(57)【要約】【課題】本発明は、加熱用ユニットが供給する蒸気温度以上に金型を加熱し成形素材の成形を実行し得る過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システムを提供する。【解決手段】本発明に係る加熱冷却システムは、金型と００、加熱用ユニット１と、過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生ユニット９０と、冷却用ユニット３０と、金型１００に配置した複数の温度センサ１０１と、切替えバルブユニット５０と、温度センサ１０１による金型温度の検出結果に基づき金型の加熱、成形動作、冷却の各制御を行う制御手段６４とを備え、制御手段６４により、金型１００の加熱開始から、温度センサ１０１からの金型１００の温度上昇に伴う第１の設定温度の検出信号を得るまで蒸気による金型の加熱制御を行い、この後第２の設定温度の検出信号を得るまで飽和蒸気による金型の加熱制御を行い、この後飽和蒸気より高温の過熱蒸気による金型の加熱制御を行うものである。【選択図】図１
2008105271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型と、
金型に加熱用の蒸気を供給する加熱用ユニットと、
加熱用ユニットからの蒸気を取り入れて金型に供給する過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生ユニットと、
金型に冷却水を供給する冷却用ユニットと、
金型に配置した温度検出部と、
前記加熱用ユニット、過熱蒸気発生ユニット及び冷却用ユニットと、金型との間に配置した金型への蒸気供給・回収管路、飽和蒸気供給の管路及び過熱蒸気の供給・回収管路を切り替え形成する切替えバルブユニットと、
前記温度検出部による金型温度の検出結果に基づき前記金型の加熱、成形動作、冷却の各制御を行う制御手段と、
を備える過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システムであって、
前記制御手段により、金型の加熱開始から、温度検出部からの金型の温度上昇に伴う第１の設定温度の検出信号を得るまで前記切替えバルブユニットに金型への蒸気供給・回収管路を形成して、蒸気による金型の加熱制御を行い、第１の設定温度の検出信号を得た後前記温度検出部からの金型の温度上昇に伴う第２の設定温度の検出信号を得るまで前記切替えバルブユニットに前記蒸気より高温の飽和蒸気供給の管路を形成して、飽和蒸気による金型の加熱制御を行い、第２の設定温度の検出信号を得た後前記切替えバルブユニットに前記飽和蒸気より高温の過熱蒸気の供給・回収管路を形成して、過熱蒸気による金型の加熱制御を行うようにしたことを特徴とする過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システム。
【請求項２】
金型と、
金型に加熱用の蒸気を供給する加熱用ユニットと、
加熱用ユニットからの蒸気を取り入れて金型に供給する過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生ユニットと、
金型に冷却水を供給する冷却用ユニットと、
金型に配置した複数の温度検出部と、
前記加熱用ユニット、過熱蒸気発生ユニット及び冷却用ユニットと、金型との間に配置した金型への蒸気供給・回収管路、飽和蒸気供給の管路及び過熱蒸気の供給・回収管路を切り替え形成する切替えバルブユニットと、
前記温度検出部による金型温度の検出結果に基づきこれらのいずれか一つ、全て又は平均値が設定温度となったことを判定して、これらのうちのいずれかの判定結果により前記金型の加熱、成形動作、冷却の各制御を行う制御手段と、
を備える過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システムであって、
