JP2020203424A

JP2020203424A - ノズルヒータの脱落検出方法

Info

Publication number: JP2020203424A
Application number: JP2019112130A
Authority: JP
Inventors: 博貴水口; Hirotaka Mizuguchi
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2020-12-24
Anticipated expiration: 2039-06-17
Also published as: JP6727738B1

Abstract

【課題】ノズルヒータが脱落したら速やかにこれを検出でき、脱落に気づかないで射出ノズルの温度制御を継続した場合に発生する、射出ノズルからの漏出樹脂の発火を防止できるノズルヒータの脱落検出方法を提供する。【解決手段】加熱シリンダ（６）と、該加熱シリンダ（６）の先端に設けられている射出ノズル（７）と、該射出ノズル（７）に設けられているノズルヒータ（９）とを備えた射出装置（２）において、射出ノズル（７）とノズルヒータ（９）の導通状態を監視する。絶縁が検出されたらノズルヒータ（９）が射出ノズル（７）から脱落したと判断する。本発明に係るヒータ脱落検出方法は、特に竪型射出成形機（１）において効果が高い。【選択図】図２

Description

本発明は、射出成形機の射出ノズルに設けられているノズルヒータの脱落を検出する脱落検出方法に関するものであり、限定するものではないが射出装置および射出ノズルが垂直に設けられている竪型射出成形機におけるノズルヒータの脱落検出に好適な脱落検出方法に関するものである。

射出成形機は従来周知のように、樹脂材料を溶融し射出する射出装置、金型を型締する型締装置等からなる。射出装置は加熱シリンダとこの加熱シリンダ内に設けられているスクリュとから構成されている。加熱シリンダの先端には射出ノズルが設けられ、金型のスプルにタッチしている。また加熱シリンダの外周部にはバンドヒータが設けられていると共に熱電対からなる温度センサが設けられている。温度センサからの温度に基づいてバンドヒータを制御して加熱シリンダを所望の温度に加熱する。スクリュを回転しながら加熱シリンダ内に樹脂材料を供給する。そうすると樹脂材料は溶融してスクリュの先端に計量されスクリュが後退する。スクリュの回転を停止してスクリュを軸方向に駆動すると溶融樹脂を金型内に射出することができる。ところで射出成形機には射出ノズルにもその外周部にノズルヒータが設けられている。そして、例えば特許文献１に記載されているように、射出ノズルにも熱電対が設けられている。ノズルヒータによって射出ノズルを所望の温度に制御でき、射出ノズル内の溶融樹脂の温度を維持できるようになっている。

特開平７−１９５４３９号公報

射出ノズルは金型のスプルに対して所定のタッチ力でタッチしており、この状態で樹脂を射出するので、射出ノズルの先端からの樹脂の漏れはほとんどない。しかしながら、射出時における射出圧力は非常に大きいので、射出圧力により射出ノズルとスプルの間に一時的にわずかな隙間が形成されることがあり射出ノズルとスプルの間から少しずつ樹脂が漏れる場合がある。射出成形機において連続成形を実施すると、このようにして漏れた樹脂が長期間堆積してノズルヒータの一部に達することがある。この状態で射出ノズルを後退させると、ノズルヒータが漏出した樹脂に引っ張られて金型側に残ることがある。すなわち射出ノズルからノズルヒータが脱落する。従来、射出成形機にはこのようなノズルヒータの脱落を検出する方法がない。さらにはノズルヒータの脱落に気づかずに射出ノズルの温度制御を継続すると、射出ノズルの温度が低下するのでノズルヒータへの電力供給が増加する。そうすると脱落したノズルヒータだけが高温になり、ノズルヒータに付着した樹脂が発火することがある。

本発明は、上記したような問題点を解決した射出ノズルのノズルヒータの脱落検出方法を提供することを目的とし、具体的にはノズルヒータが脱落したら速やかにこれを検出でき、射出ノズルから漏れ出した樹脂の発火を防止することができるノズルヒータの脱落検出方法を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、加熱シリンダと、該加熱シリンダの先端に設けられている射出ノズルと、該射出ノズルに設けられているノズルヒータとを備えた射出装置において、前記射出ノズルと前記ノズルヒータとの導通状態を監視して、絶縁が検出されたら前記ノズルヒータが前記射出ノズルから脱落したと判断することを特徴とするヒータ脱落検出方法として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のヒータ脱落検出方法において、前記射出装置は竪型射出成形機の射出装置であることを特徴とするヒータ脱落検出方法として構成される。

