(57)【要約】【課題】  アルミニウム製のブロックの線膨張を利用することによって、粉塵等を生じることなく省電力でプレス成形を行うことができるプレス装置を提供する。【解決手段】  上金型２が固定された上型ダイプレート４と、下金型３を前記上金型２に対して接近離反するように昇降移動させる昇降移動手段５と、該昇降移動手段５によって下金型３が上金型２に対して接近するように上昇した際に下金型３の下方へと移動可能な内部に複数のヒーター７を有するアルミニウム製のブロック６と、該ブロック６を支持するための支持板８と、を備えるプレス装置であって、ブロック６は、昇降移動手段５によって下金型３が上昇した際に該下金型３の下方へと移動し、複数のヒーター７によって加熱されて線膨張することにより下金型３を下方から押圧して成形材料のプレス成形を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上金型が取り付けられる上型ダイプレートと、
下金型を前記上金型に対して接近離反するように昇降移動させる昇降移動手段と、
該昇降移動手段によって前記下金型が前記上金型に対して接近するように上昇した際に前記下金型の下方へ移動可能な内部に複数のヒーターを有するアルミニウム製のブロックと、
該ブロックを支持するための支持板と、を備えるプレス装置であって、
前記ブロックは、前記昇降移動手段によって前記下金型が上昇した際に該下金型の下方へと移動し、前記複数のヒーターによって加熱されて線膨張することにより前記下金型を下方から押圧して成形材料のプレス成形を行うことを特徴とするプレス装置。
【請求項２】
前記昇降移動としてエアシリンダを用いることを特徴とする請求項１記載のプレス装置。
【請求項３】
前記ブロックの上面は、前記下金型の底面と同等又はそれ以上に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプレス装置。
【請求項４】
前記ブロックは、左右に移動可能な２つの分割ブロックから構成されており、
前記下金型が下降状態の場合には、前記分割ブロックは、それぞれ前記下金型の左右に移動して待機させられ、
前記下金型を前記昇降移動手段によって上昇させた場合には、前記分割ブロックを接近密着するよう移動することによって前記下金型の下方に前記分割ブロックが位置することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプレス装置。
【請求項５】
前記下金型は、上部材と下部材の上下に分割されており、
前記上部材の下面中央部には、半球状に形成された凸部が設けられ、
前記下部材の上面中央部には、前記半球状に形成された凸部の高さより低く形成された半球状の凹部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプレス装置。
【請求項６】
前記上金型の底面中央部には、半球状に形成された凸部が設けられ、
前記上金型が取り付けられる前記上型ダイプレートの取付面中央部には、前記半球状に形成された凸部の高さより低く形成された半球状の凹部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型を押圧することによりプレス成形を行うプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、上金型と下金型を用いて軟化する温度に加熱したプラスチック等の成形材料を押圧することによりプレス成形を行うプレス装置が種々提案されている。このようなプレス装置としては、例えば、油圧シリンダを用いて金型を押圧することによりプレス成形を行うもの等がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のプレス装置では、上型を低負荷で高速動作を可能とするサーボモータを用いて高速に降下させ、下金型を短ストロークで高荷重の負荷をかけることができる油圧シリンダによって上昇させることによってプレス成形を行っているので、型締荷重の大きな油圧シリンダを用いた油圧式タイプのプレス装置に比べて高速作動性に優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０２６６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のプレス装置では、油圧シリンダを用いたプレス成形を行っているため、粉塵等が生じる。そのため、人工骨等の成形品のようにクリーンルームでプレス成形を行うようなものには衛生上の問題から使用が制限される。また、最終的な型締めの段階では、油圧シリンダによって高い圧力を所定時間掛けておく必要があるため、その動作時間に応じて多くの電力が消費される。
【０００６】
