JP5167074B2 - 加熱冷却切替装置及びこれを備えた金型加熱冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、高温或いは低温の温度の異なる温調媒体を切替えて、合成樹脂製品などを成型する金型内に形成された金型流通路に前記温調媒体を送媒し、前記金型を加熱及び冷却する加熱冷却切替装置及びこれを備えた金型加熱冷却システムに関する。

上述のような加熱冷却切替装置及びこれを備えた金型加熱冷却システムとしては、下記特許文献１及び下記特許文献２（以下、特許文献という）に記載のものがある。
下記特許文献には、高温の温調媒体として水蒸気を用いたものが開示されており、ここには加熱用、冷却用の２種類の異なる温度の媒体を金型の媒体路に切替えて送り、金型の加熱工程、成形工程、冷却工程を繰り返すものが記載されている。

下記特許文献には、冷却工程から加熱工程に移行する際、冷却水は金型の媒体路を経ない冷却用ユニットに戻る冷却水の循環路へ返媒され、加熱用ユニットによって作られた蒸気は、金型の媒体路を通って金型を加熱した後、ベンチュリー弁を有する弁を経て冷却水の循環路に流入することが記載されている。
これによれば、ベンチュリー機構の吸い上げ作用により、弁のノズル部で冷却水の流速が上がり、蒸気の吸入部分の気圧が低下して弁における蒸気の吸入、循環路への排出が円滑に行われ、加熱工程における金型の昇温時間を短縮することができるとされている。
特開平２００４−１５５５０９９号公報 実用新案登録第３０９３９２０号公報

このような金型加熱冷却システムにおいては、加熱工程から冷却工程、或いは冷却工程から加熱工程への切替えをできるだけ速やかに行い、金型の急速加熱及び急速冷却が可能なシステムが望まれている。特に大型樹脂成型品を製造するに際しては、急速に金型が所定温度に加熱されないとウエルド、フローマークなどの発生する要因となってしまうからである。
そこで、温調媒体の切替え時に、切替え前の温調媒体が金型と装置本体の間を繋ぐホース内や金型の媒体路内に残留する量を極力減らし、切替時間を短縮して急加熱及び急冷却することが考えられる。
すなわち、温調媒体の切替え時は、ホース内などに残留した温調媒体を排出させながら、これを追うように温度の異なる温調媒体に切替えられるが、この残留した温調媒体の残留量が多ければ多いほど、切替時間が長くなってしまう。
しかしながら、上記特許文献１及び上記特許文献２に記載の切替えバルブユニットは、金型へ送媒する温調媒体を低温から高温に切替えるときに（すなわち、冷却工程から加熱工程に移行する際）、切替え前の温調媒体の残留量自体を抑制したものではない。

ホース内に残留する温調媒体の量を極力少なくして、切替時間の短縮が図れるために装置本体を金型の近くに近接させて設置し、ホースを短く構成することも考えられる。
しかしながら、大抵は切替えバルブユニットの装置本体を金型に近接させて置くことは製造現場のレイアウト上難しいことが多く、まして上記特許文献に記載のものは、装置内に配される配管の構成及び切替え弁の切替え制御が複雑であるので、装置自体が大型化する傾向があり、より一層金型に近接させて置くことは作業の邪魔になり考えにくい。

本発明は、このような事情を考慮して提案されたもので、その目的は、温調媒体の切替時間を短縮することにより、成型サイクルを短くし、生産効率の向上を図ることができる加熱冷却切替装置及びこれを備えた金型加熱冷却システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の加熱冷却切替装置は、金型内に形成された金型流通路に送媒される高温媒体供給装置からの高温の温調媒体と低温媒体供給装置からの低温の温調媒体とを切替えて前記金型流通路に送媒して前記金型を加熱及び冷却する加熱冷却切替装置であって、前記低温媒体供給装置に接続され、前記低温の温調媒体を送媒するポンプを内蔵した装置本体部と、前記高温の温調媒体と前記低温の温調媒体とを切替える切替部を有したマニホールド部と、を備えており、前記装置本体部は、前記低温媒体供給装置に接続される送媒ホースに接続される給水口と、当該装置本体部と前記マニホールド部との間を繋ぐ装置本体間送媒ホースが接続される装置側送媒口と、を備え、該装置本体部内には、これら給水口及び装置側送媒口間を接続し、前記ポンプを配した送媒路が設けられており、前記マニホールド部は、前記金型流通路に送媒される温調媒体が通じる側と該金型流通路から返媒される温調媒体が通じる側とに分かれた配管部と、当該マニホールド部の送媒側及び返媒側と前記金型流通路の送媒側及び返媒側との間をそれぞれに繋ぐ金型間ホースが接続される送媒接続口及び返媒接続口と、前記金型流通路からの温調媒体を返媒する返媒ホースが接続されるマニホールド側返媒口と、を備え、前記切替部は、前記高温媒体供給装置に接続される供給ホース及び前記装置本体間送媒ホースが接続され、これらを切替えて送媒側の配管部への流路を確立する構成とされており、かつ、前記マニホールド部は、前記装置本体部とは別体とされて、該装置本体部に対して着脱自在とされていることを特徴とする。

