(57)【要約】【課題】射出成形サイクル中の金型の加熱，冷却に要する時間を短縮，及び消費エネルギーの節約が可能な射出成形用金型，温調ユニット及び射出成形方法を提供すること。【解決手段】  成形不良箇所に応じて設置される温調ユニット１０を備え，温調ユニット１０は，金型表面近傍に金型表面と平行に設置された電熱ヒーター１１と，金型表面に対し，電熱ヒーター１１よりも遠い位置に，金型表面および電熱ヒーター１１と平行に設置された冷却回路１２とを有し，電熱ヒーター１１及び冷却回路１２は，電熱ヒーター１１の面と冷却回路１２の面とが交互に金型表面に対向するように形成されている射出成形用金型。【選択図】図２
2010162845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形不良箇所に応じて設置される温調ユニットを備え，
前記温調ユニットは，
金型表面近傍に前記金型表面と平行に設置された電熱ヒーターと，
前記金型表面に対し，電熱ヒーターよりも遠い位置に，前記金型表面および前記電熱ヒーターと平行に設置された冷却回路とを有し，
前記電熱ヒーター及び前記冷却回路は，前記電熱ヒーターの面と前記冷却回路の面とが交互に前記金型表面に対向するように形成されている
射出成形用金型。
【請求項２】
前記温調ユニットと隣接する金型本体に設置される保温回路
をさらに備える請求項１に記載の射出成形用金型。
【請求項３】
前記金型表面と垂直な断面において，前記電熱ヒーターと前記冷却回路とはＷ字の頂点に交互に配置された形状を繰り返すように設置される，
請求項１または２に記載の射出成形用金型。
【請求項４】
前記電熱ヒーターと前記冷却回路のうち，前記冷却回路が前記温調ユニット中の左右の端に配置される請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形用金型。
【請求項５】
前記温調ユニットは，前記金型表面温度を測定する温度センサをさらに備える
請求項１〜４のいずれかに記載の射出成形用金型。
【請求項６】
前記温調ユニットと前記金型本体の境界面に設置する断熱層
をさらに備える請求項１〜５のいずれかに記載の射出成形用金型。
【請求項７】
前記断熱層は，前記温調ユニットの側壁に凹部を設けることによって形成する
請求項６に記載の射出成形用金型。
【請求項８】
前記断熱層は，前記電熱ヒーターの下端より前記金型表面に近い位置から，前記冷却回路の上端よりも前記金型表面から遠い位置まで設置される，
請求項６または7に記載の射出成形用金型。
【請求項９】
金型表面近傍に前記金型表面と平行に設置された電熱ヒーターと，
前記金型表面に対し，電熱ヒーターよりも遠い位置に，前記金型表面および前記電熱ヒーターと平行に設置された冷却回路とを有し，
前記電熱ヒーター及び前記冷却回路は，前記電熱ヒーターの面と前記冷却回路の面とが交互に前記金型表面に対向するように形成され，射出成形用金型の成形不良発生箇所に応じて前記射出成形用金型に用いられる温調ユニット。
【請求項１０】
射出成形用金型内の成形不良発生箇所に設置された少なくとも１つの温調ユニットの冷却回路に冷媒を通すステップと、
前記温調ユニット内の温度センサの値によって前記温調ユニット内の電熱ヒーターの通電と通電停止との切り替えをして温度制御するステップと、
前記温度センサの値が所定の温度以上となった場合に、前記電熱ヒーターの通電を停止し、樹脂注入を開始するステップと
を含む射出成形方法。
【請求項１１】
前記冷却回路に通す冷媒の流量を制御するステップをさらに含む、請求項１０に記載の射出成形方法。
【請求項１２】
前記冷媒の流量は、前記温度制御するステップ時よりも前記樹脂注入時の方が多い、請求項１１に記載の射出成形方法。
【請求項１３】
前記所定の温度は、前記温調ユニット毎に異なる値を設定する、請求項１０〜１３に記載の射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，射出成形用金型，温調ユニットおよび射出成形方法に関し，特に金型温度制御が可能で射出成形サイクル時間の短縮が可能な射出成形用金型および射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に，高品質を要求されるプラスチック製品等を成型する射出成形機においては，金型の加熱，成形素材の射出及び保圧，成形，金型の冷却，成形品の取り出しという一連のサイクルを繰り返し行っている。
【０００３】
このような成形システムにおいては，高品質な製品の成型には温度制御が重要となってくるため，金型を加熱するプロセスと冷却するプロセスとが存在する。
【０００４】
一般に，このような成形システムにおいて金型を加熱する理由は２つある。ひとつの理由は成形品となる樹脂の流動性を高め，また金型表面の転写を良く鏡面状態に仕上げるためであり，もうひとつの理由は，図９のＡ１〜Ａ４の位置に生じるフローマークやＢ１〜Ｂ４の位置に生じるウェルドラインなどの成形不良を抑制するためである。
