(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を加熱冷却する熱交換装置において、
前記熱交換装置には、前記金型に熱を伝える伝熱ブロックと、該伝熱ブロックを前記金型に押圧装着する弾性体と、該弾性体と接続され、且つ前記金型に磁力で接合可能なマグネットクランプとが備えられてなることを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記伝熱ブロックには、降温時の放熱効果を高める放熱体が装着されてなることを特徴とする請求項１記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記伝熱ブロックには、ヒータが装填、もしくは熱交換媒体である流体が供給されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂材等を成形する射出成形装置等に用いられる成形金型を加熱冷却して温度調整する熱交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形装置等によって成形される樹脂材等の成形品は、樹脂材等の結晶化度や分子配向の状態によって、その物性が大きく左右されるものである。そして、この樹脂材等の結晶化度や分子配向の状態は、射出成形装置等に用いられている成形金型の温度に影響されるため、各種成形材料に対応した成形金型温度のコントロールがきわめて重要となり、そのための熱交換装置が必要とされている。
【０００３】
射出成形装置１００等に用いられる熱交換装置５０の一例について、図６を参照して説明する。
【０００４】
図６は従来の熱交換装置が装着された射出成形装置の外観図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。
【０００５】
熱交換装置５０は樹脂材等を成形する射出成形装置１００に用いられる成形金型を加熱冷却して温度調整するものである。この熱交換装置５０には、成形金型にヒータを埋設して通電により温度調整するヒータ方式のものと、成形金型にヒートパイプを埋設して熱交換媒体（水、又は油等）を流して温度調整するヒートパイプ方式のもの、及びヒータ方式とヒートパイプ方式とを併用したもの等があるが、ヒータ方式のものの一例について説明する。
【０００６】
射出成形装置１００は、図６に示すように、溶融状態に加熱された樹脂成形材を射出する樹脂射出部２と、樹脂射出部２側に設けられた固定盤３に装着された固定側成形金型６と、型締駆動部１に連結された可動盤５側に装着された移動側成形金型７と、各成形金型６、７を加熱冷却する熱交換装置５０等より構成されている。そして、熱交換装置５０は、各成形金型６、７に設置されるヒータ５１と、ヒータ５１に電力を供給する接続線５２と、ヒータ５１により各成形金型６、７の温度を調整する温度制御部５３等より構成されている。
【０００７】
固定側成形金型６は、射出成形装置１００に設けらたもので、固定盤３に取付設置され、移動側成形金型７との間に設置された成形空間に、樹脂射出部２から溶融、射出された樹脂成形材を充填し、成形するものである。この固定側成形金型６には、固定側成形金型６の温度を調整するために設けられた熱交換装置５０のヒータ５１を埋設するための貫通孔６ａが形成されている。この貫通孔６ａは、ヒータ５１等が挿入された時、接触熱伝達率を良くするために、ヒータ５１と貫通孔６ａとの接触部の隙間は出来るだけ小さくなるような寸法精度で、長いドリルが用いられて形成されている。しかし、固定側成形金型６が大型の場合には長いヒータ５１等を挿入することが難しいため、ある程度のクリアランスが必要となる。これにより、クリアランスによる熱伝達の低下とヒータ５１等の長さによる温度のバラツキによる温度調整精度の低下等が発生する恐れがでてくる。
