(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
離型不可能な形状の中空部を有しかつ低融点金属中子が前記中空部に充填されたプラスチック成型品をエチレングリコール液中に浸漬し、前記エチレングリコール液中で高周波誘導加熱により前記プラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を溶解せしめ、溶解状態の低融点金属を前記プラスチック成型品に形成された開口部から溶出させるようにした低融点金属中子の溶出方法において、前記プラスチック成型品及び低融点金属中子をエチレングリコール液中に配設された高周波誘導加熱コイル内に配置し、前記高周波誘導加熱コイルに高周波電流を流して前記低融点金属中子を高周波誘導加熱することにより、前記低融点金属中子の溶解開始温度の直下の温度にまで予備加熱する予備加熱工程と、前記予備加熱工程に引き続いて、前記低融点金属中子を高周波誘導加熱することにより、前記低融点金属中子を溶解温度にまで本加熱する本加熱工程とを施行し、前記予備加熱工程では、前記高周波誘導加熱コイルに電力を供給する１〜１０ｋＨｚの周波数範囲の高周波電源を温度上昇用の高電力と温度保持用の低電力との２モードに断続的に切換えることによって、前記低融点金属中子の表層温度と芯部温度とをほぼ等しい温度に設定し、さらに前記本加熱工程では加熱により前記低融点金属中子を溶解して前記プラスチック成型品の開口部から溶出させるようにしたことを特徴とする低融点金属中子の溶出方法。
【請求項２】
前記低融点金属中子の予備加熱及び本加熱を、前記エチレングリコール液中において、１〜１０ｋＨｚの周波数範囲の高周波電源により行うと共に、前記予備加熱工程では前記高周波電源を温度上昇用の高電力と温度保持用の低電力との２モードに断続的に切換えることによって、前記低融点金属中子の表層温度と芯部温度とをほぼ等しい温度に高周波誘導加熱するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の低融点金属中子の溶出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、離型不可能な形状の中空部を有しかつ低融点金属中子が前記中空部に充填されたプラスチック成型品をエチレングリコール液中に浸漬し、前記エチレングリコール液中で高周波誘導加熱により前記プラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を溶解せしめ、溶解状態の低融点金属を前記プラスチック成型品に形成された開口部から溶出させるようにした低融点金属中子の溶出方法に関するものである。
なお、本願明細書において、「離型不可能な形状の中空部」とは、プラスチック成型に際してプラスチック成型品の中空部内に充填される低融点金属中子を、プラスチック成型完了後に固体状態のままプラスチック成型品の中空部から離脱させることができないような形状（例えば、曲がりくねった形状や屈曲した形状等）を有する中空部をいうものとする。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、プラスチック成型品の離型不可能な形状の中空部内に充填された低融点金属中子を高周波誘導加熱により溶解せしめてプラスチック成型品の外部へ溶出するに際しては、次のような方法を採用している。すなわち、従来では、所要温度に加熱したエチレングリコール液中に高周波誘導加熱コイルを配置し、プラスチック成型品をエチレングリコール液中に浸漬させると共に高周波誘導加熱コイル内にプラスチック成型品を設置し、この状態の下で高周波誘導加熱コイルにてプラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を高周波誘導加熱して溶解せしめ、溶解金属のプラスチック成型品の中空部内における溶解金属の膨張による圧力及び重力による自然落下により、プラスチック成型品に形成されている開口部からプラスチック成型品の外部に溶出するようにしている。
【０００３】