【０００５】
金型の加熱をする手段としては，流体などの媒体や電気などのエネルギーが使用され，冷却する手段としては金型から熱を除去するための流体などの媒体が使用される。
【０００６】
例えば，特許文献１においては，金型表面に近い位置に加熱用媒体及び冷却用媒体を通す回路を設け，さらに金型表面から加熱用媒体及び冷却用媒体を通す回路よりも遠い位置に冷却用媒体を通す回路を設けた射出成形用金型が開示されている。
【０００７】
また例えば，特許文献２においては，電熱ヒーターにより金型表面温度を上昇させ，ウェルドラインやフローマークなどの成形不良をなくす方法が提案されている。
【０００８】
しかし，例えば特許文献１に記載されたように，２種類以上の流体を同じ回路において切り替えながら用いる場合には，回路の腐食や汚れが付着しやすく，詰まり易いという問題があった。
【０００９】
また，煩雑な配管設備とバルブによる流体の切り替え装置が必要であり，加熱には高温高圧の流体を用いることが多く，取扱いが煩雑であり，安全確保のため設置に手間がかかるという問題があった。
【００１０】
また，例えば特許文献２に記載されたような方法では金型とヒーターに余分な熱が溜まり，冷却に時間がかかると言う問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−３４８０４１号公報
【特許文献２】特開昭５１−２２７５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の通り，金型を加熱する理由には２つあるが，１つめの流動性を高め，転写を良好に鏡面状態に仕上げるための温度と，２つめの成形不良を抑制するための温度は通常異なり，成形不良抑制のための温度の方が高い。
【００１３】
しかし，両方の効果を得るためには従来，成形不良を抑制できる温度まで金型全体を加熱していたため，冷却時間が長くなるという問題があった。特に比較的大型の製品の射出成形においては，成形不良の発生箇所も複数となり，それぞれの箇所が所望の温度となるまで加熱を続けると過熱状態の箇所ができ，冷却時間が長くなる。
【００１４】
そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，射出成形サイクル中の金型の加熱，冷却に要する時間を短縮，及び消費エネルギーの節約が可能な，新規かつ改良された射出成形用金型および射出成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，成形不良箇所に応じて設置される温調ユニットを備え，上記温調ユニットは，金型表面近傍に上記金型表面と平行に設置された電熱ヒーターと，上記金型表面に対し，電熱ヒーターよりも遠い位置に，上記金型表面および上記電熱ヒーターと平行に設置された冷却回路とを有し，上記電熱ヒーター及び上記冷却回路は，上記電熱ヒーターの面と上記冷却回路の面とが交互に上記金型表面に対向するように形成されている射出成形用金型が提供される。
【００１６】
かかる構成により，成形不良箇所に応じて上記温調ユニットが配置されるため，成形不良の発生箇所だけを効率よく温度調整することが出来るようになる。
【００１７】
また金型表面は，上記冷却回路と対向する面と，上記電熱ヒーターと対向する面を交互に有するため，電熱ヒーターによって金型に対する冷却回路からの冷却効果を遮断してしまうことがないため，上記金型表面における温度制御を効率的に行うことが出来る。
【００１８】
また例えば上記電熱ヒーターと上記冷却回路とは上記金型表面と垂直な断面において，Ｗ字の頂点に交互に配置された形状を繰り返すように設置されるものであってもよい。
【００１９】
かかる配置は，上記の金型表面が電熱ヒーターと対向する面と冷却回路と対向する面とを交互に有する構成の一例であり，金型表面に効率的に熱量を伝えることが可能な構成であれば上記に限られない。
【００２０】
また，上記射出成形用金型は，上記温調ユニット配置箇所以外に設置する保温回路
をさらに有するものであってもよい。
【００２１】
かかる構成により，成形不良箇所以外の部分において，成形品表面を鏡面状態に仕上げることができる温度で，かつ樹脂が固化して金型から取り出すことが出来るような一定温度を保つことが出来るため，安定した成形を行うことが出来るようになる。
【００２２】
また，上記射出成形用金型は，上記電熱ヒーターと上記冷却回路のうち，上記冷却回路が上記温調ユニット中の左右の端に配置されるものであってもよい。
【００２３】
かかる構成により，温調ユニット設置部分の加熱時に，温調ユニットの熱がそれ以外の部分に伝導することを軽減出来るという効果がある。
【００２４】
また，上記射出成形用金型は，上記温調ユニットとそれ以外の部分の境界に設置する断熱層をさらに有するものであってもよい。
