工件的制造方法与流程

本发明涉及工件的制造方法。

背景技术：

存在向金属制工件供给过热水蒸气来加热该金属制工件的加热装置。这样的加热装置的一个例子公开于日本特开2016-075466号公报。另外，存在包括使用这样的加热装置来加热金属制工件的工序在内的产品的制造方法。

本申请发明人等发现了以下课题。

这样的加热装置使用喷嘴对金属制工件喷吹过热水蒸气，由此向工件供给过热水蒸气。该金属制工件中被喷吹过热水蒸气的面与喷嘴的轴以大致垂直的方式交叉。作为其理由之一，能够举出：过热水蒸气与该金属制工件的规定的部位抵接，热从过热水蒸气传递至该部位，进而还从该部位迅速向其他部位传导，从而能够均匀地加热该金属制工件。

然而，这样的加热装置有时也用于对具有平面部的树脂制工件进行加热。在这样的情况下，树脂制工件比金属制工件难以进行热传导，因而与加热上述金属制工件的情况不同，热不迅速传导。因此，具有树脂制工件的各部位的温度不均匀的趋势。

另外，本申请的发明人等想到增设喷嘴，但在仅增设喷嘴的情况下，成本增大。

技术实现要素：

本发明能够均匀地加热树脂制工件。

本发明所涉及的工件的制造方法包括从多个喷嘴供给过热水蒸气来对包括平面部的树脂制工件进行加热的加热工序，

在上述加热工序中，在以上述多个喷嘴的轴相对于上述平面部的法线朝沿着上述平面部的平面的一个方向倾斜的方式配置有上述多个喷嘴的状态下，将上述过热水蒸气从上述多个喷嘴喷吹于上述树脂制工件来对上述树脂制工件进行加热。

根据这样的结构，从多个喷嘴喷吹出的过热水蒸气沿着树脂制工件的平面部的平面均匀地流动。因此，使热从过热水蒸气迅速传递至树脂制工件的平面部。另外，连续不断地供给新的过热水蒸气，因而能够使传递热的该过热水蒸气从树脂制工件的平面部迅速排出。因此，能够均匀地加热树脂制工件。另外，喷嘴的增设的需要性减少，因而能够抑制喷嘴的增设所引起的成本的增大。

另外，上述工件的制造方法也可以为：上述树脂制工件是包括一侧的主面和另一侧的主面的平板状体，

上述多个喷嘴包括多个第一喷嘴(例如喷嘴3a)和多个第二喷嘴(例如喷嘴4a)，

在上述加热工序中，在上述平板状体的上述一侧的主面侧，以上述多个第一喷嘴的轴相对于上述一侧的主面的法线朝沿着上述一侧的主面的一个方向倾斜的方式配置有上述多个第一喷嘴，

在上述平板状体的上述另一侧的主面侧，以上述多个第二喷嘴的轴相对于上述另一侧的主面的法线朝与沿着上述一侧的主面的一个方向相反的方向倾斜的方式配置有上述多个第二喷嘴。

根据这样的结构，将过热水蒸气从第一以及第二喷嘴分别向相互相反的方向喷吹于树脂制工件的两面，因而过热水蒸气在树脂制工件的两面上相互朝相反方向流动。因此，过热水蒸气分别在树脂制工件的两面循环。另外，使热从过热水蒸气传导至树脂制工件的两面。因此，能够进一步均匀地加热树脂制工件。另外，能够进一步抑制喷嘴的增设所引起的成本的增大。

另外，上述工件的制造方法也可以为：还使用对上述过热水蒸气进行排气的排气单元(例如排气口53、54)，

上述排气机构设置于比上述树脂制工件靠上述过热水蒸气的下游侧的位置。

根据这样的结构，通过排气机构对沿着树脂制工件流动的过热水蒸气进行排气，因而能够连续不断地将新的过热水蒸气喷吹于树脂制工件。因此，新的过热水蒸气连续不断地沿着树脂制工件流动，由此热能够从过热水蒸气赋予树脂制工件。因此，能够迅速加热树脂制工件。

另外，上述工件的制造方法也可以为：还使用遮挡部件，

上述遮挡部件设置于上述树脂制工件的两端，对上述过热水蒸气进行遮挡。

根据这样的结构，遮挡部件对过热水蒸气进行遮挡，由此排气机构更容易对过热水蒸气进行排气。因此，新的过热水蒸气连续不断地沿着树脂制工件流动，由此热能够从过热水蒸气赋予树脂制工件。因此，能够进一步迅速加热树脂制工件。

