等静压成型装置
阅读：568发布：2020-05-12
专利汇可以提供等静压成型装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种在加热的同时进行加压而进行成型加工的 等静压 成型装置中，降低保持被加工物的模具的 温度 。而且，稳定模具的温度条件。在加压成型之后，将收容了被加工物的托架(32)投入到冷却槽(30)。在冷却槽(30)中，贮存有通 过冷 却单元(90)进行了温度管理的液体，通过在该液体中浸渍被加工物以及安装了被加工物的模具，以降低其温度。通过被加工物以及模具的温度降低，提高被加工物从模具中取出时的操作性。此外，由于模具的温度是通过冷却槽(30)的温度被管理，所以搬入时的温度稳定。，下面是等静压成型装置专利的具体信息内容。
1.一种等静压成型装置，是将安装在模具中的被加工物，与模具一同收容于灌满液体的压力容器内，在密封该压力容器的状态，通过液体向被加工物施加压力，并加热而进行被加工物的成型的装置，其包括：
冷却槽，在被加工物的成型结束之后，将模具以及被加工物浸渍在液体中进行冷却，并且，所述冷却槽配置在，将从压力容器取出的、安装在模具上的被加工物搬出该等静压成型装置的位置的下方。
2.如权利要求1所述的等静压成型装置，在被加工物的搬出位置和冷却槽之间，配置有用空气吹去附着在从冷却槽取出的被加工物上的液滴的除水部。
3.如权利要求1所述的等静压成型装置，所述冷却槽可转用为，在将被加工物收容于压力容器之前，对所述被加工物进行预热至规定温度的预热槽。
4.一种等静压成型装置，具有：
搬入工位，其为搬入被加工物的位置；
预热工位，其为对搬入的被加工物进行预热的位置；
加压成型工位，其为对预热后的被加工物进行向压力容器的投入、加热、等静压成型和从压力容器的取出的位置；
搬出工位，其为取出加压成型后的被加工物的位置；
冷却工位，其为通过冷却槽对从压力容器中取出的被加工物进行冷却的位置；
搬送装置，其将所述被加工物从搬入工位经由预热工位和加压成型工位向搬出工位搬送，搬送时工位间的轨迹为不重复且为一方向，
其中，在不需要预热时，使搬送装置反向移动，将被加工物从搬入工位直接搬送至加压成型工位。
5.一种等静压成型装置，是将被加工物收容于灌满液体的压力容器中，密封压力容器并通过液体进行加压以及加热的装置，其包括：
恒温槽，贮存有对压力容器进行保温用的液体，且压力容器浸渍在该液体中；
预热槽，贮存有液体，在被加工物被收容于压力容器之前，所述液体浸渍被加工物并进行预先加热；
单一的泵，将恒温槽的液体送至压力容器和预热槽，并使液体在恒温槽和压力容器、恒温槽和预热槽之间循环，
送液控制装置，控制向压力容器以及预热槽的流体供给，
其中，送液控制装置控制成，当液体被送至压力容器时，流体也被送至预热槽，在加压成型后需要冷却的情况下，停止预热槽和恒温槽之间的液体循环，分别独立进行温度管理，以将所述预热槽作为冷却槽利用。
等静压成型装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种通过高温液体进行加热和各向等压加压而进行被加工物成型的装置。
背景技术
[0002] 现有将被加工物收容于压力容器中，在密封该压力容器的状态下供给液体并通过液体向被加工物施加压力而成型的装置。此时，能够通过液体加压而实现各向等压加压。并且，如果液体为高温液体，则可以一边进行加热一边进行加压。像这样的一边进行加热一边进行加压的装置有专利文件1中所记载的装置。
[0003] 利用此类装置，进行层压电容器等层压电子元件的成型。层压电容器是通过将规定形状的导体片和陶瓷坯片相互交替叠合、加压，同时加热而使各层间的粘合剂硬化，再经过烧结陶瓷而制造的。规定形状的导体成为电极，而烧结的陶瓷层成为绝缘体。在实际中，是将其切成规定的形状，作为电路元件使用。在将导体片和陶瓷坯片层压的状态下，所述坯片柔软，不定形。
[0004] 如所述的坯片，在加工前状态为不定形的被加工物，需要加工结束为止使其保持规定形状的模具。在所述的层压体的情况下，为了使加工前的层压片保持为板状，作为模具使用承载这些片的板状构件。如果在压力容器内使被加工物以及模具上升至加工时的规定温度，会使占用压力容器的时间变长，而不能提高生产率。在专利文献2中，公开了一种在加压成型之前预热被加工物以及保持装置，从而缩短压力容器占有时间的技术。
