JPH05131455A - 金型温度調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 金型温調用流体に冷却水を混合することな
く、金型温調用流体を温度制御する。 ［構成］ 金型４から流出する金型温調用流体を過熱す
るヒータをタンク２に設ける。タンク２内の金型温調用
流体を、ポンンプ５により温調管８を介して金型４に供
給する。温調管８を熱交換器７内に挿入する。熱交換器
７内に、温調管８に冷媒を吹き付けるエア噴出管１１を
設ける。エア噴出管１１は、電磁バルブ９を経由してコ
ンプレッサ１０に接続する。電磁バルブ９の開閉は温度
制御装置１３で行い、温度制御装置９は、熱交換器７か
ら流出する金型温調用流体の温度を測定する温度センサ
１４と電気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックの射出成
形等で用いられる金型の温度を調節する金型温度調節装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱可塑性プラスチック材料を射
出成形する場合、金型内部に設けた流体通路に流体を供
給して金型を冷やし、冷却した金型を介して射出成形品
を冷却している。しかし、射出成形品の冷却速度を適切
に制御しないと不良品が発生するため、射出成形に用い
るプラスチック材料や射出成形品の大きさに応じて、金
型に供給する流体の温度を最適温度に温調する必要があ
る。従来、金型に供給する流体の温度調整は、電気ヒー
タ等の加熱手段で流体を加熱し、一方、冷却水を流体に
供給して冷却しており、例えば特開平１−１５７８０７
号公報の金型温度調節機に開示されている。

【０００３】上記従来の金型温度調節機には、金型に温
度水を循環して供給する管路の途中にタンクが設けられ
ている。金型から温調水をタンク内に戻す管路は、戻さ
れた温調水によってタンク内が撹拌されるように配置さ
れている。タンクには、冷却水をタンク内に供給する供
給管路とタンク内の温調水をタンクから排出する排出管
路が接続され、配水管路には温度自動調節弁が設けられ
ている。タンク内には、金型から戻された温調水を加熱
するヒータと温度センサーが設けられている。上記金型
温度調節機にあって、金型からタンク内に戻された温調
水によりタンク内に供給された冷却水が撹拌され、温調
水と冷却水とが均一に混合されることにより、金型に新
たに供給する温調水を所望の温度にして金型温度を制御
している。すなわち、タンク内の温調水の温度は温度セ
ンサーで検知し、温調水の温度が所望の温度より高いと
きは、冷却水をタンク内に供給するとともに、温度自動
調節弁を介して過熱された温調水をタンク外へ排出して
温度制御している。逆に、タンク内の温調水の温度が所
望の温度より低いときは、冷却水の供給を停止するとと
もに温度自動調節弁を閉じ、タンク内でヒータにより温
調水を加熱して温度制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の金
型温度調節機にあっては、タンク内で温調水の温度を下
げるとき、冷却水を供給するとともに温調水を排水して
所望の温度にしているので、温度制御が非常に微妙で難
しい問題があった。そのため、温調水の温度が安定しに
くく、また安定させるまでに時間がかかるため、金型温
度を安定せず、また安定させるのに非常に時間がかか
り、成形品に不良品を発生させていた。本発明は、上記
従来の問題点に鑑みてなされたもので、温調水と冷却水
とを混合することなく温調水を所望の温度に制御し、金
型温度を精度良く制御し得る金型温度調節装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の金型温度調節装置は、成形金型から流出す
る金型温調用流体を加熱するヒータを設けたタンクと、
タンクで加熱した金型温調用流体を温度制御する熱交換
器と、熱交換器に流入した金型温調用流体を冷却水を混
合することなく温調する温度調整手段と、熱交換器から
流出する金型温調用流体の温度を検知するセンサと、温
度センサに電気的に接続され上記温度調整手段を制御す
る温度制御部と、金型温調用流体を上記タンク、熱交換
器および成形金型に循環するポンプとから構成すること
とした。