本発明において、マニホールド部には取付プレートが設けられており、該マニホールド部は、該取付プレートを介して前記装置本体部に対して着脱自在とされているものとしてもよい。
これによれば、容易にマニホールド部を前記装置本体部から着脱することができる。

またマニホールド部は、前記切替部として３方向切替バルブを備えているものとしてもよい。
これによれば、温調媒体を供給するためのホースの繋ぎ替えをせずに、温調媒体の流路の切替えを行うことができる。

更に前記装置本体部には、前記マニホールド部のマニホールド側返媒口に接続される返媒ホースが接続される装置側返媒口と、前記低温媒体供給装置に接続される返媒ホースに接続される排水口と、が設けられ、前記装置本体部内には、これら装置側返媒口及び排水口間を接続する返媒路と、前記送媒路と前記返媒路とを繋ぐバイパス路と、が設けられており、前記バイパス路には、該バイパス路を流通する前記温調媒体の流量を絞る流量調整用オリフィスが設けられており、前記高温の温調媒体として、高圧の水蒸気が用いられた場合には、前記返媒路に返媒された前記水蒸気に、前記バイパス路を通じ前記オリフィスを介して前記送媒路から前記返媒路に供給された少量の前記低温の温調媒体が混水し、返媒された前記水蒸気が復水するものとしてもよい。
これによれば、高温且つ高圧の水蒸気を用いることにより、金型を効率よく加熱することができ、ウエルド、フローマークなどの発生が少ない成型品を製造することができる。また温調媒体として水や油を用いる場合に比べて温調媒体の切替時に金型流通路などに残存する温調媒体の量が極めて少ないので、より一層温調媒体の切替時間が短縮できる。更に返媒された水蒸気が逆流するおそれがなく、簡易な構成で速やかに復水することができる。そして該復水は、低温の温調媒体として循環利用することができ、冷却のために用いられる水の量を抑制することができる。

そして前記装置本体部内には、前記低温の前記温調媒体を前記切替部へ吐出するポンプと、前記ポンプの吐出口から吐出した前記温調媒体を前記切替部に至る前記送媒路の途中から分岐して再び前記ポンプの供給口側へ戻す循環路が設けられているものとしてもよい。
これによれば、送媒路から循環路に流れた温調媒体を循環路を通じで供給口側へ戻すことができる。よってポンプを常時稼動状態とし、送媒路内の内圧が高まっても循環路に温調媒体を流してその内圧を調整することができる。また低温の温調媒体の切替部への供給をスタンバイ状態にしておくことができるので、切替時には速やかに切替部から金型流通路へ低温の温調媒体を送媒することができる。更にこのときに稼動するポンプの発熱により、送媒路に滞留する温調媒体に温度変化が生じても、送媒路から循環路に流れた温調媒体は、循環路を通じて供給口側に戻され、低温の温調媒体と混ざって循環を繰り返すので、常時低温に維持された温調媒体を切替部に供給できる。

そしてまた、上述のいずれかに記載の加熱冷却切替装置と、加熱或いは冷却される金型と、高温の温調媒体を前記金型流通路に供給する高温媒体供給装置と、低温の温調媒体を前記金型流通路に供給する低温媒体供給装置とを備えた金型加熱冷却システムとしてもよい。
これによれば、マニホールド部を装置本体から取外し、金型に近接させてマニホールド部を設置することができる加熱冷却切替装置を採用することにより、温度の異なる温調媒体の切替時間を短縮できるので、成型サイクルを短くすることができ、生産効率の向上を図ることができる。

