JP3779932B2 - Heat exchanger - Google Patents

Description

【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchange device that heats and cools a molding die used in an injection molding device or the like for molding a resin material or the like to adjust the temperature.
[0002]
[Prior art]
The physical properties of a molded article such as a resin material molded by an injection molding apparatus or the like greatly depend on the crystallinity and molecular orientation of the resin material. Since the degree of crystallinity and molecular orientation of the resin material and the like are affected by the temperature of the molding die used in the injection molding apparatus or the like, it is possible to control the molding die temperature corresponding to various molding materials. It becomes extremely important and a heat exchange device is required for this purpose.
[0003]
An example of the heat exchange device 50 used in the injection molding device 100 and the like will be described with reference to FIG.
[0004]
FIG. 6 is an external view of an injection molding apparatus equipped with a conventional heat exchange device, where (a) is a perspective view and (b) is a side view.
[0005]
The heat exchanging device 50 adjusts the temperature by heating and cooling a molding die used in the injection molding device 100 for molding a resin material or the like. In this heat exchange device 50, a heater type in which a heater is embedded in a molding die and the temperature is adjusted by energization, and a heat exchange medium (water, oil, or the like) is flowed in a molding die embedded in a heat pipe. An example of the heater type will be described below, including a heat pipe type that adjusts the temperature and a combination of the heater type and the heat pipe type.
[0006]
As shown in FIG. 6, the injection molding apparatus 100 includes a resin injection part 2 for injecting a resin molding material heated to a molten state, and a fixed side molding attached to a stationary platen 3 provided on the resin injection part 2 side. The mold 6 is composed of a movable mold 7 mounted on the movable platen 5 connected to the mold clamping drive unit 1, a heat exchange device 50 for heating and cooling the molds 6 and 7, and the like. Yes. The heat exchanging device 50 adjusts the temperatures of the molding dies 6 and 7 by the heater 51 installed in the molding dies 6 and 7, the connection line 52 for supplying power to the heater 51, and the heater 51. It is comprised from the temperature control part 53 grade | etc.,.
[0007]
The fixed-side molding die 6 is provided in the injection molding apparatus 100, is attached and installed on the stationary platen 3, and is melted from the resin injection part 2 into a molding space installed between the movable-side molding die 7. The injected resin molding material is filled and molded. The fixed-side molding die 6 is formed with a through hole 6a for embedding a heater 51 of a heat exchange device 50 provided for adjusting the temperature of the fixed-side molding die 6. This through hole 6a is a long drill with dimensional accuracy so that the clearance between the heater 51 and the through hole 6a becomes as small as possible in order to improve the contact heat transfer rate when the heater 51 or the like is inserted. Is used. However, when the fixed-side molding die 6 is large, it is difficult to insert a long heater 51 or the like, so that some clearance is required. As a result, a decrease in heat transfer due to the clearance and a decrease in temperature adjustment accuracy due to temperature variations due to the length of the heater 51 and the like may occur.
The moving side molding die 7 is provided in the injection molding apparatus 100, is attached and installed on the moving plate 5, and is melted from the resin injection part 2 in a molding space installed between the stationary side molding die 6. The injected resin molding material is filled and molded.
[0008]
The moving side molding die 7 is formed with a through hole 7 a for embedding a heater 51 of a heat exchange device 50 provided for adjusting the temperature of the moving side molding die 7.
This through-hole 7a is a long drill with dimensional accuracy so that the clearance between the heater 51 and the through-hole 7a is as small as possible in order to improve the contact heat transfer rate when the heater 51 or the like is inserted. Is used. However, when the moving-side mold 7 is large, it is difficult to insert a long heater 51 or the like, so that some clearance is required. As a result, a decrease in heat transfer due to the clearance and a decrease in temperature adjustment accuracy due to temperature variations due to the length of the heater 51 and the like may occur.
