JP2008023841A

JP2008023841A - 金型の加熱冷却システム、金型の加熱冷却システムに用いるバッファ装置、及び金型の加熱冷却方法

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Publication number: JP2008023841A
Application number: JP2006198809A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Kojima; 久司小嶋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】短時間で金型を冷却し又は加熱することができるとともに、エネルギー損失を低減させる。
【解決手段】本発明は、冷却用流体循環路４０と加熱用流体循環路５０とが切替え弁８０，９０を介して金型３０に接続され、冷却ユニット６０を冷却用流体循環路４０に、かつ、加熱ユニット７０を加熱用流体循環路５０に配設されている。また、成型対象物を金型３０に供給する供給装置から送出される供給開始信号と、金型３０の温度を検出するための温度センサ１２０で検出された金型３０の温度とに基づいて、金型３０に接続する冷却用流体路４０と加熱用流体路５０とを選択的に切り替える流体路切替え部Ｃを設け、流体路切替え部Ｃにより流体循環路４０，５０を選択的に切り替えたとき、切替え前に金型３０内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体を貯留するバッファ装置Ｂを設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば熱プレス用の金型の加熱と冷却を繰り返し行う金型の加熱冷却システム、金型の加熱冷却システムに用いるバッファ装置、及び金型の加熱冷却方法に関するものである。

従来、例えば液晶バックパネル導光板のプリズムやディスクの信号部等を成形する場合、熱プレス成形方法でプラスチック板等の成型対象物に金型の成形面を熱転写するとき、成形プロセスに対応して、同一の金型に２種類の異なった温度の媒体を切り替えて流すことを内容とした金型の加熱冷却システムがある。

同上の加熱冷却システムとして、例えば特開２００６‐１５９６４３号公報（特許文献１）に開示された構成のものがある。図１１は、同上の公報に記載されている熱プレス用の金型の加熱冷却システムにおける温度調節装置、金型の配管構成図、図１２（Ａ）は、その金型の加熱冷却システムに用いる加熱用ユニット、（Ｂ）は冷却用ユニットの各配管構成図である。

同公報に記載されている加熱冷却システムは、金型１〜４に加熱用媒体である蒸気と、冷却用媒体である冷却水とを切り替えて送出し、それらの金型１〜４の加熱、成形品の成形、金型の冷却を繰り返すことを内容としたものであり、加熱用媒体である蒸気を生成する加熱用ユニット５と、冷却用媒体である冷却水の供給、循環を行う冷却用ユニット６と、金型１〜４に配置した温度検出部７ａ〜７ｄと、金型１〜４に蒸気、冷却水を切り替えて供給可能な加熱用媒体路８、冷却用媒体路９を備えるとともに、温度判定用プログラムを格納し前記温度検出部７ａ〜７ｄによる検出温度に基づき金型１〜４の温度を判定して、金型１〜４への蒸気、冷却水の切り替え供給制御及び前記金型１〜４における成形動作制御を行うコントロールＢＯＸ１０を備えた温度調節装置１１とを有することを特徴としたものである。

上記した加熱用ユニット５は、図１２に示すように、原水を軟水器１２により軟水化し、薬注装置１３により防腐剤等の薬を注入した後、ボイラ１４に供給し、そのボイラ１４において蒸気（例えば１７０℃の蒸気）として吐出弁１５から温度調節装置１１に供給するように構成されている。

上記した冷却用ユニット６は、冷却水供給口に供給される冷却水をクーリングタワー１６に導き、このクーリングタワー１６において熱交換される冷却水を、ポンプ１７により温度調節装置１１に送出するとともに、温度調節装置１１から返戻された冷却水をクーリングタワー１７の上部からその内部に散水することによる熱交換を行うように構成されている。
特開２００６‐１５９６４３号公報特開２００２−２４０１１９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されている加熱冷却システムでは、加熱用媒体として蒸気を使用しているので、蒸気を生成するためのボイラ１４を必要とするとともに、そのボイラ１４のメンテナンスが面倒であるとともに、消費エネルギーが大きい。
また、蒸気から冷却水への切り替えの度に、その冷却水に含まれる酸素に起因して金型内部が腐食しやすい。