本发明能够均匀地加热树脂制工件。

根据下述的详细说明以及附图，本发明的上述以及其他目的、特征以及优点能够被更充分地理解，上述附图仅以例证的方式示出，因此并不限定本发明。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的工件加热装置的立体图。

图2是实施方式1所涉及的工件加热装置的剖视图。

图3是实施方式1所涉及的工件加热装置的剖视图。

图4是实施方式2所涉及的工件加热装置的剖视图。

图5是实施方式2所涉及的工件加热装置的剖视图。

图6是实施方式1所涉及的工件加热装置的一个变形例的剖视图。

图7是表示流速的分析结果的图。

具体实施方式

以下，参照附图对应用了本发明的具体的实施方式详细地进行说明。但是，本发明并不限定于以下的实施方式。另外，为了使说明明确，适当地简化以下的记载以及附图。在图1～图7中，规定了三维xyz坐标系。

(实施方式1)

参照图1～图3对实施方式1进行说明。

如图1以及图2所示，工件加热装置10具备壳体1、框架2、以及喷嘴3a。

壳体1具备壳体主体1a和能够开闭的门1b，该壳体主体1a具有能够收纳树脂制工件w1的内部空间。在壳体主体1a的内部空间设置框架2与喷嘴3a。图1所示的壳体1的一个例子为大致长方体，但并不局限于此，壳体1可以具有多种多样的形状。

树脂制工件w1包含树脂材料或纤维强化复合材料。作为树脂材料，例如能够举出聚乙烯、聚丙烯、聚氨基甲酸乙酯、聚酰胺(尼龙)等。作为纤维强化复合材料，例如能够举出玻璃纤维强化塑料(gfrp)、碳纤维强化塑料(cfrp)等。树脂制工件w1只要是具备具有规定大小的平面的平面部的形状即可，例如为板形状、或具备板状部和与该板状部机械式连接的厚壁部的形状。图1以及图2所示的树脂制工件w1是包括一侧的主面w1a与另一侧的主面w1b的平板状体，一侧的主面w1a以及另一侧的主面w1b相当于上述平面部的平面。通过加热树脂制工件w1并根据需要对其实施加工，由此能够形成多种多样的树脂制部件。作为这样的树脂制部件，例如能够举出车顶等面板部件、冲击梁、门内件、行李箱内件等主体部件等搭载于车辆的部件。

框架2配置于壳体1的内部空间，其配置位置配置于壳体1的内部空间的中央附近。框架2支承树脂制工件w1。图2以及图3所示的框架2的一个例子是2根棒状体，但除此之外，框架2能够采用梯子状、网状、带状等多种多样的形状。

喷嘴3a沿规定方向喷吹过热水蒸气。喷嘴3a经由框架(省略图示)、管3等而在壳体1的内部空间中的框架2的上方配置有多个。多个喷嘴3a配置为多个喷嘴3a的轴相对于树脂制工件w1的平面部的法线朝沿着平面部的平面的一个方向倾斜。喷嘴3a的轴与从喷嘴3a被喷吹过热水蒸气的树脂制工件w1的平面交叉的喷吹角度α处于大于0(零)°且小于90°的范围内。喷吹的过热水蒸气与树脂制工件w1的表面抵接，沿规定方向流动。

作为图2以及图3所示的喷嘴3a的一个例子，喷嘴3a设置于从过热水蒸气罐3b供给过热水蒸气的管3。多个管3配置为相对于框架2空开规定间隔地朝喷吹过热水蒸气的方向即门1b侧(这里为x轴负侧)排列。多个喷嘴3a配置为多个喷嘴3a的轴相对于树脂制工件w1的主面w1a的法线朝沿着主面w1a的一个方向亦即门1b侧倾斜。管3的轴沿与树脂制工件w1的主面w1a大致平行的方向延伸。作为喷嘴3a的一个例子，喷嘴3a沿管3的轴向排列有多个。另外，喷嘴3a的过热水蒸气的排出口的形状不特别限定，具备多种多样的形状。该形状例如是孔形状、近似圆状、近似多边形状或狭缝形状。另外，各喷嘴3a的过热水蒸气的喷吹角度α以及流量可以相同，也可以不同。

