JP2003311344A - Frozen bulge forming method and equipment - Google Patents

Frozen bulge forming method and equipment

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JP2003311344A
JP2003311344A JP2002113293A JP2002113293A JP2003311344A JP 2003311344 A JP2003311344 A JP 2003311344A JP 2002113293 A JP2002113293 A JP 2002113293A JP 2002113293 A JP2002113293 A JP 2002113293A JP 2003311344 A JP2003311344 A JP 2003311344A
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JP
Japan
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processed
liquid
plate material
freezing
surface side
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Application number
JP2002113293A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahito Kato
正仁 加藤
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To take out a driving force for machining through the use of natural energy such as change in the ambient temperature by means of a simple device, so that metallic sheets or the like can be machined, and also to utilize the device for the purpose of driving various types of machines. <P>SOLUTION: Water 4 is poured in a space 3 in a housing 2 with the upper part opened, a blank 5 is placed in the upper opening of the housing 2 and, on top of it, a metallic die 6 is placed in a manner fitted to the housing 2, with the entirety integrated with bolts 7. The inner face 8 of the die 6 opposing the blank 5 and facing downward in the figure has a formed molded face for forming the blank 5 into a prescribed shape. If this device is left outside when the ambient temperature is 0°C or below, the water in the space 3 becomes frozen and expanded in volume, pressing the blank 5 against the inner face 8 of the die for bulge forming. This volume expansion can be utilized as a driving source for various types of machines. If necessary, an auxiliary refrigerating machine 11 may be used. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属等、塑性変形
可能な素材の薄板、パイプ等、板状の被加工板材を金型
を使用して成形するに際して、水等の液体が凍る時の体
積膨張作用を利用して被加工板材をバルジ成形する冷凍
バルジ成型方法及びその方法を実施する装置、及び、そ
の装置を利用して各種の機械を駆動することができるよ
うにした機械駆動方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin plate of a plastically deformable material such as metal or the like, a pipe, etc. Freezing bulge forming method for bulging a plate material to be processed by utilizing volume expansion action, apparatus for performing the method, and machine driving method capable of driving various machines using the apparatus, Regarding the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の金属薄板等の金型を使用した成形
には、大別して、オス型とメス型で被加工材を挟み込
み、金型形状に被加工材を加工するプレス加工法と、高
圧にした液体あるいはガスの圧力媒体により金型に被加
工材を押しつけるバルジ加工法の2種類が存在する。
2. Description of the Related Art A molding method using a metal mold such as a conventional thin metal plate is roughly classified into a press method in which a material to be processed is sandwiched between a male mold and a female mold and the material is processed into a mold shape. There are two types of bulge processing methods in which a work material is pressed against a mold by a high-pressure liquid or gas pressure medium.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前記プレス加工法では
金型を駆動するための複雑で大がかりな駆動装置が必要
であり、また、バルジ加工法では圧力媒体を加圧するた
めの大がかりな加圧装置が必要である。また、このいず
れにおいても装置の駆動のためには電力などの大量の人
工的エネルギーの投入を必要とする。このため、これ
ら、従来の金属等薄板の成形法は地球環境に大きな負荷
をかけている。
The pressing method requires a complicated and large-scale driving device for driving the mold, and the bulge processing method requires a large-scale pressing device for pressurizing the pressure medium. is necessary. Further, in any of these cases, a large amount of artificial energy such as electric power needs to be input to drive the device. For this reason, these conventional methods for forming thin plates of metal or the like place a heavy load on the global environment.

【0004】したがって、本発明は簡単な装置により、
外気温の変化のような自然のエネルギーを利用して加工
のための駆動力を取り出し、金属薄板等を加工すること
ができるようにし、またその装置を利用して各種の機械
の駆動を行うことができるようにすることを目的とす
る。
Therefore, the present invention provides a simple device,
Utilizing natural energy such as changes in outside temperature to extract driving force for processing, enabling processing of thin metal plates, etc., and using that device to drive various machines The purpose is to be able to.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は以下に述べるよ
うな基本的な技術思想により上記課題を解決するもので
ある。即ち、日本の東北地方の冬季などのように、地域
および季節によってその一日の気温変化が氷点(0℃)
を挟んで上下することは比較的多い。
The present invention solves the above problems by the following basic technical idea. That is, as in the winter in the Tohoku region of Japan, the temperature change of the day depends on the region and season, and the freezing point (0 ° C)
It is relatively common to go up and down across.

【0006】このときよく知られているように夜間の気
温の低下により水温が0℃以下となると、液体の水は凍
結し、日中に気温が上昇し水温が0℃を越えると融解し
て液体の水となる。
At this time, as is well known, when the water temperature becomes 0 ° C. or lower due to a decrease in the temperature at night, liquid water freezes, and the temperature rises during the day, and when the water temperature exceeds 0 ° C., it melts. It becomes liquid water.

【0007】水が凍結するとき、その体積は液体から固
体への相変態に伴い約1.09倍に膨張することは一般
によく知られているところである。本発明はこの水の液
体から固体への相変態に伴う体積膨張を金属薄板等の加
工のための駆動力に、或いはその他の機械の駆動力に使
用する。
It is generally well known that when water freezes, its volume expands about 1.09 times with the phase transformation from liquid to solid. In the present invention, the volumetric expansion accompanying the phase transformation of water into a solid is used as a driving force for processing a thin metal plate or the like, or as a driving force for other machines.

