(57)【要約】      （修正有）【課題】射出成形用金型の各部を独立して温度調節可能な調温装置を提供する。【解決手段】調温装置は順流路１８と還流路２０とからなる調温剤を循環させる内部循環路を有し、加熱回路７４，７６と、第一の冷却回路７０，７２と、独立して調整可能な第二の冷却回路６２，６４とからなる補助回路のうちの少なくとも一つが連結され、前記加熱回路は、その順流路が前記内部循環路の順流路から分岐する位置に、温度センサに基づいて制御される調整弁７８を有し、該調整弁より下流において順流路と還流路との間を結ぶ連結流路８２を有し、該連結流路には加熱装置８４が設けられ、また順流路のさらに下流には循環ポンプ８６が設けられ、前記第一の冷却回路は、その順流路と還流路が直接前記内部循環路の順流路と還流路に接続され、前記独立して調整可能な第二の冷却回路は、その順流路と還流路が直接前記内部循環路の順流路と還流路に接続され、その順流路には温度センサに基づいて制御される調整弁６６が設けられる。【選択図】        図１
2005022412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＤやＤＶＤ等の製造に特に適した射出成形用金型の温度調節を行う調温装置であって、該調温装置は順流路（１８）と還流路（２０）とからなる調温剤を循環させる内部循環路（１８，２０）を有し、前記内部循環路の順流路と還流路には、加熱回路（７４，７６）と、第一の冷却回路（７０，７２）と、独立して制御可能な第二の冷却回路（６２，６４）とからなる補助回路のうちの少なくとも一つが連結され、
前記加熱回路（７４，７６）は、その順流路（７４）が前記内部循環路の順流路（１８）から分岐する部分に、温度センサ（８０）に基づいて制御される調整弁（７８）を有し、該調整弁より下流において還流路（７６）と順流路（７４）との間を結ぶ連結流路（８２）を有し、該連結流路（８２）には加熱装置（８４）が設けられ、また順流路のさらに下流には循環ポンプ（８６）が設けられ、
前記第一の冷却回路は、その順流路と還流路（７０，７２）が直接前記内部循環路の順流路と還流路（１８，２０）に接続され、
前記独立して制御可能な第二の冷却回路は、その順流路と還流路（６２，６４）が直接前記内部循環路の順流路と還流路（１８，２０）に接続され、その順流路（６２）には温度センサ（６８）に基づいて制御される調整弁（６６）が設けられる
ことを特徴とする、射出成形用金型の各部を独立して温度調節可能な調温装置。
【請求項２】
前記内部循環路（１８，２０）に循環ポンプ（４６）を設けたことを特徴とする、請求項１記載の射出成形用金型の調温装置。
【請求項３】
前記内部循環路（１８，２０）は、熱交換器（２２）を通過して循環され、またはバイパス流路（２８）を介して加熱装置（３０）を通過して循環されることを特徴とする、請求項２記載の射出成形用金型の調温装置。
【請求項４】
前記熱交換器（２２）において、配水管（２４）との熱交換が行われることを特徴とする、請求項３記載の射出成形用金型の調温装置。
【請求項５】
前記調温装置における調温剤は、水を含むことを特徴とする、請求項１から４記載の射出成形用金型の調温装置。
【請求項６】
ＣＤやＤＶＤ等の製造に特に適した射出成形用金型の調温装置であって、前記金型を構成する二つの半型（１０，１２）のそれぞれに独立した加熱回路が連結され、各半型をそれぞれ所望の射出成形温度に加熱することを可能とする、射出成形用金型の調温装置。
【請求項７】
前記調温装置に設けられる内部循環路（１８，２０）から分岐される第一の冷却回路（７０，７２）が、前記金型のエゼクター部分に連結されることを特徴とする、請求項６記載の射出成形用金型の調温装置。
【請求項８】
前記独立して制御可能な第二の冷却回路（６２，６４）が、前記金型のスプルー部分に連結されることを特徴とする、請求項６または７記載の射出成形用金型の調温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にＣＤやＤＶＤ等を製造するのに適した射出成形用金型の各部の温度を独立して調整するための調温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＤやＤＶＤ等を製造するのに使用される射出成形用金型においては、その様々な部分を独立して温度調節(調温)することが必要であり、そのためには、ほぼ四つの調温回路が必要とされている。この四つの調温回路において、二つの回路は金型を構成する二つの各半型の調温に使用され、射出成形品を成形温度まで加熱する。この加熱温度は、通常ほぼ６０℃から１４０℃の間であり、製造される射出成形品の種類、例えばＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷなど、によって異なる。さらに、射出成形用金型のスプルーブッシュや、エゼクターおよびまたはパンチングユニット（以下エゼクターユニットと呼ぶ）を個別に調温することが必要となる。ここでの温度はほぼ３０℃から１００℃の間であり、半型の温度よりは低い。場合によっては、スプルーブッシュとエゼクターユニットを異なる温度に維持する必要がある。さらに、射出成形品を型から取り出す前に、型穴の近傍部分を短時間冷却し、成形品の硬化を促進することが好ましい。これによって成形工程全体の時間短縮を図ることができる。
