まず、本発明が適用可能な射出成形機の� ��出装置及び加熱シリンダについて図1乃至図 3を参照しながら説明する。図1は射出装置10� �断面図である。

 射出装置10は、加熱シリンダ(単にシリン� ��とも称する)11と加熱シリンダ11の中で回転� �び前後移動可能なスクリュ13を有する。シリ ンダ11の先端には、ノズル口106が形成された� ��出ノズル105が設けられる。シリンダ11の所� �の位置に樹脂供給口112が形成される。樹脂� �給口112には、接続筒113を介してホッパ12が接 続され、ホッパ12内の樹脂ペレット115が接続� ��113及び樹脂供給口112を通ってシリンダ11内� �供給される。また、シリンダ11の外周には、 面状のバンドヒータh1,h2,h3が取り付けられて� ��る。バンドヒータh1,h2,h3に通電することに� �りシリンダ11内で樹脂ペレット115を加熱し、 溶融させることができる。

 スクリュ13は、フライト部102、フライト� �102の前端に設けられたスクリュヘッド107及� �シール部108を有する。フライト部102は、ス� �リュ13本体の外周面に螺旋状に形成されたフ ライト103を有し、フライト103によって螺旋状 の溝104が形成される。また、フライト部102に は後方から前方にかけて順に、ホッパ12から� ��下した樹脂ペレット115が供給され前方に送� ��れる送りゾーンS1、供給された樹脂ペレッ� �115を圧縮しながら溶融させる圧縮ゾーンS2、 及び溶融させられた樹脂を一定量計量する計 量ゾーンS3が形成される。なお、加熱シリン� ��11のゾーン分割は、送りゾーンS1,圧縮ゾー� �S2,計量ゾーンS3の3つのゾーンに限ることな� �、3つ以上のゾーンに分割してバンドヒータ� ��各ゾーンに独立に設けることとしてもよい� ��

 計量工程時にスクリュ13を正方向に回転� �せると、樹脂ペレット115は樹脂供給口112か� �送りゾーンS1に供給され、溝104内を前進(図� �おける左方に移動)させられる。それに伴っ� ��、スクリュ13が後退(図における右方に移動) させられ、樹脂がスクリュヘッド107の前方に 蓄えられる。なお、溝104内の樹脂は、送りゾ ーンS1においてペレットの形状のままであり� ��圧縮ゾーンS2において半溶融状態になり、� �量ゾーンS3において完全に溶融させられて液 状になる。そして、射出工程時に、スクリュ 13を前進させると、スクリュヘッド107の前方� ��蓄えられた液状の樹脂は、射出ノズル105か� ��射出され、金型装置の固定金型のキャビテ� ��空間に充填される。

 図2は、上述の加熱シリンダ11の温度を制� ��するための温度制御装置の構成を示す図で� ��る。図2に示すように、加熱シリンダ11及び� ��出ノズル105は、冷却シリンダ14から射出ノ� �ル105に至る長手方向沿って、4つのゾーンに� ��分されている。ここでは、備えられたヒー� ��に対応して4つのゾーンを冷却シリンダ14に� ��接したゾーンから順に、第1のゾーン21、第2 のゾーン22、第3のゾーン23、第4のゾーン24と� ��する。したがって、ノズル105は第4のゾーン 24を形成している。なお、冷却シリンダ14は� �ッパ12及びその近傍を冷却するために設けら れるシリンダであり、ホッパ12の周囲を一定� ��温度以下に維持するために設けられている� ��また、図示はしていないが、ノズル105の周� ��にもヒータが設けられており、ノズル105を� ��熱している。このヒータをヒータh4と称す� �こととする。

 第1乃至第3のゾーン21~23には、図1に示す� �うに、個別に通電されるバンドヒータh1,h2,h3 が加熱シリンダ11の外周に配置されている。� ��た、図2に示す例では、第1のゾーン21に、径 方向に1組の温度センサである温度センサA-1,A -2が配置されており、同様に、第2のゾーン22� ��は、1組の温度センサである温度センサB-1,B- 2が配置され、第3のゾーン23にも1組の温度セ� ��サである温度センサC-1,C-2が配置されている 。更に、第4のゾーン24には、2組の温度セン� �である温度センサD-1,D-2;E-1,E-2が設けられて� �る。なお、各ゾーンに設けられた一対の温� �センサのうち、シリンダ11の外壁面に近いほ うの温度センサA-2~E-2は少なくとも一個設け� �れていればよい。

 各組の温度センサの加熱シリンダ11及び� �ズル105に対する位置は、同様であるので、� �3A~図3Cに示す温度センサA-1,A-2を例に取って� �明する。温度センサA-1は加熱シリンダ11の内 壁近傍の温度を検出するために、加熱シリン ダ11の内壁近傍までの深さを有する孔内に埋� ��されている。温度センサA-2は、温度センサA -1よりヒータh1に近い位置に埋設されている� �温度センサA-1とA-2とは、加熱シリンダ11の同 一断面上で、半径方向に互いに異なる位置に 設けられている。図3Aに示す例では、温度セ� ��サA-1とA-2とは半径方向に反対側の位置、即� ��、180°離れた位置に設けられている。

 図3Bに示すように、周方向内における同� �の位置であり、同一ヒータ領域内で軸方向� �ずらした位置に、温度センサA-1とA-2とを設� �てもよい。この場合、内壁近傍の温度セン� �A-1とそれより外側の温度を検出する温度セ� �サA-2とは、それぞれの配設孔に設けられる� �その結果、一つの配設孔に一つの温度セン� �を配置することができるので、温度センサ� �組み付けやメンテナンスが容易となる。

