(57)【要約】ツール（１００）が複数の層（１０２、１０４、１０６）から成り、熱的に機敏なツール面（１１０）を提供し、制御回路と精巧な部品（１５０）を過度の温度から保護するようになっている。
2014526986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物を成形するツールであって、
第１の流体チャンバと、加工物を成形する外部ツール面と、前記ツール面の反対にある温度制御面と、を画定する第一層と、
第２の流体チャンバを画定する第二層と、
ヒータ入口と、ヒータ出口と、その間に配置された流体ヒータと、を備えるヒータアセンブリと、
を備え、
前記ヒータ入口は前記第２の流体チャンバ内に配置され、かつ前記ヒータ出口は前記第１の流体チャンバ内に配置されており、
前記第一層と第二層は、前記の第１の流体チャンバから前記第２の流体チャンバ内への流体の流れが禁止されるように構成されている、加工物成形ツール。
【請求項２】
前記第一層と第二層の間にあって、前記第１の流体チャンバと流体連通する中間流体チャンバを画定する中間層を備える、請求項１に記載の加工物成形ツール。
【請求項３】
前記中間層は、前記中間流体チャンバと流体連通する排出ポートを画定する、請求項２に記載の加工物成形ツール。
【請求項４】
前記排出ポートは前記第二層よりも前記第一層に近い、請求項３に記載の加工物成形ツール。
【請求項５】
前記第２の流体チャンバと前記中間流体チャンバとの間は流体連通が禁止されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の加工物成形ツール。
【請求項６】
前記ヒータ出口は前記温度制御面へ向けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の加工物成形ツール。
【請求項７】
前記第一層と前記中間層との間に位置する第一絶縁層を備え、前記第一絶縁層は前記第一層よりも熱伝導率の低い材料で構成されている、請求項２に記載の加工物成形ツール。
【請求項８】
前記中間層と前記第二層の間に位置する第二絶縁層を備え、前記第二絶縁層は前記中間層よりも熱伝導率の低い材料で構成されている、請求項７に記載の加工物成形ツール。
【請求項９】
前記温度制御面は前記チャンバ内の流体との接触面積が増大するように構成された構造を備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の加工物成形ツール。
【請求項１０】
前記温度制御面の温度を検出するように構成されたセンサを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の加工物成形ツール。
【請求項１１】
前記センサは前記温度制御面に接触している、請求項１０に記載の加工物成形ツール。
【請求項１２】
前記センサは前記温度制御面に向けて弾性的に付勢されている、請求項１１に記載の加工物成形ツール。
【請求項１３】
前記センサは前記第二層内に弾性的に取り付けられている、請求項１１に記載の加工物成形ツール。
【請求項１４】
前記第二層は流体供給と電気配線の複合入口を備えている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の加工物成形ツール。
【請求項１５】
前記第二層は供給入口を有し、この供給流体入口は前記ヒータ入口に流入するヒータ流と、前記ヒータ入口を迂回して前記第１の流体チャンバに直接流入するようになった制御流とに分岐される、請求項１に記載の加工物成形ツール。
【請求項１６】
前記ヒータアセンブリは前記ツールに軸方向への移動可能に取り付けられている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の加工物成形ツール。
【請求項１７】
前記ヒータアセンブリは前記温度制御面に向けて弾性的に付勢されている、請求項１６に記載の加工物成形ツール。
【請求項１８】
前記ヒータアセンブリは、前記ヒータ出口よりも前記温度制御面に向かって突き出ていてそこに接触し、前記ヒータ出口と前記温度制御面との間に所定の距離を維持するための接触部を備える、請求項１７に記載の加工物成形ツール。
【請求項１９】
前記接触部は前記ヒータ出口に対して調整可能である、請求項１８に記載の加工物成形ツール。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載のツールを提供するステップと、
