TWI392586B - 均等加壓成型裝置 - Google Patents

Description

均等加壓成型裝置

本發明係關於一種透過高溫液體進行加熱及均等加壓而進行被加工物成型的裝置。

現有將被加工物收容於壓力容器中，在密封該壓力容器的狀態下供給液體並透過液體向被加工物施加壓力而成型的裝置。此時，能夠透過液體加壓而實現均等加壓。並且，如果液體為高溫液體，則可以一邊進行加熱一邊進行加壓。像這樣的一邊進行加熱一邊進行加壓的裝置有專利文件1中所記載的裝置。

利用此類裝置，進行積層電容器等積層電子元件的成型。積層電容器是透過將規定形狀的導體片和陶瓷坯片相互交替疊合、加壓，同時加熱而使各層間的黏合劑硬化，再經過燒結陶瓷而製造的。規定形狀的導體成為電極，而燒結的陶瓷層成為絕緣體。實際上，是將其切成規定的形狀，作為電路元件使用。在將導體片和陶瓷坯片積層的狀態下，該坯片柔軟，不定形。

該所述的坯片，在加工前狀態為不定形的被加工物，需要加工結束為止使其保持規定形狀的模具。在所述的積層體的情況下，為了使加工前的積層片保持為板狀，作為模具使用承載這些片的板狀構件。如果在壓力容器內使被加工物以及模具上升至加工時的規定溫度，會使佔用壓力 容器的時間變長，而不能提高生產率。在專利文獻2中，公開了一種在加壓成型之前預熱被加工物以及保持裝置，從而縮短壓力容器佔用時間的技術。

【專利文獻1】實公平4－44358號公報 【專利文獻2】特開2002－35995號公報

在加熱、加壓程序結束之後，由於模具變熱，有時會影響將被加工物從模具中取出的操作。此外，當再次使用變熱的模具時，由於被加工物受到來自模具的熱而過早變熱，從而與模具變冷時的溫度上升過程不同。因此，例如在裝置運行初期和運行後經過充分時間後，與溫度相關的加工條件變得不同，有時會使產品的品質變得不穩定。

本發明的目的在於穩定用於保持被加工物模具的溫度。

本發明的均等加壓成型裝置為，將從壓力容器中取出安裝被加工物的模具之後，浸漬於貯存在冷卻槽中的液體中進行冷卻。由於被加工物從模具中取出前已冷卻，在從該模具中取出的操作中，該模具不熱而使操作變得容易。

此外，可以將冷卻槽設置在，將從壓力容器取出安裝於模具的被加工物，自該均等加壓成型裝置搬出位置的下方。

此外，可以在被加工物的搬出位置和冷卻槽之間，配置用空氣吹去附著在從冷卻槽取出的被加工物上液滴的除 水部。

再者，本發明提供一種均等加壓成型裝置，具有：搬入位置，其為搬入被加工物的位置；預熱位置，其為對搬入的被加工物的進行預熱的位置；加壓成型位置，其為對預熱後的被加工物進行加熱以及均等加壓成型的位置；搬出位置，其為取出加壓成型後的被加工物的位置；搬送裝置，其將該被加工物，從搬入位置經由預熱位置和加壓成型位置向搬出位置搬送，搬送時的位置間的軌跡不重複且為單方向，並且，在不需要預熱時，使搬送裝置反向移動，將被加工物從搬入位置直接搬送至加壓成型位置。

其次，本發明亦提供一種均等加壓成型裝置，是將被加工物收容於灌滿液體的壓力容器中，密封壓力容器並透過液體進行加壓以及加熱的裝置，其包括：恆溫槽，貯存有用於保溫壓力容器的液體，且壓力容器浸漬在該液體中；預熱槽，貯存有被加工物被收容於壓力容器之前，浸漬被加工物並進行預先加熱的液體；單一的泵，將恆溫槽的液體送至壓力容器和預熱槽，並使液體在恆溫槽和壓力容器、恆溫槽和預熱槽之間循環；送液控制裝置，其控制向壓力容器以及預熱槽的流體供給，其中，送液控制裝置控制成，當液體被送至壓力容 器時，流體也被送至預熱槽。

