(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心付近に貫通孔を有する円板状の本体部と、前記本体部の外周に配置された加熱手段と、前記本体部より高熱伝導率の物質で形成され前記貫通孔と前記加熱手段との間の前記本体部内に前記本体部と同心円状に配置されたリング状の熱伝導体とを備えたことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記本体部をステンレス鋼で形成し、前記熱伝導体を銅系金属で形成した請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
前記本体部と前記熱伝導体との境界に、前記ステンレス鋼を構成する金属原子と前記銅系金属を構成する金属原子とが拡散接合した熱伝導層を設けた請求項２記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形用チューブダイやローラを加熱するために使用される加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形用チューブダイやローラの加熱手段として、従来より、図５，６に示すような加熱装置が使用されている。図５に示す加熱装置５０は、円筒形の射出成形品の製造工程で使用されるものであり、円板状をした本体部５１のほぼ中心に溶融した樹脂の通過用の貫通孔５２が設けられ、本体部５１の外周にバンド状の加熱ヒータ５３が配置されている。加熱ヒータ５３が発する熱によって本体部５１が加熱され、その熱によって貫通孔５２を通過する溶融樹脂などの流体を連続的に加熱する。
【０００３】
また、図６に示す加熱装置５５においては、円板状をした本体部５６の中心に加熱ヒータ５７が配置される場合や、加熱ヒータ５７を包囲するように複数のヒータ５８が配置される場合などがある。いずれの場合でも加熱ヒータ５７，５８が発する熱によって本体部５６が加熱され、その熱によって本体部５６の外周部が一様に加熱される。そして、この加熱によりローラ方式の連続加熱を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５，図６に示す従来の加熱装置５０，５５において、加熱ヒータ５３，５７，５８の発熱状態は必ずしも均等ではなく、不安定な部分があるのが実状である。この加熱ヒータ５３，５７，５８が不安定であると、本体部５１，５６の加熱状態が不均一となり、温度ムラが生じる。
【０００５】
加熱装置５０，５５の本体部５１，５６による加熱状態が不均一になると、加熱面にて加工される対象物において熱の不均衡が生じ、溶融樹脂などの流体の流動不足や、被加熱物の残留応力の蓄積や、熱可塑性接着におけるシール力の低下などの問題が生じる。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、加熱対象物を均一に加熱する加熱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】
本発明の加熱装置は、中心付近に貫通孔を有する円板状の本体部と、前記本体部の外周に配置された加熱手段と、前記本体部より高熱伝導率の物質で形成され前記貫通孔と前記加熱手段との間の前記本体部内に前記本体部と同心円状に配置されたリング状の熱伝導体とを備えたことを特徴とする
【０００８】
このような構成とすることにより、本体部外周にある加熱手段が発した熱はその内側に位置する本体部の一部を介してさらにその内側の熱伝導体に伝達され、本体部より熱伝導率の高い熱伝導体内で放射方向および軸方向に均一拡散された後、さらにその内側に位置する本体部の一部に伝達されるため、本体部の最内周に位置し貫通孔に臨む部分は温度ムラなく、均一に加熱されることとなり、貫通孔を通過する溶融した樹脂などの加熱対象物を均一に加熱することができるようになる。
【０００９】
また、加熱装置として、円板状の本体部と、前記本体部の中心付近に配置された加熱手段と、前記本体部より高熱伝導率の物質で形成され前記加熱手段と前記本体部外周との間に前記本体部と同心円状に配置された熱伝導体とを備えた構成とすることもできる。
【００１０】
このような構成とすることにより、本体部の中心付近にある加熱手段が発した熱はその外側に位置する本体部の一部を介してさらにその外側の熱伝導体に伝達され、本体部より熱伝導率の高い熱伝導体内で放射方向および軸方向に均一拡散された後、さらにその外側に位置する本体部の一部に伝達されるため、本体部の最外周に位置する部分は温度ムラなく、均一に加熱されることとなり、本体部の最外周と接する加熱対象物を均一に加熱することができるようになる。
