JP2001321840A - プレス成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 流体圧シリンダの能力を、プレス成形のいか
なる瞬間をみても常に適正な出力またはストロークとな
るようにして無駄のない駆動を可能とし、また絞り加工
に必要なクッション機構のクッションバネを組み込むス
ペースの配慮も不要とする。 【解決手段】 両成形型２６Ａ，２６Ｂのうち、ワーク
がセットされる側の第１成形型２６Ａを駆動する第１流
体圧シリンダ１６は、型締め・型開きに必要なストロー
クに対応可能なストロ−ク優先の能力に設定されてい
る。また他方の第２成形型２６Ｂを駆動する第２流体圧
シリンダ１８はプレス成形の瞬間に必要な主加圧力に対
応可能な加圧力優先の能力に設定されている。そして前
記の第１流体圧シリンダ１６に、絞り加工のためのクッ
ション機構３０におけるクッションバネの役割を兼用さ
せている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属板などのワー
クに対して絞り加工を含む各種の加工を行うためのプレ
ス成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プレス成形装置は少なくとも一対の成形
型（上型および下型）を備え、一般的には下型が固定
で、上型が油圧シリンダなどによって上下に駆動する構
造になっている。この装置によるプレス成形の手順とし
ては、上型を上昇させた型開き状態でワークを下型にセ
ットした後、上型を下降させてプレス成形を行い、再び
上型を上昇させてワーク（成形品）を取り出す。

【０００３】前記ワークをプレス成形する瞬間において
は、前記油圧シリンダの出力に基づく主加圧力が重要で
あり、この主加圧力が不足すると適正なプレス成形は期
待できない。また前記のように型開き状態でワークをセ
ットしたり取り出したりする際は、上型と下型との間に
所定の距離が確保されていないと作業がしづらい。この
ため前記油圧シリンダには、前記の距離を確保するだけ
の駆動ストロークが必要である。したがって前記油圧シ
リンダには、前記の主加圧力が得られる高出力（大経）
のもので、かつ長ストローク（通常30cm以上）のものが
使用される。

【０００４】またプレス成形装置による絞り加工には、
例えば特開平１１−１５１５３１号公報で開示されてい
るようなクッション機構が必要である。このクッション
機構は、ワークの絞り加工部周辺にしわが生じるのを防
ぐためのものであり、その概要は前記下型の周りに設け
られているしわ押さえ部材が前記の主加圧力を受けてク
ッションバネ（ガスクッションやコイルスプリングな
ど）を圧縮しながら移動する構造になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記油圧シリンダの能
力については、プレスの瞬間だけをみると長いストロー
クは不要であり、また型開きのためだけをみれば高出力
は不要である。つまりプレス成形において、ある瞬間だ
けをみると必要以上に高出力または長ストロークの油圧
シリンダを用いていることになる。また前記の絞り加工
を行う場合には、前記クッション機構のガスクッション
やコイルスプリングなどを組み付けるためのスペースを
確保しなければならない。なおプレス成形のサイクルタ
イムを短縮するためには、プレスの瞬間を除いて前記上
型を高速で移動させる必要があり、結果として油圧シリ
ンダには高速かつ高出力で、しかも長ストロークといっ
た能力が要求される。そしてこの場合の油圧シリンダの
駆動速度に関しては上型の位置に応じてきめ細かな制御
が必要である。

