JPH1177835A

JPH1177835A - 高周波誘導加熱装置

Info

Publication number: JPH1177835A
Application number: JP26271997A
Authority: JP
Inventors: Shogo Obata; 省吾小幡; Masahiro Taki; 正弘瀧
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 1999-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】効率的に融着ホーンを加熱できる高周波誘導
加熱装置を提案する。【解決手段】誘導加熱溶着コイル３２を、中心部分に
小径のコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３を形成し、これに連続し
て該中心部分の外側に大径のコイルＣ４、Ｃ５、Ｃ６を
形成し、高さを低くすることで、誘導加熱溶着コイル３
２の巻き数を増加せしめ、且つ、該誘導加熱溶着コイル
の下端に位置するコイルＣ３、Ｃ６を融着ホーン５０に
接近せしめてある。このため、コイルＣ３、Ｃ６からの
磁束の多くを融着ホーン５０に交差させることで、融着
ホーン５０を効率的に加熱することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂等を
高周波融着する高周波誘導加熱装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車の内装、例えば、ドアトリム等に
おいて、熱可塑性樹脂の芯材（成形材）の表面にカーペ
ット又はファブリックを張りつけて装飾したものがあ
る。この貼り付けは、高周波誘導加熱によって行われて
いる。

【０００３】この高周波誘導加熱を行う従来技術に係る
高周波誘導加熱装置について図５（Ａ）を参照して説明
する。高周波誘導加熱装置は、ドアトリムの形状に適合
するように構成した第１の押圧型２３０と、該押圧型２
３０の形状に合わせて形成した第２の押圧型２４０とか
ら成る。第２の押圧型２４０には、高周波融着用の融着
ホーン５０が配設されている。他方、第１の押圧型２３
０には、融着ホーン５０に対応させて誘導加熱溶着コイ
ル２３２が配設されている。該誘導加熱溶着コイル２３
２は、銅管からなり内部に冷却水を循環させるように構
成されている。該第１押圧型２３０の上には、カーペッ
ト１０が配設され、該カーペット１０の上に不織布１８
を介在させて、ドアトリムを形成する熱可塑性のＰＰ
（ポリプロピレン）樹脂２０が重ねられている。

【０００４】ここで、誘導加熱溶着コイルに数百アンペ
アの電流が流され、高周波電磁界による発熱作用により
融着ホーン５０が加熱され、この状態で第２の押圧型２
４０を降下すると、該融着ホーン５０がＰＰ樹脂２０を
溶融しつつカーペット１０に挿入され、両者を融着す
る。融着が完了すると、誘導加熱溶着コイル２３２への
通電が停止され、融着ホーン５０が有る程度冷却してか
ら、該第２の押圧型２４０が上方位置に戻される。ここ
で、融着ホーン５０を冷却してからＰＰ樹脂２０を引き
抜くことで、樹脂の糸引きによる仕上げの劣化を防止し
ている。

【０００５】該誘導加熱溶着コイル３２は、数百アンペ
アの高周波電流を流すため、大きな表面積が必要とな
り、また、冷却を効率的に行い得るように内部に冷却水
を循環させている。このため、線材は直径３mm程度の管
状で構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、誘導加熱溶着
コイル２３２により融着ホーン５０を効率的に加熱する
ためには、誘導加熱溶着コイル２３２に強い磁束を発生
させると共に、発生させた磁束を効率的に融着ホーン５
０に交差させる必要がある。このため、本発明者は、図
５（Ｂ）に示すように誘導加熱溶着コイル２３２のター
ン数を増大させることを案出した。しかしながら、上述
したように直径３mmの銅管からなる誘導加熱溶着コイル
のターン数を増大させると、誘導加熱溶着コイルの高さ
が高くなり、図中に示すように下側のコイルＣ６から融
着ホーン５０までの距離が遠くなり、コイルＣ６、或い
は、コイルＣ５にて発生した磁束を融着ホーン５０に効
率的に交差させることが難しくなる。このため、単に誘
導加熱溶着コイル２３２の巻き数を増大させるのみで
は、融着ホーン５０の加熱効率を高めることができなか
った。

【０００７】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、効率的
に融着ホーンを加熱できる高周波誘導加熱装置を提案す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、高周波電源を導通した誘導加熱
溶着コイルからの電磁誘導作用により融着ホーンを加熱
する高周波誘導加熱装置において、前記誘導加熱溶着コ
イルの巻き数を増加せしめ、且つ、該誘導加熱溶着コイ
ルの巻き端末を前記融着ホーンに接近せしめたことを技
術的特徴とする。

