JPWO2006073107A1 - 成形機、射出装置及びその温度制御方法 - Google Patents

Abstract

所定の箇所に供給口２１５が形成されたシリンダ部材と、該シリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、前記供給口２１５に取り付けられ、成形材料を供給口２１５を介してシリンダ部材内に供給する成形材料供給装置と、前記供給口２１５の周囲の所定の箇所に配設された熱電冷却素子２６１〜２６４とを有する。この場合、供給口２１５の周囲の所定の箇所に熱電冷却素子２６１〜２６４が配設されるので、供給口２１５の周囲の温度を適正な温度にすることができ、かつ、温度制御の応答性を高くすることができる。また、駆動部の筐体１５２と熱移送部材との間に、熱電冷却素子ｇを配設すると、筐体１５２内の熱は筐体１５２を介して熱移送部材に伝達され、駆動部外に放出される。したがって、駆動部を駆動することによって発生させられる定格トルクを大きくすることができる。

Description

本発明は、成形機、射出装置及びその温度制御方法に関するものである。

従来、成形機、例えば、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた成形材料としての樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填し、該キャビティ空間内において冷却して固化させることによって成形品を得ることができるようになっている。

前記射出成形機は金型装置、型締装置及び射出装置を有し、該射出装置は、樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設される。また、前記型締装置によって前記可動金型を進退させることにより、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われ、型締めに伴って、前記固定金型と可動金型との間にキャビティ空間が形成される。

そして、射出用の駆動部としての射出用モータを駆動して前記スクリューを前進させることにより射出ノズルから樹脂が射出され、キャビティ空間に充填される。また、計量用の駆動部としての計量用モータを駆動してスクリューを回転させることにより樹脂の計量が行われ、スクリューヘッドの前方に溶融させられた樹脂が蓄えられる。

前記スクリューには、計量工程時において、ホッパから落下した樹脂が供給口を介して供給される供給部、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部、及び溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部が形成される。そして、圧縮部においては、前記スクリューの本体、すなわち、スクリュー本体の外径が前方ほど大きくされ、スクリュー本体と加熱シリンダとの間の間隙が前方ほど小さくされ、樹脂が圧縮されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

また、加熱シリンダの外周及び射出ノズルの外周には複数のヒータが配設されるとともに、加熱シリンダの所定の箇所に複数の温度センサが配設され、該各温度センサによって加熱シリンダの温度が検出される。そして、検出された温度に基づいて、各ヒータを個別に通電し、前記加熱シリンダの所定の箇所における温度を制御し、加熱シリンダの各箇所における樹脂を異なる温度で制御するようにしている。

ところで、前記供給口の周囲の温度が高くなると、ホッパから供給された樹脂が直ちに溶融させられてしまい、円滑に計量を行うことができなくなってしまう。そこで、供給口に水冷シリンダを配設し、該水冷シリンダに水を循環させることによって供給口の周囲を冷却するとともに、適正な温度に維持し、樹脂が溶融させられることがないようにしている。

また、前記型締装置は、前記固定金型を取り付けるための固定プラテン、該固定プラテ
ンと対向させて配設されたトグルサポート、前記固定プラテンとトグルプレートとの間に架設された４本のタイバー、該各タイバーに沿って進退自在に配設され、可動金型を取り付けるための可動プラテン、前記トグルサポートと可動プラテンとの間に配設され、伸展又は屈曲させられるトグル機構、該トグル機構を作動させるための型締用の駆動部としての型締用モータ等を備える。したがって、該型締用モータを駆動し、トグル機構を作動させ、可動プラテンを前進させると、型閉じが行われ、続いて、型締力が発生させられて型締めが行われ、トグル機構を作動させ、可動プラテンを後退させると、型開きが行われる。なお、前記型締力は可動プラテンを介して可動金型に伝達され、これに伴って、型締力の反力が各タイバーを介してトグルサポートに伝達される。

ところで、前述されたように、前記スクリューを回転させたり、進退させたりするために、計量用モータ、射出用モータ等が配設され、前記トグル機構を作動させるために型締用モータが配設され、各モータはそれぞれ駆動されるようになっている。そして、各モータの定格容量を大きくするために、モータにファンを配設し、モータを空冷するようにしている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１１−２２７０１９号公報 特開平７−４０４０８号公報

しかしながら、前記従来の射出装置においては、水冷シリンダに循環させられる水の熱容量が大きいので、温度制御の応答性が低くなり、供給口の周囲の温度を適正な温度にするまでの時間が長くなってしまう。

また、前記従来の射出成形機においては、空冷用のファンを作動させるのに伴って、騒音が発生したり、ごみが飛散したりしてしまう。

そこで、モータと温調器との間に温調媒体の循環系を形成し、温調媒体を循環させてモータを冷却する駆動部温調装置が提供されている。ところが、その場合、温調器を配設する必要があるだけでなく、温調媒体が循環系から漏れることがないようにする必要があるので、駆動部温調装置のコストが高くなってしまう。

本発明は、前記射出成形機の問題点を解決して、供給口の周囲の温度を適正な温度にすることができ、かつ、温度制御の応答性を高くすることができる射出装置及びその温度制御方法を提供することを目的とする。