[0005] 【专利文献1】实公平4-44358号公报
[0006] 【专利文献2】特开2002-35995号公报
发明内容
[0007] 在加热、加压工序结束之后，由于模具变热，有时会影响将被加工物从模具中取出的操作。此外，当再次使用变热的模具时，由于被加工物受到来自模具的热而过早变热，从而与模具变冷时的温度上升过程不同。因此，例如在装置运行初期和运行后经过充分时间后，与温度相关的加工条件变得不同，有时会使产品的品质变得不稳定。
[0008] 本发明的目的在于稳定用于保持被加工物的模具的温度。
[0009] 本发明的等静压成型装置为，将从压力容器中取出安装了被加工物的模具之后，浸渍于贮存在冷却槽中的液体中进行冷却。由于被加工物从模具中取出前已冷却，在从该模具中取出的操作中，模具不热而使操作变得容易。
[0010] 此外，可以将冷却槽设置在，将从压力容器取出的安装于模具的被加工物，自该等静压成型装置搬出的位置的下方。
[0011] 此外，可以在被加工物的搬出位置和冷却槽之间，配置用空气吹去附着在从冷却槽取出的被加工物上的液滴的除水部。
[0012] 一种等静压成型装置，具有：
[0013] 搬入工位，其为搬入被加工物的位置；
[0014] 预热工位，其为对搬入的被加工物的进行预热的位置；
[0015] 加压成型工位，其为对预热后的被加工物进行加热以及等静压成型的位置；
[0016] 搬出工位，其为取出加压成型后的被加工物的位置；
[0017] 搬送装置，其将所述被加工物，从搬入工位经由预热工位和加压成型工位向搬出工位搬送，搬送时的工位间的轨迹不重复且为单方向，
[0018] 并且，在不需要预热时，使搬送装置反向移动，将被加工物从搬入工位直接搬送至加压成型工位。
[0019] 一种等静压成型装置，是将被加工物收容于灌满液体的压力容器中，密封压力容器并通过液体进行加压以及加热的装置，其包括：
[0020] 恒温槽，贮存有用于保温压力容器的液体，且压力容器浸渍在该液体中；
[0021] 预热槽，贮存有被加工物被收容于压力容器之前，浸渍被加工物并进行预先加热的液体；
[0022] 单一的泵，将恒温槽的液体送至压力容器和预热槽，并使液体在恒温槽和压力容器、恒温槽和预热槽之间循环，
[0023] 送液控制装置，其控制向压力容器以及预热槽的流体供给，
[0025] 图1为表示本实施方式的等静压成型装置大概结构的俯视图。
[0026] 图2为表示本实施方式的等静压成型装置的搬入·搬出工位以及冷却工位部分的侧视图。
[0027] 图3为表示作为被加工物的层压体和保持层压体的模具示意图。
[0028] 图4为表示本实施方式的等静压成型装置的预热工位以及加压成型工位部分的主视图。
[0029] 图5为加压成型工位的压力容器的大概结构图，特别是表示容器处于开放状态的示意图。
[0030] 图6为加压成型工位的压力容器的大体结构图，特别是表示容器处于关闭状态的示意图。
[0031] 图7为表示在各工位的处理操作的时间图。
[0032] 符号说明
[0033] 10等静压成型装置、 14旋转台、 16搬入·搬出工位、
[0034] 18预热工位、 20预热槽、 22加压成型工位、
[0035] 24压力容器、 26恒温槽、 28冷却工位、
[0037] 90冷却单元
具体实施方式
[0038] 下面按照附图对本发明的实施方式进行说明。图1为表示等静压成型装置10的各操作位置的大概配置的俯视图。如图所示，旋转臂12具有三叉形，在各臂的前端支撑有承载被加工物保持用的托架的旋转台14。图示右下方的旋转台14的位置为，搬入加工前的被加工物并搬出加工后的被加工物的搬入·搬出工位16。此外，图示左方的台的位置为预热被加工物的预热工位18。在旋转台14的下方设置有贮存预热用液体的预热槽20。被加工物以被承载于托架上面的状态，被投入到预热槽20中进行预热，具体内容将在后边说明。而且，图示右上方的旋转台14的位置为，进行加压成型的加压成型工位22。在该旋转台14的下方，设置有压力容器24。在压力容器24中，贮存有作为压力工作介质的液体。而且，压力容器24被浸渍在恒温槽26内的液体中。而且，对该等静压成型装置10进行俯视时，即在图1的俯视图中，对从压力容器24中取出的被加工物进行冷却的冷却工位28，与搬入·搬出工位16位于相同的位置。实际上冷却工位28位于搬入·搬出工位16的下方，而贮存用于冷却被加工物等的液体的冷却槽，被设置在图示右下方的旋转台14的下方。
