模具组的制作方法 [0002]在使被成形材料热软化而进行加压成形的成形装置中，公知一种移动模具式的装置，该移动模具式的装置使对被成形材料进行保持的模具组，在分别进行加热处理、冲压成形处理及冷却处理的多个单元间移动，对多个被成形材料同时推进加热、成形及冷却的各工序，从而将成形周期缩短(例如参照日本特开2007 - 131489号公报)。 [0003]模具组一般来说构成为包括对被成形材料进行保持的上模及下模、和将上模及下模的外周部分覆盖的套筒。在对这样的模具组进行移动、热处理和冲压处理时，容易因为机械性冲击或热冲击而使这种模具组损坏。
[0004]实施方式的模具组包括:模，其具有多个零部件，该模对被成形材料进行保持；背面板，其铺设在上述模的下侧。 [0005]采用本发明，能够对由机械性冲击或热冲击导致的损坏进行防止，确保高输送性。




[0006]图1是示意地表示本发明的第I实施方式的成形装置的结构的说明图。
[0007]图2是示意地表示上述成形装置的结构的侧视图。
[0008]图3是示意地表示上述成形装置的结构的俯视图。
[0009]图4是表示上述实施方式的模具组的俯视图。
[0010]图5是图4的V-V剖视图。
[0011]图6是图4的V1-VI剖视图。
[0012]图7是上述实施方式的模具组的背面板的仰视图。


[0013](第I实施方式)
[0014] 以下，参照图1至图7对本发明的第I实施方式的模具组进行说明。另外，在各图中，适当地将结构放大、缩小、省略而示意地进行表示。
[0015]图1至图3所示的成形装置10是通过加热处理使玻璃原料等被成形材料I软化，通过冲压处理对该被成形材料I进行成形，作为成形品而制造出例如以智能手机或平板设备用的防护玻璃片等为代表的成形品2的成形装置10。
[0016]成形装置10包括:冲压单元40，该冲压单元40对模具组20加压而对被成形材料I进行冲压成形处理，其中，模具组20对被成形材料I或作为成形品的成形品2进行保持；加热单元30，在进行冲压成形处理之前，该加热单元30对模具组20进行加热而对被成形材料I进行加热处理；退火单元50 (冷却单元)，该退火单元50对利用冲压单元40进行了成形处理后的成形品2的压力进行保持，并且对该成形品2进行退火处理；淬火单元60 (冷却单元)，该淬火单元60对进行了退火处理的成形品2进行淬火处理；输送单元70，该输送单元70对模具组20进行输送；搬入单元80及搬出单元90,该搬入单元80及搬出单元90分别设置在沿图中的箭头延伸的输送路径的两端；隔离腔室11，该隔离腔室11将上述单元30、40、50、60、70、80、90收容并且与外部的大气隔离；控制部12，该控制部12对各单元30、
40、50、60、70、80、90及隔离腔室11的动作进行控制。
[0017]在该实施方式中，连续地并列配置有多个加热单元30的加热站、连续地并列配置有多个冲压单元40的冲压站、配置有退火单元50的退火站以及配置有淬火单元60的淬火站沿输送路径配置。
[0018]各站中的各单元的下侧的板沿输送路径连续地并列。在板的列上形成有供模具组20通过的通路。利用输送单元70使多个模具组20沿该板列上的通路依次从上游侧移动到下游侧。
[0019]多个单元30、40、50、60从沿X轴延伸的输送方向的一端侧(图1中右侧)依次按照搬入单元80、4个加热单元30、3个冲压单元40、I个退火单元50、2个淬火单元60、搬出单元90的顺序以相同的间隔(单元间距)Pl并列。上述各单元30、40、50、60构成为能够重新组合以及增减。
[0020]如图4至图6所示，各模具组20包括:上模具21 (上模)，与成形品2的上侧的形状对应地形成该上模具2 1 ;下模具22 (下模)，与上模具21相对地配置该下模具22，并且与成形品2的下侧的形状对应地形成该下模具22 ;套筒23，该套筒23包围上模具21及下模具22的外侧，并且对上模具21及下模具22进行支承；背面板24，该背面板24铺设在下模具22的下侧。
[0021]上模具21及下模具22在闭合状态下构成为具有与成形品2的形状对应的型腔的、规定尺寸的矩形。在该上模具21与下模具22之间配置有例如板状的被成形材料I。上模具21及下模具22的材料使用耐热性优异且具有高温化的材料强度的材料。例如使用玻璃状碳、石墨和C/C复合材料等。