 また、図3Cに示すように、周方向内にお� �る同一の位置であり、軸方向にも同一の位� �に温度センサA-1とA-2とを設けてもよい。こ� �場合、内壁近傍の温度センサA-1とそれより� �側の温度を検出するセンサA-2とが、同一の� �設孔に設けられる。その結果、径方向の熱� �動量を正確に検出することができ、内壁近� �の熱流束を正確に把握することができる。

 以上のように、本実施例では、射出ノズ� ��105及び加熱シリンダ11の長手方向に沿って� �一ヒータによるゾーン内に複数の温度セン� �が設けられる。また、同一断面の異なった� �さに複数の温度センサが設けられる。

 図2に示すように、各組の温度センサ(例� �ば、A-1,A-2)は、コントローラ130に接続されて いる。コントローラ130は、温度制御部301、ス イッチ302-1~302-4、及び電源303を備えている。� ��度制御部301は、各温度センサからの入力信� ��(検出値)に基づいて演算を行い、演算結果� �操作量としてPWM信号、アナログ信号などの� �で出力する。スイッチ302-1~302-4は、当該操作 量に基づいてオンオフを行う。電源303は、ス イッチ302-1~302-4を介して、第1乃至第4のゾー� �21~24に設けられたヒータh1,h2,h3,h4に通電する� ��

 温度制御部301は、温度センサからの検出� ��を表示すると共に温度設定値を入力して温� ��制御部301に与える表示入力装置(単に表示装 置とも称する)135に接続されている。表示入� �装置135は、好ましくはディスプレイ装置で� �り、図示されたような表示設定画面を表示� �る。図示された表示設定画面には、各ゾー� �における温度センサからの検出値、即ち、� �度検出値をゾーン毎に表示する温度検出値� �示部351、各ゾーンの温度を設定値として設� �する温度設定部352などが表示される。

 表示設定画面には、各温度センサの検出� ��度が全て表示される。また、表示装置135に� ��、ノズル105及び加熱シリンダ11の各ゾーン� �温度制御を同一ゾーン内に設置された複数� �温度センサのうち、どの温度センサを用い� �制御するかを選択できるスイッチが具備さ� �ている。

 一方、温度制御部301は、表示装置135で選� ��された温度センサの検出温度と、設定され� ��温度の差に基づいて制御演算を行い、演算� ��果を操作量として、各ゾーンのヒータに対� ��して設けられたスイッチ302-1~302-4に出力す� �。即ち、温度制御部301からの操作量は、ス� �ッチ302-1~302-4のオン期間を決定する信号であ り、スイッチ302-1~302-4がオンしている時間の� ��合を表すオン・デューティを制御する。こ� ��結果、各ゾーンにおける通電時間が制御さ� ��、ノズル105及び加熱シリンダ11の選択され� �温度センサが配置された位置の温度が設定� �れた温度に保たれる。

 図2に示す温度センサA-1~E-2と、コントロ� �ラ130と、表示入力装置135とにより、後述す� �ようにシリンダ11の各部の熱流束又は熱流量 を表示してシリンダ11内の樹脂の状態を監視� ��る監視装置が構成される。

 なお、上述の射出成形機はシリンダ内の� ��出部材であるスクリュにより、樹脂の溶融� ��計量、射出が行われるいわゆるスクリュ式� ��出成形機であるが、本発明はスクリュ式射� ��成形機に限られない。例えば、樹脂の溶融� ��は別に計量部材であるプランジャにより計� ��及び射出を行ういわゆるプリプラ式射出成� ��機にも本発明を適用することができる。

 次に、本発明の一実施形態による射出成� ��機の監視装置における表示例について説明� ��る。以下の説明は、上述の射出成形機のシ� ��ンダ11内の樹脂の状態を把握するための表� �例を説明するものとし、表示は表示装置135� �行われるものとする。また、シリンダ11はゾ ーンZ1~Z4までの4つの領域に分割され、かつシ リンダ11の先端のノズル部分はゾーンZ15a及び Z15bの2つの領域に分割され、各ゾーンに温度� ��ンサが設けられているものとする。

 ここで、表示装置135は必ずしも射出成形� ��の設定操作モニタでなくてもよく、射出成� ��機とは別に備えられた通常のPCであっても� �い。また、複数の射出成形機の運転状態を� �理する集中管理装置であってもよい。

 図4はシリンダ11の内壁温度をシリンダ11� �軸方向に沿って表示した表示画面30を示す図 である。図4に示す表示画面30の上部には、シ リンダ11の内壁温度を示すグラフ31が表示さ� �ている。グラフ31において、横軸はシリンダ 11の軸に沿った位置を表しており、シリンダ1 1の後端からノズル105の先端までが表示され� �。グラフ31の縦軸は、後述する推定方法によ り算出された内壁温度を表している。グラフ 31の横軸において、左側がシリンダのノズル� ��であり、右側が冷却シリンダ14側である。� �こでは、内壁温度とは、シリンダ11の内壁で 樹脂に接触する部分の近傍の温度(図3A~図3Cに 示す温度センサA-1の位置の温度)を示してい� �。グラフ31では、シリンダ11の軸方向に沿っ� ��連続して内壁温度が示されているが、実際� ��温度検出値は温度センサA-1~E-2により得られ る検出値のみであり、それ以外の位置での内 壁温度は多項式を用いた補間式で求められた 推定値である。

 なお、グラフ31の中に示された各縦線は� �その下に示されているゾーンZ1~Z15bにおける� ��度センサの位置を示している。例えば、Z1� �いう表示の真上にある縦線はゾーンZ1内に設 けられた温度センサA-1のシリンダ軸方向に沿 った位置を示している。