[0039] 图2为表示等静压成型装置10的搬入·搬出工位16以及冷却工位28部分的示意图。当旋转台14位于图中所示位置时，承载了多个被加工物的托架32被放置在旋转台14上面，进行被加工物向该成型装置10的搬入。作为被加工物的，由导体和陶瓷坯体片相互交替层压构成的层压体34(参照图3)，因为加工前柔软、变形，所以被支持在使该层压体保持一定形状的模具36(参照图3)上。如图3所示，层压体34呈大致方形的平板状，在模具36上设置有恰好装入层压体34的凹部38。被加工物、即层压体34被安装在模具36上，多个层压体34被收容于托架32中。以此状态下，托架32被放置在旋转台14上。被输送至冷却工位28的层压体34为，在压力容器24中被加热、加压并被取出的物体，对冷却工位
28的说明随后进行。在搬入·搬出工位16中，放置在旋转台14上的托架通过旋转臂12的转动被输送至预热工位18。
28的说明随后进行。在搬入·搬出工位16中，放置在旋转台14上的托架通过旋转臂12的转动被输送至预热工位18。
[0040] 图4为表示等静压成型装置10的预热工位18以及加压成型工位22部分的示意图。至于其他的部分将概略地表示。托架32从搬入·搬出工位16通过旋转台14的旋转被送至预热工位18。旋转台14的旋转是，由液压缸构成的台旋转液压缸40的往复运动通过齿轮齿条副机构42变换成旋转运动，转动转柱44、旋转臂12、旋转台14而达到。当托架32被送至预热工位18时，与通过由液压缸构成的悬挂式液压缸46下降的吊钩48卡合，进而通过悬挂式液压缸46被吊起。旋转台14被旋转而从托架32的正下方退避。吊钩48吊着托架32下降，在升降台50上放置托架32。升降台50通过由液压缸构成的升降液压缸
52下降，由此托架32被投入至预热槽20中。在预热槽20中，贮存有被升温至规定温度的液体例如水，层压体34、模具36以及托架32，在被投入到加压成型工位22之前，通过该液体预先被加热。在规定时间的加热结束之后，升降台50上升，进而托架32成为被吊钩48吊着的状态。在其下面，退避的旋转台14被送来，通过吊钩48的下降，托架32被放置在旋转台14上。于是，通过旋转台14的旋转，保持着层压体34以及模具36的托架32被输送至加压成型工位22。
52下降，由此托架32被投入至预热槽20中。在预热槽20中，贮存有被升温至规定温度的液体例如水，层压体34、模具36以及托架32，在被投入到加压成型工位22之前，通过该液体预先被加热。在规定时间的加热结束之后，升降台50上升，进而托架32成为被吊钩48吊着的状态。在其下面，退避的旋转台14被送来，通过吊钩48的下降，托架32被放置在旋转台14上。于是，通过旋转台14的旋转，保持着层压体34以及模具36的托架32被输送至加压成型工位22。
[0041] 在加压成型工位22上，托架32与固定在压力容器的上盖54底部的吊钩56卡合。上盖54，通过链条58被吊下，并通过上盖支撑柱60内的升降电机而进行升降。上盖54，使托架32稍微上升，接着旋转台14旋转并从托架32的正下方退避。而当旋转台14退避时，上盖下降，将保持着层压体34、模具36的托架32投入到压力容器24中。
[0042] 图5为表示预热工位18以及加压成型工位22，尤其是压力容器24及其周围结构的概略图。在上盖54中，设置有供后述的销62贯通的销孔61，并且还设置有连接上盖54的底面和销孔61的循环孔63。被上盖54吊着的托架32，与上盖54一同下降并被投入到压力容器24中，当上盖54塞住容器的开口部时，销62被插入到销孔61并贯通上盖54，如图6所示地密封压力容器24。另一方面，在压力容器24处于开放状态时，循环路阀66被打开，恒温槽26中的液体通过循环泵64被送至压力容器24中。而从压力容器24溢出的液体，则再次回到恒温槽26。压力容器24即使处于被上盖54盖住的状态，当销62未被插入至销孔61时，流体通过循环孔63返回至恒温槽26，进而维持液体的环流状态。由此，可对被上盖54吊放到压力容器中的被加工物的温度进行更为精确的控制。当销62被插入至上盖的销孔61，循环孔63被塞住时，循环路阀66则被关闭。