【００２５】
かかる構成により，上述したように温調ユニット設置部分の加熱時に，温調ユニットの熱がそれ以外の部分に伝導することをさらに効果的に防止することが出来るようになる。
【００２６】
上記断熱層は，空間を設けることによって実現されてもよいし，断熱効果のある材料を埋め込む形で実現されてもよい。
【００２７】
また，上記温調ユニットは上記金型表面温度を測定する温度センサをさらに有するものであってもよい。
【００２８】
かかる構成により，温調ユニットの金型表面近傍の温度を測定することができるようになる。これにより，温調ユニット内の電熱ヒーターのＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御することによって正確な温度制御をすることが出来るようになる。
【００２９】
また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，金型表面近傍に上記金型表面と平行に設置された電熱ヒーターと，上記金型表面に対し，電熱ヒーターよりも遠い位置に，上記金型表面および上記電熱ヒーターと平行に設置された冷却回路とを有し，  上記電熱ヒーター及び上記冷却回路は，上記電熱ヒーターの面と上記冷却回路の面とが交互に上記金型表面に対向するように形成され，射出成形用金型の成形不良発生箇所に応じて上記射出成形用金型に用いられる温調ユニットが提供される。
【００３０】
また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，冷却回路と電熱ヒーターと温度センサを有し，成形不良箇所に設置して温度制御をする温調ユニットを備える射出成形用金型を用いた射出成形方法であって，冷却回路に常時冷媒を通すステップと，  電熱ヒーターに通電するステップと，温度センサの温度が第１の閾値以上となった場合に電熱ヒーターへの通電を停止するステップと，温度センサの温度が第２の閾値以下となった場合に電熱ヒーターへ通電するステップと，温度センサの値が全て所定の温度以上となった場合に，電熱ヒーターの電源をＯＦＦにし，樹脂注入を開始するステップとを含む射出成形方法が提供される。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように本発明によれば，射出成形サイクル中の金型の加熱，冷却に要する時間を短縮，及び消費エネルギーの節約が可能な，新規かつ改良された射出成形用金型，温調ユニットおよび射出成形方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出成形用金型を用いた射出成形装置の全体図である。
【図２】図１の射出成形用金型の一部を拡大した１−１断面図である。
【図３】図２の射出成形用金型の２−２断面図である。
【図４】図２の射出成形用金型の３−３断面図である。
【図５】同実施形態に係る射出成形用金型を用いた射出成形方法を示すフローチャートである。
【図６】図５の射出成形方法のタイミングを説明する説明図である。
【図７】図６の射出成形方法における，温度センサの温度変化を示す説明図である。
【図８】図６の射出成形方法における，流媒流量の変化を示す説明図である。
【図９】従来の射出成形用金型における成形不良の問題を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３４】
なお，説明は以下の順序で行うものとする。
１．射出成形と成形不良について（従来例）
２．本発明の一実施形態に係る射出成形用金型を用いた射出成形装置の全体構成
３．同実施形態に係る射出成形用金型の構成
４．同実施形態に係る射出成形用金型を用いた射出成形方法
【００３５】
＜１．射出成形と成形不良について（従来例）＞
まず，図９を用いて従来の射出成形における成形不良について説明する。図９は，従来の射出成形用金型における成形不良の問題を示す説明図である。
【００３６】
従来より，プラスチックなどの樹脂の成形方法として射出成形が広く用いられている。射出成形は，樹脂を流動性を持つ程度まで加熱し，型に流し込み，冷却し，成形品が固化した後取り出すという一連のサイクルを繰り返している。
【００３７】
このうち，樹脂が型に流し込まれ，冷却される際に現れる成形不良であるウエルドラインとフローマークについて，図９を用いて説明する。
【００３８】
例えば図９に示すような金型を使って射出成形を行った場合，射出装置２００より金型７００の注入口７１０から樹脂が注入される。金型７００にはゲート７２１〜７２４が設けられ，注入口７１０から注入された樹脂はゲート７２１〜７２４に向かって流れ込む。
【００３９】
ゲート７２１〜７２４から流れ込んだ樹脂はＡ１〜Ａ４の箇所においてそれぞれ金型内の流路に沿って向きを変えて流れ，Ｂ１の箇所においてＡ１から流れ込んだ樹脂とＡ２から流れ込んだ樹脂とが合流し，同様にＢ２〜４の箇所においても２つの経路から流れ込んだ樹脂が合流する。
