JPH0378046B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はホツトプレス装置等に用いられる熱板
に係り、特にヒータエレメントが長手管状のシー
ズ内に配設されて成るシーズヒータを加熱源とす
る熱板の改良に関するものである。

（従来技術とその問題点） 熱板は加熱可能な構造を有する板であつて、プ
レス装置等において被加工物を加熱するために用
いられている。例えば、樹脂含浸シート、樹脂フ
イルム若しくはシート、金属箔若しくは板等の積
層素材が重ね合わせられて成る積層物を一体化
し、電気プリント配線板やラミネート板等に積層
成形品を製造するホツトプレス装置では、固定盤
と可動盤との間に複数の熱板が配設されて積層物
（被加工物）をそれら熱板で加熱し得るようにな
つており、それら熱板間に装入された積層物を該
熱板で加熱しつつ、固定盤と可動盤との間の圧締
作用に基づいて加圧することにより、積層物を一
体化して所望の積層成形品を製造し得るようにな
つている。

ところで、このような熱板の一種に、通電によ
つて発熱せしめられるヒータエレメントが長手管
状のシーズ内に配設されて成るシーズヒータ（カ
ートリツジヒータ）を、熱板内に形成された所定
のヒータ挿入孔内に配置し、加熱源とした形式の
ものがあるが、このようなシーズヒータを加熱源
とする熱板では、従来、それらシーズヒータが内
部に１つのヒータエレメントだけを有する構造と
されていたため、熱板を所望の温度分布状態に精
度良く制御することが難しいといつた問題があ
り、特に熱板をその有効面積の全面にわたつて均
一に加熱することが難しいといつた問題があつ
た。

例えば、前述の如きホツトプレス装置において
は、製品の品質向上を図る上において、熱板をそ
の有効面積の全面にわたつて所定の目標加熱温度
に均一に加熱することが望ましいのであるが、前
記ヒータ挿入孔内に配設した各シーズヒータ（ヒ
ータエレメント）を単に同じように通電制御する
だけでは、熱板の各部位による加熱条件や伝熱条
件の相違、ヒータエレメントのシーズヒータ長手
方向におけるヒータ容量のバラツキ、あるいはシ
ーズヒータと熱板との間の密着状態の不均一性等
によつて熱板の温度（表面温度）にバラツキが生
じることが避け得ない。そこで、通常は、熱板の
有効面を複数のゾーンに分割し、各分割ゾーンに
対応するシーズヒータを互いに独立して通電制御
することが行なわれている。熱板の有効面を複数
のゾーンに分割し、それらゾーン毎に独立して目
標加熱温度に加熱するようにすれば、熱板全体の
温度のバラツキに比べて各ゾーン内における温度
のバラツキの方が小さいことから、熱板全体のシ
ーズヒータを同じように通電制御する場合に比
べ、熱板全体としての温度のバラツキを小さくで
きるのであり、従つてそのバラツキを小さくでき
る分熱板の温度を均一化できるのである。

しかしながら、従来の熱板では、前述のよう
に、シーズヒータ内に１つのヒータエレメントが
配設されているだけであつたことから、それらシ
ーズヒータの配列方向においては熱板を互いに独
立して温度制御可能な多数のゾーンに分割するこ
とができるものの、シーズヒータの長手方向にお
いては熱板をそのような複数のゾーンに分割する
ことができず、熱板を略２分した長さのシーズヒ
ータを２方向からヒータ挿入孔内に挿入、配置す
ることによつて熱板を２つのゾーンに分割するこ
とが精々であつたことから、熱板の温度を分割制
御することによつて熱板温度の均一化を図ること
について限界があつた。

一方、このような熱板の分割制御と並行してヒ
ータエレメントのヒータ容量をシーズヒータの長
手方向において予め調整しておき、シーズヒータ
長手方向における熱板温度が目標加熱温度におい
て均一になるようにすることも考えられている
が、この場合には目標加熱温度が異なる毎にその
目標加熱温度に応じて調整されたヒータ容量のシ
ーズヒータを用いる必要があり、目標加熱温度が
異なる毎にシーズヒータを交換しなければならな
いといつた不具合があるのである。

