JP2002210740A - 成形用金型の加熱冷却切替装置及び成形用金型の加熱冷却切替方法 - Google Patents

成形用金型の加熱冷却切替装置及び成形用金型の加熱冷却切替方法

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JP2002210740A
JP2002210740A JP2001006431A JP2001006431A JP2002210740A JP 2002210740 A JP2002210740 A JP 2002210740A JP 2001006431 A JP2001006431 A JP 2001006431A JP 2001006431 A JP2001006431 A JP 2001006431A JP 2002210740 A JP2002210740 A JP 2002210740A
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temperature
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Abstract

(57)【要約】 【課題】回収タンクの数の節減を図ることにより設備の
大型化を抑制し、且つ、高温流体を得る際のエネルギロ
スを減らすことができる成形用金型の加熱冷却切替装
置、及び、成形用金型の加熱冷却切替方法を提供する。 【解決手段】成形用金型の加熱冷却切替装置は、循環通
路31と流体搬送源33とヒータ34とをもつ高温流体
通路系3と、高温流体通路系3と温調通路15とを連通
状態及び非連通状態に切替可能な接続開閉弁53,54
と、高温流体通路系3に組み込まれた共通回収タンク6
と、共通回収タンク6に貯留された流体を外部に排出す
る排出開閉弁7とをもつ。共通回収タンク6は、金型冷
却工程から金型加熱工程へと移行する際に、温調通路1
5に残留している低温流体を回収すると共に、金型加熱
工程から金型冷却工程へと移行する際に、温調通路15
に残留している高温流体を回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は成形用金型の加熱冷
却切替装置及び成形用金型の加熱冷却切替方法に関す
る。本発明は、樹脂ブロー成形や樹脂射出成形等の樹脂
成形用の成形用金型、ゴム成形用の成形用金型、ダイカ
スト鋳造や重力鋳造や低圧鋳造などの鋳造成形用の成形
用金型等の加熱冷却に使用することができる。
【0002】
【従来の技術】成形用金型の成形キャビティを成形品に
高精度に転写することは、必ずしも容易ではない。これ
は成形材料が成形用金型のキャビティ型面に接触した際
には、成形材料が瞬間的に急冷されるため等の理由によ
り、正確な転写が妨げられる等のためである。成形品の
更なる高品質化のためには、転写精度を向上させること
が好ましい。転写精度を向上させるためには、成形用金
型の成形キャビティを区画するキャビティ型面の温度が
高い方が好ましい。しかしながら成形用金型のキャビテ
ィ型面の温度が高い場合には、成形材料の成形固化速度
が遅れるため、数秒を争ってサイクル時間の短縮化を図
ることが強く要請される成形現場には必ずしも好ましい
ことではない。
【0003】そこで、近年、成形キャビティを有する成
形用金型と成形用金型の温度調整を行う温調通路とを有
する成形装置に接続された加熱冷却切替装置が開発され
ている。この加熱冷却切替装置は、成形用金型のキャビ
ティ型面の近くに形成した温調通路を用い、この温調通
路に高温流体を供給して成形用金型のキャビティ型面を
加熱する金型加熱工程と、温調通路に低温流体を供給し
て成形用金型のキャビティ型面を冷却する金型冷却工程
とを、成形型による成形作業の進行に合わせて交互に急
速に切替えるものである。この加熱冷却切替装置は、温
調通路に低温流体を供給可能な低温流体通路系と、温調
通路に高温流体を供給可能な高温流体通路系とを備えて
いる。
【0004】この加熱冷却切替装置によれば、成形用金
型のキャビティ型面の温度を高温域に設定したい場合に
は、高温流体通路系により温調通路に高温流体を供給し
て成形用金型を加熱する金型加熱工程を実行する。成形
用金型のキャビティ型面の温度を低温域に設定したい場
合には、その温調通路に低温流体通路系により低温流体
を供給して成形用金型を冷却する金型冷却工程を実行す
る。従って、成形の際には、金型加熱工程と金型冷却工
程とが交互に急速に切替えられる。このため、成形用金
型のキャビティ型面の温度が高温側または低温側に、あ
るいは低温側または高温側に急速に切り替えられ、成形
サイクル時間の短縮化を図りつつ、成形品の転写精度の
向上及び成形欠陥の低減等を図り得る利点が得られる。
しかしながらこの加熱冷却切替装置においては、金型加
熱工程から金型冷却工程に切替えられたときに、温調通
路に残留している熱をもつ高温流体を外部に排出してし
まうと共に、排出により減少したぶんを常温の流体で補
充するため、エネルギロスが大きかった。
【0005】そこで、近年、エネルギロスを減少させて
加熱効率を高めた成形用金型の加熱冷却切替装置が開発
されている(特開平10−34657号公報、1998
年公開)。この公報に係る加熱冷却切替装置によれば、
高温流体専用の回収タンク、低温流体専用の回収タンク
が設けられている。このものでは、金型加熱工程から金
型冷却工程に切替えられたときには、温調通路に残留し
ていた高温流体は、温調通路に新たに供給された低温流
体によって温調通路の外方に押し出され、高温流体専用
