JPH0890623A - 金型加熱用高周波誘導コイル及び成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 射出成形金型の表面を高周波誘導加熱で予備
加熱するのに用いられる高周波誘導コイルＡにおいて、
その単位面積当たりの巻き数を、当該高周波誘導コイル
Ａを組み込んだインダクターの大型化を最小限に押えつ
つ増大させる。 【構成】 右巻きと左巻きの渦巻きコイル１，２を重
ね、しかも中心で一連とした高周波誘導コイルＡとす
る。 【効果】 各渦巻きコイル１，２間に導線を挟むことな
く２つの渦巻きコイル１，２を直列させて単位面積当た
りの巻き数を２倍にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば射出成形におい
て、成形品の表面状態を向上させるために、樹脂の射出
に先立って金型表面を高周波誘導加熱するのに用いられ
る高周波誘導コイル、及びこの高周波誘導コイルを組み
込んだインダクターを有する成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形において、樹脂の射出に
先立って金型表面に予備加熱を施すことが行われてお
り、この予備加熱は通常高周波誘導加熱によって行われ
ている。例えば特開平１−２６２１０７号公報には、単
層巻きした高周波誘導コイルを金型内に埋め込んでお
き、これによって金型表面を加熱することが記載されて
いる。また、特開平２−２２０８２５号公報には、単層
巻きした複数系列の高周波誘導コイルを独立制御して金
型表面の温度分布を制御することが記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、成形サイク
ルが長くならないよう、高周波誘導加熱で金型表面を効
率よく短時間で加熱するためには、金型表面の磁束密度
を高めることが必要となる。そのためには、高周波誘導
コイルに流れる電流を大きくすること、単位面積当たり
の巻き数を多くすること、高周波誘導コイルを金型表面
に接近させることが必要となる。

【０００４】しかしながら、従来から高周波誘導コイル
は金型表面に接近して使用されているばかりか、従来の
単層巻きの高周波誘導コイルでは単位面積当たりの巻き
数は増やせないので、金型表面の磁束密度を高めること
はもっぱら高周波電源の容量を大きくして、高周波誘導
コイルに流れる電流を大きくすることで行われている。

【０００５】このため、場合によっては高周波誘導コイ
ルが自己発熱する可能性があるので、冷却の必要性があ
り、冷却手段を組み込むことによってインダクターが複
雑化・大型化してしまう問題があると同時に、急速加熱
できる温度に限度があり、金型表面を必要温度にまで加
熱するのに時間がかかる問題もある。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、本発明の第１の目的は、高周波誘導
コイルを組み込んだインダクターの大型化を最小限に押
えつつ、高周波誘導コイルの単位面積当たりの巻き数を
増大させることにある。また、本発明の第２の目的は、
このような高周波誘導コイルを組み込んだインダクター
によって、金型表面温度を所望の高温に急速加熱するこ
とができる成形装置とすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このために請求項１の発
明では、図１に示されるように、右巻きの渦巻きコイル
２と左巻きの渦巻きコイル１とを重ね、しかも中心同志
を直接一連とした金型加熱用高周波誘導コイルＡとして
いるものである。

【０００８】請求項２の発明では、図２に示されるよう
に、重ねて中心同志を直接一連とした、右巻きの渦巻き
コイル２と左巻きの渦巻きコイル１とを一対として、複
数対を最外周で直接一連として重ねた金型加熱用高周波
誘導コイルＢとしているものである。

【０００９】また、請求項３〜５の発明では、図３ない
し５に示されるように、上記請求項１又は２の高周波誘
導コイルを組み込んだインダクターＣを有する成形装置
としているものである。

【００１０】

【実施例及び作用】図１は請求項１の発明に係る高周波
誘導コイルＡの一実施例を示す模式図である。図示され
るように、高周波誘導コイルＡは、絶縁体で被覆した導
線で構成された２つの渦巻きコイル１，２からなるもの
で、図面上両渦巻きコイル１，２は上下に離れている
が、実際には２層に重ねられているものである。

【００１１】図面上の上方の渦巻きコイル１は、導線を
内周側から外周側に右回りに巻かれた（右巻き）もの
で、下方の渦巻きコイル２は、導線を内周側から外周側
に左回りに巻かれた（左巻き）ものとなっている。

