射出装置
【課題】ホッパ内に貯留された射出成形用の原料樹脂を乾燥させる場合、従来では射出成形機とは別な独立した乾燥機を用いているため、設備全体が大型化する上にエネルギー効率が悪い。
【解決手段】射出成形機にて発生した熱を回収するための熱交換部５１を持った熱回収手段１５と、原料樹脂１１を収容してこれを射出成形機の射出シリンダ部１３へと供給するためのホッパ４０とを有する本発明による射出装置は、一端側に熱交換部５１が取り付けられると共に他端がホッパ４０内に連通する熱風ダクト５２と、熱交換部５１にて回収された熱を熱風として熱風ダクト５２からホッパ４０内に導くための排気ファン５３と、ホッパ４０に形成された排気口５６に連通する排気ダクト５４とを熱回収手段１５が具え、排気ファン５３が排気ダクト５４に組み込まれている。
【解決手段】射出成形機にて発生した熱を回収するための熱交換部５１を持った熱回収手段１５と、原料樹脂１１を収容してこれを射出成形機の射出シリンダ部１３へと供給するためのホッパ４０とを有する本発明による射出装置は、一端側に熱交換部５１が取り付けられると共に他端がホッパ４０内に連通する熱風ダクト５２と、熱交換部５１にて回収された熱を熱風として熱風ダクト５２からホッパ４０内に導くための排気ファン５３と、ホッパ４０に形成された排気口５６に連通する排気ダクト５４とを熱回収手段１５が具え、排気ファン５３が排気ダクト５４に組み込まれている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機にて発生した熱を回収するための熱交換部を持った熱回収手段と、原料樹脂を収容してこれを射出成形機の射出シリンダ部へと供給するためのホッパとを有する射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製品を射出成形機にて射出成形する場合、射出成形に使用する原料樹脂に水分が過剰に含まれていると、成形後の製品の表面に銀条痕が発生したり、気泡などの混入が起こる結果、成形品の品質が損なわれたり、成形品の劣化が早まる可能性がある。このため、原料樹脂を保管する場合には、所定の乾燥状態に保って防湿に留意しておく必要がある。特許文献１には、このような射出成形機における原料樹脂の乾燥方法が開示されている。これによると、ホッパ内に貯留された原料樹脂を予備乾燥機にて予備乾燥させた後、この予備乾燥機からホッパを取り外して射出成形機に取り付け、この射出成形機とは別な設備から供給される乾燥空気により、ホッパ内の乾燥状態を維持するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６８０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術の場合、射出成形機とは別の独立した乾燥機を用意する必要があり、そのための配管類を別途設けなければならず、設備全体が大型化すると共にエネルギー効率が余りよくないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、このような従来の設備における不具合に鑑みてなされたものであり、射出成形機からの排熱を有効に利用することで設備全体をコンパクト化し得ると同時にエネルギー効率の改善を図った射出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、原料樹脂を収容してこれを射出成形機の射出シリンダ部へと供給するためのホッパを有する射出装置であって、前記射出成形機にて発生した熱を熱風として前記ホッパ内に導く熱回収手段を具えたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、熱回収手段が射出成形機にて発生した熱を熱風としてホッパ内へ導く。ホッパ内に介在する樹脂原料中に含まれる水分は、この熱風によって蒸発し、ホッパ外に排出される。この結果、ホッパ内の樹脂原料の乾燥状態が良好に維持される。
【０００８】
本発明による射出装置において、熱回収手段は、射出成形機にて発生した熱を回収するための熱交換部と、この熱交換部が一端側に取り付けられると共に他端がホッパ内に連通する熱風ダクトと、熱交換部にて回収された熱を熱風として熱風ダクトからホッパ内に導くための送風機とを有するものであってよい。この場合、ホッパに形成された排気口に連通する排気ダクトと、この排気ダクトを送風機に連動して開閉し得るシャッタとをさらに具え、送風機を排気ダクトに組み込むことができ、特に、送風機をシャッタとして機能させるようにしてもよい。熱風ダクト内の温度を検出する第１の温度センサと、ホッパ内または排気ダクト内の温度を検出する第２の温度センサと、これら第１および第２のセンサによって検出される温度に基づいて送風機の作動を制御する制御手段とをさらに具えることができる。あるいは、ホッパ内または排気ダクト内の湿度を検出するセンサと、このセンサによって検出される湿度に基づいて送風機の作動を制御する制御手段とをさらに具えることも可能である。
【０００９】
原料樹脂を収容するチャンバが画成され、かつこのチャンバ内に押し込まれる原料樹脂を加熱するためのヒータが配された射出シリンダ部と、この射出シリンダ部のチャンバに連通する樹脂供給通路が画成された通路形成部材を有し、かつこの通路形成部材の樹脂供給通路に供給される原料樹脂を射出シリンダ部のチャンバへと押し込むための材料供給ユニットとを射出成形機が含み、さらに大気側に面する発熱部と、材料供給ユニットの通路形成部材に接合される吸熱部とを有し、かつ樹脂供給通路内に介在する原料樹脂のブリッジ現象を阻止するためのペルチェユニットを熱回収手段が含むものであってよい。この場合、材料供給ユニットの通路形成部材の温度を検知するための温度センサをさらに含み、制御手段は、この温度センサによる検出温度に基づいてペルチェユニットに対する通電を制御するものであってよい。また、通路形成部材の樹脂供給通路を挟んでペルチェユニットの吸熱部の反対側に温度センサを配することが好ましい。さらに、熱回収手段の熱交換部をペルチェユニットの発熱部に組み付け、この熱交換部にて発熱部の周囲の大気を加熱させて熱回収を行うものであってよい。熱回収手段は、大気を熱交換部へと導くための熱風ダクトの他端を覆ってこの大気中に含まれる塵埃を捕捉するフィルタをさらに具えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の射出装置によると、専用の乾燥機などの設備を設けることなく、ホッパ内に貯留された原料樹脂を良好な乾燥状態に保持することができる。
【００１１】
射出成形機にて発生した熱を回収するための熱交換部と、この熱交換部が一端側に取り付けられると共に他端がホッパ内に連通する熱風ダクトと、熱交換部にて回収された熱を熱風として熱風ダクトからホッパ内に導くための送風機とを熱回収手段が有する場合、効率のよい熱回収を行ってエネルギーの無駄を避けることができ、ホッパ内に貯留された原料樹脂の乾燥状態を確実に保持することが可能である。
【００１２】
ホッパに形成された排気口に連通する排気ダクトと、この排気ダクトを送風機に連動して開閉し得るシャッタとをさらに具え、排気ダクトに送風機を組み込むようにした場合、熱風ダクトおよびホッパ内を大気に対して負圧状態にすることができる。このため、これらの接続部分のシール性をそれほど留意する必要がなくなり、製造および組み立てに要するコストを削減することが可能である。
【００１３】
送風機をシャッタとしても機能させた場合、独立したシャッタが不要となり、部品コストなどを抑えることができる。
【００１４】
