JP3580986B2 - 加圧成形装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被加圧成形物に均一な圧力を負荷することができる加圧成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミックス積層体の一例として積層コンデンサが知られている。この積層コンデンサはセラミックユニットの内部に複数枚の内部電極が形成され、その両端部に内部電極と電気的に接続された外部電極を形成してなる。
【０００３】
このような積層コンデンサを製造する方法として、例えば、従来ではセラミックグリーンシート上に長方形の電極を複数形成しておき、このような複数の電極が形成されたグリーンシートを複数枚積層した後に、これを例えばプレス板で圧着する機械プレス法等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来からの剛体で圧着する方法は、成形処理時間が短く、生産効率には優れているが、押圧部材あるいは固定部材における作用面と被加圧成形物の表面との接触面にて両者の平行度が保たれていない場合、または被加圧成形物に凹凸がある場合には、被加圧成形物に対する加圧力が不均一となり、被加圧成形物の成形密度が上がらずに圧着不良を起こして、成形不良品や層剥れの原因となっていた。そして加圧方向に垂直な平面に対する、被加圧成形物の被加圧表面の平行度は、極めて厳密に調整され、管理されていなければならず、そのような管理を行わなくても、成形処理時間が短く、生産効率に優れ、前記圧着不良を防止でき、成形不良や層剥れの発生率を下げることができる加圧成形装置が求められている。
【０００５】
特に従来、積層体の仮圧着工程においては、複数枚の被加圧成形物を、例えば５〜３０ｋｇ／ｃｍ２ 程度の低圧での仮押しすなわち仮圧着を繰り返し、順次被加圧成形物の積層枚数を増やすことにより積層体の仮圧着物を得ることができるのであるが、前記被加圧成形物の層を積み重ねる毎に前記仮圧着を繰り返し、例えば１０層以上もの仮圧着を繰り返す場合には、タクトタイムを短縮し、前記積層体の仮圧着物を製造するトータル時間を短縮することと、前記圧着不良を防止することとを両立することが望まれている。
【０００６】
さらに、前記積層体の仮圧着工程においては、前記被加圧成形物の層を積み重ねる毎に前記仮圧着物の厚さが順次増えてゆくことにより、前記仮圧着物の厚さの変化を考慮した装置の微調整が必要であった。
【０００７】
この発明の目的は、被加圧成形物に均一な圧力を負荷することができる加圧成形装置を提供することにある。
【０００８】
この発明の他の目的は、成形処理時間が短く、生産効率に優れ、前記圧着不良を防止でき、成形不良や層剥れの発生率を下げることができる加圧成形装置を提供することにある。
【０００９】
この発明の他の目的は、積層体の仮圧着工程においてタクトタイムを短縮することと、前記圧着不良を防止することとを両立することができる加圧成形装置を提供することにある。
【００１０】
この発明の他の目的は、積層体の厚さが変化しても装置における微調整を必要としない加圧成形装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためのこの発明の構成は、上板とこの上板の下面に固定的に装着されたところの、装着貫通穴を有する中板とを有して形成された第２加圧部材と、
下板とこの下板の下面に当接しつつ上昇することにより前記下板とともに前記下板の上面に載置された被加圧成形物を前記装着貫通穴内に押し込むピストンとを有して形成された第１加圧部材と、
前記装着貫通穴内に配置され、被加圧成形物に向かう面が柔軟弾性部材で形成されてなる加圧力均一化部材と、
前記下板を載置するに充分な上部面積を有し、前記ピストンを挿通させるに充分な直径の貫通穴を開設する搬送台を有する水平回転可能な搬送用アームと、
を有することを特徴とする加圧成形装置である。その好適な態様においては、前記加圧力均一化部材が、(1) 前記加圧力均一化部材は、被加圧成形物に向かう膜状の柔軟弾性部材と、この膜状の柔軟弾性部材と前記第１の加圧部材又は第２の加圧部材との間に充填される流体とで形成されてなり、(2) 内部に流体を充填することのできる前記柔軟弾性部材で形成された袋体と、加圧成形時にこの袋体内に充填される流体とで形成されてなり、(3) 液密に形成された前記柔軟弾性部材製の袋体と、この袋体の内部に充填された流体とで形成されてなり、(4) 塊状体の柔軟弾性部材で形成されてなり、(5)前記搬送用アームは、駆動手段により水平回転し、前記搬送台を、前記装着貫通穴とピストンとの間にある加圧位置から、試料搬出位置、試料セット位置及び予熱位置へと順次に位置移動可能に形成して成り、及び (6) 前記搬送用アームは、水平回転する回転軸から十文字状に延在する４本の搬送用アームである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（具体的説明）
−例１−
図１に示すように、この発明の一具体例である加圧成形装置は、ピストン１と、下板２と、上部基板３に固定された上板４と、中板５と、シールゴム６とを有する。
【００１４】
ピストン１は、油圧シリンダー７に装着される。
【００１５】
この油圧シリンダー７は、その上端開口部から突出する前記ピストン１が、水平に配置された下部基板８に設けられた開口部９を通じて前記下部基板８の上面に突出することができるように、前記下部基板８の下面に装着される。この油圧シリンダー７には、図示しない流体導排出手段から供給される流体１０を油圧シリンダー７内に圧入し、また油圧シリンダー７から流体１０を排出することのできる第１流体導排出路１１と、図示しない圧縮空気導排出手段から前記油圧シリンダー７内に圧縮空気を圧入し、また前記圧縮空気導排出手段により排出することのできる第１気体導排出路１２とが設けられている。
【００１６】
前記下部基板８の上面には、垂直方向に向かって延在し、かつ互いに平行に配置された一対の支柱１３が立設されている。
【００１７】
一対の支柱１３の内の一方の支柱１３には、支柱１３を中心にして十文字状に配置された４本の搬送用アーム１４が水平回転可能に装着される。この搬送用アーム１４は、図３及び図４に示されるように、駆動手段たとえば回転モータ１５により、前記支柱１３を中心に、９０度づつの回転角をもって時計方向に回転可能に形成される。図１及び図４にも示すように、搬送用アーム１４の先端部には、搬送台１６が結合されている。この搬送台１６は、下板２を載置するのに十分な上部面積を有し、しかも前記ピストン１を挿通させるに十分な直径の貫通穴１７を開設している。そして、前記下部基板８における開口部９の上方に前記搬送台１６が位置しているとき、その搬送台１６の位置を加圧位置と称し、その搬送台１６が加圧位置から９０度回転した位置を試料搬出位置と称し、更にその搬送台１６が試料搬出位置から９０度回転した位置を試料セット位置と称し、更にその搬送台１６が試料セット位置から９０度回転した位置を予熱位置と称する。この予熱位置には、この予熱位置にある搬送台１６に所定の加熱を行う予熱手段３７が設けられている。
【００１８】
この４本の搬送用アーム１４それぞれの先端部に結合された搬送台１６それぞれには、下板２が、搬送用アーム１４の回転移動時に位置ずれを起こさないように、また加圧成形時にピストン１の先端部により搬送台１６から持ち上げられるように、着脱自在に固定されている。
【００１９】
前記下板２は、被加圧成形物１８を搭載することができるように、所定の直径を有する円盤状に形成される。更に言うと、被加圧成形物１８は、搬送用板１９の上面に載置された型ゴム２０に形成された貫通孔２１に装填される。なおここで、前記搬送用板１９及び型ゴム２０は、下板２と同じ直径の外周を有する。又、前記下板２の外周面には、シール部材であるＯリング２２が、装着されている。
【００２０】
更にこの下板２の下面には、前記ピストン１の先端部を嵌入させることのできるように、前記ピストン１の先端面と同じ形状の開口を有し、かつ所定の深さを有する凹状装着穴２３が形成される。
【００２１】
前記一対の支柱１３は、上部基板３を支持する。
【００２２】
前記上部基板３の下面には、上板４が装着固定されている。この上板４には、第２流体導排出路２４が設けられ、その第２流体導排出路２４の開口部が前記上板４の下面に開口する。
【００２３】
この上板４の下面には、中板５が装着固定される。この中板５は、装着貫通穴２５を有する環状板である。この装着貫通穴２５は、前記下板２を嵌挿可能とする直径を有する小径部２６と、この小径部２６の上方であって前記上板４よりに形成されたところの、前記小径部２６の軸線に直交する方向に形成された端面部２７と、前記端面部２７の外延からテーパ状に拡開する上部テーパ部２８と、前記小径部２６の下方であって、この中板５の下面に開口するところの、テーパー状に拡開する下部テーパ部２９とを有する。
【００２４】
