JP4176817B1 - 薄板状被加工部材用ホットプレス加工装置及びホットプレス加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上枠部材の下端部に張られた耐熱伸縮性膜部材と上部ヒータ板と上枠部材とで画成された熱媒体充填空間に熱媒体を充填し、膜部材水平保持部材を設けて該膜部材を垂れ防止して実質的に水平に保持しかつ水平方向に見て該膜部材を保持する位置をほぼ一定に保持し、下型部材と上枠部材とを相対移動させ、上枠部材の下端部底面を下枠部材の上端部上面に当接させ、該膜部材の下面を下型部材上の被加工部材の上面に当接させ、被加工部材を予熱し、熱媒体充填空間内の熱媒体に圧力をかけて、該膜部材を外周半径方向外方に拡がるのを防止しつつ、耐熱伸縮性膜部材により被加工部材に対して所定のホットプレス加工を行う、薄板状被加工部材用ホットプレス加工装置。
【選択図】図6
Description
(1)基台と、
(2)基台上面に断熱配置された下部ヒータ板と、
(3)下部ヒータ板上面に配置され平坦かつ水平な上面を有する下型部材と、
(4)基台上に立設され下型部材を取り囲む下枠部材と、
(5)下型部材の上面に置かれた被加工部材を取出す取出し手段と、
(6)基台上に立設された支柱と、
(7)支柱上部に固定されたプレス上板と、
(8)プレス上板の下面に断熱配置された上部ヒータ板と、
(9)上部ヒータ板の下面に配置され下端部底面が下枠部材の上端部上面に当接可能とされた上枠部材と、
(10)上枠部材の下端部に張られた耐熱伸縮性膜部材と、
(11)上部ヒータ板と上枠部材と耐熱伸縮性膜部材とで画成された熱媒体充填空間に充填された熱媒体と、
(12)熱媒体充填空間に熱媒体を供給・排出するための開閉可能な熱媒体通路と、
(13)耐熱伸縮性膜部材を垂れ防止して実質的に水平に保持する膜部材水平保持部材であって、水平方向に見て耐熱伸縮性膜部材を保持する位置がほぼ一定となるよう取付けられた膜部材水平保持部材と、
(14)下型部材と上枠部材とを相対移動させ、上枠部材の下端部底面を下枠部材の上端部上面に当接・離間させる駆動装置とからなり、
(15)下型部材と上枠部材とを相対移動させ、上枠部材の下端部底面を下枠部材の上端部上面に当接させ、耐熱伸縮性膜部材を垂れ防止して実質的に水平に保持した状態で耐熱伸縮性膜部材の下面を下型部材上の被加工部材の上面に当接させ、上部ヒータ板及び下部ヒータ板により被加工部材を予熱し、熱媒体充填空間内の熱媒体に圧力をかけて、耐熱伸縮性膜部材を外周半径方向外方に拡がるのを防止しつつ、耐熱伸縮性膜部材により被加工部材に対して所定のホットプレス加工を行うことを特徴とする。
(1)下型部材には膜部材水平保持部材に対向しない箇所に上面開口の凹部あるいは貫通孔が設けられ、熱媒体に圧力をかけて耐熱伸縮性膜部材により被加工部材に対して凹部形成加工を行う。
(2)膜部材水平保持部材が、耐熱伸縮性膜部材に取付けられた下端部と、下端部から上方に延びる軸部と軸部上方の上端部とからなり、上端部が上部ヒータ板に保持されている。
(3)下枠部材の下端部下方あるいは上枠部材の上端部上方にスプリングを設け、下枠部材の上端部上面と上枠部材の下端部底面とが当接する際の衝撃を緩和する。
(5)膜部材水平保持部材が複数列設けられ、各列に離間して複数の膜部材水平保持部材が配置され、各列に離間して配置された複数の膜部材水平保持部材の下端部が非連続的とされ、あるいは連続して1列をなす態様とされている。
