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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6043887
(24)【登録日】2016年11月18日
(45)【発行日】2016年12月14日
(54)【発明の名称】熱加工型
(51)【国際特許分類】
B29C 33/38 20060101AFI20161206BHJP
B29C 33/02 20060101ALI20161206BHJP
B29C 65/02 20060101ALI20161206BHJP
B30B 15/34 20060101ALI20161206BHJP
B22C 9/06 20060101ALI20161206BHJP
【ＦＩ】
B29C33/38
B29C33/02
B29C65/02
B30B15/34 Z
B22C9/06 B
【請求項の数】8
【全頁数】36
(21)【出願番号】特願2016-124729(P2016-124729)
(22)【出願日】2016年6月23日
【審査請求日】2016年6月23日
(31)【優先権主張番号】特願2016-13167(P2016-13167)
(32)【優先日】2016年1月27日
(33)【優先権主張国】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】595142691
【氏名又は名称】株式会社山岡製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100148493
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 浩二
(72)【発明者】
【氏名】岡本 裕貴
【審査官】
今井 拓也
(56)【参考文献】
【文献】
特開平１０−１５６８３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１１／１２２２５１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１３−００４７３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−０６９６７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−２４５６４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−２３０９７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０８−１８５９５９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２９Ｃ ３３／００ − ３３／７６
Ｂ２９Ｃ ６５／０２
Ｂ３０Ｂ １５／３４
Ｂ２２Ｃ ９／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱加工前の原材料に接触する型面を有し、前記型面から前記原材料へ熱を加えながらまたは前記原材料から前記型面へ熱を受け取りながら前記原材料を熱加工する型部と、
前記型部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、熱加工が実行されているときに前記型面の温度分布のバラツキを低減する態様で、前記型面に沿って延びるように配置され、かつ、前記型部に隣接する位置に設けられた熱伝導シートと、
前記熱伝導シートの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有し、前記型部と協働して熱伝導シートを挟むように設けられた本体部と、を備え、
前記熱伝導シートは、少なくとも１つのグラファイトシートを含み、
前記熱伝導シートは、少なくとも１つの孔を含み、
前記型部および前記本体部のうちの一方は、その内側の主表面から垂直な方向に突出する少なくとも１つのスペーサを含み、
前記少なくとも１つのスペーサは、それぞれ、平面視において、前記少なくとも１つの孔の内側に位置付けられており、前記型部および前記本体部のうちの他方に接触することにより、前記型部と前記本体部との間の距離を一定に維持する、熱加工型。
前記型部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、熱加工が実行されているときに前記型面の温度分布のバラツキを低減する態様で、前記型面に沿って延びるように配置され、かつ、前記型部に隣接する位置に設けられた熱伝導シートと、
前記熱伝導シートの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有し、前記型部と協働して熱伝導シートを挟むように設けられた本体部と、を備え、
前記熱伝導シートは、少なくとも１つのグラファイトシートを含み、
前記熱伝導シートは、少なくとも１つの孔を含み、
前記型部および前記本体部のうちの一方は、その内側の主表面から垂直な方向に突出する少なくとも１つのスペーサを含み、
前記少なくとも１つのスペーサは、それぞれ、平面視において、前記少なくとも１つの孔の内側に位置付けられており、前記型部および前記本体部のうちの他方に接触することにより、前記型部と前記本体部との間の距離を一定に維持する、熱加工型。
【請求項2】
前記熱伝導シートの一カ所の位置が前記型部および前記本体部の一方に固定されており、
前記少なくとも１つのスペーサと前記少なくとも１つの孔との間には、平面視において、前記熱伝導シートの熱膨張と前記本体部および前記型部の一方の熱膨張との差を吸収する隙間が存在する、請求項１に記載の熱加工型。
前記少なくとも１つのスペーサと前記少なくとも１つの孔との間には、平面視において、前記熱伝導シートの熱膨張と前記本体部および前記型部の一方の熱膨張との差を吸収する隙間が存在する、請求項１に記載の熱加工型。
【請求項3】
前記少なくとも１つのスペーサのそれぞれの厚さは、前記熱伝導シートの厚さよりも小さく、
前記少なくとも１つのスペーサが前記型部および前記本体部のうちの他方に接触している状態で、前記熱伝導シートは前記本体部と前記型部とによって前記熱伝導シートの厚さ方向に押し縮められている、請求項１または２に記載の熱加工型。
前記少なくとも１つのスペーサが前記型部および前記本体部のうちの他方に接触している状態で、前記熱伝導シートは前記本体部と前記型部とによって前記熱伝導シートの厚さ方向に押し縮められている、請求項１または２に記載の熱加工型。
【請求項4】
前記本体部および前記型部のうちの一方は、その内側主表面から所定の位置まで延びる複数の雌ネジ部を含み、
前記複数の雌ネジ部のいずれか１つには第１の雄ネジ部がねじ込まれており、
前記第１の雄ネジ部の第１のヘッド部と前記本体部および前記型部の一方の主表面との間には、第１のワッシャおよびカラーのうちの少なくとも一方が挟まれており、
前記第１のワッシャおよびカラーのうちの少なくとも一方が、前記熱伝導シートの面内方向における前記型部および前記本体部のうちの一方に対する前記熱伝導シートの位置決め部材として機能し、
前記複数の雌ネジ部の前記いずれか１つの雌ネジ部とは異なる少なくとも１つの雌ネジ部には、それぞれ、少なくとも１つの第２の雄ネジ部がねじ込まれており、
前記少なくとも１つの第２の雄ネジ部の第２のヘッド部と前記本体部および前記型部の一方の主表面との間には、それぞれ、前記少なくとも１つのスペーサとして機能する少なくとも１つの第２のワッシャまたはカラーが挟まれており、
前記本体部および前記型部のうちの他方は、その内側主表面から所定の位置まで延びる複数の凹部を含み、
前記第１のヘッド部および前記第２のヘッド部がそれぞれ前記複数の凹部に嵌め込まれ、
前記本体部および前記型部のうちの他方の内側主表面が前記第２のワッシャまたはカラーに接触している、請求項１〜３のいずれかに記載の熱加工型。
前記複数の雌ネジ部のいずれか１つには第１の雄ネジ部がねじ込まれており、
前記第１の雄ネジ部の第１のヘッド部と前記本体部および前記型部の一方の主表面との間には、第１のワッシャおよびカラーのうちの少なくとも一方が挟まれており、
前記第１のワッシャおよびカラーのうちの少なくとも一方が、前記熱伝導シートの面内方向における前記型部および前記本体部のうちの一方に対する前記熱伝導シートの位置決め部材として機能し、
前記複数の雌ネジ部の前記いずれか１つの雌ネジ部とは異なる少なくとも１つの雌ネジ部には、それぞれ、少なくとも１つの第２の雄ネジ部がねじ込まれており、
前記少なくとも１つの第２の雄ネジ部の第２のヘッド部と前記本体部および前記型部の一方の主表面との間には、それぞれ、前記少なくとも１つのスペーサとして機能する少なくとも１つの第２のワッシャまたはカラーが挟まれており、
前記本体部および前記型部のうちの他方は、その内側主表面から所定の位置まで延びる複数の凹部を含み、
前記第１のヘッド部および前記第２のヘッド部がそれぞれ前記複数の凹部に嵌め込まれ、
前記本体部および前記型部のうちの他方の内側主表面が前記第２のワッシャまたはカラーに接触している、請求項１〜３のいずれかに記載の熱加工型。
【請求項5】
熱加工前の原材料に接触する型面を有し、前記型面から前記原材料へ熱を加えながらまたは前記原材料から前記型面へ熱を受け取りながら前記原材料を熱加工する型部と、
前記型部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、熱加工が実行されているときに前記型面の温度分布のバラツキを低減する態様で、前記型面に沿って延びるように配置され、かつ、前記型部に隣接する位置に設けられた熱伝導シートと、
前記熱伝導シートの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有し、前記型部と協働して熱伝導シートを挟むように設けられた本体部と、を備え、
前記熱伝導シートは、少なくとも１つのグラファイトシートを含み、
前記少なくとも１つのグラファイトシートは、複数の第１の六角格子が平面に沿って延びる第１の黒鉛の結晶が前記熱伝導シートの面内方向に沿って延びるように配向しており、
前記熱伝導シートは、前記少なくとも１つのグラファイトシートに隣接するように設けられ、複数の第２の六角格子が平面に沿って延びる第２の黒鉛の結晶が前記熱伝導シートの厚さ方向に沿って延びるように配向している少なくとも２つの黒鉛垂直配向熱伝導シートをさらに含み、
前記少なくとも１つのグラファイトシートのそれぞれが、前記少なくとも２つの黒鉛垂直配向熱伝導シートのいずれか２つによって挟まれている、熱加工型。
前記型部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、熱加工が実行されているときに前記型面の温度分布のバラツキを低減する態様で、前記型面に沿って延びるように配置され、かつ、前記型部に隣接する位置に設けられた熱伝導シートと、
前記熱伝導シートの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有し、前記型部と協働して熱伝導シートを挟むように設けられた本体部と、を備え、
前記熱伝導シートは、少なくとも１つのグラファイトシートを含み、
前記少なくとも１つのグラファイトシートは、複数の第１の六角格子が平面に沿って延びる第１の黒鉛の結晶が前記熱伝導シートの面内方向に沿って延びるように配向しており、
前記熱伝導シートは、前記少なくとも１つのグラファイトシートに隣接するように設けられ、複数の第２の六角格子が平面に沿って延びる第２の黒鉛の結晶が前記熱伝導シートの厚さ方向に沿って延びるように配向している少なくとも２つの黒鉛垂直配向熱伝導シートをさらに含み、
前記少なくとも１つのグラファイトシートのそれぞれが、前記少なくとも２つの黒鉛垂直配向熱伝導シートのいずれか２つによって挟まれている、熱加工型。
【請求項6】
前記熱伝導シートは、複数の熱伝導シート片に分割されており、
前記複数の熱伝導シート片は、同一仮想面上において互いの間に前記熱伝導シートの熱膨張と前記本体部および前記型部のうちの少なくともいずれか一方の線膨張との差を吸収する熱伝導シートの線膨張を吸収する隙間を有するように設けられた、請求項１〜５のいずれかに記載の熱加工型。
前記複数の熱伝導シート片は、同一仮想面上において互いの間に前記熱伝導シートの熱膨張と前記本体部および前記型部のうちの少なくともいずれか一方の線膨張との差を吸収する熱伝導シートの線膨張を吸収する隙間を有するように設けられた、請求項１〜５のいずれかに記載の熱加工型。
【請求項7】
前記型部は、平面視において、被熱加工品の熱圧着される縁部の形状と同一の形状または相似形の平面である前記型面を有する突出部を含み、
前記熱伝導シートは、平面視において、前記縁部の形状と同一の形状または相似形状である、請求項１〜６のいずれかに記載の熱加工型。
前記熱伝導シートは、平面視において、前記縁部の形状と同一の形状または相似形状である、請求項１〜６のいずれかに記載の熱加工型。
【請求項8】
熱加工前の原材料に接触する型面を有し、前記型面から前記原材料へ熱を加えながらまたは前記原材料から前記型面へ熱を受け取りながら前記原材料を熱加工する型部と、
前記型部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、熱加工が実行されているときに前記型面の温度分布のバラツキを低減する態様で、前記型部に隣接する位置に設けられた熱伝導シートと、を備え、
前記型部は、それぞれが前記型面としてのキャビティ面を形作る複数のキャビティ突部を有し、
前記熱伝導シートが、前記複数のキャビティ突部のそれぞれを取り囲むように形成された複数のシート貫通孔を有する、熱加工型。
