JP4914135B2

JP4914135B2 - 成形機の金型温調システム

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Publication number: JP4914135B2
Application number: JP2006189398A
Authority: JP
Inventors: 吉哉谷口
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2006-07-10
Filing date: 2006-07-10
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2026-07-10
Also published as: JP2008012895A

Description

本発明は、射出成形機やダイカストマシンなどの成形機の金型温調にかかわる技術に関する。

成形機、例えば射出成形機においては、１成形サイクル毎に金型内に溶融樹脂が射出・充填され、この溶融樹脂により金型が１成形サイクル毎に加熱される（１成形サイクル毎に金型に熱エネルギーが供給される）。ところで、溶融された高温の樹脂を金型内に迅速に充填し、金型内の樹脂を均一な速度で冷却、固化するためには、金型温度を所定の設定温度に保つことが必須要件となってくるため、成形運転中には、金型内に脱酸素水などの温調用媒体（以下、温調水と記す）を連続的に循環させるようになっている。

図３は、従来の射出成形機の金型温調システムの構成を示す図である。図３において、１は、固定側金型１ａと可動側金型１ｂとからなる金型、２は、型締めされた金型１で形成されるキャビティ、３は、型締め状態にある金型１のキャビティ２内に溶融樹脂を射出・充填する射出ユニット（ここでは、射出ユニットはノズル部分だけを模式的に示してある）、４は、金型１内に温調水を流入させ、金型１内から流出した温調水を再び金型１内に流入させるための閉ループ循環路、４ａは、閉ループ循環路４の一部を構成し、温調水を金型１内で循環させる金型内循環路、５は、閉ループ循環路４上に設けられて、成形運転中は所定圧力の温調水を閉ループ循環路４中で循環させるように連続運転される循環用ポンプ、６は、循環用ポンプ５を駆動するためのモータ、７は、閉ループ循環路４上に設けられて、閉ループ循環路４中の温調水の温度を検出する温度センサ、８は、閉ループ循環路４上に設けられて、閉ループ循環路４中の温調水を加熱するためのヒータ、９は、ヒータ８を駆動制御（通電制御）するヒータドライバ、１０は、タンク１０ａとチラー（冷却器）１０ｂと１次圧用ポンプ１０ｃとを備えた温調水の冷却装置、１１は、冷却装置１０と閉ループ循環路４とを接続する第１の連結路、１２は、第１の連結路１１上に配置されて、閉ループ循環路４と冷却装置１０との連通状態を制御する電磁開閉バルブ、１３は、電磁開閉バルブ１２を駆動制御するバルブドライバ、１４は、冷却装置１０と閉ループ循環路４とを接続する第２の連結路、１５は、第２の連結路１４上に配置されて、
閉ループ循環路４内の温調水の圧力が、冷却装置１０の１次圧用ポンプ１０ｃが吐出する温調水の圧力（１次圧Ｐｏ）よりも低下した際に、冷却装置１０から閉ループ循環路４に冷却された温調水を送り込む逆止バルブ、２１は、射出成形機全体の制御を司るシステムコントローラである。

図３に示す構成において、電磁開閉バルブ１２が閉鎖状態にある際には、閉ループ循環路４中の温調水の圧力は、循環用ポンプ５によってポンプアップされた圧力Ｐｍとなっており、この圧力Ｐｍは、冷却装置１０の１次圧用ポンプ１０ｃが吐出する温調水の圧力である１次圧Ｐｏに対して、Ｐｍ＞Ｐｏの関係にある。したがって、電磁開閉バルブ１２が閉鎖状態にあるときには、冷却装置１０により所定温度に冷却された温調水は、閉ループ循環路４には供給できないようになっており、閉ループ循環路４中の温調水は、循環用ポンプ５により閉ループ循環路４中を循環している。