前記制御手段により、金型の加熱開始から、前記複数の温度検出部からの金型の温度上昇に伴う第１の設定温度の検出信号を得るまで前記切替えバルブユニットに金型への蒸気供給・回収管路を形成して、蒸気による金型の加熱制御を行い、前記第１の設定温度の検出信号を得た後これらのいずれか一つ、全て又は平均値に基づき前記切替えバルブユニットに前記蒸気より高温の飽和蒸気供給の管路を形成して、第２の設定温度の検出信号を得るまで飽和蒸気による金型の加熱制御を行い、第２の設定温度の検出信号を得た後これらのいずれか一つ、全て又は平均値に基づき前記切替えバルブユニットに前記飽和蒸気より高温の過熱蒸気の供給・回収管路を形成して、過熱蒸気による金型の加熱制御を行うようにしたことを特徴とする過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システム。
【請求項３】
金型と、
金型に加熱用の蒸気を供給する加熱用ユニットと、
加熱用ユニットからの蒸気を取り入れて金型に供給する過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生ユニットと、
金型に冷却水を供給する冷却用ユニットと、
金型に配置した複数の温度検出部と、
前記加熱用ユニット、過熱蒸気発生ユニット及び冷却用ユニットと、金型との間に配置した金型への蒸気供給・回収管路、飽和蒸気供給の管路及び過熱蒸気の供給・回収管路、冷却水供給・回収管路を切り替え形成する切替えバルブユニットと、
前記温度検出部による金型温度の検出結果に基づきこれらのいずれか一つ、全て又は平均値が設定温度となったことを判定して、これらのうちのいずれかの判定結果により前記金型の加熱、成形動作、冷却の各制御を行う制御手段と、
を備える過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システムであって、
前記制御手段により、金型の加熱開始から、前記複数の温度検出部からの金型の温度上昇に伴う第１の設定温度の検出信号を得るまで前記切替えバルブユニットに金型への蒸気供給・回収管路を形成して、蒸気による金型の加熱制御を行い、前記第１の設定温度の検出信号を得た後これらのいずれか一つ、全て又は平均値に基づき前記切替えバルブユニットに前記蒸気より高温の飽和蒸気供給の管路を形成して、第２の設定温度の検出信号を得るまで飽和蒸気による金型の加熱制御を行い、第２の設定温度の検出信号を得た後これらのいずれか一つ、全て又は平均値に基づき前記切替えバルブユニットに前記飽和蒸気より高温の過熱蒸気の供給・回収管路を形成して、過熱蒸気による金型の加熱制御を行い、金型の成形動作終了後、前記切替えバルブユニットに金型への冷却水供給・回収管路を形成して、金型の冷却を行うようにしたことを特徴とする過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システム。
【請求項４】
金型と、
金型に加熱用の蒸気を供給する加熱用ユニットと、
加熱用ユニットからの蒸気を取り入れて金型に供給する過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生ユニットと、
金型に冷却水を供給する冷却用ユニットと、
金型に配置した複数の温度検出部と、
前記加熱用ユニット、過熱蒸気発生ユニット及び冷却用ユニットと、金型との間に配置した金型への蒸気供給・回収管路、飽和蒸気供給の管路及び過熱蒸気の供給・回収管路、冷却水供給・回収管路を切り替え形成する切替えバルブユニットと、
前記温度検出部による金型温度の検出結果に基づきこれらのいずれか一つ、全て又は平均値が設定温度となったことを判定して、これらのうちのいずれかの判定結果により前記金型の加熱、成形動作、冷却の各制御を行う制御手段と、
を備える過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システムであって、
前記制御手段により、金型の加熱開始から、前記複数の温度検出部からの金型の温度上昇に伴う第１の設定温度である１４０℃の検出信号を得るまで前記切替えバルブユニットに金型への蒸気供給・回収管路を形成して、蒸気による金型の加熱制御を行い、前記第１の設定温度の検出信号を得た後これらのいずれか一つ、全て又は平均値に基づき前記切替えバルブユニットに前記蒸気より高温の飽和蒸気供給の管路を形成して、第２の設定温度である１７０℃の検出信号を得るまで飽和蒸気による金型の加熱制御を行い、第２の設定温度である１７０℃の検出信号を得た後これらのいずれか一つ、全て又は平均値に基づき前記切替えバルブユニットに前記飽和蒸気より高温の過