(57)【要約】【課題】金属部品を熱硬化性樹脂に埋設した構造の樹脂埋設金属部品を製造する際に、樹脂材料の加熱硬化を高速かつ均熱に実施可能な方法および装置を実現する。【解決手段】上端が開口する容器状の金属製ハウジングＲ３内に、ダストコアＲ２となる磁性粉末と熱硬化性樹脂を充填してコイルＲを埋設したリアクトルＲを製造するために、ハウジングＲ３を覆うカバープレート１１と熱風供給部１４を有する第１加熱装置１と、ハウジングＲ３が載置される鉄プレート２４と加熱コイル２を用いて高周波誘導加熱する第２加熱装置２と、コイルＲに通電加熱する通電経路３１を有する第３加熱装置３を設ける。加熱制御装置４は、これら装置を独立に制御し、まず第１加熱装置１により熱硬化性樹脂の表面を加熱硬化させた後、他の装置を作動させて熱硬化性樹脂の全体を速やかに均熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端が開口する容器状の金属製ハウジング内に熱硬化性樹脂を充填し金属部品を埋設した樹脂埋設金属部品の製造方法であって、
上記金属製ハウジングの上端開口側に露出する上記熱硬化性樹脂の表面を加熱硬化させる工程と、該工程による加熱開始後に上記金属製ハウジングおよび上記金属部品を加熱して上記熱硬化性樹脂の全体を加熱硬化させる工程とを備えることを特徴とする樹脂埋設金属部品の製造方法。
【請求項２】
上端が開口する容器状の金属製ハウジング内に熱硬化性樹脂を充填し金属部品を埋設した樹脂埋設金属部品の製造装置であって、
上記金属製ハウジングの上端開口側に露出する上記熱硬化性樹脂の表面を加熱する第１の加熱手段と、
上記金属製ハウジングの底面側に配置されて上記金属製ハウジングを加熱する第２の加熱手段と、
上記金属部品を直接加熱する第３の加熱手段と、
これら第１ないし第３の加熱手段をそれぞれ独立に制御する加熱制御手段を備えており、
上記加熱制御手段は、上記第１の加熱手段を作動させて上記熱硬化性樹脂の表面を加熱し、その表面温度が上記熱硬化性樹脂の硬化温度より低い所定温度に達してから、上記第２および第３の加熱手段を作動させる制御を行なうことを特徴とする樹脂埋設金属部品の製造装置。
【請求項３】
上記第１の加熱手段は、上記金属製ハウジングを覆うカバー体と、該カバー体内に熱風を供給する熱風供給手段を備えている請求項２記載の樹脂埋設金属部品の製造装置。
【請求項４】
上記第１の加熱手段の上記熱風供給手段は、上記カバー体に接続される金属製の気体導入管と、該気体導入管を高周波誘導加熱により加熱する誘導加熱手段を備えている請求項２または３記載の樹脂埋設金属部品の製造装置。
【請求項５】
上記第２の加熱手段は、上記金属製ハウジングが載置される載置部を有し、該載置部または上記金属製ハウジングを高周波誘導加熱により加熱する誘導加熱手段を備えている請求項２ないし４のいずれか１項に記載の樹脂埋設金属部品の製造装置。
【請求項６】
樹脂埋設金属部品は上記金属部品が端子部を有する電気部品であり、上記第３の加熱手段は、上記金属部品の端子部に通電することにより加熱する通電加熱手段を有している請求項２ないし５のいずれか１項に記載の樹脂埋設金属部品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂埋設金属部品、例えばコイルや各種素子等を金属製ハウジング内に樹脂埋設した電気部品等を高速かつ均熱に製造するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載装置用の電気部品、例えば、昇圧回路用のコイル部品であるリアクトルを、コイルとダストコアで構成したものがある。ダストコアは、磁性粉末を混合した熱硬化性樹脂からなり、これらダストコア材料を金属製ハウジングに充填し、コイルを挿入して、炉内で加熱することにより樹脂埋設型のコイル部品が製造されている。また、コイルに限らず金属部品を樹脂に埋設した構造の電気部品その他の樹脂埋設金属部品も、同様の工程で製造することができる。
