(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱用バレルシリンダと、前記加熱用バレルシリンダの先端に取り付けられたノズルと、を備える射出成形機に設置される樹脂温度検知装置であって、
前記ノズルの後端面には嵌合凹部が設けられ、前記嵌合凹部には流路を有する測温リングと前記測温リングを前記ノズルの先端に向かって押圧するコマとが嵌め合わされ、
前記測温リングには温度センサを有する測温パイプが流路と直交するように設けられることを特徴とする樹脂温度検知装置。
【請求項２】
前記測温リング及び前記ノズルには流路に直交する連通孔が設けられるとともに、前記連通孔には前記測温パイプが抜き差し可能に挿入されることを特徴とする請求項１に記載の樹脂温度検知装置。
【請求項３】
前記温度センサは前記測温パイプに抜き差し可能に挿入されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂温度検知装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の樹脂温度検知装置を備えることを特徴とする射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機に取り付けられて樹脂温度を検知する樹脂温度検知装置と射出成形機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂を軟化する温度まで加熱しつつ圧力を加えて金型内に充填することで樹脂成形品を製造する射出成形機が知られている。
【０００３】
この射出成形機を用いて樹脂成形品を製造する場合、圧力管理などとともに溶融樹脂の温度管理が特に重要となっている。
【０００４】
このため、従来、種々の構成の樹脂温度検知装置が知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、スクリュ先端からノズルに至る溶融樹脂の流路と直角に、流路を横切る小径の管を設置し、この小径管内に流路のほぼ中心に位置するように温度センサを設けた射出成形機の樹脂温度検出装置が開示されている。
【０００６】
そして、この樹脂温度検出装置は、ノズル本体の流路に直交して円柱形の開口部が設けられ、この開口部に温度センサを有する円柱形のブッシュが設置されることを特徴としている。
【０００７】
このように構成することで、樹脂の流れを滞留させずに温度を正確に測定できるうえに、構造が簡単で安価な樹脂温度検出装置となる。
【特許文献１】特公平６−６１７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１の構成では、使用に際して繰り返して圧力が作用するとブッシュを固定するボルトが破損するおそれがあった。
【０００９】
また、温度センサを有するシースがブッシュに銀ロー付けされているため、温度センサが故障しても交換しにくいという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、圧力が作用しても破損しにくく、温度センサを容易に交換できる樹脂温度検知装置とこの樹脂温度検知装置を備える射出成形機とを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の樹脂温度検知装置は、加熱用バレルシリンダと、前記加熱用バレルシリンダの先端に取り付けられたノズルと、を備える射出成形機に設置される樹脂温度検知装置であって、前記ノズルの後端面には嵌合凹部が設けられ、前記嵌合凹部には流路を有する測温リングと前記測温リングを前記ノズルの先端に向かって押圧するコマとが嵌め合わされ、前記測温リングには温度センサを有する測温パイプが流路と直交するように設けられることを特徴とする。
【００１２】
また、前記測温リング及び前記ノズルには流路に直交する連通孔が設けられるとともに、前記連通孔には前記測温パイプが抜き差し可能に挿入されることが好ましい。
【００１３】
さらに、前記温度センサは前記測温パイプに抜き差し可能に挿入されることが好ましい。
【００１４】
そして、本発明の射出成形機は、上記したいずれかの樹脂温度検知装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明の樹脂温度検知装置は、射出成形機に設置される樹脂温度検知装置であって、ノズルの後端面には嵌合凹部が設けられ、この嵌合凹部には流路を有する測温リングと測温リングをノズルの先端に向かって押圧するコマとが嵌め合わされ、測温リングには温度センサを有する測温パイプが流路と直交するように設けられている。
