特許 6010593 金型加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6010593

(24)【登録日】2016年9月23日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】金型加熱装置

(51)【国際特許分類】

   B22D 18/04 20060101AFI20161006BHJP

   B22C 9/06 20060101ALI20161006BHJP

   B22C 11/04 20060101ALI20161006BHJP

   B22D 45/00 20060101ALI20161006BHJP

   H05B 6/10 20060101ALI20161006BHJP

   H05B 6/36 20060101ALI20161006BHJP

   H05B 6/06 20060101ALI20161006BHJP

【ＦＩ】

   B22D18/04 Q

   B22D18/04 Y

   B22C9/06 B

   B22C11/04

   B22D45/00 C

   H05B6/10 331

   H05B6/36 Z

   H05B6/06 393

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-215241(P2014-215241)

(22)【出願日】2014年10月22日

(65)【公開番号】特開2016-78104(P2016-78104A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2015年5月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】松本 智

(72)【発明者】

【氏名】杉本 淳二

(72)【発明者】

【氏名】下川 陽平

(72)【発明者】

【氏名】岩本 年矢

(72)【発明者】

【氏名】藤山 晋輔

(72)【発明者】

【氏名】生方 信孝

【審査官】 川崎 良平

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０３−１０４９９１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−１７５２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５２７４４１５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００２−０７１１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１２６３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２０５２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６３４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１６２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３２３１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６５２８７７１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｃ ９／０６，１１／０４

Ｂ２２Ｄ １８／０４，４５／００

Ｈ０５Ｂ ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方の面に処理が施される当該一方の面に凹凸形状を有する金型を加熱する金型加熱装置であって、
ベース部材と、
前記ベース部材に配設され該ベース部材と前記金型の他方の面との間に空間部を形成するように該他方の面を支持する支持台と、
前記空間部に配設され前記金型を前記他方の面から加熱する誘導コイルと、
前記誘導コイルの動作を制御する制御装置と、
を備えたこと特徴とする金型加熱装置。

【請求項2】

前記誘導コイルを前記他方の面に沿って移動させるコイル移動装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の金型加熱装置。

【請求項3】

前記制御装置は、予め設定した予熱パターンにしたがって前記誘導コイルの動作を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金型加熱装置。

【請求項4】

前記ベース部材が搬送装置に支持され、前記支持台、前記誘導コイル、および前記制御装置が一体として搬送されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の金型加熱装置。

【請求項5】

前記予熱パターンを実行する予熱動作が完了したことを報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の金型加熱装置。

【請求項6】

前記ベース部材が搬送装置に支持され、
前記制御装置は、前記報知手段から前記予熱パターンを実行する予熱動作が完了したことを報知する信号を受けたとき、前記搬送装置によって前記金型を搬送することを特徴とする請求項５に記載の金型加熱装置。

【請求項7】

前記一方の面の温度分布を検出する画像温度センサを備え、
前記制御装置は、前記温度分布に基づいて前記誘導コイルの動作を制御することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の金型加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金型加熱装置に係り、特に、一方の面に処理が施される金型を加熱する金型加熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば低圧鋳造等において、７００℃以上のアルミ合金溶湯が注湯される鋳造金型には、熔湯の流動性低下と離型性低下とを防止するために、また溶湯の熱で製品形状部を形成する金型表面が損傷しないように、珪酸（ＳｉＯ２）等を基材とし、水ガラスをバインダとするコーティング剤が塗布されている。
シリンダヘッド等の表面形状や内部形状が複雑な凹凸形状を有する製品を鋳造する金型の場合、均一なコーティング膜を形成するには熟練した技術を必要とするため、熟練者が金型表面の凹凸部に塗装ガンを用いてコーティング剤を吹き付けて塗布している。

【0003】

本出願人は以前、熟練者でなくともコーティング剤の膜厚を均一にすることができ、コーティング層の耐久性向上を図ることができる塗布技術として、金型を温めることで「コーティング剤に含まれている水分の一部を金型の熱によって蒸発させて塗膜を形成する」技術を出願した（特許文献１）。

【0004】

特許文献１に記載されたコーティング剤の塗布装置では、コーティング剤を塗布するために金型を温める方法として、内部が一定の温度に保たれる予熱炉の中に温めるべき塗布前の金型を収め、その予熱炉のヒータの輻射熱によって金型表面を加熱して昇温させていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５２７４４１５号公報（請求項１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、予熱炉のヒータの輻射熱によって金型表面を加熱する場合には、金型表面からの放熱が多いため予熱時間が長くかかり（例えば、４０〜１００分程度）、もちろんその間はコーティング剤を塗布することができないので、作業能率が悪いという問題があった。

【0007】

また、金型の所定の処理には、それぞれ好適に処理するための適正な温度範囲があり、コーティング剤を塗布する処理では、例えば、２００〜２３０℃の適正な温度帯で一定の膜厚になるまでコーティング剤を多層に塗布する。
このコーティング剤は、水溶性であり、塗布すると金型表面の温度を下げるため、多層にコーティングする間に例えば１８０℃よりも下がると塗布可能温度範囲外となる。このため、コーティング処理を中断して予熱炉で昇温させるので、予熱昇温とコーティング剤塗布を繰り返すから、作業能率が悪いという問題があった。

【0008】

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、一方の面に所定の処理が施される金型を好適に加熱して所定の処理層の質を向上させ、かつ所定の処理工程の工数低減を図ることができる金型加熱装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、一方の面に処理が施される当該一方の面に凹凸形状を有する金型を加熱する金型加熱装置であって、ベース部材と、前記ベース部材に配設され該ベース部材と前記金型の他方の面との間に空間部を形成するように該他方の面を支持する支持台と、前記空間部に配設され前記金型を前記他方の面から加熱する誘導コイルと、前記誘導コイルの動作を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。

【0010】

本発明に係る金型加熱装置は、金型を加熱する誘導コイルを備えたことで、誘導コイルに高周波電流を流すと金型内部に生じる渦電流によって内部から金型を加熱することができる。加熱された金型の内部から所定の処理を施す一方の面（例えば、金型の製品形状面）に向かって熱が伝わることから、熱の放散が抑制され金型は温まりやすく（従来と同程度の金型に対して約２０分程度で予熱可能）、内部に蓄積された熱によって冷めにくいという温まり方をする（予熱特性）。
このため、本発明に係る金型加熱装置は、金型の表面温度の管理が容易で、しかも加熱に要する消費電力をかなり低減することが可能である。

【0011】

本発明に係る金型加熱装置は、ベース部材と金型の他方の面（例えば、金型の背面部）との間に形成された空間部に誘導コイルを配設して金型の他方の面側から金型の内部を加熱することで、加熱された他方の面側から一方の面に熱が伝わることから、加熱された他方の面側から金型の内部が温められて蓄熱されるため、金型の一方の面が冷めにくいという予熱特性を有する。このような予熱特性は、比較的大きな熱容量を有する金型に対して、所定の処理を施す一方の面の表面温度を適正な温度範囲に維持管理するのに特に好適である。このため、適正な所定の処理を確実に実行することができる。

【0012】

また、本発明に係る金型加熱装置は、金型の他方の面側から加熱することで、金型を加熱しながら一方の面を処理（例えば、コーティング等の処理）することができるため、金型の予熱工程と所定の処理工程を一緒に実行して、金型の予熱温度を好適に管理しながら工数削減を図ることができる。

【0013】

本発明に係る金型加熱装置は、誘導コイルの動作を制御する制御装置を備えたことで、金型の一方の面に形成された製品形状部の凹凸等に応じて誘導コイルの形状や配置を適宜設定して誘導コイルに流れる高周波電流を制御することができるため、一方の面の表面温度を適正な温度範囲、および均一な温度分布になるように好適に調整することができる。

【0014】

このようにして、本発明に係る金型加熱装置は、金型の他方の面側から金型の内部を加熱して、加熱して蓄熱された金型の内部から所定の処理が施される一方の面に伝熱することで、処理が施される一方の面の保温性を向上させて、一方の面の表面温度を適正な温度範囲、および均一な温度分布になるように好適に維持管理することができる。このため、所定の処理層の質を向上させ、かつ所定の処理工程の工数低減を図ることができる

