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【発明の名称】 射出成形機の温度設定方法および温度設定装置
【発明者】 【氏名】景山 晃一

【氏名】舘野 悦男
【要約】 【課題】ヒータの制御温度を成形温度から一律に所定の温度を下げた保温温度にして制御する射出成形機の温度設定方法および温度設定装置を提供する。

【解決手段】温度設定装置１は、温度表示・設定装置１０と、温度コントローラ２０と、ソリッドステートリレー５１〜５４から成る。そして、温度表示・設定装置１０は、ヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４の設定温度から入力された温度幅を一律に減じた保温温度の設定値を算出する。温度コントローラ２０は、算出された設定温度に基づきソリッドステートリレー５１〜５４を制御してヒータ電源９０の電源供給を制御し、ヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４の温度を制御温度に保持する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 加熱筒の複数の加熱ゾーンに設けられたヒータと、該複数のヒータの温度を設定して、制御する温度設定装置とを具備した射出成形機の温度設定方法において、前記加熱筒を保温状態にする場合、前記ヒータの温度を制御するために予め設定されている第１の設定温度から一律に下げる温度幅を前記温度設定装置に入力し、前記温度設定装置は、入力された温度幅を前記第１の設定温度から減じた第２の設定温度を算出し、算出された第２の設定温度に基づき前記ヒータの温度を制御して、保温温度に保持することを特徴とする射出成形機の温度設定方法。
【請求項２】 前記第１の設定温度から前記温度設定装置に入力された前記温度幅を減じた温度が予め定めた下限温度より低い場合は、制御温度を予め定めた下限温度に設定することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の温度設定方法。
【請求項３】 前記加熱筒の保温状態を停止した場合、前記温度設定装置は、前記ヒータの制御温度を前記第１の設定温度に戻し、前記ヒータを昇温させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の射出成形機の温度設定方法。
【請求項４】 射出成形機の加熱筒に設けられた複数のヒータの温度を設定して、制御する温度設定装置であって、前記ヒータを制御して成形温度にする設定値と保温温度にするために前記設定値から一律に下げる温度幅を入力する入力手段と、該入力手段から入力された成形温度の設定値を記憶する第１の記憶手段と、該第１の記憶手段から設定温度を読み出して出力し、あるいは、読み出された設定温度から前記入力手段により入力された前記温度幅を減じた保温温度を算出する演算手段と、該演算手段から出力される前記ヒータを制御する設定温度を成形温度または保温温度に切り換える設定切換手段と、前記演算手段から入力された設定温度に基づき、前記ヒータの温度を制御する温度制御手段とを具備することを特徴とする射出成形機の温度設定装置。
【請求項５】 前記設定切換手段が前記ヒータの制御温度設定を保温温度から成形温度に切り換えた場合、前記演算手段は、前記第１の記憶装置に記憶されている成形温度の設定値を読み出し、前記温度制御手段に出力することを特徴とする請求項４に記載の射出成形機の温度設定装置。
【請求項６】 前記温度制御手段は、第２の記憶手段を有し、前記演算手段から入力された前記ヒータの温度を制御する設定温度を記憶し、記憶された設定温度に基づき、前記ヒータを制御することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の射出成形機の温度設定装置。
【請求項７】 前記温度制御手段は、ヒータ電源から前記ヒータに供給される電流を制御するソリッドステートリレーを備えることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の射出成形機の温度設定装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、加熱筒に設けられた複数のヒータの制御温度を、一括して同じ下げ幅の保温温度に設定を切り換えて、制御することができる射出成形機の温度設定方法および温度設定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】射出成形機の加熱筒にホッパから供給された樹脂材料をノズルから適正な溶融状態で射出するために、加熱筒を複数の加熱ゾーンに分けて、各ゾーンに温度制御可能なヒータを設け、加熱筒の温度分布を制御する方法が用いられている。図３は、従来の加熱筒の温度設定装置を示す概念図である。同図では、ノズルに１個のヒータ１２１とシリンダに３個のヒータ１２２〜１２４が設けられ、温度設定装置１００によって制御温度が設定されてヒータ１２１〜１２４の温度が制御されている。温度設定装置１００は、各ヒータの制御温度設定回路１０１〜１０４を有しており、射出成形する場合、ヒータ１２１の温度を制御するために、成形温度Ｔｎが、ヒータ１２２〜１２４にはそれぞれ成形温度Ｔ１〜Ｔ３が設定される。各ヒータに設定される成形温度Ｔｎ、Ｔ１〜Ｔ３は、加熱筒が適正な温度勾配になるように設定されるので、同じ温度ではなく、一般に、図４に示す温度曲線２０１に示すような温度勾配になるように設定される。
