JPS62256617A

JPS62256617A - 熱板

Info

Publication number: JPS62256617A
Application number: JP10029186A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sakai; 康一酒井; Yoshihiro Hasegawa; 長谷川　好弘
Original assignee: Meiki Seisakusho KK
Current assignee: Meiki Seisakusho KK
Priority date: 1986-04-30
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1987-11-09
Also published as: JPH0378046B2

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】（技術分野）本発明はホットプレス装置等に用いられる熱板に係り、
特にヒータエレメントが長手管状のシーズ内に配設され
て成るシーズヒータを加熱源とする熱板の改良に関する
ものである。

（従来技術とその問題点）熱板は加熱可能な構造を有する仮であって、プレス装置
等において被加工物を加熱するために用いられている。

例えば、樹脂含浸シート、樹脂フィルム若しくはシート
、金属箔若しくは板等の積層素材が重ね合わせられて成
る積層物を一体化し、電気プリント配線板やラミネート
板等の積層成形品を製造するホットプレス装置では、固
定盤と可動盤との間に複数の熱板が配設されて積層物（
被加工物）をそれら熱板で加熱し２得るようになってお
り、それら熱板間に装入された積層物を該熱板で加熱し
つつ、固定盤と可動盤との間の圧締作用に基づいて加圧
することにより、積層物を一体化して所望の積層成形品
を製造し得るようになっている。

ところで、このような熱板の一種に、通電によって発熱
せしめられるヒータエレメントが長手管状のシーズ内に
配設されて成るシーズヒータ（カ−トリッジヒータ）を
、熱板内に形成された所定のヒータ挿入孔内に配置し、
加熱源とした形式のものがあるが、このようなシーズヒ
ータを加熱源とする熱板では、従来、それらシーズヒー
タが内部に１つのヒータエレメントだけを有する構造と
されていたため、熱板を所望の温度分布状態に精度良く
制御することが難しいといった問題があり、特に熱板を
その有効面積の全面にわたって均一に加熱することが難
しいといった問題があった。

例えば、前述の如きホットプレス装置においては、製品
の品質向上を図る上において、熱板をその有効面積の全
面にわたって所定の目標加熱温度に均一に加熱すること
が望ましいのであるが、前記ヒータ挿入孔内に配設した
各シーズヒータ（ヒータエレメント）を単に同じように
通電制御するだけでは、熱板の各部位による放熱条件や
伝熱条件の相違、ヒータエレメントのシーズヒータ長手
方向におけるヒータ容量のバラツキ、あるいはシーズヒ
ータと熱板との間の密着状態の不均一性等によって熱板
の温度（表面温度）にバラツキが生しることが避は得な
い。そこで、通常は、熱板の有効面を複数のゾーンに分
割し、各分割ゾーンに対応するシーズヒータを互いに独
立して通電制御することが行なわれている。熱板の有効
面を複数のゾーンに分割し、それらゾーン毎に独立して
目標加熱温度に加熱するようにすれば、熱板全体の温度
のバラツギに比べて各ゾーン内における温度のバラツキ
の方が小さいことから、熱板全体のシーズヒータを同じ
ように通電制御する場合に比べ、熱板全体としての温度
のバラツキを小さくできるのであり、従ってそのバラツ
キを小さくできる分熱板の温度を均一化できるのである
。

しかしながら、従来の熱板では、前述のように、シーズ
ヒータ内に１つのヒータエレメントが配設されているだ
けであったことから、それらシーズヒータの配列方向に
おいては熱板を互いに独立して温度制御可能な多数のゾ
ーンに分割することができるものの、シーズヒータの長
手方向においては熱板をそのような複数のゾーンに分割
することができず、熱板を略２分した長さのシーズヒー
タを２方向からヒータ挿入孔内に挿入、配置することに
よって熱板全２つのゾーンに分割することが精々であっ
たことから、熱板の温度を分割制御することによって熱
板温度の均一化を図ることについて限界があった。

