ヒートブロック、熱盤、及び、プレス装置
【課題】この発明は、金型等を効率的に加熱するためのヒートブロック、熱盤、及び、プレス装置に関する。
【解決手段】本発明に係るヒートブロック１は、直方体形状に形成されたその下面３ａから上面３ｂ方向に非貫通に設けられた挿入孔２を有する金属製のブロック３と、前記挿入孔２に挿脱自在に取付けられた円柱状の加熱ピン４と、コイル状に形成されて前記加熱ピン４の外周面に巻き付けられる加熱部５ａを具備するコイルヒーター５と、前記加熱ピン４に装着された当該加熱ピン４の温度を測定する温度センサ６と、前記コイルヒーター５、及び、前記温度センサ６のそれぞれと接続されて予め設定された設定温度に前記加熱ピン４の温度を制御する制御部７と、を具備している。
【解決手段】本発明に係るヒートブロック１は、直方体形状に形成されたその下面３ａから上面３ｂ方向に非貫通に設けられた挿入孔２を有する金属製のブロック３と、前記挿入孔２に挿脱自在に取付けられた円柱状の加熱ピン４と、コイル状に形成されて前記加熱ピン４の外周面に巻き付けられる加熱部５ａを具備するコイルヒーター５と、前記加熱ピン４に装着された当該加熱ピン４の温度を測定する温度センサ６と、前記コイルヒーター５、及び、前記温度センサ６のそれぞれと接続されて予め設定された設定温度に前記加熱ピン４の温度を制御する制御部７と、を具備している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金型等を効率的に加熱するためのヒートブロック、熱盤、及び、プレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂製品等を金型によって成型する際には、プレス装置の上下にそれぞれ設けられた押圧板に金型を取付けて該金型に合成樹脂を添加し、この金型を所定温度で加熱しながらプレスすることで、樹脂製品等を成型していた。しかし、所定の温度まで金型を加熱する際には、大量の電力を消費すると共に、長い時間を要するという問題があった。さらに、金型の温度には斑が生じることにより樹脂製品等に不良が生じやすく、歩留まりが低下すると共に、この不良を検品するための人件費がかかるという問題もあった。
【０００３】
そして、このような問題を解決するために、成形金型に組み込まれている加熱ヒーターを、高さ方向に複数分割し、且つ分割した各部を構成する部分ヒーターの温度を個別に制御する機構を設けた成型金型が考案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１０９２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のような成型金型においては、効率的に金型を加熱しておらず、所定の温度まで金型を加熱するためには、大量の電力を消費すると共に、長い時間を要するという問題を解決することができなかった。
【０００６】
この発明は上記のような種々の課題を解決することを目的としてなされたものであって、金型等を効率的に加熱するためのヒートブロック、熱盤、及び、プレス装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載のヒートブロックは、直方体形状に形成されたその下面から上面方向に非貫通に設けられた挿入孔を有する金属製のブロックと、前記挿入孔に挿脱自在に取付けられた円柱状の加熱ピンと、コイル状に形成されて前記加熱ピンの外周面に巻き付けられる加熱部を具備するコイルヒーターと、前記加熱ピンに装着された当該加熱ピンの温度を測定する温度センサと、前記コイルヒーター、及び、前記温度センサのそれぞれと接続されて予め設定された設定温度に前記加熱ピンの温度を制御する制御部と、を具備することを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載のヒートブロックは、前記加熱ピンが前記挿入孔に螺合されることを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載のヒートブロックは、前記ブロックの下面には前記挿入孔から当該ブロックの側面方向に亘って、前記コイルヒーター、及び前記温度センサの配線を通すための配線溝が形成されることを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の熱盤は、請求項１乃至３記載のヒートブロックを複数並べて形成されて成ることを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載の熱盤は、相隣接する前記ブロックの間に隙間断熱材が介在されることを特徴としている。
【００１２】
請求項６記載の熱盤は、複数並べられた前記ヒートブロックのうち、露出する前記ブロックの側面に外側断熱材が設けられることを特徴としている。
【００１３】
請求項７記載の熱盤は、複数並べられた前記ヒートブロックの下方に下側断熱材を介して板状に形成されて成る金属製の熱盤ベースが設けられることを特徴としている。
【００１４】
請求項８記載のプレス装置は、上側に設けられた上側押圧板と下側に設けられた下側押圧板とで対象物を上下方向から挟み込んで押圧するプレス装置において、前記上側押圧板、及び、前記下側押圧板に請求項４乃至７記載の熱盤が設けられることを特徴としている。
【００１５】
請求項９記載のプレス装置は、前記ブロックの上面に金型取付用の取付孔を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載のヒートブロックは、コイル状に形成された加熱部を具備するコイルヒーターが円柱状の加熱ピンに巻きつけられ、当該コイルヒーターがブロックに設けられた挿入孔に挿入されている。これにより、コイルヒーターと加熱ピンとの接触面積が大きくなるため当該加熱ピンを効率的に加熱することができ昇温速度を向上できる。そして、加熱された加熱ピンから放射状に立体的に熱伝導率が高い金属製のブロックに効率よくこの熱を伝えることができる。また、加熱ピンの温度を測定する温度センサが加熱ピンに装着され、当該温度センサ、及びコイルヒーターのそれぞれと接続されて予め設定された設定温度に前記加熱ピンの温度を制御する制御部を具備している。これにより、確実に加熱ピンの温度を所望の温度に調節することができると共に、当該加熱ピンが挿入されるブロックの上面の温度も設定温度と同様の温度に加熱することができる。このように本発明に係るヒートブロックを使用することにより、当該ヒートブロックのブロックの上面を効率的に加熱することができるので、省エネルギー化に貢献することができる。また、ブロックの上面を効率的に昇温することができるので、作業効率を向上することもできる。