本発明に係る加熱冷却切替装置によれば、マニホールド部は、前記装置本体部に対して着脱自在に構成されるよう別体になっているため、金型の近くに加熱冷却切替装置を配置できないような場合、マニホールド部を装置本体部から取外し、金型に近接させてマニホールド部を設置することができる。
金型とマニホールド部との間を近接させることができるので、この間を繋ぐホースの長さを短くすることができ、温度の異なる温調媒体に切替える際、前記ホースに残存する温調媒体の量を少なくすることができる。
よって前記ホースに残存する温調媒体から異なる温度の温調媒体に速やかに切替えるができ、温調媒体の切替時間を短縮することできる。
また、急加熱・急冷却を実現できるので、ウエルドやフローマークが生じない良好な成型品を形成することができる。更にこのように急加熱・急冷却を実現することにより、成型サイクルを短くし、生産効率の向上を図ることができる。
そして装置本体部から取外されたマニホールド部は嵩張らないので、製造現場のレイアウトに支障をきたすおそれがない。

以下に、本発明の実施の形態について、添付図面とともに説明する。
図１は本発明の加熱冷却切替装置を備えた金型加熱冷却システムを模式的に示したフロー図、図２は同加熱冷却切替装置の外観斜視図、図３は図１と同様図であり同加熱冷却切替装置のマニホールド部を取外して金型に近接させて配置したときのフロー図、図４は図３の状態を示す斜視図、図５（ａ）（ｂ）は同加熱冷却切替装置のマニホールド部の取付状態の他の例を示す模式的側面図、図６は図１の変形例を示すフロー図である。図中、フロー図の白抜矢印は、温調媒体が流れる方向を示している。

図に示す金型加熱冷却システムＳ１は、加熱冷却切替装置１と、合成樹脂製品などを成型するための金型４と、高温の温調媒体を金型４に形成された金型流通路４０に供給する高温媒体供給装置５と、低温の温調媒体を金型流通路４０に供給する低温媒体供給装置６とから構成されている。
金型加熱冷却システムＳ１は、これらそれぞれがホース或いは配管などで接続されており、高温或いは低温の温度が異なる温調媒体を適宜切替えて循環させ、金型４を加熱及び冷却を繰り返すシステムである。

加熱冷却切替装置１は、装置本体部２と、マニホールド部３と、高温或いは低温の温度の異なる温調媒体を切替えて送媒する切替部３０とを備えている。加熱冷却切替装置１は操作パネル（不図示）や圧力計などを備えており、操作パネルには設定温度、加熱冷却時間など各種設定を行う操作釦や運転状況等が表示される表示画面が設けられている。

装置本体部２は、温調媒体を金型流通路４０に送媒するポンプ２０と、装置本体部２とマニホールド部３との間を繋ぐ装置本体間ホース（送媒ホース１０及び返媒ホース１１）が接続される装置側送媒口２ａ及び装置側返媒口２ｂと、低温媒体供給装置６から低温の温調媒体を給水する給水口２ｃと、金型流通路４０を通じて返媒された温調媒体を排水する排水口２ｄとを備えている。そして給水口２ｃと排水口２ｄとは、低温媒体供給装置６とホース（送媒ホース１６及び返媒ホース１７）を介して接続されている。
装置本体部２内には、給水口２ｃと送媒口２ａとの間を接続し、低温媒体供給装置６から供給される低温の温調媒体を送媒する送媒路２１と、返媒口２ｂと排水口２ｄとの間を接続し、金型流通路４０から返媒された温調媒体媒体が流通する返媒路２２とが設けられている。

送媒路２１には、低温の温調媒体を切替部３０に供給するポンプ２０と、コントロールセンサ２４とが設けられ、ポンプ２０には低温媒体供給装置６から低温の温調媒体を供給する供給口２０ａ（ＩＮ）と、低温の温調媒体を吐出する吐出口２０ｂ（ＯＵＴ）とを備えている。
送媒路２１と返媒路２２の間には、ポンプ２０の吐出口２０ｂから吐出した温調媒体を切替部３０に至る送媒路２１の途中から分岐して再びポンプ２０の供給口２０ａ側へ戻す循環路２３と、送媒路２１と返媒路２２とを繋ぐバイパス路２６とが設けられている。
循環路２３には、バイパス電磁弁２５が設けられており、該バイパス電磁弁２５は切替部３０が低温の温調媒体を送媒するよう切替えられた際には閉状態となり、切替部３０が高温の温調媒体を送媒するよう切替えられた際には、低温の温調媒体を循環路２３で循環させるために開状態となる。

