成形装置
【課題】成形装置において、金型を効率良く加熱できるようにする。
【解決手段】加熱された一対の金型１４，１５のキャビティ面１４Ａ，１５Ａを組み合せて成形体に対応するキャビティ１１を形成する成形装置１０において、金型１４，１５を囲むように金型１４，１５毎に配置される一対の誘導加熱コイル２１，２２を備え、各誘導加熱コイル２１，２２は、各誘導加熱コイル２１，２２によって各誘導加熱コイル２１，２２の外側に発生した外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂが、各誘導加熱コイル２１，２２に隣接する各誘導加熱コイル２２，２１内を通るように配置され、各誘導加熱コイル２２，２１内の空間に発生する磁束Ｆ１ｃ，Ｆ２ｃの方向が反対となるように、各誘導加熱コイル２１，２２に通電する。
【解決手段】加熱された一対の金型１４，１５のキャビティ面１４Ａ，１５Ａを組み合せて成形体に対応するキャビティ１１を形成する成形装置１０において、金型１４，１５を囲むように金型１４，１５毎に配置される一対の誘導加熱コイル２１，２２を備え、各誘導加熱コイル２１，２２は、各誘導加熱コイル２１，２２によって各誘導加熱コイル２１，２２の外側に発生した外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂが、各誘導加熱コイル２１，２２に隣接する各誘導加熱コイル２２，２１内を通るように配置され、各誘導加熱コイル２２，２１内の空間に発生する磁束Ｆ１ｃ，Ｆ２ｃの方向が反対となるように、各誘導加熱コイル２１，２２に通電する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱された一対の金型のキャビティ面を組み合せて成形体に対応するキャビティを形成する成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂成形等の成形装置においては、加熱した金型内で材料を成形し、その後、成形品を変形させずに取り出し可能な温度まで、成形品を金型内で冷却することが行われる。このような成形装置では、加熱と冷却が繰り返されるため、サイクルタイムを短縮するためには、急加熱が必要となり、急加熱の手段としては、誘導加熱が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、一対の金型からなる鋳型を誘導加熱コイル（インダクタ）で囲い、誘導加熱によって鋳型を加熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５３５７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の成形装置では、一対の金型を１つの誘導加熱コイルで囲んで加熱するため、金型を効率良く加熱することが難しい。また、誘導加熱コイルを２つ設け、各金型を誘導加熱コイルで個別に囲うことが考えられるが、単に誘導加熱コイルを並べて配置しただけでは、誘導加熱コイルで発生する磁界が干渉し合うことで磁界が弱まってしまうことがあり、金型を効率良く加熱することが難しい。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、成形装置において、金型を効率良く加熱できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、加熱された一対の金型のキャビティ面を組み合せて成形体に対応するキャビティを形成する成形装置において、前記金型を囲むように前記金型毎に配置される一対の誘導加熱コイルを備え、各前記誘導加熱コイルは、各前記誘導加熱コイルによって各前記誘導加熱コイルの外側に発生した磁束が、各前記誘導加熱コイルに隣接する各前記誘導加熱コイル内を通るように配置され、各前記誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束の方向が反対となるように、各前記誘導加熱コイルに通電することを特徴とする。
この構成によれば、金型を囲むように金型毎に配置される一対の誘導加熱コイルを備え、各誘導加熱コイルは、各誘導加熱コイルによって各誘導加熱コイルの外側に発生した磁束が、各誘導加熱コイルに隣接する各誘導加熱コイル内を通るように配置され、各誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束の方向が反対となるように、各誘導加熱コイルに通電するため、各誘導加熱コイルの外側に発生する磁束が隣接する誘導加熱コイル内を通る磁束と合わさり、各誘導加熱コイル内の磁束密度が高くなるため、各金型を迅速に効率良く加熱することができる。
【０００６】
また、上記構成において、各前記誘導加熱コイルの相互の磁束が合わさって磁束が集中する箇所に前記キャビティ面が位置するように各前記金型を配置した構成としても良い。
この場合、各誘導加熱コイルの相互の磁束が合わさって磁束が集中する箇所にキャビティ面が位置するように各金型を配置したため、キャビティ面を迅速に効率良く加熱できる。
【０００７】
さらに、各前記誘導加熱コイルは、コイル本体部と、当該コイル本体部から分割された分割部とをそれぞれ有し、前記分割部は、前記キャビティ面に面する部分に形成され、前記金型を閉じて前記キャビティを形成する際には、前記分割部を外側に取り外し可能とした構成としても良い。
この場合、各誘導加熱コイルは、コイル本体部と、コイル本体部から分割された分割部とをそれぞれ有し、分割部は、キャビティ面に面する部分に形成され、金型を閉じてキャビティを形成する際には、分割部を外側に取り外し可能としたため、分割部を外側に取り外すことでコイル本体部を取り外すことなく金型を閉じることができ、サイクルタイムを向上できる。
【０００８】
また、各前記誘導加熱コイルは、コイル軸線が前記金型の開閉の際の移動方向に略直交するように配置されるとともに、コイル軸線方向に分割された分割体を合わせて構成されており、前記分割体は、各前記金型を側方からそれぞれ挟むように配置される構成としても良い。
この場合、各誘導加熱コイルは、コイル軸線が金型の開閉の際の移動方向に略直交するように配置されるとともに、コイル軸線方向に分割された分割体を合わせて構成されており、分割体は、各金型を側方からそれぞれ挟むように配置されるため、金型を開閉させる際に誘導加熱コイルが邪魔にならず、サイクルタイムを向上できる。
【０００９】
また、各前記誘導加熱コイルは、各前記誘導加熱コイルが発生させる磁束が前記キャビティ面に対して略平行となるように配置される構成としても良い。
この場合、各誘導加熱コイルが、各誘導加熱コイルが発生させる磁束がキャビティ面に対して略平行となるように配置されることで、キャビティ面に渦電流が多く発生するため、キャビティ面を迅速に効率良く加熱できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る成形装置では、各誘導加熱コイルの外側に発生した磁束が、各誘導加熱コイルに隣接する各誘導加熱コイル内を通るように配置され、各誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束の方向が反対となるように、各誘導加熱コイルに通電するため、各誘導加熱コイルの外側に発生する磁束が隣接する誘導加熱コイル内を通る磁束と合わさり、各誘導加熱コイル内の磁束密度が高くなるため、各金型を迅速に効率良く加熱することができる。
【００１１】
また、各誘導加熱コイルの相互の磁束が合わさって磁束が集中する箇所にキャビティ面が位置するように各金型を配置したため、キャビティ面を迅速に効率良く加熱できる。
また、金型を閉じてキャビティを形成する際には、誘導加熱コイルの分割部を外側に取り外し可能としたため、分割部を外側に取り外すことでコイル本体部を取り外すことなく金型を閉じることができ、サイクルタイムを向上できる。
【００１２】
さらに、各誘導加熱コイルは、コイル軸線方向に分割された分割体を合わせて構成されており、分割体は、各金型を側方からそれぞれ挟むように配置されるため、金型を開閉させる際に誘導加熱コイルが邪魔にならず、サイクルタイムを向上できる。
また、各誘導加熱コイルが、各誘導加熱コイルが発生させる磁束がキャビティ面に対して略平行となるように配置されることで、キャビティ面に渦電流が多く発生するため、キャビティ面を迅速に効率良く加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る成形装置の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】成形装置による成形の各工程を示す図である。