【００１７】
請求項２記載のヒートブロックは、加熱ピンが前記挿入孔に螺合されているので、当該加熱ピンのブロックへの着脱を容易に行うことができる。これにより、加熱ピンに装着される熱伝対、及び、コイルヒーターが断線等の不良が生じた際にも、加熱ピンをブロックの挿入孔から取外してこれらを交換することができるので、メンテナンスが容易である。
【００１８】
請求項３記載のヒートブロックは、前記ブロックの下面には前記挿入孔から当該ブロックの側面方向に亘って、前記コイルヒーター、及び前記温度センサの配線を通すための配線溝が形成されている。これにより、ヒートブロックを台等の上に載置した際に、コイルヒータ、及び温度センサの配線が、台等とブロックとの間に挟まれることがないので、当該配線が断線するのを防止することができる。
【００１９】
請求項４記載の熱盤によれば、前記ヒートブロックを複数並べて当該熱盤が形成されているので、適宜ヒートブロックを組合わせることで、所望の形状や大きさに熱盤を形成することができる。前述のように形成された熱盤は、各ヒートブロックごとにその加熱ピンの設定温度を制御することができるので、複数のブロックの上面によって形成される熱盤面上の温度斑を極めて小さくすることができる。さらに、前記熱盤面の場所に応じて温度を変化させることもでき、複雑な樹脂製品等の成型も容易になると共に、これをノウハウ化することで他社の模倣を防止することができる。そして、前述のように各ヒートブロックのブロックの上面を効率的に加熱することで熱盤を加熱する際に必要なエネルギーを、従来より大幅に削減することができると共に、熱盤面の昇温速度も向上することができ、作業効率を向上することができる。そして、熱盤面の温度斑による樹脂製品等の不良が生じることがなく、歩留まりが向上できると共に、これらを検品するための人件費も削減することができる。
【００２０】
請求項５記載の熱盤によれば、相隣接する前記ブロックの間に隙間断熱材が介在されているので、相隣接するヒートブロックのブロック同士が直接接触することがなく、さらに、隙間断熱材により各ヒートブロック間での熱の往来が制限される。そのため、一のヒートブロックの温度制御が相隣接する他のヒートブロックに干渉されることがないので、各ヒートブロックのブロックの上面の温度制御を正確に行うことができる。従って、各ヒートブロックの加熱ピンの設定温度を同じ温度に設定した場合には、前記熱盤面上の温度斑を極めて小さくすることができ、また、各ヒートブロックの加熱ピンの設定温度を異なる温度に設定した場合でも、各ヒートブロックのブロックの上面の温度を正確に制御することができる。
【００２１】
請求項６記載の熱盤によれば、複数並べられた前記ヒートブロックのうち、露出する前記ブロックの側面に外側断熱材が設けられている。これにより、ブロックの側面からの放熱を防止することができ、より正確にヒートブロックのブロックの上面の温度制御を行うことができると共に、省エネルギー化にも貢献することができる。
【００２２】
請求項７記載の熱盤によれば、複数並べられた前記ヒートブロックの下方に下側断熱材を介して板状に形成されて成る金属製の熱盤ベースが設けられているので、熱盤を台等の上に載置する際に、当該台等にヒートブロックが直接接触することがなく、さらに、下側断熱材によりヒートブロックと台等の間で熱の往来が制限される。これにより、ヒートブロックの熱が台等に直接伝わることがなく当該台等が熱により変形する等の熱の影響を受けることがない。さらに、ブロックの下面からの放熱を防止することができ省エネルギー化に貢献できると共に、より正確にヒートブロックのブロックの上面の温度制御を行うことができる。
【００２３】
請求項８記載のプレス装置によれば、前記上側押圧板、及び、前記下側押圧板に請求項４乃至７記載の熱盤が設けられている。そのため、本発明に係るプレス装置を使用すれば、樹脂製品等を成型する際に、熱盤面の温度斑による当該樹脂製品等の不良が生じることがなく、歩留まりが向上できると共に、これらを検品するための人件費も削減することができる。さらに、熱盤を構成する複数のヒートブロックのブロックの上面を効率的に加熱することができるので、省エネルギー化にも貢献することができる。
【００２４】
請求項９記載のプレス装置によれば、前記ブロックの上面に金型取付用の取付孔を具備している。これにより、熱盤を介して上側押圧板、及び下側押圧板に金型を容易に取付けることができるので、樹脂製品等を成型する際の準備作業が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
この発明におけるヒートブロックの最良の実施形態について、以下に説明する。本発明のヒートブロック１は、図３乃至図５に示すように、直方体形状に形成されたその下面３ａから上面３ｂ方向に非貫通に設けられた挿入孔２を有する金属製のブロック３と、前記挿入孔２に挿脱自在に取付けられた円柱状の加熱ピン４と、コイル状に形成されて前記加熱ピン４の外周面４ａに巻き付けられる加熱部５ａを具備するコイルヒーター５と、前記加熱ピン４に装着された当該加熱ピン４の温度を測定する温度センサ６と、前記コイルヒーター５、及び、前記温度センサ６のそれぞれと接続されて予め設定された設定温度に前記加熱ピン４の温度を制御する制御部７と、を具備している。
【００２６】
前記ブロック３は、図３乃至図５に示すように、直方体形状に形成された金属製の部材であり、その下面３ａには、該下面３ａから上面３ｂ方向に非貫通に挿入孔２が設けられている。そして、挿入孔２の奥には雌ネジ２ａが形成されると共に、さらに、その奥側は円錐状に形成されている。
【００２７】
