JP2005014048A - プレス加工機 - Google Patents

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Abstract

【課題】二次成形加工室の上蓋の密閉移動および上基準ブロックの降下による樹脂板の加圧動作の安定性が高く、また、樹脂板冷却時の放熱を均等にして良好な成形品質と短い加工サイクル時間が達成可能なプレス加工機の提供。
【解決手段】前記上蓋や上基準ブロックの動作を安定化させるため、上基準ブロック、スライドベース、上チャンバーベース等の構成を簡略化し、気密室に内包される上下一対のヒータプレート、上下一対の冷却盤、ヒータへの導電部材の簡素化により、これらの二次加工部の専有空間を小さく構成し、また樹脂板の装着,製品の取り出しを機外で行えるようにして開口寸法を抑えることによりタイロッドを短くし、高温になる電極バーを積極的に冷媒で放熱させる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
樹脂板と型板とをヒータプレートを設けた二次成形室に入れて真空中で加熱・加圧・冷却等の処理を行い、樹脂板を二次加工するプレス加工機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
樹脂板を金型に入れ加熱圧縮成形する二次加工は、古くはベークライトを原料として小形のプレス加工機で行われ技術的にも長い歴史をもっている。対象とする樹脂材の種類が増加し応用する商品分野の多様化に従い二次加工用プレス加工機についてみると製品の大型化に対応した機械剛性の向上、樹脂材に対応した作業性の向上が計られている。二次加工用プレス加工機のフレーム形態の典型例を図10、図11に示す。
【0003】
図10は成形装置の正面図、図11は製品取り出し装置を設けた樹脂板成形装置の側面図である。被加工物が樹脂板の場合、加熱の仕方により反りが発生するので加圧と加熱の方法により二次加工部の構成形態が異なる。
図10において、保持手段19により樹脂板P1がその対辺で二次加工空間に保持されている。4本のガイド柱3で下盤2と上盤4が連結され、それぞれに下部シリンダ9、上部シリンダ5が固設され台座11上に全体フレームが構成されている。
【0004】
ガイド柱3で上下方向に移動可能に案内される可動下板12及び可動上板7のそれぞれに取着される下型13及び上型8はピストン6,10により上下方向から樹脂板の方向に接近し当接加圧される。なお、下型13と上型8には加熱部材が設けられ流体流路14が設けられ温水、油、蒸気等の還流が可能である。少なくとも金型にはスタンパ15が取着されている。
【0005】
図11において、搬入用コンベア31でプレス加工機に搬入した樹脂板を保持手段19に保持させ、二次加工処理を行い搬出手段33により取り出し搬出用コンベア32で搬出するようにしたものである。〔例えば特許文献1参照〕
【0006】
二次加工を真空室で処理するものを図12に示す。
スタンパと樹脂板とを重ね、これを上下から挟むように熱板を配設して加熱し、ピストンで加圧して二次加工を真空室中で行って加工精度を向上させている。図12において、対向する上板1と下板2の接合部分に空室を形成し、この空室内にそれぞれのシリンダロッド26で上下移動可能に上盤3と下盤4とが設けられ、これら二つの盤面で加圧される成形材15を上下から挟持可能に上熱板5と下熱板6が設けられている。この空室内の空気は気孔13,14から給排が可能である。上下の加熱板5,6には接続子16、基材20を介し端子21から給電されている。短時間内に所定温度に上下の熱板を加熱する必要があるので高い電流値を通電させる必要がある。そのため接続子16は大きい断面積と可撓性を必要とするため可撓性ある薄板を重ねて使用されている。また上盤3と下盤4には導通孔が設けられ冷媒を還流させ冷却が可能となっている。〔例えば特許文献2参照〕
【0007】
【特許文献1】
〔特開2003−62845号公報 発明の実施の形態〔0012〕〜〔0014〕及び図1、〔0022〕及び図2〕
【特許文献2】
〔特開2001−315202号公報 発明の実施の形態〔0007〕〜〔0011〕及び図1〕
【0008】
二次加工部の真空室を密閉するときの押圧力を圧縮ばねを撓ませて負荷するようにした従来実施されている技術の例を図13に示す。上チャンバー部101を降下させ、上チャッバー部101と下チャンバーベース102間で気密室を形成し、更に上基準ブロック103を降下させて樹脂板P1を上下のヒータプレート104,106間で挟持させ、通電して加熱後に、上基準ブロック103,下基準ブロック107間で加圧して二次成形するものである。
【0009】