【図４】一方の金型及び他方の金型の温度と加熱時間の関係を示すグラフである。
【図５】第２の実施の形態における成形装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係る成形装置について図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、樹脂材料をキャビティに射出して所定形状の成形体を成形する射出成形金型を例に挙げて説明するが、本発明は、溶融した金属材料をキャビティに注入して成形体を成形する鋳造金型にも適用可能である。
【００１５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る成形装置の平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
図１及び図２に示すように、樹脂材料の成形体（不図示）を成形する成形装置１０は、キャビティ１１が形成された金型本体１２と、金型本体１２を加熱する加熱手段２０と、加熱手段２０に通電する通電手段３０とを備えて構成されている。
金型本体１２は、凹状のキャビティ面１４Ａが形成された一方の金型１４と、凸状のキャビティ面１５Ａが形成された他方の金型１５とを有し、金型本体１２が閉じられてキャビティ面１５Ａがキャビティ面１４Ａに向かい合うように嵌合することで、上記成形体に対応する形状のキャビティ１１が金型本体１２の内部に形成される。金型本体１２は、一方の金型１４及び他方の金型１５がキャビティ面１４Ａ，１５Ａに対して垂直な方向Ｘに移動することで開閉される。
【００１６】
図３は、成形装置１０による成形の各工程を示す図である。
図１〜図３に示すように、加熱手段２０は、電磁誘導による誘導加熱によって金型本体１２を加熱する手段であり、一方の金型１４を囲むように配置される誘導加熱コイル２１と、他方の金型１５を囲むように配置される誘導加熱コイル２２とを有している。
誘導加熱コイル２１及び誘導加熱コイル２２は、線材をコイル状に巻くことで略円筒状に形成されており、そのコイル軸線Ｃ１，Ｃ２が互いに略平行となる向きで隣接して配置され、誘導加熱コイル２１と誘導加熱コイル２２とが最も近接する隣接部２３を有している。また、誘導加熱コイル２１及び誘導加熱コイル２２は略同一形状のコイルであり、その巻き方向が互いに一致した向きで配置されている。
【００１７】
図３に示すように、誘導加熱コイル２１及び誘導加熱コイル２２の隣接部２３の近傍の部分は、各コイル本体部２１Ａ，２２Ａから分割された分割部２１Ｂ，２２Ｂとなっている。分割部２１Ｂ，２２Ｂは、各コイル本体部２１Ａ，２２Ａに対して結合／離脱可能に構成されており、分割部２１Ｂ，２２Ｂを各コイル本体部２１Ａ，２２Ａに結合させることで、誘導加熱コイル２１及び誘導加熱コイル２２を誘導加熱コイルとして用いることができ、分割部２１Ｂ，２２Ｂを外した状態とすることで、誘導加熱コイル２１及び誘導加熱コイル２２の隣接部２３の側部を開放させることができる。
一方の金型１４及び他方の金型１５は、コイル本体部２１Ａ，２２Ａ内にそれぞれ収納されており、コイル本体部２１Ａ，２２Ａと一体に移動可能にユニット化されている。
【００１８】
一方の金型１４及び他方の金型１５は、キャビティ面１４Ａ，１５Ａがコイル軸線Ｃ１，Ｃ２に略平行となる向きで、誘導加熱コイル２１，２２内にそれぞれ配置されている。また、一方の金型１４及び他方の金型１５は、キャビティ面１４Ａ，１５Ａが隣接部２３に面するとともに、キャビティ面１４Ａ，１５Ａが互いに対向する向きで誘導加熱コイル２１，２２内に配置されており、隣接部２３の側部を開放させた状態で方向Ｘに移動されることで、開閉される。
【００１９】
通電手段３０は、高周波発生装置であり、誘導加熱コイル２１，２２に電線３１，３２を介してそれぞれ独立して高周波電流を流すことで誘導加熱コイル２１，２２を加熱する。詳細には、通電手段３０の制御部（不図示）は、誘導加熱コイル２１，２２に対し、同一の周期かつ同一の大きさの高周波電流を、互いに逆位相（位相が１８０°異なる）で供給するように制御を行う。すなわち、誘導加熱コイル２１，２２には、通電手段３０によって、互いに逆方向の電流ｉ１，ｉ２が流される。
【００２０】
図１及び図２に示すように、同一の巻き方向の誘導加熱コイル２１，２２に逆方向の電流ｉ１，ｉ２がそれぞれ流されるため、誘導加熱コイル２１，２２近傍に発生する磁界Ｈ１，Ｈ２は、互いに逆方向となる。この際、一方の金型１４に発生する渦電流ｉ１ａは、誘導加熱コイル２１の電流ｉ１とは反対方向に流れ、他方の金型１５に発生する渦電流ｉ２ａは、誘導加熱コイル２２の電流ｉ２とは反対方向に流れる。
【００２１】
磁界Ｈ１は、隣接部２３近傍において、誘導加熱コイル２１の内側から誘導加熱コイル２１の外側を通って再び誘導加熱コイル２１の内側に至る図２中で時計回りの磁束Ｆ１を有し、磁束Ｆ１は、誘導加熱コイル２１の内側を通る内側磁束Ｆ１ａと、誘導加熱コイル２１の外側を通る外側磁束Ｆ１ｂ（外側に発生した磁束）とを有している。また、磁界Ｈ１は、誘導加熱コイル２１のコイル軸線Ｃ１の位置に一致する磁束Ｆ１ｃ（誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束）を有している。
磁界Ｈ２は、隣接部２３近傍において、誘導加熱コイル２２の内側から誘導加熱コイル２２の外側を通って再び誘導加熱コイル２２の内側に至る図２中で時計回りの磁束Ｆ２を有し、磁束Ｆ２は、誘導加熱コイル２２の内側を通る内側磁束Ｆ２ａと、誘導加熱コイル２２の外側を通る外側磁束Ｆ２ｂ（外側に発生した磁束）とを有している。また、磁界Ｈ２は、誘導加熱コイル２２のコイル軸線Ｃ２の位置に一致する磁束Ｆ２ｃ（誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束）を有し、磁束Ｆ２ｃは磁束Ｆ１ｃと反対方向を向いている。
【００２２】
本実施の形態では、誘導加熱コイル２１，２２を近接して配置しているため、誘導加熱コイル２１の外側磁束Ｆ１ｂは誘導加熱コイル２２の内側を通り、誘導加熱コイル２２の外側磁束Ｆ２ｂは誘導加熱コイル２１の内側を通る。詳細には、外側磁束Ｆ１ｂは内側磁束Ｆ２ａと同じ向きであるため、外側磁束Ｆ１ｂと内側磁束Ｆ２ａとが合わさることで、誘導加熱コイル２２の内側における隣接部２３側の磁束密度は高くなる。同様に、外側磁束Ｆ２ｂは内側磁束Ｆ１ａと同じ向きであるため、外側磁束Ｆ２ｂと内側磁束Ｆ１ａとが合わさることで、誘導加熱コイル２１の内側における隣接部２３側の磁束密度は高くなる。
【００２３】
このように、誘導加熱コイル２１，２２を近接配置するとともに、誘導加熱コイル２１，２２に発生する磁界Ｈ１，Ｈ２の方向が反対となるように通電手段３０で通電することで、隣接する誘導加熱コイル２１，２２の外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂと内側磁束Ｆ２ａ，Ｆ１ａとを合わせて誘導加熱コイル２１，２２の内部空間の磁束密度を高くできるため、誘導加熱コイル２１，２２内の一方の金型１４及び他方の金型１５により大きな渦電流を発生させて、一方の金型１４及び他方の金型１５を迅速に効率良く加熱することができる。
【００２４】
また、一方の金型１４及び他方の金型１５は、キャビティ面１４Ａ，１５Ａが隣接部２３に面する向きで配置されており、外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂと内側磁束Ｆ１ａ，Ｆ２ａとが合わさることで磁束密度が高くなる位置にキャビティ面１４Ａ，１５Ａが配置されるため、キャビティ面１４Ａ，１５Ａを選択的に効率良く加熱できる。
さらに、キャビティ面１４Ａ，１５Ａは、コイル軸線Ｃ１，Ｃ２と略平行に配置されており、誘導加熱コイル２１，２２が発生させる外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂ及び内側磁束Ｆ１ａ，Ｆ２ａと略平行に配置されているため、キャビティ面１４Ａ，１５Ａに渦電流ｉ１ａ，ｉ２ａを多く発生させることができ、キャビティ面１４Ａ，１５Ａを選択的に効率良く加熱できる。
【００２５】
