JP2007152586A - 射出成形機における温度調節機構 - Google Patents

Abstract

【課題】糸引き現象の発生を好適に抑制しつつ、成形サイクルタイムの更なる短縮化を図ることができる射出成形機における樹脂冷却機構を提供する。
【解決手段】第３流路１４ｃは、射出成形機の射出ノズル１１の外面の近傍に一端が配置され、他端側から供給された冷却空気及び加熱空気を射出ノズル１１の外面に噴射する。供給制御部２４は、第３流路１４ｃに対して冷却空気及び加熱空気を供給するとともに、それら空気の供給を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形機における樹脂の温度調節機構に関するものである。

一般に、射出成形機による成形サイクルは、射出成形機の加熱シリンダ（射出ノズル）内において成形材料（樹脂チップ）を加熱溶融する工程（加熱溶融工程）、その加熱溶融された樹脂をノズルから射出して成形金型内に充填する工程（充填工程）、該充填された樹脂を冷却して固化させて離型する工程（冷却工程）を行うことを１サイクルとしている。

従来、こうした成形サイクルタイムを短縮化することにより、成形品の生産性を向上させることが要望されている。しかし、成形サイクルタイムを単純に短縮化することは困難であり、例えば冷却工程の時間を短縮した場合には、成形品の離型時に射出ノズルの樹脂射出口部位で樹脂が好適に切断されず、成形品に樹脂糸が残る糸引き現象が生じてしまうおそれがある。こうした糸引き現象が生じると、その糸が金型内に残り、次のサイクルで成形される成形品に該糸が混入してしまい、該成形品が不良品となって歩留まりが低下してしまうおそれがある。このため、こうした糸引き現象の発生を抑制することが必要となる。

そこで従来、例えば特許文献１や特許文献２に記載される糸引き防止技術が提案されている。
詳しくは、特許文献１においては、射出ノズルの外面に向けて冷却用気体を噴出することによって該射出ノズルの樹脂射出口部位の温度を低下させ、これにより成形品離型時における樹脂の好適な切断を促進させるようになっている。このため、それ以前に比べて冷却時間を短縮しても糸引き現象が抑制される。

また、特許文献２においては、射出ノズル内の樹脂流路における樹脂射出口部位に、該樹脂流路の中心に溶融樹脂が流れることを阻害する阻害部材（駒部材）を配設している。通常、樹脂の凝固は外面部位から始まり、温度が低下しにくい中心部位が最後に凝固する。このため、樹脂射出口部位に前記阻害部材を配設することにより、該樹脂射出口における樹脂流路の中心部位に溶融樹脂が流れにくくなるため樹脂の凝固が促進され、冷却時間を短縮しても糸引き現象が抑制される。

よって、これら従来の技術により、成形サイクルタイムの短縮化が可能となる。
特開２００３−２１１５１３号公報 特開２００１−２４６６４２号公報

ところが、例えば特許文献１のように射出ノズルの冷却を行った場合には、次の成形サイクルにおける加熱溶融工程においては再び射出ノズルを加熱して内部の樹脂を溶融させる必要があるため、射出ノズルを冷却してしまうと、樹脂を溶融するために必要な加熱時間が若干長くなってしまう。

また、例えば特許文献２のように樹脂流路に阻害部材を配設した場合には、何も配設しない場合よりも樹脂流路内における樹脂の流動性が低下してしまうため、充填工程に要する時間が長くなってしまう。

近年では、よりいっそう生産性を向上させるために、更なる成形サイクルタイムの短縮化が要望されていることから、こうした時間のロスも軽視できない。
また、前記従来の技術をもってしても、更なる成形サイクルタイムの短縮を行うべく冷却時間の更なる短縮化を図ると、前記糸引き現象が生じてしまって歩留まりが悪化してしまうため、更なる成形サイクルタイムの短縮は事実上困難であった。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、糸引き現象の発生を好適に抑制しつつ、成形サイクルタイムの更なる短縮化を図ることができる射出成形機における樹脂冷却機構を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、内部に設けられた樹脂流路内に供給される樹脂材料を加熱機構によって加熱溶融するとともにその溶融樹脂を成形金型内に射出する射出ノズル内に、流体からなる冷却媒体及び加熱媒体が流通するように、または、前記射出ノズルの外面における射出口側端部に前記冷却媒体及び前記加熱媒体を噴射するように配設された媒体流通部と、該媒体流通部内に前記冷却媒体及び前記加熱媒体を供給するとともに、それら媒体の供給を制御する媒体供給制御手段とを備えたことを要旨とする。