一方、このような熱板の分割制御と並行してヒータエレ
メントのヒータ容量をシーズヒータの長手方向において
予め調整しておき、シーズヒータ長手方向における熱板
温度が目標加熱温度において均一になるようにすること
も考えられているが、この場合には目標加熱温度が異な
る毎にその目標加熱温度に応じて調整されたヒータ容量
のシーズヒータを用いる必要があり、目標加熱温度が異
なる毎にシーズヒータを交換しなければならないといっ
た不具合があるのである。

（解決手段）ここにおいて、本発明は、このような事情を背景として
為されたものであり、その特徴とするところは、長手管
状のシーズ内に、複数のヒータエレメントを、その長手
方向に独立して且つ直列に配設して成る多回路シーズヒ
ータを、熱板内に形成された所定のヒータ挿入孔にそれ
ぞれ配置して、該多回路シーズヒータの各々のヒータエ
レメントによって当該熱板部位がそれぞれ加熱され得る
ようにしたことにある。

（作用・効果）このような熱板によれば、シーズヒータ（多回路シーズ
ヒータ）の配列方向において、従来の熱板と同様に、熱
板を互いに独立して温度制御可能な多数のゾーンに分割
できることは勿論、シーズヒータの長手方向においても
熱板を互いに独立して温度制御可能な多数のゾーンに分
割することが可能となる。つまり、本発明に従う熱板に
よれば、熱板の有効面を複数のゾーンに分割するに際し
て、従来の熱板よりもシーズヒータの長手方向において
その有効面をより細かく分割することができるのであり
、従ってそれら分割した各ゾーンの温度をそれぞれ独立
して制御することにより、熱板の温度分布状態をより精
度良く制御することが可能となるのであり、熱板を均一
な温度に加熱する場合においても、従来のものよりもそ
の温度を一層均一化することが可能となるのである。

また、このように、シーズヒータの長手方向においても
熱板を互いに独立して温度制御可能な複数のゾーンに分
割することができ、シーズヒータの長手方向においても
熱板の温度を分割制御し得るようになったことから、従
来の熱板のように、ヒータエレメントのヒータ容量を目
標加熱温度に応じて予め調整してお（ことが特に必要で
はなくなったのであり、それ故目標加熱温度が異なる毎
にシーズヒータを交換することも不要になったのである
。また、同様の理由から、熱板の昇温制御時においても
、熱板の温度分布状態を精度良く制御することが可能と
なったのであり、熱板の昇温制御時において熱板の温度
分布状態を調整する必要がある場合において有利となっ
たのである。

しかも、本発明に係る熱板によれば、１つのヒータ挿入
孔内に１つのシーズヒータを配置するだけで、熱板をシ
ーズヒータの長手方向において複数のゾーンに分割する
ことができるため、シーズヒータ内の各ヒータエレメン
トにｉｍ電するためのリード線を熱４反の同一方向から
引き出すことができるいった利点もある。シーズヒータ
の各ヒータエレメントに通電するためのリード線を熱板
の同一方向から引き出すようにすれば、熱板に対するシ
ーズヒータの装着操作が簡単になり、またリード線の引
き回し、配線作業が容易になるのである。

また、ホットプレス装置の場合においては、リード線の
引き出し方向と反対側から被加工物の搬入並びに成形品
の搬出を行なうようにすることにより、それらの搬入、
搬出操作が容易になるのであり、その際の安全性も向上
するのである。

因みに、熱板をシーズヒータの長手方向において２つの
ゾーンに分割するようにした従来の熱板では、前述のよ
うに、ヒータ挿通孔内に２つのシーズヒータが直列的に
配置されることによってゾーンの分割が行なわれるよう
になっていたため、各ヒータエレメントに通電するため
のリード線を熱板の同一方向から引き出すことができな
かったのであり、それ放熱板に対するシーズヒータの装
着操作やリード線の引回し、配線操作等が面倒なものと
なっていたのである。

