化処理を行う工程が図１５に示す可塑化工程Ｗｉ１となる。可塑化工程Ｗｉ１では、油圧ポンプ３６の制御及びバルブ回路３７の切換により、射出装置Ｍｉの計量モータ２５が回転駆動される。

　これにより、図９に示すスクリュ４が設定された回転速度及び期間にわたり正回転する。スクリュ４の正回転により、樹脂Ｒは前方へ移送されるため、スクリュ本体部４ｍ側の樹脂Ｒは、可塑化処理が行われつつスクリヘッド部４ｓを通して前方へ蓄積される。この際、スクリュ本体部４ｍ側から前方へ樹脂Ｒが移動することにより、逆止弁部４ｓｎが前方の開位置に移動するため、スクリュ本体部４ｍ側の樹脂Ｒは、逆止弁部４ｓｎの内側の樹脂通路１２及び円錐先端部４ｓｃの樹脂通路１３…を通して円錐先端部４ｓｃの前方に至る。この結果、可塑化処理された樹脂Ｒは、円錐先端部４ｓｃの前方における加熱筒３内に可塑化された樹脂Ｒとして徐々に蓄積されるとともに、この蓄積に伴ってスクリュ４は後方へ移動する。

　なお、特定成形モードでは、一般的な成形モードによる成形方法のような樹脂Ｒを正確に計量する計量工程は不要である。即ち、特定成形モードにおける射出処理は、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、可塑化工程における樹脂Ｒは多めに可塑化処理すれば足りる。換言すれば、一般的な計量工程における計量動作は行うが、正確な計量値を得るための計量制御は不要となる。

　次いで、油圧ポンプ３６の制御及びバルブ回路３７の切換により、型締装置Ｍｃの型締シリンダ２７を駆動し、可動型２ｍを型閉方向へ移動させる（ステップＳ２２）。この動作が図１５に示す型閉工程Ｗｃ１となる。そして、金型２が全閉したなら、型締力が、設定した成形型締力Ｐｃとなるように、金型２に対する型締処理を実行する（ステップＳ２３）。この動作が図１５に示す型締工程Ｗｃ２となる。また、図１８がこの状態を示している。

　この後、バルブ回路３７の切換及び油圧ポンプ３６の制御により、射出装置Ｍｉの射出シリンダ２４を駆動し、金型２に対して樹脂Ｒの射出処理を開始する（ステップＳ２４）。これにより、図１５に示す射出工程Ｗｉ２が行われる。この場合、スクリュ４は定格動作により前進させればよく、スクリュ４に対する速度制御及び圧力制御は不要である。射出の開始により、加熱筒３内の可塑化溶融した樹脂Ｒは、射出ノズル３ｎを通して金型２のキャビティ内に充填される（ステップＳ２５）。

　そして、樹脂Ｒの充填に伴い、射出圧力が上昇する（ステップＳ２６）。この後、射出圧力がリミッタ圧力Ｐｓに達すれば、リミッタ圧力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、射出圧力はリミッタ圧力Ｐｓに維持（制限）される（ステップＳ２７）。したがって、射出動作では実質的な一圧制御が行われる。

　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に加圧され、固定型２ｃと可動型２ｍ間に、図１４に示すように変化する型隙間Ｌｍが発生する（ステップＳ２８）。即ち、図１５に示す自然隙間発生工程Ｗｃ３が進行する。この型隙間Ｌｍは、予め設定した成形型締力Ｐｃ及び成形射出圧力Ｐｉに基づいて発生する。この状態を図１９に示す。なお、同図は、型隙間Ｌｍとして、最大の型隙間Ｌｍｐが生じたイメージ示している。この後、射出開始から予め設定した射出時間が経過すれば、金型２に対する樹脂Ｒの射出充填が終了する。即ち、射出工程Ｗｉ２が終了する（ステップＳ２９）。

　また、金型２側は、予め設定した冷却時間だけ冷却処理する冷却工程Ｗｃ４に移行する。冷却工程Ｗｃ４（図１５）では、時間の経過に伴って樹脂Ｒの固化が進行するとともに、この固化に伴って樹脂Ｒの自然圧縮が行われる（ステップＳ３０，Ｓ３１）。即ち、樹脂Ｒの固化により容量が減少するため、この容量の減少に追従するように、金型２（特に可動型２ｍ）の弾性復帰による加圧作用により自然圧縮が行われる。この状態を図２０に示す。なお、同図は、型隙間Ｌｍとして、残留した型隙間Ｌｍｅが生じたイメージを示している。