本例では二次加工用の真空室の上蓋が上基準ブロック103と一体で降下する。上基準ブロック103と一体に構成された上チャンバー部101はタイロッド105で上下動可能に案内されている。上基準ブロック103を内包するように上チャンバー部101に角筒部101aが形成されている。角筒部101aに外嵌される上蓋108は支持ピン109の鍔109aを介し角筒部101aの鍔101bの下にぶらさがっている。鍔101bの下面と上蓋108の上端面間において支持ピン109にばね110が外挿されている。
【0010】
上蓋108の内面と角筒部101aとの隙間を気密にするためOリング112が固設されている。角筒部101aの内面にはヒータプレート用の電極支持部材111が設けられている。上基準ブロック103が降下した時、下チャンバーベース102の当接上面102aと上蓋108の当接下面108aが接し蓋がされることとなる。上基準ブロック103が更に降下するとき、ばね110の撓み量が多くなる。上下のヒータプレート104,106が図示しない型板やブランクプレートを介し樹脂板P1を挟持した状態でヒータプレートに通電される。下チャンバーベース102と上チャンバー部101とで形成されている気密室は予め真空化されている。樹脂板P1が所定温度に達するまで上下のヒータプレート104,106には所要時間通電される。この温度を検知してから、上基準ブロック103が降下して加圧し二次成形を行う。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術で例示した二次加工用プレス加工機のフレーム構成は4本のガイド柱により下盤と上盤を強固に連結して主要フレームを構成している。そのため樹脂板を加圧したときの反力は下盤と上盤の中央部分を機外方向に押し出すように作用する。その結果4本のガイド柱を機内中心に向かい曲げるように働くことになる。4本のガイド柱の長さが樹脂板の装着と製品の取り出しのため、若しくは二次加工部を構成する加熱板、冷却盤、真空部材の構造体が大きくなって上盤4の位置が高くなる結果ガイド柱が長くなり主要フレームの変形量が増大するという問題を生ずる。
【0012】
また、下盤と上盤とを結合するガイド柱のピッチが二次加工室の構造に従って大きくなると、加圧時の反力でこれらの構成要素の変形が大きくなり、樹脂板の仕上がりの形状や寸法精度に及ぼす影響を避けることができないという問題を生ずる。
また、二次加工部において樹脂板を上下のヒータプレートで挟持し通電加熱する場合に、このヒータプレートの発熱する端部が上盤と下盤の両端より外側にあり、また電極バーの熱容量が大きいので二次加工後、冷媒を通して冷却されている冷却盤で冷却しても、ヒータプレートの両端の放熱が不十分で成形品の両耳部の冷却が不十分となり反りが生ずるという問題が生じていた。
また、図13に例示したように、二次加工する際に加圧する上基準ブロックと気密室を構成する蓋との構成が複雑で蓋の昇降動作の円滑性を欠くという問題があり、また、部品が多いのでコストが高くなるという問題を有していた。
【0013】
本発明は従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、気密室の蓋を構成する上チャンバーベースと二次成形時加圧する上基準ブロックとの構成を簡略化し、プレス動作の安定化と冷却の不均整さを解消することにより製品品質の向上が可能で、開口量を少なくすることにより二次成形の加工サイクルの短縮化が可能なプレス加工機を提供する。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、樹脂板を加熱・冷却して二次成形するプレス加工機において、下部フレームの数か所で固設された下基準ブロックと、該下基準ブロックの着座面にプレス加工時着座可能に支持され前記樹脂板などを乗せる下ヒータプレートと下冷却盤とを内包し開口する上面外周部分に当接上面が形成された水盆形状の下チャンバーベースと、タイロッドに案内され移動可能なスライドベースに固設され下端部に上冷却盤と上ヒータプレートとが設けられ油圧シリンダ部材で上下駆動される上基準ブロックと、該上基準ブロックの外周部分に嵌装され前記スライドベースと相対移動可能に中心穴が設けられ外周部分に前記下チャンバーベースの当接上面に接合可能に対向する当接下面が形成された上チャンバーベースと、該上チャンバーベースの前記上基準ブロックの上下移動に連動して案内可能に前記スライドベースに設けた案内穴により上端部分が案内され前記上チャンバーベース上面に直立固設された複数の支持ロッドと、該支持ロッドに外嵌され前記スライドベース下面と前記下チャンバーベース間に介装されるばねとを上下フレーム間に設けて二次加工部を構成したものである。
【0015】