一方、特開２００２−２４０１１９号公報（特許文献２）には、可動金型及び固定金型の内部に冷却水路及び加熱水路（何れも図示せず）を設けておくとともに、冷却水路を冷却水循環装置に、また、加熱水路を加熱水循環装置にそれぞれ接続した構成にするとともに、検出温度と予め設定された基準温度との温度差に基づいて循環水路に対して冷却水又は加熱水を循環制御して金型温度を管理しようとした構成が記載されている。

しかしながら、特許文献２に記載された金型の加熱冷却システムでは、冷却水路を流れる冷却水と、加熱水路を流れる加熱水との間で熱交換が行われて熱効率が低下するとともに、金型内部に残留している冷却水や加熱水をそのまま加熱水循環装置や冷却水循環装置に返戻しているために、高いエネルギー損失を生じさせているという問題がある。

そこで本発明は、金型を短時間に冷却し又は加熱することができるとともに、エネルギー損失を低減させた金型の加熱冷却システム、金型の加熱冷却システムに用いるバッファ装置、及び金型の加熱冷却方法の提供を目的としている。

上記目的を達成するための本発明の構成は、次のとおりである。
請求項１に記載した金型の加熱冷却システムは、金型に循環供給される冷却用流体と加熱用流体とを切り替えることにより、金型の加熱と冷却とを交互に行うものであり、冷却用流体を常時循環させておくための冷却用流体循環路と、加熱用流体を常時循環させておくための加熱用流体循環路とが切替え弁を介して金型に接続されていること、冷却用流体を冷却するための冷却ユニットを冷却用流体循環路に、かつ、加熱用流体を加熱するための加熱ユニットを加熱用流体循環路にそれぞれ配設していること、成型対象物を金型に供給する供給装置が併設されているとともに、金型の温度を検出するための温度センサが設けられていること、供給装置から送出される供給開始信号と、温度センサで検出された金型の温度とに基づいて、金型に接続する冷却用流体路と加熱用流体路とを切替え弁を介して選択的に切り替える流体路切替え部が設けられていること、金型内に流通している冷却用流体又は加熱用流体の流量とほぼ等しい容量を備えたバッファ装置が設けられており、２つの流体循環路を流体路切替え部により選択的に切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体をバッファ装置に貯留することを特徴としている。

請求項２に記載の金型の加熱冷却システムは、請求項１に記載したバッファ装置が、金型内に流通している流量とほぼ同じ容量の冷却用流体を貯留する冷却用流体貯留部と、金型内に流通している流量とほぼ同じ容量の加熱用流体を貯留する加熱用流体貯留部とが互いに断熱されて形成されていることを特徴としたものである。

請求項３に記載の金型の加熱冷却システムは、請求項２に記載したバッファ装置が、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に収容したピストンとからなり、２つの流体循環路を流体路切替え部により切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していたいずれかの流体がシリンダ内に流入することによりピストンを摺動させて、シリンダ内に冷却用流体貯留部又は加熱用流体貯留部を択一的に区画形成することを特徴としている。

請求項４に記載の金型の加熱冷却システムは、請求項１〜３のいずれかに記載した冷却ユニットに返戻される冷却用流体流体と、冷却ユニットから送出される冷却用流体との熱交換を行う熱交換器を冷却用流体循環路に配設していることを特徴としている。

請求項５に記載の金型の加熱冷却システムは、請求項１〜４のいずれかに記載した加熱ユニットに返戻される加熱用流体と、加熱ユニットから送出される加熱用流体との熱交換を行う熱交換器を加熱用流体循環路に配設していることを特徴としている。

請求項６に記載した金型の加熱冷却方法は、金型に成型対象物を供給する供給装置、金型の温度を検出するための温度センサ、金型内に流通している冷却用流体又は加熱用流体の流量とほぼ等しい容量を備えたバッファ装置が設けられており、金型に循環供給される冷却用流体と加熱用流体とを切り替えることにより金型の加熱と冷却とを交互に行うものであり、冷却ユニットを配設しかつ切替え弁を介して金型に接続された冷却用流体循環路に冷却用流体を常時循環させておくとともに、加熱ユニットを配設しかつ切替え弁を介して金型に接続された加熱用流体循環路に加熱用流体を常時循環させておき、供給装置から送出される供給開始信号と、温度センサで検出された金型の温度とに基づいて、金型に接続する冷却用流体路と加熱用流体路とを選択的に切り替えるとともに、２つの流体循環路を切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体をバッファ装置に貯留することを特徴としている。

