JP3590718B2

JP3590718B2 - Molding device with heating mechanism by induction coil

Info

Publication number: JP3590718B2
Application number: JP05722998A
Authority: JP
Inventors: 勝弘山口; 幸雄石原; 徹外村
Original assignee: Araco Co Ltd; Tokuden Co Ltd Kyoto
Current assignee: Araco Co Ltd; Tokuden Co Ltd Kyoto
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2018-03-09
Also published as: JPH10309720A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂等の成形加工の際に成形物を加熱するための加熱機構を備えた成形型の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スタンピング成形、射出成形、スラッシュ成形、ブロー成形等の合成樹脂の成形装置においては、所望の成形を行うために成形型に加熱機構を設けたものがある。このような加熱を速やかに行うものとしては、例えば特開昭６２−１２２０８６号公報に示すように、誘導コイルに交番電流を与え電磁誘導により鉄またはニッケルのような高抵抗体よりなる成形型に渦電流を誘起し、この渦電流のジュール熱により成形型を加熱する技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
誘導コイルにより交番電流を与えて電磁誘導により成形型などに渦電流を誘起する場合には、誘導コイルに電磁機械的反力が加わる。誘導コイルには通常サイリスタインバータにより交番電流が与えられるが、この交番電流は方形波であり高調波成分が多いので、誘導コイルの加わる電磁機械的反力が大きくなる。このために誘導コイルの各巻き線の間、あるいは誘導コイルと成形型などの被加熱部分との間に力が加わり、それらの間の絶縁材料が破損して絶縁不良の原因になったり、誘導コイルが被加熱部分から外れたりするという問題がある。
【０００４】
また、加熱範囲を広げるために複数の誘導コイルを用いた場合には、被加熱部分の多少の形状寸法の違いなどにより、加熱される各部分の温度に差が生じるという問題がある。これを解決するには各誘導コイル毎に交番電流の電源を設けて、それぞれの出力を各部分の検出温度により制御することも考えられるが、設備が複雑かつ高価になるという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような各問題を解決して、この種の誘導コイルによる加熱機構を備えた成形装置における電磁機械的反力による破損を防止し、また設備を簡単かつ安価にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による誘導コイルによる加熱機構を備えた成形装置は、合成樹脂等を成形するための金属製の成形型と、この成形型の成形面と反対側となる裏面に設けられトランジスタインバータからの略正弦波形の交番電流が与えられて同成形型を加熱する誘導加熱コイルと、成形型の誘導加熱コイルにより加熱される部分の温度を検出する温度センサと、トランジスタインバータの出力を出力開始時には低電圧，低周波数でそれより所定時間以上経過後は温度センサにより検出される温度が予め定められた所定温度となりかつ出力電圧と出力周波数の比がほゞ一定となるように制御するコントローラよりなる誘導コイルによる加熱機構を備えた成形装置において、誘導加熱コイルは成形型の成形面と反対側となる裏面の複数箇所に設けられる複数個として１個のトランジスタインバータからの交番電流がそれぞれ与えられ、温度センサは各誘導加熱コイルに対応する複数個としてそれぞれ成形型の各誘導加熱コイルにより加熱される各部分の温度を検出し、各誘導加熱コイルとトランジスタインバータとの間にはそれぞれマグネットスイッチを設け、コントローラは各マグネットスイッチに対応して設けられ対応する各温度センサにより検出される各温度が予め定められた所定温度よりも高くならないように対応する各マグネットスイッチを開閉制御する複数のサブコントローラを備え、この各サブコントローラのうちの１個はそれに対応する温度センサにより検出される温度が予め定められた所定温度となるようにトランジスタインバータの出力を制御することを特徴とするものである。
【０００７】
コントローラはトランジスタインバータの出力をこのように制御するので、温度センサにより検出される温度は予め定められた所定温度となり、また誘導加熱コイルに与えられる交番電流は略正弦波形でありまた交番電流に過渡的な変化が生じやすい出力開始時には低電圧，低周波数としているので誘導加熱コイルに加わる電気磁気的反力は小さくなる。また複数の誘導加熱コイルに１個のトランジスタインバータからの交番電流を与えており、前述の各作用に加え、複数のサブコントローラは各温度センサにより検出される温度が予め定められた所定温度よりも高くならないように各誘導加熱コイルとトランジスタインバータとの間に設けた各マグネットスイッチを開閉制御する。
【０００８】
請求項１（前項）の発明における１個のサブコントローラは、トランジスタインバータからの出力が継続して与えられた場合、各温度センサにより検出される温度の何れもが予め定められた所定温度以下にはならないように、トランジスタインバータを制御するものとするのが好ましい。
【０００９】
請求項１の発明におけるトランジスタインバータは、１個のサブコントローラによる出力の制御を行う代わりに、その出力が継続して与えられた場合に各温度センサにより検出される最終到達温度が全て所定温度を越えるような余裕を持った固定出力としてもよい。
【００１０】
請求項１の発明における複数のマグネットスイッチは、トランジスタインバータからの出力が継続して与えられた場合に各温度センサにより検出される最終到達温度が最も低い部分に対応する誘導加熱コイルに設けたものを省略し、サブコントローラのうちこの部分に対応するものはこれと対応する温度センサにより検出される温度が予め定められた所定温度となるようにトランジスタインバータの出力を制御するものとするのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
先ず図１により本発明の前提となる誘導コイルによる加熱機構を備えた成形装置の基本的構造の説明をする。この基本的構造の成形装置は互いに接近離隔可能な１対の成形型１０，１５を有している。上型となる成形型１０の下面には成形面１１が形成され、下型となる成形型１５の上面には成形面１１と対向する成形面１６が形成され、成形型１５はベッド上に固定され、成形型１０は昇降可能である。図１に示す最接近状態では、両成形面１１，１６の間に合成樹脂製品を成形するためのキャビティＣが形成されている。この基本的構造の成形型１０，１５の素材は、鉄またはニッケルなどの高抵抗体である。
【００１２】