【００１６】
したがって、測温リングがボルト等の固定部材を用いることなく、コマによってノズルの先端に向かって押圧されて固定されるため、使用に際して繰り返して圧力が作用しても固定部材が破損するおそれがない。
【００１７】
また、測温リング及びノズルには流路に直交する連通孔が設けられるとともに、この連通孔には測温パイプが抜き差し可能に挿入されることで、測温パイプや温度センサが故障しても容易に取替えできる。
【００１８】
さらに、温度センサは測温パイプに抜き差し可能に挿入されることで、温度センサのみを交換することもできる。
【００１９】
そして、本発明の射出成形機は、上記したいずれかの樹脂温度検知装置を備えることで、樹脂温度を正確にリアルタイムで測定できることで品質の優れた樹脂成形品を製造できるうえに、故障した際にも迅速に復旧できることで生産効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
まず、図２を用いて本発明の樹脂温度検知装置８を備える射出成形機１の全体構成を説明する。
【００２２】
本発明の射出成形機１は、塩化ビニル樹脂などの粘度が高い樹脂を射出成形するためのもので、図２に示すように、スクリュ（不図示）を駆動させるスクリュ駆動装置３と、このスクリュ駆動装置３に連結されて回転駆動するスクリュを内蔵する加熱用バレルシリンダ２と、この加熱用バレルシリンダ２に投入する材料を受容するホッパ４と、この加熱用バレルシリンダ２の先端に取り付けられるノズル５と、このノズル５から溶融樹脂を射出される型を有する型締め装置６と、全体を支持するとともに種々の制御機器を有する本体７と、を備えている。
【００２３】
なお、本実施の形態の射出成形機１によって成形される塩化ビニル樹脂（特に硬質塩化ビニル樹脂）は、光沢もあり衝撃にも強いという特性を有する一方で、成形に最適な温度の幅が狭く、温度を上げすぎると分解してガスを出して金型や成形機を腐食させるため、温度管理を特に厳重に行う必要がある。
【００２４】
スクリュ駆動装置３は、スクリュを回転させる油圧モータなどの回転手段と、スクリュを前進・後退させる油圧シリンダなどの押出手段と、を備えて本体７に固定されている。
【００２５】
また、加熱用バレルシリンダ２は、樹脂材料を可塑化する部分であり、金属によって厚肉の円筒状に形成されるもので、外側にはバンドヒータ（不図示）が巻かれるとともに、内側にはスクリュが前進・後退可能に挿入されて、スクリュ駆動装置３に連結されている。
【００２６】
さらに、ホッパ４は、樹脂を受容して加熱用バレルシリンダ２に投入するためのもので、金属などによってじょうご状に形成されて加熱用バレルシリンダ２の付け根に取り付けられている。
【００２７】
また、型締め装置６は、金型を固定するためのもので、樹脂成形品の形状に合わせて形成された金型、金型を締め付けて固定する固定側ダイプレート及び移動側ダイプレート、この移動側ダイプレートを移動させる油圧シリンダなどを備えている。
【００２８】
そして、本実施の形態のノズル５は、図１，４に示すように、肉厚の略円筒形に形成される本体部５０と、本体部５０の外周面を覆うように取り付けられるバンドヒータ５５と、本体部５０の後端面５９に設けられた嵌合凹部５３に嵌め合わされる測温リング８１と、測温リング８１をノズル５の先端に向かって押圧するコマとしての調整コマ５１及び誘導コマ５２と、を備えている。
【００２９】
本体部５０は、金属によって肉厚の略円筒形に形成されるもので、金型に当接させる先端部５８は弾頭状に形成され、円筒が拡径された後端部の外周面には取付溝５０ａが設けられ、後端面５９には中心の流路５６を拡径するようにして嵌合凹部５３が設けられる。
【００３０】
この取付溝５０ａは、ノズル５の後端部の外周面に設けられるネジ溝であり、加熱用バレルシリンダ２に設けたノズル５と同径のネジ孔に嵌合して強固に固定されるようになっている。
【００３１】
加えて、嵌合凹部５３は、本体部５０の中心軸と同心円の円形断面の貫通孔として形成された流路５６を、円筒の中央近傍で拡径するようにして形成されるもので、測温リング８１や調整コマ５１や誘導コマ５２の先端側が嵌合する細径凹部と誘導コマ５２の後端側が嵌合する太径凹部とを有して形成される。
【００３２】
さらに、本体部５０には、嵌合凹部５３に嵌め合わされる測温リング８１の連通孔８１ｂの位置に対応して直径方向に貫通する連通孔５４が設けられ、側面にはバンドヒータ５５によって加熱されたノズル５自体の温度を測定する温度センサ５７が挿入されるセンサ孔が設けられている。
