パウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置
【課題】主に、測定精度の向上を図り得るようにする。
【解決手段】粉体材料４を収容可能なリザーバ容器３の開口縁部に、加熱した金型１をシール状態で被着し、リザーバ容器３と金型１とを回転させることにより、金型１の表面に粉体材料４を溶融付着させて成形を行うようにしたパウダースラッシュ成形装置２１に対し、金型１の温度を測定可能な金型温度測定手段２２が設けられたパウダースラッシュ成形装置２１の金型温度測定装置であって、金型温度測定手段２２が、接触式温度センサー２３とされると共に、接触式温度センサー２３が、金型１の表面（成形面２４）側に配置されるようにしている。
【解決手段】粉体材料４を収容可能なリザーバ容器３の開口縁部に、加熱した金型１をシール状態で被着し、リザーバ容器３と金型１とを回転させることにより、金型１の表面に粉体材料４を溶融付着させて成形を行うようにしたパウダースラッシュ成形装置２１に対し、金型１の温度を測定可能な金型温度測定手段２２が設けられたパウダースラッシュ成形装置２１の金型温度測定装置であって、金型温度測定手段２２が、接触式温度センサー２３とされると共に、接触式温度センサー２３が、金型１の表面（成形面２４）側に配置されるようにしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルなどの内装パネルが設けられている。このような内装パネルには、パウダースラッシュ成形装置によって成形された表皮材（いわゆるパウダースラッシュ表皮）などを有するものが存在する。
【０００３】
パウダースラッシュ成形装置は、粉体材料を収容可能なリザーバ容器の開口縁部に、加熱した金型をシール状態で被着し、リザーバ容器と金型とを回転させることにより、金型に粉体材料を溶融付着させて成形を行うようにしたものである。
【０００４】
このようなパウダースラッシュ成形装置には、成形品質を確保するため、金型の温度を測定可能な金型温度測定手段が設けられている。
【０００５】
金型温度測定手段には、例えば、図７に示すように、金型１の裏面（外面、或いは、非成形面）側へ向けて非接触式温度センサー２（赤外線式放射温度センサー）を配設したものが存在している。
【０００６】
なお、図７中、符号３はリザーバ容器、符号４はリザーバ容器３に収容された粉体材料、符号５はリザーバ容器３に接続された回転装置、符号６は制御装置である（これ以外の詳細については特許文献１を参照のこと）。
【０００７】
また、図８に示すように、金型１の裏面に接触式温度センサー７を取付けたものが存在している
なお、図８中、符号８は加熱炉である（これ以外の詳細については特許文献２を参照のこと）。
【０００８】
更に、図９に示すように、金型１の内部に温度センサー１１を、表面に露出させないように埋設したものが存在している（これ以外の詳細については特許文献３を参照のこと）。
【特許文献１】特許第２８０９５９３号
【特許文献２】特公平６−６９６９４号公報
【特許文献３】特開２００２−１４４３４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に記載された金型温度測定装置は、金型１の材質や表面形状、表面汚れ具合などの変化による影響を受け易いため、温度の測定精度に問題があった。また、金型１がオイル加熱方式である場合、金型１の裏面側にオイル配管が配設されているため、温度測定部位が限定されるという問題があった。そのために、金型１の温度分布を測定することが困難となっていた。
【００１０】
また、上記特許文献２および特許文献３に記載された金型温度測定装置には、表皮材の成形サイクル中に粉体材料が金型１の表面側へ付着した際に起こる僅かな金型１表面温度変化を早急に促えることができないという問題があった。また、温度センサー（符号７，１１）の固定の仕方や埋設の仕方によっては、故障の際に、温度センサー（符号７，１１）の交換ができなかったり、または、交換に時間がかかるなどの問題もあった。
【００１１】
更に、粉体材料に、成形温度範囲が比較的広い塩ビ材を用いる場合には、特に問題になってはいなかったが、成形温度範囲が塩ビ材よりも狭いウレタン材やオレフィン材やエステル材などを用いようとした場合には、上記各特許文献のものでは、温度の測定精度が充分ではないため、成形温度をより細かく制御することができず、よって、成形品質を確保することが難しい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明では、粉体材料を収容可能なリザーバ容器の開口縁部に、加熱した金型をシール状態で被着し、リザーバ容器と金型とを回転させることにより、金型の表面に粉体材料を溶融付着させて成形を行うようにしたパウダースラッシュ成形装置に対し、前記金型の温度を測定可能な金型温度測定手段が設けられたパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置において、前記金型温度測定手段が、接触式温度センサーとされると共に、該接触式温度センサーが、金型の表面側に配置されたパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置を特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載された発明では、前記接触式温度センサーが、金型の表面に対して、感温部を突出させた状態で設置された請求項１記載のパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置を特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載された発明では、前記金型に取付孔が設けられ、該取付孔に対して、接触式温度センサーを突出状態で挿入保持可能なセンサー保持治具と、取付孔を穴埋可能な穴埋治具とを、選択的に着脱交換可能に構成した請求項２記載のパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置を特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載された発明では、前記センサー保持治具が、熱伝導性の良い金属材料で構成された請求項３記載のパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置を特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、粉体材料を収容可能なリザーバ容器の開口縁部に、加熱した金型をシール状態で被着し、リザーバ容器と金型とを回転させることにより、金型の表面に粉体材料を溶融付着させて成形を行うようにしたパウダースラッシュ成形装置に対し、前記金型の温度を測定可能な金型温度測定手段が設けられたパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置において、前記金型温度測定手段が、接触式温度センサーとされると共に、該接触式温度センサーが、金型の表面側に配置されたことにより、温度を直接的に測定することが可能となるため、測定精度を向上することができると共に、粉体材料が付着した際に起こる僅かな金型などの表面温度の変化を直接且つ確実に感知することが可能となる。
【００１７】
請求項２に記載された発明では、前記接触式温度センサーが、金型の表面に対して、感温部を突出させた状態で設置されたことにより、伝熱面積を増やして熱伝達をより迅速に行わせることが可能となる。また、金型の温度の変化と、金型などに付着してから脱型するまでの間の粉体材料の温度の変化との、両方を測定する（しかも精度良く測定する）ことが可能となる。これにより、成形温度範囲が塩ビ材より狭いウレタン材やオレフィン材やエステル材などの粉体材料に対し、最適の成形温度条件が得られるように、加工条件（パウダーリング開始温度、熱媒温度、加熱時間、余熱時間など）を制御して、現在よりも安定した成形を可能とし、且つ、成形不良を防止することが可能となる。
【００１８】
請求項３に記載された発明では、前記金型に取付孔が設けられ、該取付孔に対して、接触式温度センサーを突出状態で挿入保持可能なセンサー保持治具と、取付孔を穴埋可能な穴埋治具とを、選択的に着脱交換可能に構成したことにより、接触式温度センサーが故障した時に、接触式温度センサーを容易且つ迅速に交換することが可能となる。また、接触式温度センサーを使用しない時には、穴埋治具で取付孔を穴埋して製品の成形を行わせることが可能となる。
【００１９】
請求項４に記載された発明では、前記センサー保持治具が、熱伝導性の良い金属材料で構成されたことにより、金型の温度変化を接触式温度センサーへ迅速に伝えることができるので、接触式温度センサーの応答性をより高めることが可能となる。熱伝導性の良い金属材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ベリリウム、マグネシウム、タングステンなどを用いることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施例について、図示例と共に説明する。
【実施例】
【００２１】
図１〜図６は、この発明の実施例を示すものである。なお、パウダースラッシュ成形装置については、周知の物であっても良いため、例えば、図７を用いて説明する。但し、図７のパウダースラッシュ成形装置に限られるものではない。また、構成が図７と異なる点については、図１〜図６によるものとする。
【００２２】
まず、構成について説明する。
【００２３】
自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルなどの内装パネルが設けられている。このような内装パネルには、パウダースラッシュ成形装置によって成形された表皮材（いわゆるパウダースラッシュ表皮）などを有するものが存在する。
【００２４】
図７に示すように、パウダースラッシュ成形装置２１は、粉体材料４を収容可能なリザーバ容器３の開口縁部に、加熱した金型１をシール状態で被着し、リザーバ容器３と金型１とを回転装置５を用いて回転させることにより、金型１に粉体材料４を溶融付着させて成形を行うようにしたものである。ここで、金型１には、ニッケル電鋳型などが用いられる。
【００２５】
このようなパウダースラッシュ成形装置２１に対し、図１〜図３に示すように、金型１の温度を測定可能な金型温度測定手段２２が設けられる。
【００２６】
そして、以上のような基本構成に対し、この実施例のものでは、金型温度測定手段２２が、接触式温度センサー２３とされる。そして、接触式温度センサー２３が、金型１の表面（内面、或いは、成形面２４）側に配置される。
【００２７】
しかも、接触式温度センサー２３は、金型１の表面（成形面２４）に対して、その感温部２５を突出させた状態で設置される。
【００２８】
より具体的には、金型１に取付孔３１が設けられる。この取付孔３１は、金型１の表裏を貫通する貫通孔とされる。この取付孔３１は、径寸法が一定の円柱状空間を形成する面直な孔などとされる。
