(57)【要約】【課題】金型２１の段替え前に次の金型２１を事前に余熱しておかなくても済むようにしつつ、段替え後の金型２１の温度が製品成形時の温度に達するまでの時間を短縮する。【解決手段】金型２１の段替え時において、切換手段（第１〜第３開閉弁７５〜７７）により流体をバイパス通路７８へ流しかつ温度調節手段（ヒータ６６）により該流体の温度を製品成形時の温度よりも高温にする段替え時動作を実行するとともに、段替え完了後に、上記切換手段により、上記製品成形時の温度よりも高温にした流体を段替え後の金型２１の流路５１へ流す金型昇温動作を実行する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流路が設けられかつ成形装置本体に対して着脱可能な金型の該流路と接続されたときに、該流路と共に、該金型の温度調節用の流体を循環させるための環状通路を形成する流体通路と、該流体通路に設けられ、上記流体の温度を調節する温度調節手段とを備え、上記成形装置本体に取り付けられた金型により製品を成形するときに、該金型の流路に上記流体通路が接続された状態で、上記温度調節手段により上記流体の温度を調節しながら、該流体を上記環状通路にて循環させることで、上記金型の温度を調節するようにした、金型の温度調節装置であって、
上記流体を、上記流路をバイパスして、上記温度調節手段が設けられた流体通路を介して循環させるためのバイパス通路と、
上記流体を、上記流路へ流すか又は上記バイパス通路へ流すかを切り換える切換手段と、
上記温度調節手段及び上記切換手段の作動を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記金型の段替え時において、上記切換手段により上記流体を上記バイパス通路へ流しかつ上記温度調節手段により該流体の温度を上記製品成形時の温度よりも高温にする段替え時動作を実行するとともに、上記段替え完了後に、上記切換手段により、上記製品成形時の温度よりも高温にした流体を段替え後の金型の流路へ流す金型昇温動作を実行するように構成されていることを特徴とする金型の温度調節装置。
【請求項２】
請求項１記載の金型の温度調節装置において、
上記温度調節手段は、上記流体を加熱するヒータと、上記流体を冷却するための、該流体を所定温度に冷却してなる冷却流体を、上記流体通路に供給する冷却流体供給手段とを有し、
上記制御手段は、上記段替え時動作の実行の際には、上記ヒータにより上記流体の温度を上記製品成形時の温度よりも高温にし、上記金型昇温動作の実行後における上記段替え後の金型による製品成形開始時には、上記冷却流体供給手段により所定量の上記冷却流体を上記流体通路に供給するように構成されていることを特徴とする金型の温度調節装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の金型の温度調節装置において、
上記金型は、それぞれ内部に流路が設けられた複数の分割型からなり、
上記各分割型毎に、上記流体通路、上記温度調節手段、上記バイパス通路及び上記切換手段が設けられており、
上記制御手段は、上記各分割型毎の上記温度調節手段及び上記切換手段の作動をそれぞれ制御するとともに、各分割型毎に上記段替え時動作及び上記金型昇温動作を実行するように構成されていることを特徴とする金型の温度調節装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の金型の温度調節装置において、
上記金型は、樹脂成形用金型であることを特徴とする金型の温度調節装置。
【請求項５】
内部に流路が設けられかつ成形装置本体に対して着脱可能な金型を該成形装置本体に取り付けて、該金型により製品を成形するときに、該金型の流路に対し、該流路と共に、該金型の温度調節用の流体を循環させるための環状通路を形成する流体通路を接続した状態で、温度調節手段により上記流体の温度を調節しながら、該流体を上記環状通路にて循環させることで、上記金型の温度を調節する、金型の温度調節方法であって、
上記流体を、上記流路をバイパスして、上記温度調節手段が設けられた流体通路を介して循環させるためのバイパス通路と、
上記流体を、上記流路へ流すか又は上記バイパス通路へ流すかを切り換える切換手段とを予め設けておき、
上記金型の段替え時において、上記切換手段により上記流体を上記バイパス通路へ流しかつ上記温度調節手段により該流体の温度を上記製品成形時の温度よりも高温にする段替え時動作を実行するとともに、上記段替え完了後に、上記切換手段により、上記製品成形時の温度よりも高温にした流体を段替え後の金型の流路へ流す金型昇温動作を実行することを特徴とする金型の温度調節方法。
【請求項６】
請求項５記載の金型の温度調節方法において、
上記温度調節手段は、上記流体を加熱するヒータと、上記流体を冷却するための、該流体を所定温度に冷却してなる冷却流体を、上記流体通路に供給する冷却流体供給手段とを有し、
