JP2023551477A

JP2023551477A - 誘導加熱金型システム

Info

Publication number: JP2023551477A
Application number: JP2023532326A
Authority: JP
Inventors: ワリナー，ジェレミア，ジェイ．
Original assignee: ブロックワイズエンジニアリングエルエルシー
Priority date: 2020-11-28
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2023-12-08
Also published as: US20230122890A1; CN116507472A; EP4251396A1; US11752684B2; WO2022115708A1

Abstract

誘導加熱金型システムは、金型本体の外周の近くなど、金型本体上に構成された強磁性層を誘導加熱する加熱器モジュール内に誘導コイルを使用することにより、金型の急速加熱と急速冷却とを可能にして熱サイクル時間を短縮する。誘導コイルと金型本体上の強磁性層との間に冷却チャネルを構成して、金型本体と加熱器モジュールとの間に流体を流すことができるようにし、それによって金型部品を取り出すために金型本体を急速冷却することができる。連結させることが可能な複数の加熱器モジュールを使用して、冷却液が、結合した冷却チャネルを通って、あるモジュールから別のモジュールに流れるようにすることができる。このようにして、加熱器モジュールを組み合わせて、様々な金型本体のサイズまたは長さに対応する誘導加熱金型システムを提供することができる。【選択図】図８

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１１月２８日に出願された米国仮特許出願第６３／１１８，８９０号に対する優先権の利益を主張するものである。

本発明は、誘導加熱金型システムに関し、特に、加熱サイクルの間に急速冷却を必要とする金型システムに関する。

多くの成形システムでは、成形を開始する前に金型を加工温度まで加熱する必要がある。サイクルの間の金型の加熱に必要な時間は、製造のための全加工時間の一部である。この時間は金型部品の製造コストに直接影響するので、この時間を最小限に抑えることが重要である。さらに、一部の金型では、例えば、変形または損傷せずに部品を取り出すために、成形サイクルの合間に金型を冷却する必要がある。こうしたシステムでは、急速冷却及び急速加熱の両方が、さらにいっそう重要である。加熱ロッド及び冷却チャネルは、多くの場合、金型本体内に構成されているか、または加熱モジュールが金型本体の周囲に構成されていて、伝導加熱によって金型本体を加熱する。加熱モジュールまたは加熱ジャケットを使用して、伝導加熱により外側から内側に金型を加熱することができる。したがって、急速加熱を促進するためには、加熱器モジュールと金型本体との間のギャップ距離を非常に小さく保つ必要がある。この金型本体と加熱器モジュールとの間のギャップが狭いと、熱膨張によりこれらの部品が係合し、その結果、加熱器モジュールから金型本体を取り出せなくなるので、往々にして冷却時間は長くなる。したがって、加熱及び冷却のサイクルが、望まれるよりも長くなり得る。

本発明は、誘導加熱金型システム、特に熱サイクル時間を短縮するために金型の急速加熱と急速冷却とを可能にする金型システムを対象とする。例示的な誘導加熱金型システムは、金型本体の外周の近くなど、金型本体上に構成された強磁性層を誘導加熱する加熱器モジュール内に誘導コイルを使用する。金型本体の材料としては、銅または銅合金のような熱伝導率の高い材料を用いることができる。熱伝導率の高い材料を使用することで、内部の温度ムラを低減させるようになる。誘導コイルと金型本体上の強磁性層との間に冷却チャネルを構成して、金型本体と加熱器モジュールとの間に流体を流すことができるようにし、それによって金型部品を取り出すために金型本体を急速冷却することができる。例示的な誘導加熱金型システムは、連結させることが可能な複数の加熱器モジュールを備え得、冷却液が、結合した冷却チャネルを通って、あるモジュールから別のモジュールに流れるようにすることができる。このようにして、加熱器モジュールの数及び／またはサイズを組み合わせて、様々な金型本体のサイズまたは長さに対応する誘導加熱金型システムを提供することができる。

例示的な誘導加熱金型システムは、パリソンを拡張、伸長させてバルーンにするように構成することができる。医療用バルーンカテーテルは、血管の拡張、閉塞の開口、ステントの送達などを含む、低侵襲的な診断及び治療の幅広い手技に使用されている。バルーンカテーテルのバルーン部分は、テーパ状の端部を有するポリマーチューブ状ロッドであるパリソンから形成される。チューブが加熱され、空気などの膨張流体が一端に送り込まれてバルーンを半径方向に広げ、同時にバルーンを長手軸に沿って引き伸ばしてバルーンを伸ばす。この手順により、引張強度が向上した薄肉のバルーンが形成される。その後、この拡張させたバルーンはカテーテルに取り付けられ、通常は、血管系などの体内に挿入するために、シースによって圧縮される。拡張させたバルーンを製造するプロセスでは、パリソンを引き伸ばして拡張させる前に、金型本体内で拡張温度まで加熱して閾値温度にする必要がある。その後、拡張させたバルーンを金型本体から取り出すために、金型本体を閾値温度未満に冷却する必要がある。このプロセスでは、迅速な熱サイクルが望まれる。

