(57)【要約】【課題】樹脂圧センサ取付部で発生する溶融樹脂の滞留を防止することによって押出成形品の品質を向上させると共に、樹脂圧センサの感圧部の機械的強度を増強することによって樹脂圧センサの耐摩耗性と耐腐蝕性とを向上させる。【解決手段】樹脂圧センサ１は、押出成形機３の出口付近あるいは押出成形金型５の入口付近に取り付けられ、押出成形金型５内に流入する溶融樹脂Ｂの樹脂圧を検知し所定の範囲内に保つために使用されると共に、押出成形金型５内に流入する溶融樹脂Ｂの樹脂圧を直接受ける受圧棒７と、受圧棒７との間に僅かな隙間９を形成した状態で受圧棒７を保持する筒状の受圧棒ホルダ１１と、受圧棒７の動きを受圧棒７の変位量に対応した電気量に変換して圧力値として数値化して出力する計測手段１３とを備えている。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出成形機の出口付近あるいは押出成形金型の入口付近に取り付けられ、押出成形金型内に流入する溶融樹脂の樹脂圧を検知する樹脂圧センサにおいて、当該樹脂圧センサは押出成形金型内に流入する溶融樹脂の樹脂圧を直接受ける受圧棒と、該受圧棒との間に僅かな隙間を形成した状態で受圧棒を保持する筒状の受圧棒ホルダと、前記受圧棒の動きを受圧棒の変位量に対応した圧力値として出力する計測手段とを備えていることを特徴とする樹脂圧センサ。
【請求項２】
請求項１に記載した樹脂圧センサにおいて、前記受圧棒と受圧棒ホルダとの間の隙間は０．０３〜０．１５ｍｍ程度に設定されていることを特徴とする樹脂圧センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載した樹脂圧センサにおいて、前記受圧棒の先端面が押出成形機ないし押出成形金型の内壁面と面一にあるいは僅かに引っ込み加減になるように受圧棒は取り付けられていることを特徴とする樹脂圧センサ。
【請求項４】
請求項３に記載した樹脂圧センサにおいて、前記受圧棒の先端面が押出成形機ないし押出成形金型の内壁面に対して引っ込み加減になるように受圧棒を取り付ける場合には受圧棒の先端面が前記内壁面より０．１〜０．３ｍｍ程度引っ込み加減になるようにして受圧棒を取り付けたことを特徴とする樹脂圧センサ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載した樹脂圧センサにおいて、前記計測手段は前記受圧棒の変位量を歪量に変換して更に当該歪量に対応した電気量として取り出す歪ゲージが貼設された樹脂圧計測板によって構成されていることを特徴とする樹脂圧センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出成形金型内に流入する溶融樹脂の樹脂圧を検知し所定の範囲内に保つために使用される樹脂圧センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木粉入りペレット等を原料とする押出成形ではホッパ内に投入した木粉入りペレットを押出成形機によって加熱溶融し、混錬された状態で押出成形金型内に供給する。そして押出成形金型内に供給された原料は冷却手段によって徐々に冷やされ、押出成形金型から押し出される際にはかなり硬化し、一様断面形状の長尺な中間成形品となって押し出される。そして押し出された中間成形品は引取り機によって引き取られ、切断機によって所定の長さに切断されることによって所定寸法の押出成形品に成形される。
【０００３】
そしてこのような押出成形では原料である木粉入りペレットの物性が均一でないと押出成形金型の入口での樹脂圧の変動が大きくなって押出成形金型内で溶融樹脂が詰まったり、製品である押出成形品に寸法異常が発生したりする。そこで押出成形機の出口付近あるいは押出成形金型の入口付近には樹脂圧センサが設けられており、押出成形金型内に流入する溶融樹脂の樹脂圧を検知し所定の範囲内に保つように厳格に管理されている。
【０００４】
しかし原料が透明な樹脂であったり、明色系の樹脂であったりする場合には樹脂圧センサの感圧部にできる僅かな段差に長時間樹脂が滞留することによって、当該樹脂は変色し微細な異物として製品表面から視認できるようになる場合がある。