【００２９】
この取付孔３１に対して、接触式温度センサー２３を突出状態で挿入保持可能なセンサー保持治具３２（図１参照）と、取付孔３１を穴埋可能な穴埋治具３３（図４参照）とを、選択的に着脱交換可能に構成する。
【００３０】
ここで、接触式温度センサー２３は、図３に示すように、リング状の感温部２５と、この感温部２５から延びるセンサー配線部２６とを有している。リング状の感温部２５の断面形状は、矩形などとされている。
【００３１】
そして、センサー保持治具３２は、図１に示すように、取付孔３１に嵌着可能な保持治具本体部３４と、この保持治具本体部３４の後端側に設けられたフランジ部３５とを有している。
【００３２】
保持治具本体部３４は、取付孔３１に対してほぼ隙間のない状態で嵌着可能な外径寸法および長さ寸法と、円柱状の外形形状とを有している。保持治具本体部３４の先端面は、接触式温度センサー２３の感温部２５を当接配置可能な平坦面とされると共に、金型１の表面（成形面２４）とほぼ面一に配置され得るように構成されている。保持治具本体部３４は、接触式温度センサー２３の感温部２５よりも一回り径が大きくなるように構成されている。
【００３３】
また、フランジ部３５は、保持治具本体部３４の後端側に設けられて、金型１の裏面に係止可能な外径寸法を有している。また、フランジ部３５の裏面は、金型１の裏面とほぼ平行な平坦面などとされている。これら保持治具本体部３４とフランジ部３５とにより、センサー保持治具３２は、全体として段付円柱状を呈している。
【００３４】
また、センサー保持治具３２の保持治具本体部３４における先端面側の軸心位置またはその近傍には、接触式温度センサー２３の感温部２５に挿通されたセンサー固定ネジ３７を螺着可能なネジ孔３８が形成されている。このセンサー固定ネジ３７は、リング状をした感温部２５の孔部の内径とほぼ同径のものとされている。また、センサー保持治具３２の側面には、センサー配線部２６を収容するための溝部３９が凹設形成されている。この溝部３９は、センサー保持治具３２に対し、ほぼ軸線方向に延設されている。この溝部３９は、保持治具本体部３４とフランジ部３５との両方に跨がって、ほぼ全域に形成されている。
【００３５】
そして、センサー保持治具３２は、熱伝導性の良い金属材料４０で構成されている。センサー保持治具３２には、例えば、銅、アルミニウム、ベリリウム、マグネシウム、タングステン、または、これらと同等の熱伝導性を有する金属材料４０が用いられる。
【００３６】
一方、穴埋治具３３は、図４に示すように、取付孔３１に嵌着可能な穴埋治具本体部４１と、この穴埋治具本体部４１の後端側に設けられたフランジ部４２とを有している。
【００３７】
穴埋治具本体部４１は、取付孔３１に対してほぼ隙間のない状態で嵌着可能な外径寸法および長さ寸法と、円柱状の外形形状とを有している。穴埋治具本体部４１の先端面は、金型１の表面（成形面２４）とほぼ面一に配置され得るように構成されている。
【００３８】
また、フランジ部４２は、穴埋治具本体部４１の後端側に設けられて、金型１の裏面に係止可能な外径寸法を有している。フランジ部４２の裏面は、金型１の裏面とほぼ平行な平坦面などとされている。これら穴埋治具本体部４１とフランジ部４２とにより、穴埋治具３３は、全体として段付円柱状を呈している。なお、穴埋治具３３は、センサー保持治具３２とほぼ同等の外形形状を有している。
【００３９】
これら、センサー保持治具３２および穴埋治具３３は、金型１の裏面側から取付孔３１へ装着されるように構成されている。そして、図２に示すように、取付孔３１へ装着されたセンサー保持治具３２または穴埋治具３３は、その裏面側を押板４５で押えられ、この押板４５が治具固定ネジ４６で、金型１の裏面側に締結されることにより、金型１に保持され得るように構成されている。反対に、治具固定ネジ４６を外し、押板４５を除去することにより、センサー保持治具３２または穴埋治具３３を、金型１に対して着脱交換し得るように構成されている。そのために、押板４５には、縁部などにネジ孔４７が適宜形成され、金型１の裏面側におけるネジ孔４７と対応する位置には、ナット部４８が備えられれている。このナット部４８は、金型１の裏面に溶接固定されたウェルドナットなどとされている。
【００４０】
次に、この実施例の作用について説明する。
【００４１】
パウダースラッシュ成形装置２１では、粉体材料４を収容したリザーバ容器３の開口縁部に対し、加熱した金型１をシール状態で被着して、リザーバ容器３と金型１とを回転装置５を用いて回転させることにより、金型１に粉体材料４を溶融付着させて成形が行われる。
【００４２】
そして、金型温度測定手段２２を用いて金型１の温度を測定することにより、得られた測定データ（図５参照）を、加工条件（パウダーリング開始温度、熱媒温度、加熱時間、余熱時間など）の制御に利用する。
【００４３】
この実施例の場合には、接触式温度センサー２３を取付けたセンサー保持治具３２を、取付孔３１へ裏面側から嵌着し、押板４５と治具固定ネジ４６とを用いて、金型１に保持させることにより、接触式温度センサー２３が金型１の表面側に配置される。接触式温度センサー２３は、その感温部２５に挿通されたセンサー固定ネジ３７を、センサー保持治具３２の保持治具本体部３４における先端面側の軸心位置またはその近傍に形成されたネジ孔３８に螺着することにより、センサー保持治具３２に取付けられる。この状態では、接触式温度センサー２３は、金型１の表面に対して、感温部２５を突出させた状態で設置される。
【００４４】