前記型部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、熱加工が実行されているときに前記型面の温度分布のバラツキを低減する態様で、前記型部に隣接する位置に設けられた熱伝導シートと、を備え、
前記型部は、それぞれが前記型面としてのキャビティ面を形作る複数のキャビティ突部を有し、
前記熱伝導シートが、前記複数のキャビティ突部のそれぞれを取り囲むように形成された複数のシート貫通孔を有する、熱加工型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、加工前の原材料に接触する型面を有し、型面から原材料へ熱を加えながらまたは原材料から型面へ熱を受け取りながら原材料を加工する型部を有する熱加工型に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、熱を利用して材料を加工する熱加工型が用いられている。たとえば、特許文献１および２に記載のような樹脂の射出成形装置に熱加工型が用いられている。このような従来の技術によれば、熱加工型に組み込まれたヒートパイプ内に封入された熱伝達媒体を拡散させることにより、熱加工型の型面の温度分布の均一化を図っている。
【0003】
また、上記のような従来の熱加工型の型面の温度をヒートパイプ以外の手段によって制御する技術として、次の特許文献３に開示された熱伝導シートを用いる技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平６−１７０９６７号公報
【特許文献2】特開平５−３３７９９７号公報
【特許文献3】特開２０１５−１９９０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記した特許文献１および２に開示された熱加工型等によれば、ヒートパイプ内の熱伝達媒体、たとえば、水蒸気の拡散により、熱加工型の型面の温度を均一化する。この場合、ヒートパイプ内に水蒸気のような気体または液体が封入されている。この場合には、ヒートパイプを設けるためのある程度の大きさの空間を熱加工型の内部に設ける必要がある。そのため、熱加工型が大型化してしまう。
【0006】
一方、上記の特許文献３に開示された技術によれば、熱伝導シートにより型面から熱を除去することはできる。しかしながら、熱伝導シートが型面の中央部の一点のみから型面に垂直な方向に沿って熱を吸収するため、被熱加工品の熱加工を行っているときには、型面の温度分布のバラツキを増加させてしまう。
【0007】
つまり、従来においては、ヒートパイプを使用する場合に比較して、熱加工中の型面の温度分布のバラツキを低減しながら、熱加工型を小型化できる熱加工型は存在しない。
【0008】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、熱加工中の型面の温度分布のバラツキを低減しながら、小型化された熱加工型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る熱加工型は、熱加工前の原材料に接触する型面を有し、前記型面から前記原材料へ熱を加えながらまたは前記原材料から前記型面へ熱を受け取りながら前記原材料を熱加工する型部と、前記型部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、熱加工が実行されているときに前記型面の温度分布のバラツキを低減する態様で、前記型面に沿って延びるように配置され、かつ、前記型部に隣接する位置に設けられた熱伝導シートと、前記熱伝導シートの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有し、前記型部と協働して熱伝導シートを挟むように設けられた本体部Ｍと、を備え、前記熱伝導シートは、少なくとも１つのグラファイトシートを含む。
【発明の効果】
【0010】
本発明の熱加工型によれば、熱加工中の型面の温度分布のバラツキを低減しながら、熱加工型を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施の形態の熱加工装置の全体構造を説明するための斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態１の熱加工型の斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態１の熱加工型の熱伝導シートおよび本体部の斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態１の熱加工型の型部の斜視図であって、型部の型面とは逆側の主表面の状態を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態１の被熱加工品の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図6】本発明の実施の形態１の熱加工型を有する熱加工装置によって熱加工された被熱加工品の一例の燃料電池セルの断面模式である。
【図7】本発明の実施の形態２の熱加工型の熱伝導シートおよび本体部の斜視図である。
【図8】本発明の実施の形態３の熱加工型の分解斜視図である。
【図9】本発明の実施の形態４の熱加工型の断面図である。
【図10】本発明の実施の形態４の熱加工型の熱伝導シートおよび本体部の斜視図である。
【図11】本発明の実施の形態５の熱加工型の斜視図である。
【図13】本発明の実施の形態５の熱加工型を有する熱加工装置によって熱加工された被熱加工品の他の例の輸液バッグの平面図である。
【図14】本発明の実施の形態６の一方の熱加工型および他方の熱加工型の断面図であって、一方の熱加工型と他方の熱加工型とが閉じられた状態を示す図である。
【図15】本発明の実施の形態６の一方の熱加工型および他方の熱加工型の断面図であって、一方の熱加工型と他方の熱加工型とが開かれた状態を示す図である。
【図16】本発明の実施の形態７の熱加工型の斜視図である。
【図17】本発明の実施の形態７の熱加工型の分解斜視図である。
【図18】本発明の実施の形態８の熱加工型を有する熱加工装置の断面模式図である。
【図19】本発明の実施の形態９の熱加工型を有する熱加工装置の断面模式図である。
【図20】本発明の実施の形態１０の熱加工型の分解斜視図である。
【図21】本発明の実施の形態１０の熱加工型の熱伝導シートおよび本体部の平面図である。
【図23】本発明の実施の形態１０の比較例としての熱伝導シートであって、単層の熱伝導シートと単層のテープとからなる熱伝導シートの斜視図である。
【図24】本発明の実施の形態１０において説明された実験で用いられた熱伝導シートであって、複層の熱伝導シートと複層のテープとが交互に積層された熱伝導シートの斜視図である。
【図25】本発明の実施の形態１０において説明された実験装置を示す写真である。
【図26】本発明の実施の形態１０において説明された実験で用いられた厚さ２５μｍの単層の熱伝導シートの熱分布を示す写真である。
【図27】本発明の実施の形態１０において説明された実験で用いられた厚さ１００μｍの単層の熱伝導シートの熱分布を示す写真である。
【図28】本発明の実施の形態１０において説明された実験で用いられた厚さ２５μｍの４つの層が積み重ねられた複層の熱伝導シートの熱分布を示す写真である。
【図29】本発明の実施の形態１１の熱加工型の本体部および熱伝導シートの縦断面図である。
【図30】本発明の実施の形態１１の熱加工型の本体部および熱伝導シートの部分的に切断された状態を示す斜視図である。
【図31】本発明の実施の形態１１の熱加工型の縦断面図である。
【図32】本発明の実施の形態１１の熱加工型の部分的に切断された状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
各実施の形態において、同一の参照符号が付されている部位は、同一の機能を有するものとする。したがって、特に必要がなければ、同一参照符号が付された部位の機能の説明は繰り返さない。
【0013】
なお、本明細書においては、熱加工は、型面から原材料へ熱を加えることにより原材料を変形、変質、または変化させる加熱加工、および、原材料から型面が熱を受け取ることにより原材料を変形、変質、または変化させる吸熱加工（冷却加工）の双方を含む。また、本明細書においては、熱加工は、原材料の溶着、硬化、熱可塑化、または転写等を含む。
【0015】
図１に示されるように、熱加工装置ＡＰは、上下方向に延びるタイバーＴＢを備えている。タイバーＴＢの上端には、固定プラテンＦＰＬが固定されている。タイバーＴＢには、タイバーＴＢに沿って移動する可動プラテンＭＰＬが取り付けられている。固定プラテンＦＰＬおよび可動プラテンＭＰＬには、それぞれ、一方の熱加工型Ｎおよび他方の熱加工型Ｎが取り付けられている。
【0016】
一方の熱加工型Ｎおよび他方の熱加工型Ｎは、それぞれ、熱を利用して原材料ＲＭを加工するためのものである。本実施の形態において、燃料電池セルの電解質膜３４５（図６参照）の熱加工前の３層構造が原材料ＲＭであるものとする。一方の熱加工型Ｎと他方の熱加工型Ｎとは、原材料ＲＭに接する型面ＤＳ同士が互いに対向するように配置されている。一方の熱加工型Ｎおよび他方の熱加工型Ｎは、いずれも、断熱容器ＶＥの凹部に嵌め込まれている。ただし、断熱の必要性がない場合には、熱加工装置ＡＰが断熱容器ＶＥを有していなくてもよい。
【0017】
タイバーＴＢの下端には、型駆動部ＤＤを内蔵した筐体ＨＯが設けられている。筐体ＨＯ内には、型駆動部ＤＤを制御する制御部ＣＮが設けられている。型駆動部ＤＤの一例としては、熱加工型Ｎに直線往復運動をさせるトグル機構またはボールネジが挙げられる。本実施の形態においては、下側の熱加工型Ｎが上方に押し上げるトグル機構が型駆動部ＤＤとして用いられているものとする。ただし、型駆動部ＤＤは、一方の熱加工型Ｎおよび他方の熱加工型Ｎのうちの少なくともいずれか一方を移動させることにより、一方の熱加工型Ｎと他方の熱加工型Ｎとを閉じたり開いたりすることができるものであれば、いかなるものであってもよい。
【0018】
制御部ＣＮは、型駆動部ＤＤを制御することにより、可動プラテンＭＰＬを固定プラテンＦＰＬに近づく方向に移動させる。それにより、可動プラテンＭＰＬが固定プラテンＦＰＬに押し付けられる。その結果、一方の熱加工型Ｎと他方の熱加工型Ｎとが閉じられる。また、制御部ＣＮは、型駆動部ＤＤを制御することにより、可動プラテンＭＰＬを固定プラテンＦＰＬから遠ざかる方向に移動させる。それにより、可動プラテンＦＰＬが固定プラテンＦＰＬから離れる。その結果、一方の熱加工型Ｎと他方の熱加工型Ｎとが開かれる。
【0019】
本実施の形態においては、型駆動部ＤＤは、一方の熱加工型Ｎの型面ＤＳと他方の熱加工型Ｎの型面ＤＳとは、互いに平行な状態を維持しながら、一方の熱加工型Ｎを移動させる。しかしながら、一方の熱加工型Ｎと他方の熱加工型Ｎとがヒンジ機構によって連結されていてもよい。この場合、ヒンジ機構は、一方の熱加工型Ｎの型面ＤＳと他方の熱加工型Ｎの型面ＤＳとがなす角度が０度から所定の角度まで変化させることができるように、一方の熱加工型Ｎと他方の熱加工型Ｎとを連結している。型駆動部ＤＤは、一方の熱加工型Ｎおよび他方の熱加工型Ｎのうち少なくともいずれか一方を回転移動させることにより、一方の熱加工型Ｎの型面ＤＳと他方の熱加工型Ｎの型面ＤＳとが開閉する。
【0020】
筐体ＨＯ内には、電力供給部Ｂおよび制御部ＣＮが内蔵されている。これらについては、以下で詳細に説明する。
【0022】
図２に示されるように、熱加工型Ｎは、平板形状を有する本体部Ｍと、本体部Ｍに対向するように設けられた平板状態の型部Ｄと、本体部Ｍと型部Ｄとに挟まれた熱伝導シートＳとを備えている。熱加工型Ｎにおいては、本体部Ｍは、型部Ｄと協働して熱伝導シートＳを挟むことにより、熱伝導シートＳを型部Ｄに密着させている。型部Ｄは、熱加工前の原材料ＲＭに接触する型面ＤＳを有している。型面ＤＳは、本実施の形態においては、何ら凹凸を有しない平面である。ただし、型面ＤＳは、目的に応じた型面ＤＳの温度分布の均一性を確保できるのであれば、多少の凹凸を有していてもよい。したがって、本実施の形態の熱加工型Ｎは、原材料ＲＭに凹凸を転写する転写型としても用いることができる。
【0023】
型部Ｄを用いるときには、型面ＤＳから原材料ＲＭへ熱を伝達しながら原材料ＲＭが熱加工される。熱伝導シートＳは、型部Ｄの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有している。本体部Ｍは、型部Ｄと同一の材料で形成されている。ただし、本体部Ｍは、熱伝導シートＳから型部Ｄへの熱伝達量を極力低減させないように、熱伝導シートＳの熱伝導率よりも所定値だけ低い熱伝導率を有していれば、いかなる材料で形成されていてもよい。
【0024】
熱伝導シートＳは、型部Ｄへ熱を伝達するときに型面ＤＳの温度分布のバラツキを低減する態様で、型部Ｄに隣接する位置に設けられている。型面ＤＳの温度分布のバラツキが低減されたか否かは、型面ＤＳの温度分布のシミュレーション等から把握することが可能である。型面ＤＳの温度分布のバラツキを低減するために、本実施の形態の熱加工型Ｎにおいては、熱伝導シートＳが型面ＤＳに沿うように延びている。また、熱伝導シートＳは、平面視において、型面ＤＳと同一形状または相似形状を有している。そのため、熱伝導シートＳの全体が型面ＤＳのほぼ全面に対向している。本実施の形態においては、型面ＤＳの温度分布のバラツキをより確実に低減する観点から、型面ＤＳと熱伝導シートＳとは実質的に平行に配置されている。しかしながら、熱伝導シートＳは、型面ＤＳに沿って延びていれば、型面ＤＳの温度分布のバラツキをかなり高い精度で均一化することができるため、型面ＤＳと完全に平行に配置されている必要はない。また、熱加工型Ｎの用途や要求される熱加工精度に応じて温度分布のバラツキを低減するという目的が達成できるのであれば、熱伝導シートＳの全体が、完全に型面ＤＳの全面に沿って延びていなくてもよい。つまり、熱伝導シートＳの全体が、型面ＤＳのほぼ全面に沿って延びていればよい。
