JP2009045814A - Method of temperature control of molding mold and temperature controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、射出成形機等に使用される金型の温度制御に関し、特に急速に加熱と冷却を行うことができる加熱媒体回路の温度制御方法と、この温度制御方法を用いることができる金型温度制御装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to temperature control of a mold used for an injection molding machine or the like, and in particular, a temperature control method for a heating medium circuit capable of rapid heating and cooling, and a mold capable of using this temperature control method. The present invention relates to a temperature control device.
特許文献1に示す従来例の金型は、蒸気供給装置と、熱水供給装置と、冷却水供給装置とを備えた射出成形用金型であり、初め金型に水蒸気を供給して予熱し、次いで高温水を金型に充満して金型を設定温度まで加熱し、金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填する。金型内の高温水は射出充填された樹脂の熱が伝わり、高温水が沸騰するときの蒸発熱で金型及び樹脂が冷却され、圧力調整弁に設定された圧力に見合う温度を維持し、一定時間後、金型内の熱媒は冷却水に切り換えられて樹脂材料の固化温度以下に冷却され、温度制御のサイクルが終わる。
Mold in a conventional example described in
また、特許文献2に示された従来例は、一定温度に設定した水蒸気と2通りの設定温度の高温水を選択的に、制御弁により切り換えて金型の温度を調整し、金型温度を成形品樹脂材料のガラス転位温度以下に保持する第1の温度ステージ、前記樹脂材料の流動停止温度付近へ昇温する第2の温度ステージ、再び、ガラス転位温度付近に降温して保持する第3の温度ステージ、さらに第1の温度ステージの温度付近に降温して保持する第4の温度ステージを経過させるようにして、ひけのない高精度の樹脂レンズ等のような、成形品を成形することを目的とした金型の温度制御装置と金型の温度制御方法である。
特許文献1の従来例は、金型加熱時に媒体を蒸気から所定の金型温度に等しい飽和圧の加圧熱水(高温水)に切り換えて金型内に充満させる。溶融樹脂材料を射出充填したとき、溶融樹脂材料からの熱が金型から熱水に伝わり、熱水の飽和温度を超えたとき、熱水は蒸発し、その蒸発熱で金型温度は冷却される。このように飽和熱水による金型温度の調整は緩慢であり、成形工程に要する時間が冗長になる問題点がある。
In the conventional example of
また、特許文献2の従来例も同様に、樹脂材料を射出充填するときの熱水の温度を、所定の金型温度にあわせるように設定しているので、金型温度の調整は緩慢となり、成形工程時間が冗長になる。上述の従来例は2件とも蒸気は外部施設のボイラーから供給されるので、ボイラー設備が必要である。 Similarly, in the conventional example of Patent Document 2, since the temperature of hot water when injecting and filling the resin material is set to match a predetermined mold temperature, the adjustment of the mold temperature becomes slow, The molding process time becomes redundant. In both of the above-mentioned conventional examples, steam is supplied from the boiler of the external facility, so a boiler facility is necessary.
本発明は、射出成形装置において、急速な加熱冷却制御系統の構造が簡単で、設備設置スペースが小さく、コストが安価で、また、生産性が高く、且つ安定性の高い金型温度制御方法と装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a mold temperature control method having a simple structure of a rapid heating / cooling control system, a small installation space, low cost, high productivity, and high stability in an injection molding apparatus. An object is to provide an apparatus.
上記の問題点に対し、本発明は以下の各手段により課題の解決を図る。
(1)第1の手段の急速加熱冷却が可能な成形用金型の温度制御方法は、金型キャビティに可塑化樹脂を射出成形する前の金型の温度を急速に上昇させ、射出後、固化温度以下まで冷却する方法であって、加熱開始時は熱媒に水蒸気を使用し、金型温度が所定の温度に達した時点で、または、加熱開始から所定時間経過後に熱媒を成形時の金型の設定温度以上の高温水に切り換えて金型温度を設定温度に上昇させた後、高温水の供給を止め、冷却水に切り換えて樹脂の固化温度以下まで冷却することを特徴とする。
With respect to the above problems, the present invention aims to solve the problems by the following means.
(1) The temperature control method of the molding die capable of rapid heating and cooling of the first means rapidly increases the temperature of the mold before injection molding the plasticizing resin into the mold cavity, and after injection, a method of cooling to below the solidification temperature, heating at the start using the water vapor heating medium, the molding at a mold temperature has reached a predetermined temperature, or the heating medium from the start of heating after a predetermined period of time After switching to hot water above the set temperature of the mold and raising the mold temperature to the set temperature, stop supplying hot water and switch to cooling water to cool below the resin solidification temperature To do.
