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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-21
(45)【発行日】2024-10-29
(54)【発明の名称】冷却装置および冷却方法
(51)【国際特許分類】
B29C 45/17 20060101AFI20241022BHJP
B29C 45/14 20060101ALI20241022BHJP
B29C 45/42 20060101ALI20241022BHJP
【ＦＩ】
B29C45/17
B29C45/14
B29C45/42
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021010782
(22)【出願日】2021-01-27
(65)【公開番号】P2022114509
(43)【公開日】2022-08-08
【審査請求日】2023-09-28
(73)【特許権者】
【識別番号】300041192
【氏名又は名称】ＵＢＥマシナリー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004347
【氏名又は名称】弁理士法人大場国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100100077
【弁理士】
【氏名又は名称】大場 充
(74)【代理人】
【識別番号】100136010
【弁理士】
【氏名又は名称】堀川 美夕紀
(74)【代理人】
【識別番号】100130030
【弁理士】
【氏名又は名称】大竹 夕香子
(74)【代理人】
【識別番号】100203046
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 聖子
(72)【発明者】
【氏名】有馬 祐一朗
(72)【発明者】
【氏名】中川 慎也
(72)【発明者】
【氏名】福田 裕一郎
(72)【発明者】
【氏名】岡本 昭男
【審査官】羽鳥 公一
(56)【参考文献】
【文献】特開昭４９－１３３４６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１３１７７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６２－０８３１２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１４４６３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－０３９０３７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ３３／００－３３／７６
Ｂ２９Ｃ ３９／２６－３９／３６
Ｂ２９Ｃ ４１／３８－４１／４４
Ｂ２９Ｃ ４３／３６－４３／４２
Ｂ２９Ｃ ４３／５０
Ｂ２９Ｃ ４５／００－４５／８４
Ｂ２９Ｃ ４９／４８－４９／５６
Ｂ２９Ｃ ４９／７０
Ｂ２９Ｃ ５１／３０－５１／４０
Ｂ２９Ｃ ５１／４４
Ｂ２９Ｃ ６３／００－６３／４８
Ｂ２９Ｃ ６５／００－６５／８２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
射出成形機により樹脂ライニングが内面に形成されたライニング管の冷却装置であって、前記ライニング管を前記射出成形機の機外へ搬出し、かつ、前記ライニング管の軸線方向が鉛直方向に沿うように冷却台に載せる搬出部と、
前記冷却台と、前記冷却台に載せられる前記ライニング管の外周の全周囲または一部を取り囲むように、冷却媒体を噴射する複数のノズルが配列される冷却ヘッドと、を備える冷却部と、
を備えることを特徴とする冷却装置。
【請求項2】
前記冷却ヘッドは、内壁および外壁を備え、前記内壁が前記ライニング管の前記外周に対向する噴射体と、
前記内壁にマトリックス状に設けられる複数の前記ノズルと、を備える、
請求項１に記載の冷却装置。
【請求項3】
前記噴射体は、平面視すると、コの字形、ロの字形および円形のいずれかの形状を有する、前記ライニング管が配置される冷却領域を備える、
請求項２に記載の冷却装置。
【請求項4】
複数の前記ノズルは、平面視して、前記冷却領域の略中央を向くように配列される、
請求項３に記載の冷却装置。
【請求項5】
前記冷却台と前記冷却ヘッドは、互いに相対的な移動が可能とされ、前記相対的な移動は、水平方向に沿う移動、鉛直方向に沿う移動、鉛直方向に沿う中心軸線を中心とする水平回転の三つの形態の少なくとも一つを含む、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項6】
前記搬出部は、前記冷却ヘッドの前記冷却領域に対応する位置に前記冷却台が至る前か、または、至った後に、前記ライニング管を前記冷却台に載せる、
請求項３または請求項４に記載の冷却装置。
【請求項7】
射出成形機により樹脂ライニングが内面に形成されたライニング管の冷却方法であって、前記ライニング管を前記射出成形機の機外へ搬出し、かつ、前記ライニング管の軸線方向が鉛直方向に沿うように冷却台に載せる搬出ステップと、
前記冷却台と、前記冷却台に載せられる前記ライニング管の外周の全周囲または一部を取り囲むように、冷却媒体を噴射可能な複数のノズルが配列される冷却ヘッドから前記冷却媒体を噴射する冷却ステップと、
を備えることを特徴とする冷却方法。
【請求項8】
前記冷却ステップにおいて、前記冷却媒体の噴射量を、噴射の開始から終了にかけて、変化させる、
請求項７に記載の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、射出成形機により内面に樹脂ライニングが形成された金属製のライニング管を機外で冷却するのに用いられる冷却装置に関する。