バルーンカテーテルのバルーン加工用に構成された例示的な誘導加熱金型システムは、パリソンを受け入れるための円筒部分を有する金型本体を備えることができる。パリソンの一端は、圧縮空気または窒素などの膨張流体源と結合され得る。パリソンの他端をつまむかまたは他のやり方で塞いで、膨張流体がパリソンを半径方向に拡張できるようにすることができる。金型本体は、加熱器モジュール内の誘導加熱器によって加熱されるように構成された、外表面の周囲に構成された強磁性層を有してもよい。金型本体の円筒状外面などに沿った誘導加熱器と強磁性層との間の冷却チャネルギャップにより、金型本体上への直接の水流による急速冷却が可能になり得る。冷却チャネルは、強磁性層と加熱器モジュール及び／または誘導コイルとの間に位置合わせされた冷却チャネルの寸法である離隔距離を有し、この離隔距離は急速冷却を可能にするために効果的に大きくされ得る。この離隔距離は、約１ｍｍ以上、約２ｍｍ以上、約３ｍｍ以上、約４ｍｍ以上、約５ｍｍ以上、約６ｍｍ以上、約８ｍｍ以上、及び提供された値を含むそれらの間の任意の範囲であってもよい。この大きな離隔距離は、加熱器モジュールによる伝導加熱には有用ではないが、金型本体の表面上を通過し得る多量の冷却液により、非常に急速な冷却がとにかく可能になる。さらに、この離隔距離を大きくすることで、加熱器モジュールから金型本体を取り出すことが熱膨張によって妨げられなくなることが確実にもたらされる。

別の利点は、金型本体が、その内部に直接構成される加熱ロッドまたは冷却チャネルを必要としないことである。これにより、加工がより迅速かつ容易になり、金型本体は、冷却液導管または電気加熱器に取り付けることなく、加熱器モジュール内に設置し、取り出すだけで済む。

金型本体上の強磁性層は、誘導コイル、または磁場の急速な変化によって加熱できる材料である。誘導加熱は、導電性の物体（磁性鋼である必要はない）が変動磁場の中に置かれると、その物体の中で生じる。誘導加熱は、鉄、ニッケル、コバルト、ガドリニウム、ジスプロシウムなどの磁性材料や、特定の鉄またはニッケルを含む鋼鉄などのこれらの材料の合金で発生するヒステリシスと渦電流損失とによるものである。強磁性層は誘導加熱の効率を高める。銅または銅合金のような熱伝導性材料に結合された強磁性材料の薄層には、高い誘導加熱効率と金型内部への急速な熱伝達との両方の利点がある。非強磁性材料は誘導加熱によって加熱することができるが、効率は非常に低く、誘導駆動システムはより複雑である。ニッケルは、耐食性が高いため、望ましい強磁性層となり得る。強磁性層は薄い場合があり、誘導加熱によって非常に急速に極めて高温になる場合がある。そして、この極めて高温の強磁性層が、伝導によって金型本体を加熱する。この加熱方法は、金型本体の周囲に結合された加熱器モジュールを使用する従来の加熱よりもはるかに高速となり得る。強磁性層の温度は、誘導加熱により効果的に高温に達し得る。強磁性層の厚さは、約１０μｍ以上、約１００μｍ以上、約２００μｍ以上、約３００μｍ以上、約４００μｍ以上など、約１０マイクロメートル（μｍ）～約５００μｍの厚さ、及び提供された厚さの値を含むそれらの間の任意の範囲など、薄くてもよい。

バルーンカテーテルのバルーン加工用に構成された例示的な誘導加熱金型システムは、円筒状金型本体の２つの端部の両方のうちの一方に延長スリーブを形成する金型本体を有することができる。この延長スリーブは、パリソンのテーパ端部を受け入れるための開口部を有し得るエンドスリーブプラグを受け入れるように構成され得る。エンドスリーブプラグは、延長スリーブからの伝導加熱によって加熱される、金属などの、熱伝導性材料で作られ得る。エンドスリーブプラグは、エンドスリーブプラグの急速加熱を可能にするために、除去材料部を備えてもよい。例えば、エンドスリーブプラグは、長手軸に沿ってエンドスリーブプラグ内に延びるプラグ開口部を有してもよく、これにより質量が大幅に、例えば１／５以上、約１／４以上、約１／３以上、約１／２以上、及び提供された質量減少を含むそれらの間の任意の範囲だけ減少する。延長スリーブは、主な円筒状延長部にわたる金型本体の厚さよりもはるかに薄くてもよく、金型本体延長部の厚さに対する延長スリーブの厚さの比は、約１／４以上、約１／３以上、約１／５以上、約１／１０以上、約１／２０以上、及び提供された値を含むそれらの間の任意の範囲であってもよい。延長スリーブの厚さ及びエンドスリーブプラグの質量減少により、金型本体とエンドスリーブプラグとを実質的に同じ速度で加熱することが可能になるように構成され得る。どの部品を加熱する場合でも、端部または露出面での熱損失を考慮する必要があり、それらを考慮した形状にすることで均一な加熱が可能になり得る。この薄い延長スリーブは、金型本体の延長部よりもはるかに急速に加熱され、そして、その熱がエンドスリーブプラグに伝達されるようになる。この延長スリーブとエンドスリーブプラグとの間の追加の境界面及び関連する抵抗は、延長スリーブの最も薄い部分によって突破される。

