可塑化装置
【課題】より簡易に且つ迅速に、樹脂の状態を把握可能な可塑化装置を提供すること。
【解決手段】シリンダ２内に樹脂を供給するフィーダ４と、シリンダ２内を軸方向に移動するスクリュ３とを有する可塑化装置１００は、シリンダ２内の所定位置に設置されたシリンダ圧センサ６と、シリンダ圧センサ６の検出値に基づいて、計量工程の際に圧力が上昇し始める位置を推定する圧力上昇点推定部１１と、を備える。
【解決手段】シリンダ２内に樹脂を供給するフィーダ４と、シリンダ２内を軸方向に移動するスクリュ３とを有する可塑化装置１００は、シリンダ２内の所定位置に設置されたシリンダ圧センサ６と、シリンダ圧センサ６の検出値に基づいて、計量工程の際に圧力が上昇し始める位置を推定する圧力上昇点推定部１１と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ内に樹脂を供給するフィーダと、そのシリンダ内を軸方向に移動するスクリュとを有する可塑化装置に関し、特に、そのシリンダ内の樹脂の状態を制御可能な可塑化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダ内を軸方向に移動するスクリュを備えた樹脂加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この樹脂加工装置は、補給器（ホッパ）からシリンダ内に供給された成形材料の温度を検出する複数の温度検出器と、その成形材料の圧力を検出する複数の圧力検出器と、誘導加熱によりシリンダを加熱する複数の誘導子とを備え、それら複数の温度検出器で検出した値に基づいて算出されるシリンダ内の樹脂の保有する熱量が、予め定められた理想的な熱量となり、また、それら複数の圧力検出器で検出した値に基づいて算出されるシリンダ内の樹脂の溶融度や粘度が、予め定められた理想的な溶融度や粘度となるように、それら複数の誘導子による誘導加熱の度合いを制御する。
【０００４】
このようにして、この樹脂加工装置は、シリンダから押し出される樹脂を常に加工に適した状態にすることで、製品の細孔、ひび割れ、歪等を減少させるようにしている。
【０００５】
また、従来、シリンダ内に樹脂を供給するフィーダと、そのシリンダ内を軸方向に移動するスクリュとを有する射出成形機が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
この射出成形機は、計量用サーボモータのトルクを検出するトルク検出器と、フィーダの回転数を制御する制御部とを備え、そのトルク検出器が検出した計量用サーボモータのトルクが予め設定された基準値と一致するように、そのフィーダの回転数（シリンダ内の樹脂の状態）を制御する。
【０００７】
このようにして、この射出成形機は、計量用サーボモータのトルクの値を小さく抑えることによって、従来よりも小さい定格トルクの計量用モータを使用できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６１−８９８２０号公報
【特許文献２】特開２００４−３５１６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、引用文献１の樹脂加工装置は、シリンダの軸方向の広い範囲に亘って多数の温度検出器と多数の圧力検出器と多数の誘導子とを設置する必要があり装置構成が複雑になってしまうばかりでなく、誘導子による誘導加熱の度合いを制御することによってシリンダ内の樹脂の状態を制御しようとするので、十分な制御応答性が得られないおそれがある。
【００１０】
また、引用文献２の射出成形機は、フィーダの回転数を低減させることによって、スクリュを所定の速度で回転させる際の最大トルクを所定値未満に抑えることができるのみであり、シリンダ内の樹脂の状態を加工に適した状態に調節することはない。
【００１１】
上述の点に鑑み、本発明は、より簡易に且つ迅速に、樹脂の状態を把握可能な可塑化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係る可塑化装置は、シリンダ内に樹脂を供給するフィーダと、該シリンダ内を軸方向に移動するスクリュとを有する可塑化装置であって、前記シリンダ内の所定位置に設置された、該シリンダ内の所定位置における圧力を検出するシリンダ圧センサと、前記シリンダ圧センサの検出値に基づいて、計量工程の際に圧力が上昇し始める位置を推定する圧力上昇点推定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上述の手段により、本発明は、より簡易に且つ迅速に、樹脂の状態を把握可能な可塑化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に係る可塑化装置の構成例を示す図である。
【図２】シリンダ内の各点とスクリュ上の基準点との間の距離と、シリンダ内圧との間の関係を説明する図である。
【図３】理想範囲から逸脱している圧力上昇点をその理想範囲内に移動させるための処理を説明する図である。
【図４】圧力上昇点推定・調整処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】圧力上昇点の推定方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係る可塑化装置の構成例を示す図である。
【００１７】
可塑化装置１００は、押出成形機や射出成形機等の樹脂加工装置に搭載される装置であり、主に、制御装置１、シリンダ２、スクリュ３、フィーダ４、ホッパ５、シリンダ圧センサ６、スクリュ位置検出装置７、記憶装置８、フィーダ用モータ９、計量用モータ１０から構成される。
【００１８】
制御装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えたコンピュータであって、例えば、圧力上昇点推定部１１及び圧力上昇点位置調整部１２のそれぞれの機能要素に対応するプログラムをＲＯＭから読み出し、それらプログラムをＲＡＭ上に展開しながら、各機能要素に対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００１９】
シリンダ２は、スクリュ３を回転可能に且つ軸方向に移動可能に受け入れる内部空間を有する部材であり、その内部空間は、樹脂供給用開口２０を介してフィーダ４に接続される。
【００２０】
スクリュ３は、フィーダ４から供給される樹脂を溶融しながらシリンダ２の先端（図中左側）に給送するために計量用モータ１０によって回転駆動される部材である。
【００２１】
また、本実施例において、スクリュ３は、射出用モータ（図示せず。）とボールねじ機構とによって軸方向に直線往復駆動されるものとする。なお、スクリュ３は、他の公知の機構によって軸方向に直線往復駆動されるものであってもよい。
【００２２】
また、本実施例において、スクリュ３は、主に、所定のピッチ間隔で配置されるフライト３０と、圧力リング部３１と、スクリュヘッド３２とを備え、フライト３０が形成された部分であるスクリュ溝部に沿って圧縮比（スクリュ溝部の外径）が一定となるスクリュであるものとする。
【００２３】
フィーダ４は、フィーダ用モータ９によって回転駆動されるフィーダスクリュ４０を任意の回転速度で回転させることによってホッパ５から補給される樹脂ペレットを任意の供給速度でシリンダ２内に供給するための部材である。
【００２４】
ホッパ５は、フィーダ４に樹脂ペレットを補充するための部材であり、例えば、フィーダ４の上部に取り付けられる。
【００２５】
シリンダ圧センサ６は、シリンダ２の内部の圧力を検出するためのセンサであり、例えば、ダイアフラムゲージや静電容量型圧力センサ等が用いられる。
