JP6667261B2 - 温度制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、管路を介してポンプと対象物との間で媒体を循環させて対象物の温度を制御する温度制御装置に関する。

プラスチック等の合成樹脂を用いて成型品を射出成形する射出成形機には金型が使用されている。射出成形の金型は、溶融したプラスチックが充填される空間部分であるキャビティ、溶融したプラスチックを冷却固化するための媒体を流す流路を有する。金型の温度を正確に所要の温度に維持することは、成型品の精度を高めるために非常に重要なことである。

そこで、ケーシングの内部に、媒体が通る媒体配管、媒体タンク、媒体を加熱する加熱器、媒体を冷却するための熱交換器、ポンプなどを配設し、熱交換器を、媒体配管を外管としてその内側に冷却水が通る冷却配管を内管として挿通した二重管で構成し、この二重管をコイル形にして長く設けた金型温度調節装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００７−７９５０号公報

しかし、特許文献１に記載の金型温度調節装置にあっては、熱交換器の媒体配管（二次側配管）に常時媒体を流し、所定の弁を開閉することにより冷却配管（一次側配管）に流れる冷却水を制御して媒体の温度を調節する。これにより、熱交換部分の温度は高温の媒体温度に近い温度となる。このため、熱交換器内では、冷却時冷却水と高温の熱交換部分との間で熱交換がされ冷却水が大気開放状態で排水される場合、飽和蒸気圧力以下となるため冷却水の一部が蒸発することにより、熱交換器内の冷却配管に冷却水中の不溶解成分が付着・堆積したスケールが発生する。冷却配管にスケールが付着・堆積すると熱交換率が低下し運転コストを増大させるという問題が生じる。また、熱交換器のメンテナンスを頻繁に行う必要がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、熱交換器内のスケールの発生を抑制することができる温度制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る温度制御装置は、管路を介してポンプと対象物との間で媒体を循環させて該対象物の温度を制御する温度制御装置において、冷却水を供給する冷却管路に連通する冷却流路及び前記管路に連通し前記媒体を流す媒体流路を有する熱交換器と、該熱交換器の出口側の前記管路に介装された冷却弁と、前記熱交換器の入口側の前記管路から前記冷却弁及びポンプの間の前記管路までの間をバイパスするバイパス管路とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、温度制御装置は、冷却水を供給する冷却管路に連通する冷却流路及び管路に連通し媒体を流す媒体流路を有する熱交換器、熱交換器の出口側の管路に介装された冷却弁、熱交換器の入口側の管路から冷却弁及びポンプの間の管路までの間をバイパスするバイパス管路を備える。

すなわち、冷却弁が閉じている場合には、ポンプの出口側から送出された媒体は、管路を通じて対象物（例えば、金型）に流れ、対象物から流出した媒体は、管路を通じてバイパス管路を流れポンプに戻る。対象物を流れる媒体の温度は、比較的高温であり、例えば、１８０℃であるが、これに限定されるものではない。熱交換器の媒体流路内の媒体は、冷却弁が閉じられているので循環することなく、冷却流路内の冷却水（例えば、２０℃であるがこれに限定されるものではない）により熱交換されて、媒体の温度より低い比較的低温（例えば、８０℃であるが、これに限定されない）に調節される。

対象物の温度が上昇（例えば、溶融したプラスチックが金型に充填されると、金型の温度が上昇）して媒体の温度が上昇した場合（例えば、１８０℃を超えた場合）、冷却弁を開くことにより、熱交換器の媒体流路内の媒体が管路内を循環し、媒体の温度を下げる。熱交換器の媒体は常に循環しているわけではないので、熱交換器の温度は媒体温度までは上昇していない。このため、熱交換器の冷却水と媒体流路内の媒体との温度差は、例えば、６０℃（＝８０℃−２０℃）であるので、熱交換器の冷却水と管路内の媒体との温度差である１６０℃（＝１８０℃−２０℃）と比較すると温度差は著しく小さい。このため、熱交換器の冷却流路内の冷却水の一部が蒸発することを抑制することができるので、冷却水に含まれる不溶解成分が冷却流路に付着・堆積することを抑制し、スケールの発生を抑制することができる。また、熱交換器内のスケールの発生を抑制することができるので、熱交換器を頻繁にメンテナンスする必要がない。