【０００３】
ところが、一般的な炉を用いてこのような樹脂埋設金属部品を製造しようとした場合、加熱処理時間が長くなり、生産性が悪いという問題があった。その解決策として、種々の加熱方法が提案されており、例えば、特許文献１には、ダストコアを用いたリアクトルの製造方法の一例として、熱硬化性樹脂に磁性粉末が分散したコア材とコイルを金属ケース内に収納する工程と、高周波誘導加熱により金属製ケースまたは磁性粉末を加熱して、熱硬化性樹脂を硬化させる工程を行うことが開示されている。
【０００４】
一方、特許文献２には、一般に熱硬化性樹脂を加熱硬化させるための手段として、熱風加熱法、誘導加熱法、赤外線加熱法、マイクロ波加熱法といった種々の方法が開示されている。具体的には、マイクロ波発生装置を熱源として備えた焼付炉が用いられ、さらに、焼付炉に熱風加熱装置や誘導加熱装置を併設することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３８８５３号公報
【特許文献２】特開平７−２７５７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように高周波誘導加熱を用いる方法では、金属ケースを直接加熱することが可能であり、熱硬化性樹脂が硬化する温度まで、比較的短時間で昇温することができる。ただし、金属ケースに近い部位と遠い部位との間で温度差が生じやすく、全体を均一に加熱することが難しい。そこで、特許文献２のように、複数の加熱手段を組み合わせたハイブリッド加熱方法が検討されている。
【０００７】
しかしながら、ハイブリッド加熱方法を採用した場合においても、温度差を完全に解消することは難しく、加熱硬化時間を大幅に短縮することはできないことが判明した。これは、各加熱手段による温度上昇にばらつきがあること、また、容器状の金属ハウジングに収容される形状であるために、加熱され易い部分と放熱し易い部分が生じて、均熱させることが困難になるものと推察される。
【０００８】
そこで、本願発明の目的は、金属部品を熱硬化性樹脂に埋設した構造の樹脂埋設金属部品を製造するために用いられ、樹脂材料の加熱硬化を高速かつ均熱に行なうことができる方法および装置を実現し、そして加熱硬化時間の短縮により高効率に製造され、コスト低減が可能で、かつ高品質な樹脂埋設金属部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、上端が開口する容器状の金属製ハウジング内に熱硬化性樹脂を充填し金属部品を埋設した樹脂埋設金属部品の製造方法であって、
上記金属製ハウジングの上端開口側に露出する上記熱硬化性樹脂の表面を加熱硬化させる工程と、該工程による加熱開始後に上記金属製ハウジングおよび上記金属部品の加熱を開始して上記熱硬化性樹脂の全体を加熱硬化させる工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、上端が開口する容器状の金属製ハウジング内に熱硬化性樹脂を充填し金属部品を埋設した樹脂埋設金属部品の製造装置であって、
上記金属製ハウジングの上端開口側に露出する上記熱硬化性樹脂の表面を加熱する第１の加熱手段と、
上記金属製ハウジングの底面側に配置されて上記金属製ハウジングを加熱する第２の加熱手段と、
上記金属部品を直接加熱する第３の加熱手段と、
これら第１ないし第３の加熱手段をそれぞれ独立に制御する加熱制御手段を備えており、
