(57)【要約】【課題】必要な荷重の得られにくいメインジャッキから離隔した金型端部においても、必要な加工度を得ることができるようにした湾曲板のプレス成形機を提供する。【解決手段】上金型５と下金型６をワークのサイズと一致するように形成し、前記上金型５は、メインジャッキ７に連結された上金型本体５０と、該上金型本体５０に固定され前記メインジャッキ７の近傍に配置された中央部金型５１と、該中央部金型５１よりも前記メインジャッキ７から離隔して配置された外周部金型５２とを有し、前記外周部金型５２は、前記上金型本体５０にサブジャッキ８を介して前記上金型本体５０から近接又は離隔する方向に移動可能に設けた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の上金型と下金型の間にワークを設置し、前記上金型をメインジャッキで前記下金型に押し付けて前記ワークを湾曲板状に成型する湾曲板のプレス成形機であって、
前記上金型と下金型を前記ワークのサイズと一致するように形成し、
前記上金型は、前記メインジャッキに連結された上金型本体と、該上金型本体に固定され前記メインジャッキの近傍に配置された中央部金型と、該中央部金型よりも前記メインジャッキから離隔して配置された外周部金型とを有し、
前記外周部金型は、前記上金型本体にサブジャッキを介して前記上金型本体から近接又は離隔する方向に移動可能に設けられたことを特徴とする湾曲板のプレス成形機。
【請求項２】
前記外周部金型は、前記中央部金型の周囲に隣接して配置された複数のブロック金型からなり、各ブロック金型のそれぞれが前記サブジャッキを介して前記上金型本体に取り付けられた請求項１記載の湾曲板のプレス成形機。
【請求項３】
前記外周部金型を、前記メインジャッキで前記ワークに接触するように押し下げた後、前記サブジャッキで更に押し下げるための制御部を備えた請求項１又は請求項２記載の湾曲板のプレス成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湾曲板のプレス成形機に関し、特に大型圧力容器用ヘッド部のナックル部等をプレスするのに好適な湾曲板のプレス成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７（Ａ）に示すような形状をした大型圧力容器１０として、原子炉格納容器がある。原子炉格納容器は、原子炉容器や冷却系等設備（循環ポンプ、熱交換器など）等を覆う気密構造物であり、直径が４０メートル程度の円筒部１２の上下に楕円形ヘッド(鏡)１１を取り付けて構成されている。
【０００３】
楕円形ヘッド１１は、図７（Ｂ）に示すように球形に模擬できるクラウン部１３と、周縁のナックル部１４で構成されている。ナックル部１４は、３次元形状(複数の曲げＲを組み合わせた複雑な形状)をしたナックル板１５（図７（Ｃ）参照）を複数枚組み合わせて構成される。
【０００４】
ナックル板１５は、金型を用いてプレスで成形して製作される。
【０００５】
従来、ナックル板１５の製作は、図６に示すようにナックル板１５よりも小型の金型５ｊ，６ｊを用いて冷間加工により成型している。ナックル板１５のサイズに比べて小さいサイズの金型５ｊ，６ｊを使用するため、図６（Ｂ）に示すようにワークである板Ｗを動かしてプレス荷重位置を移動させ、プレス回数を重ねることで徐々に成型を進めてナックル板１５を製作している。
【０００６】
特に大型容器のナックル板１５については、成型に必要な荷重(面圧)を得るため、板サイズに比べて小型の金型５ｊ，６ｊを使用しなければならず、プレス回数を多くする必要があり、成型に多大な時間を要する。
【０００７】
また、小型の金型５ｊ，６ｊで、面積の広いナックル板１５を所定の形状に成型するには、熟練作業者の職人技術に頼らざるを得ず、大量の成型を短期間に実施することは困難である。
【０００８】
また、金型の大きさをワーク（湾曲板）Ｗと等しくしたものも知られているが、この場合、プレス荷重は、メインジャッキの近傍であるワーク中央部はメインジャッキの荷重が十分に伝わるため所望の曲げ加工を行うことができるが、メインジャッキから離隔した端にいくほどメインジャッキの荷重が伝わりにくく、所望の曲げが得られにくい上、スプリングバックが生じる。
【０００９】
このため、曲がりやスプリングバックを考慮して金型を設計するが（特許文献１）、実際にプレスして所望の形状に成型できないときは、金型を修正して再びプレスする工程を繰り返す必要がある。
【００１０】
また金型設計の自由度を向上させるために、金型のプレス面を自在に変化させることを可能にした板材の曲げ加工用プレス成形型が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特公昭５９−２７２５２号公報