本発明に係る温度制御装置は、前記媒体の温度を検出する媒体温度検出部と、該媒体温度検出部で検出した温度に基づいて前記冷却弁の開閉を制御する冷却弁制御部とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、媒体温度検出部は、媒体の温度を検出する。冷却弁制御部は、媒体温度検出部で検出した温度に基づいて冷却弁の開閉を制御する。

すなわち、媒体温度検出部で検出した温度が所要の温度（例えば、１８０℃）を超えた場合、冷却弁制御部は、冷却弁を開くことにより、熱交換器で冷却された媒体流路内の媒体が管路内を循環し、媒体の温度を下げることができる。

本発明に係る温度制御装置は、前記冷却弁制御部は、所定の制御周期の都度、前記媒体温度検出部で検出した温度に基づいて前記冷却弁を開閉することを特徴とする。

本発明にあっては、冷却弁制御部は、所定の制御周期の都度、媒体温度検出部で検出した温度に基づいて冷却弁を開閉する。例えば、媒体温度検出部で検出した温度が高いほど冷却弁を閉じるまでの時間を長くする（すなわち、冷却弁が開いている時間を長くする）。これにより、媒体の温度を所要の温度に制御することができる。

本発明に係る温度制御装置は、前記媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節する温度調節部を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、温度調節部は、熱交換器内の媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節する。例えば、温度調節部は、冷却弁の開閉を行わない場合に熱交換器内の媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節する。冷却弁の開閉を行わない場合とは、媒体を冷却するために冷却弁を１又は複数回繰り返し開閉する必要がなく冷却弁が閉じている状態をいう。なお、冷却弁の開閉を行っている状態でも、温度調節部が、熱交換器内の媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節すべく動作を行ってもよい。所定範囲は、例えば、媒体の温度より低い比較的低温であって、冷却水の温度よりも高い温度範囲であり、例えば、８０℃±５℃程度とすることができるが、これに限定されるものではなく、６０℃±５℃程度であってもよい。これにより、媒体の温度が所要の温度（例えば、１８０℃）であって、例えば、冷却弁の開閉を行わない場合には、バイパス管路を通じて媒体を循環しつつ、熱交換器の媒体流路内の媒体を循環させずに比較的低温に維持することができる。

本発明に係る温度制御装置は、前記冷却管路に介装された冷却水弁を備え、前記温度調節部は、前記冷却水弁を所定のタイミングで開閉して前記媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節することを特徴とする。

本発明にあっては、冷却管路に介装された冷却水弁を備え、温度調節部は、冷却水弁を所定のタイミングで開閉して媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節する。所定のタイミングは、例えば、熱交換器の媒体流路の容積、媒体流路の温度の所定範囲などに基づいて予め設定しておくことができる。

すなわち、冷却水弁を所定のタイミングで開閉することにより、熱交換器の冷却流路に冷却水を断続的に流すことができ、媒体流路の媒体と熱交換して、媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節することができる。これにより、熱交換器を流れる冷却水の温度が上昇せず、比較的低温の８０℃程度にすることができ、冷却水の温度が飽和温度以下になるため、蒸気とならずスケールの発生を防止することができる。

本発明に係る温度制御装置は、前記冷却管路に介装された冷却水弁と、前記媒体流路の温度を検出する流路温度検出部とを備え、前記温度調節部は、前記流路温度検出部で検出した温度に基づいて前記冷却水弁を開閉して前記媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節することを特徴とする。

本発明にあっては、冷却管路に介装された冷却水弁と、媒体流路の温度を検出する流路温度検出部を備え、温度調節部は、流路温度検出部で検出した温度に基づいて冷却水弁を開閉して媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節する。流路温度検出部で熱交換器の媒体流路の温度を検出するとは、熱交換器の媒体流路と連通する熱交換器の下流側（媒体の出口側）の管路の温度を検出することも含む。

すなわち、流路温度検出部で検出した温度が所定範囲内になるように冷却水弁を開閉する。これにより、熱交換器の冷却流路に冷却水を断続的に流すことができ、媒体流路の媒体と熱交換して、媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節することができる。これにより、熱交換器を流れる冷却水の温度が上昇せず、比較的低温の８０℃程度にすることができ、冷却水の温度が飽和温度以下になるため、蒸気とならずスケールの発生を防止することができる。

