JPH02295700A

JPH02295700A - 熱盤プレス装置

Info

Publication number: JPH02295700A
Application number: JP11553189A
Authority: JP
Inventors: Soichi Takahashi; 高橋　惣一
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1989-05-09
Filing date: 1989-05-09
Publication date: 1990-12-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、各種素材を真空かつ高温下でプレスする際に
用いられる熱盤プレス装置に関するものである。

「従来の技術」各種の素材を拡散接合する際、あるいは超塑性加工を施
すに際して、素材を真空かつ高温下でプレスする必要が
生じることがあり、そのような場合に用いられるプレス
装置として従来より第３図および第４図に示すような熱
盤プレス装置が用いられている。

この従来の熱盤プレス装置は、プレスフレーム１内に配
した対のプレスベッド２．３にそれぞれ電気ヒータ４，
４を埋め込んでおき、上側のプレスベノド２を油圧シリ
ンダ５により押し下げることによって、それらプレスベ
ッド２，３間に配置した真空容器６内の彼加工物を電気
ヒータ４，４により加熱しつつプレスするようにしたも
のである。図中の符号７はプレスベッド２，３の周囲を
覆うように設けられた放熱防止用の断熱材、８は電気ヒ
ータ４，４に電源を供給するための電源ケーブルであっ
て、この電源ケーブル８はプレスベッド２の昇降に追従
できるように可撓性を有するものとされている。

上記の熱盤プレス装置により、真空かつ高温下で拡散接
合を行う場合には、まず、第４図に示すように、接合す
るべき試料９，９を上下に重ねて容ｉ！ｉ　６内に収納
し、その容器６を、中央部が上面側に若干湾曲した形態
とされた耐熱金属板等からなる薄板状の蓋体１０を溶接
することで密閉し、この容器６内を真空とする。そして
、この容器６をプレスベノド３上に配置した後、電気ヒ
ータ４，４に通電してプレスベッド２を押し下げる。こ
れにより、試料９，９は容器６および蓋体１０を介して
電気ヒータ４，４により高温に加熱されるとともに、蓋
体ｌＯが変形していって試料９，９に対するプレスがな
され、これによって拡散接合がなされる。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上記従来の熱盤プレス装置により上記のよう
な拡散接合を行う場合、容器６の蓋体ｌＯはプレスの際
に変形してしまってこれを再使用することはできないの
で、蓋体１０をその都度使い捨てとせざるを得ず、この
ため製造コストがかさんでしまうものであった。

また、試料９，９を１　．　Ｏ　Ｏ　Ｏ　’Ｃを越える
ような高温に加熱してプレスを行う必要がある場合には
、蓋体１０もそのような高温に耐え得るものとしなけれ
ばならず、したがってたとえばモリブデンやタングステ
ン等の極めて高価な材料を使用せざるを得ないが、その
ような高価な耐熱金属を使用し、しかも、１回の処理ご
とに使い捨てとすることは製造コストの点で現実的では
なく、結局、この従来の熱盤プレス装置では余り高温下
における処理を行うことができないものであった。

さらに、上記従来の熱盤プレス装置では、プレスベッド
２．３に埋め込んだ電気ヒータ４．４に対して可撓性の
電源ケーブル８により電源供給を行っているのであるが
、この電源ケーブル８は繰り返し変形を受けるので比較
的早期に劣化したり損傷を受ける恐れがあり、また、特
にプレスベノド２の昇降ストロークが大きい場合にはそ
の電源ケーブル８を収容しておくために十分なスペース
を確保しなければならず、このため、装置全体が大型化
してしまう、という欠点もあった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、高温下か
つ真空下におけるプレスを低コストで行うことができ、
また、装置全体をコンパクトなものとできる熱盤プレス
装置を提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」本発明の熱盤プレス装置は、真空を保持可能な炉体の内
部に少なくとも一方が炉体に対して昇降可能な対のプレ
スベッドを配し、それら対のプレスベッドの周囲に電気
ヒータを配するとともにそれらプレスベッドにそれぞれ
電気ヒータを埋め込んでなり、被加工物を前記各電気ヒ
ータにより加熱するとともに両プレスベッドにより押圧
してプレスするように構成されてなることを特徴とする
ものである。