の回収タンクに回収される。また、金型冷却工程から金
型加熱工程に切替えられたときには、温調通路に残留し
ていた低温流体は、温調通路に新たに供給された高温流
体によって温調通路の外方に押し出され、低温流体専用
の回収タンクに回収される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記公報
に係る加熱冷却切替装置によれば、流体を回収する回収
タンクとしては、高温流体専用の回収タンクと、低温流
体専用の回収タンクとの双方が必要であり、設備の小型
化には限界があった。
【0007】更に、高温流体専用の回収タンクに回収さ
れて貯留されている高温流体は、高温であるものの、金
型冷却工程において回収タンク内に放置されるため、放
置の際の放熱により温度がかなり低下する。このため、
高温流体専用の回収タンク内に回収されていた高温流体
を高温流体通路系に戻したときには、放熱で温度がかな
り低下した高温流体が高温流体通路系の高温流体に混入
してしまう。このような混入は好ましくない。その理由
は、高温流体通路系に保持されている高温流体全体の温
度を低下させることになるためである。
【0008】この場合、高温流体通路系に保持されてい
る高温流体の温度を再加熱して適温域である高温域に復
帰させるためには、再加熱時間を必要とする。従って、
生産性の向上を図るべく金型加熱工程及び金型冷却工程
のサイクル時間の一層の短縮化を図るためには、限界が
あった。この場合、サイクル時間を短くすると、十分に
加熱されていない高温流体が成形用金型の温調通路に供
給されることになり、成形用金型を適温域に保持するの
に不利となる。
【0009】本発明は上記した実情に鑑みてなされたも
のであり、回収タンクの数の節減を図ることにより設備
の大型化を抑制し、且つ、高温流体を得る際のエネルギ
ロスを減らして高温流体を加熱する加熱効率を確保でき
る成形用金型の加熱冷却切替装置、及び、成形用金型の
加熱冷却切替方法を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】(1)本発明に係る成形
用金型の加熱冷却切替装置は、成形キャビティを有する
成形用金型と成形用金型の温度調整を行う温調通路とを
有する成形装置に接続され、且つ、温調通路に高温流体
を供給して成形用金型を加熱する金型加熱工程と、温調
通路に低温流体を供給して成形用金型を冷却する金型冷
却工程とを、成形型による成形作業の進行に合わせて切
替える成形用金型の加熱冷却切替装置において、温調通
路に低温流体を供給可能な低温流体供給通路と温調通路
から吐出された低温流体が吐出される低温流体吐出通路
とをもつ低温流体通路系と、高温流体が循環可能となる
ように巡らされた循環通路と、循環通路の高温流体また
は高温流体となる流体に搬送力を与える流体搬送源と、
循環通路の高温流体または高温流体となる流体を加熱す
るヒータとをもつ高温流体通路系と、高温流体通路系と
温調通路とを連通状態及び非連通状態に切替可能な接続
開閉弁と、高温流体通路系に組み込まれて設けられ、金
型冷却工程から金型加熱工程へと移行する際に、温調通
路に残留している低温流体を回収する低温流体回収状態
に切替えられ、且つ、金型加熱工程から金型冷却工程へ
と移行する際に、温調通路に残留している高温流体を回
収する高温流体回収状態に切替えられる共通回収タンク
と、共通回収タンクに回収されている低温流体を共通回
収タンクの外部に排出する排出開閉弁とを具備すること
を特徴とするものである。
【0011】(2)本発明に係る成形用金型の加熱冷却
切替方法は、請求項1に係る成形用金型の加熱冷却切替
装置を使用する方法の発明である。即ち、本発明に係る
成形用金型の加熱冷却切替方法は、請求項1に係る成形
用金型の加熱冷却切替装置を用い、高温流体通路系の高
温流体を温調通路に供給して成形用金型を加熱する金型
加熱工程と、低温流体通路系の低温流体を温調通路に供
給して成形用金型を冷却する金型冷却工程とを、成形型
による成形作業の進行に合わせて切替える成形用金型の
加熱冷却切替方法において、金型冷却工程から金型加熱
工程へと移行する際に、高温流体通路系の高温流体を温
調通路に供給することにより、温調通路に残留している
低温流体を押し出して共通回収タンクに回収する低温流
体回収操作を実行し、その後、排出開閉弁を開放するこ
とにより、共通回収タンク内の回収低温流体を共通回収
タンクの外部に排出する低温流体排出操作を実行し、且
つ、金型加熱工程から金型冷却工程に移行する際に、低
温流体通路系から温調通路に供給される低温流体によ
り、温調通路に残留している高温流体を押し出して共通
回収タンクに回収し、金型冷却工程の実行中において、
共通回収タンク内の回収高温流体を高温流体通路系の流
体搬送源の駆動により高温流体通路系の循環通路に沿っ
て循環させつつ、高温流体通路系のヒータで加熱して目
標温度域に保持する昇温操作を行うことを特徴とするも
のである。
【0012】(3)本発明に係る加熱冷却切替装置、本
発明に係る加熱冷却切替方法によれば、金型冷却工程か
ら金型加熱工程へと移行する際に、温調通路に残留して
いる低温流体を共通回収タンクに回収する。共通回収タ
ンクに回収された低温流体は、排出開閉弁の開放により
加熱冷却切替装置の外部に排出され、従って、高温流体
通路系に混入することが抑えられ、ひいては高温流体通
路系の高温流体の温度低下が抑制される。
【0013】また本発明に係る加熱冷却切替装置、本発
明に係る加熱冷却切替方法によれば、金型加熱工程から
金型冷却工程へと移行する際に、温調通路に残留してい