（解決手段） ここにおいて、本発明は、このような事情を背
景として為されたものであり、その特徴とすると
ころは、長手管状のシーズ内に、複数のヒータエ
レメントを、その長手方向に独立して且つ直列に
配設して成る多回路シーズヒータを、熱板内に形
成された所定のヒータ挿入孔にそれぞれ配置し
て、該多回路シーズヒータの各々のヒータエレメ
ントによつて当該熱板部位がそれぞれ加熱され得
るようにしたことにある。

（作用・効果） このような熱板によれば、シーズヒータ（多回
路シーズヒータ）の配列方向において、従来の熱
板と同様に、熱板を互いに独立して温度制御可能
な多数のゾーンに分割できることは勿論、シーズ
ヒータの長手方向においても熱板を互いに独立し
て温度制御可能な多数のゾーンに分割することが
可能となる。つまり、本発明に従う熱板によれ
ば、熱板の有効面を複数のゾーンに分割するに際
して、従来の熱板よりもシーズヒータの長手方向
においてその有効面をより細かく分割することが
できるのであり、従つてそれら分割した各ゾーン
の温度をそれぞれ独立して制御することにより、
熱板の温度分布状態をより精度良く制御すること
が可能となるのであり、熱板を均一な温度に加熱
する場合においても、従来のものよりもその温度
を一層均一化することが可能となるのである。

また、このように、シーズヒータの長手方向に
おいても熱板を互いに独立して温度制御可能な複
数のゾーンに分割することができ、シーズヒータ
の長手方向においても熱板の温度を分割制御し得
るようになつたことから、従来の熱板のように、
ヒータエレメントのヒータ容量を目標加熱温度に
応じて予め調整しておくことが特に必要ではなく
なつたのであり、それ故目標加熱温度が異なる毎
にシーズヒータを交換することも不要になつたの
である。また、同様の理由から、熱板の昇温制御
時においても、熱板の温度分布状態を精度良く制
御することが可能となつたのであり、熱板の昇温
制御時において熱板の温度分布状態を調整する必
要がある場合において有利となつたのである。

しかも、本発明に係る熱板によれば、１つのヒ
ータ挿入孔内に１つのシーズヒータを配置するだ
けで、熱板をシーズヒータの長手方向において複
数のゾーンに分割することができるため、シーズ
ヒータ内の各ヒータエレメントに通電するための
リード線を熱板の同一方向から引き出すことがで
きるいつた利点もある。シーズヒータの各ヒータ
エレメントに通電するためのリード線を熱板の同
一方向から引き出すようにすれば、熱板に対する
シーズヒータの装着操作が簡単になり、またリー
ド線の引き回し、配線作業が容易になるのであ
る。また、ホツトプレス装置の場合においては、
リード線の引き出し方向と反対側から被加工物の
搬入並びに成形品の搬出を行なうようにすること
により、それらの搬入、搬出操作が容易になるの
であり、その際の安全性も向上するのである。

因みに、熱板をシーズヒータの長手方向におい
て２つのゾーンに分割するようにした従来の熱板
では、前述のように、ヒータ挿通孔内に２つのシ
ーズヒータが直列的に配置されることによつてゾ
ーンの分割が行なわれるようになつていたため、
各ヒータエレメントに通電するためのリード線を
熱板の同一方向から引き出すことができなかつた
のであり、それ故熱板に対するシーズヒータの装
着操作やリード線の引回し、配線操作等が面倒な
ものとなつていたのである。

（実施例） 以下、本発明をより一層具体的に明らかにする
ために、その一実施例を図面に基づいて詳細に説
明することとする。

まず、第１図は、本発明に従う熱板を備えたホ
ツトプレス装置の一例を示すものであるが、そこ
において、１０は固定盤であつて、その四隅にお
いて、ベース１２上に立設されたステー１４の上
端部に固定、支持されている。また、１６は可動
盤であつて、ベース１２の下側に設けられたシリ
ンダ１８のラム２０に固定されており、ラム２０
の伸縮に応じて昇降せしめられるようになつてい
る。そして、これら固定盤１０と可動盤１６との
間に位置して、公知の如く、複数の熱板２２が多
段に配置され、それら熱板２２間に装入された積
層物等の被加工物２４がそれら熱板２２で加熱さ
れつつ、固定盤１０と可動盤１６との圧締作用に
基づいて加圧せしめられるようになつている。