特に、木粉入りペレットの木粉の含有量が多いと樹脂圧センサの感圧部として設けられている薄板状のダイヤフラムの摩耗が早く進み、所望の耐腐蝕性も得られない場合が生ずる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような背景技術、そして背景技術が抱えていた問題点の存在を踏まえてなされたものであって、樹脂圧センサ取付部で発生する溶融樹脂の滞留を防止することによって押出成形品の品質を向上させると共に、樹脂圧センサの感圧部の機械的強度を増強することによって耐摩耗性と耐腐蝕性とを向上させることのできる樹脂圧センサを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために請求項１に記載した発明は、押出成形機の出口付近あるいは押出成形金型の入口付近に取り付けられ、押出成形金型内に流入する溶融樹脂の樹脂圧を検知する樹脂圧センサにおいて、当該樹脂圧センサは押出成形金型内に流入する溶融樹脂の樹脂圧を直接受ける受圧棒と、該受圧棒との間に僅かな隙間を形成した状態で受圧棒を保持する筒状の受圧棒ホルダと、前記受圧棒の動きを受圧棒の変位量に対応した圧力値として出力する計測手段とを備えていることを特徴とする樹脂圧センサである。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した樹脂圧センサにおいて、前記受圧棒と受圧棒ホルダとの間の隙間は０．０３〜０．１５ｍｍ程度に設定されていることを特徴とする樹脂圧センサである。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した樹脂圧センサにおいて、前記受圧棒の先端面が押出成形機ないし押出成形金型の内壁面と面一にあるいは僅かに引っ込み加減になるように受圧棒は取り付けられていることを特徴とする樹脂圧センサである。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、請求項３に記載した樹脂圧センサにおいて、前記受圧棒の先端面が押出成形機ないし押出成形金型の内壁面に対して引っ込み加減になるように受圧棒を取り付ける場合には受圧棒の先端面が前記内壁面より０．１〜０．３ｍｍ程度引っ込み加減になるようにして受圧棒を取り付けたことを特徴とする樹脂圧センサである。
【００１０】
請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載した樹脂圧センサにおいて、前記計測手段は前記受圧棒の変位量を歪量に変換して更に当該歪量に対応した電気量として取り出す歪ゲージが貼設された樹脂圧計測板によって構成されていることを特徴とする樹脂圧センサである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の樹脂圧センサによれば、樹脂圧センサの感圧部を機械的強度の高い受圧棒によって構成することによってリサイクルしたペレットや木粉入りペレットでも充分な耐摩耗性と耐腐蝕性とが発揮される。また受圧棒と受圧棒ホルダとの間に僅かな隙間を形成することによって樹脂圧センサの取付部位における溶融樹脂の滞留が防止されるから、溶融樹脂の変色、異物化が防止され押出成形品の外観品質が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本願発明の樹脂圧センサ１は押出成形機３の出口付近あるいは押出成形金型５の入口付近に取り付けられ、押出成形金型５内に流入する溶融樹脂Ｂの樹脂圧を検知し所定の範囲内に保つために使用される。
そして本発明の樹脂圧センサ１は押出成形金型５内に流入する溶融樹脂Ｂの樹脂圧を直接受ける受圧棒７と、該受圧棒７との間に僅かな隙間９を形成した状態で受圧棒７を保持する筒状の受圧棒ホルダ１１と、上記受圧棒７の動きを受圧棒７の変位量に対応した電気量に変換して圧力値として数値化して出力する計測手段１３とを備えている。
本発明の実施の形態に係る樹脂圧センサ１について図面に基づいて具体的に説明する。
【００１３】
最初に本実施の形態に係る樹脂圧センサ１の説明に先立って図１に基づいて押出成形ライン１５の概要について簡単に説明する。押出成形ライン１５の上流部には押出成形機３が設けられている。
押出成形機３は筒状をした成形機本体１７内に押出しスクリュー１９を備えると共に成形機本体１７の基端側の端面外方には押出しスクリュー１９を回転駆動するための駆動モータ２１が設けられている。
【００１４】
成形機本体１７における上流側の上面の一部は開口されており、該開口部２３には原料となる木粉入りペレットＡを投入するためのホッパ２５が設けられている。また成形機本体１７の周囲にはヒータ２７が複数配設されており、成形機本体１７内に投入された木粉入りペレットＡはこれらのヒータ２７によって加熱溶融され、押出しスクリュー１９によって混連されて溶融樹脂Ｂとなって押出成形金型５内に押し出される。
【００１５】
押出成形金型５は一様断面の押出成形品Ｅを得るための金型であり、成形する押出成形品Ｅの形状や大きさに応じて適宜付け替えて使用される。また押出成形金型５の周囲には冷却水等を利用した冷却手段２９が設けられており、押出成形金型５の側胴部には本発明の樹脂圧センサ１が取り付けられている。
