JP2003071893A - 射出成形機の射出シリンダの温度調節方法 - Google Patents
射出成形機の射出シリンダの温度調節方法Info
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- JP2003071893A JP2003071893A JP2001308024A JP2001308024A JP2003071893A JP 2003071893 A JP2003071893 A JP 2003071893A JP 2001308024 A JP2001308024 A JP 2001308024A JP 2001308024 A JP2001308024 A JP 2001308024A JP 2003071893 A JP2003071893 A JP 2003071893A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 射出成形機等に一般的に用いられているシー
スヒータによる加熱方法は、発熱体から発した熱エネル
ギーが絶縁物、シースを経て射出シリンダ等に伝達され
るため、温度立ち上げ速度が遅くなり、温度制御の応答
性が良くない。 【解決手段】 射出シリンダ等を同心状に取り巻く電磁
誘導コイルに交番電流を流して誘導加熱すれば、射出シ
リンダ自身が発熱して極めて温度立ち上げ速度が早い優
れた温度制御特性が得られ、また、前述コイルと前述シ
リンダ間のギャップに制御された空気を流すことにより
温度立ち下げ速度が速い優れた温度制御特性が得られ
る。
スヒータによる加熱方法は、発熱体から発した熱エネル
ギーが絶縁物、シースを経て射出シリンダ等に伝達され
るため、温度立ち上げ速度が遅くなり、温度制御の応答
性が良くない。 【解決手段】 射出シリンダ等を同心状に取り巻く電磁
誘導コイルに交番電流を流して誘導加熱すれば、射出シ
リンダ自身が発熱して極めて温度立ち上げ速度が早い優
れた温度制御特性が得られ、また、前述コイルと前述シ
リンダ間のギャップに制御された空気を流すことにより
温度立ち下げ速度が速い優れた温度制御特性が得られ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂成形品等の成
形に用いられる射出成形機の射出シリンダの温度調節を
行うための加熱・冷却方法に関する。なお、射出シリン
ダは加熱シリンダ、加熱バレル、加熱筒、射出ノズル等
多くの名称で呼ばれるが、本文では射出シリンダと呼ぶ
ことにする。また、本発明の原理はフイルム成形機の加
熱装置にも応用できるものである。
形に用いられる射出成形機の射出シリンダの温度調節を
行うための加熱・冷却方法に関する。なお、射出シリン
ダは加熱シリンダ、加熱バレル、加熱筒、射出ノズル等
多くの名称で呼ばれるが、本文では射出シリンダと呼ぶ
ことにする。また、本発明の原理はフイルム成形機の加
熱装置にも応用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的な射出成形機においては、材料ホ
ッパーからペレット状の樹脂を投入し、加熱された射出
シリンダ内を混練スクリューによって移動しながら溶融
樹脂となり、ノズルから金型のキヤビティ内に射出され
て成形品となる。成形品の成形性は溶融樹脂の温度に極
めて敏感に影響されるため、射出シリンダは樹脂の進行
方向に向かって幾つかのセクションに分割して正確な温
度制御を行う。この温度制御には樹脂の材種、射出条件
によって最適の制御条件が存在し、これを精密に行うた
めにこれまで多数の発明・考案がなされてきた。
ッパーからペレット状の樹脂を投入し、加熱された射出
シリンダ内を混練スクリューによって移動しながら溶融
樹脂となり、ノズルから金型のキヤビティ内に射出され
て成形品となる。成形品の成形性は溶融樹脂の温度に極
めて敏感に影響されるため、射出シリンダは樹脂の進行
方向に向かって幾つかのセクションに分割して正確な温
度制御を行う。この温度制御には樹脂の材種、射出条件
によって最適の制御条件が存在し、これを精密に行うた
めにこれまで多数の発明・考案がなされてきた。
【０００３】射出シリンダの温度条件は基本的には加熱
であるが、軸方向に分割された複数のセクションで温度
をプログラム制御するために、一般には加熱ヒータと冷
却ファンを組み合わせて使用する。即ち、温度制御は温
度精度と応答性を必要とするが、加熱のみだと加熱ヒー
タで加熱することにより温度上昇速度は比較的早くでき
るが、設定温度よりも温度が上がった場合に自然冷却に
頼っては温度降下速度が小さすぎて満足な応答性が得ら