[0009]
Then, the moving side molding die 7 is connected to the movable platen 5 and is moved to the left (arrow) at the time of injection molding by the mold clamping drive unit 1 provided in the injection molding apparatus 100 as shown in FIG. P102), the contact surface 7b of the moving mold 7 comes into contact with the contact surface 6b of the fixed mold 6, and after injection molding, it is moved to the right (arrow P101) and moved. 7 is separated from the contact surface 6b of the fixed-side molding die 6, and the molded product is taken out. The movement-side molding die 7 is moved while being guided by the guide shaft 4 in a state where the movement-side molding die 7 is connected and mounted to the moving plate 5.
[0010]
The heater 51 is provided in the heat exchange device 50 and adjusts the temperatures of the fixed-side molding die 6 and the moving-side molding die 7 to a predetermined temperature, and is embedded in the molding dies 6 and 7.
The temperature of the heater 51 is adjusted by a temperature control unit 53 via a connection line 52 that supplies electric power. This predetermined temperature is set to a predetermined temperature corresponding to the type of the injection molding material. For example, when the injection molding material is polystyrene, the temperature of the molding die is 80 ° C. with respect to the injection temperature 190 ° C. of polystyrene. Is set to
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the heater or heat pipe is directly embedded in the molding die and the temperature of the molding die is adjusted. Therefore, a dedicated heater or a through hole for the heat pipe is required for various molding dies. Large molds require the formation of long through-holes, which increases costs and reduces temperature adjustment accuracy due to temperature variations due to reduced heat transfer due to clearance between the heater or heat pipe and the through-holes. The problem comes out. Although it is conceivable to attach the heat exchanging device to the molding die by retrofitting, it is desirable that the structure of the heat exchanging device be easily attached with one touch.
[0012]
It is an object of the present invention to realize a simple heat exchange device that reduces manufacturing costs and improves temperature adjustment accuracy without directly forming a through-hole or the like in a molding die.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a heat exchange apparatus for heating and cooling a mold, wherein the heat exchange apparatus includes a heat transfer block for transferring heat to the mold, and the heat transfer block as the mold. And a magnet clamp that is connected to the elastic body and that can be joined to the mold by a magnetic force.
[0014]
Further, the heat transfer block is provided with a heat radiating body that enhances a heat radiating effect when the temperature is lowered.
[0015]
The heat transfer block is loaded with a heater or supplied with a fluid as a heat exchange medium.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is an external view of a heat exchange device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat exchange device according to the first embodiment of the present invention. The same components from the first embodiment to the third embodiment will be described in the first embodiment, and the description will be omitted in the other embodiments.
[0018]
The heat exchange device 10 includes a heater type in which a heater is embedded in a molding die and the temperature is adjusted by energization, and a heat pipe is embedded in the molding die and a heat exchange medium (water, oil, etc.) is allowed to flow. There are a heat pipe type that adjusts the temperature and a combination of the heater type and the heat pipe type, and the heat exchange apparatus 10 according to the first embodiment uses a heater type.
[0019]
The heat exchange device 10 according to the first embodiment of the present invention embeds a cartridge heater 12 in a fixed-side molding die 6 and a moving-side molding die 7 used in an injection molding device 100 for molding a resin material or the like. The temperature is adjusted by heating and cooling using the heat transfer block 11 or the like, and a plurality of molds 6 and 7 are mounted on the side surfaces. The heat exchange device 10 that heats and cools the fixed-side molding die 6 and the moving-side molding die 7 to adjust the temperature has the same configuration function, so that the heat provided in the fixed-side molding die 6 The following describes the exchange device 10 as a representative.
[0020]
As shown in FIG. 1, the injection molding apparatus 100 includes a resin injection part 2 for injecting a resin molding material heated in a molten state, and a fixed-side molding metal provided on the fixed platen 3 provided on the resin injection part 2 side. It comprises a mold 6, a moving-side molding die 7 mounted on the movable platen 5 connected to the clamping drive unit 1, a heat exchange device 10 that heats and cools the molding dies 6, 7, and the like. .