【００２６】
また、シリンダ圧センサ６は、シリンダ２の側壁部に形成された一又は複数のセンサ設置用穴６０に嵌め込まれる。
【００２７】
センサ設置用穴６０は、例えば、スクリュ３をシリンダ２内で最も前進させた場合に（図１で示されるように図の最も左側に移動させた場合である。）、フライト３０が形成されるスクリュ溝部の後端に対応する位置を第一位置とし、フライト３０が形成されるスクリュ溝部と圧力リング部３１との間の境界を第二位置としたときの、その第一位置とその第二位置との間の所定位置に形成される。
【００２８】
本実施例は、スクリュ中心位置（第一位置と第二位置との間の中間にある位置）に対応するシリンダ２上の位置の前後に二つずつ設置された四つのセンサ設置用穴６０のうちの最も左側にある一つにシリンダ圧センサ６を嵌め込む態様であるが、スクリュ中心位置に対応するシリンダ２上の位置付近に一つだけ形成されたセンサ設置用穴６０にシリンダ圧センサ６を嵌め込む態様であってもよく、複数（四つ以上を含む。）のセンサ設置用穴６０に複数のシリンダ圧センサ６を嵌め込む態様であってもよい。また、シリンダ圧センサ６が嵌め込まれないセンサ設置用穴６０には、ダミープラグが嵌め込まれるものとする。
【００２９】
スクリュ位置検出装置７は、シリンダ２内におけるスクリュ３の位置を検出するための装置であり、例えば、射出用モータ（図示せず。）を利用してスクリュ３を軸方向に直線往復駆動させる場合にはその射出用モータに取り付けられるエンコーダの出力に基づいてスクリュ３の位置を検出する。
【００３０】
記憶装置８は、各種情報を記憶するための装置であり、例えば、ＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体であって、後述の理想範囲データベース８０（以下、「理想範囲ＤＢ８０」とする。）を記憶する。
【００３１】
フィーダ用モータ９は、フィーダスクリュ４０を回転させるためのモータであり、制御装置１が出力する制御信号に応じた回転数でフィーダスクリュ４０を回転させる。
【００３２】
計量用モータ１０は、スクリュ３を回転させるためのモータであり、制御装置１が出力する制御信号に応じた回転数でスクリュ３を回転させる。
【００３３】
次に、制御装置１が有する各機能要素について説明する。
【００３４】
圧力上昇点推定部１１は、シリンダ２内に供給される樹脂によってシリンダ２内の圧力が上昇し始める点（シリンダ２内の位置であり、以下、「圧力上昇点」とする。）を推定するための機能要素であり、例えば、シリンダ圧センサ６の検出値とスクリュ位置検出装置７の検出値とに基づいて圧力上昇点を推定する。なお、本実施例において、シリンダ２内の点（位置）は、スクリュ３と共に軸方向に移動する上述の第一位置（スクリュ３上の点）を基準点Ｘとしたときの、その基準点Ｘからの距離として表されるものとし、圧力上昇点も同様に、基準点Ｘからの距離で表されるものとする。
【００３５】
図２は、シリンダ２内の各点とスクリュ３上の基準点Ｘとの間の距離と、シリンダ内圧との間の関係を説明する図であり、基準点Ｘからの距離を横軸に配しシリンダ内圧を縦軸に配したマップ（以下、「シリンダ内圧マップ」とする。）の上下に、可塑化装置１００の第一状態と第二状態とを示す。
【００３６】
可塑化装置１００の第一状態は、シリンダ２の先端に溶融樹脂が給送されスクリュ３が図の右方向に押し戻された状態であり、可塑化装置１００の第二状態は、更にその給送が進み、スクリュ３が図の右方向に更に押し戻された状態である。なお、第一状態及び第二状態を示す図では、明瞭化のため、不使用のセンサ設置用穴６０を省略するものとする。
【００３７】
本実施例において、シリンダ内圧マップは、スクリュ３の背圧によって決まる背圧座標ＴＰ、並びに、スクリュ３の形状（圧力リング部３１の位置等である。）によって決まる圧力リング部前端圧座標ＦＰ、ピーク圧座標ＰＰ、及び圧力上昇点ＩＬを有する。
【００３８】
そして、本実施例において、シリンダ圧マップは、圧力上昇点ＩＬから圧力リング部３１の後端（ピーク圧が発生するシリンダ２内の位置であり、以下、「ピーク圧発生位置ＰＬ」とする。）までシリンダ内圧がほぼ直線的にピーク圧座標ＰＰに至るまで増大する特性を有することが分かった。
【００３９】
また、本実施例において、シリンダ圧マップは、そのピーク圧発生位置ＰＬから圧力リング部３１の前端（以下、「圧力リング部前端位置ＦＬ」とする。）までシリンダ内圧がほぼ直線的に圧力リング部前端圧座標ＦＰに至るまで減少する特性を有することが分かった。
【００４０】
更に、本実施例において、シリンダ圧マップは、その圧力リング部前端位置ＦＬからスクリュヘッド３２を僅かに超えた位置（シリンダ内圧が背圧に等しくなるシリンダ２内の位置であり、以下、「背圧発生位置ＴＬ」とする。）までシリンダ内圧がほぼ直線的に背圧座標ＴＰに至るまで減少する特性を有することが分かった。
【００４１】
これらの特性は、計量工程の開始直後（十分な樹脂が未だシリンダ２内に供給されていない過渡状態）を除き、その計量工程全体に亘って維持されることとなる。
【００４２】
従って、ピーク圧座標ＰＰは、背圧設定値からシミュレーションで算出できることとなり、圧力上昇点ＩＬは、圧力上昇点ＩＬからピーク圧発生位置ＰＬまでシリンダ内圧がほぼ直線的に増大するという特性により、圧力上昇点ＩＬとピーク圧発生位置ＰＬとの間の一点におけるシリンダ内圧を検出できれば、高精度に推定できることとなる。なお、ピーク圧座標ＰＰは、背圧座標ＴＰを圧力リング部前端圧座標ＦＰとみなすことによって、背圧座標ＴＰから算出することも可能である。
【００４３】
図２の実測圧座標ＲＰ１は、可塑化装置１００が第一状態にあるときのシリンダ圧センサ６の検出値と基準点Ｘからシリンダ圧センサ６までの距離とで特定され、実測圧座標ＲＰ２は、可塑化装置１００が第二状態にあるときのシリンダ圧センサ６の検出値と基準点Ｘからシリンダ圧センサ６までの距離とで特定される。
【００４４】
シリンダ圧センサ６の設置位置は、シリンダ２に対して不変であるが、スクリュ３が計量工程の進行に伴って後退（図の右側に移動）するので、計量工程の進行に伴って基準点Ｘから遠ざかることとなり、見かけ上、シリンダ内圧マップ上を右から左に移動することとなる。
【００４５】
圧力上昇点推定部１１は、スクリュ位置検出装置７の検出値に基づいてスクリュ３の位置を特定し（例えば、図２の第一状態にあることを特定し）、シリンダ内圧マップ上のシリンダ圧センサ６の位置を特定する。
【００４６】
その後、圧力上昇点推定部１１は、シリンダ内圧マップ上の位置が特定されたシリンダ圧センサ６の検出値に基づいて実測圧座標ＲＰ１を特定し、ピーク圧座標ＰＰと実測圧座標ＲＰ１とに基づいて圧力上昇点ＩＬを導き出すことができる。
【００４７】
具体的には、圧力上昇点推定部１１は、ピーク圧座標ＰＰ及び実測圧座標ＲＰ１の二点を通る直線の横軸切片を圧力上昇点ＩＬとして導き出す。
【００４８】
すなわち、圧力上昇点ＩＬは、ピーク圧座標ＰＰと実測圧座標一点とで推定できるので、ピーク圧座標ＰＰ及び実測圧座標ＲＰ２の二点を通る直線の横軸切片を圧力上昇点ＩＬとして導き出すことができる。
【００４９】
圧力上昇点位置調整部１２は、圧力上昇点の位置を調整するための機能要素であり、例えば、同期率を増大或いは低減させることによって圧力上昇点ＩＬを基準点Ｘから遠ざけ或いは基準点Ｘに近づけるようにする。
【００５０】
「同期率」は、スクリュ３の回転数に対するフィーダスクリュ４０の回転数を意味する。
【００５１】
また、スクリュ３の回転数を一定とする場合、フィーダスクリュ４０の回転数の増大は同期率の増大を意味し、フィーダスクリュ４０の回転数の低減は同期率の低減を意味することとなる。
【００５２】