れない。ファンにより強制冷却すれば温度下降速度が大
きくなって、実用可能な温度制御特性を得ることができ
る。
であるが、軸方向に分割された複数のセクションで温度
をプログラム制御するために、一般には加熱ヒータと冷
却ファンを組み合わせて使用する。即ち、温度制御は温
度精度と応答性を必要とするが、加熱のみだと加熱ヒー
タで加熱することにより温度上昇速度は比較的早くでき
るが、設定温度よりも温度が上がった場合に自然冷却に
頼っては温度降下速度が小さすぎて満足な応答性が得ら
れない。ファンにより強制冷却すれば温度下降速度が大
きくなって、実用可能な温度制御特性を得ることができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の加熱ヒータと冷
却ファンの組合せは一般的な用途には実用的な構成であ
るが、基本的に二つの課題がある。第一の課題は、成形
品のより一層の高品質化を必要とする場合には温度制御
の応答性が不充分であり、もっと射出シリンダの温度上
昇速度が早い加熱方法と、温度下降速度が早い冷却方法
が求められている。
却ファンの組合せは一般的な用途には実用的な構成であ
るが、基本的に二つの課題がある。第一の課題は、成形
品のより一層の高品質化を必要とする場合には温度制御
の応答性が不充分であり、もっと射出シリンダの温度上
昇速度が早い加熱方法と、温度下降速度が早い冷却方法
が求められている。
【０００５】加熱ヒータを用いた場合に温度上昇速度が
充分急速でない原因は、加熱ヒータの構造にある。加熱
ヒータは一般にシースヒータと呼ばれる方式であり、電
熱線を絶縁物で包み、金属シースで外装した構造になっ
ている。加熱のため電流を流すと電熱線が発熱する。こ
の温度上昇速度は充分に早い。しかし電熱線の熱が絶縁
物を加熱し、絶縁物が金属シースを加熱し、金属シース
が射出シリンダを加熱する直列加熱の過程で、最終的に
加熱される射出シリンダの温度上昇速度が遅くなるのは
当然である。
充分急速でない原因は、加熱ヒータの構造にある。加熱
ヒータは一般にシースヒータと呼ばれる方式であり、電
熱線を絶縁物で包み、金属シースで外装した構造になっ
ている。加熱のため電流を流すと電熱線が発熱する。こ
の温度上昇速度は充分に早い。しかし電熱線の熱が絶縁
物を加熱し、絶縁物が金属シースを加熱し、金属シース
が射出シリンダを加熱する直列加熱の過程で、最終的に
加熱される射出シリンダの温度上昇速度が遅くなるのは
当然である。
【０００６】この方式では温度下降速度も通常充分早く
ない。それは射出シリンダの外側の大部分がシースヒー
タに覆われており、実質的にシースヒータの外側から射
出シリンダを冷却する構成になっているためである。
ない。それは射出シリンダの外側の大部分がシースヒー
タに覆われており、実質的にシースヒータの外側から射
出シリンダを冷却する構成になっているためである。
【０００７】この課題を解決するために多数の加熱・冷
却方式が提案されてきた。二、三の例を紹介しよう。第
一の例は加熱に関するもので、射出シリンダそのものを
金属シースとするシースヒータである。この方式は金属
シースから射出シリンダへ熱伝達するプロセスを省略し
ているから、温度上昇速度は一般方式よりも確実に若干
早い。しかし、この方式でも射出シリンダと電熱線との
間に絶縁物が介在しているから、温度上昇速度が充分に
早くはならない。
却方式が提案されてきた。二、三の例を紹介しよう。第
一の例は加熱に関するもので、射出シリンダそのものを
金属シースとするシースヒータである。この方式は金属
シースから射出シリンダへ熱伝達するプロセスを省略し
ているから、温度上昇速度は一般方式よりも確実に若干
早い。しかし、この方式でも射出シリンダと電熱線との
間に絶縁物が介在しているから、温度上昇速度が充分に
早くはならない。
【０００８】第二の例は低圧・大電流を射出シリンダの
軸方向に流して、射出シリンダそのものを電熱体とする
方式である。射出シリンダ側から溶融樹脂の加熱を行う
方式では、これ以上温度上昇速度が早い加熱方式は存在
しないであろう。究極の射出シリンダ加熱方式である。
この方式の課題は射出シリンダに電熱体を兼用させるた
め設計的に困難があり、製造コストも非常に高くなるこ
とと、射出シリンダの軸方向で温度のセクション制御を
することが構造的に相当困難で現実離れしてくることで
ある。
軸方向に流して、射出シリンダそのものを電熱体とする
方式である。射出シリンダ側から溶融樹脂の加熱を行う
方式では、これ以上温度上昇速度が早い加熱方式は存在
しないであろう。究極の射出シリンダ加熱方式である。
この方式の課題は射出シリンダに電熱体を兼用させるた