また、駆動部の定格容量を大きくすることができ、駆動部温調装置のコストを低くすることができる成形機を提供することを目的とする。

そのために、本発明の成形機においては、所定の箇所に供給口が形成されたシリンダ部材と、該シリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、該射出部材を回転させるための計量用の駆動部と、前記射出部材を前進させる射出用の駆動部と、固定金型及び可動金型を備える金型装置と、該金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行う型締装置と、該型締装置に配設された型締め用の駆動部と、前記供給口に取り付けられ、成形材料を供給口を介してシリンダ部材内に供給する成形材料供給装置と、所定の箇所に配設された熱電冷却素子とを有する。

本発明の射出装置においては、所定の箇所に供給口が形成されたシリンダ部材と、該シリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、前記供給口に取り付けられ、成
形材料を供給口を介してシリンダ部材内に供給する成形材料供給装置と、前記供給口の周囲の所定の箇所に配設された熱電冷却素子とを有する。

本発明の他の成形機においては、ステータ及びロータを収容する筐体と、該筐体の外周面を覆って配設され、凹凸部を備えた熱移送部材と、前記筐体と熱移送部材との間に、冷却面を筐体の外周面に向けて配設された熱電冷却素子とを有する。

本発明によれば、成形機においては、所定の箇所に供給口が形成されたシリンダ部材と、該シリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、該射出部材を回転させるための計量用の駆動部と、前記射出部材を前進させる射出用の駆動部と、固定金型及び可動金型を備える金型装置と、該金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行う型締装置と、該型締装置に配設された型締め用の駆動部と、前記供給口に取り付けられ、成形材料を供給口を介してシリンダ部材内に供給する成形材料供給装置と、所定の箇所に配設された熱電冷却素子とを有する。

この場合、所定の箇所に熱電冷却素子が配設されるので、所定の箇所の周囲の温度を適正な温度にすることができ、かつ、温度制御の応答性を高くすることができる。

本発明の射出装置においては、所定の箇所に供給口が形成されたシリンダ部材と、該シリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、前記供給口に取り付けられ、成形材料を供給口を介してシリンダ部材内に供給する成形材料供給装置と、前記供給口の周囲の所定の箇所に配設された熱電冷却素子とを有する。

この場合、供給口の周囲の所定の箇所に熱電冷却素子が配設されるので、供給口の周囲の温度を適正な温度にすることができ、かつ、温度制御の応答性を高くすることができる。

本発明の他の成形機においては、ステータ及びロータを収容する筐体と、該筐体の外周面を覆って配設され、凹凸部を備えた熱移送部材と、前記筐体と熱移送部材との間に、冷却面を筐体の外周面に向けて配設された熱電冷却素子とを有する。

この場合、前記筐体と熱移送部材との間に、熱電冷却素子が冷却面を筐体の外周面に向けて配設されるので、筐体内の熱は筐体を介して熱移送部材に伝達され、駆動部外に放出される。

したがって、駆動部を駆動することによって発生させられる定格トルクを大きくすることができるので、駆動部の定格容量を大きくすることができる。さらに、ベアリングの耐久性を向上させることができる。また、温調器を配設する必要がないだけでなく、温調媒体が循環系から漏れることがないようにする必要がないので、駆動部温調装置のコストを低くすることができる。

本発明の第１の実施の形態における射出成形機の概念図である。 本発明の第１の実施の形態における射出成形機の要部を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における射出成形機の要部を示す図である。 本発明の第３の実施の形態における駆動部温調装置の概略図である。

符号の説明

１１ 固定金型
１２ 可動金型
５１ 射出装置
５２ 金型装置
５３ 型締装置
５６ 加熱シリンダ
５７ スクリュー
５９ ホッパ
６６ 計量用モータ
６９ 射出用モータ
９６ 型締用モータ
１５２ 筐体
１５６ 出力軸
１５８ ステータ
１５９ ロータ
１６８ エンコーダ
１７１ ブラケット
１７２ カバー
１７５、１７６、２６６ ヒートシンク
２１５ 供給口
２３１ 制御部
２６１〜２６４、２７１、ｇ、ｈ 熱電冷却素子
ｓ１〜ｓ３ ヒータ温度センサ

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、成形機としての射出成形機について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における射出成形機の概念図である。

図において、５１は射出装置、５２は第１の金型としての固定金型１１及び第２の金型としての可動金型１２から成る金型装置、５３は前記射出装置５１と対向させて配設された型締装置、５４は前記射出装置５１を進退自在に支持する可塑化移動装置、５５はエジェクタ装置、６０はトグル調整装置として機能する型厚調整装置、ｆｒ１は前記射出装置５１、型締装置５３、可塑化移動装置５４等を支持する成形機フレームである。

前記射出装置５１は、シリンダ部材としての加熱シリンダ５６、該加熱シリンダ５６内において、回転自在に、かつ、進退自在に配設された射出部材としてのスクリュー５７、前記加熱シリンダ５６の前端に取り付けられた射出ノズル５８、前記加熱シリンダ５６の後端の近傍に配設されたホッパ５９、前記スクリュー５７の後端に突出させて形成されたスクリュー軸６１、荷重検出部としてのロードセル７０を介して連結された第１の支持部としての前側支持部７１及び第２の支持部としての後側支持部７２を備えるとともに、進退自在に配設され、前記スクリュー軸６１を回転自在に支持する可動支持部としてのプレッシャプレート６２、前記前側支持部７１に取り付けられ、プーリ・ベルト式の回転伝達系（駆動要素としての駆動プーリ、従動要素としての従動プーリ、及び駆動プーリと従動プーリとの間に張設された伝動部材としてのタイミングベルトから成る。）６５を介してスクリュー軸６１と連結された計量用の駆動部としての計量用モータ６６、前記成形機フレームｆｒ１に取り付けられ、プーリ・ベルト式の回転伝達系（駆動要素としての駆動プーリ、従動要素としての従動プーリ、及び駆動プーリと従動プーリとの間に張設された伝動部材としてのタイミングベルトから成る。）６８を介して運動方向変換部としてのボールねじ７５と連結された、射出用の駆動部としての射出用モータ６９等を備える。

