JP4653886B2

JP4653886B2 - 金型温調システム

Info

Publication number: JP4653886B2
Application number: JP2000389971A
Authority: JP
Inventors: 元治清水; 公也稼農
Original assignee: Matsui Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Matsui Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2020-12-19
Also published as: JP2002188863A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形金型を所期の温度に維持調整する金型温調機へ循環供給する媒体を管理する媒体供給管理装置と金型温調機とを組み合わせた金型温調システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の金型温調システムの一例を示す全体構成図である。
【０００３】
この金型温調システム１２０は、プラスチック製品などを成形する成形金型Ｍを所期の温度に維持調整する複数の金型温調機１１１と一台の媒体供給管理装置１０１とを送り側の循環路ＬＡ、返り側の循環路ＬＢで接続し、媒体を金型温調機１１１を介して、成形金型Ｍと媒体供給管理装置１０１との間で循環させて、金型の温度調整を行っている。
【０００４】
媒体供給管理装置１０１は、周知のものであり、図示していない媒体供給ポンプ、熱交換器、電源を備えて、媒体に所定の供給圧力をかけながら循環させ、また、成形金型Ｍと金型温調機１１１との間を循環して温度が上昇した媒体に、より低温の媒体を供給することで、この媒体を冷却し所定の温度に調整する。
【０００５】
このため、媒体供給管理装置１０１には、熱交換器に用いる冷却水が、一般の水道水などの水源Ｗ０から、軟水器１０８、二次媒体供給管路Ｗ２ｉを介して供給され、使用後の冷却水は、二次媒体排出管路Ｗ２ｏを介して排出されている。また、二次媒体供給管路Ｗ２ｉには、ドレンのためのドレンバルブＶｃ、二次媒体排出管路Ｗ２ｏには、同様のドレンバルブＶｃ、空気抜きのためのバルブＶｂ、排水を手動で操作するための制水弁Ｖａを備えている。
【０００６】
金型温調機１１１も周知のものであり、不図示の加熱器などを備え、成形金型Ｍとの間で媒体を循環させて金型Ｍの温度を上げる一方、金型Ｍの温度を下げる場合には、媒体供給管理装置１０１との管路を開いて、より温度の低い媒体の供給を受け、温度の高い媒体を媒体供給管理装置１０１に返す。
【０００７】
加えて、金型温調機１１１は、加圧空気源Ａ０から、所定の圧力の加圧空気を加圧空気供給管路ＬＤによって供給され、この加圧空気を用いて成形金型Ｍの交換などの際に、金型Ｍ内に残った媒体をパージ排出管路ＬＣ１〜３と通常の返り側の循環路ＬＢで媒体供給管理装置１０１側にエアーパージして、排出するようになっている。また、それぞれの管路には、適宜、開閉弁Ｖが設けられている。
【０００８】
このシステム１２０では、温度調整の対象とする成形金型Ｍの到達温度が、１００℃を超え、１５０℃や、それ以上になることがあるが、そのような金型Ｍの到達温度においても、温度調整のための媒体が管路内で沸騰状態となって調整の効率が落ちたり、調整不可能となるのを防ぐために、媒体に到達温度に対応した圧力をかける必要があり、このため、上述したように、媒体供給管理装置１０１に内蔵された媒体供給ポンプは、所定の供給圧力を与えることができるものであり、また、金型Ｍ内に残った媒体をエアーパージする場合に供給する加圧空気の圧力もこれに対応したものとなっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のシステムでは、媒体の供給圧力を維持するために、媒体供給管理装置１０１に内蔵された媒体供給ポンプは常時作動状態としておかねばならず、金型Ｍの温度調節のために低い温度の媒体を供給する必要のない場合には、送り出される媒体を、金型温調機１１１へ供給せずに、媒体供給管理装置１０１内で循環させるようにしていた。
