JP7332336B2 - 加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、型の加熱装置に関する。

浸漬樹脂工程において、樹脂側においてＩＨ（induction heating）を用いて加熱する加熱方法が知られている。

従来、このような分野の技術として、特開２０１６－０７８１０４号公報がある。この公報に記載された加熱装置では、型の一方の面を加熱する際に、誘導コイルを用いて型の一方の面を加熱しながら、他方の面のコーティングを行うことが記載されている。

特開２０１６－０７８１０４号公報

しかしながら、前述した従来の加熱装置では、誘導コイルと面している型の下面側が平面であるのに対し、温度を上げたい上面部が凹凸形状を有しており、熱伝達によって型上面部が加熱されるときに温度差を生じ、型を均等に加熱することができないという問題がある。
本発明は、型に対する不均等な加熱を抑制した加熱装置を提供するものである。

本発明にかかる加熱装置は、上面に凹部と凸部とを有する型を加熱する加熱装置であって、前記型の下面が当接するように前記型が載置されるとともに、台座本体の内部に誘導コイルが設けられている台座と、前記誘導コイルと前記型の前記凹部との間に配置されるフェライトと、を備える。
これにより、型の凹部付近における誘導コイルからの磁界を遮断し、型の凹部の加熱を抑制することができる。

これにより、型に対する不均等な加熱を抑制することができる。

実施の形態１にかかる加熱装置の上方側の一例を示す斜視図である。 実施の形態１にかかる加熱装置の下方側の一例を示す斜視図である。 実施の形態１にかかる加熱装置と型の断面の一例を示す図である。 実施の形態２にかかる加熱装置と型の断面の一例を示す図である。 実施の形態３にかかる加熱装置と型の断面の一例を示す図である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図３に示すように、加熱装置１は、台座１１と、フェライト１２と、を備える。台座１１の上面には、型２の下面が当接するように配置される。なお図３は、加熱装置１及び型の断面を示している。

台座１１は、台座本体１１ａと、台座本体１１ａの内部に配置された誘導コイル１１ｂと、により構成されている。

図１に示すように、台座本体１１ａの上面はＸＹ方向に延びる平面状である。なお、台座本体１１ａの上面には、型２の位置決めを行うための突起部が形成されている。

誘導コイル１１ｂは、台座本体１１ａの上面近傍であって、台座本体１１ａの内部に配置されている。誘導コイル１１ｂは、電力の供給を受けることで磁界を発生させる。これにより誘導コイル１１ｂは、電磁誘導による型２の加熱を行う。なお例えば誘導コイル１１ｂは、台座本体１１ａの内部において円環状に配置されているが、これに限られない。

型２は、上下方向（Ｚ方向）に中心軸を持つ円環状の樹脂型である。型２の上面側において、中空部近傍の内径寄りにはＺ方向に長く形成されている第１の凸部２ａが形成されている。また、型２の上面側において、外径近傍においてＺ方向に長く形成されている第２の凸部２ｂが形成されている。さらに型２の上面側において、第１の凸部２ａと第２の凸部２ｂに挟まれた箇所には、Ｚ方向に短いキャビティである第１の凹部２ｃが形成されている。言い換えると、円環状である型２の上面において、第１の凹部２ｃが周方向に沿って溝状に形成されている。

例えば図３に示すように、第１の凹部２ｃの底がキャビティ底面である。また、第１の凸部２ａの外側方向の面がキャビティの内径側面となる。さらに、第２の凸部２ｂの内側方向の面がキャビティの外径側面となる。なお図３では、磁界の一例を矢印で示している。

さらに型２の下側面において、第２の凹部２ｄが、周方向に沿って溝状に形成されている。なお、第２の凹部２ｄは、第１の凹部２ｃの下方に形成されている。これにより、型２では、第１の凹部２ｃと第２の凹部２ｄに挟まれた箇所がＺ方向に薄く形成されている。

フェライト１２は、例えば、酸化鉄を主成分としてコバルトやニッケル、マンガンなどを混合焼結したセラミックスの磁性体である。フェライト１２は、第２の凹部２ｄと同様の径の長さの円環状に形成されており、溝状である第２の凹部２ｄ内に配置される。

フェライト１２は、誘導コイル１１ｂにより発生している磁界を遮断する。フェライト１２は、第２の凹部２ｄ内に配置されることにより磁気シールドとして働き、誘導コイル１１ｂが発生させた磁束密度が、型２における第１の凹部２ｃと第２の凹部２ｄに挟まれた箇所において低い状態となる。

したがって、フェライト１２を設けない場合では温度の上昇が発生しやすいキャビティの底の近傍において、電磁誘導による加熱が抑制され、加熱時の型全体の温度を均一に近い状態とすることができる。