　一方、射出工程Ｗｉ２が終了したなら、予め設定したタイミングにより、図１５に示す可塑化促進工程Ｗｉ３を実行する（ステップＳ３２）。この場合、まず、射出工程Ｗｉ２の終了時点或いは冷却工程Ｗｃ４の開始時点から、予め設定した所定の補助可塑化時間Ｔ１の間、樹脂（材料）に対する補助可塑化処理を行う（ステップＳ１２１）。この理由は、射出工程終了段階では、スクリュ４の前方に蓄積される可塑化蓄積樹脂Ｒが少量になるため、補助可塑化時間Ｔ１だけ補助可塑化処理を行なうことにより還流量を確保する。なお、補助可塑化処理は、可塑化工程Ｗｉ１における量（全量）であってもよいし、その一部であってもよい。さらに、設定する補助可塑化時間Ｔ１は、スクリュ４に対する所定の補助可塑化位置により設定してもよい。

　なお、この補助可塑化処理は、金型２（ゲート等を含む）内の樹脂Ｒが、ある程度固化し、加圧制御機能によりスクリュ４に対して前方への高い加圧力を付加しても前方へ樹脂Ｒが流動しない長さ、或いは逆回転制御機能によりスクリュ４を逆回転制御しても金型２内における樹脂Ｒ（成形品）には影響を与えない長さを、それぞれ設定することが望ましい。

　そして、補助可塑化処理が終了したなら実質的な可塑化促進工程Ｗｉ３を行う。即ち、スクリュ３に対する前述した逆回転制御機能及び／又は加圧制御機能を実行する（ステップＳ１２２）。この場合、加圧制御機能では、射出シリンダ２４を駆動し、スクリュ４に対して前方への加圧力を付与する制御を行う。このときの加圧力は、前述したように、成形射出圧力Ｐｉ（リミッタ圧力Ｐｓ）より高く設定されるため、後方への還流が可能になる。また、加圧力の付加開始は、上述したように、前方への高い加圧力を付加しても前方へ樹脂Ｒが流動しないタイミング、即ち、少なくとも金型２における冷却工程Ｗｃ４の開始によりゲートシール等が行われ、成形品（樹脂Ｒ）が影響を受けない状態において行われる。

　これにより、可塑化蓄積された樹脂Ｒはスクリュヘッド部４ｓと加熱筒３間の隙間を通してスクリュヘッド部４ｓの後方へ還流する。そして、スクリュヘッド部４ｓの後方へ逆流した還流樹脂Ｒｍは、スクリュ本体部４ｍ側の樹脂Ｒに付加されて混在する。この後、可塑化促進処理時間Ｔ２が経過したなら、可塑化促進制御（加圧制御）を停止する（ステップＳ１２３，Ｓ１２４）。即ち、加圧制御機能を用いた可塑化促進工程Ｗｉ３は終了する。

　したがって、加圧制御機能を用いる場合の可塑化促進処理時間Ｔ２及び加圧力は、生産効率の確保及び歩留率の確保の観点から冷却処理の完了及び射出圧力Ｐｉよりも高い圧力が望ましい。なお、加圧制御機能をより実効あるものにするため、スクリュヘッド部４ｓには、成形射出圧力Ｐｉによっては還流が生じない僅かな還流通路又は開閉機能付の還流通路を設けることが望ましい。

　他方、逆回転制御機能を行う場合には、加圧制御機能に加え、計量モータ２５を駆動し、スクリュ４を、予め設定した回転速度により逆回転する制御を行う（ステップＳ１２２）。これにより、スクリュヘッド部４ｓを通した可塑化蓄積樹脂Ｒの逆流となるスクリュヘッド部４ｓの後方への還流が促進される。そして、スクリュヘッド部４ｓを通して逆流した還流樹脂Ｒｍは、スクリュヘッド部４ｓの後方におけるスクリュ本体部４ｍ側の樹脂Ｒに付加されて混在する。この後、可塑化促進処理時間Ｔ２が経過したなら、可塑化促進制御（逆回転制御）を停止する（ステップＳ１２３，Ｓ１２４）。即ち、逆回転制御機能を用いた場合の可塑化促進工程Ｗｉ３は終了する。