【０００６】本発明は前記課題を解決しようとするもの
で、その目的は、絞り加工が可能な少なくとも一対の成
形型を駆動させるための流体圧シリンダの能力を、プレ
ス成形のいかなる瞬間をみても常に適正な出力またはス
トロークとなるようにして無駄のない駆動を可能とし、
また絞り加工に必要なクッション機構のクッションバネ
を組み込むスペースの配慮も不要とすることである。本
発明の他の目的は、プレス成形のサイクルタイムを短縮
する上での流体圧シリンダの速度制御を単純化すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するためのもので、請求項１に記載の発明は、絞り加工
が可能な少なくとも一対の成形型を備えているプレス成
形装置であって、前記一対の成形型をそれぞれ個別の流
体圧シリンダによって型締め・型開き方向に駆動するよ
うに構成されている。これらの両成形型のうち、ワーク
がセットされる側の第１成形型を駆動する第１流体圧シ
リンダは、型締め・型開きに必要なストロークに対応可
能なストロ−ク優先の能力に設定されている。また他方
の第２成形型を駆動する第２流体圧シリンダはプレス成
形の瞬間に必要な主加圧力に対応可能な加圧力優先の能
力に設定されている。そして前記の第１流体圧シリンダ
に、絞り加工のためのクッション機構におけるクッショ
ンバネの役割を兼用させている。

【０００８】この構成によれば、前記第１流体圧シリン
ダと第２流体圧シリンダとにより、プレス成形のための
ストロークと主加圧力とを分担しているので、プレス成
形のいかなる瞬間をみても常に適正な出力またはストロ
ークで成形型を無駄なく駆動できる。そして、このよう
にプレス成形に必要な能力を分担することにより、結果
として前記のようにストローク優先の第１流体圧シリン
ダに前記クッション機構のクッションバネの役割をもた
せることが可能となり、プレス成形装置にクッションバ
ネとしての特別な部材を組み込む必要がない。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
プレス成形装置であって、前記の型締め時において前記
第１成形型に作用する前記第２流体圧シリンダによる主
加圧力を受け止めるロック機構を備えているとともに、
この第１成形型の周りに配置されている前記クッション
機構のしわ押さえ部材が、前記の主加圧力により前記第
１流体圧シリンダをクッションバネとして所定の距離だ
け移動するように構成されている。このように前記ロッ
ク機構によって前記の主加圧力を受け止めることによ
り、前記第１流体圧シリンダは、専ら前記第１成形型を
ストロークさせることと、前記しわ押さえ部材が主加圧
力を受けて移動するときのクッションバネの働きをすれ
ばよい。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１記載の
プレス成形装置であって、前記第１流体圧シリンダが前
記第２流体圧シリンダに比較して高速駆動可能に設定さ
れている。この場合は、前記の型締め・型開きに際して
前記の第１成形型を高速で駆動させることにより、プレ
ス成形のサイクルタイムを短縮できる。またこの駆動速
度の制御は単純で、第１成形型のストローク位置に応じ
て細かく制御する必要もない。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１記載の
プレス成形装置であって、前記第１成形型が下型で、か
つ第２成形型が上型であるとともに、これらの成形型を
最下段に配して複数対の成形型が上下方向に直列に連な
り、前記第１流体圧シリンダは最下段の成形型の下側に
配置され、前記第２流体圧シリンダは最上段の成形型の
上側に配置されている。この構成により、複数対の成形
型を用いて一度に複数種のプレス成形を行う形式の装置
に対して容易に絞り加工をとり入れることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は複数対（3組）の成形型を上下に連ねた形
式のプレス成形型装置を型開き状態で表した正面図、図
２は図１の一部を表した拡大図、図３は図２の側面図、
図４は図３のIV−IV矢視方向の断面図である。これらの
図面に示されているようにこの装置における基部フレー
ム１０の上面には、その四隅から上方に延びる案内軸１
２がそれぞれ配置されており、各案内軸１２の上部には
上部フレーム１４が固定されている。そして基部フレー
ム１０には上向きの第１油圧シリンダ１６が設けられ、
上部フレーム１４には第１油圧シリンダ１６と同軸線上
において下向きの第２油圧シリンダ１８が設けられてい
る。