め設計的に困難があり、製造コストも非常に高くなるこ
とと、射出シリンダの軸方向で温度のセクション制御を
することが構造的に相当困難で現実離れしてくることで
ある。
【０００９】第二の課題はこの温度制御方式が過剰の加
熱と冷却を原理としているため、樹脂の成形に必要な以
上の過剰熱エネルギーが周囲に放散されて、夏季におい
て室内の冷房負荷を著しく過大にしてしまうことであ
る。省エネルギーの現代、室内に過剰熱エネルギーを放
出しない工夫があって然るべきである。
熱と冷却を原理としているため、樹脂の成形に必要な以
上の過剰熱エネルギーが周囲に放散されて、夏季におい
て室内の冷房負荷を著しく過大にしてしまうことであ
る。省エネルギーの現代、室内に過剰熱エネルギーを放
出しない工夫があって然るべきである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では第一の課題を
解決するために、加熱側では時定数が最も小さい加熱方
法である射出シリンダ自体を発熱させる方式を誘導加熱
方式により実現する。また、冷却側では射出シリンダの
表面を空気を軸方向に通風させる空気冷却方式により比
較的時定数が小さい冷却方式を実現する。
解決するために、加熱側では時定数が最も小さい加熱方
法である射出シリンダ自体を発熱させる方式を誘導加熱
方式により実現する。また、冷却側では射出シリンダの
表面を空気を軸方向に通風させる空気冷却方式により比
較的時定数が小さい冷却方式を実現する。
【００１１】さらに本発明では第二の課題を解決するた
めに、前述空気はブロワーにより吸引して通風させ、そ
の排気を切替え弁により外気に放出したり、室内に放出
したり、その時期の空調条件に合わせて放出先を選択で
きるようにすることができる。
めに、前述空気はブロワーにより吸引して通風させ、そ
の排気を切替え弁により外気に放出したり、室内に放出
したり、その時期の空調条件に合わせて放出先を選択で
きるようにすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以上のような本発明になる動作様
態を実現する実施の形態について、図１と図２を用いて
以下に説明する。
態を実現する実施の形態について、図１と図２を用いて
以下に説明する。
【００１３】一般に射出成形機の射出シリンダは、軸方
向に幾つかのセクションに分割されて各セクションが独
立して加熱・冷却される。図１は本発明になる射出シリ
ンダの或るセクションの全部と前後のセクションの一部
の断面上半分を示す図である。
向に幾つかのセクションに分割されて各セクションが独
立して加熱・冷却される。図１は本発明になる射出シリ
ンダの或るセクションの全部と前後のセクションの一部
の断面上半分を示す図である。
【００１４】図１で射出シリンダ１の中に混練スクリュ
ー２がある。その外部に外筒３、コイル４、磁極５、磁
極６が同心状に設置されている。コイル４に交番電流を
流すと、それを取り巻いて外筒３から磁極５、射出シリ
ンダ１、磁極６を経て外筒３へと一巡する磁力線が発生
する。この磁力線が電磁誘導現象によって射出シリンダ
１の内部の円周方向に誘導電流を発生させ、この誘導電
流が射出シリンダ１の電気抵抗によって熱化してその温
度を上昇させる。
ー２がある。その外部に外筒３、コイル４、磁極５、磁
極６が同心状に設置されている。コイル４に交番電流を
流すと、それを取り巻いて外筒３から磁極５、射出シリ
ンダ１、磁極６を経て外筒３へと一巡する磁力線が発生
する。この磁力線が電磁誘導現象によって射出シリンダ
１の内部の円周方向に誘導電流を発生させ、この誘導電
流が射出シリンダ１の電気抵抗によって熱化してその温
度を上昇させる。
【００１５】前述の第二の例では射出シリンダを発熱さ
せるために軸方向に外部から導いてきた大電流を流した
が、本発明になる加熱方法では射出シリンダを取り囲む
交番磁界発生装置により射出シリンダ内に円周方向の電
流を誘起させて発熱させる点が異なっている。交番電流
の周波数が低ければ射出シリンダの内周部から外周部ま
で均等に発熱するが、コイル４が大きくなる。交番電流
の周波数が高くなるとコイル４は小型になるが、射出シ
リンダ１の外周部が主として発熱する傾向がある。設備
と効果のバランスを考えて周波数の選定を行う必要があ
る。以上が本発明になる射出シリンダの加熱方法であ
る。
せるために軸方向に外部から導いてきた大電流を流した
が、本発明になる加熱方法では射出シリンダを取り囲む
交番磁界発生装置により射出シリンダ内に円周方向の電
流を誘起させて発熱させる点が異なっている。交番電流
