JPH1052842A - 金型温度調節装置 - Google Patents

金型温度調節装置

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JPH1052842A
JPH1052842A JP21237096A JP21237096A JPH1052842A JP H1052842 A JPH1052842 A JP H1052842A JP 21237096 A JP21237096 A JP 21237096A JP 21237096 A JP21237096 A JP 21237096A JP H1052842 A JPH1052842 A JP H1052842A
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JP
Japan
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mold
temperature
temperature control
controller
cooling
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JP21237096A
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English (en)
Inventor
Takayuki Kobayashi
孝之 小林
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72Heating or cooling
    • B29C45/73Heating or cooling of the mould

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】金型温度制御用の熱媒体を使用することなく、
簡単な構造で金型の温度調節ができ、かつ、同一部分で
加熱及び冷却を行うことができる金型温度調節装置を提
供する。 【解決手段】金型1aの内部に設けられたペルチェ素子
3と、そのペルチェ素子3に流れる電流方向を切り替え
て、金型1aを加熱又は冷却するコントローラ4とを有
し、コントローラ4は、樹脂充填時にはペルチェ素子3
に一方向の電流を流し、金型1aを加熱させ、樹脂冷却
時にはペルチェ素子3に他方向の電流を流し、金型1a
を冷却させるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックの成
形等に用いられる射出成形金型の温度を調節する金型温
度調節装置に関し、特に、金型温度制御用の熱媒体を使
用することなく、簡単な構造で金型の温度調節ができる
金型温度調節装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、熱可塑性プラスチック材料を射
出成形する場合、射出成形に用いられるプラスチック材
料の種類や射出成形品の大きさ等に応じて、金型の温度
を調節する必要がある。そのため、従来から種々の金型
温度調節装置が提案されている。
【0003】例えば、図6に示す従来の金型温度調節装
置20は、固定金型21及び可動金型22の内部に水や
油等の液体からなる熱媒体を循環させる熱媒体通路23
と、その熱媒体通路23内を通る熱媒体の温度を調節す
る温度コントローラ24とを有し、温度コントローラ2
4によって温度調節された熱媒体を固定金型21及び可
動金型22に供給することにより金型を温度調節する。
熱媒体通路23の構成としては、図7(A)に示すよう
に、単一の回路によって加熱及び冷却を行う場合と、図
7(B)に示すように、加熱用の回路23aと冷却用の
回路23bに分けて複数の回路で加熱及び冷却を行う場
合がある。
【0004】また、特開平5ー169453号公報や特
開平4ー220309号公報には、金型の内部に、金型
を加熱するためのヒータと、金型を冷却するための熱媒
体が通る流路を設け、ヒータにより金型を直接的に加熱
するともに、冷却用の熱媒体により金型を冷却すること
により、金型を温度調節する金型温度調節装置が開示さ
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図6に示す従来の金型
温度調節装置では、温度制御に液体等の熱媒体を使用す
るため、金型温度を高温に設定した場合に成形途中で温
度を可変することが困難であり、実際には温度を一定に
保ち成形を行っていた。しかし、ー定温度での成形を行
うと、湯流れ跡、転写むら、そり等を生じ成形品の外観
品質を損ない、また、成形条件の選択幅が狭くなり成形
品の品質と歩留まりを見据えた生産になる事が少なくな
かった。
【0006】また、図7(A)に示すように、単一回路
で1サイクル中に加熱及び冷却を行う場合には、媒体の
温度を調節して、金型内部に送り込むために、大容量の
熱交換が行える温調機等を必要とし、現実の生産上で実
現することは困難であった。図7(B)に示すように、
複数回路で1サイクル中に加熱及び冷却を行う場合に
は、金型形状が複雑になり、また、多数の温調機や特殊
な温調機を必要とした。
【0007】特開平5ー169453号公報や特開平4
