JPH11286019A

JPH11286019A - プラスチック成形装置の冷却機構及び冷却方法

Info

Publication number: JPH11286019A
Application number: JP10583398A
Authority: JP
Inventors: Minoru Araki; 稔荒木
Original assignee: KANNETSU KK
Current assignee: KANNETSU KK
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-19
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JP3901839B2

Abstract

(57)【要約】【課題】水を使用することにより発生する障害を有効
に防止することができるプラスチック成形装置の冷却機
構及び冷却方法の提供にある。【解決手段】プラスチック成形装置１が設置された室
内Ｓに、プラスチック成形装置１に媒体を循環させてプ
ラスチック成形装置１を冷却するための室内ユニット２
を、設置する。室外Ｏに、室内ユニット２に水以外の冷
却媒体を循環させて室内ユニット２の媒体を冷却するた
めの室外ユニット３を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラスチック成形装
置の冷却機構及び冷却方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プラスチック成形品は、工場内
部に設置された射出成形機にてプラスチック原料を溶融
し、金型内にこの溶融樹脂を射出し、成形後に冷却して
成形される。

【０００３】そして、従来では、例えば、図６に示すよ
うに、屋外に設置されるクーリングタワーａと、該クー
リングタワーａ近傍の冷却水低温水槽ｂ及び冷却水高温
水槽ｃと、該冷却水低温水槽ｂの冷却水を工場内（室
内）の温調機ｄに供給するためのポンプｅと、該冷却水
高温水槽ｃ内の冷却水をクーリングタワーａに戻すため
のポンプｆと、等を備える。

【０００４】即ち、冷却水低温水槽ｂの冷却水がポンプ
ｅの駆動にて配管ｎを介して温調機ｄに供給されて、こ
の温調機ｄからは冷却水が金型ｍに供給されて該金型ｍ
の温度が調整される。また、冷却水低温水槽ｂの冷却水
は配管ｐを介して射出成形機ｇにも供給されてこの冷却
水にて該射出成形機ｇが冷却される。なお、図６におい
て、ｑは給水管、ｒは排水管、ｓはポンプｆを介してク
ーリングタワーａに冷却水を供給するための配管、ｔは
クーリングタワーａから冷却水を水槽ｂに供給するため
の配管、ｕは冷却水帰還用の配管である。

【０００５】また、図７に示すように、工場内（室内）
にチラーｈ（冷水機）を設置したものがある。この場
合、ポンプｅから配管ｖを介してチラーｈに冷却水が供
給され、このチラーｈにて冷却された冷却媒体（冷却
水）が、配管ｗを介して温調機ｄに供給され、上述の図
６と同様に金型ｍ及び射出成形機ｇが冷却される。な
お、図７において、ｘは冷却水帰還用の配管、ｙはチラ
ーｈに水を供給するための配管である。

【０００６】ところで、プラスチック成形品の製造に
は、製品の形状、樹脂の種類、生産サイクル等に応じて
最適な金型温度を設定し、常に一定の温度に制御する必
要がある。そのために、上述の如く、プラスチック成形
装置には、温調機を使用する。そして、従来の温調機ｄ
としては、図８に示す間接タイプと、図９に示す直接タ
イプとがある。図８に示す間接タイプは、媒体タンク10
1 と、該媒体タンク101 に設けられるヒーター102 と、
該媒体タンク101 に設けられるクーラー103 と、液面制
御器104 と、媒体タンク101 内の冷却媒体（冷却水）を
金型ｍに供給するためのポンプ105 等を備える。

【０００７】即ち、冷却水入口106 から媒体タンク101
のクーラー103 に冷却水が供給され、このクーラー103
から冷却水出口107 を介して冷却水が排出される。ま
た、媒体タンク101 の媒体の温度が低下すれば、ヒータ
ー102 にて媒体タンク101 の媒体の温度を上昇させる。
このため、温度が制御された媒体タンク101 の媒体が、
ポンプ105 にて金型ｍを循環して該媒体タンク101 に戻
る。この際、媒体タンク101 の媒体の液面108が液面制
御器104 にて制御され、一定の液面位置が保持される。

