特開 2024-57804 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】P2024057804

(43)【公開日】2024-04-25

(54)【発明の名称】射出成形機

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/78 20060101AFI20240418BHJP

   B29C 45/17 20060101ALI20240418BHJP

   B29C 45/73 20060101ALI20240418BHJP

【ＦＩ】

B29C45/78

B29C45/17

B29C45/73

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022164712

(22)【出願日】2022-10-13

(71)【出願人】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高松 俊輔

【テーマコード（参考）】

4F202

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F202AK01

4F202AK13

4F202AR06

4F202CA11

4F202CN01

4F202CN14

4F202CN30

4F206AK01

4F206AK13

4F206AR06

4F206JA07

4F206JL02

4F206JN44

4F206JP30

4F206JQ81

4F206JQ90

4F206JT13

(57)【要約】

【課題】射出成形機内の部品の温度にかかわらず、発生した熱を再利用できる。
【解決手段】
射出材料を金型へと射出して成形品を成形する射出成形機である。第１部品と、第２部品と、作動流体が循環可能に構成されている第１流体回路とを備える。第１流体回路は、圧縮機と、第１部品を加熱する第１熱交換器と、減圧装置と、第２部品の熱を吸熱する第２熱交換器とを含み、圧縮機、第１熱交換器、減圧装置、および第２熱交換器の順に作動流体が循環可能に構成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

射出材料を金型へと射出して成形品を成形する射出成形機であって、
加熱対象である第１部品と、
吸熱対象である第２部品と、
作動流体が循環可能に構成されている第１流体回路とを備え、
前記第１流体回路は、
圧縮機と、
前記第１部品を加熱する第１熱交換器と、
減圧装置と、
前記第２部品の熱を吸熱する第２熱交換器とを含み、
前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記減圧装置、および前記第２熱交換器の順に前記作動流体が循環可能に構成されている、射出成形機。

【請求項2】

前記金型は、射出材料が通過するランナと、前記ランナを加熱するヒータを含み、
前記第１部品は、前記金型、射出材料を加熱する加熱シリンダ、または、熱エネルギーを再利用可能であるように保持可能な蓄熱部材のうちのいずれかである、請求項１に記載の射出成形機。

【請求項3】

前記第２部品は、射出成形処理に用いられるサーボモータ、前記サーボモータに電力を供給するサーボアンプ、射出材料を前記金型へ注入する射出ノズルの位置を変化させる油圧装置、可塑化される前の射出材料を保持するホッパ、または、プロセッサを搭載した制御基板のうちのいずれかである、請求項１に記載の射出成形機。

【請求項4】

前記制御基板は、ノイズフィルタとして機能するリアクトルを含む、請求項３に記載の射出成形機。

【請求項5】

前記金型の温度を調整する金型温調器と、
前記金型の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサと接続された制御基板とをさらに備え、
前記金型温調器は、
熱媒体を前記金型へ供給する供給管と、
熱媒体を前記金型から排出する排出管とを含み、
前記制御基板は、前記温度センサの検出値に基づいて前記金型の予熱期間であるか否かを判定し、
前記予熱期間である場合、前記第１部品として前記供給管を加熱し、
前記予熱期間ではない場合、前記第２部品として前記排出管から熱を吸熱する、請求項１に記載の射出成形機。

【請求項6】

射出材料の可塑化、および可塑化された射出材料を前記金型へ射出する射出装置と、
射出材料が射出された前記金型を型締する型締装置と、
前記射出装置および前記型締装置に含まれる構成を制御する制御ユニットとをさらに備え、
前記第１流体回路は、前記型締装置と前記射出装置との間、前記型締装置と前記制御ユニットとの間、および前記制御ユニットと前記射出装置との間のいずれかを接続する第１管を含み、
前記第１管は可撓性を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の射出成形機。

【請求項7】

加熱対象であって、前記第１部品と異なる第３部品をさらに備え、
前記第１流体回路は、前記作動流体の循環により前記第３部品を加熱する第３熱交換器を含む、請求項１に記載の射出成形機。

【請求項8】

吸熱対象であって、前記第２部品と異なる第４部品をさらに備え、
前記第１流体回路は、前記作動流体の循環により前記第４部品の熱を吸熱する第４熱交換器を含む、請求項１に記載の射出成形機。

【請求項9】

作動流体が循環可能に構成されている第２流体回路と、
吸熱対象であって、前記第２部品と異なる第５部品とをさらに備え、
前記第２流体回路は、
前記第２部品を加熱する加熱部と、
前記第５部品を吸熱する吸熱部と、
前記加熱部において凝縮された前記作動流体を毛細管現象により前記吸熱部へと移動させる第１部材と、
前記吸熱部において蒸発した前記作動流体を前記加熱部へと移動させるための第１空間とを含み、
前記吸熱部、前記第１空間、前記加熱部および前記第１部材の順に前記作動流体が循環可能に構成されている、請求項１に記載の射出成形機。

【請求項10】

射出材料を金型へと射出して成形品を成形する射出成形機であって、
加熱対象である第１部品と、
吸熱対象である第２部品と、
作動流体が循環可能に構成されている第２流体回路とを備え、
前記第２流体回路は、
前記第１部品を加熱する加熱部と、
前記第２部品を吸熱する吸熱部と、
前記加熱部において凝縮された前記作動流体を毛細管現象により前記吸熱部へと移動させる第１部材と、
前記吸熱部において蒸発した前記作動流体を前記加熱部へと移動させるための第１空間とを含み、
前記吸熱部、前記第１空間、前記加熱部および前記第１部材の順に前記作動流体が循環可能に構成されている、射出成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、射出成形機に関する。

【背景技術】

【0002】

工場において、プラスチックの樹脂等を基材とする成形品を成形するために射出成形機が用いられている。特許文献１（特開２０１１－００５６４０号公報）には、金型の温度を調整するための金型温調器を備える射出成形機が記載されている。

【0003】

特許文献１の金型温調器は、熱媒体供給管および熱媒体戻り管の２つの管を介して金型と接続されている。熱媒体供給管は、金型温調器から金型へと水などの熱媒体を送るための管である。金型へと送られた熱媒体は、金型との間で熱交換をする。金型との間で熱交換をした熱媒体は、熱媒体戻り管を介して送液ポンプへと戻り、再利用される。また、特許文献１の射出成形機では、金型と熱交換をした後に熱媒体が有する熱エネルギーをホッパの予熱のために再利用している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－００５６４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１には、熱媒体を循環させることにより、金型の温度よりも低い温度を有するホッパへと金型の熱を伝熱させることが記載されている。特許文献１に記載されているような熱媒体の循環を用いた熱交換では、加熱シリンダなどの高温の部品に対して加熱を行う場合、加熱シリンダの温度よりもさらに高い温度の部品を熱源とする必要がある。すなわち、加熱対象となる加熱シリンダよりも低い温度の部品における発熱は、加熱シリンダを加熱するために用いることができず、廃熱として処理される。

【0006】

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、射出成形機内の部品の温度にかかわらず、発生した熱を再利用できる射出成形機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施形態に係る射出成形機は、射出材料を金型へと射出して成形品を成形する射出成形機である。第１部品と、第２部品と、作動流体が循環可能に構成されている第１流体回路とを備える。第１流体回路は、圧縮機と、第１部品を加熱する第１熱交換器と、減圧装置と、第２部品の熱を吸熱する第２熱交換器とを含み、圧縮機、第１熱交換器、減圧装置、および第２熱交換器の順に作動流体が循環可能に構成されている。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係る射出成形機によれば、射出成形機内の部品の温度にかかわらず、発生した熱を再利用できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】射出成形機の外観図である。