上記加熱制御手段は上記第１の加熱手段を作動させて、上記熱硬化性樹脂の表面を加熱し、その表面温度が上記熱硬化性樹脂の硬化温度より低い所定温度に達してから、上記第２の加熱手段および第３の加熱手段を作動させる制御を行なう。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明において、上記第１の加熱手段は、上記金属製ハウジングを覆うカバー体と、該カバー体内に熱風を供給する熱風供給手段を備えている。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明において、上記第１の加熱手段の上記熱風供給手段は、上記カバー体に接続される金属製の気体導入管と、該気体導入管を高周波誘導加熱により加熱する誘導加熱手段を備えている。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明において、上記第２の加熱手段は、上記金属製ハウジングが載置される載置部を有し、該載置部または上記金属製ハウジングを高周波誘導加熱により加熱する誘導加熱手段を備えている。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明において、樹脂埋設金属部品は上記金属部品が端子部を有する電気部品であり、上記第３の加熱手段は、上記金属部品の端子部に通電することにより加熱する通電加熱手段を有している。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明は、熱硬化性樹脂が固まった状態では、空気中への放熱が抑制されることに着目したものである。すなわち、まず、金属製ハウジングの上端開口側に露出する熱硬化性樹脂の表面を加熱して硬化させる工程を実施し、熱硬化性樹脂表面からの放熱を抑制する。この状態で、金属製ハウジングおよび金属部品を加熱する工程を実施することで、これらに与えられた熱で周囲の熱硬化性樹脂を加熱し、全体を速やかに硬化温度まで加熱することができる。したがって、その結果、高速かつ均熱に熱硬化性樹脂を加熱硬化させて、樹脂埋設に要する時間を短縮し、高品質な樹脂埋設金属部品の低コストに製造することができる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の発明を実施するための装置であり、熱硬化性樹脂の表面を加熱する第１の加熱手段と、金属製ハウジングを加熱する第２の加熱手段と、金属部品を直接加熱する第３の加熱手段を設けて、それぞれ独立に加熱を制御可能とする。加熱制御手段は、まず、第１の加熱手段による加熱を開始し、熱硬化性樹脂の表面温度が硬化温度近傍またはやや低い所定温度となったところで、第２、第３の加熱手段をそれぞれ作動させる。これにより、熱硬化性樹脂の表面が先に硬化し、第２、第３の加熱手段による熱が閉じ込められて、全体を速やかに硬化温度まで上昇させる。よって、高速かつ均熱に熱硬化性樹脂を加熱硬化させて、樹脂埋設に要する時間を短縮し、高品質な樹脂埋設金属部品の低コストに製造することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明において、具体的には、第１の加熱手段として、金属製ハウジングを覆うカバー体を設けて放熱を抑制しながら、その内部に熱風を供給する熱風供給手段を設けることで、効果的に熱硬化性樹脂の露出表面を加熱することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明において、熱風供給手段は、具体的には、カバー体に接続される金属製の気体導入管と誘導加熱手段を備え、導入される空気等の気体を速やかに加熱して、熱硬化性樹脂の露出表面に熱風を供給することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明において、具体的には、第２の加熱手段は高周波誘導加熱により、金属製ハウジングが載置される載置部を介して、または金属製ハウジングを直接加熱する。これにより金属製ハウジングを速やかに加熱してその周辺の熱硬化性樹脂を効率よく加熱硬化させることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明において、具体的には、樹脂埋設金属部品は金属部品が端子部を有する電気部品とすることができる。この時、第３の加熱手段は、端子部に接続する通電加熱手段により金属部品を直接加熱するので、金属部品の周囲の熱硬化性樹脂を効率よく加熱硬化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用した第１実施形態であり、（ａ）は樹脂埋設金属部品の製造装置の全体概略構成図、（ｂ）は加熱制御装置と電源との接続構造を示す概略構成図である。