(6)耐熱伸縮性膜部材が上枠部材の下端部底面から下方に突出し、下枠部材の内周面が下型部材の外周面を摺動可能とされ、下型部材と上枠部材とを相対移動させて上枠部材の下端部底面を下枠部材の上端部上面に当接させた際に、耐熱伸縮性膜部材の外周側面が下枠部材の内周面に当接することによって半径方向外方への伸張が防止される。
(8)スライドテーブルが基台上面に横方向移動可能に配置され、下部ヒータ板がスライドテーブル上に配置され、スライドテーブル移動手段によってスライドテーブルをホットプレス加工装置本体の内部に出し入れすることによって、下部ヒータ板、下枠部材及び下型部材をホットプレス加工装置本体の内部に出し入れして加工品を取出し、新たに被加工部材を装着した後ホットプレス加工装置本体の内部に配置することを可能とする。
また、後述する図9(A)乃至図9(D)に示すように、上面が湾曲面状の成形物にフレキシブルなプリント配線板、湾曲可能な有機ELパネルあるいはタッチパネル等の薄板状被加工品を、均一な圧力で位置ずれを起すことなく、貼り合わせることもできる。
基台の上面に下部ヒータ板を断熱配置する。本発明においては、基台上にポストを立設しポスト上に下部ヒータ板を設置することによって断熱配置することもでき、またポスト上に断熱板を配置しその上に下部ヒータ板を設置してもよい。さらに、基台上面に後述するスライドテーブルを設置し、その上に下部ヒータ板を断熱配置することもできる。本発明にいう「基台上面に断熱配置された下部ヒータ板」には上記態様の全てが含まれるものとする。
下型部材は、被加工部材をプレス加工するためのもので、下型部材の上面に被加工部材が配置される。下型部材は下部ヒータ板上に直接設けることもできるが、均熱板を介して下部ヒータ板上に間接的に設けることもできる。本発明にいう「下部ヒータ板上面に配置された・・・下型部材」は、上記直接及び間接的に下部ヒータ板上に置かれた場合を含む。均熱板は、下型部材ひいては被加工部材を均一加熱するために用いられるが、均熱板に冷却水を流すことによって加工部材を急冷することを可能とする。下型部材の「平坦」とは、略平坦ということであり、図2に示す態様も含む。図1乃至図5に示す薄板状被加工部材の説明から分かるように、下型部材は被加工部材の種類に応じて適宜交換して使用する。
下枠部材は、基台上面に配置され、下型部材を取り囲む。本発明にいう「基台の上面に配置された・・・下型部材」は、基台上面に直接あるいは間接的に下型部材を配置する場合および下部ヒータ板あるいは均熱板を介して間接的に配置する場合を含むものとする。後者の場合には、下部ヒータ板あるいは下部ヒータ板および均熱板を介して基台上面に配置され、よりコンパクトな構成とすることができる。また、下枠部材の下端部下方にスプリングを設けて、上枠部材を下枠部材に当接させ、耐熱伸縮性部材が外周半径方向に外方に広がるのを防止しつつ下降プレス動作を可能とすることもできる。後述するように、下枠部材をシリンダ機構により上下動するようにすることもできる。その場合には、後述する上部ヒータ板と上枠部材の上部端部上面の間にスプリングを配置し、下枠部材を上枠部材に当接する際の衝撃を緩和し上昇プレス動作を可能とすることもできる。
被加工部材取出し手段は、被加工部材を加工後に下型部材から加工済み部材を剥がすためのもので、下部ヒータ板あるいは均熱板の上面に開口したエア噴出通路を設け高圧空気を噴出させることによって形成することができる。あるいは、ピン孔を下部ヒータ板あるいは均熱板の上面に開口し、ピンで加工済製品を突き上げるようにしても良い。あるいは、吸着手段を加工済製品の上面に吸着させて下型部材から囲う製品を引き離すようにしても良い。
