JP4306931B2 - プレス装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、たとえばプラスティック製のＩＣカードなどの被加工物を加熱・加圧して成形するプレス装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、プラスティク成形品、たとえばＩＣカード（インテグレーテド・サーキット・カード）を製造するには、コアシートの貫通孔にＩＣとコイルを挿入し、このコアシートとインナシートを表面側、裏面側の双方からそれぞれオーバーシートで挟んだ状態でプレス装置により加熱・加圧して成形した後、冷却することで、これらのシートを一体成形していた。（たとえば、１９８９年７月１０日、株式会社電気書院発行、玉田丈夫、穐山晴臣、桑原正幸共著の「ＩＣカード しくみと広がる世界」第４１頁図５・４）
上記プラスティックとしてはＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）を用い、ＩＣカードを多数枚分、重ねてプレス装置で各ＩＣカードのシートを加熱・加圧して同時成形することで、多量生産していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のプレス装置では、上方定盤と下方定盤とのそれぞれに熱盤を取付け、定盤の一方を固定し、これに他方の定盤を近接・離間可能としている。そして、下方熱盤の上に被加工物を載せ、両定盤で被加工物を挟みながら加熱・加圧することで被加工物を成形する。
この場合、従来にあっては、被加工物の加熱は、両熱盤が被加工物を挟んだ後、直接圧接するようにして伝導熱により行う、という考えの基になされていた。下方熱盤上に設置した被加工物は、加圧前にあっては、下方熱盤に接触しており伝導熱を受けるのに対し、上方熱盤から離れており、また上方定盤の熱が空気中へ対流熱となって逃げてしまう結果、被加工物の上方からの加熱が小さくなっていた。
したがって、このとき、被加工物の下方側ばかりが加熱されて被加工物に変形が生じるのを防ぐため、下方熱盤の温度は、かなり低く下げておく必要があった。この加熱による変形は、被加工物に環境にやさしく剛性も高いＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いるときなどに特に著しく問題となる。
以上から、上記従来のものでは、プレスサイクルの当初、熱盤温度をかなり低くしておく必要があるので、サイクル中、低温から高温の成形温度まで加熱したり、逆に冷却したりせねばならず、時間がかかり生産性がよくなく、また熱効率も悪かった。
【０００４】
【発明の目的】
そこで、本発明のプレス装置にあっては、被加工物を上下方向からの加熱バランスが良くなる方向に加熱すべく上方熱盤からの加熱を強め、被加工物の変形が生じない範囲で熱盤の温度を上昇させるようにする。そのため、被加工物から離れている定盤から輻射熱を発するようにして被加工物を加熱するように発想方法を変える。
ただ、伝導熱だけを考慮していた従来の熱盤をそのまま使うと、輻射熱を強めるためには熱盤の温度をかなり高くしなければならず、このように高温にした熱盤が加圧により被加工物に接すると温度が高すぎ成形性を損ねたり、熱効率が低下することになる。
本発明の目的は、上記に鑑みてなされたもので、熱盤の温度をあらかじめ必要以上に加熱しておかなくても、被加工物からの離間時に輻射熱により被加工物を十分加熱できるようにして、被加工物を変形が生じることなく短時間で加熱可能なプレス装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のプレス装置では、好ましくは、フレームに上方定盤及び下方定盤とを支持する。これらの上方定盤と下方定盤とは、これらの定盤の少なくとも一方が他方の定盤に向かって近接したり、あるいは離間したりできるようにする。この可動可能な定盤は、定盤駆動装置の駆動にて移動させる。また、上方定盤及び下方定盤には上方熱盤及び下方熱盤をそれぞれ設け、これら間にプラスティック製のＩＣカードなどの被加工物を置き、加熱・加圧による成形可能とする。これらの上方熱盤、下方熱盤のうち、少なくとも被加工物と離間する方の熱盤の表面にはセラミックコーティングを施す。
