JP2017185662A - Heating apparatus, and production method of resin molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱対象物として樹脂等の誘電体を加熱する加熱装置、およびその加熱装置により加熱した樹脂を用いた樹脂成形品の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a heating device that heats a dielectric material such as a resin as a heating object, and a method for manufacturing a resin molded product using a resin heated by the heating device.
従来、射出成形に用いる樹脂を加熱する技術として、例えば特許文献1に示す加熱装置が提案されている。この加熱装置は、所定の長さの導波管にマイクロ波を入射して定在波を形成し、その定在波の電場が集中する箇所にシリンダを設けたものである。そのシリンダの内側に、加熱対象物としての樹脂が配置される。マイクロ波による誘電加熱によりシリンダ内で溶融された樹脂は、ピストンによってシリンダから金型のキャビティに射出され、所定の製品形状に成形される。
Conventionally, as a technique for heating a resin used for injection molding, for example, a heating apparatus shown in
しかしながら、上記加熱装置には、次の問題が考えられる。
(1)導波管に入射されたマイクロ波は電磁場が増幅されることなく、効率的な加熱を行うことが困難である。
(2)上記加熱装置の導波管には、電場が集中する箇所が2箇所以上形成されており、加熱対象物が配置される箇所を除くその他の箇所の電場強度が無駄となっている。
(3)導波管内で電場が集中する箇所に対し加熱対象物が大きい場合、その加熱対象物のうち電場が集中する箇所から離れた部分が十分に加熱されず、加熱対象物に加熱ムラが生じるおそれがある。
However, the heating apparatus has the following problems.
(1) It is difficult to efficiently heat the microwave incident on the waveguide without amplifying the electromagnetic field.
(2) In the waveguide of the heating device, two or more places where the electric field concentrates are formed, and the electric field strength at other places except the place where the heating object is arranged is wasted.
(3) When the heating object is large relative to the location where the electric field concentrates in the waveguide, the portion of the heating object that is away from the location where the electric field concentrates is not sufficiently heated, and the heating object has uneven heating. May occur.
また、上記の技術の他に、プラズマを用いた加工技術として、例えば半導体のドライエッチングが挙げられる。この技術は、加熱対象物である半導体とプラズマとが接触した状態でドライエッチングが行われる。そのため、加熱対象物から生じた不純物がプラズマに混入すると、その不純物にプラズマの電力が吸収されるため、プラズマの温度が下がるという問題がある。 In addition to the above technique, a processing technique using plasma includes, for example, dry etching of semiconductors. In this technique, dry etching is performed in a state where a semiconductor, which is an object to be heated, is in contact with plasma. Therefore, when impurities generated from the object to be heated are mixed into the plasma, the plasma power is absorbed by the impurities, which causes a problem that the temperature of the plasma is lowered.
本発明は上記点に鑑みて、加熱対象物をマイクロ波により高効率に加熱すると共に、加熱対象物に加熱ムラが生じることを抑制できる加熱装置を提供することを目的とする。また、本発明はその加熱装置により加熱した樹脂を用いて製造する樹脂成形品の製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described points, an object of the present invention is to provide a heating device that can heat a heating object with microwaves with high efficiency and can suppress the occurrence of heating unevenness in the heating object. Moreover, this invention aims at providing the manufacturing method of the resin molded product manufactured using the resin heated with the heating apparatus.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、加熱装置は、発振器(10)、空洞共振器(20)、二重筒部材(30)および磁場発生部(40)を備える。発振器は、マイクロ波を発振する。空洞共振器は、発振器から入射するマイクロ波を共振させる。二重筒部材は、加熱対象物が配置される被加熱室(35)が内側に形成される内筒壁(31)、その内筒壁の外側に設けられる外筒壁(32)、および内筒壁と外筒壁との間に形成されるプラズマ室(33)を有し、空洞共振器内のマイクロ波の電場分布が高い場所に被加熱室が位置するように設けられる。磁場発生部は、プラズマ室に充填されたガスが電離したプラズマの電子がマイクロ波により電子サイクロトロン共鳴を生じるための磁場をプラズマ室の所定の場所に形成する。
