JP2023003443A - バレルおよび射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータによるバレルの加熱温度の測定を正確に行うことができるバレルを提供すること。【解決手段】本発明のバレル２１は、内周面（２１Ａ）と可塑化スクリュ（１７）の間に投入される樹脂材料を加熱する、軸方向（Ｃ）に沿って中実部（２１Ｃ）に内蔵される加熱ヒータ（１９）と、中実部（２１Ｃ）の温度を測定する、加熱ヒータ（１９）とは異なる位置において、中心軸線（Ｃ）に沿って中実部（２１Ｃ）に内蔵される温度センサ（３０）と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形機のバレルにおける温度測定に関する。

射出成形機は、樹脂材料を混錬して可塑化するためのスクリュと、スクリュを収納する筒状のバレルと、を備える。また、射出成形機は、樹脂材料を加熱するためのヒータを備える。ヒータによる加熱およびスクリュによる剪断発熱によって樹脂材料は溶融しながら、バレルの先端に向けて移動する。スクリュの後退動作によって、溶融した樹脂はバレルの先端から成形用の金型のキャビティへ射出される。ヒータとしては、カートリッジヒータまたはシーズヒータが適用される。

特許文献１は、バレルの周方向に等間隔にヒータを収容する複数個の長手透孔を穿設し、この長手透孔にカートリッジヒータまたはシーズヒータを挿通することを提案する。長手透孔は、バレルの軸線方向に沿って穿設される。特許文献１のようにバレルの周方向に等間隔でヒータを配置することにより、バレルの内部を均等に加熱することができる。

特開昭６１－１２０７２１号公報

射出成形の進行段階に応じて、ヒータによる加熱温度を調整する必要がある。加熱温度を精度よく調整するには、加熱温度を正確に測定する必要がある。
以上より、本発明は、ヒータによるバレルの加熱温度の測定を正確に行うことができるバレルを提供することを目的とする。

本発明に係る射出成形機のバレルは、内周面と、内周面に対向する外周面と、内周面と外周面の間の中実部と、内周面の内側の中空部と、を備え、中空部に可塑化スクリュが内挿される。
本発明のバレルは、内周面と可塑化スクリュの間の中空部に投入される樹脂材料を加熱する、中心軸線に沿って中実部に内蔵される加熱ヒータと、中実部の温度を測定する、加熱ヒータとは異なる位置において、中心軸線に沿って中実部に内蔵される温度センサと、を備える。

本発明に係る温度センサは、好ましくは、感熱素子と、感熱素子に連なるリード線と、感熱素子を被覆する第１保護管と、リード線を被覆する第２保護管と、を備える。
第１保護管と第２保護管は、同じかまたは異なる金属材料から構成される。

本発明に係る温度センサは、好ましくは、第１保護管の一部が第２保護管に内挿されている。

本発明に係るバレルは、好ましくは、感熱素子と、感熱素子に連なるリード線と、感熱素子およびリード線を被覆する樹脂材料からなるシースと、を備える。

本発明に係るバレルにおいて、好ましくは、中心軸線に延びるように中実部に閉塞端を有するように形成される、温度センサを収容するセンサ収容溝を備える。温度センサは、第１保護管の先端またはシースの先端が弾性力により閉塞端に押し付けられる。

本発明に係るバレルにおいて、好ましくは、弾性力は、リード線またはシースの周囲に配置されるコイルばねにより生じる。

本発明に係るバレルにおいて、好ましくは、中心軸線に延びるように中実部に形成される、加熱ヒータを収容する周方向に配列される複数のヒータ収容溝を備える。それぞれのヒータ収容溝が中心軸線に複数の領域に区画され、複数の領域に対応して加熱ヒータが配置される。

本発明に係るバレルにおいて、好ましくは、複数の領域のそれぞれに対応して温度センサが配置される。

本発明に係る射出成形機は、型締ユニットと、型締ユニットに対応して設けられる可塑化ユニットと、を備える。可塑化ユニットは、
内周面と、内周面に対向する外周面と、内周面と外周面の間の中実部と、内周面の内側の中空部と、を備え、中空部に可塑化スクリュが内挿される以上のいずれかのバレルからなる。

