JPS61110512A - カ−トリツジヒ−タ−を具えた熱板および金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はカートリッジヒーターを具えた熱板および金型
に係り、詳しくは有底筒状の金属ケース（以上ケースと
いう）に挿入した焼結棒に抵抗発熱体を前記ケースの開
口部から内底部方向にらせん状に巻回し、密／稍々密／
粗の各部分を順次一連に形成し、密部分から和部分に至
る電力分ｔ５１！を一定範囲に設定した一対の７Ｊ　−
ｔ−リッジヒーターの外底面同士が同軸上で対向してい
るカートリッジヒーターまたは上記構成からなるカート
リッジヒーターを複数列並設し、その第１列および最終
列から対応する央部列帯域に至る電力分布率を一定範囲
に設定したカートリッジヒーター群を具えた熱板および
金型に関するものである。

〈従来の技術〉 従来熱硬化性樹脂やゴム等の成形用に使用される熱板ま
たは金型は、熱源として一般に７Ｊ−トリッジヒーター
（以下ヒーターという）が使用されるが、かかるヒータ
ーは公知のように抵抗発熱体く双手発熱体という）をら
せん状に巻回したもの、もしくは発熱体を焼結棒に巻回
したものをケースに収納したものであったために、この
ケースの単独またはその複数個を熱板や金型に組込み（
挿入）通電する時は、それら熱板、金型は当然加熱され
るが、その表面温度は必ずしも均一とはならず、このた
め例えば成形機の熱板間に金型（ヒーター組込みなし）
を挟んで加熱成形する場合、もしくは成形機の固定盤と
可動盤との間にヒーターを組込んだ金型を挟んで加熱成
形する場合に、熱板または金型の表面温度の不均一さと
成形ＩＦ力とによる内部応力の発生によりキュア後の製
品は、ストレスクラッキングや変形等を起し易いばかり
でなく、外観上は勿論物理的、化学的および機械的性能
が一様でなく、所望製品を得ることができない。

このことは得ようとする製品が特に精細で厳格さの要求
される例えば集積回路またはその関連基板３部品である
場合にしばしば不良品の多発することからも明らかであ
る。

このような不良品の多発を防ぐため、ヒーターの単独ま
たはその複数個を熱板または金型に適用（挿入）して被
加熱々板や金型表面の各部分についていちいち温度を測
定しては温度調節する等してそれら無根、金型の表面温
度の均一化を図るなどの手段がなされて来たが、かかる
手段は面倒で非能率的とのそしりを免れ得なかった。

しかるにその優上記の欠点を解消したヒーターが各種案
出（特開昭５４−１１６７５１号、同５８−／１４６９
１号、同５８−４４６９υＬ同５Ｂ−４４６９３号等）
され公知である。

〈発明が解決しＪ：うとする問題点〉 このようにして従来熱板や金型の表面温度の均一化を図
るためなされて来た前記非能率的手段は、上記ヒーター
の開発によって一応解消されはしたが、この種のヒータ
ーを熱板や金型に適用した場合、加熱されるそれらの表
面温度は必ずしも常時満？し得る均一表面温度とじて得
られるとは限らず、このため成形材料をキュアした後の
１品は、残留応力の存在によってストレスクラッキング
を発生し易くなったり、変形し易いなどの欠点が指摘さ
れる。

く問題点を解決するための手段〉 　５一 本発明者は、さきに上記の点を解消すべく種々研究の結
果、その主因が熱板や金型に適用するヒーターの構成上
にあるとの見地から、鋭意研究を進めた結果前記の欠点
を解決し得るヒーターどして特願昭５９−１１５３８８
号発明を完成した。

ここにいう特願昭５９−１１５３８８号発明とは、ケー
スに挿入した焼結棒のらせん状巻回部に、ケースの開口
部から内底部方向へ＠／梢々密／粗の各部分を順次一連
に形成し、密部分から粗部分に至る電力分布率を１００
〜７０となる如く設定した一対のヒーターの外底面同士
が同軸上で対向しているヒーターおよびそのヒータ一群
に関する発明をいう。そして前記一対のヒーターやその
ヒータ一群を熱板に適用した時に常時熱板表面温度を均
一化せしめ得る構成としたものである。