【図2】実施の形態１における流体回路を説明するための図である。

【図3】実施の形態２における流体回路を説明するための図である。

【図4】実施の形態３における射出成形機の外観図である。

【図5】実施の形態３における流体回路を説明するための第１図である。

【図6】実施の形態３における流体回路を説明するための第２図である。

【図7】実施の形態４における流体回路を説明するための図である。

【図8】実施の形態５における流体回路を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0011】

［実施の形態１］
＜射出成形機の構成＞
以下では、図１を用いて射出成形機１００について説明する。図１は、射出成形機１００の外観図である。本実施の形態における射出成形機１００では、流体回路を用いて、所定の部品から発生した熱を吸熱し、吸熱した熱を加熱すべき部品へと伝熱させることによって廃熱を再利用する。以下では、吸熱の対象となる部品を「吸熱対象」と称し、加熱の対象となる部品を「加熱対象」と称する。図１を用いて、射出成形機１００の構成を説明しつつ、吸熱対象および加熱対象について言及する。

【0012】

射出成形機１００は、ＸＹ平面上に載置されている。ＸＹ平面に垂直な方向をＺ軸方向とする。以下では、図１におけるＺ軸の正方向を上面側または上方、負方向を下面側または下方と称する場合がある。なお、図１に示される射出成形機１００は横型の射出成形機として示されているが、本実施の形態の射出成形機１００は横型に限られず、竪型の射出成形機であってもよい。

【0013】

射出成形機１００によって実行される射出成形処理は、型閉工程、射出工程、保圧工程、型開工程、冷却工程、突出工程、および可塑化工程を含む。射出成形機１００は、上記の射出成形処理のサイクルを繰り返し実行する。射出成形機１００は、種々の形状、材質の成形品を成形可能であり、成形品の形状および材質の種類に応じた射出成形処理を行う。

【0014】

射出成形機１００は、金型を型締めする型締装置１０と、射出材料を溶融して射出する射出装置２０と、操作盤３０と、制御ユニット６０とを備える。制御ユニット６０は、ベッド１１と基台２１とを含む。型締装置１０は、ベッド１１のＺ軸の正方向側に配置されている。射出装置２０は、基台２１のＺ軸の正方向側に配置されている。型締装置１０は、射出装置２０に対して、Ｘ軸の負方向側に配置されている。

【0015】

＜型締装置＞
本実施の形態の型締装置１０は、固定盤１２と、型締ハウジング１３と、可動盤１４と、タイバー１５と、型締機構１６と、金型１７，１８と、ボールねじ１９と、サーボモータ８０Ｃ，８０Ｄとを備える。型締ハウジング１３および可動盤１４の各々は、ベッド１１上をＸ軸方向にスライド可能に構成されている。

【0016】

タイバー１５は、固定盤１２と型締ハウジング１３との間に配置され、固定盤１２と型締ハウジング１３とを連結する。図１に示されるタイバー１５は４本のバーを含む。なお、タイバー１５が有するバーの数は、４本に限られず、たとえば５本以上であってもよい。

【0017】

可動盤１４は、固定盤１２と型締ハウジング１３との間でＸ軸方向にスライド可能に構成される。型締機構１６は、型締ハウジング１３と可動盤１４との間に設けられる。本実施の形態における型締ハウジング１３は、トグル機構を含んで構成される。なお、型締機構１６は、直圧式の型締機構を含んで構成されてもよい。直圧式の型締機構とは、すなわち型締シリンダを意味する。

【0018】

サーボモータ８０Ｃは、型締ハウジング１３内に設けられている。サーボモータ８０Ｃは、ボールねじ１９を介して型締機構１６を駆動させる。ボールねじ１９は、サーボモータ８０Ｃからの回転運動を直線運動に変換して型締機構１６を駆動させる。金型１７，１８は、固定盤１２と可動盤１４との間に設けられている。金型１７，１８は、型締機構１６が駆動することにより開閉される。すなわち、金型１７はボールねじ１９によって可動する金型であり、金型１８は固定盤１２によって固定されている金型である。以下では、金型１７を可動側の金型と称し、金型１８を固定側の金型と称する場合がある。

【0019】

金型１７，１８とが離れている状態から密着する状態へと移行する工程を「型閉工程」と称する。また、金型１７，１８とが密着している状態から離れている状態へと移行する工程を「型開工程」と称する。サーボモータ８０Ｃは、型閉工程および型開工程に用いられるモータである。

【0020】

射出成形機１００は、型開工程の後に「突出工程」と称される工程を行う。突出工程は、金型１７，１８内に充填された後に固化された樹脂などの射出材料を金型１７から取り外す工程である。具体的には、図示されないピンなどがサーボモータ８０Ｄが回転により突出することによって、金型１７に密着している成形品は取り外される。可動盤１４内に設けられているサーボモータ８０Ｄは、突出工程に用いられるモータである。金型１７内部または金型１７の近傍には、温度センサＨｓ１が配置されている。温度センサＨｓ１は、金型１７の温度を測定する。射出成形機１００では、温度センサＨｓ１の検出値を用いて、金型１７が後述する予熱期間中であるか否かを判断する。

【0021】

本実施の形態における金型１８は、ランナＲｎ１を加熱するヒータＨｔ１とからなる、いわゆるホットランナと呼ばれる構造を有する。金型１８は断熱構造を有する。射出成形機１００では、固定側の金型１８の内部におけるランナＲｎ１が設定温度に保持される。ランナＲｎ１の設定温度は、射出材料の材質等に応じて変更される。設定温度は、たとえば１８０℃～３５０℃である。ランナＲｎ１がヒータＨｔ１によって加熱されることで、ランナＲｎ１内の溶融樹脂は冷却固化されず融解した状態が保持される。図１では、ヒータＨｔ１が１つのヒータとして示されているが、ある局面においては、ランナＲｎ１の周囲に複数のヒータが配置され得る。

【0022】

これにより、射出成形機１００では、ランナＲｎ１の形状で冷却固化された廃棄物が製造されてしまうことを抑制できる。このように、ホットランナの構造を有する金型１８は、ランナＲｎ１内の射出材料の温度を上昇させている。本実施の形態においては、ヒータＨｔ１以外の熱源を用いてランナＲｎ１の温度を上昇させることによって、ヒータＨｔ１によって消費される電力を低減できる。本実施の形態においてランナＲｎ１を有する金型１８は加熱されるべき部品であり、加熱対象である。

【0023】

金型１７には、金型温調器Ｍ１が接続されている。金型温調器Ｍ１は、供給管Ｐ１を介して、たとえば、水、オイルまたは空気などの熱媒体を金型１７へと供給する。以下では、単に「熱媒体」と記載する場合、金型温調器Ｍ１において用いられる熱媒体を意味する。金型１７の内部を通過した後の熱媒体は、排出管Ｂ１を介して金型温調器Ｍ１へと戻る。熱媒体は、金型温調器Ｍ１および金型１７の間を循環する。

【0024】

このように、金型１７と熱媒体との間で熱交換がされることよって金型１７の温度は熱媒体の温度に近づくように調整される。金型温調器Ｍ１に用いられる熱媒体の温度は、たとえば、４０℃～１５０℃である。射出成形処理を開始した直後または射出成形処理が実行されていない状態において、金型１７の温度は、室温内の空気と熱交換するため室温に近い温度となる。一方で、射出成形処理が実行された後の状態において、上述したように１８０℃～３５０℃に昇温された射出材料がランナＲｎ１を介して金型１７へと注入されるため、金型１７の温度は、射出成形処理が実行されていない場合よりも上昇する。

