JP2006167981A

JP2006167981A - 真空圧力制御システムおよびこのシステムを備えた加熱装置

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Publication number: JP2006167981A
Application number: JP2004360092A
Authority: JP
Inventors: Koji Urabe; 幸治占部
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-12-13
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2024-12-13
Also published as: JP4556654B2

Abstract

【課題】架台とバックフィルムとによって形成される空間を複数、同時に真空状態にする際に、バックフィルムの破損による影響を最小限に抑えることができる簡便で、低コストの真空圧力制御システムおよびこのシステムを備えた加熱装置を提供する。
【解決手段】圧力センサ９がバックフィルム内部空間Ｓの真空状態が開放された所定圧力以下の圧力を検知すると、制御装置７が複数のそれぞれの分岐吸気管４に設けられた開閉弁６の開閉を制御する開放箇所特定ステップをすべてのバックフィルム内部空間Ｓに対して実施して、真空状態が開放されている架台１１を特定するとともに、この特定した架台１１に接続している分岐吸気管４に設けられた開閉弁６のみを閉弁し、それ以外の開閉弁６を開弁した状態にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空圧力制御システムおよびこのシステムを備えた加熱装置に関し、さらに詳しくは、架台とバックフィルムとによって形成される空間を複数、同時に真空状態にする際に、バックフィルムの破損による影響を最小限に抑えることができる簡便で、低コストの真空圧力制御システムおよびこのシステムを備えた加熱装置に関するものである。

従来からハニカムパネル等の被成形物をオーブンやオートクレーブ等の加熱装置で加熱成形する際には、加熱装置の内部に設置された架台とバックフィルムとで形成される空間Ｓ（以下、バックフィルム内部空間Ｓという）に被成形物を配置して、バックフィルム内部空間Ｓを真空ポンプによって真空状態として、加圧・加熱して接着剤を加熱硬化させて成形する方法、装置が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

従来技術において、複数のバックフィルム内部空間Ｓを同時に真空状態にして加熱成形する際には、例えば、図４に示すような真空システムが使用されていた。このシステムは、一つの真空ポンプ１とヘッダー管２とが吸気管３で接続され、ヘッダー管２に連通する複数の吸気分岐管４のそれぞれが、加熱装置１２内に設置されるバックフィルム内部空間Ｓに連通するようになっている。このバックフィルム内部空間Ｓには、被成形物１３が配置され、各バックフィルム内部空間Ｓを形成する架台１１には真空圧力を確認するための圧力計８が備わっている。

真空ポンプ１よって、バックフィルム内部空間Ｓを真空にして、加熱装置１２で加熱している成形工程で、一つのバックフィルム１０が何らかの原因で破損すると、破損したバックフィルム内部空間Ｓが真空状態から開放される。ところが、ヘッダー管２を介してすべてのバックフィルム内部空間Ｓが連通しているので、ほぼ同時に他のバックフィルム内部空間Ｓも真空状態から開放されることになる。

例えば、ハニカムパネルの真空加熱成形工程において、途中で真空状態が大気圧に開放された場合には、約２分以内に真空状態に復帰させないと、接着硬化不良の品質低下につながり、不良品となってしまうため、このシステムであると一つのバックフィルム１０のトラブルが他のバックフィルム内部空間Ｓで成形される被成形物１３にまで影響を及ぼすという問題があった。

また、このようなトラブルを回避するために、各バックフィルム内部空間Ｓの真空圧力を頻繁に圧力計８で確認する必要があり、人手がかかりコストアップの要因となっていた。

それぞれの架台１１に一つずつ真空ポンプ１を設置して、この問題を回避しようとすると設備投資、消費エネルギー、メンテナンスコストの増大になるという別の問題が発生する。
特開平７−３０８９８３号公報

本発明の目的は、架台とバックフィルムとによって形成される空間を複数、同時に真空状態にする際に、バックフィルムの破損による影響を最小限に抑えることができる簡便で、低コストの真空圧力制御システムおよびこのシステムを備えた加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の真空圧力制御システムは、真空ポンプと、該真空ポンプに接続されるヘッダー管と、該ヘッダー管から分岐する複数の分岐吸気管のそれぞれに連通するように接続されて、バックフィルムとともに真空状態の空間を形成する複数の架台とを備え、複数のそれぞれの架台に形成される前記空間の圧力を検知する圧力センサを設けるとともに、前記複数のそれぞれの分岐吸気管に開閉弁を設け、前記圧力センサが検知した圧力に基づいて、前記開閉弁の開閉を制御して真空状態が開放されている架台を特定するとともに、該特定した架台に接続している分岐吸気管に設けられた開閉弁のみを閉弁し、それ以外の開閉弁を開弁した状態にすることを特徴とするものである。