　したがって、逆回転制御機能を用いる場合の可塑化促進処理時間Ｔ２及びスクリュ４の回転速度は、生産効率の確保及び歩留率の確保の観点から冷却処理の完了後であって、できるだけ高速回転で行うことが望ましい。図２０はスクリュ４が前進し、目的の還流量をスクリュヘッド部４ｓの後方へ還流させた状態を示している。

　可塑化促進工程Ｗｉ３が終了したなら、可塑化工程Ｗｉ１による可塑化処理が行われる（ステップＳ３３）。この場合、スクリュ本体部４ｍの前側には、還流樹脂Ｒｍが混在、即ち、スクリュ４の前方に蓄積された、いわば一次可塑化処理された樹脂Ｒの一部が還流樹脂Ｒｍとしてスクリュ本体部４ｍ側へ戻されて混在するため、この還流樹脂Ｒｍが混在する樹脂Ｒに対する可塑化処理が行われる。したがって、可塑化の不十分な樹脂Ｒ及び還流樹脂Ｒｍがスクリュ４の前方に蓄積された場合であっても再可塑化処理が行われることになり、より可塑化が促進される。

　他方、図１６において、型締装置Ｍｃ側では、設定した冷却時間が経過し、冷却工程Ｗｃ４が終了すれば、バルブ回路３７の切換及び油圧ポンプ３６の制御により、型締シリンダ２７を駆動し、可動型２ｍを後退させることにより型開きを行う（ステップＳ３４）。このステップが図１５に示す型開工程Ｗｃ５となる。そして、型開きが終了したなら、エジェクタシリンダ３１を駆動し、可動型２ｍに付着した成形品の突き出しを行う（ステップＳ３５）。このステップが図１５に示す成形品取出工程Ｗｃ６となる。これにより、成形品が取り出され、一成形サイクルが終了するため、この後、次の成形が継続する場合には、型閉、型締、射出、冷却等の各処理（各工程）が同様に順次行なわれる（ステップＳ３６，Ｓ２２…）。

　図１４は、第三実施例に係る射出成形機Ｍを用いた射出成形方法による射出工程Ｗｉ２における時間ｔ〔ｔ〕対型隙間Ｌｍ〔ｍｍ〕の関係を示し、特に、３０個の成形品を成形した際の各型隙間Ｌｍ…の変化データ、即ち、３０回の成形ショットにおける最大値と最小値の範囲（バンド）を示したものであり、実線で示すバンドＢｉは第三実施例に係る射出成形機Ｍによる還流有の場合、仮想線で示すバンドＢｒはいわば還流無の場合を示したものである。これによれば、還流有の場合、型隙間Ｌｍ…のバラツキが小さく、かつ安定性の高い挙動になるのに対して、還流無の場合、型隙間Ｌｍ…のバラツキが大きく、安定性の低い挙動になる。このことは、可塑化処理された樹脂Ｒの均質化がより高められたことを意味し、成形品の歩留率に関してもこの改善の割合に対応した歩留率が得られた。

　また、第三実施例に係る射出成形機Ｍを用いた射出成形方法によるスクリュ逆回転と還流量の関係も前述した図１１と同様になる。このように、第三実施例に係る射出成形機Ｍを用いれば、樹脂Ｒの還流促進及び量的制御が可能になるため、スクリュ逆回転量と還流量を比例させることができるなど、還流量を任意に制御することができる。

　次に、第三実施例の変更例に係る射出成形機Ｍを用いた成形方法について、図２１及び図２２を参照して説明する。

　この変更例は、図２２に示すシャットオフノズル６１を備える射出成形機Ｍ（射出装置Ｍｉ）を用いたものである。例示のシャットオフノズル６１は、公知の構造を有しており、図２２中、３７は図１に示したバルブ回路、６２はこのバルブ回路３７の切換動作により、射出ノズル３ｎの先端におけるノズル口３ｎｅを開閉するシャットオフバルブ、６２ｖはシャフト状のバルブ体、６２ｃはこのバルブ体６２ｖを開方向（後方）又は閉方向（前方）へ進退変位させる駆動シリンダ、６３は樹脂通路、をそれぞれ示す。その他、前述した図９と同一部分には、同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

　このようなシャットオフノズル６１を用いれば、必要に応じて、ノズル口３ｎｅをシャットオフすることができるため、冷却工程Ｗｃ４，型開工程Ｗｃ５，成形品取出工程Ｗｃ６の間も可塑化促進工程Ｗｉ３を行うことができる。この結果、時間的に十分な可塑化促進処理を行うことが可能になり、本発明に係る射出成形機Ｍを用いた射出成形方法の実施を、より確実かつ良好に行うことができる。なお、シャットオフノズル６１を使用する場合を例示したが、その他、バルブノズル等、同様の機能を有する各種ノズル構造により置換可能である。