【０００６】

【作用】上記のように構成された金型温度調節装置は、
タンクに設けたヒータで加熱した金型温調用流体は、ポ
ンプによってタンク，熱交換器，金型，タンクの順に循
環する。温度センサは、熱交換器から流出した金型温調
用流体の温度を測定し、測定値を温度制御部に送る。温
度制御部は、測定値に基づき金型温調用流体を所望の温
度とすべく温度調整手段を制御する。すなわち、金型温
調用流体の所望の温度と測定値に大きな差がある場合、
温度調整手段による加熱量または冷却量を大きくする。
逆に、金型温調用流体の所望の温度と測定値が小さい場
合、上記加熱量または冷却量を小さくする。このとき、
金型温調用流体が過熱されているときは所望の温度を超
えて過冷しないように、また、過冷されているときは所
望の温度を超えて過熱しないように温度調整手段を制御
する。

【０００７】

【実施例１】図１は、本発明の実施例１の金型温度調節
装置を一部切欠いて示す断面図である。本実施例の破線
で囲った金型温度調節装置１には、金型温調用流体を加
熱する加熱ヒータ（図示省略）を内蔵したタンク２が設
けられている。タンク２には、金型温調用流体の流入口
および排出口が設けられており、流入口は流入管３を介
して金型４内の流体通路（図示省略）と接続され、排出
口は排出管５を介してポンプ６と連結されている。ポン
プ６には、熱交換器７内に配管した温調管８の一端が接
続され、この温調管８の他端は金型４の流体通路と接続
されている。

【０００８】熱交換器７には、電磁バルブ９を介してコ
ンプレッサ１０と連結したエア噴出管１１が設けられて
いる。エア噴出管１１の先部１１ａは熱交換器７内に配
置され、この先部１１ａには温調管８に臨ませて複数の
エア噴出孔１２が設けられている。なお、７ａはエア排
出孔である。電磁バルブ９は、電磁バルブ９に開閉の指
令を与える温度制御装置１３と電気的に接続され、温度
制御装置１３は温度センサ１４と電気的に接続されてい
る。温度センサ１４は、熱交換器７外の近傍の温調管８
内を流れる金型温調用流体の温度を計測し得るように設
けられ、その測定結果を温度制御装置１３に電気的に送
り得るようになっている。

【０００９】次に、本実施例の金型温度小説装置１の作
用を説明する。タンク２内で加熱された金型温調用流体
は、ポンプ６の作動により温調管８内で流れて熱交換器
７を通過し金型４内に入り、流入管３を介して金型４内
からタンク２内に戻る。この時、温度センサ１４は、金
型温調用流体の温度を熱交換器７を出た位置で測定し、
測定結果を温度制御装置１３に送る。ここで測定温度が
所望の温度に対して差がある場合、温度制御装置１３が
温度を判断して電磁バルブ９に信号を送り、電磁バルブ
９の開閉を制御する。この時、所望の温度に対して金型
温調用流体の温度が高い場合、電磁バルブ９を断続的に
開いてコンプレッサ１０からの圧縮エアを噴出管１１か
ら温調管８に吹き付け、金型温調用流体の温度を下げ
る。ここで、温度差が大きい時は、高効率で冷却できる
ように電磁バルブ９を大きく開き、同時に断続的に開閉
する際に開状態を長くする。あるいは一方の状態で冷却
する。一方、温度差が小さい時は、過冷却されないよう
に低効率で冷却できるように電磁バルブ９を小さく開
き、同時に断続的に開閉する開状態を短くする。あるい
は一方の状態で冷却する。逆に、金型温調用流体の温度
が所望の温度より低い場合は、電磁バルブ９が閉じら
れ、タンク２の加熱ヒータにより加温する。

【００１０】本実施例によれば、温度センサ１４で測定
した温度に基づき、金型温調用流体の温度が高い時は熱
効換効率の低い圧縮エアで金型温調用流体を冷却するの
で、過冷却が起こらず、熱交換の制御が簡単で正確に行
うことができる。また、金型温調用流体の温度が低い時
も、加熱ヒータにより熱交換の制御が簡単で正確に行う
ことができる。

