JP2021014939A

JP2021014939A - 加熱装置

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Publication number: JP2021014939A
Application number: JP2019128936A
Authority: JP
Inventors: 耕市津田; Koichi Tsuda; 陽平草野; Yohei Kusano
Original assignee: Sakai Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Sakai Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2021-02-12
Anticipated expiration: 2039-07-11
Also published as: JP7318378B2

Abstract

【課題】シート状物を加熱する際に加熱ムラが生じるのを防ぐ加熱装置を提供する。【解決手段】本発明の加熱装置１は、シート状物Ｓを加熱するためのものであって、シート状物Ｓが搬出入される開口１２ａが形成されたハウジング１０と、ハウジング１０内に設けられ、所定の間隔をあけて配置される一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂと、シート状物Ｓを支持する支持部材３０と、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの外に設けられ、支持部材３０を加熱部の間の空間に対して搬出入する搬出入機構４０とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、加熱装置に関し、詳しくは、シート状物を加熱する際に加熱ムラが生じるのを防ぐことのできる加熱装置に関する。

従来、合成樹脂材料等の被試験物の耐熱性を試験するための装置として、例えば特許文献１に記載のものが提案されている。特許文献１に記載の環境試験装置は、断熱壁によって囲われた炉の内部に、被試験物が設置される試験室が形成されたものである。試験室は、空気吹き出し口と空気導入口とを介して空調通風路と連通しており、空調通風路は、内部に送風機、加熱機構、冷却機構等が配置されている。空調通風路で加熱機構により暖められた空気を送風機により空気吹き出し口から吹き出させ、空気導入口より回収することにより、空気を循環させて試験室内の温度を上昇させる。

このような装置を用いた被試験物の耐熱性の試験においては、まず、被試験物を切り出した複数の試験片を所定温度に設定した炉の試験室内に置く。そして、所定時間経過ごとに１つずつ試験片を取り出して、その外観の変化を観察する。

特開２０１９−１５５８５号公報

しかし、特許文献１の装置においては、暖められた空気が空気吹き出し口から吹き出されるため、試験室内の空気吹き出し口に近い箇所と遠い箇所では温度が同じにならず、試験室内の温度にムラが生じる。このため、試験室の内部に配置された試験片が均一の温度で加熱されず、配置箇所によって試験結果に差が生じる場合がある。

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、シート状物を加熱する際に加熱ムラが生じにくい加熱装置を提供することを課題としている。

本発明による加熱装置は、シート状物を加熱するためのものであって、前記シート状物が搬出入される開口が形成されたハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、所定の間隔をあけて配置される一対の加熱部と、前記シート状物を支持する支持部材と、前記一対の加熱部の外に設けられ、前記支持部材を前記一対の加熱部の間の空間に対して搬出入する搬出入機構とを備える。

上記の構成によれば、大型となる搬出入機構を一対の加熱部の間の空間ではなく一対の加熱部の外に設けているため、各加熱部をシート状物の両面にできるだけ近づけて配置することができ、加熱部の熱がシート状物に均一に伝わり、シート状物に加熱ムラが生じにくくなる。

また、加熱部の温度とシート状物との温度とにほぼ差が生じない程度に加熱部とシート状物との距離を近づけることができるため、加熱部の温度を測定すればシート状物の温度を知ることができ、一対の加熱部の間の空間に温度センサを設置して空間内の温度を測定する必要がなく、温度測定が簡単である。さらに、搬出入機構を備えているため、シート状物を加熱部の間の空間から順次引き出すことができ、従来技術のように作業員が扉を開けて試験片を取り出す手間がない。

