JP2015208766A - Spinning molding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、板材を回転させながら所望の形状に成形するスピニング成形装置に関する。 The present invention relates to a spinning molding apparatus that molds a plate material into a desired shape while rotating the plate material.
従来から、板材を回転させながらその板材に加工具を押圧して当該板材を変形させるスピニング成形装置が知られている。このようなスピニング成形装置は通常は回転シャフトに取り付けられたマンドレル(成形型)を有し、板材が加工具によってマンドレルに押し付けられることにより成形が行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a spinning molding apparatus that deforms a plate by pressing a processing tool against the plate while rotating the plate. Such a spinning molding apparatus usually has a mandrel (molding die) attached to a rotating shaft, and molding is performed by pressing a plate material against the mandrel by a processing tool.
近年では、板材を局所的に加熱しながらスピニング成形を行うスピニング成形装置が提案されている。例えば、特許文献1には、チタン合金用のスピニング成形装置として、板材におけるヘラ(加工具)によってマンドレルに押し付けられる部位を高周波誘導加熱により加熱するスピニング成形装置が開示されている。
In recent years, a spinning molding apparatus that performs spinning molding while locally heating a plate material has been proposed. For example,
ところで、本発明の発明者らは、誘導加熱によって板材を局所的に加熱すれば、マンドレルを用いなくても、板材を空中で最終形状に合わせて変形できることを見出した。このような観点から、本件出願の出願人は、マンドレルの代わりに、板材の中心部を支持する受け治具を用いたスピニング成形装置を以前に提案した(特許文献2参照)。このスピニング成形装置では、板材の成形領域中の特定部分(変形対象部位)が、受け治具から離れた位置で、加熱器によって加熱されるとともに加工具によって押圧される。 By the way, the inventors of the present invention have found that if a plate material is locally heated by induction heating, the plate material can be deformed in the air according to the final shape without using a mandrel. From this point of view, the applicant of the present application has previously proposed a spinning forming apparatus using a receiving jig that supports the center of the plate material instead of the mandrel (see Patent Document 2). In this spinning forming apparatus, a specific portion (deformation target portion) in the forming region of the plate material is heated by the heater and pressed by the processing tool at a position away from the receiving jig.
ところで、板材としては、フラットな円盤状のものだけでなく、例えば、周縁部が加工具と反対側の裏側に突出する形状の段差付板材を用いることも可能である。しかし、段差付板材を用いた場合には、周縁部の肉厚部とその内側の薄肉部とで板材の厚さ方向の熱容量が異なる。このため、加熱器を薄肉部の真下から厚肉部の真下に移動させても、厚肉部を直ちに所望の温度まで加熱することができない。それ故に、薄肉部の加工から厚肉部の加工までに、例えば加工具の押圧を一旦中断するなどの対策が必要になる。 By the way, as a board | plate material, it is also possible to use not only a flat disk-shaped thing but the board | substrate with a level | step difference of the shape which a peripheral part protrudes on the back side on the opposite side to a processing tool, for example. However, when the stepped plate material is used, the heat capacity in the thickness direction of the plate material is different between the thick portion at the peripheral portion and the thin portion inside thereof. For this reason, even if the heater is moved from directly below the thin portion to just below the thick portion, the thick portion cannot be immediately heated to a desired temperature. Therefore, measures such as temporarily interrupting the pressing of the processing tool are required from the processing of the thin portion to the processing of the thick portion.
そこで、本発明は、段差付板材に対して薄肉部から厚肉部まで加工具による継続的な加工を行うことができるスピニング成形装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the spinning shaping | molding apparatus which can perform the continuous process with a processing tool from a thin part to a thick part with respect to a board | plate with a level | step difference.
