JPH10337763A - 射出成形機の温度制御方法および温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 局部的な過昇温部の発生がなく、しかも設定
通りの軸方向の温度パターンが得られる射出成形機の温
度制御方法を提供する。 【解決手段】 射出成形機（１）の加熱シリンダ（２）
が軸方向に複数個の温度制御ゾーン（Ｋ１、Ｋ２、…）
に分割され、分割された温度制御ゾーン（Ｋ１）の一方
が低温部（７）に隣接し、他方が高温の第２の温度制御
ゾーン（Ｋ２）に隣接している第１の温度制御ゾーン
（Ｋ１）に設けられている第１、２の加熱ヒータ（Ｈ１
-１、Ｈ１-２）を制御するとき、第１の加熱ヒータ（Ｈ
１-１）は、第１の温度制御ゾーン（Ｋ１）に設けられ
ている温度センサ（Ｓ１）の検出温度｛ｙ（ｋ）｝によ
るフイードバック制御により得られる主操作量｛ｕ
₁₁（ｋ）｝で制御し、第２の加熱ヒータ（Ｈ１-２）
は、主操作量｛ｕ₁₁（ｋ）｝と操作量上限値または任意
の設定値（Ｕ_max）との偏差である余裕量算出値｛Ｕ_max
ーｕ₁₁（ｋ）｝を、主操作量｛ｕ₁₁（ｋ）｝から減じた
補償操作量｛ｕ₁₂（ｋ）｝で制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機の加熱
シリンダが軸方向に複数個の温度制御ゾーンに分割さ
れ、分割された各温度制御ゾーンに対応して複数個設け
られている加熱手段を制御する、射出成形機の温度制御
方法およびこの方法の実施に使用される温度制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機は、周知のように、樹脂材料
が供給される加熱シリンダを備えている。そして、その
内部には供給される樹脂材料を混練溶融するためのスク
リュウが設けられている。このような加熱シリンダ３０
は、図４に示されているように、軸方向に複数個の第
１、第２、…の温度制御ゾーンｋ１、ｋ２、…に分けら
れている。そして、第１の温度制御ゾーンｋ１に属する
加熱シリンダ３０の外周部には複数個例えば２個の第
１、２の加熱ヒータｈ１-１、ｈ１-２が設けられてい
る。以下同様に、第２、第３、…の温度制御ゾーンｋ
２、ｋ３、…にも第１、２の加熱ヒータｈ２-１、ｈ２-
２、ｈ３-１、ｈ３-２、…が２個宛設けられている。ま
た、加熱シリンダ３０の所定深さ位置には、第１、第
２、…の温度制御ゾーンｋ１、ｋ２、…に対応して第
１、第２、…の熱電対ｓ１、ｓ２、…が設けられてい
る。

【０００３】図４には、第１の温度制御ゾーンｋ１に設
けられている第１、２の加熱ヒータｈ１-１、ｈ１-２の
みを制御する例が示されているが、上記の各加熱ヒータ
ｈ１-１、ｈ１-２、ｈ２-１、ｈ２-２、…は、制御装置
により一般にフィードバック制御により制御されるよう
になっている。この制御装置は、周知のように、加え合
わせ点４０とＰＩＤ制御演算器４１とから構成されてい
る。そして、加え合わせ点４０には、設定器で設定され
る設定温度ｒ₁₁と、第１の温度制御ゾーンｋ１の温度を
検出する熱電対ｓ１で検出される第１の温度制御ゾーン
ｋ１の加熱シリンダ３０の温度すなわち制御量ｙ₁₁とが
入力され、その偏差ｅ₁₁はＰＩＤ制御演算器４１におい
て比例積分微分（ＰＩＤ）演算により操作量ｕ₁₁が演算
され、そして第１、２の加熱ヒータｈ１-１、ｈ１-２へ
同じ操作量が出力されるようになっている。

