JP5383442B2

JP5383442B2 - 成形装置

Info

Publication number: JP5383442B2
Application number: JP2009260068A
Authority: JP
Inventors: 健嗣堤; 智幸内; 徹三木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2029-11-13
Also published as: CN102061491A; CN102061491B; JP2011104813A

Description

本発明は、ラムが傾いた状態であっても、成形品に均一な荷重が掛かる成形装置に関する。

従来から、上型または下型とラムとの間にフローティング機構を設け、上型と下型が平行になるよう調整する装置が知られている。
例えば、特許文献１には、成型機のダイプレートに取り付ける金型に円板状の鍔をつけた半球形の突起と半径が同一もしくは大きい同形の半球形凹部を嵌合させ、更に突起と焼バメ嵌合させた板よりなる構成でダイプレートへの取付板と焼バメ嵌合板とに隙間１．５〜２ｍｍを設け、金型締付時に成型機と金型の平行度の相違を調整する装置が開示されている。

特許文献２には、連続成形の各ショット毎に固定側金型のＰＬ面（離型面）と可動側金型のＰＬ面との平行度を自動的に調整可能とするため、可動側金型を搭載した可動ダイプレートに球面軸受の外輪部または内輪部の一方を固定すると共に、可動ダイプレートに固定された外輪部に対して回転可能な内輪部、または前記可動ダイプレートに固定された内輪部に対して回転可能な外輪部に可動側金型を取り付けた金型取り付けプレートを一体に連結した構成が開示されている。

実開昭４９−２３５５０号公報特開２００５−２８８９９９号公報

しかし、特許文献１に記載の発明においては、金型同士を突き当てて金型の平行を保持するものであるが、シート材の成形に用いられる電鋳型は脆弱であるため、大きな圧力を掛けることができないので、電鋳型の場合には金型同士を突き当てて金型の平行を保持することはできないという問題がある。また、特許文献２に記載の装置においては、球面軸受を用いているため、構造が複雑になってしまう。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、金型同士を突き当てることなく、金型の平行を保持することができる成形装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく本発明は、上型を下型に押圧することにより製品を成形する成形装置であって、前記上型をフローティング状態にするために前記上型とラムとの間に設けられるフローティング機構と、前記上型の近傍に設けた上突き当て部材と、この上突き当て部材と対向して設けた下突き当て部材を備え、前記上突き当て部材と前記下突き当て部材が突き当たることにより前記上型と前記下型が平行になるよう調整する。

また、前記上突き当て部材と前記下突き当て部材が突き当たる位置は、前記上型と前記下型の合わせ面とほぼ一致させることができる。また、前記上下型と前記上下突き当て部材との間に空気層の空間を形成することができる。更に、前記上突き当て部材と前記下突き当て部材は成形品の限界圧縮圧以上の圧力で突き当たることができる。

本発明によれば、上型をフローティング状態にすると共に、上突き当て部材を下突き当て部材に突き当てることによって、金型同士を突き当てることなく、上型と下型の平行を保持することができるので、脆弱な電鋳型を使用するシート材の成形にも適用することができる。

また、上突き当て部材と下突き当て部材が突き当たる位置は、上型と下型の合わせ面とほぼ一致させれば、シート材の成形に適用した場合でもシート材を無理に引っ張る必要はない。

また、上下型と上下突き当て部材との間に空気層の空間を形成すれば、金型の熱が突き当て部材に殆ど伝導しないため、金型の熱によって突き当て部材が熱膨張することがないので、上型と下型のクリアランスがばらつくことがない。

更に、上突き当て部材と下突き当て部材を成形品の限界圧縮圧以上の圧力で突き当てれば、上突き当て部材と下突き当て部材でシート材を挟み込んでも、それによって上型と下型のクリアランスがばらつくことがない。

本発明に係る成形装置の一部断面の正面図シート材の説明図ガスシリンダの配置の説明図上突き当て部材の配置の説明図で、（ａ）は金型の外方に配置した場合、（ｂ）は金型の内方に配置した場合シート材の圧縮特性を示し、（ａ）は圧力とシート残厚との関係、（ｂ）は成形域での圧縮状態、（ｃ）は限界圧縮域での圧縮状態本発明に係る成形装置の動作説明図で、（ａ）は成形前の型開き状態、（ｂ）は型閉じ中の状態、（ｃ）は型閉じ・成形状態、（ｄ）は成形後の型開き状態