対向するツールを提供するステップと、
前記ツールと前記対向するツールとの間に加工物を成形するステップと、
を備える、加工物の製造方法。
【請求項２１】
モールドツールに取り付けるためのベース部と、
前記ベース部に移動可能に取り付けられた熱作動体又は変換器であって、前記ベース部がモールドツールに組み込まれると自己整列するように弾性的に付勢された熱作動体又は変換器と、
を備える、モールドツールのための温度制御アセンブリ。
【請求項２２】
前記熱作動体はヒータである、請求項２１に記載の温度制御アセンブリ。
【請求項２３】
前記ヒータは、使用時にモールドツールの方向を向いた出口を有する、インライン型流体ヒータである、請求項２２に記載の温度制御アセンブリ。
【請求項２４】
前記熱作動体又は変換器と共に移動するように取り付けられた接触部材を備え、この接触部材は前記作動体又は変換器よりも前記ベースのさらに前方に突出してモールドツールに接触し、それによって使用時にモールドツールから所定の離間した位置に前記変換器または作動体を配置するようになっている、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の温度制御アセンブリ。
【請求項２５】
前記熱作動体は前記ベース部に移動可能に取り付けられ、熱変換器が前記熱作動体に移動可能に取り付けられ、かつ前記ベース部をモールドツールに組み込むと前記作動体と変換器が自己整列するように弾性的に付勢されている、請求項２１に記載の温度制御アセンブリ。
【請求項２６】
前記作動体と変換器は個々の弾性要素によって取り付けられ、前記変換器の弾性要素は前記作動体の弾性要素よりも剛性が低い、請求項２５に記載の温度制御アセンブリ。
【請求項２７】
請求項２１〜２６のいずれか一項に記載の温度制御アセンブリを備えるモールドツール。
【請求項２８】
支持部と、ツール面を画定する第２の部分であって、前記支持部に取り付けられた第２の部分と、を備え、前記ベースは、前記熱作動体及び／又は変換器が前記ツール面に向かって付勢されるようにして前記第２の部分に取り付けられ、かつ前記モールドツールの第１の部分は交換可能である、請求項２７に記載のモールドツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はツールに関する。より具体的には本発明は、金属、プラスチック、及び複合材料の成形のための、温度制御されたツール面を有するツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
成形プロセスにおいて所望の結果を得るために加工物の温度を変化させることは周知である。この方法には、加工物に所望の材料特性を得るために、ツールアセンブリ全体をオートクレーブ内に入れて対象材料の硬化を行うことが含まれる。
【０００３】
この手法の問題点の一つは、オートクレーブが大きくて効率が悪く、設置および使用に経費が嵩むことである。別の問題は、加工物が一般に単一温度で硬化されることであり、加工物を横断して動的に温度制御をすることは一般的に不可能である。加工物の最終機能仕様に応じて、厚さや所要の材料特性を変化させる必要がある場合には、加工物に対して横断的に温度を変化させることが望ましい。
【０００４】
加工物を動的かつ可変に温度制御する手法がこれまでに提案されている。その手法の１つは本出願人による先願である、国際公開第２０１１／０４８３６５号明細書に開示されている。この出願においては、ツール面を横断してツール面温度を変化させるために、隣接する一連のツールピンを介して送り込まれる加熱流体及び／又は冷却流体を利用することが提案されている。
【０００５】
そのようなツールピンは、金属などの高熱伝導率材料で構成されている。過酷な環境と金属材料の熱伝導率とは、加熱／冷却制御電子装置と温度測定回路とをその内部に容易には設置できないことを意味している。その代わりに既知の手法では、加熱又は冷却流体をツール内に送り込む遠隔加熱／冷却ユニットが利用される。
【０００６】
この手法は、加熱又は冷却された流体が供給ラインを通って移動しなければならないので複雑であり、かつ効率が悪い。
【０００７】