【００１１】
ここで、前記本体部をステンレス鋼で形成し、前記熱伝導体を銅系金属で形成することにより、ステンレス鋼よりも熱伝導率の高い銅系金属製の熱伝導体が、加熱手段が発した熱を均等拡散した後、ステンレス鋼製の本体部に伝達するので、優れた均一加熱性が得られ、耐熱性、耐食性に優れたステンレス鋼製の本体部が優れた耐久性を発揮する。
【００１２】
また、前記本体部と前記熱伝導体との境界に、前記ステンレス鋼を構成する金属原子と前記銅系金属を構成する金属原子とが拡散接合した熱伝導層を設けることが望ましい。
【００１３】
このような熱伝導層を設けることにより、銅系金属製の熱伝導体とステンレス鋼製の本体部との間に空気層が介在する余地がなくなり、空気層をなくすことで熱伝導体の素材である銅系金属が酸化して酸化銅が生じることもなくなり、熱伝導体と本体部とが、拡散接合によって形成された熱伝導層を介して全面的に金属接合された状態となるため、加熱手段が発生する熱は熱伝導体と本体部との間でムラなく均等に伝達され、優れた均一加熱性および耐久性が得られる。
【００１４】
なお、前記熱伝導層は、ステンレス鋼製の本体部内に銅系金属製の熱伝導体を精度良く機械的に嵌め込み、この本体部内を準真空状態にして１０９０℃前後まで加熱した後、徐冷することによって形成することができ、拡散接合によって形成された熱伝導層は、接合性、熱伝導性、耐久性にも優れている。
【００１５】
また、前記本体部をオーステナイト系、フェライト系またはマルテンサイト系ステンレス鋼で形成し、前記熱伝導体を無酸素銅または銅含有量９９．９％以上の銅系金属で形成することにより、接合性、熱伝導性、耐久性に優れた熱伝導層を形成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は第１実施形態の加熱装置を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１７】
本実施形態の加熱装置１は、その中心付近に、溶融樹脂通過用の貫通孔２が設けられたステンレス鋼製の円板状の本体部３と、本体部３の外周に配置されたバンド状の加熱ヒータ４と、本体部３より熱伝導率の高い銅系金属で形成され貫通孔２と加熱ヒータ４との間に本体部３と同心円状に配置されたリング状の熱伝導体５とを備えている。
【００１８】
本体部３の外周にある加熱ヒータ４を電源に接続すると加熱ヒータ４が全体的に発熱し、その熱はその内側に位置する本体部３の一部を介してさらにその内側の熱伝導体５に伝達され、本体部３より熱伝導率の高い熱伝導体５内で放射方向および軸方向に均一拡散された後、さらにその内側に位置する本体部３の一部に伝達されるため、本体部３の最内周に位置し貫通孔２に臨む部分は温度ムラなく、均一に加熱されることとなり、貫通孔２を通過する加熱対象物６を均一に加熱することができる。
【００１９】
加熱装置１においては、本体部３をオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、熱伝導体５を無酸素銅で形成しているため、オーステナイト系ステンレス鋼よりも熱伝導率の高い無酸素銅製の熱伝導体５が、加熱ヒータ４が発した熱を均等拡散した後、本体部３に伝達することとなって、優れた均一加熱性が得られ、耐熱性、耐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼製の本体部３が優れた耐久性を発揮する。
【００２０】
また、本体部３と熱伝導体５との境界には、オーステナイト系ステンレス鋼を構成する金属原子と、無酸素銅を構成する金属原子とが拡散接合した熱伝導層７を設けている。このような熱伝導層７を設けることにより、熱伝導体５と本体部３との間に空気層が介在する余地がなくなる。また、空気層をなくすことで熱伝導体５の素材である銅系金属が酸化して酸化銅が生じることもなくなり、熱伝導体５と本体部３とが、拡散接合からなる熱伝導層７を介して全面的に金属接合された状態となるため、加熱ヒータ４が発生する熱は熱伝導体５と本体部３との間でムラなく均等に伝達され、優れた均一加熱性および耐久性が得られる。
【００２１】
なお、本実施形態において、熱伝導層７は、本体部３内に熱伝導体５を精度良く機械的に嵌め込み、本体部３内を準真空状態にして１０９０℃前後まで加熱した後、徐冷することによって形成することができる。また、熱伝導層７は拡散接合によって形成されているため、接合性、熱伝導性、耐久性に優れている。
