特開 2024-57163 射出成形機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024057163

(43)【公開日】2024-04-24

(54)【発明の名称】射出成形機

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/74 20060101AFI20240417BHJP

   B29C 45/78 20060101ALI20240417BHJP

【ＦＩ】

B29C45/74

B29C45/78

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022163697

(22)【出願日】2022-10-12

(71)【出願人】

【識別番号】723004680

【氏名又は名称】新潟機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】杉山 和弘

【テーマコード（参考）】

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F206AL20

4F206AP05

4F206AR06

4F206JA07

4F206JL02

4F206JQ46

4F206JQ90

(57)【要約】

【課題】エネルギー効率を向上し、温度制御の正確性・迅速性・容易性を向上する。
【解決手段】加熱シリンダと、加熱シリンダ内で駆動されるスクリューと、スクリューに成形材料を供給するためのホッパーと、ホッパーから加熱シリンダ内に成形材料を供給するホッパー下部材と、加熱シリンダを外周から加熱するヒータと、ホッパー下部材に熱媒を供給してホッパー下部材の温度調節をおこなうホッパー下温調部と、ヒータから加熱されて熱媒を前記ホッパー下温調部へと供給可能な熱媒加熱部と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱シリンダと、
前記加熱シリンダ内で駆動されるスクリューと、
前記スクリューに成形材料を供給するためのホッパーと、
前記ホッパーから前記加熱シリンダ内に成形材料を供給するホッパー下部材と、
前記加熱シリンダを外周から加熱するヒータと、
前記ホッパー下部材に熱媒を供給して前記ホッパー下部材の温度調節をおこなうホッパー下温調部と、
前記ヒータから加熱されて熱媒を前記ホッパー下温調部へと供給可能な熱媒加熱部と、
を有する、
ことを特徴とする射出成形機。

【請求項2】

前記熱媒加熱部は、前記ヒータよりも前記加熱シリンダの径方向外方に配置される、
ことを特徴とする請求項１記載の射出成形機。

【請求項3】

前記熱媒加熱部は、前記熱媒加熱部よりも前記加熱シリンダの径方向外方に配置された受熱プレートで覆われる、
ことを特徴とする請求項２記載の射出成形機。

【請求項4】

前記熱媒加熱部は、前記ホッパー下温調部に供給する熱媒を温度制御する温度制御部よりも上流側で分岐接続される、
ことを特徴とする請求項１記載の射出成形機。

【請求項5】

前記ホッパー下温調部が前記ホッパー下部材を昇温する際には熱媒を前記熱媒加熱部に供給し、
前記ホッパー下温調部が前記ホッパー下部材を降温する際には熱媒を前記熱媒加熱部には供給しないように制御する、或いは、前記ホッパー下温調部に供給する熱媒と前記熱媒加熱部の熱媒とを混合させて制御する、制御部を有する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の射出成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は射出成形機に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に射出成形機には、加熱シリンダを加熱するヒータと、ヒータの放熱防止のための保温カバーと、材料を供給するホッパー穴の近傍すなわちホッパー下部材の温度を制御するためのホッパー下温調機構と、が設けられている。このような構成が特許文献１～３に例示されている。

【0003】

ホッパー下温調機構は、通液・止液により設定温度に制御されている。このホッパー下部材に対する温度制御のうち、ホッパー下部材の降温に関しては通液による熱交換にておこなうため、比較的容易に制御することが可能である。これに対して、ホッパー下部材の昇温に関しては、加熱シリンダ後部からの熱伝導に頼っている。このため、ホッパー下部材が設定温度へ到達するには長時間を要するとともに、この加熱シリンダ後部の温度設定にも影響を受けることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１－０６２８６８号公報

【特許文献2】特開平０８－０９９３４０号公報

【特許文献3】特開平０６－３１２４３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来、加熱シリンダ後部を加熱するヒータは、ホッパー下部材への熱伝導の影響により、加熱シリンダにおける他の部分、たとえば前部や中部を加熱するヒータに比べて、その出力が大きくなる傾向がある。これを改善したいという要求があった。

【0006】

また、加熱シリンダのヒータでの消費エネルギーは、射出成形機全体での消費エネルギーのうち、大半を占めるといわれる。しかし、加熱シリンダのヒータの熱エネルギーは、樹脂等の成形材料の可塑化に用いられる以外、そのエネルギーが廃熱として大気へと放熱されている。このため、これを有効利用したいという要求があった。

【0007】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
１．加熱シリンダのヒータにおけるエネルギー効率を向上すること。
２．ホッパー下部材に対する温度制御の正確性・迅速性・容易性を向上すること。
３．射出成形機におけるエネルギー効率を向上すること。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明の一態様にかかる射出成形機は、加熱シリンダと、
前記加熱シリンダ内で駆動されるスクリューと、
前記スクリューに成形材料を供給するためのホッパーと、
前記ホッパーから前記加熱シリンダ内に成形材料を供給するホッパー下部材と、
前記加熱シリンダを外周から加熱するヒータと、
前記ホッパー下部材に熱媒を供給して前記ホッパー下部材の温度調節をおこなうホッパー下温調部と、
前記ヒータから加熱されて熱媒を前記ホッパー下温調部へと供給可能な熱媒加熱部と、
を有する、
ことにより上記課題を解決した。
（２）本発明の射出成形機は、上記（１）において、
前記熱媒加熱部は、前記ヒータよりも前記加熱シリンダの径方向外方に配置される、
ことができる。
（３）本発明の射出成形機は、上記（２）において、
前記熱媒加熱部は、前記熱媒加熱部よりも前記加熱シリンダの径方向外方に配置された受熱プレートで覆われる、
ことができる。
（４）本発明の射出成形機は、上記（１）において、
前記熱媒加熱部は、前記ホッパー下温調部に供給する熱媒の供給を切り替える供給制御弁部よりも上流側で分岐接続される、
ことができる。
（５）本発明の射出成形機は、上記（１）から（３）のいずれかにおいて、
前記ホッパー下温調部が前記ホッパー下部材を昇温する際には熱媒を前記熱媒加熱部に供給し、
前記ホッパー下温調部が前記ホッパー下部材を降温する際には熱媒を前記熱媒加熱部には供給しないように制御する、或いは、前記ホッパー下温調部に供給する熱媒と前記熱媒加熱部の熱媒とを混合させて制御する、制御部を有する、
ことができる。