ー220309号公報に示す従来の金型温度調節装置で
は、局所的に金型温度をコントロールすることができる
が、ヒータやサーモパイプ等加熱もしくは冷却のみの単
機能の装置を使用するため、同一部分で加熱及び冷却を
行うことができず、構造が複雑になる。
【0008】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、金型温度制御用の熱媒体を使用することな
く、簡単な構造で金型の温度調節ができ、かつ、同一部
分で加熱及び冷却を行うことができる金型温度調節装置
を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の金型温度調節装
置は、金型の内部に設けられた温度制御素子と、その温
度制御素子に流れる電流方向を切り替えて、金型を加熱
又は冷却する制御手段と、を有することを特徴とするも
のである。
【0010】本発明によれば、制御手段により温度制御
素子に流れる電流方向を切り替えるだけで、簡単な操作
で金型の温度調節ができる。また、金型内部の同一部分
を加熱又は冷却できるので、金型内部に複雑な熱媒体通
路を形成する従来の装置に比べ、金型の内部構造を簡単
にすることができる。
【0011】また、温度制御素子により直接的に金型を
加熱又は冷却するので、金型温度を迅速に上昇又は下降
させることができ、成形途中での温度可変を行うことが
できる。
【0012】温度制御素子は、金型内部の温度調節すべ
き部分だけに局所的に設けられている場合には、局所的
な金型の温度調節が可能となる。
【0013】制御手段は、樹脂充填時には温度制御素子
に一方向の電流を流し、金型を加熱させ、樹脂冷却時に
は温度制御素子に他方向の電流を流し、金型を冷却させ
るように制御する。
【0014】温度制御素子は、例えば、ペルチェ素子で
ある。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の第
1の形態の外観を示す一部分解斜視図、図2(A)は固
定金型の内部構造を示す断面図、図2(B)は本発明の
構成を概略的に示す説明図、図3は本発明の第1の形態
における金型と温度コントローラとの結線状態を示す斜
視図である。
【0016】図1に示す射出成形金型は、固定金型1a
と可動金型1bとからなり、熱可塑性樹脂をキャビティ
に充填してプラスチック等を射出成形するために用いら
れる。本発明の金型温度調節装置2は、固定金型1aの
温度調節を行うものであり、図1〜図3に示すように、
固定金型1aの内部に設けられたペルチェ素子3(温度
制御素子)と、そのペルチェ素子3に流れる電流方向を
切り替えて、金型1aを加熱又は冷却するコントローラ
4(制御手段)とを有する。
【0017】ペルチェ素子3は、図2(A)に示すよう
に、n型半導体5aとp型半導体5bを金属の電極板6
で交互に連続して接合したエレメントを、絶縁基板7で
両端部を挟むことにより構成されている。そして、n型
半導体5aからp型半導体5bの方向(プラス方向)に
電流を流すと、上部で吸熱、下部で発熱が起こり、その
逆方向(マイナス方向)に電流を流すと、吸熱と発熱部
分が反転する。
【0018】ペルチェ素子3は、固定金型1aの型部8
と受け板9との間の空間部内に保持され金型1aの内部
に埋め込まれている。受け板9の上部には取付板10が
設けられ、その取付板10は型部8とボルト(図示せ
ず)を介して締結される。取付板10上には射出成形機
(図示せず)と金型1aとの位置決めをするための位置
決めリング11が設けられている。
【0019】コントローラ4は、図2(B)及び図3に
示すように、ペルチェ素子3の電極板6の両端と電気的
に接続されている直流電源12と、ペルチェ素子3に流
れる電流の方向を切り替えるスイッチ13と、電流量等
を表示する表示部14と、電流方向や電流量等を設定す
る設定部15を有する。
【0020】次に、本発明の第1の形態の動作について
説明する。まず、樹脂を金型1aの内部に射出し充填す
る場合には、コントローラ4でペルチェ素子3にプラス
方向の電流が流れるように設定し、それによって、金型
1aを加熱して、金型1aの表面温度を上昇させる。
【0021】逆に、樹脂の冷却工程に移行した場合に
は、コントローラ4に設けられたスイッチ13の接点を
切り替えることによりペルチェ素子3にマイナス方向の
電流が流れるようにし、それによって、金型1aを冷却
して、金型1aの表面温度を下降させる。
【0022】本発明の第1の形態の金型温度調節装置に
よれば、コントローラ4によりペルチェ素子3に流れる
電流方向を切り替えるだけで、簡単に金型の温度調節が
できるので、操作性が向上する。
【0023】また、金型1aの内部の同一部分を加熱又
は冷却できるので、金型1aの内部に複雑な熱媒体通路
を形成する従来の装置に比べ、金型1aの内部構造を簡
単にすることができ、小型軽量化を図ることができる。
【0024】さらに、ペルチェ素子3により直接的に金
型の同一部分を加熱又は冷却するので、金型温度を迅速
に上昇又は下降させることができる。従って、成形途中
での温度可変を迅速に行うことができるので、成形条件
幅に自由度が増え、生産性が向上する。
【0025】次に、本発明の第2の実施の形態について
図4及び図5を参照して詳細に説明する。図4は、本発
