樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置
【課題】キャビティ面に均一に加熱することができる電磁誘導加熱式金型を提供する。
【解決手段】樹脂成形用金型を有する装置であり、この金型を構成する２つの型は、互いに向かい合う面に、それぞれ、キャビティ面１２ａ、１２ｂが形成され、２つの型は、それぞれ、キャビティ面を有する部位に磁性金属部１４ａが配され、その磁性金属部の外面に、誘導コイル保持部１５及び非磁性金属部１４ｂが順に配され、絶縁樹脂製の誘導コイル保持部及び非磁性金属部が順に配され、誘導コイル保持部には、複数の誘導コイル１５ａが、当該型のキャビティ面からの距離の最大と最小の差が５ｍｍ以内に配されると共に、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から３０ｍｍの範囲内に配された樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置を用いる。
【解決手段】樹脂成形用金型を有する装置であり、この金型を構成する２つの型は、互いに向かい合う面に、それぞれ、キャビティ面１２ａ、１２ｂが形成され、２つの型は、それぞれ、キャビティ面を有する部位に磁性金属部１４ａが配され、その磁性金属部の外面に、誘導コイル保持部１５及び非磁性金属部１４ｂが順に配され、絶縁樹脂製の誘導コイル保持部及び非磁性金属部が順に配され、誘導コイル保持部には、複数の誘導コイル１５ａが、当該型のキャビティ面からの距離の最大と最小の差が５ｍｍ以内に配されると共に、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から３０ｍｍの範囲内に配された樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂成形用に用いられる電磁誘導加熱式の金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型を用いた樹脂成形法としては、射出成形法、圧縮成形法、ブロー成形法があげられる。これらは、金型に原料樹脂を投入した後、熱の授受を行って、樹脂を賦型し、固化させる方法である。
【０００３】
上記の金型の加熱方法としては、電熱ヒーターを用いる方法の他、高周波電磁誘導加熱による方法が知られている（特許文献１）。この高周波電磁誘導加熱による方法は、高周波電磁誘導加熱によって金型を加熱する方式を採用したもので、急速に加熱することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０３９５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この特許文献１に記載の金型は、複数の誘導コイルが、一列に配されているが、キャビティ面は、単一平面からできておらず、キャビティ面と複数の誘導コイルとの最短距離が、場所によって異なっている。
【０００６】
この場合、各誘導コイルに同じ電流をかけると、キャビティ面の加熱が場所によって異なることとなり、加熱ムラが生じ、得られる成形体に影響が生じる場合がある。
【０００７】
そこで、この発明は、キャビティ面に均一に加熱することができる電磁誘導加熱式金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、樹脂成形用金型を有する装置であり、この金型を構成する２つの型は、互いに向かい合う面に、それぞれ、キャビティ面が形成され、上記２つの型は、それぞれ、上記キャビティ面を有する部位に磁性金属が配され、上記型の外周部を形成する部位に非磁性金属が配されると共に、この磁性金属と非磁性金属との間に絶縁樹脂製の誘導コイル保持部が形成され、上記誘導コイル保持部には、複数の誘導コイルが、当該型のキャビティ面からの距離の最大と最小の差が５ｍｍ以内に配されると共に、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルを、キャビティ外周縁から３０ｍｍの範囲内に配することにより、上記課題を解決したのである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、各誘導コイルとキャビティ面との距離、各誘導コイルの設置範囲とキャビティ部が所定範囲内としたので、キャビティ面が均一に加熱することが可能となる。
また、磁性金属と非磁性金属との間に絶縁樹脂製の誘導コイル保持部が形成されるので、誘導コイルの配置を任意に設定することができ、各誘導コイルとキャビティ面との距離が所定範囲内にすることを容易にする。
【００１０】
さらにまた、キャビティ面を有する部位に磁性金属を配し、金型の外周には、断熱材が
配され、さらに断熱材の外周部を形成する部位に非磁性金属を配するので、誘導コイルによる加熱は、主に磁性金属で行われ、キャビティ面側の加熱が優先されることとなり、効率よく加熱することが可能となる。
【００１１】
また、複数の誘導コイルを設け、これに通電するための通電装置を複数用いた場合、通電装置毎に、通電するタイミングや通電量を調整することができ、加熱を部分毎に意図的に変化させることができ、成形対象物品毎に加熱の度合いを変更させることができ、射出成形では、ウエルドライン、ひけ、ガス抜き不足による外観曇り、バリなどの外観不良のない高転写の成形品、ブロー成形では、コーナー部分の偏肉、しわが少なく、喰い切り部分の溶着強度が高い高転写の成形品、プレス成形では、低い樹脂シートの予熱温度で、コーナー部分の偏肉が少なく、低成形歪の成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１（ａ）】この発明の樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の固定型をキャビティ面１２ａから見た正面図
【図１（ｂ）】この発明の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置の可動型をキャビティ面１２ｂから見た正面図
【図１（ｃ）】この発明の樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の例を示す縦断断面図
【図１（ｄ）】比較例１及び２で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の固定型をキャビティ面１２ａから見た正面図
【図１（ｅ）】比較例１及び２で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の可動型をキャビティ面１２ｂから見た正面図
【図１（ｆ）】比較例１で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の縦断断面図
【図１（ｇ）】比較例２で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の縦断断面図
【図１（ｈ）】誘導コイル保持部の他の形態の例を示す断面図
【００１３】
【図２（ａ）】この発明の樹脂ブロー成形用電磁誘導加熱式金型装置の例を示す縦断断面図（パリソン押し出し時）
【図２（ｂ）】この発明の樹脂ブロー成形用電磁誘導加熱式金型装置の例を示す縦断断面図（エアー注入後）
【図２（ｃ）】この発明の樹脂ブロー成形用電磁誘導加熱式金型装置の一方の型をキャビティ面２２ａから見た正面図
【図２（ｄ）】この発明の樹脂ブロー成形用電磁誘導加熱式金型装置の他方の型をキャビティ面２２ｂから見た正面図
【図２（ｅ）】比較例３で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の一方の型をキャビティ面２２ａから見た正面図
【図２（ｆ）】比較例３で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の他方の型をキャビティ面２２ｂから見た正面図
【図２（ｇ）】比較例３で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の縦断断面図
【図２（ｈ）】誘導コイル保持部の他の形態の例を示す断面図
【００１４】
【図３（ａ）】この発明の樹脂プレス成形用電磁誘導加熱式金型装置の例を示す縦断断面図（シート挿入時）
【図３（ｂ）】この発明の樹脂プレス成形用電磁誘導加熱式金型装置の例を示す縦断断面図（プレス後）
【図３（ｃ）】この発明の樹脂プレス成形用電磁誘導加熱式金型装置の雄型をキャビティ面３２ａから見た正面図
【図３（ｄ）】この発明の樹脂プレス成形用電磁誘導加熱式金型装置の雌型をキャビティ面３２ｂから見た正面図
【図３（ｅ）】比較例４で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の雄型をキャビティ面３２ａから見た正面図
【図３（ｆ）】比較例４で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の雌型をキャビティ面３２ｂから見た正面図
【図３（ｇ）】比較例４で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の縦断断面図
【図３（ｈ）】誘導コイル保持部の他の形態の例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明にかかる樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置は、樹脂成形用金型（以下、単に「金型」と称する。）を有する装置である。以下、射出成形用金型（図１（ａ）〜（ｈ））、ブロー成形用金型（図２（ａ）〜（ｈ））、プレス成形用金型（図３（ａ）〜（ｈ））のそれぞれについて説明する。
【００１６】
まず、射出成形用金型として用いられる、図１（ａ）〜（ｃ）に示す樹脂成形用金型を用いて説明する。この金型１１は、図１（ｃ）に示すように、固定型１１ａ及び可動型１１ｂの２つの型に分離されており、この２つの型１１ａ、１１ｂの互いに向かい合った面同士を突き合わせて使用される。
【００１７】
上記２つの型１１ａ、１１ｂの互いに向き合う面には、それぞれ、キャビティ面１２ａ、１２ｂが形成され、２つの型１１ａ、１１ｂが突き合うことにより、２つの型１１ａ、１１ｂの間にキャビティ１２が形成される。そして、一方の型１１ａには、その外表面からキャビティ面１２ａに向かってのノズル穴１３ａが形成される。このノズル穴１３は、射出成形の場合は、ランナー・ゲート１３ｂを通じて成形用樹脂をキャビティ１２に供給することができる。
【００１８】
これらの２つの型１１ａ、１１ｂのうち、上記キャビティ面１２ａ、１２ｂを有する部位は、それぞれ磁性金属が配された磁性金属部１４ａによって形成される。そして、その磁性金属部１４ａの外面、すなわち、磁性金属部１４ａの面のうち、上記キャビティ面１２ａ、１２ｂが形成される面と反対の面に、誘導コイル１５ａを保持する絶縁樹脂製の誘導コイル保持部１５、及び非磁性金属が配された非磁性金属部１４ｂがこの順に配される。
【００１９】
上記誘導コイル１５ａを絶縁樹脂で覆い、かつ、その絶縁樹脂からなる誘導コイル保持部１５の両側に、磁性金属部１４ａと非磁性金属部１４ｂとを別々に配置することにより、上記誘導コイル１５ａに通電したとき、磁性金属部１４ａが非磁性金属部１４ｂより、優先的に加熱されることとなり、キャビティ面１２ａ、１２ｂの加熱をより効率よく行うことができる。
【００２０】
上記磁性金属としては、比透磁率が２００以下の金属があげられ、１５０以下の金属が好ましい。比透磁率が２００より高くてもよいが、そのような金属は少なく、経済的でないため、１５０以下の金属で十分である。このような条件を満たす金属の具体例としては、鉄材、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４１０等の一般の鋼材があげられる。なお、比透磁率は、１より大きければよい。
【００２１】
上記非磁性金属としては、比透磁率が１の金属があげられる。このような金属の具体例としては、オーステナイト系材（ＳＵＳ３０４）、アルミ、銅等があげられる。
【００２２】
上記の磁性金属部１４ａと非磁性金属部１４ｂとの間には、樹脂製の断熱絶縁材からなる誘導コイル保持部１５が形成される。この誘導コイル保持部１５には、誘導コイル１５ａが複数配置される。
【００２３】
上記誘導コイル保持部１５は、樹脂製の断熱絶縁材で形成されるので、磁性金属部１４ａからこの誘導コイル保持部１５を介して非磁性金属部１４ｂに熱が逃げるのを防止でき、磁性金属部１４ａの温度上昇をより速く行うことができる。
【００２４】
また、上記誘導コイル保持部１５は、樹脂で形成されるので、誘導コイル１５ａの配置を任意に行うことが可能となる。このため、誘導コイル１５ａを、上記キャビティ面１２ａ、１２ｂとの距離がほぼ等しくなるように配することが可能となる。
【００２５】
この誘導コイル保持部１５を形成する断熱絶縁樹脂としては、フェノール、エポキシ樹脂等があげられる。
【００２６】
この誘導コイル保持部１５は、これを構成する樹脂が、図１（ｃ）に示すように、誘導コイル１５ａを構成するコイル間に含浸された状態のものであってもよく、図１（ｈ）に示すように、樹脂シートを誘導コイル１５ａを覆うように配したものであってもよい。
【００２７】
上記誘導コイル１５ａは、金属線又は金属製の管をコイル状に巻いたものであり、ここに電流を流すことで、磁界を生じさせる。このような誘導コイル１５ａを構成する金属としては、電気抵抗率の低い金属がよく、例えば、銀、銅等があげられる。
【００２８】
上記誘導コイル保持部１５に設けられる誘導コイル１５ａの数は、２つの型１１ａ、１１ｂやキャビティの大きさ、使用する樹脂の種類等にあわせて、適宜設けることができる。
【００２９】
この誘導コイル１５ａとキャビティ面１２ａ、１２ｂとの距離の最大と最小の差は、５ｍｍ以内が必須で、２ｍｍ以内が好ましい。５ｍｍより大きくなると、誘導加熱時に、キャビティ面１２ａ、１２ｂの温度にバラツキが生じやすく、樹脂成形体に影響が生じやすい。
【００３０】
この誘導コイルの外周面から、径方向外方に向かって上記磁性金属部までの距離（図１（ｃ）のｒで示された距離）、特に最短距離は、１０ｍｍ以上がよく、２０ｍｍ以上が好ましい。１０ｍｍより短いと、この誘導コイルに近接する、加熱不要な磁性金属部の部分まで加熱されてしまい、非効率だからである。一方、この距離の上限は特に限定されないが、５０ｍｍが好ましい。５０ｍｍより長いと、金型が撓みやすくなり、強度や耐久性に問題点がある。