以下按照附圖對本發明的實施方式進行說明。第一圖為表示均等加壓成型裝置10各操作位置大概配置的俯視圖。如圖所示，旋轉臂12具有三叉形，在各臂的前端支撐有承載被加工物保持用托架的旋轉台14。圖示右下方的旋轉台14的位置為，搬入加工前的被加工物及搬出加工後的被加工物的搬入－搬出位置位置16。此外，圖式左方的台的位置為預熱被加工物的預熱位置18。在旋轉台14的下方設置有貯存預熱用液體的預熱槽20。被加工物以被承載於托架上面的狀態，被投入到預熱槽20中進行預熱，具體內容將在後面說明。而且，圖式右上方的旋轉台14的位置為，進行加壓成型的加壓成型位置22。在該旋轉台14的下方，設置有壓力容器24。在壓力容器24中，貯存有作為壓力工作媒介的液體。而且，壓力容器24被浸漬在恆溫槽26內的液體中。而且，對該均等加壓成型裝置10進行俯視時，即在第一圖的俯視圖中，對從壓力容器24中取出被加工物進行冷卻的冷卻位置28，與搬入－搬出位置16位於相同的位置。實際上冷卻位置28位於搬入－搬出位置16的下方，而貯存用於冷卻被加工物等液體的冷卻槽，被設置在圖式右下方旋轉台14的下方。

第二圖為表示均等加壓成型裝置10的搬入－搬出位置16以及冷卻位置28部分的示意圖。當旋轉台14位於圖中 所示位置時，承載了多個被加工物的托架32被放置在旋轉台14上面，進行被加工物向該成型裝置10之搬入。作為被加工物的，由導體和陶瓷坯體片相互交替積層構成的積層體34(參照第三圖)，因為加工前柔軟、變形，所以被支持在使該積層體34保持一定形狀的模具36(參照第三圖)上。如圖3所示，積層體34呈大致方形的平板狀，在模具36上設置有恰好裝入積層體34的凹部38。被加工物，即該積層體34被安裝在模具36上，多個積層體34被收容於托架32中。以此狀態下，托架32被放置在旋轉台14上。被輸送至冷卻位置28的積層體34係為在壓力容器24中被加熱、加壓並被取出的物體，對冷卻位置28的說明隨後進行。在搬入－搬出位置16中，放置在旋轉台14上的托架透過旋轉臂12的轉動而被輸送至預熱位置18。

第四圖為表示均等加壓成型裝置10的預熱位置18以及加壓成型位置22部分的示意圖。至於其他的部分將概略地表示。托架32從搬入－搬出位置16透過旋轉台14的旋轉而被送至預熱位置18。旋轉台14的旋轉是藉由液壓缸構成的旋轉液壓缸40之往復運動，透過齒輪齒條副機構42變換成旋轉運動，轉動轉柱44、旋轉臂12、旋轉台14而達到。當托架32被送至預熱位置18時，與透過由液壓缸構成的懸掛式液壓缸46下降的吊鉤48卡合，進而透過懸掛式液壓缸46被吊起。旋轉台14被旋轉而從托架32的正下方退避。吊鉤48吊著托架32下降，在升降臺50上放置托架32。升降臺50透過由液壓缸構成的升降液壓缸52 下降，由此托架32被投入至預熱槽20中。在預熱槽20中，貯存有被升溫至規定溫度的液體例如水，積層體34、模具36以及托架32，在被投入到加壓成型位置22之前，透過該液體預先被加熱。在規定時間的加熱結束之後，升降臺50上升，進而托架32成為被吊鉤48吊著的狀態。在其下面，退避的旋轉台14被送來，透過吊鉤48的下降，托架32被放置在旋轉台14上。於是，透過旋轉台14的旋轉，保持著積層體34以及模具36的托架32被輸送至加壓成型位置22。