本発明は、上記のような種々の課題に鑑みてなされたものであって、アルミニウム製のブロックの線膨張を利用することによって、粉塵等を生じることなく省電力でプレス成形を行うことができるプレス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載のプレス装置は、上金型が取り付けられる上型ダイプレートと、下金型を前記上金型に対して接近離反するように昇降移動させる昇降移動手段と、該昇降移動手段によって前記下金型が前記上金型に対して接近するように上昇した際に前記下金型の下方へ移動可能な内部に複数のヒーターを有するアルミニウム製のブロックと、該ブロックを支持するための支持板と、を備えるプレス装置であって、前記ブロックは、前記昇降移動手段によって前記下金型が上昇した際に該下金型の下方へと移動し、前記複数のヒーターによって加熱されて線膨張することにより前記下金型を下方から押圧して成形材料のプレス成形を行うことを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載のプレス装置は、前記昇降移動としてエアシリンダを用いることを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載のプレス装置は、前記ブロックの上面は、前記下金型の底面と同等又はそれ以上に形成されていることを特徴している。
【００１０】
請求項４記載のプレス装置は、前記ブロックは、左右に移動可能な２つの分割ブロックから構成されており、前記下金型が下降状態の場合には、前記分割ブロックは、それぞれ前記下金型の左右に移動して待機させられ、前記下金型を前記昇降移動手段によって上昇させた場合には、前記分割ブロックを接近密着するよう移動することによって前記下金型の下方に前記分割ブロックが位置することを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載のプレス装置は、前記下金型は、上部材と下部材の上下に分割されており、前記上部材の下面中央部には、半球状に形成された凸部が設けられ、前記下部材の上面中央部には、前記半球状に形成された凸部の高さより低く形成された半球状の凹部が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
請求項６記載のプレス装置は、前記上金型の底面中央部には、半球状に形成された凸部が設けられ、前記上金型が取り付けられる前記上型ダイプレートの取付面中央部には、前記半球状に形成された凸部の高さより低く形成された半球状の凹部が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載のプレス装置によれば、下金型を上昇させて上金型と下金型により成形材料を挟んだ状態で、アルミニウム製のブロックを加熱して線膨張させることによって下金型を押圧するので、粉塵等を生じることなく、プレス成形を行うことができる。また、ブロックの加熱温度が上昇して線膨張した後は、所定の間、電力を供給しなくてもプレス成形の作業を続けることができるので、省電力化を図ることができる。
【００１４】
請求項２記載のプレス装置によれば、下金型をエアシリンダを用いて上金型に対して接近するように上昇させるので、優れた高速作動性を得ることができる。
【００１５】
請求項３記載のプレス装置によれば、ブロックの上面は、下金型の底面と同等又はそれ以上に形成されているので、ブロックを加熱して線膨張させる際に、下金型の底面全体に対して均等に圧力を加えることができるので、成形プレスの精度を向上させることができる。
【００１６】
請求項４記載のプレス装置によれば、ブロックは、２つの分割ブロックから形成されており、下金型を上昇させた際に、分割ブロックをそれぞれ左右から接近密着するよう移動させることができるので、下金型の下方へと移動させる時間を短縮することができる。
【００１７】
請求項５記載のプレス装置によれば、下金型が、上部材と下部材の上下に分割されており、下部材の上面中央部には、上部材の下面中央部に形成された凸部の高さより低く形成された半球状の凹部が設けられているので、上部材の下面と下部材の上面は若干の隙間が生じることになる。これにより、下金型を下方から押圧した場合には、上金型が若干傾いていたとしても、その上金型と平行になるように下金型の上部材は追随するので、平行度を保つことができる。
【００１８】
請求項６記載のプレス装置によれば、上金型の底面中央部には、半球状に形成された凸部が設けられており、上金型が取り付けられる前記上型ダイプレートの取付面には、前記凸部の高さより低く形成された半球状の凹部が設けられているので、上金型の底面と上型ダイプレートの取付面は若干の隙間が生じることになる。これにより、ブロックによって押圧される下金型が若干傾いていたとしても、その下金型と平行になるように上金型は追随するので、平行度を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るプレス装置の一例を示す概略模式図。