移動側成形金型７は、射出成形装置１００に設けられたもので、移動盤５に取付設置され、固定側成形金型６との間に設置された成形空間に、樹脂射出部２から溶融、射出された樹脂成形材を充填し、成形するものである。
【０００８】
この移動側成形金型７には、移動側成形金型７の温度を調整するために設けられた熱交換装置５０のヒータ５１を埋設するための貫通孔７ａが形成されている。
この貫通孔７ａは、ヒータ５１等が挿入された時、接触熱伝達率を良くするために、ヒータ５１と貫通孔７ａとの接触部の隙間は出来るだけ小さくなるような寸法精度で、長いドリルが用いられて形成されている。しかし、移動側成形金型７が大型の場合には長いヒータ５１等を挿入することが難しいため、ある程度のクリアランスが必要となる。これにより、クリアランスによる熱伝達の低下とヒータ５１等の長さによる温度のバラツキによる温度調整精度の低下等が発生する恐れがでてくる。
【０００９】
そして、この移動側成形金型７は、移動盤５に連結された状態で、射出成形装置１００に設けられた型締駆動部１により、図６に示すように、射出成形時には左方向（矢印Ｐ１０２）に移動されて移動側成形金型７の接触面７ｂが固定側成形金型６の接触面６ｂに当接し、射出成形後には右方向（矢印Ｐ１０１）に移動されて移動側成形金型７の接触面７ｂが固定側成形金型６の接触面６ｂから離間し、成形品が取り出されるようにされている。この移動側成形金型７の移動は、移動側成形金型７が移動盤５に連結装着された状態で、案内軸４にガイドされて行われる。
【００１０】
ヒータ５１は、熱交換装置５０に設けられ、固定側成形金型６及び移動側成形金型７の温度を所定温度に調整するもので、各成形金型６、７に埋設されている。
このヒータ５１は、電力を供給する接続線５２を介して温度制御部５３により温度調整されている。この所定温度は、射出成形材の種類に対応した所定温度に設定されており、例えば射出成形材がポリスチレンの場合にはポリスチレンの射出温度１９０℃に対し、成形金型の温度が８０℃になるように設定されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、成形金型に、直接ヒータ又はヒートパイプを埋設して成形金型を温度調整しているため、各種成形金型に専用のヒータ又はヒートパイプ用の貫通孔が必要となり、特に大型成形金型においては長い貫通孔の形成が必要となるため、コストがアップし、しかもヒータ又はヒートパイプと貫通孔とのクリアランスによる熱伝達の低下による温度のバラツキによる温度調整精度の低下等の問題がでてくる。尚、成形金型に熱交換装置を後付けで取付けるようにすることも考えられるが、熱交換装置の構造を簡単に、且つワンタッチで取付けるようにすることが望ましい。
【００１２】
本発明は、成形金型に直接貫通孔等を形成することなく、製造コストを削減し、温度調整精度を向上した簡易な熱交換装置を実現することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、金型を加熱冷却する熱交換装置において、前記熱交換装置には、前記金型に熱を伝える伝熱ブロックと、該伝熱ブロックを前記金型に押圧装着する弾性体と、該弾性体と接続され、且つ前記金型に磁力で接合可能なマグネットクランプとが備えられてなることを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記伝熱ブロックには、降温時の放熱効果を高める放熱体が装着されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記伝熱ブロックには、ヒータが装填、もしくは熱交換媒体である流体が供給されてなることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る熱交換装置の外観図で、図２は本発明の第１の実施の形態に係る熱交換装置の断面図である。尚、第１の実施の形態から第３の実施の形態までの同一構成品は第１の実施の形態で説明し、他の実施の形態では説明を省略する。
【００１８】