（実施例）以下、本発明をより一層具体的に明らかにするために、
その一実施例を図面に基づいて詳細に説明することとす
る。

まず、第１図は、本発明に従う熱板を備えたホットプレ
ス装置の一例を示すものであるが、そこにおいて、１０
は固定盤であって、その四隅において、ベース１２上に
立設されたステー１４の上端部に固定、支持されている
。また、１６は可動盤であって、ベース１２の下側に設
けられたシリンダ１８のラム２０に固定されており、ラ
ム２０の伸縮に応じて昇降せしめられるようになってい
る。そして、これら固定盤１０と可動盤１６との間に位
置して、公知の如く、複数の熱板２２が多段に配置され
、それら熱板２２間に装入された積層物等の被加工物２
４がそれら熱板２２で加熱されつつ、固定盤１０と可動
盤１６との圧締作用に基づいて加圧せしめられるように
なっている。

ところで、各熱板２２は、第２図に示されているように
、矩形状の平面形態を存しており、その内部には熱板２
２を板面に平行に貫通する状態で複数（ここでは６つ）
のヒータ挿入孔２５が略等間隔に形成されている。そし
て、それらヒータ押入孔２５内にそれぞれ同一方向から
挿入されて多回路シーズヒータとしてのシーズヒータ２
６が配置されている。

これらシーズヒータ２６は、第３図に示されているよう
に、一端が閉塞された長手管状のシーズ２８内に同一形
状のヒータエレメント３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）
が３個直列に配設されると共に、それらヒータエレメン
ト３０の各一端に対して個々に接続されたリード線３２
　　（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）とそれらヒータエレメ
ント３０の他端に共通に接続されたリード線３４とがシ
ーズ２８の開口部から延び出させられた構造を有してお
り、リード線３２の各対応するものと共通のリード線３
４との間に電圧を印加することにより、それらヒータエ
レメント３０を択一的に通電加熱し得るようになってい
る。そして、本実施例では、前述のように、これらシー
ズヒータ２６が熱板２２の各ヒータ挿入孔２５内に同一
方向から挿入されて配置されると共に、それらシーズヒ
ータ２６の配置された各熱板２２がホットプレス装置に
対してそれぞれ同一方向を向いた状態で配設され、各シ
ーズヒータ２６から引き出されたリード線３２．３４が
それぞれ前記被加工物２４の搬入方向（成形品の搬出方
向）とは反対側の装置側方において引き回し、配線せし
められている。

なお、前記シーズヒータ２６のヒータエレメント３０は
、通常、所定のセラミックスコアに巻回され、シーズ２
８内面との間に充填せしめられた耐熱性の絶縁材によっ
て該セラミ、７クスコアの外面に固定せしめられて配設
されることとなる。また、各リード線３２．３４はそれ
ぞれセラミックスコアを貫通する状態で、且つ互いに適
当な間晒を隔てて絶縁された状態で、該セラミックスコ
ア内に一体的に埋め込まれて配設されることとなる。

また、本実施例では、このようなホットプレス装置にお
いて、各熱板２２に配設されたシーズヒータ２６のヒー
タエレメント３０が第４図に示されている如き制御回路
によって通電制御せしめられることにより、第２図に示
されているように、熱＋／ｉ：２２の有効面（ここでは
全面）が折目状に９分割された■〜■の各ゾーン毎に独
立して加熱制御されるようになっている。

すなわち、第４図において、３６は、熱板２２の各分割
ゾーンにそれぞれ対応して設けられたＰＩＤ制御機能付
きの温度コントローラであって、それぞれ対応する半導
体無接点リレー（以下、ＳＳリレーと略称する）３８に
接続されており、各対応するゾーンに配設された熱電対
４０　（第２図参照）からの温度信号に岱づき、各対応
するＳＳリレー３８を予め設定されたプログラムに従っ
て０Ｎ−ＯＦＦ制御するようになっている。そして、こ
れにより、図示しない電源から各対応するヒータエレメ
ント３０　（ここでは各２つのヒータニレメン）３０，
３０）に供給される電力を調整し、各対応するゾーンを
予め設定された昇温速度で昇温させると共に、各対応す
るゾーンの温度が目標加熱温度まで上昇した後は、それ
ら各対応するゾーンの温度をその目標加熱温度に保持す
るようになっている。