ところで、各熱板２２は、第２図に示されてい
るように、矩形状の平面形態を有しており、その
内部には熱板２２を板面に平行に貫通する状態で
複数（ここでは６つ）のヒータ挿入孔２５が略等
間隔に形成されている。そして、これらヒータ挿
入孔２５内にそれぞれ同一方向から挿入されて多
回路シーズヒータとしてのシーズヒータ２６が配
置されている。

これらシーズヒータ２６は、第３図に示されて
いるように、一端が閉塞された長手管状のシーズ
２８内に同一形状のヒータエレメント３０（３０
Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ）が３個直列に配設されると
共に、それらヒータエレメント３０の各一端に対
して個々に接続されたリード線３２（３２Ａ，３
２Ｂ，３２Ｃ）とそれらヒータエレメント３０の
他端に共通に接続されたリード線３４とがシーズ
２８の開口部から延び出させられた構造を有して
おり、リード線３２の各対応するものと共通のリ
ード線３４との間に電圧を印加することにより、
それらヒータエレメント３０を択一的に通電加熱
し得るようになつている。そして、本実施例で
は、前述のように、これらシーズヒータ２６が熱
板２２の各ヒータ挿入孔２５内に同一方向から挿
入されて配置されると共に、それらシーズヒータ
２６の配置された各熱板２２がホツトプレス装置
に対してそれぞれ同一方向を向いた状態で配設さ
れ、各シーズヒータ２６から引き出されたリード
線３２，３４がそれぞれ前記被加工物２４の搬入
方向（成形品の搬出方向）とは反対側の装置側方
において引き回し、配線せしめられている。

なお、前記シーズヒータ２６のヒータエレメン
ト３０は、通常、所定のセラミツクスコアに巻回
され、シーズ２８内面との間に充填せしめられた
耐熱性の絶縁材によつて該セラミツクスコアの外
面に固定せしめられて配設されることとなる。ま
た、各リード線３２，３４はそれぞれセラミツク
スコアを貫通する状態で、且つ互いに適当な間隔
を隔てて絶縁された状態で、該セラミツクスコア
内に一体的に埋め込まれて配設されることとな
る。

また、本実施例では、このようなホツトプレス
装置において、各熱板２２に配設されたシーズヒ
ータ２６のヒータエレメント３０が第４図に示さ
れている如き制御回路によつて通電制御せしめら
れることにより、第２図に示されているように、
熱板２２の有効面（ここでは全面）が枡目状に９
分割された〜の各ゾーン毎に独立して加熱制
御されるようになつている。

すなわち、第４図において、３６は、熱板２２
の各分割ゾーンにそれぞれ対応して設けられた
PID制御機能付きの温度コントローラであつて、
それぞれ対応する半導体無接点リレー（以下、
SSリレーと略称する）３３に接続されており、
各対応するゾーンに配設された熱電対４０（第２
図参照）からの温度信号に基づき、各対応する
SSリレー３８を予め設定されたプログラムに従
つてON・OFF制御するようになつている。そし
て、これにより、図示しない電源から各対応する
ヒータエレメント３０（ここでは各２つのヒータ
エレメント３０，３０）に供給される電力を調整
し、各対応するゾーンを予め設定された昇温速度
で昇温させると共に、各対応するゾーンの温度が
目標加熱温度まで上昇した後は、それら各対応す
るゾーンの温度をその目標加熱温度に保持するよ
うになつている。