前記課題を解決するために、本発明のスピニング成形装置は、裏面に径方向内側を向く内向き壁面が少なくとも1つ形成された板材を対象とし、前記板材における前記内向き壁面を跨ぐ成形領域をテーパー状に成形するスピニング成形装置であって、前記板材の中心部を支持する受け治具と、前記受け治具が取り付けられた回転シャフトと、前記回転シャフトの径方向外向きに移動させられながら前記成形領域において前記板材の表面を押圧する加工具と、前記加工具と同一円周上に位置するように移動させられる加熱器であって、前記板材の前記裏面と対向しながら前記板材を誘導加熱により局所的に加熱する第1コイル部、および前記板材の前記内向き壁面と対向しながら前記板材を誘導加熱により局所的に加熱する第2コイル部、を含む加熱器と、を備える、ことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the spinning molding apparatus of the present invention is directed to a plate material in which at least one inward wall surface facing radially inward is formed on the back surface, and a molding region straddling the inward wall surface in the plate material. A spinning forming apparatus for forming into a taper shape, a receiving jig for supporting a central portion of the plate material, a rotating shaft to which the receiving jig is attached, and being moved radially outward of the rotating shaft A processing tool that presses the surface of the plate material in the molding region, and a heater that is moved so as to be positioned on the same circumference as the processing tool, and guides the plate material while facing the back surface of the plate material A first coil portion that locally heats by heating, and a second coil portion that locally heats the plate member by induction heating while facing the inward wall surface of the plate member. Comprising a heater, and wherein the.
上記の構成によれば、板材における内向き壁面の外側の厚肉部を、第1コイル部によって本格的に加熱する前に第2コイル部によって予備的に加熱することができる。これにより、加熱器を内向き壁面の内側の薄肉部の真下から厚肉部の真下に移動させても、厚肉部を直ちに所望の温度まで加熱することができる。それ故に、薄肉部から厚肉部まで加工具による継続的な加工を行うことができる。 According to said structure, the thick part of the outer side of the inward wall surface in a board | plate material can be preliminarily heated with a 2nd coil part, before heating with a 1st coil part. Thereby, even if a heater is moved from right under the thin part inside the inner wall surface to right under the thick part, the thick part can be immediately heated to a desired temperature. Therefore, continuous processing with a processing tool can be performed from a thin portion to a thick portion.
前記第1コイル部および前記第2コイル部のそれぞれは、前記回転シャフトの周方向に延びる二重円弧状であってもよい。この構成によれば、板材の本格的な加熱を板材の回転方向に連続的に行うことができ、良好な成形性を得ることができる。また、板材の厚肉部に対する予備的な加熱も板材の回転方向に連続的に行うことができる。 Each of the first coil portion and the second coil portion may have a double arc shape extending in the circumferential direction of the rotating shaft. According to this structure, full-scale heating of a board | plate material can be performed continuously in the rotation direction of a board | plate material, and favorable moldability can be obtained. Moreover, the preliminary heating with respect to the thick part of a board | plate material can also be performed continuously in the rotation direction of a board | plate material.
例えば、前記第1コイル部は、前記回転シャフトの径方向に互いに離間する一対の第1円弧部を有し、前記第2コイル部は、前記回転シャフトの軸方向に互いに離間する一対の第2円弧部を有してもよい。 For example, the first coil portion has a pair of first arc portions spaced apart from each other in the radial direction of the rotating shaft, and the second coil portion is a pair of second arcs separated from each other in the axial direction of the rotating shaft. You may have a circular arc part.
上記のスピニング成形装置は、前記加熱器を前記回転シャフトの径方向に移動させる径方向移動機構と、前記加熱器を前記回転シャフトの軸方向に移動させる軸方向移動機構と、前記加工具が前記内向き壁面と対応する位置に到達する直前に、前記加熱器が前記板材の裏面における前記内向き壁面の内側に位置する低段差面に近接する位置から前記裏面における前記内向き壁面の外側に位置する高段差面に近接する位置に移動するように、前記径方向移動機構および前記軸方向移動機構を制御する制御装置と、を備えてもよい。この構成によれば、薄肉部から厚肉部までの継続的な加工に好適な加熱を行うことができる。 The spinning molding apparatus includes a radial movement mechanism that moves the heater in a radial direction of the rotary shaft, an axial movement mechanism that moves the heater in the axial direction of the rotary shaft, and the processing tool includes the processing tool. Immediately before reaching the position corresponding to the inward wall surface, the heater is located outside the inward wall surface on the back surface from a position close to the low step surface located on the inner side of the inward wall surface on the back surface of the plate member. And a control device that controls the radial movement mechanism and the axial movement mechanism so as to move to a position close to the high step surface. According to this structure, the heating suitable for the continuous process from a thin part to a thick part can be performed.
