(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に互いに近接する方向と反対方向とに移動可能であり近接位置で加工される板材を上下より挟持する左右に２分割された下型金型及び下方に向かう凹形成形部を有する左右に２分割された上型金型と、前記２分割された上型金型を互いに近接する方向と反対方向とに移動させる上駆動機構と、前記２分割された下型金型を互いに近接する方向と反対方向とに移動させる下駆動機構と、前記２分割された下型金型同士にわたって連結され前記２分割された下型金型が近接する時に上方に移動する押し金具と、前記２分割された上型金型及び前記２分割された下型金型のそれぞれに設けられ各上型金型及び各下型金型の接近移動時の変位を検出する変位検出手段と、前記変位検出手段の検出結果に応じて前記上駆動機構及び前記下駆動機構の駆動を制御して前記上型金型同士及び前記下型金型同士の接近移動を同期させる制御手段とを備えたことを特徴とする板材の成形機。
【請求項２】
請求項１において、前記制御手段には、前記上型金型同士及び前記下型金型同士が所定ピッチで接近移動する状態に前記上駆動機構及び前記下駆動機構を駆動させ、全ての前記上型金型及び前記下型金型が所定ピッチで接近移動を完了した後に更に前記上型金型同士及び前記下型金型同士が所定ピッチで接近移動する状態に前記上駆動機構及び前記下駆動機構を駆動させ、これを所定ピッチ毎に繰り返して前記上型金型同士及び前記下型金型同士を所定量接近移動させる状態に前記上駆動機構及び前記下駆動機構を駆動させる機能が備えられていることを特徴とする板材の成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＮＧ地下タンク等のメンブレン（ひだ）の成形に適用される板材を曲げ加工する板材の成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＮＧ地下タンクのように、熱収縮及び液圧を繰り返すタンクでは、タンク本体を構成する板体に多数のメンブレン（ひだ）が形成されて熱応力の発生を抑制する構造になっている。従来はこの構造を得るため、先ず、図６(a) 乃至(d) に示した順序で、プレス機械によって板材１に多段の曲げ加工を行い、メンブレン２を形成する。次に、図７に示したように、タンク本体を構成する板材４にメンブレン２を溶接部５により固定する。このようにして、メンブレン２を別途作成し、タンク本体を構成する板材４にメンブレン２を溶接して固定することで、熱応力の発生を抑制する構造を得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ＬＮＧ地下タンクのコスト低減と品質向上の面から、タンクに用いられるメンブレン部材には溶接線の減少要求が高くなってきている。メンブレン２を溶接により板材４に固定する場合、現地での溶接作業が高所となる等作業性が悪くなり、メンブレン２の同士の間隔や平行度等の寸法精度に問題が生じている。
そこで、図８に示すように、多条のメンブレン６を備えた溶接線の少ない改良型のメンブレン部材７をタンクの側部に採用する計画がある。しかし、図６で示した多段の工程で多条のメンブレン６を成形しようとした場合、板素材のハンドリングが困難でメンブレン部材７を形成することは不可能である。
【０００４】
また、ロール成形を適用して多条のメンブレン６を成形することも考えられるが、メンブレン部材６の機能上、メンブレン６の頂部は疲労強度が必要であり、減肉を略０にしなければならず、ロール成形を適用することは困難である。しかも、メンブレン部材７を実際に形成するためには、量産が可能で成形時間を短くしておく必要がある。
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、多条のメンブレンを高精度に成形することが可能な板材の成形機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成は、上下方向に互いに近接する方向と反対方向とに移動可能であり近接位置で加工される板材を上下より挟持する左右に２分割された下型金型及び下方に向かう凹形成形部を有する左右に２分割された上型金型と、前記２分割された上型金型を互いに近接する方向と反対方向とに移動させる上駆動機構と、前記２分割された下型金型を互いに近接する方向と反対方向とに移動させる下駆動機構と、前記２分割された下型金型同士にわたって連結され前記２分割された下型金型が近接する時に上方に移動する押し金具と、前記２分割された上型金型及び前記２分割された下型金型のそれぞれに設けられ各上型金型及び各下型金型の接近移動時の変位を検出する変位検出手段と、前記変位検出手段の検出結果に応じて前記上駆動機構及び前記下駆動機構の駆動を制御して前記上型金型同士及び前記下型金型同士の接近移動を同期させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、それぞれ左右に２分割された下型金型及び上型金型が互いに近接する方向に移動することで、加工される板材が挟持される。２分割された下型金型及び上型金型は、板材を挟持した状態でそれぞれ上駆動機構及び下駆動機構によって接近移動し、押し金具が上方に移動することにより押し金具と上型金型の凹形成形部とが協衝して板材にメンブレンを成形する。２分割された下型金型及び上型金型が接近移動する際には、接近移動時の変位が変位検出手段により検出され、変位検出手段の検出結果に応じて制御手段により上駆動機構及び下駆動機構の駆動が制御されて下型金型及び上型金型の接近移動が同期される。