熱損失を低減するためにエンドスリーブプラグの露出端上に絶縁キャップが構成されてもよく、絶縁キャップは、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の熱のものを伝導率的に有する材料などの断熱材料で作られてもよい。例示的なエンド絶縁キャップは、フルオロポリマーなどの高温抵抗ポリマーで作られ得る。

誘導加熱金型の例示的な加熱モジュールは、エポキシなどのコイルポッティング内に構成され得る誘導コイルを備える。コイルポッティングは電気絶縁性であってもよいが、熱伝導性であってもよい。誘導コイルは、誘導加熱層内に磁場を生成する銅コイルなどの導電性コイルであってもよい。誘導コイルは、冷却チャネルに露出させてもよく、またはコイルポッティング内に埋設されてもよい。加熱器モジュールの本体は、加熱サイクル間の金型本体の冷却を促進するために、金属または他の熱伝導性材料で作られてもよい。

金型本体は、金属などの熱伝導性及び耐久性のある材料で作ることができ、アルミニウム、鋼鉄、銅、金属合金などであり得る。金型本体は、強磁性層から金型キャビティ、及びその中のパリソンなどの成形すべき部品に熱を伝達しなければならない。例示的な金型本体は、約１００Ｗ／（ｍ＊ｋ）以上、約２００Ｗ／（ｍ＊ｋ）以上の熱伝導率を有する。

本発明の概要は、本発明の実施形態の一部への一般的な導入部として提供され、限定することを意図したものではない。本発明の変形形態及び代替構成を含む追加の例示的な実施形態が本明細書に提供されている。

添付の図面は、本発明へのさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれるとともに、本明細書の一部を構成するものであり、本発明の実施形態を例示し、その記述に加えて本発明の原理を説明するのに役立つ。

金型本体、エンドスリーブプラグ及びインシュレータキャップを有する例示的な金型本体アセンブリの斜視図を示す。第１のモジュール式加熱器アセンブリ及び第２のモジュール式加熱器アセンブリの誘導コイルの間に構成された例示的な金型本体アセンブリの断面斜視図を示す。第１のモジュール式加熱器アセンブリ及び第２のモジュール式加熱器アセンブリの誘導コイルの間に構成された例示的な金型本体アセンブリの斜視図を示す。金型本体アセンブリの周りに構成された第１の加熱器モジュール及び第２の加熱器モジュールを備える例示的なモジュール式加熱器アセンブリの斜視図を示す。第１の端部及び第２の端部から延長スリーブを延ばし、その中にエンドスリーブプラグが構成された金型本体と、金型本体を封止し絶縁するインシュレータキャップとを有する金型本体アセンブリであって、導管がアセンブリ全体を貫通して延在する、金型本体アセンブリを示す。各端部から、エンドスリーブプラグを取り外し、かつインシュレータキャップを取り外した状態での図５の金型本体アセンブリを示す。成形性物体であるパリソンが、金型キャビティ内に構成され、かつ第１のエンドスリーブプラグ及び第１のエンドインシュレータキャップを貫通して延在している状態での図６の金型本体アセンブリを示す。それぞれが誘導コイルを有する２つの加熱器モジュールを備える誘導加熱金型アセンブリであって、金型本体アセンブリが、加熱器モジュール内に構成され、かつ誘導加熱層を有する、誘導加熱金型アセンブリを示す。図８の９－９線に沿った誘導加熱金型の断面図を示す。図８の１０－１０線に沿った誘導加熱金型の断面図を示す。金型本体及びプラグに沿った節点の金型温度対時間のグラフを示す。使用される誘導加熱層または強磁性層を有する誘導加熱金型が、内部にエンドスリーブプラグを構成した金型の延長スリーブ部分を有する場合の金型温度対時間のグラフを示す。

対応する参照文字は、図面のいくつかの図を通して対応する部分を示す。図面は、本発明の実施形態の一部の例示を表し、決して本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。さらに、図面は必ずしも縮尺通りではなく、一部の特徴は、特定の構成要素の詳細を示すために誇張され得る。したがって、本明細書に開示される具体的な構造的及び機能的詳細は、限定するものではなく、単に当業者が本発明を様々に採用するのに教示するための代表的な基礎として解釈されたい。