金型本体１２による射出成形の際には、まず、図３に示すように、対向するように配置された一方の金型１４と他方の金型１５との間に分割部２１Ｂ，２２Ｂを挿入し、コイル本体部２１Ａ，２２Ａと共に一方の金型１４及び他方の金型１５を方向Ｘに移動させることで、コイル本体部２１Ａ，２２Ａと分割部２１Ｂ，２２Ｂとをそれぞれ結合させる。
次いで、通電手段３０によって互いに逆位相の高周波電流が誘導加熱コイル２１，２２に供給され、誘導加熱によって一方の金型１４及び他方の金型１５が加熱される。誘導加熱の際には、同一の周期かつ同一の大きさの高周波電流が互いに逆位相で供給されるが、金型１４及び他方の金型１５の温度の微調整のために、例えば、加熱の最終段階では、一方の金型１４及び他方の金型１５の形状等に対応させて、通電時間、電流の大きさ、位相及び周期等を個別に変更しても良い。このように、一方の金型１４及び他方の金型１５に個別に設けられた誘導加熱コイル２１，２２によって各金型１４，１５の温度調整を行うことができるため、金型１４，１５を効率良く加熱できる。
【００２６】
一方の金型１４及び他方の金型１５が所定の温度に加熱されると、コイル本体部２１Ａ，２２Ａと共に一方の金型１４及び他方の金型１５が開く側の方向Ｘに移動され、その後、分割部２１Ｂ，２２Ｂが外側に抜き出される。
そして、一方の金型１４及び他方の金型１５が方向Ｘに移動されて閉じられることで、キャビティ１１が形成され、キャビティ１１に樹脂が射出される。その後、所定の温度まで成形体の温度が低下すると、金型本体１２が開かれて成形体が離型される。
本実施の形態では、誘導加熱コイル２１，２２のキャビティ面１４Ａ，１５Ａ側に分割部２１Ｂ，２２Ｂを設け、分割部２１Ｂ，２２Ｂを結合／離脱可能としたため、誘導加熱後に分割部２１Ｂ，２２Ｂを外して、この状態で金型本体１２を閉じて速やかに樹脂をキャビティ１１に射出でき、射出成型のサイクルタイムを向上できる。
【００２７】
図４は、一方の金型１４及び他方の金型１５の温度と加熱時間の関係を示すグラフである。
図４では、一例として、誘導加熱コイル２１，２２をそれぞれ２０ｋＷの出力で通電した本実施の形態の結果を破線で示し、比較例として、誘導加熱コイル２２と同一の誘導加熱コイルで一方の金型１５を２０ｋＷの出力で加熱した結果を実線で示している。ここで、温度の測定個所は、一方の金型１４及び他方の金型１５の合わせ面である。
図４の結果では、誘導加熱コイル２１，２２をそれぞれ２０ｋＷで加熱した場合の平均昇温速度は５．５℃／ｓであり、誘導加熱コイル２２と同一の誘導加熱コイル単体で２０ｋＷで加熱した場合の平均昇温速度は４．８℃／ｓであり、誘導加熱コイル２１，２２で加熱した場合の方が昇温速度が大きくなっており、外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂと内側磁束Ｆ１ａ，Ｆ２ａとが合わさることによる昇温速度の増加が確認された。
【００２８】
以上説明したように、本発明を適用した第１の実施の形態によれば、一方の金型１４及び他方の金型１５を囲むように金型１４，１５毎に配置される一対の誘導加熱コイル２１，２２を備え、各誘導加熱コイル２１，２２は、各誘導加熱コイル２１，２２によって各誘導加熱コイル２１，２２の外側に発生した外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂが、各誘導加熱コイル２１，２２に隣接する各誘導加熱コイル２２，２１内を通るように配置され、各誘導加熱コイル２１，２２内の空間に発生する磁束Ｆ１ｃ，Ｆ２ｃの方向が互いに反対となるように、各誘導加熱コイル２１，２２に通電するため、各誘導加熱コイル２１，２２の外側に発生する外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂが、隣接する誘導加熱コイル２２，２１内を通る内側磁束Ｆ２ａ，Ｆ１ａと合わさり、各誘導加熱コイル２１，２２内の磁束密度が高くなるため、一方の金型１４及び他方の金型１５を迅速に効率良く加熱することができる。
【００２９】
また、各誘導加熱コイル２１，２２の外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂ及び内側磁束Ｆ２ａ，Ｆ１ａが合わさって磁束が集中する箇所である隣接部２３の近傍にキャビティ面１４Ａ，１５Ａが位置するように、一方の金型１４及び他方の金型１５を配置したため、キャビティ面１４Ａ，１５Ａを迅速に効率良く加熱できる。
また、各誘導加熱コイル２１，２２は、コイル本体部２１Ａ，２２Ａと、コイル本体部２１Ａ，２２Ａから分割された分割部２１Ｂ，２２Ｂとをそれぞれ有し、分割部２１Ｂ，２２Ｂは、キャビティ面１４Ａ，１５Ａに面する部分に形成され、金型１４，１５を閉じてキャビティ１１を形成する際には、分割部２１Ｂ，２２Ｂを外側に取り外し可能としたため、分割部２１Ｂ，２２Ｂを外側に取り外すことでコイル本体部２１Ａ，２２Ａを取り外すことなく金型１４，１５を閉じることができ、サイクルタイムを向上できる。
【００３０】
さらに、各誘導加熱コイル２１，２２は、各誘導加熱コイル２１，２２が発生させる内側磁束Ｆ１ａ，Ｆ２ａ及び外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂがキャビティ面１４Ａ，１５Ａに対して略平行となるように配置されることで、キャビティ面１４Ａ，１５Ａに渦電流が多く発生するため、キャビティ面１４Ａ，１５Ａを迅速に効率良く加熱できる。
【００３１】
なお、上記第１の実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記第１の実施の形態に限定されるものではない。
上記第１の実施の形態では、誘導加熱コイル２１，２２は略同一形状のコイルであり、その巻き方向が互いに一致した向きで配置されて、互いに逆位相の高周波電流が供給されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、誘導加熱コイル２１，２２を、その巻き方向を互いに逆方向に構成し、通電手段３０は、同一位相の高周波電流を供給する構成とし、誘導加熱コイル２１，２２内の空間に互いに反対方向の磁束を発生させても良い。
【００３２】
［第２の実施の形態］
以下、図５を参照して、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
上記第１の実施の形態では、一方の金型１４及び他方の金型１５は、誘導加熱コイル２１，２２内にそれぞれ配置されるものとして説明したが、本第２の実施の形態では、それぞれ２分割された誘導加熱コイル２２１及び誘導加熱コイル２２２に挟まれるように金型が配置される点が、上記第１の実施の形態と異なっている。
【００３３】
図５は、第２の実施の形態における成形装置２１０の断面図である。
射出成形の成形装置２１０は、キャビティ２１１が形成された金型本体２１２と、金型本体２１２を加熱する加熱手段２２０と、加熱手段２２０に通電する通電手段３０とを備えて構成されている。
金型本体２１２は、凹状のキャビティ面２１４Ａが形成された一方の金型２１４と、凸状のキャビティ面２１５Ａが形成された他方の金型２１５とを有し、金型本体２１２が閉じられることで、キャビティ２１１が金型本体２１２の内部に形成される。金型２１４，２１５は、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａが対向するように配置され、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａに対して垂直な方向Ｘに移動されることで開閉される。
【００３４】
加熱手段２２０は、一方の金型２１４を加熱する誘導加熱コイル２２１と、他方の金型２１５を加熱する誘導加熱コイル２２２とを有している。誘導加熱コイル２２１及び誘導加熱コイル２２２は略同一形状のコイルであり、その巻き方向が互いに一致した向きで配置され、誘導加熱コイル２２１と誘導加熱コイル２２２とが最も近接する隣接部２２３を有している。
誘導加熱コイル２２１は、そのコイル軸線Ｃ３の方向に２分割されたコイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂ（分割体）を合わせて構成されており、コイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂは、一方の金型２１４を両側方から挟んで囲むように配置される。
