JPH02212113A - 射出成形機の金型温調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、型閉じされた状態の金型のキャビティ内に溶
融樹脂を射出充填し、冷却期間を経た後、型開ききして
固化した成形品を取り出すという成形行程をとる射出成
形機における金型温調装置に関する。

［従来の技術］ 第４図は、従来の射出成形機の金型温調装置を示す説明
図である。同図において、５０は固定側金型、５１は可
動側金型で、両全型５０．５１には、供給源５２から冷
却用流体（例えば水）が閉止弁（例えば手動調整される
絞り弁よりなるストップバルブ）５３．フローゲージ５
４を介して強制供給されるようになっていた。そして、
各閉止弁５３による絞り量を運転初期に手動調整するこ
とにより、前記金型５０．５１内に常時所定流量の冷却
用流体を流し、１シヨツト毎に金型に充填される溶融樹
脂で与えられる熱量を取り去るようになされていた。

［発明が解決しようとするｆｉｌ！］ しかしながら、上述した貨来の金型の温調手法において
は、冷却用流体の圧力変動、温度変化について何等考慮
が払われていなかった。このため。

冷却用流体の圧力、！！度が変化すると、金型での吸収
熱量が変化し、例えば１成形サイクル中でシビアな温度
管理を必要とする所定時点における金型温度が所期範囲
から外れて変動し、不良品の発生要因となるという問題
があった。また、常時冷却用流体を流して常に一定熱量
を吸収するようにしていたため、比較的冷却効率が悪く
、サイクル短縮が図れないという問題もあった。

従って５本発明の解決すべき技術的課題は上記従来技術
のもつ問題点を解消することにあり、その目的とすると
ころは、冷却用流体の温度変化の如何にかかわらず所定
時点での金型温度が所期の温度範囲を維持でき、また、
冷却効率が向上できて成形サイクルの短縮化が可能な射
出成形機の金型温調装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記した目的を達成するため、型閉じされた状
態の金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、冷却
期間を経た後、型開ききして固化した成形品を取り出す
射出成形機の金型温調装置において、供給源から前記金
型へ冷却用流体を供給するための流体路と、該流体路に
設置され前記供給源から供給される前記冷却用流体の圧
力を一定にするための減圧弁と、前記流体路に設置され
金型への冷却用流体の供給をオン、オフ制御するための
電磁弁と、供給される前記冷却用流体の温度を検出する
ための流体温度センサと、射出成形機の各部に設置され
た各センサ並びに前記流体温度センサからの検出情報を
受け射出成形機全体の制御を司どる演算制御手段とを具
備し、前記演算制御手段は、前記冷却用流体の温度変化
を認知して、ｌサイクルの成形行程において前記金型か
ら早り去る総熱量が常に一定となるように、前記電磁弁
のオン、オフ時間の比を可変制御するように。

構成される。

［作用］ 供給源から金型に供給される冷却用流体は、減圧弁によ
って常に一定圧力とされており、射出成形機全体の制御
を司どる演算制御手段は、供給される冷却用流体の温度
変化を認知して、１サイクル当りに金型から取り去るべ
き熱量をＱｏｕｔとした時。

Ｑｏｕｔ　＝ｖｘ’ｒｘｃｘ　　ρ　　　　　　　　　
　　　　・・・・・・■（但し、Ｖ二流量、Ｔ：温度差
、ｃ：比熱。

ρ：比重） で表される熱量Ｑ　ｏｕｔを、Ｑｏｕｔ　＝一定とする
ため、温度差Ｔの変動に応じて流１ｉＶ＝ＫＸＤｏＸＪ
τＸｔ（Ｋは定数、Ｄｏはオリフィス径、Ｐｏは圧力、
ｔは時間）を可変制御する。すなわち、１サイクルの成
形行程において金型から取り去る総熱量が常に一定とな
るように、電磁弁のオン、オフ時間の比を可変制御する
。この結果、ｌ成形サイクル毎に溶融樹脂から金型に与
えられる熱ｆｆ１Ｑｉｎと１成形サイクル毎に金型から
取り去られる熱量Ｑ　ｏｕｔとが等しくなり、従来の如
く冷却用流体の圧力、温度変化によってＱｏｕｔが変動
することがない。