【００４０】
このような経路を通って樹脂を流し込んだ場合に，Ａ１〜Ａ４の箇所に発生する樹脂の流れ模様がフローマークである。ゲートを中心とする年輪状の縞模様となることが多い。
【００４１】
また，Ｂ１〜Ｂ４のように樹脂が合流する箇所に発生する線がウエルドラインである。樹脂が合流する地点は，ゲートから離れているため到達するまでの間に樹脂温度が下がってしまい，合流した樹脂同士が完全に融合しないことが原因である。
【００４２】
フローマークは，表面品質が悪化し，ウエルドラインは同様に表面品質の悪化だけではなく，樹脂の不連続部分となるため，成形品の強度の低下にもつながる。よってこれらの成形不良を抑制することは，成形品の品質を保つためにも重要である。
【００４３】
フローマークとウエルドラインとはいずれも樹脂の温度低下により，樹脂粘度が高まることで起こりやすくなるため，樹脂の温度を上げることで抑制することが可能である。
【００４４】
しかし，特に熱可塑性樹脂はある所定の温度を超えると分子鎖の分解が始まる。よって，成形不良を抑制できる温度以上で分子鎖の分解温度以下の温度に調整することが重要となる。
【００４５】
以上，説明したように射出成形においては金型の温度制御によって樹脂の状態をコントロールすることが高品質の成形品を得るために重要となる。一般的に，樹脂の成形に関する各温度の関係は次のようになる。
【００４６】
（樹脂の表面を鏡面状態に仕上げるために必要な温度）＜（成形不良抑制のために必要な温度）＜（樹脂の分子鎖分解温度）
【００４７】
金型の設計をした時点において，金型の中で成形不良が発生する箇所はある程度予測が出来る。よって，成形不良発生箇所のみを成形不良抑制のために必要な温度以上に保ち，それ以外の箇所は成形品の表面を鏡面状態に仕上げるために必要な温度に保つという制御をすることが可能である。
【００４８】
このようにそれぞれの箇所において最適な温度に制御されると，射出成形のサイクル内において，加熱と冷却にかかる時間を短縮することが可能である。
【００４９】
本発明の一実施形態に係る射出成形金型は，成形不良発生箇所とそれ以外の箇所が別々に温度制御され，それぞれの箇所とそれぞれのタイミングとにおいて最適な温度制御が実現されるものである。
【００５０】
＜２．本発明の一実施形態に係る射出成形用金型を用いた射出成形装置の全体構成例＞
次に，図１を用いて本実施形態に係る射出成形装置の全体構成の一例について説明をする。図１は本実施形態に係る射出成形装置の全体構成を示す説明図である。
【００５１】
本実施形態に係る射出成形装置は，金型１００と射出装置２００と流媒装置３００とコントローラ４００とを有する。
【００５２】
金型１００は，内部に成形品を形作る空洞を有する型である。この空洞に射出装置２００から樹脂を注入して温度調整をしながら樹脂を固化させることで成形品を形作る。
【００５３】
本実施形態においては，金型１００は，温調ユニット１０と保温回路２０と断熱層３０とを有する。金型の詳細な構成は後述するため，ここでは省略する。
【００５４】
射出装置２００は，金型に樹脂を射出，加圧する装置である。射出装置２００は，金型１００内の空洞部分とつながっており，樹脂を金型１００内部の空洞に注入する。その後射出装置２００は，樹脂を確実に型に充填するために加圧する。
【００５５】
本実施形態においては，射出装置２００はコントローラ４００からのタイミング指示を受けて金型１００に樹脂を射出し，射出が終わると加圧を開始する機能を有する。
【００５６】
流媒装置３００は，金型内の流路に冷却や加熱のための流媒を通すための装置である。本実施形態においては，流媒装置３００は，金型１００に設置された保温回路２０と冷却回路１２（図１においては図示せず。図２において説明する。）にそれぞれ設定された温度の流媒を通す。
【００５７】
流媒装置３００は，コントローラ４００からの制御指示を受けることが出来るようコントローラ４００と接続されている。
【００５８】
流媒装置３００は、本実施形態においては保温回路２０と冷却回路１２との両方に流媒を通す一体制御型のものを用いたが、これに限られない。例えば保温回路２０と冷却回路１２とに別の流媒装置を用いても良い。
【００５９】
別体の構成を用いることにより、例えば冷却媒体と温調媒体との流量を制御することなく終始同じ流量で流しっ放しの利用形態の場合には、温度のみ制御可能な安価な装置を用いることができるため好適である。この場合流媒装置３００は図１に示したようにコントローラ４００と接続してタイミング制御する必要もない。
【００６０】
コントローラ４００は，射出成形装置全体の制御をする装置である。本実施形態においては，金型１００に設置された温度センサ１３や電熱ヒーター１１や射出装置２００や流媒装置３００と接続するインターフェースとＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＰＵを有する。