本発明によれば、熱交換器内のスケールの発生を抑制することができる。

本実施の形態の温度制御装置としての金型温度調節機の構成の一例を示す説明図である。 本実施の形態の金型温度調節機の動作の一例を示すタイムチャートである。 本実施の形態の金型温度調節機の加熱制御時の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態の金型温度調節機の冷却制御時の処理手順の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の温度制御装置としての金型温度調節機１００の構成の一例を示す説明図である。本実施の形態では、温度制御装置として金型温度調節機１００を例に挙げて説明するが、温度制御装置は金型温度調節機に限定されるものではない。金型温度調節機１００は、対象物としての金型２００の温度、より具体的には、金型２００へ供給する冷却用の媒体の温度を調節（制御）する。

図１に示すように、金型温度調節機１００は、ポンプ３１の出口側（OUT）と金型２００の入口側との間に管路１１（送媒管路）を接続し、金型２００の出口側とポンプ３１の入口側（IN）との間に管路１２（返媒管路）を接続し、ポンプ３１により媒体（例えば、水）が管路１１、１２、バイパス管路１６内を循環するようになっている。すなわち、ポンプ３１は、例えば、ケーシング内でモータの回転により羽根車を高速回転し、媒体に作用する遠心力を利用するので、媒体は管路１１、１２、バイパス管路１６を循環する。

管路１１のポンプ３１の出口側付近には圧力センサ６２を設けてあり、ポンプ３１の出口側付近の媒体の圧力を計測することができる。管路１１の中途にはヒータユニット８０を介装してあり、媒体を加熱して媒体の温度を上げることができる。サーモスタット８１は、ヒータユニット８０が所定の温度を超えた場合にヒータユニット８０による加熱を停止する。また、管路１１には媒体温度検出部としての温度センサ７１を設けてあり、管路１１の媒体の温度を検出することができる。

管路１１は、途中で２系統に分岐してあり、分岐した管路１１それぞれが金型２００の入口側に接続されている。分岐した管路１１それぞれには、送媒バルブ２１を介装してあり、分岐した管路１１毎の媒体の流量を調整することができる。同様に、管路１２も、金型２００の出口側で２系統に分岐してあり、途中で分岐した管路１２が１つの管路１２に統合してある。分岐した管路１２それぞれには、返媒バルブ２２を介装してあり、分岐した管路１２毎の媒体の流量を調整することができる。

管路１２の中途には熱交換器４０を介装してあり、熱交換器４０の出口側の管路１２には冷却弁としての冷却電磁弁２３を介装してある。また、熱交換器４０の入口側の管路１２の所要箇所（図１の符号Ａで示す箇所、分岐点Ａともいう）と、冷却電磁弁２３の出口側の管路１２の所要箇所（図１の符号Ｂで示す箇所、分岐点Ｂともいう）との間には、バイパス管路１６を設けている。なお、便宜上、管路１２のうち、分岐点Ａと熱交換器４０との間を管路１２ａとし、熱交換器４０と冷却電磁弁２３との間を管路１２ｂとし、冷却電磁弁２３と分岐点Ｂとの間を管路１２ｃと称する。

熱交換器４０は、一次側には、冷却水を流す冷却流路１３ａ、二次側には媒体を流す媒体流路１２ｄを有する。媒体流路１２の一端は管路１２ａと連通し、媒体流路１２の他端は管路１２ｂと連通してある。熱交換器４０は、冷却流路１３ａを流れる冷却水と、媒体流路１２ｄを流れる媒体との間で熱交換を行い、媒体流路１２ｄを流れる媒体を冷却して温度を調節する。

