JP6257467B2 - 金型温度調節装置及び金型温度調節方法 - Google Patents

Description

本発明は、金型の温度を調節する金型温度調節装置及び金型温度調節方法に関する。

従来より、金型に媒体を供給して金型温度を調節する金型温度調節装置が知られている。
例えば、下記特許文献１には、ヒーターを内装した媒体タンク内の水媒体をポンプにより金型の媒体通路に送り、金型内で熱交換を終えた水媒体を媒体タンクに戻すようにした金型温度調節機が開示されている。この金型温度調節機は、冷却塔に接続された冷却水配管を、媒体タンク内でヒーターを囲むように設け、冷却水配管に設けられた冷却用電磁弁を開弁することにより、冷却塔からの冷却水によって媒体タンク内の水媒体を冷却する構成とされている。

実開平４−１１７７１７号公報

しかしながら、上記のように、媒体を冷却する際に、冷却水配管に冷却水を供給制御する態様とした場合には、冷却水配管内において、冷却水に含まれるシリカ等の不純物（スケール）が堆積し易くなることが考えられた。特に、金型に供給される媒体が高温である場合には、媒体との熱交換によって冷却水配管内において冷却水が気化し易くなることが考えられ、更なる改善が望まれていた。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、温調媒体を冷却する冷却媒体が流通する管路におけるスケールの堆積を低減し得る金型温度調節装置及び金型温度調節方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明に係る金型温度調節装置は、金型に設けられた媒体流通路に、温調媒体を循環供給する金型温度調節装置であって、前記温調媒体を貯留する貯留部と、該貯留部内に設けられ前記温調媒体を加熱するヒーターと、前記貯留部と前記金型の媒体流通路とを接続するように設けられた循環管路と、前記金型の媒体流通路の入口側に接続される前記循環管路に設けられ前記温調媒体を循環させる循環ポンプと、当該金型温度調節装置が定常運転状態において冷却媒体が常時、流通される冷却路及び該冷却路によって間接的に熱交換される前記温調媒体が流通される媒体路を有した熱交換器と、前記循環管路を循環される前記温調媒体の一部が前記熱交換器の媒体路に流通されるように、前記循環ポンプの吐出側から分岐して設けられ前記熱交換器の媒体路に連通される分岐管路と、前記温調媒体を冷却する際には、前記媒体路に前記温調媒体を流通させる制御を実行させる制御部と、を備えていることを特徴とする。

本発明においては、前記温調媒体を循環させる循環管路から分岐して前記熱交換器の媒体路に連通するように設けられた分岐管路と、該分岐管路に設けられ前記制御部によって開閉制御される開閉弁と、を備えた構成としてもよい。
また、本発明においては、吸込側が温調媒体供給源に接続され、前記温調媒体を所定圧力となるように加圧する加圧ポンプを備えた構成とし、前記冷却路を、当該冷却路に流通される冷却媒体が前記加圧ポンプによって加圧されないように設けるようにしてもよい。
また、前記目的を達成するために、本発明に係る金型温度調節装置は、金型に設けられた媒体流通路に、温調媒体を循環供給する金型温度調節装置であって、当該金型温度調節装置が定常運転状態において冷却媒体が常時、流通される冷却路及び該冷却路によって間接的に熱交換される前記温調媒体が流通される媒体路を有した熱交換器と、前記温調媒体を冷却する際には、前記媒体路に前記温調媒体を流通させる制御を実行させる制御部と、吸込側が温調媒体供給源に接続され、前記温調媒体を所定圧力となるように加圧する加圧ポンプと、を備えており、前記冷却路は、当該冷却路に流通される冷却媒体が前記加圧ポンプによって加圧されないように設けられていることを特徴とする。

また、前記目的を達成するために、本発明に係る金型温度調節方法は、温調媒体を貯留する貯留部と金型に設けられた媒体流通路とを接続する循環管路における前記金型の媒体流通路の入口側に接続される管路に設けられた循環ポンプによって温調媒体を循環させ、前記貯留部内に設けられたヒーターによる前記温調媒体の加熱と、金型温度調節を実行している際に冷却媒体が常時、流通される冷却路及び該冷却路によって間接的に熱交換される前記温調媒体が流通される媒体路を有した熱交換器による前記温調媒体の冷却と、によって前記金型の温度を調節する構成とされており、前記温調媒体を冷却する際には、前記循環管路を循環される前記温調媒体の一部が前記熱交換器の媒体路に流通されるように、前記循環ポンプの吐出側から分岐して設けられ前記熱交換器の媒体路に連通される分岐管路に前記温調媒体を流通させて冷却することを特徴とする。

