JPH01233100A - 加熱加圧成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、加熱加圧成形装置に関するものである。

［従来の技術］ チタン合金のような難加工材を成形する装置としては、
例えば、複動プレスを用いるもの、或いはガス圧力を用
いるものがある。

複動プレスを用いて成形する装置の従来例は、第１０図
及び第１１図に示されている。該装置では、油圧プレス
に、上部金型ａ及び下部金型す並にしわ抑え用摺動金型
Ｃ及び各金型ａ、ｂ、ｃの加熱ヒータｄを設けてダイセ
ラ！・を構成し、所定温度に昇温後、上部金型ａとしわ
抑え用摺動金型Ｃの間に板オＡｅを所定のしわ抑え力て
挾持させ、下部金型ｌ）の形状に倣って加圧成形を行っ
ている。又加圧成形の際には、加圧力制御のために、油
圧プレスの圧力制御仕事又はレリーフ弁からの吐出仕事
か必要である。なお、第１０図及び第１１図中ｒは１析
熱祠である。

ノ１ス圧力を用いて成形する装置の従来例は第１２図に
示されている。該装置では」１下部金型９゜１間に板＋
Ｓｊを挾み込み、ポルトｊにより」１下部金型９，１］
を締結し、次いて締結された上下部金型（１，ｈを真空
加熱炉内にセラ！・し、」−都合型の空間０の大気を真
空排気穴ｎから排気し真空にすると共に下部金型りの）
ｌス供給ロｋにノノス供給管を接続し下部金型の空間ア
の大気もノ１ス供給管を通して真空排気し真空にして、
真空加熱炉内で所定温度に昇温させ、しかる後ノｊス供
給管から下部金型りと板イイ１とにより形成される空間
ｌに圧力制御されたアルゴンガス等を供給し、ガス圧力
と真空圧により板４ｔ　ｉを」二部金型ｑの凹形状ｍに
倣わせ加圧成形を行っている。

［発明か解決しようとする課題］ しかしなから、上述の装置のうち、複動ブレスによる成
形装置では、各金型ａ、ｂ、ｃの部分に設けた加熱ヒー
タｄによって各金型ａ、　ｂ　、　ｃを加熱しているた
め、各金型ａ、ｂ、ｃの温度むらを無くずのか困難であ
り、加えて、加熱ヒータｄの配置り金型ａ、ｂ、ｃの構
造か複雑化すると共に大型化する傾向かあり、又加圧成
形時の圧力制御仕事又はレリーフ弁からの吐出仕事によ
り動力が浪費されるという問題かある。

ガス圧力による成形装置では、成形のたびに」−下部金
型９．ｈの解体、組立か必要となるため、成形準備に時
間か掛かると共に作業が断続的になって生産能率か悪く
、又成形のだひに」１下部金型９．ｈの加熱冷却か必要
であるため、加熱仕事及び冷却体１■か増加し、エネル
ギーが浪費されるという問題かある。

本発明は」二連の実情に鑑ろ、各金型を小型化して加熱
時の温度むらをなくすようにすると共に加圧成形時の圧
力制御仕事又はレリーフ弁からの吐出仕事を不要にし、
成形のだひに上下部金型の解体、組立を行う必要かない
ようにし、しかも成形準備を短時間に行うことかできる
ようにすることにより生産能率を高め、成形のたびに金
型の加熱冷却を行わなくてすむようにすることを目的と
してなしたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ベット上に取付けられた下部加熱炉と、昇降
可能なクラウンに対し相対的に昇降し得るよう吊下げら
れ前記下部加熱炉と接して密閉状の炉を形成し得るよう
にした」二部加熱炉と、前記ベットに取付けられた下部
加圧ラムに支持され且つ前記下部加熱炉内に位置する下
部金型と、前記クラウンに取４＝Ｉけられた上部加圧ラ
ムに支持され且つ前記上部加熱炉内に位置する」二部金
型と、前記クラウンに対し摺動自在に貫通し」１端側に
荷重検出器か固着された、クラウンを４降させるだめの
昇降ジヤツキ軸と、前記荷重検出器とクラウンとの間に
介在しクラウンを下方へ付勢するばねを設けた構成を備
えている。又下部金型近傍には、しわ抑え用金型を設け
る構成とすることができ、或いは、上下部金型のうち一
方の金型を凹形状に形成し、上下部金型間に挾持された
板材と他方の金型間に成形用のガスを供給するガス供給
手段を設けた構成とすることかできる。