熱風ダクト内の温度と、ホッパ内または排気ダクト内の温度とに基づいて送風機の作動を制御する制御手段を具えた場合、送風機の運転などの無駄なエネルギーの消費を抑えることができる上、ホッパ内の原料樹脂の過乾燥を回避することもできる。ホッパ内または排気ダクト内の湿度に基づいて送風機の作動を制御する制御手段を具えた場合も同様に、送風機の運転などの無駄なエネルギーの消費を抑えることができる上、ホッパ内の原料樹脂の過乾燥を回避することが可能である。
【００１５】
原料樹脂を収容するチャンバが画成され、かつこのチャンバ内に押し込まれる原料樹脂を加熱するためのヒータが配された射出シリンダ部と、この射出シリンダ部のチャンバに連通する樹脂供給通路が画成された通路形成部材を有し、かつこの通路形成部材の樹脂供給通路に供給される原料樹脂を射出シリンダ部のチャンバへと押し込むための材料供給ユニットとを射出成形機が含み、また、大気側に面する発熱部と、材料供給ユニットの通路形成部材に接合される吸熱部とを有し、かつ樹脂供給通路内に介在する原料樹脂のブリッジ現象を阻止するためのペルチェユニットを熱回収手段が含む場合、ペルチェユニットへの通電に伴う通路形成部材の冷却と同時に発熱部にて発生する熱を効率よく回収することができる。
【００１６】
材料供給ユニットの通路形成部材の温度を検知するための温度センサをさらに含み、この温度センサによる検出温度に基づいてペルチェユニットに対する通電を制御手段が制御する場合、通路形成部材が必要以上に冷却されるような不具合を回避することができる。
【００１７】
通路形成部材の樹脂供給通路を挟んでペルチェユニットの吸熱部の反対側に温度センサを配した場合、この温度センサによって検出される温度よりもペルチェユニットの吸熱部が接合された通路形成部材の部分の温度を確実に低温に保つことができる。
【００１８】
熱回収手段の熱交換部をペルチェユニットの発熱部に組み付け、この熱交換部にて発熱部の周囲の大気を加熱させて熱回収を行うようにした場合、ペルチェユニットへの通電によって消費されるエネルギーを有効に回収することができる。
【００１９】
熱回収手段が大気を熱交換部へと導くための熱風ダクトの他端を覆ってこの大気中に含まれる塵埃を捕捉するフィルタを具えた場合、ホッパ内に大気中の塵埃などが混入せず、射出成形品の品質を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明による射出装置を竪型の射出成形機に応用した一実施形態について、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、必要に応じて本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも応用することができることは言うまでもない。
【００２１】
本実施形態における射出装置の概略構造を図１に模式的に表し、およびその右側面形状を図２に示し、その制御ブロックを図３に示し、この射出装置に付設された熱回収手段の構成を模式的に図４に示す。すなわち、この射出成形機は、射出装置１０と、図示しない型締め装置とを具えた一般的なものである。射出装置１０は、成形材料である原料樹脂１１を可塑化してこれを固定側金型１２と図示しない可動側金型との間に画成される図示しない成形キャビティ内へ射出する。型締め装置は、固定側金型１２に対して可動側金型をその対向方向に駆動する。
【００２２】
本実施形態における射出装置１０は、射出シリンダ部１３と、材料供給ユニット１４と、熱回収手段１５とを具えている。射出シリンダ部１３は、ペレット状をなす原料樹脂１１を可塑化してこれを成形キャビティ内に所定量ずつ射出するためのものであり、材料供給ユニット１４は、原料樹脂１１をこの射出シリンダ部１３へと供給する。
【００２３】
射出シリンダ部１３は、原料樹脂１１が供給されるチャンバ１６を画成した射出シリンダ１７と、射出プランジャ１８と、プランジャ駆動手段１９とを具えている。射出プランジャ１８は、射出シリンダ１７のチャンバ１６に対して摺動自在に嵌合され、プランジャ駆動手段１９は、この射出プランジャ１８を往復駆動する。外周がシリンダヒータ２０で囲まれた射出シリンダ１７の先端部には、外周をノズルヒータ２１で囲まれたノズル２２が設けられており、これらヒータ２０，２１は、チャンバ１６内に供給される原料樹脂１１を加熱溶融させるためのものである。このため、射出シリンダ１７の温度およびノズル２２の温度をそれぞれ検出するシリンダ用温度センサ２３およびノズル用温度センサ２４がこれら射出シリンダ１７およびノズル２２に付設されている。そして、これらの検出信号がケーブル２５，２６を介して制御装置２７に出力されるようになっている。制御装置２７は、これら温度センサ２３，２４からの検出信号に基づき、射出シリンダ１７およびノズル２２が所定の温度範囲内に保持されるように、ヒータ２０，２１に対する通電のオン／オフを制御する。なお、ノズル２２のテーパ状をなすその先端面（下端面）は、固定側プラテン２８に装着されたノズル受け板２９のテーパ状をなす受け面（上端面）に対して緊密に押し当たり、ノズル受け板２９に対してノズル２２が正確に位置決めされるようになっている。
【００２４】
固定側金型１２が取り付けられる固定側プラテン２８には、複数本の支柱３０が植設されており、これらの上端に中間支持板３１が連結され、射出シリンダ１７を取り囲んだ状態でこれを保持している。この中間支持板３１には、さらに複数本の案内シャフト３２が上向きに突設され、これらの上端に端板３３が一体的に連結されている。この端板３３と固定側プラテン２８との間にはスライダ３４が配され、このスライダ３４を貫通する複数本の案内シャフト３２により、スライダ３４はこれらに沿って摺動可能に保持されている。先の射出プランジャ１８は、このスライダ３４から射出シリンダ１７側に下向きに突設された状態となっている。先のプランジャ駆動手段１９は、射出用モータ３５と、端板３３に対して回転自在に支持されたボールナット３６と、スライダ３４から射出プランジャ１８と反対側、つまり上方に突設されてボールナット３６に螺合する図示しないボールねじ軸とを具えている。射出用モータ３５には駆動スプロケット３７が一体的に連結され、この駆動スプロケット３７と、先のボールナット３６に対して一体に設けられた従動スプロケット３８とには、無端の歯付きベルト３９が掛け渡されている。
【００２５】
従って、上述した射出用モータ３５を正逆転することにより、歯付きベルト３９を介してボールナット３６が正逆転することとなる。この結果、ボールねじ軸と一体のスライダ３４が案内シャフト３２に沿って往復動し、射出プランジャ１８を射出シリンダ１７に対して往復動させことができる。なお、射出装置１０としてこのような射出プランジャ１８の往復動作を行うことができるものであれば、本実施形態以外の任意の周知の構成のものを適宜採用し得ることは言うまでもない。
【００２６】
本実施形態における材料供給ユニット１４は、本発明における通路形成部材としての先の中間支持板３１と、原料樹脂１１を貯溜するホッパ４０と、押込みプランジャ４１と、プランジャ駆動モータ４２とを具えている。中間支持板３１には、ほぼ水平方向に延在して一端が射出シリンダ部１３のチャンバ１６に連通する樹脂供給通路４３が画成されている。ホッパ４０は、ホッパジョイント４４を介して中間支持板３１に連結され、樹脂供給通路４３の中間部がホッパジョイント４４を通ってホッパ４０に連通している。押込みプランジャ４１は、樹脂供給通路４３に対して摺動自在に嵌合され、ホッパ４０から樹脂供給通路４３内に流下する原料樹脂１１を射出シリンダ１７内に送出する。プランジャ駆動モータ４２には押込みプランジャ４１が連結され、この押込みプランジャ４１を樹脂供給通路４３内で往復駆動させる。この押込みプランジャ４１の往復動により、原料樹脂１１をホッパ４０から樹脂供給通路４３を介して射出シリンダ１７のチャンバ１６内へと所定量ずつ間欠的に送り込むことができる。
