(57)【要約】【課題】  成形性並びに製品歩留まりの良好な温間塑性加工装置を提供する。【解決手段】  移動側プレス金型８ａ−２を固定側プレス金型８ａ−１から離間した状態で、間欠送り機構７ａ，７ｂにより帯状金属シート２を固定側プレス金型８ａ−１と可動側プレス金型８ａ−２の間に送り込み、間欠押圧手段により可動側プレス金型８ａ−２を加熱モード位置に移動して、可動側プレス金型８ａ−２の一部分ならびに固定側プレス金型８ａ−１の一部分を帯状金属シート２に接触または近接して帯状金属シート２を加熱し、しかる後に可動側プレス金型８ａ−２を固定側プレス金型８ａ−１に押圧して帯状金属シート２をプレス成形することを特徴とする。【選択図】      図１
2006142368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状金属シートを所定の方向に間欠的に送り出す間欠送り機構と、
前記帯状金属シートの送り方向に沿って送りピッチと同じ間隔で配置された、第１固定側プレス金型と第１可動側プレス金型とからなる第１成形部ならびに第２固定側プレス金型と第２可動側プレス金型とからなる第２成形部と、
前記各固定側プレス金型ならびに各可動側プレス金型の少なくとも一方のプレス金型を所定の温度に加熱・維持する加熱手段と、
前記各可動側プレス金型を前記各固定側プレス金型から離間した位置より各固定側プレス金型に接近する位置まで移動して、その加熱モード位置で所定時間停止し、その後に各可動側プレス金型を各固定側プレス金型に押圧する間欠押圧手段とを備え、
前記各移動側プレス金型を前記各固定側プレス金型から離間した状態で、前記間欠送り機構により前記帯状金属シートを固定側プレス金型と可動側プレス金型の間に送り込み、前記間欠押圧手段により各可動側プレス金型を前記加熱モード位置に移動して、各可動側プレス金型の一部分ならびに各固定側プレス金型の一部分を帯状金属シートに接触または近接して帯状金属シートを加熱し、しかる後に各可動側プレス金型を各固定側プレス金型に押圧して帯状金属シートをプレス成形することを特徴とする温間塑性加工装置。
【請求項２】
請求項１記載の温間塑性加工装置において、前記各固定側プレス金型ならびに各可動側プレス金型の少なくとも一方のプレス金型の周囲に、それと対向する他のプレス金型側に向けて弾性付勢された押え部材を設け、前記間欠押圧手段により各可動側プレス金型を前記加熱モード位置に移動した際に、前記押え部材と対向する他のプレス金型により帯状金属シートの一部を挟持することを特徴とする温間塑性加工装置。
【請求項３】
請求項１記載の温間塑性加工装置において、前記帯状金属シートがマグネシウムまたはマグネシウム合金であることを特徴とする温間塑性加工装置。
【請求項４】
請求項３記載の温間塑性加工装置において、前記帯状金属シートの表面に予めマグネシウム石けん層が形成されていることを特徴とする温間塑性加工装置。
【請求項５】
固定側プレス金型ならびに可動側プレス金型の少なくとも一方のプレス金型を所定の温度に加熱・維持する工程と、
金属シートを固定側プレス金型と可動側プレス金型の間に送り込む工程と、
前記可動側プレス金型を前記固定側プレス金型から離間した位置より固定側プレス金型に接近する位置まで移動して、その加熱モード位置で所定時間停止して固定側プレス金型と可動側プレス金型の間にある金属シートを加熱する工程と、
しかる後に可動側プレス金型を固定側プレス金型に押圧して金属シートをプレス成形する工程と
を備えていることを特徴とする温間塑性加工方法。
【請求項６】
請求項５記載の温間塑性加工方法において、前記金属シートがマグネシウムまたはマグネシウム合金であることを特徴とする温間塑性加工方法。
【請求項７】
請求項６記載の温間塑性加工方法において、前記帯状金属シートの表面に予めマグネシウム石けん層が形成されていることを特徴とする温間塑性加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばマグネシウムまたはマグネシウム合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金などの帯状金属シートを所定の形状に温間塑性加工する装置ならびに加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特にマグネシウムまたはマグネシウム合金（以下、マグネシウム材と略記する）は実用的な金属の中で最も軽量であり、その薄肉品は比強度、電磁シールド性、熱放散性、振動減衰性などに優れており、しかもリサイクルのための再生産エネルギーが少なくて済むなどの利点を有している。そのため近年、通信機器、コンピュータ機器、光学機器、自動車部品、スポーツ用品など各種分野において多用化されている。
