JP5335994B2 - 射出成形装置、及び射出成形装置の熱媒体の排出方法 - Google Patents
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Description
また金型温調装置が冷却媒体用配管を有する場合には、排出流量調整ユニット部の高温熱媒体の熱が冷却媒体用配管内の冷却媒体に奪われてしまい、排出流量調整ユニット部の熱媒体温度が低下し、熱伝導により上流である金型側の熱媒体の温度も低下させてしまい、金型の加熱速度が低下する。
このような構成によれば、前記排出流量調整ユニットと金型との距離を短くでき、金型の加熱工程後半で熱媒体が封じ込められる排出配管の配管長を短くできるので、前記流動圧力損失や前記放熱量を抑えることにより、周囲への熱損失等の外乱による影響を抑え、金型の加熱速度の低下を抑制できるとともに、加熱時間を安定させることができる。また特に隙間が大きな大型の射出成形機の内部を有効に使用することができ、装置設置の省スペース化が可能であると共に射出成形機と周辺装置の配置レイアウト設計が容易となる。
また、加熱前半において熱媒体は金型に熱を奪われ排出配管に流出する熱媒体は低温低圧状態となっており排出配管部材の耐熱耐圧性能も低くて良いが、加熱後半は金型の温度が上昇しているため排出配管に流出する熱媒体も高温状態を維持している場合がある。これに対し、排出配管に設けられた可変絞り弁を絞り、可変絞り弁部で熱媒体の圧力を低下させることにより、耐熱耐圧の低い排出配管部材を用いることができる。つまり当該可変絞り弁より下流の熱媒体を低温低圧化することができるので、排出配管部材に高耐熱高耐圧部材を使用する必要が無くなるので、設計が容易になる。更には、排出配管部材の熱応力を低減できるので、配管部材の破損および破損部からの熱媒体の漏出を防止できる。
また特に、排出配管バイパス開閉弁および排出配管に設けられた可変絞り弁を完閉した場合には、排出配管バイパス開閉弁および可変絞り弁から下流の配管内で、大気放熱により配管内部の温度が低下した熱媒体と、金型内の高温の熱媒体を分断できることから、下流の低温熱媒体に金型内の高温熱媒体の熱が奪われないので、一層、金型の温度を短時間で目標温度まで到達させることができる。
第1の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態に係わる射出成形装置が備える金型加熱回路の模式図、図2は図1の金型加熱回路を備えた第1の実施の形態の射出成形装置の側面レイアウト図、図4は図1の金型加熱回路に適用される金型の例を示す側面図、図5は図4の金型をA−A断面で示す入れ子の正面図、図6は図5のC−C断面図、図7は図1の制御盤の構成を示すブロック図、図8は図1の金型加熱回路を備えた射出成形装置の成形工程に対応する金型温度と各開閉弁の開閉のタイミングを示す線図である。
熱媒体の入口側および出口側に共通流路としてのマニホールド4a,4e,5a,5eを設けることにより、各熱媒体流路から排出された各熱媒体において温度バラツキがあった場合でも、マニホールド4a,4e,5a,5e内で熱媒体同士の熱交換が行われるため、排出流量調整ユニット61,63により熱媒体の流動が停止し(あるいは流動が微少になって)各熱媒体流路内に停留している熱媒体へも、マニホールド4a,4e,5a,5e内の均熱された熱媒体から、熱が伝導するので、各熱媒体流路も温度の均一化が可能である。つまりマニホールド4a,4e,5a,5e内の均熱化された熱媒体からの熱伝導により、相対的に温度の低い熱媒体流路は高温化され、相対的に温度の高い熱媒体流路は低温化されるため、金型の温度のバラツキを低減することができる。更には排出流量調整ユニット61,63をマニホールド4a,4e,5a,5eの直後に設ければ、マニホールド4a,4e,5a,5eの内の均熱化された熱媒体の熱を熱媒体排出流路以外に漏らして熱損失を発生させることを防止できるので、均熱効率を一層向上させることができる。
