热压装置
阅读：766发布：2020-05-12
专利汇可以提供热压装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开内容的 热压 装置(A)具备：加热炉(2)；一对冲头，由在加热炉内上下对置的上冲头(6)及下冲头(4)构成；下压杆(5)，与下冲头的下表面连接；上压杆(7)，与上冲头的上表面连接；按压装置(3)，与下压杆及上压杆的任一方或双方连接，进行按压以使所述一对冲头接近，下压杆以及/或者上压杆具备多个独立压杆(5、7a)，隔开间隔地配置且各自的一端与一对冲头连结。，下面是热压装置专利的具体信息内容。
1.一种热压装置，其特征在于，具备：
加热炉；
一对冲头，由在所述加热炉内上下对置的上冲头及下冲头构成；
下压杆，与所述下冲头的下表面连接；
上压杆，与所述上冲头的上表面连接；
按压装置，与所述下压杆及所述上压杆的任一方或双方连接，进行按压以使所述一对冲头接近，
所述下压杆以及/或者所述上压杆具备隔开间隔地配置的多个独立压杆，且所述多个独立压杆各自的一端与所述一对冲头连结。
2.如权利要求1所述的热压装置，其特征在于，
所述按压装置与所述上压杆连接，
所述上压杆还具备：
单一的主压杆，设置在所述按压装置一侧；
连结部件，将所述多个独立压杆与所述主压杆连结。
3.如权利要求1或2所述的热压装置，其特征在于，
所述上冲头及所述下冲头分别具备：按压面，与配置在所述上冲头与所述下冲头之间的被处理物相抵接；背面，为所述按压面的相反侧，所述按压面及所述背面分别为矩形，所述多个独立压杆在所述背面上配置在4个顶点附近及中心。
4.如权利要求1或2所述的热压装置，其特征在于，
所述上冲头与所述下冲头分别具备：按压面，与配置在所述上冲头与所述下冲头之间的被处理物相抵接；背面，为所述按压面的相反侧，所述按压面及所述背面分别为圆形，所述多个独立压杆配置在所述背面的中心及所述背面的周缘附近中围绕所述中心为等角度的多个位置。
5.如权利要求1～4的任一项所述的热压装置，其特征在于，
所述加热炉具备：
炉体；
隔热容器，在所述炉体内收容所述一对冲头；
发热体，在所述隔热容器内设置在所述一对冲头周围，
所述隔热容器具备多个开口，供所述多个独立压杆插通。
热压装置
技术领域
[0001] 本公开内容涉及热压装置。
[0002] 本申请基于2017年12月25日在日本提出申请的特愿2017-247445号主张优先权，并在此引用其内容。
背景技术
[0003] 在下述专利文献1中公开了一种在加热试样的同时用两个冲头进行加压成形的热压装置。在该热压装置中，在配置于上下方向的上冲头与下冲头的侧方设置有加热用的加热器，在上冲头与下冲头之间收容有粉末状的试样。利用上侧液压缸经由上压杆将上冲头下压，并且利用下侧液压缸经由下压杆将下冲头上推，从而在加热试样的同时进行加压成形(热压处理)。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0007] 发明要解决的技术问题
[0008] 但是，在上述以往的热压装置中，在上冲头及下冲头中与试样抵接的按压面较大的情况下，即对更大的试样实施热压处理的情况下，难以维持按压力的分布的均匀性。即，在上冲头的按压面中，与背面的上压杆对置的部位附近的按压力大于该部位的外周部位的按压力。此外，在下冲头的按压面中，与背面的下压杆对置的部位附近的按压力大于该部位的外周部位的按压力。
[0009] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于即便冲头的按压面的尺寸变大也能够维持按压力的分布的均匀性。
[0010] 用于解决技术问题的方案
