JP3590315B2

JP3590315B2 - 成形機用金型の温度制御方法および成形機用金型装置

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Publication number: JP3590315B2
Application number: JP2000025962A
Authority: JP
Inventors: 伊東　　宏; 数利焼本
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2020-02-03
Also published as: JP2001212861A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形機により、樹脂、低融点金属等の溶融射出材料を、金型の成形キャビテイに射出充填して、成形品を得るための前記金型の温度を制御する成形機用金型の温度制御方法および樹脂、低融点金属等の溶融射出材料が射出充填される金型と、赤外線加熱装置と、制御装置とからなる成形機用金型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂の成形方法の１つに射出成形方法が知られている。この射出成形方法の実施に使用される射出成形機は、従来周知のように、概略的には、溶融樹脂が射出される金型装置、樹脂材料を可塑化し、そして前記金型装置に射出する射出ユニットとからなっている。金型装置は、固定金型、可動金型、型締装置等から構成され、固定金型と可動金型とのパーティングラインに沿って成形キャビテイが形成されている。射出ユニットは、加熱シリンダ、この加熱シリンダ内に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ等から構成されている。加熱シリンダの前方には射出ノズルが設けられ、加熱シリンダと射出ノズルの外周部には、個々に発熱温度が制御される複数個の加熱ヒータが設けられている。したがって、樹脂材料を射出ユニットの加熱シリンダに供給し、そしてスクリュを回転駆動すると、供給された樹脂材料は加熱シリンダの前方へ送られる過程で、従来周知のように可塑化され、所定量が計量される。そこで、スクリュを軸方向に駆動してスプルから型締めされた金型装置の成形キャビテイに、溶融樹脂を射出充填し、冷却固化を待って可動金型を開くと所定形状の成形品が得られる。
【０００３】
また、アルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金等の低融点金属材料から金属製品を得る成形方法の１つにチキソモールド法が例えば特公平１ー３３５４１号、同２ー１５６２０号公報により提案されているが、この方法の実施には、金属用の射出成形機が使用される。この金属用の射出成形機は、上記した樹脂用の射出成形機と略同様に構成されている。したがって、チップ化された低融点金属材料あるいは切削粉の形状をした低融点金属材料を射出ユニットにより、同様にして溶融、計量し、そして型締めされた金型の成形キャビテに射出充填し、冷却固化を待って可動金型を開くと、金属成形品が得られる。
【０００４】
上記のようにして、成形キャビテイに溶融樹脂あるいは溶融低融点金属を射出充填すると成形品が得られるが、成形品の寸法制度、特性の安定化あるいは成形サイクルの短縮化を図るために、金型の温度が調節されている。このような目的のために、温度が調節されるようになっている金型の従来例が、図５の（イ）に示されている。同図において、参照数字５０は固定金型を、５１は可動金型を、５２は成形キャビテイを、そして５３はスプルをそれぞれ示している。このような固定金型５０と可動金型５１の内部には、加熱あるいは冷却媒体を流す流路５４が蛇行状に設けられている。したがって、例えば大型成形品を成形するときには、流路５４に冷却媒体を流して金型５０、５１の温度を下げ、冷却固化時間を短縮することができる。また、温度の高い加熱媒体を流し、金型５０、５１の温度を高くし、充填材料の冷却、固化時間を遅延させ、それによって成形品の表面転写性を向上させることもできる。