【０００８】
そして、前記制御手段には、前記上型金型同士及び前記下型金型同士が所定ピッチで接近移動する状態に前記上駆動機構及び前記下駆動機構を駆動させ、全ての前記上型金型及び前記下型金型が所定ピッチで接近移動を完了した後に更に前記上型金型同士及び前記下型金型同士が所定ピッチで接近移動する状態に前記上駆動機構及び前記下駆動機構を駆動させ、これを所定ピッチ毎に繰り返して前記上型金型同士及び前記下型金型同士を所定量接近移動させる状態に前記上駆動機構及び前記下駆動機構を駆動させる機能が備えられていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態例に係る板材の成形機の側面視状態、図２にはその平面視状態、図３には制御ブロックを示してある。
【００１０】
図において、11a,11b は左右に２分割された上型金型であり、上型金型11a,11b の対向する面にはＬ字形の下方に向かって開放された凹形成形部12a,12b が形成されている。凹形成形部12a,12b は上型金型11a,11b が接近して合体した時に加工されるメンブレンの外面に相当する形状となっている。上型金型11a には水平方向に配置された４個の油圧シリンダー13a が接続されると共に、上型金型11b には水平方向に配置された４個の油圧シリンダー13b が接続されている。４個の油圧シリンダー13a 及び４個の油圧シリンダー13b により上駆動機構が構成され、上型金型11a 、４個の油圧シリンダー13a,及び上型金型11b 、４個の油圧シリンダー13b は剛躯体型１４に支持されている。上型金型11a,11b 、油圧シリンダー13a,13b 及び剛躯体型１４によって上型が構成され、剛躯体型１４は上下摺動形のプレス機１５にボルト１６によって取り付けられている。
【００１１】
また、図において、17a,17b は左右に２分割された下型金型であり、下型金型17a には４個の油圧シリンダー18a が接続されると共に、下型金型17b には４個の油圧シリンダー18b が接続されている。４個の油圧シリンダー18a 及び４個の油圧シリンダー18b により下駆動機構が構成され、下型金型17a 、油圧シリンダー18a,及び下型金型17b 、油圧シリンダー18b は基礎１９に固定された剛躯体型２０に支持されている。下型金型17a,17b の間はアーム21a,21b よりなるリンク機構２１によって接続されており、リンク機構２１には押し金具２２が配設されている。押し金具２２の頂部には凸形成形部22a が備えられ、凸形成形部22a の形状は加工されるメンブレンの内面に相当する形状となっている。下型金型17a,17b が接近した際に、リンク機構２１により押し金具２２は上方に移動するようになっている。下型金型17a,17b 、油圧シリンダー18a,18b 及び剛躯体型１９によって下型が構成されている。
【００１２】
４個づつある油圧シリンダー13a,13b,18a,18b はホース４１を介して油圧ポンプ２３につながり、油圧シリンダー13a,13b 及び油圧シリンダー18a,18b はそれぞれ２個一組で１系統が構成されている。つまり、油圧シリンダー13a,13b で４系統が構成されると共に、油圧シリンダー18a,18b で４系統が構成され、上型と下型で合計８系統の油圧系統が構成されている（図２には上型の４系統のみ記載してある）。油圧シリンダー13a,13b,18a,18b と油圧ポンプ２３との間には油圧制御部２４が介在している。
【００１３】
上型金型11a の両端部には変位検出手段としての巻き取り型変位計（リニアエンコーダ）25a がそれぞれ設けられると共に、上型金型11b の両端部にはリニアエンコーダ25b がそれぞれ設けられている。また、下型金型17a の両端部には変位検出手段としての巻き取り型変位計（リニアエンコーダ）26a がそれぞれ設けられると共に、下型金型17b の両端部にはリニアエンコーダ26b がそれぞれ設けられている。２個づつのリニアエンコーダ25a,25b は上型の油圧系統の４系統に対応し、２個づつのリニアエンコーダ26a,26b は下型の油圧系統の４系統に対応している。
【００１４】