这里，对使用工件加热装置10加热树脂制工件w1的加热工序进行说明。在打开工件加热装置10的门1b将树脂制工件w1配置于框架2之后，关闭门1b。多个喷嘴3a配置为多个喷嘴3a的轴相对于树脂制工件w1的平面部的法线朝沿着平面部的主面w1a的一个方向亦即门1b侧倾斜。在该状态下，将过热水蒸气从多个喷嘴3a喷吹至树脂制工件w1。于是，喷吹出的过热水蒸气与树脂制工件w1的主面w1a接触，沿着树脂制工件w1的主面w1a向门1b侧均匀地流动。热从该流动的过热水蒸气迅速传递至该过热水蒸气接触的树脂制工件w1的主面w1a的各部位。连续不断地从喷嘴3a供给新的过热水蒸气，因而能够使传递热的该过热水蒸气从树脂制工件w1的主面w1a迅速排出。因此，即便不增加喷嘴3a相对于主面w1a的单位面积的设置根数，也能够均匀地加热树脂制工件w1。因此，能够抑制喷嘴3a的增设所引起的成本的增大。另外，本加热工序例如能够利用为树脂制部件的制造方法的一个工序。

(实施方式2)

参照图4、5对实施方式2进行说明。

如图4以及图5所示，工件加热装置20除还具备喷嘴4a、排气口53、54以及遮挡板63、64之外，其余与工件加热装置10(参照图1～图3)为相同的结构。

喷嘴4a具备与喷嘴3a同样的结构，朝规定方向喷吹过热水蒸气。喷嘴4a经由框架(省略图示)、管4等在壳体1的内部空间中的框架2的下方配置有多个。在树脂制工件w1的另一侧的主面w1b，以多个喷嘴4a的轴相对于另一侧的主面w1b的法线朝与沿着一侧的主面w1a的一个方向相反的方向(这里为x轴正侧)倾斜的方式配置有多个喷嘴4a。喷嘴3a与喷嘴4a隔着框架2以及支承于框架2的树脂制工件w1。多个喷嘴4a朝与喷嘴3a喷吹过热水蒸气的方向相反的方向(这里为x轴方向正侧)喷吹过热水蒸气。喷嘴4a的轴与从喷嘴4a被喷吹过热水蒸气的主面w1b交叉的喷吹角度β处于大于0(零)°且小于90°的范围内。喷嘴4a喷吹出的过热水蒸气与树脂制工件w1的表面抵接，朝与喷嘴3a喷吹出的过热水蒸气相反的方向流动。

作为图4以及图5所示的喷嘴4a的一个例子，喷嘴4a设置于从过热水蒸气罐3b供给过热水蒸气的管4。多个管4配置为相对于框架2空开规定间隔地朝喷吹过热水蒸气的方向(这里为x轴正侧)排列。管4的轴沿与树脂制工件w1的另一侧的主面w1b大致平行的方向(这里为y轴方向)延伸。作为喷嘴4a的一个例子，喷嘴4a沿着管4的轴向排列有多个。

排气口53设置于从喷嘴3a供给的过热水蒸气的下游侧，排气口54设置于从喷嘴4a供给的过热水蒸气的下游侧。排气口53、54能够将过热水蒸气从工件加热装置20的内部空间向工件加热装置20的外侧排出。

遮挡板64设置于框架2与排气口54之间的壳体主体1a。遮挡板63设置于框架2与排气口53之间的门1b。换言之，遮挡板63、64分别设置于树脂制工件w1的两端。树脂制工件w1的一端与遮挡板63的间隙具有即便树脂制工件w1因过热水蒸气热膨胀也不会与遮挡板63机械式干涉且能够确保所需的过热水蒸气的遮挡性能的大小即可。同样，树脂制工件w1的一端与遮挡板64的间隙具有即便树脂制工件w1因过热水蒸气热膨胀也不会与遮挡板64机械式干涉且能够确保所需的过热水蒸气的遮挡性能的大小即可。作为图4、5所示的遮挡板63的一个例子，遮挡板63遮挡从喷嘴3a供给的过热水蒸气，抑制该过热水蒸气向壳体主体1a的内部空间中的主面w1b侧侵入。因此，该过热水蒸气停留在排气口53附近，容易从排气口53向壳体主体1a的外侧排气。同样，作为图4、5所示的遮挡板64的一个例子，遮挡板64遮挡从喷嘴4a供给的过热水蒸气，抑制该过热水蒸气向壳体主体1a的内部空间中的主面w1a侧侵入。因此，该过热水蒸气停留在排气口54附近，容易从排气口54向壳体主体1a的外侧排气。