請求項1の発明によれば、樹脂板を二次加工する主要部分である上基準ブロックと下基準ブロック間のプレス加工時の動作の安定化を図るために上基準ブロックと下基準ブロック間に構成する上チャンバーユニットと下チャンバーユニットに内包される樹脂板、型板、上下加熱板、冷却盤を内包するチャンバーユニットの構造体を小型化する。
そのためにチャンバーユニットの上蓋となる上チャンバーベースの上下動の案内を上基準ブロックの外周面近くのスライドベースに設けて上基準ブロックと上チャンバーベースの占める空間を小さくする。これにより、二次加工後の製品品質の向上を図るようにしたものである。
【0016】
また、請求項2に記載の発明は、前記スライドベースに連動して前記上チャンバーベースがプレス加工時に降下したとき、当初前記当接下面が前記下チャンバーベースの前記当接上面とOリングを介して圧着して気密室を形成し、続く降下により前記気密室内で前記樹脂板を中心に上下の前記ヒータプレートが当接した後、更にそれぞれのヒータプレートの上下面に前記冷却板が当接し前記上チャンバーベースが上昇するときは分離可能に前記冷却盤のそれぞれに設けた支持部材と、前記気密室から空気を吸引する減圧装置と接続する排出口とを設けてなるものである。
【0017】
請求項2の発明によれば、チャンバーユニットに内包されるヒータプレート、冷却盤、加熱体の冷却用管路等をコンパクトに設計し、成形加工時の構造部材の変形に及ぼす影響が少なくなるよう上チャンバーベースと上基準ブロックの関連構造を簡略化した結果、成形品質の安定した加工が可能となる。
チャンバーユニットに設けた排出口から中の空気を減圧装置で吸引してからヒータプレートに通電する。
ヒータプレートが通電されて所定温度に達すると通電を止める。その後、上基準ブロックは引き続き降下を続け、冷却盤からばねで付勢され突出している支持ピンを押し込んでヒータプレートに冷却盤を当接させる。
気密室内の加熱板、冷却盤、加熱電源関連部等の部品の構成を簡潔にして占有する空間を小さくすることができる。
【0018】
また、請求項3に記載の発明は、前記上下ヒータプレートの一方の対辺にそれぞれ取着され、それぞれに同心に穿設された貫通穴を有する複数個のセグメント状の電極バーと、前記貫通穴を連通した銅管と、該銅管を連結して前記電極バーに冷媒が還流するように前記冷却盤の周囲に形成した管路とを含んでなるものである。
【0019】
請求項3の発明によれば、ヒータプレートと電極バーとで構成される発熱体と冷却盤との間には熱容量の相違からくる冷却程度の不均衡が発生する。電極バーはヒータプレートから伝熱され易く、高温になり易くまた熱容量も大きい。従って、電流遮断後急速に放熱させないと電極バーが取着されている両端部の冷却が進まず、二次加工後の製品の形状変形原因となる。そのため強制的に電極バーを冷却する冷却還流流路を設けるようにして樹脂板の冷却を平均化し製品の反り発生を防止するものである。
【0020】
また、請求項4の発明は、前記下チャンバーベースがプレス圧力を受けないときは前記下基準ブロックから浮上するように支持する皿ばねと、該皿ばねを載せたスライドブロックと、該スライドブロックに載置された前記下チャンバーベースを機内プレス位置から樹脂板などを着脱する機外位置に案内するレール部材と前記下チャンバーベースの機内及び機外の所定位置を検知する検出スイッチと、外検出スイッチの出力信号により前記チャンバーベースの移動を駆動する駆動部材とを含んでなるものである。
【0021】
請求項4の発明によれば、プレス圧力が付加されていない時は、樹脂板が載置されレール上に設けられた下チャンバーベースを機外に移動可能に構成したものである。機外で樹脂板の装着と完成品の取り出しができるので上チャンバーベースと下チャンバーベースとの開口量が極めて小さくでき、その分タイロッドが短くなる。その結果、ピストンロッドのストロークが短くなり成形サイクル時間の短縮化が図れる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の態様を図面にもとづいて説明する。
図1は二次加工部を破断面にした本発明のプレス加工機の側面図、図2は図1に示すプレス加工機の正面図、図3は図1の二次加工部のAA断面図、図4は図2のBB断面図、図5は図3のCC断面図、図6は図3のDD断面図、図7は図5のEE方向視図、図8は下チャンバーベースを機外へスライドできる作業状態図、図9は図8のFF断面図である。
【0023】
本発明に係るプレス加工機の本体構成について説明する。
図1、図2において、プレス加工機本体を支える下部フレーム1と上部フレーム2は4本のタイロッド3により上下方向に一定の間隔をおいて保持されている。下部フレーム1の上面にはプレス圧を受けるための下基準ブロック4が下部フレーム1の中央に設置されている。上部フレーム2にはプレス用の油圧シリンダ5がピストンロッド6の先端が下向きになった状態で、上部フレーム2の中央に配置され支持されている。そのプレス用の油圧シリンダ5のピストンロッド6の先端には、上基準ブロック7が下向きに支持されている。
