JP2008284612A - 成形品の取出し方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超塑性成形において、熱エネルギーの損失を抑えることができると共に生産性を高めることのできる技術を提供する。
【解決手段】成形が終了したら直ちに図６（ｂ）において、矢印（４）の通りに上型６２を上げ、矢印（５）の通りにアーム部材３３を成形金型６０内に進入させ、下型６４にブランク材７１を落下させる。一方、上型６２には成形品７２が貼り付いている。そこで、吹出しノズル３４、３４から冷却ガスを成形品７２の下面に吹き付ける。この強制冷却により成形品７２は縮んで上型６２から外れ、アーム部材３３の成形品載せ部３５、３５に載る。
【効果】サイクルタイムを短縮することができたと共に、金型が冷えぬうちに次のブロー成形を開始することができるようになった。
【選択図】図６

Description

本発明は、ブロー成形用の金型から成形されたブランク材を取出す成形品の取出し方法に関する。なお、本書において、「型組み」は下型に上型を重ねる（又は一方の型に他方の型を重ねる）ことをいい、「型締め」は上下型（又は一方・他方の型）が分離しないように型同士をクランプ等で締付けることをいう。

金属材料を一定の条件の下に塑性加工を施すと、８００〜１０００％もの極めて大きな伸びを出現させることができる。この現象を「超塑性」と呼び、この超塑性は粒界すべり現象によるものであると説明されている。

例えば特開平７−２６５９６６号公報「超塑性成形装置」には、コンパクトな装置が記載されている。この装置の概要を次図で説明する。なお、符号は新たに振り直した。
図８（ａ），（ｂ）は改良された従来の超塑性成形装置の構成図兼作用説明図である。
（ａ）に示す通り、成形型１００は、下右型１０１、下左型１０２、上型１０３からなる三分割型であり、下右型１０１と下左型１０２との間にキャビティ１０４を有し、上型１０３に給気管１０６を有する。１０７・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）はヒータ、１０８・・・はクランプである。そして、予備成形した金属板１１０を型内に封じ込め、ヒータ１０７・・・で所定温度に暖めると共に給気管１０６から吹込んだガスの圧力で想像線で示すように膨らませる。すなわち、ブロー成形を実施する。
特開平７−２６５９６６号公報

（ｂ）において、矢印（１）の通りに上型１０３を上げ、矢印（２）の通りに左下型１０２を左へ移動することにより型開きを実施し、矢印（３）の通りに成形品１１１を取出す。

しかし、上述の改良された従来の超塑性成形装置では次の課題がある。
矢印（２）の通りに、下左型１０２を横移動した結果、下右型１０１並びに下左型１０２は大気で急激に冷却され、低温になる。この結果、次のブロー成形では下右型１０１並びに下左型１０２を所定の温度まで暖めるのに多くの熱エネルギーが必要となり、エネルギーの有効利用の点で課題が残る。
さらには、下型を左右に分割したために、型構造が複雑になり、型製造コストが嵩む。

型製造コストを低減するために下型を左右に分割しなければよい。上下型のみで塑性加工を実施する例を次に説明する。
図９（ａ）〜（ｃ）は別の従来の超塑性成形装置の作用説明図である。
（ａ）：レール１２０上を走行する走行台車１２１に下型１２２を載せ、この下型１２２に成形凹部１２３を形成しておき、この成形凹面１２３にブランク材１２４を被せ、その上から上型１２５を被せる如くに型組みする。１２６，１２６はクランプである。
（ｂ）：加圧管１２７から高圧流体、例えば圧縮空気を下向きに吹込む。この流体の圧力でブランク材１２４を所望の形状に窪ませる。

（ｃ）：１２８を成形位置、１２９を待機位置と呼ぶ。成形位置１２８にて、成形後に上型１２５を上げ、次に下型１２２を走行台車１２１の作用で図右の待機位置１２９へ移動する。待機位置１２９で下型１２２から成形品１３０を取出す。次に、下型１２２に新たなブランク材１２４を載せ、この下型１２２を想像線の位置、即ち成形位置１２８に戻し、次のブロー成形に備える。

しかし、図９の超塑性成形装置においては下型１２２を成形位置１２８から待機位置１２９へ引出すため、下型１２２の移動に時間が掛かり、生産性が低くなると共に、下型１２２が冷えてしまう。そのため、熱エネルギーの損失は免れない。