In order to achieve the above object, in the invention described in
これによれば、空洞共振器によりマイクロ波の電磁場を増幅し、被加熱室に配置された加熱対象物の中央部分を誘導加熱することが可能である。また、マイクロ波によりプラズマ室のガスがプラズマとなる。さらに、そのプラズマの電子が、磁場発生部が生じる磁場の中でマイクロ波と電子サイクロトロン共鳴を生じ、マイクロ波の電極を吸収することで、電子サイクロトロン共鳴を生じた箇所のプラズマが高熱になる。そのため、そのプラズマからの熱伝導および輻射熱により加熱対象物を加熱することが可能である。したがって、加熱装置は、マイクロ波の誘導加熱により加熱対象物を高効率に加熱すると共に、プラズマからの熱伝導および輻射熱により加熱対象物の加熱ムラを抑制できる。 According to this, it is possible to amplify a microwave electromagnetic field by the cavity resonator and to inductively heat the central portion of the heating object disposed in the heated chamber. Moreover, the gas in the plasma chamber becomes plasma by the microwave. Furthermore, the electrons of the plasma generate microwave and electron cyclotron resonance in the magnetic field generated by the magnetic field generation unit, and the microwave at the location where the electron cyclotron resonance is generated becomes high heat by absorbing the microwave electrode. Therefore, it is possible to heat an object to be heated by heat conduction and radiant heat from the plasma. Therefore, the heating device can efficiently heat the object to be heated by induction heating of microwaves and can suppress uneven heating of the object to be heated by heat conduction and radiant heat from the plasma.
また、請求項8に記載の発明は、樹脂成形品の製造方法の発明である。この製造方法は、加熱工程(S10、S15)および射出成形工程(S30)を含む。加熱工程では、加熱装置により加熱対象物としての樹脂を加熱する。射出成形工程では、加熱された樹脂を金型のキャビティに射出し、所定の製品形状に成形する。 The invention according to claim 8 is an invention of a method for producing a resin molded product. This manufacturing method includes a heating step (S10, S15) and an injection molding step (S30). In the heating step, the resin as the heating object is heated by the heating device. In the injection molding process, the heated resin is injected into a mold cavity and molded into a predetermined product shape.
これによれば、加熱工程において、加熱対象物としての樹脂を、加熱ムラが抑制された均一な加熱状態で、且つ、短時間で加熱することが可能である。したがって、この製造方法は、樹脂成形品の射出成形にかかる時間を短くできる。 According to this, in the heating step, it is possible to heat the resin as the heating object in a uniform heating state in which heating unevenness is suppressed and in a short time. Therefore, this manufacturing method can shorten the time required for injection molding of the resin molded product.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows an example of a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の加熱装置1は、加熱対象物2として樹脂などの誘電体を加熱するものである。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The