成形面１１と反対側となる成形型１０の裏面（上面）１２には、多少の間をおいて誘導加熱コイル１４が取り付けられている。誘導加熱コイル１４は渦巻状に巻回した平板状のコイルを複数枚重ねて直列接続したものである。この誘導加熱コイル１４にはトランジスタインバータ２０から略正弦波形の交番電流が与えられ、成形型１０には電磁誘導により渦電流が誘起され、この渦電流のジュール熱により成形型１０は加熱される。成形型１０の加熱される部分の裏面１２には、細い孔状の凹部１３が形成され、この凹部１３内には温度センサ２５が挿入されている。コントローラ２１はこの温度センサ２５により検出される被加熱部分の温度が、合成樹脂の成形に必要な予め定められた所定温度となるように、トランジスタインバータ２０の出力を制御するものであり、この制御はトランジスタインバータ２０と誘導加熱コイル１４の間のインピーダンスマッチングをとるために、すなわち誘導加熱コイル１４がトランジスタインバータ２０に対し常に整合された負荷となるように、トランジスタインバータ２０の出力電圧と出力周波数の比がほゞ一定となるようにしている。なお、トランジスタインバータ２０から誘導加熱コイル１４への出力開始時には、誘導加熱コイル１４に与えられる交番電流の過渡的な変化により誘導加熱コイル１４に加わる電磁機械的反力が増大するのを防ぐために、トランジスタインバータ２０の出力を低電圧，低周波数とし、出力電圧と出力周波数の比をほゞ一定に保ちながら連続的または段階的に出力を増大させて、出力開始時から少時間経過後に前述のような制御を行うようにしている。
【００１３】
上述した基本的構造の成形装置により合成樹脂発泡体を成形する場合には、上型である成形型１０を上昇させた状態で、発泡剤（例えばアゾジカルボンアミド系のもの）が混練された所定量（キャビティＣの容積よりも少ない量）の未発泡の溶融状態の合成樹脂材料（例えばポリオレフィン系のもの）を下型である成形型１５の上に置き、成形型１０を下降させ最接近状態として型締めをする。この型締めと前後してトランジスタインバータ２０は誘導加熱コイル１４に略正弦波形の交番電流を与えて成形型１０を誘導加熱し、その出力は前述のように、出力開始時から少時間経過後に、温度センサ２５により検出される温度が合成樹脂の発泡のために必要な予め定められた所定温度（例えば１６０℃）となるように、コントローラ２１により制御される。合成樹脂が発泡してキャビティＣ内に充填されるのに必要な予め定められた所定時間が経過すれば、トランジスタインバータ２０は誘導加熱コイル１４への交番電流の供給を停止する。そして成形型１０，１５が冷却して発泡した合成樹脂が硬化してから成形型１０を上昇させて、成形された合成樹脂発泡体を取り出す。
【００１４】
上述した基本的構造では、発泡剤が混練された溶融状態の合成樹脂材料は所定温度に加熱されるので発泡は所望の通り行われ、また誘導加熱コイル１４に与えられる交番電流は略正弦波形であるので誘導加熱コイル１４に加わる電気磁気的反力は小さくなる。また、誘導加熱コイル１４への出力開始時には、トランジスタインバータ２０の出力を低電圧，低周波数としているので、トランジスタインバータ２０からの交番電流の過渡的変化により誘導加熱コイル１４に加わる電気磁気的反力が大きくなることはない。従って、誘導加熱コイル１４に加わる電気磁気的反力は小さくなるので、誘導コイルの各巻き線の間、あるいは誘導コイルと成形型との間に加わる力が小さくなり、それらの間の絶縁材料が破損して絶縁不良を生じたり、誘導コイルが成形型から外れたりするおそれはない。
【００１５】
図２は、図１に示す基本的構造における、成形型１０の誘導加熱コイル１４により誘導加熱される部分の変形例を示す。この変形例の成形型１０の素材はアルミニウム鋳物のような低抵抗体であり、その裏面１２には鉄等の高抵抗体を素材とする厚板状のブロック１８が熱伝達可能に密着固定されている。細い孔状の凹部１３はブロック１８を貫通して成形型１０内に達しており、この凹部１３内には温度センサ２５が差し込まれている。トランジスタインバータ２０及びコントローラ２１並びにこれらと誘導加熱コイル１４及び温度センサ２５との接続関係は、図１に示すのと同一である。
【００１６】
トランジスタインバータ２０は誘導加熱コイル１４に略正弦波形の交番電流を与えてブロック１８を誘導加熱し、このブロック１８からの熱伝達により成形型１０は加熱される。その他の作用は図１の基本的構造で説明したのと同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００１７】
以上に説明した基本的構造は、成形型１０を１個の誘導加熱コイル１４により誘導加熱するものであるが、図３に示す本発明の実施の形態は、１個のトランジスタインバータ２０ａから交番電流が与えられる３個の誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより成形型１０を誘導加熱するものである。このようにした場合は、各誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより誘導加熱される各部分の温度は、そのままでは独立して制御することはできないが、この実施の形態では独立して制御することができるようになっている。以下にその詳細を説明する。
【００１８】
この実施の形態も、図１に示す基本的構造と同様、１対の成形型を有しているが、図３では上型となる成形型１０だけを示している。成形面１１と反対側となる成形型１０の裏面１２には、多少の間をおいて３個の誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃが並んで取り付けられている。各誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃの構造は、図１に示す基本的構造の誘導加熱コイル１４と同じである。各誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、全体としてコントローラ２１を構成する３個のサブコントローラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃによりそれぞれ開閉されるマグネットスイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃを介して、１個の三相式のトランジスタインバータ２０ａに接続されている。従って、各誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、対応するマグネットスイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃが閉じている場合にのみトランジスタインバータ２０ａからの交番電流が与えられて、成形型１０の対応する部分が誘導加熱される。成形型１０の裏面１２には、各誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃによりそれぞれ誘導加熱される部分に、３個の細い孔状の凹部１３ａ，１３ｂ，１３ｃが形成され、この各凹部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ内にはそれぞれ温度センサ２５ａ，２５ｂ，２５ｃが設けられている。
【００１９】
各サブコントローラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、各温度センサ２５ａ，２５ｂ，２５ｃにより検出される各温度が予め定められた所定温度よりも高くならないように、各マグネットスイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃを開閉制御するものである。またサブコントローラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃのうちのひとつ２１ｂは、これに対応する誘導加熱コイル１４ｂにより誘導加熱される部分の成形型１０の温度を温度センサ２５ｂにより検出して、トランジスタインバータ２０ａの出力を制御するものであるが、この場合の出力の制御は、トランジスタインバータ２０ａからの出力が継続して与えられた場合に、各温度センサ２５ａ，２５ｂ，２５ｃにより検出される温度の何れもが予め定められた所定温度以下にならないようになされる。この制御はテスト運転等により予め調べた、各温度センサ２５ａ，２５ｂ，２５ｃにより検出される温度の間の相互関係に基づいて行えばよい。以上に述べた以外の構成は、先に述べた基本的構造と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００２０】
この実施の形態の成形装置により合成樹脂発泡体を成形する場合の作動は、トランジスタインバータ２０ａから誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃに与えられる交番電流の制御を除き、図１に示す基本的構造と同様である。
【００２１】
この実施の形態でも、型締めと前後してトランジスタインバータ２０ａは、作動の初期には全て閉じている各マグネットスイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃを介して、各誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃに略正弦波形の交番電流を与えて成形型１０の対応する部分を誘導加熱する。この加熱により各部分の温度は上昇するが、例えば温度センサ２５ｃにより検出される温度が先ず合成樹脂の発泡のために必要な予め定められた所定温度（例えば１６０℃）に達したとすれば、サブコントローラ２１ｃは対応するマグネットスイッチ２２ｃを開き、誘導加熱コイル１４ｃによる成形型１０の誘導加熱を停止する。同様に、温度センサ２５ａまたは２５ｂにより検出される温度が所定温度に達すれば、サブコントローラ２１ａまたは２１ｂはそれぞれマグネットスイッチ２２ａまたは２２ｂを開いて誘導加熱コイル１４ａまたは１４ｂによる成形型１０の加熱を停止する。
【００２２】
また各部分の加熱の停止により各部分の温度は低下するが、各温度センサ２５ａ，２５ｂまたは２５ｃにより検出される温度が所定温度まで低下すれば、その都度サブコントローラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃはマグネットスイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃを閉じて、対応する誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃによる成形型１０の誘導加熱を開始する。これにより各誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより誘導加熱される部分は、何れも所定温度に保たれる。
【００２３】
トランジスタインバータ２０ａの出力は前述のように制御されているので、温度センサ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの何れかの検出温度が所定温度以下となって対応するマグネットスイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃが閉じたにも拘らず、対応する誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃによる成形型１０の誘導加熱が充分になされないことはない。なお、トランジスタインバータ２０ａの出力は必ずしもこのように制御する必要はなく、その出力が継続して与えられた場合に各温度センサ２５ａ，２５ｂ，２５ｃにより検出される最終到達温度が全て所定温度を越えるような余裕を持った固定出力としてもよい。
【００２４】
この実施の形態は、３個の誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃを備えているので成形型１０の広い範囲を所定温度に誘導加熱することができるものであるが、トランジスタインバータ２０ａは１個であるので設備が簡単かつ安価となり、その他の作用は図１に示す基本的構造と同様に行われる。
【００２５】
図４は図３に示す実施の形態の変形例を示している。トランジスタインバータ２０ａからの出力が各誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃに継続して与えられた場合に各温度センサ２５ａ，２５ｂ，２５ｃにより検出される最終到達温度は、成形型１０の各誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃを取り付ける部分の形状寸法の違いなどにより同一とはならない。この変形例では温度センサ２５ｂにより検出される最終到達温度が最も低い値であり、この部分に対応する誘導加熱コイル１４ｂとトランジスタインバータ２０ａの間のマグネットスイッチ（図３の実施の形態のマグネットスイッチ２２ｂに相当）を省略している。また、この温度センサ２５ｂに対応するサブコントローラ２１ｂは、温度センサ２５ｂにより検出される温度が合成樹脂の発泡のために必要な予め定められた所定温度（例えば１６０℃）となるようにトランジスタインバータ２０ａの出力を制御するようになっている。
【００２６】
従ってこの変形例では、トランジスタインバータ２０ａからの出力が各誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃに継続して与えられた場合には、温度センサ２５ｂにより検出される温度は常に所定温度となり、温度センサ２５ａ及び２５ｃにより検出される温度はそれよりも高くなる。しかしながら、温度センサ２５ａまたは２５ｃにより検出される温度が上昇して所定温度に達すれば、サブコントローラ２１ａまたは２１ｃはそれぞれマグネットスイッチ２２ａまたは２２ｃを開いて誘導加熱コイル１４ａまたは１４ｃによる成形型１０の誘導加熱を停止し、この温度が低下して所定温度以下になれば、サブコントローラ２１ａまたは２１ｃはそれぞれマグネットスイッチ２２ａまたは２２ｃを開いて誘導加熱コイル１４ａまたは１４ｃによる成形型１０の誘導加熱を開始するので、各誘導加熱コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより誘導加熱される部分は、何れも所定温度に保たれる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、温度センサにより検出される温度が予め定められた所定温度となるだけでなく、誘導加熱コイルに加わる電気磁気的反力は小さくなるので、誘導コイルの各巻き線の間、あるいは誘導コイルと成形型との間に加わる力が小さくなり、それらの間の絶縁材料が破損して絶縁不良を生じたり、誘導コイルが成形型から外れたりするおそれはなくなる。