【0025】

金型温調器Ｍ１は、射出成形処理を開始した直後または射出成形処理が実行される前において金型１７の予熱のために用いられる。以下では、金型１７が射出材料の射出により温度が所定の温度に上昇するまでの期間を「予熱期間」と称する。上述したように、射出成形機１００では、金型１７近傍に設けられた温度センサＨｓ１を用いて予熱期間か否かを判断する。より具体的には、温度センサＨｓ１の検出値が予め定められた閾値より低い値である場合、射出成形機１００は、金型１７が予熱期間であると判定する。一方で、温度センサＨｓ１の検出値が予め定められた閾値以上の値である場合、射出成形機１００は、金型１７が予熱期間ではないと判定する。予熱期間において、供給管Ｐ１内の熱媒体は金型１７の温度を上昇させるために金型１７へと供給される。すなわち、金型１７の予熱の目的で金型温調器Ｍ１を駆動させる場合、熱媒体の温度は高いことが望ましいため、供給管Ｐ１は加熱対象となる。

【0026】

一方で、射出成形処理が実行されているときには熱媒体よりもさらに高温の射出材料が注入されるため、金型１７の温度は、金型温調器Ｍ１の熱媒体の温度よりも上昇する。この場合、金型温調器Ｍ１の熱媒体は、金型１７の温度が過昇温とならないように金型１７の温度を低下させる目的で金型１７へと供給される。金型１７の過昇温防止の目的で金型温調器Ｍ１を駆動させる場合、金型１７へと供給される熱媒体の温度は低いことが望ましい。高温の金型１７との間で熱交換をした後に排出管Ｂ１を通過する熱媒体の温度を低下させれば、供給管Ｐ１へと戻る熱媒体の温度が低下することとなるため、排出管Ｂ１は吸熱対象となる。

【0027】

図１では、可動側の金型１７にだけ金型温調器Ｍ１が熱媒体を供給し循環させている例が図示しているが、金型温調器Ｍ１は、可動側の金型１７に加えて固定側の金型１８にも熱媒体を供給して循環させてもよい。

【0028】

型締ハウジング１３内には、蓄熱部材Ｓｈ１が格納されている。蓄熱部材Ｓｈ１は、熱エネルギーを再利用可能に保持することが可能な部材である。蓄熱部材Ｓｈ１は、潜熱蓄熱材が封入されることで構成されており、潜熱蓄熱材は、たとえばパラフィンなどで構成されている。なお、蓄熱部材Ｓｈ１は、断熱構造を有するレンガ、セラミックス、コンクリートなどの保温性の高い部材であってもよい。

【0029】

また、蓄熱部材Ｓｈ１の配置箇所は、型締ハウジング１３内に限られず、制御ユニット６０の内部または射出装置２０の内部、もしくは型締ハウジング１３、制御ユニット６０および射出装置２０と別体に設けられてもよい。蓄熱部材Ｓｈ１に熱を蓄熱させる場合、蓄熱部材Ｓｈ１は加熱対象となる。蓄熱部材Ｓｈ１が蓄熱する熱を他の構成へと伝熱させる場合、蓄熱部材Ｓｈ１は吸熱対象となる。すなわち、蓄熱部材Ｓｈ１は、加熱対象および吸熱対象の両方になり得る。

【0030】

＜射出装置＞
射出装置２０は、加熱シリンダ２２と、スクリュ２３と、駆動機構２４と、ホッパ２５と、射出ノズル２６と、ノズルタッチ装置２７と、熱電対２９Ａ～２９Ｃと、サーボモータ８０Ａ，８０Ｂとを備える。

【0031】

スクリュ２３は、加熱シリンダ２２内に配置されている。射出成形機１００は、スクリュ２３を用いて「可塑化工程」と称される工程を行う。可塑化工程は、加熱シリンダ２２による加熱とスクリュ２３の回転とによって、射出する樹脂を混錬する工程である。加熱シリンダ２２は、たとえば１８０℃～３５０℃の温度を有し、射出材料を融解する。本実施の形態においては、射出成形機１００にて生じる廃熱を利用して加熱シリンダ２２の温度を直接的または補助的に上昇させる。これにより、加熱シリンダ２２のヒータにて消費される消費電力は低減する。加熱シリンダ２２は加熱対象である。なお、射出ノズル２６の近傍にノズルヒータが設けられている場合、当該ノズルヒータも加熱対象となり得る。

【0032】

駆動装置２４内のサーボモータ８０ＢはＸ軸方向を中心軸としてスクリュ２３を回転させる。すなわち、サーボモータ８０Ｂは可塑化工程に用いられるモータである。射出成形機１００は「射出工程」と称される工程と「保圧工程」と称される工程とを行う。射出工程は、可塑化工程によって可塑化された樹脂を金型１７，１８内へと射出する工程である。保圧工程とは、射出工程によって射出された樹脂を金型１７，１８内に保持するために圧力を加える工程である。サーボモータ８０Ａの駆動によって、スクリュ２３はＸ軸方向の負方向側にスライドする。これにより、可塑化された樹脂は金型１７，１８内へと射出される。サーボモータ８０Ａは射出工程または保圧工程に用いられるモータである。

【0033】

サーボモータ８０Ａ～８０Ｄは駆動されることによって発熱する。サーボモータ８０Ａ～８０Ｄの駆動によって発生する熱は、再利用されない場合、廃熱として空気中に放出されてしまう。そのため、本実施の形態の射出成形機１００においては、サーボモータ８０Ａ～８０Ｄから発生する熱を吸熱して、加熱対象へと伝熱させる。すなわち、サーボモータ８０Ａ～８０Ｄは吸熱対象である。

【0034】

ホッパ２５は、加熱シリンダ２２のＺ軸の正方向側に設けられており、可塑化前の射出材料を保持している。すなわち、ホッパ２５内には、粒形状の射出材料が含まれている。射出成形処理が実行されている間において、ホッパ２５の温度は４０℃～６０℃まで上昇する。さらに、加熱シリンダ２２などからホッパ２５へと熱が伝熱されてしまう場合、ホッパ２５内の射出材料は意図せずに融解してしまう場合がある。ホッパ２５内の射出材料が融解すると、ホッパ２５内にて詰まりなどの不具合が生じ得る。本実施の形態では、このような射出材料の意図しない融解を抑制するため、ホッパ２５の温度を低下させる。すなわち、ホッパ２５は吸熱対象の部品である。

【0035】

射出ノズル２６は、加熱シリンダ２２のＸ軸の負方向側における端部に設けられている。ノズルタッチ装置２７は、射出装置２０をＸ軸方向にスライドさせて、射出ノズル２６を金型１８のスプルーブッシュに接触させる。熱電対２９Ａ～２９Ｃは、射出ノズル２６の近傍および加熱シリンダ２２の近傍に配置され得る。熱電対２９Ａ～２９Ｃは、配置された箇所の温度を検出する温度センサである。

【0036】

＜制御ユニット＞
上述したように、制御ユニット６０は、ベッド１１と基台２１とを備える。ベッド１１は、固定盤１２、型締ハウジング１３、可動盤１４等を保持する。基台２１は、ベッド１１のＸ軸の正方向側に配置され、駆動機構２４等を保持する。

【0037】

ベッド１１は、内部に油圧装置Ｏｕ１を含む。油圧装置Ｏｕ１は、ノズルタッチ装置２７をＸ軸方向において伸縮させ、射出ノズル２６を金型１８のスプルーブッシュに接触させる。ノズルタッチ装置２７はシリンダを含み、当該シリンダに油圧装置Ｏｕ１からオイルが注入されることによって、射出ノズル２６の位置はＸ軸方向において変化する。