【００３１】
この誘導コイルは、その外側面及び外周面から選ばれる一方の面又は両方の面の一部又は全部にフェライトを配してもよい。このフェライトを配することにより、誘導コイルから生じる磁束の流れから外れる磁界を吸収することができ、磁性金属部１４ａの加熱を促進することができると共に、周辺機器へのノイズ漏れを軽減することができる。
【００３２】
上記誘導コイル保持部１５は、樹脂で形成されるので、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルを、図１（ａ）（ｂ）の点描で示された最外誘導コイル設置範囲Ａに配置することが容易となり、成形品のバリ発生を抑制し、溶融樹脂からの揮発性ガスを容易にキャビティ外に排出することができる。この最外誘導コイル設置範囲Ａは、より具体的には、キャビティ１２の外周縁から３０ｍｍ内側までの範囲内がよく、５ｍｍの範囲内が好ましい。
【００３３】
上記誘導コイル保持部１５において、上記管製の誘導コイル１５ａの外側は、上記誘導コイル保持部１５を形成する樹脂で覆われるが、一方、この誘導コイル１５ａの内側は、樹脂は満たされておらず、空洞状態である。
【００３４】
上記複数の誘導コイル１５ａは、通電装置（図示せず）によって通電されるが、この通電装置は、１つであってもよく、２つ以上の通電装置を用いてもよい。１つの通電装置を用いた場合は、各誘導コイル１５ａに同時に同量の電流を流すことができ、加熱を均一にすることができる。一方、２つ以上の通電装置を用いる場合は、通電装置毎に、通電タイミング、電流の量を調整することができ、加熱を部分毎に意図的に変えることができる。加熱を金型の部分毎に変化させたい場合は、少なくとも２つの通電装置を用いることが好ましい。
なお、２つ以上の通電装置を用いる場合の、通電装置の数の最大値は、誘導コイル１５ａを設けた数となる。
【００３５】
上記の磁性金属部１４ａ、非磁性金属部１４ｂ、及び誘導コイル保持部１５からなる金型中核部の外周は、断熱材１６ａ、１６ｂで覆われ、熱がそれより外部に逃げるのを防止する。そして、その断熱材１６ａ、１６ｂの外周は、母型１７で覆われる。
【００３６】
上記断熱材１６ａ、１６ｂとしては、フェノール、フッ素樹脂等があげられる。
【００３７】
上記磁性金属部１４ａは、図１（ｃ）に示すように、折れ曲がり部を有する場合がある。この折れ曲がり部は、その折れ曲がった箇所で所定の角度を有するが、上記誘導コイル保持部１５と接する側の上記折れ曲がり部の内角が、上記誘導コイル保持部１５に対して、鋭角、直角又は鈍角を形成している場合、すなわち、この折れ曲がり部の角度が１８０°未満の場合がある。このとき、この折れ曲がり部は、上記誘導コイル保持部１５に対して、凸状を形成することとなる。このため、誘導コイル１５ａに電流を流して磁界を生じさせたとき、磁束がこの凸状部に集中してしまい、過熱が生じてしまう。
【００３８】
これに対し、この凸状部に丸みの面取り部（図１（ｃ）のＲで示された部分）を設けることにより、磁束の集中を緩和することができ、過熱を抑制することができる。この折れ曲がり部の面取り部の曲率半径は、５０ｍｍ以上がよく、８０ｍｍ以上が好ましい。５０ｍｍより小さいと、折れ曲がり部の肉厚が薄肉化し、強度や耐久性に問題点を生じる場合がある。曲率半径の上限は、特には限定されないが、２００ｍｍが好ましい。２００ｍｍより大きいと、磁束の集中の緩和が不十分であるため折れ曲がり部の過熱が発生し、温度ムラが生じやすいという問題点がある。
【００３９】
上記磁性金属からなる部位、すなわち磁性金属部１４ａには、水冷用の貫通孔１８が形成される。この貫通孔１８の数は、磁性金属部１４ａの冷却の程度に合わせ、任意の数を設けることができる。
【００４０】
成形後、上記金型は、冷却されるが、冷却手段としては、上記の貫通孔１８を用いる第１冷却機構による方法や、上記の誘導コイル１５ａを用いる第２冷却機構及び第３冷却機構による方法があげられる。
【００４１】
まず、第１冷却機構は、上記の貫通孔１８に冷却水を通す機構であり、これにより、磁性金属部１４ａの冷却をすることができる。このとき、上記貫通孔１８に空気を通じ、この貫通孔１８を乾燥させるためのエアパージ機構を設けることが好ましい。このエアパージ機構を設けると、冷却水を通した後に、このエアパージ機構で、貫通孔１８内の水を外部に出すことができ、金型を再加熱する際に、貫通孔１８内の水が突沸したり、磁性金属部１４ａの加熱ムラが生じたりするのを防止できる。
【００４２】
次に、第２冷却機構は、上記誘導コイル１５ａとして銅管をコイル状に巻いたものを用い、この銅管内に冷却水や空気を通す機構であり、誘導コイル１５ａを冷却し、これを基点に周囲の冷却を間接的に行っていく方法である。また、第３冷却機構は、上記誘導コイル１５ａとして銅線又は銅管をコイル状に巻いたものを用い、誘導コイル保持部１５ａと誘導コイル１５の間に部分的に隙間を設け、その隙間に空気を通す機構であり、誘導コイル１５ａを冷却し、これを基点に周囲の冷却を間接的に行っていく方法である。
【００４３】
これらの第２冷却機構及び第３冷却機構は、誘導コイル１５ａは、誘導加熱の際に同時に加熱が生じているので、これを冷却するものである。そして、上記金型の冷却の好ましい態様としては、第１冷却機構を用いるともに、第２冷却機構及び第３冷却機構の何れか一方又は両方を用いることが考えられる。これにより、磁性金属部１４ａと誘導コイル１５ａとを一緒に冷却することができる。
【００４４】
ところで、図１（ｂ）のピン１９は、エジェクターピンである。
【００４５】
次に、図１（ａ）〜（ｃ）に示す樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置を用いた樹脂の射出成形方法について説明する。本発明の射出成形用金型１１は、所定の肉厚、幅、長さ、外周の高さを有する箱型形状に、角穴ａ、１つの大きな丸穴ｂ１及び２つのより小さな丸穴ｂ２を有する形状を有する。
【００４６】
まず、この本発明の射出成形用金型１１の固定型１１ａ及び可動型１１ｂを開けた状態（製品を取り出した直後）で、上記誘導コイル１５ａに通電し、固定型１１ａ及び可動型１１ｂの磁性金属部１４ａの加熱を開始し、２つの型１１ａ及び１１ｂを突き合わせて、金型１１を閉じ、所定温度に昇温させる。このときの温度は、例えば、使用する樹脂の融点又はガラス転移温度と、融点又はガラス転移温度より１０℃高い温度との間で適宜選択されるが、これに限定されるものではない。上記樹脂としては、熱可塑性樹脂であれば、その種類に限定されるものではない。
【００４７】
次いで、ノズル穴１３ａ、ランナー・ゲート１３ｂを通じて、キャビティ１２内に樹脂を充填すると共に、圧力を保持する。所定時間経過した後、上記の第１冷却機構と、第２冷却機構及び／又は第３冷却機構とによって、金型を冷却する。上記保持する時間としては、樹脂成形体の収縮によるそり変形観点から、５秒分〜６０秒分が好ましい。
【００４８】
降温完了後、金型を開いて、樹脂成形体を取り出すことによって、樹脂成形体を得ることができる。
【００４９】
ところで、上記の誘導コイル１５ａに通電することにより、固定型１１ａ及び可動型１１ｂの磁性金属部１４ａを加熱して、所定温度に昇温する際、上記においては、金型１１を閉じると記載したが、所定範囲内に開けた状態とし、キャビティ１２内の圧力を保持するときに、金型１１を閉じる操作をすると、得られる樹脂成形体の寸法精度を向上させることができ、ひけが発生するのを抑制することができ、得られる樹脂成形体表面の粗さを減らすことができ、さらに、得られる樹脂成形体の角にまで樹脂を確実に充填させることができる。
【００５０】
上記の金型１１を開ける量は、キャビティの最大厚みの５％以上がよく、１０％以上が好ましい。５％より少ないとひけやそり変形を低減する効果が少なくなる傾向がある。一方、上限は、３０％がよく、２０％が好ましい。３０％より多いと、キャビティを圧縮するときに大きい力が必要となる。
【００５１】
次に、ブロー成形用金型として用いられる、図２（ａ）〜（ｄ）に示す樹脂成形用金型を用いて説明する。この金型２１は、図２（ａ）に示すように、２つの型２１ａ及び２１ｂの２つの型に分離されており、この２つの型２１ａ、２１ｂの互いに向かい合った面同士を突き合わせて使用される。
【００５２】
上記２つの型２１ａ、２１ｂの互いに向き合う面には、それぞれ、キャビティ面２２ａ、２２ｂが形成され、２つの型２１ａ、２１ｂが突き合うことにより、図２（ｂ）に示すように、２つの型２１ａ、２１ｂの間にキャビティ２２が形成される。
【００５３】
これらの２つの型２１ａ、２１ｂのうち、上記キャビティ面２２ａ、２２ｂを有する部位は、それぞれ磁性金属が配された磁性金属部２４ａによって形成される。そして、その磁性金属部２４ａの外面、すなわち、磁性金属部２４ａの面のうち、上記キャビティ面２２ａ、２２ｂが形成される面と反対の面に、誘導コイル２５ａを保持する絶縁樹脂製の誘導コイル保持部２５、及び非磁性金属が配された非磁性金属部２４ｂがこの順に配される。
【００５４】
上記誘導コイル２５ａを絶縁樹脂で覆い、かつ、その絶縁樹脂からなる誘導コイル保持部２５の両側に、磁性金属部２４ａと非磁性金属部２４ｂとを別々に配置することにより、上記誘導コイル２５ａに通電したとき、磁性金属部２４ａが非磁性金属部２４ｂより、優先的に加熱されることとなり、キャビティ面２２ａ、２２ｂの加熱をより効率よく行うことができる。
【００５５】
上記磁性金属部２４ａを構成する磁性金属は、上記した磁性金属部１４ａを構成する磁性金属と同様の金属を用いることができる。また、上記非磁性金属部２４ｂを構成する非磁性金属は、上記した非磁性金属部１４ｂを構成する非磁性金属と同様の金属を用いることができる。
【００５６】
上記の磁性金属部２４ａと非磁性金属部２４ｂとの間には、樹脂製の断熱絶縁材からなる誘導コイル保持部２５が形成される。この誘導コイル保持部２５には、誘導コイル２５ａが複数配置される。
【００５７】
上記誘導コイル保持部２５は、樹脂製の断熱絶縁材で形成されるので、磁性金属部２４ａからこの誘導コイル保持部２５を介して非磁性金属部２４ｂに熱が逃げるのを防止でき、磁性金属部２４ａの温度上昇をより速く行うことができる。
【００５８】
また、上記誘導コイル保持部２５は、樹脂で形成されるので、誘導コイル２５ａの配置を任意に行うことが可能となる。このため、誘導コイル２５ａを、上記キャビティ面２２ａ、２２ｂとの距離がほぼ等しくなるように配することが可能となる。
【００５９】
この誘導コイル保持部２５を形成する断熱絶縁樹脂としては、上記の誘導コイル保持部１５を形成する樹脂と同様の樹脂を用いることができる。
【００６０】
この誘導コイル保持部２５は、これを構成する樹脂が、図２（ａ）（ｂ）に示すように、誘導コイル２５ａを構成するコイル間に含浸された状態のものであってもよく、図２（ｈ）に示すように、樹脂シートを誘導コイル２５ａを覆うように配したものであってもよい。
【００６１】
上記誘導コイル２５ａは、上記の誘導コイル１５ａと同様のものを用いることができる。また、上記誘導コイル保持部２５に設けられる誘導コイル２５ａの数は、２つの型２１ａ、２１ｂやキャビティの大きさ、使用する樹脂の種類等にあわせて、適宜設けることができる。
【００６２】
この誘導コイル２５ａとキャビティ面２２ａ、２２ｂとの距離の最大と最小の差は、５ｍｍ以内が必須で、２ｍｍ以内が好ましい。５ｍｍより大きくなると、誘導加熱時に、キャビティ面２２ａ、２２ｂの温度にバラツキが生じやすく、樹脂成形体に影響が生じやすい。
【００６３】
この誘導コイルの外周面から、径方向外方に向かって上記磁性金属部までの距離（図２（ａ）（ｂ）のｒで示された距離）、特に最短距離は、１０ｍｍ以上がよく、２０ｍｍ以上が好ましい。１０ｍｍより短いと、この誘導コイルに近接する、加熱不要な磁性金属部の部分まで加熱されてしまい、非効率だからである。一方、この距離の上限は特に限定されないが、５０ｍｍが好ましい。５０ｍｍより長いと、金型が撓みやすくなり、強度や耐久性に問題点がある。
【００６４】
この誘導コイルは、その外側面及び外周面から選ばれる一方の面又は両方の面の一部又は全部にフェライトを配してもよい。このフェライトを配することにより、誘導コイルから生じる磁束の流れから外れる磁界を吸収することができ、磁性金属２４ａの加熱を促進することができると共に、周辺機器へのノイズ漏れを軽減することができる。
【００６５】
上記誘導コイル保持部２５は、樹脂で形成されるので、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルを、図２（ｃ）（ｄ）の点描で示された最外誘導コイル設置範囲Ａに配置することが容易となり、成形品のバリ発生を抑制し、溶融樹脂からの揮発性ガスを容易にキャビティ外に排出することができる。この最外誘導コイル設置範囲Ａは、より具体的には、キャビティ２２の外周縁から３０ｍｍ内側までの範囲内がよく、５ｍｍの範囲内が好ましい。
【００６６】
上記誘導コイル保持部２５において、上記管製の誘導コイル２５ａの外側は、上記誘導コイル保持部２５を形成する樹脂で覆われるが、一方、この誘導コイル２５ａの内側は、樹脂は満たされておらず、空洞状態である。
【００６７】
上記複数の誘導コイル２５ａは、通電装置（図示せず）によって通電されるが、この通電装置は、１つであってもよく、２つ以上の通電装置を用いてもよい。１つの通電装置を用いた場合は、各誘導コイル２５ａに同時に同量の電流を流すことができ、加熱を均一にすることができる。一方、２つ以上の通電装置を用いる場合は、通電装置毎に、通電タイミング、電流の量を調整することができ、加熱を部分毎に意図的に変えることができる。加熱を金型の部分毎に変化させたい場合は、少なくとも２つの通電装置を用いることが好ましい。
なお、２つ以上の通電装置を用いる場合の、通電装置の数の最大値は、誘導コイル２５ａを設けた数となる。
【００６８】
上記の磁性金属部２４ａ、非磁性金属部２４ｂ、及び誘導コイル保持部２５からなる金型中核部の外周は、断熱材２６ａ、２６ｂで覆われ、熱がそれより外部に逃げるのを防止する。そして、その断熱材２６ａ、２６ｂの外周は、母型２７で覆われる。上記断熱材２６ａ、２６ｂとしては、上記の断熱材１６ａ、１６ｂと同様の材料が用いられる。
【００６９】