【０００５】
ところで、上記のようにして、金型温度を高くして成形品の表面転写性を向上させることはできるが、溶融樹脂の冷却・固化時間が長くなり、成形品の生産効率が低下する。そこで、熱応答性に優れた赤外線加熱装置を備えた金型が特開平８−２１６１９４号、同１１−５８４６０号等により提案されている。特開平８−２１６１９４号に示されている金型は、図５の（ロ）に示されているように、固定金型６０、可動金型６１、赤外線透過性部材６２等からなり、赤外線透過性部材６２は、成形キャビテイ６３の壁面の約半分を構成し、固定金型６０にはスプル６４が設けられている。したがって、スプル６４から成形キャビテイ６３に溶融樹脂を射出し、多数の矢印で示されているように赤外線を赤外線透過性部材６２に照射すると、成形キャビテイ６３に射出充填された溶融樹脂が加熱される。また、特開平１１−５８４６０号に示されている金型は、図５の（ハ）に示されているように、固定盤に取り付けられている固定金型７０、同様に可動盤に取り付けられている可動金型７１、赤外線透過性部材７２、照射される赤外線を不必要時に遮断するシャッタ７４等から構成されている。この赤外線透過性部材７２は、成形キャビテイ７３の一部を構成している。なお、図５の（ハ）中の他の参照数字７５は、赤外線通過窓を、７６は赤外線透過性部材７２の取り付け部材を、７７は成形品を突き出すエジェクタピンを、そして７８はエジェクタプレートをそれぞれ示している。この金型は、射出開始前にシャッタ６４を開いて加熱を開始し、充填完了以前に閉じて、赤外線透過性部材７２に接した部分の射出樹脂を加熱するようになっている。また、射出される溶融樹脂を的確に加熱するために、射出開始を基準にしたタイマーの設定時間でシャッタ６４を開閉するようにも、さらには赤外線加熱装置の加熱電流値を変化させるようにもなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平８−２１６１９４号に示されている従来の金型によっても上記のようにして一応成形品を得ることはできるが、特開平８−２１６１９４号には赤外線を照射する原理が示されているだけで、具体的な加熱方法例えば射出された溶融樹脂に与える熱量を制御する方法は示されていないし、また成形ショット毎の成形品の品質を一定に保つためには、赤外線加熱装置から印加される熱量を制御・管理する必要があるが、この制御・管理する方法も示されていない。したがって、特開平８−２１６１９４号に示されている技術内容では、溶融樹脂も所定温度に加熱することはできない。特に、金型の成形キャビテイの表層を加熱することは想定されていない。
【０００７】
一方、特開平１１−５８４６０号に示されている金型によっても成形品を得ることはできるし、この金型には赤外線の照射を遮断するシャッターが設けられているので、射出された溶融樹脂を赤外線で加熱するとき、赤外線加熱装置を直接オン・オフして加熱時間を制御する場合と比較して、オン・オフによる照射波形の乱れがカットされ、溶融樹脂を精度良く加熱することができる利点は認められる。しかしながら、問題点も認められる。例えば、赤外線による加熱量の制御は、タイマーの設定時間で行われるので、すなわち温度センサが設けられていないことからも明らかなように、温度を直接制御するのではなく、射出された溶融樹脂に印加される熱量で調節されるようになっているので、これは赤外線の照射による溶融樹脂の温度上昇幅を調節していることになり、溶融樹脂の温度は必ずしも所望の温度に調節されるとは限らない。また、図５の（ニ）は、図５の（ハ）に示されている金型７０、７１の成形キャビテイ７３に射出された溶融樹脂Ｊと、この溶融樹脂Ｊと赤外線の輻射強度との関係も示す図であるが、この図に示されているように、赤外線のエネルギは、溶融樹脂Ｊの厚さ方向に指数関数的に減少する。また、溶融樹脂Ｊの熱伝導率は低い。よって、照射される側の溶融樹脂Ｊの温度と、反照射側の溶融樹脂Ｊの温度とに差が生じ、その結果溶融樹脂Ｊの粘度に差異が生じる。したがって、成形品の表面転写性は、照射面側と反照射面側では異なることになる。
