JPS63309409A

JPS63309409A - 誘導加熱成形用型装置

Info

Publication number: JPS63309409A
Application number: JP14629787A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Inoue; 潔井上
Original assignee: Inoue Japax Research Inc
Current assignee: Inoue Japax Research Inc
Priority date: 1987-06-12
Filing date: 1987-06-12
Publication date: 1988-12-16

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】（産業上の利用分野）本発明は、樹脂の加熱、加圧成形用の型装置で、該型装
置が、型材用耐熱性樹脂粉体と導電材を含む他の粉体と
の混合物からなり、他方該型袋２は誘導加熱コイルを備
え、交番磁界を加えて導電材に誘導電流を流して型装置
を加熱し、射出、充ｉｔ４樹脂を軟化させて成形する型
袋δに関する。

（従来の技術）雌雄の成形用型からなる加熱成形用型装置は、雌雄の型
を放電加工あるいは機械加工により形成している。しか
し、この従来の成形用型装置は。

製作に長時間を用し、破産に不向きであるという問題点
がある。

樹脂粉末に金属粉末を混入して成形できる型装置であれ
れば、十分な耐熱性には欠けるが製作容易で量産に適し
たものとなるが、しかし温度上昇に等加熱さらには冷却
等の温度制御に時間を要する場合には、樹脂成形用型装
置としての適用には不向となる。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、このような問題点に鑑み、加熱時間か短時間
ですみ、量産に適した樹脂製成形用型袋こを提供するこ
とを目的とする。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成するため、本発明においては、導電性強
磁性材を型材用耐熱性樹脂中に含ませて成形した雌雄の
成形用型と、該雌雄の成形用型の少なくともいずれかに
取付けられた誘導加熱コイルとからなり、前記雌雄の成
形用型間には射出または加圧成形すべき樹脂を入れるキ
ャビティが形成される構造としたことを特徴とする。

（実施例）以下本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は本発明による誘導加熱成形用型装置の一実施例
てあり、１は製品成形面となる凹部３を有する雌型、２
は同じく凸部４を有する雄型であり、これら雌雄の型１
．２を図示のように組合わせた状態において、両者間に
樹脂粉体、あるいはこれにセラミックス、金属等の粉体
や繊維等を混入した成形樹脂を充填するキャビティ５か
形成される。これらの雌雄の型１．２内には、円筒状に
巻かれた誘導加熱コイル６．７か、型材用耐熱性樹脂８
，９により一体に成形され、埋設されている。ｌＯはこ
れらの誘導加熱コイル６．７に高周波電流を流して型１
．２を誘導作用により加熱する電源である。

雌雄の型１．２は、導電性強磁性材の粉末を型材用樹脂
中に混合し、加熱、加圧し成形したものであり、必要に
応し゛Ｃ１強化材として、セラミックスや金属の粉体ま
たは繊維やホイスカか混入され、また、伝熱性を向上さ
せるために、銅等の熱伝導度の高い金属粉か混入される
。

型１．２に使用される樹脂としては、耐熱性の高いもの
か使用される。例えば、イミド系、フェノール系、エポ
キシ系、ポリフェニレン系、サルファイドシリコン系、
セルロースプロピオネート系、フェノールホルムアルデ
ヒド系、ポリアミノビスマレイミド系、ＰＥＥＫ系のも
のか用いられる。

また、前記型１．２に混入される強磁性材粉末は、うす
電流以外にヒステリシス損により熱を発生させるもので
、鉄、ニッケル、コバルト、フェライトあるいはこれら
の混合物等の磁性材が用いられる。

また、必要に応じて混入される非強磁性材でなる金属と
しては、黄銅や一部の鋼等を用いることかてきるか、ア
ルミニウムあるいは銅を用いた場合には、これらか熱伝
導率が高いため、加熱、冷却が比較的容易で、成形時の
熱量が周囲の粉体に伝達されやすく、均一な温度で加熱
される。

