(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧成形用の成形金型が挿入される鋼板積層構造の型締めフレームの内部に、複数の型締めシリンダを配置した液圧成形装置の型締め装置であって、これらの型締めシリンダは共通のベース上に直列に配置されユニット化され、ユニット毎に型締めフレームから取り外し可能としたものであり、かつ各型締めシリンダとして、圧力室に複数個の作動流体流通孔を設けたものを用い、各型締めシリンダの片側の作動流体流通孔を供給専用孔とし、反対側の作動流体流通孔を排出専用孔として、圧力室内を作動流体が一方向に流れる構造としたことを特徴とする液圧成形装置の型締め装置。
【請求項２】
複数の型締めシリンダを直列に配置し、隣接する型締めシリンダの圧力室を直列に連通させた請求項１記載の液圧成形装置の型締め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルジ成形装置、ハイドロフォーム装置等の液圧成形装置に用いられる型締め装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような液圧成形装置は、金属管等の成形素材を成形金型内に装入し、成形素材の内部に数百ＭＰａの高い液圧を加えて塑性変形を生じさせ、所定の形状に成形する装置である。このとき成形金型は内圧により押し広げられようとするため、型締めが必要となる。このための型締め装置として、従来は油圧プレス装置のような巨大なシリンダが用いられてきた。
【０００３】
この従来のシリンダは、図６に示すようにピストン１を挟んで押側圧力室２と引側圧力室３とを設けたものであって、型締め時には押側注入口４から押側圧力室２に加圧オイルのような作動流体を供給することによりロッド５を前進させ、成形後は引側注入口６から引側圧力室３に作動流体を供給することによりロッド５を待機位置まで復帰させる構造のものである。
【０００４】
ところが上記のような従来の型締め装置は、巨大なシリンダを用いているための装置全体が大型化し、場所を取るうえに高価な設備となるとの問題や、シリンダ内に大量の作動流体を供給・排出する必要があるために迅速に動作させることが難しく、成形のサイクルタイムが長くなる等の問題があった。
【０００５】
そこで本発明者等は、液圧成形用の成形金型が挿入される型締めフレームの内部下面に、偏平でショートストロークのシリンダを配置し、成形金型を挿入した後に成形金型を押し上げて型締めを行うようにした型締め装置を開発中である。このような型締めフレームと偏平なシリンダとの組み合わせにより、上記の問題は解決できる。
【０００６】
しかし、ショートストロークのシリンダを用いた場合にはシリンダ内への作動流体の出入りが少ないため、作動流体がシリンダの圧力室内、作動流体供給孔、配管等の内部に滞留しやすい。その結果、スケールやスラッジの堆積や、作動流体中の有機物の腐食等によって配管の詰まりやシリンダの局部腐食の発生が懸念される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決して、装置サイズが小型で迅速な型締め動作が可能であり、しかも配管の詰まりやシリンダの局部腐食が発生するおそれのない液圧成形装置の型締め装置を提供するためになされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、液圧成形用の成形金型が挿入される鋼板積層構造の型締めフレームの内部に、複数の型締めシリンダを配置した液圧成形装置の型締め装置であって、これらの型締めシリンダは共通のベース上に直列に配置されユニット化され、ユニット毎に型締めフレームから取り外し可能としたものであり、かつ各型締めシリンダとして、圧力室に複数個の作動流体流通孔を設けたものを用い、各型締めシリンダの片側の作動流体流通孔を供給専用孔とし、反対側の作動流体流通孔を排出専用孔として、圧力室内を作動流体が一方向に流れる構造としたことを特徴とするものである。なお、複数の型締めシリンダを直列に配置し、隣接する型締めシリンダの圧力室を直列に連通させた構造とすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明をその実施の形態とともに更に詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の液圧成形装置の型締め装置は、型締めフレーム１０の内部下面に、型締めシリンダ１１を配置したものである。型締めフレーム１０は例えば鋼板積層構造として十分な剛性を持たせ、その内部に液圧成形用の成形金型１２を挿入できるものである。この実施形態では、型締めフレーム１０はＣ型であるが、その形状は必ずしもこれに限定されるものではない。成形金型１２と型締めフレーム１０との間隙は小さいため、偏平でショートストロークの型締めシリンダ１１が用いられる。
【００１０】
この実施形態の型締めシリンダ１１は荷重戻し形シリンダであって、図２に示すように上面が開口した偏平な有底筒状のケース１３の内部に偏平なラム１４を装入したものである。ラム１４の周囲に設けたシール１５によりケース１３の内面との間はシールされている。ラム１４の下部は圧力室１６であり、ケース１３の側壁下部に形成された作動流体流通孔１７から加圧オイルなどの作動流体が供給されるとラム１４は上方に移動し、作動流体が排出されるとラム１４（及び成形金型１２）の重量によってラム１４は下方に戻される構造となっている。