【００１０】
しかし、これでは、圧力維持のためだけに媒体供給ポンプを常時作動させることとなり、電力節約の観点から改善が望まれていた。また、ポンプが作動すれば、それだけ、媒体にもポンプ作動により発生する熱が与えられ、この熱による温度上昇を打ち消すために媒体供給管理装置１０１に余分の冷却水を必要とし、効率を下げることとなっていた。
【００１１】
さらに、上述したように、金型温調機１１１と媒体供給管理装置１０１とは密接な関係にあるにも拘わらず、両者の間の場所的な繋がりは考慮されず、無駄な設置スペースを必要とし、また、両者の間の制御的な繋がりもあまり考慮されず、金型温調機１１１、媒体供給管理装置１０１の一方が作動不良となっても、他方がそれに合わせて自動的に作動停止をしたりするようにはなっておらず、手動により対応するようになっていた。
【００１２】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、媒体の供給圧力維持のためだけに媒体供給ポンプを作動させる必要がなく、場所的、制御的な繋がりがよい金型温調システムを実現する媒体供給管理装置を用いた金型温調システムを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の金型温調システムは、成型金型に接続されるとともに、この成型金型に媒体を循環供給し、この成型金型を所期の温度に維持調整する金型温調機と、この金型温調機へ供給する低温媒体を管理する媒体供給管理装置とを備えた金型温調システムであって、前記金型温調機と前記媒体供給管理装置とは、相互に近接して設置されるとともに、相互に関係する制御信号をやりとりする構成とされ、前記媒体供給管理装置は、前記低温媒体を貯留すると共に熱交換器を備えて貯留した低温媒体の温度を調整する媒体貯留タンクと、この媒体貯留タンクに貯留した低温媒体を前記金型温調機へ送り出し循環させる媒体供給ポンプと、前記金型温調機へ供給される前記低温媒体の供給圧力を所定圧力に保持する圧力保持機構とを備え、前記金型温調機は、前記媒体供給管理装置の媒体供給ポンプが設けられた送り側の循環路と、返り側の循環路とによって前記媒体供給管理装置の媒体貯留タンクに接続され、前記圧力保持機構は、前記媒体供給ポンプの送出側と前記金型温調機との間の送り側の循環路に設けられるとともに、前記媒体供給ポンプから送り出された前記低温媒体を一旦貯留する予備タンクと、加圧空気源に接続されるとともに、調整弁で調整された一定圧力の与圧空気を、この予備タンク内の与圧空気の圧力を一定に保持するために供給する与圧空気供給管路とを備えており、前記金型温調機と前記成型金型との間だけで前記媒体の循環を行うときには、前記媒体供給管理装置の媒体供給ポンプの作動を停止させるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
この媒体供給管理装置は、まず、金型温調機に対して媒体供給管理装置を別のものとして扱うのではなく、制御的かつ場所的に密接な関係を持った一体的なものとして扱うことを特徴とする。具体的には、相互に近接させたり、一つの共通機台の上に双方を設置したり、また、相互に関係する制御信号をやりとりするようにして、自動的な制御ができるようにしたものである。
【００１５】
したがって、設置場所の節約ができ、無駄がなくなり、また、共通の機台に設置した場合には、共に移動させたりすることができる。また、制御的に一体化したので、一方が作動不良の場合には、他方も作動停止をさせたりすることができ、全体として、取扱がしやすくなる。
【００１６】