(2)第2の手段の成形用金型の温度制御方法は、上述(1)の成形用金型の温度制御方法において、加熱開始時の水蒸気から高温水への切換は、予め水蒸気による加熱開始時からの金型の昇温状態を測定、及び算定して金型の昇温特性を算出し、同時に、成形時に必要な金型の設定温度以上の高温水による金型の昇温状態を実測して昇温特性を算出し、両者の昇温特性から金型温度が加熱開始時の温度から目標温度に到達する時間と、オーバーシュート温度を推定し、許容オーバーシュート温度範囲内となるように、且つ、加熱開始から昇温完了までの時間が最短となるように水蒸気から高温水に切り換えるタイミングを設定することを特徴とする。 (2) temperature control method of a molding die of the second means, in the mold temperature control method of the above (1), switching from the heating start of water vapor into the hot water, the pre-Me water Measure and calculate the temperature rise condition of the mold from the start of heating with steam to calculate the temperature rise characteristics of the mold, and at the same time, raise the mold with high-temperature water that is higher than the set temperature of the mold required for molding Calculate the temperature rise characteristics by actually measuring the temperature state, and estimate the time for the mold temperature to reach the target temperature from the temperature at the start of heating and the overshoot temperature from the temperature rise characteristics of both, and within the allowable overshoot temperature range as will be, and the time from the start of heating to completion Atsushi Nobori and setting the timing of switching to high-temperature water from the water vapor such that the shortest.
(3)第3の手段の成形用金型の温度制御方法は、前記(2)の金型温度制御方法の予め水蒸気による加熱開始時からの金型の昇温状態の測定、及び算定しての金型の昇温特性の算定、成形時に必要な金型の設定温度以上の高温水による金型の昇温状態を実測しての昇温特性の算出、両者の昇温特性から金型温度が加熱開始時の温度から目標温度に到達する時間と、オーバーシュート温度を推定し、許容オーバーシュート温度範囲となるように、且つ、加熱開始から昇温完了までの時間が最適となるように水蒸気から高温水に切り換えるタイミングを自動算出することを特徴とする。 (3) temperature control method of a molding die of the third means, wherein (2) mold measuring the Atsushi Nobori of from the start of heating by pre Me water vapor of the mold temperature control method, and calculation Calculation of the temperature rise characteristics of the mold, calculation of the temperature rise characteristics by actually measuring the temperature rise condition of the mold with high-temperature water higher than the mold set temperature required during molding, Estimate the time for the mold temperature to reach the target temperature from the temperature at the start of heating and the overshoot temperature to be within the allowable overshoot temperature range, and optimize the time from the start of heating to the completion of the temperature rise characterized by automatically calculating the timing of switching to high-temperature water from the water vapor to.
(4)第4の手段の成形用金型の温度制御装置は、水蒸気発生手段と、高温水発生手段と、冷却水発生手段と、これらの手段から金型ヘ熱媒を送る配管に設置された切換弁と、各調整温度発生手段の熱媒の温度を設定値になるように制御する温度制御回路と各切換弁の切り換えのタイミングを設定するタイマーと、金型の温度を検出するための温度検出手段と、上記(1)〜(3)の方法により金型を急速加熱冷却するように制御する温度媒体選択回路を備えた制御装置と、加熱用水を貯める貯水タンクとからなる金型加熱回路を設けたことを特徴とする。 (4) mold temperature control device of the fourth means, installed water vapor generation means, and hot water generating means, a cooling water generating means, a pipe for sending the mold F heat medium from these means For detecting the temperature of the mold, the temperature control circuit for controlling the temperature of the heating medium of each adjustment temperature generating means to be a set value, the timer for setting the switching timing of each switching valve, and the mold temperature A mold comprising: a temperature detecting means; a control device including a temperature medium selecting circuit for controlling the mold to be rapidly heated and cooled by the methods (1) to (3); and a water storage tank for storing heating water. A heating circuit is provided.
(5)第5の手段の成形用金型の温度制御装置は、上記(4)の水蒸気発生手段が、圧力容器内に貯留した水を高温の水蒸気、又は、電気抵抗或いは高周波電流によるヒータ等を加熱手段として加熱し水蒸気を発生させ、該水蒸気を高圧ポンプによりアキュムレータに送って水蒸気を蓄圧し、金型の温度を急速に上昇させる加熱開始時に、アキュムレータの送出配管に繋がった切換弁を切り換えて水蒸気を短時間、金型に放出するようにした手段であることを特徴とする。 (5) mold temperature controller of the fifth means (4) water vapor generation means is, water that is stored in a pressure vessel high temperature steam or a heater by electrical resistance or high frequency current etc. heated to generate water vapor as a heating means, the water vapor sent to the accumulator by accumulating the water vapor by the high-pressure pump, at the start of heating to rapidly increase the temperature of the mold led to the delivery pipe of the accumulator The switching valve is switched to release water vapor into the mold for a short time.
