JP2005152913A - Hot press, and method for heating/cooling hot plate of hot press - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hot press capable of symplifying the structure of a cooling means for a hot plate while maintaining the heating efficiency of the hot plate and capable of uniformly cooling the hot plate, and to provide the hot plate capable of efficiently performing the heating and cooling in the hot press for heating and pressurizing materials to be formed in a high-temperature region, usable for the hot press at a high thermal efficiency, and capable of simply fabricated. <P>SOLUTION: A heating means 20 for directly heating the hot plates 14 and heat pipes 22 as cooling means separate from the heating means 20 are disposed at the hot plates 14 of the hot press 11 for heating and pressurizing the materials to be formed between the hot plates 14. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、熱板の間で被成形物を加熱・加圧するホットプレスに関し、特には、被成形物を高温域において加熱・加圧するホットプレスに関するものである。   The present invention relates to a hot press that heats and pressurizes a molded object between hot plates, and particularly to a hot press that heats and pressurizes a molded object in a high temperature range.

熱板の間で被成形物を加熱・加圧するホットプレスの熱板の加熱には、蒸気や電気ヒータを使用し、熱板の冷却には冷却水を使用することが一般的である。しかし熱板内の管路に冷却水を流通させて熱板を冷却しようとすると、冷却水が蒸気となり熱板の内圧が上昇しすぎるという問題があった。そして熱板の内圧が上昇しすぎると、それ以上冷却水が流れないために、冷却が遅くなるとともに熱板表面の温度ムラが発生する原因となる。そのため冷却初期には前記管路内に圧縮空気を流通させてある程度熱板の温度を下げてから高圧水を前記管路に送り込むなどの方法が行なわれており、ホットプレスの構造が複雑化するとともに冷却時間の長期化に繋がっている。また近年では熱板を３００℃以上の高温域にまで加熱し、被成形物の加熱を行なうホットプレスが増加してきたが、このようなホットプレスの場合、前記の冷却の際の問題はより顕著であった。   In general, steam or an electric heater is used for heating the hot plate of a hot press that heats and pressurizes the workpiece between the hot plates, and cooling water is used for cooling the hot plate. However, when cooling water is circulated through a pipe line in the hot plate to cool the hot plate, there is a problem that the cooling water becomes steam and the internal pressure of the hot plate increases too much. If the internal pressure of the hot plate rises too much, the cooling water will not flow any further, which slows cooling and causes temperature unevenness on the hot plate surface. Therefore, at the initial stage of cooling, compressed air is circulated in the pipe line to lower the temperature of the hot plate to some extent, and then high-pressure water is fed into the pipe line, which complicates the structure of the hot press. At the same time, the cooling time is prolonged. In recent years, there has been an increase in hot presses that heat a hot plate to a high temperature range of 300 ° C. or higher and heat the moldings. In such hot presses, the above-mentioned problem during cooling is more prominent. Met.

また上記とは別に、熱板の加熱および冷却としての媒体に油を使用したホットプレスもある。しかし油を使用したホットプレスは、最高加熱温度の点で電気ヒータを使用したものより劣る上に、多量の油を使用するため、消防法等の基準をクリアするために工場設備に別途多額のコストがかかるものであった。更に別のホットプレスとして、特許文献１のような熱板の加熱および冷却にヒートパイプを使用したホットプレスが知られている。しかし特許文献１のようにヒートパイプの一方の端部を加熱し、ヒートパイプを介して熱板を間接的に加熱するホットプレスは、電気ヒータ等により直接熱板を加熱するものと比較して加熱効率が悪いという問題があった。そしてその問題は特に高温域になるほど顕著であった。   In addition to the above, there is a hot press using oil as a medium for heating and cooling the hot plate. However, hot presses that use oil are inferior to those that use electric heaters in terms of the maximum heating temperature, and also use a large amount of oil. It was costly. As another hot press, a hot press using a heat pipe for heating and cooling a hot plate as in Patent Document 1 is known. However, as in Patent Document 1, a hot press that heats one end of a heat pipe and indirectly heats the hot plate via the heat pipe is compared to a hot press that directly heats the hot plate with an electric heater or the like. There was a problem of poor heating efficiency. The problem became more prominent especially at higher temperatures.