【０００４】したがって、各温度制御ゾーンｋ１、ｋ
２、…の加熱温度を設定し、各温度制御ゾーンにおける
比例（Ｐ）定数、積分（Ｉ）定数、微分（Ｄ）定数等を
調節して、第１、第２、…の温度制御ゾーンｋ１、ｋ
２、…第１、２の加熱ヒータｈ１-１、ｈ１-２、ｈ２-
１、ｈ２-２、…を加熱すると共に、加熱シリンダ３０
にホッパ３１から樹脂材料を供給し、スクリュウを回転
駆動すると、第１、２の加熱ヒータｈ１-１、ｈ１-２、
ｈ２-１、ｈ２-２、…から加えられる熱と、スクリュウ
の回転による剪断力、摩擦力等による発熱作用とにより
樹脂材料は、可塑化される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
各加熱ヒータも、フィードバックにより制御されている
ので、一応可塑化はできるが、冷却部３３に隣接してい
る第１の温度制御ゾーンｋ１では問題がある。すなわ
ち、樹脂材料は、ホッパ３１から加熱シリンダ３０に供
給されるようになっているが、ホッパ３１の下部の樹脂
材料投入口近傍において樹脂材料が軟化すると、架橋が
生じスムーズな供給ができなくなる。そこで、樹脂材料
投入口近傍には、ジャケット３２、３２、…が設けら
れ、例えば水などで冷却されるようになっている。これ
らのジャケット３２、３２、…は冷却部３３となり、こ
れに隣接している第１の温度制御ゾーンｋ１は、冷却部
３３により奪われる熱量を補償するようにフィードバッ
ク制御されて設定温度に維持される。その結果、第１の
温度制御ゾーンｋ１の冷却部３３側では奪われる熱量
と、第１の加熱ヒータｈ１-１の発熱量とがつり合う。
しかしながら、第２の温度制御ゾーンｋ２側では、第２
の温度制御ゾーンｋ２の第１の加熱ヒータｈ２-１の熱
の影響を受けて、第１の温度制御ゾーンｋ１の第２の加
熱ヒータｈ１-２により供給される熱は、余剰となる。
その結果第１の温度制御ゾーンｋ１と第２の温度制御ゾ
ーンｋ２との間に設定温度以上になる部分すなわち過昇
温部が生じることになる。

【０００６】実験により生じた過昇温部Ｏｈは、図５に
示されている。なお、実験には加熱シリンダと同様な構
造を有するテスト装置を使用し、設定温度は第１、第
２、…の温度制御ゾーンｋ１、ｋ２、…の全ゾーンにお
いて１２０°Ｃに設定した。第１の温度制御ゾーンｋ１
と第２の温度制御ゾーンｋ２との間に設けた熱電対ｓで
計測された、この過昇温部Ｏｈの温度は、約１２８°Ｃ
であった。

【０００７】このように過昇温部Ｏｈが生じると、加熱
シリンダ３０の内部に存在する樹脂材料にヤケが生じた
り、スクリュの表面、加熱シリンダ３０の内周面等にヤ
ケた樹脂が付着し、成形不良の原因にもなる。また、過
昇温部Ｏｈが生じると、この熱が隣接する第２の温度制
御ゾーンｋ２にも伝わるが、この第２の温度制御ゾーン
ｋ２は、隣の第３の温度制御ゾーンｋ３からも加熱され
るので、第２の温度制御ゾーンｋ２は、これらの熱によ
り設定温度が満たされ、設定温度の高低如何によって
は、第２の温度制御ゾーンｋ２の第１、２の加熱ヒータ
ｈ２-１、２-２は、常にオフの、無制御状態になる問題
もある。

【０００８】そこで、この過昇温部Ｏｈの発生を抑制し
た加熱シリンダの温度制御方法が、例えば特開平３ー１
９２０号により提案されている。この温度制御方法は、
冷却部に隣接した温度制御ゾーンの実測温度と設定温度
との間に「カイリ」が生じたとき、この温度制御ゾーン
の設定温度を実測値にほぼ合致するように設定温度を再
設定するようにしたもので、この温度制御方法により過
昇温部Ｏｈの発生は抑制されるにしても、隣接温度制御
ゾーンの補償動作が考慮されていないので、当該温度制
御ゾーンの温度全体が下がり、設定通りの軸方向の温度
パターンが得られないことが予想される。