請求項７に記載の金型の加熱冷却システムに用いるバッファ装置は、金型に循環供給される冷却用流体と加熱用流体とを切り替えることにより、金型の加熱と冷却とを交互に行う金型の加熱冷却システムに用いるものであり、金型内に流通している冷却用流体又は加熱用流体の流量とほぼ等しい容量を備えているとともに、２つの流体循環路が切り替えられたとき、切替え前に金型内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体を貯留することを特徴としている。

請求項８に記載の金型の加熱冷却システムに用いるバッファ装置は、請求項７に記載のものがシリンダと、シリンダ内に摺動自在に収容したピストンとからなり、金型に循環供給される冷却用流体と加熱用流体とを切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していたいずれかの流体がシリンダ内に流入することによりピストンを摺動させて、シリンダ内に冷却用流体貯留部又は加熱用流体貯留部を択一的に区画形成することを特徴としている。

請求項１に記載した発明によれば、冷却用流体を常時循環させておくための冷却用流体循環路と、加熱用流体を常時循環させておくための加熱用流体循環路とを、供給装置から送出される供給開始信号と、温度センサで検出された金型の温度とに基づいて、金型に接続する冷却用流体路と加熱用流体路とを選択的に切り替えているとともに、２つの流体循環路を流体路切替え部により選択的に切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体を貯留しているので、短時間で金型を冷却し又は加熱することができるとともにエネルギー損失を低減させることができる。
また、２つの流体循環路を流体路切替え部により選択的に切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体を貯留しているので、金型内に流通する流量の差を吸収することができる。
さらに、供給装置から送出される供給開始信号と、温度センサで検出された金型の温度とに基づいて、冷却用流体路と加熱用流体路とを切り替えているので、適切なタイミングで金型を加熱しまた冷却することができる。

請求項１に記載の発明で得られる共通の効果に加え、各請求項に記載した発明によれば次の各効果を得ることができる。

請求項２に記載した発明によれば、金型内に流通している流量とほぼ同じ容量の冷却用流体を貯留する冷却用流体貯留部と、金型内に流通している流量とほぼ同じ容量の加熱用流体を貯留する加熱用流体貯留部とが互いに断熱されて形成されているので、切替え前に金型内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体を貯留しておくことができるとともに、温度差のある冷却用流体と加熱用流体とが混合することがなく、また、冷却用流体貯留部と加熱用流体貯留部とを断熱しているので熱エネルギーの損失の低減に寄与できる。

請求項３に記載した発明によれば、２つの流体循環路を流体路切替え部により切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していたいずれかの流体がシリンダ内に流入することによりピストンを摺動させて、シリンダ内に冷却用流体貯留部又は加熱用流体貯留部を択一的に区画形成しているので、バッファ装置を駆動するための駆動源を必要とせず、また、シリンダ内に冷却用流体貯留部又は加熱用流体貯留部を択一的に区画形成しているので、容積を半減させられ、従って小型化，低廉化を図ることができる。

請求項４に記載した発明によれば、冷却ユニットに返戻される冷却用流体と、冷却ユニットから送出される冷却用流体との熱交換を行うようにしているので、熱効率を向上させられる。

請求項５に記載の発明によれば、加熱ユニットに返戻される加熱用流体と、加熱ユニットから送出される加熱用流体との熱交換を行うようにしているので、熱効率を向上させられる。

請求項６に記載の発明によれば、冷却ユニットを配設しかつ切替え弁を介して金型に接続された冷却用流体循環路に冷却用流体を常時循環させておくとともに、加熱ユニットを配設しかつ切替え弁を介して金型に接続された加熱用流体循環路に加熱用流体を常時循環させておき、供給装置から送出される供給開始信号と、温度センサで検出された金型の温度とに基づいて、金型に接続する冷却用流体路と加熱用流体路とを選択的に切り替えるとともに、２つの流体循環路を切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体をバッファ装置に貯留しているので、短時間で金型を冷却し又は加熱することができるとともにエネルギー損失を低減させることができる。
また、２つの流体循環路を選択的に切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体を貯留しているので、金型内に流通する流量の差を吸収することができる。
さらに、供給装置から送出される供給開始信号と、温度センサで検出された金型の温度とに基づいて、冷却用流体路と加熱用流体路とを切り替えているので、適切なタイミングで金型を加熱しまた冷却することができる。

