JP2005081415A - 逐次加圧プレス装置および逐次加圧プレス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 加圧力を確実に伝達させる逐次加圧プレス装置を提供する。
【解決手段】 型締めおよび型開き方向と同方向となるよう複数対の成形型１５を直列状に連ねて配置し、夫々の成形型１５は隣接する成形型１５と共にプレス加圧装置１１により型締めおよび型開き動作される逐次加圧プレス装置１を構成し、前記複数対の成形型１５のうちの型締め時に金型形状面同士が接触しない成形金型１５の型締め完了時に成形金型１５のそれ以上の収縮を阻止する間隔保持手段としてダイプレート１４、１３に突起２５を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数対の成形型を直列に備えた逐次加圧プレス装置および逐次加圧プレス方法に関するものである。

従来から複数対の成形型を直列に備えたプレス成形装置が知られている（特許文献１参照）。

これは、複数対の成形型を、その型締め・型開き方向と同方向に直列状に連ね、かつ共通のプレス駆動源によって、それぞれ型締め・型開き動作可能に配設し、プレス成形型装置の設置スペースを小さくし、かつ複数対の成形型のうち、プレス加工において最も大きい力が必要となる一対の成形型に対応するプレス力を有する程度のプレス駆動源に留めるものである。
特開２０００−１５４９６号公報

しかしながら、上記従来例では、型締めされる加工負荷が低い成形型を経由して順次加工負荷の高い成形型へ加圧力を伝達する構成となっているため、剪断加工金型や曲げ加工金型等のように型締めされても金型形状面同士が接触しない金型を含む場合には、加圧力が加工負荷の高い成形型へ伝達されないという不具合があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、加圧力を確実に伝達させる逐次加圧プレス装置および逐次加圧プレス方法を提供することを目的とする。

本発明は、型締めおよび型開き方向と同方向となるよう複数対の成形型を直列状に連ねて配置し、夫々の成形型は隣接する成形型と共にプレス加圧装置により型締めおよび型開き動作される逐次加圧プレス装置であり、前記複数対の成形型のうちの型締め時に金型形状面同士が接触しない成形金型の型締め完了時に成形金型のそれ以上の収縮を阻止する間隔保持手段を備える。

したがって、本発明では、型締めおよび型開き方向と同方向となるよう複数対の成形型を直列状に連ねて配置し、夫々の成形型は隣接する成形型と共にプレス加圧装置により型締めおよび型開き動作される逐次加圧プレス装置であり、前記複数対の成形型のうちの型締め時に金型形状面同士が接触しない成形金型の型締め完了時に成形金型のそれ以上の収縮を阻止する間隔保持手段を備える。このため、剪断加工および曲げ加工が実行される成形金型、トリム成形金型、ピアス成形金型、フランジ成形金型、および、カムフランジ成形金型等が複数対の成形型に含まれていても、確実にプレス加圧力を伝達でき、全ての成形型にて確実な型締めが行える。

以下、本発明の逐次加圧プレス装置および逐次加圧プレス方法を実施形態に基づいて説明する。

図１は、本発明を適用した逐次加圧プレス装置の第１実施形態を示す概略構成図である。図１において、逐次加圧プレス装置１は、プレス装置２とプレス装置２へのワークＷの搬入・搬出およびプレス装置２の次工程の成形金型１５へ順次搬送する搬送装置３とを備える。

前記プレス装置２は、水平方向（この場合の水平方向は、水平方向に近い斜め方向も含まれる。以下に記載する水平方向は全てこの意味で用いる）に配置されたプレスフレーム１０と、プレスシリンダ等の加圧装置１１と、加圧装置１１により水平方向に駆動される駆動ダイプレート１２およびプレスフレーム１０に固定の固定ダイプレート１３との間にプレスフレーム１０に水平方向に移動可能に配置した複数の従動ダイプレート１４と、駆動ダイプレート１２、従動ダイプレート１４、および固定ダイプレート１３の夫々の対抗面に対向して固定した成形金型１５とから構成している。

前記プレスフレーム１０は、両端のフレーム９を連結する水平方向に延びた複数（例えば、４本）の棒状ガイドロッドにより構成している。図示例のフロアに設置されたプレスフレーム１０は設置する床に載置されている。これらのプレスフレーム１０は、固定ダイプレート１３、駆動ダイプレート１２および従動ダイプレート１４の夫々の四隅に係合若しくは貫通し、固定ダイプレート１３は移動しないように固定し、且つ駆動ダイプレート１２および従動ダイプレート１４は水平方向に移動可能に案内している。