【0025】
型面ＤＳを含む仮想平面と熱伝導シートＳを含む仮想平面とが所定の角度をなして交差するように配置されていてもよい。ただし、熱伝導シートＳは、型部Ｄに熱伝導シートＳが設けられていない場合に比較して型面ＤＳの温度分布のバラツキを低減する態様で設けられていれば、いかなる態様で型部Ｄに接していてもよい。たとえば、複数の熱伝導シートＳが積層された積層構造体が本体部Ｍと型部Ｄとによって挟まれていてもよい。この場合、熱伝導シートＳ同士の間には、後述される半田等の充填材が設けられていてもよい。
【0026】
図２および図３に示されるように、熱加工型Ｎは、熱伝導シートＳに電力を供給する電力供給部Ｂを備えている。電力供給部Ｂは、筐体ＨＯ内に内蔵されており、筐体ＨＯから熱加工型Ｎの熱伝導シートＳへ電力を供給するように配線等で、熱伝導シートＳに電気的に接続されている。制御部ＣＮは、熱伝導シートＳへ電力を供給する制御を実行する。そのため、制御部ＣＮが電力供給部Ｂを制御すると、熱伝導シートＳに電流が流れる。それにより、電流が流れる経路において、熱伝導シートＳが発熱する。このとき、熱伝導シートＳの全面に熱が拡散する。それにより、熱伝導シートＳの温度分布は、即座に均一になる。そのため、一方の熱加工型Ｎおよび他方の熱加工型Ｎのそれぞれの型面ＤＳの温度分布を均一にすることができる。また、熱伝導シートＳは、非常に薄い部材であるため、熱加工型Ｎを小型化することができる。特に、熱加工型Ｎの厚さを大きく低減することができ、かつ、熱加工型Ｎを軽量化することができる。さらに、熱伝導シートＳを用いる場合には、ヒートパイプを用いる場合に比較して、熱加工型Ｎの設計の自由度が高い。
【0027】
ただし、熱加工装置ＡＰが、電力供給部Ｂの代わりに、型部Ｄに直接的にもしくは間接的に加熱または冷却する加熱／冷却部を備えていてもよい。本明細書では、「加熱／冷却部」という用語は、加熱部および冷却部のうちのいずれかを意味するものとする。加熱／冷却部は、たとえば、本体部Ｍ内に設けられ、所定の温度を有する油または水蒸気等の熱伝達媒体が流れる循環流路であってもよい。この場合、制御部ＣＮは、加熱／冷却部としての循環流路内の熱伝達媒体の流れおよび温度を制御することにより、加熱／冷却部の温度に応じて本体部Ｍを加熱または冷却することができる。また、加熱／冷却部は、本体部Ｍに接触するか、または、本体部Ｍの近傍に設けられた電熱線（加熱部）またはペルチェ素子（冷却部）のようなものであってもよい。また、加熱／冷却部は、加熱部として用いられる場合には、本体部Ｍに高周波電圧を印加する装置、または、カートリッジヒータによって加熱される部分であってもよい。加熱／冷却部は、冷却部として用いられる場合には、循環流路に常温の水や所定温度の液体が流され、それにより冷却される循環流路であってもよい。前述の加熱／冷却部は、本体部Ｍを加熱または冷却することにより型部Ｄを間接的に加熱または冷却するものである。しかしながら、加熱／冷却部は、型部Ｄを直接的に加熱または冷却するものであってもよい。
【0028】
本実施の形態の熱加工装置ＡＰによれば、熱伝導シートＳの面内方向における熱伝導の速度が、型部Ｄおよび本体部Ｍに比較して、かなり大きい。そのため、熱伝導シートＳが早期に同一温度になる。熱伝導シートＳは、型面ＤＳのほぼ全面に沿って型面ＤＳに対向するように設けられている。そのため、従来の複数のヒートパイプを型面に対向する位置に互いに距離を置いて設ける場合に比較して、型面ＤＳの温度をより一層均一にすることができる。また、型面ＤＳの温度分布が均一化されるまで待つ時間が短縮される。したがって、熱加工工程全体に要する時間を短縮することができる。
【0029】
図３に示されるように、本体部Ｍは、熱伝導シートＳの移動を抑制するズレ抑制凸部Ｐを含んでいる。熱伝導シートＳは、ズレ抑制孔ＳＨを含んでいる。ズレ抑制凸部Ｐが熱伝導シートＳのズレ抑制孔ＳＨに挿入されている。ズレ抑制凸部Ｐは、本体部Ｍに形成された雌ネジ部に、雄ネジ部がねじ込まれたボルトのヘッド部である。
【0030】
ズレ抑制凸部Ｐとしてのボルトのヘッド部と本体部Ｍの主表面との間には、第１のワッシャＣＷが挟まれている。中央部のズレ抑制凸部Ｐと熱伝導シートＳとの間のワッシャは、熱伝導シートＳを本体部Ｍの主表面に向かって押さえ付けることにより、型部Ｄに対する熱伝導シートＳの位置を固定する。つまり、熱伝導シートＳの一カ所の位置が型部Ｄおよび本体部Ｍの一方に固定されている。中央部のズレ抑制凸部Ｐは、熱伝導シートＳの面内方向における直線移動を抑制する。中央部のズレ抑制凸部Ｐ以外のズレ抑制凸部Ｐを他のズレ抑制凸部と呼ぶ。他のズレ抑制凸部は、熱伝導シートＳの面内方向における回転移動を抑制する。中央部のズレ抑制凸部Ｐが挿入されたズレ抑制孔ＳＨを中央部のズレ抑制孔ＳＨと呼ぶ。他のズレ抑制凸部Ｐが挿入されたズレ抑制孔ＳＨを他のズレ抑制孔ＳＨと呼ぶ。他のズレ抑制凸部Ｐと熱伝導シートＳとの間の第２のワッシャＷは、他のズレ抑制孔ＳＨから間隔を置いて設けられている。言い換えると、他のズレ抑制凸部Ｐと他のズレ抑制孔ＳＨとの間に隙間ＣＬが設けられている。つまり、他のズレ抑制孔ＳＨが他のズレ抑制凸部Ｐよりもひとまわり大きい。熱伝導シートＳの線膨張係数と本体部Ｍの線膨張係数との相違に起因して、熱伝導シートＳと他のズレ抑制凸部Ｐとが相対的に移動しても、その移動の距離は、他のズレ抑制凸部Ｐと他のズレ抑制孔ＳＨとの間に存在する隙間の範囲内の値である。したがって、熱伝導シートＳが他のズレ抑制凸部Ｐの熱伝導シートＳに対する移動によって引っ張られることが抑制されている。そのため、熱伝導シートＳの破れが防止される。
【0031】
第２のワッシャＷの厚さは、熱伝導シートＳの厚さよりもわずかに小さい。そのため、熱伝導シートＳは、本体部Ｍと型部Ｄとによって挟まれ、圧縮される。その結果、熱伝導シートＳは、本体部Ｍと型部Ｄとのそれぞれに密着するため、熱伝導シートＳを経由した本体部Ｍと型部Ｄとの間での熱貫流率が向上する。また、第２のワッシャＷまたはカラーは、本体部Ｍと型部Ｄとの間でスペーサとして機能する。そのため、熱伝導シートＳに本体部Ｍおよび型部Ｄの過度な圧縮力が作用することが抑制される。その結果、熱伝導シートＳが破れることが抑制される。
【0032】
図４に示されるように、型部Ｄは、嵌合凹部Ｒを含んでいる。図４に示された嵌合凹部Ｒは、図３に示されたズレ抑制凸部Ｐを受け入れる。その結果、図２に示されるように、ズレ抑制凸部Ｐが嵌合凹部Ｒに嵌め込まれた状態で、熱伝導シートＳが型部Ｄと本体部Ｍとに挟まれる。そのため、熱伝導シートＳの主表面に垂直な方向の移動を抑制することができる。
【0033】
本実施の形態の熱加工型Ｎは、上記のような構成を有しているが、熱伝導シートＳの面内方向のズレを抑制するためには、型部Ｄおよび本体部Ｍのうちのいずれか一方に熱伝導シートＳの移動を抑制する中央部および他のズレ抑制凸部Ｐが設けられていればよい。また、型部Ｄおよび本体部Ｍのうちのいずれか他方に中央部および他のズレ抑制凸部Ｐを受け入れる嵌合凹部Ｒが設けられていればよい。
【0034】
熱伝導シートＳのズレを抑制しなくてもよい場合には、本体部Ｍおよび型部Ｄは、それぞれ、ズレ抑制凸部Ｐおよび嵌合凹部Ｒを有していなくてもよい。この場合、熱伝導シートＳは、本体部Ｍの内側の平面と型部Ｄの内側の平面との間に挟まれているだけであってもよい。
【0035】
本実施の形態においては、熱伝導シートＳの全面が型部Ｄに直接接触している。しかしながら、熱伝導シートＳのうちの一部が型部Ｄに直接接触しており、熱伝導シートＳのうちの他の一部が、充填材、たとえば、後述される半田等の他の熱伝導性材料が間に介在する状態で、間接的に型部Ｄに接触していてもよい。
【0036】
次に、上記した熱伝導シートについて詳細に説明する。
【0037】
熱伝導シートＳの面内方向における熱伝導率は、型面ＤＳの温度分布のバラツキを早期に低減する観点から、型部Ｄの熱伝導率よりも特定値以上大きいことが望ましい。この特定値は、型部Ｄの型面ＤＳが接触する原材料ＲＭの材質、要求される被熱加工品の精度、および熱加工型Ｎの用途等に応じて決定される値である。
【0038】
たとえば、熱伝導シートＳの面内方向における熱伝導率は、型部Ｄの熱伝導率よりも１０％以上高いことが好ましい。同様の理由のため、熱伝導シートＳの面内方向における熱伝導率は、型部Ｄの熱伝導率よりも２５％以上高いことがより好ましい。
【0039】
実用的な観点からは、熱伝導シートＳの面内方向における熱伝導率は、型部Ｄの熱伝導率よりも５０％以上高いことがさらに好ましい。たとえば、型部Ｄが約２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有する純アルミニウム（Ａ１０５０）で形成されている場合、熱伝導シートＳの熱伝導率は、３４５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。また、型部Ｄが約４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有するＳ４５Ｃ（構造用炭素鋼）で形成されている場合には、熱伝導シートＳの熱伝導率は、６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。
【0040】
上記のような条件を確実に満たすという観点から、熱伝導シートＳは、熱伝導率が約６００Ｗ/（ｍ・Ｋ）〜約２０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）を有するグラファイトシートであることが好ましい。６００Ｗ/（ｍ・Ｋ）〜２０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）という熱伝導率は、型部Ｄに用いられる銅の熱伝導率の約２倍〜５倍である。また、６００Ｗ/（ｍ・Ｋ）〜２０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）という熱伝導率は、型部Ｄに用いられるアルミニウムの熱伝導率の３倍〜８倍である。前述の条件を満たすグラファイトシートとしては、たとえば、ＰＧＳ（Ｒ）＜Pyrolytic Graphite Sheet＞と呼ばれるグラファイトシート（パナソニック株式会社製）が挙げられる。ＰＧＳ（Ｒ）には、たとえば、その密度が０．１５ｇ／ｃｍ３〜２．１３ｇ／ｃｍ３であり、厚さが１０μｍ〜１００μｍであるグラファイトシートがある。また、グラファイトシートとしては、ＧＲＡＰＨＩＮＩＴＹ（Ｒ）と呼ばれるグラファイトシート（株式会社カネカ製）が用いられてもよい。ＧＲＡＰＨＩＮＩＴＹ（Ｒ）には、たとえば、熱伝導率が約１５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、その密度が約２ｇ／ｃｍ３であり、厚みが２５μｍ〜４０μｍであるグラファイトシートがある。
【0041】
ただし、熱伝導シートＳは、型部Ｄの温度分布を均一化するという目的を達成できるのであれば、次に示されるような型部Ｄに用いられる材料よりも高い熱伝導率を有していればよい。型部Ｄに用いられる材料としては、たとえば、鉄鋼、銅、アルミ合金、セラミックス、アルミナ、窒化珪素、ジルコニア、または超硬合金が考えられる。それらの熱伝導率は、約２Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜約３８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の間の範囲内の値である。
【0042】
また、上記した熱伝導シートＳとしてのグラファイトシートの重量は、銅の重量の約１／１０〜約１／４倍であり、アルミニウムの約１／３〜約１／１．３倍である。したがって、熱伝導シートＳを用いることに起因した熱加工型Ｎの重量の増加は少ない。そのため、従来のヒートパイプを使用する場合に比較して、熱加工型Ｎを軽量化することができる。
【0043】
また、グラファイトシートは、柔軟なシート部材であるため、その加工が容易である。そのため、グラファイトシートを型部Ｄに隣接するように設ける熱伝導シートＳとして使用すれば、熱加工型Ｎの製造を容易に行うことができる。
【0044】
また、上記の構成によれば、熱伝導シートＳは、１０μｍ〜１００μｍ等のものも存在し、従来使用されていたヒートパイプに比較して極めて薄いため、従来のヒートパイプを使用した熱加工型に比較して、熱加工型Ｎをかなり薄くすることができる。
【0045】
さらに、熱伝導シートＳは、柔軟性を有するため、折れ曲がった状態で使用すること、および、曲面上に設けることが可能である。そのため、従来のヒートパイプを使用した熱加工型に比較して、熱加工型Ｎの設計の自由度が向上する。たとえば、型面ＤＳが曲面である場合に、その型面ＤＳに沿った曲面上に熱伝導シートＳが設けられてもよい。
【0046】
次に、図５を用いて、上記した実施の形態の熱加工型Ｎを有する熱加工装置ＡＰを用いた被熱加工品の製造方法の一例の熱圧着方法を説明する。なお、図５を用いて説明される被熱加工品の製造方法は、本実施の形態以降の実施の形態のそれぞれにおいても適用され得るものである。
【0047】