る高温流体を共通回収タンクに回収する。即ち共通回収
タンクは高温流体及び低温流体を交互に回収する。従っ
て回収タンクは高温流体の回収用と低温流体の回収用と
で共通して使用され、回収タンクの数が減少し、設備の
大型化が抑制される。
【0014】更に、共通回収タンク内に回収された高温
流体は、金型冷却工程の実行中において、流体搬送源の
駆動により高温流体通路系の循環通路に沿って循環され
つつ、ヒータを通過する際にヒータで加熱されて目標温
度域に保持される。従って金型冷却工程の次に金型加熱
工程を実行する際には、ヒータにより加熱されて目標温
度域に保持されている高温流体を速やかに用いることが
できる。従って成形用金型は効率良く加熱される。上記
したように共通回収タンク内に回収された高温流体を加
熱保持できるのは、ヒータを有する高温流体通路系に共
通回収タンクが組み込まれているためである。
【0015】高温流体の温度及び低温流体の温度はそれ
ぞれ相対的なものである。よって、高温流体は低温流体
よりも温度が相対的に高いものであり、低温流体は高温
流体よりも温度が相対的に低いものである。高温流体及
び低温流体を構成する流体としては、作業性及びランニ
ングコスト等を考慮すると、水が好ましい。高温流体及
び低温流体の圧力としては適宜選択することができ、例
えば1〜8kgf/cm2にできるが、これに限定され
るもてのばない。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明を具体化した実施形態につ
いて、図1〜図6を参照しつつ具体的に説明する。本実
施形態に係る成形用金型の加熱冷却切替装置は図1に模
式的に示されている。図1に示すように、加熱冷却切替
装置は、樹脂をブロー成形する成形キャビティを有する
成形用金型10と成形用金型10の温度調整を行う温調
通路15とを有する成形装置1に接続されるものであ
る。温調通路15は、互いに直列に繋がる入口側の第1
温調通路15aと第2温調通路15bと出口側の第3温
調通路15cとを有する。第2温調通路15bは成形用
金型10の内部に埋設されており、成形用金型10のキ
ャビティ型面10mの温度調整を行うためのものであ
る。第2温調通路15bは、成形用金型10のキャビテ
ィ型面10mに対する伝熱迅速性を高めるべく、キャビ
ティ型面10mに接近して設けられている。従って、第
2温調通路15bに高温流体が供給されると、成形用金
型10のキャビティ型面10mは急熱される。また第2
温調通路15bに低温流体が供給されると、成形用金型
10のキャビティ型面10mは急冷される。即ち第2温
調通路15bには高温流体及び低温流体が交互に供給さ
れる。
【0017】本実施形態に係る加熱冷却切替装置は、温
調通路15に高温流体を供給して成形用金型10のキャ
ビティ型面10mを加熱する金型加熱工程と、温調通路
15に低温流体を供給して成形用金型10のキャビティ
型面10mを冷却する金型冷却工程とを、成形用金型1
0による成形作業の進行に合わせて交互に切替えるもの
である。金型加熱工程が実行されると、成形用金型10
のキャビティ型面10mが高温域とされるため、成形品
の転写精度が向上すると共に、成形品の成形欠陥が低減
される。金型冷却工程が実行されると、成形用金型10
のキャビティ型面10mが冷却されるため、成形固化速
度が促進され、成形サイクル時間が短縮化され、生産性
が向上する。
【0018】図1に示すように、低温流体通路系2は、
温調通路15の第1温調通路15aに分岐点81を介し
て接続され低温流体を温調通路15に供給可能な低温流
体供給通路21と、温調通路15の第3温調通路15c
に分岐点82を介して接続され第3温調通路15cから
吐出された低温流体が排出される低温流体吐出通路22
とをもつ。低温流体供給通路21の入口側にはイン用の
開閉弁23が設けられている。イン用の開閉弁23は工
場の給水源等の流体源に繋がる。低温流体供給通路21
の中間には第1中間開閉弁24が設けられている。低温
流体吐出通路22の出口側にはアウト用の開閉弁25が
設けられている。
【0019】図1に示すように、高温流体通路系3は、
高温流体が循環可能となるように巡らされた循環通路3
1と、高温流体または高温流体となる流体を循環通路3
1に補給するために循環通路31に配置された流体補給
源としての主タンク32と、循環通路31の高温流体ま
たは高温流体となる流体に搬送力を与えるために循環通
路31に配置された流体搬送源として機能するポンプ3
3と、循環通路31の高温流体または高温流体となる流
体を加熱するために循環通路31に配置されたヒータ3
4とをもつ。循環通路31においては、主タンク32、
ポンプ33、ヒータ34は直列に配置されている。ヒー
タ34は循環通路31の流体を加熱できるものであれ
ば、その加熱形態は特に限定されない。ポンプ33は金
型加熱工程及び金型冷却工程において連続的に駆動す
る。循環通路31は、直列に繋がる第1通路31a、第
2通路31b、第3通路31c、第4通路31d、第5
通路31eと、第4通路31dに対して並列して配置さ
れた並列通路31kとを有する。循環通路31の第2通
路31bには第2中間開閉弁35が設けられている。
【0020】高温流体通路系3と温調通路15とを連通
状態及び非連通状態に切替え可能に接続する接続通路系
5が設けられている。接続通路系5は、高温流体通路系
3の循環通路31の第1通路31aと温調通路15の第
1温調通路15aとを分岐点81、83を介して接続す
る第1接続通路51と、高温流体通路系3の循環通路3