上記構成によると、射出ノズル内の樹脂流路内に媒体流通部を設けた場合、その媒体流通部内に冷却媒体を流通させることにより、樹脂流路を流れる樹脂自体が該冷却媒体によって直接冷却されることとなる。また、射出成形機の外部において冷却媒体及び加熱媒体を射出ノズルの外面に噴射するように媒体流通部を設けた場合、その媒体流通部内に冷却媒体を流通させることにより、射出ノズルが冷却されることとなり、樹脂流路を流れる樹脂も間接的に冷却されることとなる。よって、樹脂の凝固時間が短くなり、成形品を冷却・離型する工程に必要な時間を短縮しても、成形品に糸引き現象が生じにくくなる。しかも、射出ノズルを加熱して樹脂を再び溶融する際には、媒体流通部に加熱媒体を供給することにより、射出ノズル内の樹脂は該射出ノズルの加熱機構に加えて加熱媒体によっても加熱されることとなることから該樹脂の溶融を促進させることができるため、樹脂の加熱時間をも短縮することが可能となる。よって、糸引き現象を抑制しつつ、成形サイクルタイムの更なる短縮化を図ることができる。さらには、冷却媒体も加熱媒体も共に流体によって構成されているため、例えばこれら媒体を混合させれば媒体の温度調整も容易となるとともに、冷却のための構造と加熱のための構造が同一種であるため、例えば冷却媒体を用いて冷却を行い、ヒータなどを用いて加熱を行う場合に比べて、温度調節機構も簡単な構造で実現可能となる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の射出成形機における温度調節機構において、前記媒体流通部は、前記冷却媒体が流通する第１媒体流路と、前記加熱媒体が流通する第２媒体流路と、それら第１媒体流路及び第２媒体流路が連結されて両媒体が流通する第３媒体流路とを備え、前記樹脂流路内における樹脂射出口側部位に前記冷却媒体及び前記加熱媒体が流通するように、または、該射出成形機の外部において前記冷却媒体及び前記加熱媒体を前記射出ノズルの外面に噴射するように、前記第３媒体流路が配設されていることを要旨とする。

上記構成によると、冷却媒体と加熱媒体とは個別の媒体流路から供給され、それら媒体は第３媒体流路において混合可能となる。このため、各媒体を混合させたりさせなかったりすることにより、射出ノズルの外面に噴射される媒体の温度や、樹脂流路内に流通される媒体の温度を自由に調節することが可能となる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の射出成形機における温度調節機構において、前記媒体供給制御手段は、前記冷却媒体及び前記加熱媒体の供給量を徐変可能であることを要旨とする。

上記構成によると、冷却媒体及び加熱媒体の供給量は、媒体供給制御手段により徐変可能となっているため、射出ノズルや樹脂を冷却・加熱する際に、各媒体の最適な供給量を設定可能となる。特に、冷却媒体と加熱媒体とを混合可能とした場合には、その混合媒体の温度の微調整が可能となる。

請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の射出成形機における温度調節機構において、前記媒体供給制御手段は、供給状態と供給停止状態とに２値的に切り換えることにより、前記媒体流通部に対する前記冷却媒体及び前記加熱媒体の供給を制御することを要旨とする。

上記構成によると、媒体供給制御手段による各媒体の供給制御は、供給状態と供給停止状態との２値的制御ですむため、該供給制御が容易となる。

以上詳述したように、本発明によれば、糸引き現象の発生を好適に抑制しつつ、成形サイクルタイムの更なる短縮化を図ることができる射出成形機における樹脂冷却機構を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に基づき詳細に説明する。
図１に示すように、射出成型用金型１は、図示しない固定プラテンに取り付けられる固定金型２と、図示しない可動プラテンに取り付けられることにより固定金型２に接離自在な可動金型３とによって構成されている。