さらに強度を向上させるために混入されるセラミックス
は、ＷＣ，Ｗ２Ｃ，ＳｉＣ，Ｔｉｃ、ＴａＣ，Ｂ、Ｃ等
の炭化物、５ｉｆｔ、ＡＭ２０、、ＭｇＯ，Ｚｒ０ｚ等
の酸化物、ＳｉＮ、、ＢＮ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＡｆＬＮ
、ＺｒＮ、ＶＮ、ＮｂＮ等の窒化物等が用いられる。ま
た、強化材としては、ガラスもしくは炭素あるいはアラ
ミド等の繊維も用いられる。

第２図および第３図は前記雌型ｌおよび雄型２を成形し
ている状態を示す。第２図に示すように、型枠１１内に
、型材用耐熱性樹脂粉末と透磁率の高い強磁性材でなる
金属粉末と、必要に応じて加えられる非強磁性材でなる
金属またはおよびセラミックス粉体と、補強材としての
ガラスもしくは炭素あるいはアラミド等のｍ！Ｉまたは
ホイスカとを混合した型材１２ａを充填する。この場合
、型材１２ａ内には、誘導加熱コイル６を樹脂８により
円筒形に一体に成形したものを埋め込んでおくか、ある
いは型枠１１に誘導加熱コイル（あるいは加熱コイル）
１３を設けておく。そして、上面より、前記雄型２の凸
部４と同じ凸面形状部１４を下面に設けた抑圧体１５を
シリンダ等の加圧装近によってＯ，ｌｔ／ｃ層２〜３　
ｔ　／　ｃ謹２程度に加圧し、この状態で電源（図示せ
ず）によりｌ　０ｋｌ（ｚ　”ｌ　ＯＭＨｚ程度の高周
波電流を誘導加熱コイル６あるいはコイル１３に流して
型材１２ａ内の導電材にうず電流を流すと共に、型材ｌ
ｚａ内の強磁性材金属粉末にヒステリシス損を生じせし
めて加熱し、型材１２ａ中の樹脂を軟化あるいは溶融さ
せて一体化し、成形する。

このようにして成形した第３図に示す雌型１２を用い、
該雌型１２上にリング状の型枠１６を載置して、前記雄
型２を成形するための前記型材１２ａと同様あるいは組
成を変えた型材２ａを充填する、この場合、型材２ａに
は、誘導加熱コイル７を樹脂９により円筒形に成形した
ものを埋め込んでおく、モして押圧体１７により加圧し
、誘導加熱コイル６．７に高周波電流を流して前記同様
に型材２ａを加熱し、成形する。これにより、雄型２か
得られる。

一方、雌型ｌの成形は、第４図に示すように。

型枠１８に前記型材２ａと同様の型材１ａを充填して行
なう、この場合、型材ｌａ内には、誘導加熱コイル６を
耐熱性樹脂８により円筒形に一体に成形したものを埋め
込んでおく、また、必要に応じて該型枠１８に誘導加熱
コイルあるいは加熱コイルを設けておいてもよい。そし
て、上面より、前記雌型ｌの凹部３と同じ凸面形状部１
９を下面に設けた押圧体２０をシリンダ等の加圧装置に
よって前記同様の圧力で加圧し、高周波電流を誘導加熱
コイル６に流して型材ｌａ中の樹脂を軟化あるいは溶融
させて一体化し、成形する。

このようにして製作された型装置は、第５図に示すよう
に、雌雄の型１．２間のキャビティ５内に製品となる樹
脂粉末単独あるいはさらに金属、セラミックス、または
強化繊維の全部あるいは一部を混入した射出または加圧
成形樹脂材２１を入れ、押圧体２２により加圧した状態
で誘導加熱コイル６．７に通電して型１．２内の強磁性
材でなる導電材にうず電流を流すと共に、ヒステリシス
損を生じさせることにより、発熱させて型材２１を成形
する。

ここで、型１．２中に強磁性材である鉄等が混入されて
いるので、銅やアルミニウムに比較して、ヒステリシス
損による発熱が温度上昇に寄与しうるから、うず電流の
みのアルミニウムや銅の場合に比較して温度上昇が急激
に用なわれるのである。また、鉄の場合には、電気抵抗
か大であるからジュール熱の発生量が大となることも温
度上昇上有効である。

