JP2015054508A - 成形材料温度調節ジャケットを有する成形機 - Google Patents

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Abstract

【課題】温度センサを温調領域の中央付近であって温調ジャケットとバレルとの間に設置した温調ジャケットを有する成形機を提供すること。
【解決手段】バレル１の外径部にリング状ジャケット３ａが嵌め込まれ、ノズル２の外径部にリング状ジャケット３ｂが嵌め込まれている。バレル１の外周には溝８が形成され、該溝８の内部にシース熱電対４ａが設置されている。同様に、ノズル２の外周には溝８が形成され、該溝８の内部にシース熱電対４ａが設置されている。これらのシース熱電対４ａから得られる情報を元にバレル１およびノズル２の温調が行われる。リング状ジャケット３ａ，３ｂはバレル１およびノズル２に着脱可能である。軸線方向の位置規制ボルト５ａ及び回転方向の位置規制ボルト５ｂは、着脱可能なリング状ジャケット３ａ及び３ｂの位置を簡潔に固定することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、成形材料温度調節ジャケットを有する成形機に関する。
成形機において、成形材料の温度調節（温調）を、水、油又は空気などの流体を用いて行う場合がある。例えば、熱硬化性樹脂の成形には水冷や油冷が多く用いられる。
図４に、従来から行われてきた流体による成形材料温調システムの例を示す（特許文献１参照）。バレル１の先端にノズル２が装着されている。バレル１内部の成形材料の温度を調節するため、ジャケット３がバレル１の外径部に軸方向に分割して装着されている。ジャケット３の斜線部で示した流路内を水、油又は空気などの流体で満たし、その温度や流量を制御して温調を行う。通常、バレル１の各温調領域の内部又は近接位置には、温調を行うための温度センサ４ｄ，４ｃが設置される。なお、ここでは、バレル１の温調領域を、バレル１の先端側からバレル１の基部に向かって、温調領域１ａ、温調領域１ｂ、温調領域１ｃという。
特開平９−２３９７９８号公報
図４には、温調領域１ｂの温調を行うための温度センサの設置方法が２通り示されている。温度センサ４ｃの設置方法は、温調領域１ａに装着されたジャケット３に形成される流路に近接して温度センサ４ｃを設置する方法である。ジャケット３の流路を遮らないため構造が簡単であるという利点があるが、後述の方法と比較すると、温調領域と計測位置が離れているため精密な温度調節が難しいという欠点があった。
温度センサ４ｄの設置方法は、温調領域１ｂに装着されたジャケット３の流路内部に温度センサ４ｄを設置する方法である。前述の設置方法に比べ、温度の応答性に優れるため精密な温度調節が可能である。しかし、ジャケット３の流路の内部に、流体が漏れないよう温度センサ４ｄを設置するため、構造が複雑になり製造コストが高くなる欠点があった。
そこで本発明の目的は、以上を顧みて、温度センサを温調領域の中央付近であって温調ジャケットとバレルとの間に設置した温調ジャケットを有する成形機を提供することである。
着脱可能で内部に流路又は冷却素子を有する温調ジャケットをバレル外径部に密着するよう設置する。該ジャケットと接触するバレル表面の一部に溝を形成し、該溝の内部に温度センサを設置する。なお本手法はバレルだけでなくノズルにも同様に適用可能であるから、これ以降、バレルやノズル、ノズルアダプタなど、部品の内部に成形材料を蓄え、温調が行われる部品をまとめて被温調部品と呼ぶこととする。
そして、請求項１に係る発明は、被温調部品の外径部に密着させ、内部に流路又は冷却素子を有する温調ジャケットが着脱可能に設置された成形機であって、前記温調ジャケットと接触する前記被温調部品の表面に溝を形成し、該溝の内部に温度センサを設置したことを特徴とする温調ジャケットを有する成形機である。
請求項２に係る発明は、前記被温調部品の外径部にボルトが固定され、該ボルトにより、前記温調ジャケットの前記被温調部品の軸線方向への移動及び前記被温調部品の軸線まわりの回動の少なくとも一方を規制することを特徴とする請求項１に記載の温調ジャケットを有する成形機である。
請求項３に係る発明は、前記温調ジャケットの外側にヒータを設けたことを特徴とする請求項１または２の何れか１つに記載の温調ジャケットを有する成形機である。
請求項４に係る発明は、前記被温調部品の外径部の溝内部に穴を形成し、該穴に前記温度センサの先端を挿入したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の温調ジャケットを有する成形機である。
請求項５に係る発明は、前記被温調部品の外径部の溝内部に雌ネジを形成し、該雌ネジに前記温度センサをボルトで固定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の温調ジャケットを有する成形機である。
