JP4584134B2 - 射出成形機における樹脂冷却機構 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機における樹脂冷却機構に関するものである。

一般に、射出成形機による成形サイクルは、射出成形機の加熱シリンダ（射出ノズル）内において成形材料（樹脂チップ）を加熱溶融する工程（加熱溶融工程）、その加熱溶融された樹脂をノズルから射出して成形金型内に充填する工程（充填工程）、該充填された樹脂を冷却して固化させて離型する工程（冷却工程）を行うことを１サイクルとしている。

従来、こうした成形サイクルタイムを短縮化することにより、成形品の生産性を向上させることが要望されている。しかし、成形サイクルタイムを単純に短縮化することは困難であり、例えば冷却工程の時間を短縮した場合には、成形品の離型時に射出ノズルの樹脂射出口部位で樹脂が好適に切断されず、成形品に樹脂糸が残る糸引き現象が生じてしまうおそれがある。こうした糸引き現象が生じると、その糸が金型内に残り、次のサイクルで成形される成形品に該糸が混入してしまい、該成形品が不良品となって歩留まりが低下してしまうおそれがある。このため、こうした糸引き現象の発生を抑制することが必要となる。

そこで従来、例えば特許文献１や特許文献２に記載される糸引き防止技術が提案されている。
詳しくは、特許文献１においては、射出ノズルの外面に向けて冷却用気体を噴出することによって該射出ノズルの樹脂射出口部位の温度を低下させ、これにより成形品離型時における樹脂の好適な切断を促進させるようになっている。このため、それ以前に比べて冷却時間を短縮しても糸引き現象が抑制される。

また、特許文献２においては、射出ノズル内の樹脂流路における樹脂射出口部位に、該樹脂流路の中心に溶融樹脂が流れることを阻害する阻害部材（駒部材）を配設している。通常、樹脂の凝固は外面部位から始まり、温度が低下しにくい中心部位が最後に凝固する。このため、樹脂射出口部位に前記阻害部材を配設することにより、該樹脂射出口における樹脂流路の中心部位に溶融樹脂が流れにくくなるため樹脂の凝固が促進され、冷却時間を短縮しても糸引き現象が抑制される。

よって、これら従来の技術により、成形サイクルタイムの短縮化が可能となる。
特開２００３−２１１５１３号公報 特開２００１−２４６６４２号公報

ところが、近年では、よりいっそう生産性を向上させるために、更なる成形サイクルタイムの短縮化が要望されている。
しかしながら、前記従来の技術をもってしても、更なる成形サイクルタイムの短縮を行うべく冷却時間の更なる短縮化を図ると、前記糸引き現象が生じてしまって歩留まりが悪化してしまうため、更なる成形サイクルタイムの短縮は事実上困難であった。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、糸引き現象の発生を好適に抑制しつつ、成形サイクルタイムの更なる短縮化を図ることができる射出成形機における樹脂冷却機構を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、射出成形機の射出ノズル内に設けられた樹脂流路内における樹脂射出口側部位に配設されたパイプ状の媒体流通部と、該媒体流通部内に冷却媒体を供給するとともに、その冷却媒体の供給を制御する媒体供給制御手段とを備え、前記媒体流通部は、射出ノズルにおける樹脂射出口側部位において、樹脂の流通方向に対して交差する方向に貫通配置されていることを要旨とする。

上記構成によると、射出ノズル内の樹脂流路内に媒体流通部が設けられているため、その媒体流通部内に冷却媒体を流通させることにより、樹脂流路を流れる樹脂自体が該冷却媒体によって冷却されることとなる。しかも、媒体流通部は樹脂射出口側部位に配設されているため、樹脂射出口付近に位置する樹脂が直接冷却されることとなる。よって、樹脂の凝固時間が短くなるため、成形品を冷却・離型する工程に必要な時間を短縮しても、成形品に糸引き現象が生じにくくなる。換言すれば、糸引き現象を抑制しつつ、成形サイクルタイムの短縮化を図ることができる。
特に、媒体流通部は樹脂の流通方向と交差する方向に貫通配置されているため、樹脂流路を流れる樹脂は必ず媒体流通部に接触する。よって、媒体流通部に冷却媒体を供給した際に、媒体流通部に接触した状態にある樹脂が該冷却媒体によって確実に冷却される。

請求項２に記載の発明では、射出成形機の射出ノズル内に設けられた樹脂流路内における樹脂射出口側部位に配設されたパイプ状の媒体流通部と、該媒体流通部内に冷却媒体を供給するとともに、その冷却媒体の供給を制御する媒体供給制御手段とを備え、前記媒体流通部は、樹脂流路の中心部位を通るように配置されていることを要旨とする。