【0015】

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の金型加熱装置であって、前記誘導コイルを前記他方の面に沿って移動させるコイル移動装置を備えたことを特徴とする。

【0016】

かかる構成によれば、コイル移動装置を備えたことで、金型の一方の面に形成された製品形状部の凹凸等に応じて温まりにくい部位や温まりやすい部位に適合するように誘導コイルを移動させることができるため、一方の面の表面温度をより適正な温度範囲、および均一な温度分布になるように調整することができる。

【0017】

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の金型加熱装置であって、前記制御装置は、予め設定した予熱パターンにしたがって前記誘導コイルの動作を制御することを特徴とする。

【0018】

かかる構成によれば、誘導コイルに流れる高周波電流の流れのパターンを誘導コイルの形状や配置等に応じて適宜設定したり、前記コイル移動装置によって誘導コイルの移動パターンを金型の一方の面に形成された製品形状部の凹凸等に応じて適宜設定したりすることができるため、自動運転に好適であり、一方の面の表面温度を適正な温度範囲、および均一な温度分布になるようにより好適に調整することができる。

【0019】

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の金型加熱装置であって、前記ベース部材が搬送装置に支持され、前記支持台、前記誘導コイル、および前記制御装置が一体として搬送されることを特徴とする。

【0020】

かかる構成によれば、金型加熱装置を一体として搬送する搬送装置を備えたことで、支持台で金型を支持したままで金型を搬送することができるため、金型を搬送しながら加熱装置で加熱したり、所定の処理工程まで搬送したりすることができる。このため、自動化ラインに好適に適用して生産性を向上させることができる。

【0021】

請求項５に係る発明は、請求項３に記載の金型加熱装置であって、前記予熱パターンを実行する予熱動作が完了したことを報知する報知手段を備えたことを特徴とする。

【0022】

かかる構成によれば、予熱動作が完了したことを報知する報知手段を備えたことで、金型が所定の目標温度になったことを他の装置や次工程の作業者等に報知することができる。

【0023】

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の金型加熱装置であって、前記ベース部材が搬送装置に支持され、前記制御装置は、前記報知手段から前記予熱パターンを実行する予熱動作が完了したことを報知する信号を受けたとき、前記搬送装置によって前記金型を搬送することを特徴とする。

【0024】

かかる構成によれば、予熱動作が完了したとき前記搬送装置によって前記金型を搬送することで、自動化ラインを円滑に効率よく運転することができる。

【0025】

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の金型加熱装置であって、前記一方の面の温度分布を検出する画像温度センサを備え、前記制御装置は、前記温度分布に基づいて前記誘導コイルの動作を制御することを特徴とする。

【0026】

かかる構成によれば、画像温度センサが検出した温度分布に基づいて前記誘導コイルの動作を制御することで、一方の面の表面温度をより適正な温度範囲、および均一な温度分布になるように確実に調整することができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明に係る金型加熱装置は、一方の面に所定の処理が施される金型を好適に加熱して所定の処理層の質を向上させ、かつ所定の処理工程の工数低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施形態に係る金型加熱装置をコーティング剤の塗布装置に適用した場合の適用例を示す正面断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る金型加熱装置の構成を示す正面断面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る誘導コイルの基本的な加熱特性を示すグラフである。

【図4】本発明の実施形態に係る金型加熱装置の動作を示す正面断面図であり、（ａ）は誘導コイルの配置で適正な予熱特性を得る場合、（ｂ）と（ｃ）はコイル移動装置の動作で適正な予熱特性を得る場合である。

【図5】本発明の実施形態に係る金型加熱装置をコーティング剤の塗布装置に適用した場合の他の適用例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明の実施形態に係る金型加熱装置１について、所定の処理であるコーティング剤Ｃを塗布してコーティング膜ＣＭを形成する処理を行うコーティング剤の塗布装置１００に適用して、金型（１０，１１，１２，１３）を予熱する場合を例として、適宜図１から図４を参照しながら詳細に説明する。
なお、金型加熱装置１は金型１０を加熱し、金型加熱装置１Ａは金型１１を加熱し、金型加熱装置１Ｂは金型１２を加熱し、金型加熱装置１Ｃは金型１３を加熱する。以下の説明において、金型１１，１２，１３は、金型１０とは形状等が異なるが、金型に対するコーティング処理等は金型１０と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【0030】