(6)第6の手段の成形用金型の温度制御装置は、上記(4)の水蒸気発生手段が、前記貯水タンクから加熱用水を吸い上げる高圧ポンプと、水蒸気供給配管に設置された高周波加熱、ヒートポンプ等の小規模な加熱手段と、同配管に設けられた逆止弁と水蒸気アキュムレータと、該アキュムレータ内の蒸気圧を調整する圧力調整弁と、アキュムレータから前記切換弁へ通じる水蒸気配管とからなり、前記高圧ポンプにより送られる加熱用水を射出成形の待機時間中に前述の小規模な加熱手段で加熱して水蒸気に変換し、前記アキュムレータに送って蓄圧し、金型の加熱開始時に、アキュムレータの送出配管に繋がった切換弁を切り換えて水蒸気を短時間、金型に放出するようにした手段であることを特徴とする。 (6) high frequency mold temperature controller of the sixth means, the water vapor generating means (4) comprises a high-pressure pump to suck the heated water from the water storage tank, which is installed in the water vapor supply pipe heating, a small heating means of the heat pump or the like, the check valve and the water vapor accumulator provided in the pipe, a pressure regulating valve for adjusting the vapor pressure in the accumulator, Ru leads from the accumulator to the switching valve water It consists of a steam piping, the heating water delivered by the high pressure pump and heated at the above-mentioned small heating means during the waiting time of the injection molding into a water vapor, and pressure accumulator is sent to the accumulator, the mold at the start of heating, a short time of water vapor by switching the switching valve connected to the delivery pipe of the accumulator, characterized in that it is a means adapted to release the mold.
(7)第7の手段の成形用金型の温度制御装置は、上記(4)の水蒸気発生手段が、前記貯水タンクから加熱用水を吸い上げるポンプと、該ポンプの出口配管に結合する逆止弁と、高周波加熱、ヒートポンプ等の小規模な加熱設備を内蔵し圧力調整弁を備えたアキュムレータと、該アキュムレータから前記切換弁へ通じる水蒸気配管とからなり、アキュムレータに送り込まれた加熱用水を射出成形の待機時間中に内蔵する加熱手段により水蒸気に換えて蓄圧し、金型の温度を急速に上昇させる加熱開始時に、切換弁を切り換えてアキュムレータの水蒸気を金型に放出するようにしたことを特徴とする。 (7) mold temperature control device of the seventh means, the water vapor generating means (4) is a pump for sucking up the heating water from the water storage tank, check that bind to the outlet pipe of the pump a valve, the high-frequency heating, an accumulator provided with a built-pressure regulating valve a small heating equipment such as heat pumps, consists of a water vapor piping Ru leads to the switching valve from the accumulator, the heating water fed into the accumulator instead of Rimizu steam by the heating means built into the waiting time of the injection molding pressure accumulator, the heating start to rapidly increase the temperature of the mold, by switching the switching valve to release water vapor accumulator to the mold It is characterized by doing so.
(8)第8の手段の成形用金型の温度制御装置は、上記(4)の金型加熱回路の高温水発生手段が高圧ポンプから送り込まれた加熱用水を加熱する加熱手段を内蔵し、高温水を金型へ送る配管と同配管に切換弁が設置された高温水発生タンクであり、また、水蒸気発生手段は、前記高温水発生手段の高温水を直接取り込むようになっている小型の加熱手段を内蔵した水蒸気発生手段兼用のアキュムレータであって、該アキュムレータの上部には水蒸気を金型ヘ送り出す配管と同配管に切換弁が設置され、前記水蒸気発生手段兼用のアキュムレータに送り込まれた加熱用水は射出成形の待機時間中に内蔵する加熱手段により水蒸気に変換して蓄圧され、金型の加熱開始時に水蒸気を金型に放出して金型の温度を急速に上昇させ、金型温度が所定の温度に達した時点で、前記高温水発生タンクの高温水に切り換えて金型温度を設定温度に上昇させするようにしたことを特徴とする。 (8) The temperature control device for the molding die of the eighth means incorporates a heating means for heating the heating water sent from the high-pressure pump by the high-temperature water generating means of the mold heating circuit of (4), the hot water is hot water generating tank switching valve is installed in the pipe and the pipe to be sent to the mold, also, small water vapor generating means, adapted to take in high-temperature water of the hot water generator directly heating means a accumulator water vapor generating means also serves with a built-in, the upper part of the accumulator is installed switching valve to the pipe and the pipe for feeding the mold f water vapor, prior Kisui steam generating means serves heating water fed into the accumulator is accumulated by converting by the Rimizu steam heating means incorporated in the waiting time of the injection molding, at the start of heating of the mold to release the water vapor into the mold of the mold Raise temperature rapidly, mold temperature is predetermined Upon reaching temperature, characterized in that so as to raise the mold temperature is switched to high-temperature water of the hot water generator tank to the set temperature.