熱交換装置１０には、成形金型にヒータを埋設して通電により温度調整するヒータ方式のものと、成形金型にヒートパイプを埋設して熱交換媒体（水、又は油等）を流して温度調整するヒートパイプ方式のものと、ヒータ方式とヒートパイプ方式とを併用したもの等があるが、本第１の実施の形態に係る熱交換装置１０は、ヒータ方式を適用したものである。
【００１９】
本発明の第１の実施の形態に係る熱交換装置１０は、樹脂材等を成形する射出成形装置１００に用いられる固定側成形金型６と移動側成形金型７をそれぞれカートリッジヒータ１２を埋設した伝熱ブロック１１等を用いて加熱冷却して温度調整するもので、各成形金型６，７の側面に複数個装着されている。尚、固定側成形金型６と移動側成形金型７を加熱冷却して温度調整する熱交換装置１０は、同一構成機能を有しているため、固定側成形金型６に設けられた熱交換装置１０を代表して以下に説明する。
【００２０】
射出成形装置１００は、図１に示すように、溶融状態に加熱された樹脂成形材を射出する樹脂射出部２と、樹脂射出部２側に設けられ固定盤３に装着された固定側成形金型６と、型締駆動部１に連結された可動盤５側に装着された移動側成形金型７と、各成形金型６、７を加熱冷却する熱交換装置１０等より構成されている。
【００２１】
そして、熱交換装置１０は、図１及び図２に示すように、各成形金型６、７に装着された伝熱ブロック１１と、伝熱ブロック１１に埋設されたカートリッジヒータ１２と、伝熱ブロック１１を各成形金型６、７に装着させるマグネットクランプ１５と、マグネットクランプ１５と伝熱ブロック１１とを連結している弾性体１４と、カートリッジヒータ１２に電力を供給する接続線１３と、カートリッジヒータ１２により各成形金型６、７の温度を調整する温度制御部１６等より構成されている。
【００２２】
固定側成形金型６は、射出成形装置１００に設けられたもので、固定盤３に設置され、移動側成形金型７との間に設置された成形空間に、樹脂射出部２から溶融、射出された樹脂成形材を充填し、成形するものである。この固定側成形金型６には、固定側成形金型６の温度を調整するために設けられた熱交換装置１０の伝熱ブロック１１が弾性体１４を介してマグネットクランプ１５に一体に連結された状態で、固定側成形金型６の表面６ａに押圧されて装着されている。この伝熱ブロック１１には、カートリッジヒータ１２が埋設されている。
【００２３】
移動側成形金型７は、射出成形装置１００に設けられたもので、移動盤５に取付設置され、固定側成形金型６との間に設置された成形空間に、樹脂射出部２から溶融、射出された樹脂成形材を充填し、成形するものである。この移動側成形金型７には、移動側成形金型７の温度を調整するために設けられた熱交換装置１０の伝熱ブロック１１が弾性体１４を介してマグネットクランプ１５に一体に連結された状態で、移動側成形金型７の表面７ａに押圧されて装着されている。この伝熱ブロック１１には、カートリッジヒータ１２が埋設されている。
【００２４】
そして、この移動側成形金型７は、移動盤５に連結された状態で、射出成形装置１００に設けられた型締駆動部１により、図１に示すように、射出成形時には左方向（矢印Ｐ１２）に移動されて移動側成形金型７の接触面７ｂが固定側成形金型６の接触面６ｂに当接し、射出成形後には右方向（矢印Ｐ１１）に移動されて移動側成形金型７の接触面７ｂが固定側成形金型６の接触面６ｂから離間し、成形品が取り出されるようにされている。この移動側成形金型７の移動は、移動側成形金型７が移動盤５に連結装着され、案内軸４にガイドされた状態で、移動盤５が連結されたシリンダ等の駆動に連動されて行われる。
【００２５】