上記構成によると、射出ノズル内の樹脂流路内に媒体流通部が設けられているため、その媒体流通部内に冷却媒体を流通させることにより、樹脂流路を流れる樹脂自体が該冷却媒体によって冷却されることとなる。しかも、媒体流通部は樹脂射出口側部位に配設されているため、樹脂射出口付近に位置する樹脂が直接冷却されることとなる。よって、樹脂の凝固時間が短くなるため、成形品を冷却・離型する工程に必要な時間を短縮しても、成形品に糸引き現象が生じにくくなる。換言すれば、糸引き現象を抑制しつつ、成形サイクルタイムの短縮化を図ることができる。
特に、媒体流通部に冷却媒体を流通させた際に、樹脂の中心部位から優先的に冷却される。通常、樹脂の凝固は外面部位から始まり、温度が低下しにくい中心部位が最後に凝固する。このため、樹脂の中心部位から優先的に冷却することにより、該樹脂の凝固を促進させることができ、凝固時間を短縮することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の射出成形機における樹脂冷却機構において、前記媒体流通部は、樹脂流路の中心部位を通るように配置されていることを要旨とする。

上記構成によると、媒体流通部に冷却媒体を流通させた際に、樹脂の中心部位から優先的に冷却される。通常、樹脂の凝固は外面部位から始まり、温度が低下しにくい中心部位が最後に凝固する。このため、樹脂の中心部位から優先的に冷却することにより、該樹脂の凝固を促進させることができ、凝固時間を短縮することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形機における樹脂冷却機構において、前記媒体供給制御手段は、樹脂の材質、射出ノズルの加熱温度、樹脂射出口の口径、スプルの口径、樹脂成形品の大きさのうちの少なくとも一つを変位パラメータとして、前記冷却媒体の供給開始タイミング及び供給停止タイミングを制御することを要旨とする。

上記構成によると、冷却媒体の供給開始タイミング及び供給停止タイミングは、樹脂の材質、射出ノズルの加熱温度、樹脂射出口の口径、スプルの口径、樹脂成形品の大きさのうちの少なくとも一つに基づいて変化するように制御されるため、最適な冷却タイミングで樹脂が冷却されることとなる。

請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出成形機における樹脂冷却機構において、前記媒体供給制御手段は、前記媒体流通部内に前記冷却媒体に加え、加熱媒体を供給するとともに、それら媒体の供給を制御することを要旨とする。

上記構成によると、媒体流通部内には冷却媒体だけでなく、加熱媒体も流通される。このため、例えば射出ノズルを加熱して樹脂流路内の樹脂を溶融させる際に媒体流通部内に加熱媒体を流通させれば、該樹脂の溶融を促進させることが可能となり、樹脂の加熱時間をも短縮することが可能となる。よって、糸引き現象を抑制しつつ、成形サイクルタイムの更なる短縮化を図ることができる。

以上詳述したように、本発明によれば、糸引き現象の発生を好適に抑制しつつ、成形サイクルタイムの更なる短縮化を図ることができる射出成形機における樹脂冷却機構を提供することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図４に基づき詳細に説明する。
図１に示すように、射出成型用金型１は、図示しない固定プラテンに取り付けられる固定金型２と、図示しない可動プラテンに取り付けられることにより固定金型２に接離自在な可動金型３とによって構成されている。

固定金型２は、固定プラテンに取着される固定型板４と、その固定型板４内に埋設されて可動金型３と当接するスプルブッシュ５と、そのスプルブッシュ５を固定型板４内に保持するロケートリング６とを備えている。スプルブッシュ５には凹所７が凹設されるとともに、ロケートリング６にはその凹所７と連通する貫通孔８が設けられている。その凹所７の最奥部には、可動金型３側に貫通するスプル９が透設されている。また、可動金型３における固定金型側面には、スプル９と連通するキャビティ１０が凹設されている。なお、スプル９は、可動金型３側に向かうに従って徐々に径が大きくなるように設定されている。こうした凹所７内には、射出成形機の射出ノズル１１の先端部位が貫通孔８を貫通した状態で収容されている。詳しくは、射出ノズル１１内には、先端縁に貫通する樹脂射出口１２と、その樹脂射出口１２と連通する樹脂流路１３とが設けられている。そして、射出ノズル１１は、樹脂射出口１２がスプルに合致するように凹所７内に収容されている。射出ノズル１１は、図示しない加熱機構により樹脂流路１３内に供給される樹脂材料を加熱溶融させ、その加熱溶融された溶融樹脂を樹脂射出口１２から外部に吐出する。このため、樹脂流路１３内を流通する溶融樹脂は、樹脂射出口１２からスプル９を介してキャビティ１０内に供給される。