[0022]上模具21例如如图5所示，形成为上部比下部向外侧突出的台阶形状。
[0023]下模具22在外周具有向外侧突出的凸缘状的突出部22a。例如如图5所示，下模具22形成为下模具22的下部比上部向外侧突出的台阶形状，该下部构成突出部22a。
[0024]将上模具21及下模具22插入并支承于矩形的套筒23的设置部23a。
[0025]套筒23由石墨、C/C复合材料或硬质钨合金等耐热材料构成，构成为矩形的框状。在套筒23的中央部形成有供上模具21及下模具22插入保持的设置部23a。套筒23形成为沿上模具21及下模具22的外表面相对的台阶形状，利用该台阶将上模具21及下模具22定位在规定的位置。
[0026]在套筒23的输送路径方向上的两侧的端面形成有沿输送方向突出的一对连结销25(连结部)。连结销25例如是由导热系数小的氮化硅(Si3N4)或不锈钢等材质构成的轴体，配置于相邻的单元的连结销25彼此沿输送方向以连续的方式抵接，并且对由后述的输送单元70产生的推出力进行传递。例如在输送方向两侧，在输送路径的宽度方向两侧分别各设置2根共4根的连结销25。
[0027]包含两侧的连结销25在内的套筒23的在输送方向上的长度设定为与搬入单元80、加热单元30、冲压单元40、退火单元50、淬火单元60、搬出单元90的单元彼此的间隔、即单元间距Pl相同的长度。即，载置在相邻的单元上的模具组20的连结销25彼此构成为相互抵接而连续。
[0028]背面板24构成为具有一定厚度的矩形的板状，配置在下模具22的下侧。背面板24例如由钥、钨合金或C/C复合材料等材料构成。
[0029]如图4及图6所示，在模具组20的与输送方向正交的宽度方向两端，利用螺栓B等固定件使背面板24与套筒23接合。利用该背面板24与套筒23的固定，将突出部22a夹持在形成于套筒23的台阶与背面板24之间的空间内，对下模具22进行定位固定。
[0030]另外，在背面板24的下表面的输送方向两端部，形成有具有相对于上下方向及输送方向倾斜的倾斜面的引导部24a。引导部24a设定为例如10度~20度的倾斜。利用该引导部24a在相邻的单元的板的上表面之间顺利地进行模具组20的推出输送。
[0031]如图7所示，在背面板24的下表面形成有多个(在此为5条)排气用的槽24b。这些槽24b均沿输送方向平行延伸。使滑动摩擦减小，沿输送方向顺利地进行使背面板24滑动的输送处理。
[0032]沿输送方向并列配置的多个加热单元30分别包括以夹持模具组20的方式上下配置的上侧加热器部31及下侧加热器部32。在上侧加热器部31及下侧加热器部32分别配置设置有多列作为加热机构的红外线灯34。
[0033]在下侧的红外线灯34的列上固定有供模具组20载置的载置板35。载置板35例如由热传导性高的SiC等材料构成，且构成为矩形的板状。在以上述方式构成的加热单元30中，利用输送单元70依次输送的模具组20在载置在下侧的载置板35上的状态下被进行加热处理。
[0034]沿输送方向并列配置的多个冲压单元40分别包括以夹持模具组20的方式配置的上下一对冲压板46。各冲压板46构成为矩形的板状，由热传导性佳且作为硬质材料的硬质合金或SiC等材料构成。在该冲压板46上设置有作为加热机构的红外线灯45。冲压轴42与上侧的冲压板46连接。冲压轴42构成为与伺服马达、气缸等升降机构部43连接，根据控制部的控制而上下动作。
[0035]在以上述方式构成的冲压单元40中，利用红外线灯45对设置在一对板46间的模具组20进行加热处理，并且利用上侧的冲压板46的升降动作使上侧的冲压板46下降，进行对一对冲压板46间的模具组20加压的冲压处理。
[0036]沿输送方向并列配置的作为第2冷却单元的退火单元50，构成为包括以夹持模具组20的方式上下配置的上下的退火板51 (冷却部)。
[0037]上下的退火板51构成为矩形的板状，由热传导性佳且作为硬质材料的硬质合金或SiC等材料构成。在上下的退火板51中装入有作为退火用的加热机构的红外线灯56。在上下的退火板51之间形成供模具组20通过的通路。
[0038]下侧的退火板51与下侧的冲压板46同样地构成。上侧的退火板51与上侧的冲压板46同样，形成为与冲压轴连接，且能利用升降机构部63上下升降的结构。
[0039]利用升降机构部63使上侧的退火板51下降，对放在下侧的退火板51上的模具组20加压，从而一边进行保持一定的冲压力的保压，一并进行退火处理。