〈コーティング剤の塗布装置〉
コーティング剤の塗布装置１００は、図１に示すように、金型１０の一方の面である表面１０ａ（例えば、製品形状面）にコーティング剤Ｃを塗布してコーティング膜ＣＭを形成する装置である。
コーティング剤の塗布装置１００は、コーティング剤の塗布手段１１０と、金型加熱装置１と、金型（１０等）を所定の工程まで搬送する搬送装置１２０と、を備えている。

【0031】

コーティング剤の塗布手段１１０は、スプレーガン移動装置であるロボットＲと、ロボットＲに搭載した塗布手段であるスプレーガンＧと、コーティング剤Ｃを塗布する中心点（塗布点）を明示するためのレーザポインタ１１１と、動作を制御する塗布手段制御部１１２と、を備えている。コーティング剤の塗布手段１１０は、スプレーガンＧを用いて金型１０の表面の製品形状部（凹凸部）にコーティング剤Ｃを吹き付けて塗布する。コーティング膜ＣＭは、所定の膜厚が必要なため、図示は省略するがコーティング剤Ｃを塗布したら硬化させて多層にコーティングされている。
コーティング剤Ｃは、珪酸（ＳｉＯ２）等を基材とし、水ガラスをバインダとするコーティング剤である。なお、ロボットＲに搭載した塗装ガンＧにて塗布させる例を示したが、作業者（不図示）が塗装ガンＧを手で操作して塗布してもよい。

【0032】

レーザポインタ１１１は、スプレーガンＧに搭載され、スプレーガンＧの塗布・噴霧方向にレーザ光（赤外線の波長に近い可視光）を放つ。レーザポインタ１１１は、スプレーガンＧがコーティング剤Ｃを金型１０の表面に吹き付けている最中、金型１０の表面にレーザ光を照射して塗布点（指示点）を明示する。レーザポインタ１１１によって明示された指示点は、金型１０の表面にコーティング剤Ｃが塗布されるときの、霧化されたコーティング剤Ｃが一番多く流れる吹き付け中心である。

【0033】

搬送装置１２０は、金型（１０等）を所定の工程まで搬送する搬送手段１２１と、塗布手段１１０が配設されたコーティング剤の塗布工程において、金型（１０等）を位置決めして保持するリフタ装置１２２と、を備えている。
搬送装置１２０は、金型加熱装置１と金型１０とを一緒に搬送し、金型加熱装置１Ａと金型１１とを一緒に搬送し、金型加熱装置１Ｂと金型１２とを一緒に搬送し、金型加熱装置１Ｃと金型１３とを一緒に搬送することができる。
搬送制御部１２３は、金型加熱装置１の制御装置５（図２参照）および塗布手段１１０の制御部１１２（図２参照）に対して相互に信号の送受信ができるように接続されている。

【0034】

かかる構成により、金型加熱装置１によって金型１０等を予熱しながら、搬送手段１２１によってコーティング剤の塗布装置１００まで金型１０等を搬送することができる。また、コーティング剤の塗布工程では、金型加熱装置１等によって金型１０等を保温しながら、コーティング剤の塗布手段１１０によってコーティング剤Ｃを塗布することができる。

【0035】

金型１０は、図１に示すように、低圧アルミ鋳造用の金型であり、例えばエンジンの燃焼室のように複雑な凹凸形状をなした曲面や段差が形成された製品形状を有する金型に適用することができる。なお、図２は、説明の便宜上、製品形状を簡略化して記載したものである。

【0036】

なお、本実施形態においては、コーティング剤の塗布装置１００によって、コーティング剤Ｃを塗布する金型（１０等）に適用する場合について説明するが、低圧アルミ鋳造用の金型に限定されるものではなく、金型にはめ込む中子型、熱間プレス成形型、樹脂成形型等に対しても本発明を適用することができる。