固定金型２は、固定プラテンに取着される固定型板４と、その固定型板４内に埋設されて可動金型３と当接するスプルブッシュ５と、そのスプルブッシュ５を固定型板４内に保持するロケートリング６とを備えている。スプルブッシュ５には凹所７が凹設されるとともに、ロケートリング６にはその凹所７と連通する貫通孔８が設けられている。その凹所７の最奥部には、可動金型３側に貫通するスプル９が透設されている。また、可動金型３における固定金型側面には、スプル９と連通するキャビティ１０が凹設されている。なお、スプル９は、可動金型３側に向かうに従って徐々に径が大きくなるように設定されている。こうした凹所７内には、射出成形機の射出ノズル１１の先端部位が貫通孔８を貫通した状態で収容されている。詳しくは、射出ノズル１１内には、先端縁に貫通する樹脂射出口１２と、その樹脂射出口１２と連通する樹脂流路１３とが設けられている。そして、射出ノズル１１は、樹脂射出口１２がスプルに合致するように凹所７内に収容されている。射出ノズル１１は、図示しない加熱機構により樹脂流路１３内に供給される樹脂材料を加熱溶融させ、その加熱溶融された溶融樹脂を樹脂射出口１２から外部に吐出する。このため、樹脂流路１３内を流通する溶融樹脂は、樹脂射出口１２からスプル９を介してキャビティ１０内に供給される。

ところで、固定型板４及びスプルブッシュ５には、射出ノズル１１の先端部位に向けて前記凹所７内に冷却媒体及び加熱媒体を供給できるように、凹所７の内周面に開口する媒体流通部としての媒体流路１４が透設されている。この媒体流路１４は、スプルブッシュ５及び固定型板４を貫通して延びるとともに、固定型板４の外部から凹所７に連通するように設けられている。この媒体流路１４は、凹所７に対する射出ノズル１１の挿入方向と直交する方向に延びて固定型板４の外面に開口する第１流路１４ａと、その第１流路１４ａと平行に延びる第２流路１４ｂと、一端が第１流路１４ａ及び第２流路１４ｂに連結されるとともに他端が凹所７に連通する第３流路１４ｃとによって構成されている。すなわち、第１流路１４ａを流れる媒体と第２流路１４ｂを流れる媒体とは第３流路１４ｃにて合流し、該第３流路１４ｃには混合された媒体が流れることとなる。また、固定型板４における第１流路１４ａの開口箇所には第１ポート１５が設けられるとともに、第２流路１４ｂの開口箇所には第２ポート１６が設けられている。そして、第１ポート１５は第１媒体供給流路１７、第２ポート１６は第２媒体供給流路１８を介してポンプ１９に連結されている。なお、本実施形態においてポンプ１９は、各媒体供給流路１７，１８及び各媒体流路１４（第１〜第３流路１４ａ〜１４ｃ）に媒体として空気を供給するようになっている。

第１流路１４ａには第１温度センサ２１が配設され、第２流路１４ｂには第２温度センサ２２が配設され、第３流路１４ｃには第３温度センサ２３が配設されている。これら温度センサ２１〜２３は、それぞれ個別に媒体供給制御手段としての供給制御部２４に電気的に接続されている。

また、第１媒体供給流路１７には、ポンプ１９から供給される媒体の第１流路１４ａへの流通量を制御する第１制御バルブ２５が配設されるとともに、第２媒体供給流路１８には、該ポンプ１９から供給される媒体の第２流路１４ｂへの流通量を制御する第２制御バルブ２６が配設されている。これら制御バルブ２５，２６は、供給制御部２４にそれぞれ個別に電気的に接続され、該供給制御部２４から入力される流通制御信号に基づいて媒体の流通量を制御する。なお、本実施形態において各制御バルブ２５，２６の開度は、供給制御部２４によってリニアに変化可能に構成されている。

さらに、第２媒体供給流路１８には、該第２媒体供給流路１８を流通する媒体を所定温度（例えば２２５℃）に加熱する温度調節装置２７が配設されている。この温度調節装置２７は、供給制御部２４に電気的に接続され、該供給制御部２４から入力される温度制御信号に基づいて温度を制御する。