【０００９】また、この過昇温部Ｏｈは、第１の温度制
御ゾーンｋ１の第２の加熱ヒータｈ１-２の操作量を、
冷却部３３側の第１の加熱ヒータｈ１-１の操作量より
も低く設定することにより解消することはできる。しか
しながら、成形中止中と成形中、使用樹脂材料の種類、
成形条件等の多種多様な条件変更に対し、一意の操作量
で最適な条件を維持することは困難である。さらには、
第１の温度制御ゾーンｋ１の第１の加熱ヒータｈ１-１
と、第２の加熱ヒータｈ１-２とを独立したゾーンとし
て制御すると、過昇温部Ｏｈの温度上昇をある程度抑え
ることはできる。しかしながら、この制御方法も温度制
御ゾーンを細分化しただけのことで、隣接温度制御ゾー
ンの補償動作が考慮されていないので、過昇温部の実質
的な解消にはならない。このような、過昇温部はノズル
先端部の温度制御ゾーンにおいても発生するし、同様な
成形不良の問題がある。本発明は、上記したような、未
だ充分に解決されていない従来の問題点を解決した、射
出成形機の温度制御方法および温度制御装置を提供する
ことを目的とし、具体的には、局部的な過昇温部の発生
がなく、しかも設定通りの軸方向の温度パターンが得ら
れる射出成形機の温度制御方法およびこの方法の実施に
使用される温度制御装置を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、対象とする温度制御ゾーンに設けられて
いる加熱ヒータの内、低温部に近い方の加熱ヒータへ
は、フィードバック制御により得られる主操作量を印加
し、高温部に近い方の加熱ヒータへは、この主操作量か
ら操作量上限値または任意の設定値を減じた補償操作量
を印加するように構成される。すなわち、本発明は、上
記目的を達成するために、射出成形機の加熱シリンダが
軸方向に複数個の温度制御ゾーンに分割され、分割され
た各温度制御ゾーンに対応して複数個設けられている加
熱手段を制御する、射出成形機の温度制御方法におい
て、一方が、冷却フランジ、金型等の低温部に隣接し、
他方が加熱手段等により加熱される高温部に隣接してい
る温度制御ゾーンに設けられている加熱手段を制御する
とき、前記低温部に隣接している加熱手段は、前記温度
制御ゾーンに設けられている温度センサの検出温度によ
るフイードバック制御により得られる主操作量で制御
し、前記高温部に隣接している加熱手段は、前記主操作
量と、操作量上限値、任意の設定値等との偏差である余
裕量算出値を、前記主操作量から減じた補償操作量で制
御するように構成される。請求項２に記載の発明は、請
求項１に記載の余裕量算出値が、対象とする温度制御ゾ
ーンと該温度制御ゾーンに隣接した高温部との間の過昇
温部の設定温度と、該過昇温部の検知温度とから演算に
より求められ、そして請求項３に記載の発明は、請求項
２に記載の過昇温部の設定温度と検知温度が、対象とす
る温度制御ゾーンと該温度制御ゾーンに隣接した高温部
の、それぞれの設定温度と、それぞれの検出温度から、
補間演算により求められるように構成される。請求項４
に記載の発明は、射出成形機の加熱シリンダが軸方向に
複数個の温度制御ゾーンに分割され、分割された温度制
御ゾーンの一方が冷却フランジ、金型等の低温部に隣接
し、他方が加熱手段等により加熱される高温部に隣接し
ている温度制御ゾーンに設けられている複数個の加熱手
段を制御する温度制御装置であって、該温度制御装置
は、第１、２、３の加え合わせ部と、調節操作部とから
なり、前記第１の加え合わせ部には、設定温度と対象と
する温度制御ゾーンの検出温度とが入力され、前記調節
操作部は、前記第１の加え合わせ部により得られる偏差
に基づいて対象とする温度制御ゾーンの低温部に近い方
の第１の加熱手段の主操作量を演算し、前記第２の加え
合わせ部には、操作量上限値または任意の設定値等と前
記調節操作部で得られた主操作量とが入力され、前記第
３の加え合わせ部には、前記第２の加え合わせ部により
得られる偏差である余裕量算出値と前記調節操作部で得
られた主操作量とが入力されて、対象とする温度制御ゾ
ーンの高温部に近い方の第２の加熱手段の補償操作量を
出力するように構成される。そして請求項５に記載の発
明は、請求項４に記載の第２の加え合わせ部の一方の入
力端子には、対象とする温度制御ゾーンと、該温度制御
ゾーンに隣接している高温部との間の過昇温部の設定温
度と、検知温度との偏差に基づいて演算された演算値が
入力されるようになっている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１により、本発明の第１の実施
の形態を説明する。本実施の形態に係わる射出成形機１
は、従来周知のように、加熱シリンダ２を備えている。
そして、この加熱シリンダ２は、軸方向に複数個例えば
４個の第１〜第４の温度制御ゾーンＫ１、Ｋ２、Ｋ３お
よびＫＮに便宜上分割されている。分割された第１の温
度制御ゾーンＫ１の加熱シリンダ２の外周部には、第
１、２の加熱ヒータＨ１−１、Ｈ１-２が設けられ、第
２の温度制御ゾーンＫ２の加熱シリンダ２の外周部に
も、同様に第１、２の加熱ヒータＨ２−１、Ｈ２-２が
設けられ、以下同様に他のゾーンにおける加熱シリンダ
２の外周部にも加熱ヒータが適宜設けられている。ま
た、各温度制御ゾーンＫ１、Ｋ２、Ｋ３およびＫＮの加
熱シリンダ２の所定深さ位置には温度センサＳ１、Ｓ
２、Ｓ３、ＳＮが取り付けられている。各温度制御ゾー
ンＫ１、Ｋ２、Ｋ３、ＫＮに設けられている加熱ヒータ
Ｈ１-１、Ｈ２−１、Ｈ２-２、…は、第１の温度制御ゾ
ーンＫ１の第２の加熱ヒータＨ１-２以外は、これらの
温度センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＮで検出される検出温
度が設定温度になるように、例えばフィードバック制御
により制御されるが、図１には、対象としている第１の
温度制御ゾーンＫ１に設けられている加熱ヒータＨ１-
１、Ｈ１-２を制御する例のみが示されている。