前記加圧装置１１は、底部を一方のフレーム９に当接させ且つ四隅のプレスフレーム１０に固定されたプレスシリンダ１１Ａを備え、シリンダ１１Ａから伸縮するピストンロッド１１Ｂにより駆動ダイプレート１２を固定ダイプレート１３に向けて押圧可能である。

前記駆動ダイプレート１２および複数の従動ダイプレート１４は、夫々のダイプレート１２〜１４間に配置した図示しないスプリング等の間隔保持手段により互いに離間方向に付勢され、加圧装置１１のピストンロッド１１Ｂが後退位置に位置する型開き時には、互いの間隔が等距離となる定位置で停止する。

前記成形金型１５（１５Ａ〜１５Ｆ）は、対向する前記ダイプレート１２〜１４の夫々の対抗面に対向して着脱可能に固定され、対向する金型１５同士で一対となってワークＷを成形可能である。そして、一度のプレス作動により初期プレス加工から最終プレス加工までの複数の加工ステージを備えるよう各ステージ毎に異なる成形金型１５を配置した多段ステージを構成している。即ち、前記複数対の成形金型１５は、例えば、加圧装置側から順に、切断されたブランク材を絞り加工するドロー金型、トリミング加工するトリム金型、ピアス加工するピアス金型、折曲げ加工するフランジ金型やカムフランジ金型を必要に応じて配列して、ワークＷが各ステージで順次プレス加工されることで完成品に成形される。そして、図示例では、加圧装置１１側から第１加工ステージ（成形金型１５Ａ）〜第６加工ステージ（成形金型１５Ｆ）を構成し、ステージ順にワークＷを成形加工し、ワークＷを搬送手段３により順次隣接するステージに搬送して、最後のステージでの成形加工を完了するときワークＷが完成品となって、搬送装置３により搬出されるよう構成している。

前記搬送装置３は、プレス装置２の両端のフレーム９に支持されたフィードバー５と、フィードバー５に固定して設けられて型開きした各金型１５にワークＷを投入し且つ取出す複数のハンド４（４Ａ〜４Ｇ）とから構成している。前記フィードバー５は、プレス装置２の型締め・型開き方向と直交する方向にフレーム９に沿って昇降可能であり、また、複数のハンド４をプレス装置２の型締め・型開き方向と平行に移動可能である。各ハンド４Ａ〜４Ｇは、型開きされた各成型金型１５のピッチ毎にフィードバー５に配置され、その数はプレス装置２のステージ数より１個多く配置されている。ここでは、加圧装置１１側から順に第１ハンド４Ａ〜第７ハンド４Ｇとする。

フィードバー５の動作は、図１に示すプレス装置２の各金型１５からの退避位置から行うワーク投入動作と、図１の位置より１ピッチ分左側の退避位置から行うワーク取出し動作とがあり、プレス装置の型開き時に、先ずワークの取出し動作がなされた後、隣接する次ステージの金型１５上（図示位置）へ移動してワークＷを投入するワーク投入動作が一連に行われる。ワーク投入動作は、図１に示す退避位置から下降して各ワークＷの各金型１５への投入位置を経由して水平移動して保持した各ワークＷを各金型１５へ係止させるロケート位置に至り、ワークＷを離脱した後に上昇するよう作動される。ワーク取出し動作は、図１の位置より１ピッチ分左側の退避位置から下降して複数のハンド４を各金型１５に接近させて各金型１５の成形されたワークＷのロケート位置を経由して各ワークＷを各金型１５から離脱させて水平移動して投入位置に至り、次いで成形された各ワークＷを保持して上昇するよう作動される。

図２は、前記複数対の成形金型１５の内の剪断加工および曲げ加工が実行される成形金型の一例を示したものである。図２において、駆動ダイプレート１２（若しくは、従動ダイプレート１４）と従動ダイプレート１４（若しくは、固定ダイプレート１３）の対向面の一方にポンチ１６を、また、他方にセクショナルダイ１７およびダイスプリング１８で弾性支持したパッド１９を備えたホルダ２０を固定している。ホルダ２０の中央には、パッド１９を貫通させてピアスポンチ２１が配置され、ピアスポンチ２１と対向するポンチ１６の中央にはボタンダイ２２を配置している。