上記磁性金属部２４ａは、図２（ａ）（ｂ）に示すように、折れ曲がり部を有する場合がある。この折れ曲がり部は、その折れ曲がった箇所で所定の角度を有するが、上記誘導コイル保持部２５と接する側の上記折れ曲がり部の内角が、上記誘導コイル保持部２５に対して、鋭角、直角又は鈍角を形成している場合、すなわち、この折れ曲がり部の角度が１８０°未満の場合がある。このとき、この折れ曲がり部は、上記誘導コイル保持部２５に対して、凸状を形成することとなる。このため、誘導コイル２５ａに電流を流して磁界を生じさせたとき、磁束がこの凸状部に集中してしまい、過熱が生じてしまう。
【００７０】
これに対し、この凸状部に丸みの面取り部（図２（ａ）（ｂ）のＲで示された部分）を設けることにより、磁束の集中を緩和することができ、過熱を抑制することができる。この折れ曲がり部の面取り部の曲率半径は、５０ｍｍ以上がよく、８０ｍｍ以上が好ましい。５０ｍｍより小さいと、折れ曲がり部の肉厚が薄肉化し、強度や耐久性に問題点を生じる場合がある。曲率半径の上限は、特には限定されないが、２００ｍｍが好ましい。２００ｍｍより大きいと、磁束の集中の緩和が不十分であるため折れ曲がり部の過熱が発生し、温度ムラが生じやすいという問題点がある。
【００７１】
上記磁性金属からなる部位、すなわち磁性金属部２４ａには、水冷用の貫通孔２８が形成される。この貫通孔２８の数は、磁性金属部２４ａの冷却の程度に合わせ、任意の数を設けることができる。
【００７２】
成形後、上記金型は、冷却されるが、冷却手段としては、上記の貫通孔２８を用いる第１冷却機構による方法や、上記の誘導コイル２５ａを用いる第２冷却機構及び第３冷却機構による方法があげられる。これらの３種類の冷却機構は、上記した射出成型用金型１１で用いられる３種類の冷却機構と同様の冷却機構を用いることができる。
【００７３】
次いで、図２（ａ）〜（ｄ）に示す樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置を用いた樹脂のブロー成形方法について説明する。ブロー成形に用いられる金型は、所定の幅、長さ及び厚みを有する段差付き箱型形状からなる金型である。
【００７４】
まず、金型２１を開けた状態で、誘導コイル２５ａに通電し、２つの型２１ａ、２１ｂの磁性金属部を加熱して、所定温度に昇温する。この温度としては、例えば、使用する樹脂の融点又はガラス転移温度と、融点又はガラス転移温度より１０℃高い温度との間で適宜選択されるが、これに限定されるものではない。上記樹脂としては、熱可塑性樹脂であれば、その種類に限定されるものではない。
【００７５】
次に、金型２１を構成する２つの型２１ａ、２１ｂの間に、ダイス２９よりパリソン２３を押し出して挿入する。そして、型を閉じて、キャビティ内にエアー注入口２９ａから空気を供給して、ブロー成形を行いながら、上記の第１冷却機構と、第２冷却機構及び／又は第３冷却機構とによって、金型を冷却する。上記保持する時間としては、樹脂成形体の収縮によるひけ・そり変形の観点から、４０秒分〜１２０秒分が好ましい。降温完了後、金型を開いて、樹脂成形体を取り出すことによって、樹脂成形体を得ることができる。
【００７６】
次に、プレス成形用金型として用いられる、図３（ａ）〜（ｄ）に示す樹脂成形用金型を用いて説明する。この金型３１は、図３（ａ）に示すように、雄型３１ａ及び雌型３１ｂの２つの型に分離されており、この２つの型３１ａ、３１ｂの互いに向かい合った面同士を突き合わせて使用される。
【００７７】
上記雄型３１ａ、雌型３１ｂの互いに向き合う面には、それぞれ、キャビティ面３２ａ、３２ｂが形成され、雄型３１ａ、雌型３１ｂが突き合うことにより、図３（ｂ）に示すように、２つの型３１ａ、３１ｂの間にキャビティ３２が形成される。
【００７８】
これらの雄型３１ａ及び雌型３１ｂのうち、上記キャビティ面３２ａ、３２ｂを有する部位は、それぞれ磁性金属が配された磁性金属部３４ａによって形成される。そして、その磁性金属部３４ａの外面、すなわち、磁性金属部３４ａの面のうち、上記キャビティ面３２ａ、３２ｂが形成される面と反対の面に、誘導コイル３５ａを保持する絶縁樹脂製の誘導コイル保持部３５、及び非磁性金属が配された非磁性金属部３４ｂがこの順に配される。
【００７９】
上記誘導コイル３５ａを絶縁樹脂で覆い、かつ、その絶縁樹脂からなる誘導コイル保持部３５の両側に、磁性金属部３４ａと非磁性金属部３４ｂとを別々に配置することにより、上記誘導コイル３５ａに通電したとき、磁性金属部３４ａが非磁性金属部３４ｂより、優先的に加熱されることとなり、キャビティ面３２ａ、３２ｂの加熱をより効率よく行うことができる。
【００８０】
上記磁性金属部３４ａを構成する磁性金属は、上記した磁性金属部１４ａを構成する磁性金属と同様の金属を用いることができる。また、上記非磁性金属部３４ｂを構成する非磁性金属は、上記した非磁性金属部１４ｂを構成する非磁性金属と同様の金属を用いることができる。
【００８１】
上記の磁性金属部３４ａと非磁性金属部３４ｂとの間には、樹脂製の断熱絶縁材から
なる誘導コイル保持部３５が形成される。この誘導コイル保持部３５には、誘導コイル３５ａが複数配置される。
【００８２】
上記誘導コイル保持部３５は、樹脂製の断熱絶縁材で形成されるので、磁性金属部３４ａからこの誘導コイル保持部３５を介して非磁性金属部３４ｂに熱が逃げるのを防止でき、磁性金属部３４ａの温度上昇をより速く行うことができる。
【００８３】
また、上記誘導コイル保持部３５は、樹脂で形成されるので、誘導コイル３５ａの配置を任意に行うことが可能となる。このため、誘導コイル３５ａを、上記キャビティ面３２ａ、３２ｂとの距離がほぼ等しくなるように配することが可能となる。
【００８４】
この誘導コイル保持部３５を形成する断熱絶縁樹脂としては、上記の誘導コイル保持部１５を形成する樹脂と同様の樹脂を用いることができる。
【００８５】
この誘導コイル保持部３５は、これを構成する樹脂が、図３（ａ）（ｂ）に示すように、誘導コイル３５ａを構成するコイル間に含浸された状態のものであってもよく、図３（ｈ）に示すように、樹脂シートを誘導コイル３５ａを覆うように配したものであってもよい。
【００８６】
上記誘導コイル３５ａは、上記の誘導コイル１５ａと同様のものを用いることができる。また、上記誘導コイル保持部３５に設けられる誘導コイル３５ａの数は、２つの型３１ａ、３１ｂやキャビティの大きさ、使用する樹脂の種類等にあわせて、適宜設けることができる。
【００８７】
この誘導コイル３５ａとキャビティ面３２ａ、３２ｂとの距離の最大と最小の差は、５ｍｍ以内が必須で、２ｍｍ以内が好ましい。５ｍｍより大きくなると、誘導加熱時に、キャビティ面３２ａ、３２ｂの温度にバラツキが生じやすく、樹脂成形体に影響が生じやすい。
【００８８】
この誘導コイルの外周面から、径方向外方に向かって上記磁性金属部までの距離（図３（ａ）（ｂ）のｒで示された距離）、特に最短距離は、１０ｍｍ以上がよく、２０ｍｍ以上が好ましい。１０ｍｍより短いと、この誘導コイルに近接する、加熱不要な磁性金属部の部分まで加熱されてしまい、非効率だからである。一方、この距離の上限は特に限定されないが、５０ｍｍが好ましい。５０ｍｍより長いと、金型が撓みやすくなり、強度や耐久性に問題点がある。
なお、プレス成形用金型においては、図３（ａ）（ｂ）に示されるように、雄型において、この距離が確保される。
【００８９】
この誘導コイルは、その外側面及び外周面から選ばれる一方の面又は両方の面の一部又は全部にフェライトを配してもよい。このフェライトを配することにより、誘導コイルから生じる磁束の流れから外れる磁界を吸収することができ、磁性金属３４ａの加熱を促進することができると共に、周辺機器へのノイズ漏れを軽減することができる。
【００９０】
上記誘導コイル保持部３５は、樹脂で形成されるので、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルを、図３（ｃ）（ｄ）の点描で示された最外誘導コイル設置範囲Ａに配置することが容易となり、成形品のバリ発生を抑制し、溶融樹脂からの揮発性ガスを容易にキャビティ外に排出することができる。この最外誘導コイル設置範囲Ａは、より具体的には、キャビティ３２の外周縁から３０ｍｍ内側までの範囲内がよく、５ｍｍの範囲内が好ましい。
【００９１】
上記誘導コイル保持部３５において、上記管製の誘導コイル３５ａの外側は、上記誘導コイル保持部３５を形成する樹脂で覆われるが、一方、この誘導コイル３５ａの内側は、樹脂は満たされておらず、空洞状態である。
【００９２】
上記複数の誘導コイル３５ａは、通電装置（図示せず）によって通電されるが、この通電装置は、１つであってもよく、２つ以上の通電装置を用いてもよい。１つの通電装置を用いた場合は、各誘導コイル３５ａに同時に同量の電流を流すことができ、加熱を均一にすることができる。一方、２つ以上の通電装置を用いる場合は、通電装置毎に、通電タイミング、電流の量を調整することができ、加熱を部分毎に意図的に変えることができる。加熱を金型の部分毎に変化させたい場合は、少なくとも２つの通電装置を用いることが好ましい。
なお、２つ以上の通電装置を用いる場合の、通電装置の数の最大値は、誘導コイル３５ａを設けた数となる。
【００９３】
上記の磁性金属部３４ａ、非磁性金属部３４ｂ、及び誘導コイル保持部３５からなる金型中核部の外周は、断熱材３６ａ、３６ｂで覆われ、熱がそれより外部に逃げるのを防止する。そして、その断熱材３６ａ、３６ｂの外周は、母型３７で覆われる。上記断熱材３６ａ、３６ｂとしては、上記の断熱材１６ａ、１６ｂと同様の材料が用いられる。
【００９４】
上記磁性金属部３４ａは、図３（ａ）（ｂ）に示すように、折れ曲がり部を有する場合がある。この折れ曲がり部は、その折れ曲がった箇所で所定の角度を有するが、上記誘導コイル保持部３５と接する側の上記折れ曲がり部の内角が、上記誘導コイル保持部３５に対して、鋭角、直角又は鈍角を形成している場合、すなわち、この折れ曲がり部の角度が１８０°未満の場合がある。このとき、この折れ曲がり部は、上記誘導コイル保持部３５に対して、凸状を形成することとなる。このため、誘導コイル３５ａに電流を流して磁界を生じさせたとき、磁束がこの凸状部に集中してしまい、過熱が生じてしまう。
【００９５】
これに対し、この凸状部に丸みの面取り部（図３（ａ）（ｂ）のＲで示された部分）を設けることにより、磁束の集中を緩和することができ、過熱を抑制することができる。この折れ曲がり部の面取り部の曲率半径は、５０ｍｍ以上がよく、８０ｍｍ以上が好ましい。５０ｍｍより小さいと、折れ曲がり部の肉厚が薄肉化し、強度や耐久性に問題点を生じる場合がある。曲率半径の上限は、特には限定されないが、２００ｍｍが好ましい。２００ｍｍより大きいと、磁束の集中の緩和が不十分であるため折れ曲がり部の過熱が発生し、温度ムラが生じやすいという問題点がある。
【００９６】
上記磁性金属からなる部位、すなわち磁性金属部３４ａには、水冷用の貫通孔３８が形成される。この貫通孔３８の数は、磁性金属部３４ａの冷却の程度に合わせ、任意の数を設けることができる。
【００９７】
成形後、上記金型は、冷却されるが、冷却手段としては、上記の貫通孔３８を用いる第１冷却機構による方法や、上記の誘導コイル３５ａを用いる第２冷却機構及び第３冷却機構による方法があげられる。これらの３種類の冷却機構は、上記した射出成型用金型１１で用いられる３種類の冷却機構と同様の冷却機構を用いることができる。
【００９８】
次いで、図３（ａ）〜（ｄ）に示す樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置を用いた樹脂のプレス成形方法について説明する。プレス成形に用いられる金型は、所定の幅、長さ及び傾斜を有する台形の形状からなる金型である。
【００９９】
まず、雌型３１ｂと雄型３１ａを開けた状態で、誘導コイル３５ａに通電し、２つの型３１ａ、３１ｂの磁性金属部３４ａを加熱して、所定温度に昇温する。この温度としては、例えば、使用する樹脂の融点又はガラス転移温度と、融点又はガラス転移温度より１０℃高い温度との間で適宜選択されるが、これに限定されるものではない。上記樹脂としては、熱可塑性樹脂であれば、その種類に限定されるものではない。
【０１００】
次に、金型３１を構成する雌型３１ｂと雄型３１ａとの間に、樹脂シート３３を挿入し、雌型３１ｂを閉じる。そして、キャビティ３２を樹脂で完全充填し、上記の第１冷却機構と、第２冷却機構及び／又は第３冷却機構とによって、金型を冷却する。上記保持する時間としては、樹脂成形体の収縮によるひけ・そり変形の観点から、１０秒分〜６０秒分が好ましい。
【０１０１】
降温完了後、金型を開いて、樹脂成形体を取り出すことによって、樹脂成形体を得ることができる。
【実施例】
【０１０２】
以下、本発明を実施例、比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下の記載例に限定されるものではない。
【０１０３】
［実施例１］
樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置として、図１（ａ）〜（ｃ）に示す射出成形用金型を用いた。この金型は、肉厚２．５ｍｍ、幅２５０ｍｍｘ長さ３１０ｍｍｘ外周の高さ１０ｍｍの箱型形状に、１７０ｍｍ×１１５ｍｍの角穴、Φ２０の丸穴２個、Φ４０の丸穴を有する形状である。
名機製作所（株）製２００ｔ射出成形機で、ポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製、ノバテックＰＰ ＢＣ６Ｃ）シリンダー温度２１０℃で溶融させた。この成形機に図１（ａ）〜（ｅ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。
誘導コイル１５ａとしては、肉厚１ｍｍ、外径１４ｍｍの銅管を用いた。この誘導コイル１５ａは、誘導コイル１５ａとキャビティ面１２ａ、１２ｂとの距離の最大と最小の差が、３ｍｍ以内となるように配置した。また、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から５ｍｍ内側までの最外誘導コイル設置範囲Ａの範囲内となるように、誘導コイル１５ａを配置した。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面１２ａ、１２ｂを１７０℃に昇温し、次いで、ノズル１３ａ、ランナー・ゲート１３ｂを通じて、キャビティ１２内に樹脂を２．０秒で充填し、充填完了後、５０ＭＰａの保持圧力で１０秒間圧力を保持し、図示していない冷却装置から貫通孔１８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で金型を開いて樹脂成形体を取り出し
た。
得られた樹脂成形体は、そり変形がなく、成形体表面は全体に亘って美麗な外観を呈していた。