［作　　　用］ 本発明では、下部金型に板材か載置されると、昇降ジヤ
ツキ軸の下降によりクラウンが下降し、又クラウンが下
降すると同時に上部加熱炉もクラウンに対して相対的な
位置か変化するよう下降する。このため、」二部金型と
下部金型により板材か挾持される前に上部加熱炉が下部
加熱炉に対して接触し、密閉状の炉か形成され、又密閉
状の炉か形成されたら炉内を加熱し、炉内か所定温度に
なったら更に昇降ジヤツキ軸によりクラウンか下降し、
」−下部金型により加圧成形か行イっれる。

しわ抑え金型を設けた場合には、成形時にはしわ抑え金
型は板材を抑えた状態で」二部金型と−〇　− 同期して下降し、加圧成形か行われる。成形された製品
にはしわの発生かない。

ガスを供給して加圧成形する場合には、板Ｈは金型の凹
形状に倣った形状に加圧成形される。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する
。

第１図〜第７図は本発明の一実施例で、複動金型式の装
置である。

支柱１を介して固定、支持されたベッド２ト部には、内
部に断熱材３を備えた下部加熱炉４か配設され、断熱材
３の内側には加熱ヒータ５か取付ｔプられている。

ベッド２トには、竪型の下部加圧ラム６が固着され、下
部加圧ラム６の下部加熱炉４内上端には、下部全型取（
−１板７を介して、上部平坦面と側部垂直面を備えた下
部金型８か着脱可能に取イＪけられている。

ベッド２下面には竪型のしわ抑え用シリンダ９が配設さ
れ、しわ抑え用シリンダ９のピストンロッＩ・１０−に
端には、ベッド２に設けた円筒状のガイド部材１２に対
し上下に摺動し得るようにしたしわ抑え用ロッド１］か
連結され、該しわ抑え用ロッド１１は下部加熱炉４内へ
延ひてその」１端にしわ抑え用ロッド１３か連結され該
しわ抑え用ロッド１３の上端は、下部金型８外周の側部
垂直面に対し上下へ摺動し得るよう嵌合した断面コの字
状のしわ抑え用摺動金型１４の下部フランジに連結され
ている。

下部加熱炉４側面には、排気タクト１５か接続され、該
排気タクト１５には真空ポンプ１６が接続されている。

ベッド２」二面四隅には、支柱状のガイドフレーム１７
か立設され、ガイドフレーム１７」一端には、隣り合う
ガイドフレーム１７を接続するよう横梁１８か取付けら
れている。

下部加熱炉４の」ニガには、クラウンｊ９が配設され、
該クラウン］９はその四隅に固着した水平断面り形のガ
イド部材２０及びガイドシュー２１を介して前記ガイド
フレーム１７に固着したガイドレール３９に沿い昇降可
能に嵌合されている。又ガイド部材２０には、先端がガ
イドシュー２１に当接した押しボルト４０を回すことに
より、クラウン１９の水平方向及び上下部加圧ラム４３
，６の通り芯位置を調整し得るようにし、位置調整後ガ
イドシュー２１と押しボルト４０を固定するためのボル
ト４１が取付けられ、上下部金型の通り芯を合せ得るよ
うになっている。

クラウン１９の両側部には、ガイドブツシュ２２が嵌合
され、該ガイドフレーム２２には、段部２３ａがクラウ
ン１９を支持し得るようにした昇降ジヤツキ軸２３が上
下へ摺動自在に嵌合され昇降ジャッキ軸２３上端のクラ
ウン］９上方突出部には円筒状のガイド部材２４か固着
され、ガイド部材２４上面フランジには昇降ジヤツキ軸
２３に嵌合されたロードセル等の荷重検出器２５か載置
されてナツト２６により昇降ジヤツキ軸２３に固定され
、ガイド部材２４の上部フランジとクラウン１９上面に
載置したはね座２７との間には、皿はね２８か配設され
、該皿はね２８によりクラウン１９を下方へ付勢し得る
ようになっている。

昇降ジヤツキｌ１ｌｌ１２３の下端は昇降ジヤツキ２９
の昇降ジヤツキ軸３０に連結され、昇降ジヤツキ２９は
ベベルキアボックス３］、３２を介して電動機３３に接
続されている。