押出成形金型５の下流には引取り機３１と切断機３３が設けられており、押出成形金型５から押し出された中間成形品Ｄは引取り機３１によって順次引き取られて行き、切断機３３によって所定の長さに切断されて所定寸法の押出成形品Ｅとなる。
尚、押出成形金型５と引取り機３１との間に冷却水槽を設けて、中間成形品Ｄを冷却してもよい。
【００１６】
本実施の形態に係る樹脂圧センサ１は押出成形金型５の側胴部に形成した取付穴３５に刻設されている雌ネジ部に受圧棒ホルダ１１の先端雄ネジ部３７を螺合することによって取り付けられている。受圧棒ホルダ１１は段差円筒状の部材で基端側には先端雄ネジ部３７より径の大きな基端雄ネジ部３９が設けられ、該基端雄ネジ部３９に連接するように六角ボルトの頭部に似た六角形断面の係合頭部４１が一体に設けられている。
上記のように樹脂圧センサ１を押出成形金型５の側胴部に設けるほか、押出成形金型５と成形機本体１７との間にフランジ部を設けて、このフランジ部に樹脂圧センサ１を備えてもよい。このような構成とすれば、押出成形金型５を他の押出成形金型に交換する場合に、樹脂圧センサ１をいちいち付け替える必要がない。
【００１７】
基端雄ネジ部３９が先端側支持プレート４３の中心に刻設されている雌ネジ部と螺合することによって受圧棒ホルダ１１の基端部は上記先端側支持プレート４３に支持されている。
また受圧棒ホルダ１１の中心には長手方向に沿って受圧棒ホルダ１１を貫通する案内貫通穴４５が形成されている。この案内貫通穴４５には上記隙間９を有して受圧棒７が摺動自在に挿嵌されている。上記隙間９は０．０３〜０．１５ｍｍの範囲に設定され、本実施の形態では一例として０．０５ｍｍに設定した。尚、隙間９は使用する樹脂の種類や樹脂圧等によって適宜変更する。
【００１８】
受圧棒７は長尺の丸棒状の部材でその途中には受圧棒７の抜け止め用のストッパネジ４７が取り付けられている。受圧棒７の先端面４９は押出成形金型５の内壁面５１より僅かに引っ込み加減になるように設定されている。そして受圧棒７の先端面４９が引っ込み加減になるように取り付ける場合には受圧棒７の先端面４９が押出成形金型５の内壁面５１より０．１〜０．３ｍｍ程度引っ込み加減になるようにして受圧棒７を取り付ける。
尚、先端面４９と押出成形金型５の内壁面５１と面一にすることも可能である。また先端面４９を押出成形金型５の内壁面５１から突出する構成とすることも可能であるが、このような構成にすると、受圧棒７の内壁面５１から突出する部分に溶融樹脂Ｂが摺接して摩耗が多くなる。
【００１９】
受圧棒７の基端部には計測手段１３の一例である歪ゲージ５３が貼設された樹脂圧計測板５５が設けられている。歪ゲージ５３は受圧棒７の変位量を歪量に変換して更に当該歪量に対応した電気量として取り出す出力変換部材である。
この歪ゲージ５３にはセンサケーブル５７が接続されており、歪ゲージ５３によって計測された樹脂圧は数値化されて後述するジョイントボックス６７から繰り出されるセンサケーブル５７によってセンサケーブル５７の末端に接続されている表示モニタ５９上に表示されるようになっている。この表示モータ５９は市販のロードセル変換器との組合せが可能に構成されている。
【００２０】
歪ゲージ５３が貼設されていない樹脂圧計測板５５の反対側の端面には基端側支持プレート６１が取り付けられている。そしてこの当該基端側支持プレート６１と上記先端側支持プレート４３との間にはそれぞれの四隅のコーナー部に４本の支持ロッド６３が架け渡され、ナット６５によってこれら４本の支持ロッド６３と先端側支持プレート４３と基端側支持プレート６１とが一体に結合されている。
基端側支持プレート６１の樹脂圧計測板５５が取り付けられている面と反対側の面には上述したジョイントボックス６７が設けられている。ジョイントボックス６７は角箱状の部材でジョイントボックス６７内には歪ゲージ５３によって計測した歪量を電気量に変換するための機構が設けられている。
【００２１】
本実施の形態では樹脂圧センサ１の全長を約２２０ｍｍ、先端側支持プレート４３の幅寸法と高さ寸法を５０ｍｍ、厚さを１２ｍｍとし、基端側支持プレート６１の幅寸法と高さ寸法を５０ｍｍ、厚さを９ｍｍとした。また支持ロッド６３の直径を１０ｍｍ、受圧棒７の本体部の直径を８ｍｍ、先端の直径を７．８ｍｍ、長さを約１９１ｍｍに設定した。
このような樹脂圧センサ１における受圧棒７の先端面４９に溶融樹脂Ｂの樹脂圧が作用すると、受圧棒７は図４中左側に押されて受圧棒７の基端部に取り付けられている歪ゲージ５３を撓ませる。その撓みによって生じた歪量を電気量として取り出して数値化し、表示モニタ５９に樹脂圧として表示すると共に、押出成形機３の押出し圧の調整に利用する。
【００２２】