本発明のプレス装置は、好ましくは、リフタを有する。このリフタは、被加工物を上記両熱盤間で支持して、被加工物及び一方の熱盤との間、被加工物及び他方の熱盤との間にそれぞれ隙間を保ちながら移動可能である。なお、これらの両隙間は実質的に等しくなるようにリフタの移動を制御することが望ましい。このとき、上記両熱盤とも、被加工物と隙間ができるので、それぞれセラミックコーティングすることが望ましい。
本発明のプレス装置は、好ましくは、上記両熱盤及びリフタ及び被加工物を囲ぎょう可能な遮蔽壁を備えており、脱気手段によりこの遮蔽壁内を脱気状態に保つ気密室を形成することが可能である。この遮蔽壁は、上記定盤に設けるようにしても、あるいはプレス装置全体を覆う構成にしてもよい。
本発明のプレス装置では、好ましくは、前記セラミックコーティングされた熱盤を次のように稼働させる。すなわち、被加工物のプレス装置への搬入時には、熱盤を被加工物の結晶化温度付近に保っておく。熱盤同士が相対近接してタッチ圧で前記被加工物に接触する間、成形温度まで温度上昇させながら加熱した後、この成形温度を保ったまま前記タッチ圧より高圧の成形圧で熱圧縮する。所定期間経過後、徐々に冷却していく。
本発明のプレス装置では、好ましくは、被加工物としてプラスティック成形品、たとえばＩＣカード等を適用する。
【０００６】
したがって、本発明のプレス装置にあっては、ＩＣカードなどの被加工物を、プレス装置に搬入し、下方熱盤の上方に配置する。この状態では、下方熱盤は被加工物が変形しない、できるだけ高い温度に保っておく。一方、上方熱盤は、被加工物から離間しているが、下方熱盤が被加工物を下方から加熱するレベルに応じてこれとバランスするように、被加工物をこの上方から輻射熱を中心として加熱する。
すなわち、少なくとも上方熱盤には、セラミックコーティングが施されている結果、遠赤外線を中心とする熱輻射が行われ、当初離間している被加工物の上面を加熱する。このとき、上方熱盤自体は、たとえば、ＰＥＴ製ＩＣカードの場合、結晶化温度（８０℃）にするのが望ましい。同じ輻射熱を得るにしても、従来のセラミックコーティング無しの熱盤より低い温度で済み、したがって、上方熱盤が被加工物に接触したときも被加工物が必要以上の高温に被加工物が晒される恐れがない。
また、リフタで被加工物を支持しながら移動させるようにしたときは、上方、下方の両熱定盤とも被加工物との間に隙間を生じさせることができる。したがって、両熱盤ともセラミックコーティングしておけば、搬入直後から被加工物を輻射熱で最適温度に上下から加熱できるとともに、両熱盤が被加工物に接触したときも被加工物が必要以上の高温に晒される恐れがない。
上記リフタの移動は、上方熱盤及び被加工物間の隙間と、下方熱盤及び被加工物間の隙間とが実質的に等しくなるように移動させる。ここで、「実質的に等しくなる」とは、隙間距離同士が等しいう場合の他、上下方向からの加熱時、上下一方側の加熱が強すぎて被加工物が変形することがないように加熱バランスが取れていることをいう。
なお、被加工物の成形にあっては、被加工物中に入っている空気が残って成形性に悪影響を与えないように、被加工物や熱盤等を遮蔽壁で囲み脱気するようにするが、このように脱気した状態にあっても遠赤外線等による輻射熱は被加工物に伝わるので望ましい。
また、熱盤に施したセラミックコーティングは、輻射熱を発生させるのに優れているだけでなく、加圧時の熱伝導性にも優れる。
このように、本発明のプレス装置では、熱盤が被加工物から離間していても最適な加熱バランスになるように被加工物を上下から加熱でき、しかも熱盤の温度をそんなに高くする必要がないことから、被加工物に接触する時、高温になりすぎるのを防ぐことができ、また、熱盤の加熱エネルギも上記従来例より少なくて済む。
【０００７】
【実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１に基づき説明する。