 図4において、内壁温度を示すグラフ31の� ��方には、シリンダ11の内外両壁の中間部分(� ��3に示すセンサA-2の位置)の温度が各ゾーン� �に棒グラフ領域32~37内に示されている。各棒 グラフ領域32~37の中には棒グラフで示す温度� ��数値も示されている。また、各棒グラフ領� ��32~37の下には、シリンダ11の内外両壁の中間 部分の温度の設定値を示す数値表示領域38~43� ��設けられており、シリンダ11の内外両壁の� �間部分の温度の設定値が各ゾーン毎に数値� �示されている。

 また、外壁近傍に温度センサを設け、そ� ��の検出値を表示してもよい。この場合、ヒ� ��タにより近い外壁近傍の温度を把握するこ� ��ができる。外壁近傍の温度はヒータに速く� ��答するので、ヒータの制御性を向上させる� ��とができる。

 ゾーンZ1では、内外両壁の中間部分の温� �が170℃になるように設定され(設定値170℃)、 実際の内外両壁の中間部分の温度は棒グラフ 及び数値により170℃となっていることが示さ れている。また、ゾーンZ2では、内外両壁の� ��間部分の温度が190℃になるように設定され( 設定値190℃)、実際の内外両壁の中間部分の� �度は棒グラフ及び数値により190℃となって� �ることが示されている。また、ゾーンZ3では 、内外両壁の中間部分の温度が200℃になるよ うに設定され(設定値200℃)、実際の内外両壁� ��中間部分の温度は棒グラフ及び数値により2 00℃となっていることが示されている。さら� ��、ゾーンZ4においては、内外両壁の中間部� �の温度が200℃になるように設定され(設定値2 00℃)、実際の内外両壁の中間部分の温度は棒 グラフ及び数値により200℃となっていること が示されている。ゾーンZ15a及びZ15bにおいて� ��、内外両壁の中間部分の温度が200℃になる� ��うに設定され(設定値200℃)、実際の内外両� �の中間部分の温度は棒グラフ及び数値によ� �200℃となっていることが示されている。

 図4に示す例ではシリンダ11の温度が各ゾ� ��ンにおいて設定値と同じになっている。シ� ��ンダ11の内壁の推定温度のグラフ31を参照し ながら設定を行うことができる。

 このように、軸方向に配設されたヒータh 1~h3のそれぞれに、1組の温度センサが取り付� ��られているので、1つのヒータが加熱するゾ ーンの温度を、軸方向において1箇所で推定� �て、推定値に基づいてグラフ31が表示される 。このため、例えば、図1及び図2の例におい� ��は、ヒータh1により制御される第1のゾーン2 1が温度センサA-1,A-2の推定領域となる。

 さらにまた、グラフ31で表示された内壁� �推定温度と、棒グラフ領域32~37に表示されて いる温度センサの検出値とを比較することが できる。例えば、内外壁面の中間部分や外壁 近傍の温度センサの検出値が同一の値であっ たとしても、樹脂の溶融状態が安定している とは限らない。そこで、グラフ31で表示され� ��内壁の推定温度と、棒グラフ領域32~37に表� �されている温度センサの検出値とを比較す� �ことで、径方向においてシリンダ内部の温� �のほうがが高いか、あるいは低いかを把握� �ることができる。例えば、ゾーンZ3では、棒 グラフ領域に34示された温度が200℃であるの� ��対し、グラフ31で示される内壁の推定温度� �約210℃であり、内壁近傍の温度、すなわち� �脂の温度が高いことが示されている。この� �うにして、シリンダの軸方向に沿った内壁� �推定温度の変動を把握することで、温度分� �の繰り返し安定性を確認でき、樹脂の溶融� �態の安定性を把握することができる。

 なお、温度設定値の下には保温設定温度� ��示されている。図4において、保温設定温度 は100℃に設定されている。保温設定温度は射 出成形機の運転を休止した際にシリンダ11内� ��樹脂を予熱しておく温度である。保温設定� ��度の下には、温度の監視範囲が示されてい� ��。ここでは温度の監視範囲は20℃に設定さ� �ている。また、温度の監視範囲の下には、� �ゾーンで温度監視を行うか否か示されてい� �。図4に示す例では、ゾーンZ1,Z2,Z4,Z15a,Z15bに� ��いて温度監視を行っており「入」が表示さ� ��ている。一方、ゾーンZ3では温度監視は行� �ない設定となっており、「入」は表示され� �いない。

 以上の表示の他に、シリンダ11が冷えて� �る状態でのスクリュ13の運転を防止するため に、スクリュ冷間起動防止時間が「15分」に� ��定されていることが表示されている。また� ��異常時ヒータ処理が「保温」に設定されて� ��り、射出成形機の異常時のシリンダ11を保� �にすることが表示されている。

 以上のように、図4に示す表示画面では、 グラフ31においてシリンダ11の内壁温度がシ� �ンダ11の軸方向位置に対応して連続線で示さ れており、グラフ31を見ることによりシリン� ��11内の樹脂の温度、すなわちシリンダ11内の 樹脂の状態を容易に把握することができる。 すなわち、シリンダ11の内壁温度は、シリン� ��11の内壁近傍のエネルギー量を表す値に相� �し、したがって、シリンダ11内の樹脂のエネ ルギー量を表す値に相当する。

 図5はシリンダ11の内壁温度をシリンダ11� �軸方向に沿って表示した表示画面50を示す図 である。図5に示す表示画面50の上部には、シ リンダ11の内壁温度を示すグラフ51が表示さ� �ている。グラフ51は図4に示すグラフ31と同じ であり、連続線が複数本(図5では2本)示され� �いる点が異なる。2本の連続線のうち、実線� ��示す連続線は図4に示すグラフ31の連続線と� ��じ現時刻での内壁温度を示す線であり、点� ��で示す連続線は現時刻より15分前の内壁温� �を示す線である。すなわち、グラフ51には現 時点における内壁温度に加えて過去の時点で の内壁温度を示すことができる。これにより 、シリンダ11の内壁温度の推移、すなわちシ� ��ンダ11内の樹脂の状態の推移を容易に認識� �ることができる。