在加壓成型位置22上，托架32與固定在壓力容器的上蓋54底部之吊鉤56卡合。上蓋54，透過鏈條58被吊下，並透過上蓋支撐柱60內的升降電機而進行升降。上蓋54，使托架32稍微上升，接著旋轉台14旋轉並從托架32的正下方退避。而當旋轉台14退避時，上蓋下降，將保持著積層體34、模具36的托架32投入到壓力容器24中。

第五圖圖5為表示預熱位置18以及加壓成型位置22，尤其是壓力容器24及其周圍結構的概略圖。在上蓋54中，設置有供後述銷62貫通的銷孔61，並且還設置有連接上蓋54的底面及銷孔61的循環孔63。被上蓋54吊著的托架32，與上蓋54一同下降並被投入到壓力容器24中，當上蓋54塞住容器的開口部時，銷62被插入到銷孔61並貫通上蓋54，如第六圖所示地密封壓力容器24。另一方面，在壓力容器24處於開放狀態時，循環路閥66被打開，恆溫槽26中的液體透過循環泵64被送至壓力容器24中。而 從壓力容器24溢出的液體，則再次回到恆溫槽26。壓力容器24即使處於被上蓋54蓋住的狀態，當銷62未被插入至銷孔61時，流體透過循環孔63返回至恆溫槽26，進而維持液體的環流狀態。由此，可對被上蓋54吊放到壓力容器中的被加工物的溫度進行更為精確的控制。當銷62被插入至上蓋的銷孔61，循環孔63被塞住時，循環路閥66則被關閉。

由於被投入到壓力容器24中的積層體34(被加工物)、模具36以及托架32已經被預熱，溫度被升高，因此在積層體34被浸漬到液體中之後，可以儘快開始加壓。在關閉循環路閥66之後，驅動升壓泵68，將恆溫槽26內的液體送至壓力容器24，以增加容器內的壓力。當達到規定的壓力時，該壓力被維持規定時間。在此期間，透過液體的加熱及加壓，積層體34被加壓成型並硬化。當經過規定時間後，循環路閥66被開放，從而開放壓力容器24內的壓力。在升壓泵68的吐出側設置有止回閥70，防止當升壓泵68未運行時的回流。

在壓力釋放之後，銷62被拔掉，使托架32與上蓋54一同上升，並使旋轉台14旋轉，放置於其上。然後，使旋轉台14旋轉，將保持著被加工物的托架32輸送至搬入－搬出位置16。

在循環泵64的吐出側，用於將液體送至預熱槽20的預熱槽送液管72連接在循環路閥66的前面。在由該預熱送液管72形成的預熱槽送液路上，設置有用於調節送入預 熱槽20液體流量的兩個閥74、76。透過這兩個閥74、76調節流向預熱槽20的送液量。作為其中一個閥的預熱槽送液路主閥74，當循環路閥66關閉時開啟，而當開啟時則被關閉。也就是，這些閥66、74中的一個處於開啟狀態。於是，當流體未被送入壓力容器24時，流體則被送入預熱槽20，由此對預熱槽內的流體溫度進行控制。在預熱槽20中剩餘的液體，則透過連通開口78溢出而回到恆溫槽26中。

設置在預熱槽送液路上的另一個閥，預熱槽送液路副閥76與主閥74並列配置。副閥76是在主閥74關閉時，為了維持規定量的流體被送入預熱槽20而設置的。當循環路閥66和副閥76同時開啟時，透過副閥76的流量被設定在小於循環路閥66的流量，從而優先將壓力容器24中的溫度管理。但是，即使在此時，因預熱槽20中也有流體的送入，所以也能夠防止或抑制預熱槽20的溫度降低。在本實施方式中，副閥76雖然處於常時開啟狀態，但是也可以設置成當主閥74開啟時關閉的形態。此外，為了能夠對應該均等加壓成型裝置10的運行條件的變更，副閥76上設有能夠調整流量的閥。但是，也可以用不能進行流量調整的結構，例如阻尼孔，或只能開啟和關閉的閥等來代替，進而謀求結構的簡易化。此外，設置主閥74和副閥76兩個閥是為了在向壓力容器24供給流體的同時於向預熱槽20輸送液體時，容易進行小流量的調整，如果只用主閥也能夠對小流量進行良好的流量調整，也可以採用僅具備主 閥的結構。