【0038】

油圧装置Ｏｕ１は、切換バルブ、油圧ポンプ、タンク等の構成を含み、制御基板４０によって制御される。油圧装置Ｏｕ１の温度は、オイルの圧力損失、ポンプの駆動などによって上昇する。射出成形処理が実行されている期間において、油圧装置Ｏｕ１はたとえば６０℃まで上昇する。油圧装置Ｏｕ１において発生する熱は、再利用されない場合、廃熱として空気中に放出されてしまう。本実施の形態において油圧装置Ｏｕ１は吸熱対象とし、油圧装置Ｏｕ１にて発生する熱を再利用する。

【0039】

基台２１は、内部に制御基板４０と、サーボアンプ５０Ａ～５０Ｄとを備える。以下では、サーボアンプ５０Ａ～５０Ｄを総称して「サーボアンプ５０」と称する。サーボアンプ５０Ａ～５０Ｄは、サーボモータ８０Ａ～８０Ｄに電力をそれぞれ供給する。より具体的には、サーボアンプ５０Ａ～５０Ｄは、三相交流電圧を生成し、対応するサーボモータ８０Ａ～８０Ｄに対して当該三相交流電力を供給する。射出成形処理が実行されている期間において、サーボアンプ５０Ａ～５０Ｄは、１００℃まで上昇し得る。サーボアンプ５０Ａ～５０Ｄの熱は、再利用されない場合、廃熱として空気中に放出されてしまう。本実施の形態においてサーボアンプ５０Ａ～５０Ｄを吸熱対象とし、サーボアンプ５０Ａ～５０Ｄにて発生する熱を再利用する。

【0040】

制御基板４０は、サーボアンプ５０Ａ～５０Ｄおよび油圧装置Ｏｕ１を制御して、成形サイクルを実行する。制御基板４０は、プロセッサ、メモリなどに加えてノイズフィルタとして機能するリアクトル４０Ｒが含まれている。制御基板４０は、プロセッサの駆動およびリアクトル４０Ｒの電気抵抗などによって発熱する。本実施の形態では制御基板４０を吸熱対象とし、制御基板４０にて発生する熱を再利用する。

【0041】

＜操作盤＞
操作盤３０は、射出成形機１００に関連する情報を表示し、ユーザからの操作を受け付ける。操作盤３０は、制御基板４０と電気的に接続されている。図１の例では、操作盤３０は、射出成形機１００のＹ軸の負方向側に設けられている。ある局面では、操作盤３０は、射出成形機１００と別体として設けられてもよく、たとえば、射出成形機１００が配置されている部屋と異なる部屋に配置されてもよい。

【0042】

操作盤３０は、ディスプレイ３１と入力装置３２とを備える。入力装置３２は、たとえば、複数のボタンを含んで構成される。ある局面では、ディスプレイ３１および入力装置３２がタッチパネルとして一体的に設けられてもよい。また、操作盤３０は、マイクおよびスピーカを含み、音声を用いてユーザからの操作を受け付けてもよい。

【0043】

本実施の形態における射出成形機１００では、作動流体を循環させる流体回路を備える。当該流体回路を用いて、射出成形機１００は、吸熱対象の熱を加熱対象へと伝熱させることによって廃熱を再利用する。

【0044】

［実施の形態１における流体回路］
図２は、実施の形態１における流体回路を説明するための図である。図２に示されているように実施の形態１の射出成形機１００は、流体回路としてヒートポンプ回路Ｃｙ１を有する。ヒートポンプ回路Ｃｙ１は、循環流路内の冷媒を循環させる冷凍サイクルである。ヒートポンプ回路Ｃｙ１には、作動流体として冷媒が封入されている。実施の形態１のヒートポンプ回路Ｃｙ１は、サーボモータ８０Ａの熱を吸熱し、吸熱した熱を加熱シリンダ２２へ伝熱させる。なお、ヒートポンプ回路Ｃｙ１は、本開示における「第１流体回路」に対応し得る。

【0045】

ヒートポンプ回路Ｃｙ１は、圧縮機Ｃｍ１と、熱交換器Ｃｄ１と、減圧装置Ｄｃ１と、熱交換器Ｅｖ１とを備える。ヒートポンプ回路Ｃｙ１内の冷媒は、圧縮機Ｃｍ１、熱交換器Ｃｄ１、減圧装置Ｄｃ１、および熱交換器Ｅｖ１の順に循環する。実施の形態１において、熱交換器Ｃｄ１は、加熱シリンダ２２と直接的または間接的な熱交換が可能な位置に配置されている。ヒートポンプ回路Ｃｙ１に含まれている各構成は、冷媒を通過させるホース、配管などによって接続されている。

【0046】

直接的を行う熱交換の場合、熱交換器Ｃｄ１は加熱シリンダ２２と少なくとも一部が接触するように配置されている。すなわち、熱交換器Ｃｄ１は、熱伝導により加熱シリンダ２２を加熱する。間接的な熱交換の場合、熱交換器Ｃｄ１は加熱シリンダ２２の周囲の空気と熱交換を行うように配置されている。すなわち、熱交換器Ｃｄ１は、加熱シリンダ２２の周囲の空気の温度を上昇させて補助的に加熱シリンダ２２を加熱する。同様に、熱交換器Ｅｖ１もサーボモータ８０Ａと直接的または間接的な熱交換が可能な位置に配置されている。以下では、熱交換器Ｃｄ１および熱交換器Ｅｖ１は、加熱シリンダ２２およびサーボモータ８０Ａと間接的な熱交換を行う位置にそれぞれ配置されている例を説明する。なお、熱交換器Ｃｄ１および熱交換器Ｅｖ１は、本開示における「第１熱交換器」および「第２熱交換器」にそれぞれ対応し得る。

【0047】

＜ヒートポンプ回路における冷媒の流れ＞
以下では、実施の形態１におけるヒートポンプ回路Ｃｙ１の構成の詳細について、冷媒が流れる順番で説明する。

【0048】

圧縮機Ｃｍ１は、ヒートポンプ回路Ｃｙ１内の冷媒を圧縮するように構成されている。圧縮機Ｃｍ１は、たとえば、圧縮容量が可変のインバーター圧縮機である。インバーター圧縮機は、回転数を制御可能に構成されている。具体的には、インバーター圧縮機は、制御基板４０からの指示に基づいて駆動周波数が変更される。実施の形態１の例ではヒートポンプ回路Ｃｙ１は１つの圧縮機を備えるが、ある局面では複数の圧縮機が設けられてもよい。なお、圧縮機Ｃｍ１は圧縮容量が一定である定速圧縮機であってもよい。

【0049】

圧縮機Ｃｍ１から吐出された冷媒は、高温高圧の過熱ガス状となる。これにより、冷媒の温度は加熱シリンダ２２の周囲の空気の温度よりも高くなる。方向Ｄは、圧縮機Ｃｍ１が冷媒を吐出する方向を示す。以下では、ヒートポンプ回路Ｃｙ１において、任意の位置から冷媒が流れて行く方向を「下流」と称し、「下流」の逆側であって冷媒が流れ込んでくる方向を「上流」と称する。たとえば、圧縮機Ｃｍ１は、熱交換器Ｃｄ１の上流に配置されており、熱交換器Ｃｄ１は、圧縮機Ｃｍ１の下流に配置されている。

【0050】

圧縮機Ｃｍ１から吐出された冷媒は、熱交換器Ｃｄ１へと流れ込む。熱交換器Ｃｄ１は、凝縮器として機能し、過熱ガス状の冷媒を凝縮させる。加熱シリンダ２２の周囲に配置された図示されない送風機が生じさせる強制対流により、熱交換器Ｃｄ１を通過する冷媒は、加熱シリンダ２２の周囲の空気との間で熱交換をする。これにより、加熱シリンダ２２の周囲の空気は、熱交換器Ｃｄ１によって加熱される。すなわち、加熱シリンダ２２は、熱交換器Ｃｄ１によって補助的に加熱される。なお、熱交換器Ｃｄ１を通過する冷媒の温度が加熱シリンダ２２よりも高い場合、上述したように熱交換器Ｃｄ１は加熱シリンダ２２との間で直接的に熱交換を行ってもよい。

