JPH0365710A - 加熱ゾーンの温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はヒータによって加熱される射出成形機の加熱筒
やホットプレスの熱板等の加熱ゾーンの温度をサーモカ
ップルで検出し、該加熱ゾーンの温度を制御する装置に
関する。

（従来の技術） 第２図に示すのは従来の射出成形機の加熱筒の外周に複
数のヒータ１を設は加熱ゾーンＢにサーモカップル２を
１個所（１対）設けたものであり、該サーモカップル２
を自動温度制御装２１１０の端子１１Ａ、ＬＩＢに接続
している。該端子１１Ａと１１８間に出力される該サー
モ力・ンプル２の島起電力（以後ＴＤという）は第１ア
ンプ１１３に入力される。

一方同時に自動温度制御装置１１０内の前記１個のサー
モカップル２の冷接点温度補償をするための冷接点温度
補償用センサ１２の出力（以ｉ＆ＴＡという）が第２ア
ンプ１１４に入力される。

該第１アンプ１１３と第２アンプ１１４のそれぞれから
の出力が加算器１５に入力され、該加算器１５から加熱
ゾーンの実測温度に相当する制御用電圧（以後ＴＣ’　
という）が出力される。

即ち一般的には第２図に示す如く１加熱ゾーンあたり温
度を検出するためのサーモカップルを１個所膜けていた
のであり、特に高い精度で温度制御をする必要がある場
合には１コの加熱ゾーンをさらに細分化しその細分化し
た加熱ゾーンに各々サーモカップルを設け、それぞれの
サーモカップルについて自動温度制御装置を設けていた
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら特に１コの加熱ゾーンをさらに細分化しそ
の細分化した加熱ゾーンに各々サーモカップルを設け、
それぞれのサーモカップルについて自動温度制御装置を
設けそれぞれのサーモカップルについて自動温度制御装
置を設けた場合、温度設定個所が増えるため設定時間や
設定誤りの増加、装置自体の大型化、コスト高などを招
いた。

を検出するためのサーモカップルを複数設け、自動温度
制御装置内の所定の端子に前記複数のサーモカップルを
直列に接続し、該自動温度制御装置内に該複数のサーモ
カップルの内の１個のサーモカップルの冷接点温度補償
をするのに相当する起電力を発生する冷接点温度補償用
センサを設けるとともに、該自動温度制御装置に前記直
列に接続された複数のサーモカップルの両端端子から出
力される起電力を一定の倍率で増幅して出力する第１ア
ンプと、前記冷接点温度補償用センサから出力される起
電力を所定の倍率で増幅して出力する第２アンプと、該
第１アンプと該第２アンプ力へらの各出力を加算して実
測温度に相当する制御用電圧を出力する加算器と、該加
算器から出力される制御用電圧を実測温度に変換して表
示するための表示器と、加熱ゾーンの温度を設定するた
めの設定器と、該設定器からの出力と前記加算器から出
力される制御用電圧とを比較演算してフィートノくツク
信号電圧を出力する第３アンプと、そして前記１又は複
数のヒータに所定の電圧を印加又は遮断するための切替
装置を作動させるために該フィードバック信号電圧を増
幅して出力する第４アンプとを設けたものである。

（作用） １個のサーモカップルの冷接点温度補償をするのに相当
する起電力を発生する冷接点温度補償用センサの起電力
を第２アンプで所定の倍率で増幅することにより、直列
に接続された複数のサーモカップルの両端端子出力を一
定の倍率で増幅した出力を冷接点温度補償するようにし
ているので、複数のサーモカップルのそれぞれが検出し
た実測温度の平均値による加熱ゾーンの温度制御を１つ
の設定器を含む自動温度制御装置で可能とする。

（実施例） 以下本発明をより具体的に明らかにするために一実施例
を図面に従って詳細に説明する。

第１図において、Ｂは射出成形機の加熱筒の中部加熱ゾ
ーン（後部加熱ゾーン及び前部加熱ゾーンは図示せず）
である。

ｌはヒータであり、本例では該加熱ゾーンＢに等１０は
自動温度制御装置であって、該自動温度制御装置に設け
た端子１１Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣ，１１Ｄに前記３個のサ
ーモカップル２の端子が図面に示すように直列に接続さ
れる。直列に接続された３個のサーモカップルの両端端
子即ち端子１１Ａと１１Ｄ間に熱起電力（以後ＴＭとい
う）が出力される。

（２は該３個のサーモカップル２の内の１個のす−モカ
ップル２の冷接点温度補償をするのに相当する起電力を
発生する冷接点温度補償用センサであって、自動温度制
御装置１０内で且つ端子１１Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣ，ＩＩ
Ｄの部分の温度と等しくなるように近接させている。

