CN101316692A - 用于注塑机的温度调节机构 - Google Patents

Abstract

一种用于注塑机的温度调节机构，其既缩短了模塑周期时间，又以最优方式避免发生绞合现象。通道(14)包括开口(14d)，其设置在靠近注塑机的注射喷嘴(11)出口(12)的外表面。供给控制单元(24)至少将冷却空气和加热空气中的一种供给到通道(14)以选择性地将载冷介质、载热介质以及载冷介质和载热介质的混合物喷射到靠近出口(12)的外表面处。

Description

用于注塑机的温度调节机构

技术领域

本发明涉及一种温度调节机构，其用于调节从注塑机注射出的树脂的温度。

背景技术

普通注塑机对注塑机的加热汽缸(注射喷嘴)内的模塑料(树脂片)执行加热和熔融工序(加热和熔融工序)。注塑机然后通过喷嘴将熔融树脂注射至模具中，并用树脂填充模具(填充工序)。随后注塑机将填充至模具中的树脂冷却，并从模具移出凝固的树脂(冷却工序)。一个周期的模塑工序(模塑周期)包括加热和熔融工序、填充工序和冷却工序。

现有技术中，需要进一步缩短模塑周期时间以提高模塑制品的产率。然而，模塑周期时间不易缩短。为了缩短模塑周期时间，例如可缩短冷却工序的时间。但是，这样的话，当将模塑制品从模具移出时，无法在注射喷嘴的注射口以期望的方式切断树脂。因而，当移出模塑制品时，可能从模塑制品延伸出几股绞合在一起的树脂。当出现此绞合现象(stranding phenomenon)时，绞合的树脂会仍然留在模具中并与下一模塑周期中形成的模塑制品相混合。这会增加模塑制品的不良率，降低模塑制品的产量。因而，必须避免绞合现象。

现有技术中，专利文献1和专利文献2提出了用于避免绞合现象的技术。

具体地，专利文献1描述了一种技术，其用于供给冷却气体至注射喷嘴外表面以降低注射喷嘴的注射口温度。这使得当将模塑制品从模具移出时，能够以期望的方式切割树脂。因而，甚至当缩短冷却时间时，也可避免发生绞合现象。

专利文献2描述了一种技术，其采用设置在延伸通过注射喷嘴的树脂通道的注射口中的阻挡件(桥形件)，以阻挡树脂通道中心部的熔融树脂流。通常树脂的凝固从外部开始并结束于中心部，中心部需要更多的冷却时间。因而，设置在注射口的阻挡件阻挡了注射口内树脂通道中心部处的熔融树脂流。这加速了树脂的凝固。因此，甚至当缩短冷却时间时，也可避免发生绞合现象。

这类现有技术可缩短模塑周期时间。

然而，当根据专利文献1中描述的技术来冷却注射喷嘴时，必须再次加热注射喷嘴以在下一模塑周期的加热和熔融工序期间熔融注射喷嘴内的树脂。因此，当注射喷嘴被冷却时，略微增加了熔融树脂所需的加热时间。

当根据专利文献2中描述的技术来设置树脂通道内的阻挡件时，与未使用阻挡件时相比，树脂通道内的树脂流体量减小。这增加了填充工序所需的时间。

近几年来，需要进一步缩短模塑周期时间以进一步提高模塑制品产率。为满足此要求，不能忽视由于加热和熔融工序及填充工序中浪费的时间。

若采用上述现有技术通过进一步缩短冷却时间来进一步缩短模塑周期时间，则会发生绞合现象，并且会降低模塑制品产量。因此，进一步缩短模塑周期时间尤其困难。

专利文件1：日本特开2003-211513号专利公报

专利文件2：日本特开2001-246642号专利公报

发明内容

本发明的目的是提供一种用于注塑机的温度调节机构，其既缩短了模塑周期时间又恰当地避免了绞合现象。

本发明的第一方面提供了一种注塑机中使用的温度调节机构，注塑机包括用于注射树脂材料的注射喷嘴。温度调节机构包括流通载冷介质或载热介质以喷射载冷介质或载热介质的介质流通单元，载冷介质用于冷却注射喷嘴内的树脂材料，载热介质用于加热树脂材料。供给控制单元对供给至介质流通单元的载冷介质和载热介质进行控制，使得载冷介质和载热介质从介质流通单元选择性地喷射出。

本发明的第二方面提供了一种注塑机中使用的温度调节机构，注塑机包括用于注射树脂材料的注射喷嘴。温度调节机构包括流通载冷介质的管状介质流通单元，载冷介质冷却注射喷嘴内的树脂材料，并且管状介质流通单元部分延伸通过注射喷嘴。供给控制单元对供给至介质流通单元的载冷介质进行控制。

附图说明

图1是示出了根据本发明第一实施例用于注塑机的温度调节机构的总体结构示意图；

图2是示出了图1的注塑机的模塑周期的序列图；

图3是说明图1所示的供给控制单元所执行的温度调节控制的流程图；

图4A是示出了根据本发明第二实施例用于注塑机的温度调节机构的横剖视图；

图4B是图4A中沿4B-4B线的横剖视图；

图4C是图4B中沿4C-4C线的横剖视图；

图5A是示出了本发明的另一管道的横剖视图；

图5B是示出了本发明的另一管道的横剖视图；

图5C是示出了本发明的另一管道的横剖视图；

图5D是示出了本发明的另一管道的横剖视图；

图6A是示出了本发明的另一管道的横剖视图；

图6B是示出了本发明的另一管道的横剖视图；

图7是示出了根据本发明第三实施例用于注塑机的温度调节机构的总体结构示意图；

图8是说明图7所示的供给控制单元所执行的温度调节控制的流程图；

图9是示出了根据本发明第四实施例用于注塑机的温度调节机构的总体结构示意图；

图10A是示出了本发明的另一注射喷嘴的横剖视图；以及

图10B是沿图10A中箭头10B所示方向的平面图。

具体实施方式

现参照图1至图3，对根据本发明第一实施例的用于注塑机的温度调节机构进行详述。

如图1所示，用于注塑的模具1包括固定模具2和活动模具3。固定模具2安装于固定台板上(未示出)。活动模具3安装于活动台板上(未示出)并且可移动以与该固定模具2相接触或分开。