伝熱ブロック１１は、熱伝達率の高い銅系の金属材等で角柱形状に形成されており、固定側成形金型６と移動側成形金型７にそれぞれ装着されている。この伝熱ブロック１１は、内部には円柱形状等のカートリッジヒータ１２が挿入されて埋設される溝穴１１ｂが上面側１１ｃから形成され、上面側１１ｃには弾性体１４が取付ネジ１７により取付設置されている。そして、伝熱ブロック１１の裏面１１ａは、伝熱ブロック１１が弾性体１４を介して成形金型６に押圧された時、成形金型６の表面６ａに密着するように、平面形状に形成されている。この伝熱ブロック１１には、カートリッジヒータ１２がシリコンコンパウンド等の熱伝達材を介して挿入埋設され、弾性体１４によりマグネットクランプ１５に取付連結されている。
【００２６】
マグネットクランプ１５は、伝熱ブロック１１を、固定側成形金型６と移動側成形金型７に装着したり、脱着したりするもので、永久磁石で形成されており、鉄鋼材でなる成形金型６、７に吸引されるようになっている。ハンドル１５ｂはそのＯＮ側、ＯＦＦ側の操作により、永久磁石を作用させたり、非作用にさせたりするものである。マグネットクランプ１５には弾性体１４が取付ネジ１８により取付設置され、この弾性体１４には伝熱ブロック１１が取付ネジ１７により取付設置され、マグネットクランプ１５と伝熱ブロック１１が弾性体１４を介して一体に連結されている。従って、マグネットクランプ１５を成形金型６、７に装着すると、伝熱ブロック１１が弾性体１４に押圧されて、成形金型６、７に押さえつけられた状態で接触することになる。
【００２７】
例えば、伝熱ブロック１１が弾性体１４を介して連結されたマグネットクランプ１５を、図２に示すように、伝熱ブロック１１の裏面１１ａを成形金型６の表面６ａに当接した状態から、下方向に押圧（弾性体１４が撓まされる押圧力Ｐ１２）し、マグネットクランプ１５の裏面１５ａを成形金型６の表面６ａに当接させる。そして、ハンドル１５ｂをＯＮ側に操作するとマグネットクランプ１５の磁力が作用することにより、マグネットクランプ１５が成形金型６に吸引把持されることになる。このマグネットクランプ１５を成形金型６の表面６ａに吸引把持した時、伝熱ブロック１１の裏面１１ａは、弾性体１４の撓みＬ１３相当の圧縮力Ｆ１１で成形金型６の表面６ａに押圧されることになる。
【００２８】
尚、本第１の実施の形態に係る熱交換装置１０のマグネットクランプ１５は弾性体１４を介して伝熱ブロック１１に連結されているが、伝熱ブロック１１と一体構造に形成されたものでも良い。
【００２９】
弾性体１４は、弾性のあるバネ板材等で段差を有する長方形形状に形成されており、マグネットクランプ１５と伝熱ブロック１１に取付設置されて、マグネットクランプ１５と伝熱ブロック１１を一体に連結している。この弾性体１４はマグネットクランプ１５を介して伝熱ブロック１１を各成形金型６、７にそれぞれ押圧して装着するものである。弾性体１４は、マグネットクランプ１５の上面部に取付設置される取付面１４ａと、伝熱ブロック１１の上面部に取付設置される取付面１４ｂとの高さ方向に段差Ｌ１２が設けられた曲げ部１４ｃが形成されている。この段差Ｌ１２が形成された状態の弾性体１４には、マグネットクランプ１５と伝熱ブロック１１がそれぞれ取付ビス１８と取付ビス１７により取付設置されている。
【００３０】
この弾性体１４に連結された伝熱ブロック１１が成形金型６にマグネットクランプ１５を介して装着された時の状態は、図２に示すように、取付面１４ａと、取付面１４ｂとの高さ方向の段差Ｌ１２が段差Ｌ１１に撓み量Ｌ１３だけ撓まされたものとなる。この弾性体１４の撓み量Ｌ１３に相当する圧縮力が伝熱ブロック１１に加えられ、伝熱ブロック１１の裏面１１ａが成形金型６の表面６ａに押圧されることになる。これにより、伝熱ブロック１１と成形金型６との熱伝達を良くすることができる。
【００３１】
カートリッジヒータ１２は、伝熱ブロック１１に埋設し、伝熱ブロック１１を介して固定側成形金型６及び移動側成形金型７の温度を所定温度に調整するために設けられたもので、各種の成形金型の加熱冷却容量に対応して調整可能な容量に設定されている。このカートリッジヒータ１２は、電流が流れることにより発熱する発熱部を有し、電力を供給する接続線１３を介して温度制御部１６により温度調整される。この所定温度は、射出成形材の種類に対応した温度に設定されており、例えば射出成形材がポリスチレンの場合にはポリスチレンの射出温度１９０℃に対し、成形金型の温度が８０℃になり、射出成形材がポリプロピレンの場合にはポリプロピレンの射出温度２１０℃に対し、成形金型の温度が６０℃になるように設定されている。
