JP2006305621A - プレス金型及び板金加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡単な構成で、プレススピードを落とすことなく、曲げ数が多い加工や深絞りの形状の加工ができる板金の加工方法とこれに用いられるプレス金型とを提供する。
【解決手段】 プレス金型１０の上型１２を上ホルダー１１にコイルバネ２３を備えたバネ付きダンパー２０を介して取付けるとともに、上記上型１２と上ホルダー１１との間にクリアランスＣを設け、上記コイルバネ２３が所定量だけ伸縮可能になるように構成し、プレススピードが一定であっても、上記上型１２と下型１４間に挟まれた平ブレード１へ作用するプレス圧が、上記上型１２がプレス下死点に近づくにしたがって徐々に増えていくようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】 プレス金型１０の上型１２を上ホルダー１１にコイルバネ２３を備えたバネ付きダンパー２０を介して取付けるとともに、上記上型１２と上ホルダー１１との間にクリアランスＣを設け、上記コイルバネ２３が所定量だけ伸縮可能になるように構成し、プレススピードが一定であっても、上記上型１２と下型１４間に挟まれた平ブレード１へ作用するプレス圧が、上記上型１２がプレス下死点に近づくにしたがって徐々に増えていくようにした。
【選択図】 図１
Description
本発明は、タイヤモールドに埋設されるブレードなどの金属板を曲げ加工するためのプレス金型と、板金の曲げ加工方法に関するものである。
タイヤモールドに埋設されるブレードなどの金属板を成形する方法としては、従来、上型と下型をダイホルダーにセットし、金属板にプレスを実施することにより所定のブレード形状を得る。上記上型と下型との間には、板厚分のクリアランスが設けられており、一般には、クランクプレスと呼ばれるプレス機によりプレスされる。具体的には、図３に示すように、プレス金型５０の上ホルダー５１に上型５２を、下ホルダー５３に下型５４を取付け、上記上ホルダー５１の一端を、ラム（あるいはプランジャー）６１を介して、クランププレス６０のクランク軸６２に連結された連接棒６３の他端側に取付けて上記上ホルダー５１に取付けられた上型５２を上下させ、上記上型５２と下型５４との間に挿入された板金Ｍを曲げ加工する（例えば、特許文献１，２参照）。
特開平７−３２３３９６号公報
特開２００１−１７０７１１号公報
しかしながら、クランクプレス６０を用いた板金加工では、曲げ数が多い場合や深絞りの形状を１回打ちで曲げ加工しようとした場合、金型のクリアランスに素材が追従できず、ひびや割れが生じてしまうといった問題点があった。そのため、プレススピードを遅くしたり、あるいは、プレスを複数回に分けて行う必要があり、作業効率が悪かった。
一方、プレススピードを制御できるサーボプレスやダンパー機能を有する油圧プレスなどのプレス機を用いて、プレス下死点付近でのプレススピードを落として素材に加わる衝撃を緩和するようにすれば、上記のようなひびや割れの発生を防ぐことは可能であるが、装置が複雑で大掛かりになるだけでなく、装置自体のコストが高いため、製品コストも高くなってしまう。
一方、プレススピードを制御できるサーボプレスやダンパー機能を有する油圧プレスなどのプレス機を用いて、プレス下死点付近でのプレススピードを落として素材に加わる衝撃を緩和するようにすれば、上記のようなひびや割れの発生を防ぐことは可能であるが、装置が複雑で大掛かりになるだけでなく、装置自体のコストが高いため、製品コストも高くなってしまう。
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、プレススピードを落とすことなく、曲げ数が多い加工や深絞りの形状の加工ができる板金の加工方法とこれに用いられるプレス金型とを提供することを目的とする。