また、各温度コントローラ３６には、それぞれ共通のプ
ログラム設定器４１および温度設定器４２が接続されて
おり、プログラム設定器４１によって各温度コントロー
ラ３６のプログラムが択一的に設定され得るようになっ
ていると共に、温度設定器４２によって目標加熱温度が
切換設定されることにより、各温度コントローラ３６に
おいてその目標加熱温度に対応して設定されたプログラ
ムが同時に選択されるようになっている。

なお、各ＳＳリレー３８と電源との間には、図示し卒い
リレー回路により、対応するゾーンの温度に応じて択一
的に選択される複数（ここでは２個）の可変抵抗器４２
　（４２Ａ、４２Ｂ）が配設されており、熱板２２の昇
温制御時において、対応するゾーンの温度が目標加熱温
度よりも所定温度低い温度に達したとき、可変抵抗器４
２がより抵抗値の小さいもの（４２Ａ）からより抵抗値
（４２Ｂ）の大きいものに切り換えられるようになって
いる。これにより、熱板２２の昇温制御時における各ゾ
ーンの昇温速度が段階的に減速されるようになっている
のであり、各分割ゾーンの温度、ひいては熱板２２の全
体の温度が目標加熱温度に可及的に速やかに上昇せしめ
られ、且つ良好な精度をもって安定するようにされてい
るのである。

このようなポットプレス装置によれば、各熱板２２が、
前述のように、シーズヒータ２６の配列方向およびその
長手方向でそれぞれ３分割されて折目状に９つのゾーン
■〜■に分割され、それぞれのゾーンにおいて温度を独
立して制′４ｆｆｌされて同じ目標加熱温度に昇温せし
められるようになっているため、熱板２２の各部位にお
ける放熱状態や伝熱状態の相違、あるいはシーズヒータ
２６と熱板２２との密着状態の不均一性等に起因する熱
板２２の温度のバラツキを可及的に低減して、熱板２２
全体の温度を可及的に均一化できるのであり、更には各
熱板２２間における温度のバラツキも可反曲に均一化で
きるのである。そして、本実施例では、上述のように、
各熱板２２がシーズヒータ２６の配列方向ばかりでなく
、その長手方向においても３分割されていることから、
熱板がシーズヒータの長手方向で２分割される従来の熱
板に比べて、熱板２２の温度を目標加熱温度により一層
均−に加熱することができるのであり、それ故従来より
も一層品質の高い成形品（積層成形品）を製造すること
ができるのである。

また、このように、熱板２２がシーズヒータ２６の長手
方向においても３つのゾーンに分割され、熱板２２の温
度がシーズヒータ２６の長手方向において従来よりも一
層均一化され得るようになっていることから、従来の熱
板のように、シーズヒータ２６の各ヒータエレメント３
０のヒータ容量を目標加熱温度に応じて予め調整してお
くことが特に必要ではなくなったのであり、それ故目標
加熱温度が異なる毎にシーズヒータ２６を交換する必要
もなくなったのである。また、同様の理由から、熱板２
２の昇温制御時においても、熱板２２の温度分布状態を
精度良く制御することが可能となったのであり、それ放
熱板２２の昇温制御時においても熱板２２の温度を可及
的に均一化して、製品品質の向上を図ることが可能とな
ったのである。

さらに、前述のように、各シーズヒータ２６のヒータエ
レメント３０に通電するためのリード線３０．３２がホ
ットプレス装置の同じ側に引き出されるようになってい
ることから、シーズヒータ２６の熱板２２に対する装着
操作が簡単で済むといった利点があるのであり、またそ
れらリード線３２．３４の引回し、配線作業が節単に済
むといった利点もあるのである。また、それらリード線
３２．３４が被加工物２４の搬入方向と反対側に引き出
されて配線されるようになっていることから、被加工物
２４の熱板２２間への搬入（装入）操作および製品の搬
出操作を容易且つ安全に行なうことができるといった利
点もあるのである。