支柱を複数本基台上に立設し、支柱上部にプレス上板を固定する。上部ヒータ板はプレス上板の下面に断熱配置する。プレス上板と上部ヒータ板とをポストにより連結して断熱配置することもでき、またポスト端部に断熱板を配置して連結してもよい。その場合には、下型部材を上下動してホットプレス加工をすることになる。あるいは、プレス上板の下方に支柱に対して摺動可能に中間移動板を設け、中間移動板と上部ヒータ板との間をポストによって断熱連結しても良い。この場合には、中間移動板を上下に移動させてホットプレス加工をする。
上枠部材は、上部ヒータ板の下面に直接あるいは均熱板を介して間接的に取付ける。本発明にいう「上部ヒータ板の下面に配置され・・・上枠部材」は、上記直接的かつ間接的に上部ヒータ板の下面に配置した場合を含む。耐熱伸縮性膜部材は耐熱伸縮性材料からなり、上枠部材の下端開口部とほぼ同一面となるように張ってもよく、あるいは上枠部材の下端開口部の下方に突出して張っても良い。前者の場合には、熱媒体に圧力をかけた場合に上枠部材により耐熱伸縮性膜部材の外周半径方向外側への拡がりが防止されている。一方、後者の場合には、耐熱伸縮性膜部材の外周側面を補強部材で形成し、上枠部材と下枠部材とが当接した場合に補強部材の外周面が下枠部材の内周面に当接し、熱媒体に圧力をかけた場合に耐熱伸縮性膜部材の外周半径方向外側への拡がりが防止されるように構成する。なお、プレス成形する箇所における耐熱伸縮性膜部材としては、耐熱性弾性シリコーンゴムや耐熱性弾性フッ素ゴム等を例示することができ、その厚さは、本発明の均一精密プレス加工の観点から、例えば、0.3〜1mmとすることができる。また、熱媒体充填空間内の熱媒体にかける圧力は、所要のプレス加工するのに十分な圧力であればよく、たとえば、1〜10MPaとすることができる。
膜部材水平保持部材は、耐熱伸縮性膜部材の垂れを防止して実質的に水平に保持するためのものであり、水平方向に見て膜部材水平保持部材で耐熱伸縮性膜部材を保持する位置がほぼ一定となるよう取付けられる。「垂れを防止して実質的に水平に保持する」とは、耐熱伸縮性膜部材を外周部のみで支持する場合には熱媒体の重みで下方に垂れ下がるが、膜部材水平保持部材によって耐熱伸縮性膜部材を支持することによって、部分的に見ると垂れ下がりがあるが、全体的に見てその垂れ下がり小さくなって本発明の効果を達成するに十分な程度の水平を保持することをいう。
膜部材水平保持部材は、耐熱伸縮性膜部材を形成する際に一体成形するか、あるいは硬質樹脂や金属具のインサート成形、ねじ込み等により一体的に形成することができる。また、一体的に形成する際に固定するのではなく、内部に上下伸縮可能なスプリングを配置して膜部材水平保持部材を上下伸縮可能とすることもできる。
駆動装置は、下型部材と上枠部材とを相対移動させ、上枠部材の下端部底面を下枠部材の上端部上面に当接させ、耐熱伸縮性膜部材を垂れ防止して実質的に水平に保持した状態で耐熱伸縮膜部材の下面を下型部材上の被加工部材の上面に当接させるものである。下部ヒータ板、下枠部材及び下型部材を上下動させる構成としても良いし、あるいは上部ヒータ板、上枠部材及び熱媒体を含む耐熱伸縮性膜部材を上下動させる構成としても良い。
まず、図7(A)に示す上昇位置から、エアシリンダ13を作動させて中間移動板14(図6参照)、上部ヒータ板16、均熱板17、上枠部材18と耐熱伸縮性膜部材19を下降させ、図7(B)に示すように、上枠部材18の下端部底面を下枠部材10の上端部上面に当接し、耐熱伸縮性膜部材19の外周側面の補強部19aを下枠部材10の内周面に摺接させ、耐熱伸縮性膜部材19を被加工部材の上面に当接し、被加工部材Wを下型部材8と耐熱伸縮性膜部材19との間に挟持する。この位置で、シリンダの作動バルブを途中で閉めることにより、シリンダロッド15の下降を一時的に停止する。そして、加熱された熱媒体Mによって被加工部材Wを予熱する。なお、下端部20cは膜部材を介して被加工部材Wの被加工部位以外の部分に当接している。