【００３３】
また、調整コマ５１は、溶融樹脂の流量等を調整するためのもので、金属によって嵌合凹部５３の内径と同一の外径を有する短円筒状に形成され、測温リング８１と誘導コマ５２との間に挟まれて固定されている。
【００３４】
加えて、この短円筒状の調整コマ５１には、中心軸と同心円の円形断面の流路５１ａが貫通して設けられている。
【００３５】
さらに、誘導コマ５２は、溶融樹脂をスムーズに流路５６に誘導するためのもので、金属によって２段の円筒状に形成され、嵌合凹部５３の細径部の内径と同一の外径を有する細径部と嵌合凹部５３の太径部の内径と同一の外径を有する太径部とを有している。
【００３６】
加えて、この２段の円筒状の誘導コマ５２には、中心軸と同心円の円形断面の流路５２ａが、ノズル５の先端側から後端側へテーパ状に拡径するように貫通して設けられている。
【００３７】
したがって、本体部５０の先端側の流路５６と、後述する測温リング８１に設けた流路８１ａと、調整コマ５１及び誘導コマ５２にそれぞれ設けた流路５１ａ，５２ａと、は設置された状態で軸方向に連通している。
【００３８】
加えて、測温リング８１と調整コマ５１と誘導コマ５２の軸方向の合計長さは、嵌合凹部５３の軸方向の深さよりも長く形成されるとともに、測温リング８１と調整コマ５１と誘導コマ５２の細径部の軸方向の合計長さは、嵌合凹部５３の細径凹部の軸方向の深さよりも長く形成されることで、ノズル５を加熱用バレルシリンダ２に締め付けて固定した際に測温リング８１を嵌合凹部５３の先端面に押圧できるように形成されている。
【００３９】
また、バンドヒータ５５は、ノズル５の本体部５０を加熱して、流路５６，８１ａ，５１ａ，５２ａを流れる溶融樹脂を加熱するためのもので、発熱線を耐熱マイカで絶縁し、ステンレスなどで覆うことで形成される。
【００４０】
そして、本実施の形態の樹脂温度検知装置８は、ノズル５の嵌合凹部５３の最も先端側に嵌め合わされる測温リング８１と、この測温リング８１に抜き差し可能に挿入される測温パイプ８２と、この測温パイプ８２に抜き差し可能に挿入される温度センサ８３と、を備えて構成される。
【００４１】
測温リング８１は、金属によって嵌合凹部５３の内径と同一の外径を有する短円筒状に形成され、嵌合凹部５３の端面と調整コマ５１との間に挟まれて固定されている。
【００４２】
加えて、この短円筒状の測温リング８１には、中心軸と同心円の円形断面の流路８１ａが軸方向に貫通して設けられるとともに、中心軸に直交する連通孔８１ｂが直径方向に貫通して設けられる。
【００４３】
また、測温パイプ８２は、金属によって連通孔５４，８１ｂの内径と略同一の外径を有する円柱状に形成され、本体部５０に設けた連通孔５４と測温リング８１に設けた連通孔８１ｂとの両方を貫通するように、抜き差し可能に挿入されている。
【００４４】
加えて、この円柱状の測温パイプ８２には、挿入される温度センサ８３が流路８１ａの中心近傍に位置するように、設置された状態で中央近傍位置に対応する深さまでセンサ孔８２ａが設けられている。
【００４５】
さらに、温度センサ８３は、保護管の内部に封入された２種類の金属による熱起電力を測定する熱電対タイプのセンサであり、保護管がセンサ孔８２ａの内径と略同一径の外径を有することで、センサ孔８２ａに抜き差し可能に挿入されている。なお、この温度センサ８３としては、熱電対タイプに限定されるものではなく、センサ孔８２ａに挿入できるものであればどのようなものであってもよい。
【００４６】
また、この溶融樹脂の温度を計測する温度センサ８３や、ノズル５の温度を計測する温度センサ５７は、制御盤に接続されているため、計測された温度をリアルタイムに制御に反映させることが可能となっている。
【００４７】
そして、温度センサ８３が設置された状態では、図３の断面図に示すように、本体部５０の嵌合凹部５３（図４参照）に測温リング８１が嵌め合わされ、測温リング８１の円形の流路８１ａには測温パイプ８２が直径方向に横切るように設置され、測温パイプ８２のセンサ孔８２ａには温度センサ８３が挿入されて、温度センサ８３の先端８３ａが円形の流路８１ａの中心に対応する位置に位置している。
【００４８】
次に、本実施の形態の樹脂温度検知装置８を用いて樹脂温度を測定し、樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法について、図１，２を用いて概略説明する。
【００４９】
まず、金型を型締め装置６に取り付けた後に、金型に通水して温度を一定に保持しておく。さらに、バンドヒータ５５によって、加熱用バレルシリンダ２やノズル５を所定温度になるまで加熱する。