前記加熱ピン４は、図３、図４に示すように、円柱状に形成され、その下端部には、当該加熱ピン４の外周面４ａに巻き付けられるコイルヒーター５の加熱部５ａを係止するために、該加熱ピン４の外周面４ａから外側に突出する係止部４ｂが設けられている。そして、加熱ピン４の先端側には雄ネジ４ｃが形成されており挿入孔２に着脱自在に螺合される。また、加熱ピン４の先端部には円錐状の接触部４ｄが形成されており、雄ネジ部４ｃと共に当該接触部４ｄが挿入孔２の内周面と接触することによって、加熱された加熱ピン４の熱を効率的にブロック３に伝達することができる。そして、加熱ピン４にはコイルヒーター５の加熱部５ａが巻きつけられるので、当該加熱ピン４を挿入孔２に螺合する際に当該加熱部５ａが挿入孔２の内周面と干渉しないようにするために、図６に示すように、加熱ピン４の径は挿入孔２の径よりも若干小さく形成されている。
【００２８】
前記コイルヒーター５は、図４に示すように、予めコイル状に形成された加熱部５ａを具備し、電圧が印加されることにより当該加熱部５ａが発熱するものであり、加熱ピン４の外周面４ａに当該加熱部５ａが巻きつけられている。そして、加熱部５ａは、加熱ピン４の外周面４ａと接触する側の面、すなわち、コイル状に形成された加熱部５ａの内側面５１ａは、平面状に形成されていることが好ましく、これにより、加熱部５ａで発生した熱を効率的に加熱ピン４に伝達することができる。そのため、加熱ピン４にコイルヒーター５を取付ける際には、加熱ピン４を効率的に昇温するために、加熱部５ａの内側面５１ａと加熱ピン４の外周面４ａとが密着するように取付けられることが好ましい。
【００２９】
前記温度センサ６は、加熱ピン４に装着された当該加熱ピン４の温度を測定するものであり、本実施形態のように、ゼーペック効果を利用した熱電対を始め、その他にも半導体の温度特性を利用したサーミスタや、金属の温度を測って温度を求める測温抵抗体等の周知の温度センサ６を適宜使用することができる。この温度センサ６は、図３に示すように、加熱ピン４の底部４ｅの中央内部に着脱自在に装着されており、コイルヒーター５の加熱部５ａによって加熱される当該加熱ピン４の温度を測定することができる。
【００３０】
前記制御部７は、前記コイルヒーター５、及び、前記温度センサ６のそれぞれと配線８を介して接続されており、予め設定された設定温度に前記加熱ピン４の温度を制御するものである。そして、制御部７としては、温度をフィードバック制御可能な周知の温度コントローラ等を好適に使用することができる。また、加熱ピン４は、図６に示すように、挿入孔２に螺合された際に、ブロック３の下面３ａよりも当該加熱ピン４の底部４ｅの方が高い位置となっている。これにより、ヒートブロック１を台等（不図示）に載置した際にも、温度センサ６の配線８が当該台等と加熱ピン４とに挟まれて、当該配線８が断線するのを防止することができる。さらに、ブロック３の下面３ａには、図３、図４に示すように、挿入孔２から当該ブロック３の側面３ｃ方向に亘って、コイルヒーター５、及び温度センサ６の配線８を通すための配線溝９が形成されている。そのため、ヒートブロック１を台等に載置した際にも、前記配線８が当該台等とブロック３とに挟まれて、当該配線８が断線するのを防止することができる。
【００３１】
本実施形態に係る熱盤１０は、前述のように形成された複数のヒートブロック１を、図５に示すように、例えば、矩形状に並べて形成される。その際には、複数のヒートブロック１を、板状に形成されて成る金属製の熱盤ベース１１の上に下側断熱材１２を介して載置固定すると共に、相隣接するヒートブロック１同士の隙間には隙間断熱材１３が設けられている。
【００３２】
そして、熱盤ベース１１にヒートブロック１を取付ける際には、図１、図２、図５に示すように、ブロック３の下面３ａの面積よりも若干小さく矩形状に形成されて成る下側断熱材１２を、当該熱盤ベース１１の上に取付けられる各ヒートブロック１に対応するように配置する。これらの下側断熱材１２は、図２に示すように、相隣接する当該下側断熱材１２同士を所定間隔あけて配置されており、当該下側断熱材１２によって格子状の溝部１４が形成されている。この溝部１４には、図３に示すように、ヒートブロック１の配線溝９から引出された、温度センサ６やコイルヒーター５の配線８が通される。これにより、当該溝部１４から熱盤１０外側に配線８を引出すことができる。また、熱盤ベース１１に下側断熱材１２を配置する際には、それぞれの下側断熱材１２の上に載置固定されるヒートブロック１を固定する際に使用される、熱盤ベース１１、及び下側断熱材１２にそれぞれ設けられたネジ孔Ａ１、Ａ２が連通するように当該下側断熱材１２が配置される。
【００３３】
そして、上述のように熱盤ベース１１の上に配置された下側断熱材１２の上に、図５、図６に示すように、ヒートブロック１が載置固定される。この際には、熱盤ベース１１、及び下側断熱材１２を連通するように設けられたネジ孔Ａ１、Ａ２に当該熱盤ベース１１の裏面からネジＢ１を差込み、ブロック３の下面に設けられた雌ネジ３ｄに当該ネジＢ１を螺合する。そして、ネジ孔Ａ１から挿入されたネジＢ１は、図６に示すように、該ネジ孔Ａ１に形成された係止段部Ｃ１にそのネジ頭Ｄ１が係止される。
【００３４】
また、相隣接するヒートブロック１の隙間に介在される隙間断熱材１３は、ネジ等によりブロック３の側面３ｃに取付けてもよいが、本実施形態の図５に示すように、熱盤ベース１１に載置固定された相隣接するヒートブロック１の隙間に押込むようにして当該隙間断熱材１３を挿入してもよい。そして、熱盤ベース１１上に矩形状となるように載置固定されたヒートブロック１のうち、最も外側のブロック３の側面３ｃには、図５、図６に示すように、雌ネジ３ｅが形成され外側断熱材１５がネジＢ２によって螺合される。
【００３５】
尚、本実施形態においては、図５に示すように、熱盤ベース１１の一辺方向、及び他辺方向にそれぞれ４個ずつの合計１６個のヒートブロック１を載置固定したが、当該ヒートブロック１の数はこれに限定されるものではない。さらに、本実施形態では、ヒートブロック１を複数並べて矩形状にとしたが、略円形等でもよく、これらに限定されるものではない。以上のような熱盤１０を使用することにより、当該熱盤１０を構成するヒートブロック１のブロック３の上面３ｂの温度を正確に制御することができるので、複数のブロック３の上面３ｂで形成される熱盤面の温度を均一に保持することができる。また、各ブロック３の上面３ｂを効率的に過熱することができ、前記熱盤面を加熱する際に必要なエネルギーを大幅に削減することができる。