いま例えば、電磁開閉バルブ１２が閉鎖状態にある際に、射出工程（１次射出工程および保圧工程）が開始されると、１次射出工程により溶融樹脂が金型１内に急速に射出・充填され、これによって金型温度が上昇することに伴って、閉ループ循環路４中の温調水の温度も上昇する。この温調水温度の上昇は温度センサ７により検出されてシステムコントローラ２１で認知され、閉ループ循環路４中の温調水の温度が設定温度を上回ると、システムコントローラ２１は、バルブドライバ１３を介して電磁開閉バルブ１２を開放状態に移行させる。第１の連結路１１は冷却装置１０の大容量のタンク１０ａに接続されており、電磁開閉バルブ１２が開かれると、閉ループ循環路４中の温調水は、第１の連結路１１および電磁開閉バルブ１２を通じてタンク１０ａへと流入する。閉ループ循環路４中から温調水がタンク１０ａに流れると、閉ループ循環路４中の温調水の圧力が低下し、閉ループ循環路４中の温調水の圧力が１次圧Ｐｏよりも低くなると、冷却装置１０のチラー１０ｂで所定温度まで冷却され、１次圧用ポンプ１０ｃで１次圧Ｐｏまでポンプアップされた温調水が、第２の連結路１４および逆止バルブ１５を通じて、閉ループ循環路４中に流入する。

冷却装置１０からの温調水が閉ループ循環路４中に流入すると、閉ループ循環路４中の温調水の温度は下降し始め、この温調水温度の下降は温度センサ７により検出されてシステムコントローラ２１で認知され、閉ループ循環路４中の温調水の温度が設定温度となったことが認知されると、システムコントローラ２１は、バルブドライバ１３を介して電磁開閉バルブ１２を閉鎖状態に移行させる。ここで、温度センサ７の温度検出には時間遅れがあり、温調水の実際の温度が設定温度となったタイミングよりも遅れて、温度センサ７は設定温度まで下がったことを検出する。したがって、温度センサ７が設定温度を検出した時点では、閉ループ循環路４中の温調水の実際の温度は、設定温度を下回ったものとなっており、温度センサ７による検出温度はこの後設定温度よりも下がってくる。そして、閉ループ循環路４中の温調水の温度が設定温度を下回ったことが温度センサ７で検出されると、システムコントローラ２１は、ヒータドライバ９を介してヒータ８を通電制御して、閉ループ循環路４中の温調水の温度が設定温度に近づくように温調水の加熱を行い、温調水の温度が設定温度となったことが温度センサ７によって検出されると、ヒータ８への通電制御を停止させる。

上述したように従来の金型温調システムでは、閉ループ循環路４中への冷却装置１０からの冷却された温調水の流入／流入停止を制御する電磁開閉バルブ１３の開放／閉鎖のトリガーは、開放および閉鎖の双方が共に温度センサ７による温度検出情報とされていた。このため、閉ループ循環路４中への冷却された温調水の流入期間が長くなり、また、これに伴ってヒータ８による加熱時間も長くなっていた。

これを図３、図４を用いて説明する。図４は、図３の従来の金型温調システムにおける、成形サイクル中の各工程と、電磁開閉バルブ１２の開放期間およびヒータ８の通電制御期間との、関係の１例を示す説明図である。