特開平８−１５０６３０号公報（請求項１、００１３、００１４、図１）JP-A-8-150630 (Claims 1, 0013, 0014, FIG. 1)

上記のように、熱板内の管路に冷却水を流通させて熱板を冷却させるホットプレスの場合は、冷却水が熱板内で蒸気化して熱板の冷却が遅くなるとともに熱板に温度ムラ等が発生するなどの問題があり、その問題を解決するために、圧縮空気や高圧水を供給する機構を設けるなど冷却手段の構造が複雑化していた。また熱板の加工についても、冷却水を還流させるための管路の加工が複雑化するという問題があった。また特許文献１のようにヒートパイプで熱板を加熱する場合は、熱板の加熱効率が悪いという問題があった。そこで本発明では、熱板の加熱効率については維持しつつ、熱板の冷却手段を簡単な構造とすることができ、熱板の冷却を均一にすることができるホットプレスを提供することを目的とする。そして特には被成形物を高温域において加熱・加圧するホットプレスにおいて、加熱、冷却を効率的に行なうことができるようにすることを目的とする。また前記ホットプレスに使用されるための熱効率がよく加工が簡単な熱板を提供することを目的とする。   As described above, in the case of a hot press in which cooling water is circulated through a pipe line in the hot plate to cool the hot plate, the cooling water is vaporized in the hot plate and cooling of the hot plate is slowed and There is a problem such as occurrence of temperature unevenness, and in order to solve the problem, the structure of the cooling means has been complicated by providing a mechanism for supplying compressed air or high-pressure water. Further, the processing of the hot plate has a problem that the processing of the pipe line for refluxing the cooling water becomes complicated. Moreover, when heating a hot plate with a heat pipe like patent document 1, there existed a problem that the heating efficiency of a hot plate was bad. Accordingly, an object of the present invention is to provide a hot press that can maintain the heating efficiency of the hot plate, can have a simple structure for cooling the hot plate, and can uniformly cool the hot plate. And In particular, it is an object of the present invention to enable efficient heating and cooling in a hot press that heats and pressurizes a workpiece in a high temperature range. It is another object of the present invention to provide a hot plate having high thermal efficiency and easy processing for use in the hot press.

本発明の請求項１に記載の熱板の間で被成形物を加熱・加圧するホットプレスは、熱板には熱板を直接加熱する加熱手段と、加熱手段とは別の冷却手段としてのヒートパイプとが配設されることを特徴とする。   A hot press for heating and pressurizing a workpiece between hot plates according to claim 1 of the present invention includes a heating means for directly heating the hot plate in the hot plate, and a heat pipe as a cooling means different from the heating means. Are arranged.

本発明の請求項２に記載のホットプレスは、請求項１において、加熱手段とヒートパイプとは交互かつ平行に配設されることを特徴とする。   The hot press according to claim 2 of the present invention is characterized in that, in claim 1, the heating means and the heat pipe are arranged alternately and in parallel.

本発明の請求項３に記載の被成形物を加熱・加圧するホットプレスの熱板は、熱板を直接加熱する加熱手段と、加熱手段とは別の冷却手段としてのヒートパイプとが配設されることを特徴とする。   The hot plate of the hot press for heating and pressurizing the object to be molded according to claim 3 of the present invention is provided with a heating means for directly heating the hot plate and a heat pipe as a cooling means different from the heating means. It is characterized by being.

本発明の請求項４に記載の熱板の間で被成形物を加熱・加圧するホットプレスの熱板の加熱冷却方法は、熱板を直接加熱する加熱手段により熱板の加熱を行なった後に、加熱手段とは別の冷却手段としてのヒートパイプによって熱板の冷却を行なうことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, a method of heating and cooling a hot plate of a hot press that heats and pressurizes a workpiece between the hot plates is performed after the hot plate is heated by a heating means that directly heats the hot plate. The hot plate is cooled by a heat pipe as a cooling means different from the means.

本発明の請求項５に記載のホットプレスの熱板の加熱冷却方法は、請求項４において、熱板は３００℃以上に加熱された状態から前記ヒートパイプによって冷却を行なうことを特徴とする。   The method for heating and cooling a hot plate of a hot press according to claim 5 of the present invention is characterized in that, in claim 4, the hot plate is cooled by the heat pipe from a state where it is heated to 300 ° C. or higher.