前記上部テーパ部２８には、バックアップリング３０が装着される。バックアップリング３０は、この上部テーパ部２８におけるテーパ面に倣う外周面と、バックアップリング３０の軸線に平行な内周面とを有するところの、環状体である。このバックアップリング３０は、加圧成形時に負荷される圧力により、前記上板４の下面と前記上部テーパ部２８とで形成されるところの、縦断面三角形状の間隙に、楔のように食い込むことにより、上板４と中板５との気密性を確保する。又、前記上板４の下面と前記上部テーパ部２８とで形成されるところの、縦断面三角形状の間隙に装填された前記バックアップリング３０の内周面と前記の端面部２７とで太径部３１が形成されている。
【００２５】
この太径部３１には、シールゴム６が装着される。このシールゴム６は、前記端面部２７とほぼ同じ直径を有する円盤状体であり、その円盤状態の外周縁には折り返し部３２を有する。この折り返し部３２は、前記バックアップリング３０の内周面に沿う外周面を有する。このシールゴム６と前記上板４の下面とで、流体収容空間３３が形成される。又、このシールゴム６における前記小径部２６側の表面には、保護ゴム３４が装着される。
【００２６】
なお、この中板５には、前記小径部２６の内周面に開口する第２気体導排出路３５が設けられ、又、中板５の外周面に加熱ヒータ３６が装着される。
【００２７】
次に、この加圧成形装置の動作について説明する。
【００２８】
図１に示すように、初期状態では、ピストン１の先端部が下部基板８の開口部９内にあって前記搬送台１６の水平回転移動に支障を来さないようになっている。又、試料セット位置にある搬送台１６の上面に固定されている下板２の上面に、型ゴム２０における貫通孔２１内に被加圧成形物１８を装填してこの型ゴム２０を載置する搬送用板１９を、載置する。
【００２９】
試料セット位置にある搬送台１６を、搬送用アーム１４を９０度回転させることにより、予熱位置に移動させる。
【００３０】
予熱位置では、予熱手段３７により、搬送台１６上に固定されている搬送用板１９上の被加圧成形物１８を所定の温度に加熱する。
【００３１】
次いで、予熱位置にある搬送台１６を、搬送用アーム１４を９０度回転させることにより、加圧位置に移動させる。
【００３２】
図１に示すように、第１流体導排出路１１を介して油圧シリンダー７の底面とピストン１の後端部との間の内部空間に、流体１０を圧入する。
【００３３】
流体１０の圧入により、ピストン１が上昇する。上昇するピストン１の先端部は、下部基板８の開口部９及び搬送台１６の貫通穴１７を通過して、凹状装着穴２３内に、挿入される。なおもピストン１が上昇すると、ピストン１の先端部１は、搬送台１６上から下板２を持ち上げ、これを上昇させる。ピストン１の上昇により持ち上げられた下板２が上昇すると、遂には、型ゴム２０、搬送用板１９及び下板２が、装着貫通穴２５内に嵌挿される。
【００３４】
つまり、前記型ゴム２０、搬送用板１９及び下板２が、下部テーパ部２９を通過し、小径部２６内に嵌挿される。なお、中板５に下部テーパ部２９が設けられているので、上昇してくる型ゴム２０、搬送用板１９及び下板２の中心線が小径部２６の中心線と多少ずれていたとしても、円滑にこれらが小径部２６内に確実に案内される。
【００３５】
ピストン１が更に上昇すると、型ゴム２０及び被加圧成形物１８の上面が、保護ゴム３４の下面に当接する。この保護ゴム３４を設けることによって、シールゴム６が直接に被加圧成形物１８に接触することがなくなって、シールゴム６が被加圧成形物１８から損傷を受けることおよびシールゴム６の交換頻度が高くなることを防止することができる。
【００３６】
一方、流体収容空間３３内には既に流体が圧入され、充填されている。又、第２気体導排出路３５を通じて、装着貫通穴２５内の気体が、排気される。
【００３７】
依然として流体１０が、第１流体導排出路１１を通じて、油圧シリンダー７内の底面とピストン１の後端部との間の内部空間に圧入されるので、ピストン１は、被加圧成形物１８を、所定の圧力で押圧する。
【００３８】
このとき、流体収容空間３３内に流体１０が圧入され、しかもこの流体収容空間３３を形成するシールゴム６が前記流体収容空間３３内に圧入された流体１０を気密に保持することができ、かつ柔軟で弾性力を有する素材で形成されているので、またこの具体例では、特に柔軟性のある素材である保護ゴム３４も設けられているので、ピストン１による加圧力によって保護ゴム３４に押圧される被加圧成形物１８は、その全ての表面において均一な力で、加圧成形される。又、たとえ型ゴム２０の表面と被加圧成形物１８の上面とで段差を生じていたとしても、前記シールゴム６及び保護ゴム３４が、前記型ゴム２０及び被加圧成形物１８の上面に、密着する。これによって、被加圧成形物１８が均一に加圧成形される。
【００３９】
前記型ゴム２０、搬送用板１９及び下板２が、装着貫通穴２５内に嵌挿されると、下板２の外周面に設けられたシール部材であるＯリング２２により、装着貫通穴２５内は気密な状態になる。
【００４０】
加熱ヒータ３６により被加圧成形物１８が所定の温度に加熱される。この被加圧成形物１８の組成に応じて、この加熱により、被加圧成形物１８からガスたとえば水蒸気、残留溶剤の揮発分、及びその他加熱反応により生成する反応生成ガスなどが発生するが、これらのガスは、第２気体導排出路３５を通じて、真空ポンプ（図示せず。）の減圧脱気作用により除去される。
【００４１】
これらの加圧作用、加熱作用及び減圧脱気作用によって、より一層密度の高い加圧成形体が形成される。
【００４２】
この一連の動作によって、被加圧成形物１８の被加圧表面の全面に、均一な圧力が負荷される。そして、被加圧成形物１８の被加圧表面が、加圧方向に垂直な平面に対して、平行である面はもちろんのこと、平行でない面であっても、あるいは、凹凸のある面であっても、加圧力が不均一に負荷されることがないので、圧着不良を起こすことがない。被加圧成形物１８が複数のグリーンシートを積層してなる積層体であるときには、成形不良や層剥れを起こすことがない。
【００４３】
しかも、被加圧成形物１８の側面を支持している型ゴム２０にも、前記ピストン１による加圧力が伝達し、型ゴム２０が、被加圧成形物１８の側面に前記ピストン１による加圧力を伝えるので、加圧成形物１５の側面方向への型崩れや、成形不良を防止することができる。例えば、被加圧成形物が多積層体の場合、被加圧成形物が台形状に成形不良を起こすといった、従来のプレス板で圧着する方法での不具合を防止することができる。
【００４４】
所定時間の加圧の後に、第２気体導排出路３５に備えられた気体リーク用バルブ（図示せず。）を解放して、装着貫通穴２５内を常圧に戻す。ついで、流体収容空間４０内と、油圧シリンダー７内の底面とピストン１の後端部との間の内部空間とに圧入されていた流体１０を、それぞれ第２流体導排出路２４と、第１流体導排出路１１とを通じて、流体導排出手段（図示せず。）によって排出する。
【００４５】
さらに油圧シリンダー７内の側壁面とピストン１の胴体部との間の内部空間に、第１気体導排出路１２を通じて、圧縮空気を圧入すると、ピストン１が降下する。そして、ピストン１の先端部が前記搬送台１６の水平回転移動に支障を来さない位置となったところで、ピストン１の降下が停止する。
【００４６】
加圧成形された被加圧成形物１８を安置したは下板２は、搬送台１６の上に再び固定され、搬送用アーム１４を９０度回転させることにより、加圧位置から試料搬出位置に移動される。
【００４７】
この一連の動作は、成形処理時間（タクトタイムということがある。）として、６〜１０秒のサイクルが可能である。よって、従来からのプレス板で圧着する方法での生産効率を維持し、且つ、従来のような前記平行度に関しての厳密な調整、管理を行わなくても、被加圧成形物に均一な圧力を負荷することができ、圧着不良を起こすことがない。そして被加圧成形物が複数のグリーンシートを積層してなる積層体であるときには、成形不良や層剥れを起こすことがない。
【００４８】
特に、上述のように成形処理時間として、６〜１０秒のサイクルが可能であるから、この加圧成形装置を採用すると、複数層を仮圧着して積層体を製造するトータル時間を短縮することができる。つまり、一般的な積層体の圧着工程では、例えば、各種素材を複数層積み重ねていく場合、５〜３０ｋｇ／ｃｍ２ 程度の低圧での仮押しすなわち仮圧着を、層を積み重ねる毎に繰り返すことになる。そこで上述のように成形処理時間として、６〜１０秒のサイクルがこの加圧成形装置により可能であるから、この加圧成形装置により生産効率および経済性のいずれの点からも有利に積層体の仮圧着を行うことができる。
【００４９】
さらに、該仮圧着工程において、仮圧着される積層体の厚さは、被仮圧着素材の層を積み重ねる毎に変化する。よって従来の例えばプレス板で圧着する方法では、積層体の厚さの変化に起因する装置の故障や破損等を回避するために、仮圧着工程において層を積み重ねる毎に、積層体の厚さを考慮した装置の微調整が必要であったが、この加圧成形装置では、積層体の厚さの変化に起因する装置の故障や破損等の心配がなく、しかもより生産効率を向上させることができる。
【００５０】
