(57)【要約】【課題】成形装置の小型化を通して、低コスト化を図り、設備レイアウトの自由度を高め得るブロー成形技術を提供する。【解決手段】ブロー成形装置１０は、軸線方向に沿う端部に開放口３０ａを備える円筒容器３０と、円筒容器の内周面３０ｂに接するように配置され成形用凹部４１が形成された複数個の成形型４０と、複数個の成形型のそれぞれにシート状のブランク材２１を保持する保持手段５０と、開放口を閉じる封止手段６０と、ブランク材を成形用凹部に圧接させるためのガス圧を円筒容器内に供給する圧力供給手段７０と、を有する。【選択図】図１
2008068271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に沿う端部に開放口を備える円筒容器と、
前記円筒容器の内周面に接するように配置され成形用凹部が形成された複数個の成形型と、
前記複数個の成形型のそれぞれにシート状のブランク材を保持する保持手段と、
前記開放口を閉じる封止手段と、
前記ブランク材を前記成形用凹部に圧接させるためのガス圧を前記円筒容器内に供給する圧力供給手段と、を有するブロー成形装置。
【請求項２】
前記成形用凹部は、前記円筒容器の内周面に向けて窪んで形成されていることを特徴とする請求項１に記載にブロー成形装置。
【請求項３】
前記複数個の成形型は、前記成形用凹部が互いに向かい合うように配置された対をなす成形型を含み、
前記保持手段は、前記対をなす成形型の間に配置されるとともに反対方向に伸張駆動される対をなす伸張部材を含み、
互いに向かい合うように配置された前記ブランク材のそれぞれを、反対方向に伸張駆動された前記対をなす伸張部材によって、前記対をなす成形型のそれぞれに対して保持することを特徴とする請求項１に記載にブロー成形装置。
【請求項４】
前記円筒容器内に設けられ前記ブランク材を加熱するヒータと、
前記円筒容器および前記封止部材をさらに囲繞する開閉自在な枠型と、をさらに有することを特徴とする請求項１に記載にブロー成形装置。
【請求項５】
前記複数個の成形型は、前記ブランク材を鉛直方向に沿って保持するように縦置きに配置され、
前記複数個の成形型のそれぞれに保持される前記複数枚のブランク材を、鉛直方向に沿って、前記複数個の成形型のそれぞれに投入する投入治具と、
前記複数個の成形型のそれぞれにおいて成形された複数枚のパネル成形品を、鉛直方向に沿って、前記複数個の成形型のそれぞれから取り出す取り出し治具と、をさらに有することを特徴とする請求項１に記載にブロー成形装置。
【請求項６】
前記投入治具は、
鉛直方向に沿って移動自在な治具本体と、
前記治具本体に取り付けられ、前記ブランク材に対して係止する係止位置と、前記ブランク材に対する係止を解除する解除位置との間を移動自在なフック部材と、
縦置きに配置された前記複数個の成形型に向けて前記治具本体が鉛直方向に沿って移動するのに連動して、前記フック部材を前記係止位置から前記解除位置に移動させる作動部材と、を有することを特徴とする請求項５に記載にブロー成形装置。
【請求項７】
前記取り出し治具は、
鉛直方向に沿って移動自在な治具本体と、
縦置きに配置された前記複数個の成形型に向けて前記治具本体が鉛直方向に沿って移動するのに連動して、前記パネル成形品を前記成形用凹部から離型させる離型部材と、
前記治具本体に取り付けられ、前記離型部材によって前記成形用凹部から離型された前記パネル成形品を受け取る受け取り部材と、を有することを特徴とする請求項５に記載にブロー成形装置。
【請求項８】
軸線方向に沿う端部に開放口を備える円筒容器の内周面に接するように配置され成形用凹部が形成された複数個の成形型のそれぞれにシート状のブランク材を保持し、
前記開放口を閉じた後に、前記ブランク材を前記成形用凹部に圧接させるためのガス圧を前記円筒容器内に供給し、複数枚のパネル成形品を成形するブロー成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロー成形装置およびブロー成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車体のデザインを製品に忠実に反映することは、車両の製造上で重要なことである。造形自由度を高める技術として、超塑性変形を適用したブロー成形が知られている。ブロー成形は、高温に加熱したブランク材を高圧のエアーブローでゆっくりと成形することにより、複雑な形状の加工を実現できる工法である。ブロー成形によれば、成形が比較的難しいアルミ板からも、複雑な形状を有する成形品を得ることができる（特許文献１参照）。特許文献１には、２枚のブランク材を同時にブロー成形することにより、量産性を向上させる技術が記載されている。
【特許文献１】特開平５−５０１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ブロー成形技術については、量産性の向上のみならず、成形装置の小型化を通して、低コスト化を図り、設備レイアウトの自由度を高めることも要請されている。
【０００４】
本発明の目的は、上記の要請に応えるべくなされたものであり、成形装置の小型化を通して、低コスト化を図り、設備レイアウトの自由度を高め得るブロー成形技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、軸線方向に沿う端部に開放口を備える円筒容器と、
前記円筒容器の内周面に接するように配置され成形用凹部が形成された複数個の成形型と、
前記複数個の成形型のそれぞれにシート状のブランク材を保持する保持手段と、
前記開放口を閉じる封止手段と、