【特許文献２】特開平６−２１０３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、特許文献２に示す発明は、金型を複数のリンク部材で網目状形態に構成し、個々のリンク部材をスクリュージャッキで移動することにより金型形状（プレス面）を自在に変化させることを可能にしたものであるが、予めスクリュージャッキで網目状形態の金型を移動させて金型形状を変化させるものであるため、上記金型を下降させるメインジャッキから離隔した金型端部では、必要な荷重が得られにくいためワークにスプリングバックが生じ、プレス加工を繰り返すことになり、成型に多大な時間を要すると共に、コストの増大、作業性の煩雑化は避けられないという問題が依然として生じる。
【００１３】
本発明は、かかる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、必要な荷重の得られにくいメインジャッキから離隔した金型端部においても、必要な加工度を得ることができるようにした湾曲板のプレス成形機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明は、一対の上金型と下金型の間にワークを設置し、前記上金型をメインジャッキで前記下金型に押し付けて前記ワークを湾曲板状に成型する湾曲板のプレス成形機であって、前記上金型と下金型を前記ワークのサイズと一致するように形成し、前記上金型は、前記メインジャッキに連結された上金型本体と、該上金型本体に固定され前記メインジャッキの近接に配置された中央部金型と、該中央部金型よりも前記メインジャッキから離隔して配置された外周部金型とを有し、前記外周部金型は、前記上金型本体にサブジャッキを介して前記上金型本体から近接又は離隔する方向に移動可能に設けられたことを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、実寸サイズの金型による一体曲げ加工を行うことができ、しかも必要な荷重の得られにくい金型端部においても、十分な荷重を与えることができ、必要な加工度をナックル板全面で得ることができる。
【００１６】
また前記外周部金型は、前記中央部金型の周囲に隣接して配置された複数のブロック金型からなり、各ブロック金型のそれぞれが前記サブジャッキを介して前記上金型本体に取り付けられるのが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、ジャッキ部位ごとに設定面圧を変えることが可能となる。
【００１８】
また前記外周部金型を、前記メインジャッキで前記ワークに接触するように押し下げた後、前記サブジャッキで更に押し下げるための制御部を備えるのが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、プレス荷重が十分に伝わりきらない金型の外周部分に、さらにプレス荷重を加えることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の湾曲板のプレス成形機によれば、必要な荷重の得られにくいメインジャッキから離隔した金型端部においても、必要な加工度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るプレス成形機の金型部分を切断した正面図である。
【図２】図２は、図１と同様に金型部分を切断した側面図である。
【図３】図３は、図１の上金型の底面図である。
【図４】図４は、図３のＡ―Ａ断面図である。
【図５】図５は、図３のＢ―Ｂ断面図である。
【図６】図６は、従来の成型方法を示す説明図で、（Ａ）は金型部分を切断した正面図で、（Ｂ）は同様の側面図である。
【図７】図７は、大型圧力容器を示す図で、（Ａ）は一部破断正面図で、（Ｂ）はヘッド部の斜視図で、（Ｃ）はナックル板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
プレス成形機１は、図１及び図２に示すように直方体状の下部基台２と、下部基台２の上方に設けられた直方体状の上部基台３と、下部基台２の四隅に載置された支持部２ａと、四隅の支持部２ａと上部基台３との間に設けられた４本の円柱状のガイドロッド２ｂと、４本のガイドロッド２ｂに案内され、ガイドロッド２ｂに対し上下方向に移動可能な断面略Ｈ形のスライド４と、このスライド４と上部基台３の間に設けられるメインジャッキ７，７（図では２本設けられているが、１本でも３本以上でもよい）と、上金型５及び下金型６から構成されている。
【００２４】