【０００３】
通常、上記の温度調節を実現するために、たとえば三つまたは四つの独立した調温システムが使用される。しかしながら、これには以下のような問題点がある。
【０００４】
第一に、独立した各調温システムは、それぞれ冷却水、調温剤、電力供給およびデータバス連結のための各連結インターフェースを有しており、それらを射出成形装置に連結して設置するための組立作業には時間と労力がかかる。さらには、多くの場合射出成形装置には二つ以上の調温ユニットを設置するスペースがないため、装置内に設けられなかったシステムは装置の付近に設置することが必要となる。
【０００５】
独立した複数の調温システムを使用する場合、相乗効果を期待することはできないので、すべての独立したシステムがそれぞれ調温を実現するための全機能を備えなければならない。また、独立したシステム同士では電力を配分調整することもできないため、すべてのシステムに必要以上の電力を供給しなければならない。そのため、全体としての電力バランスがあまり好ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来複数の独立したシステムでなされていた調温機能を一つの調温ユニット(装置)で集約して実行することを目的とする。これにより、装置が小型化し、設置面積が縮小され、かつシステムの一本化による相乗効果を得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、ＣＤやＤＶＤ等の製造に特に適した射出成形用金型の温度調節を行う調温装置であって、該調温装置は順流路と還流路とからなる調温剤を循環させる内部循環路を有し、前記内部循環路の順流路と還流路には少なくとも、加熱回路と、第一の冷却回路と、独立して調整可能な第二の冷却回路とからなる補助的回路のうちの一つが連結され、前記加熱回路は、その順流路が前記内部循環路の順流路から分岐する部分に、温度センサに基づいて制御される調整弁を有し、該調整弁より下流において還流路と順流路との間を結ぶ連結流路を有し、該連結流路には加熱装置が設けられ、また順流路のさらに下流には循環ポンプが設けられ、前記第一の冷却回路は、その順流路と還流路が直接前記内部循環路の順流路と還流路に接続され、前記独立して調整可能な第二の冷却回路は、その順流路と還流路が直接前記内部循環路の順流路と還流路に接続され、その順流路には温度センサに基づいて制御される調整弁が設けられることを特徴とする、射出成形用金型の各部を独立して温度調節可能な調温装置を提供する。
【０００８】
ここで、「加熱回路」および「冷却回路」とは、それぞれの回路の有する主要な機能を指す。すべての調温回路は基本的に加熱することも冷却することも可能である。言い換えると、加熱回路とは比較的高い温度での調温機能を実施する回路であり、冷却回路とは対象を比較的低い温度に調温する回路である。
【０００９】
本発明の装置は、主要な構成要素として、調温剤を循環させる内部循環路を有する。この内部循環路は、たとえば配水管との熱交換を介して配水管と同レベルの温度に維持されることも可能であり、または循環路に一体的に設けられた加熱装置によって加熱されることも可能である。
【００１０】
この内部循環路から直接分岐する冷却回路を設けることができる。この冷却回路は、たとえば射出成形用金型のエゼクター部分を冷却するのに使用される。また、分岐された冷却回路に調整弁を設け、この調整弁を介して調温剤の流量を制御することにより、冷却温度を調整することも可能である。このタイプの冷却回路は、たとえば金型のスプルー部分を冷却するのに適している。さらに、射出成形品を型から取り出す直前に短時間のみ開く弁を有する冷却回路を設けて、型穴の近傍部分のみを冷却することも可能である。このような冷却回路を設けることにより、射出成形品の硬化を促進し、ひいては射出成形工程全体にかかる時間を短縮することができる。
【００１１】
