WO2022124033A1

WO2022124033A1 - 発泡成形用の射出成形機および射出成形機の制御方法

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Publication number: WO2022124033A1
Application number: PCT/JP2021/042337
Authority: WO
Inventors: 章弘内藤; 拓也油布
Original assignee: 株式会社日本製鋼所
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2022-06-16
Also published as: JP2022092099A; TW202228981A; DE112021006365T5; JP7463262B2; CN116568477A; US20240042664A1; KR20230117729A

Abstract

射出成形機（１）は、ガス注入口（２６）が設けられている加熱シリンダ（１７）と、スクリュ（１８）と、ガスボンベ（３０）と、ガスボンベ（３０）からのガスの１次圧力を２次圧力に減圧する減圧弁（３４）と、２次圧力のガスをガス注入口（２６）に供給するガス供給部（４３）と、ガス注入口（２６）近傍の射出材料圧力を検出する射出材料圧力検出手段（４０）と、制御手段（４）と、を備えるようにする。そして制御手段（４）は、射出材料圧力と２次圧力とを比較して異常を検出するようにする。

Description

発泡成形用の射出成形機および射出成形機の制御方法

　本発明は、射出材料に不活性ガスを注入して発泡成形品を成形する射出成形機、およびそのような射出成形機の制御方法に関するものである。

　物理発泡剤つまり不活性ガスを利用して発泡成形品を得る射出成形機は概ね次のように構成されている。すなわち発泡成形用の射出成形機は、加熱シリンダとスクリュとから構成されている。加熱シリンダ内はスクリュの形状に応じて複数の区間に区分され、上流から下流に向かって、第１の圧縮・計量区間、飢餓区間、第２の圧縮・計量区間を備えている。加熱シリンダには飢餓区間に対応するように不活性ガスの注入部が設けられている。不活性ガスは、ガスボンベ等のガス供給源から供給される。ガス供給源から供給されるガスの１次圧力は減圧弁により２次圧力に減圧される。この２次圧力の不活性ガスが注入部に供給されている。

　射出材料は加熱シリンダ内をスクリュによって上流から下流に送られて溶融され、第１の圧縮・計量区間で混錬される。ついで飢餓区間において射出材料の圧力が低下して、２次圧力の不活性ガスが注入される。不活性ガスが注入された射出材料は第２の圧縮・計量区間で混錬・圧縮され、計量され、これが金型に射出されて発泡成形品が得られる。

日本国特開２０１４-２００９３７号公報

　発泡成形用の射出成形機においては、不活性ガスの注入部において射出材料が押し上がって注入部を閉塞する、いわゆるベントアップが発生することがある。特許文献１に記載の発泡成形用の射出成形機は、注入部にベントアップ検出機構が設けられ、ベントアップが発生するとこれを機械的に検出し、射出材料を加熱シリンダ内に押し戻すようになっている。

　発泡成形用の射出成形機においては、ベントアップの他にも色々な問題が生じる。例えば射出材料の供給異常に起因する不活性ガスの逆流、あるいは不活性ガスの供給不良等である。不活性ガスの２次圧力は減圧弁により適切に制御され、そして２次圧力は目視により確認が可能な圧力計により所望の圧力になっていることが確認されてはいる。そして射出材料は適切に加熱シリンダに供給されるように制御されている。しかしながら、このような問題を完全に防止することはできず、問題が発生してもこれに気づかずに不良品が大量に発生するという問題がある。

　その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

　本開示は、次の構成を備えた射出成形機とする。すなわち射出成形機は、ガス注入口が設けられている加熱シリンダと、スクリュと、ガス供給装置と、加熱シリンダのガス注入口近傍に設けられている射出材料圧力センサと、制御手段と、を備えるようにする。ガス供給装置は、ガス供給源と、ガス供給源からのガスの１次圧力を２次圧力に調整する圧力調整手段とを備えるようにし、２次圧力のガスをガス注入口から供給するようにする。そして制御手段は射出材料圧力検出手段により検出される射出材料圧力と前記２次圧力とを比較して異常を検出するようにする。

　本開示によると、ベントアップや射出材料の供給異常等が発生する予兆を速やかに捉えて、不良品の発生を防止することができる。

本実施の形態に係る射出成形機を示す正面図である。本実施の形態に係る射出装置を示す正面断面図である。本実施の形態に係る射出成形機において実施される制御方法を示す、フローチャートである。本実施の形態に係る射出成形機において実施される制御方法を示す、フローチャートである。本実施の形態に係る射出成形機において実施される制御方法を示す、フローチャートである。射出材料圧力に応じて実施される本実施の形態に係る射出成形機の制御方法を示す図である。

　以下、具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、図面が煩雑にならないように、ハッチングが省略されている部分がある。