【００１２】加熱シリンダ２の、図１の右方には樹脂材
料Ｊを加熱シリンダ２に供給するホッパ５が設けられて
いる。ホッパ５の絞部は、加熱シリンダ２に連通してい
るが、この近傍を取り囲むようにして水ジャケット６が
取り付けられ、冷却用流体例えば水により樹脂材料Ｊの
軟化点以下に維持されている。これにより、樹脂材料Ｊ
は軟化することなく、スムーズに加熱シリンダ２に供給
され、そしてスクリュに噛み込めれる。この水ジャケッ
ト６が、第１の温度制御ゾーンＫ１に隣接して低温部７
となっている。

【００１３】図１に示されている、第１の実施の形態に
係わる温度制御装置１０は、第１の加え合わせ点１１、
調節操作部すなわちＰＩＤ制御演算器１２、第２、３の
加え合わせ点１３、１４等から構成されている。そし
て、第１の加え合わせ点１１の一方の入力端子は、温度
設定器１６と信号ラインａにより、他方の入力端子は、
温度センサＳ１と信号ラインｂにより接続されている。
第１の加え合わせ点１１の出力端子は、信号ラインｃに
よりＰＩＤ制御演算器１２に接続され、ＰＩＤ制御演算
器１２の出力端子は、第１の温度制御ゾーンＫ１の第１
の加熱ヒータＨ１−１に信号ラインｄにより接続され、
ＰＩＤ制御演算器１２で得られる主操作量は、直接第１
の加熱ヒータＨ１-１に印加されるようになっている。
信号ラインｄからは、信号ラインｅが分岐し、この信号
ラインｅは、さらに分岐して第２、３の加え合わせ点１
３、１４の一方の入力端子にそれぞれ接続されている。
ハードウェアの上限設定器１７と第３の加え合わせ点１
３は、信号ラインｆにより、第２の加え合わせ点１３の
出力端子と第３の加え合わせ点１４の他方の入力端子
は、信号ラインｇによりそれぞれ接続されている。そし
て、第３の加え合わせ点１４の出力端子は、信号ライン
ｈにより第２の加熱ヒータＨ１−２に接続され、演算さ
れた補償操作量が印加されるようになっている。

