TW201518057A - 模具組 - Google Patents

Abstract

實施形態相關的模具組，其特徵為，具備：配備有複數的零組件且保持被成型材用的模具；及鋪設在上述模具下側的背板。

Description

模具組

本發明是關於模具組，例如是關於構成為移動在複數處理單元間的模具組。

針對使被成型材熱軟化藉此進行加壓成型的成型裝置，已知有使被成型材保持用的模具組移動在分別要執行加熱處理、加壓成型處理及冷卻處理的複數單元間，對複數的被成型材同時進行加熱、成型及冷卻之各步驟藉此縮短成型週期之移動模具式的裝置(例如參閱日本特開2007-131489號公報)。

模具組一般是構成為具備：被成型材保持用的上模及下模；及包覆著上模及下模之外圍部份的套筒。當對如此構成的模具組執行移動、熱處理、加壓處理時，機械性碰撞及熱性衝擊容易造成模具組損傷。

實施形態相關的模具組，具備：配備有複數的零組件且要保持被成型材用的模具；及鋪設在上述模具之下側的 背板。

根據本發明時，能夠防止機械性碰撞及熱性衝擊容易造成的模具組損傷，能夠確保有較高的運輸性。

1‧‧‧被成型材

2‧‧‧成型品

10‧‧‧成型裝置

11‧‧‧隔離室

12‧‧‧控制部

13‧‧‧成型品收容器

14‧‧‧模具收容器

15‧‧‧素材收容器

20‧‧‧模具組

20A‧‧‧假模具組

21‧‧‧上模具(上模)

22‧‧‧下模具(下模)

22a‧‧‧突出部

23‧‧‧套筒

23a‧‧‧設置部

24‧‧‧背板

24a‧‧‧引導部

24b‧‧‧溝槽

25‧‧‧連結銷(連結部)

30‧‧‧加熱單元

34‧‧‧紅外線燈管

35‧‧‧載置板

40‧‧‧加壓單元

42‧‧‧加壓軸

43‧‧‧昇降機構部

45‧‧‧紅外線燈管

46‧‧‧加壓板

50‧‧‧徐冷單元

51‧‧‧徐冷板

56‧‧‧紅外線燈管

60‧‧‧急冷單元

61‧‧‧冷卻板

62‧‧‧支撐軸

63‧‧‧昇降機構部

70‧‧‧搬運單元

71‧‧‧缸軸

72‧‧‧氣缸

73‧‧‧止動部

76‧‧‧移動機構部

80‧‧‧搬入單元

90‧‧‧搬出單元

91‧‧‧搬出板

92‧‧‧裝載鎖定室

93‧‧‧昇降機構部

94‧‧‧移動機構部

B‧‧‧螺栓

P1‧‧‧單元間距

P2、P3‧‧‧間距

第1圖為模式性表示本發明第1實施形態相關之成型裝置的構成說明圖。

第2圖為第1圖成型裝置的構成以模式性表示成型裝置之構成的側面圖。

第3圖為第1圖成型裝置的構成以模式性表示成型裝置之構成的平面圖。

第4圖為表示第1實施形態相關之模具組的平面圖。

第5圖為第4圖之V-V剖面圖。

第6圖為第4圖之VI-VI剖面圖。

第7圖為第1實施形態相關之模具組的背板下面圖。

[發明之實施形態] [第1實施形態]

於以上針對本發明之第1實施形態相關的模具組參閱第1圖至第7圖進行說明。另外，於各圖中是將構成經適當放大或縮小或省略後模式性表示。

第1圖至第3圖所示的成型裝置10，是一種將玻璃素材等被成型材1利用加熱處理使其軟化，且利用加壓處 理使其成型，藉此製造出其成型品例如以智慧型手機或平板終端用的玻璃罩等為代表性成型品2的成型裝置10。

成型裝置10，具備：對被成型材1或做為成型品之成型品2保持用的模具組20進行加壓藉此對被成型材1進行加壓成型處理的加壓單元40；於加壓成型處理之前對模具組20進行加熱藉此對被成型材1進行加熱處理的加熱單元30；對在加壓單元40成型處理後的成型品2一邊保壓的同時一邊進行徐冷處理的徐冷單元50(冷卻單元)；對徐冷處理過的成型品2進行急冷處理的急冷單元60(冷卻單元)；對模具組20進行搬運的搬運單元70；分別設置在沿圖中箭頭符號之搬運路徑兩端的搬入單元80及搬出單元90；收容該等單元30、40、50、60、70、80、90並且使該等從外部之大氣隔離的隔離室11；及對各單元30、40、50、60、70、80、90及隔離室11之動作進行控制的控制部12。