好ましい実施形態によれば、前記搬出入機構は、前記ハウジングの外に配置される。

好ましい実施形態によれば、前記各加熱部は、前記シート状物の各面に対向する加熱板と、前記板状部材を加熱するヒータとを備える。

好ましい実施形態によれば、前記加熱板は、金属板、セラミック板またはカーボングラファイトを含む板である。

好ましい実施形態によれば、前記加熱板は、前記シート状物と対向する面に遠赤外線を放射する放射剤が塗布された放射剤層を有する。

好ましい実施形態によれば、前記一対の加熱部の間隔を調整する調整機構をさらに備える。

前記ハウジング内に窒素を充填させるための窒素供給ノズルをさらに備えていてもよい。

本発明の加熱装置によれば、加熱されるシート状物に加熱ムラが生じにくくなる。

本発明の一実施形態に係る加熱装置の全体構成を示す斜視図である。ハウジング内を断面で示した加熱装置の側面図である。一対の加熱部を示す断面図である。（Ａ）は支持板が加熱開始位置にあるときの概略断面図であり、（Ｂ）は支持板が加熱熱終了位置にあるときの概略断面図である。加熱装置の回路構成を示すブロック図である。シート状物を搬出する際の、時間に対する支持板の位置の関係を示す図であり、（Ａ）は連続パターン、（Ｂ）は間欠パターンである。制御装置の動作を示すフローチャートである。加熱されたシート状物の例である。本発明の他の実施形態に係る加熱装置の上壁を取り除いた状態における全体構成を示す概略平面図である。本発明の他の実施形態に係る加熱装置の上壁を取り除いた状態における全体構成を示す概略平面図である。本発明の他の実施形態に係る加熱装置の側壁を取り除いた状態における全体構成を示す概略側面図である。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本発明の一実施形態の加熱装置１は、加熱対象であるシート状物Ｓを加熱するためのものであり、ハウジング１０と、ハウジング１０の内部空間１１に設けられる一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂと、シート状物Ｓを支持する支持部材を構成する支持板３０と、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの外側に設けられ、支持板３０を一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａに対して搬出入する搬出入機構を構成するロッドレスシリンダ４０と、各部の動作を制御する制御装置５０とを備えている。

加熱対象物であるシート状物Ｓは、例えば合成樹脂からなるが、シート状を呈しているものであれば素材は限定されず、可撓性の有無は問わない。また、本実施形態では、シート状物Ｓが内部まで十分に加熱されるように、加熱されるシート状物Ｓの厚みを０．１ｍｍ以上、１００ｍｍ以下としているが、これに限定されるものではなく、シート状物Ｓの表面の加熱を行う場合には、１００ｍｍ以上の厚みであってもよい。

図１、図２に示すように、ハウジング１０は、前壁１２、背面壁１３、上壁１４、底壁１５、左右の側壁１６、１７からなり、各壁１２〜１７は内部に例えばグラスウールからなる断熱材（図示せず）を有している。前壁１２には、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａにシート状物Ｓを搬出入するための開口１２ａが形成されている。開口１２ａは、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａに対応する位置に設けられ、開口１２ａの幅は、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの幅よりも若干短く、開口１２ａの上下方向の長さは、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の間隔Ｌよりも若干大きくなるように形成されている。なお、本明細書において、特に記載しない限り背面壁１３から前壁１２に向かう方向を「前側」といい、前方向と反対方向を「後側」という。シート状物Ｓの搬出入方向は前後方向に沿っている。

図３に示すように、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂは上下に所定の間隔Ｌをあけて配置されており、各加熱部は特に記載しない限り上下対称の構成を備えている。各加熱部２０Ａ、２０Ｂは、内側から外側に向けて、すなわち上側の加熱部２０Ａにおいては下から上に向けて、下側の加熱部２０Ｂにおいては上から下に向けて、加熱板２１、面状ヒータ２２、板状の保温材２３が積層されているものであり、図示しないネジにより一体に形成されている。加熱板２１は平面から見た形状が矩形状であり、本実施形態ではアルミニウムを素材とした板であるが、例えば銀、銅、金などの金属を素材とした板であってもよい。加熱板２１は、内側面に放射剤を塗布することで形成された放射剤層２１ａを有していてもよい。放射剤は遠赤外線を放射する粒子を含んでおり、放射剤層２１ａにより加熱板２１の熱を遠赤外線でより効率的に放射することが可能となる。また、放射剤層２１ａを含んだ加熱板２１は、厚みが大きいほど、シート状物Ｓをムラ無く均一に加熱することができるが、一方で、シート状物Ｓを所望の温度まで加熱するのに要する時間が長くなり、また、加熱温度を変更する場合にも加熱板２１が変更後の温度に達するのに時間がかかる。さらに、加熱板２１の重量が大きくなり、製造コストも大きくなる。これらの観点から、加熱板２１の厚みは５ｍｍ以上、１００ｍｍ以下に設定され、より好ましくは、１０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下に設定され、本実施形態では１０ｍｍとしている。加熱板２１の大きさは、本実施形態では、前後方向の長さが４５０ｍｍ、左右方向の長さを３２０ｍｍに設定されているがこれに限定されるものではない。