針對第二圖對冷卻位置28上的操作進行說明。自加壓成型位置22送來的托架32被設置在搬入－搬出位置16，即冷卻位置28正上方的，利用升降液壓缸84進行升降的吊鉤86吊上。升降液壓缸84吊起托架32，而旋轉台14旋轉而退避出托架32的正下方。升降液壓缸84使托架32下降，將積層體34浸漬於冷卻槽30中如水的液體中。經過規定時間之後，吊起托架32，用鼓風機88吹入空氣，吹掉附著在積層體34、模具36以及托架32上的液體。然後，再次將托架32吊到比旋轉台14高的位置，使旋轉台14旋轉，並將托架放置在旋轉台14上。

在冷卻位置28中，設置有對冷卻槽30中的液體進行冷卻的冷卻單元90。冷卻單元90將低溫製冷劑循環設置於冷卻槽30中的換熱線圈92內，從而降低冷卻槽中的液體溫度。另外，還設置有檢測冷卻槽液體溫度的溫度傳感器94，根據該傳感器的檢測值，對冷卻單元90進行控制。

從經由冷卻位置28再次回到搬入－搬出位置16的托架32中，將積層體34以安裝於模具36的狀態取出。然後，將經過加工的積層體34從模具36中取下，送至下一道程序。接著，在模具36中，新的未加工的積層體34被安裝並搬入。

在本實施方式中，旋轉台14可在120∘範圍旋轉，當將托架32送至下一個位置後，其返回前面的位置，接收下一個托架32。此外，旋轉台14從第一圖中的位置轉動60 ∘的位置為退避位置。在加壓成型位置22進行加壓成型時，與其同時在預熱位置18進行預熱。此外，在搬入－搬出位置16以及冷卻位置28中，被加壓成型的積層體34與模具36一同先被冷卻，冷卻後連同托架32一起被搬出。然後，接下來被加工的、安裝在模具36上的積層體34以收容於托架32的狀態被搬入。

當旋轉台14旋轉時，三個旋轉台14分別將托架32搬入下一個位置。此外，當著眼於其中一個托架32時，各位置之間的移動呈圓弧形，而移動方向為，第一圖中的順時針方向。

以上，本實施方式的均等加壓成型裝置10，透過大致在120∘範圍內向正、反方向旋轉的旋轉台14搬運托架32，而該旋轉台14也可以向一方向連續轉動。此外，也可以將搬入和搬出的位置獨立配置。

另外，對不需要預熱的被加工物進行加壓成型時，可以使旋轉台14逆轉，從搬入－搬出位置16直接送至加壓成型位置22。在加壓成型結束後，使旋轉台14向正向旋轉，返回搬入－搬出位置16。此外，在加壓成型後需要冷卻的情況下，也可以將預熱槽20作為冷卻槽利用。在這種情況下，停止預熱槽20和恆溫槽26之間的液體循環，分別獨立進行溫度管理。在加工成型後，再次使旋轉台14逆轉，使托架32移動至預熱槽20上方的位置，並投入到預熱槽20中進行冷卻。在冷卻結束後，使旋轉台14逆轉，將托架32復位至搬入－搬出位置16。