前記例１においては、この発明における第１の加圧部材は下板２を有して形成され、好ましくは下板２と上下動可能に形成されたピストン１とを有して形成され、第２の加圧部材が上板４を有して形成され、好ましくは、上部基板３に固定された上板４と前記上板４の下面に固定的に装着された中板５とを有して形成され、この発明における加圧力均一化部材が、上板４の下面に、かつ流体収容空間３３が形成されるように装着された膜状の柔軟弾性部材である前記シールゴム６と、前記流体収容空間３３内に充填された流体１０とを有して形成される。
【００５１】
前記例１においては、この発明における押圧部材が、下板２を有して形成され、好ましくは下板２と上下動可能に形成されたピストン１とを有して形成され、固定部材が、その位置が固定された上板４を有して形成され、好ましくは、下部基板８の上面に立設された支柱１３に支持された上部基板３に固定された上板４を有して形成され、加圧力均一化部材が、上板４の下面に、かつ流体収容空間３３が形成されるように、装着された前記シールゴム６と、前記流体収容空間３３内に充填された流体１０とを有して形成される。
【００５２】
−例２−
以下、この発明の他の一具体例について説明する。
【００５３】
図５に示すように、この発明の加圧成形装置の一具体例である均一加圧成形装置は、ピストン１と、下板２と、上部基板３に固定された上蓋板４Ａと、中板５と、流体密封バッグ６Ａとを有する。
【００５４】
前記均一加圧成形装置における一対の支柱１３に支持される上部基板３の下面には、上蓋板４Ａが装着固定されている。
【００５５】
この上蓋板４Ａの下面には、中板５が装着固定され、この中板５は装着貫通穴２５を有する。この装着貫通穴２５は、下板２を嵌挿可能とする直径を有する小径部２６と、この小径部２６の上方であって前記上蓋板４Ａよりに形成されたところの、前記小径部２６の軸線に直交する方向に形成された端面部２７と、前記端面部２７の外延からテーパ状に拡開する上部テーパ部２８と、前記小径部２６の下方であって、この中板５の下面に開口するところの、テーパー状に拡開する下部テーパ部２９とを有する。
【００５６】
前記上部テーパ部２８には、バックアップリング３０が装着される。このバックアップリング３０は、加圧成形時に負荷される圧力により、前記上蓋板４Ａの下面と前記上部テーパ部２８とで形成されるところの、縦断面三角形状の間隙に、楔のように食い込むことにより、上蓋板４Ａと中板５との気密性を確保する。又、前記バックアップリング３０の内周面と前記の端面部２７とで太径部３１が形成されている。
【００５７】
この太径部３１には、流体密封バッグ６Ａが装着される。この流体密封バッグ６Ａは、柔軟な弾性力及び耐圧性を有する素材で形成され、流体を封入することができる流体封入空間３３Ａを有し、前記端面部２７とほぼ同じ直径を有する円筒状体である。前記流体密封バッグ６Ａにおける端部３２Ａは、前記バックアップリング３０の内周面に沿う外周面を有する。又、この流体密封バッグ６Ａにおける前記小径部２６側の表面には、保護ゴム３４が装着される。
【００５８】
次に、この均一加圧成形装置の動作について説明する。
【００５９】
図６に示すように、ピストン１が上昇すると、型ゴム２０及び被加圧成形物１８の上面が、保護ゴム３４の下面に当接する。この保護ゴム３４を設けることによって、流体密封バッグ６Ａが直接に被加圧成形物１８に接触することがなくなって、流体密封バッグ６Ａが被加圧成形物１８から損傷を受けることおよび流体密封バッグ６Ａの交換頻度が高くなることを防止することができる。
【００６０】
前記流体密封バッグ６Ａにおける流体封入空間３３Ａ内には、既に封入流体１０Ａが圧入され、密封されている。
【００６１】
一方、前記装着貫通穴２５内においては、第２気体導排出路３５を通じて、装着貫通穴２５内の気体が排気され、前記ピストン１は被加圧成形物１８を所定の圧力で押圧する。
【００６２】
このとき、前記流体密封バッグ６Ａが封入流体１０Ａを気密に保持することができ、かつ柔軟な弾性力及び耐圧性を有する素材で形成されているので、またこの具体例では、特に柔軟性のある素材である保護ゴム３４も設けられているので、ピストン１による加圧力によって保護ゴム３４に押圧される被加圧成形物１８は、その全ての表面において均一な力で加圧成形される。又、たとえ型ゴム２０の表面と被加圧成形物１８の上面とで段差を生じていたとしても、前記流体密封バッグ６Ａ及び保護ゴム３４が、前記型ゴム２０及び被加圧成形物１８の上面に密着する。これによって、被加圧成形物１８が均一に加圧成形される。
【００６３】
所定時間の加圧の後に、第２気体導排出路３５に備えられた気体リーク用バルブ（図示せず。）を解放して、装着貫通穴２５内を常圧に戻す。ついで、油圧シリンダー７内の底面とピストン１の後端部との間の内部空間に圧入されていた流体１０を、第１流体導排出路１１を通じて流体導排出手段（図示せず。）によって排出する。
【００６４】
さらに油圧シリンダー７内の側壁面とピストン１の胴体部との間の内部空間に、第１気体導排出路１２を通じて、圧縮空気を圧入すると、ピストン１が降下する。そして、ピストン１の先端部が前記搬送台１６の水平回転移動に支障を来さない位置となったところで、ピストン１の降下が停止する。
【００６５】
図５及び図６に示すように、この均一加圧成形装置における上蓋板４Ａには、図１及び図２に示されるような前記上板４における第２流体導排出路２４、及び前記上板４の下面に開口する第２流体導排出路２４の開口部が設けられていない。よってこの均一加圧成形装置においては、図１及び図２に示される加圧成形装置よりもその構造を簡略化することができ、例えば、第２流体導排出路２４と流体導排出手段（図示せず。）とを連通する配管、この配管の途中に設けられ、第２流体導排出路２４への流体の圧力を制御する電磁弁等の第２流体導排出路２４への流体供給手段（図示せず。）を必要としない。
【００６６】
前記例２においては、この発明における第１の加圧部材が下板２を有して形成され、好ましくは下板２と上下動可能に形成されたピストン１とを有して形成され、第２の加圧部材が上蓋板４Ａを有して形成され、好ましくは、上部基板３に固定された上蓋板４Ａと前記上蓋板４Ａの下面に固定的に装着された中板５とを有して形成され、加圧力均一化部材が、上蓋板４Ａの下面に装着された前記流体密封バッグ６Ａと前記流体封入空間３３Ａ内に充填された封入流体１０Ａとで形成される。
【００６７】
また、前記例２においては、この発明における押圧部材が、下板２を有して形成され、好ましくは下板２と上下動可能に形成されたピストン１とを有して形成され、固定部材が、その位置が固定された上蓋板４Ａを有して形成され、好ましくは、下部基板８の上面に立設された支柱１３に支持された上部基板３に固定された上蓋板４Ａを有して形成され、加圧力均一化部材が、上蓋板４Ａの下面に装着された前記流体密封バッグ６Ａと、前記流体封入空間３３Ａ内に充填された封入流体１０とを有して形成される。
【００６８】
前記例２においては、前記例１で用いた上板４、シールゴム６、及び第２流体導排出路２４以外の部材を用いることができる。
【００６９】
なお、この例２では、柔軟弾性部材で袋状に形成された流体密封バッグ６Ａ内に形成された流体封入空間３３Ａ内に封入流体１０を液密に封入してなる加圧力均一化部材が採用されているが、前記例１におけるように、第２流体導排出路２４を設け、加圧成形時に前記流体密封バッグ６Ａ内に封入流体１０をこの第２流体導排出路２４を介して圧入することができるように、加圧力均一化部材を、内部に流体を充填することのできる前記柔軟弾性部材で形成された袋体である流体密封バッグと、加圧成形時にこの袋体内に充填される流体とで形成することもできる。
【００７０】
−例３−
以下、この発明のさらに他の一具体例について説明する。
【００７１】
図７に示すように、この発明の加圧成形装置の一具体例である均一加圧成形装置は、ピストン１と、下板２と、上部基板３に固定された上蓋板４Ａと、中板５と、塊状体の柔軟弾性部材である加圧力均一化ゴム６Ｂとを有する。
【００７２】
この例３においては、前記例２で用いた流体密封バッグ６Ａ以外の部材を用いることができる。
【００７３】
前記加圧力均一化ゴム６Ｂは、柔軟な弾性力及び耐圧性を有する素材で形成され、前記端面部２７とほぼ同じ直径を有する円筒状体である。前記加圧力均一化ゴム６Ｂにおける端部３２Ｂは、前記バックアップリング３０の内周面に沿う外周面を有する。又、この加圧力均一化ゴム６Ｂにおける前記小径部２６側の表面には、保護ゴム３４が装着される。
【００７４】
この例３においては、前記加圧力均一化ゴム６Ｂがこの発明における加圧力均一化部材に相当し、前記加圧力均一化ゴム６Ｂと前記保護ゴム３４とが一体化され、前記保護ゴム３４に被加圧成形物１８が押圧されると、前記保護ゴム３４を介して前記加圧力均一化ゴム６Ｂと前記被加圧成形物１８との間には反力による面圧が生じて、前記被加圧成形物１８が加圧成形される。又、たとえ型ゴム２０の表面と被加圧成形物１８の上面とで段差を生じていたとしても、前記加圧力均一化ゴム６Ｂと一体化した保護ゴム３４が、前記型ゴム２０及び被加圧成形物１８の上面に密着するので、一体化された前記加圧力均一化ゴム６Ｂと前記保護ゴム３４とにより前記被加圧成形物１８を均一に加圧成形することができる。
【００７５】
（一般的説明）
この発明の加圧成形装置は、第１の加圧部材および第２の加圧部材と、加圧力均一化部材とを有する。