１３は起電力ＴＭを一定の倍率で増幅して出力する第１
アンプであり、１４は冷接点温度補償用センサ１２の出
力ＴＡを所定の倍率で増幅して出力する第２アンプであ
って、いずれも自動温度制御装置ｌＯの一部を構成して
いる。

１５は該第１アンプと該第２アンプからの各出力を加算
して実測温度に相当する制御用電圧（以後ＴＣという）
を出力する自動温度制御装置の加算器である。

１６は該加算器１５から出力される制御用電圧ＴＣを実
測温度に変換して表示するための表示器である。

１７は加熱ゾーンの温度を設定するための設定器である
。

１８は該設定器１７からの出力と前記加算器１５の出力
ＴＣとを比較ｆｒｉｍしてフィードバック信号電圧を出
力する第３アンプである。

１９は該フィードバック信号電圧を増幅するための第４
アンプである。

２０は電磁接触器であり、ｍｅは該電磁接触器２０の接
点である。

３０はヒータ１の電源である。

前記電磁接触器２０は第４アンプ■９で増幅されたフィ
ードバック信号電圧に基づいて接点ｍｃをオン・オフす
ることによりヒータ１に電源３ｏを接続又は遮断してい
る。

ここで従来の装置の１例を示す第２図と本願発明の１実
施例を示す第１図においてその要部の関係を、数式を用
いて詳細に説明することにより本願発明の要旨をさらに
明確にする。

第２図において、 サーモカップル２の熱起電力ＴＤとこれを冷接点温度補
償する冷接点温度補償用センサ１２の出力ＴＡがアンプ
１１３及び１１４でそれぞれ増幅され加算器１５で加算
された出力ＴＣ’　とアンプｌ１３及び１１４の増幅率
Ｇの関係は、 ＴＣ’　−（ＴＤｌＴＡ）Ｇ　　・・・・■　となる。

一方本願発明の１実施例を示す第１図において、Ｎ個の
サーモカップルの自動温度制御装置内の各端子間起電力
をＴＤ、、・・・・・・、ＴＤｎとすれば式■と同様に
、 ＴＣ＝　ｌ　（ＴＤ、＋ＴＡ）＋・・・・・・・・−・
・・＋　（ＴＤｎ＋ＴＡ）ｌ　Ｇ／Ｎ＝（（ＴＤｌ　＋
・・・・・・＋ＴＤｎ）／Ｎ＋ＴＡＩ　Ｇ・・・・■ ところで、Ｎ個のサーモカップルが直列に接続された両
端端子が出力するＴＭは、 サーモカップルの合流接続点（第１図にあっては端子１
１Ｂ、１１Ｃが該当）においてそれぞれ加熱ゾーンにお
ける熱起電力と極性が逆のＴＡが発生することにより、 ＴＭ＝ＴＤｌ　＋・・・・＋ＴＤｎ−（Ｎ−１）ＴＡと
なる。

上式を移項して ＴＤ、　　＋・・・・＋ＴＤｎ＝ＴＭ＋　　（Ｎ−１）
　　ＴＡ・・・・・・■ 式■を式■に代入して、 ＴＣ−［ｉＴＭ＋　（Ｎ−１）ＴＡＩ　／Ｎ＋ＴＡコＧ ＝　＋ＴＭ／Ｎ＋ＴＡ　（２Ｎ−１）／ＮＩ　Ｇ・・・
・・・・・■ 式■と式■を対比すると、 ＴＤをＧ倍増幅する従来の装置の第１アンプ１１３に対
しＴＭを増幅する第１アンプ１３はｌ／Ｎを（２Ｎ−１
）／Ｎ倍したものを設ければよいことがわかる。

以上より本実施例においては、サーモカップル２を３個
所、即ちＮ＝３としているので、第１アンプ１３は従来
装置の第１アンプ１１３の１／３の増幅率のものでこと
たりるのであり、第２アンプ１４は実際上は従来装置の
第２アンプ１１４の増幅率を（２Ｎ−１）／Ｎ倍、即ち
（２Ｘ３−４）／３＝１．６６・・・・・・倍するよう
に該第２アンプ１１４の抵抗値を補正すればそのまま転
用できるのである。

次に作動について説明する。

射出成形機においては、加熱筒内に挿嵌されたスクリュ
のフィートゾーンに原料が供給され、該スクリュが回転
することにより原料が前方へ送られる。原料はヒータに
より加熱される加熱筒の後部加熱ゾーンから中部加熱ゾ
ーン、前部加熱ゾーンへと送られる途中で加熱溶融され
スクリュの前方に貯留される。

ところが、特に中部加熱ゾーンは比較的温度の低い後部
加熱ゾーンと温度の高い前部加熱ゾーンの中間に位置す
るうえ原料自らの剪断発熱も加わるので温度分布が複雑
となる。

ここにおいて、中部加熱ゾーンの後部、中央部、前部に
それぞれ設けたサーモカップルが検知する実測温度を平
均化した１つの温度に基づいての温度制御が非常に有効
となるのである。