【０００９】請求項２の高周波誘導加熱装置は、請求項
１において、前記誘導加熱溶着コイルを、中心部分を小
径に巻き回し、これに連続して該中心部分の外側にこれ
よりも大径に巻き回し、コイルの高さを低くしたことを
技術的特徴とする。

【００１０】請求項３の高周波誘導加熱装置は、請求項
１において、前記誘導加熱溶着コイルを、同一平面上に
渦巻き状に形成したことを技術的特徴とする。

【００１１】請求項４の高周波誘導加熱装置は、請求項
１〜３において、前記誘導加熱溶着コイル内に冷却液を
流すことを技術的特徴とする。

【００１２】請求項１の高周波誘導加熱装置では、誘導
加熱溶着コイルの巻き数を増加せしめ、且つ、該誘導加
熱溶着コイルの巻き端末を融着ホーンに接近せしめてあ
る。このため、電磁誘導作用により融着ホーンを効率的
に加熱することができる。

【００１３】請求項２の高周波誘導加熱装置では、誘導
加熱溶着コイルを、中心部分を小径に巻き回し、これに
連続して該中心部分の外側にこれよりも大径に巻き回
し、高さを低くすることで、誘導加熱溶着コイルの巻き
数を増加せしめ、且つ、該誘導加熱溶着コイルの巻き端
末を融着ホーンに接近せしめてある。このため、電磁誘
導作用により融着ホーンを効率的に加熱することができ
る。

【００１４】請求項３の高周波誘導加熱装置では、誘導
加熱溶着コイルを、同一平面上に渦巻き状に形成するこ
とで、誘導加熱溶着コイルの巻き数を増加せしめ、且
つ、該誘導加熱溶着コイルを融着ホーンに接近せしめて
ある。このため、電磁誘導作用により融着ホーンを効率
的に加熱することができる。

【００１５】請求項４の高周波誘導加熱装置では、誘導
加熱溶着コイル内に冷却液を流すため、効率的に該誘導
加熱溶着コイルを冷却することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態について図を参照して説明する。図１及び図３は、本
発明の第１実施形態に係るカーペットのドアトリムへの
高周波誘導加熱装置の構成を示している。この高周波誘
導加熱装置は、図３（Ａ）に示すようにドアトリムの形
状に適合するように構成した第１の押圧型３０と、該押
圧型３０の形状に合わせて形成した第２の押圧型４０と
から成る。第２の押圧型４０には、高周波融着用の複数
の金属製融着ホーン５０が配設されている。他方、第１
の押圧型３０には、それぞれの融着ホーン５０に対応さ
せて高周波発生用の誘導加熱溶着コイル３２が配設され
ている。図１に示すように該第１押圧型３０の上には、
カーペット１０が配設され、該カーペット１０の上に不
織布１８を介在させて、ドアトリムを形成する熱可塑性
のＰＰ（ポリプロピレン）樹脂２０が重ねられている。

【００１７】該カーペット１０は、ナイロン毛１２が基
布１４に植毛されてなり、該基布１４の裏面側に熱可塑
性のＰＥ（ポリエチレン）樹脂からなるＰＥバッキング
１６が配設され、ナイロン毛１２の抜けるのを防いでい
る。

【００１８】図示の便宜上、第１押圧型３０及び第２押
圧型４０の一部のみを示し、また、２つの融着ホーン５
０のみを示しているが、該第１押圧型３０及び第２押圧
型４０は、ドアトリムの形状に合わせて３次元的に曲面
が形成され、その曲面に沿って多数の融着ホーン５０が
配設されており、１回の融着工程でドアトリムへのカー
ペットの接合が完了するように構成されている。

【００１９】図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）は、
第１実施形態に係る高周波誘導加熱装置の誘導加熱溶着
コイル３２を示している。ここで、図２（Ａ）は、誘導
加熱溶着コイルの一部を切り欠いて示す正面図であり、
図２（Ｂ）は側面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）
のＣ矢視図である。