本明細書で使用される、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、またはこれらの任意の他の変形は、非排他的な包含を網羅することが意図される。例えば、要素の一覧を含む工程、方法、項目、または装置は、必ずしもこれらの要素のみに制限されず、かかる工程、方法、項目、または装置に明示的に列挙または内在されない他の要素を含み得る。また、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書に記載の要素及び構成要素を説明するために使用される。これは便宜上、そして本発明の範囲の大まかな感覚を与えるために行われるものにすぎない。本願は、１つまたは少なくとも１つを含むように読み取られるべきであり、また単数は、そうでないことが意味されていることが明白でない限り、複数を含む。

本発明の特定の例示的な実施形態は本明細書に記載され、添付の図に示されている。記載された実施形態は、本発明を説明することのみを目的としており、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。本発明の他の実施形態、ならびに記載された実施形態の特定の修正、組み合わせ、及び改良は、当業者に想起されるようになり、そのような代替の実施形態、組み合わせ、修正、改良は全て本発明の範囲内である。

図１～図４を参照すると、例示的な誘導加熱金型システム１０は、加熱器アセンブリに挿入するように構成された金型６０を含む金型本体アセンブリ１６を利用する。加熱器アセンブリはモジュール式であってもよく、２つ以上の加熱器モジュールを互いに隣接して配置して金型本体を加熱することが可能である。図示のように、２つの加熱器モジュール３０、４０が、金型本体及びその中の成形性物体を効果的に加熱するように、金型本体アセンブリ１６の周囲に構成される。金型本体が長い場合は、追加の加熱器モジュールを追加してもよい。

図１及び図２に示すように、例示的な金型本体アセンブリは、金型スリーブ部分６１を有する金型本体６０を含み、この金型本体６０は、それを貫通して金型キャビティ入口６５から金型キャビティ出口６９まで延在する円筒状導管または金型キャビティ６２を有する。金型本体は、強磁性材料を含む誘導加熱層または強磁性層６８を有する。誘導コイル３２及び４２は、この強磁性層を加熱することになり、次いで強磁性層は、伝導を通じて金型本体６０を加熱することになる。金型本体は、第１の延長スリーブ６３及び第２の延長スリーブ６６を有し、その中に第１のエンドスリーブプラグ７０及び第２のエンドスリーブプラグ７６が構成されている。延長スリーブは、金型スリーブ部分６１の金型本体の壁厚と比較して薄いため、非常に急速に加熱されるので、延長スリーブからの熱をスリーブプラグが伝導するようになる。本明細書に記載するように、金型スリーブ部分の厚さの延長スリーブの厚さに対する比は、５：１以上、１０：１以上、及び提供された厚さ比を含むそれらの間の任意の範囲であってもよい。延長スリーブ６３の厚さ６４、及び金型スリーブ部分６１の厚さ６７を図５に示す。

第１のエンドインシュレータキャップ７２及び第２のエンドインシュレータキャップ７８が、それぞれ第１のエンドスリーブプラグ７０及び第２のエンドスリーブプラグ７６に対して構成されている。このインシュレータキャップは、１００Ｗ／ｍ＊ｋ未満の熱のものを伝導率的に有する断熱材料で作られており、高温耐熱のポリマー材料またはセラミック材料であってもよい。図示するように、第１のエンドインシュレータキャップ及び第２のエンドインシュレータキャップの一部分は、それぞれ第１のエンドスリーブプラグ及び第２のエンドスリーブプラグの環状部に挿入される。

金型本体アセンブリ１６全体を貫通して開口部が延在している。第１のエンドインシュレータキャップ７２はキャップ開口部７３を有し、第２のエンドインシュレータキャップ７８はキャップ開口部７９を有する。第１のエンドスリーブプラグ７０は、プラグ開口部７１を有し、プラグ開口部７１は、パリソンのテーパ部分を受け入れて保持するためのテーパ部分を有することができる。第２のエンドスリーブプラグ７６は、プラグ開口部７７を有し、第２のエンドスリーブプラグ７６はまた、パリソンのテーパ部分を受け入れて保持するためのテーパ部分を有することができる。金型本体は、金型キャビティ６２への入口開口部６５及び出口開口部６９を有する。さらにまた、金型キャビティは円筒形の形状であってもよい。開口部は、パリソンを半径方向に拡張させるとともに、パリソンを伸長させるために、パリソンを受け入れて保持するように位置合わせされる。

図３及び図４を参照すると、例示的な金型本体アセンブリ１６は、第１の加熱器モジュール３０及び第２の加熱器モジュール４０の誘導コイル３２、４２内に構成される。金型本体アセンブリまたはその一部分は、モジュール式加熱器アセンブリ１４に着脱可能で取り付けることができ、金型開口部３８に挿入したり、金型開口部３８から取り出したりすることができる。