このように循環路２３を設けることにより、送媒路２１から循環路２３に流れた温調媒体を循環路２３を通じて再び供給口２０ａ側へ戻すことができる。またバイパス路２６を設けることにより、送媒路２１からバイパス路２６を流れ込んだ温調媒体及び金型流通路４０から返媒された温調媒体を低温媒体供給装置６に返媒することができる。
よって切替部３０の低温入口ポート３０ｂが閉状態とされている場合でも、ポンプ２０を常時稼動させておくことができる。すなわち、切替部３０の切替状態に関わらず、ポンプ２０を常時稼動状態として、数百Ｌ／分程度の低温の温調媒体を流すことができるので、切替部３０の低温入口ポート３０ｂが閉状態とされ送媒路２１内の内圧が高まっても、循環路２３及びバイパス路２６に温調媒体を流してその内圧を調整することができるのである。
また低温入口ポート３０ｂが閉状態であっても、ポンプ２０を常時稼動状態にできるので、低温入口ポート３０ｂから低温の温調媒体をすぐに供給できる状態（スタンバイ状態）にしておくことができる。よって、温調媒体の供給が低温に切替わった場合に、速やかに低温入口ポート３０ｂを通じて金型流通路４０へ低温の温調媒体を送媒することができる。
更にこのときに稼動するポンプ２０の発熱によって、送媒路２１に滞留する温調媒体に温度変化が生じても、送媒路２１からバイパス路２６に流れた温調媒体は、バイパス路２６、返媒路２２、排水口２ｄ、返媒ホース１７を通じて低温媒体供給装置６に戻すことができる。そして、返媒された温調媒体は低温媒体供給装置６で冷却されて再び送媒ホース１６を通じて給水口２ｃに供給される。この循環を低温入口ポート３０ｂが閉状態であっても繰り返すことができるので、スタンバイ状態の低温の温調媒体が、ポンプの発熱で温まってしまうことがなく低温状態を維持できる。よって常時低温の温調媒体を切替部３０に供給できる状態にできるのである。

金型流通路４０から返媒された温調媒体は、返媒口２ｂから戻り、返媒路２２を通じて排水口２ｄへと導かれ、排水口２ｄから返媒ホース１７を通じて低温媒体供給装置６へ返媒され、温調媒体が循環するよう構成される。
また装置本体部２内には、送媒路２１と返媒路２２とを繋ぐバイパス路２６が設けられている。バイパス路２６には、該バイパス路を流通する前記温調媒体の流量を絞る流量調整用のオリフィス２７が設けられている。
高温の温調媒体として、高温媒体供給装置５から高温且つ高圧の水蒸気が供給される場合には、金型流通路４０を通じて返媒路２２に返媒された水蒸気に、バイパス路２６を通じオリフィス２７を介して送媒路２１から返媒路２２に供給された少量（およそ９Ｌ／分〜１１Ｌ／分）の低温の温調媒体を混水させることにより、返媒された水蒸気を復水させることができる。
ここでオリフィス２７は、手動バルブとしてもよく、オリフィス２７を介して返媒路２２に供給される低温の温調媒体の流量がおよそ９Ｌ／分〜１１Ｌ／分に調整できるものであればよい。
またバイパス路２６を通じて供給される低温の温調媒体は、低温媒体供給装置６から供給される。

後記するように高温媒体供給装置５から供給される高温の温調媒体は、水や油でもよいが、高温且つ高圧の水蒸気を用いることにより、金型４を効率よく急速に加熱することができ、ウエルド、フローマークなどの発生が少ない成型品を製造することができる。
また温調媒体として水や油を用いる場合に比べて温調媒体の切替時に金型流通路４０や送媒ホース１２、返媒ホース１３に残留する温調媒体の量が極めて少ないので、より一層温調媒体の切替時間が短縮できる。発明者が種々試みたところによれば、金型４の加熱温度などにも左右されるが、残留した温調媒体を排出させる作業がほとんど不要な場合もあった。
更に返媒された水蒸気の逆流を防ぐための安全機構を設けることなく、バイパス路２６から低温の温調媒体を供給することにより、簡易な構成で速やかに復水することができる。よって該復水は、低温の温調媒体として循環利用することができ、冷却のために用いられる水の量を抑制することができ、環境問題にも配慮したものとすることができる。