【００１４】次に、上記実施の形態の作用について説明
する。各温度制御ゾーンＫ２〜ＫＮに設けられている加
熱ヒータＨ２-１、Ｈ２−２、…は、前述したように従
来のフィードバック制御により制御されるので、以下第
１の温度制御ゾーンＫ１に設けられている第１、２の加
熱ヒータＨ１-１、Ｈ１−２の制御について説明する。
ＰＩＤ制御演算器１２の比例定数、積分定数、微分定数
等を調節する。温度設定器１６により加熱ヒータＨ１-
１、Ｈ１−２の加熱温度ｒ（ｋ）を設定する。また、ハ
ードウェアの上限設定器１７により１００％または任意
の定数をＵ_maxとして設定する。そして、加熱シリンダ
２にホッパ５から樹脂材料Ｊを供給し、スクリュウを回
転駆動すると、加熱ヒータＨ１-１、Ｈ２−１、Ｈ２-
２、…から加えられる熱と、スクリュウの回転による剪
断力、摩擦力等による発熱作用とにより樹脂材料は、従
来周知のようにして、可塑化される。

【００１５】このとき、第１の温度制御ゾーンＫ１にお
ける温度ｙ（ｋ）は、温度センサＳ１により検出され、
そして第１の加え合わせ点１１に入力される。この加え
合わせ点１１において、ｒ（ｋ）−ｙ（ｋ）により偏差
ｅ（ｋ）が得られ、ＰＩＤ制御演算器１２において周知
のようにして、主操作量ｕ₁₁（ｋ）が演算される。この
主操作量ｕ₁₁（ｋ）が、第１の加熱ヒータＨ１-１に印
加され、第１の加熱ヒータＨ１-１は設定温度ｒ（ｋ）
になるように制御される。

【００１６】また、第２、第３のの加え合わせ点１３、
１４において、次式のようにして第２の加熱ヒータＨ１
-２に印加される補償操作量ｕ₁₂（ｋ）が演算される。 ｕ₁₂（ｋ）＝ｕ₁₁（ｋ）ー｛Ｕ_maxーｕ₁₁（ｋ）｝ （１） ここに、ｕ₁₁（ｋ）：ｋ時点での第１の加熱ヒータＨ１
-１の主操作量 ｕ₁₂（ｋ）：ｋ時点での第２の加熱ヒータＨ１-２の補
償操作量 Ｕ_max ：第１、２の加熱ヒータＨ１-１、１−２の
操作量の上限値または任意の定数 上記（１）式中の偏差｛Ｕ_maxーｕ₁₁（ｋ）｝は、ｋ時
点での加熱ヒータの余裕量に相当する。この余裕量が大
きいときは、主操作量ｕ₁₁（ｋ）から大きな値が減じら
れて補償操作量ｕ₁₂（ｋ）が得られ、これとは逆に余裕
量が小さくなるにしたがって、補償操作量ｕ₁₂（ｋ）は
主操作量ｕ₁₁（ｋ）に近づく。したがって、設定値を満
足するために大きな操作量が必要なときには第１、２の
加熱ヒータＨ１-１、Ｈ１-２は積極的に動作し、小さい
操作量で充分なときには第２の加熱ヒータＨ１-２の補
償操作量ｕ₁₂（ｋ）も小さくなるように自動調節され
る。これにより、第１、２の温度制御ゾーンＫ１、Ｋ２
の間に生じる過昇温部の発生が抑制される。また、加熱
シリンダ２の軸方向の温度パターンも設定通りになる。

【００１７】第１の実施の形態では加熱ヒータの操作量
の上限値あるいは任意の設定値Ｕ_{ma x}は、ハードウェア
の上限設定器１７により設定されたが、演算により求め
ることもできる。演算により求める第２の実施の形態が
図２に示されている。なお、図１に示されている第１の
実施の形態の構成要素と同じ同じ要素には同じ参照数字
を付けて重複説明はしない。第２の実施の形態による
と、制御装置１０’は、さらに第４の加え合わせ点１
１’と、第２のＰＩＤ制御演算器１２’とを備えてい
る。また、温度設定器１６は、過昇温部の温度を設定す
る設定器１７’も兼ねている。第４の加え合わせ点１
１’の一方の入力端子は、温度設定器１７’と信号ライ
ンａ’により接続されている。第１の温度制御ゾーンＫ
１と、第２の温度制御ゾーンＫ２との間には過昇温部の
温度を検出する温度センサＳ１’が設けられ、この温度
センサＳ１’と第４の加え合わせ点１１’の他方の入力
端子は、信号ラインｂ’で接続されている。第４の加え
合わせ点１１’の出力端子は、信号ラインｃ’により第
２のＰＩＤ制御演算器１２’に接続されている。

