JP2017205882A

JP2017205882A - 測温体

Info

Publication number: JP2017205882A
Application number: JP2016097661A
Authority: JP
Inventors: 克典車地; Katsunori Kurumachi
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2016-05-16
Filing date: 2016-05-16
Publication date: 2017-11-24

Abstract

【課題】加熱シリンダに安価に取り付けることができる測温体を提供する。【解決手段】測温体（５）をバンドヒータ（６）に断熱材（７）を介在させて予め一体化しておく。一体化するにあたっては、測温体（５）の加熱シリンダ（１）の外周面（２）に接する測温部は露出するようにする。これにより、バンドヒータ（６）を加熱シリンダ（１）に取り付けると、測温体（５）も加熱シリンダ（１）の外周面（２）に同時に取り付けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、温度センサすなわち測温体に関するもので、より詳しくは、断熱材と共に使用される測温体に関するもので、限定するものではないが、特に加熱シリンダとスクリュとからなる成形機に適用して好適な測温体に関するものである。

測温体は、乾燥、造粒、化学反応、発酵等の熱を伴うあらゆる産業分野で利用されている。例えば、特開２０００−１９７８７３号公報にも示されているように、食品加工工場等から出る有機廃棄物を分解する分野においては、処理容器内の廃棄有機物に分解促進剤を添加して混合攪拌しながら分解処理されている。このとき、処理温度をヒーターからなる温調装置により適温に維持されている。また、特開２００５−１９３１８５号公報には、処理容器を被処理物の供給側から処理済み製品の排出側に向かって、仕切堰板により、混合ゾーンと混練造核ゾーンと造粒・乾燥ゾーンとに仕切り、これらのゾーンで攪拌羽根を駆動して被処理物を連続的に混合・攪拌・造粒・乾燥するとき、所定のゾーンは容器の外部から、他のゾーンは内部から加熱する造粒乾燥装置が示されている。

このような加熱を伴う処理においては、処理容器内の被処理物の温度を直接測定することも行われているが、直接測定できないときは処理容器の外側壁の温度を間接的に測定して発熱温度の制御が行われている。このような例が特許文献１、２等に示されている。

特開平１０−０３４７２５号公報特開２０１２−２１８４１８号公報

特許文献１には、図２の（ア）に示されているように従来周知の形態をした射出成形機の一部が示されている。すなわち、軸方向に所定長さの加熱シリンダ３０と、この加熱シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ４０とからなる射出成形機が示されている。スクリュ４０は、供給ゾーン、圧縮ゾーンおよび計量ゾーンからなっている。加熱シリンダ３０の外周部には、上記各ゾーンに対応して個々に発熱温度が制御される複数個の加熱ヒータ３１、３１、…が設けられている。また、これらの加熱ヒータ３１、３１、…に関連して複数個の温度センサ３２、３２、…が設けられている。これらの温度センサ３２、３２、…は、加熱シリンダ３０の内部の溶融樹脂Ｊの温度を間接的に計測するもので、加熱シリンダ３０の壁に所定深さに空けられた、それぞれの穴に装着されている。なお、特許文献２に示されている温度センサも加熱シリンダに同様に加工された穴に装着されるようになっている。

このような射出成形機においてスクリュ４０を回転駆動すると共に、樹脂材料を加熱シリンダ３０の一方の端部から供給すると、樹脂材料はスクリュ４０により順次前方に送られる過程でスクリュ４０を回転駆動するときに生じる摩擦熱、剪断熱、加熱ヒータ３１、３１、…から加えられる熱等により可塑化され、加熱シリンダ３０の他端部すなわち計量室に蓄えられる。所定量計量されたら、スクリュ４０を軸方向に駆動して金型のキャビテイに射出充填し、冷却固化を待って金型を開くと樹脂成形品が得られる。

上記のように、樹脂材料を可塑化するとき、複数個の加熱ヒータ３１、３１、…は複数個の温度センサ３２、３２、…により個々に制御されているので、加熱シリンダ３０の軸方向の温度分布は所定の範囲に保たれる。