[0021]
As shown in FIGS. 1 and 2, the heat exchange device 10 includes a heat transfer block 11 attached to each molding die 6, 7, a cartridge heater 12 embedded in the heat transfer block 11, and heat transfer. A magnet clamp 15 for attaching the block 11 to each molding die 6, 7, an elastic body 14 connecting the magnet clamp 15 and the heat transfer block 11, a connection line 13 for supplying electric power to the cartridge heater 12, The temperature control part 16 etc. which adjust the temperature of each shaping die 6 and 7 with the cartridge heater 12 are comprised.
[0022]
The fixed-side molding die 6 is provided in the injection molding apparatus 100. The fixed-side molding die 6 is installed on the stationary platen 3 and melted from the resin injection part 2 into a molding space installed between the movable-side molding die 7. The injected resin molding material is filled and molded. A heat transfer block 11 of a heat exchanging device 10 provided to adjust the temperature of the fixed side molding die 6 is integrally connected to the fixed side molding die 6 with a magnet clamp 15 via an elastic body 14. In this state, it is pressed against the surface 6a of the fixed-side molding die 6 and mounted. A cartridge heater 12 is embedded in the heat transfer block 11.
[0023]
The moving side molding die 7 is provided in the injection molding apparatus 100, is attached and installed on the moving plate 5, and is melted from the resin injection part 2 in a molding space installed between the stationary side molding die 6. The injected resin molding material is filled and molded. A heat transfer block 11 of a heat exchanging device 10 provided to adjust the temperature of the moving side molding die 7 is integrally connected to the moving side molding die 7 with a magnet clamp 15 via an elastic body 14. In this state, it is pressed and mounted on the surface 7a of the moving side molding die 7. A cartridge heater 12 is embedded in the heat transfer block 11.
[0024]
Then, the moving side molding die 7 is connected to the movable platen 5 and is moved in the left direction (arrow) during injection molding by the mold clamping drive unit 1 provided in the injection molding apparatus 100 as shown in FIG. P12), the contact surface 7b of the moving mold 7 is brought into contact with the contact surface 6b of the fixed mold 6, and after injection molding, it is moved to the right (arrow P11) and moved. 7 is separated from the contact surface 6b of the fixed-side molding die 6, and the molded product is taken out. The movement of the moving side molding die 7 is linked to driving of a cylinder or the like to which the moving plate 5 is connected in a state where the moving side forming die 7 is connected to the moving plate 5 and guided by the guide shaft 4. Done.
[0025]
The heat transfer block 11 is formed in a prismatic shape using a copper-based metal material having a high heat transfer coefficient, and is mounted on the fixed-side molding die 6 and the moving-side molding die 7, respectively. In the heat transfer block 11, a slot 11b is formed from the upper surface side 11c in which a cartridge heater 12 having a cylindrical shape or the like is inserted, and an elastic body 14 is attached to the upper surface side 11c by a mounting screw 17. Has been. The back surface 11a of the heat transfer block 11 is formed in a planar shape so as to be in close contact with the surface 6a of the molding die 6 when the heat transfer block 11 is pressed against the molding die 6 via the elastic body 14. ing. A cartridge heater 12 is inserted and embedded in the heat transfer block 11 via a heat transfer material such as a silicon compound, and is attached and connected to a magnet clamp 15 by an elastic body 14.
[0026]
The magnet clamp 15 attaches or detaches the heat transfer block 11 to / from the fixed-side molding die 6 and the moving-side molding die 7, and is formed of a permanent magnet, and is a molding die made of a steel material. The molds 6 and 7 are sucked. The handle 15b allows the permanent magnet to act or not to act by operating the ON side and the OFF side. An elastic body 14 is attached to and installed on the magnet clamp 15 with a mounting screw 18, and a heat transfer block 11 is attached to and installed on the elastic body 14 with an installation screw 17, and the magnet clamp 15 and the heat transfer block 11 are interposed via the elastic body 14. Connected together. Therefore, when the magnet clamp 15 is attached to the molding dies 6 and 7, the heat transfer block 11 is pressed against the elastic body 14 and comes into contact with the molding dies 6 and 7 while being pressed.