まず、上記した熱加工装置ＡＰが準備される。次に、ステップＳＴ１において、図１に示されるように、熱加工前の原材料ＲＭが熱加工装置ＡＰの一方の熱加工型Ｎの型面ＤＳと他の熱加工型Ｎの型面ＤＳとの間に位置付けられる。その後、ステップＳＴ２において、一方の熱加工型Ｎおよび他方の熱加工型Ｎのそれぞれに熱が加えられる。このとき、上記したように、熱伝導シートＳにおいて熱拡散が生じる。そのため、一方の熱加工型Ｎおよび他方の熱加工型Ｎのそれぞれの型面ＤＳは、均一な温度分布を有する状態になる。熱加工型Ｄを加熱するために、上記した電力供給部Ｂ以外に、加熱／冷却部Ｈ（図９参照）が用いられてもよい。さらに、熱加工型Ｄを加熱するために、上記した加熱／冷却部Ｈおよび電力供給部Ｂ以外の他のいかなる手段が用いられてもよい。前述の熱加工型Ｎは熱圧着のために用いられるため、加熱／冷却部Ｈは、加熱部として機能する。しかしながら、たとえば、前述の熱加工型Ｎが熱可塑性樹脂を冷却によって硬化させるために用いられる場合には、加熱／冷却部Ｈは冷却部として機能する。
【0048】
この状態で、ステップＳＴ３において、一方の熱加工型Ｎと他方の熱加工型Ｎとが閉じられる。このとき、一方の熱加工型Ｎの型面ＤＳと他方の熱加工型Ｎの型面ＤＳとが互いに押し付けられる。それにより、熱加工型Ｎの型面ＤＳが原材料ＲＭに接触する。その結果、原材料ＲＭが熱加工される。たとえば、原材料ＲＭがビニールシート等である場合、ビニールシートの熱圧着が実行される。なお、原材料ＲＭが溶融樹脂である場合、樹脂の熱硬化等が実行されてもよい。
【0049】
一方の熱加工型Ｎと他方の熱加工型Ｎとを加熱するステップおよび一方の熱加工型Ｎと他方の熱加工型Ｎとを閉じるステップとに関しては、いずれのステップが先に実行されてもよく、また、双方のステップが同時に実行されてもよい。
【0050】
次に、ステップＳＴ４において、一方の熱加工型Ｎと他方の熱加工型Ｎとが開かれる。その後、ステップＳＴ５において、原材料ＲＭから形成された被熱加工品が、一方の熱加工型Ｎと他方の熱加工型Ｎとの間から取り出される。
【0051】
上記の被熱加工品の製造方法によれば、熱加工型Ｎの型面ＤＳの温度分布のバラツキが低減された状態で、原材料ＲＭの熱加工が実行される。そのため、被熱加工品の熱加工された部分の状態を良好に形成することができる。たとえば、熱加工が熱圧着である場合、被熱加工品の熱圧着部の状態を均質な状態にすることができる。また、熱伝導シートＳを有する熱加工型Ｎによる熱加工においては、熱伝導シートＳを有しない熱加工型Ｎによる熱加工に比較して、前述の型面ＤＳの温度分布のバラツキの低減を早期に行うことができる。その結果、熱加工工程全体の時間を短縮することができる。
【0052】
上記の製造方法は、図６に示される燃料電池セル１００の３層１０３，１０４，１０５からなる電解質膜３４５の熱圧着に用いられてもよい。この場合、２つの熱加工型Ｎは、図２に示されるように、いずれも平面からなる型面ＤＳを有している。そのため、２つの熱加工型Ｎのそれぞれの熱伝導シートＳが発熱している状態で、型面ＤＳ同士が電解質膜３４５を挟むと、電解質膜３４５の全体が熱圧着される。
【0053】
さらに、燃料電池セル１００の電解質膜３４５とそれを挟む２つの電極（燃料極１０２および空気極１０６）の熱圧着に用いられてもよい。さらに、燃料電池セル１００の電解質膜３４５、燃料極１０２、および空気極１０６に加えて、それらを挟む２つのセパレータ１０１，１０７からなる積層構造の熱圧着に用いられてもよい。
【0054】
（実施の形態２）図７を用いて、実施の形態２の熱加工型Ｎを説明する。なお、本実施の形態の熱加工装置ＡＰの構成は、図１を用いて説明された熱加工装置ＡＰの構成と同様であるため、その説明は特に必要がない限り繰り返さない。以下、主として、実施の形態２の熱加工型Ｎに特有の構成を説明する。
【0055】
図７に示されるように、熱伝導シートＳは、複数の熱伝導シート片Ｓ１〜Ｓ９に分割された状態で、１つの本体部Ｍの平面からなる主表面上に配置されている。熱伝導シートＳは、同一の材料からなる複数の熱伝導シート片Ｓ１〜Ｓ９の集合体である。この構成によっても、薄い熱伝導シートＳの熱拡散を利用して型面ＤＳの温度分布のバラツキを低減するため、熱加工型Ｎを小型化することができる。
【0056】
また、複数の熱伝導シート片Ｓ１〜Ｓ９は、同一仮想面上において互いの間に隙間Ｃを有するように設けられている。本実施の形態においては、前述の同一仮想面は、平面であるが、たとえば、球面の一部または円柱の外周面のような曲面であってもよい。本実施の形態の熱伝導シートＳによれば、温度上昇に起因した複数の熱伝導シート片Ｓ１〜Ｓ９のそれぞれの線膨張を前述の隙間Ｃによって吸収することができる。つまり、複数の熱伝導シート片Ｓ１〜Ｓ９のそれぞれの熱膨張の量は、隙間Ｃの半分以下の範囲内の値である。
【0057】
上記の構成によれば、熱伝導シートＳの線膨張係数が本体部Ｍ（たとえば、鉄鋼）の線膨張係数よりも高い場合には、線膨張に起因した熱伝導シートＳの局所的なたるみの発生を抑制することができる。その結果、熱伝導シートＳと型部Ｄとの間に隙間が生じることを抑制することができる。したがって、熱伝導シートＳと型部Ｄとの良好な熱伝達を維持することができる。一方、熱伝導シートＳの線膨張係数が本体部Ｍ（たとえば、アルミニウム）の線膨張係数よりも低い場合には、複数の熱伝導シート片Ｓ１〜Ｓ９のそれぞれは本体部Ｍおよび型部Ｄによって局所的に生じる大きな力で引っ張られることがない。そのため、熱伝導シートＳが破れてしまうことが防止される。
【0058】
（実施の形態３）図８を用いて、実施の形態３の熱加工型Ｎを説明する。なお、本実施の形態の熱加工装置ＡＰの構成は、図１を用いて説明された熱加工装置ＡＰの構成と同様であるため、その説明は特に必要がない限り繰り返さない。以下、主として、実施の形態３の熱加工型Ｎに特有の構成を説明する。
【0059】
図８に示されるように、複数の熱伝導シート片Ｓ１１〜Ｓ１４が、それぞれ、本体部Ｍに形成された複数の溝ＴＲに嵌め込まれている。この構成によっても、薄い熱伝導シートＳの熱拡散を利用して型面ＤＳの温度分布のバラツキを低減しながら、熱加工型Ｎを小型化することができる。また、図８においては、熱伝導シートＳの厚さが誇張して大きく描かれている。複数の熱伝導シート片Ｓ１１〜Ｓ１４は、それぞれ、ズレ抑制孔ＳＨを有している。本体部Ｍは、ズレ抑制凸部Ｐを有している。ズレ抑制凸部Ｐは、ズレ抑制孔ＳＨに挿入されている。そのため、本実施の形態の熱伝導シートＳは、面内方向において移動してしまうことが抑制される。
【0060】
また、複数の熱伝導シート片Ｓ１１〜Ｓ１４のそれぞれの長手方向の伸長は制限されていない。そのため、熱膨張に起因した複数の熱伝導シート片Ｓ１１〜Ｓ１４のそれぞれの弛みの発生が抑制される。したがって、熱伝導シートＳと型部Ｄとの間の良好な熱伝達を維持することができる。
【0061】
また、ズレ抑制凸部Ｐとズレ抑制孔ＳＨとの間には、隙間が存在する。そのため、その隙間が、複数の熱伝導シート片Ｓ１１〜Ｓ１４のそれぞれの線膨張を吸収する。
【0062】
（実施の形態４）図９を用いて、実施の形態４の熱加工型Ｎを説明する。なお、本実施の形態の熱加工装置ＡＰの構成は、図１を用いて説明された熱加工装置ＡＰの構成と同様であるため、その説明は特に必要がない限り繰り返さない。以下、主として、実施の形態４の熱加工型Ｎに特有の構成を説明する。
【0063】
図９に示されるように、本実施の形態の熱加工装置ＡＰの熱加工型Ｎは、型部Ｄと熱伝導シートＳとの間の隙間を埋めるように設けられた第１の充填材ＵＳを備えている。第１の充填材ＵＳは、型部Ｄの周辺の気体、たとえば、空気よりも高い熱伝導率を有している。なお、熱加工型Ｎの周辺に酸素が存在することが好ましくない場合等には、熱加工型Ｎの周辺の雰囲気が窒素、水素、またはアルゴン等の気体である場合もある。そのため、第１の充填材ＵＳの存在により、型部Ｄと熱伝導シートＳとの隙間に型部Ｄの周辺に空気のような気体が存在する場合に比較して、熱伝導シートＳから型部Ｄへの熱伝導の速度を増加させることができる。また、第１の充填材ＵＳの厚さは、極めて小さいため、熱加工型Ｎを大型化させる必要はない。
【0064】
上記した第１の充填材ＵＳは、型部Ｄおよび熱伝導シートＳがその目的の機能を喪失しない程度の加熱温度で軟化することによって、型部Ｄと熱伝導シートＳとの間の隙間に充填される材料であることが好ましい。具体的には、第１の充填材ＵＳは、型部Ｄおよび熱伝導シートＳが軟化しない程度の温度で軟化することが好ましい。この第１の充填材ＵＳが用いられる場合、型部Ｄと熱伝導シートＳとの間に置かれた第１の充填材ＵＳを加熱することにより、型部Ｄと熱伝導シートＳとの間の隙間に軟化した第１の充填材ＵＳを充填することができる。この軟化した第１の充填材ＵＳを硬化させることにより、熱加工型Ｎの周辺の気体よりも熱伝導率が高い材料によって型部Ｄと熱伝導シートＳとの間の隙間を埋めることができる。したがって、熱貫流が良好な熱加工型Ｎの製造を容易に行うことができる。
【0065】
第１の充填材ＵＳは、型部Ｄおよび熱伝導シートＳがその目的の機能を喪失しない程度の押圧力で変形し、型部Ｄと熱伝導シートＳとの間に充填される材料であってもよい。具体的には、第１の充填材ＵＳは、型部Ｄおよび熱伝導シートＳに亀裂が生じない程度の押圧力で変形する材料であってもよい。この第１の充填材ＵＳが用いられる場合、型部Ｄと熱伝導シートＳとの間に置かれた第１の充填材ＵＳを押圧することにより、型部Ｄと熱伝導シートＳとの間の隙間に変形した第１の充填材ＵＳを充填することができる。
【0066】
図９に示されるように、本実施の形態の熱加工装置ＡＰにおいては、本体部Ｍが加熱／冷却部Ｈとしての循環流路内を流れる熱伝達媒体によって加熱または冷却されるように構成されている。加熱／冷却部Ｈは、高周波電圧を印加することにより、本体部Ｍを発熱させるものを含んでいてもよい。加熱／冷却部Ｈは、ペルチェ素子のような電圧が印加されることにより吸熱作用を発揮するものを含んでいてもよい。熱加工型Ｎは、本体部Ｍと熱伝導シートＳとの間の隙間を埋めるように設けられた第２の充填材ＬＳを備えている。第２の充填材ＬＳは、空気よりも高い熱伝導率を有している。第２の充填材ＬＳは、第１の充填材ＵＳと同一の材料で構成されているが、異なった材料で形成されていてもよい。
【0067】
上記の構成によれば、第２の充填材ＬＳの存在により、本体部Ｍと熱伝導シートＳとの隙間に気体、たとえば、空気が存在する場合に比較して、加熱／冷却部Ｈ内の熱伝達媒体から本体部Ｍを経由した熱伝導シートＳへの熱貫流の速度を増加させることができる。
【0068】
本実施の形態においては、上記した第２の充填材ＬＳは、本体部Ｍおよび熱伝導シートＳがその目的の機能を喪失しない程度の温度で軟化することによって、本体部Ｍと熱伝導シートＳとの間の隙間に充填される材料であることが好ましい。具体的には、第２の充填材ＬＳは、第２の充填材ＬＳが本体部Ｍおよび熱伝導シートＳが軟化しない程度の温度で軟化する材料であることが好ましい。この第２の充填材ＬＳが用いられる場合、本体部Ｍと熱伝導シートＳとの間に置かれた第２の充填材ＬＳを加熱することにより、本体部Ｍと熱伝導シートＳとの間の隙間に軟化した第２の充填材ＬＳを充填することができる。この第２の充填材ＬＳを硬化させることにより、熱加工型Ｎの周辺の気体よりも熱伝導性が高い材料によって型部Ｄと熱伝導シートＳとの間の隙間を埋めることができる。そのため、熱貫流が良好な熱加工型Ｎの形成を容易に行うことができる。
【0069】
また、第２の充填材ＬＳは、本体部Ｍおよび熱伝導シートＳがその目的の機能を喪失しない程度の押圧力で変形することによって、本体部Ｍと熱伝導シートＳとの間の隙間に充填される材料であってもよい。具体的には、第２の充填材ＬＳは、本体部Ｍおよび熱伝導シートＳに亀裂が生じない程度の押圧力で変形する材料であってもよい。この第２の充填材ＬＳが用いられる場合、本体部Ｍと熱伝導シートＳとの間に置かれた第２の充填材ＬＳを押圧することにより、本体部Ｍと熱伝導シートＳとの間の隙間に軟化した第２の充填材ＬＳを充填することができる。
【0070】
上記した第１の充填材ＵＳおよび第２の充填材ＬＳを構成する材料は、それぞれ、型部Ｄ、本体部Ｍ、および熱伝導シートＳが軟化しない程度の温度で軟化する金属またはプラスチックであってもよい。いずれの場合も、第１の充填材ＵＳおよび第２の充填材ＬＳは、熱加工型Ｎの使用時に型部Ｄが到達する温度よりもある温度以上高い温度になるまで軟化しない材料であることが好ましい。たとえば、第１の充填材ＵＳおよび第２の充填材ＬＳは、熱加工型Ｎの使用時に型部Ｄが到達する温度よりも少なくとも２０℃〜５０℃以上高い温度で軟化する材料であることが好ましい。これによれば、熱加工型Ｎの使用中に第１の充填材ＵＳおよび第２の充填材ＬＳが軟化してしまうことが抑制される。たとえば、第１の充填材ＵＳおよび第２の充填材ＬＳのそれぞれの材料としては、半田が挙げられる。半田としては、ＳＮＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉからなる半田ボールまたはクリーム半田（たとえば、千住金属工業株式会社製：ＳＭＩＣ（Ｒ）製）が用いられてもよい。また、半田としては、型部Ｄ等がアルミニウムで形成されている場合には、ＳＮ１８１９（ＭＡＬ）（Ｒ）（日本スーペリア社製）が用いられてもよい。ＳＮ１８１９（ＭＡＬ）（Ｒ）は、高純度のＳｎ−Ｐｂ−Ａｇで構成される合金である。ＳＮ１８１９（ＭＡＬ）（Ｒ）は、低温で溶融し、作業性においても優れている。
【0071】
第１の充填材ＵＳおよび第２の充填材ＬＳのそれぞれが半田ボールから形成される場合、図１０に示されるように、複数の半田ボールが熱伝導シートＳの上に所定の間隔を置いて並べられる。この状態で、本体部Ｍ上の半田ボールを型部Ｄの型面ＤＳと対向する主表面に押し付けながら、型部Ｄ、本体部Ｍ、および熱伝導シートＳへ熱を加える。それにより、図９に示される積層構造が形成される。