【００１８】次に、第２の実施の形態の作用を説明す
る。なお、第２の実施の形態によっても、第１の加熱ヒ
ータＨ１-１の主操作量ｕ₁₁（ｋ）が、第１の実施の形
態により得られた主操作量ｕ₁₁（ｋ）に対応しているこ
とは明らかである。温度設定器１７’により過昇温部の
温度ｒ（ｋ）’を設定する。過昇温部の温度ｙ（ｋ）’
は、温度センサＳ１’により検出され、そして第４の加
え合わせ点１１’に入力される。この加え合わせ点１
１’において、ｒ（ｋ）’−ｙ（ｋ）’により偏差ｅ
（ｋ）’が得られ、第２のＰＩＤ制御演算器１２’にお
いて周知のようにして、加熱ヒータの操作量の上限値す
なわち余裕量算出値Ｕ_max（ｋ）が演算される。

【００１９】第２、第３のの加え合わせ点１３、１４に
おいて、次式のようにして第２の加熱ヒータＨ１-２に
印加される補償操作量ｕ₁₂（ｋ）’が演算される。 ｕ₁₂（ｋ）’＝ｕ₁₁（ｋ）ー｛Ｕ_max（ｋ）ーｕ₁₁（ｋ）｝ （１’） ここに、ｕ₁₁（ｋ）：ｋ時点での第１の加熱ヒータＨ１
-１の主操作量 ｕ₁₂（ｋ）：ｋ時点での第２の加熱ヒータＨ１-２の補
償操作量 Ｕ_max（ｋ） ：ｋ時点での第１、２の加熱ヒータＨ１-
１、１−２の操作量の上限値 上記（１’）式中の｛Ｕ_max（ｋ）ーｕ１１（ｋ）｝
が、ｋ時点での、第１の実施の形態の加熱ヒータの余裕
量に相当することは明らかである。また、第１、２の温
度制御ゾーンＫ１、Ｋ２の間に生じる過昇温部の発生が
抑制されることも明らかである。

【００２０】本発明は、上記の実施の形態に限定される
ことなく、色々な形で実施できる。例えば射出成形機１
のノズルが含まれる温度制御ゾーンＫＮは、一方は冷却
されている金型に接し、あるいは大気へ放熱されている
ので低温部に接し、他方は加熱シリンダ２の他の温度制
御ゾーンＫ３に連なってるので、この温度制御ゾーンＫ
Ｎにも、同様に適用できる。また、加熱ヒータが設けら
れていない部分は、低温部になっているので、この低温
部に隣接している加熱ヒータが設けら温度制御ゾーンに
も同様に適用できることも明らかである。

【００２１】加熱ヒータの操作量の上限値あるいは余裕
量算出値Ｕ_max（ｋ）は、第２の実施の形態ではＰＩＤ
制御演算器１２’により求められているが、ＰＩＤ演算
する代わりに、ＰＩ演算、ファジイ演算等によって求め
ることもできる。また、第２の実施の形態では、第１の
温度制御ゾーンＫ１と、第２の温度制御ゾーンＫ２との
間に、過昇温部の温度を検出する温度センサＳ１’が設
けられているが、この過昇温部の温度は、温度センサＳ
１’により直接計測することなく、第１、第２の温度セ
ンサＳ１、Ｓ２で計測される温度を線形補間して求めた
温度を検出温度とすることもできるし、また定常伝熱計
算により導出される軸方向の温度分布式から求めた温度
を検出温度とすることもできる。同様に過昇温部の設定
温度は、第１の温度制御ゾーンＫ１の設定温度と、第２
の温度制御ゾーンＫ２の設定温度とから、線形補間して
求めることもできる。