固定模具2包括固定板4、注道衬套5和定位环6。固定板4安装于固定台板上。注道衬套5嵌入在固定板4内并与活动模具3相接触。定位环6将注道衬套5保持在固定板4内。注道衬套5具有凹部7。定位环6具有与凹部7相连通的导通孔8。注道9以延伸至活动模具3的方式设置在凹部7的最深部。与注道9连通的腔室10形成于活动模具3的表面内，面朝固定模具。注道9的直径朝向活动模具3逐渐增大。注塑机的注射喷嘴11具有远端，该远端容置在凹部7内并延伸通过导通孔8。具体地，注射喷嘴11的远端界定出注射口12。注射喷嘴11还包括与注射口12相连通的树脂通道13。注射喷嘴11以注射口12与注道对准的方式容置在凹部7内。注射喷嘴11采用加热机构(未示出)以加热和熔融通过树脂通道13供给的树脂材料。熔融的树脂则通过注射口12排出注射喷嘴11。结果，流经树脂通道13的熔融树脂从注射口12注射出并经由注道9进入腔室10。

用作介质流通单元的介质通道14形成于固定板4和注道衬套5内。更特定地，介质通道14供给载冷介质和载热介质至凹部7内以冷却和加热注射喷嘴11的远端部。介质通道14延伸通过注道衬套5和固定板4，并与凹部7相连通。介质通道14将凹部7与固定板4的外部相连通。介质通道14包括三个通道14a、14b和14c(14a至14c)。更特定地，第一通道14a(第一介质通道)沿与注射喷嘴11插入到凹部7的方向相垂直的方向延伸。第一通道14a的开口形成于固定板4的外表面内。第二通道14a(第二介质通道)沿与第一通道14a平行的方向延伸，并且第二通道14a的开口形成于固定板4的外表面内。第三通道14b(第三介质通道)的一端与第一通道14a和第二通道14b相连接，另一端(开口14d)与凹部7相连通。开口14d设置成靠近注射口12。更特定地，在第一通道14a内流动的介质和在第二通道14b内流动的介质在第三通道14c内相混合。然后混合物流动通过第三通道14c。第一端口15由固定板4内的第一通道14a的开口界定。第二端口16由第二通道14b的开口界定。第一端口15经由第一供给通道17与用作介质供给源的泵19相连接。第二端口16经由第二供给通道18与泵19相连接。在第一实施例中，泵19将用作介质的空气供给至供给通道17和18以及介质通道14(第一至第三通道14a至14c)。

第一温度传感器21设置于第一通道14a内。第二温度传感器22设置于第二通道14b内。第三温度传感器23设置于第三通道14c内。温度传感器21至温度传感器23与用作介质供给控制单元的供给控制单元24(在此称作“控制单元”)电连接。

第一阀25设置于第一供给通道17内以控制从泵19经由通道17流通到第一通道14a的介质量。第二阀26设置在第二供给通道18内以控制从泵19经由通道18流通到第二通道14b的介质量。阀25和阀26与控制单元24电连接，并且阀25和阀26基于控制单元24提供的流通控制信号来控制流通介质量。在第一实施例中，控制单元24控制各阀25和阀26，以线性改变打开程度。

第二供给通道18内还设置有温度调节装置27。温度调节装置27将第二供给通道18内流通的介质加热到预定温度(例如225℃)。温度调节装置27与控制单元24电连接，并且基于控制单元24提供的温度控制信号控制介质温度。

第一供给通道17内流通的空气量由第一阀25控制。空气受控制使得预定量经由第一供给通道17、第一端口15、第一通道14a和第三通道14c朝向注射喷嘴11的远端部喷射。更特定地，温度是常温的空气流动通过第一供给通道17、第一端口15和第一通道14a。相反，温度由温度调节装置27调节后的空气流动通过第二供给通道18。第二供给通道18内流通的空气量由第二阀26控制。空气受控制使得具有预定温度的预定量经由第二供给通道18、第二端口16、第二通道14b和第三通道14c朝向注射喷嘴11的远端部喷射。因而，具有高温的空气流动通过第二供给通道18、第二端口16和第二通道14b。经由第一供给通道17、第一端口15和第一通道14a供给至第三供给通道14c的空气用作载冷介质；而经由第二供给通道18、第二端口16和第二通道14b供给至第三通道14c的空气用作载热介质。在第一通道14a内流动的空气和在第二通道14b内流动的空气在第三通道14c内相混合。然后空气混合物朝向注射喷嘴11的远端部喷射。

控制单元24由诸如包括中央处理器(CPU)、只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)的计算机单元构成，这些单元并没有专门示出。控制单元24基于来自注塑机的输入信号或来自温度传感器21至温度传感器23的检测信号，来控制和驱动阀25和阀26以及温度调节装置27。因而，控制单元24控制介质供给与注塑机同步。

这样，包括第一通道14a至第三通道14c的介质通道14、第一阀25和第二阀26、第一供给通道17和第二供给通道18、泵19、第一温度传感器21至第三温度传感器23与控制单元24构成了用于注塑装置的温度调节机构。