また、この媒体供給管理装置は、予備タンクを設け、ここに媒体供給ポンプから送り出される媒体を一旦貯留し、この予備タンクに与圧空気を供給して、この与圧空気の圧力を媒体の金型温調機への供給圧力とした圧力保持機構を設けたことを特徴とする。つまり、空気を加圧源としているので、圧力保持の柔軟性が高く、媒体供給ポンプなどで供給圧力を維持するのに比べて、非常に少ないエネルギで供給圧力の維持ができる。
【００１７】
また、前記媒体を循環させる必要のない場合には、前記媒体供給ポンプの作動を停止させるようにしている。
【００１８】
この媒体供給管理装置は、媒体の供給圧力維持のためには、媒体供給ポンプを用いないようにしたものである。したがって、電力の節約が可能であり、また、圧力維持のためのポンプの作動による発熱がなく、熱交換器、ひいては、媒体供給管理装置の熱効率が向上する。
【００１９】
請求項２に記載の金型温調システムは、請求項１において、前記金型温調機内の媒体をエアーパージする際に、前記予備タンクに供給される与圧空気を用いることを特徴とする。
【００２０】
この媒体供給管理装置は、予備タンクへの与圧空気をエアーパージにも用いたもので、別途エアーパージのための管路を設ける必要がなくなる。
【００２１】
請求項３に記載の金型温調システムは、請求項１または２において、前記媒体供給管理装置は、前記金型温調機を載置する架台を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この媒体供給管理装置は、金型温調機と媒体供給管理装置とを一体化した上に、更に、媒体供給管理装置側に架台を設け、この架台に金型温調機を載せるようにしたものである。したがって、金型温調機を設置する余分のスペースが不要となり、また、密接な関係にある両者を同時に移動させたりすることができる。
【００２３】
請求項４に記載の金型温調システムは、請求項１から３のいずれか１項において、前記熱交換器には、この熱交換器に用いられる二次媒体の流量及び温度の両方または一方を制御する二次媒体制御装置を設けたことを特徴とする。
【００２４】
この媒体供給管理装置は、熱交換器に用いる二次媒体、通常は冷却水などの流量、温度を制御する二次媒体制御装置を設けたものである。したがって、二次媒体は必要に応じて、使用され、制御されるので、使い放しであった従来に比べ、環境への影響を少なくし、エネルギー消耗を減らすことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本発明の金型温調機への媒体供給管理装置、金型温調システムの一例を示す全体構成図である。
【００２９】
この金型温調システム２０は、媒体供給管理装置１０と金型温調機１１を包含したものであり、それぞれの基本的な構成は、図５で示した従来例の金型温調システム１２０と共通する部分が多く、異なるのは、媒体供給管理装置１０の要部である媒体貯留タンク１と予備タンク４ａを含んだ圧力保持機構４である。また、図５と共通する部分は、同じ符合を付して重複説明を省略する。
【００３０】
なお、ここでは、媒体供給管理装置１０と金型温調機１１との一体性をより明確に示すべく、媒体供給管理装置１０としては、図５の媒体供給管理装置１０１に対応する媒体貯留タンク１だけでなく、金型温調機１１に関連する部分全体を包含したものとして把握している。
【００３１】
つまり、この金型温調システム２０は、プラスチック製品などを成形する成形金型Ｍを所期の温度に維持調整する複数の金型温調機１１と一台の媒体貯留タンク１とを送り側の循環路ＬＡ、返り側の循環路ＬＢで接続し、媒体Ｗを金型温調機１１を介して、成形金型Ｍと媒体貯留タンク１との間で循環させて、金型の温度調整を行うもので、この金型温調機１１を除く部分を媒体供給管理装置１０と呼んでいる。
【００３２】
なお、図では、二点鎖線の想像線で、複数の金型温調機１１からの管路が合流して成形金型Ｍに入り、また、成形金型Ｍから出た管路が分岐して金型温調機１１に向かうように示してしているが、これは便宜的にそう示したもので、実際には、個々の金型温調機１１は、成形金型Ｍの異なる部分、例えば、雄型、雌型、スプール部、パンチ部などの温度調節を目的とするもので、それぞれ独立の管路で成形金型Ｍと接続されているものである。
