JP2003303670A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形金型等の一対の被加熱体を誘導加熱によ
り効率よく同時に加熱できるようにする。 【解決手段】 磁性体２と、該磁性体２の周囲を取り囲
むように巻回してなる誘導コイル４とを備える磁界発生
器１が設けられ、磁界発生器１の磁性体２の両側に一対
の被加熱体２２，２３が配置され、低周波電流を前記誘
導コイル４に流すことにより、磁性体２から一対の被加
熱体２２，２３を通るように磁力線を発生させて、前記
一対の被加熱体２２，２３を低周波誘導加熱により加熱
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成形金型を予熱等
するための加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック等の成形装置には、例えば
上金型と下金型との一対の成形金型を備えたものがあ
り、これでプラスチック等を成形する場合、まず各成形
金型に内蔵したヒータに電流を流して一対の成形金型を
所定温度に加熱した後、一対の成形金型間のキャビティ
ー内に、溶融プラスチック材等を供給して、プラスチッ
ク等の成形品を製造するようにしていた。成型装置は、
プラスチックの成型装置に限定されず、ゴム又はウレタ
ンの成型、接着剤等の硬化、樹脂接着用であってもよ
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の場合、
各成形金型に内蔵したヒータで成形金型を所定の温度に
加熱するのに長時間を要し、成形品の製造効率が悪くな
るという問題があった。本発明は上記問題点に鑑み、成
形金型等の一対の被加熱体を誘導加熱により効率よく同
時に加熱できるようにしたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この技術的課題を解決す
る本発明の技術的手段は、磁性体２と、該磁性体２の周
囲を取り囲むように巻回してなる誘導コイル４とを備え
る磁界発生器１が設けられ、磁界発生器１の磁性体２の
両側に一対の被加熱体２２，２３が配置され、低周波電
流を前記誘導コイル４に流すことにより、磁性体２から
一対の被加熱体２２，２３を通るように磁力線を発生さ
せて、前記一対の被加熱体２２，２３を低周波誘導加熱
により加熱するようにした点にある。

【０００５】本発明の他の技術的手段は、前記磁界発生
器１が複数個設けられ、電源にインバータ３１とコンデ
ンサを有する増幅器３３とを介して複数の磁界発生器１
の誘導コイル４が並列に接続され、１の電源から複数の
磁界発生器１の誘導コイル４に低周波電力を供給して一
対の被加熱体２２，２３の複数組を低周波誘導加熱によ
り同時に加熱するようにした点にある。本発明の他の技
術的手段は、一対の耐熱板６を介して一対の被加熱体２
２，２３が磁界発生器１の両側に配置されるように、前
記磁性体２及び誘導コイル４の両側に一対の耐熱板６が
設けられている点にある。

【０００６】本発明の他の技術的手段は、前記誘導コイ
ル４に、冷却水を流通させる流通路が設けられている点
にある。本発明の他の技術的手段は、前記一対の被加熱
体２２，２３が、成型装置１の一対の成形金型とされ、
磁界発生器１の磁性体２の両側に一対の成形金型が配置
されるように、一対の成形金型間に磁界発生器１が挿脱
自在に設けられる点にある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図１〜図３において、１は磁界発生
器で、磁石又は磁性材により構成した磁性体（磁石）２
と、角筒状に巻回された誘導コイル４と、角筒状のフレ
ーム５と、一対の耐熱板６とを備える。誘導コイル４
は、磁性体２の周囲を取り囲むように被覆電線を巻回し
てなり、フレーム５は、誘導コイル４の外周を間隔をお
いて取り囲んでいる。一対の耐熱板６は、磁性体２及び
誘導コイル４の上下両側に配置されている。

【０００８】誘導コイル４と磁性体２との間には角筒状
の絶縁体９が介在され、絶縁体９は磁性体２に外嵌さ
れ、絶縁体９上に前記被覆電線が巻回されている。フレ
ーム５は前壁部１１と後壁部１２と左右一対の側壁部１
３とを有し、フレーム５の上下両側に一対の耐熱板６が
溶接等により固着されている。フレーム５の前壁部１１
に、厚み方向の一端側（下側）に取っ手１５が外方突設
されている。フレーム５の前壁部１１に、一対の接続端
子１６，１７と冷却水供給口１８と冷却水排出口１９と
が設けられている。