【０００３】
マグネシウム材は冷間塑性加工には適していないが、１７０℃〜４００℃程度に加熱してプレス加工する温間塑性加工は可能である。通常、マグネシウム材の圧延材を曲げたり、絞ったりする場合、金型を使用して、プレス機やベンダー機で成形加工する。
【０００４】
図１１は、特開２００３−５３４３７号公報（下記特許文献１）に記載されているマグネシウム合金の連続プレス加工装置の概略構成図である。
【０００５】
この連続プレス加工装置は、同図に示すように固定側ベース１００の上方に可動側ベース１０１が、一定のストロークで上下動可能に配置されている。
【０００６】
図中の矢印Ｘは加工工程の流れ方向を示しており、その流れ方向Ｘの上流側の固定側ベース１００ならびに可動側ベース１０１の部分には、固定側加熱部１０２ａと可動側加熱部１０２ｂとが対向して設けられている。この加熱部１０２ａ，１０２ｂの流れ方向Ｘの下流側の固定側ベース１００ならびに可動側ベース１０１の部分には、第１加工金型１０３ａ，１０３ｂ、第２加工金型１０４ａ，１０４ｂ、第３加工金型１０５ａ，１０５ｂ、第４加工金型１０６ａ，１０６ｂが一定のピッチで対向するように設置されている。
【０００７】
前記加熱部１０２並びに加工金型１０３〜１０６には、それぞれヒータ１０７が内蔵されている。またベース１００，１０１と加熱部１０２並びに加工金型１０３〜１０６との間には、それぞれ断熱部１０８が設けられている。
【０００８】
図示していないが加熱部１０２の流れ方向Ｘの上流側には、シートローダやロールフィーダなどのワーク供給機構が設けられている。このワーク供給機構からマグネシウム材の薄板状ワークが供給され、可動側ベース１０１の下降動作により、最初、加熱部１０２ａ，１０２ｂの間にフラットな状態で挟まれて、ワークは所望の温度（１００℃〜３５０℃）まで昇温される。
【０００９】
加熱部１０２ａ，１０２ｂで暖められたワークは第１加工金型１０３ａ，１０３ｂ、第２加工金型１０４ａ，１０４ｂ、第３加工金型１０５ａ，１０５ｂ、第４加工金型１０６ａ，１０６ｂに順次送られて所定の形状に温間塑性加工されるようになっている。
【００１０】
またこの種のワークの予熱機構とプレス型連続加工機構とを設けたマグネシウム合金の連続プレス加工装置として、他に特開２００３−４８０２６号公報（下記特許文献２）などを挙げることができる。
【特許文献１】特開２００３−５３４３７号公報
【特許文献２】特開２００３−４８０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで提案された前記従来のマグネシウム合金の連続プレス加工装置では、加熱部１０２ａ，１０２ｂと、第１加工金型１０３ａ，１０３ｂと、第２加工金型１０４ａ，１０４ｂと、第３加工金型１０５ａ，１０５ｂと、第４加工金型１０６ａ，１０６ｂの間が離れており、しかもワークは薄板状で加熱しても短時間のうちにさめ易い。
【００１２】
そのため、例えばワークが加熱部１０２ａ，１０２ｂで予熱されても、それが次の第１加工金型１０３ａ，１０３ｂの所まで移動して成形加工されるまでの間に冷えてしまい、また、第１加工金型１０３ａ，１０３ｂで成形加工する際にワークが第１加工金型１０３ａ，１０３ｂ間に挟まれて加熱されても、それが次の第２加工金型１０４ａ，１０４ｂの所まで移動して成形加工されるまでの間に冷えてしまう。
【００１３】
このようなことからワークを加熱した効果が減退し、そのために成形性が必ずしも良好でなく、高い成形精度が得られず、成形品に割れなどが発生する場合があリ、製品の歩留まりが必ずしも良くない。特に環境温度が低い例えば冬季などでは、前述のような問題が顕著である。