図１において、被加工物仕組み体９６は、下から順に下側クッション紙９１ａ（下側クッション）、下側片鏡面板９２ａ、ＩＣカード９３ａ、両鏡面板９４ａ、ＩＣカード９３ｂ、両鏡面板９４ｂ、…、ＩＣカード９３ｅ、上側片鏡面板９２ｂ、上側クッション紙９１ｂ（上側クッション）と重ね合わせて構成している。なお、片鏡面板９２ａ、９２ｂは、これらの鏡面がそれぞれＩＣカード９３ａの下面、ＩＣカード９３ｅの上面に接するように重ねる。
被加工物としての上記各ＩＣカードは、図２に示すように表面のオーバシート１０６と裏面のオーバシート１０７との間に、ＩＣモジュール１０８が貫通孔１０９ａに挿入されるコアシート１０９とインナシート１１０を挟んだ状態で重ね合わせられて構成される。これらのシートは、プレス装置による加熱・加圧成形前はまだ互いに溶着されていない。なお、上記各シートはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタート）製である。もちろんＰＥＴに限る必要はない。
【０００８】
図１に戻って、６１と６２とは、ベルトコンベア（搬送装置）の第１ベルト（第１搬送要素）と第２ベルト（第２搬送要素）であり、幅方向に離間されている。 一方、下側片鏡面板９２ａは、この幅が搬送装置の上記第１ベルト６１と第２ベルト６２間の隙間長さより大きく設定してあり、その両側にそれぞれ設けた支持部９２ａＡ、９２ａＢを両ベルト６１、６２に載せて、この上部に重ね置いたＩＣカード９３ａ〜９３ｅや両鏡面板９４ａ〜９４ｄ等を支持可能である。
下側クッション紙９１ａは、この幅が被加工物であるＩＣカード９３ａ〜９３ｅの幅より若干大きく設定され、下側片鏡面板９２ａの下面に固着される。また下側クッション紙９１ａが上記両ベルト６１、６２間に位置することができるように、両ベルト６１、６２の間隔を下側クッション紙９１ａの幅より大きく広げてある。この結果、下側クッション紙９１ａは、上記両ベルト６１、６２間の隙間長さよりも小さくなる。
上記片鏡面板９２ａ、９２ｂ、クッション紙９１ａ、９１ｂ、両鏡面板９４ａ〜９４ｄ、ＩＣカード９３ａ〜９３ｅは、それぞれ上記のように重ね合わされて被加工物仕組み体９６を構成する。
【０００９】
上記のような被加工物仕組み体９６は、以下に説明するプレス装置システムにより成形される。
まず、プレス装置システムの全体を図３に示す。同図において、被加工物仕組み体の流れ順に装置類を説明していくと、１は被加工物仕組み体を最初にセットする挿入セットコンベアであり、この後流に挿入バッファコンベア２を設置する。この挿入バッファコンベアの後にはプレス内コンベア３を設置して、このプレス内コンベアをホットプレス装置４、コールドプレス装置５内をそれぞれ貫通させ、これらのプレス装置で順次成形加工できるようにしている。
ホットプレス装置４，コールドプレス装置５には、それぞれパイプ８６、８７を介してホットプレス用加熱冷却ユニット６、コールドプレス用加熱冷却ユニット７を接続し、それぞれ高温油、低温油を循環供給可能にする。プレス内コンベア３の下流には搬出クロスコンベア１０を設けることで、被加工物仕組み体をプレス内コンベア３から受け入れた後９０度方向変換し、これに続く搬出横送りコンベア１１に受け渡す。この搬出横送りコンベア１１の下流には被加工物仕組み体の移動方向を再度９０度変える回流クロスコンベア１２を設置し、この後、回流コンベア１３を介してクロスコンベア１４へと受け渡し、ここで９０度方向変換させて操作者の方へ向ける。クロスコンベア１４は、操作者の手前にあるコンベア１５へと続く。
なお、挿入バッファコンベア２での被加工物仕組み体の受け入れ位置からホットプレス装置４での成形位置までのピッチＬ１と、このホットプレス装置の成形位置からコールドプレス装置５の成形位置までのピッチＬ２とは同一に設定しておく。
【００１０】
次に、図４に基づき、ホットプレス装置４（プレス装置）の詳細につき説明する。