各加熱板２１の内面の縁部であって支持板３０の空間２０ａへの搬入に差し障りのない位置に、加熱板２１の温度を測定するための温度センサ２１ｂが取付けられている。

上下の加熱板２１の間隔Ｌは、５ｍｍ以上、３０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であり、本実施形態では１５ｍｍとしている。また、シート状物Ｓが一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａに位置した状態で、シート状物Ｓの上面と上側の加熱部２０Ａの加熱板２１の下面との間の距離及びシート状物Ｓの下面と下側の加熱部２０Ｂの加熱板２１の下面との間の距離が５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下となるように上下の加熱板２１の間隔Ｌを設定してもよい。上下の加熱板２１の間隔Ｌは、後述する高さ調整機構５１により調節が可能である。

なお、加熱板２１として、セラミック板やカーボングラファイトからなる板を用いてもよい。この場合、放射剤層２１ａは設けられていなくてもよい。

面状ヒータ２２は、加熱板２１の外側の面全面と重なるように設けられて加熱板２１を加熱するものである。面状ヒータ２２は、例えば、絶縁素材からなる不織布等の基材に発熱線が設けられたものであり、既知のヒータを用いることができる。面状ヒータ２２の外側の面には電源線２２ｂと接続するための端子２２ａが設けられており、電源線２２ｂはハウジング１０の底壁１５に設けられた線用孔１５ａを通ってヒータ用電源２２ｃ（図５）と接続されている。本実施形態では平面から見た形状が加熱板２１と略同形状の１枚の面状ヒータ２２を用いているが、面状ヒータ２２の形状はこれに限定されず、例えば、複数枚の面状ヒータ２２を用いて加熱板２１の外側の面全面を覆ってもよい。また、加熱板２１及び面状ヒータ２２の両側面には、全長に亘って断熱板が設けられていてもよい。

保温材２３は平面から見た形状が矩形状の板状部材であって、加熱板２１、面状ヒータ２２よりも一回り小さい大きさであり、面状ヒータ２２により発生した熱が外部に逃げるのを防いでいる。保温材２３は、例えば、コルク、発泡プラスチック、石綿・岩綿、グラスウールやロックウール等の鉱物等から構成されるが、保温機能を有していれば任意の素材の保温材２３を用いることができる。

下側の加熱部２０Ｂは、下側受け板２４Ｂ上に図示しないネジ等により取付けられており、下側受け板２４Ｂは高さ調整用部材２５を介して底壁１５に固定されている。高さ調整用部材２５の高さは、下側の加熱部２０Ｂの加熱板２１の上面がハウジング１０の開口１２ａの下端に対して同じ高さ位置かより低い高さ位置となるように設定される。

また、下側の加熱部２０Ｂの加熱板２１の内面の４つの角部にはそれぞれスペーサ部材２６が取付けられており、後述する高さ調整機構５１により上側の加熱部２０Ａの高さ位置調整を行う際に、上側の加熱部２０Ａが下側の加熱部２０Ｂに近づきすぎるのを防ぎ、シート状物Ｓが搬入される空間２０ａを確保する。

上側の加熱部２０Ａは、高さ調整機構５１に支持された上側受け板２４Ａに、図示しないネジ等により取付けられており、高さ調整機構５１により上側受け板２４Ａと一体に上下方向に移動自由である。