【０１０４】
［比較例１］
名機製作所（株）製２００ｔ射出成形機で、ポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製、ノバテックＰＰ ＢＣ６Ｃ）シリンダー温度２１０℃で溶融させた。この成形機に、実施例１で用いた、図１（ａ）〜（ｃ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。
ところで、誘導コイル１５ａの配置位置としては、図１（ｄ）（ｅ）に示す、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から３５ｍｍ内側の４１ａ、４１ｂの位置とした。なお、誘導コイル１５ａとキャビティ面１２ａ、１２ｂとの距離の最大と最小の差は、図１（ｆ）に示すように、実施例１の場合と同様とした。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面１２ａ、１２ｂを１７０℃に昇温し、次いで、ノズル１３ａ、ランナー・ゲート１３ｂを通じて、キャビティ１２内に樹脂を２．０秒で充填し、充填完了後、５０ＭＰａの保持圧力で１０秒間圧力を保持し、図示していない冷却装置から貫通孔１８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で金型を開いて樹脂成形体を取り出した。
得られた樹脂成形体は、ウエルドラインが完全に消滅せず、成形体中央と外周部で光沢むらが認められた。
【０１０５】
［比較例２］
名機製作所（株）製２００ｔ射出成形機で、ポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製、ノバテックＰＰ ＢＣ６Ｃ）シリンダー温度２１０℃で溶融させた。この成形機に、実施例１で用いた、図１（ａ）〜（ｃ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。
ところで、誘導コイル１５ａの配置位置としては、図１（ｄ）（ｅ）に示す、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から２０ｍｍ外側の４２ａ、４２ｂの位置とした。また、図１（ｇ）に示すように、誘導コイル１５ａは、誘導コイル保持部１５内を一直線上に配置し、誘導コイル１５ａとキャビティ面１２ａ、１２ｂとの距離の最大と最小の差を２０ｍｍ以内とした。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面１２ａ、１２ｂを１７０℃に昇温し、次いで、ノズル１３ａ、ランナー・ゲート１３ｂを通じて、キャビティ１２内に樹脂を２．０秒で充填し、充填完了後、５０ＭＰａの保持圧力で１０秒間圧力を保持し、図示していない冷却装置から貫通孔１８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で金型を開いて樹脂成形体を取り出した。
得られた樹脂成形体は、外周部でバリが発生し、成形体表面にガス抜き不足による曇り現象が認められた。
【０１０６】
［実施例２］
樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置として、図２（ａ）〜（ｄ）に示すブロー成形用金型を用いた。この金型は、幅２００ｍｍ×長さ３００ｍｍ×厚み２０ｍｍ（一部４０ｍｍ）の段差付き箱型形状である。
日本製鋼所（株）製ＮＢ−３０ブロー成形機で、ポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製、ニユーストレン ＳＨ９０００）シリンダー温度２１０℃で溶融させた。このブロー成形機に、図２（ａ）〜（ｄ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。
誘導コイル２５ａとしては、肉厚１ｍｍ、外径１４ｍｍの銅管を用いた。この誘導コイル２５ａは、誘導コイル２５ａとキャビティ面２２ａ、２２ｂとの距離の最大と最小の差が、３ｍｍ以内となるように配置した。また、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から２ｍｍ内側までの最外誘導コイル設置範囲Ａの範囲内となるように、誘導コイル２５ａを配置した。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面２２ａ、２２ｂを１７０℃に昇温し、金型２１を構成する２つの型２１ａ、２１ｂに外径５０ｍｍ、肉厚４ｍｍのパリソン２３を挿入し、型を閉じて、キャビティ内にエアー注入口２９ａから空気を供給して、ブロー成形を行い、図示していない冷却装置から貫通孔２８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で成形体内部のエアーをパージし、型を開いて樹脂成形体を取り出した。
得られた樹脂成形体は、コーナー部分の偏肉が小さく、しわがなく、成形体表面は全体に亘って美麗な外観を呈していた。
【０１０７】
［比較例３］
日本製鋼所（株）製ＮＢ−３０ブロー成形機で、ポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製、ニユーストレン ＳＨ９０００）シリンダー温度２１０℃で溶融させた。このブロー成形機に、実施例２で用いた、図２（ａ）〜（ｄ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。
ところで、誘導コイル２５ａの配置位置としては、図２（ｅ）（ｆ）に示す、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から２０ｍｍ外側の４３ａ、４３ｂの位置とした。なお、誘導コイル２５ａとキャビティ面２２ａ、２２ｂとの距離の最大と最小の差は、図２（ｇ）に示すように、実施例２の場合と同様とした。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面２２ａ、２２ｂを１７０℃に昇温し、金型２１を構成する２つの型２１ａ、２１ｂに外径５０ｍｍ、肉厚４ｍｍのパリソン２３を挿入し、型を閉じて、キャビティ内にエアー注入口２９ａから空気を供給して、ブロー成形を行い、図示していない冷却装置から貫通孔２８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で成形体内部のエアーをパージし、型を開いて樹脂成形体を取り出した。
得られた樹脂成形体は、喰い切り部分にバリが観られた。
【０１０８】
［実施例３］
樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置として、図３（ａ）〜（ｄ）に示すプレス成形用金型を用いた。この金型は、肉厚３ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、両端５０ｍｍが傾斜した台形の形状である。
河中産業（株）製の１００ｔプレス成形機に、図３（ａ）〜（ｄ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。また、シートとして、５００ｍｍ×５００ｍｍ×肉厚３．２ｍｍのポリプロピレンシート（日本ポリプロ（株）製、ニユーストレン ＳＨ９０００）を用いた。
誘導コイル３５ａとしては、肉厚１ｍｍ、外径１４ｍｍの銅管を用いた。この誘導コイル３５ａは、誘導コイル３５ａとキャビティ面３２ａ、３２ｂとの距離の最大と最小の差が、３ｍｍ以内となるように配置した。また、雌型金型３１ｂにおける誘導コイル３５ａは、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周より１ｍｍ内側までの最外誘導コイル設置範囲Ａの範囲となるように配置し、さらに、雄型金型３１ａにおける誘導コイル３５ａは、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周より３０ｍｍ内側までの最外誘導コイル設置範囲Ａの範囲となるように配置した。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面３２ａ、３２ｂを１７０℃に昇温し、金型３１を構成する雄型３１ａ、雌型３１ｂに上記シートを挿入し、型を閉じて、プレス成形を行い、図示していない冷却装置から貫通孔３８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で、型を開いて樹脂成形体を取り出した。
得られた樹脂成形体は、コーナー部分偏肉が小さく、成形体表面は全体に亘って美麗な外観を呈していた。
【０１０９】
［比較例４］
河中産業（株）製の１００ｔプレス成形機に、図３（ａ）〜（ｄ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。また、シートとして、５００ｍｍ×５００ｍｍ×肉厚３．２ｍｍのポリプロピレンシート（日本ポリプロ（株）製、ニユーストレン ＳＨ９０００）を用いた。
ところで、誘導コイル３５ａの配置位置としては、図３（ｅ）（ｆ）に示す、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から３５ｍｍ内側の４４ｂの位置、かつ、雄型金型３１ａのキャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から３０ｍｍ内側の位置に肉厚１ｍｍ、外径１４ｍｍの銅管を配置した。また、誘導コイル３５ａとキャビティ面３２ａ、３２ｂとの距離の最大と最小の差は、図３（ｇ）に示すように、実施例３と同様とした。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面４２ａ、４２ｂを１７０℃に昇温し、金型４１を構成する２つの型４１ａ、４１ｂに上記シートを挿入し、型を閉じて、プレス成形を行い、図示していない冷却装置から貫通孔３８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で、型を開いて樹脂成形体を取り出した。
得られた樹脂成形体は、コーナー部分の偏肉が大きく、コーナー部分にしわが観られた。
【符号の説明】
【０１１０】
１１ 射出成形用金型
１１ａ 固定型
１１ｂ 可動型
１２ キャビティ
１２ａ、１２ｂ キャビティ面
１３ａ ノズル穴
１３ｂ ランナー・ゲート
１４ａ 磁性金属部
１４ｂ 非磁性金属部
１５ 誘導コイル保持部
１５ａ 誘導コイル
１６ａ、１６ｂ 断熱材
１７ 母型
１８ 貫通孔
１９ エジェクターピン
ａ 角穴
ｂ 丸穴
Ａ 最外誘導コイル設置範囲
【０１１１】
２１ ブロー成形用金型
２１ａ、２１ｂ 型
２２ キャビティ
２２ａ、２２ｂ キャビティ面
２３ パリソン
２４ａ 磁性金属部
２４ｂ 非磁性金属部
２５ 誘導コイル保持部
２５ａ 誘導コイル
２６ 断熱材
２７ 母型
２８ 貫通孔
２９ ダイス
２９ａ エアー注入口
【０１１２】
３１ プレス成形用金型
３１ａ 雄型
３１ｂ 雌型
３２ａ、３２ｂ キャビティ面
３３ 樹脂シート
３４ａ 磁性金属部
３４ｂ 非磁性金属部
３５ 誘導コイル保持部
３５ａ 誘導コイル
３６ 断熱材
３７ 母型
３８ 貫通孔
【０１１３】
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂ 各比較例における誘導コイルの配置位置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂成形用に用いられる電磁誘導加熱式の金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型を用いた樹脂成形法としては、射出成形法、圧縮成形法、ブロー成形法があげられる。これらは、金型に原料樹脂を投入した後、熱の授受を行って、樹脂を賦型し、固化させる方法である。
【０００３】
上記の金型の加熱方法としては、電熱ヒーターを用いる方法の他、高周波電磁誘導加熱による方法が知られている（特許文献１）。この高周波電磁誘導加熱による方法は、高周波電磁誘導加熱によって金型を加熱する方式を採用したもので、急速に加熱することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０３９５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この特許文献１に記載の金型は、複数の誘導コイルが、一列に配されているが、キャビティ面は、単一平面からできておらず、キャビティ面と複数の誘導コイルとの最短距離が、場所によって異なっている。
【０００６】
この場合、各誘導コイルに同じ電流をかけると、キャビティ面の加熱が場所によって異なることとなり、加熱ムラが生じ、得られる成形体に影響が生じる場合がある。
【０００７】
そこで、この発明は、キャビティ面に均一に加熱することができる電磁誘導加熱式金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、樹脂成形用金型を有する装置であり、この金型を構成する２つの型は、互いに向かい合う面に、それぞれ、キャビティ面が形成され、上記２つの型は、それぞれ、上記キャビティ面を有する部位に磁性金属が配され、上記型の外周部を形成する部位に非磁性金属が配されると共に、この磁性金属と非磁性金属との間に絶縁樹脂製の誘導コイル保持部が形成され、上記誘導コイル保持部には、複数の誘導コイルが、当該型のキャビティ面からの距離の最大と最小の差が５ｍｍ以内に配されると共に、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルを、キャビティ外周縁から３０ｍｍの範囲内に配することにより、上記課題を解決したのである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、各誘導コイルとキャビティ面との距離、各誘導コイルの設置範囲とキャビティ部が所定範囲内としたので、キャビティ面が均一に加熱することが可能となる。
また、磁性金属と非磁性金属との間に絶縁樹脂製の誘導コイル保持部が形成されるので、誘導コイルの配置を任意に設定することができ、各誘導コイルとキャビティ面との距離が所定範囲内にすることを容易にする。
【００１０】
さらにまた、キャビティ面を有する部位に磁性金属を配し、金型の外周には、断熱材が
配され、さらに断熱材の外周部を形成する部位に非磁性金属を配するので、誘導コイルによる加熱は、主に磁性金属で行われ、キャビティ面側の加熱が優先されることとなり、効率よく加熱することが可能となる。