この種のプラスチック成型品としては自動車用のインテークマニホールドが一例として挙げられる。図３に示すように、自動車用のインテークマニホールド２は、その内部に複数本の中空部（吸気管部若しくはパイプ部）３を有するものであって、これらの中空部３はインテークマニホールド２のプラスチック成型時にインテークマニホールド本体２ａと同時に成型されるようになっている。ところで、前記中空部３は、通常、図３及び図４に示す如く複雑な形状に曲げられており、いわゆる離型不可能な形状の中空部３となされている。従って、インテークマニホールド２のプラスチック成型に際しては、中空部３内に充填された中子をこの中空部３内から離脱させることができないので、これらの中空部３に低融点金属中子４を図４に示す如く充填してインテークマニホールド２の外形を分割金型にて成型した後に、固体状態の低融点金属中子４が中空部３内に充填されているインテークマニホールド２を分割金型から取り出して加熱することにより、低融点金属中子４のみを溶解させて中空部３ひいてはインテークマニホールド２の外部へ溶出させるようにしている。なお、低融点金属中子４はインテークマニホールドの構成材料（プラスチック）の融点よりも低い融点を有する金属から成るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の高周波誘導加熱による低融点金属中子のプラスチック成型品中空部内よりの溶出方法にあっては、次のような問題点がある。まず、離型不可能な中空部を有するプラスチック成型品は複雑形状のものが多い。例えば、プラスチック成型品から成るインテークマニホールド２等のように、低融点金属中子４と接する中空部（吸気管部）３の内壁面３ａは、図３及び図４に示す如く、円筒面等の単純形状ではなく、曲がりくねった形状や屈曲した形状等の複雑形状を有するものが多い。このような複雑形状の中空部を有するプラスチック成型品の場合にあっては、溶解状態の低融点金属が流れにくい小寸法の隅部等が存在し、加熱温度が不均一になり易いため、プラスチック成型品の中空部の外部へ溶融金属が溶出せず、プラスチック成型品の中空部内に微量の溶解金属が残留することがある。また、中子金属（低融点金属中子を構成する金属）の残留を防ぐため高周波誘導加熱を長時間に亘って継続的に施行するようにしているのが実状であるが、この場合には残留金属が高周波誘導加熱作用にて過熱され、これに起因してプラスチック成型品の中空部の内壁面部分に材質劣化（熱劣化）を引き起こすという不具合を生ずるおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、プラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を能率良く溶出することができ、この低融点金属中子を構成する低融点金属がプラスチック成型品の中空部の内壁面に残留するのを皆無にすることができ、しかもプラスチック成型品の中空部の内壁面部分に材質劣化を生じるようなことのない低融点金属中子の溶出方法及びその溶出装置を提供することにある。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、プラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を能率良く溶出することができ、この低融点金属中子を構成する低融点金属（中子金属）がプラスチック成型品の中空部の内壁面に残留するのを皆無にでき、さらに中子金属の過熱によるプラスチックの材質劣化（熱劣化）を生じない溶出方法及びその溶出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明では、離型不可能な形状の中空部を有しかつ低融点金属中子が前記中空部に充填されたプラスチック成型品をエチレングリコール液中に浸漬し、前記エチレングリコール液中で高周波誘導加熱により前記プラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を溶解せしめ、溶解状態の低融点金属を前記プラスチック成型品に形成された開口部から溶出させるようにした低融点金属中子の溶出方法において、前記プラスチック成型品及び低融点金属中子をエチレングリコール液中に配設された高周波誘導加熱コイル内に配置し、前記高周波誘導加熱コイルに高周波電流を流して前記低融点金属中子を高周波誘導加熱することにより、前記低融点金属中子の溶解開始温度の直下の温度にまで予備加熱する予備加熱工程と、前記予備加熱工程に引き続いて、前記低融点金属中子を高周波誘導加熱することにより、前記低融点金属中子を溶解温度にまで本加熱する本加熱工程とを施行し、前記予備加熱工程では、前記高周波誘導加熱コイルに電力を供給する１〜１０ｋＨｚの周波数範囲の高周波電源を温度上昇用の高電力と温度保持用の低電力との２モードに断続的に切換えることによって、前記低融点金属中子の表層温度と芯部温度とをほぼ等しい温度に設定し、さらに前記本加熱工程では加熱により前記低融点金属中子を溶解して前記プラスチック成型品の開口部から溶出させるようにしている。