【００７６】
この発明における第１の加圧部材および第２の加圧部材は、少なくとも一方が他方に向かって移動可能に形成され、相互の挟圧力で被加圧成形物を加圧成形することのできる部材である。第１の加圧部材および第２の加圧部材は、被加圧成形物に相互の挟圧力を負荷することのできる部材であれば、特に制限がなく、一方の加圧部材が他方の加圧部材に向かって移動するように形成されても良く、第１の加圧部材及び第２の加圧部材が相互に向かって移動するように形成されていても良い。
【００７７】
前記第１の加圧部材および第２の加圧部材の形状は、装置の形状あるいは被加圧成形物の形状等により適宜選択され、例えば上記具体的説明中の第１の加圧部材の形状は、円柱形でも角柱形でもよく、特に限定がない。また被加圧成形物の形状により、受圧面積をなるべく小さくするように、前記第１の加圧部材および第２の加圧部材の形状を適宜選択することは、生産効率、装置の小型化等の点から好ましい。
【００７８】
この発明における加圧力均一化部材は、前記第１の加圧部材と前記第２の加圧部材との間に介装され、かつ、被加圧成形物に向かう面が少なくとも柔軟弾性部材で形成されてなり、この加圧力均一化部材は、第１の加圧部材と第２の加圧部材とで被加圧成形物を挟圧するときに、被加圧成形物における被加圧表面に、均一な圧力を負荷させることができる。
【００７９】
前記柔軟弾性部材の材質としては、例えば、天然ゴム、ＳＢＲ、ＢＲ、ＩＲ、ＣＲ、ＩＩＲ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ等の合成ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、塩素化ブチルゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ポリプロピレンオキシド、エチレン酢酸ビニル共重合体等の特殊合成ゴム、熱可塑性ゴム、柔軟弾性を有するプラスチック、スポンジ、発砲性樹脂等を挙げることができる。
【００８０】
この発明においては、被加圧成形物を第１の加圧部材と第２の加圧部材とで挟持しつつこれらで加圧する際、つまり、第１の加圧部材と第２の加圧部材とで挟圧する際に、被加圧成形物が第１の加圧部材または第２加圧部材のいずれかに接する面に均一な挟圧力が付加されるように、第１の加圧部材と第２の加圧部材との間に加圧力均一化部材が介装される。この加圧力均一化部材は、挟圧時に、被加圧成形物に均一な圧力を付加することができる機能、及び被加圧成形物の被加圧面に密着可能で被加圧成形物を損傷しない機能を少なくとも有する。
【００８１】
この機能を実現するには、加圧力均一化部材は、被加圧成形物に向かう面が少なくとも柔軟弾性部材で形成されていることを要する。被加圧成形物に向かう面が少なくとも柔軟弾性部材で形成される限り、この加圧力均一化部材は様々の形態を取り得る。この加圧力均一化部材が取り得る形態のいくつかについては、前記実施例により例示されている。
【００８２】
再度言うと、この加圧力均一化部材は、その全てが柔軟弾性部材で塊状体に形成されていても良いし、被加圧成形体に向かう面を少なくとも柔軟弾性部材で形成し、その他の部分を流体を充填することのできるように形成しても良いし、あるいは流体を充填した空間に形成しても良い。具体的には、（イ）塊状体の柔軟弾性部材を、被加圧成形物と、前記第１の加圧部材又は第２の加圧部材との間に介装する形態、（ロ）被加圧成形物に向かう塊状体の柔軟弾性部材と、この塊状体の柔軟弾性部材を前記第１の加圧部材又は第２の加圧部材に装着することができる装着支持部材とで形成されてなる形態、（ハ）被加圧成形物に向かう膜状の柔軟弾性部材と、この膜状の柔軟弾性部材と前記第１の加圧部材又は第２の加圧部材との間に充填される流体とで形成されてなる形態、（ニ）内部に流体を充填することのできる前記柔軟弾性部材で形成された袋体と、加圧成形時にこの袋体内に充填される流体とで形成されてなる形態、（ホ）液密に形成された前記柔軟弾性部材製の袋体と、この袋体の内部に充填された流体とで形成されてなる形態等を挙げることができ、前記加圧力均一化部材に前記流体を採用する場合においては、加圧成形時に内部にあらかじめ充填しておいた流体に加えてさらに流体を圧入することができるように前記加圧力均一化部材を形成しても良いし、あらかじめ前記柔軟弾性部材製の袋体の内部に流体を密封することができるように前記加圧力均一化部材を形成しても良い。
【００８３】
また前記加圧力均一化部材は、第１の加圧部材あるいは第２の加圧部材のいずれかに装着されていてもよく、第１の加圧部材および第２の加圧部材の両部材それぞれに装着されていてもよく、第１の加圧部材あるいは第２の加圧部材に装着されずに他の保持手段によって第１の加圧部材と第２の加圧部材との間に介装されるように保持されていてもよい。さらに前記加圧力均一化部材は、被加圧成形物の被加圧表面上に配置されていてもよく、被加圧成形物を挟み込むように配置されていても良い。
【００８４】
この発明における押圧部材は、被加圧成形物に圧力を作用させることができるように形成されていれば特に制限がなく、流体の圧入による圧力で移動して被加圧成形物を加圧するように形成されていても良く、機械動力または機械的駆動力により移動して被加圧成形物を加圧するように形成されていても良い。
【００８５】
この発明における固定部材は、被加圧成形物に圧力を作用させる際に移動不可能に形成されていれば特に制限がなく、被加圧成形物に圧力を作用させる前および被加圧成形物に圧力を作用させた後に移動可能に形成されていても良い。
【００８６】
この発明における被加圧成形物としては、粉末、シート、多積層体の成形前駆体、仮圧着物等、加圧することにより成形することができるものであれば、特に制限がない。
【００８７】
【発明の効果】
この発明によると、従来からの剛体で圧着する方法での生産効率を維持し、且つ、従来のような前記平行度に関しての厳密な調整、管理を行わなくても、被加圧成形物に均一な圧力を負荷することができ、圧着不良を起こすことがなく、そして被加圧成形物が複数のグリーンシートを積層してなる積層体であるときには、成形不良や層剥れを起こすことがなく、特に積層体の仮圧着工程において優れた生産性と圧着不良の防止とを両立することができる加圧成形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の一例を示す加圧成形装置の正面縦断面の拡大図である。
【図２】図２はこの発明の一例を示す加圧成形装置の正面縦断面の拡大図である。
【図３】図３はこの発明の一例を示す加圧成形装置の平面図である。
【図４】図４は図３におけるＡ−Ａの断面図である。
【図５】図５はこの発明の他の一例を示す均一加圧成形装置の正面縦断面の拡大図である。
【図６】図６はこの発明の他の一例を示す均一加圧成形装置の正面縦断面の拡大図である。
【図７】図７はこの発明のさらに他の一例を示す均一加圧成形装置の正面縦断面の拡大図である。
【符号の説明】
１・・・ピストン、２・・・下板、３・・・上部基板、４・・・上板、４Ａ・・・上蓋板、５・・・中板、６・・・シールゴム、６Ａ・・・流体密封バッグ、６Ｂ・・・加圧力均一化ゴム、７・・・油圧シリンダー、８・・・下部基板、９・・・開口部、１０・・・流体、１０Ａ・・・封入流体、１１・・・第１流体導排出路、１２・・・第１気体導排出路、１３・・・支柱、１４・・・搬送用アーム、１５・・・回転モータ、１６・・・搬送台、１７・・・貫通穴、１８・・・被加圧成形物、１９・・・搬送用板、２０・・・型ゴム、２１・・・貫通孔、２２・・・Ｏリング、２３・・・凹状装着穴、２４・・・第２流体導排出路、２５・・・装着貫通穴、２６・・・小径部、２７・・・端面部、２８・・・上部テーパ部、２９・・・下部テーパ部、３０・・・バックアップリング、３１・・・太径部、３２・・・折り返し部、３２Ａ・・・端部、３２Ｂ・・・端部、３３・・・流体収容空間、３３Ａ・・・流体封入空間、３４・・・保護ゴム、３５・・・第２気体導排出路、３６・・・加熱ヒーター、３７・・・予熱手段。
【発明の属する技術分野】
この発明は、被加圧成形物に均一な圧力を負荷することができる加圧成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミックス積層体の一例として積層コンデンサが知られている。この積層コンデンサはセラミックユニットの内部に複数枚の内部電極が形成され、その両端部に内部電極と電気的に接続された外部電極を形成してなる。
【０００３】
このような積層コンデンサを製造する方法として、例えば、従来ではセラミックグリーンシート上に長方形の電極を複数形成しておき、このような複数の電極が形成されたグリーンシートを複数枚積層した後に、これを例えばプレス板で圧着する機械プレス法等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来からの剛体で圧着する方法は、成形処理時間が短く、生産効率には優れているが、押圧部材あるいは固定部材における作用面と被加圧成形物の表面との接触面にて両者の平行度が保たれていない場合、または被加圧成形物に凹凸がある場合には、被加圧成形物に対する加圧力が不均一となり、被加圧成形物の成形密度が上がらずに圧着不良を起こして、成形不良品や層剥れの原因となっていた。そして加圧方向に垂直な平面に対する、被加圧成形物の被加圧表面の平行度は、極めて厳密に調整され、管理されていなければならず、そのような管理を行わなくても、成形処理時間が短く、生産効率に優れ、前記圧着不良を防止でき、成形不良や層剥れの発生率を下げることができる加圧成形装置が求められている。