【背景技術】
【0002】
管端にフランジを有する金属管の内面から管端のフランジ面にかけて射出成形により樹脂がライニングされたライニング管が、例えば特許文献１に開示されている。このライニング管は金属管の腐食防止等の観点から、ライニングが形成されている。ライニングは、ライニング管内に中子を挿入して、開口部には蓋を装着する。この状態で、ライニング管の内面と中子との間に、ライニング用のキャビティが形成される。中子や蓋が装着されたライニング管は、直接、射出成形機に取り付けられる。取り付け部位の中子の一部に樹脂流路が形成されており、そこに射出成形機の樹脂吐出ノズルを接触させて溶融樹脂を射出充填することにより、ライニング用のキャビティに溶融樹脂が充填され、金属管の内面に樹脂によるライニングが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平９－０３９０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ライニングに適用される樹脂の融点が高い場合には、射出成形機から機外へライニング管を搬出してから、冷却媒体、典型的には水をかけて冷却する。射出成形機の機内で冷却するには相当の時間が必要だからである。特に、融点の高いフッ素樹脂をライニングに適用した場合には、その融点が３００℃を超えるために、機内での冷却には長時間が必要である。
一方で、冷却にムラがあると、成形されたライニングに歪が生じてしまい、金属管内面からライニングが剥離する等して、その耐久性に悪影響を与える。
一方で、冷却にムラがあると、成形されたライニングに歪が生じてしまい、金属管内面からライニングが剥離する等して、その耐久性に悪影響を与える。
【0005】
以上より、本発明は、樹脂によるライニングが形成されたライニング管を、射出成形機の機外で冷却する際に冷却ムラを抑えることのできる冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、射出成形機により樹脂ライニングが内面に形成されたライニング管の冷却装置に関する。
この冷却装置は、ライニング管を射出成形機の機外へ搬出し、かつ、ライニング管の軸線方向が鉛直方向に沿うように冷却台に載せる搬出部と、冷却台と、冷却台に載せられるライニング管の外周の全周囲または一部を取り囲むように、冷却媒体を噴射する複数のノズルが配列される冷却ヘッドと、を備える冷却部と、を備える。
この冷却装置は、ライニング管を射出成形機の機外へ搬出し、かつ、ライニング管の軸線方向が鉛直方向に沿うように冷却台に載せる搬出部と、冷却台と、冷却台に載せられるライニング管の外周の全周囲または一部を取り囲むように、冷却媒体を噴射する複数のノズルが配列される冷却ヘッドと、を備える冷却部と、を備える。
【0007】
本発明に係る冷却ヘッドは、好ましくは、内壁および外壁を備え、内壁がライニング管の外周に対向する噴射体と、内壁にマトリックス状に設けられる複数のノズルと、を備える。
【0008】
本発明に係る噴射体は、好ましくは、平面視すると、コの字形、ロの字形および円形のいずれかの形状を有する、ライニング管が配置される冷却領域を備える。
【0009】
本発明に係る複数のノズルは、好ましくは、平面視して、冷却領域の略中央を向くように配列される。
【0010】
本発明において、冷却台と冷却ヘッドは、好ましくは、互いに相対的な移動が可能とされる。この相対的な移動は、水平方向に沿う移動、鉛直方向に沿う移動、鉛直方向に沿う中心軸線を中心とする水平回転の三つの形態の少なくとも一つを含む。
【0011】
本発明に係る搬出部は、好ましくは、冷却ヘッドの冷却領域に対応する位置に冷却台が至る前か、または、至った後に、ライニング管を冷却台に載せる。
【0012】
本発明は、射出成形機により樹脂ライニングが内面に形成されたライニング管の冷却方法を提供する。
この冷却方法は、ライニング管を射出成形機の機外へ搬出し、かつ、ライニング管の軸線方向が鉛直方向に沿うように冷却台に載せる搬出ステップと、冷却台と、冷却台に載せられるライニング管の外周の全周囲または一部を取り囲むように、冷却媒体を噴射可能な複数のノズルが配列される冷却ヘッドから冷却媒体を噴射する冷却ステップと、を備える。
この冷却方法は、ライニング管を射出成形機の機外へ搬出し、かつ、ライニング管の軸線方向が鉛直方向に沿うように冷却台に載せる搬出ステップと、冷却台と、冷却台に載せられるライニング管の外周の全周囲または一部を取り囲むように、冷却媒体を噴射可能な複数のノズルが配列される冷却ヘッドから冷却媒体を噴射する冷却ステップと、を備える。
【0013】
本発明に係る冷却ステップにおいて、好ましくは、冷却媒体の噴射量を、噴射の開始から終了にかけて、変化させる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、冷却台に載せられるライニング管の外周の全周囲または一部を取り囲むように、冷却媒体を噴射可能な複数のノズルが配列される冷却ヘッドを備えるので、ライニング管の冷却ムラを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施形態に係る射出成形設備の概略構成を示す平面図である。
【図4】本実施形態に係る冷却装置による冷却水の噴射パターンを示す図である。
【図5】本実施形態に係る冷却装置による冷却水のその他の噴射パターンを示す図である。
【図6】本実施形態に係る冷却ヘッドと冷却台の他の動作例を示す図である。
【図7】本実施形態に係る冷却ヘッドと冷却台の他の動作例を示す図である。
【図8】本実施形態に係る冷却ヘッドと冷却台の他の動作例を示す図である。
【図9】本実施形態に係る冷却ヘッドの変形例を示す図である。