以下参照图2所示的序列图和图3所示的流程图，对温度调节机构的操作实例进行详述。

参照图2，注塑机的模塑工序按以下描述的工序执行。在步骤S1中，采用加热机构执行加热和熔融工序以熔融和加热供给至注射喷嘴11的树脂通道13的树脂材料(树脂片)。在步骤S2中，执行填充工序以将来自注射喷嘴11的注射口12的熔融树脂注射至注道9并以树脂填充腔室10。在步骤S3中，执行冷却工序以冷却和凝固树脂。在步骤S4中，执行模具分离工序以从固定模具2分离活动模具3并且从腔室10移出树脂模塑制品。因此，注塑机的模塑工序在包括“加热和熔融工序→填充工序→冷却工序→模具分离工序”的单个模塑周期内执行。

模塑周期中控制单元24在预定中断间隔执行如图3中所示的控制程序(温度调节控制)。如图3所示，首先在步骤S11中，控制单元24基于来自注塑机的输入信号获取各种模塑信息。模塑信息包括与模塑周期中的各工序相关的信息、与树脂材料相关的信息、与注射喷嘴11的加热温度相关的信息、与注射口12的直径相关的信息、与树脂模塑料制品的尺寸相关的信息、与注道9的直径和长度相关的信息、与模塑制品相关的信息。控制单元24则基于模塑信息来确定载热介质(加热空气)的最优温度，提供温度控制信号给温度调节装置27以将加热空气调节到最优温度。

在步骤S12中，控制单元24决定是否是开始加热的时机(开始加热时机)。在第一实施例中，开始加热和熔融工序的时机设置成开始加热时机(开始供给载热介质的时机)。此外，完成加热和熔融工序的时机设置成加热完成时机(完成供给载热介质的时机)。因而，控制单元24基于来自注塑机的输入信号，来确定是否是开始加热时机，并且当确定是开始加热时机时，执行步骤S13至S17中的加热工序。

加热工序

在步骤S13中，控制单元24提供流通控制信号给第二阀26以打开第二阀26。更特定地，控制单元24将第二阀26从全闭状态驱动至全开状态，以供给加热空气给第二供给通道18、第二端口16、第二通道14b和第三通道14c。这将加热空气喷射至注射喷嘴11的远端部。加热空气加快注射喷嘴11的加热工序并快速地熔融树脂。因而这缩短了加热和熔融工序所需的时间。

在步骤S14中，控制单元24基于来自第二温度传感器22和第三温度传感器23的检测信号，来确定介质(载热介质)温度是否是最优温度。当加热空气的温度不是最优温度时，在步骤S15中，控制单元24提供温度控制信号给温度调节装置27以控制各阀25和26的打开程度并调节加热空气的温度。

具体地，当加热空气的温度低于最优温度时，控制单元24采用温度调节装置27来提高加热空气的温度。控制单元24还使第二阀26的打开程度增大(仅当第二阀26不处于全开状态时)。结果，加热空气的温度增大到最优温度。

此外，当加热空气的温度高于最优温度时，控制单元24采用温度调节装置27来降低加热空气的温度。控制单元24也减小了第二阀26的打开程度。更佳地，控制单元24打开第一阀25以使第一供给通道17内的载冷介质(冷却空气)流通。结果，冷却空气在第一通道14a内流通。加热空气和冷却空气的混合物最终在第三通道14c内流通。结果，在第三通道14c内流通的介质温度降低。这将加热空气的温度调节至最优温度。或者，控制单元24在步骤S15中可仅通过控制空气温度和控制第二阀26的打开程度而不打开第一阀25，来调节加热空气的温度。

当步骤S15中的工序结束时或当在步骤S14中控制单元24确定介质温度是最优温度时，控制单元24确定在步骤S16中由注塑机执行的加热和熔融工序是否已经完成。当加热和熔融工序未完成时，控制单元24再次执行步骤S14中的处理。在步骤S17中，当加热和熔融工序已经完成时，控制单元24通过将阀25和阀26从打开状态控制和切换至全闭状态，停止将介质喷射至注射喷嘴11。控制单元24则暂时终止处理。

上述的加热工序缩短了加热和熔融工序所需的时间。这缩短了模塑周期时间。

当确定不是步骤S12中的开始加热时机时，控制单元24继续执行步骤S18。在步骤S18中，控制单元24确定是否开始冷却(开始冷却初始时机)。在第一实施例中，接近填充工序完成的时间点设置成开始冷却时机(开始供给载冷介质的时机)，并且模具分离工序完成的时机设置成冷却完成时机(完成供给冷却介质的时机)。控制单元24基于来自注塑机的输入信号，确定是否是冷却开始时机。当确定不是开始冷却时机时，控制单元24暂时终止处理。这样，控制单元24确定既不是开始加热时机，也不是开始冷却时机，故不执行任何控制。当确定是开始冷却时机时，控制单元24执行步骤S19至步骤S23中所示的冷却工序。

冷却工序

首先，在步骤S19中，控制单元24提供流通控制信号给第一阀25以打开第一阀25。更特定地，控制单元24将第一阀25从全闭状态驱动到全开状态以使冷却空气(常温的空气)流通至第一供给通道17、第一端口15、第一通道14a和第三通道14c。结果，冷却空气被喷射至注射喷嘴11的远端部以冷却注射喷嘴11的远端部。冷却空气间接地冷却了在注射喷嘴11的注射口12和树脂通道13内流动的熔融树脂。这加速了树脂的凝固。