【００１４】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、成形性並びに製品歩留まりの良好な温間塑性加工装置ならびに温間塑性加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、例えばマグネシウム材などの帯状金属シートを所定の方向に間欠的に送り出す間欠送り機構と、
前記帯状金属シートの送り方向に沿って送りピッチと同じ間隔で配置された、第１固定側プレス金型と第１可動側プレス金型とからなる第１成形部ならびに第２固定側プレス金型と第２可動側プレス金型とからなる第２成形部と、
前記各固定側プレス金型ならびに各可動側プレス金型の少なくとも一方のプレス金型を所定の温度に加熱・維持する例えば電気ヒータと温度センサなどの加熱手段と、
前記各可動側プレス金型を前記各固定側プレス金型から離間した位置より各固定側プレス金型に接近する位置まで移動して、その加熱モード位置で所定時間停止し、その後に各可動側プレス金型を各固定側プレス金型に押圧する例えば油圧シリンダなどの間欠押圧手段とを備え、
前記各移動側プレス金型を前記各固定側プレス金型から離間した状態で、前記間欠送り機構により前記帯状金属シートを固定側プレス金型と可動側プレス金型の間に送り込み、前記間欠押圧手段により各可動側プレス金型を前記加熱モード位置に移動して、各可動側プレス金型の一部分ならびに各固定側プレス金型の一部分を帯状金属シートに接触または近接して帯状金属シートを加熱し、しかる後に各可動側プレス金型を各固定側プレス金型に押圧して帯状金属シートをプレス成形することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記各固定側プレス金型ならびに各可動側プレス金型の少なくとも一方のプレス金型の周囲に、それと対向する他のプレス金型側に向けて弾性付勢された押え部材を設け、前記間欠押圧手段により各可動側プレス金型を前記加熱モード位置に移動した際に、前記押え部材と対向する他のプレス金型により帯状金属シートの一部を挟持することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記帯状金属シートがマグネシウムまたはマグネシウム合金であることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第４の手段は前記第３の手段において、前記帯状金属シートの表面に予めマグネシウム石けん層が形成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の第５の手段は、固定側プレス金型ならびに可動側プレス金型の少なくとも一方のプレス金型を所定の温度に加熱・維持する工程と、
金属シートを固定側プレス金型と可動側プレス金型の間に送り込む工程と、
前記可動側プレス金型を前記固定側プレス金型から離間した位置より固定側プレス金型に接近する位置まで移動して、その加熱モード位置で所定時間停止して固定側プレス金型と可動側プレス金型の間にある金属シートを加熱する工程と、
しかる後に可動側プレス金型を固定側プレス金型に押圧して金属シートをプレス成形する工程とを備えていることを特徴するものである。
【００２０】
本発明の第６の手段は前記第５の手段において、前記金属シートがマグネシウムまたはマグネシウム合金であることを特徴するものである。
【００２１】
本発明の第７の手段は前記第６の手段において、前記帯状金属シートの表面に予めマグネシウム石けん層が形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は前述のような構成になっており、プレス加工直前に金属シートを固定側プレス金型や可動側プレス金型によって温間塑性加工に適した温度に加熱するから、成形性が良好で、高い成形精度が得られ、成形品に割れなどが発生することがなくなり、製品の歩留まりが向上する。
【００２３】
また、表面に予めマグネシウム石けん層を形成した金属シートを用いることにより、金型への潤滑剤の焦げ付きが解消され、金型を清掃研摩する回数が少なくて済み、作業効率の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次の本発明の実施形態を図とともに説明する。本実施形態はマグネシウム材の温間塑性加工について説明する。図１は実施形態に係る連続プレス方式の温間塑性加工装置の概略構成図、図２ないし図５はその温間塑性加工装置の各成形部でのワークの加熱状態を示す断面図、図６は成形されたワークの一部を示す断面図、図７は前記温間塑性加工装置で得られた成形シートの斜視図である。