熱蒸気の供給・回収管路を形成して、過熱蒸気による金型の加熱制御を行い、金型の成形動作終了後、前記切替えバルブユニットに金型への冷却水供給・回収管路を形成して、金型の冷却を行うようにしたことを特徴とする過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システムに関し、詳しくは、金型を加熱するための加熱源として簡易ボイラーを使用するような場合に好適な過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラスチック製品等を成形する射出成形機、ブロー成形機、熱成形機等に採用される金型の加熱冷却システムにおいては、加熱冷却プロセスに応じて金型に加熱用、冷却用の２種類の異なる温度の媒体を供給して、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成形サイクルを繰り返し行っている。
【０００３】
このような金型の加熱冷却システムにおいては、加熱用媒体である蒸気を発生する手段として簡易ボイラーを使用することが多い。
【０００４】
しかし、簡易ボイラーを使用する場合、ゲージ圧力１０ｋｇ／ｃｍ2以下で蒸気発生を行うため、金型に対して最高温度１８０℃程度までの蒸気しか供給できず、成形素材に対する高品位の成形を行う場合に限界があった。
【０００５】
このような場合に、金型の加熱を行う際に、蒸気に加えてこの蒸気の最高温度よりも高温となる過熱蒸気を利用することも考えられるが、過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システムは見当たらないのが現状である。
【０００６】
特許文献１には、リボンデッド製品を成形型を用いて製造するに当たり、成形型内に過熱蒸気を供給して製品の成形品質を高めるようにしたリボンデッド製品の製造装置が提案されているが、この特許文献１の場合も金型の加熱時に蒸気と過熱蒸気とを組み合わせるという技術的思想を包含するものではない。
【特許文献１】特開２００５−０７４９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする問題点は、簡易ボイラー等のような加熱用ユニットを使用しながら金型温度を加熱用ユニットが供給する蒸気温度以上に加熱し成形素材に対する高品位の成形を行うことが可能な加熱冷却システムが存在しない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システムは、金型と、金型に加熱用の蒸気を供給する加熱用ユニットと、加熱用ユニットからの蒸気を取り入れて金型に供給する過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生ユニットと、金型に冷却水を供給する冷却用ユニットと、金型に配置した温度検出部と、前記加熱用ユニット、過熱蒸気発生ユニット及び冷却用ユニットと、金型との間に配置した金型への蒸気供給・回収管路、飽和蒸気供給の管路及び過熱蒸気の供給・回収管路を切り替え形成する切替えバルブユニットと、前記温度検出部による金型温度の検出結果に基づき前記金型の加熱、成形動作、冷却の各制御を行う制御手段と、を備える過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システムであって、前記制御手段により、金型の加熱開始から、温度検出部からの金型の温度上昇に伴う第１の設定温度の検出信号を得るまで前記切替えバルブユニットに金型への蒸気供給・回収管路を形成して、蒸気による金型の加熱制御を行い、第１の設定温度の検出信号を得た後前記温度検出部からの金型の温度上昇に伴う第２の設定温度の検出信号を得るまで前記切替えバルブユニットに前記蒸気より高温の飽和蒸気供給の管路を形成して、飽和蒸気による金型の加熱制御を行い、第２の設定温度の検出信号を得た後前記切替えバルブユニットに前記飽和蒸気より高温の過熱蒸気の供給・回収管路を形成して、過熱蒸気による金型の加熱制御を行うようにしたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項１記載の発明によれば、簡易ボイラー等のような加熱用ユニットを使用する場合においても、加熱用ユニットに加えて過熱蒸気を金型に供給する過熱蒸気発生ユニットを組み合わせ、金型に対して蒸気、飽和蒸気、過熱蒸気の３種類の加熱用媒体を順に供給して加熱を行うようにしたので、金型温度を加熱用ユニットが供給する蒸気温度以上に上昇させ成形用素材に対する高品位の成形を行うことが可能な過熱蒸気を利用した加熱冷却システムを提供することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、複数の温度検出部により金型温度を検出し、検出結果のいずれか一つ、全て又は平均値に基づいて金型の加熱制御を行うようにしたので、より厳格な金型の温度管理の基に成形用素材に対する高品位の成形を行うことが可能な過熱蒸気を利用した加熱冷却システムを提供することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果に加え、金型の加熱から成形動作、冷却工程までの一連の成形工程を的確に行うことが可能な過熱蒸気を利用した加熱冷却システムを提供することができる。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、簡易ボイラー等のような加熱用ユニットを使用した場合においても、第１の設定温度として１４０℃、第２の設定温度として１７０℃とした構成で、請求項３記載の発明と同様、金型の加熱から成形動作、冷却工程までの一連の成形工程を的確に行うことが可能な過熱蒸気を利用した加熱冷却システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、簡易ボイラー等のような加熱用ユニットを使用しながら金型温度を加熱用ユニットが供給する蒸気温度以上に加熱し成形素材に対する高品位の成形を行うことが可能な加熱冷却システムを提供するという目的を、金型と、金型に加熱用の蒸気を供給する加熱用ユニットと、加熱用ユニットからの蒸気を取り入れて金型に供給する過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生ユニットと、金型に冷却水を供給する冷却用ユニットと、金型に配置した複数の温度検出部と、前記加熱用ユニット、過熱蒸気発生ユニット及び冷却用ユニットと、金型との間に配置した金型への蒸気供給・回収管路、飽和蒸気供給の管路及び過熱蒸気の供給・回収管路、冷却水供給・回収管路を切り替え形成する切替えバルブユニットと、前記温度検出部による金型温度の検出結果に基づきこれらのいずれか一つ、全て又は平均値が設定温度となったことを判定して、これらの内のいずれかの判定結果により前記金型の加熱、成形動作、冷却の各制御を行う制御手段と、を備える過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システムであって、前記制御手段により、金型の加熱開始から、前記複数の温度検出部からの金型の温度上昇に伴う第１の設定温度の検出信号を得るまで前記切替えバルブユニットに金型への蒸気供給・回収管路を形成して、蒸気による金型の加熱制御を行い、前記第１の設定温度の検出信号を得た後これらのいずれか一つ、全て又は平均値に基づき前記切替えバルブユニットに前記蒸気より高温の飽和蒸気供給の管路を形成して、第２の設定温度の検出信号を得るまで飽和蒸気による金型の加熱制御を行い、第２の設定温度の検出信号を得た後これらのいずれか一つ、全て又は平均値に基づき前記切替えバルブユニットに前記飽和蒸気より高温の過熱蒸気の供給・回収管路を形成して、過熱蒸気による金型の加熱制御を行い、金型の成形動作終了後、前記切替えバルブユニットに金型への冷却水供給・回収管路を形成して、金型の冷却を行う構成により実現した。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明の実施例に係る過熱蒸気を利用した金型の加熱冷却システムを、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施例に係る過熱蒸気を利用した金型１００の加熱冷却システムを示すもので、金型１００の加熱冷却システムは、加熱用ユニット１、冷却用ユニット３０、過熱蒸気発生ユニット９０、切替えバルブユニット５０及び金型１００を備えている。
【００１６】