同様に、フィーダスクリュ４０の回転数を一定とする場合、スクリュ３の回転数の増大は同期率の低減を意味し、スクリュ３の回転数の低減は同期率の増大を意味することとなる。
【００５３】
再び図２を参照すると、圧力上昇点ＩＬは、計量時間、１ショット容量、樹脂物性、背圧、及びスクリュ３の形状等によって決まる所定幅の理想範囲を有する。
【００５４】
この理想範囲内の圧力上昇点ＩＬは、可塑化装置１００を搭載する樹脂加工装置によって製造される樹脂加工品の品質が一定のレベルに維持されることを意味し、一方で、この理想範囲外の圧力上昇点ＩＬは、基準点Ｘに近い場合には、過剰なせん断発熱、焼け、かじり、又はおこし等の問題を発生させ、基準点Ｘから遠い場合には、過剰なせん断発熱、樹脂の未溶融、脱気度不足、又は混練度不足等の問題を発生させる。
【００５５】
理想範囲は、記憶装置８の理想範囲ＤＢ８０に記憶されており、例えば、樹脂加工装置の電源が投入されたときに、その樹脂加工装置の設定に応じた適切な値が採用され制御装置１のＲＡＭ上に読み出される。
【００５６】
理想範囲ＤＢ８０は、理想範囲を読み出し可能に体系的に記憶するデータベースであり、計量時間、１ショット容量、樹脂物性、背圧、及びスクリュ３の形状等に関連付けて複数の理想範囲を記憶する。
【００５７】
圧力上昇点位置調整部１２は、圧力上昇点推定部１１が推定した圧力上昇点が理想範囲を逸脱している場合に、その圧力上昇点が理想範囲内となるようにすべく同期率を増減させるために、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の少なくとも一方に対して制御信号を送信する。
【００５８】
図３は、理想範囲から逸脱している圧力上昇点がその理想範囲内となるようにするための処理を説明する図であり、圧力上昇点推定部１１が推定した圧力上昇点ＩＬ１であり基準点Ｘに近づく方向に理想範囲から逸脱している圧力上昇点ＩＬ１を基準点Ｘから遠ざかる方向に移動させてその理想範囲内とするために、同期率を低減させることを示す。
【００５９】
また、図３は、圧力上昇点推定部１１が推定した圧力上昇点ＩＬ２であり基準点Ｘから遠ざかる方向に理想範囲から逸脱している圧力上昇点ＩＬ２を基準点Ｘに近づける方向に移動させてその理想範囲内とするために、同期率を増大させることを示す。
【００６０】
ここで、図４を参照しながら、可塑化装置１００が圧力上昇点を推定し、その推定した圧力上昇点の位置を調整する処理（以下、「圧力上昇点推定・調整処理」とする。）について説明する。なお、図４は、圧力上昇点推定・調整処理の流れを示すフローチャートであり、可塑化装置１００は、所定周期で繰り返しこの圧力上昇点推定・調整処理を実行するものとする。
【００６１】
最初に、制御装置１は、シミュレーション等により算出される同期率の初期値を取得する（ステップＳ１）。
【００６２】
その後、制御装置１は、圧力上昇点推定部１１により、シリンダ圧センサ６及びスクリュ位置検出装置７の検出値を取得する（ステップＳ２）。
【００６３】
なお、シリンダ圧センサ６は、所定のサンプリング周期で繰り返しシリンダ内圧を検出しその検出値をＲＡＭ上の検出値ログに記録しているものとする。
【００６４】
同様に、スクリュ位置検出装置７は、シリンダ圧センサ６のサンプリング周期と同じサンプリング周期で繰り返しスクリュ３の位置を検出しその検出値をＲＡＭ上の検出値ログにシリンダ内圧と対応付けて記録しているものとする。
【００６５】
その後、制御装置１は、圧力上昇点推定部１１により、取得した検出値に基づいて圧力上昇点を推定する（ステップＳ３）。
【００６６】
図５は、圧力上昇点の推定方法を説明するための図であり、図５（Ａ）は、一つの検出値ペア（スクリュ位置検出装置７の検出値とシリンダ圧センサ６の検出値との組み合わせ）とピーク圧座標ＰＰとを用いた圧力上昇点の推定方法を図解し、図５（Ｂ）は、二つの検出値ペアを用いた圧力上昇点の推定方法を図解する。
【００６７】
具体的には、制御装置１は、検出値ログに記録された一群の検出値ペアを取得し、その一群の検出値ペアから、基準点Ｘからシリンダ圧センサ６までの距離が所定範囲ＴＨ１内となる検出値ペアを一つ抽出し、その検出値ペアに基づいて圧力上昇点ＩＬを推定する。
【００６８】
このように、制御装置１は、圧力上昇点ＩＬからピーク圧発生位置ＰＬまでシリンダ内圧がほぼ直線的に増大するという特性に基づいて、ピーク圧座標ＰＰと一つの検出値ペアとから圧力上昇点ＩＬを推定することができ、また、二つの検出値ペアを用いることでピーク圧座標ＰＰを利用しなくても圧力上昇点ＩＬを推定することができる。
【００６９】
すなわち、制御装置１は、基準点Ｘからシリンダ圧センサ６までの距離が所定距離範囲ＴＨ１内となる二つの検出値ペアを抽出し、それら二つの検出値ペアを通る直線を導き出した上で、圧力上昇点ＩＬを推定することができる。
【００７０】
また、制御装置１は、基準点Ｘからシリンダ圧センサ６までの距離が所定距離範囲ＴＨ１内となる三つ以上の検出値ペアを抽出し、それら三つ以上の検出値ペアに基づいて近似直線を導き出した上で、圧力上昇点ＩＬを推定するようにしてもよい。
【００７１】
また、制御装置１は、二つ以上の検出値ペアを抽出する場合であっても、圧力上昇点ＩＬを推定するためにピーク圧座標ＰＰを用いるようにしてもよい。
【００７２】
なお、それら検出値ペアは、一のシリンダ圧センサ６の検出値に基づくものであってもよく、複数のシリンダ圧センサ６の検出値に基づくものであってもよい。
【００７３】
また、制御装置１は、計量工程毎に一つの圧力上昇点を推定するが、各計量工程で推定された複数の圧力上昇点を平均化して一つの圧力上昇点を推定するようにしてもよい。
【００７４】
その後、制御装置１は、圧力上昇点推定部１１により、推定した圧力上昇点が理想範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００７５】
推定した圧力上昇点が理想範囲内にあると判定した場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、制御装置１は、その時点における同期率（例えば、初期値である。）を使用することとし、今回の圧力上昇点推定・調整処理を終了させるようにする。
【００７６】
一方、推定した圧力上昇点が理想範囲内になく理想範囲を逸脱していると判定した場合（ステップＳ４のＮＯ）、制御装置１は、その逸脱方向を判定する（ステップＳ５）。
【００７７】
基準点Ｘに近づく方向に逸脱している（図３の圧力上昇点ＩＬ１参照。）と判定した場合（ステップＳ５の「基準点Ｘに近い」）、制御装置１は、圧力上昇点位置調整部１２により、同期率を低減させるようにする（ステップＳ６）。
【００７８】
一方、基準点Ｘから遠ざかる方向に逸脱している（図３の圧力上昇点ＩＬ２参照。）と判定した場合（ステップＳ５の「基準点Ｘから遠い」）、制御装置１は、圧力上昇点位置調整部１２により、同期率を増大させるようにする（ステップＳ７）。
【００７９】
具体的には、制御装置１は、入力装置（図示せず。）を介した操作者による同期率調節指令を受けた場合に、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の少なくとも一方に対して制御信号（回転数を変更させるための信号）を送信して同期率を増減させるようにし、圧力上昇点が理想範囲内となるまで、ステップＳ２以降の処理を繰り返すようにする。
【００８０】
また、制御装置１は、入力装置（図示せず。）を介した操作者による同期率調節指令を受けることなく、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の少なくとも一方に対して制御信号（回転数を変更させるための信号）を自動的に送信して同期率を増減させるようにし、圧力上昇点が理想範囲内となるまで、ステップＳ２以降の処理を繰り返すこともできる。