クラウン１９には４木の竪型の流体圧シリンダ３４の」
１端か枢着されると共に該流体圧シリンダ３４のピスト
ンロッド３５下端には、内部に断熱材３６を備えた上部
加熱炉３７が吊下げられ、断熱材３６の内側には加熱ヒ
ータ３８か取付けられている。

又上部加熱炉３７には、水平断面形状がＬ型のガイド部
オ、ｌ’４２か固着され、該ガイド部オ、！’４２はク
ラウン１９に固着したガイド部材２０の角部に接触し、
」二部加熱炉３７が円滑に昇降し得るようになっている
。

クラウン１９の中央部には、竪型の」二部加圧ラム４３
か固着され、上部加圧ラム４３の上部加熱炉３７内下端
には、上部金型取付板４４を介して上部金型４５か取付
けられている。」二部金型４５は下部金型８外周に嵌合
し下部金型８と協働して板材４６の加圧成形を行い得る
よう凹形状に形成され＝　１０− ている。

成形開始前は、クラウン１９は昇降ジヤツキ２９により
上限位置に上昇していると共に流体圧シリンダ３４のピ
ストンロッド３５も最上方に位置している。このため、
上部加圧ラム４３及び上部加熱炉３７も上限位置に停止
しており、上部加熱炉３７と下部加熱炉４の間及び上部
金型４５と下部金型８の間には、第６図の右半分に示す
ように所要の間隔かおいている。又しわ抑え用シリンダ
９によりしわ抑え用ロッド１１，１３を介してしわ抑え
用摺動金型１４は、その上面か下部金型８の上面と一致
する位置まで上昇している。

成形を行う場合には、適宜の手段で板材４６を上部加熱
炉３７と下部加熱炉４の間を通して下部金型８及びしわ
抑え用金型１４の上面に載置させ、電動機３３を起動し
てベベルギアボックス３２．３１を介し昇降ジヤツキ２
９を駆動する。これにより昇降ジヤツキ軸３０．２３が
下降し始め、クラウン１９も下降を開始する。この場合
、クラウン１９は第７図に示すように昇降ジヤツキ軸２
３の段部−１１＝ ２３ａに支持された状態で下降する。

電動機３３の起動と同時に流体圧シリンダ３４を作動さ
せてピストンロッド３５を突出させ、上部加熱炉３７を
下降させる。而して、上下部金型４５゜８間に板材４６
か挾持される前に」一部加熱炉３７の下面は下部加熱炉
４の−Ｌ面に当接して上部加熱炉３７と下部加熱炉４は
密閉される。又」１下部加熱炉３７．４か密閉されたら
電動機３３を停止させて昇降ジヤツキ軸３０．２３の下
降を停止させると共に真空ポンプ１６を駆動して上下部
加熱炉３７．４内を真空排気し、加熱ヒータ３８．５に
より上下部加熱炉３７．４内の加熱を開始する。

上下部加熱炉３７，４内の真空度、炉内温度が所定の状
態になったことか各センサーで検知されると、再び電動
機３３か駆動されて昇降ジヤツキ２９か駆動され、昇降
ジヤツキ軸３０．２３か下降し、クラウン１９か下降す
る。このため、上部金型４５も下降して板材４６の縁部
はしわ抑え用摺動金型１４と上部金型４５により挾持さ
れる。更に４降ジヤツキ軸３０．２３によりクラウン１
９を介し」二都合型４５を下降させると、上部金型４５
の下降速度に同期してしわ抑え用摺動金型１４は下降し
、しわ抑え用シリンダ９は板材４６の挾持力を維持しつ
つ押下げられ上下部金型４５．８により板材４６の加圧
成形か行われる。

加圧成形時には、皿ばね２８が昇降ジヤツキ軸２３、荷
重検出器２５、ガイド部材２４を介して圧縮されること
により上部金型４５の板材４６に対する加圧力が発生し
、該加圧力は荷重検出器２５により検出される。而して
、荷重検出器２５で検出された加圧力が所定の値になれ
ば、加圧成形は終了する。

上下部加熱炉３７，４か閉じた状態でクラウン１９が下
降する際には、上部加熱炉３７は下降てきないが、流体
圧シリンダ３４内のロッド側チャンバ及びヘッド側チャ
ンバは何れも大気圧になっているため、流体圧シリンダ
３４の本体がピストンロッド３５に対し下降し、従って
クラウン１９の下降には同等支障はない。