本発明により、温度センサを温調領域の中央付近であって温調ジャケットとバレルとの間に設置した温調ジャケットを有する成形機を提供できる。
実施形態１を説明する図である。 実施形態２を説明する図である。 実施形態３を説明する図である。 従来技術を説明する図である。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術の説明と同様または類似する構成については同じ符号を用いて説明する。なお、温度センサ４として本明細書では、シース熱電対４ａと圧着熱電対４ｂを例として説明する。
＜実施形態１＞
被温調部品（バレル１及びノズル２）周辺に合計４つの温調領域を有する実施形態を図１に示す。バレル１の外径部にリング状ジャケット３ａが嵌め込まれ、ノズル２の外径部にリング状ジャケット３ｂが嵌め込まれている。バレル１の外周には溝８が形成され、該溝８の内部に温度センサ４（シース熱電対４ａ）が設置されている。同様に、ノズル２の外周には溝８が形成され、該溝８の内部に温度センサ４（シース熱電対４ａ）が設置されている。これらの温度センサ４（シース熱電対４ａ）から得られる情報を元にバレル１およびノズル２の温調が行われる。リング状ジャケット３ａ，３ｂはバレル１およびノズル２に着脱可能である。なお、バレル１の先端部から基部に向かって、温調領域１ａ，温調領域１ｂ，および、温調領域１ｃが配置され、ノズル２には温調領域２ａが配置されている。
リング状ジャケット３ａ，３ｂの内部の斜線部には水、油又は空気によって温調を行うことが可能な流路が形成されている。流路の形状については、本実施形態では熱電対の設置方法に捉われないため自由に設計可能である。例えば、加工コストに優れる直線状や、冷却効率に優れるらせん状や蛇行状の流路などが考えられる。また、流路を形成する替わりに、リング状ジャケット３ａ，３ｂの内部に冷却素子を内蔵して温度調節を行うことも可能である。リング状ジャケット３ａ，３ｂと被温調部品との間に隙間が生じてしまうと温調効率が低下するため、リング状ジャケット３ａ，３ｂの設置の際に伝熱グリス等を用いて隙間を埋めることも有効である。
図１中の軸線方向の位置規制ボルト５ａ及び回転方向の位置規制ボルト５ｂは請求項２に係る実施形態であり、着脱可能なリング状ジャケット３ａ及び３ｂの位置を簡潔に固定することができる。軸線方向の位置規制ボルト５ａはリング状ジャケット３ａの両端に設置され、リング状ジャケット３ａのバレル軸線方向への移動を規制している。バレル軸線回りの回動も規制する場合には、回転方向の位置規制ボルト５ｂのように、リング状ジャケット３ａの一部に形成した凹部と回転方向の位置規制ボルト５ｂのボルトヘッドとが合致するよう設置すればよい。
図１中のヒータ６は請求項３に係る実施形態であり、リング状ジャケット３ａ，３ｂのジャケット内部の流体又は冷却素子での温調に加えヒータによる加熱が必要な場合には、ジャケット外周部にヒータ６を巻いて温調を行うことができる。
図２及び図３はいずれも、図１における温度センサ設置部ＰＡの拡大図である。バレル１外周部に溝８が設けられ、該溝８の内部、すなわちバレル１とリング状ジャケット３ａの間に生じる隙間に温度センサ４が設置される。図２は請求項４に係る実施形態であり、温度センサ４としてシース熱電対４ａを使用し、先端をバレル１の穴１０に挿入してリング状ジャケット３ａで押さえ付けることでシース熱電対４ａが抜けない構造になっている。また、図３は請求項５に係る実施形態であり、温度センサとして先端に圧着端子を有する熱電対（圧着熱電対４ｂ）が用いられ、バレル１に温度センサ固定用ボルト９を用いて固定されている。なお、図２，図３では、温度センサ４をバレル１の外径部に設置する例を説明した。ノズル２の外径部に温度センサ４を設置する場合も図２，図３と同様の構成を採用することができる。
上述したように、本発明の実施形態によれば、リング状ジャケット３ａ，３ｂなどの温調ジャケットをバレル１およびノズル２の外径部に着脱可能として、バレル１やノズル２である被温調部品表面に温度センサ４を設置するための溝８や穴１０を設ける簡単な構造によって、低コストで温度センサを温調領域の中央付近（中央を含む）に設置することができる。
そして、上述した構成の温度センサを備えたバレルを、従来公知の構成の成形機に採用することで、温度センサを温調領域の中央付近であって温調ジャケットとバレルとの間に設置した温調ジャケットを有する成形機を提供できる。
１ バレル
１ａ 温調領域
１ｂ 温調領域
１ｃ 温調領域
２ ノズル
２ａ 温調領域
３ ジャケット
３ａ リング状ジャケット
３ｂ リング状ジャケット
４ 温度センサ
４ａ シース熱電対
４ｂ 圧着熱電対
４ｃ 温度センサ
４ｄ 温度センサ
５ａ 軸線方向の位置規制ボルト
５ｂ 回転方向の位置規制ボルト
６ ヒータ
７ 流体注入・排出口
８ 溝
９ 温度センサ固定用ボルト
１０ 穴