ホットプレス装置４は、幅方向に離間配置した両支柱１６ａ、１６ｂ間の上下をアーチ１７、ベース１８によりそれぞれ連結して構成したフレーム１９を有する。このアーチ１７には上方位置からみて方形位置にそれぞれシリンダ２０、２１、２２、２３を合計４本固定配置する。これらのシリンダ内にはねじ軸２４、２５、２６、２７を貫通させ、ねじ軸の外周面とシリンダ２０〜２３内に配置した固定シリンダ２０ａ〜２３ａの内周面とに螺旋のボール溝を形成してボールを介在させて、ボールねじを構成することでねじ軸がシリンダ２０〜２３に対し回転しながら上下動可能とする。ねじ軸２４〜２７は、これらの上方部分を軸受で上台２８に支持するとともに、その上端部分に歯付きベルト車２９〜３２を連結する。各ベルト車２９〜３２は歯付きベルト３４にかみ合わせる。上記ベルト車２９〜３２のうちの１個を上台２８に取り付けた電気モータ３５にて回転駆動可能とし、このベルト車を回転駆動することによりベルト３４を介して全ベルト車２９〜３２したがってねじ軸２４〜２７を同じ回転方向・同じ回転量だけ同時駆動するようにしている。なお、電気モータ３５にはエンコーダ１０３を取り付けてある。ねじ軸２４〜２７の下側部分は、上方定盤としての可動定盤３６に軸受で回転可能かつ軸方向一体に取り付ける。ここで、これらの電気モータ３５、ねじ軸２４〜２７、各ベルト車２９〜３３、歯付きベルト車２９、３０、３１、３２等は、定盤駆動装置を構成する。
可動定盤３６の下方には断熱材３７を介して熱盤３８を取り付けて、この熱盤にパイプ８６を介してホットプレス用加熱冷却システム６から温度調節した高温油を循環供給可能とする。ベース１８側には下方定盤としての固定定盤３９を配置し、この上方に断熱材４０を介して熱盤４１を取り付け、この熱盤にパイプ８６を介して同じくホットプレス用加熱冷却システム６から温度調節した高温油を循環供給可能とする。これらの熱盤３８、４１の表面全体には、セラミックコーティングを施してある。
【００１１】
上記固定定盤３９には、被加工物を上下動可能にするリフタ４２を設ける。このリフタ４２は、図５（ａ）、（ｂ）に拡大して示すように被加工物を支持する２枚の昇降プレート４３、４４を有し、この中央部分からそれぞれ下方に伸ばしたラック４５、４６にピニオン４７、４８をかみ合わせる。これら両ピニオン４７、４８は、固定定盤３９を貫通するシャフト５０の両端に取り付け、一方のピニオン４６をロータリアクチュエータ４９で駆動制御することで昇降プレート４３、４４の上下動を可能とする。このロータリアクチュエータ４９は、コントローラ１０４にて制御する。なお、ロータリアクチュエータ４９、ラック４５、４６、ピニオン４７、４８等は、リフタ駆動装置を構成する。
昇降プレート同士４３、４４の離間幅を熱盤３８、４１より大きく設定するとともに、それぞれの昇降プレート４３、４４の前後端に上方に突出する突出部４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂを形成する。昇降プレート４３、４４は、これらの突出部間４３ａ〜４３ｂ、４４ａ〜４４ｂの溝部４３ｃ、４４にてＩＣカード等の被加工物を支持可能である。
【００１２】
図４に戻って、可動定盤３６、固定定盤３９側のベース１８には、それぞれ遮蔽壁５５、５６を設けてこれらの下端開口縁、上端開口縁にシール５８、５９を取り付け、可動定盤３６が固定定盤３９に所定距離まで近づくと遮蔽壁５５、５６のシール５８、５９同士が圧接して遮蔽壁５５、５６内をこの壁外から遮断することにより空気の出入りを不能とする。この遮蔽壁５５、５６内は、エアホース６０に連結してあり、密閉した遮蔽壁内（気密室）の空気を真空ユニット１０５（脱気手段）にて吸引し脱気することが可能である。なお、遮蔽壁５５、５６の大きさは、リフタ４２の昇降プレート４３、４４や熱盤３８、３９を収納でき、かつプレス内コンベア３のベルト位置が後述する拡幅する待機位置にあるとき両ベルト６１、６２間に収まるように設定してある。
【００１３】
また、固定定盤３９は、この下面の前後方向２カ所でベース１８に設けたピン１０１、１０２にて位置決めするとともに、下面の４カ所とベース１８との間にロードセル９７、９８、９９、１００を配置し、これらのロードセルが受ける荷重を検出する。これらの検出信号はコントローラ１０４に入力する。
【００１４】