(9)第9の手段の成形用金型の温度制御装置は、上記(4)〜(8)の金型加熱回路において、金型への水蒸気、高温水、冷却水の共通供給配管に切換弁を備えたエア供給配管を繋ぎ、金型への水蒸気、高温水、冷却水を切り換えるとき、金型のマニホールド内へエアを送っての熱水、又は、冷水をそれぞれの回収タンクへ回収できるようにしたことを特徴とする。 (9) mold temperature controller of the ninth means, in the mold heating circuit (4) to (8), the water vapor into the mold, hot water, to the common supply pipe cooling water connect the air supply pipe having a switching valve, water vapor into the mold, hot water, when switching the cooling water, hot water send air into the mold manifold or cold water to the respective collecting tank It can be collected.
請求項1〜請求項3に係わる発明は、上記第1〜第3の手段の成形用金型の温度制御方法であり、請求項4及び請求項5に係わる発明は、第1〜第3の手段の成形用金型の温度制御方法を実施するための、上記第4の手段及び第5の手段の成形用金型の温度制御装置であり、金型を加熱開始時の高温高熱量の水蒸気による高速加熱と、熱媒切り換え後の高温水による比較的緩やかな加熱を組み合わせることによって、短時間で且つオーバーシュートを抑制し、金型を目標温度に安定して加熱することが可能となる。
The inventions according to
請求項6及び請求項7に係わる発明は、上記第6の手段及び第7の手段の成形用金型の温度制御装置であり、温調金型にアキュムレータと小型水蒸気発生装置を組み合わせて、水蒸気を供給することができるので、大型設備であるボイラー装置が不要であり、設置面積を少なくし、設備コストを減らす効果がある。また、この小型水蒸気発生装置を既設の金型温度調整装置に加設することにより、低コストで金型の急速加熱成型を行うことができる。 Invention according to claim 6 and claim 7 is a molding die temperature control system of the sixth means and the seventh means, by combining the accumulator and the small type water steam generator to temperature control mold , it is possible to supply water vapor, does not need a boiler apparatus which is a large-sized equipment, to reduce the installation area, the effect of reducing the equipment cost. Further, by Ka設the small type water steam generator to an existing mold temperature adjusting apparatus, it is possible to perform rapid heating molding die at low cost.
請求項8に係わる発明は、上記第8の手段の成形用金型の温度制御装置であり、該加熱装置として小型水蒸気発生手段を内蔵するアキュムレータと高温水発生手段とを直接組み合わせることにより配管を簡略にし、一層の設置面積減少と、設備コストを減らす効果がある。
Invention relating to
請求項9に係わる発明は、上記第9の手段の成形用金型の温度制御装置であり、金型のマニホールド内へエアを吹き込むことにより、金型内の熱水、又は、冷水をそれぞれの回収タンクへ回収できるので熱量の損失を減らすことができ、次の加熱サイクルの水蒸気の供給を容易にする効果がある。 The invention according to claim 9 is the temperature control device for the molding die of the ninth means, wherein hot water or cold water in the die is supplied to each of the mold by blowing air into the manifold of the die. because be recovered into the recovery tank can reduce the loss of heat it has the effect of facilitating the supply of water vapor in the next heating cycle.
射出成形機等に使用される成形用金型の温度制御において、急速に加熱と冷却を行うことができる加熱制御回路の温度制御方法と、この温度制御方法を用いることができる金型加熱装置を備えた温度制御装置を三形態説明する。この実施の形態で図示した金型は、樹脂注入通路、射出ユニット等の図は省き、加熱制御回路の構成と作用方法について図示説明している。 A temperature control method of a heating control circuit capable of rapidly heating and cooling in a temperature control of a molding die used for an injection molding machine or the like, and a mold heating apparatus capable of using this temperature control method Three forms of the temperature control device provided will be described. In the mold illustrated in this embodiment, illustrations of the resin injection passage, the injection unit, and the like are omitted, and the configuration and operation method of the heating control circuit are illustrated and described.
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態を図に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係わる金型加熱制御回路の模式図、図2は図1の金型加熱制御回路に備えられた金型温度制御装置内の熱媒選択手順を示す回路図、図3は図1の金型を加熱するときの時間に対する金型温度上昇を示す加熱特性曲線、図4は図1の金型を水蒸気と高温水でそれぞれ単独で加熱するときの時間に対する金型温度上昇を示す2つの加熱特性曲線、図5は図1の金型を加熱するときの熱媒を切り換える工程を示す図である。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a mold heating control circuit according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a heat medium selection procedure in a mold temperature control apparatus provided in the mold heating control circuit of FIG. circuit diagram, FIG. 3 is heated characteristic curve showing the mold temperature rise versus time when heating the mold of Figure 1, Figure 4 when the mold of Figure 1 is heated solely water each steam and hot water FIG. 5 is a diagram showing a process of switching the heating medium when the mold of FIG. 1 is heated.