[0027]
For example, the magnet clamp 15 to which the heat transfer block 11 is connected via the elastic body 14 is, as shown in FIG. 2, from the state where the back surface 11a of the heat transfer block 11 is in contact with the surface 6a of the molding die 6. Pressing downward (pressing force P12 at which the elastic body 14 is bent) brings the back surface 15a of the magnet clamp 15 into contact with the surface 6a of the molding die 6. When the handle 15b is operated to the ON side, the magnetic force of the magnet clamp 15 acts, so that the magnet clamp 15 is attracted and held by the molding die 6. When the magnet clamp 15 is sucked and held on the surface 6a of the molding die 6, the back surface 11a of the heat transfer block 11 is pressed against the surface 6a of the molding die 6 by a compressive force F11 corresponding to the bending L13 of the elastic body 14. It will be.
[0028]
In addition, although the magnet clamp 15 of the heat exchange device 10 according to the first embodiment is connected to the heat transfer block 11 via the elastic body 14, the magnet clamp 15 may be formed integrally with the heat transfer block 11. good.
[0029]
The elastic body 14 is formed in a rectangular shape having a step with an elastic spring plate or the like, and is attached to the magnet clamp 15 and the heat transfer block 11 so as to integrally connect the magnet clamp 15 and the heat transfer block 11. ing. The elastic body 14 is configured to press and attach the heat transfer block 11 to the respective molding dies 6 and 7 through a magnet clamp 15. The elastic body 14 is a bent portion in which a step L12 is provided in the height direction between an attachment surface 14a attached to the upper surface portion of the magnet clamp 15 and an attachment surface 14b attached to the upper surface portion of the heat transfer block 11. 14c is formed. A magnet clamp 15 and a heat transfer block 11 are attached and installed by an attachment screw 18 and an attachment screw 17 to the elastic body 14 in a state where the step L12 is formed.
[0030]
The state when the heat transfer block 11 connected to the elastic body 14 is mounted on the molding die 6 via the magnet clamp 15 is as shown in FIG. 2, in which the heights of the mounting surface 14a and the mounting surface 14b are high. The step L12 in the vertical direction is bent by the step L11 by the bending amount L13. A compressive force corresponding to the bending amount L13 of the elastic body 14 is applied to the heat transfer block 11, and the back surface 11a of the heat transfer block 11 is pressed against the surface 6a of the molding die 6. Thereby, heat transfer between the heat transfer block 11 and the molding die 6 can be improved.
[0031]
The cartridge heater 12 is embedded in the heat transfer block 11 and is provided to adjust the temperature of the fixed side molding die 6 and the moving side molding die 7 to a predetermined temperature via the heat transfer block 11. The capacity can be adjusted according to the heating / cooling capacity of the molding die. The cartridge heater 12 has a heat generating portion that generates heat when an electric current flows, and the temperature is controlled by the temperature control unit 16 via a connection line 13 that supplies electric power. This predetermined temperature is set to a temperature corresponding to the type of the injection molding material. For example, when the injection molding material is polystyrene, the temperature of the molding die is 80 ° C. with respect to the injection temperature of 190 ° C. of polystyrene, When the injection molding material is polypropylene, the temperature of the molding die is set to 60 ° C. with respect to the injection temperature of 210 ° C. of polypropylene.
[0032]
Next, a method for assembling the heat exchange device 10 will be described.
[0033]
As shown in FIG. 1, the heat exchanging device 10 sets a required quantity corresponding to the heat capacity for heating and cooling the molding dies 6 and 7 provided in the injection molding device 100 to a predetermined temperature. A predetermined number of heat exchange devices 10 are mounted on the surface of the measuring part of the molding dies 6 and 7 respectively. As shown in FIG. 2, the heat exchanger 10 is assembled and attached to the molding die 6 by first inserting and embedding the cartridge heater 12 in the slot 11 b of the heat transfer block 11.