【0009】

上記（１）の構成により、ホッパー下部材を昇温させる際に、ホッパー下部材に熱媒加熱部から熱媒を供給してホッパー下部材を昇温させることができる。これにより、ヒータで加熱シリンダを加熱して樹脂等の成形材料を可塑化する際に、外部に捨てられていたヒータからの熱を利用して、ホッパー下部材を昇温させることが可能となる。したがって、ホッパー下部材の昇温をヒータのみでおこなう場合に比べて、ホッパー下部材の昇温を迅速におこなうことができる。さらに、無駄に捨てられていたヒータの廃熱を利用して熱媒を加熱することで、射出成形機のエネルギー効率を向上することが可能となる。また、従来からホッパー下部材の昇温をおこなっていたホッパー下温調部の熱媒を熱媒加熱部で加熱することをも可能な構成とするために、所定位置で分岐した配管を設けるだけで、これらを可能とすることができる。

【0010】

上記（２）の構成により、ヒータによる加熱シリンダの加熱に影響を与えることなく、ヒータから外方に捨てられていた熱を熱媒加熱部によって再利用して熱媒を加熱可能とすることができる。

【0011】

上記（３）の構成により、受熱プレートによって、ヒータから外方に放射される放射熱および対流熱を効率よく回収し、熱媒加熱部において効率よく熱媒を加熱することが可能となる。これにより、さらに射出成形機のエネルギー効率を向上することが可能となる。

【0012】

上記（４）の構成により、熱媒加熱部においては、ホッパー下温調部から温調されてホッパー下部材へと供給される前の熱媒を加熱して、昇温した熱媒をホッパー下部材へと供給することができる。これにより、ホッパー下部材の昇温をヒータからの伝熱のみでおこなう場合に比べて、ホッパー下部材の昇温を迅速におこなうことができる。また、温度制御部での熱媒に対する温度制御の正確性・精密性を維持したまま、加熱効率を向上することが可能となる。

【0013】

上記（５）の構成により、ホッパー下温調部からホッパー下部材と供給される前の熱媒を通液・混液して加熱するかしないかの制御を制御部でおこなうため、ホッパー下部材に対する温度制御の正確性・迅速性・容易性を向上することが可能となる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、加熱シリンダのヒータにおけるエネルギー効率を向上し、ホッパー下部材に対する温度制御の正確性・迅速性・容易性を向上し、射出成形機におけるエネルギー効率を向上することができるという効果を奏することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る射出成形機の第１実施形態を示す模式断面図である。

【図2】本発明に係る射出成形機の第１実施形態における熱媒加熱部を示す下面図である。

【図3】本発明に係る射出成形機の第２実施形態における熱媒加熱部を示す斜視図である。

【図4】本発明に係る射出成形機の第３実施形態における熱媒加熱部を示す斜視図である。

【図5】本発明に係る射出成形機の第４実施形態における熱媒加熱部を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係る射出成形機の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における射出成形機を示す模式断面図である。図２は、本実施形態における射出成形機における熱媒加熱部を示す模式下面図である。図において、符号１０は、射出成形機である。

【0017】

本実施形態に係る射出成形機１０は、図１に示すように、加熱シリンダ１１と、スクリュー１２と、ホッパー１３と、ホッパー下部材１４と、ヒータ１５と、ホッパー下温調部１６と、熱媒加熱部１７と、制御部１９と、を有している。

【0018】

加熱シリンダ１１は、円筒状の外径を有する。加熱シリンダ１１は、その軸線が略水平方向に沿って配置される。なお、加熱シリンダ１１は、その軸線が略鉛直方向など、他の方向に沿って配置されてもよい。加熱シリンダ１１は、油圧あるいは電動モータによって駆動されるスクリュー１２を内蔵する。加熱シリンダ１１とスクリュー１２とは、同軸に配置される。加熱シリンダ１１は、その先端（前端）１１ａに射出ノズル１１ａ１を有する。射出ノズル１１ａ１とスクリュー１２とは、同軸に配置される。加熱シリンダ１１の後端１１ｂには、ホッパー１３が配設される。

【0019】

スクリュー１２は、回転駆動された回転作用によって、樹脂等の成形材料を、加熱シリンダ１１の後端１１ｂから先端（前端）１１ａの射出ノズル１１ａ１に向けて送る。この過程で、ヒータ１５から加えられる熱と、スクリュー１２の回転による剪断、摩擦による発熱する熱とにより可塑化混練することも可能とされている。