これに対して本発明は、ケースに挿入した焼結棒に発熱
体をケースの開口部から内底部方向にらせん状に巻回し
、＠／稍々密／粗の各部分を順次一連に形成し、密部分
から相部分に至る電力分布率を一定範囲に設定した一対
のヒーターの外底面一　〇　− 同１−を同軸１で対向する如く構成するか、またはかか
る構成からなるヒーターを複数列平面状に並設し、その
第１列および最終列の密／稍々密／粗の各部分から対応
する央部列帯域の巻回部分に至る電力分布率を一定範囲
（１００〜３５）に設定したヒーターａＹを具えた熱板
および金型の２つの発明とからなるものであって、前記
特願昭５９−１１５３８８号発明を熱板および金型の両
者に組合せ有効利用したどころに特長がある。

しかしてその目的は、硬質合成樹脂またはゴム等の成形
用に使用して最適な熱板および金型を一般に提供するこ
とにある。

〈作用〉 第１の発明（熱板）は、ヒーターの構成を前記の如くヒ
ーターに挿入した焼結棒に発熱体を前記ケースの開口部
から内底部方向にらせん状に巻回して順次密／梢々密／
粗の各部分を一連に形成し、密部分から和部分に至る電
力分布率を一定範囲に設定したために、（イ）一対の前
記ヒーターを熱板の両側端面から貫通孔（この場合につ
いては図示していないが１個とする）内に第１図の如く
対向的に挿入して外底面同士を同軸トで対向（当接また
は若干の間隔を残すようにしてもよい）さＵ、その両者
に同時に通電すると、らせん状巻同部に形成した密〜粗
の各部分は発熱して密部分での温度を最高に粗の部分が
最低となるが、挿入された密部分の熱板部分ではケース
開口部（実質的には後記封口外表面）および該熱板の側
面部からの敢然により降温する一方、密部に続く梢々密
および粗の各部分特に粗の部分にあたる熱板にあっては
、隣接する梢々密の部分からの熱の影響を受（）て４澗
するため、該昇温時温度と前記密部分での降温時温度を
均衡ならしめる。

また（［１）前記構成からイ【る一対のヒーターの複数
を熱板の両側に設けた複数の貫通孔（第４図参照）内に
第３図の如く挿入し、それらヒーターに同時に通電する
と、第１列およびＲ終刊の密／稍々密／粗・粗／Ｉ々密
／密の各部分から対応ηる央部列の巻回部分に至る電力
分布率が−・定範囲（１００〜３５）に設定されている
ので、各列の対応する熱板表血編度は前記（イ）で述べ
たところに従って均一化する。

またこれとは別に、前記構成からなる−・対のヒーター
の複数（含並設）を第６図（Ａ）、（Ｂ）の如く金型（
コア、キャビティ）自体に貫設した貫通孔内に前記熱板
の場合に準じて挿入後それら両者に別々に通電すれば、
両者は第１の発明で述べたところに従って金型（］ア、
キャじティ）温度を均一化せしめる。

発熱体としては公知の例えば電熱線にり１］ム線）を用
いて満足され、その太さく直径の大小）は目的、用途に
応じて適宜選択するようにすればＪ：い。また焼結棒へ
の巻回は密／稍々密／粗の各部分を区画別とすることな
く、自由巻ぎ状（自然）に１記各部分を一連に形成する
ようにしても同様の効果を得る。