这里，对使用工件加热装置20加热树脂制工件w1的加热工序进行说明。在打开工件加热装置20的门1b将树脂制工件w1配置于框架2之后，关闭门1b。多个喷嘴4a与多个喷嘴4a同样，配置为多个喷嘴4a的轴相对于树脂制工件w1的平面部的法线朝沿着平面部的主面w1b的一个方向倾斜。在该状态下，将过热水蒸气从多个喷嘴3a、4a喷吹至树脂制工件w1。于是，喷吹出的过热水蒸气与树脂制工件w1的主面w1a以及w1b接触，沿着树脂制工件w1的主面w1a以及w1b均匀地流动。热从该流动的过热水蒸气传递至该过热水蒸气接触的树脂制工件w1的主面w1a以及w1b的各部位。通过该流动，热从该过热水蒸气传递至该过热水蒸气连续不断地接触的树脂制工件w1的主面w1a以及w1b的各部位。因此，即便不增加喷嘴3a、4a相对于主面w1a、w1b各自的单位面积的设置根数，也能够均匀地加热树脂制工件w1。因此，能够抑制喷嘴3a、4a的增设所引起的成本的增大。

另外，在本加热工序中，将过热水蒸气从喷嘴3a、4a分别喷吹至树脂制工件w1的两面，即主面w1a和w1b。因此，过热水蒸气在树脂制工件w1的主面w1a、w1b相互朝相反方向流动。因此，过热水蒸气分别在树脂制工件w1的主面w1a、w1b循环。另外，使热从过热水蒸气传导至树脂制工件w1的主面w1a、w1b。因此，能够进一步均匀地加热树脂制工件w1。另外，能够进一步抑制喷嘴3a、4a的增设所引起的成本的增大。

另外，在本加热工序中，排气口53、54将沿着树脂制工件w1流动后的过热水蒸气向工件加热装置20的外侧排气。因此，能够连续不断地向树脂制工件w1喷吹新的过热水蒸气。由此，新的过热水蒸气连续不断地沿着树脂制工件w1流动，由此热能够从过热水蒸气赋予树脂制工件w1。因此，能够迅速加热树脂制工件w1。

另外，在本加热工序中，即便过热水蒸气从排气口53附近朝向壳体主体1a中的树脂制工件w1的主面w1b侧流动，遮挡板63也能够遮挡该过热水蒸气。因此，排气口53更容易对过热水蒸气进行排气。因此，新的过热水蒸气连续不断地沿着树脂制工件w1的主面w1a流动，由此热能够从过热水蒸气赋予树脂制工件w1。同样，即便过热水蒸气从排气口54附近朝向壳体主体1a中的树脂制工件w1的主面w1a侧流动，遮挡板64也能够遮挡该过热水蒸气。因此，排气口54更容易对过热水蒸气进行排气。因此，新的过热水蒸气连续不断地沿着树脂制工件w1的主面w1b流动，由此热能够从过热水蒸气赋予树脂制工件w1。因此，能够进一步迅速加热树脂制工件w1。

(实施方式1的一个变形例)

参照图6对实施方式1的一个变形例进行说明。

如图6所示，对于工件加热装置30而言，除了喷嘴41a、排气口53、541、遮挡板63、641之外，其余与工件加热装置10(图1～图3参照)为相同的结构。

工件加热装置30具备喷嘴41a、排气口53、541、以及遮挡板63、641。喷嘴41a具备与喷嘴4a(参照图4以及图5)同样的结构，沿与喷嘴4a不同的朝向配置。在树脂制工件w1的另一侧的主面w1b，以多个喷嘴41a的轴相对于另一侧的主面w1b的法线朝与沿着一侧的主面w1a的一个方向相同的方向(这里为x轴负侧)倾斜的方式配置有多个喷嘴41a。喷嘴3a与喷嘴41a隔着框架2以及支承于框架2的树脂制工件w1。多个喷嘴41a朝与喷嘴3a喷吹过热水蒸气的方向相同的方向(这里为x轴方向负侧)喷吹过热水蒸气。喷嘴41a的轴与从喷嘴41a被喷吹了过热水蒸气的主面w1b交叉的喷吹角度β处于大于0(零)°且小于90°的范围内。喷嘴41a喷吹出的过热水蒸气与树脂制工件w1的主面w1b接触，朝与喷嘴3a喷吹出的过热水蒸气相同的方向流动。图6所示的喷嘴41a的一个例子具有与喷嘴4a的一个例子同样的结构。