タイマーT5がタイムアップしたのち冷却開始遅延タイマーT7のタイムアップ信号で冷却水供給用開閉弁38が開き冷却水が送られると同時に金型バイパス開閉弁45を再度開くとともにタイマーT9をスタートさせる。金型バイパス開閉弁45を一旦閉じることにより、掃気用圧縮空気が強制的に金型内に送られ、金型内に残った加熱用媒体を排出できる。供給側配管に設けた温度センサからなる通過熱媒体センサ41が掃気用圧縮空気を検知した時点もしくはタイマーT9のタイムアップした時点で、金型バイパス開閉弁45A,45Bを閉じる。図8では通過熱媒体センサ41を温度センサで示したが、通過熱媒体センサ41は圧力センサであってもよい。また金型バイパス開閉弁45の閉動作は、金型バイパス開閉弁45の開動作と同時にスタートするタイマーT8のタイムアップした時点で行っても良い。また掃気用圧縮空気供給用開閉弁37の閉動作はT5によらず、通過熱媒体センサ41が空気を検知した時点で行っても良い。
第2の実施の形態を図に基づいて説明する。
図3は第2の実施の形態の射出成形装置の側面レイアウト図で、図9はその金型加熱回路の模式図である。第2の実施の形態の射出成形装置が第1の実施の形態の射出成形装置と異なる点は、バイパス配管の設置構成である。
第3の実施の形態を図に基づいて説明する。
図10は図1の金型加熱回路を備えた射出成形装置の成形工程に対応する金型温度と各開閉弁の開閉のタイミングを示す線図である。第3の実施の形態の射出成形装置が第1の実施の形態の射出成形装置と異なる点は、第1の実施の形態では加熱工程の終了が金型温度が設定金型上限温度TMSに到達した時点であることに対し、第3の実施の形態では加熱工程の終了が、蒸気の供給開始からスタートするタイマーT2のタイムアップした時点であること、及び第1の実施の形態では冷却工程の終了が、金型温度が冷却下限温度TMCに到達した時点であることに対し、第3の実施の形態では冷却工程の終了が、冷却水の供給開始からスタートするタイマーT10のタイムアップした時点であることのみ異なり、その他の構成は両者全く同じであるので、同一構成については説明を省略する。
第4の実施の形態を図に基づいて説明する。
図11は本発明の実施の形態に係わる射出成形装置が備える金型加熱回路の模式図である。第4の実施の形態の射出成形装置が第1の実施の形態の射出成形装置と異なる点は、排出流量調整ユニットの設置位置である。すなわち、第1の実施の形態では、図1に示すように、固定側排出配管60に固定側排出流量調整ユニット61を、可動側排出配管62に可動側排出流量調整ユニット63をそれぞれ設けたのに対し、第4の実施の形態では、バルブコントロールユニット19より上流側の排出側合流配管25Bに、1個の排出流量調整ユニット70を設けている。このような構成によれば、排出流量調整ユニット70の操作のみで固定金型2と可動金型3の温度を同時に制御できるので、金型の温度制御が容易化するという利点がある。
2…固定金型、
3…可動金型、
4,5…入れ子
13…射出ユニット
17…ボイラ
18…冷却設備
19…バルブコントロールユニット(金型温調装置)
21,31…金型バイパス配管
23…蒸気供給配管
24A…冷却水供給配管
24B…冷却水排出配管
25A…供給側合流配管(供給配管)
25B…排出側合流配管(排出配管)
30…混合器
36…蒸気供給用開閉弁
37…掃気用圧縮空気供給用開閉弁
38…冷却水供給用開閉弁
40…制御盤
41,43…通過熱媒体センサ
42,42a,42b…温度センサ
45…金型バイパス開閉弁
47,51,61…開閉弁
48A,48B…排出配管バイパス開閉弁
49A,49B…可変絞り弁
50A,50B…可変絞り弁バイパス配管
61…固定側排出流量調整ユニット
63…可動側排出流量調整ユニット
T3,T5,T7,T8,T9,T10…タイマー
T11,T12,T14,T17,T18,T19,T20…タイマー
Claims (19)
- 樹脂を射出すべきキャビティ空間を形成する金型と、
前記金型に熱媒体を供給する供給配管と、
前記金型から熱媒体を排出する排出配管と、
前記供給配管及び前記排出配管が接続され、熱媒体の流量または圧力を制御することにより、前記金型の温度を調節する金型温調装置と、
前記排出配管に設けられて熱媒体の流量を調整する可変絞り弁を有し、前記排出配管における前記金型温調装置より上流側の位置に設けられた排出流量調整ユニットと、
を備えることを特徴とする射出成形装置。 - 前記排出流量調整ユニットが、前記可変絞り弁を迂回してその上流側と下流側の前記排出配管を連通する可変絞り弁バイパス配管と、
該可変絞り弁バイパス配管に設けられた排出配管バイパス開閉弁と、
を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の射出成形装置。 - 前記排出流量調整ユニットが、射出成形機の内部に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の射出成形装置。