本発明によれば、バレルに加熱ヒータが内蔵されるので、バレルの加熱対象領域である中空部に加熱ヒータが近接する。しかも、加熱ヒータによる温度制御に関わる温度センサもバレルに内蔵される。したがって、温度センサも加熱対象領域に近接するので、この温度センサにより測定される温度は正確性を有し、加熱ヒータの内臓による迅速かつ正確な温度制御を助長できる。

本発明の実施形態に係る射出成形機の概略構成を示す図である。 図１の射出成形機におけるバレルの温度センサを示す部分拡大図である。 図２の温度センサの収容溝の閉塞端に温度センサを押し付ける機能を説明する図である。 （ａ）および（ｂ）はともに温度センサの他の構成例を示す図である。 温度センサの他の構成例を示す図である。 温度センサのさらに他の構成例を示す図である。 バレルにおけるヒータおよび温度センサの配置例を示す模式図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は展開図である。 バレルにおけるヒータおよび温度センサの他の配置例を示す模式図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は展開図である。 バレルにおけるヒータおよび温度センサのさらに他の配置例を示す模式図である。

以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施形態における射出成形機１は、成形機本体１０と、成形機本体１０の動作を制御する制御装置５０と、を備えている。

［成形機本体１０：図１］
成形機本体１０は、図１に示すように、型締ユニット１１と、可塑化ユニット１５と、を備える。
型締ユニット１１は、図示を省略する固定金型が取り付けられた固定ダイプレート１２と、図示を省略する可動金型が取り付けられた可動ダイプレート１３とを備えている。型締ユニット１１は、可動ダイプレート１３を固定ダイプレート１２に向けて移動させる例えば油圧機構または電動機構を備えており、射出成形に先立って、可動ダイプレート１３を移動させて可動金型を固定金型に当接させる。そしてさらに、例えば油圧機構の作動油の圧力を高めて、可動金型と固定金型を締め付けて、型締めを行った後に、可動金型と固定金型の間に形成されるキャビティに、可塑化ユニット１５から溶融樹脂を射出して成形品を得る。

可塑化ユニット１５は、図１に示すように、型締ユニット１１の側である前方側に図示が省略される吐出ノズルが形成されたバレル２１と、バレル２１の内部に設けられた可塑化スクリュ１７と、樹脂材料をバレル２１の内部に供給するための原料ホッパ１８と、を備えている。可塑化ユニット１５は、可塑化スクリュ１７を前進または後退させる駆動源と、可塑化スクリュ１７を正転または逆転させる駆動源などの図示を省略する構成も備えている。また、バレル２１は、加熱ヒータ１９が内部に設けられており、加熱ヒータ１９は電源がＯＮされている間にバレル２１の内部を調節された温度で加熱する。さらにバレル２１は、加熱ヒータ１９により加熱されるバレル２１の温度を測定する温度センサ３０を備えている。温度センサ３０の構成および加熱ヒータ１９の配置について詳しくは後述する。
可塑化スクリュ１７は、先端側１７Ａと基部１７Ｂを備えており、原料ホッパ１８の側に基部１７Ｂが配置される。

可塑化ユニット１５は、可塑化スクリュ１７が回転されると、原料ホッパ１８から供給される例えばペレット状の熱可塑性樹脂が、バレル２１の前方側へ搬送される。この搬送過程において、この樹脂ペレットは徐々に加熱、溶融して、可塑化スクリュ１７の前方に貯留される。貯留により発生する樹脂の圧力を受けて可塑化スクリュ１７は原料ホッパ１８の側に後退しながら所定量の溶融樹脂を可塑化スクリュ１７の前方に搬送、計量する。その後、吐出ノズルから、計量された溶融樹脂を型締ユニット１１の固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティ内へ所定量だけ射出充填される。