上記目的を達成するため本発明の加熱装置は、真空ポンプと、該真空ポンプに接続されるヘッダー管と、該ヘッダー管から分岐する複数の分岐吸気管のそれぞれに連通するように接続されて、バックフィルムとともに真空状態の空間を形成する複数の架台とを備え、複数のそれぞれの架台に形成される前記空間の圧力を検知する圧力センサを設けるとともに、前記複数のそれぞれの分岐吸気管に開閉弁を設け、前記圧力センサが検知した圧力に基づいて、前記開閉弁の開閉を制御して真空状態が開放されている架台を特定するとともに、該特定した架台に接続している分岐吸気管に設けられた開閉弁のみを閉弁し、それ以外の開閉弁を開弁した状態にする真空圧力制御システムを加熱装置に備えたことを特徴とするものである。

本発明の真空圧力制御システムによれば、真空ポンプと、この真空ポンプに接続されるヘッダー管と、このヘッダー管から分岐する複数の分岐吸気管のそれぞれに連通するように接続されて、バックフィルムとともに真空状態の空間を形成する複数の架台とを備え、複数のそれぞれの架台に形成される真空状態となる空間の圧力を検知する圧力センサを設けるとともに、複数のそれぞれの分岐吸気管に開閉弁を設け、圧力センサが検知した圧力に基づいて、開閉弁の開閉を制御して真空状態が開放されている架台を特定するとともに、この特定した架台に接続している分岐吸気管に設けられた開閉弁のみを閉弁し、それ以外の開閉弁を開弁した状態にするので、バックフィルムが破損していないバックフィルム内部空間Ｓを真空状態に復帰させることができ、破損による損害を最小限に抑えることができる。また、真空ポンプが１台で足りるので、簡便で低コストの設備とすることができる。

本発明の加熱装置によれば、真空ポンプと、この真空ポンプに接続されるヘッダー管と、このヘッダー管から分岐する複数の分岐吸気管のそれぞれに連通するように接続されて、バックフィルムとともに真空状態の空間を形成する複数の架台とを備え、複数のそれぞれの架台に形成される真空状態となる空間の圧力を検知する圧力センサを設けるとともに、複数のそれぞれの分岐吸気管に開閉弁を設け、圧力センサが検知した圧力に基づいて、開閉弁の開閉を制御して真空状態が開放されている架台を特定するとともに、この特定した架台に接続している分岐吸気管に設けられた開閉弁のみを閉弁し、それ以外の開閉弁を開弁した状態にする真空圧力制御システムを加熱装置に備えたので、バックフィルムが破損していないバックフィルム内部空間Ｓを真空状態に復帰させることができ、破損による損害を最小限に抑えることができる。また、真空ポンプが１台で足りるので、簡便で低コストの設備とすることができる。

さらに、頻繁にバックフィルム内部空間Ｓの圧力を圧力計で確認する必要がなく、加熱装置の自働化運転が可能となり、オペレーションコストを大幅に削減することができる。

以下、本発明の真空圧力制御システムおよびこのシステムを備えた加熱装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。図１に真空圧力制御システムおよびこのシステムを備えた加熱装置の実施形態の全体概要を示す。

このシステムは、一台の真空ポンプ１と一つのヘッダー管２とが吸気管３で接続され、ヘッダー管２からは連通する複数（この実施形態では４つ）の分岐吸気管４が分岐して、それぞれの分岐吸気管４には、架台１１が接続されている。この架台１１はバックフィルム１０との間に空間Ｓ（以下、バックフィルム内部空間Ｓという）を形成して、ヘッダー管２に連通するようになっている。それぞれの分岐吸気管４には開閉弁６が設置され、それぞれのバックフィルム内部空間Ｓの圧力を示す圧力計８と圧力センサ９とが設けられている。

それぞれの圧力センサ９が検知したデータが送信される制御装置７が設けられ、この制御装置７が各開閉弁６に開閉の指示信号を送信して開閉の制御をおこなう。開閉弁６には一般的な電磁弁、電動弁等を用いればよい。

この真空圧力制御システムの架台１１およびバックフィルム１０をオーブンやオートクレーブ等の加熱装置１２の内部に配置してバックフィルム内部空間Ｓを加熱する構造としたものが本発明の加熱装置１２となる。

このシステムの使用方法をハニカムパネル１３の成形工程を例示して説明する。バックフィルム内部空間Ｓに、枠治具や当板で挟むようにハニカムパネル１３を配置する。その後、開閉弁６を開弁して真空ポンプ１で各バックフィルム内部空間Ｓを真空状態にして、加熱装置１２内で所定時間、所定温度で加熱する。例えば、６０〜９０分程度、１２０〜１３０℃で加熱する。この加圧および加熱によってハニカムパネル１３が接着硬化して成形される。