の周波数が低ければ射出シリンダの内周部から外周部ま
で均等に発熱するが、コイル４が大きくなる。交番電流
の周波数が高くなるとコイル４は小型になるが、射出シ
リンダ１の外周部が主として発熱する傾向がある。設備
と効果のバランスを考えて周波数の選定を行う必要があ
る。以上が本発明になる射出シリンダの加熱方法であ
る。
【００１６】本発明になる射出シリンダの冷却方法は次
の通りである。図１において射出シリンダ１とコイル３
の間に円管状のギャップ８が存在する。外部から磁極５
を貫通している空気吸入口７から空気が入ってギャップ
８を軸方向に流れながら射出シリンダ１を冷却し、磁極
６を貫通する空気排出口９から引き出される。
の通りである。図１において射出シリンダ１とコイル３
の間に円管状のギャップ８が存在する。外部から磁極５
を貫通している空気吸入口７から空気が入ってギャップ
８を軸方向に流れながら射出シリンダ１を冷却し、磁極
６を貫通する空気排出口９から引き出される。
【００１７】図２は本発明になる空気冷却方法の空気回
路を示す図である。空気取入口１０より取り入れられた
室内空気は、エアフィルタ１１を経て空気吸入口７から
冷却ギャップ８を通過しながら射出シリンダ１から熱を
奪って冷却作用を行う。この空気は空気排出口９より外
部に出て、電動機１２に駆動される排気ブロワー１３に
吸引され、３方向バルブ１４により室内が冷房されてい
る時期は室外排気口１５から大気中に放出される。この
場合は高温の排気が室内の冷房負荷になることはない。
また、室内が暖房されている時期には３方向バルブ１４
により室内排気口１６より室内に高温の排気が放出さ
れ、暖房熱源の一部を担うことができる。
路を示す図である。空気取入口１０より取り入れられた
室内空気は、エアフィルタ１１を経て空気吸入口７から
冷却ギャップ８を通過しながら射出シリンダ１から熱を
奪って冷却作用を行う。この空気は空気排出口９より外
部に出て、電動機１２に駆動される排気ブロワー１３に
吸引され、３方向バルブ１４により室内が冷房されてい
る時期は室外排気口１５から大気中に放出される。この
場合は高温の排気が室内の冷房負荷になることはない。
また、室内が暖房されている時期には３方向バルブ１４
により室内排気口１６より室内に高温の排気が放出さ
れ、暖房熱源の一部を担うことができる。
【００１８】電動機１２はインバータ制御されており、
排気ブロワー１３が吸引する空気量を精密に制御する。
前述加熱装置とこの冷却装置は温度センサーと制御装置
の制御を受け、共同して射出シリンダ１の温度を最適に
保つように働く。
排気ブロワー１３が吸引する空気量を精密に制御する。
前述加熱装置とこの冷却装置は温度センサーと制御装置
の制御を受け、共同して射出シリンダ１の温度を最適に
保つように働く。
【００１９】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れており、射出シリンダのパイプ状構造体自身から発熱
させるので、極めて温度上昇速度が早い加熱性能を有し
ており、加熱方向での温度制御特性が優れている。
れており、射出シリンダのパイプ状構造体自身から発熱
させるので、極めて温度上昇速度が早い加熱性能を有し
ており、加熱方向での温度制御特性が優れている。
【００２０】また、この発明では、射出シリンダの全表
面を軸方向に流れる制御された空気で冷却できるため、
充分に温度下降速度が速い冷却性能を有しており、冷却
方向での温度制御特性が優れている。
面を軸方向に流れる制御された空気で冷却できるため、
充分に温度下降速度が速い冷却性能を有しており、冷却
方向での温度制御特性が優れている。
【００２１】さらに、この発明では、射出シリンダの冷
却に使って温度が高くなった排気を、室内が冷房時には
外気に放出し、室内が暖房時は室内に放出することによ
り空調に要するエネルギーを節約することができる。
却に使って温度が高くなった排気を、室内が冷房時には
外気に放出し、室内が暖房時は室内に放出することによ
り空調に要するエネルギーを節約することができる。
【００２２】加えて、使用中の従来方式の射出成形機の
射出シリンダの外側の加熱・冷却装置類を取り除いて、
代わりにこの発明になる加熱・冷却装置を装着すること
が容易な構造であるため、既存設備のレトロフィット化
による性能改善・省エネルギー化が可能になるメリット
がある。
射出シリンダの外側の加熱・冷却装置類を取り除いて、
代わりにこの発明になる加熱・冷却装置を装着すること
が容易な構造であるため、既存設備のレトロフィット化
による性能改善・省エネルギー化が可能になるメリット
がある。
【図１】 本発明になる請求項１及び請求項２に記載す