請求項７に記載の発明によれば、金型内に流通している冷却用流体又は加熱用流体の流量とほぼ等しい容量を備えているとともに、２つの流体循環路が切り替えられたとき、切替え前に金型内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体を貯留しておくことができる。

請求項８に記載の発明によれば、バッファ装置が、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に収容したピストンとからなり、金型に循環供給される冷却用流体と加熱用流体とを切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していたいずれかの流体がシリンダ内に流入することによりピストンを摺動させて、シリンダ内に冷却用流体貯留部又は加熱用流体貯留部を択一的に区画形成しているので、バッファ装置を駆動するための駆動源を必要とせず、また、シリンダ内に冷却用流体貯留部又は加熱用流体貯留部を択一的に区画形成しているので容積を半減させられ、従って小型化，低廉化を図ることができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る金型の加熱冷却システムの全体構成を示す概略図、図２はバッファ装置を示しており、（Ａ）はその断面図、（Ｂ）はその側面図、図３は、そのバッファ装置のピストンを摺動した状態を示す断面図である。

一実施形態に係る金型の加熱冷却システムＡは、金型３０に循環供給される冷却用流体と加熱用流体とを切り替えることにより、金型３０の加熱と冷却とを交互に行うものであり、上記の金型３０の他、冷却用流体を常時循環させておくための往路４１と復路４２からなる冷却用流体循環路４０、加熱用流体を常時循環させておくための往路５１と復路５２からなる加熱用流体循環路５０、冷却ユニット６０、加熱ユニット７０、供給側，返戻側切替え弁８０，９０、熱交換器１００，１１０、温度センサ１２０、バッファ装置Ｂ及び流体切替え部Ｃを有して構成されている。

金型３０は熱伝導率の高い例えばベリリウム銅から形成した上型３１と下型３２とを有しており、それら上型３１と下型３２内にはそれぞれ複数の流体流通路３３…が互いに平行にして形成されている。

上記した金型３０の流体流通路３３…の流入口３３ａには、流入側流路３４の一端３４ａが接続されているとともに、流出口３３ｂには流出側流路３５の一端３５ａが接続されている。
流入側流路３４の他端３４ｂには、上記した供給側切替え弁８０が接続され、また、流出側流路３５の他端３５ｂには返戻側切替え弁９０が接続されている。

供給側切替え弁８０の冷却側ポートには、上記往路４１の一端４１ａが接続されているとともに、その往路４１の他端４１ｂは冷却ユニット６０の流出口に接続されている。また、往路４１の他端４１ｂ側であって冷却ユニット６０近傍には、上記した熱交換器１００が配されている。
復路４２の一端４２ａは、返戻側切替え弁９０の冷却側ポートに接続されているとともに、他端４２ｂはバッファ装置Ｂを介して冷却ユニット６０の流入口に接続されている。また、その復路４２の他端４２ｂ側であって冷却ユニット６０近傍には、上記した熱交換器１００が配されている。

供給側切替え弁８０の加熱側ポートには、加熱用流体循環路５０をなす往路５１の一端５１ａが接続され、他端５１ｂには加熱ユニット７０の流出口が接続されている。また、その往路５１の他端５１ｂ側であって加熱ユニット７０近傍には、上記した熱交換器１１０が配されている。
加熱用流体循環路５０をなす復路５２の一端５２ａは、返戻側切替え弁９０の加熱側ポートに接続されているとともに、他端５２ｂはバッファ装置Ｂを介して加熱ユニット７０の流入口に接続されている。また、その復路５２の他端５２ｂ側であって加熱ユニット７０近傍には上記した熱交換器１１０が配されている。

ところで、バッファ装置Ｂは、金型３０内に流通している冷却用流体又は加熱用流体の流量とほぼ等しい容量を備えており、２つの流体循環路４０，５０を流体路切替え部Ｃにより切り替えたとき、切り替え前に金型３０内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体を貯留するようになっている。