誘導加熱コイル２２２は、そのコイル軸線Ｃ４の方向に２分割されたコイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂ（分割体）を合わせて構成されており、コイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂは、他方の金型２１５を両側方から挟んで囲むように配置される。
【００３５】
詳細には、誘導加熱コイル２２１，２２２は、コイル軸線Ｃ３，Ｃ４が互いに略平行となる向きで隣接して配置されるとともに、金型２１４，２１５の移動方向である方向Ｘに対してコイル軸線Ｃ３，Ｃ４が略直交するように配置されており、図５のように金型２１４，２１５を開いた状態では、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａ間には誘導加熱コイル２２１，２２２が配置されていない。これにより、金型２１４，２１５の開閉の際に誘導加熱コイル２２１，２２２が邪魔にならず、金型２１４，２１５を加熱した後に金型２１４，２１５を方向Ｘに移動させることで、速やかに金型２１４，２１５を閉じることができ、射出成形のサイクルタイムを向上できる。
【００３６】
一方の金型２１４及び他方の金型２１５は、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａがコイル軸線Ｃ３，Ｃ４に略平行となる向きで、コイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂの間及びコイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂの間にそれぞれ配置されている。また、一方の金型２１４及び他方の金型２１５は、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａが隣接部２２３に対向する向きで配置されている。
【００３７】
誘導加熱コイル２２１，２２２には、通電手段３０によって、同一の周期かつ同一の大きさの高周波電流が、互いに逆位相で供給される。
同一の巻き方向の誘導加熱コイル２２１，２２２に互いに逆方向の電流ｉ１，ｉ２がそれぞれ流されるため、誘導加熱コイル２２１，２２２近傍に発生する磁界Ｈ１，Ｈ２は、互いに逆方向となる。
本第２の実施の形態では、コイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂの間には、コイルが配置されていないが、コイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂ間の距離が小さいため、各コイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂの磁界は結合されて、この磁界は、第１の実施の形態と同様の磁界Ｈ１となる。
また、コイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂの間には、コイルが配置されていないが、コイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂ間の距離が小さいため、各コイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂの磁界は結合されて、この磁界は、第１の実施の形態と同様の磁界Ｈ２となる。
【００３８】
誘導加熱コイル２２１の磁界Ｈ１の外側磁束Ｆ１ｂは誘導加熱コイル２２２の内側を通り、誘導加熱コイル２２２の磁界Ｈ２の外側磁束Ｆ２ｂは誘導加熱コイル２２１の内側を通る。詳細には、誘導加熱コイル２２１の外側磁束Ｆ１ｂは誘導加熱コイル２２１の内側磁束Ｆ２ａと同じ向きであるため、外側磁束Ｆ１ｂと内側磁束Ｆ２ａとが合わさることで、誘導加熱コイル２２２の内側における隣接部２２３側の磁束密度は高くなる。また、誘導加熱コイル２２２の外側磁束Ｆ２ｂは、誘導加熱コイル２２１の内側磁束Ｆ１ａと同じ向きであるため、外側磁束Ｆ２ｂと内側磁束Ｆ１ａとが合わさることで、誘導加熱コイル２２１の内側における隣接部２２３側の磁束密度は高くなる。
これにより、誘導加熱コイル２２１，２２２内の一方の金型２１４及び他方の金型２１５により大きな渦電流を発生させて、一方の金型２１４及び他方の金型２１５を迅速に効率良く加熱することができる。
【００３９】
また、一方の金型２１４及び他方の金型２１５は、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａが隣接部２２３に面する向きで配置されており、外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂと内側磁束Ｆ１ａ，Ｆ２ａとが合わさることで磁束密度が高くなる位置にキャビティ面２１４Ａ，２１５Ａが配置されるため、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａを選択的に効率良く加熱できる。
さらに、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａは、コイル軸線Ｃ３，Ｃ４と略平行に配置されており、誘導加熱コイル２２１，２２２が発生させる外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂ及び内側磁束Ｆ１ａ，Ｆ２ａと略平行に配置されているため、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａに渦電流を多く発生させることができ、キャビティ面１４Ａ，１５Ａを選択的に効率良く加熱できる。
【００４０】
以上説明したように、本発明を適用した第２の実施の形態によれば、各誘導加熱コイル２２１，２２２は、コイル軸線Ｃ３，Ｃ４が一方の金型２１４及び他方の金型２１５の開閉の際の移動方向である方向Ｘに略直交するように配置されるとともに、コイル軸線Ｃ３，Ｃ４の方向に２分割されたコイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂ及びコイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂを合わせてそれぞれ構成されており、コイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂ及びコイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂは、一方の金型２１４及び他方の金型２１５を側方からそれぞれ挟むように配置されるため、一方の金型２１４及び他方の金型２１５を開閉させる際に誘導加熱コイル２２１，２２２が邪魔にならず、射出成型のサイクルタイムを向上できる。
【符号の説明】
【００４１】
１０，２１０ 成形装置
１１，２１１ キャビティ
１４，２１４ 一方の金型（金型）
１５，２１５ 他方の金型（金型）
１４Ａ，１５Ａ，２１４Ａ，２１５Ａ キャビティ面
１６，２１６ キャビティ
２１，２２，２２１，２２２ 誘導加熱コイル
２１Ａ，２２Ａ コイル本体部
２１Ｂ，２２Ｂ 分割部
２２１Ａ，２２１Ａ，２２２Ａ，２２２Ｂ コイル分割体（分割体）
Ｃ３，Ｃ４ コイル軸線
Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂ 外側磁束（外側に発生した磁束）