【0072】
ただし、第１の充填材ＵＳおよび第２の充填材ＬＳのそれぞれの材料として半田の代わりにガリンスタン（Galinstan（Ｒ）：株式会社Geratherm. Medical AG製）が用いられてもよい。また、第１の充填材ＵＳおよび第２の充填材ＬＳのそれぞれを構成する材料として、半田の代わりに、型部Ｄ、本体部Ｍ、および熱伝導シートＳが塑性変形しない程度の押圧力で変形する材料である熱伝導性樹脂が用いられてもよい。たとえば、この熱伝導性樹脂は、熱伝導材の小片を含むシリコーン樹脂のシートであってもよい。シリコーン樹脂のシートは、熱伝導材の小片が流動性を有するシリコーン樹脂中に分散させられた後に、そのシリコーン樹脂が硬化することによって形成されたものであってもよい。この場合も、熱伝導性樹脂は、熱加工型Ｎが使用されるときに軟化しないように、熱加工中に型部Ｄに生じる温度よりも所定温度だけ高い温度でも軟化しない材料であることが好ましい。前述の熱伝導性樹脂として、たとえば、ＰＣＳ−ＬＴ−３０（Ｒ）との製品名が付されたシリコーンゴム（信越化学工業株式会社製）等が挙げられる。
【0073】
（実施の形態５）図１１および図１２を用いて、実施の形態５の熱加工型Ｎを説明する。なお、本実施の形態の熱加工装置ＡＰの構成は、図１を用いて説明された熱加工装置ＡＰの構成と異なる。しかしながら、実施の形態の熱加工装置ＡＰの機能は、図１を用いて説明された熱加工装置ＡＰの機能と基本的に同様である。そのため、以下、主として、実施の形態５の熱加工型Ｎに特有の構成を説明する。
【0074】
図１１および図１２に示されるように、型面ＤＳは、凹部ＮＲを取り囲む枠状の突出部の先端面である。また、枠状の突出部には、切欠きＮＮが形成されている。この一対の熱加工型Ｎは、図１３に示される輸液バッグ２００の縁部２０１を熱圧着するために用いられる。切欠きＮＮは、被熱加工品としての輸液バッグ２００の吐出口が置かれる部分である。本実施の熱加工型Ｎにおいても、型面ＤＳを有する型部Ｄと型部Ｄが固定された本体部Ｍとの間に、熱伝導シートＳが挟まれている。つまり、枠状の突出部の高さ方向の中間位置に熱伝導シートＳが挿入されている。そのため、熱伝導シートＳの全体が型面ＤＳの全面に平行に延びている。熱伝導シートＳは、従来から使用していたヒートパイプを設けることが困難である、かなり細い部分にも設けられ得る。なお、切欠きＮＮに沿った円弧状の部分には、熱伝導シートＳの代わりに、熱伝導シートＳよりもかなり熱伝導率が低いスペーサＳＰが設けられている。スペーサＳＰに対向する切欠きＮＮの円弧状の面は、発熱させることが望ましくないためである。熱伝導シートＳは、型面ＤＳに沿って延びるように、型面ＤＳに平行に設けられている。また、型部Ｄと熱伝導シートＳとの間の一部の領域には、第１の充填材ＵＳが存在する。なお、本実施の形態においても、本体部Ｍと熱伝導シートＳとの間に、上述した第２の充填材ＬＳ（図９参照）が設けられていてもよい。
【0075】
熱伝導シートＳには、電力供給部Ｂが電気的に接続されている。そのため、ユーザが電力供給部Ｂから熱伝導シートＳに電力を供給すると、熱伝導シートＳに電流が流れる。それにより、熱伝導シートＳ内の電流が流れる経路が発熱する。このとき、熱伝導シートＳの全面に熱が拡散する。そのため、熱伝導シートＳの全面の温度分布が均一化される。その後、熱が熱伝導シートＳから型部Ｄへ伝達される。熱伝導シートＳは、その一方の主表面の全面が型面ＤＳの全面に対向するように、型面ＤＳに沿って設けられている。そのため、型面ＤＳの全面の温度分布が均一化される。
【0076】
また、本実施の形態においては、型部Ｄに設けられたズレ抑制凸部Ｐが、熱伝導シートＳに設けられたズレ抑制孔ＳＨに挿入され、本体部Ｍに設けられた嵌合凹部Ｒに嵌め込まれている。したがって、熱伝導シートＳのズレが抑制されている。
【0077】
図１２に示されるように、原材料ＭＲとしての２枚のビニールシートの端部ＲＭＥが型面ＤＳ同士の間に挿入される。その後、端部ＲＭＥが２つの型面ＤＳによって挟まれる。このとき、電力供給部Ｂが熱伝導シートＳに電力を供給する。それにより、熱伝導シートＳ内の電流が流れる経路において、熱伝導シートＳが発熱する。このとき、熱は熱伝導シートＳの全面に拡散し、型面ＤＳの温度分布は均一化されている。この状態で、図１３に示される輸液バッグ２００の縁部２０１が対向する型面ＤＳに挟まれることにより熱圧着される。具体的に言うと、一方の熱加工型Ｎの型面ＤＳと他方の熱加工型Ｎの型面ＤＳとは、輸液バッグ２００の縁部２０１の形状に沿った部分に接触し、その部分のビニールシート同士を溶着させる。本実施の形態においては、熱加工型Ｎは、輸液バッグ２００の縁部２０１の全体を挟むことができる型面ＤＳを有している。つまり、型部Ｄは、平面視において、縁部２０１の形状と実質的に同一の形状または相似形の平面である型面ＤＳを有する突出部を含んでいる。また、熱伝導シートＳは、平面視において、縁部２０１の形状と実質的に同一の形状または相似形状を有する平面である。
【0078】
（実施の形態６）図１３および図１４を用いて、実施の形態６の熱加工型Ｎを説明する。なお、本実施の形態の熱加工装置ＡＰの構成は、図１を用いて説明された熱加工装置ＡＰの構成と同様であるため、その説明は特に必要がない限り繰り返さない。以下、主として、実施の形態６の熱加工型Ｎに特有の構成を説明する。
【0079】
図１３および図１４に示されるように、熱伝導シートＳが型面ＤＳに沿って延びるように配置されている。具体的には、型面ＤＳと熱伝導シートＳとは実質的に平行に配置されている。型面ＤＳが凹面になっている場合には、熱伝導シートＳの全体は、その凹面の全面に対向するように、その凹面の全面に沿った形状に配置されている。そのため、型面ＤＳが、樹脂成型用のキャビティのように、平面でなく、曲面、または、屈曲部を有している場合であっても、型面ＤＳの全体の温度分布をより早期に均一にすることができる。したがって、ヒートパイプを設けることが困難である従来の射出成型を用いて複雑な成形品Ｋを成形する場合においても、型面ＤＳの温度分布を均一にした状態で、原材料ＲＭとしての熱可塑性の溶融樹脂の冷却による硬化を行うことができる。その結果、被熱加工品としての成形品Ｋを良好に形成することができる。なお、熱加工型Ｎは、本実施の形態の熱加工装置ＡＰを用いて実行される射出成形のみならず、他のいかなる成形に用いられてもよい。たとえば、熱加工型Ｎは、樹脂の圧縮成形または溶融樹脂の熱硬化のために用いられてもよい。
【0080】
本実施の形態においては、熱加工装置ＡＰが、電力供給部Ｂの代わりに、本体部Ｍを加熱または冷却することにより、型部Ｄを間接的に加熱または冷却する加熱／冷却部Ｈを備えている。加熱／冷却部Ｈは、熱伝達媒体が流れる循環流路である。そのため、制御部ＣＮが、加熱／冷却部Ｈ内での熱伝達媒体の流れを変化させるポンプＰＮや熱伝達媒体を加熱する電熱線またはペルチェ素子ＴＣ等を制御することにより、本体部Ｍを加熱または冷却する。ただし、熱加工装置ＡＰが電力供給部Ｂおよび加熱／冷却部Ｈの双方を備えていてもよい。また、加熱／冷却部Ｈは、電熱線またはペルチェ素子ＴＣが熱伝導シートＳに接触している構造を有し、型部Ｄを直接的に加熱または冷却するものであってもよい。
【0081】
なお、本実施の形態においても、型部Ｄと熱伝導シートＳとの間に、上述した半田等からなる第１の充填材ＵＳ（図９参照）が設けられていてもよい。また、本実施の形態においても、本体部Ｍと熱伝導シートＳとの間に、上述した半田等からなる第２の充填材ＬＳ（図９参照）が設けられていてもよい。
【0082】
（実施の形態７）図１６および図１７を用いて、実施の形態７の熱加工型Ｎを説明する。なお、本実施の形態の熱加工装置ＡＰの構成は、図１を用いて説明された熱加工装置ＡＰの構成と同様であるため、その説明は特に必要がない限り繰り返さない。以下、主として、実施の形態７の熱加工型Ｎに特有の構成を説明する。
【0083】
図１６および図１７に示されるように、型部Ｄは、それぞれが型面ＤＳとしてのキャビティ面を形作る複数のキャビティ突部ＣＰを有している。したがって、型面ＤＳは、複雑な内側面を有する凹部によって形成されている。複数のキャビティ面のそれぞれには、原材料としての溶融樹脂（図示せず）が流れ込む。本実施の形態においては、熱伝導シートＳは、複数のキャビティ突部ＣＰのそれぞれを取り囲むように形成された複数のシート貫通孔ＳＴＨを有している。断熱部材Ｉは、複数のキャビティ突部ＣＰのそれぞれを取り囲むように形成された複数の断熱材貫通孔ＩＴＨを有している。シート貫通孔ＳＴＨと断熱材貫通孔ＩＴＨとは、平面視において、同一形状を有している。
【0084】
なお、本実施の形態においても、型部Ｄと熱伝導シートＳとの間に、上述した半田等からなる第１の充填材ＵＳが設けられていてもよい。また、型部Ｄに設けられたズレ抑制凸部Ｐが、熱伝導シートＳに設けられたズレ抑制孔ＳＨに挿入され、本体部Ｍに設けられた嵌合凹部Ｒに嵌め込まれていてもよい。
【0085】
本実施の形態の熱加工型Ｎとそれに対応する熱加工型とが閉じられているときには、型部Ｄは、型部Ｄに設けられた加熱／冷却部Ｈ（図示せず：図９参照）としての循環流路を流れる熱媒体によって加熱または冷却される。このとき、熱伝導シートＳの温度分布は、均一である。そのため、複数のキャビティ突部ＣＰの内側面である複数のキャビティ面のそれぞれを実質的に同一の態様で加熱または冷却することができる。その結果、型面ＤＳとしての複数のキャビティ面全体の温度分布のバラツキを容易に低減することができる。本実施の形態においても、加熱／冷却部Ｈ（図９参照）の代わりに、電力供給部Ｂ（図２参照）が用いられてもよい。
【0086】
本実施の形態のような複数のキャビティ突部ＣＰを有する熱加工型Ｎにおいては、個々のキャビティ面の温度部分のバラツキよりも複数のキャビティ面の温度分布のバラツキを低減することが重要である。そのため、本実施の形態においては、個々のキャビティ面の温度分布は多少のバラツキを有していてもよい。
【0087】
図１６および図１７に示されるように、熱加工型Ｎは、断熱部材Ｉを備えている。断熱部材Ｉは、熱伝導シートＳの型部Ｄに対向する一方の主表面の裏側の他方の主表面と熱加工型Ｎの周辺の気体、たとえば空気との間に熱伝導シートＳの他方の主表面の全体を覆うように設けられている。そのため、熱加工型Ｎが開かれているときに、熱伝導シートＳの他方の主表面が大きく温度変化する熱加工型Ｎの周辺の気体に接触することがない。
【0088】
また、断熱部材Ｉは、熱伝導シートＳの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有している。そのため、熱加工型Ｎの周辺の気体の温度が大きく変化しても、熱伝導シートＳの温度が大きく変化してしまうことはない。具体的には、一方の熱加工型Ｎと他方の熱加工型Ｎとが開かれているときに、熱伝導シートＳの主表面が熱加工型Ｎの周辺の気体に接触しない。そのため、熱伝導シートＳの気体の対流に起因した温度変化が抑制される。その結果、熱加工工程の全体において、熱伝導シートＳの温度分布の均一性が維持される。したがって、原材料としての溶融樹脂（図示せず）から被熱加工品としての熱可塑性樹脂または熱硬化樹脂をより良好な状態に硬化させることができる。なお、熱加工型Ｎの周辺に酸素が存在することが好ましくない場合には、熱加工型Ｎの周辺の雰囲気が窒素、水素、またはアルゴン等の気体である場合がある。また、一般に、熱加工型Ｎの周辺が一般に真空状態と呼ばれる状態になっている場合であっても、実際には、何らかの気体が熱加工型Ｎの周辺に存在する。前述の断熱部材Ｉは、そのような真空状態と呼ばれる空間に存在する気体の対流に起因した熱伝導シートＳの温度変化も抑制することができる。
【0089】
上記した断熱部材Ｉは、熱加工型Ｎの周辺の気体の対流に起因した熱伝導シートＳの面内方向の温度分布のバラツキを抑制するために、熱加工型Ｎの周辺の気体の熱伝導率よりもある値だけ低い値であることが好ましい。このある値は、型部Ｄの型面ＤＳが接触する原材料ＲＭの材質、要求される被熱加工品の精度、および熱加工型Ｎの用途等に応じて決定される値である。
【0090】
たとえば、断熱部材Ｉは、コンクリートの熱伝導率である１．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）よりも低い熱伝導率を有していることが好ましい。このような断熱部材Ｉとしては、セメント、ガラス、プラスチック、木質材、木質繊維材、石膏、漆喰、畳、土、タイル、プラスチックタイル、グラスウール、またはロックウール等の材料が挙げられる。また、断熱部材Ｉとしては、発泡プラスチック系の断熱材、たとえば、ポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、フェノールフォーム、またはセルロースファイバー等が用いられてもよい。さらに、断熱部材Ｉとして、ＨＩＰＡＥＲＯ（Ｒ）（オキツモ株式会社製）と呼ばれる、塗料化されたエアロゲル（１２ｍＷ／（ｍ・Ｋ））が用いられてもよい。なお、エアロゲルは、シリカで形成された９５％が空気の超多孔質微細構造の低熱伝導率の物質である。
【0092】
上記した実施の形態１〜７の熱加工装置ＡＰは、型面ＤＳ同士が平行な状態を維持した状態で、熱加工型Ｎ同士が離れたり近づいたりするものである。しかしながら、本実施の形態の熱加工装置ＡＰは、回転軸まわりに２つの型部Ｄが相対的に回転移動する熱加工装置ＡＰの熱加工型Ｎに上記した熱伝導シートＳが用いられている。つまり、上記した熱加工型Ｎを有する熱加工装置ＡＰは、図１８に示されるように、型面ＤＳ同士がなす角が大きくなったり小さくなったりすることにより、型面ＤＳ同士離れたり近づいたりする。本実施の形態においては、ヒンジＨＩが熱加工型Ｎ同士を連結しており、ヒンジＨＩの回転に応じて、熱加工型Ｎの型面ＤＳ同士が近付いたり離れたりする。本実施の形態においても、熱伝導シートＳは、上記した電力供給部Ｂによって供給される電力によって発熱する。ただし、本実施の形態においても、電力供給部の代わりに、上記した加熱／冷却部Ｈが用いられてもよい。加熱／冷却部Ｈが吸熱部として用いられる場合には、ペルチェ素子が用いられてもよい。