以上のように、特許文献１、２等により提案されている従来の成形機も、複数個の加熱ヒータ３１、３１、…は、複数個の温度センサ３２、３２、…により、その発熱温度が個々に制御されるので、供給される樹脂材料のブリッジ、溶融された樹脂の焼け等の問題はないといえる。しかしながら、改良すべき問題点は認められる。例えば、温度センサ３２、３２、…は、加熱シリンダ３０の内部にある溶融樹脂Ｊの温度をできるだけ正確に測定しようと、加熱シリンダ３０内壁に達するような深く加工された穴に装着されているが、このような深い位置に装着されている温度センサ３２、３２、…でも、図２の（イ）において矢印で示されているように、加熱ヒータ３１、３１、…からの熱も伝達される。加熱シリンダ３０は熱の良導体の金属製であるからである。結局、加熱ヒータ３１、３１、…は、温度センサ３２、３２、…で計測される測定値に基づいて予測される溶融樹脂Ｊの温度により制御されている。このように、予測値に基づいて制御されているにも拘わらず、格別に加工された穴に装着するようになっているので、コストアップになっている。決め細かな温度制御をしようとすると、温度センサ３２、３２、…の数も増え、コストはさらにアップする。射出材料あるいは成形条件が変わり、加熱温度を変更するときは、センサの位置も変えなければならないが、このようなときは穴空け作業が別途必要となる。温度センサの位置を変更して行う可塑化テストあるいは成形テストは簡単ではない。もっとも、特許文献１に示されている加熱シリンダには複数個の装着穴が加工されているので、選択的に装着してセンサの位置を変更できるが、予備的な不要な穴を多く空けることになる。上記のような問題は、一般的な処理容器内の被処理物の温度を外部から間接的に計測する温度センサについてもいえる。
したがって、本発明は、内部の被処理物を熱的に処理する処理容器の外部へ安価に取り付けることができる温度センサすなわち測温体を提供することを目的としている。

内側の被処理物を外側から間接的に加熱する、あるいは熱的処理をする処理容器は、一般に金属製である。金属は、熱の良導体である。したがって、熱の良導体である処理容器への測温体の取り付け位置は、加熱ヒータの熱の影響を最小に抑えることができるようにすると、格別に制限されない。

本発明は、上記事実を適用して発明の目的を達成しようとするものである。すなわち、請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、金属製の壁体の一方側の被処理物が、他方側に設けられているヒータにより加温されるようになっている前記被処理物の温度を間接的に計測する測温体であって、前記測温体は、取り付け時に前記壁体の他方側の表面に接する第１の部分と、前記ヒータ側に位置する第２の部分とを有し、前記第２の部分と前記ヒータとの間には断熱材が介在されているように構成される。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の測温体において、前記測温体と前記ヒータは、前記断熱材が介在されて前記測温体の第１の部分は露出するようにして、予め一体化されている。請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の測温体において、前記壁体が射出成形機の加熱シリンダで、前記ヒータがバンドヒータであるように構成される。

以上のように、本発明によると、測温体は、取り付け時に壁体の表面に接する第１の部分を有するので、この第１の部分を壁体に接するように取り付けるだけで、従来のように穴加工などをすることなく、安価で簡単に取り付けることができる。安価で簡単に取り付けることができるので、取り付ける測温体の数を増減することも、取り付け位置を変更することも容易である。このような利点があるにも拘わらず、本発明によると、ヒータと、ヒータ側に位置する第２の部分との間には断熱材が介在されているので、熱的影響は最小限に抑えられている。他の発明によると、測温体とヒータは、断熱材が介在されて測温体の第１の部分が露出するようにして、予め一体化されているので、ヒータを壁体に取り付けると測温体も同時に取り付けられる効果がさらに得られる。

本発明の実施の形態に係る成形機の要部を一部断面にして示す正面図である。射出成形機の従来例を示す図で、その（ア）はその一部を、その（イ）はその要部を拡大して示す断面図である。

以下、本発明を射出成形機で実施した形態を説明する。射出成形機は、従来周知のように、射出ユニットと型締ユニットから構成されている。射出ユニットは、加熱シリンダ、該シリンダの先端部に取り付けられている射出ノズル、加熱シリンダ内に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ等から構成されている。一方、型締ユニットはキャビティが形成されている金型、これらの金型を型締めする型締装置等からなっている。本発明の実施の形態に係る射出成形機も、概略は上記周知の成形機のように構成されているので、図１には射出ユニットの要部、すなわち加熱シリンダ１とスクリュ１０の一部のみが示されている。加熱シリンダ１は、周知のように金属製で、軸方向に所定長さを有する。そしてその内部にはスクリュ１０が挿入されるボア３が軸方向に形成され、外周部には複数個のバンドヒータ６、６、…が所定の間隔をおいて取り付けられている。