実施の形態２
加熱装置３は、実施の形態１で用いた型２について、加熱時の型全体の温度を均等に近い状態とするための別の装置構成である。

図４に示すように、加熱装置３では、実施の形態１の加熱装置１においてフェライト１２を溝状である第１の凹部２ｃの内部に配置することに代えて、フェライト２１ｃを台座１１内に設けるように変更している。なお以下では、加熱装置３の構成物品のうち、実施の形態１に示した加熱装置１と同様の機能を奏する構成物品には同一の符号を付し、説明を省略する。

台座２１は、台座本体２１ａと、誘導コイル２１ｂと、フェライト２１ｃと、を備える。

誘導コイル２１ｂは、台座本体２１ａの上面近傍であって、台座本体２１ａの内部に配置されている。誘導コイル２１ｂは、電力の供給を受けることで磁界を発生させる。これにより誘導コイル２１ｂは、電磁誘導による型２の加熱を行う。なお例えば誘導コイル２１ｂは、台座本体２１ａの内部において円環状に配置されている。

フェライト２１ｃは、第２の凹部２ｄと同様の径の長さの円環状に形成されている。また、フェライト２１ｃは、誘導コイル２１ｂより台座本体２１ａの上面に近い位置であって、台座本体２１ａ内に配置されている。言い換えると、フェライト２１ｃは、誘導コイル２１ｂと、台座本体２１ａに載置された型２との間に挟まれるように配置されている。

さらにフェライト２１ｃは、型２の第１の凹部２ｃ及び第２の凹部２ｄの下方に配置されている。

これにより、誘導コイル２１ｂにより発生した磁界は、フェライト２１ｃによって遮断される。特に、フェライト２１ｃが配置されることにより磁気シールドとして働き、型２において第１の凹部２ｃと第２の凹部２ｄに挟まれた箇所であってＺ方向に薄く形成された箇所の磁束密度が低くなり、この箇所への加熱を抑制することができる。

したがって、キャビティの底の近傍において、電磁誘導による加熱が抑制され、加熱時の型全体の温度を均一に近い状態とすることができる。

実施の形態３
加熱装置４は、実施の形態１で用いた型２について、加熱時の型全体の温度を均等に近い状態とするための別の装置構成である。

図５に示すように、加熱装置４では、例えば実施の形態１の加熱装置１においてフェライト１２を溝状である第１の凹部２ｃの内部に配置することに代えて、誘導コイルを分割して配置することとしている。なお以下では、加熱装置４の構成物品のうち、実施の形態１に示した加熱装置１と同様の機能を奏する構成物品には同一の符号を付し、説明を省略する。

台座３１は、台座本体３１ａと、第１の誘導コイル３１ｂと、第２の誘導コイル３１ｃと、を備える。

第１の誘導コイル３１ｂ及び第２の誘導コイル３１ｃは、それぞれ台座本体３１ａの上面近傍であって、台座本体３１ａの内部に配置されている。第１の誘導コイル３１ｂ及び第２の誘導コイル３１ｃは、電力の供給を受けることで磁界を発生させる。これにより第１の誘導コイル３１ｂ及び第２の誘導コイル３１ｃは、電磁誘導による型２の加熱を行う。

第１の誘導コイル３１ｂは、主に型２の第１の凸部２ａの下方に配置されている。また、第２の誘導コイル３１ｃは、主に型２の第２の凸部２ｂの下方に配置されている。第１の誘導コイル３１ｂと第２の誘導コイル３１ｃは互いに離間して配置されている。例えば、型２の第１の凹部２ｃ及び第２の凹部２ｄの下方にあたる箇所には、第１の誘導コイル３１ｂ及び第２の誘導コイル３１ｃのいずれも配置されていない状態である。

これにより、型２において第１の凹部２ｃと第２の凹部２ｄに挟まれた箇所であって、Ｚ方向に薄く形成された箇所の磁束密度を低くすることができ、この箇所への加熱を抑制することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１ 加熱装置
２ 型
２ａ 第１の凸部
２ｂ 第２の凸部
２ｃ 第１の凹部
２ｄ 第２の凹部
３ 加熱装置
４ 加熱装置
１１ 台座
１１ａ 台座本体
１１ｂ 誘導コイル
１２ フェライト
２１ 台座
２１ａ 台座本体
２１ｂ 誘導コイル
２１ｃ フェライト
３１ 台座
３１ａ 台座本体
３１ｂ 第１の誘導コイル
３１ｃ 第２の誘導コイル

Claims (1)

1. 上面に凹部と凸部とを有する型を加熱する加熱装置であって、
   前記型の下面が当接するように前記型が載置されるとともに、台座本体の内部に誘導コイルが設けられている台座と、
   前記台座の外部、かつ、前記誘導コイルと前記型の前記凹部との間に配置されるフェライトと、を備える、
   加熱装置。

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