【０００９】誘導コイル４を形成する被覆電線は細長い
円筒状に形成され、これにより被覆電線（誘導コイル
４）の内部に流通路が設けられており、誘導コイル４の
内部を流通路を通して冷却水が流通するようになってい
る。誘導コイル４の一端側４ａは、接続端子１６に接続
されると共に、その先端が冷却水供給口１８に連結され
ている。誘導コイル４の他端側４ｂは、接続端子１７に
接続されると共に、その先端が冷却水排出口１９に連結
されている。図３において、２１はプラスチック等の成
形装置で、一対の被加熱体である上金型２２と下金型２
３とを備える。下金型（被加熱体）２３は、成型装置２
１のベース台２５に固定され、上金型（被加熱体）２２
は、支持腕２６を介して図示省略のプレスにより昇降自
在に支持されており、プレスにより上金型２２は下金型
２３に対して接離移動されるようになっている。各上金
型２２及び下金型２３に、図２に示すようにヒータ２４
が内蔵され、ヒータ２４に電流を流すことにより、上金
型２２及び下金型２３を所定温度に加熱できるように構
成されている。

【００１０】磁界発生器１は取っ手１５を持って持ち運
ぶことができ、プレスにより上金型２２を上昇させて上
金型２２を下金型２３から離間させた状態で、磁界発生
器１を下金型２３上に載置し、その後プレスにより上金
型２２を下降させることにより、上金型２２と下金型２
３との間に磁界発生器１が挿脱自在に設けられている。
これにより、磁界発生器１の磁性体２の上下両側に上金
型２２と下金型２３とが配置され、低周波電流を磁界発
生器１の誘導コイル４に流すことにより、磁性体２から
上金型２２及び下金型２３を通るように磁力線を発生さ
せて、上金型２２及び下金型２３を低周波誘導加熱によ
り予熱するようになっている。

【００１１】前記磁界発生器１は複数個設けられてい
る。図４に示すように、インバータ３１の入力端子Ｒ，
Ｓ，Ｔに商用の三相交流電源が接続され、インバータ３
１の出力端子Ｕ，Ｖに、コンデンサを有する増幅器３３
を介して、複数の磁界発生器１の誘導コイル４（図例で
は３個）が並列に接続されている。インバータ３１は周
波数設定器を有する汎用型のインバータであって、三相
交流電源の三相電流を直流に変換して、周波数設定器に
より設定した任意の周波数の単相交流電流を出力するよ
うに構成されており、例えばインバータ３１から５０Ｈ
ｚ〜６０Ｈｚの低周波電流を出力するように設定されて
いる。従って、１の電源から、インバータ３１及び増幅
器３３を介して、複数の磁界発生器１の誘導コイル４に
低周波電力を供給して一対の成形金型である上金型２２
及び下金型２３の複数組（例えば３台の成型装置２１の
成形金型）を低周波誘導加熱により同時に予熱するよう
になっている。

【００１２】上記実施の形態によれば、複数の成型装置
２１を使用して、プラスチック等の成型をする場合、ま
ず、図３に示すように、複数の成形装置２１の各上金型
２２と下金型２３と間にそれぞれ磁界発生器１を挿脱自
在に設け、図４に示すように、各磁界発生器１の誘導コ
イル４をインバータ３１の出力端子間に、増幅器３３を
介して並列に接続し、この状態で、電源からインバータ
３１及び増幅器３３を介して低周波電流を各磁界発生器
１の誘導コイル４に供給すればよい。低周波電流が、並
列に接続された複数の誘導コイル４に流れることによ
り、複数の磁界発生器１において、磁性体２から成形装
置２１の各上金型２２と下金型２３とを通るように磁力
線が発生して、複数の成形装置２１の各上金型２２と下
金型２３とを低周波誘導加熱により迅速に予熱する。

【００１３】この場合、磁界発生器１の上下両面から、
上金型２２と下金型２３とに対して、無駄なく効果的に
磁力線を発生させることができ、低周波誘導加熱によ
り、一対の成形金型である上金型２２及び下金型２３を
効率よくかつ迅速に加熱することができる。また、電源
からインバータ３１を介して５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの低周
波電力に変換し、さらにコンデンサを有する増幅器３３
によって、インバータ３１の出力（周波数電圧）をアッ
プさせることができる。このため、インバータ３１の出
力端子Ｒ，Ｓ，Ｔ側に接続された商用電源を、インバー
タ３１と増幅器３３との組み合わせで、出力を約１５０
％アップさせて、大きな省エネの効果を得ることができ
る。しかも、複数（例えば３個）の磁界発生器１の誘導
コイル４に低周波電流が供給されるため、汎用型の比較
的容量の大きいインバータ３１を使用し、また比較的大
容量のコンデンサを有する増幅器３３を使用するにも拘
わらず、力率が非常によくなり、電力効率を高めて、こ
の点からも大幅な省エネを達成することができる。

【００１４】また、電源からインバータ３１を介して誘
導コイル４に高周波電流を供給することにより、上金型
２２及び下金型２３を高周波誘導加熱する場合には、金
型２２，２３の金属表面に非常に大きな渦電流が流れ
て、金属表面を強く加熱（約１０００℃〜１１００℃）
することができるが、高周波誘導加熱の場合、金属表面
のみ加熱されるため、金属内部に高い温度を持つことが
できず、上金型２２及び下金型２３の全体を迅速に加熱
することは困難であるが、本願発明の場合、低周波誘導
加熱であるため、磁気誘導と渦電流とを金属内部にも取
り込んで加熱できるので、上金型２２及び下金型２３を
内部と外部とで殆ど温度差を生じさせることなく全体を
効率よく加熱することができる。