【0020】

ホッパー１３は、樹脂等の成形材料を貯留する。ホッパー１３は、樹脂等の成形材料をスクリュー１２に下端から供給する。ホッパー１３から加熱シリンダ１１内のスクリュー１２へと樹脂を供給するために、ホッパー１３の下端位置には、ホッパー下部材１４が配設される。

【0021】

ホッパー下部材１４には、スクリュー１２へと樹脂等の成形材料を供給する樹脂導入孔としての供給孔１４ｆが形成される。供給孔１４ｆは、ホッパー１３の下端から加熱シリンダ１１内のスクリュー１２までを略鉛直方向に連通するように貫通する。

【0022】

ホッパー下部材１４には、供給孔１４ｆの周囲でスクリュー１２に近接する位置に、ホッパー下温調配管１６ａが配設されている。ホッパー下温調配管１６ａは、ホッパー下温調部１６を構成する。ホッパー下温調配管１６ａは、熱媒を流すことでホッパー下部材１４を冷却・加熱して温度調整可能とされる。なお、図において、ホッパー下温調配管１６ａは模式的に示しており、その配置、特に加熱シリンダ１１、スクリュー１２や供給孔１４ｆとの位置関係や分岐状態などはこれに限定されるものではない。

【0023】

加熱シリンダ１１の外周には、内部の成形材料の温度を制御するためのヒータ１５が巻かれている。ヒータ１５は、たとえば、抵抗加熱ヒータとされて、図示しない電源から供給された電力に応じて発熱する。ヒータ１５は、加熱シリンダ１１と同軸の円筒状に配置される。ヒータ１５は、加熱シリンダ１１の外周に接する。なお、ヒータ１５は、加熱シリンダ１１の外周から離間していてもよい。加熱シリンダ１１の軸方向の全長を覆うことができる。

【0024】

ヒータ１５は、加熱シリンダ１１の軸方向に複数部分に分割される。ヒータ１５は、たとえば、前ヒータ１５ａ、中ヒータ１５ｃ、後ヒータ１５ｂのように３つの領域ごとに分割制御可能とされる。前ヒータ１５ａ、中ヒータ１５ｃ、後ヒータ１５ｂは、いずれも制御部１９に接続される。

【0025】

前ヒータ１５ａは加熱シリンダ１１の先端１１ａに近接して配置される。後ヒータ１５ｂは加熱シリンダ１１の後端１１ｂに近接して配置される。中ヒータ１５ｃは加熱シリンダ１１の軸方向中程に位置する。前ヒータ１５ａ、中ヒータ１５ｃ、後ヒータ１５ｂは、加熱シリンダ１１の軸方向長さが、それぞれほぼ同じ長さの領域を覆うように配置されてもよい。後ヒータ１５ｂは、ホッパー下部材１４に隣接して配置されてもよい。

【0026】

ヒータ１５は、保温カバー１８ａによって覆われている。
保温カバー１８ａは、加熱シリンダ１１を少なくとも上方と側方から囲む端面コ字状に配置される。また、保温カバー１８ａは、加熱シリンダ１１の下方に配置されてもよい。保温カバー１８ａは、加熱シリンダ１１の外周から径方向外向きに離間して配置される。保温カバー１８ａは、加熱シリンダ１１の軸方向で先端１１ａに近接する部分を覆わないこともできる。

【0027】

保温カバー１８ａは、ヒータ１５の外周から径方向外向きに離間して配置される。保温カバー１８ａは、加熱シリンダ１１の軸方向に沿って中ヒータ１５ｃおよび後ヒータ１５ｂの配置される領域を覆っている。保温カバー１８ａは、加熱シリンダ１１の軸方向で中ヒータ１５ｃよりも前端１１ａに近接した部分は覆っておらず、前ヒータ１５ａは保温カバー１８ａからはみ出している。
加熱シリンダ１１の径方向で、保温カバー１８ａと加熱シリンダ１１との間には、ヒータ１５が配置される。つまり、ヒータ１５は、加熱シリンダ１１の径方向で、保温カバー１８ａと加熱シリンダ１１とに挟まれている。保温カバー１８ａとヒータ１５とは互いに離間している。これは、保温カバー１８ａとヒータ１５とが接触すると、ヒータ１５による加熱シリンダ１１の加熱効率が低下する虞があるためである。

【0028】

ホッパー下温調部１６は、ホッパー下温調配管１６ａに熱媒としての水を供給する。ホッパー下温調部１６は、ホッパー下部材１４を熱媒によって加熱・冷却してその温度を調整する。
ホッパー下温調部１６は、ホッパー下温調配管１６ａと、熱媒供給部１６ｂと、熱媒排出部１６ｃと、供給配管１６ｄと、流量制御バルブ１６ｅと、開閉制御バルブ１６ｆと、排出バルブ１６ｇと、排出配管１６ｈと、供給流量センサ１６ｊと、ホッパー下温度センサ１７ｊと、を有する。

【0029】

熱媒供給部１６ｂは、ホッパー下温調配管１６ａに熱媒である水を供給する。熱媒供給部１６ｂには、供給配管１６ｄが接続される。供給配管１６ｄは、ホッパー下温調配管１６ａの一端に接続される。供給配管１６ｄには、熱媒供給部１６ｂから供給された熱媒としての水を流量制御する流量制御バルブ１６ｅと、通水・止水する開閉制御バルブ１６ｆと、がその途中に接続される。流量制御バルブ１６ｅは、制御部１９に接続される。流量制御バルブ１６ｅは、制御部１９によってその動作を制御される。流量制御バルブ１６ｅの開度調整制御により、供給配管１６ｄ内の熱媒を流量制御する。これにより、熱媒供給部１６ｂから供給された熱媒としての水が、供給配管１６ｄを介してホッパー下温調配管１６ａへ供給される量を制御可能である。熱媒供給部１６ｂは、制御部１９に接続される。熱媒供給部１６ｂは、制御部１９によってその動作を制御される。

