以下は、ゴム成型における金型温度管理と熱板（加熱板）の制御・構造・トラブル対策・実践的な改善提案を含めて、より詳しく・実務的に解説した完全版です。生産性向上・品質安定化の両立を目指す現場に最適な内容です。

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ゴム成型における金型温度制御と熱板の管理技術｜構造・方式・改善提案まで網羅解説

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1. 金型温度管理の重要性と基本原理

ゴムの加硫反応は時間・温度・圧力の三要素で決まり、特に温度は反応速度と品質に大きく影響します。金型温度が一定でないと以下のような問題が生じます。

品質トラブル例

• 硬さや引張強度のばらつき
• 気泡や焼けムラ
• 脱型時の変形・反り・寸法不良

金型温度を狙い通りに維持・制御することで、製品の物性・見た目・再現性が安定し、成型サイクルの短縮も実現できます。

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2. 熱板（加熱板）の構造と種類

熱板はプレス機の構成部品で、金型を上下から加熱し、成型に必要な温度を保ちます。内部にヒーター・配管・温度センサーが組み込まれています。

主な加熱方式

加熱方式	特徴	適用範囲
電熱式	内蔵ヒーターで直接加熱。構造簡単。	試作、小型機
オイル循環式	外部ヒーターで温めた油を熱板に循環。温度均一性が高い。	中～大型量産機
蒸気式	蒸気を配管で熱板に供給。昇温が早いが制御性が低い。	旧式設備、簡易品向け

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3. 温度制御方式と特徴

3-1. オンオフ制御（簡易制御）

• 構造が簡単で安価だが、設定温度±数度のブレが常に発生
• 上限に達したらヒーターOFF、下限になったらONの繰り返し
• 精密な物性管理が不要な製品に使用される

3-2. PID制御（高精度制御）

• 比例（P）・積分（I）・微分（D）制御により、温度変化をなめらかに制御
• 一定の温度を±1℃以内に維持可能
• 寸法精度や機械的強度に影響する製品に最適
  

（引用）https://emb.macnica.co.jp/articles/15859/

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4. 実務での改善提案：5つの視点

（1）ゾーン分割制御の導入

• 金型を上下左右で分割制御し、それぞれのゾーンにセンサー設置
• 熱ムラを減らし、複雑形状でも安定加硫を実現

（2）予熱運転の見直し

• 成型開始前に30分程度の予熱保持を設けることで立ち上がり不良を減らす
• 特に厚物成型で効果が大きい

（3）データ記録と見える化

• 熱板温度を常時記録し、グラフでトレンド監視
• 異常時にすぐ原因追跡できる体制へ

（4）定期的な温度キャリブレーション

• 接触式または赤外線温度計で年1回以上の較正
• 特に、PIDセンサーの劣化や設置ズレによる実温との差異に注意

（5）IoT化による遠隔モニタリング

• 最近はクラウド連携やPLC遠隔制御で、ライン停止前に異常予測できる仕組みも普及
• 特に中国拠点など遠隔監視が必要な工場では効果大

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5. よくあるトラブルと対策

トラブル	原因	対策
焼けムラ	ヒーター断線、ゾーン偏差	センサー位置調整、加熱方式の見直し
寸法不良	温度過剰／不足	PID制御導入、熱板メンテナンス
硬度不安定	温度変動が大きい	オンオフ制御→PID切替
長時間加熱	温度上昇遅延	オイル循環系の配管劣化点検

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6. 導入事例・効果

改善内容	効果
電熱式→オイル循環式に変更	寸法安定性20%向上、不良率30%減
オンオフ→PIDに変更	硬度のばらつき±5→±2に改善
ゾーン分割制御導入	複雑形状の成型歩留まりが15%上昇
IoT温度監視導入	金型の予知保全が可能に、ダウンタイム削減

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まとめ

項目	要点
熱板の加熱方式	電熱、オイル循環、蒸気式が主流
制御方法	オンオフ制御は簡易、PID制御が高精度
改善提案	ゾーン分割、予熱、可視化、キャリブレーション、IoT活用
管理目標	金型表面温度の±1〜2℃管理が理想

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