【０００３】射出成形機の運転を一時停止する夜間や休憩などのとき、あるいは修理などで運転を一時停止するとき、加熱筒の温度を成形温度のままに保持すると、ホッパ側の予熱部で樹脂材料が溶融してスクリュの谷に巻き付き樹脂材料を先に送ることができなくなるなどの支障が起きる。また、ヒータの電源を切った場合は、運転を再開して成形を開始するとき、樹脂材料が再溶融され物性が変わってしまうなどの問題が起こる。このような問題が発生しないように、運転を一時停止するとき、切換器１１１〜１１４によって、温度設定回路１０５に切り換えられ、全てのヒータの設定温度が、図４に示す保温温度ＴH に設定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の射出成形機の温度設定方法では、加熱筒を保温温度にする場合、全てのヒータの温度が、同一の保温温度ＴH に設定されるため、図４に示すように、成形温度との差ΔＴは各温度ゾーンで異なり、加熱筒の最も温度が高いゾーンでの温度差ΔＴ２が最適な温度差ΔＴ１より大きくなるため、保温温度から成形温度に昇温するとき、時間が掛かるなど、保温の効果が失われるという問題があった。また、加熱筒の温度が高いゾーンで成形温度と保温温度の差を少なくし、例えば温度が高いゾーンでの最適な温度差ΔＴ１になるように保温温度をＴａに設定すると、ホッパ側の温度ゾーンで保温温度が成形温度よりΔＴ３高い状態になり、樹脂材料の過剰溶融が起こるという問題があった。
【０００５】この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、加熱筒を保温状態にする場合、全てのヒータの制御温度を成形温度から一律に所定の温度を下げた保温温度にして全ての温度ゾーンで最適な保温温度に制御することができる射出成形機の温度設定方法および温度設定装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、加熱筒の複数の加熱ゾーンに設けられたヒータと、該複数のヒータの温度を設定して、制御する温度設定装置とを具備した射出成形機の温度設定方法において、前記加熱筒を保温状態にする場合、前記ヒータの温度を制御するために予め設定されている第１の設定温度から一律に下げる温度幅を前記温度設定装置に入力し、前記温度設定装置は、入力された温度幅を前記第１の設定温度から減じた第２の設定温度を算出し、算出された第２の設定温度に基づき前記ヒータの温度を制御して、保温温度に保持することを特徴とする射出成形機の温度設定方法である。
【０００７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の射出成形機の温度設定方法において、前記第１の設定温度から前記温度設定装置に入力された前記温度幅を減じた温度が予め定めた下限温度より低い場合は、制御温度を予め定めた下限温度に設定することを特徴とする。
【０００８】また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の射出成形機の温度設定方法において、前記加熱筒の保温状態を停止した場合、前記温度設定装置は、前記ヒータの制御温度を前記第１の設定温度に戻し、前記ヒータを昇温させることを特徴とする。
【０００９】また、請求項４に記載の発明は射出成形機の加熱筒に設けられた複数のヒータの温度を設定して、制御する温度設定装置であって、前記ヒータを制御して成形温度にする設定値と保温温度にするために該設定値から一律に下げる温度幅を入力する入力手段と、該入力手段から入力された成形温度の設定値を記憶する第１の記憶手段と、該第１の記憶手段から設定温度を読み出して出力し、あるいは、読み出された設定温度から前記入力手段により入力された前記温度幅を減じた保温温度を算出する演算手段と、該演算手段から出力される前記ヒータを制御する設定温度を成形温度または保温温度に切り換える設定切換手段と、前記演算手段から入力された設定温度に基づき、前記ヒータの温度を制御する温度制御手段とを具備することを特徴とする射出成形機の温度設定装置である。
【００１０】また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の射出成形機の温度設定装置において、前記設定切換手段が前記ヒータの制御温度設定を保温温度から成形温度に切り換えた場合、前記演算手段は、前記第１の記憶装置に記憶されている成形温度の設定値を読み出し、前記温度制御手段に出力することを特徴とする。
【００１１】また、請求項６に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の射出成形機の温度設定装置において、前記温度制御手段は、第２の記憶手段を有し、前記演算手段から入力された前記ヒータの温度を制御する設定温度を記憶し、記憶された設定温度に基づき、前記ヒータを制御することを特徴とする。