このため、ポンプ１９から第１媒体供給流路１７に供給された空気は、第１制御バルブ２５によってその流量が制御されるとともに、該第１媒体供給流路１７から第１ポート１５、第１流路１４ａ及び第３流路１４ｃを介して射出ノズル１１の先端部位に噴射されることとなる。すなわち、第１媒体供給流路１７、第１ポート１５及び第１流路１４ａには、常温の空気が流通することとなる。一方、ポンプ１９から第２媒体供給流路１８に供給された空気は、温度調節装置２７において温度調節された後、第２制御バルブ２６によってその流量が制御されるとともに、該第２媒体供給流路１８から第２ポート１６、第２流路１４ｂ及び第３流路１４ｃを介して射出ノズル１１の先端部位に噴射されることとなる。すなわち、第２媒体供給流路１８、第２ポート１６及び第２流路１４ｂには、高温の空気が流通することとなる。このため、第１媒体供給流路１７から第１ポート１５及び第１流路１４ａを介して第３流路１４ｃに流通する空気が冷却媒体として機能するとともに、第２媒体供給流路１８から第２ポート１６及び第２流路１４ｂを介して第３流路１４ｃに流通する空気が加熱媒体として機能する。なお、第１流路１４ａ及び第２流路１４ｂにそれぞれ対応する空気が流通された際には、それら空気が第３流路１４ｃにおいて混合されて混合空気が射出ノズル１１の先端部位に噴射されることとなる。

供給制御部２４は、具体的には図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータユニットによって構成されており、射出成形機からの入力信号や、各温度センサ２１〜２３からの検出信号に基づいて、各制御バルブ２５，２６及び温度調節装置２７の駆動を制御する。このため、供給制御部２４は、射出成形機と同期して媒体の供給制御を行うことが可能となる。

このように、第１〜第３流路１４ａ〜１４ｃからなる媒体流路１４と、第１及び第２ポート１５，１６と、第１及び第２媒体供給流路１７，１８と、ポンプ１９と、第１〜第３温度センサ２１〜２３と、供給制御部２４とにより、射出成形機における温度調節機構が構成されている。

次に、このように構成された温度調節機構の具体的な動作例を、図２に示すシーケンスチャート及び図３に示すフローチャートに従って説明する。
図２に示すように、射出成形機による成形工程は、以下の手順で行われる。すなわち、まずステップＳ１において射出ノズル１１の樹脂流路１３内に供給された樹脂材料（樹脂チップ）を加熱機構によって加熱溶融する加熱溶融工程が行われる。その後、ステップＳ２において射出ノズル１１の樹脂射出口１２からスプル９内に該溶融樹脂を射出してキャビティ１０内に充填する充填工程が行われる。そして、ステップＳ３において該樹脂を冷却・固化させる冷却工程が行われた後に、ステップＳ４において固定金型２から可動金型３を離型して樹脂成形品をキャビティ１０から取り出す離型工程が行われる。すなわち、射出成形機による成形サイクルは、「加熱溶融工程→充填工程→冷却工程→離型工程」を１サイクルとしている。

そして、図３に示すように、ステップＳ１１において供給制御部２４は、射出成形機からの入力信号に基づき、上記成形サイクルにおける各工程や、樹脂の材料を示す樹脂材料情報、射出ノズル１１の加熱温度を示す溶融温度情報、樹脂射出口１２の口径を示す射出口情報、樹脂成形品の大きさやスプル９の口径や長さなどを示す成形品情報等の成形情報を取得する。そして、供給制御部２４は、こうした成形情報に基づいて加熱媒体（加熱空気）の最適な温度を求め、該最適温度となるように温度調節装置２７に対して温度制御信号を出力する。

次に、ステップＳ１２において供給制御部２４は、加熱開始時期であるか否かを判断する。なお、本実施形態においては、加熱溶融工程の開始時が加熱開始時期として設定されるとともに、加熱溶融工程の終了時が加熱終了時期として設定されている。このため、供給制御部２４は、射出成形機からの入力信号に基づいて加熱開始時期であるか否かの判断を行い、加熱開始時期であると判断した際にはステップＳ１３〜Ｓ１７の加熱処理を行う。

＜加熱処理＞
すなわち、まずステップＳ１３において供給制御部２４は、第２制御バルブ２６に対して流通制御信号を出力して該第２制御バルブ２６の開制御を行うことにより該第２制御バルブ２６を全閉状態から全開状態に駆動し、第２媒体供給流路１８、第２ポート１６、第２流路１４ｂ及び第３流路１４ｃに加熱空気を流通させる。このため、加熱空気は射出ノズル１１の先端部位に噴射され、該射出ノズル１１の加熱が促進されて樹脂の溶融速度が上がり、加熱溶融工程に要する時間が短縮される。

そして、ステップＳ１４において供給制御部２４は、第２温度センサ２２及び第３温度センサ２３からの検出信号に基づいて媒体（加熱空気）の温度が前記最適温度であるか否かを判断する。その結果、加熱空気の温度が最適温度ではないと判断した際には、供給制御部２４は、ステップＳ１５において温度調節装置２７に対して温度制御信号を出力するとともに、各制御バルブ２５，２６の開度制御を行うことにより、加熱空気の温度調節を行う。