射出工程の１次射出工程において、金型１内に高温の溶融された樹脂が射出・充填されると、金型温度が上昇して金型１内を通った温調水の温度も上昇し、温度が上昇した温調水が温度センサ７まで流れてきて設定温度を上回る温度上昇が検知されると、射出工程の保圧工程の途上で電磁開閉バルブ１２が開く（なお、図４中の射出工程の大部分の期間（時間）は保圧工程である）。電磁開閉バルブ１２が開くと、閉ループ循環路４内の温調水は冷却装置１０のタンク１０ａに流れ始めるが、閉ループ循環路４内の温調水の圧力の低下は瞬時に行われるわけではないので、電磁開閉バルブ１２の開放と同時に、冷却装置１０から逆止バルブ１５を通って冷却された温調水が閉ループ循環路４へとは流れ込まない。閉ループ循環路４内の温調水がタンク１０ａに所定量以上流出し、閉ループ循環路４内の温調水の圧力が１次圧Ｐｏ未満となると、冷却装置１０から逆止バルブ１５を通って冷却された温調水が閉ループ循環路４に流入し始め、閉ループ循環路４内の温調水の温度が低下し始める。ところで、閉ループ循環路４上の循環用ポンプ５は、１次圧Ｐｏより高い圧力の温調水を吐出するように常時稼動しており、しかも、金型１から温度センサ７までの管路長が相当に長いことから、設定温度よりも高温の温調水の一部は温度センサ７のある部分へもしばらくの間流れ続けることと、温度センサ７の応答性のにぶさとが相俟って、温度センサ７が温調水の温度が設定温度となったことを検知するのは、電磁開閉バルブ１２の開放タイミングから相当の時間を経た後となる。

このため、電磁開閉バルブ１２の開放期間は型開き工程の終了程度までと長くなり、樹脂が冷却、固化し終わっていて、本来、冷却装置１０側からの冷却された温調水の供給が必要ではない型開き工程でも冷却された温調水の供給が持続され、閉ループ循環路４内の温調水の温度を下げすぎるという問題があった。さらに、このように、閉ループ循環路４に対して冷却された温調水の過剰な供給が行われるので、閉ループ循環路４内の温調水の温度を設定温度まで上げるために、ヒータ８の通電制御期間も長くなるという問題があった。したがって、温調水の冷却制御系で消費されるエネルギーおよび温調水の加熱制御系で消費されるエネルギーが嵩み、射出成形機の消費エネルギーを低減することへの大きな阻害要因となっていた。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、射出成形機の金型温調システムにおける消費エネルギーの低減を可能とすることにある。

本発明は上記した目的を達成するため、金型内に温調用媒体を流入させ、金型内から流出した温調用媒体を再び金型内に流入させるための閉ループ循環路と、該閉ループ循環路上に設けられて、成形運転中は所定圧力の温調用媒体を前記閉ループ循環路中で循環させるように連続運転される循環用ポンプと、前記閉ループ循環路上に設けられて、前記閉ループ循環路中の温調用媒体の温度を検出する温度センサと、前記閉ループ循環路上に設けられて、前記閉ループ循環路中の温調用媒体を加熱するためのヒータと、チラーとタンクとポンプとを備えた温調用媒体の冷却装置と、該冷却装置と前記閉ループ循環路とを接続する第１の連結路と、該第１の連結路上に配置されて、前記閉ループ循環路と前記冷却装置との間の連通状態を制御する電磁バルブと、該電磁バルブを駆動制御するバルブ制御手段と、前記冷却装置と前記閉ループ循環路とを接続する第２の連結路と、該第２の連結路上に配置されて、前記閉ループ循環路内の温調用媒体の圧力が、前記冷却装置の前記ポンプが吐出する温調用媒体の圧力よりも低下した際に、前記冷却装置から前記閉ループ循環路に冷却された温調用媒体を送り込む逆止バルブとを、備え、前記閉ループ循環路内の温調用媒体の温度が設定温度を上回ったことが前記温度センサにより検出されると、前記バルブ制御手段により前記電磁バルブを開放状態にして、前記閉ループ循環路内の温調用媒体を前記第１の連結路を通じて前記冷却装置の前記タンクに流して、前記閉ループ循環路内の温調用媒体の圧力を下げることで、前記冷却装置から前記第２の連結路および前記逆止バルブを通じて、冷却された温調用媒体を前記閉ループ循環路に送り込むようにした成形機の金型温調システムにおいて、成形機のコントローラには、前記バルブ制御手段として、１成形サイクル中の前記ヒータへの通電を制御するヒータ通電制御部と、前記ヒータへの通電時間を監視するヒータ通電時間監視部と、ヒータ通電制御期間が最も短くなる前記電磁バルブの閉鎖タイミングを算出するバルブ閉じタイミング学習演算部と、当該バルブ閉じタイミング学習演算部にて算出された前記電磁バルブの閉鎖タイミングを次サイクルでのバルブ閉じタイミングとして設定するバルブ閉じタイミング設定部と、当該バルブ閉じタイミング設定部により設定されたバルブ閉じタイミングで前記電磁バルブの駆動制御を行うバルブ開閉制御部とを備え、前記成形機のコントローラは、前記電磁バルブが開放状態に移行すると、前記温度検出センサによる温度検出値の如何にかかわらず、前記電磁バルブの開放タイミングから所定時間が経過したタイミングで、前記バルブ制御手段により前記電磁バルブを閉鎖状態に移行させることを特徴とする。
また、前記閉ループ循環路内の温調用媒体の温度が設定温度未満となったことが前記温度センサにより検出されると、前記ヒータは通電制御されて前記閉ループ循環路内の温調用媒体を加熱するように動作し、前記成形機のコントローラは、前記ヒータによる加熱時間が最も短くなるように、前記電磁バルブを閉鎖状態に移行させるタイミングを決定することを特徴とする。
さらに、前記電磁バルブを閉鎖状態に移行させるタイミングは、冷却工程の完了前のタイミングであることを特徴とする。