【００２７】
従って、１回の射出作業毎に先の射出プランジャ１８の往復動と、押込みプランジャ４１の往復動とを組み合わせ、チャンバ１６内に供給される原料樹脂１１を可塑化した状態でノズル２２から成形キャビティ内へと所定量ずつ順に射出することができる。
【００２８】
材料供給ユニット１４は、樹脂供給通路４３内に介在する原料樹脂１１のブリッジを阻止するためのペルチェユニット４５をさらに具えている。本実施形態における熱回収手段１５は、このペルチェユニット４５からの排熱を回収してホッパ４０内に収容された原料樹脂１１の乾燥を行うためのものである。ペルチェユニット４５の特性として、吸熱部４６にて吸熱される熱エネルギーよりも発熱部４７にて発熱する熱エネルギーの量が多くなる。このため、熱回収手段１５にてペルチェユニット４５の発熱部４７にて発生する熱を回収することはエネルギー効率の点からも有効である。このようなペルチェユニット４５を用いた場合、材料供給ユニット１４の冷却と同時に原料樹脂１１の加熱乾燥とを実現することが可能となるため、設備の複雑化を回避すると共にエネルギー効率を向上させることができる。
【００２９】
上述したように、射出シリンダ１７にはシリンダヒータ２０が組み込まれているため、射出シリンダ１７に接続する中間支持板３１は射出シリンダ１７側からの伝熱によって１５０℃〜２００℃もの高温に達する場合がある。そこで、中間支持板３１を冷却して中間支持板３１に形成された樹脂供給通路４３内に介在する原料樹脂１１のブリッジ現象を回避する必要がある。
【００３０】
ペルチェユニット４５は、中間支持板３１の底面に接合される吸熱部４６と、大気側に面する発熱部４７とを有する。このペルチェユニット４５は、周知のようにＰ型熱電半導体とＮ型熱電半導体とを交互に接続したものである。そして、これらのＰＮ接合部に電流を流すことにより、Ｎ→Ｐ接合部、つまり吸熱部４６では吸熱現象が発生し、Ｐ→Ｎ接合部、つまり発熱部４７では発熱現象が発生することを利用して中間支持板３１の冷却を行うようにしている。
【００３１】
ペルチェユニット４５に対する通電のオン／オフは、中間支持板３１に組み込まれたブリッジ防止用温度センサ４８からの検出信号に基づいて上述した制御装置２７により行われる。より具体的には、ブリッジ防止用温度センサ４８によって検出される温度が５０℃〜７０℃の範囲に収まるように、ペルチェユニット４５に対する通電のオン／オフが制御される。つまり、ブリッジ防止用温度センサ４８によって検出される温度が７０℃を越えた場合にはペルチェユニット４５に対して通電を行い、５０℃未満の場合には、非通電状態に保持する。このような制御を行うことにより、ペルチェユニット４５が不必要な電力を消費しないようにすることができる。なお、通電方向を逆にすることにより、吸熱部４６と発熱部４７とを切り換えることも可能であり、５０℃未満の場合に中間支持板３１を加熱するためにペルチェユニット４５に対して逆方向の通電を行うようにしてもよい。
【００３２】
なお、本実施形態ではブリッジ防止用温度センサ４８を通路形成部材である中間支持板３１の樹脂供給通路４３を挟んでペルチェユニット４５の吸熱部４６の反対側に配している。しかしながら、これを射出シリンダ１７から最も遠い中間支持板３１の端部（図１中、左端部）に配することも可能である。何れにしろ、ブリッジ防止用温度センサ４８によって検出される温度が原料樹脂１１の軟化温度以下の場合、吸熱部４６を接合した領域の温度がそれ以下となることが確実となるような位置にブリッジ防止用温度センサ４８を組み込むことが有効である。また、これによってブリッジ防止用温度センサ４８がペルチェユニット４５の吸熱部４６による冷却の影響を直に受けにくくすることも可能となる。
【００３３】
本実施形態では、炭素鋼などから作られる中間支持板３１の外周面（表面）に熱伝導率の高い銅めっきまたはアルミニウムめっきなどの熱伝導向上処理４９を施している。これにより、中間支持板３１の熱をその底面に接合されるペルチェユニット４５の吸熱部４６へと効率よく伝達し、その吸熱効果（冷却効果）を高めるように配慮している。同様な効果を得るために、中間支持板３１の表面を銅，銅合金，黄銅，アルミニウム，アルミニウム合金などの板材で被覆し、その表面にペルチェユニット４５の吸熱部４６を接合することも有効である。また、ペルチェユニット４５に関する設置スペースなどに制約がない場合、中間支持板３１を取り囲むようにペルチェユニット４５の吸熱部４６を配することも可能である。また、中間支持板３１の底面とペルチェユニット４５の吸熱部４６との間に隙間が生じて伝熱性を損なうことがないように、伝熱グリースなどをこれらの間に塗布することも有効である。何れの場合であっても、中間支持板３１に対するペルチェユニット４５の吸熱部４６の接合位置は、樹脂供給通路４３内で原料樹脂１１のブリッジが発生しやすい中間支持板３１と射出シリンダ１７との接合部分にできるだけ近い位置が好ましいと言えよう。
【００３４】
このように、ペルチェユニット４５を材料供給ユニット１４の冷却のために用いることで、冷却水を用いた従来の冷却装置の如き冷却用配管やポンプなどが不要となり、部品コストを削減することができる上、日常的なメンテナンスもほとんど不要となる。
【００３５】
本実施形態における熱回収手段１５は、多数の放熱フィン５０を持った熱交換部５１と、一端がホッパ４０内に連通すると共に他端が熱交換部５１に連通する熱風ダクト５２と、排気ファン５３と、排気ダクト５４とを具えている。ペルチェユニット４５の発熱部４７に接合される熱交換部５１の放熱フィン５０は、熱風ダクト５２内に組み込まれてその周囲に介在する空気を加熱する。熱風ダクト５２の他端側の開口には防塵フィルタ５５が装着され、塵埃などが熱風ダクト５２内に吸い込まれないように配慮している。本発明における送風機としての排気ファン５３は、熱交換部５１にて回収された熱を熱風として熱風ダクト５２からホッパ４０内に導くためのものである。この排気ファン５３は、その作動によって発生するホッパ４０内の静圧が大気圧よりも負圧となるように、ホッパ４０に形成された排気口５６に連通する排気ダクト５４に組み込まれている。これにより、熱風ダクト５２内を流れる熱風やホッパ４０内に貯留された原料樹脂１１の粉塵などを外部へ漏洩しにくくすることができる。この結果、熱風ダクト５２と熱交換部５１との連結部分や、熱風ダクト５２とホッパ４０との連結部分あるいはホッパ４０と排気熱風ダクト５４との連結部分などの気密性をそれほど厳密に考慮する必要がなくなり、部品の製造コストなどを抑えることが可能である。本実施形態における排気ファン５３は、その停止状態において排気ダクト５４を塞ぐシャッタとしての機能を併せ持っているが、この排気ファン５３に連動して排気ダクト５４を開閉し得るシャッタを排気熱風ダクト５４に別途組み込むことも可能である。
【００３６】