上記のスピニング成形装置は、前記第1コイル部と接続された第1交流電源回路と、前記第2コイル部と接続された第2交流電源回路と、前記加工具が前記内向き壁面と対応する位置に到達する直前に、前記第2コイル部への交流電圧の印加が開始されるように前記第2交流電源回路を制御する制御装置と、を備えてもよい。この構成によれば、必要な場合にのみ予備的な加熱を行うことができ、消費電力を抑えることができる。 In the above spinning molding apparatus, the first AC power circuit connected to the first coil part, the second AC power circuit connected to the second coil part, and the processing tool correspond to the inward wall surface. A controller for controlling the second AC power supply circuit so that application of an AC voltage to the second coil unit is started immediately before reaching the position. According to this configuration, preliminary heating can be performed only when necessary, and power consumption can be suppressed.
前記板材の裏面には、前記内向き壁面との間に環状の溝を形成する外向き壁面が少なくとも1つ形成されていてもよい。この構成によれば、中心部と外周部が厚く、中間部が薄い成形品を得ることができる。 On the back surface of the plate member, at least one outward wall surface that forms an annular groove with the inward wall surface may be formed. According to this configuration, it is possible to obtain a molded product having a thick central portion and an outer peripheral portion and a thin intermediate portion.
上記のスピニング成形装置は、前記加熱器を前記回転シャフトの径方向に移動させる径方向移動機構と、前記加熱器を前記回転シャフトの軸方向に移動させる軸方向移動機構と、前記加工具が前記外向き壁面と対応する位置に到達する直前に、前記加熱器が前記板材の裏面における前記外向き壁面の内側に位置する高段差面に近接する位置から前記裏面における前記外向き壁面の外側に位置する低段差面に近接する位置に移動するように、前記径方向移動機構および前記軸方向移動機構を制御する制御装置と、を備えてもよい。この構成によれば、中心側の厚肉部から薄肉部までの継続的な加工に好適な加熱を行うことができる。 The spinning molding apparatus includes a radial movement mechanism that moves the heater in a radial direction of the rotary shaft, an axial movement mechanism that moves the heater in the axial direction of the rotary shaft, and the processing tool includes the processing tool. Immediately before reaching the position corresponding to the outward wall surface, the heater is located outside the outward wall surface on the back surface from a position close to the high step surface located on the inside of the outward wall surface on the back surface of the plate member. And a controller that controls the radial movement mechanism and the axial movement mechanism so as to move to a position close to the low step surface. According to this configuration, it is possible to perform heating suitable for continuous processing from the thick part on the center side to the thin part.