【００１１】

【実施例２】図２は、本発明の実施例２の金型温度調節
装置を一部切欠いて示す断面図である。本実施例の破線
で囲った金型温度調節装置１５の熱交換器１６は、その
内部が仕切板１７により一部分を連通した状態で上下２
段に分割され、上室１６ａおよび下室１６ｂに温調管８
が配設されている。上室１６ａには、熱交換器１６内に
冷却水に供給する冷却水供給管１８が接続されており、
冷却供給管１８の熱交換器１６近傍にはバンドヒータ１
９が捲回されている。バンドヒータ１９は温度制御装置
１３と電気的に接続されており、温度センサ１４の測定
結果により温度制御装置１３の指令で冷却水を過熱し得
るようになっている。一方、下室１６ｂは、冷却水供給
管１８から供給され上室１６ｂから下室１７ｂに向かっ
て流れる冷却水を熱交換器１６の外へ排出する冷却水排
水管２０が接続されている。その他の構成は、上記実施
例１と同様である。

【００１２】次に、本実施例の金型温度調節装置１５の
作用を説明する。上記実施例１と同様に金型温調用流体
の温度は、熱交換器１６を出た位置で測定される。この
時、測定温度が所望の温度に対して著しく高い場合、温
度制御装置１３の判断でバンドヒータ１９に信号を送
り、冷却水供給管１８から上室１６ａに供給される冷却
水を加熱しないで通過し、加型温調用流体を急冷する。
そして、金型温調用流体の温度が所望の温度に接近して
きた時、温度センサ１４からの信号を受けて温度制御装
置１３の判断でバンドヒータ１９に信号を送り、冷却水
を加熱して金型温調用流体の温度が下がり過ぎないよう
に制御する。また、測定温度が初めから所望の温度に近
い場合は、上記と同様に温度制御装置１３の判断でバン
ドヒータ１９に信号を送り、冷却水を加熱して金型温調
用流体の温度が過冷却されないように冷却制御する。一
方、金型温調用流体の温度が所望の温度より低い場合、
温度制御装置の判断でバンドヒータ１９に信号を送り、
冷却水を加熱して金型温調用流体の昇温を助ける。ま
た、仕切板１７は、冷却水が冷却水供給管１８から冷却
水排出管２０に直接流れるのを防止し、冷却水と温調管
８との接触時間を長くし、効率的に熱交換を行えるよう
にしている。

【００１３】本実施例によれば、金型温調用流体の温度
を制御する冷却水の温度をハンドヒータ１９で制御でき
るので、金型温調用流体の熱効換の制御が簡単で、正確
な温度制御ができる。

【００１４】

【実施例３】図３は、本発明の実施例３の金型温度調節
装置を一部切欠いて示す断面図、図４は、実施例３の要
部の拡大断面図である。本実施例の破線で囲った金型温
度調節装置２１の熱交換器２２内には、２本の断熱パイ
プ２３，２４が摺動自在に設けられており、両断熱パイ
プ２３，２４は、その長さ方向に温調管８の外径と略同
径の内径を有する貫通孔が設けられている。断熱パイプ
２３内にはポンプ６側の温調管８が挿入され、断熱パイ
プ２４内には金型４側の温調管８が挿入されている。ま
た、両断熱パイプ２３，２４は、それぞれの一端が熱交
換器２２外の金型４側に突出されて接続されている。さ
らに、両断熱パイプ２３，２４の突出側において、断熱
パイプ摺動機構２５が熱交換器２２に隣接されている。

【００１５】断熱パイプ摺動機構２５には、箱形のフレ
ーム２６が備えられ、熱交換器２２と相対移動しないよ
うに設けられている。フレーム２６の熱交換器２２側の
側面には、断熱パイプ２３，２４が摺動自在に装着さ
れ、断熱パイプ２３，２４の接続部２７がフレーム２６
内に配置されている。フレーム２６の熱交換器２２側の
反対側の側面には、電動モータ２８が固着され、電動モ
ータ２８の回転軸にはネジ棒２９が接続されている。電
動モータ２８は温度制御装置と電気的に接続されてい
る。ネジ棒２９の先端は、熱交換器２２側のフレーム２
９の側面を貫通して設けられ、ネジ棒２９の先端にはネ
ジ棒おさえ３０が固着されている。ネジ棒２９は、フレ
ーム２６に対して回動自在に設けられ、フレーム２６内
でネジ棒２９のネジ部と断熱パイプ２３，２４の接続部
２７とが螺合されている。なお、図中、３１は熱交換器
２２と断面パイプ２３，２４の嵌合部に設けたＯリング
で、該嵌合部から冷却水が漏れるのを防止している。