前記ブランク材を前記成形用凹部に圧接させるためのガス圧を前記円筒容器内に供給する圧力供給手段と、を有するブロー成形装置である。
【０００６】
また、上記目的を達成するための請求項８に記載の発明は、軸線方向に沿う端部に開放口を備える円筒容器の内周面に接するように配置され成形用凹部が形成された複数個の成形型のそれぞれにシート状のブランク材を保持し、
前記開放口を閉じた後に、前記ブランク材を前記成形用凹部に圧接させるためのガス圧を前記円筒容器内に供給し、複数枚のパネル成形品を成形するブロー成形方法である。
【発明の効果】
【０００７】
ブロー成形圧を受ける容器の形状として円筒形状を採用したので、角筒容器の場合に生じ得る応力集中を回避することができ、その分だけ、角筒容器に比べて円筒容器の壁厚を低減することができる。壁厚の低減による成形装置の小型化を通して、低コスト化を図ることができ、設備レイアウトの自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係るブロー成形装置１０を示す断面図、図１（Ｂ）は、上枠型９１および蓋板６１を取り外した状態のブロー成形装置１０を示す平面図、図２（Ａ）は、成形型４０にブランク材２１を保持した状態を示す正面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線に沿う断面図である。
【００１０】
図１（Ａ）（Ｂ）および図２（Ａ）（Ｂ）を参照して、本実施形態のブロー成形装置１０は、シート状のブランク材２１からフロントフェンダ、トランクアウター、トランクインナーなどのパネル成形品２３（後述する図８、９を参照）をブロー成形するために用いられる。ブランク材２１としては、例えば、アルミ板（５１８２−Ｏ  １．２ｔ）が用いられる。このブロー成形装置１０は、概説すれば、軸線方向に沿う端部に開放口３０ａを備える円筒容器３０と、円筒容器３０の内周面３０ｂに接するように配置され成形用凹部４１が形成された複数個の成形型４０と、複数個の成形型４０のそれぞれにシート状のブランク材２１を保持する保持ユニット５０（保持手段に相当する）と、開放口３０ａを閉じる封止ユニット６０（封止手段に相当する）と、ブランク材２１を成形用凹部４１に圧接させるためのガス圧を円筒容器３０内に供給する圧力供給ユニット７０（圧力供給手段に相当する）と、を有する。ブロー成形装置１０はさらに、円筒容器３０内に設けられブランク材２１を加熱するヒータ８０と、円筒容器３０および封止ユニット６０をさらに囲繞する開閉自在な枠型９０と、を有する。そして、ブロー成形に際しては、まず、円筒容器３０の内周面３０ｂに接するように配置された複数個の成形型４０のそれぞれにブランク材２１を保持する。次いで、開放口３０ａを閉じた後に、ブランク材２１を成形用凹部４１に圧接させるためのガス圧を円筒容器３０内に供給し、複数枚のパネル成形品２３を成形する。
【００１１】
前記円筒容器３０は、軸線方向に沿う両端部が開放された筒形状をなす胴部３１と、胴部３１の軸線方向に沿う一端部を閉塞する円板形状の端板３２とを有する。
【００１２】
ブロー成形圧を受ける容器の形状として円筒形状を採用したので、角筒容器の場合に生じ得る応力集中を回避することができる。これは、ガスボンベなどの圧力容器に円筒形状が採用されているのと同様の理由による。応力集中を回避することができるため、その分だけ、角筒容器に比べて円筒容器３０の壁厚を低減することができる。
【００１３】
前記成形型４０は、円筒容器３０の内周面３０ｂに接する外周面４０ａと、シート状のブランク材２１の外周が当接する支持面４０ｂと、支持面４０ｂから窪む成形用凹部４１とを備える。成形用凹部４１は、成形後のパネル成形品２３、例えば、フロントフェンダの外形形状に合致した内面形状を有する。成形型４０には、投入されるブランク材２１を成形型４０に対して定められた位置に保持するために、ブランク材２１の下端縁および側縁に当接する位置決め部材４２が設けられている（図２（Ａ）参照）。位置決め部材４２は、爪形状あるいはフック形状を有する。成形型４０の表面およびブランク材２１の表面には、ボロンナイトライドなどの離型剤が塗布されている。ブロー成形時に、成形型４０の表面とブランク材２１の表面との凝着を防止するためである。
【００１４】
複数個の成形型４０は、成形用凹部４１が互いに向かい合うように配置された対をなす成形型を含んでいる。図示例では、一度に４枚のパネル成形品２３を得るために、４個の成形型４０を有する。４個の成形型４０は、周方向に９０度の等間隔で、円筒容器３０内に設けられている。したがって、成形用凹部４１が互いに向かい合うように配置された対をなす成形型が、２組設けられている。成形型４０の個数は４個に限られるものではなく、円筒容器３０の大きさなどに応じて適宜の個数を選択できる。また、成形型４０の個数は偶数個に限られるものではなく、対をなす成形型４０を少なくとも１組含む限りにおいて奇数個を配置することができる。
【００１５】
成形用凹部４１は、円筒容器３０の内周面３０ｂに向けて窪んで形成されている。このため、ブロー成形圧による荷重は、主として、円筒容器３０の内周面３０ｂに向かう径方向に作用する。円筒容器３０は、上述したように応力集中を回避することができるため、ブロー成形圧による荷重を効率よく受けることができ、必要な型強度を確保することができる。
【００１６】