【0008】より具体的には、閉鎖空間に封入されてい
る水が凍結するとき、閉鎖空間の壁面を氷が押すことに
なる。そこで、その壁面の一部を被加工材である金属薄
板等にしておけば、被加工材は氷と反対側に押しつけら
れることになり、そこに成形形状を刻んだ金型を配置し
ておけば、被加工材は金型表面形状に成形されることに
なる。その際に、水が凍結するときに閉鎖空間の壁面を
押す力を流体を介して伝達させてもよく、またそれらの
装置は金属薄板等の加工以外に各種機械の駆動のために
使用することもできる。
More specifically, when the water enclosed in the closed space freezes, the ice will push the wall surface of the closed space. Therefore, if you make a part of the wall surface a thin metal plate, which is the work material, the work material will be pressed against the opposite side of the ice, and a mold with the molding shape should be placed there. For example, the material to be processed is shaped into the surface shape of the mold. At that time, the force that pushes the wall surface of the closed space when water freezes may be transmitted through a fluid, and those devices should be used for driving various machines other than the processing of thin metal plates. You can also

【0009】水を凍結させるときの気温変化は汎用の冷
凍装置等を用いることができるのはもちろんであるが、
寒冷地に於いては、屋外に放置しておくだけで作動す
る。このように寒冷地で屋外に放置しておく方法を用い
た場合には、人工的にエネルギーを投入する必要は一切
なく、ただ、単に外気温の日変化より、加工に必要なエ
ネルギーを取り出すことになる。
Of course, a general-purpose refrigerating device or the like can be used to change the temperature when freezing water.
In cold climates, it can be operated simply by leaving it outdoors. When using the method of leaving it outdoors in the cold district, it is not necessary to artificially input energy, but simply extract the energy required for processing from the daily change in outside temperature. become.

【0010】このような基本的な技術思想によって本発
明は特許請求の範囲に記載した構成を採用する。即ち、
請求項1に係る発明は、被加工板材の片面側に接する密
封空間内の液体を冷凍し、前記液体の冷凍による体積膨
張によって、前記被加工板材の他面側に設けた所定内面
形状の金型に対して該被加工板材を押圧することによ
り、該被加工板材を所定形状に成形することを特徴とす
る冷凍バルジ成型方法としたものである。
Based on such a basic technical idea, the present invention adopts the configurations described in the claims. That is,
The invention according to claim 1 freezes a liquid in a sealed space which is in contact with one surface side of a plate material to be processed, and the volume expansion of the liquid due to freezing causes the gold of a predetermined inner surface shape provided on the other surface side of the plate material to be processed. A frozen bulge molding method is characterized in that the plate material to be processed is formed into a predetermined shape by pressing the plate material to be processed against a mold.

【0011】また、請求項2に係る発明は、可動部材の
片面側に接する密封空間内の液体を冷凍し、前記液体の
冷凍による体積膨張によって、前記可動部材の他面側に
接する流体を加圧し、前記加圧した流体によって被加工
板材の前記片面側を押圧し、前記被加工板材の他面側に
設けた所定内面形状の金型に対して該被加工板材を押圧
することにより、該被加工板材を所定形状に成形するこ
とを特徴とする冷凍バルジ成型方法としたものである。
According to a second aspect of the invention, the liquid in the sealed space in contact with one surface of the movable member is frozen, and the fluid in contact with the other surface of the movable member is added by volume expansion of the liquid due to freezing. By pressing, pressing the one surface side of the plate material to be processed by the pressurized fluid, by pressing the plate material to a mold of a predetermined inner surface shape provided on the other surface side of the plate material, This is a frozen bulge molding method characterized in that a plate material to be processed is molded into a predetermined shape.

【0012】また、請求項3に係る発明は、前記液体の
冷凍は、外気の熱を利用するものであることを特徴とす
る請求項1又は請求項2に記載の冷凍バルジ成型方法と
したものである。
The invention according to claim 3 uses the heat of the outside air to freeze the liquid, and the method for forming a frozen bulge according to claim 1 or claim 2, Is.

【0013】また、請求項4に係る発明は、可動部材の
片面側に接する密封空間内の液体を冷凍し、前記液体の
冷凍による体積膨張によって、前記可動部材の他面側に
設けた機械作動部を駆動することを特徴とする機械駆動
方法としたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the liquid in the sealed space in contact with one side of the movable member is frozen, and the mechanical operation is provided on the other side of the movable member due to volume expansion of the liquid due to freezing. The machine driving method is characterized by driving the parts.

【0014】また、請求項5に係る発明は、前記機械作
動部は、圧力伝達流体を介して機械を駆動するものであ
ることを特徴とする請求項4記載の機械駆動方法とした
ものである。
The invention according to claim 5 provides the machine driving method according to claim 4, wherein the machine operating portion drives the machine via a pressure transmitting fluid. .

【0015】また、請求項6に係る発明は、前記液体の
冷凍は、外気の熱を利用するものであることを特徴とす
る請求項4又は請求項5に記載の機械駆動方法としたも
のである。
The invention according to claim 6 provides the machine driving method according to claim 4 or 5, wherein the freezing of the liquid utilizes the heat of the outside air. is there.

【0016】また、請求項7に係る発明は、被加工板材
の片面側に接する液体を封入する密封空間形成部と、前
記被加工板材の他面側に対向する所定形状の内面を備え
た金型とを備え、前記液体の冷凍による体積膨張によっ
て、前記被加工板材を金型に対して押圧することによ
り、該被加工板材を所定形状に成形することを特徴とす
る冷凍バルジ成型装置としたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a metal having a sealed space forming portion for enclosing a liquid in contact with one surface side of the plate material to be processed and an inner surface of a predetermined shape facing the other surface side of the plate material to be processed. A freezing bulge molding apparatus comprising a mold and pressing the plate material to be processed into a mold by volume expansion due to freezing of the liquid to form the plate material into a predetermined shape. It is a thing.