また、各温度コントローラ３６には、それぞれ
共通のプログラム設定器４１および温度設定器４
２が接続されており、プログラム設定器４１によ
つて各温度コントローラ３６のプログラムが択一
的に設定され得るようになつていると共に、温度
設定器４２によつて目標加熱温度が切換設定され
ることにより、各温度コントローラ３６において
その目標加熱温度に対応して設定されたプログラ
ムが同時に選択されるようになつている。

なお。各SSリレー３８と電源との間には、図
示しないリレー回路により、対応するゾーンの温
度に応じて択一的に選択される複数（ここでは２
個）の可変抵抗器４２（４２Ａ，４２Ｂ）が配設
されており、熱板２２の昇温制御時において、対
応するゾーンの温度が目標加熱温度よりも所定温
度低い温度に達したとき、可変抵抗器４２がより
抵抗値の小さいもの（４２Ａ）からより抵抗値
（４２Ｂ）の大きいものに切り換えられるように
なつている。これにより、熱板２２の昇温制御時
における各ゾーンの昇温速度が段階的に減速され
るようになつているのであり、各分割ゾーンの温
度、ひいては熱板２２の全体の温度が目標加熱温
度に可及的に速やかに上昇せしめられ、且つ良好
な精度をもつて安定するようにされているのであ
る。

このようなホツトプレス装置によれば、各熱板
２２が、前述のように、シーズヒータ２６の配列
方向およびその長手方向でそれぞれ３分割されて
枡目状に９つのゾーン〜に分割され、それぞ
れのゾーンにおいて温度を独立して制御されて同
じ目標加熱温度に昇温せしめられるようになつて
いるため、熱板２２の各部位における放熱状態や
伝熱状態の相違、あるいはシーズヒータ２６と熱
板２２との密着状態の不均一性等に起因する熱板
２２の温度のバラツキを可及的に低減して、熱板
２２全体の温度を可及的に均一化できるのであ
り、更には各熱板２２間における温度のバラツキ
も可及的に均一化できるのである。そして、本実
施例では、上述のように、各熱板２２がシーズヒ
ータ２６の配列方向ばかりでなく、その長手方向
においても３分割されていることから、熱板がシ
ーズヒータの長手方向で２分割される従来の熱板
に比べて、熱板２２の温度を目標加熱温度により
一層均一に加熱することができるのであり、それ
故従来よりも一層品質の高い成形品（積層成形
品）を製造することができるのである。

また、このように、熱板２２がシーズヒータ２
６の長手方向においても３つのゾーンに分割さ
れ、熱板２２の温度がシーズヒータ２６の長手方
向において従来よりも一層均一化され得るように
なつていることから、従来の熱板のように、シー
ズヒータ２６の各ヒータエレメント３０のヒータ
容量を目標加熱温度に応じて予め調整しておくこ
とが特に必要ではなくなつたのであり、それ故目
標加熱温度が異なる毎にシーズヒータ２６を交換
する必要もなくなつたのである。また、同様の理
由から、熱板２２の昇温制御時においても、熱板
２２の温度分布状態を精度良く制御することが可
能となつたのであり、それ故熱板２２の昇温制御
時においても熱板２２の温度を可及的に均一化し
て、製品品質の向上を図ることが可能となつたの
である。

さらに、前述のように、各シーズヒータ２６の
ヒータエレメント３０に通電するためのリード線
３０，３２がホツトプレス装置の同じ側に引き出
されるようになつていることから、シーズヒータ
２６の熱板２２に対する装着操作が簡単で済むと
いつた利点があるのであり、またそれらリード線
３２，３４の引回し、配線作業が簡単に済むとい
つた利点もあるのである。また、それらリード線
３２，３４が被加工物２４の搬入方向と反対側に
引き出されて配線されるようになつていることか
ら、被加工物２４の熱板２２間への搬入（装入）
操作および製品の搬出操作を容易且つ安全に行な
うことができるといつた利点もあるのである。