1の第3通路31cと温調通路15の第3温調通路15
cとを分岐点82、84を介して接続する第2接続通路
52と、第1接続通路51に設けられた第1接続開閉弁
53と、第2接続通路52に設けられた第2接続開閉弁
54とを有する。第1接続開閉弁53は、高温流体通路
系3の循環通路31の第1通路31aと第1温調通路1
5aとの連通状態及び非連通状態に切替える機能を有す
る。第2接続開閉弁54は、高温流体通路系3の循環通
路31の第3通路31cと第3温調通路15cとを連通
状態及び非連通状態に切替える機能を有する。
【0021】図1に示すように、共通回収タンク6は、
高温流体通路系3の並列通路31kに組み込まれて設け
られており、主タンク32に対して並列に配置されてい
る。ポンプ33(またはヒータ34)と主タンク32と
の間には第1開閉弁41が設けられている。ポンプ33
(またはヒータ34)と共通回収タンク6との間には第
2開閉弁42が設けられている。共通回収タンク6の入
口と主タンク32の入口との間には第3中間開閉弁43
が設けられている。
【0022】排出開閉弁7は共通回収タンク6に接続さ
れており、共通回収タンク6のタンク室を開放させるも
のであり、共通回収タンク6に回収されている低温流体
を開弁により共通回収タンク6の外部に排出する機能を
有する。
【0023】次に、本実施形態に係る加熱冷却切替方法
について説明を加える。加熱冷却切替方法は、高温流体
通路系3の高温流体を接続通路系5を介して温調通路1
5に供給して成形用金型10を加熱する金型加熱工程
と、低温流体通路系2の低温流体を温調通路15に供給
して成形用金型10を冷却する金型冷却工程とを、成形
用金型10による成形作業の進行に合わせて交互に切替
え、これにより成形用金型10の成形キャビティのキャ
ビティ型面10mを高温側に急速に切替えたり、キャビ
ティ型面10mを低温側に急速に切替えたりする。金型
加熱工程においては、成形用金型10のキャビティ型面
10mが高温流体により急速に加熱されるため、成形用
金型10で成形される成形品の転写精度が向上すると共
に、成形品における成形欠陥も低減される。また金型冷
却工程においては、成形用金型10のキャビティ型面1
0mが低温流体により急速に冷却されるため、成形用金
型10の成形キャビティに装填された成形材料の成形固
化速度が促進され、成形サイクルを短縮化でき、生産性
の向上を図り得、数秒の短縮化であっても強く要請され
る成形現場に適する。
【0024】まず、金型冷却工程を実行している場合を
例にとって説明する。この場合、図2に示すように、イ
ン用の開閉弁23、アウト用の開閉弁25、第1中間開
閉弁24が開放する。このため、工場から送られた低温
流体は、イン用の開閉弁23→低温流体供給通路21→
分岐点81→第1温調通路15a→第2温調通路15b
→第3温調通路15c→分岐点82→低温流体吐出通路
22→アウト用の開閉弁25の順に流れる。このように
金型冷却工程においては高温流体よりも温度が低い低温
流体が成形用金型10の第2温調通路15bに供給され
るため、成形用金型10のキャビティ型面10mが冷却
される。この場合、第1接続開閉弁53、第2接続開閉
弁54は閉鎖されているため、イン用の開閉弁23から
供給された低温流体は高温流体通路系3には供給され
ず、高温流体通路系3の高温流体の温度は高温域に良好
に維持される。
【0025】なお、この金型冷却工程を実行している間
には、図2に示すように、第1開閉弁41、第2中間開
閉弁35、第3中間開閉弁43が開放され、且つ、排出
開閉弁7が閉鎖された状態で、ポンプ33が駆動してい
るため、高温流体通路系3の高温流体が循環通路31を
矢印A方向に沿って循環しつつ、つまり、循環通路31
のヒータ34→第1通路31a→第2通路31b→第3
通路31c→主タンク32に沿って循環しつつ、ヒータ
34を通過するときにヒータ34により加熱される。従
って金型冷却工程において、高温流体通路系3の高温流
体は循環しつつヒータ34により高温域に常時保温され
ている。この金型冷却工程において、共通回収タンク6
に高温流体が貯留されている場合には、排出開閉弁7が
閉鎖されている状態で第2開閉弁42が開放し、共通回
収タンク6の高温流体はヒータ34側に向かい、結局、
循環通路31を矢印A方向に沿って循環しつつヒータ3
4により加熱される。
【0026】上記した金型冷却工程を終えたら、金型冷
却工程から金型加熱工程へと移行する。金型加熱工程に
おいては、図4に示すように、イン用の開閉弁23、ア
ウト用の開閉弁25、第1中間開閉弁24が閉鎖される
ため、工場からの低温流体は低温流体通路系2には供給
されず、ひいては温調通路15にも供給されない。この
金型加熱工程においては、図4に示すように、排出開閉
弁7、第2中間開閉弁35が閉鎖されると共に、第1接
続開閉弁53、第2接続開閉弁54、第1開閉弁41、
第2開閉弁42、第3中間開閉弁43が開放されるた
め、高温流体通路系3の高温流体は、分岐点83→第1
接続通路51及び開放状態の第1接続開閉弁53→分岐
点81→第1温調通路15a→第2温調通路15b→第
3温調通路15c→分岐点82→第2接続通路52及び
開放状態の第2接続開閉弁54→分岐点84→循環通路
31の第3通路31c→主タンク32→循環通路31の
第4通路31d→循環通路31の第5通路31eの順に
流れて循環する。このように金型加熱工程においては、
温度が高い高温流体が成形用金型10の第2温調通路1
5bに供給されるため、成形用金型10のキャビティ型
面10mが高温域に急速加熱され、成形品の転写精度が