前記ボールねじ７５は、回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部として機能し、回転伝達系６８と連結された第１の変換要素としてのボールねじ軸７３、及び後側支持部７２に取り付けられ、前記ボールねじ軸７３と螺合させられる第２の変換要素としてのボールナット７４を備える。

また、前記可塑化移動装置５４は、成形機フレームｆｒ２、該成形機フレームｆｒ２に取り付けられ、可塑化移動用の駆動部としての可塑化移動用モータ７７、前記成形機フレームｆｒ２の長手方向に沿って配設され、前側支持部７１及び後側支持部７２を案内するガイド７８、成形機フレームｆｒ２に対して回転自在に配設され、可塑化移動用モータ７７を駆動することによって回転させられる第１の変換要素としてのボールねじ軸８１、該ボールねじ軸８１と螺合させられる第２の変換要素としてのボールナット８２、前記加熱シリンダ５６の後端に取り付けられたブラケット８３、前記ボールナット８２とブラケット８３との間に配設される付勢部材としてのスプリング８４等を備える。

したがって、可塑化移動用モータ７７を駆動することによって、所定のタイミングで射出装置５１を前進させて射出ノズル５８を固定金型１１に当接させ、ノズルタッチを行うことができる。なお、前記ボールねじ軸８１及びボールナット８２によってボールねじ８６が構成され、該ボールねじ８６は、回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部として機能する。

また、前記型締装置５３は、成形機フレームｆｒ１に取り付けられた第１の固定部材としての固定プラテン９１、第２の固定部材としてのトグルサポート９２、前記固定プラテン９１とトグルサポート９２との間に架設されたタイバー９３、固定プラテン９１と対向させて、かつ、タイバー９３に沿って進退自在に配設された可動部材としての可動プラテン９４、及び該可動プラテン９４とトグルサポート９２との間に配設されたトグル機構９５、型締用の駆動部としての型締用モータ９６、該型締用モータ９６を駆動することによって発生させられた回転をトグル機構９５に伝達するプーリ・ベルト式の回転伝達系（駆動要素としての駆動プーリ、従動要素としての従動プーリ、及び駆動プーリと従動プーリとの間に張設された伝動部材としてのタイミングベルトから成る。）９７、該回転伝達系９７と連結された運動方向変換部としてのボールねじ９８、該ボールねじ９８と連結された移動部材としてのクロスヘッド９９等を備える。そして、前記固定プラテン９１及び可動プラテン９４に、互いに対向させて固定金型１１及び可動金型１２がそれぞれ取り付けられる。

前記ボールねじ９８は、回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部として機能し、回転伝達系９７と連結された第１の変換要素としてのボールねじ軸１０１、及びクロスヘッド９９に取り付けられ、前記ボールねじ軸１０１と螺合させられる第２の変換要素としてのボールナット１０２を備える。

また、前記トグル機構９５は、クロスヘッド９９に対して揺動自在に支持されたトグルレバー１０５、トグルサポート９２に対して揺動自在に支持されたトグルレバー１０６、及び可動プラテン９４に対して揺動自在に支持されたトグルアーム１０７を備え、トグルレバー１０５、１０６間、及びトグルレバー１０６とトグルアーム１０７との間がそれぞれリンク結合される。

前記トグル機構９５は、型締用モータ９６によってクロスヘッド９９をトグルサポート９２と可動プラテン９４との間で進退させることにより、可動プラテン９４をタイバー９３に沿って進退させ、可動金型１２を固定金型１１に対して接離させて、型閉じ、型締め及び型開きを行う。

また、前記エジェクタ装置５５は、可動プラテン９４の後端面に配設され、可動プラテン９４に対して進退自在に配設された移動部材としてのクロスヘッド１１１、突出し用の駆動部としての突出し用モータ１１２、前記クロスヘッド１１１に対して回転自在に配設された第１の変換要素としてのボールねじ軸１１３、前記クロスヘッド１１１に取り付けられ、前記ボールねじ軸１１３と螺合させられる、第２の変換要素としてのボールナット１１４、前記突出し用モータ１１２を駆動することによって発生させられた回転をボールねじ軸１１３に伝達するプーリ・ベルト式の回転伝達系（駆動要素としての駆動プーリ、従動要素としての従動プーリ、及び駆動プーリと従動プーリとの間に張設された伝動部材としてのタイミングベルトから成る。）１１６、前記クロスヘッド１１１の進退に伴って進退させられる図示されないエジェクタロッド及びエジェクタピン等を備える。

したがって、前記突出し用モータ１１２を駆動することによって、型開き時に可動金型１２に残った成形品を突き出すことができる。なお、前記ボールねじ軸１１３及びボールナット１１４によってボールねじ１１５が構成され、該ボールねじ１１５は、回転運動を直進運動に変換する運動方向変換部として機能する。