【００１５】従って、従来のように、上金型２２及び下
金型２３をヒータ２４により加熱した場合に、金型２
２，２３を１０５℃〜１８０℃にするのに、１２０分程
度かかっていたものが、金型２２，２３を１２分から１
５分で１０５℃〜１８０℃にできるようになり、複数の
成型装置２１の上金型２２及び下金型２３を効率よく予
熱することができ、複数の成型装置２１によって短時間
で上金型２２及び下金型２３を所定温度に高めて、プラ
スチック等の成形品を効率よく製造することができる。

【００１６】また、例えば、加熱装置を連続運転して、
複数の成型装置２１の上金型２２及び下金型２３を順次
連続的に加熱する場合等には、誘導コイル４に冷却水を
流して、誘導コイル４が過度に高温になるのを有効に防
止して、加熱装置を長期に亘って円滑に連続運転等させ
ることができる。なお、前記実施の形態では、一対の被
加熱体として、成型装置１の上金型２２と下金型２３と
が用いられているが、一対の被加熱体はこれに限定され
ず、成型装置１の前後又は左右等にに配置される凹金
型、凸金型その他であってもよいし、また、１つの成型
装置１の有する複数の成形金型のうちの一部であっても
よい。また、２つの成型装置１の１個ずつの成形金型で
あってもよい。

【００１７】また、一対の被加熱体は、プラスチック用
の成型装置の成形金型に限定されず、ゴム又はウレタン
等を加流成形するための成型装置の一対の成形金型であ
ってもよいことは勿論である。さらに、一対の被加熱体
は、一対の成形金型に限定されず、接着剤等の硬化用の
一対の金属体又は樹脂接着用の一対の金属体その他であ
ってもよい。また、前記実施の形態では、インバータ３
１の出力端子間に、増幅器３３を介して、磁界発生器１
の誘導コイル４を３個並列に接続しているが、並列接続
する誘導コイル４の個数は３個に限定されず、並列接続
する誘導コイル４の個数を４個以上にしてもよく、イン
バータ３１又は増幅器３３の容量や誘導コイル４のイン
ダクタンスその他の条件により、並列接続される誘導コ
イル４の個数を効率がよくなるように設定すればよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、成形金型等の一対の被
加熱体を低周波誘導加熱により効率よく同時に加熱でき
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す平面断面図である。

【図２】同側面断面図である。

【図３】同成型装置の斜視図である。

【図４】電気回路図である。

【符号の説明】

１ 磁界発生装置 ２ 磁性体 ３ 誘導コイル ４ 誘導コイル部 ２２ 上金型（被加熱体） ２３ 下金型（被加熱体） ３１ インバータ ３３ 増幅器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体（２）と、該磁性体（２）の周囲
   を取り囲むように巻回してなる誘導コイル（４）とを備
   える磁界発生器（１）が設けられ、磁界発生器（１）の
   磁性体（２）の両側に一対の被加熱体（２２，２３）が
   配置され、低周波電流を前記誘導コイル（４）に流すこ
   とにより、磁性体（２）から一対の被加熱体（２２，２
   ３）を通るように磁力線を発生させて、前記一対の被加
   熱体（２２，２３）を低周波誘導加熱により加熱するよ
   うにしたことを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】 前記磁界発生器（１）が複数個設けら
   れ、電源にインバータ（３１）とコンデンサを有する増
   幅器（３３）とを介して複数の磁界発生器（１）の誘導
   コイル（４）が並列に接続され、１の電源から複数の磁
   界発生器（１）の誘導コイル（４）に低周波電力を供給
   して一対の被加熱体（２２，２３）の複数組を低周波誘
   導加熱により同時に加熱するようにしたことを特徴とす
   る請求項１に記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 一対の耐熱板（６）を介して一対の被加
   熱体（２２，２３）が磁界発生器（１）の両側に配置さ
   れるように、前記磁性体（２）及び誘導コイル（４）の
   両側に一対の耐熱板（６）が設けられていることを特徴
   とする請求項１に記載の加熱装置。
4. 【請求項４】 前記誘導コイル（４）に、冷却水を流通
   させる流通路が設けられていることを特徴とする請求項
   １に記載の加熱装置。
5. 【請求項５】 前記一対の被加熱体（２２，２３）が、
   成型装置（２１）の一対の成形金型とされ、磁界発生器
   （１）の磁性体（２）の両側に一対の成形金型が配置さ
   れるように、一対の成形金型間に磁界発生器（１）が挿
   脱自在に設けられることを特徴とする請求項１に記載の
   加熱装置。