【0024】
上基準ブロック7と下基準ブロック4の間には、チャンバーユニット8が配置されており、そのチャンバーユニット8は上下に分割されている。上チャンバーユニット9は、プレス用油圧シリンダ5の昇降に連動し、かつ上下位置が正しくスライドできるようになっているスライドベース10に複数の支持ロッド11を介して支持されている。スライドベース10は、上基準ブロック7の上面に図示しないボルトで取り付けられており、スライドベース10の四か所の角部には、タイロッド3と平行に上下摺動できるようにスライド軸受12が取り付けられている。上チャンバーベース13には、中央部に貫通穴13aがあり、その貫通穴には上基準ブロック7が通っており、お互いに上下にスライドできるようになっている。なお、そのスライド部はチャッバーユニット8の内部を気密にするためOリング14によってシールされている。
【0025】
上基準ブロック7の下面には、断熱板15と上冷却盤16が取着されている。上冷却盤16の下面には、ばね17で付勢され上冷却盤16の下面から突出する支持ピンが複数個配置されている。その突出した支持ピン18により、上冷却盤16の下部に一定間隔の隙間S1が保たれ平行に上ヒータプレート19が支持されている。上ヒータプレート19は両耳部に電極バー20が接続してあり、電極バー20の接続端は上チャンバーベース13の内側に設けられた電極プレート29及び電極ピン32を通ってチャンバーユニット8の外に設けられている外部電源に繋がっている。
そして、チャンバーユニット8の内部を真空にするため、図示しない真空ポンプが上チャンバーベースに取着したホースと金具を介し装置の外に接続されている。
【0026】
下チャンバーユニット21は、下基準ブロック4の左右の端に設けられた一対あるスライドレール22上を機外の操作部の方向に移動可能に、複数個のスライドブロック23上に皿ばね24を介して支持されている。そして、皿ばね24の反力で支えるように、下チャンバーベース25の下面と下基準ブロック4の上面に約0.5mm程度の隙間S3が出来るように予め調整されている。下チャンバーユニット21はスライドレール22の側面に取り付けられたスライド操作用の油圧シリンダ26と継手42を介して連結されている。
【0027】
水盆形状の下チャンバーベース25の内部には、断熱板15と下冷却盤27が設置されている。下冷却盤27の上面にはばね17で付勢され、かつ冷却盤27上面から突出する支持ピン18が複数個配置されている。その突出した支持ピン18により、下冷却盤27の上部に一定間隔の隙間S2を保ち下ヒータプレート28が支持されている。下ヒータプレート28は両耳部に電極バー20が接続してあり、電極バー20の接続端は下チャンバーベース25の内側に設けられた電極プレート29及び電極ピン32を通ってチャッバーユニット8の外に設けられている外部の電源に繋がっている。
また、上下の冷却盤と電極バーに冷媒を流すためのホースと金具がチャンバーユニット8に設けられている。その他プレス用の油圧シリンダ5のピストンロッド6のストローク制御のための制御装置が設けられている。
【0028】
次に本発明の要旨となる主要部分について、図面にもとづきその構成を詳細に説明する。最初にチャンバーユニット8と上基準ブロック7との構成上の要点を説明する。
図1、図2において、上基準ブロック7の下面に断熱板15を介し上冷却盤16が固設されている。上冷却盤16には冷媒が還流可能に一様な流路16aが孔設されている。また、上冷却盤16の下面の所定位置に平行に上ヒータプレート19が設けられている。上冷却盤16が上昇したときに上ヒータプレート19を分離させる支持部材が上冷却盤16に複数個設けられている。支持部材は上冷却盤16の少なくとも4個所にばね17で付勢され所定寸法盤面から突出する支持ピン18が設けられている。支持ピン18は耐熱性と電気絶縁性を有するセラミック材が適当である。
【0029】
スライドベース10と連動する上チャンバーユニット9の上チャンバーベース13はチャンバーユニット8の上蓋の役割を有し、中央部穴13aの内径面にOリング14を嵌装して上基準ブロック7に装通され、チャンバーユニット8の内部と外気とを遮断している。上チャンバーベース13の中央部穴13aの周辺上面に軸部がスライドベース10の上面に突出可能に孔設した穴で案内され軸端の鍔11aと係合してスライドベース10の上面で持ち上げ可能に形成した支持ロッド11が中央部穴13aの軸心と平行に複数個固設されている。
【0030】