そして、前記型厚調整装置６０は、各タイバー９３の後端に形成されたねじ部と螺合させられ、トグル調整部材としての、かつ、型厚調整部材としての調整ナット１２１、トグル調整用の、かつ、型厚調整用の駆動部としての型厚モータ１２２、該型厚モータ１２２を駆動することによって発生させられた回転を各調整ナット１２１に伝達する伝動部材としてのタイミングベルト１２３等を備える。したがって、例えば、金型装置５２を交換した場合等において、型厚モータ１２２を駆動することによって、トグルサポート９２を固定プラテン９１に対して進退させて型厚調整を行うことができる。

前記構成の射出装置５１において、可塑化移動用モータ７７を駆動すると、該可塑化移動用モータ７７の回転はボールねじ軸８１に伝達され、ボールナット８２が進退させられる。そして、ボールナット８２の推力がスプリング８４を介してブラケット８３に伝達され、射出装置５１が進退させられる。

また、計量工程において、計量用モータ６６を駆動し、回転伝達系６５を介してスクリュー軸６１に回転を伝達し、スクリュー５７を回転させると、ホッパ５９から供給された成形材料としての図示されない樹脂は、加熱シリンダ５６内において加熱されて溶融させられ、前方に移動して、スクリュー５７の前方に溜められる。これに伴って、スクリュー５７は、所定の位置まで後退させられる。

そして、射出工程において、射出ノズル５８を固定金型１１に押し付け、射出用モータ６９を駆動し、回転伝達系６８を介してボールねじ軸７３を回転させる。このとき、ロードセル７０はボールねじ軸７３の回転に伴って移動し、スクリュー５７を前進させるので、スクリュー５７の前方に溜っている樹脂は、射出ノズル５８から射出され、固定金型１１と可動金型１２との間に形成されたキャビティ空間に充填される。そのときの反力は、ロードセル７０によって受けられ、射出力として検出される。

また、前記構成の型締装置５３及びエジェクタ装置５５において、型締用モータ９６を駆動すると、該型締用モータ９６の回転は、回転伝達系９７を介してボールねじ軸１０１に伝達され、ボールナット１０２が進退させられ、クロスヘッド９９も進退させられる。そして、該クロスヘッド９９の前進に伴って、トグル機構９５が伸展させられ、可動プラテン９４が前進させられて型閉じが行われ、固定金型１１に可動金型１２が当接させられる。続いて、型締用モータ９６を更に駆動すると、トグル機構９５において型締力が発生させられ、該型締力で固定金型１１に可動金型１２が押し付けられ、固定金型１１と可動
金型１２との間にキャビティ空間が形成される。また、クロスヘッド９９の後退に伴って、トグル機構９５が屈曲させられると、可動プラテン９４が後退させられ、型開きが行われる。

続いて、突出し用モータ１１２が駆動され、該突出し用モータ１１２が駆動されることによって発生させられた回転は、回転伝達系１１６を介してボールねじ軸１１３に伝達され、クロスヘッド１１１が進退させられ、前記エジェクタロッドも進退させられる。そして、型開きが行われるのに伴って、突出し用モータ１１２を駆動してクロスヘッド１１１を前進させると、前記エジェクタピンが前進させられ、成形品が突き出される。

また、前記構成の型厚調整装置６０において、型厚モータ１２２が駆動されると、型厚モータ１２２の回転は、タイミングベルト１２３を介して各調整ナット１２１に伝達され、該各調整ナット１２１は、回転させられるのに伴ってタイバー９３に対して進退させられ、トグルサポート９２を進退させる。その結果、型厚が調整されるとともに、トグル機構９５の基準位置が調整される。

次に、前記射出装置５１について説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態における射出成形機の要部を示す図である。

図において、５１は射出装置、５６は加熱シリンダ、５７は該加熱シリンダ５６内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリュー、５８は前記加熱シリンダ５６の前端に取り付けられた射出ノズル、２１４は該射出ノズル５８に形成されたノズル口、２１５は、前記加熱シリンダ５６の後端の近傍の所定の箇所に形成され、樹脂を供給するための供給口、５９は、前記樹脂を収容し、前記供給口２１５を介して加熱シリンダ５６内に樹脂を供給する成形材料供給装置としてのホッパである。

前記スクリュー５７の後端に、計量用モータ６６、射出用モータ６９等が配設される。前記スクリュー５７は、フライト部２２１、及び該フライト部２２１の前端に取り付けられたスクリューヘッド２２２を備える。そして、前記フライト部２２１はスクリュー本体の外周面に螺旋状に形成されたフライト２２３を備え、該フライト２２３に沿って螺旋状の溝２２４が形成される。

また、スクリュー５７には、後方から前方にかけて順に、ホッパ５９から落下した樹脂が供給される供給部、供給された樹脂を圧縮しながら溶融させる圧縮部、及び溶融させられた樹脂を一定量ずつ計量する計量部が形成される。前記溝２２４の底、すなわち、スクリュー本体の外径は、供給部において比較的小さくされ、圧縮部において後方から前方にかけて徐々に大きくされ、計量部において比較的大きくされる。したがって、加熱シリンダ５６の内周面とスクリュー本体の外周面との間の間隙は、前記供給部において比較的大きくされ、圧縮部において後方から前方にかけて徐々に小さくされ、計量部において比較的小さくされる。

