CN113002038A - 冲压装置以及冲压方法 - Google Patents

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Abstract

【课题】提供即使是在大面积冲压的情况下也能够在冲压面产生充分的按压力的冲压装置、冲压方法以及冲压产品的制造方法。【解决手段】冲压装置1包括：冲压头100，其包含冲压板110、腔室基体120以及弹性衬垫130；以及预按压单元200，其包含传递预按压力的预按压板210以及对预按压板210施加预按压力的预按压力施加机构220。在通过预按压力来使弹性衬垫130成为压缩变形后的状态下，通过从压力流体源400将压力流体导入于腔室10的内部，产生冲压面上的朝向工件的主按压力，并且冲压装置1进一步包括：按压手段300，其对预按压板210的朝向与反预冲压方向D2的移动进行按压，并限制预按压板210朝向反预冲压方向D2的位移。

Description

冲压装置以及冲压方法
技术领域
本发明涉及冲压装置以及冲压方法。
背景技术
以往，对作为被按压对象物的工件进行冲压的冲压装置已被普遍知晓。在专利文献1中公开了一种作为冲压装置的成形模。图8(a)是用于说明专利文献1中所记载的成形模(以往的冲压装置800)而展示的截面图。
如图8(a)所示，以往的冲压装置800包括：在上模801的主体801a上向下方开口的压力室805；以及将压力室805向上方导通的贯通孔806。在压力室805中设置有可上下移动自如的推动器803，在贯通孔806中设置有可上下移动自如的活塞802。在位于活塞802与推动器803之间的空间(封入空间810)中封入有作为非圧缩性的流动体的压力传递介质804。在合模时，通过冲压上加热板809来使荷重作用于活塞802，并且该荷重经由压力传递介质804而作用于推动器803。利用该荷重来对工件815进行冲压。
此外，由于压力传递介质804被封入于封入空间810，因此其体积基本上保持固定。另外，压力传递介质804的功能仅仅是用于对力进行传递的“夹杂物”，以便使推动器803向下模807的方向位移(冲程)。
根据以往的冲压装置800，由于压力传递介质804是流动体，因此通过活塞802所作用的荷重被传递为均等地分布在推动器803上表面的整个面上。所以，就能够使在推动器803的冲压面811上得到的面压的状态处于均匀状态。
在专利文献2中公开了一种作为冲压装置的压印装置。图8(b)是用于说明专利文献2中所记载的压印装置(另一以往的冲压装置900)而展示的截面图。
如图8(b)所示，另一以往的冲压装置900通过加压室用壳体933、刚体构件911以及与形成在它们上的凹部相卡合的密封构件912来形成加压室930(腔室)。
根据另一以往的冲压装置900，利用刚体构件911以及受压台932来夹持模具901与被形成物902(一并作为工件)。这时的密封构件912在冲压方向D3上并没有被压坏，且没有特别的变形。随后，通过从加压手段935(压力流体源)将流体导入于加压室930内来使刚体构件911位移(冲程)于比现有状态更靠近下方，由此就能够将模具901及被形成物902以刚体构件911来进行加压。
【先行技术文献】
【专利文献1】实开平5-51616号公报
【专利文献2】国际公开第2013/035759号公报
然而，在处理具有较大面积的工件时，例如在以往的冲压装置800中，推动器803的面积(平面观看时的冲压面811的面积)也会与之对应地变大。在这种情况下，在冲压面811会因帕斯卡定律而产生与面积相对应的较大的按压力。然而，相应地在冲压时冲压面811从工件815受到的阻力也会变大。该阻力经由冲压面811、推动器803以及压力传递介质804被传递于活塞802，并将活塞802推回至上方，这样就会使产生于冲压面811上的按压力减退。
然而，在以往的冲压装置800中并没有特别公开用于承受该阻力的方法，并且在大面积冲压时也无法解决阻力的问题。因此，有时会无法在冲压面811产生充分的按压力。将专利文献1中所记载的工件815假设为在被冲压时受到相当程度变形的被按压对象物的情况下，由于该阻力较小，因此问题不会表面化。但是，在例如工件是部分含有或全部含有较高刚性的材料的情况下，该阻力的问题会表面化，并且无法在冲压面产生充分的按压力。
在另一以往的冲压装置900中也没有特别公开用于承受上述阻力的方法，并且在大面积冲压时也无法解决阻力的问题。因此，有时会无法在冲压面(刚体构件911的下表面)产生充分的按压力。
因此，鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种冲压装置，其即使是在大面积冲压的情况下也能够在冲压面产生充分的按压力。此外，本发明还提供一种冲压方法，该冲压方法即使是在大面积冲压的情况下也能够在冲压面产生充分的按压力，并且进一步提供以该方法所制造的“冲压产品的制造方法”。
发明内容
【1】本发明的一种方式提供通过腔室内的流体压力来驱动冲压板以对工件进行冲压的冲压装置。所述冲压装置包括：冲压头，其包含具有成为工件抵接面的冲压面的所述冲压板、与所述冲压板相向配置的腔室基体、以及从平面上看呈环状且配置于所述冲压板与所述腔室基体之间的弹性衬垫；以及预按压单元，其包含在作为配置有所述工件的方向的预冲压方向上传递预按压力的预按压板、以及对所述预按压板施加所述预按压力的预按压力施加机构。