【００３６】
以上のように形成される熱盤１０は、図８、図９に示すように、上側に設けられた上側押圧板１６と下側に設けられた下側押圧板１７とで対象物を上下方向から挟み込んで押圧するプレス装置１８において、上側押圧板１６、及び下側押圧板１７に好適に取付けることができる。また、熱盤１０には、図７に示すように、ブロック３、下側断熱材１２、及び熱盤ベース１１を連通するようにネジ孔Ａ３、Ａ４、Ａ５が設けられると共に、熱盤ベース１１のネジ孔Ａ５にはネジＢ３のネジ頭Ｄ２を係止するための係止段部Ｃ２が設けられている。そのため、図７に示すように、ブロック３のネジ孔Ａ３からネジＢ３を挿入し、下側断熱材１２を通り抜け、係止段部Ｃ２を有する熱盤ベース１１のネジ孔Ａ５から上側押圧板１６、及び下側押圧板１７のそれぞれに形成された雌ネジＥに螺合することにより、熱盤１０をプレス装置１８に取付けることができる。
【００３７】
この際には、配線８は、図７に示すように、ブロック３の配線溝９から溝部１４に引出され、さらに、当該配線８は、図２に示すように、熱盤ベース１１に設けられた配線孔１９から熱盤１０の外側に引出され、プレス装置１８内部の制御部７に接続されている。尚、本実施形態においては、熱盤１０を、上側押圧板１６、及び下側押圧板１７の両方に設けたが、何れか一方側にのみ取付けられていてもよい。また、本実施形態体では、図８に示すように、熱盤１０をプレス装置１８の上側押圧板１６、及び下側押圧板１７として使用したが、これに限定されず、射出成型装置や押出成型装置等のその他の装置の加熱部にも使用することができる。
【００３８】
また、熱盤１０を構成するヒートブロック１のブロック３の上面３ｂには、図５、図８に示すように、樹脂製品や金属等を成型する際に使用される金型（不図示）を当該熱盤１０に装着する際に使用される取付孔２０が形成されている。この取付孔２０の内側にはネジ溝が形成されており、金型を熱盤１０に螺合することができる。この取付孔２０に金型を取付けることにより、当該金型の温度を斑なく均一に保持することができると共に、金型の位置によって温度を変化させこれらの温度も正確に保持することができる。
【００３９】
また、本実施形態においては、図５、図８に示すように、矩形状に形成された熱盤１０の四隅に集中的に取付孔２０が形成されているが、当該取付孔２０が形成される位置は本実施形態の場所に限定されず、使用される金型の形状等に応じて適宜変更することができる。尚、本実施形態の熱盤１０は、前述のように金型を装着する際に使用される取付孔２０を設けたが、図９に示すように、当該熱盤１０の表面に取付孔２０を設けなくてもよい。
【００４０】
以上のようなヒートブロック１、当該ヒートブロック１を使用した熱盤１０、当該熱盤１０を使用したプレス装置１８を使用することにより、効率的にヒートブロック１を加熱することができるので、熱盤１０の昇温速度を向上することができ、さらに、加熱する際のエネルギーを大幅に削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る熱盤１０は、プレス装置だけでなく、射出成型装置や押出成型装置等のその他の装置の加熱部にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】熱盤ベースに下側断熱材を取付ける状態を示す斜視図
【図２】下側断熱材が熱盤ベースに配置された状態を示す斜視図
【図３】本実施形態に係るヒートブロックの逆さ方向からの斜視図
【図４】本実施形態に係るヒートブロックの側断面図
【図５】本実施形態に係る熱盤の全体斜視図
【図６】本実施形態に係る熱盤の側断面図
【図７】本実施形態に係るプレス装置の押圧板の側断面図
【図８】本実施形態に係るプレス装置の全体斜視図
【図９】他の実施形態に係るプレス装置の全体斜視図
【符号の説明】
【００４３】
１ ヒートブロック
３ａ 上面
３ｂ 下面
２ 挿入孔
３ ブロック
４ 加熱ピン
５ コイルヒーター
５ａ 加熱部
６ 温度センサ
７ 制御部
８ 配線
９ 配線溝
１０ 熱盤
１１ 熱盤ベース
１２ 下側断熱材
１３ 隙間断熱材
１４ 溝部
１６ 上側押圧部
１７ 下側押圧部
１８ プレス装置
２０ 取付孔
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金型等を効率的に加熱するためのヒートブロック、熱盤、及び、プレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂製品等を金型によって成型する際には、プレス装置の上下にそれぞれ設けられた押圧板に金型を取付けて該金型に合成樹脂を添加し、この金型を所定温度で加熱しながらプレスすることで、樹脂製品等を成型していた。しかし、所定の温度まで金型を加熱する際には、大量の電力を消費すると共に、長い時間を要するという問題があった。さらに、金型の温度には斑が生じることにより樹脂製品等に不良が生じやすく、歩留まりが低下すると共に、この不良を検品するための人件費がかかるという問題もあった。
【０００３】
そして、このような問題を解決するために、成形金型に組み込まれている加熱ヒーターを、高さ方向に複数分割し、且つ分割した各部を構成する部分ヒーターの温度を個別に制御する機構を設けた成型金型が考案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１０９２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のような成型金型においては、効率的に金型を加熱しておらず、所定の温度まで金型を加熱するためには、大量の電力を消費すると共に、長い時間を要するという問題を解決することができなかった。
【０００６】