【図２】分割ブロックの一例を示す概略斜視図。
【図３】分割ブロックの一部拡大図。
【図４】本発明に係るプレス装置における下金型の上昇時の様子を示す概略模式図。
【図５】本発明に係るプレス装置のプレス成形時の様子を示す概略模式図。
【図６】本発明に係るプレス装置の他の一例を示す概略模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るプレス装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明に係るプレス装置１は、上金型２と下金型３を用いて成形材料Ｘを押圧することによってプレス成形を行うものである。図１に示すように、プレス装置１は、上金型２が取り付けられる上型ダイプレート４と、下金型３を上金型２に対して接近離反するように昇降移動させるエアシリンダ（昇降移動手段）５と、左右に分割された２つの分割ブロック６ａからなるアルミニウム製のブロック６と、該ブロック６に設けられた複数の挿入孔６１に挿入されるヒーター７と、ブロック６を支持するための支持板８とを備えている。
【００２１】
上金型２は、例えば、上型ダイプレート４の取付面４１に不図示のねじ等によって締結固定される。上型ダイプレート４は、所定の耐圧性を有する金属板からなるものであり、支持板５に支持された柱９に取り付けられている。
【００２２】
下金型３は、エアシリンダ５によって昇降移動可能に構成されている。また、下金型３は、上部材３１と下部材３２の上下に分割されて形成されている。上部材３１の下面中央部には、略半球状に形成された凸部３１ａが設けられており、下部材３２の上面中央部には、凸部３１ａの高さよりも若干低く（浅く）形成された略半球状の凹部３２ａが設けられている。凸部３１ａは、少なくともブロック６から受ける圧力に耐え得る程度の耐圧性を有する厚さに形成されている。上部材３１は、この下部材３２の凹部３２ａに凸部３１ａが嵌め込まれた状態で載置されており、凹部３２ａの深さは凸部３１ａの高さよりも若干低く形成されているため、上部材３１の下面と下部材３２の上面は若干の隙間が生じている。従って、下金型３を下方から押圧した場合には、上金型２が若干傾いていたとしても、その上金型２と平行になるように下金型３の上部材３１は追随するので、平行度を保つことができる。
【００２３】
エアシリンダ５は、下金型３を上金型２に対して接近離反するように昇降移動可能にするためのものであって、上型ダイプレート４上に設けられており、不図示の給排気装置によって駆動される。また、エアシリンダ５のシリンダ軸５ａは、例えば、上型ダイプレート４、上金型２、及び上部材３１に設けられた貫通孔（不図示）を通って、その先端部分が下金型３の下部材３２に取り付けられている。従って、シリンダ軸５ａを上方へと動作させることに伴って下金型３は上昇する。尚、下金型３を昇降移動可能にするための構成は、これに限定されるものではなく、下金型３にボールネジ機構を用いてサーボモータの駆動力によって昇降移動可能に構成しても良い。
【００２４】
ブロック６は、左右に分割された２つの略直方体の分割ブロック６ａからなるものであり、材質としては線膨張用の強度の強いアルミニウムが用いられている。この２つの分割ブロック６ａは、それぞれエアシリンダ（不図示）等によって支持板８上を左右に移動させることができる。また、分割ブロック６ａでは、図２に示すように、ヒーター７を挿入するための挿入孔６１が前後左右に等間隔で複数設けられている。
【００２５】
この挿入孔６１は、図３に示すように、分割ブロック６ａの下面６２から上面６３方向に向かって非貫通に設けられている。また、下面６２には、ヒーター７の配線７１を通すための配線溝６４が形成されている。そのため、図１に示すように、分割ブロック６ａを支持板８上に載置されている状態の場合でも、配線７１が分割ブロック６ａと支持板８に挟まれて断線するのを防止することができる。また、図５に示すように、２つの分割ブロック６ａからなるブロック６の上面６５は、下金型３の底面３２ｂよりも若干大きく形成されている。従って、ブロック６によって下金型３の底面３２ｂ全体を下方から押圧することができる。
【００２６】
ヒーター７は、分割ブロック６ａを加熱して線膨張させるためのものであって、電熱式ヒーター、パイプヒーター、バンドヒーター等種々のものを用いることができる。ヒーター７には、当該ヒーター７の温度を測定するために、半導体の温度特性を利用したサーミスタ等の周知の温度センサ（不図示）が設置されている。また、ヒーター７の配線７１及び温度センサは、それぞれ配線溝６４を通って制御部１０へと接続されている。この制御部１０は、予め設定された設定温度にヒーター７の温度を制御するためのものであり、温度センサから得られた測定温度をフィードバック制御可能な周知の温度コントローラ等を用いることができる。尚、図３では、ヒーター７の配線７１が１つの制御部１０に接続されている例を示しているが、１台又は数台のヒーター７毎に制御部１０に接続するよう構成しても良い。