前記保持ユニット５０は、ブランク材２１に当接するブランクホルダ５１と、ブランクホルダ５１を押圧する押圧機構５２と、を有する。ブランクホルダ５１は、成形型４０の個数に合わせて、４個設けられている。対をなす成形型４０については、成形用凹部４１が互いに向かい合うように配置されているので、ブランク材２１およびブランクホルダ５１も互いに向かい合うように配置されている。ブランクホルダ５１は、開口窓部５１ａを形成する枠形状を有する。円筒容器３０内に供給されたガス圧は、ブランクホルダ５１の開口窓部５１ａを通して、ブランク材２１に作用する。押圧機構５２は、対をなす成形型４０の間に配置されるとともに反対方向に伸張駆動される対をなす伸張部材５３と、対をなす伸張部材５３を駆動する駆動部材５４と、を有する。伸張部材５３のそれぞれは、ロッド形状を有する。１個のブランクホルダ５１に関して、その四隅のそれぞれに伸張部材５３の先端部が接続されている。駆動部材５４は、油圧シリンダなどから構成されている。対をなす伸張部材５３を共通の油圧シリンダつまり共通の圧力源により駆動することによって、対をなすブランクホルダ５１が成形型４０に対して進退移動する。このように、保持ユニット５０は、互いに向かい合うように配置されたブランク材２１のそれぞれを、反対方向に伸張駆動された対をなす伸張部材５３によって、対をなす成形型４０のそれぞれに対して保持する。なお、個々のブランクホルダ５１を独立した圧力源によって作動させてもよいことは言うまでもない。
【００１７】
ブランクホルダ５１には成形型４０の支持面４０ｂに向けて突出する凸部５５が形成され、支持面４０ｂには凹部４３が凸部５５に対応する位置に形成されている（図２（Ｂ）参照）。ブランク材２１を固定すると、凸部５５および凹部４３によってブランク材２１にビード部が成形され、ブランク材２１の固定が確実なものとなる。上述した特許文献１に記載されるような、型締め力によってブランク材を固定するブロー成形装置にあっては、ブロー成形圧に対抗する力も必要になることから、大きな荷重（例えば、２００ｔ〜３００ｔ）が必要となる。これに対して、ブロー成形装置１０は、封止ユニット６０とは別個独立に、保持ユニット５０が設けられている。このため、保持ユニット５０は、ブランク材２１を固定するためのビード部を成形し得る程度の力を備えていれば十分であり、１００ｔ程度の比較的小さい駆動部材５４によってブランク材２１を効率的に固定することができる。
【００１８】
前記封止ユニット６０は、円筒容器３０の開放口３０ａを閉塞する円板形状の蓋板６１と、蓋板６１に接続され蓋板６１を開放口３０ａに押圧する第１の型締め装置６２と、を有する。蓋板６１は、開放口３０ａに対して相対的に接近離反移動自在に設けられている。第１の型締め装置６２は、プレス機などから構成されている。第１の型締め装置６２によって蓋板６１を開放口３０ａに押圧することにより、円筒容器３０が封止される。
【００１９】
開放口３０ａを閉じるために蓋板６１を加圧する力は、円筒容器３０の内圧が作用する蓋板６１の表面積が大きくなると、大きくなる。上述した特許文献１に記載されるような、型締め方向（上下方向）と成形用凹部が窪む方向（上下方向）とが同じ成形装置にあっては、型締め力は、「ブロー成形圧×成形用凹部内面を展開した表面積」の荷重に対抗し得る力が必要になる。成形用凹部を形成した面の表面積は、成形用凹部の無い場合の例えば１．５倍程度となる。例えば、フロントフェンダの場合にあっては、表面積が１８０００ｃｍ２、ブロー成形圧が３．０ＭＰａであり、耐荷重は５４０ｔとなり、成形用凹部の無い場合に比べると、耐荷重が２００ｔ以上増加する。耐荷重の増加に伴って、装置が大型化し、コストの増加を招いてしまう。
【００２０】
これに対して、本実施形態では、成形用凹部４１は円筒容器３０の内周面３０ｂに向けて窪んでいるため、蓋板６１によって開放口３０ａを閉じる方向（図１（Ａ）において上下方向）と、成形用凹部４１が窪む方向（図１（Ａ）において左右方向）とは異なっている。蓋板６１によって開放口３０ａを閉じる方向と、成形用凹部４１が窪む方向とが同じ場合に比べると、蓋板６１の表面積が大きくならず、開放口３０ａを閉じるために蓋板６１を加圧する力を小さくすることができる。したがって、第１の型締め装置６２が必要以上に大きくならず、コストの増加を抑えることができる。
【００２１】
前記圧力供給ユニット７０は、エアーを昇圧する図示しない昇圧機と、昇圧機に接続された供給配管７１と、を有する。供給配管７１は、蓋板６１を貫通して円筒容器３０内と連通し、ブランク材２１を成形用凹部４１に圧接させるためのガスを円筒容器３０内に供給する。ブロー成形圧は、特に限定されないが、例えば、約３．０ＭＰａである。
【００２２】
前記ヒータ８０は、電気ヒータなどから構成され、端板３２、成形型４０、および蓋板６１に取り付けられている。ヒータ８０は、円筒容器３０内、ひいてはブランク材２１を４００℃〜５００℃の温度にまで上昇させる。ヒータ８０の作動は、設定温度を維持するように、フィードバック制御される。
【００２３】
前記枠型９０には、相対的に接近離反移動自在な上下の枠型９１、９２が含まれる。第１の型締め装置６２および供給配管７１は上枠型９１を貫通して設けられている。上枠型９１には、上枠型９１を下枠型９２に対して閉じる第２の型締め装置９３が接続されている。第２の型締め装置９３は、プレス機などから構成されている。第２の型締め装置９３によって上枠型９１を下枠型９２に対して閉じることにより、円筒容器３０および封止ユニット６０が囲繞される。枠型９０と円筒容器３０との間に存する空気が断熱層として機能するので、円筒容器３０内の温度を高温に維持し易くなる。
【００２４】