従来技術のさらなる問題は、ピンの中に流体流路を加工するために、非常に大掛かりとなってしまうことである。そうすると、熱慣性が大きくなって不利である。つまり、加熱及び冷却に時間とエネルギを要することになる。これは、加工物の温度を細かく制御しなければならない場合には不利である。そのようなツールはまた非効率的でもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０４８３６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、このような問題を克服するか、少なくとも軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、
ツール面とそのツール面の反対側の温度制御面とを画定する第一層と、
温度制御面と流体連通する第二層の流体チャンバと、ツールから流体を排出する排出ポートとを画定する第二層と、
第二層の第一層とは反対側にある第三層と、
出口と入口を持ち、第三層から第二層を通って第一層に至り、その出口が温度制御面の直近にある流体インジェクタと、
を備える、加工物成形ツールが提供される。
【００１１】
有利には層構成を取る手法では、中間温度の排出領域を備える第二層を備えることで、最も高い温度を第一層に隔離することが可能となる。第三層は第二層からは隔離され、そこには温度入力、熱電対及び制御システムを配置することができる。
【００１２】
それに加えて、制御すべき熱容量が第一層に限定されることに留意されたい。第二層は温度制御流体を排出することに使用されるので、この部分は第一層からは熱的に隔離することが可能であり、第一層と、従ってツールのツール面に大きな熱的機敏性を持たせることができる。こうして、ツール温度をより簡単かつ迅速に調節することができる。
【００１３】
更に、排出層から熱的に絶縁された第三層を備えることにより、ツール面温度を制御するための必要な電子装置はすべてこの層の中に安全に格納することができる。第三層は第一層及び第二層からは隔離されているので、温度を抑えることが可能である。
【００１４】
好ましくは第一絶縁層が第一層と第二層の間に配置され、第一絶縁層は第一層よりも熱伝導率の低い材料で構成されている。
【００１５】
好ましくは第二絶縁層が第二層と第三層の間に配置され、第二絶縁層は第二層よりも熱伝導率の低い材料で構成されている。
【００１６】
好ましくは第一層が、温度制御面で囲まれた第一層流体チャンバを画定し、第一層流体チャンバと第二層流体チャンバは流体連通している。
【００１７】
本発明の第２の態様によれば、
第１の態様によるツールを提供するステップと、
対向するツールを提供するステップと、
ツールと対向するツールとの間に加工物を成形するステップと、
を備える加工物の製造方法が提供される。
【００１８】
本発明の第３の態様によれば、
モールドツールに取り付けるためのベース部と、
ベース部に移動可能に取り付けられ、かつベース部がモールドツールに組み込まれると自己整列するように弾性的に付勢された熱作動体又は変換器と、
を備える、モールドツールのための温度制御アセンブリが提供される。
【００１９】
「作動体」とは、ヒータや周辺空気送風機などの、モールドツールの加熱又は冷却の手段を意味する。「変換器」とは、熱電対のような温度計測手段を意味する。
【００２０】
好ましくは熱作動体がヒータであり、より好ましくはこのヒータは、使用時にモールドの方を向いた出口を有するインライン型の流体ヒータである。
【００２１】
好ましくは、熱作動体又は変換器と共に移動するように取り付けられた接触部材を備え、この接触部材は作動体又は変換器よりもベースの前方に突出してモールドツールに接触し、それによって使用時にモールドツールから所定の離間した位置に変換器または作動体を配置するようになっている。
【００２２】
好ましくは、熱作動体がベース部に移動可能に取り付けられ、熱変換器が熱作動体に移動可能に取り付けられ、かつベース部をモールドツールに組み込むと作動体と変換器が自己整列するように弾性的に付勢（バイアス）されている。
【００２３】
好ましくは、作動体と変換器が別々の弾性要素によって取り付けられ、変換器の弾性要素は作動体の弾性要素よりも剛性が低くなっている。
【００２４】
本発明の第４の態様によれば、第３の態様による温度制御アセンブリを備えたモールドツールが提供される。
【００２５】