またこの時、溶融樹脂Ｂの一部は、受圧棒７と案内貫通穴４５との隙間９を通り、図４中矢印で示すように外部へ常に漏出しているので、受圧棒７の先端面４９の周辺に溶融樹脂Ｂが滞留することはない。即ち、溶融樹脂Ｂを隙間９から連続的に漏出させることによって、受圧棒７の先端面４９周辺の溶融樹脂Ｂを絶えず更新し変色や炭化が発生するのを防ぎ、これにより透明の樹脂や明色系の樹脂を原料とする押出成形品Ｅに外観不良が生じるのを防止する。
また上述のように受圧棒７は形状が比較的簡単で機械的強度の高い構造を有しているので摩耗や腐蝕が生じにくく、長期の使用に耐えられる。また溶融樹脂Ｂの漏出は一見、資源の浪費のようであるが、上記外観不良の発生のことを考えると却って省資源化となり、更に漏出した溶融樹脂Ｂをペレット化して再度原料として使用すれば格段の資源の有効利用が図られる。
【００２３】
以上、本発明を実施するための最良の形態とその具体的な実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこのような形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、受圧棒７と受圧棒ホルダ１１との間の隙間９は周方向に連続した筒状の形状に限らず、周方向に配設された複数の溝状の形状や多数の小孔によって構成されるものであってもよい。また上記隙間９を微調整できる絞り機構等を備えるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は押出成形を実際に行っている押出成形加工の分野や押出成形機あるいは押出成形金型に取り付ける樹脂圧センサの製造分野等において利用でき、特に安価に高品質の押出成形品を無駄なく成形したい場合に利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の樹脂圧センサを適用して押出成形ラインの概要を示す側面図である。
【図２】本発明の樹脂圧センサの取付部位周辺を拡大して示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る樹脂圧センサを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る樹脂圧センサを示す側面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る樹脂圧センサの基端側の端面を示す背面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る樹脂圧センサの先端側の端面を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  樹脂圧センサ                    ３  押出成形機
５  押出成形金型                    ７  受圧棒
９  隙間                          １１  受圧棒ホルダ
１３  計測手段                      １５  押出成形ライン
１７  成形機本体                    １９  押出しスクリュー
２１  駆動モータ                    ２３  開口部
２５  ホッパ                        ２７  ヒータ
２９  冷却手段                      ３１  引取り機
３３  切断機                        ３５  取付穴
３７  先端雄ネジ部                  ３９  基端雄ネジ部
４１  係合頭部                      ４３  先端側支持プレート
４５  案内貫通穴                    ４７  ストッパネジ
４９  先端面                        ５１  内壁面
５３  歪ゲージ                      ５５  樹脂圧計測板
５７  センサケーブル                ５９  表示モニタ
６１  基端側支持プレート            ６３  支持ロッド
６５  ナット                        ６７  ジョイントボックス
Ａ  木粉入りペレット                    Ｂ  溶融樹脂
Ｄ  中間成形品                          Ｅ  押出成形品（製品）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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