さらに、内部循環路には少なくとも一つの加熱回路を連結することが可能であり、この加熱回路には内部の調温剤を循環させるための独立した循環ポンプが設けられる。この目的のために、内部循環路の順流路から分岐する加熱回路の順流路の分岐部分に、直接調整弁が設けられ、この調整弁は加熱回路の順流路に設けられる温度センサの検出する温度に基づいて、加熱回路の温度が所定の温度に維持されるように制御される。この所定の温度は、通常内部循環路の温度よりも高い。調温剤の温度を高くしたい場合には、弁が多少閉められ、それにより調温剤は、加熱回路の順流路と還流路との間を結んでおり加熱装置を有するバイパス流路を通過して循環される。反対に、加熱回路の温度が上がりすぎた場合は、弁が開かれ、内部循環路から比較的低い温度の調温剤が加熱回路に供給され、還流路から適量の調温剤が排出される。この弁は開位置を可変制御可能な混合弁であってもよく、加熱回路の温度を所望の温度に近づけることを可能とするものである。
【００１２】
本発明にかかる調温装置の内部循環路は、好ましくは配水管と熱交換可能に設置される。内部循環路の温度を高くする場合、調温剤は熱交換器を通過せずに、加熱装置を設けたバイパス流路を通って循環される。装置の内部循環路内を循環する調温剤が、熱交換器と加熱装置のどちらを通過するのかは、開位置を連続的に制御可能な混合弁の開閉によって決まる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる装置は、複数の調温システムを一つの装置で実現可能としたため、たとえば冷却プロセスで排出される熱を、加熱を要する部分の調温に使用するなどの相乗効果を得ることが可能である。
【００１４】
一つの装置に様々な調温機能を設けたため、複数の独立したシステムを使用するのに比べて、温度を制御するプロセスが容易である。また、装置内の各種の管やケーブル等の製造および接続作業は製造業者によって行われるので、射出成形工場において本発明にかかる調温装置を設置する際には、射出成形装置に各調温剤用回路を接続し、また調温装置を配水管に接続するという、比較的容易な組立作業を行うだけで足りる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための好適な形態を、添付の図面を参照しつつ、以下に詳細に説明する。
図１は、本発明の装置の概略回路図であり、概略的に示す射出成形装置との連結状態が示される。
【００１６】
射出成形用金型の二つの半型を符号１０、１２で図示する。図面において左側に位置する半型１０の近傍にはスプルーブッシュ１４が配置され、右側には第二の半型１２に設けたエゼクター１６が配設される。図示された線からもわかる通り、二つの半型１０、１２、スプルーブッシュ１４およびエゼクター１６は、本実施例において後述するとおり、調温の対象となる。
【００１７】
本発明に係る調温装置は、システム内を循環する調温剤循環路（以下内部循環路と呼ぶ）、および順流路１８と還流路２０とからなる流路システムを有する。内部循環路は熱交換器２２を介して装置の配水管２４、２６と熱交換を行う構成となっているが、この構造は本発明の単なる一例である。熱交換器２２の近傍には、熱交換器を迂回することを可能とするバイパス流路２８があり、その途中には加熱装置３０が配設される。バイパス流路２８が順流路１８に合流する位置には３／２方弁３２が設けられ、この弁の位置により、内部循環路を流れる調温剤が、熱交換器２２を通過するのか、それとも加熱装置３０を通過するのかが決定される。つまり、内部循環路を流れる調温用媒体の温度は、熱交換器２２の作用により下げることが可能であり、また加熱装置３０の作用により上げることが可能である。調温用媒体の温度が高い場合、加熱の必要な部分に供給される熱エネルギーは少なくてすみ、しかし一方では冷却効果が低い。内部循環路内の調温用媒体の温度が低い場合はこの反対の状況が生じる。
【００１８】
内部循環路内を循環する調温剤としては、水、特に添加剤を加えた水が通常使用される。順流路１８から還流路２０に移行する部分には、差圧オーバーフロー弁３４が配設される。還流路２０の熱交換器２２とバイパス流路２８との境界より上流の部分には、圧力補償コンテナ３６、調温用流体をタンク４０等に排水するための出口弁３８、圧力逃がし弁４２、圧力センサ４４、循環ポンプ４６、温度センサ４８および脱気弁５０が設けられる。
【００１９】
冷却水用の配水管２４、２６にはブリッジ流路５２が形成され、このブリッジ流路５２は熱交換器２２とバイパス流路２８とをブリッジ状に越えて、還流路の圧力センサ４４と循環ポンプ４６との間に端部が連結される。ブリッジ流路にはポンプ５４と弁５６が設けられる。ブリッジ流路５２は配水管から内部循環路への水の供給を可能とする。
【００２０】
符号５８で示すもう一つのブリッジ流路が第一のブリッジ流路５２に形成され、その弁６０を開くことにより、内部循環路内の過剰な調温剤を装置の配水管へ流出させることができる。両ブリッジ流路およびそこに設けた各部材によって、内部循環路の圧力を調整する圧力調整ユニットが形成される。
【００２１】