好ましくはツールが、支持部分と、ツール面を画定する、支持部分に取り付けられた第２の部分と、を備え、ベースは、熱作動体及び／又は変換器がツール面に向かって付勢されるようにして第２の部分に取り付けられ、かつモールドツールの第１の部分は交換可能である。これはボルトやネジなどの機械的締め具によって達成されてもよい。
【００２６】
次に本発明によるツールの実施例を以下の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による第１のツールの側面の展開断面図である。
【図２】図１のツールの組立図である。
【図３】図３ａは、図１のツールの部分底面図である。図３ｂは、図１のツールの別の断面図である。
【図４】本発明による第２のツールの部分斜視図である。
【図５】本発明による第３のツールの図である。
【図６】本発明による第３のツールの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１と図２において、ツール１００は第一層１０２と、中間層１０４と、第二層１０６と、支持アセンブリ１０８とから成る。
【００２９】
第一層１０２はツール面１１０を備えている。ツール面１１０は成形する加工物の形状を反映し、使用時には対向するツール（図示せず）に組み合わされる。ツール面１１０の下側には、以下で説明するように温度制御面１１２が画定されている。
【００３０】
第一層１０２は周囲の壁１１４に囲まれて、密閉空間を画定する。第一層１０２は、第１の端部を温度制御面１１２の一部で囲まれ、第２の端部１１６が開放されている、複数の分離されたチャンバ１１８を画定する。チャンバ１１８は、温度制御面１１２から開放端１１６に向かって延びるチャンバ壁１２０によって分離されている。このように、第一層１０２は、分離された複数のセル状のチャンバ１１８から成る、一種のハニカム構造となっている。
【００３１】
温度制御面１１２は、複数のリブ１２２を備えている。リブ１２２は、チャンバ１１８内の流体に対して、温度制御面１１２の接触表面積を大きくし、それによって流体と温度制御面１１２との間の熱移動を促進する。こうして、第一層１０２を介する伝導によって、チャンバ１１８内にある任意の流体がツール面１１０の温度に影響を与える。
【００３２】
第二層１０６は、一連の貫通穴１３４を持ったブロック１３２から成っている。各貫通穴１３４は（以下で説明する）インライン型の空気ヒータの取り付け装置を含んでいる。
【００３３】
支持アセンブリ１０８は、内部に複数のブラインド穴１３８が画定された密閉板１３６と、支持板１４０と、複数のＩ型ビーム１４２とを備えている。
【００３４】
上記の部品の他に第１のガスケット１４４と第２のガスケット１４６が備えられている。
【００３５】
中間層１０４は第一層と第二層の中間にあって、内部に複数の貫通穴１２５が画定されたブロック１２４から成る。貫通穴１２５同士は内部ポート１２８を介して流体連通している。ブロック１２４の外縁に最も近い貫通穴は、排出ポート１３０を介してツールの外部と流体連通している。このように、中間層１０４はこの後説明するような排出機能を備えている。
【００３６】
ツール１００は次のように組み立てられる。
【００３７】
Ｉ型ビーム１４２は、対向するツール（図示せず）からツール面１１０にかかる任意の圧縮力に対応できるような、ツールの対抗構造を形成する。支持板１４０はＩ型ビーム１４２上に取り付けられ、密閉板１３６は図２に示すように支持板１４０の上に配置される。次に第二層１０６が、その各貫通穴１３４を密閉板１３６上の各ブラインド穴１３８に整列するようにして指示板１４０上に取り付けられる。
【００３８】
インライン型の空気ヒータ１４８は、ヒータアセンブリ１５０と細長の管部分１５２と出口１５４を持っている。ヒータアセンブリ１５０は第二層１０６の貫通穴１３４内に取り付けられている。複数のこのようなヒータが各貫通穴１３４に取り付けられていることに留意されたい。上方向に突出した熱電対も設置され、その詳細は後で述べる。
【００３９】
第２のガスケット１４６が第二層１０６の頂部に配置される。第２のガスケット１４６には、ヒータ１４８の管部１５２の周囲を密封する複数の開口１５６が備えられている。そのようにして、各ヒータ１４８がガスケット１４６と共に設置されると、各穴１３４は下を密閉板１３６によって、上をガスケット１４６によって密封される。
【００４０】
中間層１０４が次に第二層１０６の上に配置され、各貫通穴１２５が貫通穴１３４のそれぞれに整列するようにされる。こうして各貫通穴１２５は、空気ヒータの管部分１５２の一部を内部に含む。