【００８１】
また、制御装置１は、圧力上昇点位置調整部１２により、同期率を増減させるために、一回の計量工程が終了する毎に自動的にフィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の少なくとも一方に対して制御信号を送信するようにしてもよい。
【００８２】
また、制御装置１は、一回の計量工程が終了する毎に制御信号を送信するのではなく、所定回数の計量工程が終了する毎に制御信号を送信するようにしてもよい。例えば、各計量工程で推定された複数の圧力上昇点を平均化して一つの圧力上昇点を推定した上で同期率を増減させる場合にも対応できるようにするためである。
【００８３】
同期率を低減させる場合、圧力上昇点位置調整部１２は、計量用モータ１０に対して制御信号を出力し、計量用モータ１０の回転数を所定の増大幅だけ増大させるようにする。
【００８４】
また、圧力上昇点位置調整部１２は、フィーダ用モータ９に対して制御信号を出力し、フィーダ用モータ９の回転数を所定の低減幅だけ低減させるようにしてもよい。
【００８５】
或いは、圧力上昇点位置調整部１２は、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の双方に対して制御信号を出力し、計量用モータ１０の回転数を所定の増大幅だけ増大させ、且つ、フィーダ用モータ９の回転数を所定の低減幅だけ低減させるようにしてもよい。
【００８６】
なお、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の双方の回転数を制御する場合、圧力上昇点位置調整部１２は、計量用モータ１０の回転数をより大きく増大させながらフィーダ用モータ９の回転数を増大させるようにしてもよく、フィーダ用モータ９の回転数をより大きく低減させながら計量用モータ１０の回転数を低減させるようにしてもよい。
【００８７】
一方、同期率を増大させる場合、圧力上昇点位置調整部１２は、計量用モータ１０に対して制御信号を出力し、計量用モータ１０の回転数を所定の低減幅だけ低減させるようにする。
【００８８】
また、圧力上昇点位置調整部１２は、フィーダ用モータ９に対して制御信号を出力し、フィーダ用モータ９の回転数を所定の増大幅だけ増大させるようにしてもよい。
【００８９】
或いは、圧力上昇点位置調整部１２は、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の双方に対して制御信号を出力し、計量用モータ１０の回転数を所定の低減幅だけ低減させ、且つ、フィーダ用モータ９の回転数を所定の増大幅だけ増大させるようにしてもよい。
【００９０】
また、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の双方の回転数を制御する場合、圧力上昇点位置調整部１２は、計量用モータ１０の回転数をより大きく低減させながらフィーダ用モータ９の回転数を低減させるようにしてもよく、フィーダ用モータ９の回転数をより大きく増大させながら計量用モータ１０の回転数を増大させるようにしてもよい。
【００９１】
なお、制御装置１は、同期率を所定の増減幅で低減或いは増大させるが、その圧力上昇点の理想範囲からの逸脱度合いに応じて同期率の増減幅を調節するようにしてもよい。この場合、制御装置１は、逸脱度合いが大きいほど同期率の増減幅を増大させるようにする。
【００９２】
また、制御装置１は、樹脂加工装置に搭載された表示装置（図示せず。）を用いて、シリンダ圧センサ６の検出値に基づくシリンダ内圧の圧力分布をグラフ表示させるようにしてもよい。
【００９３】
また、制御装置１は、その表示装置を用いて、圧力上昇点推定部１１により推定された圧力上昇点と理想範囲との間の位置関係、又は、圧力上昇点が理想範囲から逸脱していることを知らせる警告メッセージ等を表示させるようにしてもよい。
【００９４】
なお、制御装置１は、その樹脂加工装置の外部に接続される表示装置にそれら情報を表示させるようにしてもよく、音声出力装置（図示せず。）を用いてそれら警告メッセージ等を通知するようにしてもよい。
【００９５】
以上の構成により、可塑化装置１００は、シリンダ圧センサ６及びスクリュ位置検出装置７の出力に基づいて圧力上昇点を推定するので、より簡易に且つ迅速に、樹脂の状態を把握することができる。
【００９６】
また、可塑化装置１００は、推定した圧力上昇点が所定の理想範囲内に収まるように同期率を制御するので、より簡易に且つ迅速に、樹脂の状態を加工に適した状態に制御することができる。
【００９７】
また、可塑化装置１００は、シリンダ２内の一箇所に設置されたシリンダ圧センサ６の検出値、及び、そのシリンダ圧センサ６の基準点Ｘからの距離と、所定のピーク圧座標とに基づいて圧力上昇点を推定し、その圧力上昇点が所定の理想範囲内に収まるように同期率を制御するので、より簡易に且つ迅速に、樹脂の状態を加工に適した状態に制御することができる。
【００９８】
また、可塑化装置１００は、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０のうちの少なくとも一方を制御することによって同期率を制御するので、より簡易に且つ迅速に、樹脂の状態を加工に適した状態に制御することができる。
【００９９】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１００】
例えば、上述の実施例において、可塑化装置１００は、圧力上昇点位置調整部１２により同期率を制御することによって圧力上昇点を理想範囲内に維持しようとするが、シリンダ２内の温度を調節する温度調節装置や、スクリュ３の背圧を調節する背圧調節装置を制御することによって圧力上昇点を理想範囲内に維持するようにしてもよい。
【０１０１】
また、上述の実施例において、スクリュ３は、スクリュ溝部に沿って圧縮比（スクリュ溝部の外径）が一定となるタイプのものが利用されるが、スクリュ溝部に沿って圧縮比が変化するタイプのものも利用され得るものとする。
【符号の説明】
【０１０２】
１・・・制御装置 ２・・・シリンダ ３・・・スクリュ ４・・・フィーダ ５・・・ホッパ ６・・・シリンダ圧センサ ７・・・スクリュ位置検出装置 ８・・・記憶装置 ９・・・フィーダ用モータ １０・・・計量用モータ １１・・・圧力上昇点推定部 １２・・・圧力上昇点位置調整部 ２０・・・樹脂供給用開口 ３０・・・フライト ３１・・・圧力リング部 ３２・・・スクリュヘッド ４０・・・フィーダスクリュ ６０・・・センサ設置用穴 ８０・・・理想範囲ＤＢ １００・・・可塑化装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ内に樹脂を供給するフィーダと、そのシリンダ内を軸方向に移動するスクリュとを有する可塑化装置に関し、特に、そのシリンダ内の樹脂の状態を制御可能な可塑化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダ内を軸方向に移動するスクリュを備えた樹脂加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この樹脂加工装置は、補給器（ホッパ）からシリンダ内に供給された成形材料の温度を検出する複数の温度検出器と、その成形材料の圧力を検出する複数の圧力検出器と、誘導加熱によりシリンダを加熱する複数の誘導子とを備え、それら複数の温度検出器で検出した値に基づいて算出されるシリンダ内の樹脂の保有する熱量が、予め定められた理想的な熱量となり、また、それら複数の圧力検出器で検出した値に基づいて算出されるシリンダ内の樹脂の溶融度や粘度が、予め定められた理想的な溶融度や粘度となるように、それら複数の誘導子による誘導加熱の度合いを制御する。