本発明では、成形機のコントローラが、電磁バルブ（電磁開閉バルブ）が開放状態に移行すると、温度検出センサによる温度検出値の如何にかかわらず、電磁バルブの開放タイミングから所定時間が経過したタイミングで、バルブ制御手段により電磁バルブを閉鎖状態に移行させるようにしている。したがって、従来のように、電磁バルブの閉鎖タイミングのトリガー（契機）を、閉ループ循環路内の温調用媒体（温調水）の温度が設定温度を下回ったことにしているものに較べると、電磁バルブの閉鎖タイミングを早めた設定とすることができ、これにより、閉ループ循環路に対して冷却された温調用媒体（温調水）が過剰に供給されることを可及的に低減することができ、これに伴いヒータの通電制御期間も大幅に短縮することが可能となり、以って、温調用媒体の冷却制御系で消費されるエネルギーおよび温調用媒体の加熱制御系で消費されるエネルギーを大幅に低減することが可能となり、射出成形機全体の消費エネルギーの低減に大いに貢献できる。
しかも、コントローラは、ヒータによる加熱時間（通電制御期間）が最も短くなるように、電磁バルブ（電磁開閉バルブ）を閉鎖状態に移行させるタイミングを決定する学習機能をもち、この機能により求めた電磁バルブ（電磁開閉バルブ）の閉鎖タイミングを設定値として保持するので、電磁バルブの閉鎖タイミングを自動的に適切なものに決定することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１、図２は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）による射出成形機の金型温調システムに係り、図１は、本実施形態の射出成形機の金型温調システムの構成を示す図である。