マニホールド部３は、送媒される温調媒体が通じる側と返媒される温調媒体が通じる側とに分かれた配管部３１と、送媒ホース１０及び返媒ホース１１が接続されるマニホールド側送媒口３ａ及びマニホールド側返媒口３ｂと、マニホールド部３と金型４との間を繋ぐ金型間ホース（送媒ホース１２及び返媒ホース１３）が接続され、温調媒体の送媒及び返媒を行う送媒接続口３２及び返媒接続口３３とを備えている。図例の送媒接続口３２及び返媒接続口３３は、バルブで構成された例を示しているがこれに限定されるものではない。
またマニホールド部３は、切替部３０として３方向切替バルブを備えており、該切替部３０は、高温の温調媒体を高温媒体供給装置５から供給するための高温入口ポート３０ａと、低温の温調媒体を低温媒体供給装置６から供給するための低温入口ポート３０ｂと、配管部３１を介して送媒接続口３２へ温調媒体を供給する排出ポート３０ｃとで構成されている。
３方向切替バルブは、流路の変更を自動切替できるものが好適に用いられ、エア式、モータ式、ソレノイド式など駆動源は限定されるものではない。
３方向切替バルブ内には切替弁（不図示）が組込まれており、切替弁の切替により高温の温調媒体を供給できる流路と、低温の温調媒体を供給できる流路の２つの流路を確立できるように構成されている。このように切替部３０を３方向切替バルブとすれば、温調媒体を低温から高温、或いは高温から低温に切替える度に供給するためのホースの繋ぎ替える必要がなく、温調媒体の流路の切替えを容易に行うことができる。
なお、図１〜図４では、送媒接続口３２及び返媒接続口３３を夫々２口使用した例を示しているが、これらの数などは図例に限定されるものではなく、金型４の構成に応じて変更可能に構成される。

金型４は射出成型機（不図示）に組込まれ、可動側金型と固定側金型とで構成されており、金型４内には温調媒体が流通する金型流通路４０が形成されている。また金型４には温度センサ（不図示）が設けられており、該温度センサで測定された測定温度などに基づいて、送媒する温調媒体が切替制御される。

高温媒体供給装置５は、加熱冷却切替装置１と供給ホース１５で接続され、高温の温調媒体を金型流通路４０に供給できるものであればよく、特に限定されるものではないが、例えば高温で高圧の水蒸気を供給できる蒸気ボイラーや媒体タンクに貯留された水或いは油をヒータで加熱し、これを温調媒体として供給できる装置でもよい。
また低温媒体供給装置６は、低温の温調媒体を金型流通路４０に供給できるものであればよく、特に限定されるものではないが、例えばクーリングタワー、チラーなどを用いることができる。

加熱冷却切替装置１は、上述したように装置本体部２とマニホールド部３とからなり、マニホールド部３は、装置本体部２に対して着脱自在に構成されるよう別体になっている。
図１、図２は装置本体部２にマニホールド部３が取付けられている状態を示しており、図２は、加熱冷却切替装置１を背面側からみた斜視図を示している。図３、図４は装置本体部２からマニホールド部３が取外された状態を示している。よって図１と図３のフロー図は、装置本体間ホース（送媒ホース１０及び返媒ホース１１）の長さが異なるのみで、その他の構成は同じである。
図２、図４に示すように、マニホールド部３には取付プレート７を設けられており、該取付プレート７を介して装置本体部２に対して着脱自在とされている。取付プレート７は、取付状態においては、装置本体部２に形成されたねじ穴にねじ７ａを螺入して固着されており（図２参照）、該ねじ７ａを外すことによって、装置本体部２からマニホールド部３が取外され、金型４のすぐ近くに近接させて配置することができる（図４参照）。