この発明は上記のような種々の課題を解決することを目的としてなされたものであって、金型等を効率的に加熱するためのヒートブロック、熱盤、及び、プレス装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載のヒートブロックは、直方体形状に形成されたその下面から上面方向に非貫通に設けられた挿入孔を有する金属製のブロックと、前記挿入孔に挿脱自在に取付けられた円柱状の加熱ピンと、コイル状に形成されて前記加熱ピンの外周面に巻き付けられる加熱部を具備するコイルヒーターと、前記加熱ピンに装着された当該加熱ピンの温度を測定する温度センサと、前記コイルヒーター、及び、前記温度センサのそれぞれと接続されて予め設定された設定温度に前記加熱ピンの温度を制御する制御部と、を具備することを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載のヒートブロックは、前記加熱ピンが前記挿入孔に螺合されることを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載のヒートブロックは、前記ブロックの下面には前記挿入孔から当該ブロックの側面方向に亘って、前記コイルヒーター、及び前記温度センサの配線を通すための配線溝が形成されることを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の熱盤は、請求項１乃至３記載のヒートブロックを複数並べて形成されて成ることを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載の熱盤は、相隣接する前記ブロックの間に隙間断熱材が介在されることを特徴としている。
【００１２】
請求項６記載の熱盤は、複数並べられた前記ヒートブロックのうち、露出する前記ブロックの側面に外側断熱材が設けられることを特徴としている。
【００１３】
請求項７記載の熱盤は、複数並べられた前記ヒートブロックの下方に下側断熱材を介して板状に形成されて成る金属製の熱盤ベースが設けられることを特徴としている。
【００１４】
請求項８記載のプレス装置は、上側に設けられた上側押圧板と下側に設けられた下側押圧板とで対象物を上下方向から挟み込んで押圧するプレス装置において、前記上側押圧板、及び、前記下側押圧板に請求項４乃至７記載の熱盤が設けられることを特徴としている。
【００１５】
請求項９記載のプレス装置は、前記ブロックの上面に金型取付用の取付孔を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載のヒートブロックは、コイル状に形成された加熱部を具備するコイルヒーターが円柱状の加熱ピンに巻きつけられ、当該コイルヒーターがブロックに設けられた挿入孔に挿入されている。これにより、コイルヒーターと加熱ピンとの接触面積が大きくなるため当該加熱ピンを効率的に加熱することができ昇温速度を向上できる。そして、加熱された加熱ピンから放射状に立体的に熱伝導率が高い金属製のブロックに効率よくこの熱を伝えることができる。また、加熱ピンの温度を測定する温度センサが加熱ピンに装着され、当該温度センサ、及びコイルヒーターのそれぞれと接続されて予め設定された設定温度に前記加熱ピンの温度を制御する制御部を具備している。これにより、確実に加熱ピンの温度を所望の温度に調節することができると共に、当該加熱ピンが挿入されるブロックの上面の温度も設定温度と同様の温度に加熱することができる。このように本発明に係るヒートブロックを使用することにより、当該ヒートブロックのブロックの上面を効率的に加熱することができるので、省エネルギー化に貢献することができる。また、ブロックの上面を効率的に昇温することができるので、作業効率を向上することもできる。
【００１７】
請求項２記載のヒートブロックは、加熱ピンが前記挿入孔に螺合されているので、当該加熱ピンのブロックへの着脱を容易に行うことができる。これにより、加熱ピンに装着される熱伝対、及び、コイルヒーターが断線等の不良が生じた際にも、加熱ピンをブロックの挿入孔から取外してこれらを交換することができるので、メンテナンスが容易である。
【００１８】
請求項３記載のヒートブロックは、前記ブロックの下面には前記挿入孔から当該ブロックの側面方向に亘って、前記コイルヒーター、及び前記温度センサの配線を通すための配線溝が形成されている。これにより、ヒートブロックを台等の上に載置した際に、コイルヒータ、及び温度センサの配線が、台等とブロックとの間に挟まれることがないので、当該配線が断線するのを防止することができる。
【００１９】
請求項４記載の熱盤によれば、前記ヒートブロックを複数並べて当該熱盤が形成されているので、適宜ヒートブロックを組合わせることで、所望の形状や大きさに熱盤を形成することができる。前述のように形成された熱盤は、各ヒートブロックごとにその加熱ピンの設定温度を制御することができるので、複数のブロックの上面によって形成される熱盤面上の温度斑を極めて小さくすることができる。さらに、前記熱盤面の場所に応じて温度を変化させることもでき、複雑な樹脂製品等の成型も容易になると共に、これをノウハウ化することで他社の模倣を防止することができる。そして、前述のように各ヒートブロックのブロックの上面を効率的に加熱することで熱盤を加熱する際に必要なエネルギーを、従来より大幅に削減することができると共に、熱盤面の昇温速度も向上することができ、作業効率を向上することができる。そして、熱盤面の温度斑による樹脂製品等の不良が生じることがなく、歩留まりが向上できると共に、これらを検品するための人件費も削減することができる。
【００２０】
請求項５記載の熱盤によれば、相隣接する前記ブロックの間に隙間断熱材が介在されているので、相隣接するヒートブロックのブロック同士が直接接触することがなく、さらに、隙間断熱材により各ヒートブロック間での熱の往来が制限される。そのため、一のヒートブロックの温度制御が相隣接する他のヒートブロックに干渉されることがないので、各ヒートブロックのブロックの上面の温度制御を正確に行うことができる。従って、各ヒートブロックの加熱ピンの設定温度を同じ温度に設定した場合には、前記熱盤面上の温度斑を極めて小さくすることができ、また、各ヒートブロックの加熱ピンの設定温度を異なる温度に設定した場合でも、各ヒートブロックのブロックの上面の温度を正確に制御することができる。
【００２１】
請求項６記載の熱盤によれば、複数並べられた前記ヒートブロックのうち、露出する前記ブロックの側面に外側断熱材が設けられている。これにより、ブロックの側面からの放熱を防止することができ、より正確にヒートブロックのブロックの上面の温度制御を行うことができると共に、省エネルギー化にも貢献することができる。