ところで、射出ノズル１１の先端部位（樹脂射出口１２側の端部近辺）には、パイプ状の媒体流通部１４が貫通配置されている。この媒体流通部１４は、射出ノズル１１の先端部位において、樹脂流路１３を流れる樹脂の流通方向と直交する方向から、図２（ａ）に示すように樹脂流路１３の中心Ｏを通るように貫通配置され、その先端１４ａが射出ノズル１１の外部に突出している。また、図２（ｂ）に示すように、媒体流通部１４は、断面真円状に形成され、内部に媒体流路１４ｂが設けられている。そして、媒体流通部１４の基端側は、媒体供給源であるポンプ１５に接続されている。なお、本実施形態においてポンプ１５は、媒体流路１４ｂに冷却媒体として常温空気を供給するようになっている。

また、媒体流通部１４におけるポンプ１５の近傍には、媒体流路１４ｂを流れる冷却空気の流通量を制御する制御バルブ１６が配設され、該媒体流通部１４における射出ノズル１１の近傍には、該媒体流路１４ｂを流れる冷却空気の温度を検出する温度センサ１７が配設されている。そして、制御バルブ１６及び温度センサ１７は、それぞれ個別に媒体供給制御手段としての供給制御部１８に電気的に接続されている。制御バルブ１６は、供給制御部１８から入力される流通制御信号に基づいて媒体流路１４ｂを流れる冷却媒体の流通量を制御する。なお、本実施形態において制御バルブ１６の開度は、供給制御部１８によってリニアに変化可能に構成されている。

このため、ポンプ１５から供給された冷却媒体（冷却空気）は、制御バルブ１６によってその流量が制御されるとともに、媒体流路１４ｂを流通して先端１４ａから外部に放出される。

供給制御部１８は、具体的には図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータユニットによって構成されており、射出成形機からの入力信号や、温度センサ１７からの検出信号に基づいて、制御バルブ１６の駆動を制御する。このため、供給制御部１８は、射出成形機と同期して冷却空気の供給制御を行うことが可能となる。

このように、媒体流通部１４と、ポンプ１５と、制御バルブ１６と、温度センサ１７と、供給制御部１８とにより、射出成形機における温度調節機構が構成されている。
次に、このように構成された温度調節機構の具体的な動作例を、図３に示すシーケンスチャート及び図４に示すフローチャートに従って説明する。

図３に示すように、射出成形機による成形工程は、以下の手順で行われる。すなわち、まずステップＳ１において射出ノズル１１の樹脂流路１３内に供給された樹脂材料（樹脂チップ）を加熱機構によって加熱溶融する加熱溶融工程が行われる。その後、ステップＳ２において射出ノズル１１の樹脂射出口１２からスプル９内に該溶融樹脂を射出してキャビティ１０内に充填する充填工程が行われる。そして、ステップＳ３において該樹脂を冷却・固化させる冷却工程が行われた後に、ステップＳ４において固定金型２から可動金型３を離型して樹脂成形品をキャビティ１０から取り出す離型工程が行われる。すなわち、射出成形機による成形サイクルは、「加熱溶融工程→充填工程→冷却工程→離型工程」を１サイクルとしている。

そして、図４に示すように、ステップＳ１１において供給制御部１８は、射出成形機からの入力信号に基づき、上記成形サイクルにおける各工程や、樹脂の材料を示す樹脂材料情報、射出ノズル１１の加熱温度を示す溶融温度情報、樹脂射出口１２の口径を示す射出口情報、樹脂成形品の大きさやスプル９の口径や長さなどを示す成形品情報等の成形情報を取得する。

次に、ステップＳ１２において供給制御部１８は、ステップＳ１１にて取得した射出成形機の成形情報に基づき、冷却開始時期であるか否かを判断する。なお、本実施形態において供給制御部１８は、前記種々の成形情報のうちの少なくとも一つを変位パラメータとして、冷却開始時期（冷却空気の供給開始タイミング）及び冷却終了時期（冷却空気の供給停止タイミング）を算出するようになっている。ちなみにここでは、成形サイクルが充填工程が終了間近になった時点が冷却開始時期として設定され、離型工程の終了時が冷却終了時期として設定された場合を具体例として挙げる。そして、ステップＳ１２において供給制御部１８は、冷却開始時期ではないと判断した際にはここでの処理を一旦終了する。これに対し、供給制御部１８は、冷却開始時期であると判断した際にはステップＳ１３〜Ｓ１７に示す冷却処理を行う。