本発明によれば、段差付板材に対して薄肉部から厚肉部まで加工具による継続的な加工を行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a continuous process with a processing tool can be performed from a thin part to a thick part with respect to a stepped plate material.
図1に、本発明の一実施形態に係るスピニング成形装置1を示す。このスピニング成形装置1は、図4に示すような薄肉部97および厚肉部98を有する段差付板材9を対象とするものである。
FIG. 1 shows a spinning
板材9は、中心軸90回りに対称であり、平面視で円形状の輪郭を有する。板材9の中心には、円形状の貫通穴99が設けられている。この貫通穴99は、例えば、後述する受け治具22に対する位置決めに利用される。ただし、板材9には必ずしも貫通穴99が設けられている必要はない。板材9の材質は、特に限定されるものではないが、例えばチタン合金である。
The
板材9は、より詳しくは、フラットな表面9aと、径方向内側を向く内向き壁面94が形成された裏面9bを有する。内向き壁面94の内側に位置する第1段差面(本発明の低段差面に相当)93は、表面9aとの間に薄肉部97を規定し、内向き壁面94の外側に位置する第2段差面(本発明の高段差面に相当)95は、表面9aとの間に厚肉部98を規定する。内向き壁面94は、本実施形態では中心軸90と平行な筒状であるが、中心軸90に対して内向きまたは外向きに傾くテーパー状であってもよい。
More specifically, the
本実施形態では、板材9の裏面9bに、内向き壁面94との間に環状の溝を形成する外向き壁面92も形成されている。外向き壁面92の内側に位置する基準面(本発明の高段差面に相当)91は、表面9aとの間に中心側の厚肉部である中心部96を規定する。外向き壁面92は、本実施形態では中心軸90と平行な筒状であるが、中心軸90に対して内向きまたは外向きに傾くテーパー状であってもよい。
In the present embodiment, an
上述した第1段差面93は、外向き壁面92の高さ分だけ基準面91から板材9の厚さ方向に後退しており、第2段差面95は、内向き壁面94の高さ分だけ第1段差面93から板材9の厚さ方向に突出している。図例では、厚肉部98の厚さは、中心部96の厚さよりも厚くなっているが、厚肉部98の厚さは、中心部96の厚さと等しいかそれよりも薄くてもよい。また、外向き壁面92は省略可能であり、第1段差面93が基準面91と同一平面上に位置していてもよい。
The above-described
本実施形態における板材9の形状は、最終的な成形品として、図4に示すような軸対称部品8と相似な形状の成形品を得ることを意図したものである(図7参照)。本実施形態のように板材9が外向き壁面92を有していれば、中心部と外周部が厚く、中間部が薄い成形品を得ることができる。
The shape of the
板材9における内向き壁面94を跨ぐ成形領域R(図4参照)は、スピニング成形装置1によりテーパー状に成形される。本実施形態では、成形領域Rの内側端(すなわち、成形開始位置)が外向き壁面92よりも径方向内側に位置しており、成形領域Rの外側端(すなわち、成形終了位置)が板材9の外周面上に位置している。ただし、成形領域Rの内側端が外向き壁面92よりも径方向外側に位置していてもよいし、成形領域Rの外側端が厚肉部98の中間に位置していてもよい。
A forming region R (see FIG. 4) straddling the
図1に戻って、スピニング成形装置1は、板材9を回転させる回転シャフト21と、回転シャフト21と板材9の間に介在する受け治具22と、固定治具31を備えている。受け治具22は、回転シャフト21に取り付けられて板材9の中心部96を支持し、固定治具31は、受け治具22と共に板材9を挟持する。さらに、スピニング成形装置1は、板材9の表側に配置された加工具4と、板材9の裏側に配置された加熱器5を備えている。
Returning to FIG. 1, the
回転シャフト21の軸方向は、本実施形態では鉛直方向である。ただし、回転シャフト21の軸方向は、水平方向や斜め方向であってもよい。回転シャフト21の下部は基台11に支持されており、回転シャフト21は図略のモータによって回転させられる。回転シャフト21の上面はフラットであり、この上面に受け治具22が固定されている。
The axial direction of the
受け治具22は、板材9の成形領域Rの内側端によって規定される円に収まるサイズを有している。例えば、受け治具22が円盤状である場合は、受け治具22の直径は、成形領域Rの内側端によって規定される円の直径以下である。また、従来のマンドレルと異なり、板材9は、受け治具22の径方向外向きの側面に押し付けられて変形されることはない。