図４からも明らかであるように、装置本体部２からマニホールド部３を取外し、送媒ホース１０、返媒ホース１１及び供給ホース１５を長いホースとすれば、装置本体部２から離れた場所にマニホールド部３を配置させることができる。そして図１〜図４に示すように金型４とマニホールド部３との間を繋ぐ送媒ホース１２及び返媒ホース１３を短いホースとすれば、温度の異なる温調媒体に切替える際、送媒ホース１２、返媒ホース１３に残留する温調媒体の量を少なくすることができる。
発明者が種々試したところによれば、残留する温調媒体の量が従来のものと比べて、３分の１〜５分の１に低減できることがわかっている。
製造工場のレイアウトなどの関係で、金型４の近くに加熱冷却切替装置１を配置できないような場合は、マニホールド部３を装置本体部２から取外し、金型４に近接させてマニホールド部３を設置することができる。よって、残留する温調媒体を速やかに排出させることができ、温調媒体の切替時間を短縮することができる。また図４に示すように取外して金型４の近くに設置可能なマニホールド部３は、嵩張らないでコンパクトに構成されているので、邪魔になることがない。
なお、マニホールド部３の構成、形状は図例に限定されるものではなく、送媒接続口３２、返媒接続口３３の数も図例に限定されるものではない。

マニホールド部３を着脱自在とする構造は、図例に限定されるものではなく、図５に示すものとしてもよい。図５（ａ）（ｂ）は同加熱冷却切替装置１のマニホールド部３の取付状態の他の例を示す模式的側面図である。
図５（ａ）は装置本体部２にマニホールド部３が取付けられている状態を示しており、図５（ｂ）は装置本体部２からマニホールド部３が取外された状態を示している。
ここに示す取付プレート７は鉤状（フック型）になっており、マニホールド部３に設けられている。装置本体部２にはこの鉤状の取付プレート７に対応した鉤状の受けプレート８が設けられている。受けプレート８に取付プレート７を引っ掛けることにより、マニホールド部３を装置本体部２に取付けることができ（図５（ａ）参照）、マニホールド部３を上方へ持ち上げれば容易に装置本体部２から取外すことができる（図５（ｂ）参照）。
その他、装置本体部２の背面に鉤状の取付プレート７を引っ掛けられる凹所を形成したものとしてもよい。

次に、図１を参照しながら金型４を加熱或いは冷却する金型加熱冷却システムＳ１における温調媒体の循環状態の一例について、金型４を加熱する時、冷却する時に分けて説明する。
（金型加熱時）
金型４を加熱する際には、高温媒体供給装置５において高温に加熱された温調媒体は、供給ホース１５を通じて加熱冷却切替装置１に供給する。切替部３０の高温入口ポート３０ａ、排出ポート３０ｃを介して送媒側の配管部３１に温調媒体が到達する。このように金型４を加熱するとき、すなわち、高温の温調媒体供給時の切替部３０は、高温入口ポート３０ａ〜排出ポート３０ｃの流路を確立し、低温入口ポート３０ｂを閉状態に切替える。
配管部３１に到達した高温の温調媒体は、送媒接続口３２、送媒ホース１２を経て金型４の金型流通路４０に送媒される。そして高温の温調媒体が金型流通路４０を通じることにより、金型４が加熱されていく。
金型流通路４０を通じた高温の温調媒体は、返媒ホース１３、返媒接続口３３、返媒ホース１１を経て装置本体部２の返媒路２２に返媒される。
このとき、高温の温調媒体として水蒸気が用いられた場合は、バイパス路２６から供給される低温の温調媒体と混水されて水蒸気が復水する。
そして返媒路２２から排水口２ｄを通じ返媒ホース１７を経て低温媒体供給装置６に温調媒体が返媒される。
以上を繰り返し行い、金型４を所定温度に加熱していく。

（金型冷却時）
金型４を冷却する際には、まずは低温媒体供給装置６において低温に冷却された温調媒体を送媒ホース１６を通じて加熱冷却切替装置１に供給する。送媒路２１に設けられたポンプ２０から所定の吐出圧力で低温の温調媒体を吐出し、送媒口２ａ、送媒ホース１０を経て切替部３０の低温入口ポート３０ｂ、排出ポート３０ｃを介して送媒側の配管部３１に温調媒体が到達する。このように金型４を冷却するとき、すなわち、低温の温調媒体供給時の切替部３０は、高温入口ポート３０ａを閉、低温入口ポート３０ｂ〜排出ポート３０ｃの流路を確立するよう切替えられる。
配管部３１に到達した低温の温調媒体は、送媒接続口３２、送媒ホース１２を経て金型４の金型流通路４０に送媒される。そして低温の温調媒体が金型流通路４０を通じることにより、金型４が冷却されていく。
金型流通路４０を通じた低温の温調媒体は、返媒ホース１３、返媒接続口３３、返媒ホース１１を経て装置本体部２の返媒路２２に返媒される。
そして返媒路２２から排水口２ｄを通じ返媒ホース１７を経て低温媒体供給装置６に温調媒体が返媒される。
以上を繰り返し行い、金型４を所定温度に冷却していく。