[0034]
Then, the attachment surface 14 b of the elastic body 14 is brought into contact with the upper surface 11 c of the heat transfer block 11, and the elastic body 14 is attached and installed using the attachment screws 17. Further, the upper surface of the magnet clamp 15 is brought into contact with the mounting surface 14 a of the elastic body 14, and the magnet clamp 15 is mounted and installed using the mounting screw 18. The state where the heat transfer block 11 and the magnet clamp 15 are attached and connected to the elastic body 14, as shown in FIG. 2, the distance in the height direction between the attachment surface 14 b of the elastic body 14 and the attachment surface 14 a of the elastic body 14. The level difference is L12. The heat transfer block 11 and the magnet clamp 15 connected to the elastic body 14 are attached to the molding die 6. In this mounting, the back surface 11a of the heat transfer block 11 is first brought into contact with the front surface 6a of the molding die 6, and then the magnet clamp 15 is placed in the lower direction and the back surface 15a of the magnet clamp 15 is brought into contact with the front surface 6a of the molding die 6. Until it is pressed (pressing force P12). Then, the handle 15 b of the magnet clamp 15 is operated to turn on the magnetic force of the magnet clamp 15, and the magnet clamp 15 is attracted and held by the molding die 6. The state at the time of sucking and gripping is that the step L12 in the height direction between the mounting surface 14a and the mounting surface 14b of the elastic body 14 is bent by the step L11 by the bending amount L13 (that is, L13 = L12−L11). A compressive force corresponding to the bending amount L13 of the elastic body 14 is applied to the heat transfer block 11, and the back surface 11a of the heat transfer block 11 is pressed against the surface 6a of the molding die 6.
[0035]
Thereby, the contact between the heat transfer block 11 and the molding die 6 is brought into close contact, and heat transfer loss can be reduced.
[0036]
As described above, the heat exchanging device according to the first embodiment uses a magnet clamp for a heat transfer block in which a cartridge heater is embedded in a molding die used in an injection molding device for molding a resin material or the like. By pressing with an elastic body and attaching in close contact, reducing heat transfer loss, it is possible to respond to the heating and cooling capacity of various molding dies without providing a dedicated cartridge heater for each molding dies. By installing a large number of heat exchange devices and heating and cooling the mold, a large number of molds can be used with a number of heat exchange devices corresponding to the heating and cooling capacity, reducing costs and transferring heat. Can be improved.
[0037]
Next, a heat exchange device according to a second embodiment will be described with reference to FIG.
[0038]
FIG. 3 is a cross-sectional view of a heat exchange device according to the second embodiment of the present invention.
[0039]
As shown in FIG. 3, the heat exchanging device 20 according to the second embodiment of the present invention is different from that according to the first embodiment in that the heat transfer block has a heat dissipating body that enhances the heat dissipating effect when the temperature is lowered. Since it is what was mounted | worn, only the thing in connection with the heat radiator 29 of the heat exchange apparatus 20 is demonstrated.
[0040]
The heat exchanging device 20 according to the second embodiment of the present invention includes a heat transfer block 21 and a fixed mold 6 and a movable mold 7 used in an injection molding apparatus 100 for molding a resin material and the like, respectively. The temperature is adjusted by heating and cooling using the radiator 29 or the like, and a plurality of molds 6 and 7 are mounted on the side surfaces. The heat exchange device 20 that heats and cools the fixed-side molding die 6 and the moving-side molding die 7 to adjust the temperature has the same configuration function, so that the heat provided in the fixed-side molding die 6 The following describes the exchange device 20 as a representative.