図１に示すように、第２のエンドスリーブプラグ７６は、プラグ開口部７７と、加熱時間を長くするための除去材料開口部７５とを有する。また、図２に示すように、第１のエンドスリーブプラグ７０はテーパ開口部７１を有し、第１のエンドインシュレータキャップ７２はパリソンを受け入れるように位置合わせされた第１のキャップ開口部７３を有する。同様に、第２のエンドスリーブプラグ７６はプラグテーパ開口部７７を有し、第１のエンドインシュレータキャップ７８はパリソンを受け入れるように位置合わせされた第１のキャップ開口部７９を有する。

ここで図５～図７を参照すると、例示的な金型本体アセンブリ１６は、例示的な成形性チューブ１５であるパリソン５０を保持するように構成されており、パリソンの第１の延長部５５は、第１のエンドスリーブプラグ７０を貫通して延在し、第１のエンドインシュレータキャップ７２を通って外に延び出ている。パリソンは、第１のエンドスリーブプラグのテーパ開口部７１内に保持された第１のテーパ端部５３を有する。パリソンのバルーン延長部５２は、金型本体６０の金型キャビティ６２内に構成される。図７に示すように、パリソンは金型アセンブリの第１の端部に構成され得、さらに、第２のエンドスリーブプラグ及び第２のエンドインシュレータキャップが、パリソンの第２の延長部５７及び第２のテーパ端部５４を覆って構成され得る。いくつかの実施形態に留意されたいが、第１の端部は、金型本体に固定または結合され、それによって取り外し用の一端部を有することができる。あるいは、パリソンは金型本体アセンブリ１６内に構成され得、さらに、金型本体アセンブリ全体が、金型開口部を通してモジュール式加熱器アセンブリに挿入されてもよい。

図８に示すように、例示的な誘導加熱金型１０は、モジュール式加熱器アセンブリ１４内に構成された金型本体アセンブリ１６を有する。成形性チューブ、すなわちパリソン５０は、膨張及び／または伸長のためパリソンに流体を注入するように構成された流体ポート５６と結合される。流体ポートの反対側の第２の端部に、パリソンのクランプ部分５８が構成されている。誘導コイル３２、４２はそれぞれ加熱器モジュール３０、４０内に構成され、冷却チャネル３４が誘導コイルと金型本体６０の強磁性層６８との間に構成されている。この実施形態では、冷却チャネルは、円筒形をした金型本体を囲んで半径方向に延在する冷却環３５である。冷却液ポンプ９０は、冷却液９２の流れを第１の加熱器モジュール３０の冷却液入口３６から冷却液出口３７へ、かつ第２の加熱器モジュール４０の冷却液入口４６から冷却環４５を通して冷却液出口４７へ圧送する。金型が長いかまたは大きい場合には、別個の送り装置またはポンプを使用することができ、その場合、別個の冷却液が各冷却液入口に導入されることに留意されたい。図示のように、２つ以上の加熱モジュールが互いに結合される場合、冷却液は、モジュールからモジュールへと流れて、その後、末端の冷却液出口４７からモジュール式加熱器アセンブリ１４を出ることができる。誘導加熱された金型アセンブリにより、金型の急速加熱及び急速冷却が可能になって成形体のスループットが向上する。

図８は、それぞれが誘導コイル３２を有する２つのモジュール式加熱器アセンブリ１４と、加熱器モジュール３０、４０内に構成され、強磁性層６８を有する金型本体１６アセンブリとを備える誘導加熱金型アセンブリ１０を示す。第１のエンドスリーブプラグ７０は、第１の加熱器モジュール３０の第１の延長スリーブ６３内に構成され、第２のエンドスリーブプラグ７６は、第２の加熱器モジュール４０の第２の延長スリーブ６６内に構成されている。この延長スリーブプラグは、図１に示すように、除去材料開口部７５を有する。これにより、延長スリーブとエンドスリーブプラグとの間の境界面によって生じる熱損失のため、エンドスリーブプラグがより急速に加熱されることが可能になる。図１に示すように、除去材料開口部により、エンドスリーブプラグが、延長スリーブ間の金型本体とほぼ同じ時間で加熱されることが可能になる。図８にも示すように、第１のエンドインシュレータキャップ７２及び第２のエンドインシュレータキャップ７８は、それぞれ第１のエンドスリーブプラグ及び第２のエンドスリーブプラグに挿入され、エンドスリーブプラグを熱的に絶縁する。キャップは、高温ポリマー、セラミックなどの断熱材料で作られ得る。また、図８には、パリソンの第１の端部及び第２の端部に構成された拡張器５１、５１’が示されており、パリソンが拡張温度に達した後、大きな矢印で示すように、パリソンを引き伸ばすように構成されている。パリソンは、膨張ポートを通じて導入される流体、すなわち膨張流体５９の圧力によって半径方向に拡張され得ることに留意されたい。