高さ調整機構５１は、ハウジング１０の上壁１４に設けられたネジ孔１４ａを貫通するネジ部材５１ａと、ネジ部材５１ａの上端に取付けられるハンドル５１ｂとを備えている。ネジ部材５１ａの下端は上側受け板２４Ａの上面に連結されており、上側の加熱部２０Ａを支持している。作業者がハンドル５１ｂを回すことで、上側の加熱部２０Ａが上下方向に移動する。

なお、高さ調整機構５１は、上側の加熱部２０Ａの上下方向の移動をガイドするガイド機構を有していてもよい。例えば、ガイド機構は、ハウジング１０の上壁１４と底壁１５とに両端が固定されハウジング１０の内部空間１１に上下方向に延びるガイド棒と、ガイド棒の外周面にスライド自由に設けられたスライド部材とからなり、スライド部材が上側受け板２４Ａに固定されるものである。

なお、高さ調整機構５１は本実施形態に限定されず、上側の加熱部２０Ａの高さ位置を調整できればどのような構成であってもよく、例えば油圧式やエア式のシリンダで構成され、シリンダロッドの先端に上側の加熱部２０Ａが固定されて、シリンダロッドがシリンダ本体に対して出没動作することで、上側の加熱部２０Ａが上下方向に移動するものであってもよい。

搬出入機構は、ロッドレスシリンダ４０から構成され、シート状物Ｓを支持する支持部材である支持板３０を一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａに対して搬出入する駆動源となるものである。ロッドレスシリンダ４０は、一対の基部４３、４３により両端が支持されたシリンダチューブ４１と、シリンダチューブ４１の外周面上にシリンダチューブ４１の長さ方向にスライド自由に設けられるスライド体４２とを有している。スライド体４２には磁石が組み付けられており、シリンダチューブ４１の内部には磁石が組み付けられたピストン（図示せず）が収容されている。ピストンとスライド体４２とは磁気結合力で一体に移動し、エアによりピストンを移動させることにより、スライド体４２がピストンの移動に追従して移動する。

ロッドレスシリンダ４０はハウジング１０の外側に配置されており、一方の基部４３がハウジング１０の前壁１２の外面の開口１２ａの下方に固定され、シリンダチューブ４１の長さ方向がハウジング１０の前後方向、すなわち支持板３０の搬出入方向に沿うように配置される。

支持板３０は、図１に示すように、平面から見た形状が矩形状であり、底板３１と底板３１の周縁から立設する側板３２とを有する。支持板３０は、前壁１２の開口１２ａを通過可能であり、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａに位置することが可能な厚み及び幅に設定されている。

支持板３０は、図２に示すように、底板３１の下面の前縁近傍がロッドレスシリンダ４０のスライド体４２に接着等により固定されており、スライド体４２に片持ち支持されて、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａに対して往復動される。支持板３０の底板３１の後側には、シート状物Ｓが載置される矩形状の載置面３３が設けられている。載置面３３は、金属メッシュ（金網）やパンチングメタルから構成され、シート状物Ｓとの接触面にフッ素樹脂等によるコーティングがなされていてもよい。

支持板３０は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、ロッドレスシリンダ４０のスライド体４２のスライドにより、支持板３０全体がハウジング１０の外側に位置する加熱終了位置ＰＥと、支持板３０の載置面３３全面がハウジング１０内の一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａに位置する加熱開始位置ＰＳとの間を移動可能である。本実施形態では、図４（Ａ）に示すように、支持板３０が加熱開始位置ＰＳにあるとき、載置面３３の前縁が一対の加熱板２１の前縁の位置と揃うように載置面３３の長さが設定される。加熱開始位置ＰＳ及び加熱終了位置ＰＥは、図２、図４（Ａ）、図４（Ｂ）において支持板３０の後縁の位置で示している。なお、図４（Ａ）、図４（Ｂ）においては、説明の便宜のために一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂ及びハウジング１０を簡略に図示しており、制御装置５０の図示を省略している。

なお、搬出入機構はロッドレスシリンダ４０に限定されず、支持板３０を片持ち支持して一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａに対して搬出入ができればいずれの形態でもよく、例えば、油圧式やエア式のシリンダで構成され、シリンダロッドの先端に支持板３０の前側が固定されて、シリンダロッドがシリンダ本体に対して出没動作することで、支持板３０が前後方向に移動するものであってもよい。また、支持板３０は、シート状物Ｓを支持することができれば、図１、図２の形態に限定されるものではない。