また、金型１の温度を測定しない場合には、穴埋治具３３を取付孔３１に裏面側から嵌着し、押板４５と治具固定ネジ４６とを用いて、金型１に保持させた状態にして、成形を行うようにする。
【００４５】
この実施例によれば、粉体材料４を収容可能なリザーバ容器３の開口縁部に、加熱した金型１をシール状態で被着し、リザーバ容器３と金型１とを回転させることにより、金型１の表面に粉体材料４を溶融付着させて成形を行うようにしたパウダースラッシュ成形装置２１に対し、金型１の温度を測定可能な金型温度測定手段２２が設けられたパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置において、金型温度測定手段２２が、接触式温度センサー２３とされると共に、接触式温度センサー２３が、金型１の表面側に配置されたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。
【００４６】
即ち、接触式温度センサー２３が、金型１の表面側に配置されたことにより、金型１内の温度を直接的に測定することが可能となるため、図６に線イで示すように、測定精度を向上することができる（例えば、図７の非接触式温度センサー２の場合には、測定結果は線ロのようなものになる）と共に、粉体材料４が付着した際（時点ハ）に起こる僅かな金型１などの表面温度の変化を直接且つ確実に感知することが可能となる。
【００４７】
また、接触式温度センサー２３が、金型１の表面に対して、感温部２５を突出させた状態で設置されたことにより、伝熱面積を増やして熱伝達をより迅速に行わせることが可能となる。また、金型１の温度の変化と、金型１などに付着してから脱型するまでの間の粉体材料４の温度の変化との、両方を測定する（しかも精度良く測定する）ことが可能となる。これにより、成形温度範囲が塩ビ材より狭いウレタン材やオレフィン材やエステル材などの粉体材料４に対し、最適の成形温度条件が得られるように、加工条件（パウダーリング開始温度、熱媒温度、加熱時間、余熱時間など）を制御して、現在よりも安定した成形を可能とし、且つ、成形不良を防止することが可能となる。
【００４８】
更に、金型１に取付孔３１が設けられ、取付孔３１に対して、接触式温度センサー２３を突出状態で挿入保持可能なセンサー保持治具３２と、取付孔３１を穴埋可能な穴埋治具３３とを、選択的に着脱交換可能に構成したことにより、接触式温度センサー２３が故障した時に、接触式温度センサー２３を容易且つ迅速に交換することが可能となる。また、接触式温度センサー２３を使用しない時には、穴埋治具３３で取付孔３１を穴埋して製品の成形を行わせることが可能となる。
【００４９】
そして、センサー保持治具３２が、熱伝導性の良い金属材料４０で構成されたことにより、金型１の温度変化を接触式温度センサー２３へ迅速に伝えることができるので、接触式温度センサー２３の応答性をより高めることが可能となる。熱伝導性の良い金属材料４０としては、例えば、銅、アルミニウム、ベリリウム、マグネシウム、タングステン、または、これらと同等の熱伝導性を有する金属材料４０を用いることが可能である。
【００５０】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例にかかるパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置の部分拡大側面図である。
【図２】図１の分解図である。
【図３】図１の接触式温度センサーの平面図である。
【図４】穴埋治具を取付けた状態の部分拡大側面図である。
【図５】測定データのイメージを示すグラフである。
【図６】検証実験の結果を示すグラフである。
【図７】従来例にかかるパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置の全体的な構成図である。
【図８】他の従来例にかかる金型温度測定手段の全体的な構成図である。
【図９】別の従来例にかかる金型温度測定手段の全体的な構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 金型
３ リザーバ容器
４ 粉体材料
２１ パウダースラッシュ成形装置
２２ 金型温度測定手段
２３ 接触式温度センサー
２４ 成形面
２５ 感温部
３１ 取付孔
３２ センサー保持治具
３２ 穴埋治具
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルなどの内装パネルが設けられている。このような内装パネルには、パウダースラッシュ成形装置によって成形された表皮材（いわゆるパウダースラッシュ表皮）などを有するものが存在する。
【０００３】
パウダースラッシュ成形装置は、粉体材料を収容可能なリザーバ容器の開口縁部に、加熱した金型をシール状態で被着し、リザーバ容器と金型とを回転させることにより、金型に粉体材料を溶融付着させて成形を行うようにしたものである。
【０００４】
このようなパウダースラッシュ成形装置には、成形品質を確保するため、金型の温度を測定可能な金型温度測定手段が設けられている。
【０００５】
金型温度測定手段には、例えば、図７に示すように、金型１の裏面（外面、或いは、非成形面）側へ向けて非接触式温度センサー２（赤外線式放射温度センサー）を配設したものが存在している。
【０００６】
なお、図７中、符号３はリザーバ容器、符号４はリザーバ容器３に収容された粉体材料、符号５はリザーバ容器３に接続された回転装置、符号６は制御装置である（これ以外の詳細については特許文献１を参照のこと）。
【０００７】
