JPH03227213A - スクリューシリンダ冷却装置 - 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、スクリューシリンダ冷却装置に関し、より詳
しくは射出成形機のスクリューシリンダの昇温防止用強
制冷却ブロワ装置に関する。

〔従来技術〕

射出成形機のスクリューシリンダは、通常スクリューシ
リンダの外周に巻かれたヒータで加熱されるようになさ
れており、その温度は該スクリューシリンダ内に埋め込
まれた熱電対により検出され、検出された温度に基づい
てスクリューシリンダが所定の温度に保たれるように該
ヒータのＯＮ／ＯＦＦが制御されて温度調整が行われて
いる。

ところが、次のような場合空放冷では過分の発熱量を除
去できないので、特別仕様では強制冷却装置が用いられ
ている。

（１）計量が速いような場合には樹脂の動きが速くなっ
てシリンダと樹脂との摩擦が大きくなり、シリンダ温度
が設定値以上になってしまう場合。

（２）成形する樹脂材料がポリカーボネートやアクリル
樹脂等の硬い材料で、溶融する前のシリンダ壁との摩擦
発熱が大きくてシリンダ温度が容易に設定値以上となっ
てしまう場合。

（３）スクリュー内樹脂の混練性向上のためスクリュー
背圧を高くした場合、スクリューシリンダ内の樹脂圧力
が高くなり、これによる摩擦発熱やせん断発熱によりシ
リンダ温度が設定値以上になってしまう場合。

冷却装置としては、通常シリンダの昇温する部分に強制
空冷のためのブロワを設置することが行われており、ブ
ロワによる冷却とヒータによる加熱とのバランスをとる
ことにより所定の温度にシリンダを保持している。

すなわち、ブロワ冷却とヒータ加熱のタイミングとは、
これらが同時にＯＮされることがあると熱効率が非能率
であり、また片方がＯＦＦした後直ちに他方がＯＮされ
た場合でも同様に熱効率が悪いので通常はヒータ加熱温
度領域、ブロワＯＦＦ温度領域、ブロワ冷却領域の３つ
の制御領域を有する三位置制御と呼ばれる手段等がこれ
に該当する。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のような手段を用いた従来の冷却装置でも次のよう
な問題点があった。

（１）ブロワがＯＦＦの温度領域の区間では温度が上昇
することを避けられない。

（２）上記（１）の区間を無くした場合、ヒータとブロ
ワが別々に制御管理されているためブロワとヒータが同
時にＯＮしてしまう非効率な温度区間が生ずる。

本発明は上記従来装置の問題点を下記のごとき手段によ
る構成で解決し、精度の高い温度調節手段等を具えた熱
効率の良い冷却装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

前述した目的を達成するため、本発明のスクリューシリ
ンダ冷却装置は、 （ａ）スクリューシリンダの検知される温度に対応され
るパルス巾変調のパルス信号によりスクリューシリンダ
のヒータをＯＮ／ＯＦＦして温度調節制御する温度調節
制御手段と、 （ｂ）この温度調節制御手段からのパルス巾変調のパル
ス信号によりＯＮ１０　Ｆ　Ｆ制御されるスクリューシ
リンダのヒータのＯＦＦ動作時から所定時間を計測する
タイマー手段と、 （ｃ）前記タイマー手段による所定時間の計測後で、か
つヒータの次のＯＮ動作までの間ブロワに通電可能な電
力入／切手段と、 を備えた構成となっている。

〔作用〕

本発明におけるスクリューシリンダの検知される温度に
対応されるパルス巾変調のパルス信号は、スクリューシ
リンダの検知される温度が低い領域ではパルス巾が大で
、同じく検知される温度が高い領域ではパルス巾が小さ
い。したがって、パルス巾に相当する時間のみスクリュ
ーシリンダのヒータがＯＮＬでおり、パルス巾の及ばな
い区分域ではスクリューシリンダのヒータがＯＦＦとな
りヒータによる加熱は休止された状態となっている。本
発明では温度調節制御手段によりヒータがＯＦＦ動作時
とともにタイマー手段が起動され、所定時間の計測が開
始する。そして、スクリューシリンダの検出される温度
に対応されるパルス巾変調の次のパルス信号によりスク
リューシリンダのヒータがＯＮされるこたがなくて、前
記所定時間の計測が完了したときに限りブロワは動作し
、スクリューシリンダを冷却する。パルス巾の及ばない
区分域が狭く、スクリューシリンダのヒータがＯＦＦと
ともに起動されたタイマー手段が所定時間の計測を完了
しない間に次のパルス信号によりスクリューシリンダの
ヒータがＯＮされるときは、スクリューシリンダのヒー
タはブロワにより冷却される必要がないことを示し、ブ
ロワが動作することはない。すなわち、スクリューシリ
ンダのヒータがＯＦＦとともに起動されたタイマー手段
が所定時間の計測は、その計測の完了前に次のパルス信
号が生じたときはリセ・ノドされることになる。