【0037】

〈金型加熱装置〉
金型加熱装置１は、図２に示すように、ベース部材２と、ベース部材２に配設された支持台３と、金型１０を加熱する誘導コイル４と、誘導コイル４の動作を制御する制御装置５と、誘導コイル４を移動させるコイル移動装置６と、予熱動作が完了したことを報知する報知手段５３と、金型表面の温度分布を検出する画像温度センサ５４と、を備えている。
金型加熱装置１は、金型１０を所定の適正な温度範囲に予熱する装置であり、コーティング剤Ｃ（図１参照）を塗布する処理の場合には、例えば、金型１０の表面１０ａを１８００〜２５０℃の適正な温度帯になるように管理する。

【0038】

ベース部材２は、支持台３を支持して金型１０や誘導コイル４等の構成要素を所定の位置に配設するための部材であるが、特に限定されるものではなく、例えば支持台３と一体に構成してラック形状にしてもよいし、搬送装置１２０（図１参照）の上部に配設される載置台（不図示）を適用することもできる。

【0039】

支持台３は、金型１０の他方の面（例えば、背面）との間に空間部３ａを形成して金型１０の背面１０ｂを支持するための部材であるが、特に限定されるものではなく、金型１０や誘導コイル４等の形状に適合するようにブロック形状、棚状、壁状、柱状等の種々の形状を採用することができる。
支持台３の上部には、金型１０を効率よく加熱するために非磁性耐熱プレート３１が配設されている。支持台３は、非磁性耐熱プレート３１を介して金型１０を支持している。

【0040】

誘導コイル４は、渦巻状、ジグザグ状等の種々の形態をなした電導体からなり、制御装置５によって誘導コイル４に高周波の電流を流すと誘導コイル４から磁力線Ｚが発生して、金型１０の内部に渦電流Ｅが生じて、金型１０を内部から加熱（誘導加熱）する。

【0041】

そして、加熱された金型１０の内部からコーティング剤Ｃを塗布する金型１０の製品形状面（表面１０ａ）に向かって熱が伝わることから、熱の放散が抑制され金型１０は温まりやすく、しかも内部に蓄積された熱によって金型１０の表面１０ａが冷めにくいというという予熱特性を有する。

【0042】

このため、本発明の実施形態に係る金型加熱装置１は、金型１０の表面温度の管理が容易で、しかも加熱に要する消費電力を大幅に（従来の同様の金型に対して１／１０程度まで）削減することが可能である。

【0043】

また、誘導コイル４の形状、大きさ、個体の数、配置等は、金型１０の形状等に適合するように適宜設定することができるため、金型１０を迅速に加熱して、金型１０の表面を均等に予熱することができるため、種々の金型１０，１１，１２，１３（図１参照）に好適に適用することができる。

【0044】

誘導コイル４は、長時間の過酷な加熱動作により過熱する場合があるときには、誘導コイル４を冷却するための冷却装置４１を設けることが望ましい。冷却装置４１は、例えば、誘導コイル４に向けてエアを噴出して誘導コイル４を冷却するように構成することができる。

【0045】

制御装置５は、誘導コイル４に流す高周波電流の周波数や大きさ（ＩＨ出力）を制御するインバータ制御部５１と、コイル移動装置６等の動作を制御する動作制御部５２と、予め設定した所定の予熱動作が完了したことを報知する報知手段５３と、金型１０の表面温度分布を検出する画像温度センサ５４と、を備え、金型１０の表面温度が適切な温度範囲になるように管理する。

【0046】

制御装置５は、予め設定した予熱パターンにしたがって誘導コイル４やコイル移動装置６の動作を制御することができる。予熱パターンとは、金型１０を予熱するために予め記憶させた動作の設定パターンであり、例えば、ＩＨ出力の設定パターンや誘導コイル４を移動させる軌跡や速度等の動作パターンを予め記憶したパターンにしたがって実行することをいう。

【0047】

そして、制御装置５は、予め設定した予熱パターンにしたがって予熱動作が完了したと判定した時は、報知手段５３によって、作業者（不図示）や他の装置等に報知する。
報知手段５３は、作業者（不図示）に対して視覚的に報知する回転警告灯、聴覚的に報知するメロディ音等を採用することができる。また、報知手段５３は、コーティング剤の塗布装置１００や搬送装置１２０に電気信号を送信して報知する通信手段を採用してもよい。