[0041]
As shown in FIGS. 1 and 3, the heat exchange device 20 includes a heat transfer block 21 mounted on each molding die 6, 7, a cartridge heater 22 embedded in the heat transfer block 21, and a heat transfer block. Magnet clamp 25 for attaching 21 to molding dies 6, 7, elastic body 24 connecting magnet clamp 25 and heat transfer block 21, heat dissipator 29 attached to the heat transfer block, and cartridge heater 22 includes a connecting line 13 for supplying electric power to 22, a temperature controller 16 for adjusting the temperatures of the molding dies 6 and 7 by a cartridge heater 22, and the like.
[0042]
The heat transfer block 21 is formed in a prismatic shape with a copper-based metal material having a high heat transfer coefficient, and is mounted on the fixed-side molding die 6 and the moving-side molding die 7, respectively. In the heat transfer block 21, a slot 21b is formed from the upper surface side 21c in which a cartridge heater 22 having a cylindrical shape or the like is inserted, and an elastic body 24 and a radiator 29 are attached to the upper surface side 21c. 27 is attached and installed. The back surface 21a of the heat transfer block 21 is formed in a planar shape so as to be in close contact with the surface 6a of the molding die 6 when the heat transfer block 21 is pressed against the molding die 6 via the elastic body 24. ing. A cartridge heater 22 is inserted and embedded in the heat transfer block 21 and is connected to a magnet clamp 25 via an elastic body 24.
[0043]
Since the magnet clamp 25 and the cartridge heater 22 are the same as those according to the first embodiment, description thereof will be omitted.
[0044]
The elastic body 24 is an elastic spring plate formed in a rectangular shape having a step, and is attached to the magnet clamp 25 and the heat transfer block 21 to integrally connect the magnet clamp 25 and the heat transfer block 21. The heat transfer block 21 is pressed and attached to the molding dies 6 and 7 respectively. The elastic body 24 is bent with a step L22 in the height direction between the mounting surface 24a mounted on the upper surface of the magnet clamp 25 and the mounting surface 24b mounted on the upper surface of the heat transfer block 11. A portion 24c is formed. A magnet clamp 25, a heat transfer block 21, and a heat radiating body 29 are attached and installed to the elastic body 24 in the state where the step L 22 is formed by means of mounting screws 28 and mounting screws 27, respectively.
[0045]
When the heat transfer block 21 and the heat radiating body 29 connected to the elastic body 24 are mounted on the molding die 6 via the magnet clamp 25, the mounting surface 24a, the mounting surface, as shown in FIG. The step L22 in the height direction with respect to 24b is bent by the bending amount L23 to the step L21. A compressive force corresponding to the bending amount L23 of the elastic body 24 is applied to the heat transfer block 21, and the back surface 21a of the heat transfer block 21 is pressed against the surface 6a of the molding die 6. Thereby, heat transfer between the heat transfer block 21 and the molding die 6 can be improved.
[0046]
The heat dissipating body 29 is made of an aluminum-based metal material having a high heat transfer coefficient and the upper surface portion 29a is formed in a fin shape. The heat dissipating member 29 is attached to the upper surface 21c of the heat transfer block 21 so that the heat transfer effect of the heat transfer block 21 is achieved. It is something to enhance. The heat radiating body 29 is formed in a planar shape so that the upper surface portion 29 a is formed in a fin shape and the back surface portion 29 b is attached and mounted in a state of being in close contact with the upper surface 21 c of the heat transfer block 21. The heat radiating body 29 is attached to a heat transfer block 21 for heating and cooling the molding die 6 to adjust to a predetermined temperature, thereby cooling the heat transfer block 21 more quickly and enhancing the heat dissipation effect. In particular, the radiator 29 is effective when the molding die 6 needs to be cooled. For example, the radiator 29 is used when the temperature of the molding die is raised before the start of operation and is cooled during continuous molding. .
[0047]
The fin 29a may be forcibly cooled by using a fan (not shown) for the radiator 29. This temperature adjustment is controlled by the temperature controller 16 using a temperature sensor (not shown) installed in the molding die 6 or the like.