上チャンバーベース13の当接下面と下チャンバーベース25の当接上面とがOリング30を介して接合する上下のチャンバー接触位置検出スイッチSW1とドグD1とで検知する。更にスライドベース10が降下し上基準ブロック7が所定の位置まで降下して上下のヒータプレートが接触した状態を接触位置検出スイッチSW2とドグD2で検出する。検出スイッチSW1の信号が出力されると真空ポンプの動作が開始される。検出スイッチSW2の信号でヒータプレートへの通電により加熱が開始される。下ヒータプレート28若しくは上ヒータプレート19に設けた温度センサSEで所定の温度に達するまで通電し樹脂板P1が成形温度に達したとき二次加工の押圧のため上冷却盤16は降下する。
【0031】
なお、上下の冷却盤および電熱バーは作業中常に冷媒で冷却されている。作業終了後、上冷却盤16は上昇し、スライドベース10が上チャンバーベース13を支持ロッド11の上部の鍔11aで持ち上げる。このとき上チャンバーベース13を下方に押し下げるため支持ロッド11の外周にスライドベース10の下面と上チャンバーベース13の上面間にばね30が外装されている。
【0032】
下部フレーム1上に下基準ブロック4が上基準ブロック7に対向して設けられている。また、下基準ブロック4の上面の所定位置に上チャンバーベース13と対向して水盆形状の下チャンバーベース25が載置されている。油圧シリンダ5によるプレス圧力が加わるときは、下基準ブロック4の上面と下チャンバーべース25の下面の隙間S3が零となり、プレス圧力が加わっていない時は、皿ばね24で支えているが下チャンバーベース25は浮いた状態である。
【0033】
下チャンバーベース25の内部には断熱板15を介し下冷却盤27が設けられている。下冷却盤27の上面に平行に下ヒータプレート28が設けられている。下冷却盤27にも上冷却盤16と同様に冷媒が還流可能に一様に流路27aが孔設されている。また、少なくとも4個所にばね17で下ヒータプレート28を下冷却盤27から分離して通電時に下冷却盤27に漏電しないようセラミック製の支持ピン16が設けられている。なお、下ヒータプレート28の上面には被加工物である樹脂板P1を載置する。下ヒータプレート28と樹脂板P1との間に図示しない0.5mm程度の薄い平滑な金属のブランクプレートを置く場合がある。樹脂板P1には少なくとも片面にスタンプ用の型板を重ねて二次成形が行われる。
なお、成形製品の形態によりブランクプレートと型板の挿入位置は樹脂板の上下の面に挿入することが適宜決定される。例えば、樹脂板P1の両面を型板で成形する場合には樹脂板を中に上下から型板で挟むようにする。
【0034】
二次加工部の加熱部と冷却部の構成について次に説明する。
初めに、加熱部の電極保持部材の構造を図3、図4、図5、図6、図7に示す。なお、上下のチャンバーユニットの加熱・冷却部の構成はほぼ等しく対称に構成されている。
図3乃至図7において、上チャンバーベース13の対向する側壁13b,13cには絶縁ブシュ31A,31Bを介し通電用の電極ピン32A、32Bが嵌装されている。上チャンバーベース13の側壁内面と接しない電極プレート29A,29BにはU形電極板34A,34Bの一端が取着されている。この一端の背面に絶縁板35A,35Bを介し他端内側に電極バー20A,20Bが取着されている。上冷却盤16が上ヒータプレート19を押し下げるとき、上ヒータプレートの両耳部に取着されている電極バー20A,20Bが連動して降下するようにU形湾曲部には可撓性が付与されている。
【0035】
U形電極板34A,34Bの他端の外側には絶縁板37A,37Bが取着され、上冷却盤の両外壁面にそれぞれ両側から摺動可能に当接している。上冷却盤16の下面に平行に配設された上ヒータプレート19の両端は電極バー20A,20Bに連結されている。プレス加工時に上チャンバーベース13が降下して上下のチャンバーユニットの当接面が接合する。チャンバーユニット8内が真空になりヒータプレートが所定の温度になるように通電された後、上冷却盤16が降下して上下のヒータプレートが当接し、樹脂板P1を挟持する上下の加熱されたヒータプレートを上下の冷却盤で加圧する状態になるまでU字形電極板34A,34Bは変形を受ける。
【0036】
なお、下チャンバーベース25にも、上チャンバーベース13に内包されている形態と同様に下ヒータプレート28及び通電用の電極ピン32、電極プレート29、U形電極板34、電極バー20等が対称的に設けられている。
ここで上下のヒータプレートには表面平滑なステンレス材(例えばSUS630)であって銅材に対し約50倍の電気抵抗を有するものが使用され、ステンレス材自体が発熱体となるものである。
【0037】
図5,図7において、上ヒータプレート19と電極バー20の熱膨張量の差による固定ねじ等の部材の破壊を回避するため、電極バー20は長手方向が分割され若干の隙間S4を設けて上下のヒータプレートに取着されている。