以上のように本発明は、加熱シリンダと、該加熱シリンダの先端に設けられている射出ノズルと、該射出ノズルに設けられているノズルヒータとを備えた射出装置において、射出ノズルとノズルヒータとの導通状態を監視して、絶縁が検出されたらノズルヒータが射出ノズルから脱落したと判断するように構成されている。つまり射出ノズルとノズルヒータとの間に電流を流しておき、これらの間に導通が確認できるときはノズルヒータが射出ノズルに装着されていると判断し、絶縁が検出されたらノズルヒータが射出ノズルから脱落したと判断することになる。比較的シンプルな検出方法でありながら、確実にかつ速やかにノズルヒータの脱落を検出することができる。そして速やかにノズルヒータの脱落を検出できるので、脱落したノズルヒータへの電力供給を停止でき、射出ノズルから漏れ出した樹脂が発火する虞がない。他の発明によると、本発明が対象としている射出装置は竪型射出成形機の射出装置である。竪型射出成形機では射出装置が垂直に設けられているので、横型の射出成形機に比してノズルヒータの脱落が発生し易いが、そのような竪型射出成形機においてノズルヒータの脱落を速やかに検出できるので安全性が高い。

本発明の実施の形態に係る竪型射出成形機の一部と、ノズルヒータの脱落検出装置を示す正面図である。本発明の実施の形態に係る竪型射出成形機の一部と、ノズルヒータの脱落検出装置を示す図で、その（Ａ）は射出ノズルの先端から樹脂が漏出している様子を、その（Ｂ）は漏出した樹脂によってノズルヒータが射出ノズルから脱落した様子をそれぞれ示す、竪型射出成形機の一部とノズルヒータの脱落検出装置とを示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る竪型射出成形機１も、従来の竪型射出成形機と同様に金型を型締する型締装置、樹脂を射出する射出装置２とから概略構成されている。図１には、射出装置２の一部と金型４とが示されているが、射出装置２は従来周知のように、加熱シリンダ６と、加熱シリンダ６内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられている図示されていないスクリュと、加熱シリンダ６の先端に設けられている射出ノズル７とから概略構成されている。加熱シリンダ６の外周面には複数個のバンドヒータが、そして射出ノズル７の外周面にはノズルヒータ９がそれぞれ設けられているが、バンドヒータは図に示されていない。

図１に示されている金型４は型締装置の固定盤に設けられている固定用金型であるが、固定盤は図示されていない。この金型４にはスプルブッシュ１１が設けられている。このスプルブッシュ１１に射出ノズル７が所定のタッチ力で当接している

本実施の形態に係るヒータ脱落検出装置１３は、このような射出装置２に設けられている。ヒータ脱落検出装置１３はノズルヒータ９が射出ノズル７から脱落したときこれを検出する装置であり、直流電源１４と、リレー１５とを備えている。この直流電源１４の一方の端子、例えば負端子が加熱シリンダ６に接続され、他方の端子、例えば正端子がノズルヒータ９に接続されている。そしていずれかの端子側、例えば正端子側にリレー１５が介装されている。ノズルヒータ９は金属製の所定のケーシングに入れられているので、射出ノズル７にノズルヒータ９が正常に設けられている状態においては射出ノズル７とノズルヒータ９は導通している。そして射出ノズル７は加熱シリンダ６と導通しているので、直流電源１４とリレー１５と加熱シリンダ６と射出ノズル７とノズルヒータ９とは閉回路を構成しており、閉回路全体の抵抗値に応じた直流電流が常時流れるようになっている。本実施の形態においては直流電源１４の負端子側が接地されているが、正端子側を接地するようにしてもよいし、格別に接地をしないでもよい。なお、この閉回路にはスイッチを介装させてもよく、ノズルヒータ９の脱落の検出を一時的に停止する場合には、スイッチをＯＦＦして直流電源１４の消耗を防止することができる。