【００３２】
次に、熱交換装置１０の組立方法について、説明する。
【００３３】
熱交換装置１０は、図１に示すように、射出成形装置１００に設けられた成形金型６、７を所定温度に加熱冷却するための熱容量に対応させて、必要な数量だけ設定し、この所定数量の熱交換装置１０を成形金型６、７の測部表面にそれぞれ装着する。この熱交換装置１０の組立と成形金型６への装着は、図２に示すように、まず伝熱ブロック１１の溝穴１１ｂにカートリッジヒータ１２を挿入埋設する。
【００３４】
そして、伝熱ブロック１１の上部面１１ｃに弾性体１４の取付面１４ｂを当接し、取付ネジ１７を用いて弾性体１４を取付設置する。又、この弾性体１４の取付面１４ａにはマグネットクランプ１５の上部面を当接し、取付ネジ１８を用いてマグネットクランプ１５を取付設置する。この弾性体１４に伝熱ブロック１１とマグネットクランプ１５を取付連結した状態は、図２に示すように、弾性体１４の取付面１４ｂと弾性体１４の取付面１４ａとの高さ方向の間隔が段差Ｌ１２となっている。この弾性体１４に連結された伝熱ブロック１１とマグネットクランプ１５を成形金型６へ装着する。この装着は、まず伝熱ブロック１１の裏面１１ａを成形金型６の表面６ａに当接した後、マグネットクランプ１５を下部方向にマグネットクランプ１５の裏面１５ａが成形金型６の表面６ａに当接するまで押圧（押圧力Ｐ１２）する。そして、マグネットクランプ１５のハンドル１５ｂを操作してマグネットクランプ１５の磁力をＯＮにして、マグネットクランプ１５を成形金型６に吸引把持する。この吸引把持した時の状態は、弾性体１４の取付面１４ａと取付面１４ｂとの高さ方向の段差Ｌ１２が段差Ｌ１１に撓み量Ｌ１３（即ち、Ｌ１３＝Ｌ１２−Ｌ１１）だけ撓まされ、この弾性体１４の撓み量Ｌ１３に相当する圧縮力が伝熱ブロック１１に加えられ、伝熱ブロック１１の裏面１１ａが成形金型６の表面６ａに押圧されることになる。
【００３５】
これにより、伝熱ブロック１１と成形金型６との接触が密着され、熱伝達損失を少なくすることができる。
【００３６】
以上のように、本第１の実施の形態に係る熱交換装置は、樹脂材等を成形する射出成形装置に用いられる成形金型に、カートリッジヒータが埋設された伝熱ブロックをマグネットクランプを用いて、弾性体で押圧して密着した状態で装着し、熱伝達損失を少なくすることにより、各種成形金型にそれぞれ専用のカートリッジヒータを設けることなく、各種成形金型の加熱冷却容量に対応した数量の熱交換装置を装着し、成形金型を加熱冷却することにより、大型の成形金型にも加熱冷却容量に対応した数量の熱交換装置を使用可能なので、コストを削減し、熱伝達を向上することができる。
【００３７】
次に、第２の実施の形態に係る熱交換装置について、図３を参照して説明する。
【００３８】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る熱交換装置の断面図である。
【００３９】
本発明の第２の実施の形態に係る熱交換装置２０は、図３に示すように、第１の実施の形態に係るものに対し、伝熱ブロックに降温時の放熱効果を高める放熱体が装着されたものなので、熱交換装置２０の放熱体２９に関わるもののみ説明する。
【００４０】
本発明の第２の実施の形態に係る熱交換装置２０は、樹脂材等を成形する射出成形装置１００に用いられる固定側成形金型６と移動側成形金型７をそれぞれ伝熱ブロック２１及び放熱体２９等を用いて加熱冷却して温度調整するもので、各成形金型６，７の側面に複数個装着されている。尚、固定側成形金型６と移動側成形金型７を加熱冷却して温度調整する熱交換装置２０は、同一構成機能を有しているため、固定側成形金型６に設けられた熱交換装置２０を代表して以下に説明する。