 なお、表示画面50におけるグラフ51以外の 表示内容は、図4に示す表示画面30と同様であ り、その説明は省略する。

 図6はシリンダ11の内壁熱流束をシリンダ1 1の軸方向に沿って表示した表示画面60を示す 図である。図6に示す表示画面60の上部には、 シリンダ11の内壁熱流束を示すグラフ61が表� �されている。グラフ61において、横軸はシリ ンダ11の軸方向位置を表し、縦軸は内壁近傍� ��おける熱流束を表している。グラフ61の横� �において、左側がシリンダのノズル側であ� �、右側が冷却シリンダ14側である。グラフ61� ��に示された縦線は、ゾーンの区切りを示す� ��であり、例えばZ1という表示とZ2という表示 の間にある縦線は、シリンダ軸方向における ゾーンZ1とゾーンZ2の間の境界の位置を示し� �いる。

 内壁熱流束とは、シリンダ11の内壁で樹� �に接触する部分における熱量の移動を示す� �である。グラフ61では、シリンダ11の軸方向� ��沿って連続して内壁熱流束が示されている� ��、内壁熱流束がプラス側にある部分ではシ� ��ンダ11の外側から内側に向かって熱が移動� �ていることが示され、内壁熱流束がマイナ� �側にある部分ではシリンダ11の内側から外側 に向かって熱が移動していることが示されて いる。言い換えれば、内壁熱流束がプラス側 にある部分ではシリンダ11(ヒータ)から樹脂� �熱が移動していることが示され、内壁熱流� �がマイナス側にある部分では樹脂からシリ� �ダ11に熱が移動していることが示されている 。また、グラフ61において、内壁熱流束を示� ��連続線がプラス側になった部分の面積S1,S2� �、シリンダ11内から樹脂に供給された熱流量 を表すこととなり、内壁熱流束を示す連続線 がマイナス側になった部分の面積S3,S4は、シ� ��ンダ11内の樹脂からシリンダ11に移動した熱 流量を表すこととなる。

 以上のように、グラフ61を見ることによ� �、シリンダ11の各部における熱の移動方向や 移動の速さ、及び移動した熱量を容易に把握 することができ、シリンダ11内の樹脂の状態� ��容易に判断することができる。すなわち、� ��ラフ61における内壁熱流束は、シリンダ11の 内壁近傍のエネルギー量を表す値に相当し、 したがって、シリンダ11内の樹脂のエネルギ� ��量を表す値に相当する。

 なお、シリンダ11の内壁熱流束は、推定� �により演算された推定値である。推定器の� �算により内壁熱流束を求める方法について� �後述する。また、表示画面60におけるグラフ 61以外の表示内容は、図4に示す表示画面30と� ��様であり、その説明は省略する。

 図7はシリンダ11の各ゾーンにおける熱流� ��とシリンダ11の断面における温度分布とを� �リンダ11の軸方向に沿って表示した表示画面 70を示す図である。図7に示す表示画面70の上� ��には、シリンダ11の各ゾーンにおける熱流� �を表わす数値が示された熱流量表示領域71と 、シリンダ11の断面における等温線が示され� ��コンター図72とが表示されている。コンタ� �図72において、等温線で囲まれた部分は色分 けされているが、図7では便宜上網掛けによ� �区別されており、網掛けの種類により色分� �が示されている。コンター図72内に示された 縦線は、ゾーンの区切りを示す線であり、例 えばZ1という表示とZ2という表示の間にある� �線は、シリンダ軸方向におけるゾーンZ1とゾ ーンZ2の間の境界の位置を示している。

 熱流量表示領域71において、シリンダ11の 各ゾーンにおける熱流量が数値で示されてい る。熱流量の数値がプラスのゾーンでは、シ リンダ11の外側から内側に向かって熱が移動� ��ていることが示され、熱流量の数値がマイ� ��スのゾーンでは、シリンダ11の内側から外� �に向かって熱が移動していることが示され� �いる。言い換えれば、熱流量の数値がプラ� �のゾーンではシリンダ11から樹脂に対して熱 が供給されていることが示され、熱流量の数 値がマイナスのゾーンではシリンダ11に熱が� ��げていることが示されている。

 熱流量表示領域71に示された熱流量の値� �コンター図72とを見ることにより、シリンダ 11の各部における熱の移動方向及び熱流量と� ��リンダ11内の温度分布を容易に把握するこ� �ができ、シリンダ11内の樹脂の状態を容易に 判断することができる。すなわち、熱流量表 示領域71に示された熱流量の値とコンター図7 2とは、シリンダ11の内壁近傍のエネルギー量 を表す値に相当し、したがって、シリンダ11� ��の樹脂のエネルギー量を表す値に相当する� ��

 なお、熱流量表示領域71に示された熱流� �の値は、推定器により演算された推定値で� �る。推定器の演算により熱流量を求める方� �については後述する。また、表示画面70にお ける熱流量表示領域71及びコンター図72以外� �表示内容は、図4に示す表示画面30と同様で� �り、その説明は省略する。

 図8はシリンダ11の軸方向に沿った内壁温� ��とシリンダ11の断面における温度分布とを� �リンダ11の軸方向に沿って表示した表示画面 80を示す図である。図8に示す表示画面80の上� ��には、シリンダ11の軸方向に沿った内壁温� �を示すグラフ81と、シリンダ11の断面におけ� ��等温線が示されたコンター図82とが表示さ� �ている。コンター図82は図7に示すコンター� �72と同様であり、等温線で囲まれた部分は色 分けされているが、図8では便宜上網掛けに� �り区別されており、網掛けの種類により色� �けが示されている。コンター図82内に示され た縦線は、ゾーンの区切りを示す線であり、 例えばZ1という表示とZ2という表示の間にあ� �縦線は、シリンダ軸方向におけるゾーンZ1と ゾーンZ2の間の境界の位置を示している。