【００１３】このように本実施の形態のプレス成形装置
においては、これまで一つであった油圧シリンダを敢え
て二つに増やし、これらによってプレス成形に必要な能
力を分担している。すなわち第１油圧シリンダ１６は低
出力（小径）で、かつ長ストロークのものが使用され、
第２油圧シリンダ１８は高出力（大経）で、かつ短スト
ロークのものが使用されている。したがって第１油圧シ
リンダ１６は型締め・型開きに必要なストロークに対応
可能なストロ−ク優先の能力を有し、第２油圧シリンダ
１８はプレス成形の瞬間に必要な主加圧力に対応可能な
加圧力優先の能力を有する。ちなみに本実施の形態で
は、第１油圧シリンダ１６の出力が約3トンであるのに
対し、第２油圧シリンダ１８の出力は約300トンであ
る。

【００１４】前記の各案内軸１２（計4本）に案内され
て昇降できるように組み付けられた4枚のダイプレート
２０〜２３の間に、それぞれ上下で対をなす計3組の成
形型２６〜２８が縦方向に連なって配置されている。こ
れらのダイプレート２０〜２３のうち、最下段に位置す
る駆動ダイプレート２０は前記第１油圧シリンダ１６に
よって昇降駆動され、また最上段の駆動ダイプレート２
３は前記第２油圧シリンダ１８によって昇降駆動され
る。これらの両駆動ダイプレート２０，２３の間に位置
している2枚の従動ダイプレート２１，２２は、駆動ダ
イプレート２０，２３のいずれかの昇降駆動に追従して
移動する。ただし、これらの両従動ダイプレート２１，
２２の下降位置については、所定のストッパー手段（図
示外）により図１で示す位置に規制されている。

【００１５】前記の各成形型２６〜２８は、金属板など
のワークに対してそれぞれ個別のプレス成形を行うため
の金型である。これらのうちの最下段の成形型２６が絞
り加工用のもので、その下型２６Ａが駆動ダイプレート
２０の上面に固定され、上型２６Ｂが従動ダイプレート
２１の下面に固定されている。また中段の成形型２７は
例えば孔抜き加工用で、その下型２７Ａが従動ダイプレ
ート２１の上面に、かつ上型２７Ｂが従動ダイプレート
２２の下面にそれぞれ固定されている。最上段の成形型
２８は例えばフランジ曲げ加工用で、その下型２８Ａが
従動ダイプレート２２の上面に、かつ上型２８Ｂが駆動
ダイプレート２３の下面に固定されている。なお各成形
型２６〜２８は、それぞれの交換や点検のために個々の
ダイプレート２０〜２３に対して脱着可能となってい
る。

【００１６】つづいて絞り加工用の前記成形型２６にお
ける各種の補助機構について説明する。まず絞り加工に
必要なクッション機構３０については、前記駆動ダイプ
レート２０の上面において前記下型２６Ａの周りに配置
されたしわ押さえ部材３２を備えている。このしわ押さ
え部材３２は駆動ダイプレート２０の上面にのせてある
だけで、下型２６Ａに対して上下動可能である。また駆
動ダイプレート２０の下部には所定の距離を隔ててクッ
ションプレート３４が配置されており、このクッション
プレート３４の下面には前記第１油圧シリンダ１６のシ
リンダロッド１６ａが固定されている。なおこのシリン
ダロッド１６ａは、つぎに説明するロック機構４０のロ
ックプレート４２に対して図３，４の左右方向に長く形
成された孔４２ａを貫通している。

【００１７】すなわち前記クッションプレート３４は、
前記第１油圧シリンダ１６の駆動により、まず前記ロッ
クプレート４２の上面に接した位置から前記駆動ダイプ
レート２０の下面に接するまで上昇し、その後に駆動ダ
イプレート２０とともに上昇する。そしてこのクッショ
ンプレート３４の上面には両サイドに3本ずつ計6本のク
ッションピン３６が固定されており、これらのクッショ
ンピン３６の先端面は前記駆動ダイプレート２０の孔を
貫通して前記しわ押さえ部材３２の下面にそれぞれ接し
ている。したがって前記のようにクッションプレート３
４が駆動ダイプレート２０の下面に接するまで上昇する
ことで、各クッションピン３６を通じて前記しわ押さえ
部材３２が前記下型２６Ａに対して相対的に押し上げら
れる。

