JPH06297198A - ホットプレス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サイクルタイムを短縮させて生産効率を向上
させることのできるホットプレス装置を提供する。 【構成】 装置本体２４は、予熱室Ａ、ホットプレス室
Ｂ、冷却室Ｃの３室が直線状に連設されてなり、各室の
前後は各種のドアによって仕切られている。予熱室Ａお
よびホットプレス室Ｂには内部のモールドＭを加熱する
ヒータ２５、２６が備えられている。また、ホットプレ
ス室ＢにはモールドＭ内部の試料を押圧する上部プレス
ラム２７、下部プレスラム２８が２軸設けられている。
さらに、前記モールドＭを各室間にわたって移送させる
ためのチェーンプッシャ式搬送装置３２、３３が予熱室
Ａおよび冷却室Ｃにそれぞれ設置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスの押圧焼
結、粉末冶金、各種材料の拡散接合、等に使用されるホ
ットプレス装置、特に、３室型連続式のホットプレス装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多室型連続式のホットプレス装置は、単
室型バッチ式のホットプレス装置に比べて生産効率やエ
ネルギ効率の点で有利であるので、近年、広く用いられ
るようになってきている。

【０００３】図９に多室型連続式のホットプレス装置の
一従来例を示す。このホットプレス装置は、装置本体１
の中央部に断熱材によりホットプレス室２を形成すると
ともに、その前段に前室３を、また、後段に冷却室４を
それぞれ配置してなる３室型のものであって、モールド
５（被処理物）を前室３からホットプレス室２、冷却室
４へと移送して連続的に処理を行なうように構成されて
いる。

【０００４】前記モールド５は、粉末状の試料６が充填
された円筒状のダイス７の上下に、それぞれ上パンチ
８、下パンチ９が装着されたものである。

【０００５】ホットプレス室２は、その上下に上部プレ
スラム１０、下部プレスラム１１がそれぞれ設けられて
いるとともに、内部にヒータ１２が取り付けられてお
り、下部プレスラム１１の上端に前記モールド５を載置
し、ヒータ１２によりモールド５を加熱しつつ、プレス
シリンダ１３を作動させて下部プレスラム１１を押し上
げてその底面を図示しないストッパで支持し、上部プレ
スラム１０により上パンチ８をダイス７に対して相対的
に押し下げてモールド５内の試料６を高温下で押圧する
ようになっている。

【０００６】前室３は処理前のモールド５を収納してお
くためのもの、また、冷却室４は処理後のモールド５を
冷却するためのものであって、前室３には、その前部に
挿入口を開閉するためのドア１４が設けられているとと
もに、後部にはホットプレス室２に通じる通路を開閉す
るための中間ドア１５が設けられ、また、冷却室４に
は、その後部に抽出口を開閉するためのドア１６が設け
られているとともに、前部にはホットプレス室２に通じ
る通路を開閉するための中間ドア１７が設けられてい
る。前記中間ドア１５はホットプレス室の前部に設けら
れているドア１８とともに、また、前記中間ドア１７は
ホットプレス室の後部に設けられているドア１９ととも
に、それぞれエアシリンダ２０、２１によって上方に引
き上げられるようになっている。

【０００７】そして、ホットプレス室２、前室３、冷却
室４は、それらの内部の真空度や温度等の雰囲気を各々
個別に調整できるようになっており、そのための真空排
気装置や、雰囲気ガスの供給装置、温度制御装置等が備
えられている。

【０００８】また、前室３および冷却室４の内部には、
それぞれ、伸縮自在とされてその先端部をホットプレス
室２内に進入させ得るテレスコピック型の搬送装置２
２、２３が設けられ、前室３内の搬送装置２２によって
処理前のモールド５が前室３からホットプレス室２へ移
送され、また、冷却室４内の搬送装置２３によって処理
後のモールド５がホットプレス室２から冷却室４に取り
出されるようになっている。

【０００９】前記従来のホットプレス装置では、前室３
内に収納しておいたモールド５を搬送装置２２によって
ホットプレス室２内に移送し、中間ドア１５およびドア
１８を閉じてホットプレス室２内を所定の真空度および
温度に調整した後、そこでホットプレス処理を行ない、
処理終了後には、中間ドア１７およびドア１９を開いて
モールド５を搬送装置２３によって冷却室４に移送し、
そこで所定時間冷却した後、抽出口から取り出す。な
お、モールド５を前室３からホットプレス室２に移送す
る際、ホットプレス室２から冷却室４に移送する際に
は、それらの間のドアや中間ドアを開閉するに先立って
双方の室内を同一雰囲気に調整する。