また、誘導加熱コイルは複数個として１個のトランジスタインバータからの交番電流が与えられ、温度センサも複数個としてそれぞれ成形型の各誘導加熱コイルにより加熱される部分の温度を検出し、各誘導加熱コイルとトランジスタインバータとの間にはそれぞれマグネットスイッチを設け、コントローラは各マグネットスイッチに対応して設けられ対応する各温度センサにより検出される各温度が予め定められた所定温度よりも高くならないように各マグネットスイッチを開閉制御する複数のサブコントローラを備え、この各サブコントローラのうちの１個はそれに対応する温度センサにより検出される温度が予め定められた所定温度となるようにトランジスタインバータの出力を制御しているので、上述した各効果に加えて、複数の誘導加熱コイルに１つのトランジスタインバータからの交番電流を与えているので、成形型の広い範囲を所定温度に加熱することができるにも拘らず設備が簡単かつ安価となり、しかも各温度センサにより検出される温度が予め定められた所定温度よりも高くならないように各誘導加熱コイル毎にマグネットスイッチを開閉制御しているので、各誘導加熱コイルにより加熱される部分の温度が高くなり過ぎることはない。
【００２８】
請求項１（前項）の発明において、トランジスタインバータからの出力が継続して与えられた場合、各温度センサにより検出される温度の何れもが予め定められた所定温度以下にはならないように、トランジスタインバータを制御したものによれば、各誘導加熱コイルにより加熱される部分の温度が低くなり過ぎることもない。
【００２９】
請求項１の発明におけるトランジスタインバータを、その出力が継続して与えられた場合に各温度センサにより検出される最終到達温度が全て所定温度を越えるような余裕を持った固定出力としたものによっても、各誘導加熱コイルにより加熱される部分の温度が低くなり過ぎることもない。
【００３０】
請求項１の発明における複数のマグネットスイッチのうち、トランジスタインバータからの出力が継続して与えられた場合に各温度センサにより検出される最終到達温度が最も低い部分に対応する誘導加熱コイルに設けたものを省略し、サブコントローラのうちこの部分に対応するものはこれと対応する温度センサにより検出される温度が予め定められた所定温度となるようにトランジスタインバータの出力を制御するものによれば、マグネットスイッチが１個省略されるので設備が一層簡単かつ安価となり、しかも検出される温度は丁度所定温度となるように制御される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による誘導コイルによる加熱機構を備えた成形装置の前提となる基本的構造を示す図である。
【図２】図１に示す基本的構造の一部分の変形例を示す図である。
【図３】本発明による誘導コイルによる加熱機構を備えた成形装置の実施形態を示す図である。
【図４】図３に示す実施形態の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１０…成形型、１１…成形面、１２…裏面、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…誘導加熱コイル、２０ａ…トランジスタインバータ、２１…コントローラ、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…サブコントローラ、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…マグネットスイッチ、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…温度センサ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a mold provided with a heating mechanism for heating a molded product during molding of a synthetic resin or the like.
[0002]
[Prior art]
Some synthetic resin molding apparatuses such as stamping molding, injection molding, slash molding, and blow molding have a mold provided with a heating mechanism in order to perform desired molding. In order to perform such heating quickly, for example, as shown in JP-A-62-222086, an alternating current is applied to an induction coil to form a mold made of a high-resistance material such as iron or nickel by electromagnetic induction. There is a technique for inducing an eddy current and heating a mold using the Joule heat of the eddy current.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When an eddy current is induced in a mold or the like by electromagnetic induction by applying an alternating current by an induction coil, an electromagnetic mechanical reaction force is applied to the induction coil. Usually, an alternating current is applied to the induction coil by a thyristor inverter. Since the alternating current is a square wave and has many harmonic components, the electromagnetic mechanical reaction force applied to the induction coil increases. As a result, a force is applied between the windings of the induction coil or between the induction coil and a heated portion such as a molding die, and the insulating material therebetween is damaged, resulting in poor insulation or induction. There is a problem that the coil comes off the heated portion.