【0017】また、請求項8に係る発明は、第1のボル
トの内部に密封空間形成部を形成すると共に、該ボルト
のねじ部先端面に開口させ、前記金型は第2のボルトの
ねじ部先端面に形成し、前記第1のボルトと第2のボル
トを両側から螺合し、両ボルトのねじの先端面で被加工
板材を挟持しつつ締結するナットを備えたことを特徴と
する冷凍バルジ成型装置としたものである。
Further, in the invention according to claim 8, the sealed space forming portion is formed inside the first bolt, and the opening is formed in the tip surface of the screw portion of the bolt, and the mold is the screw of the second bolt. And a nut that is formed on the tip end surface of the portion, is screwed from both sides of the first bolt and the second bolt, and is fastened while sandwiching the plate material to be processed by the tip end surfaces of the screws of both bolts. This is a frozen bulge forming device.

【0018】また、請求項9に係る発明は、可動部材の
片面側に接する液体を封入する液体収納部と、前記可動
部材の他面側に接する流体を加圧する流体加圧部と、前
記流体加圧部で加圧される流体を被加工板材の片面側に
作用させる被加工板材加圧部と、前記被加工板材の他面
側に対向し、所定形状の内面を備えた金型とを備え、前
記液体の冷凍による体積膨張により加圧される前記流体
を介して、前記被加工板材を金型に対して押圧すること
により、該被加工板材を所定形状に成形することを特徴
とする冷凍バルジ成型装置としたものである。
Further, the invention according to claim 9 is a liquid storage part for enclosing a liquid in contact with one surface side of the movable member, a fluid pressurizing part for pressurizing a fluid in contact with the other surface side of the movable member, and the fluid. A plate material pressurizing part that causes a fluid pressurized by a pressurizing part to act on one surface side of the plate material to be processed, and a mold that faces the other surface side of the plate material to be processed and has an inner surface of a predetermined shape. It is characterized in that the plate material to be processed is formed into a predetermined shape by pressing the plate material to be processed against the mold through the fluid that is pressurized by volume expansion due to freezing of the liquid. This is a frozen bulge forming device.

【0019】また、請求項10に係る発明は、前記液体
の冷凍は、外気の熱を利用するものであることを特徴と
する請求項7乃至請求項9のいずれか一つに記載の冷凍
バルジ成形装置としたものである。
Further, in the invention according to claim 10, the freezing bulge according to any one of claims 7 to 9, wherein the freezing of the liquid utilizes the heat of the outside air. This is a molding device.

【0020】また、請求項11に係る発明は、可動部材
の片面側に接する液体を封入する液体収納部と、前記可
動部材の他面側に設けた機械作動部とを備え、前記液体
の冷凍による体積膨張によって前記可動部材を移動し、
機械作動部を駆動することを特徴とする機械駆動装置と
したものである。
Further, the invention according to claim 11 is provided with a liquid storage portion for enclosing a liquid in contact with one surface side of the movable member, and a mechanical operation portion provided on the other surface side of the movable member, wherein the liquid is frozen. Moving the movable member by volume expansion due to
A mechanical drive device characterized by driving a mechanical operating part.

【0021】また、請求項12に係る発明は、前記機械
作動部は、圧力伝達流体を介して機械を駆動するもので
あることを特徴とする請求項11記載の機械駆動装置と
したものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the mechanical drive device according to the eleventh aspect, wherein the mechanical operating portion drives the machine via a pressure transmitting fluid. .

【0022】また、請求項13に係る発明は、前記液体
の冷凍は、外気の熱を利用するものであることを特徴と
する請求項11又は請求項12に記載の冷凍バルジ成形
装置としたものである。
The invention according to claim 13 is the refrigeration bulge forming apparatus according to claim 11 or claim 12, characterized in that the liquid is frozen by utilizing the heat of the outside air. Is.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、この発明を図面に基づいて
説明する。図1(a)は本発明の凍結バルジ成形装置1
の基本構成の例を示すものであり、この例においては、
上部が解放した筺体2の空間3に水4を入れ、その筺体
2の上部の開口部に被加工板材5を載置し、更にその上
に金型6を筺体2に嵌合載置してボルト7で全体を一体
化したものを示している。金型6における被加工板材5
に対向する、図中下方に向いている金型内面8には、被
加工板材5を所定の形状に成形するための型面を備えて
いる。また、後述するように被加工板材5が金型内面6
に押しつけられるときのために、金型内面被加工板材5
との間の空隙9の空気を外部に抜くための抜き孔10を
備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A shows a freeze bulge forming apparatus 1 according to the present invention.
The following shows an example of the basic configuration of
Water 4 is put into the space 3 of the housing 2 whose upper part is open, the plate material 5 is placed in the opening of the upper part of the housing 2, and the mold 6 is fitted and placed on the housing 2 on the plate material 5. A bolt 7 is shown as a whole. Work plate material 5 in die 6
The mold inner surface 8 facing downward in the drawing, which is opposed to, is provided with a mold surface for molding the plate material 5 to be processed into a predetermined shape. Further, as will be described later, the plate material 5 to be processed is the mold inner surface 6
The inner surface of the mold 5 to be processed when it is pressed against
A vent hole 10 for venting the air in the space 9 between the outside and the outside is provided.