【0093】
上記のような熱加工装置ＡＰは、たとえば、上記した熱伝導シートＳがビニール袋の端部を熱圧着するためのハンディタイプのシーラの熱加工型Ｎに設けられたものであってもよい。たとえば、手作業で型面ＤＳ同士を開閉することができる熱加工装置ＡＰの型部Ｄに熱伝導シートＳが用いられてもよい。この場合、熱加工装置ＡＰは、制御部ＣＮを有していてもよいが、制御部ＣＮは必須の構成ではない。たとえば、上記した電力供給部Ｂは、作業者による熱加工型Ｎに設けられたスイッチＳＷの手動操作によって動作させられてもよい。また、熱加工型Ｎ同士の開閉動作は、作業者による熱加工型Ｎの手動操作、または、作業者による熱加工型Ｎに設けられたスイッチＳＷの手動操作によって実行されてもよい。
【0094】
本実施の形態においては、型部Ｄと熱伝導シートＳとの間に、上述した第１の充填材ＵＳが設けられていている例が示されているが、本体部Ｍと熱伝導シートＳとの間に、上述した第２の充填材ＬＳ（図９参照）が設けられていてもよい。また、型部Ｄに設けられたズレ抑制凸部Ｐ（図３参照）が、熱伝導シートＳに設けられたズレ抑制孔ＳＨ（図３参照）に挿入され、本体部Ｍに設けられた嵌合凹部Ｒ（図４参照）に嵌め込まれていてもよい。
【0096】
本実施の形態においては、熱加工型Ｎは、図１９に示されるように、円柱状の加熱ローラである。この場合、熱伝導シートＳは、円筒状の本体部Ｍと円筒状の型部Ｄとの間に挟まれており、仮想円柱の周面の全面に沿って延びているように配置されている。円筒状の型部Ｄの外周面が型面ＤＳを構成する。本実施の形態においても、熱伝導シートＳは、電力供給部Ｂによって供給される電力によって発熱する。ただし、本実施の形態においても、上記した加熱／冷却部Ｈが用いられてもよい。本実施の形態においては、熱伝導シートＳは、その一方の主表面の全面が型面ＤＳの全面に対向するように、型面ＤＳに沿って設けられている。具体的には、円柱の外周面としての型面ＤＳと円筒状の熱伝導シートＳとは、同心円状に設けられている。この場合も、仮想円柱の周面に沿って延びる型面ＤＳの温度分布のバラツキを早期に低減することができる。なお、熱加工装置ＡＰは、制御部ＣＮを有していてもよいが、制御部ＣＮは必須の構成ではない。
【0097】
熱伝導シートＳを有する熱加工型Ｎとしての円柱状の加熱ローラは、たとえば、原材料ＲＭとしてのフィルムのラミネート加工を実行するときに用いられるものであってもよい。また、熱伝導シートＳを有する熱加工型Ｎとしての円柱状の加熱ローラは、たとえば、その周面に凹凸を有し、回転しながら、その周面の凹凸を原材料ＲＭに転写する転写型としての加熱ローラであってもよい。この場合、熱加工装置ＡＰは、１つの熱加工型Ｎとしての１つの加熱ローラを有するものであってもよい。また、２つの熱加工型Ｎによる熱加工は、２つの加熱ローラによって、原材料ＲＭとしての２枚のビニールシートの一部を挟むことにより、２枚のビニールシートの一部を熱溶着させるものであってもよい。なお、熱圧着される２枚のビニールシートは、２枚の金属シートであってもよい。
【0098】
本実施の形態においては、型部Ｄと熱伝導シートＳとの間に、上述した第１の充填材ＵＳが設けられている例が示されているが、本体部Ｍと熱伝導シートＳとの間に、上述した第２の充填材ＬＳ（図９参照）が設けられていてもよい。また、図１９においては描かれていないが、型部Ｄに設けられたズレ抑制凸部Ｐ（図３参照）が、熱伝導シートＳに設けられたズレ抑制孔ＳＨ（図３参照）に挿入され、本体部Ｍに設けられた嵌合凹部Ｒ（図４参照）に嵌め込まれていてもよい。
【0099】
また、図１９に示される本実施の形態の加熱ローラと同様の構造のローラが吸熱ローラ、すなわち冷却ローラとして使用されてもよい。この吸熱ローラは、原材料から熱を受け取りながら、原材料を熱加工する。この場合、型部Ｄおよび本体部Ｍのうちの少なくともいずれか一方に、冷却部として使用される加熱／冷却部Ｈが設けられていてもよい。吸熱部は、ペルチェ素子を有していてもよい。このような吸熱ローラは、すなわち、冷却ローラは、電子転写装置または画像成形装置において加熱された転写紙の熱を吸収するために用いられてもよい。冷却ローラは、搬送用のローラに用いられてもよい。また、冷却ローラは、原材料としての鋼板から熱を受け取りながら、鋼板を圧延するローラとして用いられてもよい。
【0100】
（実施の形態１０）図２０〜図２８を用いて、実施の形態１０の熱加工型Ｎを説明する。なお、本実施の形態の熱加工装置ＡＰの構成は、図１を用いて説明された熱加工装置ＡＰの構成と異なる。しかしながら、実施の形態の熱加工装置ＡＰの機能は、図１を用いて説明された熱加工装置ＡＰの機能と基本的に同様である。そのため、以下、主として、実施の形態１０の熱加工型Ｎに特有の構成を説明する。
【0101】
図２０〜図２３に示されるように、熱加工型Ｎは、型部Ｄと熱伝導シートＳと本体部Ｍとを備えている。型部Ｄは、熱加工前の原材料に接触する型面ＤＳを有し、型面ＤＳから原材料へ熱を加えながらまたは原材料から熱を受け取りながら原材料を熱加工するものである。熱伝導シートＳは、型部Ｄの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有している。熱伝導シートＳは、熱加工が実行されているときに型面ＤＳの温度分布のバラツキを低減する態様で、型面ＤＳに沿って延びるように配置され、かつ、型部Ｄに隣接する位置に設けられている。本体部Ｍは、熱伝導シートＳの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有し、型部Ｄと協働して熱伝導シートＳを挟むように設けられている。
【0102】
図２０に示されるように、本実施の形態の熱伝導シートＳは、少なくとも１つのグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４を含んでいる。少なくとも１つのグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４は、本実施の形態においては、４枚のグラファイトシートからなるが、１枚、２枚、または８枚等の何枚のグラファイトシートからなるものであってもよい。本実施の形態のように、熱伝導シートＳが少なくとも１つのグラファイトシートからなる場合には、その面内方向の熱伝導率の高さとその薄さのため、熱加工中の型面ＤＳの温度分布のバラツキを低減しながら、熱加工型Ｎを小型化することができる。
【0103】
一般に、アルミニウムまたは銅等の金属製の板材に比較して、グラファイトを主たる構成とする熱伝導シートＳは、自身の厚さが極めて小さい。一方、アルミニウムまたは銅等の金属からなる板材を型面ＤＳの温度分布を均一化する部材として用いた熱加工型Ｎが繰り返して使用されると、その板材の厚さが徐々に小さくなる。それにより、型面ＤＳの位置ズレが生じることがある。その結果、熱加工型の性能が低下する。一方、グラファイトシートを型面ＤＳの温度分布の均一化のため部材として用いた熱加工型Ｎによれば、従来の金属の板材を型面ＤＳの温度分布の均一化のための部材として用いる熱加工型に比較して、熱加工型Ｎの性能の低下が抑制される。この点については、熱伝導シートＳが１つのグラファイトシートＳによって構成される場合と、複数のグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４の積層構造体によって構成される場合とのいずれにおいても、同様である。
【0104】
図２０から分かるように、本実施の形態においては、少なくとも１つのグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４は、互いに直接接触する複数のグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４の積層構造体である。
【0105】
図２０〜図２２から分かるように、本実施の形態においても、上記の各実施の形態と同様に、熱伝導シートＳは、本体部Ｍと型部Ｄとの間に挟まれている。また、熱伝導シートＳは、複数の孔（前述のズレ抑制孔ＳＨに対応）を含んでいる。本体部Ｍには、内側の主表面から垂直な方向に突出する複数の第２のワッシャＷ（またはカラー）が設けられている。複数の第２のワッシャＷは、前述の各実施の形態と同様に、本体部Ｍと型部Ｄとの間でスペーサとして機能する。なお、第２のワッシャＷの代わりに、本体部Ｍの一部がその主表面から突出した形状からなるスペーサであってもよい。スペーサとしての第２のワッシャＷまたは突出部が型部Ｄに設けられていてもよい。複数の第２のワッシャＷは、それぞれ、平面視において、複数の孔（ズレ抑制孔ＳＨ）のそれぞれの内側に位置付けられている。
【0106】
図２０および図２２から分かるように、複数の第２のワッシャＷ（またはカラー）は、それぞれ、型部Ｄに接触することにより、型部Ｄと本体部Ｍとの間の距離を一定に維持している。そのため、型面ＤＳに垂直な力が作用したときに、スペーサとしての第２のワッシャＷ（またはカラー）は、型部Ｄと本体部Ｍとの間で軸力を伝達する支柱として機能する。そのため、第２のワッシャＷ（またはカラー）が設けられていない場合に比較して、熱加工型Ｎの型面ＤＳに垂直な方向に力がかかった場合の型部Ｄおよび本体部Ｍのたわみを低減することができる。その結果、熱加工型Ｎを多数回繰り返して使用する場合に、熱伝導シートＳに作用する面内方向の引張力の負担が低減される。そのため、熱伝導シートＳの破れを抑制することができる。
【0107】
なお、本実施の形態の熱加工型Ｎは、本体部Ｍと型部Ｄとの間の距離を一定に維持する少なくとも１つのスペーサとして、複数の第２のワッシャＷを有しているが、ある程度の大きさを有する１つの第２のワッシャＷのみを有していてもよい。一方、スペーサの占有面積を極力小さくすることが型面ＤＳの熱分布を均一化するために好ましい。したがって、複数のスペーサとしての複数の第２のワッシャＷ（またはカラー）が型部Ｄまたは本体部Ｍの主表面において均一な間隔で主表面の全体に分散して配置されていることが好ましい。
【0108】
図２１に示されるように、熱伝導シートＳの特定の一カ所、特に本実施の形態においては、矩形の熱伝導シートＳの中央部の位置が、本体部Ｍの一方にズレ抑制凸部Ｐによって固定されている。また、複数の第２のワッシャＷと複数の孔（ＳＨ）との間には、それぞれ、熱伝導シートＳの面内方向における熱伝導シートＳの熱膨張と本体部Ｍおよび型部Ｄの熱膨張との差を吸収する隙間ＣＬが存在している。そのため、熱伝導シートＳの固定位置と各スペーサの位置との間で熱伝導シートＳの面内方向の引張力が生じることに起因した熱伝導シートＳの破れを防止することができる。
【0109】
本実施の形態においては、複数の第２のワッシャＷ（またはカラー）のそれぞれの厚さは、熱伝導シートＳの厚さよりも小さい。そのため、複数の第２のワッシャＷが型部Ｄに接触している状態で、熱伝導シートＳが本体部Ｍと型部Ｄとによって熱伝導シートＳの厚さ方向に押し縮められている。その結果、熱伝導シートＳを型部Ｄおよび本体部Ｍのそれぞれに密着させることができる。それにより、熱伝導シートＳと型部Ｄおよび本体部Ｍのそれぞれとの間の熱伝達率が向上する。したがって、熱伝導シートＳを経由した型部Ｄと本体部Ｍとの間での熱貫流率を向上させることができる。
【0110】
図２２に示されるように、本実施の形態においては、本体部Ｍは、その内側主表面から所定の位置まで延びる複数の雌ネジ部Ｘを含んでいる。複数の雌ネジ部Ｘの中央部の雌ネジ部Ｘには第１の雄ネジ部Ｙ（中央部のズレ抑制凸部Ｐ）がねじ込まれている。第１の雄ネジ部Ｙ（中央部のズレ抑制凸部Ｐ）の第１のヘッド部と本体部Ｍまたは型部Ｄの主表面との間には、第１のワッシャＣＷが挟まれている。
【0111】
第１のワッシャＣＷが、熱伝導シートＳの面内方向における本体部Ｍに対する熱伝導シートＳの位置決め部材として機能している。本実施の形態においては、第１のワッシャＣＷが熱伝導シートＳを本体部Ｍに向かって押さえ付けることにより、熱伝導シートＳの本体部Ｍに対する位置が固定されている。
【0112】
図２２に示されるように、中央部の雌ネジ部Ｘとは異なる他の雌ネジ部Ｘには、それぞれ、少なくとも１つの第２の雄ネジ部Ｙ（他のズレ抑制凸部Ｐ）がねじ込まれている。複数の第２の雄ネジ部Ｙ（他のズレ抑制凸部Ｐ）の第２のヘッド部のそれぞれと本体部Ｍの主表面との間には、第２のワッシャＷ（またはカラー）が挟まれている。型部Ｄは、その内側主表面から所定の位置まで延びる複数の凹部（嵌合凹部Ｒ）を含んでいる。中央部のズレ抑制凸部Ｐの第１の雄ネジ部Ｙの第１のヘッド部および他のズレ抑制凸部の第２の雄ネジ部Ｙの第２のヘッド部が、それぞれ、型部Ｄに設けられた複数の凹部（嵌合凹部Ｒ）に嵌め込まれている。この状態で、型部Ｄの内側主表面が第２のワッシャＷ（またはカラー）に接触している。このような構造によれば、熱伝導シートＳの位置固定および第１のワッシャＣＷおよび第２のワッシャＷの取付けを容易に行うことができる。
【0113】