図3、図4において、電極バー20は断面が方形で、穴が設けられ銅管38A,38Bが挿通されている。上冷却盤16には、プレス加工後に上ヒータプレート19を冷却するための冷媒を通す流路27aが孔設されている。電極バー20は上ヒータプレート19に比べ形状的に冷却されにくい。そのため、電極バー20に設けた銅管38で貫通した流路に冷媒を流すことにより冷却速度の不均等性を解消するように流路が上チャンバーベース16の内部に形成されている。
なお、上下のチャンバーベースがOリング30を介して当接面が接合した後、チャンバーユニット8から空気を排出する排気ノズル39と真空破壊用バルブ40が一か所以上設けられている。
【0038】
次に機外で樹脂板P1の装着・取り出しを行う樹脂板搬出機構の構成について説明する。
図8、図9において、スライドレール22が敷設されたレール支え41が下基準ブロック4から操作側に少なくとも下チャンバーベース25が移動可能なストローク長をもって設けられている。下チャンバーベース25は皿ばね24を自重で撓ませてスライドブロック23上に載置され下チャンバーベース25は下基準ブロック4から浮いているので、スライドレール22上を機外に移動可能である。
【0039】
下チャンバーベース25の移動は駆動部材である油圧シリンダ26でスライドブロック23を駆動することにより行われる。スライド端はそれぞれスイッチSW3,SW4で検出して位置決めされる。下チャンバーベース25にプレス加工時の圧力が付加されると皿ばね24が撓んで下チャンバーベース25の下面と下基準ブロック4の上面との隙間S3が零となって当接し、プレス加工時の大きな圧力を下基準ブロック4で受けるよう構成されている。油圧シリンダ26のピストンロッドが最も出た位置で下チャンバーベース25が操作側に移動した位置となり、最も引き込んだ位置が樹脂板成形位置となる。下チャンバーベース25を移動させる原動力として油圧シリンダ以外にエアシリンダでも可能で、モータを使用したボールねじ、チエン、ラックアンドピニオン方式に置換することもできる。
【0040】
次に本発明に係るプレス加工機の動作を説明する。
図8、図9において、手前に引き出された下チャンバーユニット21内の下ヒータプレート28の上面に、鏡面をもったブランクプレート、その上に樹脂板P1をのせる。ブランクプレートはヒータプレートに直接取り付けてもよい。またヒータプレートに直接鏡面加工を行っても良い。
樹脂板P1の上には樹脂板上に転写したい模様を加工した型板をのせる。型板は上ヒータプレート19に直接取り付けてもよい。また上ヒータプレート19に直接転写の模様を加工しても良い。
【0041】
前後移動のためのスライド用の油圧シリンダ26により下チャンバーユニット21を、上チャンバーユニット9の真下に移動させる。プレス用の油圧シリンダ5のピストンロッド6を上下のチャンバーベースの当接面が接触した位置をSW1が検知するまで下降させ第一次停止させる。その時点でチャンバーユニット8内を所定の真空圧まで排気を行う。所定の真空圧に達したら上基準ブロック7を更に降下させ、上下のチャンバーユニットの上下のヒータプレートが型板やブランクプレートに挟持された樹脂板P1に接触した時点をSW2で検知し第二次停止させる。その時点で上下のヒータプレートに所定の通電を行い上下のヒータプレートを加熱して樹脂板P1の表層面を軟化させる。
【0042】
設定温度まで加熱したことを温度センサSEで検知し設定時間の間温度を維持する。設定時間経過後ヒータプレートへの通電を停止する。その後更に上基準ブロック7を降下させ上基準ブロック7と下基準ブロック4との間で樹脂板P1にプレス圧が加わるようにする。その後、冷媒を還流させている上下の冷却盤により、上下のヒータプレートと樹脂板P1の冷却及び電極バーを冷却することにより樹脂板P1の均一な冷却を行う。
【0043】
加工終了後チャンバーユニット8内の真空破壊を行う。所定の冷却温度まで下がりチャンバーユニット8内が大気圧程度の圧力に戻ると、プレス用油圧シリンダが作動して上チャンバーユニット9が上昇端まで移動する。そして、下チャンバーユニットが機外の操作端に移動して樹脂板P1を取り出す。
なお、樹脂板P1の着脱方法は人手による方法のほか、吸着パッドやマニュピュレータ等による自動着脱も可能である。
【0044】
次にチャンバーユニット8を形成する際の上チャンバーユニット9の動作について説明する。
油圧シリンダ5を駆動して上チャンバーベース13を下降させ、上チャンバーベース13が下チャンバーベース25と接触した位置にてチャンバーユニット8を真空状態にする。この後上基準ブロック7をさらに下降させ樹脂板P1に二次加工を施す。この時必要なことは、上チャンバーベース13はその位置に待機させ、上基準ブロック7とそれに組み付けられた上冷却盤16などの部品がさらに下降することである。それを可能にするために上チャンバーベース13の中央に貫通穴13aを施し、上基準ブロック7を通し、これらを分離させる構造とした。
