JP3282001B2 - 金型の加熱または冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金型を加熱や冷却して樹
脂成形するものに関する。通常、熱可塑性合成樹脂を金
型で成形する場合は、原料の金型への注入から成形、離
型に至るサイクルの間に必要に応じて金型を加熱あるい
は冷却することが行なわれている。

【０００２】

【従来技術】従来の例えば発泡ポリスチレンを用いた発
泡成形の場合、高温の蒸気を供給して加熱発泡融着を行
なった後、蒸気に変えて冷却水を供給すると共に真空ポ
ンプ等の吸引手段で熱交換室を減圧状態として、金型及
び成形体を真空冷却することが一般的に行なわれてい
る。

【０００３】

【本発明が解決しようとする課題】上記従来の金型の加
熱冷却装置では、金型及び成形体の全面を均一に冷却す
ることができず、部分的に冷却ムラを生じる問題があっ
た。これは金型内面の熱交換室の全面に冷却水が行き届
かず、部分的に冷却水の付着しない箇所があるためであ
り、特に、金型の形状が多数の凹凸部を有するような複
雑な形状の場合は冷却水が行き届かない箇所が多く発生
して冷却ムラを生じるのである。

【０００４】従って本発明の技術的課題は、冷却水が熱
交換室の全面に行き届くようにすることにより、冷却ム
ラを生じることのない金型の加熱または冷却装置を得る
ことである。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明の金型の加熱または
冷却装置の構成は次の通りである。加熱または冷却する
ための熱交換室と成形部とを有する金型と、該熱交換室
へ加熱用流体または冷却用流体を供給する流体管路と、
該流体管路に設けた流体の通過を制御するための弁手段
と、熱交換室内の流体を吸引する吸引手段とから成るも
のにおいて、熱交換室の内部に当該熱交換室の内面形状
に略沿った形状の多孔体を僅かな隙間を介して配置した
ものである。

【０００６】

【作用】熱交換室の内面形状に略沿った形状の多孔体を
隙間を介して配置したことにより、冷却用流体管路から
熱交換室へ供給された冷却流体はこの隙間部に至り熱交
換室の全面に行き届くことができる。熱交換室の全面に
至った冷却水は、金型及び成形体を均一に水冷却すると
共に、更に減圧状態のもとで冷却水が蒸発することによ
りその気化熱でもって真空気化冷却を行ない、気化した
蒸気は多孔体を通過して吸引手段に吸引され系外へ排出
される。

【０００７】

【実施例】図示の実施例を詳細に説明する。図１におい
て、左右一対の金型１，２と、金型１，２内に配置した
多孔体５と、加熱用流体管路２５と冷却用流体管路３、
及び、吸引手段４とで金型の加熱または冷却装置を構成
する。

【０００８】金型１，２は内部に中空部６，７を形成
し、この中空部６，７を熱交換室とする。金型１，２の
中央部を成形部１３として、図示しない成形用の原料を
注入してこの成形部１３内で成形するものである。熱交
換室６，７の内部に、成形部１３の全体と金型１，２の
一部の形状に沿って断面略コ字状の多孔体５を配置す
る。多孔体５と金型１，２の内周面との間には冷却流体
が流下することのできる程度の僅かな隙間８，９を設け
る。多孔体５はセラミックスや金属を用いた多孔体や、
合成樹脂や合成ゴムを用いた多孔体、あるいは高分子膜
等を使用することができる。金型１，２の上端に弁１１
を介して冷却用流体管路３を接続する。冷却用流体管路
３から供給された冷却流体が熱交換室６，７内へ注入さ
れると、隙間９，８を流下するものである。

【０００９】成形部１３と熱交換室６，７の間に複数の
細孔３０を貫通して設ける。細孔３０は図２に部分拡大
断面図を示すように、中央に鋼球３１をコイルバネ３３
により弁座３２側へ付勢して配置し、成形部１３から熱
交換室７への流体の通過のみを許容する逆止弁とする。
細孔３０の径は、後述するように熱交換室６，７を吸引
手段４で吸引するために小さなもので良く、例えば０．
０５ミリから０．１ミリ程度とすることができる。この
逆止弁は、加熱用流体管路２５から高圧の流体を供給し
た場合に、この加熱用高圧流体が成形部１３側へ逃げて
しまうことを防止するものである。

【００１０】熱交換室６，７はヘッダ―３５，３６を介
して加熱用流体管路２５に接続する。流体管路２５から
供給された加熱流体はヘッダ―３５，３６から熱交換室
６，７に供給されるものである。加熱用流体管路２５に
は供給蒸気圧力を制御する圧力制御弁２６と開閉弁２７
を取り付ける。