【0051】

熱交換器Ｃｄ１と加熱シリンダ２２との間における熱交換によって凝縮された液冷媒は、熱交換器Ｃｄ１から減圧装置Ｄｃ１へと流れ込む。減圧装置Ｄｃ１は、液冷媒を膨張させる。減圧装置Ｄｃ１によって膨張された冷媒は、低温低圧の気液二相状態となる。減圧装置Ｄｃ１は、たとえば、膨張弁である。

【0052】

熱交換器Ｅｖ１は、蒸発器として機能する。熱交換器Ｅｖ１は、低温低圧の気液二相状態の冷媒を蒸発させる。これにより、冷媒の温度はサーボモータ８０Ａの周囲の空気の温度よりも低くなる。サーボモータ８０Ａの周囲に配置された図示されない送風機が生じさせる強制対流により、熱交換器Ｅｖ１を通過する冷媒は、サーボモータ８０Ａの周囲の空気との間で熱交換をする。これにより、サーボモータ８０Ａの周囲の空気は、熱交換器Ｅｖ１によって冷却される。すなわち、サーボモータ８０Ａは、熱交換器Ｅｖ１によって補助的に冷却される。なお、熱交換器Ｅｖ１を通過する冷媒の温度がサーボモータ８０Ａの温度よりも低い場合、上述したように熱交換器Ｅｖ１はサーボモータ８０Ａとの間で直接的に熱交換を行ってもよい。

【0053】

熱交換器Ｅｖ１により蒸発された冷媒は、低圧の過熱ガス状態となる。低圧の過熱ガス状態の冷媒は、圧縮機Ｃｍ１へと戻り、再度圧縮された後に熱交換器Ｃｄ１へと吐出され、加熱シリンダ２２を補助的に加熱する。すなわち、サーボモータ８０Ａから吸熱した熱は、冷媒の循環によって加熱シリンダ２２の加熱に用いられる。このように、ヒートポンプ回路Ｃｙ１では、サーボモータ８０Ａにて発生した熱を再利用するために、冷媒が循環する循環流路が形成されている。

【0054】

これにより、サーボモータ８０Ａにて発生した熱を加熱シリンダ２２の加熱のために再利用できる。なお、実施の形態１において、加熱シリンダ２２を加熱対象とし、サーボモータ８０Ａを吸熱対象とする例を説明したが、加熱対象は図１にて説明した他の部品であってもよく、また、吸熱対象も図１にて説明した他の部品であってもよい。

【0055】

［実施の形態２における流体回路］
実施の形態１では、１つの加熱対象と１つの吸熱対象とを有するヒートポンプ回路Ｃｙ１について説明した。しかしながら、ヒートポンプ回路Ｃｙ１によって加熱、吸熱される対象は１つに限られず複数であってもよい。実施の形態２においては、複数の加熱対象への加熱および複数の吸熱対象への吸熱を行うヒートポンプ回路Ｃｙ２について説明する。なお、実施の形態２において、実施の形態１と同様の構成について説明を繰り返さない。

【0056】

図３は、実施の形態２における流体回路を説明するための図である。図３には、射出成形処理が実行されているときのヒートポンプ回路Ｃｙ２が図示されている。実施の形態２におけるヒートポンプ回路Ｃｙ２は、凝縮器として機能する熱交換器Ｃｄ１に加えて、同様に凝縮器として機能する熱交換器Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４を有する。また、実施の形態２におけるヒートポンプ回路Ｃｙ２は、蒸発器として機能する熱交換器Ｅｖ１に加えて、同様に蒸発器として機能する熱交換器Ｅｖ２～熱交換器Ｅｖ９を有する。

【0057】

ヒートポンプ回路Ｃｙ２内の冷媒は、圧縮機Ｃｍ１、熱交換器Ｃｄ１～Ｃｄ３、減圧装置Ｄｃ１を通過した後に、並列に接続された熱交換器Ｅｖ２～Ｅｖ９へと流入して、循環する。熱交換器Ｃｄ４には、予熱期間において冷媒が流れ込む。また、熱交換器Ｅｖ１には、予熱期間でない期間において冷媒が流れ込む。これにより、射出成形機１００では、予熱期間には供給管Ｐ１を加熱し、予熱期間ではない期間には排出管Ｂ１の熱を吸熱することができる。供給管Ｐ１と排出管Ｂ１とについては後述にて説明する。

【0058】

熱交換器Ｃｄ２および熱交換器Ｃｄ３は、ホットランナを有する金型１８、蓄熱部材Ｓｈ１と直接的または間接的な熱交換が可能な位置にそれぞれ配置されている。また、熱交換器Ｅｖ２～熱交換器Ｅｖ９は、サーボモータ８０Ｃ、サーボモータ８０Ｄ、油圧装置Ｏｕ１、制御基板４０、サーボモータ８０Ｂ、サーボモータ８０Ａ、ホッパ２５、サーボアンプ５０と直接的または間接的な熱交換が可能な位置にそれぞれ配置されている。実施の形態２の熱交換器Ｅｖ１は、実施の形態１の熱交換器Ｅｖ１と異なり、排出管Ｂ１と直接的または間接的な熱交換が可能な位置に配置されている。

【0059】

このように、ヒートポンプ回路Ｃｙ２では、凝縮器として機能する複数の熱交換器と、蒸発器として機能する複数の熱交換器とを有することによって、複数の加熱対象への加熱と、複数の吸熱対象への吸熱を行う。すなわち、実施の形態２では、１つのヒートポンプ回路Ｃｙ２によって、複数の対象の加熱および吸熱を行う。

【0060】

図３に示されているように、凝縮器として機能する熱交換器Ｃｄ１～Ｃｄ３は、ヒートポンプ回路Ｃｙ２上に直列に接続されている。熱交換器Ｃｄ１～Ｃｄ３は、加熱対象の加熱の負荷が大きい順番で圧縮機Ｃｍ１からヒートポンプ回路Ｃｙ２上に接続されている。

【0061】

加熱シリンダ２２の温度は蓄熱部材Ｓｈ１の温度よりも高い。加熱シリンダ２２の加熱対象となる面積は、ホットランナを有する金型１８の加熱対象となる面積よりも大きい。このため、加熱シリンダ２２を加熱する負荷は、蓄熱部材Ｓｈ１および金型１８を加熱する負荷よりも大きい。また、ホットランナを有する金型１８の温度は、蓄熱部材Ｓｈ１よりも高い。このため、金型１８を加熱する負荷は、蓄熱部材Ｓｈ１を加熱する負荷よりも大きい。すなわち、加熱シリンダ２２、金型１８、および蓄熱部材Ｓｈ１の加熱負荷のうち、加熱シリンダ２２の加熱負荷が最も大きく、蓄熱部材Ｓｈ１の加熱負荷が最も小さい。図３に示されるように、ヒートポンプ回路Ｃｙ２には、加熱負荷が大きい順番で熱交換器が接続されているため、実施の形態２の射出成形機１００では、加熱負荷が高い対象から順番に効率的な加熱を行うことができる。