【０００８】また、図９に示す温調機ｄは、媒体タンク
101 と、ヒーター102 と、液面制御器104 と、を備え、
図８に示す温調機ｄと同様に、媒体タンク101 の媒体が
金型ｍを循環して該金型ｍを冷却する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来では、熱
媒体として冷却水を多量に必要とし、そのため、水垢に
よる目詰まり、水質悪化からの腐食、金型内部の錆、微
生物発生による熱交換率の低下等の障害が発生してい
た。また、室外に、水槽及びクーリングタワー等を設置
する必要があり、全体として大掛かりなものとなると共
に、そのために、工場内に大きなスペースを必要として
いた。そこで、本発明では、冷却水の使用を従来のもの
に比べて大幅に減少させて、上述の各障害の発生を有効
に防止することができ、しかも、全体の設備の簡略化を
図ることができるプラスチック成形装置の冷却機構及び
冷却方法を、提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係るプラスチック成形装置の冷却機構
は、プラスチック成形装置が設置された室内に、該プラ
スチック成形装置に媒体を循環させて該プラスチック成
形装置を冷却するための室内ユニットを、設置すると共
に、室外に、上記室内ユニットに水以外の冷却媒体を循
環させて該室内ユニットの媒体を冷却するための室外ユ
ニットを配置したものである。

【００１１】他のプラスチック成形装置の冷却機構は、
複数のプラスチック成形装置が設置された室内に、該プ
ラスチック成形装置に媒体を循環させて該プラスチック
成形装置を冷却するための室内ユニットを、各プラスチ
ック成形装置に対応させて設置すると共に、室外に、各
室内ユニットに連通連結されて各室内ユニットに水以外
の冷却媒体を循環させて各室内ユニットの媒体を冷却す
るための室外ユニットを１機配置したものである。

【００１２】別のプラスチック成形装置の冷却機構は、
金型の温度制御を行う温調機を備えたプラスチック成形
装置の冷却機構であって、温調機から供給されて金型の
温度を制御する媒体を、水以外の冷却媒体としたもので
ある。

【００１３】また、本発明に係るプラスチック成形装置
の冷却方法は、プラスチック成形装置が設置された室内
に、該室内の室内ユニットにて該プラスチック成形装置
に媒体を供給して該プラスチック成形装置を冷却するプ
ラスチック成形装置の冷却方法であって、上記プラスチ
ック成形装置に供給される媒体として、防錆性及び防腐
食性を有するケミカルクーラントを使用し、かつ、室外
に設置された室外ユニットから水以外の冷却媒体を上記
室内ユニットに供給して該室内ユニットの上記媒体を冷
却する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳説する。

【００１５】図１は本発明に係る冷却機構を示し、この
冷却機構は、室内Ｓの複数のプラスチック成形装置１…
を冷却するものであって、室内Ｓに配設される室内ユニ
ット２と、室外Ｏに配設される室外ユニット３と、を備
える。

【００１６】ところで、プラスチック成形装置１は、例
えば、射出成形機４と、該射出成形機４からのプラスチ
ック溶融材が供給される金型５と、を備え、各プラスチ
ック成形装置１の近傍には、該金型５の温度調整を行う
温調機６が設けられている。

【００１７】しかして、室外ユニット３は、図２に示す
ように、圧縮器８と、凝縮器９と、受液器10と、アキュ
ームレータ11等を備え、また、室内ユニット２は、熱媒
体（ケミカルクーラント）タンク13と、該熱媒体タンク
13に内装される蒸発器14と、冷却水循環ポンプ15と、膨
張弁16等を備える。

【００１８】即ち、圧縮器８と凝縮器９とは、高圧ガス
用配管17にて連通連結され、受液器10に高圧液用配管18
ａが連通連結され、膨張弁16に高圧液用配管18ｂが連通
連結され、この高圧液用配管18ａ，18ｂが連結配管19を
介して連通連結される。また、蒸発器14には、連結配管
20が連通連結され、この連結配管20がアキュームレータ
11に連通管21を介して連通連結され、このアキュームレ
ータ11と圧縮器８とが連通管22を介して連通連結され
る。さらに、熱媒体タンク13の上部には、冷水帰還用配
管23が連通連結され、循環ポンプ15には、冷水往路用配
管24が連通連結される。そして、連結配管19，20は、図
１に示すように、室内ユニット２と室外ユニット３との
間に配設される外部配管となる。