コールドプレス装置５の構成は、図６に示すように基本的にはホットプレス装置４とほぼ同じである。ホットプレス装置４と構成上異なるのは、コールドプレス装置５では真空室が不要なので遮蔽壁およびシールを備えていない点、また熱盤の代わりに冷却盤８、９を用いこれをパイプ８７を介してコールドプレス用の加熱冷却ユニット７に接続して低い温度の油を供給する点である。他は、ホットプレス装置と実質的に同一なので、その説明を省略する。なお、図６ではホットプレス装置に実質的に対応する構成要素にはこれと同一の番号の後にＡを付けて示してある。
【００１５】
上記プレス装置システムに使われている搬送装置としてのコンベアは通常のベルトコンベアであるのでその詳細な説明を省略する。ただプレス内コンベアは、本願の被加工物仕組み体との関係で重要なので、図７〜図９に基づき説明する。図７はコンベアを上方から見た図、図８はこのコンベアに設けた上流側のリンク機構、図９は同じくこのコンベアに設けた下流側のリンク機構をそれぞれ示す。同図において、６１と６２は、幅方向に離間されて被加工物仕組み体を上に載せて搬送する第１ベルト（第１搬送要素）、第２ベルト（第２搬送要素）であり、それぞれコンベアの前後方向両端に設けたプーリ６３、６４、６５、６６に巻き掛けしてある。これらプーリのうち下流側のプーリ６４、６６同士はシャフト６７で連結し、サーボ６８にて回転・停止制御する。
またプーリの各支持部材６９、７０、７１、７２は、それぞれコンベアフレーム７３に対し幅方向にスライド可能であり、リンク機構７４，７５により幅方向へ移動可能である。すなわち、下流側のリンク機構７５にあっては、図９に示すように幅方向に位置する一方の支持部材７０が、この下端部に回動可能に一端部をジョイント結合したロッド７６、このロッドの他端部がジョイント結合する回転リンク７７、この回転リンクに一端部がジョイント結合したロッド７８を介して他方の支持部材７２に連結される。上記回転リンク７７は、図７に示すようにコンベアフレーム７３にベルト方向に沿って配置、かつ軸支したシャフト７９の下流端に連結する。このシャフト７９の上流端は、ロータリアクチュエータ８０により駆動される。このロータリアクチュエータの上流側にもシャフト７９と同軸位置の別のシャフト８１を配置して、このシャフト８１の下流側端にクランク８２を介して上記ロータリアクチュエータ８０を連結する。したがって、ロータリアクチュエータ８０は、シャフト７９とともにシャフト８１も回転駆動し、リンク機構７４を介して上流側支持部材６９、７１をスライド可能である。この上流側のリンク機構７４の構成も、図８に示すように上記下流側のリンク機構７５と同様に一方の支持部材６９側のロッド８３、回転リンク８４、他方の支持部材７１側のロッド８５にて構成する。
この結果、ロータリアクチュエータ８０の回転駆動によりシャフト７９、８１、回転リンク７７、８４、各ロッド７６、７８、８３、８５を介して各支持部材６９〜７２を幅方向へ移動させ、両ベルト６１、６２の間幅を狭くした搬送位置（図８（ｂ）に、また図４、図６に実線にて示す）と、広くした待機位置（図８（ａ）に、また図４、図６に点線にて示す）と変更できる。このベルト間のすきま幅は、狭くした搬送位置ではリフタ４２の昇降プレート４３、４４がベルト６１、６２間にあって上下動可能な幅に、また広くした待機位置ではホットプレス装置４の可動定盤３６が降下してきたとき遮蔽壁５６、５７が入ることができる大きさに設定する。なお、上記リンク機構７４、７５やロータリアクチュエータ８０等は、ベルトの移動機構を構成する。
【００１６】
上記プレス成形システムによる被加工物の成形工程につき、以下に説明する。まず、操作者は図外の操作制御盤を操作してシステム稼働の状態にする。次いで、図１に示す被加工物仕組み体９６を、図３に示す挿入セットクロスコンベア１に載せる。このとき、下側片鏡面板９２ａの両側に設けた支持部９２ａＡ、９２ａＢを第１ベルト６１と第２ベルト６２に載せる。この状態では下側クッション紙９１ａが第１ベルト６１と第２ベルト６２間に入り、上記支持部９２ａＡ、９２ａＢが被加工物仕組み体９６を両ベルト６１、６２上に支持する。