前記剪断加工および曲げ加工が実行される成形金型１５においては、ワークＷを投入し成形金型１５にロケートさせると図２に示す状態となる。そして、加圧装置１１によりダイプレート１２〜１４同士を接近させて型締めすると、図３に示すように、ワークＷはパッド１９によりポンチ１６上に押付けて保持され、次に、ダイスプリング１８を撓ませつつセクショナルダイ１７およびピアスポンチ２１が前進して、ポンチ１６周囲でフランジ加工がなされると共にポンチ１６中央のボタンダイ２２部分でピアスポンチ２１による穴明け加工がなされる。

前記駆動ダイプレート１２（若しくは、従動ダイプレート１４）と従動ダイプレート１４（若しくは、固定ダイプレート１３）の周縁には、互いに相手側へ伸びる突起２５を一体（若しくは、別体）に設けている。突起２５の先端面２６は、ダイプレート１４（１２、１３）の表面と平行な面で形成されている。突起２５の高さは、ダイプレート１４（１２、１３）が互いに接近して突起２５の先端面２６同士が接触するとき、図３に示すように、型締めが完了する高さに設定され、それ以上のダイプレート１４（１２、１３）の接近を阻止し、突起２５を介してダイプレート１４（１２、１３）同士で加圧力を伝達するよう構成している。突起２５は、ダイプレート１４（１２、１３）の周縁全体に設けてもよく、また、図４に示すように、対向する上下若しくは対向する左右にのみ設けてもよい。以上のような突起２５が設けられる成形金型１５は、型締めされても金型形状面同士が接触しない成形金型であり、剪断加工および曲げ加工が実行される成形金型に限定されるのではなく、トリム成形金型、ピアス成形金型、フランジ成形金型、カムフランジ成形金型等の成形金型にも適用する。ただし、型締めされて金型形状面同士が接触する、例えば、絞り成形金型（ドロー成形金型）には突起を設ける必要がない。

以上の構成の逐次加圧プレス装置１の動作について以下に説明する。この場合、成形金型１５Ａおよび１５Ｂをドロー成形金型としてダイプレート１２、１４には突起が設置されておらず、成形金型１５Ｃ〜１５Ｆをいずれもピアス成形金型、トリム成形金型、フランジ成形金型、カムフランジ成形金型等として、設置するダイプレート１４、１３はいずれも突起２５を備えるものである場合を例として説明する。

逐次加圧プレス装置１のプレス装置２は、プレス加工を中断若しくは停止させる場合には、フィードバー５により各ワークＷが各金型１５から退避させた、図１に示す状態で停止される。この状態では、プレス装置２は各金型１５を型開きさせた状態であり、搬送装置３は各金型１５からワークＷを退避させ、次工程の各金型１５上で各ワークＷをハンド４に把持して待機している。搬送装置３の加圧装置１１に最も近い第１ハンド４Ａには、前工程からの退避時において、図示しない搬入装置により搬入された未加工のブランク材Ｗ０が把持されている。また、加圧装置１１から最も遠い第７ハンド４Ｇには、前工程の最終ステージで成形された完成品Ｗが吸着カップにより吸着して保持され、その他の第２〜第６ハンド４Ｂ〜４Ｆには、加工途中のワークＷが夫々把持されている。

逐次加圧プレス装置１が起動されると、先ず搬送装置３のフィードバー５によるワーク投入動作がなされ、夫々のワークＷを各金型１５に係合させて、各ハンド４を図１の状態に復帰させる。吸着カップを備えた第７ハンド４Ｇは固定ダイプレート１３の背面に至り、吸着カップを開放して、完成品Ｗを図示しない治具に保持させる。