ところで、熱交換部５１を通過して加熱された空気が常時ホッパ４０内に導かれると、ホッパ４０内に介在する原料樹脂１１が過乾燥状態となる可能性がある。原料樹脂１１が過乾燥状態になると、射出成形品の寸法安定性や耐熱性，難燃性，剛性などの特性を調整するための原料樹脂１１に含まれる添加剤が蒸発したり飛散して成形不良の原因となる可能性がある。このような原料樹脂１１の過乾燥を防止するため、本実施形態においては、熱風ダクト５２内の温度を検出する熱風ダクト用温度センサ５７と、排気ダクト５４内の温度を検出する排気ダクト用温度センサ５８とを設けている。熱風ダクト用温度センサ５７は、熱交換部５１よりも下流側の熱風ダクト５２に組み込まれ、排気ダクト用温度センサ５８は排気ファン５３よりも上流側の排気ダクト５４に組み込まれている。なお、排気ダクト用温度センサ５８をホッパ４０の排気口５６の近傍に設けてホッパ４０内の温度を検出するようにしてもよい。これら２つの温度センサ５７，５８の検出信号は、制御装置２７へと出力され、制御装置２７は、これら２つの温度センサ５７，５８からの検出信号に基づいて排気ファン５３のオン／オフを制御する。より具体的には、熱風ダクト用温度センサ５７で検知した温度と排気ダクト用温度センサ５８で検知した温度との差が℃単位で５度以下の場合、排気ファン５３の作動を停止する。これにより、熱風がホッパ４０内へは導かれないので、原料樹脂１１の過乾燥を防止することができる。また、熱風ダクト用温度センサ５７で検知した温度と排気ダクト用温度センサ５８で検知した温度との差が１０度以上の場合、排気ファン５３を作動させる。これにより、熱交換部５１からの熱風をホッパ４０内へ導き、原料樹脂１１の除湿や防湿が可能となる。このように、本実施形態では排気ファン５３のオン／オフを切り換えるための２つの温度センサ５７，５８による検出温度の差に５度および１０度のヒステリシスを持たせ、排気ファン５３のオン／オフの頻繁な繰り返しを防止している。このように制御することにより、騒音の発生防止や、排気ファン５３の駆動源やそのオン／オフを制御するスイッチ部品などの寿命を向上させることができる。
【００３７】
上述した実施形態では、２つの温度センサ５７，５８を用いて排気ファン５３の作動を制御するようにしている。これら２つの温度センサ５７，５８の代わりに、ホッパ４０内または排気ダクト５４内の湿度を検出する湿度センサを組み込み、この湿度センサによって検出される湿度に基づいて排気ファン５３の作動を制御するようにしてもよい。
【００３８】
本実施形態のように、熱交換部５１にて加熱された空気をホッパ４０内に導くことにより、ホッパ４０内に介在する原料樹脂１１の乾燥状態を適切に維持することが可能となる。この結果、射出成形時に原料樹脂１１に含まれる水分による射出成形品の銀条や気泡の発生を防止することができ、射出成形品の品質向上を維持することが可能である。
【００３９】
なお、排気ファン５３の運転が停止中の場合、ペルチェユニット４５の発熱部４７からの回収熱をこの射出成形機に付随する金型の加熱保温処理や他の樹脂材料の加熱乾燥処理に利用することもできる。この場合、熱風ダクト５２の途中に分岐熱風ダクトを接続し、ペルチェユニット４５の発熱部４７からの回収熱をホッパ４０側かあるいは分岐熱風ダクト側に供給を切り換えるための切り換えダンパをこの接続部分に組み込むことが有効である。あるいは、射出シリンダ１７やノズル２２の補助加熱源として利用することも可能であり、この場合にはシリンダヒータ２０やノズルヒータ２１の消費電力量を削減させることができる。
【００４０】
本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。例えば、竪型の射出成形機に限らず、横型の射出成形機にも適用することができる。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の射出装置を竪型の射出成形機に応用した一実施形態の内部構造を表す断面図である。
【図２】図１中の右側面図である。
【図３】図１および図２に示した実施形態における制御ブロック図である。
【図４】図１および図２に示した射出装置における熱回収手段の概略構成を表す概念図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 射出装置
１１ 原料樹脂
１２ 固定側金型
１３ 射出シリンダ部
１４ 材料供給ユニット
１５ 熱回収手段
１６ チャンバ
１７ 射出シリンダ
１８ 射出プランジャ
１９ プランジャ駆動手段
２０ シリンダヒータ
２１ ノズルヒータ
２２ ノズル
２３ シリンダ用温度センサ
２４ ノズル用温度センサ
２５，２６ ケーブル
２７ 制御装置
２８ 固定側プラテン
２９ ノズル受け板
３０ 支柱
３１ 中間支持板
３２ 案内シャフト
３３ 端板
３４ スライダ
３５ 射出用モータ
３６ ボールナット
３７ 駆動スプロケット
３８ 従動スプロケット
３９ 歯付きベルト
４０ ホッパ
４１ 押込みプランジャ
４２ プランジャ駆動モータ
４３ 樹脂供給通路
４４ ホッパジョイント
４５ ペルチェユニット
４６ 吸熱部
４７ 発熱部
４８ ブリッジ防止用温度センサ
４９ 熱伝導向上処理
５０ 放熱フィン
５１ 熱交換部
５２ 熱風ダクト
５３ 排気ファン
５４ 排気ダクト
５５ 防塵フィルタ
５６ 排気口
５７ 熱風ダクト用温度センサ
５８ 排気ダクト用温度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機にて発生した熱を回収するための熱交換部を持った熱回収手段と、原料樹脂を収容してこれを射出成形機の射出シリンダ部へと供給するためのホッパとを有する射出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製品を射出成形機にて射出成形する場合、射出成形に使用する原料樹脂に水分が過剰に含まれていると、成形後の製品の表面に銀条痕が発生したり、気泡などの混入が起こる結果、成形品の品質が損なわれたり、成形品の劣化が早まる可能性がある。このため、原料樹脂を保管する場合には、所定の乾燥状態に保って防湿に留意しておく必要がある。特許文献１には、このような射出成形機における原料樹脂の乾燥方法が開示されている。これによると、ホッパ内に貯留された原料樹脂を予備乾燥機にて予備乾燥させた後、この予備乾燥機からホッパを取り外して射出成形機に取り付け、この射出成形機とは別な設備から供給される乾燥空気により、ホッパ内の乾燥状態を維持するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６８０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術の場合、射出成形機とは別の独立した乾燥機を用意する必要があり、そのための配管類を別途設けなければならず、設備全体が大型化すると共にエネルギー効率が余りよくないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、このような従来の設備における不具合に鑑みてなされたものであり、射出成形機からの排熱を有効に利用することで設備全体をコンパクト化し得ると同時にエネルギー効率の改善を図った射出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、原料樹脂を収容してこれを射出成形機の射出シリンダ部へと供給するためのホッパを有する射出装置であって、前記射出成形機にて発生した熱を熱風として前記ホッパ内に導く熱回収手段を具えたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、熱回収手段が射出成形機にて発生した熱を熱風としてホッパ内へ導く。ホッパ内に介在する樹脂原料中に含まれる水分は、この熱風によって蒸発し、ホッパ外に排出される。この結果、ホッパ内の樹脂原料の乾燥状態が良好に維持される。
【０００８】
本発明による射出装置において、熱回収手段は、射出成形機にて発生した熱を回収するための熱交換部と、この熱交換部が一端側に取り付けられると共に他端がホッパ内に連通する熱風ダクトと、熱交換部にて回収された熱を熱風として熱風ダクトからホッパ内に導くための送風機とを有するものであってよい。この場合、ホッパに形成された排気口に連通する排気ダクトと、この排気ダクトを送風機に連動して開閉し得るシャッタとをさらに具え、送風機を排気ダクトに組み込むことができ、特に、送風機をシャッタとして機能させるようにしてもよい。熱風ダクト内の温度を検出する第１の温度センサと、ホッパ内または排気ダクト内の温度を検出する第２の温度センサと、これら第１および第２のセンサによって検出される温度に基づいて送風機の作動を制御する制御手段とをさらに具えることができる。あるいは、ホッパ内または排気ダクト内の湿度を検出するセンサと、このセンサによって検出される湿度に基づいて送風機の作動を制御する制御手段とをさらに具えることも可能である。