【００１０】そして、モールド５を前室３からホットプ
レス室２に移送したら直ちに次に処理すべきモールド５
を前室３に収納し、また、ホットプレス処理の終了した
モールド５を冷却室４に移送したら前室３内のモールド
５を直ちにホットプレス室２に移送して連続的に処理を
行なうことにより、バッチ式により処理する場合に比べ
てサイクルタイムを短縮することができ、生産性を向上
させることができるものである。たとえば、ホットプレ
スに要する時間が６時間（プレスに先立つ昇温時間とし
ての３時間を含む）、冷却に要する時間が３時間である
場合には、バッチ式ではサイクルタイムが９時間となる
が、前記の３室型連続式ホットプレス装置では、冷却と
ホットプレスとを同時に行なうことができることから、
図１０に示したようにサイクルタイムを６時間に短縮す
ることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
ホットプレス装置におけるテレスコピック型の搬送装置
２２、２３は、伸縮自在とされているため構造が複雑な
ものであって設備費がかさむばかりでなく、保守の手
間、費用がかさみ、また小型化を図ることが困難なもの
であるので、それら搬送装置を設けるがために前室３お
よび冷却室４を必要以上に大きなものにしなければなら
ないという不具合がある。

【００１２】また、前記従来のホットプレス装置では、
ホットプレス室２内においてモールド５を低温状態から
加熱するため、図１０に示したようにかなりの昇温時間
（前記の例の場合には３時間）を要するものであり、従
って、そのサイクルタイムはバッチ式のものよりは短縮
できるものの、必ずしも十分に満足し得るものではな
い。このため、サイクルタイムをより短縮することを目
的として、前記３室型のホットプレス装置におけるホッ
トプレス室２と前室３との間に予熱室を設け、モールド
５をホットプレス室２に移送する前に予熱室において予
熱することでホットプレス室２における昇温時間を短縮
させることが検討されている。

【００１３】しかしながら、その場合、モールド５を予
熱室からホットプレス室２に移送するための搬送装置が
必要となり、しかも、前記のようなテレスコピック型の
搬送装置を予熱室のように高温とされる室内に設置する
ことは耐熱性や耐久性の点で無理があるので、予熱室と
ホットプレス室２との間に搬送装置を設置するための搬
送室をさらに設ける必要が生じる。このため、ホットプ
レス装置全体が大掛かりになってしまうばかりでなく、
高温に予熱されたモールドを低温の搬送室内を通過させ
ることになるので、その際にモールドの温度低下を生じ
て製品品質に悪影響を及ぼす恐れもあった。

【００１４】本発明は、前記の課題を解決するためにな
されたものであって、サイクルタイムを短縮させて生産
効率を向上させることのできるホットプレス装置を提供
することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明のホットプレス装置は、装置本体内に予熱
室、本熱室、冷却室の３室を連設し、これら各室間にわ
たってモールドを搬送装置により移送してモールド内に
充填した試料を高温下でプレスするようにした３室型連
続式のホットプレス装置であって、前記搬送装置として
チェーンプッシャ式の搬送装置を採用してなることを特
徴とするものである。

【００１６】

【作用】本発明のホットプレス装置は、モールドを加熱
する予熱室と本熱室とが設けられているとともに、チェ
ーンプッシャ式の搬送装置によってモールドを各室間に
わたって移送するものであるが、チェーンプッシャ式の
搬送装置は高温雰囲気のモールドの搬送に対して信頼性
が高いものであり、このホットプレス装置に支障なく設
置することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図８を参照
して説明する。本実施例のホットプレス装置は、装置本
体２４の内部に、予熱室Ａ、ホットプレス室Ｂ（本熱
室）、冷却室Ｃを直線状に連設してなる３室型のもので
あって、各室の前後をドアで仕切り、各室がそれぞれ密
閉された独立の雰囲気でモールドＭを処理するものであ
る。

【００１８】前記３室はそれぞれ、予熱室Ａはその内部
に取り付けられているヒータ２５によってモールドＭを
予熱するためのもの、ホットプレス室Ｂはヒータ２６に
よりモールドＭを加熱しつつ上部プレスラム２７、下部
プレスラム２８によってプレスを行なうためのもの、冷
却室Ｃはホットプレス処理のなされたモールドＭを冷却
するためのものである。

【００１９】前記モールドＭは、内部に粉末状の試料が
充填される円筒状のダイスと、その上下に装着される上
パンチ２９、下パンチ３０とが一体となったものである
が、このホットプレス装置では２軸の押圧軸が備えられ
ているため、２個のモールドＭが１個のトレー３１上に
載置され、搬送装置３２、３３によって装置内を移送さ
れるようになっている。

【００２０】そして、このホットプレス装置では、予熱
室Ａの外側に配置されている外部ローダ３４から装入ド
ア３５を通して予熱室Ａ内に挿入したモールドＭを、予
熱室Ａ、および冷却室Ｃの底部に設けられているチェー
ンプッシャ式搬送装置（詳細は後述）３２、３３により
各室間にわたって順次前方に移送していってホットプレ
ス処理を行ない、処理のなされたモールドＭを搬出ドア
３６から冷却室Ｃの外側に配置されている外部アンロー
ダ３７に取り出すようにされたものである。

【００２１】前記予熱室Ａおよびホットプレス室Ｂは、
それぞれ密閉された容器内に断熱壁３８、３９で囲まれ
た加熱室を内蔵しており、各加熱室内には、所定の温度
パターンで加熱が行なえるように制御される予熱室ヒー
タ２５およびホットプレス室ヒータ２６がそれぞれ備え
られている。また、冷却室Ｃは、その壁部が水冷２重壁
構造とされており、冷却室Ｃ内部のモールドＭは自然放
冷によって冷却されるようになっている。

【００２２】また、予熱室Ａの前部、冷却室Ｃの後部、
予熱室Ａとホットプレス室Ｂの間、ホットプレス室Ｂと
冷却室Ｃの間にはそれぞれ、装入ドア３５、搬出ドア３
６、中間入口ドア４０、中間出口ドア４１が設けられて
おり、これらのドアは全てＯリングによって気密が保持
された、いわば気密式ドアである。また、予熱室Ａおよ
びホットプレス室Ｂ内の前後部にはそれぞれ予熱室入口
ドア４２、予熱室出口ドア４３、ホットプレス室入口ド
ア４４、ホットプレス室出口ドア４５が設けられてお
り、これらのドアは加熱室の断熱壁３８、３９の一部を
構成する、断熱式ドアである。これら全ての気密式ド
ア、断熱式ドアはモールドＭの出入りに対応してエアシ
リンダ４６、４６…によって開閉するようにされてい
る。さらに、これらのドアのうち、ホットプレス室入口
ドア４４およびホットプレス室出口ドア４５はそれぞ
れ、中間入口ドア４０および中間出口ドア４１と連動し
て開閉するようにされている。

【００２３】前記ホットプレス室Ｂの上下には、上部プ
レスフレーム４７から吊り下げられた形態で設けられた
上部プレスラム２７、下部プレスフレーム４８に対して
上向きに取り付けられたプレスシリンダ４９によって押
し上げられる下部プレスラム２８がそれぞれ２軸設けら
れている。そして、トレー３１に載せられた２個のモー
ルドＭは、搬送装置３２によって予熱室Ａからホットプ
レス室Ｂの定位置に移送されてきた後、プレスシリンダ
４９を作動させることによって下部プレスラム２８によ
り下パンチ３０が押し上げられると、モールドＭ全体が
若干持ち上げられて上部プレスラム２７に当接された上
パンチ２９との間に挟み込まれた状態となり、プレスシ
リンダ４９をさらに作動させてモールドＭを押し上げる
ことで上パンチ２９をダイスに対して相対的に押し下
げ、これによってダイス内に充填した試料を押圧するよ
うになっている。押圧完了後は、下部プレスラム２８を
下降させ、モールドＭをトレー３１上に降ろした後、こ
のトレー３１をホットプレス室Ｂから冷却室Ｃへ移送す
る。

【００２４】つぎに、モールドＭの搬送については、前
記のように、２個のモールドＭを前記２軸の押圧軸に一
致した間隔に載置したトレー３１を１組として取り扱う
ようにされており、このトレー３１を各室の底部にそれ
ぞれ列をなして設けられたフリーローラ５０上に載せ、
予熱室Ａおよび冷却室Ｃに設置されたチェーンプッシャ
式搬送装置３２、３３によって搬送するようにしてい
る。ここで、予熱室Ａの搬送装置３２は予熱室Ａからホ
ットプレス室Ｂへの搬送に、冷却室Ｃの搬送装置３３は
ホットプレス室Ｂから冷却室Ｃへの搬送に使用されるよ
うになっている。すなわち、このホットプレス装置にお
いて、モールドＭの搬送経路は水平方向にほぼ一直線上
に延びたものとなっている。

【００２５】前記チェーンプッシャ式搬送装置３２、３
３は、図５および図６に示したように、リンクチェーン
５１の先端にドッグプレート５２を連結し、さらに、ド
ッグプレート５２の先端にプッシャチルチング５３を回
動可能に連結し、かつリンクチェーン５１およびドッグ
プレート５２の側面にはサイドローラ５４を取り付けて
おき、スプロケット（図示せず）をギヤードモータ（図
示せず）で回転させて、リンクチェーン５１をチェーン
ガイド５８に沿って往復動作させるようにしたものであ
る。

【００２６】つぎに、モールドＭをホットプレス室Ｂに
装入および搬出する方法について図１および図７を参照
して説明する。まず、モールドＭの載ったトレー３１を
予熱室Ａに装入する際には、予熱室Ａの装入ドア３５を
開き、外部ローダ３４を介してトレー３１を予熱室Ａの
手前（Ｄ）の位置まで押し込む。そこで、トレー３１の
開口部３１ａに予熱室Ａの搬送装置３２のプッシャチル
チング５３を引っ掛け、予熱室Ａの予熱室入口ドア４２
を開き、予熱室内部ローダ３２を介して予熱室Ａの定位
置（Ｅ）の位置までトレー３１を押し込む。次いで、ド
ッグプレート５２を予熱室Ａ手前の（Ｄ）の位置に戻し
ておく。

【００２７】また、予熱処理終了後は、予熱室Ａの予熱
室入口ドア４２および予熱室出口ドア４３を開き、プッ
シャチルチング５３をトレー３１の端面に当てておくと
ともに、中間入口ドア４０およびホットプレス室入口ド
ア４４を開き、昇降レール５６を予熱室Ａおよびホット
プレス室Ｂのローラガイド５７と同じ高さになるように
上昇させた後、トレー３１をドッグプレート５２によっ
てホットプレス室Ｂの定位置（Ｆ）の位置まで押し込
む。次いで、ドッグプレート５２を予熱室Ａ手前の
（Ｄ）の位置に戻しておく。

【００２８】つぎに、ホットプレス処理の終わったモー
ルドＭを冷却室Ｃに搬出する際には、中間出口ドア４１
およびホットプレス室出口ドア４５を開き、冷却室Ｃの
搬送装置３３のドッグプレート５２をホットプレス室Ｂ
へ導入する。そこで、トレー３１の開口部３１ａにプッ
シャチルチング５３を引っ掛けて、トレー３１を（Ｇ）
の位置からホットプレス室Ｂ外の（Ｈ）の位置まで引き
出しておき、さらに、ドッグプレート５２をホットプレ
ス室Ｂの方向へ前進させて、（Ｉ）の位置でトレー３１
の端面にプッシャチルチング５３を当てながら、冷却室
Ｃの定位置（Ｊ）の位置までトレー３１を搬出する。そ
して、搬出ドア３６を開き、外部アンローダ３７のダク
バー（図示せず）で冷却室Ｃの外部にトレー３１を引き
出すようにする。

【００２９】前記構成のホットプレス装置では、モール
ドＭを予熱室Ａに装入して予熱を行なった後、ホットプ
レス室Ｂに移送してホットプレスを行ない、次いで、冷
却室Ｃに移送して冷却した後に、搬出するという一連の
工程を連続的に行なうものであるが、特に、ホットプレ
ス室Ｂの前段に設けた予熱室Ａにおいて予熱を行なうよ
うにしたことによって、図１０に示した従来の３室型の
装置におけるホットプレス室での昇温時間が予熱室での
予熱時間に置き換えられ、したがって、サイクルタイム
をより短縮し得るものである。

【００３０】たとえば、前述したように、昇温時間（予
熱時間）が３時間、ホットプレスに要する時間が３時
間、冷却時間が３時間である場合には、モールドＭを各
室にそれぞれ３時間ずつ収納させればよく、その場合
は、図８に示すようにサイクルタイムを従来の６時間か
ら３時間に半減させることができ、従来の３室型のホッ
トプレス装置に比べて生産効率を格段に向上させること
ができる。

【００３１】そして、前記のように、ホットプレス室Ｂ
の前段に予熱室Ａを設けることは、モールドＭを移送す
るための搬送装置としてチェーンプッシャ式搬送装置３
２、３３を採用したことで可能となったものである。す
なわち、従来のテレスコピック型の搬送装置を用いる場
合には、その搬送装置を予熱室内に設置することは耐熱
性や耐久性の点で不可能であることから、予熱室とホッ
トプレス室との間に搬送室を別途設けなければならない
が、そのようなことは装置全体の大型化を招くととも
に、移送時の製品温度低下が生じて好ましくなく現実的
ではない。これに対して、チェーンプッシャ式搬送装置
３２、３３を採用したことによってそのような不具合が
一切生じることなく、前記のような構成のホットプレス
装置を容易に実現することができるのである。