【0030】

開閉制御バルブ１６ｆは、熱媒供給部１６ｂより下流でホッパー下温調配管１６ａより上流、かつ、流量制御バルブ１６ｅより下流である供給配管１６ｄに設けられる。開閉制御バルブ１６ｆは、電磁開閉弁としてもよい。開閉制御バルブ１６ｆは、制御部１９に接続される。開閉制御バルブ１６ｆは、制御部１９によってその動作を制御される。開閉制御バルブ１６ｆの開閉により、供給配管１６ｄ内の熱媒を流通・停止する。これにより、熱媒供給部１６ｂから供給され熱媒としての水が、供給配管１６ｄを介してホッパー下温調配管１６ａへ供給されること、および、停止されることを切り替え可能である。

【0031】

開閉制御バルブ１６ｆの下流となる供給配管１６ｄには、ホッパー下温調配管１６ａへと供給される熱媒としての水の流量を検知する供給流量センサ１６ｊがその途中に接続される。供給流量センサ１６ｊは制御部１９に接続される。供給流量センサ１６ｊは、検出した流量データを制御部１９に出力する。

【0032】

熱媒排出部１６ｃは、ホッパー下温調配管１６ａから排出された熱媒である水を送られる。熱媒排出部１６ｃには、排出配管１６ｈが接続される。排出配管１６ｈは、ホッパー下温調配管１６ａの他端に接続される。排出配管１６ｈに接続されるホッパー下温調配管１６ａの近傍には、熱媒排出部１６ｃへと排出される熱媒としての水の温度によりホッパー下部材１４の温度を検知するホッパー下温度センサ１７ｊがその途中に接続される。ホッパー下温度センサ１７ｊは、制御部１９に接続される。ホッパー下温度センサ１７ｊは、ホッパー下温調配管１６ａの熱媒の温度を検出して、検出結果を制御部１９に出力する。

【0033】

排出配管１６ｈには、ホッパー下温調配管１６ａより下流で熱媒排出部１６ｃより上流に排出バルブ１６ｇが設けられる。排出バルブ１６ｇは、電磁開閉弁としてもよい。排出バルブ１６ｇは、制御部１９に接続される。排出バルブ１６ｇは、制御部１９によってその動作を制御される。排出バルブ１６ｇの開閉により、排出配管１６ｈ内の熱媒を流通・停止する。これにより、ホッパー下温調配管１６ａから熱媒排出部１６ｃへと排出される熱媒としての水が、排出配管１６ｈを介して熱媒排出部１６ｃへ排出されること、および、停止されることを切り替え可能である。

【0034】

熱媒加熱部１７は、ヒータ１５から加熱された熱媒をホッパー下温調部１６へと供給可能な構成とされる。熱媒加熱部１７は、ホッパー下温調部１６に供給する熱媒を温度制御（加熱）する。
熱媒加熱部１７は、熱媒加熱管（受熱パイプ）１７ａと、分岐供給配管１７ｄと、分岐供給バルブ１７ｆと、分岐排出配管１７ｈと、フローメータ１７ｋと、を有する。

【0035】

熱媒加熱管（受熱パイプ）１７ａは、図１，図２に示すように、加熱シリンダ１１の外周に配置される。熱媒加熱管１７ａは、ヒータ１５よりも加熱シリンダ１１の径方向外方に配置される。熱媒加熱管１７ａは、ヒータ１５の外周から加熱シリンダ１１の径方向外向きに離間して配置される。熱媒加熱管１７ａは、ヒータ１５の鉛直上方を覆うように配置される。熱媒加熱管１７ａは、保温カバー１８ａよりも加熱シリンダ１１の径方向内向きに離間して配置される。熱媒加熱管１７ａは、保温カバー１８ａの上内面に沿って配置されてもよい。
熱媒加熱管１７ａの配置・形状はこれに限定されない。なお、熱媒加熱管１７ａは、加熱シリンダ１１と同軸に配置されてもよい。本実施形態では、熱媒加熱管１７ａが、加熱シリンダ１１の外周にらせん状に巻き付く配置とされてもよい。

【0036】

熱媒加熱管１７ａは、加熱シリンダ１１の径方向外側で保温カバー１８ａの下側に平板状に配置された受熱プレート１８と一体である。熱媒加熱管１７ａは、保温カバー１８ａの上内面に沿って、配置された平板状の熱伝導部材である受熱プレート１８の内部を貫通する管部として形成される。熱媒加熱管１７ａは、加熱シリンダ１１の径方向でヒータ１５の外側に配置される。熱媒加熱管１７ａは、加熱シリンダ１１の径方向でヒータ１５から離間して配置される。熱媒加熱管１７ａは、ヒータ１５の外周から径方向外向きに離間して配置される。
熱媒加熱管１７ａは、加熱シリンダ１１の軸方向でヒータ１５をすべて覆っていない。熱媒加熱管１７ａは、加熱シリンダ１１の軸方向で、少なくとも後ヒータ１５ｂを覆っていればよい。熱媒加熱管１７ａは、加熱シリンダ１１の軸方向で、中ヒータ１５ｃを覆っていてもよい。熱媒加熱管１７ａは、保温カバー１８ａの下側でヒータ１５を覆っている。本実施形態では、熱媒加熱管１７ａは、加熱シリンダ１１の軸方向で、前ヒータ１５ａを覆っていなくてもよい。