- 前記排出流量調整ユニットが、前記排出配管における前記金型への接続側端部に設けられたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の射出成形装置。
- 前記排出流量調整ユニットが、液体状の熱媒体のみを排出するスチームトラップを更に備えることを特徴とする請求項4に記載の射出成形装置。
- 前記金型が、固定金型と可動金型とを備えるとともに、
前記排出配管が、前記固定金型に接続される固定側排出配管と前記可動金型に接続される可動側排出配管とに分岐し、
前記排出流量調整ユニットが、前記排出配管における前記固定側排出配管と前記可動側排出配管とにそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の射出成形装置。 - 前記金型が、固定金型と可動金型とを備えるとともに、
前記排出配管が、前記固定金型に接続される固定側排出配管と、前記可動金型に接続される可動側排出配管と、前記固定側排出配管と前記可動側排出配管とが合流する合流配管とを有し、
前記排出流量調整ユニットが、前記合流配管に設けられたことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の射出成形装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載する射出成形装置において、前工程の熱媒体の供給を停止すると同時に、熱媒体切り換えの遅延タイマーをスタートさせ、該熱媒体切り換え遅延タイマーのタイムアップもしくは射出工程進捗に応じた後工程の熱媒体供給開始信号により、後工程の熱媒体供給を開始と、前記金型をバイパスして熱媒体の供給側合流配管と排出側合流配管とを連結する金型バイパス配管、及び金型バイパス配管に設置した金型バイパス開閉弁を有する金型バイパス回路の開動作と、金型バイパス回路閉塞遅延タイマーのスタートを行い、該金型バイパス回路閉塞遅延タイマーのタイムアップした時点、もしくは金型供給側配管部に設けた通過熱媒体センサが次工程の熱媒体を検知した時点で、前記金型バイパス配管を閉塞させることを特徴とする射出成形装置の熱媒体の排出方法。
- 請求項8の射出成形装置の熱媒体の排出方法において、前工程の熱媒体の供給の停止を、前工程の熱媒体の供給開始からスタートするタイマーのタイムアップおよび/もしくは金型温度が所定の温度に到達した時点で行うことを特徴とする射出成形装置の熱媒体の排出方法。
- 請求項8または請求項9の射出成形装置の熱媒体の排出方法において、前工程の熱媒体が加熱用媒体、後工程の熱媒体が冷却用媒体であることを特徴とする射出成形装置の熱媒体の排出方法。
- 請求項8または請求項9の射出成形装置の熱媒体の排出方法において、前工程の熱媒体が冷却用媒体、後工程の熱媒体が加熱用媒体であることを特徴とする射出成形装置の熱媒体の排出方法。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載する射出成形装置において、加熱用媒体の供給を停止すると同時に熱媒体切り換えの遅延タイマーをスタートさせ、該熱媒体切り替え遅延タイマーのタイムアップもしくは射出工程進捗に応じた熱媒体切り替え開始信号により、掃気用圧縮空気の供給開始と、前記金型バイパス回路の開動作と、金型バイパス回路閉塞遅延タイマーのスタートを行い、該金型バイパス回路閉塞遅延タイマーのタイムアップした時点、もしくは金型供給側配管部に設けた通過熱媒体センサが掃気用圧縮空気を検知した時点で、前記金型バイパス回路を閉塞させ、同時に掃気用圧縮空気の供給停止遅延タイマーをスタートさせ、該掃気用圧縮空気供給停止遅延タイマーがタイムアップした時点で、もしくは金型排出側配管部に設けた通過熱媒体センサが掃気用圧縮空気を検知した時点で掃気用圧縮空気の供給を停止することを特徴とする射出成形装置の熱媒体の排出方法。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載する射出成形装置において、加熱用媒体の供給を停止すると同時に熱媒体切り換えの遅延タイマーをスタートさせ、該熱媒体切り換え遅延タイマーのタイムアップもしくは射出工程進捗に応じた熱媒体切り替え開始信号により、掃気用圧縮空気の供給開始と、前記金型バイパス回路の開動作と、掃気用圧縮空気供給停止遅延タイマーのスタートを行い、該掃気用圧縮空気供給停止遅延タイマーのタイムアップした時点、もしくは金型供給側配管部に設けた通過熱媒体センサが掃気用圧縮空気を検知した時点で、掃気用圧縮空気の供給停止を行うとともに冷却動作開始遅延タイマーのスタートを行い、冷却動作開始遅延タイマーのタイムアップもしくは射出工程進捗に応じた冷却開始信号により、冷却用媒体の供給開始と前記金型バイパス回路閉塞遅延タイマーのスタートを行い、前記金型バイパス回路閉塞遅延タイマーのタイムアップした時点もしくは金型供給側配管部に設けた通過熱媒体センサが冷却用媒体を検知した時点で前記金型バイパス回路を閉塞させることを特徴とする射出成形装置の熱媒体の排出方法。