以上、本発明の一実施例を説明したが、これは文字通り
の例示であって、本考案がかかる具体例に限定して解釈
されるべきでないことは勿論である。

例えば、前記実施例では、各シーズヒータ２６内にそれ
ぞれ３つのヒータエレメント３０が配設され、熱板２２
がシーズヒータ２２の長手方向で３分割されるようにな
っていたが、ヒータエレメント３０の配設数およびこれ
に伴うシーズヒータ２６の長手方向における熱板２２の
分割数は必ずしもこれに限定されるものではなく、第５
図に示されているように、各シーズヒータ２６内にヒー
タエレメント２２を２個だけ配設して、シーズヒータ２
６の長手方向で熱板２２を２分割させるようにしても良
いのであり、あるいは４個以上配設してその配設数に応
じて分割するようにしてもよいのである。なお、シーズ
ヒータ２６内に配設されるヒータエレメント３０の数が
多いほど各熱板２２の温度分布状態をより高精度に制御
でき、熱板２２の温度をより均一化することができるの
であるが、各シーズヒータ２６から引き出し得るリード
線の数はシーズヒータの寸法や各リード線間に印加され
る電圧、あるいは熱板２２の使用条件（環境条件）等に
よって制限されるため、通常は、それらの条件に応じて
ヒータエレメント３０の配設数が選択されることとなる
。

また、前記実施例では、シーズヒータ２６内に配設され
た各ヒータエレメント３０Ａ、３０Ｂ。

３０Ｃの一端が共通のリード線３４に接続されると共に
、それらの他端がそれぞれ別個のリード線３２Ａ、３２
Ｂ、３２Ｃに接続され、リード線３４と各対応するリー
ド線３２との間に電圧を印加することにより、それらヒ
ータエレメント３０をそれぞれ独立して通電制御するよ
うになっていたが、第６図乃至第８図に示されているよ
うに、状況によっては、それらのうちの任意の２個の他
端を共通のリード線３２Ｄに接続して、それら任意の２
個のヒータエレメント３０を同時に通電制御せしめるよ
うにすることも可能であり、さらには第９図に示されて
いるように、３個のヒータエレメント３０　（３０Ａ、
３０Ｂ、３０Ｃ）を互いに共通のリード線３４および３
２Ｅを通じて同時に通電制御させるようにすることも可
能である。なお、このような場合、上記任意の２個乃至
は３個のヒータエレメント３０の他端は、シーズヒータ
２６の内部で接続させるようにしてもよく、あるいはシ
ーズヒータ２６の外部で接続させるようにすることも可
能であるが、シーズヒータ２６からのリード線の引出数
を低減する上からはシーズヒータ２６内部で接続するこ
とが望ましく、設計の自由度の面からは外部で接続する
ようにすることが望ましい。また、このような各ヒータ
エレメント３０の結線の態様は、シーズヒータ２６内に
配設されるヒータエレメント３０の数が多いほど多くな
る。

また、前記実施例では、シーズヒータ２６内に配設され
る各ヒータエレメント３０の各一端が共通のリード線３
４に接続されていたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、各ヒータエレメント３０に通電するためのリ
ード線をそれぞれ別個に引き出すようにすることも可能
である。ただし、このようにした場合には、ヒータエレ
メント３０の配段数当たりのリード線の数量が増えるこ
とから、前記実施例の場合に比べてシーズヒータ２６内
に配設し得るヒータエレメント３０の数量がその分制限
されることとなる。ホットプレス装置では、ホットプレ
ス装置全体を真空ボックス内に収容した状態で被加工物
２４の加工を行なうことがあるため、各リード線は真空
放電を惹起しない程度に離間させて配置することが望ま
しいのであり、従ってこのような場合には、ヒータエレ
メント３０当たりのリード線の配設数が多くなることに
よってシーズヒータ２６内に配設可能なヒータエレメン
ト３０の数が少なくなることが避は得ないのである。

また、前記実施例では、熱板２２の各分割ゾーンに対し
てそれぞれ熱電対４０および温度コントローラ３６が設
けられていたが、第１０図に示されているように、状況
によっては、それら熱電対４０および温度コントローラ
３６を複数のゾーンのヒータエレメント３０に対して共
通に設けることも可能である。