図９に示すように、誘導加熱金型アセンブリ１０は、誘導コイル３２と金型本体６０または強磁性層との間の方向へ半径方向に延在する冷却チャネル離隔距離３９を有する冷却環３５である冷却チャネル３４を備える。冷却チャネルの離隔距離は、加熱サイクル後に金型本体及びエンドスリーブプラグを急速に冷却するため、そこに冷却液を流すための寸法である。誘導コイルは、コイルを所定の位置に固定するが、コイルを金型本体及び加熱器モジュールの外装材料３１から電気的に絶縁するエポキシなどの電気絶縁材料であるコイルポッティング３３内に構成することができる。コイルポッティング３３は、加熱サイクル後の誘導加熱された金型本体アセンブリ１０の冷却に効果的な熱伝導性であってもよい。冷却チャネルの離隔距離は、コイルポッティングから強磁性材料まで、またはその上に構成されたカバー層までにすることができる。本明細書に記載されるように、冷却液を流すための冷却チャネルの離隔距離またはギャップは、２ｍｍ以上、約３ｍｍ以上、約５ｍｍ以上、及び提供されたチャネル離隔距離を含むそれらの間の任意の範囲であってもよい。パリソン５０、すなわち成形性チューブ１５は、図９に示すように、半径方向に拡張されてバルーン１８を形成している。

図１０に示すように、その上に誘導加熱層または強磁性層６８を有する第１の延長スリーブ６３内に、エンドスリーブプラグ７０が構成されている。エンドスリーブプラグは、加熱しなければならない材料の量を減らすために、円筒形をした開口部など、除去された材料７５を有する。エンドスリーブプラグは、延長スリーブ内にぴったりと収まるが、境界面により加熱に抵抗が生じるため、材料を除去することで温度加熱プロファイルを金型本体の温度プロファイルに合致させることが可能になる。延長スリーブの厚さ６４が示されているが、これは金型本体延長部の厚さのほんの一部であってもよい。金型本体延長部は、実質的に同じ断面を有する金型の一部分であってもよく、本明細書に示すように円筒を形成してもよい。

図１１は、金型本体及びエンドスリーブプラグに沿った節点の金型温度対時間のグラフを示す。図１１に示されるエンドスリーブプラグは、材料が除去されておらず、金型本体延長部の加熱にかなり遅れをとっていることに留意されたい。

図１２に示すように、エンドスリーブプラグは、本明細書に示すように、材料を除去しており、その温度プロファイルは、金型本体延長部の温度プロファイルに非常に近くなっている。

本発明の範囲から逸脱することなく、本発明において様々な修正、組み合わせ及び変形が行えることは当業者には明らかであろう。本明細書に記載されている特定の実施形態、特徴、及び要素は、変更されてもよく、及び／または任意の適切な方法で組み合わされてもよい。したがって、本発明は、本発明の修正、組み合わせ及び変形が添付の特許請求の範囲及びその同等物の範囲内に留まる限り、本発明の修正及び変形を包含することが意図される。