【００３３】
媒体供給管理装置１０は、上述の媒体貯留タンク１に加え、このタンク１内に設けられ、貯留された媒体Ｗの温度調節を行う熱交換器２、このタンク１から媒体Ｗを金型温調機１１側へ送り出す媒体供給ポンプ３、送り側の循環路ＬＡに設けられ、予備タンク４ａを含んだ圧力調整機構４、図２で後述する架台５、タンク１に純水を供給、補充する純水供給装置６、熱交換器２に用いられる二次媒体Ｗ２（ｉ，ｏ）の流量、温度を制御する二次媒体制御装置７を備えている。
【００３４】
媒体貯留タンク１は、金型Ｍの温度調節に用いられる媒体Ｗを貯留しておくもので、媒体Ｗとしては金型Ｍ内で高温になった場合にも反応性の低い純水を用い、これに対応して、このタンク１の材質も反応性の少ないステンレスが良い。
【００３５】
このタンク１には、タンク１内を大気に開放しながら、大気からの粉塵の流入を防止する通気ダクト１ａ、循環路ＬＢで帰ってきた媒体Ｗから不純物を除去するための媒体フィルタ１ｂ、貯留された媒体Ｗが一定量に達したか否かを検知するレベル計１ｃ、用済みの媒体Ｗを排出するためのドレン排水管路１ｄが備えられている。
【００３６】
熱交換器２は、例えば、タンク１に貯留された媒体Ｗ内を貫通する螺旋状、あるいは、複層渦巻き状、あるいは、並列管状のパイプで構成され、その中を通過する二次媒体と媒体Ｗの間で熱を交換して、媒体Ｗの温度を調整、この場合、温度を下げるもので、必要に応じて、熱交換効率を上げるためにフィンを設けたものを用いてもよい。この熱交換器２のパイプ内には、水源Ｗ０から水道水などの供給を受けた二次媒体制御装置７からの二次媒体が、二次媒体供給管路Ｗ２ｉによって供給され、二次媒体排出管路Ｗ２ｏによって還流されている。
【００３７】
媒体供給ポンプ３は、ステンレス製のものが、媒体Ｗに悪影響を与えないので良い。
【００３８】
圧力調整機構４は、媒体供給ポンプ３から送り出された媒体Ｗを一旦貯留する予備タンク４ａ、この予備タンク４ａに貯留された媒体Ｗの量を検知するレベルゲージ４ｂ、予備タンク４ａ内の与圧空気の圧力を一定に保つために、加圧空気源Ａ０から、調整弁４ｃで調整された一定圧力の与圧空気を送る与圧空気供給管路ＬＤから構成されている。また、予備タンク４ａには、圧力調整可能なチェックバルブＣＡを設け、余分の媒体Ｗを媒体貯留タンク１に還流させる還流管路ＬＥも備えられている。
【００３９】
このような圧力調整機構４によれば、調整弁４ｃで与圧空気の圧力を一定に保持しておけば、この与圧空気の圧力が、金型温調機１１へ供給される媒体Ｗの供給圧力となり、この供給圧力は、たとえ、媒体供給ポンプ３を停止させたままでも、維持され、媒体供給ポンプなどで供給圧力を維持するのに比べて、非常に少ないエネルギで供給圧力の維持ができる。
【００４０】
また、低温の媒体Ｗを金型温調機１１へ供給する必要のないとき、例えば、金型温調機１１と成形金型Ｍとの間だけで媒体の循環が行われているときには、媒体供給ポンプ３を止めておくことができ、電力の節約が可能であり、また、圧力維持のためのポンプの作動による発熱がなく、熱交換器、ひいては、媒体供給管理装置の熱効率が向上する。
【００４１】
さらに、この与圧空気の圧力は、金型内の到達温度に対応した所定の供給圧力となっており、そのまま、成形金型Ｍなどのエアーパージの加圧空気としても用いることができる。その場合、別途エアーパージのための管路を設ける必要がなくなり、コストダウンを図ることができる。
【００４２】
なお、圧力調整機構４の与圧空気をエアーパージに用いるためには、まず、媒体供給ポンプ３を停止させ、予備タンク４ａ内の媒体が与圧空気の圧力だけで金型温調機１１へ送り出された後も、与圧空気の圧力を維持するようにすると良い。こうすると、自然に、この与圧空気で、成形金型Ｍ内の媒体Ｗが排出され、エアーパージをすることができる。
【００４３】
純水供給装置６は、二次媒体供給管路Ｗ２ｉから通常の水道水などである二次媒体の供給を受け、これを濾過し軟水化して、純水である媒体Ｗとして、媒体供給管路ＷＺｆでタンク１に供給する。