図1及び図2に示すように、加熱装置1は、発振器10、空洞共振器20、二重筒部材30および磁場発生部40などを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
発振器10は、例えばマグネトロン、ソリッドステートオシレータまたはジャイロトロン等であり、例えば2.45GHz帯のマイクロ波を発振する。
The
発振器10で生成されたマイクロ波は、導波管11を経由し、マイクロ波入射部21から空洞共振器20に入射する。
The microwave generated by the
空洞共振器20は、内壁が円筒状に形成されている。マイクロ波入射部21は、円筒状の空洞共振器20の径方向の所定の位置に設けられる。マイクロ波入射部21から空洞共振器20に入射されたマイクロ波は、空洞共振器20内で反射を繰り返し、波長の合うものが共振する。
The
本実施形態の空洞共振器20は、閉じ込めTEモードを形成する。そのため、空洞共振器20は、電磁場の重ね合わせを応用し、投入した電場パワーよりも大きな電場パワーを空洞共振器20内の中央部分で得ることが可能である。図1では、空洞共振器20内の電場分布が大きい箇所を破線Aで示している。
The
具体的には、本実施形態の空洞共振器20は、閉じ込めTE111モードを形成する。これにより、マイクロ波の波長に対し、空洞共振器20は所定のサイズに定まる。
Specifically, the
導波管11および空洞共振器20の内側には、例えばSF6などの絶縁ガスを充填することが好ましい。これにより、後述するプラズマ室33のガスを電離させるために電解強度が高い電磁波を入射する際、導波管11および空洞共振器20の内側で絶縁破壊が起きることを防ぐことができる。
The inside of the
なお、空洞共振器20は、後述する磁場発生部40が形成する磁場を通すため、例えば銅、ステンレスまたはアルミニウムなどのような透磁率の低い導体から形成されることが好ましい。
Note that the
空洞共振器20の内側には、二重筒部材30が設けられている。二重筒部材30は、円筒状の内筒壁31、その内筒壁31の外側に設けられる円筒状の外筒壁32、および内筒壁31と外筒壁32との間に形成されるプラズマ室33を有する。本実施形態の二重筒部材30は、二重筒部材30の中心軸O1と空洞共振器20の中心軸O2とがほぼ一致するように設けられている。
A
二重筒部材30の内筒壁31および外筒壁32は、誘電損失が所定値より小さい石英又はサファイアから形成される。そのため、マイクロ波は、内筒壁31および外筒壁32を電力がほとんど減衰することなく通過する。
The
内筒壁31の径方向内側には、加熱対象物2が配置される被加熱室35が形成されている。二重筒部材30は、空洞共振器20内においてマイクロ波の電場分布が高い場所に、被加熱室35の中央部分が位置するように設置されている。なお、閉じ込めTEモードを形成する空洞共振器20においてマイクロ波の電場分布が高い場所とは、空洞共振器20内の中央部分である。これにより、被加熱室35に配置された加熱対象物2は、特にその中心部分がマイクロ波により誘導加熱される。
A
プラズマ室33には、フレキシブルパイプ36などを通じてガス供給源37が接続されている。ガス供給源37は、電離可能なガスをプラズマ室33に供給する。具体的には、ガス供給源37が供給するガスは、第一イオン化エネルギーが低い酸素(O2)またはキセノン(Xe)等である。また、プラズマ室33には、フレキシブルパイプ38などを通じて排出ポンプ39が接続されている。排出ポンプ39は、プラズマ室33内の圧力を、数Pa程度の低圧力とすることが可能である。これにより、プラズマ室33のガスは、電離してプラズマになり易い状態となる。したがって、プラズマ室33のガスは、マイクロ波による電界によって加速された電子とガス分子との衝突電離によりプラズマとなる。
A
なお、排出ポンプ39は、プラズマ室33からガスを排出することも可能である。
The
空洞共振器20の外側には、磁場発生部40が設けられている。磁場発生部40は、第1電磁コイル41、第2電磁コイル42および制御部43を有する。第1電磁コイル41は二重筒部材30の軸方向の一方に設けられ、第2電磁コイル42は二重筒部材30の軸方向の他方に設けられている。第1電磁コイル41と第2電磁コイル42とは、中心軸がほぼ一致するように設けられている。
A magnetic field generator 40 is provided outside the
制御部43は、第1電磁コイル41および第2電磁コイル42に流す電流値を調整し、二重筒部材30の任意の位置における磁束密度を大きくすることが可能である。
The control unit 43 can adjust the value of current flowing through the first electromagnetic coil 41 and the second electromagnetic coil 42 to increase the magnetic flux density at an arbitrary position of the
図3(A)にプラズマ室33の模式図を示し、図3(B)にプラズマ室33の位置に対する磁束密度分布の一例を示す。図3(B)の縦軸は、プラズマ室33の軸方向の位置を示す。図3(B)の横軸は、プラズマ室33における磁束密度を示す。
FIG. 3A shows a schematic diagram of the
図3(B)では、磁場発生部40は、プラズマ室33の位置Bと位置Cとの間の磁束密度が大きくなり、且つ、位置Dと位置Eとの間の磁束密度が大きくなっている。このように、磁場発生部40は、二重筒部材30の被加熱室35の中央部分から軸方向の一方および他方に離れた箇所の磁束密度を大きくすることが可能である。
In FIG. 3B, the magnetic field generator 40 has a high magnetic flux density between the position B and the position C of the
なお、第1電磁コイル41および第2電磁コイル42と共に、図示していない永久磁石を併設し、磁束密度のベースとしてもよい。 A permanent magnet (not shown) may be provided together with the first electromagnetic coil 41 and the second electromagnetic coil 42 to serve as a base for the magnetic flux density.