また、本発明では、前記低融点金属中子の予備加熱及び本加熱を、前記エチレングリコール液中において、１〜１０ｋＨｚの周波数範囲の高周波電源により行うと共に、前記予備加熱工程では前記高周波電源を温度上昇用の高電力と温度保持用の低電力との２モードに断続的に切換えることによって、前記低融点金属中子の表層温度と芯部温度とをほぼ等しい温度に高周波誘導加熱するようにしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施態様について図１を参照して説明する。なお、以下に述べる本発明の一実施態様は、プラスチック成形品である自動車用インテークマニホールド（自動車用プラスチック製インテークマニホールド）の中空部から低融点金属中子を溶出する例である。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態に係る高周波誘導加熱式溶出装置１を示すものであって、この溶出装置１は、インテークマニホールド２（離型不可能な形状の中空部を有するプラスチック成型品）のプラスチック成型に際してその中空部３内に充填され低融点金属中子４（図４参照）をエチレングリコール液中で高周波誘導加熱して前記中空部３から溶出させるための装置である。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態の溶出装置１は、所要温度に加熱されたエチレングリコール液５を貯溜するエチレングリコール熱浴槽６と、このエチレングリコール熱浴槽６内のエチレングリコール液５中においてインテークマニホールド２を高周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイル７と、エチレングリコール液５中に浸漬された高周波誘導加熱コイル７に高周波電流を供給する高周波電源８と、加熱対象（ワーク）であるインテークマニホールド２を前記高周波誘導加熱コイル７によって取り囲まれた所定位置に載置固定するワーク載置固定治具９と、インテーマニホールド２が載置固定されるワーク載置固定治具９を昇降移動するワーク昇降機構と１０と、エチレングリコール液５を所要温度に加熱する図外のエチレングリコール液加熱用ヒーターとをそれぞれ具備している。
【００１１】
上述の高周波誘導加熱コイル７は、内部（中空部）に冷却液が通される銅管にて構成されており、インテークマニホールド２の中空部３内に充填された低融点金属中子４を高周波誘導加熱作用にて加熱溶解する複数巻きの加熱部（本体部）７ａと、この加熱部７ａに高周波電源８から高周波電流を供給するためのリード部７ｂとをそれぞれ備えている。
【００１２】
このような構成の溶出装置１を用いてインテークマニホールド２の中空部３内の低融点金属中子４を高周波誘導加熱により溶解溶出する場合には、その手順は下記の如く行われる。
【００１３】
（１） まず、中空部３に低融点金属中子４が充填されたインテークマニホールド２を、エチレングリコール熱浴槽６の上方位置においてワーク載置固定治具９上に載置固定する。
（２） 次いで、ワーク昇降機構１０を作動させることにより、ワーク載置固定治具９と一緒にインテークマニホールド２を下降移動させ、所定の加熱位置、すなわち、所要温度に加熱されたエチレングリコール液５中であってかつエチレングリコール液５中に浸漬されている高周波誘導加熱コイル７内の所定位置（高周波誘導加熱コイル７の加熱部７ａによって取り囲まれた位置）にインテークマニホールド２を配置する。
（３） この状態の下で、高周波電源８から高周波誘導加熱コイル７のリード部７ｂを介して加熱部７ａに所要周波数の高周波電流を供給し、これにより低融点金属中子４の高周波誘導加熱を開始し、予備加熱工程を開始する。