Ｆ１ｃ，Ｆ２ｃ 磁束（誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱された一対の金型のキャビティ面を組み合せて成形体に対応するキャビティを形成する成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂成形等の成形装置においては、加熱した金型内で材料を成形し、その後、成形品を変形させずに取り出し可能な温度まで、成形品を金型内で冷却することが行われる。このような成形装置では、加熱と冷却が繰り返されるため、サイクルタイムを短縮するためには、急加熱が必要となり、急加熱の手段としては、誘導加熱が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、一対の金型からなる鋳型を誘導加熱コイル（インダクタ）で囲い、誘導加熱によって鋳型を加熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５３５７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の成形装置では、一対の金型を１つの誘導加熱コイルで囲んで加熱するため、金型を効率良く加熱することが難しい。また、誘導加熱コイルを２つ設け、各金型を誘導加熱コイルで個別に囲うことが考えられるが、単に誘導加熱コイルを並べて配置しただけでは、誘導加熱コイルで発生する磁界が干渉し合うことで磁界が弱まってしまうことがあり、金型を効率良く加熱することが難しい。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、成形装置において、金型を効率良く加熱できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、加熱された一対の金型のキャビティ面を組み合せて成形体に対応するキャビティを形成する成形装置において、前記金型を囲むように前記金型毎に配置される一対の誘導加熱コイルを備え、各前記誘導加熱コイルは、各前記誘導加熱コイルによって各前記誘導加熱コイルの外側に発生した磁束が、各前記誘導加熱コイルに隣接する各前記誘導加熱コイル内を通るように配置され、各前記誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束の方向が反対となるように、各前記誘導加熱コイルに通電することを特徴とする。
この構成によれば、金型を囲むように金型毎に配置される一対の誘導加熱コイルを備え、各誘導加熱コイルは、各誘導加熱コイルによって各誘導加熱コイルの外側に発生した磁束が、各誘導加熱コイルに隣接する各誘導加熱コイル内を通るように配置され、各誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束の方向が反対となるように、各誘導加熱コイルに通電するため、各誘導加熱コイルの外側に発生する磁束が隣接する誘導加熱コイル内を通る磁束と合わさり、各誘導加熱コイル内の磁束密度が高くなるため、各金型を迅速に効率良く加熱することができる。
【０００６】
また、上記構成において、各前記誘導加熱コイルの相互の磁束が合わさって磁束が集中する箇所に前記キャビティ面が位置するように各前記金型を配置した構成としても良い。
この場合、各誘導加熱コイルの相互の磁束が合わさって磁束が集中する箇所にキャビティ面が位置するように各金型を配置したため、キャビティ面を迅速に効率良く加熱できる。
【０００７】
さらに、各前記誘導加熱コイルは、コイル本体部と、当該コイル本体部から分割された分割部とをそれぞれ有し、前記分割部は、前記キャビティ面に面する部分に形成され、前記金型を閉じて前記キャビティを形成する際には、前記分割部を外側に取り外し可能とした構成としても良い。
この場合、各誘導加熱コイルは、コイル本体部と、コイル本体部から分割された分割部とをそれぞれ有し、分割部は、キャビティ面に面する部分に形成され、金型を閉じてキャビティを形成する際には、分割部を外側に取り外し可能としたため、分割部を外側に取り外すことでコイル本体部を取り外すことなく金型を閉じることができ、サイクルタイムを向上できる。
【０００８】
また、各前記誘導加熱コイルは、コイル軸線が前記金型の開閉の際の移動方向に略直交するように配置されるとともに、コイル軸線方向に分割された分割体を合わせて構成されており、前記分割体は、各前記金型を側方からそれぞれ挟むように配置される構成としても良い。
この場合、各誘導加熱コイルは、コイル軸線が金型の開閉の際の移動方向に略直交するように配置されるとともに、コイル軸線方向に分割された分割体を合わせて構成されており、分割体は、各金型を側方からそれぞれ挟むように配置されるため、金型を開閉させる際に誘導加熱コイルが邪魔にならず、サイクルタイムを向上できる。
【０００９】
また、各前記誘導加熱コイルは、各前記誘導加熱コイルが発生させる磁束が前記キャビティ面に対して略平行となるように配置される構成としても良い。
この場合、各誘導加熱コイルが、各誘導加熱コイルが発生させる磁束がキャビティ面に対して略平行となるように配置されることで、キャビティ面に渦電流が多く発生するため、キャビティ面を迅速に効率良く加熱できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る成形装置では、各誘導加熱コイルの外側に発生した磁束が、各誘導加熱コイルに隣接する各誘導加熱コイル内を通るように配置され、各誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束の方向が反対となるように、各誘導加熱コイルに通電するため、各誘導加熱コイルの外側に発生する磁束が隣接する誘導加熱コイル内を通る磁束と合わさり、各誘導加熱コイル内の磁束密度が高くなるため、各金型を迅速に効率良く加熱することができる。
【００１１】
また、各誘導加熱コイルの相互の磁束が合わさって磁束が集中する箇所にキャビティ面が位置するように各金型を配置したため、キャビティ面を迅速に効率良く加熱できる。
また、金型を閉じてキャビティを形成する際には、誘導加熱コイルの分割部を外側に取り外し可能としたため、分割部を外側に取り外すことでコイル本体部を取り外すことなく金型を閉じることができ、サイクルタイムを向上できる。
【００１２】
さらに、各誘導加熱コイルは、コイル軸線方向に分割された分割体を合わせて構成されており、分割体は、各金型を側方からそれぞれ挟むように配置されるため、金型を開閉させる際に誘導加熱コイルが邪魔にならず、サイクルタイムを向上できる。
また、各誘導加熱コイルが、各誘導加熱コイルが発生させる磁束がキャビティ面に対して略平行となるように配置されることで、キャビティ面に渦電流が多く発生するため、キャビティ面を迅速に効率良く加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る成形装置の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】成形装置による成形の各工程を示す図である。
【図４】一方の金型及び他方の金型の温度と加熱時間の関係を示すグラフである。
【図５】第２の実施の形態における成形装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係る成形装置について図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、樹脂材料をキャビティに射出して所定形状の成形体を成形する射出成形金型を例に挙げて説明するが、本発明は、溶融した金属材料をキャビティに注入して成形体を成形する鋳造金型にも適用可能である。
【００１５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る成形装置の平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
図１及び図２に示すように、樹脂材料の成形体（不図示）を成形する成形装置１０は、キャビティ１１が形成された金型本体１２と、金型本体１２を加熱する加熱手段２０と、加熱手段２０に通電する通電手段３０とを備えて構成されている。
金型本体１２は、凹状のキャビティ面１４Ａが形成された一方の金型１４と、凸状のキャビティ面１５Ａが形成された他方の金型１５とを有し、金型本体１２が閉じられてキャビティ面１５Ａがキャビティ面１４Ａに向かい合うように嵌合することで、上記成形体に対応する形状のキャビティ１１が金型本体１２の内部に形成される。金型本体１２は、一方の金型１４及び他方の金型１５がキャビティ面１４Ａ，１５Ａに対して垂直な方向Ｘに移動することで開閉される。
【００１６】
図３は、成形装置１０による成形の各工程を示す図である。
図１〜図３に示すように、加熱手段２０は、電磁誘導による誘導加熱によって金型本体１２を加熱する手段であり、一方の金型１４を囲むように配置される誘導加熱コイル２１と、他方の金型１５を囲むように配置される誘導加熱コイル２２とを有している。
誘導加熱コイル２１及び誘導加熱コイル２２は、線材をコイル状に巻くことで略円筒状に形成されており、そのコイル軸線Ｃ１，Ｃ２が互いに略平行となる向きで隣接して配置され、誘導加熱コイル２１と誘導加熱コイル２２とが最も近接する隣接部２３を有している。また、誘導加熱コイル２１及び誘導加熱コイル２２は略同一形状のコイルであり、その巻き方向が互いに一致した向きで配置されている。
