JP6211074B2 - プレス装置、真空枠及びプレス成形方法 - Google Patents
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Description
上部空間と主チャンバーとを上下に仕切る弾性膜である上部ダイヤフラムと、
前記上部ダイヤフラムと対向して配置され、前記主チャンバーと下部空間とを上下に仕切る弾性膜である下部ダイヤフラムと、
前記主チャンバー内と、前記上部空間及び前記下部空間との気圧差を制御する気圧制御装置と、
前記主チャンバー内に配置される被加工物を加熱する加熱装置と、
を備え、
前記気圧制御装置が、
前記主チャンバー内の気圧を前記上部空間及び前記下部空間の気圧よりも低くして、前記上部ダイヤフラムと前記下部ダイヤフラムとの間で加熱された前記被加工物をプレスするプレス処理と、
前記主チャンバー内の気圧を前記下部空間の気圧より大きくして、前記被加工物を非真空下で加熱するキュア処理と、
を行うように構成されたプレス装置が提供される。
弾性膜である上部ダイヤフラムによって下面が塞がれた上部チャンバーと、弾性膜である下部ダイヤフラムによって上面が塞がれた下部チャンバーとで上下に挟み込まれて気密な主チャンバーを形成し、前記主チャンバーの気圧を前記上部チャンバー及び前記下部チャンバーの気圧よりも低くすることによって、前記主チャンバー内に配置された被加工物が前記上部ダイヤフラムと前記下部ダイヤフラムとの間でプレスされるように構成された環状の真空枠であって、
前記主チャンバーにエアを給排する通気孔を有し、該通気孔が、
前記真空枠の延長方向に延びる環状部と、
前記環状部から延びて前記真空枠の外周面に開口する第1部と、
前記環状部から延びて前記真空枠の内周面に開口する第2部と、
を有する真空枠が提供される。
上下に対向して配置された一対の弾性膜である上部ダイヤフラム及び下部ダイヤフラムによって上部空間及び下部空間とそれぞれ気密に仕切られた主チャンバー内に被加工物を配置し、
前記被加工物を加熱しながら、前記主チャンバー内の気圧を前記上部空間及び前記下部空間の気圧よりも低くして、前記上部ダイヤフラムと前記下部ダイヤフラムとの間で加熱された前記被加工物をプレスするプレス処理を行い、
前記主チャンバー内の気圧を前記下部空間の気圧より大きくして、前記被加工物を非真空下で加熱するキュア処理を行うプレス成形方法が提供される。
図1は本発明の第1実施形態に係るラミネート装置1の正面透視図であり、図2は図1のA−A矢視図である。ラミネート装置1は、本体1a、制御部2、気圧制御装置3及び油圧制御装置4を備えている。本体1a、気圧制御装置3及び油圧制御装置4は、それぞれ制御部2に接続されており、制御部2の制御下で動作する。
次に、本発明の第2実施形態に係るラミネート装置100について説明する。図5は、ラミネート装置100の正面透視図である。なお、以下の説明においては、上記の第1実施形態と同一又は類似の構成要素に対して同一又は類似の符号を用い、重複する事項について説明を省略する。
2、102…制御部
3、103…気圧制御装置
4、104…油圧制御装置
20、120…上部熱盤
30、130…中間熱盤
40、140…下部熱盤
50…油圧シリンダ
W…被加工物(積層体)
Claims (35)
- 上部空間と主チャンバーとを上下に仕切る弾性膜である上部ダイヤフラムと、
前記上部ダイヤフラムと対向して配置され、前記主チャンバーと下部空間とを上下に仕切る弾性膜である下部ダイヤフラムと、
前記主チャンバー内と、前記上部空間及び前記下部空間との気圧差を制御する気圧制御装置と、
前記主チャンバー内に配置される被加工物を加熱する加熱装置と、
を備え、
前記気圧制御装置が、
前記主チャンバー内の気圧を前記上部空間及び前記下部空間の気圧よりも低くして、前記上部ダイヤフラムと前記下部ダイヤフラムとの間で加熱された前記被加工物をプレスするプレス処理と、
前記主チャンバー内の気圧を前記下部空間の気圧より大きくして、前記被加工物を非真空下で加熱するキュア処理と、