【００６１】
コントローラ４００は，温度センサ１３の値や予め設定したタイマーなどに基づいて射出成形の各プロセスのタイミングを決定し，射出成形装置全体を制御する。
【００６２】
具体的には，本実施形態においてコントローラ４００は，射出装置２００に対して射出や加圧のタイミングを指示したり，流媒装置３００に流媒を通すタイミングを指示したりする。また、流媒の流量を制御する場合には流量を変えるタイミングを指示するようにしてもよい。
【００６３】
またコントローラ４００は，金型１００の温調ユニット１０内の電熱ヒーター１１（図１においては図示せず。図２において説明する。）のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００６４】
上記の通り，温調ユニット１０は樹脂注入時に成形不良発生箇所を成形不良を抑制できる温度まで加熱し，注入後は冷却する機能を有し，保温回路は成形品表面を鏡面加工に仕上げるための温度以上で，樹脂が硬化する温度に保つ機能を有する。
【００６５】
尚，保温回路２０は樹脂の種類や，温度制御の状況などによって必要がない場合（保温回路がなくても必要な温度を保てる場合）には省略した構成も可能である。
【００６６】
＜３．同実施形態に係る射出成形用金型の構成＞
次に，本実施形態に係る射出成形用金型の構成について，図２，図３，図４を用いて説明する。図２は図１の射出成形用金型１００の一部を拡大した１−１断面図であり，図３は図２の２−２断面図であり，図４は図２の３−３断面図である。
【００６７】
本実施形態に係る射出成形用金型１００は，温調ユニット１０と，保温回路２０と，断熱層３０とを主に有する。
【００６８】
温調ユニット１０は，金型１００のうちの成形不良が発生する箇所に設置され，金型の温度調節をするユニットである。温調ユニット１０は矩形状であり，金型本体と密着する両側壁に凹部が設けられた形状である。
【００６９】
温調ユニット１０は，図２に示すように金型本体と別部材として作製し，金型本体に対して接合されてもよいし，金型本体に嵌入される形で作製されてもよい。温調ユニット１０は，電熱ヒーター１１と冷却回路１２と温度センサ１３を主に有する。
【００７０】
電熱ヒーター１１は，成形不良箇所を加熱するための装置である。電熱ヒーター１１は複数の棒状部分を有する構造であって，金型表面に近い位置に複数の棒状部分が複数間隔を置いて並設される。
【００７１】
電熱ヒーター１１は，コントローラ４００によってＯＮ／ＯＦＦの切り替えを繰り返しながら，樹脂注入時に所望の温度になるよう制御される。電熱ヒーター１１のＯＮ／ＯＦＦの切り替えは，通電と通電停止の切り替えによって実現される。
【００７２】
従来の加熱媒体を回路に通す場合に比べて，電熱ヒーター１１を用いた加熱は温度制御の応答性がよく，好適である。なぜならばコントローラ４００からの制御によって，通電と通電停止を切り替えることで容易にＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるからである。
【００７３】
また，電熱ヒーター１１は例えば比較的大型の成形品を加工するための金型に複数設置した場合にも，複数の電熱ヒーター１１を同時にＯＮ／ＯＦＦ制御したり，それぞれの電熱ヒーター１１を所望のタイミングでＯＮ／ＯＦＦ制御したりすることが出来る。
【００７４】
冷却回路１２は，成形不良箇所を冷却するための装置である。冷却回路１２は，複数の管状部材に分岐した構造をしており，電熱ヒーター１１よりも金型表面から遠い位置において複数の管状部分が間隔を置いて並設され，常時冷媒が流される。電熱ヒーター１１がＯＦＦにされた後は，金型表面を冷却する。
【００７５】
冷却回路１２と電熱ヒーター１１との配置は，樹脂が注入されるまでの間は電熱ヒーターが効率よく金型表面を加熱し，樹脂注入後に電熱ヒーター１１が停止された後は冷却回路が効率よく金型表面を冷却することが出来るように工夫されている。具体的には，金型表面は，電熱ヒーター１１と対向する面と冷却回路１２と対向する面とを交互に有する。この構成により，電熱ヒーター１１が冷却回路１２からの冷却効果を遮断することなく，効率的に熱量を伝導することが出来る。
【００７６】
例えば，電熱ヒーター１１と冷却回路１２とは，上記の通り互いに略平行に設置される。そして，金型表面に垂直な断面を見ると，Ｗ字の頂点に電熱ヒーター１１と冷却回路１２とが交互に設置される配置が繰り返されるように設置される。
【００７７】
また，電熱ヒーター１１と冷却回路１２とのうち，温調ユニット１０の左右に端には冷却回路１２が配置されることが望ましい。なぜなら，加熱した時の温調ユニット１０の熱が左右に伝導してしまうと，冷却に余分な時間がかかってしまうためである。
【００７８】