【図10】本実施形態に係る冷却装置の対象となるライニング管の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る射出成形設備１は、図１に示すように、金属製の配管素材に樹脂材料からなるライニングを施す射出成形機１０と、射出成形機１０で作製されたライニング管１００を射出成形機１０から搬出するとともに冷却台５１に載せる搬出部３０と、搬出部３０で移送されるライニング管１００を冷却する冷却部５０と、射出成形機１０、搬出部３０および冷却部５０の動作を制御する制御部７０と、を備える。射出成形設備１は、射出成形機１０でライニングが施された直後のライニング管１００を冷却部５０により冷却ムラを抑えることを目的とする。なお、搬出部３０と冷却部５０が本発明における冷却装置を構成する。
本実施形態に係る射出成形設備１は、図１に示すように、金属製の配管素材に樹脂材料からなるライニングを施す射出成形機１０と、射出成形機１０で作製されたライニング管１００を射出成形機１０から搬出するとともに冷却台５１に載せる搬出部３０と、搬出部３０で移送されるライニング管１００を冷却する冷却部５０と、射出成形機１０、搬出部３０および冷却部５０の動作を制御する制御部７０と、を備える。射出成形設備１は、射出成形機１０でライニングが施された直後のライニング管１００を冷却部５０により冷却ムラを抑えることを目的とする。なお、搬出部３０と冷却部５０が本発明における冷却装置を構成する。
【0017】
［ライニング管１００：図１０］
射出成形設備１が対象とするライニング管１００の一例を図１０に基づいて説明する。
ライニング管１００は、主管部１０１から枝管部１０２が分岐された配管素材１０３の内面から管端フランジ面１０１ｂ、１０２ｂにかけて射出成形により樹脂ライニング１０４が形成される。このライニング管１００のように複数方向へ分岐するものはチーズ管と称されるが、本実施形態の対象となるライニング管は、チーズ管に限るものではない。
なお、以下の説明においては、単純な筒形状のライニング管１００を示す。
射出成形設備１が対象とするライニング管１００の一例を図１０に基づいて説明する。
ライニング管１００は、主管部１０１から枝管部１０２が分岐された配管素材１０３の内面から管端フランジ面１０１ｂ、１０２ｂにかけて射出成形により樹脂ライニング１０４が形成される。このライニング管１００のように複数方向へ分岐するものはチーズ管と称されるが、本実施形態の対象となるライニング管は、チーズ管に限るものではない。
なお、以下の説明においては、単純な筒形状のライニング管１００を示す。
【0018】
［射出成形機１０：図１］
本実施形態に係る射出成形機１０は、中子が挿入される配管素材そのものを金型として扱う。そして、配管素材の内側に中子を挿入し、配管素材の内面と中子との間にキャビティを形成する。このキャビティに溶融された樹脂が射出充填されることにより、樹脂によるライニングが形成される。ライニングが形成されたライニング管は、射出成形機１０の機外へ搬出された後に冷却される。なお、ライニング管１００を形成する射出成形機１０については、射出成形機そのものの他、対象となる空間（キャビティ）に溶融樹脂を充填可能な装置を含み、これらは、公知の構成を適用できるので具体的な構成の説明を省略する。
本実施形態に係る射出成形機１０は、中子が挿入される配管素材そのものを金型として扱う。そして、配管素材の内側に中子を挿入し、配管素材の内面と中子との間にキャビティを形成する。このキャビティに溶融された樹脂が射出充填されることにより、樹脂によるライニングが形成される。ライニングが形成されたライニング管は、射出成形機１０の機外へ搬出された後に冷却される。なお、ライニング管１００を形成する射出成形機１０については、射出成形機そのものの他、対象となる空間（キャビティ）に溶融樹脂を充填可能な装置を含み、これらは、公知の構成を適用できるので具体的な構成の説明を省略する。
【0019】
［搬出部３０：図１］
搬出部３０は、図１に示すように、基台３１と、基台３１に対して正転および逆転が可能でかつ昇降可能とされる回転軸３３と、回転軸３３に対して伸縮可能に取り付けられる揺動アーム３５と、揺動アーム３５に取り付けられるライニング管１００を把持するグリッパ３７Ａ、３７Ｂと、を備える。
搬出部３０は、図１に示すように、基台３１と、基台３１に対して正転および逆転が可能でかつ昇降可能とされる回転軸３３と、回転軸３３に対して伸縮可能に取り付けられる揺動アーム３５と、揺動アーム３５に取り付けられるライニング管１００を把持するグリッパ３７Ａ、３７Ｂと、を備える。
【0020】
冷却装置を構成する搬出部３０は、射出成形機１０からライニング管１００を移送する際には、図１の実線で示すように、揺動アーム３５が射出成形設備１の右側（Ｒ）を向いた状態で、グリッパ３７Ａ、３７Ｂがライニング管１００を把持する。グリッパ３７Ａ、３７Ｂがライニング管１００を把持した後に、一点鎖線で示すように、揺動アーム３５が射出成形設備１の左側（Ｌ）を向くように回転軸３３を回転させる。ライニング管１００が冷却台５１に載る位置まで回転軸３３が回転したならば、回転動作を止めるとともに、グリッパ３７Ａ、３７Ｂを開いてライニング管１００を冷却台５１に載せる。ライニング管１００を冷却台５１に載せたならば、ライニング管１００の冷却に妨げにならない位置に揺動アーム３５およびグリッパ３７Ａ、３７Ｂを退避させて、ライニング管１００の移送を完了する。この一連の動作は、制御部７０からの指示に従って行われる。また、ここでは説明を省略したが、ライニング管１００の射出成形機１０から冷却台５１への移送の過程で、必要に応じて回転軸３３を昇降させることができる。
【0021】
射出成形機１０から冷却台５１へライニング管１００を移送できるのであれば、搬出部３０は以上に限るものではなく、例えば、コンベア装置や、先端にグリッパ等の把持手段を有する多軸制御ロボットを本体とする装置を用いて移送することもできる。