在步骤S20中，控制单元24基于来自第一温度传感器21和第三温度传感器23的检测信号，确定介质(冷却空气)是否具有最优冷却温度(常温)。在步骤S21中，当冷却空气的温度不再是最优温度时，控制单元24通过控制第一阀25的打开程度来调节冷却空气的温度。

具体地，当冷却空气的温度低于最优温度时，控制单元24减小第一阀25的打开程度。当冷却空气的温度高于最优温度时，控制单元24增大第一阀25的打开程度(仅当第一阀25不处于全开状态时)。这将冷却空气的温度调节成最优温度。

当步骤S21中的处理终止时或当控制单元24确定步骤S20中介质具有最优温度时，在步骤S22中，控制单元24确定由注塑机所执行的模具分离工序是否已经完成。当模具分离工序未完成时，控制单元24再次执行步骤S20中的处理。当模具分离工序已完成时，控制单元24将第一阀25从打开状态控制并切换至全合状态以停止将介质喷射至注射喷嘴11。然后，控制单元24暂时终止处理。

以此方式执行的冷却工序加速了接近填充工序完成时至模具分离工序完成时之间的树脂凝固。因而这缩短了冷却工序所需的时间。此外，当从模具移出模塑制品时，通过包括冷却工序的模塑工序而形成的模塑制品不大可能会发生绞合现象。这避免在下一模塑周期还有树脂留在腔室10内。

在执行下一模塑周期中的加热和熔融工序时，已由冷却空气冷却的注射喷嘴11的远端部被加热空气加热。这避免了加热和熔融工序由于冷却而延长，因而以最优方式缩短了整个模塑周期时间。

第一实施例的温度调节机构具有以下优点。

(1)经由第一通道14a和第三通道14c喷射的冷却空气冷却了注射喷嘴11的远端部。这间接冷却了在树脂通道13内流动的树脂，并缩短了树脂凝固所需的时间。因而，甚至当冷却模塑制品和从模具移除模塑制品的所需时间被缩短时，模塑制品中不大可能发生绞合现象。此外，在执行下一模塑周期中的加热和熔融工序时，经由第二通道14b和第三通道14c供给的加热空气喷射至注射喷嘴11的远端部，注射喷嘴11的远端部在之前的模塑周期已经被冷却。这加速了树脂通道13内流动的树脂的熔融，并且缩短了加热和熔融工序所需的时间。因而这既缩短了模塑周期时间又避免了绞合现象。此外，载冷介质和载热介质都是流体(空气)。因而，可采用相同的结构进行冷却和加热。与诸如用载冷介质执行冷却和采用加热器加热时相比，这简化了温度调节机构的结构。

(2)载冷介质和载热介质经由单独的介质通道(第一通道14a和第二通道14b)流入第三通道14c。喷射至注射喷嘴11外表面的介质的温度可通过只采用其中一种介质或采用两种介质的混合物来进行自由调节。与仅采用温度调节装置27时相比，这可更迅速地调节载热介质的温度。

(3)控制单元24控制各第一阀25和第二阀26以线性改变打开程度。更特定地，控制单元24连续改变冷却空气和加热空气的供给量。当注射喷嘴11或树脂被冷却或加热时，这能将各介质的供给量设置成最优值。尤其当混合载冷介质和载热介质以调节介质温度时，便于对混合物进行温度微调。

(4)由控制单元24控制的开始加热时机设置成开始加热和熔融工序的时机。完成加热的时机设置成完成加热和熔融工序的时机。因而，仅当必要时用加热空气加热注射喷嘴11。这为加热注射喷嘴11提供了有效的帮助。此外，接近填充工序完成时机的时间点设置成控制单元24的开始冷却时机。模具分离工序完成的时机设置成冷却完成时机。这样，注射喷嘴11被冷却空气以可靠方式冷却。熔融树脂经由注射喷嘴以可靠方式凝固。这缩短了模塑周期时间，同时避免模塑制品的绞合现象。

(5)冷却空气的温度和加热空气的温度由第一温度传感器21至第三温度传感器23检测。控制单元24基于传感器21至23的检测结果，控制冷却空气的温度和加热空气的温度。因而，采用介质以高精度执行冷却和加热控制。

现参照图4，针对其与第一实施例的差别，详述根据本发明第二实施例的注塑机的温度调节机构。在第二实施例中，对于与第一实施例中的组件相同的第二实施例的温度调节机构组件，其标号与第一实施例中的标号相同。

如图4A所示，第二实施例的温度调节机构包括由管道31构成的第三通道14c。第三通道14c用作介质流通单元。如图4C所示，管道31基本为圆柱形。第三通道14c被界定在管道31内。较佳地，管道31设置在凹部7内以延伸通过注射喷嘴11的远端部。具体地，如图4B所示，管道31设置在注射喷嘴11的远端部以延伸通过树脂通道13的中心O，延伸的方向垂直于树脂在树脂通道13内流通的方向。管道31具有延伸出注射喷嘴11的远端。因而，在第三通道14c内流动的冷却空气或加热空气，在流经树脂通道13后，被排出注射喷嘴11。在管道31内流动的冷却空气或加热空气冷却或加热在树脂通道13内流动的树脂。因而，在第二实施例中，与第一实施例相比，树脂受冷却和加热更加直接。这缩短了加热和熔融工艺及冷却工艺所需的时间。

在第二实施例中，管道31的横截面形状不一定是如图4C所示的浑圆状，可被改变成各种形状。

例如，图5A示出了具有椭圆形横截面的管道31a。这样，为了增大与树脂的接触面积并使树脂流动顺畅，较佳地，管道31a设置成使得椭圆的长轴与树脂流通的方向相平行。在另一例子中，图5B示出了泪滴状管道31b。这样，较佳地，管道31b也可以图5B所示的方式设置。其它例子中，图5C示出了具有菱形横截面的管道31c，图5D示出了具有三角形横截面的管道31d。具有浑圆横截面(图4C)的管道14易于形成。与之相比，如图5A至5D所示的各管道31a至31d使树脂能够从树脂通道13顺畅地流动至注射口12。各管道可形成为具有与树脂相接触的扩大的接触面积，以使树脂有效冷却(或加热)。