また、管路１２ｂの所定箇所には流路温度検出部としての温度センサ７２を設けてある。温度センサ７２は、熱交換器４０の媒体流路１２ｄの媒体の温度を検出する。なお、温度センサ７２で熱交換器４０の媒体流路１２ｄの温度を検出するとは、熱交換器４０の媒体流路１２と連通する熱交換器４０の下流側（媒体の出口側）の管路１２ｂの温度を検出することも含む。図１では、温度センサ７２が管路１２ｂの中途に設けられているように図示されているが、実際には、温度センサ７２は、熱交換器４０の媒体流路１２ｄと管路１２ｂとの接続箇所付近に設けられてあり、温度センサ７２で熱交換器４０の媒体流路１２ｄの媒体の温度を検出することができるようにしてある。なお、温度センサ７２で媒体流路１２ｄの媒体の温度を検出するとは、管路１２ｂの媒体の温度を検出することも含む。特に冷却電磁弁２３が閉じている状態では、媒体流路１２ｄ及び管路１２ｂの媒体は循環しないので、温度センサ７２を管路１２ｂに設けても媒体流路１２ｄの媒体の温度を検出することができる。また、冷却流路１３ａの両端は、冷却水を供給する冷却管路１３と連通してある。

管路１２のポンプ３１の入口側付近には圧力センサ６３、開放リリーフ弁を設けてある。圧力センサ６３は、ポンプ３１の入口側付近の媒体の圧力を計測する。また、熱交換器４０の入口側の管路１２（分岐点Ａより上流側）には、ストレーナを設けている。ストレーナは、媒体に含まれる固形成分を取り除くものである。

給水口と管路１２の分岐点Ｂとの間には管路１４を設けてある。管路１４の給水口側にはストレーナ、圧力センサ６１を設けてある。圧力センサ６１は、給水圧を計測する。管路１４の途中には逆止弁２６を介装してあり、逆止弁２６の両側には、加圧ポンプ３２を介装した分岐管１４ａを接続してある。

加圧ポンプ３２は、管路１１、１２、バイパス管路１６内の媒体（例えば、水）の圧力が飽和蒸気圧より高くなるように加圧する。

また、管路１４の分岐管１４ａが接続された箇所の上流側には、冷却水を分岐して熱交換器４０に流すための冷却管路１３を接続してある。冷却管路１３は、熱交換器４０の入口側で冷却流路１３ａの一端に接続してある。熱交換器４０の出口側で冷却流路１３ａの他端に接続された冷却管路１３は排水口に接続してある。排水口に接続される冷却管路１３の中途には冷却水弁としての冷却水電磁弁２５を介装してある。

また、温度センサ７２と冷却電磁弁２３との間の管路１２ｂには、排水口に接続された排水管路１５を接続してある。排水管路１５の中途には排水電磁弁２４を介装してある。

また、金型温度調節機１００は、温度制御部５０を備え、温度制御部５０は、弁開閉制御部５１、熱交換器温度調節部５２などを備える。温度制御部５０は、温度センサ７１、７２で検出した温度を取得することができる。

弁開閉制御部５１は、冷却電磁弁２３、排水電磁弁２４、冷却水電磁弁２５の開閉を制御する。また、熱交換器温度調節部５２は、熱交換器４０の冷却流路１２ｄの媒体の温度を調節する。

金型温度調節機１００の動作の概要は以下のとおりである。排水電磁弁２４、冷却電磁弁２３、送媒バルブ２１、返媒バルブ２２を開にして給水口から媒体としての水を供給すると、管路１１、１２、バイパス管路１６などの循環路内の空気が完全に排出され、その後、排水電磁弁２４を閉じることにより、管路１１、１２、バイパス管路１６などの循環路には媒体が充填される。また、管路１１、１２、バイパス管路１６などの循環路内の媒体の圧力は、加圧ポンプ３２により媒体の温度に対応する飽和蒸気圧以上に維持される。管路１１、１２、バイパス管路１６などの循環路内の媒体の温度は、ヒータユニット８０により加熱され所要の温度になるように昇温される。また、バイパス管路１６などの循環路内の媒体の温度は、熱交換器４０により所要の温度になるように冷却される。ヒータユニット８０による加熱動作及び熱交換器４０による冷却動作により、管路１１、１２、バイパス管路１６などの循環路内の媒体の温度、すなわち金型２００内の媒体の温度は所要の温度に調節（制御）される。

以下、金型温度調節機１００について詳細に説明する。

前述のとおり、本実施の形態の金型温度調節機１００は、冷却水を供給する冷却管路１３及び管路１２に介装され、冷却管路１３に連通する冷却流路１３ａ、及び管路１２に連通し、媒体を流す媒体流路１２ｄを有する熱交換器４０、熱交換器４０の出口側の管路１２（図１では、管理１２ｂと１２ｃとの間）に介装された冷却電磁弁２３（冷却弁）、熱交換器４０の入口側の管路１２（分岐点Ａ）から冷却電磁弁２３及びポンプ３１の間の管路１２（分岐点Ｂ）までの間をバイパスするバイパス管路１６を備える。