【０００８】
また、特開平１１−５８４６０号では、金型の成形キャビテイの表層のみを加熱することは必ずしも意図されていないが、例え加熱するにしても成形キャビテイの表層温度が安定するとは限らず、成形品の品質の変動を招く恐れがある。その理由を説明すると、金型の温度は、赤外線加熱装置から照射される加熱量と、可動金型とこの可動金型が取り付けられている可動盤との温度差および固定金型とこの固定金型が取り付けられている固定盤との温度差に起因する熱交換量と、射出された溶融樹脂と金型との熱交換量と、さらには射出された溶融樹脂と大気との熱交換量とが平衡状態に達した時点で決まる。すなわち、これらの熱交換量と赤外線加熱装置から加えられる加熱量とが完全に一致しなければ、金型の温度は変化し続けることになる。ところで、前述したように赤外線加熱装置から加えられる加熱量は、タイマーの設定時間で制御され、温度が直接制御されていないので、金型の温度が一定温度になるか否かは、上記熱交換量のなりゆきによって決まり、変化する。このように、金型の温度が変化するので、射出された溶融樹脂の温度変化は、主に金型の成形キャビテイの表層との熱交換により決まるため、溶融樹脂の温度変化の挙動も変化することになる。この挙動変化は、成形品の品質の変動を直接招くことを意味する。
【０００９】
上記のように、従来のいずれの金型装置にも赤外線加熱装置が設けられ、射出される溶融樹脂を加熱するようにはなっているが、照射される溶融樹脂の温度は必ずしも所望の温度に調節されず、赤外線が照射される面と、照射されない面との間の温度差により粘度差が生じる。その結果、成形品の表面の転写性が表裏で異なり、高品質の成形品は得られない。また、上記従来の赤外線加熱装置は、必ずしも金型を加熱するようにはなっていないが、金型を加熱する場合でも金型の温度が一定になることは保証されておらず、金型温度は変化する。したがって、成形品の品質の変動を招くことになる。
本発明は、上記したような従来の問題に鑑みてなされたもので、金型の温度、特に型閉じされて形成されている成形キャビテイの表層温度を制御して、高生産効率を損ねることなく、高品質の成形品すなわち表面転写性に優れた成形品を安定して得ることができる、成形機用金型の温度制御方法および成形機用金型装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、成形キャビテイの壁面の、表面転写性が比較的問題にならない少なくとも一部を赤外線透過性部材で形成し、赤外線を前記赤外線透過性部材から型閉じされて形成されている成形キャビテイの表層に照射し、成形キャビテイの表層の温度が設定温度になるように赤外線の照射量を調節するように構成することにより達成される。すなわち、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、成形機により、樹脂、低融点金属等の溶融射出材料を、金型の成形キャビテイに射出充填して、成形品を得るための前記金型の温度を制御する温度制御方法であって、前記金型の成形キャビテイの表層温度を、あらかじめ設定される設定温度になるように、赤外線ランプによる赤外線の照射により調節するとき、赤外線の、型閉じされて形成されている成形キャビテイへの照射は成形機からの型閉じ開始信号に基づいて開始し、設定温度に達した時点で停止するように構成される。請求項２に記載の発明は、成形機により、樹脂、低融点金属等の溶融射出材料を、金型の成形キャビテイに射出充填して、成形品を得るための前記金型の温度を制御する温度制御方法であって、前記金型の成形キャビテイの表層温度を、あらかじめ設定される設定温度になるように、赤外線ランプによる赤外線の照射により調節するとき、赤外線の、型閉じされて形成されている成形キャビテイへの照射は成形機からの型閉じ開始信号に基づいて開始し、設定温度に達した時点で停止し、前記金型の内部の温度は加熱用あるいは冷却用の熱媒体により調節するように構成される。