上記の熱盤プレス装置においては、昇降可能とされたプ
レスベッドに埋め込まれている電気ヒータへの給電線を
このプレスベッドの昇降方向と平行にかつ前記炉体を貫
通させて設けるとともに、この給電線をプレスベッドと
ともに昇降可能となし、この給電線の外側に前記給電線
および前記プレスベッドとともに昇降する中空ロッドを
取り付けてその端部を炉体に設けた貫通孔から炉体内に
挿入し、この中空ロッドの外面と前記貫通孔内面との間
、および中空ロッドの内面と前記給電線との間に、それ
ぞれ炉体内の真空を保持するためのシール材を取り付け
るようにすることが望ましい。

「作用」本発明の熱盤プレス装置は、内部に対のプレスベ，ドを
設けた炉体内全体を真空となすとともに、プレスベッド
の周囲に設けた電気ヒータおよびプレスベノドに埋め込
んだ電気ヒータによって被加工物を加熱して高温となし
、それらプレスベッドにより被加工物を押圧してプレス
を行うものである。

「実施例」以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

第１図は本実施例の熱盤プレス装置の概略構成を示す立
断面図であって、図中符号１１はプレスフレーム、１２
はその内側に設けられた真空を保持可能な炉体、１３は
その内面側に設けられた断熱材、１４はその内側に取り
付けられた電気ヒータ、１５はフレーム１１下部に支持
されることによって炉体１２内の底部に固定された下側
のプレスベ，ド、１６は炉体ｌ２内の上部において昇降
可能とされた上側のプレスベッド、１７．１８はプレス
ベッド１６を昇降させるための主プレス／リングおよび
副プレス７リンタ、１９はそれらプレスシリンダ１７．
１８のロツド１７ａ，１８ａとプレスベッド１６との間
に設けられたプレスラムである。

上記の主および副プレスシリンダ１７．１８はいずれも
両ロッド型のもので、それらは同期して作動することに
よって下方に延びる上記ロッド１７ａ，１８ａによりプ
レスラム１９を介してプレスベッド１６を昇降させると
ともに、その際に、上方に延びるロソド１７ｂ，１８ｂ
に連結された給電線２７（後述）および中空ロツド２３
（後述）をプレスへ，ド１６とともに昇降させるように
なっている。

上記の両プレスベッド１５．１６には、それぞれ電気ヒ
ータ２０，２１が埋め込まれており、それら電気ヒータ
２０，２１に通電することによってプレスベッド１５．
１６は高温となるようにされている。

そして、下側のプレスベソド１５に埋め込まれている電
気ヒータ２０、および炉体１２内面に取り付けられてい
る上記の電気ヒータ１４はいずれも固定的に設けられて
いるのでこれらに対する電源供給は適宜行なわれている
が、上側のプレスベッド１６に埋め込まれている電気ヒ
ータ２１はプレスベノド１６とともに昇降するので、そ
の電気ヒータ２ｌに対する電源供給は次のようになされ
ている。

すなわち、第２図に示すように、上記プレスシ’Ｊ　：
／　夕’　ｌ　７　，　１　８の上方に延びている各ロ
ッド１７ｂ，１８ｂには連結部材２２が固定されており
、その連結部材２２の端部には、たとえばステンレスか
らなる中空ロツド２３がその上端部をフランジ２４によ
り固定されることによって吊り下げられている。この中
空ロッド２３は各シリンダ１７，１８のロッド１７ｂ，
１８ｂおよびプレスラム１９と平行な状態で（すなわち
プレスベッドｌ６の昇降方向と平行な状態で）下方に延
び、その下端部は、炉体ｌ２に設けられた貫通孔１２ａ
の内側に取り付けられているロツドガイド２５により上
下方向に摺動可能な状態で支持されて炉体１２内に挿入
されている。したがって、この中空ロッド２３は、プレ
スシリンダ１７．１８を作動させたときにはプレスベッ
ド１６とともに昇降することになる。なお、上記のロン
ドガイド２５と炉体ｌ２の貫通孔１２ａと間、およびガ
イドロッド２５と中空ロツド２３外面との間にはＯリン
グ２６が装着されており、これら○リング２６によって
炉体ｌ２内の真空が保持されるとともに、中空ロッド２
３の昇降が許容されるようになっている。

