JP7808801B2 - Molding apparatus and control method - Google Patents
Molding apparatus and control methodInfo
- Publication number
- JP7808801B2 JP7808801B2 JP2022030185A JP2022030185A JP7808801B2 JP 7808801 B2 JP7808801 B2 JP 7808801B2 JP 2022030185 A JP2022030185 A JP 2022030185A JP 2022030185 A JP2022030185 A JP 2022030185A JP 7808801 B2 JP7808801 B2 JP 7808801B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold member
- microwaves
- fixed
- movable
- molding apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Molding Of Porous Articles (AREA)
Description
本発明は、発泡性がある樹脂粒子を融着させた成形体を形成するための成形装置に関する。 The present invention relates to a molding device for forming molded articles made by fusing expandable resin particles.
発泡性がある樹脂粒子からなる成形体(以下「発泡成形体」という)は、例えば、工業製品や食品等の包装材、または、自動車用内装材や建築用資材等の多様な用途において使用される。ここで、発泡性がある樹脂粒子(以下「発泡性粒子」という)を加熱して相互に融着させることで発泡成形体を成形するための各種の方法が従来から提案されている。 Molded articles made from expandable resin particles (hereinafter referred to as "molded foam articles") are used in a variety of applications, such as packaging materials for industrial products and food, automotive interior materials, and building materials. Various methods have been proposed for forming molded foam articles by heating expandable resin particles (hereinafter referred to as "expandable particles") to fuse them together.
例えば、特許文献1には、発泡性粒子を蒸気加熱により融着させることで発泡成形体を形成する方法(いわゆるビーズ発泡成形)が開示されている。具体的には、相互に対向する2つの金型の間の隙間に発泡性樹脂を充填し、当該空間内に蒸気加熱を供給することで発泡性樹脂同士を融着させる。しかし、発泡性樹脂を蒸気加熱より融着させる特許文献1の技術では、蒸気の過不足により融着不良になることで良好な発泡成形体が得られないという問題がある。 For example, Patent Document 1 discloses a method of forming a foamed molded article by fusing expandable particles with steam heating (so-called bead expansion molding). Specifically, the gap between two opposing molds is filled with expandable resin, and steam heating is supplied into this space to fuse the expandable resin together. However, the technology of Patent Document 1, which fuses expandable resin with steam heating, has the problem that an excess or deficiency of steam can cause poor fusion, making it impossible to obtain a good foamed molded article.
そこで、発泡性樹脂を蒸気加熱以外の方法で癒着させる技術も提案されている。例えば、特許文献2には、マイクロ波を照射することで発泡性粒子を融着させる方法が開示されている。具体的には、マイクロ波を遮断する反応器(収容体)の内部空間に発泡成形体を形成するための2つの型が配置され、当該2つの型の隙間に発泡性粒子を充填する。そして、反応器の外部に設けられたマグネトロンでマイクロ波を発生させ、導波管を介して反応器の内部にマイクロ波を照射する。2つの型を透過したマイクロ波が発泡性粒子に照射されると、発泡性粒子が融着する。 Technologies have therefore been proposed for fusing expandable resins using methods other than steam heating. For example, Patent Document 2 discloses a method for fusing expandable particles by irradiating them with microwaves. Specifically, two molds for forming a foamed molded body are placed in the internal space of a reactor (container) that blocks microwaves, and expandable particles are filled into the gap between the two molds. Microwaves are then generated by a magnetron installed outside the reactor, and the microwaves are irradiated into the interior of the reactor via a waveguide. When the expandable particles are irradiated with microwaves that have passed through the two molds, the particles fuse together.
しかし、特許文献2の技術では、2つの金型を収容するための反応器や、反応器の外部にマグネトロンや導入管を配置するため、発泡性粒子をマイクロ波で融着させるための装置が大型になるという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明では、マイクロ波により発泡性粒子を融着させて発泡成形体を形成するための成形装置を小型化することを目的とする。 However, the technology described in Patent Document 2 requires a reactor to house the two molds, and a magnetron and introduction pipe must be placed outside the reactor, resulting in a large device for fusing the expandable particles with microwaves. Taking these circumstances into consideration, the present invention aims to miniaturize a molding device for fusing expandable particles with microwaves to form a foamed molded article.
上記の課題を解決するため、本発明の成形装置は、発泡性がある樹脂粒子を融着させた成形体を形成するための成形装置であって、内部が中空であり、表面に移動側型部材を含む移動側ユニットと、内部が中空であり、表面のうち前記移動側型部材と対向する位置に固定側型部材を含む固定側ユニットと、前記固定側型部材と前記移動側型部材との間に形成される充填空間に前記樹脂粒子を充填する充填装置と、前記固定側ユニットの内部空間に設けられ、マイクロ波を前記充填空間内に出射することで、前記樹脂粒子を加熱する発生装置とを具備し、前記発生装置は、前記マイクロ波を発生する発振器と、当該マイクロ波を前記充填空間に伝送する導波管とを含む。 To solve the above problems, the molding device of the present invention is a molding device for forming a molded body by fusing expandable resin particles, and includes a movable unit having a hollow interior and including a movable mold member on its surface; a fixed unit having a hollow interior and including a fixed mold member at a position on its surface facing the movable mold member; a filling device that fills the resin particles into a filling space formed between the fixed mold member and the movable mold member; and a generator that is installed in the internal space of the fixed unit and emits microwaves into the filling space to heat the resin particles, the generator including an oscillator that generates the microwaves and a waveguide that transmits the microwaves to the filling space.
本発明の好適な態様に係る成形装置によれば、マイクロ波により発泡性粒子を融着させて発泡成形体を形成するための成形装置を小型化することができる。 A molding device according to a preferred embodiment of the present invention allows for the miniaturization of a molding device for forming a foamed molded article by fusing expandable particles using microwaves.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る成形装置100の断面図である。成形装置100は、発泡性がある樹脂粒子(以下「発泡性粒子」という)からなる成形体(以下「発泡成形体」という)を形成するための装置である。発泡成形体は、例えば、自動車用内装材、建築用資材または包装材等の各種の用途に使用される。
[First embodiment]
1 is a cross-sectional view of a molding apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention. The molding apparatus 100 is an apparatus for forming a molded article (hereinafter referred to as a "molded foam article") made of expandable resin particles (hereinafter referred to as "expandable particles"). The molded foam article is used for various purposes, such as automotive interior materials, building materials, and packaging materials.
概略的には、発泡成形体は、成形型における内部の空間(以下「充填空間」という)に、発泡性粒子を充填した後に、当該発泡性粒子を融着させることで形成される。第1実施形態の成形型は、後述する、相互に対応する移動側型部材211および固定側型部材311で構成される。本発明に係る成形装置100は、成形型を含む装置である。第1実施形態では、箱型の発泡成形体を形成する場合を想定する。 Generally speaking, a foam molded article is formed by filling the internal space (hereinafter referred to as the "filling space") of a molding die with expandable particles and then fusing the expandable particles. The molding die of the first embodiment is composed of a movable mold member 211 and a fixed mold member 311 that correspond to each other, as described below. The molding apparatus 100 of the present invention is an apparatus that includes a molding die. In the first embodiment, it is assumed that a box-shaped foam molded article is formed.
具体的には、成形装置100は、移動側ユニット20(移動側型部材211が設けられる部分)と固定側ユニット30(固定側型部材311が設けられる部分)と充填装置40と発生装置50とを具備する。図1に例示される通り、移動側ユニット20と固定側ユニット30とは相互に対向する位置に設けられる。以下の説明では、移動側ユニット20と固定側ユニット30とが配列する方向をX方向と表記し、X方向に直交する方向をY方向と表記し、X-Y平面に直交する方向をZ方向と表記する。 Specifically, the molding device 100 comprises a movable unit 20 (the portion where the movable mold member 211 is provided), a fixed unit 30 (the portion where the fixed mold member 311 is provided), a filling device 40, and a generating device 50. As illustrated in FIG. 1, the movable unit 20 and the fixed unit 30 are provided in positions facing each other. In the following description, the direction in which the movable unit 20 and the fixed unit 30 are arranged is referred to as the X direction, the direction perpendicular to the X direction is referred to as the Y direction, and the direction perpendicular to the X-Y plane is referred to as the Z direction.
移動側ユニット20は、固定側ユニット30に近づく方向(X方向の負側)および離れる方向(X方向の正側)に移動可能である。図2は、移動側ユニット20が固定側ユニット30に最も近づいた場合の成形装置100の断面図である。図2に例示される通り、移動側ユニット20が固定側ユニット30に近づくと充填空間Uが移動側型部材211と固定側型部材311とで形成される。 The movable unit 20 is movable toward the fixed unit 30 (negative side of the X direction) and away from the fixed unit 30 (positive side of the X direction). Figure 2 is a cross-sectional view of the molding device 100 when the movable unit 20 is closest to the fixed unit 30. As illustrated in Figure 2, when the movable unit 20 approaches the fixed unit 30, a filling space U is formed between the movable mold member 211 and the fixed mold member 311.
図3は、移動側ユニット20の平面図(X方向の負側からみたときの平面図)である。図4は、固定側ユニット30の平面図(X方向の正側からみたときの平面図)である。なお、図1および図2は、図3の移動側ユニット20のa-a線における断面図、および、図4の固定側ユニット30のb-b線における断面図である。 Figure 3 is a plan view of the mobile unit 20 (as viewed from the negative side in the X direction). Figure 4 is a plan view of the fixed unit 30 (as viewed from the positive side in the X direction). Note that Figures 1 and 2 are cross-sectional views of the mobile unit 20 taken along line a-a in Figure 3, and cross-sectional views of the fixed unit 30 taken along line b-b in Figure 4.
具体的には、移動側ユニット20は、内部が中空の構造体である。図1および図3に例示される通り、例えば、移動側ユニット20は、移動側型部材211と支持板213とフレーム部215と裏板部217とを具備する。裏板部217は、Y-Z平面内に平行な平板状の部材である。例えば、裏板部217は、X方向からの平面視において長尺状に形成される。 Specifically, the movable unit 20 is a hollow structure. As illustrated in Figures 1 and 3, for example, the movable unit 20 comprises a movable mold member 211, a support plate 213, a frame portion 215, and a back plate portion 217. The back plate portion 217 is a flat member parallel to the Y-Z plane. For example, the back plate portion 217 is formed in an elongated shape when viewed from above in the X direction.
フレーム部215は、裏板部217の周縁に沿ってX方向の負側に(固定側ユニット30に向かって)突出する部材である。裏板部217の周縁における全周にわたりフレーム部215が形成される。すなわち、平面視において環状にフレーム部215が形成される。裏板部217にフレーム部215を接続する方法は任意である。例えば、固着具(例えばボルト)や溶着により裏板部217とフレーム部215とが接続される。 The frame portion 215 is a member that protrudes along the periphery of the back plate portion 217 to the negative side in the X direction (towards the fixed unit 30). The frame portion 215 is formed around the entire periphery of the back plate portion 217. In other words, the frame portion 215 is formed in a ring shape when viewed in a plan view. The method of connecting the frame portion 215 to the back plate portion 217 is arbitrary. For example, the back plate portion 217 and the frame portion 215 can be connected by fasteners (e.g., bolts) or welding.
移動側型部材211は、成形型を構成する2つの部材のうちの一方である。第1実施形態では、図3に例示される通り、移動側ユニット20が4個の移動側型部材211を具備する構成を例示する。移動側型部材211は、成形体に対応する形状に形成される。移動側型部材211の平面形状は、典型的には、長方形である。 The movable mold member 211 is one of two members that make up the molding die. In the first embodiment, as shown in Figure 3, the movable unit 20 is configured to include four movable mold members 211. The movable mold member 211 is formed into a shape that corresponds to the molded body. The planar shape of the movable mold member 211 is typically rectangular.
図1および図3に例示される通り、各移動側型部材211には、表面から窪んだ凹部Gが形成される。具体的には、移動側型部材211の平面形状に応じた環状の凹部Gが形成される。移動側型部材211は、支持板213を介してフレーム部215に支持される。 As illustrated in Figures 1 and 3, each movable mold member 211 has a recess G recessed from the surface. Specifically, an annular recess G is formed according to the planar shape of the movable mold member 211. The movable mold member 211 is supported by the frame portion 215 via a support plate 213.
図1に例示される通り、フレーム部215における裏板部217とは反対側の端部には、突出部N1を含む。なお、突出部N1は、フレーム部215のうち当該フレーム部215により囲われた空間内に向かってY方向に突出する部分である。例えば、フレーム部215の全周にわたり、突出部N1が形成される。 As illustrated in FIG. 1, the frame portion 215 includes a protrusion N1 at the end opposite the back plate portion 217. The protrusion N1 is a portion of the frame portion 215 that protrudes in the Y direction toward the space enclosed by the frame portion 215. For example, the protrusion N1 is formed around the entire periphery of the frame portion 215.
支持板213は、裏板部217に平行な板状の部材であり、フレーム部215に接続される。具体的には、フレーム部215における裏板部217とは反対側において支持板213が接続される。すなわち、フレーム部215におけるX方向の正側に裏板部217が位置し、X方向の負側に支持板213が位置する。支持板213の周縁の全周にわたり、フレーム部215に接続される。具体的には、フレーム部215の突出部N1と支持板213の周縁とが接続される。なお、フレーム部215に支持板213を接続する方法は任意である。例えば、固着具(例えばボルト)や溶着によりフレーム部215と支持板213とが接続される。 The support plate 213 is a plate-shaped member parallel to the back plate portion 217 and is connected to the frame portion 215. Specifically, the support plate 213 is connected to the side of the frame portion 215 opposite the back plate portion 217. That is, the back plate portion 217 is located on the positive side of the frame portion 215 in the X direction, and the support plate 213 is located on the negative side of the X direction. The support plate 213 is connected to the frame portion 215 around its entire periphery. Specifically, the protrusion N1 of the frame portion 215 is connected to the periphery of the support plate 213. The method for connecting the support plate 213 to the frame portion 215 is arbitrary. For example, the frame portion 215 and the support plate 213 can be connected by fasteners (e.g., bolts) or welding.
支持板213には、図1に例示される通り、各移動側型部材211に対応する貫通孔Hが形成される。貫通孔Hに移動側型部材211の凹部Gが挿入されるような状態で、移動側型部材211の周縁が支持板213に接続される。なお、裏板部217とは離間するように移動側型部材211は設けられる。 As shown in Figure 1, the support plate 213 has through holes H formed therein that correspond to each movable mold member 211. The periphery of the movable mold member 211 is connected to the support plate 213 with the recess G of the movable mold member 211 inserted into the through hole H. The movable mold member 211 is positioned so that it is spaced apart from the back plate portion 217.