請求項３に記載の発明は、成形機により、樹脂、低融点金属等の溶融射出材料を、金型の成形キャビテイに射出充填して、成形品を得るための前記金型の温度を制御する温度制御方法であって、前記金型の成形キャビテイの表層温度は、あらかじめ設定される第１の設定温度になるように赤外線ランプにより赤外線を型閉じされて形成されている成形キャビテイに照射し、設定温度に達し射出充填動作が開始されると、前記第１の設定温度よりも低い第２の設定温度になるように赤外線照射量を自動調節するように構成される。
請求項４に記載の発明は、樹脂、低融点金属等の溶融射出材料が射出充填される金型と、赤外線ランプと、制御装置とからなり、前記金型の成形キャビテイの壁面の少なくとも一部は、赤外線透過性部材から構成されていると共に、前記金型の成形キャビテイの表層の近傍には温度センサが埋設され、前記赤外線ランプで発生する赤外線の、型閉じされて形成されている成形キャビテイへの照射は成形機からの型閉じ開始信号に基づいて開始され、前記赤外線透過性部材を通して前記金型の成形キャビテイの表層に照射され、前記温度センサにより検出される前記金型の成形キャビテイの表層の温度が、設定温度になるように前記制御装置により制御されるように構成され、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の金型装置において、金型の内部には、加熱用あるいは冷却用の熱媒体の流路が形成され、請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の金型装置において、赤外線ランプは金型の外部に設けられ、前記赤外線ランプで発生する赤外線は、反射鏡、光ファイバ等の赤外線案内部材を介して赤外線透過性部材に導かれるように、請求項７に記載の発明は、請求項４または５に記載の金型装置において、赤外線ランプは金型の内部に設けられ、前記赤外線ランプで発生する赤外線は、直接的に赤外線透過性部材に入射されるように、そして請求項８に記載の発明は、請求項４〜７のいずれかの項に記載の金型装置において、成形キャビテイは固定金型と可動金型の両金型のパーテイング面に沿って形成され、前記成形キャビテイを構成している固定金型の壁面の一部には第１の赤外線透過性部材が、そして前記成形キャビテイを構成している可動金型の壁面の一部には第２の赤外線透過性部材がそれぞれ設けられ、前記固定金型の成形キャビテイを構成している表層は、前記第１、２の赤外線透過性部材を介して赤外線が照射されるように構成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明における成形原料は、融点が７００゜Ｃ以下の金属元素単体もしくはこれらの金属を基にした合金も対象としているが、成形原理は樹脂と同じであるので、以下成形原料が樹脂の実施の形態について説明する。また、赤外線加熱装置は、ハロゲンランプ、キセノンランプ、レーザー等から構成され得るが、以下の説明ではこれらを代表して「赤外線ランプ」と記され、赤外線透過性部材は、ハロゲンランプとキセノンランプに対しては石英ガラスあるいはサファイガラスが望ましく、レーザーに対しては用いるレーザーの波長をより効率よく透過する例えばセレン亜鉛（ＺｎＴｅ）が望ましいが、以下の説明では同様に単に「赤外線透過性部材」と記されている。成形キャビテイの表層温度は、熱電対、測温抵抗体、赤外線式温度センサ等で計測できるが、これらのセンサも代表して「温度センサ」と記されている。また、赤外線は光ファイバで赤外線透過性部材まで導くこともできるが、図示の実施の形態では、反射鏡で実施した例のみが示されている。
【００１２】