図１において、１は、固定側金型１ａと可動側金型１ｂとからなる金型、２は、型締めされた金型１で形成されるキャビティ、３は、型締め状態にある金型１のキャビティ２内に溶融樹脂を射出・充填する射出ユニット（ここでは、射出ユニットはノズル部分だけを模式的に示してある）、４は、金型１内に温調水（温調用媒体）を流入させ、金型１内から流出した温調水を再び金型１内に流入させるための閉ループ循環路、４ａは、閉ループ循環路４の一部を構成し、温調水を金型１内で循環させる金型内循環路、５は、閉ループ循環路４上に設けられて、成形運転中は所定圧力の温調水を閉ループ循環路４中で循環させるように連続運転される循環用ポンプ、６は、循環用ポンプ５を駆動するためのモータ、７は、閉ループ循環路４上に設けられて、閉ループ循環路４中の温調水の温度を検出する温度センサ、８は、閉ループ循環路４上に設けられて、閉ループ循環路４中の温調水を加熱するためのヒータ、９は、ヒータ８を駆動制御（通電制御）するヒータドライバ、１０は、タンク１０ａとチラー（冷却器）１０ｂと１次圧用ポンプ１０ｃとを備えた温調水の冷却装置、１１は、冷却装置１０と閉ループ循環路４とを接続する第１の連結路、１２は、第１の連結路１１上に配置されて、閉ループ循環路４と冷却装置１０との連通状態を制御する電磁開閉バルブ、１３は、電磁開閉バルブ１２を駆動制御するバルブドライバ、１４は、冷却装置１０と閉ループ循環路４とを接続する第２の連結路、１５は、第２の連結路１４上に配置されて、閉ループ循環路４内の温調水の圧力が、冷却装置１０の１次圧用ポンプ１０ｃが吐出する温調水の圧力（１次圧Ｐｏ）よりも低下した際に、冷却装置１０から閉ループ循環路４に冷却された温調水を送り込む逆止バルブ、１６は、射出成形機全体の制御を司るシステムコントローラである。

また、システムコントローラ１６内において、１６ａは、温度センサ７からの検出情報Ｓ１を参照しつつ、ヒータドライバ９をＰＩＤ制御などで制御するヒータ通電制御部、１６ｂは、ヒータ通電制御部１６ａからの信号により、ヒータ８の通電制御期間（ヒータ８による加熱時間）を監視・把握して、１成形サイクル中のヒータ通電制御期間を所定のサイクル期間保持するヒータ通電時間監視部、１６ｃは、ヒータ通電時間監視部１６ｂより得たヒータ通電制御期間の情報に基づき、予め与えられた所定のアルゴリズムによる学習演算処理によって、ヒータ通電制御期間が最も短くなる電磁開閉制御バルブ１２の閉鎖タイミング（バルブ開放時間）を算出するバルブ閉じタイミング学習演算部、１６ｄは、バルブ閉じタイミング学習演算部１６ｃが求めた電磁開閉制御バルブ１２の閉鎖タイミングを、次のサイクルでのバルブ閉じタイミングとして設定する（バルブ開始タイミングからの所定時間が経過したタイミングをバルブ閉じタイミングとして設定する）バルブ閉じタイミング設定部、１６ｅは、温度センサ７からの検出情報Ｓ１を参照して、バルブ開放をバルブドライバ１３に対して指示すると共に、バルブ閉じタイミング設定部１６ｄの設定情報と計時情報とにより、バルブ閉鎖をバルブドライバ１３に対して指示するバルブ開閉制御部である。

図１に示す構成において、電磁開閉バルブ１２が閉鎖状態にある際には、閉ループ循環路４中の温調水の圧力は、循環用ポンプ５によってポンプアップされた圧力Ｐｍとなっており、この圧力Ｐｍは、冷却装置１０の１次圧用ポンプ１０ｃが吐出する温調水の圧力である１次圧Ｐｏに対して、Ｐｍ＞Ｐｏの関係にある。したがって、電磁開閉バルブ１２が閉鎖状態にあるときには、冷却装置１０により所定温度に冷却された温調水は、閉ループ循環路４には供給できないようになっており、閉ループ循環路４中の温調水は、循環用ポンプ５により閉ループ循環路４中を循環している。