また、図８に示すように、金型１の裏面に接触式温度センサー７を取付けたものが存在している
なお、図８中、符号８は加熱炉である（これ以外の詳細については特許文献２を参照のこと）。
【０００８】
更に、図９に示すように、金型１の内部に温度センサー１１を、表面に露出させないように埋設したものが存在している（これ以外の詳細については特許文献３を参照のこと）。
【特許文献１】特許第２８０９５９３号
【特許文献２】特公平６−６９６９４号公報
【特許文献３】特開２００２−１４４３４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に記載された金型温度測定装置は、金型１の材質や表面形状、表面汚れ具合などの変化による影響を受け易いため、温度の測定精度に問題があった。また、金型１がオイル加熱方式である場合、金型１の裏面側にオイル配管が配設されているため、温度測定部位が限定されるという問題があった。そのために、金型１の温度分布を測定することが困難となっていた。
【００１０】
また、上記特許文献２および特許文献３に記載された金型温度測定装置には、表皮材の成形サイクル中に粉体材料が金型１の表面側へ付着した際に起こる僅かな金型１表面温度変化を早急に促えることができないという問題があった。また、温度センサー（符号７，１１）の固定の仕方や埋設の仕方によっては、故障の際に、温度センサー（符号７，１１）の交換ができなかったり、または、交換に時間がかかるなどの問題もあった。
【００１１】
更に、粉体材料に、成形温度範囲が比較的広い塩ビ材を用いる場合には、特に問題になってはいなかったが、成形温度範囲が塩ビ材よりも狭いウレタン材やオレフィン材やエステル材などを用いようとした場合には、上記各特許文献のものでは、温度の測定精度が充分ではないため、成形温度をより細かく制御することができず、よって、成形品質を確保することが難しい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明では、粉体材料を収容可能なリザーバ容器の開口縁部に、加熱した金型をシール状態で被着し、リザーバ容器と金型とを回転させることにより、金型の表面に粉体材料を溶融付着させて成形を行うようにしたパウダースラッシュ成形装置に対し、前記金型の温度を測定可能な金型温度測定手段が設けられたパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置において、前記金型温度測定手段が、接触式温度センサーとされると共に、該接触式温度センサーが、金型の表面側に配置されたパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置を特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載された発明では、前記接触式温度センサーが、金型の表面に対して、感温部を突出させた状態で設置された請求項１記載のパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置を特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載された発明では、前記金型に取付孔が設けられ、該取付孔に対して、接触式温度センサーを突出状態で挿入保持可能なセンサー保持治具と、取付孔を穴埋可能な穴埋治具とを、選択的に着脱交換可能に構成した請求項２記載のパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置を特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載された発明では、前記センサー保持治具が、熱伝導性の良い金属材料で構成された請求項３記載のパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置を特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、粉体材料を収容可能なリザーバ容器の開口縁部に、加熱した金型をシール状態で被着し、リザーバ容器と金型とを回転させることにより、金型の表面に粉体材料を溶融付着させて成形を行うようにしたパウダースラッシュ成形装置に対し、前記金型の温度を測定可能な金型温度測定手段が設けられたパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置において、前記金型温度測定手段が、接触式温度センサーとされると共に、該接触式温度センサーが、金型の表面側に配置されたことにより、温度を直接的に測定することが可能となるため、測定精度を向上することができると共に、粉体材料が付着した際に起こる僅かな金型などの表面温度の変化を直接且つ確実に感知することが可能となる。
【００１７】
請求項２に記載された発明では、前記接触式温度センサーが、金型の表面に対して、感温部を突出させた状態で設置されたことにより、伝熱面積を増やして熱伝達をより迅速に行わせることが可能となる。また、金型の温度の変化と、金型などに付着してから脱型するまでの間の粉体材料の温度の変化との、両方を測定する（しかも精度良く測定する）ことが可能となる。これにより、成形温度範囲が塩ビ材より狭いウレタン材やオレフィン材やエステル材などの粉体材料に対し、最適の成形温度条件が得られるように、加工条件（パウダーリング開始温度、熱媒温度、加熱時間、余熱時間など）を制御して、現在よりも安定した成形を可能とし、且つ、成形不良を防止することが可能となる。
【００１８】