さらに、第１１図に示されているように、温度コントロ
ーラ３６は、各分割ゾーンのヒータエレメント３０に対
して共通に設けることも可能である。すなわち、第１１
図においては、温度コントローラ３６は入力選択回路４
６を介して各分割ゾーンに配設された熱電対４０に接続
されており、所定の周期で各熱電対４０の温度信号を順
次取り込むようになっている。そして、それら熱電対４
０の切換周期に同期して各対応するゾーンのコントロー
ル信号（アナログ信号）を出力し、これを変換器４８に
供給するようになっている。また、変換器４８ではその
コントロール信号がＯＮ・ＯＦＦ信号に変換され、出力
選択回路５０を通じて各対応するＳＳリレー３８に供給
されるようになっている。そして、前記実施例と同様に
、このＳＳリレー３８によって各対応するゾーンに配設
されたヒータエレメント３０が通電制御せしめられ、各
ゾーンの温度が制御せしめられるようになっている。な
お、温度コントローラ３６には、前記実施例と同様にプ
ログラム設定器４１が接続され、このプログラム設定器
４１によって各ゾーンに対応した加熱プログラムが個別
に設定され得るようになっていると共に、前記実施例と
同様の温度設定器４２が接続され、この温度設定器４２
によって目標加熱温度が切換設定されることにより、温
度コントローラ３６においてその目標加熱温度に応じて
設定された各ゾーンの加熱プログラムが選択されるよう
になっている。また、出力選択回路５０から各ＳＳリレ
ー３８に供給される信号は、目標加熱温度保持時におい
ては、設定温度と実測温度との比較結果に応じて熱電対
４ｏのスキャンニング周期でＯＮ・ＯＦＦ制御されるこ
ととなる。

さらに、ここにおいては、図に示されているように、各
ＳＳリレー３８に３個の可変抵抗器４４　（４４Ａ、４
４Ｂ、４４．Ｃ）が互いに並列に接続されており、それ
ら可変抵抗器４４が択一的に選択せしめられることによ
り、各ゾーンの昇温速度が３段階に減速せしめられるよ
うになっている。

加えて、前記実施例では、ホットプレス装置の熱板に対
して本発明を適用した例について述べたが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、射出成形機等に対しても
適用することが可能である。

その他、−々列挙はしないが、本発明がその趣旨を逸脱
しない範囲内において、種々なる変更。

修正、改良等を施した態様で実施できることは、言うま
でもないところである。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明に従う熱板を備えたホットプレス装置の
一例を示す正面図であり、第２図は第１図に示されてい
る熱板を概略的に示す平面図であり、第３図は第２図の
熱板に用いられているシーズヒータを説明するための断
面模式図である。第４図は第２図の熱板の加熱制御回路
の一例を示す回路図である。第５図は本発明の他の実施
例におけるシーズヒータを示す第３図に相当する図であ
る。第６図、第７図、第８図および第９図は、３個のヒ
ータエレメントが配設されて成るシーズヒータの第３図
とは異なる結線態様を示す回路図である。第１０図およ
び第１１図は、それぞれ第２図に示す熱板の第４図とは
異なる加熱制御回路の一例を示す回路図である。１０：固定盤　　　　　１６：可動盤２２：熱板　　　　　　２５：ヒータ挿入孔２６：シー
ズヒータ（多回路シーズヒータ）３０（３０八、３０Ｂ
、３０Ｃ）：ヒータエレメント３２　（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ，３２Ｄ。３２Ｅ）、３４：リード線３６：温度コントローラ３８二半導体無接点リレー４０：熱電対　　　　４１ニブログラム設定器４２：温
度設定器

Claims

【特許請求の範囲】

（１）長手管状のシーズ内に、複数のヒータエレメント
を、その長手方向に独立して且つ直列に配設して成る多
回路シーズヒータを、熱板内に形成された所定のヒータ
挿入孔にそれぞれ配置して、該多回路シーズヒータの各
々のヒータエレメントによって当該熱板部位がそれぞれ
加熱され得るようにしたことを特徴とする熱板。
（２）前記複数のヒータエレメントが、少なくとも二つ
の独立した回路によって通電制御され、熱板の当該ヒー
タエレメント配設部位の加熱制御が独立して行われ得る
ようにした特許請求の範囲第１項記載の熱板。