バレル２１は、図１に示すように、内周面２１Ａと、内周面２１Ａに対向する外周面２１Ｂと、内周面２１Ａと外周面２１Ｂの間の中実部２１Ｃと、内周面２１Ａの内側の中空部２１Ｄと、を備える。バレル２１は、内周面２１Ａと可塑化スクリュ１７の間の中空部２１Ｄに投入される樹脂材料を加熱する、軸方向Ｃに沿って中実部２１Ｃに内蔵される加熱ヒータ１９と、中実部２１Ｃの温度を測定する、加熱ヒータ１９とは異なる位置において、軸方向Ｃに沿って中実部２１Ｃに内蔵される温度センサ３０と、を備えている。

［制御装置５０：図１］
制御装置５０は、図１に示すように、成形機本体１０から送られるセンシング情報を用い、あるいは、制御装置５０が予め備える情報を用いて、成形機本体１０が型締工程、可塑化工程、射出工程…の各工程に必要な動作を行うように、動作指令情報を生成する。制御装置５０は、生成した動作指令情報を成形機本体１０の各駆動部に向けて送信する。これが制御装置５０の基本的な動作である。成形機本体１０の各駆動部は、受信した動作指令情報に基づいて射出成形を行うのに必要な動作を実行する。

［温度センサ３０：図１，図２］
温度センサ３０について、図１および図２を参照して説明する。
はじめに、バレル２１における温度センサ３０の配置例について説明する。
温度センサ３０は、図１に示すように、中心軸線Ｃを基準にして、図示される加熱ヒータ１９と対称の位置に設けられる。バレル２１には、図２（ａ）および（ｂ）に示されるように、温度センサ３０が収容されるセンサ収容溝２２が設けられる。センサ収容溝２２は、図２（ｂ）に示されるように、バレル２１の軸方向Ｘに沿って延びる第１溝２２Ａと、バレル２１の径方向Ｙに沿って延びる第２溝２２Ｂと、を備える。第１溝２２Ａの後端２３Ａと第２溝２２Ｂの内端２３Ｂとが連なってセンサ収容溝２２が構成される。第１溝２２Ａの先端は閉じられた閉塞端２３Ｃが設けられる一方、第２溝２２Ｂの外端２３Ｄは外部に開放されている。図２（ａ）に示されるように、閉じられる閉塞端２３Ｃには、温度センサ３０の先端に設けられる、感熱素子３１を収容する第１保護管３４が押し付けられる。また、開放される外端２３Ｄから、リード線３２の後端側が引き出される。このように、温度センサ３０は、外端２３Ｄから引き出される一部除いて、感熱素子３１を含むその大部分がバレル２１の内部に収容、つまり内蔵される。
なお、本実施形態に係るセンサ収容溝２２は外周線が閉じた所謂、穴形状をなしているが、外周線の一部が開放された形状であってもよく、本発明におけるセンサ収容溝は両者を包含する。もっとも、穴形状を採用すれば外周面２１Ｂが周方向に連なった連続面になるので、可塑化スクリュ１７から内周面２１Ａに負荷される内圧や、射出力による軸方向に圧縮される際の半径方向への拡大の際に発生する周方向の引張応力に対して高強度とすることができる。

ここでは、センサ収容溝２２、つまり温度センサ３０がバレル２１の最も下方に設けられる例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図１に示される加熱ヒータ１９に隣接する位置に温度センサ３０を設けることを許容する。ただし、温度センサ３０はバレル２１の中心軸線Ｃよりも下方に配置されることが好ましい。この下方は、周辺の熱せられた空気が上昇し、放熱環境が常に更新されるため熱がこもりにくく、温度が安定するからである。