【００４４】
二次媒体制御装置７は、温度センサなどを備え、二次媒体供給管路Ｗ２ｉに設けられたバルブＶの開度を調整して、二次媒体の流量や温度を必要に応じて調整している。したがって、二次媒体は必要に応じて、使用され、制御されるので、使い放しであった従来に比べ、環境への影響を少なくし、エネルギー消耗を減らすことができる。
【００４５】
なお、循環路ＬＡ１〜ＬＡ４，ＬＢ１〜４は、送り出しの循環路ＬＡが接続されている金型温調機１１に対応して分岐し、また、それぞれの金型温調機１１から返り側の循環路ＬＢに合流する前のものである。また、それぞれの管路には、適宜、開閉弁Ｖや逆流を防止するチェックバルブＣが設けられている。
【００４６】
また、この媒体供給管理装置１０、金型温調システム２０は、密接な関係にある金型温調機１１と媒体供給管理装置１０とを一体のものであると把握して構成されており、図２〜図４で説明するように、相互に近接させたり、一つの共通機台や架台上に双方を設置したりしている。
【００４７】
また、相互に関係する制御信号をやりとりするようにして、自動的な制御ができるように、例えば、媒体供給ポンプ３の異常が発生した場合や、媒体貯留タンク１に貯留された媒体Ｗの温度が制限以上に上昇した場合には、金型温調機１１の作動を停止し、これに対応させて、樹脂成形機の作動を停止させたりすることができるものである。
【００４８】
したがって、設置場所の節約ができ、無駄がなくなり、また、共通の機台に設置した場合には、共に移動させたりすることができる。また、制御的に一体化したので、一方が作動不良の場合には、他方も作動停止をさせたりすることができ、全体として、取扱がしやすくなる。
【００４９】
図２は、図１の媒体供給管理装置、金型温調システムの外観正面図、図３は、その外観側面図、図４は、その外観裏面図である。
【００５０】
これらの図において、図１に示された各部分は、同一の符合を以て示されており、本発明の媒体供給管理装置１０、金型温調システム２０の具体的な装置配置がよく解る。
【００５１】
図２に示された１１ａは、金型温調機１１の操作パネルであり、１１ｂはエアーパージをさせるためのエアーパージボタンである。
【００５２】
また、媒体供給管理装置１０を構成する媒体貯留タンク１、媒体供給ポンプ３、予備タンク４ａを備えた圧力調整機構４などと、６台の金型温調機１１が、一つの架台５の上に設置され、この架台５には、自在コロ５ａが設置されていて、移動可能となっている。
【００５３】
したがって、金型温調機を設置する余分のスペースが不要となり、また、密接な関係にある媒体供給管理装置と金型温調機との両者を同時に移動させたりすることができる。
【００５４】
なお、これらの図では、金型温調機１１が６台示されているが、図１では、図面の都合上、その内４台だけを示したもので、また、媒体供給管理装置と組み合わされる金型温調機の台数は、例示の台数に限定されるものではなく、実際の必要に応じて増減するものである。
【００５５】
また、上述した種々の特徴は、媒体供給管理装置と、これと金型温調機とを組み合わせた金型温調システムに共通のものである。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１に記載の金型温調システムによれば、まず、金型温調機に対して媒体供給管理装置を別のものとして扱うのではなく、制御的かつ場所的に密接な関係を持った一体的なものとして扱うようにしたので、設置場所の節約ができ、無駄がなくなり、また、共通の機台に設置した場合には、共に移動させたりすることができる。また、制御的に一体化したので、一方が作動不良の場合には、他方も作動停止をさせたりすることができ、全体として、取扱がしやすくなる。
【００５７】
また、予備タンクを設け、ここに媒体供給ポンプから送り出される媒体を一旦貯留し、この予備タンクに与圧空気を供給して、この与圧空気の圧力を媒体の金型温調機への供給圧力とした圧力保持機構を設け、空気を加圧源としているので、圧力保持の柔軟性が高く、媒体供給ポンプなどで供給圧力を維持するのに比べて、非常に少ないエネルギで供給圧力の維持ができる。