ところで、成形品１３０を取出すに当り、成形品１３０が低温であれば成形品１３０の取扱いが容易になる。同時に、下型１２２及び成形品１３０を冷やすことで成形品１３０が下型１２２から離型し易くなる。そのため、従来は成形品１３０や下型１２２を冷却することに意味がある。しかし、この様に冷却することが生産性の低下や熱エネルギーの損失を招くことになり、このままでは経済的な損失は免れない。
そこで、本発明の目的は熱エネルギーの損失を抑えることができると共に生産性を高めることのできる技術を提供することにある。

請求項１に係る発明は、ブロー成形用の金型から成形されたブランク材を取出す成形品の取出し方法であって、
ブロー成形後に、上型に成形品が貼り付いた状態で、上下型を開く工程と、
上型の下へアーム部材を進入させる工程と、
前記上型に貼り付けられた成形品を冷却し、前記上型から外す工程と、
前記上型から外された成形品を、前記上型の下方で受け取る工程と、
前記成形品を前記金型の外へ搬出する工程と、
を備えることを特徴とする。

本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、上型から落下する成形品を受取るようにしたこと、上型に貼り付いている成形品を、冷却ガスで強制冷却することで迅速に離型させるようにしたことを特徴とし、この結果、サイクルタイムを短縮することができると共に、金型が冷えぬうちに次のブロー成形を開始することができるようになった。

即ち、アーム部材でブランク材を金型へ投入し、アーム部材で金型から成形品を取出すようにしたので、投入、取出しを素早く実施することで、金型が冷えぬうちに次のブロー成形を開始することができ、熱エネルギーの損失を抑えることができると共に、サイクルタイムを容易に短縮できるので生産性を大いに高めることができる。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。また、以下の説明中「投入」は金型へブランク材を投入すること、「取出し」は金型から成形品を取出すことを言う。
図１は本発明に係る超塑性成形装置の平面図であり、超塑性成形装置１０は、想像線で示す超塑性成形金型６０と、この成形金型６０を囲う加熱炉１１と、この加熱炉１１の外に設けた待機位置１２まで延ばしたレール部材３１と、このレール部材３１上を待機位置１２から成形金型６０まで往復移動する走行台車３２及びこの走行台車３２に設けたアーム部材３３を主体とした超塑性成形用ブランク材の投入兼成形品の取出し装置３０（以下、「投入兼取出し装置３０」と略記する。）と、からなる。この投入兼取出し装置３０を次に詳しく説明する。

図２は図１の２矢視図であり、投入兼取出し装置３０は、レール部材３１上を移動する走行台車３２と、この走行台車３２に昇降可能に取付けたアーム部材３３と、次図で詳しく説明するがアーム部材３３に設けた冷却ガスの吹出しノズル３４，３４と、成形品を載せる成形品載せ部３５，３５と、ブランク吊り機構としての真空吸着カップ３６，３６とからなる。３７は昇降シリンダであり、この昇降シリンダ３７の作用で前記アーム部材３３を任意に上げ下げすることができる。

図３は本発明に係る投入兼取出し装置のアーム部材斜視図であり、アーム部材３３は２本の縦ビーム４１，４１に前後のクロスビーム４２，４３を渡してなる井桁４０を主要部材とし、この井桁４０のクロスビーム４２，４３にアングルブラケット４４・・・、ガイドプレート４５・・・及び円柱状の受け座４６・・・からなる成形品載せ部３５・・・（合計４組）を取付け、下降中の成形品（図示せず）をガイドプレート４５・・・でガイドしつつ受け座４６・・・に載せる様にし、また、縦ビーム４１，４１内面に沿ってガスパイプ４７，４７を這わせ、これらのガスパイプ４７，４７から吹出しノズル３４・・・を分岐して上へガスを吹出すことができるようにし、さらに又、縦ビーム４１，４１外面に沿わせたフランジ４８，４８に真空吸着カップ３６・・・を吊り下げた構造のものである。なお、井桁４０は軽量の割に曲げ剛性が大きい。そこで、アーム部材３３の軽量化を図ることができる。

図４は図３の４−４線断面図であり、クロスビーム４３、受け座４６，４６、縦ビーム４１，４１、ガスパイプ４７，４７、吹出しノズル３４，３４、フランジ４８，４８、真空吸着カップ３６，３６の取付位置、特に高さ関係を示すと共に、第１ブロア５１で発生した冷却用エアをパイプ５２、ガスパイプ４７，４７を介して吹出しノズル３４，３４から吹出すようにしたこと、及びパイプ５４、真空発生器５５にて真空吸着カップ３６・・・を真空に保つようにしたことを示す。真空発生器５５は汎用真空ポンプ又は安価なエジェクターが適当である。