次に、温度センサ３０の構造について、図２（ａ）を参照して説明する。
温度センサ３０は、感熱素子３１と、感熱素子３１に電気的に接続されるリード線３２と、感熱素子３１を収容する第１保護管３４と、を備える。
感熱素子３１は、例えば熱電対、サーミスタなどから構成される。リード線３２は、図示を省略するが、一対の芯線と、一対の芯線のそれぞれを覆う絶縁被覆と、を備える。芯線は、導電性の優れる例えば銅または銅合金から構成され、絶縁被覆は電気的な絶縁材料である樹脂材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどから構成される。リード線３２の後端には端子３３が接続されており、端子３３はバレル２１の外部に露出する。第１保護管３４は、内部に収容される感熱素子３１を周囲の環境から保護するとともに、センサ収容溝２２の閉塞端２３Ｃに押し付けられてバレル２１の熱を感熱素子３１に伝達する役割を担う。したがって、第１保護管３４は、熱伝導性の優れた金属材料、例えば銅または銅合金などから構成される。なお、発錆のおそれがある雰囲気下に対する耐食性が必要な場合は、ステンレス鋼などの耐食性を備えた材料で構成されてもよい。センサ収容溝２２の閉塞端２３Ｃは閉塞されているため発錆の恐れがある雰囲気が滞留しやすく雰囲気濃度が高くなりやすい。このためセンサ収容溝が発錆の恐れがある雰囲気下である場合は、ステンレス鋼などの耐食性を備えた材料で第１保護管３４が構成されることが好ましい。

温度センサ３０は、コイルばね３７を介してリード線３２を保持する固定具３５と、第１保護管３４と後述する第２保護管３９の間においてリード線３２の周囲に配置されるコイルばね３７と、を備える。コイルばね３７は、バレル２１に軸方向Ｘの方向の熱膨張および射出時の射出力による引き延ばしが生じても、感熱素子３１を収容する第１保護管３４が第１溝２２Ａの閉塞端２３Ｃに押し付け続ける機能を有する。この感熱素子３１の押し付け機能について詳しくは後述する。

また、温度センサ３０は、コイルばね３７の後端からリード線３２の後端側までを覆う第２保護管３９を備える。第２保護管３９は、耐熱性の劣るリード線３２を周囲の環境から保護する。コイルばね３７の後端と第２保護管３９の間には係止具３８が介在し、係止具３８はコイルばね３７をその後端で支持する。この支持により、コイルばね３７はその後端の位置が固定される。第２保護管３９は、熱伝導性の低い、例えば２０～４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の金属材料などによって構成されることが好ましい。この低い熱伝導性は、第１保護管３４に対する熱伝導を抑えるために有効である。この金属材料には、例えばＪＩＳ ＳＵＳ４２０Ｊ２などのマルテンサイト系ステンレス鋼が該当する。このステンレス鋼は、耐食性に加えて高い強度と耐摩耗性を備える。

［コイルばね３７による感熱素子３１の押し付け機能：図３，図４，図５、図６］
次に、図３～図６を参照してコイルばね３７による感熱素子３１の押し付け機能について説明する。
はじめに、図３に基づいて、第１押付形態を説明する。
第１押付形態において、コイルばね３７は、白抜き矢印で示されるように、固定具３５により径方向の外側から内側に向けて押圧力３５Ｆが加えられる。図３においては、リード線３２とコイルばね３７は固定具３５により共締めされる。この共締めにより、リード線３２とコイルばね３７は固定具３５によりその位置において固定される。コイルばね３７の固定具３５より後方は自由状態より圧縮されており、この圧縮領域ＣＡは黒塗り矢印で示されるように、圧縮による反力３７ＲＦが圧縮領域ＣＡよりも前方の自由領域ＦＡを前方に向けて押す。リード線３２とコイルばね３７は固定具３５の位置において固定されているので、リード線３２は反力３７ＲＦにより前方に向けて押される。したがって、リード線３２の先端に取り付けられる第１保護管３４（感熱素子３１）は閉塞端２３Ｃに押し付けられる。これにより、温度センサ３０によれば、バレル２１に熱膨張および射出時の射出力による引き延ばしが生じても、バレル２１の温度測定を継続して行うことができる。