図２０および図２１から分かるように、複数のボルトＢＬは、本体部Ｍに設けられた複数の孔ＨＭおよび複数のグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４に設けられた複数の孔Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４を突き抜けている。複数のボルトＢＬは、型部Ｄに設けられた雌ネジ部（図示せず）にねじ込まれている。それにより、本体部Ｍ、熱伝導シートＳ、および型部Ｄは、ボルトＢＬによって、一体構造を形成するように固定されている。
【0114】
第２のワッシャＷ（またはカラー）の厚さは、複数のグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４からなる熱伝導シートＳの厚さよりも小さい。そのため、ボルトＢＬの締め付けにより、熱伝導シートＳは、本体部Ｍと型部Ｄとによって厚さ方向に圧縮されるが、第２のワッシャＷによって破れないように保護されている。
【0115】
また、本実施の形態の熱加工型Ｎも、上記実施の形態１〜９と同様に、型面ＤＳから原材料へ荷重をかけながら、原材料を熱加工するように構成されている。一般に、グラファイトシートは極めて薄く形成され得る。そのため、グラファイトシートを熱加工型Ｎの型面ＤＳの熱分布の均一化のために用いた場合、熱加工の繰り返しに起因したグラファイトシートの変形はほとんど生じない。したがって、上記の構成によれば、型面ＤＳの熱分布の均一性を向上させながら、繰り返し荷重による熱分布を均一化させるための部材の変形に起因した型面ＤＳの位置ズレを抑制することができる。したがって、熱加工型Ｎの耐久性を向上させることができる。
【0116】
図２３〜図２８は、パナソニック株式会社の技術資料である「ＰＧＳ（Ｒ）グラファイトシート積層品の熱特性１１」より引用した図である。図２３には、厚さ２５μｍの１枚のグラファイトシートＰＧＳ（Ｒ）と厚さ１００μｍの１枚のポリエチレンテレフタレート粘着層ＰＥＴ（Ｒ）とからなる熱伝導シートＳが示されている。図２４には、それぞれの厚さ２５μｍの複数のグラファイトシートＰＧＳ（Ｒ）と、厚さ１００μｍの複数のポリエチレンテレフタレート粘着層ＰＥＴ（Ｒ）とからなる熱伝導シートＳが示されている。図２４から分かるように、複数のグラファイトシートＰＧＳ（Ｒ）と、複数のポリエチレンテレフタレート粘着層ＰＥＴ（Ｒ）とは交互に設けられている。
【0117】
図２５には、実験器具が示されている。実験器具には、長さＬが１１５ｍｍでありかつ幅Ｗが９０ｍｍのグラファイトシートＰＧＳ（Ｒ）の１つの短辺の中央部に出力が２．７ＷであるセラミックヒータＣＨが取り付けられている。この実験器具のセラミックヒータＣＨがオンされると、図２６〜図２８に示される結果が得られる。実際には、図２６〜図２８に示される実験結果はサーモグラフィとして示される。
【0118】
図２６は、１枚の厚さ２５μｍのグラファイトシートＰＧＳ（Ｒ）および１枚のポリエチレンテレフタレート粘着層ＰＥＴ（Ｒ）に取り付けられたセラミックヒータＣＨがオンされたときの実験結果を示している。図２７は、１枚の厚さ１００μｍのグラファイトシートＰＧＳ（Ｒ）および１枚のポリエチレンテレフタレート粘着層ＰＥＴ（Ｒ）に取り付けられたセラミックヒータＣＨがオンされたときの実験結果を示している。図２８は、４枚の厚さ２５μｍのグラファイトシートＰＧＳ（Ｒ）および４枚のポリエチレンテレフタレート粘着層ＰＥＴ（Ｒ）の積層構造に取り付けられたセラミックヒータＣＨがオンされたときの実験結果を示している。図２６〜図２８には、セラミックヒータＣＨに対向する辺の温度がある特定の同一温度に達したときのセラミックヒータＣＨの温度が記載されている。図２６では、セラミックヒータＣＨの温度は、１０５℃であり、図２７では、セラミックヒータＣＨの温度は、８７．１℃であり、図２８には、セラミックヒータＣＨの温度は、７６．１℃である。
【0119】
実験結果を示す図２６と図２８とを比較すると、それぞれの厚さが２５μｍである４枚のグラファイトシートの積層構造（図２８）は、厚さ２５μｍの１枚のグラファイトシート（図２６）よりも、セラミックヒータＣＨの温度が２８．９℃だけ低い。つまり、図２６および図２７から、１枚のグラファイトシートよりも複数枚（たとえば、４枚）のグラファイトシートのほうが、熱熱伝導率が高いことが分かる。
【0120】
また、実験結果を示す図２７と図２８とを比較すると、それぞれの厚さが２５μｍである４枚のグラファイトシートの積層構造（図２８）は、厚さ１００μｍの１枚のグラファイトシート（図２７）よりも、セラミックヒータＣＨの温度が１１℃だけ低い。つまり、図２６および図２８から、全体として厚さが同一であれば、それぞれが相対的に薄い複数枚（たとえば、４枚）のグラファイトシートの積層構造は、相対的に厚い１枚のグラファイトシートよりも面内方向における熱伝導率が高いことが理解される。したがって、上記の複数のグラファイトシートの積層構造によれば、型面ＤＳの温度分布の均一性を効率的に向上させることができる。
【0121】
本願の発明者は、図２３および図２４の構造からポリエチレンテレフタレート粘着層ＰＥＴ（Ｒ）が取り外された構造であっても、図２６〜図２８に示される結果と同様の結果が得られることを自らの実験により確認した。つまり、本願の発明者は、複数のグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４が互いに直接接触する積層構造体によっても、図２６〜図２８に示される結果と同様の結果が得られることを自らの実験により確認した。
【0122】
また、本願の発明者は、複数の互いに直接接触するグラファイトシートの積層構造は、その複数のグラファイトシートと同一の厚さの１枚のグラファイトシートよりも、型面ＤＳの熱分布を早期に均一化できることを自らの実験により確認した。
【0123】
（実施の形態１１）図２９〜図３４を用いて、実施の形態１１の熱加工型Ｎを説明する。なお、本実施の形態の熱加工装置ＡＰの構成は、図１を用いて説明された熱加工装置ＡＰの構成と異なる。しかしながら、実施の形態の熱加工装置ＡＰの機能は、図１を用いて説明された熱加工装置ＡＰの機能と基本的に同様である。そのため、以下、主として、本実施の形態の熱加工型Ｎに特有の構成を説明する。
【0124】
図２９〜図３２に示されるように、本実施の形態の熱伝導シートＳは、複数（たとえば、４枚）のグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４を含んでいる。また、本実施の形態の熱伝導シートＳは、複数のグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４のそれぞれに隣接するように設けられた複数（たとえば、５枚）の黒鉛垂直配向熱伝導シートＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥを含んでいる。本実施の形態の熱加工型Ｎは、前述の点においては、実施の形態１０の熱加工型Ｎと異なっているが、その他の点においては、実施の形態１０の熱加工型Ｎと同様である。
【0125】
図２９および図３０から分かるように、本実施の形態においても、実施の形態１０と同様に、複数のスペーサとしての複数の第２のワッシャＷ（またはカラー）のそれぞれは、熱伝導シートＳ全体の厚さよりも小さい。図２９〜図３２から分かるように、複数のスペーサとしての複数の第２のワッシャＷ（またはカラー）が型部Ｄに接触している状態で、熱伝導シートＳは、本体部Ｍと型部Ｄとによって熱伝導シートＳの厚さ方向に押し縮められている。そのため、熱伝導シートＳを型部Ｄおよび本体部Ｍのそれぞれに密着させることができる。その結果、熱伝導シートＳと型部Ｄおよび本体部Ｍのそれぞれとの間の熱伝達率が向上する。したがって、熱伝導シートＳを経由した型部Ｄと本体部Ｍとの間での熱貫流率を向上させることができる。
【0126】
中央部の第１のワッシャＣＷが、熱伝導シートＳが型部Ｄと本体部Ｍとによって挟まれていない状態で、第１の雄ネジ部Ｙを第１の雌ネジ部Ｘへねじ込むときに、熱伝導シートＳのズレを抑制することは、上記の実施の形態と同様である。ただし、本実施の形態においては、第１のワッシャＣＷの代わりに、その下側のカラーＣＯが、熱伝導シートＳの面内方向における本体部Ｍに対する熱伝導シートＳの位置決め部材として機能している。カラーＣＯは、複数のグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４および複数の黒鉛垂直配向熱伝導シートＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥのそれぞれを貫通する孔（中央部のズレ抑制孔ＳＨ）にわずかの隙間を置いて嵌め込まれている。つまり、カラーＣＯと複数のグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４および複数の黒鉛垂直配向熱伝導シートＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥのそれぞれを貫通する孔との相対的な移動が拘束されている。それにより、熱伝導シートＳの本体部Ｍに対する位置が固定されている。なお、カラーＣＯの下端部は、本体部Ｍに形成された凹部に嵌め込まれている。
【0127】
図３３は、カネカ株式会社の技術資料より引用した写真を含んでいる。図３３に示されるように、本実施の形態のグラファイトシートは、複数の第１の六角格子が平面に沿って延びる第１の黒鉛の結晶ＧＲが熱伝導シートＳの面内方向に沿って延びるように配向している。なお、実施の形態１〜１０において使用され得るパナソニック製のグラファイトシートＰＧＳ（Ｒ）等の一般にグラファイトシートと呼ばれるものは、図３３に示されるような構造を有している。
【0128】
図３４は、日立化成テクニカルレポート No.53（2009-10）に掲載されている「黒鉛粒子配向制御によるフレキシブル高熱伝導シート」と題する論文より引用した写真である。図３４に示されるように、本実施の形態の黒鉛垂直配向熱伝導シートＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥのそれぞれは、複数の第２の六角格子が平面に沿って延びる第２の黒鉛の結晶ＧＲが熱伝導シートＳの厚さ方向に沿って延びるように配向している。
【0129】
上記の構成によれば、熱伝導シートＳは、その面内方向とその厚さ方向との双方において高い熱伝導率を有する。そのため、型部Ｄの型面ＤＳの熱分布をより早期に均一化することができる。なお、１枚のグラファイトシートと、それに隣接するように設けられた１枚の黒鉛垂直配向熱伝導シートとからなる熱伝導シートＳが用いられても、その面内方向とその厚さ方向との双方において高い熱伝導率を有することは同様である。
【0130】
熱伝導シートＳは、複数のグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４のそれぞれが、複数の黒鉛垂直配向熱伝導シートＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥのうちの２つによって挟まれている。そのため、熱伝導シートＳの熱伝導率および熱伝達率の双方を向上させることにより、熱伝導シートＳを経由した型部Ｄと本体部Ｍとの間での熱貫流率を向上させることができる。また、熱伝導シートＳにおいては、１つのグラファイトシートがそれよりも摩擦係数が高い２つの黒鉛垂直配向熱伝導シートによって挟まれている。そのため、グラファイトシートが型部Ｄおよび本体部Ｍのそれぞれに直接接触する場合に比較して、型部Ｄと本体部Ｍとの間での熱伝導シートＳの面内方向のズレを抑制することにより、熱伝導シートＳの破れを防止することができる。
【0131】
一般に、グラファイトシートは、極めて薄いため、破れやすい材料である。そのため、グラファイトシートを用いた熱加工型Ｎは、繰り返して使用されると、耐久性が低下する場合がある。しかしながら、上記の構造を有する本実施の形態の熱加工型Ｎによれば、グラファイトシートによって型面ＤＳの温度分布の均一化を図る熱加工型Ｎであっても、グラファイトシートが破れ難いため、熱加工型Ｎの耐久性を維持することができる。
【0132】
（その他の実施の形態）実施の形態の熱加工装置ＡＰによって実行される熱加工は、プラスチックまたは金属の熱圧着または熱成形のみならず、繊維製品等の熱加工であってもよい。つまり、原材料ＲＭは、熱加工前の繊維製品であってもよい。熱加工装置ＡＰは、上記した実施の形態１〜４、１０、および１１のうちのいずれかの１つの熱加工型Ｎの型面ＤＳのみが熱加工処理に用いられるものであってもよい。たとえば、熱加工装置ＡＰは、アイロンであってもよい。この場合、熱伝導シートＳが熱加工装置ＡＰとしてのアイロンの加熱面の温度分布を均一にすることができる。そのため、原材料ＲＭとしての繊維製品等の洗濯物、たとえば、ホワイトシャツのアイロン仕上げを、加熱面の温度分布が均一な状態で、実行することができる。すなわち、繊維製品への癖付という熱加工を、加熱面の温度分布が均一な状態で、実行することができる。また、熱加工装置ＡＰとしてのアイロンによる熱加工は、シールの熱による貼り付け等であってもよい。
【0133】
また、たとえば、前述の熱加工型Ｎの型面ＤＳは、人の髪の毛を挟むことにより、髪型を調整するためのヘアーアイロンの一対の対向する加熱面または１つの円柱状の加熱面として用いられてもよい。熱加工装置ＡＰとしてのヘアーアイロンの型面ＤＳとしての加熱面の温度分布を均一にすることができる。そのため、原材料ＲＭとしての人の髪の毛の所定の形状への熱加工を、加熱面の温度分布が均一な状態で、実行することができる。すなわち、人の毛の癖付または癖取を、加熱面の温度分布が均一な状態で、実行することができる。
【0134】
たとえば、熱加工装置ＡＰは、型部Ｄの外周面に熱伝導シートＳが巻き付けられた熱加工型Ｎを有していてもよい。また、熱加工型Ｎの型面ＤＳは、平面の組合せのみならず、曲面であってもよく、また、曲面と平面との組合せであってもよい。