具体的には、図２（Ａ）に示すように、金型３０内に流通している流量とほぼ同じ容量の冷却用流体を貯留する冷却用流体貯留部βと、図３に示すように、金型３０内に流通している流量とほぼ同じ容量の加熱用流体を貯留する加熱用流体貯留部αとが互いに断熱されて形成されているものであり、本実施形態においては、シリンダ１３１内に、冷却用流体貯留部βと加熱用流体貯留部αとを択一的に区画形成するピストン１３２を摺動自在に収容した構成になっている。

すなわち、上記した２つの流体循環路４０，５０を流体路切替え部Ｃにより切り替えたとき、切替え前に金型３０内に流通していた、いずれかの流体がシリンダ１３１内に流入することにより、ピストン１３２が作動して冷却用流体貯留部β又は加熱用流体貯留部αが区画形成されるようになっており、その具体的な構成は次のとおりである。

シリンダ１３１は、円筒形にした本体１３３の両端に側面視正略方形のブロック体１３４，１３５を配設した構成のものである。
本体１３３は、例えばテフロン樹脂製の内筒１３３ａと、金属製の外筒１３３ｂとを重合してなるものであり、内筒１３３ａをテフロン樹脂で形成することにより、ピストン１３２の摺動性と断熱性を向上させられる。

ブロック体１３４，１３５は互いに同一の形状，構造になっており、中心軸線Ｏ１に一致して詳細を後述するピストン１３２のピストンロッド１３６（１３７）を摺動自在に挿通するロッド孔１３８（１３９）が形成されており、このロッド孔１３８（１３９）の内壁にはＯリング１４０，１４０を挿入するためのリング用溝１４１，１４１（１４２，１４２）が形成されている。
また、中心軸線Ｏ１よりも上側には、シリンダ１３１内に臨む側壁位置と、上壁１３４ａ（１３５ａ）とに開口した正面視Ｌ字形の循環路接続口１４３（１４４）が形成されている。

さて、ピストン１３２は、本体１３３の内筒１３３ａに摺接する外径にしたピストン本体１４５の両側壁に、中心軸線Ｏ１に一致して上記したピストンロッド１３６，１３７を固定したものである。
ピストン本体１４５は、円形基板１４６の両側壁面に断熱材としての例えばテフロン樹脂板１４７，１４７を重合貼着したものであり、また、円形基板１４６の外周壁には、Ｏリング１４８を装着するためのリング溝１４９が全周にわたり形成されている。
すなわち、上記した本体１３３とピストン本体１４５の構造により、ピストン１３２の摺動性を向上させているとともに、冷却用流体貯留部βと加熱用流体貯留部α内に貯留されている２つの流体間の断熱性を高めている。

ピストンロッド１３６（１３７）は、中空軸部１３６ａ（１３７ａ）の端部にピストン本体１４５と同じ外径にした円板形の流通部１３６ｂ（１３７ｂ）を形成したものであり、その流通部１３６ｂ（１３７ｂ）は、所要の幅にした鍔部１３６ｃ（１３７ｃ）を流通部１３６ｂ（１３７ｂ）の周囲に形成することにより、ピストン本体１４５との間に流体を流通させるための空間γ（δ）を区画形成するようになっている。
流通部１３６ｂ（１３７ｂ）には、中心軸線Ｏ１を中心とした９０度間隔で４つの流通孔１５０…が形成されている。なお、１５１は、ピストン本体１４５とピストンロッド１３６（１３７）とを固定しているボルトである。

上記したピストンロッド１３６と循環路接続口１４３には、前記した冷却用流体循環路４０の復路４２が、また、ピストンロッド１３７と循環路接続口１４４には加熱用流体循環路５０の復路５２がそれぞれ連結されている。
これにより、復路４２，５２を通じて流通する流体は、ピストンロッド１３６（１３７），流通部１３６ｂ（１３７ｂ）を介してシリンダ１３１内に流入し、循環路接続口１４３（１４４）から復路４２，５２の他端４２ｂ，５２ｂに向けて流出するようになっている。

