JPS58184293A - 誘電加熱装置 - Google Patents

誘電加熱装置

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JPS58184293A
JPS58184293A JP58035687A JP3568783A JPS58184293A JP S58184293 A JPS58184293 A JP S58184293A JP 58035687 A JP58035687 A JP 58035687A JP 3568783 A JP3568783 A JP 3568783A JP S58184293 A JPS58184293 A JP S58184293A
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preform
electrode
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dielectric heating
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は一般的には加熱吹込み式の成形設備に関する。
詳細には前述の成形設備において予備成形品を再加熱す
る加熱装置に関する。
〔従来技術の説明〕
加熱吹込み式成形設備は、一般に射出成形でつくられた
熱可塑性の予備成形品から蜘形製品を生産するために使
用される。予備成形品は製品の閉鎖装置を受入れるため
の既成形部分と最終製品形状に吹込み成形すべき成形可
能部分とを有する。
予備成形品は吹込み成形機のコンイヤに仕込まれ、加熱
セクションを搬送されて予備成形品の材料が分子配向を
行う範囲まで温度上昇され、そこから成形ステーション
に運ばれ、そこで予備成形品が最終製品の形状を形成す
るモールドの空洞内に保持されている間に予備成形品へ
膨張流体が導入され、膨張の後、最終製−が排出され集
められる。
全体の生産工程において最も時間を消費する作業は予備
成形品を材料の分子配向温度まで加熱″f″ろことであ
る。熱可塑性材料は熱伝導が劣り、対流あるいは輻射加
熱法が使用された場合、予備成形品の温度は内壁部分の
材料の温度以上に上ってしまう。したがって加熱速度は
材料の表面の熱が壁部分の内部へ伝わることの可能な速
度によって限定される。許容しうる最終製品の温度上限
は材料の結晶化温度であって、表面温度はこの限度を上
廻ってはならない。このように、加熱速度はこの表面温
度の最大限度によっても制限されろ。
前述の加熱方法とは対照的に、誘電加熱は材料の伝熱性
に左右されることが少ない。むしろ、材料を交番電界に
位置させろことにより、材料の本質的に分極化した分子
が電界の極性の瞬間的な変化に伴ってその極と整合する
につれて、運動エネルギが材料内の勢に転換されること
により材料の自己加熱が行われろ。誘電加熱はこれまで
のある時期知られてきているがこの技術を高速生産の吹
込み成形設備に適用することについてはこれまで知られ
ていなかった。
〔本発明の目的および要点〕
したがって本発明の目的は高速生産吹込み成形設備に対
して予備成形品を誘電加熱する装置を提供することであ
る。
本発明の別の目的は複数の対の電Wiを有する、予備成
形品誘電加熱装置を提供することである。
本発明のさらに別の目的は予備成形品の壁部分の温度パ
ターンを制御するため変形可能の電極を有する。予備成
形品の誘電加熱装置を提供することである。
本発明のその他の目的や利点は以下の説明から明らかと
なる。
前述の目的にしたがって、高速生産吹込み蜆形機用の誘
電加熱部分が提供される。加熱部には複数の加熱ステー
ションがあり、それぞれ対の電極(より画成されている
。電極の6対は高周波信号発生器により付勢可能で付勢
されろとそれらの間で交番電界をつくる。予備成形品は
キャリヤによって加熱ステーションへ送られ、そこから
予備成形品は回転自在に支持されることによって電極の
対の間で成形可能部分が配置される。6対の少なくとも
1個の電極は形状変化が可能であって、それらの間の電
界部分の特性を変えろことにより予備成形品の壁部分の
温間パターンを制御する。
好適実施例においては、6対の電極における双方の電極
とも加熱部の長手方向中心線に対して移動可能であって
それらの間の間隔を効果的に調整する。
本発明の説明のために、加熱吹込み式の成形機の誘電加
熱ステーションを若干詳細に説明する。
以下説明する特定の吹込み成形設備は本発明の譲受人で
あるシンシナティ ミラクロン会社(Cincinna
ti  Milacron  Inc、)が製造してい
るものである。
本願の譲渡人による加熱吹込み成形機は、複数のモジュ
ラキャリヤによってコンイヤ装置が形成され、1個ある