【0022】
［冷却部５０：図１、図２、図３］
次に、図１、図２および図３を参照して、冷却部５０について説明する。
冷却装置を構成する冷却部５０は、射出成形機１０に近接して設けられ、搬出部３０により移送されるライニング管１００を冷却する。この際、ライニング管１００の樹脂ライニング１０４に局所的な冷却が生じないようにする。
次に、図１、図２および図３を参照して、冷却部５０について説明する。
冷却装置を構成する冷却部５０は、射出成形機１０に近接して設けられ、搬出部３０により移送されるライニング管１００を冷却する。この際、ライニング管１００の樹脂ライニング１０４に局所的な冷却が生じないようにする。
【0023】
冷却部５０は、冷却対象のライニング管１００が載せられる冷却台５１と、冷却台５１に載せられるライニング管１００に対して冷却媒体、例えば冷却水を噴射する冷却ヘッド６０Ａと、冷却ヘッド６０Ａを冷却台５１に対して進退移動させるアクチュエータ５３と、冷却ヘッド６０Ａに対して冷却水を供給する冷却水供給源５５と、を備える。この冷却部５０は、冷却台５１の位置が固定される一方、冷却ヘッド６０Ａの位置が移動する。
【0024】
冷却ヘッド６０Ａは、図２に示すように、アクチュエータ５３が連結される基体６１と、基体６１に連なり平面視するとコの字形の噴射体６３と、を備える。基体６１および噴射体６３は、金属材料、樹脂材料などの適宜の材料から構成される。
基体６１は、冷却水供給源５５から供給される冷却水を噴射体６３に向けて流す通水路６２を備える。通水路６２を流れる冷却水は、噴射体６３に設けられる通水路６４Ａ～６４Ｈに達する。
基体６１は、冷却水供給源５５から供給される冷却水を噴射体６３に向けて流す通水路６２を備える。通水路６２を流れる冷却水は、噴射体６３に設けられる通水路６４Ａ～６４Ｈに達する。
【0025】
噴射体６３は、図２に示すように、内壁６３ＩＮと外壁６３ＯＵＴを備え、基体６１に対して直交するように設けられる第１噴射体６３Ａと、第１噴射体６３Ａの幅方向Ｗの両端部から進退方向Ｌに対して平行に延びる一対の第２噴射体６３Ｂ、６３Ｂと、を備える。
第１噴射体６３Ａの内部には、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、通水路６２の先端から鉛直方向Ｖに分岐する通水路６４Ａ、６４Ｂが設けられる。また、第１噴射体６３Ａの内部には、通水路６２の先端から幅方向Ｗに分岐する通水路６４Ｃが設けられるとともに、通水路６４Ａの鉛直方向Ｖの先端から幅方向Ｗに分岐する通水路６４Ｄ、６４Ｅが設けられる。
第２噴射体６３Ｂ、６３Ｂのそれぞれには、通水路６４Ｃの幅方向Ｗの両端部から前後方向Ｆ延びる通水路６４Ｆ、６４Ｆが設けられる。また、第２噴射体６３Ｂ、６３Ｂのそれぞれには、通水路６４Ｄの幅方向Ｗの両端部から前後方向Ｆ延びる通水路６４Ｇ、６４Ｇと、通水路６４Ｅの幅方向Ｗの両端部から前後方向Ｆ延びる通水路６４Ｈ、６４Ｈと、が設けられる。
第１噴射体６３Ａの内部には、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、通水路６２の先端から鉛直方向Ｖに分岐する通水路６４Ａ、６４Ｂが設けられる。また、第１噴射体６３Ａの内部には、通水路６２の先端から幅方向Ｗに分岐する通水路６４Ｃが設けられるとともに、通水路６４Ａの鉛直方向Ｖの先端から幅方向Ｗに分岐する通水路６４Ｄ、６４Ｅが設けられる。
第２噴射体６３Ｂ、６３Ｂのそれぞれには、通水路６４Ｃの幅方向Ｗの両端部から前後方向Ｆ延びる通水路６４Ｆ、６４Ｆが設けられる。また、第２噴射体６３Ｂ、６３Ｂのそれぞれには、通水路６４Ｄの幅方向Ｗの両端部から前後方向Ｆ延びる通水路６４Ｇ、６４Ｇと、通水路６４Ｅの幅方向Ｗの両端部から前後方向Ｆ延びる通水路６４Ｈ、６４Ｈと、が設けられる。
【0026】
通水路６４Ａ～６４Ｈの適宜の位置には、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、噴射ノズル６５が取り付けられている。噴射ノズル６５は、第１噴射体６３Ａにおいて鉛直方向Ｖに３段階に設けられるとともに、幅方向Ｗに３段階に設けられる。また、第２噴射体６３Ｂ、６３Ｂのそれぞれにおいて鉛直方向Ｖに３段階に設けられるとともに、進退方向Ｌに３段階に設けられる。このように、冷却ヘッド６０の噴射体６３の内壁６３ＩＮを展開すると、噴射ノズル６５がマトリックス状に配列される。
【0027】
冷却水供給源５５から供給される冷却水は、通水路６２を経由してからその先端から通水路６４Ａ、６４Ｂに分岐し、さらに通水路６４Ｃ、６４Ｄ、６４Ｅを通って通水路６４Ｆ、６４Ｇ、６４Ｈに至る。この冷却水の流れの過程において、通水路６４Ａ～６４Ｈのそれぞれに繋がる噴射ノズル６５、６５…から噴射体６３に取り囲まれる冷却領域６７に向けて噴射される。噴射ノズル６５、６５…は、平面視すると冷却領域６７の略中央に向けて冷却水を噴射する。この冷却領域６７の略中央は、冷却されるライニング管１００の中心軸線Ｃと略一致する。また、噴射ノズル６５、６５…は、鉛直方向Ｖの３段階のそれぞれから冷却水を噴射する。
【0028】
アクチュエータ５３は、例えばエアシリンダからなる水平移動機構であって、冷却ヘッド６０Ａでライニング管１００を冷却するときには、冷却台５１に載せられるライニング管１００を取り囲む冷却位置（図３（ｂ））まで前進させる。そうすると、噴射体６３の内壁６３ＩＮがライニング管１００の外周に対向する。また、アクチュエータ５３は、ライニング管１００の冷却が完了したならば、冷却ヘッド６０Ａを冷却位置から退避位置（図３（ａ））まで後退させる。このアクチュエータ５３による冷却ヘッド６０Ａの前進および後退の進退動作は、制御部７０の指示に従って行われる。