【００４１】
第１のガスケット１４４が中間層１０４の頂部に配置される。第１のガスケット１４４は一連の開口１５８を備え、これらはヒータ１４８の部分１５２よりも実質的に広くて、貫通穴１２５が上方向に開放されるようにする。
【００４２】
最終的には、第一層１０２が中間層１０４の上に積層され、各チャンバ１１８が個々の貫通穴１２５と整列するようにされる。そうして、貫通穴１２５とチャンバ１１８はそれぞれ相互に流体連通する。
【００４３】
図２からわかるように、組み上がると管部１５２の出口１５４が第一層１０２の温度制御面１１２の直近に突き出る。
【００４４】
それぞれのガスケット１４４、１４６は、断熱性の材料で構築されている。その材料は、層１０２、１０４を構成する材料よりも熱伝導率が低い。そうして、第一層１０２と中間層１０４との間の熱伝導が最小化される。
【００４５】
同様にして、中間層１０４と第二層１０６との間の伝導が第２のガスケット１４６によって最小化される。更に、開口１５６はヒータ１４８の管部分１５２の周囲を密封するので、貫通穴１２５と貫通穴１３４との間を流体は移動できない。こうして、中間層１０４と第二層１０６の間では伝導と対流による熱移動が阻止される。
【００４６】
図３ａでは、第一層１０２の下側の図が示されている。温度制御面１１２内には一連の小さいリセス又は窪み１６０が形成されている。第二層１０６から中間層１０４を通って第一層１０２へ延びるインライン型空気ヒータ１４８に加えて、細長の本体を有する一連の熱電対１６２が、第二層１０６から温度制御面１１２に向かって上向きにばねで装填されて、リセス１６０に至っている。そうして、（例えば異なる輪郭のツール面１０１を画定するために）第一層１０２を変えた場合にも、熱電対は必要なだけ移動して温度制御面１１２への接触を維持することができる。これにより、第一層１０２の温度を正確に測定することが可能となる。
【００４７】
各熱電対１６２は制御システムに接続され、それによって各ヒータ１５０が制御されて、ツール面１１０を所望の温度とすることができることに留意されたい。このようなシステムは周知であり、ここでは説明しない。
【００４８】
使用時には、インライン型空気ヒータ１４８の入口１５３に空気が送られ、ヒータアセンブリ１５０によって加熱される。制御回路とヒータ１５０への配線１４９は第二層１０６の壁を貫通している。
【００４９】
加熱された空気は細長い管部１５２を上へ移動して出口１５４に至り、そこで温度制御面１１２に突き当たる。そうして熱が温度制御面１１０に移り、ツール面１１０に伝導される。その後空気は下方向に循環してチャンバ１１８から中間層１０４に入り、そこで隣接する内部ポート１２８を通って最終的に排出ポート１３０から排出される。
【００５０】
ここで流体の第二層１０６への対流は、ガスケット１４６の存在により生じないことに留意されたい。
【００５１】
出口１５４から出る流体は、突き当たって中間層１０４に跳ね返されるまでに冷却されるので、既に少し冷却されている。中間層１０４は第一層１０２からは熱伝導的には隔離されているので、少し温度が低い。中間層１０４と第二層１０６との間には伝導も対流も起こらないので、第二層１０６は中間層１０４よりもはるかに温度が低く、従ってヒータアセンブリ１５０やそこにある制御回路や熱電対制御回路１６２へのいかなる損傷も回避可能である。こうして、高温（または冷却の場合には低温）によって重大な問題を生じることなく、すべての必要な電子装置と機能を第二層１０６の内部に設置することが可能である。
【００５２】
更に、中間層１０４は第一層１０２からは熱伝導的に隔離されているので、第一層１０２の熱容量は減少し、加熱流体を利用してツール面１１０の温度を動的に変化させることが容易となる。
【００５３】
結果として、（異なるチャンバ１１８で制御される）様々なゾーンに亘って温度を独立かつ容易に変化させることが可能な、高度に熱的に敏捷な（アジャイルな）ツールが得られる。
【００５４】
図４には、インライン型ヒータアセンブリ２００の詳細な設計が示されている。このようなヒータアセンブリ２００をツール１００に使用してもよい。
【００５５】
アセンブリ２００は、中央にヒータ受け穴２０４を画定し、ヒータ受け穴の周囲に配置された取付け穴２０６と、接触部受け穴２０８と、熱電対受け穴２１０とを有する支持フレーム２０２を備える。周辺の穴２０６、２０８、２１０はヒータ受け穴２０４の周囲にほぼ等間隔に配置されている。