詳しくは、供給制御部２４は、加熱空気の温度が最適温度よりも低い場合には、温度調節装置２７によって加熱空気の加熱温度を上昇させるとともに、第２制御バルブ２６の開度を拡張する（全開状態でない場合に限る）。これにより、加熱空気の温度が上昇し、最適温度に調節される。

これに対し、供給制御部２４は、加熱空気の温度が最適温度よりも高い場合には、温度調節装置２７によって加熱空気の加熱温度を下降させるとともに、第２制御バルブ２６の開度を絞り、且つ第１制御バルブ２５を開制御して第１媒体供給流路１７に冷却媒体（冷却空気）を流通させる。これにより、第１流路１４ａに冷却空気が流通し、第３流路１４ｃにて加熱空気と冷却空気とが混合される。よって、少なくとも第３流路１４ｃには、加熱空気と冷却空気との混合気が流通することとなり、第３流路１４ｃを流通する媒体の温度が低下して最適温度に調節される。

そして、こうしたステップＳ１５の処理が終了した場合、またはステップＳ１４において媒体温度が最適温度であると判断した場合に、供給制御部２４は、ステップＳ１６において射出成形機による加熱溶融工程が終了したか否かを判断する。その結果、供給制御部２４は、加熱溶融工程が終了していないと判断した場合には再びステップＳ１４の処理へ移行し、加熱溶融工程が終了したと判断した場合には、ステップＳ１７において各制御バルブ２５，２６を開状態から全閉状態となるように制御して射出ノズル１１に対する媒体の噴射を停止し、ここでの処理を一旦終了する。

よって、こうした加熱処理が行われることにより、樹脂の加熱溶融工程に要する時間が短縮化され、成形サイクルタイムの短縮化が可能となる。
一方、供給制御部２４は、ステップＳ１２において加熱開始時期ではないと判断した場合には、ステップＳ１８の処理に移行する。そして、ステップＳ１８において供給制御部２４は、冷却開始時期であるか否かを判断する。なお、本実施形態においては、成形サイクルが充填工程が終了間近になった時点が冷却開始時期として設定され、離型工程の終了時が冷却終了時期として設定されている。このため、供給制御部２４は、射出成形機からの入力信号に基づいて冷却開始時期であるか否かの判断を行い、冷却開始時期ではないと判断した際にはここでの処理を一旦終了する。すなわち、この場合、供給制御部２４は、加熱開始時期でも冷却開始時期でもないと判断して何ら制御を行わない。これに対し、供給制御部２４は、冷却開始時期であると判断した際にはステップＳ１９〜Ｓ２３に示す冷却処理を行う。

＜冷却処理＞
すなわち、まずステップＳ１９において供給制御部２４は、第１制御バルブ２５に対して流通制御信号を出力して該第１制御バルブ２５の開制御を行うことにより該第１制御バルブ２５を全閉状態から全開状態に駆動し、第１媒体供給流路１７、第１ポート１５、第１流路１４ａ及び第３流路１４ｃに冷却空気（常温空気）を流通させる。このため、冷却空気は射出ノズル１１の先端部位に噴射され、該射出ノズル１１の先端部位が冷却される。その結果、射出ノズル１１の樹脂射出口１２及び樹脂流路１３を流れる溶融樹脂が冷却空気によって間接的に冷却されることとなり、凝固速度が上昇する。

次に、ステップＳ２０において供給制御部２４は、第１温度センサ２１及び第３温度センサ２３からの検出信号に基づいて媒体（冷却空気）の温度が冷却に最適な温度（常温）であるか否かを判断する。その結果、冷却空気の温度が最適温度ではないと判断した際には、供給制御部２４は、ステップＳ２１において第１制御バルブ２５の開度制御を行うことにより、冷却空気の温度調節を行う。

詳しくは、供給制御部２４は、冷却空気の温度が最適温度よりも低い場合には第１制御バルブ２５の開度を絞り、該冷却空気の温度が最適温度よりも高い場合には該第１制御バルブ２５の開度を拡張する（全開状態でない場合に限る）。これにより、冷却空気の温度が最適温度に調節される。