［実施例］ 以下１本発明を図示したｌ実施例によって説明する。

第１図は本発明の１実施例に係る射出成形機を簡略化し
て示す説明図、第２図は金型の温調装置関係の構成を示
す説明図である。

第１図において、１はペースで、該ベースｌ上に設置さ
れた固定ダイプレート２と支持盤３との間には複数本の
タイバー４が配設され、タイバー４には摺動自在に可動
ダイプレート５が嵌挿されている。上記支持盤３には型
締シリンダ（油圧シリング）６が固設され、そのピスト
ンロッド６ａがトグルリンク機構７を介して前記可動ダ
イプレート５に連結されていて、ピストンロッド６ａの
前後動によって可動ダイプレート５が前記固定ダイプレ
ート２に対して前進もしくは後退するようになっている
。８は前記固定ダイプレート２に取付けられた固定側金
型、９は前記可動ダイプレート５に取付けられた可動側
金型で、両全型８，９内には後記する供給源から間欠的
に供給される冷却用流体（例えば、水または油）が流れ
る図示せぬ流路（流通孔）が形成されている。

ｌＯは加熱シリンダ、１１は該加熱シリンダ１０内に回
転並びに前後進可能に配設されたスクリュー、１２は樹
脂材料を供給するためのホッパー１３はスクリュー１１
を回転駆動させるための油圧モータ、１４はスクリュー
１１の前後進を制御する射出シリンダ（油圧シリンダ）
である、公知のように、ホッパー１２からスクリュー１
１の後端部に供給された樹脂材料は、スクリュー１１の
回転によって混練・可塑化されつつ前方に移送され、ス
クリュー１１の先端部側に、送り込まれた溶融樹脂が貯
えられるに従ってスクリュー１１が背圧を制御されつつ
後退し、スクリュー１１の先端部側に貯えられた溶融樹
脂が１ショット分の分景に達した時点でスクリュー１１
の回転が停止され、この後所定秒時を経た射出開始タイ
ミングでスクリュー１１が前進駆動されて、溶融樹脂が
型閉じされた（型締めされた）前記両全型８，９内へ射
出され、続いて所定秒時保圧されるようになっている。

１５は射出圧力センサ、１６は射出ストロークセンサ、
１７は型開閉ストロークセンサ、１８は、金型に被着し
た製品を押出すためのエジェクト機構に付設されたエジ
ェクト検出センサで、これ等各センサ１５〜１８、後記
する流体温度センサ、及び射出成形機の各部に配置され
た図示せぬ各センサからの計測情報が、後記する演算制
御装置に必要に応じ適宜入力変換装置を介して送出され
る。

２０は例えばポンプ等からなる冷却用流体の供給源で、
該供給源２０と前記金型８，９間には流体路２１が設置
され、流体路２１には減圧弁２２と電磁弁２３とが配設
されている。供給源２０から供給される冷却用流体は、
減圧弁２２によって圧力（２次側圧力）を常時一定に保
たれて（なお、この２次側圧力は前記した従来例の冷却
用流体の圧力よりも高い）、電磁弁２３を経由して前記
固定側金型８と可動側金型９内にそれぞれ導かれ、金型
８，９内の冷却用流通孔を循環して例えばタンクに導入
される。第２・図に示すように、該実施例においては、
電磁弁２３は固定側金型８と可動側金型９に対し、それ
ぞれ２個づつ設けられ、これ等電磁弁２３は後記演算制
御装置の出力によりオン、オフ制御されて、冷却用流体
を間欠的に両全型８，９へ流すように構成されている。