【０００４】
このようにして、この樹脂加工装置は、シリンダから押し出される樹脂を常に加工に適した状態にすることで、製品の細孔、ひび割れ、歪等を減少させるようにしている。
【０００５】
また、従来、シリンダ内に樹脂を供給するフィーダと、そのシリンダ内を軸方向に移動するスクリュとを有する射出成形機が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
この射出成形機は、計量用サーボモータのトルクを検出するトルク検出器と、フィーダの回転数を制御する制御部とを備え、そのトルク検出器が検出した計量用サーボモータのトルクが予め設定された基準値と一致するように、そのフィーダの回転数（シリンダ内の樹脂の状態）を制御する。
【０００７】
このようにして、この射出成形機は、計量用サーボモータのトルクの値を小さく抑えることによって、従来よりも小さい定格トルクの計量用モータを使用できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６１−８９８２０号公報
【特許文献２】特開２００４−３５１６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、引用文献１の樹脂加工装置は、シリンダの軸方向の広い範囲に亘って多数の温度検出器と多数の圧力検出器と多数の誘導子とを設置する必要があり装置構成が複雑になってしまうばかりでなく、誘導子による誘導加熱の度合いを制御することによってシリンダ内の樹脂の状態を制御しようとするので、十分な制御応答性が得られないおそれがある。
【００１０】
また、引用文献２の射出成形機は、フィーダの回転数を低減させることによって、スクリュを所定の速度で回転させる際の最大トルクを所定値未満に抑えることができるのみであり、シリンダ内の樹脂の状態を加工に適した状態に調節することはない。
【００１１】
上述の点に鑑み、本発明は、より簡易に且つ迅速に、樹脂の状態を把握可能な可塑化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係る可塑化装置は、シリンダ内に樹脂を供給するフィーダと、該シリンダ内を軸方向に移動するスクリュとを有する可塑化装置であって、前記シリンダ内の所定位置に設置された、該シリンダ内の所定位置における圧力を検出するシリンダ圧センサと、前記シリンダ圧センサの検出値に基づいて、計量工程の際に圧力が上昇し始める位置を推定する圧力上昇点推定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上述の手段により、本発明は、より簡易に且つ迅速に、樹脂の状態を把握可能な可塑化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に係る可塑化装置の構成例を示す図である。
【図２】シリンダ内の各点とスクリュ上の基準点との間の距離と、シリンダ内圧との間の関係を説明する図である。
【図３】理想範囲から逸脱している圧力上昇点をその理想範囲内に移動させるための処理を説明する図である。
【図４】圧力上昇点推定・調整処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】圧力上昇点の推定方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係る可塑化装置の構成例を示す図である。
【００１７】
可塑化装置１００は、押出成形機や射出成形機等の樹脂加工装置に搭載される装置であり、主に、制御装置１、シリンダ２、スクリュ３、フィーダ４、ホッパ５、シリンダ圧センサ６、スクリュ位置検出装置７、記憶装置８、フィーダ用モータ９、計量用モータ１０から構成される。
【００１８】
制御装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えたコンピュータであって、例えば、圧力上昇点推定部１１及び圧力上昇点位置調整部１２のそれぞれの機能要素に対応するプログラムをＲＯＭから読み出し、それらプログラムをＲＡＭ上に展開しながら、各機能要素に対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００１９】
シリンダ２は、スクリュ３を回転可能に且つ軸方向に移動可能に受け入れる内部空間を有する部材であり、その内部空間は、樹脂供給用開口２０を介してフィーダ４に接続される。
【００２０】
スクリュ３は、フィーダ４から供給される樹脂を溶融しながらシリンダ２の先端（図中左側）に給送するために計量用モータ１０によって回転駆動される部材である。
【００２１】
また、本実施例において、スクリュ３は、射出用モータ（図示せず。）とボールねじ機構とによって軸方向に直線往復駆動されるものとする。なお、スクリュ３は、他の公知の機構によって軸方向に直線往復駆動されるものであってもよい。
【００２２】
また、本実施例において、スクリュ３は、主に、所定のピッチ間隔で配置されるフライト３０と、圧力リング部３１と、スクリュヘッド３２とを備え、フライト３０が形成された部分であるスクリュ溝部に沿って圧縮比（スクリュ溝部の外径）が一定となるスクリュであるものとする。
【００２３】
フィーダ４は、フィーダ用モータ９によって回転駆動されるフィーダスクリュ４０を任意の回転速度で回転させることによってホッパ５から補給される樹脂ペレットを任意の供給速度でシリンダ２内に供給するための部材である。
【００２４】
ホッパ５は、フィーダ４に樹脂ペレットを補充するための部材であり、例えば、フィーダ４の上部に取り付けられる。
【００２５】
シリンダ圧センサ６は、シリンダ２の内部の圧力を検出するためのセンサであり、例えば、ダイアフラムゲージや静電容量型圧力センサ等が用いられる。
【００２６】
また、シリンダ圧センサ６は、シリンダ２の側壁部に形成された一又は複数のセンサ設置用穴６０に嵌め込まれる。
【００２７】
センサ設置用穴６０は、例えば、スクリュ３をシリンダ２内で最も前進させた場合に（図１で示されるように図の最も左側に移動させた場合である。）、フライト３０が形成されるスクリュ溝部の後端に対応する位置を第一位置とし、フライト３０が形成されるスクリュ溝部と圧力リング部３１との間の境界を第二位置としたときの、その第一位置とその第二位置との間の所定位置に形成される。
【００２８】
本実施例は、スクリュ中心位置（第一位置と第二位置との間の中間にある位置）に対応するシリンダ２上の位置の前後に二つずつ設置された四つのセンサ設置用穴６０のうちの最も左側にある一つにシリンダ圧センサ６を嵌め込む態様であるが、スクリュ中心位置に対応するシリンダ２上の位置付近に一つだけ形成されたセンサ設置用穴６０にシリンダ圧センサ６を嵌め込む態様であってもよく、複数（四つ以上を含む。）のセンサ設置用穴６０に複数のシリンダ圧センサ６を嵌め込む態様であってもよい。また、シリンダ圧センサ６が嵌め込まれないセンサ設置用穴６０には、ダミープラグが嵌め込まれるものとする。
【００２９】
スクリュ位置検出装置７は、シリンダ２内におけるスクリュ３の位置を検出するための装置であり、例えば、射出用モータ（図示せず。）を利用してスクリュ３を軸方向に直線往復駆動させる場合にはその射出用モータに取り付けられるエンコーダの出力に基づいてスクリュ３の位置を検出する。
【００３０】
記憶装置８は、各種情報を記憶するための装置であり、例えば、ＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体であって、後述の理想範囲データベース８０（以下、「理想範囲ＤＢ８０」とする。）を記憶する。