前記射出装置５１の前方に金型装置５２が配設され、該金型装置５２は固定金型１１、及び該固定金型１１に対して進退自在に配設された可動金型１２から成り、型締装置５３を作動させることによって前記金型装置５２の型閉じ、型締め及び型開きを行うことができ、型締め時に固定金型１１と可動金型１２との間にキャビティ空間が形成されるようになっている。そのために、前記型締装置５３は、前記固定金型１１を取り付けるための固定プラテン９１、前記可動金型１２を取り付けるための可動プラテン９４、該可動プラテン９４を進退させるとともに、型締力を発生させる型締用モータ９６等を備える。

計量工程時に、前記計量用モータ６６を駆動することによって前記スクリュー５７を正方向に回転させると、ホッパ５９内の樹脂が供給口２１５を介して供給部に供給され、溝２２４内を前進させられる。それに伴って、スクリュー５７が後退させられ、樹脂がスクリューヘッド２２２の前方に蓄えられる。なお、前記溝２２４内の樹脂は、前記供給部においてペレット状の形状を有し、圧縮部において半溶融状態になり、計量部において完全に溶融させられて液状になる。

射出工程時に、前記射出用モータ６９を駆動することによって前記スクリュー５７を前進させると、スクリューヘッド２２２の前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズル５８から射出され、前記キャビティ空間に充填される。このとき、スクリューヘッド２２２の前方に蓄えられた樹脂が逆流しないように、スクリューヘッド２２２の周囲に図示されない逆止リング及びシールリングから成る逆流防止装置が配設される。

ところで、前記加熱シリンダ５６の外周には複数のヒータｈ１〜ｈ５が軸方向に隣接させて配設され、射出ノズル５８の外周にはヒータｈ６〜ｈ８が配設され、該ヒータｈ１〜ｈ８を個別に通電することによって、前記加熱シリンダ５６内の樹脂を加熱し、溶融させることができる。

なお、加熱シリンダ５６の軸方向における所定の複数の箇所、本実施の形態においては、ヒータｈ１の中央部分、ヒータｈ２、ｈ３間及びヒータｈ４、ｈ５間に温度検出部としてのヒータ温度センサｓ１〜ｓ３が配設される。

そして、該ヒータ温度センサｓ１〜ｓ３は、加熱シリンダ５６における前端の近傍、中央及び後端の近傍の所定の箇所の温度を検出し、検出された各温度を制御部２３１に送る。該制御部２３１の図示されない成形温度制御処理手段（処理部）は、成形温度制御処理を行い、検出された温度に基づいて前記ヒータｈ１〜ｈ８を通電し、樹脂の温度が設定温度になるように制御する。また、前記制御部２３１に操作部２３２及び表示部２３３が接続され、前記操作部２３２を操作することによって設定温度を設定することができる。そして、前記制御部２３１の図示されない表示処理手段（処理部）は、表示処理を行い、設定温度、検出された温度等を表示部２３３に表示する。

また、金型装置５２の温度を制御するために、温度検出部として金型温度センサｓ１１、ｓ１２が配設され、該金型温度センサｓ１１、ｓ１２は、前記固定金型１１及び可動金型１２の温度を検出し、検出された各温度を制御部２３１に送る。該制御部２３１の図示されない金型温度制御処理手段（処理部）は、金型温度制御処理を行い、温度調節器２３５の制御を行い、図示されない温調器から供給された温調媒体としての水の量を調整し、金型装置５２に供給する。

ところで、前記供給口２１５における加熱シリンダ５６の温度が樹脂の融点より高いと、供給部に供給された樹脂が直ちに溶融させられてしまい、円滑に計量を行うことができない。そこで、前記供給口２１５の周囲の設定された箇所、本実施の形態においては、前方及び後方の供給口２１５に隣接する箇所に熱電冷却素子２６１〜２６４が配設される。

ところで、該各熱電冷却素子２６１〜２６４は、冷却能力を備えたＰ形半導体及びＮ形半導体の各素子を、接合対にして電気的に直列に接続し、ユニット化することによって形成されたペルチェモジュールから成り、両端の各素子間に直流の電流を流すと、各素子の一方の面が冷却面となり、他方の面が加熱面となる。そして、電流の向きを変えることによって、冷却要素として機能させたり、加熱要素として機能させたりすることができる。

本実施の形態において、前記各熱電冷却素子２６１〜２６４は冷却要素として機能させ
られる。そのために、前記冷却面が加熱シリンダ５６の径方向内方に向けて、前記加熱面が加熱シリンダ５６の径方向外方に向けて形成され、各熱電冷却素子２６１〜２６４の径方向外方に加熱シリンダ５６を包囲してヒートシンク２６６が配設される。該ヒートシンク２６６は熱伝導性の高い材料で形成され、熱電冷却素子２６１〜２６４から放出された熱を大気中に放出する。なお、必要に応じてヒートシンク２６６に放熱用のフィンを形成することができる。

また、前記供給口２１５の周囲の所定の箇所、本実施の形態においては、熱電冷却素子２６４の後方の隣接する位置に温度検出部として供給口温度センサｓ１３が配設され、該供給口温度センサｓ１３は、供給口２１５の周囲の温度を検出し、検出された各温度を制御部２３１に送る。該制御部２３１の図示されない供給口温度制御処理手段（処理部）は、供給口温度制御処理を行い、各熱電冷却素子２６１〜２６４の制御を行い、供給口２１５の周囲の温度を調整する。