本発明に係る金型温度調節装置及び金型温度調節方法は、上述のような構成としたことで、温調媒体を冷却する冷却媒体が流通する管路におけるスケールの堆積を低減させることができる。

本発明の一実施形態に係る金型温度調節装置の一例を模式的に示す概略システム構成図である。 同金型温度調節装置において実行される基本動作の一例としての本発明の一実施形態に係る金型温度調節方法の一例を模式的に示す概略タイムチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、図１では、温調媒体等が通過する経路となる管路（配管）等を、実線にて模式的に示している。
また、図２における概略タイムチャートでは、各機器のＯＮ／ＯＦＦ動作や開閉動作、制御動作等を模式的に示している。

図１及び図２は、本実施形態に係る金型温度調節装置の一例及びこれを用いて実行される金型温度調節方法の一例を模式的に示す図である。
本実施形態に係る金型温度調節装置１は、図１に示すように、金型３に設けられた媒体流通路４に媒体タンク１０からの温調媒体を循環供給する構成とされている。
金型３は、例えば、固定型と可動型とを有した構成とされており、これら固定型及び可動型には、温調媒体を流通させる媒体流通路４，４がそれぞれに設けられている。これら媒体流通路４，４の入口（送媒接続口）側には、送媒路としての金型側分岐管路１４が接続され、媒体流通路４，４の出口（返媒接続口）側には、返媒路としての返媒管路１８が接続されている。

金型側分岐管路１４と媒体流通路４の入口側とは、単一の金型側分岐管路１４を複数に分岐させるマニホールド部やこのマニホールド部の複数の接続口に接続されたホースやチューブ等の可撓性を有した管路を構成する配管材を介して接続した構成としてもよい。また、マニホールド部や管路等の適所に、媒体流通路４に向けて送媒される温調媒体を通過許容または遮断する送媒バルブを設けた例を示している。
また、返媒管路１８と媒体流通路４の出口側とも略同様、単一の返媒管路１８を複数に分岐させるマニホールド部やこのマニホールド部の複数の接続口に接続されたホースやチューブ等の可撓性を有した管路を構成する配管材を介して接続した構成としてもよい。また、マニホールド部や管路等の適所に、媒体流通路４から返媒される温調媒体を通過許容または遮断する返媒バルブを設けた例を示している。

なお、金型側分岐管路１４と返媒管路１８とを接続するように、バイパス弁を設けたバイパス管路を設けるようにしてもよい。
また、金型３に、当該金型３の温度を検出する検出手段としての温度センサーを設けるようにしてもよい。例えば、このような温度センサーを、媒体流通路４の出口近傍部位や出口の下流側近傍部位等の出口側の温調媒体の温度を検出するように設けるようにしてもよい。
また、この金型３の成形機としては、金型３の固定型と可動型とによって形成されるキャビティー等に、シリンダ等で溶融させた材料としての合成樹脂をノズル等から射出して充填し、成形品を逐次、成形する射出成形機等としてもよく、また、圧縮成形機等の他の成形機としてもよい。また、成形材料としては、合成樹脂材料に、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を含有させた繊維強化合成樹脂材料等としてもよい。

金型温度調節装置１は、媒体タンク１０からの温調媒体を循環させる循環ポンプ１３と、温調媒体を加熱する加熱手段としてのヒーター１１と、温調媒体を冷却する冷却手段としての熱交換器３０と、制御盤３３と、を備えている。熱交換器３０は、当該金型温度調節装置１が定常運転状態において冷却媒体が常時、流通される冷却路３２と、この冷却路３２によって間接的に熱交換される温調媒体が流通される媒体路３１と、を備えている。制御盤３３には、当該金型温度調節装置１の各部を制御する制御部３４が設けられ、この制御部３４は、温調媒体を冷却する際には、媒体路３１に温調媒体を流通させる制御を実行させる構成とされている。

