(57)【要約】【課題】さらに大量・大面積の被処理物を処理することを可能とするハイブリッドホットプレス装置を提供すること。【解決手段】被処理物Ｗを間に挟む通電発熱体と前記被処理物Ｗの周囲に配設されるヒータ９とを含む加熱装置と、被処理物Ｗを加圧する加圧装置１０とを備えるハイブリッドホットプレス装置１であって、加圧装置１０は、被処理物Ｗと通電発熱体とを間に挟んでそれぞれが同軸上に配置される複数対のプレスラム１０を有し、複数対のプレスラム１０は、一の被処理物Ｗを同時に加圧するように配置され、かつ通電発熱体を通電する電極として電気的に並列となるように接続されることを特徴とする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を間に挟む通電発熱体と前記被処理物の周囲に配設されるヒータとを含む加熱装置と、前記被処理物を加圧する加圧装置とを備えるハイブリッドホットプレス装置であって、
前記加圧装置は、前記被処理物と前記通電発熱体とを間に挟んでそれぞれが同軸上に配置される複数対のプレスラムを有し、
前記複数対のプレスラムは、一の前記被処理物を同時に加圧するように配置され、かつ前記通電発熱体を通電する電極として電気的に並列となるように接続されることを特徴とするハイブリッドホットプレス装置。
【請求項２】
被処理物を間に挟む通電発熱体と前記被処理物の周囲に配設されるヒータとを含む加熱装置と、前記被処理物を加圧する加圧装置とを備えるハイブリッドホットプレス装置であって、
前記加圧装置は、前記被処理物と前記通電発熱体とを間に挟んでそれぞれが同軸上に配置される複数対のプレスラムを有し、
前記複数対のプレスラムは、それぞれの対が一ずつ前記被処理物を加圧するように配置され、かつ前記通電発熱体を通電する電極として電気的に直列となるように接続されることを特徴とするハイブリッドホットプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハイブリッドホットプレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ハイブリッドホットプレス装置は、例えばセラミックスや金属、炭化物、窒化物等の導電性物体の原料粉末或いはそれらの複合材料（被処理物）を、焼結、拡散接合、熱間成形する際に広く用いられるものであり、対象となる材料である被処理物を加熱すると共に通電させながらプレスして焼結、成形等の処理を行うものである。
【０００３】
従来、このようなハイブリッドホットプレス装置としては、例えば特開２０００−０５２０９９号公報に記載されているように、複数の被処理物を上下から挟持する複数対の通電発熱体と、被処理物を側面から囲むモールドと、複数対の通電発熱体を上下から挟持して加圧する一対のプレスラムとを備えた１軸加圧型のものが提案されており、加圧しながら通電することで被処理物を加熱・加圧すると共に、モールドの外部からヒータで加熱することで被処理物を処理することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のハイブリッドホットプレス装置は、プレスラムを一対のみ備えた１軸加圧型であるので、一回のプレスで処理できる被処理物は１軸上に存在する複数の被処理物のみであり、処理量がまだ不十分であるという問題があった。また、１軸加圧型で大面積の被処理物を処理する場合、通電発熱体による加熱ではその中心部の温度が最も高くなる傾向にあるので、被処理物を加熱する際の温度の均一性を確保することが困難であるという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、さらに大量・大面積の被処理物を処理することを可能とするハイブリッドホットプレス装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、被処理物を間に挟む通電発熱体と前記被処理物の周囲に配設されるヒータとを含む加熱装置と、前記被処理物を加圧する加圧装置とを備えるハイブリッドホットプレス装置であって、前記加圧装置は、前記被処理物と前記通電発熱体とを間に挟んでそれぞれが同軸上に配置される複数対のプレスラムを有し、前記複数対のプレスラムは、一の前記被処理物を同時に加圧するように配置され、かつ前記通電発熱体を通電する電極として電気的に並列となるように接続されることを特徴とする。
【０００７】
この発明に係るハイブリッドホットプレス装置によれば、加圧装置は、被処理物と通電発熱体とを間に挟んでそれぞれが同軸上に配置される複数対のプレスラムを有しており、この複数対のプレスラムは、一の被処理物を同時に加圧するように配置され、かつ通電発熱体を通電する電極として電気的に並列となるように接続されるので、複数対のプレスラムにまたがる大面積を有する被処理物をホットプレスする際、被処理物は、同期された複数対のプレスラムによりプレス面に対してほぼ均一に加熱・加圧される。したがって、複数対のプレスラムがそれぞれ通電発熱体を通電するので、中心部の温度が高くなる傾向にあるプレスラムの通電による加熱においても、加熱斑を抑えて大面積を有する被処理物をホットプレスすることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、被処理物を間に挟む通電発熱体と前記被処理物の周囲に配設されるヒータとを含む加熱装置と、前記被処理物を加圧する加圧装置とを備えるハイブリッドホットプレス装置であって、前記加圧装置は、前記被処理物と前記通電発熱体とを間に挟んでそれぞれが同軸上に配置される複数対のプレスラムを有し、前記複数対のプレスラムは、それぞれの対が一ずつ前記被処理物を加圧するように配置され、かつ前記通電発熱体を通電する電極として電気的に直列となるように接続されることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係るハイブリッドホットプレス装置によれば、加圧装置は、被処理物と通電発熱体とを間に挟んでそれぞれが同軸上に配置される複数対のプレスラムを有しており、この複数対のプレスラムは、それぞれの対が一ずつ被処理物を加圧するように配置され、かつ通電発熱体を通電する電極として電気的に直列となるように接続されるので、異なる被処理物を同時にホットプレスする際、異なる被処理物は、複数対ある各プレスラムにより加熱・加圧される。したがって、異なる被処理物を一回のバッチ処理で同時に処理することができると共に、一回のバッチ処理で大量の被処理物を処理することができる。また、この際、複数対のプレスラムは、直列に接続されているので、複数対のプレスラムに供給する電流は一対のプレスラムに供給する電流と同じでよいことから、電源設備にかかるコスト増を抑えることができ、操業コストを抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態を示す図である。
図１において、ハイブリッドホットプレス装置１は、置換室２と、ホットプレス室３と、冷却室４とが真空シールドア５ａ〜５ｄを介して連設されたものであり、ハイブリッドホットプレス装置１内には、搬送トレー８上に載置されたワーク（被処理物）Ｗが置換室２側から冷却室４側へ向けて搬送されるよう、不図示の搬送装置が設けられている。
【００１１】
置換室２は、その内部に設けられた不図示のヒータによりワークＷを予熱するものであり、真空シールドア５ａと断熱兼真空シールドア（真空シールドア）５ｂとを開閉することによって、それぞれ外部とホットプレス室３との気密性が保たれるようになっている。ホットプレス室３は、ヒータ９によりワークＷを加熱すると共に、プレスラム（加圧装置）１０によりワークＷを加圧するものであり、断熱兼真空シールドア５ｂと断熱兼真空シールドア（真空シールドア）５ｃとを開閉することによって、それぞれ置換室２と予熱室４との気密性が保たれるようになっている。冷却室４は、ホットプレス室３にて処理されたワークＷを冷却するものであり、断熱兼真空シールドア５ｃと真空シールドア５ｄとを開閉することによって、それぞれホットプレス室３と外部との気密性が保たれるようになっている。また、置換室２の上流側と冷却室４の下流側には、それぞれ装入側外部搬送装置６と抽出側外部搬送装置７とが設けられている。
【００１２】
ホットプレス室３内には、図２に示すように、同一軸上の上下一対を１軸とする３軸のプレスラム（複数対のプラスラム）１０とヒータ９と断熱材１１とが設けられている。プレスラム１０は、ワークＷを上下から挟持して加圧するものであり、上下のプレスラム１０間には、上部プレスラム１０ａの下方と下部プレスラム１０ｂの上方とにそれぞれ通電発熱体１２が設けられている。ワークＷは、この通電発熱体１２の間に配置されている。ヒータ９は、ワークＷを外部から加熱するものであり、断熱材１１は、ホットプレス室３内で発生する熱を外部へ伝えにくくするものである。また、ヒータ９と通電発熱体１２とが、加熱装置を構成する。
【００１３】
上下のプラスラム１０ａ、１０ｂは、それぞれ上下のプレスフレーム１３ａ、１３ｂに取り付けられると共に、例えば油圧駆動によって、各軸上を上下方向に移動可能に構成されている。プレスラム１０ａ内には、プレス用シリンダ１４ａが設けられており、プレス用シリンダ１４ａには、各プレスラム１０ａを同期させて動作させる不図示の同期装置が設けられている。また、プレス用シリンダ１４ａには、電極１５ａが形成されており、プレスラム１０ｂの下端部には、電極１５ｂが形成されている。
【００１４】
電極１５ａ同士と電極１５ｂ同士とは、図３に示すように、電気的に並列となるようにそれぞれ結線されており、結線された電極１５ａと電極１５ｂとは、ラム通電装置１６へと接続されている。ラム通電装置１６は、例えば交流電源設備によって構成され、プレスラム１０ａとプレスラム１０ｂとを電極として通電することで、その間に位置する通電発熱体１２を発熱させ、ワークＷを加熱するものである。
【００１５】
次に、上記の構成からなるハイブリッドホットプレス装置１の動作について説明する。
まず、ワークＷの載置されたトレー８を装入側外部搬送装置６上に載置すると、真空シールドア５ａが開き、ワークＷは、不図示の搬送装置によって置換室２内へ搬送されてそこで予熱が行われる。予熱が行われた後、ワークＷは、ホットプレス室３へ搬送され、断熱兼真空シールドア５ｂ、５ｃが閉じた後、ヒータ９によって加熱されると共に、プレスラム１０によって加熱・加圧される。
【００１６】
この際、ワークＷは、不図示の同期装置によって同期された複数対のプレスラム１０によりワークＷのプレス面に対してほぼ均一に加圧されると共に、ラム通電装置１６から電力が供給されたプレスラム１０が通電され、通電発熱体１２が発熱することによってほぼ均一に加熱される。また、ワークＷは、ワークＷの抵抗に応じてそのものが発熱することもあり、その場合はワークＷ自身の熱によっても加熱される。このように、ワークＷは、ヒータ９によって加熱されると共に、通電発熱体１２、ワークＷの抵抗に応じてワークＷ自身によってほぼ均一に加熱され、さらに同期された複数対のプレスラム１０によってほぼ均一に加圧されることで、焼結、成形等の処理が行われる。
【００１７】
ホットプレス室３内で処理が行われた後、断熱兼真空シールドア５ｃが開き、ワークＷは、不図示の搬送装置によって搬送されて冷却室４へと搬送され、そこで冷却される。ワークＷが冷却された後、真空シールドア５ｄが開き、ワークＷは、不図示の搬送装置によって抽出側外部搬送装置７へ搬送される。かくして、一回分の処理が終了する。このような一回分のバッチ処理を繰り返すことにより、連続的にバッチ処理が行われるが、この際、置換室２、ホットプレス室３、冷却室４の各室で、同時に処理が行われる。
【００１８】
上記の構成によれば、複数対のプレスラム１０にまたがる大面積を有するワークＷをホットプレスする際、ワークＷは、同期された複数対のプレスラム１０によりワークＷのプレス面に対してほぼ均一に加熱・加圧される。この際、プレスラム１０が複数に分割されていることにより、各プレスラム１０が通電発熱体１２を通電するので、加熱斑を抑えて大面積を有するワークＷを処理することができる。
【００１９】
次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。図５は、この発明の第２の実施の形態を示す図である。
第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、電極１５ａ、１５ｂが、電気的に直列となるように接続されている点である。
【００２０】
図５において、複数対のプレスラム１０は、４軸のプレスラム１０によって構成されている。電極１５ａと電極１５ｂとは、電気的に直列となるように結線されており、結線された電極１５ａと電極１５ｂとは、ラム通電装置１６へと接続されている。ラム通電装置１６は、第１の実施の形態と同様に、例えば交流電源設備によって構成され、プレスラム１０ａとプレスラム１０ｂとを電極として通電することで、その間に位置する通電発熱体１２を発熱させ、ワークＷを加熱するものである。その他の部分については、第１の実施の形態と同一であるが、同期装置は、必ずしも必要とせず、また、ワークＷは、複数個あってよく、この際、複数のワークＷは、種類が異なる多品種のものでよい。
【００２１】
上記の構成からなるハイブリッドホットプレス装置１においては、複数ある多品種のワークＷは、それぞれが一対のプレスラム１０によって加圧されると共に、ラム通電装置１６から電力が供給されたプレスラム１０が通電され、通電発熱体１２が発熱することによって加熱される。また、ワークＷは、ワークＷの抵抗に応じてそのものが発熱することもあり、その場合はワークＷ自身の熱によっても加熱される。このように、ワークＷは、ヒータ９によって加熱されると共に、通電発熱体１２、ワークＷの抵抗に応じてワークＷ自身によって加熱され、さらに複数対のプレスラム１０によって加圧されることで、複数ある多品種のワークＷに対して同時に焼結、成形等の処理が行われる。
【００２２】
上記の構成によれば、複数ある多品種のワークＷを同時にホットプレスする際、複数ある多品種のワークＷは、複数対ある各プレスラム１０により同時に加熱・加圧されるので、複数ある多品種のワークＷを一回のバッチ処理で同時に処理することができると共に、一回のバッチ処理で大量のワークＷを処理することができる。また、この際、複数対のプレスラム１０は、直列に接続されているので、複数対のプレスラム１０に供給する電流は一対のプレスラム１０に供給する電流と同じでよいことから、電源設備にかかるコスト増を抑えることができ、操業コストを抑えて処理することができる。
【００２３】
なお、上記の実施の形態では、プレスラム１０間に配置されるワークＷの数について特に言及しなかったが、このワークＷは、プレスラム１０の軸方向に沿って複数個配置してよく、その場合、各ワークＷを通電発熱体１２で挟持してよい。つまり、プレスラム１０の間に３つ以上の通電発熱体１２を設けてよい。このような構成とすることで、さらに大量・多品種のワークＷを一回のバッチ処理で同時に処理することができる。
【００２４】
また、上記の実施の形態では、ワークＷは通電発熱体１２によって挟持されていたが、この際、ワークＷと通電発熱体１２との間に、熱伝導率のよい均熱板を設けてよい。この実施の形態においては、通電発熱体１２から発せられる熱は、均熱板によってプレスラム１０の軸方向に直行する方向にほぼ均等に分布し、プレスラム１０の軸方向に直行する方向の温度斑が抑えられる。したがって、より均一にワークＷを加熱することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、プレスラムが複数対あることにより、各プレスラムが通電発熱体を通電するので、加熱斑を抑えて大面積を有する被処理物を処理することができる。
【００２６】
また、請求項２に係る発明によれば、複数の被処理物を一回のバッチ処理で同時に処理することができると共に、一回のバッチ処理で大量の被処理物を処理することができる。また、複数対のプレスラムに供給する電流は一対のプレスラムに供給する電流と同じでよいことから、電源設備にかかるコスト増を抑えることができ、操業コストを抑えて処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るハイブリッドホットプレス装置を示す概略正面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係るハイブリッドホットプレス装置におけるホットプレス室を示す概略側面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態に係るプレスラムの結線を示す概略図である。
【図４】この発明の第１の実施形態に係るホットプレス室の概略平面図である。
【図５】この発明の第２の実施形態に係るプレスラムの結線を示す概略図である。
【図６】この発明の第２の実施形態に係るホットプレス室の概略平面図である。
【符号の説明】
１　　　ハイブリッドホットプレス装置
９　　　ヒータ（加熱装置）
１０、１０ａ、１０ｂ　　　プレスラム（加圧装置）
１２　　　通電発熱体（加熱装置）
１５ａ、１５ｂ　　　電極
Ｗ　　　ワーク（被処理物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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