したがって、前記ヒータｈ１〜ｈ８が通電させられ、加熱シリンダ５６が加熱されるのに伴って、熱が供給口２１５に伝達されるのを抑制することができるだけでなく、供給口２１５の周囲を適正な温度に維持することができるので、供給部に供給された樹脂が直ちに溶融させられるのを防止することができ、円滑に計量を行うことができる。

すなわち、例えば、水冷シリンダによって供給口２１５の周囲を冷却する場合は、循環させられる水の熱容量が大きいので、温度制御の応答性が低くなるのに対して、熱電冷却素子２６１〜２６４を使用する場合には、熱電冷却素子２６１〜２６４を通電するだけで直ちに冷却を開始することができ、温度制御の応答性を高くすることができる。したがって、供給口２１５の周囲の温度を適正な温度にするまでの時間を短くすることができる。

本実施の形態において、各熱電冷却素子２６１〜２６４は、冷却要素として機能させられるが、熱安定化要素として機能させることができる。その場合、電流の向きを冷却要素として機能させる場合と逆にし、各熱電冷却素子２６１〜２６４の冷却面を加熱シリンダ５６の径方向外方に向けて、加熱面を加熱シリンダ５６の径方向内方に向けて形成する。その結果、前記ヒートシンク２６６は大気中の熱を吸引して熱電冷却素子２６１〜２６４に伝達し、加熱シリンダ５６を加熱する。

この場合、加熱シリンダ５６の温度を安定化させることができるので、供給口２１５の周囲の温度を安定化することができる。

ところで、計量工程が完了したときのスクリュー５７の後退限位置にばらつきが生じ、スクリュー５７の有効ストロークが変動して計量値が変化すると、一回の計量を行うごとに樹脂を溶融させるのに必要な熱量が変動してしまう。また、成形サイクルの周期にばらつきが生じたときも、単位時間当たりの樹脂を溶融させるのに必要な熱量が変動してしまう。

例えば、計量値が大きくなったり、成形サイクルが短くなったりすると、必要な熱量が多くなり、樹脂の温度が低くなってしまう。これに対して、計量値が小さくなったり、成形サイクルが長くなったりすると、必要な熱量が少なくなり、樹脂の温度は高くなってしまう。

ところが、本実施の形態においては、電流の向きを変えることによって、計量値、成形サイクル等の変動に対応させて各熱電冷却素子２６１〜２６４を冷却要素として機能させたり、熱安定化要素として機能させたりすることができるので、樹脂の温度を安定化させることができる。

したがって、スクリュー５７に加わる負荷を一定にすることができるので、射出特性を向上させることができるだけでなく、成形品の品質を向上させることができる。

また、射出成形機の運転を開始する前又は開始する際に、熱電冷却素子２６１〜２６４を加熱要素として機能させ、供給口２１５の周囲を所定の温度に加熱することができる。その結果、加熱シリンダ５６の温度を成形の開始温度にするまでの時間を短くすることができる。

なお、本実施の形態においては、ヒートシンク２６６として熱伝導性の高い材料が使用されるが、熱伝導性の高い材料に代えて水冷シリンダを使用することができる。その場合、水冷シリンダによって、供給口２１５の周囲を水によって補助的に冷却することができるだけでなく、熱電冷却素子２６１〜２６４から放出された熱を水に伝達することができる。しかも、水の熱容量が大きいので、各熱電冷却素子２６１〜２６４から放出された熱を十分に水に伝達することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図３は本発明の第２の実施の形態における射出成形機の要部を示す図である。

この場合、シリンダ部材としての加熱シリンダ５６における供給口２１５の周囲の所定の箇所、本実施の形態においては、前方から後方にわたり供給口２１５に隣接する箇所に熱電冷却素子２７１が配設される。該熱電冷却素子２７１は、加熱シリンダ５６の後方の外周面をほぼ覆うように筒状に配設される。

ところで、前記計量用モータ６６（図１）、射出用モータ６９、可塑化移動用モータ７７、型締用モータ９６、突出し用モータ１１２、型厚モータ１２２等の各モータは、いずれも駆動するのに伴って熱を発生させる。そこで、各モータに図示されない駆動部温調装置を配設し、駆動部温調装置によってモータを冷却するようにしている。

次に、駆動部温調装置について説明する。なお、前記計量用モータ６６、射出用モータ６９、可塑化移動用モータ７７、型締用モータ９６、突出し用モータ１１２、型厚モータ１２２等の基本の構造は同じであるので、共通のモータとして説明する。

図４は本発明の第３の実施の形態における駆動部温調装置の概略図である。

図において、１５１はモータ、１５２は金属製の筐体であり、該筐体１５２は第１、第２のフランジ部１５３、１５４及びステータフレーム１５５を備える。第１、第２のフランジ部１５３、１５４にベアリングｂ１、ｂ２が配設され、該ベアリングｂ１、ｂ２によって出力軸１５６が回転自在に支持される。そして、前記ステータフレーム１５５の内周面にステータ１５８が取り付けられ、出力軸１５６の外周面にロータ１５９が取り付けられる。

前記ステータ１５８は、ステータコア１６１及びコイル１６２を備え、前記ロータ１５９はロータコア１６３及び永久磁石１６４を備える。該永久磁石１６４はロータコア１６３の円周方向において所定の周ピッチで配設される。したがって、前記コイル１６２に所定の電流を供給すると、ロータ１５９は所定の回転速度で回転させられ、それに伴って、出力軸１５６が回転させられる。