移動側ユニット20には、移動側型部材211と支持板213とフレーム部215と裏板部217とで構成される内部空間R1が形成される。以上の説明から理解される通り、移動側ユニット20は、内部が中空であり、表面に移動側型部材211を含む要素である。なお、内部空間R1において移動側型部材211や支持板213を支持するための支持部材K1が裏板部217に設けられる。 The movable unit 20 has an internal space R1 formed by the movable mold member 211, support plate 213, frame portion 215, and back plate portion 217. As can be understood from the above explanation, the movable unit 20 is an element that is hollow inside and includes the movable mold member 211 on its surface. In addition, a support member K1 is provided on the back plate portion 217 to support the movable mold member 211 and support plate 213 in the internal space R1.
移動側ユニット20には、裏板部217とは反対側の表面において複数のスペーサーSが設けられる。図2に例示される通り、スペーサーSは、移動側ユニット20が固定側ユニット30に近づいた際に、固定側ユニット30の表面に当接する部分である。例えば、移動側型部材211の表面(内部空間R1とは反対側の表面)や支持板213の表面(内部空間R1とは反対側の表面)にスペーサーSが設けられる。各移動側型部材211のうち充填空間Uを形成する部分以外の領域や、支持板213のうち移動側型部材211に重ならない領域にスペーサーSが設けられる。ただし、スペーサーSを設ける位置、個数および形状は任意である。 A plurality of spacers S are provided on the surface of the movable unit 20 opposite the back plate portion 217. As illustrated in FIG. 2, the spacers S are portions that come into contact with the surface of the fixed unit 30 when the movable unit 20 approaches the fixed unit 30. For example, spacers S are provided on the surface of the movable mold member 211 (the surface opposite the internal space R1) or the surface of the support plate 213 (the surface opposite the internal space R1). Spacers S are provided in areas of each movable mold member 211 other than the portion that forms the filling space U, and in areas of the support plate 213 that do not overlap with the movable mold member 211. However, the location, number, and shape of the spacers S are optional.
移動側ユニット20は、移動側プレート23により支持される。移動側プレート23は裏板部217おけるフレーム部215とは反対側の表面に接続される。 The moving unit 20 is supported by the moving plate 23. The moving plate 23 is connected to the surface of the back plate 217 opposite the frame 215.
固定側ユニット30は、内部が中空の構造体である。図1および図4に例示される通り、例えば、固定側ユニット30は、固定側型部材311と支持板313とフレーム部315と裏板部317とを具備する。裏板部317は、Y-Z平面内に平行な平板状の部材である。例えば、裏板部317は、X方向からの平面視において長尺状に形成される。 The fixed side unit 30 is a hollow structure. As illustrated in Figures 1 and 4, for example, the fixed side unit 30 comprises a fixed side mold member 311, a support plate 313, a frame portion 315, and a back plate portion 317. The back plate portion 317 is a flat member parallel to the Y-Z plane. For example, the back plate portion 317 is formed in an elongated shape when viewed from above in the X direction.
フレーム部315は、裏板部317の周縁に沿ってX方向の正側に(移動側ユニット20に向かって)突出する部材である。裏板部317の周縁における全周にわたりフレーム部315が形成される。すなわち、平面視において環状にフレーム部315が形成される。裏板部317にフレーム部315を接続する方法は任意である。例えば、固着具(例えばボルト)や溶着により裏板部317とフレーム部315とが接続される。 The frame portion 315 is a member that protrudes in the positive X-direction (toward the moving unit 20) along the periphery of the back plate portion 317. The frame portion 315 is formed around the entire periphery of the back plate portion 317. In other words, the frame portion 315 is formed in a ring shape when viewed in a plan view. The method of connecting the frame portion 315 to the back plate portion 317 is arbitrary. For example, the back plate portion 317 and the frame portion 315 can be connected by fasteners (e.g., bolts) or welding.
図1に例示される通り、フレーム部315における裏板部317とは反対側の端部には、突出部N2を含む。なお、突出部N2は、フレーム部315のうち当該フレーム部315により囲われた空間内に向かってY方向に突出する部分である。例えば、フレーム部315の全周にわたり、突出部N2が形成される。 As illustrated in FIG. 1, the frame portion 315 includes a protrusion N2 at the end opposite the back plate portion 317. The protrusion N2 is a portion of the frame portion 315 that protrudes in the Y direction toward the space enclosed by the frame portion 315. For example, the protrusion N2 is formed around the entire periphery of the frame portion 315.
支持板313は、裏板部317に平行な板状の部材であり、フレーム部315に接続される。具体的には、フレーム部315における裏板部317とは反対側において支持板313が接続される。すなわち、フレーム部315におけるX方向の負側に裏板部317が位置し、X方向の正側に支持板313が位置する。支持板313の周縁の全周にわたり、フレーム部315に接続される。具体的には、フレーム部315の突出部N2と支持板313の周縁とが接続される。なお、フレーム部315に支持板313を接続する方法は任意である。例えば、固着具(例えばボルト)や溶着によりフレーム部315と支持板313とが接続される。 The support plate 313 is a plate-shaped member parallel to the back plate portion 317 and is connected to the frame portion 315. Specifically, the support plate 313 is connected to the side of the frame portion 315 opposite the back plate portion 317. That is, the back plate portion 317 is located on the negative side of the frame portion 315 in the X direction, and the support plate 313 is located on the positive side of the X direction. The support plate 313 is connected to the frame portion 315 around its entire periphery. Specifically, the protrusion N2 of the frame portion 315 is connected to the periphery of the support plate 313. The method for connecting the support plate 313 to the frame portion 315 is arbitrary. For example, the frame portion 315 and the support plate 313 can be connected using fasteners (e.g., bolts) or welding.
固定側型部材311は、成形型のうち移動側型部材211に対応する部材である。移動側型部材211と同様の個数(4個)の固定側型部材311が固定側ユニット30に設けられる。移動側型部材211と固定側型部材311との一対で構成される成形型において、1個の発泡成形体が形成される。すなわち、第1実施形態の成形装置100では、4個の発泡成形体が形成される。なお、成形型の個数は任意である。 The fixed-side mold member 311 is a member of the molding die that corresponds to the movable-side mold member 211. The same number (four) of fixed-side mold members 311 as the movable-side mold members 211 are provided in the fixed-side unit 30. A single foam molded body is formed in a molding die configured as a pair of a movable-side mold member 211 and a fixed-side mold member 311. In other words, four foam molded bodies are formed in the molding device 100 of the first embodiment. The number of molding dies is optional.
具体的には、固定側型部材311は、移動側型部材211に対応する形状に形成される。第1実施形態では、平面視において移動側型部材211の凹部Gの外周の内側の領域に対応する形状に固定側型部材311が形成される。例えば、固定側型部材311は、平面視において長方形状に形成される。各固定側型部材311は、支持板313の表面において移動側型部材211に対向する位置に設けられる。 Specifically, the fixed-side mold member 311 is formed in a shape corresponding to the movable-side mold member 211. In the first embodiment, the fixed-side mold member 311 is formed in a shape corresponding to the inner area of the outer periphery of the recess G of the movable-side mold member 211 in a plan view. For example, the fixed-side mold member 311 is formed in a rectangular shape in a plan view. Each fixed-side mold member 311 is provided at a position facing the movable-side mold member 211 on the surface of the support plate 313.
固定側ユニット30には、固定側型部材311と支持板313とフレーム部315と裏板部317とで構成される内部空間R2が形成される。以上の説明から理解される通り、固定側ユニット30は、内部が中空であり、表面に固定側型部材311を含む要素である。なお、内部空間R2において固定側型部材311や支持板313を支持するための支持部材K2が裏板部317に設けられる。 The fixed side unit 30 has an internal space R2 formed by the fixed side mold member 311, support plate 313, frame portion 315, and back plate portion 317. As can be understood from the above explanation, the fixed side unit 30 is an element that is hollow inside and includes the fixed side mold member 311 on its surface. In addition, a support member K2 is provided on the back plate portion 317 to support the fixed side mold member 311 and support plate 313 in the internal space R2.
固定側ユニット30は、固定側プレート33により支持される。裏板部317におけるフレーム部315とは反対側の表面に固定側プレート33が接続される。 The fixed unit 30 is supported by the fixed plate 33. The fixed plate 33 is connected to the surface of the back plate 317 opposite the frame portion 315.
図2に例示される通り、移動側ユニット20のスペーサーSが固定側ユニット30の支持板313に当接する位置まで当該移動側ユニット20が固定側ユニット30に近づくと、移動側型部材211と固定側型部材311との間に充填空間Uが形成される。なお、移動側型部材211および固定側型部材311は、例えば、アルミ等の各種の金属で形成される。 As illustrated in Figure 2, when the movable unit 20 approaches the fixed unit 30 until the spacer S of the movable unit 20 abuts against the support plate 313 of the fixed unit 30, a filling space U is formed between the movable mold member 211 and the fixed mold member 311. The movable mold member 211 and the fixed mold member 311 are made of various metals, such as aluminum.
充填装置40は、充填空間Uに発泡性粒子を充填するためのインジェクターである。第1実施形態では、固定側ユニット30に充填装置40が設けられる。固定側型部材311(充填空間U)毎に充填装置40が設けられる。裏板部317と支持板313と固定側型部材311とを貫通するように充填装置40が設けられる。充填装置40は、X方向の正側に向かって発泡性粒子を吐出する。 The filling device 40 is an injector for filling the filling space U with expandable particles. In the first embodiment, the filling device 40 is provided in the fixed side unit 30. A filling device 40 is provided for each fixed side mold member 311 (filling space U). The filling device 40 is provided so as to penetrate the back plate portion 317, the support plate 313, and the fixed side mold member 311. The filling device 40 ejects expandable particles toward the positive side in the X direction.
図5は、充填空間Uに発泡性粒子が充填された状態の成形装置100の断面図である。成形装置100により充填空間Uに発泡性粒子が充填される。充填装置40は、いわゆるインジェクターである。充填装置40は発泡性粒子が収容された原料タンク(図示略)に接続される。なお、実施には発泡性粒子を充填空間Uに充填させる際は、充填装置40の充填口(X方向の正側の端部)が固定側ユニット30に向かって移動する。各充填空間Uについて充填装置40の個数や充填装置40を設ける位置は任意である。 Figure 5 is a cross-sectional view of the molding device 100 with the filling space U filled with expandable particles. The molding device 100 fills the filling space U with expandable particles. The filling device 40 is a so-called injector. The filling device 40 is connected to a raw material tank (not shown) that contains expandable particles. In practice, when filling the filling space U with expandable particles, the filling port (the end on the positive side in the X direction) of the filling device 40 moves toward the fixed unit 30. The number of filling devices 40 for each filling space U and the locations at which the filling devices 40 are installed are arbitrary.
発泡性粒子は、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリオレフィン、ポリアミド系樹脂、または、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂からなる粒子に発泡剤を含浸することで形成される。なお、これらの樹脂を2種類以上混合して発泡性粒子を形成してもよい。また、表面が各種の難燃剤でコーティングされた発泡性粒子を使用してもよい。なお、充填空間Uには、発泡性粒子の他にその他の各種の材料(例えば、独立気泡型発泡体粒子、ポリプロピレンまたはポリエチレン等の共重合体)を充填させてもよい。また、充填空間U内の導電率を向上させる観点から、塩水等を充填させてもよい。 Expandable particles are formed by impregnating particles made of a thermoplastic resin, such as polystyrene resin, polyolefin resin, polyolefin, polyamide resin, or polyester resin, with a foaming agent. Expandable particles may also be formed by mixing two or more of these resins. Expandable particles whose surfaces are coated with various flame retardants may also be used. In addition to expandable particles, the filling space U may also be filled with various other materials (e.g., closed-cell foam particles, copolymers such as polypropylene or polyethylene). Furthermore, salt water or the like may be filled to improve the conductivity of the filling space U.
なお、発泡性粒子を充填空間Uに充填させる方法には、公知の任意の方法が採用される。例えば、発泡性粒子を加圧気体で加圧処理して、発泡性粒子に所定の内圧を付与してから充填空間Uに充填する方法(加圧充填法)、発泡性粒子を加圧気体で圧縮した状態で加圧された充填空間Uに充填した後に充填空間U内の圧力を開放する方法(圧縮充填法)、または、移動側型部材211と固定側型部材311との間に若干の隙間を残した状態で発泡性粒子を充填空間U内に充填し、その後に移動側型部材211と固定側型部材311とを完全に閉じることで発泡粒子を機械的に圧縮する方法(クラッキング充填法)等が採用される。 Any known method can be used to fill the filling space U with the expandable particles. For example, a method in which the expandable particles are pressurized with pressurized gas to apply a predetermined internal pressure to the expandable particles before filling the filling space U (pressure filling method), a method in which the expandable particles are compressed with pressurized gas and filled into the pressurized filling space U, and then the pressure within the filling space U is released (compression filling method), or a method in which the expandable particles are filled into the filling space U while leaving a small gap between the movable mold member 211 and the fixed mold member 311, and then the movable mold member 211 and the fixed mold member 311 are completely closed to mechanically compress the expandable particles (cracking filling method), etc. can be used.
発生装置50は、所定の周波数帯のマイクロ波Eを充填空間U内に出射することで、発泡性粒子を加熱するための装置である。第1実施形態の発生装置50は、固定側ユニット30の内部空間R2に設けられる。本発明の発生装置50は、充填空間U内に充填された発泡性粒子を融着させるために使用される。発生装置50が発生したマイクロ波Eが充填空間Uに充填された発泡性粒子に照射されることで加熱され、表面が軟化した発泡性粒子が相互に融着する。そして、融着後の発泡性粒子を冷却すると発泡成形体が形成される。 The generator 50 is a device for heating the expandable particles by emitting microwaves E of a predetermined frequency band into the filling space U. The generator 50 of the first embodiment is provided in the internal space R2 of the fixed side unit 30. The generator 50 of the present invention is used to fuse the expandable particles filled in the filling space U. The microwaves E generated by the generator 50 are irradiated onto the expandable particles filled in the filling space U, heating them, and the surfaces of the softened expandable particles fuse together. The fused expandable particles are then cooled to form a foamed molded article.