そして、こうしたステップＳ２１の処理が終了した場合、またはステップＳ２０において媒体温度が冷却に最適な温度であると判断した場合に、供給制御部２４は、ステップＳ２２において射出成形機による離型工程が終了したか否かを判断する。その結果、供給制御部２４は、離型工程が終了していないと判断した場合には再びステップＳ２０の処理へ移行し、離型工程が終了したと判断した場合には、ステップＳ２２において第１制御バルブ２５を開状態から全閉状態となるように制御して射出ノズル１１に対する媒体の噴射を停止し、ここでの処理を一旦終了する。

よって、こうした冷却処理が行われることにより、充填工程の終了間近から離型工程の完了時までの間における樹脂の凝固速度が早くなり、結果として冷却工程に必要な時間が短縮化される。しかも、離型時において、成形品に糸引き現象が生じにくくなり、次の成形サイクルにおいて該糸引き樹脂がキャビティ１０内に残存してしまうのが好適に抑制される。

また、次の成形サイクル時における加熱溶融工程では、冷却空気によって冷却が促進された射出ノズル１１の先端が加熱空気によって加熱されるため、冷却に伴う加熱溶融工程に要する時間の延長化も生じなくなり、成形サイクルタイム全体が好適に短縮化される。

したがって、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）第１流路１４ａ及び第３流路１４ｃに冷却空気を流通させて該冷却空気を射出ノズル１１の先端部位に噴射させることにより、射出ノズル１１の先端部位が冷却されることとなり、樹脂流路１３を流れる樹脂も間接的に冷却されることとなる。よって、樹脂の凝固時間が短くなり、成形品を冷却・離型する工程に必要な時間を短縮しても、成形品に糸引き現象が生じにくくなる。しかも、射出ノズル１１を加熱して樹脂を再び溶融する次工程（加熱溶融工程）を行う際には、第２流路１４ｂ及び第３流路１４ｃに加熱空気を流通させて該加熱空気を射出ノズル１１の先端部位に噴射させることにより、射出ノズル１１の先端部位が加熱されることとなる。このため、樹脂流路１３を流れる樹脂の溶融を促進させることができ、該加熱溶融工程に要する時間をも短縮することができる。よって、こうした温度調節機構を用いることにより、糸引き現象を抑制しつつ、成形サイクルタイムの更なる短縮化を図ることができる。さらには、冷却媒体も加熱媒体も共に流体（空気）によって構成されているため、冷却のための構造と加熱のための構造が同一種で済むことから、例えば冷却媒体を用いて冷却を行い、ヒータなどを用いて加熱を行う場合に比べて、温度調節機構も簡単な構造で構成することができる。

（２）冷却媒体と加熱媒体とは個別の媒体流路（第１流路１４ａ、第２流路１４ｂ）から供給され、それら媒体は第３流路１４ｃにおいて混合可能となる。このため、各媒体を混合させたりさせなかったりすることにより、射出ノズル１１の外面に噴射される媒体の温度を自由に調節することができる。また、温度調節装置２７による加熱空気の温度調節を行うだけの場合に比べて、加熱空気の温度調節を迅速に行うことができる。

（３）第１制御バルブ２５及び第２制御バルブ２６の開度は、供給制御部２４によってリニアに制御される。すなわち、冷却空気及び加熱空気の供給量は、供給制御部２４により徐変可能となっている。このため、射出ノズル１１や樹脂を冷却・加熱する際に、各媒体の最適な供給量を設定することができる。特に、冷却媒体と加熱媒体とを混合して媒体の温度を調節する際には、その混合媒体の温度の微調整を容易に行うことができる。

（４）供給制御部２４による加熱開始時期は射出成形機による加熱溶融工程の開始時に設定され、加熱終了時期は加熱溶融工程の終了時に設定されている。このため、加熱空気による射出ノズル１１の加熱を必要時にのみ行うことができ、該射出ノズル１１の効果的な加熱補助を行うことができる。また、供給制御部２４による冷却開始時期は射出成形機による充填工程の終了間近の時点に設定され、冷却終了時期は離型工程の終了時に設定されている。このため、冷却空気による射出ノズル１１の冷却を確実に行うことができ、該射出ノズル１１を介した溶融樹脂の凝固を確実に促進させることができる。よって、成形品の糸引き現象を抑制しつつ、成形サイクルタイムの更なる短縮化を図ることができる。