２４は。

前記流体路２１に設置された例えば熱電対よりなる流体
温度センサで、該流体温度センサ２４の出力も後記する
演算制御装置に送出される。

３０は射出成形機全体の制御を司どるマイクロコンピー
タよりなる演算制御装置で、各種１１０インターフェス
、主プログラム並びに固定データなどを格納したＲＯＭ
、計測データ並びに各種フラグを読み書きするＲＡＭ、
全体の制御を司どるμｃｐｕ　（マイクロセントラルプ
ロセッサーユニット）等を具備している。上記演算制御
装置３０は、予め作成された成形プロセス制御プログラ
ム、設定条件に基づき、前記した各センサからの出力な
どを参照しつつ、例えば、型開き・エジェクト行程、型
閉じ・増締行程、射出・保圧行程、チャージ行程な、ど
を制御・実行させる。すなわち、演算制御装＠３０は、
ドライバ回路３１．制御弁３２を介して前記型締シリン
ダ６を駆動制御して、型開閉動作（型開き・エジェクト
行程、型閉じ・増締行程）を制御し、また、ドライバ回
路３３゜３４、制御弁３５，３６をそれぞれ介して前記
油圧モータ１３並びに射出シリンダ１４を各々駆動制御
して、射出機動作（射出・保圧行程、チャージ行程）を
制御する。

また、演算制御装ｖ１３０は、前記した流体温度センサ
２４からの出力を監視して前記冷却用流体の温度を常に
認知し、この温度データを参照しつつ予め作成された金
型温度制御プログラム、設定条件に基づき、１成形サイ
クル毎に金型８，９から取り去る総熱量が常に一定とな
るように、換言するなら、ｌ成形サイクル毎に溶融樹脂
から金型８．９に与えられる熱量Ｑｉｎと、ｌ成形サイ
クル毎に金型８，９から取り去る熱１Ｑｏｕｔ、とが等
しくなるように、ドライバ回路３７を介して前記各電磁
弁２３のオン、オフ時間の比を制御するようになってい
る。すなわち、前記した０式で表される熱量Ｑｏｕｔ　
＝一定となるように、電磁弁２３をオン、オフ制御し、
前記温度差Ｔの変動に対応して前記流量Ｖを可変制御す
るようになっている。

第３図は演算制御装置３０で実行される上述した電磁弁
２３のオン、オフ制御の様子を示す説明図である。同図
において、実線で示した折れ線Ａが、本発明の該実施例
におけるｌ成形サイクル中の金型の所定部位の表面温度
と時間（各行程）との関係を表わしており、点線で示し
た折れｍＢが、前述した従来例における１成形サイクル
中の金型の所定部位の表面温度と時間（各行程）との関
係を表わしている。

本発明の該実施例においては、型開閉行程（型開きとエ
ジェクト、並びにこれに続く型閉じ）の途上の時点ｔｌ
で、演算制御装置３０が電磁弁２３をオンさせて金型内
へ冷却用流体を流して冷却を開始させ、射出、保圧行程
中はこれを持続させ、冷却、チャージ行程の途上の時点
ｔ２で、電磁弁２３をオフさせて金型への冷却用流体の
供給をストップさせるようになっている。なお、上記し
た時点ｔ１は、メカ的な射出開始点ｔ３より見て、例え
ば射出充填時間（例えば３〜４秒）の５０％位手前に設
定され、熱慣性の影響を考慮して、メカ的な射出開始点
ｔｌにおける金型表面温度Ｔ。

を、充填時の必要温度に保つと共に、充填された溶融樹
脂で与えられる熱量で急上昇する金型温度を速やかに取
り去るようにされている。

ここで、第３図で実線のハツチングで示した領域Ｓｌは
、本発明の実施例においてｌ成形サイクル毎に金型から
取り去られる熱ｆｆ１Ｑｏｕｔを模式的に示している。

また、点線のハツチングで示した領域Ｓ２は、連続成形
サイクル中途切れることなく冷却用流体を金型に供給し
ている従来手法において、１成形サイクル毎に金型から
取り去られる１ｔＱｏｕｔを模式的に示しており、Ｓｌ
と８２とは略等しいものとなっている。そして、このよ
うに１成形サイクル毎に金型から取り去る熱ＪｉｌＱｏ
ｕｔが略等しいにもかかわらず、従来手法においては金
型の温度が高い期間に集中的に冷却を行わず。