本願の請求項１に記載の発明は、ダイホルダーに上型と下型とを取付けて成るプレス金型であって、上型を上ホルダーにバネ付きダンパー機構を介して取付けるとともに、上記上型と上ホルダーとの間にクリアランスを設けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、ダイホルダーに上型と下型とをそれぞれ取付けて上ホルダーを下降させ、上記上型と下型との間に配置された金属板をプレスして成形する板金加工方法において、上型及び下型と上記金属板との接触後からプレス下死点まで、上記金型の押し付け圧を漸増させながら上記金属板を曲げ加工するようにしたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の板金加工方法において、上型を上ホルダーにバネ付きダンパー機構を介して取付けるとともに、上記上型と上ホルダーとの間に所定のクリアランスを設けて、上型及び下型と金属板の接触後から上記バネを漸次収縮させて、上記金型の押し付け圧を漸増させるようにしたものである。
請求項２に記載の発明は、ダイホルダーに上型と下型とをそれぞれ取付けて上ホルダーを下降させ、上記上型と下型との間に配置された金属板をプレスして成形する板金加工方法において、上型及び下型と上記金属板との接触後からプレス下死点まで、上記金型の押し付け圧を漸増させながら上記金属板を曲げ加工するようにしたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の板金加工方法において、上型を上ホルダーにバネ付きダンパー機構を介して取付けるとともに、上記上型と上ホルダーとの間に所定のクリアランスを設けて、上型及び下型と金属板の接触後から上記バネを漸次収縮させて、上記金型の押し付け圧を漸増させるようにしたものである。
本発明によれば、プレス金型の上型を上ホルダーにバネ付きダンパー機構を介して取付けるとともに、上記上型と上ホルダーとの間にクリアランスを設け、上ホルダーを下降させて上記金属板を押し曲げる際に、上型及び下型と金属板との接触後からプレス下死点まで、上記金型の押し付け圧を漸増させながら上記金属板を押し曲げるようにしたので、簡単な構成で、かつ、プレススピードを落とすことなく、曲げ数が多いプレス加工や深絞りの形状のプレス加工を行うことができる。
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係るプレス金型の構成を示す模式図で、本例では、プレス機としてクランクプレスを用いるとともに、このクランクプレスと上記プレス金型とを用いてタイヤモールドに埋設されるブレードを成形する場合について説明する。
同図において、１０は上ホルダー１１と、上ホルダー１１に取付けられた上型１２と、下ホルダー１３と、下ホルダー１３に取付けられた下型１４と、上記下ホルダー１３に立設されたガイドロッド１５，１５とを備えたプレス金型で、プレス機３０により上記上ホルダー１１を上記ガイドロッド１５，１５に沿って下降させて、上記下型１４上にセットされた平ブレード１を上記上型１２と下型１４とにより挟み込んで加圧し曲げ加工する。本例では、上記上型１２を、上型１２に固定されたバネ上支持部２１と下型１４に固定されたバネ下支持部２２と、上記バネ上支持部２１とバネ下支持部２２の間に配置されたコイルバネ２３とを備えたバネ付きダンパー２０を介して上記上ホルダー１１に取付けるとともに、上記上型１２と上ホルダー１１との間に所定のクリアランスＣを設け、上記コイルバネ２３が所定量だけ伸縮可能になるようにしている。上記クリアランスＣの大きさは、原則的には、上記上型１２が上記平ブレード１に当接してからプレス下死点まで移動する距離よりも大きければよいが、実際には、上記コイルバネ２１の弾性定数と最大伸縮量を考慮して設定される。なお、上記下型１４は、従来通り、ボルトなどの締結部材により下ホルダー１３に取付ける。
図１は、本最良の形態に係るプレス金型の構成を示す模式図で、本例では、プレス機としてクランクプレスを用いるとともに、このクランクプレスと上記プレス金型とを用いてタイヤモールドに埋設されるブレードを成形する場合について説明する。
同図において、１０は上ホルダー１１と、上ホルダー１１に取付けられた上型１２と、下ホルダー１３と、下ホルダー１３に取付けられた下型１４と、上記下ホルダー１３に立設されたガイドロッド１５，１５とを備えたプレス金型で、プレス機３０により上記上ホルダー１１を上記ガイドロッド１５，１５に沿って下降させて、上記下型１４上にセットされた平ブレード１を上記上型１２と下型１４とにより挟み込んで加圧し曲げ加工する。本例では、上記上型１２を、上型１２に固定されたバネ上支持部２１と下型１４に固定されたバネ下支持部２２と、上記バネ上支持部２１とバネ下支持部２２の間に配置されたコイルバネ２３とを備えたバネ付きダンパー２０を介して上記上ホルダー１１に取付けるとともに、上記上型１２と上ホルダー１１との間に所定のクリアランスＣを設け、上記コイルバネ２３が所定量だけ伸縮可能になるようにしている。上記クリアランスＣの大きさは、原則的には、上記上型１２が上記平ブレード１に当接してからプレス下死点まで移動する距離よりも大きければよいが、実際には、上記コイルバネ２１の弾性定数と最大伸縮量を考慮して設定される。なお、上記下型１４は、従来通り、ボルトなどの締結部材により下ホルダー１３に取付ける。