図1の金型加熱制御回路10において、一対の金型11は型締め状態になっていて、金型11の合わせ面に成形品が成形される金型キャビティ12が形成されている。金型11を加熱する手段は、水蒸気発生器(水蒸気発生手段)13と、高温水発生器(高温水発生手段)21であり、金型11を冷却する手段は、冷却装置(冷却水発生手段)26である。
In the mold heating control circuit 10 of FIG. 1, the pair of molds 11 are in a clamped state, and a
水蒸気発生器13は、貯水タンク14に貯留している加熱用水を供給管33を介して高圧ポンプ15で吸い上げて水蒸気発生器13の本体の圧力容器内に供給し、加熱用水を加熱し水蒸気を発生させる構成である。貯水タンク14は加熱用水供給兼回収タンクである。31は液面レベル計で、液面が設定高さ範囲を超えて低下したとき切換弁43を開いて水を補給する。
Water steam generator 13, the heating water that is stored in the
水蒸気発生器13で発生した水蒸気を高圧ポンプ16により外周を断熱材59で囲ったアキュムレータ18に送って水蒸気を蓄圧し、金型11の加熱開始時に、アキュムレータ18の送出配管35に繋がった切換弁45を切り換えて水蒸気を短時間、金型11に放出する。17は逆止弁、19は圧力安全弁を兼ねた水蒸気の圧力調整弁、T1、T3は水蒸気の温度検出センサである。温度検出センサT1で検出された水蒸気温度は、金型温度制御装置40において、同制御装置40にメモリーされた水蒸気設定温度Ttと比較し、図示せぬボイラーに接続している熱媒配管28に設置された切換弁44をON,OFFして熱媒をヒータ13aに通し、同設定温度Tt(図4)になるように制御しているが、同設定温度Ttと比較するのは温度検出センサT3の検出温度でもよい。
Water vapor generated in the water vapor generator 13 is sent to an accumulator 18 which surrounds the outer periphery with a heat insulating material 59 by the
図1では、アキュムレータ18に保温のために断熱材59を備えているが、断熱材59の代わりに、図示しない電熱ヒータ等の発熱体を使って保温してもよい。この場合、温度検出センサT3で検出した温度は金型温度制御装置40にメモリーされた水蒸気設定温度Ttと比較し、図示しない電熱ヒータ等の保温装置によりアキュムレータ18内の水蒸気の温度を保持するように制御することが好ましい。
In FIG. 1, the accumulator 18 is provided with a heat insulating material 59 for heat retention. However, instead of the heat insulating material 59, heat may be maintained using a heating element such as an electric heater (not shown). In this case, the temperature detected by the temperature sensor T3 is compared with memory water vapor set temperature Tt to the mold
また、図1では、熱媒をボイラーからの高圧蒸気として金型11への水蒸気の温度制御をするようになっているが、本発明による金型11の初期の加熱に使用される水蒸気の量は少量であるので、水蒸気発生器13の本体内に電気抵抗ヒータ、高周波の電流による誘導加熱ヒータ、不活性ガスの断熱圧縮を利用したヒートポンプ等の小規模な加熱手段とすれば、設備コストと設置スペースの低減と省エネルギーに有効である。 Further, in FIG. 1, it has a heating medium to the temperature control of the water vapor into the mold 11 as a high-pressure steam from the boiler, the present invention by initial is Ru water steam used to heat the mold 11 since the amount of a small amount, the electric resistance heater in the body of water the steam generator 13, the high-frequency current by induction heaters, if small heating means of the heat pump or the like utilizing the adiabatic compression of the inert gas, It is effective in reducing equipment costs and installation space and saving energy.