すなわち、ステップＳ１３において供給制御部１８は、制御バルブ１６に対して流通制御信号を出力して該制御バルブ１６の開制御を行うことにより該制御バルブ１６を全閉状態から全開状態に駆動し、媒体流通部１４の媒体流路１４ｂに冷却空気（常温空気）を流通させる。このため、冷却空気は射出ノズル１１の樹脂流路１３内を流れた後に先端１４ａから外部に放出される。その結果、射出ノズル１１の樹脂射出口１２部位及び樹脂流路１３を流れる溶融樹脂が冷却空気によって直接的に冷却されることとなり、該樹脂の凝固速度が上昇する。

次に、ステップＳ１４において供給制御部１８は、温度センサ１７からの検出信号に基づいて冷却空気の温度が冷却に最適な温度（常温）であるか否かを判断する。その結果、冷却空気の温度が最適温度ではないと判断した際には、供給制御部１８は、ステップＳ１５において制御バルブ１６の開度制御を行うことにより、冷却空気の温度調節を行う。

詳しくは、供給制御部１８は、冷却空気の温度が最適温度よりも低い場合には制御バルブ１６の開度を絞り、該冷却空気の温度が最適温度よりも高い場合には該制御バルブ１６の開度を拡張する（全開状態でない場合に限る）。これにより、冷却空気の温度が最適温度に調節される。

そして、こうしたステップＳ１５の処理が終了した場合、またはステップＳ１４において冷却空気が最適温度であると判断した場合に、供給制御部１８は、ステップＳ１６において射出成形機による離型工程が終了したか否かを射出成形機からの入力信号に基づいて判断する。その結果、供給制御部１８は、離型工程が終了していないと判断した場合には再びステップＳ１４の処理へ移行し、離型工程が終了したと判断した場合には、ステップＳ１７において制御バルブ１６を開状態から全閉状態となるように制御して射出ノズル１１に対する冷却空気の噴射を停止し、ここでの処理を一旦終了する。

よって、こうした冷却処理が行われることにより、充填工程の終了間近から離型工程の完了時までの間における樹脂の凝固速度が早くなり、結果として冷却工程に必要な時間が短縮化される。しかも、離型時において、成形品に糸引き現象が生じにくくなり、次の成形サイクルにおいて該糸引き樹脂がキャビティ１０内に残存してしまうのが好適に抑制される。

したがって、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）射出ノズル１１内の樹脂流路１３内に媒体流通部１４が配設され、その媒体流通部１４の媒体流路１４ｂ内に冷却媒体（冷却空気）を流通させることにより、射出ノズル１１の樹脂流路１３を流れる樹脂自体が該冷却空気によって直接的に冷却される。しかも、媒体流通部１４は射出ノズル１１における樹脂射出口１２側部位に配設されているため、樹脂射出口１２付近に位置する樹脂が直接的に冷却される。よって、こうした冷却空気によって樹脂の凝固時間が短くなるため、成形品を冷却・離型する工程に必要な時間を短縮しても、成形品に糸引き現象が生じにくくなる。換言すれば、糸引き現象を抑制しつつ、成形サイクルタイムの短縮化を図ることができる。

（２）媒体流通部１４は、樹脂流路１３内を流れる樹脂の流通方向と交差する方向に貫通配置されているため、該樹脂流路１３を流れる樹脂は必ず媒体流通部１４に接触する。よって、媒体流通部１４に冷却空気を供給した際に、媒体流通部１４に接触した状態にある樹脂を該冷却空気によって確実に冷却することができる。

（３）媒体流通部１４は、樹脂流路１３の中心部位（図２（ａ）に示した中心Ｏの箇所）を通るように配置されているため、媒体流通部１４に冷却空気を流通させた際に、樹脂流路１３内を流れる樹脂は、中心部位から優先的に冷却される。通常、樹脂の凝固は外面部位から始まり、温度が低下しにくい中心部位が最後に凝固する。このため、樹脂の中心部位から優先的に冷却することにより、該樹脂の凝固を促進させることができ、凝固時間を短縮することができる。

（４）冷却空気の供給開始タイミング及び供給停止タイミングは、樹脂の材質、射出ノズルの加熱温度、樹脂射出口の口径、樹脂成形品の大きさのうちの少なくとも一つに基づいて変化するように制御されるため、最適な冷却タイミングで樹脂を冷却することができる。

（５）媒体流通部１４は射出ノズル１１に配設されており、固定金型２などには配設されていない。このため、本実施形態の温度調節機構を配設するにあたっては、射出ノズル１１に対する変更のみで対応可能であり、固定金型２などを変更する必要がなく、大規模な変更を要することなく温度調節機構を配設することができる。