【００３１】
フィーダ用モータ９は、フィーダスクリュ４０を回転させるためのモータであり、制御装置１が出力する制御信号に応じた回転数でフィーダスクリュ４０を回転させる。
【００３２】
計量用モータ１０は、スクリュ３を回転させるためのモータであり、制御装置１が出力する制御信号に応じた回転数でスクリュ３を回転させる。
【００３３】
次に、制御装置１が有する各機能要素について説明する。
【００３４】
圧力上昇点推定部１１は、シリンダ２内に供給される樹脂によってシリンダ２内の圧力が上昇し始める点（シリンダ２内の位置であり、以下、「圧力上昇点」とする。）を推定するための機能要素であり、例えば、シリンダ圧センサ６の検出値とスクリュ位置検出装置７の検出値とに基づいて圧力上昇点を推定する。なお、本実施例において、シリンダ２内の点（位置）は、スクリュ３と共に軸方向に移動する上述の第一位置（スクリュ３上の点）を基準点Ｘとしたときの、その基準点Ｘからの距離として表されるものとし、圧力上昇点も同様に、基準点Ｘからの距離で表されるものとする。
【００３５】
図２は、シリンダ２内の各点とスクリュ３上の基準点Ｘとの間の距離と、シリンダ内圧との間の関係を説明する図であり、基準点Ｘからの距離を横軸に配しシリンダ内圧を縦軸に配したマップ（以下、「シリンダ内圧マップ」とする。）の上下に、可塑化装置１００の第一状態と第二状態とを示す。
【００３６】
可塑化装置１００の第一状態は、シリンダ２の先端に溶融樹脂が給送されスクリュ３が図の右方向に押し戻された状態であり、可塑化装置１００の第二状態は、更にその給送が進み、スクリュ３が図の右方向に更に押し戻された状態である。なお、第一状態及び第二状態を示す図では、明瞭化のため、不使用のセンサ設置用穴６０を省略するものとする。
【００３７】
本実施例において、シリンダ内圧マップは、スクリュ３の背圧によって決まる背圧座標ＴＰ、並びに、スクリュ３の形状（圧力リング部３１の位置等である。）によって決まる圧力リング部前端圧座標ＦＰ、ピーク圧座標ＰＰ、及び圧力上昇点ＩＬを有する。
【００３８】
そして、本実施例において、シリンダ圧マップは、圧力上昇点ＩＬから圧力リング部３１の後端（ピーク圧が発生するシリンダ２内の位置であり、以下、「ピーク圧発生位置ＰＬ」とする。）までシリンダ内圧がほぼ直線的にピーク圧座標ＰＰに至るまで増大する特性を有することが分かった。
【００３９】
また、本実施例において、シリンダ圧マップは、そのピーク圧発生位置ＰＬから圧力リング部３１の前端（以下、「圧力リング部前端位置ＦＬ」とする。）までシリンダ内圧がほぼ直線的に圧力リング部前端圧座標ＦＰに至るまで減少する特性を有することが分かった。
【００４０】
更に、本実施例において、シリンダ圧マップは、その圧力リング部前端位置ＦＬからスクリュヘッド３２を僅かに超えた位置（シリンダ内圧が背圧に等しくなるシリンダ２内の位置であり、以下、「背圧発生位置ＴＬ」とする。）までシリンダ内圧がほぼ直線的に背圧座標ＴＰに至るまで減少する特性を有することが分かった。
【００４１】
これらの特性は、計量工程の開始直後（十分な樹脂が未だシリンダ２内に供給されていない過渡状態）を除き、その計量工程全体に亘って維持されることとなる。
【００４２】
従って、ピーク圧座標ＰＰは、背圧設定値からシミュレーションで算出できることとなり、圧力上昇点ＩＬは、圧力上昇点ＩＬからピーク圧発生位置ＰＬまでシリンダ内圧がほぼ直線的に増大するという特性により、圧力上昇点ＩＬとピーク圧発生位置ＰＬとの間の一点におけるシリンダ内圧を検出できれば、高精度に推定できることとなる。なお、ピーク圧座標ＰＰは、背圧座標ＴＰを圧力リング部前端圧座標ＦＰとみなすことによって、背圧座標ＴＰから算出することも可能である。
【００４３】
図２の実測圧座標ＲＰ１は、可塑化装置１００が第一状態にあるときのシリンダ圧センサ６の検出値と基準点Ｘからシリンダ圧センサ６までの距離とで特定され、実測圧座標ＲＰ２は、可塑化装置１００が第二状態にあるときのシリンダ圧センサ６の検出値と基準点Ｘからシリンダ圧センサ６までの距離とで特定される。
【００４４】
シリンダ圧センサ６の設置位置は、シリンダ２に対して不変であるが、スクリュ３が計量工程の進行に伴って後退（図の右側に移動）するので、計量工程の進行に伴って基準点Ｘから遠ざかることとなり、見かけ上、シリンダ内圧マップ上を右から左に移動することとなる。
【００４５】
圧力上昇点推定部１１は、スクリュ位置検出装置７の検出値に基づいてスクリュ３の位置を特定し（例えば、図２の第一状態にあることを特定し）、シリンダ内圧マップ上のシリンダ圧センサ６の位置を特定する。
【００４６】
その後、圧力上昇点推定部１１は、シリンダ内圧マップ上の位置が特定されたシリンダ圧センサ６の検出値に基づいて実測圧座標ＲＰ１を特定し、ピーク圧座標ＰＰと実測圧座標ＲＰ１とに基づいて圧力上昇点ＩＬを導き出すことができる。
【００４７】
具体的には、圧力上昇点推定部１１は、ピーク圧座標ＰＰ及び実測圧座標ＲＰ１の二点を通る直線の横軸切片を圧力上昇点ＩＬとして導き出す。
【００４８】
すなわち、圧力上昇点ＩＬは、ピーク圧座標ＰＰと実測圧座標一点とで推定できるので、ピーク圧座標ＰＰ及び実測圧座標ＲＰ２の二点を通る直線の横軸切片を圧力上昇点ＩＬとして導き出すことができる。
【００４９】
圧力上昇点位置調整部１２は、圧力上昇点の位置を調整するための機能要素であり、例えば、同期率を増大或いは低減させることによって圧力上昇点ＩＬを基準点Ｘから遠ざけ或いは基準点Ｘに近づけるようにする。
【００５０】
「同期率」は、スクリュ３の回転数に対するフィーダスクリュ４０の回転数を意味する。
【００５１】
また、スクリュ３の回転数を一定とする場合、フィーダスクリュ４０の回転数の増大は同期率の増大を意味し、フィーダスクリュ４０の回転数の低減は同期率の低減を意味することとなる。
【００５２】
同様に、フィーダスクリュ４０の回転数を一定とする場合、スクリュ３の回転数の増大は同期率の低減を意味し、スクリュ３の回転数の低減は同期率の増大を意味することとなる。
【００５３】
再び図２を参照すると、圧力上昇点ＩＬは、計量時間、１ショット容量、樹脂物性、背圧、及びスクリュ３の形状等によって決まる所定幅の理想範囲を有する。
【００５４】
この理想範囲内の圧力上昇点ＩＬは、可塑化装置１００を搭載する樹脂加工装置によって製造される樹脂加工品の品質が一定のレベルに維持されることを意味し、一方で、この理想範囲外の圧力上昇点ＩＬは、基準点Ｘに近い場合には、過剰なせん断発熱、焼け、かじり、又はおこし等の問題を発生させ、基準点Ｘから遠い場合には、過剰なせん断発熱、樹脂の未溶融、脱気度不足、又は混練度不足等の問題を発生させる。
【００５５】
理想範囲は、記憶装置８の理想範囲ＤＢ８０に記憶されており、例えば、樹脂加工装置の電源が投入されたときに、その樹脂加工装置の設定に応じた適切な値が採用され制御装置１のＲＡＭ上に読み出される。
【００５６】
理想範囲ＤＢ８０は、理想範囲を読み出し可能に体系的に記憶するデータベースであり、計量時間、１ショット容量、樹脂物性、背圧、及びスクリュ３の形状等に関連付けて複数の理想範囲を記憶する。
【００５７】
圧力上昇点位置調整部１２は、圧力上昇点推定部１１が推定した圧力上昇点が理想範囲を逸脱している場合に、その圧力上昇点が理想範囲内となるようにすべく同期率を増減させるために、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の少なくとも一方に対して制御信号を送信する。
【００５８】