【0048】

画像温度センサ５４は、非接触式の温度センサであり、金型１０の表面１０ａから放射される赤外線の強度を測定して表面１０ａの温度分布を画像として認識することができる。
そして、制御装置５は、画像温度センサ５４が測定した金型１０の表面１０ａの温度分布に基づいて誘導コイル４やコイル移動装置６の動作を制御したり、予熱動作の完了を判定したりすることができる。
また、画像温度センサ５４は、更にレーザポインタ１１１により金型１０の表面に照射されたレーザ光（赤外線の波長に近い可視光）の指示点の位置を捉えることができる。このため、画像温度センサ５４は、画像温度センサ５４により作成された表面１０ａの温度分布の画像データの上に、表面１０ａに照射されたレーザポインタ１１１の指示点の位置データを重ねて制御装置５へ送ることができる。

【0049】

なお、画像温度センサ５４は、ベース部材２に支柱（不図示）を立てて設置して金型１０と一緒に搬送してもよいし、搬送装置１２０の近傍に固定して設置してもよい。
また、本実施形態においては、画像温度センサ５４を採用したが、これに限定されるものではなく、金型１０に装着する接触式の温度検出手段を採用することもできる。
また、本実施形態においては、画像温度センサ５４によって金型１０の表面に照射されたレーザ光（可視光）の指示点の位置を捉えるものとしたが、指示点の位置を捉える別の画像センサを用意してもよい。

【0050】

コイル移動装置６は、誘導コイル４を金型１０の背面１０ｂに沿って移動させる装置であり、例えば水平方向に移動させることができるＸＹテーブル６Ｅ（図４（ｂ）参照）や上下方向にも移動させることができるリフタ装置等を備えたＸＹＺテーブル６Ｆ（図４（ｃ）参照）を採用することができる。ＸＹテーブル６ＥおよびＸＹＺテーブル６Ｆは、ガイドレール等の直線移動ガイド機構（不図示）と、モータで駆動するボールねじや流体シリンダ機構等の駆動装置（不図示）と、を備えて構成することができるが、特に限定されるものではないので詳細な説明は省略する。
コイル移動装置６は、誘導コイル４の形状、大きさ、個体の数、配置等に適合するように適宜設定することができる。

【0051】

続いて、本発明の実施形態に係る金型加熱装置の動作について主として図３と図４を参照しながら説明する。参照する図３は、図２に示すように誘導コイル４を金型１０の背面部の全範囲に一様に配設した場合における基本的な予熱特性を説明するグラフであり、誘導コイル４によって金型１０を予熱しながらコーティング剤Ｃ（図１参照）を塗布したときの金型１０の表面温度を測定箇所Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４（図２参照）ごとに表示したものである。

【0052】

誘導コイル４の出力は、所定の温度Ｔ１に到達するまではＩＨ出力７２％として昇温特性を観察し（時刻ｔ２まで）、所定の温度Ｔ１に到達した後はＩＨ出力３０％として保温特性を観察しながら、金型１０の表面温度の変化を測定した。

【0053】

ＩＨ出力７２％における時刻ｔ２までは、２回のコーティング剤塗布を行い（Ｃ１，Ｃ２）、ＩＨ出力３０％における時刻ｔ２からは、３回のコーティング剤塗布を行って（Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５）、コーティング剤Ｃの塗布による表面温度の降下の様子（降下特性）を観察した。１回のコーティング剤塗布時間は４５〜５５秒程度である。
ＩＨ出力７２％においては、コーティング剤Ｃ（図１参照）を塗布している間でも温度降下が少なく、コーティング剤Ｃの塗布を完了すると、再びそれまでと同じ温度上昇率（単位時間当たりの温度上昇）で表面温度が上昇する。

【0054】

ＩＨ出力３０％においては（時刻ｔ２〜ｔ３まで）、コーティング剤Ｃ（図１参照）を塗布している間は温度が降下するが、その後は温度降下が見られず、上昇するか維持される特性を示している。したがって、このようなコーティング剤Ｃの塗布時における保温特性に合わせてＩＨ出力を適宜設定することで、コーティング剤Ｃを塗布する間でも一定の温度範囲を維持することができるものと考えられる。