在所述冲压装置中，所述腔室由被所述冲压板的内面、所述腔室基体的内面及所述弹性衬垫包围的空间所构成。所述腔室被构成为：在利用所述预按压单元的预按压来使所述弹性衬垫成为压缩变形后的状态下，通过从压力流体源将压力流体导入于所述腔室的内部，产生所述冲压面上的朝向所述工件的主按压力。并且，所述冲压装置进一步包括按压手段，所述按压手段对所述预按压板的朝向与所述预冲压方向是相反方向的反预冲压方向的移动进行按压。
【2】本发明的另一种方式提供使用规定的冲压装置来对工件进行冲压的冲压方法、以及使用所述冲压装置来对工件进行冲压后所得到的冲压产品的制造方法。
规定的冲压装置包括：冲压头，其包含具有成为工件抵接面的冲压面的冲压板、与所述冲压板相向配置的腔室基体、以及从平面上看呈环状且配置于所述冲压板与所述腔室基体之间的弹性衬垫；预按压单元，其包含在作为配置有所述工件的方向的预冲压方向上传递预按压力的预按压板、以及对所述预按压板施加所述预按压力的预按压力施加机构；以及按压手段，所述按压手段对所述预按压板的朝向与所述预冲压方向是相反方向的反预冲压方向的移动进行按压，其中，所述腔室由被所述冲压板的内面、所述腔室基体的内面及所述弹性衬垫包围的空间所构成。
本发明的一种方式中的冲压方法按照顺序包括：预按压单元前进工序，其使所述预按压单元向配置有所述工件的方向前进；预按压工序，其使所述预按压单元向配置有所述工件的方向进一步移动来预按压所述工件的同时，直接地或间接地使所述弹性衬垫压缩变形；按压手段有效化工序，其在使所述弹性衬垫保持压缩变形后的状态的同时，使所述按压手段有效化来限制所述预按压板朝向所述反预冲压方向的位移；以及主按压工序，其通过从压力流体源将压力流体导入于所述腔室的内部来驱动所述冲压板以产生所述冲压面上的朝向所述工件的主按压力。
此外，本发明的一种方式中的冲压产品的制造方法按照顺序包括：预按压单元前进工序，其使所述预按压单元向配置有所述工件的方向前进；预按压工序，其使所述预按压单元向配置有所述工件的方向进一步移动来预按压所述工件的同时，直接地或间接地使所述弹性衬垫压缩变形；按压手段有效化工序，其在使所述弹性衬垫保持压缩变形后的状态的同时，使所述按压手段有效化来限制所述预按压板朝向所述反预冲压方向的位移；以及主按压工序，其通过从压力流体源将压力流体导入于所述腔室的内部来驱动所述冲压板以产生所述冲压面上的朝向所述工件的主按压力。
【3】在上述【1】～【2】的冲压装置中，所述预按压力施加机构也可以被构成为：从所述预按压板来看是被配置在与配置有所述工件的一侧是相反的一侧上且是对所述预按压板施加所述预按压力。
【4】在上述【1】～【2】的冲压装置中，所述预按压力施加机构也可以被构成为：通过拉入所述预按压板来对所述预按压板施加所述预按压力。
发明效果
根据本发明的冲压装置以及冲压方法，即使是在大面积冲压时也能够在冲压面产生充分的按压力。
附图说明
图1是用于说明实施方式一涉及的冲压装置1的图。
图2是用于说明预按压力施加机构的变化(预按压力施加机构220a、220b、220c)而展示的图。
图3是用于说明实施方式一涉及的冲压方法的流程图。
图4是用于说明实施方式一涉及的冲压方法中的预按压单元前进工序S20～主按压工序S50而展示的截面图。
图5是用于说明实施方式二涉及的冲压装置2而展示的截面图。
图6是用于说明变形例而展示的图。
图7是用于说明变形例而展示的图。
图8是用于说明在专利文献1中记载的成形模(以往的冲压装置800)以及在专利文献2中记载的压印装置(另一以往的冲压装置900)而展示的截面图。
具体实施方式
以下，将参照附图来说明本发明涉及的冲压装置以及冲压方法的实施方式。各附图只是展示一个示例的模式图，不一定能严格反映出实际的尺寸、比例等。
【实施方式一】
1.实施方式一涉及的冲压装置1的构成
图1是用于说明实施方式一涉及的冲压装置1的图。图1(a)是冲压装置1的截面图。图1(b)是按照图1(a)中的A-A切割线来切割弹性衬垫130后沿着预冲压方向D1进行观看时的图，其也一并展示了冲压板110。在图1(a)中所示的弹性衬垫130及冲压板110的状态与图1(b)中的B-B截面图的状态相同。
(1)冲压装置1的概要
如图1(a)所示，实施方式一涉及的冲压装置1是通过腔室10(后述)内的流体压力来驱动冲压板110(后述)以对工件W进行冲压的冲压装置。冲压装置1包括：冲压头100与预按压单元200。
工件W是被按压对象物。工件W可以是任意类型。例如，其可以是被添加层压处理的工件。在图1(a)中，示例了由材料m1、材料m2及粘合剂a1组成的工件W。实施方式一涉及的冲压装置1也能够适用于材料m1为具有较高刚性的材料的情况。
在实施方式一中，工件W被配置在冲压板110(后述)与作为基座的工作台500之间。
(2)冲压头100
冲压头100是用于对工件W施加按压力并进行冲压的头。冲压头100包含：冲压板110；腔室基体120以及弹性衬垫130。
冲压板110具有：成为与工件W抵接的面(工件抵接面)的冲压面111。此外，从冲压板110观看，冲压板110在与冲压面111相反的一侧上，还具有构成一部分后述的腔室10的“冲压板的内面112”。冲压板110是刚体。