ところで、モータ１５１の回転速度を制御するために、モータ１５１の回転速度が検出されるようになっていて、そのために、出力軸１５６の端部に回転出力部１６６が突出させて形成され、該回転出力部１６６の一端に回転速度検出器としてのエンコーダ１６８が配設される。

該エンコーダ１６８は、回転出力部１６６に取り付けられた回転体から成る図示されない被検出部、及び該被検出部の回転に伴ってセンサ出力を発生させる図示されない検出部を備える。そして、該検出部は、弾性を有する金属製の支持部材としてのブラケット１７１を介して第２のフランジ部１５４に対して取り付けられる。また、エンコーダ１６８は、金属製のカバー１７２によって包囲され、密閉される。なお、本実施の形態においては、回転速度検出器としてエンコーダ１６８が使用されるようになっているが、エンコーダ１６８に代えてレゾルバを使用することができる。

ところで、モータ１５１は、コイル１６２に電流を供給することによって駆動されるので、コイル１６２によって熱が発生させられるとともに、ベアリングｂ１、ｂ２の回転に伴って熱が発生させられる。そして、これらの熱が筐体１５２内に蓄積されると、モータ１５１を駆動することによって発生させられる定格トルクを大きくすることができない。特に、射出成形機においては、樹脂をキャビティ空間に充填した後に、長時間にわたり保圧を加える必要がある場合、ピーク時のトルクよりも定格トルクの大きさが重要になる。この場合、射出用モータ６９（図１）の定格トルクが成形条件に対して不足していると、射出用モータ６９の温度が上昇してしまい、成形品の生産を続けることができなくなる。

そこで、ステータフレーム１５５の外周面、及び第２のフランジ部１５４の周縁の近傍を覆って凹凸部を備えた熱移送部材としての、かつ、放熱部材としてのヒートシンク１７５、１７６が配設される。該各ヒートシンク１７５、１７６は、いずれも複数のフィンｆを備える。

また、ベアリングｂ２の回転に伴って発生させられた熱がカバー１７２内に蓄積されると、回転速度の検出精度が低くなってしまう。さらに、モータ１５１がブレーキを有する場合、エンコーダ１６８に隣接させてブレーキが配設されるが、該ブレーキが係合させられるのに伴って熱が発生させられる。この場合も、ブレーキが係合させられるのに伴って発生させられた熱がカバー１７２内に蓄積されると、回転速度の検出精度が低くなってしまう。

そこで、カバー１７２の外周面及び端面を覆ってヒートシンク１７７、１７８が配設される。該各ヒートシンク１７７、１７８は、いずれも複数のフィンｆを備える。

そして、モータ１５１の外部の所定の位置に冷却用の図示されない送風機が配設され、図示されない温度検出器によって検出された温度に基づいて、制御部２３１（図２）によって前記送風機を作動させることにより発生させられた空気を、ヒートシンク１７５〜１７８に当てるようにしている。したがって、筐体１５２内の熱は筐体１５２を介してヒートシンク１７５、１７６に伝達され、モータ１５１外に放出される。また、カバー１７２内の熱はカバー１７２を介してヒートシンク１７７、１７８に伝達され、モータ１５１外に放出される。

ところで、前記各ヒートシンク１７５〜１７８に当てられる空気の温度が低い場合には、ヒートシンク１７５〜１７８によって十分な量の熱を放出することができるが、空気の温度が高い場合には、十分な量の熱を放出することができない。そこで、空気の温度に関係なく、十分な量の熱を放出することができるように、ステータフレーム１５５とヒート
シンク１７５との間、第２のフランジ部１５４とヒートシンク１７６との間、及びカバー１７２とヒートシンク１７７、１７８との間に熱電冷却素子ｇが配設される。

ところで、該各熱電冷却素子ｇは、冷却能力を備えたＰ形半導体及びＮ形半導体の各素子を、接合対にして電気的に直列に接続し、ユニット化することによって形成されたペルチェモジュールから成り、両端の各素子間に直流の電流を流すと、各素子の一方の面が加熱面となり、他方の面が冷却面となる。そして、電流の向きを変えることによって、各熱電冷却素子ｇを加熱要素として機能させたり、冷却要素として機能させたりすることができ、前記一方の面を冷却面とし、前記他方の面を加熱面とすることができる。

本実施の形態において、前記各熱電冷却素子ｇは冷却要素として機能させられる。そのために、各熱電冷却素子ｇの冷却面がステータフレーム１５５、第１、第２のフランジ部１５３、１５４及びカバー１７２の外周面に向けて配設され、ステータフレーム１５５、第１、第２のフランジ部１５３、１５４及びカバー１７２が冷却される。したがって、筐体１５２内の熱は、ステータフレーム１５５及び第１、第２のフランジ部１５３、１５４を介してヒートシンク１７５、１７６に伝達され、モータ１５１外に放出され、カバー１７２内の熱はカバー１７２を介してヒートシンク１７７、１７８に伝達され、モータ１５１外に放出される。なお、この場合、各熱電冷却素子ｇは、ステータフレーム１５５及び第１、第２のフランジ部１５３、１５４の熱をヒートシンク１７５、１７６に伝達し、カバー１７２の熱をヒートシンク１７７、１７８に伝達する機能を有し、熱伝達要素を構成する。