ここで、プラズマ内に磁場を形成すると、プラズマの電子は磁場強度に応じた周波数でサイクロトロン運動(回転運動)をする。このとき、プラズマの電子の周波数とマイクロ波の周波数が同期すると、電子は共鳴して電磁波のエネルギーを吸収して高速に回転運動をする。その結果、電子が気体分子に衝突して高密度のプラズマが生成される。この現象を電子サイクロトロン共鳴(ECR:Electron Cyclotron Resonance)という。例えばマイクロ波の周波数が2.45GHzの場合、磁場強度が0.0875テスラのときに電子サイクロトロン共鳴は生じる。 Here, when a magnetic field is formed in the plasma, electrons in the plasma perform a cyclotron motion (rotational motion) at a frequency corresponding to the magnetic field strength. At this time, when the frequency of the plasma electrons and the frequency of the microwaves are synchronized, the electrons resonate and absorb the energy of the electromagnetic waves to rotate at high speed. As a result, electrons collide with gas molecules and high density plasma is generated. This phenomenon is called Electron Cyclotron Resonance (ECR). For example, when the frequency of the microwave is 2.45 GHz, electron cyclotron resonance occurs when the magnetic field strength is 0.0875 Tesla.
図3(A)において二点差線FおよびGで示した間の領域Hは、図3(B)に示した位置Bと位置Cとの間で磁束密度が大きくなっている箇所に対応している。図3(A)において二点差線IおよびJで示した間の領域Kは、図3(B)に示した位置Dと位置Eとの間で磁束密度が大きくなっている箇所に対応している。 A region H between the two-dotted lines F and G in FIG. 3A corresponds to a portion where the magnetic flux density is large between the position B and the position C shown in FIG. Yes. In FIG. 3A, the region K between the two-dotted lines I and J corresponds to the portion where the magnetic flux density is large between the position D and the position E shown in FIG. Yes.
本実施形態では、図3(A)において領域Hのプラズマの電子と領域Kのプラズマの電子とは、いずれも電子サイクロトロン共鳴を生じる。電子サイクロトロン共鳴を生じたプラズマは高温となる。そのため、加熱対象物2は、特に領域Hと領域Kで高温となったプラズマから内筒壁31を経由した熱伝導および輻射熱により加熱される。
In the present embodiment, in FIG. 3A, both the electrons in the plasma in the region H and the electrons in the plasma in the region K cause electron cyclotron resonance. The plasma that has generated electron cyclotron resonance becomes hot. Therefore, the
なお、図1では、電子サイクロトロン共鳴を生じるプラズマの領域H、Kをそれぞれ破線H、Kにて示している。 In FIG. 1, plasma regions H and K that cause electron cyclotron resonance are indicated by broken lines H and K, respectively.
本実施形態では、被加熱室35に配置された加熱対象物2は、円柱形状の樹脂タブレットであり、例えば半導体パッケージのモールド樹脂の材料に用いられる。図1に示すように、加熱対象物2は、搬送治具50により搬送される。搬送治具50は、樹脂タブレットの軸方向の一方の側に設けられる第1搬送治具51と、軸方向の他方の側に設けられる第2搬送治具52とを有して構成されている。第1搬送治具51および第2搬送治具52は、図1の矢印Nの方向に移動することにより、二重筒部材30の軸方向に設けられた開口部301、302から加熱対象物2を被加熱室35に挿入、設置および排出することが可能である。
In the present embodiment, the
次に、上述した加熱装置1により加熱した樹脂を用いて製造する樹脂成形品の製造方法について、図4のフローチャートを参照して説明する
樹脂成形品の製造方法は、予備加熱工程S10、溶融工程S20および射出成形工程S30などを含んでいる。