（４） この予備加熱工程においては、高周波誘導加熱コイル７に電力を供給する１〜１０ｋＨｚの周波数範囲の高周波電源８を温度上昇用の高電力と温度保持用の低電力との２モードに断続的に切換えることによって、低融点金属中子４の温度を図２に示す如く階段状に昇温せしめて低融点金属中子４の溶解開始温度の直下の温度になるまで高周波誘導加熱すると共に、低融点金属中子４（中子金属）の表層部温度と芯部温度とがほぼ等しくなるよう予備加熱する。そして、低融点金属中子４の溶解開始温度の直下の温度にまで高周波誘導加熱された時点で予備加熱工程を終了する。なお、予備加熱工程における低融点金属中子４の実際の昇温状態は、図２において破線で示す如くとなる。
（５） 上述の予備加熱工程に引き続いて、所要出力により低融点金属中子４の本加熱工程（加熱を施行する工程）を開始する。この本加熱工程においては、高周波電源８から高周波誘導加熱コイル７に供給する電力を適宜な一定値に設定することにより、低融点金属中子４をその溶解開始温度以上に加熱し、前記溶解開始温度以上の所要温度に達した時点で本加熱工程を終了する。
（６） このような状態の下で溶解された低融点金属（溶解状態の中子金属）を、インテークマニホールド２の下端側に形成された複数の間口部（図示せず）から溶出する。
（７） 次いで、インテークマニホールド２内の低融点金属中子４が全て溶解されて溶出が完了された後に、高周波誘導加熱コイル７への通電を停止する。
（８） しかる後に、ワーク昇降機構１０を作動させることにより、ワーク載置固定治具９と一緒にインテークマニホールド２をエチレングリコール熱浴槽６の上方の所定位置まで移送し、その所定位置においてインテークマニホールド２をワーク載置固走治具９より取外し、溶出完了品として次工程に移送する。
【００１４】
このような溶出装置１を用いた溶出方法によれば、低融点金属中子４が溶解開始温度の直下の温度になるまでの期間中に高周波電源８を温度上昇用の高電力と温度保持用の低電力との２モードに断続的に切換えることによって、インテークマニホールド２の中空部３に充填された低融点金属中子４を高周波誘導加熱して、低融点金属中子４の表層部温度と芯部温度とがほぼ等しくなるように、すなわち、低融点金属中子４の表層部と芯部との温度差が殆ど無いように予備加熱し、しかる後に、低融点金属中子４が溶解開始温度以上の温度になるように加熱による本加熱を行なって低融点金属中子４を溶解させ、溶解状態の低融点金属（中子金属）をインテークマニホールド２の下端側の開口部（図示せず）から溶出させるようにしているので、インテークマニホールド２の中空部３内の低融点金属中子４の全てが中空部３の外部へ完全に溶出されてこの中空部３の内壁面３ａに溶解金属が残留することは皆無となり、しかも、溶解状態の中子金属に接するインテークマニホールド２の中空部３の内壁面３ａが過熱されるのを回避し得て、過熱による前記内壁面３ａの品質劣化（熱劣化）を生じるのを防止できる。
【００１５】
以下に、本発明に係る具体的な実施例を示す。
実施例
（１）  加熱対象となるワーク  ：  インテークマニホールド
（ａ）  材質：  インテークマニホールドの材質；
ナイロン（ＰＡ６６ＧＦ３３）（融点２６５〜２７０℃）
低融点金属中子の材質；
Ｓｎ−Ｂｉ系合金（溶解開始温度１３８．５℃）
（ｂ）  重量：  低融点金属中子の重量
６０Ｋｇ
（ｃ）  寸法： インテークマニホールドの寸法；
５５０×３５０×２６０ｍｍ
（２）  高周波誘導加熱条件
〈Ａ〉  予備加熱
（ａ）  周波数  ：  １０ｋＨｚ
（ｂ）  出力  ：
〈１〉  昇温加熱  ；  ２２０ｋＷ
〈２〉  保持加熱  ；  ２５ｋＷ
（ｃ）  予備加熱時間  ；  ６０ｓｅｃ
予備加熱工程中の昇温加熱時間  ；  ４ｓｅｃ
予備加熱工程中の保持加熱時間  ；  ６ｓｅｃ
（ｄ）  加熱温度：１３５℃
〈Ｂ〉  本加熱
（ａ）  周波数  ：  １０ｋＨｚ
（ｂ）  出力    ：  ３０ｋＷ
（ｃ）  加熱時間  ：  ２０ｓｅｃ
（ｄ）  加熱温度  ：  １６０℃
（３）  エチレングリコール液（溶出液）
（ａ）  種類  ：  ルトロン（ＢＡＳＦ社製）
（ｂ）  液温  ：  １８０℃
【００１６】
この条件にて既述の溶出手順に従って低融点金属中子４の溶出を行なったところ、インテークマニホールド２中空部３内の低融点金属中子４は前記中空部３の内壁面３ａに全く残留することなく、しかも過熱による材質劣化もなく、その全部が完全に（１００％）溶出されていることが確認された。
【００１７】
