JP4124152B2 - 金型温調機の制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、樹脂加工において金型温度を調節する金型温調機で油を媒体とする金型温調機の起動時の制御方法に関するものである。

油を媒体とする金型温調機において、油の温度が低い時に媒体循環のためポンプを起動した場合、油の粘度が高くなっているため、ポンプは通常よりも負荷がかかった状態で運転することとなる。この状態でポンプを連続運転させると、ポンプを駆動しているモータも過負荷の状態が続き、サーマルリレーがトリップして運転停止となることが多い。

通常、金型温調機は使用可能な温度範囲が定められており、この温度範囲を下回る温度の場合は、前記のような不具合が発生するため、オペレータは使用温度範囲内に媒体温度が上回るまで、サーマルリレーのリセットを行いながらポンプの起動をしていた。

また、一般的に金型温調機のポンプとヒータは同時に起動されるか、またはヒータをポンプよりも遅延させて起動させる場合が多く、媒体の温度が使用温度範囲を下回る場合は、金型へ媒体を循環させずに、より太い管路で構成されているバイパス回路を開いて、ポンプの負荷を軽減させながら媒体を循環させ、温度が範囲内に入った時点でバイパス回路を閉じて、金型へ媒体を循環させるようにオペレータが操作をしている場合もある。
特開２００１−５４９１５号公報

前記サーマルリレーのリセットを行いながらの運転では、通常運転に至る間、オペレータがサーマルリレーのリセットと、ポンプの起動を短時間毎に繰り返さなければならず、作業効率が非常に悪い。

また、サーマルリレーがトリップしないようモータの定格を上げ、油の粘度が高くても過負荷とならないようにする方法もあるが、通常運転においては、この定格を必要としないため、コストアップ並びに消費エネルギーの増大につながることになる。

更に、油の温度が低く、粘度が高い状態で強制的に循環を続けると、キヤビテーションが起こり、異常音発生や流量不足によるポンプのかじりといった不具合が発生する虞れもある。

この発明は、上記課題を解決するために考えられたものであって、媒体の温度が低い場合でもオペレータを煩わせることなく、スムーズな運転ができる金型温調機の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的によるこの発明は、金型内に設けた通路に油の媒体をポンプにより循環させて金型の温度調節を行う金型温調機において、前記ポンプの起動時に、媒体の温度と予め定められた温度とを比較して、媒体の温度が高い場合のみ通常運転となってポンプが起動し、該媒体の温度が予め定められた温度より低い場合は、媒体を加熱するヒータを先行して起動させ、媒体の温度が予め定められた温度より高くなった時点からポンプを起動して通常運転を行い、流体回路からの戻り媒体の温度が予め定められた温度を下回った場合は、ポンプを停止してヒータにより戻り媒体を加熱し、該媒体の温度が予め定められた温度より高くなった時点でポンプを再起動する、というものである。
またこの発明は、金型内に設けた通路に油の媒体をポンプにより循環させて金型の温度調節を行う金型温調機において、ポンプの起動とヒータの起動を別スイッチで行い、ヒータ起動スイッチＯＮによるヒータの起動後に、ポンプ起動スイッチをＯＮにして媒体の温度と予め定められた温度とを比較し、媒体の温度が予め定められた温度より低い場合は、ポンプ起動スイッチのＯＮを無効又はＯＦＦにしてポンプを起動させず、該媒体の温度が予め定められた温度より高くなった時点でポンプ起動スイッチを再度ＯＮにしてポンプを起動する、というものである。

上記構成では、ヒータを先行して起動させ、媒体の温度を上げてからポンプを起動して通常運転するため、媒体の粘度が高い状態でポンプを運転させることがなくなる。

これによりポンプの過負荷を防ぎ、サーマルリレーもトリップすることがなくなり、媒体の温度によって、媒体を循環させる回路を切り換える必要もなくなるので、金型温調機を起動させてから通常運転に至る間、オペレータを煩わせる操作がなくなるため、作業効率の著しい向上となる。

またサーマルリレーがトリップしないように、オペレータがリレーの設定値を必要以上に高くしてしまうことによる過昇温あるいは火災等の防止ともなる。さらに使用可能温度範囲に入ってからポンプを起動して通常運転させるため、キャビテーションも発生せず、ポンプにも負担が掛からない。さらにまた通常運転に必要なだけのモータの定格で済むため、コストアップを防ぎ、消費エネルギーの抑制ともなる。

図１は金型温調機で、制御装置２と流体回路３とにより構成されている。流体回路３で熱処理された油の媒体は、送媒管４を通って金型５に送られ、金型５内の温調通路を経由して返媒管６を通り、流体回路３へ戻される。

図２は流体回路３を示すもので、該流体回路３は媒体が蓄えられるタンク７、媒体の熱処理を行うヒータ８、媒体を金型５へ送り出すポンプ９、該ポンプ９の駆動モータ９ａを備えている。バイパス管１０は送媒路４の流通弁１１と返媒路６の流通弁１２の両方が閉じられている場合に、ポンプ９を運転しても媒体の循環ができるように設けられている。このバイパス管１０は媒体昇温中のポンプ９の負荷を軽減するために設けられたものではないので、通常の管路よりも太くする必要はない。