次に、本発明のプレス金型の動作について説明する。
まず、下型１４上に素材がＳＵＳ３０４もしくはＳＵＳ４２０Ｊ２などのステンレス鋼から成る曲げ加工が施されていない平ブレードＢをセットした後、プレス機３０を稼動させて上記上型１２が取付けられた上ホルダー１１を、従来のクランクプレスと同様に、所定のスピード（例えば、１００ストローク／ｍｉｎ）で下降させる。このとき、上記上型１２はプレス下死点に到達する前に上記平ブレード１に当接し、曲げ加工が開始される。
従来のクランクプレスの場合には、上記上型１２の下降スピードは１ストローク内で一定であるので、上記平ブレード１には曲げ加工中は、一定の圧力、すなわち、上記プレス機３０のプレス圧が作用するが、本例では、上記上型１２と上ホルダー１１とをバネ付きダンパー２０を介して連結し、かつ、上記上型１２と上ホルダー１１との間にクリアランスＣを設けているので、上記上型１２が平ブレード１に当接し、曲げ加工が開始されてから上記上型１２がプレス下死点に到達するまでの間、上記バネ付きダンパー２０のコイルバネ２３は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、長さがＬ０からＬｅまで徐々に圧縮され反発力を発生する。この反発力は上記コイルバネ２３の縮み量に比例するので、上記上型１２と下型１４間に挟まれた平ブレード１へ作用するプレス圧は、当接した最初には上型１２の自重だけであったものが、上記上型１２がプレス下死点に近づくに従って徐々に増えてゆく。そして、プレス下死点においては、上記上型１２は所定のダイハイトとなりプレスが完了する。
このように、本発明のプレス装置１０を用いれば、プレススピードが一定であっても、平ブレード１には、プレス機３０からのプレス圧が徐々に作用するので、平ブレードＢに急激な衝撃が加わることがない。したがって、曲げ数が多い場合や深絞りの形状を１回打ちで曲げ加工する場合でも、ひびや割れの発生を大幅に低減することができるので、安定した加工精度のよいブレードを容易に成形することができる。
まず、下型１４上に素材がＳＵＳ３０４もしくはＳＵＳ４２０Ｊ２などのステンレス鋼から成る曲げ加工が施されていない平ブレードＢをセットした後、プレス機３０を稼動させて上記上型１２が取付けられた上ホルダー１１を、従来のクランクプレスと同様に、所定のスピード（例えば、１００ストローク／ｍｉｎ）で下降させる。このとき、上記上型１２はプレス下死点に到達する前に上記平ブレード１に当接し、曲げ加工が開始される。
従来のクランクプレスの場合には、上記上型１２の下降スピードは１ストローク内で一定であるので、上記平ブレード１には曲げ加工中は、一定の圧力、すなわち、上記プレス機３０のプレス圧が作用するが、本例では、上記上型１２と上ホルダー１１とをバネ付きダンパー２０を介して連結し、かつ、上記上型１２と上ホルダー１１との間にクリアランスＣを設けているので、上記上型１２が平ブレード１に当接し、曲げ加工が開始されてから上記上型１２がプレス下死点に到達するまでの間、上記バネ付きダンパー２０のコイルバネ２３は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、長さがＬ０からＬｅまで徐々に圧縮され反発力を発生する。この反発力は上記コイルバネ２３の縮み量に比例するので、上記上型１２と下型１４間に挟まれた平ブレード１へ作用するプレス圧は、当接した最初には上型１２の自重だけであったものが、上記上型１２がプレス下死点に近づくに従って徐々に増えてゆく。そして、プレス下死点においては、上記上型１２は所定のダイハイトとなりプレスが完了する。
このように、本発明のプレス装置１０を用いれば、プレススピードが一定であっても、平ブレード１には、プレス機３０からのプレス圧が徐々に作用するので、平ブレードＢに急激な衝撃が加わることがない。したがって、曲げ数が多い場合や深絞りの形状を１回打ちで曲げ加工する場合でも、ひびや割れの発生を大幅に低減することができるので、安定した加工精度のよいブレードを容易に成形することができる。