　本実施の形態を説明する。
＜射出成形機＞
　本実施の形態に係る射出成形機１は、図１に示されているように、ベッドＢに設けられている型締装置２と射出装置３とから概略構成され、制御手段としてのコントローラ４によって制御されるようになっている。型締装置２は直圧式から構成することもできるが、本実施の形態においてはトグル式からなる。つまり型締装置２は、固定盤７と、可動盤８と、型締ハウジング９と、型締ハウジング９と固定盤７とを連結しているタイバー１０、１０、…と、トグル機構１１とから構成されている。型締装置２は、金型１３、１４が固定盤７と可動盤８とに設けられている。トグル機構１１を駆動すると金型１３、１４が型締めされるようになっている。

＜射出装置＞
　本実施の形態に係る射出装置３は物理発泡剤つまりガスを使用した発泡成形用の射出装置になっており、図２に示されている。射出装置３は加熱シリンダ１７と、この加熱シリンダ１７に入れられているスクリュ１８とから構成されている。スクリュ１８は、上流側から下流側に向かってフライトの溝深さが変化しており、加熱シリンダ１７内が複数の区間に区分されている。すなわち加熱シリンダ１７内は、上流側から、射出材料が供給され溶融する供給区間２０、溶融した射出材料が圧縮される第１の圧縮・計量区間２１、射出材料の圧力が低下する飢餓区間２２、そして第２の圧縮・計量区間２３に区分されている。加熱シリンダ１７には飢餓区間２２にガス注入口２６が開けられており、射出材料にガスが注入されるようになっている。第２の圧縮・計量区間２３において射出材料とガスが混錬される。

＜ガス供給装置＞
　ガス注入口２６には、本実施の形態に係るガス供給装置２８が接続されている。ガス供給装置２８は、ガス供給源である２本のガスボンベ３０、３０と、ガスボンベ開閉弁３１、３１と、これらガスボンベ開閉弁３１、３１を介してガスボンベ３０、３０からのガスが供給される１次ガス管３３と、１次ガス管３３内のガス圧つまり１次圧力を２次圧力に調整する圧力調整手段である減圧弁３４と、減圧弁３４によって２次圧力に減圧されたガスが供給される２次ガス管３６と、２次ガス管３６に設けられている逆止弁３８と、同様に２次ガス管３６に設けられている開閉手段である開閉弁３９とから構成されている。１次ガス管３３には１次圧力を検出する１次圧力検出手段である１次圧力計４１が、２次ガス管３６には２次圧力を検出する２次圧力検出手段である２次圧力計４２がそれぞれ設けられている。２次ガス管３６の先端はガス供給部４３になっており、ガス注入口２６に接続されている。

　ガス供給装置２８を構成しているこれらの機器のうち、１次圧力計４１、２次圧力計４２がコントローラ４に接続され、１次圧力と２次圧力がコントローラ４に入力される。また、ガスボンベ開閉弁３１、３１、減圧弁３４、開閉弁３９がコントローラ４に接続され、ガスボンベ開閉弁３１、３１と減圧弁３４と開閉弁３９がコントローラ４によって制御されるようになっている。

　本実施の形態に係るガス供給装置２８はこのように構成されているが、ガス供給源であるガスボンベ３０は１本でも、あるいは３本以上でも本発明を実施できる。ガス供給装置２８は、これ以外にも、例えばガスボンベ３０、３０と昇圧装置、あるいは窒素発生装置と昇圧装置などから構成しても良い。また、開閉弁３９は、ガス注入口に２次圧力のガスを供給するガス管の途中に設けても良いし、ガス注入部に圧縮空気などで作動するニードル弁などの開閉機構を設けても良い。本実施の一形態では、ガスボンベ開閉弁３１、３１は、ガス供給源であるガスボンベ３０、３０の内、どちらを使用対象とするのかを選択切換するガス供給源切替手段になっている。ガスボンベ開閉弁３１，３１を開閉すると、使用対象のガスボンベ３０、３０を切り替えることができる。

　なお、供給するガスは、一般的には不活性ガスである窒素、二酸化炭素などが利用されるが、空気、炭化水素ガスやアルゴン、ヘリウム、水素など、樹脂に溶解する気体であれば、種類は問わない。

　本実施の形態においてガスボンベ開閉弁３１、１次圧力計４１、逆止弁３８、開閉弁３９が設けられているが、これらは必須ではない。しかしながらこれらが設けられていると、異常が発生しているときに色々な対応が可能になる。また、本実施の形態においては、ガス供給装置２８を構成している各機器はほとんどがコントローラ４に接続されているが、必ずしも接続される必要はない。つまり２次圧力計４２についてもコントローラ４に接続されていることは必須ではない。しかしながら、２次圧力計４２がコントローラ４に接続されていると、２次圧力の測定値つまり２次圧力測定値が得られる。そうすると、次に説明する射出材料圧力とこの２次圧力測定値とを比較して異常の発生の有無が判断できることになる。

＜射出材料圧力検出手段＞
　本実施の形態に係る射出成形機１は、加熱シリンダ１７のガス注入口２６の近傍に射出材料圧力検出手段、つまり射出材料圧力センサ４０が設けられている点に特徴がある。この射出材料圧力センサ４０もコントローラ４に接続され、ガス注入口２６近傍つまり飢餓区間２２における射出材料圧力が測定されてコントローラ４に入力される。コントローラ４は、この射出材料圧力を２次圧力と比較して正常／異常を判断するようになっている。