上型の４つの油圧系統には電磁弁２７がそれぞれ設けられ、下型の４つの油圧系統には電磁弁２８がそれぞれ設けられている。一つの電磁弁２７によって２個の油圧シリンダー13a もしくは２個の油圧シリンダー13b の油圧のオン・オフ制御が行なわれ、一つの電磁弁２８によって２個の油圧シリンダー18a もしくは２個の油圧シリンダー18b のオン・オフ制御が行われる。４つの電磁弁２７及び４つの電磁弁２８は油圧制御部２４に収容され、電磁弁２７及び電磁弁２８は設けられた油圧系統に対応するリニアエンコーダ25a,25b,26a,26b の検出情報に基づいて作動するようになっている。
【００１５】
リニアエンコーダ25a,25b,26a,26b の検出情報に基づいて電磁弁２７及び電磁弁２８を作動させることにより、油圧シリンダー13a,13b 及び油圧シリンダー18a,18b が同期して駆動され、左右の上型金型11a,11b 及び下型金型17a,17b の接近動が同期される。尚、左右の上型金型11a,11b にそれぞれラック歯車を設け、各ラック歯車に噛み合う一つのピニオンを設けて左右の上型金型11a,11b の動作の同期を補助するようにすることも可能である。
【００１６】
図３に示すように、油圧シリンダー13a,13b,18a,18b と油圧ポンプ２３との間には油圧制御部２４が設けられ、油圧制御部２４には４つの電磁弁２７及び４つの電磁弁２８が内蔵されている。油圧ポンプ２３からの油圧は４つの電磁弁２７及び４つの電磁弁２８を介して油圧系統から油圧シリンダー13a,13b,18a,18b に送られる。操作盤３０には荷重設定表示部３１、自動・手動設定操作部３２及び変位設定部３３が備えられている。荷重設定表示部３１及び自動・手動設定操作部３２の信号は油圧制御部２４に入力され、これらの信号情報に基づいて油圧制御部２４が制御される。また、変位設定部３３の設定信号はリニアエンコーダ25a,25b,26a,26b に入力され、設定信号に応じたリニアエンコーダ25a,25b,26a,26b の検出情報が油圧制御部２４に入力されて電磁弁２７及び電磁弁２８が作動される。
【００１７】
上記構成の板材の成形機により多条のメンブレンを備えたメンブレン部材の成形を行う動作について図１及び図４、図５に基づいて説明する。図４には成形最終時の側面図、図５には成形完了時の側面図を示してある。
【００１８】
図１に示すように、ＳＵＳ等の長尺のステンレス平板３４の成形位置を押し金具２２の上に設置し、プレス機１５の作動により剛躯体型１４を下方へ移動させる。剛躯体型１４を剛躯体型２０に合体させ、プレス機１５に荷重（例えば150 トン）を負荷する。この時、上型金型11a と下型金型17a 、上型金型11b と下型金型17b とがステンレス平板３４に上下から密着してステンレス平板３４を挟持し、剛躯体型１４と剛躯体型２０とはステンレス平板３４に密着しておらず移動可能となっている。
【００１９】
この状態で油圧ポンプ２３を作動させると、油圧制御部２４を介して油圧シリンダー13a,13b,18a,18b が同時に作動し、挟持しているステンレス平板３４と共に上型金型11a,11b 及び下型金型17a,17b が互いに接近方向に移動する（図１中矢印方向）。下型金型17a,17b の接近移動に伴い押し金具２２がリンク機構２１を介して上方に移動する（図１中矢印方向）。従って、図４に示したように、ステンレス平板３４は上型金型11a と下型金型17a 及び上型金型11b と下型金型17b とで挟持された状態で接近移動し、合体した上型金型11a,11b の凹形成形部12a,12b と上昇する押し金具２２の凸形成形部22a とによりメンブレン４２が成形される。
【００２０】
メンブレン４２の成形が完了すると、油圧ポンプ２３の圧力を０にしてプレス機１５を上昇させ、油圧ポンプ２３を戻しラインに切り換えて作動させる。これにより、図５に示したように、油圧シリンダー13a,13b,18a,18b が同時に逆方向に作動し、上型金型11a,11b 及び下型金型17a,17b が互いに離れる方向に移動する（図５中矢印方向）。下型金型17a,17b の離反移動に伴い押し金具２２がリンク機構２１を介して下方に移動し（図５中矢印方向）、図１に示した成形開始前の状態となる。メンブレン４２を成形したステンレス平板３４を、図５中矢印Ａで示すように次の成形ピッチだけ送り込み、前述した工程を繰り返してステンレス平板３４に多条のメンブレン４２を成形する。
【００２１】
前述したメンブレン４２の成形に際し、１６個の油圧シリンダー13a,13b,18a,18b の作動は、上型金型11a,11b 及び下型金型17a,17b が所定の状態、即ち、同量且つ平行に移動するように、リニアエンコーダ25a,25b,26a,26b の検出情報に応じて油圧制御部２４によって同期制御される。以下、同期制御について具体的な例を挙げて説明する。
【００２２】