Next, the manufacturing method of the resin molded product manufactured using the resin heated by the
まず、予備加熱工程S10では、上述した加熱装置1により、加熱対象物2としての樹脂を予備加熱する。この予備加熱工程S10では、搬送治具50により、タブレット状の樹脂が被加熱室35に挿入される。
First, in preheating process S10, the resin as the
続いて、発振器10から空洞共振器20にマイクロ波が入射される。これと同時に、磁場発生部40の第1電磁コイル41および第2電磁コイル42に流す電流値が調整され、二重筒部材30の被加熱室35の中央部分から軸方向に離れた場所に、プラズマの電子が電子サイクロトロン共鳴を生じるための磁場が生成される。
Subsequently, a microwave is incident on the
被加熱室35に挿入された樹脂は、空洞共振器20により増幅されたマイクロ波により、その中心部分が誘導加熱される。
The central portion of the resin inserted into the
また、マイクロ波によりプラズマ室33のガスが電離し、プラズマとなる。そのプラズマの電子が、磁場発生部40が生じる磁場の中でマイクロ波と電子サイクロトロン共鳴を生じる。そのため、プラズマ室33において被加熱室35の中央部分から軸方向に離れた場所のプラズマが高熱になる。したがって、被加熱室35に挿入された樹脂は、プラズマから内筒壁31を経由した伝導および輻射熱により加熱されることで、加熱ムラが抑制される。予備加熱工程S10の開始から所定時間が経過し、樹脂が所定温度に加熱されると、搬送治具50は樹脂を被加熱室35から図示していない射出成形装置が備える射出ユニット等に搬送する。
In addition, the gas in the
なお、予備加熱工程S10は、特許請求の範囲に記載の「加熱工程」の一例に相当する。 The preheating step S10 corresponds to an example of a “heating step” described in the claims.
次に、溶融工程S20では、図示していない射出ユニットに搬送された樹脂を加熱溶融する。このときの加熱方法としては、バンドヒータまたはマイクロ波等、種々の方法を採用することが可能である。 Next, in the melting step S20, the resin conveyed to an injection unit (not shown) is heated and melted. As a heating method at this time, various methods such as a band heater or a microwave can be employed.
続いて、射出成形工程S30では、加熱溶融された樹脂は、図示していない射出成形装置が備える金型のキャビティに射出される。その後、樹脂は、金型内で保圧、冷却、固化されることで所定の製品形状に成形され、金型を型開きした後、キャビティから取り出される。 Subsequently, in the injection molding step S30, the heat-melted resin is injected into a mold cavity provided in an injection molding apparatus (not shown). Thereafter, the resin is formed into a predetermined product shape by holding, cooling, and solidifying in the mold, and after the mold is opened, the resin is taken out from the cavity.
以上説明した本実施形態の加熱装置1は、次の作用効果を奏する。
(1)本実施形態では、加熱装置1は、空洞共振器20によりマイクロ波の電磁場を増幅し、被加熱室35に配置された加熱対象物2の中央部分を高効率に誘導加熱する。それと共に、加熱装置1は、電子サイクロトロン共鳴によりプラズマ室33の領域Hと領域Kのプラズマを高熱にして、そのプラズマから内筒壁31を経由した熱伝導および輻射熱により加熱対象物2を加熱する。したがって、加熱装置1は、加熱対象物2を高効率に誘導加熱すると共に、プラズマからの熱伝導および輻射熱により加熱対象物2の加熱ムラを抑制し、均一な過熱を実現できる。
The
(1) In the present embodiment, the
また、この加熱装置1は、加熱対象物2とプラズマ室33とが内筒壁31により仕切られているので、加熱対象物2から発生した異物などがプラズマ室33に混入することが防がれる。したがって、プラズマの温度の低下を抑制できる。
(2)本実施形態の磁場発生部40は、二重筒部材30の軸方向の一方および他方にそれぞれ設けられる第1電磁コイル41および第2電磁コイル42を有する。
In addition, since the
(2) The magnetic field generator 40 of the present embodiment includes a first electromagnetic coil 41 and a second electromagnetic coil 42 provided on one and the other of the
これによれば、第1電磁コイル41および第2電磁コイル42に供給される電流を調整することで、プラズマ室33のプラズマの電子が電子サイクロトロン共鳴を生じる場所を、二重筒部材30の軸方向の任意の位置に設定することが可能である。