[0004]
Further, when a plurality of induction coils are used in order to widen the heating range, there is a problem that the temperature of each portion to be heated differs due to a slight difference in shape and size of the portion to be heated. In order to solve this problem, it is conceivable to provide a power supply for the alternating current for each induction coil and control the output of each of the induction coils based on the detected temperature of each part. However, there is a problem that the equipment becomes complicated and expensive.
[0005]
An object of the present invention is to solve such problems and prevent a molding apparatus having a heating mechanism using an induction coil of this kind from being damaged by an electromagnetic mechanical reaction force, and to make the equipment simple and inexpensive. I do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A molding apparatus provided with a heating mechanism using an induction coil according to the present invention includes a metal mold for molding a synthetic resin or the like, and a metal mold provided on a back surface opposite to a mold surface of the mold, and substantially provided from a transistor inverter. An induction heating coil that is supplied with a sine-wave alternating current to heat the mold, a temperature sensor that detects the temperature of a portion heated by the induction heating coil of the mold, and a low voltage at the start of output of the transistor inverter. An induction coil comprising a controller for controlling the temperature detected by the temperature sensor to become a predetermined temperature after a lapse of a predetermined time or more at a low frequency, and to make the ratio between the output voltage and the output frequency substantially constant; In a molding apparatus provided with a heating mechanism, a plurality of induction heating coils are provided at a plurality of positions on a back surface opposite to a molding surface of a molding die. The alternating current from one transistor inverter is given respectively, and the temperature sensor detects the temperature of each part heated by each induction heating coil of the mold as a plurality corresponding to each induction heating coil, and detects each induction. A magnet switch is provided between the heating coil and the transistor inverter, and the controller is provided corresponding to each magnet switch so that each temperature detected by each corresponding temperature sensor does not become higher than a predetermined temperature. And a plurality of sub-controllers for controlling the opening and closing of each magnet switch corresponding to each of the sub-controllers. One of the sub-controllers is a transistor inverter such that the temperature detected by the corresponding temperature sensor becomes a predetermined temperature. der which the control means controls the output of the .
[0007]
Since the controller controls the output of the transistor inverter in this manner, the temperature detected by the temperature sensor becomes a predetermined temperature, and the alternating current applied to the induction heating coil has a substantially sinusoidal waveform. At the start of the output, when the output is likely to cause a significant change, the voltage and frequency are low, so that the electromagnetic reaction force applied to the induction heating coil is small. In addition, the alternating current from one transistor inverter is given to a plurality of induction heating coils, and in addition to the above-described respective operations, the plurality of sub-controllers determine that the temperature detected by each temperature sensor is higher than a predetermined temperature. Each magnet switch provided between each induction heating coil and the transistor inverter is controlled to open and close so as not to become high.
[0008]
According to one aspect of the present invention, when one of the sub-controllers continuously receives an output from the transistor inverter, the temperature detected by each of the temperature sensors becomes equal to or lower than a predetermined temperature. It is preferable to control the transistor inverter so as not to cause the problem.
[0009]
In the transistor inverter according to the first aspect of the present invention, instead of controlling the output by one sub-controller, when the output is continuously applied, all the final attained temperatures detected by the respective temperature sensors exceed the predetermined temperature. The output may be a fixed output that has a margin to exceed.
[0010]
The plurality of magnet switches according to the first aspect of the present invention are provided on an induction heating coil corresponding to a portion where the final attained temperature detected by each temperature sensor is lowest when the output from the transistor inverter is continuously applied. It is preferable that the sub-controller corresponding to this part controls the output of the transistor inverter so that the temperature detected by the corresponding temperature sensor becomes a predetermined temperature. .
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First a description of the basic structure of a forming apparatus having a heating mechanism by the induction coil underlying the more the present invention in FIG. The molding apparatus of this basic structure has a pair of molding dies 10, 15 which can be approached and separated from each other. A molding surface 11 is formed on the lower surface of the upper mold 10 and a molding surface 16 facing the molding surface 11 is formed on the upper surface of the lower mold 15. The molding die 15 is fixed on a bed. The mold 10 can be moved up and down. In the closest state shown in FIG. 1, a cavity C for molding a synthetic resin product is formed between the molding surfaces 11 and 16. The material of the molds 10 and 15 having this basic structure is a high-resistance body such as iron or nickel.