Claims

ａ）第１の加熱器モジュールであって、
ｉ）金型開口部と、
ｉｉ）誘導コイルと、
を備える前記第１の加熱器モジュールと、
ｂ）前記金型開口部内及び前記誘導コイル内に構成され、かつ
ｉ）熱伝導性の金型本体と、
ｉｉ）金型キャビティと、
ｉｉｉ）前記金型本体の周囲に構成された強磁性層と、
を備える金型本体アセンブリと、
を備える誘導加熱金型システムであって、
前記強磁性層が前記誘導コイルによって加熱されるように構成され、かつ前記強磁性層が熱伝導によって前記金型本体を加熱するように構成される、前記誘導加熱金型システム。
前記加熱器モジュールの前記強磁性層と前記誘導コイルとの間に冷却チャネルをさらに備え、前記冷却チャネルが冷却液の流れのための離隔距離を有する、請求項１に記載の誘導加熱金型システム。
前記離隔距離が少なくとも１ｍｍである、請求項２に記載の誘導加熱金型システム。
前記離隔距離が少なくとも２ｍｍである、請求項２に記載の誘導加熱金型システム。
前記金型本体が熱伝導性金属である、請求項１に記載の誘導加熱金型システム。
前記金型本体が、銅、銀、金、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、タングステン、グラファイト、亜鉛、及びそれらの複合物からなる群から選択される材料で作られている、請求項１に記載の誘導加熱金型システム。
前記金型本体は、少なくとも１００Ｗ／（ｍ＊ｋ）の熱伝導率を有する、請求項６に記載の誘導加熱金型システム。
前記金型本体は、少なくとも１５０Ｗ／（ｍ＊ｋ）の熱伝導率を有する、請求項６に記載の誘導加熱金型システム。
前記金型本体キャビティが入口開口部を有する、請求項１に記載の誘導加熱金型システム。
前記入口開口部の上に構成されたインシュレータキャップをさらに備える、請求項９に記載の誘導加熱金型システム。
前記金型キャビティが入口開口部及び出口開口部を有する、請求項１に記載の誘導加熱金型システム。
位置合わせされるように構成された複数の加熱器モジュールを備え、前記第１の加熱器モジュールの金型キャビティが第２の加熱器モジュールの金型キャビティと位置合わせされる、請求項１１に記載の誘導加熱金型システム。
前記金型本体を急速に冷却するために、前記冷却チャネルを通して冷却剤の流れを圧送するポンプをさらに備える、請求項１に記載の誘導加熱金型システム。
位置合わせされるように構成された複数の加熱器モジュールを備え、前記モジュール開口部が金型本体を受け入れるために位置合わせされて。前記冷却剤の流れが前記第１の加熱器モジュールから第２の加熱器モジュールに流れる、請求項１３に記載の誘導加熱金型システム。
前記第１の加熱器モジュールは、冷却液入口及び流体冷却出口を有し、前記第２の加熱器モジュールは、冷却液入口及び流体冷却出口を有し、前記第１の加熱器モジュールの前記冷却液出口は、前記第２の加熱器モジュールの前記冷却液入口と流体連通している、請求項１４に記載の誘導加熱金型システム。
前記金型キャビティが、入口開口部と、前記入口開口部の周囲に構成された延長スリーブとを有しており、
金型本体アセンブリが、前記延長スリーブ内に構成されたエンドスリーブプラグを備える、請求項１に記載の誘導加熱金型システム。
前記強磁性層が前記延長スリーブ上に構成され、前記強磁性層が前記延長スリーブを加熱し、前記延長スリーブが前記エンドスリーブプラグを加熱する、請求項１６に記載の誘導加熱金型システム。
前記延長スリーブが熱伝導性材料である、請求項１７に記載の誘導加熱金型システム。
前記スリーブプラグの加熱速度を高めるために、前記スリーブプラグが除去材料開口部を有する、請求項１７に記載の誘導加熱金型システム。
前記開口部が円筒状開口部である、請求項１９に記載の誘導加熱金型システム。
前記プラグに隣接して構成されたインシュレータキャップをさらに備える、請求項１６に記載の誘導加熱金型システム。
前記金型本体は、第１の端部に第１の延長スリーブを備え、第２の端部に第２の延長スリーブを備え、前記金型本体アセンブリは、前記第１の端部に位置する第１のスリーブプラグを備える、請求項１に記載の誘導加熱金型システム。
前記金型キャビティが、前記第２の端部に位置する第２のエンドスリーブプラグを備える、請求項２２に記載の誘導加熱金型システム。
前記強磁性層が前記第１の延長スリーブ上に構成され、前記強磁性層が前記第１の延長スリーブを加熱し、前記第１の延長スリーブが前記第１のエンドスリーブプラグを加熱する、請求項２２に記載の誘導加熱金型システム。
前記強磁性層が前記第２の延長スリーブ上に構成され、前記強磁性層が前記第２の延長スリーブを加熱し、前記第２の延長スリーブが前記第２のエンドスリーブプラグを加熱する、請求項２４に記載の誘導加熱金型システム。
前記第１のエンドスリーブプラグ及び第２のエンドスリーブプラグはそれぞれ、前記金型キャビティと位置合わせされた開口部を有する、請求項２４に記載の誘導加熱金型システム。
前記第１のエンドプラグ及び前記第２のエンドプラグにそれぞれ隣接して構成される第１のエンドインシュレータキャップ及び第２のエンドインシュレータキャップをさらに備える、請求項２６に記載の誘導加熱金型システム。
第１のエンドインシュレータキャップ及び第２のエンドインシュレータキャップが、それぞれ前記第１のエンドプラグ及び前記第２のエンドプラグの前記開口部と結合される開口部をそれぞれ有する、請求項２７に記載の誘導加熱金型システム。
成形性チューブが、前記第１のエンドインシュレータキャップ、前記第１のエンドプラグ、前記金型キャビティ、前記第２のエンドプラグ、及び前記第２のエンドインシュレータキャップの前記開口部を貫通して延在する、請求項２８に記載の誘導加熱金型システム。