ＰＡ 温度センサ設置部
そして、請求項１に係る発明は、被温調部品の外径部に密着させ、内部に流路又は冷却素子を有する温調ジャケットが着脱可能に設置された成形機であって、前記温調ジャケットと接触する前記被温調部品の外径部の表面に溝を形成し、前記被温調部品の外径部の前記溝の内部に雌ネジを形成し、前記溝の内部に温度センサを設置し、前記雌ネジに前記温度センサをボルトで固定することを特徴とする温調ジャケットを有する成形機である。
請求項２に係る発明は、前記被温調部品の外径部にボルトが固定され、該ボルトにより、前記温調ジャケットの前記被温調部品の軸線方向への移動及び前記被温調部品の軸線まわりの回動の少なくとも一方を規制することを特徴とする請求項１に記載の温調ジャケットを有する成形機である。
請求項３に係る発明は、前記温調ジャケットの外側にヒータを設けたことを特徴とする請求項１または２の何れか１つに記載の温調ジャケットを有する成形機である。

Claims (5)

  1. 被温調部品の外径部に密着させ、内部に流路又は冷却素子を有する温調ジャケットが着脱可能に設置された成形機であって、
    前記温調ジャケットと接触する前記被温調部品の表面に溝を形成し、該溝の内部に温度センサを設置したことを特徴とする温調ジャケットを有する成形機。
  2. 前記被温調部品の外径部にボルトが固定され、該ボルトにより、前記温調ジャケットの前記被温調部品の軸線方向への移動及び前記被温調部品の軸線まわりの回動の少なくとも一方を規制することを特徴とする請求項１に記載の温調ジャケットを有する成形機。
  3. 前記温調ジャケットの外側にヒータを設けたことを特徴とする請求項１または２の何れか１つに記載の温調ジャケットを有する成形機。
  4. 前記被温調部品の外径部の溝内部に穴を形成し、該穴に前記温度センサの先端を挿入したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の温調ジャケットを有する成形機。
  5. 前記被温調部品の外径部の溝内部に雌ネジを形成し、該雌ネジに前記温度センサをボルトで固定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の温調ジャケットを有する成形機。
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