【図２】第１加熱装置を構成するカバープレートとリアクトルの形状例を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の製造装置における加熱制御装置の制御方法を説明するための昇温特性図である。
【図４】第１実施形態の製造装置における加熱制御装置の制御工程を説明するためのフローチャート図である。
【図５】（ａ）は炉内加熱によるコイル加熱試験方法を説明する図、（ｂ）は炉内加熱による昇温特性図である。
【図６】（ａ）は通電加熱によるコイル加熱試験方法を説明する図、（ｂ）は通電加熱による昇温特性図である。
【図７】（ａ）は高周波加熱によるワーク加熱試験方法を説明する図、（ｂ）はＩＨ加熱による昇温特性図である。
【図８】（ａ）は通電加熱によるワーク加熱試験方法を説明する図、（ｂ）は通電加熱による昇温特性図である。
【図９】（ａ）は高周波加熱および通電加熱によるワーク加熱試験方法を説明する図、（ｂ）はＩＨ加熱および通電加熱による昇温特性図である。
【図１０】（ａ）は高周波加熱および通電加熱による試験装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の第１実施形態について詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明を適用した樹脂埋設金属部品の製造装置であり、装置全体の概略構成を示すものである。本発明において、樹脂埋設金属部品は、金属部品を熱硬化性樹脂を用いて金属製ハウジング内に埋設した部品であり、例えば、コイルや各種素子等の電気的接続可能な金属部品を樹脂埋設した電気部品が挙げられる。本実施形態では、コイルを樹脂埋設したコイル部品の一例として、図中に示すリアクトルＲを製造する。リアクトルＲは、例えば、車載装置のインバータに設けられる昇圧機構その他に用いることができる。
【００２３】
リアクトルＲは、円筒形状のコイルＲ１とその内外周に充填されるダストコアＲ２と、これらコイルＲ１およびダストコアＲ２が収容される金属製ハウジングＲ３からなる。コイルＲ１は、例えば平角銅線を巻線して所定の円筒体としたもので、その上端部に一対の端子部Ｃ１、Ｃ２を有している。金属製ハウジングＲ３は、上端が開口する円筒容器体形状であり、例えば熱伝導性の良好なアルミニウム製とすることができる。ダストコアＲ２は、磁性粉末を熱硬化性樹脂に分散させたもので、未硬化の磁性粉末混合樹脂をダストコア材料として金属製ハウジングＲ３内に注入し、加熱硬化させることにより、その内部にコイルＲ１が埋設される。
【００２４】
本発明の樹脂埋設金属部品の製造装置は、ダストコアＲ２を構成する磁性粉末混合樹脂を加熱硬化させる工程において使用される。磁性粉末混合樹脂となる熱硬化性樹脂材料は、特に限定されないが、例えばエポキシ系熱硬化性樹脂が好適に使用され、その熱硬化温度以上に加熱することにより硬化する。ただし、ダストコアＲ２が上端側が開放された金属製ハウジングＲ３内に金属製のコイルＲ１とともに収容されること、金属製ハウジングＲ３の上端開口にダストコアＲ２となる磁性粉末混合樹脂の表面が露出した状態で加熱されること、から全体を均一に加熱することが課題となる。
【００２５】