[0011] 本公开内容的一方案的热压装置具备：加热炉；一对冲头，由在所述加热炉内上下对置的上冲头及下冲头构成；下压杆，与所述下冲头的下表面连接；上压杆，与所述上冲头的上表面连接；按压装置，与所述下压杆及所述上压杆的任一方或双方连接，进行按压以使所述一对冲头接近，所述下压杆以及/或者所述上压杆具备隔开间隔地配置的多个独立压杆，且所述多个独立压杆各自的一端与所述一对冲头连结。
[0012] 在上述一方案的热压装置中，所述按压装置还可以与所述上压杆连接，所述上压杆具备：单一的主压杆，设置在所述按压装置一侧；连结部件，将所述多个独立压杆与所述主压杆连结。
[0013] 在上述一方案的热压装置中，所述上冲头与所述下冲头可以分别具备：按压面，与配置在所述上冲头与所述下冲头之间的被处理物相抵接；背面，为所述按压面的相反侧，所述按压面及所述背面分别为矩形，所述多个独立压杆配置在所述背面中的4个顶点附近及中心。
[0014] 在上述一方案的热压装置中，所述上冲头与所述下冲头可以分别具备：按压面，与配置在所述上冲头与所述下冲头之间的被处理物相抵接；背面，为所述按压面的相反侧，所述按压面及所述背面分别为圆形，所述多个独立压杆配置在所述背面的中心及所述背面的周缘附近中围绕所述中心为等角度的多个位置。
[0015] 在上述一方案的热压装置中，所述加热炉也可以具备：炉体；隔热容器，在所述炉体内收容所述一对冲头；发热体，在所述隔热容器内设置在所述一对冲头的周围，所述隔热容器具备多个开口，供所述多个独立压杆插通。
[0016] 发明效果
[0018] 图1是示出本公开内容的一实施方式的热压装置A的整体构成的主视图。
[0019] 图2A是示出本公开内容的一实施方式中的独立压杆与上冲头的连结结构的立体图。
[0020] 图2B是示出本公开内容的一实施方式中的独立压杆与上冲头的连结结构的侧视图。
[0021] 图2C是示出本公开内容的一实施方式中的独立压杆和上冲头的连结结构的俯视图。
[0022] 图3A是示出本公开内容的一实施方式中的独立压杆的配置例的主视图。
[0023] 图3B是示出本公开内容的一实施方式中的独立压杆的另一配置例的主视图。
具体实施方式
[0024] 以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。本实施方式的热压装置A如图1所示，具备支承机构1、加热炉2、液压缸3(按压装置)、下冲头4、下压杆5、上冲头6、上压杆7及伸缩部8等。
[0025] 热压装置A通过在真空加热环境下按压收容在下冲头4与上冲头6之间的被处理物W，从而对被处理物W实施规定的处理。由热压装置A对被处理物W实施的处理(热压处理)例如是针对上下重叠的多个被处理物W的扩散接合处理或针对粉体状的被处理物W的烧结处理等。另外，扩散接合处理中的被处理物W由上下重叠的多个部件构成，且烧结处理中的被处理物W是收容在规定容器中的粉体。
[0026] 支承机构1是以包围加热炉2的方式设置的金属制的框体，是承受液压缸3(按压装置)的反作用力的强度部件。如图所示，支承机构1具备下部框架1a、上部框架1b及多个连结杆1c。下部框架1a设置在热压装置A的下部，是大致平板状且外径为大致矩形状的强度部件。下部框架1a固定于热压装置A的设置底板。上部框架1b是形成为与下部框架1a大致相同形状的强度部件，与下部框架1a的上方隔开规定距离而平行对置。
[0027] 多个连结杆1c以架设在下部框架1a和上部框架1b之间的方式设置，固定下部框架1a与上部框架1b。连结杆1c例如设置在矩形状的下部框架1a及上部框架1b的各顶点(4处)附近部位。
[0028] 加热炉2具备纵置的圆筒状的外形，在被多个连结杆1c包围的状态下固定在下部框架1a上方。即，加热炉2以在上下方向上被下部框架1a与上部框架1b夹持的状态、且在水平方向上被多个连结杆1c包围的状态被固定。
[0029] 此外，加热炉2具备炉体2a、隔热容器2b、加热器2c(发热体)、压杆收容部2d。炉体2a是纵置的圆筒状的真空腔。隔热容器2b由在炉体2a内设置为纵置的圆筒状的隔热材料构成，收容下冲头4及上冲头6。隔热容器2b具备供下压杆5(独立压杆)及后述的独立压杆7a插通的多个开口2e。