温度センサ１３は，温調ユニット１０が設置された箇所の金型表面温度を測定するセンサである。測定された温度はコントローラ４００に送られ，樹脂射出のタイミングや成形品取り出しのタイミングの判定などに用いられる。
【００７９】
保温回路２０は，金型１００の温度を一定に保つための流媒を通す回路である。温調ユニット１０が設置された場所以外に設けられ，金型１００の温度を一定に保つ。保温回路２０に通す流媒の温度は，成形品表面を鏡面状態に仕上げるための温度以上とし，かつ樹脂が硬化する温度とする。
【００８０】
保温回路２０の形状は，本実施形態においては温調ユニット１０を設置した以外の箇所に３分岐した流路を設ける形状としているが，これに限られるものではない。
【００８１】
断熱層３０は，温度の伝導を遮る為の層である。本実施形態においては，温調ユニット１０の側壁に設けられた凹部と金型本体１００の側壁に設けられた凹部とをあわせることにより形成される中空の層である。温調ユニット１０の加熱によって発生した熱が，金型表面以外に伝わるのを防ぐことが出来る。
【００８２】
断熱層３０を設けることによって，温調ユニット１０の加熱によって発生した熱が，金型表面に効率よく伝わるようになるため，必要な箇所だけを効率よく加熱することによって，冷却時間を短縮することが出来る。
【００８３】
断熱層３０は，本実施形態に示したように空間を設けることによって実現する方法に限られず，断熱効果のある材料を埋め込む形で実現してもよい。
【００８４】
また，断熱層３０の高さ方向の幅は，電熱ヒーター１１の下端より金型表面に近い位置から，冷却回路１２の上端よりも金型表面から遠い位置まで，全域を覆う形で設置されることが好ましい。かかる構成によって，温調ユニットの熱をより効果的に遮断することが出来る。
【００８５】
以上説明してきたように，本発明の一実施形態に係る射出成形用金型１００は成形不良発生箇所とそれ以外の箇所において，別の温度制御を実現することが可能である。また，射出成形用金型１００内の熱の伝導が効率的になるように金型１００は構成されている。
【００８６】
金型１００の構成において，それぞれの箇所の温度がそれぞれのタイミングにおいて最適となるよう制御するための射出成形方法を次に説明する。
【００８７】
＜４．同実施形態に係る射出成形用金型を用いた射出成形方法＞
次に，同実施形態に係る射出成形用金型１００を用いた射出成形方法について，図５と図６と図７とを用いて説明する。
【００８８】
図５は，本発明の一実施形態に係る射出成形用金型を用いた射出成形方法を示すフローチャートである。図６は，図５の射出成形方法のタイミングを説明する説明図である。
【００８９】
図６において，温調ユニット１〜４の４つの温調ユニット１０と，保温回路２０と，射出装置２００の動作タイミングを示した。ここで温調ユニット１０は図１においては８つ設置されているが，温調ユニット１０の主な制御の方法が４つのパターンあるため，ここでは４つの温調ユニット１０を例示した。
【００９０】
以下，図５と図６とを用いて射出成形方法の各ステップについて説明する。尚，括弧書きにおいて，図５のステップ番号と図６の時間とを示す。
【００９１】
図５の各ステップは，コントローラ４００のＣＰＵがこれらの処理手順を記述した制御プログラムを記憶したＲＯＭやＲＡＭなどの記憶媒体から制御プログラムを読み出し，そのプログラムを解釈して実行することにより達成される。
【００９２】
例えばＣＰＵはＲＯＭに記憶されているプログラムに基づいて，ＲＡＭを作業領域として動作してもよい。
【００９３】
まず，金型１００に設置された温調ユニット１０の冷却回路１２に冷却媒体が通される（Ｓ１００，ｔ０）。冷却媒体の温度は一定であり，冷却媒体は射出成形のサイクル内において，常時流される。
【００９４】
次に，金型１００に設置された保温回路２０に保温媒体が通される（Ｓ１０２，ｔ０）。保温媒体の温度も上記冷却媒体と同じく一定であり，射出成形のサイクル内において，保温媒体は常時流される。
【００９５】
上記保温媒体を通すステップは，図６に示すように冷却媒体と同時にｔ０時点において開始されてもよいし，冷却媒体が通された後にされてもよく，開始の順番は問わない。
【００９６】
次に，温度センサ１３を用いて取得した金型表面温度情報を基に，電熱ヒーター１１のＯＮ／ＯＦＦを制御することによって，金型１００の温度が制御される（Ｓ１０４，ｔ０〜ｔ５）。電熱ヒーター１１の制御の詳細については，図６と図７とを用いて後述する。
【００９７】
電熱ヒーター１１の制御と同時に，全ての温度センサ１３の温度が所定の温度に達しているかどうかを判定する（Ｓ１０６）。全ての温度センサ１３が所定の温度に達するまで電熱ヒーター１１の制御は続く。
【００９８】
この間，射出装置２００は，温調ユニット１０によって金型１００が加熱され，温度センサ１３の温度が所望の温度に達したことをコントローラ４００が検知し，コントローラ４００が樹脂を注入する指示をするまで待機する（ｔ０〜ｔ５）。
【００９９】