いは複数の通路を吹込み成形機内で形成している連続し
た軌道を前記キャリヤが横切っている。作動ステージ′
Iし、叩ち仕込みステーション、加熱ステーション、吹
込み成形ステーションおよび排出ステーションは前記の
連続した通路に沿って配置され、キャリヤが一方のステ
ーションから次のステーションへ順次進行で鍍るように
している。このため必要なコンはヤ駆動機構を簡素化し
、かつコンイヤ駆動装置の順次送りは作動ステーション
の機能完了時開始されろという点で全体装置の制御プロ
グラムを簡素化している。モジュラキャリヤを使用する
ことにより、予備成形品や製品のハンドリングが最小と
なり、比較的高生産速度が達成される。
〔図面による説明〕
第1図を参照する。予備成形品キャリヤ2oは炉部分1
0の密閉体12の端板の開口を通して前記炉部分内に支
持された状態で示されている。掴持チャック30の下方
で予備W形品1】3の成形可能部分110が懸架されて
いる。この図において、予備成形品113は電極プレー
ト50と、ポ′1°′昧”鉢蛯、機能″′■″°11に
位置した状態で示されている。前述の1ように、成形機
のコンイヤは作動ステーションを通してキャリヤを順次
進行させる。本図においては、キャリヤ20はレール1
6.14上のロー2182゜184によって支持されて
いる。これらのレールは支持ブラケット154,156
により密閉体12の一上面から懸架されている。コンベ
ヤを進行させろチェイン18.19がキャリヤ体部31
と係合しているのが判る。成廖機を通してキャリヤを前
進させるために、コンベヤチェインはコンベヤ駆動トレ
イン(図示せず)によって順次送られろ。電極50と7
6との間で成形可能部分110を均一に加熱するために
、予備成形品113を回転させる必要がある。これはキ
ャリヤ体部31から突出し回転自在に支持されたスピン
ド9ル32と、スピンドル32の上端に固定された回転
駆動用摩擦輪42によって達成される。摩擦輪42は回
転駆動ディスク148と係合している。駆動ディスク1
48は密閉体12の頂部カバーによって支持されたスピ
ンド9ルや′リングブロック164においてスピンビル
160の下端に装着されている。スピンドル160の方
はスピンドル160の上端に取り付けられた駆動スズロ
ケット162により駆動されろ。スプロケット162は
回転駆動チェイン180と係合することにより回転する
。コンベア送りチェイン18.19と異り、回転チェイ
ン180は加熱ステーション10の外側限界以上に延在
しない。回転駆動チェイン180はチェイン駆動列(図
示せず)により連続して駆動される。
引続き第1図を参照する。点線で高周波発生器102と
、該発生器と例えば52のような変形可能電極ポストと
に電気接続された丁字形プレート60とが示されている
。丁字形グレートの支持部材は、電極ポスト52用の支
持ブラケット142と基部材90と同様点線で示されて
いる。さらに電極プレート50の装着ブラケット82.
84が本図で部分的に点線で示されている。
第2図を参照する。第1図の線2−2の方向に見た内部
はプレート60に装着された電極ポスト52から56に
よって画成された3個の誘電加熱ステーションを示して
いる。本図において、キャリヤ20から24は誘電加熱
ステーションに位置され、かつレール14.16に支持
されているのが判る。電極ポスト52は丁度丁字形プレ
ート60の−ト方で破断され予備成形品113の細部を
示しており、該予備成形品はチャック3oの下方に延び
た成形可能部分110と、チャック30の破断部分の区
域に見られる成形部分111とを含む。
摩擦輪38から42はそれぞれキャリヤ20から24ま
でのスピンビル36から32までに装着されている。摩
擦輪38から42までは、それらが係合している回転駆
動ディスクの後ろで示されている。回転駆動組立体16
6と168はキャリヤスピンドゝル34,36と、摩擦
駆動輪40.38を示すためにキャリヤ22.24の上
方で破llれている。回転駆動組立体166.168の
スピン・ト8ルのスプロケットは回転駆動チェイン18
0ならびにスピンドル160のスプロケット162と係
合した状態で示されている。電極ポスト52から56ま
では支え部材142,150,152を介して基部プレ
ート90μ94までに取り付けられた状態で示されてい
る。コロナリング98゜100が電極ポスト54.56
の背後に見られる。
これらのコロナリングは電極ポストが高周波発生器10
2により付勢した場合発生するアークを抑制する働きを
する。電極ポスト50は密閉体12の長さの範囲内で、
端の電極ボス)52.56の中心によって画定されろ間
隔よりわずかにはみ出して延びていることが判る。支持
柱58...68は密閉体12の頂部からT字形プレー