上記段替え時動作の実行の際には、上記ヒータにより上記流体の温度を上記製品成形時の温度よりも高温にし、上記金型昇温動作の実行後における上記段替え後の金型による製品成形開始時には、上記冷却流体供給手段により所定量の上記冷却流体を上記流体通路に供給することを特徴とする金型の温度調節方法。
【請求項７】
請求項５又は６記載の金型の温度調節方法において、
上記金型は、それぞれ内部に流路が設けられた複数の分割型からなり、
上記各分割型毎に、上記流体通路、上記温度調節手段、上記バイパス通路及び上記切換手段を設けておき、
上記各分割型毎に上記段替え時動作及び上記金型昇温動作を実行することを特徴とする金型の温度調節方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１つに記載の金型の温度調節方法において、
上記金型は、樹脂成形用金型であることを特徴とする金型の温度調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に流路が設けられかつ成形装置本体に対して着脱可能な金型の温度を調節する、金型の温度調節方法及び装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、射出成形装置等における成形装置本体に取り付けられる金型は、温度調節装置によってその温度が調節されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、上記金型の内部には、流路が設けられ、温度調節装置には、金型の流路と接続されたときに、該流路と共に、該金型の温度調節用の流体を循環させるための環状通路を形成する流体通路と、この流体通路に設けられ、上記流体の温度を調節するヒータ等の温度調節手段とが設けられている。そして、上記成形装置本体に取り付けられた金型により製品を成形するときに、該金型の流路に上記流体通路を接続した状態で、上記温度調節手段により上記流体の温度を調節しながら、該流体を上記環状通路にて循環させることで、上記金型の温度を調節する。
【０００３】
ところで、或る製品の成形が終了して、次に別の製品を成形する際には、その別の製品に対応する新たな金型を成形装置本体に取り付けるべく、金型の段替え（取り替え）が行われる。すなわち、成形装置本体に取り付けてあった金型の流路と温度調節装置の流体通路との接続を解除して、その金型を成形装置本体から取り外し、その後、新たな金型を成形装置本体に取り付ける。続いて、その新たな金型の流路と上記温度調節装置の流体通路とを接続して、新たな金型の流路により環状通路を形成する。こうして成形装置本体に取り付けられた段替え後の金型により別の製品を成形するときには、上記温度調節手段により温度が調節された流体を、段替え後の金型の流路により形成された環状通路にて循環させることで、段替え後の金型の温度を調節する。
【０００４】
ここで、上記段替え後の金型の温度は、段替え直後においては、通常、製品成形時の温度よりも低い温度（その金型が置いてあった環境下の温度（通常は、常温））になっており、このため、その段替え後に金型の温度が製品成形時の温度に達するまでの時間が長くなる。この時間は、成形できない時間であるため、短縮することが望まれる。そこで、従来、金型の段替え前に、製品成形時に用いる温度調節装置とは別の温度調節装置を用いて、次に使用する金型を事前に余熱しておくようにすることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１７３２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のように別の温度調節装置により次の金型を事前に余熱する方法では、別の温度調節装置が必要になるとともに、金型の段替え中は、次の金型の余熱がなされなくなるので、余熱された金型が段替え中に冷えてしまう可能性があり、段替え後の金型の温度が製品成形時の温度に達するまでの時間を大きく短縮することは困難である。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、金型の段替え前に次の金型を事前に余熱しておかなくても済むようにしつつ、段替え後の金型の温度が製品成形時の温度に達するまでの時間を出来る限り短縮できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明では、内部に流路が設けられかつ成形装置本体に対して着脱可能な金型の該流路と接続されたときに、該流路と共に、該金型の温度調節用の流体を循環させるための環状通路を形成する流体通路と、該流体通路に設けられ、上記流体の温度を調節する温度調節手段とを備え、上記成形装置本体に取り付けられた金型により製品を成形するときに、該金型の流路に上記流体通路が接続された状態で、上記温度調節手段により上記流体の温度を調節しながら、該流体を上記環状通路にて循環させることで、上記金型の温度を調節するようにした、金型の温度調節装置を対象として、上記流体を、上記流路をバイパスして、上記温度調節手段が設けられた流体通路を介して循環させるためのバイパス通路と、上記流体を、上記流路へ流すか又は上記バイパス通路へ流すかを切り換える切換手段と、上記温度調節手段及び上記切換手段の作動を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記金型の段替え時において、上記切換手段により上記流体を上記バイパス通路へ流しかつ上記温度調節手段により該流体の温度を上記製品成形時の温度よりも高温にする段替え時動作を実行するとともに、上記段替え完了後に、上記切換手段により、上記製品成形時の温度よりも高温にした流体を段替え後の金型の流路へ流す金型昇温動作を実行するように構成されている、という構成とした。
【０００９】
上記の構成により、金型の段替え時に、バイパス通路を用いて流体を循環させることで、流体通路の流体を高温にしておくことができ、段替え完了後に、切換手段により高温の流体を段替え後の金型の流路に流すことで、段替え後の金型の温度を早期に製品成形時の温度にまで上昇させることができる。すなわち、段替えの時間を有効に利用して、流体を高温にし、段替え完了後に、その高温の流体を段替え後の金型の流路に流せば、段替え後の金型が段替え前に常温下に置いてあったものであっても、段替え後の金型の温度を、高温の流体により早期に製品成形時の温度にまで上昇させることができる。これにより、金型の段替え前に次の金型を事前に余熱しておかなくても済み、製品成形時に用いる温度調節装置とは別の温度調節装置は不要になる。
【００１０】
上記金型の温度調節装置において、上記温度調節手段は、上記流体を加熱するヒータと、上記流体を冷却するための、該流体を所定温度に冷却してなる冷却流体を、上記流体通路に供給する冷却流体供給手段とを有し、上記制御手段は、上記段替え時動作の実行の際には、上記ヒータにより上記流体の温度を上記製品成形時の温度よりも高温にし、上記金型昇温動作の実行後における上記段替え後の金型による製品成形開始時には、上記冷却流体供給手段により所定量の上記冷却流体を上記流体通路に供給するように構成されている、ことが好ましい。
【００１１】
これにより、段替え時にはヒータにより流体を適切な温度にまで加熱することができる。そして、製品成形開始時には、高温の溶融樹脂等が金型のキャビティ内に流動してくるので、金型の温度が急激に上昇しようとするが、冷却流体供給手段が所定量の冷却流体を流体通路に供給するので、この供給により金型の昇温を防止して、金型の温度を製品成形時の温度に維持することができるようになる。
【００１２】
上記金型の温度調節装置において、上記金型は、それぞれ内部に流路が設けられた複数の分割型からなり、上記各分割型毎に、上記流体通路、上記温度調節手段、上記バイパス通路及び上記切換手段が設けられており、上記制御手段は、上記各分割型毎の上記温度調節手段及び上記切換手段の作動をそれぞれ制御するとともに、各分割型毎に上記段替え時動作及び上記金型昇温動作を実行するように構成されている、ことが好ましい。
【００１３】
このことで、各分割型毎に上記流体の温度をそれぞれ木目細かく調節することができ、複雑な形状の金型であっても、金型全体として温度が均一になるように調節することができる。
【００１４】
本発明の別の態様では、内部に流路が設けられかつ成形装置本体に対して着脱可能な金型を該成形装置本体に取り付けて、該金型により製品を成形するときに、該金型の流路に対し、該流路と共に、該金型の温度調節用の流体を循環させるための環状通路を形成する流体通路を接続した状態で、温度調節手段により上記流体の温度を調節しながら、該流体を上記環状通路にて循環させることで、上記金型の温度を調節する、金型の温度調節方法が提供される。この金型の温度調節方法では、上記流体を、上記流路をバイパスして、上記温度調節手段が設けられた流体通路を介して循環させるためのバイパス通路と、上記流体を、上記流路へ流すか又は上記バイパス通路へ流すかを切り換える切換手段とを予め設けておき、上記金型の段替え時において、上記切換手段により上記流体を上記バイパス通路へ流しかつ上記温度調節手段により該流体の温度を上記製品成形時の温度よりも高温にする段替え時動作を実行するとともに、上記段替え完了後に、上記切換手段により、上記製品成形時の温度よりも高温にした流体を段替え後の金型の流路へ流す金型昇温動作を実行するようにする。
【００１５】
上記金型の温度調節方法において、上記温度調節手段は、上記流体を加熱するヒータと、上記流体を冷却するための、該流体を所定温度に冷却してなる冷却流体を、上記流体通路に供給する冷却流体供給手段とを有し、上記段替え時動作の実行の際には、上記ヒータにより上記流体の温度を上記製品成形時の温度よりも高温にし、上記金型昇温動作の実行後における上記段替え後の金型による製品成形開始時には、上記冷却流体供給手段により所定量の上記冷却流体を上記流体通路に供給する、ことが好ましい。
【００１６】