1.プリント配線基板の重ねずれのない積層貼合わせ
2.リジッドフレキ基板のシールドフィルムの凹凸形状の貼合わせ
3.凹凸形状、局面形状を呈する素子内蔵基板、パッケージ基板
等への保護フィルムの貼合わせ
4.印刷したフィルムに対する非印刷部分等の必要箇所のエンボ
ス成形、スピードゲージを印刷した自動車のスピードパネル
の成形等の印刷位置ズレ防止、
5.半導体などの取出し位置の正確さが要求されるパッケージ容
器の成形(精密三次元形成)
6.2層あるいはそれ以上の銅張積層板等からなる伸縮折り曲げ
可能な回路用基板シート積層体を局部に溝成形し貼合わせる
ことにより収縮折り曲げ可能なプリント配線基板の製造
8.上面が湾曲面状の携帯電話本体等の成形物にフレキシブルな
プリント配線板、湾曲可能な有機ELパネルあるいはタッチ
パネル等への薄板状被加工品の貼合加工
Claims (10)
- 薄板状被加工部材をホットプレス加工するためのホットプレス加工装置であって、
(1)基台と、
(2)基台上面に断熱配置された下部ヒータ板と、
(3)下部ヒータ板上面に配置され平坦かつ水平な上面を有する下型部材と、
(4)基台上に立設され下型部材を取り囲む下枠部材と、
(5)下型部材の上面に置かれた被加工部材を取出す取出し手段と、
(6)基台上に立設された支柱と、
(7)支柱上部に固定されたプレス上板と、
(8)プレス上板の下面に断熱配置された上部ヒータ板と、
(9)上部ヒータ板の下面に配置され下端部底面が下枠部材の上端部上面に当接可能とされた上枠部材と、
(10)上枠部材の下端部に張られた耐熱伸縮性膜部材と、
(11)上部ヒータ板と上枠部材と耐熱伸縮性膜部材とで画成された熱媒体充填空間に充填された熱媒体と、
(12)熱媒体充填空間に熱媒体を供給・排出するための開閉可能な熱媒体通路と、
(13)耐熱伸縮性膜部材を垂れ防止して実質的に水平に保持する膜部材水平保持部材であって、水平方向に見て耐熱伸縮性膜部材を保持する位置がほぼ一定となるよう取付けられた膜部材水平保持部材と、
(14)下型部材と上枠部材とを相対移動させ、上枠部材の下端部底面を下枠部材の上端部上面に当接・離間させる駆動装置とからなるホットプレス加工装置であって、
(15)下型部材と上枠部材とを相対移動させ、上枠部材の下端部底面を下枠部材の上端部上面に当接させ、耐熱伸縮性膜部材を垂れ防止して実質的に水平に保持した状態で耐熱伸縮性膜部材の下面を下型部材上の被加工部材の上面に当接させ、上部ヒータ板及び下部ヒータ板により被加工部材を予熱し、熱媒体充填空間内の熱媒体に圧力をかけて、耐熱伸縮性膜部材を外周半径方向外方に拡がるのを防止しつつ、耐熱伸縮性膜部材により被加工部材に対して所定のホットプレス加工を行う、薄板状被加工部材用ホットプレス加工装置。
- 下型部材には膜部材水平保持部材に対向しない箇所に上面開口の凹部あるいは貫通孔が設けられ、熱媒体に圧力をかけて耐熱伸縮性膜部材により被加工部材に対して凹部形成加工を行う、請求項1に記載の薄板状被加工部材用ホットプレス加工装置。
- 膜部材水平保持部材が、耐熱伸縮性膜部材に取付けられた下端部と、下端部から上方に延びる軸部と軸部上方の上端部とからなり、上端部が上部ヒータ板に保持されている、請求項1または2に記載の薄板状被加工部材用ホットプレス加工装置。