ト60まで垂下しているのが判る。
コンイヤチェイン18.19がJIB次前進すると、キ
ャリヤは齋形可能電極72から76の中の1個と電極プ
レー)50とにより画成される電極の対の間の位置へ持
ってこられる。コンベヤの進行の完了時、機械作動サイ
クルの制御装置(図示せず)が高周波発生器102によ
り電極の対を付勢する。
伐形機のその他の作動ステーションの機能が完了し、か
つ加熱サイクルが完了しておれば、成形機の作動サイク
ル制御装置がコンベヤチェイン18゜1・1゜ 19をさらに送り、作動サイクルが繰返さねる。
この状態で、第2図の左端において予備成形品が加熱ス
テーション10へ入り、第2図の右端から出ていくまで
各種ステーション間2送られる。加麩ステーション10
内では、コンはヤのレール14と16に担持された列状
のキャリヤ20から24までが予備成形品の通過する通
路を構成することが判る。
さて第3図を参照する。算2図の線3−3の方向から視
た加熱ステーションの内部の下部分が示されている。3
個の電極の対が電極プレート50と変形可能電極72か
ら76までによって囲まれているのが判る。予備成形品
の通路はこれらの電極の対の間の空隙により画成されて
いる。第3図において、丁字形グレート60の外形が示
されている。1字形とするようプレート60を切断した
ことによって、端の電極ボス)56.52の近傍におい
てプレート60と電極50の間で発生しうる損失を減少
させる役目をしている。電極プレート50の支持ブラケ
ット78から84は加熱ステーション10の長手方向中
心線に対するプレート50の位置調整を許容する構造を
示している。ブラケット80と84はブラケット78.
82に支持され、かつ全ての支持ブラケット78から8
4に切設した位置調整スロットを貫通したねじ88゜8
6により前記ブラケットに固定されている。同様に、電
極ポスト52から56用の基部プレート90から94は
取付はナツトと前記基部プレート90から94に切設し
たスロットとによって丁字形プレート60上で位置決め
可能とされている。
本図において、コロナリング98.1(10は基部プレ
ート92.94の位置調整スロットを示すために省略し
である。しかしながら、コロナスプリング96はその支
持ブラケットラミ極ポスト52の上端に固定させた状態
で示されている。第1図に形状が示され、かつ部分的に
点線で示された導体104は高周波発生器102と電極
プレート50との間を延びるものとして示されている。
算4図を参照する。加熱部10の加熱ステーションを構
成する高周波発生器と電極の概略ブロック図が示されて
いる。電極プレート50は高周波発生器102用の3個
の負荷コンデンサの各々におけるコンデンサプレートと
して示されている。
これらのプレートは導体104を介して高周波発生器へ
一緒に接続されている。変形可能電極72から76まで
が相手側のプレートラ構成し、一端で一緒に接続され、
丁字形プレート60に対応する導体60によって高周波
発生器に接続されている。3対の電極50と、72から
76までは加熱ステーション10内の3個の誘電加熱ス
テーションに電気的に相当する。コンベヤの割出しが完
了すると、成形機の作動サイクル制御装置(図示せず)
が高周波発生器102への配線106で使用可能信号を
発生し、その信号により高周波発生器がその出力を電極
の対に供給できるようにする。
この状態において、高周波発生器の出力における交番電
気ポテンシャルが3対の電極における電極の間で交番電
界をつくり出す。電極の対におけろ電極間のいづれの点
における電界の相対強度も部分的には、電極の対におけ
る電極間に配置される誘電伝導によるエネルギ損失によ
って変る。こうして、コンデンサプレートの間、即ち電
極対における電極の間の間隔を調整することによりコン
デンサプレートによりつくり出されろ有効インピーダン
スとそれに伴った誘電界を横切る電流の増加とを減少さ
せることができる。当該技術分野の専門家には、電極の
間の誘電磁界を横切る磁界強度勾配は電極の間の相対ポ
テンシャルと電極の間の距離との関数であることが認め
られる。本願の出願人は予備成形品の壁部分内の好まし
い温度パターンを達成するために電界における前述の本
質的な特性を利用している。
第5図を参照する。予備成形品113の成形可能部分1
10を、予備成形品の長さに対して肉厚の変化を示すた
めに断面で示す。予備成形品は電極50と、電極ポスト
52に支持された変形可能電極76との間でチャック3
0から懸架された状態で示されている。電極76は連続
した帯片の形態であって、ねじ付六の植込ボルト、即ち
ロット9112から120までにしっかりと固定されて
いる。これらのボルトの方t:′誓ポスト52における