【００２５】
また図８は本発明の実施形態に係る温間塑性加工方法を説明するためのフローチャート、図９は表面に水酸化マグネシウム層を形成したワークの拡大断面図、図１０は表面にマグネシウム石けん層を形成したワークの拡大断面図である。
【００２６】
まず、図８を用いて本発明の実施形態に係る温間塑性加工方法を説明する。同図に示すようにステップ（以下、Ｓと略記する）１で、加工すべきワークを準備する。ワークとして本実施形態では、マグネシウムまたはマグネシウム合金からなるマグネシウム材が用いられる。
【００２７】
マグネシウム合金としては、例えばＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ系合金、Ｍｇ−Ａｌ系合金、Ｍｇ−希土類元素系合金などがある。
【００２８】
前記Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金としては、具体的にＡＺ３１Ａ、ＡＺ３１Ｂ、ＡＺ３１Ｃ、ＡＺ６１Ａ、ＡＺ８０Ａなどがある。前記Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ系合金としては、具体的にＺＫ５１Ａ、ＺＫ６１Ａ、ＺＫ６０、Ｍ６、Ｍ５、Ｍ４などがある。前記Ｍｇ−Ａｌ系合金としては、具体的にＡＭ１００Ａなどがある。前記Ｍｇ−希土類元素系合金としては、具体的にＥＺ３３Ａ、ＺＥ４１Ａ、ＱＥ２２Ａなどがある。
【００２９】
このワークを成形加工する際のワークと金型との間の摩擦抵抗を下げるためにワークに潤滑剤が塗布されるが、その前にＳ２でワークの洗浄が行われる。ワーク表面には圧延工程などによって炭化物、油脂分、その他の汚れなどが付着しており、それらを除去するためにシンナーやトリクレンなどの有機溶剤を用いてワークの洗浄が行われる。
【００３０】
次にＳ３で、ワークの全表面に水酸化マグネシウム層を形成する。この水酸化マグネシウム層の形成は、亜硝酸ナトリウム水溶液中に水酸化ナトリウムを適量添加して攪拌することにより、その処理溶液の温度を１２０℃〜１４０℃の範囲に維持する。前記亜硝酸ナトリウム水溶液の濃度は５０ｇ／Ｌ〜１００ｇ／Ｌ、水酸化ナトリウムの添加量は３９５ｇ／Ｌ〜４０５ｇ／Ｌの範囲が適当である。
【００３１】
この加熱された処理溶液中に、ワークを０．５分〜５分の間浸漬する。なお、ワークの汚れ度合いに応じて浸漬時間を決めるため、浸漬時間は前述のように幅を持たせてある。
【００３２】
浸漬後、ワークを処理溶液から取り出して水洗し、ワークの表面が乳白色になって、光沢が無くなるまで前述の前処理を行い、ワークの全表面に緻密な水酸化マグネシウム層を形成する。前述の亜硝酸ナトリウム水溶液への浸漬により、前記Ｓ２での有機溶剤では除去しきれなかった圧延時に炭化した潤滑剤などの付着物が確実に除去でき、ワークの表面が綺麗に洗浄され、その表面に水酸化マグネシウム層が形成される。図９は、表面に水酸化マグネシウム層1を形成したワーク２の拡大断面図である。
【００３３】
次にＳ４で、前記前処理が済んだワークを潤滑剤溶液中に所定時間浸漬して、表面にマグネシウム石けん層を形成する。この潤滑剤としては、例えば置換基を有していない叉は置換基を有している炭素数が６〜２４の脂肪族カルボン酸塩、及び置換基を有していない叉は置換基を有している炭素数が７〜２０の芳香族カルボン酸塩のグループから選択された少なくとも1種の有機化合物が使用される。
【００３４】
前記脂肪族カルボン酸塩において、脂肪族鎖は直鎖であっても分鎖であってもよい。また、飽和であっても不飽和であってもよい。分子中の炭素数は好ましくは１０〜２４であり、より好ましくは８〜２２である。
【００３５】
脂肪族カルボン酸塩の脂肪族カルボン酸としては、例えばヘキサン酸、４−メチル吉草酸、２−エチル酪酸、２，２−ジメチル酪酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、イコサン酸、ベヘニン酸、イソステアリン酸などがある。