次いで、プレス装置２は、加圧装置１１を作動させて、そのピストンロッド１１Ｂを伸長させ、駆動ダイプレート１２を押圧する。駆動ダイプレート１２の固定ダイプレート１３側への移動により、各間隔保持手段を収縮させつつ、第１ステージの成形金型１５ＡがワークＷを挟んで当接し、次いで、第２ステージの成形金型１５ＢがワークＷを挟んで当接し、順次、第６ステージまでの成形金型１５Ｃ〜１５ＦがワークＥを挟んで当接する。さらに加圧装置１１により駆動ダイプレート１２を押圧すると、加工負荷の小さい、例えば、成形金型１５Ｃ〜１５Ｆのいずれかから順に型締めされてワークＷのプレス成形が開始され、順次ダイプレート１４、１３の突起２５の先端面２６同士を接触させる。突起２５の先端面２６同士が接触して型締めされた成形金型１５Ｃ〜１５Ｆは、突起２５の接触によりそれ以上の型締め方向の収縮は停止され、加圧装置１１の作動による加圧力をそのまま隣接する型締めされていない成形金型１５に伝達する。

加圧装置１１の作動による駆動ダイプレート１２の押圧に応じて、成形金型１５Ｃ〜１５Ｆまでの型締めがなされて夫々のダイプレート１４、１３の突起２５の先端面２６同士が接触すると、次いで、加工負荷の高い成形金型１５Ａおよび１５Ｂに対する型締めが開始される。この型締めにおいても、加工負荷の比較的小さい成形金型１５Ｃ〜１５Ｆのダイプレート１４、１３の突起２５の先端面２６同士が接触しているため、加圧装置１１の作動による加圧力が有効に成形金型１５Ａおよび１５Ｂに伝達される。駆動ダイプレート１２の最終位置への移動により、全ての成形金型１５が型締めされて全てのプレス成形が完了する。このプレス装置２の作動中において、固定ダイプレート１３の背面側の治具に保持されていた完成品はＷ、図示しない搬出装置により搬出される。

その後、加圧装置１１のピストンロッド１１Ｂが引き戻され、駆動ダイプレート１２および各従動ダイプレート１４は、夫々のダイプレート１２〜１４間に配置したスプリング等の間隔保持手段により互いに離間方向に付勢されているため、夫々の間隔を拡げつつ各成形金型１５を型開きされる。この型開きに連動して搬送装置３は水平方向に移動して、加圧装置１１に最も近い第１ハンド４Ａを第１ステージの背面上方に位置させてのワーク取出し動作がなされて図１の状態に復帰する。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。

（ア）型締めおよび型開き方向と同方向となるよう複数対の成形型１５を直列状に連ねて配置し、夫々の成形型１５は隣接する成形型１５と共にプレス加圧装置１１により型締めおよび型開き動作される逐次加圧プレス装置を構成し、前記複数対の成形型１５のうちの型締め時に金型形状面同士が接触しない成形金型１５の型締め完了時に成形金型１５のそれ以上の収縮を阻止する間隔保持手段としての突起２５を備える。このため、剪断加工および曲げ加工が実行される成形金型、トリム成形金型、ピアス成形金型、フランジ成形金型、および、カムフランジ成形金型等が複数対の成形型１５に含まれていても、確実にプレス加圧力を伝達でき、全ての成形型１５にて確実な型締めが行える。

（イ）複数対の成形型１５は、型締めおよび型開き方向が水平方向となるよう横置きのプレスフレーム１０に直列状に連ねて配置され、夫々の成形型１５は隣接する成形型１５と共に横置きのプレス加圧装置１１によりプレスフレーム１０に案内されて型締めおよび型開き動作されるため、プレス装置２の高さを低くでき、低い建物への設置が可能になり、しかも、成形金型１５の取り付け取外し等の作業性も向上できる。また、同様の理由により、プレスフレーム１０も複数対の成形金型１５の重量を同時に支持するよう高剛性とする必要がなくコスト低減でき、大型のプレス装置への適用が可能となる。

（ウ）逐次加圧プレス装置１は、装置本体に固定された固定ダイプレート１３と、前記固定ダイプレート１３に対しプレス加圧装置１１によって進退動作される駆動ダイプレート１２と、前記固定ダイプレート１３と前記駆動ダイプレート１２との間に移動可能に配設された少なくとも１つの従動ダイプレート１４と、を備え、前記固定ダイプレート１３、前記駆動ダイプレート１２および前記従動ダイプレート１４の相互に対向する面に各一対をなす成形型１５がそれぞれ配設され、前記間隔保持手段としては、前記固定ダイプレート１３、前記駆動ダイプレート１２および前記従動ダイプレート１４の相互に対向する面に突起２５を配置して構成した。このため、各ダイプレート１２〜１４に突起２５を配置するのみでよく、通常の成形型１５をその構造を変更することなく利用することができる。