The receiving
固定治具31は、加圧ロッド32に取り付けられており、加圧ロッド32は、支持部33によって回転可能に支持されている。支持部33は、駆動部34によって上下方向に駆動される。駆動部34は、回転シャフト21の上方に配置されたフレーム12に取り付けられている。ただし、固定治具31を省略し、例えばボルトによって板材9を受け治具22に直接的に固定してもよい。
The fixing
加工具4は、回転シャフト21の径方向外向きに移動させられながら、成形領域Rにおいて板材9の表面9aを押圧する。本実施形態では、加工具4として、板材9の回転に追従して回転するローラが用いられている。ただし、加工具4は、ローラに限定されず、例えばヘラであってもよい。
The
より詳しくは、加工具4は、第1径方向移動機構14により回転シャフト21の径方向に移動させられるとともに、第1軸方向移動機構13により径方向移動機構14を介して回転シャフト21の軸方向に移動させられる。第1軸方向移動機構13は、上述した基台11とフレーム12を橋架するように延びている。
More specifically, the
加熱器5は、板材9を局所的に加熱するものであり、加工具4と同一円周上に位置するように移動させられる。ここで、「同一円周上」とは、回転シャフト21の中心軸を中心とするある程度の幅のリング状範囲内に加熱器5の中心と加工具4の中心とがあることをいい、必ずしも加熱器5と加工具4の一部同士が回転シャフト21の周方向で重なり合う必要はない。
The
より詳しくは、加熱器5は、第2径方向移動機構16により回転シャフト21の径方向に移動させられるとともに、第2軸方向移動機構15により径方向移動機構16を介して回転シャフト21の軸方向に移動させられる。第2軸方向移動機構15は、上述した基台11とフレーム12を橋架するように延びている。加熱器5は、第2径方向移動機構16から延びる支持部材55によって支持されている。
More specifically, the
回転シャフト21の周方向における加熱器5と加工具4との相対位置は、特に限定されるものではない。例えば、加熱器5は、回転シャフト21を挟んで加工具4の真向かいの位置に配置されていてもよいし、その真向かいの位置からずれた位置(例えば、回転シャフト21の周方向において加工具4から90度離れた位置)に配置されてもよい。
The relative position of the
加工具4用の移動機構13,14および加熱器5用の移動機構15,16は、制御装置7により制御される。制御装置7には、板材9を所望の形状に成形するためのプログラムが予め格納されており、制御装置7は、そのプログラムに従って加工具4用の移動機構13,14および加熱器5用の移動機構15,16を制御する。例えば、加熱器5には、当該加熱器5の位置を制御するために、板材9の成形領域R中の変形対象部位までの距離を計測する変位計(図示せず)が取り付けられてもよい。
The moving
加熱器5は、図2ならびに図3(a)および(b)に示すように、回転シャフト21の周方向に延びる円弧状のコイル台51と、コイル台51の上方に配置された第1コイル部52と、コイル台51の径方向外側に配置された第2コイル部53を含む。本実施形態では、第1コイル部52と第2コイル部53とが回転シャフト21の軸方向に部分的に重なり合うレイアウトが採用されている。ただし、図8に示すように、第1コイル部52と第2コイル部53とが回転シャフト21の径方向に部分的に重なり合うレイアウトが採用されてもよい。
As shown in FIG. 2 and FIGS. 3A and 3B, the
第1コイル部52は、板材9の裏面9b(本実施形態では、基準面91、第1段差面93および第2段差面95)と対向しながら板材9を誘導加熱により局所的に加熱するものである。第2コイル部53は、板材9の内向き壁面94と対向しながら板材9を誘導加熱により局所的に加熱するものである。本実施形態では、第1コイル部52および第2コイル部53のそれぞれが、回転シャフト21の周方向に延びる二重円弧状である。
The
具体的に、第1コイル部52は、回転シャフト21の径方向に互いに離間する一対の第1円弧部61,62を有している。本実施形態では、内側の第1円弧部61が2つの円弧片61aに分割されており、第1円弧部61の両端部である双方の円弧片61aの一端がヘアピン部により外側の第1円弧部62と接続されている。双方の円弧片61aの互いに近接する他端は、一対のリード部83を介して第1交流電源回路81と接続されている。リード部83および第1コイル部52は、1本の電通管によって構成されている。この電通管の内部には、冷却液が流される。
Specifically, the
また、コイル台51の上面上には、内側の第1円弧部61(正確には、2つの円弧片61a)を下方から包み込む2つの第1コア63と、外側の第1円弧部62を下方から包み込む1つの第2コア64が配置されている。これらのコア63,64は、第1円弧部61,62の周囲に発生する磁束を集約するためのものである。