於該實施形態中，沿著搬運路徑配置有下述各站：連續並列配置有複數加熱單元30的加熱站；連續並列配置有複數加壓單元40的加壓站；配置有徐冷單元50的徐冷站；及配置有急冷單元60的急冷站。

各站之各單元的下側之板為沿著搬運路徑連續並列著。於板的列上形成有模具組20通過用的通道。利用搬運單元70使複數模具組20沿著該板列上的通道依順序從上游側往下游側移動。

複數的單元30、40、50、60，從沿X軸之搬運方向 的一端側(第1圖中右側)按照順序，以搬入單元80、4個加熱單元30、3個加壓單元40、1個徐冷單元50、2個急冷單元60、搬出單元90的順序隔著相同間隔(單元間距)P1並列著。該等各單元30、40、50、60是構成為可組裝替換及增減。

如第4圖至第6圖所示，各模具組20具備：對應成型品2之上側形狀形成的上模具21(上模)；與上模具21相向配置並且對應成型品2之下側形狀形成的下模具22(下模)；包圍著上模具21及下模具22的外側予以支撐的套筒23；及鋪設在下模具22之下側的背板24。

上模具21及下模具22，具有在閉狀態下對應成型品2之形狀的型腔且形成為指定尺寸的矩形狀。於該上模具21和下模具22之間例如配置有板狀的被成型材1。上模具21及下模具22的材料是使用耐熱性優異且具有高溫化之材料強度的材料。例如使用玻璃狀碳或石墨或C/C複合材料(Carbon/Carbon Composites)等。

上模具21例如第5圖所示，其形成為上部比外部還突出外方的段差形狀。

下模具22是於其外圍具備有往外方突出的刀鍔狀突出部22a。例如第5圖所示，形成為下模具22之下部比上部還突出外方的段差形狀，該下部構成突出部22a。

上模具21及下模具22的是插入支撐在矩形狀之套筒23的設置部23a。

套筒23是由石墨或C/C複合材料或硬質合金或鎢合 金等耐熱材料所形成，構成為矩形的框架狀。於套筒23的中央部形成有可讓上模具21及下模具22插入並對該等加以保持的設置部23a。套筒23形成為沿著上模具21及下模具22之外面成相向的段差形狀，利用該段差使上模具21及下模具22定位在指定的位置。

於套筒23之搬運路徑方向的兩側端面，形成有朝搬運方向突出的一對連結銷25(連結部)。連結銷25例如是以熱傳導率小的氮化矽(Si3N4)或不銹鋼等材質所構成的軸體，配置在彼此相鄰之單元的連結銷25彼此會於搬運方向抵接成連續，以傳達下述搬運單元70的推出力。連結銷25例如是於搬運方向兩側分別於搬運路徑的寬度方向兩側各設有2支合計共設有4支。

包含兩側之連結銷25的套筒23其搬運方向的長度，是設定成與搬入單元80、加熱單元30、加壓單元40、徐冷單元50、急冷單元60、搬出單元90之單元彼此的間隔即單元間距P1相同長度。即，構成為載置在彼此相鄰之單元的模具組20之連結銷25彼此會互相抵接成為連續。

背板24是構成為具有一定厚度之矩形的板狀，且配置在下模具22的下側。背板24例如是由鉬或鎢合金或C/C複合材料等材料所形成。

如第4圖及第6圖所示，背板24是於模具組20之搬運方向正交的寬度方向兩端由螺栓B等固定具使其鎖緊在套筒23。利用該背板24和套筒23的固定，使突出部22a被夾持在套筒23的段差和背板24之間所形成的空間，藉 此使下模具22定位並且固定。

此外，於背板24之下面的搬運方向兩端部形成有引導部24a，該引導部24a具有相對於上下方向及搬運方向成傾斜的傾斜面。引導部24a例如是設定成10~20度的傾斜。利用該引導部24a使模具組20的推出搬運可於彼此相鄰之單元的板上面之間順暢執行。