【００２０】該誘導加熱溶着コイル３２は、内部に冷却
水を流し得るように内径２mm、外形３mmの銅管を焼き鈍
した後、絶縁チューブ（図示せず）を被覆させてから図
示形状に巻回したものであり、外径Ｄ１が３７mmに構成
されている。該誘導加熱溶着コイル３２は、図１中に示
すように中心部分に小径の第１コイルＣ１、第２コイル
Ｃ２、第３コイルＣ３が形成され、これに連続して該中
心部分の外側に大径の第４コイルＣ４、第５コイルＣ
５、第６コイルＣ６が形成されており、該第１コイルＣ
１〜第６コイルＣ６と共に、第１コイルＣ１からの端子
部３２Ｂと、第６コイルＣ６からの端子部３２Ａとが連
続して構成されてなる。図２（Ａ）中に示す端子部３２
Ｂ及び端子部３２Ａの下端には、図示しない冷却水管が
接続され、該冷却水管から供給された冷却水が第１コイ
ルＣ１〜第６コイルＣ６を循環するようになっている。

【００２１】該端子部３２Ｂ及び端子部３２Ａの中央部
には、上述した絶縁チューブの設けられていない部分が
あり、該部分には、外部から高周波電流を通電するため
の端子３４Ａ、３４Ｂが半田付けにより取り付けられて
いる。

【００２２】ここで、図３を参照して、高周波誘導加熱
装置による融着について説明する。まず、図３（Ａ）に
示す第１押圧型３０の誘導加熱溶着コイル３２に端子３
４Ａ、３４Ｂを介して４００〜５００アンペアの高周波
電流を印加し、該誘導加熱溶着コイル３２に発生した磁
束を該融着ホーン５０に交差させて加熱する。この際、
図１を参照して上述したように誘導加熱溶着コイル３２
は、中心部分に小径の第１コイルＣ１、第２コイルＣ
２、第３コイルＣ３を、該中心部分の外側に大径の第４
コイルＣ４、第５コイルＣ５、第６コイルＣ６を形成す
ることで、誘導加熱溶着コイルの巻き数を増加せしめ、
且つ、該誘導加熱溶着コイルの巻き端末、即ち、第３コ
イルＣ３及び第６コイルＣ６を融着ホーン５０に接近せ
しめてある。従って、融着ホーン５０から最も遠い巻き
端末（第３コイルＣ３及び第６コイルＣ６）にて発生し
た磁束の多くを、当該融着ホーン５０へ交差させること
ができるので、電磁誘導作用により融着ホーン５０を効
率的に加熱することができる。

【００２３】そして、図３（Ｂ）に示に示すように、第
２押圧型４０を第１押圧型３０側に押圧し、融着ホーン
５０の先端部で、ＰＰ樹脂２０をカーペット１０の裏面
側へ押圧し、加熱した融着ホーン５０によりＰＰ樹脂２
０及びカーペット１０のＰＥバッキング１６を加熱、溶
融して、ＰＰ樹脂（ドアトリム）２０へカーペット１０
を融着せしめる。その後、誘導加熱溶着コイル３２への
高周波の印加を停止し、融着ホーン５０をある程度冷却
させてから、第１押圧型４０を引き上げ加工を終了す
る。

【００２４】引き続き、本発明の第２実施形態に係る高
周波誘導加熱装置について図４を参照して説明する。図
４（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る高周波誘導加
熱装置の説明図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）中に
示す誘導加熱溶着コイル１３２の平面図、即ち、図４
（Ａ）中の矢印Ｂ側から透視して見た図である。この第
２実施形態の高周波誘導加熱装置は、誘導加熱溶着コイ
ルの構成を除いて、図１を参照して上述した第１実施形
態と同様であるため、同一の部材については、同一の参
照符号を用いると共に説明を省略する。

【００２５】上述した第１実施形態の高周波誘導加熱装
置においては、誘導加熱溶着コイル３２を、内側のコイ
ルと外側のコイルからなる２重構造とした。これに対し
て、第２実施形態では、誘導加熱溶着コイル１３２を渦
巻き状に同一平面上に形成することで、誘導加熱溶着コ
イル１３２の巻き数を増加せしめ、且つ、第１コイルＣ
１〜第６コイルＣ６を融着ホーン５０に接近せしめてあ
る。従って、第１コイルＣ１〜第６コイルＣ６に発生し
た磁束の多くを当該融着ホーン５０に交差させることが
できるため、電磁誘導作用により融着ホーン５０を効率
的に加熱することが可能である。