を行うように構成されたプレス装置。 - 前記気圧制御装置が、前記被加工物の下面が湾曲した凸面である場合に、前記キュア処理において、前記下部ダイヤフラムが前記被加工物の下面に沿って湾曲した状態で前記被加工物を支持するように、前記主チャンバー内と前記下部空間との気圧差を制御するように構成された、
ことを特徴とする請求項1に記載のプレス装置。 - 前記下部空間内に前記下部ダイヤフラムと対向する平坦な上面を有するダイヤフラム成形板を備え、
前記気圧制御装置が、前記被加工物の下面が平坦面である場合に、前記キュア処理において、前記下部ダイヤフラムが前記ダイヤフラム成形板に密着して平坦に成形された状態で前記被加工物を支持するように、前記主チャンバー内と前記下部空間との気圧差を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のプレス装置。 - 前記ダイヤフラム成形板には通気孔が形成されている、
ことを特徴とする請求項3に記載のプレス装置。 - 前記上部ダイヤフラムを下面に備え、前記上部空間を気密に囲う上部チャンバーユニットと、
前記下部ダイヤフラムを上面に備え、前記下部空間を気密に囲う下部チャンバーユニットと、
前記上部チャンバーユニットと前記下部チャンバーユニットの間に配置され、上下に貫通する中空部を有する真空枠と、
前記上部チャンバーユニット及び前記下部チャンバーユニットの少なくとも一方を上下に駆動する駆動装置と、
を備え、
前記駆動装置の駆動により前記上部チャンバーユニットと前記下部チャンバーユニットとで前記真空枠を挟み込むことによって前記主チャンバーが形成される、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のプレス装置。 - 前記加熱装置が、
前記上部チャンバーユニットが下面に固定された上部熱盤と、
前記上部熱盤を加熱する上部熱盤加熱手段と、
前記下部チャンバーユニットが上面に固定された下部熱盤と、
前記下部熱盤を加熱する下部熱盤加熱手段と、
を備え、
前記上部熱盤の下面及び前記下部熱盤の上面に遠赤外線放射材料の層が設けられている、
ことを特徴とする請求項5に記載のプレス装置。 - 前記上部チャンバーユニット及び前記下部チャンバーユニットが、それぞれ上下に貫通する中空部を有するダイヤフラム固定枠を備え、
前記ダイヤフラム固定枠の各々は、上下方向における一端面が前記上部熱盤の下面又は前記下部熱盤の上面に密着固定され、上下方向における他端面に形成された前記中空部の開口が前記上部ダイヤフラム又は前記下部ダイヤフラムによって気密に塞がれている、
ことを特徴とする請求項6に記載のプレス装置。 - 前記上部熱盤には、前記上部空間にエアを給排する第1通気孔が形成されていて、
前記下部熱盤には、前記下部空間にエアを給排する第2通気孔が形成されている、
ことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載のプレス装置。 - 前記第1通気孔が前記上部熱盤の下面と側面とを連絡し、
前記第2通気孔が前記下部熱盤の上面と側面とを連絡する、
ことを特徴とする請求項8に記載のプレス装置。 - 前記上部熱盤、前記上部チャンバーユニット、前記真空枠、前記下部チャンバーユニット及び前記下部熱盤を収容し、前記気圧制御装置に接続された外部チャンバーを備え、
前記第1通気孔及び前記第2通気孔が前記外部チャンバーに開放されていて、
前記外部チャンバーの気圧を制御することによって、前記上部空間及び前記下部空間の気圧が制御されるように構成されている、
ことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載のプレス装置。 - 前記上部熱盤、前記上部チャンバーユニット、前記真空枠、前記下部チャンバーユニット及び前記下部熱盤を収容し、前記気圧制御装置に接続された外部チャンバーと、
3ポート切換弁と、を備え、
前記3ポート切換弁の第1ポートが前記第2通気孔に接続されていて、
前記3ポート切換弁の第2ポートが前記外部チャンバーに開放されていて、