次に、図４（ａ）を参照して第２押付形態を説明する。第２押付形態は、固定具３５によるリード線３２とコイルばね３７の固定を行わない。固定具を使わず、以下の構造とする。
第２押付形態は、第１保護管３４の後端の拡径部３４Ｂと第２保護管３９の前端の間にコイルばね３７を介在させる。コイルばね３７の内部にはリード線３２が収容される。第１溝２２Ａの閉塞端２３Ｃに第１保護管３４の先端が押し付けられた状態において、コイルばね３７が自由状態よりも縮んだ圧縮状態において伸縮が可能とされる。これにより、第１保護管３４は閉塞端２３Ｃに継続的に押し付けられる。
第２押付形態において、第１保護管３４の後端を係止具３８まで延長して、この延長された第１保護管３４がコイルばね３７の内側に設けられてもよい。

次に、図４（ｂ）を参照して第３押付形態を説明する。
第３押付形態は、第１保護管３４を用いるのではなく、感熱素子３１までを覆うシース３６を設ける。ここで、シース３６は、前述した芯線を覆う電気的な絶縁層の外側を覆う。第３押付形態は、シース３６の拡径部３６Ｂにコイルばね３７の前端が突き当たることで、シース３６の先端が弾性力により閉塞端２３Ｃに押し付けられる。
一般的に、芯線と電気的な絶縁層とを備えるものが電線と称されるが、さらにシース３６を備える電線はケーブルと称される。なお、シース３６は、リード線３２の全長を覆うように設けられてもよいし、リード線３２を部分的に覆うように設けられてもよい。部分的に設けられる場合には、例えば第２保護管３９から露出している先端領域をシース３６で覆うことができる。
図４（ｂ）は、第２押付形態を前提としているが、第１押付形態においてシース３６を設けることもできる。

次に、図５を参照して第４押付形態を説明する。
図５に示すように、第４押付形態は、温度センサ３０をバレル２１のほぼ全長に渡ってシース３６を設けるとともに、その後端に基部固定具４１を設けることで、温度センサ３０を片持ち構造として支持する。この片持ち支持は、シース３６にその長手方向に圧縮力が生じるように支持することで、温度センサ３０の先端が閉塞端２３Ｃに押し付けられるようにする。後端における固定は、第２保護管３９について行うこともできる。

次に、図６を参照して第５押付形態を説明する。
図６に示すように、第５押付形態は、第１保護管３４の後端３４Ｅが第２保護管３９の先端３９Ｆに内挿されているとともに、拡径部３４Ｂが第１保護管３４の先端部の付近に設けられているところが、第２押付形態と異なる。これにより温度センサ３０の先端部である第１保護管３４の後端部を剛性の高い第２保護管３９で水平に支持できるため、温度センサ３０の先端部が自らの重さで下に垂れ下がり、センサ収容溝２２の底面に当たって本来の測温位置である閉塞端２３Ｃに到達できなくなるのを防止することができる。

［加熱ヒータ１９および温度センサ３０の配置形態：図７、図８、図９］
次に、図７～図９を参照して、加熱ヒータ１９および温度センサ３０の配置形態を説明する。なお、図７は温度センサ３０が一つ（単数）の例、図８および図９は温度センサ３０が二つ（複数）の例を示している。

図７（ａ），（ｂ）に示される第１配置形態は、一例として６つの加熱ヒータ１９がバレル２１の周方向Ｚに沿って均等な間隔で配列されており、一つの温度センサ３０で温度を測定しつつ六つの加熱ヒータ１９を一つの温度センサ３０による測定温度に基づいて制御する。なお、加熱ヒータ１９はバレル２１の周方向Ｚに沿って不均等な間隔で配列されてもよい。
図４の例は、加熱ヒータ１９が軸方向Ｘに連なっており、温度センサ３０による温度測定は、好ましくは加熱ヒータ１９における軸方向Ｘの中間の位置で行われる。