【００１２】また、請求項７に記載の発明は、請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の射出成形機の温度設定装置において、前記温度制御手段は、ヒータ電源から前記ヒータに供給される電流を制御するソリッドステートリレーを備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。図１は、射出成形機の加熱筒の概略図と同実施形態による温度設定装置１の構成を示す図である。同図に示すように、加熱筒のシリンダ部６０は、３つの加熱ゾーンに分けられて、各加熱ゾーンには、ヒータＨ１・４２〜Ｈ３・４４と温度センサ３２〜３４が、それぞれ設けられている。ノズル７０には、ヒータＨN ・４１と温度センサ３１が設けられている。温度設定装置１は、ヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４の制御温度の設定および設定温度と運転中の各加熱ゾーンの温度の表示を行う温度表示・設定装置１０と、温度表示・設定装置１０からヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４の制御温度を受けて各ヒータの温度を制御する温度コントローラ２０と、ヒータ電源９０の電源供給を制御するソリッドステートリレー５１〜５４から成る。
【００１４】１２は、入力キーを有し、ヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４を制御する設定温度および保温温度にするときに下げる温度幅を入力する入力部であり、１３は、保温状態にする設定温度の算出と各部の動作を制御するＣＰＵ（中央演算処理装置）である。１４は、入力部１２から入力された設定温度および保温時の温度の下げ幅を記憶するメモリである。１１は、設定温度および運転中の各加熱ゾーンの温度を表示する表示部であり、１５は、設定温度を保温温度にする設定切換ボタンである。２１は、温度表示・設定装置１０から入力された設定温度を記憶するメモリであり、２２は、メモリ２１に記憶された設定温度に基づくヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４の温度制御および各部の動作の制御を行うＣＰＵである。２３は、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）を有し、温度センサ３１〜３４から出力された温度計測値をデジタル信号に変換して、ＣＰＵ・２２に供給する入力部である。２４は、Ｄ／Ａ変換器（デジタル／アナログ変換器）を有し、ＣＰＵ・２２からの制御信号をアナログ信号に変換する出力部である。５１〜５４は、発光ダイオードと半導体制御素子から成るソリッドステートリレーであり、出力部２４の出力によってヒータ電源９０からヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４への電源供給を制御する。
【００１５】次に、以上のように構成した温度設定装置の動作について図１および図２を参照して説明する。図２は、保温温度設定処理の流れを示す図である。先ず、成形温度の設定について説明する。入力部１２の入力キーにより、ヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４を制御する温度を入力し、設定する。各ヒータの制御温度は、加熱筒の中を移動する樹脂の溶融状態を考慮して最適な温度勾配を持つように設定される。図４の温度曲線２０１は、ヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４に設定された成形を行う場合の制御温度の例を示す。ＣＰＵ・１３は、入力部１２から入力されたヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４の設定温度をメモリ１４に記憶させ、表示部１１に表示させる。そして、この設定温度を温度コントローラ２０に送る。ＣＰＵ・２２は、入力された設定温度をメモリ２１に記憶させる。
【００１６】射出成形機の運転が開始されると、ＣＰＵ・２２は、メモリ２１に記憶された設定温度を読み出し、温度センサ３１〜３４によって計測された各加熱ゾーンの温度と比較し、制御信号を出力する。出力部２４は、ＣＰＵ・２２から出力されたデジタル制御信号を変換して、ソリッドステートリレー５１〜５４を制御するアナログ制御信号を生成する。ソリッドステートリレー５１〜５４の発光ダイオードは、出力部２４から供給された制御信号により発光状態を変化させて、半導体制御素子を制御し、ヒータ電源９０からヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４に供給される電流を「ＯＮ」にして、各ヒータを設定温度まで昇温させる。入力部２３は、温度センサ３１〜３４から出力された温度計測値をデジタル信号に変換してＣＰＵ・２２に送る。ＣＰＵ・２２は、この温度計測値とメモリ２１に記憶されている各ヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４に設定された制御温度を比較し、温度センサ３１〜３４の計測温度がヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４の制御温度に達したとき、その加熱ゾーンのヒータ電源を制御する信号を生成する。出力部２４は、この信号により対応するソリッドステートリレー５１〜５４に制御信号を出力してヒータ電源９０から供給される電流を「ＯＦＦ」にする。また、温度コントローラ２０は、温度計測値を温度表示・設定装置１０に出力する。温度表示・設定装置１０は、温度計測値に基づく各加熱ゾーンの温度を表示部１１に表示させる。
