WO2006073107A1

WO2006073107A1 - 成形機、射出装置及びその温度制御方法

Info

Publication number: WO2006073107A1
Application number: PCT/JP2005/024064
Authority: WO
Inventors: Norihito Okada
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 2005-01-06
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2006-07-13
Also published as: JPWO2006073107A1; US20080203596A1; TWI279311B; TW200630200A; DE112005003359T5; KR20070097486A

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

明細書

成形機、射出装置及びその温度制御方法

技術分野

[0001] 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。

背景技術

[0002] 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榭脂を、高圧で射出して金型装置のキヤビティ空間に充填し、該キヤ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!/、る。

[0003] 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、榭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榭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ヤビティ空間が形成される。

[0004] 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力榭脂が射出され、キヤ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榭脂の計量が行われ、スクリューヘッドの前方に溶融させられた榭脂が蓄えられる。

[0005] 前記スクリューには、計量工程時において、ホツバから落下した榭脂が供給口を介して供給される供給部、供給された榭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榭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、榭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。 ) o

[0006] 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榭脂を異なる温度で制御するようにして、る。

[0007] ところで、前記供給口の周囲の温度が高くなると、ホツバから供給された榭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、榭脂が溶融させられることがないようにしている。

[0008] 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、型締カ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、前記型締カ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

[0009] 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。 ) ₀

特許文献 1：特開平 11― 227019号公報

特許文献 2 :特開平 7— 40408号公報

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0010] し力しながら、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つてしまう。

[0011] 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。

[0012] 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、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つてしまう。

[0013] 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。

[0014] 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。

課題を解決するための手段

[0015] 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。

[0016] 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。 [0017] 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。発明の効果

[0018] 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。

[0019] 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。

[0020] 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。

[0021] 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さる。

[0022] 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。

[0023] 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。

[0024] 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ぐ温調媒体が循環系から漏れることがな、ようにする必要がな、ので、駆動部温調装置のコストを低くすることができる。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1]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 2]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 3]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。

[図 4]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

[0026] 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 ホッノ

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 カノく一

175、 176、 266 215 供給口

231 制御部

261〜264、 271、 g、 h 熱電冷却素子

sl〜s3 ヒータ温度センサ

発明を実施するための最良の形態

[0027] 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。

[0028] 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。

[0029] 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 はェジクタ装置、 60はトグル調整装置として機能する型厚調整装置、 frlは前記射出装置 51、型締装置 53、可塑ィ匕移動装置 54等を支持する成形機フレームである。

[0030] 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ツシャプレート 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 frl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。

[0031] 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。

[0032] 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。

[0033] したがって、可塑ィ匕移動用モータ 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、ノズルタツ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。

[0034] また、前記型締装置 53は、成形機フレーム frl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つ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。

[0035] 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。

[0036] 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、トグルレバ一 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。

[0037] 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に沿つて進退させ、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。

[0038] また、前記ェジェクタ装置 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 1 14、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の進退に伴つて進退させられる図示されないェジェクタロッド及びェジェクタピン等を備える。

[0039] 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。

[0040] 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 12 2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。

[0041] 前記構成の射出装置 51において、可塑ィ匕移動用モータ 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。

[0042] 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を介してスクリユー軸 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榭脂は、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、スクリュ一 57は、所定の位置まで後退させられる。

[0043] 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榭脂は、射出ノズル 58から射出され、固定金型 1 1と可動金型 12との間に形成されたキヤ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。

[0044] また、前記構成の型締装置 53及びェジヱクタ装置 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 10 1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との間にキヤ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。

[0045] 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、前記ェジ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、前記ェジクタピンが前進させられ、成形品が突き出される。

[0046] 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 9 5の基準位置が調整される。

[0047] 次に、前記射出装置 51について説明する。

[0048] 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。

[0049] 図において、 51は射出装置、 56はカロ熱シリンダ、 57は該カロ熱シリンダ 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、榭脂を供給するための供給口、 59は、前記榭脂を収容し、前記供給口 215を介して加熱シリンダ 56内に榭脂を供給する成形材料供給装置としてのホッパである。