　本実施の形態に係る射出成形機１は、射出材料中のガスの溶解量は、加熱シリンダ１７内に供給されるガスの圧力で制御されている。飢餓区間２２内に配置されているスクリュ１８は、フライトの溝深さが深く、フライト間の溝の体積が大きいため、ガスが供給されていない状態では、射出材料圧力センサ４０が感知する圧力は概ねゼロになる。一方で、ガスを供給している状態では、射出材料圧力センサ４０が感知する圧力は供給されるガスの圧力、すなわち２次圧力と概ね等しくなる。

＜フィーダ＞
　本実施の形態に係る射出装置３の加熱シリンダ１７にはフィーダ４４が取り付けられている。フィーダ４４もコントローラ４に接続されて制御されるようになっており、ホッパ４５からの射出材料の加熱シリンダ１７への供給量が制御されるようになっている。このフィーダ４４には射出材料検出センサ４６が設けられ、このセンサ４６もコントローラ４に接続されている。射出材料検出センサ４６からの信号によってフィーダ４４から射出材料が適切に供給されているか否かをコントローラ４が判断できるようになっている。なお、射出材料検出センサ４６は、フィーダ４４に取り付けても良いし、加熱シリンダ１７の射出材料供給口やホッパ４５に取り付けても良い。また、フィーダ４４やホッパ４５に射出材料を自動供給する材料搬送装置などに設けても良い。ホッパ４５や材料搬送装置などに射出材料検出センサ４６を設ける場合は、フィーダ４４に供給する射出材料が残っているかを検出すれば良い。

　本実施の形態に係る射出成形機１は、射出材料中のガスの溶解量は、加熱シリンダ１７内に供給されるガスの圧力で制御されている。飢餓区間２２内に配置されているスクリュ１８は、フライトの溝深さが深く、フライト間の溝の体積が大きいため、上流の第１の圧縮・計量区間２１から流入した樹脂は減圧されて、射出材料圧力は概ねゼロとなる。そのため、ガスボンベなどから供給可能な比較的低い圧力のガスでも安定して供給できる。加熱シリンダ１７内に供給されたガスは、加熱シリンダ１７の飢餓区間２２内に充満する。ガスは、流体圧として等方的に作用するため、飢餓区間２２の射出材料圧力は２次圧力とほぼ同圧になる。ガスは飢餓区間２２において溶融樹脂に接触し、ガス圧力に応じた量が溶解する。すなわち、２次圧力に比例して溶融樹脂中のガス溶解量が増加する。

　一方で何らかの原因で飢餓区間２２内の樹脂が増加して射出材料圧力が高くなると、樹脂がガス注入口２６に侵入するベントアップが発生し、ガスが加熱シリンダ１７内に供給できなくなる恐れがある。そのため、射出材料圧力の増加を検出することでベントアップによるガス供給不良の検知が可能になる。

また、ガス供給源から供給されるガスの１次圧力が２次圧力に対して十分に高くないと、２次圧力の低下や加熱シリンダ１７内に供給されるガス量の減少により、加熱シリンダ１７内の飢餓区間２２におけるガスの圧力が低下し、溶融樹脂中のガス溶解量が減少する。この際、飢餓区間２２の射出材料圧力の低下、あるいは１次圧力の低下を検出することで、ガス供給源からのガス供給不足による不良の検知が可能になる。

　他方、本実施の形態では、フィーダ４４を使用して樹脂材料の供給量を絞るようになっている。通常、加熱シリンダ１７内に供給されたガスは、飢餓区間２２と第１の圧縮・計量区間２１の間で溶融樹脂により液密的にシールされている。しかし、フィーダ４４からの樹脂供給量が少なすぎる場合、あるいはフィーダ４４を使わない場合でも材料がなくなった場合など、一時的に、あるいは継続的にシールが破られてガスが一次側に逆流する恐れがある。この際、飢餓区間２２内のガスの漏出により射出材料圧力が間接的に低下するため、これを検出することでガスの逆流の検知が可能になる。

　このようなベントアップやガス圧力の低下、ガスの逆流などがあると、成形不良が頻発するため、本実施の形態に係る射出成形機１では、２次圧力の管理および異常の検出が重要となる。

＜コントローラ＞
　本実施の形態に係る射出成形機１は、次に詳しく説明するように、コントローラ４において、射出材料圧力とガスの２次圧力とを比較することによって色々な異常を検出できるようになっている。またコントローラ４は異常を検出したとき、異常の内容に応じて色々な対応を採るようになっている。異常の検出や、異常に対する対応を採るために、コントローラ４には色々な設定値やプログラムが設けられている。設定値には、２次圧力の設定値である２次圧力設定値、射出材料圧力の異常を判断するための設定値である第１～４閾値、第１、２安定時間がある。プログラムには、警報出力、供給量増加制御、供給量減少制御を実施するプログラムがあり、これらがコントローラ４に設けられている。