 グラフ81は、図4に示すグラフ31と同様で� �るが、もう一つの横軸として時間軸が設け� �れ、時間軸により過去の時点での内壁温度� �表示されている。グラフ31において、実線は 現時点での内壁温度を示し、点線は10分前の� ��点での内壁温度を示し、一点鎖線は20分前� �時点での内壁温度を示している。また、必� �しも点線や一点鎖線での相違だけでなく、� �分けして表示してもよい。この場合、モニ� �から離れた場所からでも線の種類を容易に� �断することができ、誤認を防止することが� �きる。

 グラフ81に示された現在及び過去の内壁� �度とコンター図82とを見ることにより、シリ ンダ11の各部における温度の推移を容易に把� ��することができ、シリンダ11内の樹脂の状� �を容易に判断することができる。すなわち� �グラフ81に示された内壁温度とコンター図82� ��は、シリンダ11の内壁近傍のエネルギー量� �表す値に相当し、したがって、シリンダ11内 の樹脂のエネルギー量を表す値に相当する。

 なお、グラフ81に示された内壁温度の値� �、推定器により演算された推定値である。� �定器の演算により内壁温度を求める方法に� �いては後述する。また、表示画面80における グラフ81及びコンター図82以外の表示内容は� �図4に示す表示画面30と同様であり、その説� �は省略する。

 図9はシリンダ11の軸方向に沿った内壁温� ��とシリンダ11の断面における温度分布とを� �リンダ11の軸方向に沿って表示した表示画面 85を示す図である。図9に示す表示画面85の上� ��には、シリンダ11の軸方向に沿った内壁温� �を示すグラフ86と、シリンダ11の断面におけ� ��等温線が示されたコンター図82とが表示さ� �ている。コンター図82は図7に示すコンター� �72と同様であり、等温線で囲まれた部分は色 分けされているが、図8では便宜上網掛けに� �り区別されており、網掛けの種類により色� �けが示されている。

 グラフ86は、図4に示すグラフ31と同様で� �るが、もう一つの横軸としてシリンダ内壁� �からの距離を表わす軸が設けられている。� �れにより、グラフ86には、シリンダ内壁面か ら異なる距離におけるシリンダ温度が示され ている。グラフ86における実線はシリンダ内� ��面に相当する位置(距離はゼロ)での内壁温� �を示し、点線はシリンダ内壁面から10mm程度� ��距離におけるシリンダ温度を示し、一点鎖� ��はシリンダ内壁面から20mm程度の距離におけ るシリンダ温度を示している。また、この場 合も図8と同様に、必ずしも点線や一点鎖線� �の相違だけでなく、色分けして表示しても� �い。この場合、モニタから離れた場所から� �も線の種類を容易に判断することができ、� �認を防止することができる。

 グラフ86に示された複数の距離における� �リンダ温度とコンター図82とを見ることによ り、シリンダ11の内部における温度の推移を� ��易に把握することができ、シリンダ11内の� �脂の状態を容易に判断することができる。� �なわち、グラフ86に示されたシリンダ温度と コンター図82とは、シリンダ11の内壁近傍の� �ネルギー量を表す値に相当し、したがって� �シリンダ11内の樹脂のエネルギー量を表す値 に相当する。

 なお、グラフ86に示された温度の値は、� �定器により演算された推定値である。推定� �の演算により温度を求める方法については� �述する。また、表示画面85におけるグラフ86� ��びコンター図82以外の表示内容は、図4に示� ��表示画面30と同様であり、その説明は省略� �る。

 図10はシリンダ11の各ゾーンにおける熱流 量を表示した表示画面90を示す図である。図1 0に示す表示画面90の上部には、シリンダ11の� ��ゾーンにおける熱流量を表わすグラフ91が� �示されている。グラフ91は、シリンダ11の各� ��ーンにおける熱流量を矢印で表わしている� ��矢印の位置はその下に示されるゾーン内の� ��リンダ軸方向位置を示している。矢印の向� ��は熱の移動方向を示し、矢印の大きさは熱� ��量の大きさを示している。なお、ゾーンZ15a 及びZ15bにおける熱流量は小さいため、矢印� �はなく星型で示されており、ゾーンZ1におけ る矢印は先端がグラフの範囲を超えているた め矢印の先端が途切れた状態で示されている 。これらの矢印は図7の熱流量の数値に対応� �ている。

 熱流量の矢印がプラス側に向いている(下 向き)ゾーンでは、シリンダ11の外側から内側 に向かって熱が移動していることが示され、 熱流量の矢印がマイナス側に向いている(上� �き)のゾーンでは、シリンダ11の内側から外� �に向かって熱が移動していることが示され� �いる。言い換えれば、熱流量の矢印がプラ� �側に向いているゾーンではシリンダ11から樹 脂に熱が供給されていることが示され、熱流 量の矢印がマイナス側に向いているゾーンで は樹脂からシリンダ11に対して熱が移動して� ��ることが示されている。

 グラフ91に示された熱流量の矢印を見る� �とにより、シリンダ11の各部における熱の移 動方向及び熱流量を容易に把握することがで き、シリンダ11内の樹脂の状態を容易に判断� ��ることができる。すなわち、グラフ91に示� �れた熱流量の矢印は、シリンダ11の内壁近傍 のエネルギー量を表す値に相当し、したがっ て、シリンダ11内の樹脂のエネルギー量を表� ��値に相当する。