上記金型の温度調節方法において、上記金型は、それぞれ内部に流路が設けられた複数の分割型からなり、上記各分割型毎に、上記流体通路、上記温度調節手段、上記バイパス通路及び上記切換手段を設けておき、上記各分割型毎に上記段替え時動作及び上記金型昇温動作を実行する、ことが好ましい。
【００１７】
上記金型の温度調節方法においても、上記金型の温度調節装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００１８】
上記金型が樹脂成形用金型であれば、本発明を好適に適用することができるが、これに限らず、例えばダイカスト成形用金型であってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によると、金型の段替え時において、切換手段により流体をバイパス通路へ流しかつ温度調節手段により該流体の温度を製品成形時の温度よりも高温にする段替え時動作を実行するとともに、上記段替え完了後に、上記切換手段により、上記製品成形時の温度よりも高温にした流体を段替え後の金型の流路へ流す金型昇温動作を実行するようにしたことにより、段替え後の金型の温度が製品成形時の温度に達するまでの時間を出来る限り短縮して、サイクルタイムの可及的短縮化を図ることができるとともに、金型の段替え前に次の金型を事前に余熱しておかなくても済み、製品成形時に用いる温度調節装置とは別の温度調節装置が不要になり、設備の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る金型温度調節装置により温度が調節される金型と該金型が取り付けられる成形装置本体とを有する射出成形装置を概略的に示す側面図である。
【図２】上記金型温度調節装置の構成を示す概略図であり、製品成形時の状態を示す。
【図３】金型の段替え時の状態を示す図２相当図である。
【図４】金型の温度及び流体の温度の変化を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る金型温度調節装置５０により温度が調節される樹脂成形用金型２１と該金型２１が取り付けられる成形装置本体２とを有する射出成形装置１の概略を示す。成形装置本体２は、溶融樹脂を金型２１のキャビティ２１ｃ内に射出する射出装置１０と、型締装置２０とを含む。
【００２３】
上記射出装置１０は、金型２１における後述の固定型２１ａに接続される加熱シリンダ１１を有し、この加熱シリンダ１１には、該加熱シリンダ１１内に供給する樹脂材料たるペレットを貯留するホッパ１２が接続されている。ホッパ１２から加熱シリンダ１１内に供給されたペレットは、加熱シリンダ１１内で、不図示のヒータにより溶融する。
【００２４】
上記加熱シリンダ１１内には、スクリュー１３が前後方向に進退自在にかつ回転自在に設けられ、このスクリュー１３の後端部（図１の右側端部）が、前後方向に移動可能に設けられた支持部材１４によって支持されている。この支持部材１４には、サーボモータ等の計量モータ１５が取り付けられている。この計量モータ１５の出力軸の回転がタイミングベルト１６を介してスクリュー１３に伝達されて、スクリュー１３が回転する。
【００２５】
また、射出装置１０は、スクリュー１３と平行に前後方向に延びるねじ軸１７を更に有する。このねじ軸１７の後端部は、タイミングベルト１８を介して、射出モータ１９の出力軸に連結されている。一方、ねじ軸１７の前端部は、支持部材１４に形成された不図示の雌ねじ部に螺合している。これにより、射出モータ１０が駆動されると、射出モータ１０の出力軸の回転がタイミングベルト１８を介してねじ軸１７に伝達され、ねじ軸１７及び上記雌ねじ部によって、ねじ軸１７の回転が支持部材１４が前後方向の移動に変換され、この結果、スクリュー１３が前後方向に移動することになる。
【００２６】
上記金型２１は、複数の分割型（本実施形態では、２分割型）からなる。すなわち、本実施形態では、金型２１は、固定型２１ａと可動型２１ｂとからなり、これら固定型２１ａと可動型２１ｂとが、後述の如く型締装置２０により型締めされた状態で、これらの互いの合わせ面間にキャビティ２１ｃが形成される。そして、スクリュー１３が計量モータ１５によって回転しながら、射出モータ１０によって前進することで、予め決められた量の溶融樹脂が上記キャビティ２１ｃ内に射出される。１回の溶融樹脂の射出を１ショットとして、通常は、複数のショットが繰り返し行われ、そのショットの時間間隔は、予め決められた一定時間に設定されている。
【００２７】
上記型締装置２０は、上記固定型２１ａが着脱自在に取り付けられた固定プラテン２２と、上記可動型２１ｂが着脱自在に取り付けられた可動プラテン２１ｂとを有する。固定プラテン２２と可動プラテン２３とは、タイバー２５によって互いに連結されている。可動プラテン２３は、タイバー２５に沿って摺動可能に構成されていて、固定プラテン２２に対して接近したり離れたりする。
【００２８】