〔発明の効果〕

したがって、本発明は前述したように温度調節制御手段
に支配される一系統の制御管理系であり、スクリューシ
リンダの温度制御が単純化されている。そしてスクリュ
ーシリンダのヒータのＯＦＦ動作時と次のパルス信号に
よりスクリューシリンダのヒータがＯＮされる時までの
間はタイマー手段による所定時間の計測後のブロワ動作
中も含めて、スクリューシリンダのヒータはＯＦＦ動作
とされる結果、スクリューシリンダの熱容量および熱可
塑性樹脂のせん断抵抗にもとづきスクリューシリンダに
及ぶ発熱の影響は緩和される。さらにそれらの影響によ
るスクリューシリンダの温度の変化も包括された状態で
スクリューシリンダのヒータのＯＮまたは強制冷却のた
めのブロワの作動が行われることから熱効率が良く、ス
クリューシリンダの温度制御は細い範囲で行われ精度が
向上した。

〔実施例〕

次に本発明の具体的な一実施例について図面を参照しつ
つ説明する。

第１図において、一部所面とした射出成形機ＩＭの要部
が示されている。第一図にみられる射出成形機ＩＭは、
スクリューシリンダＳＳのノズルＮＺを有する先端部の
反対側に、図示されていないが材料合成樹脂の投入口が
あり、さらにこのスクリューシリンダＳＳの内部にはス
クリューＳＣＲが内挿されている。スクリューＳＣＲの
尖った先端部の反対側には、図示されていないがこのス
クリューＳＣＲを図上で左右の方向に進退させるスクリ
ュー射出シリンダが設けられるとともにスクリューＳＣ
Ｒを回転させる回転駆動機構が設けられている。このよ
うに構成される射出成形機ＩＭでは、材料合成樹脂投入
口から供給された熱可塑性合成樹脂が、スクリューＳＣ
Ｒの回転により図上左方となる先端側に送られる。一方
スクリユーシリンダＳＳはヒータＨＥにより加熱されて
おり、前記熱可塑性合成樹脂はスクリュウ−３ＣＨによ
り先端側へ送られる途次において熱可塑化され溶融状態
でスクリューＳＣＲ先端とノズルＮ２間のスクリューシ
リンダＳＳ内スペースに保留される。

ついで、この保留された熱可塑化合成樹脂は、スクリュ
ーＳＣＨの前進（図上左方方向）によりノズルＮＺに接
合される全型（図示せず）のキャビティ内に射出され、
所望の成形製品が得られる。

本発明のスクリューシリンダ冷却装置は、第１図に示さ
れるように周知の射出成形機ＩＭに適用されるもので、
電源ＰＷから前記スクリューシリンダＳＳを加熱するヒ
ータ）（ＥおよびスクリューシリンダＳＳに臨みこれを
冷却するブロワＢＲに適宜給電される。スクリューシリ
ンダＳＳの温度はスクリューシリンダＳＳに内設された
熱電対りにより検出される。これらの熱電対Ｄ１温度調
節器Ｒ１ならびにスクリューシリンダＳＳのヒータＨＥ
に対する給電回路に関連して設けられた温度調節器Ｒ１
のＡ接点ＲＩＡにより温度調節制御手段が構成されてい
る。

タイマー手段はヒータＨＥに対する給電回路に設けられ
るとともにＢ接点Ｒ２Ｂを有するリレーＲ２とタイマー
ＴＸとをもっている。ブロワＢＲに対する給電回路には
前記タイマーＴＸのＡ接点ＴＸＡが設けられ、ブロワＢ
Ｒに供給可能な電力入メ切手段を構成している。なお、
ＳＷは電源スィッチである。

このような一実施例装置では各部は次のように機能する
。

（１）熱電対りで検出された温度が設定値を超えたこと
を温度調節器Ｒ１が検出すると、この温度調節器は接点
ＲＩＡをＯＦＦとする。

（２）接点ＲＩＡが開いてヒータＨＥがＯＦＦされると
ともにリレーＲ２のＢ接点Ｒ２ＢがＯＮしてタイマーＴ
Ｘが所定時間ＴＸＳの計測を開始する。

（３）ブロワＢＲはタイマーＴＸの設定された所定時間
ＴＸＳに相当するカウント数以上計測してもヒータＨＥ
がＯＮＬなかった場合、次にヒータＨＥがＯＮするまで
の間、タイマーＴＸのＡ接点ＴＸＡがＯＮとなることか
ら運転されスクリューシリンダＳＳを冷却する。

（４）タイマーＴＸの計測する所定時間ＴＸＳ内にヒー
ターＨＥが再度ＯＮした場合すなわち接点ＲＩＡがＯＮ
された場合は、タイマーＴＸがリセットされてしまうた
めブロワＢＲは動作しない。

ヒータＨＥをＯＮ１０　Ｆ　Ｆする加熱のタイミングは
、第２図に示されるようにスクリューシリンダＳＳの温
度が上昇しながら設定値に近づくとパルス巾変調時間（
ＰＷＭで示す）内におけるヒータＨＥのＯＮ時間の割合
が減少して来る。ところがシリンダＳＳの温度が設定値
を超えて上昇を続けるよ、ヒータＨＥはパルス巾変調時
間内にＯＮしなくなりパルス巾変調時間以上のタイミン
グでＯＮ１０　Ｆ　Ｆすることとなる。