冲压面111是与工件W抵接并按压工件W的面。冲压面111可以是任意形状。冲压面111可以是图示的平面，也可以是曲面，还可以是配合工件W的上方的形状而设置有凹凸的面。
“冲压板的内面112”虽然可以是任意形状，但是其最好是平面。
此外，在将冲压装置1作为层压机来应用的情况下，也可以在冲压板110或者/以及工作台500的内部内置加热器(省略图示)。
腔室基体120具有：构成一部分腔室10的“腔室基体的内面122”。腔室基体120被相向于冲压板110配置，使得所述“腔室基体的内面122”相向于冲压板的内面112。“腔室基体的内面122”虽然可以是任意形状，但是由于其与冲压板的内面112共同形成腔室10，因此最好是与上述例对应的平面。
从腔室基体120观看，腔室基体120在与“腔室基体的内面122”相反的一侧上，还具有“腔室基体的外面121”。腔室基体120是刚体。
在腔室基体120中，设置有贯通腔室基体120的外部与“腔室基体的内面122”之间的流体导入口125，并且能够通过该流体导入口125将压力流体FL(后述)导入于腔室10内。
弹性衬垫130是一旦受到来自外部的力就会弹性变形的构件。虽然以垂直于弹性衬垫130的长度方向的平面来进行切割后的截面的形状没有被特别限定，但是其可以是例如呈圆形。(参照图1(a))。
此外，如图1(b)所示，弹性衬垫130在沿预冲压方向D1进行观看时(平面观看时)呈环状。该环的内侧的区域为对应于腔室10的区域。
弹性衬垫130被配置于冲压板110与腔室基体120之间，从而阻断上述环的内侧的区域与外侧的区域之间的物质的往来。
(3)预按压单元200
预按压单元200是在预冲压方向D1上将工件W预按压的同时，使弹性衬垫130压缩变形的单元。预按压单元200包含：预按压板210以及预按压力施加机构220。
预按压板210在作为配置有工件W的方向的预冲压方向D1上传递预按压力。此外，在实施方式一涉及的冲压装置1中，预按压板210兼作上述的腔室基体120。
预按压板210是刚体。预按压板210的工件W配置侧的内面最好是平面。从预按压板210观看，预按压板210在与工件W配置侧相反的一侧上，具有第二壁212。第二壁212是与按压手段300(后述)抵接的壁。
预按压力施加机构220是对预按压板210施加预按压力的机构。预按压力施加机构220虽然在图1(a)等中是通过粗箭头来示意性展示的，但是只要能够对预按压板210施加预按压力，其能够以任何结构实现。
图2是用于说明预按压力施加机构的变化(预按压力施加机构220a、220b、220c)而展示的图。
图2(a)展示了从预按压板210的上方向工件W侧进行按压的类型的预按压力施加机构220a。即，预按压力施加机构220a从预按压板210来看被配置于是与配置有工件W侧是相反的一侧上且对预按压板210施加预按压力。
虽然预按压力施加机构220a在图2(a)中是通过与预按压板210连结的合适的构件(无符号)及粗箭头来示意性展示的，但是只要能够对预按压板210施加预按压力，其能够以任何结构实现。例如，能够通过未图示的伺服电机及滚珠丝杠等来实现，也可以通过未图示的液压缸来实现。
图2(b)展示了将预按压板210向下方拉入的类型的预按压力施加机构220b。即，预按压力施加机构220b通过拉入预按压板210来对该预按压板210施加预按压力。
虽然预按压力施加机构220b在图2(b)中是通过与预按压板210连结的合适的构件(无符号)及箭头来示意性展示的，但是只要能够对预按压板210施加预按压力，其能够以任何结构实现。
例如，能够通过未图示的伺服电机及滚珠丝杠等或使用未图示的液压缸从配置有工件W的一侧积极地拉入预按压板210。此外，也可以采用在预按压工序(后述)中通过暂时从预按压板210向下方(重力加速度的运作侧)悬挂重物等而从预按压板210的下表面向下拉入的结构，来实现预按压力施加机构220b。
图2(c)是用于说明有效利用预按压板210的重力来使预按压力运作的方式的预按压力施加机构220c的图。图中的箭头表示预按压板210的重力，该重力对应于预按压力。
如图2(c)所示，预按压力施加机构220c的结构为：在使预按压板自身的质量相应地变大的同时，有效利用预按压板的重力来作为预按压力发挥作用。从广义上讲，该预按压力施加机构220c可以说包含在图2(b)所示的向下方拉入的类型的预按压力施加机构220b中。
此外，在之后的实施方式·变形例的说明及图2～7中，预按压力施加机构都是使用图1中所示的示意性的预按压力施加机构220来进行说明及图示。上述说明及图示的(图2(a)～图2(c))中的变化也同样能够适用于之后的图2～7中。
预按压力施加机构220不仅具备施加预按压力的功能，还具备变更工件W与预按压板210之间的距离的功能，即，具备使预按压板210(在实施方式一中还一并包括冲压头100)升降来变更与工件W之间的间隙的功能。
(4)腔室10及主按压力的产生机构
通过被上述的冲压板的内面112、腔室基体的内面122及弹性衬垫130所包围的空间来构成腔室10。
所述腔室10被构成为：在利用预按压单元200的预按压使弹性衬垫130处于压缩变形后的状态下，通过从压力流体源400将压力流体FL(符号参照后述的图4(e))导入于腔室10的内部，来产生冲压面111上的朝向工件W的主按压力PR2(符号参照后述的图4(e))。