前記成形性チューブの第１の端部が膨張ポートに結合され、膨張流体が前記成形性チューブを満たして、前記成形性チューブを前記金型キャビティ内で拡張する、請求項２９に記載の誘導加熱金型システム。
前記成形性チューブが第２の封止端で封止される、請求項３０に記載の誘導加熱金型システム。
前記第２の封止端は、前記第２のエンドインシュレータキャップの外側に構成されている、請求項３１に記載の誘導加熱金型システム。
前記成形性チューブがパリソンである、請求項３１に記載の誘導加熱金型システム。
前記パリソンは、円筒部分と、第１のテーパ端部及び第２のテーパ端部とを有する、請求項３３に記載の誘導加熱金型システム。
前記パリソンを引き伸ばすように構成された拡張されたものをさらに備える、請求項３３に記載の誘導加熱金型システム。
パリソンからバルーンを形成する方法であって、
ａ）請求項２に記載の前記誘導加熱金型システムを提供することと、
ｂ）パリソンを前記金型キャビティに挿入することと、
ｃ）前記誘導コイルに電流を流すことであって、
前記強磁性層が、誘導加熱され、前記金型本体を加熱する、
前記流すことと、
ｄ）前記パリソンを加熱することと、
ｅ）前記パリソンに膨張流体を圧送して前記パリソンを拡張することと、
ｆ）前記パリソンを引き伸ばすことと、
ｇ）前記冷却チャネルを通して冷却液を圧送して前記金型を冷却することと、
ｈ）前記金型キャビティから前記パリソンを取り出すことと、
を含む、前記方法。
前記離隔距離が少なくとも１ｍｍである、請求項３６に記載の方法。
前記離隔距離が少なくとも２ｍｍである、請求項３６に記載の方法。
前記金型本体が熱伝導性金属である、請求項３６に記載の方法。
前記金型本体が、銅、銀、金、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、タングステン、グラファイト、亜鉛、及びそれらの複合物からなる群から選択される材料で作られている、請求項３６に記載の方法。
前記金型本体は、少なくとも１００Ｗ／（ｍ＊ｋ）の熱伝導率を有する、請求項４０に記載の方法。
前記金型本体は、少なくとも１５０Ｗ／（ｍ＊ｋ）の熱伝導率を有する、請求項５０に記載の方法。
前記金型本体キャビティが入口開口部を有する、請求項３６に記載の方法。
前記入口開口部の上に構成されたインシュレータキャップをさらに備える、請求項４３に記載の方法。
前記金型キャビティが入口開口部及び出口開口部を有する、請求項３６に記載の方法。
位置合わせされるように構成された複数の加熱器モジュールを備え、前記第１の加熱器モジュールの金型キャビティが第２の加熱器モジュールの金型キャビティと位置合わせされる、請求項４５に記載の方法。
位置合わせされるように構成された複数の加熱器モジュールを備え、前記モジュール開口部が金型本体を受け入れるために位置合わせされて。前記冷却剤の流れが前記第１の加熱器モジュールから第２の加熱器モジュールに流れる、請求項３６に記載の方法。
前記第１の加熱器モジュールは、冷却液入口及び流体冷却出口を有し、前記第２の加熱器モジュールは、冷却液入口及び流体冷却出口を有し、前記第１の加熱器モジュールの前記冷却液出口は、前記第２の加熱器モジュールの前記冷却液入口と流体連通している、請求項４７に記載の方法。
前記金型キャビティが、入口開口部と、前記入口開口部の周囲に構成された延長スリーブとを有しており、
金型本体アセンブリが、前記延長スリーブ内に構成されたエンドスリーブプラグを備える、請求項３６に記載の方法。
前記強磁性層が前記延長スリーブ上に構成され、前記強磁性層が前記延長スリーブを加熱し、前記延長スリーブが前記エンドスリーブプラグを加熱する、請求項４９に記載の方法。
前記延長スリーブが熱伝導性材料である、請求項５０に記載の方法。
前記スリーブプラグの加熱速度を高めるために、前記スリーブプラグが除去材料開口部を有する、請求項４９に記載の方法。
前記開口部が円筒状開口部である、請求項５２に記載の方法。
前記金型本体は、第１の端部に第１の延長スリーブを備え、第２の端部に第２の延長スリーブを備え、前記金型本体アセンブリは、前記第１の端部に位置する第１のスリーブプラグを備える、請求項３６に記載の方法。
前記強磁性層が前記第１の延長スリーブ上に構成され、前記強磁性層が前記第１の延長スリーブを加熱し、前記第１の延長スリーブが前記第１のエンドスリーブプラグを加熱する、請求項５４に記載の方法。
前記金型キャビティが、前記第２の端部に位置する第２のエンドスリーブプラグを備える、請求項５４に記載の方法。
前記強磁性層が前記第２の延長スリーブ上に構成され、前記強磁性層が前記第２の延長スリーブを加熱し、前記第２の延長スリーブが前記第２のエンドスリーブプラグを加熱する、請求項５６に記載の方法。
前記第１のエンドスリーブプラグ及び第２のエンドスリーブプラグはそれぞれ、前記金型キャビティと位置合わせされた開口部を有する、請求項５４に記載の方法。
前記第１のエンドプラグ及び前記第２のエンドプラグにそれぞれ隣接して構成される第１のエンドインシュレータキャップ及び第２のエンドインシュレータキャップをさらに備える、請求項５４に記載の方法。
第１のエンドインシュレータキャップ及び第２のエンドインシュレータキャップが、それぞれ前記第１のエンドプラグ及び前記第２のエンドプラグの前記開口部と結合される開口部をそれぞれ有する、請求項５９に記載の方法。
前記成形性チューブの第１の端部が膨張ポートに結合される、請求項３６に記載の方法。
前記成形性チューブが第２の封止端で封止される、請求項６１に記載の方法。
前記第２の封止端は、前記第２のエンドインシュレータキャップの外側に構成されている、請求項６２に記載の方法。
前記パリソンは、円筒部分と、第１のテーパ端部及び第２のテーパ端部とを有する、請求項３６に記載の方法。