上述した構造からなるバッファ装置Ｂでは、図２に示すように、ピストン１３２が図示右側に移動しているときに、そのピストン１３２の左側に冷却用流体貯留部βが形成され、また、図３に示すように、ピストン１３２が左側に移動しているときに、そのピストン１３２の右側に加熱用流体貯留部αが形成される。このような構成にすることにより、バッファ装置Ｂ自体の小型化を図ることができる。
なお、流通孔１５０の数，大きさ，形状等は流体の単位時間当たりの流量等を適宜勘案して設定すればよいものである。

冷却ユニット６０は、水や油等の冷却用流体を例えば４０〜５０（℃）に冷却して維持する機能を有するものであり、ポンプ６１、モータ６２、及び冷却用流体を４０〜５０（℃）を中心として０．５（℃）前後に維持するための温度調整装置６３を有している。

加熱ユニット７０は、水や油等の冷却用流体を例えば１５０（℃）に加熱して維持する機能を有するものであり、ポンプ７１、モータ７２、及び冷却用流体を１５０（℃）を中心として０．５（℃）前後に維持するための温度調整装置７３を有している。

熱交換機１００は、冷却ユニット６０に返戻される冷却用流体と、冷却ユニット６０から送出される冷却用との熱交換を行う機能を有するものである。
熱交換機１１０は、加熱ユニット７０に返戻される加熱用流体と、加熱ユニット７０から送出される加熱用流体との熱交換を行う機能を有するものである。このような熱交換機１００，１１０を設けることにより熱効率を向上させられる。

流体路切替え部Ｃは、冷却用流体循環路４０と加熱用流体循環路５０とを所定のタイミングで切り替えて金型３０に接続する機能を有するものであり、成型対象物を金型３０に供給するための供給装置（図示しない）から出力される供給開始信号が入力されるようになっているとともに、温度センサ１１０が入力側に接続されている。また、出力側にコンプレッサ１５２を介して上記した供給側切替え弁８０と返戻側切替え弁９０とが接続されている。
本実施形態においては、供給装置（図示しない）から出力される供給開始信号と、温度センサ１１０で検出された金型３０の温度とに基づいて、冷却用流体循環路４０と加熱用流体循環路５０とを供給側切替え弁８０と返戻側切替え弁９０とを介して切り換えるようにしている。

上記した金型の加熱冷却システムの動作について、図４〜１０を参照して説明する。図４は、動作を示すフローチャート、図５〜７は、加熱時における加熱用流体の流通状態を示す模式図、図８〜１０は、冷却時における冷却用流体の流通状態を示す模式図である。なお、図中冷却用流体を太線で示し、加熱用流体を斜線で示している。

ステップ１（図中「Ｓ１」と略記する。以下、同様。）金型３０の下型３２を所定の位置に下降させる。
ステップ２：材料供給装置による成型対象物の供給動作、従ってまた、材料供給装置から供給開始信号が出力されたか否かを判定し、供給開始信号が出力されればステップ３に進む。

ステップ３：金型３０の加熱を開始する。すなわち、成型対象物の載置を待機しているとき、換言すると、図５に示す流通状態に至る前には、金型３０には、供給側切替え弁８０と返戻側切替え弁９０を通じて冷却用流体路４０が接続されている。
このとき、バッファ装置Ｂは、ピストン１３２が図示左側に移動することにより、そのピストン１３２の右側に加熱用流体貯留部αが形成され、これに加熱用流体が貯留されている。すなわち、金型３０内に流通すべき容量の加熱用流体を保留させている。
この状態において、材料供給装置による成型対象物の供給動作が開始されると、上記供給開始信号が出力される。

供給開始信号の出力により、流体路切替え部Ｃが、供給側切替え弁８０と返戻側切替え弁９０を駆動させて、金型３０に加熱用流体路５０を接続するように切り替える。
この切り替えによって、図６に示すように、これまで金型３０内に流通していた冷却用流体が、バッファ装置Ｂに圧送流入し初め、これにより、ピストン１４５が図示右方向に摺動される。

この摺動によって、シリンダ１３１の図示左側に冷却用流体貯留部βが次第に形成され、金型３０に流通していた冷却用流体が、図７に示すように、加熱用流体に置換されたときに所期の冷却用流体貯留部βがシリンダ１３１内に区画形成される。