[0012]
An induction heating coil 14 is attached to the back surface (upper surface) 12 of the molding die 10 opposite to the molding surface 11 at a certain interval. The induction heating coil 14 is formed by stacking a plurality of spirally wound flat coils and connecting them in series. A substantially sinusoidal alternating current is applied to the induction heating coil 14 from the transistor inverter 20, and an eddy current is induced in the molding die 10 by electromagnetic induction. The molding die 10 is heated by Joule heat of the eddy current. A thin hole-shaped recess 13 is formed in the back surface 12 of the heated portion of the mold 10, and a temperature sensor 25 is inserted in the recess 13. The controller 21 controls the output of the transistor inverter 20 so that the temperature of the heated portion detected by the temperature sensor 25 becomes a predetermined temperature required for molding the synthetic resin. Is used to match the impedance between the transistor inverter 20 and the induction heating coil 14, that is, so that the induction heating coil 14 always has a load matched to the transistor inverter 20. The ratio is kept almost constant. At the start of output from the transistor inverter 20 to the induction heating coil 14, in order to prevent the electromagnetic mechanical reaction force applied to the induction heating coil 14 from increasing due to a transient change in the alternating current applied to the induction heating coil 14, The output of the transistor inverter 20 is set to a low voltage and a low frequency, and the output is increased continuously or stepwise while keeping the ratio between the output voltage and the output frequency almost constant. Control is performed.
[0013]
When a synthetic resin foam is molded by the molding apparatus having the above-described basic structure , a foaming agent (for example, an azodicarbonamide type) is kneaded with the upper mold 10 raised. A fixed amount (less than the volume of the cavity C) of an unfoamed synthetic resin material (for example, a polyolefin-based material) in a molten state is placed on the lower mold 15 and the mold 10 is lowered to the closest state. To close the mold. Before or after this mold clamping, the transistor inverter 20 applies an approximately sine-wave alternating current to the induction heating coil 14 to heat the molding die 10 by induction. The controller 21 controls the temperature detected by the temperature sensor 25 to be a predetermined temperature (for example, 160 ° C.) necessary for foaming the synthetic resin. When a predetermined time required for the synthetic resin to foam and fill the cavity C has elapsed, the transistor inverter 20 stops supplying the alternating current to the induction heating coil 14. Then, after the molding dies 10 and 15 are cooled and the foamed synthetic resin is hardened, the molding dies 10 are raised and the molded synthetic resin foam is taken out.
[0014]
In the basic structure described above, the synthetic resin material in the molten state in which the foaming agent is kneaded is heated to a predetermined temperature, so that foaming is performed as desired, and the alternating current applied to the induction heating coil 14 has a substantially sinusoidal waveform. Therefore, the electro-magnetic reaction force applied to the induction heating coil 14 is reduced. When the output to the induction heating coil 14 is started, the output of the transistor inverter 20 is set to a low voltage and a low frequency. Therefore, the electromagnetic reaction force applied to the induction heating coil 14 due to the transient change of the alternating current from the transistor inverter 20 Does not grow. Therefore, the electromagnetic reaction force applied to the induction heating coil 14 is reduced, so that the force applied between the windings of the induction coil or between the induction coil and the mold is reduced, and the insulating material between them is reduced. There is no danger that the insulation coil will be damaged and insulation failure will occur, and that the induction coil will not come off the mold.
[0015]
FIG. 2 shows a modification of the portion of the basic structure shown in FIG. 1 which is induction heated by the induction heating coil 14 of the mold 10. The material of the molding die 10 of this modification is a low-resistance body such as an aluminum casting, and a thick plate-like block 18 made of a high-resistance body such as iron is tightly fixed to the back surface 12 so as to be able to transfer heat. ing. The narrow hole-shaped recess 13 penetrates through the block 18 and reaches the inside of the molding die 10, and a temperature sensor 25 is inserted into the recess 13. The connection relationship between the transistor inverter 20 and the controller 21 and the connection between them and the induction heating coil 14 and the temperature sensor 25 is the same as that shown in FIG.
[0016]
The transistor inverter 20 applies a substantially sinusoidal alternating current to the induction heating coil 14 to inductively heat the block 18, and heat transfer from the block 18 heats the mold 10. Other operations are the same as those described in the basic structure of FIG. 1, and thus detailed description is omitted.
[0017]
Although the basic structure described above is for inductively heating the mold 10 by one induction heating coil 14, the embodiment of the present invention shown in FIG. The molding die 10 is induction-heated by three induction heating coils 14a, 14b, and 14c. If in this manner, the temperature of the portion to be inductively heated by the induction heating coils 14a, 14b, 14c, the intact can not be controlled independently, this implementation form the independently controlled You can do it . The details will be described below.
[0018]
Embodiment of this also, as with the basic structure shown in FIG. 1, but has a mold pair, shows only mold 10 comprising an upper mold in Fig. On the back surface 12 of the molding die 10 opposite to the molding surface 11, three induction heating coils 14a, 14b, and 14c are attached side by side with some space. The structure of each induction heating coil 14a, 14b, 14c is the same as the induction heating coil 14 having the basic structure shown in FIG. Each of the induction heating coils 14a, 14b, 14c is connected to one sub-controller 21a, 21b, 21c constituting the controller 21 as a whole, through a magnet switch 22a, 22b, 22c, respectively, to form one three-phase type. Are connected to the transistor inverter 20a. Accordingly, each of the induction heating coils 14a, 14b, 14c receives the alternating current from the transistor inverter 20a only when the corresponding magnet switch 22a, 22b, 22c is closed, and the corresponding portion of the molding die 10 is induced. Heated. On the back surface 12 of the molding die 10, three narrow hole-shaped recesses 13a, 13b, 13c are formed at portions to be induction-heated by the induction heating coils 14a, 14b, 14c, respectively. , 13c are provided with temperature sensors 25a, 25b, 25c, respectively.