本実施形態では、温調媒体を循環させる循環管路１２，１４，１８から分岐して熱交換器３０の媒体路３１に連通するように設けられた分岐管路としての熱交換器側分岐管路１６を設けた構成としている。つまり、媒体タンク１０と金型３の媒体流通路４とを循環される温調媒体の一部が、熱交換器３０の媒体路３１に流通される構成とされている。また、この熱交換器側分岐管路１６に、制御部３４によって開閉制御される開閉弁としての媒体冷却弁１７を設けた構成としている。
また、本実施形態では、媒体タンク１０からの温調媒体を循環させる循環ポンプ１３の吐出側（下流側）の管路を、金型３の媒体流通路４側と熱交換器３０の媒体路３１側とに分岐させた構成としている。つまり、循環ポンプ１３の吐出側を金型側分岐管路１４と熱交換器側分岐管路１６とに分岐させた構成としている。これら金型側分岐管路１４及び熱交換器側分岐管路１６は、媒体冷却弁１７が開放された状態における熱交換器側分岐管路１６を通過する温調媒体の流量が循環ポンプ１３の吐出側の温調媒体の全流量の１／５〜４／５程度、好ましくは、１／３〜２／３程度、より好ましくは、１／２未満となるような構成としてもよい。

この金型温度調節装置１は、温調媒体の温度を検出する温度センサー１５の検出温度に基づいて、温調媒体が予め設定された所定の設定温度となるように、ヒーター１１への通電制御による加熱制御及び熱交換器３０の媒体路３１への温調媒体の供給制御による冷却制御が制御部３４によって実行される構成とされている。この温調媒体の設定温度は、溶融されて金型３のキャビティー等に充填される樹脂の温度や金型３の設定温度等にもよるが、例えば、６０℃〜２００℃程度としてもよく、１２０℃〜１８０℃程度としてもよい。また、例えば、水（清水）を温調媒体とした場合で、常圧の沸点よりも高温に加熱する必要がある場合には、その温度に合わせて温調媒体が沸騰しない圧力となるように系内の圧力が維持されるものとしてもよい。
本実施形態では、金型温度調節装置１を、吸込側（上流側）が温調媒体供給源２に接続され、媒体タンク１０と金型３の媒体流通路４とを循環される温調媒体を、所定圧力となるように加圧する加圧ポンプ２２を備えた構成としている。温調媒体供給源２としては、温調媒体としての水（清水）を供給する水道（工業用水道、上水道）としてもよい。

媒体タンク１０は、金型３の媒体流通路４に循環供給される温調媒体を貯留する貯留部を構成する。本実施形態では、この媒体タンク１０に貯留された温調媒体を加熱するように、媒体タンク１０内にヒーター１１を設けた構成としている。
この媒体タンク１０には、循環ポンプ１３の吸込側（上流側）に接続された吸込側管路１２と熱交換器側分岐管路１６と返媒管路１８とが接続されている。非冷却時、つまり、媒体冷却弁１７が閉鎖された状態で、循環ポンプ１３を作動させれば、媒体タンク１０からの温調媒体が吸込側管路１２及び金型側分岐管路１４を経て金型３の媒体流通路４に送媒され、返媒管路１８を経て媒体タンク１０に返媒される構成とされている。一方、冷却制御実行時、つまり、媒体冷却弁１７が開放された状態で、循環ポンプ１３を作動させれば、媒体タンク１０からの温調媒体は、循環ポンプ１３の下流側において一部が熱交換器側分岐管路１６及び熱交換器３０の媒体路３１を経て媒体タンク１０に返媒され、また、残余が上記同様、吸込側管路１２及び金型側分岐管路１４を経て金型３の媒体流通路４に送媒され、返媒管路１８を経て媒体タンク１０に返媒される構成とされている。なお、返媒管路１８等の循環管路の適所に、適宜、ストレーナやフィルター等を設けるようにしてもよい。また、上記のように循環される温調媒体の温度を検出する温度センサー１５や、圧力を検出する圧力計等を適宜、設けるようにしてもよい。図例では、温度センサー１５及び圧力計を、金型側分岐管路１４に設けた例を示している。