そこで、図１（ａ）において、本実施形態の製造装置は、主にダストコアＲ２の露出表面の加熱硬化を促進するための第１の加熱手段である第１加熱装置１と、主に金属製ハウジングＲ３を加熱するための第２の加熱手段である第２加熱装置２と、主にコイルＲ１を直接加熱するための第３の加熱手段である第３加熱装置３を備える。第１加熱装置１は、リアクトルＲ全体を覆うカバー体としてのカバープレート１１と、カバープレート１１に接続される気体導入管としてのエアホース１２を通じてカバープレート１１内へ熱風を供給する熱風供給手段を備える。
【００２６】
熱風供給手段としての熱風供給部１４は、具体的には、鉄系金属管からなるエアホース１２と、その外周を取り巻く誘導加熱手段としての加熱コイル１３を有し、加熱コイル１３には、高周波電源（ＩＨ電源：ＩＨ（１））１５が接続されている。熱風供給部１４は、交流電流によって形成される交番磁束がエアホース１２を貫通してうず電流を誘導し、そのジュール熱によりエアホース１２表面を加熱する。これにより、加熱されたエアホース１２内を通過する空気が加熱され、熱風としてカバープレート１１内空間１６へ供給される。
【００２７】
図２に示すように、金属製ハウジングＲ３は、例えば略Ω形状の外形を有する形状としてあり、第１加熱装置１のカバープレート１１は、その外形に沿って全体を覆う略Ｕ形状の外形を有している。カバープレート１１の上面には、コイル１１の端子部Ｃ１、Ｃ２に対応する位置に一対の貫通穴１１ａ、１１ｂが形成される。これにより、図１に示すように、カバープレート１１を覆着した時に、一対の貫通穴１１ａ、１１ｂからコイルＲ１の端子部Ｒ１１、Ｒ１２がカバープレート１１外に突出する。
【００２８】
カバープレート１１の大きさは、カバープレート１１外に突出する端子部Ｒ１１、Ｒ１２が所定高さとなるように、また、リアクトル１の上端面または側面との間に、熱風が流通可能な所定間隙が形成されるように、高さおよび幅等の寸法を適宜設定することができる。好適には、カバープレート１１内空間１６の熱風の流通を妨げない範囲で、カバープレート１１を小さく形成するとよい。これにより、カバープレート１１内空間１６に導入される熱風によって、リアクトル１の上端面に露出するダストコア１２の表面を効率よく加熱し、表面からの放熱を抑制して、熱硬化性樹脂の硬化を促進することができる。また、カバープレート１１内空間１６の熱風により、リアクトル１全体を適度に、効率よく加熱することができる。熱風の温度は、ダストコア１２の表面が熱硬化性樹脂の硬化温度以上となるように、硬化温度よりやや高い温度となるようにするとよい。
【００２９】
第２加熱装置２は、金属製ハウジングＲ３が載置される載置部２１を備える。載置部２１は、誘導加熱手段としての加熱コイル２２と、その上面に板状の断熱材２３を介して配置された鉄系材料よりなる鉄プレート２４を有している。加熱コイル２２には、高周波電源（ＩＨ電源：ＩＨ（２））２５が接続されている。第２加熱装置２は、載置部２１を介して金属製ハウジングＲ３を加熱し、金属製ハウジングＲ３の内周に接するダストコアＲ２の熱硬化性樹脂を間接的に加熱する。
【００３０】
本実施形態のように、金属製ハウジングＲ３がアルミニウム等の低抵抗材料である場合には、金属の固有抵抗が高い鉄プレート２４を介設することが好ましい。これにより、加熱コイル２２で鉄プレート２４を加熱し、鉄プレート２５上面に密接する金属製ハウジングＲ３を間接的に効率よく加熱することができる。また、本実施形態ではダストコア材料である磁性粉末を高周波誘導加熱により直接加熱可能であり、加熱効率を向上できる。断熱材２３は、高周波誘導加熱による発生熱を金属製ハウジングＲ３に効果的に導入し、載置部２１の底面側へ逃がさないために設置される。金属製ハウジングＲ３を固有抵抗が比較的高い金属材料で構成する場合には、鉄プレート２４を省略して、金属製ハウジングＲ３を直接誘導加熱することもできる。
【００３１】
第３加熱装置３は、カバープレート１１から上方に突出するコイルＲ１の端子部Ｒ１１、Ｒ１２に通電するための通電経路３１と、直流電源（Ｃ）３２を備え、通電加熱手段を構成している。本実施形態の第３加熱装置３は、金属部品であるコイルＲ１の端子部Ｒ１１、Ｒ１２を利用して、コイルＲ１に通電する際の内部抵抗による発生熱で、コイルＲ１を直接加熱することができ、その内外周に接するダストコアＲ２を効率よく加熱することができる。