(3)本実施形態の制御部43は、二重筒部材30の被加熱室35の中央部分から軸方向の一方および他方に離れた箇所の磁束密度が大きくなるように、第1電磁コイル41および第2電磁コイル42に供給する電流を調整する。
According to this, by adjusting the current supplied to the first electromagnetic coil 41 and the second electromagnetic coil 42, the location where the plasma electrons in the
(3) The control unit 43 of the present embodiment has the first electromagnetic coil 41 so that the magnetic flux density is increased at locations away from the central portion of the
これによれば、加熱対象物2のうち被加熱室35の中央部分から軸方向に離れた場所に電子サイクロトロン共鳴を生じさせることが可能である。
(4)本実施形態では、空洞共振器20は、空洞共振器20内の中央部分でマイクロ波の電場分布が高くなるTEモードを形成する。二重筒部材30は、被加熱室35の中央部分が空洞共振器20内の中央部分に位置するように設けられる。また、プラズマ室33のプラズマの電子が電子サイクロトロン共鳴を生じる場所は、二重筒部材30の被加熱室35の中央部分から軸方向に離れた部分である。
According to this, it is possible to generate electron cyclotron resonance at a location in the
(4) In the present embodiment, the
これによれば、加熱装置1は、加熱対象物2の加熱ムラを抑制できる。
(5)本実施形態の二重筒部材30の内筒壁31および外筒壁32は、誘電損失が所定値より小さい石英又はサファイアから形成される。
According to this, the
(5) The
これによれば、内筒壁31および外筒壁32は、マイクロ波の電力の減衰が極めて小さい状態でマイクロ波を通過させることができる。
(6)本実施形態では、ガス供給源37は、二重筒部材30が有するプラズマ室33に電離可能なガスを供給する。排出ポンプ39は、二重筒部材30が有するプラズマ室33から電離可能なガスを排出する。
According to this, the
(6) In this embodiment, the
これによれば、加熱装置1は、プラズマ室33にガスを充填した状態と、ガスを充填しない状態とを切り替えることが可能である。そのため、加熱装置1は、ガスを充填しない状態において、プラズマによる熱伝導および輻射熱をなくすことが可能である。こうすることで、加熱装置1は、加熱対象物2の内部の加熱量を大きくし、外側の加熱量を小さくするといった加熱を行うことも可能である。
(7)本実施形態の加熱装置1は、加熱対象物2としての樹脂を被加熱室35に挿入及び排出することの可能な搬送治具50を備える。
According to this, the
(7) The
これによれば、加熱装置1は、射出成形用の樹脂材料の予備加熱を行うことが可能である。
According to this, the
本実施形態の樹脂成形品の製造方法は、次の作用効果を奏する。
(8)この製造方法では、加熱対象物2としての樹脂は、予備加熱工程S10で加熱ムラが抑制された均一な状態で予備加熱される。そのため、溶融工程S20でその樹脂を短時間で加熱溶融することが可能である。したがって、この製造方法は、樹脂成形品の射出成形にかかる時間を短くできる。
The manufacturing method of the resin molded product of this embodiment has the following effects.
(8) In this manufacturing method, the resin as the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態の加熱装置1は、第1実施形態に対して搬送治具50の構成を変更したものであり、その他の構成については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The
図5に示すように、第2実施形態では、搬送治具50は、二重筒部材30の被加熱室35の軸方向の一方の側に設けられるパイプ53と、被加熱室35の軸方向の他方の側に設けられるピストン54とを有する。パイプ53は、内筒壁31に固定されている。ピストン54は、内筒壁31の内側を往復移動可能である。
As shown in FIG. 5, in the second embodiment, the conveying jig 50 includes a pipe 53 provided on one side in the axial direction of the
第2実施形態の加熱装置1を用いた樹脂成形品の製造方法について、図6のフローチャートを参照して説明する。
The manufacturing method of the resin molded product using the
樹脂成形品の製造方法は、加熱溶融工程S15および射出成形工程S30などを含んでいる。 The method for manufacturing a resin molded product includes a heating and melting step S15, an injection molding step S30, and the like.