なお、第1実施形態に係る成形装置100においては、発泡性粒子の融着を促進させる観点から、一定の温度の液体が流れる銅管を移動側型部材211および固定側型部材311に密着させて、移動側型部材211および固定側型部材311の熱を制御する構成も採用される。 In addition, in order to promote the fusion of the expandable particles, the molding device 100 according to the first embodiment also employs a configuration in which copper pipes through which a liquid at a constant temperature flows are brought into close contact with the movable mold member 211 and the fixed mold member 311, thereby controlling the heat of the movable mold member 211 and the fixed mold member 311.
発生装置50が発生するマイクロ波Eの周波数帯は、例えば、J規格:J55011(H27)により定められた「ISM基本周波数として利用するために指定された周波数帯」である2450MHz帯である。ただし、ただし、マイクロ波の周波数帯は、以上の例示に限定されない。例えば、発泡性粒子の材料や発泡成形体の大きさ等に応じて適宜に変更し得る。また、マイクロ波は、例えば、80℃~180℃(ただしこの温度には限定されない)になるように照射される。 The frequency band of the microwaves E generated by the generator 50 is, for example, the 2450 MHz band, which is the "frequency band designated for use as an ISM fundamental frequency" defined by J Standard: J55011 (H27). However, the microwave frequency band is not limited to the above examples. It can be changed as appropriate depending on, for example, the material of the expandable particles and the size of the foamed molded body. Furthermore, the microwaves are irradiated so that the temperature reaches, for example, 80°C to 180°C (but is not limited to this temperature).
図6は、発生装置50の一例を示す構成図(模式図)である。発生装置50は、例えば、発振器51と導波管53とアイソレータ55とパワーモニタ57とチューナ59とを具備する。発振器51(マグネトロン:出力300W~10kW)は、マイクロ波Eを発生する機器である。導波管53は、発振器51に接続され、当該発振器51が発生したマイクロ波Eを充填空間に伝送するための部材である。 Figure 6 is a structural diagram (schematic diagram) showing an example of a generator 50. The generator 50 includes, for example, an oscillator 51, a waveguide 53, an isolator 55, a power monitor 57, and a tuner 59. The oscillator 51 (magnetron: output 300 W to 10 kW) is a device that generates microwaves E. The waveguide 53 is connected to the oscillator 51 and is a component that transmits the microwaves E generated by the oscillator 51 to the filled space.
導波管53にアイソレータ55とパワーモニタ57とチューナ59とが設けられる。導波管53を介して充填空間Uにマイクロ波Eが照射される。アイソレータ55は、充填空間Uからの反射波を吸収する装置である。パワーモニタ57は、導波管53内を伝播するマイクロ波Eの進行波の電力と反射波の電力とを検出する装置である。なお、パワーモニタ57は、反射波の電力に加えて、反射波の振幅や位相についても検出可能である。チューナ59は、反射波の電力を調整するための装置である。 An isolator 55, a power monitor 57, and a tuner 59 are provided in the waveguide 53. Microwaves E are irradiated into the filled space U via the waveguide 53. The isolator 55 is a device that absorbs reflected waves from the filled space U. The power monitor 57 is a device that detects the power of the forward wave and the reflected wave of microwaves E propagating within the waveguide 53. Note that the power monitor 57 can detect not only the power of the reflected wave, but also the amplitude and phase of the reflected wave. The tuner 59 is a device that adjusts the power of the reflected wave.
第1実施形態では、例えば、導波管53のうちチューナ59から先の部分を各固定側型部材311に向けて分岐させる。具体的には、図6に例示される通り、導波管53は、発振器51とは反対側の端部において固定側型部材311の個数と同様の本数の分岐部531を含む。すなわち、第1実施形態では、4個の分岐部531を含む。なお、図1の発生装置50においては、便宜的に、分岐部531の断面のみ図示する。 In the first embodiment, for example, the portion of the waveguide 53 beyond the tuner 59 branches toward each fixed-side mold member 311. Specifically, as illustrated in FIG. 6, the waveguide 53 includes the same number of branch sections 531 as the number of fixed-side mold members 311 at the end opposite the oscillator 51. That is, in the first embodiment, it includes four branch sections 531. Note that, for convenience, only the cross section of the branch section 531 is shown in the generator 50 of FIG. 1.
以下の説明では、1個の固定側型部材311について着目して説明するが、他の3個の固定側型部材311についても同様の構成である。 The following explanation focuses on one fixed side mold member 311, but the other three fixed side mold members 311 have the same configuration.
分岐部531は、固定側型部材311に接続される。図1、図4および図6に例示される通り、各固定側型部材311には、分岐部531を接続するための貫通孔Tが形成される。具体的には、導波管53における発振器51とは反対側の端部(開口部分)は、移動側型部材211とは反対側から貫通孔Tに接続される。第1実施形態では、導波管53における分岐部531の端部が貫通孔Tに接続される。 The branch portion 531 is connected to the fixed-side mold member 311. As illustrated in Figures 1, 4, and 6, a through hole T for connecting the branch portion 531 is formed in each fixed-side mold member 311. Specifically, the end (opening portion) of the waveguide 53 opposite the oscillator 51 is connected to the through hole T from the opposite side to the movable-side mold member 211. In the first embodiment, the end of the branch portion 531 of the waveguide 53 is connected to the through hole T.
なお、支持板313にも貫通孔Tに対応する位置に、分岐部531が挿通される挿通孔が形成される。すなわち、導波管53のうち各分岐部531は、支持板313を挿通した状態で貫通孔Tに接続される。固定側型部材311において貫通孔Tが形成される位置は任意である。分岐部531は、先端が固定側型部材311の表面から突出しないように貫通孔Tに接続される。 In addition, insertion holes through which the branch portions 531 are inserted are formed in the support plate 313 at positions corresponding to the through holes T. That is, each branch portion 531 of the waveguide 53 is connected to the through hole T while inserted through the support plate 313. The positions at which the through holes T are formed in the fixed-side mold member 311 are arbitrary. The branch portions 531 are connected to the through holes T so that their tips do not protrude from the surface of the fixed-side mold member 311.
貫通孔Tにおける移動側型部材211側(充填空間U側)の開口は、蓋部材532で閉塞される。蓋部材532は、マイクロ波Eを透過させる材料で薄板状に形成される。マイクロ波Eを透過させる材料は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエーテルイミド、または、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂や、アルミナ、ムライト、または、パイロフィライト等のセラミックスで形成される。ただし、マイクロ波を透過させる材料は、以上の例示に限定されない。分岐部531から伝送されたマイクロ波Eは、蓋部材532を透過して、充填空間Uの発泡性粒子に照射される。なお、分岐部531毎にチューナ59を設けてもよい。また、貫通孔Tがマイクロ波を通過可能であり、発泡性粒子が進入しない大きさであれば、蓋部材532は必須ではない。 The opening of the through-hole T on the movable mold member 211 side (the filling space U side) is closed by a lid member 532. The lid member 532 is formed in a thin plate shape from a material that transmits microwaves E. Examples of materials that transmit microwaves E include resins such as polypropylene, polyethylene, polyetherimide, and polytetrafluoroethylene, and ceramics such as alumina, mullite, and pyrophyllite. However, microwave-transmitting materials are not limited to the above examples. The microwaves E transmitted from the branching portion 531 pass through the lid member 532 and are irradiated onto the expandable particles in the filling space U. A tuner 59 may be provided for each branching portion 531. Furthermore, if the through-hole T is large enough to allow microwaves to pass through and not allow the expandable particles to enter, the lid member 532 is not required.
なお、第1実施形態において、成形装置100の外部にマイクロ波Eが漏洩しないように移動側ユニット20および固定側ユニット30の各要素を形成する構成が好適である。例えば、移動側ユニット20および固定側ユニット30の各要素は、例えば、マイクロ波を遮断する材料で形成される。例えば、アルミ、銅または鉄等の各種の金属で移動側型部材211および固定側型部材311が形成される。ただし、移動側ユニット20および固定側ユニット30の全ての要素をマイクロ波を遮断する材料で形成することは必須ではない。なお、発生装置50の構成は、所定の周波数帯域のマイクロ波を発生可能であれば、図6の例示に限定されない。 In the first embodiment, it is preferable that the elements of the movable unit 20 and the fixed unit 30 are configured to prevent microwave E from leaking outside the molding device 100. For example, the elements of the movable unit 20 and the fixed unit 30 are formed from a material that blocks microwaves. For example, the movable mold member 211 and the fixed mold member 311 are formed from various metals such as aluminum, copper, or iron. However, it is not necessary to form all elements of the movable unit 20 and the fixed unit 30 from a material that blocks microwaves. The configuration of the generator 50 is not limited to the example shown in Figure 6, as long as it is capable of generating microwaves in a specified frequency band.
なお、充填空間U内でマイクロ波Eによるスパークが発生することを防ぐ観点から、充填空間U内にマイクロ波Eを逃すための安全装置(アース)を設ける構成が好適である。 In order to prevent sparks from being generated by the microwaves E within the filling space U, it is preferable to provide a safety device (earth) within the filling space U to allow the microwaves E to escape.
ここで、加熱蒸気で発泡性樹脂を融着させる比較例1(例えば特許文献1)では、加熱蒸気の過不足により融着不良になることで良好な発泡成形体が得られないという問題がある。それに対して、本発明に係る成形装置100によれば、マイクロ波により発泡性樹脂を融着させるから、比較例1の構成と比較して、融着不良が発生しにくいという利点がある。 Comparative Example 1 (e.g., Patent Document 1), which fuses the foamable resin with heated steam, has the problem of failing to produce a good foamed molded article because poor fusion occurs due to an excess or deficiency of heated steam. In contrast, the molding device 100 of the present invention fuses the foamable resin using microwaves, which has the advantage of being less likely to result in poor fusion than the configuration of Comparative Example 1.
また、移動側ユニットと固定側ユニットの全体を収容する収容体に、当該収容体の外部に設けられた発生装置からマイクロ波を供給する比較例2(例えば特許文献2)では、成形装置が大型化するという問題がある。それに対して、固定側ユニット30の内部空間R2に発生装置50を内蔵し、内部空間R2から発泡性樹脂にマイクロ波を照射する第1実施形態の成形装置100によれば、比較例2と比較して、発泡性粒子をマイクロ波で融着させるための成形装置100を小型化することが可能である。 Furthermore, in Comparative Example 2 (e.g., Patent Document 2), in which microwaves are supplied from a generator located outside a housing that houses the entire movable unit and fixed unit, there is a problem in that the molding device becomes larger. In contrast, with the molding device 100 of the first embodiment, in which a generator 50 is built into the internal space R2 of the fixed unit 30 and microwaves are irradiated onto the expandable resin from the internal space R2, it is possible to reduce the size of the molding device 100 for fusing the expandable particles with microwaves compared to Comparative Example 2.
さらに比較例2では、発泡性樹脂にマイクロ波を照射するのには、移動側ユニットと固定側ユニットとの全体の大部分にわたりマイクロ波を透過する材料で形成する必要がある。すなわち、移動側ユニットと固定側ユニットとをマイクロ波を遮断する金属で形成することは困難である。したがって、比較例2では、移動側ユニットおよび固定側ユニットを形成する材料が限定的になり、設計上の自由度が低い。それに対して、第1実施形態では、内部空間R2の内部に設けられる発生装置50の導波管53を介してマイクロ波Eが充填空間Uに伝送されるから、移動側ユニット20および固定側ユニット30の各要素を金属で形成することも可能である。ひいては、比較例2と比較して、移動側ユニット20と固定側ユニット30との設計の自由度が高いという利点がある。 Furthermore, in Comparative Example 2, in order to irradiate microwaves onto the foamable resin, the majority of the mobile unit and fixed unit must be made of a material that transmits microwaves. In other words, it is difficult to form the mobile unit and fixed unit from metal, which blocks microwaves. Therefore, in Comparative Example 2, the materials from which the mobile unit and fixed unit can be formed are limited, resulting in low design freedom. In contrast, in the first embodiment, microwaves E are transmitted to the filling space U via the waveguide 53 of the generator 50 installed inside the internal space R2, so it is possible to form each element of the mobile unit 20 and fixed unit 30 from metal. Ultimately, compared to Comparative Example 2, this has the advantage of providing greater design freedom for the mobile unit 20 and fixed unit 30.
また、比較例2では、移動側ユニットおよび固定側ユニットの外側でマイクロ波が発生されるので、マイクロ波が移動する方向が予測困難である。したがって、充填空間に充填された発泡性粒子に適切にマイクロ波を照射することは困難である。ひいては、融着むら等が発生し、成形体の品質にも誤差が生じるという問題がある。それに対して、第1実施形態によれば、内部空間R2内に設置された発生装置50の導波管53を介して適切に発泡性粒子にマイクロ波Eを照射できるという利点がある。 In addition, in Comparative Example 2, microwaves are generated outside the moving unit and the fixed unit, making it difficult to predict the direction in which the microwaves will travel. This makes it difficult to properly irradiate the expandable granules filled in the filling space with microwaves. This ultimately leads to problems such as uneven fusion, which can lead to errors in the quality of the molded product. In contrast, the first embodiment has the advantage of being able to properly irradiate the expandable granules with microwaves E via the waveguide 53 of the generator 50 installed in the internal space R2.
[第2実施形態]
第2実施形態を説明する。なお、以下の各例示において機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
Second Embodiment
A second embodiment will be described. In the following examples, elements that have the same functions as those in the first embodiment will be designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, and detailed descriptions thereof will be omitted as appropriate.
図7は、第2実施形態に係る成形装置100の断面図である。第2実施形態に係る成形装置100は、第1実施形態に係る成形装置100に撹拌機構60を設けた構成である。撹拌機構60は、充填空間U内のマイクロ波を攪拌することで、充填空間U内における発泡性粒子の全体にわたりマイクロ波を照射するための機構である。撹拌機構60は、充填空間U毎に設けられる。 Figure 7 is a cross-sectional view of a molding apparatus 100 according to the second embodiment. The molding apparatus 100 according to the second embodiment is configured by adding a stirring mechanism 60 to the molding apparatus 100 according to the first embodiment. The stirring mechanism 60 is a mechanism for stirring the microwaves in the filling space U, thereby irradiating the microwaves over the entire expandable granules in the filling space U. A stirring mechanism 60 is provided for each filling space U.