【０００５】
特に従来、積層体の仮圧着工程においては、複数枚の被加圧成形物を、例えば５〜３０ｋｇ／ｃｍ２ 程度の低圧での仮押しすなわち仮圧着を繰り返し、順次被加圧成形物の積層枚数を増やすことにより積層体の仮圧着物を得ることができるのであるが、前記被加圧成形物の層を積み重ねる毎に前記仮圧着を繰り返し、例えば１０層以上もの仮圧着を繰り返す場合には、タクトタイムを短縮し、前記積層体の仮圧着物を製造するトータル時間を短縮することと、前記圧着不良を防止することとを両立することが望まれている。
【０００６】
さらに、前記積層体の仮圧着工程においては、前記被加圧成形物の層を積み重ねる毎に前記仮圧着物の厚さが順次増えてゆくことにより、前記仮圧着物の厚さの変化を考慮した装置の微調整が必要であった。
【０００７】
この発明の目的は、被加圧成形物に均一な圧力を負荷することができる加圧成形装置を提供することにある。
【０００８】
この発明の他の目的は、成形処理時間が短く、生産効率に優れ、前記圧着不良を防止でき、成形不良や層剥れの発生率を下げることができる加圧成形装置を提供することにある。
【０００９】
この発明の他の目的は、積層体の仮圧着工程においてタクトタイムを短縮することと、前記圧着不良を防止することとを両立することができる加圧成形装置を提供することにある。
【００１０】
この発明の他の目的は、積層体の厚さが変化しても装置における微調整を必要としない加圧成形装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためのこの発明の構成は、上板とこの上板の下面に固定的に装着されたところの、装着貫通穴を有する中板とを有して形成された第２加圧部材と、
下板とこの下板の下面に当接しつつ上昇することにより前記下板とともに前記下板の上面に載置された被加圧成形物を前記装着貫通穴内に押し込むピストンとを有して形成された第１加圧部材と、
前記装着貫通穴内に配置され、被加圧成形物に向かう面が柔軟弾性部材で形成されてなる加圧力均一化部材と、
前記下板を載置するに充分な上部面積を有し、前記ピストンを挿通させるに充分な直径の貫通穴を開設する搬送台を有する水平回転可能な搬送用アームと、
を有することを特徴とする加圧成形装置である。その好適な態様においては、前記加圧力均一化部材が、(1) 前記加圧力均一化部材は、被加圧成形物に向かう膜状の柔軟弾性部材と、この膜状の柔軟弾性部材と前記第１の加圧部材又は第２の加圧部材との間に充填される流体とで形成されてなり、(2) 内部に流体を充填することのできる前記柔軟弾性部材で形成された袋体と、加圧成形時にこの袋体内に充填される流体とで形成されてなり、(3) 液密に形成された前記柔軟弾性部材製の袋体と、この袋体の内部に充填された流体とで形成されてなり、(4) 塊状体の柔軟弾性部材で形成されてなり、(5)前記搬送用アームは、駆動手段により水平回転し、前記搬送台を、前記装着貫通穴とピストンとの間にある加圧位置から、試料搬出位置、試料セット位置及び予熱位置へと順次に位置移動可能に形成して成り、及び (6) 前記搬送用アームは、水平回転する回転軸から十文字状に延在する４本の搬送用アームである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（具体的説明）
−例１−
図１に示すように、この発明の一具体例である加圧成形装置は、ピストン１と、下板２と、上部基板３に固定された上板４と、中板５と、シールゴム６とを有する。
【００１４】
ピストン１は、油圧シリンダー７に装着される。
【００１５】
この油圧シリンダー７は、その上端開口部から突出する前記ピストン１が、水平に配置された下部基板８に設けられた開口部９を通じて前記下部基板８の上面に突出することができるように、前記下部基板８の下面に装着される。この油圧シリンダー７には、図示しない流体導排出手段から供給される流体１０を油圧シリンダー７内に圧入し、また油圧シリンダー７から流体１０を排出することのできる第１流体導排出路１１と、図示しない圧縮空気導排出手段から前記油圧シリンダー７内に圧縮空気を圧入し、また前記圧縮空気導排出手段により排出することのできる第１気体導排出路１２とが設けられている。
【００１６】
前記下部基板８の上面には、垂直方向に向かって延在し、かつ互いに平行に配置された一対の支柱１３が立設されている。
【００１７】
一対の支柱１３の内の一方の支柱１３には、支柱１３を中心にして十文字状に配置された４本の搬送用アーム１４が水平回転可能に装着される。この搬送用アーム１４は、図３及び図４に示されるように、駆動手段たとえば回転モータ１５により、前記支柱１３を中心に、９０度づつの回転角をもって時計方向に回転可能に形成される。図１及び図４にも示すように、搬送用アーム１４の先端部には、搬送台１６が結合されている。この搬送台１６は、下板２を載置するのに十分な上部面積を有し、しかも前記ピストン１を挿通させるに十分な直径の貫通穴１７を開設している。そして、前記下部基板８における開口部９の上方に前記搬送台１６が位置しているとき、その搬送台１６の位置を加圧位置と称し、その搬送台１６が加圧位置から９０度回転した位置を試料搬出位置と称し、更にその搬送台１６が試料搬出位置から９０度回転した位置を試料セット位置と称し、更にその搬送台１６が試料セット位置から９０度回転した位置を予熱位置と称する。この予熱位置には、この予熱位置にある搬送台１６に所定の加熱を行う予熱手段３７が設けられている。
【００１８】
この４本の搬送用アーム１４それぞれの先端部に結合された搬送台１６それぞれには、下板２が、搬送用アーム１４の回転移動時に位置ずれを起こさないように、また加圧成形時にピストン１の先端部により搬送台１６から持ち上げられるように、着脱自在に固定されている。
【００１９】
前記下板２は、被加圧成形物１８を搭載することができるように、所定の直径を有する円盤状に形成される。更に言うと、被加圧成形物１８は、搬送用板１９の上面に載置された型ゴム２０に形成された貫通孔２１に装填される。なおここで、前記搬送用板１９及び型ゴム２０は、下板２と同じ直径の外周を有する。又、前記下板２の外周面には、シール部材であるＯリング２２が、装着されている。
【００２０】
更にこの下板２の下面には、前記ピストン１の先端部を嵌入させることのできるように、前記ピストン１の先端面と同じ形状の開口を有し、かつ所定の深さを有する凹状装着穴２３が形成される。
【００２１】
前記一対の支柱１３は、上部基板３を支持する。
【００２２】
前記上部基板３の下面には、上板４が装着固定されている。この上板４には、第２流体導排出路２４が設けられ、その第２流体導排出路２４の開口部が前記上板４の下面に開口する。
【００２３】
この上板４の下面には、中板５が装着固定される。この中板５は、装着貫通穴２５を有する環状板である。この装着貫通穴２５は、前記下板２を嵌挿可能とする直径を有する小径部２６と、この小径部２６の上方であって前記上板４よりに形成されたところの、前記小径部２６の軸線に直交する方向に形成された端面部２７と、前記端面部２７の外延からテーパ状に拡開する上部テーパ部２８と、前記小径部２６の下方であって、この中板５の下面に開口するところの、テーパー状に拡開する下部テーパ部２９とを有する。
【００２４】
前記上部テーパ部２８には、バックアップリング３０が装着される。バックアップリング３０は、この上部テーパ部２８におけるテーパ面に倣う外周面と、バックアップリング３０の軸線に平行な内周面とを有するところの、環状体である。このバックアップリング３０は、加圧成形時に負荷される圧力により、前記上板４の下面と前記上部テーパ部２８とで形成されるところの、縦断面三角形状の間隙に、楔のように食い込むことにより、上板４と中板５との気密性を確保する。又、前記上板４の下面と前記上部テーパ部２８とで形成されるところの、縦断面三角形状の間隙に装填された前記バックアップリング３０の内周面と前記の端面部２７とで太径部３１が形成されている。
【００２５】
この太径部３１には、シールゴム６が装着される。このシールゴム６は、前記端面部２７とほぼ同じ直径を有する円盤状体であり、その円盤状態の外周縁には折り返し部３２を有する。この折り返し部３２は、前記バックアップリング３０の内周面に沿う外周面を有する。このシールゴム６と前記上板４の下面とで、流体収容空間３３が形成される。又、このシールゴム６における前記小径部２６側の表面には、保護ゴム３４が装着される。
【００２６】
なお、この中板５には、前記小径部２６の内周面に開口する第２気体導排出路３５が設けられ、又、中板５の外周面に加熱ヒータ３６が装着される。
【００２７】
次に、この加圧成形装置の動作について説明する。