【００３６】
また脂肪族カルボン酸塩の塩としては、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩などがあり、特にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が好適である。
【００３７】
さらに脂肪族カルボン酸塩の置換基としては、例えば水酸基、カルボキシ基、アミノ基、アルコキシ基、アセチル基、ハロゲン原子などがある。置換度は５以下、好ましくは３以下、より好ましくは０または１である。
【００３８】
脂肪族カルボン酸塩の好ましい有機化合物としては、例えばオレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ベヘニン酸ナトリウム、１，２−ヒドロキシオクタデカン酸ナトリウム、イソステアリン酸ナトリウム、２−ドデカン酸ナトリウムなどがある。
【００３９】
前記芳香族カルボン酸塩中の炭素数は好ましくは７〜２０であり、より好ましくは７〜１４である。
【００４０】
芳香族カルボン酸塩の芳香族カルボン酸としては、例えば安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ジフタル酸、ベンゼントリカルボン酸、ベンゼンテトラカルボン酸、ナフトエ酸などがある。
【００４１】
芳香族カルボン酸塩の塩としては、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩などがあり、特にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が好適である。
【００４２】
芳香族カルボン酸塩の置換基としては、例えば水酸基、カルボキシ基、アミノ基、アルコキシ基、アセチル基、ハロゲン原子、炭素数が１〜６のアルキル基などがある。置換度は５以下、好ましくは３以下、より好ましくは０または１である。
【００４３】
芳香族カルボン酸塩の好ましい有機化合物としては、例えば安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、イソフタル酸ナトリウム、テレフタル酸ナトリウム、ジフタル酸ナトリウムなどがある。
【００４４】
潤滑剤には必要に応じて、例えば防錆剤、粘度調節剤、酸化防止剤、消泡剤、ｐＨ調整剤などを添加することができる。
【００４５】
本実施形態では、水にステアリン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムを添加して溶解し、この潤滑剤溶液が８０℃〜１００℃の温度範囲になるように加熱維持する。前記ステアリン酸ナトリウムの添加量は８ｇ／Ｌ〜１２ｇ／Ｌである。
【００４６】
この潤滑剤溶液中に前述のワークを浸漬することにより、ワーク表面の水酸化マグネシウム層が化学反応を起し、カルボン酸マグネシウムからなるマグネシウム石けん層を形成する。ワークの浸漬時間は、１分〜５分が適当である。図１０は、前記水酸化マグネシウム層１を改質して全表面にマグネシウム石けん層３を形成したワーク２の拡大断面図である。
【００４７】
このようにして表面にマグネシウム石けん層を形成したワークを後述の温間塑性加工装置にセットして所定の温間塑性加工を行い（Ｓ５）、この成形加工後に陽極酸化処理を行う（Ｓ６）。
【００４８】
この陽極酸化処理は、前処理と酸化処理と後処理の３工程からなる。前処理は、成形加工品の表面に付着している潤滑剤などを除去する処理で、具体的にはアルカリ洗浄または酸洗浄である。マグネシウムは耐アルカリ性なので、アルカリ度の高い洗浄剤を使用して高温で効果的な洗浄が可能である。酸洗浄の場合は、加工品の素地を傷めないような酸度の低い洗浄剤を短時間使用するとよい。
【００４９】
前処理を行った加工品を、例えば水酸化ナトリウム、エチレングリコール、シュウ酸ナトリウムの混合水溶液からなり、７５℃〜８０℃に維持された電解浴に浸漬し、所定の通電を行う。次に酸化処理した後、加工品の水洗、湯洗、乾燥の後処理を行う。
【００５０】
この陽極酸化処理により、加工品の表面に緻密な酸化皮膜が形成される。この酸化皮膜は内部金属の防食皮膜として機能すると共に、塗装の下地膜にもなる。従ってこの陽極酸化処理後、Ｓ７の電着塗装仕上げを行うことができる。