続いて図３を参照しながら、金型４に送媒する温調媒体を切替えるときの要領について説明する。ここでは高温の温調媒体として水蒸気が用いられた場合について説明する。
（温調媒体切替時、加熱から冷却へ）
金型４の加熱から金型４の冷却に切替える際には、切替部３０の流路を低温入口ポート３０ｂ〜排出ポート３０ｃの流路が確立されるよう切替える。このとき、ポンプ２０は駆動状態となっており、低温入口ポート３０ｂには低温の温調媒体がスタンバイ状態となっているので、切替部３０の切替えがなされれば、速やかに低温の温調媒体を金型流通路４０に供給することができる。またこのとき、低温の温調媒体は、送媒ホース１２、金型流通路４０、返媒ホース１３、返媒路２２に残留した高温の水蒸気と混ざりながら供給されることになるが、マニホールド部３が金型４に近接して設置され、送媒ホース１２が短く構成できるので、残留している水蒸気が少なく、速やかに金型流通路４０内を低温の温調媒体で満たすことができ、金型４を急速に冷却することができる。

（温調媒体切替時、冷却から加熱へ）
金型４の冷却から金型４の加熱に切替える際には、切替部３０の流路を高温入口ポート３０ａ〜排出ポート３０ｃの流路が確立されるよう切替える。このときも、ポンプ２０は駆動状態であり、またいつでも低温の温調媒体が供給できるようスタンバイ状態とし、上述したようにバイパス電磁弁２５が開となる。またこのとき、送媒ホース１２、金型流通路４０、返媒ホース１３、返媒路２２に低温の温調媒体が残留するが、マニホールド部３が金型４に近接して設置され、送媒ホース１２が短く構成できるので、残留している低温の温調媒体が少なく、速やかに金型流通路４０内を高温高圧の温調媒体で満たすことができ、金型４を急速に加熱することができる。

金型加熱冷却システムＳ１の構成は、上述の例に限定されるものではない。
図６は、図１に示す金型加熱冷却システムＳ２の変形例である。
図１の金型加熱冷却システムＳ１と共通するものには同じ符号を付し、その説明は省略する。加熱冷却切替装置１が装置本体部２とマニホールド部３とを備え、これらが別体に構成され着脱自在であることは上述と同様である。
図６に示す金型加熱冷却システムＳ２は、マニホールド部３に第２の切替部３４が設けられている点、返媒された高温の温調媒体が低温媒体供給装置６に返媒されるのではなく、高温媒体供給装置５に通じる返媒ホース１８によって、高温媒体供給装置５に返媒される点で異なる。
第２の切替部３４は切替部３０と同じ３方向切替バルブからなり、第２の切替部３４は、返媒された温調媒体が供給される入口ポート３４ｃと、装置本体部２を介して低温媒体供給装置６に温調媒体を返媒する低温排出ポート３４ｂ、高温媒体供給装置５に温調媒体を返媒する高温排出ポート３４ａとで構成されている。
これにより、金型流通路４０を通じて返媒された高温の温調媒体は切替部３４を介して高温媒体供給装置５へ、返媒された低温の温調媒体は切替部３４を介して低温媒体供給装置６へと返媒され、返媒された温調媒体はそれぞれを再び加熱或いは冷却されて送媒する温調媒体として循環させることができる。
なお、低温媒体供給装置６への返媒は、加熱冷却切替装置１の装置本体部２を介することなく、直接低温媒体供給装置６に直接返媒させるものとしてもよい。

本発明の加熱冷却切替装置を備えた金型加熱冷却システムを模式的に示したフロー図である。 同加熱冷却切替装置の外観斜視図である。 図１と同様図であり同加熱冷却切替装置のマニホールド部を取外して金型に近接させて配置したときのフロー図である。 図３の状態を示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）は同加熱冷却切替装置のマニホールド部の取付状態の他の例を示す模式的側面図である。 図１の変形例を示すフロー図である。