なお、冷却ヘッド６０Ａの前進および後退の進退動作を、アクチュエータ５３で行わせる形態ではなく、冷却ヘッド６０Ａを先端に取り付けた多軸制御ロボットで行わせる形態であってもよい。この形態であれば、後述する、ライニング管１００や冷却台５１に対する、冷却ヘッド６０Ａ～６０Ｄの様々な移動動作を容易に設定できる。また、先に説明したチーズ管のような、複雑な形状のライニング管であっても、ライニング管に対する噴射ノズル６５の位置を冷却中においても、任意に移動させることができ、後述する、冷却水の経時的な噴射量の変更と組み合わせて、ライニング管１００の冷却を、ムラを抑えてさらに均等に近づけることができる。
なお、冷却ヘッド６０Ａの前進および後退の進退動作を、アクチュエータ５３で行わせる形態ではなく、冷却ヘッド６０Ａを先端に取り付けた多軸制御ロボットで行わせる形態であってもよい。この形態であれば、後述する、ライニング管１００や冷却台５１に対する、冷却ヘッド６０Ａ～６０Ｄの様々な移動動作を容易に設定できる。また、先に説明したチーズ管のような、複雑な形状のライニング管であっても、ライニング管に対する噴射ノズル６５の位置を冷却中においても、任意に移動させることができ、後述する、冷却水の経時的な噴射量の変更と組み合わせて、ライニング管１００の冷却を、ムラを抑えてさらに均等に近づけることができる。
【0029】
冷却水供給源５５は、例えば、図１に示すように、冷却水を蓄える貯水槽５５Ａと、貯水槽５５Ａに蓄えられる冷却水を汲み上げる給水ポンプ５５Ｂと、を備える。冷却水供給源５５は、これに限るものではなく、冷却水を冷却ヘッド６０Ａに向けて供給できる機構を備えていればよい。あるいは、射出成形設備１が設置される工場等の建屋内に配置され、工場内の各種設備に、所定の圧力で工業用水等を常時供給可能な工業用水配管の冷却水が供給される形態であってもよい。
【0030】
冷却ヘッド６０Ａと冷却水供給源５５の間は、冷却水が流れる供給配管５７で接続される。供給配管５７の途中には冷却水の流量を調整する制御弁５９が設けられている。制御弁５９の流量の調整は、冷却水の流れを止めることを含んでいる。制御弁５９による冷却水の流量の調整は、制御部７０の指示による制御弁５９の開度の制御によって行われる。
ここでは制御弁５９が一つだけ設けられる例を示すが、通水路６４Ａ～６４Ｈのそれぞれに対応して制御弁を設けて、それぞれの噴射ノズル６５、６５…から独立して冷却水を噴射することができる。また、通水路６４Ａ～６４Ｈを複数のゾーンに区分し、区分されたゾーンに対応して制御弁を設けて、複数のゾーンから独立して冷却水を噴射することができる。ゾーンによる独立した冷却水の噴射の例は、追って図５を参照して説明する。
ここでは制御弁５９が一つだけ設けられる例を示すが、通水路６４Ａ～６４Ｈのそれぞれに対応して制御弁を設けて、それぞれの噴射ノズル６５、６５…から独立して冷却水を噴射することができる。また、通水路６４Ａ～６４Ｈを複数のゾーンに区分し、区分されたゾーンに対応して制御弁を設けて、複数のゾーンから独立して冷却水を噴射することができる。ゾーンによる独立した冷却水の噴射の例は、追って図５を参照して説明する。
【0031】
［冷却ヘッド６０Ａによるライニング管１００の冷却方法：図３］
次に、図３を参照して、冷却ヘッド６０Ａによるライニング管１００の冷却手順を説明する。なお、この例は、冷却ヘッド６０Ａの冷却領域６７に対応する位置に冷却台５１が至る前に、ライニング管１００が冷却台５１に載せられている。
搬出部３０によって、射出成形機１０から搬出され、図３（ａ）に示すように冷却台５１にライニング管１００が載せられると（搬出ステップ）、図３（ｂ）に示すようにアクチュエータ５３の駆動により冷却ヘッド６０Ａが冷却位置まで前進して噴射体６３（第１噴射体６３Ａ、第２噴射体６３Ｂ）でライニング管１００の外周を取り囲む。これで冷却ヘッド６０Ａの位置的な準備が完了する。冷却ヘッド６０Ａは、平面視した形状がコの字形であるため、ライニング管１００の外周の一部を取り囲む。
次に、図３を参照して、冷却ヘッド６０Ａによるライニング管１００の冷却手順を説明する。なお、この例は、冷却ヘッド６０Ａの冷却領域６７に対応する位置に冷却台５１が至る前に、ライニング管１００が冷却台５１に載せられている。
搬出部３０によって、射出成形機１０から搬出され、図３（ａ）に示すように冷却台５１にライニング管１００が載せられると（搬出ステップ）、図３（ｂ）に示すようにアクチュエータ５３の駆動により冷却ヘッド６０Ａが冷却位置まで前進して噴射体６３（第１噴射体６３Ａ、第２噴射体６３Ｂ）でライニング管１００の外周を取り囲む。これで冷却ヘッド６０Ａの位置的な準備が完了する。冷却ヘッド６０Ａは、平面視した形状がコの字形であるため、ライニング管１００の外周の一部を取り囲む。
【0032】
冷却ヘッド６０Ａが図３（ｂ）の冷却位置まで移動したならば、給水ポンプ５５Ｂを稼働させるとともに、制御弁５９を開く。そうすると、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、冷却水ＣＷは冷却ヘッド６０Ａが備える複数の噴射ノズル６５からライニング管１００に向けて噴射される（冷却ステップ）。
【0033】
ライニング管１００に噴射される冷却水ＣＷは、鉛直方向Ｖにおいてライニング管１００の上部、中央部および下部に散水されるので、ライニング管１００の鉛直方向Ｖの冷却能力が均等になるか、または均等に近づく。また、冷却水ＣＷは、ライニング管１００の外周の一部を除いて取り囲むように散水されるので、ライニング管１００の周方向の冷却能力も均等になるか、または均等に近づく。
【0034】
［効 果］
以上説明したように、本実施形態に係る冷却ヘッド６０Ａを用いることにより、ライニング管１００の冷却を、ムラを抑えて均等または均等に近づけることができる。特に、噴射体６３の内壁６３ＩＮにマトリックス状に複数の噴射ノズル６５を配列することにより、ライニング管１００の外周の広い範囲に略均等に冷却水を噴射できるので、冷却ムラを抑えることができる。