【００２８】
図１に示すように、初期状態では、ピストン１の先端部が下部基板８の開口部９内にあって前記搬送台１６の水平回転移動に支障を来さないようになっている。又、試料セット位置にある搬送台１６の上面に固定されている下板２の上面に、型ゴム２０における貫通孔２１内に被加圧成形物１８を装填してこの型ゴム２０を載置する搬送用板１９を、載置する。
【００２９】
試料セット位置にある搬送台１６を、搬送用アーム１４を９０度回転させることにより、予熱位置に移動させる。
【００３０】
予熱位置では、予熱手段３７により、搬送台１６上に固定されている搬送用板１９上の被加圧成形物１８を所定の温度に加熱する。
【００３１】
次いで、予熱位置にある搬送台１６を、搬送用アーム１４を９０度回転させることにより、加圧位置に移動させる。
【００３２】
図１に示すように、第１流体導排出路１１を介して油圧シリンダー７の底面とピストン１の後端部との間の内部空間に、流体１０を圧入する。
【００３３】
流体１０の圧入により、ピストン１が上昇する。上昇するピストン１の先端部は、下部基板８の開口部９及び搬送台１６の貫通穴１７を通過して、凹状装着穴２３内に、挿入される。なおもピストン１が上昇すると、ピストン１の先端部１は、搬送台１６上から下板２を持ち上げ、これを上昇させる。ピストン１の上昇により持ち上げられた下板２が上昇すると、遂には、型ゴム２０、搬送用板１９及び下板２が、装着貫通穴２５内に嵌挿される。
【００３４】
つまり、前記型ゴム２０、搬送用板１９及び下板２が、下部テーパ部２９を通過し、小径部２６内に嵌挿される。なお、中板５に下部テーパ部２９が設けられているので、上昇してくる型ゴム２０、搬送用板１９及び下板２の中心線が小径部２６の中心線と多少ずれていたとしても、円滑にこれらが小径部２６内に確実に案内される。
【００３５】
ピストン１が更に上昇すると、型ゴム２０及び被加圧成形物１８の上面が、保護ゴム３４の下面に当接する。この保護ゴム３４を設けることによって、シールゴム６が直接に被加圧成形物１８に接触することがなくなって、シールゴム６が被加圧成形物１８から損傷を受けることおよびシールゴム６の交換頻度が高くなることを防止することができる。
【００３６】
一方、流体収容空間３３内には既に流体が圧入され、充填されている。又、第２気体導排出路３５を通じて、装着貫通穴２５内の気体が、排気される。
【００３７】
依然として流体１０が、第１流体導排出路１１を通じて、油圧シリンダー７内の底面とピストン１の後端部との間の内部空間に圧入されるので、ピストン１は、被加圧成形物１８を、所定の圧力で押圧する。
【００３８】
このとき、流体収容空間３３内に流体１０が圧入され、しかもこの流体収容空間３３を形成するシールゴム６が前記流体収容空間３３内に圧入された流体１０を気密に保持することができ、かつ柔軟で弾性力を有する素材で形成されているので、またこの具体例では、特に柔軟性のある素材である保護ゴム３４も設けられているので、ピストン１による加圧力によって保護ゴム３４に押圧される被加圧成形物１８は、その全ての表面において均一な力で、加圧成形される。又、たとえ型ゴム２０の表面と被加圧成形物１８の上面とで段差を生じていたとしても、前記シールゴム６及び保護ゴム３４が、前記型ゴム２０及び被加圧成形物１８の上面に、密着する。これによって、被加圧成形物１８が均一に加圧成形される。
【００３９】
前記型ゴム２０、搬送用板１９及び下板２が、装着貫通穴２５内に嵌挿されると、下板２の外周面に設けられたシール部材であるＯリング２２により、装着貫通穴２５内は気密な状態になる。
【００４０】
加熱ヒータ３６により被加圧成形物１８が所定の温度に加熱される。この被加圧成形物１８の組成に応じて、この加熱により、被加圧成形物１８からガスたとえば水蒸気、残留溶剤の揮発分、及びその他加熱反応により生成する反応生成ガスなどが発生するが、これらのガスは、第２気体導排出路３５を通じて、真空ポンプ（図示せず。）の減圧脱気作用により除去される。
【００４１】
これらの加圧作用、加熱作用及び減圧脱気作用によって、より一層密度の高い加圧成形体が形成される。
【００４２】
この一連の動作によって、被加圧成形物１８の被加圧表面の全面に、均一な圧力が負荷される。そして、被加圧成形物１８の被加圧表面が、加圧方向に垂直な平面に対して、平行である面はもちろんのこと、平行でない面であっても、あるいは、凹凸のある面であっても、加圧力が不均一に負荷されることがないので、圧着不良を起こすことがない。被加圧成形物１８が複数のグリーンシートを積層してなる積層体であるときには、成形不良や層剥れを起こすことがない。
【００４３】
しかも、被加圧成形物１８の側面を支持している型ゴム２０にも、前記ピストン１による加圧力が伝達し、型ゴム２０が、被加圧成形物１８の側面に前記ピストン１による加圧力を伝えるので、加圧成形物１５の側面方向への型崩れや、成形不良を防止することができる。例えば、被加圧成形物が多積層体の場合、被加圧成形物が台形状に成形不良を起こすといった、従来のプレス板で圧着する方法での不具合を防止することができる。
【００４４】
所定時間の加圧の後に、第２気体導排出路３５に備えられた気体リーク用バルブ（図示せず。）を解放して、装着貫通穴２５内を常圧に戻す。ついで、流体収容空間４０内と、油圧シリンダー７内の底面とピストン１の後端部との間の内部空間とに圧入されていた流体１０を、それぞれ第２流体導排出路２４と、第１流体導排出路１１とを通じて、流体導排出手段（図示せず。）によって排出する。
【００４５】
さらに油圧シリンダー７内の側壁面とピストン１の胴体部との間の内部空間に、第１気体導排出路１２を通じて、圧縮空気を圧入すると、ピストン１が降下する。そして、ピストン１の先端部が前記搬送台１６の水平回転移動に支障を来さない位置となったところで、ピストン１の降下が停止する。
【００４６】
加圧成形された被加圧成形物１８を安置したは下板２は、搬送台１６の上に再び固定され、搬送用アーム１４を９０度回転させることにより、加圧位置から試料搬出位置に移動される。
【００４７】
この一連の動作は、成形処理時間（タクトタイムということがある。）として、６〜１０秒のサイクルが可能である。よって、従来からのプレス板で圧着する方法での生産効率を維持し、且つ、従来のような前記平行度に関しての厳密な調整、管理を行わなくても、被加圧成形物に均一な圧力を負荷することができ、圧着不良を起こすことがない。そして被加圧成形物が複数のグリーンシートを積層してなる積層体であるときには、成形不良や層剥れを起こすことがない。
【００４８】
特に、上述のように成形処理時間として、６〜１０秒のサイクルが可能であるから、この加圧成形装置を採用すると、複数層を仮圧着して積層体を製造するトータル時間を短縮することができる。つまり、一般的な積層体の圧着工程では、例えば、各種素材を複数層積み重ねていく場合、５〜３０ｋｇ／ｃｍ２ 程度の低圧での仮押しすなわち仮圧着を、層を積み重ねる毎に繰り返すことになる。そこで上述のように成形処理時間として、６〜１０秒のサイクルがこの加圧成形装置により可能であるから、この加圧成形装置により生産効率および経済性のいずれの点からも有利に積層体の仮圧着を行うことができる。
【００４９】
さらに、該仮圧着工程において、仮圧着される積層体の厚さは、被仮圧着素材の層を積み重ねる毎に変化する。よって従来の例えばプレス板で圧着する方法では、積層体の厚さの変化に起因する装置の故障や破損等を回避するために、仮圧着工程において層を積み重ねる毎に、積層体の厚さを考慮した装置の微調整が必要であったが、この加圧成形装置では、積層体の厚さの変化に起因する装置の故障や破損等の心配がなく、しかもより生産効率を向上させることができる。
【００５０】
前記例１においては、この発明における第１の加圧部材は下板２を有して形成され、好ましくは下板２と上下動可能に形成されたピストン１とを有して形成され、第２の加圧部材が上板４を有して形成され、好ましくは、上部基板３に固定された上板４と前記上板４の下面に固定的に装着された中板５とを有して形成され、この発明における加圧力均一化部材が、上板４の下面に、かつ流体収容空間３３が形成されるように装着された膜状の柔軟弾性部材である前記シールゴム６と、前記流体収容空間３３内に充填された流体１０とを有して形成される。
【００５１】
前記例１においては、この発明における押圧部材が、下板２を有して形成され、好ましくは下板２と上下動可能に形成されたピストン１とを有して形成され、固定部材が、その位置が固定された上板４を有して形成され、好ましくは、下部基板８の上面に立設された支柱１３に支持された上部基板３に固定された上板４を有して形成され、加圧力均一化部材が、上板４の下面に、かつ流体収容空間３３が形成されるように、装着された前記シールゴム６と、前記流体収容空間３３内に充填された流体１０とを有して形成される。
【００５２】
−例２−
以下、この発明の他の一具体例について説明する。
【００５３】
図５に示すように、この発明の加圧成形装置の一具体例である均一加圧成形装置は、ピストン１と、下板２と、上部基板３に固定された上蓋板４Ａと、中板５と、流体密封バッグ６Ａとを有する。