【００１７】
図３に示すように、誘導加熱コイル２１及び誘導加熱コイル２２の隣接部２３の近傍の部分は、各コイル本体部２１Ａ，２２Ａから分割された分割部２１Ｂ，２２Ｂとなっている。分割部２１Ｂ，２２Ｂは、各コイル本体部２１Ａ，２２Ａに対して結合／離脱可能に構成されており、分割部２１Ｂ，２２Ｂを各コイル本体部２１Ａ，２２Ａに結合させることで、誘導加熱コイル２１及び誘導加熱コイル２２を誘導加熱コイルとして用いることができ、分割部２１Ｂ，２２Ｂを外した状態とすることで、誘導加熱コイル２１及び誘導加熱コイル２２の隣接部２３の側部を開放させることができる。
一方の金型１４及び他方の金型１５は、コイル本体部２１Ａ，２２Ａ内にそれぞれ収納されており、コイル本体部２１Ａ，２２Ａと一体に移動可能にユニット化されている。
【００１８】
一方の金型１４及び他方の金型１５は、キャビティ面１４Ａ，１５Ａがコイル軸線Ｃ１，Ｃ２に略平行となる向きで、誘導加熱コイル２１，２２内にそれぞれ配置されている。また、一方の金型１４及び他方の金型１５は、キャビティ面１４Ａ，１５Ａが隣接部２３に面するとともに、キャビティ面１４Ａ，１５Ａが互いに対向する向きで誘導加熱コイル２１，２２内に配置されており、隣接部２３の側部を開放させた状態で方向Ｘに移動されることで、開閉される。
【００１９】
通電手段３０は、高周波発生装置であり、誘導加熱コイル２１，２２に電線３１，３２を介してそれぞれ独立して高周波電流を流すことで誘導加熱コイル２１，２２を加熱する。詳細には、通電手段３０の制御部（不図示）は、誘導加熱コイル２１，２２に対し、同一の周期かつ同一の大きさの高周波電流を、互いに逆位相（位相が１８０°異なる）で供給するように制御を行う。すなわち、誘導加熱コイル２１，２２には、通電手段３０によって、互いに逆方向の電流ｉ１，ｉ２が流される。
【００２０】
図１及び図２に示すように、同一の巻き方向の誘導加熱コイル２１，２２に逆方向の電流ｉ１，ｉ２がそれぞれ流されるため、誘導加熱コイル２１，２２近傍に発生する磁界Ｈ１，Ｈ２は、互いに逆方向となる。この際、一方の金型１４に発生する渦電流ｉ１ａは、誘導加熱コイル２１の電流ｉ１とは反対方向に流れ、他方の金型１５に発生する渦電流ｉ２ａは、誘導加熱コイル２２の電流ｉ２とは反対方向に流れる。
【００２１】
磁界Ｈ１は、隣接部２３近傍において、誘導加熱コイル２１の内側から誘導加熱コイル２１の外側を通って再び誘導加熱コイル２１の内側に至る図２中で時計回りの磁束Ｆ１を有し、磁束Ｆ１は、誘導加熱コイル２１の内側を通る内側磁束Ｆ１ａと、誘導加熱コイル２１の外側を通る外側磁束Ｆ１ｂ（外側に発生した磁束）とを有している。また、磁界Ｈ１は、誘導加熱コイル２１のコイル軸線Ｃ１の位置に一致する磁束Ｆ１ｃ（誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束）を有している。
磁界Ｈ２は、隣接部２３近傍において、誘導加熱コイル２２の内側から誘導加熱コイル２２の外側を通って再び誘導加熱コイル２２の内側に至る図２中で時計回りの磁束Ｆ２を有し、磁束Ｆ２は、誘導加熱コイル２２の内側を通る内側磁束Ｆ２ａと、誘導加熱コイル２２の外側を通る外側磁束Ｆ２ｂ（外側に発生した磁束）とを有している。また、磁界Ｈ２は、誘導加熱コイル２２のコイル軸線Ｃ２の位置に一致する磁束Ｆ２ｃ（誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束）を有し、磁束Ｆ２ｃは磁束Ｆ１ｃと反対方向を向いている。
【００２２】
本実施の形態では、誘導加熱コイル２１，２２を近接して配置しているため、誘導加熱コイル２１の外側磁束Ｆ１ｂは誘導加熱コイル２２の内側を通り、誘導加熱コイル２２の外側磁束Ｆ２ｂは誘導加熱コイル２１の内側を通る。詳細には、外側磁束Ｆ１ｂは内側磁束Ｆ２ａと同じ向きであるため、外側磁束Ｆ１ｂと内側磁束Ｆ２ａとが合わさることで、誘導加熱コイル２２の内側における隣接部２３側の磁束密度は高くなる。同様に、外側磁束Ｆ２ｂは内側磁束Ｆ１ａと同じ向きであるため、外側磁束Ｆ２ｂと内側磁束Ｆ１ａとが合わさることで、誘導加熱コイル２１の内側における隣接部２３側の磁束密度は高くなる。
【００２３】
このように、誘導加熱コイル２１，２２を近接配置するとともに、誘導加熱コイル２１，２２に発生する磁界Ｈ１，Ｈ２の方向が反対となるように通電手段３０で通電することで、隣接する誘導加熱コイル２１，２２の外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂと内側磁束Ｆ２ａ，Ｆ１ａとを合わせて誘導加熱コイル２１，２２の内部空間の磁束密度を高くできるため、誘導加熱コイル２１，２２内の一方の金型１４及び他方の金型１５により大きな渦電流を発生させて、一方の金型１４及び他方の金型１５を迅速に効率良く加熱することができる。
【００２４】
また、一方の金型１４及び他方の金型１５は、キャビティ面１４Ａ，１５Ａが隣接部２３に面する向きで配置されており、外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂと内側磁束Ｆ１ａ，Ｆ２ａとが合わさることで磁束密度が高くなる位置にキャビティ面１４Ａ，１５Ａが配置されるため、キャビティ面１４Ａ，１５Ａを選択的に効率良く加熱できる。
さらに、キャビティ面１４Ａ，１５Ａは、コイル軸線Ｃ１，Ｃ２と略平行に配置されており、誘導加熱コイル２１，２２が発生させる外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂ及び内側磁束Ｆ１ａ，Ｆ２ａと略平行に配置されているため、キャビティ面１４Ａ，１５Ａに渦電流ｉ１ａ，ｉ２ａを多く発生させることができ、キャビティ面１４Ａ，１５Ａを選択的に効率良く加熱できる。
【００２５】
金型本体１２による射出成形の際には、まず、図３に示すように、対向するように配置された一方の金型１４と他方の金型１５との間に分割部２１Ｂ，２２Ｂを挿入し、コイル本体部２１Ａ，２２Ａと共に一方の金型１４及び他方の金型１５を方向Ｘに移動させることで、コイル本体部２１Ａ，２２Ａと分割部２１Ｂ，２２Ｂとをそれぞれ結合させる。
次いで、通電手段３０によって互いに逆位相の高周波電流が誘導加熱コイル２１，２２に供給され、誘導加熱によって一方の金型１４及び他方の金型１５が加熱される。誘導加熱の際には、同一の周期かつ同一の大きさの高周波電流が互いに逆位相で供給されるが、金型１４及び他方の金型１５の温度の微調整のために、例えば、加熱の最終段階では、一方の金型１４及び他方の金型１５の形状等に対応させて、通電時間、電流の大きさ、位相及び周期等を個別に変更しても良い。このように、一方の金型１４及び他方の金型１５に個別に設けられた誘導加熱コイル２１，２２によって各金型１４，１５の温度調整を行うことができるため、金型１４，１５を効率良く加熱できる。
【００２６】
一方の金型１４及び他方の金型１５が所定の温度に加熱されると、コイル本体部２１Ａ，２２Ａと共に一方の金型１４及び他方の金型１５が開く側の方向Ｘに移動され、その後、分割部２１Ｂ，２２Ｂが外側に抜き出される。
そして、一方の金型１４及び他方の金型１５が方向Ｘに移動されて閉じられることで、キャビティ１１が形成され、キャビティ１１に樹脂が射出される。その後、所定の温度まで成形体の温度が低下すると、金型本体１２が開かれて成形体が離型される。
本実施の形態では、誘導加熱コイル２１，２２のキャビティ面１４Ａ，１５Ａ側に分割部２１Ｂ，２２Ｂを設け、分割部２１Ｂ，２２Ｂを結合／離脱可能としたため、誘導加熱後に分割部２１Ｂ，２２Ｂを外して、この状態で金型本体１２を閉じて速やかに樹脂をキャビティ１１に射出でき、射出成型のサイクルタイムを向上できる。
【００２７】
図４は、一方の金型１４及び他方の金型１５の温度と加熱時間の関係を示すグラフである。
図４では、一例として、誘導加熱コイル２１，２２をそれぞれ２０ｋＷの出力で通電した本実施の形態の結果を破線で示し、比較例として、誘導加熱コイル２２と同一の誘導加熱コイルで一方の金型１５を２０ｋＷの出力で加熱した結果を実線で示している。ここで、温度の測定個所は、一方の金型１４及び他方の金型１５の合わせ面である。
図４の結果では、誘導加熱コイル２１，２２をそれぞれ２０ｋＷで加熱した場合の平均昇温速度は５．５℃／ｓであり、誘導加熱コイル２２と同一の誘導加熱コイル単体で２０ｋＷで加熱した場合の平均昇温速度は４．８℃／ｓであり、誘導加熱コイル２１，２２で加熱した場合の方が昇温速度が大きくなっており、外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂと内側磁束Ｆ１ａ，Ｆ２ａとが合わさることによる昇温速度の増加が確認された。