＜本実施の形態に係る射出成形機の制御方法＞
　以下、本実施の形態に係る射出成形機の制御方法を説明する。本実施の形態に係る射出成形機の制御方法では、射出材料圧力センサ４０によって検出される射出材料圧力がコントローラ４に入力され、コントローラ４がこれをガスの２次圧力と比較して正常／異常を判断し、必要な対応を採る。

　なお、射出材料圧力と比較する対象である２次圧力は、コントローラ４に予め設定されている２次圧力設定値でもよいし、２次圧力計４２によって検出される２次圧力測定値であってもよい。２次圧力設定値と２次圧力測定値は実質的に等しいはずであるからである。また、ガスの２次圧力は、コントローラ４によって２次圧力設定値になるようにフィードバック制御されていても良い。２次圧力計４２がコントローラ４に接続されていない場合には、射出材料圧力と比較される２次圧力は当然に２次圧力設定値になる。また、射出材料圧力と比較される２次圧力を２次圧力設定値とする場合、図２に示す射出装置３の構成において、２次圧力計４２は必須ではない。

　コントローラ４は、射出材料圧力を２次圧力と比較して正常／異常を判断するが、その基準として、あるいは採るべき対応を決定する基準として、第１～４閾値を使用する。図６には、射出材料圧力が変化するとき、２次圧力と第１～４閾値によって判断される正常／異常の範囲と、それぞれの状態に応じて採られる対応とがまとめて示されている。これを参考にして以下、コントローラ４の処理を説明する。

＜コントローラの処理＞
　コントローラ４は、図３に示されているように、スタートからステップＳ１に移行して射出材料圧力が、２次圧力に第１閾値を加算した値より大きいか否かを判定する。射出材料圧力が２次圧力に第１閾値を加算した値未満である場合にはコントローラ４は、ステップＳ２に移行する。コントローラ４はステップＳ２において、射出材料圧力が２次圧力から第２閾値を減じた値より小さいか否かを判定する。コントローラ４は、射出材料圧力が、２次圧力から第２閾値減じた値より大きい場合には正常と判断する。つまり、２次圧力を基準として、下側の第２閾値より大きく、かつ上側の第１閾値未満の範囲を、射出材料圧力の正常圧力範囲とする。射出材料圧力が正常圧力範囲であれば、コントローラ４は、正常と判断してスタートに戻る。

　ステップＳ１において射出材料圧力が２次圧力より大きく、その差が第１閾値以上大きいと判断したら、コントローラ４は、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３において、コントローラ４は、射出材料圧力が２次圧力より大きく、その差が第３閾値未満であるか否かをチェックする。もし第３閾値以上になっていれば、ベントアップが発生している可能性が高い。このときコントローラ４は停止処理ＳＳを実施する。

　停止処理ＳＳでは、図５に示されているように、コントローラ４は、ステップＳ３１において開閉手段すなわち開閉弁３９が制御可能か否かを確認する。コントローラ４は、開閉弁３９がある場合、ステップＳ３２を実行して開閉弁３９を閉じてガスの供給を停止する。ついで、開閉弁３９の有無に拘らず、コントローラ４は、ステップＳ３３を実行して、現在実行中の成形サイクルの完了を待って成形サイクルを停止する。なお、停止処理ＳＳは、その原因や緊急性、有人運転と無人運転の区分などに応じて、すぐに実行しても良いし、一定の時間あるいは一定のサイクルの猶予の後、実行しても良い。また、コントローラ４は、作業者に異常を知らせるため、停止処理ＳＳと同時に、あるいは先行して、後で説明する警報処理ＳＢを行っても良い。

　図３のフローチャートのステップＳ３において、コントローラ４は、射出材料圧力と２次圧力の差が第３閾値未満であると判断したら、警報処理ＳＡを実施する。警報処理ＳＡでコントローラ４はガス注入口２６においてベントアップの危険がある旨の警報を出力する。警報はコントローラ４に付属しているモニタにおいてメッセージ表示してもよいし、スピーカから警報音を出力してもよい。あるいはメール等により管理者に通知してもよい。

　警報処理ＳＡを実施したら、コントローラ４はステップＳ４に進む。ステップＳ４ではフィーダ４４があるか否かそしてこれが操作可能か否か、つまりフィーダ制御手段の有無がチェックされる。フィーダ制御手段がない場合には、コントローラ４は、停止処理ＳＳを実施する。すなわち、コントローラ４は、開閉弁３９を操作して閉じ、ガスの供給を停止して、現在実行中の成形サイクルの完了を待って成形サイクルを停止する。フィーダ制御手段がある場合には、コントローラ４はステップＳ５に移行する。

　ステップＳ５において、コントローラ４は、供給量減少制御を実施する。供給量減少制御は、フィーダ４４の駆動速度を低下させて加熱シリンダ１７への射出材料の供給量を減少させる制御である。供給量を減少させることによって、飢餓区間２２における射出材料圧力を低下させる。これによって射出材料圧力が正常圧力範囲になるようにする。