また、媒体タンク１０には、温調媒体供給源２に連通し温調媒体の供給管路となる、加圧ポンプ２２の吐出側（下流側）に接続された吐出側管路２３と温調媒体を排出する排出管路２６とが接続されている。また、図例では、媒体タンク１０に、空気抜き用の空気抜き管路１９を排出管路２６に連通させるように接続した例を示している。
吐出側管路２３には、加圧ポンプ２２側から媒体タンク１０側への温調媒体の流れを許容する一方、媒体タンク１０側から加圧ポンプ２２側への温調媒体の流れを阻止（遮断）する逆流防止部としての逆流防止弁（逆止弁、チェックバルブ）が設けられている。
この吐出側管路２３が吐出側に接続された加圧ポンプ２２の吸込側には、温調媒体供給源２に接続された媒体供給管路２０，２１が接続されている。

本実施形態では、この温調媒体供給源２からの管路（媒体供給管路）２０を、加圧ポンプ２２側と後記する熱交換器３０の冷却路３２側とに分岐させている。つまり、熱交換器３０の冷却路３２に流通される冷却媒体の供給源を、温調媒体供給源２としている。また、媒体供給管路２０を、加圧ポンプ２２の吸込側に接続された加圧側管路２１と熱交換器３０の冷却路３２に接続された冷却側管路２５とに分岐させた構成としている。本実施形態では、このような構成により、冷却路３２を、加圧ポンプ２２によって加圧される管路２３，１２，１４，１６，４，１８には連通しないように設けた構成としている。つまり、熱交換器３０の冷却路３２に流通される冷却媒体が加圧ポンプ２２によって加圧されないように、冷却路３２を設けた構成としている。また、図例では、媒体供給管路２０に、供給弁や、ストレーナ、フィルター等を設けた例を示している。
また、吐出側管路２３の逆流防止弁の上流側部位と、加圧ポンプ２２の上流側となる加圧側管路２１と、を接続するように加圧循環管路２３ａを設けている。図例では、この加圧循環管路２３ａに圧力を維持する圧力調整弁を設けた例を示している。また、吐出側管路２３に、圧力を検出する圧力計を設けた例を示している。

また、媒体タンク１０には、温調媒体の増減等を検出するレベル計（液面計）やフロートスイッチ等の水位センサー２７が設けられている。図例では、この水位センサー２７に排出管路２６を接続した例を示している。
また、排出管路２６における、空気抜き管路１９との接続部位の下流側には、温調媒体を媒体タンク１０に供給（補給）する際や媒体タンク１０からオーバーフローする温調媒体を排出する際に開放される排出弁２８が設けられている。また、この排出弁２８よりも下流側における排出管路２６の末端には、温調媒体供給源２から熱交換器３０の冷却路３２に向けて冷却媒体を送媒または遮断する冷却媒体弁２９が設けられている。この冷却媒体弁２９と排出弁２８との間における排出管路２６に、熱交換器３０の冷却路３２を経た冷却側管路２５が接続されている。つまり、冷却媒体弁２９を開放させれば、媒体供給源２からの冷却媒体が媒体供給管路２０、熱交換器３０の冷却路３２に連通する冷却側管路２５及び排出管路２６を送媒される構成とされている。

また、加圧ポンプ２２の吐出側の吐出側管路２３の逆流防止弁の下流側部位と、冷却媒体弁２９と排出弁２８との間における排出管路２６と、を接続するようにバイパス管路２４を設けている。このバイパス管路２４は、温調媒体の温度上昇による圧力上昇を防止し、加圧ポンプ２２によって加圧される系内の圧力が所定圧力となるように、小流量の温調媒体を排出する構成とされ、例えば、細管とされたり、管路に適宜、オリフィス等を設けた構成とされている。
なお、媒体タンク１０には、媒体タンク１０内の温調媒体を排出するドレン（ドレンバルブ）や、過温防止用のサーモスタット等が設けられている。また、図例では、媒体タンク１０に、この媒体タンク１０を含む系内（加圧ポンプ２２よって加圧される管路２３，１２，１４，１６，４，１８）の圧力の異常上昇を防止する開放リリーフ弁（安全弁）を設けた例を示している。