加熱用ユニット１は、原水を軟水器２１により軟水とし、更に薬注装置２２で防腐剤等の薬を注入した後ボイラー（例えば小型ボイラー）２０に供給し、ボイラー２０にて加熱用媒体である蒸気として吐出弁２３から切替えバルブユニット５０に供給するように構成している。
【００１７】
冷却用ユニット３０は、冷却水供給口に供給される冷却水を、クーリングタワー（又はチラー）３１に導き、更に、このクーリングタワー３１にて熱交換される冷却水（水温１０℃〜常温）をポンプ３２により冷却水吐出口を経て前記切替えバルブユニット５０に供給するようになっている。また、切替えバルブユニット５０からの戻りの冷却水を冷却水戻り口から流入させ、クーリングタワー３１の上部からその内部に散水し熱交換するようになっている。
【００１８】
過熱蒸気発生ユニット９０は、前記加熱用ユニット１の吐出弁２３の吐出側の分岐管路から手動弁９２、減圧弁９３を介して蒸気を取り入れ、過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生器９１を備え、この過熱蒸気発生器９１により発生した過熱蒸気を切替えバルブユニット５０に供給するように構成している。
【００１９】
切替えバルブユニット５０は、いずれもエアー制御で開閉動作する５個の切替え弁７１、７２、７３、７４、８１と、前記過熱蒸気発生ユニット９０からの過熱蒸気について金型１００への供給・回収管路及び大気解放管路を形成するいずれもエアー制御で開閉動作する３個の切替え弁８２、８３、８４とからなる合計８個の切替え弁群を具備している。
【００２０】
すなわち、前記切替えバルブユニット５０は、前記冷却用ユニット３０の冷却水吐出口からの冷却水を冷却水受け口からポンプ７６に流入させ、ポンプ７６で増圧し、切替え弁７１を介し、更にマニホールド６１を経て前記金型１００へ供給するようになっている。また、金型１００を循環した冷却水をマニホールド６２を経て、更に、切替え弁７２を介して冷却水排水口に導き、前記冷却用ユニット３０の冷却水戻り口へ流入させるようになっている。これらの管路構成により、金型１００に対する冷却水の供給・回収管路を形成している。
【００２１】
更に、前記ポンプ７６の吐出側と切替え弁７２の出口側との間に切替え弁７３、ベンチュリー機構を有する弁（サイレントレジューサ）７５を接続し、前記弁７５と前記マニホールド６２の出口側との間に切替え弁８１を接続して、前記マニホールド６２の出口側からの蒸気を切替え弁８１を介して前記弁７５に流入させる蒸気の供給・回収管路の一部を構成している。
【００２２】
前記５個の切替え弁７１乃至７４及び切替え弁８１の開閉制御用のエアー（圧力空気）は、図示しないエアー源からエアーフィルター５６、エアーレギュレータ５７を経て供給するようになっている。
【００２３】
また、図示しないエアー源から、エアーフィルター５６、エアーレギュレータ５７を経て、コック５８、止め弁５９を介し、前記切替え弁７１、７４の出口側の管路にエアー（圧力空気）を供給可能としている。
【００２４】
次に、前記３個の切替え弁８２、８３、８４について説明する。
切替え弁８２、８３、８４の開閉制御用のエアーは、上述した場合と同様、図示しないエアー源からエアーフィルター５６、エアーレギュレータ５７を経て供給するようになっている。
【００２５】
また、前記過熱蒸気発生器９１の出口側に切替え弁８２、８３の入口側を接続し、一方の切替え弁８３の出口側は過熱蒸気の大気解放を行う大気放出器８５に接続している。他方の切替え弁８２の出口側は、前記切替え弁７１とマニホールド６１とを接続する管路に接続している。
【００２６】
更に、前記切替え弁８４の入口側を、前記金型１００における蒸気等の出口側でマニホールド６２の手前の位置に配管を介して接続し、切替え弁８４の出口側を前記切替え弁８３の出口側に接続している。
【００２７】
前記金型１００の温度は、この金型１００を構成する固定型、可動型、キャビティ付近等に設けた例えば３個の温度センサ１０１により検出し、各温度センサ１０１の検出温度の信号を前記切替えバルブユニット５０の制御盤６３に搭載した制御手段６４に送出（帰還）するように構成している。
【００２８】
前記温度センサ１０１の配置個数は、上述した場合の他、２個、４個、５個等、任意個数とすることができる。
【００２９】