第七圖為在各位置處理的時間流程圖。(a)表示搬入－搬出位置16以及冷卻位置28中的處理。首先，使旋轉台14旋轉，接收來自加壓成型位置22的托架32。接著使托架32上升，一度使旋轉台14退避。然後，使托架321降，投入到冷卻槽30。冷卻規定時間之後，使托架32下升並進行除水。進一步使托架上升，復位退避的旋轉台14，並在旋轉台14上放置托架32。自此，托架32被搬出，而新的托架32被搬入，且被放置在旋轉台14上。然後，使旋轉台14再次退避。該退避是為了在其他的位置上進行托架升降時防止旋轉台成為阻礙。然後，待機到下一個循環過程為止。但是，在待機期間，與其他位置的處理相關聯，旋轉台14裝載著托架32進行旋轉。

(b)表示預熱位置18的處理。使旋轉台14旋轉，由搬入－搬出位置16接收托架32並使其上升，且使旋轉台14退避。該旋轉台14的旋轉和退避，與其他的位置同步。以吊起托架32的狀態退避規定時間。在經過規定時間之後，使托架32下降，投入到預熱槽20。在預熱結束之後，使托架32上升，復位退避的旋轉台14，並在其上放置托架。預熱時間可以變更。在控制該均等加壓成型裝置操作的控制部中，透過輸入的預熱時間算出預熱前待機時間。根據該待機時間和預熱時間，控制預熱位置中的操作。

(c)表示加壓成型位置22的處理。使旋轉台14旋轉，從預熱位置18接收托架32並使其上升，且使旋轉台14退避。該旋轉台14的旋轉和退避，與其他的位置同步。將托 架32以吊在上蓋54下方的狀態，使其下降，合上上蓋。透過升壓泵68增加壓力容器24中的壓力，保持了規定時間的壓力之後，進行減壓。打開上蓋54的同時使托架32上升，復位退避的旋轉台14，使托架32下降，放置在旋轉台14上。該從退避位置復位旋轉台14的操作，與預熱位置的操作同步進行。

在本實施方式中，將預熱槽與冷卻槽分別設置，在一系列的加工程序中，可以將預熱和冷卻同時進行。但是，若只需進行任何一方，則可以去掉本實施方式的預熱槽20和冷卻槽30的任何一方。例如，在只具備預熱槽20的結構的情況下，當需要預熱時，在第一圖中向右旋轉搬送被加工物，在預熱之後，投入到壓力容器，而在需要冷卻的情況下，向左旋轉進行搬送，將從壓力容器取出的被加工物投入到作為冷卻槽使用的預熱槽內。在將預熱槽作為冷卻槽使用時，灌滿該冷卻槽的液體而不與恆溫槽的液體共用。因此，較佳是設置使預熱槽(冷卻槽)的液體獨立循環，進行溫度管理的液體回路裝置。