此外，压力流体源400可以由例如工厂的压缩空气源之类的流体源(省略图示)与对来自于流体源的流体压力进行增压的增压器(省略图示)所构成。从所述压力流体源400提供的压力流体FL通过管490等流体通路从腔室基体120的流体导入口125导入腔室10内。另外，虽然在图1(a)中的压力流体源400是被配置于冲压装置1的外部，但是不受此限定，压力流体源400也可以被包含于冲压装置1的内部。
(5)按压手段300
一旦产生主按压力PR2，就会产生有来自于工件W侧的较大的阻力。因此，冲压装置1进一步包括按压手段300，从而就能够承受阻力。按压手段300对预按压板210的朝向作为与预冲压方向D1是相反方向的反预冲压方向D2的移动进行按压，并限制预按压板210朝向反预冲压方向D2的位移。
按压手段300能够以任何结构来实现。在图1所示的示例中，按压手段300由止动件310构成。
具体来说，止动件310是嵌插在固定部510的第一壁511与预按压板210的第二壁212之间的楔形构件，该楔形构件呈厚度是离散地变化的阶梯状(阶梯状的楔形构件312)。
此外，固定部510是相对于基座(工作台500)固定的部分，且是刚体的部分。
在实施方式一涉及的冲压装置1中，止动件310的一部分被抵接于(在后述的变形例7中是“固定”)规定的固定部510，其另一部分与预按压板210直接地(在后述的变形例4中是经由与预按压板210连结的构件而间接地)抵接。
在图1所示的示例中，止动件310的一部分(阶梯状的台阶部分)被抵接于规定的固定部510，其另一部分(与台阶部分是相反一侧的部分)与预按压板210直接地抵接。
2.实施方式一涉及的冲压装置1的运作/冲压方法/冲压产品的制造方法
接着，使用图3及图4来进行实施方式一涉及的冲压方法的说明。由于实施方式一涉及的冲压装置1的运作及冲压产品的制造方法具有与实施方式一涉及的冲压方法实质相同的内容，因此冲压装置1的运作及冲压产品的制造方法的说明援用以下的冲压方法的说明文。
图3是用于说明实施方式一涉及的冲压方法的流程图。图4是用于说明实施方式一涉及的冲压方法中的预按压单元前进工序S20～主按压工序S50而展示的截面图。在图4(a)～图4(e)中均是仅图示用于进行说明的主要部分，省略其他部分的图示。
(1)实施方式一涉及的冲压方法的概要
实施方式一涉及的冲压方法是使用随后说明的规定的冲压装置来对工件进行冲压的方法。
即，规定的冲压装置包括：冲压头100，其包含具有成为工件抵接面的冲压面111的冲压板110、与冲压板110相向配置的腔室基体120、以及从平面上看呈环状且配置于冲压板110与腔室基体120之间的弹性衬垫130；预按压单元200，其包含在作为配置有工件W的方向的预冲压方向D1上传递预按压力PR1(符号参照后述的图4(c))的预按压板210、以及对所述预按压板210施加预按压力的预按压力施加机构220；以及按压手段300，所述按压手段300对预按压板210的朝向与预冲压方向D1是相反方向的反预冲压方向D2的移动进行按压，其中，腔室10由被冲压板的内面112、腔室基体的内面122及弹性衬垫130包围的空间所构成(一并参照图1)。
此外，在上述规定的冲压装置中，作为预按压力施加机构，可以采用从预按压板210来看是被配置在与配置有工件W的一侧是相反的一侧上且是对预按压板210施加预按压力的机构(图2(a)的220a的示例)。或者，作为预按压力施加机构，也可以采用是通过拉入预按压板来对所述预按压板施加预按压力的机构(图2(b)的220b、图2(c)的220c的示例)。
如图3所示，实施方式一涉及的冲压方法按照顺序包括：预按压单元前进工序S20；预按压工序S30；按压手段有效化工序S40；以及主按压工序S50。
此外，也可以在预按压单元前进工序S20之前设置工件供料工序S10。还可以在主按压工序S50之后按照顺序设置：压力流体导入解除工序S60；按压手段无效化工序S70；以及预按压单元后退工序S80(均省略这些工序的图示)。
(2)冲压方法的详情
(2-1)工件供料工序S10
工件供料工序S10是在工作台500与冲压头100之间配置工件W，并对冲压装置1供料工件W的工序。
(2-2)预按压单元前进工序S20
图4(a)是展示预按压单元前进工序S20的截面图。
预按压单元前进工序S20是使预按压单元200向配置有工件W的方向D3前进的工序。具体来说，该工序使预按压单元200前进，直至工件W的表面侧及背面侧与包含冲压面111的其他构件相接触，并且弹性衬垫130处于还未压缩变形的状态(实施方式一中的图4(b)所示的状态)。
这时，在冲压头100中，弹性衬垫130还未压缩变形，冲压板110与腔室基体120之间的间隔(腔室的间隙)大致为G1。
此外，在实施方式一中，由于预按压单元200的预按压板210兼作冲压头100的腔室基体120，因此随着预按压单元200的前进(下降)，冲压头100也会随之前进(下降)。
(2-3)预按压工序S30
图4(b)是展示开始预按压工序S30的阶段的截面图。图4(b)的下部图是将上部图中的由双点划线C所包围的区域进行放大后的主要部分放大截面图(在之后的图4(c)～图4(e)中的双点划线C也相同)。图4(c)是展示完成预按压工序S30后的阶段的截面图。
预按压工序S30是使预按压单元200向配置有工件W的方向D3进一步移动来预按压工件W的同时，直接地或间接地使弹性衬垫130压缩变形的工序。