如第7圖所示，於背板24的下面形成有複數(於此為5條)之通氣用的溝槽24b。該等溝槽24b都是沿著搬運方向延伸成平行。藉此減輕滑行摩擦，以使滑動著背板24來進行搬運處理的作業能沿著搬運方向順暢執行。

並列配置在搬運方向的複數加熱單元30，分別具備有隔著模具組20配置在上下的上側加熱器部31及下側加熱器部32。於上側加熱器部31及下側加熱器部32分別設有配置成複數列之做為加熱器機構的紅外線燈管34。

於下側之紅外線燈管34的列上，固定著要載置模具組20用的載置板35。載置板35例如是由熱傳導性高的SiC(碳化矽)等材料所形成，構成為矩形的板狀。於以上所述構成的加熱單元30中，由搬運單元70依順序搬運過來的模具組20是以載置在下側之載置板35上的狀態受到加熱處理。

並列配置在搬運方向的複數加壓單元40，分別具備有隔著模具組20配置的上下一對加壓板46。各加壓板46是構成為矩形的板狀，且由熱傳導性良好並且為硬質材的硬質合金或SiC(碳化矽)等材料所構成。於該加壓板46 設有做為加熱器機構的紅外線燈管45。於上側的加壓板46連接有加壓軸42。加壓軸42是連接於伺服馬達或氣缸等昇降機構部43，構成為是根據控制部的控制使加壓軸42上下動。

於以上所述構成的加壓單元40中，是以紅外線燈管45對設置在一對加壓板46間的模具組20進行加熱處理，並且利用上側之加壓板46的昇降動使上側的加壓板46下降，藉此對一對加壓板46間的模具組20進行加壓以執行加壓處理。

並列配置在搬運方向做為第2冷卻單元的徐冷單元50，是構成為具備有隔著模具組20配置在上下的上下徐冷板51(冷卻部)。

上下徐冷板51是構成為矩形的板狀，且由熱傳導性良好並且為硬質材的硬質合金或SiC(碳化矽)等材料所構成。於上下徐冷板51，組入有做為徐冷用之加熱器機構的紅外線燈管56。於上下徐冷板51間形成有模具組20通過用的通道。

下側之徐冷板51構成為與下側之加壓板46相同。上側之徐冷板51是與上側之加壓板46同樣地連接有加壓軸，構成為可由昇降機構部63使其上下昇降。

利用昇降機構部63使上側之徐冷板51下降，對放置在下側之徐冷板51的模具組20進行加壓藉此一邊執行可維持一定之加壓力的保壓一邊執行徐冷處理。

做為第2冷卻單元的急冷單元60是構成為具備：隔 著模具組20配置在上下的上下冷卻板61(冷卻部)；連結上側的冷卻板61並朝上下方向延伸的支撐軸62；及連接在上側之冷卻板61的伺服馬達或氣缸等昇降機構部63。

上下冷卻板61是構成為矩形的板狀，且由熱傳導性良好並且為硬質材的硬質合金或SiC(碳化矽)或經淬火處理過的不銹鋼等材料所構成。於冷卻板61組入有冷卻觸媒流動用之流路其構成用的冷媒配管。此外，於上下冷卻板61分別設有複數熱電偶。再加上，上側的冷卻板61是構成為可由昇降機構部63使其上下昇降。

驅動昇降機構部63使上側的冷卻板61下降，對放置在下側之冷卻板61上的模具組20接觸及加壓藉此執行急冷處理。

另外，於各單元30、40、50、60設有熱電偶，對處理中的溫度進行檢測做為在控制部12的反饋控制使用。

如第1圖及第3圖所示，搬入單元80是配置在搬運方向之一端側即加熱單元30的旁邊(圖中右側)。搬出單元90是配置在搬運方向之另一端側即急冷單元60的下游側。

搬運單元70，具備：沿著搬運方向往復動的缸軸71；連接於控制部以做為可使缸軸71移動在搬運方向之推出機構的搬運用氣缸72；及於搬運方向下游側限制模具組20之位置的止動部73。

缸軸71是與連結銷25同軸延伸。搬運用氣缸72是 設置在隔離室11之搬入側的端部，具有推出功能可沿著搬運方向以一定行程推出連結銷25。隨著被推出之連結銷25的移動，各模具組20就會沿著搬運路徑被推出，藉此就可使複數模具組20一齊以一定行程從一端側依順序搬運往另一端。