[0019]
Each of the sub-controllers 21a, 21b, and 21c controls the opening and closing of each of the magnet switches 22a, 22b, and 22c so that each temperature detected by each of the temperature sensors 25a, 25b, and 25c does not become higher than a predetermined temperature. Things. One of the sub-controllers 21a, 21b, 21c 21b detects the temperature of the mold 10 at the portion to be induction-heated by the corresponding induction heating coil 14b by the temperature sensor 25b, and outputs the output of the transistor inverter 20a. In this case, when the output from the transistor inverter 20a is continuously supplied, all of the temperatures detected by the temperature sensors 25a, 25b, and 25c are determined in advance. The temperature is set so as not to be lower than the predetermined temperature. This control may be performed based on a mutual relationship between the temperatures detected by the temperature sensors 25a, 25b, and 25c, which is checked in advance by a test operation or the like. Configurations other than those described above are the same as the basic structure described above , and thus detailed description is omitted.
[0020]
The operation when molding the synthetic resin foam by the molding apparatus of this embodiment is the same as the basic structure shown in FIG. 1 except for the control of the alternating current applied to the induction heating coils 14a, 14b, 14c from the transistor inverter 20a . The same is true.
[0021]
In implementation form of this, the transistor inverter 20a one after the clamping, each magnet switch 22a is closed all the initial operation, 22b, through 22c, each induction heating coil 14a, 14b, 14c, A substantially sinusoidal alternating current is applied to inductively heat the corresponding portion of the mold 10. The temperature of each part rises due to this heating. For example, if the temperature detected by the temperature sensor 25c first reaches a predetermined temperature (for example, 160 ° C.) necessary for foaming the synthetic resin, The sub-controller 21c opens the corresponding magnet switch 22c and stops the induction heating of the mold 10 by the induction heating coil 14c. Similarly, when the temperature detected by the temperature sensor 25a or 25b reaches a predetermined temperature, the sub-controller 21a or 21b opens the magnet switch 22a or 22b, respectively, and stops the heating of the mold 10 by the induction heating coil 14a or 14b. .
[0022]
When the heating of each part is stopped, the temperature of each part decreases. When the temperature detected by each of the temperature sensors 25a, 25b or 25c decreases to a predetermined temperature, the sub-controllers 21a, 21b, and 21c are turned on each time by the magnet switch. The induction heating of the mold 10 by the corresponding induction heating coils 14a, 14b, 14c is started by closing 22a, 22b, 22c. As a result, the portions that are induction-heated by the induction heating coils 14a, 14b, and 14c are all maintained at a predetermined temperature.
[0023]
Since the output of the transistor inverter 20a is controlled as described above, even if the detected temperature of any of the temperature sensors 25a, 25b, 25c becomes lower than the predetermined temperature and the corresponding magnet switches 22a, 22b, 22c are closed. Regardless, the induction heating of the mold 10 by the corresponding induction heating coils 14a, 14b, 14c is not sufficiently performed. Note that the output of the transistor inverter 20a does not necessarily need to be controlled in this manner, and when the output is continuously applied, the final attained temperatures detected by the temperature sensors 25a, 25b, and 25c all exceed a predetermined temperature. A fixed output having such a margin may be used.
[0024]
Implementation form of this, the three induction heating coils 14a, 14b, although a wide range of mold 10 is provided with the 14c is capable of inducing heated to a predetermined temperature, the transistor inverter 20a 1 Since it is a unit, the equipment is simple and inexpensive, and other functions are performed in the same manner as the basic structure shown in FIG .
[0025]
Figure 4 shows a modification of the implementation of embodiment are shown in FIG. When the output from the transistor inverter 20a is continuously supplied to each of the induction heating coils 14a, 14b, and 14c, the final attained temperature detected by each of the temperature sensors 25a, 25b, and 25c is determined by each of the induction heating coils of the molding die 10. They are not the same due to differences in the shape and dimensions of the parts to which 14a, 14b, and 14c are attached. In this modification, the final temperature detected by the temperature sensor 25b is the lowest value, and the magnet switch between the induction heating coil 14b and the transistor inverter 20a corresponding to this portion (the magnet switch 22b of the embodiment of FIG. 3). ) Is omitted. The sub-controller 21b corresponding to the temperature sensor 25b operates the transistor inverter 20a so that the temperature detected by the temperature sensor 25b becomes a predetermined temperature (for example, 160 ° C.) necessary for foaming the synthetic resin. Output is controlled.
[0026]
Therefore, in this modification, when the output from the transistor inverter 20a is continuously applied to each of the induction heating coils 14a, 14b, and 14c, the temperature detected by the temperature sensor 25b is always a predetermined temperature, and the temperature sensor 25a And 25c will be higher. However, if the temperature detected by the temperature sensor 25a or 25c rises and reaches a predetermined temperature, the sub-controller 21a or 21c opens the magnet switch 22a or 22c, respectively, and heats the molding die 10 by the induction heating coil 14a or 14c. Is stopped, and when the temperature decreases to a predetermined temperature or less, the sub-controller 21a or 21c opens the magnet switch 22a or 22c, respectively, and starts the induction heating of the molding die 10 by the induction heating coil 14a or 14c. The portions heated by induction by the induction heating coils 14a, 14b, 14c are all maintained at a predetermined temperature.