ステップ４：金型３０の温度が所定の温度に上昇したか否かを判定し、所定の温度に達していれば、ステップ５に進む。

ステップ５：下型３２と上型３１との型閉じ圧力を所定の値に上昇させる。
ステップ６：設定温度になったときから、所定の時間が経過したか否かを判定し、所定の時間が経過していればステップ７に進む。

ステップ７：金型３０の冷却を開始する。この冷却を開始する前においては、金型３０には、供給側切替え弁８０と返戻側切替え弁９０を通じて加熱用流体路５０が接続されている。
このとき、バッファ装置Ｂは、ピストン１４５が図示右側に移動することにより、そのピストン１４５の左側に冷却用流体貯留部βが形成され、これに冷却用流体が貯留されている。すなわち、金型３０内に流通すべき容量の冷却用流体を保留させている。

冷却動作は、流体路切替え部Ｃが、供給側切替え弁８０と返戻側切替え弁９０を駆動させて、金型３０に冷却用流体路４０を接続するように切り替える。
この切り替えによって、図９に示すように、これまで金型３０内に流通していた加熱用流体が、バッファ装置Ｂに圧送流入し初め、これにより、ピストン１４５が図示左方向に摺動される。

この摺動によって、シリンダ１３１の図示右側に加熱用流体貯留部αが次第に形成され、金型３０に流通していた加熱用流体が、図１０に示すように、加熱用流体に置換されたときに所期の冷却用流体貯留部βがシリンダ１３１内に区画形成される。

ステップ８：金型３０の温度が所定の温度に下降したか否かを判定し、所定の温度に下降していれば、ステップ９に進む。

ステップ９：金型３０の下型３２を下降させて、ステップ１０に進む。
ステップ１０：図示しない搬出装置により成型対象物を下型３２から搬出した後、ステップ１に戻る。
なお、上述した金型３０におけるサイクルタイムは、成型対象物の供給が２（ｓｅｃ）、下型３２の移動（上昇）が２（ｓｅｃ）、加熱時間が５（ｓｅｃ）、昇圧時間が１（ｓｅｃ）、冷却時間が５（ｓｅｃ）、降圧時間が１（ｓｅｃ）、下型３２の移動（下降）が２（ｓｅｃ）、成型対象物の搬出が２（ｓｅｃ）程度を想定している。

本発明は上記した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
・上述した実施形態においては、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に収容したピストンとからなるバッファ装置であって、２つの流体循環路を流体路切替え部により切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していたいずれかの流体がシリンダ内に流入することによりピストンを摺動させて、シリンダ内に冷却用流体貯留部又は加熱用流体貯留部を択一的に区画形成する構成のものについて説明したが、金型内に流通している流量とほぼ同じ容量の冷却用流体を貯留する冷却用流体貯留部と、金型内に流通している流量とほぼ同じ容量の加熱用流体を貯留する加熱用流体貯留部とが同時に形成している構成のものであってもよい。
また、両端を開口した筒体と、これら両開口端を閉塞するように張設され、切替え前に金型内に流通していたいずれかの流体が流入することにより弾性的に変形を生じる弾性膜とを有する構成にしてもよい。

本発明の一実施形態に係る金型の加熱冷却システムの全体構成を示す概略図である。バッファ装置を示しており、（Ａ）はその断面図、（Ｂ）はその側面図である。同上のバッファ装置のピストンを摺動した状態を示す断面図である。加熱動作と冷却動作を示すフローチャートである。加熱時における加熱用流体の流通状態を示す模式図である。加熱時における加熱用流体の流通状態を示す模式図である。加熱時における加熱用流体の流通状態を示す模式図である。冷却時における冷却用流体の流通状態を示す模式図である。冷却時における冷却用流体の流通状態を示す模式図である。冷却時における冷却用流体の流通状態を示す模式図である。従来の熱プレスに用いる金型の加熱冷却システムにおける温度調節装置、金型の配管構成図である。（Ａ）は、同上の金型の加熱冷却システムに用いる加熱用ユニット、（Ｂ）は冷却用ユニットの各配管構成図である。

符号の説明

３０金型
４０冷却用流体循環路
５０加熱用流体循環路
６０冷却ユニット
７０加熱ユニット
８０切替え弁
９０切替え弁
１００熱交換器
１１０熱交換器
１２０温度センサ
１３１シリンダ
１３２ピストン
Ｂバッファ装置
Ｃ流体路切替え部
β 冷却用流体貯留部
α 加熱用流体貯留部