【００２６】なお、第１実施形態の誘導加熱溶着コイル
３２に対して、第２実施形態の誘導加熱溶着コイル１３
２は、全てのコイルＣ１〜Ｃ６を融着ホーン５０に近接
させ得る点において、有利である反面、図４（Ｂ）中に
示す内側の第１コイルＣ１、第２コイルＣ２の直径が小
さくなるので、これらコイルで発生した磁束を効率的に
融着ホーン５０に交差させることが難しくなる。しか
し、広い平面が多い製品に適用する場合に有利である。

【００２７】また、第１実施形態の誘導加熱溶着コイル
３２は、図２（Ｂ）に示すように半径Ｄ１を第２実施形
態の渦巻き構造の誘導加熱溶着コイル１３２と比較して
小さくできる。従って、図３（Ａ）に示すように複数の
誘導加熱溶着コイル３２及び融着ホーン５０を隣接配置
する際に有利であり、曲面の多い製品に適用する場合に
有利である。

【００２８】以上記述した第１、第２実施形態において
は、ＰＰ樹脂にカーペットを融着する例を挙げたが、本
発明は、種々の部材を高周波融着する高周波誘導加熱装
置に広く適用することができる。また、上述した実施形
態では、誘導加熱溶着コイル内に冷却水等の冷却用の液
体を循環させる構成を採用しているが、本発明の高周波
誘導加熱装置の誘導加熱溶着コイルの構成は、冷却水を
循環しないタイプのものにも適用できることは言うまで
もない。また、本発明のコイルの構造は、誘導加熱溶着
のみではなく、コイルから磁気エネルギを他の部材に伝
達する種々の装置に適用可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明で
は、誘導加熱溶着コイルの巻き数を増加せしめ、且つ、
該誘導加熱溶着コイルの巻き端末を融着ホーンに接近せ
しめてある。このため、電磁誘導作用により融着ホーン
を効率的に加熱することができる。

【００３０】請求項２の高周波誘導加熱装置では、誘導
加熱溶着コイルを、中心部分を小径に巻き回し、これに
連続して該中心部分の外側にこれよりも大径に巻き回
し、高さを低くすることで、誘導加熱溶着コイルの巻き
数を増加せしめ、且つ、該誘導加熱溶着コイルの巻き端
末を融着ホーンに接近せしめてある。このため、電磁誘
導作用により融着ホーンを効率的に加熱することができ
る。

【００３１】請求項３の高周波誘導加熱装置では、誘導
加熱溶着コイルを、同一平面上に渦巻き状に形成するこ
とで、誘導加熱溶着コイルの巻き数を増加せしめ、且
つ、該誘導加熱溶着コイルの巻き端末を融着ホーンに接
近せしめてある。このため、電磁誘導作用により融着ホ
ーンを効率的に加熱することができる。

【００３２】請求項４の高周波誘導加熱装置では、誘導
加熱溶着コイル内に冷却液を流すため、効率的に該誘導
加熱溶着コイルを冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る高周波誘導加熱装
置の説明図である。

【図２】図２（Ａ）は、図１に示す誘導加熱溶着コイル
の正面図であり、図２（Ｂ）は側面図であり、図２
（Ｃ）は図２（Ａ）のＣ矢視図である。

【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、本発明の第１実施
形態に係る高周波誘導加熱装置による融着工程を示す工
程図である。

【図４】図４（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る高
周波誘導加熱装置の説明図であり、図４（Ｂ）は、図４
（Ａ）に示す誘導加熱溶着コイルの平面図である。

【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、従来技術の高周波
誘導加熱装置の説明図である。

【符号の説明】

１０カーペット２０ＰＰ樹脂３０第１押圧型３２誘導加熱溶着コイル４０第２押圧型５０融着ホーン１３２誘導加熱溶着コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波電源を導通した誘導加熱溶着コイ
ルからの電磁誘導作用により融着ホーンを加熱する高周
波誘導加熱装置において、前記誘導加熱溶着コイルの巻き数を増加せしめ、且つ、
該誘導加熱溶着コイルの巻き端末を前記融着ホーンに接
近せしめたことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項２】前記誘導加熱溶着コイルを、中心部分を
小径に巻き回し、これに連続して該中心部分の外側にこ
れよりも大径に巻き回し、コイルの高さを低くしたこと
を特徴とする請求項１の高周波誘導加熱装置。
【請求項３】前記誘導加熱溶着コイルを、同一平面上
に渦巻き状に形成したことを特徴とする請求項１の高周
波誘導加熱装置。
【請求項４】前記誘導加熱溶着コイル内に冷却液を流
すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載
の高周波誘導加熱装置。