上金型５は、スライド４の下部にボルトなどの結合手段９で取り付けられている。下金型６は、上金型５と対向するように上向きに下部基台２にボルトなどの結合手段（図示せず）で取り付けられている。
【００２５】
これら一対の上金型５と下金型６の間にワークＷを設置し、メインジャッキ７，７を公知の油圧回路からなる制御部７０（図５参照）で制御することでスライド４を矢印のように上下方向に駆動し、上金型５を下金型６に押し付けてワークＷを湾曲板状に成型する。
【００２６】
プレス成形機１でプレスする好適なワークＷとして、例えばナックル板１５が上げられる。ナックル板１５は、例えば４ｍ×８ｍの大きさであり、図７（Ｃ）に示すように曲げＲが位置毎にＲ１，Ｒ２，Ｒ３と異なっている。
【００２７】
上金型５と下金型６は、その大きさ（上面において縦と横の寸法）がナックル板１５のサイズと一致するように形成し、実寸サイズの金型による一体曲げ加工を行うことができるようになっている。
【００２８】
図４、図５に示すように上金型５は、メインジャッキ７に連結された上金型本体５０と、この上金型本体５０の下部に固定され、かつメインジャッキ７の近傍に配置された中央部金型５１と、この中央部金型５１よりもメインジャッキ７から離隔して配置された外周部金型５２とを有している。
【００２９】
すなわち、図３、図４から分かるように中央部金型５１の上方において、中央部金型５１の略中央に位置するように二つのメインジャッキ７，７が配置されており、中央部金型５１は、メインジャッキ７，７の近傍に配置された状態で上金型本体５０に取り付けられることになる。
【００３０】
外周部金型５２は、中央部金型５１の周囲に隣接して配置された複数のブロック金型５２ａからなっており、中央部金型５１よりもメインジャッキ７，７から離隔した状態で取り付けられ、図３から分かるように上金型５の金型端部を形成している。
【００３１】
また外周部金型５２は、上金型本体５０にサブジャッキ８を介して上金型本体５０から近接又は離隔する方向に移動可能に取り付けられている。
【００３２】
サブジャッキ８は、金型端部に位置する部分、すなわち外周部金型５２の部分に取付部材５０ａを介して上金型本体５０に取り付けられている。サブジャッキ８は、複数のブロック金型５２ａのそれぞれに対応するように、ブロック金型５２ａの数と同じ数だけ取り付けられ、各サブジャッキ８の先端が各ブロック金型５２ａに結合している。
【００３３】
メインジャッキ７は、上金型５を下金型６に押し付けてワークＷに対しプレス荷重を加えるものであり、サブジャッキ８は、ブロック金型５２ａを個々に制御したり、ブロック金型５２ａを所定数（２個以上）毎にまとめて制御して必要な荷重の得られにくい金型端部にプレス荷重を加えるものである。
【００３４】
メインジャッキ７及びサブジャッキ８は、制御部７０によって制御されるようになっている。制御部７０は、メインジャッキ７で上金型５（中央部金型５１と外周部金型５２）をワークＷに接触するように押し下げた後、更にサブジャッキ８で外周部金型５２を押し下げるようにするための機能を有する。
【００３５】
かくして中央部金型５１はメインジャッキ７によってプレス方向に移動可能に制御され、外周部金型５２（ブロック金型５２ａ）は、メインジャッキ７に加えてさらにサブジャッキ８によって上金型本体５０から近接又は離隔する方向に移動可能に制御される。
【００３６】
また複数のサブジャッキ８自体は、前記したようにブロック金型５２ａを個々に制御したり、ブロック金型５２ａを所定数毎にまとめて制御することができるので、サブジャッキ８に対応する部分のブロック金型５２ａは、メインジャッキ７によるプレス荷重に加えてサブジャッキ８によるプレス荷重もワークＷに加えることができ、メインジャッキ７によるプレス荷重が得られにくいワーク端部Ｗ１に対するプレス荷重の調整が可能となる。
【００３７】
すなわち、上金型５の中心部は中央部金型５１による固定式であり、上金型５の外周近傍はサブジャッキ８を設けた外周部金型５２（ブロック金型５２ａを組み合わせたパネル構造）による可変荷重式であり、固定式金型（中央部金型５１）と可変荷重式金型（外周部金型５２）の組み合わせ構造となっている。このためプレス成形機１による荷重時に、サブジャッキ８を作用させ、メインジャッキ７から離れた部分での面圧確保を行うと共に、サブジャッキ８の部位ごとに設定面圧を変えることが可能である。
【００３８】
以下、本実施形態による湾曲板のプレス成形機の作用について説明する。
【００３９】
先ず、上金型５と下金型６の間にワークＷ（ナックル板１５）を設置し、メインジャッキ７を駆動してメインジャッキ７により上金型５を下降する。
【００４０】