本実施の形態によると、加熱シリンダ１の外周面２には複数個の測温体５、５、…がバンドヒータ６、６、…で覆われるようにして設けられている。さらに詳しく説明すると、測温体５、５、…は、その測温部が加熱シリンダ１の外周面２に密接するように配置され、そして接していない部分は断熱材７、７、…で覆われ、この断熱材７、７、…がバンドヒータ６、６、…の内周部に形成されている凹部に嵌まるようにして取り付けられている。本実施の形態によると、測温体５、５、…の、加熱シリンダ１の外周面２に接していない部分、すなわち測温部以外は断熱材７、７、…で覆われているので、バンドヒータ６、６、…の熱は測温体５、５、…に直接的には伝わらない。測温体５、５、…には、溶融樹脂の熱と同様に間接的に伝わることになる。このような熱の流れが、図１において点線の矢印で示されている。個々のバンドヒータ６、６、…は、測温体５、５、…で計測される温度から推測される溶融樹脂Ｊの温度に基づいて制御されることになる。

スクリュ１０は、従来周知のスクリュと同様に、後端部の射出材料の供給側から、先端部のノズル側に向かって供給ゾーン１１、圧縮ゾーン１２、計量ゾーン１３となっている。スクリュ１０は、軸方向に移動するが、上記の複数個のバンドヒータ６、６、…および測温体５、５、…は、前記各ゾーン１１〜１３に一応対応して設けられている。

上記実施の形態では、測温体５、５、…、断熱材７、７、…およびバンドヒータ６、６、…は、この順序で加熱シリンダ１の外周面２に取り付けられる旨説明されているが、予めバンドヒータ６、６、…に断熱材７、７、…を介して測温体５、５、…を組み込んで一体化しておくこともできる。そうすると、バンドヒータ６、６、…を加熱シリンダ１に取り付けると、測温体５、５、…も同時に取り付けれることになる。

次に、上記実施の形態の作用を説明する。スクリュ１０を回転駆動すると共に、樹脂材料を加熱シリンダ１の一方の端部から供給すると、樹脂材料はスクリュ１０により供給ゾーン１１、圧縮ゾーン１２、計量ゾーン１３と順次前方に送られる過程でスクリュ１０を回転駆動するときに生じる摩擦熱、剪断熱、バンドヒータ６、６、…から加えられる熱等により可塑化され、加熱シリンダ１の他端部すなわち計量室に蓄えられる。計量するとき、スクリュ１０は計量室に蓄えられる溶融樹脂の圧力により後退する。あるいは、強制的にサックバックされる。所定量計量されたら、スクリュ１０を軸方向に駆動して樹脂材料を型締めされた金型のキャビテイに射出充填する。冷却固化を待って金型を開くと樹脂成形品が得られる。

上記のように、樹脂材料を可塑化するとき、スクリュ１０は軸方向に移動するので、スクリュ１０の供給ゾーン１１、圧縮ゾーン１２、計量ゾーン１３も変位することになるが、複数個のバンドヒータ６、６、…は、複数個の測温体５、５、…により計測される計測値から予測される温度により、個々に制御されているので、加熱シリンダ１の軸方向の温度分布は所定の範囲に保たれ、供給ゾーン１１から計量ゾーン１３における、粒状樹脂のブリッジ、粒状樹脂の早期溶融、溶融樹脂の焼け、溶融樹脂の変色等の問題はなく、また流動性も保たれ、過不足なく充填される。

本発明は、上記実施の形態に拘わらず色々な形で実施できることは明らかである。例えば、製茶工程で見られるように製茶釜を外部から加熱するとき、混合容器を外部から加熱しながら、内部の汚泥を攪拌し造粒・乾燥するとき、有機廃棄物を微生物による分解を促進するために加熱するとき、その他化学反応、発酵の技術分野においても同様に実施できる。

１加熱シリンダ２加熱シリンダの外周面
３加熱シリンダのボア５測温体
６バンドヒータ７断熱材
１０スクリュＪ溶融樹脂

Claims

金属製の壁体の一方側の被処理物が、他方側に設けられているヒータにより加温されるようになっている前記被処理物の温度を間接的に計測する測温体であって、
前記測温体は、取り付け時に前記壁体の他方側の表面に接する第１の部分と、前記ヒータ側に位置する第２の部分とを有し、前記第２の部分と前記ヒータとの間には断熱材が介在されていることを特徴とする、測温体。
請求項１に記載の測温体において、前記測温体と前記ヒータは、前記断熱材が介在されて前記測温体の第１の部分は露出するようにして、予め一体化されていることを特徴とする、測温体。
請求項１または２に記載の測温体において、前記壁体が射出成形機の加熱シリンダで、前記ヒータがバンドヒータである、測温体。