【００２２】実施例１：加熱ヒータの操作量の操作量上
限値または任意の設定値Ｕ_maxを一定にした、第１の実
施の形態に相当する制御方法のテストをした。なお、本
テストには加熱シリンダ２と同様なテスト装置を使用し
て、第１の温度制御ゾーンＫ１と第２の温度制御ゾーン
Ｋ２との間には温度センサＳを格別に取り付けて、各温
度制御ゾーンＫ１、Ｋ２、…の温度を測定した。また、
簡単のため、全ての温度制御ゾーンＫ１、Ｋ２、…の設
定温度を１２０°Ｃにした。その結果を図３に示す。図
３において、ノズル先端からの距離は、加熱シリンダ２
の軸方向の長さに対応している。図３に示されているよ
うに、図５に示されている従来の過昇温部Ｏｈは、略解
消されていることが分かる。また、加熱シリンダ２の軸
方向の温度分布も略設定値通りになっていることも分か
る。

【００２３】実施例２：加熱ヒータの操作量の上限値す
なわち余裕量算出値Ｕ_max（ｋ）をＰＩＤ制御演算器１
２’により求めた、第２の実施の形態に相当する制御方
法のテストをした。なお、他の条件は実施例１と同じに
した。図には示されていないが、実施例１と略同一な温
度分布が得られ、過昇温部Ｏｈも解消され、実施例１と
の実質的な差異は認められなかった。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、射出成
形機の加熱シリンダが軸方向に複数個の温度制御ゾーン
に分割され、分割された各温度制御ゾーンに対応して複
数個設けられている加熱手段を制御する、射出成形機の
温度制御方法において、一方が、冷却フランジ、金型等
の低温部に隣接し、他方が加熱手段等により加熱される
高温部に隣接している温度制御ゾーンに設けられている
加熱手段を制御するとき、低温部に隣接している加熱手
段は、温度制御ゾーンに設けられている温度センサの検
出温度によるフイードバック制御により得られる主操作
量で制御し、高温部に隣接している加熱手段は、主操作
量と、操作量上限値、任意の設定値等との偏差である余
裕量算出値を、主操作量から減じた補償操作量で制御す
るように構成されているので、局部的な過昇温部の発生
を抑制することができ、また設定通りの軸方向の温度パ
ターンが得られる。したがって、本発明によると、温度
変化に敏感な樹脂材料からもヤケや熱分解を起こすこと
なく、微妙な変色も成形不良の原因になる例えば光学部
品のような高精度の成形品も得ることができる。また、
射出成形機は、一般に制御装置を備えているが、この備
わっている制御装置に演算部を設けるだけで、本発明を
実施できる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態に係わる射出機と
制御装置とを示し、制御装置部分はブロック線図で示す
模式図である。