 なお、矢印により表わされる熱流量の値� ��、推定器により演算された推定値である。� ��定器の演算により熱流量を求める方法につ� ��ては後述する。また、表示画面90における� �ラフ91以外の表示内容は、図4に示す表示画� �30と同様であり、その説明は省略する。また 、熱流量値を矢印ではなく棒グラフで表すよ うにしてもよい。

 図11はシリンダ11の各ゾーンにおける熱流 量を表示した表示画面95を示す図である。図1 1に示す表示画面95の上部には、シリンダ11の� ��ゾーンにおける熱流量の数値を表わす熱流� ��表示領域96が設けられている。熱流量表示� �域96には、シリンダ11の各ゾーンにおける熱� ��量が数値で表示されている。数値符号は熱� ��移動方向を示し、数値の絶対値の大きさは� ��流量の大きさを示している。熱流量表示領� ��96に表示された熱流量は、図10において矢印 で示す熱流量と同じであり、数値で示したも のであり、図7の熱量の数値と同じである。

 熱流量表示領域96に示された熱流量の符� �及び絶対値を見ることにより、シリンダ11の 各部における熱の移動方向及び熱流量を容易 に把握することができ、シリンダ11内の樹脂� ��状態を容易に判断することができる。すな� ��ち、熱流量表示領域96に示された熱流量の� �値は、シリンダ11の内壁近傍のエネルギー量 を表す値に相当し、したがって、シリンダ11� ��の樹脂のエネルギー量を表す値に相当する� ��

 なお、数値により表わされる熱流量の値� ��、推定器により演算された推定値である。� ��定器の演算により熱流量を求める方法につ� ��ては後述する。また、表示画面95における� �域96以外の表示内容は、図4に示す表示画面30 と同様であり、その説明は省略する。

 次に、シリンダ11の内壁温度及び熱流量� �推定する推定方法について説明する。

 図12はシリンダ11の境界面(内壁面及び冷� �シリンダ14の側端面、金型タッチ面、外表面 )の法線方向における熱流束を求めるための� �定器140の原理構成図である。推定器140はコ� �トローラ130内の電子回路及び/又はソフトウ� ��ア・プログラムにより構成され、シリンダ1 1のモデル142とフィルタ144とを含む。

 ここで、コントローラは必ずしも射出成� ��機の各駆動部を制御するコントローラと同� ��の制御装置内に設ける必要はない、例えば� ��射出成形機の制御装置とは別に備えられた� ��常のPCであってもよい。また、複数の射出� �形機の運転状態を管理する集中管理装置の� �ニタであってもよい。

 推定器140には、シリンダ11の伝熱特性が� �め記憶させてある。あるいは、特定のシリ� �ダに適合するように、その特定のシリンダ� �伝熱特性に基づいて推定器140を作成する。� �リンダ11の伝熱特性は、シリンダ11全体を有� ��個の領域に分割して表現し、少なくとも「� ��領域の温度」、「各領域の温度の時間微分� ��、「各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流� ��」、「大気の温度」、「シリンダを加熱す� ��ヒータのオン・デューティ」を含む物理量� ��定量的関係を以下の線形代数方程式(1)で表� ��したものである。この線形代数方程式(1)が� ��デル142に相当する。

 
 
 上記線形代数方程式において、各記号は以� ��の要素を表わす。

 θ ₁ ・・・θ _n :各領域の温度
 Qi ₁ ・・・Qi _m :各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量
 θ _a :大気の温度
 η ₁ ・・・η _p :シリンダを加熱するヒータのオン・デュー� �ィ(動作時間)
 t:時刻
 C:各領域の熱容量
 α:各領域間の熱伝導係数
 R _i :樹脂、スクリュと直接熱接触している領域� �表わす行列
 α _o :大気への放熱の熱伝達係数(シリンダカバー� ��熱電対の特性、取り付け状態も表わす)
 Q _h :各ヒータが定格動作で各領域を加熱する能� �(ヒータの発熱分布、配置、熱接触状態も表� ��す)
 推定器140において、シリンダ11のモデル142� �、現在のシリンダ11の各領域の温度の推定値 を保持する。そして、推定器140は、この「各 領域の温度」と、「各領域と樹脂、スクリュ との間の熱流量」、「大気の温度」、「シリ ンダを加熱するヒータのオン・デューティ」 とから、上述のシリンダ11の伝熱特性を示す� ��(1)を用いて「各領域の温度の時間微分」を� ��出する。ここで、各領域θに対応するn個の� ��域は、熱流量Qに対応するm個の領域を囲む� �うに配置されている。また、ヒータのオン� �デューティηはヒータの数に対応してp個配� �されている。そして、算出された「各領域� �温度の時間微分」と後述する「各領域の温� �の補正データ」に応じて、モデル142自らが� �持している「各領域の温度」の推定値を増� �させる。この「各領域の温度」の推定値を� �いて、内挿又は外挿により内壁及び任意の� �さの位置での温度を計算し、表示すること� �できる。これにより、図4~図9の31,51,81,86やコ ンター図72,82に示された温度をモニタに表示� ��ることができる。

 「各領域の温度の補正データ」と「熱流� ��」は、フィルタ144により得られる。フィル� ��144は、「全体の温度の検出値」と、モデル1 42が保持している「各領域の温度」の推定値� ��うち当該検出値に対応する領域の温度の推� ��値との偏差を取り込む。「全体の温度の検� ��値」としては、ノズル及び加熱シリンダに� ��えられた温度センサの検出値が用いられる� ��そして、フィルタ144は、「各領域と樹脂、� ��クリュとの間の熱流量」及び「各領域の温� ��の補正データ」をモデル142に出力する。フ� ��ルタ144は、微分・積分計算を行うことがで� ��ることが好ましい。ここで出力された「各� ��域と樹脂、スクリュとの間の熱流量」を用� ��て、図6、図7、図10、図11のグラフ61,91や表� �領域71,96に表された熱流束や熱流量をモニタ に表示することができる。