図１に戻って、ハウジング１０の内部空間１１の上方であって、背面壁１３の近傍には、雰囲気置換用のノズル５２が配置されており、ノズル５２は図示しない窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスの収容容器と接続されて内部空間１１にこれらの不活性ガスを充填させることが可能となっている。これにより、例えば無酸素状態でのシート状物Ｓへの加熱を行うことができる。

また、ハウジング１０の上壁１４にはファン（図示せず）が設けられたダクト５３が取付けられており、ダクト５３は上壁１４に設けられた換気孔１４ｂを介してハウジング１０の内部空間１１と連通している。シート状物Ｓの加熱により有害ガスが発生した場合には、ダクト５３から有害ガスを排出可能である。

制御装置５０は、図５に示すように、ロッドレスシリンダ４０と、温度センサ２１ｂと、面状ヒータ用電源２２ｃと接続され、これら各部の動作を制御するものである。制御装置５０は、例えばコンピュータにより構成されており、制御、演算の主体であるＣＰＵ５０ａ、プログラムなどのデータが格納されるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）５０ｂ、入力される加熱条件などのデータの読み書き動作等に供されるメモリ５０ｃ、ロッドレスシリンダ４０と温度センサ２１ｂと面状ヒータ２２等と接続するためのＩ/Ｏポート５０ｄ等を含んでいる。また、制御装置５０はタッチパネル、入力ボタン等の入力装置５４と接続されており、作業者は入力装置５４から加熱装置１の動作の開始を指示するとともに、加熱条件を入力する。

作業者が入力する加熱条件は、加熱板２１の加熱温度、シート状物Ｓの搬出パターンを含む。例えば、加熱温度を１９０度に設定する。また、シート状物Ｓの搬出パターンの設定例を、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示す。図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、経過時間に対する支持板３０の移動位置を示したものである。時間ｔ＝０に加熱が開始され、このとき、支持板３０は加熱開始位置ＰＳにある。

図６（Ａ）の搬出パターンの例では、時間ｔ＝ｔ０から時間ｔ＝ｔｅにかけて、支持板３０を加熱開始位置ＰＳから加熱終了位置ＰＥに連続的に移動させる。作業者は加熱終了位置ＰＥに到達するまでに必要な時間ｔｅを入力する。

図６（Ｂ）の搬出パターンの例では、時間ｔ＝ｔ０から所定の時間Ｔが経過後、時間ｔ＝ｔ１において、支持板３０を加熱開始位置ＰＳから所定距離Ｒだけ搬出方向（前方向）に移動させて位置Ｐ１に位置させる。さらに、時間ｔ＝ｔ１から所定の時間Ｔが経過した時間ｔ＝ｔ２において、支持板３０を位置Ｐ１から所定距離Ｒだけ搬出方向に移動させて位置Ｐ２に位置させる。このように、順次、間欠的に支持板３０の位置を移動させ、図６（Ｂ）の例では、位置Ｐ３、Ｐ４を経て加熱終了位置ＰＥまで支持板３０の位置を移動させる。作業者が搬出パターンとして図６（Ｂ）に示す間欠パターンを選択した場合には、支持板３０を移動させる所定の時間間隔Ｔと移動距離Ｒとを入力する。

なお、支持板３０は時間ｔ＝０の加熱開始時から時間ｔ＝ｔｅの加熱終了時の間に必ずしも移動させる必要はなく、例えば、時間ｔ＝０の加熱開始時から時間ｔ＝ｔｅの加熱終了時の間中、支持板３０を加熱開始位置ＰＳに位置させていてもよい。

また、支持板３０の移動の時間間隔Ｔと、移動距離Ｒに替えて、加熱開始位置ＰＳから加熱終了位置ＰＥに到達するまでに必要な時間と、間欠移動させる回数を入力し、これらの情報から時間間隔Ｔと、移動距離Ｒとを制御装置５０で算出してもよい。