貫通孔170から178を貫通して横方向に位置してい
る。ボルト112から120までにねじ込まれたナツト
122から140までを使用してポスト52に対する前
記ボルト112から120までの横方向位置を調整し、
かつ前記ボルトを適所にロックする。本図に示すように
、予備成形品の成形可能部分の肉厚は既成形部分近くで
より薄くなっているので、変形可能電極76は、電極7
6と前記予備成形品の前記壁部分との間の距離を大きく
するような形にしうる。さらに、予備成形品の下端の閉
鎖部分については、変形可能電極と電極プレートとは、
電極対の最下部が予備成形品の前記閉鎖部分の上方で終
るようにする。詳細には、電極対の下限は予備成形品の
閉鎖端の半径の始点と概ね一致するようにする。この閉
鎖された下端は電極間の電界に対して抵抗の最小の部分
を構成するので、電界の磁束線は当然のことながらこの
部分の形状に追随しようとする。このため予備成形品の
この部分の自己加熱が加速されるので、本願の出願人は
予備成形品のこの部分を電極の間でつくり出されろ電界
の周辺に位置するよう選定した。こうすることにより、
壁部内の自己加熱が閉鎖端での自己加熱を最小にしなが
ら予備成形品の閉鎖下端を伝熱できるようにする。同様
に、変形可能電極76を第6図の断面図で示すように予
備成形品の内径よりわづかに幅を狭くすることにより加
熱ステーション10を通る通路において横方向に位置す
る予備成形品の側部も電極の対によって画成される電界
の周辺に来るようにしている。
電極の間の電界中に保持した状態で予備成形品を連続し
て回転させることにより壁部分は制御された状態で均一
に加熱される。
引続鎗第5図を参照する。変形可能の電極76は折り曲
げられ、ねじ144によってポスト52の上端の適所に
保持されている。また、このねじの下にはコロナリング
装着用のストラップ146が位置しており、このストラ
ップはコロナリング96の上端に接続されている。前述
のように、コロナリング96の目的はポスト52と電極
76の形状を調整するボルト112から120までとの
間でのアーク発生を減少させることである。当該技術分
野の専門家には調整ボルト112がら120までと、ロ
ックナツト122かも140とを組合せろことにより予
備成形品の壁部分の変形可能部分について広範囲の形状
の組合せを許容する電極76の広範囲の形状を提供する
ことが判るであろう。
電界強度は電極間の距離と、その間に配置する誘電界に
よって瞬間的に変るので、予備成形品壁部分の長手方向
の長さに沿ったいづれの点における有効電界強度も変形
可能電極の形状ケ変先ることにより変化し5ろ。第5図
に示すように、予備嘘形品の壁部分が既成形部分近くで
薄くなる場合、この部分における材料の温度を分子配向
湯度まで上昇させるのに要するエネルギは少ない。した
がって、変形可能電極を通して均一な温度を得るには、
肉厚の厚い部分に対して薄い部分での自己加熱効果を下
げろ必要がある。このことは肉厚の薄い部分の領域では
電極間の空隙を増すことにより達成される。このように
、賛−可能電極の形状は予備成形品の壁部分の長手方向
の長さにわたり、かつ壁部分の構造によって希望する温
度パターンによって決められる。電界強度を極度に変え
る必要がある場合、対の電極の双方を変形可能とする必
要があるかもしれない。本願の出願人は6対の電極にお
いて、変形可能電極ヲ11固使用して予備成形品の広範
囲の形状や寸法に対して成功を収めた。この同じ調整方
法によって、ある環境下では好ましいが、予備成形品の
壁の長手方向の長さに沿った温度変化をつくり出すこと
ができろ。
本発明を好適実施例に関しがなり詳細に説明してきたが
、本願の出願人は本発明の範囲をこの詳細に限定する意
図はない。誘電加熱ステーション10における加熱ステ
ーションの数は、本明細書に図示し、かつ説明した組合
せ乞基本的に適合することによりいくらでも収容できる
。さらに、誘電加熱は極性分子特性を示す材料に対して
効果的であるが、極性特性は非極性材料に添加剤を加え
ることによっても達成することが可能なので、本:11
1 願の出願人は本発明の■用をいづれかの特定の熱可塑性
材料に限定する意図はない。したがって、本願の出願人
の意図は特許請求の範囲の精神と範囲内の全ての修正、
変更、および均等物を網羅することである。
【図面の簡単な説明】
第1図は高速生産吹込み成形機の誘電加熱部の端面図、 第2図は第1図の線2−2の方向にみた、第1図に示す
加熱部の内部の正面図、 第3図は第1図の線3−3の方向にみた、第1図に示す
加熱部の内部の下部を示す図、第4図は高周波発生器と
電極の対との間の電気的な関係を示すブロック線図、 第5図は第1図に示す加熱部の電極の対における電極間