いま例えば、電磁開閉バルブ１２が閉鎖状態にある際に、射出工程（１次射出工程および保圧工程）が開始されると、１次射出工程により溶融樹脂が金型１内に急速に射出・充填され、これによって金型温度が上昇することに伴って、閉ループ循環路４中の温調水の温度も上昇する。この温調水温度の上昇は温度センサ７により検出されてシステムコントローラ１６で認知され、閉ループ循環路４中の温調水の温度が設定温度を上回ると、システムコントローラ１６のバルブ開閉制御部１６ｅは、バルブ開放指令をバルブドライバ１３に出力して、バルブドライバ１３によって電磁開閉バルブ１２を駆動して、電磁開閉バルブ１２を開放状態に移行させる。第１の連結路１１は冷却装置１０の大容量のタンク１０ａに接続されており、電磁開閉バルブ１２が開かれると、閉ループ循環路４中の温調水は、第１の連結路１１および電磁開閉バルブ１２を通じてタンク１０ａへと流入する。閉ループ循環路４中から温調水がタンク１０ａに流れると、閉ループ循環路４中の温調水の圧力が低下し、閉ループ循環路４中の温調水の圧力が１次圧Ｐｏよりも低くなると、冷却装置１０のチラー１０ｂで所定温度まで冷却され、１次圧用ポンプ１０ｃで１次圧Ｐｏまでポンプアップされた温調水が、第２の連結路１４および逆止バルブ１５を通じて、閉ループ循環路４中に流入する。

システムコントローラ１６のバルブ開閉制御部１６ｅは、電磁開閉バルブ１２の開放タイミングからの経過時間を監視し、バルブ閉じタイミング設定部１６ｄの設定値と開放タイミングからの経過時間とが一致すると、バルブ開閉制御部１６ｅは、バルブ閉鎖指令をバルブドライバ１３に出力して、バルブドライバ１３によって電磁開閉バルブ１２を駆動して、電磁開閉バルブ１２を閉鎖状態に移行させる。

一方、電磁開閉バルブ１２の開放によって、冷却装置１０からの温調水が閉ループ循環路４中に流入すると、閉ループ循環路４中の温調水の温度は下降し始め、この温調水温度の下降は温度センサ７により検出されてシステムコントローラ１６で認知される。そして、閉ループ循環路４中の温調水の温度が設定温度を下回ったことが温度センサ７によって検出されると、システムコントローラ１６のヒータ通電制御部１６ａは、ヒータドライバ９を介してヒータ８を通電制御して、閉ループ循環路４中の温調水の温度が設定温度に近づくように温調水の加熱を行い、温調水の温度が設定温度となったことが温度センサ７によって検出されると、ヒータ通電制御部１６ａは、ヒータ８への通電制御を停止させる。

システムコントローラ１６のバルブ閉じタイミング学習演算部１６ｃは、ヒータ通電時間監視部１６ｂの保持する最新サイクルのヒータ通電制御期間（ヒータ加熱時間）と、バルブ閉じタイミング設定部１６ｄの保持する前サイクルのヒータ通電制御期間（ヒータ加熱時間）とを対比し、両者に所定範囲を超える差があるかどうかを判定する。そして、上記の両者に所定範囲を超える差がない場合には、バルブ閉じタイミング学習演算部１６ｃは、バルブ閉じタイミング設定部１６ｄの保持するデータの更新は行わないが、上記の両者に所定範囲を超える差がある場合には、バルブ閉じタイミング学習演算部１６ｃは、ヒータ通電時間監視部１６ｂより得た最新サイクルのヒータ通電制御期間の情報に基づき、予め与えられた所定のアルゴリズムによる学習演算処理によって、最新サイクルのヒータ通電制御期間がより短くなるように、電磁開閉制御バルブ１２の閉鎖タイミングを求めて、これを次のサイクルでのバルブ閉じタイミングとしてバルブ閉じタイミング設定部１６ｄに設定する。このような処理をバルブ閉じタイミング学習演算部１６ｃが繰り返し行うことで、やがて、ヒータ通電制御期間が最も短くなる電磁開閉制御バルブ１２の閉鎖タイミング（バルブ開放時間）が求められて、これがバルブ閉じタイミング設定部１６ｄに設定されることとなる。