本実施形態の加熱装置１を用いてシート状物Ｓの加熱試験を行う手順について説明する。なお、以下に示す手順は一例であり、本実施形態に限定されるものではない。まず、作業者は被試験物として長方形状のシート状物Ｓを用意する。図１に示すように、シート状物Ｓを、長さ方向が加熱装置１の前後方向に沿うように支持板３０の底板３１の載置面３３に載置する。このとき、シート状物Ｓの前側の一端部は載置面３３を超えて底板３１の前側に突出して配置されていてもよい。また、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の間隔Ｌをハンドル５１ｂにより調整する。そして、作業者は、加熱装置１の電源をオンにする。

加熱装置１の制御装置５０の動作について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図７のフローチャートにおいて、「Ｓ」は「ＳＴＥＰ」の略であり、制御の流れにおける各手順を示している。作業者が入力装置５４であるタッチパネルから加熱条件を入力すると、制御装置５０は、加熱条件を受け取って記憶する（Ｓ１０）。作業者は、加熱条件として、例えば、加熱温度を１９０度に設定するとともに、搬出パターンとして、例えば図６（Ａ）に示す連続パターンを選択し、支持板３０が加熱開始位置ＰＳから加熱終了位置ＰＥに移動するのに要する時間ｔｅを８０分と設定する。制御装置５０には、加熱開始位置ＰＳと加熱終了位置ＰＥとの間の距離は予め記憶されており、制御装置５０は、設定された時間ｔｅと、加熱開始位置ＰＳと加熱終了位置ＰＥとの間の距離から、制御タイミング毎のロッドレスシリンダ４０のスライド体４２の移動距離を演算する。

次に、制御装置５０は、作業者がタッチパネルから動作開始の指示を入力したか否かを判断する（Ｓ１１）。動作開始の指示を受けると、制御装置５０は、ヒータ用電源２２ｃを駆動させる（Ｓ１２）。制御装置５０は、温度センサ２１ｂからの温度検知信号を受け取り、加熱板２１の温度が設定温度である１９０度まで上昇したが否かを判断する（Ｓ１３）。制御装置５０は、設定温度を保持するようにヒータ用電源２２ｃを制御する。

制御装置５０は、加熱板２１の温度が１９０度に到達したと判断すると、搬出入機構であるロッドレスシリンダ４０を駆動させ、支持板３０をハウジング１０の一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａに搬入して加熱開始位置ＰＳに位置させる（Ｓ１４）。

そして、制御装置５０は、制御タイミング毎に、ロッドレスシリンダ４０のスライド体４２を移動させて支持板３０を加熱開始位置ＰＳから加熱終了位置ＰＥに向けて移動させる（Ｓ１５）。制御装置５０は、制御タイミング毎に支持板３０の加熱開始位置ＰＳからの移動距離の合計距離を算出し（Ｓ１６）、合計距離が加熱開始位置ＰＳから加熱終了位置ＰＥまでの距離に到達したか否か、すなわち、支持板３０が加熱終了位置ＰＥに到達したか否かを判断する（Ｓ１７）。支持板３０が加熱終了位置ＰＥに到達した場合には、ロッドレスシリンダ４０を停止させ（Ｓ１８）、加熱試験を終了する。支持板３０が加熱終了位置ＰＥに到達していない場合は、Ｓ１５に戻って支持板３０を加熱終了位置ＰＥに向けて移動させる。

このように、支持板３０は順次一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａから引き出されていく。支持板３０に載置されたシート状物Ｓは、空間２０ａに位置している部分は加熱され、空間２０ａから取り出された部分は加熱されない。このため、シート状物Ｓは後側部分になるほど加熱される時間が長くなる。加熱終了時のシート状物Ｓの例を図８に示す。最も前側（図８の右側）は支持板３０の載置面３３に載置されておらず、支持板３０が加熱開始位置ＰＳにあっても一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａ内に位置していないため変色していないが、後に取り出された側（図８の左側）に向けて加熱時間が長くなり、変色が大きくなる。