油圧ポンプ２３を内蔵の油圧調整弁によって150kg/cm2 に設定する。自動・手動設定操作部３２を自動側に設定し、変位設定部３３を変位リミット120mm,変位ピッチ（所定ピッチ）0.5mm に設定する。この状態で、150 トンの負荷によるプレス機１５の作動により剛躯体型１４を剛躯体型２０に合体させる。
【００２３】
次に、１６個の油圧シリンダー13a,13b,18a,18b の作動が開始し、上型金型11a,11b 及び下型金型17a,17b の接近移動が開始する。上型金型11a,11b 及び下型金型17a,17b の移動量が0.5mm に達したことがリニアエンコーダ25a,25b,26a,26b によって検出されると、検出された系統の順に電磁弁２７及び電磁弁２８が閉じて油圧シリンダー13a,13b,18a,18b の作動が順次停止する。８系統１６個の油圧シリンダー13a,13b,18a,18b が全て0.5mm に達した時、次の目標値0.5mm にステップアップする。
【００２４】
所定ピッチ0.5mm 毎の変位ピッチで各系統の電磁弁２７及び電磁弁２８の開閉を繰り返し、順次上型金型11a,11b 及び下型金型17a,17b の接近移動を繰り返して１６個の油圧シリンダー13a,13b,18a,18b を同期して駆動し、上型金型11a,11b 及び下型金型17a,17b を同量且つ平行に移動させる。上述した制御で、変位量120mm もしくは油圧150kg/cm2 での最大負荷まで油圧シリンダー13a,13b,18a,18b は作動するようになっている。
【００２５】
次に、油圧ポンプ２３を内蔵の油圧調整弁によって300kg/cm2 に設定する。自動・手動設定操作部３２を手動側に設定し、油圧300kg/cm2 で上型金型11a,11b 及び下型金型17a,17b を密着させて押し付け、最終成形まで成形を行う。最終成形を行った後、プレス機１５を上昇させ、油圧ポンプ２３を戻しラインに切り換えて成形時と逆の操作により、油圧シリンダー13a,13b,18a,18b を同時に逆方向に作動させる。
【００２６】
上述した成形機では、リニアエンコーダ25a,25b,26a,26b によって上型金型11a,11b 及び下型金型17a,17b の所定ピッチ0.5mm 毎の接近移動量を検出しながら１６個の油圧シリンダー13a,13b,18a,18b を同期して駆動するようにしているので、上型金型11a,11b 及び下型金型17a,17b を同量且つ平行に移動させることができる。このため、メンブレン４２同士の間隔や平行度等の寸法精度を十分に確保して且つ短時間に連続して多条のメンブレン４２を備えたメンブレン部材を成形することが可能になる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の板材の成形機は、２分割された上型金型及び２分割された下型金型の接近移動時の変位を変位検出手段により検出し、変位検出手段の検出結果により上駆動機構及び下駆動機構の駆動を制御して上型金型同士及び下型金型同士の接近移動を同期させ、上型金型及び下型金型を同量且つ平行に移動させることができるので、板材のメンブレンの成形を連続して精度良く且つ短時間に行うことができる。この結果、多条のメンブレンを備えたメンブレン部材を成形する際に大幅なコスト低減を図ることが可能になると共に、メンブレン部材の製品品質の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る板材の成形機の側面図。
【図２】本発明の一実施形態例に係る板材の成形機の平面図。
【図３】制御ブロック図。
【図４】成形最終時の側面図。
【図５】成形完了時の側面図。
【図６】メンブレンの成形工程を表す模式図。
【図７】溶接によりメンブレンが固定されたメンブレン材の斜視図。
【図８】多条のメンブレンを備えたメンブレン材の斜視図。
【符号の説明】
11a,11b   上型金型
12a,12b   凹形成形部
13a,13b   油圧シリンダー
１４  剛躯体
１５  プレス機
１１  ローラカッタ
１２  大型ローラカッタ
17a,17b   下型金型
18a,18b   油圧シリンダー
１９  基礎
２０  剛躯体
21a,21b   アーム
２１  リンク機構
２２  押し金具
22a   凸形成形部
２３  油圧ポンプ
２４  油圧制御部
25a,25b,25a,25b   巻き取り型変位計（リニアエンコーダ）
２７  電磁弁
２８  電磁弁
３０  操作盤
３１  荷重設定表示部
３２  自動・手動設定操作部
３３  変位設定部
３４  ステンレス平板
４２  メンブレン
【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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【図８】
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