図３は、ブロー成形装置１０にブランク材２１を投入する手順を示す工程図、図４（Ａ）（Ｂ）は、ブランク材２１を投入予備治具１３０にセットする様子を示す平面図および正面図、図５（Ａ）は、投入予備治具１３０上のブランク材２１を投入治具１１０にセットする様子を示す正面図、図５（Ｂ）は、投入治具１１０を示す平面図、図５（Ｃ）は、投入治具１１０の要部を示す拡大図、図６（Ａ）は、投入治具１１０にセットされたブランク材２１を成形型４０内に投入する様子を示す正面図、図６（Ｂ）は、投入治具１１０の要部を示す拡大図、図６（Ｃ）は、ブランク材２１が投入された成形型４０を示す正面図である。図７は、パネル成形品２３を成形型４０から取り出すための設備を示す斜視図、図８（Ａ）〜（Ｄ）および図９（Ａ）〜（Ｃ）は、パネル成形品２３を成形型４０から取り出す様子を示す図である。
【００２５】
本実施形態のブロー成形装置１０にあっては、複数個の成形型４０は、ブランク材２１を鉛直方向に沿って保持するように縦置きに配置されている。ブランク材２１の投入およびパネル成形品２３の取り出しを簡易かつ迅速に行い、成形時間の短縮を図るためである。ブロー成形装置１０はさらに、複数個の成形型４０のそれぞれに保持される複数枚のブランク材２１を、鉛直方向に沿って、複数個の成形型４０のそれぞれに投入する投入治具１１０（図６参照）と、複数個の成形型４０のそれぞれにおいて成形された複数枚のパネル成形品２３を、鉛直方向に沿って、複数個の成形型４０のそれぞれから取り出す取り出し治具１２０（図７〜図９参照）と、を有する。
【００２６】
図３の工程図を参照して、ブロー成形装置１０にブランク材２１を投入する手順について概説する。ブランク材２１の投入は、（１）ブランク材２１を投入予備治具１３０にセットする第１工程（ステップＳ１〜Ｓ４）、（２）投入予備治具１３０にセットしたブランク材２１を投入治具１１０にセットする第２工程（ステップＳ５）、（３）投入治具１１０にセットしたブランク材２１を成形型４０に投入する第３工程（ステップＳ６、Ｓ７）、および（４）保持ユニット５０によって成形型４０にブランク材２１を固定する第４工程（ステップＳ８、Ｓ９）を経てなされる。
【００２７】
図４を参照して、第１工程においては、シート状のブランク材２１を収納した収納部１４１と、ブランク材２１を搬送する搬送部１４２と、収納部１４１のブランク材２１を取り出して搬送部１４２に移すロボット１４３と、搬送部１４２における搬送方向下流位置に配置された投入予備治具１３０と、が用いられる。
【００２８】
収納部１４１に準備されたブランク材２１は、実際の製品部分以外のスクラップとなる部位に搬送時に使用する穴２２があけられている。一般的に、シート状のブランク材２１は、コイル状に巻回されて納入された材料を、ブランキング工程で必要寸法に切断して積層されている。このため、ブランキング工程における切断と同時に穴あけ用のビアス工具をセットすることにより、所定の位置に穴２２をあけたブランク材２１を容易に得ることができる。
【００２９】
搬送部１４２は、ベルトコンベアから構成されている。ロボット１４３は、収納部１４１のブランク材２１を順次取り出して、ベルトコンベアの上に投入する。
【００３０】
投入予備治具１３０は、ベルトコンベアの搬送方向下流端に向かい合って配置されている。投入予備治具１３０は、鉛直方向の軸を中心に回転自在な治具本体１３１と、治具本体１３１の外周面に設けられブランク材２１を受け入れる複数の保持プレート１３２と、を有する。一度に成形し得るパネル成形品２３の数に合わせて、図示例では４枚の保持プレート１３２が、治具本体１３１の周りに設けられている。投入予備治具１３０は、治具本体１３１を回転させることによって、保持プレート１３２のそれぞれを割り出してベルトコンベアに向かい合わせることができる。それぞれの保持プレート１３２は、ベルトコンベアの搬送方向下流端から落下した１枚のブランク材２１を縦方向に保持する。１枚のブランク材２１が１個の保持プレート１３２にセットされると、治具本体１３１が回転し、隣接する空の保持プレート１３２がベルトコンベアに向かい合わされる。この操作を繰り返して、４個の保持プレート１３２のすべてにブランク材２１がセットされる。ベルトコンベアと投入予備治具１３０との間には、落下するブランク材２１の両端部を保持する摩擦係数の低いコロ１４４が複数配置されている。ブランク材２１が保持プレート１３２に落下する際、ベルトコンベアとの滑りによってブランク材２１の表面に傷が発生することを抑制するためである。
【００３１】
図５および図６を参照して、第２工程および第３工程においては、投入予備治具１３０にセットされたブランク材２１がセットされる投入治具１１０と、投入治具１１０を昇降および移動させるロボット１４５と、が用いられる。
【００３２】
投入治具１１０は、鉛直方向に沿って移動自在な治具本体１１１と、治具本体１１１に取り付けられ、ブランク材２１に対して係止する係止位置Ｐ１と、ブランク材２１に対する係止を解除する解除位置Ｐ２との間を移動自在なフック部材１１２と、縦置きに配置された複数個の成形型４０に向けて治具本体１１１が鉛直方向に沿って移動するのに連動して、フック部材１１２を係止位置Ｐ１から解除位置Ｐ２に移動させる第１の作動バー１１３（作動部材に相当する）と、を有する。
【００３３】
フック部材１１２の係止位置Ｐ１とは、フック部材１１２がブランク材２１の穴２２に引っ掛る位置であり（図６（Ｂ）参照）、フック部材１１２の解除位置Ｐ２とは、フック部材１１２がブランク材２１の穴２２から抜けた位置である（図５（Ｃ）参照）。投入治具１１０は、投入予備治具１３０に向けて治具本体１１１が鉛直方向に沿って移動するのに連動して、フック部材１１２を解除位置Ｐ２から係止位置Ｐ１に移動させる第２の作動バー１１４をも有する。投入治具１１０は、投入予備治具１３０の保持プレート１３２と同数の４つの保持面を有する。各保持面の上端中央部に、フック部材１１２が設けられている。フック部材１１２の両側には、ブランク材２１を拘束できるガイド１１５が設けられている。投入治具１１０をロボット１４５によって移動するとき、フック部材１１２によって吊り下げたブランク材２１の揺れを抑え、周囲の装置に接触して表面キズが発生することを防止するためである。なお、図５（Ｂ）の符号「１１６」は、第２の作動バー１１４の接触部を示し、符号「１１７」で示される空間は回動するフック部材１１２の逃げを示している。