高められると共に成形欠陥が低減される。
【0027】なお、排出開閉弁7が閉鎖されると共に第
2開閉弁42が開放する場合には、共通回収タンク6の
流体は循環通路31に沿って循環するが、第2開閉弁4
2が閉鎖されている場合には、共通回収タンク6の流体
は循環しない。従って、共通回収タンク6に高温流体が
貯留されている場合には、第2開閉弁42が開放し、共
通回収タンク6の高温流体は循環通路31を矢印A方向
に沿って循環しつつ、ヒータ34により加熱され、高温
域に保持される。共通回収タンク6に高温流体が貯留さ
れていない場合には、第2開閉弁42を閉鎖することが
できる。
【0028】ところで、金型冷却工程から金型加熱工程
に移行した直後について説明を加える。金型冷却工程か
ら金型加熱工程に移行した直後においては、前述したよ
うに金型冷却工程で温調通路15に供給されて成形用金
型10を冷却した低温流体が、まだ温調通路15に残留
している。このように金型冷却工程から金型加熱工程に
移行した直後においては、図3に示すように、アウト用
の開閉弁25が閉鎖され、且つ、第2開閉弁42、第1
接続開閉弁53及び第2接続開閉弁54が開放されるた
め、前記したように高温流体通路系3の高温流体は、分
岐点83→第1接続通路51及び開放状態の第1接続開
閉弁53→分岐点81の順に流れ、温調通路15に新た
に供給される。この結果、温調通路15に残留していた
低温流体が、新たに供給された高温流体により先方に押
し出されて、分岐点82→第2接続通路52及び開放状
態の第2接続開閉弁54→分岐点84→第3通路31c
を順に流れ、共通回収タンク6に回収される。このとき
アウト用の開閉弁25が閉鎖されているため、温調通路
15に残留していた低温流体が分岐点82から低温流体
吐出通路22に流れることは抑えられる。このようにし
て温調通路15に残留していた低温流体を共通回収タン
ク6に回収する低温流体回収操作が実行される。このよ
うな低温流体回収操作においては、図3に示すように、
第2中間開閉弁35及び第3中間開閉弁43が閉鎖して
いると共に第2開閉弁42が開放しているため、温調通
路15に残留していた低温流体は、主タンク32側及び
第2中間開閉弁35側には流れず、前述したように、分
岐点82→第2接続通路52及び開放状態の第2接続開
閉弁54→分岐点84→第3通路31c→共通回収タン
ク6の順に流れ、共通回収タンク6に回収されて貯留さ
れる。
【0029】上記したように温調通路15に残留してい
た低温流体を共通回収タンク6に回収する低温流体回収
操作を終えたら、第2開閉弁42を開放状態から閉鎖状
態に切替え、共通回収タンク6に回収された低温流体が
循環通路31の第5通路31eの高温流体側に混入する
ことを抑制する。これにより低温流体を回収したにもか
かわらず、循環通路31の第5通路31eの高温流体の
温度が低下することが抑えられる。
【0030】上記したように温調通路15に残留してい
る低温流体を共通回収タンク6に回収する低温流体回収
操作を終えたら、低温流体排出操作が実行される。即
ち、前記した低温流体回収操作により共通回収タンク6
に回収された低温流体(温調通路15に残留していた低
温流体)は、排出開閉弁7の開放により、共通回収タン
ク6の外部に排出される。この結果、共通回収タンク6
は流体を再貯留可能な状態、つまり再回収可能な状態と
なる。なお、共通回収タンク6から低温流体を排出する
にあたっては、例えば、重力、外部ポンプ等を用いるこ
とができるが、これらに限定されるものではない。
【0031】上記した温調通路15に高温流体を供給し
て成形用金型10を加熱する金型加熱工程の実行中にお
いては、図4に示すように、イン用の開閉弁23、アウ
ト用の開閉弁25、第1中間開閉弁24、第2中間開閉
弁35が閉鎖されているため、イン用の開閉弁23から
の低温流体が低温流体通路系2に供給されることは阻止
される。
【0032】上記したように金型加熱工程を終えたら、
成形作業の進行に伴い、再び金型冷却工程に移行する。
金型加熱工程から金型冷却工程に移行すれば、図6に示
すように、イン用の開閉弁23、アウト用の開閉弁2
5、第1中間開閉弁24が開放する。このため、工場の
流体源から送られた温度が低い低温流体は、イン用の開
閉弁23→低温流体供給通路21→分岐点81→第1温
調通路15a→第2温調通路15b→第3温調通路15
c→分岐点82→低温流体吐出通路22の順に流れる。
このように低温流体が第2温調通路15bに供給される
ため、成形用金型10のキャビティ型面10mが急速冷
却され、成形材料の成形固化速度が促進される。この場
合、第1接続開閉弁53、第2接続開閉弁54は閉鎖さ
れているため、低温流体は高温流体通路系3には供給さ
れず、高温流体通路系3の高温流体の温度は高温域に良
好に維持される。
【0033】上記したように金型加熱工程から金型冷却
工程に移行した直後においては、金型加熱工程で供給し
た温度が高い高温流体が温調通路15にまだ残留してい
るが、図5に示すように、イン用の開閉弁23、アウト
用の開閉弁25、第1中間開閉弁24が開放するため、
金型冷却工程で新たに温調通路15に供給される低温流
体が、温調通路15に残留している高温流体を先方に押
し出す。この結果、温調通路15に残留していた高温流
体は、分岐点82→第2接続通路52及び開放状態の第
2接続開閉弁54→分岐点84→第3通路31cを経
て、共通回収タンク6に回収される。このときアウト用
の開閉弁25、第2中間開閉弁35、第3中間開閉弁4
3は閉鎖されているため、回収されるべき高温流体は、