この成形工程で、例えば、図１において、最上段の架台１１のバックフィルム１０が破損すると、一つのヘッダー管２を介して分岐吸気管４が分岐しているので、すべてのバックフィルム内部空間Ｓの真空状態が開放されて大気圧となる。

真空状態が開放された状態が２分以上続くとハニカムパネル１３の接着硬化不良の品質低下につながり、不良品となるので、２分以内に真空状態に復帰させる必要がある。この時、最上段の架台１１の圧力センサ９を含めたすべての圧力センサ９が真空状態が開放された所定圧力以下の圧力を検知する。この検知信号によって、制御装置７が開放箇所特定ステップを実施する。

図１とともに、図２に示す制御フローによって、この開放箇所特定ステップを説明する。まず、いずれか一つの開閉弁６のみを開弁させ、その他すべての開閉弁６を閉弁する。例えば、最下段の架台１１に接続している分岐吸気管４の開閉弁６のみを開弁状態とする。この開弁状態で、最下段の架台１１のバックフィルム内部空間Ｓの圧力が、真空状態が開放された所定圧力以下の圧力か否かが判断される。所定圧力以下の圧力（例えば、大気圧）であれば、この架台１１のバックフィルム１０が破損していると判断する。所定より高い圧力（真空状態）であれば、破損していないと判断する。

順次、二段目、三段目、最上段の架台１１についても同様の開放箇所特定ステップを実施する。この場合は、最上段の架台１１において、この架台１１が接続している分岐吸気管４の開閉弁６のみを開弁した状態で、この架台１１のバックフィルム内部空間Ｓの圧力が、真空状態が開放された所定圧力以下の圧力となるので、最上段の架台１１でバックフィルム１０の破損が発生していると特定される。

この開放箇所特定ステップをすべての架台１１について実施することによって、破損が複数の架台１１で発生している場合でも、その複数の架台１１を特定することができる。

バックフィルム１０が破損している架台１１を特定した後は、制御装置７によって、破損している架台１１に接続された分岐吸気管４に設けられた開閉弁６を閉弁し、その他の開閉弁６を開弁状態とするように制御される。

これによって、バックフィルム１０が破損していない架台１１のバックフィルム内部空間Ｓは、真空ポンプ１によって真空状態に復帰して、引き続き、バックフィルム内部空間Ｓに配置されたハニカムパネル１３の成形工程が進むことになる。

このように、本発明のシステムおよび加熱装置１４によると短時間で正確に、真空状態が開放された所定圧力以下の圧力となっているバックフィルム内部空間Ｓ、即ち、バックフィルム１０が破損している架台１１を特定することができ、バックフィルム１０の破損による影響を破損していないバックフィルム内部空間Ｓに及ぼすことがなく、被害を最小限に抑えることができる。また、真空ポンプ１が１台で足りるので、簡便で低コストの設備とすることができる。

そして、本発明の加熱装置１２によって、頻繁にバックフィルム内部空間Ｓの圧力を圧力計８で確認する必要がなく、加熱装置１２の自働化運転が可能となり、オペレーションコストを大幅に削減することができる。

本発明の真空圧力制御システムおよびこのシステムを備えた加熱装置は、実施形態で示したハニカムパネルに限定されず、プリプレグラミネート板などの成形にも用いることができる。

破損が生じるのは、バックフィルム１０がほとんどであるので、上記した実施形態によって、ほぼ破損による損害を最小限に抑えることができるが、真空ポンプ１が破損している場合は、実施形態では対応できない。

そこで、このような事態に対応できる真空圧力制御システムおよびこのシステムを備えた加熱装置の応用例について図３に基づいて説明する。このシステムおよび加熱装置１２は、上記した実施形態のシステムを備えた２台の第１加熱装置１２ａ、第２加熱装置１２ｂを有しており、その構造は、上記したものと同一なので、一部省略して図示している。

それぞれの加熱装置１２ａ、１２ｂに備わった第１真空ポンプ１ａと吸気管３との間および第２真空ポンプ１ｂと吸気管３との間には、第１吸気管開閉弁５ａ、第２吸気管開閉弁５ｂが設けられ、それぞれの吸気管３どうしが連結吸気管１４によって連通可能となっている。この連結吸気管１４には、新たな第３真空ポンプ１ｃが設けられるとともに、第３真空ポンプ１ｃを挟む位置に２つの吸気管開閉弁５ｃ、５ｄが設けられている。これらの吸気管開閉弁５ａ〜５ｄの開閉は、制御装置７によって制御される。