【００２７】
支持板８は、ブロック６を支持するためのものであり、所定の耐圧性を有する金属板からなるものである。また、この支持板８は、上金型２を取り付ける上型ダイプレート４を固定するための複数の柱９を支持している。
【００２８】
以下、プレス装置１の動作について図１，４，５を参照しつつ説明する。プレス装置１では、プレス成形が行われる前は、図１に示すように、下金型３は下降した状態であり、分割ブロック６ａはそれぞれ左右に開放状態で待機している。
【００２９】
そして、この図１に示す状態から、プレス成形を行う場合には、まず下金型３に加熱軟化させたプラスチック材料等の成形材料Ｘを供給した後、エアシリンダ５を用いて下金型３を矢印Ａ方向へと上昇させ、図４に示すように、下金型３と上金型２で成形材料Ｘを挟んだ状態にする。
【００３０】
次に、図４の開放状態から、２つの分割ブロック６ａが、接近密着するようにエアシリンダ（不図示）等によって、それぞれ閉鎖方向Ｂへと支持板８上を移動させ、図５に示すように、下金型３の下面に分割ブロック６ａの上面が近接するように配置する。また、この際の下金型３の下面と分割ブロック６ａの上面との間隔は、約１〜数ｍｍ程度になるよう予め分割ブロック６ａの高さは調節されている。この状態からヒーター７を用いて分割ブロック６ａを加熱して線膨張させることにより、図５に示すように、分割ブロック６ａの矢印Ｃで示す上向きの圧力によって下金型３が上方へと押圧される。この際、分割ブロック６ａでは、等間隔にヒーター７が設けられているので、分割ブロック６ａの上方への線膨張を均等に調節することができ、下金型３に対して略均等に圧力を加えることができる。また、アルミニウムの線膨張率は、およそ２３×１０のマイナス６乗／℃と他の金属に比べて比較的高いので、効率良く下金型３を押圧することができる。
【００３１】
また、下金型３からプレス成形された成形部材を取り出す場合には、分割ブロック６ａを閉鎖状態から再び開放状態になるよう移動させた後、下金型３をエアシリンダ５を用いて下降させることにより、下金型３から成形部材を取り出すことができる。
【００３２】
以上、図１，４，５に示すプレス装置１では、ブロック６として左右に分割された２つの分割ブロック６ａからなるものを利用した場合について説明したが、ブロック６は、これに限定されるものではなく、１つのブロック６を支持板８上を移動させて下金型の下方へと配置させるように構成しても良い。
【００３３】
また、図６に示すように、本発明の他の実施形態に係るプレス装置１ａでは、上金型２の底面２１の中央部に略半球状に形成された凸部２２が設けられ、この上金型２が取り付けられる上型ダイプレート４の取付面４１の中央部には、凸部２２の高さよりも若干低く形成された略半球状の凹部４２を設けられている。凸部２２は、少なくとも下金型３を介してブロック６から受ける圧力に耐え得る程度の耐圧性を有する厚さに形成されている。プレス装置１ａでは、このように上型ダイプレート４の取付面４１に設けられる凹部４２の深さが、凸部２２の高さよりも若干低く形成されているため、上金型２が上型ダイプレート４に取り付けられた状態において、上金型２の底面２１と上型ダイプレート４の取付面４１は若干の隙間が生じている。従って、ブロック６によって押圧される下金型３が若干傾いていたとしても、その下金型２と平行になるように上金型３は追随するので、平行度を保つことができる。
【００３４】
尚、本発明の実施の形態は上述の形態に限るものではなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係るプレス装置は、金型を押圧することにより成形材料をプレス成形するための装置として有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１、１ａ    プレス装置
２          上金型
２１        底面
２２        凸部
３          下金型
３１        上部材
３１ａ      凸部
３２        下部材
３２ａ      凹部
４          上型ダイプレート
４１        取付面
４２        凹部
５          エアシリンダ
６          ブロック
６ａ        分割ブロック
６１        挿入孔
７          ヒーター
８          支持板
Ｘ          成形材料
【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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