即ち、自動温度制御装置１０の端子１１Ａ、１１Ｂ、Ｉ
ＩＣ，ＩＩＤに直列に接続された３個のサーモカップル
の両端端子１１　ＡとＩＩＤ間に生じる出力はＴＭとな
る。該ＴＭは従来装置の第１アンプ１１３の１／３の増
幅率の第１アンプ１３に人力される。

一方、冷接点温度補償用センサ１２からの出力ＴＡが従
来装置の第２アンプ１１４の増幅率を１．６６・・・・
・・倍した第２アンプ１４に入力される。

従来の１／３の増幅率の第１アンプでＴＭが平均化され
１個の出力に相当する出力となって加算器１５に入力さ
れる。

一方策２アンプ１４で所定の倍率で増幅された出力ＴＡ
が同じく加算器１５に人力される。

加算器１５の出力は前記第１アンプの出力と第２アンプ
の出力を加算してＴＣとなる。

該ＴＣは表示器１６で実測温度に変換表示されるととも
に第３アンプ１８に人力される。

設定器１７にはオペレータにより加熱ゾーンＢの３個所
の測温部の平均温度に相当する所望の温度が設定されて
おりその設定値に基づく出力が同じく第３アンプ１８に
入力される。

該第３アンプ１８は該ＴＣと該設定値に基づく人力を比
較してその差異をフィードバック信号電圧として出力す
る。

該フィードバック信号電圧を第４アンプ１９が電磁接触
器２０を作動可能なレベルまでさらに増幅して出力する
。

該増幅されたフィードバック信号電圧に基づいて電磁接
触器２０は接点ｍｅをオン・オフすることによりヒータ
１に電源３０を接続又は遮断し加熱ゾーンＢの温度制御
を行う。

以上本実施例では、射出成形機の中部加熱ゾーンに関し
て３個のサーモカップルを使用して温度制御する装置に
ついて説明したが、ホットプレスの熱板をはじめヒータ
加熱による加熱ゾーンのあらゆるものに本願発明は適用
できるのである。

又、本実施例ではアナログ信号により制御がおこなわれ
るのでアンプの回路定数を変更することにより対応して
いるが、制御回路がＣＰＵによりディジタル的に構成さ
れる場合には演算プログラムを変更するだけで容易に対
応可能である。

（効果） 複数の温度検出による平均値制御を可能としたので加熱
ゾーンの温度分布ムラを少なくできる。

この結果、例えば射出成形機に適用すれば、原料の均一
溶融を可能とし均質で優れた成形品を得ることができる
。

又、温度検出に複数のサーモカップルを使用するにもか
かわらず１つの設定器を含む自動温度制御大型化を招く
こともない。

さらに、複数のサーモカップルを直列に接続しているの
で自動温度制御装置への人力信号が大きく第１アンプは
高ゲインを必要とせず（実施例では従来アンプの１／３
）自動温度制御装置のコストを下げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の要部をブロック線図を用いて表した
ものであり、第２図は従来装置の要部を同様にブロック
線図を用いて表したものである。 （：ヒータ ２：サーモカップル １０：自動温度制御装置 １１Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣ，ＬＩＤ：端子１２：冷接点温
度補償用センサ １３：第１アンプ １４、第２アンプ １５：加算器 １６、表示器 １７：設定器 １８：第３アンプ １９：第４アンプ Ｂ：加熱ゾーン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １又は複数のヒータを設けた加熱ゾーンに温度を検出す
   るためのサーモカップルを複数設け、自動温度制御装置
   内の所定の端子に前記複数のサーモカップルを直列に接
   続し、該自動温度制御装置内に該複数のサーモカップル
   の内の１個のサーモカップルの冷接点温度補償をするの
   に相当する起電力を発生する冷接点温度補償用センサを
   設けるとともに、該自動温度制御装置に前記直列に接続
   された複数のサーモカップルの両端端子から出力される
   起電力を一定の倍率で増幅して出力する第１アンプと、
   前記冷接点温度補償用センサから出力される起電力を所
   定の倍率で増幅して出力する第２アンプと、該第１アン
   プと該第２アンプからの各出力を加算して実測温度に相
   当する制御用電圧を出力する加算器と、該加算器から出
   力される制御用電圧を実測温度に変換して表示するため
   の表示器と、加熱ゾーンの温度を設定するための設定器
   と、該設定器からの出力と前記加算器から出力される制
   御用電圧とを比較演算してフィードバック信号電圧を出
   力する第３アンプと、そして前記１又は複数のヒータに
   所定の電圧を印加又は遮断するための切替装置を作動さ
   せるために該フィードバック信号電圧を増幅して出力す
   る第４アンプとを設けたことを特徴とする加熱ゾーンの
   温度制御装置。