すなわち、弁開閉制御部５１の制御の下、冷却電磁弁２３が閉じている場合には、ポンプ３１の出口側から送出された媒体は、管路１１を通じて金型２００に流れ、金型２００から流出した媒体は、管路１２を通じてバイパス管路１６を流れポンプ３１に戻る。金型２００を流れる媒体の温度は、比較的高温であり、例えば、１８０℃であるが、これに限定されるものではない。

熱交換器４０の媒体流路１２内の媒体は、冷却電磁弁２３が閉じられているので循環することなく、冷却流路１３ａ内の冷却水（例えば、２０℃であるがこれに限定されるものではない）により熱交換されて、媒体の温度より低い比較的低温（例えば、８０℃であるが、これに限定されるものではなく、例えば、６０℃程度でもよい）に調節される。

射出成型のサイクルにおいて、溶融したプラスチックが金型２００に充填されると、金型２００の温度が上昇し、媒体の温度が上昇する。例えば、媒体の温度が所要の温度である１８０℃を超えた場合、冷却電磁弁２３を開くことにより、熱交換器４０の媒体流路１２ｄ内の媒体が管路１２、１１内を循環し、媒体の温度を下げることができる。

熱交換器４０の冷却水と媒体流路１２ｄ内の媒体との温度差は、例えば、６０℃（＝８０℃−２０℃）である。一方、従来の金型温度調節機の場合では、循環路内の媒体のすべてが熱交換器の二次側の流路を流れるので、熱交換器の冷却水の温度（例えば、２０℃）と流路内の媒体の温度（例えば、１８０℃）との温度差は１６０℃程度となる。

すなわち、本実施の形態の金型温度調節機１００の場合の熱交換器４０内の一次側の冷却流路１３ａと二次側の媒体流路１２ｄの温度差（例えば、６０℃）は、従来の場合と比較すると著しく小さい。このため、熱交換器の一次側の冷却流路１３ａ内の冷却水の一部が蒸発することを抑制することができるので、冷却水に含まれる不溶解成分が冷却流路１３ａに付着・堆積することを抑制し、スケールの発生を抑制することができる。そして、熱交換率が低下し運転コストを増大させるという問題を解消することができる。また、熱交換器４０内のスケールの発生を抑制することができるので、熱交換器４０を頻繁にメンテナンスする必要がない。

また、温度センサ７１は、管路１１の媒体の温度を検出する。弁開閉制御部１１は、冷却弁制御部としての機能を有し、温度センサ７１で検出した温度に基づいて冷却電磁弁２３の開閉を制御する。

すなわち、温度センサ７１で検出した媒体の温度が所要の温度（例えば、１８０℃）を超えた場合、弁開閉制御部５１は、冷却電磁弁２３を開くことにより、熱交換器４０で冷却された媒体流路１２ｄ内の媒体が管路１２、１１内を循環し、媒体の温度を下げることができる。熱交換器４０の媒体流路１２ｄの容積は、管路１１、１２、バイパス管路１６などの循環路の全容積の略１０〜２０％程度とすることができ、媒体流路１２ｄ内で循環せずに冷却された媒体が管路１２、１１内を循環することにより、媒体の温度を下げることができる。なお、媒体流路１２ｄの容積は、上述の１０〜２０％程度に限定されない。

また、弁開閉制御部５１は、所定の制御周期の都度、温度センサ７１で検出した温度に基づいて冷却電磁弁２３を開閉する。例えば、温度センサ７１で検出した温度が高いほど冷却電磁弁２３を閉じるまでの時間を長くする（すなわち、冷却電磁弁２３が開いている時間を長くする）。これにより、媒体の温度を所要の温度に制御することができる。