以上、本発明の一実施例を説明したが、これは
文字通りの例示であつて、本考案がかかる具体例
に限定して解釈されるべきでないことは勿論であ
る。

例えば、前記実施例では、各シーズヒータ２６
内にそれぞれ３つのヒータエレメント３０が配設
され、熱板２２がシーズヒータ２６の長手方向で
３分割されるようになつていたが、ヒータエレメ
ント３０の配設数およびこれに伴うシーズヒータ
２６の長手方向における熱板２２の分割数は必ず
しもこれに限定されるものではなく、第５図に示
されているように、各シーズヒータ２６内にヒー
タエレメント２２を２個だけ配設して、シーズヒ
ータ２６の長手方向で熱板２２を２分割させるよ
うにしても良いのであり、あるいは４個以上配設
してその配設数に応じて分割するようにしてもよ
いのである。なお、シーズヒータ２６内に配設さ
れるヒータエレメント３０の数が多いほど各熱板
２２の温度分布状態をより高精度に制御でき、熱
板２２の温度をより均一化することができるので
あるが、各シーズヒータ２６から引き出し得るリ
ード線の数はシーズヒータの寸法や各リード線間
に印加される電圧、あるいは熱板２２の使用条件
（環境条件）等によつて制限されるため、通常は、
それらの条件に応じてヒータエレメント３０の配
設数が選択されることとなる。

また、前記実施例では、シーズヒータ２６内に
配設された各ヒータエレメント３０Ａ，３０Ｂ，
３０Ｃの一端が共通のリード線３４に接続される
と共に、それらの他端がそれぞれ別個のリード線
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに接続され、リード線３
４と各対応するリード線３２との間に電圧を印加
することにより、それらヒータエレメント３０を
それぞれ独立して通電制御するようになつていた
が、第６図乃至第８図に示されているように、状
況によつては、それらのうちの任意の２個の他端
を共通のリード線３２Ｄに接続して、それら任意
の２個のヒータエレメント３０を同時に電通制御
せしめるようにすることも可能であり、さらには
第９図に示されているように、３個のヒータエレ
メント３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ）を互いに
共通のリード線３４および３２Ｅを通じて同時に
通電制御させるようにすることも可能である。な
お、このような場合、上記任意の２個乃至は３個
のヒータエレメント３０の他端は、シーズヒータ
２６の内部で接続させるようにしてもよく、ある
いはシーズヒータ２６の外部で接続させるように
することも可能であるが、シーズヒータ２６から
のリード線の引出数を低減する上からはシーズヒ
ータ２６内部で接続することが望ましく、設計の
自由度の面からは外部で接続するようにすること
が望ましい。また、このような各ヒータエレメン
ト３０の結線の態様は、シーズヒータ２６内に配
設されるヒータエレメント３０の数が多いほど多
くなる。

また、前記実施例では、シーズヒータ２６内に
配設される各ヒータエレメント３０の各一端が共
通のリード線３４に接続されていたが、本発明は
これに限定されるものではなく、各ヒータエレメ
ント３０に通電するためのリード線をそれぞれ別
個に引き出すようにすることも可能である。ただ
し、このようにした場合には、ヒータエレメント
３０の配設数当たりのリード線の数量が増えるこ
とから、前記実施例の場合に比べてシーズヒータ
２６内に配設し得るヒータエレメント３０の数量
がその分制限されることとなる。ホツトプレス装
置では、ホツトプレス装置全体を真空ボツクス内
に収容した状態で被加工物２４の加工を行なうこ
とがあるため、各リード線は真空放電を惹起しな
い程度に離間させて配置することが望ましいので
あり、従つてこのような場合には、ヒータエレメ
ント３０当たりのリード線の配設数が多くなるこ
とによつてシーズヒータ２６内に配設可能なヒー
タエレメント３０の数が少なくなることが避け得
ないのである。

また、前記実施例では、熱板２２の各分割ゾー
ンに対してそれぞれ熱電対４０および温度コント
ローラ３６が設けられていたが、第１０図に示さ
れているように、状況によつては、それら熱電対
４０および温度コントローラ３６を複数のゾーン
のヒータエレメント３０に対して共通に設けるこ
とも可能である。