【００３４】
フック部材１１２、第１の作動バー１１３、および第２の作動バー１１４は同軸上に回動自在に設けられている。フック部材１１２と第１の作動バー１１３とは第１の滑車機構１１８を介して接続され、フック部材１１２と第２の作動バー１１４とは第２の滑車機構１１９を介して接続されている。第１の滑車機構１１８は、滑車１１８ａや、破線によって示されるワイヤ１１８ｂを含んでいる。第２の滑車機構１１９は、滑車１１９ａや、実線によって示されるワイヤ１１９ｂを含んでいる。
【００３５】
第１の作動バー１１３は、投入治具１１０が成形型４０の上方から下降するときに、成形型４０の上面４４に接触することによって、図６（Ｂ）において時計回り方向に回動する。第１の作動バー１１３が時計回り方向に回動すると、フック部材１１２は、第１の滑車機構１１８を介して、反時計回り方向に回動し、係止位置Ｐ１から解除位置Ｐ２に移動する。第１の滑車機構１１８は、第１の作動バー１１３の動きに連動してフック部材１１２がブランク材２１の穴２２から抜ける動作が円滑になされるように調整されている。
【００３６】
第２の作動バー１１４は、投入治具１１０が投入予備治具１３０の上方から下降するときに、投入予備治具１３０の上面に接触することによって、図５（Ｃ）において反時計回り方向に回動する。第２の作動バー１１４が反時計回り方向に回動すると、フック部材１１２は、第２の滑車機構１１９を介して、時計回り方向に回動し、解除位置Ｐ２から係止位置Ｐ１に移動する。第２の滑車機構１１９は、第２の作動バー１１４の動きに連動してフック部材１１２がブランク材２１の穴２２に引っ掛る動作が円滑になされるように調整されている。
【００３７】
第２工程において、ロボット１４５は、投入予備治具１３０の上方位置まで投入治具１１０を移動した後、投入予備治具１３０に向けて投入治具１１０を下降する。投入治具１１０が下降すると、第２の作動バー１１４が投入予備治具１３０の上面に接触し、反時計回り方向に回動する（図５（Ｃ）参照）。第２の作動バー１１４が反時計回り方向に回動することにより、フック部材１１２は、解除位置Ｐ２から係止位置Ｐ１に移動し、ブランク材２１の穴２２に引っ掛かる。投入予備治具１３０上の４枚のブランク材２１のそれぞれにフック部材１１２がほぼ同時に係止する。
【００３８】
その後、ロボット１４５は、４枚のブランク材２１を懸垂させた投入治具１１０を上昇する。投入治具１１０の上昇に伴って、第２の作動バー１１４は元の解除位置Ｐ２に戻ろうとするが、フック部材１１２がブランク材２１の穴２２に引っ掛かっており、かつ、ブランク材２１の自重もある。このことから、フック部材１１２は、解除位置Ｐ２まで完全に戻ることはなく、ブランク材２１の穴２２から外れてしまうことがない。
【００３９】
このように、複雑な装置を使用することなく、投入治具１１０の下降動作のみで、投入予備治具１３０にセットしたブランク材２１の穴２２にフック部材１１２を引っ掛け、投入治具１１０にブランク材２１をセットすることができる。また、ロボット１４５による投入治具１１０の移動速度を増加させても、ブランク材２１の揺れをガイド１１５によって小さく抑えることができ、ブランク材２１表面にキズが発生することも防ぐことができる。
【００４０】
第３工程において、ロボット１４５は、成形型４０の上方位置まで投入治具１１０を移動した後、成形型４０に向けて投入治具１１０を下降する。投入治具１１０が下降すると、第１の作動バー１１３が成形型４０の上面４４に接触し、時計回り方向に回動する（図６（Ｂ）参照）。第１の作動バー１１３が時計回り方向に回動することにより、フック部材１１２は、係止位置Ｐ１から解除位置Ｐ２に移動し、ブランク材２１の穴２２から外れる。投入治具１１０の４枚のブランク材２１のそれぞれがフック部材１１２からほぼ同時に離れる。フック部材１１２から離れたブランク材２１は、成形型４０の位置決め部材４２によって保持される。図６（Ａ）に示される例では、ブランク材２１は、その上端側が下端側に比べて鉛直な支持面４０ｂからより離れるように傾斜した状態に投入される。
【００４１】
その後、ロボット１４５は、空となった投入治具１１０を上昇し、定められた待機位置に移動する。
【００４２】
このように、複雑な装置を使用することなく、投入治具１１０の下降動作のみで、投入治具１１０にセットしたブランク材２１を成形型４０に投入することができる。また、ロボット１４５による投入治具１１０の移動速度を増加させても、ブランク材２１の揺れをガイド１１５によって小さく抑えることができ、ブランク材２１表面にキズが発生することも防ぐことができる。
【００４３】
図１（Ｂ）および図２（Ａ）（Ｂ）を参照して、第４工程においては、前述した保持ユニット５０によって、成形型４０にブランク材２１を固定する。保持ユニット５０は、対をなすブランク材２１のそれぞれを、反対方向に伸張駆動された対をなす伸張部材５３によって、対をなす成形型４０のそれぞれに対して固定する。ブランクホルダ５１は、製品形状部に開口窓部５１ａが形成されている。図２（Ａ）に破線円によって示されるブランクホルダ５１の四隅を成形型４０に向けて押え付けることによって、ブランク材２１が確実に固定される。このように、互いに向かい合うように配置された対をなすブランク材２１の固定は、作用反作用の原理を利用して、共通の圧力源によって効率良く行われる。