【0024】上記のような構成をなす冷凍バルジ成形装
置1において、図示するように筺体2の空間3に水4を
充填した状態で全体を一体化し、これを例えば東北地方
や北海道の冬季のように、日中或いは夜間に水の凝固点
の0℃以下に気温が下がるとき、室外に放置して外気に
曝す。それにより筺体2内の水4は次第に凍り、その体
積が膨張するため、金属薄板等の被加工板材5の図中下
方の片面が図中上方に押圧される。この被加工板材5の
反対面側は空隙9となっており、また被加工板材5の周
辺は筺体2と金型6によって挟持されているので、被加
工板材5は前記押圧力によって次第にこの空間9側に変
形する。この変形時において、内部の空気は抜き穴10
から外部に排出される。
In the refrigerating bulge forming apparatus 1 having the above-mentioned configuration, the space 3 of the housing 2 is filled with water 4 as shown in the figure, and the whole is integrated, which is used, for example, in the Tohoku region or Hokkaido in winter. When the temperature drops below 0 ° C, which is the freezing point of water, during the day or at night, it is left outdoors and exposed to the outside air. As a result, the water 4 in the housing 2 is gradually frozen and the volume thereof is expanded, so that the one surface on the lower side in the drawing of the plate material 5 to be processed such as a metal thin plate is pressed upward in the drawing. A space 9 is formed on the opposite surface side of the plate material 5 to be processed, and the periphery of the plate material 5 to be processed is sandwiched by the housing 2 and the die 6, so that the plate material 5 is gradually moved to this space by the pressing force. It transforms to the 9 side. At the time of this deformation, the air inside is vented.
Is discharged from the outside.

【0025】上記筺体2の空間3の体積を、前記金型6
の内面形状で形成される空隙9の体積の10倍より幾分
大きくなるように予め設定しておくことにより、この空
間3内の水4が全て凍るとき体積が1.09倍に膨張
し、その際に被加工板材5が金型6の内面8に密着し、
それによって被加工板材5を金型6の内面8の形状に塑
性変形させ、いわゆるバルジ成形を行う。この状態は図
1(b)に一部断面図として示している。このような加
工処理の後、図示の例においてはボルト7を全て外し、
金型6を取り外すことにより上記のように所定形状に成
形されたバルジ成型品を取り出すことができる。
The volume of the space 3 of the housing 2 is set to the mold 6
By setting in advance so as to be somewhat larger than 10 times the volume of the void 9 formed in the inner surface shape, the volume expands 1.09 times when all the water 4 in this space 3 freezes, At that time, the plate material 5 is closely attached to the inner surface 8 of the mold 6,
Thereby, the plate material 5 to be processed is plastically deformed into the shape of the inner surface 8 of the mold 6, and so-called bulge molding is performed. This state is shown as a partial cross-sectional view in FIG. After such processing, in the illustrated example, all the bolts 7 are removed,
By removing the mold 6, the bulge molded product molded into a predetermined shape as described above can be taken out.

【0026】上記の実施例においては、筺体2の空間3
を一定容積にしたものを示したが、例えば空間3の底
部、或いは側部から空間3内に進退自在にロッド等を突
出させて、空間内の実質容積の調整を可能とし、それに
より金型6の内面形状によって変化する空隙9の体積に
対応して、水の前記体積膨張を考慮した空間3の容積を
設定することができるようにしても良い。
In the above embodiment, the space 3 of the housing 2
Although a constant volume is shown, for example, a rod or the like can be protruded from the bottom or side of the space 3 into and out of the space 3 to adjust the substantial volume in the space, and thereby the mold can be adjusted. It may be possible to set the volume of the space 3 in consideration of the volume expansion of water in accordance with the volume of the void 9 which changes depending on the inner surface shape of 6.

【0027】また、金型6を筺体2に固定する際には、
従来から広く用いられているクランプ機構を用いて固定
しても良い。その際には、被加工板材5の厚さを吸収で
きるものであることが汎用性の点から好ましい。更に、
前記の例においては、外気の冷熱のみを用いる例を示し
たが、必要に応じて筺体2の周囲を強制冷却することが
できる熱交換機11を配置し、補助熱源として利用して
も良く、外気が充分に冷えないときには必要に応じてこ
の補助熱源としての熱交換機11の冷熱のみによって内
部の水を冷却してバルジ成形を行っても良い。また、こ
の筺体2の外周にフィンを設ける等、効率的な冷却を行
うことができるようにしても良い。更に、前記実施例に
おいては、筺体2の空間3に水を入れた例を示したが、
適宜添加剤を加えることにより氷点の温度調節を行って
も良く、水以外の液体を用いても同様の作動を行わせる
ことができる。
When the die 6 is fixed to the housing 2,
You may fix using the clamp mechanism widely used from the past. In that case, it is preferable from the viewpoint of versatility that the thickness of the plate material 5 to be processed can be absorbed. Furthermore,
In the above example, an example in which only the cold heat of the outside air is used has been shown, but if necessary, a heat exchanger 11 capable of forcibly cooling the surroundings of the housing 2 may be arranged and used as an auxiliary heat source. However, if it does not cool sufficiently, bulge forming may be performed by cooling the internal water only by the cold heat of the heat exchanger 11 as the auxiliary heat source, if necessary. Further, fins may be provided on the outer circumference of the housing 2 so that efficient cooling can be performed. Further, in the above-mentioned embodiment, an example in which water is put in the space 3 of the housing 2 is shown.
The freezing point temperature may be adjusted by adding an appropriate additive, and the same operation can be performed by using a liquid other than water.