前記3ポート切換弁の第3ポートが前記気圧制御装置に接続されていて、
前記第1ポートと前記第2ポートとが接続されるように前記3ポート切換弁が切り換えられたときに、前記外部チャンバーの気圧を制御することによって、前記下部空間の気圧が制御され、
前記第1ポートと前記第3ポートとが接続されるように前記3ポート切換弁が切り換えられたときに、前記下部空間の気圧が前記気圧制御装置によって直接制御される、
ことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載のプレス装置。 - 前記第1通気孔及び前記第2通気孔の少なくとも一方が前記気圧制御装置に接続されている、
ことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載のプレス装置。 - 前記加熱装置が、
前記上部チャンバーユニットが下面に固定されるとともに、前記下部チャンバーユニットが上面に固定され、前記上部熱盤と前記下部熱盤との間に配置された一つ以上の中間熱盤と、
前記一つ以上の中間熱盤をそれぞれ加熱する一つ以上の中間熱盤加熱手段と、
を備え、
前記中間熱盤の上面及び下面に遠赤外線放射材料の層が設けられている、
ことを特徴とする請求項6から請求項12のいずれか一項に記載のプレス装置。 - 前記中間熱盤には、
前記上部チャンバーにエアを給排する第3通気孔と、
前記下部チャンバーにエアを給排する第4通気孔と、が形成されている、
ことを特徴とする請求項13に記載のプレス装置。 - 前記第3通気孔が前記中間熱盤の下面と側面とを連絡し、
前記第4通気孔が前記中間熱盤の上面と側面とを連絡する、
ことを特徴とする請求項14に記載のプレス装置。 - 前記上部ダイヤフラムと前記上部熱盤又は前記中間熱盤との間に配置され、前記上部ダイヤフラムと前記上部熱盤又は前記中間熱盤との接触を防止するダイヤフラム保護板を備えた、
ことを特徴とする請求項6から請求項15のいずれか一項に記載のプレス装置。 - 前記ダイヤフラム保護板には通気孔が形成されている、
ことを特徴とする請求項16に記載のプレス装置。 - 前記駆動装置が油圧シリンダであり、該油圧シリンダのラムに前記下部熱盤が固定されている、
ことを特徴とする請求項6から請求項17のいずれか一項に記載のプレス装置。 - 前記真空枠には、前記気圧制御装置に接続された、前記主チャンバーにエアを給排する第5通気孔が形成されている、
ことを特徴とする請求項5から請求項18のいずれか一項に記載のプレス装置。 - 前記第5通気孔が、
前記真空枠の延長方向に延びる環状部と、
前記環状部から延びて前記真空枠の外周面に開口する第1部と、
前記環状部から延びて前記真空枠の内周面に開口する第2部と、
を有することを特徴とする請求項19に記載のプレス装置。 - 前記第2部が、前記真空枠の延長方向に広がるスリット状に形成されている、
ことを特徴とする請求項20に記載のプレス装置。 - 前記第1部を気体が通過する際の圧力損失よりも、前記第2部を気体が通過する際の圧力損失の方が大きくなるように構成されている、
ことを特徴とする請求項20又は請求項21に記載のプレス装置。 - 前記気圧制御装置が、前記プレス処理において、前記主チャンバー内の気圧を真空にし、前記上部空間及び前記下部空間の気圧を大気圧にする、
ことを特徴とする請求項1から請求項22のいずれか一項に記載のプレス装置。 - 前記気圧制御装置が、前記プレス処理前又は前記キュア処理において、前記上部ダイヤフラムが膨張して前記ダイヤフラム保護板に密着するように、前記上部空間と前記主チャンバー内との気圧差を制御する、
ことを特徴とする請求項1から請求項23のいずれか一項に記載のプレス装置。 - 前記被加工物が積層体であり、前記被加工物を加熱下でプレスして前記被加工物の構成部材を一体に接合するラミネート加工を行うことが可能に構成された、
ことを特徴とする請求項1から請求項24のいずれか一項に記載のプレス装置。 - 環状の真空枠であって、
前記真空枠は、