[0048]
In addition, although the heat radiating body 29 of the heat exchanging device 20 according to the second embodiment is attached to the heat transfer block 21, it may be formed integrally with the heat transfer block 21.
[0049]
As shown in FIG. 3, the assembly method of the heat exchanging device 20 is the same as that according to the first embodiment.
[0050]
As described above, the heat exchanging apparatus according to the second embodiment uses a magnet clamp for a heat transfer block in which a cartridge heater is embedded in a molding die used in an injection molding apparatus for molding a resin material or the like. Because it is mounted in an intimate state by pressing with an elastic body, heat transfer loss is reduced, and a heat dissipating body is mounted on the heat transfer block, so a dedicated cartridge heater is provided inside each mold. Without installing a heat exchanger of the quantity corresponding to the heating / cooling capacity of the molding die and heating and cooling the molding die, it can be used for large molding dies, reducing the manufacturing cost of the die. Thus, the heat transfer can be improved and the heat dissipation effect can be enhanced, so that the heating and cooling time can be shortened.
[0051]
Next, a heat exchange device according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.
[0052]
FIG. 4 is an external view of a heat exchange apparatus according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the heat exchange apparatus according to the third embodiment of the present invention.
[0053]
As shown in FIGS. 4 and 5, the heat exchanging device 30 according to the third embodiment of the present invention relates to the first embodiment, but a cartridge heater is embedded in the heat transfer block and the temperature is increased by energization. Heat that adjusts temperature by burying heat pipe in heat transfer block and flowing heat exchange medium (water, oil, etc.) to heat pipe via heat exchange medium supply device (not shown) Since only the pipe system is used, only those related to the heat exchange device 30 will be described.
[0054]
In the heat exchange device 30 according to the third embodiment of the present invention, a heat pipe 32 embeds a fixed-side molding die 6 and a moving-side molding die 7 used in an injection molding device 100 for molding a resin material or the like. The temperature is adjusted by heating and cooling using the heat transfer block 31 and the like, and a plurality of molds 6 and 7 are mounted on the side surfaces. The heat exchange device 30 that heats and cools the fixed-side molding die 6 and the moving-side molding die 7 to adjust the temperature has the same configuration function, so that the heat provided in the fixed-side molding die 6 The following describes the exchange device 30 as a representative.
[0055]
As shown in FIGS. 4 and 5, the heat exchange device 30 includes a heat transfer block 31 attached to each molding die 6, 7, a heat pipe 32 embedded in the heat transfer block 31, and a heat transfer block. Magnet clamp 35 for attaching 31 to each mold 6, 7, elastic body 34 connecting magnet clamp 35 and heat transfer block 31, and heat exchange medium supply device (not shown) to heat pipe 32 The pipe 33 is configured to supply a heat exchange medium (water, oil, or the like), and the temperature control unit 16 adjusts the temperature of each molding die 6 and 7 by the heat pipe 32.
[0056]
The heat transfer block 31 is formed in a prismatic shape with a copper-based metal material having a high heat transfer coefficient and is mounted on the fixed-side molding die 6 and the moving-side molding die 7 respectively. The heat transfer block 31 has a through-hole 31b embedded therein by inserting a heat pipe 32 having a cylindrical shape or the like, and an elastic body 34 is attached and installed on the upper surface side 31c by an attachment screw 37. The back surface 31a of the heat transfer block 31 is formed in a planar shape so as to be in close contact with the surface 6a of the molding die 6 when the heat transfer block 31 is pressed against the molding die 6 via the elastic body 34. ing.
[0057]
A heat pipe 32 is inserted and embedded in the heat transfer block 31 via a heat transfer material such as a silicon compound, and is connected to a magnet clamp 35 via an elastic body 34.
[0058]
In order to prevent heat transfer loss due to a gap with the heat pipe 32 inserted and embedded in the through hole 31b of the heat transfer block 31, a heat exchange medium (water, oil, or the like) is directly supplied to the through hole 31b. Also good.