第１の実施の形態に係わる成形機用金型装置は、図１に示されているように、概略的には、固定金型１、可動金型１０、赤外線加熱装置２０、制御装置３０から構成されている。固定金型１は、図に示されていない固定盤に取り付けられ、該固定金型１を横切る形でスプル２が形成されている。スプル２の一方の端部は、同様に図示されない射出ユニットのノズルに対向し、他方の端部はゲートを介して後述する成形キャビテイに開口している。また、固定金型１の内部には、従来周知の形態をした、冷却用あるいは加熱用の熱媒体が流れる流路３が蛇行状に設けられている。したがって、本実施の形態によると、固定金型１の内部温度は、後述する成形キャビテイ１２の表層温度とは別に調節されることになる。
【００１３】
可動金型１０も、図に示されていない可動盤に取り付けられている。そして、この可動金型の内部にも冷却用あるいは加熱用の熱媒体が流れる流路１３が蛇行状に設けられている。したがって、可動金型１０の内部も、固定金型１と同様に成形キャビテイ１２の表層温度とは別に調節されることになる。
【００１４】
このように構成されている固定金型１と可動金型１０のパーテイングラインＰ側に成形キャビテイ１２が形成されている。成形キャビテイ１２は、本実施の形態では、可動金型１０の凹状の壁面１１と、固定金型１のパーテイングラインＰの平面状の壁面４とで構成されている。そして、成形キャビテイ１２の、固定金型１の壁面４の一部すなわち成形品の転写性が比較的要求されない壁面４の一部が赤外線透過性部材５で形成されている。固定金型１の内部には、この赤外線透過性部材５に対応して赤外線伝送通路６が設けられている。赤外線伝送通路６は、固定金型１の上部に明けられている開口部７から中心部に向かっている第１の通路と、この第１の通路から直角に赤外線透過性部材５の方へ延びている第２の通路とからなり、第１の通路と第２の通路との交差部に多少湾曲している反射鏡８が設置されている。
【００１５】
可動金型１０の凹状の壁面１１の近傍には、固定金型１の方に設けられている赤外線透過性部材５に対向して、温度センサ１５の測温部が埋設されている。
【００１６】
赤外線加熱装置２０は、本実施の形態では電源２１、赤外線ランプ２３の光量調節を行うサイリスタ２２、赤外線ランプ２３、反射板２４等から構成されている。反射板２４は、楕円面鏡、放射面鏡のような曲面鏡から構成され、固定金型１の開口部７をカバーするようにして、固定盤１に取り付けられている。そして、赤外線ランプ２３は反射板２４の内側に設けられている。このように、赤外線ランプ２３が反射板２４の内側に設けられているので、赤外線ランプ２３から発する赤外線は、大部分が直接反射鏡８に平行線として入射されるが、残りは反射板２４により反射方向が平行線から多少ずれて入射される。したがって、赤外線透過性部材５には平行な赤外線以外の赤外線も照射されることになる。なお、サイリスタ２２の出力端子は赤外線ランプ２３に電力線２５で接続されている。
【００１７】
制御装置３０は、赤外線ランプ２３からの赤外線照射量を調節するもので、成形キャビテイ１２の表層温度を設定する設定手段、この設定手段により設定される温度と温度センサ１５で検出される温度との偏差に基づいてＰＩＤ等に代表される制御演算を行う操作量算出機能、制御演算した結果に基づいてサイリスタ２２の位相制御を行う機能、射出機からの成形信号例えば型閉じ信号により制御演算のオン、オフを切り替える機能等を備えている。そして、温度センサ１５とは信号ラインａで、射出ユニットとは信号ラインｂで、またサイリスタ２２とは信号ラインｃでそれぞれ接続されている。
【００１８】
次に、上記金型装置を使用した成形例について、図２の（イ）、（ロ）も参照しながら説明する。制御装置３０に、射出を開始するときの成形キャビテイ１２の表層温度Ｔを設定する。一方、図に示されていない射出ユニットにより樹脂材料を可塑化する。なお、成形準備段階では金型１、１０の流路３、１３に加熱流体を流すと共に、赤外線加熱装置２０からも赤外線を照射して、金型１、１０の昇温を早めることができる。
【００１９】