高温水発生器21は、貯水タンク14に貯留している加熱用水を供給管36を介してポンプ22で吸い上げて高温水発生器21の主体の圧力容器内に供給し、100℃以上の高温水のニーズに備えて熱交換器を内蔵する本体を圧力容器とし、圧力安全弁を兼ねた高温水の圧力調整弁24と逆止弁23を設ける。高温水配管37の出口側に切換弁47と温度検出センサT2を設置する。熱媒配管34に設置された切換弁46をON,OFFして熱媒を熱交換器に通し高温水が設定温度になるように制御される。図1では、高温水発生器21が熱媒を用いた熱交換器にしてあるが、熱媒熱交換器の代わりに、電熱ヒータ等の加熱装置を使用しても良い。
The high-
冷却装置26は、冷却水タンク25に貯留している冷却水をポンプ27で吸い上げて供給管38を介して冷却装置26の本体内へ供給する。冷却水の温度は、金型キャビティ12内に充填された成形品温度が成形品の材料の固化温度以下になるような低温とする。冷却水配管39に切換弁49と温度検出センサT4を設置する。冷媒配管に設置された切換弁48をON,OFFして冷媒を熱交換器に通し冷却水が設定温度になるように制御される。32は液面レベル計、56は切換弁を示す。
The
金型温度制御装置40には、水蒸気と高温水を切り換えて、金型を急速に加熱するように制御する熱媒選択回路と、各切換弁の切り換えのタイミングを設定するタイマー1、冷却水に切り換えるタイミングを設定するタイマー2、金型からのエア排水切換タイミングを決めるタイマー3を備えている。
The mold
図5の金型調温工程図と図3の金型温度加熱特性曲線によって、金型温度制御作用を説明する。図5は、金型キャビティ12に可塑化樹脂を射出成形する前の金型11の温度を急速に上昇させ(急速加熱工程)、金型温度が所定の温度に達した時、加熱媒体を切り換えて加熱速度を緩やかにし(緩速加熱工程)、金型温度のオーバーシュートを抑制して目標温度に制御する工程である。
The mold temperature control action will be described with reference to the mold temperature adjustment process diagram of FIG. 5 and the mold temperature heating characteristic curve of FIG. FIG. 5 shows that the temperature of the mold 11 before the plasticizing resin is injection molded into the
加熱開始時は切換弁45を開いて熱媒である水蒸気を送出配管35を通して金型11の熱媒流路11aに供給して金型11を加熱し、切換弁53を開いて排出管41から貯水タンク14へ排出し、金型キャビティ12の温度(温度検出センサTMが検出する金型キャビティ12面の温度)が所定の温度Tx、又は、実測から割り出したタイマー1の時間txに達した時点で、切換弁45,53を閉じる(急速加熱工程)。次の緩速加熱工程では、切換弁47を開くとともに、切換弁52を開いて排出管41から貯水タンク14へ排出し、熱媒を成形時の金型温度以上の高温水に切り換えて金型温度を設定温度Tmに制御し、オーバーシュートが修正されたことを見計らったタイマー2の設定時間(タイマー1をタイマー2に切り換えてtb−tx)後、溶融樹脂を射出する。
Heating at the start of the heating medium der Ru water vapor through the
溶融樹脂射出と同時に切換弁47,52を閉じて高温水の供給を止め、タイマー3の適当な時間(tc−tb)、温度Ta及び又は射出圧を保持後、切換弁52を開き高温水を貯水タンク14へ排水し、切換弁49を開いて冷却水に切り換え、樹脂の固化温度以下まで冷却する。高温水を冷却水で置き換えるとき、始めは切換弁52を開いて熱媒流路11a内に貯留した高温水を貯水タンク14へ戻し、温度検出センサT5により金型からの排水の温度が冷却水温にまで下がったことを確認したとき、切換弁52を閉じ、切換弁55を開いて排出管42を介して冷却水を冷却水タンク25に回収する。
Simultaneously with the injection of the molten resin, the switching
また、図1では水蒸気は、高温水と共用する貯水タンク14の加熱用水から生成され、同じ貯水タンク14に回収する構成で示してあるが、水蒸気と高温水の供給水タンクを別々に独立して持ち、且つ、金型11から排出された水蒸気を絞り弁58、切換弁57を開いて外部に排出させてもよい。
The water vapor in Figure 1 is generated from the heating water of the
また、金型キャビティ12の面の温度検出センサTMが樹脂の固化温度以下に下がったことを確認したとき、冷却水配管39の切換弁49を閉じ、エア供給用の切換弁51を開いて熱媒流路11a内の冷却水を追い出して空にすることが、次工程で熱媒流路11aに供給される水蒸気の熱量が冷却水に奪われることを防止し、省エネルギーに有効である。
When it is confirmed that the temperature detection sensor TM on the surface of the
図2の金型温度制御装置40内の熱媒選択手順を説明する。金型温度制御装置40に熱媒選択回路40a、水蒸気温度を設定温度Tt(図4)になるようにPID制御をする水蒸気温度制御回路40b、高温水温度を設定温度Tu(図4)になるようにPID制御をする高温水温度制御回路40c、冷却水温度を設定温度になるようにPID制御をする冷却水温度制御回路40d、各切換弁への切換出力回路40eが設置される。
The heat medium selection procedure in the mold
熱媒選択回路40aは、加熱開始時の水蒸気から高温水への切り換えの温度とタイミングを選択、設定する回路である(図2、図3、図4を参照)。予め水蒸気(設定温度Tt)による加熱開始時からの金型キャビティ12面(温度検出センサTMにより検出)の昇温状態を測定、及び算定して金型11の昇温特性Tsを創出し、また、成形時に必要な金型温度以上の高温水(設定温度Tu)による金型キャビティ12面(温度検出センサTMにより検出)の昇温状態を実測して昇温特性Twを創出し、両者の昇温特性(Ts、Tw)から金型キャビティ12面の温度が加熱開始時の温度から目標の設定温度Tmに到達する時間tbと、オーバーシュート温度を推定し、許容オーバーシュート温度範囲内となるように、且つ、加熱開始から昇温完了までの時間tbが最短となるように水蒸気から高温水に切り換えるタイミングtxを設定する。温度のオーバーシュートが大きければ目標温度に対する温度調整の精度が悪くなり安定性に欠け、高温水の設定温度Tuを低くすれば、オーバーシュートは少ないが目標温度に到達する時間tbが長くなる。