また、型締装置２０は、一端部が可動プラテン２３に連結されかつ他端部がトグルサポート２６に連結されたトグル機構２７を更に有する。トグルサポート２６の中央部には、ボールねじ軸２９が回転自在に支持されている。このボールねじ軸２９のトグル機構２７側の端部（図１の右側端部）は、トグル機構２７に設けられたクロスヘッド３０に形成された雌ねじ部３１に螺合している。一方、ボールねじ軸２９のトグル機構２７とは反対側の端部（図１の左側端部）は、タイミングベルト３４を介して、型締モータ３５の出力軸に連結されている。
【００２９】
上記型締モータ３５が駆動されると、型締モータ３５の出力軸の回転がタイミングベルト３４を介してボールねじ軸２９に伝達され、ボールねじ軸２９及び雌ねじ部３１によって、ボールねじ軸２９の回転がクロスヘッド３０の直線移動に変換されて、トグル機構２７が作動する。このトグル機構２７の作動により、可動プラテン２３がタイバー２５に沿って移動して、型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
【００３０】
上記計量モータ１５、射出モータ１９及び型締モータ３５の駆動は、コントローラ４０によって制御されて、射出成形装置１（金型２１）により製品が成形されることになる。上記コントローラ４０は、周知のマイクロコンピュータをベースとする制御装置であって、プログラムを実行する中央算出処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラムおよびデータを格納するメモリと、種々の信号の入出力を行うための入出力（Ｉ／Ｏ）バスとを含む。
【００３１】
上記射出成形装置１における成形装置本体２（詳しくは、固定プラテン２２及び可動プラテン２３）に取り付けられた金型２１（固定型２１ａ及び可動型２１ｂ）により製品を成形するときには、金型温度調節装置５０によって、金型２１の温度が調節されるようになっている。
【００３２】
具体的には、図２に示すように、固定型２１ａ及び可動型２１ｂの内部には、それぞれ、固定型２１ａ及び可動型２１ｂの温度調節用の流体（本実施形態では、工業用水）が流れる流路５１Ａ，５１Ｂが形成されている。各流路５１Ａ，５１Ｂは、主として、成形面の近傍を通るように配置されている。尚、図２では、流路５１Ａ，５１Ｂを簡略化して記載しているが、実際には、多数の分岐路が設けられている。また、上記流体としては、水に限らず、例えばオイルであってもよい。
【００３３】
上記金型温度調節装置５０は、各流路５１Ａ，５１Ｂとそれぞれ接続される固定型用流体通路５２Ａ及び可動型用流体通路５２Ｂを備えている。固定型２１ａの流路５１Ａと固定型用流体通路５２Ａとの接続は、固定型用カプラー５３Ａを介して行われ、可動型２１ｂの流路５１Ｂと可動型用流体通路５２Ｂとの接続は、可動型用カプラー５３Ｂを介して行われる。これら固定型用及び可動型用カプラー５３Ａ，５３Ｂは共に、金型側部５４と装置側部５５とからなり、金型側部５４と装置側部５５とを互いに接続したり、該接続を解除したりすることが可能になっている。固定型用及び可動型用カプラー５３Ａ，５３Ｂの各金型側部５４には、流体流入部５６と流体流出部５７とが設けられており、各装置側部５５には、金型側部５４と接続されたときに、該金型側部５４の流体流入部５６と接続される流体流出部５８と、金型側部５４の流体流出部５７と接続される流体流入部５９とが設けられている。
【００３４】
固定型用流体通路５２Ａは、固定型２１ａの流路５１Ａと固定型用流体通路５２Ａとが接続されたときに、流路５１Ａと共に、固定型２１ａの温度調節用の流体を循環させるための固定型用環状通路６１Ａを形成する。また、同様に、可動型用流体通路５２Ｂは、可動型２１ｂの流路５１Ｂと可動型用流体通路５２Ｂとが接続されたときに、流路５１Ｂと共に、可動型２１ｂの温度調節用の流体を循環させるための可動型用環状通路６１Ｂを形成する。
【００３５】
固定型用流体通路５２Ａと可動型用流体通路５２Ｂとは同じ構成であるので、以下では、これらを特に区別せずに、流体通路５２という。また、固定型２１ａ及び可動型２１ｂの流路５１Ａ，５１Ｂを流路５１といい、固定型用及び可動型用環状通路６１Ａ，６１Ｂを環状通路６１といい、固定型用及び可動型用カプラー５３Ａ，５３Ｂをカプラー５３という。
【００３６】
カプラー５３の金型側部５４は、予め金型２１に取り付けられており、装置側部５５は、予め流体通路５２の両端部に取り付けられている。金型側部５４と装置側部５５とを互いに接続することで、流路５１と流体通路５２とを接続することができ、金型側部５４と装置側部５５との接続を解除することで、流路５１と流体通路５２との接続を解除することができる。
【００３７】
流体通路５２には、環状通路６１にて上記流体を循環させるポンプ６５が配設されている。このポンプ６５の作動により、カプラー５３の金型側部５４と装置側部５５とが接続されているときに、後述の如く上記流体の温度を調節しながら、該流体を環状通路６１にて循環させ、これにより、金型２１の温度を調節する（固定型２１ａ及び可動型２１ｂの温度をそれぞれ個別に調節する）。