【0055】

また、ＩＨ出力７２％における時刻ｔ２までの昇温特性は、時間の経過とともに直線的に金型１０の表面温度が上昇するため、所定の温度Ｔ１に到達するまでの見込み時間の算出が容易である。
一方、金型１０の表面温度は、測定箇所Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４（図２参照）によってバラツキがある。具体的には、測定箇所Ｈ１では誘導コイル４から最も近い距離であるため温度上昇率が最も高く、測定箇所Ｈ４では誘導コイル４から最も遠い距離であるため温度上昇率が最も低くなっている。

【0056】

つまり、主として、誘導コイル４からの距離に比例して距離が遠くなると温度上昇率が下がる傾向にあるため、誘導コイル４からの距離に応じて、距離が遠い箇所にはより大きな予熱（熱量）を与え、距離が近い箇所にはより小さな予熱（熱量）を与えるような予熱パターンで予熱動作を実行することが望ましい。

【0057】

なお、温度上昇率に及ぼす他の因子としては、金型１０の彫り込み形状等による熱容量の違い等も考えられるが、画像温度センサ５４によって温度分布を計測して適宜考慮することができる。

【0058】

続いて、図４を参照しながら、金型加熱装置１（１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ）が実行する種々の予熱パターンの動作について説明する。
金型加熱装置１Ｄは、図４（ａ）に示すように、誘導コイル４Ｄ（４Ｄ１，４Ｄ２，４Ｄ３）の配置や形状を金型１４の表面形状に適合させることで、金型１４の表面温度が均一な温度分布になるように設定する予熱パターンを実行する。例えば、金型１４の表面１４ａ１（コーティングを塗布する面）の位置から誘導コイル４Ｄ１までの距離ｈ１、金型１４の表面１４ａ２の位置から誘導コイル４Ｄ２までの距離ｈ２、金型１４の表面１４ａ３の位置から誘導コイル４Ｄ３までの距離ｈ３が同じになるように誘導コイル４Ｄの配置や形状を設定することで（ｈ１＝ｈ２＝ｈ３）、金型１４の表面温度分布を均一にすることができる。

【0059】

また、誘導コイル４Ｄ（４Ｄ１，４Ｄ２，４Ｄ３）の配置や形状を調整するのではなく、誘導コイル４Ｄ（４Ｄ１，４Ｄ２，４Ｄ３）に流す高周波電流の出力を調整して磁力線Ｚや渦電流Ｅ（図２参照）の大きさを制御してもよい。金型１４の表面１４ａからそれぞれ誘導コイル４Ｄ（４Ｄ１，４Ｄ２，４Ｄ３）までの距離に比例するように高周波電流の出力を調整して予熱（熱量）を与えてもよい。
つまり、金型温度を昇温させて所定の温度に到達させるために、インバータ制御部５１により一定のＩＨ出力で制御してもよいし、金型温度を昇温させる予熱パターン中においては、インバータ制御部５１によりＩＨ出力を自由に調整して金型温度を昇温することもできる。

【0060】

金型加熱装置１Ｅは、図４（ｂ）に示すように、コイル移動装置６Ｅによって誘導コイル４Ｅを水平方向に移動する速度を調整することで、金型１４の表面１４ａの温度が均一な温度分布になるように設定する予熱パターンを実行する。例えば、大きな予熱を与える場合には、移動速度を遅くしたり、停止させたり、停止時間を長くしたりすることで、金型１４の表面温度が均一な温度分布になるように設定することができる。

【0061】

具体的には、金型１４の表面１４ａ１（コーティングを塗布する面）の位置から誘導コイル４Ｄ１までの距離ｈ１、金型１４の表面１４ａ２の位置から誘導コイル４Ｄ２までの距離ｈ２、金型１４の表面１４ａ３の位置から誘導コイル４Ｄ３までの距離ｈ３が、ｈ２＞ｈ１＞ｈ３である場合には、それぞれの距離に比例して移動速度を遅くしたり、停止時間を長くしたりすることができる。