一旦进行预按压工序S30，就可以通过预按压力PR1来使弹性衬垫130压缩变形。因此，假设腔室的间隙在预按压工序S30开始前为G1，则在预按压工序S30结束后为G2(只是，G2＜G1)。
(2-4)按压手段有效化工序S40
图4(d)是用于说明按压手段有效化工序S40而展示的截面图。
按压手段有效化工序S40是在使弹性衬垫130保持压缩变形后的状态的同时，使按压手段300有效化来限制预按压板210朝向反预冲压方向D2的位移的工序。
具体来说，例如作为按压手段300，在采用止动件310(更为具体地来说，是厚度离散地变化的阶梯状的楔形构件312)的同时，将该止动件310嵌插在固定部510的第一壁511与预按压板210的第二壁212之间，并使按压手段300有效化。这时，将止动件310的一部分(阶梯状的台阶部分)抵接于规定的固定部510，将止动件310的另一部分(与台阶部分是相反一侧的部分)与预按压板210直接地抵接。
通过以上构造，就能够阻止预按压板210朝向反预冲压方向D2移动。这时，腔室的间隙大致维持为G2。该状态(图4(d))中的冲压面111的位置为进行主按压时的原点(主按压原点)。
此外，也可以在使按压手段300有效化开始，经过主按压工序S50，直至进行压力流体导入解除工序S60为止的期间，关闭预按压力施加机构220的动力源。
(2-5)主按压工序S50
图4(e)是用于说明主按压工序S50而展示的截面图。
主按压工序S50是通过从压力流体源400将压力流体FL导入于腔室10的内部来驱动冲压板110以产生冲压面111上的朝向工件W的主按压力PR2的工序。
具体来说，将从压力流体源400供给的压力流体FL通过管490等流体通路从腔室基体120的流体导入口125导入腔室10内。压力流体FL的压力能够适当地设定。
通过实施以上的工序，就能够产生主按压力PR2并使工件W在厚度方向上被冲压，从而达成在冲压机上所期望的目的。
此外，这时的腔室的间隙为Gx(只是，G2≤Gx≤G1)。
(2-6)后续处理
之后，在压力流体导入解除工序S60中，中断朝向腔室10内的压力流体FL的导入，并使腔室10的内部向大气开放(省略图示)。接着，在按压手段无效化工序S70中将按压手段300解除·无效化(省略图示)。其次，在预按压单元后退工序S80中，使预按压单元200向与配置有工件W的方向D3相反的方向移动(后退)，产生工件W与规定的构件之间的间隙(省略图示)。通过这样，就能够取出进行了冲压处理的工件W’(省略图示)。
3.实施方式一涉及的冲压装置1、冲压方法及冲压产品的制造方法的效果
由于实施方式一涉及的冲压装置1具有上述结构，因此就能够起到如下效果。
(1)实施方式一涉及的冲压装置1包括上述的“按压手段300”。因此，即使在冲压时从工件W的一侧产生了较大的阻力，由于按压手段300限制了预按压板210朝向反预冲压方向D2的位移，因此就能够按压预按压板210朝向反预冲压方向D2的移动。从而，就能够在不改变腔室10的体积，即能够在不减退腔室10内的流体压力的情况下，在冲压面111产生充分的按压力PR2。
如上所述，根据实施方式一涉及的冲压装置1，即使在大面积冲压的情况下，也能够在冲压面产生充分的按压力。
特别是在大面积冲压时，能够适当地适用实施方式一涉及的冲压装置1。
例如,与工件W的大小对应,将腔室10在平面观看时的面积(弹性衬垫130形成的环的内侧的区域的面积)假定为400cm2(纵20cm×横20cm)。将工厂的压缩空气的压力设为0.5Mpa(5kgw/cm2),并通过增压器将4倍于该压力的空气(20kgw/cm2)作为“压力流体FL”来使用。如果将该压力流体FL导入腔室10内,在该环的内侧的区域产生的力(进而在冲压面111产生的主按压力PR2)就会与400×20＝8000kgw＝8tw相应地变大。所以，虽然也取决于工件W的特性，但是阻力的大小也会成为与之对应的大小(例如8tw)。
因此，在例如另一以往的冲压装置900中，加压室用壳体933无法承受阻力而被推回上方，这样一来，在冲压面(刚体构件911的下表面)产生的按压力就会减退。
另一方面，根据实施方式一涉及的冲压装置1，由于其具备上述的按压手段300，因此就不会发生上述问题，并且能够在冲压面111产生充分的按压力PR2。
(2)此外，在实施方式一涉及的冲压装置1中，主按压中的实质性的冲程量极小。即，在将完成了上述按压手段有效化工序S40的时间点下的冲压面111的标准作为基准时，被压缩后的弹性衬垫130在因压力流体FL导入而向原来的状态进行延伸后的量(位移)就是主按压中的实质性的冲程量。从宏观上来说，该实质性的冲程量可以说几乎为零。
在发挥较大力的主按压(主按压工序S50)中，由于关联构件的冲程极小，因此实施方式一涉及的冲压装置1是安全性较高的冲压装置。此外，即使是在因某种故障而导致压力流体FL的导入变为不完整的情况下，也仅是使腔室10内的压力下降，而不会进一步产生冲压面111朝向冲压方向的冲程。在这一点上，实施方式一涉及的冲压装置1也是安全性极高的冲压装置。
此外，由于主按压所需的冲程极小，因此也就能够将腔室10的高度设为极小，而与此相对地腔室10的体积也会变得极小。所以，空间效率就会变好，并且能够以更小的能量来输出较高的主按压力。从而，实施方式一涉及的冲压装置1是节省资源的冲压装置。