[0043] 由于被投入到压力容器24中的层压体34(被加工物)、模具36以及托架32已经被预热，温度被升高，因此在层压体34被浸渍到液体中之后，可以尽快开始加压。在关闭循环路阀66之后，驱动升压泵68，将恒温槽26内的液体送至压力容器24，以增加容器内的压力。当达到规定的压力时，该压力被维持规定时间。在此期间，通过液体的加热和加压，层压体34被加压成型并硬化。当经过规定时间后，循环路阀66被开放，从而开放压力容器24内的压力。在升压泵68的吐出侧设置有止回阀70，防止当升压泵68未运行时的回流。
[0044] 在压力释放之后，销62被拔掉，使托架32与上盖54一同上升，并使旋转台14旋转，放置于其上。然后，使旋转台14旋转，将保持着被加工物的托架32输送至搬入·搬出工位16。
[0045] 在循环泵64的吐出侧，用于将液体送至预热槽20的预热槽送液管72连接在循环路阀66的前面。在由该预热送液管72形成的预热槽送液路上，设置有用于调节送入预热槽20的液体流量的两个阀74、76。通过这两个阀74、76调节向预热槽20的送液量。作为其中一个阀的预热槽送液路主阀74，当循环路阀66关闭时开启，而当开启时则被关闭。也就是，这些阀66、74中的一个处于开启状态。于是，当流体未被送入压力容器24时，流体则被送入预热槽20，由此对预热槽内的流体温度进行控制。在预热槽20中剩余的液体，则通过连通开口78溢出而回到恒温槽26中。
[0046] 设置在预热槽送液路上的另一个阀，预热槽送液路副阀76与主阀74并列配置。副阀76是在主阀74关闭时，为了维持规定量的流体被送入预热槽20而设置的。当循环路阀66和副阀76同时开启时，通过副阀76的流量被设定在小于循环路阀66的流量，从而优先压力容器24中的温度管理。但是，即使在此时，因预热槽20中也有流体的送入，所以也能够防止或抑制预热槽20的温度降低。在本实施方式中，副阀76虽然处于常时开启状态，但是也可以设置成当主阀74开启时关闭的形态。此外，为了能够对应该等静压成型装置10的运行条件的变更，副阀76上设有能够调整流量的阀。但是，也可以用不能进行流量调整的结构，例如阻尼孔，或只能开启和关闭的阀等来代替，进而谋求结构的简易化。此外，设置主阀74和副阀76两个阀是为了在向压力容器24供给流体的同时向预热槽20送液时，容易进行小流量的调整，如果只用主阀也能够对小流量进行良好的流量调整，也可以采用仅具备主阀的结构。
[0047] 返回图2对冷却工位28上的操作进行说明。自加压成型工位22送来的托架32被设置在搬入·搬出工位16即冷却工位28正上方的、利用升降液压缸84进行升降的吊钩86吊上。升降液压缸84吊起托架32，而旋转台14旋转而退避出托架32的正下方。升降液压缸84使托架32下降，将层压体34浸渍于冷却槽30中的水等的液体中。经过规定时间之后，吊起托架32，用鼓风机88吹空气，吹掉附着在层压体34、模具36以及托架32上的液体。然后，再次将托架32吊到比旋转台14高的位置，使旋转台14旋转，并将托架放置在旋转台14上。
[0048] 在冷却工位28中，设置有对冷却槽30中的液体进行冷却的冷却单元90。冷却单元90将低温制冷剂循环在设置于冷却槽30中的换热线圈92内，从而降低冷却槽中的液体温度。另外，还设置有检测冷却槽的液体温度的温度传感器94，根据该传感器的检测值，对冷却单元90进行控制。
[0049] 从经由冷却工位28再次回到搬入·搬出工位16的托架32中，将层压体34以安装于模具36的状态取出。然后，将经过加工的层压体34从模具36中取下，送至下一道工序。接着，在模具36中，新的未加工的层压体34被安装并搬入。