【0062】

なお、凝縮器として機能する熱交換器Ｃｄ１～Ｃｄ３は、蒸発器として機能する熱交換器と同様にヒートポンプ回路Ｃｙ２上に並列に配置されてもよい。また、蒸発器として機能する熱交換器Ｅｖ１～Ｅｖ９は、凝縮器として機能する熱交換器と同様にヒートポンプ回路Ｃｙ２上に、吸熱負荷に応じて直列に配置されてもよい。なお、熱交換器Ｃｄ２および熱交換器Ｅｖ３は、本開示における「第３熱交換器」に対応し得る。また、熱交換器Ｅｖ２～Ｅｖ９の各々は、「第４熱交換器」に対応し得る。

【0063】

このように、実施の形態２においても、圧縮機Ｃｍ１と減圧装置Ｄｃ１とを含む１つのヒートポンプ回路Ｃｙ２が設けられることによって、吸熱対象の熱を吸熱し、吸熱した熱を用いて加熱対象を加熱できる。すなわち、射出成形機１００内の部品の温度にかかわらず、発生した熱を再利用できる。また、実施の形態２においては、凝縮器として機能する複数の熱交換器と、蒸発器として機能する複数の熱交換器とを含むことによって、１つのヒートポンプ回路Ｃｙ２によって複数の対象の加熱および吸熱を行うことができる。

【0064】

＜配管について＞
図３において、ヒートポンプ回路Ｃｙ２に接続されている各構成が制御ユニット６０、型締装置１０、および射出装置２０のいずれに配置されているかが破線によって示されている。型締装置１０には、熱交換器Ｃｄ２、熱交換器Ｃｄ３、熱交換器Ｃｄ４、減圧装置Ｄｃ１、熱交換器Ｅｖ１、熱交換器Ｅｖ２、熱交換器Ｅｖ３が含まれている。制御ユニット６０には、熱交換器Ｅｖ４、熱交換器Ｅｖ５、熱交換器Ｅｖ９、および圧縮機Ｃｍ１が含まれている。射出装置２０には、熱交換器Ｅｖ６、熱交換器Ｅｖ７、熱交換器Ｅｖ８、および熱交換器Ｃｄ１が含まれている。

【0065】

配管Ｗｒ１～Ｗｒ５は、型締装置１０と射出装置２０と制御ユニット６０とのうちのいずれか２つの構成を接続するための配管である。配管Ｗｒ１は、制御ユニット６０に含まれる圧縮機Ｃｍ１と、射出装置２０に含まれる熱交換器Ｃｄ１とを接続する。配管Ｗｒ２は、射出装置２０に含まれる熱交換器Ｃｄ１と、型締装置１０に含まれる熱交換器Ｃｄ２とを接続する。

【0066】

配管Ｗｒ３，Ｗｒ４，Ｗｒ５の各々は、蒸発器として機能する熱交換器Ｅｖ１～Ｅｖ９に流入する前の冷媒を通過させる配管と、蒸発器として機能する熱交換器Ｅｖ１～Ｅｖ９に流入した後の冷媒を通過させる配管とを含む。配管Ｗｒ３は、型締装置１０に含まれる熱交換器Ｅｖ３と、制御ユニット６０に含まれる熱交換器Ｅｖ４との間の配管である。配管Ｗｒ４は、制御ユニット６０に含まれる熱交換器Ｅｖ５と、射出装置２０に含まれる熱交換器Ｅｖ６との間の配管である。配管Ｗｒ５は、射出装置２０に含まれる熱交換器Ｅｖ８と、制御ユニット６０に含まれる熱交換器Ｅｖ９との間の配管である。

【0067】

実施の形態２において、型締装置１０と射出装置２０と制御ユニット６０とのうちのいずれか２つの構成を接続する配管Ｗｒ１～Ｗｒ５の各々は可撓性を有する。たとえば、配管Ｗｒ１～Ｗｒ５は冷媒ホースである。これにより、実施の形態２では、型締装置１０と射出装置２０と制御ユニット６０とのうちのいずれか２つの構成を接続する配管Ｗｒ１～Ｗｒ５が可撓性を有する配管を用いることによってヒートポンプ回路Ｃｙ２を容易に設置することができる。配管Ｗｒ１～Ｗｒ５は、本開示における「第１管」に対応し得る。

【0068】

＜予熱期間＞
上述したように予熱期間において金型温調器Ｍ１を駆動させる場合、熱媒体の温度は高いことが望ましいため、供給管Ｐ１は加熱対象となる。また、予熱期間ではない期間において金型温調器Ｍ１を駆動させる場合、熱媒体の温度は低いことが望ましいため、排出管Ｂ１は吸熱対象となる。以下では、予熱期間および予熱期間ではない期間における制御の一例を説明する。

【0069】

温度センサＨｓ１と接続されている制御基板４０は、温度センサＨｓ１の検出値に基づいて、切換装置Ｓｗ１，Ｓｗ２を切り換える。切換装置Ｓｗ１，Ｓｗ２は、冷媒が通過可能な開放状態と、冷媒が通過できない閉鎖状態とに流路の状態を切り換える。温度センサＨｓ１の検出値が予め定められた閾値より低い場合、制御基板４０は、予熱期間であるとして、切換装置Ｓｗ１を切り換えて流路を開放状態にし、切換装置Ｓｗ２を切り換えて流路を閉鎖状態にする。

【0070】

温度センサＨｓ１の検出値が予め定められた閾値以上である場合、制御基板４０は、予熱期間ではないとして、切換装置Ｓｗ１を切り換えて流路を閉鎖状態にし、切換装置Ｓｗ２を切り換えて流路を開放状態にする。これにより、予熱期間には供給管Ｐ１が加熱され、予熱期間ではない期間には排出管Ｂ１の熱が吸熱される。

【0071】

なお、予熱期間においては、サーボモータ８０Ａ～８０Ｄなどの構成が十分な温度を有していない場合が考えられる。そのため、ある局面において、実施の形態２のヒートポンプ回路Ｃｙ２は、吸熱用の熱交換器をさらに備え、当該吸熱用の熱交換器は、射出成形機１００以外の外部の熱を有する構成または蓄熱部材Ｓｈ１から熱を吸熱してもよい。これにより、実施に形態２の射出成形機１００では、予熱期間においても供給管Ｐ１を加熱することができる。

【0072】

［実施の形態３］
以下では、図４～６を用いて実施の形態３における射出成形機１００Ａについて説明する。図４は、実施の形態３における射出成形機１００Ａの外観図である。なお、実施の形態３において、実施の形態１，２と同様の構成について説明を繰り返さない。

【0073】

実施の形態３では、サーボアンプ５０Ａ～５０Ｄの配置が異なる。サーボアンプ５０Ａ，５０Ｂは、基台２１内ではなく射出装置２０の駆動装置２４内に配置されている。また、サーボアンプ５０Ｃは、型締ハウジング１３内に配置されている。サーボアンプ５０Ｄは、可動盤１４に配置されている。

【0074】

実施の形態３では、実施の形態１，２と異なり、２つのヒートポンプ回路を備える。図５は、実施の形態３における流体回路を説明するための第１図である。図５には、型締装置１０に含まれる構成だけを接続するヒートポンプ回路Ｃｙ１Ａが示されている。図６は、実施の形態３における流体回路を説明するための第２図である。図６には、射出装置２０に含まれる構成だけを接続するヒートポンプ回路Ｃｙ１Ｂが示されている。

【0075】

図５に示されるように、ヒートポンプ回路Ｃｙ１Ａ内の冷媒は、圧縮機Ｃｍ１Ａ、熱交換器Ｃｄ１Ａ、熱交換器Ｃｄ２Ａを通過した後に、減圧装置Ｄｃ１Ａを介して、並列に接続された熱交換器Ｅｖ１Ａ、熱交換器Ｅｖ２Ａ～熱交換器Ｅｖ５Ａへと流入して、循環する。