【００５１】
図１は、実施形態に係る連続プレス方式の温間塑性加工装置の概略構成図である。この温間塑性加工装置は同図に示すように、間欠送り機構4と成形加工機構５と切断機構６とが加工工程の流れ方向Ｘに沿って設けられている。
【００５２】
間欠送り機構4には、ロール状に巻き取られた帯状のワーク２がセットされる。本実施形態ではワーク２としてアルミニウムを９重量％、亜鉛を１重量％含有したマグネシウム合金ＡＺ９１が用いられ、板厚は３０μｍ〜１５０μｍが適当で、５０μｍ〜１００μｍが好ましい。このワーク２の表面には、図１０に示すようにマグネシウム石けん層３が形成されている。帯状のワーク２は、間欠的に往復移動するチャッキング機構７ａ，７ｂによって挟まれた状態で成形加工機構５側に所定の送りピッチＰ１で間欠的に送り出される。
【００５３】
本実施形態の場合、成形加工機構５は第１成形部８ａ、第２成形部８ｂ、第３成形部８ｃ、第４成形部８ｄを有し、これら成形部８ａ〜８ｄは加工工程の流れ方向Ｘに沿って設けられている。
【００５４】
第１成形部８ａは第１固定側プレス金型８ａ−1と第１可動側プレス金型８ａ−２とから構成され、第２成形部８ｂは第２固定側プレス金型８ｂ−1と第２可動側プレス金型８ｂ−２とから構成され、第３成形部８ｃは第３固定側プレス金型８ｃ−1と第３可動側プレス金型８ｃ−２とから構成され、第４成形部８ｄは第４固定側プレス金型８ｄ−1と第４可動側プレス金型８ｄ−２とから構成されている。
【００５５】
各固定側プレス金型８ａ−1〜８ｄ−1は固定盤９に取り付けられ、各可動側プレス金型８ａ−２〜８ｄ−２は可動盤１０に取り付けられている。各固定側プレス金型８ａ−1〜８ｄ−1と各可動側プレス金型８ａ−２〜８ｄ−２には、電気ヒータ１１と温度センサ（図示せず）が内蔵されており、例えば２００℃〜２５０℃の範囲で個別に温度制御されている。
【００５６】
各固定側プレス金型８ａ−1〜８ｄ−1の周囲には押え部材１２がスライド可能に配置され、各押え部材１２はスプリング１３により常に上方向の各可動側プレス金型８ａ−２〜８ｄ−２側に弾性付勢されている。
【００５７】
第１成形部８ａと第２成形部８ｂとの間隔Ｐ２、第２成形部８ｂと第３成形部８ｃとの間隔Ｐ３、第３成形部８ｃと第４成形部８ｄとの間隔Ｐ４はともにワーク２の送りピッチＰ１と等しくなるように、各成形部８の位置決めがなされている。また前記間欠送り機構4と第１成形部８ａとの間隔は、ワーク２の送りピッチＰ１の整数倍となっている。
【００５８】
各可動側プレス金型８ａ−２〜８ｄ−２を取り付けた可動盤１０は複数本のロッドによって上下動可能に支持され、複数本のロッドの頭部に取り付けられた天板に油圧シリンダが固定されている（いずれも図示せず）。
【００５９】
この油圧シリンダによって前記可動盤１０が所定のストロークで上下動し、降下時に各可動側プレス金型８ａ−２〜８ｄ−２がワーク２と接触または近接する加熱モード位置と、ワーク２を各固定側プレス金型８ａ−1〜８ｄ−1側に押圧するプレス成形モード位置との２段階で位置決めされるようになっている。図１に示す可動盤１０（可動側プレス金型８ａ−２〜８ｄ−２）は、待機位置の状態を示している。
【００６０】
図２は、第1成形部８ａでのワーク２の加熱状態を示す加熱モード位置での断面図である。第１固定側プレス金型８ａ−1の頭部にドーム状の突出部１４ａが設けられ、一方、第１可動側プレス金型８ａ−２の下面には前記突出部１４ａと対応するドーム状の凹部１５ａが形成されている。
【００６１】
図１に示すように可動盤１０（可動側プレス金型８ａ−２）が待機位置にあるとき、ワーク２がチャッキング機構７ａ，７ｂで挟まれて、固定側プレス金型８ａ−1上に送られる。ワーク２を所定長さ送り出した後、チャッキング機構７ａ，７ｂは開いた状態で点線の位置から実線の待機位置まで後退する。
【００６２】
次に可動側プレス金型８ａ−２が加熱モード位置まで降下し、フラットなワーク２の下面は固定側プレス金型８ａ−1の頭部と押え部材１２に接触して、ワーク２の上面は可動側プレス金型８ａ−２の下面と接触し、ワーク２の成形されようとしている部分の周囲は可動側プレス金型８ａ−２の下面と押え部材１２によって弾性的に挟まれている。
【００６３】
