(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽内壁（１８）を有し、その内部に金型（１０）、第１の電極（１１）、および第２の電極（１２）が配置された槽（６）を備える放電成形装置（２）であって、
可動な第１の反射器（１４）が前記槽（６）内に配置され、前記金型（１０）、第１の電極（１１）および第２の電極（１２）を包囲し、
第２の反射器（１５）が、カバー（３０）に対して実質的に平行に、前記第１の電極（１１）と前記カバー（３０）との間に配置されることを特徴とする放電成形装置。
【請求項２】
前記第１の電極（１４）は筒形である、請求項１に記載の放電成形装置（２）。
【請求項３】
前記第１の電極（１４）は円筒形である、請求項２に記載の放電成形装置（２）。
【請求項４】
前記第１の電極（１４）は、前記金型（１０）に対して同心に配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の放電成形装置（２）。
【請求項５】
前記第１の電極（１４）は金属または金属合金製である請求項１〜４のいずれか一項に記載の放電成形装置（２）。
【請求項６】
前記第２の反射器（１５）は円板形状を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の放電成形装置（２）。
【請求項７】
前記第２の反射器（１５）は、ダンパーの形態の接続手段によって前記カバー（３０）に接続されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の放電成形装置（２）。
【請求項８】
空間が前記槽内壁（１８）を前記第１の反射器（１４）の反射器外壁（３６）から隔てており、かつ、前記槽（６）と同じ流体（８）で満たされている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の放電成形装置（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電成形装置用チャンバに関する。
【背景技術】
【０００２】
放電成形装置は、機械部品の製造にますます使用されている。実際、この成形技術は、製造コストを抑えながらも、比較的複雑な外観の部品を得ることを可能にする。例えば、自動車産業や航空宇宙産業はこのような技術を使用する。
【０００３】
液圧成形プロセスは、変形による製造プロセスである。このプロセスは、厚さが比較的薄い金属部品の塑性変形を可能にする。この変形を達成するために、加圧された場合に金型上での前記部品の変形を可能にする流体が使用される。流体を加圧するためにいくつかの技術が使用される。
【０００４】
使用されるプロセスの１つは、放電成形プロセスである。このプロセスは、槽内に貯められた流体中での電気放電の原理に基づく。電気エネルギーの放出は、流体中を伝播する圧力波を発生させ、これが、金型に対する機械部品の塑性変形を可能にする。これを行うために、流体中に配置された電極は、エネルギー蓄積コンデンサに蓄積された電荷を放出するように適合される。
【０００５】
閉止された筐体の使用は、カバーのない槽と比較して、部品の形成を改善する。圧力波は閉止された筐体内に閉じ込められ、反射波は部品の成形に寄与する。
【０００６】
米国特許第６，５９１，６４９号は、実質的に楕円形で金型により閉止される槽と、ワークピースと、圧力波を発生するよう適合された電気エネルギー貯蔵装置に接続された電極の組とを含む放電成形装置を開示する。比較的高出力のこの圧力波は、放電成形装置のワークピースと槽の両方に当たる。製造段階では、これらの繰り返される衝撃は、槽の早期損耗を招き、放電成形装置の特定の部分の溶接不良を引き起こす可能性がある。
【０００７】
米国特許出願公開第２０１０／０１５４５０２号は、医療用途ケースを迅速に製造するための方法および装置を開示している。これらのケースの迅速な形成は、筐体内に収容された液体中に圧力波を生成することによって達成される。ダイおよび形成すべきワークピースは、筐体内の圧力波の通路に配置され、圧力波は、ダイの輪郭にワークピースを押し付ける。
【０００８】
槽の耐用年数を改善するために、このような衝撃に耐えることができる高密度材料、例えば比較的厚さの大きい金属合金等の高密度材料が使用される。しかし、厚い壁を使用する場合、特に、寸法の大きな槽の場合に、槽の質量が著しく増加する。
【０００９】
この質量を減らすために、防撓材を壁の外側に設置して、厚さを薄くしつつ、剛性を高めることができる。しかしながら、この技術的解決策は満足のいく結果をもたらさない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６，５９１，６４９号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０１５４５０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、槽の質量を減少させ、かつ、高い成形効率を維持しつつも、従来技術の装置と比較して信頼性の向上した槽を備える放電成形装置を提案することである。加えて、本発明は、制御された製造コストを有する放電成形装置を有利に提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的のために、本発明は、槽内壁を有し、その内部に金型、第１の電極、および第２の電極が配置された槽を備える放電成形装置を提案する。本発明によれば、可動な第１の反射器が槽内に配置され、金型、第１の電極および第２の電極を包囲する。