[0040]作为第2冷却单元的淬火单元60构成为包括:以夹持模具组20的方式上下配置的上下的冷却板61 (冷却部)、与上侧的冷却板61连结而沿上下方向延伸的支承轴62、以及与上侧的冷却板61连接的伺服马达或气缸等升降机构部63。
[0041]上下的冷却板61构成为矩形的板状，由热传导性佳且作为硬质材料的硬质合金、SiC、进行了淬火的不锈钢等材料构成。在冷却板61中装入有构成供冷却催化剂流通的流路的制冷剂配管。另外，在上下的冷却板61分别设置有多个热电偶。此外，上侧的冷却板61形成为能利用升降机构部63上下升降的结构。
[0042]对升降机构部63进行驱动而使上侧的冷却板61下降，使该冷却板61与放在下侧的冷却板61上的模具组20接触以及对模具组20加压，从而进行淬火处理。
[0043]另外，在各单元30、40、50、60设置有热电偶，将处理中的温度检测出来而用于由控制部12进行的反馈控制。
[0044]如图1至图3所示，搬入单元80配置在输送方向的一端侧，即，加热单元30的旁边(图中右侧)。搬出单元90配置在输送方向的另一端侧，即，淬火单元60的下游侧。
[0045]输送单元70包括:沿输送方向往返动作的缸轴71、与控制部连接而使缸轴71沿输送方向移动的作为推出机构的输送用气缸72、以及在输送方向下游侧对模具组20的位置进行限制的止挡部73。
[0046]缸轴71与连结销25同轴地延伸。输送用气缸72设置在隔离腔室11的搬入侧的端部，具有沿输送方向以一定的冲程对连结销25进行推出的功能。随着被推出的连结销25的移动，各模具组20沿输送路径被推出，从而一起将多个模具组20以一定的冲程从一端侧依次输送到另一端侧。
[0047]搬入单元80包括:载置模具组20且升降移动的搬入板81、设置在搬入站的上部的装载锁定室82、使搬入板81移动的升降机构部83、以及设置在装载锁定室82的下部的移动机构部84。
[0048]搬出单元90配置在输送方向的另一端侧，即，淬火单元60的下游侧。搬出单元90包括:载置模具组20且升降移动的搬出板91、设置在搬出站的上部的装载锁定室92、使搬出板91移动的升降机构部93、以及设置在装载锁定室92的下部的移动机构部94。
[0049]此外，在成形装置10的隔离腔室11外设置有对多个成形品2进行保持的成形品储料器13，对多个模具组20、空模具组20A进行保持的模具储料器14，以及对被成形材料I进行保管的原料储料器15。
[0050]以下，对使用本实施方式的成形装置10，从被成形材料I制造成形品2的次序进行说明。作为成形品2的一例,可以举出例如4in~12in尺寸、厚度为0.3mm~1.5mm左右的智能手机的防护玻璃片(cover glass),但本发明并不限定于此,可以应用为各种的形状、用途。例如也可以从板状的被成形材料1，制造两端部弯曲的形状、或端部的厚度变化的那种形状的成形品2。
[0051]在成形装置10中，在各单元各配置I个模具组20，同时进行利用多个单元进行的多个处理，但为了进行以下说明，以I个模具组20为中心对次序进行说明。
[0052]即，在I个单元进行对I个模具组20实施的处理，在其它的处理单元进行对其它的模具组20实施的处理。在图1至图3中，表示在各单元分别各配置I个模具组20的情况。
[0053]首先，将原料储料器15的被成形材料I放置在模具储料器14的模具组20上。
[0054]作为搬入处理，将模具组20放置在装载锁定室82内，将装载锁定室82内封闭。接着，利用升降机构部83使模具组20下降。在使模具组20下降后，利用移动机构部84使模具组20水平移动至被输送单元70进行推出的位置。
[0055]在使模具组20从储料器14向装载锁定室82移动时，例如利用输送用的机器人手臂对模具组20进行把持而使模具组20移动。此时，通过对套筒23及背面板24进行把持，能够不损坏上模具21及下模具22地使模具组20移动。
[0056]在完成了加热单元30等其它的单元的处理的规定的时机，控制部12对缸轴71进行驱动，对模具组20的连结销25进行推压，使连结销25以单元间距Pl与一定的距离相加后得到的间距P2的量移动到下游侧，从而使模具组20移动到第I个加热单元30的载置板35上(输送处理)。同时，在下游侧并列的多个模具组20也被连结销25推出，每次以单元间距Pl移动到下游侧。即，多个模具的连结销25对下游侧的模具组20进行推压，因此缸轴71使模具组20 —起移动。