上記の実施形態によれば、ロッドレスシリンダ４０を一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａではなくハウジング１０の外に設けており、空間２０ａには支持板３０に支持されたシート状物Ｓのみが挿入されるため、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂをシート状物Ｓの両面にできるだけ近づけて配置することができ、シート状物Ｓが均一な温度で加熱され、加熱ムラが生じにくくなる。また、加熱板２１の温度とシート状物Ｓとの温度とにほぼ差がない程度に各加熱部２０Ａ、２０Ｂとシート状物Ｓとの距離を近づけることができるため、各加熱部２０Ａ、２０Ｂの温度を測定すればシート状物Ｓの温度を知ることができ、従来技術のようにハウジング１０内の空間の温度を測定する必要がなく、温度測定が簡単である。

さらに、ロッドレスシリンダ４０によりシート状物Ｓを一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａから順次引き出すことができ、従来技術のように作業者が装置の扉を開けて試験片を取り出す手間がない。また、加熱装置１が制御装置５０を備え、制御装置５０によりロッドレスシリンダ４０を自動で動作させることにより、作業員が加熱装置１の動作開始を指示した後は、作業員による作業を何ら必要とすることがなく動作を終了させることができ、作業員の手間を大幅に省くことができる。

また、支持板３０を前側で片持ち支持しているため、搬出入機構４０により支持板３０を往復動させることでハウジング１０内の一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａに対して支持板３０に支持されたシート状物Ｓのみを挿入することができる。

また、本実施形態では、面状ヒータ２２により加熱板２１を加熱し、加熱板２１から放射される熱によりシート状物Ｓを加熱している。加熱板２１全体がムラ無く加熱されてヒート状物に向けて熱を放射するため、加熱板２１を用いずに面状ヒータ２２の発熱線により放射される熱でシート状物Ｓを加熱する場合に比べて、加熱ムラが生じにくい。

さらに、加熱板２１に金属板を用い、金属板にはシート状物Ｓと対向する面に遠赤外線を放射する放射剤が塗布されているため、放射剤により加熱板２１の熱を遠赤外線で効率的にシート状物Ｓに放射することができ、シート状物Ｓを均一に加熱することができる。

加熱板２１は、セラミック板、カーボングラファイトからなる板である場合にも、加熱板２１の熱を効率的にシート状物Ｓに放射することができ、シート状物Ｓを均一に加熱することができる。

なお、本発明の加熱装置１は加熱試験のためにのみ用いるものではなく、シート状物Ｓを加熱する用途に広く用いることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

図９は本発明の加熱装置１の他の例を示すものであり、ハウジング１０の上壁１４を取り除いた状態の概略平面図である。以下の説明において、図１に示す実施形態と同一の構成については、対応する構成に同一の符号を付すことで詳細な説明は省略する。この実施形態においては、搬出入機構であるロッドレスシリンダ４０のシリンダチューブ４１の一端部が前壁１２の開口１２ａを介してハウジング１０の内部空間１１であって一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの外に挿入されており、他端部はハウジング１０の外に位置している。支持板３０は側縁がスライド体４２に支持されており、スライド体４２はハウジング１０の内部空間１１とハウジング１０の外との間を往復動し、これによりシート状物Ｓを支持する支持板３０が加熱開始位置ＰＳと加熱終了位置ＰＥとの間を移動する。

図９に示す実施形態においても、搬出入機構４０を一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａ内ではなく一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの外に設けており、加熱部２０Ａ、２０Ｂをシート状物Ｓの両面にできるだけ近づけて配置することができるため、シート状物Ｓが均一な温度で加熱され、加熱ムラが生じにくくなる。

なお、図９の実施形態においては、１本のロッドレスシリンダ４０を用いているが、左右方向に２本のロッドレスシリンダ４０を配置し、ロッドレスシリンダ４０の間に一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂが配置されていてもよい。この場合、支持板３０の両側面が各ロッドレスシリンダ４０のスライド体４２に支持される。