図２は、本実施形態の金型温調システムにおける、成形サイクル中の各工程と、電磁開閉バルブ１２の開放期間およびヒータ８の通電制御期間との、関係の１例を示す説明図である。本実施形態での電磁開閉制御バルブ１２の開放タイミングは、図４に示した従来技術と同様のタイミングとなるが、電磁開閉制御バルブ１２の閉鎖タイミングは、図４に示した従来技術に較べると大幅に早まる。つまり、従来技術では、サイクル毎に閉ループ循環路４に対して冷却された温調水の過剰な供給が行われていたいう見識に基づいて、電磁開閉制御バルブ１２の閉鎖タイミングを、例えば、冷却工程の終了タイミングと一致させる当初の設定としても、金型内の樹脂の冷却、固化は所期の挙動で問題なく行えることが、発明者らの実証運転で確認されており、これだけでも、電磁開閉バルブ１２の開放期間およびヒータ８の通電制御期間は、従来よりも大幅に短くできる。さらに、本実施形態では、ヒータ通電制御期間が最も短くなるように電磁開閉制御バルブ１２の閉鎖タイミングを可変させていくので、ヒータ８の通電制御期間は図２の点線部分だけ短くなり、電磁開閉バルブ１２の開放期間も図２の点線部分だけ短くなって、電磁開閉制御バルブ１２の閉鎖タイミングは、冷却工程の完了前の所定タイミングに最適化される。

以上のように、本実施形態では、システムコントローラ１６は、電磁開閉バルブ１２が開放状態に移行すると、温度検出センサ７による温度検出値の如何にかかわらず、電磁開閉バルブ１２の開放タイミングから所定時間が経過したタイミングで、電磁開閉バルブ１２を閉鎖状態に移行させる。したがって、従来のように、電磁開閉バルブ１２の閉鎖タイミングのトリガー（契機）を、閉ループ循環路４内の温調水の温度が設定温度を下回ったことにしているものに較べると、電磁開閉バルブ１２の閉鎖タイミングを早めた設定とすることができ、これにより、閉ループ循環路４に対して冷却された温調水が過剰に供給されることを可及的に低減することができ、これに伴い、ヒータ８の通電制御期間も大幅に短縮することが可能となる。よって、温調水の冷却制御系で消費されるエネルギーおよび温調水の加熱制御系で消費されるエネルギーを大幅に低減することが可能となり、射出成形機全体の消費エネルギーの低減に大いに貢献できる。しかも、システムコントローラ１６は、ヒータ８による加熱時間（通電制御期間）が最も短くなるように、電磁開閉バルブ１２を閉鎖状態に移行させるタイミングを決定する学習機能をもち、この機能により求めた閉鎖タイミングを設定値として保持するので、電磁開閉バルブ１２の閉鎖タイミングを、自動的に適切なものに決定することができる。因みに、電動式射出成形機全体の消費電力（消費エネルギー）のうち、金型温調のための消費電力はその半ばを超えており、理論計算上は金型温調のための消費電力を半減することができるので、射出成形機全体の消費エネルギーの低減への寄与度は多大なものとなる。

本発明の一実施形態に係る射出成形機の金型温調システムの構成を示す説明図である。本発明の一実施形態に係る射出成形機の金型温調システムにおける、成形サイクル中の各工程と電磁開閉バルブの開放期間およびヒータの通電制御期間との関係の１例を示す説明図である。従来技術による射出成形機の金型温調システムの構成を示す説明図である。従来技術による射出成形機の金型温調システムにおける、成形サイクル中の各工程と電磁開閉バルブの開放期間およびヒータの通電制御期間との関係の１例を示す説明図である。

符号の説明

１金型
１ａ固定側金型
１ｂ可動側金型
２キャビティ
３射出ユニット
４閉ループ循環路
４ａ金型内循環路
５循環用ポンプ
６モータ
７温度センサ
８ヒータ
９ヒータドライバ
１０冷却装置
１０ａタンク
１０ｂチラー
１０ｃ１次圧用ポンプ
１１第１の連結路
１２電磁開閉バルブ
１３バルブドライバ
１４第２の連結路
１５逆止バルブ
１６システムコントローラ
１６ａヒータ通電制御部
１６ｂヒータ通電時間監視部
１６ｃバルブ閉じタイミング学習演算部
１６ｄバルブ閉じタイミング設定部
１６ｅバルブ開閉制御部