熱交換器３０は、高温側流路となる媒体路３１の入口及び出口に、温調媒体が流通される熱交換器側分岐管路１６を接続し、低温側流路となる冷却路３２の入口及び出口に、冷却媒体が流通される冷却側管路２５を接続した構成とされている。図例では、媒体路３１の出口側と媒体タンク１０とを連通させる熱交換器側分岐管路１６に、上記した媒体冷却弁１７を設けた例を示している。
なお、図例では、この熱交換器３０を、媒体タンク１０外に設けた例を示しているが、媒体タンク１０内に設けるようにしてもよい。
また、上記した熱交換器３０としては、プレート型の熱交換器や、二重管型の熱交換器、シェルアンドチューブ型の熱交換器、クロスフィン型熱交換器等、種々の熱交換方式の熱交換器の採用が可能である。また、図例では、向流型のような熱交換器３０を例示しているが、直交流型や並流型等の熱交換器を採用するようにしてもよい。

制御盤３３は、ＣＰＵ等からなる制御部３４と、この制御部３４に信号線等を介してそれぞれに接続された、各種設定などを設定、入力したり、表示したりするための表示部及び操作部を構成する表示操作部３６と、この表示操作部３６の操作により設定、入力された設定条件や入力値、後記する基本動作等を実行するための制御プログラムなどの各種プログラム、予め設定された基本動作条件、各種データテーブル等が格納され、各種メモリ等から構成された記憶部３５と、を備えている。
制御部３４は、クロックタイマー等の計時手段や演算処理部等を備え、上記したヒーター１１や循環ポンプ１３、温度センサー１５、加圧ポンプ２２、各弁１７，２８，２９、水位センサー２７等に信号線等を介して接続されている。

上記した水位センサー２７の検出レベルに基づいて、媒体タンク１０内の媒体レベルが所定レベルとなるように、制御部３４によって排出弁２８の開閉制御がなされ、温調媒体の供給（補給）や排出がなされる。
また、温度センサー１５の検出温度に基づいて、温調媒体の温度が上記した設定温度（設定閾値）となるように、制御部３４によって、ヒーター１１のＰＩＤ制御等の通電制御がなされ、また、媒体冷却弁１７のＰＩＤ制御等の開閉制御がなされる。なお、この設定温度は、表示操作部３６を介して入力、設定されるものとしてもよい。
また、温度センサー１５の検出温度に基づいて、温調媒体の温度が、予め設定された加圧温度（加圧閾値）を超えれば、制御部３４によって加圧ポンプ２２の起動制御がなされる。この加圧温度は、温調媒体が沸騰しないよう適宜の温度としてもよく、例えば、７５℃〜９５℃程度としてもよい。

次に、上記構成とされた本実施形態に係る金型温度調節装置１において実行される基本動作の一例としての金型温度調節方法の一例を、図２に基づいて説明する。
なお、図２のグラフでは、横軸を時間軸、縦軸を温度センサー１５の検出温度とし、その推移を模式的に示している。

当該金型温度調節装置１が起動（ＯＮ）されれば、冷却媒体弁２９を開放させ、熱交換器３０の冷却路３２に冷却媒体を供給する。この冷却媒体の冷却路３２への供給は、当該金型温度調節装置１が少なくとも定常運転状態（金型温度調節を実行している際）において、常時、なされるものとすればよい。つまり、金型温度調節を実行している際には、温調媒体が流通される媒体路３１と間接的な熱交換がなされる冷却路３２に冷却媒体を常時、流通させる構成とすればよい。図例では、当該金型温度調節装置１が起動（ＯＮ）されている間は、常時、冷却媒体弁２９を開放させ、熱交換器３０の冷却路３２に冷却媒体を供給する構成としている。なお、このような態様に代えて、例えば、温調媒体の冷却制御を要する際には、常時、冷却媒体弁２９を開放させ、熱交換器３０の冷却路３２に冷却媒体を供給する構成としてもよく、また、金型３の成形機の初期準備運転状態や、金型３の媒体流通路４内の温調媒体をパージする際、金型３を交換する際などで温調媒体の冷却が不要な場合には、冷却媒体弁２９を閉鎖するような制御態様としてもよい。
また、当該金型温度調節装置１が起動（ＯＮ）されれば、排出弁２８を開放させ、水位センサー２７が満レベル（所定レベル）を検出するまで媒体タンク１０に温調媒体を供給し、満レベルとなれば、排出弁２８を閉鎖する。また、水位センサー２７が媒体タンク１０内の温調媒体の貯留レベルの低下を検出すれば、排出弁２８を開放させ、温調媒体を媒体タンク１０に補給する。この際、循環ポンプ１３を停止させるようにしてもよい。