此外，用作介质流通单元的管道可设置成延伸通过与树脂通道13的中心O(参照图4B)相分离的位置。例如，图6A示出了管道31e，管道31e是并未延伸通过中心O的两个平行管道。此外，图6B示出了管道f，其具有沿树脂通道13的内圆周面延伸的环形部。管道f可使树脂更有效地被冷却(或加热)。

现参照图7和图8，针对其与第一实施例和第二实施例的区别，详述根据本发明第三实施例的注塑机的温度调节机构。在第三实施例中，与第一实施例中的组件相同的组件，其标号与第一实施例中的标号相同。

在第三实施例中，用作介质流通单元的管道101设置成延伸通过注射喷嘴11的远端部(接近注射口12的部分)。更特定地，管道101设置成延伸通过树脂通道13的中心O(参照图4B)，延伸的方向垂直于树脂在树脂通道13内流通的方向。管道101具有延伸出注射喷嘴11的远端部，其界定出开口101a。管道101的开口101a设置在接近注射口12处。管道101具有正好是圆形的横截面。介质通道界定在管道101内。管道101具有与泵102相连接的基部端，泵102是介质供给源。在第三实施例中，泵102供给用作载冷介质的常温空气至管道101的介质通道。

阀103设置在管道101内靠近泵102处。阀103对流通通过管道101内的介质通道的冷却空气量进行控制。温度传感器104设置在管道101内靠近注射喷嘴11处。温度传感器104检测流动通过介质通道的冷却空气的温度。阀103和温度传感器104与用作介质供给控制单元的供给控制单元105(此处称为“控制单元”)电连接。阀103基于控制单元105提供的流通控制信号，控制介质通道内流通的载冷介质量。在第三实施例中，控制单元105控制阀103以线性改变打开程度。

阀103控制泵102供给的载冷介质(冷却空气)量。控制冷却空气，使得预定的流通量通过形成于管道101远端的开口101a，经由管道101中的介质通道排出管道101。

特定地，控制单元105由包括CPU、ROM、RAM的计算机单元(未示出)构成。以与第一实施例相同的方式，控制单元105基于来自注塑机的输入信号和来自温度传感器104的检测信号，控制和驱动阀103。控制单元105控制冷却空气的供给与注塑机同步。

在第三实施例中，管道101、泵102、阀103、温度传感器104和控制单元105构成了用于注塑机的温度调节机构。

现参照图8的流程图，详述具有上述结构的温度调节机构的操作实例。

在第三实施例中，注塑机以与第一实施例中所采用的相同方式，执行根据图2中所示的模塑周期的模塑工序。更特定地，模塑工序的一个周期包括加热工序和熔融工序、填充工序、冷却工序以及模具分离工序。

控制单元105在模塑周期间，以如图8所示的预定中断间隔，执行如图8所示的控制程序(温度调节控制)。如图8所示，在步骤S101中，控制单元105基于来自注塑机的输入信号，获取各种模塑信息。模塑信息包括与模塑周期中执行的各工序相关的信息、与树脂材料相关的信息、与注射喷嘴11的加热温度相关的信息、与注射口12的直径相关的信息、与注道9的直径和长度相关的信息、与模塑制品相关的信息。

然后，在步骤S102中，控制单元105基于在步骤S101中获取的注塑机的模塑信息，来确定是否是开始加热的时机(开始加热时机)。在第三实施例中，控制单元105采用至少一个模塑信息作为移置参数(displacement parameter)，计算冷却开始时机(开始供给冷却空气的时机)和冷却完成时机(完成供给冷却空气的时机)。更特定地，在第三实施例中，接近填充工序完成时的时间点设置成冷却开始时机，以及完成模具分离工序的时机设置成冷却完成时机。在步骤S102中，当确定不是冷却开始时机时，控制单元105暂时终止处理。另一方面，当确定是冷却开始时机时，控制单元105执行步骤S103至S107中的冷却工序。

当执行冷却工序时，在步骤103中，控制单元105提供流通控制信号给阀103并打开阀103。更特定地，控制单元105将阀103从全闭状态驱动至全开状态以使冷却空气(常温下的空气)在管道101中的介质通道内流通。冷却空气在注射喷嘴11的树脂通道13中流动，并从管道101的远端101a排出管道101。结果，冷却空气间接冷却了在注射喷嘴11的注射口12和树脂通道13内流动的熔融树脂，并且更迅速地凝固树脂。

在步骤104中，控制单元105基于来自温度传感器104的检测信号，确定冷却空气是否具有最优冷却温度(常温)。当冷却空气的温度不是最优温度时，控制单元105在步骤S105中控制阀103的打开程度以调节冷却空气的温度。

具体地，当冷却空气的温度低于最优温度时，控制单元105减小阀103的打开程度。当冷却空气的温度高于最优温度时，控制单元105增大阀103的打开程度(仅当阀103不处于全开状态时)。这将冷却空气的温度调节至最优温度。

当步骤S105中的处理已完成时或当控制单元105在步骤S104中确定冷却空气的温度是最优温度时，在步骤S106中，控制单元105基于来自注塑机的输入信号，确定模具分离工序是否已经完成。当模具分离工序未完成时，控制单元105再次执行步骤S104中的处理。当模具分离工序已经完成时，在步骤S107中，控制单元105将阀103从打开状态控制和切换至全闭状态以停止将冷却空气喷射至注射喷嘴11。然后，控制单元105暂时终止处理。