本発明の請求項１に記載の熱板の間で被成形物を加熱・加圧するホットプレスおよび請求項３に記載の熱板、請求項４のホットプレスの加熱冷却方法は、熱板には（熱板を直接加熱する）加熱手段と、加熱手段とは別の冷却手段としてのヒートパイプとが配設され、ヒートパイプにより熱板が冷却されるので、熱板の加熱が効率的に行なえるとともに熱板の冷却を略均一に行なうことができる。
また本発明の請求項２に記載のホットプレスは、（熱板を直接加熱する）加熱手段は棒状部を有するものであり、ヒートパイプと交互かつ平行に配設されるので、熱板の加工が容易になるとともに、熱板の厚さを薄くすることができ、その結果加熱および冷却を効率的に行なうことができる。
更に本発明の請求項５に記載のホットプレスの熱板の加熱冷却方法は、熱板は３００℃以上に加熱された状態からヒートパイプによって冷却を行なうので、高温の熱板の冷却に際して、熱板を略均一に冷却できるとともに、冷却時間を短縮することができる。 The hot plate which heats and pressurizes the object to be molded between the hot plates according to claim 1 of the present invention, the hot plate according to claim 3, and the heating and cooling method of the hot press according to claim 4 are: A heating means for directly heating the plate) and a heat pipe as a cooling means different from the heating means are disposed, and the heat plate is cooled by the heat pipe, so that the heating plate can be efficiently heated. The hot plate can be cooled substantially uniformly.
Further, in the hot press according to claim 2 of the present invention, the heating means (directly heating the hot plate) has a rod-like portion and is arranged alternately and in parallel with the heat pipe. And the thickness of the hot plate can be reduced, and as a result, heating and cooling can be performed efficiently.
Furthermore, in the method for heating and cooling a hot plate of a hot press according to claim 5 of the present invention, the hot plate is cooled by a heat pipe from a state heated to 300 ° C. or higher. The plate can be cooled substantially uniformly and the cooling time can be shortened.

本発明の実施形態について図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明のホットプレスの全体図である。図２は、本発明のホットプレスの熱板と冷却水ジャケットの断面図である。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall view of a hot press according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the hot plate and the cooling water jacket of the hot press according to the present invention.

図１によりホットプレス１１の各部について説明すると、ホットプレス１１は、上盤１２に対して昇降自在に可動盤１３が設けられている。熱板１４は、上盤１２の下面と可動盤１３の上面に配設される他、その間に中間の熱板１４が配設されている。可動盤１３には加圧手段である油圧シリンダ１５のラム１６が取付けられている。そして中間の熱板１４は、ラム１６の下降時にはホットプレス１１の両側に立設された段板１７の上に所定の間隔を隔てて載置される。そして前記油圧シリンダ１５の駆動によるラム１６および可動盤１３の上昇とともに、可動盤１３の上面の熱板１４と中間の熱板１４は上昇され、熱板１４の間で被成形物である積層成形品等の加熱・加圧が行なわれる。本実施形態ではホットプレス１１は図示しない真空チャンバ内に配設されており、真空チャンバの前部扉を開閉して積層成形品の搬入、搬出が行われる。なお本発明において熱板１４は少なくとも２枚以上であればよい。   Each part of the hot press 11 will be described with reference to FIG. 1. The hot press 11 is provided with a movable plate 13 that can be moved up and down with respect to the upper plate 12. The hot plate 14 is disposed on the lower surface of the upper plate 12 and the upper surface of the movable plate 13, and an intermediate hot plate 14 is disposed therebetween. A ram 16 of a hydraulic cylinder 15 which is a pressurizing means is attached to the movable platen 13. When the ram 16 is lowered, the intermediate hot plate 14 is placed on a step plate 17 erected on both sides of the hot press 11 at a predetermined interval. As the ram 16 and the movable platen 13 are raised by driving the hydraulic cylinder 15, the hot plate 14 on the upper surface of the movable platen 13 and the intermediate hot plate 14 are raised, and the laminated molding which is a molding object between the hot plates 14. The product is heated and pressurized. In this embodiment, the hot press 11 is disposed in a vacuum chamber (not shown), and the front door of the vacuum chamber is opened and closed to carry in and carry out the laminated molded product. In the present invention, at least two hot plates 14 may be used.