【００４１】
この熱交換装置２０は、図１及び図３に示すように、各成形金型６、７に装着された伝熱ブロック２１と、伝熱ブロック２１に埋設されたカートリッジヒータ２２と、伝熱ブロック２１を各成形金型６、７に装着させるマグネットクランプ２５と、マグネットクランプ２５と伝熱ブロック２１とを連結している弾性体２４と、伝熱ブロックに装着された放熱体２９と、カートリッジヒータ２２に電力を供給する接続線１３と、カートリッジヒータ２２により各成形金型６、７の温度を調整する温度制御部１６等より構成されている。
【００４２】
伝熱ブロック２１は、熱伝達率の高い銅系の金属材等で角柱形状に形成されており、固定側成形金型６と移動側成形金型７にそれぞれ装着されている。この伝熱ブロック２１は、内部には円柱形状等のカートリッジヒータ２２が挿入されて埋設される溝穴２１ｂが上面側２１ｃから形成され、上面側２１ｃには弾性体２４と放熱体２９が取付ネジ２７により取付設置されている。そして、伝熱ブロック２１の裏面２１ａは、伝熱ブロック２１が弾性体２４を介して成形金型６に押圧された時、成形金型６の表面６ａに密着するように、平面形状に形成されている。この伝熱ブロック２１には、カートリッジヒータ２２が挿入埋設され、弾性体２４を介してマグネットクランプ２５に取付連結されている。
【００４３】
マグネットクランプ２５とカートリッジヒータ２２は、第１の実施の形態に係るものと同一なので、説明を省略する。
【００４４】
弾性体２４は、弾性のあるバネ板材で段差を有する長方形形状に形成されたもので、マグネットクランプ２５と伝熱ブロック２１に取付設置されて、マグネットクランプ２５と伝熱ブロック２１を一体に連結し、伝熱ブロック２１を各成形金型６、７にそれぞれ押圧して装着するものである。この弾性体２４は、マグネットクランプ２５の上面部に取付設置される取付面２４ａと、伝熱ブロック１１の上面部に取付設置される取付面２４ｂとの高さ方向に段差Ｌ２２が設けられた曲げ部２４ｃが形成されている。この段差Ｌ２２が形成された状態の弾性体２４に、マグネットクランプ２５と伝熱ブロック２１、及び放熱体２９がそれぞれ取付ビス２８と取付ビス２７により取付設置されている。
【００４５】
この弾性体２４に連結された伝熱ブロック２１と放熱体２９が成形金型６にマグネットクランプ２５を介して装着された時の状態は、図３に示すように、取付面２４ａと、取付面２４ｂとの高さ方向の段差Ｌ２２が段差Ｌ２１に撓み量Ｌ２３だけ撓まされたものとなる。この弾性体２４の撓み量Ｌ２３に相当する圧縮力が伝熱ブロック２１に加えられ、伝熱ブロック２１の裏面２１ａが成形金型６の表面６ａに押圧されることになる。これにより、伝熱ブロック２１と成形金型６との熱伝達を良くすることができる。
【００４６】
放熱体２９は、熱伝達率の高いアルミ系の金属材等で上面部２９ａがフィン形状に形成されており、伝熱ブロック２１の上部面２１ｃに装着されて、伝熱ブロック２１の放熱効果を高めるものである。この放熱体２９は、上面部２９ａがフィン形状に形成され、裏面部２９ｂは伝熱ブロック２１の上部面２１ｃに密着した状態で取付装着されるように、平面形状に形成されている。そして、この放熱体２９は、成形金型６を加熱冷却して所定温度に調整するための伝熱ブロック２１に装着し、伝熱ブロック２１をより素早く冷却し、放熱効果を高めている。特にこの放熱体２９は、成形金型６を冷却する必要がある場合に効果的であり、例えば、成形金型の温度を始業前には昇温し、連続成形時には冷却する場合等に用いられる。
【００４７】
尚、この放熱体２９にファン（図示せず）を用いてフィン部２９ａを強制冷却するようにしても良い。この温度調整は、成形金型６等に設置された温度センサ（図示せず）を用いて、温度制御部１６により制御されている。
【００４８】
尚、本第２の実施の形態に係る熱交換装置２０の放熱体２９は伝熱ブロック２１に取付設置されているが、伝熱ブロック２１と一体構造に形成されたものでも良い。
【００４９】