（６）冷却空気の温度が温度センサ１７によって検出され、供給制御部１８は、その検出結果に基づいて制御バルブ１６を制御することによって冷却空気の流通量を最適となるように制御する。このため、媒体を用いた冷却制御を高い精度で行うことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図５及び図６に基づいて説明する。ここでは第１実施形態と相違する点を主に述べ、共通する点については同一部材番号を付すのみとしてその説明を省略する。

本実施形態において第１実施形態と異なる点は、温度調節機構が加熱機構を有している点である。
詳しくは、図５に示すように、媒体流通部１４は、射出ノズル１１に貫通配置された第１流路２１と、その第１流路２１から分岐するように形成された第２流路２２及び第３流路２３とを備えている。第２流路２２及び第３流路２３の一端は第１流路２１の基端部位に連結され、他端がそれぞれポンプ１５に連結されている。

第２流路２２には第１制御バルブ２４が配設され、第３流路２３には第２制御バルブ２５が配設されている。これら制御バルブ２４，２５は、供給制御部１８にそれぞれ個別に電気的に接続され、該供給制御部１８から入力される流通制御信号に基づいて媒体の流通量を制御する。なお、本実施形態において各制御バルブ２４，２５の開度は、供給制御部１８によってリニアに変化可能に構成されている。

また、第１流路２１には前記温度センサ（ここでは便宜上「第１温度センサ」と呼称する）１７が配設され、第２流路２２における第１制御バルブ２４と第１流路２１との間には第２温度センサ２６が配設され、第３流路２３における第２制御バルブ２５と第１流路２１との間には第３温度センサ２７が配設されている。これら温度センサ１７，２６，２７は供給制御部１８にそれぞれ個別に電気的に接続されている。

さらに、第３流路２３における第２制御バルブ２５とポンプ１５との間には、該第３流路２３を流通する媒体を所定温度（例えば２２５℃）に加熱する温度調節装置２８が配設されている。この温度調節装置２８は、供給制御部１８に電気的に接続され、該供給制御部１８から入力される温度制御信号に基づいて温度を制御する。

このため、ポンプ１５から第２流路２２に供給された空気は、第１制御バルブ２４によってその流量が制御されるとともに、該第２流路２２から第１流路２１に流れることとなる。一方、ポンプ１５から第３流路２３に供給された空気は、温度調節装置２８において温度調節された後、第２制御バルブ２５によってその流量が制御されるとともに、該第３流路２３から第１流路２１に流れることとなる。このため、第２流路２２から第１流路２１に流通する空気が冷却媒体として機能するとともに、第３流路２３から第１流路２１に流通する空気が加熱媒体として機能する。なお、第２流路２２及び第３流路２３にそれぞれ対応する空気が流通された際には、それら空気が混合された状態で第１流路２１を流通することとなる。

このように、本実施形態においては、第１〜第３流路２１〜２３を有する媒体流通部１４と、ポンプ１５と、第１〜第３温度センサ１７，２６，２７と、第１及び第２制御バルブ２４，２５と、供給制御部１８とにより、射出成形機における温度調節機構が構成されている。

次に、このように構成された温度調節機構の具体的な動作例を、図６に示すフローチャートに従って説明する。
すなわち、同図に示すように、ステップＳ２１において供給制御部１８は、図４に示した前記ステップＳ１１と同様に、射出成形機からの入力信号に基づいて成形情報を取得する。そして、供給制御部１８は、こうした成形情報に基づいて加熱媒体（加熱空気）の最適な温度を求め、該最適温度となるように温度調節装置２８に対して温度制御信号を出力する。

次に、ステップＳ２２において供給制御部１８は、ステップＳ２１にて取得した射出成形機の成形情報に基づき、加熱開始時期であるか否かを判断する。なお、本実施形態において供給制御部１８は、前記冷却開始時期及び冷却終了時期と同様に、前記種々の成形情報のうちの少なくとも一つを変位パラメータとして、加熱開始時期（加熱空気の供給開始タイミング）及び加熱終了時期（加熱空気の供給停止タイミング）を算出するようになっている。ちなみにここでは、成形サイクルにおける加熱溶融工程の開始時が加熱開始時期として設定され、該加熱溶融工程の終了時が加熱終了時期として設定された場合を具体例として挙げる。そして、ステップＳ２２において供給制御部１８は、加熱開始時期であると判断した際にはステップＳ２３〜Ｓ２７に示す加熱処理を行う。