这样，冷却工序使树脂在从接近填充工序完成时至模具分离工序完成时，能够更迅速地凝固。因而，这缩短了冷却工序所需的时间。此外，当模塑制品从模具移除时，通过包括冷却工序的模塑工序形成的模塑制品中不大可能发生绞合现象。结果，避免在下一模塑周期中仍有树脂留在腔室10内。

第三实施例的温度调节机构具有以下优点。

(1)管道101设置成延伸通过注射喷嘴11的树脂通道13，并且冷却介质(冷却空气)在管道101的介质通道内流通。因而，与现有技术中当冷却空气被供给至注射喷嘴11的外表面时相比，采用流动通过管道101的冷却空气可更加直接地冷却树脂。此外，管道101设置在靠近注射喷嘴11的注射口12处。因而，靠近注射口12的树脂被有效冷却。这缩短了树脂凝固所需的时间。因而，甚至当冷却树脂和将模塑制品从模具移出所需的时间缩短时，模塑制品中也不大可能会发生绞合现象。换句话说，在缩短模塑周期时间的同时也可避免绞合现象。

(2)管道101设置在与树脂在树脂通道13内流通的方向相垂直的方向。因而，树脂通道13内流动的树脂一直与管道101相接触。当冷却空气供给至管道101时，这确保了与管道101相接触的树脂被冷却空气冷却。

(3)管道101设置成延伸通过树脂通道13的中心部(以第二实施例中采用相同方式的图4B中所示的中心部O)。因而，树脂通道13内流动的树脂从中心部起被冷却。通常，树脂的凝固从外部开始，并止于不容易冷却的中心部。因此，通过从中心部开始冷却树脂，可加速树脂的凝固。这缩短了树脂凝固所需的时间。

(4)基于树脂材料、注射喷嘴的加热温度、注射口直径和树脂模塑制品中的至少一个，对冷却空气的供给开始时机和供给完成时机进行控制和改变。这使树脂在最优时机被冷却。

(5)管道101不是设置在固定模具2内，而是设置在注射喷嘴11内。当第三实施例的温度调节机构用于注塑机时，无需改变固定模具2的形状。当第三实施例的温度调节机构用于注塑机时，只需要改变注射喷嘴11。因此，可采用温度调节机构而无需对注塑机的结构做显著改变。

(6)温度传感器104检测冷却空气的温度，并且控制单元105基于检测结果来控制阀103，以优化冷却空气的流通量。因而，采用介质以高精度执行冷却控制。

现参照图9，针对其与第一、第二及第三实施例的区别，描述根据本发明第四实施例的注塑机的温度调节机构。在第四实施例中，与第一实施例相同的组件被标识为与第一实施例中的图号相同的图号。

第四实施例的温度调节机构与第三实施例的温度调节机构区别在于：第四实施例的温度调节机构既采用了冷却机构又采用了加热机构。加热机构具有的结构与第一和第二实施例中所述的加热机构的结构相同。

具体地，如图9所示，管道201包括设置成延伸通过注射喷嘴11的通道202，以及从通道202分支出来的两个通道203和204。在第四实施例中，通道(此处称为“第一通道”)203用作本发明的第一介质通道。通道(此处称为“第二通道”)204用作本发明的第二介质通道。通道(此处称为“第三通道”)202用作本发明的第三介质通道。第三通道202具有形成为接近注射口12的开口201a(管道201的开口)。第一通道203和第二通道204各具有第一端和第二端，第一端与第三通道202连通，第二端与泵210连通。

第一阀205设置在第一通道203内。第二阀206设置在第二通道204内。阀205和阀206各与供给控制单元(此处称为“控制单元”)211电连接。阀205和阀206基于来自控制单元211的流通控制信号，各控制介质的流通量。在第四实施例中，控制单元211控制阀205和阀206以线性改变打开程度。

第一温度传感器207设置在第一通道203的第一阀205和第三通道202之间。第二温度传感器208设置在第二通道204的第二阀206和第三通道202之间。第三温度传感器212设置在第三通道202内。各温度传感器207、208和212与控制单元211电连接。

温度调节装置209设置在第二通道204的第二阀206和泵210之间。温度调节装置209将第二通道204内流通的介质加热到预定温度(例如225℃)。温度调节装置209与控制单元211电连接，并基于控制单元211提供的温度控制信号控制介质温度。

从泵210供给至第一通道203的空气量由第一阀205控制。预定的空气量从第一通道203流动至第三通道202。从泵210供给至第二通道204的空气温度受温度调节装置209调节。在第二通道204内流动的空气量由第二阀206控制。被控制为具有预定温度的预定空气量从第二通道204流动至第三通道202。因而，从第一通道203流动至第三通道202的空气用作载冷介质，从第二通道204流动至第三通道202的空气用作载热介质。在第一通道203内流动的空气和在第二通道204内流动的空气在第三通道202内混合。空气混合物从延伸通过注射喷嘴11的管道201(第三通道202)的远端处的开口201a，喷射至凹部7内。

这样，在第四实施例中，具有第一至第三通道203、204和202的管道201；泵210；第一至第三温度传感器207、208和212；第一阀205和第二阀206以及控制单元211构成了用于模塑机的温度调节机构。