次に図２により本実施形態の熱板１４について説明する。熱板１４は厚さが４０ないし１２０ｍｍ程度の金属性の矩形の板体である。そして中間の熱板１４は両面、上盤１２および可動盤１３に配設される熱板１４，１４は一方の面に平坦な加圧面が形成されている。また本実施形態の熱板１４は、一側から他側に向けて複数の貫通孔１８，１９がガンドリルにより平行に設けられている。そして前記貫通孔１８は、棒状部を有し熱板１４を直接加熱する加熱手段であるカートリッジヒータ２０が挿入される比較的内径が大きい孔である。また貫通孔１９は、後述するヒートパイプ２２が挿入される比較的内径が小さい孔である。そして貫通孔１８と貫通孔１９は、交互に（一本置きに）形成されている。そして本実施形態において前記貫通孔１８，１８の間隔、または貫通孔１８，１９の間隔は、熱板１４の中央部の間隔と比較して両端側の間隔の方が狭くなっている。これは熱板１４の両端側の方が中央部より放熱される面積が大きいため、カートリッジヒータ２０の間隔を狭くして両端側の方が単位面積当たりの熱供給量が多くなるようにしてあり、全体として熱板１４が均一な温度に加熱されるようにしている。なお、貫通孔１８，１８の間隔、または貫通孔１８，１９の間隔はそれぞれ均等にしてもよい。そして本実施形態ではカートリッジヒータ２０とヒートパイプ２２が挿入される貫通孔１８，１９が平行に貫通して形成されていることにより、熱板１４の加工が簡単になり、加熱手段と冷却手段の管路等を熱板１４内で交差して配設しなくてもよいので、熱板１４の厚さを薄くすることができる。   Next, the hot platen 14 of this embodiment will be described with reference to FIG. The hot plate 14 is a metallic rectangular plate having a thickness of about 40 to 120 mm. The intermediate hot plate 14 has both sides, and the hot plates 14 and 14 disposed on the upper plate 12 and the movable plate 13 have a flat pressing surface on one side. Moreover, the hot platen 14 of this embodiment is provided with a plurality of through holes 18 and 19 in parallel by a gun drill from one side to the other side. The through hole 18 is a hole having a relatively large inner diameter into which a cartridge heater 20 having a rod-like portion and heating means for directly heating the hot plate 14 is inserted. The through hole 19 is a hole having a relatively small inner diameter into which a heat pipe 22 described later is inserted. The through holes 18 and the through holes 19 are formed alternately (every other). In this embodiment, the interval between the through holes 18 and 18 or the interval between the through holes 18 and 19 is narrower at both ends than the interval at the center of the hot plate 14. This is because the heat radiating area of the both ends of the hot plate 14 is larger than that of the central portion, so that the interval between the cartridge heaters 20 is narrowed so that the heat supply amount per unit area is increased on the both ends. As a whole, the hot plate 14 is heated to a uniform temperature. The intervals between the through holes 18 and 18 or the intervals between the through holes 18 and 19 may be equalized. In this embodiment, the through holes 18 and 19 into which the cartridge heater 20 and the heat pipe 22 are inserted are formed in parallel, so that the processing of the hot plate 14 is simplified, and the heating means and the cooling means Since the pipes and the like do not have to be arranged so as to intersect each other in the hot plate 14, the thickness of the hot plate 14 can be reduced.

熱板１４の貫通孔１８には電気ヒータであるカートリッジヒータ２０がそれぞれ挿入されている。真空下で電気ヒータを用いる場合は、真空放電の問題があるので、カートリッジヒータ２０が用いられることが一般的である。そしてカートリッジヒータ２０の端部２０ａは熱板の一側１４ａから所定寸法だけ突出しており、カートリッジヒータ２０の加熱部２０ｂが熱板１４内に配設されている。また前記カートリッジヒータ２０の端部２０ａには前記カートリッジヒータ２０に通電される電線２１が接続されている。なお熱板１４を直接加熱する加熱手段としては、前記したカートリッジヒータ２０の他、熱板１４内に棒状部を有する管路を形成し、蒸気および熱油等の熱媒を流通させるものであってもよい。また真空下で加熱・加圧しない場合は、カートリッジヒータ２０以外の抵抗加熱方式や誘導加熱方式を用いても良い。   A cartridge heater 20 as an electric heater is inserted into the through hole 18 of the hot plate 14. When an electric heater is used under vacuum, there is a problem of vacuum discharge, so that the cartridge heater 20 is generally used. The end 20a of the cartridge heater 20 protrudes from the one side 14a of the hot plate by a predetermined dimension, and the heating portion 20b of the cartridge heater 20 is disposed in the hot plate 14. An electric wire 21 that is energized to the cartridge heater 20 is connected to the end 20 a of the cartridge heater 20. As the heating means for directly heating the hot plate 14, in addition to the cartridge heater 20 described above, a pipe having a rod-like portion is formed in the hot plate 14 and a heat medium such as steam and hot oil is circulated. May be. When heating and pressurization are not performed under vacuum, a resistance heating method other than the cartridge heater 20 or an induction heating method may be used.