[0050] 在本实施方式中，旋转台14可在120°范围旋转，当将托架32送至下一个工位后，其返回前面的工位，接收下一个托架32。此外，旋转台14从图1中的位置转动60°的位置为退避位置。在加压成型工位22进行加压成型时，与其同时在预热工位18进行预热。此外，在搬入·搬出工位16以及冷却工位28中，被加压成型的层压体34与模具36一同先被冷却，冷却后连同托架32一起被搬出。然后，接下来被加工的、安装在模具36上的层压体34以收容于托架32的状态被搬入。
[0051] 当旋转台14旋转时，3个旋转台14分别将托架32搬入下一个工位。此外，当着眼于其中一个托架32时，各工位之间的移动呈圆弧形，而移动方向为，图1中的顺时针方向。
[0052] 以上，本实施方式的等静压成型装置10，通过大致在120°范围内向正反方向旋转的旋转台14搬运托架32，而台也可以向一方向连续转动。此外，也可以将搬入和搬出的工位独立配置。
[0053] 另外，对不需要预热的被加工物进行加压成型时，可以使旋转台14逆转，从搬入·搬出工位16直接送至加压成型工位22。在加压成型结束后，使旋转台14向正向旋转，返回搬入·搬出工位16。此外，在加压成型后需要冷却的情况下，也可以将预热槽20作为冷却槽利用。在这种情况下，停止预热槽20和恒温槽26之间的液体循环，分别独立进行温度管理。在加工成型后，再次使旋转台14逆转，使托架32移动至预热槽20上方的位置，并投入到预热槽20中进行冷却。在冷却结束后，使旋转台14逆转，将托架32复位至搬入·搬出工位16。
[0054] 图7为在各工位处理的时间图。(a)表示搬入·搬出工位16以及冷却工位28中的处理。首先，使旋转台14旋转，接收来自加压成型工位22的托架32。接着使托架32上升，一度使旋转台14退避。然后，使托架32下降，投入到冷却槽30。冷却规定时间之后，使托架32上升并进行除水。进一步使托架上升，复位退避的旋转台14，并在旋转台14上放置托架32。自此，托架32被搬出，而新的托架32被搬入，且被放置在旋转台14上。然后，使旋转台14再次退避。该退避是为了在其他的工位上进行托架升降时防止旋转台成为阻碍。然后，待机到下一个循环过程为止。但是，在待机期间，与其他工位的处理相关联，旋转台14装载着托架32进行旋转。
[0055] (b)表示预热工位18的处理。使旋转台14旋转，由搬入·搬出工位16接收托架32并使其上升，且使旋转台14退避。该旋转台14的旋转和退避，与其他的工位同步。以吊起托架32的状态退避规定时间。在经过规定时间之后，使托架32下降，投入到预热槽20。
在预热结束之后，使托架32上升，复位退避的旋转台14，并在其上放置托架。预热时间可以变更。在控制该等静压成型装置操作的控制部中，通过输入的预热时间算出预热前待机时间。根据该待机时间和预热时间，控制预热工位中的操作。
在预热结束之后，使托架32上升，复位退避的旋转台14，并在其上放置托架。预热时间可以变更。在控制该等静压成型装置操作的控制部中，通过输入的预热时间算出预热前待机时间。根据该待机时间和预热时间，控制预热工位中的操作。
[0056] (c)表示加压成型工位22的处理。使旋转台14旋转，从预热工位18接收托架32并使其上升，且使旋转台14退避。该旋转台14的旋转和退避，与其他的工位同步。将托架32以吊在上盖54下方的状态，使其下降，合上上盖。通过升压泵68增加压力容器24中的压力，保持了规定时间的压力之后，进行减压。打开上盖54的同时使托架32上升，复位退避的旋转台14，使托架32下降，放置在旋转台14上。该从退避位置复位旋转台14的操作，与预热工位的操作同步进行。
[0057] 在本实施方式中，将预热槽与冷却槽分别设置，在一系列的加工工序中，可以将预热和冷却同时进行。但是，若只需进行任何一方，则可以去掉本实施方式的预热槽20和冷却槽30的任何一方。例如，在只具备预热槽20的结构的情况下，当需要预热时，在图1中向右旋转地搬送被加工物，在预热之后，投入到压力容器，而在需要冷却的情况下，向左旋转地进行搬送，将从压力容器取出的被加工物投入到作为冷却槽使用的预热槽内。在将预热槽作为冷却槽使用时，灌满该冷却槽的液体不与恒温槽的液体共用。因此，优选设置使预热槽(冷却槽)的液体独立循环，进行温度管理的液体回路装置。
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