【図２】 本発明の第２の実施の形態係わる射出機と、
制御装置とを示し、制御装置部分は部分はブロック線図
で示す模式図である。

【図３】 第１の実施の形態に相当する制御方法の実験
結果を示すグラフである。

【図４】 従来の射出機と制御装置とを示す模式図であ
る。

【図５】 従来の制御方法の実験結果を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 射出機 ２ 加熱シリンダ ７ 低温部 １０、１０’ 制御装置 １１、１３、１４ 第１〜３の加え合わせ部 １１’ 第４の加え合わせ点 １２ ＰＩＤ制御演算器 １２’ 第２のＰＩＤ制御演算器 Ｋ１、Ｋ２、… 第１、第２、…の温度制御ゾーン Ｈ１-１、Ｈ１-２ 第１、第２の加熱ヒータ Ｓ１、Ｓ２、… 第１、第２、…の温度センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形機（１）の加熱シリンダ（２）
   が軸方向に複数個の温度制御ゾーン（Ｋ１、Ｋ２、…）
   に分割され、分割された各温度制御ゾーンに対応して複
   数個設けられている加熱手段（Ｈ１-１、Ｈ１-２）を制
   御する、射出成形機の温度制御方法において、 一方が、冷却フランジの低温部（７）に隣接し、他方が
   加熱手段等により加熱される高温部（Ｋ２）に隣接して
   いる温度制御ゾーン（Ｋ１）に設けられている加熱手段
   （Ｈ１-１、Ｈ１-２）を制御するとき、 前記低温部（７）に隣接している加熱手段（Ｈ１-１）
   は、前記温度制御ゾーン（Ｋ１）に設けられている温度
   センサ（Ｓ１）の検出温度｛ｙ（ｋ）｝によるフイード
   バック制御により得られる主操作量｛ｕ₁₁（ｋ）｝で制
   御し、 前記高温部（Ｋ２）に隣接している加熱手段（Ｈ１-
   ２）は、前記主操作量｛ｕ₁₁（ｋ）｝と、操作量上限
   値、任意の設定値等（Ｕ_max）との偏差である余裕量算
   出値｛Ｕ_maxーｕ₁₁（ｋ）｝を、前記主操作量｛ｕ
   ₁₁（ｋ）｝から減じた補償操作量｛ｕ₁₂（ｋ）｝で制御
   することを特徴とする射出成形機の温度制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の操作量上限値、任意の
   設定値等（Ｕ_max）が、対象とする温度制御ゾーン（Ｋ
   １）と該温度制御ゾーン（Ｋ１）に隣接した高温部（Ｋ
   ２）との間の過昇温部の設定温度｛ｒ（ｋ）’｝と、該
   過昇温部の検知温度｛ｙ（ｋ）’｝とから演算により求
   められる射出成形機の温度制御方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の過昇温部の設定温度
   ｛ｒ（ｋ）’｝と検知温度｛ｙ（ｋ）’｝が、対象とす
   る温度制御ゾーン（Ｋ１）と該温度制御ゾーン（Ｋ１）
   に隣接した高温部（Ｋ２）の、それぞれの設定温度｛ｒ
   （ｋ）｝と、それぞれの検出温度｛ｙ（ｋ）｝から、補
   間演算により求められる射出成形機の温度制御方法。
4. 【請求項４】射出成形機（１）の加熱シリンダ（２）が
   軸方向に複数個の温度制御ゾーン（Ｋ１、Ｋ２、…）に
   分割され、分割された温度制御ゾーン（Ｋ１）の一方が
   冷却フランジの低温部（７）に隣接し、他方が加熱手段
   等により加熱される高温部（Ｋ２）に隣接している温度
   制御ゾーン（Ｋ１）に設けられている複数個の加熱手段
   （Ｈ１-１、Ｈ１-２）を制御する温度制御装置（１０）
   であって、 該温度制御装置（１０）は、第１、２、３の加え合わせ
   部（１１、１３、１４）と、調節操作部（１２）とから
   なり、前記第１の加え合わせ部（１１）には、設定温度
   ｛ｒ（ｋ）｝と対象とする温度制御ゾーン（１１）の検
   出温度｛ｙ（ｋ）｝とが入力され、前記調節操作部（１
   ２）は、前記第１の加え合わせ部（１１）により得られ
   る偏差｛ｅ（ｋ）｝に基づいて対象とする温度制御ゾー
   ン（Ｋ１）の低温部（７）に近い方の第１の加熱手段
   （Ｈ１-１）の主操作量｛ｕ₁₁（ｋ）｝を演算し、前記
   第２の加え合わせ部（１３）には、操作量上限値、任意
   の設定値等（Ｕ_max）と前記調節操作部（１２）で得ら
   れた主操作量｛ｕ₁₁（ｋ）｝とが入力され、前記第３の
   加え合わせ部（１４）には、前記第２の加え合わせ部
   （１３）により得られる偏差である余裕量算出値｛Ｕ
   _maxーｕ₁₁（ｋ）｝と前記調節操作部（１２）で得られ
   た主操作量｛ｕ₁₁（ｋ）｝とが入力されて、対象とする
   温度制御ゾーン（Ｋ１）の高温部（Ｋ２）に近い方の第
   ２の加熱手段（Ｈ１-２）の補償操作量｛ｕ₁₂（ｋ）｝
   を出力することを特徴とする、射出成形機の温度制御装
   置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の第２の加え合わせ部
   （１３）の一方の入力端子には、対象とする温度制御ゾ
   ーン（Ｋ１）と、該温度制御ゾーン（Ｋ１）に隣接して
   いる高温部（Ｋ２）との間の過昇温部の設定温度｛ｒ
   （ｋ）’｝と、検知温度｛ｙ（ｋ）’｝との偏差｛ｅ
   （ｋ）’｝に基づいて演算された演算値｛Ｕ
   _max（ｋ）｝が入力されるようになっている射出成形機
   の温度制御装置。