に配置した予備成形品を断面で示す拡大図、および 第6図は第5図の線6−6で示す方向に視た第5図に示
す予備成形品と電極の対との断面図である。 図において、 10・・・加熱ステーション 12・・・密閉体20〜
24・・・キャリヤ  5o・・・電極プレート52〜
56・・・電極ボッ)  60・・・T字形プレート7
2〜76・・・電 極  90〜94・・・基部材98
.100・・・コロナリング 102・・・高周波発生器  111・・・既成形部分
110・・・成形可能部分  113・・・予備成形品
112〜120・・・ボルト  122〜140・・ロ
ックナツト148・・・回転駆動リング 特許出願人   シンシナティ・ミラクロン・イ/コー
ポレーテツド (外4名) 図面の浄書(内容に変更なL) 手 続 補 正 書(オペ) 昭和チ2年1月2日 特許庁1官若杉和 夫殿   l づ 1、事件の表示 昭和チ8年特許願第3ζ717  号 2、発明の名称 (f之fJすか、i干 6、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 多祥  シンシ丁ティ・汁りσ/・インコーJ〜”v−
−rアr。 4、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)それぞれ既成形部分と成形可能部分を有する熱可
    塑性予備成形品の成形可能部分を分子配向温度まで耀電
    加熱し二軸膨張させて最終製品にする装置において、 (al  高周波部の周波数を有する交番電気ポテンシ
    ャルを発生させろ高周波信号発生器と、(ハ)前記信号
    発生器により付勢可能で、それぞれの対が少なくとも1
    個の変形可能電極を有し、前記信号発生器により付勢す
    ると対の電極がその間で交番電界をつくるように配置さ
    れている複数の対の電極と、 (C)  予備成形品の成形可能部分が対の電極の交番
    電界に来るように6対におけろ電極の間で1個の予備成
    形品を回転自在に支持する装置とを含むことを特徴とす
    る誘電加熱装置。 (2、特許請求の範囲第1項に記載の装置において、電
    極の対における電極を移動させてその間の相対距離を変
    える装置をさらに含むことを特徴とする誘電加熱装置。 (3)特許請求の範囲第2項に記載の装置において、変
    形可能電極が、 (a)  支持ポストと、 (ハ)前記ポストを貫通する複数の平行孔において前記
    ポストにより摺動自在に支持された複数の横棒と、 (C)  一端で前記横棒にしっかりと固定された電極
    プレートと、 ゆ 前記ポストと電極プレートとの間の前記横棒の各々
    の突出相対長さを独立して固定し、前記電極プレートの
    形状を画成するロック装置とをさらに含むことを特徴と
    する誘電加熱装置。 (4)%許請求の範囲第3項に記載の装置において、前
    記電極プレートが予備成形品の内径より幅が狭いことを
    特徴とする誘電加熱装置。 (5)特許請求の範囲第4項に記載の装置において、前
    記電極プレートの最下端と非変形電極の最下端とが一致
    し、かつその間に位置する予備成形品の閉鎖端の−F方
    で終っていることを特徴とする誘電加熱装置。 (6)特許請求の範囲第1項に記載の装置において、電
    極の対はその間で1個の概ね真直の通路を画成するよう
    配置されていることを特徴とする誘電加熱装置。 (7)特許請求の範囲第6項に記載の装置において、非
    変形電極が前記通路の中心線に対して移動可能に支持さ
    れた概ね平坦のプレートからなることを特徴とする誘電
    加熱装置。 (8)特許請求の範囲第7項に記載の装置において、高
    周波発生器が前記通路の下方に装着され、かつ端の電極
    の対から概ね等距離に位置しており、前記誘電加熱装置
    が前記ポストを支持し、高周波発生器を覆い、かつ前記
    通路の下方で、かつ前記発生器の外形部分を越えた区域
    フは切断されている電極装着プレートをさらに含むこと
    を特徴とする誘電加熱装置。
JP58035687A 1982-03-05 1983-03-04 誘電加熱装置 Granted JPS58184293A (ja)

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US355223 1982-03-05

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JPS6355197B2 JPS6355197B2 (ja) 1988-11-01

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