【０００９】
原料樹脂を収容するチャンバが画成され、かつこのチャンバ内に押し込まれる原料樹脂を加熱するためのヒータが配された射出シリンダ部と、この射出シリンダ部のチャンバに連通する樹脂供給通路が画成された通路形成部材を有し、かつこの通路形成部材の樹脂供給通路に供給される原料樹脂を射出シリンダ部のチャンバへと押し込むための材料供給ユニットとを射出成形機が含み、さらに大気側に面する発熱部と、材料供給ユニットの通路形成部材に接合される吸熱部とを有し、かつ樹脂供給通路内に介在する原料樹脂のブリッジ現象を阻止するためのペルチェユニットを熱回収手段が含むものであってよい。この場合、材料供給ユニットの通路形成部材の温度を検知するための温度センサをさらに含み、制御手段は、この温度センサによる検出温度に基づいてペルチェユニットに対する通電を制御するものであってよい。また、通路形成部材の樹脂供給通路を挟んでペルチェユニットの吸熱部の反対側に温度センサを配することが好ましい。さらに、熱回収手段の熱交換部をペルチェユニットの発熱部に組み付け、この熱交換部にて発熱部の周囲の大気を加熱させて熱回収を行うものであってよい。熱回収手段は、大気を熱交換部へと導くための熱風ダクトの他端を覆ってこの大気中に含まれる塵埃を捕捉するフィルタをさらに具えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の射出装置によると、専用の乾燥機などの設備を設けることなく、ホッパ内に貯留された原料樹脂を良好な乾燥状態に保持することができる。
【００１１】
射出成形機にて発生した熱を回収するための熱交換部と、この熱交換部が一端側に取り付けられると共に他端がホッパ内に連通する熱風ダクトと、熱交換部にて回収された熱を熱風として熱風ダクトからホッパ内に導くための送風機とを熱回収手段が有する場合、効率のよい熱回収を行ってエネルギーの無駄を避けることができ、ホッパ内に貯留された原料樹脂の乾燥状態を確実に保持することが可能である。
【００１２】
ホッパに形成された排気口に連通する排気ダクトと、この排気ダクトを送風機に連動して開閉し得るシャッタとをさらに具え、排気ダクトに送風機を組み込むようにした場合、熱風ダクトおよびホッパ内を大気に対して負圧状態にすることができる。このため、これらの接続部分のシール性をそれほど留意する必要がなくなり、製造および組み立てに要するコストを削減することが可能である。
【００１３】
送風機をシャッタとしても機能させた場合、独立したシャッタが不要となり、部品コストなどを抑えることができる。
【００１４】
熱風ダクト内の温度と、ホッパ内または排気ダクト内の温度とに基づいて送風機の作動を制御する制御手段を具えた場合、送風機の運転などの無駄なエネルギーの消費を抑えることができる上、ホッパ内の原料樹脂の過乾燥を回避することもできる。ホッパ内または排気ダクト内の湿度に基づいて送風機の作動を制御する制御手段を具えた場合も同様に、送風機の運転などの無駄なエネルギーの消費を抑えることができる上、ホッパ内の原料樹脂の過乾燥を回避することが可能である。
【００１５】
原料樹脂を収容するチャンバが画成され、かつこのチャンバ内に押し込まれる原料樹脂を加熱するためのヒータが配された射出シリンダ部と、この射出シリンダ部のチャンバに連通する樹脂供給通路が画成された通路形成部材を有し、かつこの通路形成部材の樹脂供給通路に供給される原料樹脂を射出シリンダ部のチャンバへと押し込むための材料供給ユニットとを射出成形機が含み、また、大気側に面する発熱部と、材料供給ユニットの通路形成部材に接合される吸熱部とを有し、かつ樹脂供給通路内に介在する原料樹脂のブリッジ現象を阻止するためのペルチェユニットを熱回収手段が含む場合、ペルチェユニットへの通電に伴う通路形成部材の冷却と同時に発熱部にて発生する熱を効率よく回収することができる。
【００１６】
材料供給ユニットの通路形成部材の温度を検知するための温度センサをさらに含み、この温度センサによる検出温度に基づいてペルチェユニットに対する通電を制御手段が制御する場合、通路形成部材が必要以上に冷却されるような不具合を回避することができる。
【００１７】
通路形成部材の樹脂供給通路を挟んでペルチェユニットの吸熱部の反対側に温度センサを配した場合、この温度センサによって検出される温度よりもペルチェユニットの吸熱部が接合された通路形成部材の部分の温度を確実に低温に保つことができる。
【００１８】
熱回収手段の熱交換部をペルチェユニットの発熱部に組み付け、この熱交換部にて発熱部の周囲の大気を加熱させて熱回収を行うようにした場合、ペルチェユニットへの通電によって消費されるエネルギーを有効に回収することができる。
【００１９】
熱回収手段が大気を熱交換部へと導くための熱風ダクトの他端を覆ってこの大気中に含まれる塵埃を捕捉するフィルタを具えた場合、ホッパ内に大気中の塵埃などが混入せず、射出成形品の品質を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明による射出装置を竪型の射出成形機に応用した一実施形態について、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、必要に応じて本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも応用することができることは言うまでもない。
【００２１】
本実施形態における射出装置の概略構造を図１に模式的に表し、およびその右側面形状を図２に示し、その制御ブロックを図３に示し、この射出装置に付設された熱回収手段の構成を模式的に図４に示す。すなわち、この射出成形機は、射出装置１０と、図示しない型締め装置とを具えた一般的なものである。射出装置１０は、成形材料である原料樹脂１１を可塑化してこれを固定側金型１２と図示しない可動側金型との間に画成される図示しない成形キャビティ内へ射出する。型締め装置は、固定側金型１２に対して可動側金型をその対向方向に駆動する。
【００２２】
本実施形態における射出装置１０は、射出シリンダ部１３と、材料供給ユニット１４と、熱回収手段１５とを具えている。射出シリンダ部１３は、ペレット状をなす原料樹脂１１を可塑化してこれを成形キャビティ内に所定量ずつ射出するためのものであり、材料供給ユニット１４は、原料樹脂１１をこの射出シリンダ部１３へと供給する。
【００２３】
射出シリンダ部１３は、原料樹脂１１が供給されるチャンバ１６を画成した射出シリンダ１７と、射出プランジャ１８と、プランジャ駆動手段１９とを具えている。射出プランジャ１８は、射出シリンダ１７のチャンバ１６に対して摺動自在に嵌合され、プランジャ駆動手段１９は、この射出プランジャ１８を往復駆動する。外周がシリンダヒータ２０で囲まれた射出シリンダ１７の先端部には、外周をノズルヒータ２１で囲まれたノズル２２が設けられており、これらヒータ２０，２１は、チャンバ１６内に供給される原料樹脂１１を加熱溶融させるためのものである。このため、射出シリンダ１７の温度およびノズル２２の温度をそれぞれ検出するシリンダ用温度センサ２３およびノズル用温度センサ２４がこれら射出シリンダ１７およびノズル２２に付設されている。そして、これらの検出信号がケーブル２５，２６を介して制御装置２７に出力されるようになっている。制御装置２７は、これら温度センサ２３，２４からの検出信号に基づき、射出シリンダ１７およびノズル２２が所定の温度範囲内に保持されるように、ヒータ２０，２１に対する通電のオン／オフを制御する。なお、ノズル２２のテーパ状をなすその先端面（下端面）は、固定側プラテン２８に装着されたノズル受け板２９のテーパ状をなす受け面（上端面）に対して緊密に押し当たり、ノズル受け板２９に対してノズル２２が正確に位置決めされるようになっている。