【0045】
これらの部品は分離しているため、二つの部品の間には隙間が生じる。その隙間を0.25mm程度とした。この状態では必要な真空状態を作ることは不可能である。そのために上チャンバーベースの中央の貫通穴にOリング14を組み込み、摺動面である上基準ブロック7との隙間をシールする。分離しているため、上チャンバーベース13は下チャンバーベース25と接触した位置にて維持され、上基準ブロック7、上冷却盤16などの部品が樹脂板P1の二次加工のために移動することができる。
二次加工が終了すると油圧シリンダ5にて上基準ブロック7が上昇し、その間上チャンバーベース13はばね36により下チャンバーベース25と接触した位置に維持された状態にあり、ある程度上基準ブロック7が上昇したところで上チャンバーベース13も上昇する。
【0046】
次に銅の圧延棒材である通電用の電極バー20の冷却について説明する。
上下のヒータプレートの両端に接続されヒータプレートから伝熱され高温になり易い。ヒータプレート自体は冷却盤で冷却できるが電極バー20からヒータプレート側に熱が戻って冷却効果が十分でない場合がある。そのため電極バー20に貫通穴加工を施し、その貫通穴に銅管38を通し、ヒータプレートの一方の対辺に取着した電極バー20をその銅管38を利用して冷媒を循環できるよう流路が構成されてる。
【0047】
銅は導電率が高く、熱伝導性が良いという物性を持つ。水道水には導電性物質が溶け込んでいるため、冷媒として水道水を通すと銅管45を介し電極バー20から水道水へと電流が漏電する。ヒータプレートに通電する電気は約4500Aの高電流であるが、電圧は8Vまでの低電圧であり、また水道水の電気抵抗値は大きいので抵抗値の低いヒータプレートへ電流は流れ、水道水側に漏れる電気は殆ど無視できる量である。
なお、冷媒は水道水に限定されるものではなく、温度の設定が可能な冷却水循環装置を用いて冷却水を供給することもできる。
【0048】
機外で樹脂板P1の装着・取り出しを行うことができれば作業の安全面に貢献し、開口量が少なくてすむので上チャンバーユニット9の動作ストロークは小になり装置の高さも抑えることができるので二次成形時間を短縮できる。
下チャンバーユニット21を操作側の機外へスライドレール22に乗せピストンシリンダ部材で引き出すようにしたものである。下チャンバーユニット21はスライドブロック23上に皿ばね24を介して支持されている。下チャンバーユニット21の下面は下基準ブロック4の上面より0.5mm程度高くセットされている。
【0049】
樹脂板P1の二次成形の時には機械本体の上部に設置してある油圧シリンダ5によるプレス圧力によって下チャンバーユニット21を支持している皿ばね24が撓み、下基準ブロック4と一体となり樹脂板P1に規定圧力を加えることができる。プレス終了後には皿ばね24に加わった圧力が元に戻るため、皿ばね24が下チャンバーユニット21をプレス前の高さに戻し、下基準ブロック4との隙間S3が0.5mm程度になり下チャンバーユニット21が機外へ移動可能となる。
【0050】
【発明の効果】
本発明のプレス加工機は上述のように構成されているので、次に記載する効果を奏する。
請求項1に記載する発明は、加熱・加圧して成形加工する真空室を形成する上チャンバーユニットと上基準ブロックとの構成を小型化することにより4本のタイロッドで形成される空間を狭めることにより、二次加工時のサイクル時間が短縮され、また、樹脂製品の加工品質の向上の点で効果がある。
【0051】
請求項2に記載する発明は、加熱・加圧成形する真空室を構成する際の上蓋となる上チャンバーベースと上基準ブロックとの構造の簡略化により部品数が少なくコンパクトに構成された結果、動作の安定化とコスト低減の点で効果がある。
【0052】
請求項3に記載する発明は、ヒータプレートと電極バーの冷却速度の不均一さを避けることができるよう、冷却盤と電極バーの冷却流路を独立して設けることにより、成形後の樹脂板に対し冷却速度のばらつきによる完成樹脂板の反りの発生を回避でき、品質向上に効果がある。
【0053】
請求項4に記載の発明は、機外での樹脂板の装着、取り出しを可能とすることにより開口量が極めて小さく設計可能となり、タイロッドの長さが短くなって加工サイクルの短縮化と加工品質の向上が計れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプレス加工機の側面図である。二次加工部は破断面で示している。
【図2】図1に示すプレス加工機の正面図である。二次加工部は破断面で示している。
【図3】図1の二次加工部のAA断面図である。上下ヒータプレート、上下冷却盤等加熱・冷却部の詳細配置を示している。
【図4】図2の二次加工部のBB断面図である。