【００５０】
そして、準備完了後、乾燥した樹脂材料をホッパ４で受容し、受容された樹脂材料を加熱用バレルシリンダ２に投入する。
【００５１】
そうすると、投入された樹脂材料は、回転するスクリュによって圧縮・摩擦・混練と、加熱用バレルシリンダ２からの熱を受けることで溶融可塑化される。
【００５２】
つづいて、溶融された樹脂は、スクリュ駆動装置３によってスクリュを前進させることで、ノズル５を貫通する流路５６，８１ａ，５１ａ，５２ａを通り金型のキャビティ内に射出される。
【００５３】
この際、溶融樹脂は、測温リング８１に設けた流路８１ａを横切るように設置された測温パイプ８２に接触しつつ通過するため、この測温パイプ８２の温度は溶融樹脂の温度と平衡して略同一となっており、測温パイプ８２に挿入された温度センサ８３によって温度を計測できる。
【００５４】
そして、金型内に射出された溶融樹脂は、所定時間だけ保圧された後に、金型内において冷却され、型を開かれてエジェクタによって突き出されて成形品として取り出される。
【００５５】
最後に、取り出された成形品に、ゲート処理やバリ取りなどの仕上げ加工や穴あけなどの機械加工や塗装などがされて製品として出荷される。
【００５６】
そして、上記の製造工程において、溶融樹脂を射出する際には、いわゆるＰＶＴ制御によって温度・圧力・速度・時間等が制御されている。
【００５７】
つまり、一般にヒケやフローマーク等の問題を解消するためには、温度・速度・圧力・時間等を段階的に変化させるが、この際には実際の製品の外観・物性と温度・速度・圧力・時間等とを相互に比較し、これをフィードバックさせて最適な条件を設定している。
【００５８】
さらに、製品の不良の原因となる機械的故障やバンドヒータ５５等の故障なども、溶融樹脂の温度を測定することで間接的に検知することがおこなわれている。
【００５９】
次に、本実施の形態の樹脂温度検知装置８の作用について説明する。
【００６０】
このように、本実施の形態の樹脂温度検知装置８は、射出成形機１に設置される樹脂温度検知装置８であって、ノズル５の後端面５９には嵌合凹部５３が設けられ、この嵌合凹部５３には流路８１ａを有する測温リング８１と測温リング８１をノズル５の先端に向かって押圧するコマとしての調整コマ５１及び誘導コマ５２とが嵌め合わされ、測温リング８１には温度センサ８３を有する測温パイプ８２が流路５６と直交するように設けられている。
【００６１】
したがって、測温リング８１がボルト等の固定部材を用いることなく、調整コマ５１及び誘導コマ５２によってノズル５の先端に向かって押圧されて固定されるため、使用に際して繰り返して圧力が作用しても固定部材が破損するおそれがない。
【００６２】
すなわち、温度センサ８３を有する測温パイプ８２が挿入される測温リング８１は、嵌合凹部５３の端面及び内周面と調整コマ５１の端面とによって挟まれて嵌合しているため、特別に固定部材を用いる必要はない。
【００６３】
加えて、測温リング８１や嵌合凹部５３や調整コマ５１は、流路５６の中心軸について軸対称な円形あるいは円環状断面を有することで、流路５６内を流れる溶融樹脂の圧力を均等に受けるため、局所的に圧力が作用して部材が破損することはない。
【００６４】
そして、測温リング８１が破損した場合でも、ノズル５を加熱用バレルシリンダ２から取り外して、誘導コマ５２及び調整コマ５１を取り外すことで、容易に交換することができる。
【００６５】
また、調整コマ５１や誘導コマ５２によって測温リング８１が先端側に向かって押圧されていることで、これらの端面間の密着性が向上するため、端面間の隙間から樹脂が漏れることを防止できる。
【００６６】
さらに、測温リング８１や調整コマ５１や誘導コマ５２は円筒形状に形成されるため、加工が容易かつ精度の高い部品となる。
【００６７】
そして、樹脂温度検知装置８がノズル５に設置されていることで、より金型に近い位置で溶融樹脂の温度を計測できるため、温度を正確に計測して精度の高いＰＶＴ制御をおこなうことができる。
【００６８】
また、測温リング８１及びノズル５には流路５６に直交する連通孔８１ｂ，５４が設けられるとともに、この連通孔８１ｂ，５４には測温パイプ８２が抜き差し可能に挿入されることで、測温パイプ８２や温度センサ８３が故障しても容易に取替えできる。
【００６９】
特に、本実施の形態で説明したように、塩化ビニル樹脂などの比較的粘度の高い樹脂を射出成形する場合には、流路５６を横切るように設置される測温パイプ８２にはきわめて大きい圧力が作用するため、繰り返しの使用によって測温パイプ８２が変形・故障する可能性がある。