図８（ａ－１），（ａ－２），（ｂ）に示される第２配置形態は、一例としてバレル２１の軸方向Ｘを第１領域Ａと第２領域Ｂに区分するとともに、第１領域Ａに対応して三つの第１加熱ヒータ１９Ａおよび第２領域Ｂに対応して三つの第２加熱ヒータ１９Ｂを設ける。第１加熱ヒータ１９Ａが配置される軸方向Ｘの第２領域Ｂには第２加熱ヒータ１９Ｂは配置されず、逆に第２加熱ヒータ１９Ｂが配置される軸方向Ｘの第１領域Ａには第１加熱ヒータ１９Ａは配置されない。つまり、バレル２１の周方向Ｚにおいて、第１領域Ａにおいては第１加熱ヒータ１９Ａが一つ飛ばしで配列され、第２領域Ｂにおいては第２加熱ヒータ１９Ｂが一つ飛ばしで配列される。この例においては、第１領域Ａに対応して第１温度センサ３０Ａが配置され、第２領域Ｂに対応して第２温度センサ３０Ｂが配置される。第１温度センサ３０Ａは第１領域Ａの軸方向Ｘにおける中間の位置で温度を測定し、第２温度センサ３０Ｂは第２領域Ｂの軸方向Ｘにおける中間の位置で温度を測定する。

第２配置形態は、図８（ａ－１）に示されるように、複数の第１加熱ヒータ１９Ａと複数の第２加熱ヒータ１９Ｂとを、中心軸線Ｃから等しい径方向の位置に配置することができる。また、第２配置形態は、図８（ａ－２）に示されるように、複数の第１加熱ヒータ１９Ａと複数の第２加熱ヒータ１９Ｂとを、中心軸線Ｃから異なる径方向の位置に配置することもできる。

図９に示される第３配置形態は、一例としてバレル２１の軸方向Ｘを第１領域Ａと第２領域Ｂに区分するとともに、第１領域Ａに対応して六つの第１加熱ヒータ１９Ａおよび第２領域Ｂに対応して六つの第２加熱ヒータ１９Ｂを設ける。第１加熱ヒータ１９Ａが配置される軸方向Ｘの第２領域Ｂにも第２加熱ヒータ１９Ｂが配置され、かつ、第２加熱ヒータ１９Ｂが配置される軸方向Ｘの第１領域Ａに第１加熱ヒータ１９Ａが配置される。この第３配置形態においては、第１領域Ａに対応して第１温度センサ３０Ａが配置され、第２領域Ｂに対応して第２温度センサ３０Ｂが配置される。第１温度センサ３０Ａは第１領域Ａの軸方向Ｘにおける中間の位置で温度を測定し、第２温度センサ３０Ｂは第２領域Ｂの軸方向Ｘにおける中間の位置で温度を測定する。

以上、加熱ヒータ１９および温度センサ３０の配置形態を説明したが、これはあくまで本実施形態の一例に過ぎず、他の配置形態を採用することもできる。
例えば、第２配置形態および第３配置形態において第１温度センサ３０Ａおよび第２温度センサ３０Ｂは、いずれも中心軸線Ｃよりも下方に備えられているが、第１温度センサ３０Ａまたは第２温度センサ３０Ｂのいずれか一方を、他方の第１温度センサ３０Ａまたは第２温度センサ３０Ｂに対して対称に配置してもよい。具体的には、一方の温度センサを第１温度センサ３０Ａとし他方の温度センサを第２温度センサ３０Ｂとした場合、第１温度センサ３０Ａを中心軸線Ｃの下方に配置し、第２温度センサ３０Ｂを中心軸線Ｃの上方であって第１温度センサ３０Ａと対称の位置に配置してもよい。

また、加熱ヒータ１９は好ましくはカートリッジヒータ（Cartridge Heater）またはシーズヒータ（Sheath Heater）から構成される。
カートリッジヒータは、セラミックのコア（図示せず）を軸として螺旋状に巻回された金属抵抗線、通常はニクロム線を金属製のシースで覆ったものである。金属製のシースと金属抵抗線の隙間には電気的な絶縁材料からなる粉末、例えば酸化マグネシウム粉末が介在する。このカートリッジヒータは、抵抗加熱によって発熱するものであり、例えば、８０％Ｎｉ－２０％Ｃｒからなる高電気抵抗を有する合金線に電圧を加えて電流を流すことで、当該合金線が熱を発生して、シースの全周から熱を発するように構成されている。
シーズヒータも基本的な構成はカートリッジヒータと同じであるが、シーズヒータはニクロム線に繋がるリード線が両側から引き出される構造のヒータがシーズヒータと称され、リード線が片側から引き出される構造のヒータがカートリッジヒータと称される。