具有上述结构的第四实施例的温度调节机构根据图3所示的控制程序，以与第一实施例相同的方式进行操作。

具体地，控制单元211在模塑周期间(参照图2)执行图3所示的控制程序(温度调节控制)，控制程序由注塑机以预定中断间隔执行。这样，第四实施例的第一阀205和第二阀206与第一实施例的第一阀25和第二阀26相对应。此外，第四实施例的第一通道至第三通道203、204和202与第一实施例的第一至第三通道14a、14b、14c相对应。第四实施例的第一至第三温度传感器207、208和212与第一实施例的第一至第三温度传感器21至23相对应。

除了第三实施例的优点(1)至(6)之外，第四实施例的温度调节机构还具有以下优点。

(7)除了冷却空气之外，加热空气也在管道201的第三通道202内流通，第三通道202设置成延伸通过注射喷嘴11的树脂通道13。在加热工序和熔融工序中供给加热空气以加热注射喷嘴11并熔融树脂通道13内的树脂。加热空气加快了在树脂通道13内流动的树脂的熔融。此外，在先前模塑周期中已被冷却的注射喷嘴11的远端部，在下一模塑周期的加热工序和熔融工序中被喷射至注射喷嘴11的加热空气加热。这个结构不仅缩短了冷却工序所需的时间，而且缩短了加热和熔融工序所需的时间。因而，既缩短了模塑周期时间，也避免了模塑制品的绞合现象。

载冷介质和载热介质都是流体(空气)。因而，可采用相同的结构用于冷却和加热。与例如采用载冷介质冷却树脂并且采用诸如加热器的加热装置加热树脂时相比，这简化了温度调节机构的结构。

(8)冷却空气和加热空气经由分隔的介质通道(第一通道203和第二通道204)流入第三通道202中。因而，在树脂通道13内流通的介质温度可仅通过采用冷却空气或加热空气中的一种，或通过采用冷却空气和加热空气的混合物来进行自由调节。与当仅采用温度调节装置209时相比，加热空气的温度被迅速调节。

(9)控制单元211控制各第一阀205和第二阀206以线性改变打开程度。更特定地，控制单元211不断改变冷却空气和加热空气的供给量。这使得当注射喷嘴11或树脂被冷却或加热时，各介质的供给量设置成最优值。尤其是当将载冷介质和载热介质相混合以调节介质温度时，便于对混合物进行温度微调。

(10)以对于冷却空气采用的方式相同的方式，基于树脂材料、注射喷嘴的加热温度、注射口的直径和树脂模塑制品的尺寸中的至少一个，加热空气的供给开始时机和供给完成时机也受到控制而改变。这使树脂在最优加热时机被加热。

(11)冷却空气的温度和加热空气的温度由第一至第三温度传感器207、208和212检测。控制单元212基于各传感器207、208和212的检测结果，将冷却空气的温度和加热空气的温度控制到最优温度。因而，采用介质以高精度执行冷却控制和加热控制。

本发明可以下列方式更改。

在第四实施例中，由绝缘材料制成的衬套301可按图10A和图10B所示，设置在注射喷嘴11和管道201之间。这减小了注射喷嘴11和管道201之间的热冲击效应，并使温度控制可以较高精度执行。

在上述各实施例中，空气(载冷介质或载热介质或两者)可重新流通至泵。这使诸如水的液体或诸如氯氟烃的非环境友好型材料可方便地用作载冷介质或载热介质。

在上述各实施例中，控制单元(24、105和211)可基于例如来自注塑机的模塑信息或来自操作员的参数输入，自由改变加热开始时机、加热终止时机、冷却开始时机(仅在第一、第二和第四实施例中)以及冷却完成时机(仅在第一、第二和第四实施例中)。

在上述各实施例中，阀的打开程度中在全闭状态与全开状态之间以双向方式变化。这简化了由控制单元(24、105和211)执行的阀控制。

冷却空气的温度不限于常温，而可为经过调节的温度(例如，高于或等于常温的温度)，该温度由温度调节装置(27和209)调节而成。

在第一、第二和第四实施例中，可省略温度调节装置(27和209)。例如，在第一和第二实施例中，第二供给通道18可设置在靠近注射喷嘴11处，并且可采用注射喷嘴11的热量对在第二供给通道18中流动的加热空气的温度进行调节。以相同的方式，可采用注射喷嘴11的热量对在管道201(第一通道202)中流动的加热空气的温度进行调节。

在第一实施例中，介质通道14可仅包括第三通道14c。这样，优选地，控制单元24选择性地将冷却空气和加热空气供给至第三通道14c。

在第三实施例中，控制单元105可选择性地将冷却空气和加热空气供给至管道101。

在第一实施例中，介质通道14可仅包括第一通道14a和第二通道14c。这样，通道14a和14b各与凹部7相连通。

在上述实施例中，可省略温度传感器。这简化了温度调节机构的结构并且进一步减小了控制单元的处理负荷。

用于温度调节控制的控制程序并不限于如图3和图8所示的在预定中断间隔执行的中断程序。例如，在图3所示的控制程序中，处理可在执行步骤S17和S23后返回步骤S12。以相同的方式，在如图8所示的控制程序中，处理在步骤S107之后可返回步骤S102。这样，供给控制单元24、105或211在模塑周期工序中间歇地执行温度调节控制。

除了权利要求所引述之外，以下列出了其它一些基于上述实施例和更改而得出的技术概念。

(1)如权利要求1至6以及11中任一项所述的温度调节装置，其中所述载冷介质和载热介质是空气。根据技术概念(1)，所述载冷介质和载热介质可以低成本获得。

(2)如技术概念(1)所述的温度调节机构，其中用作载冷介质的所述空气的温度是常温。技术概念(2)无需采用确实冷却载冷介质的结构。

(3)如权利要求1至11以及技术概念(1)和(2)中任一项所述的温度调节机构，其中所述介质流通单元包括温度检测单元和供给控制单元，所述温度检测单元用于检测在所述介质流通单元中流动的所述介质温度，所述供给控制单元基于来自所述温度检测单元的检测信号对在所述介质流通单元中流动的所述介质温度进行调节。技术概念(3)使在所述介质流通单元内流动的所述介质的温度以最优方式被调节。