【００５４】
前記均一加圧成形装置における一対の支柱１３に支持される上部基板３の下面には、上蓋板４Ａが装着固定されている。
【００５５】
この上蓋板４Ａの下面には、中板５が装着固定され、この中板５は装着貫通穴２５を有する。この装着貫通穴２５は、下板２を嵌挿可能とする直径を有する小径部２６と、この小径部２６の上方であって前記上蓋板４Ａよりに形成されたところの、前記小径部２６の軸線に直交する方向に形成された端面部２７と、前記端面部２７の外延からテーパ状に拡開する上部テーパ部２８と、前記小径部２６の下方であって、この中板５の下面に開口するところの、テーパー状に拡開する下部テーパ部２９とを有する。
【００５６】
前記上部テーパ部２８には、バックアップリング３０が装着される。このバックアップリング３０は、加圧成形時に負荷される圧力により、前記上蓋板４Ａの下面と前記上部テーパ部２８とで形成されるところの、縦断面三角形状の間隙に、楔のように食い込むことにより、上蓋板４Ａと中板５との気密性を確保する。又、前記バックアップリング３０の内周面と前記の端面部２７とで太径部３１が形成されている。
【００５７】
この太径部３１には、流体密封バッグ６Ａが装着される。この流体密封バッグ６Ａは、柔軟な弾性力及び耐圧性を有する素材で形成され、流体を封入することができる流体封入空間３３Ａを有し、前記端面部２７とほぼ同じ直径を有する円筒状体である。前記流体密封バッグ６Ａにおける端部３２Ａは、前記バックアップリング３０の内周面に沿う外周面を有する。又、この流体密封バッグ６Ａにおける前記小径部２６側の表面には、保護ゴム３４が装着される。
【００５８】
次に、この均一加圧成形装置の動作について説明する。
【００５９】
図６に示すように、ピストン１が上昇すると、型ゴム２０及び被加圧成形物１８の上面が、保護ゴム３４の下面に当接する。この保護ゴム３４を設けることによって、流体密封バッグ６Ａが直接に被加圧成形物１８に接触することがなくなって、流体密封バッグ６Ａが被加圧成形物１８から損傷を受けることおよび流体密封バッグ６Ａの交換頻度が高くなることを防止することができる。
【００６０】
前記流体密封バッグ６Ａにおける流体封入空間３３Ａ内には、既に封入流体１０Ａが圧入され、密封されている。
【００６１】
一方、前記装着貫通穴２５内においては、第２気体導排出路３５を通じて、装着貫通穴２５内の気体が排気され、前記ピストン１は被加圧成形物１８を所定の圧力で押圧する。
【００６２】
このとき、前記流体密封バッグ６Ａが封入流体１０Ａを気密に保持することができ、かつ柔軟な弾性力及び耐圧性を有する素材で形成されているので、またこの具体例では、特に柔軟性のある素材である保護ゴム３４も設けられているので、ピストン１による加圧力によって保護ゴム３４に押圧される被加圧成形物１８は、その全ての表面において均一な力で加圧成形される。又、たとえ型ゴム２０の表面と被加圧成形物１８の上面とで段差を生じていたとしても、前記流体密封バッグ６Ａ及び保護ゴム３４が、前記型ゴム２０及び被加圧成形物１８の上面に密着する。これによって、被加圧成形物１８が均一に加圧成形される。
【００６３】
所定時間の加圧の後に、第２気体導排出路３５に備えられた気体リーク用バルブ（図示せず。）を解放して、装着貫通穴２５内を常圧に戻す。ついで、油圧シリンダー７内の底面とピストン１の後端部との間の内部空間に圧入されていた流体１０を、第１流体導排出路１１を通じて流体導排出手段（図示せず。）によって排出する。
【００６４】
さらに油圧シリンダー７内の側壁面とピストン１の胴体部との間の内部空間に、第１気体導排出路１２を通じて、圧縮空気を圧入すると、ピストン１が降下する。そして、ピストン１の先端部が前記搬送台１６の水平回転移動に支障を来さない位置となったところで、ピストン１の降下が停止する。
【００６５】
図５及び図６に示すように、この均一加圧成形装置における上蓋板４Ａには、図１及び図２に示されるような前記上板４における第２流体導排出路２４、及び前記上板４の下面に開口する第２流体導排出路２４の開口部が設けられていない。よってこの均一加圧成形装置においては、図１及び図２に示される加圧成形装置よりもその構造を簡略化することができ、例えば、第２流体導排出路２４と流体導排出手段（図示せず。）とを連通する配管、この配管の途中に設けられ、第２流体導排出路２４への流体の圧力を制御する電磁弁等の第２流体導排出路２４への流体供給手段（図示せず。）を必要としない。
【００６６】
前記例２においては、この発明における第１の加圧部材が下板２を有して形成され、好ましくは下板２と上下動可能に形成されたピストン１とを有して形成され、第２の加圧部材が上蓋板４Ａを有して形成され、好ましくは、上部基板３に固定された上蓋板４Ａと前記上蓋板４Ａの下面に固定的に装着された中板５とを有して形成され、加圧力均一化部材が、上蓋板４Ａの下面に装着された前記流体密封バッグ６Ａと前記流体封入空間３３Ａ内に充填された封入流体１０Ａとで形成される。
【００６７】
また、前記例２においては、この発明における押圧部材が、下板２を有して形成され、好ましくは下板２と上下動可能に形成されたピストン１とを有して形成され、固定部材が、その位置が固定された上蓋板４Ａを有して形成され、好ましくは、下部基板８の上面に立設された支柱１３に支持された上部基板３に固定された上蓋板４Ａを有して形成され、加圧力均一化部材が、上蓋板４Ａの下面に装着された前記流体密封バッグ６Ａと、前記流体封入空間３３Ａ内に充填された封入流体１０とを有して形成される。
【００６８】
前記例２においては、前記例１で用いた上板４、シールゴム６、及び第２流体導排出路２４以外の部材を用いることができる。
【００６９】
なお、この例２では、柔軟弾性部材で袋状に形成された流体密封バッグ６Ａ内に形成された流体封入空間３３Ａ内に封入流体１０を液密に封入してなる加圧力均一化部材が採用されているが、前記例１におけるように、第２流体導排出路２４を設け、加圧成形時に前記流体密封バッグ６Ａ内に封入流体１０をこの第２流体導排出路２４を介して圧入することができるように、加圧力均一化部材を、内部に流体を充填することのできる前記柔軟弾性部材で形成された袋体である流体密封バッグと、加圧成形時にこの袋体内に充填される流体とで形成することもできる。
【００７０】
−例３−
以下、この発明のさらに他の一具体例について説明する。
【００７１】
図７に示すように、この発明の加圧成形装置の一具体例である均一加圧成形装置は、ピストン１と、下板２と、上部基板３に固定された上蓋板４Ａと、中板５と、塊状体の柔軟弾性部材である加圧力均一化ゴム６Ｂとを有する。
【００７２】
この例３においては、前記例２で用いた流体密封バッグ６Ａ以外の部材を用いることができる。
【００７３】
前記加圧力均一化ゴム６Ｂは、柔軟な弾性力及び耐圧性を有する素材で形成され、前記端面部２７とほぼ同じ直径を有する円筒状体である。前記加圧力均一化ゴム６Ｂにおける端部３２Ｂは、前記バックアップリング３０の内周面に沿う外周面を有する。又、この加圧力均一化ゴム６Ｂにおける前記小径部２６側の表面には、保護ゴム３４が装着される。
【００７４】
この例３においては、前記加圧力均一化ゴム６Ｂがこの発明における加圧力均一化部材に相当し、前記加圧力均一化ゴム６Ｂと前記保護ゴム３４とが一体化され、前記保護ゴム３４に被加圧成形物１８が押圧されると、前記保護ゴム３４を介して前記加圧力均一化ゴム６Ｂと前記被加圧成形物１８との間には反力による面圧が生じて、前記被加圧成形物１８が加圧成形される。又、たとえ型ゴム２０の表面と被加圧成形物１８の上面とで段差を生じていたとしても、前記加圧力均一化ゴム６Ｂと一体化した保護ゴム３４が、前記型ゴム２０及び被加圧成形物１８の上面に密着するので、一体化された前記加圧力均一化ゴム６Ｂと前記保護ゴム３４とにより前記被加圧成形物１８を均一に加圧成形することができる。
【００７５】
（一般的説明）
この発明の加圧成形装置は、第１の加圧部材および第２の加圧部材と、加圧力均一化部材とを有する。
【００７６】
この発明における第１の加圧部材および第２の加圧部材は、少なくとも一方が他方に向かって移動可能に形成され、相互の挟圧力で被加圧成形物を加圧成形することのできる部材である。第１の加圧部材および第２の加圧部材は、被加圧成形物に相互の挟圧力を負荷することのできる部材であれば、特に制限がなく、一方の加圧部材が他方の加圧部材に向かって移動するように形成されても良く、第１の加圧部材及び第２の加圧部材が相互に向かって移動するように形成されていても良い。
【００７７】
前記第１の加圧部材および第２の加圧部材の形状は、装置の形状あるいは被加圧成形物の形状等により適宜選択され、例えば上記具体的説明中の第１の加圧部材の形状は、円柱形でも角柱形でもよく、特に限定がない。また被加圧成形物の形状により、受圧面積をなるべく小さくするように、前記第１の加圧部材および第２の加圧部材の形状を適宜選択することは、生産効率、装置の小型化等の点から好ましい。
【００７８】
この発明における加圧力均一化部材は、前記第１の加圧部材と前記第２の加圧部材との間に介装され、かつ、被加圧成形物に向かう面が少なくとも柔軟弾性部材で形成されてなり、この加圧力均一化部材は、第１の加圧部材と第２の加圧部材とで被加圧成形物を挟圧するときに、被加圧成形物における被加圧表面に、均一な圧力を負荷させることができる。