全ての温度センサ１３が所定の温度になった時，全ての電熱ヒーター１１をＯＦＦにする（Ｓ１０８，ｔ５）。その次に，射出装置２００によって溶融された樹脂が注入される（Ｓ１１０，ｔ５〜ｔ６）。
【０１００】
電熱ヒーター１１は，樹脂注入前に全てＯＦＦにされることとしたが，樹脂の種類や射出成形装置の状態などによっては，樹脂の注入完了まで電熱ヒーター制御をすることとしてもよい。
【０１０１】
樹脂注入時に金型１００の温度を所望の温度に保つことが必要であるが，本実施形態においては電熱ヒーター１１をＯＦＦにしても，樹脂注入完了までは所望の温度を保ち続けることが出来るように制御内容を設定することとしたため，樹脂が注入される前に電熱ヒーター１１をＯＦＦとした。
【０１０２】
樹脂の注入の次に，加圧処理が開始される（Ｓ１１２，ｔ６〜ｔ７）。樹脂を型にしっかり押し込むために圧力が加えられる。樹脂が型に押し込まれると，そのまま放置され，温調ユニットの冷却回路１２と保温回路２０とによって冷却されるのを待機する（Ｓ１１４，ｔ７〜ｔ８）。
【０１０３】
温度センサ１３の値に基づいて，金型１００の中の樹脂が取り出し可能であるかどうかの判定が行われ（Ｓ１１６），全ての温度センサ１３が取り出し可能な温度となった場合に金型１００内の成形品が取り出される（Ｓ１１８，ｔ８〜ｔ９）。
【０１０４】
次に，図６と図７とを用いて温調ユニット１０内の電熱ヒーター１１の制御のタイミングについて説明をする。図７は，図６の射出成形方法における，温調ユニット１〜４内の温度センサ１３の温度変化を示す説明図である。
【０１０５】
全ての温度センサ１３が所望の温度に達するまでの間において（ｔ０〜ｔ５），電熱ヒーター１１は温度センサ１３の値に基づいてＯＮ／ＯＦＦを繰り返し制御される。
【０１０６】
本実施形態においては，金型１００の温度が全ての測定点においてＴｈ２〜Ｔｈ１となったら樹脂の注入を開始するよう閾値を設定した場合について説明をする。
【０１０７】
図７を参照すると，温調ユニット１〜４の地点における温度は変化しながら，ｔ５の時点において初めて温調ユニット１〜４の全ての地点の温度がＴｈ２〜Ｔｈ１の間の値となる。よって，ｔ５において全ての電熱ヒーターがＯＦＦにされる。
【０１０８】
この間の温調ユニット１〜４の温度変化と電熱ヒーターの制御内容について見ていく。まず，ｔ０において電熱ヒーター１〜３がＯＮにされる。電熱ヒーター４にはタイマーが設定されているため，設定時間が経過するまでの間電熱ヒーター４はＯＦＦのまま待機する。
【０１０９】
ｔ１において，上記設定時間が経過したため電熱ヒーター４がＯＮにされる。予め温度上昇が早いことがわかっているものについてはタイマーを使用することによって所定時間経過後通電開始することによって，余計な加熱を避けることが出来る。
【０１１０】
続いてｔ２において，温調ユニット２の温度センサ１３の値がＴｈ１以上となり，Ｔｈ２〜Ｔｈ１の温度範囲を超えた。よって，温調ユニット２の電熱ヒーター１１がＯＦＦにされる。
【０１１１】
次にｔ３において，ｔ２において電源ＯＦＦにされた温調ユニット２の温度がＴｈ２を下回った。よって，再び温調ユニット２の電熱ヒーター１１の電源がＯＮにされる。
【０１１２】
続いてｔ４において，温調ユニット３の温度がＴｈ１を超えた。よって，温調ユニット３の電熱ヒーター１１の電源がＯＦＦにされる。
【０１１３】
そして，ｔ５において温調ユニット１〜４の温度全てがＴｈ２〜Ｔｈ１の範囲の温度になる。よって，ｔ５において温調ユニット１〜４の電熱ヒーター１１全ての電源がＯＦＦにされる。
【０１１４】
以上，温調ユニット１〜４を例示して４つの制御パターンについて説明をした。しかし，これらの制御方法は一例を示したものであり，例えばタイマーによる制御と電熱ヒーター１１のＯＮ／ＯＦＦによる制御を組み合わせることも当然可能である。
【０１１５】
金型の温度は，同じ装置を用いた場合においても，装置を使用する土地の気候や，その日の気温や，装置の使用方法によっても影響を受ける。よって，上記のように測定した温度に従って制御をすることで，例えば温調ユニット２に示したように急激な温度変化をした場合であっても，所定の温度範囲内に収めることが出来る。
【０１１６】
本実施形態においては加熱手段として電熱ヒーターを用いた。例えば加熱媒体を回路に通す場合に比べ，電熱ヒーターへの通電，通電停止のみで加熱と加熱停止が切り替えられるため，温度制御をする本実施形態のような場合に好適である。
【０１１７】
また，加熱媒体と冷却媒体を同じ回路に通す構成では煩雑な配管設備とバルブによる流体の切り替え装置が必要であり，高温高圧の加熱媒体の取扱いが煩雑で安全確保のための手間がかかるという問題があったが，電熱ヒーターを用いることでこれらの問題が解消できる。
【０１１８】