[0057]在第I个加热单元30中，利用上下的红外线灯34将模具组20加热，以规定的温度使被成形材料I软化(加热处理)。在同时进行的多个处理结束了的时机，利用与上述相同的输送处理依次将模具组20输送到下游侧，同样实施加热处理。
[0058]接着，利用相同的输送处理使多个模具组20 —并移动到下游侧，从下游侧的加热单元30向第I个冲压单元40对模具组20进行输送。
[0059]控制部12对冲压单元40的升降机构部43进行驱动而使上侧的冲压板46下降，利用上下的冲压板46对模具组20进行夹持，从而一边将被成形材料I加热，一边进行冲压成形(冲压处理)。在同时进行的多个处理结束了的时机，利用与上述相同的输送处理将模具组20依次输送到下游侧，在下游侧的冲压单元40同样进行冲压处理。
[0060]接着，利用相同的输送处理从下游侧的冲压单元40向第I个退火单元50对模具组20进行输送。在退火单元50中，以如下方式进行处理:一边利用一对退火板51对模具组20的压力进行保持，一边例如通过对加热器的温度进行调节而使模具组20成为规定的温度(退火处理)。
[0061]接着，利用与上述相同的输送处理，从退火单元50向淬火单元60对模具组20进行输送。控制部12对淬火单元60的升降机构部63进行驱动而使上侧的冷却板61下降，利用上下的冷却板61夹持模具组20，从而利用制冷剂将模具组20冷却至即使在大气中也不会氧化的温度范围(淬火处理)。
[0062]接着，进行搬出处理。作为搬出处理，首先，在利用设置于输送路径的移动机构部76使模具组20以单元间距Pl与一定的距离相加后得到的间距P3的量移动到下游侧后，利用移动机构部94使模具组20水平移动至装载锁定室92的正下方的位置。随后，利用升降机构部93使模具组20向上移动。在使模具组20移动至装载锁定室92后，将装载锁定室92开放，取出模具组20。
[0063]在隔离腔室11外将搬出的模具组20分解，将取出的成形品2放置在成形品储料器13上。将新的被成形材料I放置到使用后的模具组20上，再次进行上述的成形处理。
[0064]在使模具组20从搬出位置向储料器14移动时，例如利用输送用的机器人手臂对模具组20进行把持而使模具组20移动。此时，通过对套筒23及背面板24进行把持，能够不损坏上模具21及下模具22地使模具组20移动。
[0065]采用本实施方式，通过在下模具22的下侧设置背面板24，能够将上模具21及下模具22的厚度抑制为较小，且能对模具组20的高度进行确保，提高输送性。一般来说，在玻璃状碳的材质组织不是均质的情况下，受到冲击而在组织内部发生应力的不均，因此在使用了玻璃状碳作为模具的材料的情况下，厚度越厚，越容易产生内部组织的差，越容易发生破损和积屑等损坏现象。因此，为了根据材料的不同对破损进行防止，对模具的厚度进行限制，模具的整体高度降低，因此不易输送，但在本实施方式中，通过在下模具22的背面设置背面板24，无论下模具22是什么材料，都能避免损坏，并且能够确保模具组20的高度，提高输送性。
[0066]在本实施方式中，使背面板24在并列的板上滑动移动，从而能够对下模具22的损坏进行防止。另外，通过在模具组20设置沿输送方向突出的连结销25并使该连结销25连续，能够一并输送多个模具组20，从而提高处理效率。
[0067]另外，采用本实施方式，形成为以套筒23和背面板24夹持下模具22的突出部的方式利用螺栓B将套筒23和背面板24固定的结构，从而不必在下模具22形成螺纹孔等固定用结构，就能进行固定。
[0068]此外，在上述实施方式中，通过在背面板24的下表面设置引导部24a，能够不被并列的板间的台阶妨碍地，沿行进方向进行顺利的滑动移动。另外，通过在背面板24的下表面设置排气用的槽24b，背面板24不会因加热处理和加压处理而产生吸附，能够进行沿行进方向的顺利的滑动移动，提高输送性。
[0069]在本实施方式中 ，模具组20的模具主体为上模具21和下模具22的两片式结构，但也可以形成为上模具、中模具和下模具的三片式结构。
[0070]另外，本发明并不限定于上述各实施方式，能够适当地变更而实施。另外，也可以将多个实施方式的特征组合而实施。除此之外，当然可以在不脱离本发明的主旨的范围内，进行各种变形而实施。