　供給量減少制御を実施したら、コントローラ４はステップＳ６によって経過を観察する。すなわちコントローラ４は射出材料圧力を監視して、第１安定時間内に射出材料圧力が正常圧力範囲に戻るか否かをチェックする。コントローラ４は、もし第１安定時間内に正常圧力範囲に戻ったら正常と判断する。つまりコントローラ４はスタートに処理を戻す。しかしながらもし第１安定時間内に射出材料圧力が正常圧力範囲に戻ることがなければ、コントローラ４は、すでに説明した停止処理ＳＳを実施する。

　ところで、ステップＳ２については、射出材料圧力が正常圧力範囲と判断されたときの処理についてのみ説明した。正常圧力範囲を逸脱した場合について説明する。ステップＳ２において射出材料圧力が２次圧力から第２閾値を減じた値以下になっていることを検知したら、射出材料圧力が正常圧力範囲を下回ったと判断してコントローラ４はステップＳ７に進む。

　コントローラ４は、ステップＳ７において、射出材料圧力が２次圧力から第４閾値を減じた値より大きいか否かをチェックする。射出材料圧力が２次圧力から第４閾値を減じた値以下になっているとき、すでに説明した停止処理ＳＳを実施する。コントローラ４は、射出材料圧力が２次圧力から第４閾値を減じた値より大きいとき警報処理ＳＢを実施する。警報処理ＳＢでは、コントローラ４は、射出材料圧力が低下してガスの漏れあるいはガスボンベ圧力の低下の危険がある旨の警報を出力する。警報はコントローラ４に付属しているモニタにおいてメッセージ表示してもよいし、スピーカから警報音を出力してもよい。あるいはメール等により管理者に通知してもよい。

　警報処理ＳＢを実施したら、コントローラ４はステップＳ８に移行する。ステップＳ８ではコントローラ４は、フィーダ４４があるか否かそしてこれが操作可能か否か、つまりフィーダ制御手段の有無をチェックする。フィーダ制御手段がない場合には、コントローラ４は、すでに説明した停止処理ＳＳを実施する。フィーダ制御手段がある場合には、コントローラ４はステップＳ９に移行する。

　ステップＳ９において、コントローラ４は、供給量増加制御を実施する。供給量増加制御は、フィーダ４４の駆動速度を大きくして加熱シリンダ１７への射出材料の供給量を増加させる制御である。射出材料の供給量を増加させることによって、飢餓区間２２における射出材料圧力を上昇させる。これによって射出材料圧力が正常圧力範囲になるようにする。

　供給量増加制御を実施したら、コントローラ４はステップＳ１０によって経過を観察する。すなわちコントローラ４は射出材料圧力を監視して、第２安定時間内に射出材料圧力が正常圧力範囲に戻るか否かをチェックする。コントローラ４は、もし第２安定時間内に正常圧力範囲に戻ったら正常と判断する。つまりコントローラ４はスタートに処理を戻す。しかしながらもし第２安定時間内に射出材料圧力が正常圧力範囲に戻ることなく、射出材料圧力が２次圧力から第２閾値を減じた値以下であれば、コントローラ４は、すでに説明した停止処理ＳＳを実施する。

　本実施の形態に係る射出成形機１においては、射出材料の供給が正常か否かについてもチェックを行なっている。すなわちコントローラ４は、図４に示されているように、ステップＳ２１を実施する。コントローラ４は、射出材料検出手段である射出材料検出センサ４６によって所定間隔で射出材料が加熱シリンダ１７内に落下しているか否かをチェックする。もし射出材料の供給が正常でなければ、コントローラ４は、すでに説明した停止処理ＳＳを実施する。

　以上が本実施の形態に係る射出成形機の制御方法であるが、射出材料圧力の正常／異常等を判断するのに２次圧力に対して第１、２閾値等を使用する旨説明した。これら第１、２閾値は、0.1～1.5MPa、より好ましくは、0.2～1.0MPaの範囲を設定することが望ましい。第３、４閾値については、それぞれ第１、２閾値より若干大きい数値を設定すればよい。

　第１、２閾値等について、具体的な圧力値を使用する代わりに、割合を使用してもよい。例えば、射出材料圧力は２次圧力の９５％から１１０％が正常範囲とする、としてもよい。このように割合を使用して判断しても、実質的には第１、２閾値を使用して判断しているのと同じになる。つまり、第１閾値を２次圧力の１０％、第２閾値を２次圧力の５％として設定することと同じであるからである。

　また、正常範囲の上限値、下限値を用いることも可能である。例えば、２次圧力を10MPaと設定した場合に、10.5MPaから9.5MPaを正常範囲としても良い。この場合も第１、２閾値、あるいは割合を使用して判断する場合と同様の結果を得ることができる。

　また、本実施の形態に係る射出成形機の制御方法は、複数の２次圧力設定値を有し、圧力を段階的に変化させる制御を行う場合にも応用可能である。その場合、複数ある２次圧力設定値の最大値、最小値を含むように第１、２閾値等を設定するか、あるいは各々の２次圧力設定値ごとに第１、２閾値に相当する設定値を設定しても良い。

　前記したように、本実施の形態では射出材料圧力と比較する対象である２次圧力は制御手段に設定されている２次圧力設定値を用いても良いし、２次圧力計４２にて検出される２次圧力の測定値を用いても良い。ガスが供給される飢餓区間２２が安定した状態になっていれば、両者にはほとんど差異がないためである。