図１０は本発明の加熱装置１の他の例を示すものであり、ハウジング１０の上壁１４を取り除いた状態の概略平面図である。以下の説明において、図９に示す実施形態と同一の構成については、対応する構成に同一の符号を付すことで詳細な説明は省略する。図１０の実施形態においては、背面壁１３に開口１３ａが設けられ、ロッドレスシリンダ４０のシリンダチューブ４１は前壁１２の開口１２ａと背面壁１３の開口１３ａを介してハウジング１０の内部空間１１を貫通しており、シリンダチューブ４１の両端部は背面壁１３の外及び前壁１２の外に位置している。作業者から動作開始の指示を受けた時には、制御装置５０により支持板３０は支持板３０全体が背面壁１３の外にある初期位置Ｐ０に位置し、支持板３０にシート状物Ｓが載置される。一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂが設定温度まで加熱された時、支持板３０は前方向に移動してハウジング１０内の一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａである加熱開始位置ＰＳに移動し、さらに搬出パターンに応じて前壁１２の外にある加熱終了位置ＰＥまで移動する。従って、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａに対して支持板３０の搬入方向と搬出方向とが同方向となる。作業者から支持板３０の復帰指示を受けると、支持板３０は初期位置Ｐ０に戻される。

図１０の実施形態においても、搬出入機構を一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａではなく一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの外側に設けており、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂをシート状物Ｓの両面にできるだけ近づけて配置することができるため、シート状物Ｓが均一な温度で加熱され、加熱ムラが生じにくくなる。

なお、初期位置Ｐ０が前壁１２の外に位置し、加熱終了位置ＰＥが背面壁１３の外に位置し、支持板３０の搬出入方向を図１０に示す実施形態とは反対の方向としてもよい。

また、図１０の実施形態においては、搬出入機構としてロッドレスシリンダ４０を用いているが、図１１に示すように、搬出入機構がハウジング１０を挟んで前後方向に配置された一対の駆動ローラ４４、４４であり、支持部材が一対の駆動ローラ４４、４４に架け渡されたエンドレスベルト３４であってもよい。上側のエンドレスベルト３４の上面にシート状物Ｓが載置され、駆動ローラ４４、４４の回転によりエンドレスベルト３４を移動させて一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａに対してシート状物Ｓを搬出入する。

図１１の実施形態においても、搬出入機構４０である一対の駆動ローラ４４、４４を一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂの間の空間２０ａではなくハウジング１０の外に設けており、一対の加熱部２０Ａ、２０Ｂをシート状物Ｓの両面にできるだけ近づけて配置することができるため、シート状物Ｓが均一な温度で加熱され、加熱ムラが生じにくくなる。

１加熱装置
１２ａ開口
１０ハウジング
２０Ａ、２０Ｂ一対の加熱部
２１加熱板
２１ａ放射剤層
２２面状ヒータ
３０支持板（支持部材）
４０ロッドレスシリンダ（搬出入機構）
５１高さ調整機構（調整機構）
５２雰囲気置換用供給ノズル
Ｓシート状物
ＰＳ加熱開始位置
ＰＥ加熱終了位置

Claims

シート状物を加熱するための加熱装置であって、
前記シート状物が搬出入される開口が形成されたハウジングと、
前記ハウジング内に設けられ、所定の間隔をあけて配置される一対の加熱部と、
前記シート状物を支持する支持部材と、
前記一対の加熱部の外に設けられ、前記支持部材を前記一対の加熱部の間の空間に対して搬出入する搬出入機構とを備える加熱装置。
前記搬出入機構は、前記ハウジングの外に配置される請求項１に記載の加熱装置。
前記各加熱部は、
前記シート状物の各面に対向する加熱板と、
前記加熱板を加熱するヒータとを備える請求項１または２に記載の加熱装置。
前記加熱板は、金属板、セラミック板またはカーボングラファイトを含む板である請求項３に記載の加熱装置。
前記加熱板は、前記シート状物と対向する面に遠赤外線を放射する放射剤が塗布された放射剤層を有する請求項３または４に記載の加熱装置。
前記一対の加熱部の間隔を調整する調整機構をさらに備える請求項１から５のいずれかに記載の加熱装置。
前記ハウジング内に窒素を充填させるための窒素供給ノズルをさらに備える請求項１から６のいずれかに記載の加熱装置。