すなわち、まずステップＳ２３において供給制御部１８は、第２制御バルブ２５に対して流通制御信号を出力して該第２制御バルブ２５の開制御を行うことにより該第２制御バルブ２５を全閉状態から全開状態に駆動し、第３流路２３に加熱空気を流通させる。このため、加熱空気は第３流路２３から第１流路２１に流通し、射出ノズル１１の樹脂流路１３内の樹脂の加熱が促進されて該樹脂の溶融速度が上がり、加熱溶融工程に要する時間が短縮される。

そして、ステップＳ２４において供給制御部１８は、第１温度センサ１７及び第３温度センサ２７からの検出信号に基づいて媒体（加熱空気）の温度が前記最適温度であるか否かを判断する。その結果、加熱空気の温度が最適温度ではないと判断した際には、供給制御部１８は、ステップＳ２５において温度調節装置２８に対して温度制御信号を出力するとともに、各制御バルブ２４，２５の開度制御を行うことにより、加熱空気の温度調節を行う。

詳しくは、供給制御部１８は、加熱空気の温度が最適温度よりも低い場合には、温度調節装置２８によって加熱空気の加熱温度を上昇させるとともに、第２制御バルブ２５の開度を拡張する（全開状態でない場合に限る）。これにより、加熱空気の温度が上昇し、最適温度に調節される。

これに対し、供給制御部１８は、加熱空気の温度が最適温度よりも高い場合には、温度調節装置２８によって加熱空気の加熱温度を下降させるとともに、第２制御バルブ２５の開度を絞り、且つ第１制御バルブ２４を開制御して第２流路２２に冷却媒体（冷却空気）を流通させる。これにより第１流路２１にて加熱空気と冷却空気とが混合され、該第１流路２１を流通する媒体の温度が低下して最適温度に調節される。

そして、こうしたステップＳ２５の処理が終了した場合、またはステップＳ２４において媒体温度が最適温度であると判断した場合に、供給制御部１８は、ステップＳ２６において射出成形機による加熱溶融工程が終了したか否かを判断する。その結果、供給制御部１８は、加熱溶融工程が終了していないと判断した場合には再びステップＳ２４の処理へ移行し、加熱溶融工程が終了したと判断した場合には、ステップＳ２７において各制御バルブ２４，２５を開状態から全閉状態となるように制御して射出ノズル１１に対する媒体の噴射を停止し、ここでの処理を一旦終了する。

よって、こうした加熱処理が行われることにより、樹脂の加熱溶融工程に要する時間が短縮化され、成形サイクルタイムの短縮化が可能となる。
一方、供給制御部１８は、ステップＳ２２において加熱開始時期ではないと判断した場合には、ステップＳ２８の処理に移行する。そして、ステップＳ２８において供給制御部１８は、冷却開始時期であるか否かを判断する。なお、本実施形態においても、成形サイクルが充填工程が終了間近になった時点が冷却開始時期として設定され、離型工程の終了時が冷却終了時期として設定された場合を具体例として挙げる。そして、ステップＳ２８において供給制御部１８は、冷却開始時期ではないと判断した際には、加熱開始時期でも冷却開始時期でもないと判断してここでの処理を一旦終了する。

これに対し、供給制御部１８は、冷却開始時期であると判断した際にはステップＳ２９〜Ｓ３３に示す冷却処理を行う。なお、ステップＳ２９〜Ｓ３３の処理は、前記実施形態におけるステップＳ１３〜Ｓ１７までの処理に等しく、前記実施形態における制御バルブ１６を第１制御バルブ２４に変更しているにすぎない。よって、ここではステップＳ２９〜Ｓ３３の処理の詳細な説明については割愛する。

したがって、本実施形態によれば、前記第１実施形態における上記（１）〜（６）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（７）射出ノズル１１の樹脂流路１３内に貫通配置された媒体流通部１４の第１流路２１には冷却空気だけでなく、加熱空気も流通される。そして、その加熱空気は、射出ノズル１１を加熱して樹脂流路１３内の樹脂を溶融させる加熱溶融工程において流通される。このため、該加熱空気によって樹脂流路１３内を流れる樹脂の溶融を促進させることができ、冷却工程に必要な時間だけでなく、加熱溶融工程に必要な時間をも短縮することができる。よって、成形品の糸引き現象を抑制しつつ、成形サイクルタイムの更なる短縮化を図ることができる。

しかも、冷却媒体も加熱媒体も共に流体（空気）によって構成されているため、冷却のための構造と加熱のための構造が同一種で済むことから、例えば冷却媒体を用いて冷却を行い、ヒータなどを用いて樹脂の加熱を行う場合に比べて、温度調節機構も簡単な構造で構成することができる。