【００１３】
反射器は、槽および／または槽に固定された要素に堅固に接続されていないので、可動である。反射器は、槽に対して移動できるように、槽内に取り付けられている。無論、これらの動きは制限され、制御されなければならない。第１の反射器の存在により、槽は、第１の電極と第２の電極との間の電気アークによって誘発される圧力波からの応力が少なくなる。実際、圧力波の大部分が第１の反射器によって反射され、これは槽内壁の応力を低減する。
【００１４】
圧力波を均一に分布させるために、第１の反射器は、例えば筒形である。この筒形の断面は、例えば、形成すべき部品により決まる。変形実施形態では、この第１の反射器は円筒形である。
【００１５】
一実施形態によれば、第１の反射器は、成形されるべき部品の形状に概ね対応する形状を有する金型に対して同心に配置される。
【００１６】
圧力波に一層良く抵抗し、したがって槽をより良好に保護するために、第１の反射器は、好ましくは、金属または金属合金製である。
【００１７】
変形実施形態では、第２の反射器が、好ましくは、カバーに対して実質的に平行に、第１の電極とカバーとの間に配置される。このようにして、本発明による装置の慣性が改善される。
【００１８】
装置の性能を向上させるために、第２の反射器は、例えば円板形状を有し、第１の反射器が円筒形状である場合の圧力波の閉じ込めをより良好にする。第２の反射器は、例えばダンパーの形態の接続手段によってカバーに接続されている。したがって、第２の反射器は、カバーに対して少なくとも１自由度で移動することができる。
【００１９】
例示的な一実施形態では、空間が槽内壁を第１の反射器の反射器外壁から隔てており、かつ、槽と同じ流体で満たされているので、槽は成形プロセス中に圧力波にさらされることが少ない。
【００２０】
本発明の特徴および利点は、添付の概略図を参照して以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による放電成形装置の概略断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態の部分概略図である。
【図３】別の実施形態による放電成形装置の部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、フレーム４と、槽６と、金型１０と、第１の電極１１と、第２の電極１２と、第１の反射器１４とを備える放電成形装置２を示す。
【００２３】
フレーム４は、例えば、金属またはコンクリート製とすることができる基部１６上に槽６を支持し保持するよう適合されている。フレーム４は、例えば、硬化鋼等の金属または金属合金製とすることができる。
【００２４】
槽６は、この例では水である流体８を受け入れて収容するように適合されている。好ましくは、槽６は所定の高さの円筒形であり、垂直対称軸線Ａ−Ａ´（図１）を有する。また、槽内壁１８と槽底部２０とを有する。好ましくは、厚さ約５ｃｍ（１ｃｍ＝０．０１ｍ）の金属製である。
【００２５】
カバー３０が槽６上に配置され、成形プロセスの実行中にカバー３０を槽６に保持するための適当な固定手段（図示せず）によって固定される。また、槽６の縁部とカバー３０の縁部との間のシール３２が使用される。
【００２６】
金型１０は、好ましくは、槽６の垂直対称軸線Ａ−Ａ´を中心とする。金型は、例えばねじによって金型支持体２２に固定されたキャビティ２４を有する。さらに、金型１０は、形成すべき部品２６の下で所望の真空を得ることを可能にするポンプ装置（図示せず）に連結された内部配管２７を備える。したがって、形成すべき部品２６を形成するプロセス中に、部品の変形に抗する反作用（形成すべき部品２６と金型キャビティ２４との間の空気の存在によって引き起こされる）がない。締め付け装置２８が金型１０に対向して配置され、形成すべき部品２６を所望の位置に保持する。
【００２７】
第１の電極１１および第２の電極１２は、槽６内に、好ましくは垂直対称軸線Ａ−Ａ´上に配置される。それらは、流体８中に少なくとも１つの電気アークを発生させるように適合されている。第１の電極１１および第２の電極１２は、調整可能な電極間空間（図１）によって離間されている。
【００２８】
第１の電極１１および第２の電極１２は、カバー３０に固定されたロッド２９（図１）によって槽６内に保持される。ロッド２９は、長さが調節可能であり、金型１０と第２の電極１２との間の距離を制御することを可能にする。
【００２９】
第１の電極１１と第２の電極１２との間に電気アークを発生させることにより、形成すべき部品２６を変形させるために、直接圧力波と呼ばれる圧力波を流体８内に作り出すことができる。直接圧力波は、電極間空間に対して同心円状に伝搬する（図１において実線矢印で表される）。
【００３０】
第１の反射器１４は、槽６内に配置され、好ましくは円筒形状である。第１の反射器は、金型１０、第１の電極１１および第２の電極１２を包囲するように適合された直径を有する。第１反射器１４は、反射器内壁３４と反射器外壁３６とを有する。第１の反射器１４は、槽６内を自由に移動することができ、少なくとも１自由度で槽内を制御された状態で移動することができる。さらに、圧力波に耐え、それらを反射するのに十分な剛性を備える必要がある。第１の反射器は、例えば金属または金属合金製であり、例えば約３ｃｍの厚さを有する。