射出ユニットからの成形信号、例えば前回のショットで得られた成形品を取り出した取出完了信号、可動金型１０の型閉じを開始した型閉開始信号、あるいは型閉完了信号等の信号Ｓが制御装置３０に入力される。そうすると、制御装置３０で制御演算が開始され、サイリスタ２２を介して赤外線による加熱が開始される。なお、赤外線ランプ２３が点灯して照射が開始される前に、可動金型１０を閉じて、赤外線が妄りに外部へ放射されるのを防ぐのが望ましいが、取出完了信号により照射を開始しても、やがて可動金型１０は閉じられ、成形キャビテイ１２が形成されるので、漏れる赤外線の量は小さい。赤外線ランプ２３から発せられる赤外線は、前述したようにして赤外線透過性部材５に、平行な赤外線以外の赤外線も入射される。成形キャビテイ１２の内表面は、一般に高精度に仕上げられている。したがって、赤外線透過性部材５に入射された平行線以外の赤外線も含まれている赤外線は、成形キャビテイ１２に達し、その壁面４、１１により成形キャビテイ１２中で乱反射する。乱反射している状態が図１において多数の矢印で示されている。一方、成形キャビテイ１２には、溶融樹脂あるいは溶融低融点金属が充填されるので、金属製で熱伝導は高い。したがって、成形キャビテイ１２の表層は、熱応答性に優れている赤外線により早期に均一に加温される。制御装置３０において、温度センサ１５で検出される成形キャビテイ１２の表層温度と、設定温度Ｔとが比較され、設定温度Ｔに達すると、制御装置３０での制御演算を停止し、赤外線の照射を停止する。射出ユニットから従来周知のようにして可塑化された溶融樹脂を射出する。冷却固化を待って可動金型１０を開いて成形品を得る。以下、同様にして成形品を得る。このような成形サイクルが図２の（イ）に示されている。なお、容積の大きい成形品を得るときは、流路３、１３に冷却水を流し、固化を早めて成形サイクルを短縮することもできる。
【００２０】
本実施の形態では、成形キャビテイ１２の表層温度ＫＹは、赤外線の照射により制御され、金型１、１０の内部の温度ＫＮは熱媒体で制御されるので、図１にも示されているように、金型１、１０の深さ方向の温度制御が可能となり、金型１、１０の内部温度ＫＮを低くし、成形キャビテイ１２の表層温度ＫＹを高くすることができる。しかも、成形キャビテイ１２の表層温度ＫＹは、温度制御で行われるので厳密な温度管理ができる。したがって、本実施の形態によると、成形キャビテイ１２の表層温度ＫＹを高くしてから、射出充填して表面転写性を向上させることができる。また、射出充填後は金型１、１０の温度に冷却されるので、成形サイクルが短縮される。
【００２１】
上記実施の形態では、赤外線ランプ２３は制御演算のオン、オフに伴って点灯と消灯が繰り返されるようになっている。そこで、赤外線ランプ２３の点灯と消灯を繰り返す必要のない成形キャビテイ１２の表層の加熱方法が、図２の（ロ）に示されている。上記実施の形態と同様に、制御装置３０に、射出開始時の成形キャビテイ１２の表層温度Ｔを設定する。また、この設定温度Ｔよりも低い温度、例えば射出充填される溶融樹脂の冷却固化に与える影響の小さい低い第２の設定温度Ｔ’を設定する。射出ユニットからの同様な成形信号Ｓが制御装置３０に入力されると、制御装置３０からの信号により、赤外線ランプ２３が点灯する。赤外線ランプ２３から発せられる赤外線は、前述したようにして赤外線透過性部材５に入射される。赤外線の照射により温度センサ１５で検出される温度が設定温度Ｔに達すると、射出充填動作が開始される。そうすると、以降は第２の設定温度Ｔ’になるように赤外線の照射量が調節される。冷却固化を待って可動金型１０を開いて成形品を得る。以下、同様にして成形品を得る。
【００２２】
