JP5191944B2 - 金型温度測定装置 - Google Patents

Description

本発明は金型温度測定装置に関し、特に、金型に設置した温度検出素子から出力される温度信号を、金型外との間に信号線を敷設することなく金型外にてリアルタイムに測定できる金型温度測定装置に関する。

金型のキャビティ面の温度ないし温度分布を遠隔的に測定する方法として例えば特許文献１等においては、キャビティ面から放射される赤外線を検出する赤外線カメラを設けている。

特開２００７−２５６０９９

しかし、赤外線カメラを使用した温度測定では、キャビティ面が露出した型開き状態での温度測定しか行うことができない。そこで、キャビティ面に近い型内部に複数の温度検出素子を埋設して、型閉め状態でのキャビティ面の温度分布を測定することが考えられるが、この場合は温度検出素子からの配線が型外へ延びるため、可動型のような型開き時に移動する金型や、固定型であっても頻繁に交換される金型では、配線の処理が煩わしい、あるいは型交換時にその都度配線作業が必要となる、という問題がある。この場合、温度検出素子の温度信号をアンテナを介した無線通信によって型外へ送信することも考えられるが、電磁波に対するノイズ源が多く存在する工場内では確実な通信が困難であるという問題があるとともに比較的大きな通信電力を消費する。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、電磁波に対するノイズ環境下においても、金型に設けた温度検出素子の温度信号を低消費電力で確実に型外へ送信することができる金型温度測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、一方の金型（２）が他方の金型（１）に対し相対移動ないし離脱可能に設けられた金型間の通信装置であって、前記一方の金型（２）の必要箇所に配設された温度検出素子（４）と、前記温度検出素子（４）から出力される温度信号を高周波パルス信号に変換する変調手段（５）と、前記一方の金型（２）と他方の金型（１）にそれぞれ設けられて、その間に生じる電界により前記高周波パルス信号を一方から他方へ伝達させる一対の電極（６，７）と、前記他方の金型（１）側に設けられて前記一対の電極（６，７）を介して前記一方の金型側（２）から伝達された前記高周波パルス信号から前記温度信号を得る復調手段（８）とを備えている。

本第１発明においては、一方の金型から他方の金型への温度信号の伝達を電極間に生じる電界によって行っているから、両金型間の配線が不要である。したがって、一方の金型が移動し、あるいは頻繁に交換される場合でも、配線の処理が煩わしい、あるいは型交換時にその都度配線作業が必要となる、という問題が解消される。また、電極間に生じる電界によって信号伝達を行っているから、電磁波に対するノイズ環境下でも確実な通信が行えるとともに、通信電力の消費も少ない。

本第２発明では、前記他方の金型（１）は汎用型であり、前記一方の金型（２）は前記汎用型（１）に設けられた専用型であって、前記汎用型（１）に対して前記専用型（２）が接近移動してこれらが衝合されることにより型閉め状態となる。

上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明の金型温度測定装置によれば、電磁波に対するノイズ環境下においても、金型に設けた温度検出素子の温度信号を低消費電力で確実に型外へ送信することができる。

本発明の金型温度測定装置によって温度測定を行う金型の概念的構成図である。 可動型用の送信モジュール、中継モジュール、および受信モジュールの詳細な構成を示すブロック図である。

図１には、本発明の金型温度測定装置によって温度測定を行う金型の概念的構成図を示す。図１は可動型を説明したもので、当該可動型は汎用型１と４個の専用型２で構成されており、汎用型１に対して専用型２が接近移動してこれらが衝合されることにより型閉め状態となる。

専用型２にはキャビティ面に近い型内部に必要数の温度検出素子としての熱電対４が埋設されている。また、専用型２の外表面には詳細を後述する変調手段としての送信モジュール５と中継モジュール６が設けられている。各熱電対４は送信モジュール５に入力接続されている。

中継モジュール６は全体が厚肉平板の電極状となっており、その一部には受電用のフェライトコアが設けられている。一方、汎用型１にも詳細を後述する中継モジュール７が設けられており、中継モジュール７は全体が厚肉平板の電極状となって、その一部には送電用のフェライトコアが設けられている。そして、型閉め位置まで移動した各専用型２の中継モジュール６は、それぞれ汎用型１の中継モジュール７と正対するようになっている。汎用型１の外部には詳細を後述する復調手段としての受信モジュール８が設けられており、受信モジュール８はコンピュータ９に接続されている。