また、熱交換器温度調節部５２は、温度調節部としての機能を有し、熱交換器４０内の媒体流路１２ｄの温度が所定範囲内になるように調節する。例えば、熱交換器温度調節部５２は、冷却電磁弁２３の開閉を行わない場合に熱交換器４０内の媒体流路１２ｄの温度が所定範囲内になるように調節する。冷却電磁弁２３の開閉を行わない場合とは、媒体を冷却するために冷却電磁弁２３を１又は複数回繰り返し開閉する必要がなく冷却電磁弁２３が閉じている状態をいう。なお、冷却電磁弁２３の開閉を行っている状態でも、熱交換器温度調節部５２が、熱交換器４０内の媒体流路１２ｄの温度が所定範囲内になるように調節すべく動作を行ってもよい。所定範囲は、例えば、媒体の温度より低い比較的低温であって、冷却水の温度よりも高い温度範囲であり、例えば、８０℃±５℃程度とすることができるが、これに限定されるものではなく、６０℃±５℃程度であってもよい。

これにより、管路１１、１２、バイパス管路１６を循環する媒体の温度が所要の温度（例えば、１８０℃）であって、例えば、冷却電磁弁２３の開閉を行わない場合には、バイパス管路１６を通じて媒体を循環しつつ、熱交換器４０の媒体流路１２ｄ内の媒体を循環させずに比較的低温に維持することができる。

熱交換器温度調節部５２による温度調節には、例えば、２通りの方法がある。第１の方法は、熱交換器温度調節部５２は、弁開閉制御部５１を動作させて、冷却水電磁弁２５を所定のタイミングで開閉して、熱交換器４０の冷却流路１３ａに断続的に冷却水を流し、媒体流路１２ｄの温度が所定範囲内になるように調節する。所定のタイミングは、例えば、熱交換器４０の媒体流路１２ｄの容積、媒体流路１２ｄの温度の所定範囲などに基づいて予め設定しておくことができる。

すなわち、冷却水電磁弁２５を所定のタイミングで開閉することにより、熱交換器４０の冷却流路１３ａに冷却水を断続的に流すことができ、媒体流路１２ｄの媒体と熱交換して、媒体流路１２ｄの温度が所定範囲内になるように調節することができる。これにより、熱交換器４０を流れる冷却水の温度が上昇せず、比較的低温の８０℃程度にすることができ、冷却水の温度が飽和温度以下になるため、蒸気とならずスケールの発生を防止することができる。

第２の方法は、熱交換器温度調節部５２は、弁開閉制御部５１を動作させて、温度センサ７２で検出した温度に基づいて冷却水電磁弁２５を開閉して媒体流路１２ｄの温度が所定範囲内になるように調節する。

すなわち、温度センサ７２で検出した温度が所定範囲内になるように冷却水電磁弁２５を開閉する。これにより、熱交換器４０の冷却流路１３ａに冷却水を断続的に流すことができ、媒体流路１２ｄの媒体と熱交換して、媒体流路１２ｄの温度が所定範囲内になるように調節することができる。これにより、熱交換器４０を流れる冷却水の温度が上昇せず、比較的低温の８０℃程度にすることができ、冷却水の温度が飽和温度以下になるため、蒸気とならずスケールの発生を防止することができる。なお、上述の第１の方法を用いる場合、温度センサ７２は設けなくてもよい。

図２は本実施の形態の金型温度調節機１００の動作の一例を示すタイムチャートである。図２は、上段のチャートから下段のチャートに向かって、順番に媒体及び熱交換器内媒体の温度（媒体流路１２ｄの温度）、ポンプ３１の動作状態、ヒータユニット８０の動作状態、排水電磁弁２４の動作状態、冷却電磁弁２３の動作状態、冷却水電磁弁２５の動作状態を示す。図２において、横軸は時間を示し、左から右に向かって順番に、加熱制御時、冷却制御時、安定時のチャートを示す。

まず、加熱制御時では、ポンプ３１が動作状態であり、排水電磁弁２４、冷却電磁弁２３、及び冷却水電磁弁２５は停止状態である。ヒータユニット８０は、所定周期で動作している。すなわち、ヒータユニット８０による加熱動作が断続的に行われ、媒体温度が所要の温度（例えば、１８０℃）になるように昇温される。