前記制御手段６４は、図２に示すように、前記３個の温度センサ１０１の検出信号を取り込む制御部６６と、温度判定用プログラムを格納したプログラム格納部６５と、温度判定用プログラムによる判定結果を基に前記切替えバルブユニット５０による前記金型１００への加熱用媒体である蒸気、飽和蒸気又は過熱蒸気、冷却用媒体である冷却水、空気の切替え供給制御のための制御信号、前記金型１００において型閉、型開き等の成形動作を行うための制御信号を生成する制御信号生成部６７とを有している。
【００３０】
前記プログラム格納部６５に格納した温度判定用プログラムは、前記３個の温度センサ１０１の各検出温度に基づきこれらのいずれか一つ、全て又は平均値が設定温度（第１の設定温度又は第２の設定温度）となったことを判定し、判定結果を前記制御信号生成部６７に送出するようになっている。
【００３１】
本実施例においては、例えば、第１の設定温度として１４０℃、第２の設定温度として例えば１７０℃の温度設定を行っている。また、金型１００の加熱目標温度は例えば１８５℃としている。
【００３２】
加熱目標温度である１８５℃という温度は、前記ボイラー２０から供給される蒸気の最高温度（例えば１８０℃）よりも高温であり、前記過熱蒸気を金型１００に供給することにより得られる温度となっている。
【００３３】
そして、前記制御信号生成部６７により、金型１００の加熱開始から金型温度が１４０℃に至るまでは前記切替えバルブユニット５０により蒸気の供給・回収管路を形成する制御信号を、金型温度が１４０℃に至った後１７０℃に至るまでは前記切替えバルブユニット５０により飽和蒸気の形成管路を形成する制御信号を、金型温度が１７０℃に至った後目標温度に至るまでは前記切替えバルブユニット５０により過熱蒸気の供給・回収管路を形成する制御信号を出力するように構成している。
【００３４】
更に、金型温度が１８５℃に至った段階で前記金型１００による型閉等の成形動作を行うための制御信号を、成形動作終了後には冷却水の供給・回収管路を形成する制御信号を、各々出力するように構成している。
【００３５】
次に、本実施例に係る加熱冷却システムによる例えば樹脂製品の成形動作について、図３、図４をも参照して説明する。なお、図３は成形サイクル中の金型温度の変化と蒸気供給、飽和蒸気供給、過熱蒸気供給、型閉、冷却水供給のタイミングを示し、図４は前記切替え弁７１乃至７４、切替え弁８１乃至８４の開閉状態を示すものである。
【００３６】
（スタンバイ時）
本実施例の加熱冷却システムにおけるスタンバイ時においては、前記制御信号生成部６７により切替え弁７３のみを開状態に制御し、他の切替え弁７１、７２、７４は閉状態に制御する。また、前記切替え弁８３は開、切替え弁８２、８４は閉に制御する。
【００３７】
このとき、前記冷却用ユニット３０からの冷却水は、ポンプ７６、切替え弁７３、弁７５を経て冷却用ユニット３０に戻る循環状態となる。また、加熱用ユニット１からの蒸気は、切替え弁７４が閉状態であるため、金型１００には供給されない。更に、前記過熱蒸気発生ユニット９０からの過熱蒸気は切替え弁８３、大気放出器８５を経て大気に解放される。
【００３８】
（金型１００の型閉工程）
金型１００を設定温度に加熱した後、この金型１００により成形素材の成形を行う場合には、前記制御信号生成部６７から金型１００への制御信号、前記切替えバルブユニット５０への制御信号に基づき、金型１００の型閉、成形が実行されるとともに、図１に示す前記切替え弁７４を開状態に制御し、切替え弁７１、７２を閉状態に制御する。また、切替え弁７３を開状態に制御する。
【００３９】
このとき、前記冷却用ユニット３０からの冷却水は、ポンプ７６、切替え弁７３、弁７５を経て冷却用ユニット３０に戻る循環状態、すなわち、金型１００を経ない循環路を形成する状態になる。
【００４０】
（金型１００の加熱工程）
次に、金型１００を加熱する加熱工程について詳述する。金型１００の加熱工程においては、まず、前記制御信号生成部６７からの制御信号に基づき、切替えバルブユニット５０に蒸気供給・回収管路が形成される。
【００４１】
すなわち、金型１００の加熱開始に伴い、前記制御信号生成部６７から制御信号に基づき、前記切替え弁７１を閉、切替え弁７２を閉、切替え弁７３を開、切替え弁７４を開、切替え弁８１を開に制御する。また、前記切替え弁８３は開、切替え弁８２、８４は閉に制御する。