図8は、撹拌機構60を設置する位置を説明するための模式図である。図8に例示される通り、固定側型部材311および移動側型部材211の少なくとも一方の表面(充填空間Uとは反対側の表面)に設けられる。なお、図7では、移動側型部材211の表面に撹拌機構60が設けられる場合を例示する。ただし、固定側型部材311の表面や固定側型部材311および移動側型部材211の双方の表面に撹拌機構60が設けられる構成も採用される。 Figure 8 is a schematic diagram illustrating the location where the stirring mechanism 60 is installed. As illustrated in Figure 8, it is installed on the surface of at least one of the fixed-side mold member 311 and the movable-side mold member 211 (the surface opposite the filling space U). Note that Figure 7 illustrates a case where the stirring mechanism 60 is installed on the surface of the movable-side mold member 211. However, a configuration in which the stirring mechanism 60 is installed on the surface of the fixed-side mold member 311 or on the surfaces of both the fixed-side mold member 311 and the movable-side mold member 211 can also be used.
以下の説明では、固定側型部材311および移動側型部材211の表面のうち撹拌機構60が設けられる表面を設置面Fと表記する。また、固定側型部材311と移動側型部材211とを区別する必要がない場合には、単に型部材と表記する。 In the following description, the surface of the fixed-side mold member 311 and the movable-side mold member 211 on which the stirring mechanism 60 is provided will be referred to as the installation surface F. Furthermore, when there is no need to distinguish between the fixed-side mold member 311 and the movable-side mold member 211, they will simply be referred to as mold members.
図8に例示される通り、設置面Fには、充填空間U内のマイクロ波が通過可能な通過部Dが設けられる。撹拌機構60は、充填空間Uから通過部Dを通過したマイクロ波の振幅および位相を変化させて、当該振幅および位相を変化させたマイクロ波を通過部Dから充填空間U内に出射することで、充填空間U内のマイクロ波(電磁界分布)を攪拌する。 As illustrated in Figure 8, the installation surface F is provided with a passage D through which microwaves within the filling space U can pass. The stirring mechanism 60 changes the amplitude and phase of microwaves that have passed through the passage D from the filling space U, and emits the microwaves with the changed amplitude and phase from the passage D into the filling space U, thereby stirring the microwaves (electromagnetic field distribution) within the filling space U.
具体的には、撹拌機構60は、筐体部601を具備する。筐体部601は、例えば、開口部Oを有する構造体であり、マイクロ波を通過させない金属で形成される。第2実施形態では、四角形の底を有する筒状の筐体部601を例示する。すなわち、筐体部601における底とは反対側が開口部Oである。筐体部601の開口部Oの内側に通過部Dが位置するように、設置面Fに筐体部601が設けられる。通過部Dを覆うように、筐体部601が設置面Fに設けられるとも換言できる。マイクロ波は、充填空間Uから通過部Dを介して筐体部601の内部空間R3に入射する。 Specifically, the stirring mechanism 60 includes a housing 601. The housing 601 is, for example, a structure having an opening O and is made of a metal that does not allow microwaves to pass through. In the second embodiment, a cylindrical housing 601 with a square bottom is exemplified. That is, the opening O is on the side of the housing 601 opposite the bottom. The housing 601 is provided on the installation surface F so that the passage D is located inside the opening O of the housing 601. In other words, the housing 601 is provided on the installation surface F so as to cover the passage D. Microwaves enter the internal space R3 of the housing 601 from the filling space U via the passage D.
なお、筐体部601の内部空間R3と充填空間Uとが通過部Dを介してマイクロ波を相互に通過可能であり、マイクロ波を遮蔽することが可能であれば、筐体部601の形状は任意である。例えば、撹拌機構60が設けられる型部材の表面の全体を覆うように筐体部601を形成してもよい。撹拌機構60における筐体部601以外の具体的な構成については、後述する。 The shape of the housing 601 is arbitrary as long as microwaves can pass between the internal space R3 of the housing 601 and the filling space U via the passage D and can block microwaves. For example, the housing 601 may be formed so as to cover the entire surface of the mold member on which the stirring mechanism 60 is provided. The specific configuration of the stirring mechanism 60 other than the housing 601 will be described later.
通過部Dは、充填空間U内の発泡性粒子が外部に漏れださずにマイクロ波を通過可能であれば多様な構成が採用される。例えば、以下の構成(1)-(6)が通過部Dとして採用される。図9-14は、図8のW方向(設置面Fに垂直な方向)から見たときの構成(1)-(6)に係る通過部Dの図である。 A variety of configurations can be used for the passage section D, as long as microwaves can pass through without the expandable particles in the filling space U leaking to the outside. For example, the following configurations (1)-(6) can be used as the passage section D. Figures 9-14 are diagrams of the passage section D relating to configurations (1)-(6) when viewed from the W direction in Figure 8 (a direction perpendicular to the installation surface F).
<構成(1)>
図9に例示される通り、構成(1)の通過部Dは、長尺状のスリットD1(第1スリットの例示)を含む。スリットD1は、設置面Fを貫通する。すなわち、充填空間Uと筐体部601の内部空間R3とはスリットD1を介して連通する。スリットD1が延在する方向は、発生装置50が出射するマイクロ波における電界の振動の方向に対して交差する方向である。図9では、発生装置50が出射するマイクロ波の電界の振動の方向に直交する方向にスリットD1が延在する場合を例示する。
<Configuration (1)>
As illustrated in Fig. 9, the passage D of the configuration (1) includes a long slit D1 (an example of a first slit). The slit D1 penetrates the installation surface F. That is, the filling space U and the internal space R3 of the housing 601 communicate with each other via the slit D1. The direction in which the slit D1 extends is a direction intersecting the direction of vibration of the electric field of the microwaves emitted by the generator 50. Fig. 9 illustrates a case in which the slit D1 extends in a direction perpendicular to the direction of vibration of the electric field of the microwaves emitted by the generator 50.
スリットD1の長さLは、マイクロ波を適切に通過させる観点からは、例えば発生装置50が出射するマイクロ波の波長の1/2以上である。スリットD1の幅Wは、充填空間U内の発泡性粒子がスリットD1を介して内部空間R3内に漏出することを防ぐ観点から、例えば発泡性粒子の直径よりも小さく設定する。 The length L of the slit D1 is, for example, at least half the wavelength of the microwaves emitted by the generator 50, from the viewpoint of allowing the microwaves to pass through appropriately. The width W of the slit D1 is set to, for example, smaller than the diameter of the expandable particles, from the viewpoint of preventing the expandable particles in the filling space U from leaking into the internal space R3 through the slit D1.
<構成(2)>
図10に例示される通り、構成(2)の通過部Dは、相互に間隔Tをあけて配置される2つ以上のスリットD1を含む。間隔Tは、スリットD1間における電磁結合を抑制し、スリットD1における熱損失を低減する観点から、例えばマイクロ波の波長の1/4以上に設定する。構成(2)では、構成(1)と比較して、効率的にマイクロ波を通過させることができる。
<Configuration (2)>
10 , the passage portion D of the configuration (2) includes two or more slits D1 arranged at a distance T from each other. The distance T is set to, for example, ¼ or more of the wavelength of the microwave in order to suppress electromagnetic coupling between the slits D1 and reduce heat loss in the slits D1. The configuration (2) allows microwaves to pass through more efficiently than the configuration (1).
<構成(3)>
図11に例示される通り、構成(3)の通過部Dは、スリットD2(第1スリットの例示)である。ただし、構成(3)のスリットD2は、スリットD1とは、スリットD2が延在する方向が異なる。具体的には、構成(3)のスリットD2は、発生装置50が出射するマイクロ波の電界の振動の方向に対して90度以外の角度(例えば約45度)で傾斜する方向に延在する。
<Configuration (3)>
11 , the passing portion D of the configuration (3) is a slit D2 (an example of a first slit). However, the slit D2 of the configuration (3) extends in a direction different from that of the slit D1. Specifically, the slit D2 of the configuration (3) extends in a direction inclined at an angle other than 90 degrees (for example, about 45 degrees) with respect to the direction of oscillation of the electric field of the microwaves emitted by the generator 50.
構成(3)を採用することで、通過部Dを介して入出射するマイクロ波の磁界の振動の向き(偏波)を変化させることが可能になる。すなわち、構成(3)の通過部D(スリットD2)は、ポラライザとして機能する。したがって、構成(1)と比較して、充填空間U内に複数軸の偏波のマイクロ波を発生することが可能になる。ひいては、充填空間U内の全体にわたりマイクロ波を照射できるという効果が顕著である。なお、スリットD2が傾斜する角度は、ポラライザとして機能することが可能であれば任意である。 By adopting configuration (3), it is possible to change the direction of oscillation (polarization) of the magnetic field of microwaves entering and leaving through the passage D. In other words, the passage D (slit D2) of configuration (3) functions as a polarizer. Therefore, compared to configuration (1), it is possible to generate microwaves polarized on multiple axes within the filled space U. This has the remarkable effect of being able to irradiate microwaves throughout the entire filled space U. The angle at which slit D2 is inclined can be any angle as long as it can function as a polarizer.
<構成(4)>
図12に例示される通り、構成(4)の通過部Dは、相互に間隔Tをあけて配置される2つ以上のスリットD2を含む。間隔Tは、構成(2)の場合と同様に、スリットD2間における電磁結合を抑制し、スリットD2における熱損失を低減する観点から、例えばマイクロ波の波長の1/4以上に設定する。構成(4)では、構成(3)と比較して、効率的にマイクロ波を通過させることができる。
<Configuration (4)>
12 , the passage portion D of the configuration (4) includes two or more slits D arranged at a distance T from each other. As in the case of the configuration (2), the distance T is set to, for example, ¼ or more of the wavelength of the microwave from the viewpoint of suppressing electromagnetic coupling between the slits D and reducing heat loss in the slits D. The configuration (4) allows microwaves to pass through more efficiently than the configuration (3).
<構成(5)>
図13に例示される通り、構成(5)の通過部Dは、マイクロ波を透過する透過部材D3である。透過部材D3の材料は、任意であるが、例えば、マイクロ波の損失の度合い(低誘電正接)が小さいガラス、石英、セラミックまたはテフロン(登録商標)などが好適である。設置面Fに貫通孔を形成し、当該貫通孔を塞ぐように透過部材を設ける。透過部材D3の大きさは、任意である。
<Configuration (5)>
As illustrated in Fig. 13, the passing portion D of the configuration (5) is a transmitting member D3 that transmits microwaves. The material of the transmitting member D3 is arbitrary, but examples of suitable materials include glass, quartz, ceramic, and Teflon (registered trademark), which have a low degree of microwave loss (low dielectric tangent). A through-hole is formed in the installation surface F, and the transmitting member is provided to close the through-hole. The size of the transmitting member D3 is arbitrary.
構成(5)では、構成(1)-(4)と比較して、効率的にマイクロ波を通過させることができる。一方で、構成(1)-(4)では、透過部材D3が不要であるから、構成(5)と比較して、通過部Dの構成が簡素化できる。 Configuration (5) allows microwaves to pass through more efficiently than configurations (1)-(4). On the other hand, configurations (1)-(4) do not require the transparent member D3, so the configuration of the passing section D can be simplified compared to configuration (5).
<構成(6)>
図14に例示される通り、構成(6)の通過部Dは、構成(5)の透過部材D3に加えて、ポラライザBを具備する。ポラライザBは、長尺状の部材であり、マイクロ波を反射する金属で形成される。例えば、透過部材D3の表面(充填空間U側の表面または撹拌機構60側の表面)にポラライザBが設置される。具体的には、ポラライザBは、発生装置50が出射するマイクロ波の電界の振動の方向に対して90度以外の角度(例えば約45度)で傾斜する方向に延在するように形成される。なお、ポラライザBが傾斜する角度は、ポラライザとしての機能が発揮可能であれば任意である。
<Configuration (6)>
As illustrated in FIG. 14 , the passing section D of the configuration (6) includes a polarizer B in addition to the transmitting member D3 of the configuration (5). The polarizer B is a long member formed of a metal that reflects microwaves. For example, the polarizer B is installed on the surface of the transmitting member D3 (the surface on the filling space U side or the surface on the stirring mechanism 60 side). Specifically, the polarizer B is formed so as to extend in a direction inclined at an angle other than 90 degrees (e.g., approximately 45 degrees) with respect to the direction of vibration of the electric field of the microwaves emitted by the generator 50. The angle at which the polarizer B is inclined may be any angle as long as it can function as a polarizer.
構成(6)を採用することで、通過部D(透過部材D3)を介して入出射するマイクロ波の電界の振動の向き(偏波)を変化させることが可能になる。したがって、構成(5)と比較して、充填空間U内に複数軸の偏波のマイクロ波を発生することが可能になる。ひいては、充填空間U内の全体にわたりマイクロ波を照射できるという効果が顕著である。 By adopting configuration (6), it is possible to change the direction of oscillation (polarization) of the electric field of microwaves entering and exiting through the passage section D (transparent member D3). Therefore, compared to configuration (5), it is possible to generate microwaves polarized on multiple axes within the filled space U. This has the remarkable effect of being able to irradiate microwaves throughout the entire filled space U.
ただし、通過部Dの構成は、筐体部601の内部空間R3と充填空間Uとが通過部Dを介してマイクロ波を相互に通過可能であり、充填空間U内の発泡性粒子が漏出しなければ、構成(1)-(6)には限定されない。 However, the configuration of the passage section D is not limited to configurations (1)-(6) as long as microwaves can pass between the internal space R3 of the housing section 601 and the filling space U via the passage section D and the expandable particles in the filling space U do not leak.
撹拌機構60は、通過部Dを通過したマイクロ波の振幅および位相を変化させることが可能であれば多様な構成が採用される。例えば、以下の構成(A)-(G)が例示される。図15-図21は、構成(A)-(G)の模式的な斜視図である。なお、撹拌機構60によるマイクロ波の攪拌は、後述する制御部により制御される。 A variety of configurations can be used for the stirring mechanism 60, as long as they are capable of changing the amplitude and phase of the microwaves that have passed through the passage D. For example, the following configurations (A)-(G) are exemplified. Figures 15-21 are schematic perspective views of configurations (A)-(G). The stirring of the microwaves by the stirring mechanism 60 is controlled by the control unit, which will be described later.