【００３１】
第１反射器１４は、槽内壁１８と第１の反射器１４の反射器外壁３６との間に空間３８（図１）が存在するような直径とする。図１および図２の例示的な実施形態では、この空間３８は、槽６内に収容された流体と同じ流体８を収容する。これにより、成形プロセス中の槽内壁１８の応力が少なくなり、このことは槽内壁の厚さを薄くすることを可能にする。
【００３２】
この実施形態では、槽内壁１８と反射器外壁３６との間に配置されたシム（図示せず）を用いて、第１の反射器１４を槽６内の適所に保持することができる。それらは、保持手段（図示せず）によって第１の反射器１４の下部および／または上部に配置されている。したがって、シムは、形成すべき部品２６を形成するプロセスの前、最中および後に、第１の反射器１４を最適位置に維持することを可能にする。
【００３３】
好ましい実施形態では、第１の反射器１４の直径は、形成すべき部品２６を収容する金型１０の直径よりも実質的に大きい。これにより、形成すべき部品２６の表面に対応する加工面に圧力波が送られ、成形プロセスが最適化される。かかる第１の反射器１４を使用することにより、槽底部２０、特に槽内壁１８と槽底部２０との間の接続領域を成形プロセス中に圧力波にさらすことを最小限に抑えることができ、したがって、槽６の耐用年数を向上させることができる。
【００３４】
さらに、直接圧力波に加えて、間接圧力波と呼ばれる圧力波が形成すべき部品２６の表面に加えられる。間接圧力波は、反射器内壁３４およびカバー３０上での直接圧力波の一部の反射から生じる。これにより、形成すべき部品２６に圧力が加えられる時間が長くなり、成形プロセスが改善される。
【００３５】
図２の実施形態は、図１に開示されたものと同じ幾何構造をとる。この変形例では、圧力波が槽６に及ぼす影響を低減するために、加圧空気を充填したエアクッション４５が槽内壁１８と反射器外壁３６との間の空間３８に配置される。合成材料製の空気クッション４５は、例えば円環形状であり（図２）、第１の反射器１４の高さに沿ってどこにでも配置することができる。
【００３６】
また、複数のエアクッションを使用することも可能である。例えば、図２に示すように、第１の反射器１４の上部および第１の反射器１４の下部にそれぞれ配置された２つのエアクッション４５を用いて、第１の反射器１４を最適な位置に維持したまま、槽６上の圧力波の衝撃を低減することができる。
【００３７】
図２の実施形態では、第１の反射器１４の直径に適合した直径を有する第２の円板形反射器１５が存在することにも留意されたい。この第２の反射器１５は、実質的に第１の反射器１４の頂部を閉止し、また、槽６に浸漬されている（図２）。第２の反射器１５は、第１の電極１１とカバー３０との間に配置されている。第２の反射器はカバー３０から離間され、カバーに実質的に平行である。第２の反射器は少なくとも１自由度で槽６に対して自由に移動することができる。有利には、第１の反射器１４の慣性を増加させることができる。
【００３８】
第２の反射器１５とカバー３０との間の空間は、槽６からの流体８で満たされるが、場合によっては加圧空気クッションを有することもできる。したがって、装置による圧力波の減衰または吸収を向上させる。
【００３９】
第２の反射器１５は、好適には、例えば空気圧式またはエラストマー式ショックアブソーバ等の適切な接続手段４４によってカバー３０に接続される。例示的な一実施形態において、それらをカバー３０の全周に沿って配置することができる。
【００４０】
図３に示す別の実施形態では、槽内壁１８と反射器外壁３６との間の空間３８は、加圧可能な空気で満たされている。この例示的な実施形態では、合成材料製の円形エンベロープが、所定の圧力で空気を貯蔵し、空気（円形エンベロープに収容される）と槽６に収容された水との間の封止を提供することができる。水と比較して空気の変形能力が大きいため、槽６に向かう圧力波の伝播は減衰する。このように、槽６が受ける応力より小さくなり、槽６の厚さ、ひいてはその質量を減少させることが可能となる。
【００４１】
圧力波によって発生する可能性のある振動から基部１６を保護するために、支持部４２（図３）が槽６とフレーム４との間に配置される。それらは、好ましくは槽６の周囲に沿って配置される。支持体４２の厚さおよび使用される材料は、形成プロセスの間に、槽６からの力をフレーム４に分配するように適合される。
【００４２】
したがって、本発明は、槽内に位置決めされた少なくとも１つの反射器を有しており、槽への圧力波の衝撃を低減し、その耐用年数を延ばすことを可能にする放電成形装置を提案する。さらに、槽内に少なくとも１つの反射器が存在することにより、槽の厚さ、したがってその質量を減少させることが可能になる。
【００４３】
本発明は、非限定的な例として上述した実施形態、および、図面および他の変形例に示された形状に限定されるものではなく、当業者が想到する範囲内で、以下の請求項の範囲に含まれる任意の実施形態に関するものである。
【図１】
0006678186.tif 000002
【図２】
0006678186.tif 000003
【図３】
0006678186.tif 000004