以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、例えば、既述の実施形態では円筒面に沿って巻線を巻回した加熱部７ａを有する高周波誘導加熱コイル７を用いるようにしたが、インテークマニホールド２の中空部３内に充填された低融点金属中子４を均一に加熱溶解すべくインテークマニホールド２及び低融点金属中子４の形状に沿ってインテークマニホールド２の外面より一定の空隙をもって複数の巻数で巻回された加熱部７ａを有する高周波誘導加熱コイル７を用いることも可能である。また、本発明は、インテークマニホールド２の他にも、離型不可能な形状の中空部を有する各種のプラスチック成型品についても適用可能であるとは言う迄もない。さらに、図３に示す如き中空部３の形状以外の離型不可能な形状の中空部を有するプラスチック成型品に対しても本発明を適用可能である。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明に係る低融点金属中子の溶出方法は、プラスチック成型品及び低融点金属中子をエチレングリコール液中に配設された高周波誘導加熱コイル内に配置し、高周波誘導加熱コイルに高周波電流を流して低融点金属中子を高周波誘導加熱することにより、低融点金属中子の溶解開始温度の直下の温度にまで予備加熱する予備加熱工程と、予備加熱工程に引き続いて、低融点金属中子を高周波誘導加熱することにより、低融点金属中子を溶解温度にまで本加熱する本加熱工程とを施行し、前記予備加熱工程では、前記高周波誘導加熱コイルに電力を供給する１〜１０ｋＨｚの周波数範囲の高周波電源を温度上昇用の高電力と温度保持用の低電力との２モードに断続的に切換えることによって、前記低融点金属中子の表層温度と芯部温度とをほぼ等しい温度に設定し、さらに本加熱工程では加熱により低融点金属中子を溶解してプラスチック成型品の開口部より溶出させるようにしたものである。すなわち、予備加熱工程では低融点金属中子の表層部と芯部との温度差が殆ど無いように予備加熱し、しかる後に、低融点金属中子が溶解開始温度以上の温度になるように加熱による本加熱を行なって低融点金属中子を溶解させるようにしたものであるから、低融点金属中子が複雑形状であっても温度差の少ない溶解が可能となり、従ってプラスチック成型品の中空部内での溶解金属（溶解状態の中子金属）の停留を皆無とすることができ、この溶解金属の全てをプラスチック成型品の開口部からスムースに溶出させることができる。しかも、低融点金属中子は均一に加熱されるので、低融点金属中子の部分的な過熱に伴うプラスチック成型品の中空部の内壁面の材質劣化（熱劣化）を回避することが可能となる。
【００１９】
また、請求項２に記載の本発明に係る低融点金属中子の溶出方法は、低融点金属中子の予備加熱及び本加熱を、エチレングリコール液中において、１〜１０ｋＨｚの周波数範囲の高周波電源により行うと共に、予備加熱工程では高周波電源を温度上昇用の高電力と温度保持用の低電力との２モードに断続的に切換えることによって、低融点金属中子の表層温度と芯部温度とをほぼ等しい温度に高周波誘導加熱するようにしたものであるから、金属中子が複雑形状であっても温度差のない均一溶解が可能となり、従って材質劣化を生じることなくスムースな溶出を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る溶出装置の構成図である。
【図２】上述の溶出装置を用いてインテークマニホールドを高周波誘導加熱する際の加熱パターンを示すグラフである。
【図３】プラスチック成形品から成る樹脂製の自動車用インテークマニホールドの斜視図である。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
１  溶出装置
２  インテークマニホールド（プラスチック成型品）
３  中空部
３ａ  内壁面
４  低融点金属中子
５  エチレングリコール液
６  エチレングリコール熱浴槽
７  高周波誘導加熱コイル
７ａ  加熱部（本体部）
７ｂ  リード部
８  高周波電源
９  ワーク載置固定治具
１０  ワーク昇降機構
【図１】
0003899191.tif 000002
【図２】
0003899191.tif 000003
【図３】
0003899191.tif 000004
【図４】
0003899191.tif 000005