【００２２】
請求項７記載の熱盤によれば、複数並べられた前記ヒートブロックの下方に下側断熱材を介して板状に形成されて成る金属製の熱盤ベースが設けられているので、熱盤を台等の上に載置する際に、当該台等にヒートブロックが直接接触することがなく、さらに、下側断熱材によりヒートブロックと台等の間で熱の往来が制限される。これにより、ヒートブロックの熱が台等に直接伝わることがなく当該台等が熱により変形する等の熱の影響を受けることがない。さらに、ブロックの下面からの放熱を防止することができ省エネルギー化に貢献できると共に、より正確にヒートブロックのブロックの上面の温度制御を行うことができる。
【００２３】
請求項８記載のプレス装置によれば、前記上側押圧板、及び、前記下側押圧板に請求項４乃至７記載の熱盤が設けられている。そのため、本発明に係るプレス装置を使用すれば、樹脂製品等を成型する際に、熱盤面の温度斑による当該樹脂製品等の不良が生じることがなく、歩留まりが向上できると共に、これらを検品するための人件費も削減することができる。さらに、熱盤を構成する複数のヒートブロックのブロックの上面を効率的に加熱することができるので、省エネルギー化にも貢献することができる。
【００２４】
請求項９記載のプレス装置によれば、前記ブロックの上面に金型取付用の取付孔を具備している。これにより、熱盤を介して上側押圧板、及び下側押圧板に金型を容易に取付けることができるので、樹脂製品等を成型する際の準備作業が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
この発明におけるヒートブロックの最良の実施形態について、以下に説明する。本発明のヒートブロック１は、図３乃至図５に示すように、直方体形状に形成されたその下面３ａから上面３ｂ方向に非貫通に設けられた挿入孔２を有する金属製のブロック３と、前記挿入孔２に挿脱自在に取付けられた円柱状の加熱ピン４と、コイル状に形成されて前記加熱ピン４の外周面４ａに巻き付けられる加熱部５ａを具備するコイルヒーター５と、前記加熱ピン４に装着された当該加熱ピン４の温度を測定する温度センサ６と、前記コイルヒーター５、及び、前記温度センサ６のそれぞれと接続されて予め設定された設定温度に前記加熱ピン４の温度を制御する制御部７と、を具備している。
【００２６】
前記ブロック３は、図３乃至図５に示すように、直方体形状に形成された金属製の部材であり、その下面３ａには、該下面３ａから上面３ｂ方向に非貫通に挿入孔２が設けられている。そして、挿入孔２の奥には雌ネジ２ａが形成されると共に、さらに、その奥側は円錐状に形成されている。
【００２７】
前記加熱ピン４は、図３、図４に示すように、円柱状に形成され、その下端部には、当該加熱ピン４の外周面４ａに巻き付けられるコイルヒーター５の加熱部５ａを係止するために、該加熱ピン４の外周面４ａから外側に突出する係止部４ｂが設けられている。そして、加熱ピン４の先端側には雄ネジ４ｃが形成されており挿入孔２に着脱自在に螺合される。また、加熱ピン４の先端部には円錐状の接触部４ｄが形成されており、雄ネジ部４ｃと共に当該接触部４ｄが挿入孔２の内周面と接触することによって、加熱された加熱ピン４の熱を効率的にブロック３に伝達することができる。そして、加熱ピン４にはコイルヒーター５の加熱部５ａが巻きつけられるので、当該加熱ピン４を挿入孔２に螺合する際に当該加熱部５ａが挿入孔２の内周面と干渉しないようにするために、図６に示すように、加熱ピン４の径は挿入孔２の径よりも若干小さく形成されている。
【００２８】
前記コイルヒーター５は、図４に示すように、予めコイル状に形成された加熱部５ａを具備し、電圧が印加されることにより当該加熱部５ａが発熱するものであり、加熱ピン４の外周面４ａに当該加熱部５ａが巻きつけられている。そして、加熱部５ａは、加熱ピン４の外周面４ａと接触する側の面、すなわち、コイル状に形成された加熱部５ａの内側面５１ａは、平面状に形成されていることが好ましく、これにより、加熱部５ａで発生した熱を効率的に加熱ピン４に伝達することができる。そのため、加熱ピン４にコイルヒーター５を取付ける際には、加熱ピン４を効率的に昇温するために、加熱部５ａの内側面５１ａと加熱ピン４の外周面４ａとが密着するように取付けられることが好ましい。
【００２９】
前記温度センサ６は、加熱ピン４に装着された当該加熱ピン４の温度を測定するものであり、本実施形態のように、ゼーペック効果を利用した熱電対を始め、その他にも半導体の温度特性を利用したサーミスタや、金属の温度を測って温度を求める測温抵抗体等の周知の温度センサ６を適宜使用することができる。この温度センサ６は、図３に示すように、加熱ピン４の底部４ｅの中央内部に着脱自在に装着されており、コイルヒーター５の加熱部５ａによって加熱される当該加熱ピン４の温度を測定することができる。
【００３０】
前記制御部７は、前記コイルヒーター５、及び、前記温度センサ６のそれぞれと配線８を介して接続されており、予め設定された設定温度に前記加熱ピン４の温度を制御するものである。そして、制御部７としては、温度をフィードバック制御可能な周知の温度コントローラ等を好適に使用することができる。また、加熱ピン４は、図６に示すように、挿入孔２に螺合された際に、ブロック３の下面３ａよりも当該加熱ピン４の底部４ｅの方が高い位置となっている。これにより、ヒートブロック１を台等（不図示）に載置した際にも、温度センサ６の配線８が当該台等と加熱ピン４とに挟まれて、当該配線８が断線するのを防止することができる。さらに、ブロック３の下面３ａには、図３、図４に示すように、挿入孔２から当該ブロック３の側面３ｃ方向に亘って、コイルヒーター５、及び温度センサ６の配線８を通すための配線溝９が形成されている。そのため、ヒートブロック１を台等に載置した際にも、前記配線８が当該台等とブロック３とに挟まれて、当該配線８が断線するのを防止することができる。
【００３１】