【００２４】
固定側金型１２が取り付けられる固定側プラテン２８には、複数本の支柱３０が植設されており、これらの上端に中間支持板３１が連結され、射出シリンダ１７を取り囲んだ状態でこれを保持している。この中間支持板３１には、さらに複数本の案内シャフト３２が上向きに突設され、これらの上端に端板３３が一体的に連結されている。この端板３３と固定側プラテン２８との間にはスライダ３４が配され、このスライダ３４を貫通する複数本の案内シャフト３２により、スライダ３４はこれらに沿って摺動可能に保持されている。先の射出プランジャ１８は、このスライダ３４から射出シリンダ１７側に下向きに突設された状態となっている。先のプランジャ駆動手段１９は、射出用モータ３５と、端板３３に対して回転自在に支持されたボールナット３６と、スライダ３４から射出プランジャ１８と反対側、つまり上方に突設されてボールナット３６に螺合する図示しないボールねじ軸とを具えている。射出用モータ３５には駆動スプロケット３７が一体的に連結され、この駆動スプロケット３７と、先のボールナット３６に対して一体に設けられた従動スプロケット３８とには、無端の歯付きベルト３９が掛け渡されている。
【００２５】
従って、上述した射出用モータ３５を正逆転することにより、歯付きベルト３９を介してボールナット３６が正逆転することとなる。この結果、ボールねじ軸と一体のスライダ３４が案内シャフト３２に沿って往復動し、射出プランジャ１８を射出シリンダ１７に対して往復動させことができる。なお、射出装置１０としてこのような射出プランジャ１８の往復動作を行うことができるものであれば、本実施形態以外の任意の周知の構成のものを適宜採用し得ることは言うまでもない。
【００２６】
本実施形態における材料供給ユニット１４は、本発明における通路形成部材としての先の中間支持板３１と、原料樹脂１１を貯溜するホッパ４０と、押込みプランジャ４１と、プランジャ駆動モータ４２とを具えている。中間支持板３１には、ほぼ水平方向に延在して一端が射出シリンダ部１３のチャンバ１６に連通する樹脂供給通路４３が画成されている。ホッパ４０は、ホッパジョイント４４を介して中間支持板３１に連結され、樹脂供給通路４３の中間部がホッパジョイント４４を通ってホッパ４０に連通している。押込みプランジャ４１は、樹脂供給通路４３に対して摺動自在に嵌合され、ホッパ４０から樹脂供給通路４３内に流下する原料樹脂１１を射出シリンダ１７内に送出する。プランジャ駆動モータ４２には押込みプランジャ４１が連結され、この押込みプランジャ４１を樹脂供給通路４３内で往復駆動させる。この押込みプランジャ４１の往復動により、原料樹脂１１をホッパ４０から樹脂供給通路４３を介して射出シリンダ１７のチャンバ１６内へと所定量ずつ間欠的に送り込むことができる。
【００２７】
従って、１回の射出作業毎に先の射出プランジャ１８の往復動と、押込みプランジャ４１の往復動とを組み合わせ、チャンバ１６内に供給される原料樹脂１１を可塑化した状態でノズル２２から成形キャビティ内へと所定量ずつ順に射出することができる。
【００２８】
材料供給ユニット１４は、樹脂供給通路４３内に介在する原料樹脂１１のブリッジを阻止するためのペルチェユニット４５をさらに具えている。本実施形態における熱回収手段１５は、このペルチェユニット４５からの排熱を回収してホッパ４０内に収容された原料樹脂１１の乾燥を行うためのものである。ペルチェユニット４５の特性として、吸熱部４６にて吸熱される熱エネルギーよりも発熱部４７にて発熱する熱エネルギーの量が多くなる。このため、熱回収手段１５にてペルチェユニット４５の発熱部４７にて発生する熱を回収することはエネルギー効率の点からも有効である。このようなペルチェユニット４５を用いた場合、材料供給ユニット１４の冷却と同時に原料樹脂１１の加熱乾燥とを実現することが可能となるため、設備の複雑化を回避すると共にエネルギー効率を向上させることができる。
【００２９】
上述したように、射出シリンダ１７にはシリンダヒータ２０が組み込まれているため、射出シリンダ１７に接続する中間支持板３１は射出シリンダ１７側からの伝熱によって１５０℃〜２００℃もの高温に達する場合がある。そこで、中間支持板３１を冷却して中間支持板３１に形成された樹脂供給通路４３内に介在する原料樹脂１１のブリッジ現象を回避する必要がある。
【００３０】
ペルチェユニット４５は、中間支持板３１の底面に接合される吸熱部４６と、大気側に面する発熱部４７とを有する。このペルチェユニット４５は、周知のようにＰ型熱電半導体とＮ型熱電半導体とを交互に接続したものである。そして、これらのＰＮ接合部に電流を流すことにより、Ｎ→Ｐ接合部、つまり吸熱部４６では吸熱現象が発生し、Ｐ→Ｎ接合部、つまり発熱部４７では発熱現象が発生することを利用して中間支持板３１の冷却を行うようにしている。
【００３１】
ペルチェユニット４５に対する通電のオン／オフは、中間支持板３１に組み込まれたブリッジ防止用温度センサ４８からの検出信号に基づいて上述した制御装置２７により行われる。より具体的には、ブリッジ防止用温度センサ４８によって検出される温度が５０℃〜７０℃の範囲に収まるように、ペルチェユニット４５に対する通電のオン／オフが制御される。つまり、ブリッジ防止用温度センサ４８によって検出される温度が７０℃を越えた場合にはペルチェユニット４５に対して通電を行い、５０℃未満の場合には、非通電状態に保持する。このような制御を行うことにより、ペルチェユニット４５が不必要な電力を消費しないようにすることができる。なお、通電方向を逆にすることにより、吸熱部４６と発熱部４７とを切り換えることも可能であり、５０℃未満の場合に中間支持板３１を加熱するためにペルチェユニット４５に対して逆方向の通電を行うようにしてもよい。
【００３２】
なお、本実施形態ではブリッジ防止用温度センサ４８を通路形成部材である中間支持板３１の樹脂供給通路４３を挟んでペルチェユニット４５の吸熱部４６の反対側に配している。しかしながら、これを射出シリンダ１７から最も遠い中間支持板３１の端部（図１中、左端部）に配することも可能である。何れにしろ、ブリッジ防止用温度センサ４８によって検出される温度が原料樹脂１１の軟化温度以下の場合、吸熱部４６を接合した領域の温度がそれ以下となることが確実となるような位置にブリッジ防止用温度センサ４８を組み込むことが有効である。また、これによってブリッジ防止用温度センサ４８がペルチェユニット４５の吸熱部４６による冷却の影響を直に受けにくくすることも可能となる。
【００３３】
本実施形態では、炭素鋼などから作られる中間支持板３１の外周面（表面）に熱伝導率の高い銅めっきまたはアルミニウムめっきなどの熱伝導向上処理４９を施している。これにより、中間支持板３１の熱をその底面に接合されるペルチェユニット４５の吸熱部４６へと効率よく伝達し、その吸熱効果（冷却効果）を高めるように配慮している。同様な効果を得るために、中間支持板３１の表面を銅，銅合金，黄銅，アルミニウム，アルミニウム合金などの板材で被覆し、その表面にペルチェユニット４５の吸熱部４６を接合することも有効である。また、ペルチェユニット４５に関する設置スペースなどに制約がない場合、中間支持板３１を取り囲むようにペルチェユニット４５の吸熱部４６を配することも可能である。また、中間支持板３１の底面とペルチェユニット４５の吸熱部４６との間に隙間が生じて伝熱性を損なうことがないように、伝熱グリースなどをこれらの間に塗布することも有効である。何れの場合であっても、中間支持板３１に対するペルチェユニット４５の吸熱部４６の接合位置は、樹脂供給通路４３内で原料樹脂１１のブリッジが発生しやすい中間支持板３１と射出シリンダ１７との接合部分にできるだけ近い位置が好ましいと言えよう。