【0037】

加熱シリンダ１１の径方向で、保温カバー１８ａとヒータ１５との間には、熱媒加熱管１７ａが配置される。つまり、熱媒加熱管１７ａは、加熱シリンダ１１の径方向で、保温カバー１８ａとヒータ１５とに挟まれている。熱媒加熱管１７ａは、加熱シリンダ１１の径方向で、保温カバー１８ａとヒータ１５とから離間している。
熱媒加熱管１７ａには、加熱シリンダ１１の前端１１ａに近接する一端に分岐供給配管１７ｄが接続される。

【0038】

分岐供給配管１７ｄは、供給配管１６ｄに接続される。分岐供給配管１７ｄは、供給配管１６ｄにおいて、流量制御バルブ１６ｅよりも上流で分岐接続される。分岐供給配管１７ｄは、供給配管１６ｄにおいて、熱媒供給部１６ｂの下流で分岐接続される。分岐供給配管１７ｄは、供給配管１６ｄの分岐部１６ｍにおいて分岐接続される。
分岐部１６ｍは、供給配管１６ｄにおいて、流量制御バルブ１６ｅの上流で熱媒供給部１６ｂの下流に配置される。分岐部１６ｍは、熱媒供給部１６ｂから供給された熱媒としての水を、分岐供給配管１７ｄへと分流する。

【0039】

分岐供給配管１７ｄには、分岐部１６ｍより下流で熱媒加熱管１７ａより上流に分岐供給バルブ１７ｆが設けられる。分岐供給バルブ１７ｆは、開閉弁としても流量制御弁としてもよい。分岐供給バルブ１７ｆは、制御部１９に接続される。分岐供給バルブ１７ｆは、制御部１９によってその動作を制御される。分岐供給バルブ１７ｆの開閉により、分岐供給配管１７ｄ内の熱媒を流通・停止する。これにより、分岐部１６ｍを介して熱媒供給部１６ｂから供給された熱媒としての水が、分岐供給配管１７ｄを介して熱媒加熱管１７ａへ供給されること、および、停止されることを切り替え可能である。

【0040】

分岐供給配管１７ｄには、分岐供給バルブ１７ｆより下流で熱媒加熱管１７ａより上流にフローメータ１７ｋが接続される。フローメータ１７ｋは、制御部１９に接続される。フローメータ１７ｋは、分岐供給配管１７ｄを流れる熱媒としての水の流量を測定する。フローメータ１７ｋは、測定結果を制御部１９に出力する。

【0041】

熱媒加熱管１７ａには、加熱シリンダ１１の後端１１ｂに近接する他端に分岐排出配管１７ｈが接続される。
分岐排出配管１７ｈは、供給配管１６ｄに接続される。分岐排出配管１７ｈは、供給配管１６ｄにおいて、開閉制御バルブ１６ｆよりも下流で合流接続される。さらに、分岐排出配管１７ｈは、供給流量センサ１６ｊよりも下流で合流接続される。分岐排出配管１７ｈは、供給配管１６ｄにおいて、ホッパー下温調配管１６ａの上流で合流接続される。分岐排出配管１７ｈは、供給配管１６ｄの合流部１６ｎにおいて合流接続される。

【0042】

合流部１６ｎは、供給配管１６ｄにおいて、ホッパー下温調配管１６ａの上流で供給流量センサ１６ｊの下流に配置される。合流部１６ｎは、熱媒加熱管１７ａで加熱された熱媒としての水を、供給配管１６ｄへと合流する。
合流部１６ｎでは、熱媒加熱管１７ａから流れる熱媒としての水が、分岐供給バルブ１７ｆが開の状態であれば、供給配管１６ｄへと合流し、ホッパー下温調配管１６ａへと流れる。

【0043】

熱媒加熱管１７ａは、受熱プレート（Ｃｕプレート）１８の内部に形成される。受熱プレート１８は、ヒータ１５、加熱シリンダ１１の上方を覆っている。受熱プレート１８は、熱伝導部材として、ヒータ１５、加熱シリンダ１１等高温の部材から発生している熱エネルギーを対流熱、輻射熱による熱伝導として熱媒加熱管１７ａへと伝導する。つまり、受熱プレート１８は、ヒータ１５、加熱シリンダ１１から加熱されて、熱媒加熱管１７ａ内部に流通する熱媒としての水を効率的に加熱することを可能とする。受熱プレート１８は、熱伝導部材として高い熱伝導材から構成することができる、受熱プレート１８は、たとえば、金属製、具体的には、銅などから形成することができる。

【0044】

受熱プレート１８は、所定の厚さを有する平板状に形成されることができる。受熱プレート１８は、加熱シリンダ１１の軸方向において、少なくとも熱媒加熱管１７ａの配置された範囲よりも長い寸法を有する。受熱プレート１８は、その内部に熱媒加熱管１７ａとなる流路を形成する構造とすることが好ましい。
受熱プレート１８は、ヒータ１５よりも加熱シリンダ１１の径方向外方に配置される。受熱プレート１８は、ヒータ１５に接していない。受熱プレート１８は、保温カバー１８ａに接していてもよい。