また熱板１４の貫通孔１９には加熱手段とは別に、冷却媒体を用いて間接的に熱板１４を冷却する冷却手段としてのヒートパイプ２２がそれぞれ挿入されている。ヒートパイプ２２は、真空の円筒容器の内部に少量の液体を封入し、多孔質材料が内張りされた棒状部を有する超熱伝導素子であって、一端側の熱を他端側に極めて効率良く伝熱させることができ、その熱伝導率は銅の数十倍〜数千倍である。ヒートパイプ２２の直径は貫通孔１９の内径よりも僅かに小さく、その貫通孔１９とヒートパイプ２２との隙間部分には熱伝導コンパウンドが充填され、ヒートパイプ２２から熱板１４への熱伝導を良好にしている。そして熱板の他側１４ｂからはヒートパイプ２２の端部２２ａおよび所定長さの非本体部２２ｂが突出しており、ヒートパイプ２２の本体部２２ｃは熱板１４内に配設されている。そしてヒートパイプ２２の端部２２ａおよび非本体部２２ｂを冷却可能なように冷却水ジャケット２３が配設されている。   In addition to the heating means, heat pipes 22 as cooling means for cooling the hot plate 14 indirectly using a cooling medium are inserted into the through holes 19 of the hot plate 14. The heat pipe 22 is a super heat conduction element having a rod-shaped portion in which a small amount of liquid is enclosed in a vacuum cylindrical container and lined with a porous material, and heat on one end side is transferred to the other end side very efficiently. Heat can be transferred, and its thermal conductivity is several tens to several thousand times that of copper. The diameter of the heat pipe 22 is slightly smaller than the inner diameter of the through-hole 19, and a gap between the through-hole 19 and the heat pipe 22 is filled with a heat conduction compound, and heat conduction from the heat pipe 22 to the heat plate 14 is performed. Good. An end portion 22 a of the heat pipe 22 and a non-main body portion 22 b having a predetermined length protrude from the other side 14 b of the heat plate, and the main body portion 22 c of the heat pipe 22 is disposed in the heat plate 14. And the cooling water jacket 23 is arrange | positioned so that the edge part 22a and the non-main-body part 22b of the heat pipe 22 can be cooled.

冷却水ジャケット２３について説明すると、冷却水ジャケット２３は熱板の他側１４ｂに配設されている（図１では熱板１４のみを記載し、その手前側にある冷却水ジャケット２３は省略して記載せず）。冷却水ジャケット２３は、熱板１４と略同一の厚みを持つ金属板からなり、その金属板部２７に前記ヒートパイプ挿入孔２４が一側から他側方向に熱板１４のヒートパイプ２２と同軸位置に複数形成されている。ヒートパイプ挿入孔２４の内径は、ヒートパイプ２２の直径よりもわずかに大きく形成されている。また冷却水ジャケット２３においては、前記ヒートパイプ挿入孔２４と直角方向に、冷却水用流路２５が金属板部２７を貫通して形成されており、前記ヒートパイプ挿入孔２４と、冷却水用流路２５は内部で繋がっている。そしてヒートパイプ２２の端部２２ａが冷却水用流路２５の内部に位置するように形成されている。そして前記冷却水用流路２５の導水側入口、および排水側出口にはそれぞれ送水管２６ａ、２６ｂが接続され、前記送水管２６ａ，２６ｂは冷却水供給機構３１に接続されている。よってヒートパイプ２２はその端部２２ａ付近が冷却水用流路２５内を流れる冷却水によって冷却される。また熱板１４から突出しているヒートパイプ２２のうちの端部２２ａ以外の非本体部２２ｂも、冷却水ジャケット２３のヒートパイプ挿入孔２４に冷却水が導入されるとともに、冷却水ジャケット２３の金属板部２７から冷却水を介して伝熱されることによって冷却される。   The cooling water jacket 23 will be described. The cooling water jacket 23 is disposed on the other side 14b of the hot plate (only the hot plate 14 is shown in FIG. 1, and the cooling water jacket 23 on the front side thereof is omitted). Not listed). The cooling water jacket 23 is made of a metal plate having substantially the same thickness as the hot plate 14, and the heat pipe insertion hole 24 is coaxial with the heat pipe 22 of the hot plate 14 from one side to the other side in the metal plate portion 27. A plurality of positions are formed. The inner diameter of the heat pipe insertion hole 24 is slightly larger than the diameter of the heat pipe 22. In the cooling water jacket 23, a cooling water passage 25 is formed through the metal plate portion 27 in a direction perpendicular to the heat pipe insertion hole 24. The flow path 25 is connected inside. The end portion 22 a of the heat pipe 22 is formed so as to be positioned inside the cooling water flow path 25. Water supply pipes 26 a and 26 b are connected to the water introduction side inlet and the drain side outlet of the cooling water flow path 25, respectively, and the water supply pipes 26 a and 26 b are connected to the cooling water supply mechanism 31. Accordingly, the heat pipe 22 is cooled by the cooling water flowing in the cooling water flow path 25 in the vicinity of the end 22a. The non-main body portion 22 b other than the end portion 22 a of the heat pipe 22 protruding from the hot plate 14 is also introduced with cooling water into the heat pipe insertion hole 24 of the cooling water jacket 23 and the metal of the cooling water jacket 23. It cools by transferring heat from the plate part 27 via cooling water.