搬入單元80，具備：載置模具組20並昇降移動的搬入板81；設置在搬入站之上部的裝載鎖定室82；使搬入板81移動的昇降機構部83；及設置在裝載鎖定室82之下部的移動機構部84。

搬出單元90是配置在搬運方向的另一端側即急冷單元60的下游側。搬出單元90，具備：載置模具組20並昇降移動的搬出板91；設置在搬出站之上部的裝載鎖定室92；使搬出板91移動的昇降機構部93；及設置在裝載鎖定室92之下部的移動機構部94。

再加上，除了成型裝置10之隔離室11之外，還設有：成型品2複數保持用的成型品收容器13；模具組20或假模具組20A複數保持用的模具收容器14；及被成型材1保管用的素材收容器15。

以下，針對使用本實施形態相關的成型裝置10從被成型材1製造出成型品2的程序進行說明。成型品2的一例，例如以4~12英吋、厚度0.3~1.5mm程度之智慧型手機的玻璃罩為例子，但並不限於此，成型品2可應在各種的形狀暨用途。例如從也可板狀的被成型材1製造出兩端部彎曲形狀或端部厚度有變化之形狀的成型品2。

於成型裝置10中，是針對各單元分別各配置有1個模具組20，且在複數的單元同時執行複數的處理，但是為了以下方便說明是以1個模具組20為中心說明製造程序。

即，於1個單元中對1個模具組20執行處理，於其他的單元中對其他的模具組20執行處理。第1圖至第3圖中表示對各單元分別配置有1個模具組20的形態。

首先，對模具收容器14的模具組20配置素材收容器15的被成型材1。就搬入處理而言，是於裝載鎖定室82內配置模具組20，且使裝載鎖定室82內關閉。其次，以昇降機構部83使模具組20下降。下降後，由移動機構部84使模具組20水平移動至要由搬運單元70執行推出的位置。

當從收容器14往裝載鎖定室82使模具組20移動時例如是以搬運用的機械手臂把持著模具組20使模具組20移動。此時，藉由機械手臂把持著套筒23及背板24就能夠在不損傷到上模具21及下模具22的狀態下使模具組20移動。

於加熱單元30等其他單元之處理完畢的指定時機，控制部12就會驅動缸軸71推壓模具組20的連結銷25，使模具組20以單元間距P1已加有一定距離之後的間距P2份量往下游側移動，將模具組20往第1個加熱單元30的載置板35上移動(搬運處理)。於同時，排列在下游側的複數模具組20也會由連結銷25推出，以每個間距 P1往下游側移動。即，複數模具的連結銷25會推壓下游側的模具組20，因此缸軸71就會使模具組20一齊移動。

於第1個加熱單元30中，是以上下的紅外線燈管34對模具組20進行加熱，以指定的溫度使被成型材1軟化(加熱處理)。在同時執行之複數處理結束後的時機，利用與上述相同的搬運處理，使模具組20依順序送往下游側，施以同樣的加熱處理。

其次，利用同樣的搬運處理使複數模具組20整批移動往下游側，從下游側的加熱單元30往第1個加壓單元40搬運模具組20。

控制部12以驅動加壓單元40之昇降機構部43的方式使上側的加壓板46下降，將模具組20夾入在上下的加壓板46，藉此對被成型材1一邊加熱一邊加壓(加壓處理)。在同時執行之複數處理結束後的時機，利用與上述相同的搬運處理，使模具組20依順序送往下游側，於下游側的加壓單元40中進行同樣的加壓處理。

接著，利用同樣的搬運處理，從下游側的加壓單元40往第1個徐冷單元50搬運模具組20。於徐冷單元50，其所執行的處理是利用一對徐冷板51對模具組20一邊保壓一邊例如利用加熱器的溫度調整使模具組20成為指定的溫度(徐冷處理)。

其次，利用與上述相同的搬運處理，使模具組20從徐冷單元50搬運往急冷單元60。控制部12是以驅動急 冷單元60之昇降機構部63的方式使上側的冷卻板61下降，將模具組20夾入在上下的冷卻板61，藉此利用冷媒使模具組20冷卻達到即使於大氣中也不會氧化的溫度區為止(急冷處理)。