図５は本発明で使用する超塑性成形金型の断面図であり、この成形金型６０は、成形面６１を備えた上型６２と、成形ガス吹込み口６３，６３を備えた下型６４とからなり、上型６２には更に成形品を冷却すると共に成形品を離型させる作用をなすエアブロー通路６５，６５を備え、エアブロー通路６５，６５へ第２ブロア６６でエアを送り、又、成形ガス吹込み口６３，６３へ高圧ガス発生器６７で高圧ガスを送るようにしたものである。高圧ガス発生器６７はエアコンプレッサが好適であるが、ガスボンベであってもよい。

以上に述べた投入兼取出し装置の作用を図６，７を用いて説明する。
図６（ａ）〜（ｃ）は投入兼取出し装置の作用説明図（その１）である。
（ａ）の図左の成形金型６０では、下型６４側から吹込んだガスの圧力でブランク材７１を上型６２側へ膨出させ、また図右の待機位置１２ではアーム部材３３に真空吸着カップ３６，３６にて次のブランク材７１を吊り下げている様子を示す。

成形が終了したら直ちに（ｂ）において、矢印（４）の通りに上型６２を上げ、矢印（５）の通りにアーム部材３３を成形金型６０内に進入させ、下型６４にブランク材７１を落下させる（次図（ｃ）の矢印（６））。一方、上型６２には成形品７２が貼り付いている。そこで、吹出しノズル３４，３４から冷却ガスとしてのエアを成形品７２の下面に吹き付ける。同時に又は前後して上型６２内のエアブロー通路６５，６５からエアを成形品７２の上面に吹き付ける。

（ｃ）において、先に述べた通りにブランク材７１を下型６４に載せ、一方では、成形品７２を冷却する。すると、成形品７２は縮んで上型６２から外れやすくなり、上型６２内のエアブロー通路６５，６５からのエアブローにより、短時間のうちに成形品７２は上型６２から離れて落下し、アーム部材３３の成形品載せ部３５，３５に載る（矢印（７））。

図７（ａ），（ｂ）は投入兼取出し装置の作用説明図（その２）である。
（ａ）において、アーム部材３３を矢印（８）の通りに、待機位置１２まで移動する。次に矢印（９）の通りに上型６２を下げて、型合せを実施する。
（ｂ）において、クランプ７３，７３で型締めしたのち、ブロー成形を開始する。一方、待機位置１２では、図示せぬ手段又は人手にて、成形品７２を外しつつ新たなブランク材７１を吸着させる。これで、図６（ａ）に戻り、１サイクルが終了する。
なお、説明は省いたが、前記アーム部材３３を適宜上下させることは差支えない。

図６，７から明らかな如く、成形品７２を強制冷却して離型を促すようにしたので、上型６２並びに下型６４が冷える前に次のブロー成形を開始することができる。この結果、熱エネルギーの損失を抑えることができると共に１サイクルの所要時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。

尚、ブランク材吊り機構は、吊りマグネット（リフティングマグネット）、吊り鈎であってもよい。しかし、真空吸着カップであれば、磁性体、非磁性体の何れをも吊り上げることができ且つブランク材に傷をつける虞れもない。
また、実施例では下型を静止させ、上型を昇降するようにしたが、逆に上型を静止させ、下型を昇降するようにしてもよい。

本発明に係る超塑性成形装置の平面図 図１の２矢視図 本発明に係る投入兼取出し装置のアーム部材斜視図 図３の４−４線断面図 本発明で使用する超塑性成形金型の断面図 投入兼取出し装置の作用説明図（その１） 投入兼取出し装置の作用説明図（その２） 改良された従来の超塑性成形装置の構成図兼作用説明図 別の従来の超塑性成形装置の作用説明図

符号の説明

１０…超塑性成形装置、１２…待機位置、３０…超塑性成形用ブランク材の投入兼成形品の取出し装置（投入兼取出し装置）、３１…レール部材、３２…走行台車、３３…アーム部材、３４…吹出しノズル、３５…成形品載せ部、３６…ブランク材吊り機構としての真空吸着カップ、６０…超塑性成形金型（成形金型）、６１…成形面、６２…上型、６３…成形ガス吹込み口、６４…下型、６７…高圧ガス発生器、７１…ブランク材、７２…成形品。

Claims (1)

1. ブロー成形用の金型から成形されたブランク材を取出す成形品の取出し方法であって、
   ブロー成形後に、上型に成形品が貼り付いた状態で、上下型を開く工程と、
   上型の下へアーム部材を進入させる工程と、
   前記上型に貼り付けられた成形品を冷却し、前記上型から外す工程と、
   前記上型から外された成形品を、前記上型の下方で受け取る工程と、
   前記成形品を前記金型の外へ搬出する工程と、
   を備えることを特徴とする成形品の取出し方法。

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