上述の各部材によって、本発明の装置の内部循環路が構成される。この内部循環路に連結される各種の調温剤用流路システム（調温回路）により、冷却および加熱の各機能が得られる。まず始めに、内部循環路の順流路１８および還流路２０には、順流路６２および還流路６４からなる冷却回路が形成され、この冷却回路はスプルーブッシュ１４に連結されかつその内部を通過する。調温剤を所定の冷却温度にできる限り近づけるため、冷却回路の順流路６２には調整弁６６が設けられ、還流路６４に設けられる温度センサ６８によって検出される温度に基づいて、流量を制御する。スプルーブッシュ１４の冷却温度はこの流量によって決定される。この冷却回路は、内部循環路の循環ポンプ４６の作用により十分に循環されるため、独自の循環ポンプを必要としない。この冷却回路は、図示の通り、内部循環路を構成する順流路１８と還流路２０とに連結される。
【００２２】
別の冷却回路がエゼクター１６を冷却するために設けられる。この冷却回路においては、前述の冷却回路ほど厳密な冷却温度の調節は必要とされていない。順流路７０および還流路７２が内部循環路の順流路および還流路１８、２０に開路している。内部循環路の循環ポンプ４６により、冷却水が冷却回路７０、７２およびエゼクター１６内を流れる。本発明のシステムによる第二の冷却機能がこの冷却回路によって実現する。このほかのタイプの冷却機能を実現する構成、例えば射出成形工程のサイクルのある一定の時間のみ冷却水を循環させるような時間制御型の冷却回路などを、さらに内部循環路に連結して設置することができる。
【００２３】
二つの半型１０、１２を射出成形温度に加熱するために使用される二つの加熱回路について、以下に説明する。二つの各半型１０、１２に対してそれぞれ加熱回路が設置されており、二つの加熱回路がほぼ同一の構成を有することから、ここでは一つの加熱回路のみを詳細に説明する。なお、二つの加熱回路はそれぞれ独立して制御可能である。
【００２４】
左側に図示される半型１０の加熱回路は、順流路７４および還流路７６から構成される。順流路７４が順流路１８から分岐した部分の直後に調整弁７８が設けられ、調整弁７８は順流路７４のさらに下流に設置される温度センサ８０の検出する温度に応じて開閉される。調整弁７８のすぐ下流には、加熱回路の順流路７４と還流路７６とを結ぶ連結流路８２が設けられ、連結流路８２には加熱装置８４が設けられる。これより下流の部分において、順流路７４には循環ポンプ８６、脱気弁８８および前述した温度センサ８０が設けられる。一例として、左側の半型１０は１２０℃まで加熱される必要があると仮定する。内部循環路の温度が通常それよりは低いことから、上述の加熱回路における調整弁７８は少なくとも初期においては閉じられ、加熱回路内の水を循環ポンプ８６の作用により加熱装置８４を解して循環させる。加熱回路内の温度が所望の温度以上になって初めて、調整弁７８が開かれ、冷却水が内部循環路から供給され、同時に加熱回路内の加熱された水が還流路７６を通って内部循環路に放出される。調整弁７８は温度センサ８０によって検出される温度に対応して微調整を行えるような可変開閉可能な弁であることが、加熱回路の温度を所望の温度に近づけるためには好ましい。
【００２５】
本発明の装置によると、単一のシステムを使用することにより様々な調温効果が得られる。上述の実施の形態は本発明の一つの例示に過ぎない。同様な方法により新たな調温回路を追加することもできる。一例として、射出成形工程中のある一定の時間のみ冷却を実施する方法が前述されている。
【００２６】
実施の形態において説明した各調温回路の機能は、単なる例示に過ぎない。本発明の重要なポイントは、中央に設ける内部循環路を使用し、射出成形用金型の各部分に対して、独立して制御可能であり、好ましくは中央の内部循環路とも独立して制御可能である、複数の異なる調温機能を設けたことにある。単一のシステムにより複数の調温機能をすべて実現可能としたため、システムの組立作業が容易となり、システム自体の構造も単純化され、さらには、冷却されるべき部分から出る熱を加熱されるべき部分の加熱エネルギーとして使用することなどにより、顕著な相乗効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明にかかる装置の循環路と、射出成形装置との連結状態を示す概略図。
【符号の説明】
【００２８】
１０、１２  射出成形用半型
１４  スプルーブッシュ
１６  エゼクター
１８  順流路
２０  還流路
２２  熱交換器
２４、２６  配水管
２８  バイパス流路
３０  加熱装置
３４  差圧オーバーフロー弁
３６  圧力補償コンテナ
３８  出口弁
４０  タンク
４２  圧力逃がし弁
４４  圧力センサ
４６  循環ポンプ
４８  温度センサ
５０  脱気弁
５２、５８  ブリッジ流路
５４  ポンプ
６２、７０、７４  順流路
６４、７２、７６  還流路
６６、７８  調整弁
６８、８０  温度センサ
８２  連結流路
８４  加熱装置
８６  循環ポンプ
８８  脱気弁
【図１】
2005022412.tif 000003