【００７９】
前記柔軟弾性部材の材質としては、例えば、天然ゴム、ＳＢＲ、ＢＲ、ＩＲ、ＣＲ、ＩＩＲ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ等の合成ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、塩素化ブチルゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ポリプロピレンオキシド、エチレン酢酸ビニル共重合体等の特殊合成ゴム、熱可塑性ゴム、柔軟弾性を有するプラスチック、スポンジ、発砲性樹脂等を挙げることができる。
【００８０】
この発明においては、被加圧成形物を第１の加圧部材と第２の加圧部材とで挟持しつつこれらで加圧する際、つまり、第１の加圧部材と第２の加圧部材とで挟圧する際に、被加圧成形物が第１の加圧部材または第２加圧部材のいずれかに接する面に均一な挟圧力が付加されるように、第１の加圧部材と第２の加圧部材との間に加圧力均一化部材が介装される。この加圧力均一化部材は、挟圧時に、被加圧成形物に均一な圧力を付加することができる機能、及び被加圧成形物の被加圧面に密着可能で被加圧成形物を損傷しない機能を少なくとも有する。
【００８１】
この機能を実現するには、加圧力均一化部材は、被加圧成形物に向かう面が少なくとも柔軟弾性部材で形成されていることを要する。被加圧成形物に向かう面が少なくとも柔軟弾性部材で形成される限り、この加圧力均一化部材は様々の形態を取り得る。この加圧力均一化部材が取り得る形態のいくつかについては、前記実施例により例示されている。
【００８２】
再度言うと、この加圧力均一化部材は、その全てが柔軟弾性部材で塊状体に形成されていても良いし、被加圧成形体に向かう面を少なくとも柔軟弾性部材で形成し、その他の部分を流体を充填することのできるように形成しても良いし、あるいは流体を充填した空間に形成しても良い。具体的には、（イ）塊状体の柔軟弾性部材を、被加圧成形物と、前記第１の加圧部材又は第２の加圧部材との間に介装する形態、（ロ）被加圧成形物に向かう塊状体の柔軟弾性部材と、この塊状体の柔軟弾性部材を前記第１の加圧部材又は第２の加圧部材に装着することができる装着支持部材とで形成されてなる形態、（ハ）被加圧成形物に向かう膜状の柔軟弾性部材と、この膜状の柔軟弾性部材と前記第１の加圧部材又は第２の加圧部材との間に充填される流体とで形成されてなる形態、（ニ）内部に流体を充填することのできる前記柔軟弾性部材で形成された袋体と、加圧成形時にこの袋体内に充填される流体とで形成されてなる形態、（ホ）液密に形成された前記柔軟弾性部材製の袋体と、この袋体の内部に充填された流体とで形成されてなる形態等を挙げることができ、前記加圧力均一化部材に前記流体を採用する場合においては、加圧成形時に内部にあらかじめ充填しておいた流体に加えてさらに流体を圧入することができるように前記加圧力均一化部材を形成しても良いし、あらかじめ前記柔軟弾性部材製の袋体の内部に流体を密封することができるように前記加圧力均一化部材を形成しても良い。
【００８３】
また前記加圧力均一化部材は、第１の加圧部材あるいは第２の加圧部材のいずれかに装着されていてもよく、第１の加圧部材および第２の加圧部材の両部材それぞれに装着されていてもよく、第１の加圧部材あるいは第２の加圧部材に装着されずに他の保持手段によって第１の加圧部材と第２の加圧部材との間に介装されるように保持されていてもよい。さらに前記加圧力均一化部材は、被加圧成形物の被加圧表面上に配置されていてもよく、被加圧成形物を挟み込むように配置されていても良い。
【００８４】
この発明における押圧部材は、被加圧成形物に圧力を作用させることができるように形成されていれば特に制限がなく、流体の圧入による圧力で移動して被加圧成形物を加圧するように形成されていても良く、機械動力または機械的駆動力により移動して被加圧成形物を加圧するように形成されていても良い。
【００８５】
この発明における固定部材は、被加圧成形物に圧力を作用させる際に移動不可能に形成されていれば特に制限がなく、被加圧成形物に圧力を作用させる前および被加圧成形物に圧力を作用させた後に移動可能に形成されていても良い。
【００８６】
この発明における被加圧成形物としては、粉末、シート、多積層体の成形前駆体、仮圧着物等、加圧することにより成形することができるものであれば、特に制限がない。
【００８７】
【発明の効果】
この発明によると、従来からの剛体で圧着する方法での生産効率を維持し、且つ、従来のような前記平行度に関しての厳密な調整、管理を行わなくても、被加圧成形物に均一な圧力を負荷することができ、圧着不良を起こすことがなく、そして被加圧成形物が複数のグリーンシートを積層してなる積層体であるときには、成形不良や層剥れを起こすことがなく、特に積層体の仮圧着工程において優れた生産性と圧着不良の防止とを両立することができる加圧成形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の一例を示す加圧成形装置の正面縦断面の拡大図である。
【図２】図２はこの発明の一例を示す加圧成形装置の正面縦断面の拡大図である。
【図３】図３はこの発明の一例を示す加圧成形装置の平面図である。
【図４】図４は図３におけるＡ−Ａの断面図である。
【図５】図５はこの発明の他の一例を示す均一加圧成形装置の正面縦断面の拡大図である。
【図６】図６はこの発明の他の一例を示す均一加圧成形装置の正面縦断面の拡大図である。
【図７】図７はこの発明のさらに他の一例を示す均一加圧成形装置の正面縦断面の拡大図である。
【符号の説明】
１・・・ピストン、２・・・下板、３・・・上部基板、４・・・上板、４Ａ・・・上蓋板、５・・・中板、６・・・シールゴム、６Ａ・・・流体密封バッグ、６Ｂ・・・加圧力均一化ゴム、７・・・油圧シリンダー、８・・・下部基板、９・・・開口部、１０・・・流体、１０Ａ・・・封入流体、１１・・・第１流体導排出路、１２・・・第１気体導排出路、１３・・・支柱、１４・・・搬送用アーム、１５・・・回転モータ、１６・・・搬送台、１７・・・貫通穴、１８・・・被加圧成形物、１９・・・搬送用板、２０・・・型ゴム、２１・・・貫通孔、２２・・・Ｏリング、２３・・・凹状装着穴、２４・・・第２流体導排出路、２５・・・装着貫通穴、２６・・・小径部、２７・・・端面部、２８・・・上部テーパ部、２９・・・下部テーパ部、３０・・・バックアップリング、３１・・・太径部、３２・・・折り返し部、３２Ａ・・・端部、３２Ｂ・・・端部、３３・・・流体収容空間、３３Ａ・・・流体封入空間、３４・・・保護ゴム、３５・・・第２気体導排出路、３６・・・加熱ヒーター、３７・・・予熱手段。
Claims (7)
- 上板とこの上板の下面に固定的に装着されたところの、装着貫通穴を有する中板とを有して形成された第２加圧部材と、
下板とこの下板の下面に当接しつつ上昇することにより前記下板とともに前記下板の上面に載置された被加圧成形物を前記装着貫通穴内に押し込むピストンとを有して形成された第１加圧部材と、
前記装着貫通穴内に配置され、被加圧成形物に向かう面が柔軟弾性部材で形成されてなる加圧力均一化部材と、
前記下板を載置するに充分な上部面積を有し、前記ピストンを挿通させるに充分な直径の貫通穴を開設する搬送台を有する水平回転可能な搬送用アームと、
を有することを特徴とする加圧成形装置。 - 前記加圧力均一化部材は、被加圧成形物に向かう膜状の柔軟弾性部材と、この膜状の柔軟弾性部材と第２の加圧部材との間に充填される流体とで形成されてなる前記請求項１に記載の加圧成形装置。
- 前記加圧力均一化部材は、内部に流体を充填することのできる前記柔軟弾性部材で形成された袋体と、加圧成形時にこの袋体内に充填される流体とで形成されてなる前記請求項１に記載の加圧成形装置。
- 前記加圧力均一化部材は、液密に形成された前記柔軟弾性部材製の袋体と、この袋体の内部に充填された流体とで形成されてなる前記請求項１に記載の加圧成形装置。
- 前記加圧力均一化部材は、塊状体の柔軟弾性部材で形成されてなる前記請求項１に記載の加圧成形装置。
- 前記搬送用アームは、駆動手段により水平回転し、前記搬送台を、前記装着貫通穴とピストンとの間にある加圧位置から、試料搬出位置、試料セット位置及び予熱位置へと順次に位置移動可能に形成してなる前記請求項１〜５のいずれか１項に記載の加圧成形装置。
- 前記搬送用アームは、水平回転する回転軸から十文字状に延在する４本の搬送用アームである前記請求項１〜６のいずれか１項に記載の加圧成形装置。
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1997
- 1997-07-08 JP JP18226597A patent/JP3580986B2/ja not_active Expired - Lifetime
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