【0135】
熱伝導シートＳの発熱によって型面ＤＳの温度分布のバラツキを早期に低減する熱加工型Ｎは、型面ＤＳに接触する原材料ＲＭを熱加工するものであれば、上記以外のいかなる熱加工装置に適用されてもよい。つまり、熱加工装置ＡＰは、型面ＤＳから原材料ＲＭへ熱を加えるかまたは原材料ＲＭから熱を受け取ることにより、原材料ＲＭを加工し、原材料ＲＭとは異なる被熱加工品を製造するものであれば、いかなるものであってもよい。
【0136】
（各実施の形態の構成の組合せ）上記した実施の形態１〜１１のそれぞれの特徴的構成は、互いに矛盾しないかぎり、組合せられる。そのため、本発明の熱加工型および熱加工装置は、それぞれ、技術常識に反しない限りで、上記の構成の組合せがなされた熱加工型および熱加工装置を含むものとする。また、被熱加工品の製造方法は、実施の形態１において図５を用いて説明された方法が、技術的に矛盾しない限り、いずれの実施の形態の熱加工装置ＡＰにおいても適用され得る。
【0137】
（特徴的構成および効果）以下、実施の形態の熱加工型Ｎの特徴的構成およびそれにより得られる効果を説明する。
【0138】
（１） 熱加工型Ｎは、型部Ｄと熱伝導シートＳと本体部Ｍとを備えている。型部Ｄは、熱加工前の原材料ＲＭに接触する型面ＤＳを有し、型面ＤＳから原材料ＲＭへ熱を加えながらまたは原材料ＲＭから熱を受け取りながら原材料ＲＭを熱加工する。熱伝導シートＳは、型部Ｄの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、熱加工が実行されているときに型面ＤＳの温度分布のバラツキを低減する態様で、型面ＤＳに沿って延びるように配置され、かつ、型部Ｄに隣接する位置に設けられている。熱伝導シートＳは、少なくとも１つのグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４を含んでいる。本体部Ｍは、熱伝導シートＳの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有し、型部Ｄと協働して熱伝導シートＳを挟むように設けられている。これによれば、熱加工中の型面ＤＳの温度分布のバラツキを低減しながら、熱加工型Ｎを小型化することができる。また、型部Ｄと本体部Ｍとによって挟まれている熱伝導シートＳに大きな荷重がかかっても、グラファイトシートは極めて薄い材料であるため、変形しにくい。そのため、上記のグラファイトシートを型面ＤＳの温度分布の均一化のため部材として用いた熱加工型によれば、従来の金属の板材を型面ＤＳの温度分布の均一化のための部材として用いる熱加工型に比較して、熱加工型Ｎの性能の低下が抑制される。
【0139】
（２） 少なくとも１つのグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４は、互いに直接接触する複数のグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４の積層構造体であってもよい。この構成によれば、熱加工型Ｎの厚さを大きくすることなく、型面ＤＳの温度分布の均一性を向上させることができる。
【0140】
（３） 少なくとも１つのグラファイトシートは、複数の第１の六角格子が平面に沿って延びる第１の黒鉛の結晶ＧＲが熱伝導シートＳの面内方向に沿って延びるように配向していることが好ましい。また、熱伝導シートＳは、少なくとも１つのグラファイトシートに隣接するように設けられた少なくとも１つの黒鉛垂直配向熱伝導シートＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥをさらに含んでいてもよい。少なくとも１つの黒鉛垂直配向熱伝導シートＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥは、それぞれ、複数の第２の六角格子が平面に沿って延びる第２の黒鉛の結晶ＧＲが熱伝導シートＳの厚さ方向に沿って延びるように配向している。この構成によれば、熱伝導シートＳは、その面内方向とその厚さ方向との双方において高い熱伝導率を有するため、型部Ｄの型面ＤＳの熱分布をより早期に均一化することができる。
【0141】
（４） 熱伝導シートＳは、少なくとも１つの黒鉛垂直配向熱伝導シートＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥとして、少なくとも２つの黒鉛垂直配向熱伝導シートＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥを含んでいてもよい。少なくとも１つのグラファイトシートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４のそれぞれが、少なくとも２つの黒鉛垂直配向熱伝導シートＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥのいずれか２つによって挟まれていてもよい。
【0142】
上記の構成によれば、型部Ｄと本体部Ｍとの間での熱伝導シートＳの面内方向のズレを抑制することにより、熱伝導シートＳの破れを防止することができる。
【0143】
（５） 熱伝導シートＳは、少なくとも１つの孔（ズレ抑制孔ＳＨ）を含んでいてもよい。型部Ｄおよび本体部Ｍのうちの一方は、その内側の主表面から垂直な方向に突出する少なくとも１つのスペーサ（第２のワッシャＷまたはカラー）を含んでいてもよい。少なくとも１つのスペーサ（第２のワッシャＷまたはカラー）は、それぞれ、平面視において、少なくとも１つの孔（ズレ抑制孔ＳＨ）の内側に位置付けられていてもよい。この場合、少なくとも１つのスペーサ（第２のワッシャＷまたはカラー）は、それぞれ、型部Ｄおよび本体部Ｍのうちの他方に接触することにより、型部Ｄと本体部Ｍとの間の距離を一定に維持することが好ましい。この構成によれば、熱伝導シートＳの破れを抑制することができる。
【0144】
（６） 熱伝導シートＳの一カ所の位置が型部Ｄおよび本体部Ｍの一方に固定されていることが好ましい。また、少なくとも１つのスペーサ（第２のワッシャまたはカラーＷ）と少なくとも１つの孔（ズレ抑制孔ＳＨ）との間には、平面視において、隙間ＣＬが存在することが好ましい。隙間ＣＬは、熱伝導シートＳの熱膨張と本体部Ｍおよび型部Ｄの一方の熱膨張との差を吸収するためのものである。この構成によれば、熱伝導シートＳに固定位置とスペーサの位置との間で引張力が生じることに起因した熱伝導シートＳの破れを防止することができる。
【0145】
（７） 少なくとも１つのスペーサ（第２のワッシャＷまたはカラー）のそれぞれの厚さは、熱伝導シートＳの厚さよりも小さいことが好ましい。この場合、少なくとも１つのスペーサ（第２のワッシャＷまたはカラー）が型部Ｄおよび本体部Ｍのうちの他方に接触している状態で、熱伝導シートＳが本体部Ｍと型部Ｄとによって熱伝導シートＳの厚さ方向に押し縮められている。この構成によれば、熱伝導シートＳを経由した型部Ｄと本体部Ｍとの間での熱貫流率を向上させることができる。
【0146】
（８） 本体部Ｍおよび型部Ｄのうちの一方は、その内側主表面から所定の位置まで延びる複数の雌ネジ部Ｘを含んでいてもよい。この場合、複数の雌ネジ部Ｘのいずれか１つには第１の雄ネジ部Ｙがねじ込まれている。第１の雄ネジ部Ｙ（中央部のズレ抑制凸部Ｐ）の第１のヘッド部と本体部Ｍおよび型部Ｄの一方の主表面との間には、第１のワッシャＷおよびカラーＣＯのうちの少なくとも一方が挟まれている。第１のワッシャＣＷおよびカラーＣＯのうちの少なくとも一方が、熱伝導シートＳの面内方向における型部Ｄおよび本体部Ｍのうちの一方に対する熱伝導シートＳの位置決め部材として機能している。複数の雌ネジ部Ｘのいずれか１つの雌ネジ部Ｘとは異なる少なくとも１つの雌ネジ部Ｘには、それぞれ、少なくとも１つの第２の雄ネジ部Ｙがねじ込まれている。少なくとも１つの第２の雄ネジ部Ｙ（他のズレ抑制凸部Ｐ）の第２のヘッド部と本体部Ｍおよび型部Ｄの一方の主表面との間には、それぞれ、少なくとも１つのスペーサとして機能する少なくとも１つの第２のワッシャＷまたはカラーが挟まれている。本体部Ｍおよび型部Ｄのうちの他方は、その内側主表面から所定の位置まで延びる複数の凹部（嵌合凹部Ｒ）を含んでいる。第１のヘッド部および第２のヘッド部がそれぞれ複数の凹部（嵌合凹部Ｒ）に嵌め込まれている。本体部Ｍおよび型部Ｄのうちの他方の内側主表面が第２のワッシャＷまたはカラーに接触している。この構成によれば、熱伝導シートＳの位置固定およびスペーサの取付けを容易に行うことがでる。
【0147】
（９） 熱伝導シートＳは、複数の熱伝導シート片Ｓ１〜Ｓ９に分割されていてもよい。この場合、複数の熱伝導シート片Ｓ１〜Ｓ９は、同一仮想面上において互いの間に熱伝導シートＳの熱膨張と本体部Ｍおよび型部Ｄのうちの少なくともいずれか一方の線膨張との差を吸収する隙間Ｃを有するように設けられていることが好ましい。これによれば、熱伝導シートＳの線膨張率が本体部Ｍおよび型部Ｄのうちの少なくともいずれか一方の線膨張率よりも高い場合に、熱伝導シートＳの局所的なたるみを抑制することができる。また、熱伝導シートＳの線膨張率が本体部Ｍおよび型部Ｄのうちの少なくともいずれか一方の線膨張率よりも低い場合に、熱伝導シートＳの破れを抑制することができる。
【0148】
（１０） 型部Ｄは、平面視において、被熱加工品（たとえば、輸液バッグ２００）の熱圧着される縁部２０１の形状と同一の形状または相似形の平面である型面ＤＳを有する突出部を含んでいてもよい。熱伝導シートＳは、平面視において、縁部２０１の形状と同一の形状または相似形状であってもよい。
【0149】
型面ＤＳの温度分布の均一性を向上させるための部材として、被熱加工品（輸液バッグ２００）の縁部２０１のような狭い領域に銅やアルミニウムのような外力によって変形し易い金属を使用する場合を検討する。この場合、縁部２０１が狭い領域であれば、熱加工型Ｎに型面ＤＳに生じる繰り返し荷重に起因して型面ＤＳの温度分布の均一性を向上させるための部材に変形が生じやすい。そのため、型面ＤＳの位置ズレが生じやすい。しかしながら、上記の構成によれば、型面ＤＳの温度分布の均一性を向上させるための部材として、変形しにくいグラファイトシートを使用しているため、前述のような型面ＤＳの位置ズレが生じにくい。したがって、熱加工型Ｎの耐久性を向上させることができる。
【0150】
（１１） 熱加工型Ｎは、型面ＤＳから原材料ＲＭへ荷重をかけながら、原材料ＲＭを熱加工するように構成されていてもよい。
【0151】
グラファイトシートは極めて薄く形成され得る。そのため、グラファイトシートを熱加工型Ｎの型面ＤＳの熱分布の均一化のために用いた場合、熱圧着の繰り返しに起因したグラファイトシートの変形はほとんど生じない。その結果、上記の構成によれば、型面ＤＳの熱分布の均一性を向上させながら、繰り返し荷重による熱分布を均一化させるための部材の変形に起因した型面ＤＳの位置ズレを抑制することができる。したがって、熱加工型Ｎの耐久性を向上させることができる。
【0152】
（１２） 熱加工型Ｎは、型部Ｄと熱伝導シートＳとを備えている。型部Ｄは、熱加工前の原材料ＲＭに接触する型面ＤＳを有し、型面ＤＳから原材料ＲＭへ熱を加えながらまたは原材料ＲＭから熱を受け取りながら原材料ＲＭを熱加工する。熱伝導シートＳは、型部Ｄの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、熱加工が実行されているときに型面ＤＳの温度分布のバラツキを低減する態様で、型部Ｄに隣接する位置に設けられている。型部Ｄは、それぞれが型面ＤＳとしてのキャビティ面を形作る複数のキャビティ突部ＣＰを有している。この場合、熱伝導シートＳが、複数のキャビティ突部ＣＰのそれぞれを取り囲むように形成された複数のシート貫通孔ＳＴＨを有していることが好ましい。これによれば、型面ＤＳとしての複数のキャビティ面全体の温度分布のバラツキを容易に低減しながら、複数のキャビティ突部ＣＰを有する型部Ｄの小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【0153】
ＡＰ 熱加工装置Ｂ 電力供給部
Ｃ，ＣＬ 隙間
ＣＮ 制御部
ＣＰ キャビティ突部
ＣＷ 第１のワッシャ
ＣＯ カラー
Ｄ 型部
ＤＳ 型面
ＧＲ 黒鉛の結晶
Ｈ 加熱／冷却部
Ｉ 断熱部材
ＬＳ 第２の充填材
Ｍ 本体部
Ｎ 熱加工型
Ｐ ズレ抑制凸部（凸部）
Ｒ 嵌合凹部（凹部）
ＲＭ 原材料
Ｓ 熱伝導シート
Ｓ１〜Ｓ９ 熱伝導シート片
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４ グラファイトシート
ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥ 黒鉛垂直配向熱伝導シート
ＳＨ ズレ抑制孔
ＳＴＨ シート貫通孔
ＵＳ 第１の充填材
Ｗ 第２のワッシャ（またはカラー：スペーサ）
Ｙ 雄ネジ部
Ｘ 雌ネジ部
【要約】
【課題】型面の温度分布のバラツキを低減しながら、小型化された熱加工型等を提供する。【解決手段】熱加工型Ｎは、型部Ｄと熱伝導シートＳとを備えている。型部Ｄは、熱加工前の原材料に接触する型面ＤＳを有し、型面ＤＳから原材料ＲＭへ熱を加えながらまたは原材料ＲＭから型面ＤＳへ熱を受け取りながら原材料を熱加工する。熱伝導シートＳは、型部Ｄの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し、熱加工が実行されているときに型面ＤＳの温度分布のバラツキを低減する態様で、型部Ｄに隣接する位置に設けられている。
【選択図】図２