【００１１】
また、複数の誘導コイルを設け、これに通電するための通電装置を複数用いた場合、通電装置毎に、通電するタイミングや通電量を調整することができ、加熱を部分毎に意図的に変化させることができ、成形対象物品毎に加熱の度合いを変更させることができ、射出成形では、ウエルドライン、ひけ、ガス抜き不足による外観曇り、バリなどの外観不良のない高転写の成形品、ブロー成形では、コーナー部分の偏肉、しわが少なく、喰い切り部分の溶着強度が高い高転写の成形品、プレス成形では、低い樹脂シートの予熱温度で、コーナー部分の偏肉が少なく、低成形歪の成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１（ａ）】この発明の樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の固定型をキャビティ面１２ａから見た正面図
【図１（ｂ）】この発明の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置の可動型をキャビティ面１２ｂから見た正面図
【図１（ｃ）】この発明の樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の例を示す縦断断面図
【図１（ｄ）】比較例１及び２で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の固定型をキャビティ面１２ａから見た正面図
【図１（ｅ）】比較例１及び２で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の可動型をキャビティ面１２ｂから見た正面図
【図１（ｆ）】比較例１で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の縦断断面図
【図１（ｇ）】比較例２で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の縦断断面図
【図１（ｈ）】誘導コイル保持部の他の形態の例を示す断面図
【００１３】
【図２（ａ）】この発明の樹脂ブロー成形用電磁誘導加熱式金型装置の例を示す縦断断面図（パリソン押し出し時）
【図２（ｂ）】この発明の樹脂ブロー成形用電磁誘導加熱式金型装置の例を示す縦断断面図（エアー注入後）
【図２（ｃ）】この発明の樹脂ブロー成形用電磁誘導加熱式金型装置の一方の型をキャビティ面２２ａから見た正面図
【図２（ｄ）】この発明の樹脂ブロー成形用電磁誘導加熱式金型装置の他方の型をキャビティ面２２ｂから見た正面図
【図２（ｅ）】比較例３で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の一方の型をキャビティ面２２ａから見た正面図
【図２（ｆ）】比較例３で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の他方の型をキャビティ面２２ｂから見た正面図
【図２（ｇ）】比較例３で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の縦断断面図
【図２（ｈ）】誘導コイル保持部の他の形態の例を示す断面図
【００１４】
【図３（ａ）】この発明の樹脂プレス成形用電磁誘導加熱式金型装置の例を示す縦断断面図（シート挿入時）
【図３（ｂ）】この発明の樹脂プレス成形用電磁誘導加熱式金型装置の例を示す縦断断面図（プレス後）
【図３（ｃ）】この発明の樹脂プレス成形用電磁誘導加熱式金型装置の雄型をキャビティ面３２ａから見た正面図
【図３（ｄ）】この発明の樹脂プレス成形用電磁誘導加熱式金型装置の雌型をキャビティ面３２ｂから見た正面図
【図３（ｅ）】比較例４で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の雄型をキャビティ面３２ａから見た正面図
【図３（ｆ）】比較例４で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の雌型をキャビティ面３２ｂから見た正面図
【図３（ｇ）】比較例４で用いた樹脂射出成形用電磁誘導加熱式金型装置の縦断断面図
【図３（ｈ）】誘導コイル保持部の他の形態の例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明にかかる樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置は、樹脂成形用金型（以下、単に「金型」と称する。）を有する装置である。以下、射出成形用金型（図１（ａ）〜（ｈ））、ブロー成形用金型（図２（ａ）〜（ｈ））、プレス成形用金型（図３（ａ）〜（ｈ））のそれぞれについて説明する。
【００１６】
まず、射出成形用金型として用いられる、図１（ａ）〜（ｃ）に示す樹脂成形用金型を用いて説明する。この金型１１は、図１（ｃ）に示すように、固定型１１ａ及び可動型１１ｂの２つの型に分離されており、この２つの型１１ａ、１１ｂの互いに向かい合った面同士を突き合わせて使用される。
【００１７】
上記２つの型１１ａ、１１ｂの互いに向き合う面には、それぞれ、キャビティ面１２ａ、１２ｂが形成され、２つの型１１ａ、１１ｂが突き合うことにより、２つの型１１ａ、１１ｂの間にキャビティ１２が形成される。そして、一方の型１１ａには、その外表面からキャビティ面１２ａに向かってのノズル穴１３ａが形成される。このノズル穴１３は、射出成形の場合は、ランナー・ゲート１３ｂを通じて成形用樹脂をキャビティ１２に供給することができる。
【００１８】
これらの２つの型１１ａ、１１ｂのうち、上記キャビティ面１２ａ、１２ｂを有する部位は、それぞれ磁性金属が配された磁性金属部１４ａによって形成される。そして、その磁性金属部１４ａの外面、すなわち、磁性金属部１４ａの面のうち、上記キャビティ面１２ａ、１２ｂが形成される面と反対の面に、誘導コイル１５ａを保持する絶縁樹脂製の誘導コイル保持部１５、及び非磁性金属が配された非磁性金属部１４ｂがこの順に配される。
【００１９】
上記誘導コイル１５ａを絶縁樹脂で覆い、かつ、その絶縁樹脂からなる誘導コイル保持部１５の両側に、磁性金属部１４ａと非磁性金属部１４ｂとを別々に配置することにより、上記誘導コイル１５ａに通電したとき、磁性金属部１４ａが非磁性金属部１４ｂより、優先的に加熱されることとなり、キャビティ面１２ａ、１２ｂの加熱をより効率よく行うことができる。
【００２０】
上記磁性金属としては、比透磁率が２００以下の金属があげられ、１５０以下の金属が好ましい。比透磁率が２００より高くてもよいが、そのような金属は少なく、経済的でないため、１５０以下の金属で十分である。このような条件を満たす金属の具体例としては、鉄材、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４１０等の一般の鋼材があげられる。なお、比透磁率は、１より大きければよい。
【００２１】
上記非磁性金属としては、比透磁率が１の金属があげられる。このような金属の具体例としては、オーステナイト系材（ＳＵＳ３０４）、アルミ、銅等があげられる。
【００２２】
上記の磁性金属部１４ａと非磁性金属部１４ｂとの間には、樹脂製の断熱絶縁材からなる誘導コイル保持部１５が形成される。この誘導コイル保持部１５には、誘導コイル１５ａが複数配置される。
【００２３】
上記誘導コイル保持部１５は、樹脂製の断熱絶縁材で形成されるので、磁性金属部１４ａからこの誘導コイル保持部１５を介して非磁性金属部１４ｂに熱が逃げるのを防止でき、磁性金属部１４ａの温度上昇をより速く行うことができる。
【００２４】
また、上記誘導コイル保持部１５は、樹脂で形成されるので、誘導コイル１５ａの配置を任意に行うことが可能となる。このため、誘導コイル１５ａを、上記キャビティ面１２ａ、１２ｂとの距離がほぼ等しくなるように配することが可能となる。
【００２５】
この誘導コイル保持部１５を形成する断熱絶縁樹脂としては、フェノール、エポキシ樹脂等があげられる。
【００２６】
この誘導コイル保持部１５は、これを構成する樹脂が、図１（ｃ）に示すように、誘導コイル１５ａを構成するコイル間に含浸された状態のものであってもよく、図１（ｈ）に示すように、樹脂シートを誘導コイル１５ａを覆うように配したものであってもよい。
【００２７】
上記誘導コイル１５ａは、金属線又は金属製の管をコイル状に巻いたものであり、ここに電流を流すことで、磁界を生じさせる。このような誘導コイル１５ａを構成する金属としては、電気抵抗率の低い金属がよく、例えば、銀、銅等があげられる。
【００２８】
上記誘導コイル保持部１５に設けられる誘導コイル１５ａの数は、２つの型１１ａ、１１ｂやキャビティの大きさ、使用する樹脂の種類等にあわせて、適宜設けることができる。
【００２９】
この誘導コイル１５ａとキャビティ面１２ａ、１２ｂとの距離の最大と最小の差は、５ｍｍ以内が必須で、２ｍｍ以内が好ましい。５ｍｍより大きくなると、誘導加熱時に、キャビティ面１２ａ、１２ｂの温度にバラツキが生じやすく、樹脂成形体に影響が生じやすい。
【００３０】
この誘導コイルの外周面から、径方向外方に向かって上記磁性金属部までの距離（図１（ｃ）のｒで示された距離）、特に最短距離は、１０ｍｍ以上がよく、２０ｍｍ以上が好ましい。１０ｍｍより短いと、この誘導コイルに近接する、加熱不要な磁性金属部の部分まで加熱されてしまい、非効率だからである。一方、この距離の上限は特に限定されないが、５０ｍｍが好ましい。５０ｍｍより長いと、金型が撓みやすくなり、強度や耐久性に問題点がある。
【００３１】
この誘導コイルは、その外側面及び外周面から選ばれる一方の面又は両方の面の一部又は全部にフェライトを配してもよい。このフェライトを配することにより、誘導コイルから生じる磁束の流れから外れる磁界を吸収することができ、磁性金属部１４ａの加熱を促進することができると共に、周辺機器へのノイズ漏れを軽減することができる。
【００３２】
上記誘導コイル保持部１５は、樹脂で形成されるので、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルを、図１（ａ）（ｂ）の点描で示された最外誘導コイル設置範囲Ａに配置することが容易となり、成形品のバリ発生を抑制し、溶融樹脂からの揮発性ガスを容易にキャビティ外に排出することができる。この最外誘導コイル設置範囲Ａは、より具体的には、キャビティ１２の外周縁から３０ｍｍ内側までの範囲内がよく、５ｍｍの範囲内が好ましい。
【００３３】
上記誘導コイル保持部１５において、上記管製の誘導コイル１５ａの外側は、上記誘導コイル保持部１５を形成する樹脂で覆われるが、一方、この誘導コイル１５ａの内側は、樹脂は満たされておらず、空洞状態である。
【００３４】
上記複数の誘導コイル１５ａは、通電装置（図示せず）によって通電されるが、この通電装置は、１つであってもよく、２つ以上の通電装置を用いてもよい。１つの通電装置を用いた場合は、各誘導コイル１５ａに同時に同量の電流を流すことができ、加熱を均一にすることができる。一方、２つ以上の通電装置を用いる場合は、通電装置毎に、通電タイミング、電流の量を調整することができ、加熱を部分毎に意図的に変えることができる。加熱を金型の部分毎に変化させたい場合は、少なくとも２つの通電装置を用いることが好ましい。
なお、２つ以上の通電装置を用いる場合の、通電装置の数の最大値は、誘導コイル１５ａを設けた数となる。
【００３５】
上記の磁性金属部１４ａ、非磁性金属部１４ｂ、及び誘導コイル保持部１５からなる金型中核部の外周は、断熱材１６ａ、１６ｂで覆われ、熱がそれより外部に逃げるのを防止する。そして、その断熱材１６ａ、１６ｂの外周は、母型１７で覆われる。
【００３６】
上記断熱材１６ａ、１６ｂとしては、フェノール、フッ素樹脂等があげられる。
【００３７】
上記磁性金属部１４ａは、図１（ｃ）に示すように、折れ曲がり部を有する場合がある。この折れ曲がり部は、その折れ曲がった箇所で所定の角度を有するが、上記誘導コイル保持部１５と接する側の上記折れ曲がり部の内角が、上記誘導コイル保持部１５に対して、鋭角、直角又は鈍角を形成している場合、すなわち、この折れ曲がり部の角度が１８０°未満の場合がある。このとき、この折れ曲がり部は、上記誘導コイル保持部１５に対して、凸状を形成することとなる。このため、誘導コイル１５ａに電流を流して磁界を生じさせたとき、磁束がこの凸状部に集中してしまい、過熱が生じてしまう。
【００３８】
これに対し、この凸状部に丸みの面取り部（図１（ｃ）のＲで示された部分）を設けることにより、磁束の集中を緩和することができ、過熱を抑制することができる。この折れ曲がり部の面取り部の曲率半径は、５０ｍｍ以上がよく、８０ｍｍ以上が好ましい。５０ｍｍより小さいと、折れ曲がり部の肉厚が薄肉化し、強度や耐久性に問題点を生じる場合がある。曲率半径の上限は、特には限定されないが、２００ｍｍが好ましい。２００ｍｍより大きいと、磁束の集中の緩和が不十分であるため折れ曲がり部の過熱が発生し、温度ムラが生じやすいという問題点がある。
【００３９】
上記磁性金属からなる部位、すなわち磁性金属部１４ａには、水冷用の貫通孔１８が形成される。この貫通孔１８の数は、磁性金属部１４ａの冷却の程度に合わせ、任意の数を設けることができる。
【００４０】
成形後、上記金型は、冷却されるが、冷却手段としては、上記の貫通孔１８を用いる第１冷却機構による方法や、上記の誘導コイル１５ａを用いる第２冷却機構及び第３冷却機構による方法があげられる。
【００４１】
まず、第１冷却機構は、上記の貫通孔１８に冷却水を通す機構であり、これにより、磁性金属部１４ａの冷却をすることができる。このとき、上記貫通孔１８に空気を通じ、この貫通孔１８を乾燥させるためのエアパージ機構を設けることが好ましい。このエアパージ機構を設けると、冷却水を通した後に、このエアパージ機構で、貫通孔１８内の水を外部に出すことができ、金型を再加熱する際に、貫通孔１８内の水が突沸したり、磁性金属部１４ａの加熱ムラが生じたりするのを防止できる。
【００４２】
次に、第２冷却機構は、上記誘導コイル１５ａとして銅管をコイル状に巻いたものを用い、この銅管内に冷却水や空気を通す機構であり、誘導コイル１５ａを冷却し、これを基点に周囲の冷却を間接的に行っていく方法である。また、第３冷却機構は、上記誘導コイル１５ａとして銅線又は銅管をコイル状に巻いたものを用い、誘導コイル保持部１５ａと誘導コイル１５の間に部分的に隙間を設け、その隙間に空気を通す機構であり、誘導コイル１５ａを冷却し、これを基点に周囲の冷却を間接的に行っていく方法である。