媒体タンク１０に所定レベルの温調媒体が貯留されれば、循環ポンプ１３を起動し、また、温調媒体が設定温度となるようにヒーター１１を通電制御し加熱制御を実行する。また、ヒーター１１によって加熱された温調媒体の温度が予め設定された加圧閾値を超えれば、加圧ポンプ２２を起動させる。この加圧ポンプ２２は、本実施形態では、予め設定された設定閾値を１００℃以上としているため、温調媒体が系内において沸騰しないよう常時、稼働され、また、当該金型温度調節装置１の運転が停止（ＯＦＦ）された後も、温調媒体の温度が加圧閾値を下回るまで稼働される。
また、温調媒体の温度が設定閾値を超えれば、ヒーター１１の通電制御による加熱制御を停止し、また、媒体冷却弁１７を開閉制御し冷却制御を実行する。つまり、温調媒体を冷却する際には、媒体タンク１０と金型３の媒体流通路４とを循環される温調媒体の一部を熱交換器３０の媒体路３１に流通させるように循環管路１２，１４，４，１８から分岐して媒体路３１に連通するように設けられた熱交換器側分岐管路１６に設けた媒体冷却弁１７を開放させ、媒体路３１に温調媒体を流通させて冷却する。
また、図例では、省略しているが、温調媒体の温度が設定閾値を下回れば、媒体冷却弁１７の開閉制御による冷却制御を停止し、また、ヒーター１１を通電制御し加熱制御を実行する。

上記のように当該金型温度調節装置１において温度調節がなされて温調媒体の温度が安定すれば、スタンバイ状態となり、図示は省略しているが、金型３の成形機においては、一連の成形工程が実行される。この金型３の媒体流通路４に、当該金型温度調節装置１において所定の設定温度となるように温度調節された温調媒体が循環供給され、金型３の温度調節がなされる。
なお、上記基本動作は、一例であり、適宜の変形動作の実行が可能である。例えば、上記した例では、加熱制御の設定閾値及び冷却制御の設定閾値を、同一の値とした例を示しているが、互いに異なる設定閾値等としてもよい。

本実施形態に係る金型温度調節装置１及びこれを用いて実行される金型温度調節方法は、上述のような構成としたことで、温調媒体を冷却する冷却媒体が流通する冷却路３２におけるスケールの堆積を低減させることができる。
つまり、当該金型温度調節装置が定常運転状態において冷却媒体が常時、流通される冷却路３２を設けた熱交換器３０の媒体路３１に、温調媒体を冷却する際に温調媒体を流通させる制御を実行する構成としている。つまりは、従来のように、温調媒体を冷却する際に熱交換器に冷却媒体を流通させて冷却する構成ではなく、少なくとも金型温度調節を実行している際には、熱交換器３０の冷却路３２に冷却媒体を常時、流通させる構成とし、このように冷却媒体を流通させた状態で、温調媒体を冷却する際に熱交換器３０の媒体路３１に温調媒体を流通させて冷却する構成としている。従って、冷却路３２内において冷却媒体が気化し難く、また、冷却媒体が流通する冷却路３２や冷却側管路２５におけるスケールの堆積を効果的に低減させることができる。

また、本実施形態では、媒体タンク１０からの温調媒体を循環させる循環ポンプ１３の吐出側の管路１４，１６を、金型３の媒体流通路４側と熱交換器３０の媒体路３１側とに分岐させている。つまり、温調媒体を冷却する際には、熱交換器３０の媒体路３１側に分岐した熱交換器側分岐管路１６を経て温調媒体が熱交換器３０の媒体路３１に送媒されることとなる。従って、例えば、金型３の媒体流通路４の返媒側を熱交換器の媒体路に接続し、媒体路に温調媒体を流通させながら冷却時に熱交換器の冷却路に冷却媒体を流通させる態様としたようなものと比べて、非冷却時には、温調媒体が熱交換器３０の媒体路３１を流通しないこととなるため、非冷却時における温調媒体の熱交換器３０における圧力損失を効果的に低減させることができ、また、冷却時にも温調媒体が金型３の媒体流通路４側と熱交換器３０の媒体路３１側とに分岐して流通することとなるため、金型３の媒体流通路４側における圧力損失も低減させることができる。
また、循環ポンプ１３の吐出側を、金型３の媒体流通路４側と熱交換器３０の媒体路３１側とに分岐させているので、例えば、一般的に採用される場合が多い、吐出能力が大きい循環ポンプ１３を採用すれば、吸込側を分岐させたような態様と比べて、温調媒体を効率的に送媒することができる。