【００１８】さて絞り加工用の成形型２６においては、
その下型２６Ａがストロ−ク優先の前記第１油圧シリン
ダ１６によって駆動される「第１成形型」であり、上型
２６Ｂが加圧力優先の前記第２油圧シリンダ１８の駆動
力を間接的に受ける「第２成形型」である。この「第１
成形型」である下型２６Ａ、つまり前記駆動ダイプレー
ト２０は、「第２成形型」である上型２６Ｂを通じて作
用する第２油圧シリンダ１８による主加圧力を最下段に
おいて受け止める必要がある。そこでこの主加圧力を受
け止めるためのロック機構４０について説明する。

【００１９】前記駆動ダイプレート２０の下部に位置し
ているロックプレート４２は、この駆動ダイプレート２
０の下面に固定された一対のガイド４４によって図３，
４の左右方向へ移動可能に支持されている。このロック
プレート４２の下面には、両サイドに2本ずつ計4本のロ
ックピン４６が固定されている。これらのロックピン４
６は前記基部フレーム１０の上板にあけられている孔に
対して上下にスライドできるように貫通しており、この
状態でのロックプレート４２は基部フレーム１０によっ
て前記移動が拘束されている。また駆動ダイプレート２
０の側部には、ロックプレート４２を移動させるための
横向きのシリンダ４８（油圧シリンダなど）が設けられ
ている。なお前記のように第１油圧シリンダ１６のシリ
ンダロッド１６ａが貫通しているロックプレート４２の
前記孔４２ａは、このロックプレート４２の移動方向に
長く、その移動によってもシリンダロッド１６ａと干渉
しないようになっている。

【００２０】つぎに前記プレス成形装置の作動について
説明する。このプレス成形装置の非作動状態において
は、図１で示すように第１油圧シリンダ１６はおよび第
２油圧シリンダ１８におけるそれぞれのシリンダロッド
１６ａ，１８ａは最も後退している。この状態での前記
クッション機構３０およびロック機構４０をみてみる
と、図２〜４から明らかなように前記クッションプレー
ト３４はロックプレート４２の上面に接した位置にあ
り、前記シリンダ４８のシリンダロッド４８ａ は後退
している。

【００２１】そこでプレス成形装置を作動状態にする
と、第１油圧シリンダ１６のシリンダロッド１６ａが突
出して前記のようにクッションプレート３４が駆動ダイ
プレート２０の下面に接する位置まで上昇し、各クッシ
ョンピン３６を通じて前記しわ押さえ部材３２が押し上
げられた初期状態となる。この初期状態が図５，６に示
されており、ここで第１油圧シリンダ１６の駆動は一旦
停止し、前記しわ押さえ部材３２の上に金属板などのワ
ーク（図示外）をのせる。なお残る二つの成形型２７，
２８についても個々の下型２７Ａ，２８Ａの上にそれぞ
れ所定のワークをのせる。

【００２２】前記の初期状態から始動スイッチを入れる
ことにより、プレス成形がスタートする。まず第１油圧
シリンダ１６のシリンダロッド１６ａが全ストローク突
出する。これにより、最初に前記駆動ダイプレート２０
が前記クッションプレート３４を通じて押し上げられ、
結果として成形型２６の下型２６Ａおよびしわ押さえ部
材３２が上昇して上型２６Ｂにワークを挟んだ状態で当
接する。その後、前記駆動ダイプレート２０により従動
ダイプレート２１が押し上げられて成形型２７の下型２
７Ａが上型２７Ｂに当接し、つづいて従動ダイプレート
２２が押し上げられて成形型２８の下型２８Ａが上型２
８Ｂに当接する。この状態が図７に示されている。