(3)在进行主按压时(主按压工序S50)，由于是通过按压手段300/止动件310来按压阻力，因此在此期间(时间)也可以关闭预按压力施加机构220的动力(例如未图示的伺服电机)。所以，实施方式一涉及的冲压装置1是节省能量的冲压装置。
例如，虽然也能够使用高输出的伺服电机(省略图示)来代替止动件310输出对抗于上述8tw的力，并以此来按压预按压板210的上升，但是在这期间就必须要投入过多的电力。例如，在将冲压装置作为层压机来使用时，作为用作层压的主按压的所需时间，很多情况下需要20～30分钟，而有时更长的情况下需要1小时。在此期间虽然会消耗过多的电力，但是根据实施方式一涉及的冲压装置1，在利用止动件310来进行按压的期间能够关闭这种伺服电机(省略图示)的动力，从而就能够完全节省在此期间的消耗能量。
(4)作为一种适宜的方式，冲压装置1的按压手段300由止动件310构成，该止动件310的一部分抵接于规定的固定部510，其另一部分与预按压板210直接地抵接。
因此，就能够在成为简易结构的同时，可靠地按压预按压板210朝向反预冲压方向D2的移动。
(5)此外，作为一种适宜的方式，冲压装置1的止动件310是被嵌插在固定部510的第一壁511与预按压板210的第二壁212之间的厚度是离散地变化的呈阶梯状的楔形构件312。由于将止动件310设为该形态，因此就能够根据工件W的厚度、弹性衬垫130的压缩程度等规格变更，来适当地阶段性地变更第一壁511～第二壁212的间隔。
(6)作为一种适宜的方式，预按压板210兼作腔室基体120。因此，就能够减少构件，此外，由于节省了这部分的占有空间，所以也能够实现有利于经济的冲压装置。
(7)其次，实施方式一涉及的冲压方法及冲压产品的制造方法按照顺序实施：预按压工序S30，其使弹性衬垫130压缩变形；按压手段有效化工序S40，其使按压手段300有效化来限制预按压板210朝向反预冲压方向D2的位移；以及主按压工序S50，其通过将压力流体FL导入于腔室10的内部来驱动冲压板110以产生冲压面111上的朝向工件W的主按压力PR2。
因此，即使在冲压时从工件W的一侧产生了较大的阻力，由于在按压手段有效化工序S40中使按压手段300有效化，因此就能够按压预按压板210朝向反预冲压方向D2的移动。从而，即使是在主按压工序S50中也能够在不改变腔室10的体积，即能够在不减退腔室10内的流体压力的情况下，在冲压面111产生充分的按压力PR2。
如上所述，根据实施方式一涉及的冲压方法，即使是在大面积冲压的情况下，也能够在冲压面产生充分的按压力。此外，由于实施方式一涉及的冲压方法及冲压产品的制造方法能够使用实施方式一涉及的冲压装置1来实施，因此能够同样发挥基于冲压装置1的特征的效果。
【实施方式二】
图5是用于说明实施方式二涉及的冲压装置2而展示的截面图。在实施方式二中，对于基本结构及特征是与实施方式一相同的构成要素，使用与实施方式一相同的符号或省略添加符号，并省略这些构成要素的说明。
虽然实施方式二涉及的冲压装置2具有基本上与实施方式一涉及的冲压装置1相同的结构，但是在冲压头是被配置在工件W的下方这点上却与实施方式一涉及的冲压装置1有所不同。
即,如图5所示,在实施方式二涉及的冲压装置2中,预按压板210及冲压板110被相向配置,从而夹住工件W,冲压头100’被配置在工件W的下方。在腔室基体120’设置有流体导入口125。从压力流体源400供给的压力流体FL能够通过该流体导入口125导入腔室10的内部。
根据上述实施方式二涉及的冲压装置2，例如在使用液体来作为压力流体的情况下，万一即使该液体从腔室10泄露，由于具有腔室10的冲压头100’是被配置在工件W的下方，因此也就不会弄脏比腔室10’更位于上方的工件W。
此外，实施方式二涉及的冲压装置2在除了冲压头100’是被配置在工件W的下方这点以外的结构上具有与实施方式一涉及的冲压装置1基本相同的结构。因此，其也同样发挥实施方式一涉及的冲压装置1所具有的效果中的该效果。
【变形例】
以上虽然是基于上述的实施方式来说明本发明，但是本发明不受上述实施方式所限定。在不脱离其主旨的范围内能够实施各种方式，例如也能够进行如下变形。
(1)上述实施方式中记载的构成要素的数量、材质、形状、位置、大小等只是示例，在不损害本发明的效果的范围内能够进行变更。
(2)图6是用于说明变形例而展示的图。图6(a)展示了变形例一的冲压头100”，图6(b)展示了变形例二的冲压头100”’，图6(c)展示了变形例三的弹性衬垫130’。
在各实施方式中,弹性衬垫130被配置在平面状的冲压板的内面112及平面状的腔室基体的内面122之间。然而,本发明不受此限定。如图6(a)及图6(b)所示,在相互相向的冲压板110’及腔室基体120、120”中的至少一方的内面侧上形成有衬垫凹槽114,并且弹性衬垫130可以被构成为落入衬垫凹槽114并卡合于该衬垫凹槽114内(变形例一及变形例二)。
根据如上的方式构成衬垫凹槽114，就能够通过使弹性衬垫130卡合于衬垫凹槽114来更为提高腔室10的密封性。
此外，在如后述般将弹性衬垫的平面形状构成为除大致方形·圆形以外的任意的不同形状来进行冲压的情况下，在进行主按压时的弹性衬垫会被流体压力向外侧拉伸，而由于弹性衬垫被衬垫凹槽114限制移动，因此就能够在维持任意的不同形状的同时进行冲压。