【００１９】従って、アキュームレータ11からの冷却媒
体───例えば、HCFC(R22) や HCF(R134a) 等───の
気体が連通管22を介して圧縮器８に入り、この圧縮器８
から圧縮された気体が凝縮器９に入り、ここで凝縮され
て液体となって受液器10に入り、この受液器10から高圧
液用配管18ａ、連結配管19、高圧液用配管18ｂ、及び膨
張弁16を介して蒸発器14に入り、ここで、熱媒体タンク
13の媒体にて熱が奪われて（この媒体を冷却して）、再
び、連結配管20及び連通管21を介して圧縮器８に戻る。
このサイクルを繰り返す。

【００２０】そして、この冷水往路用配管24から、媒体
が各成形装置１…に供給され、この媒体にて各成形装置
１…が冷却され、その後、各成形装置１…から、冷却す
ることによって高温となった媒体が冷水帰還用配管23を
介して室内ユニット２の熱媒体タンク13に戻る。なお、
図１において、25は室内ユニット２に水を供給する給水
管である。

【００２１】ところで、タンク13内の媒体は、上述の如
く、ケミカルクーラントであり、このケミカルクーラン
トは、防錆性及び防腐食性に必要な化学薬品（例えば、
有機カルボン酸ナトリウム、第４アンモニウム塩等）を
混合させたものであり、成形装置１に対して錆発生等を
有効に防止することができる。

【００２２】しかして、射出成形機４及び温調機６に媒
体が供給されるが、温調機６としては、図３に示すもの
が使用される。即ち、温調機６は、媒体タンク26と、該
媒体タンク26に内装されるヒーター27及びクーラー28
と、該媒体タンク26と配管40を介して連通連結される媒
体ポンプ29と、液面制御器30等を備え、これら媒体タン
ク26等がケーシングＣに収納されている。

【００２３】また、クーラー28には、冷媒供給配管31と
冷媒排出配管32とが連通連結され、媒体タンク26には、
電磁弁33付きの熱媒供給配管34が連通連結される。さら
に、液面制御器30と媒体タンク26とが連通配管35にて連
通連結され、液面制御器30には、熱媒排出配管36が連通
連結されている。なお、冷媒供給配管31には、電磁弁37
及び膨張弁38が付設されている。

【００２４】ところで、媒体ポンプ29と金型５とは、送
媒配管39にて連通連結され、金型５と媒体タンク26とは
返媒配管41にて連通連結されている。なお、送媒配管39
と返媒配管41とは、弁42を有するバイパス配管43にて連
結されている。また、送媒配管39には、媒体ポンプ29の
出口近傍にセンサー44が設けられ、返媒配管41には、バ
イパス配管43の近傍にセンサー45が設けられている。

【００２５】即ち、液面制御器30からの指示にて電磁弁
33を制御して媒体タンク26に媒体を供給する。そして、
センサー44にて温度を計測し、媒体を冷却する場合は、
冷媒供給配管31から冷却媒体をクーラー28に減圧供給し
て該媒体タンク26内の媒体を冷却する。また、媒体を加
熱する場合は、タンク26内のヒーター27に通電して昇温
させる。このように、媒体タンク26の媒体の温度を制御
することによって金型温度制御に最適な温度の媒体を金
型５に供給することができる。媒体タンク26の媒体とし
ては、例えば、エチレングレコール水溶液、プロピレン
グレコール水溶液等を使用する。

【００２６】次に、上述の如く構成された冷却機構を使
用してプラスチック成形装置を冷却する方法を説明す
る。即ち、室内ユニット２から温調機６に配管24を介し
て媒体（この媒体は室外ユニット３の冷却媒体にて冷却
されている。）を供給して、この温調機６内の媒体の温
度を制御しつつこの媒体を金型５に循環させて、該金型
５の温度調整を行う。また、室内ユニット３から配管24
を介して媒体を射出成形機４に循環させてこの射出成形
機４を冷却する。

【００２７】従って、この冷却方法としては、プラスチ
ック成形装置１が設置された室内Ｓに、該室内Ｓの室内
ユニット２にて該プラスチック成形装置１に媒体を供給
して該プラスチック成形装置１を冷却するものであっ
て、室外Ｏに設置された室外ユニット３から水以外の冷
却媒体を上記室内ユニット２に供給して該室内ユニット
２の媒体を冷却することになる。この為、従来のものに
比べて大量の水を必要とせず、水を使用することによる
障害（例えば、水垢による目詰まり等）を有効に防止す
ることができ、各射出成形機４…は効率良く冷却される
と共に、各金型５…の温度調整を確実に行うことがで
き、高精度の製品を成形することができる。