被加工物仕組み体９６は、両ベルト６１、６２で移動され挿入バッファコンベア２へ受け渡される。プレス内コンベア３は、挿入バッファコンベア２の受け渡し位置からベルト６１、６２でピッチＬ１だけ移動してホットプレス装置４の固定定盤３９上でに停止させる。この間、プレス内コンベア３のベルト６１、６２は、これらの隙間幅が最小となる搬送位置にある。
【００１７】
この後、リフタ４２を上昇させ被加工物仕組み体を第１、第２ベルト６１、６２から持ち上げる。すなわち、ロータリアクチュエータ４９によりピニオン４７、４８を回転させ、これらとかみ合うラック４５、４６によりこれらと一体の昇降プレート４３、４４上昇させるが、このときリフタの昇降プレート４３、４４の溝部４３ｃ、４４ｃにて被加工物仕組み体の下側片鏡面板９１ａの両側部を支え、ベルト６１、６２よりも所定量高い位置まで上昇してその位置を保持する。リフタへ４２による被加工物仕組み体の受け取り後、プレス内コンベア３のロータリアクチュエータ８０を作動させ、回転リンク７７、８３を回転してロッド７６、７８、８２、８４の押し引きにより支持部材６９、７１と支持部材７０、７２とを離間させてベルト６１、６２の間幅を広げて待機位置に移動する。この結果、ベルト６１、６２の隙間幅は、遮蔽壁５６、５７が収納可能な大きさとなる。
【００１８】
この状態でコントローラ１０４にて電気モータ３５を回転させると、歯付きベルト３４により４つのベルト車２９〜３３が同じ回転方向、同じ回転量だけ回転する。このベルト車の回転により、これらと一体のねじ軸２４〜２７も回転しボールねじ５５により上台２８、電気モータ３５ともども下方へ移動していく。ねじ軸２４〜２７の下降にしたがって、これに軸受で連結した可動定盤３６も下降していき、遮蔽壁５６を遮蔽壁５７に押しつけ、これら間のシール５８、５９を圧着する。この密閉後、遮蔽壁内の空気を真空ユニット１０５でエアホース６０を介して吸引し始め、被加工物仕組み体９６内の隙間等に存在する空気を抜き取る。
【００１９】
一方、上記可動定盤３６の下降に伴ってリフタ４２も、ロータリアクチュエータ４９によりピニオン４７、４８、ラック４５、４６を介して下降していく。このリフタ４２の下降は、下降中、被加工物仕組み体９６および可動定盤３６側の熱盤３８間の隙間と、被加工物仕組み体９６および固定定盤３９側の熱盤４１間の隙間とがほぼ等しくなるように制御する。
このとき、熱盤３８、４１の表面がセラミックコーティングされて結晶化温度、たとえば８０℃に保たれているので、セラミックコーティングから遠赤外線による輻射熱で被加工物仕組み体９６がプレス位置に置かれて以降、また被加工物仕組み体９６が熱盤３８、４１と接触する前から徐々に全体が加熱されていく。この結果、被加工物仕組み体９６の上下面が両熱盤３８、４１から受ける熱がほぼ同じになり、被加工物が局所的に高温となってひずみが生じるといった不具合を回避しながら、被加工物を短時間で加熱できる。
下降の最終段階では、可動定盤３６側の熱盤３８と固定定盤３９側の熱盤４１とが被加工物仕組み体９６の上下面に実質的に同時に接触する。この接触時、熱盤３８、４１の温度は結晶化温度付近であるから、被加工物仕組み体９６が急に高温に晒される心配はない。
熱盤３８、４１をタッチ圧（０．１〜０．２Ｋｇ）としたまま、結晶化温度８０℃から成形温度１４０℃まで上昇させながら加熱していく。被加工物の温度が成形温度になったら、熱盤３８、４１の温度は成形温度に保ったまま成形圧力（２０トン程度）まで加圧し、所定期間経過したら、熱盤３８、４１の温度を結晶化温度まで下げていく。
以上がホットプレスのプレスサイクルによる被加工物の成形である。このときの加圧は、エンコーダ１０３で位置を検出することにより被加工物仕組み体の厚み制御を行うとともに、ロードセル９７〜１００によりプレスの全荷重を検出して荷重制御を行う。すなわち、これらプレス全荷重とモータ回転位置の検出値にしたがって、コントローラ１０４が電気モータ３５を目標値になるように制御する。
【００２０】