（８）冷却空気と加熱空気とは個別の媒体流路（第２流路２２、第３流路２３）から供給され、それら媒体は第１流路２１において混合可能となる。このため、冷却空気及び加熱空気を混合させたりさせなかったりすることにより、樹脂流路１３内を流通する媒体の温度を自由に調節することができる。また、温度調節装置２８による加熱空気の温度調節を行うだけの場合に比べて、加熱空気の温度調節を迅速に行うことができる。

（９）第１制御バルブ２４及び第２制御バルブ２５の開度は、供給制御部１８によってリニアに制御される。すなわち、冷却空気及び加熱空気の供給量は、供給制御部１８により徐変可能となっている。このため、射出ノズル１１や樹脂を冷却・加熱する際に、各媒体の最適な供給量を設定することができる。特に、冷却媒体と加熱媒体とを混合して媒体の温度を調節する際には、その混合媒体の温度の微調整を容易に行うことができる。

（１０）冷却空気と同様に、加熱空気の供給開始タイミング及び供給停止タイミングにおいても、樹脂の材質、射出ノズルの加熱温度、樹脂射出口の口径、樹脂成形品の大きさのうちの少なくとも一つに基づいて変化するように制御されるため、最適な加熱タイミングで樹脂を加熱することができる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 媒体流通部１４における少なくとも樹脂流路１３内に配置される箇所の断面形状は、図２（ｂ）に示した真円形状に限らず、種々の形状に変更してもよい。例えば図７（ａ）に示すように、該断面形状を楕円形状としてもよい。なおこの場合、樹脂の流通を阻害しにくく且つ樹脂との接触面積が増えるため、同図に示すように長軸が樹脂流通方向と平行となるように配置されることが好ましい。また、該断面形状を、図７（ｂ）に示すような涙滴形状としたり、図７（ｃ）に示すような菱形状や図７（ｄ）に示すような三角形状としたりしてもよい。該断面形状を円筒形状とした場合には媒体流通部１４を容易に形成することができ、その他の形状とした場合には樹脂流路１３から樹脂射出口１２への樹脂の流動を阻害しにくくしたり、該樹脂との接触面積を大きくして該樹脂をより効果的に冷却（加熱）可能としたりすることができる。

・ 媒体流通部１４は、必ずしも樹脂流路１３の中心Ｏ（図２（ａ）参照）を通るように貫通配置されている必要はなく、該中心Ｏ以外の箇所を通るように貫通配置されていてもよい。すなわち、媒体流通部１４は、例えば図８（ａ）に示すように該中心Ｏを通らない２本の平行な部材によって構成されたり、図８（ｂ）に示すように樹脂流路１３を構成する射出ノズル１１の内周面に沿って延びる円環形状をなす部材によって構成されたりしてもよい。

・ 例えば図９（ａ），（ｂ）に示すように、射出ノズル１１と媒体流通部１４との間に、断熱材によって構成された断熱ブッシュ３１を介在させてもよい。このようにすれば、射出ノズル１１と媒体流通部１４との間の熱影響を軽減することができ、より精度の高い温度管理が可能となる。

・ 前記各実施形態において、冷却媒体及び加熱媒体は空気によって構成され、それら媒体は媒体流通部１４の先端１４ａから外部に放出されるようになっている。しかし、例えばこれら媒体を再びポンプ１５に還流させる構成としてもよい。このようにすれば、水などの液体や、フロンガスなどの環境汚染物質を冷却媒体及び加熱媒体として容易に用いることができる。

・ 前記各実施形態において、供給制御部１８による射出ノズル１１の冷却開始時期及び冷却終了時期（第２実施形態においては加熱開始時期及び加熱終了時期を含む）は、射出成形機から取得される成形情報に基づいて供給制御部１８によって決定されるようになっている。しかし、これら開始時期及び終了時期を、予め設定されたタイミングに固定してもよい。

・ 前記第１実施形態においては制御バルブ１６、前記第２実施形態においては第１及び第２制御バルブ２４，２５の開度は、必ずしもリニアに制御可能なものに限らず、全閉状態と全開状態とに２値的に変化するものであってよい。このようにすれば、供給制御部１８による各制御バルブ１６，２４，２５の制御を簡素化することができる。

・ 冷却空気の温度は、常温に限らず、例えば前記温度調節装置２８などによって調節された温度（例えば常温以下の温度）に調節されてもよい。
・ 前記第２実施形態において、加熱媒体は、専用の温度調節装置２８によって加熱されることに限らず、例えば射出ノズル１１の加熱機構の近傍に前記第３流路２３を配設し、該加熱機構の温度を利用して加熱されるようになっていてもよい。