次に、成形機用金型装置の第２〜５の実施の形態を説明する。なお、前述した第１の実施の形態の構成要素と同じ、または同じような構成要素には同じ参照数字を付けて、逆の位置に設けられている構成要素には同じ参照数字にダッシュ「’」を付けて重複説明はしない。図３の（イ）に示されている第２の実施の形態によると、赤外線透過性部材５’は可動金型１０の方に設けられ、固定金型１の方に温度センサ１５’が設けられている。本実施の形態によっても成形キャビテイ１２の表層を、前述したようにして加熱できることは明らかである。なお、本実施の形態でも、赤外線透過性部材５’は表面転写性が比較的要求されない位置に設けられている。図３の（ロ）に示されている第３の実施の形態によると、赤外線透過性部材５、５’は、固定金型１と可動金型１０の両方に分割した形で設けられている。そして、温度センサ１５、１５’も、これらの赤外線透過性部材５、５’に対応した形で２個設けられている。本実施の形態によると、赤外線透過性部材５、５’が分散して設けられているので、成形キャビテイ１２の表層をより均一に加熱することができる。
【００２３】
図４の（イ）に第４の実施の形態が示されている。本実施の形態によると、赤外線ランプ２３は、可動金型１０の内部に設けられている。また、赤外線透過性部材５は、成形キャビテイ１２の低壁を略カバーする大きさになっている。このように、赤外線ランプ２３が可動金型１０の内部に設けられているので、赤外線は効率的に赤外線透過性部材５に入射されることになる。なお、本実施の形態によると、表面転写性が重視される面は固定金型１の壁面側となる。図４の（ロ）に示されている第５の実施の形態によると、赤外線ランプ２３’は、可動金型１０の内部に、スプル２を取り囲むようにしてリング状に設けられている。本実施の形態によると、赤外線ランプ２３’がリング状になっているので、成形キャビテイ１２の表層をより均一に加熱することができる。第４、５の実施の形態によっても成形キャビテイ１２の表層を、図２の（イ）、（ロ）に関して説明したようにして加熱することができることは明らかである。なお、説明は省略するが、第１〜５の実施の形態を適宜組み合わせて実施できることも明らかである。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、金型の成形キャビテイの表層温度は、あらかじめ設定される設定温度になるように、赤外線の照射により調節されるので、すなわち金型の型閉じされて形成されている成形キャビテイの表層温度は加熱量ではなく温度により制御されるので、成形キャビテイの表層温度は常に一定の高温レベルに制御され、したがって表面転写性に優れた成形品を安定して得ることができる。さらには、型閉じ開始信号により赤外線の照射を開始するので、型閉じされて成形キャビテイが構成されてから照射されるので、成形キャビテイの、例えば固定金型側の表面と可動金型側の表面とが均等に加熱され、同じ温度になる。したがって、固定金型側の表面と可動金型側の表面とに接する射出材料の温度変化の挙動も同じになり、表面転写性も同じになる。また、赤外線は、型閉じされてから照射されるので、赤外線が外部へ漏れることがない。したがって、エネルギのロスがなくなる効果も得られる。また、成形キャビテイの表層が熱応答性に優れた赤外線により加熱されるので、金型の内部温度を比較的低温に維持し、成形サイクルを短縮することもできる。また、金型の成形キャビテイの表層温度は、あらかじめ設定される設定温度になるように、赤外線の照射により調節し、金型の内部の温度は加熱用あるいは冷却用の熱媒体により調節する発明によると、金型の、成形キャビテイから遠ざかる深さ方向の温度制御が可能となり、金型の内部温度を低くし、成形キャビテイの表層温度を高くすることができるので、生産効率を損ねることなく、表面転写性に優れた成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる成形機用金型装置を一部断面にして示す正面図である。
【図２】本発明の成形機用金型の温度制御方法を説明するための図で、その（イ）は第１の、その（ロ）は他の温度制御方法を説明するための図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係わる成形機用金型装置を示す図で、その（イ）は第２の、そしてその（ロ）は第３の実施の形態を示す断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施の形態に係わる成形機用金型装置を示す図で、その（イ）は第３の、そしてその（ロ）は第４の実施の形態を示す断面図である。