また、本実施形態によれば、搬出部３０を設けることにより、射出成形機１０から冷却台５１へのライニング管１００の移送を自動的にできるので、ライニング管１００の冷却を効率よくできる。
以上説明したように、本実施形態に係る冷却ヘッド６０Ａを用いることにより、ライニング管１００の冷却を、ムラを抑えて均等または均等に近づけることができる。特に、噴射体６３の内壁６３ＩＮにマトリックス状に複数の噴射ノズル６５を配列することにより、ライニング管１００の外周の広い範囲に略均等に冷却水を噴射できるので、冷却ムラを抑えることができる。
また、本実施形態によれば、搬出部３０を設けることにより、射出成形機１０から冷却台５１へのライニング管１００の移送を自動的にできるので、ライニング管１００の冷却を効率よくできる。
【0035】
［変更例］
以上では本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。以下、変更例について説明する。
以上では本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。以下、変更例について説明する。
【0036】
［冷却水の経時的な噴射量の変更：図４］
冷却水の噴射量は、噴射の開始から終了までの間で一定にすることもできるし、噴射の開始から終了までの間で変更させることができる。冷却水の噴射の時間が経過すると、ライニング管１００の温度が下がるので、これに応じた噴射量を選択することができる。
冷却水の噴射量は、噴射の開始から終了までの間で一定にすることもできるし、噴射の開始から終了までの間で変更させることができる。冷却水の噴射の時間が経過すると、ライニング管１００の温度が下がるので、これに応じた噴射量を選択することができる。
【0037】
一例として、図４（ａ）に示すように、開始の際の量を最大とし、以後は終了の際の量が最小（ゼロ）となるように、噴射量を連続的に下げることができる。変更の他の例として、図４（ｂ）に示すように、開始の際の量を最大とし、終了の際の量が最小となるようにするのは図４（ａ）と同じであるが、噴射量を段階的に下げることができる。
さらに他の例としては、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、冷却水の噴射を間欠的に行うこともできる。間欠的な冷却水ＣＷの噴射は、図４（ｃ）に示すように噴射量を一定にしてもよいし、図４（ｄ）に示すように噴射量を変更してもよい。
さらに他の例としては、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、冷却水の噴射を間欠的に行うこともできる。間欠的な冷却水ＣＷの噴射は、図４（ｃ）に示すように噴射量を一定にしてもよいし、図４（ｄ）に示すように噴射量を変更してもよい。
【0038】
［上下方向のゾーン冷却：図５］
また、冷却ヘッド６０Ａが備える全ての噴射ノズル６５から冷却水ＣＷを噴射してもよいが、全ての噴射ノズル６５を複数のゾーンに区分して、ゾーンごとに冷却水ＣＷを噴射することもできる。この場合、ゾーンに対応するように制御弁５９を設ける必要がある。
例えば、図５（ａ）に示すように、全ての噴射ノズル６５を鉛直方向Ｖの上ゾーンＵＺ、中央ゾーンＣＺおよび下ゾーンＬＺの３つに区分する。そして、例えば、上ゾーンＵＺに属する噴射ノズル６５からの冷却水の噴射を開始し、次いで中央ゾーンＣＺに属する噴射ノズル６５からの噴射を開始し、最後に下ゾーンＬＺに属する噴射ノズル６５からの冷却水ＣＷの噴射を開始する。図５（ａ）に示される上ゾーンＵＺ、中央ゾーンＣＺおよび下ゾーンＬＺに属する噴射ノズル６５からの冷却水の噴射の終了のタイミングは同じであるが、異なってもよい。
また、冷却ヘッド６０Ａが備える全ての噴射ノズル６５から冷却水ＣＷを噴射してもよいが、全ての噴射ノズル６５を複数のゾーンに区分して、ゾーンごとに冷却水ＣＷを噴射することもできる。この場合、ゾーンに対応するように制御弁５９を設ける必要がある。
例えば、図５（ａ）に示すように、全ての噴射ノズル６５を鉛直方向Ｖの上ゾーンＵＺ、中央ゾーンＣＺおよび下ゾーンＬＺの３つに区分する。そして、例えば、上ゾーンＵＺに属する噴射ノズル６５からの冷却水の噴射を開始し、次いで中央ゾーンＣＺに属する噴射ノズル６５からの噴射を開始し、最後に下ゾーンＬＺに属する噴射ノズル６５からの冷却水ＣＷの噴射を開始する。図５（ａ）に示される上ゾーンＵＺ、中央ゾーンＣＺおよび下ゾーンＬＺに属する噴射ノズル６５からの冷却水の噴射の終了のタイミングは同じであるが、異なってもよい。
【0039】
また、図５（ｂ）に示すように、例えば、上ゾーンＵＺ、中央ゾーンＣＺおよび下ゾーンＬＺのそれぞれに属する噴射ノズル６５からの冷却水ＣＷの噴射を開始する時期および終了する時期を同じにする。ただし、上ゾーンＵＺ、中央ゾーンＣＺおよび下ゾーンＬＺに属する噴射ノズル６５からの冷却水ＣＷの噴射量をこの順に少なくする。
さらにまた、図５（ｃ）に示すように、例えば、上ゾーンＵＺ、中央ゾーンＣＺおよび下ゾーンＬＺのそれぞれに属する噴射ノズル６５からの冷却水ＣＷの噴射を開始する時期を同じにする。ただし、噴射を終了する時期は、上ゾーンＵＺ、中央ゾーンＣＺおよび下ゾーンＬＺの順に噴射を終了する。また、上ゾーンＵＺ、中央ゾーンＣＺおよび下ゾーンＬＺのそれぞれに属する噴射ノズル６５からの冷却水ＣＷの噴射量は、噴射の開始の時点でこの順に少なくする。
さらにまた、図５（ｃ）に示すように、例えば、上ゾーンＵＺ、中央ゾーンＣＺおよび下ゾーンＬＺのそれぞれに属する噴射ノズル６５からの冷却水ＣＷの噴射を開始する時期を同じにする。ただし、噴射を終了する時期は、上ゾーンＵＺ、中央ゾーンＣＺおよび下ゾーンＬＺの順に噴射を終了する。また、上ゾーンＵＺ、中央ゾーンＣＺおよび下ゾーンＬＺのそれぞれに属する噴射ノズル６５からの冷却水ＣＷの噴射量は、噴射の開始の時点でこの順に少なくする。