【００４３】
これらの第２冷却機構及び第３冷却機構は、誘導コイル１５ａは、誘導加熱の際に同時に加熱が生じているので、これを冷却するものである。そして、上記金型の冷却の好ましい態様としては、第１冷却機構を用いるともに、第２冷却機構及び第３冷却機構の何れか一方又は両方を用いることが考えられる。これにより、磁性金属部１４ａと誘導コイル１５ａとを一緒に冷却することができる。
【００４４】
ところで、図１（ｂ）のピン１９は、エジェクターピンである。
【００４５】
次に、図１（ａ）〜（ｃ）に示す樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置を用いた樹脂の射出成形方法について説明する。本発明の射出成形用金型１１は、所定の肉厚、幅、長さ、外周の高さを有する箱型形状に、角穴ａ、１つの大きな丸穴ｂ１及び２つのより小さな丸穴ｂ２を有する形状を有する。
【００４６】
まず、この本発明の射出成形用金型１１の固定型１１ａ及び可動型１１ｂを開けた状態（製品を取り出した直後）で、上記誘導コイル１５ａに通電し、固定型１１ａ及び可動型１１ｂの磁性金属部１４ａの加熱を開始し、２つの型１１ａ及び１１ｂを突き合わせて、金型１１を閉じ、所定温度に昇温させる。このときの温度は、例えば、使用する樹脂の融点又はガラス転移温度と、融点又はガラス転移温度より１０℃高い温度との間で適宜選択されるが、これに限定されるものではない。上記樹脂としては、熱可塑性樹脂であれば、その種類に限定されるものではない。
【００４７】
次いで、ノズル穴１３ａ、ランナー・ゲート１３ｂを通じて、キャビティ１２内に樹脂を充填すると共に、圧力を保持する。所定時間経過した後、上記の第１冷却機構と、第２冷却機構及び／又は第３冷却機構とによって、金型を冷却する。上記保持する時間としては、樹脂成形体の収縮によるそり変形観点から、５秒分〜６０秒分が好ましい。
【００４８】
降温完了後、金型を開いて、樹脂成形体を取り出すことによって、樹脂成形体を得ることができる。
【００４９】
ところで、上記の誘導コイル１５ａに通電することにより、固定型１１ａ及び可動型１１ｂの磁性金属部１４ａを加熱して、所定温度に昇温する際、上記においては、金型１１を閉じると記載したが、所定範囲内に開けた状態とし、キャビティ１２内の圧力を保持するときに、金型１１を閉じる操作をすると、得られる樹脂成形体の寸法精度を向上させることができ、ひけが発生するのを抑制することができ、得られる樹脂成形体表面の粗さを減らすことができ、さらに、得られる樹脂成形体の角にまで樹脂を確実に充填させることができる。
【００５０】
上記の金型１１を開ける量は、キャビティの最大厚みの５％以上がよく、１０％以上が好ましい。５％より少ないとひけやそり変形を低減する効果が少なくなる傾向がある。一方、上限は、３０％がよく、２０％が好ましい。３０％より多いと、キャビティを圧縮するときに大きい力が必要となる。
【００５１】
次に、ブロー成形用金型として用いられる、図２（ａ）〜（ｄ）に示す樹脂成形用金型を用いて説明する。この金型２１は、図２（ａ）に示すように、２つの型２１ａ及び２１ｂの２つの型に分離されており、この２つの型２１ａ、２１ｂの互いに向かい合った面同士を突き合わせて使用される。
【００５２】
上記２つの型２１ａ、２１ｂの互いに向き合う面には、それぞれ、キャビティ面２２ａ、２２ｂが形成され、２つの型２１ａ、２１ｂが突き合うことにより、図２（ｂ）に示すように、２つの型２１ａ、２１ｂの間にキャビティ２２が形成される。
【００５３】
これらの２つの型２１ａ、２１ｂのうち、上記キャビティ面２２ａ、２２ｂを有する部位は、それぞれ磁性金属が配された磁性金属部２４ａによって形成される。そして、その磁性金属部２４ａの外面、すなわち、磁性金属部２４ａの面のうち、上記キャビティ面２２ａ、２２ｂが形成される面と反対の面に、誘導コイル２５ａを保持する絶縁樹脂製の誘導コイル保持部２５、及び非磁性金属が配された非磁性金属部２４ｂがこの順に配される。
【００５４】
上記誘導コイル２５ａを絶縁樹脂で覆い、かつ、その絶縁樹脂からなる誘導コイル保持部２５の両側に、磁性金属部２４ａと非磁性金属部２４ｂとを別々に配置することにより、上記誘導コイル２５ａに通電したとき、磁性金属部２４ａが非磁性金属部２４ｂより、優先的に加熱されることとなり、キャビティ面２２ａ、２２ｂの加熱をより効率よく行うことができる。
【００５５】
上記磁性金属部２４ａを構成する磁性金属は、上記した磁性金属部１４ａを構成する磁性金属と同様の金属を用いることができる。また、上記非磁性金属部２４ｂを構成する非磁性金属は、上記した非磁性金属部１４ｂを構成する非磁性金属と同様の金属を用いることができる。
【００５６】
上記の磁性金属部２４ａと非磁性金属部２４ｂとの間には、樹脂製の断熱絶縁材からなる誘導コイル保持部２５が形成される。この誘導コイル保持部２５には、誘導コイル２５ａが複数配置される。
【００５７】
上記誘導コイル保持部２５は、樹脂製の断熱絶縁材で形成されるので、磁性金属部２４ａからこの誘導コイル保持部２５を介して非磁性金属部２４ｂに熱が逃げるのを防止でき、磁性金属部２４ａの温度上昇をより速く行うことができる。
【００５８】
また、上記誘導コイル保持部２５は、樹脂で形成されるので、誘導コイル２５ａの配置を任意に行うことが可能となる。このため、誘導コイル２５ａを、上記キャビティ面２２ａ、２２ｂとの距離がほぼ等しくなるように配することが可能となる。
【００５９】
この誘導コイル保持部２５を形成する断熱絶縁樹脂としては、上記の誘導コイル保持部１５を形成する樹脂と同様の樹脂を用いることができる。
【００６０】
この誘導コイル保持部２５は、これを構成する樹脂が、図２（ａ）（ｂ）に示すように、誘導コイル２５ａを構成するコイル間に含浸された状態のものであってもよく、図２（ｈ）に示すように、樹脂シートを誘導コイル２５ａを覆うように配したものであってもよい。
【００６１】
上記誘導コイル２５ａは、上記の誘導コイル１５ａと同様のものを用いることができる。また、上記誘導コイル保持部２５に設けられる誘導コイル２５ａの数は、２つの型２１ａ、２１ｂやキャビティの大きさ、使用する樹脂の種類等にあわせて、適宜設けることができる。
【００６２】
この誘導コイル２５ａとキャビティ面２２ａ、２２ｂとの距離の最大と最小の差は、５ｍｍ以内が必須で、２ｍｍ以内が好ましい。５ｍｍより大きくなると、誘導加熱時に、キャビティ面２２ａ、２２ｂの温度にバラツキが生じやすく、樹脂成形体に影響が生じやすい。
【００６３】
この誘導コイルの外周面から、径方向外方に向かって上記磁性金属部までの距離（図２（ａ）（ｂ）のｒで示された距離）、特に最短距離は、１０ｍｍ以上がよく、２０ｍｍ以上が好ましい。１０ｍｍより短いと、この誘導コイルに近接する、加熱不要な磁性金属部の部分まで加熱されてしまい、非効率だからである。一方、この距離の上限は特に限定されないが、５０ｍｍが好ましい。５０ｍｍより長いと、金型が撓みやすくなり、強度や耐久性に問題点がある。
【００６４】
この誘導コイルは、その外側面及び外周面から選ばれる一方の面又は両方の面の一部又は全部にフェライトを配してもよい。このフェライトを配することにより、誘導コイルから生じる磁束の流れから外れる磁界を吸収することができ、磁性金属２４ａの加熱を促進することができると共に、周辺機器へのノイズ漏れを軽減することができる。
【００６５】
上記誘導コイル保持部２５は、樹脂で形成されるので、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルを、図２（ｃ）（ｄ）の点描で示された最外誘導コイル設置範囲Ａに配置することが容易となり、成形品のバリ発生を抑制し、溶融樹脂からの揮発性ガスを容易にキャビティ外に排出することができる。この最外誘導コイル設置範囲Ａは、より具体的には、キャビティ２２の外周縁から３０ｍｍ内側までの範囲内がよく、５ｍｍの範囲内が好ましい。
【００６６】
上記誘導コイル保持部２５において、上記管製の誘導コイル２５ａの外側は、上記誘導コイル保持部２５を形成する樹脂で覆われるが、一方、この誘導コイル２５ａの内側は、樹脂は満たされておらず、空洞状態である。
【００６７】
上記複数の誘導コイル２５ａは、通電装置（図示せず）によって通電されるが、この通電装置は、１つであってもよく、２つ以上の通電装置を用いてもよい。１つの通電装置を用いた場合は、各誘導コイル２５ａに同時に同量の電流を流すことができ、加熱を均一にすることができる。一方、２つ以上の通電装置を用いる場合は、通電装置毎に、通電タイミング、電流の量を調整することができ、加熱を部分毎に意図的に変えることができる。加熱を金型の部分毎に変化させたい場合は、少なくとも２つの通電装置を用いることが好ましい。
なお、２つ以上の通電装置を用いる場合の、通電装置の数の最大値は、誘導コイル２５ａを設けた数となる。
【００６８】
上記の磁性金属部２４ａ、非磁性金属部２４ｂ、及び誘導コイル保持部２５からなる金型中核部の外周は、断熱材２６ａ、２６ｂで覆われ、熱がそれより外部に逃げるのを防止する。そして、その断熱材２６ａ、２６ｂの外周は、母型２７で覆われる。上記断熱材２６ａ、２６ｂとしては、上記の断熱材１６ａ、１６ｂと同様の材料が用いられる。
【００６９】
上記磁性金属部２４ａは、図２（ａ）（ｂ）に示すように、折れ曲がり部を有する場合がある。この折れ曲がり部は、その折れ曲がった箇所で所定の角度を有するが、上記誘導コイル保持部２５と接する側の上記折れ曲がり部の内角が、上記誘導コイル保持部２５に対して、鋭角、直角又は鈍角を形成している場合、すなわち、この折れ曲がり部の角度が１８０°未満の場合がある。このとき、この折れ曲がり部は、上記誘導コイル保持部２５に対して、凸状を形成することとなる。このため、誘導コイル２５ａに電流を流して磁界を生じさせたとき、磁束がこの凸状部に集中してしまい、過熱が生じてしまう。
【００７０】
これに対し、この凸状部に丸みの面取り部（図２（ａ）（ｂ）のＲで示された部分）を設けることにより、磁束の集中を緩和することができ、過熱を抑制することができる。この折れ曲がり部の面取り部の曲率半径は、５０ｍｍ以上がよく、８０ｍｍ以上が好ましい。５０ｍｍより小さいと、折れ曲がり部の肉厚が薄肉化し、強度や耐久性に問題点を生じる場合がある。曲率半径の上限は、特には限定されないが、２００ｍｍが好ましい。２００ｍｍより大きいと、磁束の集中の緩和が不十分であるため折れ曲がり部の過熱が発生し、温度ムラが生じやすいという問題点がある。
【００７１】
上記磁性金属からなる部位、すなわち磁性金属部２４ａには、水冷用の貫通孔２８が形成される。この貫通孔２８の数は、磁性金属部２４ａの冷却の程度に合わせ、任意の数を設けることができる。
【００７２】
成形後、上記金型は、冷却されるが、冷却手段としては、上記の貫通孔２８を用いる第１冷却機構による方法や、上記の誘導コイル２５ａを用いる第２冷却機構及び第３冷却機構による方法があげられる。これらの３種類の冷却機構は、上記した射出成型用金型１１で用いられる３種類の冷却機構と同様の冷却機構を用いることができる。
【００７３】
次いで、図２（ａ）〜（ｄ）に示す樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置を用いた樹脂のブロー成形方法について説明する。ブロー成形に用いられる金型は、所定の幅、長さ及び厚みを有する段差付き箱型形状からなる金型である。
【００７４】
まず、金型２１を開けた状態で、誘導コイル２５ａに通電し、２つの型２１ａ、２１ｂの磁性金属部を加熱して、所定温度に昇温する。この温度としては、例えば、使用する樹脂の融点又はガラス転移温度と、融点又はガラス転移温度より１０℃高い温度との間で適宜選択されるが、これに限定されるものではない。上記樹脂としては、熱可塑性樹脂であれば、その種類に限定されるものではない。
【００７５】
次に、金型２１を構成する２つの型２１ａ、２１ｂの間に、ダイス２９よりパリソン２３を押し出して挿入する。そして、型を閉じて、キャビティ内にエアー注入口２９ａから空気を供給して、ブロー成形を行いながら、上記の第１冷却機構と、第２冷却機構及び／又は第３冷却機構とによって、金型を冷却する。上記保持する時間としては、樹脂成形体の収縮によるひけ・そり変形の観点から、４０秒分〜１２０秒分が好ましい。降温完了後、金型を開いて、樹脂成形体を取り出すことによって、樹脂成形体を得ることができる。
【００７６】
次に、プレス成形用金型として用いられる、図３（ａ）〜（ｄ）に示す樹脂成形用金型を用いて説明する。この金型３１は、図３（ａ）に示すように、雄型３１ａ及び雌型３１ｂの２つの型に分離されており、この２つの型３１ａ、３１ｂの互いに向かい合った面同士を突き合わせて使用される。
【００７７】
上記雄型３１ａ、雌型３１ｂの互いに向き合う面には、それぞれ、キャビティ面３２ａ、３２ｂが形成され、雄型３１ａ、雌型３１ｂが突き合うことにより、図３（ｂ）に示すように、２つの型３１ａ、３１ｂの間にキャビティ３２が形成される。
【００７８】
これらの雄型３１ａ及び雌型３１ｂのうち、上記キャビティ面３２ａ、３２ｂを有する部位は、それぞれ磁性金属が配された磁性金属部３４ａによって形成される。そして、その磁性金属部３４ａの外面、すなわち、磁性金属部３４ａの面のうち、上記キャビティ面３２ａ、３２ｂが形成される面と反対の面に、誘導コイル３５ａを保持する絶縁樹脂製の誘導コイル保持部３５、及び非磁性金属が配された非磁性金属部３４ｂがこの順に配される。
【００７９】
上記誘導コイル３５ａを絶縁樹脂で覆い、かつ、その絶縁樹脂からなる誘導コイル保持部３５の両側に、磁性金属部３４ａと非磁性金属部３４ｂとを別々に配置することにより、上記誘導コイル３５ａに通電したとき、磁性金属部３４ａが非磁性金属部３４ｂより、優先的に加熱されることとなり、キャビティ面３２ａ、３２ｂの加熱をより効率よく行うことができる。
【００８０】
上記磁性金属部３４ａを構成する磁性金属は、上記した磁性金属部１４ａを構成する磁性金属と同様の金属を用いることができる。また、上記非磁性金属部３４ｂを構成する非磁性金属は、上記した非磁性金属部１４ｂを構成する非磁性金属と同様の金属を用いることができる。
【００８１】
上記の磁性金属部３４ａと非磁性金属部３４ｂとの間には、樹脂製の断熱絶縁材から
なる誘導コイル保持部３５が形成される。この誘導コイル保持部３５には、誘導コイル３５ａが複数配置される。
【００８２】