【００４４】
以上のように、複数個の成形型４０を縦置きしたブロー成形装置１０において、ブランク材２１を投入するに際し、投入予備治具１３０に縦に配置したブランク材２１を、投入治具１１０のフック部材１１２を用いて保持し、成形型４０に移動した後にフック部材１１２をブランク材２１から外すことにより、ブランク材２１表面を傷つけることなく、短時間で、効率的に、かつ容易に、ブロー成形装置１０内にブランク材２１を投入することができる。ここで、フック部材１１２によるブランク材２１の保持および保持解除は、投入治具１１０の下降動作によって第１の作動バー１１３または第２の作動バー１１４が所定の部位に接触することによってなされる。このため、複雑な装置を要することなく、フック部材１１２を移動させて、ブランク材２１の保持および保持解除を行うことができる。また、ブランク材２１の揺れをガイド１１５によって小さく抑えているので、投入治具１１０の移動速度を増加させても、ブランク材２１表面にキズが発生することも防ぐことができる。
【００４５】
なお、２つの保持面を備える投入治具を２回動作させて、４枚のブランク材２１を成形型４０にセットしてもよいが、ブランク材２１の投入に要する時間を可及的に減少させるためには、投入治具の１回の動作により、一度に成形し得るパネル成形品２３の最大数のブランク材２１を投入できるようにすることが望ましい。したがって、本実施形態にあっては、４つの保持面を備える投入治具１１０を用いることが好ましい。後述する取り出し治具１２０についても、同様の理由により、４つの保持面を備えている。
【００４６】
図７〜図９を参照して、成形されたパネル成形品２３を成形型４０から取り出す工程においては、パネル成形品２３を成形型４０から離型させる取り出し治具１２０と、取り出し治具１２０を昇降および移動させるロボット１４６と、が用いられる。
【００４７】
取り出し治具１２０は、鉛直方向に沿って移動自在な治具本体１２１と、縦置きに配置された複数個の成形型４０に向けて治具本体１２１が鉛直方向に沿って移動するのに連動して、パネル成形品２３を成形用凹部４１から離型させる離型部材１２２と、治具本体１２１に取り付けられ、離型部材１２２によって成形用凹部４１から離型されたパネル成形品２３を受け取る受け取り部材１２３と、を有する。取り出し治具１２０は、成形型４０と同数の４つの保持面を有する。各保持面に、離型部材１２２と、受け取り部材１２３とが設けられている。
【００４８】
離型部材１２２は、治具本体１２１に回動自在に設けられた分離爪１２４と、成形型４０に向けて治具本体１２１が鉛直方向に沿って移動するのに連動して分離爪１２４を回動させるリンク部１２５と、を有する。分離爪１２４の先端部は、パネル成形品２３の上端縁に引っ掛かる形状を有する。リンク部１２５は、成形型４０の上部傾斜面４５に接触するとともに曲率を持った形状を有する。分離爪１２４は、取り出し治具１２０が成形型４０の上方から下降するときに、リンク部１２５が上部傾斜面４５に接触して回動軸１２２ａを中心にすべり挙動を起こすことによって、パネル成形品２３を成形用凹部４１から離型させる方向に回動する。図８においては、分離爪１２４が反時計回り方向に回動され、パネル成形品２３を成形用凹部４１から右方向に離型させている。
【００４９】
受け取り部材１２３は、治具本体１２１に回動自在に設けられ、離型されたパネル成形品２３を載置するパネル受け１２６と、パネル受け１２６の回転を規制する非回転のガイド１２７と、を有する。パネル受け１２６は、回動軸１２３ａから垂下し、パネル成形品２３の下端縁を支える支持片１２６ａが下端部に折り曲げて設けられている。支持片１２６ａは、位置決め部材４２の上に保持されているパネル成形品２３を受け取ることができるように、位置決め部材４２と干渉しない位置に配置されている。パネル受け１２６は、支持片１２６ａが成形型４０に近づく方向に回動自在である。ガイド１２７には、パネル受け１２６の背面に当接するストッパ１２８が設けられている。円筒容器３０の端板３２上には、パネル受け１２６の回動を誘導するための誘導ガイド４６が、成形型４０に向かい合って設けられている。誘導ガイド４６の上面は、支持片１２６ａが接触する傾斜面に形成されている。パネル受け１２６は、取り出し治具１２０が成形型４０の上方から下降するときに、支持片１２６ａが誘導ガイド４６に接触することによって、支持片１２６ａが成形型４０に近づく方向に回動する。図８においては、パネル受け１２６が時計回り方向に回動され、パネル成形品２３の下端縁の下方に支持片１２６ａが達している。
【００５０】
パネル成形品２３を成形型４０から取り出す工程においては、ロボット１４６は、成形型４０の上方位置まで取り出し治具１２０を移動した後、成形型４０に向けて取り出し治具１２０を下降する。取り出し治具１２０が下降すると、分離爪１２４がパネル成形品２３の上端縁に引っ掛かる。さらに、パネル受け１２６の支持片１２６ａが誘導ガイド４６に接触し、パネル受け１２６が時計回り方向に回動する（図８（Ａ）（Ｂ））。
【００５１】
取り出し治具１２０がさらに下降すると、リンク部１２５が上部傾斜面４５に接触して回動軸１２２ａを中心にすべり挙動を起こし、分離爪１２４が反時計回り方向に回動する。分離爪１２４が反時計回り方向に回動することにより、パネル成形品２３は、その上部から成形用凹部４１から離型され、パネル受け１２６に向けて落下し、パネル受け１２６に載置される（図８（Ｃ）（Ｄ））。成形型４０上の４枚のパネル成形品２３のそれぞれがパネル受け１２６にほぼ同時に載置される。なお、分離爪１２４およびパネル受け１２６のそれぞれを回動させるタイミングは、離型したパネル成形品２３が、ブロー成形装置１０内に落ちることなく、パネル受け１２６に落下し得るように調整されている。