【００１１】ヘッダ―３５，３６の下部に吸引手段４を
接続する。吸引手段４は、エゼクタ１４とタンク１５と
循環ポンプ１６とで構成する。エゼクタ１４はノズルを
内蔵した吸引部１７とディフュ―ザ１８とで構成する。
吸引部１７とヘッダ―３５，３６を管路１９で接続す
る。ディフュ―ザ１８をタンク１５と接続し、タンク１
５の下部と循環ポンプ１６の吸込み口を接続すると共
に、吐出口をエゼクタ１４の吸引部１７に接続する。エ
ゼクタ１４はタンク１５内の流体を循環ポンプ１６で循
環して吸引部１７へ通過させることにより内蔵したノズ
ル部で吸引力を生じるものである。

【００１２】タンク１５には、図示はしないが内部の液
位を検出するための液位センサ―や、液温を検出する温
度センサ―２１を取り付けると共に、上部には冷却流体
補給管２０を制御弁２２を介して接続する。

【００１３】次に作用を説明する。金型１，２を加熱す
る場合、圧力制御弁２６の設定圧力値を所定値に設定し
て開閉弁２７を開弁し、加熱用流体管路２５から加熱用
の蒸気をヘッダ―３５，３６を介して熱交換室６，７へ
供給する。供給された蒸気は多孔体５を通過して金型
１，２を加熱し、蒸気は凝縮して復水となる。復水は吸
引手段４のエゼクタ１４に弁３７とスチ―ムトラップ２
３を介して吸引され、タンク１５に至りタンク１５内の
液位が高くなると随時系外に排出される。

【００１４】加熱温度は、圧力制御弁２６の設定圧力
と、吸引手段４の吸引力を通過する水温により調節して
適宜設定することができる。例えば、加熱温度を１００
度Ｃ以上の比較的高温としたい場合は、圧力制御弁２６
の設定圧力を大気圧以上の圧力とし、吸引手段４の吸引
力をその圧力よりも僅かに低いものとすることによりで
きる。１００度Ｃ以下の比較的低温蒸気で金型１，２を
加熱する場合は、圧力制御弁２６の設定圧力を大気圧以
下の真空圧力に設定し、吸引手段４の吸引力を、タンク
１５へ冷却水補給管２０から冷却水を補給して循環水の
温度を下げることにより高めて、圧力制御弁２６の設定
圧力よりも僅かに低くすることにより行うことができ
る。

【００１５】次に冷却する場合は、蒸気の供給に変えて
冷却用流体管路３から冷却流体を熱交換室６，７に供給
すると共に、吸引手段４を駆動して熱交換室６，７内を
減圧状態とすることにより、供給された冷却流体は金型
１，２の熱を奪って気化することによって冷却する。こ
の場合、冷却流体は多孔体５が配置されているために金
型１，２と多孔体５との間の隙間８，９に至り、成形部
１３の金型１，２部の全体に行き届き、凹凸状の成形部
１３を均一に冷却することにより、冷却ムラを生じるこ
とがない。

【００１６】気化した蒸気と、気化せずに残った冷却流
体の一部は吸引手段４の吸引部１７に吸引されタンク１
５に至る。また、成形部１３で発生したガスは、任意の
箇所に設置した細孔３０とその内部の逆止弁から吸引手
段４で吸引することにより、適宜排除することができ
る。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、熱交換室の内面形状に
沿った多孔体を隙間を介して配置したことにより、冷却
流体が熱交換室の内面全体に行き届き、従って、多数の
凹凸を有するような複雑な形状の金型及び成形体であっ
ても均一に冷却することができ、冷却ムラを防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金型の加熱または冷却装置の実施例の
構成図である。

【図２】図１における細孔の部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１，２ 金型 ３ 冷却用流体管路 ４ 吸引手段 ５ 多孔体 ６，７ 熱交換室 ８，９ 隙間 １３ 成形部 １４ エゼクタ １５ タンク １６ 循環ポンプ １７ 吸引部 ２５ 加熱用流体管路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱または冷却するための熱交換室と成
   形部とを有する金型と、該熱交換室へ加熱用流体または
   冷却用流体を供給する流体管路と、該流体管路に設けた
   流体の通過を制御するための弁手段と、熱交換室内の流
   体を吸引する吸引手段とから成るものにおいて、熱交換
   室の内部に当該熱交換室の内面形状に略沿った形状の多
   孔体を僅かな隙間を介して配置したことを特徴とする金
   型の加熱または冷却装置。