上記誘導コイル保持部３５は、樹脂製の断熱絶縁材で形成されるので、磁性金属部３４ａからこの誘導コイル保持部３５を介して非磁性金属部３４ｂに熱が逃げるのを防止でき、磁性金属部３４ａの温度上昇をより速く行うことができる。
【００８３】
また、上記誘導コイル保持部３５は、樹脂で形成されるので、誘導コイル３５ａの配置を任意に行うことが可能となる。このため、誘導コイル３５ａを、上記キャビティ面３２ａ、３２ｂとの距離がほぼ等しくなるように配することが可能となる。
【００８４】
この誘導コイル保持部３５を形成する断熱絶縁樹脂としては、上記の誘導コイル保持部１５を形成する樹脂と同様の樹脂を用いることができる。
【００８５】
この誘導コイル保持部３５は、これを構成する樹脂が、図３（ａ）（ｂ）に示すように、誘導コイル３５ａを構成するコイル間に含浸された状態のものであってもよく、図３（ｈ）に示すように、樹脂シートを誘導コイル３５ａを覆うように配したものであってもよい。
【００８６】
上記誘導コイル３５ａは、上記の誘導コイル１５ａと同様のものを用いることができる。また、上記誘導コイル保持部３５に設けられる誘導コイル３５ａの数は、２つの型３１ａ、３１ｂやキャビティの大きさ、使用する樹脂の種類等にあわせて、適宜設けることができる。
【００８７】
この誘導コイル３５ａとキャビティ面３２ａ、３２ｂとの距離の最大と最小の差は、５ｍｍ以内が必須で、２ｍｍ以内が好ましい。５ｍｍより大きくなると、誘導加熱時に、キャビティ面３２ａ、３２ｂの温度にバラツキが生じやすく、樹脂成形体に影響が生じやすい。
【００８８】
この誘導コイルの外周面から、径方向外方に向かって上記磁性金属部までの距離（図３（ａ）（ｂ）のｒで示された距離）、特に最短距離は、１０ｍｍ以上がよく、２０ｍｍ以上が好ましい。１０ｍｍより短いと、この誘導コイルに近接する、加熱不要な磁性金属部の部分まで加熱されてしまい、非効率だからである。一方、この距離の上限は特に限定されないが、５０ｍｍが好ましい。５０ｍｍより長いと、金型が撓みやすくなり、強度や耐久性に問題点がある。
なお、プレス成形用金型においては、図３（ａ）（ｂ）に示されるように、雄型において、この距離が確保される。
【００８９】
この誘導コイルは、その外側面及び外周面から選ばれる一方の面又は両方の面の一部又は全部にフェライトを配してもよい。このフェライトを配することにより、誘導コイルから生じる磁束の流れから外れる磁界を吸収することができ、磁性金属３４ａの加熱を促進することができると共に、周辺機器へのノイズ漏れを軽減することができる。
【００９０】
上記誘導コイル保持部３５は、樹脂で形成されるので、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルを、図３（ｃ）（ｄ）の点描で示された最外誘導コイル設置範囲Ａに配置することが容易となり、成形品のバリ発生を抑制し、溶融樹脂からの揮発性ガスを容易にキャビティ外に排出することができる。この最外誘導コイル設置範囲Ａは、より具体的には、キャビティ３２の外周縁から３０ｍｍ内側までの範囲内がよく、５ｍｍの範囲内が好ましい。
【００９１】
上記誘導コイル保持部３５において、上記管製の誘導コイル３５ａの外側は、上記誘導コイル保持部３５を形成する樹脂で覆われるが、一方、この誘導コイル３５ａの内側は、樹脂は満たされておらず、空洞状態である。
【００９２】
上記複数の誘導コイル３５ａは、通電装置（図示せず）によって通電されるが、この通電装置は、１つであってもよく、２つ以上の通電装置を用いてもよい。１つの通電装置を用いた場合は、各誘導コイル３５ａに同時に同量の電流を流すことができ、加熱を均一にすることができる。一方、２つ以上の通電装置を用いる場合は、通電装置毎に、通電タイミング、電流の量を調整することができ、加熱を部分毎に意図的に変えることができる。加熱を金型の部分毎に変化させたい場合は、少なくとも２つの通電装置を用いることが好ましい。
なお、２つ以上の通電装置を用いる場合の、通電装置の数の最大値は、誘導コイル３５ａを設けた数となる。
【００９３】
上記の磁性金属部３４ａ、非磁性金属部３４ｂ、及び誘導コイル保持部３５からなる金型中核部の外周は、断熱材３６ａ、３６ｂで覆われ、熱がそれより外部に逃げるのを防止する。そして、その断熱材３６ａ、３６ｂの外周は、母型３７で覆われる。上記断熱材３６ａ、３６ｂとしては、上記の断熱材１６ａ、１６ｂと同様の材料が用いられる。
【００９４】
上記磁性金属部３４ａは、図３（ａ）（ｂ）に示すように、折れ曲がり部を有する場合がある。この折れ曲がり部は、その折れ曲がった箇所で所定の角度を有するが、上記誘導コイル保持部３５と接する側の上記折れ曲がり部の内角が、上記誘導コイル保持部３５に対して、鋭角、直角又は鈍角を形成している場合、すなわち、この折れ曲がり部の角度が１８０°未満の場合がある。このとき、この折れ曲がり部は、上記誘導コイル保持部３５に対して、凸状を形成することとなる。このため、誘導コイル３５ａに電流を流して磁界を生じさせたとき、磁束がこの凸状部に集中してしまい、過熱が生じてしまう。
【００９５】
これに対し、この凸状部に丸みの面取り部（図３（ａ）（ｂ）のＲで示された部分）を設けることにより、磁束の集中を緩和することができ、過熱を抑制することができる。この折れ曲がり部の面取り部の曲率半径は、５０ｍｍ以上がよく、８０ｍｍ以上が好ましい。５０ｍｍより小さいと、折れ曲がり部の肉厚が薄肉化し、強度や耐久性に問題点を生じる場合がある。曲率半径の上限は、特には限定されないが、２００ｍｍが好ましい。２００ｍｍより大きいと、磁束の集中の緩和が不十分であるため折れ曲がり部の過熱が発生し、温度ムラが生じやすいという問題点がある。
【００９６】
上記磁性金属からなる部位、すなわち磁性金属部３４ａには、水冷用の貫通孔３８が形成される。この貫通孔３８の数は、磁性金属部３４ａの冷却の程度に合わせ、任意の数を設けることができる。
【００９７】
成形後、上記金型は、冷却されるが、冷却手段としては、上記の貫通孔３８を用いる第１冷却機構による方法や、上記の誘導コイル３５ａを用いる第２冷却機構及び第３冷却機構による方法があげられる。これらの３種類の冷却機構は、上記した射出成型用金型１１で用いられる３種類の冷却機構と同様の冷却機構を用いることができる。
【００９８】
次いで、図３（ａ）〜（ｄ）に示す樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置を用いた樹脂のプレス成形方法について説明する。プレス成形に用いられる金型は、所定の幅、長さ及び傾斜を有する台形の形状からなる金型である。
【００９９】
まず、雌型３１ｂと雄型３１ａを開けた状態で、誘導コイル３５ａに通電し、２つの型３１ａ、３１ｂの磁性金属部３４ａを加熱して、所定温度に昇温する。この温度としては、例えば、使用する樹脂の融点又はガラス転移温度と、融点又はガラス転移温度より１０℃高い温度との間で適宜選択されるが、これに限定されるものではない。上記樹脂としては、熱可塑性樹脂であれば、その種類に限定されるものではない。
【０１００】
次に、金型３１を構成する雌型３１ｂと雄型３１ａとの間に、樹脂シート３３を挿入し、雌型３１ｂを閉じる。そして、キャビティ３２を樹脂で完全充填し、上記の第１冷却機構と、第２冷却機構及び／又は第３冷却機構とによって、金型を冷却する。上記保持する時間としては、樹脂成形体の収縮によるひけ・そり変形の観点から、１０秒分〜６０秒分が好ましい。
【０１０１】
降温完了後、金型を開いて、樹脂成形体を取り出すことによって、樹脂成形体を得ることができる。
【実施例】
【０１０２】
以下、本発明を実施例、比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下の記載例に限定されるものではない。
【０１０３】
［実施例１］
樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置として、図１（ａ）〜（ｃ）に示す射出成形用金型を用いた。この金型は、肉厚２．５ｍｍ、幅２５０ｍｍｘ長さ３１０ｍｍｘ外周の高さ１０ｍｍの箱型形状に、１７０ｍｍ×１１５ｍｍの角穴、Φ２０の丸穴２個、Φ４０の丸穴を有する形状である。
名機製作所（株）製２００ｔ射出成形機で、ポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製、ノバテックＰＰ ＢＣ６Ｃ）シリンダー温度２１０℃で溶融させた。この成形機に図１（ａ）〜（ｅ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。
誘導コイル１５ａとしては、肉厚１ｍｍ、外径１４ｍｍの銅管を用いた。この誘導コイル１５ａは、誘導コイル１５ａとキャビティ面１２ａ、１２ｂとの距離の最大と最小の差が、３ｍｍ以内となるように配置した。また、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から５ｍｍ内側までの最外誘導コイル設置範囲Ａの範囲内となるように、誘導コイル１５ａを配置した。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面１２ａ、１２ｂを１７０℃に昇温し、次いで、ノズル１３ａ、ランナー・ゲート１３ｂを通じて、キャビティ１２内に樹脂を２．０秒で充填し、充填完了後、５０ＭＰａの保持圧力で１０秒間圧力を保持し、図示していない冷却装置から貫通孔１８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で金型を開いて樹脂成形体を取り出し
た。
得られた樹脂成形体は、そり変形がなく、成形体表面は全体に亘って美麗な外観を呈していた。
【０１０４】
［比較例１］
名機製作所（株）製２００ｔ射出成形機で、ポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製、ノバテックＰＰ ＢＣ６Ｃ）シリンダー温度２１０℃で溶融させた。この成形機に、実施例１で用いた、図１（ａ）〜（ｃ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。
ところで、誘導コイル１５ａの配置位置としては、図１（ｄ）（ｅ）に示す、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から３５ｍｍ内側の４１ａ、４１ｂの位置とした。なお、誘導コイル１５ａとキャビティ面１２ａ、１２ｂとの距離の最大と最小の差は、図１（ｆ）に示すように、実施例１の場合と同様とした。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面１２ａ、１２ｂを１７０℃に昇温し、次いで、ノズル１３ａ、ランナー・ゲート１３ｂを通じて、キャビティ１２内に樹脂を２．０秒で充填し、充填完了後、５０ＭＰａの保持圧力で１０秒間圧力を保持し、図示していない冷却装置から貫通孔１８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で金型を開いて樹脂成形体を取り出した。
得られた樹脂成形体は、ウエルドラインが完全に消滅せず、成形体中央と外周部で光沢むらが認められた。
【０１０５】
［比較例２］
名機製作所（株）製２００ｔ射出成形機で、ポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製、ノバテックＰＰ ＢＣ６Ｃ）シリンダー温度２１０℃で溶融させた。この成形機に、実施例１で用いた、図１（ａ）〜（ｃ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。
ところで、誘導コイル１５ａの配置位置としては、図１（ｄ）（ｅ）に示す、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から２０ｍｍ外側の４２ａ、４２ｂの位置とした。また、図１（ｇ）に示すように、誘導コイル１５ａは、誘導コイル保持部１５内を一直線上に配置し、誘導コイル１５ａとキャビティ面１２ａ、１２ｂとの距離の最大と最小の差を２０ｍｍ以内とした。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面１２ａ、１２ｂを１７０℃に昇温し、次いで、ノズル１３ａ、ランナー・ゲート１３ｂを通じて、キャビティ１２内に樹脂を２．０秒で充填し、充填完了後、５０ＭＰａの保持圧力で１０秒間圧力を保持し、図示していない冷却装置から貫通孔１８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で金型を開いて樹脂成形体を取り出した。
得られた樹脂成形体は、外周部でバリが発生し、成形体表面にガス抜き不足による曇り現象が認められた。
【０１０６】
［実施例２］
樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置として、図２（ａ）〜（ｄ）に示すブロー成形用金型を用いた。この金型は、幅２００ｍｍ×長さ３００ｍｍ×厚み２０ｍｍ（一部４０ｍｍ）の段差付き箱型形状である。
日本製鋼所（株）製ＮＢ−３０ブロー成形機で、ポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製、ニユーストレン ＳＨ９０００）シリンダー温度２１０℃で溶融させた。このブロー成形機に、図２（ａ）〜（ｄ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。
誘導コイル２５ａとしては、肉厚１ｍｍ、外径１４ｍｍの銅管を用いた。この誘導コイル２５ａは、誘導コイル２５ａとキャビティ面２２ａ、２２ｂとの距離の最大と最小の差が、３ｍｍ以内となるように配置した。また、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から２ｍｍ内側までの最外誘導コイル設置範囲Ａの範囲内となるように、誘導コイル２５ａを配置した。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面２２ａ、２２ｂを１７０℃に昇温し、金型２１を構成する２つの型２１ａ、２１ｂに外径５０ｍｍ、肉厚４ｍｍのパリソン２３を挿入し、型を閉じて、キャビティ内にエアー注入口２９ａから空気を供給して、ブロー成形を行い、図示していない冷却装置から貫通孔２８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で成形体内部のエアーをパージし、型を開いて樹脂成形体を取り出した。