上記ホットプレス工程が終了したら、可動定盤３６とリフタ４２を上記熱盤等の下降制御とは逆に上昇させる。すなわち、電気モータ３５で可動定盤３６を上昇させ、ロータリアクチュエータ４９を駆動させて被加工物仕組み体９６をリフタ４２で持ち上げ所定位置で停止させる。この上昇後、サーボ６８を駆動してリンク機構７４、７５により第１、第２ベルト６１、６２の間隔を搬送位置まで狭め、これらのベルトを被加工物仕組み体９６の下方に位置させる。次いでリフタ４２を下降させてベルト６１、６２上へホットプレスした被加工物仕組み体９６を受け渡す。
【００２１】
上記受け渡しが終了したら、プレス内コンベア３のベルト６１、６２を回転駆動する。このベルト搬送により、上記ホットプレスが終了した被加工物仕組み体９６をコールドプレス装置５の固定定盤３９Ａ上（コールドプレス位置）まで移動すると同時に、上流側の挿入バッファコンベア２に待機していたホットプレス予定の次の被加工物仕組み体をホットプレス装置４の固定定盤３９上（ホットプレス位置）まで移動させる。これらの両移動が同期した同一ピッチＬ１、Ｌ２にて実行されることは前述のとおりである。この移動後、ホットプレス装置４は上記で説明した作動を再度繰り返し続ける。
一方、コールドプレス装置５も、ベルト６１、６２の待機位置での拡幅後、ホットプレス装置と同様にリフタ４２Ａが上記ホットプレス済みの被加工物仕組み体を持ち上げ、続いて可動定盤３６Ａとリフタ４２Ａが稼働定盤３６Ａ側の冷却盤８および被加工物仕組み体間の隙間と、固定定盤３９Ａ側の冷却盤９および被加工物仕組み体間の隙間とがほぼ等しくなるように、その位置と速度の制御をしながら下降する。冷却盤８、９は、搬入時は結晶化温度８０℃付近に保たれており、次いで２５トン程度まで加圧された状態で冷却盤８、９をたとえば２０℃まで徐々に冷却していく。ただし、コールドプレス装置においては、遮蔽壁による密閉、真空引きは行われない。可動定盤３６Ａと固定定盤３９Ａとの冷却盤８、９同士が被加工物仕組み体に接すると、後述するコールドプレスのプレスサイクルにて冷却・加圧する。
上記ホットプレス工程とコールドプレス工程とは、タンデム配置したホットプレス装置４とコールドプレス装置５とで、同じサイクルかつ同期して次々と実行される。
これらのプレスが終了したら、両プレス装置４、５の可動定盤３６、３６Ａとリフタ４２、４２Ａが上昇し、第１、第２ベルト６１、６２が幅を狭めた搬送位置へ移動した後、リフタ４２、４２Ａが下降してコールドプレス済みの被加工物仕組み体とこれに続くホットプレス済みの被加工物仕組み体をベルト６１、６２へ受け渡す。続いて前者を搬出クロスコンベア１０へ、また後者をコールドプレス位置へ、また新しい被加工物仕組み体を搬入バッファコンベア２からホットプレス位置へと同時に移動させる。
以後、これらの工程が繰り返される。
【００２２】
なお、上記プレス装置システムにあっては、上方定盤を可動定盤、下方定盤を固定定盤とし、リフタが被加工物仕組み体を上下動可能な構成としているがこれに限られるものではなく、上方定盤を固定定盤、下方定盤を可動定盤とし、下方定盤が固定の上方定盤近づくにしたがってリフタを上昇させていくように構成することも可能である。あるいは、リフタをプレス内コンベアから被加工物仕組み体を受け取った後に所定位置に固定し、上方定盤、下方定盤がともに可動定盤としてリフタに向かって同時に近づくように制御することも可能である。また、図５に示すように、昇降プレート４３、４４の各突出部４３、４３ａ、４４、４４ａに上下方向に突出量を調整可能なストップピン５１、５２、５３、５４を取り付け、上方定盤の下降時、この下方定盤を上記ストップピン５１、５２、５３、５４にあてて一体的になってリフタを押し下げるようにしてもよい。この場合、被加工物仕組み体および上方熱盤の隙間、被加工物仕組み体と下方熱盤の隙間は全く同じとはならず、また被加工物仕組み体と上記両熱盤との接触も上下面で同時とはならないものの、被加工物仕組み体の一方の面のみ加熱が強すぎてひずみが生じるといった不具合が生じることがない隙間関係（実質的に同じ隙間関係）、下降速度関係にしてあるので、素早くひずみない成形が可能になる。
【００２３】