Further, on the upper surface of the
第1交流電源回路81は、リード部83を介して第1コイル部52に交流電圧を印加する。交流電圧の周波数は、特に限定されるものではないが、5k〜400kHzの高周波数であることが望ましい。すなわち、第1コイル部52による誘導加熱は、高周波誘導加熱であることが望ましい。例えば、スピニング成形装置1には、加工具4と同一円周上で板材9の表面9aの温度を計測する温度計が設けられる。第1交流電源回路81は、その温度計で計測される温度が一定温度となるように、制御装置7により制御される。
The first AC
第2コイル部53は、回転シャフト21の軸方向に互いに離間する一対の第2円弧部65,66を有している。本実施形態では、下側の第2円弧部66が2つの円弧片66aに分割されており、第2円弧部66の両端部である双方の円弧片66aの一端がヘアピン部により上側の第2円弧部65と接続されている。双方の円弧片66aの互いに近接する他端は、一対のリード部84を介して第2交流電源回路82と接続されている。リード部84および第2コイル部53は、1本の電通管によって構成されている。この電通管の内部には、冷却液が流される。
The
また、コイル台51の側面上には、上側の第2円弧部65を径方向内側から包み込む1つの第1コア67と、下側の第2円弧部66(正確には、2つの円弧片66a)を径方向内側から包み込む2つの第2コア68が配置されている。これらのコア67,68は、第2円弧部65,66の周囲に発生する磁束を集約するためのものである。
Further, on the side surface of the
第2交流電源回路82は、リード部84を介して第2コイル部53に交流電圧を印加する。交流電圧の周波数は、特に限定されるものではないが、5k〜400kHzの高周波数であることが望ましい。すなわち、第2コイル部53による誘導加熱は、高周波誘導加熱であることが望ましい。例えば、第2交流電源回路82は、第2コイル部53が内向き壁面94に近接したときだけ第2コイル部53に交流電圧を印加するように、制御装置7により制御される。
The second AC
次に、図4〜図7を参照して、加熱器5の移動および加熱の一例について説明する。図4〜図7は、スピニング成形が実行される際の板材9の状態を時系列で示している。なお、図5(a)および(b)ならびに図6(a)および(b)では、加工具4の押圧位置を太い矢印で指し示す。
Next, an example of movement and heating of the
図4に示すように、スピニング成形開始前は、例えば、加熱器5は、成形領域Rの内側端において裏面9bの基準面91に近接する位置(換言すれば、中心部96の真下)に配置される。この状態で、第1交流電源回路81が制御装置7により制御されて、加熱器5の第1コイル部52に交流電圧が印加される。これにより、板材9の本格的な加熱が行われる。第1コイル部52により、成形領域Rの内側端において板材9が所望の温度まで加熱されると、加工具4が板材9の表面9aに押圧されながら回転シャフト21の径方向外向きに移動させられる。
As shown in FIG. 4, before the spinning molding is started, for example, the
図5(a)および(b)に示すように、加工具4が外向き壁面92に対応する位置(すなわち、真上)に到達する直前には、加熱器5は、基準面91に近接する位置(換言すれば、中心部96の真下)から第1段差面93に近接する位置(換言すれば、薄肉部97の真下)に移動させられる。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
その後、図6(a)および(b)に示すように、加工具4が内向き壁面94に対応する位置(すなわち、真上)に到達する直前には、加熱器5は、第1段差面93に近接する位置から第2段差面95に近接する位置(換言すれば、厚肉部98の真下)に移動させられる。
Thereafter, as shown in FIGS. 6A and 6B, immediately before the
また、加工具4が内向き壁面94に対応する位置に到達する直前には、第2交流電源回路82が制御装置7により制御されて、加熱器5の第2コイル部53への交流電圧の印加が開始される。これにより、厚肉部98が径方向内側から予備的に加熱される。第2コイル部53への交流電圧の印加は、加熱器5が厚肉部98の真下に移動させられたときに停止される。
Further, immediately before the
加工具4による押圧および加熱器5の第1コイル部52による加熱は、成形領域Rの外側端まで行われる。これにより、図7に示すような成形品が得られる。
The pressing by the