【図5】図3のCC断面図である。上基準ブロックに内包される加熱・冷却部材、電極バーの冷却用銅管、支持ピンの配置、排気管等の配置を示している。
【図6】図3のDD断面図である。下基準ブロックに内包される加熱・冷却用部材、電極バーの冷却用銅管、支持ピンの配置、排気管等の配置を示している。
【図7】図5のEE方向視図である。電極バーと冷却用銅管の取着関係を示している。
【図8】下チャンバーベースを機外へスライドできる作業状態図である。
【図9】図8のFF断面図である。
【図10】従来技術の成形装置の正面図である。
【図11】図10に示す成形装置に設けた製品取出し装置の正面図である。
【図12】従来技術の真空室内で樹脂板を上下から加熱・加圧する二次成形部の断面図である。
【図13】従来技術の二次成形部気密室の断面図である。スライドベースと上チャンバーベースが一体で上チャンバー部の筒状壁面の外側に設けた圧縮ばねで付勢して気密性を保持させる。
【符号の説明】
1 下部フレーム
2 上部フレーム
3 タイロッド
4 下基準ブロック
5 油圧シリンダ
6 ピストンロッド
7 上基準ブロック
8 チャンバーユニット
9 上チャンバーユニット
10 スライドベース
11 支持ロッド
12 スライド軸受
13 上チャンバーベース
14,30 Oリング
15 断熱板
16 上冷却盤
17,36 ばね
18 支持ピン
19 上ヒータプレート
20 電極バー
21 下チャンバーユニット
22 スライドレール
23 スライドブロック
24 皿ばね
25 下チャンバーベース
26 油圧シリンダ
27 下冷却盤
28 下ヒータプレート
29 電極プレート
31 絶縁ブシュ
32 電極ピン
34 U形電極板
35,37 絶縁板
38 銅管
39 排気ノズル
40 バルブ
41 レール支え
42 継手
P1 樹脂板
D1,D2 検出用ドグ
SW1,SW2,SW3,SW4 検出スイッチ
SE 温度センサ
S1,S2,S3,S4 隙間

Claims (4)

  1. 樹脂板を加熱・冷却して二次成形するプレス加工機において、下部フレームの数か所で固設された下基準ブロックと、該下基準ブロックの着座面にプレス加工時着座可能に支持され前記樹脂板などを乗せる下ヒータプレートと下冷却盤とを内包し開口する上面外周部分に当接上面が形成された水盆形状の下チャンバーベースと、タイロッドに案内され移動可能なスライドベースに固設され下端部に上冷却盤と上ヒータプレートとが設けられ油圧シリンダ部材で上下駆動される上基準ブロックと、該上基準ブロックの外周部分に嵌装され前記スライドベースと相対移動可能に中心穴が設けられ外周部分に前記下チャンバーベースの当接上面に接合可能に対向する当接下面が形成された上チャンバーベースと、該上チャンバーベースの前記上基準ブロックの上下移動に連動して案内可能に前記スライドベースに設けた案内穴により上端部分が案内され前記上チャンバーベース上面に直立固設された複数の支持ロッドと、該支持ロッドに外嵌され前記スライドベース下面と前記下チャンバーベース間に介装されるばねとを上下フレーム間に設けて二次加工部を構成したことを特徴とするプレス加工機。
  2. 前記スライドベースに連動して前記上チャンバーベースがプレス加工時に降下したとき、当初前記当接下面が前記下チャンバーベースの前記当接上面とOリングを介して圧着して気密室を形成し、続く降下により前記気密室内で前記樹脂板を中心に上下の前記ヒータプレートが当接した後、更にそれぞれのヒータプレートの上下面に前記冷却板が当接し前記上チャンバーベースが上昇するときは分離可能に前記冷却盤のそれぞれに設けた支持部材と、前記気密室から空気を吸引する減圧装置と接続する排出口とを設けてなる請求項1に記載のプレス加工機。
  3. 前記上下ヒータプレートの一方の対辺にそれぞれ取着され、それぞれに同心に穿設された貫通穴を有する複数個のセグメント状の電極バーと、前記貫通穴を連通した銅管と、該銅管を連結して前記電極バーに冷媒が還流するように前記冷却盤の周囲に形成した管路とを含んでなる請求項1又は2に記載のプレス加工機。
  4. 前記下チャンバーベースがプレス圧力を受けないときは前記下基準ブロックから浮上するように支持する皿ばねと、該皿ばねを載せたスライドブロックと、該スライドブロックに載置された前記下チャンバーベースを機内プレス位置から樹脂板などを着脱する機外位置に案内するレール部材と前記下チャンバーベースの機内及び機外の所定位置を検知する検出スイッチと、外検出スイッチの出力信号により前記チャンバーベースの移動を駆動する駆動部材とを含んでなる請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプレス加工機。
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