[0030] 另外，在炉体2a及隔热容器2b设置有未图示的开闭门。开闭门用于在隔热容器2b内即加热炉2内收容处理前的被处理物W并且将处理后的被处理物W取出到外部。
[0031] 加热器2c是设置在隔热容器2b内的下冲头4及上冲头6的周围的发热体。即，加热器2c以包围被处理物W和下冲头4及上冲头6的方式配置，对被处理物W和下冲头4及上冲头6均匀地加热。压杆收容部2d是突出设置在加热炉2的上部的中空部位，收容上压杆7的一部分。
[0032] 在此，在加热炉2中设置有未图示的真空泵作为辅机。加热炉2的内部气氛通过真空泵动作而设定为规定的真空气氛。此外，真空泵及加热器2c由未图示的控制装置所控制。控制装置是基于安装于加热炉2或上部框架1b等的各种传感器的检测值及预先存储的专用的控制程序，对真空泵及加热器2c等各种被控制部的动作进行控制的软件控制装置。
[0033] 液压缸3是固定在支承机构1的上部即上部框架1b的按压装置。液压缸3具备上下移动自如的可动杆3a，可动杆3a的前端(下端)以夹着引导部件8的状态与上压杆7的第1端(上端)连接。液压缸3进行按压，以使一对冲头即下冲头4与上冲头6中的、位于上侧的上冲头6接近下冲头4。另外，液压缸3由上述控制装置控制动作。
[0034] 下冲头4在加热炉2内位于下侧，具备与被处理物W的下端抵接的按压面4a及与按压面4a平行的背面4b(下表面)。按压面4a及背面4b在正面俯视观察时为正方形。
[0035] 下压杆5是连结下冲头4的背面4b(下表面)与支承机构1的下部框架1a的多个棒状部件。下压杆5配置为沿铅垂方向延伸，并且在水平方向上隔开规定间隔，构成为各个第1端(上端)与下冲头4的背面4b(下表面)连结的多个独立压杆。下压杆5(独立压杆)在呈矩形的下冲头4的背面4b中配置在4个顶点附近及中心。即，在下冲头4与下部框架1a之间，合计5根下压杆5(独立压杆)设置为沿铅垂方向延伸，并且在水平方向上隔开规定间隔。
[0036] 上冲头6在加热炉2内位于上侧，具备与被处理物W的上端抵接的按压面6a及与按压面6a平行的背面6b(上表面)。按压面6a及背面6b是平面且与下冲头4的按压面4a及背面4b相同形状的正方形。上冲头6被设定为在从上方或下方观察时与下冲头4重叠的大小与姿势。上冲头6及下冲头4是上下对置的一对冲头。
[0037] 上压杆7具备多个独立压杆7a、单一的主压杆7b及连结部件7c。独立压杆7a是在上冲头6的背面6b(上表面)与上部框架1b之间设置在上冲头6侧的棒状部件。多个独立压杆7a配置为沿铅垂方向延伸，并且在水平方向上隔开规定间隔，各个第1端(下端)与上冲头6的背面6b(上表面)连结。如图2A～2C所示，独立压杆7a配置在呈矩形的上冲头6的背面6b中的4个顶点附近及中心。即，在上冲头6与上部框架1b之间，合计5根独立压杆7a设置为沿铅垂方向延伸，并且在水平方向上隔开规定间隔。
[0038] 主压杆7b是单一的棒状部件，设置为在上冲头6与上部框架1b之间在上部框架1b侧即液压缸3侧(按压装置侧)沿铅垂方向延伸。主压杆7b是直径比独立压杆7a大的棒状部件，与在上冲头6的背面6b上配置在中心的独立压杆7a同轴状地设置。
[0039] 连结部件7c是将多个独立压杆7a与单一的主压杆7b连结的部件。连结部件7c的下表面与多个独立压杆7a的第2端(上端)连接，连结部件7c的上表面与单一的主压杆7b的第2端(下端)连接。
[0040] 伸缩部8是包围上压杆7的主压杆7b的周面的伸缩自如的圆筒状部件。伸缩部8的第1端固定于可动杆3a，伸缩部8的第2端与压杆收容部2d的上端连接。如图所示，在压杆收容部2d的上端形成有圆形的开口，伸缩部8的第二端与压杆收容部2d的开口的外周附近连接。伸缩部8是在实现上压杆7的上下移动的同时确保加热炉2内的密闭性的缓冲部件。另外，伸缩部8具备例如1个圆筒管与分别设置在圆筒管的上下的一对圆筒状波纹管。