　図２１は、変更実施形態に係る射出成形方法の処理手順を示すフローチャートであり、図１６に示したフローチャートにおけるステップＳ３２を具体的に示したものである。なお、変更例は、ステップＳ３２の処理内容を除き、基本的には、図１６に示したフローチャートと同様の処理手順に基づいて行われる。

　変更例では、予め、前述した図１７における補助可塑化処理を行う補助可塑化処理パートと可塑化促進処理を行う可塑化促進処理パートを設定する。この場合、補助可塑化処理パートは、補助可塑化処理を行う単位時間を、所定の補助可塑化時間Ｔ１ｅとして設定するとともに、可塑化促進処理パートは、可塑化促進処理を行う単位時間を、所定の可塑化促進処理時間Ｔ２ｅとして設定する。

　今、図１６（図２１）に示す「ステップＳ２９」が終了した場合を想定する。変更例では、これに基づき、シャットオフバルブ６２を駆動制御し、バルブ６２を閉側に切換える（ステップＳ－ＳＣ）。即ち、この場合、バルブ体６２ｖが前進し、ノズル口３ｎｅがシャットオフされる。

　次いで、前述した図１７における補助可塑化処理を補助可塑化時間Ｔ１ｅにわたって行う補助可塑化処理パートを実行する（ステップＳ２０１）。補助可塑化時間Ｔ１ｅが経過し、補助可塑化処理パートが終了したなら、続いて、可塑化促進処理を可塑化促進処理時間Ｔ２ｅにわたって行う可塑化促進処理パートを実行する（ステップＳ２０２，Ｓ２０３）。そして、この補助可塑化処理パートと可塑化促進処理パートの組み合わせ工程を、予め設定した回数Ｎだけ繰り返して行う（ステップＳ２０４，Ｓ２０１…）。

　このような組み合わせ工程は、シャットオフノズル６１を用いることにより可塑化促進工程Ｗｉ３の時間的な長さを十分に確保できることに基づき実現可能になるため、可塑化促進工程Ｗｉ３の処理時間を単純に長くできるのみならず、このような組み合わせ工程の複数回（Ｎ回）にわたる繰り返しが可能になる。なお、繰り返し回数は、任意に設定することができる。なお、図２１は、組み合わせ工程を複数回（Ｎ回）にわたって実行する場合を例示したが、可塑化促進工程Ｗｉ３の許容される時間内において繰り返して行うこともできる。

　これにより、例えば、大型成形品のように、冷却時間が比較的長くなる場合、このような繰り返し処理を行うことにより、冷却時間の有効活用を図ることができる。この結果、樹脂Ｒに対する可塑化処理を、より均一かつ緻密に行うことが可能になり、成形品の更なる品質向上及び歩留率向上に寄与できる。

　以上の可塑化促進工程Ｗｉ３が終了したなら、可塑化工程Ｗｉ１による可塑化処理が行われる（ステップＳ３３）。また、所定のタイミングによりシャットオフバルブ６２を駆動制御され、バルブ６２が開側に切換えられる（ステップＳ－ＳＯ）。この開側の位置が図２２に示す位置となる。この後、次の成形が継続する場合には、型閉、型締、射出、冷却等の各処理（各工程）が同様に順次行なわれる（ステップＳ３６，Ｓ２２，Ｓ２３…（図１６参照））。

　よって、このような変更例を含む第三実施例に係る射出成形機Ｍによれば、基本的な構成として、成形時に、加熱筒３内のスクリュ４を回転させることにより当該加熱筒３内の樹脂を可塑化処理する可塑化工程Ｗｉ１，及びこの可塑化工程Ｗｉ１の終了後にスクリュ４を前進移動させることにより当該スクリュ４におけるスクリュヘッド部４ｓの前方に蓄積された可塑化蓄積樹脂Ｒの一部を金型２に対して射出充填する射出工程Ｗｉ２に対し、新たな工程として、射出工程Ｗｉ２の終了後に可塑化蓄積樹脂Ｒの残部の一部を、還流樹脂Ｒｍとしてスクリュヘッド部４ｓの後方へ還流させる可塑化促進工程Ｗｉ３を加えたため、成形品に対する悪影響を回避しつつ、最終成形品の歩留率、特に、従来のいわば限界的な歩留率をより高めることができるなど、新たな射出成形方法を実現可能な射出成形機として提供することができる。この結果、大型成形品や特殊樹脂成形品等の生産における生産効率の向上及び生産コストの削減を実現可能になり、資源ロスの発生の回避及びエネルギー消費の無駄の回避にも有効に貢献できる。