排气口541设置于从喷嘴41a供给的过热水蒸气的下游侧。排气口541能够将过热水蒸气从工件加热装置30的内侧空间向外侧排出。

遮挡板641设置于框架2与排气口541之间的门1b。遮挡板641设置于树脂制工件w1的一端。树脂制工件w1的一端与遮挡板641的间隙具有即便树脂制工件w1因过热水蒸气热膨胀也不与遮挡板641机械式干涉且能够确保所需的过热水蒸气的遮挡性能的大小即可。作为图6所示的遮挡板641的一个例子，遮挡板641对从喷嘴41a供给的过热水蒸气进行遮挡，抑制该过热水蒸气向壳体主体1a的内部空间中的主面w1a侧侵入。因此，该过热水蒸气停留在排气口541附近，容易从排气口541向壳体主体1a的外侧排气。

这里，对使用工件加热装置30加热树脂制工件w1的加热工序进行说明。在打开工件加热装置30的门1b将树脂制工件w1配置于框架2之后，关闭门1b。多个喷嘴41a与多个喷嘴3a同样，配置为多个喷嘴41a的轴相对于树脂制工件w1的平面部的法线朝沿着平面部的主面w1b的一个方向倾斜。在该状态下，将过热水蒸气从多个喷嘴3a、41a喷吹至树脂制工件w1。于是，喷吹出的过热水蒸气与树脂制工件w1的主面w1a以及w1b接触，并沿着树脂制工件w1的主面w1a以及w1b均匀地流动。热从该流动的过热水蒸气传递至该过热水蒸气所接触的树脂制工件w1的主面w1a以及w1b的各部位。通过该流动，热从该过热水蒸气传递至该过热水蒸气连续不断地接触的树脂制工件w1的主面w1a以及w1b的各部位。因此，即便不增加喷嘴3a、41a相对于主面w1a、w1b各自的单位面积的设置根数，也能够均匀地加热树脂制工件w1。因此，能够抑制喷嘴3a、41a的增设所引起的成本的增大。

另外，在本加热工序中，将过热水蒸气从喷嘴3a、41a分别喷吹至树脂制工件w1的两面，即主面w1a和w1b。因此，过热水蒸气在树脂制工件w1的主面w1a、w1b朝相同的方向流动。使热从过热水蒸气传导至树脂制工件w1的主面w1a、w1b。因此，能够进一步均匀地加热树脂制工件w1。另外，能够进一步抑制喷嘴3a、41a的增设所引起的成本的增大。

(分析例)

接下来，参照图7，针对实施方式2所涉及的工件加热装置20的一个具体例，对分析了过热水蒸气的流速的分析结果进行说明。

对使用实施方式2所涉及的工件加热装置20的一个具体例加热了树脂制工件w1的一个具体例的情况下的、工件加热装置20的壳体主体1a的内部空间中的过热水蒸气的流速进行了分析。该分析结果的一个具体例如图7所示。此外，在图7中，分别图示了与管3、4、树脂制工件w1、框架2的一部分2a相当的结构，但省略了与排气口53、54、遮挡板63、64相当的结构的图示。另外，为了方便说明，对图7中图示的结构标注与工件加热装置20的各结构相当的标号，在以下的说明中，也标注相当的标号进行说明。

如图7所示，并没有对应于树脂制工件w1的部位确认出较大的流速的差。认为流速在树脂制工件w1的附近是均匀的。因此，认为热从沿着树脂制工件w1的主面w1a以及w1b流动的过热水蒸气传递至该过热水蒸气所接触的树脂制工件w1的主面w1a以及w1b的各部位，热从该过热水蒸气传递至该过热水蒸气连续不断地接触的树脂制工件w1的主面w1a以及w1b的各部位。

此外，本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离主旨的范围内能够适当地变更。例如，实施方式2所涉及的工件加热装置20(参照图4以及图5)具备排气口53、54，但可以具备对过热水蒸气进行排气的技术排气单元。作为这样的排气单元，能够举出管道、风扇、阀等。另外，工件加热装置20具备遮挡板63、64，但可以具备具有平板状以外的多种多样的形状的遮挡部件。作为这样的遮挡部件的形状，能够举出曲面板、一部分具备曲面形状、翅片形状的平板状体等。另外，工件加热装置10(图1～3参照)还可以适当地具备排气口53与遮挡板63。

根据上述说明过的发明，显然本发明的实施方式能够以多种方式变更。这种变更不被视为脱离发明的精神和范围，并且对于本领域技术人员而言，显然这种变更包括于权利要求书的范围。