以上説明したように、本実施形態のスピニング成形装置1では、板材9の厚肉部98を、第1コイル部52によって本格的に加熱する前に第2コイル部53によって予備的に加熱することができる。これにより、加熱器5を薄肉部97の真下から厚肉部98の真下に移動させても、厚肉部98を直ちに所望の温度まで加熱することができる。それ故に、薄肉部97から厚肉部98まで加工具4による継続的な加工を行うことができる。
As described above, in the
また、本実施形態では、第1コイル部52が二重円弧状であるので、板材9の本格的な加熱を板材9の回転方向に連続的に行うことができ、良好な成形性を得ることができる。さらには、第2コイル部53も二重円弧状であるので、板材9の厚肉部98に対する予備的な加熱も板材9の回転方向に連続的に行うことができる。
Moreover, in this embodiment, since the
また、本実施形態では、加工具4が内向き壁面94の真上に到達する直前に加熱器5が薄肉部97の真下から厚肉部98の真下に移動させられるので、薄肉部97から厚肉部98までの継続的な加工に好適な加熱を行うことができる。
In the present embodiment, the
さらに、第2コイル部53への交流電圧の印加が、加工具4が内向き壁面94の真上に到達する直前に開始されるので、必要な場合にのみ予備的な加熱を行うことができ、消費電力を抑えることができる。
Furthermore, since the application of the alternating voltage to the
また、本実施形態では、加工具4が外向き壁面92の真上に到達する直前に加熱器5が中心部96の真下から薄肉部97の真下に移動させられるので、中心側の厚肉部である中心部96から薄肉部97までの継続的な加工に好適な加熱を行うことができる。
Further, in the present embodiment, the
(その他の実施形態)
本発明は上述した実施形態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で種々の変形が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、前記実施形態では、加熱器5の第1コイル部52の内側の第1円弧部61が2つの円弧片61aに分割されていたが、外側の第1円弧部62が2つの円弧片に分割されていて、これらの円弧片に一対のリード部83がつながっていてもよい。
For example, in the said embodiment, although the 1st
同様に、前記実施形態では、加熱器5の第2コイル部53の下側の第2円弧部66が2つの円弧片66aに分割されていたが、上側の第2円弧部65が2つの円弧片に分割されていて、これらの円弧片に、コイル台51を貫通する一対のリード部84がつながっていてもよい。
Similarly, in the said embodiment, although the 2nd
また、第1コイル部52および第2コイル部53は、必ずしも二重円弧状である必要はない。例えば、加熱器5は、円弧状に並べられた複数の円形の第1コイル部を有していてもよいし、放射状に並べられた複数の円形の第2コイル部を有していてもよい。また、加熱器5は、1つの円形の第1コイル部および1つの円形の第2コイル部のみを有していてもよい。さらには、互いに異なる構成の第1コイル部および第2コイル部を組み合わせることも可能である。
Moreover, the
また、第1コイル部52および第2コイル部53は、必ずしも別々の交流電源回路に接続されている必要はなく、同一の交流電源回路に接続されていてもよい。この場合、例えば、第1コイル部52と第2コイル部53に電流が直列に流れるように、リード部83,84の一方を廃し、第1コイル部52と第2コイル部53とを一対の中継部で接続してもよい。
Moreover, the
また、内向き壁面94の数は、必ずしも1つである必要はなく、複数であってもよい。さらに、板材9の裏面9bには、複数の外向き壁面92が形成されていてもよい。例えば、回転シャフト21の径方向において1つの環状の溝の両側に、複数の内向き壁面94および複数の外向き壁面92が階段状に形成されていてもよい。あるいは、回転シャフト21の径方向に複数の環状の溝が並ぶように、互いに対向する内向き壁面94と外向き壁面92の複数のペアが形成されていてもよい。さらには、それらの組合せも可能である。
Further, the number of inward wall surfaces 94 is not necessarily one, and may be plural. Furthermore, a plurality of outward wall surfaces 92 may be formed on the
本発明は、種々の素材からなる板材をスピニング成形する際に有用である。 The present invention is useful when spinning a plate made of various materials.