[0041] 接着，对本实施方式的热压装置A的动作进行详细说明。
[0042] 在热压装置A中，当被处理物W收容在加热炉2内，并且作业员向控制装置输入处理的开始指示时，由控制装置操作各被控制部，开始对被处理物W的规定的处理。
[0043] 首先，热压装置A使真空泵动作而将加热炉2内的气氛压力设定为目标真空度(处理压力)，并且开始对加热器2c的通电从而将加热炉2内的气氛温度设定为规定的目标温度(处理温度)。然后，若加热炉2内被设定为上述处理压力及处理温度，则热压装置A使液压缸3的动作开始，以规定的目标载荷(处理载荷)按压被处理物W。
[0044] 即，若液压缸3动作，则作为初始状态而位于被处理物W的上方的上冲头6逐渐下降，上冲头6的按压面6a与被处理物W的上端接触。在此，如上所述，上冲头6的抵接部6b呈沿着被处理物W的上端的姿势。
[0045] 在此，上压杆7具备在从正面观察时为正方形的上冲头6的背面6b中隔开规定间隔地配置的多个独立压杆7a，因此对从正面观察时为正方形的上冲头6的按压面6a作用有均等的按压力。
[0046] 此外，由于下压杆5具备在从正面观察时为正方形的下冲头4的背面4b中隔开规定间隔地配置的合计5根(多个)独立压杆，因此对从正面观察时为正方形的下冲头4的按压面4a作用有均等的反作用力。
[0047] 因此，根据本实施方式的热压装置A，即便一对冲头即下冲头4及上冲头6的按压面的尺寸变大，也能够维持按压面6a中的按压力的分布的均匀性。
[0048] 此外，热压装置A中的上压杆7具备多个独立压杆7a、单一的主压杆7b及连结多个独立压杆7a与单一的主压杆7b的连结部件7c。因此，即便一对冲头即下冲头4及上冲头6的按压面的尺寸变大，也能够维持按压面6a中的按压力的分布的均匀性，并且能够使稳定的按压力作用于被处理物W。
[0049] 此外，热压装置A中的上压杆7具备在正面观察时为正方形的上冲头6的背面6b中配置在4个顶点附近及中心的合计5根独立压杆7a。因此，对在正面观察时为正方形的上冲头6的按压面6a作用有更均等的按压力。此外，下压杆5具备在正面观察时为正方形的下冲头4的背面4b中配置在4个顶点附近及中心的合计5根独立压杆。因此，对在正面观察时为正方形的下冲头4的按压面4a作用有更均等的反作用力。根据这样的热压装置A，即便一对冲头的按压面的尺寸变大，也能够更可靠地维持按压力的分布的均匀性。
[0050] 此外，热压装置A中的加热炉2具备炉体2a、隔热容器2b及加热器2c(发热体)，隔热容器2b具备供上压杆7的独立压杆7a及下压杆5(独立压杆)插通的多个开口2e。因此，与例如在设置有独立压杆7a及下压杆5(独立压杆)的隔热容器2b的上表面及下表面未设置隔热材料的情况相比，能够将由独立压杆7a及下压杆5(独立压杆)引起的来自隔热容器2b内的热逃逸抑制到最小限度。
[0051] 另外，本公开内容并不限定于上述实施方式，例如可以考虑以下的变形例。
[0052] (1)在上述实施方式中，虽然使下冲头4及上冲头6从正面观察时为正方形(矩形)，但本公开内容并不限定于此。下冲头及上冲头的形状即下冲头及上冲头中的按压面及背面的形状，可以根据被处理物W的形状而考虑各种形状。例如，如图3A所示的下冲头4A及上冲头6A那样，在按压面4m、6m及背面4n、6n为圆形的情况下，独立压杆在背面4n、6n中配置在中心，并且在背面4n、6n的周缘附近配置在围绕上述中心等角度的位置。