【００５６】
インライン型空気ヒータ２１２がこのアセンブリ２００内に備えられる。ヒータ２１２はチャンバ２１６に供給する空気入口２１４を備えている。チャンバ２１６はヒータ管２１８と流体連通しており、その中に電気ヒータ素子がある。
【００５７】
チャンバ２１６内にはヒータのために必要な制御機器及び電力機器がある。管２１８の終端は軸方向出口２２０となっている。
【００５８】
ヒータ２１２はフレーム２０２のヒータ受け穴２０４内にあって、通常の取付け手段（ネジなどの締め具、又は溶接など）でそこに取り付けられている。
【００５９】
フレーム２０２には取付け穴２０６に取り付けラグ２２２が設けられている。ラグ２２２はツール１００などのツール内部への取り付けに適したものとなっている。具体的には、取り付けラグはツールに対して、（例えば垂直シャフト上を摺動して）相対移動可能なように結合されている。従って、取付けラグ及びそれによってアセンブリ２００は、ツールに対して相対移動可能であり、かつ後で説明する理由により好ましくはアセンブリ２００がツール制御面に向かって弾性的に付勢されて取り付けられている。
【００６０】
接触ロッド２２４は接触部受け穴２０８の中に取り付けられて、フレーム２０２に固定されている。接触ロッド２２４はヒータ管２１８に平行で、その端部よりも先へ延びている。接触ロッド２２４は、管２１８の端部から軸方向に所定の距離の位置にある、先端２２５を画定する。ツール面を含むツール部品がツール上に配置されると、ツール面の反対側の面（温度制御面）が接触ロッド２２４の先端２２５に接触してアセンブリ２００を下へ押す。先端２２５と管２１８は固定された距離にあるので、管２１８の端部がツールの温度制御面から所定の距離に留まる。この距離を最適化して所望の加熱／冷却特性が提供されるようにする。
【００６１】
管２１８の端部と使用するツールの温度制御面との間の所定距離を調節するために、接触部受け穴２０８内の接触ロッド２２４の軸方向位置が調節可能となっている。
【００６２】
細長い熱電対２２６は、熱電対受け穴２１０の内部に配置され、先端２２７を備えている。熱電対２２６はフランジ２２８と、フランジ２２８とフレーム２０２の間に捕捉されて熱電対２２６を軸方向に弾性的に付勢するようになった圧縮ばね２３０とを備えている。熱電対１６２ごとにその先端２２７が温度制御面内の構造内部に配置されてその温度を測定する。ばね２３０は、フレーム２０２を上に押し付けるばねよりも剛性が小さいことが必要である。
【００６３】
図５においては、別のツールが一連のモザイク状のツール要素３００から構成されている。各ツール要素３００は、第一本体３０６と中間本体３０４と第二本体３０２とを備えている。
【００６４】
第一本体３０６は通常立方体形状であって、一側面に円形開口３２２が画定されている。開口３２２の反対には、壁３２４が外表面上に画定されたツール面３２６を有している。ツール面３２６の反対側には温度制御面３２８が画定され、その中に形成された複数の隣り合った機械加工穴によってその表面積が大きくなっている。
【００６５】
中間本体３０４は通常円筒形である。中間本体３０４の下端３１８と上端３２０は開放されている。中間本体３０４は内部と流体連通した排出ポート３１９をその側壁内に画定する。
【００６６】
第二本体３０２は円筒形で、通常中間本体３０４と同じ外径をしている。第二本体３０２は閉鎖端３０８と開放端３１０とを持った中空体である。第二本体３０２は、閉鎖端３０８に繋がり、肩部３１３で直径のより大きな第２の穴部３１４に向かって開放された、第１の穴部３１２を画定している。第２の穴部３１４もまた、開放端３１０まで続く第３の穴部３１６に対して開放されている。流体／機器入口３１５は第二本体３０２の側壁内に設けられ、第１の穴部３１２と流体連通している。
【００６７】
仕切り３３０が第二本体３０２内に備えられ、これは貫通する中央穴３３２を持った環状部材である。
【００６８】
インライン型空気ヒータ３３４がこのツール要素３００内に備えられる。ヒータ３３４は、空気入口３３８を持った制御／機器セクション３３６を備えている。制御／機器セクション３３６はヒータ３３４の制御と電力供給に必要な電子装置を含んでいる。入口３３８は、軸方向出口３４２まで延びる空気管３４０と流体連通している。空気ヒータ（図示せず）は管３４０の内部に配置されている。