なお、本実施例のＳ７では、警報ＳＢすなわちガスの漏れあるいはガスボンベ圧力の低下の危険を警報する判断基準として、第１、第２、第４閾値を使用した。しかし、ガスボンベ圧力の低下の危険としては、より直接的に２次圧力と１次圧力との差を判断基準とすることもできる。その場合、１次圧力と２次圧力との差の判断基準として第５閾値を使用し、１次圧力と２次圧力との差が第５閾値未満になると、ガスボンベ圧力の低下の危険を警報しても良い。第５閾値としては、ガス使用量に応じて適宜定めることができるが、例えば1MPaを一つの基準とできる。この際、コントローラ４にガス供給源切替機能、すなわち本実施例においてガスボンベ開閉弁３１、３１を操作して、現在使用中のガスボンベ３０を他のガスボンベ３０に切り替える機能があれば、ガス供給源を自動的に切替えるガス供給源切替制御を実施しても良い。

　以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。また、有人運転の場合と無人運転の場合とで対応を変えることもできる。例えば、有人運転の場合は、フィーダ４４の供給量増加制御や供給量減少制御の代りに成形条件変更の指針をガイダンス的に表示しても良いし、緊急性の低い場合は、停止処理ＳＳを実行せず、警報処理に留めておいて作業者に対処させても良い。以上で説明した複数の例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。

　ここで、上述した本発明に係る発泡成形用の射出成形機および射出成形機の制御方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［１７］に簡潔に纏めて列記する。
［１］
　ガス注入口（２６）が設けられている加熱シリンダ（１７）と、
　前記加熱シリンダ（１７）内で駆動可能に設けられているスクリュ（１８）と、
　前記ガス注入口（２６）にガスを供給するガス供給装置（２８）と、
　前記加熱シリンダ（１７）の前記ガス注入口（２６）近傍に設けられている射出材料圧力検出手段（４０）と、
　制御手段（４）と、を備えた射出成形機（１）であって、
　前記ガス供給装置（２８）は、
　ガスを供給するガス供給源（３０）と、
　前記ガス供給源（３０）からのガスの１次圧力を２次圧力に調整する圧力調整手段（３４）と、を備え、
　前記２次圧力のガスを前記ガス注入口（２６）に供給するようになっており、
　前記制御手段（４）は、前記射出材料圧力検出手段（４０）により検出される射出材料圧力と前記２次圧力とを比較して異常を検出する、射出成形機（１）。
［２］
　前記制御手段（４）は、前記射出材料圧力の正常な圧力範囲である正常圧力範囲は前記２次圧力から第２閾値だけ減じた値より大きくかつ前記２次圧力に第１閾値を加算した値未満であるとし、前記正常圧力範囲に基づいて前記射出材料圧力の異常を検出する、［１］に記載の射出成形機（１）。
［３］
　前記制御手段（４）は、前記射出材料圧力が前記正常圧力範囲より大きく、かつ前記射出材料圧力が前記２次圧力に第３閾値を加算した値未満のとき、前記ガス注入口（２６）におけるベントアップの危険の警報を発する、［２］に記載の射出成形機（１）。
［４］
　前記加熱シリンダ（１７）は射出材料の供給量を調整するフィーダ（４４）が取り付けられ、
　前記制御手段（４）は、前記射出材料圧力が前記正常圧力範囲より大きく、かつ前記射出材料圧力が前記２次圧力に第３閾値を加算した値未満のとき、前記フィーダ（４４）を制御して射出材料の供給量を減少させる供給量減少制御を実施する、［２］に記載の射出成形機（１）。
［５］
　前記制御手段（４）は、前記供給量減少制御の開始から第１安定時間の間、前記射出材料圧力が前記正常圧力範囲を上回り続けた場合、成形サイクルの停止処理を実行する、［４］に記載の射出成形機（１）。
［６］
　前記制御手段（４）は、前記射出材料圧力が前記２次圧力に第３閾値を加算した値以上のとき、成形サイクルの停止処理を実行する、［２］に記載の射出成形機（１）。
［７］
　前記制御手段（４）は、前記射出材料圧力が前記正常圧力範囲より小さく、かつ前記射出材料圧力が前記２次圧力から第４閾値を減じた値より大きいとき、前記ガス注入口（２６）におけるガス漏れあるいは供給ガス圧力の低下の危険の警報を発する、［２］に記載の射出成形機（１）。
［８］
　前記加熱シリンダ（１７）には射出材料の供給量を調整するフィーダ（４４）が取り付けられ、
　前記制御手段（４）は、前記射出材料圧力が前記正常圧力範囲より小さく、かつ前記射出材料圧力が前記２次圧力から第４閾値を減じた値より大きいとき、前記フィーダ（４４）を制御して射出材料の供給量を増加させる供給量増加制御を実施する、［２］に記載の射出成形機（１）。
［９］
　前記制御手段（４）は、前記供給量増加制御の開始から第２安定時間の間、前記射出材料圧力が前記正常圧力範囲を一時的に下回り続けた場合、成形サイクルの停止処理を実行する、［８］に記載の射出成形機（１）。
［１０］
　前記制御手段（４）は、前記射出材料圧力が前記２次圧力から第４閾値を減じた値以上小さいとき、成形サイクルの停止処理を実行する、［２］に記載の射出成形機（１）。
［１１］
　前記射出材料圧力と比較される前記２次圧力は、前記制御手段（４）において設定されている２次圧力設定値である、［１］～［１０］のいずれかの項に記載の射出成形機（１）。
［１２］
　前記ガス供給装置（２８）は、前記２次圧力を検出する２次圧力検出手段（４２）を備え、
　前記射出材料圧力と比較される前記２次圧力は、前記２次圧力検出手段（４２）によって検出される２次圧力測定値である、［１］～［１０］のいずれかの項に記載の射出成形機（１）。
［１３］
　前記射出成形機（１）は、前記加熱シリンダ（１７）への射出材料の供給を確認する射出材料検出手段（４６）を備え、
　前記制御手段（４）は、前記射出材料が途切れて射出材料切れを検出したときに、成形サイクルの停止処理を実行する、［１］～［１２］のいずれかに記載の射出成形機（１）。
［１４］
　前記成形サイクルの停止処理は、実行中の成形サイクルの完了を待って成形サイクルを停止する処理である、［５］、［６］、［９］、［１０］、［１３］のいずれかの項に記載の射出成形機（１）。
［１５］
　前記ガス供給装置（２８）は開閉弁（３１）を備え、
　前記成形サイクルの停止処理は、前記開閉弁（３１）を閉じると共に実行中の成形サイクルの完了を待って成形サイクルを停止する処理である、［５］、［６］、［９］、［１０］、［１３］のいずれかの項に記載の射出成形機（１）。
［１６］
　前記ガス供給装置（２８）は、前記ガス供給源（３０）からのガスの１次圧力を検出する１次圧検出手段（４１）を備え、
　前記制御手段（４）は、前記１次圧力と前記２次圧力との差を比較して前記ガス供給源（３０）の圧力低下を検知し、
　前記ガス供給源（３０）の圧力低下を検知した場合、前記ガス供給源（３０）の交換を促す警報を発する、［１］～［１５］のいずれかに記載の射出成形機（１）。
［１７］
　ガス注入口（２６）が設けられている加熱シリンダ（１７）と、
　前記加熱シリンダ（１７）内で駆動可能に設けられているスクリュ（１８）と、
　前記ガス注入口（２６）にガスを供給するガス供給装置（２８）と、
　前記加熱シリンダ（１７）の前記ガス注入口（２６）近傍に設けられている射出材料圧力検出手段（４０）と、を備え、
　前記ガス供給装置（２８）は、
　ガス供給源（３０）と、
　前記ガス供給源（３０）からのガスの１次圧力を２次圧力に調整する圧力調整手段（３４）と、を備えた射出成形機の制御方法において、
　前記射出材料圧力検出手段（４０）により射出材料圧力を検出し、前記２次圧力と前記射出材料圧力とを比較して異常を検出する、射出成形機の制御方法。