まず加熱溶融工程S15では、上述した加熱装置1により、加熱対象物2としての樹脂を加熱する。加熱溶融工程S15の開始から所定時間が経過し、樹脂が十分に加熱され、溶融した状態になると、ピストン54を移動して被加熱室35の容積を減少する。これにより、溶融した樹脂は、パイプ53を通り、射出成形装置が備える金型のキャビティに射出される。つまり、第2実施形態の加熱装置1は、射出成形装置の射出ユニットとして機能する。
First, in the heating and melting step S15, the resin as the
なお、第2実施形態の加熱溶融工程S15は、特許請求の範囲に記載の「加熱工程」の一例に相当する。 The heating and melting step S15 of the second embodiment corresponds to an example of a “heating step” described in the claims.
次の射出成形工程S30は、上述した第1実施形態の射出成形工程S30と同様であるので、説明を省略する。 Since the next injection molding step S30 is the same as the injection molding step S30 of the first embodiment described above, description thereof is omitted.
以上説明した第2実施形態の樹脂成形品の製造方法によれば、加熱溶融工程S15において加熱溶融される樹脂がガラス繊維などのフィラーを含むものである場合、そのフィラーを破壊することなく、剛性の高い樹脂成形品を形成することが可能である。 According to the manufacturing method of the resin molded product of the second embodiment described above, when the resin heated and melted in the heating and melting step S15 includes a filler such as glass fiber, the rigidity is high without destroying the filler. It is possible to form a resin molded product.
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について、図7を参照して説明する。第3実施形態は、第1および第2実施形態に対して二重筒部材30の構成を変更したものである。また、図7では、搬送治具50の図示を省略している。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3rd Embodiment changes the structure of the
第3実施形態では、二重筒部材30が空洞共振器20よりも軸方向に長いものとなっている。このような構成においても、第3実施形態の加熱装置1は、第1および第2実施形態の加熱装置1と同様の作用効果を奏することが可能である。
In the third embodiment, the
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態について、図8および図9を参照して説明する。第4実施形態は、第1〜第3実施形態に対して二重筒部材30、第1電磁コイル41および第2電磁コイル42の構成を変更したものである。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4th Embodiment changes the structure of the
第4実施形態では、二重筒部材30は、二重筒部材30の中心軸O1と空洞共振器20の中心軸O2とが交差するように設けられている。具体的には、二重筒部材30の中心軸O1は、空洞共振器20の径方向に設けられている。なお、この状態においても、二重筒部材30は、空洞共振器20内においてマイクロ波の電場分布が高い場所に、被加熱室35の中央部分が位置するように設置されている。TEモードを形成する空洞共振器20において、電場分布が高い場所は空洞共振器20内の中央部分である。したがって、被加熱室35に配置された加熱対象物2は、その中心部分が、マイクロ波により誘導加熱される。
In the fourth embodiment, the
空洞共振器20の外側において、第1電磁コイル41は二重筒部材30の軸方向の一方に設けられ、第2電磁コイル42は二重筒部材30の軸方向の他方に設けられている。第1電磁コイル41と第2電磁コイル42とは、中心軸がほぼ一致するように設けられている。そのため、第1電磁コイル41および第2電磁コイル42に流す電流値を調整することで、二重筒部材30の任意の位置における磁束密度を大きくすることが可能である。具体的には、磁場発生部40は、二重筒部材30の被加熱室35の中央部分から二重筒部材30の軸方向の一方および他方に離れた箇所における磁束密度を大きくすることが可能である。
Outside the
第4実施形態の加熱装置1も、第1〜第3実施形態の加熱装置1と同様の作用効果を奏することが可能である。
The
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope described in the claims. Further, the above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible. In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Yes. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case. Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship or the like.