(4)如权利要求1至11中任一项所述的温度调节机构，其中热绝缘衬套设置在所述注射喷嘴和所述介质流通单元之间。

(5)一种用于制造树脂模塑制品的方法，其包括加热和熔融工序、填充工序、冷却工序，所述加热和熔融工序用于在注塑机的注射喷嘴中加热和熔融树脂材料，所述填充工序用于填充来自注射喷嘴的熔融树脂以将所述树脂填充模具，所述冷却工序用于冷却和凝固所述模具中填充的树脂并从所述模具移出所述固体树脂；其中在所述工序中，至少所述冷却工序通过使载冷介质在设置于所述注射喷嘴内的管状介质流通单元中流通，来冷却靠近所述介质流通单元的树脂。

(6)如技术概念(5)所述的方法，其中基于所述树脂材料、所述注射喷嘴的加热温度、所述树脂的出口的直径、注道的直径、和树脂模塑制品的尺寸，来改变所述载冷介质的供给开始时机和供给完成时机。

Claims (13)

1.一种用于注塑机的温度调节机构，其包括用于注射树脂材料的注射喷嘴，所述温度调节机构包括：

流通载冷介质或载热介质以喷射所述载冷介质或所述载热介质的介质流通单元，所述载冷介质用于冷却所述注射喷嘴内的所述树脂材料，所述载热介质用于加热所述树脂材料；以及

供给控制单元，其控制供给至所述介质流通单元的所述载冷介质和所述载热介质，使所述载冷介质和所述载热介质选择性地从所述介质流通单元喷射出。

2.如权利要求1所述的温度调节机构，其中：

所述注射喷嘴包括形成于所述注射喷嘴远端部内的出口；以及

所述介质流通单元设置成朝向所述出口的外表面选择性地喷射所述载冷介质和所述载热介质。

3.如权利要求1所述的温度调节机构，其中：

所述注射喷嘴包括出口和树脂通道，所述出口形成于所述注射喷嘴远端部内，所述树脂通道与所述出口连通并流通所述树脂材料；以及

所述树脂流通单元部分延伸通过所述树脂通道。

4.如权利要求1至3中任一项所述的温度调节机构，其中所述供给控制单元同时将所述载热介质和所述载冷介质供给至所述介质流通单元，使得所述载冷介质和所述载热介质的混合物如同来自所述介质流通单元的所述载热介质一样被喷射出。

5.如权利要求1至4中任一项所述的温度调节机构，其中所述介质流通单元包括：

流通所述载冷介质的第一介质通道；

流通所述载热介质的第二介质通道；以及

与所述第一介质通道和所述第二介质通道连通的第三介质通道，其将经由所述第一介质通道和所述第二介质通道流通到所述第三介质通道内的所述介质喷射出去。

6.如权利要求1至5中任一项所述的温度调节机构，其中所述供给控制单元连续改变各所述载冷介质和所述载热介质的供给量。

7.如权利要求1至5中任一项所述的温度调节机构，其中所述供给控制单元通过切换到供给状态或供给完成状态中的任意一个，对供给至所述介质流通单元的所述载冷介质和所述载热介质进行控制。

8.如权利要求1至7中任一项所述的温度调节机构，其中所述供给控制单元采用移置参数对所述载热介质的供给开始时机和供给完成时机进行控制，所述移置参数是与所述注塑机的模塑周期相关的信息、与所述树脂材料相关的信息、与所述注射喷嘴被加热达到的温度相关的信息、与所述出口的直径相关的信息、与所述模具内形成的注道的直径相关的信息、与所述注道的长度相关的信息以及与由所述模具形成的模塑制品相关的信息中的至少一个信息。

9.一种用于注塑机的温度调节机构，其包括用于注射树脂材料的注射喷嘴，所述温度调节机构包括：

流通载冷介质并部分延伸通过所述注射喷嘴的管状介质流通单元，所述载冷介质冷却所述注射喷嘴内的所述树脂材料；以及

供给控制单元，其控制供给至所述介质流通单元的所述载冷介质。

10.如权利要求9所述的温度调节机构，其中：

所述注射喷嘴包括出口和树脂通道，所述出口形成于所述注射喷嘴的远端部内，所述树脂通道与所述出口连通并流通所述树脂材料；以及

所述介质流通单元设置成使得所述介质流通单元部分延伸通过所述出口，其延伸的方向与所述树脂材料在所述树脂通道内的流通方向相交。

11.如权利要求10所述的温度调节机构，其中所述介质流通单元部分延伸通过所述树脂通道的中心部。

12.如权利要求1至11中任一项所述的温度调节机构，其中所述供给控制单元采用移置参数对所述载冷介质的供给开始时机和供给完成时机进行控制，所述移置参数是与所述注塑机的模塑周期相关的信息、与所述树脂材料相关的信息、与所述注射喷嘴被加热达到的温度相关的信息、与所述出口的直径相关的信息、与所述模具上形成的注道的直径相关的信息、与所述注道的长度相关的信息以及与由所述模具形成的模塑制品相关的信息中的至少一个信息。

13.如权利要求9至12中任一项所述的温度调节机构，其中所述供给控制单元除了供给所述载冷介质之外还供给载热介质至所述介质流通单元，并且对供给至所述介质流通单元的所述载冷介质和所述载热介质进行控制。

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