る射出成形機の射出シリンダの断面図である。
る射出成形機の射出シリンダの断面図である。
【図２】 本発明になる空気冷却方式の空気回路図であ
る。
る。
１ 射出シリンダ
２ 混練スクリュー
３ 外筒
４ コイル
５ 磁極
６ 磁極
７ 空気吸入口
８ 冷却ギャップ
９ 空気排出口
１０ 空気取入口
１１ エアフィルター
１２ 電動機
１３ 排気ブロワー
１４ ３方向バルブ
１５ 室外排気口
１６ 室内排気口
Claims (2)
- 【請求項１】射出シリンダを電磁誘導加熱の被加熱体と
し、 射出シリンダと電磁誘導コイルとの間に間隙を設け、 前述間隙に流量を制御された空気を流して前述射出シリ
ンダを冷却するようにしてなる射出成形機等の加熱・冷
却による温度制御方法。 - 【請求項２】室内が冷房されている時期は前述制御され
た空気は室内に放出せずに屋外に導いて放出するように
してなる射出成形機等。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001308024A JP2003071893A (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | 射出成形機の射出シリンダの温度調節方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001308024A JP2003071893A (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | 射出成形機の射出シリンダの温度調節方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003071893A true JP2003071893A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=19127388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001308024A Withdrawn JP2003071893A (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | 射出成形機の射出シリンダの温度調節方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003071893A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005046962A1 (ja) | 2003-11-14 | 2005-05-26 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | 射出装置及び射出装置の加熱方法 |
| US8007709B2 (en) | 2007-08-27 | 2011-08-30 | Xaloy, Incorporated | Synchronized temperature contol of plastic processing equipment |
| JP2013173257A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Chubu Electric Power Co Inc | 成形機シリンダ用誘導加熱装置 |
-
2001
- 2001-08-30 JP JP2001308024A patent/JP2003071893A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005046962A1 (ja) | 2003-11-14 | 2005-05-26 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | 射出装置及び射出装置の加熱方法 |
| US8007709B2 (en) | 2007-08-27 | 2011-08-30 | Xaloy, Incorporated | Synchronized temperature contol of plastic processing equipment |
| JP2013173257A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Chubu Electric Power Co Inc | 成形機シリンダ用誘導加熱装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081104 |