また、本実施形態では、吸込側が温調媒体供給源２に接続され、媒体タンク１０と金型３の媒体流通路４とを循環される温調媒体を、所定圧力となるように加圧する加圧ポンプ２２を備えた構成としている。従って、温調媒体を、例えば、水とした場合にも、加圧することで温調媒体の設定温度を１００℃以上にすることができ、例えば、設定温度を１００℃以上にするために温調媒体を油等とした場合と比べて、取扱性を向上させることができ、また、環境負荷を低減させることができる。また、このように加圧されてより高温域において温調媒体が温度制御される場合にも、冷却媒体が常時、流通されている熱交換器３０の冷却路３２によって熱交換器３０の媒体路３１を流通する温調媒体を間接的に冷却することができるので、冷却路３２内において冷却媒体が気化し難く、また、スケールの堆積を効果的に低減させることができる。
また、冷却路３２を、加圧ポンプ２２によって加圧される管路２３，１２，１４，１６，４，１８には連通しないように設けている。従って、例えば、加圧ポンプ２２の吐出側を分岐させて冷却路に連通させたようなものと比べて、熱交換時における系内の圧力降下を生じ難くすることができる。

なお、上記したような態様に代えて、熱交換器３０の冷却路３２を、加圧ポンプ２２の吐出側の管路を分岐させた管路に連通させたような態様等としてもよい。
また、温調媒体供給源２の供給圧力（給水圧）や、上記した設定温度（設定閾値）によっては、加圧ポンプ２２等を設けないようにしてもよい。
また、本実施形態では、熱交換器３０の冷却路３２に流通させる冷却媒体の供給源を、媒体タンク１０に温調媒体を供給する温調媒体供給源２とした例を示しているが、異なる供給源としてもよい。
また、本実施形態では、熱交換器３０の冷却路３２に向けて冷却媒体を送媒または遮断する冷却媒体弁２９を、排出管路２６の末端に設けた例を示しているが、このような態様に限られない。例えば、排出管路２６の末端に冷却媒体弁２９を設けた態様に代えて、バイパス管路２４及び冷却側管路２５のそれぞれを開閉する開閉弁を冷却媒体弁として設けたような態様としてもよい。さらには、例えば、このような冷却媒体弁を設けずに、冷却路３２を、工場内のクーリングタワー等の冷却媒体循環供給源に連通させ、当該金型温度調節装置１の運転状態に関わらず、原則的に常時、冷却媒体が冷却路３２に循環供給されるような態様等としてもよい。

また、本実施形態では、循環ポンプ１３の吐出側の管路１４，１６を、金型３の媒体流通路４側と熱交換器３０の媒体路３１側とに分岐させた構成とした例を示しているが、このような態様に限られない。例えば、循環ポンプ１３の吸込側となる媒体タンク１０に接続された吸込側管路１２を、熱交換器３０の媒体路３１に連通する管路と連通しない管路とに分岐させたり、金型３の媒体流通路４の返媒側となる媒体タンク１０に接続された返媒管路１８を、熱交換器３０の媒体路３１に連通する管路と連通しない管路とに分岐させた態様等としてもよい。この場合は、熱交換器３０の媒体路３１に連通する分岐管路に、開閉弁としての媒体冷却弁１７を設けるようにしてもよい。