前述のように固定側プレス金型８ａ−1と可動側プレス金型８ａ−２には電気ヒータ１１が内蔵されて所定の温度に加熱されており、しかも押え部材１２は固定側プレス金型８ａ−1と接触して熱伝導により高温状態になっているから、ワーク２は固定側プレス金型８ａ−1、可動側プレス金型８ａ−２、押え部材１２の接触または近接によって、成形されようとしている部分ならびにその周辺が加熱される。
【００６４】
図２の加熱モードの状態を所定時間（例えば５〜１０秒程度）維持することにより、薄板状のワーク２は温間塑性加工に適した温度、例えば固定側プレス金型８ａ−1ならびに可動側プレス金型８ａ−２とほぼ同温の２００℃〜２５０℃程度に加熱される。加熱モードの時間は、ワーク２の板厚、材質、熱的特性、成形する形や寸法などによって適宜調整することができる。
【００６５】
しかる後、可動側プレス金型８ａ−２を固定側プレス金型８ａ−1側に押圧することにより、押え部材１２がスプリング１３の弾性に抗して下側に下がり、突出部１４ａと対凹部１５ａとによりワーク２の一部がそれらと同じ形状にプレス成形される。このプレス成形時、加工が施される部分の周辺が可動側プレス金型８ａ−２と押え部材１２によって強固に挟圧されているから、周辺部分でのシワ発生が防止できる。
【００６６】
この第１段階の加工が終わると、油圧シリンダによって可動盤１０が図１の位置まで持ち上げられ、第1成形部８ａで成形されたワーク２の部分がチャッキング機構７ａ，７ｂの送り動作によって次の第２成形部８ｂに送られる。
【００６７】
図３は、第２成形部８ｂでのワーク２の加熱モード位置での断面図である。第２成形部８ｂでの突出部１４ｂならびに凹部１５ｂは、第1成形部８ａでの突出部１４ａならびに凹部１５ａよりも曲率が小さくなっている。第２成形部８ｂでもプレス成形直前にワーク２が固定側プレス金型８ｂ−1、可動側プレス金型８ｂ−２、押え部材１２の接触または近接によって温間塑性加工に適した温度に加熱される。
【００６８】
図４は、第３成形部８ｃでのワーク２の加熱モード位置での断面図である。第３成形部８ｃでの突出部１４ｃならびに凹部１５ｃの周端部には段差部が設けられている。
【００６９】
図５は、第４成形部８ｄでのワーク２の加熱モード位置での断面図である。第４成形部８ｄでの突出部１４ｄならびに凹部１５ｄの周端部には段差部とテーパ部が設けられている。これら第３成形部８ｃならびに第４成形部８ｄにおいても、プレス成形直前にワーク２が固定側プレス金型８ｃ−1、８ｄ−1、可動側プレス金型８ｃ−２、８ｄ−２ならびに押え部材１２の接触または近接によって温間塑性加工に適した温度に加熱される。
【００７０】
このようにワーク２を第１成形部８ａから第４成形部８ｄまでの間を間欠的に順送りすることにより、例えば図６に示すようにワーク２にドーム部１６を連続的に多数個形成することができる。
【００７１】
再び図１に戻って、前述のようにして成形加工機構５を経由したワーク２は切断機構６に送られる。切断機構６は、固定盤９に取り付けられた受け部１７と、可動盤１０に取り付けられた刃部１８と、制御部（図示せず）に接続されたカウンタ１９とを備えている。
【００７２】
間欠送り機構４によるワーク２の送り回数あるいは成形加工機構５によるプレス回数を前記カウンタ１９で計測することにより、ワーク２上の形成された成形部（本実施形態ではドーム部１６）の個数を検出することができる。ワーク２上に成形部が所定数形成されて刃部１８の下を通過すると、刃部１８を出してワーク２を切断し、図７に示すような短冊状の成形シート２０を得る。
【００７３】
この成形シート２０は、次の陽極酸化処理工程ならびに電着塗装仕上げ工程に移され、最終工程で成形部（本実施形態ではドーム部１６）がワーク２から切り離される。
【００７４】
図７に示すように成形シート２０の成形部（本実施形態ではドーム部１６）の周囲には貫通した複数の孔２１が形成されている。陽極酸化処理工程で一方の電極をこの孔２１に挿入して電極とワーク２を多数箇所で接触することにより、全体的に均一な陽極酸化が行われる。この孔２１は、例えば成形加工機構５の最終段階である第４成形部８ｄで形成することができる。
【００７５】
前記実施形態では成形すべき金属シートの表面に予めマグネシウム石けん層を形成したが、このマグネシウム石けん層の形成の代わりに、例えば油脂系潤滑剤やシリコーン系無機系潤滑剤などの通常の潤滑剤を塗布することもできる。