【００３４】
このように、ペルチェユニット４５を材料供給ユニット１４の冷却のために用いることで、冷却水を用いた従来の冷却装置の如き冷却用配管やポンプなどが不要となり、部品コストを削減することができる上、日常的なメンテナンスもほとんど不要となる。
【００３５】
本実施形態における熱回収手段１５は、多数の放熱フィン５０を持った熱交換部５１と、一端がホッパ４０内に連通すると共に他端が熱交換部５１に連通する熱風ダクト５２と、排気ファン５３と、排気ダクト５４とを具えている。ペルチェユニット４５の発熱部４７に接合される熱交換部５１の放熱フィン５０は、熱風ダクト５２内に組み込まれてその周囲に介在する空気を加熱する。熱風ダクト５２の他端側の開口には防塵フィルタ５５が装着され、塵埃などが熱風ダクト５２内に吸い込まれないように配慮している。本発明における送風機としての排気ファン５３は、熱交換部５１にて回収された熱を熱風として熱風ダクト５２からホッパ４０内に導くためのものである。この排気ファン５３は、その作動によって発生するホッパ４０内の静圧が大気圧よりも負圧となるように、ホッパ４０に形成された排気口５６に連通する排気ダクト５４に組み込まれている。これにより、熱風ダクト５２内を流れる熱風やホッパ４０内に貯留された原料樹脂１１の粉塵などを外部へ漏洩しにくくすることができる。この結果、熱風ダクト５２と熱交換部５１との連結部分や、熱風ダクト５２とホッパ４０との連結部分あるいはホッパ４０と排気熱風ダクト５４との連結部分などの気密性をそれほど厳密に考慮する必要がなくなり、部品の製造コストなどを抑えることが可能である。本実施形態における排気ファン５３は、その停止状態において排気ダクト５４を塞ぐシャッタとしての機能を併せ持っているが、この排気ファン５３に連動して排気ダクト５４を開閉し得るシャッタを排気熱風ダクト５４に別途組み込むことも可能である。
【００３６】
ところで、熱交換部５１を通過して加熱された空気が常時ホッパ４０内に導かれると、ホッパ４０内に介在する原料樹脂１１が過乾燥状態となる可能性がある。原料樹脂１１が過乾燥状態になると、射出成形品の寸法安定性や耐熱性，難燃性，剛性などの特性を調整するための原料樹脂１１に含まれる添加剤が蒸発したり飛散して成形不良の原因となる可能性がある。このような原料樹脂１１の過乾燥を防止するため、本実施形態においては、熱風ダクト５２内の温度を検出する熱風ダクト用温度センサ５７と、排気ダクト５４内の温度を検出する排気ダクト用温度センサ５８とを設けている。熱風ダクト用温度センサ５７は、熱交換部５１よりも下流側の熱風ダクト５２に組み込まれ、排気ダクト用温度センサ５８は排気ファン５３よりも上流側の排気ダクト５４に組み込まれている。なお、排気ダクト用温度センサ５８をホッパ４０の排気口５６の近傍に設けてホッパ４０内の温度を検出するようにしてもよい。これら２つの温度センサ５７，５８の検出信号は、制御装置２７へと出力され、制御装置２７は、これら２つの温度センサ５７，５８からの検出信号に基づいて排気ファン５３のオン／オフを制御する。より具体的には、熱風ダクト用温度センサ５７で検知した温度と排気ダクト用温度センサ５８で検知した温度との差が℃単位で５度以下の場合、排気ファン５３の作動を停止する。これにより、熱風がホッパ４０内へは導かれないので、原料樹脂１１の過乾燥を防止することができる。また、熱風ダクト用温度センサ５７で検知した温度と排気ダクト用温度センサ５８で検知した温度との差が１０度以上の場合、排気ファン５３を作動させる。これにより、熱交換部５１からの熱風をホッパ４０内へ導き、原料樹脂１１の除湿や防湿が可能となる。このように、本実施形態では排気ファン５３のオン／オフを切り換えるための２つの温度センサ５７，５８による検出温度の差に５度および１０度のヒステリシスを持たせ、排気ファン５３のオン／オフの頻繁な繰り返しを防止している。このように制御することにより、騒音の発生防止や、排気ファン５３の駆動源やそのオン／オフを制御するスイッチ部品などの寿命を向上させることができる。
【００３７】
上述した実施形態では、２つの温度センサ５７，５８を用いて排気ファン５３の作動を制御するようにしている。これら２つの温度センサ５７，５８の代わりに、ホッパ４０内または排気ダクト５４内の湿度を検出する湿度センサを組み込み、この湿度センサによって検出される湿度に基づいて排気ファン５３の作動を制御するようにしてもよい。
【００３８】
本実施形態のように、熱交換部５１にて加熱された空気をホッパ４０内に導くことにより、ホッパ４０内に介在する原料樹脂１１の乾燥状態を適切に維持することが可能となる。この結果、射出成形時に原料樹脂１１に含まれる水分による射出成形品の銀条や気泡の発生を防止することができ、射出成形品の品質向上を維持することが可能である。
【００３９】
なお、排気ファン５３の運転が停止中の場合、ペルチェユニット４５の発熱部４７からの回収熱をこの射出成形機に付随する金型の加熱保温処理や他の樹脂材料の加熱乾燥処理に利用することもできる。この場合、熱風ダクト５２の途中に分岐熱風ダクトを接続し、ペルチェユニット４５の発熱部４７からの回収熱をホッパ４０側かあるいは分岐熱風ダクト側に供給を切り換えるための切り換えダンパをこの接続部分に組み込むことが有効である。あるいは、射出シリンダ１７やノズル２２の補助加熱源として利用することも可能であり、この場合にはシリンダヒータ２０やノズルヒータ２１の消費電力量を削減させることができる。
【００４０】
本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。例えば、竪型の射出成形機に限らず、横型の射出成形機にも適用することができる。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の射出装置を竪型の射出成形機に応用した一実施形態の内部構造を表す断面図である。
【図２】図１中の右側面図である。
【図３】図１および図２に示した実施形態における制御ブロック図である。
【図４】図１および図２に示した射出装置における熱回収手段の概略構成を表す概念図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 射出装置
１１ 原料樹脂
１２ 固定側金型
１３ 射出シリンダ部
１４ 材料供給ユニット
１５ 熱回収手段
１６ チャンバ
１７ 射出シリンダ
１８ 射出プランジャ
１９ プランジャ駆動手段
２０ シリンダヒータ
２１ ノズルヒータ
２２ ノズル
２３ シリンダ用温度センサ
２４ ノズル用温度センサ
２５，２６ ケーブル
２７ 制御装置
２８ 固定側プラテン
２９ ノズル受け板
３０ 支柱
３１ 中間支持板
３２ 案内シャフト
３３ 端板
３４ スライダ
３５ 射出用モータ
３６ ボールナット
３７ 駆動スプロケット
３８ 従動スプロケット
３９ 歯付きベルト
４０ ホッパ
４１ 押込みプランジャ
４２ プランジャ駆動モータ
４３ 樹脂供給通路
４４ ホッパジョイント
４５ ペルチェユニット
４６ 吸熱部
４７ 発熱部
４８ ブリッジ防止用温度センサ
４９ 熱伝導向上処理
５０ 放熱フィン
５１ 熱交換部
５２ 熱風ダクト
５３ 排気ファン
５４ 排気ダクト
５５ 防塵フィルタ
５６ 排気口
５７ 熱風ダクト用温度センサ
５８ 排気ダクト用温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料樹脂を収容してこれを射出成形機の射出シリンダ部へと供給するためのホッパを有する射出装置であって、