[0053] 即，在图3A的模式中，独立压杆在背面4n、6n上配置在中心，并且在背面4n、6n的周缘附近围绕上述中心以每隔90°的角度合计配置5根。另一方面，如图3B所示的下冲头4B及上冲头6B那样，即便在按压面4p、6p及背面4q、6q为圆形的情况下，独立压杆也可以在背面4q、6q上配置在中心，并且在背面4q、6q的周缘附近围绕上述中心以每隔60°的角度合计配置7根。另外，背面4q、6q的围绕中心的角度分割不限于上述90°或60°。此外，也可以根据需要删除配置在背面4n、6n的中心的独立压杆。
[0054] (2)在上述实施方式中，虽然在矩形的上冲头6的背面6b上，在4个顶点附近及中心配置有独立压杆7a，但本公开内容并不限定于此。例如，也可以仅在4个顶点附近配置独立压杆7a。此外，在上冲头6的正面观察形状为矩形以外的多边形的情况下，也可以仅在该多边形的各顶点附近配置独立压杆7a。进而，也可以在这样的多边形中在中心配置独立压杆7a。
[0055] (3)在上述实施方式中，虽然使上压杆7由多个独立压杆7a、单一的主压杆7b及连结部件7c构成，但本公开内容并不限定于此。例如，也可以仅由多个独立压杆7a构成上压杆7。
[0056] (4)在上述实施方式中，虽然由多个(5根)独立压杆构成下压杆5，但本公开内容并不限定于此。例如，对于下压杆5，也可以由直径比较大的单一的圆筒体构成。此外，关于下压杆5，也可以与上压杆7为同一构成。
[0057] (5)在上述实施方式中，虽然仅将液压缸3(按压装置)连接于上压杆7，但本公开内容并不限定于此。也可以将液压缸(按压装置)与下压杆5及上压杆7的任一方或双方连接。即，也可以将液压缸(按压装置)连接于下压杆5来代替上压杆7，且也可以将液压缸(按压装置)独立连接于各个下压杆5及上压杆7。
[0058] (6)在上述实施方式中，虽然通过真空泵将加热炉2内的气氛压力设定为规定的真空气氛，但本公开内容并不限定于此。例如，也可以在常压状态下进行加热，在该加热状态下使液压缸3动作而按压被处理物W。
[0059] (7)在上述实施方式中，虽然用单一的液压缸3按压被处理物W，但本公开内容并不限定于此。也可以是，将由下压杆5及下冲头4构成的多个下部按压单元相邻配置，并且将由液压缸3、上压杆7及上冲头6构成的多个上部按压单元相邻配置，通过多个下部按压单元及上部按压单元按压被处理物W。另外，在该情况下，也可以在加热炉2内收容多个被处理物W，通过下部按压单元及上部按压单元分别按压被处理物W。
[0060] (8)在上述实施方式中，对于热压装置A进行的热压处理，针对扩散接合处理、烧结处理进行了说明，但本公开内容并不限定于此。本公开内容能够用于扩散接合处理或烧结处理以外的各种热压处理。
[0061] (9)在上述实施方式中，设置了支承机构1作为承受液压缸3(按压装置)的反作用力的强度部件，但本公开内容并不限定于此。例如，也可以通过对加热炉2赋予充分的强度，由加热炉2承受液压缸3(按压装置)的反作用力。此外，在该情况下也能够省略伸缩部8。
[0062] 工业实用性
[0063] 根据本公开内容，即便冲头的按压面尺寸变大，也能够维持按压力的分布的均匀性。
[0064] 附图标记说明
[0065] A 热压装置
[0066] 1 支承机构
[0067] 1a 下部框架
[0068] 1b 上部框架
[0069] 1c 连结杆
[0070] 2 加热炉
[0071] 2a 炉体
[0072] 2b 隔热容器
[0073] 2c 加热器(发热体)
[0074] 2d 压杆收容部
[0075] 2e 开口
[0076] 3 液压缸(按压装置)
[0077] 3a 可动杆
[0078] 4 下冲头
[0079] 4a 按压面
[0080] 5 下压杆(独立压杆)
[0081] 6 上冲头
[0082] 6a 按压面
[0083] 6b 背面
[0084] 7 上压杆
[0085] 7a 独立压杆
[0086] 7b 主压杆
[0087] 7c 连结部件
[0088] 8 伸缩部。
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