【0076】

熱交換器Ｃｄ１Ａおよび熱交換器Ｃｄ２Ａは、ホットランナを有する金型１８、蓄熱部材Ｓｈ１と直接的または間接的な熱交換が可能な位置にそれぞれ配置されている。また、熱交換器Ｅｖ１Ａは、サーボモータ８０Ｃと直接的または間接的な熱交換が可能な位置に配置されている。熱交換器Ｅｖ２Ａ～熱交換器Ｅｖ５Ａは、サーボモータ８０Ｄ、サーボアンプ５０Ｃ、サーボアンプ５０Ｄ、排出管Ｂ１と直接的または間接的な熱交換が可能な位置にそれぞれ配置されている。

【0077】

図６に示されるように、ヒートポンプ回路Ｃｙ１Ｂ内の冷媒は、圧縮機Ｃｍ１Ｂ、熱交換器Ｃｄ１Ｂを通過した後に、減圧装置Ｄｃ１Ｂを介して、並列に接続された熱交換器Ｅｖ１Ｂ～熱交換器Ｅｖ５Ｂへと流入して循環する。

【0078】

熱交換器Ｃｄ１Ｂは、加熱シリンダ２２と直接的または間接的な熱交換が可能な位置に配置されている。また、熱交換器Ｅｖ１Ｂ～熱交換器Ｅｖ５Ｂは、サーボモータ８０Ａ、サーボモータ８０Ｂ、サーボアンプ５０Ａ、サーボアンプ５０Ｂ、ホッパ２５と直接的または間接的な熱交換が可能な位置にそれぞれ配置されている。

【0079】

このように、実施の形態３においては、型締装置１０内において１つのヒートポンプ回路Ｃｙ１Ａが設けられており、射出装置２０内において１つのヒートポンプ回路Ｃｙ１Ｂが設けられている。これにより、実施の形態３では、各ヒートポンプ回路Ｃｙ１Ａ，Ｃｙ１Ｂのメンテナンス時または修理時において、型締装置１０および射出装置２０ごとにメンテナンスまたは修理を行うことが可能となり、作業負担を軽減できる。

【0080】

［実施の形態４における流体回路］
実施の形態１では、圧縮機Ｃｍ１と減圧装置Ｄｃ１とを有するヒートポンプ回路Ｃｙ１について説明した。しかしながら、流体回路はヒートポンプ回路に限られず他の種類の流体回路であってもよい。実施の形態４においては、ヒートポンプ回路ではなくヒートパイプを用いて熱交換を促す構成について説明する。なお、実施の形態４において、実施の形態１と同様の構成について説明を繰り返さない。

【0081】

図７は、実施の形態４における流体回路を説明するための図である。図７に示されているように実施の形態４の射出成形機１００は、流体回路として、吸熱部Ｇｃ１と加熱部Ｇｈ１とを有するヒートパイプ回路Ｃｙ３を備える。ヒートパイプ回路Ｃｙ３は、サーボモータ８０Ａと蓄熱部材Ｓｈ１とを熱的に接続している。ヒートパイプ回路Ｃｙ３の吸熱部Ｇｃ１は、サーボモータ８０Ａと熱交換可能である位置に配置されている。ヒートパイプ回路Ｃｙ３の加熱部Ｇｈ１は、蓄熱部材Ｓｈ１と熱交換可能である位置に配置されている。なお、実施の形態４におけるヒートパイプ回路Ｃｙ３は、本開示における「第２流体回路」に対応し得る。

【0082】

より具体的には、ヒートパイプ回路Ｃｙ３には、作動流体として純水などの液体が封入されている。ヒートパイプ９０内の液体は、サーボモータ８０Ａからの熱により蒸発する。すなわち、ヒートパイプ回路Ｃｙ３内の液体は、サーボモータ８０Ａから蒸発潜熱を吸収し、サーボモータ８０Ａを冷却する。吸熱部Ｇｃ１において、ヒートパイプ回路Ｃｙ３内の液体は蒸発した後、空間Ｖｃ１を通過して加熱部Ｇｈ１側に移動する。空間Ｖｃ１は、減圧された空間または真空の空間である。空間Ｖｃ１は、本開示における「第１空間」に対応し得る。

【0083】

加熱部Ｇｈ１側に移動したヒートパイプ回路Ｃｙ３内の液体は、蓄熱部材Ｓｈ１に蒸発潜熱を放出し凝縮する。ヒートパイプ回路Ｃｙ３の毛細管構造（ウイック）を含む内壁Ｃｐ１を有する。内壁Ｃｐ１は、本開示における「第１部材」に対応し得る。凝縮したヒートパイプ回路Ｃｙ３内の液体は、毛細管構造を有する内壁Ｃｐ１により、吸熱部Ｇｃ１側に戻る。

【0084】

このように、サーボモータ８０Ａと蓄熱部材Ｓｈ１とは、ヒートパイプ回路Ｃｙ３により熱的に接続されている。これにより、実施の形態４の射出成形機１００では、金型１８を通過した熱媒体によって高温となったサーボモータ８０Ａを冷却できるとともに、蓄熱部材Ｓｈ１を加熱することができる。

【0085】

［実施の形態５における流体回路］
実施の形態１では、圧縮機Ｃｍ１と減圧装置Ｄｃ１とを含むヒートポンプ回路Ｃｙ１を有する構成について説明し、実施の形態４では、ヒートパイプ回路Ｃｙ３を有する構成について説明した。実施の形態５においては、ヒートポンプ回路、ヒートパイプ回路の両方有する構成について説明する。なお、実施の形態５において、実施の形態１～４と同様の構成について説明を繰り返さない。

【0086】

図８は、実施の形態５における流体回路を説明するための図である。図８に示されているように実施の形態５の射出成形機１００は、流体回路として、ヒートポンプ回路Ｃｙ１と、複数のヒートパイプ回路を備える。図８には、複数のヒートパイプ回路の一例としてヒートパイプ回路Ｃｙ３Ａ，Ｃｙ３Ｂとが示されている。

【0087】

実施の形態５における構成では、ヒートパイプ回路Ｃｙ３Ａ，Ｃｙ３Ｂは、サーボモータ８０Ａ，８０Ｂの熱を吸熱して蓄熱部材Ｓｈ１を加熱する。なお、図８の例では、複数のヒートパイプ回路の一例として、ヒートパイプ回路Ｃｙ３Ａ，Ｃｙ３Ｂの２つのヒートパイプ回路だけが示されているが、３つ以上のヒートパイプ回路が設けられてもよい。このように、図８の例では、複数のヒートパイプ回路によって吸熱対象となる部品から吸熱した熱を用いて、蓄熱部材Ｓｈ１は加熱される。

【0088】

さらに、実施の形態５では、ヒートポンプ回路Ｃｙ１における圧縮機Ｃｍ１の駆動によって、蓄熱部材Ｓｈ１の熱が用いられて、加熱シリンダ２２は加熱される。このように、実施の形態５の例では、ヒートパイプ回路とヒートポンプ回路との両方を用いて加熱シリンダ２２が加熱されている。これにより、実施の形態５における射出成形機１００では、吸熱用の熱交換器が複数設けられなくとも、複数の構成の熱を吸熱して、加熱対象となる構成を加熱できる。すなわち、実施の形態５における射出成形機１００では、高価な熱交換器の数を少なくすることができ、ヒートポンプ回路Ｃｙ１を構成するためのコストを低減することができる。さらに、ヒートポンプ回路Ｃｙ１に接続される熱交換器の数が少なくなることから、冷媒を循環させるために必要となる圧縮機Ｃｍ１の消費電力は低減する。すなわち、実施の形態５の射出成形機１００では、ヒートポンプ回路Ｃｙ１内で冷媒を循環させるために必要となる電力を低減させることができる。

【0089】

［付記］
上述した複数の例示的な実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0090】

（第１項） 本開示における射出成形機は、射出材料を金型へと射出して成形品を成形する射出成形機であって、加熱対象である第１部品と、吸熱対象である第２部品と、作動流体が循環可能に構成されている第１流体回路とを備える。第１流体回路は、圧縮機と、第１部品を加熱する第１熱交換器と、減圧装置と、第２部品の熱を吸熱する第２熱交換器とを含み、圧縮機、第１熱交換器、減圧装置、および第２熱交換器の順に作動流体が循環可能に構成されている。

【0091】

第１項に記載の射出成形機１００によれば、射出成形機１００内の部品の温度にかかわらず、発生した熱を再利用できる。

【0092】

（第２項） 第１項に係る金型は、射出材料が通過するランナと、ランナを加熱するヒータを含み、第１部品は、金型、射出材料を加熱する加熱シリンダ、または、熱エネルギーを再利用可能であるように保持可能な蓄熱部材のうちのいずれかである。

【0093】

第２項に記載の射出成形機１００によれば、加熱すべき部品に対して加熱することができる。

【0094】

（第３項） 第１項または第２項に係る第２部品は、射出成形処理に用いられるサーボモータ、サーボモータに電力を供給するサーボアンプ、射出材料を金型へ注入する射出ノズルの位置を変化させる油圧装置、可塑化される前の射出材料を保持するホッパ、または、プロセッサを搭載した制御基板のうちのいずれかである。

【0095】

第３項に記載の射出成形機１００によれば、廃熱として処理されていた熱を吸熱することができる。

【0096】

（第４項） 第３項に係る制御基板は、ノイズフィルタとして機能するリアクトルを含む。

【0097】

第４項に記載の射出成形機１００によれば、リアクトルによる発熱を吸熱し、再利用できる。

【0098】

（第５項） 第１項～第４項のいずれか１項に係る射出成形機は、金型の温度を調整する金型温調器と、金型の温度を検出する温度センサと、温度センサと接続された制御基板とをさらに備える。金型温調器は、熱媒体を金型へ供給する供給管と、熱媒体を金型から排出する排出管とを含み、制御基板は、温度センサの検出値に基づいて金型の予熱期間であるか否かを判定し、予熱期間である場合、第１部品として供給管を加熱し、予熱期間ではない場合、第２部品として排出管から熱を吸熱する。

【0099】

第５項に記載の射出成形機１００によれば、金型温調器を加熱対象または吸熱対象にすることができる。

【0100】

（第６項） 第１項～第５項のいずれか１項に係る射出成形機は、射出材料の可塑化、および可塑化された射出材料を金型へ射出する射出装置と、射出材料が射出された金型を型締する型締装置と、射出装置および型締装置に含まれる構成を制御する制御ユニットとをさらに備える。第１流体回路は、型締装置と射出装置との間、型締装置と制御ユニットとの間、および制御ユニットと射出装置との間のいずれかを接続する第１管を含み、第１管は可撓性を有する。

【0101】

第６項に記載の射出成形機１００によれば、各装置、ユニット間の構成を接続するヒートポンプ回路Ｃｙ１であっても容易に設置することができる。

【0102】

（第７項） 第１項に係る射出成形機は、加熱対象であって、第１部品と異なる第３部品をさらに備え、第１流体回路は、作動流体の循環により第３部品を加熱する第３熱交換器を含む。

【0103】

第７項に記載の射出成形機１００によれば、複数の部品を加熱することができる。
（第８項） 第１項に係る射出成形機は、吸熱対象であって、第２部品と異なる第４部品をさらに備え、第１流体回路は、作動流体の循環により第４部品の熱を吸熱する第４熱交換器を含む。

【0104】

第８項に記載の射出成形機１００によれば、複数の部品の熱を吸熱することができる。
（第９項） 第１項～第８項のいずれか１項に係る射出成形機は、作動流体が循環可能に構成されている第２流体回路と、吸熱対象であって第２部品と異なる第５部品とをさらに備える。第２流体回路は、第２部品を加熱する加熱部と、第５部品を吸熱する吸熱部と、加熱部において凝縮された作動流体を毛細管現象により吸熱部へと移動させる第１部材と、吸熱部において蒸発した作動流体を加熱部へと移動させるための第１空間とを含み、吸熱部、第１空間、加熱部および第１部材の順に作動流体が循環可能に構成されている。

【0105】

第９項に記載の射出成形機１００によれば、設けられる熱交換器の数を少なくすることができ、コストを低減することができる。さらに、熱交換器の数が少なくなることから圧縮機Ｃｍ１の消費電力も低減することができる。

【0106】

（第１０項） 他の態様の射出成形機１００は、射出材料を金型１７,１８へと射出して成形品を成形する射出成形機１００である。射出成形機１００は、加熱対象となる部品と、吸熱対象となる部品と、作動流体が循環可能に構成されているヒートパイプ回路Ｃｙ３とを備える。ヒートパイプ回路Ｃｙ３は、加熱対象となる部品を加熱する加熱部Ｇｈ１と、吸熱対象となる部品を吸熱する吸熱部Ｇｃ１と、加熱部Ｇｈ１において凝縮された作動流体を毛細管現象により吸熱部Ｇｃ１へと移動させる内壁Ｃｐ１と、吸熱部Ｇｃ１において蒸発した作動流体を加熱部Ｇｈ１へと移動させるための空間Ｖｃ１とを含み、吸熱部Ｇｃ１、空間Ｖｃ１、加熱部Ｇｈ１および内壁Ｃｐ１の順に作動流体が循環可能に構成されている。

【0107】

第１０項に記載の射出成形機１００によれば、ヒートパイプ回路を用いた熱交換をすることができる。

【符号の説明】

【0108】

１０ 型締装置、１１ ベッド、１２ 固定盤、１３ 型締ハウジング、１４ 可動盤、１５ タイバー、１６ 型締機構、１７，１８ 金型、１９ ボールねじ、２０ 射出装置、２１ 基台、２２ 加熱シリンダ、２３ スクリュ、２４ 駆動機構、２５ ホッパ、２６ 射出ノズル、２７ ノズルタッチ装置、２９Ａ～２９Ｃ 熱電対、３０ 操作盤、３１ ディスプレイ、３２ 入力装置、４０ 制御基板、４０Ｒ リアクトル、５０，５０Ａ～５０Ｄ サーボアンプ、６０ 制御ユニット、８０Ａ～８０Ｄ サーボモータ、１００，１００Ａ 射出成形機、Ｂ１ 排出管、Ｃｄ１～Ｃｄ３，Ｃｄ１Ａ～Ｃｄ２Ａ，Ｃｄ１Ｂ，Ｅｖ１～Ｅｖ９，Ｅｖ１Ａ～Ｅｖ５Ａ，Ｅｖ１Ｂ～Ｅｖ５Ｂ 熱交換器、Ｃｍ１，Ｃｍ１Ａ，Ｃｍ１Ｂ 圧縮機、Ｃｐ１ 内壁、Ｃｙ１Ａ，Ｃｙ１Ｂ，Ｃｙ１，Ｃｙ２ ヒートポンプ回路、Ｃｙ３ ヒートパイプ回路、Ｄ 方向、Ｄｃ１ 減圧装置、Ｇｃ１ 吸熱部、Ｇｈ１ 加熱部、Ｈｔ１ ヒータ、Ｈｓ１ 温度センサ、Ｍ１ 金型温調器、Ｏｕ１ 油圧装置、Ｐ１ 供給管、Ｒｎ１ ランナ、Ｓｈ１ 蓄熱部材、Ｖｃ１ 空間、Ｗｒ１～Ｗｒ５ 配管。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】