Claims

金型内に温調用媒体を流入させ、金型内から流出した温調用媒体を再び金型内に流入させるための閉ループ循環路と、
該閉ループ循環路上に設けられて、成形運転中は所定圧力の温調用媒体を前記閉ループ循環路中で循環させるように連続運転される循環用ポンプと、
前記閉ループ循環路上に設けられて、前記閉ループ循環路中の温調用媒体の温度を検出する温度センサと、
前記閉ループ循環路上に設けられて、前記閉ループ循環路中の温調用媒体を加熱するためのヒータと、
チラーとタンクとポンプとを備えた温調用媒体の冷却装置と、
該冷却装置と前記閉ループ循環路とを接続する第１の連結路と、
該第１の連結路上に配置されて、前記閉ループ循環路と前記冷却装置との間の連通状態を制御する電磁バルブと、
該電磁バルブを駆動制御するバルブ制御手段と、
前記冷却装置と前記閉ループ循環路とを接続する第２の連結路と、
該第２の連結路上に配置されて、前記閉ループ循環路内の温調用媒体の圧力が、前記冷却装置の前記ポンプが吐出する温調用媒体の圧力よりも低下した際に、前記冷却装置から前記閉ループ循環路に冷却された温調用媒体を送り込む逆止バルブとを、備え、
前記閉ループ循環路内の温調用媒体の温度が設定温度を上回ったことが前記温度センサにより検出されると、前記バルブ制御手段により前記電磁バルブを開放状態にして、前記閉ループ循環路内の温調用媒体を前記第１の連結路を通じて前記冷却装置の前記タンクに流して、前記閉ループ循環路内の温調用媒体の圧力を下げることで、前記冷却装置から前記第２の連結路および前記逆止バルブを通じて、冷却された温調用媒体を前記閉ループ循環路に送り込むようにした成形機の金型温調システムにおいて、
成形機のコントローラには、前記バルブ制御手段として、１成形サイクル中の前記ヒータへの通電を制御するヒータ通電制御部と、前記ヒータへの通電時間を監視するヒータ通電時間監視部と、ヒータ通電制御期間が最も短くなる前記電磁バルブの閉鎖タイミングを算出するバルブ閉じタイミング学習演算部と、当該バルブ閉じタイミング学習演算部にて算出された前記電磁バルブの閉鎖タイミングを次サイクルでのバルブ閉じタイミングとして設定するバルブ閉じタイミング設定部と、当該バルブ閉じタイミング設定部により設定されたバルブ閉じタイミングで前記電磁バルブの駆動制御を行うバルブ開閉制御部とを備え、
前記成形機のコントローラは、前記電磁バルブが開放状態に移行すると、前記温度検出センサによる温度検出値の如何にかかわらず、前記電磁バルブの開放タイミングから所定時間が経過したタイミングで、前記バルブ制御手段により前記電磁バルブを閉鎖状態に移行させることを特徴とする成形機の金型温調システム。
請求項１に記載の成形機の金型温調システムにおいて、
前記閉ループ循環路内の温調用媒体の温度が設定温度未満となったことが前記温度センサにより検出されると、前記ヒータは通電制御されて前記閉ループ循環路内の温調用媒体を加熱するように動作し、前記成形機のコントローラは、前記ヒータによる加熱時間が最も短くなるように、前記電磁バルブを閉鎖状態に移行させるタイミングを決定することを特徴とする成形機の金型温調システム。
請求項２に記載の成形機の金型温調システムにおいて、
前記電磁バルブを閉鎖状態に移行させるタイミングは、冷却工程の完了前のタイミングであることを特徴とする成形機の金型温調システム。