【0028】図2には本発明による冷凍バルジ成形装置
の他の実施例を示しており、この装置においては第1ボ
ルト21の内部に空所22を形成し、その空所22は第
1ボルトのねじ部先端面23側に開口している。また、
第2ボルト24のねじ部先端面25には金型内面26を
形成している。このような第1ボルト21に対してその
ねじ先端側23からナット27を螺合し垂直に立てる。
その状態で空所22にねじ部先端面23迄水を入れ、そ
の後このねじ部先端面23に被加工板材28を載置す
る。次に、ナット27の図中上部開口側から第2ボルト
24をねじ込み、被加工板材28を第1ボルト21の先
端面23との間で挟持して全てを一体化する。
FIG. 2 shows another embodiment of the refrigeration bulge forming apparatus according to the present invention. In this apparatus, a void 22 is formed inside the first bolt 21, and the void 22 is the first bolt. Is open on the side of the front end surface 23 of the screw part. Also,
A mold inner surface 26 is formed on the tip surface 25 of the thread portion of the second bolt 24. A nut 27 is screwed from the screw tip side 23 to the first bolt 21 and stands vertically.
In this state, water is poured into the empty space 22 up to the thread end surface 23, and then the plate member 28 to be processed is placed on the thread end surface 23. Next, the second bolt 24 is screwed in from the upper opening side of the nut 27 in the figure, and the plate material 28 to be processed is clamped between the tip surface 23 of the first bolt 21 and all of them are integrated.

【0029】このようにして一体化した冷凍バルジ成形
装置29を前記と同様に外気温が0℃以下になるときに
室外に放置する。その結果内部の水が凍結して膨張し、
図2(b)の一部断面図に示すように被加工板材28が
第2ボルト24の金型内面26に押しつけられて所定形
状に塑性変形しバルジ加工がなされる。その後第2ボル
ト24を外すことにより内部のバルジ成型品を取り出す
ことができる。この実施例においても前記と同様に金型
内面26に応じて空所22の容積を調整する必要がある
ときには、例えば第1ボルト21の頭部側から空所22
内に別途ねじを進退自在に螺合することができるように
し、それにより空所22内の実質空所容積を調整するこ
とができるようにしても良い。このような装置は安価に
製作することができ、小型の部品を製作するのに適す
る。また、外気に放置する以外に家庭用冷蔵庫の冷凍室
の空きスペースに入れることにより上記のバルジ加工も
可能となる。
The frozen bulge forming apparatus 29 integrated in this way is left outdoors when the outside air temperature becomes 0 ° C. or lower as in the above. As a result, the water inside freezes and expands,
As shown in the partial cross-sectional view of FIG. 2B, the plate material 28 to be processed is pressed against the inner surface 26 of the mold of the second bolt 24 and plastically deformed into a predetermined shape for bulging. After that, by removing the second bolt 24, the bulge molded product inside can be taken out. In this embodiment as well, when it is necessary to adjust the volume of the void 22 in accordance with the inner surface 26 of the mold, as in the case described above, for example, from the head side of the first bolt 21 to the void 22.
Alternatively, a screw may be separately screwed into the space so that the volume of the space inside the space 22 can be adjusted. Such a device can be manufactured inexpensively and is suitable for making small parts. In addition to leaving it in the open air, the bulging process described above can be performed by putting it in an empty space in the freezer compartment of a home refrigerator.

【0030】前記図1に示す実施例においては、筺体2
内の水4により被加工板材5を直接変形する例を示した
が、それ以外に例えば図3に示すように、筺体2の上部
に可動膜30を設け、その図中下方側の片面を筺体2に
形成した空間3の水4と接触するようにし、筺体2の上
部に載置した加圧流体収納部材31との間で可動膜30
を挟持する。加圧流体収納部材31には前記可動膜30
の図中上方側に作用する作動流体32を収納するための
加圧流体収納室33を備えており、これらの装置によっ
て流体加圧部材34を構成している。ここで用いる作動
流体32は例えば通常の油圧機器で用いられている作動
油のように、寒冷地の外気条件では凝固しない流体を使
用する。
In the embodiment shown in FIG. 1, the housing 2
Although the example in which the plate material 5 is directly deformed by the water 4 in the inside has been shown, in addition to that, as shown in FIG. 3, for example, a movable film 30 is provided on the upper part of the housing 2, and one surface on the lower side in the drawing is the housing. The movable membrane 30 is formed so as to come into contact with the water 4 in the space 3 formed in the space 2 and the pressurized fluid storage member 31 placed on the upper part of the housing 2.
To pinch. The movable membrane 30 is provided in the pressurized fluid storage member 31.
A pressurized fluid storage chamber 33 for storing the working fluid 32 acting on the upper side in the figure is provided, and the fluid pressurizing member 34 is configured by these devices. The working fluid 32 used here is a fluid that does not solidify under the outside air conditions in cold regions, such as working oil used in ordinary hydraulic equipment.