得られた樹脂成形体は、コーナー部分の偏肉が小さく、しわがなく、成形体表面は全体に亘って美麗な外観を呈していた。
【０１０７】
［比較例３］
日本製鋼所（株）製ＮＢ−３０ブロー成形機で、ポリプロピレン（日本ポリプロ（株）製、ニユーストレン ＳＨ９０００）シリンダー温度２１０℃で溶融させた。このブロー成形機に、実施例２で用いた、図２（ａ）〜（ｄ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。
ところで、誘導コイル２５ａの配置位置としては、図２（ｅ）（ｆ）に示す、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から２０ｍｍ外側の４３ａ、４３ｂの位置とした。なお、誘導コイル２５ａとキャビティ面２２ａ、２２ｂとの距離の最大と最小の差は、図２（ｇ）に示すように、実施例２の場合と同様とした。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面２２ａ、２２ｂを１７０℃に昇温し、金型２１を構成する２つの型２１ａ、２１ｂに外径５０ｍｍ、肉厚４ｍｍのパリソン２３を挿入し、型を閉じて、キャビティ内にエアー注入口２９ａから空気を供給して、ブロー成形を行い、図示していない冷却装置から貫通孔２８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で成形体内部のエアーをパージし、型を開いて樹脂成形体を取り出した。
得られた樹脂成形体は、喰い切り部分にバリが観られた。
【０１０８】
［実施例３］
樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置として、図３（ａ）〜（ｄ）に示すプレス成形用金型を用いた。この金型は、肉厚３ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、両端５０ｍｍが傾斜した台形の形状である。
河中産業（株）製の１００ｔプレス成形機に、図３（ａ）〜（ｄ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。また、シートとして、５００ｍｍ×５００ｍｍ×肉厚３．２ｍｍのポリプロピレンシート（日本ポリプロ（株）製、ニユーストレン ＳＨ９０００）を用いた。
誘導コイル３５ａとしては、肉厚１ｍｍ、外径１４ｍｍの銅管を用いた。この誘導コイル３５ａは、誘導コイル３５ａとキャビティ面３２ａ、３２ｂとの距離の最大と最小の差が、３ｍｍ以内となるように配置した。また、雌型金型３１ｂにおける誘導コイル３５ａは、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周より１ｍｍ内側までの最外誘導コイル設置範囲Ａの範囲となるように配置し、さらに、雄型金型３１ａにおける誘導コイル３５ａは、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周より３０ｍｍ内側までの最外誘導コイル設置範囲Ａの範囲となるように配置した。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面３２ａ、３２ｂを１７０℃に昇温し、金型３１を構成する雄型３１ａ、雌型３１ｂに上記シートを挿入し、型を閉じて、プレス成形を行い、図示していない冷却装置から貫通孔３８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で、型を開いて樹脂成形体を取り出した。
得られた樹脂成形体は、コーナー部分偏肉が小さく、成形体表面は全体に亘って美麗な外観を呈していた。
【０１０９】
［比較例４］
河中産業（株）製の１００ｔプレス成形機に、図３（ａ）〜（ｄ）に示す電磁誘導加熱式金型を取り付けた。また、シートとして、５００ｍｍ×５００ｍｍ×肉厚３．２ｍｍのポリプロピレンシート（日本ポリプロ（株）製、ニユーストレン ＳＨ９０００）を用いた。
ところで、誘導コイル３５ａの配置位置としては、図３（ｅ）（ｆ）に示す、キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から３５ｍｍ内側の４４ｂの位置、かつ、雄型金型３１ａのキャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から３０ｍｍ内側の位置に肉厚１ｍｍ、外径１４ｍｍの銅管を配置した。また、誘導コイル３５ａとキャビティ面３２ａ、３２ｂとの距離の最大と最小の差は、図３（ｇ）に示すように、実施例３と同様とした。
この金型を図示していない電磁誘導加熱装置から銅管に通電し、キャビティ面４２ａ、４２ｂを１７０℃に昇温し、金型４１を構成する２つの型４１ａ、４１ｂに上記シートを挿入し、型を閉じて、プレス成形を行い、図示していない冷却装置から貫通孔３８、銅管製誘導コイルに通水して、金型を冷却し、金型温度が６０℃に達した時点で、型を開いて樹脂成形体を取り出した。
得られた樹脂成形体は、コーナー部分の偏肉が大きく、コーナー部分にしわが観られた。
【符号の説明】
【０１１０】
１１ 射出成形用金型
１１ａ 固定型
１１ｂ 可動型
１２ キャビティ
１２ａ、１２ｂ キャビティ面
１３ａ ノズル穴
１３ｂ ランナー・ゲート
１４ａ 磁性金属部
１４ｂ 非磁性金属部
１５ 誘導コイル保持部
１５ａ 誘導コイル
１６ａ、１６ｂ 断熱材
１７ 母型
１８ 貫通孔
１９ エジェクターピン
ａ 角穴
ｂ 丸穴
Ａ 最外誘導コイル設置範囲
【０１１１】
２１ ブロー成形用金型
２１ａ、２１ｂ 型
２２ キャビティ
２２ａ、２２ｂ キャビティ面
２３ パリソン
２４ａ 磁性金属部
２４ｂ 非磁性金属部
２５ 誘導コイル保持部
２５ａ 誘導コイル
２６ 断熱材
２７ 母型
２８ 貫通孔
２９ ダイス
２９ａ エアー注入口
【０１１２】
３１ プレス成形用金型
３１ａ 雄型
３１ｂ 雌型
３２ａ、３２ｂ キャビティ面
３３ 樹脂シート
３４ａ 磁性金属部
３４ｂ 非磁性金属部
３５ 誘導コイル保持部
３５ａ 誘導コイル
３６ 断熱材
３７ 母型
３８ 貫通孔
【０１１３】
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂ 各比較例における誘導コイルの配置位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形用金型を有する装置であり、
この金型を構成する２つの型は、互いに向かい合う面に、それぞれ、キャビティ面が形成され、
上記２つの型は、それぞれ、上記キャビティ面を有する部位に磁性金属部が配され、
その磁性金属部の外面に、絶縁樹脂製の誘導コイル保持部及び非磁性金属部が順に配され、
上記誘導コイル保持部には、複数の誘導コイルが、当該型のキャビティ面からの距離の最大と最小の差が５ｍｍ以内に配されると共に、
キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から３０ｍｍの範囲内に配された樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項２】
上記磁性金属部に、水冷用の貫通孔を形成した樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項３】
上記水冷用の貫通孔に冷却水を通すための第１冷却機構を有し、この第１冷却機構には、上記貫通孔に空気を通じ、この貫通孔を乾燥させるためのエアパージ機構を設けた請求項２に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項４】
上記誘導コイルは、銅線又は銅管をコイル状に巻いたものである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項５】
上記誘導コイルは、銅管をコイル状に巻いたものであり、この銅管の中に冷却水を供給するための第２冷却機構を有する請求項４に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項６】
上記誘導コイルは、銅線又は銅管をコイル状に巻いたものであり、誘導コイル保持部と磁性金属部の間に隙間を設け、その隙間に空気を供給するための第３冷却機構を有する請求項４に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項７】
上記複数の誘導コイルは、それぞれ、少なくとも２つの通電装置のいずれかに接続された請求項１乃至６のいずれか１項に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項８】
上記の磁性金属部、非磁性金属部、及び絶縁樹脂製の誘導コイル保持部からなる金型中核部の外周には、断熱材が配される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項９】
上記磁性金属部は折れ曲がり部を有し、
上記誘導コイル保持部と接する側の上記折れ曲がり部の内角が、上記誘導コイル保持部に対して、鋭角、直角又は鈍角を形成しており、
この折れ曲がり部の面取り部の曲率半径は、５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項１０】
上記誘導コイルの最外周面から上記磁性金属部までの距離が、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である請求項１乃至９のいずれか１項に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項１】
樹脂成形用金型を有する装置であり、
この金型を構成する２つの型は、互いに向かい合う面に、それぞれ、キャビティ面が形成され、
上記２つの型は、それぞれ、上記キャビティ面を有する部位に磁性金属部が配され、
その磁性金属部の外面に、絶縁樹脂製の誘導コイル保持部及び非磁性金属部が順に配され、
上記誘導コイル保持部には、複数の誘導コイルが、当該型のキャビティ面からの距離の最大と最小の差が５ｍｍ以内に配されると共に、
キャビティの対角中心を基準としたとき、最も外側に配される誘導コイルが、キャビティ外周縁から３０ｍｍの範囲内に配された樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項２】
上記磁性金属部に、水冷用の貫通孔を形成した樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項３】
上記水冷用の貫通孔に冷却水を通すための第１冷却機構を有し、この第１冷却機構には、上記貫通孔に空気を通じ、この貫通孔を乾燥させるためのエアパージ機構を設けた請求項２に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項４】
上記誘導コイルは、銅線又は銅管をコイル状に巻いたものである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項５】
上記誘導コイルは、銅管をコイル状に巻いたものであり、この銅管の中に冷却水を供給するための第２冷却機構を有する請求項４に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項６】
上記誘導コイルは、銅線又は銅管をコイル状に巻いたものであり、誘導コイル保持部と磁性金属部の間に隙間を設け、その隙間に空気を供給するための第３冷却機構を有する請求項４に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項７】
上記複数の誘導コイルは、それぞれ、少なくとも２つの通電装置のいずれかに接続された請求項１乃至６のいずれか１項に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項８】
上記の磁性金属部、非磁性金属部、及び絶縁樹脂製の誘導コイル保持部からなる金型中核部の外周には、断熱材が配される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項９】
上記磁性金属部は折れ曲がり部を有し、
上記誘導コイル保持部と接する側の上記折れ曲がり部の内角が、上記誘導コイル保持部に対して、鋭角、直角又は鈍角を形成しており、
この折れ曲がり部の面取り部の曲率半径は、５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【請求項１０】
上記誘導コイルの最外周面から上記磁性金属部までの距離が、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である請求項１乃至９のいずれか１項に記載の樹脂成形用電磁誘導加熱式金型装置。
【図１（ａ）】
【図１（ｂ）】
【図１（ｃ）】
【図１（ｄ）】
【図１（ｅ）】
【図１（ｆ）】
【図１（ｇ）】
【図１（ｈ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図２（ｄ）】
【図２（ｅ）】
【図２（ｆ）】
【図２（ｇ）】
【図２（ｈ）】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図３（ｄ）】
【図３（ｅ）】
【図３（ｆ）】
【図３（ｇ）】
【図３（ｈ）】
【図１（ｂ）】
【図１（ｃ）】
【図１（ｄ）】
【図１（ｅ）】
【図１（ｆ）】
【図１（ｇ）】
【図１（ｈ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図２（ｄ）】
【図２（ｅ）】
【図２（ｆ）】
【図２（ｇ）】
【図２（ｈ）】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図３（ｄ）】
【図３（ｅ）】
【図３（ｆ）】
【図３（ｇ）】
【図３（ｈ）】
【公開番号】特開２０１２−２１４０４０（Ｐ２０１２−２１４０４０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６９０４２（Ｐ２０１２−６９０４２）
【出願日】平成２４年３月２６日（２０１２．３．２６）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２６日（２０１２．３．２６）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
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