 なお、モデルによって作成された各領域� ��対応するように、各温度センサの検出値を� ��間し、各領域の温度の検出値を算出しても� ��い。この場合、全ての領域において偏差を� ��めることができる。

 以上のように、シリンダ11の境界面(内壁� ��及び冷却シリンダ14の側端面、金型タッチ� �、外表面)の法線方向における熱流束は、シ� ��ンダ11を加熱するヒータの動作指令値(オン� ��デューティの指令値)と温度センサからの温 度検出値とに基づいて推定器140により推定さ れる。ここで算出された「熱流量」と「温度 の推定値」を用いて、表示入力装置135のモニ タに表示する。さらに、実際の加熱シリンダ で検出された温度検出値も表示入力装置135の モニタに表示させることができる。

 また、ここでは図1及び図2に示すように� �軸方向に配設されたヒータh1~h3のそれぞれに 、1組の温度センサが取り付けられている例� �ついて説明した。しかしながら、軸方向に� �いて1つのヒータに複数組の温度センサを配� ��してもよい。例えば、ヒータh1に対して、� �数組の温度センサA-1,A-2を配置してもよい。� ��の場合、ヒータh1が制御する第1のゾーン21� �複数の推定領域に分割される。したがって� �一つのゾーン内でも、複数の推定領域で温� �を把握することができるようになる。この� �合、各推定領域毎に温度を表示するように� �てもよい。

 図13はシリンダ11の温度を求めるための推 定器150の他の原理構成図である。推定器150は コントローラ130内の電子回路及び/又はソフ� �ウェア・プログラムにより構成され、シリ� �ダ11のモデル152とフィルタ154とを含む。

 推定器150には、シリンダ11の伝熱特性が� �め記憶させてある。あるいは、特定のシリ� �ダに適合するように、その特定のシリンダ� �伝熱特性に基づいて推定器150を作成する。� �リンダ11の伝熱特性は、シリンダ11全体を有� ��個の領域に分割して表現し、少なくとも「� ��領域の温度」、「各領域の温度の時間微分� ��、「各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流� ��」、「大気の温度」、「シリンダを加熱す� ��ヒータのオン・デューティ」を含む物理量� ��定量的関係を上述の線形代数方程式(1)で表� ��したものである。この線形代数方程式(1)が� ��デル152に相当する。

 推定器150において、シリンダ11のモデル15 2は、現在のシリンダ11の内壁領域を除く全領 域での「各領域の温度」の推定値を保持する 。そして、推定器150は、この内壁領域以外の 「各領域の温度」と内壁領域の「各領域の温 度」の検出値、「大気の温度」、「シリンダ を加熱するヒータのオン・デューティ」とか ら、上述のシリンダ11の伝熱特性を示す式(1)� ��用いて内壁領域以外の「各領域の温度の時� ��微分」を算出する。そして、算出された内� ��領域以外の「各領域の温度の時間微分」と� ��述する「各領域の温度の補正データ」に応� ��て、モデル152自らが保持している内壁領域� ��外の「各領域の温度」の推定値を増減させ� ��。この「各領域の温度」の推定値を用いて� ��図7、図8、図9のコンター図72,82に表された� �リンダ11の軸方向断面の温度分布をモニタに 表示することができる。

 また、内壁領域の「各領域の温度」の検� ��値を時間微分し、その結果と内壁領域の「� ��領域の温度」の検出値及び内壁領域以外の� ��各領域の温度」の推定値、「大気の温度」� ��「シリンダを加熱するヒータのオン・デュ� ��ティ」とから、同様に、シリンダ11の伝熱� �性を示す式(1)を用いて「各領域と樹脂、ス� �リュとの間の熱流量」を算出する。ここで� �出された「熱流量」を用いて、図6、図7、図 10、図11のグラフ61,91及び表示領域71,96に表さ� ��た熱流束若しくは熱流量をモニタに表示す� ��ことができる。また、図4~図9のグラフ31,51,8 1,86及びコンター図72,82で示される内壁温度若 しくはシリンダ温度は、内壁近傍に配設され た温度センサの検出値を用いて表示される。

 「各領域の温度の補正データ」はフィル� ��154により得られる。フィルタ154は、「全体� ��温度の検出値」と、モデル152が保持してい� ��「各領域の温度」の推定値のうち当該検出� ��に対応する領域の温度の推定値との偏差を� ��り込む。「全体の温度の検出値」としては� ��ノズル及び加熱シリンダに備えられた温度� ��ンサの検出値が用いられる。そして、フィ� ��タ154は、「各領域の温度の補正データ」を� ��デル152に出力する。フィルタ154は、微分・� ��分計算を行うことができる構成とすること� ��好ましい。

 なお、モデルによって作成された各領域� ��対応するように、各温度センサの検出値を� ��間し、各領域の温度の検出値を算出しても� ��い。この場合、全ての領域において偏差を� ��めることができる。

 以上のように、シリンダ11の温度は、シ� �ンダ11を加熱するヒータの動作指令値(オン� �デューティの指令値)と温度センサからの温� ��検出値とに基づいて推定器150により推定さ� ��る。そして、モデル152にて算出された「熱� ��量」だけでなく「熱流束」を表示する。ま� ��、「温度の推定値」と「温度の検出値」を� ��いて、内挿、外挿により内壁及び任意の深� ��の位置における温度を計算し、表示入力装� ��135のモニタに表示する。さらに、実際の加� ��シリンダで検出された温度検出値も表示入� ��装置135のモニタに表示させることができる� ��

 図14はシリンダ11の境界面(内壁面及び冷� �シリンダ14の側端面、金型タッチ面、外表面 )の法線方向における熱流束を求めるための� �定器160の原理構成図である。推定器160はコ� �トローラ130内の電子回路及び/又はソフトウ� ��ア・プログラムにより構成され、シリンダ1 1のモデル162とフィルタ164とを含む。

 ここで、コントローラは必ずしも射出成� ��機の各駆動部を制御するコントローラと同� ��の制御装置内に設ける必要はない、例えば� ��射出成形機の制御装置とは別に備えられた� ��常のPCであってもよい。また、複数の射出� �形機の運転状態を管理する集中管理装置の� �ニタであってもよい。

 推定器160には、シリンダ11の伝熱特性が� �め記憶させてある。あるいは、特定のシリ� �ダに適合するように、その特定のシリンダ� �伝熱特性に基づいて推定器160を作成する。� �リンダ11の伝熱特性は、シリンダ11全体を有� ��個の領域に分割して表現し、少なくとも「� ��領域の温度」、「各領域の温度の時間微分� ��、「各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流� ��」を含む物理量の定量的関係を以下の線形� ��数方程式(2)で表現したものである。この線� ��代数方程式(2)がモデル162に相当する。

 
 
 上記線形代数方程式において、各記号は以� ��の要素を表わす。

 θ _i1 ・・・θ _in :シリンダの内側(内壁近傍)の各領域の温度
 θ _o1 ・・・θ _on :シリンダの外側(外壁近傍)の各領域の温度
 Qi ₁ ・・・Qi _m :シリンダの内側の各領域と樹脂、スクリュ� �の間の熱流量
 t:時刻
 C:シリンダの内側の各領域の熱容量
 α _i :シリンダの内側の各領域間の熱伝導係数
 α _o :シリンダの外側の各領域間の熱伝導係数
 R _i :樹脂、スクリュと直接熱接触している領域� �表わす行列
 推定器160において、シリンダ11のモデル162� �、現在のシリンダ11の内側(内壁近傍)の各領� ��の温度の推定値を保持する。そして、推定� ��160は、「シリンダの内側の各領域の温度」� ��び「シリンダの外側の各領域の温度」と、� ��各領域と樹脂、スクリュとの間の熱流量」� ��とから、上述のシリンダ11の伝熱特性を示� �式(2)を用いて「シリンダの内側の各領域の� �度の時間微分」を算出する。ここで、外側� �領域温度θoに対応するn個の領域は、内側の� ��域温度θiに対応するm個の領域、及び熱流量 Qに対応するm個の領域を囲むように配置され� ��いる。そして、算出された「シリンダの内� ��の各領域の温度の時間微分」と後述する「� ��領域の温度の補正データ」に応じて、モデ� ��162自らが保持している「シリンダの内側の� ��領域の温度」の推定値を増減させる。この� ��各領域の温度」の推定値を用いて、内挿又� ��外挿により内壁及び任意の深さの位置での� ��度を計算し、表示することができる。これ� ��より、図4~図9の31,51,81,86やコンター図72,82に 示された温度をモニタに表示することができ る。

 「シリンダの内側の各領域の温度の補正� ��ータ」と「熱流量」は、フィルタ164により� ��られる。フィルタ164は、「全体の温度の検� ��値」と、モデル162が保持している「シリン� ��の内側の各領域の温度」の推定値のうち当� ��検出値に対応する領域の温度の推定値との� ��差を取り込む。「全体の温度の検出値」と� ��ては、ノズル及び加熱シリンダに備えられ� ��温度センサの検出値が用いられる。そして� ��フィルタ164は、「シリンダの内側の各領域� ��樹脂、スクリュとの間の熱流量」及び「シ� ��ンダの内側の各領域の温度の補正データ」� ��モデル162に出力する。フィルタ164は、微分� ��積分計算を行うことができることが好まし� ��。ここで出力された「シリンダの内側の各� ��域と樹脂、スクリュとの間の熱流量」を用� ��て、図6、図7、図10、図11のグラフ61,91や表� �領域71,96に表された熱流束や熱流量をモニタ に表示することができる。

 なお、モデルによって作成された各領域� ��対応するように、各温度センサの検出値を� ��間し、各領域の温度の検出値を算出しても� ��い。この場合、全ての領域において偏差を� ��めることができる。

 以上のように、シリンダ11の境界面(内壁� ��及び冷却シリンダ14の側端面、金型タッチ� �)の法線方向における熱流束は、温度センサ� ��らの温度検出値に基づいて推定器160により� ��定される。ここで算出された「熱流量」と� ��温度の推定値」を用いて、表示入力装置135� ��モニタに表示する。さらに、実際の加熱シ� ��ンダで検出された温度検出値も表示入力装� ��135のモニタに表示させることができる。

 また、ここでは図1及び図2に示すように� �軸方向に配設されたヒータh1~h3のそれぞれに 、1組の温度センサが取り付けられている例� �ついて説明した。しかしながら、軸方向に� �いて1つのヒータに複数組の温度センサを配� ��してもよい。例えば、ヒータh1に対して、� �数組の温度センサA-1,A-2を配置してもよい。� ��の場合、ヒータh1が制御する第1のゾーン21� �複数の推定領域に分割される。したがって� �一つのゾーン内でも、複数の推定領域で温� �を把握することができるようになる。この� �合、各推定領域毎に温度を表示するように� �てもよい。

 本発明は具体的に開示された実施例に限� ��れず、本発明の範囲を逸脱することなく様� ��な変形例及び改良例がなされるであろう。

 本出願は2007年4月10日出願の優先権主張日 本特許出願2007-103108号に基づくものであり、� ��の全内容はここに援用される。