<構成(A)>
図15に例示される通り、構成(A)の撹拌機構60は、筐体部601における内部空間R3に、回転軸を中心に回転する複数の羽根部を含むスクリュー部602を有する。回転するスクリュー部602により、マイクロ波の振幅および位相が変化する。スクリュー部602の具体的な構成(例えば羽根部の形状や回転軸の位置等)は、マイクロ波の振幅および位相が変化するように適宜に設定される。
<Configuration (A)>
15 , the stirring mechanism 60 of configuration (A) has a screw unit 602 including a plurality of blades that rotate around a rotation axis, in an internal space R3 of a housing unit 601. The amplitude and phase of the microwaves change due to the rotating screw unit 602. The specific configuration of the screw unit 602 (e.g., the shape of the blades, the position of the rotation axis, etc.) is set appropriately so that the amplitude and phase of the microwaves change.
<構成(B)>
図16に例示される通り、構成(B)の撹拌機構60は、筐体部601自体が伸縮可能な構成である。筐体部601を伸縮させる構成は、任意である。例えば、双方の端部が開口する筒状の第1部材611と、一方の端部のみが開口し、底がある筒状の第2部材612とで筐体部601を構成する。第1部材611における一方の開口側を通過部Dが内側に位置するように設置面Fに設置し、当該第1部材611における他方の開口側が第2部材612の内側に挿入される。第2部材612は、内側に第1部材611が挿入された状態で、通過部Dに近づく方向および通過部Dから離れる方向の双方に移動可能である。筐体部601が伸縮することで、マイクロ波の振幅および位相が変化する。
<Configuration (B)>
As illustrated in FIG. 16 , the stirring mechanism 60 of configuration (B) has a configuration in which the housing 601 itself is extendable and retractable. The configuration for extending and retracting the housing 601 is arbitrary. For example, the housing 601 is composed of a cylindrical first member 611 that is open at both ends and a cylindrical second member 612 that is open at only one end and has a bottom. One open side of the first member 611 is placed on the installation surface F so that the passing section D is located inside, and the other open side of the first member 611 is inserted inside the second member 612. With the first member 611 inserted inside, the second member 612 can move both toward and away from the passing section D. The extension and retraction of the housing 601 changes the amplitude and phase of the microwaves.
<構成(C)>
図17に例示される通り、構成(C)の撹拌機構60は、筐体部601における内部空間R3を移動可能な金属製の軸部材603を具備する。軸部材603の本数は任意であるが、図17では軸部材603が2本の場合を例示する。一方の軸部材603は、例えば、内部空間R3内において発生装置50から出射されるマイクロ波の電界の振動の向きと同じ方向に沿うように配置され、当該電界の振動の向きと同じ方向に沿って移動可能である。他方の軸部材603は、例えば、内部空間R3内において発生装置50から出射されるマイクロ波の磁界の振動の向きと同じ方向に沿うように配置され、当該磁界の振動の向きと同じ方向に沿って移動可能である。軸部材603が移動することで、マイクロ波の振幅および位相が変化する。ただし、軸部材603の本数および配置される向きは、以上の例示には限定されない。
<Configuration (C)>
As illustrated in FIG. 17 , the stirring mechanism 60 of configuration (C) includes a metal shaft member 603 that can move within the internal space R3 of the housing 601. The number of shaft members 603 can be any number, but FIG. 17 illustrates a case in which there are two shaft members 603. One of the shaft members 603 is, for example, arranged in the internal space R3 along the same direction as the vibration of the electric field of the microwaves emitted from the generator 50, and is movable along the same direction as the vibration of the electric field. The other shaft member 603 is, for example, arranged in the internal space R3 along the same direction as the vibration of the magnetic field of the microwaves emitted from the generator 50, and is movable along the same direction as the vibration of the magnetic field. The movement of the shaft member 603 changes the amplitude and phase of the microwaves. However, the number and orientation of the shaft members 603 are not limited to the above example.
<構成(D)>
図18に例示される通り、構成(D)の撹拌機構60は、筐体部601が回転可能な構成である。具体的には、筐体部601の開口部Oの中心を通る軸を中心として回転する。筐体部601を回転させるための具体的な構成は任意である。なお、構成(D)の撹拌機構60は、ポラライザとしての機能も有する。筐体部601が回転することで、マイクロ波の振幅および位相が変化する。
<Configuration (D)>
As illustrated in Fig. 18, the stirring mechanism 60 of configuration (D) has a configuration in which the housing 601 is rotatable. Specifically, the housing 601 rotates around an axis passing through the center of the opening O of the housing 601. Any specific configuration can be used to rotate the housing 601. The stirring mechanism 60 of configuration (D) also functions as a polarizer. The rotation of the housing 601 changes the amplitude and phase of the microwave.
<構成(E)>
図19に例示される通り、構成(E)の撹拌機構60は、筐体部601における開口部Oを開閉可能な構成である。撹拌機構60は、例えば開口部Oを開閉するための板状の遮蔽部604を具備する。遮蔽部604は、例えば、金属製であり、筐体部601における開口部O側の端部と設置面Fとの間に位置するように設けられる。例えば、発生装置50から出射されるマイクロ波の磁界の振動の向きと同じ方向に沿って移動可能な2つの遮蔽部604Aと、発生装置50から出射されるマイクロ波の電界の振動の向きと同じ方向に沿って移動可能な2つの遮蔽部604Bとが設置される。2つの遮蔽部604Aは、開口部Oを挟んで相互に反対側に位置し、2つの遮蔽部604Bも同様に、開口部Oを挟んで相互に反対側に位置する。各遮蔽部604Aおよび各遮蔽部604Bは、開口部Oを開く方向と閉じる方向とにそれぞれ移動可能である。なお、遮蔽部604Aおよび遮蔽部604Bの何れか一方のみを設けてもよい。筐体部601の開口部Oが開閉することで、マイクロ波の振幅および位相が変化する。ただし、遮蔽部604の構成は、以上の例示には限定されない。
<Configuration (E)>
As illustrated in FIG. 19 , the stirring mechanism 60 of configuration (E) is configured to be able to open and close an opening O in a housing 601. The stirring mechanism 60 includes, for example, a plate-shaped shielding portion 604 for opening and closing the opening O. The shielding portion 604 is made of, for example, metal and is provided so as to be positioned between the end of the housing 601 on the opening O side and the installation surface F. For example, two shielding portions 604A are provided that are movable along the same direction as the oscillation direction of the magnetic field of the microwaves emitted from the generator 50, and two shielding portions 604B are provided that are movable along the same direction as the oscillation direction of the electric field of the microwaves emitted from the generator 50. The two shielding portions 604A are located on opposite sides of the opening O, and the two shielding portions 604B are similarly located on opposite sides of the opening O. Each shielding portion 604A and each shielding portion 604B is movable in a direction to open and close the opening O, respectively. It is to be noted that only one of the shielding portion 604A and the shielding portion 604B may be provided. The amplitude and phase of the microwave change when the opening portion O of the housing portion 601 is opened or closed. However, the configuration of the shielding portion 604 is not limited to the above example.
<構成(F)>
図20に例示される通り、構成(F)の撹拌機構60は、筐体部601の内部空間R3に設置されるプローブ605を具備する。構成(F)では、プローブ605に接続する負荷のインピーダンスを変化させる。プローブ605に接続する負荷のインピーダンスが変化することで、プローブ605の長さが伸縮するように機能する。その結果、マイクロ波の振幅および位相が変化する。
<Configuration (F)>
As illustrated in Fig. 20, the stirring mechanism 60 of configuration (F) includes a probe 605 installed in the internal space R3 of the housing 601. In configuration (F), the impedance of the load connected to the probe 605 is changed. By changing the impedance of the load connected to the probe 605, the length of the probe 605 functions to expand and contract. As a result, the amplitude and phase of the microwave change.
プローブ605に接続する負荷のインピーダンスを変化させる構成は、任意であるが、例えば以下の構成(F1)-(F3)が採用される。 The configuration for changing the impedance of the load connected to the probe 605 is arbitrary, but for example, the following configurations (F1)-(F3) are adopted.
構成(F1)は、相異なるインピーダンスを持つ複数の負荷の何れかを択一的にプローブ605に接続する構成である。負荷の切り替えはスイッチで行われる。 Configuration (F1) is a configuration in which one of multiple loads with different impedances is selectively connected to the probe 605. The load is switched using a switch.
構成(F2)は、位相器(例えばラインストレッチャー)を用いた位相制御によりインピーダンスを変化させる構成である。ラインストレッチャーの伸縮によりラインストレッチャーを伝達するマイクロ波の位相を変化させることで、負荷のインピーダンスを変化させる。なお、位相器は、デジタル式の位相器を用いてもよく、位相の変化の方式は問わない。 Configuration (F2) is a configuration in which impedance is changed by phase control using a phase shifter (e.g., a line stretcher). The impedance of the load is changed by changing the phase of the microwaves transmitted through the line stretcher through expansion and contraction of the line stretcher. Note that a digital phase shifter may be used as the phase shifter, and the method of phase change is not important.
構成(F3)は、電圧制御によりインピーダンスが変化する素子を用いる構成である。
具体的には、素子に印加する電圧を変化させることで、プローブ605に接続される負荷のインピーダンスを変化させる。電圧制御によりインピーダンスが変化する素子には、例えば、可変(バリアブル)コンデンサ(キャパシタ)やPINダイオード等が例示される。
The configuration (F3) is a configuration using an element whose impedance changes by voltage control.
Specifically, the impedance of the load connected to the probe 605 is changed by changing the voltage applied to the element. Examples of elements whose impedance changes under voltage control include a variable capacitor and a PIN diode.
<構成(G)>
図21に例示される通り、構成(G)の撹拌機構60は、線状の導体を螺旋状にしたコイル606(ヘリカルアンテナ)を具備する。筐体部601の内部空間R3にコイル606が設置される。コイル606をモータ607で回転することで、コイル606に入出射するマイクロ波の位相を等価的に制御することが可能になる。コイル606が回転することで、マイクロ波の振幅および位相が変化する。
<Configuration (G)>
As shown in Figure 21, the stirring mechanism 60 of configuration (G) includes a coil 606 (helical antenna) made of a linear conductor wound into a spiral. The coil 606 is installed in the internal space R3 of the housing 601. By rotating the coil 606 with a motor 607, it becomes possible to equivalently control the phase of the microwaves entering and emitting from the coil 606. The rotation of the coil 606 changes the amplitude and phase of the microwaves.
なお、コイル606が円偏波特性(入出射するマイクロ波の振動する向きが時間的に回転する特性)を持つ構成も採用される。例えば、コイル606を「Balanis, Constantine A. Antenna theory: analysis and design. John wiley & sons, 2015.」に記載の設計にすることで、コイル606が円偏波特性を持たせることが可能になる。したがって、コイル606に入出射したマイクロ波が円偏波特性を持つことになる。そうすると、充填空間U内においても複数軸の偏波を持つマイクロ波を励起することが可能になる。以上の通り、構成(G)の撹拌機構60は、ポラライザとしての機能も有する。 It is also possible to adopt a configuration in which the coil 606 has circular polarization characteristics (the property that the vibration direction of the input and output microwaves rotates over time). For example, by designing the coil 606 as described in "Balanis, Constantine A. Antenna theory: analysis and design. John Wiley & Sons, 2015.", it is possible for the coil 606 to have circular polarization characteristics. Therefore, the microwaves input and output to the coil 606 will have circular polarization characteristics. This makes it possible to excite microwaves with polarization on multiple axes even within the filled space U. As described above, the stirring mechanism 60 of configuration (G) also functions as a polarizer.
構成(F)では、インピーダンスを変化させるにあたり、膨大な回数スイッチを切り換える必要があり、スイッチが摩耗しやすい。したがって、撹拌機構60の短寿命化が想定される。それに対して、構成(G)では、構成(F)と比較して、容易に実装でき、かつ、撹拌機構60の長寿命化も期待できる。 In configuration (F), changing the impedance requires switching the switch an enormous number of times, which makes the switch prone to wear. This is expected to shorten the lifespan of the stirring mechanism 60. In contrast, configuration (G) is easier to implement than configuration (F), and is also expected to extend the lifespan of the stirring mechanism 60.
撹拌機構60により振幅および位相が変化されたマイクロ波は、通過部Dを介して充填空間U内に出射される。なお、撹拌機構60の構成は、通過部Dから入射したマイクロ波の振幅および位相を変化させることが可能であれば、構成(A)-(G)には限定されない。撹拌機構60を駆動するための駆動装置(図示略)が成型措置には適宜に搭載される。 The microwaves whose amplitude and phase have been changed by the stirring mechanism 60 are emitted into the filling space U through the passage D. Note that the configuration of the stirring mechanism 60 is not limited to configurations (A)-(G), as long as it is possible to change the amplitude and phase of the microwaves incident from the passage D. A drive device (not shown) for driving the stirring mechanism 60 is appropriately installed in the molding machine.
第2実施形態の成形装置100は、撹拌機構60を制御するための制御部70を具備する。制御部70は、例えばCPU(Central Processing Unit)等の単数または複数の処理回路を含むコンピュータシステムであり、撹拌機構60を統括的に制御する。 The molding apparatus 100 of the second embodiment is equipped with a control unit 70 for controlling the stirring mechanism 60. The control unit 70 is a computer system including one or more processing circuits, such as a CPU (Central Processing Unit), and provides overall control of the stirring mechanism 60.
ここで、充填空間Uにおいて発泡性粒子の加熱が進行して水分が減少した部分では、マイクロ波の損失が減少する。マイクロ波の損失が減少すると、当然に反射波も減少する。言い換えれば、反射波が低減するように、撹拌機構60を制御すれば、充填空間U内の発泡性粒子の全体にわたり適切に加熱が進行していると推定できる。 Here, microwave loss decreases in areas of the filling space U where heating of the expandable particles progresses and moisture content decreases. As microwave loss decreases, reflected waves naturally decrease as well. In other words, if the stirring mechanism 60 is controlled so as to reduce reflected waves, it can be assumed that heating is progressing appropriately throughout the expandable particles in the filling space U.
以上の事情を考慮して、制御部70は、反射が低減するように撹拌機構60を制御する。具体的には、制御部70は、反射が低減(すなわち反射波の電力が低下)するように撹拌機構60が撹拌する状態(以下「撹拌状態」という)を変化させる。撹拌状態とは、マイクロ波の振幅および位相の状態とも換言できる。 Taking the above into consideration, the control unit 70 controls the stirring mechanism 60 to reduce reflection. Specifically, the control unit 70 changes the stirring state (hereinafter referred to as the "stirring state") of the stirring mechanism 60 so as to reduce reflection (i.e., reduce the power of the reflected wave). The stirring state can also be described as the state of the amplitude and phase of the microwaves.