熱交換装置２０の組立方法は、図３に示すように、第１の実施の形態に係るものに対し、伝熱ブロック２１に放熱体２９が装着されたものなので、説明を省略する。
【００５０】
以上のように、本第２の実施の形態に係る熱交換装置は、樹脂材等を成形する射出成形装置に用いられる成形金型に、カートリッジヒータが埋設された伝熱ブロックをマグネットクランプを用いて、弾性体で押圧して密着した状態で装着し、熱伝達損失を少なくし、さらに伝熱ブロックに放熱体を装着しているため、各種成形金型の内部にそれぞれ専用のカートリッジヒータを設けることなく、成形金型の加熱冷却容量に対応した数量の熱交換装置を装着し、成形金型を加熱冷却することにより、大型の成形金型にも使用可能で、金型の製造コストを削減して熱伝達を向上し、しかも放熱効果を高めることができるため、加熱冷却時間が短縮できる。
【００５１】
次に、第３の実施の形態に係る熱交換装置について、図４及び図５を参照して説明する。
【００５２】
図４は本発明の第３の実施の形態に係る熱交換装置の外観図で、図５は本発明の第３の実施の形態に係る熱交換装置の断面図である。
【００５３】
本発明の第３の実施の形態に係る熱交換装置３０は、図４及び図５に示すように、第１の実施の形態に係るものの、伝熱ブロックにカートリッジヒータを埋設して通電により温度調整するヒータ方式に対し、伝熱ブロックにヒートパイプを埋設して熱交換媒体供給装置（図示せず）を介して熱交換媒体（水、又は油等）をヒートパイプに流して温度調整するヒートパイプ方式に替えたものなので、熱交換装置３０に関わるもののみ説明する。
【００５４】
本発明の第３の実施の形態に係る熱交換装置３０は、樹脂材等を成形する射出成形装置１００に用いられる固定側成形金型６と移動側成形金型７をそれぞれヒートパイプ３２が埋設された伝熱ブロック３１等を用いて加熱冷却して温度調整するもので、各成形金型６，７の側面に複数個装着されている。尚、固定側成形金型６と移動側成形金型７を加熱冷却して温度調整する熱交換装置３０は、同一構成機能を有しているため、固定側成形金型６に設けられた熱交換装置３０を代表して以下に説明する。
【００５５】
この熱交換装置３０は、図４及び図５に示すように、各成形金型６、７に装着された伝熱ブロック３１と、伝熱ブロック３１に埋設されたヒートパイプ３２と、伝熱ブロック３１を各成形金型６、７に装着させるマグネットクランプ３５と、マグネットクランプ３５と伝熱ブロック３１とを連結している弾性体３４と、ヒートパイプ３２に熱交換媒体供給装置（図示せず）を介して熱交換媒体（水、又は油等）を供給する配管３３と、ヒートパイプ３２により各成形金型６、７の温度を調整する温度制御部１６等より構成されている。
【００５６】
伝熱ブロック３１は、熱伝達率の高い銅系の金属材等で角柱形状に形成されており、固定側成形金型６と移動側成形金型７にそれぞれ装着されている。この伝熱ブロック３１は、内部には円柱形状等のヒートパイプ３２が挿入されて埋設される貫通孔３１ｂが形成され、上面側３１ｃには弾性体３４が取付ネジ３７により取付設置されている。そして、伝熱ブロック３１の裏面３１ａは、伝熱ブロック３１が弾性体３４を介して成形金型６に押圧された時、成形金型６の表面６ａに密着するように、平面形状に形成されている。
【００５７】
この伝熱ブロック３１には、ヒートパイプ３２がシリコンコンパウンド等の熱伝達材を介して挿入埋設され、弾性体３４を介してマグネットクランプ３５に取付連結されている。
【００５８】
尚、伝熱ブロック３１の貫通孔３１ｂに挿入埋設されたヒートパイプ３２との隙間による熱伝達損失を防ぐため、貫通孔３１ｂに直接熱交換媒体（水、又は油等）を供給するようにしても良い。
【００５９】
又、角柱形状に形成された伝熱ブロック３１は、熱伝達率の高い銅系のパイプを厚板形状のベースに溶接したものでも良い。
【００６０】
マグネットクランプ３５と弾性体３４は、第１の実施の形態に係るものと同一なので、説明を省略する。
【００６１】