【００５２】
その後、ロボット１４６は、４枚のパネル成形品２３を受け取った取り出し治具１２０を上昇する（図９（Ａ））。取り出し治具１２０の上昇に伴って、パネル成形品２３は位置決め部材４２から支持片１２６ａに引き渡され、分離爪１２４は時計回り方向に回動して初期状態に戻り、パネル受け１２６はガイド１２７のストッパ１２８に当接するまで反時計回り方向に回動する（図９（Ｂ）（Ｃ））。パネル成形品２３は、ある程度傾斜した状態で、パネル受け１２６の上に載置されている。このため、取り出し治具１２０を移動しているときに、パネル成形品２３が落下することがない。
【００５３】
このように、複雑な機構を使用することなく、取り出し治具１２０の下降動作のみで、成形用凹部４１に密着したパネル成形品２３を成形型４０から容易に離型させて、成形型４０から取り出すことができる。
【００５４】
以上のように、複数個の成形型４０を縦置きしたブロー成形装置１０において、パネル成形品２３を取り出すに際し、成形用凹部４１に密着したパネル成形品２３を、取り出し治具１２０の離型部材１２２を用いて離型し、離型されたパネル成形品２３を受け取り部材１２３によって受け取ることにより、パネル成形品２３表面を傷つけることなく、短時間で、効率的に、かつ容易に、ブロー成形装置１０外にパネル成形品２３を取り出すことができる。ここで、離型部材１２２によるパネル成形品２３の離型は、取り出し治具１２０の下降動作によってリンク部１２５が所定の部位に接触することによってなされる。このため、複雑な装置を要することなく、パネル成形品２３の離型を行うことができる。
【００５５】
上述した特許文献１に記載されるような、下側凹型と上側凹型とを有する成形装置にあっては、ブランク材の投入に際しては、下側凹型の上に１枚のブランク材をセットし、その上に中央プレートを載置し、さらにその上に上側凹型用の１枚ブランク材をセットする必要がある。また、パネル成形品の取り出しに際しては、上側凹型から１枚のパネル成形品を取り外し、中央プレートを外し、さらに下側凹型から１枚のパネル成形品を取り外す必要がある。複数枚のブランク材やパネル成形品を同時にハンドリングすることができないため、ブランク材の投入やパネル成形品の取り出しに比較的長時間を要してしまう。
【００５６】
ブランク材の投入やパネル成形品の取り出しに長時間を要すると、成形型を開放しておく時間が長くなるので、成形型の温度が低下してしまう。このため、成形温度まで再加熱するための時間が比較的長くなり、加熱時間が長時間になるのに伴って、加熱に必要なエネルギー例えば電力を余計に必要とする。
【００５７】
これに対して、本実施形態にあっては、複数個の成形型４０を縦置きしたブロー成形装置１０において、複数枚のブランク材２１やパネル成形品２３を同時にハンドリングできるので、短時間で、装置内にブランク材２１をセットしたり、装置外にパネル成形品２３を取り出したりすることが可能となる。ブランク材２１の投入に要する時間、およびパネル成形品２３の取り出しに要する時間を短縮できるので、ブロー成形装置１０内の温度低下を小さくすることができる。このため、成形温度まで再加熱するための時間を短縮でき、これに伴って、加熱に必要なエネルギー例えば電力の削減を図ることが可能となる。
【００５８】
また、ブランク材２１の投入時にブランク材２１表面に擦り傷などが発生したり、パネル成形品２３の取り出し時にパネル成形品２３表面に擦り傷などが発生したりすると、外表面を構成する部品などにあっては、ブロー成形後にパネル成形品２３に補修作業をさらに施す必要が生じてしまう。
【００５９】
これに対して、本実施形態にあっては、複数個の成形型４０を縦置きしたブロー成形装置１０において、ブランク材２１表面を傷つけることなく、装置内にブランク材２１をセットしたり、装置外にパネル成形品２３を取り出したりすることが可能となる。このため、外表面を構成する部品であっても、ブロー成形後にパネル成形品２３に補修作業を施す必要が生じない。
【００６０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００６１】
まず、投入予備治具１３０に縦に配置した４枚のブランク材２１を、投入治具１１０のフック部材１１２を用いて保持する。投入治具１１０を成形型４０に移動した後に、フック部材１１２をブランク材２１から外し、ブロー成形装置１０内に４枚のブランク材２１を投入する。
【００６２】
対をなすブランク材２１のそれぞれを、保持ユニット５０によって、対をなす成形型４０のそれぞれに対して固定する。対をなすブランク材２１の固定は、共通の圧力源によって同時に行う。
【００６３】
蓋板６１を下降し、第１の型締め装置６２によって、円筒容器３０の開放口３０ａを閉塞し、円筒容器３０内を密閉する。さらに、上枠型９１を下降し、第２の型締め装置９３によって、下枠型９２に対して閉じる。
【００６４】
その後、ヒータ８０の作動をフィードバック制御し、円筒容器３０内、ひいてはブランク材２１を４００℃〜５００℃の設定温度に維持する。
【００６５】
円筒容器３０内の温度が設定温度に維持された後に、圧力供給ユニット７０によって、昇圧されたガスを円筒容器３０内に供給する。円筒容器３０内に供給されたガスによって、パスカルの法則に基づき、４枚のブランク材２１のそれぞれには、内圧が均等に作用する。内圧がブロー成形圧に達すると、４枚のブランク材２１が一斉にブロー成形される。これにより、一回のブロー成形によって、同一形状のパネル成形品２３を４枚同時に取得する。
【００６６】