（５）冷却空気の温度及び加熱空気の温度は、第１〜第３温度センサ２１〜２３によって検出され、供給制御部２４は、それらによる検出結果に基づいて冷却空気及び加熱空気の温度を最適温度となるように制御する。このため、媒体を用いた冷却及び加熱制御を高い精度で行うことができる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記実施形態では、射出ノズル１１の外面における先端部位に冷却媒体及び加熱媒体を噴射することにより、該射出ノズル１１内の樹脂を間接的に加熱及び冷却するようになっている。しかし、例えば図４（ａ），（ｂ）に示すように、内部に第３流路１４ｃを有する貫通パイプ３１を、射出ノズル１１の先端部位に貫通配置させてもよい。詳しくは、貫通パイプ３１は、射出ノズル１１の先端部位において、樹脂流路１３を流れる樹脂の流通方向と直交する方向から、図４（ｂ）に示すように樹脂流路１３の中心Ｏを通るように貫通配置され、その先端が射出ノズル１１の外部に突出している。このため、第３流路１４ｃを流れる冷却空気または加熱空気は、樹脂流路１３を通過した後、射出ノズル１１の外部へ放出されることとなる。よって、樹脂流路１３を流れる樹脂自体が冷却空気または加熱空気によって直接冷却されることとなり、該樹脂の冷却及び加熱をより直接的に行うことができる。その結果、加熱溶融工程及び冷却工程の更なる短縮化を図ることができる。

なお、上記変更例において、貫通パイプ３１は、必ずしも樹脂流路１３の中心Ｏを通るように貫通配置されている必要はなく、該中心Ｏ以外の箇所を通るように貫通配置されていてもよい。

・ 貫通パイプ３１の断面形状は、図４（ｃ）に示すような真円筒形状はもちろん、これに限らず、例えば図４（ｄ）に示すように涙滴状筒形状となっていたり、楕円筒形状となっていたり、三角形や菱形などの多角形筒形状となっていたりしてもよい。なお、貫通パイプ３１の断面形状を円筒形状とした場合には該貫通パイプ３１を容易に形成することができ、その他の形状とした場合には樹脂流路１３から樹脂射出口１２への樹脂の流動を阻害しにくくしたり、該樹脂との接触面積を大きくして該樹脂をより効果的に冷却・加熱可能としたりすることができる。

・ 前記実施形態において冷却媒体及び加熱媒体は空気によって構成され、それら媒体は第３流路１４ｃから射出ノズル１１に噴射されることにより、外部に放出されるようになっている。しかし、例えばこれら媒体を、再びポンプに還流させる構成としてもよい。このようにすれば、水などの液体や、フロンガスなどの環境汚染物質を冷却媒体及び加熱媒体として容易に用いることができる。

・ 前記実施形態において、供給制御部２４による射出ノズル１１の加熱開始時期は射出成形機による加熱溶融工程の開始時に設定され、加熱終了時期は該加熱溶融工程の終了時に設定されている。また、供給制御部２４による射出ノズル１１の冷却開始時期は射出成形機による充填工程の終了間近の時点に設定され、冷却終了時期は離型工程の終了時に設定されている。しかし、供給制御部２４は、加熱開始時期、加熱終了時期、冷却開始時期及び冷却終了時期のうちの少なくとも１つを、射出成形機から入力される成形情報や、操作者によって入力されるパラメータなどによって自由に変更可能となっていてもよい。

・ 前記実施形態において第１制御バルブ２５及び第２制御バルブ２６の開度は、供給制御部２４によってリニアに制御可能となっている。しかし、これら制御バルブ２５，２６は、全閉状態と全開状態とに２値的に変化するものであってよい。このようにすれば、供給制御部２４による各制御バルブ２５，２６の制御を簡素化することができる。

・ 冷却空気の温度は、常温に限らず、例えば温度調節装置２７などによって調節された温度（例えば常温以下の温度）に調節されてもよい。
・ 前記実施形態において、専用の温度調節装置２７によって加熱された空気が加熱媒体として用いられている。しかし、例えば射出ノズル１１の近傍に第２媒体供給流路１８を配設し、該射出ノズル１１の温度を利用して加熱された空気を加熱媒体として用いられてもよい。

・ 前記実施形態において媒体流通部としての媒体流路１４は、冷却空気が流通する第１流路１４ａと、加熱空気が流通する第２流路１４ｂと、それら流路１４ａ，１４ｂが合流する第３流路１４ｃとを備えている。すなわち、媒体流路１４は、冷却空気と加熱空気とが個別に流通する流路を備えた構成となっている。しかし、媒体流路１４は、こうした構成に限らず、例えば第３流路１４ｃのみを備え、その第３流路１４ｃに対して冷却空気と加熱空気とを供給する構成となっていてもよい。