【図５】従来例を示す図で、その（イ）は第１の従来例を、その（ロ）は第２の従来例を、その（ハ）は第３の従来例を、そしてその（ニ）は、第３の従来例の作用をそれぞれ示す断面図である。
【符号の説明】
１固定金型３流路
５赤外線透過性部材１０可動金型
１２成形キャビテイ１３流路
１５温度センサ２０赤外線加熱装置
２３赤外線ランプ３０制御装置

Claims

成形機により、樹脂、低融点金属等の溶融射出材料を、金型の成形キャビテイに射出充填して、成形品を得るための前記金型の温度を制御する温度制御方法であって、
前記金型の成形キャビテイの表層温度を、あらかじめ設定される設定温度になるように、赤外線ランプによる赤外線の照射により調節するとき、赤外線の、型閉じされて形成されている成形キャビテイへの照射は成形機からの型閉じ開始信号に基づいて開始し、設定温度に達した時点で停止する、成形機用金型の温度制御方法。
成形機により、樹脂、低融点金属等の溶融射出材料を、金型の成形キャビテイに射出充填して、成形品を得るための前記金型の温度を制御する温度制御方法であって、
前記金型の成形キャビテイの表層温度を、あらかじめ設定される設定温度になるように、赤外線ランプによる赤外線の照射により調節するとき、赤外線の、型閉じされて形成されている成形キャビテイへの照射は成形機からの型閉じ開始信号に基づいて開始し、設定温度に達した時点で停止し、前記金型の内部の温度は加熱用あるいは冷却用の熱媒体により調節することを特徴とする、成形機用金型の温度制御方法
成形機により、樹脂、低融点金属等の溶融射出材料を、金型の成形キャビテイに射出充填して、成形品を得るための前記金型の温度を制御する温度制御方法であって、
前記金型の成形キャビテイの表層温度は、あらかじめ設定される第１の設定温度になるように赤外線ランプにより赤外線を型閉じされて形成されている成形キャビテイに照射し、設定温度に達し射出充填動作が開始されると、前記第１の設定温度よりも低い第２の設定温度になるように赤外線照射量を自動調節することを特徴とする成形機用金型の温度制御方法。
樹脂、低融点金属等の溶融射出材料が射出充填される金型と、赤外線ランプと、制御装置とからなり、
前記金型の成形キャビテイの壁面の少なくとも一部は、赤外線透過性部材から構成されていると共に、前記金型の成形キャビテイの表層の近傍には温度センサが埋設され、前記赤外線ランプで発生する赤外線の、型閉じされて形成されている成形キャビテイへの照射は成形機からの型閉じ開始信号に基づいて開始され、前記赤外線透過性部材を通して前記金型の成形キャビテイの表層に照射され、前記温度センサにより検出される前記金型の成形キャビテイの表層の温度が、設定温度になるように前記制御装置により制御されることを特徴とする成形機用金型装置。
請求項４に記載の金型装置において、金型の内部には、加熱用あるいは冷却用の熱媒体の流路が形成されている、成形機用金型装置。
請求項４または５に記載の金型装置において、赤外線ランプは金型の外部に設けられ、前記赤外線ランプで発生する赤外線は、反射鏡、光ファイバ等の赤外線案内部材を介して赤外線透過性部材に導かれるようになっている、成形機用金型装置。
請求項４または５に記載の金型装置において、赤外線ランプは金型の内部に設けられ、前記赤外線ランプで発生する赤外線は、直接的に赤外線透過性部材に入射されるようになっている、成形機用金型装置。
請求項４〜７のいずれかの項に記載の金型装置において、成形キャビテイは固定金型と可動金型の両金型のパーテイング面に沿って形成され、前記成形キャビテイを構成している固定金型の壁面の一部には第１の赤外線透過性部材が、そして前記成形キャビテイを構成している可動金型の壁面の一部には第２の赤外線透過性部材がそれぞれ設けられ、前記固定金型の成形キャビテイを構成している表層は、前記第１、２の赤外線透過性部材を介して赤外線が照射されるようになっている、成形機用金型装置。