ヒートパイプ３２は、伝熱ブロック３１に埋設し、伝熱ブロック３１を介して固定側成形金型６及び移動側成形金型７の温度を所定温度に調整するために設けられたもので、熱交換媒体供給装置（図示せず）を介して熱交換媒体（水、又は油等）を供給する配管３３を通じて温度制御部１６により熱交換媒体（水、又は油等）が加熱冷却されて、温度調整されている。
【００６２】
この所定温度は、射出成形材の種類に対応した温度に設定されており、例えば射出成形材がポリスチレンの場合にはポリスチレンの射出温度１９０℃に対し、成形金型の温度が８０℃になるように設定されている。
【００６３】
熱交換装置３０の組立方法は、図４及び図５に示すように、第１の実施の形態に係るものに対し、伝熱ブロック３１にヒートパイプ３２が挿入埋設され、配管３３により熱交換媒体（水、又は油等）が温度制御されて供給流入されたものなので、説明を省略する。
【００６４】
以上のように、本第３の実施の形態に係る熱交換装置は、樹脂材等を成形する射出成形装置に用いられる成形金型に、ヒートパイプが埋設された伝熱ブロックをマグネットクランプを用いて、弾性体で押圧して密着した状態で装着し、熱伝達損失を少なくし、各種成形金型の内部にそれぞれ専用の熱交換装置を設けることなく、成形金型の加熱冷却容量に対応した数量の熱交換装置を装着して成形金型を加熱冷却することにより、大型の成形金型にも使用可能なので、金型の製造コストを削減することができる。尚、第３の実施の形態においても、第２の実施の形態のように放熱体を設けるようにしても良い。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、金型を加熱冷却する熱交換装置において、ヒータが装填、もしくは熱交換媒体である流体が供給された伝熱ブロックをマグネットクランプと弾性体を用いて金型に押圧した状態で装着し、金型を加熱冷却することにより、各種成形金型の内部にそれぞれ専用の熱交換装置を設けることなく、各種の成形金型に繰り返して使用可能なので、金型の製造コストを削減することができる。しかも元々あるマグネットクランプを用いているので、熱交換装置の構造を複雑にすることがなく、簡単に熱交換装置を造ることができる。また、弾性力で伝熱ブロックを成形金型に密着させているので伝熱性が良く、しかもマグネットによりワンタッチで取付、取外しができ操作性も良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る熱交換装置の外観図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る熱交換装置の断面図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係る熱交換装置の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る熱交換装置の外観図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る熱交換装置の断面図である。
【図６】従来の熱交換装置の外観図である。
【符号の説明】
１・・・型締駆動部
２・・・樹脂射出部
３・・・固定盤
４・・・案内軸
５・・・可動盤
６・・・固定側成形金型
７・・・移動側成形金型
10、20、30、       ５０・・・熱交換装置
１１、２１、３１・・・伝熱ブロック
１２、２２、５１・・・カートリッジヒータ
１３、５２・・・接続線
１４、２４、３４・・・弾性体
１５、２５、３５・・・マグネットクランプ
１６、５３・・・温度制御部
１７、１８、２７、２８、３７、３８・・・取付ネジ
３２・・・ヒートパイプ
１００・・・射出成形装置
【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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