　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

　本出願は、2020年12月10日出願の日本特許出願（特願2020-204670）、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明によれば、ベントアップや射出材料の供給異常等が発生する予兆を速やかに捉えて、不良品の発生を防止することができる。この効果を奏する本発明は、発泡成形用の射出成形機および射出成形機の制御方法に関して有用である。

　　１　　　射出成形機　　　　　　　２　　　型締装置
　　３　　　射出装置　　　　　　　　４　　　コントローラ
　１７　　　加熱シリンダ　　　　　１８　　　スクリュ
　２０　　　供給区間　　　　　　　２１　　　第１の圧縮区間
　２２　　　飢餓区間　　　　　　　２３　　　第２の圧縮区間
　２６　　　ガス注入口　　　　　　２８　　　ガス供給装置
　３０　　　ガスボンベ　　　　　　３１　　　ガスボンベ開閉弁
　３３　　　１次ガス管　　　　　　３４　　　減圧弁
　３６　　　２次ガス管　　　　　　３８　　　逆止弁
　３９　　　開閉弁　　　　　　　　４０　　　射出材料圧力センサ
　４１　　　１次圧力計　　　　　　４２　　　２次圧力計
　４４　　　フィーダ　　　　　　　４５　　　ホッパ
　４６　　　射出材料検出センサ