- 下枠部材の下端部下方あるいは上枠部材の上端部上方にスプリングを設け、下枠部材の上端部上面と上枠部材の下端部底面とが当接する際の衝撃を緩和する、請求項1乃至3のいずれかに記載の薄板状被加工部材用ホットプレス加工装置。
- 膜部材水平保持部材が、耐熱伸縮性膜部材に取付けられた下端部と、下端部から上方に延びる軸部と軸部上方の上端部とからなり、膜部材水平保持部材の軸部及び/または上端部が水平方向に固定され上下方向には摺動自在に受け部に保持されており、下枠部材の下端部下方あるいは上枠部材の上端部上方にスプリングを設け、熱媒体通路を閉じた状態で、下枠部材の上端部上面と上枠部材の下端部底面とが当接する際の衝撃を緩和し、スプリングに抗して上枠部材を下枠部材の方向へあるいは下枠部材を上枠部材の方向へさらに移動させ被加工部材に対して所定のホットプレス加工を行う、請求項1または2に記載の薄板状被加工部材用ホットプレス加工装置。
- 膜部材水平保持部材が複数列設けられ、各列に離間して複数の膜部材水平保持部材が配置され、各列に離間して配置された複数の膜部材水平保持部材の下端部が非連続的とされ、あるいは連続して1列をなす態様とされている、請求項1乃至5のいずれかに記載の薄板状被加工部材用ホットプレス加工装置。
- 耐熱伸縮性膜部材が上枠部材の下端部底面から下方に突出し、下枠部材の内周面が下型部材の外周面を摺動可能とされ、下型部材と上枠部材とを相対移動させて上枠部材の下端部底面を下枠部材の上端部上面に当接させた際に、耐熱伸縮性膜部材の外周側面が下枠部材の内周面に当接することによって半径方向外方への伸張が防止される、請求項1乃至6のいずれかに記載の薄板状被加工部材用ホットプレス加工装置。
- 下枠部材をスプリングを介して基台上に設置し、プレス上板の下方に支柱に対して摺動可能に中間移動板を設け、中間移動板の下面に上部ヒータ板を断熱固定し、プレス上板の上方に移動シリンダを設け、移動シリンダのシリンダロッドの下端部をプレス上板を通って中間移動板に固定した、請求項1乃至7のいずれかに記載の薄板状被加工部材用ホットプレス加工装置。
- スライドテーブルが基台上面に横方向移動可能に配置され、下部ヒータ板がスライドテーブル上に配置され、スライドテーブル移動手段によってスライドテーブルをホットプレス加工装置本体の内部に出し入れすることによって、下部ヒータ板、下枠部材及び下型部材をホットプレス加工装置本体の内部に出し入れして加工品を取出し、新たに被加工部材を装着した後ホットプレス加工装置本体の内部に配置することを可能とする、請求項1乃至8のいずれかに記載の薄板状被加工部材用ホットプレス加工装置。
- 薄板状被加工部材をホットプレス加工するためのホットプレス加工方法であって、平坦かつ水平な上面を有する下型部材の上面に薄板状被加工部材を配置し、下面に耐熱伸縮性膜部材を有する熱媒体充填空間を、耐熱伸縮性膜部材の下面を垂れ防止して実質的に水平かつ水平方向に見て保持位置がほぼ一定の位置となるように配置し、熱媒体充填空間内に熱媒体を充填し、耐熱伸縮性膜部材を垂れ防止して実質的に水平に保持した状態で耐熱伸縮性膜部材の下面を下枠部材上の被加工部材の上面に当接し、被加工部材を予熱し、熱媒体充填空間の熱媒体に圧力をかけて、耐熱伸縮性膜部材を外周半径方向外方に拡がるのを防止しつつ、耐熱伸縮性膜部材により被加工部材に対して所定のホットプレス加工を行う、ホットプレス加工方法。
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