このように，樹脂の注入時において金型の温度を所定の範囲内に収めることにより，成形不良を抑制し，かつ過熱による冷却時間の延長を抑えることが出来る。よって射出成形サイクル中の金型の加熱と冷却に要する時間を短縮し，消費エネルギーを節約することが可能である。
【０１１９】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが，本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，これらについても，当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１２０】
例えば，上記実施形態では，温調ユニット１０の設置箇所以外の部分に保温回路２０を設置する構成としたが，本発明はかかる例に限定されない。保温回路２０を設置しなくても必要な温度を保てる場合には，省略する構成であってもよい。
【０１２１】
また例えば上記実施形態では，温調ユニット１０は金型本体と側面において継合される構成としたが，本発明はかかる例に限定されない。例えば金型本体に対して温調ユニットが埋設される構成であってもよいし，温調ユニットが嵌設される構成であってもよい。
【０１２２】
また例えば上記実施形態では，１つの温調ユニット１０内において電熱ヒーターが４つ，冷却回路１２が５つの部分に分かれて設置されていたが，それぞれの個数はこれに限定されるものではない。
【０１２３】
例えば電熱ヒーター１１が３つと冷却回路１２が４つで構成されるものであってもよいし，例えば電熱ヒーター１１が４つと冷却回路１２が７つで構成されるものであってもよい。
【０１２４】
また例えば、上記実施形態においては冷却媒体の流量は一定としたが、本発明はこれに限定されず、冷却媒体の流量を制御できるようにしてもよい。例えば、図８に示したように流量を制御してもよい。図８は、射出成形サイクルにおける冷却回路１２に通す冷却媒体の流量変化を示した図である。
【０１２５】
図８の時間ｔは、図６に示した射出成形サイクルの時間と対応する。例えばｔ０〜ｔ５の加熱制御中においては温調ユニット１０の冷却回路１２に通す冷却媒体の流量を少なくして電熱ヒーター１１の加熱効果を高めるようにし、例えばｔ５〜ｔ８においては冷却効果を高めるために冷却回路１２に通す冷却媒体の流量を増やしても良い。さらに、ｔ８〜ｔ９の成形品取り出しの間は次のサイクルに備えて再び冷却媒体の流量を少なくしてもよい。
【０１２６】
これらの流量制御は、冷却回路１２の流媒装置における流量制御機構と、コントローラ４００からのタイミング制御によって実現することが出来る。このように冷却媒体の流量制御によって、さらに温度制御を正確に行うことができるようになる。
【０１２７】
図８においては、ｔ５とｔ８とにおいて流量を変更する実施形態について説明したが、これに限られない。また、流量変更のタイミングは、温度センサの値に基づいて実現されてもよいし、予め決められたタイマーに従って変更されるものであってもよい。
【０１２８】
また、上記実施形態においては複数ある温調ユニットの温度閾値を全てＴｈ１〜Ｔｈ２と同じ値を用いたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば温調ユニットごとに違う値を設定し、それぞれの所望温度に達しているかどうかを判定するようにしてもよい。
【０１２９】
金型１００のそれぞれの成形不良発生箇所における、成形不良が解消できる温度は異なる。例えば成形品の厚みが違う場合やゲートからの距離が違う場合には、樹脂がウェルド部分に到達するときの温度が異なり、樹脂が会合する角度によってもウェルドの出やすさは異なるためである。
【０１３０】
本発明の一実施形態にかかる温調ユニット１０を用いれば成形不良発生箇所それぞれにおいて異なる温度制御をすることが可能であるため、上記のような成形品の厚みやゲートからの距離、樹脂の会合角度などによる最適温度の違いに対応することが可能である。
【０１３１】
尚，本明細書において，フローチャートに記述されたステップは，記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん，必ずしも時系列的に処理されなくとも，並列的に又は個別的に実行される処理をも含む。また時系列的に処理されるステップでも，場合によっては適宜順序を変更することが可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１３２】
１０      温調ユニット
１１      電熱ヒーター
１２      冷却回路
１３      温度センサ
２０      保温回路
３０      断熱層
１００    金型
２００    射出装置
３００    流媒装置
４００    コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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