【００２８】
以上説明したように、本発明を適用した第１の実施の形態によれば、一方の金型１４及び他方の金型１５を囲むように金型１４，１５毎に配置される一対の誘導加熱コイル２１，２２を備え、各誘導加熱コイル２１，２２は、各誘導加熱コイル２１，２２によって各誘導加熱コイル２１，２２の外側に発生した外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂが、各誘導加熱コイル２１，２２に隣接する各誘導加熱コイル２２，２１内を通るように配置され、各誘導加熱コイル２１，２２内の空間に発生する磁束Ｆ１ｃ，Ｆ２ｃの方向が互いに反対となるように、各誘導加熱コイル２１，２２に通電するため、各誘導加熱コイル２１，２２の外側に発生する外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂが、隣接する誘導加熱コイル２２，２１内を通る内側磁束Ｆ２ａ，Ｆ１ａと合わさり、各誘導加熱コイル２１，２２内の磁束密度が高くなるため、一方の金型１４及び他方の金型１５を迅速に効率良く加熱することができる。
【００２９】
また、各誘導加熱コイル２１，２２の外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂ及び内側磁束Ｆ２ａ，Ｆ１ａが合わさって磁束が集中する箇所である隣接部２３の近傍にキャビティ面１４Ａ，１５Ａが位置するように、一方の金型１４及び他方の金型１５を配置したため、キャビティ面１４Ａ，１５Ａを迅速に効率良く加熱できる。
また、各誘導加熱コイル２１，２２は、コイル本体部２１Ａ，２２Ａと、コイル本体部２１Ａ，２２Ａから分割された分割部２１Ｂ，２２Ｂとをそれぞれ有し、分割部２１Ｂ，２２Ｂは、キャビティ面１４Ａ，１５Ａに面する部分に形成され、金型１４，１５を閉じてキャビティ１１を形成する際には、分割部２１Ｂ，２２Ｂを外側に取り外し可能としたため、分割部２１Ｂ，２２Ｂを外側に取り外すことでコイル本体部２１Ａ，２２Ａを取り外すことなく金型１４，１５を閉じることができ、サイクルタイムを向上できる。
【００３０】
さらに、各誘導加熱コイル２１，２２は、各誘導加熱コイル２１，２２が発生させる内側磁束Ｆ１ａ，Ｆ２ａ及び外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂがキャビティ面１４Ａ，１５Ａに対して略平行となるように配置されることで、キャビティ面１４Ａ，１５Ａに渦電流が多く発生するため、キャビティ面１４Ａ，１５Ａを迅速に効率良く加熱できる。
【００３１】
なお、上記第１の実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記第１の実施の形態に限定されるものではない。
上記第１の実施の形態では、誘導加熱コイル２１，２２は略同一形状のコイルであり、その巻き方向が互いに一致した向きで配置されて、互いに逆位相の高周波電流が供給されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、誘導加熱コイル２１，２２を、その巻き方向を互いに逆方向に構成し、通電手段３０は、同一位相の高周波電流を供給する構成とし、誘導加熱コイル２１，２２内の空間に互いに反対方向の磁束を発生させても良い。
【００３２】
［第２の実施の形態］
以下、図５を参照して、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
上記第１の実施の形態では、一方の金型１４及び他方の金型１５は、誘導加熱コイル２１，２２内にそれぞれ配置されるものとして説明したが、本第２の実施の形態では、それぞれ２分割された誘導加熱コイル２２１及び誘導加熱コイル２２２に挟まれるように金型が配置される点が、上記第１の実施の形態と異なっている。
【００３３】
図５は、第２の実施の形態における成形装置２１０の断面図である。
射出成形の成形装置２１０は、キャビティ２１１が形成された金型本体２１２と、金型本体２１２を加熱する加熱手段２２０と、加熱手段２２０に通電する通電手段３０とを備えて構成されている。
金型本体２１２は、凹状のキャビティ面２１４Ａが形成された一方の金型２１４と、凸状のキャビティ面２１５Ａが形成された他方の金型２１５とを有し、金型本体２１２が閉じられることで、キャビティ２１１が金型本体２１２の内部に形成される。金型２１４，２１５は、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａが対向するように配置され、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａに対して垂直な方向Ｘに移動されることで開閉される。
【００３４】
加熱手段２２０は、一方の金型２１４を加熱する誘導加熱コイル２２１と、他方の金型２１５を加熱する誘導加熱コイル２２２とを有している。誘導加熱コイル２２１及び誘導加熱コイル２２２は略同一形状のコイルであり、その巻き方向が互いに一致した向きで配置され、誘導加熱コイル２２１と誘導加熱コイル２２２とが最も近接する隣接部２２３を有している。
誘導加熱コイル２２１は、そのコイル軸線Ｃ３の方向に２分割されたコイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂ（分割体）を合わせて構成されており、コイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂは、一方の金型２１４を両側方から挟んで囲むように配置される。
誘導加熱コイル２２２は、そのコイル軸線Ｃ４の方向に２分割されたコイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂ（分割体）を合わせて構成されており、コイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂは、他方の金型２１５を両側方から挟んで囲むように配置される。
【００３５】
詳細には、誘導加熱コイル２２１，２２２は、コイル軸線Ｃ３，Ｃ４が互いに略平行となる向きで隣接して配置されるとともに、金型２１４，２１５の移動方向である方向Ｘに対してコイル軸線Ｃ３，Ｃ４が略直交するように配置されており、図５のように金型２１４，２１５を開いた状態では、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａ間には誘導加熱コイル２２１，２２２が配置されていない。これにより、金型２１４，２１５の開閉の際に誘導加熱コイル２２１，２２２が邪魔にならず、金型２１４，２１５を加熱した後に金型２１４，２１５を方向Ｘに移動させることで、速やかに金型２１４，２１５を閉じることができ、射出成形のサイクルタイムを向上できる。
【００３６】
一方の金型２１４及び他方の金型２１５は、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａがコイル軸線Ｃ３，Ｃ４に略平行となる向きで、コイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂの間及びコイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂの間にそれぞれ配置されている。また、一方の金型２１４及び他方の金型２１５は、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａが隣接部２２３に対向する向きで配置されている。
【００３７】
誘導加熱コイル２２１，２２２には、通電手段３０によって、同一の周期かつ同一の大きさの高周波電流が、互いに逆位相で供給される。
同一の巻き方向の誘導加熱コイル２２１，２２２に互いに逆方向の電流ｉ１，ｉ２がそれぞれ流されるため、誘導加熱コイル２２１，２２２近傍に発生する磁界Ｈ１，Ｈ２は、互いに逆方向となる。