このとき、中央部金型５１が上金型本体５０に固定されており、外周部金型５２が上金型本体５０（取付部材５０ａ）にサブジャッキ８を介して取り付けられているので、メインジャッキ７により中央部金型５１と外周部金型５２が同時に下降する。
【００４１】
このようにメインジャッキ７により中央部金型５１と外周部金型５２が下降し、ナックル板１５に接触するように押し下げられた後、サブジャッキ８を駆動し、サブジャッキ８により外周部金型５２を更に押し下げてナックル板１５に対し徐々にプレス荷重を加えて図７（Ｃ）に示すような曲げＲの異なるナックル板１５をプレス成型していく。
【００４２】
このためメインジャッキ７から離隔した金型端部のプレス荷重が伝わりにくい部分においても、その部分のサブジャッキ８によりブロック金型５２ａでさらに押し付けられて、ナックル板１５の端部に所望のプレス荷重が加えられる。
【００４３】
また、実際にプレスしてメインジャッキ７から離隔した金型端部のプレス荷重が伝わりにくい部分が生じ、ナックル板１５の端部が所定の形状にプレスされていない部分が生じたときは、その部分のサブジャッキ８を駆動し、対応するブロック金型５２ａでさらに押し付けてナックル板１５の端部にプレス荷重を加えるように再度プレスする。
【００４４】
なお、金型端部は必要な荷重が得られにくいので、予めその部分が分かっているときは、その部分のサブジャッキ８を中央部金型５１がナックル板１５に接触すると同時に駆動してナックル板１５の一体曲げ成形を行うようにしてもよい。
【００４５】
このように個々のサブジャッキ８を独立して駆動しながら、対応するブロック金型５２ａでナックル板１５にプレス荷重を加え、ナックル板１５を図７（Ｃ）に示す形状にプレス成型する。
【００４６】
一般に、メインジャッキ７から離隔した金型端部ほどプレス荷重がワークに伝わりにくい。このため、その部分にさらにプレス荷重を調整できる機構を設ければ、従来のように金型の調整を繰り返す必要がなく、金型はある程度の形状で造り、上記機構によりプレス荷重を調整すればよいことになる。
【００４７】
本発明によれば、メインジャッキ７から離隔した金型端部に相当する外周部金型５２が複数のブロック金型５２ａに分割されたパネル構造に構成され、これらブロック金型５２ａが中央部金型５１の周囲に隣接して配置され、これら複数のブロック金型５２ａのそれぞれがメインジャッキ７に加え更にサブジャッキ８でプレス荷重が調整されるので、メインジャッキ７から離隔した金型端部でも十分にプレス荷重がワークに伝わることになる。
【００４８】
すなわち、本発明は、必要な荷重の得られにくい金型端部に、サブジャッキ８を複数内蔵した大型金型を構成したものであり、必要な加工度をナックル板１５全面で得ることができる。
【００４９】
このようにメインジャッキ７とサブジャッキ８を組み合わせて構成した可変荷重式大型金型であるため、ナックル板１５を移動させることなく数回のプレスにてナックル曲げ加工が可能となり、加工時間を大幅に短縮することができるほか、可変荷重式金型の採用により、金型設計の成否が加工に及ぼす影響を最小化でき、金型設計の負担が大幅に軽減される。
【００５０】
ナックル板１５は、前記したように４ｍ×８ｍの大きさであり、従来であれば小型の金型を用いてワークＷを動かしてプレス荷重位置を移動させ、プレス回数を重ねることで徐々に成型を進めてナックル板１５を製作していたが、本発明によれば実寸サイズの大型金型による一体曲げ加工を行うことができる。
【００５１】
このように本発明によれば、メインジャッキ７から離隔した、プレス荷重が十分に伝わりきらない金型の外周部分に、さらにプレス荷重を加えることができるようにサブジャッキ８を設けたので、従来のように金型を調整する必要がなく、金型は所定の形状で製作し、プレス荷重を調整すればよく、必要な荷重の得られにくい金型端部においても、必要な加工度をナックル板１５全面で得ることができ、しかも金型設計の成否が加工に及ぼす影響を最小化できる。
【符号の説明】
【００５２】
１  プレス成形機
２  下部基台
２ｂ  ガイドロッド
３  上部基台
４  スライド
５  上金型
６  下金型
７  メインジャッキ
８  サブジャッキ
１０  大型圧力容器
１１  楕円形ヘッド
１３  クラウン部
１４  ナックル部
１５  ナックル板
５０  上金型本体
５０ａ  取付部材
５１  中央部金型
５２  外周部金型
５２ａ  ブロック金型
７０  制御部
Ｗ  ワーク
Ｗ１  ワーク端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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