符号の説明

１ 加熱冷却切替装置
１０、１２、１６ 送媒ホース
１１、１３、１７、１８ 返媒ホース
２ 装置本体部
２０ ポンプ
２０ａ 供給口
２０ｂ 吐出口
２１ 送媒路
２２ 返媒路
２３ 循環路
２６ バイパス路
３ マニホールド部
３０ 切替部（３方向切替バルブ）
３０ａ 高温入口ポート
３０ｂ 低温入口ポート
３０ｃ 排出ポート
３２ 送媒接続口
３３ 返媒接続口
４ 金型
４０ 金型流通路
５ 高温媒体供給装置
６ 低温媒体供給装置
７ 取付プレート
Ｓ１、Ｓ２ 金型加熱冷却システム

Claims (6)

1. 金型内に形成された金型流通路に送媒される高温媒体供給装置からの高温の温調媒体と低温媒体供給装置からの低温の温調媒体とを切替えて前記金型流通路に送媒して前記金型を加熱及び冷却する加熱冷却切替装置であって、
   前記低温媒体供給装置に接続され、前記低温の温調媒体を送媒するポンプを内蔵した装置本体部と、前記高温の温調媒体と前記低温の温調媒体とを切替える切替部を有したマニホールド部と、を備えており、
   前記装置本体部は、前記低温媒体供給装置に接続される送媒ホースに接続される給水口と、当該装置本体部と前記マニホールド部との間を繋ぐ装置本体間送媒ホースが接続される装置側送媒口と、を備え、該装置本体部内には、これら給水口及び装置側送媒口間を接続し、前記ポンプを配した送媒路が設けられており、
   前記マニホールド部は、前記金型流通路に送媒される温調媒体が通じる側と該金型流通路から返媒される温調媒体が通じる側とに分かれた配管部と、当該マニホールド部の送媒側及び返媒側と前記金型流通路の送媒側及び返媒側との間をそれぞれに繋ぐ金型間ホースが接続される送媒接続口及び返媒接続口と、前記金型流通路からの温調媒体を返媒する返媒ホースが接続されるマニホールド側返媒口と、を備え、前記切替部は、前記高温媒体供給装置に接続される供給ホース及び前記装置本体間送媒ホースが接続され、これらを切替えて送媒側の配管部への流路を確立する構成とされており、かつ、
   前記マニホールド部は、前記装置本体部とは別体とされて、該装置本体部に対して着脱自在とされていることを特徴とする加熱冷却切替装置。
2. 請求項１において、
   前記マニホールド部には取付プレートが設けられており、該マニホールド部は、該取付プレートを介して前記装置本体部に対して着脱自在とされていることを特徴とする加熱冷却切替装置。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記マニホールド部は、前記切替部として３方向切替バルブを備えていることを特徴とする加熱冷却切替装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項において、
   前記装置本体部には、前記マニホールド部のマニホールド側返媒口に接続される返媒ホースが接続される装置側返媒口と、前記低温媒体供給装置に接続される返媒ホースに接続される排水口と、が設けられ、前記装置本体部内には、これら装置側返媒口及び排水口間を接続する返媒路と、前記送媒路と前記返媒路とを繋ぐバイパス路と、が設けられており、前記バイパス路には、該バイパス路を流通する前記温調媒体の流量を絞る流量調整用オリフィスが設けられており、
   前記高温の温調媒体として、高圧の水蒸気が用いられた場合には、前記返媒路に返媒された前記水蒸気に、前記バイパス路を通じ前記オリフィスを介して前記送媒路から前記返媒路に供給された少量の前記低温の温調媒体が混水し、返媒された前記水蒸気が復水することを特徴とする加熱冷却切替装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項において、
   前記装置本体部内には、前記ポンプの吐出口から吐出した前記温調媒体を前記切替部に至る前記送媒路の途中から分岐して再び前記ポンプの供給口側へ戻す循環路が設けられていることを特徴とする加熱冷却切替装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の加熱冷却切替装置と、加熱及び冷却される金型と、高温の温調媒体を前記金型内に形成された金型流通路に供給する高温媒体供給装置と、低温の温調媒体を前記金型流通路に供給する低温媒体供給装置と、を備えていることを特徴とする金型加熱冷却システム。

Images