さらに、第１１図に示されているように、温度
コントローラ３６は、各分割ゾーンのヒータエレ
メント３０に対して共通に設けることも可能であ
る。すなわち、第１１図においては、温度コント
ローラ３６は入力選択回路４６を介して各分割ゾ
ーンに配設された熱電対４０に接続されており、
所定の周期で各熱電対４０の温度信号を順次取り
込むようになつている。そして、それら熱電対４
０の切換周期に同期して各対応するゾーンのコン
トロール信号（アナログ信号）を出力し、これを
変換器４８に供給するようになつている。また、
変換器４８ではそのコントロール信号がON・
OFF信号に変換され、出力選択回路５０を通じ
て各対応するSSリレー３８に供給されるように
なつている。そして、前記実施例と同様に、この
SSリレー３８によつて各対応するゾーンに配設
されたヒータエレメント３０が通電制御せしめら
れ、各ゾーンの温度が制御せしめられるようにな
つている。なお、温度コントローラ３６には、前
記実施例と同様にプログラム設定器４１が接続さ
れ、このプログラム設定器４１によつて各ゾーン
に対応した加熱プログラムが個別に設定され得る
ようになつていると共に、前記実施例と同様の温
度設定器４２が接続され、この温度設定器４２に
よつて目標加熱温度が切換設定されることによ
り、温度コントローラ３６においてその目標加熱
温度に応じて設定された各ゾーンの加熱プログラ
ムが選択されるようになつている。また、出力選
択回路５０から各SSリレー３８に供給される信
号は、目標加熱温度保持時においては、設定温度
と実測温度との比較結果に応じて熱電対４０のス
キヤンニング周期でON・OFF制御されることと
なる。さらに、ここにおいては、図に示されてい
るように、各SSリレー３８に３個の可変抵抗器
４４（４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ）が互いに並列に
接続されており、それら可変抵抗器４４が択一的
に選択せしめられることにより、各ゾーンの昇温
速度が３段階に減速せしめられるようになつてい
る。

加えて、前記実施例では、ホツトプレス装置の
熱板に対して本発明を適用した例について述べた
が、本発明はこれに限定されるものではなく、射
出成形機等に対しても適用することが可能であ
る。

その他、一々列挙はしないが、本発明がその趣
旨を逸脱しない範囲内において、種々なる変更、
修正、改良等を施した態様で実施できることは、
言うまでもないところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う熱板を備えたホツトプレ
ス装置の一例を示す正面図であり、第２図は第１
図に示されている熱板を概略的に示す平面図であ
り、第３図は第２図の熱板に用いられているシー
ズヒータを説明するための断面模式図である。第
４図は第２図の熱板の加熱制御回路の一例を示す
回路図である。第５図は本発明の他の実施例にお
けるシーズヒータを示す第３図に相当する図であ
る。第６図、第７図、第８図および第９図は、３
個のヒータエレメントが配設されて成るシーズヒ
ータの第３図とは異なる結線態様を示す回路図で
ある。第１０図および第１１図は、それぞれ第２
図に示す熱板の第４図とは異なる加熱制御回路の
一例を示す回路図である。 １０：固定盤、１６：可動盤、２２：熱板、２
５：ヒータ挿入孔、２６：シーズヒータ（多回路
シーズヒータ）、３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０
Ｃ）：ヒータエレメント、３２（３２Ａ，３２Ｂ，
３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ），３４：リード線、３
６：温度コントローラ、３８：半導体無接点リレ
ー、４０：熱電対、４１：プログラム設定器、４
２：温度設定器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手管状のシーズ内に、複数のヒータエレメ
   ントを、その長手方向に独立して且つ直列に配設
   して成る多回路シーズヒータを、熱板内に形成さ
   れた所定のヒータ挿入孔にそれぞれ配置して、該
   多回路シーズヒータの各々のヒータエレメントに
   よつて当該熱板部位がそれぞれ加熱され得るよう
   にしたことを特徴とする熱板。 ２ 前記複数のヒータエレメントが、少なくとも
   二つの独立した回路によつて通電制御され、熱板
   の当該ヒータエレメント配設部位の加熱制御が独
   立して行われ得るようにした特許請求の範囲第１
   項記載の熱板。