【００１７】次に、射出成形機の運転を一時停止して保温状態にする場合の保温温度の設定について図２を参照して詳細に説明する。先ず、ヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４の設定温度を保温温度にするために、入力部１２の入力キーにより、設定温度を一律に下げる温度幅（ΔＴ）を入力する（ステップＳ１１）。この温度幅は、保温状態における加熱筒の中の樹脂の溶融状態を考慮して最適な温度が決められる。次に、設定切換ボタン１５により設定温度を保温設定に切り換える（ステップＳ１２）。ＣＰＵ・１３は、設定切換ボタン１５の信号を受けて、メモリ１４に記憶されている成形温度の設定値を読み出し、各設定値から、入力された温度幅だけ減じた保温温度の設定値を算出する（ステップＳ１３）。算出された設定値は図４の温度曲線２０２に示すように、成形温度から一律に温度幅ΔＴ１を減じた温度であり、成形温度と同様に温度勾配を持つ。
【００１８】次に、算出されたヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４の設定値をメモリ１４に記憶されている下限温度とそれぞれ比較し、下限温度を越えているか否か判断する（ステップＳ１４）。算出された設定値が下限温度より低く「ＮＯ」の場合は、ステップＳ１５に移り、下限温度が対応するヒータの温度制御の設定値としてＣＰＵ・１３から出力される。ステップＳ１４における判断結果が「ＹＥＳ」の場合は、算出された設定値がＣＰＵ・１３から出力される。ＣＰＵ・１３から出力された設定温度は、表示部１１に表示されるとともに、温度コントローラ２０に送られ、ＣＰＵ・２２は、この設定温度をメモリ２１に記憶させる（ステップＳ１６）。そして、この設定温度に基づく制御信号が出力される。
【００１９】出力部２４は、ＣＰＵ・２２から出力された信号により、ソリッドステートリレー５１〜５４を制御する制御信号を生成する。ソリッドステートリレー５１〜５４は、出力部２４から供給された制御信号によりヒータ電源９０からヒータヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４に供給される電流を「ＯＦＦ」にし、各加熱ゾーンの温度を保温温度まで下げる。ＣＰＵ・２２は、入力部２３を介して温度センサ３１〜３４の温度計測値を受けて、この温度計測値とメモリ２１に記憶されている設定温度を比較し、ヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４の温度が設定温度に保たれるように制御する。また、温度計測値を温度表示・設定装置１０に出力し、温度表示・設定装置１０は、この温度計測値により保温状態における各加熱ゾーンの温度を表示部１１に表示させる。
【００２０】射出成形機の運転を再開するときは、設定切換ボタン１５により保温状態を「ＯＦＦ」にする。ＣＰＵ・１３は、設定切換ボタン１５から「ＯＦＦ」の信号を受けて、メモリ１４から成形温度の設定値を読み出し、温度コントローラ２０に出力する。表示部１１には、メモリ１４から読み出された成形温度が表示される。温度コントローラ２０は、ＣＰＵ・１３から入力した設定温度をメモリ２１に記憶させる。以下、上述の動作により、温度コントローラ２０は、ソリッドステートリレー５１〜５４を制御してヒータＨN ・４１、Ｈ１・４２〜Ｈ３・４４が、メモリ２１に記憶された設定温度になるように昇温させる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、射出成形機の加熱筒を保温状態にする場合、成形温度から下げる最適な温度幅を入力して一律に設定温度を下げ、保温温度を設定できるので、設定温度は、成形温度で設定された温度勾配を保っており、加熱筒を最適な状態で保温できるため、樹脂材料の熱劣化などによる問題が無くなり、射出成形機の運転コストを軽減できるという効果が得られる。また、温度が高い加熱ゾーンにおいても成形温度と保温温度の下げ幅を最適な値に設定できるので、運転を再開して加熱筒の温度が安定するまでの時間を短縮できるため、消費電力を節減できるという効果が得られる。
【出願人】 【識別番号】３０１０２５５３１
【氏名又は名称】新潟鐵工成形機株式会社
【出願日】 平成１３年４月１１日（２００１．４．１１）
【代理人】 【識別番号】１０００６４９０８
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 （外６名）
【公開番号】 特開２００２−３０７５０６（Ｐ２００２−３０７５０６Ａ）
【公開日】 平成１４年１０月２３日（２００２．１０．２３）
【出願番号】 特願２００１−１１２５５８（Ｐ２００１−１１２５５８）