【0031】加圧流体収納室33はパイプ35により、
バルジ成形部材36における板材加圧部37の板材加圧
室38と連通しており、加圧流体収納室33で加圧され
た流体の圧力を板材加圧室38に面している被加工板材
5の片面側に伝達することができるようにしている。被
加工板材5の他面側には、図3に示す実施例においては
前記図1に示す金型6と同一の金型6を用いた例を示し
ており、この金型6と板材加圧部37との間で被加工板
材5を挟持し、金型6の内面8は所定の形状に成形され
ている点も前記図1の実施例と同様である。
The pressurized fluid storage chamber 33 is connected to the pipe 35 by a pipe 35.
The plate material that is in communication with the plate material pressurizing chamber 38 of the plate material pressurizing portion 37 of the bulge forming member 36 and faces the plate material pressurizing chamber 38 with the pressure of the fluid pressurized in the pressurized fluid storage chamber 33. 5 can be transmitted to one side. On the other surface side of the plate material 5 to be processed, in the embodiment shown in FIG. 3, an example in which the same mold 6 as the mold 6 shown in FIG. 1 is used is shown. It is also the same as the embodiment of FIG. 1 in that the plate material 5 is sandwiched between the portion 37 and the inner surface 8 of the die 6 is formed into a predetermined shape.

【0032】上記のような装置により、筺体2を前記各
実施例と同様に外気温が0℃以下になるときに室外に放
置する。なおその際、バルジ成形部材36を室外に放置
しても良く、また室内に設置しても作動させることがで
きる。空間3の水4が凍ると体積膨張により可動膜30
が図中上方に変形し、加圧流体収納室33内の不凍液体
である作動流体32をパイプ35を介してバルジ成形部
材36の板材加圧室38に圧力が伝達すると共に流体も
移動する。それにより被加工板材5が前記と同様に金型
6の金型内面8に押しつけられ、最終的に被加工板材5
はバルジ成形される。
With the apparatus as described above, the housing 2 is left outdoors when the outside air temperature becomes 0 ° C. or lower, as in the above-mentioned embodiments. At this time, the bulge forming member 36 may be left outside the room or installed inside the room to operate. When the water 4 in the space 3 freezes, the movable film 30 moves due to volume expansion.
Is deformed upward in the figure, and the working fluid 32, which is an antifreezing liquid in the pressurized fluid storage chamber 33, transmits pressure to the plate material pressurizing chamber 38 of the bulge forming member 36 through the pipe 35, and the fluid also moves. Thereby, the plate material 5 to be processed is pressed against the mold inner surface 8 of the mold 6 in the same manner as described above, and finally the plate material 5 to be processed 5
Is bulged.

【0033】なお、配管35内に過剰圧力放出弁を設け
る等の手段を適用することにより、被加工板材が金型内
面8に全て押しつけられた後に、更に空間3の水4が凍
結して膨張するときに過大な圧力が発生して機器の破損
の恐れがあるときには、作動流体32を別設の容器内に
放出し、破損を防止することができる。なお、前記実施
例においては可動膜を用いた例を示したが、例えば内壁
面に沿って上下動するピストンを用いる等、種々の態様
の可動部材を用いることができる。
By applying means such as providing an excessive pressure release valve in the pipe 35, the water 4 in the space 3 is further frozen and expanded after the plate material to be processed is completely pressed against the inner surface 8 of the mold. When there is a risk of damage to the equipment due to excessive pressure generated during the operation, the working fluid 32 can be discharged into a separately provided container to prevent damage. In addition, although the example using the movable film is shown in the above-described embodiment, various types of movable members such as a piston that moves up and down along the inner wall surface can be used.

【0034】前記実施例においては水が凍るときの体積
膨張を利用してバルジ加工を行ったものであるが、それ
以外に例えば図4に示すように各種の機械の駆動動力源
として用いることもできる。即ち図4(a)に示す実施
例においては、前記図3に示した流体加圧部材34と同
様の装置を用いているが、この実施例では可動膜30に
作動板40を当設させ、この作動板40によってロッド
41を押し出すことにより加圧機械等、種々の機械の駆
動源として用いることができる。
In the above-mentioned embodiment, the bulge processing is performed by utilizing the volume expansion when water freezes. However, other than that, it may be used as a driving power source of various machines as shown in FIG. 4, for example. it can. That is, in the embodiment shown in FIG. 4A, the same device as the fluid pressurizing member 34 shown in FIG. 3 is used, but in this embodiment, the movable plate 30 is provided with the operating plate 40, By pushing out the rod 41 by the operating plate 40, it can be used as a driving source for various machines such as a pressurizing machine.

【0035】更に図4(b)に示すように、前記図3に
示す流体加圧部材34を用い、作動流体32がパイプ3
5を介して外部に伝達する力をアクチュエータ42のピ
ストン43に伝達し、このピストン43に固定したロッ
ド44を図中右方向に移動することにより、前記と同様
に種々の機械を駆動することができる。これらの流体加
圧部材34は前記と同様に外気温が0℃以下になるとき
に室外に設置する。その際、バルジ成形部材36を室外
に設置しても良く、また室内に設置しても作動させるこ
とができる。
Further, as shown in FIG. 4 (b), the working fluid 32 is supplied to the pipe 3 by using the fluid pressurizing member 34 shown in FIG.
By transmitting the force transmitted to the outside through the piston 43 of the actuator 42 and moving the rod 44 fixed to the piston 43 in the right direction in the drawing, various machines can be driven in the same manner as described above. it can. Similar to the above, these fluid pressurizing members 34 are installed outdoors when the outside air temperature becomes 0 ° C. or less. At this time, the bulge forming member 36 may be installed outdoors or may be operated indoors.