【００３８】
上記流体は、環状通路６１にて循環する際、カプラー５３の装置側部５５の流体流出部５８及び金型側部５４の流体流入部５６を通って流路５１に流入し、流路５１を通った後、金型側部５４の流体流出部５７及装置側部５５の流体流入部５９を通って流体通路５２に流入し、流体通路５２を通った後、再び流路５１に流入し、これを繰り返す。
【００３９】
流体通路５２には、上記流体を加熱するヒータ６６が設けられている。また、流体通路５２におけるヒータ６６の下流側には、上記流体を冷却するための、該流体を所定温度（本実施形態では、約５℃）に冷却してなる冷却流体（本実施形態では、冷水）を、上記流体通路５２に供給する冷却流体供給弁５７が設けられている。この冷却流体供給弁５７は、三方弁からなる。ヒータ６６及び冷却流体供給弁６７は、上記流体の温度を調節する温度調節手段を構成する。
【００４０】
上記冷却流体は、大容量のタンク７１に貯溜されており、このタンク７１内で冷却流体の温度が上記所定温度に維持されている。このタンク７１と流体通路５２とが冷却流体供給弁６７を介して接続され、冷水供給弁６７の作動により、タンク７１内の冷却流体が流体通路５２に供給されるようになっている。尚、本実施形態では、タンク７１は、固定型用流体通路５２Ａと可動型用流体通路５２Ｂとに共通のものであるが、固定型用及び可動型用としてそれぞれ設けることも可能である。
【００４１】
流体通路５２におけるヒータ６６と冷却流体供給弁６７との間には、流体通路５２の流体の一部をタンク７１に回収するための回収通路７２が接続されている。この回収通路７２には、該回収通路７２を流れる流体の量を調整する調整弁７３が設けられている。この調整弁７３は、冷却流体供給弁６７によって流体通路５２に供給される冷却流体の量と同じ量の流体がタンク７１に回収されるように、その開度を調整する。
【００４２】
金型２１による製品成形時には、金型２１の温度を、予め設定した設定温度（本実施形態では、約４０℃）になるようにする。これは、金型２１の温度が上記設定温度よりも低い場合には、射出装置１０により金型２１のキャビティ２１ｃ内に射出された溶融樹脂（本実施形態では、約１８０℃）が、キャビティ２１ａ内の隅々にまで到達する前に早期に固化して、製品に欠陥が生じる一方、上記設定温度よりも高い場合には、キャビティ２１ｃ内に射出された溶融樹脂が完全に固化するまでの時間が長くなるとともに、溶融樹脂が固定型２１ａと可動型と２１ｂの互いの合わせ面間からはみ出してばりが生じる可能性が高くなるからである。
【００４３】
金型２１の温度を上記設定温度にするために、本実施形態では、約２０℃の流体を流路５１に供給する。この流路５１に供給された流体は、温度が上昇して流体通路５２に戻ってくる。このため、上記製品成形時には、基本的にヒータ６６は作動させず、冷却流体供給弁６７により一定量の冷却流体を流体通路５２に供給して、再び約２０℃になるようにする。金型２１の温度を上記設定温度にするために、固定型２１ａの流路５１Ａと可動型２１ｂの流路５１Ｂとで供給する流体の温度が異なる場合もある。
【００４４】
或る製品の成形のための最終ショットが終了して、次に別の製品を成形する際には、その別の製品に対応する新たな金型２１を成形装置本体２（固定プラテン２２及び可動プラテン２３）に取り付けるべく、金型２１の段替え（取り替え）が行われる。すなわち、成形装置本体２に取り付けてあった金型２１の流路５１と温度調節装置５０の流体通路５２との接続を解除（カプラー５３の金型側部５４と装置側部５５との接続を解除）して、その金型２１を成形装置本体２から取り外し、その後、新たな金型２１（本実施形態では、段替え前の金型２１と同じ２分割型）を成形装置本体２に取り付ける。続いて、その新たな金型２１の流路５１と上記温度調節装置５０の流体通路５２とを接続（段替え後の金型２１に取り付けられている金型側部５４と上記温度調節装置５０の流体通路５２に取り付けられている装置側部５５とを接続）して、新たな金型２１の流路５１により環状通路６１を形成する。
【００４５】
上記段替え時には、カプラー５３の金型側部５４と装置側部５５との接続が解除されるので、装置側部５５の流体流出部５８及び流体流入部５９から、流体通路５２の流体が漏れないようにする必要がある。このために、流体通路５２における流体流出部５８及び流体流入部５９の近傍に、それぞれ第１及び第２開閉弁７５，７６が配設されている。第１及び第２開閉弁７５，７６は、上記製品成形時には開状態にあり、上記段替え時には閉状態にある。すなわち、第１及び第２開閉弁７５，７６は、成形装置本体２に取り付けてあった金型２１の流路５１と流体通路５２との接続を解除する前に閉じられ、新たな金型２１の流路５１と流体通路５２とを接続した後に開かれる。
【００４６】