【００５８】
また、媒体の供給圧力維持のためには、媒体供給ポンプを用いないようにしたので、電力の節約が可能であり、また、圧力維持のためのポンプの作動による発熱がなく、熱交換器、ひいては、媒体供給管理装置の熱効率が向上する。
【００５９】
請求項２に記載の金型温調システムによれば、請求項１の効果に加え、予備タンクへの与圧空気をエアーパージにも用いたもので、別途エアーパージのための管路を設ける必要がなくなる。
【００６０】
請求項３に記載の金型温調システムによれば、請求項１または２の効果に加え、金型温調機と媒体供給管理装置とを一体化した上に、更に、媒体供給管理装置側に架台を設け、この架台に金型温調機を載せるようにしたので、金型温調機を設置する余分のスペースが不要となり、また、密接な関係にある両者を同時に移動させたりすることができる。
【００６１】
請求項４に記載の金型温調システムによれば、請求項１から３のいずれかの効果に加え、熱交換器に用いる二次媒体の流量、温度を制御する二次媒体制御装置を設けたので、使い放しであった従来に比べ、環境への影響を少なくし、エネルギー消耗を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金型温調機への媒体供給管理装置、金型温調システムの一例を示す全体構成図
【図２】図１の媒体供給管理装置、金型温調システムの外観正面図
【図３】図１の媒体供給管理装置、金型温調システムの外観側面図
【図４】図１の媒体供給管理装置、金型温調システムの外観裏面図
【図５】従来の金型温調システムの一例を示す全体構成図
【符号の説明】
１媒体貯留タンク
２熱交換器
３媒体供給ポンプ
４圧力保持機構
４ａ予備タンク
４ｃ調整弁
５架台
６純水供給装置
７二次媒体制御装置
１０媒体供給管理装置
１１金型温調機
２０金型温調システム
ＬＡ、ＬＢ循環路
Ｗ媒体
Ｗ２二次媒体

Claims

成型金型に接続されるとともに、この成型金型に媒体を循環供給し、この成型金型を所期の温度に維持調整する金型温調機と、この金型温調機へ供給する低温媒体を管理する媒体供給管理装置とを備えた金型温調システムであって、
前記金型温調機と前記媒体供給管理装置とは、相互に近接して設置されるとともに、相互に関係する制御信号をやりとりする構成とされ、
前記媒体供給管理装置は、前記低温媒体を貯留すると共に熱交換器を備えて貯留した低温媒体の温度を調整する媒体貯留タンクと、この媒体貯留タンクに貯留した低温媒体を前記金型温調機へ送り出し循環させる媒体供給ポンプと、前記金型温調機へ供給される前記低温媒体の供給圧力を所定圧力に保持する圧力保持機構とを備え、
前記金型温調機は、前記媒体供給管理装置の媒体供給ポンプが設けられた送り側の循環路と、返り側の循環路とによって前記媒体供給管理装置の媒体貯留タンクに接続され、
前記圧力保持機構は、前記媒体供給ポンプの送出側と前記金型温調機との間の送り側の循環路に設けられるとともに、前記媒体供給ポンプから送り出された前記低温媒体を一旦貯留する予備タンクと、加圧空気源に接続されるとともに、調整弁で調整された一定圧力の与圧空気を、この予備タンク内の与圧空気の圧力を一定に保持するために供給する与圧空気供給管路とを備えており、
前記金型温調機と前記成型金型との間だけで前記媒体の循環を行うときには、前記媒体供給管理装置の媒体供給ポンプの作動を停止させるようにしたことを特徴とする金型温調システム。
請求項１において、
前記金型温調機内の媒体をエアーパージする際に、前記予備タンクに供給される与圧空気を用いることを特徴とする金型温調システム。
請求項１または２において、
前記媒体供給管理装置は、前記金型温調機を載置する架台を備えたことを特徴とする金型温調システム。
請求項１から３のいずれか１項において、
前記熱交換器には、この熱交換器に用いられる二次媒体の流量及び温度の両方または一方を制御する二次媒体制御装置を設けたことを特徴とする金型温調システム。