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係る成形装置は、図１に示すように、ベッド１の四隅に立設したガイドポスト２に案内されて上下動するラム３と、このラム３の下面の四隅に取り付けられたクランパ４により上下動可能に支持された型取付板５と、この型取付板５に取り付けられた上型６と、この上型６に対向してダイベース７に設置された下型８を備えている。

前記ダイベース７はベッド１に設置されている。また上型６と下型８は、例えばニッケルなどの材質で作製された電鋳型であり、これを用いて図２に示すシート材９の真空成形がなされる。シート材９は、シート本体９ａ（例えば、厚み２．５ｍｍ）と表皮９ｂ（例えば、厚み０．６５ｍｍ）からなる。

また、成形装置には、図３にも示すように、型取付板５の上面５ａにフローティングによる傾き調整機構としてのガスシリンダ（ガススプリング）１０がラム３の下面に対向して複数（例えば、８個）バランスよく設置されている。ガスシリンダ１０は、初期荷重が高く、広いストローク範囲で均一な荷重を出すことができる。

更に、図４（ａ）にも示すように、型取付板５の下面５ｂの四隅で上型６の外方から上突き当て部材１１が下方に延出し、一方ダイベース７の四隅には上突き当て部材１１に対向して下突き当て部材１２が立設している。また、図４（ｂ）に示すように、上型６及び下型８の四隅を切り欠いて、そこに収まるよう突き当て部材１１，１２を配置することもできる。

これら突き当て部材１１，１２は、電鋳型である金型６，８とは異なり、荷重を支持することができる剛性が高い鋼材などで作製され、その形状は円柱形状で金型６，８の周囲を取り囲むように配置されている。

上突き当て部材１１と下突き当て部材１２は、型閉じ状態においてシート材を挟み込んで突き当たり、ガスシリンダ１０による傾き調整機能と相俟って上型６と下型８の平行度を保持する。上突き当て部材１１と下突き当て部材１２が突き当たる位置は、上型６と下型８の合わせ面とほぼ一致している。また、上下型６，８と上下突き当て部材１１，１２との間には、断熱効果のある空気層の空間１４が形成されている。

上突き当て部材１１と下突き当て部材１２がシート材を挟み込んで突き当たっても金型６，８のクリアランスがばらつかないようにするため、上突き当て部材１１と下突き当て部材１２はシート成形品の限界圧縮圧以上の圧力で突き当たる。

ここで、厚み２．５ｍｍのシート本体９ａと厚み０．６５ｍｍの表皮９ｂからなる厚み３．１５ｍｍのシート材９を成形する場合の圧力[ＭＰａ]とシート残厚[ｍｍ]の関係は、図５（ａ）に示すようになる。

成形域（荷重：０．０７ＭＰａ〜０．１５ＭＰａ）では、図５（ｂ）に示すように、シート残厚が１．５〜２．５±０．２[ｍｍ]である。そして、限界圧縮域（荷重：約３ＭＰａ〜５ＭＰａ）では、図５（ｃ）に示すように、シート残厚が０．６[ｍｍ]以下となり、ほぼ表皮９ｂの厚みとなる。

このように、上突き当て部材１１と下突き当て部材１２をシート成形品の限界圧縮圧以上の圧力で突き当てれば、シート材９は潰れてほぼ表皮９ｂのみの厚みになり、上型６と下型８のクリアランスに影響を与えることがない。

以上のように構成された本発明に係る成形装置の動作について説明する。先ず図６（ａ）に示すように、成形前の型開き状態では、ラム３が傾いている（例えば、ラム３の両端で高さのずれがＡｍｍ）ものとする。

この状態では、ラム３に取り付けられたクランパ４により支持された型取付板５も傾いている。それは、ガスシリンダ１０に荷重が掛かっていないため、全てのガスシリンダ１０は前進状態にあり、型取付板５もラム３の傾きに倣っているからである。従って、型取付板５に取り付けられた上型６も下型８に対して平行ではなく、傾斜している。クランパ４には、型取付板５、ガスシリンダ１０、上型６、上突き当て部材１１などによる荷重が掛かっている。

次いで、図６（ｂ）に示すように、シート材９が投入された後、ラム３が下降する型閉じ中の状態でも、ガスシリンダ１０に荷重が掛かっていないため、全てのガスシリンダ１０は前進状態にあり、型取付板５もラム３の傾きに倣っている。