【0036】なお、本発明で加工可能な素材はアルミニ
ウム薄板の他、各種金属薄板や合成樹脂、耐水加工した
紙など、塑性加工可能な薄板材にも適用できる。また、
被加工材形状は実施例に示したような平板に限らず、他
の部材との組み合わせによって、水を入れることの可能
である閉鎖空間を作成できるような、管、球面などの曲
面状の被加工材に対しても適用できることは言うまでも
ない。
The material that can be processed in the present invention can be applied to various thin metal plates, synthetic resins, water resistant processed thin plate materials that can be plastically processed, in addition to aluminum thin plates. Also,
The shape of the material to be processed is not limited to the flat plate as shown in the embodiment, but a curved surface such as a pipe or a spherical surface that can create a closed space into which water can be put is combined with other members. It goes without saying that it can also be applied to processed materials.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、専
用の複雑な加圧装置を用いる必要が無く、一日の最低気
温が氷点下となる地域に於いては、本装置を屋外に放置
しておくだけで、成形加工が行われる。これにより、地
球環境に調和した金属薄板等の型成形技術が提供される
ことになる。また、その際に別途補助冷却装置を付設
し、気候の変動に対応させることも可能であり、また装
置を極めて小型に構成することができるので、一般家庭
用冷蔵庫の冷凍室を含め、汎用の冷凍装置を用いて本発
明による加工装置や駆動装置を作動させることができ、
極めて汎用性の高い装置とすることができる。
Since the present invention is configured as described above, there is no need to use a dedicated and complicated pressurizing device, and in a region where the minimum temperature of one day is below freezing, this device is left outdoors. The molding process is performed just by setting it. As a result, it is possible to provide a molding technique for a metal thin plate or the like in harmony with the global environment. In addition, at that time, it is possible to attach a separate auxiliary cooling device to cope with climate change, and since the device can be made extremely small, it can be used for general-purpose refrigerators including general freezer rooms. A refrigeration system can be used to operate the processing system and drive system according to the invention,
The device can be extremely versatile.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による冷凍バルジ成形装置の実施例の断
面図であり、(a)は筺体内の水が凍る前の状態を示す
断面図、(b)は筺体内の水が凍った状態を示す一部断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a refrigeration bulge forming apparatus according to the present invention, (a) is a cross-sectional view showing a state before water in the housing is frozen, and (b) is a state in which water in the housing is frozen. FIG.

【図2】本発明による冷凍バルジ成形装置の他の実施例
の断面図であり、(a)は空所内の水が凍る前の状態を
示す断面図、(b)は空所内の水が凍った状態を示す一
部断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of another embodiment of the refrigeration bulge forming apparatus according to the present invention, (a) is a cross-sectional view showing a state before water in the void is frozen, and (b) is water in the void. FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a closed state.

【図3】本発明による冷凍バルジ成形装置の更に他の実
施例を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing still another embodiment of the refrigeration bulge forming apparatus according to the present invention.

【図4】本発明による機械駆動装置の実施例の断面図で
あり、(a)は可動膜により直接作動部材を駆動する例
を示す断面図であり、(b)は可動膜により作動流体に
圧力を作用させ、アクチュエータを駆動する例を示す断
面図である。
4A and 4B are cross-sectional views of an embodiment of a mechanical drive device according to the present invention, FIG. 4A is a cross-sectional view showing an example in which an actuating member is directly driven by a movable film, and FIG. It is sectional drawing which shows the example which makes a pressure act and drives an actuator.

【符号の説明】 1 凍結バルジ成形装置 2 筺体 3 空間 4 水 5 被加工板材 6 金型 7 ボルト 8 金型内面 9 空隙 10 抜き孔[Explanation of symbols] 1 Freezing bulge forming equipment 2 housing 3 space 4 water 5 Work plate material 6 mold 7 volts 8 Mold inner surface 9 void 10 Holes