[0050] 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。

[0051] また、スクリュー 57には、後方力も前方にかけて順に、ホッパ 59から落下した榭脂が供給される供給部、供給された榭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榭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力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力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。

[0052] 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との間にキヤ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、型締カを発生させる型締用モータ 96等を備える。

[0053] 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、榭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内の榭脂は、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。

[0054] 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榭脂は、射出ノズル 58から射出され、前記キヤ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榭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力成る逆流防止装置が配設される。

[0055] ところで、前記加熱シリンダ 56の外周には複数のヒータ hi〜！ ι5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〜！ ι8が配設され、該ヒータ hl〜h 8を個別に通電することによって、前記加熱シリンダ 56内の榭脂を加熱し、溶融させることがでさる。

[0056] 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 hi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 sl〜s3が配設される。

[0057] そして、該ヒータ温度センサ sl〜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 hi〜！ ι8を通電し、榭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。

[0058] 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 si 1、 sl2が配設され、該金型温度センサ si 1、 sl2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の制御を行ヽ、図示されなヽ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。

[0059] ところで、前記供給口 215における加熱シリンダ 56の温度が榭脂の融点より高いと、供給部に供給された榭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。

[0060] 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、ユニットィ匕することによつて形成されたペルチヱモジュール力成り、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。

[0061] 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、前記カロ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 261〜26 4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。

[0062] 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 sl3が配設され、該供給口温度センサ sl3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、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。

[0063] したがって、前記ヒータ hi〜！ ι8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ぐ供給口 2 15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榭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。

[0064] 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!/、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。

[0065] 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力熱安定ィ匕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 2 61〜264に伝達し、カロ熱シリンダ 56をカロ熱する。

[0066] 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ィ匕することができる。

[0067] 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榭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、単位時間当たりの榭脂を溶融させるのに必要な熱量が変動してしまう。

[0068] 例えば、計量値が大きくなつたり、成形サイクルが短くなつたりすると、必要な熱量が多くなり、榭脂の温度が低くなつてしまう。これに対して、計量値力、さくなつたり、成形サイクルが長くなつたりすると、必要な熱量が少なくなり、榭脂の温度は高くなつてしまう。

[0069] 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、熱安定ィ匕要素として機能させたりすることができるので、榭脂の温度を安定ィ匕させることができる。

[0070] 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ぐ成形品の品質を向上させることができる。

[0071] 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 261〜2 64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。 [0072] 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ぐ熱電冷却素子 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。

[0073] 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。

[0074] 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。

[0075] 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、前方力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。

[0076] 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、る。

[0077] 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。

[0078] 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。

[0079] 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 15 3、 154にベアリング bl、 b2が配設され、該ベアリング bl、 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。 [0080] 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は口ータコア 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。

[0081] 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つていて、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。

[0082] 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力も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!、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、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。

[0083] 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 bl、 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、榭脂をキヤ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。

[0084] 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 1 75、 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。 [0085] 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つてしまう。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力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力^バー 172内に蓄積されると、回転速度の検出精度が低くなつてしまう。

[0086] 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。

[0087] 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

[0088] 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力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ぐ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。

[0089] 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、ユニットィ匕することによって形成されたペルチェモジュール力成り、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さる。 [0090] 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 15 2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内の熱はカバ一 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【こ伝達し、カノ一 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。

[0091] 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の熱力ヒートシンク 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、検出精度が低くなつてしまう。

[0092] 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及び力バー 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。

[0093] 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 bl、 b2の耐久性を向上させることができる。 [0094] また、温調器を配設する必要がな!、だけでなく、温調媒体が循環系から漏れることがな、ようにする必要がな、ので、駆動部温調装置のコストを低くすることができる。

[0095] 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、ェンコ一ダ 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。

[0096] 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。

[0097] なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなぐ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力排除するものではない。

産業上の利用可能性

[0098] 本発明を射出成形機に適用することができる。

Claims

請求の範囲

[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!、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、

(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、熱安定ィヒ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!/、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。