冷却水電磁弁２５を開くタイミングになると（図２の時刻ｔ１）、冷却水電磁弁２５を所定時間だけ開く。冷却水電磁弁２５を所定時間だけ開くことにより、熱交換器４０の冷却流路１３ａに冷却水が流れ、熱交換器４０の媒体流路１２ｄの温度を所要の温度（例えば、８０℃）に維持することができる。仮に、冷却水電磁弁２５を所定時間だけ開かず閉じたままの状態にすると、図２の破線で示すように、熱交換器４０内の媒体温度は所要の温度を超えて上昇してしまう。

次に、冷却制御時では、ポンプ３１が動作状態であり、排水電磁弁２４、冷却電磁弁２３、及び冷却水電磁弁２５は停止状態である。冷却水電磁弁２５を開くタイミングになると（図２の時刻ｔ２）、冷却水電磁弁２５を所定時間だけ開く。これにより、熱交換器４０の媒体流路１２ｄの温度を所要の温度（例えば、８０℃）に維持する。

そして、金型２００に溶融したプラスチックが充填され、金型温度が上昇し、媒体の温度が上昇する。媒体の温度が上限値（例えば、１８１℃とすることができるが、これに限定されない）を超えると、冷却電磁弁２３の開閉動作が開始され（図２の時刻ｔ３）、冷却電磁弁２３が所要時間だけ開くことにより、熱交換器４０の媒体流路１２ｄ内で比較的低温の所要の温度に維持された媒体が、管路１２、１１、バイパス管路１６を流れることにより、媒体の温度を下げる。

また、冷却電磁弁２３が開くことにより、熱交換器４０の媒体流路１２ｄに高温媒体が流入するため、熱交換器４０内の媒体温度を下げるべく、冷却水電磁弁２５を所要時間だけ開くことにより、冷却流路１３ａに冷却水を流す。冷却電磁弁２３及び冷却水電磁弁２５の開閉動作は、媒体温度が上限値より下がるまで繰り返される（図２の時刻ｔ４）。

また、加熱制御及び冷却制御を行う必要がない安定時では、ポンプ３１が動作状態であり、ヒータユニット８０、排水電磁弁２４、冷却電磁弁２３、及び冷却水電磁弁２５は停止状態である。冷却水電磁弁２５を開くタイミングになると（図２の時刻ｔ５、ｔ６）、冷却水電磁弁２５を所定時間だけ開く。冷却水電磁弁２５を所定時間だけ開くことにより、熱交換器４０の冷却流路１３ａに冷却水が流れ、熱交換器４０の媒体流路１２ｄの温度を所要の温度（例えば、８０℃）に維持することができる。

図３は本実施の形態の金型温度調節機１００の加熱制御時の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下では便宜上、処理の主体を温度制御部５０として説明する。温度制御部５０は、排水電磁弁２４を閉じ（Ｓ１１）、冷却電磁弁２３を閉じ（Ｓ１２）、冷却水電磁弁２５を閉じる（Ｓ１３）。温度制御部５０は、所定周期でヒータユニット８０を動作させる（Ｓ１４）。

温度制御部５０は、冷却水電磁弁２５を開くタイミングであるか否かを判定し（Ｓ１５）、冷却水電磁弁２５を開くタイミングである場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、冷却水電磁弁２５を所定時間だけ開く（Ｓ１６）。冷却水電磁弁２５を開くタイミングでない場合（Ｓ１５でＮＯ）、温度制御部５０は、ステップＳ１６の処理を行うことなく後述のステップＳ１７の処理を行う。

温度制御部５０は、処理を終了するか否かを判定し（Ｓ１７）、処理を終了しない場合（Ｓ１７でＮＯ）、ステップＳ１５以降の処理を続け、処理を終了する場合（Ｓ１７でＹＥＳ）、処理を終了する。

図４は本実施の形態の金型温度調節機１００の冷却制御時の処理手順の一例を示すフローチャートである。温度制御部５０は、排水電磁弁２４を閉じ（Ｓ３１）、冷却電磁弁２３を閉じ（Ｓ３２）、冷却水電磁弁２５を閉じる（Ｓ３３）。温度制御部５０は、冷却水電磁弁２５を開くタイミングであるか否かを判定する（Ｓ３４）。

冷却水電磁弁２５を開くタイミングである場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、温度制御部５０は、冷却水電磁弁２５を所定時間だけ開く（Ｓ３５）。冷却水電磁弁２５を開くタイミングでない場合（Ｓ３４でＮＯ）、温度制御部５０は、ステップＳ３５の処理を行うことなく後述のステップＳ３６の処理を行う。