主タンク32,アウト用の開閉弁25、第2中間開閉弁
35の側には流れない。
【0034】上記のようにして高温流体回収操作が実行
される。上記したように温調通路15に残留していた温
度が高い高温流体は装置の外部に廃棄されず、共通回収
タンク6に回収されるため、エネルギロスが抑えられ
る。
【0035】なお、金型加熱工程から金型冷却工程に移
行した直後において、上記したように温調通路15に残
留していた高温流体が共通回収タンク6に回収される高
温流体回収操作が実行されたら、その後には、排出開閉
弁7が閉鎖された状態で、第1開閉弁41及び第2開閉
弁42が開放状態に維持されている。そのため、高温流
体通路系3の高温流体がポンプ33の駆動により循環通
路31に沿って矢印A方向に沿って循環するため、共通
回収タンク6に回収されていた高温流体も共通回収タン
ク6からヒータ34側に押し出され、循環通路31に沿
って矢印A方向(図6参照)に沿って循環し、そして、
ヒータ34を通過する際にヒータ34で加熱されて目標
温度域に昇温される。このようにして昇温操作を行う。
このような昇温操作の場合には、主タンク32に貯留さ
れている高温流体についても、循環通路31に沿って矢
印A方向に沿って循環させつつヒータ34を通過する際
にヒータ34で加熱して目標温度域に昇温させて保持す
る。従って本実施形態においては、成形用金型10を低
温流体で冷却している金型冷却工程を実行している間に
おいて、高温流体通路系3の高温流体はポンプ33によ
り循環通路31を循環し続けるため、ヒータ34により
高温域に良好に維持される。この結果、再び金型加熱工
程から金型冷却工程に移行したとき、高温流体通路系3
の温度が高い高温流体を成形用金型10の温調通路15
bに速やかに供給して成形用金型10のキャビティ型面
10mを急速に加熱することができる利点が得られる。
【0036】(実施形態の効果)以上説明したように本
実施形態に係る加熱冷却切替装置、本実施形態に係る加
熱冷却切替方法によれば、金型冷却工程で供給されて温
調通路15に残留している温度が低い低温流体を、接続
通路系5の第2接続通路52及び開放状態の第2接続開
閉弁54を介して共通回収タンク6に回収することがで
きる。また金型加熱工程で供給されて温調通路15に残
留している高温流体を、接続通路系5の第2接続通路5
2及び開放状態の第2接続開閉弁54を介して共通回収
タンク6に回収することができる。このように本実施形
態によれば、共通回収タンク6は、温調通路15に残留
している高温流体の回収用と、温調通路15に残留して
いる残留低温流体の回収用として共通して使用される。
このため本実施形態によれば、温調通路15に残留して
いる流体を回収する回収タンクとしては、1個の共通回
収タンク6で足りる。よって回収タンクを2個必須とし
ていた上記した従来技術の特開平10−15944号公
報に係る加熱冷却切替装置に比較して、設備の大型化が
抑制され、小型化を図ることができる。
【0037】更に本実施形態においては、金型加熱工程
から金型冷却工程に移行した直後においては、金型加熱
工程で供給した高温流体が温調通路15にまだ残留して
いる。しかし金型加熱工程から金型冷却工程に移行した
直後においては、温調通路15に残留していた高温流体
が低温流体により先方へ押し出され、第2接続通路52
及び開放状態の第2接続開閉弁54を介して共通回収タ
ンク6に回収される高温流体回収操作が実行される。こ
のため高温流体を加熱冷却切替装置の外部に廃棄してい
たためエネルギロスが大きかった従来技術とは異なり、
温調通路15に残留していた熱をもつ高温流体が加熱冷
却切替装置の外部に廃棄されないため、エネルギロスが
抑えられ省エネルギ化に貢献できる。
【0038】本実施形態においては、温調通路15に残
留していた高温流体が共通回収タンク6に回収された
ら、金型冷却工程の間において、図6に示すように、共
通回収タンク6内の回収高温流体を高温流体通路系3の
ポンプ33の駆動により高温流体通路系3の循環通路3
1に沿って矢印A方向に循環させつつヒータ34を通過
する際にヒータ34で加熱して目標温度域に昇温させて
保持する昇温操作を行う。換言すれば、金型冷却工程の
間において、共通回収タンク6内に回収された高温流体
をポンプ33の駆動により循環通路31に沿って矢印A
方向に循環させつつヒータ34で加熱して目標温度域に
昇温させて保持することができる。このように共通回収
タンク6内に回収された高温流体をヒータ34で加熱保
持できるのは、共通回収タンク6が高温流体通路系3に
組み込まれているためである。
【0039】本実施形態においては、上記したように共
通回収タンク6内に回収された高温流体をヒータ34で
加熱して目標温度域に昇温させ得るため、金型冷却工程
から金型加熱工程に移行した直後においては、高温域に
維持されていた温度が高い高温流体を温調通路15に速
やかに供給して成形用金型10のキャビティ型面10m
を急速に加熱することができる。このため本実施形態に
おいては、ヒータ34の容量(単位時間当たりの加熱能
力)を減少させてヒータ34の小型化を図ることもで
き、設備の小型化を一層図り得る。
【0040】更に高温流体通路系3の高温流体を循環さ
せつつヒータ34で加熱するため、高温流体通路系3の
高温流体の温度を高温域に良好に維持でき、高温流体通
路系3の高温流体を温調通路15に速やかに供給できる
ため、金型冷却工程から金型加熱工程に移行する移行時
間の短縮化、金型加熱工程のサイクル時間の短縮化を図
るのに貢献でき、生産性の向上に寄与できる。換言すれ