明の第2の形態を示す一部分解斜視図であり、図5は、
固定金型の内部構造を示す断面図である。
【0026】図4に示すように、第2の形態の金型温度
調節装置17では、複数の小型のペルチェ素子16が、
局所的に温度制御を行いたい任意の箇所(本実施の形態
では4箇所)に設置されている。各ペルチェ素子16
は、外部のコントローラ4と電気的に接続されており、
部分的に温度を上昇させる場合には、対応するペルチェ
素子16にブラス側の電流を流し、強制的に冷却させる
場合には、マイナスの電流を流し、温度制御を行う。
【0027】本発明の第2の形態の金型温度調節装置1
7によれば、ペルチェ素子16が、局所的に温度制御を
行いたい任意の箇所に設置されているので、局所的な金
型の温度調節が可能となり、より複雑な成形条件にも対
応することができる。
【0028】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
となく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲
内において、種々の変更が可能である。
【0029】例えば、金型1aの内部に金型の温度を検
出する温度センサを設け、その温度センサで検出された
温度に応じて、コントローラ4が、ペルチェ素子3に流
れる電流量を制御したり、電流方向を制御するように構
成してもよい。それによって、金型温度を一定に保持す
ることができる。
【0030】また、タイマ等で予め時間設定しておき、
射出工程の時間の経過に応じて、ペルチェ素子3に流れ
る電流量を制御したり、電流方向を自動的に切り替わる
ようにしてもよい。
【0031】なお、本発明の金型温度調節装置は、固定
金型1aのみに設けられているが、可動金型1bに設け
られてもよい。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、次のような優れた効果
を奏する。 (1)制御手段により温度制御素子に流れる電流方向を
切り替えるだけで、簡単に金型の温度調節ができるの
で、操作性が向上する。 (2)金型内部の同一部分を加熱又は冷却できるので、
金型内部に複雑な熱媒体通路を形成する従来の装置に比
べ、金型の内部構造を簡単にすることができ、小型軽量
化を図ることができる。 (3)温度制御素子により直接的に金型の同一部分を加
熱又は冷却するので、金型温度を迅速に上昇又は下降さ
せることができる。従って、成形途中での温度可変を行
うことができるので、成形条件幅に自由度が増え、生産
性が向上する。 (4)温度制御素子が、局所的に温度制御を行いたい任
意の箇所に設置されている場合には、局所的な金型の温
度調節が可能となり、より複雑な成形条件にも対応する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の形態を示す一部分解斜視図であ
る。
【図2】(A)は固定金型の内部構造を示す断面図であ
り、(B)は、本発明の構成を概略的に示す説明図であ
る。
【図3】本発明の第1の形態における金型とコントロー
ラとの結線状態を示す斜視図である。
【図4】本発明の第2の形態を示す一部分解斜視図であ
る。
【図5】固定金型の内部構造を示す断面図である。
【図6】従来の金型温度調節装置の構成を示す斜視図で
ある。
【図7】金型内に設けられる熱媒体通路を示す断面図で
あり、(A)は、単一の熱媒体通路を示し、(B)は複
数の熱媒体通路を示す。
【符号の説明】
1a:固定金型 1b:可動金型 2:金型温度調節装置 3:ペルチェ素子(温度制御素子) 4:コントローラ(制御手段) 5a:n型半導体 5b:p型半導体 6:電極板 7:絶縁基板 8:型部 9:受け板 10:取付板 11:位置決めリング 12:直流電源 13:スイッチ 14:表示部 15:設定部 16:ペルチェ素子 17:金型温度調節装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金型の内部に設けられた温度制御素子と、
    その温度制御素子に流れる電流方向を切り替えて、金型
    を加熱又は冷却する制御手段と、を有することを特徴と
    する金型温度調節装置。
  2. 【請求項2】前記温度制御素子は、金型内部の温度調節
    すべき部分だけに局所的に設けられていることを特徴と
    する請求項1に記載の金型温度調節装置。
  3. 【請求項3】前記制御手段は、樹脂充填時には温度制御
    素子に一方向の電流を流し、金型を加熱させ、樹脂冷却
    時には温度制御素子に他方向の電流を流し、金型を冷却
    させるように制御することを特徴とする請求項1又は2
    に記載の金型温度調節装置。
  4. 【請求項4】前記温度制御素子は、ペルチェ素子である
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つの項に
    記載の金型温度調節装置。
JP21237096A 1996-08-12 1996-08-12 金型温度調節装置 Pending JPH1052842A (ja)

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