- 請求項12から13のいずれか一項に記載する射出成形装置の熱媒体の排出方法において、加熱用媒体の供給の停止を、加熱用媒体の供給開始からスタートするタイマーのタイムアップおよび/もしくは金型温度が所定の温度に到達した時点で行うことを特徴とする射出成形装置の熱媒体の排出方法。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載する射出成形装置において、冷却用媒体の供給を停止すると同時に熱媒体切り換えの遅延タイマーをスタートさせ、該熱媒体切り換え遅延タイマーのタイムアップもしくは射出工程進捗に応じた熱媒体切り替え開始信号により、掃気用圧縮空気の供給開始と、前記金型バイパス回路の開動作とを行い、所定のタイマーのタイムアップした時点、もしくは金型供給側配管部に設けた前記通過熱媒体センサが掃気用圧縮空気を検知した時点で、前記金型バイパス回路を閉塞させ、所定のタイマーがタイムアップした時点、もしくは金型排出側配管部に設けた通過熱媒体センサが掃気用圧縮空気を検知した時点で掃気用圧縮空気の供給を停止することを特徴とする射出成形装置の熱媒体の排出方法。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載する射出成形装置において、冷却工程を終了すると同時に熱媒体切り換えの遅延タイマーをスタートさせ、該熱媒体切り換え遅延タイマーのタイムアップもしくは射出工程進捗に応じた熱媒体切り替え開始信号により、掃気用圧縮空気の供給開始と、前記金型バイパス回路の開動作とを行い、所定のタイマーのタイムアップした時点、もしくは金型供給側配管部に設けた通過熱媒体センサが掃気用圧縮空気を検知した時点で、掃気用圧縮空気の供給停止を行うとともに加熱動作開始遅延タイマーのスタートを行い、加熱動作開始遅延タイマーのタイムアップもしくは射出工程進捗に応じた加熱開始信号により、加熱動作の開始を行い、所定のタイマーのタイムアップした時点もしくは、金型供給側配管部に設けた通過熱媒体センサが加熱用媒体を検知した時点で、前記金型バイパス回路を閉塞させることを特徴とする射出成形装置の熱媒体の排出方法。
- 請求項15から16のいずれか一項に記載する射出成形装置の熱媒体の排出方法において、冷却用媒体の供給の停止を、冷却用媒体の供給開始からスタートするタイマーのタイムアップおよび/もしくは金型温度が所定の温度に到達した時点で行うことを特徴とする射出成形装置の熱媒体の排出方法。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載する射出成形装置において、加熱工程において加熱の前半は前記可変絞り弁をバイパスする前記可変絞り弁バイパス配管に設けた前記排出配管バイパス開閉弁を開き、加熱の後半は前記排出配管バイパス開閉弁を閉じて、前記可変絞り弁により、加熱用媒体の流量と圧力を調整して、加熱終了時の加熱用媒体の圧力を加熱の前半に対し高圧に昇圧にすることを特徴とする射出成形装置の熱媒体の排出方法。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載する射出成形装置において、前記金型からの熱媒体排出配管から混合器に入る熱媒体が高温である間は前記可変絞り弁バイパス配管に設けた排出配管バイパス開閉弁を開くとともに、金型からの前記排出配管を外部の冷却設備への戻り配管につなぐ熱媒体排出弁を閉じ、熱媒体を混合器に導入し、前記排出配管から混合器に入る熱媒体が高温でない間は、金型からの排出配管を外部の冷却設備への戻り配管につなぐ熱媒体排出弁を開いて、金型から排出配管を通して排出される熱媒体を外部の冷却設備へと排出することを特徴とする射出成形装置の熱媒体の排出方法。
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