【００４２】
これにより、加熱用ユニット１によって作られた蒸気は、切替え弁７４、マニホールド６１を経て金型１００を通り、金型１００を所定温度に加熱する加熱工程が実行され、更に、前記蒸気は切替え弁８１、マニホールド６２、前記ベンチュリー機構を有する弁７５を経て冷却水の循環路に流入する。
【００４３】
このようにして、金型１００は蒸気により加熱され、金型温度が図３に示すように上昇し、やがて１４０℃に到達する。
【００４４】
金型温度が１４０℃に到達すると、この温度は前記３個の温度センサ１０１により検出され、これらの検出信号は前記プログラム格納部６５に送られる。前記プログラム格納部６５は温度判定用プログラムに基づき３個の温度センサ１０１からの各検出温度のいずれか一つ、全て又は平均値が設定温度となったことを判定し、判定結果（温度判定値１４０℃）を前記制御信号生成部６７に送出する。
前記制御信号生成部６７は、前記判定結果（温度判定値）に基づき切替えバルブユニット５０の管路を飽和蒸気の形成管路に切り替える。
【００４５】
すなわち、制御信号生成部６７は、前記判定結果（温度判定値１４０℃）に基づき、上述した蒸気供給・回収管路における切替え弁８１を閉じる。これにより、蒸気の回収が停止し、金型１００は上述した蒸気より高温の飽和蒸気により加熱される状態となって金型１００は昇温し、やがて１７０℃に到達する。
【００４６】
金型温度が１７０℃に到達すると、この温度は前記３個の温度センサ１０１により検出され、これらの検出信号は前記プログラム格納部６５に送られる。前記プログラム格納部６５は温度判定用プログラムに基づき３個の温度センサ１０１からの各検出温度のいずれか一つ、全て又は平均値が設定温度となったことを判定し、その判定結果（温度判定値１７０℃）を前記制御信号生成部６７に送出する。
【００４７】
前記制御信号生成部６７は、前記判定結果（温度判定値）に基づき切替えバルブユニット５０の管路を過熱蒸気の供給・回収管路に切り替える。
【００４８】
すなわち、制御信号生成部６７は、前記判定結果（温度判定値１７０℃）に基づき、前記切替え弁７４を閉、切替え弁８１を閉のままとし、前記切替え弁８３を閉、切替え弁８２、８４を開とする。
【００４９】
これにより、前記過熱蒸気発生ユニット９０からの過熱蒸気は、切替え弁８２、マニホールド６１を経て金型１００を通り、金型１００を更に加熱目標温度まで加熱し、また、過熱蒸気は、金型１００の出口から前記切替え弁８４を経て大気放出器８５に至る状態となる。
【００５０】
過熱蒸気により加熱された金型１００の金型温度が加熱目標温度である１８５℃に到達すると、この温度は前記３個の温度センサ１０１により検出され、これらの検出信号は前記プログラム格納部６５に送られる。
【００５１】
前記プログラム格納部６５は温度判定用プログラムに基づき３個の温度センサ１０１からの各検出温度のいずれか一つ、全て又は平均値が設定温度となったことを判定し、その判定結果（温度判定値１８５℃）を前記制御信号生成部６７に送出する。
【００５２】
制御信号生成部６７は、前記判定結果（温度判定値）に基づき前記切替え弁８１、切替え弁８３を開、前記切替え弁８２、切替え弁８４を閉とする。これにより、過熱蒸気の金型１００への供給は停止され、過熱蒸気は大気に解放されるとともに、金型１００内等に残存する蒸気は冷却用ユニット３０へと回収される。
【００５３】
このような状態に至った後、前記制御信号生成部６７からの制御信号により既述した金型１００の型閉工程が実行され、成形用素材に対する成形が行われることになる。
【００５４】
上述した加熱工程において、前記弁７５に流入した蒸気は、ベンチュリー機構の吸い上げ作用により前記循環路への排出が円滑に行われる。すなわち、弁７５のノズル部で冷却水の流速が上がり、蒸気の吸入部分の気圧が低下して、弁７５における蒸気の吸入、循環路への排出が円滑に行われる。この結果、蒸気の前記循環路への排出を円滑に行うことができ、加熱工程時における金型１００の所定温度への昇温時間を短縮することができる。
【００５５】
（金型１００の冷却時）
