JP2004276282A

JP2004276282A - 射出成形機及びその温度制御方法

Info

Publication number: JP2004276282A
Application number: JP2003067510A
Authority: JP
Inventors: Yuji Onishi; 祐史大西
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】加熱を必要とする部位、例えば加熱シリンダや金型に対する加熱を熱効率良く行うことのできる射出成形機を提供する。
【解決手段】射出成形機における加熱シリンダ１０をその軸方向に関して複数のゾーンに分割し、分割された各ゾーンの加熱シリンダの周囲に、それぞれ１個以上のコイル１１−１〜１１−４を螺旋状に巻回して設置する。これらのコイルには商用電源１３による電力を供給することによって加熱シリンダを誘導加熱する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形機に関し、特に加熱を必要とする部位、例えば加熱シリンダや金型に対する加熱手段として熱効率の良い加熱手段を備えた射出成形機及びその温度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機における加熱シリンダの加熱手段としては、バンドヒータが一般的に用いられている。図５に示されるように、加熱シリンダ５０は軸方向に関して複数のゾーン（ここでは、４つのゾーンを図示）に分割され、各ゾーンにバンドヒータ５１−１〜５１−４が配設されている。バンドヒータは加熱シリンダの周囲に巻くように設置され、それぞれスイッチ手段５２−１〜５２−４を介して商用電源５３に接続されている。スイッチ手段には、ＳＳＲやコンタクタが利用されている。
【０００３】
各ゾーンにはまた、熱電対等による温度センサが設置されてゾーン毎に温度が検出される。温度検出信号は温度制御装置５４に送られる。表示設定器５５は各ゾーンの温度を個別に設定することができ、この設定情報は温度制御装置５４に送られる。温度制御装置５４は、表示設定器５５からの設定情報と、各温度センサからの検出温度情報とに基づいて制御演算を行い、演算結果に応じて各スイッチ手段のオン時間を制御することにより各ゾーンが設定された温度になるようにする（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２７６４５８号公報（第１頁、図１、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＳＳＲやコンタクタによって入り切りされる電流・電圧は商用周波数である。しかし、バンドヒータは加熱対象を熱伝導によって加熱するものであるため放熱などの影響で熱効率が悪い。
【０００６】
これに対し、効率良く金属を直接加熱する方法として誘導加熱装置が用いられているが、これまでの誘導加熱装置は１０ｋＨｚ程度以上の高周波電源装置を必要とするためコストが高くなる弊害がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、加熱を必要とする部位、例えば加熱シリンダや金型に対する加熱を熱効率良く行うことのできる射出成形機を提供することにある。
【０００８】
本発明はまた、射出成形機の温度制御方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、加熱されることを必要とする被加熱部に、インダクタンス成分を持つコイルを設置し、該コイルに商用電源による電力を供給することによって前記被加熱部を誘導加熱することを特徴とする射出成形機が提供される。
【００１０】
本射出成形機においては、前記被加熱部は加熱シリンダであり、該加熱シリンダをその軸方向に関して複数のゾーンに分割し、分割された各ゾーンの加熱シリンダの周囲に、それぞれ１個以上の前記コイルが螺旋状に巻回して設置される。あるいはまた、分割された各ゾーンの周囲に、それぞれ１個以上の前記コイルが前記加熱シリンダの周囲に沿いながら渦巻状に形成されるように設置される。
【００１１】
本射出成形機においてはまた、前記各ゾーン毎の前記１個以上のコイルは直列あるいは並列に接続されてスイッチ手段を介して前記商用電源に接続される。
【００１２】
本発明によればまた、射出成形機において加熱されることを必要とする被加熱部に、インダクタンス成分を持つコイルを設置し、前記被加熱部の温度を制御する射出成形機の温度制御方法であって、前記コイルに商用電源による電力を供給することにより前記被加熱部を誘導加熱して温度制御を行うことを特徴とする射出成形機の温度制御方法が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜図３を参照して、本発明による射出成形機の好ましい実施の形態について説明する。本形態においては、加熱を必要とする被加熱部を加熱シリンダとした場合について説明する。
【００１４】
図１において、加熱シリンダ１０をその軸方向に関して複数のゾーン（ここでは、４つの場合を示す）に分割し、分割された各ゾーンの加熱シリンダ１０の周囲に、それぞれインダクタンス成分を持つコイル１１−１〜１１−４が螺旋状に巻回されるように設置している。図１では便宜上、各ゾーンに１個のコイルを示しているが、各ゾーン毎にコイルが複数個設置されても良い。いずれにしても、図２に示すように、あるゾーンにおける１個以上のコイル１１−１はその磁束が加熱シリンダ１０の筒壁部に有効に作用するように設置される。しかも、各ゾーン毎の１個以上のコイルは直列あるいは並列に接続され、これら直列あるいは並列に接続された１個以上のコイルはまとめてスイッチ手段１２−１〜１２−４を介して５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚの商用電源１３に接続される。
【００１５】
図３は、１つのゾーンにおける複数のコイル１１−１を直列に接続した場合を示しており、これら複数のコイル１１−１にスイッチ手段１２−１を介して電力が供給される。
【００１６】
図５で説明したように、各ゾーンには、熱電対等による温度センサが設置されてゾーン毎に温度が検出される。温度検出信号は温度制御装置１４に送られる。表示設定器１５は各ゾーンの温度を個別に設定することができ、この設定情報は温度制御装置１４に送られる。温度制御装置１４は、表示設定器１５からの設定情報と各温度センサからの検出温度情報との間の偏差に基づいて制御演算を行い、演算結果に応じて各スイッチ手段１２−１〜１２−４のオン時間を制御することにより各コイルに印加される電力を制御し、各ゾーンが設定された温度になるようにする。
【００１７】
つまり、加熱シリンダ１０に取り付けられた各コイルの発生する交流磁界により加熱シリンダ１０の筒壁部に渦電流が発生し、渦電流と加熱シリンダ１０を構成する金属の抵抗成分による損失によって加熱シリンダ１０が直接加熱される。このため、大気中への熱の放出が最小限に押さえられ、金属が直接加熱されることから熱効率が良く、しかも安価に加熱シリンダ１０の温度制御が可能となる。更に、バンドヒータを用いた場合、バンドヒータに流す電流の容量に制限があるため、加熱できる温度にも制限があるが、誘導加熱の場合には、電流の大きさによって加熱シリンダ１０に流れる渦電流の大きさが変化し、加熱シリンダ１０を加熱させる。従って、バンドヒータのように加熱できる温度に制限がなく、どのような高温の成形条件にも対応することができる。このためには、加熱シリンダ１０を、誘導加熱に適した、例えば鋼材料でつくるようにしても良い。
【００１８】
また、高周波による誘導加熱装置の場合、コイルの線径が細く表皮効果により断線し易いが、商用周波数にすると線径を大きくでき断線しにくいという効果もある。
【００１９】
なお、本発明は、既設の射出成形機にも適用可能である。すなわち、図５で説明したような各ゾーン毎の既設のバンドヒータに代えて、ゾーン毎に上記の複数のコイルを設置することで、スイッチ手段及び温度制御装置等の設備については既設のものをそのまま使用することができる。
【００２０】
更に、必ずしも１個以上のコイルをゾーン毎に加熱シリンダの周囲に螺旋状に巻回して設置せずとも良く、各コイルの巻線を加熱シリンダ１０の周囲を一周した箇所で反対方向へ折り返すようにして、結果として渦巻状になるように形成しても良い。図４に、このようなコイルとする場合の巻線の展開図を示し、このような展開図の形状の巻線がコイルとして加熱シリンダ１０の周囲に添設されることになる。
【００２１】
上記の形態は、加熱される部位が加熱シリンダの場合であるが、射出成形機における被加熱部は加熱シリンダのみに限らず、例えば固定金型のスプルー部等も加熱を必要とする場合がある。本発明は、このような被加熱部にも適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、商用周波数の電源により誘導加熱を行って、射出成形機における加熱シリンダ等の被加熱部の温度制御を安価に熱効率良く行うことができる。また、既設の射出成形機であっても温度制御装置の構成を変更することなく、バンドヒータ部分のみをコイルに換えることで、バンドヒータによる加熱よりも熱効率良く加熱シリンダを加熱することができる。特に、これまでの誘導加熱装置に通常用いられる高周波電源装置を必要としないため非常に安価である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による射出成形機を、本発明が適用された要部についてその構成を示した図である。
【図２】本発明により設置される螺旋形状のコイルの設置形態を説明するための図である。
【図３】本発明により設置される複数のコイルの接続形態を示した図である。
【図４】本発明により設置される渦巻形状のコイルの展開図を示した図である。
【図５】従来の射出成形機における加熱シリンダの温度制御について説明するための図である。
【符号の説明】
１０、５０加熱シリンダ
１１−１〜１１−４コイル
１２−１〜１２−４、５２−１〜５２−４スイッチ手段
１３、５３商用電源
１４、５４温度制御装置
１５、５５表示設定器