請求項３に記載された発明では、前記金型に取付孔が設けられ、該取付孔に対して、接触式温度センサーを突出状態で挿入保持可能なセンサー保持治具と、取付孔を穴埋可能な穴埋治具とを、選択的に着脱交換可能に構成したことにより、接触式温度センサーが故障した時に、接触式温度センサーを容易且つ迅速に交換することが可能となる。また、接触式温度センサーを使用しない時には、穴埋治具で取付孔を穴埋して製品の成形を行わせることが可能となる。
【００１９】
請求項４に記載された発明では、前記センサー保持治具が、熱伝導性の良い金属材料で構成されたことにより、金型の温度変化を接触式温度センサーへ迅速に伝えることができるので、接触式温度センサーの応答性をより高めることが可能となる。熱伝導性の良い金属材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ベリリウム、マグネシウム、タングステンなどを用いることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施例について、図示例と共に説明する。
【実施例】
【００２１】
図１〜図６は、この発明の実施例を示すものである。なお、パウダースラッシュ成形装置については、周知の物であっても良いため、例えば、図７を用いて説明する。但し、図７のパウダースラッシュ成形装置に限られるものではない。また、構成が図７と異なる点については、図１〜図６によるものとする。
【００２２】
まず、構成について説明する。
【００２３】
自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルなどの内装パネルが設けられている。このような内装パネルには、パウダースラッシュ成形装置によって成形された表皮材（いわゆるパウダースラッシュ表皮）などを有するものが存在する。
【００２４】
図７に示すように、パウダースラッシュ成形装置２１は、粉体材料４を収容可能なリザーバ容器３の開口縁部に、加熱した金型１をシール状態で被着し、リザーバ容器３と金型１とを回転装置５を用いて回転させることにより、金型１に粉体材料４を溶融付着させて成形を行うようにしたものである。ここで、金型１には、ニッケル電鋳型などが用いられる。
【００２５】
このようなパウダースラッシュ成形装置２１に対し、図１〜図３に示すように、金型１の温度を測定可能な金型温度測定手段２２が設けられる。
【００２６】
そして、以上のような基本構成に対し、この実施例のものでは、金型温度測定手段２２が、接触式温度センサー２３とされる。そして、接触式温度センサー２３が、金型１の表面（内面、或いは、成形面２４）側に配置される。
【００２７】
しかも、接触式温度センサー２３は、金型１の表面（成形面２４）に対して、その感温部２５を突出させた状態で設置される。
【００２８】
より具体的には、金型１に取付孔３１が設けられる。この取付孔３１は、金型１の表裏を貫通する貫通孔とされる。この取付孔３１は、径寸法が一定の円柱状空間を形成する面直な孔などとされる。
【００２９】
この取付孔３１に対して、接触式温度センサー２３を突出状態で挿入保持可能なセンサー保持治具３２（図１参照）と、取付孔３１を穴埋可能な穴埋治具３３（図４参照）とを、選択的に着脱交換可能に構成する。
【００３０】
ここで、接触式温度センサー２３は、図３に示すように、リング状の感温部２５と、この感温部２５から延びるセンサー配線部２６とを有している。リング状の感温部２５の断面形状は、矩形などとされている。
【００３１】
そして、センサー保持治具３２は、図１に示すように、取付孔３１に嵌着可能な保持治具本体部３４と、この保持治具本体部３４の後端側に設けられたフランジ部３５とを有している。
【００３２】
保持治具本体部３４は、取付孔３１に対してほぼ隙間のない状態で嵌着可能な外径寸法および長さ寸法と、円柱状の外形形状とを有している。保持治具本体部３４の先端面は、接触式温度センサー２３の感温部２５を当接配置可能な平坦面とされると共に、金型１の表面（成形面２４）とほぼ面一に配置され得るように構成されている。保持治具本体部３４は、接触式温度センサー２３の感温部２５よりも一回り径が大きくなるように構成されている。
【００３３】
また、フランジ部３５は、保持治具本体部３４の後端側に設けられて、金型１の裏面に係止可能な外径寸法を有している。また、フランジ部３５の裏面は、金型１の裏面とほぼ平行な平坦面などとされている。これら保持治具本体部３４とフランジ部３５とにより、センサー保持治具３２は、全体として段付円柱状を呈している。
【００３４】
また、センサー保持治具３２の保持治具本体部３４における先端面側の軸心位置またはその近傍には、接触式温度センサー２３の感温部２５に挿通されたセンサー固定ネジ３７を螺着可能なネジ孔３８が形成されている。このセンサー固定ネジ３７は、リング状をした感温部２５の孔部の内径とほぼ同径のものとされている。また、センサー保持治具３２の側面には、センサー配線部２６を収容するための溝部３９が凹設形成されている。この溝部３９は、センサー保持治具３２に対し、ほぼ軸線方向に延設されている。この溝部３９は、保持治具本体部３４とフランジ部３５との両方に跨がって、ほぼ全域に形成されている。
【００３５】
そして、センサー保持治具３２は、熱伝導性の良い金属材料４０で構成されている。センサー保持治具３２には、例えば、銅、アルミニウム、ベリリウム、マグネシウム、タングステン、または、これらと同等の熱伝導性を有する金属材料４０が用いられる。
【００３６】