〈発明の効果〉 本発明は次の効果を遺憾なく発揮させることができるの
で、関連産業分野に及ぼす実益は顕著である。

■ケースに挿入した焼結棒に発熱体を前記の如く密／稍
々密／粗（以下密〜粗という）の各部分を順次一連に形
成し、密部分から和部分に至る電力分布率を一定範囲に
設定した一対のヒーターの外底面同士を同軸上で対向せ
しめた構成から４ｒるもの、またはかかる構成からなる
ヒーターを複数列並設し、その第１列および最終列の密
〜粗の各部分から対応する央部列帯域の密〜粗に至る電
力分布率を一定範囲に設定したヒータ一群を熱板または
金型（コア、キャビティ）に組合せ適用したものである
から、前記ヒーターに同時通電したＩ、１は熱板または
金型の発熱温度を均一ならしめることができる。

■従って成形機において、対向する一対の熱板間に金型
（ヒーター不適用）を挟んで常法により成形材料を成形
する場合または固定盤と可動盤との間に金型（ヒーター
適用）を挟んで上記材料を成形する場合もしくは熱板間
に金型（両者ともヒーター適用）を挟んで成形する場合
、そのいずれにあっても成形材料を均一温度で加熱ＩＩ
縮するためにそのキュアを均等ならしめるので、それら
は圧縮成形用熱板または金型特に後者はゴム、セラミッ
ク等の成形および射出成形用金型（ランナレス成形用マ
ニホールド）として好適ならしめる。

■このため得られる製品は、ストレスクラッキングの発
生や変形等のない高精度の良品として＾能率裡に得るこ
とができる。

〈実施例〉 以−１・本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

図において、１は金Ｒ（畝またはステンレス鋼）類ケー
ス、２は耐熱性の電気絶縁性無機質材料例えばマグネシ
ア粉末からなる焼結棒で、該焼結棒２の長さはケース１
の長さにほぼ匹敵し、直径はケースの内径より小さく、
中心部には軸方面に沿って金属端子棒３．３′が平行に
埋設されている。

そしてそれら（３，３’　）の一端は焼結棒２の端面（
後記巻回部分の粗側）と面一を形成し、他端は前記焼結
棒２の端面から図示の如く延出している。４は電熱線５
を焼結棒２の外周面にらせん状に巻回した部分を示し、
該巻回部４は図示の如く電熱線５が焼結棒２の一端部か
ら他端部方向（両端部間）に順次密部６／稍々密部７／
相部８の各部分を一連に形成し、その巻き始めは前記端
子棒３に、終端は３′にそれぞれ接続される。そして上
記巻回部４は密部分〜粗部分に至るに従いその電力分布
率が一定範囲（１００〜７０）となる如く設定されてい
る。

従ってこの構成体を、その粗部分８の側を前端として該
構成体の軸心（実質的には焼結棒の軸心）がケース１の
軸心となる如くケース１に挿入してその端面をケース内
端面に当接させた後、前記構成体とケース１の内周面間
にマグネシア粉末９を充填し、常法によって所望のヒー
ター１０を（ｑる。

この状態を拡大断面として第２図に示す。

ただしこの場合ヒーターの開口端面を、ヒーターの内径
と同等のマグネシア焼結板（金属端子棒の貫通孔２個を
有す）にて封口することが望ましい。

このようにして得られた上記構成からなる一対一　１２
− のヒーター１０．１０が所要熱板１１の側面から平面方
向に貫設した前記ヒーター１０の外径と同径の貫通孔１
２（第４図参照）内に、その両側開口部からヒーター１
０．１０のそれぞれを、外底面１４同士が当接または若
干の間隔を残して（本図は後者の場合を示？ｌ）対向し
ている状態を断面として示したものである。（第１図参
照）。

第３図は前記の如く組合わされた一対のヒーター１０．
１０が平面複数列（本図ではＡ、Ｂ、Ｃ，Ｂ。

への５列の場合を示す）に並設され、第１列およびＲ１
１列の各△の密部６／稍々密部７／粗部８・粗部８／梢
々密部７／密部６の各部分から対応する央部列置域Ｃの
巻回部に至るに従い、その電力分布率が一定範囲（１０
０〜３５）となる如く設定されている状態を断面として
示したもので次の通り表示される。