【００１６】次に、本実施例の金型温度調節装置２１の
作用を説明する。本実施例においては、金型温調用流体
の温度は、断熱パイプ摺動機構２５を出た位置で測定さ
れる。この時、測定温度が所望の温度に対して著しく高
い場合、温度制御装置１３の判断で電動モータ２８に指
令が送られ、電動モータ２８が回転し、ネジ棒２９を介
して断熱パイプ２３，２４を断熱パイプ摺動機構２５の
フレーム２６内部方向に移動させて熱交換器２２の温調
管８と冷却水とを直接大きな面積で接触させる。これに
より金型温調用流体を急冷する。そして、金型温調用流
体の温度が所望の温度に接近してきた時、温度センサ１
４から信号を受けて温度制御装置１３の判断で電動モー
タ２８に指令を送り、断熱パイプ２３，２４を移動して
冷却水と温調管８とが直接に接触する面積を少なくして
金型温調用流体の温度が下がり過ぎないように制御す
る。また、測定温度が初めから所望の温度に近い場合
は、温度制御装置１３の判断で電動モータ２８に指令を
送り、断熱パイプを温度差に対応して少し移動し、冷却
水と温調管８との接触面積を調整して金型温調用流体の
温度が過冷却されないように冷却制御する。一方、金型
温調用流体の温度が所望の温度より低い場合、温度制御
装置１３の判断で電動モータ２８に指令を送り、電動モ
ータ２８を回転して断熱パイプ２３，２４を移動し、冷
却水と温調管８が直接に接触しないように温調管８を断
熱パイプ２３，２４で囲み、タンク２の加熱ヒータで加
熱する。

【００１７】本実施例によれば、熱交換器２２内で温調
管８を断熱パイプ２３，２４で覆うことにより、温調管
８と冷却水との接触面積を調整して熱交換の効率を制御
できるので、金型温調用流体の正確な温度制御を短時間
でできる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明の金型温度調節装
置によれば、金型温調用流体に冷却水を混合することな
く金型温調用流体の温度制御ができる。よって、金型温
調用流体をタンク外に排出すると同時に冷却水をタンク
内に供給する必要がなくなり、金型温調用流体の温度制
御が簡単かつ正確に行うことができる。このため、金型
温調用流体が過熱されているときは、所望の温度を超え
て過冷しない程度に、過冷されているときは、所望の温
度を超えて過熱しない程度に温度制御できるため、短時
間で金型温調用流体の温度を安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の金型温度調節装置を一部切
欠いて示す断面図である。

【図２】本発明の実施例２の金型温度調節装置を一部切
欠いて示す断面図である。

【図３】本発明の実施例３の金型温度調節装置を一部切
欠いて示す断面図である。

【図４】本発明の実施例３の金型温度調節装置の要部を
示す断面図である。

【符号の説明】

１，１５，２１ 金型温度調節装置 ２ タンク ４ 金型 ６ ポンプ ７，１６，２２ 熱交換器 ８ 温調管 ９ 電磁バルブ １０ コンプレッサ １１ エア噴出孔 １３ 温度制御装置 １４ 温度センサ １８ 冷却水供給管 １９ バンドヒータ ２０ 冷却水排水管 ２３，２４ 断熱パイプ ２５ 断熱パイプ摺動部材 ２８ 電動モータ ２９ ネジ棒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形金型から流出する金型温調用流体を
   加熱するヒータを設けたタンクと、タンクで加熱した金
   型温調用流体を温度制御する熱交換器と、熱交換器に流
   入した金型温調用流体を冷却水を混合することなく温調
   する温度調整手段と、熱交換器から流出する金型温調用
   流体の温度を検知する温度センサと、温度センサに電気
   的に接続され上記温度調整手段を制御する温度制御部
   と、金型温調用流体を上記タンク、熱交換器および成形
   金型に循環するポンプとからなることを特徴とする金型
   温度調節装置。