流体通路５２において冷却流体供給弁６７と第１開閉弁７５との間の部分と、第２開閉弁７６とヒータ６６との間の部分とが、バイパス通路７８によって接続されている。このバイパス通路７８は、上記流体を、金型２１の流路５１をバイパスして、ヒータ６６及び冷却流体供給弁６７が設けられた流体通路５２を介して循環させるためのものである。バイパス通路７８には、第３開閉弁７７が配設されている。この第３開閉弁７７は、上記製品成形時には閉状態にあり、上記段替え時には開状態にある。
【００４７】
上記第１〜第３開閉弁７５〜７７の開閉動作により、上記製品成形時には、上記流体が環状通路６１にて循環し、バイパス通路７８を流れることはない（図２参照）。一方、上記段替え時には、上記流体がバイパス通路７８と、ヒータ６６及び冷却流体供給弁６７が設けられた流体通路５２とを介して循環する（図３参照）。したがって、第１〜第３開閉弁７５〜７７は、上記流体を、金型２１の流路へ流すか又はバイパス通路７８へ流すかを切り換える切換手段を構成することになる。尚、上記製品成形時及び上記段替え時共に、ポンプ６５は作動し続ける。
【００４８】
上記ポンプ６５、ヒータ６６、冷却流体供給弁６７及び第１〜第３開閉弁７５〜７７は、上記コントローラ４０によって、その作動が制御される。したがって、コントローラ４０は、上記温度調節手段（ヒータ６６、冷却流体供給弁６７）及び上記切換手段（第１〜第３開閉弁７５〜７７）の作動を制御する制御手段を構成することになる。また、本実施形態では、金型２１の段替え作業（カプラー５３の金型側部５４と装置側部５５との接続及びその解除、金型２１の取り付け取り外し）は、上記コントローラ４０の制御による不図示のロボットアームが行う。
【００４９】
以下、上記コントローラ４０の制御を、図４を参照しながら説明する。
【００５０】
上記製品成形時には、第１及び第２開閉弁７５，７６を開状態にしかつ第３開閉弁７７を閉状態にして、ポンプ６５を作動させることで、環状通路６１にて上記流体を循環させる。このとき、ヒータ６６の作動は停止しておき、冷却流体供給弁６７により一定量の冷却流体を流体通路５２に供給して、金型２１の流路５１に供給する流体の温度を約２０℃にする。そして、射出装置１０及び型締装置２０を作動させて、金型２１により成形を行う。このとき、金型の温度は、約４０℃となる。
【００５１】
金型２１の段替え前の最終ショットになると（図４の時刻ｔ１）、ヒータ６６の作動を開始させる。このようにヒータ６６の作動を開始しても、最終ショット時には、ヒータ６６による加熱前の流体が金型２１の流路５１に供給されるので、最終ショット時の金型２１の温度は、約４０℃に維持される。このヒータ６６の作動は最終ショットの終了時（つまり金型２１の段替えの開始時）であってもよいが、このようにヒータ６６を早期に作動させることで、段替え時に流体の温度を出来る限り高温にすることが可能になる。
【００５２】
上記最終ショットの開始から予め決められた時間（上記一定時間と同じ時間）が経過すると、最終ショットが終了したと判断し、その最終ショットの終了時（時刻ｔ２）に、上記ロボットアームにより金型２１の段替えが行われる。この段替え時に、コントローラ４０は、上記ロボットアームの作動の他に、段替え時動作を実行する。
【００５３】
具体的には、第１に、ポンプ６５の作動を継続しながら、第１及び第２開閉弁７５，７６を閉状態にしかつ第３開閉弁７７を開状態にして、上記流体を、バイパス通路７８と、ヒータ６６及び冷却流体供給弁６７が設けられた流体通路５２とを介して循環させる。すなわち、第１〜第３開閉弁７５〜７７によって、上記流体を、金型２１の流路５１からバイパス通路７８へ流すように切り換える。
【００５４】
第２に、ヒータ６６を作動し続けて上記流体を加熱する。また、冷却流体供給弁６７による流体通路５２への冷却流体の供給を停止させる（調整弁７３は全閉にする）。こうして、上記段替え時に、上記流体の温度を上記製品成形時の温度（本実施形態では、上記の如く約２０℃）よりも高温にする。これにより、段替え時においては、流体の温度が上昇して、段替えの完了時（時刻ｔ３）には、温度Ｔ１（例えば５０℃〜７０℃）に達する。
【００５５】
そして、段替え完了直後（新たな金型２１の流路５１と流体通路５２とを接続した直後）に、コントローラ４０は、金型昇温動作を実行する。すなわち、ポンプ６５の作動を継続しながら、第１〜第３開閉弁７５〜７７によって、上記製品成形時の温度よりも高温にした流体を段替え後の金型２１の流路５１へ流すように切り換える。これにより、段替え後の金型２１の温度は、常温（該金型２１が置いてあった環境下の温度であり、通常、２０℃程度）から早期に４０℃に上昇する。また、流体の温度は、Ｔ１からＴ２に低下する。
【００５６】