【００２２】
本実施形態では、本体部３はオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、熱伝導体５は無酸素銅で形成しているが、これらに限定するものではないので、本体部３はフェライト系またはマルテンサイト系ステンレス鋼で形成することができ、熱伝導体５は銅含有量９９．９％以上の銅系金属などで形成することができる。
【００２３】
次に、図３，図４を参照して、本発明の第２実施形態である加熱装置１０について説明する。本実施形態の加熱装置１０は、ステンレス鋼製の円板状の本体部１１と、本体部１１の中心に配置された加熱ヒータ１２と、加熱ヒータ１２を包囲するように配置された複数の加熱ヒータ１３と、本体部１１より熱伝導率の高い銅系金属で形成され加熱ヒータ１２，１３と本体部１１の外周との間に本体部１１と同心円状に配置されたリング状の熱伝導体１４とを備えている。
【００２４】
本体部１１の中心付近にある加熱ヒータ１２，１３が発した熱はその外側に位置する本体部１１の一部を介してさらにその外側の熱伝導体１４に伝達され、本体部１１より熱伝導率の高い熱伝導体１４内で放射方向および軸方向に均一拡散された後、さらにその外側に位置する本体部１１の一部に伝達されるため、本体部１１の最外周に位置する部分は温度ムラなく、均一に加熱されることとなり、本体部の最外周面と接する加熱対象物１５を均一加熱することができる。
【００２５】
そのほか、加熱装置１０はローラとして連続加熱および加圧することが可能となり、ゴムライニングを設けることで安定した加圧、加熱を必要とする用途において優れた機能、効果を発揮する。その他の機能、効果などは第１実施形態の加熱装置１と同様である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、以下に示す効果を奏する。
（１）中心付近に貫通孔を有する円板状の本体部と、前記本体部の外周に配置された加熱手段と、前記本体部より高熱伝導率の物質で形成され前記貫通孔と前記加熱手段との間の前記本体部内に前記本体部と同心円状に配置されたリング状の熱伝導体とを備えたことにより、貫通孔内に位置する加熱対象物を均一加熱することができるようになる。
【００２７】
（２）円板状の本体部と、前記本体部の中心付近に配置された加熱手段と、前記本体部より高熱伝導率の物質で形成され前記加熱手段と前記本体部外周との間に前記本体部と同心円状に配置された熱伝導体とを備えたことにより、本体部の最外周と接する加熱対象物を均一加熱することができるようになる。
【００２８】
（３）前記本体部をステンレス鋼で形成し、前記熱伝導体を銅系金属で形成することにより、ステンレス鋼よりも熱伝導率の高い銅系金属製の熱伝導体が、加熱手段が発した熱を均等拡散した後、ステンレス鋼製の本体部に伝達するので、優れた均一加熱性が得られ、耐熱性、耐食性に優れたステンレス鋼製の本体部が優れた耐久性を発揮する。
【００２９】
（４）前記本体部と前記熱伝導体との境界に、前記ステンレス鋼を構成する金属原子と前記銅系金属を構成する金属原子とが拡散接合した熱伝導層を設けることにより、加熱手段が発生する熱は熱伝導体と本体部との間でムラなく均等に伝達され、優れた均一加熱性および耐久性が得られ、拡散接合によって形成された前記熱伝導層は、優れた接合性、熱伝導性、耐久性を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態である加熱装置を示す平面図である。
【図２】  図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】  本発明の第２実施形態である加熱装置を示す平面図である。
【図４】  図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】  従来の加熱装置を示す平面図である。
【図６】  従来の加熱装置を示す平面図である。
【符号の説明】
１，１０  加熱装置
２  貫通孔
３，１１  本体部
４，１２，１３  加熱ヒータ
５，１４  熱伝導体
６，１５  加熱対象物
７  熱伝導層
【図１】
0004115118.tif 000002
【図２】
0004115118.tif 000003
【図３】
0004115118.tif 000004
【図４】
0004115118.tif 000005
【図５】
0004115118.tif 000006
【図６】
0004115118.tif 000007