・ 前記第２実施形態において媒体流通部１４は、冷却空気が流通する第２流路２２と、加熱空気が流通する第３流路２３と、それら流路２２，２３が合流する第１流路２１とを備えている。すなわち、媒体流通部１４は、冷却空気と加熱空気とが個別に流通する流路を備えた構成となっている。しかし、媒体流通部１４は、こうした構成に限らず、例えば第１流路２１のみを備え、その第１流路２１に対して冷却空気と加熱空気とを供給する構成となっていてもよい。

また、第１流路２１を省略し、第２流路２２及び第３流路２３がそれぞれ個別に射出ノズル１１に貫通配置された構成となっていてもよい。
・ 温度センサ１７，２６，２７を省略してもよい。このようにした場合、温度調節機構の構成を簡素化することができるとともに、供給制御部１８は対応する温度センサ１７，２６，２７からの検出信号に基づく温度調節を行わないこととなるため、該供給制御部１８の処理負担を軽減することができる。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１） 射出成形機における樹脂冷却機構において、前記射出ノズルと前記媒体流通部との間に断熱ブッシュを介在したこと。

（２） 射出成形機における樹脂冷却機構において、前記冷却媒体として流体を用いたこと。
（３） 上記（２）に記載の技術的思想において、前記冷却媒体は空気であること。

（４） 射出成形機の射出ノズル内において樹脂材料を加熱溶融する加熱溶融工程、その加熱溶融された樹脂を射出ノズルから射出して成形金型内に充填する充填工程、該充填された樹脂を冷却して固化させて離型する冷却工程を経て成形される樹脂成形品の製造方法であって、前記各工程のうちの少なくとも冷却工程において、射出ノズル内に配設されたパイプ状の媒体流通部内に冷却媒体を流通させることにより、該媒体流通部近辺に位置する樹脂を冷却することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。

（５） 上記（４）に記載の技術的思想において、樹脂の材質、射出ノズルの加熱温度、樹脂射出口の口径、スプルの口径、樹脂成形品の大きさのうちの少なくとも一つに基づいて、前記冷却媒体の供給開始タイミング及び供給停止タイミングを変化させること。

本発明の第１実施形態の射出成形機の温度調節機構を概略的に示す図。 （ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 同実施形態の射出成形機における成形サイクルを示すシーケンスチャート。 同実施形態の温度調節制御を示すフローチャート。 本発明の第２実施形態の射出成形機の温度調節機構を概略的に示す図。 同実施形態の温度調節制御を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｄ）は、媒体流通部の断面形状の変更例を概略的に示す断面図。 （ａ），（ｂ）は、射出ノズルに対する媒体流通部の配置位置の変更例を概略的に示す断面図。 （ａ）は他の実施形態の射出ノズルと媒体流通部との構成を概略的に示す図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｆ方向からの矢示図。

符号の説明

９…スプル、１１…射出ノズル、１２…樹脂射出口、１３…樹脂流路、１４…媒体流通部、１４ｂ…媒体流路、１７…制御バルブ、１８…媒体供給制御手段としての供給制御部、２１…第１流路、２２…第２流路、２３…第３流路、２４…第１制御バルブ、２５…第２制御バルブ、２８…温度調節装置。

Claims (5)

1. 射出成形機の射出ノズル内に設けられた樹脂流路内における樹脂射出口側部位に配設されたパイプ状の媒体流通部と、該媒体流通部内に冷却媒体を供給するとともに、その冷却媒体の供給を制御する媒体供給制御手段とを備え、
   前記媒体流通部は、射出ノズルにおける樹脂射出口側部位において、樹脂の流通方向に対して交差する方向に貫通配置されていることを特徴とする射出成形機における樹脂冷却機構。
2. 射出成形機の射出ノズル内に設けられた樹脂流路内における樹脂射出口側部位に配設されたパイプ状の媒体流通部と、該媒体流通部内に冷却媒体を供給するとともに、その冷却媒体の供給を制御する媒体供給制御手段とを備え、
   前記媒体流通部は、樹脂流路の中心部位を通るように配置されていることを特徴とする射出成形機における樹脂冷却機構。
3. 前記媒体流通部は、樹脂流路の中心部位を通るように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機における樹脂冷却機構。
4. 前記媒体供給制御手段は、樹脂の材質、射出ノズルの加熱温度、樹脂射出口の口径、スプルの口径、樹脂成形品の大きさのうちの少なくとも一つを変位パラメータとして、前記冷却媒体の供給開始タイミング及び供給停止タイミングを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形機における樹脂冷却機構。
5. 前記媒体供給制御手段は、前記媒体流通部内に前記冷却媒体に加え、加熱媒体を供給するとともに、それら媒体の供給を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出成形機における樹脂冷却機構。

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