通常は、第１吸気管開閉弁５ａおよび第２吸気管開閉弁５ｂが開弁され、第３吸気管開閉弁５ｃおよび第４吸気管開閉弁５ｄが閉弁されて、それぞれの加熱装置１２ａ、１２ｂは独立して稼動している。

例えば、第１真空ポンプ１ａが故障して吸引できない場合、上記実施形態における制御システムでは、第１加熱装置１２ａ内に配置されたすべての架台１１のバックフィルム１０が破損していると判断する。

このように、一台の加熱装置１２内に配置されたすべての架台１１のバックフィルム内部空間Ｓの真空状態が開放されていると判断した場合に、制御装置７は第１吸気管開閉弁５ａを閉弁するとともに、第３吸気管開閉弁５ｃおよび第４吸気管開閉弁５ｄを開弁するように制御する。この制御によって、第１加熱装置１２ａ内のバックフィルム内部空間Ｓは、第２真空ポンプ１ｂによって吸引される。この状態で再度、第１加熱装置１２ａ内のすべての架台１１のバックフィルム内部空間Ｓに対して開放箇所特定ステップを実施し、破損したバックフィルム１０があるかを確認して、破損していると判断した場合は、そのバックフィルム内部空間Ｓの架台１１に接続している吸気分岐管４の開閉弁６を閉弁する。破損していないバックフィルム内部空間Ｓは、その架台１１に接続された吸気分岐管４の開閉弁６が開弁状態となり、第２真空ポンプ１ｂによって、真空状態に復帰することになる。

第１真空ポンプ１ａおよび第２真空ポンプ１ｂが故障した場合は、制御装置７によって第１吸気管開閉弁５ａおよび第２吸気管開閉弁５ｂが閉弁され、第３吸気管開閉弁５ｃおよび第４吸気管開閉弁５ｄが開弁されるように制御され、予備ポンプとなる第３真空ポンプ１ｃによって各バックフィルム内部空間Ｓが吸引され、この状態で開放箇所特定ステップを実施し、破損したバックフィルム１０の有無を確認、特定して、破損していないバックフィルム内部空間Ｓは、第３真空ポンプ１ｃで真空状態に復帰することになる。

本発明の真空圧力制御システムおよびこのシステムを備えた加熱装置の実施形態の全体概要を示す説明図である。図１の制御システムの制御フローを例示する説明図である。本発明の真空圧力制御システムおよびこのシステムを備えた加熱装置の応用例の全体概要を示す説明図である。従来の加熱装置における真空圧力システムの全体概要を例示する説明図である。

符号の説明

１真空ポンプ
１ａ第１真空ポンプ
１ｂ第２真空ポンプ
１ｃ第３真空ポンプ
２ヘッダー管
３吸気管
４吸気分岐管
５吸気管開閉弁
５ａ第１吸気管開閉弁
５ｂ第２吸気管開閉弁
５ｃ第３吸気管開閉弁
５ｄ第４吸気管開閉弁
６開閉弁
７制御装置
８圧力計
９圧力センサ
１０バッグフィルム
１１架台
１２加熱装置
１２ａ第１加熱装置
１２ｂ第２加熱装置
１３ハニカムパネル（被成形物）
１４連結吸気管

Claims

真空ポンプと、該真空ポンプに接続されるヘッダー管と、該ヘッダー管から分岐する複数の分岐吸気管のそれぞれに連通するように接続されて、バックフィルムとともに真空状態の空間を形成する複数の架台とを備え、複数のそれぞれの架台に形成される前記空間の圧力を検知する圧力センサを設けるとともに、前記複数のそれぞれの分岐吸気管に開閉弁を設け、前記圧力センサが検知した圧力に基づいて、前記開閉弁の開閉を制御して真空状態が開放されている架台を特定するとともに、該特定した架台に接続している分岐吸気管に設けられた開閉弁のみを閉弁し、それ以外の開閉弁を開弁した状態にすることを特徴とする真空圧力制御システム。
前記真空状態が開放されている架台を特定する開閉弁の開閉制御が、前記圧力センサが真空状態が開放された所定以上の圧力を検知した際に、前記開閉弁のいずれか一つの開閉弁のみを開弁するとともに、その他の開閉弁を閉弁し、該開弁した架台の圧力センサが前記所定以上の圧力を検知すると、この架台を真空状態が開放されていると判断する開放箇所特定ステップを実施し、順次、該開放箇所特定ステップを他の開閉弁すべてについて実施することからなる請求項１に記載の真空圧力制御システム。
請求項１または２に記載の真空圧力制御システムを備えた加熱装置。