該真空枠の上方に配置されて弾性膜である上部ダイヤフラムによって下面が塞がれた上部チャンバーと、前記真空枠の下方に配置されて弾性膜である下部ダイヤフラムによって上面が塞がれた下部チャンバーとで上下に挟み込まれたときに、前記真空枠と前記上部ダイヤフラムと前記下部ダイヤフラムとで囲まれた気密な主チャンバーを形成し、前記主チャンバーの気圧を前記上部チャンバー及び前記下部チャンバーの気圧よりも低くしたときに、前記主チャンバー内に配置された被加工物が前記上部ダイヤフラムと前記下部ダイヤフラムとの間でプレスされるように構成されていて、
前記主チャンバーにエアを給排する通気孔を有し、
前記通気孔が、
前記真空枠の延長方向に延びる環状部と、
前記環状部から延びて前記真空枠の外周面に開口する第1部と、
前記環状部から延びて前記真空枠の内周面に開口する第2部と、を有する、
真空枠。 - 前記第2部が、前記真空枠の延長方向に広がるスリット状に形成されている、
ことを特徴とする請求項26に記載の真空枠。 - 前記第1部を気体が通過するための圧力損失よりも、前記第2部を気体が通過するための圧力損失の方が大きくなるように構成された、
ことを特徴とする請求項26又は請求項27に記載の真空枠。 - 上下に対向して配置された一対の弾性膜である上部ダイヤフラム及び下部ダイヤフラムによって上部空間及び下部空間とそれぞれ気密に仕切られた主チャンバー内に被加工物を配置し、
前記被加工物を加熱しながら、前記主チャンバー内の気圧を前記上部空間及び前記下部空間の気圧よりも低くして、前記上部ダイヤフラムと前記下部ダイヤフラムとの間で加熱された前記被加工物をプレスするプレス処理を行い、
前記主チャンバー内の気圧を前記下部空間の気圧より大きくして、前記被加工物を非真空下で加熱するキュア処理を行うプレス成形方法。 - 前記キュア処理において、前記被加工物の下面が湾曲した凸面である場合に、前記下部ダイヤフラムが前記被加工物の下面に沿って湾曲した状態で前記被加工物を支持するように、前記主チャンバー内と前記下部空間との気圧差を制御する、
ことを特徴とする請求項29に記載のプレス成形方法。 - 平坦な上面を有するダイヤフラム成形板を、前記下部ダイヤフラムと対向して前記下部空間内に配置し、
前記被加工物の下面が平坦面である場合に、前記キュア処理において、前記下部ダイヤフラムが前記ダイヤフラム成形板の上面と密着して平坦に成形された状態で前記被加工物を支持するように、前記主チャンバーと前記下部空間との気圧差を制御する、
ことを特徴とする請求項30に記載のプレス成形方法。 - 前記上部ダイヤフラムと対向して前記上部空間側に熱盤を配置し、
前記上部ダイヤフラムと前記熱盤との間に、前記上部ダイヤフラムと前記熱盤との接触を防止するダイヤフラム保護板を配置し、
前記プレス処理前又は前記キュア処理において、前記上部ダイヤフラムが前記上部空間側に膨張して前記ダイヤフラム保護板と密着するよう、前記主チャンバーと前記上部空間との気圧差を制御する、
ことを特徴とする請求項29から請求項31のいずれか一項に記載のプレス成形方法。 - 前記上部ダイヤフラムと前記下部ダイヤフラムの間に、上下に貫通する中空部を有する真空枠を配置し、
前記下部ダイヤフラム上に前記被加工物を載せてから、前記上部ダイヤフラムと前記下部ダイヤフラムの少なくとも一方を上下に移動させて、前記上部ダイヤフラムと前記下部ダイヤフラムとで前記真空枠を気密に挟み込むことによって前記主チャンバーを形成する、
ことを特徴とする請求項29から請求項32のいずれか一項に記載のプレス成形方法。 - 前記プレス処理において、前記主チャンバー内の気圧を真空にし、前記上部空間及び前記下部空間の気圧を大気圧にする、
ことを特徴とする請求項29から請求項33のいずれか一項に記載のプレス成形方法。 - 前記被加工物が積層体であり、前記被加工物を加熱下でプレスして前記被加工物の構成部材を一体に接合するラミネート加工を行う、
ことを特徴とする請求項29から請求項34のいずれか一項に記載のプレス成形方法。
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