【0045】

受熱プレート１８の配置や形状は、上記の構成に限定されるものではなく、熱媒加熱管１７ａとは別体として、パイプ状の熱媒加熱管１７ａよりも径方向外側に接する平板とすることができる。受熱プレート１８は、熱媒加熱管１７ａを径方向で同じ位置でこれらの間を埋めるように分割板として配置することもできる。この場合、加熱シリンダ１１の軸方向において各熱媒加熱管１７ａの間に受熱プレート１８を配置して、それぞれのパイプ状の熱媒加熱管１７ａと接続することも可能である。

【0046】

本実施形態の射出成形機１０では、ホッパー１３に貯留された形成材料を、ホッパー下部材１４で温度調節して供給孔１４ｆから加熱シリンダ１１に供給する。加熱シリンダ１１では、図示しない駆動源によってスクリュー１２を回転させて、加熱シリンダ１１の後端１１ｂから先端１１ａへと送り、射出ノズル１１ａ１から図示しない金型等へ射出する。

【0047】

このとき、ヒータ１５によって、加熱シリンダ１１を加熱する。また、ホッパー下温調部１６によって、ホッパー下部材１４を所定の温度となるように制御する。ヒータ１５による加熱シリンダ１１の加熱は、保温カバー１８ａによって促進される。

【0048】

以下、ホッパー下温調部１６によるホッパー下部材１４の温度調節を説明する。

【0049】

まず、制御部１９は制御信号を発して、この信号により開閉制御バルブ１６ｆを開とする。同様に、分岐供給バルブ１７ｆを閉とする。同時に、この信号により排出バルブ１６ｇを開とする。この状態で、制御部１９は制御信号を発して、この信号により熱媒供給部１６ｂから供給配管１６ｄに熱媒である水を供給する。熱媒供給部１６ｂから供給された熱媒である水は、供給配管１６ｄを介して開閉制御バルブ１６ｆおよび流量制御バルブ１６ｅへと流入する。

【0050】

制御部１９は制御信号を発して、この信号により開閉制御バルブ１６ｆおよび流量制御バルブ１６ｅを動作させる。開閉制御バルブ１６ｆおよび流量制御バルブ１６ｅは、供給配管１６ｄを流れる熱媒である水を所定の温度となるように流量制御する。所定の温度の熱媒である水は、供給流量センサ１６ｊを通過して供給配管１６ｄを流れ、ホッパー下温調配管１６ａへと到達する。このとき、分岐供給バルブ１７ｆが閉とされているため、熱媒である水は、分岐供給配管１７ｄおよび分岐排出配管１７ｈに流入しない。

【0051】

ホッパー下温調配管１６ａでは、内部を流れる熱媒である水と熱交換がおこなわれる。これにより、ホッパー下部材１４の温度が、熱媒である水とほぼ同じとなる。これにより、ホッパー下部材１４は、開閉制御バルブ１６ｆおよび流量制御バルブ１６ｅでの熱媒流量によって設定された所定の温度となる。

【0052】

ホッパー下温調配管１６ａを流れた熱媒である水は、排出配管１６ｈへと流れて、熱媒排出部１６ｃへと排出される。ホッパー下温調配管１６ａは、ホッパー下温度センサ１７ｊによって温度が測定される。ホッパー下温度センサ１７ｊは、測定結果を制御部１９へと出力する。制御部１９では、ホッパー下温度センサ１７ｊの出力により、ホッパー下温調配管１６ａの温度が所定値となったかどうかを判断する。

【0053】

ホッパー下温調配管１６ａの温度が所定値となったと判断した場合には、制御部１９は制御信号を発して、この信号により流量制御バルブ１６ｅでの流量を絞る制御をするかまたは、開閉制御バルブ１６ｆを閉とする制御をおこなう。熱媒供給部１６ｂから供給配管１６ｄに対する熱媒である水の供給が停止される。
これにより、ホッパー下温調部１６によるホッパー下部材１４の温度調節の動作を停止する。なお、ホッパー下温調部１６による動作の停止は、供給バルブ１６ｆを閉とする以外に、熱媒供給部１６ｂから、供給配管１６ｄへの熱媒である水の供給を停止してもよい。

【0054】

なお、熱媒排出部１６ｃへと排出された熱媒である水を、熱媒供給部１６ｂへと還流させることもできる。

【0055】

ホッパー下部材１４の温度調節においては、ホッパー下部材１４を降温する場合には、上記のホッパー下温調部１６によるホッパー下部材１４の温度調節で充分な機能を呈することができる。
これに対して、ホッパー下部材１４の温度調節においては、ホッパー下部材１４を昇温する場合には、ヒータ１５によるホッパー下部材１４の温度調節で充分ではない。このため、さらなるホッパー下部材１４への加熱を必要とする。

【0056】

以下、ヒータ１５、熱媒加熱部１７およびホッパー下温調部１６によるホッパー下部材１４の昇温を説明する。

【0057】

ホッパー下部材１４の昇温においては、制御部１９は制御信号を発して、この信号により流量制御バルブ１６ｅでの流量を絞る制御をするかまたは、開閉制御バルブ１６ｆを閉とする制御をおこなう。排出バルブ１６ｇを開とする。同様に、熱媒加熱部１７の分岐供給バルブ１７ｆを開とする。この状態で、制御部１９は制御信号を発して、この信号により熱媒供給部１６ｂから供給配管１６ｄに熱媒である水を供給している。

【0058】

すると、供給配管１６ｄを流れる熱媒である水は、分岐部１６ｍで分流し、分岐部１６ｍから分岐供給配管１７ｄへと流れる。
分岐供給配管１７ｄへと流れた熱媒である水は、フローメータ１７ｋによって、その流量が測定される。フローメータ１７ｋは、測定結果を制御部１９へと出力する。