（エ）間隔保持手段の突起２５は、前記ダイプレート１２〜１４の周縁の対向する辺に沿って配置する場合には、ダイプレート１２〜１４の剛性を向上できるとともに突起２５の先端平面２６同士が接触するためダイプレート１２〜１４の傾きも防止でき、プレス成形精度を向上させることができる。

（オ）間隔保持手段の突起２５は、前記ダイプレート１２〜１４の周縁に沿って配置する場合には、ダイプレート１２〜１４の剛性向上および傾き防止の機能をより一層高めることができ、より一層プレス成形精度を向上できる。

なお、上記実施形態において、逐次加圧プレス装置１として、プレスフレーム１０が横置きのものについて説明したが、図示はしないが、プレスフレームが縦置きとなっている逐次加圧プレス装置に適用するものであってもよい。

本発明の一実施形態を示す逐次加圧プレス装置の概略構成図。 同じく型開きされた成形型へのワークのロケート状態を示す断面図。 同じく型締めされた成形型およびワークの状態を示す断面図。 同じくダイプレートの正面図。

符号の説明

Ｗ ワーク
Ｗ０ ブランク材
１ 逐次加圧プレス装置
２ プレス装置
３ 搬送装置
４ ハンド
５ フィードバー
９ フレーム
１０ プレスフレーム
１１ プレス加圧装置（加圧装置）
１２ 駆動ダイプレート
１３ 固定ダイプレート
１４ 従動ダイプレート
１５ 成形金型（成形型、金型）

Claims (6)

1. 型締め・型開き方向と同方向に直列状に連ねてそれぞれ型締め・型開き動作可能に配設した複数対の成形型がそれぞれ型開きされた状態で、前記複数対の成形型の間に素材をそれぞれセットするセット工程と、
   前記複数対の成形型をそれぞれ一方向に型締め動作して、型締め時に金型形状面同士が接触しない成形金型のそれ以上の収縮を阻止する間隔保持手段が作動するまで型締めする第１型締め工程と、
   前記間隔保持手段を介して残余の複数対の成形型をそれぞれ一方向に型締め動作して、残余の成形型による前記各素材をそれぞれプレス加工する第２型締め工程と、を備えている逐次加圧プレス方法。
2. 型締めおよび型開き方向と同方向となるよう複数対の成形型を直列状に連ねて配置し、夫々の成形型は隣接する成形型と共にプレス加圧装置により型締めおよび型開き動作される逐次加圧プレス装置であり、
   前記複数対の成形型のうちの型締め時に金型形状面同士が接触しない成形金型の型締め完了時に成形金型のそれ以上の収縮を阻止する間隔保持手段を備えることを特徴とする逐次加圧プレス装置。
3. 前記複数対の成形型は、型締めおよび型開き方向が水平方向となるよう横置きのプレスフレームに直列状に連ねて配置され、夫々の成形型は隣接する成形型と共に横置きのプレス加圧装置によりプレスフレームに案内されて型締めおよび型開き動作されることを特徴とする請求項２に記載の逐次加圧プレス装置。
4. 前記逐次加圧プレス装置は、装置本体に固定された固定ダイプレートと、前記固定ダイプレートに対しプレス加圧装置によって進退動作される駆動ダイプレートと、前記固定ダイプレートと前記駆動ダイプレートとの間に移動可能に配設された少なくとも１つの従動ダイプレートと、を備え、
   前記固定ダイプレート、前記駆動ダイプレートおよび前記従動ダイプレートの相互に対向する面に各一対をなす成形型がそれぞれ配設され、
   前記間隔保持手段は、前記固定ダイプレート、前記駆動ダイプレートおよび前記従動ダイプレートの相互に対向する面に突起を配置して構成したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の逐次加圧プレス装置。
5. 前記間隔保持手段の突起は、前記ダイプレートの周縁の対向する辺に沿って配置されていることを特徴とする請求項４に記載の逐次加圧プレス装置。
6. 前記間隔保持手段の突起は、前記ダイプレートの周縁に沿って配置されていることを特徴とする請求項４に記載の逐次加圧プレス装置。
   

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