本実施形態に係る熱盤１０は、前述のように形成された複数のヒートブロック１を、図５に示すように、例えば、矩形状に並べて形成される。その際には、複数のヒートブロック１を、板状に形成されて成る金属製の熱盤ベース１１の上に下側断熱材１２を介して載置固定すると共に、相隣接するヒートブロック１同士の隙間には隙間断熱材１３が設けられている。
【００３２】
そして、熱盤ベース１１にヒートブロック１を取付ける際には、図１、図２、図５に示すように、ブロック３の下面３ａの面積よりも若干小さく矩形状に形成されて成る下側断熱材１２を、当該熱盤ベース１１の上に取付けられる各ヒートブロック１に対応するように配置する。これらの下側断熱材１２は、図２に示すように、相隣接する当該下側断熱材１２同士を所定間隔あけて配置されており、当該下側断熱材１２によって格子状の溝部１４が形成されている。この溝部１４には、図３に示すように、ヒートブロック１の配線溝９から引出された、温度センサ６やコイルヒーター５の配線８が通される。これにより、当該溝部１４から熱盤１０外側に配線８を引出すことができる。また、熱盤ベース１１に下側断熱材１２を配置する際には、それぞれの下側断熱材１２の上に載置固定されるヒートブロック１を固定する際に使用される、熱盤ベース１１、及び下側断熱材１２にそれぞれ設けられたネジ孔Ａ１、Ａ２が連通するように当該下側断熱材１２が配置される。
【００３３】
そして、上述のように熱盤ベース１１の上に配置された下側断熱材１２の上に、図５、図６に示すように、ヒートブロック１が載置固定される。この際には、熱盤ベース１１、及び下側断熱材１２を連通するように設けられたネジ孔Ａ１、Ａ２に当該熱盤ベース１１の裏面からネジＢ１を差込み、ブロック３の下面に設けられた雌ネジ３ｄに当該ネジＢ１を螺合する。そして、ネジ孔Ａ１から挿入されたネジＢ１は、図６に示すように、該ネジ孔Ａ１に形成された係止段部Ｃ１にそのネジ頭Ｄ１が係止される。
【００３４】
また、相隣接するヒートブロック１の隙間に介在される隙間断熱材１３は、ネジ等によりブロック３の側面３ｃに取付けてもよいが、本実施形態の図５に示すように、熱盤ベース１１に載置固定された相隣接するヒートブロック１の隙間に押込むようにして当該隙間断熱材１３を挿入してもよい。そして、熱盤ベース１１上に矩形状となるように載置固定されたヒートブロック１のうち、最も外側のブロック３の側面３ｃには、図５、図６に示すように、雌ネジ３ｅが形成され外側断熱材１５がネジＢ２によって螺合される。
【００３５】
尚、本実施形態においては、図５に示すように、熱盤ベース１１の一辺方向、及び他辺方向にそれぞれ４個ずつの合計１６個のヒートブロック１を載置固定したが、当該ヒートブロック１の数はこれに限定されるものではない。さらに、本実施形態では、ヒートブロック１を複数並べて矩形状にとしたが、略円形等でもよく、これらに限定されるものではない。以上のような熱盤１０を使用することにより、当該熱盤１０を構成するヒートブロック１のブロック３の上面３ｂの温度を正確に制御することができるので、複数のブロック３の上面３ｂで形成される熱盤面の温度を均一に保持することができる。また、各ブロック３の上面３ｂを効率的に過熱することができ、前記熱盤面を加熱する際に必要なエネルギーを大幅に削減することができる。
【００３６】
以上のように形成される熱盤１０は、図８、図９に示すように、上側に設けられた上側押圧板１６と下側に設けられた下側押圧板１７とで対象物を上下方向から挟み込んで押圧するプレス装置１８において、上側押圧板１６、及び下側押圧板１７に好適に取付けることができる。また、熱盤１０には、図７に示すように、ブロック３、下側断熱材１２、及び熱盤ベース１１を連通するようにネジ孔Ａ３、Ａ４、Ａ５が設けられると共に、熱盤ベース１１のネジ孔Ａ５にはネジＢ３のネジ頭Ｄ２を係止するための係止段部Ｃ２が設けられている。そのため、図７に示すように、ブロック３のネジ孔Ａ３からネジＢ３を挿入し、下側断熱材１２を通り抜け、係止段部Ｃ２を有する熱盤ベース１１のネジ孔Ａ５から上側押圧板１６、及び下側押圧板１７のそれぞれに形成された雌ネジＥに螺合することにより、熱盤１０をプレス装置１８に取付けることができる。
【００３７】
この際には、配線８は、図７に示すように、ブロック３の配線溝９から溝部１４に引出され、さらに、当該配線８は、図２に示すように、熱盤ベース１１に設けられた配線孔１９から熱盤１０の外側に引出され、プレス装置１８内部の制御部７に接続されている。尚、本実施形態においては、熱盤１０を、上側押圧板１６、及び下側押圧板１７の両方に設けたが、何れか一方側にのみ取付けられていてもよい。また、本実施形態体では、図８に示すように、熱盤１０をプレス装置１８の上側押圧板１６、及び下側押圧板１７として使用したが、これに限定されず、射出成型装置や押出成型装置等のその他の装置の加熱部にも使用することができる。
【００３８】
また、熱盤１０を構成するヒートブロック１のブロック３の上面３ｂには、図５、図８に示すように、樹脂製品や金属等を成型する際に使用される金型（不図示）を当該熱盤１０に装着する際に使用される取付孔２０が形成されている。この取付孔２０の内側にはネジ溝が形成されており、金型を熱盤１０に螺合することができる。この取付孔２０に金型を取付けることにより、当該金型の温度を斑なく均一に保持することができると共に、金型の位置によって温度を変化させこれらの温度も正確に保持することができる。
【００３９】
また、本実施形態においては、図５、図８に示すように、矩形状に形成された熱盤１０の四隅に集中的に取付孔２０が形成されているが、当該取付孔２０が形成される位置は本実施形態の場所に限定されず、使用される金型の形状等に応じて適宜変更することができる。尚、本実施形態の熱盤１０は、前述のように金型を装着する際に使用される取付孔２０を設けたが、図９に示すように、当該熱盤１０の表面に取付孔２０を設けなくてもよい。
【００４０】
以上のようなヒートブロック１、当該ヒートブロック１を使用した熱盤１０、当該熱盤１０を使用したプレス装置１８を使用することにより、効率的にヒートブロック１を加熱することができるので、熱盤１０の昇温速度を向上することができ、さらに、加熱する際のエネルギーを大幅に削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る熱盤１０は、プレス装置だけでなく、射出成型装置や押出成型装置等のその他の装置の加熱部にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】熱盤ベースに下側断熱材を取付ける状態を示す斜視図