【００１２】両渦巻きコイル１，２は、両渦巻きコイル
１，２間を径方向に横断する導線を介在させることな
く、中心同志で導線が直接つながって一連となっている
と共に、最外周の導線はリード線３，４を経て引き出さ
れ、高周波電源５に接続されている。

【００１３】本高周波誘導コイルは、上記のように渦巻
きコイル１，２を２層に重ねたものであるので、従来の
単層巻きの高周波誘導コイルに比して単位面積当たりの
導線の巻き数を２倍にすることができる。

【００１４】更に説明すると、高周波電源５からリード
線３，４を介して両渦巻きコイル１，２に高周波を供給
すると、両渦巻きコイル１，２は中心同志が直接一連に
つながっており、しかも巻き方向が逆であるので、両渦
巻きコイル１，２に流れる電流方向が揃い、両渦巻きコ
イル１，２によって発生する磁界の方向も揃う。従っ
て、磁束密度が、単層巻きの高周波誘導コイルに比して
２倍に高くなるので、加熱温度は高く、昇温時間も短縮
される。

【００１５】また、両渦巻きコイル１，２は、両渦巻き
コイル１，２間を径方向に横断する導線を介在させるこ
となく、中心同志が直接一連につながっており、かつ最
外周からリード線３，４へと引き出されているので、両
渦巻きコイル１，２間に挟まる導線がなく、両渦巻きコ
イル１，２間に導線が挟まることによる余分なスペース
の介在が防止される。

【００１６】図２は請求項２の発明に係る高周波誘導コ
イルＢの一実施例を示す模式図で、いわば図１の２つの
渦巻きコイル１，２を一対として、これを二対重ねたも
のとなっている。

【００１７】即ち、各対において、渦巻きコイル１は右
巻き、渦巻きコイル２は左巻きで、各対の渦巻きコイル
１，２は、中心同志で導線が直接つながって一連となっ
ているものである。また、各対間は、中央に位置する渦
巻きコイル１，２の導線が最外周で直接つながっている
ことで一連となっていると共に、外側の渦巻きコイル
１，２の最外周の導線はリード線３，４を経て引き出さ
れ、高周波電源５に接続されている。

【００１８】このような高周波誘導コイルＢとすると、
従来の単層巻きの高周波誘導コイルに比して単位面積当
たりの導線の巻き数を４倍にすることができ、磁束密度
も４倍にすることができる。また、いずれの渦巻きコイ
ル１，２間においても、間に挟まる導線が存在せず、余
分なスペースが介在しないのは図１の高周波誘導コイル
Ａと同様である。

【００１９】尚、図２に示される高周波誘導コイルＢ
は、一対の渦巻きコイル１，２を二対重ね合わせたもの
となっているが、これは二対に限られるものではなく、
三対以上とすることもできる。

【００２０】図１及び図２で説明した高周波誘導コイル
Ａ，Ｂは、絶縁体で被覆された導線の巻き状態及び各渦
巻きコイル１，２間を固定し、必要に応じて更に絶縁体
で被覆することで、図３〜５に示されるインダクターＣ
を構成し、金型６，７の表面の加熱に使用されるもので
ある。

【００２１】図３〜５は、上記インダクターＣを有する
成形装置を示すもので、図３〜５に示されるインダクタ
ーＣは、図１で説明した高周波誘導コイルＡ又は図２で
説明した高周波誘導コイルＢが組み込まれたものであ
る。

【００２２】図３の成形装置におけるインダクターＣ
は、平板状に構成されているもので、特に平板状の成形
品を成形する金型６，７である場合に適するものであ
る。このインダクターＣは、金型６，７間に挟み込んで
使用されるもので、金型６，７間への挿入・取り出し可
能に設けられているものである。

【００２３】この成形装置の使用方法を説明すると、ま
ず金型６，７を開いて、間にインダクターＣを位置させ
る。次いで、金型６，７間を狭めて、インダクターＣを
金型６，７に接近させた後、高周波電源５から高周波を
供給すると、インダクターＣの磁界の方向に位置する金
型６又は７の表面を高周波誘導加熱する。

【００２４】必要時間高周波誘導加熱を行って、金型６
又は７の表面を必要温度まで加熱した後、高周波電源５
を切り、金型６，７をやや開いてインダクターＣを取り
出した後、通常の樹脂の成形操作を行う。