タイマーＴＸが計測する所定時間ＴＸＳはパルス巾変調
時間以上の成る値（通常は前記パルス巾変調時間の２〜
５倍）に設定しである。

第５図は、接点ＲＩＡ、Ｒ２Ｂ、ＴχＡの各ＯＮ／ＯＦ
Ｆの時間的相関関係を示す図である。

この第５図によって各接点のＯＮ／ＯＦＦ動作を説明す
ると、 （１）接点ＲＩＡは温度調節器ＲＩが熱電対りの検出温
度が所定温度より低いか高いかを判別しその結果により
ＯＮ１０　Ｆ　Ｆ動作を行う。

（２）リレーＲ２のコイルはヒータＨＥのＯＮ／ＯＦＦ
すなわち接点ＲＩＡの開閉と同期したタイミングで電力
を誘起し、このためリレーＲ２のＢ接点Ｒ２Ｂは接点Ｒ
ＩＡと逆の０ＦＦ１０Ｎ動作を行う。

（３）タイマーＴＸは接点Ｒ２ＢがＯＮすることにより
通電される。

（４）タイマーＴＸは、タイマーＴＸへの通電開始とと
もに計測を開始し、予め設定されたタイマー所定時間Ｔ
ＸＳ以上になるとタイマーＴＸのＡ接点ＴＸＡをＯＮと
なし、ブロワＢＲが動作を開始する。

ここで、タイマー設定時間ＴＸＳ未満で再度ヒータＨＥ
がＯＮされてリレーＲ２のＢ接点Ｒ２ＢがＯＦＦとなる
とタイマーＴＸもリセットされるため、タイマーＴＸの
Ａ接点ＴＸＡもＯＮされず、ブロワＢＲは動作しない。

（５）ブロワＢＲが動作中に接点ＲＩＡがＯＮとなりヒ
ータＨＥがＯＮされると接点Ｒ２ＢはＯＦＦとなり、タ
イマーＴＸがリセットされるので接点ＴχＡがＯＦＦと
なりブロワＢＲは動作を停止する。

従来の技術における、いわゆる三位開制御では、第４図
に示されるようにヒータとブロワの各制御領域をラップ
させる（−点鎖線で図示）と、ヒータ制御とブロワ制御
がそれぞれ独立の制御系統であることからヒータとブロ
ワとが同時にＯＮすることもあって熱効率が悪かった点
も本発明により一挙に改善された。すなわち本発明では
、第３図に示されるように、ヒータＨＥとブロワＢＲと
の各制御領域はラップするもののブロワＢＲのＯＮとヒ
ータＨＥのＯＮとが共存する時間域かが存在せず、熱効
率が優れており、さらに温度制御の精度向上にも貢献す
る。

第１図に示される実施例はりレージ−ケンスを用いた一
例を示すが、本発明はりレージ−ケンスに限らず、無接
点シーケンサを用いることも可能であることはいうまで
もない。これを論理図で示せば第６図のごとく、ヒータ
ＯＦＦでかつヒータＯＦＦ時点からＴＸＳ時間経過以後
のみブロワがＯＮとなるように構成すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はヒー
タＨＥの加熱のタイミングを示すタイミングチャート、
第３図は本発明の詳細な説明するグラフ、第４図は三位
開制御による従来例を説明するグラフ、第５図は接点Ｒ
ＩＡ、Ｒ２Ｂ、ＴＸＡの各ＯＮ１０　Ｆ　Ｆの時間的相
関関係を示すタイミングチャート、第６図は本発明を無
接点シーケンサで実現した場合の論理図である。 １Ｍ・・・射出成形機 ＳＳ・・・スクリューシリンダ ＮＺ・・・ノズル ＳＣＲ・・・スクリュウ− ＨＥ・・・ヒータ Ｄ・・・熱電対 ＢＲ・・・ブロワ ＲＩ・・・温調器 ＲＺ・・・リレー ＴＸ・・・タイマー ＲＩＡ、Ｒ２Ｂ、ＴＸＡ・・・接点 ＳＷ・・・スイッチ ＰＷ・・・電源 ＴＸＳ・・・タイマー所定時間 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）スクリューシリンダの検知される温度に対応さ
   れるパルス幅変調のパルス信号によりスクリューシリン
   ダのヒータをＯＮ／ＯＦＦして温度調節制御する温度調
   節制御手段と、 （ｂ）この温度調節制御手段からのパルス幅変調のパル
   ス信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御されるスクリューシリン
   ダのヒータのＯＦＦ動作時から所定時間を計測するタイ
   マー手段と（ｃ）前記タイマー手段による所定時間の計
   測後で、かつヒータの次のＯＮ動作までの間ブロワに通
   電可能な電力入／切手段と、 を具えたことを特徴とするスクリューシリンダ冷却装置
   。