誘導加熱コイル６．７はいずれか一方の型ｌ。

２のみに設けてもよいか、双方に設けることにより、加
熱時間を短縮できる。また本実施例においては、誘導加
熱コイル６．７を樹脂８，９により一体に成形している
ので、型１，２の成形時に位置設定が容易に行なわれ、
成形が容易となり、また、誘導加熱コイル６．７の位置
の確保が確実に行なわれる。

前記型材１ａ、２ａとして混入する強磁性材粉体の含有
率（体積含有率−以下同じ）は、発熱効果を上げる上て
１０％〜８０％（好ましくは５０％〜７５％）とし、他
の金属を加える場合は、金属の総量が８０％を越えない
ような含有率とする。また、セラミックスは、金属等の
他の混合物の圧縮強度とその含有率に応じて、また熱伝
導率を考慮して含有率が０％〜５０％の範囲で決定され
る。また、ガラス繊維やホイスカ等の補強材は０％〜ｌ
Ｏ％、結合材としての型材用耐熱性樹脂は１５％〜４０
％とし、樹脂の含有率を：Ａ節することにより、型材３
全体の熱伝達率を０．５〜３Ｊ／ｃｍ”　・Ｓ−にの範
囲で任意に設定できるようにする。

また、金属、樹脂あるいはセラミックスの粒径としては
、ＩＪＬｍ〜３０４ｍ程度のものが用いられ、繊維を加
える場合には、１〜１０ｇ、ｍφ×ｌθ〜５０ＩＬｍφ
程度のものが用いられる。

−例として、銅を３０％、イミド樹脂を３０％、Ａ見２
０１を３０％、ガラス繊維をｌＯ％混合した外径８ｃｍ
の製品型１．２を用い、コイル６．７をそれぞれ８．３
回巻装したものに５０ｋＨｚ、１２Ａの電流を流した場
合、通電開始から３分後の温度は５５℃にとどまった。

一方、銅を２０％、イミド樹脂を３０％、Ａ　ｌ　ｔ　
Ｏ３を２０％、ガラス繊維を５％とし、平均粒径１５Ｉ
Ｌｍの鉄を２５％混入した場合には、通電開始から５分
後の温度を２５０℃にすることができた。

なお、雌雄の型１．２に誘導加熱の高周波電流等を流す
のみでなく、高周波電源以外の電源により直流あるいは
交流電流を流して型１．２を加熱する等、別の加熱手段
を併用する構成も採用できる。また、雌雄の型１．２の
いずれか一方のみに誘導加熱コイルを設けた場合にも一
応の目的が達成される。

（発明の効果）以上述べたように、本発明の型装置は、導電性強磁性材
を型材用耐熱性樹脂中に含ませて成形した雌雄の成形用
型と、該雌雄の成形用型の少なくともいずれかに取付け
られた誘導加熱コイルとからなり、前記雌雄の成形用型
間には成形用樹脂を入れるキャビティか形成される構造
を有するものであり、前記導電性磁性材にうす電流およ
びヒステリシス損を発生させて加熱するものであるから
、短時間て効率良く型装置を加熱等温度制御し、成形材
料を加熱させることができ、成形作業をス＠率良く行な
うことかできる。

また、機械加工や放電加工に比較し、量産に適している
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による型の一実施例を示す断面図、第２
図および第３図は該実施例の雄型の製造方法を説明する
断面図、第４図は同じく雌型の製造を説明する断面図、
第５図は該実施例の型を使用状態にて示す断面図である
。８：耐熱性樹脂第２図第３図５／２′１

Claims

【特許請求の範囲】１、導電性強磁性材を型材用耐熱性樹脂中に埋設して成
形した雌雄の成形用型と、該雌雄の成形用型の少なくと
もいずれかに取付けられた誘導加熱コイルとからなり、
前記雌雄の成形用型間には成形用樹脂を入れるキャビテ
ィが形成される構造を有することを特徴とする誘導加熱
成形用型装置。２、前記誘導加熱コイルを型材用耐熱性樹脂により一体
に成形して前記成形用型に埋設したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の誘導加熱成形用型装置。