媒体温度と定格温度を比較する場合は、ヒータ８の付近に設けられた熱電対１３によって検出された媒体温度を確認する。これによりヒータ８で加熱された媒体の温度が即座に確認することができる。またポンプ９が起動されて運転に入った場合は、ポンプ９の付近に設けた熱電対１４により検出した温度に基づいて、制御装置２が設定された金型温度を目標として、媒体の温度を制御する。

図３は、金型温調機１においてポンプ９を起動した時の動作フローチャートである。金型温調機１のポンプ起動スイッチがＯＮされると、制御装置２にて設定された定格温度と、現在の媒体温度の比較が行われる（ステップ３０）。

現存の媒体温度が定格温度よりも高い場合は、通常運転となってポンプ９が起動する（ステップ３１）。

現在の媒体温度が定格温度よりも低い場合は、媒体の温度を上げるため、ヒータ８を先行して起動させ（ステップ３２）、ポンプ９は起動させない（ステップ３３）。この時、制御装置２にてオペレータに媒体の加熱中であることを知らせる表示等を行ってもよく．ヒータ８により加熱された媒体の温度が、定格温度よりも高くなった時点で、ポンプ９を起動してステップ３１の通常運転となる。

ポンプ９を運転させることで、流体回路３内を媒体が循環するが、循環することにより管路にあった媒体が戻り、媒体の温度が定格温度を下回った場合は、再度ステップ３２，３３を行い、ポンプ９を停止させてヒータ８により媒体を加熱する。媒体の温度が定格温度より高くなった時点で、再びポンプ９を起動させて通常運転に移行する

定格温度は、制御装置２において設定されてもよいし、また予め固定値としておいてもよい。この温度は媒体の粘度が高くポンプ９が過負荷状態で動作する温度ではなく、ポンプ９が定格で動作できる範囲で定めることが必要である。

図４は、ポンプ９の起動とヒータ８の起動が別スイッチで行われる場合のフローチャートである。ヒータ起動スイッチがＯＮ（ステップ４０）されるとヒータ８が起動（ステップ４１）し、ポンプ起動スイッチがＯＮ（ステップ４２）する。ポンプ起動スイッチがＯＮされた時は、制御装置２において設定された定格温度と、現在の媒体温度とが比較（ステップ４３）される。

媒体温度が定格温度よりも低い場合には、ポンプ起動スイッチのＯＮを無効にするか、または該スイッチをＯＦＦ（ステップ４４）にして、ポンプ９を起動させず、安全処理をする。この場合、オペレータは媒体温度が定格温度より高くなったことを確認した上で、ポンプ起動スイッチを再度ＯＮにし、ポンプ９を起動して通常運転（ステップ４５）にすることができる。

前記のような安全処理を入れることにより、媒体温度が低い場合にオペレータがポンプ９を起動させようとしても起動しないため、ポンプ９に負荷がかからず、媒体温度が上がってからポンプ９を運転させることが確実にできるようになる。またポンプ９の起動と、ヒータ８の起動が別スイッチの場合でも、前記実施形態のように媒体の温度が上がった時点で自動的にポンプ９を運転させても、勿論よい。

一般的な金型温調機と金型の略示説明図である。 この発明の金型温調機の制御方法を実施することができる流体回路図である。 この発明の制御方法のフローチャートである。 ポンプとヒータの起動を別スイッチに行う場合のフローチャートである。

符号の説明

１ 金型温調機
２ 制御装置
３ 流体回路
４ 送媒管
５ 金型
６ 返媒管
７ 媒体のタンク
８ ヒータ
９ ポンプ
９ａ ポンプの駆動モータ
１０ バイパス管

Claims (2)

1. 金型内に設けた通路に油の媒体をポンプにより循環させて金型の温度調節を行う金型温調機において、
   前記ポンプの起動時に、媒体の温度と予め定められた温度とを比較して、媒体の温度が高い場合のみ通常運転となってポンプが起動し、該媒体の温度が予め定められた温度より低い場合は、媒体を加熱するヒータを先行して起動させ、媒体の温度が予め定められた温度より高くなった時点からポンプを起動して通常運転を行い、
   流体回路からの戻り媒体の温度が予め定められた温度を下回った場合は、ポンプを停止してヒータにより戻り媒体を加熱し、該媒体の温度が予め定められた温度より高くなった時点でポンプを再起動することを特徴とする金型温調機の制御方法。
2. 金型内に設けた通路に油の媒体をポンプにより循環させて金型の温度調節を行う金型温調機において、
   ポンプの起動とヒータの起動を別スイッチで行い、ヒータ起動スイッチＯＮによるヒータの起動後に、ポンプ起動スイッチをＯＮにして媒体の温度と予め定められた温度とを比較し、媒体の温度が予め定められた温度より低い場合は、ポンプ起動スイッチのＯＮを無効又はＯＦＦにしてポンプを起動させず、該媒体の温度が予め定められた温度より高くなった時点でポンプ起動スイッチを再度ＯＮにしてポンプを起動することを特徴とする金型温調機の制御方法。

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