在各实施方式中，虽然从平面观看弹性衬垫130时的形状是呈大致方形(参照图1(b))，但是本发明不受此限定。例如，其也可以是圆形。此外，也可以是如图6(c)所示的除大致方形·圆形以外的适合于工件W的形状的任意的不同形状的弹性衬垫130’(变形例三)。
可以想到，在弹性衬垫130、130’形成的环的内侧的区域中，受到的是均匀的流体压力，并且即使是在冲压面111侧，在与该环状的内侧的区域相对应的部分中也会均匀地产生按压力。而且，在与该环状的外侧的区域相对应的部分中，主按压力也会随着远离该环而逐渐下降。因此，通过根据想要冲压的工件W的形状来适当地设定弹性衬垫130、130’的形状(参照任意的不同形状的弹性衬垫1130’等)，并且只要在必要且足够的区域上导入必要且充分的压力流体量即可，而相应地就能够减少压力流体源400的负荷，并节省能量。
(3)图7是用于说明变形例而展示的图。图7(a)展示了变形例四的预按压单元200’，图7(b)展示了变形例五的作为按压手段的锥形的楔形构件314，图7(c)展示了变形例六的作为按压手段的半固定的按压夹具316。
在各实施方式及上述变形例中，作为按压手段300的止动件310是例如使用阶梯状的楔形构件312来直接地抵接于预按压板210(参照图1、图4及图5)。然而，本发明不受此限定。
如图7(a)所示，也可以导入支柱234来作为与预按压板连结的构件230，并将止动件310嵌插在固定部510的第一壁511与支柱234的第二壁232之间(变形例四)。
此外，如图7(b)所示，作为止动件310，也可以构成为厚度是连续地变化的呈锥形的楔形构件314，并将其嵌插在固定部510的第一壁511与预按压板210(或者是与支柱234等的预按压板连结的构件230)的第二壁212(232)之间(变形例五)。
通过设为这种呈锥形的楔形构件314，就能够根据工件W的厚度、弹性衬垫130的压缩程度等规格变更，来适当且任意地以无级的方式变更第一壁511～第二壁212、232的间隔。
此外，如图7(c)所示，也可以导入半固定的按压夹具316来作为止动件310。例如，使用形成有加工孔的构件317及螺栓318来构成半固定的按压夹具316，并在固定部510’上预先开设丝锥(螺丝孔)。随后，也可以在使螺栓318贯通加工孔的同时使其螺合于固定部510的丝锥，从而将形成有加工孔的构件317与固定部510一体化。在此基础上，通过使形成有加工孔的构件317的一部分抵接于预按压板210(或与支柱234等的预按压板相连结后的构件230)，就能够直接地或间接地按压预按压板210(变形例六)。
(4)在各实施方式及上述变形例中，展示了将流体导入口125设置在腔室基体120、120’、120”上的示例。然而，本发明不受此限定。也可以将流体导入口125设置在冲压板110、110’的一侧上。
(5)在各实施方式及上述变形例中，对使用空气来作为压力流体FL的示例进行了说明。然而，本发明不受此限定。例如，也可以使用其他的气体(惰性气体等)、水·油等液体来作为压力流体FL。
符号说明
1、2…冲压装置；10、10’…腔室；100、100’、100”…冲压头；110、110’…冲压板；111、811…冲压面；112…冲压板的内面；114…衬垫凹槽；120、120’、120”…腔室基体；121…腔室基体的外面；122…腔室基体的内面；125…流体导入口；130、130’…弹性衬垫；200、200’…预按压单元；210…预按压板；212…第二壁；220、220a、220b、220c…预按压力施加机构；230…与预按压板连结的构件；232…第二壁；234…支柱；300…按压手段；310…止动件；312…阶梯状的楔形构件；314…锥形的楔形构件；316…半固定的按压夹具；317…形成有加工孔的构件；318…螺栓；400…压力流体源；490…管；500…工作台；510…固定部；511…第一壁；800…以往的冲压装置；801…上模；801a…主体；802…活塞；803…推动器；804…压力传递介质；805…压力室；806…贯通孔；807…下模；809…冲压上加热板；810…封入空间；815、W、W’…工件；900…另一以往的冲压装置；901…模具；902…被形成物；911…刚体构件；912…密封构件；930…加压室；932…受压台；933…加压室用壳体；935…加压手段。

Claims (15)

1.一种通过腔室内的流体压力来驱动冲压板以对工件进行冲压的冲压装置，其特征在于，包括：
冲压头，其包含：具有成为工件抵接面的冲压面的所述冲压板、与所述冲压板相向配置的腔室基体、以及从平面上看呈环状且配置于所述冲压板与所述腔室基体之间的弹性衬垫；以及
预按压单元，其包含：在作为配置有所述工件的方向的预冲压方向上传递预按压力的预按压板、以及对所述预按压板施加所述预按压力的预按压力施加机构，
其中，所述腔室由被所述冲压板的内面、所述腔室基体的内面及所述弹性衬垫包围的空间所构成，并且所述腔室被构成为：在利用所述预按压单元的预按压来使所述弹性衬垫成为压缩变形后的状态下，通过从压力流体源将压力流体导入于所述腔室的内部，产生所述冲压面上的朝向所述工件的主按压力，
所述冲压装置进一步包括：按压手段，其对所述预按压板的朝向与所述预冲压方向是相反方向的反预冲压方向的移动进行按压。
2.根据权利要求1所述的冲压装置，其特征在于：