Heat transfer selection circuit 40a, selects the temperature and timing of switching from the heating start of water vapor into the hot water, it is a circuit for setting (FIGS. 2, 3, see Figure 4). Measuring the Atsushi Nobori of the
更に、水蒸気から高温水に切り換えるタイミングtxを自動的に算出することにより、作業が容易となり、作業効率の上昇に有効である。なお、図1では高圧ポンプ16をアキュムレータ18と水蒸気発生器13の間に設置してあるが、アキュムレータ18の必要蓄圧力が低くてもよいときは、高圧ポンプ16を省略しても良い。
Furthermore, by automatically calculating the timing tx that water vapor switched to high-temperature water, it is easy to work, it is effective to increase the work efficiency. Although it is installed in Figure 1 the
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態を図6の金型加熱制御回路の模式図を用いて説明する。この第2の実施の形態の金型加熱制御回路20が上述の第1の実施の形態の金型加熱制御回路10と異なる点は、水蒸気発生手段とアキュムレータとを一体化したことで、構成部品が少なくなり、コストも低減する。上記以外の部分である高温水発生手段、冷却装置等は第1の実施の形態と同じであり、金型加熱制御方法も同じであるので、説明を省略する。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described with reference to the schematic diagram of the mold heating control circuit of FIG. The second mold heating control circuit 20 of the embodiment is different from the mold heating control circuit 10 of the first embodiment described above, by integrating the water vapor generating means and an accumulator, configured Fewer parts and cost. Since the high temperature water generating means, the cooling device, and the like other than the above are the same as those in the first embodiment and the mold heating control method is also the same, the description thereof is omitted.
水蒸気発生手段は、加熱用水供給兼回収タンクである貯水タンク14から温水を吸い上げる高圧ポンプ15と、高圧ポンプ15の供給管33に結合する逆止弁17と、加熱設備50aを内蔵したアキュムレータ50と、アキュムレータ50から切換弁45を経て金型11へ通じる水蒸気配管である送出配管35とからなる。アキュムレータ50に内蔵する加熱設備50aは、高温の蒸気蛇管の場合を示しているが、蒸気蛇管の代わりに電気抵抗ヒータ、高周波電流ヒータ、ヒートポンプ等の小規模な加熱設備としても良い。アキュムレータ50の送出配管35には、安全弁を兼ねた圧力調整弁19が設置されている。また、切換弁44は水蒸気の温度を検出する温度検出センサT1の検出値が金型温度制御装置40に記憶された水蒸気の設定温度Ttと比較され、設定温度TtになるようにON,OFF制御される。
Water steam generating means includes a
アキュムレータ50に送り込まれた加熱用水を射出成形の待機時間中に、内蔵する加熱設備50aにより加熱用水を水蒸気に換えて蓄圧し、金型11の温度を急速に上昇させる加熱開始時に、切換弁45を切り換えてアキュムレータ50の水蒸気を金型11に放出し、出口側配管は切換弁52を閉じ、切換弁53を開いて絞り弁54により水蒸気の速度を加減して金型11のキャビティ面を加熱するようにしたものである。
The heating water fed into the
また、図6では水蒸気は、高温水と共用する貯水タンク14の加熱用水から生成され、同じ貯水タンク14に回収する構成で示してあるが、水蒸気と高温水の供給水タンクを別々に独立して持ち、且つ、金型11から排出された水蒸気を切換弁57を開いて外部に排出させてもよい。
The water vapor in Figure 6 is generated from the heating water of the
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態を図7の金型加熱制御回路の模式図を用いて説明する。この第3の実施の形態の金型加熱制御回路30が上記の第1の実施の形態の金型加熱制御回路10と異なる点は、高温水発生手段と水蒸気発生設備内蔵のアキュムレータとを直結配置したことで、構成部品が少なくなり、コストも低減する。上記以外の部分である冷却装置等は第1の実施の形態と同じであり、金型加熱制御方法も同じであるので、説明を省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to the schematic diagram of the mold heating control circuit of FIG. The third embodiment of the mold heating control circuit 30 is different from the mold heating control circuit 10 of the first embodiment described above, connected directly to the hot water generator and water steam generating facility built in the accumulator Arrangement reduces the number of components and reduces costs. Since the cooling device etc. which are parts other than the above are the same as those in the first embodiment and the mold heating control method is also the same, description thereof will be omitted.