温度制御部５０は、温度センサ７１により媒体の温度を検出し（Ｓ３６）、検出した媒体の温度が上限値を超えたか否かを判定する（Ｓ３７）。検出した媒体の温度が上限値を超えた場合（Ｓ３７でＹＥＳ）、温度制御部５０は、冷却電磁弁２３を所定時間だけ開き（Ｓ３８）、冷却水電磁弁２５を所定時間だけ開く（Ｓ３９）。検出した媒体の温度が上限値を超えていない場合（Ｓ３７でＮＯ）、温度制御部５０は、ステップＳ３８、Ｓ３９の処理を行うことなく後述のステップＳ４０の処理を行う。

温度制御部５０は、処理を終了するか否かを判定し（Ｓ４０）、処理を終了しない場合（Ｓ４０でＮＯ）、ステップＳ３４以降の処理を続け、処理を終了する場合（Ｓ４０でＹＥＳ）、処理を終了する。

上述の実施の形態において、媒体としては水を用いることができるが、水に代えて油を使用することもできる。

上述の実施の形態では、温度制御装置の一例として金型温度調節機について説明したが、温度制御装置は金型温度調節機に限定されるものでなく、媒体を熱交換するもの（例えば、熱交換器など）を具備する装置であれば、本実施の形態を適用することができる。

なお、前述の実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせることができる。

１１、１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１４ 管路
１２ｄ 媒体流路
１３ 冷却管路
１３ａ 冷却流路
１４ａ 分岐管
１５ 排水管路
１６ バイパス管路
２１ 送媒バルブ
２２ 返媒バルブ
２３ 冷却電磁弁（冷却弁）
２４ 排水電磁弁
２５ 冷却水電磁弁（冷却水弁）
２６ 逆止弁
３１ ポンプ
３２ 加圧ポンプ
４０ 熱交換器
５０ 温度制御部
５１ 弁開閉制御部（冷却弁制御部）
５２ 熱交換器温度調節部（温度調節部）
６１、６２、６３ 圧力センサ
７１ 温度センサ（媒体温度検出部）
７２ 温度センサ（流路温度検出部）
８０ ヒータユニット
８１ サーモスタット
１００ 金型温度調節機（温度制御装置）
２００ 金型（対象物）

Claims (6)

1. 管路を介してポンプと対象物との間で媒体を循環させて該対象物の温度を制御する温度制御装置において、
   冷却水を供給する冷却管路に連通する冷却流路及び前記管路に連通し前記媒体を流す媒体流路を有する熱交換器と、
   該熱交換器の出口側の前記管路に介装された冷却弁と、
   前記熱交換器の入口側の前記管路から前記冷却弁及びポンプの間の前記管路までの間を前記冷却弁の開閉に関わらずバイパスするバイパス管路と
   を備え、
   前記冷却弁を閉じた状態で、前記媒体流路内の媒体の温度と前記冷却水の温度との温度差を、前記バイパス管路内の媒体の温度と前記冷却水の温度との温度差よりも小さくすることを特徴とする温度制御装置。
2. 前記管路の媒体の温度を検出する媒体温度検出部と、
   該媒体温度検出部で検出した温度に基づいて前記冷却弁の開閉を制御する冷却弁制御部と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の温度制御装置。
3. 前記冷却弁制御部は、
   所定の制御周期の都度、前記媒体温度検出部で検出した温度に基づいて前記冷却弁を開閉することを特徴とする請求項２に記載の温度制御装置。
4. 前記媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節する温度調節部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の温度制御装置。
5. 前記冷却管路に介装された冷却水弁を備え、
   前記温度調節部は、
   前記冷却水弁を所定のタイミングで開閉して前記媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節することを特徴とする請求項４に記載の温度制御装置。
6. 前記冷却管路に介装された冷却水弁と、
   前記媒体流路の温度を検出する流路温度検出部と
   を備え、
   前記温度調節部は、
   前記流路温度検出部で検出した温度に基づいて前記冷却水弁を開閉して前記媒体流路の温度が所定範囲内になるように調節することを特徴とする請求項４に記載の温度制御装置。

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