そして冷却水ジャケット２３における一側（熱板１４側）には、断熱板２８が取付けられ、熱板１４からの伝熱の防止と、ヒートパイプ挿入孔２４から冷却水の漏れを防止している。そして冷却水ジャケット２３を用いることにより、冷却水を直接熱板１４の中に導水して熱板１４を直接冷却しないから、冷却水の温度は急上昇することがなくなる。よって従来のように高圧水を使用したり圧縮空気を使用する必要がなくなり、熱板１４を均一に冷却できるとともに使用する水量も削減することができる。そして本発明では、ヒートパイプ２２と冷却水ジャケット２３から冷却手段が構成されている。なお冷却水ジャケット２３の金属板部２７は鉄以外の更に伝熱性に優れた金属を用いても良く、金属板部２７が直接ヒートパイプ２２の非本体部２２ｂに接触するようにしてもよい。またヒートパイプ２２の非本体部２２ｂについても冷却水用流路２５内にあって冷却水の流れに晒されるようにしてもよい。更に冷却媒体については、冷却水以外の媒体、例えば圧縮空気を用いてもよい。冷却媒体に圧縮空気を用いる場合は、ホットプレス１１の構造をより簡素化できる。また冷却の初期に圧縮空気を用い、後期には冷却水を使用してもよい。   A heat insulating plate 28 is attached to one side (hot plate 14 side) of the cooling water jacket 23 to prevent heat transfer from the hot plate 14 and leakage of cooling water from the heat pipe insertion hole 24. . By using the cooling water jacket 23, the cooling water is directly introduced into the hot plate 14 and the hot plate 14 is not directly cooled, so that the temperature of the cooling water does not rise rapidly. Therefore, there is no need to use high-pressure water or compressed air as in the prior art, and the hot plate 14 can be cooled uniformly and the amount of water used can be reduced. In the present invention, the heat pipe 22 and the cooling water jacket 23 constitute a cooling means. Note that the metal plate portion 27 of the cooling water jacket 23 may be made of a metal other than iron that is more excellent in heat transfer, and the metal plate portion 27 may be in direct contact with the non-main body portion 22 b of the heat pipe 22. Further, the non-main body portion 22b of the heat pipe 22 may also be exposed to the flow of cooling water in the cooling water flow path 25. Further, as the cooling medium, a medium other than the cooling water, for example, compressed air may be used. When compressed air is used as the cooling medium, the structure of the hot press 11 can be further simplified. Further, compressed air may be used in the early stage of cooling, and cooling water may be used in the later stage.

なお本実施形態では熱板１４の載置方向は、真空チャンバの扉の方向に冷却水ジャケット２３が位置するように取付けられている。そして冷却水ジャケット２３は熱板１４から取外し自在となっている。そのため冷却水ジャケット２３およびヒートパイプ２２のメンテナンスや交換を容易に行なうことができる。またカートリッジヒータ２０については真空チャンバの背面側の扉からメンテナンスや交換を行なうことができる。よって真空チャンバに開口部がないホットプレス１１の横側からメンテナンスする必要がない。   In this embodiment, the hot plate 14 is mounted so that the cooling water jacket 23 is positioned in the direction of the door of the vacuum chamber. The cooling water jacket 23 can be removed from the hot plate 14. Therefore, maintenance and replacement of the cooling water jacket 23 and the heat pipe 22 can be easily performed. The cartridge heater 20 can be maintained and replaced from the door on the back side of the vacuum chamber. Therefore, it is not necessary to perform maintenance from the side of the hot press 11 having no opening in the vacuum chamber.