【００６９】
要素３００を組み立てるために、インライン型空気ヒータ３３４が第二本体３０２内に配置され、仕切り３３０によって支持される。ヒータ３３４を組み立てた場合、仕切３３０は第二本体３０２を完全に密封はせず、開放端３１０から管３４０を通って流体が流れることができることに留意されたい。
【００７０】
中間本体３０４の下端３１８は第二本体３０２に取り付けられ、Ｏリング３４４で密封されて要素３００内での流体の漏れを防止する。
【００７１】
第一本体３０６が中間本体３０４の上端３２０に取り付けられ、そこに密封される。
【００７２】
出口３４２は温度制御面に向けられて、そうしてツール面３２６を加熱（あるいは必要に応じて冷却）するようになっている。
【００７３】
第１の熱電対３４６は第一本体３０６から温度制御面３２８まで延びている。
【００７４】
第２の熱電対３５０は第二本体３０２の中へ延びていて、その中の流体温度を測定する。
【００７５】
使用時には、要素３００が入口３１５で空気供給源に接続され、排出ホースが排出ポート３１９に接続される。すべての電気的な制御及び電力用の配線は空気供給３１５を通って、流体／機器入口３１５から第二本体３０２の内部に入る。従って本発明は、１つの穴をユーティリティと空気の供給の両方に利用する。
【００７６】
入口からの空気の一部はヒータ３３４を通過して加熱されて温度制御面３２８に突き当たり、そこでツール面３２６を加熱する。また冷却は、単純に加熱要素を非作動として外気を流し続けるだけで達成することができる。空気は温度制御面３２８に突き当たった後、中間本体３０４に流れて戻り、そこで排出ポート３１９を通って出ていくことができる。
【００７７】
要素３００は、ヒータ内の電子装置や熱電対を囲む第二本体３０２中の圧力が、中間本体３０４及び第一本体３０６で画定される空洞内の圧力よりも高くなるように設計されている。これは、冷たい一定の流れがユーティリティを通って流れ、仕切り３３０を通過して中間本体３０４及び第一本体３０６中に流れて、加熱空気と混合されて、ポート３１９から排出されることを維持するのに有益である。このようにして、（第二本体３０２で代表される）ユーティリティ層は制御された温度に維持される。
【００７８】
第二本体３０２と中間本体３０４との間の接合は、接触を最小化し、従って両者の間の伝導を最小化することに留意されたい。第一本体３０６の近くに出口ポート３１９があることも、低い位置にあるユーティリティが過度に加熱されないようにすることを助けている。
【００７９】
第二本体３０２の温度は、第２の熱電対３５０によって、慎重にモニタすることが可能である。
【００８０】
使用時には、複数の要素３００が一緒に溶接されて、連続的で、温度が可変のツール面が提供される。
【００８１】
このツールピン３００はツール１００の単一ユニット版であり、第一本体３０６、中間本体３０４及び第二本体３０２が、第一層１０２、中間層１０４及び第二層１０６と同一の機能、すなわちそれぞれがツール温度制御、排出及びユーティリティ保護の機能を有することに留意されたい。
【００８２】
上記のツールは、例えば全流体経路が密封されるために厳しい環境となっているファイバ複合体製造などに特に好適である。従って損傷したファイバがシステム中に入ることはない。
【００８３】
変形物も本発明の範囲内である。本システムの第二層は、他の層、特に加熱用空気（この場合には導管によって排除する必要があるが）から隔離されてさえいれば、ただ外気に開放されているだけでもよい。
【００８４】
上記の技術は、加熱のみならず選択的冷却にも適用可能であり、冷却と加熱を同一のツールで利用してもよい。
【図１】
2014526986.tif 000003
【図２】
2014526986.tif 000004
【図３ａ】
2014526986.tif 000005
【図３ｂ】
2014526986.tif 000006
【図４】
2014526986.tif 000007
【図５】
2014526986.tif 000008
【図６】
2014526986.tif 000009
【国際調査報告】
2014526986.tif 000010
2014526986.tif 000011
2014526986.tif 000012
2014526986.tif 000013
2014526986.tif 000014