TWI628072B - 沖壓裝置、真空框及沖壓成形方法 - Google Patents

沖壓裝置、真空框及沖壓成形方法 Download PDF

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Abstract

本發明之實施態樣的沖壓裝置包含：上部隔膜，係在上下方向上劃分出上部空間與主腔室的彈性膜；下部隔膜，係與上部隔膜對向配置，並在上下方向上劃分出主腔室與下部空間的彈性膜；氣壓控制裝置，控制主腔室內與上部空間及下部空間的氣壓差；及加熱裝置，將配置於主腔室內的被加工物加熱。氣壓控制裝置，係以進行下述處理的方式所構成：沖壓處理，使主腔室內的氣壓低於上部空間及下部空間的氣壓，以對在上部隔膜與下部隔膜之間加熱的被加工物進行沖壓；及硬化處理，使主腔室內的氣壓高於下部空間的氣壓，以在非真空狀態下，對被加工物加熱。

Description

沖壓裝置、真空框及沖壓成形方法
本發明係關於一種用於疊層品之疊層加工的沖壓裝置、真空框及沖壓成形方法。
用於進行太陽能電池面板等的疊層品之疊層加工之使用隔膜(彈性膜)的熱沖壓裝置(以下稱為「疊層裝置」)已為人所知。專利文獻1中所揭示的習知隔膜式的疊層裝置中，於熱盤與隔膜之間形成真空腔室。藉由將真空腔室內抽真空，使配置於熱盤上的被加工物，於熱盤與隔膜之間被加壓，以進行疊層加工。
【先行技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2012-196835號公報
上述習知的疊層裝置，因為係在熱盤的平坦頂面與隔膜之間對被加工物進行沖壓，若非至少單面為平坦的被加工物，就無法以均勻的壓力進行沖壓，而無法進行適當的疊層加工。
本發明係鑒於上述情事所完成者，其目的係提供一種疊層裝置，可對兩面為非平坦面的被加工物進行疊層加工。
根據本發明之一實施態樣，提供一種沖壓裝置，其係具備：上部隔膜，係在上下方向上劃分出上部空間與主腔室的彈性膜；下部隔膜，係與該上部隔膜對向配置，且在上下方向上劃分出該主腔室與下部空間的彈性膜；氣壓控制裝置，控制該主腔室內部與該上部空間及該下部空間的氣壓差；及加熱裝置，將配置於該主腔室內的被加工物加熱，該氣壓控制裝置進行下述處理：沖壓處理，使該主腔室內的氣壓小於該上部空間及該下部空間的氣壓，以對於在該上部隔膜與該下部隔膜之間加熱的該被加工物進行沖壓；及硬化(cure)處理，使該主腔室內的氣壓大於該下部空間的氣壓，以在非真空下對該被加工物進行加熱。
根據本發明之一實施態樣，提供一真空框，其形成環狀，並以下述方式構成：其中形成氣密的主腔室，該主腔室係以下側被彈性膜即上部隔膜所封蓋的上部腔室，及上側被彈性膜即下部隔膜所封蓋的下部腔室所夾住，該主腔室的氣壓低於該上部腔室及該下部腔室的氣壓，藉此在該上部隔膜與該下部隔膜之間，對配置於該主腔室內的被加工物進行沖壓，該真空框具有對該主腔室進行供排氣體之通氣孔， 該通氣孔具有：環狀部，在該真空框的延長方向上延伸；第一部，從該環狀部延伸，並往該真空框的外周面開口；及第二部，從該環狀部延伸，並往該真空框的內周面開口。
根據本發明之一實施態樣，提供一種沖壓成形方法，其係：將被加工物配置於主腔室內，該主腔室係藉由上下對向配置的一對彈性膜、即上部隔膜與下部隔膜，而分別與上部空間及下部空間氣密地被劃分出來，進行沖壓處理，其中一方面將該被加工物加熱，一方面使該主腔室內的氣壓低於該上部空間及該下部空間的氣壓，以在該上部隔膜與該下部隔膜之間對被加熱的該被加工物進行沖壓，進行硬化處理，使該主腔室內的氣壓高於該下部空間的氣壓，以在非真空下對該被加工物進行加熱。
根據本發明之一實施態樣的構成，可對兩面非平坦面的被加工物進行疊層加工。
1‧‧‧疊層裝置
1a‧‧‧本體
2‧‧‧控制部
3‧‧‧氣壓控制裝置
3a‧‧‧排氣管路
3b‧‧‧排氣管路
3c‧‧‧排氣管路
4‧‧‧油壓控制裝置
10‧‧‧外部腔室
20‧‧‧上部熱盤
20a‧‧‧通氣孔
20U‧‧‧上部腔室單元
21U‧‧‧上部隔膜固定框
22U‧‧‧上部隔膜
23U‧‧‧上部隔膜保護板
24U‧‧‧上部腔室
26‧‧‧主腔室
30‧‧‧中間熱盤
37‧‧‧電磁閥
40‧‧‧下部熱盤
40a‧‧‧通氣孔
40L‧‧‧下部腔室單元
41L‧‧‧下部隔膜固定框
42L‧‧‧下部隔膜
43L‧‧‧下部隔膜成形板
44L‧‧‧下部腔室
47‧‧‧3接頭電磁閥
50‧‧‧油壓汽缸
51‧‧‧汽缸管
52‧‧‧柱塞
60‧‧‧真空框
60A‧‧‧真空框
60B‧‧‧真空框
60a‧‧‧錐面(曲面)
60b‧‧‧中空部
60c‧‧‧通氣縫
60d‧‧‧通氣孔
60e‧‧‧錐型螺釘
62‧‧‧上構件
64‧‧‧下構件
66‧‧‧O型環
100‧‧‧疊層裝置
100a‧‧‧本體
102‧‧‧控制部
103‧‧‧氣壓控制裝置
104‧‧‧油壓控制裝置
110‧‧‧框架
112‧‧‧熱盤支持機構
112a‧‧‧可動銷
120‧‧‧上部熱盤
120b‧‧‧支撐板
120U‧‧‧上部腔室單元
130‧‧‧中間熱盤
130b‧‧‧支撐板
130L‧‧‧下部腔室單元
130U‧‧‧上部腔室單元
140‧‧‧下部熱盤
140L‧‧‧下部腔室單元
P1‧‧‧壓力
P2‧‧‧壓力
W‧‧‧被加工物(積層體)
第一圖係本發明之第一實施態樣的疊層裝置的正面透視圖。
第二圖係第一圖的A-A箭視圖。
第三圖係說明真空框之構成的圖。
第四圖係說明本發明之第一實施態樣的疊層加工之順序的圖。
第五圖係本發明之第二實施態樣的疊層裝置的正面透視圖。
以下，就本發明的實施態樣，參照圖式進行說明。
(第一實施態樣)
第一圖係本發明之第一實施態樣的疊層裝置1的正面透視圖，第二圖係第一圖之A-A箭視圖。疊層裝置1具備本體1a、控制部2、氣壓控制裝置3及油壓控制裝置4。本體1a、氣壓控制裝置3及油壓控制裝置4分別與控制部2連接，並在控制部2的控制之下運作。
本體1a，具備外部腔室10、以及配置於外部腔室10內的上部熱盤20、下部熱盤40及油壓汽缸50。外部腔室10，透過外部腔室供排氣管路3a，與氣壓控制裝置3連接，外部腔室10的內壓，藉由氣壓控制裝置3被控制在從真空(例如約0.1kPa)至大氣壓以上(例如數個氣壓)的範圍內。
油壓汽缸50(驅動裝置)，與油壓控制裝置4連接，其對應以油壓控制裝置4所進行之液壓油的供排來進行運作。另外，油壓汽缸50的汽缸管51，固定於外部腔室10的框架上。
上部熱盤20，係以底面為水平的態樣固定於外部腔室10的框架上。另外，下部熱盤40，係以其頂面與上部熱盤20之底面對向的方式配置。下部熱盤40，其底面固定有油壓汽缸50的衝柱(ram)52，與對於油壓汽缸50之液壓油的供排對應，而與衝柱52一起上下移動。
另外，上部熱盤20與下部熱盤40中，分別設有電熱加熱器(圖中未顯示)與溫度感測器(圖中未顯示)，上部熱盤20與下部熱盤40的溫度，係以控制部2所控制。另外，上部熱盤20之底面與下部熱盤40之頂面，設有 例如遠紅外線放射材料層(例如膜或板)，其使用熱能，以高效率產生遠紅外線，其可由被加工物W所包含的樹脂強力吸收，而能夠有效率地將被加工物W加熱。亦即，上部熱盤20及下部熱盤40，具有作為將被加工物W加熱之加熱裝置的功能。
上部熱盤20之底面，安裝有上部腔室單元20U。上部腔室單元20U，具備上部隔膜固定框21U、上部隔膜22U及上部隔膜保護板23U。
上部隔膜22U，係高伸縮性片材(彈性膜)，其以例如矽膠等具有熵彈性(Entropy Elasticity)的合成橡膠所形成。
上部隔膜固定框21U，係中心軸朝向鉛直方向配置的略圓筒狀構件，其上端以密合的狀態，氣密地與上部熱盤20的底面接合。該接合，可使用溶接、黏接、透過密封材料之壓接等的各種方法。又，上部隔膜固定框21U，其內周面以越靠近上部熱盤20其厚度越厚的方式，形成圓錐台側面狀的錐面。上部隔膜固定框21U之中空部，其下端被上部隔膜22U氣密地封蓋。藉此，以上部熱盤20、上部隔膜固定框21U及上部隔膜22U，形成被氣密圍住的上部腔室24U。另外，本實施態樣之上部熱盤20，因為設有使其底面與側面連通(亦即使上部腔室24U與外部腔室10連通)的通氣孔20a，故上部腔室24U與外部腔室10的內壓大致相同。
上部隔膜固定框21U的中空部(上部腔室24U)，被與上部隔膜固定框21U的底面(亦即上部隔膜22U)平行配置的平板、即上部隔膜保護板23U所分隔。上部隔膜保護板23U，為了避免其兩側空間產生氣壓差，而使用例如具有沖孔板及多孔質板等的通氣性板材。
在下部熱盤40的頂面上，以與上部腔室單元20U上下顛倒的 方式，安裝有與上部腔室單元20U為相同構成的下部腔室單元40L。亦即，下部腔室單元40L具備：下部隔膜固定框41L，下端以密合的狀態，氣密地與下部熱盤40的頂面接合；下部隔膜42L，以氣密地封蓋下部隔膜固定框41L之中空部的方式，安裝於下部隔膜固定框41L上端；及下部隔膜成形板43L，以上下地劃分中空部方式，安裝於下部隔膜固定框41L之內周面。下部隔膜成形板43L，與上部隔膜保護板23U相同，係具有通氣性的板材。另外，下部腔室單元40L內，形成下部腔室44L，其被下部熱盤40、下部隔膜固定框41L及下部隔膜42L氣密地圍住。
另外，下部熱盤40中設有通氣孔40a，其連通其頂面與側面。 通氣孔40a之一端，與三通電磁閥47中的1個接頭連接。三通電磁閥47的另1接頭，透過下部腔室供排氣管路3c與氣壓控制裝置3連接，剩下的1接頭向外部腔室10內開放。三通電磁閥47，被控制部2所控制，切換「下部腔室44L與外部腔室10連接」的狀態(開放狀態)，與「下部腔室44L與氣壓控制裝置3連接」的狀態(壓力控制狀態)。
另外，在下部腔室單元40L的頂面，安裝有圓環狀的真空框 60，其與下部隔膜固定框41L具有大致相同的外徑。若使下部熱盤40上升，而使上部腔室單元20U的底面與真空框60的頂面密合，則形成被上部隔膜22U、下部隔膜42L及真空框60氣密地圍住的主腔室26(第四圖(b))。若上部腔室24U及下部腔室44L的內壓與主腔室26的內壓之間產生氣壓差，則上部隔膜22U及下部隔膜42L，在互相面向的腔室中，朝向氣壓較低的腔室側膨脹。
第三圖(a)，係將真空框60之一部份放大的上視圖，第三圖 (b)，係第三圖(a)的B一B箭視圖。如第三圖(b)所示，為了避免在下部隔膜42L及上部隔膜22U往主腔室26側膨脹時，其沿著真空框60的角而彎曲形成曲率半徑較小態樣，進而產生劣化及損傷，故在真空框60之上底面的內周側形成錐面(或是曲面)60a。
真空框60中，分別具備圓環狀的上構件62、下構件64及O型 環66。上構件62與下構件64上下重合，其接合部藉由O型環66密封。真空框60內，形成環狀的中空部60b(環狀部)，其在延長方向上繞著整個圓周延伸。 另外，在比中空部60b更為內側之處，上構件62與下構件64互相接近並且對向，兩者之間形成通氣縫60c，使中空部60b與主腔室26連通。通氣縫60c，在真空框60的整個圓周上展開，係朝向真空框60的內周面開口的狹縫狀的通氣路徑。
另外，真空框60的外周側，形成通氣孔60d，使中空部60b 與外部腔室10連通。通氣孔60d於一端側(真空框60的外周面側)擴徑，形成錐型螺釘(taper screw)60e。錐型螺釘60e，與來自氣壓控制裝置3的主腔室供排氣管路3b(第一圖)連接，可藉由氣壓控制裝置3，透過真空框60對主腔室26內進行氣體(空氣或是乾燥氮氣等的惰性氣體)的供排。
通氣縫60c，係以在透過通氣縫60c對主腔室26供排氣體時， 使壓力損失在整個圓周上大致平均的方式，使其剖面尺寸為定值地形成於整個圓周上。另外，對於主腔室26內的氣體供排，係透過剖面積大而壓力損失小的中空部60b，以及剖面積小而壓力損失大的通氣縫60c來進行。因此，對主腔室26的氣體供排，係從通氣縫60c，在整個圓周上大致均勻且緩慢地進行。
接著，就使用本發明的第一實施態樣的疊層裝置1，對被加 工物W進行疊層加工的順序，參照第四圖進行說明。
首先，如第四圖(a)所示，驅動油壓汽缸50(第一圖)，使下部 熱盤40下降，以使上部腔室單元20U與真空框60呈分開的狀態。此時，設於氣壓控制裝置3、與真空框60的通氣孔60d(第三圖)連接的主腔室供排氣管路3b的電磁閥37(第一圖)為關閉的態樣，而停止對於真空框60的氣體供排。另外，三通電磁閥47，使下部腔室44L與外部腔室10(第一圖)連接(開放狀態)。 接著，在下部隔膜42L之上載置被加工物W之後，以氣壓控制裝置3對外部腔室10進行真空抽氣。此時，分別與外部腔室10連通的上部腔室24U及下部腔室44L，亦藉由通氣孔20a及40a來進行抽真空。
接著，如第四圖(b)所示，驅動油壓汽缸50(第一圖)使下部熱 盤40上升，以使上部腔室單元20U與真空框60密合，形成主腔室26。此時，外部腔室10(第一圖)、上部腔室24U、主腔室26及下部腔室44L皆成為真空。
接著，藉由氣壓控制裝置3，將氣體導入外部腔室10內，使 外部腔室10內的氣壓緩緩升至大氣壓(約100kPa)。此時，與外部腔室10連通的上部腔室24U及下部腔室44L的氣壓，雖也上升至大氣壓，但密閉的主腔室26內仍維持在真空狀態。因此，藉由上部腔室24U及下部腔室44L與主腔室26的氣壓差，使上部隔膜22U及下部隔膜42L往主腔室26側膨脹。結果，如第四圖(c)所示，被加工物W，被上部隔膜22U與下部隔膜42L夾住，並且藉由上部腔室24U及下部腔室44L與主腔室26的氣壓差而被沖壓。接著，若將該狀態維持既定時間，則藉由來自上部熱盤20及下部熱盤40的輻射熱，將被加工物W加熱至加工溫度(使用熱硬化性樹脂的情況為樹脂的硬化溫 度、使用熱塑性樹脂的情況為樹脂的玻璃轉換點以上的溫度)，使被加工物W所包含的樹脂(例如，環氧樹脂等的熱硬化性樹脂，或乙烯乙酸乙烯酯共聚合樹脂(EVA)等的熱塑性樹脂)軟化(熱硬化性樹脂的情況中則更進一步硬化)，使構成被加工物W的各構件接合成一體。
另外，在沖壓處理中從被加工物W產生氣體的情況，可在沖 壓處理中，藉由氣壓控制裝置3，透過與真空框60連接的主腔室供排氣管路3b，對主腔室26抽真空。藉此，在沖壓處理中，可將從被加工物W產生的氣體從主腔室26強制排出，而防止因為氣體的產生所造成的被加工物W的接合不良及隔膜的劣化等。
被加工物W的接合(沖壓步驟)結束後，接著進行硬化步驟。 硬化步驟，係藉由將接合後的被加工物W保持在樹脂的硬化溫度(熱塑性樹脂的情況為玻璃轉換點以上的溫度)，使被加工物W穩定化的處理。本實施態樣中，硬化步驟係在非真空下(亦即，空氣中或是惰性氣體中)進行。又，此處，0.1氣壓以上稱為非真空。如第四圖(d)所示，本實施態樣的硬化步驟中，藉由氣壓控制裝置3(第一圖)，將壓力P1(高於大氣壓)的壓縮空氣導入主腔室26內。另外，此時，三通電磁閥47，將狀態切換成下部腔室44L與氣壓控制裝置3連接的狀態(壓力控制狀態)，並在下部腔室44L中，藉由氣壓控制裝置3，將壓力P2(低於壓力P1)的氣體導入主腔室26內。
此時，因為上部腔室24U的內壓與主腔室26的內壓差較大， 故上部隔膜22U大幅地往上部腔室24U側膨脹，而與上部隔膜保護板23U密合並形成平坦的態樣。上部隔膜保護板23U，防止上部隔膜22U因為與被加熱至高溫的上部熱盤20接觸而產生劣化或是熱損傷的情況。另外，上部隔 膜保護板23U，因為係以與上部熱盤20的底面接近並且平行的方式配置，在上部隔膜22U與上部隔膜保護板23U密合時，藉由來自上部熱盤20的輻射熱，均勻且有效率的加熱至適當溫度。在沖壓成形前，使上部隔膜22U保持在與上部隔膜保護板23U密合的狀態，可預熱上部隔膜22U。另外，下部隔膜成形板43L，亦與上述上部隔膜保護板23U有相同的作用效果。
另一方面，下部隔膜42L，因為下部腔室44L的內壓P2與主 腔室26的內壓P1的差值較小，故不與下部隔膜成形板43L接觸，而與內壓差對應，往下部腔室44L側膨脹。本實施態樣中，在被加工物W載置於下部隔膜42L之上的狀態下，預先計算使下部隔膜42L形成沿著被加工物W的底面彎曲之態樣時的內壓差，或是以實驗求得該值，而氣壓控制裝置3則以將求得的內壓差施加至下部隔膜42L的方式，控制下部腔室44L的內壓P2。藉此，被加工物W，其底面的大致整個面，被以相同曲率膨脹的下部隔膜42L，以大致均勻的壓力所支持，而能夠在施加於被加工物W之應變較少的狀態下進行硬化處理。結果，殘留應力變少，而可得到可靠度高的製品(被加工物W)。
另外，如第四圖(e)所示，在被加工物W具有平坦底面的情 況中，以使下部腔室44L往外部腔室10開放的方式，切換三通電磁閥47(開放狀態)，以加大下部腔室44L與主腔室26的內壓差。結果，下部隔膜42L，大幅地往下部腔室44L側膨脹，而與下部隔膜成形板43L密合進而形成平坦的態樣。藉此，被加工物W，因為以均勻的壓力被平坦的下部隔膜42L所支持，故可在應變較少的狀態下進行硬化處理，結果，殘留應力變少，可得到可靠度高的製品(被加工物W)。
(第二實施態樣)
接著，就本發明的第二實施態樣的疊層裝置100進行說明。第五圖係疊層裝置100的正面透視圖。又，以下的說明中，對於與上述第一實施態樣相同或是類似的構成要件，使用相同或是類似的符號，並對於重複的事項省略其說明。
上述第一實施態樣，係將本發明應用於單段疊層裝置的一例，而第二實施態樣，係將本發明應用於在上部熱盤120與下部熱盤140之間設置一個以上的中間熱盤130的多段疊層裝置的一例。本實施態樣的疊層裝置100，雖具備1個中間熱盤130，但亦可在上部熱盤120與下部熱盤140之間，以上下並排的方式配置2個以上的中間熱盤130。
在中間熱盤130的頂面及底面，分別安裝有下部腔室單元130L及上部腔室單元130U。上部腔室單元130U，係與安裝於上部熱盤120的底面的上部腔室單元120U(相當於第一實施態樣中的上部腔室單元20U)相同的裝置；下部腔室單元130L，係與安裝於下部熱盤140的頂面之下部腔室單元140L(相當於第一實施態樣中的下部腔室單元40L)相同的裝置。
上述第一實施態樣中，係採用「疊層裝置1的本體1a整體收納於外部腔室10內，並透過外部腔室10控制各腔室(上部腔室24U、下部腔室44L)的內壓」的構成；而第二實施態樣中，並未設置外部腔室10，而是採用「使各腔室單元(上部腔室單元120U、130U，下部腔室單元130L、140L)與氣壓控制裝置103直接連接，藉由氣壓控制裝置103個別控制各腔室單元的內壓」的構成。該構成中，不需要將容積大的外部腔室10整體抽真空，故可大幅度地縮減抽真空所需的時間，進而縮短整個製程的時間。
另外，本實施態樣中，因為真空框60A、60B安裝於上部腔 室單元20U、30U，故載置被加工物W的下部腔室單元130L、140L的頂面形成完全平坦的態樣，而可輕易地將被加工物W搬入/搬出疊層裝置100。
在疊層裝置100的上部熱盤120及中間熱盤130上，安裝有分 別從左右側面突出的一對支撐板120b及130b。另外，在疊層裝置100的框架110上，安裝有與寬度方向(第五圖中的左右方向)對向配置的兩對熱盤支持機構112(圖中僅顯示前方的一對)。熱盤支持機構112，係為在將加工前的被加工物W搬入疊層裝置100，或是從疊層裝置100搬出加工後的被加工物(製品)W時，因為上下的腔室單元具有間隔，故可使所搬送之被加工物W正上方的熱盤保持在既定高度的機構。
熱盤支持機構112，具備可在寬度方向上來回移動的可動銷 112a。熱盤支持機構112與控制部102連接，並藉由控制部102控制可動銷112a的驅動。熱盤支持機構112，在可動銷112a為退避(往本體100a的寬度方向外側移動)的狀態下，不妨礙上部熱盤120及中間熱盤130的上下移動，若可動銷112a形成突出(往本體100a的寬度方向內側移動)的狀態，則以與上部熱盤120的支撐板120b或是中間熱盤130的支撐板130b抵接的方式配置。
接著，說明將被加工物W搬出/搬入疊層裝置100時的疊層裝 置100的動作。疊層加工(沖壓加工)中，各熱盤支持機構112的可動銷112a退避，而形成在下部熱盤140之上載置有中間熱盤130，且在中間熱盤130之上載置有上部熱盤120的狀態。該狀態下，驅動油壓汽缸150，使下部熱盤140上下移動，則堆疊於下部熱盤140之上的中間熱盤130及上部熱盤120，隨著下部熱盤140一起上下移動。
在上部熱盤120與中間熱盤130之間，搬出/搬入被加工物W 時，驅動油壓汽缸150使下部熱盤140上升，直到上部熱盤120的支撐板120b的位置稍微高於各熱盤支持機構112的可動銷112a為止。接著，使各熱盤支持機構112的可動銷112a往上部熱盤120側突出。此狀態下，若驅動油壓汽缸150使下部熱盤140下降，則上部熱盤120的支撐板120b的底面與各熱盤支持機構112的可動銷112a抵接，上部熱盤120載置於二對的可動銷112a之上。若進一步使下部熱盤140下降，中間熱盤130雖與下部熱盤140一起下降，但上部熱盤120被二對可動銷112a所支持而不會再下降，而使得中間熱盤130從上部熱盤120離開。接著，若上部熱盤120與中間熱盤130的間隔，達到足以進行被加工物W之搬出/搬入的大小，則停止油壓汽缸150的驅動。
接著，在中間熱盤130與下部熱盤140之間，將被加工物W搬 出/搬入的情況中，驅動油壓汽缸150使下部熱盤140上升，直到上部熱盤120載置於中間熱盤130上，支撐板120b稍微浮在各熱盤支持機構112的可動銷112a之上為止。接著，在使各熱盤支持機構112的可動銷112a退避之後，驅動油壓汽缸150使下部熱盤140上升，直到中間熱盤130的支撐板130b的位置稍微高於各熱盤支持機構112的可動銷112a為止。接著，在使各熱盤支持機構112的可動銷112a往中間熱盤130側突出之後，驅動油壓汽缸150使下部熱盤140下降，中間熱盤130的支撐板130b的底面抵接於各熱盤支持機構112的可動銷112a，而使得中間熱盤130載置於二對可動銷112a之上。更進一步，若使下部熱盤140下降，則中間熱盤130被二對可動銷112a所支持而不會再下降，使得下部熱盤140從中間熱盤130離開。接著，若中間熱盤130與下部熱盤140之間隔，達到足以進行被加工物W之搬出/搬入的大小，則停止油壓 汽缸150的驅動。接著，若被加工物W的搬出/搬入結束，則驅動油壓汽缸150使下部熱盤140上升，直到中間熱盤130載置於下部熱盤140之上，中間熱盤130的支撐板130b稍微浮在各熱盤支持機構112的可動銷112a之上為止，之後使各熱盤支持機構112的可動銷112a退避。
以上雖為本發明之實施態樣的說明，但本發明並非限定於上述實施態樣的構成，而可在此技術之思想範圍內作各種變形。
上述的各實施態樣中，雖使用電熱加熱器來進行熱盤的加熱，但亦可使用其他的加熱手段，來做為將熱盤加熱的構成。例如，亦可採用如國際公開第2006/103868號所揭示，在設於熱盤的流路中，通入矽油等的熱媒，藉此使熱盤均勻加熱的構成。
另外，上述各實施態樣中，雖使用形成圓筒狀的上部(下部)隔膜固定框及真空框，但本發明並不限於該構成，亦可使用其他形狀(例如多角筒狀)的上部(下部)隔膜固定框及真空框。
另外，上述的各實施態樣中，雖使用平板狀的下部隔膜成形板，但亦可使用與被加工物W的底面具有相同形狀的下部隔膜成形板。此情況中，在進行硬化處理時，使主腔室的內壓充分高於下部腔室的內壓，而使下部隔膜與下部隔膜成形板密合，藉此可使下部隔膜形成與被加工物W的底面相同的形狀。藉此，因為被加工物W被下部隔膜以均勻的壓力所支持，殘留應力較少，而可得到可靠度高的製品(被加工物W)。

Claims (35)

  1. 一種沖壓裝置，其係具備：上部隔膜，係在上下方向上劃分出上部空間與主腔室的彈性膜；下部隔膜，係與該上部隔膜對向配置，且在上下方向上劃分出該主腔室與下部空間的彈性膜；氣壓控制裝置，控制該主腔室內與該上部空間及該下部空間的氣壓差；及加熱裝置，將配置於該主腔室內的被加工物加熱，該氣壓控制裝置進行下述處理：沖壓處理，使該主腔室內的氣壓低於該上部空間及該下部空間的氣壓，以對在該上部隔膜與該下部隔膜之間加熱的該被加工物進行沖壓；及硬化(Cure)處理，使該主腔室內的氣壓高於該下部空間的氣壓，以在非真空下將該被加工物加熱。
  2. 如申請專利範圍第1項之沖壓裝置，其中，該氣壓控制裝置，在該被加工物的底面為彎曲凸面的情況中，係以在該硬化處理中，使該下部隔膜沿著該被加工物的底面彎曲，而以大致均勻的壓力支持該被加工物的方式，控制該主腔室內與該下部空間的氣壓差。
  3. 如申請專利範圍第1項之沖壓裝置，其中更包含：隔膜成形板，具有在該下部空間內與該下部隔膜對向的平坦頂面，該氣壓控制裝置，在該被加工物的底面為平坦面的情況中，係以於 該硬化處理中，使該下部隔膜與該隔膜成形板密合而形成平坦之態樣，而以大致均勻的壓力支持該被加工物的方式，控制該主腔室內與該下部空間的氣壓差。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之沖壓裝置，其中更包含：上部腔室單元，於底面具有該上部隔膜，並氣密地圍住該上部空間；下部腔室單元，於頂面具有該下部隔膜，並氣密地圍住該下部空間；真空框，配置於該上部腔室單元與該下部腔室單元之間，並具有上下貫通的中空部；及驅動裝置，在上下地驅動該上部腔室單元及該下部腔室單元的至少一方，藉由該驅動裝置的驅動，以該上部腔室單元與該下部腔室單元夾住該真空框，藉此形成該主腔室。
  5. 如申請專利範圍第4項之沖壓裝置，其中，該加熱裝置包含：上部熱盤，該上部腔室單元固定於其底面；上部熱盤加熱手段，加熱該上部熱盤；下部熱盤，該下部腔室單元固定於其頂面；及下部熱盤加熱手段，加熱該下部熱盤，該上部熱盤的底面及該下部熱盤的頂面，設有遠紅外線放射材料層。
  6. 如申請專利範圍第5項之沖壓裝置，其中，該上部腔室單元及該下部腔室單元，分別包含隔膜固定框，其具有 上下貫通中空部，該隔膜固定框，各別的上下方向上的一端面，與該上部熱盤的底面或是該下部熱盤的頂面密合固定，而形成於上下方向上之另一端面的該中空部開口，被該上部隔膜或是該下部隔膜氣密地封蓋。
  7. 如申請專利範圍第5項之沖壓裝置，其中，該上部熱盤中，形成第一通氣孔，其進行對該上部空間的氣體的供排；該下部熱盤中，形成第二通氣孔，其進行對該下部空間的氣體的供排。
  8. 如申請專利範圍第7項之沖壓裝置，其中，該第一通氣孔，使該上部熱盤的底面與側面連通；該第二通氣孔，使該下部熱盤的頂面與側面連通。
  9. 如申請專利範圍第7項之沖壓裝置，其中更包含：外部腔室，收納該上部熱盤、該上部腔室單元、該真空框、該下部腔室單元及該下部熱盤，並與該氣壓控制裝置連接，該第一通氣孔及該第二通氣孔朝向該外部腔室開放，並藉由控制該外部腔室的氣壓，來控制該上部空間及該下部空間的氣壓。
  10. 如申請專利範圍第7項之沖壓裝置，其中更包含：外部腔室，收納該上部熱盤、該上部腔室單元、該真空框、該下部腔室單元及該下部熱盤，並與該氣壓控制裝置連接；及三通切換閥， 該三通切換閥的第一接頭與該第二通氣孔連接，該三通切換閥的第二接頭朝向該外部腔室開放，該三通切換閥的第三接頭與該氣壓控制裝置連接，在以使該第一接頭與該第二接頭連接的方式，切換該三通切換閥時，藉由控制該外部腔室的氣壓，來控制該下部空間的氣壓；在以使該第一接頭與該第三接頭連接的方式，切換該三通切換閥時，該下部空間的氣壓被該氣壓控制裝置直接控制。
  11. 如申請專利範圍第7項之沖壓裝置，其中，該第一通氣孔及該第二通氣孔的至少一方與該氣壓控制裝置連接。
  12. 如申請專利範圍第5項之沖壓裝置，其中，該加熱裝置包含：一個以上的中間熱盤，在該上部腔室單元固定於其底面的同時，該下部腔室單元固定於其頂面，並配置於該上部熱盤與該下部熱盤之間；及一個以上的中間熱盤加熱手段，分別加熱該一個以上的中間熱盤，該中間熱盤的頂面及底面設有遠紅外線放射材料層。
  13. 如申請專利範圍第12項之沖壓裝置，其中，該中間熱盤中形成有：第三通氣孔，進行對該上部腔室的氣體的供排；及第四通氣孔，進行對該下部腔室的氣體的供排。
  14. 如申請專利範圍第13項之沖壓裝置，其中，該第三通氣孔使該中間熱盤的底面與側面連通； 該第四通氣孔使該中間熱盤的頂面與側面連通。
  15. 如申請專利範圍第12項之沖壓裝置，其中更包含：隔膜保護板，配置於該上部隔膜與該上部熱盤或是該中間熱盤之間，以防止該上部隔膜與該上部熱盤或是該中間熱盤的接觸。
  16. 如申請專利範圍第5項之沖壓裝置，其中，該驅動裝置為油壓汽缸，該下部熱盤固定於該油壓汽缸的衝柱。
  17. 如申請專利範圍第4項之沖壓裝置，其中，該真空框中，形成與該氣壓控制裝置連接的第五通氣孔，其對該主腔室進行氣體的供排。
  18. 如申請專利範圍第17項之沖壓裝置，其中，該第五通氣孔具備：環狀部，在該真空框的延長方向上延伸；第一部，從該環狀部延伸，並往該真空框的外周面開口；及第二部，從該環狀部延伸，並往該真空框的內周面開口。
  19. 如申請專利範圍第18項之沖壓裝置，其中，該第二部，形成在該真空框的延長方向上展開的狹縫狀。
  20. 如申請專利範圍第18項之沖壓裝置，其中，係以氣體通過該第二部時的壓力損失，大於氣體通過該第一部時的壓力損失的方式構成。
  21. 如申請專利範圍第1項之沖壓裝置，其中，該氣壓控制裝置，在該沖壓處理中，使該主腔室內的氣壓為真空，並使該上部空間及該下部空間的氣壓為大氣壓。
  22. 如申請專利範圍第15項之沖壓裝置，其中，該氣壓控制裝置，在該沖壓處理前或是該硬化處理中，以使該上部隔膜膨脹而與該隔膜保護板密合的方式，控制該上部空間與該主腔室內的氣壓差。
  23. 如申請專利範圍第3項之沖壓裝置，其中，該隔膜成形板形成有通氣孔。
  24. 如申請專利範圍第1項之沖壓裝置，其中，該被加工物為疊層體，且進行疊層加工，該疊層加工，係在加熱下對該被加工物進行沖壓，而使該被加工物的構成構件接合為一體。
  25. 如申請專利範圍第15項之沖壓裝置，其中，該隔膜保護板形成有通氣孔。
  26. 一種真空框，形成環狀，其中藉由底面被彈性膜即上部隔膜所封蓋的上部腔室，與頂面被彈性膜即下部隔膜所封蓋的下部腔室上下夾住，而形成氣密的主腔室，藉由使該主腔室的氣壓低於該上部腔室及該下部腔室的氣壓，以在該上部隔膜與該下部隔膜之間，對配置於該主腔室內的被加工物進行沖壓，其中具有對該主腔室進行供排氣體之通氣孔，該通氣孔具備：環狀部，在該真空框的延長方向上延伸；第一部，從該環狀部延伸，並往該真空框的外周面開口；及第二部，從該環狀部延伸，並往該真空框的內周面開口。
  27. 如申請專利範圍第26項之真空框，其中， 該第二部，形成為在該真空框的延長方向上展開的狹縫狀。
  28. 如申請專利範圍第26或27項之真空框，其中，係以氣體通過該第二部所造成的壓力損失，大於氣體通過該第一部所造成的壓力損失的方式所構成。
  29. 一種沖壓成形方法，其係將被加工物配置於主腔室內，該主腔室係藉由上下對向配置的一對彈性膜、即上部隔膜與下部隔膜，而分別與上部空間及下部空間氣密地被劃分出來；進行沖壓處理的步驟，一方面將該被加工物加熱，一方面使該主腔室內的氣壓低於該上部空間及該下部空間的氣壓，以對在該上部隔膜與該下部隔膜之間加熱的該被加工物進行沖壓；進行硬化處理的步驟，使該主腔室內的氣壓高於該下部空間的氣壓，以在非真空的狀態下，將該被加工物加熱。
  30. 如申請專利範圍第29項之沖壓成形方法，其中，該硬化處理中，於該被加工物的底面為彎曲之凸面的情況下，係以使該下部隔膜沿著該被加工物的底面彎曲，而藉由大致均勻的壓力支持該被加工物的方式，控制該主腔室內與該下部空間的氣壓差。
  31. 如申請專利範圍第30項之沖壓成形方法，其中，將具有平坦頂面的隔膜成形板，以與該下部隔膜對向的方式配置於該下部空間內；在該被加工物的底面為平坦面的情況下，於該硬化處理中，以使該下部隔膜與該隔膜成形板的頂面密合而形成平坦之態樣，進而以大致 均勻的壓力支持該被加工物的方式，控制該主腔室與該下部空間的氣壓差。
  32. 如申請專利範圍第29至31項中任一項之沖壓成形方法，其中，在該上部空間側，以與該上部隔膜對向的方式配置熱盤；在該上部隔膜與該熱盤之間，配置防止該上部隔膜與該熱盤接觸的隔膜保護板；該沖壓處理前或是該硬化處理中，以使該上部隔膜往該上部空間側膨脹，而使其與該隔膜保護板密合的方式，控制該主腔室與該上部空間的氣壓差。
  33. 如申請專利範圍第29至31項中任一項之沖壓成形方法，其中，該上部隔膜與該下部隔膜之間，配置真空框，其具有上下貫通的中空部；在將該被加工物載置於該下部隔膜上之後，使該上部隔膜與該下部隔膜的至少一方上下移動，並藉由以該上部隔膜與該下部隔膜氣密地夾住該真空框，來形成該主腔室。
  34. 如申請專利範圍第29至31項中任一項之沖壓成形方法，其中，該沖壓處理中，使該主腔室內的氣壓為真空，使該上部空間及該下部空間的氣壓為大氣壓。
  35. 如申請專利範圍第29至31項中任一項之沖壓成形方法，其中，該被加工物為疊層體，且進行疊層加工，該疊層加工係在加熱的情況下，對該被加工物進行沖壓，而使該被加工物的構成構件接合成一體。
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