【図２】下側断熱材が熱盤ベースに配置された状態を示す斜視図
【図３】本実施形態に係るヒートブロックの逆さ方向からの斜視図
【図４】本実施形態に係るヒートブロックの側断面図
【図５】本実施形態に係る熱盤の全体斜視図
【図６】本実施形態に係る熱盤の側断面図
【図７】本実施形態に係るプレス装置の押圧板の側断面図
【図８】本実施形態に係るプレス装置の全体斜視図
【図９】他の実施形態に係るプレス装置の全体斜視図
【符号の説明】
【００４３】
１ ヒートブロック
３ａ 上面
３ｂ 下面
２ 挿入孔
３ ブロック
４ 加熱ピン
５ コイルヒーター
５ａ 加熱部
６ 温度センサ
７ 制御部
８ 配線
９ 配線溝
１０ 熱盤
１１ 熱盤ベース
１２ 下側断熱材
１３ 隙間断熱材
１４ 溝部
１６ 上側押圧部
１７ 下側押圧部
１８ プレス装置
２０ 取付孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体形状に形成されたその下面から上面方向に非貫通に設けられた挿入孔を有する金属製のブロックと、
前記挿入孔に挿脱自在に取付けられた円柱状の加熱ピンと、
コイル状に形成されて前記加熱ピンの外周面に巻き付けられる加熱部を具備するコイルヒーターと、
前記加熱ピンに装着された当該加熱ピンの温度を測定する温度センサと、
前記コイルヒーター、及び、前記温度センサのそれぞれと接続されて予め設定された設定温度に前記加熱ピンの温度を制御する制御部と、
を具備することを特徴とするヒートブロック。
【請求項２】
前記加熱ピンが前記挿入孔に螺合されることを特徴とする請求項１記載のヒートブロック。
【請求項３】
前記ブロックの下面には前記挿入孔から当該ブロックの側面方向に亘って、前記コイルヒーター、及び前記温度センサの配線を通すための配線溝が形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のヒートブロック。
【請求項４】
請求項１乃至３記載のヒートブロックを複数並べて形成されて成ることを特徴とする熱盤。
【請求項５】
相隣接する前記ブロックの間に隙間断熱材が介在されることを特徴とする請求項４記載の熱盤。
【請求項６】
複数並べられた前記ヒートブロックのうち、露出する前記ブロックの側面に外側断熱材が設けられることを特徴とする請求項４又は５記載の熱盤。
【請求項７】
複数並べられた前記ヒートブロックの下方に下側断熱材を介して板状に形成されて成る金属製の熱盤ベースが設けられることを特徴とする請求項４乃至６記載の熱盤。
【請求項８】
上側に設けられた上側押圧板と下側に設けられた下側押圧板とで対象物を上下方向から挟み込んで押圧するプレス装置において、
前記上側押圧板、及び、前記下側押圧板に請求項４乃至７記載の熱盤が設けられることを特徴とするプレス装置。
【請求項９】
前記ブロックの上面に金型取付用の取付孔を具備することを特徴とする請求項８記載のプレス装置。
【請求項１】
直方体形状に形成されたその下面から上面方向に非貫通に設けられた挿入孔を有する金属製のブロックと、
前記挿入孔に挿脱自在に取付けられた円柱状の加熱ピンと、
コイル状に形成されて前記加熱ピンの外周面に巻き付けられる加熱部を具備するコイルヒーターと、
前記加熱ピンに装着された当該加熱ピンの温度を測定する温度センサと、
前記コイルヒーター、及び、前記温度センサのそれぞれと接続されて予め設定された設定温度に前記加熱ピンの温度を制御する制御部と、
を具備することを特徴とするヒートブロック。
【請求項２】
前記加熱ピンが前記挿入孔に螺合されることを特徴とする請求項１記載のヒートブロック。
【請求項３】
前記ブロックの下面には前記挿入孔から当該ブロックの側面方向に亘って、前記コイルヒーター、及び前記温度センサの配線を通すための配線溝が形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のヒートブロック。
【請求項４】
請求項１乃至３記載のヒートブロックを複数並べて形成されて成ることを特徴とする熱盤。
【請求項５】
相隣接する前記ブロックの間に隙間断熱材が介在されることを特徴とする請求項４記載の熱盤。
【請求項６】
複数並べられた前記ヒートブロックのうち、露出する前記ブロックの側面に外側断熱材が設けられることを特徴とする請求項４又は５記載の熱盤。
【請求項７】
複数並べられた前記ヒートブロックの下方に下側断熱材を介して板状に形成されて成る金属製の熱盤ベースが設けられることを特徴とする請求項４乃至６記載の熱盤。
【請求項８】
上側に設けられた上側押圧板と下側に設けられた下側押圧板とで対象物を上下方向から挟み込んで押圧するプレス装置において、
前記上側押圧板、及び、前記下側押圧板に請求項４乃至７記載の熱盤が設けられることを特徴とするプレス装置。
【請求項９】
前記ブロックの上面に金型取付用の取付孔を具備することを特徴とする請求項８記載のプレス装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−８９１４５（Ｐ２０１０−８９１４５Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６３４３４（Ｐ２００８−２６３４３４）
【出願日】平成２０年１０月１０日（２００８．１０．１０）
【特許番号】特許第４３５９３３２号（Ｐ４３５９３３２）
【特許公報発行日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（５０９１１２８９９）カワジリ工業株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１０日（２００８．１０．１０）
【特許番号】特許第４３５９３３２号（Ｐ４３５９３３２）
【特許公報発行日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（５０９１１２８９９）カワジリ工業株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]