また、第３流路１４ｃを省略し、第１流路１４ａ及び第２流路１４ｂがそれぞれ個別に凹所７に連通させた構成となっていてもよい。
・ 第１〜第３温度センサ２１〜２３を省略してもよい。このようにした場合、温度調節機構の構成を簡素化することができるとともに、供給制御部２４は各温度センサ２１〜２３からの検出信号に基づく温度調節を行わないこととなるため、該供給制御部２４の処理負担を軽減することができる。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１） 請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出成形機における温度調節機構において、前記冷却媒体及び前記加熱媒体は空気であること。この（１）に記載の技術的思想によれば、冷却媒体及び加熱媒体を安価に構成することができる。

（２） 上記（１）に記載の射出成形機における温度調節機構において、前記冷却媒体としての空気の温度は、常温であること。この（２）に記載の技術的思想によれば、冷却媒体を積極的に冷却するための構造を不要とすることができる。

（３） 請求項１〜４、技術的思想（１），（２）のいずれか１項に記載の射出成形機における温度調節機構において、前記媒体供給制御手段は、樹脂成形品の樹脂の材料を示す樹脂材料情報、該樹脂材料の溶融温度情報、スプルの径などを示す成形品情報等の成形情報に基づいて、前記冷却媒体を用いた冷却動作及び前記加熱媒体を用いた加熱動作の開始時期及び終了時期を設定すること。この（３）に記載の技術的思想によれば、成形環境に応じた最適な冷却動作及び加熱動作を行うことができる。

（４） 請求項１〜４、技術的思想（１）〜（３）のいずれか１項に記載の射出成形機における温度調節機構において、前記媒体流通部に、該媒体流通部を流れる前記冷却媒体及び前記加熱媒体の温度を検出する温度検出手段を配設し、前記媒体供給制御手段は、該温度検出手段からの検出信号に基づいて、少なくとも加熱媒体の温度調節を行うこと。この（４）に記載の技術的思想によれば、加熱媒体の好適な温度調節が可能となる。

本発明の一実施形態の射出成形機の温度調節機構を概略的に示す図。 同実施形態の射出成形機における成形サイクルを示すシーケンスチャート。 同実施形態の温度調節制御を示すフローチャート。 （ａ）は他の実施形態の射出ノズルに対する媒体流通部の構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｄ）は（ｃ）の変更例を示す断面図。

符号の説明

１１…射出ノズル、１２…樹脂射出口、１３…樹脂流路、１４…媒体流通部としての媒体流路、１４ａ…第１流路、１４ｂ…第２流路、１４ｃ…第３流路、２４…媒体供給制御手段としての供給制御部、２７…温度調節装置。

Claims (4)

1. 内部に設けられた樹脂流路内に供給される樹脂材料を加熱機構によって加熱溶融するとともにその溶融樹脂を成形金型内に射出する射出ノズル内に、流体からなる冷却媒体及び加熱媒体が流通するように、または、前記射出ノズルの外面における射出口側端部に前記冷却媒体及び前記加熱媒体を噴射するように配設された媒体流通部と、
   該媒体流通部内に前記冷却媒体及び前記加熱媒体を供給するとともに、それら媒体の供給を制御する媒体供給制御手段とを備えたことを特徴とする射出成形機における温度調節機構。
2. 前記媒体流通部は、前記冷却媒体が流通する第１媒体流路と、前記加熱媒体が流通する第２媒体流路と、それら第１媒体流路及び第２媒体流路が連結されて両媒体が流通する第３媒体流路とを備え、前記樹脂流路内における樹脂射出口側部位に前記冷却媒体及び前記加熱媒体が流通するように、または、該射出成形機の外部において前記冷却媒体及び前記加熱媒体を前記射出ノズルの外面に噴射するように、前記第３媒体流路が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機における温度調節機構。
3. 前記媒体供給制御手段は、前記冷却媒体及び前記加熱媒体の供給量を徐変可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の射出成形機における温度調節機構。
4. 前記媒体供給制御手段は、供給状態と供給停止状態とに２値的に切り換えることにより、前記媒体流通部に対する前記冷却媒体及び前記加熱媒体の供給を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の射出成形機における温度調節機構。

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