また、上記した例では、温調媒体を、水とした例を示しているが、水に限られず、油系、アルコール系等の他の温調媒体を採用するようにしてもよい。
また、当該金型温度調節装置１を、金型３の媒体流通路４に高温媒体を循環供給する高温媒体供給装置として把握し、別途、金型３の媒体流通路４に低温媒体を循環供給する低温媒体供給装置を設け、金型３における成形動作に応じて高温媒体と低温媒体とを切り替えて供給する金型加熱・冷却システムに当該金型温度調節装置１を組み込んだような態様等としてもよい。
また、本発明に係る金型温度調節方法は、上記した本実施形態に係る金型温度調節装置１に限られず、その他、種々の金型温度調節装置を用いて実行するようにしてもよい。

１ 金型温度調節装置
１０ 媒体タンク
１２ 吸込側管路（加圧ポンプによって加圧される管路）
１３ 循環ポンプ
１４ 金型側分岐管路（循環ポンプの吐出側で金型の媒体流通路側の管路、加圧ポンプによって加圧される管路）
１６ 熱交換器側分岐管路（循環ポンプの吐出側で熱交換器の媒体路側の管路、加圧ポンプによって加圧される管路）
１８ 返媒管路（加圧ポンプによって加圧される管路）
２２ 加圧ポンプ
２３ 吐出側管路（加圧ポンプによって加圧される管路）
３０ 熱交換器
３１ 媒体路
３２ 冷却路
３４ 制御部
２ 温調媒体供給源
３ 金型
４ 媒体流通路（加圧ポンプによって加圧される管路）

Claims (4)

1. 金型に設けられた媒体流通路に、温調媒体を循環供給する金型温度調節装置であって、
   前記温調媒体を貯留する貯留部と、該貯留部内に設けられ前記温調媒体を加熱するヒーターと、前記貯留部と前記金型の媒体流通路とを接続するように設けられた循環管路と、前記金型の媒体流通路の入口側に接続される前記循環管路に設けられ前記温調媒体を循環させる循環ポンプと、当該金型温度調節装置が定常運転状態において冷却媒体が常時、流通される冷却路及び該冷却路によって間接的に熱交換される前記温調媒体が流通される媒体路を有した熱交換器と、前記循環管路を循環される前記温調媒体の一部が前記熱交換器の媒体路に流通されるように、前記循環ポンプの吐出側から分岐して設けられ前記熱交換器の媒体路に連通される分岐管路と、前記温調媒体を冷却する際には、前記媒体路に前記温調媒体を流通させる制御を実行させる制御部と、を備えていることを特徴とする金型温度調節装置。
2. 請求項１において、
   吸込側が温調媒体供給源に接続され、前記温調媒体を所定圧力となるように加圧する加圧ポンプを備えており、
   前記冷却路は、当該冷却路に流通される冷却媒体が前記加圧ポンプによって加圧されないように設けられていることを特徴とする金型温度調節装置。
3. 金型に設けられた媒体流通路に、温調媒体を循環供給する金型温度調節装置であって、
   当該金型温度調節装置が定常運転状態において冷却媒体が常時、流通される冷却路及び該冷却路によって間接的に熱交換される前記温調媒体が流通される媒体路を有した熱交換器と、前記温調媒体を冷却する際には、前記媒体路に前記温調媒体を流通させる制御を実行させる制御部と、吸込側が温調媒体供給源に接続され、前記温調媒体を所定圧力となるように加圧する加圧ポンプと、を備えており、
   前記冷却路は、当該冷却路に流通される冷却媒体が前記加圧ポンプによって加圧されないように設けられていることを特徴とする金型温度調節装置。
4. 温調媒体を貯留する貯留部と金型に設けられた媒体流通路とを接続する循環管路における前記金型の媒体流通路の入口側に接続される管路に設けられた循環ポンプによって温調媒体を循環させ、前記貯留部内に設けられたヒーターによる前記温調媒体の加熱と、金型温度調節を実行している際に冷却媒体が常時、流通される冷却路及び該冷却路によって間接的に熱交換される前記温調媒体が流通される媒体路を有した熱交換器による前記温調媒体の冷却と、によって前記金型の温度を調節する構成とされており、
   前記温調媒体を冷却する際には、前記循環管路を循環される前記温調媒体の一部が前記熱交換器の媒体路に流通されるように、前記循環ポンプの吐出側から分岐して設けられ前記熱交換器の媒体路に連通される分岐管路に前記温調媒体を流通させて冷却することを特徴とする金型温度調節方法。

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