常時コンスタントに冷却用流体を供給しているため冷却
効率が悪く、このため、従来手法による１成形サイクル
時間は、本発明によるそれよりも相当に長いものとなっ
ているのは、第３図から明らかである。すなわち、本発
明の実施例においては冷却効率が向上し、これに伴い成
形サイクルの短縮化が可能となっているのは明らかであ
る。

また、前述したように本発明においては、冷却用流体の
温度変化の如何にかかわらず、１成形サイクル毎に金型
から取り去る熱量Ｑｏｕｔが一定となるように、電磁弁
２３のオン時間とオフ時間との比を制御して冷却用流体
の流量を可変制御している。該実施例においては、プロ
グラム制御の簡易化などのため、前記時点ｔ１を固定し
、前記時点ｔ２を可変して流量を制御しているが、ｔｌ
とｔ２の何れを変化させても、或いは両者を変化させて
も電磁弁２３のオン時間とオフ時間との比を制御するこ
とができる。そして、このようになすことによって、冷
却用流体に温度変化があっても、例えば前記したメカ的
な射出開始点１１における金型表面温度Ｔｏを、充填時
の必要な温度許容範囲内に保つことができ、良品を成形
することが可能となる。

以上、本発明を図示した実施例によって説明したが、当
業者には本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が
可能であることは言うまでもない。

［発明の効果］ 叙上のように本発明によれば、冷却用流体の供給源側の
圧力変動や供給される冷却用流体の温度変化の如何にか
かわらず、所定時点での金型温度を所期の温度まで冷却
でき、また、冷却効率が向上できて、成形サイクルの短
縮が可能な射出成形機の温調装置を捉供でき、その産業
上的価値は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の１実施例に係り、第１図は
射出成形機を簡略化して示す説明図、第２図は金型の温
調装置関係の構成を示す説明図、第３図は金型表面温度
と成形行程との関係を本発明と従来例とを対比して示す
説明図、第４図は従来の金型の温調装置関係の構成を示
す説明図である。 ■・・・・・・ベース、２・・・・・・固定ダイプレー
ト、３・・・・・・支持盤、４・・・・・・タイバー　
５・・・・・・可動ダイプレート、６・・・・・・型締
シリンダ、７・・・・・・トグルリンク機構、８・・・
・・・固定側金型、９・・・・・・可動側金型、ＩＯ・
・・・・・加熱シリンダ、１１・・・・・・スクリュー
、１２・・・・・・ホッパー、１３・・・・・・油圧モ
ータ、１４・・・・・・射出シリンダ、２０・・・・・
・冷却用流体の供給源、２１・・・・・・流体路、２２
・・・・・・減圧弁、２３・・・・・・電磁弁。 ２４・・・・・・流体温度センサ、３０・・・・・・演
算制御装置。 ３７・・・・・・ドライバ回路。 １！３５ｍ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）型閉じされた状態の金型のキャビティ内に溶融樹
   脂を射出充填し、冷却期間を経た後、型開ききして固化
   した成形品を取り出す射出成形機の金型温調装置におい
   て、供給源から前記金型へ冷却用流体を供給するための
   流体路と、該流体路に設置され前記供給源から供給され
   る前記冷却用流体の圧力を一定にするための減圧弁と、
   前記流体路に設置され金型への冷却用流体の供給をオン
   、オフ制御するための電磁弁と、供給される前記冷却用
   流体の温度を検出するための流体温度センサと、射出成
   形機の各部に設置された各センサ並びに前記流体温度セ
   ンサからの検出情報を受け射出成形機全体の制御を司ど
   る演算制御手段とを具備し、前記演算制御手段は、前記
   冷却用流体の温度変化を認知して、１サイクルの成形行
   程において前記金型から取り去る総熱量が常に一定とな
   るように、前記電磁弁のオン、オフ時間の比を可変制御
   するようにしたことを特徴とする射出成形機の金型温調
   装置。
2. （２）請求項１記載において、前記電磁弁がオンされて
   前記冷却用流体が前記金型に供給開始されるのは、射出
   開始時点から所定秒時手前の時点であるようにされたこ
   とを特徴とする射出成形機の金型温調装置。