図7に示すように、金型加熱制御回路30の高温水発生手段は、高圧ポンプ15により貯水タンク14に貯留する加熱用水を吸い上げ、送り込まれた加熱用水を加熱する高温水発生器65と、高温水発生器65の高温水を直接取り込むようになっている小型の加熱設備60aを内蔵した水蒸気発生手段兼用のアキュムレータ60と、アキュムレータ60の上部に設置された水蒸気配管である送出配管35と、同配管35に設置された切換弁45とから構成されている。
As shown in FIG. 7, the high-temperature water generating means of the mold heating control circuit 30 sucks up the heating water stored in the
高温水発生器65は加熱用蒸気蛇管65aを内蔵し、高温水の場合を想定した圧力容器であり、切換弁44は高温水発生器65内の高温水の温度を検出する温度センサT2の検出値が制御装置に記憶された高温水の設定温度Tuと比較され、設定温度TuになるようにON,OFF制御される
The high temperature water generator 65 has a built-in heating steam serpentine tube 65a and is a pressure vessel assuming the case of high temperature water, and the switching
水蒸気発生手段兼用のアキュムレータ60は、前段の高温水発生器65の高温水を直接取り込み、内蔵する小型の加熱設備60aにより水蒸気を発生させる。
図7では、小型の加熱設備60aは、高温の蒸気蛇管の場合を示しているが、電気抵抗ヒータ、高周波電流ヒータ、ヒートポンプ等の小規模な加熱設備を用いても良く、アキュムレータ60の送出配管35には、安全弁を兼ねた圧力調整弁19が設置されている。また、切換弁62は水蒸気の温度を検出する温度検出センサT1の検出値が金型温度制御装置40に記憶された水蒸気の設定温度Ttと比較され、設定温度TtになるようにON,OFF制御される。
In FIG. 7, the small heating facility 60a is a high-temperature steam serpentine tube, but a small-scale heating facility such as an electric resistance heater, a high-frequency current heater, or a heat pump may be used, and the delivery pipe of the
水蒸気発生手段兼用のアキュムレータ60に送り込まれた高温水は射出成形の待機時間中に内蔵する加熱設備60aにより水蒸気に変換して蓄圧され、金型11の加熱開始時に切換弁45を切り換えてアキュムレータ60の水蒸気を金型11に放出し、出口側の排出管41は切換弁52を閉じ、切換弁53を開いて絞り弁54により水蒸気の速度を加減して金型11のキャビティ面を加熱し、金型温度が所定の温度Txに達した時点で、切換弁45を閉じ、切換弁52と切換弁47を開き、高温水発生器65の高温水に切り換えて金型11を加熱し、金型温度を設定温度に上昇させるようにする。
Water steam generator combined hot water sent into the
また、図7では水蒸気は、高温水と共用する貯水タンク14の加熱用水から生成され、同じ貯水タンク14に回収する構成で示してあるが、水蒸気と高温水の供給水タンクを別々に独立して持ち、且つ、金型11から排出された水蒸気を切換弁57を開いて外部に排出させてもよい。
The water vapor in Figure 7 is generated from the heating water of the
本発明は、射出成形サイクル中における温度制御を主眼としたものであるため、金型加熱制御回路10,20,30の各部の構成については、上記したものに何ら限定する意図は無く、適宜に変更されることを許容する。これ以外にも本発明の意図を逸脱しない限り、上記実施の形態に挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。 Since the present invention mainly focuses on temperature control during the injection molding cycle, the configuration of each part of the mold heating control circuits 10, 20, and 30 is not intended to be limited to what has been described above. Allow to be changed. In addition to this, as long as it does not deviate from the intention of the present invention, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.
10,20,30…金型加熱制御回路、
11…金型、
11a…熱媒流路、
12…金型キャビティ、
13…水蒸気発生器、
18…アキュムレータ、
21,65…高温水発生器、
26…冷却装置、
40…金型温度制御装置
43,44,45,46,47,48,49,51,52,53,55,56,57…切換弁、
50,60…アキュムレータ(ヒータ内蔵)、
54,58…絞り弁、
59…断熱材
10, 20, 30 ... mold heating control circuit,
11 ... Mold,
11a ... Heat medium flow path,
12 ... mold cavity,
13 ... water steam generator,
18 ... Accumulator,
21, 65 ... high temperature water generator,
26 ... cooling device,
40 ... Mold
50, 60 ... Accumulator (with built-in heater),
54, 58 ... throttle valve,
59… Insulation
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