【0062】

金型加熱装置１Ｆは、図４（ｃ）に示すように、コイル移動装置６Ｆによって誘導コイル４Ｆを水平方向だけではなく、上下方向にも移動させる予熱パターンを実行する。
例えば、金型１４の表面１４ａから誘導コイル４Ｆまでの距離に応じて誘導コイル４Ｆを上下方向にも移動させる。具体的には、金型１４の表面１４ａ２の位置から誘導コイル４Ｆまでの距離ｈ２に合わせて誘導コイル４Ｆを上方に移動させ、金型１４の表面１４ａ３の位置から誘導コイル４Ｆまでの距離ｈ３に合わせて誘導コイル４Ｆを下方に移動させることで、金型１４の表面温度が均一な温度分布になるように設定することができる。

【0063】

以上のように構成された金型加熱装置１は、以下のような作用効果を奏する。
すなわち、金型加熱装置１は、金型１０の背面１０ｂ側から金型１０の内部を加熱することで、加熱された背面１０ｂ側から金型１０の表面１０ａに熱が伝わることから、金型１０の表面１０ａが冷めにくいという予熱特性を有する。このような予熱特性は、比較的大きな熱容量を有する金型に対して、所定の処理を施す一方の面の表面温度を適正な温度範囲に維持管理するのに特に好適である。

【0064】

また、金型加熱装置１は、金型１０の背面１０ｂ側から加熱することで、金型１０を加熱しながら金型１０の表面１０ａを予熱することができるため、金型１０の予熱工程とコーティング剤Ｃの塗布工程を一緒に実行することができるので、金型１０の予熱温度を好適に管理することができる。このため、適正なコーティング膜ＣＭを形成することができ、しかも工数削減を図ることができる。

【0065】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。例えば、本実施形態においては、金型加熱装置１をコーティング剤の塗布装置１００に適用した場合について説明したが、所定の処理は、コーティング剤Ｃを塗布してコーティング膜ＣＭを形成する処理に限定されるものではなく、熱処理、メッキ処理、塗装等であっても本発明を適用することができる。

【0066】

また、本実施形態においては、搬送装置１２０に支持して金型１０，１１，１２，１３をコーティング剤の塗布手段１１０まで搬送する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図５に示すように、金型１４，１５，１６，１７，１８，１９を所定の位置に配設した状態で、コーティング剤の塗布手段１１０を構成する塗装ガンＧをロボットＲで移動させるようにコーティング剤の塗布装置１００を構成してもよい。

【0067】

具体的には、ロボットＲの周りを取り囲むように金型１４等と、金型１４等をそれぞれ予熱する金型加熱装置１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌを配設して、予熱が完了した金型１４等を予熱が完了した順にコーティング剤の塗布手段１１０によってコーティング剤Ｃ（図１参照）を塗布することができる。また、金型加熱装置１Ｇ等は、金型１４等をそれぞれ好適に予熱するコイル移動装置６Ｇ，６Ｈ，６Ｉ，６Ｊ，６Ｋ，６Ｌを備えている。
かかる構成により、コーティング剤の塗布装置１００、金型１４等をそれぞれコーティング剤の塗布装置１００まで搬送する必要がないので、構成を簡素化して生産性を向上させることができる。

【符号の説明】

【0068】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｆ 金型加熱装置
２ ベース部材
３ 支持台
３ａ 空間部
４，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ 誘導コイル
５ 制御装置
６ コイル移動装置
６Ｅ ＸＹテーブル（コイル移動装置）
６Ｆ ＸＹＺテーブル（コイル移動装置）
１０，１１，１２，１３，１４ 金型
１０ａ 金型の表面（一方の面）
１０ｂ 金型の背面（他方の面）
１４ａ１ 表面
１４ａ２ 表面
１４ａ３ 表面
１４ａ 表面
３１ 非磁性耐熱プレート
４１ 冷却装置
５１ インバータ制御部
５２ 動作制御部
５３ 報知手段
５４ 画像温度センサ
１００ 塗布装置
１１０ 塗布手段
１２０ 搬送装置
１２１ 搬送手段
１２２ リフタ装置
Ｃ コーティング剤
ＣＭ コーティング膜
Ｅ 渦電流
Ｇ 塗装ガン（塗装手段）
Ｒ ロボット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】