上述した加熱工程、金型１００の型閉工程終了後、前記金型１００の冷却工程に移行する。冷却工程においては、前記制御信号生成部６７からの制御信号により、前記切替え弁７３、７４及び切替え弁８１を閉状態、前記切替え弁７１、７２を開状態に制御し冷却水による金型１００の冷却を行う。
【００５６】
すなわち、前記切替え弁７３、７４及び切替え弁８１を閉状態、切替え弁７１、７２を開状態にすることにより、冷却水は前記ポンプ３２、ポンプ７６、切替え弁７１、マニホールド６１、金型１００、マニホールド６２、切替え弁７２、クーリングタワー３１、ポンプ３２に至る冷却水の循環が行われ、金型１００の冷却が実行される。
【００５７】
そして、金型１００を冷却し、冷却完了後前記制御信号生成部６７からの型開き可能を意味する制御信号に基づいて金型１００を開き製品を取り出した後においては、上述した型閉、加熱工程に移行する一連の動作を繰り返す。
【００５８】
この場合、前記金型１００における樹脂の射出終了後、金型１００を所定温度（通常は高い温度）に保持した状態で、切替えバルブユニット５０が冷却工程の動作を実行するタイミングは種々に変更できる。
【００５９】
また、前記制御信号生成部６７による制御によって、冷却工程における判定結果（温度判定値）出力後、所定のタイミングで図示しないエアー源から、エアーフィルター５６、エアーレギュレータ５７を経て、コック５８、止め弁５９を介し、前記切替え弁７１、７４の出口側の管路にエアー（圧力空気）を供給し、マニホールド６１を経て金型１００にエアー（圧力空気）を吹き込むことで、金型１００の過冷却を抑えるという制御も可能である。
【００６０】
なお、上述した第１、第２の設定温度、加熱目標温度の各値は一例であり、加熱用ユニット１からの蒸気の最高温度の値に応じてこれらの温度設定は種々に変更できることは言うまでもない。
【００６１】
また、金型１００の加熱、成形動作、金型１００の冷却を行う場合に、図示しないタイマを使用した時間制御を組み合わせることももちろん可能である。
【００６２】
上述した本実施例に係る金型１００の加熱冷却システムによれば、金型１００を加熱する場合に、加熱工程時に蒸気に加えて、飽和蒸気、過熱蒸気の供給を組み合わせることにより、加熱用ユニット１から供給される蒸気の最高温度以上に金型１００の温度を高めて成形素材の高品位な成形を行うことが可能な金型１００の加熱冷却システムを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、上述した樹脂成形を行う成形機に適用する場合の他、金属材料からなる成形品を得る各種の成形機、成形システムにも幅広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施例１に係る金型の加熱冷却システムを構成する各要素の配管構成図である。
【図２】本実施例１に係る金型の加熱冷却システムにおける温度センサ、制御手段を示すブロック図である。
【図３】本実施例に係る金型の加熱冷却システムにおける成形サイクル中の金型温度の変化と蒸気供給、飽和蒸気供給、過熱蒸気供給、型閉、冷却水供給のタイミングを示す図である。
【図４】本実施例に係る金型の加熱冷却システムにおける各切替え弁の開閉状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  加熱用ユニット
２０  ボイラー
２１  軟水器
２２  薬注装置
２３  吐出弁
３０  冷却用ユニット
３１  クーリングタワー
３２  ポンプ
５０  切替えバルブユニット
５６  エアーフィルター
５７  エアーレギュレータ
５８  コック
５９  止め弁
６１  マニホールド
６２  マニホールド
６３  制御盤
６４  制御手段
６５  プログラム格納部
６６  制御部
６７  制御信号生成部
７１  切替え弁
７２  切替え弁
７３  切替え弁
７４  切替え弁
７５  弁
７６  ポンプ
８１  切替え弁
８２  切替え弁
８３  切替え弁
８４  切替え弁
８５  大気放出器
９０  過熱蒸気発生ユニット
９１  過熱蒸気発生器
９２  手動弁
９３  減圧弁
１００  金型
１０１  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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