[0027]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, not only the temperature detected by the temperature sensor becomes the predetermined temperature, but also the electromagnetic reaction force applied to the induction heating coil is reduced, so that each winding of the induction coil is reduced. The force applied between the induction coil and the induction coil and the molding die is reduced, and there is no possibility that the insulating material between them is damaged and insulation failure occurs, or the induction coil is separated from the molding die. In addition, a plurality of induction heating coils are provided with an alternating current from one transistor inverter, and a plurality of temperature sensors are respectively provided to detect the temperatures of the portions heated by the respective induction heating coils of the molding die. A magnet switch is provided between the coil and the transistor inverter, and the controller is provided in correspondence with each magnet switch so that each temperature detected by each corresponding temperature sensor does not become higher than a predetermined temperature. A plurality of sub-controllers for controlling the opening and closing of each magnet switch are provided, and one of the sub-controllers controls the output of the transistor inverter so that the temperature detected by the corresponding temperature sensor becomes a predetermined temperature. Control, in addition to the effects described above, Since the alternating current from one transistor inverter is applied to the heating coil, the equipment is simple and inexpensive in spite of being able to heat a wide range of the mold to a predetermined temperature, and the temperature is detected by each temperature sensor. Since the opening and closing of the magnet switch is controlled for each induction heating coil so that the temperature does not become higher than a predetermined temperature, the temperature of the portion heated by each induction heating coil does not become too high.
[0028]
In the invention according to claim 1 , when the output from the transistor inverter is continuously applied, the temperature of each of the transistors is controlled so that none of the temperatures detected by each temperature sensor becomes lower than a predetermined temperature. According to the control of the inverter, the temperature of the portion heated by each induction heating coil does not become too low.
[0029]
The transistor inverter according to the first aspect of the present invention may be configured such that the final output temperature detected by each of the temperature sensors has a fixed output that has a margin so as to exceed a predetermined temperature when the output is continuously applied. In addition, the temperature of the portion heated by each induction heating coil does not become too low.
[0030]
According to the first aspect of the present invention, among the plurality of magnet switches, when the output from the transistor inverter is continuously applied, the induction heating coil corresponding to the portion where the final attained temperature detected by each temperature sensor is the lowest is provided. According to the sub-controller that controls the output of the transistor inverter so that the temperature detected by the corresponding temperature sensor is a predetermined temperature, Since one magnet switch is omitted, the equipment becomes simpler and less expensive, and the detected temperature is controlled to be exactly the predetermined temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a basic structure which is a premise of a molding apparatus having a heating mechanism using an induction coil according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a modification of a part of the basic structure shown in FIG.
3 is a diagram showing an implementation form of the molding apparatus provided with a heating mechanism by the induction coil according to the present invention.
4 is a diagram showing a modification of the shown to implementation embodiment in FIG.
[Explanation of symbols]
10 ... mold, 11 ... molding surface 12 ... rear surface, 1 4a, 14b, 14c ... induction heating coil, 2 0a ... transistor inverter, 21 ... controller, 21a, 21b, 21c ... sub-controller, 22a, 22b, 22c ... Magnet switches , 25a, 25b, 25c: temperature sensors.

Claims

A metal mold for molding a synthetic resin or the like, and an alternating current having a substantially sinusoidal waveform provided from a transistor inverter provided on the back surface opposite to the molding surface of the mold to heat the mold. An induction heating coil, a temperature sensor for detecting a temperature of a portion of the molding die heated by the induction heating coil, and a low voltage at the start of output of the transistor inverter, a low frequency at a low frequency, and a predetermined time or more after that. A molding device provided with a heating mechanism with an induction coil including a controller that controls a temperature detected by the temperature sensor to be a predetermined temperature and a ratio of an output voltage to an output frequency to be substantially constant ; Induction heating coils are provided at a plurality of locations on the back surface opposite to the molding surface of the molding die. Alternating current from the barter is provided, and the temperature sensor detects the temperature of each part heated by each of the induction heating coils of the molding die as a plurality corresponding to each of the induction heating coils. A magnet switch is provided between each of the heating coil and the transistor inverter, and the controller detects that each temperature detected by each corresponding temperature sensor provided corresponding to each of the magnet switches is higher than a predetermined temperature. A plurality of sub-controllers for controlling opening and closing of the corresponding magnet switches so as not to become high; one of the sub-controllers has a temperature detected by the temperature sensor corresponding to the predetermined predetermined temperature; Japanese to control the output of the transistor inverter such that Molding apparatus having a heating mechanism by the induction coil to.

The one sub-controller is configured such that, when the output from the transistor inverter is continuously provided, none of the temperatures detected by the respective temperature sensors become lower than a predetermined temperature. The molding apparatus provided with a heating mechanism using an induction coil according to claim 1 , which controls a transistor inverter.

Instead of controlling the output by the one sub-controller, the transistor inverter may be configured such that the final attained temperatures detected by the respective temperature sensors all exceed a predetermined temperature when the output is continuously applied. 2. A molding apparatus provided with a heating mechanism using an induction coil according to claim 1 , which has a fixed output with a margin.

Of the plurality of magnet switches, the one provided in the induction heating coil corresponding to the portion where the final attained temperature detected by each of the temperature sensors is lowest when the output from the transistor inverter is continuously applied. Omitting, the sub-controller corresponding to this portion controls the output of the transistor inverter so that the temperature detected by the corresponding temperature sensor becomes a predetermined temperature. Item 2. A molding apparatus provided with a heating mechanism using the induction coil according to Item 1 .