【００７０】
そこで、測温パイプ８２を交換できるように連通孔５４，８１ｂに抜き差し可能に挿入しておけば、変形・故障した際にも測温リング８１を取り替えることなく、測温パイプ８２を迅速に取り替えることができる。
【００７１】
また、測温パイプ８２は、ノズル５及び測温リング８１の両者を貫通させて挿入されるため、測温リング８１をノズル５に対してより正確かつ強固に固定できる。
【００７２】
さらに、温度センサ８３は測温パイプ８２に抜き差し可能に挿入されることで、温度センサ８３のみを交換することもできる。
【００７３】
この場合、この温度センサ８３は測温パイプ８２のように直接圧力を受ける部品ではなく、強固に固定されるものではないため、容易に抜き差しして点検・交換することができる。
【００７４】
また、温度センサ８３は測温パイプ８２のセンサ孔８２ａに挿入されるため、温度センサ８３を挿入した状態でも配線部を保護して損傷を防止することができる。
【００７５】
そして、本実施の形態の射出成形機１は、上記したような樹脂温度検知装置８を備えることで、樹脂温度を正確にリアルタイムで測定できることで品質の優れた樹脂成形品を製造できるうえに、故障した際にも迅速に復旧できることで生産効率を高めることができる。
【００７６】
すなわち、樹脂温度を金型に近いノズル５の位置において正確に計測することができれば、１ショット内でも即時的にバンドヒータ５５やスクリュの回転を調整して、樹脂の性状を調製することができる。
【００７７】
また、射出成形機１は樹脂温度を計測することで機械的な故障なども管理しているため、樹脂温度検知装置８が故障してしまうと射出成形機１が故障しているかどうかわからなくなる。このため、測温リング８１や測温パイプ８２や温度センサ８３などを迅速に交換できることにはきわめて大きな効果がある。
【００７８】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００７９】
例えば、前記実施の形態では、温度センサ８３は測温パイプ８２に挿入されて特別に固定されていないが、これに限定されるものではなく、温度センサ８３は測温パイプ８２に固定されるものであってもよい。
【００８０】
また、前記実施の形態では、測温リング８１をノズル５の先端に向かって押圧するコマとして調整コマ５１及び誘導コマ５２の２つを用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、コマは単一のものであってもよい。
【００８１】
さらに、前記実施の形態では、流路８１ａに設置される測温パイプ８２は円柱状に形成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、楕円柱など流れを乱さない形状であれば、どのような断面形状を有するものでもよい。
【００８２】
そして、前記実施の形態では、ノズル５を貫通する連通孔５４が設けられる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、連通孔５４はノズル５を貫通していなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の最良の実施の形態の樹脂温度検知装置８の構成を説明する斜視図である。
【図２】本発明の最良の実施の形態の樹脂温度検知装置８を備える射出成形機１の全体構成を説明する側面図である。
【図３】本発明の最良の実施の形態の樹脂温度検知装置８の構成を説明する断面図である。
【図４】本発明の最良の実施の形態の樹脂温度検知装置８の構成を分解して説明する分解斜視図である。
【符号の説明】
【００８４】
１          射出成形機
２          加熱用バレルシリンダ
５          ノズル
５１        調整コマ（コマ）
５２        誘導コマ（コマ）
５３        嵌合凹部
５４        連通孔
５６        流路
５９        後端面
８          樹脂温度検知装置
８１        測温リング
８１ａ      流路
８１ｂ      連通孔
８２        測温パイプ
８２ａ      センサ孔
８３        温度センサ
８３ａ      先端
【図１】
0005074976.tif 000002
【図２】
0005074976.tif 000003
【図３】
0005074976.tif 000004
【図４】
0005074976.tif 000005