従って、型取付板５に取り付けられた上型６も下型８に対して平行ではなく、傾斜している。但し、型閉じ直前には、上突き当て部材１１がシート材９を押し潰しながら下突き当て部材１２に突き当たり始めるため、上型６が一瞬動く。

次いで、図６（ｃ）に示すように、型閉じ・成形状態では、上突き当て部材１１がシート材９を押し潰して下突き当て部材１２に突き当たるため、成形荷重の反力である突き当て荷重が突き当て部材１１，１２により型取付板５に掛かる。すると、ラム３は傾いているものの、型取付板５はガスシリンダ１０の後退動作によって傾きを修正し、上型６が下型８に対して平行になるよう動作する。

この時、クランパ４は型取付板５の動きに追従するが、クランパ４には、型取付板５、ガスシリンダ１０、上型６、上突き当て部材１１などによる荷重は掛かっていない。

そして、シート成形品１５が上型６と下型８により成形される。この際、上突き当て部材１１と下突き当て部材１２が突き当たる位置は、上型６と下型８の合わせ面１３とほぼ一致させているので、シート材９を無理に引っ張る必要はない。また、シート成形品１５の限界圧縮圧以上の圧力で、上突き当て部材１１が下突き当て部材１２に突き当たるので、上突き当て部材１１と下突き当て部材１２に挟み込まれたシート材９は、ほぼ表皮９ｂのみの厚みになる。これにより、成形後にトリミングされる部分のシート材９が上突き当て部材１１と下突き当て部材１２の間に挟み込まれても、上型６と下型８のクリアランスに影響を与えることはない。

また、上下型６，８と上下突き当て部材１１，１２との間に、断熱効果のある空気層の空間１４が形成されているので、上下型６，８の熱が上下突き当て部材１１，１２に殆ど伝導しないため、上下型６，８の熱によって上下突き当て部材１１，１２が熱膨張することがないので、上型６と下型８のクリアランスがばらつくことがない。

次いで、図６（ｄ）に示すように、成形後の型開き状態では、シート成形品１５が下型８の上に残り、ガスシリンダ１０に荷重が掛からなくなるため、全てのガスシリンダ１０は前進状態に戻り、型取付板５もラム３に倣って傾く。従って、型取付板５に取り付けられた上型６も下型８に対して平行でなくなり、傾斜状態に戻る。そして、クランパ４には、型取付板５、ガスシリンダ１０、上型６、上突き当て部材１１などによる荷重が掛かることになる。

このように、上型６をフローティング状態にすると共に、上突き当て部材１１を下突き当て部材１２に突き当てることによって、上型６と下型８を突き当てることなく、成形時において上型６と下型８の平行を保持することができるので、脆弱な電鋳型を使用するシート材９の真空成形にも適用することができる。

本発明によれば、金型同士を突き当てることなく、成形時において金型の平行を保持することができる成形装置を提供することができるので、脆弱な電鋳型を使用するシート材の成形にもこのような手法を適用することが可能になる。

１…ベッド、２…ガイドポスト、３…ラム、４…クランパ、５…型取付板、６…上型、８…下型、９…シート材、９ａ…シート本体、９ｂ…表皮、１０…ガスシリンダ、１１…上突き当て部材、１２…下突き当て部材、１３…合わせ面、１４…空気層の空間、１５…シート成形品。

Claims

上型を下型に押圧することにより製品を成形する成形装置であって、前記上型をフローティング状態にするために前記上型とラムとの間に設けられるフローティング機構と、前記上型の近傍に設けられる上突き当て部材と、この上突き当て部材と対向して設けられ、前記上突き当て部材に突き当たることで前記上型と前記下型が平行となる下突き当て部材とを備えることを特徴とする成形装置。
請求項１に記載の成形装置において、前記上突き当て部材と前記下突き当て部材が突き当たる位置は、前記上型と前記下型の合わせ面とほぼ一致することを特徴とする成形装置。
請求項１又は請求項２に記載の成形装置において、前記上下型と前記上下突き当て部材との間に空気層の空間が形成されることを特徴とする成形装置。
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の成形装置において、前記上突き当て部材と前記下突き当て部材は成形品の限界圧縮圧以上の圧力で突き当たることを特徴とする成形装置。