図３は、理想範囲から逸脱している圧力上昇点がその理想範囲内となるようにするための処理を説明する図であり、圧力上昇点推定部１１が推定した圧力上昇点ＩＬ１であり基準点Ｘに近づく方向に理想範囲から逸脱している圧力上昇点ＩＬ１を基準点Ｘから遠ざかる方向に移動させてその理想範囲内とするために、同期率を低減させることを示す。
【００５９】
また、図３は、圧力上昇点推定部１１が推定した圧力上昇点ＩＬ２であり基準点Ｘから遠ざかる方向に理想範囲から逸脱している圧力上昇点ＩＬ２を基準点Ｘに近づける方向に移動させてその理想範囲内とするために、同期率を増大させることを示す。
【００６０】
ここで、図４を参照しながら、可塑化装置１００が圧力上昇点を推定し、その推定した圧力上昇点の位置を調整する処理（以下、「圧力上昇点推定・調整処理」とする。）について説明する。なお、図４は、圧力上昇点推定・調整処理の流れを示すフローチャートであり、可塑化装置１００は、所定周期で繰り返しこの圧力上昇点推定・調整処理を実行するものとする。
【００６１】
最初に、制御装置１は、シミュレーション等により算出される同期率の初期値を取得する（ステップＳ１）。
【００６２】
その後、制御装置１は、圧力上昇点推定部１１により、シリンダ圧センサ６及びスクリュ位置検出装置７の検出値を取得する（ステップＳ２）。
【００６３】
なお、シリンダ圧センサ６は、所定のサンプリング周期で繰り返しシリンダ内圧を検出しその検出値をＲＡＭ上の検出値ログに記録しているものとする。
【００６４】
同様に、スクリュ位置検出装置７は、シリンダ圧センサ６のサンプリング周期と同じサンプリング周期で繰り返しスクリュ３の位置を検出しその検出値をＲＡＭ上の検出値ログにシリンダ内圧と対応付けて記録しているものとする。
【００６５】
その後、制御装置１は、圧力上昇点推定部１１により、取得した検出値に基づいて圧力上昇点を推定する（ステップＳ３）。
【００６６】
図５は、圧力上昇点の推定方法を説明するための図であり、図５（Ａ）は、一つの検出値ペア（スクリュ位置検出装置７の検出値とシリンダ圧センサ６の検出値との組み合わせ）とピーク圧座標ＰＰとを用いた圧力上昇点の推定方法を図解し、図５（Ｂ）は、二つの検出値ペアを用いた圧力上昇点の推定方法を図解する。
【００６７】
具体的には、制御装置１は、検出値ログに記録された一群の検出値ペアを取得し、その一群の検出値ペアから、基準点Ｘからシリンダ圧センサ６までの距離が所定範囲ＴＨ１内となる検出値ペアを一つ抽出し、その検出値ペアに基づいて圧力上昇点ＩＬを推定する。
【００６８】
このように、制御装置１は、圧力上昇点ＩＬからピーク圧発生位置ＰＬまでシリンダ内圧がほぼ直線的に増大するという特性に基づいて、ピーク圧座標ＰＰと一つの検出値ペアとから圧力上昇点ＩＬを推定することができ、また、二つの検出値ペアを用いることでピーク圧座標ＰＰを利用しなくても圧力上昇点ＩＬを推定することができる。
【００６９】
すなわち、制御装置１は、基準点Ｘからシリンダ圧センサ６までの距離が所定距離範囲ＴＨ１内となる二つの検出値ペアを抽出し、それら二つの検出値ペアを通る直線を導き出した上で、圧力上昇点ＩＬを推定することができる。
【００７０】
また、制御装置１は、基準点Ｘからシリンダ圧センサ６までの距離が所定距離範囲ＴＨ１内となる三つ以上の検出値ペアを抽出し、それら三つ以上の検出値ペアに基づいて近似直線を導き出した上で、圧力上昇点ＩＬを推定するようにしてもよい。
【００７１】
また、制御装置１は、二つ以上の検出値ペアを抽出する場合であっても、圧力上昇点ＩＬを推定するためにピーク圧座標ＰＰを用いるようにしてもよい。
【００７２】
なお、それら検出値ペアは、一のシリンダ圧センサ６の検出値に基づくものであってもよく、複数のシリンダ圧センサ６の検出値に基づくものであってもよい。
【００７３】
また、制御装置１は、計量工程毎に一つの圧力上昇点を推定するが、各計量工程で推定された複数の圧力上昇点を平均化して一つの圧力上昇点を推定するようにしてもよい。
【００７４】
その後、制御装置１は、圧力上昇点推定部１１により、推定した圧力上昇点が理想範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００７５】
推定した圧力上昇点が理想範囲内にあると判定した場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、制御装置１は、その時点における同期率（例えば、初期値である。）を使用することとし、今回の圧力上昇点推定・調整処理を終了させるようにする。
【００７６】
一方、推定した圧力上昇点が理想範囲内になく理想範囲を逸脱していると判定した場合（ステップＳ４のＮＯ）、制御装置１は、その逸脱方向を判定する（ステップＳ５）。
【００７７】
基準点Ｘに近づく方向に逸脱している（図３の圧力上昇点ＩＬ１参照。）と判定した場合（ステップＳ５の「基準点Ｘに近い」）、制御装置１は、圧力上昇点位置調整部１２により、同期率を低減させるようにする（ステップＳ６）。
【００７８】
一方、基準点Ｘから遠ざかる方向に逸脱している（図３の圧力上昇点ＩＬ２参照。）と判定した場合（ステップＳ５の「基準点Ｘから遠い」）、制御装置１は、圧力上昇点位置調整部１２により、同期率を増大させるようにする（ステップＳ７）。
【００７９】
具体的には、制御装置１は、入力装置（図示せず。）を介した操作者による同期率調節指令を受けた場合に、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の少なくとも一方に対して制御信号（回転数を変更させるための信号）を送信して同期率を増減させるようにし、圧力上昇点が理想範囲内となるまで、ステップＳ２以降の処理を繰り返すようにする。
【００８０】
また、制御装置１は、入力装置（図示せず。）を介した操作者による同期率調節指令を受けることなく、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の少なくとも一方に対して制御信号（回転数を変更させるための信号）を自動的に送信して同期率を増減させるようにし、圧力上昇点が理想範囲内となるまで、ステップＳ２以降の処理を繰り返すこともできる。
【００８１】
また、制御装置１は、圧力上昇点位置調整部１２により、同期率を増減させるために、一回の計量工程が終了する毎に自動的にフィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の少なくとも一方に対して制御信号を送信するようにしてもよい。
【００８２】
また、制御装置１は、一回の計量工程が終了する毎に制御信号を送信するのではなく、所定回数の計量工程が終了する毎に制御信号を送信するようにしてもよい。例えば、各計量工程で推定された複数の圧力上昇点を平均化して一つの圧力上昇点を推定した上で同期率を増減させる場合にも対応できるようにするためである。
【００８３】
同期率を低減させる場合、圧力上昇点位置調整部１２は、計量用モータ１０に対して制御信号を出力し、計量用モータ１０の回転数を所定の増大幅だけ増大させるようにする。
【００８４】
また、圧力上昇点位置調整部１２は、フィーダ用モータ９に対して制御信号を出力し、フィーダ用モータ９の回転数を所定の低減幅だけ低減させるようにしてもよい。
【００８５】
或いは、圧力上昇点位置調整部１２は、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の双方に対して制御信号を出力し、計量用モータ１０の回転数を所定の増大幅だけ増大させ、且つ、フィーダ用モータ９の回転数を所定の低減幅だけ低減させるようにしてもよい。
【００８６】