【0059】

分岐供給配管１７ｄを流れる熱媒である水は、熱媒加熱部１７の熱媒加熱管１７ａへと流入する。熱媒加熱管１７ａは、ヒータ１５からの放射熱、および、加熱シリンダ１１からの放射熱、あるいは、ヒータ１５および加熱シリンダ１１から対流熱で加熱されている。したがって、熱媒加熱管１７ａを流れる熱媒である水は加熱される。このとき、受熱プレート１８によって、ヒータ１５および加熱シリンダ１１からの熱媒加熱管１７ａの加熱はより促進される。また、ヒータ１５および加熱シリンダ１１からの大きな熱量によって加熱された熱媒加熱管１７ａでは、迅速に昇温する。

【0060】

効果的に加熱された熱媒加熱管１７ａを流れる熱媒である水は迅速に加熱される。なお、ヒータ１５において前ヒータ１５ａよりも後ヒータ１５ｂおよび中ヒータ１５ｃの温度が高くなるように設定した場合には、熱媒加熱管１７ａでの熱媒である水の加熱をより効果的におこなうことができる。

【0061】

熱媒加熱管１７ａを流れ出た熱媒である水は、合流部１６ｎで供給配管１６ｄへと合流する。合流部１６ｎは流量制御バルブ１６ｅよりも下流なので、流量制御バルブ１６ｅから流れた熱媒である水と、熱媒加熱管１７ａで加熱された熱媒である水と、が合流する。合流部１６ｎで合流した熱媒である水は、供給配管１６ｄからホッパー下温調配管１６ａへと流入する。あるいは、流量制御バルブ１６ｅの開度、または、開閉制御バルブ１６ｆの開閉状態によっては、熱媒加熱管１７ａを流れ出た熱媒である水のみが、供給配管１６ｄからホッパー下温調配管１６ａへと流入する。

【0062】

ホッパー下温調配管１６ａでは、内部を流れる加熱された熱媒である水と熱交換がおこなわれる。これにより、ホッパー下部材１４の温度が、熱媒である水とほぼ同じまで加熱される。これにより、ホッパー下部材１４は、制御部１９によって設定された所定の温度まで昇温される。

【0063】

ホッパー下温調配管１６ａを流れた熱媒である水は、排出配管１６ｈへと流れて、熱媒排出部１６ｃへと排出される。ホッパー下温調配管１６ａを流れ出た熱媒である水によって温調されたホッパー下部材１４の温度は、ホッパー下温度センサ１７ｊによって測定される。ホッパー下温度センサ１７ｊは、測定結果を制御部１９へと出力する。制御部１９では、ホッパー下温度センサ１７ｊの出力により、ホッパー下部材１４の温度が所定値まで昇温されたかどうかを判断する。

【0064】

ホッパー下部材１４の温度が所定値まで昇温されたと判断した場合には、制御部１９は制御信号を発して、この信号により分岐供給バルブ１７ｆを閉とする。分岐供給配管１７ｄから熱媒加熱管１７ａに対する熱媒である水の供給が停止される。これにより、熱媒加熱部１７によるホッパー下部材１４の温度調節の動作を停止する。
同時に、制御部１９は制御信号を発して、この信号により供給バルブ１６ｆを閉とする。熱媒供給部１６ｂから供給配管１６ｄに対する熱媒である水の供給が停止されることもできる。

【0065】

これらにより、ヒータ１５、熱媒加熱部１７およびホッパー下温調部１６によるホッパー下部材１４の昇温の動作を停止する。
なお、熱媒加熱部１７およびホッパー下温調部１６による動作の停止は、分岐供給バルブ１７ｆ、流量制御バルブ１６ｅ、または、開閉制御バルブ１６ｆの動作を制御する以外に、熱媒供給部１６ｂから、供給配管１６ｄへの熱媒である水の供給を停止してもよい。

【0066】

同様に、熱媒排出部１６ｃへと排出された熱媒である水を、熱媒供給部１６ｂへと還流させることもできる。

【0067】

ここで、制御部１９は、ホッパー下温度センサ１７ｊ、供給流量センサ１６ｊおよびフローメータ１７ｋからの入力により、分岐供給配管１７ｄを流れる熱媒である水の流量およびホッパー下部材１４の温度によって、分岐供給配管１７ｄから熱媒加熱管１７ａへと流入する熱媒である水の流量が適正値であるかを判断する。

【0068】

制御部１９は、ホッパー下温調配管１６ａへと流れる熱媒である水流量と、熱媒加熱管１７ａへと流れる熱媒である水の流量とを調節する。具体的には、供給流量センサ１６ｊからの入力と、ホッパー下温度センサ１７ｊおよびフローメータ１７ｋからの入力と、により、ホッパー下部材１４の温度が適正値となるように、熱媒供給部１６ｂからの熱媒である水の供給量、流量制御バルブ１６ｅ、または、開閉制御バルブ１６ｆ、分岐供給バルブ１７ｆ、排出バルブ１６ｇへの状態とを制御する。この場合、流量制御バルブ１６ｅ、または、開閉制御バルブ１６ｆ、分岐供給バルブ１７ｆ、排出バルブ１６ｇを流量制御弁として、それぞれの開度を調節する構成としてもよい。