（註）上記において第３列Ｃを２列ダブらせる場合もあ
る。

第５図は対向する一対の熱板１１の固定側熱板の表面に
コアー固定用型板１７およびストリッパープレート１８
を介してコアー１５を、可動側熱板の表面に前記固定側
コアー１５に対向してキャビティ固定用型板１７を介し
てキャビティ１６をそれぞれ常法によって装着した状態
を断面として示したものである。実用に際しては予め成
形材料をキャビディ１６に秤取後宮法によって熱圧締す
ればよい。

第６図は対向するコアー１５およびキャビティ１６のそ
れぞれに設けた貫通孔１２に前記一対のヒーター１０を
組込んだ状態を断面として示し、（Ａ）は上記ヒーター
の複数を、（Ｂ）は上記ヒーターを複数列並設した場合
を示したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱板（一部切欠）に一対のヒーターの外底面が
同軸上で若干の間隔を残して対向した場合の略示的断面
図、第２図はヒーターの拡大断面図、第３図は一対のヒ
ーターが熱板に対向的に挿入されその外底面同士が同軸
」二で若干の間隔を残して対向するヒーターを複数列並
設した場合を断面どして示１略示的説明図、第４図は一
部切欠熱板の斜視図、第５図は熱板に金型を装着した状
態を示１略示的説明図、第６図Ａは］アーおよびキャビ
ティのそれぞれに一対のヒーターを複数組込んだ場合を
、Ｂは一対のヒーターを複数列並設した場合を示ず略示
的説明図である。 １・・・ケース、　２・・・焼結棒、　　３．３’・・
・金属端子棒、　４・・・電熱線巻回部、　５・・・電
熱線。 ６・・・密に巻回した部分、　７・・・稍々密部分。 ８・・・粗部分、　８′・・・更に粗部分。 ８″・・・極く粗部分、１０・・・ヒーター。 １１・・・熱板、１２・・・貫通孔、１５・・・］アー
。 １６・・・キャビティ、１７・・・型板、１８・・・ス
トリッパープレート。 第６図（Ａ） ｌＬ、１ 第６図（Ｂ） 第４図 第５図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）有底筒状の金属ケースに挿入した焼結棒に抵抗発
   熱体を前記ケースの開口部から内底部方向にらせん状に
   巻回し、密／稍々密／和の各部分を順次一連に形成し、
   密部分から粗部分に至る電力分布率を一定範囲に設定し
   た一対のカートリッジヒーターの外底面同士を同軸上で
   対向する如く熱板内に設けてなるカートリッジヒーター
   を具えた熱板。
2. （２）外底面同士が同軸上で対向するカートリッジヒー
   ターが複数列並設され、その第１列および最終列の密／
   稍々密／粗の各部分から対応する央部列帯域の巻回部分
   に至る電力分布率を一定範囲に設定したカートリッジヒ
   ーター群を熱板内に設けてなる特許請求の範囲第１項記
   載のカートリッジを具えた熱板。
3. （３）有底筒状の金属ケースに挿入した焼結棒に抵抗発
   熱体を前記ケースの開口部から内底部方向にらせん状に
   巻回し、密／稍々密／粗の各部分を順次一連に形成し、
   密部分から相部分に至る電力分布率を一定範囲に設定し
   た一対のカートリッジヒーターの外底面同士を同軸上で
   対向する如く金型内に設けてなるカートリッジヒーター
   を具えた金型。
4. （４）外底面同士が同軸上で対向するカートリッジヒー
   ターが複数列並設され、その第１列および最終列の密／
   稍々密／粗の各部分から対応する央部列帯域の巻回部分
   に至る電力分布率を一定範囲に設定したカートリッジヒ
   ーター群を金型内に設けてなる特許請求の範囲第３項記
   載のカートリッジヒーターを具えた金型。
5. （５）金型が圧縮成形用、射出成形用およびランナーレ
   ス成形用の各金型を包含するものである特許請求の範囲
   第３項または第４項記載のカートリッジヒーターを具え
   た金型。