ところで、ブラケット１７１及びカバー１７２は、いずれも第２のフランジ部１５４に取り付けられるので、第２のフランジ部１５４の熱が、ヒートシンク１７６を介して十分に放出されず、ブラケット１７１及びカバー１７２に伝達されると、ブラケット１７１及びカバー１７２を十分に冷却することができなくなる。その結果、エンコーダ１６８の温度が高くなるので、検出精度が低くなってしまう。

そこで、第２のフランジ部１５４とブラケット１７１及びカバー１７２との間に熱電冷却素子ｈが配設される。該各熱電冷却素子ｈは冷却要素として機能させられる。そのために、熱電冷却素子ｈの冷却面がステータフレーム１５５の外周面に向けて配設され、ステータフレーム１５５が冷却される。したがって、第２のフランジ部１５４の熱がブラケット１７１及びカバー１７２に伝達されるのを遮断することができ、ブラケット１７１及びカバー１７２を十分に冷却することができるので、エンコーダ１６８の温度が高くなるのを防止することができる。その結果、エンコーダ１６８の検出精度を高くすることができる。なお、この場合、各熱電冷却素子ｈは、第２のフランジ部１５４の熱がブラケット１７１及びカバー１７２に伝達されるのを遮断する機能を有し、熱遮断要素を構成する。

このように、筐体１５２内の熱をモータ１５１外に十分に放出することができるので、モータ１５１を駆動することによって発生させられる定格トルクを大きくすることができ、モータ１５１の定格容量を大きくすることができる。しかも、ベアリングｂ１、ｂ２の耐久性を向上させることができる。

また、温調器を配設する必要がないだけでなく、温調媒体が循環系から漏れることがないようにする必要がないので、駆動部温調装置のコストを低くすることができる。

そして、カバー１７２内の熱をモータ１５１外に十分に放出することができ、エンコーダ１６８に熱が伝達されるのを遮断することができるので、エンコーダ１６８の検出精度を高くすることができる。また、エンコーダ１６８の耐久性を向上させることができる。

さらに、前記温度検出器による検出結果に基づいて、前記制御部２３１によって送風機を作動させ、熱電冷却素子ｈ等を制御することもできる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明を射出成形機に適用することができる。

Claims (11)

1. （ａ）所定の箇所に供給口が形成されたシリンダ部材と、
   （ｂ）該シリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、
   （ｃ）該射出部材を回転させるための計量用の駆動部と、
   （ｄ）前記射出部材を前進させる射出用の駆動部と、
   （ｅ）固定金型及び可動金型を備える金型装置と、
   （ｆ）該金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行う型締装置と、
   （ｇ）該型締装置に配設された型締め用の駆動部と、
   （ｈ）前記供給口に取り付けられ、成形材料を供給口を介してシリンダ部材内に供給する成形材料供給装置と、
   （ｉ）所定の箇所に配設された熱電冷却素子とを有することを特徴とする成形機。
2. （ａ）所定の箇所に供給口が形成されたシリンダ部材と、
   （ｂ）該シリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、
   （ｃ）前記供給口に取り付けられ、成形材料を供給口を介してシリンダ部材内に供給する成形材料供給装置と、
   （ｄ）前記供給口の周囲の所定の箇所に配設された熱電冷却素子とを有することを特徴とする射出装置。
3. （ａ）前記熱電冷却素子は、一方の面を径方向内方に向けて、他方の面を径方向外方に向けて配設され、
   （ｂ）前記熱電冷却素子の径方向外方にヒートシンクが配設される請求項２に記載の射出装置。
4. 前記熱電冷却素子は、冷却要素として機能させられる請求項２に記載の射出装置。
5. 前記熱電冷却素子は、熱安定化要素として機能させられる請求項２に記載の射出装置。
6. （ａ）前記供給口の周囲の温度を検出する温度検出部と、
   （ｂ）前記温度に基づいて熱電冷却素子の制御を行う供給口温度制御処理手段とを有する請求項２に記載の射出装置。
7. （ａ）シリンダ部材の所定の箇所に形成された供給口を介してシリンダ部材内に成形材料を供給し、
   （ｂ）前記供給口の周囲の所定の箇所に配設された熱電冷却素子によって前記供給口の周囲の温度を調整することを特徴とする射出装置の温度制御方法。
8. （ａ）ステータ及びロータを収容する筐体と、
   （ｂ）該筐体の外周面を覆って配設され、凹凸部を備えた熱移送部材と、
   （ｃ）前記筐体と熱移送部材との間に、冷却面を筐体の外周面に向けて配設された熱電冷却素子とを有することを特徴とする成形機。
9. （ａ）出力軸の一端に配設され、出力軸の回転速度を検出する回転速度検出器と、
   （ｂ）該回転速度検出器を包囲して前記筐体に取り付けられたカバーと、
   （ｃ）該カバーの外周面を覆って配設され、凹凸部を備えた熱移送部材と、
   （ｄ）前記カバーと熱移送部材との間に、冷却面をカバーの外周面に向けて配設された熱電冷却素子とを有する請求項８に記載の成形機。
10. 前記回転速度検出器の被検出部は、支持部材を介して前記筐体に取り付けられる請求項
    ８に記載の成形機。
11. （ａ）前記ステータの温度を検出する温度検出器と、
    （ｂ）該温度検出器によって検出された温度に基づいて、前記熱電冷却素子を制御する制御部とを有する請求項８〜１０のいずれか１項に記載の成形機。
    

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