一方、電気ヒータ２１には給電線２７の下端が接続され
、その給電線２７は上方に延びて断熱材１３を貫通し、
さらに上記中空ロッド２３の内部を非接触状態を保って
挿通し、その上端部は上記フランジ２４を介して上記連
結部材２２に固定されている。そして、その上端には給
電瑞子２８を介して電源ケーブル２９が連結されている
。したがって、この給電線２７はプレスベッド１６およ
び中空ロツド２３とともに炉体１２に対して昇降するこ
とになる。

なお、給電線２７はたとえば水冷銅製とすれば良いが、
少なくとも炉体１２内に位置する部分は耐熱性を考慮し
て黒鉛製とすることが良い。

そして、給電線２７の上端部とフランジ２４との間、お
よび中空ロッド２３の下端部と給電線２７との間には、
それぞれたとえばテフロン製の絶縁材３０が介装されて
いて、これら絶縁材３０により中空ロツド２３と給電線
２７との電気的な絶縁状態が保持されるようになってい
る。また、フランジ２４の内側に設けられた上記絶縁材
３０のさらに内側にはＯリング３１が装着されており、
このＯリング３１によって給電線２７と中空ロツド２３
の間の隙間かシールされて炉体ｌ２内の真空が保持され
るようになっている。

上記の熱盤プレス装置によってプレスを行うには、まず
、上側のプレスベッド１６を上昇させて下側のプレスベ
ッドｌ５上に彼加工物３２を直接的に配置し、炉体１２
内部から排気を行って所望の真空度となすとともに、電
気ヒータ１４，２０．２１に通電して炉体１２内および
彼加工物゛３２を所望の温度まで昇温させた後、プレス
シリンダ１７，１８を作動させてプレスベノド１６を降
下させ、被加工物３２に対して所望の押圧力を直接的に
加えれば良い。

上記構成の熱盤プレス装置では、炉体１２内全体を真空
として処理を行うので十分な高真空を容易に得ることが
できるとともに、従来の熱盤プレス装置においては必要
であった第４図に示したような使い捨てとせざるを得な
い容器６およびその蓋体１０を用いる必要がないので、
製造コストの点で大きく有利である。

また、この熱盤プレス装置は、炉体１２内に設けた電気
ヒータ１４、およびプレスベッド１５．１６に埋め込ん
だ電気ヒータ２０，２１の双方により炉体１２内および
被加工物３２を加熱するので、従来の熱盤プレス装置、
あるいは従来のホ・ットプレス装置に比してより高温が
容易に得られるとともに急速加熱が可能であり、しかも
、従来の熱盤プレス装置のように高価な耐熱金属性の容
器６やその蓋体１０を用いる必要がないことから、従来
においては困難であった１，ＯＯＯ’Ｃを越えるような
高温下における処理を行うことが可能なものである。

また、プレスベッド１６に埋め込んだ電気ヒータ２１へ
の給電線２７をプレスベノド１６の昇降方向と平行に、
かつそのプレスベッド１６とともに炉体１２に対して昇
降可能に設けたので、従来の可撓性の電源ケーブル８を
用いて電源供給を行う場合のように給電線２７が変形を
受けることがなく、このためそれが早期に劣化したり損
傷を受けてしまうようなことはないことは勿論のこと、
電源ケーブル８を収納しておくためのスペースが不要と
なり、このため、装置全体をコンパクトなものとできる
。