板材４６か所定形状に成形されたら、真空ポンプ１６を
停止させると共に上下部加熱炉３７，４内を適宜の手段
により大気雰囲気に戻し、流体圧シリンダ３４のピスト
ンロッド３５を引っ込めて上部加熱炉３７を上昇させ、
同時に電動機３３を駆動し、昇降ジヤツキ軸３０．２３
を介してクラウン１９を上昇させる。この時、しわ抑え
用摺動金型１４は上部金型４５の上昇速度に同期して上
昇し下部金型８から製品を外す。而して、上部加熱炉３
７及び」二部金型４５が所定位置まで上昇し、上下部加
熱炉３７，４間及び上下部金型４５，８間に所定の隙間
かできたら、しわ抑え用摺動金型１４の上の製品を、適
宜の手段で炉外へ取出し、各金型を解体したり強制的に
４却することなく次の板材４６を下部金型８及びしわ抑
え用摺動金型１４上にセットし、再び上述の手順で加圧
成形を繰返す。

第８図は本発明の他の実施例で、前記実施例では複動金
型を使用しているのに対し本実施例ではガスにより成形
するようにしている。このため、本実施例では金型部分
の構成は前記実施例のものとは異なるが、排気手段、加
熱手段、昇降手段、加圧手段等は前記実施例のものと同
じであり、同一部分には同一符号が付しである。

下部金型取付板７上には、スペーサ４７が固着され、ス
ペー９４７１面には、下部金型４８が取付けられている
。下部金型４８の上面は、成形すべき板材４６を載置し
位置決めし得るようになっており、板材４６と下部金型
４８との間に形成された空間４９にガス供給管５０から
のガスを供給し得るよう、下部金型４８にはガス供給口
５１か穿設されている。

上部金型取付板４４の下端にはスペーサ５２が固着され
、スペーサ５２の下面には、上部金型５３が取付けられ
ている。上部金型５３は球状にへこんだ空間５４を有す
ると共に下部突出部５５により下部金型４８と協働して
板材４６を挾持し得るようになっている。

成形を行う場合には、板材４６を適宜の手段で上部加熱
炉３７と下部加熱炉４の間を通して下部金型４８上に載
置して位置決めし、前述の実施例で示すように電動機３
３を駆動することにより昇降ジャッキ軸３０．２３を介
しクラウン１９を下降させ、又同時に流体圧シリンダ３
４により上部加熱炉３７を下降させる。クラウン１９を
下降させると、上部金型５３と下部金型４８によって板
材４６か挾持される前に、上部加熱炉３７下端が下部加
熱炉４上端に接触し、上下部加熱炉３７，４は密閉され
る。

上下部加熱炉３７．４か密閉されたら、炉内を真空ポン
プにより排気して真空にすると共に加熱ヒータ３８，５
により加熱する。この時上部金型４５の空間５４とガス
供給管５０を通して下部金型４８の空間４９も真空にす
る。更に昇降ジヤツキ軸によりクラウン１９を下降させ
て上部加熱ラム４３を下降させ、上部金型５３の下部突
出部５５と下部金型４８により板材４８の周囲を挾持す
る。板材４６を挾持する力は、板材４６が上下部金型５
３．４８により挾持されクラウン１９が下降しない状態
になった後も前記実施例の昇降ジヤツキ軸３０．２３を
更に下降させ、第７図に示す皿ばね２８を所定量撓ませ
ることにより発生させる。

上述のように、成形のための準備が終了し、−１６＝ 炉内の真空度、温度、板材４６を抑える力が所定の状態
に達したことが各センサーにより検知されると、予め設
定しておいたプログラムに従い、アルゴンガス等か、ガ
ス供給管５０、ガス供給口５１を介して板材４６と下部
金型４８により形成されている空間４９に供給され成形
が開始される。

空間４９にガスが供給されると、板材４６は上方へ膨張
を開始されるが、ガスの圧力は時間と共に刻々制御され
、板材４６は加圧されて半円球状に成形される。

板材４６が所定形状に成形されたら、真空ポンプを停止
させ、上下部加熱炉３７，４内を適宜の手段により大気
雰囲気に戻し、流体圧シリンダ３４により上部加熱炉３
７を上昇させ、同時にクラウン１９及び」二部金型５３
を上昇させ、しかる後下部金型４８に載っている製品を
取出し、各金型を解体したり強制的に冷却することなく
、次の板材４６を下部金型４８にセットして再び上述の
加圧成形を繰返す。