【0040】
［冷却台５１、冷却ヘッド６０Ａの移動：図６、図７、図８］
先に説明した射出成形設備１は、冷却台５１の位置が固定される一方、冷却ヘッド６０Ａが冷却台５１に対して進退移動する。
しかし、図６に示すように、冷却ヘッド６０Ａの位置が固定される一方、ライニング管１００を載せた冷却台５１が冷却ヘッド６０Ａに対して進退移動することもできる。この移動は、水平方向に沿う相対的な移動に該当する。この移動は直線状のものであるが、曲線状の移動であってもよい。
先に説明した射出成形設備１は、冷却台５１の位置が固定される一方、冷却ヘッド６０Ａが冷却台５１に対して進退移動する。
しかし、図６に示すように、冷却ヘッド６０Ａの位置が固定される一方、ライニング管１００を載せた冷却台５１が冷却ヘッド６０Ａに対して進退移動することもできる。この移動は、水平方向に沿う相対的な移動に該当する。この移動は直線状のものであるが、曲線状の移動であってもよい。
【0041】
また、図７に示すように、冷却台５１の位置が固定される一方、冷却ヘッド６０Ａが冷却台５１に対して昇降するように構成することもできる。つまり、図７（ａ）に示すように、冷却台５１の上方で待機していた冷却ヘッド６０Ａが、冷却台５１にライニング管１００が載せられると降下することで、図７（ｂ）に示すように冷却ヘッド６０Ａがライニング管１００を取り囲む。あるいは、図示はしていないが、冷却ヘッド６０Ａに対して、冷却台５１が昇降するように構成することもできる。これらの移動は、鉛直方向に沿う相対的な移動に該当する。この移動についても直線状のものであるが、曲線状の移動であってもよい。
【0042】
さらにまた、図示はしていないが、冷却ステップにおいて、ライニング管１００が載置された冷却台５１を、冷却領域６７の鉛直方向Ｖに沿う中心軸線Ｃを中心に回転する水平回転するように構成することもできる。例えば、図３（ｂ）や図３（ｃ）、あるいは、図７（ｂ）に示す状態において、ライニング管１００がチーズ管等、中心軸線Ｃに対する周方向に均等でない形状部を有する場合であっても、冷却台５１を、中心軸線Ｃを中心に水平回転させることにより、ライニング管１００の周方向における冷却能力を均等に近付けることができる。そして、この構成を、冷却台５１が昇降する構成や、噴射ノズル６５をゾーン毎に選択する構成と組み合わせてもよい。これにより、複雑な形状のライニング管であっても、周方向における冷却能力を均等に近付けることができる。
一方、ライニング管１００が載置された冷却台５１に対して、冷却ヘッド６０Ａを、冷却領域６７の中心軸線Ｃを中心に水平回転するように構成することもできる。この構成においては、冷却装置として、冷却ヘッドを先端に取り付けた多軸制御ロボットが採用されることが好ましい。
一方、ライニング管１００が載置された冷却台５１に対して、冷却ヘッド６０Ａを、冷却領域６７の中心軸線Ｃを中心に水平回転するように構成することもできる。この構成においては、冷却装置として、冷却ヘッドを先端に取り付けた多軸制御ロボットが採用されることが好ましい。
【0043】
冷却台、冷却ヘッドの移動の、他の構成としては、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、揺動運動が可能に構成される冷却ヘッド６０Ａが冷却可能な所定の位置に配置された後に、図８（ｃ）に示すように、冷却台５１に対してライニング管１００を前進させることにより、ライニング管１００を冷却ヘッド６０Ａで取り囲むこともできる。なお、この例は、冷却ヘッド６０の冷却領域６７に対応する位置に冷却台５１が至った後に、搬出部３０によってライニング管１００が冷却台５１に載せられている。
【0044】
以上のように、冷却台５１と冷却ヘッド６０は、互いに相対的な移動が可能とされ、相対的な移動は、幅方向Ｗおよび進退方向Ｌ、つまり水平方向と鉛直方向Ｖの一方または双方の移動を含むことができる。
また、この相対的な移動に、冷却領域６７の鉛直方向Ｖに沿う中心軸線Ｃを中心とする水平回転の移動を含んでいてもよい。
また、この相対的な移動に、冷却領域６７の鉛直方向Ｖに沿う中心軸線Ｃを中心とする水平回転の移動を含んでいてもよい。
【0045】
［冷却ヘッド６０Ａの形態：図９］
先に説明した冷却ヘッド６０Ａは、平面視した形状がコの字形をなしているが、本発明の冷却ヘッドはこの形態に限らない。
例えば、図９（ａ）に示すように、平面視した形状がロの字形をなす冷却ヘッド６０Ｂを用いることができるし、図９（ｂ）に示すように、平面視した形状が円形をなす冷却ヘッド６０Ｃを用いることができる。冷却ヘッド６０Ｂおよび冷却ヘッド６０Ｃのように、ライニング管１００の外周の全周囲を取り囲むことができれば、噴射ノズル６５を周方向に均等に配置できる。これにより、ライニング管１００の周方向における冷却能力を均等に近付けるのに寄与する。
また、冷却ヘッド６０Ａ～６０Ｃは、周方向に一体の部材からなるが、図９（ｃ）に示すように、二つのヘッド部材６０Ｄ１とヘッド部材６０Ｄ２の組み合わせからなる冷却ヘッド６０Ｄを採用することができる。この冷却ヘッド６０Ｄは、ヘッド部材６０Ｄ１とヘッド部材６０Ｄ２のそれぞれが進退移動できる。あるいは、ヘッド部材６０Ｄ１とヘッド部材６０Ｄ２のいずれか一方を、冷却台５１に載せられるライニング管１００の略半分に冷却水を噴射可能に固定し、他方を冷却台５１に進退可能に構成する形態であってもよい。
先に説明した冷却ヘッド６０Ａは、平面視した形状がコの字形をなしているが、本発明の冷却ヘッドはこの形態に限らない。
例えば、図９（ａ）に示すように、平面視した形状がロの字形をなす冷却ヘッド６０Ｂを用いることができるし、図９（ｂ）に示すように、平面視した形状が円形をなす冷却ヘッド６０Ｃを用いることができる。冷却ヘッド６０Ｂおよび冷却ヘッド６０Ｃのように、ライニング管１００の外周の全周囲を取り囲むことができれば、噴射ノズル６５を周方向に均等に配置できる。これにより、ライニング管１００の周方向における冷却能力を均等に近付けるのに寄与する。