以上のように、上記本願実施態様であるプレス装置にあっては、プレス当初、少なくともＩＣカードなどの被加工物から離間する側の熱盤をセラミックコーティングしたから、熱盤を従来品のよりも低い温度に加熱するだけで、遠赤外線等による輻射熱で離間した被加工物を両面から最適に加熱することができ、熱盤が被加工物に接触するときも必要以上に高温とならず、最適な成形温度を確保できる。また、熱盤への熱エネルギの供給も従来品より少なくて済み熱効率も良くなり、加熱時間も短くなって生産速度も速くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプレス装置へ供給する被加工物仕組み体を示す図である。
【図２】被加工物としての溶着前のＩＣカードを示す図である。
【図３】プレス装置システム全体を示す図である。
【図４】本発明に係るホットプレス装置を示す図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）とも図４のホットプレス装置のリフタを拡大して示す図であり、（ａ）はリフタの側面図、（ｂ）はリフタの正面図である。
【図６】プレス装置システムのコールドプレス装置を示す図である。
【図７】プレス装置システムの搬入装置としてのコンベアを上方からみた図である。
【図８】図７のコンベアに設けた上流側のリンク機構を示す図である。（ａ）は待機位置の状態、（ｂ）は搬送位置の状態を示す。
【図９】図７のコンベアに設けた下流側のリンク機構を示す図である。
【符号の説明】
３ プレス内コンベア
４ ホットプレス装置
５ コールドプレス装置
６ ホットプレス用加熱冷却システム
７ コールドプレス用加熱冷却システム
８、９ 冷却盤
１９、１９Ａ フレーム
３５、３５Ａ 電気モータ（定盤駆動装置）
３６、３６Ａ 可動定盤（上方定盤）
３８、４１ 熱盤
３９、３９Ａ 固定定盤（下方定盤）
４２、４２Ａ リフタ
４３、４３Ａ、４４、４４Ａ 昇降プレート
４５、４５Ａ、４６、４６Ａ ラック（リフタ駆動装置）
４７、４７Ａ、４８、４８Ａ ピニオン（リフタ駆動装置）
４９、４９Ａ ロータリアクチュエータ（リフタ駆動装置）
６１ 第１ベルト
６２ 第２ベルト
７４、７５ リンク機構
８０ ロータリアクチュエータ
９１ａ 下側クッション紙
９１ｂ 上側クッション紙
９２ａ 下側片鏡面板
９２ａＡ、９２ａＢ 支持部
９２ｂ 上側片鏡面板
９３ａ〜９３ｅ ＩＣカード（被加工物）
９４ａ〜９４ｄ 両鏡面板
９６ 被加工物仕組み体
９７〜１００ ロードセル
１０３ エンコーダ
１０４ コントローラ
１０６ オーバシート
１０７ オーバシート
１０８ ＩＣモジュール
１０９ コアシート
１１０ インナシート

Claims (4)

1. 少なくとも一方が上下方向に移動可能にフレームに支持された上下一対の定盤と、
   前記上下一対の定盤にそれぞれ設けられた、被加工物を熱プレスする上下一対の熱盤と、
   前記被加工物を前記一対の熱盤の間で支持し、上下方向に移動させるリフタと、
   前記一対の定盤及び前記リフタの移動を制御するコントローラと
   を有し、
   前記コントローラは、前記被加工物のプレス成形工程において、前記一対の定盤を互いに近づける方向に移動させながら、該被加工物と前記一方の熱盤との間の隙間と、該被加工物と前記他方の熱盤との間の隙間とが実質的に等しくなるよう前記一対の定盤及び前記リフタの駆動を制御する
   ことを特徴とするを有するプレス装置。
2. 前記一対の熱盤の双方にセラミックコーティングが施されていること、を特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
3. プレス作業時に前記両熱盤及び前記被加工物を囲む気密室を形成するための遮蔽手段と、該気密室内を脱気状態とするための脱気手段とを更に有すること、を特徴とする請求項１又は２に記載のプレス装置。
4. 前記被加工物のプレス成形工程において、前記一対の定盤を互いに近づける方向に移動させている時は、前記一対の熱盤の表面温度が前記被加工物の結晶化温度付近に保たれることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプレス装置。

Images