【００３２】
図１（ｂ）に示すように、これら第１加熱装置１の高周波電源１５、第２加熱装置２の高周波電源２５、第３加熱装置３の直流電源３２は、それぞれ加熱制御手段である加熱制御装置４に接続されている。これら電源１５、２５、３２から各装置１、２、３への通電は、加熱制御装置４によりアイソレーションアンプ４１を介して、それぞれ独立に制御することができる。本発明では、これら電源１５、２５、３２のオンオフを加熱制御装置４により独立に制御して、被加熱物であるダストコアＲ２各部の昇温速度を調整し、全体が均等に加熱されるように制御する。
【００３３】
次に、本発明の製造装置における加熱制御方法について、図３、４を参照しながら詳細に説明する。図３は、加熱制御装置４の通電タイミングと、ダストコアＲ２各部の温度上昇の関係を示しており、図４は、加熱制御装置４による制御の工程を示すフローチャートである。ダストコアＲ２各部の温度は、図１（ａ）において、ダストコアＲ２となる磁性粉末混合樹脂を金属製ハウジングＲ３内に注入した状態で、樹脂上端面の温度Ｔ０、樹脂中心部の温度Ｔ１、樹脂外周部の温度Ｔ２、樹脂底面の温度Ｔ３の温度を検出する手段として、それぞれ熱電対（図示せず）を配置して測定した。図１（ｂ）において、これら熱電対からの信号は、熱電対アンプ４２を介して加熱制御装置４に入力されるようになっている。
【００３４】
図４において、ステップ１で、加熱制御装置４による制御を開始すると、まずステップ２において、第１加熱装置１の高周波電源１５をオンとして、加熱コイル１３による高周波誘導加熱を開始する。この時、加熱コイル１３内周のエアホース１２が加熱され、内部を通過する空気が熱風として供給されて、カバープレート１１内空間１６の温度を上昇させる。カバープレート１１内空間１６のリアクトルＲは、熱風が直接供給される樹脂上端面の温度Ｔ０が直ちに上昇し、速やかに熱硬化温度（例えば１５０℃前後）の近傍まで上昇する。
【００３５】
そこで、ステップ３において、樹脂上端面の温度Ｔ０が、熱硬化温度近傍の所定温度Ｔに達したかどうかを判断し、肯定判定されるとステップ４、５へ進む（図中の時点ａ）。ここで、所定温度Ｔは、例えば、第１加熱装置１による樹脂上端面の温度Ｔ０の上昇カーブに基づいて、予め設定した昇温目標温度であり、第１加熱装置１は、以降この所定温度Ｔを維持するように制御される。
【００３６】
この時点ａでは、樹脂上端面の温度Ｔ０が最も高いが、金属製ハウジングＲ３を介して加熱される樹脂内部の温度も、緩やかな昇温カーブで上昇している（樹脂底面の温度Ｔ３＞樹脂外周部の温度Ｔ２＞樹脂中心部の温度Ｔ１）。したがって、ステップ４において、第２加熱装置２の高周波電源２５をオンとして、加熱コイル２２による高周波誘導加熱を開始し、同時にステップ５において、第３加熱装置３の直流電源３２をオンとして、コイルＲ１３を通電加熱すると、他の部分も速やかに温度上昇する。
【００３７】
すなわち、第２加熱装置２の高周波誘導加熱により、金属製ハウジングＲ３に接する樹脂底面の温度Ｔ３がさらに上昇するとともに、第３加熱装置３の通電加熱により、コイルＲ１の内外周に接する樹脂中心部の温度Ｔ１、樹脂外周部の温度Ｔ２が急上昇し、熱硬化温度近傍の所定温度Ｔに収束する。そして、ステップ６において、これら３箇所の温度（樹脂中心部の温度Ｔ１、樹脂外周部の温度Ｔ２、樹脂底面の温度Ｔ３）が、所定のバラツキ範囲内で均一になったと判断されると（時点ｂ）、ステップ７へ進んで、これら第１加熱装置１、第２加熱装置２、第３加熱装置３の加熱を全て停止する。その後、自然冷却することでダストコアＲ２にコイルＲ１が埋設されたリアクトル１を製作することができる。
【００３８】