図22は、制御部70の機能を説明する構成図である。図22に例示される通り、制御部70は、パワーモニタ57が検出する反射波の情報(以下「反射波情報」という)Pに応じて撹拌機構60を制御する。 Figure 22 is a configuration diagram explaining the function of the control unit 70. As illustrated in Figure 22, the control unit 70 controls the stirring mechanism 60 in accordance with reflected wave information P detected by the power monitor 57 (hereinafter referred to as "reflected wave information").
なお、構成(A)-(F)の何れを採用するかに応じて撹拌状態を変化させる態様は相違する。例えば、構成(A)の場合にはスクリュー部602の回転速度やスクリュー部602の羽根部の位置を変化させることで、構成(B)の場合には伸縮の度合いや速度を変化させることで、構成(C)の場合には軸部材603の移動速度や軸部材603の位置を変化させることで、構成(D)の場合には角速度や回転角度を変化させることで、構成(E)の場合には開口の度合いや速度を変化させることで、構成(F)の場合には、負荷のインピーダンスを変化させることで、構成(E)の場合にはコイルの角速度や回転角度を変化させることで、それぞれ撹拌状態を変化させることが可能である。 The manner in which the stirring state is changed differs depending on which of configurations (A) to (F) is adopted. For example, in configuration (A), the stirring state can be changed by changing the rotation speed of the screw portion 602 or the position of the blades of the screw portion 602; in configuration (B), the degree and speed of expansion and contraction can be changed; in configuration (C), the movement speed and position of the shaft member 603 can be changed; in configuration (D), the angular velocity and rotation angle can be changed; in configuration (E), the degree and speed of opening can be changed; in configuration (F), the impedance of the load can be changed; and in configuration (E), the angular velocity and rotation angle of the coil can be changed to change the stirring state.
以下、制御部70が撹拌機構60を制御する方法(a)および方法(b)について例示する。 Below, methods (a) and (b) for the control unit 70 to control the stirring mechanism 60 are illustrated.
<方法(a)>
方法(a)では、パワーモニタ57が検出する反射波情報Pとして、反射波の電力を例示する。
<Method (a)>
In the method (a), the reflected wave information P detected by the power monitor 57 is exemplified by the power of the reflected wave.
図23は、方法(a)に係る制御部70が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図23の処理は、例えば、発生装置50の稼働開始(加熱開始)を契機として開始される。図23の処理が開始すると、まず、制御部70は、パワーモニタ57から反射波の電力(反射波情報P)を取得する(Sa1)。なお、反射波の電力の取得は所定の間隔で繰り返し取得される。 Figure 23 is a flowchart showing an example of the processing executed by the control unit 70 relating to method (a). The processing in Figure 23 is initiated, for example, when the generator 50 starts operating (heating starts). When the processing in Figure 23 starts, the control unit 70 first acquires the power of the reflected wave (reflected wave information P) from the power monitor 57 (Sa1). Note that the power of the reflected wave is repeatedly acquired at predetermined intervals.
次に、制御部70は、反射波の電力が低下しているか判定する(Sa2)。例えば、制御部70は、ステップSa1において取得した反射波の電力と、過去に取得した反射波の電力とを比較する。なお、過去に取得した反射波の電力とは、例えば、ステップSa1の直前(1つ前の時点)で取得した反射波の電力や、所定の時間にわたり過去の時点(例えば数秒~数分前の時点)で取得した反射波の電力が想定される。 Next, the control unit 70 determines whether the power of the reflected wave has decreased (Sa2). For example, the control unit 70 compares the power of the reflected wave acquired in step Sa1 with the power of the reflected wave acquired previously. Note that the power of the reflected wave acquired previously may be, for example, the power of the reflected wave acquired immediately before step Sa1 (the previous point in time), or the power of the reflected wave acquired at a point in time over a predetermined period of time (for example, a few seconds to a few minutes ago).
反射波の電力が低下してない(すなわち反射波の電力が維持または増加している)と判定された場合(Sa2;NO)、加熱が適切に進行していないと推定できる。すなわち、現在の撹拌機構60の撹拌状態が適切でないと推定できる。したがって、制御部70は、撹拌状態を変化させる(Sa4)。そして、撹拌状態を変化させた後に、ステップSa1の処理に戻る。 If it is determined that the power of the reflected waves has not decreased (i.e., the power of the reflected waves is maintained or increasing) (Sa2; NO), it can be assumed that heating is not proceeding properly. In other words, it can be assumed that the current stirring state of the stirring mechanism 60 is not appropriate. Therefore, the control unit 70 changes the stirring state (Sa4). Then, after changing the stirring state, the process returns to step Sa1.
一方で、反射波の電力が低下していると判定された場合(Sa2;YES)、加熱が適切に進行していると推定できる。すなわち、撹拌機構60の撹拌状態が適切であると推定できる。その場合、制御部70は、加熱開始から所定の時間(例えば充填空間Uの全体にわたり加熱が終了したと推定できる時間)が経過しているか否かを判定する(Sa3)。 On the other hand, if it is determined that the power of the reflected wave is decreasing (Sa2; YES), it can be assumed that heating is proceeding appropriately. In other words, it can be assumed that the stirring state of the stirring mechanism 60 is appropriate. In this case, the control unit 70 determines whether a predetermined time has elapsed since the start of heating (for example, the time at which it can be assumed that heating has been completed throughout the entire filling space U) (Sa3).
加熱開始から所定の時間経過している場合(Sa3;YES)、図23の処理を終了する。一方で、加熱開始から所定の時間経過が経過していない場合(Sa3;NO)、ステップSa1の処理に戻る。 If the predetermined time has elapsed since the start of heating (Sa3; YES), the processing in Figure 23 ends. On the other hand, if the predetermined time has not elapsed since the start of heating (Sa3; NO), the processing returns to step Sa1.
なお、ステップSa2において、例えば、反射波の電力の低下率(変化率)が所定の閾値を上回るか否かを判定することや、反射波の電力の値が所定の閾値を下回っているか否かを判定することで反射波の電力が低下しているか否かを判定してもよい。また、ステップSa3において、充填空間Uの全体にわたり加熱が終了したか否かを判定するための具体的な処理は、以上の例示には限定されない。以上の説明から理解される通り、方法(a)において制御部70が撹拌機構60を制御する方法は、以上の例示には限定されない。方法(a)は、構成(A)-(F)の何れにも採用され得る。 In step Sa2, it may be possible to determine whether the power of the reflected waves is decreasing by, for example, determining whether the rate of decrease (rate of change) in the power of the reflected waves exceeds a predetermined threshold, or by determining whether the value of the power of the reflected waves is below a predetermined threshold. Furthermore, the specific process for determining whether heating has completed throughout the entire filling space U in step Sa3 is not limited to the above example. As can be understood from the above explanation, the method by which the control unit 70 controls the stirring mechanism 60 in method (a) is not limited to the above example. Method (a) can be employed in any of configurations (A)-(F).
<方法(b)>
方法(b)では、制御部70は、パワーモニタ57から取得する反射波情報Pとして、反射波の電力および位相を利用する。方法(b)は、例えば構成(F)において採用される。
<Method (b)>
In the method (b), the control unit 70 uses the power and phase of the reflected wave as the reflected wave information P acquired from the power monitor 57. The method (b) is employed in, for example, the configuration (F).
図24は、方法(b)に係る制御部70が実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、構成(F)では、負荷について事前に任意のインピーダンスに設定される。図24の処理は、例えば、発生装置50の稼働開始(加熱開始)を契機として開始される。 Figure 24 is a flowchart showing an example of processing executed by the control unit 70 in method (b). Note that in configuration (F), the load is set to an arbitrary impedance in advance. The processing in Figure 24 is initiated, for example, when the generator 50 starts operating (heating starts).
図24の処理が開始すると、制御部70は、負荷のインピーダンスを設定する(Sb1)。具体的には、制御部70は、負荷のインピーダンスが、反射が低減するインピーダンスになるように設定する。図25は、Sb1の処理の詳細なフローチャートである。 When the processing in Figure 24 begins, the control unit 70 sets the load impedance (Sb1). Specifically, the control unit 70 sets the load impedance to an impedance that reduces reflection. Figure 25 is a detailed flowchart of the processing in Sb1.
まず、制御部70は、パワーモニタ57から反射波の電力および位相(反射波情報Pの例示)を取得する(Sb11)。なお、ステップSb1においては、反射波の電力に代えて、反射波の振幅を利用してもよい。制御部70は、相異なる複数(例えば3個)のインピーダンスについて反射波の電力および位相を取得するまでステップSb11を繰り返す(Sb12;NO)。 First, the control unit 70 acquires the power and phase of the reflected wave (an example of reflected wave information P) from the power monitor 57 (Sb11). Note that in step Sb1, the amplitude of the reflected wave may be used instead of the power of the reflected wave. The control unit 70 repeats step Sb11 until the power and phase of the reflected wave are acquired for multiple different impedances (e.g., three) (Sb12; NO).
複数のインピーダンスについて反射波の電力および位相の取得が完了すると(Sb12;YES)、制御部70は、複数のインピーダンスについて特定した反射波の電力および位相から、反射レベルと、負荷のインピーダンスとの関係(以下「反射特性」という)を特定する(Sb13)。なお、反射特性の推定には、公知の任意の技術(例えば“Receiver-Feedback-Free Cavity Resonant Wireless Power Transfer Based on In Situ S-Parameter Estimation Using a Parasitic Antenna”, IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS, VOL. 20, NO. 10, OCTOBER 2021)が採用される。 Once the power and phase of the reflected wave for multiple impedances have been acquired (Sb12; YES), the control unit 70 determines the relationship between the reflection level and the load impedance (hereinafter referred to as "reflection characteristics") from the power and phase of the reflected wave determined for the multiple impedances (Sb13). Note that any known technology (e.g., "Receiver-Feedback-Free Cavity Resonant Wireless Power Transfer Based on In Situ S-Parameter Estimation Using a Parasitic Antenna," IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS, VOL. 20, NO. 10, OCTOBER 2021) can be used to estimate the reflection characteristics.
そして、制御部70は、ステップSb13において特定した反射特性から、負荷のインピーダンスについて反射が低減するインピーダンスを特定する(Sb14)。例えば、反射特性において反射レベルが最小となるインピーダンスが特定される。そして、負荷のインピーダンスが特定されたインピーダンスに設定される。すなわち、撹拌状態が変化する。 Then, the control unit 70 identifies the load impedance at which reflection is reduced from the reflection characteristics identified in step Sb13 (Sb14). For example, the control unit 70 identifies the impedance at which the reflection level is minimized in the reflection characteristics. The load impedance is then set to the identified impedance. In other words, the stirring state changes.
ステップSb1の処理が終了すると、方法(a)と同様のステップSa1-Sa3の処理が実行される。ただし、反射波の電力が低下してないと判定された場合(Sa2;NO)には、ステップSb1の処理に戻る。すなわち、再度、負荷のインピーダンスが設定される。 Once step Sb1 is completed, steps Sa1-Sa3 are executed, similar to method (a). However, if it is determined that the power of the reflected wave has not decreased (Sa2; NO), the process returns to step Sb1. In other words, the load impedance is set again.
なお、方法(b)は、構成(F)以外においても適用し得る。例えば、構成(G)については、相異なる複数の回転角でコイルを固定した場合において反射波の電力および位相を取得して、反射特性を推定することも可能である。 Method (b) can also be applied to configurations other than (F). For example, with configuration (G), it is possible to obtain the power and phase of the reflected wave when the coil is fixed at multiple different rotation angles, and estimate the reflection characteristics.
以上の説明から理解される通り、撹拌機構60およびチューナ59は、反射波情報Pに応じて制御される。反射波情報Pとしては、反射波の電力、振幅および位相のうち少なくとも1つが例示される。ただし、撹拌機構60を制御する方法は、方法(a)および方法(b)には限定されない。 As can be understood from the above explanation, the stirring mechanism 60 and tuner 59 are controlled in accordance with the reflected wave information P. Examples of the reflected wave information P include at least one of the power, amplitude, and phase of the reflected wave. However, the method for controlling the stirring mechanism 60 is not limited to method (a) and method (b).
第2実施形態においては、撹拌機構60が反射波情報Pに応じて制御されるから、反射波を低減しつつ、充填空間U内に充填された発泡性粒子に十分にマイクロ波を照射することが可能になる。 In the second embodiment, the stirring mechanism 60 is controlled in accordance with the reflected wave information P, making it possible to reduce reflected waves while sufficiently irradiating the expandable particles filled in the filling space U with microwaves.
[第3実施形態]
図26は、第3実施形態に係る制御部70の機能を表す構成図である。
[Third embodiment]
FIG. 26 is a configuration diagram showing the functions of the control unit 70 according to the third embodiment.
ここで、反射波は充填空間U内で消費されることなく、アイソレータ55において無駄な熱エネルギーとして損失してしまう。そこで、第3実施形態の制御部70は、撹拌機構60を制御した後に残存する反射波をチューナ59で制御することで、反射波をさらに低減する。すなわち、制御部70は、撹拌機構60の制御に加えて、パワーモニタ57が検出する反射波情報Pに応じてチューナ59も制御する。 The reflected waves are not consumed within the filling space U, but are lost as wasted heat energy in the isolator 55. Therefore, the control unit 70 of the third embodiment further reduces the reflected waves by controlling the tuner 59 to remove any reflected waves remaining after controlling the stirring mechanism 60. In other words, in addition to controlling the stirring mechanism 60, the control unit 70 also controls the tuner 59 in accordance with the reflected wave information P detected by the power monitor 57.
具体的には、制御部70は、チューナ59におけるインピーダンスを反射が低減するインピーダンスに設定する。制御部70がインピーダンスを特定する方法は任意である。例えば、パワーモニタ57が検出する反射波の電力(反射波情報Pの例示)に応じて、掃引または確率的手法に基づき反射が低減するインピーダンスを特定(探索)する方法や、パワーモニタ57が検出する反射波の電力および位相(反射波情報Pの例示)に応じて、反射が低減するインピーダンスを一意的に特定(探索)する方法が採用される。そして、特定されたインピーダンスがチューナ59において設定される。 Specifically, the control unit 70 sets the impedance in the tuner 59 to an impedance that reduces reflection. The control unit 70 can specify the impedance by any method. For example, the control unit 70 may specify (search for) an impedance that reduces reflection based on a sweep or probabilistic method in accordance with the power of the reflected wave detected by the power monitor 57 (an example of reflected wave information P), or may specify (search for) a unique impedance that reduces reflection in accordance with the power and phase of the reflected wave detected by the power monitor 57 (an example of reflected wave information P). The specified impedance is then set in the tuner 59.