このように、本最良の形態によれば、プレス金型１０の上型１２を上ホルダー１１にコイルバネ２３を備えたバネ付きダンパー２０を介して取付けるとともに、上記上型１２と上ホルダー１１との間にクリアランスＣを設け、上記コイルバネ２３が所定量だけ伸縮可能になるように構成し、プレススピードが一定であっても、上記上型１２と下型１４間に挟まれた平ブレード１へ作用するプレス圧が、上記上型１２がプレス下死点に近づくにしたがって徐々に増えていくようしたので、曲げ加工時におけるひびや割れの発生を大幅に低減することができる。したがって、プレススピードを落とすことなく、曲げ数が多いプレス加工や深絞りの形状のプレス加工を行うことができる。
なお、上記最良の形態では、タイヤモールドに埋設されるブレードをプレス加工にて成形する場合について説明したが、本発明は、これに限るものではなく、一般の薄い金属板の曲げ加工に適用可能である。
また、上記例では、クランクプレスによりプレス加工したが、本発明のプレス金型１０を稼動させるのプレス機３０としては、必ずしもクランク機構を用いたものである必要はなく、リンクプレスなどの他のプレス機を用いてもよい。
また、上記例では、クランクプレスによりプレス加工したが、本発明のプレス金型１０を稼動させるのプレス機３０としては、必ずしもクランク機構を用いたものである必要はなく、リンクプレスなどの他のプレス機を用いてもよい。
本発明のプレス金型を用い、１０曲げ以上の多曲げ品のブレードと深絞り品のブレードを、プレススピード１００ストローク／ｍｉｎでクランクプレスにより曲げ加工したところ、ひびや割れの発生のないブレードを得ることができた。一方、従来のプレス金型を用いて本発明のプレス金型を用いて曲げ加工したブレードと同等のひびや割れの発生のないブレードを得るためには、プレススピードを３０ストローク／ｍｉｎまで落とす必要があった。これにより、本発明のプレス金型を用いることにより、工数を約７０％削減することができるので、サーボプレスや油圧プレスなどの大型で高価な装置を用いることなく、作業効率を大幅に改善できることが確認された。
このように、本発明によれば、簡単な構成で、かつ、プレススピードを落とすことなく、曲げ数が多いプレス加工や深絞りの形状のプレス加工を行うことができるので、安定した品質で、精度のよい板金加工品を効率よくかつ安価に製造することができる。
１ 平ブレード、１０ プレス金型、１１ 上ホルダー、１２ 上型、
１３ 下ホルダー、１４ 下型、１５ ガイドロッド、２０ バネ付きダンパー、
２１ バネ上支持部、２２ バネ下支持部、２３ コイルバネ、３０ プレス機。
１３ 下ホルダー、１４ 下型、１５ ガイドロッド、２０ バネ付きダンパー、
２１ バネ上支持部、２２ バネ下支持部、２３ コイルバネ、３０ プレス機。
Claims (3)
- ダイホルダーに上型と下型とを取付けて成るプレス金型において、上型を上ホルダーにバネ付きダンパー機構を介して取付けるとともに、上記上型と上ホルダーとの間にクリアランスを設けたことを特徴とするプレス金型。
- ダイホルダーに上型と下型とをそれぞれ取付けて上ホルダーを下降させ、上記上型と下型との間に配置された金属板をプレスして成形する際に、上型及び下型と上記金属板との接触後からプレス下死点まで、上記金型の押し付け圧を漸増させながら上記金属板を曲げ加工するようにしたことを特徴とする板金加工方法。
- 上型を上ホルダーにバネ付きダンパー機構を介して取付けるとともに、上記上型と上ホルダーとの間に所定のクリアランスを設けて、上型及び下型と金属板の接触後から上記バネを漸次収縮させて、上記金型の押し付け圧を漸増させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の板金加工方法。
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- 2005-05-02 JP JP2005134521A patent/JP2006305621A/ja active Pending
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