Claims

加熱されることを必要とする被加熱部に、インダクタンス成分を持つコイルを設置し、該コイルに商用電源による電力を供給することによって前記被加熱部を誘導加熱することを特徴とする射出成形機。
請求項１に記載の射出成形機において、前記被加熱部は加熱シリンダであり、該加熱シリンダをその軸方向に関して複数のゾーンに分割し、分割された各ゾーンの加熱シリンダの周囲に、それぞれ１個以上の前記コイルを螺旋状に巻回して設置したことを特徴とする射出成形機。
請求項１に記載の射出成形機において、前記被加熱部は加熱シリンダであり、該加熱シリンダをその軸方向に関して複数のゾーンに分割し、分割された各ゾーンの周囲に、それぞれ１個以上の前記コイルを前記加熱シリンダの周囲に沿いながら渦巻状に形成されるように設置したことを特徴とする射出成形機。
請求項２または３に記載の射出成形機において、前記各ゾーン毎の前記１個以上のコイルは直列あるいは並列に接続されてスイッチ手段を介して前記商用電源に接続されることを特徴とする射出成形機。
射出成形機において加熱されることを必要とする被加熱部に、インダクタンス成分を持つコイルを設置し、前記被加熱部の温度を制御する射出成形機の温度制御方法であって、前記コイルに商用電源による電力を供給することにより前記被加熱部を誘導加熱して温度制御を行うことを特徴とする射出成形機の温度制御方法。