[0059]
Further, the heat transfer block 31 formed in a prismatic shape may be formed by welding a copper pipe having a high heat transfer coefficient to a thick plate base.
[0060]
Since the magnet clamp 35 and the elastic body 34 are the same as those according to the first embodiment, description thereof will be omitted.
[0061]
The heat pipe 32 is embedded in the heat transfer block 31 and is provided to adjust the temperature of the fixed-side molding die 6 and the moving-side molding die 7 to a predetermined temperature via the heat transfer block 31. The temperature control unit 16 heats and cools the heat exchange medium (water, oil, etc.) through the pipe 33 for supplying the heat exchange medium (water, oil, etc.) via the exchange medium supply device (not shown), and the temperature is increased. It has been adjusted.
[0062]
The predetermined temperature is set to a temperature corresponding to the type of the injection molding material. For example, when the injection molding material is polystyrene, the molding die temperature is 80 ° C. with respect to the polystyrene injection temperature of 190 ° C. Is set to
[0063]
As shown in FIGS. 4 and 5, the heat exchanging device 30 is assembled in such a manner that a heat pipe 32 is inserted and embedded in the heat transfer block 31 with respect to the heat exchanging medium according to the first embodiment. Since water (oil, oil, etc.) is temperature-controlled and supplied and supplied, the description is omitted.
[0064]
As described above, the heat exchanging device according to the third embodiment uses a magnet clamp with a heat transfer block in which a heat pipe is embedded in a molding die used in an injection molding device for molding a resin material or the like. It is attached in an intimate state by pressing with an elastic body, reducing heat transfer loss, and corresponding to the heating and cooling capacity of the molding die without providing a dedicated heat exchange device inside each molding die. By mounting a quantity of heat exchange devices and heating and cooling the molding die, it can be used for a large molding die, so that the manufacturing cost of the die can be reduced. In the third embodiment, a heat radiator may be provided as in the second embodiment.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a heat exchange device for heating and cooling a mold, a heat transfer block loaded with a heater or supplied with a fluid as a heat exchange medium is used with a magnet clamp and an elastic body. By mounting in a pressed state on the mold and heating and cooling the mold, it can be used repeatedly on various molding dies without providing a dedicated heat exchange device inside each molding mold. The manufacturing cost of the mold can be reduced. In addition, since the original magnet clamp is used, the heat exchange device can be easily constructed without complicating the structure of the heat exchange device. In addition, since the heat transfer block is brought into close contact with the molding die by elastic force, heat transfer is good, and it can be attached and detached with a single touch with a magnet, and operability is also good.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a heat exchange device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat exchange device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a heat exchange device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an external view of a heat exchange device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a heat exchange device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an external view of a conventional heat exchange device.
[Explanation of symbols]
1 ... Mold clamping drive
2 ... Resin injection part
3. Fixed platen
4 ... Guide shaft
5 ... Movable platen
6 ... Fixed side mold
7 ... Molding mold
10, 20, 30, 50 ... heat exchanger
11, 21, 31 ... Heat transfer block
12, 22, 51 ... cartridge heater
13, 52 ... Connection line
14, 24, 34 ... elastic body
15, 25, 35 ... Magnet clamp
16, 53 ... Temperature control unit
17, 18, 27, 28, 37, 38 ... mounting screws
32 ... Heat pipe
100 ... Injection molding device

Claims (3)

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。In the heat exchange device that heats and cools the mold,
The heat exchange device includes a heat transfer block that transfers heat to the mold, an elastic body that presses and attaches the heat transfer block to the mold, and is connected to the elastic body and is magnetically bonded to the mold. A heat exchange device comprising a magnet clamp capable of being provided. 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。The heat exchange device according to claim 1, wherein the heat transfer block is provided with a heat radiating body that enhances a heat radiating effect when the temperature is lowered. 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。The heat exchange device according to claim 1 or 2, wherein the heat transfer block is loaded with a heater or supplied with a fluid as a heat exchange medium.

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