なお、反射が低減するインピーダンスを一意的に特定する方法については、任意の「反射波の電力および位相」に対し、チューナ59が反射を低減できるインピーダンスを実験やシミュレーション等により事前に求めることで、インピーダンスと反射特性との関係を特定しておく。そして、インピーダンスと反射特性と関係においてパワーモニタ57で検出された「反射波の電力および位相」に対応するインピーダンスが、反射が低減するインピーダンスとして一意的に特定される。 The method for uniquely identifying the impedance that reduces reflection involves determining in advance, through experiments, simulations, etc., the impedance at which the tuner 59 can reduce reflection for any "power and phase of the reflected wave," thereby identifying the relationship between the impedance and reflection characteristics. Then, the impedance that corresponds to the "power and phase of the reflected wave" detected by the power monitor 57 in the relationship between the impedance and reflection characteristics is uniquely identified as the impedance that reduces reflection.
第3実施形態では、撹拌機構60に加えてチューナ59も制御されるから、さらに反射波を低減することが可能になる。なお、撹拌機構60の制御を前提とせずに、チューナ59のみを制御する構成も採用される。 In the third embodiment, the tuner 59 is controlled in addition to the stirring mechanism 60, making it possible to further reduce reflected waves. It is also possible to adopt a configuration in which only the tuner 59 is controlled, without assuming control of the stirring mechanism 60.
[第4実施形態]
第4実施形態の型部材は、スリット(第2スリットの例示)を有する。なお、第4実施形態の構成は、第1実施形態から第3実施形態の何れの成形装置100に設けてもよい。
[Fourth embodiment]
The mold member of the fourth embodiment has a slit (an example of a second slit). The configuration of the fourth embodiment may be provided in any of the molding apparatuses 100 of the first to third embodiments.
図27は、第4実施形態に係る型部材(211,311)の模式図である。スリット(貫通孔)は、型部材における任意の角部J(隅角部)に設けられる。角部Jは、型部材(211,311)における相異なる面同士が交差する状態で接続する部分である。 Figure 27 is a schematic diagram of a mold member (211, 311) according to the fourth embodiment. A slit (through hole) is provided at any corner J (corner) of the mold member. Corner J is a portion where different surfaces of the mold member (211, 311) intersect and connect.
ここで、電磁気学的には、導体における表面には、当該表面に対して垂直な電界しか励起しない。したがって、型部材の角部Jには電界が生じにくいという事情がある。すなわち角部Jにおいてマイクロ波が撹拌されにくいとい問題がある。 Here, electromagnetically, only an electric field perpendicular to the surface of a conductor is excited. Therefore, an electric field is unlikely to be generated at the corner J of the mold member. This means that microwaves are unlikely to be stirred at the corner J.
そこで、第4実施形態では、角部Jに設けたスリットにおいて電界をトラップする(スリットから外部に漏出させずに当該スリットに近づける)ことで、角部Jに電界を励起させる。ひいては、角部Jにおいてもマイクロ波を十分に撹拌することが可能になる。 In the fourth embodiment, an electric field is excited at corner J by trapping the electric field in a slit provided at corner J (bringing the electric field close to the slit without leaking out of the slit). This makes it possible to sufficiently stir the microwaves even at corner J.
スリットには多様な構成が採用される。図28は、スリットの構成を例示する模式図である。図28には、構成(I)-(VI)に係るスリット(白色の長尺状の部分)が示されている。図28では、2つの交差(直行)する面F1,F2が接続された角部Jが示されている。 Various configurations are used for the slit. Figure 28 is a schematic diagram illustrating slit configurations. Figure 28 shows slits (elongated white portions) related to configurations (I)-(VI). Figure 28 also shows a corner J where two intersecting (orthogonal) surfaces F1 and F2 are connected.
図28におけるスリットの長さI(長手方向の長さ)は、マイクロ波がスリットから漏出することを防ぐ観点から、例えば、発生装置50が出射するマイクロ波の波長の1/4以下(好ましくは1/8以下)に設定する。スリットの幅(短手方向の長さ)は、発泡性粒子がスリットから漏出することを防ぐ観点から、発泡性粒子の直径よりも小さく設定する。 The length I (longitudinal length) of the slit in Figure 28 is set to, for example, 1/4 or less (preferably 1/8 or less) of the wavelength of the microwaves emitted by the generator 50 in order to prevent the microwaves from leaking through the slit. The width (transverse length) of the slit is set to be smaller than the diameter of the expandable particles in order to prevent the expandable particles from leaking through the slit.
構成(I)は、角部Jにおける辺(すなわち2つの面が接続する境界線)に沿って設けられるスリット71を含む。 Configuration (I) includes a slit 71 provided along the edge of corner J (i.e., the boundary line where two faces connect).
構成(II)は、角部Jにおける辺に直交するように設けられるスリット72を含む。 Configuration (II) includes a slit 72 arranged perpendicular to the side at corner J.
構成(III)は、相互に直交するように設けられるスリット71とスリット72と含む。 Configuration (III) includes slits 71 and 72 arranged perpendicular to each other.
構成(IV)は、角部Jにおける辺に対して所定の角度(90度未満の角度)をなすように設けられるスリット73を含む。例えば、角部Jにおける辺に対して約45度の角度をなすようにスリット73が設けられる。さらに、相互に交差し、かつ、角部Jにおける辺に対して所定の角度をなすように2つのスリット73を設けてもよい。 Configuration (IV) includes a slit 73 that is provided at a predetermined angle (less than 90 degrees) relative to the side of corner J. For example, the slit 73 is provided at an angle of approximately 45 degrees relative to the side of corner J. Furthermore, two slits 73 may be provided that intersect with each other and form a predetermined angle relative to the side of corner J.
構成(V)は、スリット71およびスリット72に加えて、スリット74およびスリット75を含む。なお、スリット71およびスリット72はそれぞれ別の位置に設ける(すなわち相互に直交しない位置に設ける)。スリット74は、スリット72の端部において当該スリット72に直交するように設けられる。スリット75は、スリット71の端部において当該スリット71に直交するように設けられる。 Configuration (V) includes slits 74 and 75 in addition to slits 71 and 72. Slits 71 and 72 are located at different positions (i.e., not perpendicular to each other). Slit 74 is located at the end of slit 72 so as to be perpendicular to slit 72. Slit 75 is located at the end of slit 71 so as to be perpendicular to slit 71.
構成(IV)は、構成(V)と同様に、スリット71とスリット72とスリット74とスリット75とを含む。ただし、構成(IV)では、スリット71およびスリット72を相互に直交する位置に設けた上で、スリット74とスリット75とを設ける。 Like configuration (V), configuration (IV) includes slits 71, 72, 74, and 75. However, in configuration (IV), slits 71 and 72 are positioned perpendicular to each other, and slits 74 and 75 are also provided.
なお、構成(I)-(VI)において設けられる各スリットは、図28に例示される通り、面F1および面F2において角部Jにおける辺を中心として対称になるように設ける構成が好適である。特に、角部Jのうち三つの面が交差する角部(例えば図27に図示する角部Jz)においては、図28に例示される通り、角部Jzを中心として各スリットを設ける構成が好適である。ただし、角部に設けるスリットは、構成(I)-(VI)には限定されない。 Note that, as shown in Figure 28, it is preferable that the slits provided in structures (I)-(VI) be provided on surfaces F1 and F2 symmetrically about the side at corner J. In particular, at corners where three surfaces intersect within corner J (for example, corner Jz shown in Figure 27), it is preferable that the slits be provided with corner Jz at the center, as shown in Figure 28. However, the slits provided at the corners are not limited to structures (I)-(VI).
第4実施形態の構成によれば、角部Jにおいてもマイクロ波を十分に撹拌することが可能になる。 The configuration of the fourth embodiment makes it possible to sufficiently agitate microwaves even at corners J.
<変形例>
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様を適宜に併合することも可能である。
<Modification>
The above-described embodiments can be modified in various ways. Specific examples of the modifications are shown below. Two or more embodiments selected from the following examples can be combined as appropriate.
(1)前述の各形態において、移動側ユニット20は、内部空間R1が形成され、表面に移動側型部材211を含めば、具体的な構成は任意である。同様に、固定側ユニット30は、内部空間R2が形成され、表面に移動側型部材211を含めば、具体的な構成は任意である。 (1) In each of the above-described embodiments, the specific configuration of the movable unit 20 is arbitrary, as long as it has an internal space R1 formed therein and includes a movable mold member 211 on its surface. Similarly, the specific configuration of the fixed unit 30 is arbitrary, as long as it has an internal space R2 formed therein and includes a movable mold member 211 on its surface.
(2)前述の各形態では、固定側ユニット30の内部空間R2に発生装置50を配置する構成を例示したが、移動側ユニット20の内部空間R1に発生装置50を配置してもよい。また、移動側ユニット20の内部空間R1と固定側ユニット30の内部空間R2との双方に発生装置50を設けてもよい。 (2) In the above-described embodiments, a configuration in which the generator 50 is disposed in the internal space R2 of the fixed unit 30 has been exemplified, but the generator 50 may also be disposed in the internal space R1 of the mobile unit 20. Furthermore, a generator 50 may also be provided in both the internal space R1 of the mobile unit 20 and the internal space R2 of the fixed unit 30.
(3)前述の各形態において、移動側型部材211および固定側型部材311の形状は任意である。例えば、固定側ユニット30に向かって突出する凸部が形成された移動側型部材211と、移動側型部材211の凸部に対応する凹部を含む固定側型部材31とを採用してもよい。また、充填装置40は固定側ユニット30に設けてもよい。 (3) In each of the above-described embodiments, the shapes of the movable-side mold member 211 and the fixed-side mold member 311 are arbitrary. For example, a movable-side mold member 211 having a convex portion that protrudes toward the fixed-side unit 30 and a fixed-side mold member 31 having a concave portion that corresponds to the convex portion of the movable-side mold member 211 may be used. In addition, the filling device 40 may be provided in the fixed-side unit 30.
(4)前述の各形態では、1個の発生装置50の導波管53を分岐させて各固定側型部材31に接続する構成を採用したが、充填空間U内の発泡性粒子にマイクロ波Eを照射する構成は以上の例示に限定されない。例えば、固定側型部材31毎に発生装置50を設けてもよい。内部空間R2(または内部空間R1)に設けられた発生装置50の導波管53を介して、発泡性粒子にマイクロ波Eを照射することが可能であれば、成形装置100の構成は任意である。 (4) In each of the above-described embodiments, a configuration was adopted in which the waveguide 53 of one generator 50 was branched and connected to each fixed-side mold member 31, but the configuration for irradiating microwaves E to the expandable particles in the filling space U is not limited to the above example. For example, a generator 50 may be provided for each fixed-side mold member 31. The molding device 100 may have any configuration as long as it is possible to irradiate microwaves E to the expandable particles via the waveguide 53 of the generator 50 provided in the internal space R2 (or internal space R1).
(5)前述の各形態において、充填空間U内に伝送されたマイクロ波Eを乱反射させるために、移動側型部材211および固定側型部材31の双方における充填空間U側の表面に微細な凹凸を形成する(微細加工)する構成が好適である。充填空間U内でマイクロ波Eが乱反射することで、発泡性粒子を効果的に融着させることが可能である。 (5) In each of the above-described embodiments, a configuration in which fine irregularities are formed (microfabrication) on the surfaces of both the movable-side mold member 211 and the fixed-side mold member 31 facing the filling space U is preferable in order to diffusely reflect the microwaves E transmitted into the filling space U. The diffused reflection of the microwaves E within the filling space U makes it possible to effectively fuse the expandable particles.
(6)第2実施形態に係る撹拌機構は、成形装置の具体的な構成に関わらず独立した特徴として観念できる。具体的には、発泡性がある樹脂粒子を融着させた成形体を形成するための成形装置であって、前記樹脂粒子が充填される充填空間を有する型部材(成形型)と、前記充填空間内にマイクロ波を出射することで、前記樹脂粒子を加熱する発生装置と、前記充填空間内のマイクロ波を撹拌するための撹拌機構とを具備し、前記型部材には、前記マイクロ波が通過可能な通過部が形成され、前記撹拌機構は、前記通過部に接続され、前記充填空間から当該通過部を通過したマイクロ波の振幅および位相を変化させ、当該振幅および位相を変化させた後のマイクロ波を前記通過部から前記充填空間に出射する成形装置としても観念できる。以上の成形装置においては、発生装置の位置や型部材の具体的な構成は任意である。 (6) The stirring mechanism according to the second embodiment can be considered an independent feature, regardless of the specific configuration of the molding device. Specifically, it can be considered a molding device for forming a molded body by fusing expandable resin particles, comprising a mold member (mold) having a filling space into which the resin particles are filled, a generator that emits microwaves into the filling space to heat the resin particles, and a stirring mechanism for stirring the microwaves in the filling space, wherein the mold member has a passage through which the microwaves can pass, and the stirring mechanism is connected to the passage, changes the amplitude and phase of microwaves that pass through the passage from the filling space, and emits the microwaves, after the amplitude and phase have been changed, from the passage to the filling space. In the above molding device, the position of the generator and the specific configuration of the mold member are arbitrary.
以上の成形装置によれば、充填空間内におけるマイクロ波を撹拌する、という課題を解決できる。したがって、充填空間内の樹脂粒子の全体にわたりマイクロ波を適切に照射することができる。 The above molding device solves the problem of agitating microwaves within the filling space. Therefore, microwaves can be properly irradiated throughout the resin particles within the filling space.