其中，所述预按压力施加机构从所述预按压板来看是被配置在与配置有所述工件的一侧是相反的一侧上且是对所述预按压板施加所述预按压力。
3.根据权利要求1所述的冲压装置，其特征在于：
其中，所述预按压力施加机构通过拉入所述预按压板来对所述预按压板施加所述预按压力。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的冲压装置，其特征在于：
其中，在相互相向的所述冲压板及所述腔室基体中的至少一方的内面侧上形成有衬垫凹槽,
所述弹性衬垫被落入于所述衬垫凹槽并卡合于该衬垫凹槽内。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的冲压装置，其特征在于：
其中，所述按压手段由止动件构成，
所述止动件的一部分被抵接或固定于规定的固定部，其另一部分与所述预按压板直接地抵接或经由与所述预按压板连结的构件而与所述预按压板间接地抵接。
6.根据权利要求5所述的冲压装置，其特征在于：
其中，所述止动件是被嵌插在所述固定部的第一壁与所述预按压板或连结于所述预按压板的构件的第二壁之间的楔形构件，
所述楔形构件是厚度呈离散地变化的阶梯状。
7.根据权利要求5所述的冲压装置，其特征在于：
其中，所述止动件是被嵌插在所述固定部的第一壁与所述预按压板或连结于所述预按压板的构件的第二壁之间的楔形构件，
所述楔形构件是厚度呈连续地变化的锥形。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的冲压装置，其特征在于：
其中，所述预按压板兼作所述腔室基体。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的冲压装置，其特征在于：
其中，所述预按压板及所述冲压板被相向配置,从而夹住所述工件,
所述冲压头被配置在所述工件的下方。
10.一种使用冲压装置来对工件进行冲压的冲压方法，所述冲压装置包括：冲压头，其包含具有成为工件抵接面的冲压面的冲压板、与所述冲压板相向配置的腔室基体、以及从平面上看呈环状且配置于所述冲压板与所述腔室基体之间的弹性衬垫；预按压单元，其包含在作为配置有所述工件的方向的预冲压方向上传递预按压力的预按压板、以及对所述预按压板施加所述预按压力的预按压力施加机构；以及按压手段，其对所述预按压板的朝向与所述预冲压方向是相反方向的反预冲压方向的移动进行按压，其中，所述腔室由被所述冲压板的内面、所述腔室基体的内面及所述弹性衬垫包围的空间所构成，
所述冲压方法的特征在于，按照顺序包括：
预按压单元前进工序，其使所述预按压单元向配置有所述工件的方向前进；
预按压工序，其使所述预按压单元向配置有所述工件的方向进一步移动来预按压所述工件的同时，直接地或间接地使所述弹性衬垫压缩变形；
按压手段有效化工序，其在使所述弹性衬垫保持压缩变形后的状态的同时，使所述按压手段有效化来限制所述预按压板朝向所述反预冲压方向的位移；以及
主按压工序，其通过从压力流体源将压力流体导入于所述腔室的内部来驱动所述冲压板以产生所述冲压面上的朝向所述工件的主按压力。
11.根据权利要求10所述的冲压方法，其特征在于：
其中，所述冲压装置的所述预按压力施加机构从所述预按压板来看是被配置在与配置有所述工件的一侧是相反的一侧上且是对所述预按压板施加所述预按压力。
12.根据权利要求10所述的冲压方法，其特征在于：
其中，所述冲压装置的所述预按压力施加机构通过拉入所述预按压板来对所述预按压板施加所述预按压力。
13.一种使用冲压装置来对工件进行冲压后所得到的冲压产品的制造方法，所述冲压装置包括：冲压头，其包含具有成为工件抵接面的冲压面的冲压板、与所述冲压板相向配置的腔室基体、以及从平面上看呈环状且配置于所述冲压板与所述腔室基体之间的弹性衬垫；预按压单元，其包含在作为配置有所述工件的方向的预冲压方向上传递预按压力的预按压板、以及对所述预按压板施加所述预按压力的预按压力施加机构；以及按压手段，其对所述预按压板的朝向与所述预冲压方向是相反方向的反预冲压方向的移动进行按压，其中，所述腔室由被所述冲压板的内面、所述腔室基体的内面及所述弹性衬垫包围的空间所构成，
所述冲压产品的制造方法的特征在于，按照顺序包括：
预按压单元前进工序，其使所述预按压单元向配置有所述工件的方向前进；
预按压工序，其使所述预按压单元向配置有所述工件的方向进一步移动来预按压所述工件的同时，直接地或间接地使所述弹性衬垫压缩变形；
按压手段有效化工序，其在使所述弹性衬垫保持压缩变形后的状态的同时，使所述按压手段有效化来限制所述预按压板朝向所述反预冲压方向的位移；以及
主按压工序，其通过从压力流体源将压力流体导入于所述腔室的内部来驱动所述冲压板以产生所述冲压面上的朝向所述工件的主按压力。
14.根据权利要求13所述的冲压产品的制造方法，其特征在于：
其中，所述冲压装置的所述预按压力施加机构从所述预按压板来看是被配置在与配置有所述工件的一侧是相反的一侧上且是对所述预按压板施加所述预按压力。
15.根据权利要求13所述的冲压产品的制造方法，其特征在于：
其中，所述冲压装置的所述预按压力施加机构通过拉入所述预按压板来对所述预按压板施加所述预按压力。
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