前記射出成形機にて発生した熱を熱風として前記ホッパ内に導く熱回収手段を具えたことを特徴とする射出装置。
【請求項２】
前記熱回収手段は、射出成形機にて発生した熱を回収するための熱交換部と、この熱交換部が一端側に取り付けられると共に他端が前記ホッパ内に連通する熱風ダクトと、前記熱交換部にて回収された熱を熱風として前記熱風ダクトから前記ホッパ内に導くための送風機とを有することを特徴とする請求項１に記載の射出装置。
【請求項３】
前記ホッパに形成された排気口に連通する排気ダクトと、この排気ダクトを前記送風機に連動して開閉し得るシャッタとをさらに具え、前記送風機が排気ダクトに組み込まれていることを特徴とする請求項２に記載の射出装置。
【請求項４】
前記送風機が前記シャッタとして機能することを特徴とする請求項３に記載の射出装置。
【請求項５】
前記熱風ダクト内の温度を検出する第１の温度センサと、前記ホッパ内または前記排気ダクト内の温度を検出する第２の温度センサと、これら第１および第２のセンサによって検出される温度に基づいて前記送風機の作動を制御する制御手段とをさらに具えたことを特徴とする請求項２から請求項４の何れかに記載の射出装置。
【請求項６】
前記ホッパ内または前記排気ダクト内の湿度を検出するセンサと、このセンサによって検出される湿度に基づいて前記送風機の作動を制御する制御手段とをさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載の射出装置。
【請求項７】
前記射出成形機は、原料樹脂を収容するチャンバが画成され、かつこのチャンバ内に押し込まれる原料樹脂を加熱するためのヒータが配された射出シリンダ部と、この射出シリンダ部の前記チャンバに連通する樹脂供給通路が画成された通路形成部材を有し、かつこの通路形成部材の樹脂供給通路に供給される原料樹脂を前記射出シリンダ部のチャンバへと押し込むための材料供給ユニットとを含み、
前記熱回収手段は、大気側に面する発熱部と、前記材料供給ユニットの前記通路形成部材に接合される吸熱部とを有し、かつ前記樹脂供給通路内に介在する原料樹脂のブリッジ現象を阻止するためのペルチェユニットを含むことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の射出装置。
【請求項８】
前記材料供給ユニットの通路形成部材の温度を検知するための温度センサをさらに含み、前記制御手段は、この温度センサによる検出温度に基づいて前記ペルチェユニットに対する通電を制御することを特徴とする請求項７に記載の射出装置。
【請求項９】
前記温度センサは、前記通路形成部材の樹脂供給通路を挟んで前記ペルチェユニットの吸熱部の反対側に配されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の射出装置。
【請求項１０】
前記熱回収手段の熱交換部は、前記ペルチェユニットの発熱部に組み付けられ、この熱交換部にて前記発熱部の周囲の大気を加熱させて熱回収を行うことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の射出装置。
【請求項１１】
前記熱回収手段は、大気を前記熱交換部へと導くための前記熱風ダクトの他端を覆ってこの大気中に含まれる塵埃を捕捉するフィルタをさらに具えたことを特徴とする請求項７から請求項１０の何れかに記載の射出装置。
【請求項１】
原料樹脂を収容してこれを射出成形機の射出シリンダ部へと供給するためのホッパを有する射出装置であって、
前記射出成形機にて発生した熱を熱風として前記ホッパ内に導く熱回収手段を具えたことを特徴とする射出装置。
【請求項２】
前記熱回収手段は、射出成形機にて発生した熱を回収するための熱交換部と、この熱交換部が一端側に取り付けられると共に他端が前記ホッパ内に連通する熱風ダクトと、前記熱交換部にて回収された熱を熱風として前記熱風ダクトから前記ホッパ内に導くための送風機とを有することを特徴とする請求項１に記載の射出装置。
【請求項３】
前記ホッパに形成された排気口に連通する排気ダクトと、この排気ダクトを前記送風機に連動して開閉し得るシャッタとをさらに具え、前記送風機が排気ダクトに組み込まれていることを特徴とする請求項２に記載の射出装置。
【請求項４】
前記送風機が前記シャッタとして機能することを特徴とする請求項３に記載の射出装置。
【請求項５】
前記熱風ダクト内の温度を検出する第１の温度センサと、前記ホッパ内または前記排気ダクト内の温度を検出する第２の温度センサと、これら第１および第２のセンサによって検出される温度に基づいて前記送風機の作動を制御する制御手段とをさらに具えたことを特徴とする請求項２から請求項４の何れかに記載の射出装置。
【請求項６】
前記ホッパ内または前記排気ダクト内の湿度を検出するセンサと、このセンサによって検出される湿度に基づいて前記送風機の作動を制御する制御手段とをさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載の射出装置。
【請求項７】
前記射出成形機は、原料樹脂を収容するチャンバが画成され、かつこのチャンバ内に押し込まれる原料樹脂を加熱するためのヒータが配された射出シリンダ部と、この射出シリンダ部の前記チャンバに連通する樹脂供給通路が画成された通路形成部材を有し、かつこの通路形成部材の樹脂供給通路に供給される原料樹脂を前記射出シリンダ部のチャンバへと押し込むための材料供給ユニットとを含み、
前記熱回収手段は、大気側に面する発熱部と、前記材料供給ユニットの前記通路形成部材に接合される吸熱部とを有し、かつ前記樹脂供給通路内に介在する原料樹脂のブリッジ現象を阻止するためのペルチェユニットを含むことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の射出装置。
【請求項８】
前記材料供給ユニットの通路形成部材の温度を検知するための温度センサをさらに含み、前記制御手段は、この温度センサによる検出温度に基づいて前記ペルチェユニットに対する通電を制御することを特徴とする請求項７に記載の射出装置。
【請求項９】
前記温度センサは、前記通路形成部材の樹脂供給通路を挟んで前記ペルチェユニットの吸熱部の反対側に配されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の射出装置。
【請求項１０】
前記熱回収手段の熱交換部は、前記ペルチェユニットの発熱部に組み付けられ、この熱交換部にて前記発熱部の周囲の大気を加熱させて熱回収を行うことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の射出装置。
【請求項１１】
前記熱回収手段は、大気を前記熱交換部へと導くための前記熱風ダクトの他端を覆ってこの大気中に含まれる塵埃を捕捉するフィルタをさらに具えたことを特徴とする請求項７から請求項１０の何れかに記載の射出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２０８２６１（Ｐ２００９−２０８２６１Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１２３９（Ｐ２００８−５１２３９）
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【出願人】（０００１０４６５２）キヤノン電子株式会社 (876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【出願人】（０００１０４６５２）キヤノン電子株式会社 (876)
【Ｆターム（参考）】
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