(7)第2実施形態に係る撹拌装置の制御方法は、成形装置の具体的な構成に関わらず独立した特徴として観念できる。具体的には、制御方法は、発泡性がある樹脂粒子を融着させた成形体を形成するための装置であって、前記樹脂粒子が充填される充填空間を有する型部材と、前記充填空間内にマイクロ波を出射することで、前記樹脂粒子を加熱する発生装置と、前記充填空間内のマイクロ波を撹拌するための撹拌機構とを具備し、前記発生装置が反射波の情報(反射波情報)を検出するパワーモニタを含む成形装置において、前記パワーモニタが検出する反射波の情報に応じて撹拌機構を制御する制御方法としても観念できる。以上の制御方法においては、通過部の有無や撹拌機構の具体的な構成は任意である。 (7) The control method for the stirring device according to the second embodiment can be considered an independent feature, regardless of the specific configuration of the molding device. Specifically, the control method can be considered as a control method for a molding device for forming a molded body by fusing expandable resin particles, the molding device comprising: a mold member having a filling space into which the resin particles are filled; a generator that emits microwaves into the filling space to heat the resin particles; and a stirring mechanism for stirring the microwaves in the filling space, the generator including a power monitor that detects reflected wave information (reflected wave information), in which the stirring mechanism is controlled in accordance with reflected wave information detected by the power monitor. In the above control methods, the presence or absence of a passage and the specific configuration of the stirring mechanism are optional.
以上の制御方法によれば、反射波の情報に応じて適切に撹拌機構を制御する、という課題が解決できる。ひいては、充填空間内に充填された樹脂粒子の全体にわたりマイクロ波を適切に照射することが可能になる。 The above control method solves the problem of appropriately controlling the stirring mechanism based on information from reflected waves. Ultimately, it becomes possible to appropriately irradiate microwaves over the entire resin particles filled in the filling space.
(8)第4実施形態に係るスリットを具備する成形装置は、成形装置におけるスリット以外の具体的な構成や撹拌機構の有無に関わらず独立した特徴として観念できる。具体的には、発泡性がある樹脂粒子を融着させた成形体を形成するための装置であって、前記樹脂粒子が充填される充填空間を有する型部材と、前記充填空間内にマイクロ波を出射することで、前記樹脂粒子を加熱する発生装置と、前記型部材の角部に設けられるスリット(第2スリット)とを具備する。 (8) The molding device with a slit according to the fourth embodiment can be considered an independent feature, regardless of the specific configuration of the molding device other than the slit or the presence or absence of a stirring mechanism. Specifically, it is a device for forming a molded body by fusing foamable resin particles, and includes a mold member having a filling space into which the resin particles are filled, a generator that heats the resin particles by emitting microwaves into the filling space, and a slit (second slit) provided at a corner of the mold member.
以上の成形装置によれば、型部材における角部においてもマイクロ波を適切に照射できる、という課題を解決できる。 The above molding device solves the problem of being able to properly irradiate microwaves even at the corners of the mold members.
20 :移動側ユニット
23 :移動側プレート
30 :固定側ユニット
31 :固定側型部材
33 :固定側プレート
40 :充填装置
50 :発生装置
51 :発振器
53 :導波管
55 :アイソレータ
57 :パワーモニタ
59 :チューナ
60 :撹拌機構
70 :制御部
71 :スリット
72 :スリット
73 :スリット
74 :スリット
75 :スリット
100 :成形装置
211 :移動側型部材
213 :支持板
215 :フレーム部
217 :裏板部
311 :固定側型部材
313 :支持板
315 :フレーム部
317 :裏板部
531 :分岐部
532 :蓋部材
601 :筐体部
602 :スクリュー部
603 :軸部材
604 :遮蔽部
605 :プローブ
606 :コイル
607 :モータ
611 :第1部材
612 :第2部材
D :通過部
E :マイクロ波
F :設置面
G :凹部
H :貫通孔
J :角部
K1 :支持部材
K2 :支持部材
N1 :突出部
N2 :突出部
P :反射波情報
R1 :内部空間
R2 :内部空間
R3 :内部空間
S :スペーサー
T :貫通孔
U :充填空間
20: moving side unit 23: moving side plate 30: fixed side unit 31: fixed side mold member 33: fixed side plate 40: filling device 50: generator 51: oscillator 53: waveguide 55: isolator 57: power monitor 59: tuner 60: stirring mechanism 70: control unit 71: slit 72: slit 73: slit 74: slit 75: slit 100: molding device 211: moving side mold member 213: support plate 215: frame portion 217: back plate portion 311: fixed side mold member 313: support plate 315: frame portion 317: back plate portion 531: branch portion 532: cover member 601: housing portion 602: screw portion 603: shaft member 604: shielding portion 605: probe 606: coil 607 : Motor 611 : First member 612 : Second member D : Passing section E : Microwave F : Installation surface G : Recess H : Through hole J : Corner K1 : Support member K2 : Support member N1 : Protrusion N2 : Protrusion P : Reflected wave information R1 : Internal space R2 : Internal space R3 : Internal space S : Spacer T : Through hole U : Filled space
Claims (15)
内部が中空であり、表面に移動側型部材を含む移動側ユニットと、
内部が中空であり、表面のうち前記移動側型部材と対向する位置に固定側型部材を含む固定側ユニットと、
前記固定側型部材と前記移動側型部材との間に形成される充填空間に前記樹脂粒子を充填する充填装置と、
前記固定側ユニットの内部空間に設けられ、マイクロ波を前記充填空間内に出射することで、前記樹脂粒子を加熱する発生装置とを具備し、
前記発生装置は、前記マイクロ波を発生する発振器と、当該マイクロ波を前記充填空間に伝送する導波管とを含む
成形装置。 A molding apparatus for forming a molded body in which expandable resin particles are fused together,
a movable unit having a hollow interior and including a movable mold member on its surface;
a fixed-side unit having a hollow interior and including a fixed-side mold member at a position on the surface facing the movable-side mold member;
a filling device that fills the resin particles into a filling space formed between the fixed-side mold member and the movable-side mold member;
a microwave generator provided in the internal space of the fixed unit for emitting microwaves into the filling space to heat the resin particles;
The generating device includes an oscillator that generates the microwaves and a waveguide that transmits the microwaves to the filling space.
前記貫通孔における前記移動側型部材側の開口は、前記マイクロ波を透過させる材料で形成された蓋部材により閉塞され、
前記導波管における前記発振器とは反対側の端部は、前記移動側型部材とは反対側から前記貫通孔に接続される
請求項1の成形装置。 a through hole is formed in the fixed-side mold member;
an opening of the through hole on the movable mold member side is closed by a cover member made of a material that transmits microwaves;
The molding apparatus according to claim 1 , wherein an end of the waveguide opposite to the oscillator is connected to the through-hole from an end opposite to the movable mold member.
前記移動側型部材は、前記複数の固定側型部材のそれぞれに対向する位置に設けられる複数の移動側型部材を含み、
前記導波管は、前記各固定側型部材における前記貫通孔に接続するように分岐する
請求項2の成形装置。 the fixed-side mold member includes a plurality of fixed-side mold members,
the movable-side mold member includes a plurality of movable-side mold members provided at positions facing the plurality of fixed-side mold members, respectively;
The molding apparatus according to claim 2 , wherein the waveguide branches out so as to connect to the through-holes in the fixed mold members.
内部が中空であり、表面に移動側型部材を含む移動側ユニットと、
内部が中空であり、表面のうち前記移動側型部材と対向する位置に固定側型部材を含む固定側ユニットと、
前記固定側型部材と前記移動側型部材との間に形成される充填空間に前記樹脂粒子を充填する充填装置と、
前記移動側ユニットの内部空間に設けられ、マイクロ波により前記充填空間内の前記樹脂粒子を加熱する発生装置とを具備し、
前記発生装置は、前記マイクロ波を発生する発振器と、当該マイクロ波を前記充填空間に伝送する導波管とを含む
成形装置。 A molding apparatus for forming a molded body in which expandable resin particles are fused together,
a movable unit having a hollow interior and including a movable mold member on its surface;
a fixed-side unit having a hollow interior and including a fixed-side mold member at a position on the surface facing the movable-side mold member;
a filling device that fills the resin particles into a filling space formed between the fixed-side mold member and the movable-side mold member;
a microwave generating device provided in the internal space of the moving unit for heating the resin particles in the filling space by microwaves;
The generating device includes an oscillator that generates the microwaves and a waveguide that transmits the microwaves to the filling space.
前記通過部に接続され、前記充填空間から当該通過部を通過したマイクロ波の振幅および位相を変化させ、当該振幅および位相を変化させた後のマイクロ波を前記通過部から前記充填空間に出射する撹拌機構とを具備する
請求項1から請求項4の何れかの成形装置。 a passage portion provided on at least one of the movable mold member and the fixed mold member, through which the microwaves can pass;
the molding apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a stirring mechanism connected to the passing portion, which changes the amplitude and phase of microwaves that have passed through the passing portion from the filling space, and emits the microwaves , after having had the amplitude and phase changed, from the passing portion to the filling space.
前記第1スリットの幅は、前記樹脂粒子の直径よりも小さく、
前記第1スリットが延在する方向は、前記発生装置が出射するマイクロ波における電界の振動の方向に対して交差する方向である
請求項5の成形装置。 the passage portion includes one or more first slits,
the width of the first slit is smaller than the diameter of the resin particle;
The molding apparatus according to claim 5 , wherein the first slit extends in a direction that intersects with a direction of oscillation of an electric field in the microwaves emitted by the generating device.
請求項6の成形装置。 The molding apparatus according to claim 6 , wherein the direction intersecting the direction of vibration of the electric field is a direction intersecting the direction of vibration of the electric field at an angle other than 90 degrees.
前記複数の第1スリットは、前記発生装置が出射するマイクロ波の波長の1/4以上の間隔を相互にあけて配置される
請求項6または請求項7の成形装置。 the passage portion includes a plurality of first slits,
The molding apparatus according to claim 6 or 7, wherein the plurality of first slits are arranged at intervals of at least ¼ of the wavelength of the microwaves emitted by the generator.
請求項6から請求項8の何れかの成形装置。 The molding apparatus according to any one of claims 6 to 8, wherein the length of the first slit is equal to or greater than half the wavelength of the microwave emitted by the generator.
請求項5の成形装置。 The molding apparatus according to claim 5 , wherein the passage portion includes a transmitting member that transmits the microwaves.
前記発生装置は、反射波の情報を検出するパワーモニタを含み、
前記制御部は、前記パワーモニタが検出する反射波の情報に応じて前記撹拌機構を制御する
請求項5から請求項10の何れかの成形装置。 A control unit for controlling the stirring mechanism is provided.
the generator includes a power monitor that detects information about the reflected wave;
The molding apparatus according to any one of claims 5 to 10, wherein the control unit controls the stirring mechanism in accordance with information on the reflected wave detected by the power monitor.
請求項11の成形装置。 The molding apparatus of claim 11 , wherein the information about the reflected wave includes one or more of the power of the reflected wave, the amplitude of the reflected wave, and the phase of the reflected wave.
請求項11または請求項12の成形装置。 The molding apparatus according to claim 11 or 12, wherein the control unit controls the stirring mechanism so as to reduce reflected waves.
前記第2スリットの幅は、前記樹脂粒子の直径よりも小さく、
前記第2スリットの長さは、前記発生装置が出射するマイクロ波の波長の1/4以下である
請求項1から請求項13の成形装置。 a second slit provided at a corner of at least one of the movable mold member and the fixed mold member;
the width of the second slit is smaller than the diameter of the resin particle;
The molding apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein the length of the second slit is equal to or less than ¼ of the wavelength of the microwave emitted by the generator.
反射波の情報に応じて前記撹拌機構を制御する
制御方法。 A method for controlling a stirring mechanism in a molding apparatus according to claim 5, comprising:
A control method for controlling the stirring mechanism in accordance with information on the reflected wave.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022030185A JP7808801B2 (en) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | Molding apparatus and control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022030185A JP7808801B2 (en) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | Molding apparatus and control method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023125846A JP2023125846A (en) | 2023-09-07 |
| JP7808801B2 true JP7808801B2 (en) | 2026-01-30 |
Family
ID=87887529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022030185A Active JP7808801B2 (en) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | Molding apparatus and control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7808801B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014531352A (en) | 2011-10-06 | 2014-11-27 | ジェイエスピー インターナショナル エスエイアールエルJsp International Sarl | Molding of plastic particulate material |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5230184B2 (en) * | 1973-08-02 | 1977-08-06 | ||
| JPS57207036A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-18 | Hitachi Ltd | Mold for foam molding |
-
2022
- 2022-02-28 JP JP2022030185A patent/JP7808801B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014531352A (en) | 2011-10-06 | 2014-11-27 | ジェイエスピー インターナショナル エスエイアールエルJsp International Sarl | Molding of plastic particulate material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023125846A (en) | 2023-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2446047C2 (en) | Method and device for production of moulded products | |
| JP3077879B2 (en) | Apparatus and method for applying microwave energy to a web-type quantified processing material | |
| JP4759668B2 (en) | Microwave heating device | |
| US5844217A (en) | Appratus for liquid thermosetting resin molding using radiofrequency wave heating | |
| US4323745A (en) | Method and apparatus for effecting by microwaves a substantially uniform heating of a material in a cavity | |
| CA2531114C (en) | Microwave resonator and method of operating microwave resonator | |
| US6020580A (en) | Microwave applicator having a mechanical means for tuning | |
| US4137441A (en) | Microwave oven door seal system | |
| US10940635B2 (en) | Method and apparatus for processing dielectric materials using microwave energy | |
| US20130270747A1 (en) | Method and apparatus for producing formable products | |
| US20010019053A1 (en) | Method and apparatus for electromagnetic exposure of planar or other materials | |
| CN101970197A (en) | Method for controlling and optimizing microwave heating of plastic sheet | |
| JP7808801B2 (en) | Molding apparatus and control method | |
| CA1252152A (en) | Method and apparatus for uniform microwave bulk heating of thick viscous materials in a cavity | |
| KR20210011415A (en) | Molding device, mold and molded product manufacturing method | |
| JP4299862B2 (en) | Microwave heating device | |
| JP4202757B2 (en) | Microwave processing device for object in applicator | |
| JP4186279B2 (en) | Microwave heating device | |
| JPH11158809A (en) | Microwave heating device for asphalt | |
| JPS6337758Y2 (en) | ||
| KR101031107B1 (en) | Variable Length Microwave Reactor Using Vibrating Body and Its Method | |
| US20250360662A1 (en) | Electromagnetic foaming | |
| JP2000150137A5 (en) | ||
| JPH08330065A (en) | Microwave thawing/heating device | |
| RU203589U1 (en) | CONTAINER FOR TRANSPORTATION OF BITUMEN WITH A MICROWAVE RADIATOR |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20241119 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250916 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20251007 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20251028 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20260106 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20260109 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7808801 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |