CN102137752A

CN102137752A - 冲压装置

Info

Publication number: CN102137752A
Application number: CN2009801339208A
Authority: CN
Inventors: 内田雅敏; 冈崎静明
Original assignee: KITAGAWASEIKI CO Ltd
Current assignee: KITAGAWASEIKI CO Ltd; Kitagawa Seiki KK
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2011-07-27
Also published as: TW201008766A; WO2010024220A1; JPWO2010024220A1; TWI422483B; JP5171957B2

Abstract

本发明提供一种冲压装置，其在热盘间热冲压被加工物后，在加压被加工物的状态下冷却热盘，冷冲压被加工物。该冲压装置具备：热介质循环路径，通过热盘内与热盘进行热交换的热介质循环于其中；使热介质在热介质循环路径内循环的泵；将热介质加热的加热机构；第一分支路径，其从热介质循环路径分支后再返回热介质循环路径；蓄热机构，其设置于第一分支路径内，与通过分支路径的热介质之间进行热交换；第二分支路径，其从热介质循环路径分支后再返回热介质循环路径；冷却机构，其设置于第二分支路径内，冷却通过分支路径的热介质；第一温度检测机构，其检测热介质循环路径内的热介质或热盘的温度；第二温度检测机构，其检测蓄热机构的温度；和循环路径控制机构，其根据由第一温度检测机构和第二温度检测机构检测出的温度，控制热介质向第一分支路径和第二分支路径流动。

Description

冲压装置

技术领域

本发明涉及一种在热盘间将被加工物冲压成形的冲压装置。

背景技术

将预浸板(prepreg sheet)等的树脂材料与铜箔堆叠形成的被加工物在热盘间加热和加压(热冲压)而形成印刷电路板等制品的冲压装置已得到广泛使用。使用此种冲压装置将制品成形时，为了避免在热冲压后冷却制品时，制品因热应力而产生翘曲或歪曲等，进行在热盘间冲压制品的状态下冷却的冷冲压。

在日本特开2002-153999号(日本公开专利公报)等中提出有使用相同热盘进行热冲压与冷冲压的装置。记载于日本特开2002-153999号的冲压装置是使热介质通过泵等在通过热盘内的热介质循环流路中循环，并且通过加热器和冷却器控制热介质的温度，能够进行热盘的加热与冷却。

发明内容

在如上述使用相同热盘交替进行热冲压与冷冲压的冲压装置中，因为每进行一次冲压成形，需要通过加热器供给将热盘从常温加热至成形温度用的热能，所以加热器的耗电量高。换言之，因为热冲压时从加热器供给的热在冷冲压时被排出系统外，所以每一次使制品成形时均产生大量的废热，热能的利用效率并不高。

本发明是鉴于上述情况而实现，目的在于提供一种热能的利用效率高的冲压装置。

根据本发明的实施方式提供一种冲压装置，其在热盘间加压被加工物的状态下使该热盘的温度变化，连续进行热冲压与冷冲压。该冲压装置的特征在于，具备：热介质循环路径，其一部分是由形成于热盘内的流路构成，用于调整该热盘的温度的热介质循环于其中；使热介质在热介质循环路径内循环的泵；将热介质加热的加热机构；第一分支路径，其从热介质循环路径分支后再返回热介质循环路径；蓄热机构，其设置于第一分支路径内，与通过分支路径的热介质之间进行热交换；第二分支路径，其从热介质循环路径分支后再返回热介质循环路径；冷却机构，其设置于第二分支路径内，冷却通过分支路径的热介质；第一温度检测机构，其检测热介质循环路径内的热介质或热盘的温度；第二温度检测机构，其检测蓄热机构的温度；和循环路径控制机构，其根据由第一温度检测机构和第二温度检测机构检测出的温度，控制热介质向第一分支路径和第二分支路径流动；循环路径控制机构以如下方式控制热介质的流动：在开始冷冲压时，使热介质流入第一分支路径，使蓄热机构储存热，然后在开始热冲压时，利用热介质流入第一分支路径而储存于蓄热机构的热来加热热介质。

采用上述实施方式时，能够通过使热冲压步骤时供给至热盘的热的一部分在冷冲压时蓄热于蓄热机构，进行热盘的冷却，在进行后面的被加工物的热冲压时，将蓄热于蓄热机构的热送至热盘而将热盘加热。因而，一次的成形中的废热量与制品成形所需要的热量相比减少了蓄热材料的蓄热量的量。另外，因为加热机构的发热量被抑制了蓄热材料的蓄热量的量，所以能够实现加热机构的消耗能量小的冲压装置。

在上述实施方式中，循环路径控制机构优选以如下方式控制热介质的流动：为了冷冲压而降低热介质的温度时，使热介质流入第一分支路径后，使热介质流入第二分支路径。另外，循环路径控制机构优选如下方式控制热介质的流动：在判断为热介质循环路径内的热介质或热盘的温度与蓄热机构的温度形成接近于平衡状态的状态时，不使热介质流入第一热介质分支路径。另外，循环路径控制机构优选以如下方式控制热介质的流动：循环路径控制机构为了热冲压而提高热介质的温度时，在使热介质流入第一分支路径时不使加热机构动作，在未使热介质流入第一分支路径时使加热机构动作。另外，循环路径控制机构优选以如下方式控制热介质的流动：在进行热介质与蓄热机构之间的热的移动时，使在热介质循环路径中循环的全部热介质流入第一分支路径。

如上述这样构成循环路径控制机构时，能够有效利用储存于蓄热机构的热能。

上述实施方式的冲压装置优选在第一分支路径中还具备设置于蓄热机构的第一流量调整阀，循环路径控制机构能够通过控制第一流量调整阀的开度，调整流入第一分支路径的热介质的流量，对蓄热机构的温度进行控制。进而，循环路径控制机构以如下方式控制第一流量调整阀的开度：在热盘的温度被维持在成形温度期间，使热介质的一部分流入上述第一分支路径。

如上述这样构成循环路径控制机构时，从开始热冲压至热盘的温度达到成形温度的时间变短，能够以短时间制造更多制品。

上述实施方式的冲压装置也可以还具备从热盘的上游侧的热介质循环路径分支而朝向冷却机构的第三分支路径；和设置于第三分支路径的第二流量调整阀。在该情况下，循环路径控制机构通过控制第二流量调整阀的开度，调整绕过热盘而流向冷却机构的热介质的流量。进而，循环路径控制机构在热冲压时，以使热盘的温度被维持在被加工物的成形温度的方式控制第二流量调整阀的开度；在冷冲压时，以使热盘的温度被维持在常温的方式控制第二流量调整阀的开度。

如上述这样构成循环路径控制机构时，能够以良好的精度将热盘保持在一定温度。

另外，优选循环路径控制机构在热冲压时，在热介质循环路径内的热介质或热盘的温度达到被加工物的成形温度之前，完全关闭第二流量调整阀；在冷冲压时，在热介质循环路径内的热介质或热盘的温度达到常温之前，完全关闭流量调整阀。

如上述这样构成循环路径控制机构时，能够使热盘的温度急速变化，快速达到成形温度或常温。

在本发明的一种实施方式中，加热机构是内置于热盘的加热器。

在该情况下，因为加热机构容纳于热盘内，所以无须另行确保加热机构的设置空间，而实现小型且简单结构的冲压装置。

在本发明另外的实施方式中，加热机构是在热盘外部能够加热热介质的加热器。

在该情况下，所使用的加热器的种类、尺寸等的限制被缓和，加热器的选择范围扩大，能够选择更适于性能、成本的加热器。

在本发明的一种实施方式中，蓄热机构也可以具有由包括铜、铝、铁中的至少一个的材料所形成的蓄热板。

蓄热机构采用这样的简单结构的显热型热交换器时，能够廉价实现热特性良好的蓄热机构。另外，在该情况下，蓄热板优选被隔热材料覆盖。以隔热材料抑制储存于蓄热板的热的发散，能量的利用效率进一步提高。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的冲压装置的概略结构图。

图2A是表示本发明的实施方式中使用的蓄热机构的概略结构图。

图2B图是图2A的I-I’线截面图。

图3是本发明第一实施方式的基本例中的处理流程图。

图4是表示本发明第一实施方式的基本例和第二实施方式的冲压处理中的热盘和蓄热机构的温度变化图。

图5是表示本发明第一实施方式的基本例中的蓄热路径Rs的附图。

图6是表示本发明第一实施方式的基本例中的循环路径Ro的附图。

图7是表示本发明第一实施方式的基本例中的冷却路径Rc的附图。

图8是表示本发明第一实施方式的变形例一中的循环路径Ro的附图。

图9是本发明第一实施方式的变形例一中的处理流程图。

图10是表示本发明第一实施方式的变形例一和变形例二的冲压处理中的热盘和蓄热机构的温度变化图。

图11是表示本发明第一实施方式的变形例二中的循环路径Ro的附图。

图12是表示本发明第一实施方式的变形例二中的处理流程图。

图13是表示本发明第二实施方式的冲压装置的概略结构图。

图14是本发明第二实施方式中的处理流程图。

图15是表示本发明第二实施方式中的蓄热路径Rs’的附图。

图16是表示本发明第二实施方式中的循环路径Ro’的附图。

图17是表示本发明第二实施方式中的冷却路径Rc’的附图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。图1表示本发明第一实施方式(基本例)的冲压装置101的概略结构。冲压装置101是将堆叠预浸板等树脂材料与铜箔的被加工物S在平板状的热盘间加热和加压(热冲压)，而使印刷电路板等制品成形的冲压装置。如图1所示，冲压装置101具有上下并排的三个平板状的热盘(上部热盘123、中间热盘124和下部热盘125)。在上部热盘123的下面、中间热盘124的上面和下面、以及下部热盘125的上面分别形成有用于按压被加工物S的冲压面。在相邻的2个热盘相对的冲压面之间配置被加工物S，在被加热的热盘间热冲压被加工物S而使制品成形。另外，本实施方式中，因为中间热盘124是一层，所以能够同时冲压的被加工物S数量是两片。但是，在其它的实施方式中，也能够将两层以上的中间热盘124设置于上部热盘123与下部热盘125之间，而同时冲压成形三片以上的被加工物S。

上部热盘123隔着隔热材料126而固定于顶部(crown)平台121的下面，下部热盘125隔着隔热材料126而固定于底部(table)平台122的上面。底部平台122能够通过油压缸等未图示的驱动机构而在上下方向被驱动。另外，中间热盘124能够被下部热盘125从下方支撑而上下移动。使底部平台122上升(被驱动向顶部平台121接近的方向)时，被加工物S在热盘间被冲压。

被加工物S包含预浸板等树脂材料，以树脂材料的加工温度(树脂材料为热硬化性树脂时，是比开始硬化温度高的规定范围的温度，为热可塑性树脂时，例如是比玻璃转变温度高的规定范围的温度)冲压成形(热冲压步骤)。另外，为了避免在热冲压后的高温的被加工物S冷却至常温前由于热应力而在被加工物S上产生翘曲等，被加工物S是在热盘间被冲压的状态下冷却至接近常温(冷冲压步骤)。为了进行该处理，本发明第一实施方式的冲压装置101能够将热盘123、124、125的温度控制在进行热冲压步骤的高温与接近常温的温度之间。

其次，对热盘123、124、125的温度控制机构进行说明。在本发明的第一实施方式中，为了抑制热盘的温度不均匀(在冲压面上温度分布不均匀)，在各热盘的内部遍布有供硅油(silicon oil)等液体热介质流动的流路。因而，热介质从高温部吸收热，并将所吸收的热供给至低温部，以抑制热盘的温度不均匀。另外，在形成于各热盘内的流路内配置用于将热介质加热的加热器H。第一实施方式中，加热器H使用筒式加热器(cartridge heater)。内置此种筒式加热器的热盘例如记载于日本特开2002-153999号的专利文献中。

在此，就使热介质循环于热介质循环流路的机构进行说明。热介质通过从泵单元131供给的压力而在热介质循环流路内循环。热介质循环流路的一部分分支成多个流路，分开的流路分别通过对应的热盘内后，再度合流而返回泵单元131。在泵单元131的泵出口131o与各热盘123、124、125之间设有用于将热介质循环流路分开的分支区块141。另外，在各热盘123、124、125与泵单元131的泵入口131i之间设有用于使分开的热介质循环流路再度合流的合流区块142。形成于各热盘123、124、125内部的流路的两端分别作为热介质入口123i、124i、125i和热介质出口123o、124o、125o而在热盘外部开口。如图1所示，各热盘的热介质入口123i、124i、125i通过软管分别连接于设在分支区块141的多个热介质出口141o。同样地，各热盘的热介质出口123o、124o、125o通过软管分别连接于设在合流区块142的多个热介质入口142i。另外，经由后述的各构件，并通过不锈钢制的导管等，泵单元131的泵出口131o连接于分支区块141的热介质入口141i，合流区块142的热介质出口142o连接于泵单元131的泵入口131i。即，从泵单元131的泵出口131o送出的热介质在分支区块141中分开成多个(本实施例为3个)流路后，通过各热盘123、124、125，由合流区块142再度合流成一条流路后，返回泵单元131的泵入口131i。

在本发明第一实施方式的基本例中，合流区块142的热介质出口142o连接于三通切换阀151的入口151i。三通切换阀151是能够以将从入口151i导入的热介质，从第一出口151o₁或第二出口151o₂送出的方式进行切换的阀。第二出口151o₂连接有经由后述的蓄热机构132而返回泵单元131的蓄热用分支流路166。另外，第一出口151o₁连接有不经由蓄热机构132而返回泵单元131的热介质循环流路。即，能够通过三通切换阀151控制热介质是否通过蓄热机构132。

另外，在三通切换阀151的第一出口151o₁与泵入口131i之间设有第一分支部161。从第一分支部161分支有经由用于冷却热介质的冷却器133而返回泵单元131的冷却用分支流路162。流入冷却用分支流路162的热介质从热介质入口133i向热介质出口133o通过冷却器133后，在第一合流部163合流于热介质循环流路。在冷却用分支流路162和热介质循环流路中，在第一分支部161之后分别设有第一停止阀152和第二停止阀154。即，能够通过第一停止阀152和第二停止阀154控制热介质是否通过冷却器133。

另外，在热介质循环流路的泵出口131o与分支区块141之间设有第二分支部164。从第二分支部164分支有朝向冷却器133的热介质入口133i的温度调整用分支流路165。在温度调整用分支流路165的中途配置有隔膜阀153，能够调整流入温度调整用分支流路165的热介质的流量。隔膜阀153打开少许时，从泵出口131o送出的热介质的一部分在第二分支部164中分流至温度调整用分支流路165，并通过冷却器133冷却后再度返回泵单元131。因此，通过调整隔膜阀153的开度能够精细调整供给至热盘123、124、125的热介质的温度。

在此，考虑切换三通切换阀151使得将从三通切换阀的入口151i导入的热介质从第一出口151o₁送出至热介质循环流路的情况。此时，在隔膜阀153完全关闭的状态下，打开第一停止阀152，且关闭第二停止阀154时，因为从三通切换阀的第一出口151o₁送出的热介质全部流经冷却用分支流路162并通过冷却器133，所以热介质急速冷却。另外，因为隔膜阀153完全关闭，所以通过泵单元131送出的低温的热介质全部供给至热盘123、124、125，而急速冷却热盘。另外，在关闭第一停止阀152且打开第二停止阀154的状态下，从三通切换阀151的第一出口151o₁流出的热介质不通过冷却器133，因此是在温度几乎不降低的状态下返回泵单元131。如此，第一停止阀152和第二停止阀154在切换是否进行热盘的急速冷却时使用。

另外，在热介质循环流路的第二停止阀154与第一合流部163之间设有第二合流部167。在该第二合流部167中，从三通切换阀151的第二出口151o₂分支的蓄热用分支流路166合流于热介质循环流路。在蓄热用分支流路166的中途设有蓄热机构132，热能够在流入蓄热用分支流路166的热介质与蓄热机构132之间移动。

在此，参照图2A和图2B说明蓄热机构132的构造。本发明第一实施方式的蓄热机构132是在内部形成有曲折(蛇行)的热介质流路的板状构件。图2A是在形成有流路的面切断的蓄热机构132的概略截面图。另外，图2B是在图2A中的I-I’剖面切断的概略截面图。如图2A和图2B所示，蓄热机构132具有以聚氨酯泡沫(urethane foam)的隔热层1324覆盖以铝形成的蓄热板1322的周围，进一步以不锈钢的保护板1326包围的构造。在蓄热板1322中形成有曲折的热介质流路1320。在热介质流路1320两端的开口安装有用于与蓄热用分支流路166连接的短导管，分别成为入口132i和出口132o。如此构成的本发明第一实施方式的蓄热机构132成为经济性和加工性优异的显热型蓄热机构。

此外，蓄热机构132的结构不限于上述第一实施方式。例如蓄热板1322的材料适合为热传导率和比热高的金属材料，例如也能够使用铜、铝或是铜合金、铝合金。也能够使用不锈钢。另外，在第一实施方式的蓄热板1322中形成有曲折的一条热介质流路1320，不过也能够形成多个并联的热介质流路1320。在该情况下，多个热介质流路1320的两端成为在蓄热板1322的内部或外部分支/合流的结构。另外，在该情况下，热介质流路1320也能够不为曲折而形成直线状。另外，也能够使用例如在中央部形成有管的壁厚的金属块(例如圆柱状和方柱状的金属块)来取代金属板。另外，也能够使用由热传导率和比热高的其它固体材料(陶瓷等)、液体材料(水、硅油等)形成的显热型蓄热机构，或是通过相变化时的潜热而进行蓄热的潜热型蓄热机构，或是组合有显热型蓄热机构与潜热型热交换机构等的其它形态的蓄热机构。另外，也能够将隔热材料的一部分或全部替换成真空的空间，或是通过将填充了隔热材料的空间抽真空，在蓄热机构中导入热水瓶构造。另外，也能够采用串联或并联连接多个图2所示的蓄热机构132而成的结构。

在热盘123、124、125中设有温度传感器112。同样地，在蓄热机构132中设有温度传感器114。控制器110根据这些温度传感器112、114检测出的温度，进行三通切换阀151、第一停止阀152、第二停止阀154和隔膜(diaphragm)阀153的控制，来进行热盘的温度控制。

对在以上结构的冲压装置101中，进行被加工物S的冲压的程序在下面进行说明。图3是表示本发明第一实施方式的基本例中的冲压处理程序的流程图。另外，在以下的说明和附图中，将冲压处理的步骤简称为「S」。另外，图4是表示进行被加工物S的冲压时热盘和蓄热机构132的温度的时间变化图。图4的图表的横轴表示时间(T)，纵轴表示温度(t)。图4中以实线表示热盘的温度(即通过温度传感器112检测出的温度)，并以虚线表示蓄热机构132的温度(即通过温度传感器114检测出的温度)。

如图4所示，在初始状态(T₁)，热盘的温度为常温t_L，另一方面蓄热机构132的温度为接近被加工物S的成形温度t_H的温度t₁。另外，在初始状态，热盘123、124、125内部的加热器H不动作。从该初始状态开始热冲压时，控制各阀门使热介质在图5中以粗线表示的通过蓄热机构132的循环路径Rs(以下称为「蓄热路径Rs」)中循环(图3：S101)。具体而言，控制器110控制三通切换阀使热介质从入口151i流至第二出口151o₂，关闭第一停止阀152，进而完全关闭隔膜阀153。此时，热介质全部经由蓄热用分支流路166循环。如图4所示，在初始状态热盘的温度是常温t_L，流入热介质循环流路的热介质的温度也为接近常温t_L的温度。此后，因为蓄热机构132的温度是远比常温高的温度t₁，所以热从蓄热机构132向热介质移动，因而热介质的温度上升。然后因为热介质将热盘123、124、125加热，所以各热盘的温度也如图4所示从t_L上升至t₂。另一方面，蓄热机构132的温度，因为热介质吸收热，而从t₁降低至t₂。

而后，在热盘123、124、125达到适于在被加工物S上施加冲压压力的温度时，使底部平台122上升，而在热盘间冲压被加工物(图3：S102、S103)。

热从蓄热机构132继续向热介质移动时，热盘123、124、125的温度与蓄热机构132的温度接近温度t₂，而成为接近于热几乎不从蓄热机构132向热介质移动的平衡状态的状态(图4：T₂)。控制器110根据设置于热盘123、124、125的温度传感器112和设置于蓄热机构132的温度传感器114的检测结果，判断热盘与蓄热机构的温度成为接近平衡状态的状态时，控制器110开启内置于热盘123、124、125的加热器H(图3：S104、S105)，并且控制各阀门使热介质在图6中以粗线表示的循环路径Ro中循环(图3：S106)。具体而言，控制器110控制三通切换阀，使热介质从入口151i向第一出口151o₁流动，并打开第二停止阀154。另外，此时第一停止阀152和隔膜阀153保持关闭的状态。在该状态中，因为热介质不通过积极地从热介质吸收热的装置，所以被加热器H加热的热介质将热盘加热，如图4所示，热盘的温度继续上升。另外，因为热介质不流入蓄热机构132，所以蓄热机构132的温度几乎不变化。另外，控制器110例如在蓄热机构132与热盘的温度差为规定值(例如5℃)以内时，或是热盘的温度上升速度、蓄热机构132的温度降低速度低于规定的阈值时，判断为热盘与蓄热机构的温度形成接近平衡状态的状态。

而后，当热盘的温度达到成形温度t_H时(图4：T₃)，控制器110将流入循环路径Ro的热介质的一部分分流至图5中以粗的点划线表示的经由温度调整用分支流路165通过冷却器133的温度调整路径Rt(图3：S107、S108)。具体而言，控制器110为了将各热盘的温度维持在成形温度t_H，根据由温度传感器112检测出的热盘的温度，并通过调整隔膜阀153的开度，来调整流入温度调整路径Rt的热介质量。

被加工物S以成形温度t_H被加热一定时间后(图4：T₄)，控制器110使冲压被加工物S状态下的热盘123、124、125的温度降低，开始冷冲压。开始冷冲压时，控制器110首先关闭内置于热盘123、124、125的加热器H(图3：S110)。其次，控制器110再度将热介质循环的路径切换成图5所示的蓄热路径Rs(图3：S111)。具体而言，控制器110控制三通切换阀使热介质从入口151i流向第二出口151o₂，进而完全关闭隔膜阀153。此时，第一停止阀152仍然关闭。另外，此时热介质全部经由蓄热用分支流路166循环。如图4所示，开始冷冲压时，因为蓄热机构132的温度是比热盘的温度t_H低的温度t₂，所以热从热介质移动至蓄热机构132，热介质的温度下降。而后，因为低温的热介质将热盘123、124、125冷却，所以各热盘的温度也如图4所示，从t_H向t₁下降。另外，蓄热机构132的温度因为被热介质加热，所以从t₂向t₁上升。

进而，热继续从热介质向蓄热机构132移动时，热盘123、124、125的温度与蓄热机构132的温度接近温度t₁，而成为接近热几乎不从热介质向蓄热机构132移动的平衡状态的状态(图4：T₅)。控制器110判断为形成热盘的温度与蓄热机构的温度接近平衡状态的状态时，控制各阀门使热介质在图7中以粗线表示的冷却路径Rc中循环(图3：S112、S113)。具体而言，控制器110根据设于热盘123、124、125的温度传感器112和设于蓄热机构132的温度传感器114的检测结果，判断为成为热盘的温度与蓄热机构的温度接近平衡状态的状态时，控制三通切换阀使热介质从入口151i流向第一出口151o₁。控制器110打开第一停止阀152，且关闭第二停止阀154。另外，此时隔膜阀153仍然关闭。在在该状态下，因为全部热介质经由冷却用分支流路162流向冷却器133，所以热介质被急速冷却。另外，因为隔膜阀153完全关闭，所以通过泵单元131送出的低温的热介质全部输送至热盘123、124、125，热盘被急速冷却。另外，因为热介质不流入蓄热机构132，所以蓄热机构132的温度几乎不变化。另外，控制器110例如在蓄热机构132与热盘的温度差为规定值(例如5℃)以内时，或是热盘的温度降低速度、蓄热机构132的温度上升速度低于规定的阈值时，判断为热盘与蓄热机构的温度形成接近平衡状态的状态。

而后，在检测到热盘的温度成为常温t_L时(图4：T₆)，控制器110再度将热介质循环的路径切换成图6所示的循环路径Ro，而将热介质的一部分分流至温度调整路径Rt(图3：S115)。具体而言，控制器110控制三通切换阀使热介质从入口151i流向第一出口151o₁，并且关闭第一停止阀152，且打开第二停止阀154。而后，根据热盘的温度变化调整隔膜阀153的开度，将各热盘的温度大致维持在常温t_L。而后，在常温t_L下进行一定时间的冲压后(图4：T₇)，使底部平台122下降，取出冷冲压完成的被加工物S(图3：S116、S117)。

在以上说明的本发明第一实施方式的基本例中，根据热盘和蓄热机构132的温度进行三通切换阀151、第一停止阀152、第二停止阀154和隔膜阀153的控制。但是，本发明并非限定于上述结构，也能够构成为根据热介质循环流路中的热介质温度(例如热盘内的热介质循环流路和泵单元131内的热介质的温度)与蓄热机构132的温度，来进行上述各阀门151、152、153、154的控制。

另外，上述本发明第一实施方式的基本例中，在热盘的温度维持在成形温度t_H期间(图4中的T₃～T₄期间)不使热介质流入蓄热机构132。但是，本发明并非限定于上述结构。在以下说明的第一实施方式的两个变形例中，在热冲压时通过使热介质的一部分流入蓄热机构132，能够将蓄热机构132加热。另外，下面的变形例一中的冲压装置的结构，因为除了设有三通隔膜阀151’以取代三通切换阀151的外，与上述第一实施方式的基本例相同，因此省略详细的说明。

图8是表示本发明第一实施方式的变形例一中，将热盘的温度维持在成形温度t_H用的循环路径Ro的附图。如图8所示，在变形例一的冲压装置101’中设有三通隔膜阀151’以取代三通切换阀151。三通隔膜阀151’具有：连接于合流区块142的热介质出口142o的入口151i’、连接于第一分支部161的第一出口151o₁’，和经由蓄热用分支流路166而连接于蓄热机构132的第二出口151o₂’。三通隔膜阀151’是能够调整从第一出口151o₁’流出的热介质流量与从第二出口151o₂’流出的热介质流量的比的阀门。另外，上述流量的比通过控制器110控制。

图9是表示通过变形例一的冲压装置101’实施冲压处理的步骤的流程图。另外，图10是表示进行被加工物S的冲压时的热盘和蓄热机构132的温度的时间变化图。在变形例一中，热盘的温度达到成形温度t_H时(图10：T₃’)，控制器110将流入循环路径Ro的热介质的一部分分流至图8中以粗的点划线表示的经由温度调整用分支流路165并通过冷却器133的温度调整路径Rt(图9：S107、S108’)。具体而言，控制器110为了将各热盘的温度维持在成形温度t_H，根据通过温度传感器112检测出的热盘的温度，并通过调整隔膜阀153的开度，而调整流入温度调整路径Rt的热介质量。

进一步，控制器110调整从三通隔膜阀151’的第一出口151o₁’流出的热介质流量与从第二出口151o₂’流出的热介质流量的比，将流入循环路径Ro的热介质的一部分分流至图8中以粗的2点划线表示的通过蓄热用分支流路166的蓄热机构温度调整路径Rt₁，以分流的热介质将蓄热机构132加热(图9：S108’)。由此，在各热盘的温度维持在成形温度t_H的期间(图10：T₃’～T₄’)，蓄热机构132的温度从t_2a’逐渐向t_2b’上升，在热冲压的结束时间T₄’，达到比第一实施方式的基本例中的温度t₂高的温度。因而，时间T₄的各热盘与蓄热机构132的温度差变小，迅速达到平衡状态。另外，在热冲压后的平衡状态中的蓄热机构132的温度(即蓄热机构132的初始温度)t₁’也比第一实施方式的基本例中的温度t₁高。因而，在下面的周期中的热冲压前的平衡状态(时间T₂)中的温度t_2a’也比第一实施方式的基本例中的温度t₂高，各热盘的温度从初始温度t₁’达到成形温度t_H为止的时间(T₃’-T₂’)也变短。而后，因为热盘的升温和降温需要的时间整体缩短，所以变形例一中通过冲压装置101’实施冲压处理花费的时间(从T₁至T₇为止的时间)，比通过第一实施方式的基本例的冲压装置101实施冲压处理所花费的时间短。因此，采用变形例一的结构时，能够以更短时间制造更多的制品。另外，因为热冲压前的平衡状态下的温度t_2a’与成形温度t_H的差变小，所以用于热盘升温的消耗能量减少。另外，分流至蓄热机构温度调整路径Rt₁的热介质的比例能够预先设定成任意的值。

另外，也能够设定时间T₄’的蓄热机构132的达到温度。该情况下，以到时间T₄’为止蓄热机构132达到设定温度的方式，控制三通隔膜阀151’，自动调整向蓄热机构温度调整路径Rt₁分流的热介质的比率。

另外，热介质向蓄热机构温度调整路径Rt₁(即蓄热机构132)的分流，与热介质向温度调整路径Rt(即冷却器133)的分流同样地，具有降低热介质温度的效果。因而，也能够将热介质向蓄热机构温度调整路径Rt₁的分流量的调整利用于热盘的温度调整。虽然无法再利用通过使用了冷却器133的冷却而除去的热，不过，因为能够再利用通过使用了蓄热机构132的冷却而除去的热，所以利用了蓄热机构132的热盘的温度调整的能量效率高。

如以上所述，在变形例一中，通过使用三通隔膜阀151’，能够在热盘的温度维持在成形温度t_H期间将蓄热机构132加热。下面说明的本发明第一实施方式的变形例二，是通过另外的结构达成与变形例一同样效果的例子。

图11是表示本发明第一实施方式的变形例二中的将热盘的温度维持在成形温度t_H用的循环路径Ro的附图。如图11所示，变形例二的冲压装置101”具有与第一实施方式的基本例的冲压装置101大致相同的结构，其差异处在于设置有将从合流区块142送出的热介质的一部分迂回三通切换阀151而流入蓄热机构132的旁通(绕过，by pass)路径170，并在该旁通路径中设有隔膜阀155。隔膜阀155是能够调整流入旁通路径170的热介质流量的阀门。另外，旁通路径170与设于三通切换阀151前段的分支点168和设于蓄热机构132前段的合流点169连接。

图12是表示通过变形例二的冲压装置101″实施冲压处理的程序的流程图。另外，在变形例二的冲压处理中，热盘和蓄热机构的温度也按照图10所示的图表变化。变形例二中，在热盘的温度达到成形温度t_H时(图10：T₃)，控制器110将流入循环路径Ro的热介质的一部分分流至图11中以粗的点划线表示的、经由温度调整用分支流路165并通过冷却器133的温度调整路径Rt而冷却(图12：S107、S108”)。具体而言，控制器110为了将各热盘的温度维持在成形温度t_H，根据通过温度传感器112检测出的热盘的温度，并通过调整隔膜阀153的开度，而调整流入温度调整路径Rt的热介质量。

进而，控制器110调整流入隔膜阀155的热介质流量，将流入循环路径Ro的热介质的一部分分流至图11中以粗的2点划线表示、通过旁通路径170和蓄热用分支流路166的一部分的蓄热机构温度调整路径Rt₂，以分流的热介质将蓄热机构132加热(图12：S108”)。分流至蓄热机构温度调整路径Rt₂的热介质的比例通过隔膜阀155的控制而被调整成规定的值。另外，分流至蓄热机构温度调整路径Rt₂的热介质的比例能够预先设定成任意的值。

另外，也能够设定蓄热机构132在时间T₄’的达到温度。在该情况下，以到时间T₄’为止蓄热机构132达到设定温度的方式，控制隔膜阀155，自动调整向蓄热机构温度调整路径Rt₂分流的热介质的比例。

另外，也能够将热介质向蓄热机构温度调整路径Rt₂的分流量的调整利用于热盘的温度调整。

在本发明第一实施方式的基本例中，通过内置于热盘123、124、125的筒式加热器H将热介质和热盘加热，不过本发明并非限定于上述结构，也能够以其它方法将热介质和热盘加热。以下说明的本发明的第二实施方式，通过设置于热盘外部的外部加热器系统将热介质加热。

图13表示本发明第二实施方式的冲压装置102的概略结构。在第二实施方式的冲压装置102中，加热器H并未内置于热盘123、124、125内的热介质循环流路内，而是设置在热盘外部的热介质循环流路中，具体而言是在第一分支部161与第二合流部167之间设置有外部加热器系统134。外部加热器系统134例如能够使用记载于日本专利公报第2709566号中的系统。本实施方式所使用的外部加热器系统134使多根筒式加热器H’内置于曲折的管路内。冲压装置102的其它结构，因为与第一实施方式的基本例的冲压装置101(图1)相同，所以省略说明。

对在上述结构的第二实施方式的冲压装置中，进行被加工物S的冲压的程序进行说明。图14是表示本发明第二实施方式的冲压处理的程序的流程图。另外，第二实施方式中与第一实施方式的基本例同样地根据图4所示的图表进行热盘的温度调整。

如图4所示，在初始状态(T₁)，热盘的温度为常温t_L，另一方面蓄热机构132的温度成为接近被加工物S的成形温度t_H的温度t₁。另外，在初始状态外部加热器系统134不动作。从该初始状态开始热冲压时，控制各阀门使热介质在图15中以粗线表示的、通过蓄热机构132的蓄热路径Rs’中循环(图14：S201)。具体而言，控制器110控制三通切换阀使热介质从入口151i流向第二出口151o₂，并关闭第一停止阀152，进一步完全关闭隔膜阀153。此时热介质全部经由蓄热用分支流路166循环。如图4所示，在初始状态热盘的温度是常温t_L，且流入热介质循环流路的热介质的温度也是接近常温t_L的温度。而后，因为蓄热机构132的温度是远比常温高的温度t₁，所以热从蓄热机构132向热介质移动，因而热介质的温度上升。而后，因为热从热介质向热盘123、124、125移动，所以各热盘的温度也如图4所示从t_L上升至t₂。另外，蓄热机构132的温度因为被热介质吸收热而降低。

而后，在热盘123、124、125达到适于在被加工物S上施加冲压压力的温度时，使底部平台122上升，在热盘间冲压被加工物(图14：S202、S203)。

热从蓄热机构132继续向热介质移动时，热盘123、124、125的温度与蓄热机构132的温度接近温度t₂，成为接近热几乎不从蓄热机构132向热介质移动的平衡状态的状态(图4：T₂)。控制器110根据设于热盘123、124、125的温度传感器112和设于蓄热机构132的温度传感器114的检测结果，判断热盘的温度与蓄热机构的温度形成接近平衡状态的状态时，控制器110使外部加热器系统134开始发热(图14：S204、S205)，并且控制各阀门使热介质在图16中以粗线表示的循环路径Ro’中循环(图14：S206)。具体而言，控制器110控制三通切换阀，使热介质从入口151i向第一出口151o₁流动，并打开第二停止阀154。另外，此时第一停止阀152和隔膜阀153仍然关闭。在该状态下因为热介质仅在通过外部加热器系统134的循环路径Ro’中循环，所以通过外部加热器系统134被加热的热介质将热盘加热，如图4所示，热盘的温度继续上升。另外，因为热介质不流入蓄热机构132，所以蓄热机构132的温度几乎不变化。另外，控制器110例如在蓄热机构132与热盘的温度差为规定值(例如5℃)以内时，或是热盘的温度上升速度、蓄热机构132的温度降低速度低于规定的阈值时，判断为热盘与蓄热机构的温度形成接近平衡状态的状态。

而后，当热盘的温度达到成形温度t_H时(图4：T₃)，控制器110将流入循环路径Ro’的热介质的一部分分流至图16中以粗的点划线表示的、经由温度调整用分支流路165并通过冷却器133的温度调整路径Rt’(图14：S207、S208)。具体而言，控制器110为了将各热盘的温度维持在成形温度t_H，根据通过温度传感器112检测出的热盘的温度调整隔膜阀153的开度，由此来调整流入温度调整路径Rt’的热介质量。

被加工物S被加热一定时间后(图4：T₄)，控制器110使冲压被加工物S状态下的热盘123、124、125的温度降低，开始冷冲压。开始冷冲压时，控制器110首先停止外部加热器系统134的加热(图14：S210)。其次，控制器110再度将热介质循环的路径切换成图15所示的蓄热路径Rs’(图14：S211)。具体而言，控制器110控制三通切换阀使热介质从入口151i流向第二出口151o₂，进而完全关闭隔膜阀153。此时，第一停止阀152仍然关闭。这样如图15所示，热介质全部经由蓄热用分支流路166循环。如图4所示，开始冷冲压时，因为蓄热机构132的温度是比热盘的温度t_H低的温度t₂，所以热从热介质移动至蓄热机构132，热介质的温度下降。而后，低温的热介质冷却热盘123、124、125，所以各热盘的温度也如图4所示，从t_H向t₁下降。另外，因为被热介质加热，所以蓄热机构132的温度从t₂向t₁上升。

进而，热继续从热介质向蓄热机构132移动时，热盘123、124、125的温度与蓄热机构132的温度接近温度t₁，而成为接近热几乎不从热介质向蓄热机构132移动的平衡状态的状态(图4：T₅)。控制器110判断为形成接近平衡状态的状态时，控制各阀门使热介质在图17中以粗线表示的冷却路径Rc’中循环(图14：S212、S213)。具体而言，控制器110根据设于热盘123、124、125的温度传感器112和设于蓄热机构132的温度传感器114的检测结果，判断为成为热盘的温度与蓄热机构的温度接近平衡状态的状态时，控制三通切换阀使热介质从入口151i流向第一出口151o₁，进一步打开第一停止阀152，且关闭第二停止阀154。另外，此时隔膜阀153仍然关闭。该状态因为全部热介质经由冷却用分支流路162并通过冷却器133，所以热介质被急速冷却。另外，因为隔膜阀153完全关闭，所以通过泵单元131送出的低温的热介质全部输送至热盘123、124、125，热盘被急速冷却。另外，因为热介质不流入蓄热机构132，所以蓄热机构132的温度几乎不变化。另外，控制器110例如在蓄热机构132与热盘的温度差为规定值(例如5℃)以内时，或是热盘的温度降低速度、蓄热机构132的温度上升速度低于规定的阈值时，判断为热盘的温度与蓄热机构的温度成为接近平衡状态的状态。

而后，控制器110检测出热盘的温度成为常温t_L时(图4：T₆)，再度将热介质循环的路径切换成图16所示的循环路径Ro’，将热介质的一部分分流至温度调整路径Rt’(图14：S215)。具体而言，控制器110控制三通切换阀使热介质从入口151i流向第一出口151o₁，并且关闭第一停止阀152，且打开第二停止阀154。而后，根据热盘的温度变化调整隔膜阀153的开度，将各热盘的温度概略维持在常温t_L。而后，在常温t_L下经过一定时间后(图4：T₇)，使底部平台122下降，取出冷冲压完成的被加工物S(图14：S216、S217)。

在本发明的第二实施方式中，为了将热介质加热，采用利用电热式筒式加热器H’的外部加热器系统，不过也可以采用使用其他种类的电热加热器、锅炉的外部加热器系统来替代筒式加热器。

另外，与本发明第一实施方式的变形例一和变形例二同样地，也可以构成为将从合流区块142流出的热介质的一部分送至蓄热机构132并将蓄热机构132加热。

以上是本发明的实施方式的说明。本发明不限定于上述实施方式的结构，在不脱离本发明的要旨的范围内能够实现各种变形。例如在上述各实施方式中，在热冲压时，为了将各热盘的温度维持在成形温度t_H，使用冷却器133，不过也能够使用蓄热机构132进行温度调整。这样的处理例如能够通过采用使温度调整用分支流路165在蓄热机构132的上游与蓄热用分支流路166合流的结构取代冷却用分支流路162来实现。

Claims

1.一种冲压装置，其在热盘间加压被加工物的状态下使该热盘的温度变化，连续进行热冲压与冷冲压，其特征在于，具备：

热介质循环路径，其一部分是由形成于所述热盘内的流路构成，用于调整该热盘的温度的热介质循环于其中；

使热介质在所述热介质循环路径内循环的泵；

将所述热介质加热的加热机构；

第一分支路径，其从所述热介质循环路径分支后再返回该热介质循环路径；

蓄热机构，其设置于所述第一分支路径内，与通过该分支路径的热介质之间进行热交换；

第二分支路径，其从所述热介质循环路径分支后再返回该热介质循环路径；

冷却机构，其设置于所述第二分支路径内，冷却通过该分支路径的热介质；

第一温度检测机构，其检测所述热介质循环路径内的热介质或所述热盘的温度；

第二温度检测机构，其检测所述蓄热机构的温度；和

循环路径控制机构，其根据由所述第一温度检测机构和所述第二温度检测机构检测出的温度，控制热介质向所述第一分支路径和所述第二分支路径流动；

所述循环路径控制机构以如下方式控制该热介质的流动：在开始所述冷冲压时，使所述热介质流入所述第一分支路径，使所述蓄热机构储存热，然后在开始热冲压时，利用该热介质流入该第一分支路径而储存于该蓄热机构的热来加热该热介质。

2.如权利要求1所述的冲压装置，其特征在于：

所述循环路径控制机构以如下方式控制该热介质的流动：为了所述冷冲压而降低所述热介质的温度时，使该热介质流入所述第一分支路径后，使该热介质流入所述第二分支路径。

3.如权利要求1或2所述的冲压装置，其特征在于：

所述循环路径控制机构以如下方式控制该热介质的流动：在判断为所述热介质循环路径内的热介质或所述热盘的温度与所述蓄热机构的温度形成接近于平衡状态的状态时，不使所述热介质流入所述第一热介质分支路径。

4.如权利要求1～3中任一项所述的冲压装置，其特征在于：

所述循环路径控制机构为了所述热冲压而提高所述热介质的温度时，在使所述热介质流入所述第一分支路径时不使所述加热机构动作，在未使该热介质流入该第一分支路径时使该加热机构动作。

5.如权利要求1～4中任一项所述的冲压装置，其特征在于：

所述循环路径控制机构以如下方式控制该热介质的流动：在进行所述热介质与所述蓄热机构之间的热的移动时，使在所述热介质循环路径中循环的全部热介质流入所述第一分支路径。

6.如权利要求1或2所述的冲压装置，其特征在于：

在所述第一分支路径中还具备设置于所述蓄热机构的上游的第一流量调整阀，

所述循环路径控制机构通过控制所述第一流量调整阀的开度，调整流入所述第一分支路径的热介质的流量，对所述蓄热机构的温度进行控制。

7.如权利要求6所述的冲压装置，其特征在于：

所述循环路径控制机构以如下方式控制所述第一流量调整阀的开度：在所述热盘的温度被维持在成形温度期间，使热介质的一部分流入所述第一分支路径。

8.如权利要求1～7中任一项所述的冲压装置，其特征在于，还具备：

从所述热盘的上游侧的所述热介质循环路径分支而朝向所述冷却机构的第三分支路径；和

设置于所述第三分支路径的第二流量调整阀，

所述循环路径控制机构通过控制所述第二流量调整阀的开度，调整绕过所述热盘而流向所述冷却机构的热介质的流量。

9.如权利要求8所述的冲压装置，其特征在于：

所述循环路径控制机构在所述热冲压时，以使所述热盘的温度被维持在所述被加工物的成形温度的方式控制所述第二流量调整阀的开度；在所述冷冲压时，以使所述热盘的温度被维持在常温的方式控制所述第二流量调整阀的开度。

10.如权利要求9所述的冲压装置，其特征在于：

所述循环路径控制机构在所述热冲压时，在所述热介质循环路径内的热介质或所述热盘的温度达到所述被加工物的成形温度之前，完全关闭所述流量调整阀；在所述冷冲压时，在所述热介质循环路径内的热介质或所述热盘的温度达到常温之前，完全关闭所述流量调整阀。

11.如权利要求1～10中任一项所述的冲压装置，其特征在于：

所述加热机构是内置于所述热盘中的加热器。

12.如权利要求1～11中任一项所述的冲压装置，其特征在于：

所述加热机构是在所述热盘的外部能够加热所述热介质的外部加热器。

13.如权利要求1～12中任一项所述的冲压装置，其特征在于：

所述蓄热机构具有由包括铜、铝、铁中的至少一个的材料所形成的蓄热板。

14.如权利要求13所述的冲压装置，其特征在于：

所述蓄热板被隔热材料覆盖。