このように本発明の加熱制御装置４は、第１加熱装置１を用いて、先に金属製ハウジングＲ３の上端開口から露出する樹脂上端面を加熱硬化させ、その後、第２加熱装置２、第３加熱装置３の加熱を開始する。これにより、図３のように、ダストコアＲ２となる樹脂上端面の加熱硬化に要する時間を大幅に短縮し（例えば１分以下）、さらに、ダストコアＲ２となる樹脂各部を速やかに所定温度Ｔまで上昇させ、しかも時点ｂにおける温度バラツキを小さくして（例えば±１０℃程度）、ダストコアＲ２全体を均熱に加熱することができた。
【００３９】
ここで、所定温度Ｔは、時点ａに対応する昇温目標温度よりも低い温度に設定することもできる。例えば、第２加熱装置２および第３加熱装置３の作動後の各部温度が、より緩やかな昇温カーブで上昇する場合には、時点ａより速い時点ａ´に対応する所定温度Ｔ´にて、昇温を開始することで、目標温度に収束するまでの時間を短縮することができる。また、熱電対等の温度検出手段を設けて所定温度Ｔに達したかどうかを判断する必要はなく、予め知られる昇温特性から、所定温度Ｔに達する時点ａにおいて加熱を開始するように通電タイミングを設定することもできる。
【００４０】
また、第２加熱装置２および第３加熱装置３の通電タイミングは、同時または連続的である必要はなく、タイミングをずらしても順序を逆にしてもよい。第１加熱装置１、第２加熱装置２、第３加熱装置３はそれぞれ独立に制御可能であり、所定の時点ｂにおいて、各部温度のバラツキが所定範囲に収束するように、それぞれ昇温特性に応じて最適な通電タイミングを設定すればよい。
【００４１】
本発明は、熱硬化性樹脂が固まった状態では、空気中への放熱が抑制されることに着目したもので、これは、熱硬化性樹脂が加熱硬化すると熱伝達率が変化するためと推察される。すなわち、空気と触れている樹脂上端面を硬化させて放熱を抑制しながら、第２加熱装置２、第３加熱装置３にて加熱することで、金属製ハウジングＲ３およびコイルＲ１から与えられた熱が外部へ放出され難くなり、熱を効率よく熱硬化性樹脂全体に行渡らせることが可能になると考えられる。その結果、高速かつ均熱にダストコアＲ２を加熱硬化させて、ダストコアＲ２の品質を向上させ、成形に要する時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【００４２】
図５は、比較のため、従来の一般的な炉を用いた場合の昇温特性を調べたものである。図５（ａ）に示すようにワークとしてはコイルＲ１のみを使用した。図示するように、炉の温度Ｔ01をダストコアＲ２に使用する熱硬化性樹脂の硬化温度より高い１７０℃に設定し、コイルＲ１を収容して、コイル内外各部の温度Ｔ02〜Ｔ06を測定した結果を、図５（ｂ）に示す。図示するように、コイル各部の温度バラツキが大きく、外周側または底面側ほど温度が低くなっている。また、温度上昇に時間を要し、端子部Ｒ１１、Ｒ１２となるコイルＲ１の内外渡り線（Ｔ02、Ｔ03）以外は、１５０℃近傍まで温度上昇することは難しい。
【００４３】
また、図６は、通電加熱を用いた場合の昇温特性を示すもので、図６（ａ）に示すようにワークはコイルＲ１のみで、端子部Ｒ１１、Ｒ１２に直流電源から所定の定電流を印加した。図５と同様に、通電開始からのコイル内外各部の温度Ｔ02〜Ｔ06を測定した結果を、図６（ｂ）に示す。図示するように、通電開始から一定時間後にコイル各部の温度が急上昇するが、各部の温度バラツキが次第に大きくなる。また、外周側または底面側ほど温度が高くなって、コイル外側の中央部（Ｔ05、Ｔ06）では１５０℃を超えてしまう。
【００４４】
さらに、図７は、図１の構成において、第２加熱装置２による高周波誘導加熱のみを用いた場合において、同様の昇温試験を行なった結果を示すものである。ワークは、実際のリアクトルＲ構成を有する実ワークを用い、図中に示すコイルＲ１内側各部の温度ＴＨ１、ＴＨ３〜ＴＨ４、ダストコアＲ１に使用する熱硬化性樹脂の上下部温度ＴＨ２、ＴＨ５、金属製ハウジングＲ３下部の温度ＴＨ６を測定した結果を示す。図示するように、第２加熱装置２の載置部２１に接するハウジング下部温度ＴＨ６以外は、ほとんど温度上昇せず、ハウジング下部温度ＴＨ６も温度上昇は緩やかで、単独では樹脂硬化温度に到達しない。