【００２３】前記ロック機構４０については、そのロッ
クプレート４２およびロックピン４６が前記駆動ダイプ
レート２０とともに上昇するので、図８，９から明らか
なように各ロックピン４６が基部フレーム１０の孔から
抜け出てロックプレート４２の移動に対する前記の拘束
が解除された格好になる。ここで前記シリンダ４８のの
シリンダロッド４８ａが突出し、ロックプレート４２が
各ロックピン４６とともに図１０で示す位置に移動す
る。これによって各ロックピン４６の下端が前記基部フ
レーム１０の上面に設けられているストッパー４７の上
に位置し、ロック機構４０を含む駆動ダイプレート２０
の下降が基部フレーム１０で受け止められた状態とな
る。

【００２４】この後、前記第２油圧シリンダ１８のシリ
ンダロッド１８ａが突出し、図７の状態にある前記駆動
ダイプレート２３を主加圧力によって押し下げ、これに
連動して従動ダイプレート２１，２２を上段から順に押
し下げる。この状態が図１１に示されている。このとき
の前記駆動ダイプレート２０は、前記ロック機構４０に
よって下降できないように支えられているので、第２油
圧シリンダ１８による主加圧力を受け止めることができ
る。ただし前記しわ押さえ部材３２については、図１１
で示すように前記上型２６Ｂの側に固定されている複数
本のしわ押さえピン３３を通じて主加圧力を受けること
により、図１２，１３からも明らかなようにクッション
プレート３４とともに押し下げられる。

【００２５】すなわち前記クッションプレート３４は、
第２油圧シリンダ１８に比べて出力の小さい第１油圧シ
リンダ１６のシリンダロッド１６ａで支えられているの
で、この第１油圧シリンダ１６がクッション機構３０の
クッションバネとして機能する。したがって前記しわ押
さえ部材３２は、図１２，１３で示すように前記ロック
プレート４２の上面に当たり、結果的には前記ガイド４
４を介して前記駆動ダイプレート２０で支えられるまで
下降する。これにより前記の主加圧力に基づいて成形型
２６においてはワークに対する絞り加工が行われ、残る
二つの成形型２７，２８においてもそれぞれのプレス成
形が行われる。

【００２６】つぎにプレス成形後の作動を、主として絞
り加工用の前記成形型２６およびその補助機構について
説明する。まず最初に前記第２油圧シリンダ１８のシリ
ンダロッド１８ａが後退して前記の主加圧力が解除され
ると、それに伴う第１油圧シリンダ１６のシリンダロッ
ド１６ａの突出によってクッションプレート３４が押し
上げられる。このため各クッションピン３６を通じて前
記しわ押さえ部材３２が図１０の位置に押し上げられ
る。ついで前記ロック機構４０が、そのシリンダ４８の
作動によって図１０の状態から図９の状態に復帰し、前
記ロックプレート４２の各ロックピン４６が前記基部フ
レーム１０の各貫通孔と対向したロック解除位置に戻
る。

【００２７】ここで前記第１油圧シリンダ１６のシリン
ダロッド１６ａが後退し、前記駆動ダイプレート２０が
図５，６で示す位置に下降し、プレス成形装置としては
前記の初期状態となる。このとき、前記従動ダイプレー
ト２１，２２も図７の位置から前記の規制位置まで下降
している。この状態において各成形型２６，２７，２８
から成形後のワークを取り出すとともに、新しいワーク
をセットして始動スイッチを入れることにより、つぎの
プレス成形がスタートする。

【００２８】以上のように本実施の形態では、前記第１
油圧シリンダ１６と第２油圧シリンダ１８とによってプ
レス成形に必要な能力を分担することで、常に適正な出
力またはストロークでプレス成形を行うことができると
ともに、ストローク優先の第１油圧シリンダ１６に前記
クッション機構３０のクッションバネの役割をもたせる
ことが可能となる。また前記第１油圧シリンダ１６を第
２油圧シリンダ１８と比較して高速駆動タイプとするこ
とにより、図１および図７で示すプレス成形装置の型締
め・型開きに要する時間が短縮され、その結果としてプ
レス成形のサイクルタイムが短縮される。