【0069】

本実施形態の射出成形機１０では、ホッパー下部材１４を昇温させる際に、ヒータ１５によりホッパー下部材１４を昇温させることに加えて、ホッパー下部材１４に熱媒加熱部１７から熱媒となる水を供給してホッパー下部材１４を昇温させることができる。これにより、ヒータ１５で加熱シリンダ１１を加熱して樹脂等の成形材料を可塑化する際に、外部に捨てられていたヒータ１５からの熱でホッパー下部材１４を昇温させることに利用することが可能となる。したがって、ホッパー下部材１４の昇温をヒータ１５のみでおこなう場合に比べて、ホッパー下部材１４の昇温を迅速におこなうことができる。

【0070】

さらに、無駄に捨てられていたヒータ１５の廃熱を利用してホッパー下部材１４を加熱することで、射出成形機１０のエネルギー効率を向上することが可能となる。同時に、ホッパー下部材１４を昇温する際に、ヒータ１５に供給する電力を従来構造に比べて削減することが可能となる。さらに、加熱におけるヒータ１５からのエネルギー効率を向上することが可能となる。これにより、射出成形機１０のエネルギー効率をさらに向上することが可能となる。

【0071】

また、従来からホッパー下部材１４の降温をおこなっていたホッパー下温調部１６の熱媒となる水を熱媒加熱部１７で加熱することをも可能な構成としたことにより、分岐部１６ｍで分岐して合流部１６ｎで合流した分岐供給配管１７ｄ、熱媒加熱管１７ａ、分岐排出配管１７ｈを設けるだけで、これらを可能とすることができる。

【0072】

また、熱媒を使用したホッパー下温調部１６を温存し熱媒加熱部１７を追加した構成としたことで、通媒時の急激な温度降温の緩和を呈することができる。本実施形態では、制御部１９により、ホッパー下部材１４に対する温度制御の正確性・迅速性・容易性を向上することが可能となる。
なお、本実施形態では、流量制御バルブ１６ｅ、または、開閉制御バルブ１６ｆ、分岐供給バルブ１７ｆ、排出バルブ１６ｇを制御部による制御としたが、作業員がこれらのいずれかを手動で操作する構成とすることも可能である。
また、ホッパー下部材１４を降温する際には、制御部１９によってホッパー下温調部１６から熱媒を熱媒加熱部１７には供給しないように制御すること、あるいは、ホッパー下温調部１６に供給する熱媒と熱媒加熱部１７の熱媒とを混合させること、ができる。

【0073】

以下、本発明に係る射出成形機の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図３は、本実施形態における射出成形機における熱媒加熱部を示す模式斜視図である。本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、熱媒加熱部に関する点であり、これ以外の上述した第１実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

【0074】

本実施形態の熱媒加熱部１７は、図３に示すように、熱媒加熱管１７ａは、加熱シリンダ１１と同軸に配置される。本実施形態では、熱媒加熱管１７ａが、加熱シリンダ１１の外周にらせん状に巻き付く配置とされてもよい。

【0075】

本実施形態においては、上述した実施形態と同等の効果を奏することができる。

【0076】

以下、本発明に係る射出成形機の第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
図４は、本実施形態における射出成形機における熱媒加熱部を示す模式斜視図である。本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、熱媒加熱部に関する点であり、これ以外の上述した第１実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

【0077】

本実施形態の熱媒加熱部１７は、図４に示すように、熱媒加熱管１７ａがらせん状ではなく、Ｃ字状に加熱シリンダ１１、ヒータ１５の周囲に配置されており、Ｃ字状の端部が、隣接する熱媒加熱管１７ａにおいて、加熱シリンダ１１の軸線方向に接続された形状とされる。

【0078】

本実施形態においては、上述した実施形態と同等の効果を奏することができる。

【0079】

以下、本発明に係る射出成形機の第４実施形態を、図面に基づいて説明する。
図５は、本実施形態における射出成形機における熱媒加熱部を示す模式斜視図である。本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、熱媒加熱部に関する点であり、これ以外の上述した第１実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

【0080】

本実施形態の熱媒加熱部１７は、図５に示すように、熱媒加熱管１７ａがらせん状ではなく、加熱シリンダ１１の軸線方向に沿った直線状の複数本が互いに平行となるように、かつ、互いに加熱シリンダ１１、ヒータ１５の周方向に離間して配置されており、隣接する直線状の熱媒加熱管１７ａにおいて、加熱シリンダ１１の軸方向におけるそれぞれの端部が、加熱シリンダ１１の周方向に沿って接続された形状とされる。

【0081】

本実施形態においては、上述した実施形態と同等の効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0082】

１０…射出成形機
１１…加熱シリンダ
１２…スクリュー
１３…ホッパー
１４…ホッパー下部材
１５…ヒータ
１６…ホッパー下温調部
１６ａ…ホッパー下温調配管
１６ｂ…熱媒供給部
１６ｃ…熱媒排出部
１６ｄ…供給配管
１６ｅ…流量制御バルブ
１６ｆ…開閉制御バルブ
１６ｇ…排出バルブ
１６ｈ…排出配管
１６ｊ…供給流量センサ
１６ｍ…分岐部
１６ｎ…合流部
１７…熱媒加熱部
１７ａ…熱媒加熱管（受熱パイプ）
１７ｄ…分岐供給配管
１７ｆ…分岐供給バルブ
１７ｈ…分岐排出配管
１７ｊ…ホッパー下温度センサ
１７ｋ…フローメータ
１８…受熱プレート（Ｃｕプレート）
１８ａ…保温カバー
１９…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】