次にホットプレス１１による積層成形品の成形について説明する。上盤１２の下面に配設された熱板１４以外の熱板１４の上面側の加圧面に積層成形品を載置し、図示しない前方の扉を閉めて真空チャンバ内を真空状態とする。そして次に制御機構２９から、油圧シリンダ１５を作動させる油圧機構３０に信号を送り、ラム１６と共に可動盤１３を上昇させる。積層成形品が熱板１４の間で加圧されると同時に、制御機構２９から各熱板１４のカートリッジヒータ２０に通電を行なって熱板１４の加熱を行ない、積層成形品は、加熱・加圧される。カートリッジヒータ２０による加熱により、所定時間で熱板１４は所定の温度（本実施形態では４００℃）にまで上昇し、その後は、ＰＩＤ制御により前記温度に維持される。なお加熱中には、冷却水ジャケット２３の内部は冷却水がない状態に保たれている。そしてヒートパイプ２２から冷却水ジャケット２３へ放熱される熱量は、鉄などが放熱されるものと同等であって、大きなロスにはならない。   Next, molding of a laminated molded product by the hot press 11 will be described. The laminated molded product is placed on the pressure surface on the upper surface side of the hot plate 14 other than the hot plate 14 disposed on the lower surface of the upper board 12, and the front door (not shown) is closed to make the vacuum chamber in a vacuum state. Then, a signal is sent from the control mechanism 29 to the hydraulic mechanism 30 that operates the hydraulic cylinder 15 to raise the movable platen 13 together with the ram 16. At the same time as the laminated molded product is pressurized between the hot plates 14, the control mechanism 29 energizes the cartridge heaters 20 of the hot plates 14 to heat the hot plates 14, and the laminated molded products are heated and heated. Pressed. Due to the heating by the cartridge heater 20, the heating plate 14 rises to a predetermined temperature (400 ° C. in the present embodiment) in a predetermined time, and thereafter is maintained at the temperature by PID control. During heating, the inside of the cooling water jacket 23 is kept in a state where there is no cooling water. The amount of heat radiated from the heat pipe 22 to the cooling water jacket 23 is equivalent to that radiated from iron or the like and does not cause a large loss.

所定の時間が経過すると、カートリッジヒータ２０への通電は停止され、熱板１４の加熱は終了し、次に熱板１４の冷却が行われる。熱板１４の冷却は、制御機構２９から冷却水供給機構３１に信号を送り、冷却水供給機構３１から送水管２６ａを介して冷却水が冷却水ジャケット２３に供給される。そして冷却水ジャケット２３に供給された冷却水によりヒートパイプ２２の端部２２ａおよび非本体部２２ｂの側は冷却され、冷却された熱は、ヒートパイプ２２の一側の本体部２２ｃに伝熱されヒートパイプ２２を介して熱板１４全体が冷却される。その際にヒートパイプ２２による冷却は、熱板１４内において蒸気が発生して熱板１４が部分的に高圧になったりすることがないので、熱板１４の温度を均等に下げることができる。そして冷却水ジャケット２３から排出された冷却水は送水管２６ｂを介して冷却水供給機構３１に循環され、冷却水供給機構３１において冷却水の温調がなされ、再送水される。なお冷却速度の調整方法は、冷却水供給機構３１による冷却水の温度、時間当たり送水量の制御、および冷却水ジャケット２３の冷却水用流路２５に対するヒートパイプ２２の端部２２ａの突出位置の調整等により行なわれる。やがて所定の時間が経過するか、または熱板１４が所定の温度まで低下すると、ラム１６と共に可動盤１３を下降させる。成形中かまたは成形後に真空チャンバ内の真空状態を大気圧とし、成形の完了した積層成形品を取出す。   When the predetermined time has elapsed, the energization to the cartridge heater 20 is stopped, the heating of the hot plate 14 is finished, and then the hot plate 14 is cooled. The cooling of the hot plate 14 is sent from the control mechanism 29 to the cooling water supply mechanism 31, and the cooling water is supplied from the cooling water supply mechanism 31 to the cooling water jacket 23 through the water supply pipe 26 a. Then, the end 22a of the heat pipe 22 and the non-main body 22b side are cooled by the cooling water supplied to the cooling water jacket 23, and the cooled heat is transferred to the main body 22c on one side of the heat pipe 22. The entire hot plate 14 is cooled via the heat pipe 22. At that time, the cooling by the heat pipe 22 does not generate steam in the hot plate 14 and the hot plate 14 does not partially increase in pressure, so that the temperature of the hot plate 14 can be lowered uniformly. Then, the cooling water discharged from the cooling water jacket 23 is circulated to the cooling water supply mechanism 31 through the water supply pipe 26b, and the temperature of the cooling water is adjusted in the cooling water supply mechanism 31 and retransmitted. The method for adjusting the cooling rate includes the control of the temperature of the cooling water by the cooling water supply mechanism 31, the amount of water supplied per hour, and the position of the protrusion of the end 22a of the heat pipe 22 with respect to the cooling water passage 25 of the cooling water jacket 23. This is done by adjustment. When a predetermined time elapses or the hot plate 14 is lowered to a predetermined temperature, the movable platen 13 is lowered together with the ram 16. During molding or after molding, the vacuum state in the vacuum chamber is set to atmospheric pressure, and the molded laminated product is removed.