　特に、型締装置Ｍｃとして少なくとも金型２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２ｍと固定型２ｃ間に所定の型隙間Ｌｍが生じ、かつ良品成形可能な成形射出圧力Ｐｉと良品成形可能な成形型締力Ｐｃを求めて設定するとともに、成形時に、成形型締力Ｐｃにより型締装置Ｍｃを型締し、かつ成形射出圧力Ｐｉをリミッタ圧力Ｐｓとして設定したため、射出装置Ｍｉ側の状態にほとんど影響を受けない計量工程の存在しない特定成形モードに対して本発明に係る射出成形機を適用できるため、生産効率の向上及び生産コストの削減を実現し、更に、資源ロスの発生の回避及びエネルギー消費の無駄の回避に貢献する観点から最適な形態として実施できる。

　以上、最良実施形態（第一実施例－第三実施例）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、還流させる所定量の還流樹脂Ｒｍは、金型２に射出充填する樹脂Ｒの容量に対して、１０－６０〔％〕の範囲に選定することが望ましいが、樹脂Ｒの種類や成形品の種類等に応じて任意の範囲を選定可能である。さらに、一部還流射出機能部５を構成するに際し、スクリュヘッド部４ｓに、還流樹脂Ｒｍを還流させる少なくとも一つの還流通路１１…を設ける構成を例示したが、スクリュヘッド部４ｓの外径を稍小さく選定したり、加熱筒３の内径を大径化したり、加熱筒３の内壁の一部に溝加工を施すなどにより構成する場合も還流通路１１に含まれる概念である。また、射出圧力追加設定機能部Ｆｓは、必須の要素となるものではなく、例えば、還流通路１１…の形態によっては、必ずしも射出圧力追加設定機能部Ｆｓを設けることを要しない。なお、所定量の還流樹脂Ｒｍをスクリュ本体部４ｍ側へ還流させるに際しては、スクリュヘッド部４ｓの内部側を通す形式，スクリュヘッド部４ｓの外周部側を通す形式，スクリュヘッド部４ｓの内部側及びスクリュヘッド部４ｓの外周部側の双方を通す形式のいずれであってもよい。他方、特定成形モードを使用する場合に最適であるが、一般的な成形モードを使用する射出成形機Ｍや射出成形方法にも同様に適用可能である。また、射出成形機Ｍは、油圧式射出成形機であってもよいし電動式射出成形機であってもよく、その駆動方式は問わない。

　他方、実施形態では、型締装置Ｍｃとして少なくとも金型２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２ｍと固定型２ｃ間に所定の型隙間Ｌｍが生じ、かつ良品成形可能な成形射出圧力Ｐｉと良品成形可能な成形型締力Ｐｃを求めて設定するとともに、成形時に、成形型締力Ｐｃにより型締装置Ｍｃを型締し、かつ成形射出圧力Ｐｉをリミッタ圧力Ｐｓとして設定する成形方式である特定成形モードを適用する場合に最適であるが、一般的な成形モードを使用する射出成形機Ｍや射出成形方法にも同様に適用可能である。また、射出成形機Ｍは、油圧式射出成形機であってもよいし電動式射出成形機であってもよく、その駆動方式は問わない。さらに、可塑化促進工程Ｗｉ３において、可塑化蓄積樹脂Ｒを還流させるための機能として、加圧制御機能と逆回転制御機能を例示したが、他の機能により還流させる場合を排除するものではないとともに、加圧制御機能及び逆回転制御機能を機能させる具体的な方法は、それぞれ例示の方法に限定されるものではなく、同様に機能させることができる他の方法を用いてもよい。