なお、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の双方の回転数を制御する場合、圧力上昇点位置調整部１２は、計量用モータ１０の回転数をより大きく増大させながらフィーダ用モータ９の回転数を増大させるようにしてもよく、フィーダ用モータ９の回転数をより大きく低減させながら計量用モータ１０の回転数を低減させるようにしてもよい。
【００８７】
一方、同期率を増大させる場合、圧力上昇点位置調整部１２は、計量用モータ１０に対して制御信号を出力し、計量用モータ１０の回転数を所定の低減幅だけ低減させるようにする。
【００８８】
また、圧力上昇点位置調整部１２は、フィーダ用モータ９に対して制御信号を出力し、フィーダ用モータ９の回転数を所定の増大幅だけ増大させるようにしてもよい。
【００８９】
或いは、圧力上昇点位置調整部１２は、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の双方に対して制御信号を出力し、計量用モータ１０の回転数を所定の低減幅だけ低減させ、且つ、フィーダ用モータ９の回転数を所定の増大幅だけ増大させるようにしてもよい。
【００９０】
また、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０の双方の回転数を制御する場合、圧力上昇点位置調整部１２は、計量用モータ１０の回転数をより大きく低減させながらフィーダ用モータ９の回転数を低減させるようにしてもよく、フィーダ用モータ９の回転数をより大きく増大させながら計量用モータ１０の回転数を増大させるようにしてもよい。
【００９１】
なお、制御装置１は、同期率を所定の増減幅で低減或いは増大させるが、その圧力上昇点の理想範囲からの逸脱度合いに応じて同期率の増減幅を調節するようにしてもよい。この場合、制御装置１は、逸脱度合いが大きいほど同期率の増減幅を増大させるようにする。
【００９２】
また、制御装置１は、樹脂加工装置に搭載された表示装置（図示せず。）を用いて、シリンダ圧センサ６の検出値に基づくシリンダ内圧の圧力分布をグラフ表示させるようにしてもよい。
【００９３】
また、制御装置１は、その表示装置を用いて、圧力上昇点推定部１１により推定された圧力上昇点と理想範囲との間の位置関係、又は、圧力上昇点が理想範囲から逸脱していることを知らせる警告メッセージ等を表示させるようにしてもよい。
【００９４】
なお、制御装置１は、その樹脂加工装置の外部に接続される表示装置にそれら情報を表示させるようにしてもよく、音声出力装置（図示せず。）を用いてそれら警告メッセージ等を通知するようにしてもよい。
【００９５】
以上の構成により、可塑化装置１００は、シリンダ圧センサ６及びスクリュ位置検出装置７の出力に基づいて圧力上昇点を推定するので、より簡易に且つ迅速に、樹脂の状態を把握することができる。
【００９６】
また、可塑化装置１００は、推定した圧力上昇点が所定の理想範囲内に収まるように同期率を制御するので、より簡易に且つ迅速に、樹脂の状態を加工に適した状態に制御することができる。
【００９７】
また、可塑化装置１００は、シリンダ２内の一箇所に設置されたシリンダ圧センサ６の検出値、及び、そのシリンダ圧センサ６の基準点Ｘからの距離と、所定のピーク圧座標とに基づいて圧力上昇点を推定し、その圧力上昇点が所定の理想範囲内に収まるように同期率を制御するので、より簡易に且つ迅速に、樹脂の状態を加工に適した状態に制御することができる。
【００９８】
また、可塑化装置１００は、フィーダ用モータ９及び計量用モータ１０のうちの少なくとも一方を制御することによって同期率を制御するので、より簡易に且つ迅速に、樹脂の状態を加工に適した状態に制御することができる。
【００９９】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１００】
例えば、上述の実施例において、可塑化装置１００は、圧力上昇点位置調整部１２により同期率を制御することによって圧力上昇点を理想範囲内に維持しようとするが、シリンダ２内の温度を調節する温度調節装置や、スクリュ３の背圧を調節する背圧調節装置を制御することによって圧力上昇点を理想範囲内に維持するようにしてもよい。
【０１０１】
また、上述の実施例において、スクリュ３は、スクリュ溝部に沿って圧縮比（スクリュ溝部の外径）が一定となるタイプのものが利用されるが、スクリュ溝部に沿って圧縮比が変化するタイプのものも利用され得るものとする。
【符号の説明】
【０１０２】
１・・・制御装置 ２・・・シリンダ ３・・・スクリュ ４・・・フィーダ ５・・・ホッパ ６・・・シリンダ圧センサ ７・・・スクリュ位置検出装置 ８・・・記憶装置 ９・・・フィーダ用モータ １０・・・計量用モータ １１・・・圧力上昇点推定部 １２・・・圧力上昇点位置調整部 ２０・・・樹脂供給用開口 ３０・・・フライト ３１・・・圧力リング部 ３２・・・スクリュヘッド ４０・・・フィーダスクリュ ６０・・・センサ設置用穴 ８０・・・理想範囲ＤＢ １００・・・可塑化装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に樹脂を供給するフィーダと、該シリンダ内を軸方向に移動するスクリュとを有する可塑化装置であって、
前記シリンダ内の所定位置に設置された、該シリンダ内の所定位置における圧力を検出するシリンダ圧センサと、
前記シリンダ圧センサの検出値に基づいて、計量工程の際に圧力が上昇し始める位置を推定する圧力上昇点推定部と、
を備えることを特徴とする可塑化装置。
【請求項２】
前記シリンダ圧センサは、前記シリンダ内の一又は複数の位置に設置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の可塑化装置。
【請求項３】
前記圧力が上昇し始める位置を調整する圧力上昇点位置調整部を備える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の可塑化装置。
【請求項４】
前記シリンダ圧センサの検出値に基づく圧力分布を表示する表示部を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の可塑化装置。
【請求項１】
シリンダ内に樹脂を供給するフィーダと、該シリンダ内を軸方向に移動するスクリュとを有する可塑化装置であって、
前記シリンダ内の所定位置に設置された、該シリンダ内の所定位置における圧力を検出するシリンダ圧センサと、
前記シリンダ圧センサの検出値に基づいて、計量工程の際に圧力が上昇し始める位置を推定する圧力上昇点推定部と、
を備えることを特徴とする可塑化装置。
【請求項２】
前記シリンダ圧センサは、前記シリンダ内の一又は複数の位置に設置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の可塑化装置。
【請求項３】
前記圧力が上昇し始める位置を調整する圧力上昇点位置調整部を備える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の可塑化装置。
【請求項４】
前記シリンダ圧センサの検出値に基づく圧力分布を表示する表示部を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の可塑化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１３１１７６（Ｐ２０１２−１３１１７６Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８６６７２（Ｐ２０１０−２８６６７２）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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