なお本実施形態では熱板１４を４００℃に加熱する例について記載したが、熱板１４を加熱する温度について前記に限定するものではない。ただし熱板１４を３００℃以上の高温域に加熱する例では前記した加熱の効率化を図ることが必要であり、また熱板１４内を冷却水によって冷却したときに蒸気が発生することによる影響も大きいので、３００℃以上に加熱された状態からヒートパイプ２２によって冷却を行なうと効果が顕著である。   In this embodiment, the example in which the hot plate 14 is heated to 400 ° C. has been described, but the temperature at which the hot plate 14 is heated is not limited to the above. However, in the example in which the hot plate 14 is heated to a high temperature region of 300 ° C. or higher, it is necessary to improve the efficiency of the heating described above, and the effect of generation of steam when the inside of the hot plate 14 is cooled by cooling water. Therefore, if the cooling is performed by the heat pipe 22 from a state heated to 300 ° C. or higher, the effect is remarkable.

また本発明については、一々列挙はしないが、上記した実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもない。   The present invention is not enumerated one by one, but is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention can be applied to those modified by a person skilled in the art based on the gist of the present invention.

本発明のホットプレスの全体図である。1 is an overall view of a hot press according to the present invention. 本発明のホットプレスの熱板と冷却水ジャケットの断面図である。It is sectional drawing of the hot platen and cooling water jacket of the hot press of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１１ ホットプレス
１２ 上盤
１３ 可動盤
１４ 熱板
１４ａ 熱板の一側
１４ｂ 熱板の他側
１５ 油圧シリンダ
１６ ラム
１７ 段板
１８，１９ 貫通孔
２０ カートリッジヒータ
２０ａ，２２ａ 端部
２１ 電線
２２ ヒートパイプ
２２ｂ 非本体部
２２ｃ 本体部
２３ 冷却水ジャケット
２４ ヒートパイプ挿入孔
２５ 冷却水用流路
２６ａ，２６ｂ 送水管
２７ 金属板部
２８ 断熱板
２９ 制御機構
３０ 油圧機構
３１ 冷却水供給機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Hot press 12 Upper board 13 Movable board 14 Hot plate 14a One side of hot plate 14b The other side of hot plate 15 Hydraulic cylinder 16 Ram 17 Step plate 18, 19 Through-hole 20 Cartridge heater 20a, 22a End 21 Electric wire 22 Heat pipe 22b Non-main body part 22c Main body part 23 Cooling water jacket 24 Heat pipe insertion hole 25 Cooling water flow path 26a, 26b Water supply pipe 27 Metal plate part 28 Heat insulating plate 29 Control mechanism 30 Hydraulic mechanism 31 Cooling water supply mechanism

Claims (5)

熱板の間で被成形物を加熱・加圧するホットプレスにおいて、
該熱板には熱板を直接加熱する加熱手段と、
前記加熱手段とは別の冷却手段としてのヒートパイプとが配設されることを特徴とするホットプレス。 In a hot press that heats and presses a workpiece between hot plates,
The heating plate includes heating means for directly heating the heating plate;
A hot press comprising a heat pipe as a cooling means different from the heating means. 前記加熱手段と前記ヒートパイプとは交互かつ平行に配設される請求項１に記載のホットプレス。   The hot press according to claim 1, wherein the heating means and the heat pipe are arranged alternately and in parallel. 被成形物を加熱・加圧するホットプレスの熱板において、
該熱板を直接加熱する加熱手段と、
前記加熱手段とは別の冷却手段としてのヒートパイプとが配設されることを特徴とするホットプレスの熱板。 In the hot press hot plate that heats and presses the workpiece,
Heating means for directly heating the hot plate;
A hot platen for a hot press, wherein a heat pipe as a cooling means different from the heating means is provided. 熱板の間で被成形物を加熱・加圧するホットプレスの熱板の加熱冷却方法において、
該熱板を直接加熱する加熱手段により熱板の加熱を行なった後、
前記加熱手段とは別の冷却手段としてのヒートパイプによって熱板の冷却を行なうことを特徴とするホットプレスの熱板の加熱冷却方法。 In the method of heating and cooling a hot plate of a hot press that heats and presses a workpiece between hot plates,
After heating the hot plate by a heating means for directly heating the hot plate,
A method for heating and cooling a hot plate of a hot press, wherein the hot plate is cooled by a heat pipe as a cooling unit different from the heating unit. 前記熱板は３００℃以上に加熱された状態から前記ヒートパイプによって冷却を行なう請求項４に記載のホットプレスの熱板の加熱冷却方法。   The method for heating and cooling a hot plate of a hot press according to claim 4, wherein the hot plate is cooled by the heat pipe from a state heated to 300 ° C or higher.
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