【００１１】
前記したように、このようなショートストロークのシリンダは圧力室１６への作動流体の出入りが少ないためにスケールやスラッジの堆積が生じやすいのであるが、本発明では図２に示したように、圧力室１６に複数個の作動流体流通孔１７、１７を設けて、供給された作動流体が圧力室１６内を通り抜けるようにしてある。
【００１２】
すなわち、片側の作動流体流通孔１７を供給専用孔とし、反対側の作動流体流通孔１７を排出専用孔としておけば、１回の型締め毎に圧力室１６内の作動流体が入れ替わり、圧力室１６内や配管内へのスケールやスラッジの堆積が生じにくくなる。また、このように圧力室１６内を作動流体が一方向に流れる構造とすることにより、圧力室１６内のエア抜きが可能となる。
【００１３】
このように構成された本発明の型締め装置は、成形素材が装入された成形金型１２を型締めフレーム１０の内部に挿入したうえ、作動流体を片側の作動流体流通孔１７から圧力室１６に供給すれば、型締めシリンダ１１のラム１４は押し上げられて成形金型１２の型締めが行われる。この状態で従来と同様に成形金型１２の内部に液圧が加えられ液圧成形が行われるが、その間の成形金型１２の型開きは、型締めシリンダ１１により確実に防止される。成形完了後は、作動流体を反対側の作動流体流通孔１７から排出すると、ラム１４はラム１４の自重及び成形金型１２の重量により下降し、原位置に戻される。
【００１４】
このような型締めシリンダ１１は、従来の複動型のシリンダとは異なり構造が簡単であり、背を低くしたコンパクトな構造とすることができる。また、成形金型１２を型締めフレーム１０に挿入したうえ型締めするため、ショートストロークのシリンダでよく、迅速な成形速度を達成することができる。また、全体が偏平で坐屈の恐れがなく、大出力を出すことができる。さらにケース１３とラム１４とはシール１５のみによって接しているため、ラム１４が多少傾いても支障なく作動することができる。このためＣ型の型締めフレーム１０が型締め反力により口を開くように弾性変形し、ラム１４の上面が多少傾斜した場合にも、動作に支障は生じない。
【００１５】
成形金型１２が小型の場合には、上記した型締めシリンダ１１は単一であってもよい。しかし実用的には、成形金型１２が大型になることが多いため、図３、図４に示すように複数個の型締めシリンダ１１を型締めフレーム１０の内部下面に配置した構造とする。このような構造とすれば、大きい型締め荷重を各型締めシリンダ１１に最適に分配することができる。この場合にも、図示のように複数の型締めシリンダ１１を直列に配置し、隣接する型締めシリンダ１１の作動流体流通孔１７、１７どうしを配管１９により直列に接続させ連通させれば、配管系統を単純化できるとともに、トータルの配管長さを短縮することができる。
【００１６】
また、複数のシリンダを直列に接続すると、中央部のシリンダを交換したい場合には端部から順番に配管を外して行かねばならず、多くの手数がかかる。しかし図３に示すように複数の型締めシリンダ１１を共通のベース１８上に直列に配置してユニット化しておけば、ユニット毎に型締めフレーム１０から取り外すことができ、オフラインで故障修理が行えるため、装置の休止時間を短縮することができる。
【００１７】
なお、上記の実施形態ではケース１３の１８０度の位置に作動流体流通孔１７、１７を配置したが、図５に示すように２つの作動流体流通孔１７、１７間の角度を適当に変更することもできる。さらに作動流体流通孔１７の数を３以上とすることも可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の液圧成形装置の型締め装置は、液圧成形用の成形金型が挿入される型締めフレームの内部に、圧力室に複数個の作動流体流通孔を設けた型締めシリンダを配置したものである。この結果、従来のような巨大なシリンダが不要となって装置を小型化でき、迅速動作が可能となって成形のサイクルタイムを短縮できる。
【００１９】
また、圧力室に複数個の作動流体流通孔を設けて片側の作動流体流通孔を供給専用孔とし、反対側の作動流体流通孔を排出専用孔として、圧力室内を作動流体が一方向に流れる構造としたため、圧力室内の作動流体が入れ替わり易く、スケールやスラッジの堆積が生じにくくなるとともに、有機物の腐食によるシリンダの部分腐食も防止でき、圧力室内のエア抜きも可能となる。
【００２０】
更に本発明の構造とすれば、配管系統の簡素化やメンテナンスの容易化を図ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す側面図である。
【図２】型締めシリンダの断面図である。
【図３】多数の型締めシリンダの配置例を示す平面図である。
【図４】図３の正面図である。
【図５】他の実施形態を示す型締めシリンダの平面図である。
【図６】従来の型締め装置の概念図である。
【符号の説明】
１ ピストン
２  押側圧力室
３  引側圧力室
４  押側注入口
５  ロッド
６  引側注入口
７  ピストンシール
８  ロッドシール
１０  型締めフレーム
１１  型締めシリンダ
１２  成形金型
１３  ケース
１４  ラム
１５  シール
１６  圧力室
１７  作動流体流通孔
１８  ベース
１９  配管
【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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