図２には、可動型を構成する一つの専用型２の送信モジュール５と中継モジュール６、および汎用型１の中継モジュール７、そして受信モジュール８の詳細な構成を示す。

送信モジュール５はＡＤコンバータ５１、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）５２、周波数偏移（ＦＳＫ）変調回路５３を備えている。ＡＤコンバータ５１は１４ビット、２５チャンネルのもので、２５個までの熱電対４からのアナログ温度信号を入力することができる。アナログ温度信号はＡＤコンバータ５１でパルス符号変調（ＰＣＭ）によってデジタル化される。デジタル温度信号は、ＰＬＤ５２によって時分割多重化されて、フレーム信号と誤り訂正信号が付加されたパケットデータに変換される。

パケットデータ化された温度信号はＦＳＫ変調回路５３にて２７ＭＨｚ帯のＦＳＫ信号に変換されて中継モジュール６へ送出される。ＦＳＫ温度信号は電極状の中継モジュール６から電極状の中継モジュール７へ、これらの間に生じる電界によって伝達される。中継モジュール９へ伝達されたＦＳＫ温度信号は、ミキシング回路７３を介して後述する定電圧電源に重畳されて受信モジュール８へ送られる。

そして、受信モジュール８のミキシング回路８１を経て、ＦＳＫ温度信号はフィルタ８２，８３やアンプ８４で構成された分離回路によって取り出され、ＦＳＫ復調回路８５で再びパケットデータに戻されて、後段のＰＬＤ８６にて誤りチェック等がなされる。その後、温度信号はインターフェース回路８７によってＲＳＳ４２２規格のシリアルデジタル信号に変換されてコンピュータ９に送られる。

受信モジュール８には１２Ｖの定電圧電源が供給されており、これは電源回路８８によって受信モジュール８内の各回路用の５Ｖ電源に変換されるとともに、ミキシング回路８１，７３を経て中継モジュール７の送電回路７２に入力し、ここで約５０ＫＨｚの正弦波に変換されて送電用フェライトコア７１へ送られる。正弦波電源の電力は送電用フェライトコア７１からこれに正対する中継モジュール６の受電用フェライトコア６１へ送信され、これに接続された送信モジュール５の電源回路５４で当該モジュール５内の各回路用の５Ｖ電源に変換される。

なお、専用型２の送信モジュール５にはスーパーキャパシタ５５が設けられて、これが電源回路５４の出力側に接続されている。これにより、専用型２が型閉め位置から型開き位置へ移動して中継モジュール６，７同士の位置がずれ、フェライトコア６１，７１間の電力送信が中断しても数秒間は温度信号の通信が維持され、例えば離型剤を専用型２のキャビティ面に吹いた際の温度変化も測定することができる。

可動型を構成する他の専用型２からの温度信号も、上述した構成と同一構成の送信モジュール５、中継モジュール６，７、受信モジュール８を経てコンピュータ９に送られる。この際、受信モジュール８には実際には、フィルタ８２，８３およびアンプ８４、ＦＳＫ復調回路８５、ＰＬＤ８６、電源回路８８、ミキシング回路８１がさらに一系統設けられており、温度信号はインターフェース回路８７を他の専用型２からの温度信号と共用してコンピュータ９へ送信される。図示しない固定型は各一個の専用型と汎用型で構成されており、その送信モジュール、中継モジュール、受信モジュールの詳細は、送信モジュールにスーパーキャパシタ５５が設けられていない以外は、以上に説明した可動型の送信モジュール５、中継モジュール６，７、受信モジュール８と同一である。

１…汎用型（他方の金型）、２…専用型（一方の金型）、４…熱電対（温度検出素子）、５…送信モジュール（変調手段）、６…中継モジュール（電極）、７…中継モジュール（電極）、８…受信モジュール（復調手段）。

Claims (2)

1. 一方の金型が他方の金型に対し相対移動ないし離脱可能に設けられた金型間の通信装置であって、前記一方の金型の必要箇所に配設された温度検出素子と、前記温度検出素子から出力される温度信号を高周波パルス信号に変換する変調手段と、前記一方の金型と他方の金型にそれぞれ設けられて、その間に生じる電界により前記高周波パルス信号を一方から他方へ伝達させる一対の電極と、前記他方の金型に設けられて前記一対の電極を介して前記一方の金型側から伝達された前記高周波パルス信号から前記温度信号を得る復調手段とを備える金型温度測定装置。
2. 前記他方の金型は汎用型であり、前記一方の金型は前記汎用型に設けられた専用型であって、前記汎用型に対して前記専用型が接近移動してこれらが衝合されることにより型閉め状態となる請求項１に記載の金型温度測定装置。

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