10‧‧‧均等加壓成型裝置

12‧‧‧旋轉臂

14‧‧‧旋轉台

16‧‧‧搬入－搬出位置

18‧‧‧預熱位置

20‧‧‧預熱槽

22‧‧‧加壓成型位置

24‧‧‧壓力容器

26‧‧‧恆溫槽

28‧‧‧冷卻位置

30‧‧‧冷卻槽

32‧‧‧托架

34‧‧‧積層體

36‧‧‧模具

38‧‧‧凹部

40‧‧‧旋轉液壓缸

42‧‧‧齒輪齒條副機構

44‧‧‧轉動轉柱

46‧‧‧懸掛式液壓缸

48‧‧‧吊鉤

50‧‧‧升降臺

52‧‧‧升降液壓缸

54‧‧‧上蓋

56‧‧‧吊鉤

58‧‧‧鏈條

60‧‧‧支撐柱

61‧‧‧銷孔

62‧‧‧銷

63‧‧‧循環孔

64‧‧‧循環泵

66‧‧‧循環路閥

68‧‧‧升壓泵

70‧‧‧止回閥

72‧‧‧預熱槽送液管

74‧‧‧主閥

76‧‧‧副閥

78‧‧‧連通開口

84‧‧‧升降液壓缸

86‧‧‧吊鉤

88‧‧‧鼓風機

90‧‧‧冷卻單元

92‧‧‧換熱線圈

94‧‧‧溫度傳感器

第一圖為表示本發明實施方式均等加壓成型裝置大概結構的俯視圖。

第二圖為表示本發明實施方式均等加壓成型裝置的搬入－搬出位置以及冷卻位置部分的側視圖。

第三圖為表示作為被加工物的積層體和保持積層體的 模具示意圖。

第四圖為表示本發明實施方式均等加壓成型裝置的預熱位置以及加壓成型位置部分的主視圖。

第五圖為加壓成型位置壓力容器的大概結構圖，特別是表示容器處於開放狀態的示意圖。

第六圖為加壓成型位置的壓力容器的大概結構圖，特別是表示容器處於關閉狀態的示意圖。

第七圖為表示在各位置處理操作的時間流程圖。

14‧‧‧旋轉台

16‧‧‧搬入－搬出位置

28‧‧‧冷卻位置

30‧‧‧冷卻槽

32‧‧‧托架

84‧‧‧升降液壓缸

86‧‧‧吊鉤

88‧‧‧鼓風機

90‧‧‧冷卻單元

92‧‧‧換熱線圈

94‧‧‧溫度傳感器

Claims (5)

1. 一種均等加壓成型裝置，是將安裝在模具中的被加工物，與模具一同收容於灌滿液體的壓力容器內，在密封該壓力容器的狀態，透過液體向被加工物施加壓力，並加熱而進行被加工物的成型的裝置，其包括：冷卻槽，在被加工物的成型結束之後，將模具以及被加工物浸漬在液體中進行冷卻，且該冷卻槽配置在將從壓力容器中取出且安裝在模具上被加工物搬出該均等加壓成型裝置位置的下方。
2. 如申請專利範圍第1項所述的均等加壓成型裝置，在被加工物的搬出位置和冷卻槽之間，配置有用空氣吹去附著在從冷卻槽取出被加工物上液滴的除水部。
3. 如申請專利範圍第1項所述的均等加壓成型裝置，該冷卻槽可轉用為，在將被加工物收容於壓力容器之前，對該被加工物進行預熱至規定溫度的預熱槽。
4. 一種均等加壓成型裝置，其包括：搬入位置，其為搬入被加工物的位置；預熱位置，其為對搬入的被加工物進行預熱的位置；加壓成型位置，其為對預熱後的被加工物進行加熱並進行均等加壓成型的位置；搬出位置，其為取出加壓成型後的被加工物的位置；搬送裝置，其將該被加工物從搬入位置經由預熱位置和加壓成型位置向搬出位置搬送，搬送時位置間的軌跡為不重複且為一方向，其中，在不需要預熱時，使搬 送裝置反向移動，將被加工物從搬入位置直接搬送至加壓成型位置；及冷卻位置，其係配置在該搬出位置的下方並具有冷卻槽，該冷卻槽貯存有液體，用以冷卻加熱及加壓成型後並從該搬出位置取出的被加工物。
5. 一種均等加壓成型裝置，是將被加工物收容於灌滿液體的壓力容器中，密封壓力容器並透過液體進行加壓以及加熱的裝置，其包括：恆溫槽，貯存有對壓力容器進行保溫用的液體，且壓力容器浸漬在該液體中；預熱槽，貯存有液體，在被加工物被收容於壓力容器之前，所述液體浸漬被加工物並進行預先加熱；單一的泵，將恆溫槽的液體送至壓力容器和預熱槽，並使液體在恆溫槽和壓力容器、恆溫槽和預熱槽之間循環；送液控制裝置，控制向壓力容器以及預熱槽的流體供給，其中，送液控制裝置控制成，當液體被送至壓力容器時，流體也被送至預熱槽；及冷卻槽，貯存有用於冷卻被加工物之液體，加壓及加熱後之被加工物在由壓力容器中取出之後，該被加工物浸漬於冷卻槽中進行冷卻，且該冷卻槽配置在將從壓力容器中取出且安裝在模具中的被加工物搬出該均等加壓成型裝置位置的下方。