1 スピニング成形装置
13,15 軸方向移動機構
14,16 径方向移動機構
21 回転シャフト
22 受け治具
4 加工具
5 加熱器
52 第1コイル部
53 第2コイル部
61,62 第1円弧部
65,66 第2円弧部
7 制御装置
81 第1交流電源回路
82 第2交流電源回路
9 板材
9a 表面
9b 裏面
91 基準面(高段差面)
92 外向き壁面
93 第1段差面(低段差面)
94 内向き壁面
95 第2段差面(高段差面)
96 中心部
97 薄肉部
98 厚肉部
DESCRIPTION OF
92
94
96
Claims (7)
前記板材の中心部を支持する受け治具と、
前記受け治具が取り付けられた回転シャフトと、
前記回転シャフトの径方向外向きに移動させられながら前記成形領域において前記板材の表面を押圧する加工具と、
前記加工具と同一円周上に位置するように移動させられる加熱器であって、前記板材の前記裏面と対向しながら前記板材を誘導加熱により局所的に加熱する第1コイル部、および前記板材の前記内向き壁面と対向しながら前記板材を誘導加熱により局所的に加熱する第2コイル部、を含む加熱器と、
を備える、スピニング成形装置。 A spinning molding apparatus that targets a plate material in which at least one inward wall surface facing radially inward is formed on the back surface, and forms a molding region in a taper shape across the inward wall surface of the plate material,
A receiving jig that supports the center of the plate,
A rotating shaft to which the receiving jig is attached;
A processing tool for pressing the surface of the plate material in the molding region while being moved radially outward of the rotating shaft;
A heater that is moved so as to be positioned on the same circumference as the processing tool, the first coil portion that locally heats the plate material by induction heating while facing the back surface of the plate material, and the plate material A second coil portion that locally heats the plate material by induction heating while facing the inward wall surface of
A spinning molding apparatus.
前記第2コイル部は、前記回転シャフトの軸方向に互いに離間する一対の第2円弧部を有する、請求項2に記載のスピニング成形装置。 The first coil portion has a pair of first arc portions spaced apart from each other in the radial direction of the rotating shaft,
The spinning molding apparatus according to claim 2, wherein the second coil portion includes a pair of second arc portions spaced apart from each other in the axial direction of the rotating shaft.
前記加熱器を前記回転シャフトの軸方向に移動させる軸方向移動機構と、
前記加工具が前記内向き壁面と対応する位置に到達する直前に、前記加熱器が前記板材の裏面における前記内向き壁面の内側に位置する低段差面に近接する位置から前記裏面における前記内向き壁面の外側に位置する高段差面に近接する位置に移動するように、前記径方向移動機構および前記軸方向移動機構を制御する制御装置と、
を備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載のスピニング成形装置。 A radial movement mechanism for moving the heater in the radial direction of the rotary shaft;
An axial movement mechanism for moving the heater in the axial direction of the rotary shaft;
Immediately before the processing tool reaches a position corresponding to the inward wall surface, the heater faces inward on the back surface from a position close to a low step surface located inside the inward wall surface on the back surface of the plate member. A control device for controlling the radial movement mechanism and the axial movement mechanism so as to move to a position close to the high step surface located outside the wall surface;
The spinning molding apparatus according to claim 1, comprising:
前記第2コイル部と接続された第2交流電源回路と、
前記加工具が前記内向き壁面と対応する位置に到達する直前に、前記第2コイル部への交流電圧の印加が開始されるように前記第2交流電源回路を制御する制御装置と、
を備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載のスピニング成形装置。 A first AC power supply circuit connected to the first coil unit;
A second AC power supply circuit connected to the second coil section;
A control device that controls the second AC power supply circuit so that application of an AC voltage to the second coil portion is started immediately before the processing tool reaches a position corresponding to the inward wall surface;
The spinning molding apparatus according to claim 1, comprising:
前記加熱器を前記回転シャフトの軸方向に移動させる軸方向移動機構と、
前記加工具が前記外向き壁面と対応する位置に到達する直前に、前記加熱器が前記板材の裏面における前記外向き壁面の内側に位置する高段差面に近接する位置から前記裏面における前記外向き壁面の外側に位置する低段差面に近接する位置に移動するように、前記径方向移動機構および前記軸方向移動機構を制御する制御装置と、
を備える、請求項6に記載のスピニング成形装置。
A radial movement mechanism for moving the heater in the radial direction of the rotary shaft;
An axial movement mechanism for moving the heater in the axial direction of the rotary shaft;
Immediately before the processing tool reaches a position corresponding to the outward wall surface, the heater faces outward on the back surface from a position close to a high step surface located inside the outward wall surface on the back surface of the plate member. A control device for controlling the radial movement mechanism and the axial movement mechanism so as to move to a position close to the low step surface located outside the wall surface;
The spinning molding apparatus according to claim 6, comprising:
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