【００２５】上記のような金型表面の加熱は、通常射出
成形において行われる場合が多いので、本成形装置も一
般的には射出成形装置であるが、圧縮成形装置等でもよ
い。また、２つのインダクターＣを背中合わせに金型
６，７間に位置させれば、両金型６，７の表面を同時に
加熱することができる。

【００２６】図４におけるインダクターＣは、図３で説
明したインダクターＣと同様に金型６，７間への挿入・
取り出し可能なものではあるが、図３のような平板状で
はなく、金型６，７の表面凹凸形状に沿った凹凸形状の
ものとなっている。このような凹凸形状のインダクター
Ｃは、例えば平板状のものを圧縮成形すること等で容易
に得ることができる。

【００２７】このようなインダクターＣを有する成形装
置とすると、金型６，７の表面へインダクターＣを接近
させやすく、また金型６，７の形状が深い凹凸を有する
ものでも、全体を均一に加熱しやすくなる。

【００２８】図５に示される成形装置においては、イン
ダクターＣが金型６の表面付近に埋設されている。図示
はされていないが、必要に応じて金型７側にもインダク
ターＣを埋設することもできる。

【００２９】このような成形装置とすると、インダクタ
ーＣを金型６，７間に出し入れする必要がないので、こ
のような操作が省略できる分、成形サイクルを短縮する
ことが可能となる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、以上説明した通りのものであ
り、渦巻きコイル間に導線が挟まれることによる余分な
スペースの介在を防止しつつ、高周波誘導コイルの単位
面積当たりの巻き数を従来の単層巻きのものに比して２
倍以上とすることができる。従って、電流量を過剰に増
大させることなく、金型の表面を所望の温度に急速加熱
することができ、大きな電流による高周波誘導コイル自
体の発熱を冷却する手段が不要であり、単純かつコンパ
クトなインダクターにより、成形サイクル長引かせるこ
となく、高周波誘導加熱による予備加熱を伴う成形を容
易に行うことができる。

【００３１】ちなみに、図１に示されるような２層の高
周波誘導コイルを組み込んだインダクターを周波数２０
ＫＨｚ、出力１５ＫＷの高周波電源に接続し、１０ｃｍ
×６ｃｍの金型の表面にわずかの隙間をもって面接さ
せ、７秒間の通電により金型表面を均一に１３０℃に加
熱することができた。

【００３２】これに対して１層巻きの高周波誘導コイル
を組み込んだインダクターを同じ高周波電源に接続し、
同じ金型を加熱したところ、金型表面が１３０℃に達す
るのに１６秒もかかり、本発明に比して２倍以上の時間
を要した。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明に係る高周波誘導コイルの一実
施例を示す模式図である。

【図２】請求項２の発明に係る高周波誘導コイルの一実
施例を示す模式図である。

【図３】本発明の高周波誘導コイルを組み込んだインダ
クターを有する成形装置の一実施例を示す図である。

【図４】本発明の高周波誘導コイルを組み込んだインダ
クターを有する成形装置の他の実施例を示す図である。

【図５】本発明の高周波誘導コイルを組み込んだインダ
クターを有する成形装置の他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ 高周波誘導コイル Ｃ インダクター １，２ 渦巻きコイル ３，４ リード線 ５ 高周波電源 ６，７ 金型

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】右巻きの渦巻きコイルと左巻きの渦巻きコ
   イルとが重なり、しかも中心同志で直接一連となってい
   ることを特徴とする金型加熱用高周波誘導コイル。
2. 【請求項２】重ねられて中心同志で直接一連となった、
   右巻きの渦巻きコイルと左巻きの渦巻きコイルとを一対
   として、複数対が最外周で直接一連となって重ねられて
   いることを特徴とする金型加熱用高周波誘導コイル。
3. 【請求項３】請求項１又は２の高周波誘導コイルが組み
   込まれたインダクターが、金型間への挿入・取り出し可
   能に設けられていることを特徴とする成形装置。
4. 【請求項４】インダクターが金型表面形状に沿った形状
   となっていることを特徴とする請求項３の成形装置。
5. 【請求項５】請求項１又は２の高周波誘導コイルが組み
   込まれたインダクターが金型表面付近に埋設された金型
   を有することを特徴とする成形装置。