［効 果］
以下、本実施形態に係る射出成形機１が奏する効果を説明する。
本実施形態に係る射出成形機１は、バレル２１に加熱ヒータ１９が内蔵されるので、加熱ヒータ１９による加熱対象領域であるバレル２１の中空部２１Ｄに加熱ヒータ１９が近接する。したがって、バレル２１の外周に加熱ヒータを設けるのに比べて、中空部２１Ｄを必要とされる温度に迅速かつ正確に制御することができる。しかも、加熱ヒータ１９による温度制御に関わる温度センサ３０は、外端２３Ｄから引き出される一部除いて、バレル２１に内蔵される。したがって、温度センサ３０も加熱対象領域であるバレル２１の中空部２１Ｄに近接するので、加熱ヒータ１９の内臓による迅速かつ正確な温度制御を助長できる。

また、温度センサ３０がその一部を除いてバレル２１に内蔵されバレル２１の外部に露出しない。したがって、射出成形機１によれば、バレル２１の外周面２１Ｂに種々の装備品があったとしても、その装備品に影響を受けることなく、温度センサ３０を設けることができる。
特に、バレル２１の外周に断熱材を巻き回す場合には、温度センサ３０を設けるために断熱材を設ける領域に制限を与えない。具体的には、断熱材の外周側からバレル２１の外周面２１Ｂに貫通する穴や空隙（バレル２１の外周面に断熱材が設けられておらずに断熱作用が期待できない領域）を設けて、温度センサ３０を外部からバレル２１にアプローチさせる必要がないため、断熱材によるバレル２１の断熱作用を阻害することがない。したがって、本実施形態によれば、断熱材を必要な領域に必要なだけ設けることができるので、断熱材による断熱作用を漏れなく得ることができる。

本実施形態において、温度を検知する感熱素子３１が収容される第１保護管３４と、リード線３２を覆う第２保護管３９とは別体である。したがって、バレル２１を介して第２保護管３９の温度が上昇したとしても、第１保護管３４の内部の感熱素子３１による温度測定に与える影響は微小であるか影響はない。前述したように、第２保護管３９を熱伝導性の低い材料で構成することにより、感熱素子３１の温度測定に与える影響を抑えることができる。

温度センサ３０がバレル２１に内蔵されている。したがって、射出成形機１の運転に伴ってバレル２１の外周面２１Ｂに溶融樹脂が付着したとしても、温度センサ３０の第１保護管３４（感熱素子３１）やリード線３２に溶融樹脂が直接付着することがない。これにより、温度センサ３０が誤って溶融樹脂の温度を測定することを防止できる。また、溶融樹脂を温度センサ３０から除去する必要がないため、溶融樹脂の除去作業時に温度センサ３０を破損させることがない。

熱に弱いリード線３２は第２保護管３９に内挿されている。したがって、リード線３２に溶融樹脂が付着することがなく、かつ第２保護管３９は熱伝導率が低くバレル２１の熱を内挿されたリード線３２に伝熱するのを抑制するとともに、第２保護管３９の内周面とリード線３２の間の微小空間が断熱効果を発揮するので、感熱素子３１のリード線３２の熱破損を防止できるとともに、バレル２１からの感熱素子３１の取り外しなどメインテナンスが容易となる。

バレル２１が、軸方向Ｘの熱膨張や、射出時の射出力によって軸方向Ｘに引き伸ばされても温度センサ３０は弾性体の弾性力によってその先端がバレル２１の閉塞端２３Ｃに継続して押し付けられる。したがって、安定かつ正確な温度測定が可能である。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