上記高温の流体の流路５１への供給開始から金型２１の温度が４０℃に達するまでの時間は、計算で分かるので、その時間を予め設定しておき、その設定した時間が経過した時刻ｔ４で、段替え後の金型２１による製品成形を開始する。この製品成形開始時に、冷却流体供給弁６７により所定量の冷却流体を流体通路５２に供給して、流体の温度をＴ２から約２０℃にまで一気に冷却する。このように上記所定量は、流体の温度をＴ２から製品成形時の温度にまで急速に冷却できるような量であり、上記一定量よりも多い。この冷却流体供給時には、調整弁７３の開度の調整により、冷却流体供給弁６７により流体通路５２に供給される冷却流体の量と同じ量の流体をタンク７１に回収する。したがって、製品成形を開始すると、高温の溶融樹脂が、金型２１のキャビティ２１ｃ内に流動して金型２１の温度を急激に上昇させようとするが、上記流体の温度をＴ２から約２０℃にまで一気に冷却することで、溶融樹脂が金型２１のキャビティ２１ｃ内に供給されても、金型２１の温度は約４０℃に維持される。その後は、段替え前の金型２１による製品成形時と同様に、冷却流体供給弁６７により上記一定量の冷却流体を流体通路５２に供給して、金型２１の流路に供給する流体の温度を約２０℃に維持し、これにより、金型２１の温度は約４０℃に維持される。
【００５７】
尚、本実施形態では、段替え完了直後に、高温の流体を段替え後の金型２１の流路５１へ流すようにしたが、Ｔ１の値が低すぎて、高温の流体の流路５１への供給開始から金型２１の温度が４０℃に達するまでの時間が長くかかるか、又は４０℃に達しない場合には、段替え完了後も流体の加熱を続けて流体の温度を十分に高くなるようにしてもよい。この場合、段替え完了から所定時間（流体の温度を十分に高くなる時間）が経過した後に、流体を段替え後の金型２１の流路５１へ流すようにする。
【００５８】
したがって、本実施形態では、金型２１の段替え時に、バイパス通路７８を用いて流体を循環させることで、流体通路５２の流体をヒータ６６により加熱して、該流体の温度を上記製品成形時の温度よりも高温にしておき、段替え完了後に、その高温の流体を段替え後の金型２１の流路５１に流すことによって、段替え後の金型２１の温度を製品成形時の温度にまで上昇させるようにしている。これにより、段替え後の金型２１が段替え前に常温下に置いてあったものであっても、高温の流体により早期に製品成形時の温度にまで上昇させることができる。この結果、金型２１の段替え前に、次に使用する金型２１を事前に余熱しておかなくても済む。よって、段替え後の金型２１の温度が製品成形時の温度に達するまでの時間を出来る限り短縮して、サイクルタイムの可及的短縮化を図ることができるとともに、製品成形時に用いる金型温度調節装置５０とは別の温度調節装置が不要になり、設備の簡略化を図ることができる。
【００５９】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００６０】
例えば、上記実施形態では、成形装置本体２に取り付けられる金型２１を２分割型としたが、スライド型を含めて分割数はいくつであってもよい。そして、スライド型を含めて各分割型毎に、上記流体通路５２、上記温度調節手段（ヒータ６６及び冷却流体供給弁６７）、上記バイパス通路７８及び上記切換手段（第１〜第３開閉弁７５〜７７）を設け、各分割型毎の上記温度調節手段及び上記切換手段の作動をそれぞれ制御するとともに、各分割型毎に上記段替え時動作及び上記金型昇温動作を実行するようにすることが好ましい。こうすれば、各分割型毎に上記流体の温度をそれぞれ木目細かく調節することができ、金型２１の形状が複雑であっても、金型２１全体として温度が均一になるように調節することができる。但し、必ずしも、各分割型毎に上記流体通路５２、上記温度調節手段、上記バイパス通路７８及び上記切換手段を設ける必要はない。
【００６１】
また、上記実施形態では、金型２１が樹脂成形用金型であったが、本発明は、ダイカスト成形用金型を用いてダイカスト成形を行う際の該金型の温度調節にも適用することができる。
【００６２】
さらに、上記実施形態では、金型２１の段替え作業をロボットアームが自動で行うようにしたが、金型の段替え作業の少なくとも一部を作業者が行うようにしてもよい。また、段替えの完了後に、作業者が第１〜第３開閉弁７５〜７７の操作を行うようにしてもよい。
【００６３】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、内部に流路が設けられかつ成形装置本体に対して着脱可能な金型の温度を調節する、金型の温度調節方法及び装置に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１      射出成形装置
２      成形装置本体
２１    金型
２１ａ  固定型（分割型）
２１ｂ  可動型（分割型）
４０    コントローラ（制御手段）
５１    流路
５２    流体通路
６１    環状通路
６６    ヒータ（温度調節手段）
６７    冷却流体供給弁（温度調節手段）
７５    第１開閉弁（切換手段）
７６    第２開閉弁（切換手段）
７７    第３開閉弁（切換手段）
７８    バイパス通路
【図１】
2012161987.tif 000003
【図２】
2012161987.tif 000004
【図３】
2012161987.tif 000005
【図４】
2012161987.tif 000006