【００２８】次に、図４は温調機６の変形例を示し、こ
の場合、冷却媒体タンク46と、該冷却媒体タンク46に内
装されるクーラー47と、加熱媒体タンク48と、該加熱媒
体タンク48に内装されるヒーター49と、該冷却媒体タン
ク46の媒体の液面を制御する液面制御器50と、該冷却媒
体タンク46の媒体を射出成形機４に供給する冷却用ポン
プ51と、該加熱媒体タンク48の媒体を金型５に供給する
温調ポンプ52等を備える。この場合も、これらの冷却媒
体タンク46等はケーシングＣに収納される。

【００２９】また、クーラー47には、冷媒電磁弁53と冷
媒膨張弁54を有する冷媒供給配管55と、冷媒排出配管56
とが、連通連結され、液面制御器50と媒体タンク46とが
連通配管57にて連通連結され、液面制御器50には、熱媒
排出配管58が連通連結されている。さらに、ポンプ52と
加熱媒体タンク48とは配管59にて連通連結され、ポンプ
52と金型５とは送媒配管60にて連通連結され、金型５と
加熱媒体タンク48とは返媒配管61にて連通連結されてい
る。また、送媒配管60と返媒配管61とは弁62を有するバ
イパス配管63にて連通連結され、各送媒配管60と返媒配
管61には、夫々、センサー64，65が付設されている。

【００３０】そして、ポンプ51は、配管66を介して冷却
媒体タンク46に連通連結され、ポンプ51と射出成形機４
とが、供給配管67にて連通連結され、射出成形機４と冷
却媒体タンク46とは排出用配管68にて連通連結される。
また、加熱媒体タンク48と供給配管67とは冷却電磁弁69
を有する連結用配管70にて連通連結されている。さら
に、冷却媒体タンク46には、電磁弁71を有する媒体排出
配管72が連通連結され、冷却媒体タンク46と加熱媒体タ
ンク48とは連通管73にて連通連結され、ポンプ51近傍に
は、センサー76が設けられている。なお、図４におい
て、74はオイルクーラーである。

【００３１】従って、射出成形機４には、クーラー47に
て冷却された冷却媒体タンク46内の媒体が循環して、該
射出成形機４を冷却し、金型５には、温度調整（温度制
御）された媒体が循環して、該金型５が適温に制御され
る。即ち、この場合も、プラスチック成形装置１が設置
された室内Ｓに、該室内Ｓの室内ユニット２にて該プラ
スチック成形装置１に媒体を供給して該プラスチック成
形装置１を冷却するものであって、室外Ｏに設置された
室外ユニット３から水以外の冷却媒体を上記室内ユニッ
ト２に供給して該室内ユニット２の媒体を冷却すること
になる。

【００３２】次に、図５は他のプラスチック成形装置の
冷却機構を示し、この場合、室内ユニット２が、複数の
プラスチック成形装置に対応して設けられている。な
お、各室内ユニット２及び室外ユニット３の構造は図２
に示したものとほぼ同様であるので、これらの具体的な
説明は省略するが、各室内ユニット２…からは、冷水往
路用配管24と冷水帰還用配管23が夫々一対づつ連通連結
される。

【００３３】この場合でも、室外に設置された室外ユニ
ット３から水以外の冷却媒体を、室内に設置された各室
内ユニット２…に供給して該室内ユニット２…の冷却媒
体（冷却水）を冷却することができ、これによって、各
プラスチック成形装置を冷却することができる。

【００３４】なお、本発明に係るプラスチック成形装置
の冷却機構としては、室内に設置されるプラスチック成
形装置の数に影響されることなく、各プラスチック成形
装置を確実に冷却することができる。ところで、プラス
チック成形に際しては、金型５内部に射出された後の溶
融樹脂から熱を奪って凝固させるために金型を冷却する
必要があると共に、シリンダと樹脂投入用ホッパー75
（図１等参照）の下部で樹脂の熱伝導による溶解を防止
するために、樹脂投入用ホッパー75の下部を有効に冷却
する必要がある。