ば、生産性の向上のため金型冷却工程から金型加熱工程
に移行する時間の一層の短縮化、金型加熱工程のサイク
ル時間の一層の短縮化が図られた場合であっても、高温
流体通路系3に保持されている高温流体の昇温を追従さ
せることができる。
【0041】本実施形態においては、共通回収タンク6
に回収された低温流体は、排出開閉弁7の開放により加
熱冷却切替装置の外部に排出されるが、排出された量に
相当する流体量は、高温流体通路系3の循環通路31に
接続された流体補充部90により速やかに補充される。
【0042】なお、イン用の開閉弁23、アウト用の開
閉弁25、第2中間開閉弁35、第1開閉弁41、第2
開閉弁42、第3中間開閉弁43、第1接続開閉弁5
3、第2接続開閉弁54等といった各種開閉弁の開放作
動及び閉鎖作動は、図略の制御装置により制御される。
この場合、同サイズの加熱冷却切替装置における高温流
体及び低温流体の流速、目標場所への到達時間等を予め
実験により求めておき、各種開閉弁の開放作動及び閉鎖
作動をタイマー制御することにしても良い。
【0043】本実施形態においては、高温流体の温度及
び低温流体の温度はそれぞれ相対的なものである。よっ
て、高温流体は低温流体よりも温度が相対的に高いもの
であり、低温流体は高温流体よりも温度が相対的に低い
ものである。例えば、高温流体は110〜150℃程
度、低温流体は10〜30℃程度とすることができる。
但し高温流体及び低温流体の温度域はこれに限定される
ものではない。本実施形態で用いる流体は水であるた
め、高温流体は上記温度域を獲得するべく高圧であるこ
とが好ましい。
【0044】(他の例)上記した実施形態では、温調通
路15に残留している低温流体を、温調通路15に新た
に供給される高温流体で先方に押し出すことにしてい
る。また温調通路15に残留している高温流体を、温調
通路15に新たに供給される低温流体で先方に押し出す
ことにしている。しかしこれに限らず、温調通路15に
残留している低温流体と温調通路15に新たに供給され
る高温流体との間に空気層を介在させて先方に押し出す
ことにしても良い。同様に、温調通路15に残留してい
る高温流体と温調通路15に新たに供給される低温流体
との間に空気層を介在させて先方に押し出すことにして
も良い。空気層を介在させた場合には必要に応じて、空
気抜き具により空気層の空気を適宜抜くことができる。
【0045】上記した実施形態は樹脂成形用の成形用金
型の加熱冷却に適用しているが、これに限らず、ゴム成
形用の成形用金型、ダイカスト鋳造や重力鋳造などの鋳
造成形用の成形用金型の加熱冷却に適用することもでき
る。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施形態
のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲
内で適宜変更して実施できるものである。実施形態に記
載の語句は、一部であっても各請求項に記載できるもの
である。
【0046】(付記)上記した記載から次の技術的思想
も把握できる。 ・温調通路には高温流体及び低温流体がそれぞれ経時的
に交互に供給されることを特徴とする請求項1に係る成
形用金型の加熱冷却切替装置、請求項2に係る成形用金
型の加熱冷却切替方法。高温流体と低温流体とが温調通
路に経時的に交互に供給されるため、成形用金型の急速
加熱及び急速冷却を交互に行うことができる。 ・金型加熱工程においては、温調通路に高温流体を供給
して成形用金型のキャビティ型面を急速加熱し、金型冷
却工程においては、温調通路に低温流体を供給して成形
用金型のキャビティ型面を急速冷却することを特徴とす
る請求項1に係る成形用金型の加熱冷却切替装置、請求
項2に係る成形用金型の加熱冷却切替方法。 ・共通回収タンクは、高温流体通路系に組み込まれてお
り、主タンクに対して並列に配置されていることを特徴
とする請求項1に係る成形用金型の加熱冷却切替装置、
請求項2に係る成形用金型の加熱冷却切替方法。共通回
収タンクに高温流体及び低温流体を交互に回収するのに
有利となる。 ・高温流体通路系の高温流体は、金型冷却工程において
は高温流体通路系内でヒータを経て循環しており、金型
加熱工程においては接続開閉弁により連通された状態の
高温流体通路系及び温調通路でヒータを経て循環してい
ることを特徴とする請求項1に係る成形用金型の加熱冷
却切替装置、請求項2に係る成形用金型の加熱冷却切替
方法。
【0047】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明に係る加熱冷却切替装置、本発明に係る加熱冷却切替
方法によれば、金型冷却工程から金型加熱工程へと移行
する際に、温調通路に残留している低温流体を共通回収
タンクに回収する。共通回収タンクに回収された低温流
体は、排出開閉弁の開放により装置の外部に排出され、
高温流体通路系に直接混入することが抑えられ、ひいて
は高温流体通路系の高温流体の温度低下が抑制され、高
温流体通路系の高温流体を加熱する加熱効率が確保され
る。
【0048】また、金型加熱工程から金型冷却工程へと
移行する際に、温調通路に残留している高温流体を廃棄
することなく、共通回収タンクに回収するため、エネル
ギロスの発生が抑えられ、この意味においても加熱効率
が確保される。
【0049】上記したように本発明に係る加熱冷却切替
装置、本発明に係る加熱冷却切替方法によれば、共通回
収タンクは高温流体の回収用として、低温流体の回収用
として双方に共通して使用される。このため回収タンク