【００３２】本実施例で採用したチェーンプッシャ式搬
送装置３２、３３の構造によると、可動部であるリンク
チェーン５１およびドッグプレート５２が、モールドＭ
の移送時に極めて短時間のみ予熱室Ａあるいはホットプ
レス室Ｂの高温雰囲気内を通過するだけなので、搬送装
置３２、３３の前記可動部が熱によるダメージをそれほ
ど受けることもないため故障の可能性も少なく、信頼性
の高いものとなる。

【００３３】そして、前記のように、搬送装置３２、３
３の可動部が多量の熱を受けることがないので、熱損失
が少なくなるとともに、予熱室Ａとホットプレス室Ｂは
２枚のドアのみで隔てられ隣り合って連設されているの
で、モールドＭが予熱室Ａからホットプレス室Ｂに移送
される間に低温雰囲気内を通ることがなく、温度降下を
小さくすることができる。

【００３４】また、このホットプレス装置の押圧方式
は、下部プレスラム２８をプレスシリンダ４９によって
押し上げる、いわゆる下押し方式であり、モールドＭが
持ち上げられた状態で押圧されるので、下部プレスラム
２８および上部プレスラム２７の両方による押圧効果が
得られ、押圧力をモールドＭ全体に均一に分布させる効
果を奏することができる。

【００３５】なお、本実施例のホットプレス装置におい
ては、予熱室Ａを設けたことに加えて、ホットプレス室
ＢにモールドＭの押圧軸を２軸設けたことにより単軸の
場合に比べて生産効率は倍増したが、この押圧軸をさら
に多く設置してもよく、そのようにすればさらに生産効
率を向上させる効果がある。また、予備プレスやコール
ドプレスを行なう必要がある場合には、予熱室Ａや冷却
室Ｃに押圧軸を設けてもよい。さらに、本実施例では、
下部プレスラム２８をプレスシリンダ４９によって押し
上げる、いわゆる下押しを行なうように構成したが、そ
れに加えて、上部プレスラムをプレスシリンダによって
押し下げるように構成し、上部プレスラムによる上押し
を行なったり、下部プレスラムと上部プレスラムの双方
による両押しを行なうことも可能である。

【００３６】また、本実施例においては、冷却室の冷却
は自然放冷方式を採用したが、これに代えて、ファンを
設けることによって強制対流冷却方式としてもよい。ま
た、ホットプレス室Ｂ前後部のドアについては、気密式
ドアと断熱式ドアとを連動させて開閉させるように構成
したが、これらを連動させずに各ドアがエアシリンダに
より独立して昇降するように構成することもできる。

【００３７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
ホットプレス装置は、モールドを搬送するための搬送装
置としてチェーンプッシャ式搬送装置を採用したことに
よって、従来一般のテレスコピック型の搬送装置に比べ
て耐熱性や耐久性を容易に確保できるという効果を奏す
ることができる。したがって、そのような搬送装置を採
用したことによって、この搬送装置を予熱室内に設ける
ことが可能となり、予熱室内で予熱されたモールドを間
断なくホットプレス室内に移送することができるので、
サイクルタイムの短縮、生産効率の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のホットプレス装置の一実施例を示す正
断面図である。

【図２】同実施例の予熱室部分を示す側断面図である。

【図３】同実施例のホットプレス室部分を示す側断面図
である。

【図４】同実施例の冷却室部分を示す側断面図である。

【図５】同実施例におけるチェーンプッシャ式搬送装置
の先端部を示す側面図である。

【図６】同正面図である。

【図７】前記チェーンプッシャ式搬送装置の動作手順を
示す図である。

【図８】本発明のホットプレス装置の処理工程を説明す
るための図である。

【図９】従来のホットプレス装置の一例を示す正断面図
である。

【図１０】従来のホットプレス装置の処理工程を説明す
るための図である。

【符号の説明】

Ａ 予熱室 Ｂ ホットプレス室（本熱室） Ｃ 冷却室 Ｍ モールド ２４ 装置本体 ３２、３３ チェーンプッシャ式搬送装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体内に予熱室、本熱室、冷却室の
   ３室を連設し、これら各室間にわたってモールドを搬送
   装置により移送してモールド内に充填した試料を高温下
   でプレスするようにした３室型連続式のホットプレス装
   置であって、前記搬送装置としてチェーンプッシャ式の
   搬送装置を採用してなることを特徴とするホットプレス
   装置。