１ 射出成形機
１０ 成形機本体
１１ 型締ユニット
１２ 固定ダイプレート
１３ 可動ダイプレート
１５ 可塑化ユニット
１７ 可塑化スクリュ
１７Ａ 先端側
１７Ｂ 基部
１８ 原料ホッパ
１９ 加熱ヒータ
１９Ａ 第１加熱ヒータ
１９Ｂ 第２加熱ヒータ
２１ バレル
２１Ａ 内周面
２１Ｂ 外周面
２１Ｃ 中実部
２１Ｄ 中空部
２２ センサ収容溝
２２Ａ 第１溝
２２Ｂ 第２溝
２３Ａ 後端
２３Ｂ 内端
２３Ｃ 閉塞端
２３Ｄ 外端
３０ 温度センサ
３０Ａ 第１温度センサ
３０Ｂ 第２温度センサ
３１ 感熱素子
３２ リード線
３３ 端子
３４ 第１保護管
３４Ｂ 拡径部
３５ 固定具
３６ シース
３６Ｂ 拡径部
３７ＲＦ 反力
３８ 係止具
３９ 第２保護管
５０ 制御装置
Ａ 第１領域
Ｂ 第２領域
Ｃ 中心軸線
ＣＡ 圧縮領域
ＦＡ 自由領域
Ｘ 軸方向
Ｙ 径方向
Ｚ 周方向

Claims (9)

1. 内周面と、前記内周面に対向する外周面と、前記内周面と前記外周面の間の中実部と、前記内周面の内側の中空部と、を備え、前記中空部に可塑化スクリュが内挿される射出成形機のバレルであって、
   前記バレルは、
   前記内周面と前記可塑化スクリュの間の前記中空部に投入される樹脂材料を加熱する、中心軸線に沿って前記中実部に内蔵される加熱ヒータと、
   前記中実部の温度を測定する、前記加熱ヒータとは異なる位置において、前記中心軸線に沿って前記中実部に内蔵される温度センサと、
   を備えることを特徴とするバレル。
   
2. 前記温度センサは、
   感熱素子と、前記感熱素子に連なるリード線と、前記感熱素子を被覆する第１保護管と、前記リード線３２を被覆する第２保護管と、を備え、
   前記第１保護管と前記第２保護管は、同じかまたは異なる金属材料から構成される、
   請求項１に記載のバレル。
   
3. 前記温度センサは、
   前記第１保護管の一部が前記第２保護管に内挿されている、
   請求項２に記載のバレル。
   
4. 前記温度センサは、
   感熱素子と、前記感熱素子に連なるリード線と、前記感熱素子および前記リード線を被覆する樹脂材料からなるシースと、を備える、
   請求項１に記載のバレル。
   
5. 前記中心軸線に延びるように前記中実部に閉塞端を有するように形成される、前記温度センサを収容するセンサ収容溝を備え、
   前記温度センサは、
   前記第１保護管の先端または前記シースの先端が弾性力により前記閉塞端に押し付けられる、
   請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のバレル。
   
6. 前記弾性力は、
   前記リード線または前記シースの周囲に配置されるコイルばねにより生じる、
   請求項５に記載のバレル。
   
7. 前記中心軸線に延びるように前記中実部に形成される、前記加熱ヒータを収容する周方向に配列される複数のヒータ収容溝を備え、
   それぞれの前記ヒータ収容溝が前記中心軸線に複数の領域に区画され、
   複数の前記領域に対応して前記加熱ヒータが配置される、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のバレル。
   
8. 複数の前記領域のそれぞれに対応して前記温度センサが配置される、
   請求項７に記載のバレル。
   
9. 型締ユニットと、前記型締ユニットに対応して設けられる可塑化ユニットと、を備え、
   前記可塑化ユニットは、
   内周面と、前記内周面に対向する外周面と、前記内周面と前記外周面の間の中実部と、前記内周面の内側の中空部と、を備え、前記中空部に可塑化スクリュが内挿される請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のバレルを備える、
   ことを特徴とする射出成形機。

Images