プレス装置
【課題】比較的低出力のヒータにて、高い温度上昇速度で熱盤を加熱可能なプレス装置を提供する。
【解決手段】プレス装置が、複数の温調部のいずれか一つを熱盤内管路に接続することによって熱媒の主循環経路内を形成するものと、複数の温調部のいずれか一つを熱盤内管路に選択的に接続する切換手段と、熱盤内管路に接続すべき温調部を選択する選択手段とを有し、複数の温調部の夫々は、熱盤内管路の出入口と接続可能な熱盤外管路と、熱盤外管路内に配置され熱媒を加熱するヒータと、熱盤外管路内に配置され熱媒を輸送するポンプを有し、各温調部の熱盤外管路内の熱媒が夫々異なる設定温度に維持されるよう制御されている。
【解決手段】プレス装置が、複数の温調部のいずれか一つを熱盤内管路に接続することによって熱媒の主循環経路内を形成するものと、複数の温調部のいずれか一つを熱盤内管路に選択的に接続する切換手段と、熱盤内管路に接続すべき温調部を選択する選択手段とを有し、複数の温調部の夫々は、熱盤内管路の出入口と接続可能な熱盤外管路と、熱盤外管路内に配置され熱媒を加熱するヒータと、熱盤外管路内に配置され熱媒を輸送するポンプを有し、各温調部の熱盤外管路内の熱媒が夫々異なる設定温度に維持されるよう制御されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を加熱プレスして樹脂成形製品を製造するプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路基板やＩＣプラスチックカード等の板状の樹脂成形製品を製造するために、特許文献１に記載されているもののようなプレス装置が使用される。プレス装置は、温度調整された少なくとも２枚の熱盤を有し、この熱盤間で、樹脂シートや銅箔などを積層した被加工物を加熱プレスして樹脂成形製品を製造する。
【０００３】
熱盤の温度を調整する方法としては、熱盤内に管路を形成し、この管路を含む循環経路内に温度調整された熱媒を循環させる方法等がある。熱媒の加熱は、循環経路内に設けられたヒータに熱媒を通すことによって行われる。加熱時の熱盤の温度調整は、ヒータの出力を調整することによって行われる。熱盤の冷却は、循環経路内を循環する熱媒の一部をクーラに通すことによって行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１９７０４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来のプレス装置においては、熱盤の温度を調整する際は、熱盤自身に加えて、循環経路内を流れる全ての熱媒、ヒータ及び熱媒を循環させるポンプの温度を変化させることになる。すなわち、熱盤を加熱する際は、熱盤自身を加熱させるためのエネルギに加え、熱媒、ヒータ及びポンプを加熱するためのエネルギを必要とする。
【０００６】
このように、従来のプレス装置においては、ヒータが生成する熱エネルギの一部が、熱媒、ヒータ及びポンプを加熱するために使用されてしまうため、高い加熱速度で熱盤を加熱しようとする場合は、熱盤の熱容量に対して十分に出力の高いヒータを必要とする。
【０００７】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は比較的低出力のヒータにて、高い温度上昇速度で熱盤を加熱可能なプレス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明のプレス装置は、複数の温調部であってそのいずれか１つを熱盤内管路に接続することによって熱媒の主循環経路内を形成するものと、複数の温調部のいずれか１つを熱盤内管路に選択的に接続する切換手段と、熱盤内管路に接続すべき温調部を選択する選択手段とを有し、複数の温調部の夫々は、熱盤内管路の出入口と接続可能な熱盤外管路と、熱盤外管路内に配置され熱媒を加熱するヒータと、熱盤外管路内に配置され熱媒を輸送するポンプを有し、各温調部の熱盤外管路内の熱媒が夫々異なる設定温度に維持されるよう制御されている。
【０００９】
好ましくは、温調部が前記設定温度が夫々第１の温度及び第１の温度よりも高い第２の温度に設定されている第１及び第２の温調部を有し、選択手段は、第１の温調部が前記熱盤内回路に接続されて所定時間が経過した後に、第２の温調部を前記接続すべき温調部として選択する。
【００１０】
さらに好ましくは、温調部が少なくとも３つの温調部を有し、第１及び第２の温調部以外の温調部の設定温度が、１の温度よりも低いか第２の温度よりも高い温度に設定されている。
【００１１】
また、温調部が、熱盤外管路のヒータ及びポンプの上流側と下流側をバイパスするバイパス管を有し、選択手段によって選択されていない温調部内の熱媒は、熱盤外管路と前記バイパス管とによって形成される副循環経路内を循環するよう構成することが好ましい。
【００１２】
より好ましくは、バイパス管の中途には開閉弁が設けられており、選択手段は、開閉弁を制御して、選択された温調部のバイパス管に熱媒が流れないようにする構成とする。
【００１３】
また、複数の温調部のうち設定温度が最も低いものは、その熱盤外管路を流れる熱媒を冷却するためのクーラを有する構成とすることが好ましい。
【００１４】
また、選択手段は、熱盤を冷却するときは、設定温度が最も低い温調部を前記熱盤内管路に接続すべき温調部として選択する構成とすることがより好ましい。
【００１５】
さらに好ましくは、前記選択手段は、熱盤を冷却するときは、選択された温調部のヒータを停止する。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように、本発明のプレス装置は、熱媒を加熱しながら循環させるための温調部を複数有する。そして、検出された熱盤の温度に基づいて、温調部の温度変化が小さくなるよう熱盤の熱盤内管路と接続する温調部を選択することにより、温調部自身を加熱するために消費される熱エネルギの量を低く抑えることが可能となる。このため、ヒータから出力される熱エネルギの多くは熱盤の加熱の為に使用されることになり、比較的低出力のヒータであっても高い温度上昇速度で熱盤を加熱することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態のプレス装置の回路図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態のプレス装置を用いて被加工物の加熱プレスを行う手順を示したフロー図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態のプレス装置において、熱盤を低い温度に加熱する際の状態を示す回路図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態のプレス装置において、熱盤を中程度の温度に加熱する際の状態を示す回路図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態のプレス装置において、熱盤を高い温度に加熱する際の状態を示す回路図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態のプレス装置において、熱盤を冷却する際の状態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態のプレス装置の回路図である。本実施形態のプレス装置１は、テーブル定盤６１とクラウン定盤６２の間に複数の熱盤６３、６４及び６５が配置されたものであり、各熱盤の間に被加工物を差し込み、テーブル定盤６１を図示しない駆動機構（油圧シリンダ機構など）によって上昇させて熱盤同士を近接させて、熱盤間で被加工物を加熱プレスする装置である。本実施形態のプレス装置１は、テーブル定盤６１上に固定された下部熱盤６３と、クラウン定盤６２の下に固定された上部熱盤６４と、下部熱盤６３と上部熱盤６４との間に配置された中間熱盤６５を有する、いわゆる多段プレス装置であり、一度に複数組の被加工物を加熱プレスすることができるようになっている。なお、図１においては、中間熱盤６５は１枚しか示されていないが、上部熱盤６４と下部熱盤６３の間に複数枚の中間熱盤６５を上下に並べて配置することも可能である。
【００１９】
熱盤６３〜６５の内部には、蛇行する熱盤内管路６３ａ〜６５ａが設けられている。熱盤内管路６３ａ〜６５ａの入口は、熱盤の外側に配置されている熱媒分岐部４３と接続されている。同様に、熱盤内管路６３ａ〜６５ａの出口は、熱盤の外側に配置されている熱媒合流部４４と接続されている。
【００２０】
図１に示されるように、熱媒分岐部４３及び熱媒合流部４４は、高温温調部１０、中温温調部２０、及び低温温調部３０と接続されている。
【００２１】
高温温調部１０は、ポンプ１１及び外部ヒータシステム１２を有している。ポンプ１１は、熱媒合流部４４に接続されている上流側管路１４から、熱媒分岐部４３に接続されている下流側管路１３へ熱媒を輸送することできるようになっている。外部ヒータシステム１２は、ポンプ１１の上流側に配置されており、プレス装置１のコントローラ５１は、上流側管路１４から下流側管路１３に向かって流れる熱媒の温度（設定温度）が、３００から４００℃の間に定められる高温設定温度に維持されるよう、外部ヒータシステム１２の出力を制御している。なお、高温設定温度の高さは、被加工物の材質や形状等から決まる成形プロファイルに応じて、適宜設定変更可能となっている。
【００２２】
下流側管路１３及び上流側管路１４の中途には、夫々下流側開閉弁ＳＶ１１及び上流側開閉弁ＳＶ１３が設けられている。下流側開閉弁ＳＶ１１及び上流側開閉弁ＳＶ１３が開いている状態では、外部ヒータシステム１２によって温度調整された熱媒は、下流側管路１３及び熱媒分岐部４３を介して熱盤内管路６３ａ〜６５ａに輸送されて熱盤を加熱した後、熱媒合流部４４及び上流側管路１４を介して外部ヒータシステム１２に戻る。すなわち、下流側開閉弁ＳＶ１１及び上流側開閉弁ＳＶ１３が開いて熱盤内管路６３ａ〜６５ａに高温温調部１０が接続された状態では、熱盤内管路６３ａ〜６５ａ及び高温温調部１０によって形成される主循環経路内を、外部ヒータシステム１２によって温度調整された熱媒が循環し、熱盤の加熱が行われる。
【００２３】
また、下流側管路１３において下流側開閉弁ＳＶ１１とポンプ１１の間と、上流側管路１４において上流側開閉弁ＳＶ１３と外部ヒータシステム１２との間には、バイパス管１５が設けられている。また、バイパス管１５の中途には、バイパス用開閉弁ＳＶ１２が設けられている。下流側開閉弁ＳＶ１１及び上流側開閉弁ＳＶ１３が閉じ、且つバイパス用開閉弁ＳＶ１２が開いている状態では、ポンプ１１によって輸送される熱媒は、熱媒内管路６３ａ〜６５ａには向かわず、バイパス管１５を通って外部ヒータシステム１２に戻る。すなわち、この状態では、熱媒はバイパス管１５を含む副循環経路内を循環することになる。この状態では、循環する熱媒から装置外部へ移動する熱の量は小さく、熱媒の温度を高温に維持するために必要な外部ヒータシステム１２の出力は低く抑えられる。
【００２４】
中温温調部２０は、ポンプ２１及び外部ヒータシステム２２を有している。ポンプ２１は、熱媒合流部４４に接続されている上流側管路２４から、熱媒分岐部４３に接続されている下流側管路２３へ熱媒を輸送することできるようになっている。外部ヒータシステム２２は、ポンプ２１の上流側に配置されており、コントローラ５１は、上流側管路２４から下流側管路２３に向かって流れる熱媒の温度（設定温度）が、１００〜２００℃の間に定められる中温設定温度に維持されるよう、外部ヒータシステム２２を制御している。なお、中温設定温度の高さは、被加工物の材質や形状等から決まる成形プロファイルに応じて、適宜設定変更可能となっている。
【００２５】
下流側管路２３及び上流側管路２４の中途には、夫々下流側開閉弁ＳＶ２１及び上流側開閉弁ＳＶ２３が設けられている。下流側開閉弁ＳＶ２１及び上流側開閉弁ＳＶ２３が開いている状態では、外部ヒータシステム２２によって温度調整された熱媒は、下流側管路２３及び熱媒分岐部４３を介して熱盤内管路６３ａ〜６５ａに輸送されて熱盤を加熱した後、熱媒合流部４４及び上流側管路２４を介して外部ヒータシステム２２に戻る。すなわち、下流側開閉弁ＳＶ２１及び上流側開閉弁ＳＶ２３が開いて熱盤内管路６３ａ〜６５ａに中温温調部２０が接続された状態では、熱盤内管路６３ａ〜６５ａ及び中温温調部２０によって形成される主循環経路内を、外部ヒータシステム２２によって温度調整された熱媒が循環し、熱盤の加熱が行われる。
【００２６】
また、下流側管路２３において下流側開閉弁ＳＶ２１とポンプ２１の間と、上流側管路２４において上流側開閉弁ＳＶ２３と外部ヒータシステム２２との間には、バイパス管２５が設けられている。また、バイパス管２５の中途には、バイパス用開閉弁ＳＶ２２が設けられている。下流側開閉弁ＳＶ２１及び上流側開閉弁ＳＶ２３が閉じ、且つバイパス用開閉弁ＳＶ２２が開いている状態では、ポンプ２１によって輸送される熱媒は、熱媒内管路６３ａ〜６５ａには向かわず、バイパス管２５を通って外部ヒータシステム２２に戻る。すなわち、この状態では、熱媒はバイパス管２５を含む副循環経路内を循環することになる。この状態では、循環する熱媒から装置外部へ移動する熱の量は小さく、熱媒の温度を注程度の温度に維持するために必要な外部ヒータシステム２２の出力は低く抑えられる。
【００２７】
低温温調部３０は、ポンプ３１及び外部ヒータシステム３２を有している。ポンプ３１は、熱媒合流部４４に接続されている上流側管路３４から、熱媒分岐部４３に接続されている下流側管路３３へ熱媒を輸送することができるようになっている。外部ヒータシステム３２は、ポンプ３１の上流側に配置されており、プレス装置１のコントローラ５１は、上流側管路３４から下流側管路３３に向かって流れる熱媒の温度（設定温度）が、５０〜１００℃の間に定められる低温設定温度に維持されるよう、外部ヒータシステム３２の出力を制御している。なお、低温設定温度の高さは、被加工物の材質や形状等から決まる成形プロファイルに応じて、適宜設定変更可能となっている。
【００２８】
下流側管路３３及び上流側管路３４の中途には、夫々下流側開閉弁ＳＶ３１及び上流側開閉弁ＳＶ３３が設けられている。下流側開閉弁ＳＶ３１及び上流側開閉弁ＳＶ３３が開いている状態では、外部ヒータシステム３２によって温度調整された熱媒は、下流側管路３３及び熱媒分岐部４３を介して熱盤内管路６３ａ〜６５ａに輸送されて熱盤を加熱した後、熱媒合流部４４及び上流側管路３４を介して外部ヒータシステム３２に戻る。すなわち、下流側開閉弁ＳＶ３１及び上流側開閉弁ＳＶ３３が開いて熱盤内管路６３ａ〜６５ａに低温温調部３０が接続された状態では、熱盤内管路６３ａ〜６５ａ及び低温温調部３０によって形成される主循環経路内を、外部ヒータシステム３２によって温度調整された熱媒が循環し、熱盤の加熱が行われる。
【００２９】
また、下流側管路３３において下流側開閉弁ＳＶ３１とポンプ３１の間と、上流側管路３４において上流側開閉弁ＳＶ３３と外部ヒータシステム３２との間には、バイパス管３５が設けられている。また、バイパス管３５の中途には、バイパス用開閉弁ＳＶ３２が設けられている。下流側開閉弁ＳＶ３１及び上流側開閉弁ＳＶ３３が閉じ、且つバイパス用開閉弁ＳＶ３２が開いている状態では、ポンプ３１によって輸送される熱媒は、熱媒内管路６３ａ〜６５ａには向かわず、バイパス管３５を通って外部ヒータシステム３２に戻る。すなわち、この状態では、熱媒はバイパス管３５を含む副循環経路内を循環することになる。この状態では、循環する熱媒から装置外部へ移動する熱の量は小さく、熱媒の温度を低温に維持するために必要な外部ヒータシステム３２の出力は低く抑えられる。
【００３０】
また、上流側管路３４において外部ヒータシステム３２と上流側開閉弁ＳＣ３３との間には分岐管３８が設けられている。同様に、ポンプ３１と外部ヒータシステム３２との間の配管にも、分岐管３７が設けられている。分岐管３８は、クーラ３９の入口に接続され、分岐管３７は、クーラ３９の出口に接続されている。また、分岐管３８が上流側管路３４から分岐する部分には、三方切換弁ＳＶ３４が設けられている。三方切換弁ＳＶ３４は、上流側管路３４を流れる熱媒を外部ヒータシステム３２とクーラ３９のどちらに送るのかを切り換えるための弁である。熱媒が外部ヒータシステム３２に送られているときは、熱媒はその温度が低温に維持されるよう加熱される一方、熱媒がクーラ３９に送られているときは、熱媒は冷却される。
【００３１】
以上説明した温調部１０、２０及び３０の開閉弁ＳＶ１１〜１３、ＳＶ２１〜２３、ＳＶ３１〜３３、並びに温調部３０の三方切換弁ＳＶ３４は、コントローラ５１によって制御されるようになっている。コントローラ５１は、被加工物の加熱プレスを行う際に、プレス装置１の熱盤に設けられた温度センサの計測結果に基づいてこれらの弁を制御し、熱盤が所望の温度変化をするよう調整する。以下、その方法について説明する。
【００３２】
図２は、本実施形態のプレス装置１によって被加工物の加熱プレスを行い、樹脂成形製品を成形するための手順を示したフロー図である。以下、このフロー図に基づいて加熱プレスの手順を説明する。なお、以下の例においては、被加工物を構成する樹脂材料は、約１５０℃で軟化開始し、約３００℃で硬化開始するものであるため、中温設定温度を１７０℃、高温設定温度を３２０℃としている。また、低温設定温度は、プレス装置１の雰囲気温度（約３０℃）と中温設定温度の略中間の１００℃に設定されている。
【００３３】
最初に、熱盤６３、６４及び６５の間に被加工物を搬入する（ステップＳ１）。次に、テーブル定盤６１を上昇させ、熱盤間に被加工物が挟み込まれるようにする（ステップＳ２）。この時、被加工物に加えられる圧力は、熱盤と被加工物とが軽く接触する程度とし、過度の圧力で軟化する前の被加工物に過度の圧力が加わって破損しないようにする。
【００３４】
次いで、熱盤内回路６３ａ〜６５ａに低温温調部３０を接続する（ステップＳ３）。この時、低温温調部１０の三方切換弁ＳＶ４は、上流側管路３４を流れる熱媒が外部ヒータシステム３２を通過するように切り換えられている。すると、図３に示されるように、低温温調部３０の外部ヒータシステム３２によって加熱された熱媒が、低温温調部３０を含む主循環経路ＭＲ１（太線部）を循環し、この熱媒によって熱盤は低温設定温度まで加熱される。
【００３５】
なお、この時、高温温調部１０の開閉弁ＳＶ１１及びＳＶ１３は閉じ、且つＳＶ１２は開いており、ポンプ１１によって輸送される熱媒は副循環経路ＳＲ１（太線部）を循環している。同様に、中温温調部２０の開閉弁ＳＶ２１及びＳＶ２３は閉じ、且つＳＶ２２は開いており、ポンプ２１によって輸送される熱媒は副循環経路ＳＲ２（太線部）を循環している。
【００３６】
コントローラ５１は、熱盤内回路６３ａ〜６５ａに低温温調部３０を接続後の経過時間を内蔵されたタイマによって計測している。そして、コントローラ５１は、タイマによって計測された時間が熱盤の熱容量及び被加工物の特性によって決まる第１の時間に達した後、被加工物全体が低温設定温度まで加熱されたものと判断し、低温温調部３０の開閉弁ＳＶ３１及びＳＶ３３を閉じ、また、開閉弁ＳＶ３２を開け、低温温調部３０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａから遮断する。そして、中音温調部２０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａに接続する（ステップＳ４）。すると、図４に示されるように、中温温調部２０の外部ヒータシステム２２によって加熱された熱媒が、中温温調部２０を含む主循環経路ＭＲ２（太線部）を循環し、この熱媒によって熱盤は中温設定温度まで加熱される。そして、熱盤によって中温設定温度に加熱された被加工物は軟化する。
【００３７】
なお、この時、高温温調部１０の開閉弁ＳＶ１１及びＳＶ１３は閉じ、且つＳＶ１２は開いているため、ポンプ１１によって輸送される熱媒は副循環経路ＳＲ１を循環している。同様に、低温温調部２０の開閉弁ＳＶ３１及びＳＶ３３は閉じ、且つＳＶ３２は開いているため、ポンプ３１によって輸送される熱媒は副循環経路ＳＲ３（太線部）を循環している。
【００３８】
コントローラ５１は、熱盤内回路６３ａ〜６５ａに中温温調部２０を接続後の経過時間を内蔵されたタイマによって計測している。そして、コントローラ５１は、タイマによって計測された時間が熱盤の熱容量及び被加工物の特性によって決まる第２の時間に達した後、被加工物全体が中温設定温度に達して十分に軟化したものと判断し、コントローラ５１は、テーブル定盤６１を駆動し、被加工物のプレスを開始する（ステップＳ５）。このプレスを行っている最中は、被加工物に加わる圧力が所定のプレス圧に維持されるよう、コントローラ５１はテーブル定盤６１の駆動機構を制御する。
【００３９】
次に、コントローラ５１は、中温温調部２０の開閉弁ＳＶ２１及びＳＶ２３を閉じ、また、開閉弁ＳＶ２２を開け、中温温調部２０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａから遮断する。そして、高温温調部１０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａに接続する（ステップＳ６）。すると、図５に示されるように、高温温調部１０の外部ヒータシステム１２によって加熱された熱媒が、高温温調部１０を含む主循環経路ＭＲ３（太線部）を循環し、この熱媒によって熱盤は高温設定温度まで加熱される。この結果、被加工物は加熱プレスされ、樹脂成形製品が成形される。
【００４０】
次に、コントローラ５１は、高温温調部１０の開閉弁ＳＶ１１及びＳＶ１３を閉じ、また、開閉弁ＳＶ１２を開け、高温温調部１０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａから遮断する。そして、低温温調部３０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａに接続する。さらに、低温温調部３０の上流側管路３４を流れる熱媒がクーラ３９に向かうように、三方切換弁ＳＶ３４を切り換える。すると、図６に示されるように、低温温調部３０を含む主循環経路ＭＲ１（太線部）を循環する熱媒は、クーラ３９によって冷却され、この熱媒によって熱盤は常温まで冷却される（ステップＳ７）。このように、加熱プレスを行った後に、熱盤及び樹脂成形製品を冷却しながらプレスを行うことにより、冷却時に発生しうる樹脂成形製品の反りや変形の無い樹脂成形製品を得ることができる。
【００４１】
コントローラ５１は熱盤の温度を計測する温度センサ５２の検出結果をモニタしており、この検出結果に基づいて、熱盤及び熱盤に挟み込まれている樹脂成形製品が十分に冷却したかどうかを判断している。熱盤及び樹脂成形製品が十分に冷却したものとコントローラ５１が判断すると、コントローラ５１は、テーブル定盤６１を降下させて熱盤同士の間隔を広げる（ステップＳ８）。また、この時点で、低温温調部３０に流れる熱媒の温度は常温まで低下しているため、開閉弁ＳＶ３２を開け、開閉弁ＳＶ３１及びＳＶ３３を閉じて低温温調部３０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａから遮断し、さらに、低温温調部３０の上流側管路３４を流れる熱媒が外部ヒータシステム３２に向かうように三方切換弁ＳＶ３４を切り換えて熱媒の温度を５０〜１００℃程度の低温まで上昇させる。
【００４２】
そして、常温まで冷却された樹脂成形製品を熱盤から取り出す（ステップＳ９）。以上、Ｓ１〜Ｓ９のステップを実行することにより、被加工物の加熱プレスが行われ、樹脂成形製品が得られる。
【００４３】
本実施形態のプレス装置１においては、上記のように、被加工物のプレス成形を行うときは、夫々設定温度の異なる３種類の温調部１０〜３０の中から、設定温度の低いものから順に熱盤の加熱に使用する温調部として使用する。このため、熱盤を加熱する際の温調部自身の温度変化が比較的小さくなり、温調部自身を加熱するために消費される熱エネルギの量を低く抑えることが可能となる。このため、外部ヒータシステムから出力される熱エネルギの多くは熱盤の加熱の為に使用されることになり、比較的低出力の外部ヒータシステムであっても高い温度上昇速度で熱盤を加熱することができるようになる。また、使用されない温調部内の熱媒は副巡回経路内を循環しているため、熱媒から装置外部に放出される熱の量は低く抑えられるため、この時は、温調部の外部ヒータシステムの出力は低くなる。このように、本実施形態のプレス装置１においては、装置外部に放出される熱は比較的小さくなり、一回の加熱プレス毎に外部ヒータシステムが消費するエネルギ量は小さく抑えられる。また、加熱複数の温調部を順次切り換える構成となっているため、熱媒や外部ヒータシステム自身を加熱するためのエネルギロスが抑えられ、小出力の外部ヒータシステムであっても素早く熱盤を加熱することができる。
【００４４】
本実施形態においては、温調部の数を３としているが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、温調部が高温用と低温用の２つ、或いは４つ以上の温調部を備える構成としてもよい。また、被加工物の種類によっては、全ての温調部を使用しない場合もある。例えば、軟化温度が１００℃未満であり、成形温度が２００℃未満であるような被加工物を成形する場合は、低温温調部と中温温調部のみが使用される。
【符号の説明】
【００４５】
１ プレス装置
１０ 高温温調部
２０ 中温温調部
３０ 低温温調部
５１ コントローラ
５２ 温度センサ
６３ 下部熱盤
６４ 上部熱盤
６５ 中間熱盤
６３ａ、６４ａ、６５ａ 熱盤内管路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を加熱プレスして樹脂成形製品を製造するプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路基板やＩＣプラスチックカード等の板状の樹脂成形製品を製造するために、特許文献１に記載されているもののようなプレス装置が使用される。プレス装置は、温度調整された少なくとも２枚の熱盤を有し、この熱盤間で、樹脂シートや銅箔などを積層した被加工物を加熱プレスして樹脂成形製品を製造する。
【０００３】
熱盤の温度を調整する方法としては、熱盤内に管路を形成し、この管路を含む循環経路内に温度調整された熱媒を循環させる方法等がある。熱媒の加熱は、循環経路内に設けられたヒータに熱媒を通すことによって行われる。加熱時の熱盤の温度調整は、ヒータの出力を調整することによって行われる。熱盤の冷却は、循環経路内を循環する熱媒の一部をクーラに通すことによって行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１９７０４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来のプレス装置においては、熱盤の温度を調整する際は、熱盤自身に加えて、循環経路内を流れる全ての熱媒、ヒータ及び熱媒を循環させるポンプの温度を変化させることになる。すなわち、熱盤を加熱する際は、熱盤自身を加熱させるためのエネルギに加え、熱媒、ヒータ及びポンプを加熱するためのエネルギを必要とする。
【０００６】
このように、従来のプレス装置においては、ヒータが生成する熱エネルギの一部が、熱媒、ヒータ及びポンプを加熱するために使用されてしまうため、高い加熱速度で熱盤を加熱しようとする場合は、熱盤の熱容量に対して十分に出力の高いヒータを必要とする。
【０００７】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は比較的低出力のヒータにて、高い温度上昇速度で熱盤を加熱可能なプレス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明のプレス装置は、複数の温調部であってそのいずれか１つを熱盤内管路に接続することによって熱媒の主循環経路内を形成するものと、複数の温調部のいずれか１つを熱盤内管路に選択的に接続する切換手段と、熱盤内管路に接続すべき温調部を選択する選択手段とを有し、複数の温調部の夫々は、熱盤内管路の出入口と接続可能な熱盤外管路と、熱盤外管路内に配置され熱媒を加熱するヒータと、熱盤外管路内に配置され熱媒を輸送するポンプを有し、各温調部の熱盤外管路内の熱媒が夫々異なる設定温度に維持されるよう制御されている。
【０００９】
好ましくは、温調部が前記設定温度が夫々第１の温度及び第１の温度よりも高い第２の温度に設定されている第１及び第２の温調部を有し、選択手段は、第１の温調部が前記熱盤内回路に接続されて所定時間が経過した後に、第２の温調部を前記接続すべき温調部として選択する。
【００１０】
さらに好ましくは、温調部が少なくとも３つの温調部を有し、第１及び第２の温調部以外の温調部の設定温度が、１の温度よりも低いか第２の温度よりも高い温度に設定されている。
【００１１】
また、温調部が、熱盤外管路のヒータ及びポンプの上流側と下流側をバイパスするバイパス管を有し、選択手段によって選択されていない温調部内の熱媒は、熱盤外管路と前記バイパス管とによって形成される副循環経路内を循環するよう構成することが好ましい。
【００１２】
より好ましくは、バイパス管の中途には開閉弁が設けられており、選択手段は、開閉弁を制御して、選択された温調部のバイパス管に熱媒が流れないようにする構成とする。
【００１３】
また、複数の温調部のうち設定温度が最も低いものは、その熱盤外管路を流れる熱媒を冷却するためのクーラを有する構成とすることが好ましい。
【００１４】
また、選択手段は、熱盤を冷却するときは、設定温度が最も低い温調部を前記熱盤内管路に接続すべき温調部として選択する構成とすることがより好ましい。
【００１５】
さらに好ましくは、前記選択手段は、熱盤を冷却するときは、選択された温調部のヒータを停止する。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように、本発明のプレス装置は、熱媒を加熱しながら循環させるための温調部を複数有する。そして、検出された熱盤の温度に基づいて、温調部の温度変化が小さくなるよう熱盤の熱盤内管路と接続する温調部を選択することにより、温調部自身を加熱するために消費される熱エネルギの量を低く抑えることが可能となる。このため、ヒータから出力される熱エネルギの多くは熱盤の加熱の為に使用されることになり、比較的低出力のヒータであっても高い温度上昇速度で熱盤を加熱することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態のプレス装置の回路図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態のプレス装置を用いて被加工物の加熱プレスを行う手順を示したフロー図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態のプレス装置において、熱盤を低い温度に加熱する際の状態を示す回路図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態のプレス装置において、熱盤を中程度の温度に加熱する際の状態を示す回路図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態のプレス装置において、熱盤を高い温度に加熱する際の状態を示す回路図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態のプレス装置において、熱盤を冷却する際の状態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態のプレス装置の回路図である。本実施形態のプレス装置１は、テーブル定盤６１とクラウン定盤６２の間に複数の熱盤６３、６４及び６５が配置されたものであり、各熱盤の間に被加工物を差し込み、テーブル定盤６１を図示しない駆動機構（油圧シリンダ機構など）によって上昇させて熱盤同士を近接させて、熱盤間で被加工物を加熱プレスする装置である。本実施形態のプレス装置１は、テーブル定盤６１上に固定された下部熱盤６３と、クラウン定盤６２の下に固定された上部熱盤６４と、下部熱盤６３と上部熱盤６４との間に配置された中間熱盤６５を有する、いわゆる多段プレス装置であり、一度に複数組の被加工物を加熱プレスすることができるようになっている。なお、図１においては、中間熱盤６５は１枚しか示されていないが、上部熱盤６４と下部熱盤６３の間に複数枚の中間熱盤６５を上下に並べて配置することも可能である。
【００１９】
熱盤６３〜６５の内部には、蛇行する熱盤内管路６３ａ〜６５ａが設けられている。熱盤内管路６３ａ〜６５ａの入口は、熱盤の外側に配置されている熱媒分岐部４３と接続されている。同様に、熱盤内管路６３ａ〜６５ａの出口は、熱盤の外側に配置されている熱媒合流部４４と接続されている。
【００２０】
図１に示されるように、熱媒分岐部４３及び熱媒合流部４４は、高温温調部１０、中温温調部２０、及び低温温調部３０と接続されている。
【００２１】
高温温調部１０は、ポンプ１１及び外部ヒータシステム１２を有している。ポンプ１１は、熱媒合流部４４に接続されている上流側管路１４から、熱媒分岐部４３に接続されている下流側管路１３へ熱媒を輸送することできるようになっている。外部ヒータシステム１２は、ポンプ１１の上流側に配置されており、プレス装置１のコントローラ５１は、上流側管路１４から下流側管路１３に向かって流れる熱媒の温度（設定温度）が、３００から４００℃の間に定められる高温設定温度に維持されるよう、外部ヒータシステム１２の出力を制御している。なお、高温設定温度の高さは、被加工物の材質や形状等から決まる成形プロファイルに応じて、適宜設定変更可能となっている。
【００２２】
下流側管路１３及び上流側管路１４の中途には、夫々下流側開閉弁ＳＶ１１及び上流側開閉弁ＳＶ１３が設けられている。下流側開閉弁ＳＶ１１及び上流側開閉弁ＳＶ１３が開いている状態では、外部ヒータシステム１２によって温度調整された熱媒は、下流側管路１３及び熱媒分岐部４３を介して熱盤内管路６３ａ〜６５ａに輸送されて熱盤を加熱した後、熱媒合流部４４及び上流側管路１４を介して外部ヒータシステム１２に戻る。すなわち、下流側開閉弁ＳＶ１１及び上流側開閉弁ＳＶ１３が開いて熱盤内管路６３ａ〜６５ａに高温温調部１０が接続された状態では、熱盤内管路６３ａ〜６５ａ及び高温温調部１０によって形成される主循環経路内を、外部ヒータシステム１２によって温度調整された熱媒が循環し、熱盤の加熱が行われる。
【００２３】
また、下流側管路１３において下流側開閉弁ＳＶ１１とポンプ１１の間と、上流側管路１４において上流側開閉弁ＳＶ１３と外部ヒータシステム１２との間には、バイパス管１５が設けられている。また、バイパス管１５の中途には、バイパス用開閉弁ＳＶ１２が設けられている。下流側開閉弁ＳＶ１１及び上流側開閉弁ＳＶ１３が閉じ、且つバイパス用開閉弁ＳＶ１２が開いている状態では、ポンプ１１によって輸送される熱媒は、熱媒内管路６３ａ〜６５ａには向かわず、バイパス管１５を通って外部ヒータシステム１２に戻る。すなわち、この状態では、熱媒はバイパス管１５を含む副循環経路内を循環することになる。この状態では、循環する熱媒から装置外部へ移動する熱の量は小さく、熱媒の温度を高温に維持するために必要な外部ヒータシステム１２の出力は低く抑えられる。
【００２４】
中温温調部２０は、ポンプ２１及び外部ヒータシステム２２を有している。ポンプ２１は、熱媒合流部４４に接続されている上流側管路２４から、熱媒分岐部４３に接続されている下流側管路２３へ熱媒を輸送することできるようになっている。外部ヒータシステム２２は、ポンプ２１の上流側に配置されており、コントローラ５１は、上流側管路２４から下流側管路２３に向かって流れる熱媒の温度（設定温度）が、１００〜２００℃の間に定められる中温設定温度に維持されるよう、外部ヒータシステム２２を制御している。なお、中温設定温度の高さは、被加工物の材質や形状等から決まる成形プロファイルに応じて、適宜設定変更可能となっている。
【００２５】
下流側管路２３及び上流側管路２４の中途には、夫々下流側開閉弁ＳＶ２１及び上流側開閉弁ＳＶ２３が設けられている。下流側開閉弁ＳＶ２１及び上流側開閉弁ＳＶ２３が開いている状態では、外部ヒータシステム２２によって温度調整された熱媒は、下流側管路２３及び熱媒分岐部４３を介して熱盤内管路６３ａ〜６５ａに輸送されて熱盤を加熱した後、熱媒合流部４４及び上流側管路２４を介して外部ヒータシステム２２に戻る。すなわち、下流側開閉弁ＳＶ２１及び上流側開閉弁ＳＶ２３が開いて熱盤内管路６３ａ〜６５ａに中温温調部２０が接続された状態では、熱盤内管路６３ａ〜６５ａ及び中温温調部２０によって形成される主循環経路内を、外部ヒータシステム２２によって温度調整された熱媒が循環し、熱盤の加熱が行われる。
【００２６】
また、下流側管路２３において下流側開閉弁ＳＶ２１とポンプ２１の間と、上流側管路２４において上流側開閉弁ＳＶ２３と外部ヒータシステム２２との間には、バイパス管２５が設けられている。また、バイパス管２５の中途には、バイパス用開閉弁ＳＶ２２が設けられている。下流側開閉弁ＳＶ２１及び上流側開閉弁ＳＶ２３が閉じ、且つバイパス用開閉弁ＳＶ２２が開いている状態では、ポンプ２１によって輸送される熱媒は、熱媒内管路６３ａ〜６５ａには向かわず、バイパス管２５を通って外部ヒータシステム２２に戻る。すなわち、この状態では、熱媒はバイパス管２５を含む副循環経路内を循環することになる。この状態では、循環する熱媒から装置外部へ移動する熱の量は小さく、熱媒の温度を注程度の温度に維持するために必要な外部ヒータシステム２２の出力は低く抑えられる。
【００２７】
低温温調部３０は、ポンプ３１及び外部ヒータシステム３２を有している。ポンプ３１は、熱媒合流部４４に接続されている上流側管路３４から、熱媒分岐部４３に接続されている下流側管路３３へ熱媒を輸送することができるようになっている。外部ヒータシステム３２は、ポンプ３１の上流側に配置されており、プレス装置１のコントローラ５１は、上流側管路３４から下流側管路３３に向かって流れる熱媒の温度（設定温度）が、５０〜１００℃の間に定められる低温設定温度に維持されるよう、外部ヒータシステム３２の出力を制御している。なお、低温設定温度の高さは、被加工物の材質や形状等から決まる成形プロファイルに応じて、適宜設定変更可能となっている。
【００２８】
下流側管路３３及び上流側管路３４の中途には、夫々下流側開閉弁ＳＶ３１及び上流側開閉弁ＳＶ３３が設けられている。下流側開閉弁ＳＶ３１及び上流側開閉弁ＳＶ３３が開いている状態では、外部ヒータシステム３２によって温度調整された熱媒は、下流側管路３３及び熱媒分岐部４３を介して熱盤内管路６３ａ〜６５ａに輸送されて熱盤を加熱した後、熱媒合流部４４及び上流側管路３４を介して外部ヒータシステム３２に戻る。すなわち、下流側開閉弁ＳＶ３１及び上流側開閉弁ＳＶ３３が開いて熱盤内管路６３ａ〜６５ａに低温温調部３０が接続された状態では、熱盤内管路６３ａ〜６５ａ及び低温温調部３０によって形成される主循環経路内を、外部ヒータシステム３２によって温度調整された熱媒が循環し、熱盤の加熱が行われる。
【００２９】
また、下流側管路３３において下流側開閉弁ＳＶ３１とポンプ３１の間と、上流側管路３４において上流側開閉弁ＳＶ３３と外部ヒータシステム３２との間には、バイパス管３５が設けられている。また、バイパス管３５の中途には、バイパス用開閉弁ＳＶ３２が設けられている。下流側開閉弁ＳＶ３１及び上流側開閉弁ＳＶ３３が閉じ、且つバイパス用開閉弁ＳＶ３２が開いている状態では、ポンプ３１によって輸送される熱媒は、熱媒内管路６３ａ〜６５ａには向かわず、バイパス管３５を通って外部ヒータシステム３２に戻る。すなわち、この状態では、熱媒はバイパス管３５を含む副循環経路内を循環することになる。この状態では、循環する熱媒から装置外部へ移動する熱の量は小さく、熱媒の温度を低温に維持するために必要な外部ヒータシステム３２の出力は低く抑えられる。
【００３０】
また、上流側管路３４において外部ヒータシステム３２と上流側開閉弁ＳＣ３３との間には分岐管３８が設けられている。同様に、ポンプ３１と外部ヒータシステム３２との間の配管にも、分岐管３７が設けられている。分岐管３８は、クーラ３９の入口に接続され、分岐管３７は、クーラ３９の出口に接続されている。また、分岐管３８が上流側管路３４から分岐する部分には、三方切換弁ＳＶ３４が設けられている。三方切換弁ＳＶ３４は、上流側管路３４を流れる熱媒を外部ヒータシステム３２とクーラ３９のどちらに送るのかを切り換えるための弁である。熱媒が外部ヒータシステム３２に送られているときは、熱媒はその温度が低温に維持されるよう加熱される一方、熱媒がクーラ３９に送られているときは、熱媒は冷却される。
【００３１】
以上説明した温調部１０、２０及び３０の開閉弁ＳＶ１１〜１３、ＳＶ２１〜２３、ＳＶ３１〜３３、並びに温調部３０の三方切換弁ＳＶ３４は、コントローラ５１によって制御されるようになっている。コントローラ５１は、被加工物の加熱プレスを行う際に、プレス装置１の熱盤に設けられた温度センサの計測結果に基づいてこれらの弁を制御し、熱盤が所望の温度変化をするよう調整する。以下、その方法について説明する。
【００３２】
図２は、本実施形態のプレス装置１によって被加工物の加熱プレスを行い、樹脂成形製品を成形するための手順を示したフロー図である。以下、このフロー図に基づいて加熱プレスの手順を説明する。なお、以下の例においては、被加工物を構成する樹脂材料は、約１５０℃で軟化開始し、約３００℃で硬化開始するものであるため、中温設定温度を１７０℃、高温設定温度を３２０℃としている。また、低温設定温度は、プレス装置１の雰囲気温度（約３０℃）と中温設定温度の略中間の１００℃に設定されている。
【００３３】
最初に、熱盤６３、６４及び６５の間に被加工物を搬入する（ステップＳ１）。次に、テーブル定盤６１を上昇させ、熱盤間に被加工物が挟み込まれるようにする（ステップＳ２）。この時、被加工物に加えられる圧力は、熱盤と被加工物とが軽く接触する程度とし、過度の圧力で軟化する前の被加工物に過度の圧力が加わって破損しないようにする。
【００３４】
次いで、熱盤内回路６３ａ〜６５ａに低温温調部３０を接続する（ステップＳ３）。この時、低温温調部１０の三方切換弁ＳＶ４は、上流側管路３４を流れる熱媒が外部ヒータシステム３２を通過するように切り換えられている。すると、図３に示されるように、低温温調部３０の外部ヒータシステム３２によって加熱された熱媒が、低温温調部３０を含む主循環経路ＭＲ１（太線部）を循環し、この熱媒によって熱盤は低温設定温度まで加熱される。
【００３５】
なお、この時、高温温調部１０の開閉弁ＳＶ１１及びＳＶ１３は閉じ、且つＳＶ１２は開いており、ポンプ１１によって輸送される熱媒は副循環経路ＳＲ１（太線部）を循環している。同様に、中温温調部２０の開閉弁ＳＶ２１及びＳＶ２３は閉じ、且つＳＶ２２は開いており、ポンプ２１によって輸送される熱媒は副循環経路ＳＲ２（太線部）を循環している。
【００３６】
コントローラ５１は、熱盤内回路６３ａ〜６５ａに低温温調部３０を接続後の経過時間を内蔵されたタイマによって計測している。そして、コントローラ５１は、タイマによって計測された時間が熱盤の熱容量及び被加工物の特性によって決まる第１の時間に達した後、被加工物全体が低温設定温度まで加熱されたものと判断し、低温温調部３０の開閉弁ＳＶ３１及びＳＶ３３を閉じ、また、開閉弁ＳＶ３２を開け、低温温調部３０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａから遮断する。そして、中音温調部２０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａに接続する（ステップＳ４）。すると、図４に示されるように、中温温調部２０の外部ヒータシステム２２によって加熱された熱媒が、中温温調部２０を含む主循環経路ＭＲ２（太線部）を循環し、この熱媒によって熱盤は中温設定温度まで加熱される。そして、熱盤によって中温設定温度に加熱された被加工物は軟化する。
【００３７】
なお、この時、高温温調部１０の開閉弁ＳＶ１１及びＳＶ１３は閉じ、且つＳＶ１２は開いているため、ポンプ１１によって輸送される熱媒は副循環経路ＳＲ１を循環している。同様に、低温温調部２０の開閉弁ＳＶ３１及びＳＶ３３は閉じ、且つＳＶ３２は開いているため、ポンプ３１によって輸送される熱媒は副循環経路ＳＲ３（太線部）を循環している。
【００３８】
コントローラ５１は、熱盤内回路６３ａ〜６５ａに中温温調部２０を接続後の経過時間を内蔵されたタイマによって計測している。そして、コントローラ５１は、タイマによって計測された時間が熱盤の熱容量及び被加工物の特性によって決まる第２の時間に達した後、被加工物全体が中温設定温度に達して十分に軟化したものと判断し、コントローラ５１は、テーブル定盤６１を駆動し、被加工物のプレスを開始する（ステップＳ５）。このプレスを行っている最中は、被加工物に加わる圧力が所定のプレス圧に維持されるよう、コントローラ５１はテーブル定盤６１の駆動機構を制御する。
【００３９】
次に、コントローラ５１は、中温温調部２０の開閉弁ＳＶ２１及びＳＶ２３を閉じ、また、開閉弁ＳＶ２２を開け、中温温調部２０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａから遮断する。そして、高温温調部１０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａに接続する（ステップＳ６）。すると、図５に示されるように、高温温調部１０の外部ヒータシステム１２によって加熱された熱媒が、高温温調部１０を含む主循環経路ＭＲ３（太線部）を循環し、この熱媒によって熱盤は高温設定温度まで加熱される。この結果、被加工物は加熱プレスされ、樹脂成形製品が成形される。
【００４０】
次に、コントローラ５１は、高温温調部１０の開閉弁ＳＶ１１及びＳＶ１３を閉じ、また、開閉弁ＳＶ１２を開け、高温温調部１０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａから遮断する。そして、低温温調部３０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａに接続する。さらに、低温温調部３０の上流側管路３４を流れる熱媒がクーラ３９に向かうように、三方切換弁ＳＶ３４を切り換える。すると、図６に示されるように、低温温調部３０を含む主循環経路ＭＲ１（太線部）を循環する熱媒は、クーラ３９によって冷却され、この熱媒によって熱盤は常温まで冷却される（ステップＳ７）。このように、加熱プレスを行った後に、熱盤及び樹脂成形製品を冷却しながらプレスを行うことにより、冷却時に発生しうる樹脂成形製品の反りや変形の無い樹脂成形製品を得ることができる。
【００４１】
コントローラ５１は熱盤の温度を計測する温度センサ５２の検出結果をモニタしており、この検出結果に基づいて、熱盤及び熱盤に挟み込まれている樹脂成形製品が十分に冷却したかどうかを判断している。熱盤及び樹脂成形製品が十分に冷却したものとコントローラ５１が判断すると、コントローラ５１は、テーブル定盤６１を降下させて熱盤同士の間隔を広げる（ステップＳ８）。また、この時点で、低温温調部３０に流れる熱媒の温度は常温まで低下しているため、開閉弁ＳＶ３２を開け、開閉弁ＳＶ３１及びＳＶ３３を閉じて低温温調部３０を熱盤内回路６３ａ〜６５ａから遮断し、さらに、低温温調部３０の上流側管路３４を流れる熱媒が外部ヒータシステム３２に向かうように三方切換弁ＳＶ３４を切り換えて熱媒の温度を５０〜１００℃程度の低温まで上昇させる。
【００４２】
そして、常温まで冷却された樹脂成形製品を熱盤から取り出す（ステップＳ９）。以上、Ｓ１〜Ｓ９のステップを実行することにより、被加工物の加熱プレスが行われ、樹脂成形製品が得られる。
【００４３】
本実施形態のプレス装置１においては、上記のように、被加工物のプレス成形を行うときは、夫々設定温度の異なる３種類の温調部１０〜３０の中から、設定温度の低いものから順に熱盤の加熱に使用する温調部として使用する。このため、熱盤を加熱する際の温調部自身の温度変化が比較的小さくなり、温調部自身を加熱するために消費される熱エネルギの量を低く抑えることが可能となる。このため、外部ヒータシステムから出力される熱エネルギの多くは熱盤の加熱の為に使用されることになり、比較的低出力の外部ヒータシステムであっても高い温度上昇速度で熱盤を加熱することができるようになる。また、使用されない温調部内の熱媒は副巡回経路内を循環しているため、熱媒から装置外部に放出される熱の量は低く抑えられるため、この時は、温調部の外部ヒータシステムの出力は低くなる。このように、本実施形態のプレス装置１においては、装置外部に放出される熱は比較的小さくなり、一回の加熱プレス毎に外部ヒータシステムが消費するエネルギ量は小さく抑えられる。また、加熱複数の温調部を順次切り換える構成となっているため、熱媒や外部ヒータシステム自身を加熱するためのエネルギロスが抑えられ、小出力の外部ヒータシステムであっても素早く熱盤を加熱することができる。
【００４４】
本実施形態においては、温調部の数を３としているが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、温調部が高温用と低温用の２つ、或いは４つ以上の温調部を備える構成としてもよい。また、被加工物の種類によっては、全ての温調部を使用しない場合もある。例えば、軟化温度が１００℃未満であり、成形温度が２００℃未満であるような被加工物を成形する場合は、低温温調部と中温温調部のみが使用される。
【符号の説明】
【００４５】
１ プレス装置
１０ 高温温調部
２０ 中温温調部
３０ 低温温調部
５１ コントローラ
５２ 温度センサ
６３ 下部熱盤
６４ 上部熱盤
６５ 中間熱盤
６３ａ、６４ａ、６５ａ 熱盤内管路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を熱盤間で加熱プレスするプレス装置であって、熱盤内に形成されており熱媒が通されるようになっている熱盤内管路と、複数の温調部であって、そのいずれか１つを前記熱盤内管路に接続することによって前記熱媒の主循環経路を形成するものと、前記複数の温調部のいずれか１つを前記熱盤内管路に選択的に接続する切換手段と、前記熱盤内管路に接続すべき温調部を選択する選択手段と、を有し、前記複数の温調部の夫々は、前記熱盤内管路の出入口と接続可能な熱盤外管路と、該熱盤外管路内に配置され前記熱媒を加熱するヒータと、該熱盤外管路内に配置され該熱媒を輸送するポンプとを有し、各温調部の熱盤外管路内の熱媒が夫々異なる設定温度に維持されるよう制御されていることを特徴とするもの。
【請求項２】
前記温調部は、前記設定温度が夫々第１の温度及び該第１の温度よりも高い第２の温度に設定されている第１及び第２の温調部を有し、前記選択手段は、前記第１の温調部が前記熱盤内回路に接続されて所定時間が経過した後に、前記第２の温調部を前記接続すべき温調部として選択することを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
【請求項３】
前記温調部は、少なくとも３つの温調部を有し、前記第１及び第２の温調部以外の温調部の設定温度は、前記第１の温度よりも低いか、前記第２の温度よりも高い温度に設定されていることを特徴とする請求項２に記載のプレス装置。
【請求項４】
前記温調部は、前記熱盤外管路の前記ヒータ及びポンプの上流側と下流側をバイパスするバイパス管を有し、前記選択手段によって選択されていない温調部内の熱媒は、前記熱盤外管路と前記バイパス管とによって形成される副循環経路内を循環することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項５】
前記バイパス管の中途には開閉弁が設けられており、前記選択手段は、前記開閉弁を制御して、選択された温調部のバイパス管に熱媒が流れないようにすることを特徴とする請求項４に記載のプレス装置。
【請求項６】
前記複数の温調部のうち前記設定温度が最も低いものは、その熱盤外管路を流れる熱媒を冷却するためのクーラを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項７】
前記選択手段は、前記熱盤を冷却するときは、前記設定温度が最も低い温調部を前記熱盤内管路に接続すべき温調部として選択することを特徴とする請求項６に記載のプレス装置。
【請求項８】
前記選択手段は、前記熱盤を冷却するときは、前記選択された温調部のヒータを停止することを特徴とする請求項７に記載のプレス装置。
【請求項１】
被加工物を熱盤間で加熱プレスするプレス装置であって、熱盤内に形成されており熱媒が通されるようになっている熱盤内管路と、複数の温調部であって、そのいずれか１つを前記熱盤内管路に接続することによって前記熱媒の主循環経路を形成するものと、前記複数の温調部のいずれか１つを前記熱盤内管路に選択的に接続する切換手段と、前記熱盤内管路に接続すべき温調部を選択する選択手段と、を有し、前記複数の温調部の夫々は、前記熱盤内管路の出入口と接続可能な熱盤外管路と、該熱盤外管路内に配置され前記熱媒を加熱するヒータと、該熱盤外管路内に配置され該熱媒を輸送するポンプとを有し、各温調部の熱盤外管路内の熱媒が夫々異なる設定温度に維持されるよう制御されていることを特徴とするもの。
【請求項２】
前記温調部は、前記設定温度が夫々第１の温度及び該第１の温度よりも高い第２の温度に設定されている第１及び第２の温調部を有し、前記選択手段は、前記第１の温調部が前記熱盤内回路に接続されて所定時間が経過した後に、前記第２の温調部を前記接続すべき温調部として選択することを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
【請求項３】
前記温調部は、少なくとも３つの温調部を有し、前記第１及び第２の温調部以外の温調部の設定温度は、前記第１の温度よりも低いか、前記第２の温度よりも高い温度に設定されていることを特徴とする請求項２に記載のプレス装置。
【請求項４】
前記温調部は、前記熱盤外管路の前記ヒータ及びポンプの上流側と下流側をバイパスするバイパス管を有し、前記選択手段によって選択されていない温調部内の熱媒は、前記熱盤外管路と前記バイパス管とによって形成される副循環経路内を循環することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項５】
前記バイパス管の中途には開閉弁が設けられており、前記選択手段は、前記開閉弁を制御して、選択された温調部のバイパス管に熱媒が流れないようにすることを特徴とする請求項４に記載のプレス装置。
【請求項６】
前記複数の温調部のうち前記設定温度が最も低いものは、その熱盤外管路を流れる熱媒を冷却するためのクーラを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項７】
前記選択手段は、前記熱盤を冷却するときは、前記設定温度が最も低い温調部を前記熱盤内管路に接続すべき温調部として選択することを特徴とする請求項６に記載のプレス装置。
【請求項８】
前記選択手段は、前記熱盤を冷却するときは、前記選択された温調部のヒータを停止することを特徴とする請求項７に記載のプレス装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２６４４７７（Ｐ２０１０−２６４４７７Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１７６２６（Ｐ２００９−１１７６２６）
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（０００２４２２４２）北川精機株式会社 (26)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（０００２４２２４２）北川精機株式会社 (26)
【Ｆターム（参考）】
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