【００３５】

【発明の効果】本発明は上述の如く構成しているので、
次に記載する効果を奏する。

【００３６】請求項１又は２によれば、プラスチック成
形装置を冷却するための媒体を、水以外の冷却媒体を使
用するので、室外ユニット３と室内ユニット２との間に
おいては、水垢による目詰まり、水質悪化からの腐食、
及び、微生物発生による熱交換効率の低下等を防止する
ことができ、長期に渡って安定した冷却機能を発揮す
る。また、室外Ｏに水槽及びクーリングタワー等を設置
する必要がなく、全体としての構造の簡略化を図ること
ができると共に、この機構のために工場内のスペースを
大きく取る必要がなく、工場内のスペースを有効に利用
することができ、しかも、冷却水の搬送動力の軽減及び
配管施工コストの低減を図ることができる。特に、請求
項２によれば、より安定した冷却機能を発揮することが
できる。

【００３７】請求項３によれば、金型５に対する水によ
る障害（例えば、金型５内部の錆の発生）を有効に回避
することができ、しかも、冷却効率の向上を図ることが
できる。

【００３８】請求項４によれば、金型５を含めたプラス
チック成形装置（プラスチックシステム）の安全管理を
図ると共に、障害（水垢による目詰まり、水質悪化から
の腐食、金型内部の錆、微生物発生による熱交換効率の
低下）の有効に防止することができる。

【００３９】さらに、請求項４によれば、冬季に０℃以
下に温度が下がる地域の工場に於ては、長期に操業が停
止される場合（例えば正月休み等）、又は寒冷地に建設
される工場に於て、内部にある水の凍結により成形機、
配管設備等を破損する場合がある。現状では長期休業時
には装置内部の水を外部に放出又は休止期間中も電気ヒ
ーター等で加温された水を循環し破損を回避している。
冷却媒体としてケミカルクーラントを使用する事によ
り、これらの問題を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラスチック成形装置の冷却機構
の簡略図である。

【図２】室内ユニットと室外ユニットとの簡略図であ
る。

【図３】温調機の簡略図である。

【図４】他の温調機の簡略図である。

【図５】他のプラスチック成形装置の冷却機構の簡略図
である。

【図６】従来のプラスチック成形装置の冷却機構の簡略
図である。

【図７】従来の他のプラスチック成形装置の冷却機構の
簡略図である。

【図８】従来の温調機の簡略図である。

【図９】他の従来の温調機の簡略図である。

【符号の説明】

１プラスチック成形装置２室内ユニット３室外ユニット５金型６温調機Ｏ室外Ｓ室内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック成形装置１が設置された室
内Ｓに、該プラスチック成形装置１に媒体を循環させて
該プラスチック成形装置１を冷却するための室内ユニッ
ト２を、設置すると共に、室外Ｏに、上記室内ユニット
２に水以外の冷却媒体を循環させて該室内ユニット２の
媒体を冷却するための室外ユニット３を配置したことを
特徴とするプラスチック成形装置の冷却機構。
【請求項２】複数のプラスチック成形装置１…が設置
された室内Ｓに、該プラスチック成形装置１に媒体を循
環させて該プラスチック成形装置１を冷却するための室
内ユニット２を、各プラスチック成形装置１に対応させ
て設置すると共に、室外Ｏに、各室内ユニット２に連通
連結されて各室内ユニット２に水以外の冷却媒体を循環
させて各室内ユニット２の媒体を冷却するための室外ユ
ニット３を１機配置したことを特徴とするプラスチック
成形装置の冷却機構。
【請求項３】金型５の温度制御を行う温調機６を備え
たプラスチック成形装置の冷却機構であって、温調機６
から供給されて金型５の温度を制御する媒体を、水以外
の冷却媒体としたことを特徴とするプラスチック成形装
置の冷却機構。
【請求項４】プラスチック成形装置１が設置された室
内Ｓに、該室内Ｓの室内ユニット２にて該プラスチック
成形装置１に媒体を供給して該プラスチック成形装置１
を冷却するプラスチック成形装置の冷却方法であって、
上記プラスチック成形装置１に供給される媒体として、
防錆性及び防腐食性を有するケミカルクーラントを使用
し、かつ、室外Ｏに設置された室外ユニット３から水以
外の冷却媒体を上記室内ユニット２に供給して該室内ユ
ニット２の上記媒体を冷却することを特徴とするプラス
チック成形装置の冷却方法。