Claims

金型に循環供給される冷却用流体と加熱用流体とを切り替えることにより、金型の加熱と冷却とを交互に行う金型の加熱冷却システムにおいて、
（１）冷却用流体を常時循環させておくための冷却用流体循環路と、加熱用流体を常時循環させておくための加熱用流体循環路とが切替え弁を介して金型に接続されていること、
（２）冷却用流体を冷却するための冷却ユニットを冷却用流体循環路に、かつ、加熱用流体を加熱するための加熱ユニットを加熱用流体循環路にそれぞれ配設していること、
成型対象物を金型に供給する供給装置が併設されているとともに、金型の温度を検出するための温度センサが設けられていること、
（３）供給装置から送出される供給開始信号と、温度センサで検出された金型の温度とに基づいて、金型に接続する冷却用流体路と加熱用流体路とを切替え弁を介して選択的に切り替える流体路切替え部が設けられていること、
（４）金型内に流通している冷却用流体又は加熱用流体の流量とほぼ等しい容量を備えたバッファ装置が設けられており、２つの流体循環路を流体路切替え部により選択的に切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体をバッファ装置に貯留していることを特徴とする金型の加熱冷却システム。
バッファ装置は、金型内に流通している流量とほぼ同じ容量の冷却用流体を貯留する冷却用流体貯留部と、金型内に流通している流量とほぼ同じ容量の加熱用流体を貯留する加熱用流体貯留部とが互いに断熱されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金型の加熱冷却システム。
バッファ装置は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に収容したピストンとからなり、
２つの流体循環路を流体路切替え部により切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していたいずれかの流体がシリンダ内に流入することによりピストンを摺動させて、シリンダ内に冷却用流体貯留部又は加熱用流体貯留部を択一的に区画形成することを特徴とする請求項２に記載の金型の加熱冷却システム。
冷却ユニットに返戻される冷却用流体と、冷却ユニットから送出される冷却用流体との熱交換を行う熱交換器を冷却用流体循環路に配設していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金型の加熱冷却システム。
加熱ユニットに返戻される加熱用流体と、加熱ユニットから送出される加熱用流体との熱交換を行う熱交換器を加熱用流体循環路に配設していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の金型の加熱冷却システム。
金型に成型対象物を供給する供給装置、金型の温度を検出するための温度センサ、金型内に流通している冷却用流体又は加熱用流体の流量とほぼ等しい容量を備えたバッファ装置が設けられており、金型に循環供給される冷却用流体と加熱用流体とを切り替えることにより、金型の加熱と冷却とを交互に行う金型の加熱冷却方法であって、
冷却ユニットを配設しかつ切替え弁を介して金型に接続された冷却用流体循環路に冷却用流体を常時循環させておくとともに、加熱ユニットを配設しかつ切替え弁を介して金型に接続された加熱用流体循環路に加熱用流体を常時循環させておき、
供給装置から送出される供給開始信号と、温度センサで検出された金型の温度とに基づいて、金型に接続する冷却用流体路と加熱用流体路とを切替え弁を介して選択的に切り替えるとともに、２つの流体循環路を切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体をバッファ装置に貯留することを特徴とする金型の加熱冷却方法。
金型に循環供給される冷却用流体と加熱用流体とを切り替えることにより、金型の加熱と冷却とを交互に行う金型の加熱冷却システムに用いるバッファ装置であって、
金型内に流通している冷却用流体又は加熱用流体の流量とほぼ等しい容量を備えているとともに、２つの流体循環路が切り替えられたとき、切替え前に金型内に流通していた冷却用流体又は加熱用流体を貯留することを特徴とする金型の加熱冷却システムに用いるバッファ装置。
バッファ装置は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に収容したピストンとからなり、
金型に循環供給される冷却用流体と加熱用流体とを切り替えたとき、切替え前に金型内に流通していたいずれかの流体がシリンダ内に流入することによりピストンを摺動させて、シリンダ内に冷却用流体貯留部又は加熱用流体貯留部を択一的に区画形成することを特徴とする請求項７に記載の金型の加熱冷却システムに用いるバッファ装置。