【００７６】
前記実施形態では帯状の金属シートを用いたが、所定の広さにカットされた矩形の金属シートを用いることもできる。
【００７７】
前記実施形態ではマグネシウム材の温間塑性加工につてい説明したが、本発明は例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金など他の金属の温間塑性加工にも適用可能である。
【００７８】
前記実施形態では固定側プレス金型ならびに可動側プレス金型の両方を加熱する場合を説明したが、必要に応じて固定側プレス金型ならびに可動側プレス金型のいずれか一方の金型のみを加熱することも可能である。
【００７９】
前記実施形態では固定側プレス金型の方に押え部材を設けたが、可動側プレス金型の方に押え部材を設けることも可能である。
【００８０】
前記実施形態では押え部材には加熱手段を設けていないが、必要に応じて押え部材にも加熱手段を設けることも可能である。
【００８１】
前記実施形態では可動側プレス金型の位置制御により金属シートへの加熱モードを設定したが、可動側プレス金型の圧力制御により金属シートへの加熱モードを設定することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明に係る温間塑性加工は、例えばスピーカーコーンやテレビフレームなどの音響機器、パーソナルコンピュータフレームなどのコンピュータ機器、携帯電話機フレームなどの通信機器、デジタルカメラなどの光学機器、ホイールやステアリングカラムなどの自動車部品、各種ケースなどの様々な製品に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態に係る温間塑性加工装置の概略構成図である。
【図２】その温間塑性加工装置の第1成形部でのワーク加熱モード位置での断面図である。
【図３】その温間塑性加工装置の第２成形部でのワーク加熱モード位置での断面図である。
【図４】その温間塑性加工装置の第３成形部でのワーク加熱モード位置での断面図である。
【図５】その温間塑性加工装置の第４成形部でのワーク加熱モード位置での断面図である。
【図６】その温間塑性加工装置によって加工されたワークの断面図である。
【図７】その温間塑性加工装置によって得られた成形シートの斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係る温間塑性加工方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】その温間塑性加工方法によって表面に水酸化マグネシウム層を形成したワークの拡大断面図である。
【図１０】その温間塑性加工方法によって表面にマグネシウム石けん層を形成したワークの拡大断面図である。
【図１１】従来提案された温間塑性加工装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００８４】
１：水酸化マグネシウム層、２：ワーク、３：マグネシウム石けん層、４：間欠送り機構、５：成形加工機構、６：切断機構、７ａ，７ｂ：チャッキング機構、８ａ：第１成形部、８ａ−1：第１固定側プレス金型、８ａ−２：第１可動側プレス金型、８ｂ：第２成形部、８ｂ−1：第２固定側プレス金型、８ｂ−２：第２可動側プレス金型、８ｃ：第３成形部、８ｃ−1：第３固定側プレス金型、８ｃ−２：第３可動側プレス金型、８ｄ：第４成形部、８ｄ−１：第４固定側プレス金型、８ｄ−２：第４可動側プレス金型、９：固定盤、１０：可動盤、１１：電気ヒータ、１２：押え部材、１３：スプリング、１４ａ〜１４ｄ：突出部、１５ａ〜１５ｄ：凹部、１６：ドーム部、１７：受け部、１８：刃部、１９：カウンタ、２０：成形シート、２１：孔、Ｘ：加工工程の流れ方向、Ｐ１：送りピッチ、Ｐ２〜Ｐ４：各成形部の間隔。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年11月29日(2004.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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