Claims

　ガス注入口が設けられている加熱シリンダと、
　前記加熱シリンダ内で駆動可能に設けられているスクリュと、
　前記ガス注入口にガスを供給するガス供給装置と、
　前記加熱シリンダの前記ガス注入口近傍に設けられている射出材料圧力検出手段と、
　制御手段と、を備えた射出成形機であって、
　前記ガス供給装置は、
　ガスを供給するガス供給源と、
　前記ガス供給源からのガスの１次圧力を２次圧力に調整する圧力調整手段と、を備え、
　前記２次圧力のガスを前記ガス注入口に供給するようになっており、
　前記制御手段は、前記射出材料圧力検出手段により検出される射出材料圧力と前記２次圧力とを比較して異常を検出する、射出成形機。
　前記制御手段は、前記射出材料圧力の正常な圧力範囲である正常圧力範囲は前記２次圧力から第２閾値だけ減じた値より大きくかつ前記２次圧力に第１閾値を加算した値未満であるとし、前記正常圧力範囲に基づいて前記射出材料圧力の異常を検出する、請求項１に記載の射出成形機。
　前記制御手段は、前記射出材料圧力が前記正常圧力範囲より大きく、かつ前記射出材料圧力が前記２次圧力に第３閾値を加算した値未満のとき、前記ガス注入口におけるベントアップの危険の警報を発する、請求項２に記載の射出成形機。
　前記加熱シリンダは射出材料の供給量を調整するフィーダが取り付けられ、
　前記制御手段は、前記射出材料圧力が前記正常圧力範囲より大きく、かつ前記射出材料圧力が前記２次圧力に第３閾値を加算した値未満のとき、前記フィーダを制御して射出材料の供給量を減少させる供給量減少制御を実施する、請求項２に記載の射出成形機。
　前記制御手段は、前記供給量減少制御の開始から第１安定時間の間、前記射出材料圧力が前記正常圧力範囲を上回り続けた場合、成形サイクルの停止処理を実行する、請求項４に記載の射出成形機。
　前記制御手段は、前記射出材料圧力が前記２次圧力に第３閾値を加算した値以上のとき、成形サイクルの停止処理を実行する、請求項２に記載の射出成形機。
　前記制御手段は、前記射出材料圧力が前記正常圧力範囲より小さく、かつ前記射出材料圧力が前記２次圧力から第４閾値を減じた値より大きいとき、前記ガス注入口におけるガス漏れあるいは供給ガス圧力の低下の危険の警報を発する、請求項２に記載の射出成形機。
　前記加熱シリンダには射出材料の供給量を調整するフィーダが取り付けられ、
　前記制御手段は、前記射出材料圧力が前記正常圧力範囲より小さく、かつ前記射出材料圧力が前記２次圧力から第４閾値を減じた値より大きいとき、前記フィーダを制御して射出材料の供給量を増加させる供給量増加制御を実施する、請求項２に記載の射出成形機。
　前記制御手段は、前記供給量増加制御の開始から第２安定時間の間、前記射出材料圧力が前記正常圧力範囲を一時的に下回り続けた場合、成形サイクルの停止処理を実行する、請求項８に記載の射出成形機。
　前記制御手段は、前記射出材料圧力が前記２次圧力から第４閾値を減じた値以上小さいとき、成形サイクルの停止処理を実行する、請求項２に記載の射出成形機。
　前記射出材料圧力と比較される前記２次圧力は、前記制御手段において設定されている２次圧力設定値である、請求項１～１０のいずれかの項に記載の射出成形機。
　前記ガス供給装置は、前記２次圧力を検出する２次圧力検出手段を備え、
　前記射出材料圧力と比較される前記２次圧力は、前記２次圧力検出手段によって検出される２次圧力測定値である、請求項１～１０のいずれかの項に記載の射出成形機。
　前記射出成形機は、前記加熱シリンダへの射出材料の供給を確認する射出材料検出手段を備え、
　前記制御手段は、前記射出材料が途切れて射出材料切れを検出したときに、成形サイクルの停止処理を実行する、請求項１～１２のいずれかに記載の射出成形機。
　前記成形サイクルの停止処理は、実行中の成形サイクルの完了を待って成形サイクルを停止する処理である、請求項５、６、９、１０、１３のいずれかの項に記載の射出成形機。
　前記ガス供給装置は開閉弁を備え、
　前記成形サイクルの停止処理は、前記開閉弁を閉じると共に実行中の成形サイクルの完了を待って成形サイクルを停止する処理である、請求項５、６、９、１０、１３のいずれかの項に記載の射出成形機。
　前記ガス供給装置は、前記ガス供給源からのガスの１次圧力を検出する１次圧検出手段を備え、
　前記制御手段は、前記１次圧力と前記２次圧力との差を比較して前記ガス供給源の圧力低下を検知し、
　前記ガス供給源の圧力低下を検知した場合、前記ガス供給源の交換を促す警報を発する、請求項１～１５のいずれかに記載の射出成形機。
　ガス注入口が設けられている加熱シリンダと、
　前記加熱シリンダ内で駆動可能に設けられているスクリュと、
　前記ガス注入口にガスを供給するガス供給装置と、
　前記加熱シリンダの前記ガス注入口近傍に設けられている射出材料圧力検出手段と、を備え、
　前記ガス供給装置は、
　ガス供給源と、
　前記ガス供給源からのガスの１次圧力を２次圧力に調整する圧力調整手段と、を備えた射出成形機の制御方法において、
　前記射出材料圧力検出手段により射出材料圧力を検出し、前記２次圧力と前記射出材料圧力とを比較して異常を検出する、射出成形機の制御方法。