の数が減少し、それに要する配管も減少し、設備の小型
化を図り得る。
【0050】更に本発明に係る加熱冷却切替装置、本発
明に係る加熱冷却切替方法によれば、共通回収タンク内
に回収されている高温流体は、金型冷却工程の実行中に
おいて、流体搬送源の駆動により高温流体通路系の循環
通路に沿って循環されつつ、ヒータを通過するときにヒ
ータで加熱されて目標温度域に保持される。従って金型
冷却工程の次に金型加熱工程に移行する際には、ヒータ
により加熱されて目標温度域に保持されている高温流体
通路系の高温流体を速やかに用いることができる。従っ
て成形用金型は急速に加熱され、金型冷却工程から金型
加熱工程に移行する時間の一層の短縮化、金型加熱工程
のサイクル時間の一層の短縮化に有利である。換言すれ
ば、生産性の向上のため金型冷却工程から金型加熱工程
に移行する時間の一層の短縮化、金型加熱工程のサイク
ル時間の一層の短縮化が図られたとしても、高温流体通
路系の高温流体の昇温を追従させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】加熱冷却切替装置の模式図である。
【図2】金型冷却工程を実行している状態の加熱冷却切
替装置の模式図である。
【図3】金型冷却工程から金型加熱工程に移行した直後
の状態の加熱冷却切替装置の模式図である。
【図4】金型加熱工程を実行している状態の加熱冷却切
替装置の模式図である。
【図5】金型加熱工程から金型冷却工程に移行した直後
の状態の加熱冷却切替装置の模式図である。
【図6】金型冷却工程を実行している状態の加熱冷却切
替装置の模式図である。
【符号の説明】
図中、1は成形装置、10は成形用金型、15は温調通
路、2は低温流体通路系、21は低温流体供給通路、2
2は低温流体吐出通路、3は高温流体通路系、31は循
環通路、32は主タンク、33はポンプ(流体搬送
源)、34はヒータ、5は接続通路系、51は第1接続
通路、52は第2接続通路、53は第1接続開閉弁、5
4は第2接続開閉弁、6は共通回収タンク、7は排出開
閉弁を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】成形キャビティを有する成形用金型と前記
    成形用金型の温度調整を行う温調通路とを有する成形装
    置に接続され、且つ、前記温調通路に高温流体を供給し
    て前記成形用金型を加熱する金型加熱工程と、前記温調
    通路に低温流体を供給して前記成形用金型を冷却する金
    型冷却工程とを、前記成形用金型による成形作業の進行
    に合わせて切替える成形用金型の加熱冷却切替装置にお
    いて、 前記温調通路に低温流体を供給可能な低温流体供給通路
    と前記温調通路から吐出された低温流体が吐出される低
    温流体吐出通路とをもつ低温流体通路系と、 高温流体が循環可能となるように巡らされた循環通路
    と、前記循環通路の高温流体または高温流体となる流体
    に搬送力を与える流体搬送源と、前記循環通路の高温流
    体または高温流体となる流体を加熱するヒータとをもつ
    高温流体通路系と、 前記高温流体通路系と前記温調通路とを連通状態及び非
    連通状態に切替可能な接続開閉弁と、 前記高温流体通路系に組み込まれて設けられ、前記金型
    冷却工程から前記金型加熱工程へと移行する際に、前記
    温調通路に残留している低温流体を回収する低温流体回
    収状態に切替えられ、且つ、前記金型加熱工程から前記
    金型冷却工程へと移行する際に、前記温調通路に残留し
    ている高温流体を回収する高温流体回収状態に切替えら
    れる共通回収タンクと、 前記共通回収タンクに回収されている低温流体を前記共
    通回収タンクの外部に排出する排出開閉弁とを具備する
    ことを特徴とする成形用金型の加熱冷却切替装置。
  2. 【請求項2】請求項1に係る成形用金型の加熱冷却切替
    装置を用い、高温流体通路系の高温流体を前記温調通路
    に供給して成形用金型を加熱する金型加熱工程と、前記
    低温流体通路系の低温流体を前記温調通路に供給して前
    記成形用金型を冷却する金型冷却工程とを、前記成形用
    金型による成形作業の進行に合わせて切替える成形用金
    型の加熱冷却切替方法において、 前記金型冷却工程から前記金型加熱工程へと移行する際
    に、前記高温流体通路系の高温流体を前記温調通路に供
    給することにより、前記温調通路に残留している低温流
    体を押し出して前記共通回収タンクに回収する低温流体
    回収操作を実行し、 その後、前記排出開閉弁を開放することにより、前記共
    通回収タンク内の回収低温流体を前記共通回収タンクの
    外部に排出する低温流体排出操作を実行し、且つ、 前記金型加熱工程から前記金型冷却工程に移行する際
    に、前記低温流体通路系から前記温調通路に供給される
    低温流体により、前記温調通路に残留している高温流体
    を押し出して前記共通回収タンクに回収し、 前記金型冷却工程の実行中において、前記共通回収タン
    ク内の回収高温流体を前記高温流体通路系の前記流体搬
    送源の駆動により前記高温流体通路系の前記循環通路に
    沿って循環させつつ、前記高温流体通路系の前記ヒータ
    で加熱して目標温度域に保持する昇温操作を行うことを
    特徴とする成形用金型の加熱冷却切替方法。
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