第９図は、前記２つの実施例におけるクララ−１７〜 ン昇降用の昇降ジヤツキを駆動する電動機を親子モータ
にしたものである。図中５６は低速用の減速機付電動機
、６２は電磁クラッチ、６３は電磁ブレーキである。而
して、昇降ジャッキ軸２９延いてはクラウン１９を高速
で昇降させる場合は、電磁クラッチ６２を切り、ブレー
キ６３を解放して電動機３３を駆動し、クラウン１９が
下限若しくは上限近傍の所定の位置に達したら電動機３
３を停止し、電磁クラッチ６２を接続してから減速機付
電動機５６を駆動し低速でクラウン１９を昇降させる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得
ることは勿論である。

［発明の効果コ 本発明の加熱加圧成形装置によれば、下記のごとき種々
の優れた効果を奏し得る。

（＋）　　各金型Ｃｊ炉内で加熱装置により加熱される
ため温度むらがなくなり、均一な加熱が可能となる。

（ｉｉ）　　加熱装置は炉側にのみ配置され金型の中に
は配置されていないため、金型は構造か油中で小型化で
きる。

（ト）加圧成形時の加圧力ははねによって与えられるた
め、加圧力を発生させる場合に動力の浪費かなく又金型
は成形後製品を取出すたひに強制的に冷却する必要がな
い。従って、省エネルギーに貢献できる。

（ト）成形後製品を取出すたびに金型の組立、解体を行
う必要がないため、成形準備時間か短縮され、作業が連
続的になって生産能率か向」ニする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加熱加圧成形装置の一実施例で、左半
分は」二部加熱炉が下降した状態の、又右半分は」二部
加熱炉か上昇した状態の説明図、第２図は第１図の■−
■方向矢視図で左半分は」二部加熱炉か下降した状態の
、又右半分は上部加熱炉か上昇した状態の説明図、第３
図は第１図の■−■方向矢視図、第４図は第２図の■−
■方向矢視図、第５図は第２図の■−■方向矢視図の拡
大図、第６図は第５図の■−■方向矢視図で、左半分は
−に１部加熱炉か下降した状態の、又右半分は−に１部
加熱炉か上昇した状態の説明図、第７図は第１図の■部
拡犬図、第８図は本発明の加熱加圧成形装置の他の実施
例で、左半分は上部加熱炉か下降した状態の、又右半分
は上部加熱炉か」二部した状態の説明図、第９図は本発
明の加熱加圧成形装置において、クラウンを昇降させる
駆動機構の他の例の説明図、第１０図は従来の加熱加圧
成形装置の一例の説明図、第１１図は第１０図の平面図
、第１２図は従来の加熱加圧成形装置の他の例の説明図
である。 図中４は下部加熱炉、６は下部加圧ラム、８は下部金型
、１４はしわ抑え用摺動金型、１９はクラウン、２３は
昇降ジャツギ軸、２５は荷重検出器、２８は皿はね、２
９は昇降ジヤツキ、３０は昇降ジヤツキ軸、３７は上部
加熱炉、４５は上部金型、４８は下部金型、５３は上部
金型を示す。 に　　　　　　　０ 鴫−０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ベッド上に取付けられた下部加熱炉と、昇降可能な
   クラウンに対し相対的に昇降し得るよう吊下げられ前記
   下部加熱炉と接して密閉状の炉を形成し得るようにした
   上部加熱炉と、前記ベッドに取付けられた下部加圧ラム
   に支持され且つ前記下部加熱炉内に位置する下部金型と
   、前記クラウンに取付けられた上部加圧ラムに支持され
   且つ前記上部加熱炉内に位置する上部金型と、前記クラ
   ウンに対し摺動自在に貫通し上端側に荷重検出器が固着
   された、クラウンを昇降させるための昇降ジャッキ軸と
   、前記荷重検出器とクラウンとの間に介在しクラウンを
   下方へ付勢するばねを設けたことを特徴とする加熱加圧
   成形装置。２）昇降可能なしわ抑え用金型を下部金型近
   傍に設けたことを特徴とする請求項１）に記載の加熱加
   圧成形装置。 ３）上下部金型のうち一方の金型を凹形状に形成し、上
   下部金型間に挾持された板材と他方の金型間に成形用の
   ガスを供給するガス供給手段を設けたことを特徴とする
   請求項１）に記載の加熱加圧成形装置。