そして、給電線２７の外側に中空ロッド２３を給電線２
７とともに昇降可能に設け、この中空口・ノド２３と炉
体１２の貫通孔１２ａとの間、および中空ロッド２３と
給電線２７との間にそれぞれＯリング２６．３１を介装
したので、炉体１２内の真空を十分に保持できるととも
に、Ｏリング２６によって中空ロッド２３の炉体１２に
対する昇降は許容され、しかも、給電線２７と中空ロッ
ド２３との間に介装した絶縁材によりそれらの間の電気
的な絶縁は十分に確保することができる。

なお、給電線２７の上端および中空口，ソド２３の下端
をそれぞれ自由端としておくことにより、それら給電線
２７および中空口・ノド２３の熱変形（長さ方向の膨張
および収縮）を支障なく吸収することができる。

「発明の効果」以上で詳細に説明したように、本発明によれば、真空を
保持可能な炉体の内部に対のプレスベ．，ドを配し、そ
れら対のプレスベッドの周囲に配した電気ヒータおよび
それらプレスベ・ノドに埋め込んだ電気ヒータにより被
加工物を加熱してプレスするように構成したので、被加
工物を収納するための容器を必要とする従来の熱盤プレ
ス装置に比してより高温下における処理を低コストで行
うことが可能となる、という優れた効果を奏する。

また、プレスベッドに埋め込んだ電気ヒータへの給電線
をプレスベッドの昇降方向と平行に、かつそのプレスベ
ッドとともに炉体に対して昇降可能に設ければ、従来の
可撓性の電源ケーブルを用いて電源供給を行う場合のよ
うに給電線が変形を受けて早期に劣化したり損傷を受け
てしまうようなことはないことは勿論のこと、電源ケー
ブルを収納してお《ためのスペースが不要となり、この
ため、装置全体をコンパクトなものにできる。

さらに、給電線の外側に中空ロツドを給電線およびプレ
スベ，ドとともに炉体に対して昇降可能に設け、その給
電線と中空ロッドとの間および中空口，ドと炉体の貫通
孔との間に炉体内の真空を保持するためのシール材をそ
れぞれ介装すれば、中空ロソドおよび給電線の昇降を許
容しつつ炉体内の真空を十分に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる熱盤プレス装置の一実施例を示
す立断面図、第２図はその要部拡大図である。第３図は従来の熱盤プレス装置を示す立断面図、第４図
はこの従来の熱盤プレス装置によって拡散接合を行う場
合に使用する容器を示す断面図である。１・・・・・プレスフレーム、１２・・・・・・炉体、
２ａ・・・・・・貫通孔、Ｘ４・・・・・・電気ヒータ
、５．１６・・・・・・プレスベソド、７．１８・・・・・・プレスシリンダ、９・・・・・プ
レスラム、２０，２３・・・・・・中空ロツド、６．３　１・・・・・・０リング（シール材）、７・・
・・・・給電線、３０・・・・・・絶縁材、２・・・・
・・被加工物。 ■・・・・・・電気ヒータ、出願人　　石川島播磨重工業株式会社第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真空を保持可能な炉体の内部に少なくとも一方が
炉体に対して昇降可能な対のプレスベッドを配し、それ
ら対のプレスベッドの周囲に電気ヒータを配するととも
にそれらプレスベッドにそれぞれ電気ヒータを埋め込ん
でなり、被加工物を前記各電気ヒータにより加熱すると
ともに両プレスベッドにより押圧してプレスするように
構成されてなることを特徴とする熱盤プレス装置。
（２）昇降可能とされた前記プレスベッドに埋め込まれ
ている電気ヒータへの給電線をこのプレスベッドの昇降
方向と平行にかつ前記炉体を貫通させて設けるとともに
、この給電線をプレスベッドとともに昇降可能となし、
この給電線の外側に前記給電線および前記プレスベッド
とともに昇降する中空ロッドを取り付けてその端部を炉
体に設けた貫通孔から炉体内に挿入し、この中空ロッド
の外面と前記貫通孔内面との間、および中空ロッドの内
面と前記給電線との間に、それぞれ炉体内の真空を保持
するためのシール材を取り付けてなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の熱盤プレス装置。