【００４５】
図８は、図６と同様の通電加熱を用いて、実際のリアクトルＲ構成を有する実ワークに対する昇温試験を行なった結果を示すものである。図示するように、コイルＲ２の各部温度（ＴＨ１、ＴＨ３、ＴＨ４）は、図６と同様に温度上昇が見られるものの、熱硬化性樹脂の下部温度ＴＨ５、金属製ハウジングＲ３下部の温度ＴＨ６は、温度上昇が小さく、単独では均一な加熱は難しい。
【００４６】
図９は、図７の高周波誘導加熱と図８の通電加熱を組み合わせて、実際のリアクトルＲ構成を有する実ワークに対する昇温試験を行なった結果を示すものである。図１０は、この例における装置構成を示す概略図で、上記図１の第１実施形態における第１の加熱装置１を備えず、第２加熱装置２と第３加熱装置３にてリアクトルＲを加熱するようになっている。図示するように、実ワークの各部位、特に下部側で温度上昇が見られるが（コイル内側下部温度ＴＨ３、ハウジング下部温度ＴＨ６、樹脂下部温度ＴＨ５）、その温度バラツキは大きい。また、より上方のコイルＲ２の内側中央温度ＴＨ１では、温度上昇が小さく、単に２つの加熱手段を組み合わせるだけでは、均一な加熱は難しいことがわかる。
【００４７】
なお、上記第１実施形態の製造装置は、加熱対象であるリアクトルＲの構成や材質に最適となるように、金属製ハウジングＲ３を加熱するために高周波誘導を用いた第２加熱装置２を、金属部品であるコイルＲ１を直接加熱するために通電加熱を用いた第３加熱装置３を、それぞれ設けているが、コイル部品以外の電気部品その他の樹脂埋設金属部品に適用する場合には、製品特性に応じた任意の加熱手段を選択することができる。例えば、金属部品がマイクロ波を吸収する皮膜を有する場合には、マイクロ波加熱を用いた第３加熱装置３を設置することができる。
【００４８】
このように、本発明によれば、放熱しやすい熱硬化性樹脂の表面を、先に第１の加熱装置１を用いて硬化させ、次いで第２加熱装置２、第３加熱装置３を用いて、金属製ハウジングおよび金属部品を加熱することで、熱硬化性樹脂全体を高速で均熱化することができる。また、樹脂埋設金属部品に用いられる金属部品が、例えば金属製ハウジングＲ３を加熱する第２加熱装置２によって加熱可能であれば、第３の加熱装置３を第２の加熱装置２と一体化し、共通の加熱装置とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の樹脂埋設金属部品の製造方法および製造装置は、リアクトルに限らずトランスその他として使用されるコイル部品、その他の電気部品にも適用することができる。さらに、電気部品に限らず、金属部品が樹脂埋設された構成の製品であれば、いずれにも好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
Ｒ  リアクトル（コイル部品、樹脂埋設金属部品）
Ｒ１  コイル（金属部品）
Ｒ２  ダストコア（熱硬化性樹脂）
Ｒ３  金属製ハウジング
１  第１加熱装置（第１の加熱手段）
１１  カバープレート（カバー体）
１２  エアホース（気体供給管）
１３  加熱コイル（誘導加熱手段）
１４  熱風供給部（熱風供給手段）
１５  高周波電源
２  第２加熱装置（第２の加熱手段）
２１  載置部
２２  加熱コイル（誘導加熱手段）
２３  断熱材
２４  鉄プレート
２５  高周波電源
３  第３加熱装置（第３の加熱手段）
３１  通電経路
３２  直流電源
４  加熱制御装置（加熱制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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