接著，執行搬出處理。就搬出處理而言，首先是由設置在搬運路旁的移動機構部76使模具組20僅以單元間距P1已加有一定距離之後的間距P3份量往下游側移動之後，利用移動機構部94使模具組20水平移動至裝載鎖定室92之正下方的位置為止。然後，利用昇降機構部94使模具組20往上移動。模具組20移動至裝載鎖定室92之後，就開放裝載鎖定室92取出模具組20。

搬出後的模具組20是在隔離室11外予以分解，所取出的成型品2是配置在成型品收容器13。此外，對使用後的模具組20重新配置被成型材1，並重覆執行上述的成型處理。

當從搬出位置往收容器14移動模具組20時例如是以搬運用機械手臂把持著模具組20使模具組20移動。此時，藉由機械手臂把持著套筒23及背板24就能夠在不損傷到上模具21及下模具22的狀態下使模具組20移動。

根據本實施形態時，由於是於下模具22的下側設有背板24，因此就能夠將上模具21及下模具22的厚度抑制成較小的同時確保模具組20的高度，能夠提昇運輸性。一般而言，當玻璃狀碳的材質組織為非均質時，受到碰撞會使組織內部產生應力偏向，因此模具的材料若採用 玻璃狀碳時則厚度愈厚愈容易產生內部組織的差，容易產生破損或碎裂等的損傷現象。基於此，視材料而定為了防止破損則模具的厚度會有所限制，模具全高相對就會變低導致不易搬運，但於本實施形態中是在下模具22的背面設有背板24，因此就與下模具22的材料無關可避免損傷的同時能夠確保模具組20的高度，能夠提昇運輸性。

於本實施形態中，由於背板24是滑行移動在並列的板上，因此就可防止下模具22損傷。此外，於模具組20設有朝搬運方向突出的連結銷25並使該連結銷25形成連續，因此以整批搬運複數模具組20就可提昇處理效率。

此外，根據本實施形態時，套筒23和背板24是構成為夾著下模具22的突出部以螺栓B固定著，因此於下模具22不必形成為螺絲孔等的固定用構造就可予以固定。

再加上，於上述實施形態中是在背板24的下面設有引導部24a，因此背板24就能夠不受並列之板間的段差阻礙而順暢往行進方向滑行移動。此外，由於在背板24的下面設有通氣用的溝槽24b，因此加熱處理或加壓處理都不會使背板24吸附，基於此背板24就能夠往行進方向順暢滑行移動，能夠提昇運輸性。

於本實施形態中模具組20的模具主體是上模具21、下模具22的2件構成，但也可以是上模具、中模具、下模具的3件構成。

另外，本發明並不限於上述各實施形態，其可加以適當變更後實施。此外，也可將複數之實施形態的特徵經組 合後予以實施。其他，只要不脫離本發明的主旨範圍理所當然是可加以各種變形實施。

20‧‧‧模具組

21‧‧‧上模具

22‧‧‧下模具

22a‧‧‧突出部

23‧‧‧套筒

23a‧‧‧設置部

24‧‧‧背板

24a‧‧‧引導部

25‧‧‧連結銷

Claims (7)

1. 一種模具組，其特徵為，具有：具備複數的零組件，對被成型材加以保持的模具；及鋪設在上述模具下側的背板。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的模具組，其中，具備有包圍上述模具之外圍的套筒，上述模具具有朝外方突出的突出部，上述套筒和上述背板是以彼此間夾持著上述突出部形成互相組裝。
3. 如申請專利範圍第2項所記載的模具組，其中，上述套筒具備有沿著搬運方向延伸的連結部，且隨著推出上述連結部的推出處理而朝搬運方向滑行移動。
4. 如申請專利範圍第1項所記載的模具組，其中，於上述模具組的行進方向端部具備有下面傾斜的引導部。
5. 如申請專利範圍第1項所記載的模具組，其中，於上述背板的下面形成有沿行進方向的溝槽。
6. 如申請專利範圍第1項所記載的模具組，其中，上述背板是以不同於上述模具的材質構成。
7. 如申請專利範圍第1項所記載的模具組，其中，於通過設置在對上述模具組進行加熱之加熱單元的板上，和通過設置在對上述模具組進行加壓之加壓單元的板上，及通過設置在對上述模具組進行冷卻之冷卻單元的板上之指定的搬運路使上述模具組滑行移動在上述板上進行搬 運。