また、冷却ヘッド６０Ａ～６０Ｃは、周方向に一体の部材からなるが、図９（ｃ）に示すように、二つのヘッド部材６０Ｄ１とヘッド部材６０Ｄ２の組み合わせからなる冷却ヘッド６０Ｄを採用することができる。この冷却ヘッド６０Ｄは、ヘッド部材６０Ｄ１とヘッド部材６０Ｄ２のそれぞれが進退移動できる。あるいは、ヘッド部材６０Ｄ１とヘッド部材６０Ｄ２のいずれか一方を、冷却台５１に載せられるライニング管１００の略半分に冷却水を噴射可能に固定し、他方を冷却台５１に進退可能に構成する形態であってもよい。
【0046】
なお、以上で説明した本実施形態は、ライニング管１００の内部に中子を挿入して、開口部には蓋を装着した状態で、直接、射出成形機に取り付けられ、樹脂がライニングされる形態を前提としている。この形態の場合、基本的には、ライニングが形成された後、ライニング管１００の中子や蓋が装着された状態で、射出成形機１０の機外に搬出され、外面から冷却される。
一方、形状が単純な、直管のような配管部材のライニングの形成においては、金型内に配管部材をインサート（設置）させた後、金型内で可動するように構成された可動中子を、インサートされた配管部材内に挿入させてライニング用のキャビティを形成する。そして、形成されたキャビティに溶融樹脂を射出充填させる形態がある。
このような形態においては、ライニングが形成されたライニング管から、可動中子を移動（退避）させてから、金型内のライニング管が機外に搬出される。このように、中子がない状態で冷却が行われるライニング管については、本実施形態に加えて、ライニング管の内面を冷却するように構成された内面冷却ヘッドを、本実施形態の冷却ヘッド６０や、冷却台５１に配置されるように構成されてもよい。このような内面冷却ヘッドは、本実施形態の冷却ヘッド６０と形状は異なるものの、その基本的な構成は、本実施形態に記載された内容でよいため、詳細な説明は割愛する。
また、内面冷却ヘッドは、樹脂ライニング層を冷却するため、金属製のライニング管の外面を冷却する本実施形態の冷却方法に対して、冷却対象の冷却時の収縮率等の差異が考慮された、冷却媒体（冷却水）の温度や量等が適宜採用される冷却方法が適用されることが好ましい。
一方、形状が単純な、直管のような配管部材のライニングの形成においては、金型内に配管部材をインサート（設置）させた後、金型内で可動するように構成された可動中子を、インサートされた配管部材内に挿入させてライニング用のキャビティを形成する。そして、形成されたキャビティに溶融樹脂を射出充填させる形態がある。
このような形態においては、ライニングが形成されたライニング管から、可動中子を移動（退避）させてから、金型内のライニング管が機外に搬出される。このように、中子がない状態で冷却が行われるライニング管については、本実施形態に加えて、ライニング管の内面を冷却するように構成された内面冷却ヘッドを、本実施形態の冷却ヘッド６０や、冷却台５１に配置されるように構成されてもよい。このような内面冷却ヘッドは、本実施形態の冷却ヘッド６０と形状は異なるものの、その基本的な構成は、本実施形態に記載された内容でよいため、詳細な説明は割愛する。
また、内面冷却ヘッドは、樹脂ライニング層を冷却するため、金属製のライニング管の外面を冷却する本実施形態の冷却方法に対して、冷却対象の冷却時の収縮率等の差異が考慮された、冷却媒体（冷却水）の温度や量等が適宜採用される冷却方法が適用されることが好ましい。
【符号の説明】
【0047】
１ 射出成形設備
１０ 射出成形機
３０ 搬出部
３１ 基台
３３ 回転軸
３５ 揺動アーム
３７Ａ、３７Ｂ グリッパ
５０ 冷却部
５１ 冷却台
５３ アクチュエータ
５５ 冷却水供給源
５５Ａ 貯水槽
５５Ｂ 給水ポンプ
５７ 供給配管
５９ 制御弁
６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ 冷却ヘッド
６０Ｄ１、６０Ｄ２ ヘッド部材
６１ 基体
６２ 通水路
６３ 噴射体
６３Ａ 第１噴射体
６３ＩＮ 内壁
６３Ｂ 第２噴射体
６３ＯＵＴ 外壁
６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄ、６４Ｅ、６４Ｆ、６４Ｇ、６４Ｈ 通水路
６５ 噴射ノズル
６７ 冷却領域
７０ 制御部
１００ ライニング管
１０１ 主管部
１０１ｂ 管端フランジ面
１０２ 枝管部
１０３ 配管素材
１０４ 樹脂ライニング
Ｃ 中心軸線
ＣＷ 冷却水
ＣＺ 中央ゾーン
ＬＺ 下ゾーン
ＵＺ 上ゾーン
１０ 射出成形機
３０ 搬出部
３１ 基台
３３ 回転軸
３５ 揺動アーム
３７Ａ、３７Ｂ グリッパ
５０ 冷却部
５１ 冷却台
５３ アクチュエータ
５５ 冷却水供給源
５５Ａ 貯水槽
５５Ｂ 給水ポンプ
５７ 供給配管
５９ 制御弁
６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ 冷却ヘッド
６０Ｄ１、６０Ｄ２ ヘッド部材
６１ 基体
６２ 通水路
６３ 噴射体
６３Ａ 第１噴射体
６３ＩＮ 内壁
６３Ｂ 第２噴射体
６３ＯＵＴ 外壁
６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、６４Ｄ、６４Ｅ、６４Ｆ、６４Ｇ、６４Ｈ 通水路
６５ 噴射ノズル
６７ 冷却領域
７０ 制御部
１００ ライニング管
１０１ 主管部
１０１ｂ 管端フランジ面
１０２ 枝管部
１０３ 配管素材
１０４ 樹脂ライニング
Ｃ 中心軸線
ＣＷ 冷却水
ＣＺ 中央ゾーン
ＬＺ 下ゾーン
ＵＺ 上ゾーン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】