このように、４個の成形型４０を円筒容器３０内に縦に配置し、所定の温度、圧力を満たす条件下でブロー成形を実施することにより、従来の工法では１回のブロー成形によって１〜２枚のパネル成形品２３を取得できるのが一般的であったところを、それ以上のパネル成形品２３を取得可能となる。加圧開始からブロー成形完了までに要する時間は９０秒程度である。パネル成形品２３の１枚あたりでは、従来の工法では９０秒／２枚＝４５秒を要するが、本実施形態では、９０秒／４枚＝約２３秒であり、ブロー成形時間をほぼ半減することができ、パネル成形品２３の生産性を高めることができる。
【００６７】
成形型４０を開くと、成形型４０の温度は約４００℃から１００℃前後まで低下する。次のブロー成形のためには、新たなブランク材２１をセットし、型締め、成形型４０の温度上昇を行う必要がある。このため、成形型４０を開いて次のブロー成形の条件が整うまでには、一般的に約４０秒以上の準備時間を要している。本実施形態では、ブロー成形の１回あたりのパネル成形品２３の取得枚数が増加したことにより、定められた個数のパネル成形品２３を得るまでに成形型４０を開閉する回数が減少する。このため、単位時間あたりで見ると、成形型４０を再加熱する回数を削減して、成形型４０内の雰囲気を高温に保持する時間が増すので、電力ロスの低減を図ることができる。また、単位時間あたりに準備時間が占める割合が減少するので、再加熱のための待ち時間などのロス時間が減少し、生産タクトの悪化を改善して、パネル成形品２３の生産性を高めることができる。
【００６８】
本実施形態のブロー成形装置１０にあっては、ブロー成形圧を受ける容器の形状として円筒形状を採用したので、角筒容器の場合に生じ得る応力集中を回避することができ、その分だけ、角筒容器に比べて円筒容器３０の壁厚を低減することができる。壁厚の低減による成形装置の小型化を通して、低コスト化を図ることができ、設備レイアウトの自由度を高めることができ、型構造として有利なものとなる。
【００６９】
さらに、成形用凹部４１は円筒容器３０の内周面３０ｂに向けて窪んでいるので、円筒容器３０は、ブロー成形圧による荷重を効率よく受けることができる。さらに、開放口３０ａを閉じるために封止部材を加圧する力を小さくすることができ、封止部材の耐荷重の増加を抑えることができる。耐荷重の増加を抑えることによる成形装置の小型化を通して、低コスト化を図ることができ、設備レイアウトの自由度を高めることができる。
【００７０】
しかも、縦置きした複数個の成形型４０に対して、縦方向に一度にブランク材２１を投入することにより、ブランク材２１の投入に要する時間を短縮でき、同様に、パネル成形品２３の取り出しも縦方向に一度に実施することにより、パネル成形品２３の取り出しに要する時間を短縮できる。投入および取り出しに要する時間の短縮を通して準備時間を短縮できるので、パネル成形品２３の生産性を高める上で有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係るブロー成形装置を示す断面図、図１（Ｂ）は、上枠型および蓋板を取り外した状態のブロー成形装置を示す平面図である。
【図２】図２（Ａ）は、成形型にブランク材を保持した状態を示す正面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】ブロー成形装置にブランク材を投入する手順を示す工程図である。
【図４】図４（Ａ）（Ｂ）は、ブランク材を投入予備治具にセットする様子を示す平面図および正面図である。
【図５】図５（Ａ）は、投入予備治具上のブランク材を投入治具にセットする様子を示す正面図、図５（Ｂ）は、投入治具を示す平面図、図５（Ｃ）は、投入治具の要部を示す拡大図である。
【図６】図６（Ａ）は、投入治具にセットされたブランク材を成形型内に投入する様子を示す正面図、図６（Ｂ）は、投入治具の要部を示す拡大図、図６（Ｃ）は、ブランク材が投入された成形型を示す正面図である。
【図７】図７は、パネル成形品を成形型から取り出すための設備を示す斜視図である。
【図８】図８（Ａ）〜（Ｄ）は、パネル成形品を成形型から取り出す様子を示す図である。
【図９】図９（Ａ）〜（Ｃ）は、パネル成形品を成形型から取り出す様子を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０      ブロー成形装置、
２１      ブランク材、
２２      穴、
２３      パネル成形品、
３０      円筒容器、
３０ａ    開放口、
３０ｂ    内周面、
４０      成形型、
４１      成形用凹部、
５０      保持ユニット（保持手段）、
５３      伸張部材、
６０      封止ユニット（封止手段）、
７０      圧力供給ユニット（圧力供給手段）、
８０      ヒータ、
９０      枠型、
１１０    投入治具、
１１１    治具本体、
１１２    フック部材、
１１３    第１の作動バー（作動部材）、
１１４    第２の作動バー、
１２０    取り出し治具、
１２１    治具本体、
１２２    離型部材、
１２３    受け取り部材、
１３０    投入予備治具、
Ｐ１      係止位置、
Ｐ２      解除位置。
【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】
2008068271.tif 000009
【図８】
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【図９】
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