【００２９】以上は本発明の好ましい実施の形態を図面
に関連して説明したが、この実施の形態については本発
明の趣旨から逸脱しない範囲で容易に変更または変形で
きるものである。例えばプレス成形装置については、複
数対の成形型を上下に連ねた形式に代えて、ストロ−ク
優先の第１油圧シリンダ１６によって駆動される下型２
６Ａ（第１成形型）と、加圧力優先の第２油圧シリンダ
１８の駆動力を受ける上型２６Ｂ（第２成形型）とから
なる絞り加工用の成形型２６のみを備えた形式であって
もよい。なお第１油圧シリンダ１６および第２油圧シリ
ンダ１８は、ワークの材質などによりエアシリンダなど
の流体圧シリンダに代えることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】プレス成形型装置を型開き状態で表した正面
図。

【図２】図１の一部を拡大して表した構成図。

【図３】図２の側面を表した構成図。

【図４】図３のIV−IV矢視方向の断面図。

【図５】プレス成形装置の初期状態を図２と対応させて
表した構成図。

【図６】図５の側面を表した構成図。

【図７】プレス成形型装置を型締め状態で表した正面
図。

【図８】図７の一部を拡大して表した構成図。

【図９】図８の側面を表した構成図。

【図１０】ロック機構のロック状態を図９と対応させて
表した構成図。

【図１１】プレス成形型装置を加圧（成形）状態で表し
た正面図。

【図１２】図１１の一部を拡大して表した構成図。

【図１３】図１２の側面を表した構成図。

【符号の説明】

１６ 第１油圧シリンダ（第１流体圧シリンダ） １８ 第２油圧シリンダ（第２流体圧シリンダ） ２６ 絞り加工用の成形型 ２６Ａ 下型（第１成形型） ２６Ｂ 上型（第２成形型） ３０ クッション機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絞り加工が可能な少なくとも一対の成形
   型を備えているプレス成形装置であって、 前記一対の成形型をそれぞれ個別の流体圧シリンダによ
   って型締め・型開き方向に駆動するように構成され、両
   成形型のうち、ワークがセットされる側の第１成形型を
   駆動する第１流体圧シリンダは、型締め・型開きに必要
   なストロークに対応可能なストロ−ク優先の能力に設定
   され、他方の第２成形型を駆動する第２流体圧シリンダ
   はプレス成形の瞬間に必要な主加圧力に対応可能な加圧
   力優先の能力に設定され、前記の第１流体圧シリンダ
   に、絞り加工のためのクッション機構におけるクッショ
   ンバネの役割を兼用させているプレス成形装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプレス成形装置であっ
   て、 前記の型締め時において前記第１成形型に作用する前記
   第２流体圧シリンダによる主加圧力を受け止めるロック
   機構を備えているとともに、この第１成形型の周りに配
   置されている前記クッション機構のしわ押さえ部材が、
   前記の主加圧力により前記第１流体圧シリンダをクッシ
   ョンバネとして所定の距離だけ移動するように構成され
   ているプレス成形装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のプレス成形装置であっ
   て、 前記第１流体圧シリンダが前記第２流体圧シリンダに比
   較して高速駆動可能に設定されているプレス成形装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のプレス成形装置であっ
   て、 前記第１成形型が下型で、かつ第２成形型が上型である
   とともに、これらの成形型を最下段に配して複数対の成
   形型が上下方向に直列に連なり、前記第１流体圧シリン
   ダは最下段の成形型の下側に配置され、前記第２流体圧
   シリンダは最上段の成形型の上側に配置されているプレ
   ス成形装置。