一方、穴埋治具３３は、図４に示すように、取付孔３１に嵌着可能な穴埋治具本体部４１と、この穴埋治具本体部４１の後端側に設けられたフランジ部４２とを有している。
【００３７】
穴埋治具本体部４１は、取付孔３１に対してほぼ隙間のない状態で嵌着可能な外径寸法および長さ寸法と、円柱状の外形形状とを有している。穴埋治具本体部４１の先端面は、金型１の表面（成形面２４）とほぼ面一に配置され得るように構成されている。
【００３８】
また、フランジ部４２は、穴埋治具本体部４１の後端側に設けられて、金型１の裏面に係止可能な外径寸法を有している。フランジ部４２の裏面は、金型１の裏面とほぼ平行な平坦面などとされている。これら穴埋治具本体部４１とフランジ部４２とにより、穴埋治具３３は、全体として段付円柱状を呈している。なお、穴埋治具３３は、センサー保持治具３２とほぼ同等の外形形状を有している。
【００３９】
これら、センサー保持治具３２および穴埋治具３３は、金型１の裏面側から取付孔３１へ装着されるように構成されている。そして、図２に示すように、取付孔３１へ装着されたセンサー保持治具３２または穴埋治具３３は、その裏面側を押板４５で押えられ、この押板４５が治具固定ネジ４６で、金型１の裏面側に締結されることにより、金型１に保持され得るように構成されている。反対に、治具固定ネジ４６を外し、押板４５を除去することにより、センサー保持治具３２または穴埋治具３３を、金型１に対して着脱交換し得るように構成されている。そのために、押板４５には、縁部などにネジ孔４７が適宜形成され、金型１の裏面側におけるネジ孔４７と対応する位置には、ナット部４８が備えられれている。このナット部４８は、金型１の裏面に溶接固定されたウェルドナットなどとされている。
【００４０】
次に、この実施例の作用について説明する。
【００４１】
パウダースラッシュ成形装置２１では、粉体材料４を収容したリザーバ容器３の開口縁部に対し、加熱した金型１をシール状態で被着して、リザーバ容器３と金型１とを回転装置５を用いて回転させることにより、金型１に粉体材料４を溶融付着させて成形が行われる。
【００４２】
そして、金型温度測定手段２２を用いて金型１の温度を測定することにより、得られた測定データ（図５参照）を、加工条件（パウダーリング開始温度、熱媒温度、加熱時間、余熱時間など）の制御に利用する。
【００４３】
この実施例の場合には、接触式温度センサー２３を取付けたセンサー保持治具３２を、取付孔３１へ裏面側から嵌着し、押板４５と治具固定ネジ４６とを用いて、金型１に保持させることにより、接触式温度センサー２３が金型１の表面側に配置される。接触式温度センサー２３は、その感温部２５に挿通されたセンサー固定ネジ３７を、センサー保持治具３２の保持治具本体部３４における先端面側の軸心位置またはその近傍に形成されたネジ孔３８に螺着することにより、センサー保持治具３２に取付けられる。この状態では、接触式温度センサー２３は、金型１の表面に対して、感温部２５を突出させた状態で設置される。
【００４４】
また、金型１の温度を測定しない場合には、穴埋治具３３を取付孔３１に裏面側から嵌着し、押板４５と治具固定ネジ４６とを用いて、金型１に保持させた状態にして、成形を行うようにする。
【００４５】
この実施例によれば、粉体材料４を収容可能なリザーバ容器３の開口縁部に、加熱した金型１をシール状態で被着し、リザーバ容器３と金型１とを回転させることにより、金型１の表面に粉体材料４を溶融付着させて成形を行うようにしたパウダースラッシュ成形装置２１に対し、金型１の温度を測定可能な金型温度測定手段２２が設けられたパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置において、金型温度測定手段２２が、接触式温度センサー２３とされると共に、接触式温度センサー２３が、金型１の表面側に配置されたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。
【００４６】
即ち、接触式温度センサー２３が、金型１の表面側に配置されたことにより、金型１内の温度を直接的に測定することが可能となるため、図６に線イで示すように、測定精度を向上することができる（例えば、図７の非接触式温度センサー２の場合には、測定結果は線ロのようなものになる）と共に、粉体材料４が付着した際（時点ハ）に起こる僅かな金型１などの表面温度の変化を直接且つ確実に感知することが可能となる。
【００４７】
また、接触式温度センサー２３が、金型１の表面に対して、感温部２５を突出させた状態で設置されたことにより、伝熱面積を増やして熱伝達をより迅速に行わせることが可能となる。また、金型１の温度の変化と、金型１などに付着してから脱型するまでの間の粉体材料４の温度の変化との、両方を測定する（しかも精度良く測定する）ことが可能となる。これにより、成形温度範囲が塩ビ材より狭いウレタン材やオレフィン材やエステル材などの粉体材料４に対し、最適の成形温度条件が得られるように、加工条件（パウダーリング開始温度、熱媒温度、加熱時間、余熱時間など）を制御して、現在よりも安定した成形を可能とし、且つ、成形不良を防止することが可能となる。
【００４８】
更に、金型１に取付孔３１が設けられ、取付孔３１に対して、接触式温度センサー２３を突出状態で挿入保持可能なセンサー保持治具３２と、取付孔３１を穴埋可能な穴埋治具３３とを、選択的に着脱交換可能に構成したことにより、接触式温度センサー２３が故障した時に、接触式温度センサー２３を容易且つ迅速に交換することが可能となる。また、接触式温度センサー２３を使用しない時には、穴埋治具３３で取付孔３１を穴埋して製品の成形を行わせることが可能となる。