ヒータ脱落検出装置１３のリレー１５は、制御用回路１７に設けられている接点１８を開閉するようになっている。接点１８はａ接点からなり、リレー１５に直流電流が流れているとき、つまりリレー１５がＯＮになっているとき接点１８は閉状態になる。一方、リレー１５に直流電流が流れないとき、つまりリレー１５がＯＦＦになっているとき開状態になり、制御用回路１７においてＯＦＦが検出される。検出された信号はプログラマブルコントローラを介して竪型射出成形機１のコントローラに送信されるようになっているが、プログラマブルコントローラもコントローラも図に示されていない。

本実施の形態に係るヒータ脱落検出装置１３の作用を説明する。図１に示されているように射出ノズル７を金型４のスプルブッシュ１１にタッチさせた状態で、つまり射出ノズル７を金型４にタッチさせた状態で、連続的に成形サイクルを実施する。射出ノズル７は所定のタッチ力で金型４にタッチしているので、樹脂漏れはほとんど発生しない。しかしながら、射出圧力は大きいので少しずつ樹脂が射出ノズル７と金型４との間で漏出することがある。図２の（Ａ）には繰り返し成形サイクルを実施したときに、射出ノズル７の先端から漏出した樹脂２０が蓄積して大きくなっている状態が示されている。ノズルヒータ９は射出ノズル７に正常に装着された状態であるので、ノズルヒータ９と射出ノズル７は導通しており、リレー１５はＯＮになる。従って接点１８はＯＮ状態を維持し、ヒータの脱落は検出されない。

成形サイクルを継続していくと、射出ノズル７の先端から漏出した樹脂２０は徐々に大きくなり、やがてノズルヒータ９に達するようになる。この状態において、射出ノズル７を後退させて金型４から離間させると、ノズルヒータ９が樹脂２０に引っ張られて射出ノズル７から脱落する。脱落すると、射出ノズル７とノズルヒータ９との導通は切れる。すなわち絶縁状態になる。そうするとリレー１５がＯＦＦになって接点１８がＯＦＦになり、制御用回路１７においてヒータの脱落が検出される。コントローラにおいて射出ノズル６の温度制御を停止し、ノズルヒータ９への電力供給を停止する。なお、このときノズルヒータ９は金型４に残るが、これらの間には絶縁体の樹脂２０が介在している。従って、加熱シリンダ６と金型４とが他の装置を介して導通していても、加熱シリンダ６や射出ノズル７に対してノズルヒータ９は絶縁状態になるので、ノズルヒータ９の脱落を検出できる。

本実施の形態に係るヒータ脱落検出装置１３は色々な変形が可能である。例えば、直流電源１４の所定の端子からの電線は加熱シリンダ６に接続されているが、射出ノズル７に直接接続するようにしてもよい。このようにすると、射出ノズル７とノズルヒータ９の導通状態を直接検出できる。また、リレー１５によって駆動される接点１８はｂ接点から構成してもよい。そうすると、ノズルヒータ９の脱落が発生すると制御用回路１７にはＯＮ信号が上がることになる。なお、ヒータ脱落検出装置１３は竪型射出成形機１だけでなく、横置き型の一般的な射出成形機に設けることもできる。

１竪型射出成形機２射出装置
４金型６加熱シリンダ
７射出ノズル９ノズルヒータ
１１スプルブッシュ１３ヒータ脱落検出装置
１４直流電源１５リレー
１７制御用回路１８接点
２０樹脂

Claims

加熱シリンダと、該加熱シリンダの先端に設けられている射出ノズルと、該射出ノズルに設けられているノズルヒータとを備えた射出装置において、前記射出ノズルと前記ノズルヒータとの導通状態を監視して、絶縁が検出されたら前記ノズルヒータが前記射出ノズルから脱落したと判断することを特徴とするヒータ脱落検出方法。
請求項１に記載のヒータ脱落検出方法において、前記射出装置は竪型射出成形機の射出装置であることを特徴とするヒータ脱落検出方法。