(1)例えば、上記各実施形態では、加熱対象物2として円柱状の樹脂タブレットを加熱するものについて説明した。これに対し、他の実施形態では、加熱装置1は、加熱対象物2として種々の形状の樹脂ペレットの他、液体など、種々の誘電体を加熱するものとしてもよい。
(1) For example, in each said embodiment, what heated a cylindrical resin tablet as the
(2)また、上記各実施形態では、加熱装置1は、加熱対象物2を樹脂射出成形の材料に用いるものとして説明した。これに対し、他の実施形態では、加熱装置1は、加熱した加熱対象物2を種々の用途に使用してもよい。
(2) Moreover, in each said embodiment, the
1 加熱装置
2 加熱対象物
10 発振器
20 空洞共振器
35 被加熱室
30 二重筒部材
31 内筒壁
32 外筒壁
33 プラズマ室
40 磁場発生部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記発振器から入射するマイクロ波を共振させる空洞共振器(20)と、
加熱対象物(2)が配置される被加熱室(35)が内側に形成される内筒壁(31)、前記内筒壁の外側に設けられる外筒壁(32)、および前記内筒壁と前記外筒壁との間に形成されるプラズマ室(33)を有し、前記空洞共振器内のマイクロ波の電場分布が高い場所に前記被加熱室が位置するように設けられる二重筒部材(30)と、
前記プラズマ室に充填されたガスが電離したプラズマの電子がマイクロ波により電子サイクロトロン共鳴を生じるための磁場をプラズマ室の所定の場所に形成する磁場発生部(40)と、を備えた加熱装置。 An oscillator (10) for oscillating microwaves;
A cavity resonator (20) for resonating microwaves incident from the oscillator;
An inner cylindrical wall (31) in which a heated chamber (35) in which a heating object (2) is arranged is formed, an outer cylindrical wall (32) provided outside the inner cylindrical wall, and the inner cylindrical wall Having a plasma chamber (33) formed between the outer cylinder wall and the outer cylinder wall, wherein the heated chamber is located in a place where the microwave electric field distribution in the cavity resonator is high A member (30);
A heating apparatus comprising: a magnetic field generator (40) that forms a magnetic field in a predetermined place of the plasma chamber for generating electron cyclotron resonance by microwaves in plasma electrons ionized from the gas filled in the plasma chamber.
前記二重筒部材の軸方向の一方に設けられる第1電磁コイル(41)と、
前記二重筒部材の軸方向の他方に設けられる第2電磁コイル(42)と、
前記第1電磁コイルおよび前記第2電磁コイルに供給する電流を調整する制御部(43)と、を有する請求項1に記載の加熱装置。 The magnetic field generator
A first electromagnetic coil (41) provided on one of the axial directions of the double cylinder member;
A second electromagnetic coil (42) provided on the other axial side of the double cylinder member;
The heating device according to claim 1, further comprising: a control unit (43) that adjusts a current supplied to the first electromagnetic coil and the second electromagnetic coil.
前記二重筒部材は、前記被加熱室の中央部分が前記空洞共振器内の中央部分に位置するように設けられ、
前記プラズマ室のプラズマの電子が電子サイクロトロン共鳴を生じる場所は、前記二重筒部材の前記被加熱室の中央部分から軸方向に離れた部分である請求項1ないし3のいずれか1つに記載の加熱装置。 The cavity resonator forms a TE mode in which a microwave electric field distribution is increased in a central portion of the cavity resonator,
The double cylinder member is provided such that a central portion of the heated chamber is located at a central portion in the cavity resonator,
The place where the electrons of the plasma in the plasma chamber cause electron cyclotron resonance is a portion of the double cylinder member that is separated from the central portion of the heated chamber in the axial direction. Heating device.
前記二重筒部材が有する前記プラズマ室から電離可能なガスを排出する排出ポンプ(39)と、をさらに備える請求項1ないし5のいずれか1つに記載の加熱装置。 A gas supply source (37) for supplying ionizable gas to the plasma chamber of the double cylinder member;
The heating apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a discharge pump (39) for discharging ionizable gas from the plasma chamber of the double cylinder member.
加熱溶融された前記樹脂を金型のキャビティに射出し、所定の製品形状に成形する射出成形工程(S30)と、を含む樹脂成形品の製造方法。 A heating step (S10, S15) of heating the resin as the heating object by the heating device according to claim 1,
An injection molding step (S30) for injecting the heat-melted resin into a mold cavity and molding the resin into a predetermined product shape.
前記予備加熱工程の後、前記樹脂を溶融する溶融工程(S20)をさらに含む請求項9に記載の樹脂成形品の製造方法。 The heating step is a preheating step (S10) for preheating the resin.
The method for producing a resin molded product according to claim 9, further comprising a melting step (S20) for melting the resin after the preliminary heating step.
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