【００４９】
そして、センサー保持治具３２が、熱伝導性の良い金属材料４０で構成されたことにより、金型１の温度変化を接触式温度センサー２３へ迅速に伝えることができるので、接触式温度センサー２３の応答性をより高めることが可能となる。熱伝導性の良い金属材料４０としては、例えば、銅、アルミニウム、ベリリウム、マグネシウム、タングステン、または、これらと同等の熱伝導性を有する金属材料４０を用いることが可能である。
【００５０】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例にかかるパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置の部分拡大側面図である。
【図２】図１の分解図である。
【図３】図１の接触式温度センサーの平面図である。
【図４】穴埋治具を取付けた状態の部分拡大側面図である。
【図５】測定データのイメージを示すグラフである。
【図６】検証実験の結果を示すグラフである。
【図７】従来例にかかるパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置の全体的な構成図である。
【図８】他の従来例にかかる金型温度測定手段の全体的な構成図である。
【図９】別の従来例にかかる金型温度測定手段の全体的な構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 金型
３ リザーバ容器
４ 粉体材料
２１ パウダースラッシュ成形装置
２２ 金型温度測定手段
２３ 接触式温度センサー
２４ 成形面
２５ 感温部
３１ 取付孔
３２ センサー保持治具
３２ 穴埋治具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体材料を収容可能なリザーバ容器の開口縁部に、加熱した金型をシール状態で被着し、リザーバ容器と金型とを回転させることにより、金型の表面に粉体材料を溶融付着させて成形を行うようにしたパウダースラッシュ成形装置に対し、
前記金型の温度を測定可能な金型温度測定手段が設けられたパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置において、
前記金型温度測定手段が、接触式温度センサーとされると共に、
該接触式温度センサーが、金型の表面側に配置されたことを特徴とするパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置。
【請求項２】
前記接触式温度センサーが、金型の表面に対して、感温部を突出させた状態で設置されたことを特徴とする請求項１記載のパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置。
【請求項３】
前記金型に取付孔が設けられ、該取付孔に対して、接触式温度センサーを突出状態で挿入保持可能なセンサー保持治具と、取付孔を穴埋可能な穴埋治具とを、選択的に着脱交換可能に構成したことを特徴とする請求項２記載のパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置。
【請求項４】
前記センサー保持治具が、熱伝導性の良い金属材料で構成されたことを特徴とする請求項３記載のパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置。
【請求項１】
粉体材料を収容可能なリザーバ容器の開口縁部に、加熱した金型をシール状態で被着し、リザーバ容器と金型とを回転させることにより、金型の表面に粉体材料を溶融付着させて成形を行うようにしたパウダースラッシュ成形装置に対し、
前記金型の温度を測定可能な金型温度測定手段が設けられたパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置において、
前記金型温度測定手段が、接触式温度センサーとされると共に、
該接触式温度センサーが、金型の表面側に配置されたことを特徴とするパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置。
【請求項２】
前記接触式温度センサーが、金型の表面に対して、感温部を突出させた状態で設置されたことを特徴とする請求項１記載のパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置。
【請求項３】
前記金型に取付孔が設けられ、該取付孔に対して、接触式温度センサーを突出状態で挿入保持可能なセンサー保持治具と、取付孔を穴埋可能な穴埋治具とを、選択的に着脱交換可能に構成したことを特徴とする請求項２記載のパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置。
【請求項４】
前記センサー保持治具が、熱伝導性の良い金属材料で構成されたことを特徴とする請求項３記載のパウダースラッシュ成形装置の金型温度測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２６０２３５（Ｐ２００８−２６０２３５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０５７４７（Ｐ２００７−１０５７４７）
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
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