本第２の実施の形態では、コイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂの間には、コイルが配置されていないが、コイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂ間の距離が小さいため、各コイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂの磁界は結合されて、この磁界は、第１の実施の形態と同様の磁界Ｈ１となる。
また、コイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂの間には、コイルが配置されていないが、コイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂ間の距離が小さいため、各コイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂの磁界は結合されて、この磁界は、第１の実施の形態と同様の磁界Ｈ２となる。
【００３８】
誘導加熱コイル２２１の磁界Ｈ１の外側磁束Ｆ１ｂは誘導加熱コイル２２２の内側を通り、誘導加熱コイル２２２の磁界Ｈ２の外側磁束Ｆ２ｂは誘導加熱コイル２２１の内側を通る。詳細には、誘導加熱コイル２２１の外側磁束Ｆ１ｂは誘導加熱コイル２２１の内側磁束Ｆ２ａと同じ向きであるため、外側磁束Ｆ１ｂと内側磁束Ｆ２ａとが合わさることで、誘導加熱コイル２２２の内側における隣接部２２３側の磁束密度は高くなる。また、誘導加熱コイル２２２の外側磁束Ｆ２ｂは、誘導加熱コイル２２１の内側磁束Ｆ１ａと同じ向きであるため、外側磁束Ｆ２ｂと内側磁束Ｆ１ａとが合わさることで、誘導加熱コイル２２１の内側における隣接部２２３側の磁束密度は高くなる。
これにより、誘導加熱コイル２２１，２２２内の一方の金型２１４及び他方の金型２１５により大きな渦電流を発生させて、一方の金型２１４及び他方の金型２１５を迅速に効率良く加熱することができる。
【００３９】
また、一方の金型２１４及び他方の金型２１５は、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａが隣接部２２３に面する向きで配置されており、外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂと内側磁束Ｆ１ａ，Ｆ２ａとが合わさることで磁束密度が高くなる位置にキャビティ面２１４Ａ，２１５Ａが配置されるため、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａを選択的に効率良く加熱できる。
さらに、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａは、コイル軸線Ｃ３，Ｃ４と略平行に配置されており、誘導加熱コイル２２１，２２２が発生させる外側磁束Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂ及び内側磁束Ｆ１ａ，Ｆ２ａと略平行に配置されているため、キャビティ面２１４Ａ，２１５Ａに渦電流を多く発生させることができ、キャビティ面１４Ａ，１５Ａを選択的に効率良く加熱できる。
【００４０】
以上説明したように、本発明を適用した第２の実施の形態によれば、各誘導加熱コイル２２１，２２２は、コイル軸線Ｃ３，Ｃ４が一方の金型２１４及び他方の金型２１５の開閉の際の移動方向である方向Ｘに略直交するように配置されるとともに、コイル軸線Ｃ３，Ｃ４の方向に２分割されたコイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂ及びコイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂを合わせてそれぞれ構成されており、コイル分割体２２１Ａ，２２１Ｂ及びコイル分割体２２２Ａ，２２２Ｂは、一方の金型２１４及び他方の金型２１５を側方からそれぞれ挟むように配置されるため、一方の金型２１４及び他方の金型２１５を開閉させる際に誘導加熱コイル２２１，２２２が邪魔にならず、射出成型のサイクルタイムを向上できる。
【符号の説明】
【００４１】
１０，２１０ 成形装置
１１，２１１ キャビティ
１４，２１４ 一方の金型（金型）
１５，２１５ 他方の金型（金型）
１４Ａ，１５Ａ，２１４Ａ，２１５Ａ キャビティ面
１６，２１６ キャビティ
２１，２２，２２１，２２２ 誘導加熱コイル
２１Ａ，２２Ａ コイル本体部
２１Ｂ，２２Ｂ 分割部
２２１Ａ，２２１Ａ，２２２Ａ，２２２Ｂ コイル分割体（分割体）
Ｃ３，Ｃ４ コイル軸線
Ｆ１ｂ，Ｆ２ｂ 外側磁束（外側に発生した磁束）
Ｆ１ｃ，Ｆ２ｃ 磁束（誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された一対の金型のキャビティ面を組み合せて成形体に対応するキャビティを形成する成形装置において、
前記金型を囲むように前記金型毎に配置される一対の誘導加熱コイルを備え、
各前記誘導加熱コイルは、各前記誘導加熱コイルによって各前記誘導加熱コイルの外側に発生した磁束が、各前記誘導加熱コイルに隣接する各前記誘導加熱コイル内を通るように配置され、
各前記誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束の方向が反対となるように、各前記誘導加熱コイルに通電することを特徴とする成形装置。
【請求項２】
各前記誘導加熱コイルの相互の磁束が合わさって磁束が集中する箇所に前記キャビティ面が位置するように各前記金型を配置したことを特徴とする請求項１記載の成形装置。
【請求項３】
各前記誘導加熱コイルは、コイル本体部と、当該コイル本体部から分割された分割部とをそれぞれ有し、前記分割部は、前記キャビティ面に面する部分に形成され、前記金型を閉じて前記キャビティを形成する際には、前記分割部を外側に取り外し可能としたことを特徴とする請求項１または２記載の成形装置。
【請求項４】
各前記誘導加熱コイルは、コイル軸線が前記金型の開閉の際の移動方向に略直交するように配置されるとともに、コイル軸線方向に分割された分割体を合わせて構成されており、前記分割体は、各前記金型を側方からそれぞれ挟むように配置されることを特徴とする請求項１記載の成形装置。
【請求項５】
各前記誘導加熱コイルは、各前記誘導加熱コイルが発生させる磁束が前記キャビティ面に対して略平行となるように配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の成形装置。
【請求項１】
加熱された一対の金型のキャビティ面を組み合せて成形体に対応するキャビティを形成する成形装置において、
前記金型を囲むように前記金型毎に配置される一対の誘導加熱コイルを備え、
各前記誘導加熱コイルは、各前記誘導加熱コイルによって各前記誘導加熱コイルの外側に発生した磁束が、各前記誘導加熱コイルに隣接する各前記誘導加熱コイル内を通るように配置され、
各前記誘導加熱コイル内の空間に発生する磁束の方向が反対となるように、各前記誘導加熱コイルに通電することを特徴とする成形装置。
【請求項２】
各前記誘導加熱コイルの相互の磁束が合わさって磁束が集中する箇所に前記キャビティ面が位置するように各前記金型を配置したことを特徴とする請求項１記載の成形装置。
【請求項３】
各前記誘導加熱コイルは、コイル本体部と、当該コイル本体部から分割された分割部とをそれぞれ有し、前記分割部は、前記キャビティ面に面する部分に形成され、前記金型を閉じて前記キャビティを形成する際には、前記分割部を外側に取り外し可能としたことを特徴とする請求項１または２記載の成形装置。
【請求項４】
各前記誘導加熱コイルは、コイル軸線が前記金型の開閉の際の移動方向に略直交するように配置されるとともに、コイル軸線方向に分割された分割体を合わせて構成されており、前記分割体は、各前記金型を側方からそれぞれ挟むように配置されることを特徴とする請求項１記載の成形装置。
【請求項５】
各前記誘導加熱コイルは、各前記誘導加熱コイルが発生させる磁束が前記キャビティ面に対して略平行となるように配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９４９６７（Ｐ２０１３−９４９６７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６６７１（Ｐ２０１１−２３６６７１）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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