　本発明は、所定の型締力により型締した金型に所定の射出圧力により樹脂を射出充填して成形を行う各種射出成形機に利用できる。

Claims

　固定型と可動型からなる金型を所定の型締力により型締する型締装置と、型締された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、前記型締装置及び前記射出装置に対する制御を行う成形機コントローラとを備える射出成形機において、前記射出装置の加熱筒に収容したスクリュを前進移動させることにより当該スクリュの前端部におけるスクリュヘッド部の前方の樹脂を金型に射出充填し、かつ当該樹脂の一部となる所定量の樹脂を、還流樹脂として前記スクリュヘッド部の後方におけるスクリュ本体部側に還流させるに際し、前記スクリュヘッド部の前方の樹脂を金型に射出充填すると同時に、前記所定量の樹脂を、還流樹脂としてスクリュヘッド部の内部側及び／又はスクリュヘッド部の外周部側を通して当該スクリュヘッド部の後方におけるスクリュ本体部側に還流させる一部還流射出機能部を設けたことを特徴とする射出成形機。
　前記所定量は、前記金型に射出充填する樹脂の容量に対して、１０－６０〔％〕の範囲に選定することを特徴とする請求項１記載の射出成形機。
　前記一部還流射出機能部は、前記スクリュヘッド部に、樹脂が還流する少なくとも一つの還流通路を設けて構成することを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形機。
　前記一部還流射出機能部には、成形時の射出圧力を、前記樹脂が還流しないときの射出圧力に対して所定の大きさだけ高く設定する射出圧力追加設定機能部を設けることを特徴とする請求項３記載の射出成形機。
　前記一部還流射出機能部は、前記スクリュを逆回転させる逆回転制御機能部を設けて構成することを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形機。
　前記逆回転制御機能部には、前記スクリュを逆回転させる期間及び回転速度の逆回転設定機能部を設けることを特徴とする請求項５記載の射出成形機。
　前記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するとともに、前記成形機コントローラは、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射出圧力（以下、成形射出圧力）と良品成形可能な型締力（以下、成形型締力）を求めて設定し、成形時に、前記成形型締力により型締装置を型締し、かつ前記成形射出圧力をリミッタ圧力として設定することにより、前記射出装置を駆動して金型に対する樹脂の射出充填を行う制御機能を備えることを特徴とする請求項１記載の射出成形機。
　固定型と可動型からなる金型を所定の型締力により型締する型締装置と、型締された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、前記型締装置及び前記射出装置に対する制御を行う成形機コントローラとを備える射出成形機において、前記射出装置の加熱筒に収容したスクリュを前進移動させることにより当該スクリュの前端部におけるスクリュヘッド部の前方の樹脂を金型に射出充填し、かつ当該樹脂の一部となる所定量の樹脂を、還流樹脂として前記スクリュヘッド部の後方におけるスクリュ本体部側に還流させるに際し、加熱筒内のスクリュを回転させることにより当該加熱筒内の樹脂を可塑化処理する可塑化工程，この可塑化工程の終了後に前記スクリュを前進移動させることにより当該スクリュにおけるスクリュヘッド部の前方に可塑化蓄積された樹脂の一部を前記金型に対して射出充填する射出工程，この射出工程の終了後に前記樹脂の残部の一部を、還流樹脂として前記スクリュヘッド部の後方へ還流させる可塑化促進工程，を順次実行する成形機コントローラを備えることを特徴とする射出成形機。
　前記射出装置は、シャットオフノズル又はバルブノズルを備えることを特徴とする請求項８記載の射出成形機。
　前記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するとともに、前記成形機コントローラは、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射出圧力（以下、成形射出圧力）と良品成形可能な型締力（以下、成形型締力）を求めて設定し、成形時に、前記成形型締力により型締装置を型締し、かつ前記成形射出圧力をリミッタ圧力として設定することにより、前記射出装置を駆動して金型に対する樹脂の射出充填を行う制御機能を備えることを特徴とする請求項８記載の射出成形機。
　前記可塑化促進工程では、前記スクリュに対する前方への加圧制御機能により前記可塑化蓄積樹脂を還流させることを特徴とする請求項８記載の射出成形機。
　前記可塑化促進工程では、前記スクリュに対する逆回転制御機能により前記可塑化蓄積樹脂を還流させることを特徴とする請求項８記載の射出成形機。
　前記可塑化促進工程では、実質的な可塑化促進処理を実行する前に、前記還流樹脂の量を確保する補助可塑化処理を行うことを特徴とする請求項８記載の射出成形機。
　前記可塑化促進工程では、前記補助可塑化処理を行う補助可塑化処理パートと可塑化促進処理を行う可塑化促進処理パートを設定し、この設定に基づく前記補助可塑化処理パートと前記可塑化促進処理パートの組み合わせ工程を、予め設定した回数Ｎ，又は前記可塑化促進工程の許容される時間内において、繰り返して行うことを特徴とする請求項１３記載の射出成形機。