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被加工板材の片面側に接する密封空間内
の液体を冷凍し、 前記液体の冷凍による体積膨張によって、前記被加工板
材の他面側に設けた所定内面形状の金型に対して該被加
工板材を押圧することにより、該被加工板材を所定形状
に成形することを特徴とする冷凍バルジ成型方法。
1. A mold having a predetermined inner surface shape provided on the other surface side of the plate material to be processed by freezing a liquid in a sealed space which is in contact with one surface side of the plate material to be subjected to volume expansion due to freezing of the liquid. A refrigeration bulge molding method characterized in that the plate material to be processed is pressed into a predetermined shape by pressing the plate material to be processed.
【請求項2】 可動部材の片面側に接する密封空間内の
液体を冷凍し、 前記液体の冷凍による体積膨張によって、前記可動部材
の他面側に接する流体を加圧し、 前記加圧した流体によって被加工板材の前記片面側を押
圧し、 前記被加工板材の他面側に設けた所定内面形状の金型に
対して該被加工板材を押圧することにより、該被加工板
材を所定形状に成形することを特徴とする冷凍バルジ成
型方法。
2. A liquid in a sealed space in contact with one surface side of the movable member is frozen, and a fluid in contact with the other surface side of the movable member is pressurized by volume expansion due to freezing of the liquid, and by the pressurized fluid. The one side of the plate to be processed is pressed, and the plate to be processed is formed into a predetermined shape by pressing the plate to be processed against a die having a predetermined inner surface shape provided on the other side of the plate to be processed. A frozen bulge forming method characterized by:
【請求項3】 前記液体の冷凍は、外気の熱を利用する
ものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記
載の冷凍バルジ成型方法。
3. The freezing bulge molding method according to claim 1, wherein the freezing of the liquid uses heat of the outside air.
【請求項4】 可動部材の片面側に接する密封空間内の
液体を冷凍し、 前記液体の冷凍による体積膨張によって、前記可動部材
の他面側に設けた機械作動部を駆動することを特徴とす
る機械駆動方法。
4. The liquid in a sealed space in contact with one surface side of the movable member is frozen, and the mechanical operation part provided on the other surface side of the movable member is driven by volume expansion of the liquid by freezing. Machine drive method.
【請求項5】 前記機械作動部は、圧力伝達流体を介し
て機械を駆動するものであることを特徴とする請求項4
記載の機械駆動方法。
5. The machine operating unit drives a machine via a pressure transmitting fluid.
The described machine drive method.
【請求項6】 前記液体の冷凍は、外気の熱を利用する
ものであることを特徴とする請求項4又は請求項5に記
載の機械駆動方法。
6. The machine driving method according to claim 4, wherein the freezing of the liquid uses heat of the outside air.
【請求項7】 被加工板材の片面側に接する液体を封入
する密封空間形成部と、 前記被加工板材の他面側に対向する所定形状の内面を備
えた金型とを備え、 前記液体の冷凍による体積膨張によって、前記被加工板
材を金型に対して押圧することにより、該被加工板材を
所定形状に成形することを特徴とする冷凍バルジ成型装
置。
7. A sealed space forming portion for enclosing a liquid, which is in contact with one surface side of the plate material to be processed, and a mold having an inner surface of a predetermined shape, which opposes the other surface side of the plate material to be processed. A frozen bulge forming apparatus, which presses the plate material to be processed against a mold by volume expansion due to freezing, thereby forming the plate material to be processed into a predetermined shape.
【請求項8】 第1のボルトの内部に密封空間形成部を
形成すると共に、該ボルトのねじ部先端面に開口させ、 前記金型は第2のボルトのねじ部先端面に形成し、 前記第1のボルトと第2のボルトを両側から螺合し、両
ボルトのねじの先端面で被加工板材を挟持しつつ締結す
るナットを備えたことを特徴とする冷凍バルジ成型装
置。
8. A hermetically sealed space forming portion is formed inside the first bolt and is opened at a tip surface of a screw portion of the bolt, and the mold is formed at a tip surface of a screw portion of the second bolt. A refrigeration bulge forming apparatus comprising a nut for screwing together a first bolt and a second bolt from both sides and for fastening while clamping a plate material to be processed by the tip surfaces of the screws of both bolts.
【請求項9】 可動部材の片面側に接する液体を封入す
る液体収納部と、 前記可動部材の他面側に接する流体を加圧する流体加圧
部と、 前記流体加圧部で加圧される流体を被加工板材の片面側
に作用させる被加工板材加圧部と、 前記被加工板材の他面側に対向し、所定形状の内面を備
えた金型とを備え、 前記液体の冷凍による体積膨張により加圧される前記流
体を介して、前記被加工板材を金型に対して押圧するこ
とにより、該被加工板材を所定形状に成形することを特
徴とする冷凍バルジ成型装置。
9. A liquid storage part for enclosing a liquid in contact with one surface side of the movable member, a fluid pressurizing part for pressurizing a fluid in contact with the other surface side of the movable member, and a fluid pressurizing part for pressurizing the fluid. A plate pressing unit for applying a fluid to one side of a plate to be processed, and a mold having an inner surface of a predetermined shape, which opposes the other side of the plate to be processed, and a volume of the liquid frozen. A refrigeration bulge molding apparatus, characterized in that the plate material to be processed is formed into a predetermined shape by pressing the plate material to be processed against a mold through the fluid pressurized by expansion.
【請求項10】 前記液体の冷凍は、外気の熱を利用す
るものであることを特徴とする請求項7乃至請求項9の
いずれか一つに記載の冷凍バルジ成形装置。
10. The freezing bulge forming apparatus according to claim 7, wherein the freezing of the liquid uses heat of outside air.
【請求項11】 可動部材の片面側に接する液体を封入
する液体収納部と、 前記可動部材の他面側に設けた機械作動部とを備え、 前記液体の冷凍による体積膨張によって前記可動部材を
移動し、機械作動部を駆動することを特徴とする機械駆
動装置。
11. A liquid storage unit for enclosing a liquid, which is in contact with one surface side of the movable member, and a mechanical operation unit, which is provided on the other surface side of the movable member. A machine drive device that moves and drives a machine operation unit.
【請求項12】 前記機械作動部は、圧力伝達流体を介
して機械を駆動するものであることを特徴とする請求項
11記載の機械駆動装置。
12. The machine driving device according to claim 11, wherein the machine operating unit drives a machine via a pressure transmitting fluid.
【請求項13】 前記液体の冷凍は、外気の熱を利用す
るものであることを特徴とする請求項11又は請求項1
2に記載の冷凍バルジ成形装置。
13. The method according to claim 11, wherein the freezing of the liquid utilizes the heat of the outside air.
The refrigeration bulge forming apparatus described in 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109590370A (en) * 2017-09-30 2019-04-09 成都飞机工业(集团)有限责任公司 A kind of compound liquid-filling shaping method of small Sharp features
CN110000268A (en) * 2019-05-21 2019-07-12 哈尔滨工业大学 A kind of pair of device and manufacturing process with minutiae metal-sheet parts electro-hydraulic forming

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109590370A (en) * 2017-09-30 2019-04-09 成都飞机工业(集团)有限责任公司 A kind of compound liquid-filling shaping method of small Sharp features
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