JP2007319914A - プレス成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の複数のクッション部材を有するプレス成形装置では、例えば一方のクッション部材と他方のクッション部材とをベースプレートを介して結合していたので、プレス成形装置が重量大となり、両クッション部材の結合強度が弱くなってしまっていた。
【解決手段】 ダイ２、ポンチ３、および複数の第１クッション部材５および第２クッション部材６を備えるプレス成形装置１であって、前記複数のクッション部材５・６は互いに別体に形成され、第２クッション部材６には、該第１クッション部材５と第２クッション部材６とを結合するためのリブ６１が一体形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ダイ、ポンチ、および複数のクッション部材を備えるプレス成形装置に関し、特に複数のクッション部材を結合するための構成に関する。

従来から、ダイ、ポンチ、および複数のクッション部材を備えた、絞り成形加工を行うプレス成形装置であって、成形加工時にダイとクッション部材とでワークを挟持しつつ、ダイに対向して配置したポンチにワークを押し付けることで、成形加工を行うプレス成形装置が知られている。
このようにプレス成形装置に備えられる複数のクッション部材においては、該クッション部材の剛性を高める等の目的により、複数のクッション部材を互いに結合した構成となっており、例えば、特許文献１に記載されるように、第１のクッション部材（アウタブランクホルダ）と、第２のクッション部材（インナブランクホルダ）とが複数のリブにより結合されている。

この特許文献１に記載されたクッション部材の場合、第１のクッション部材と、第２のクッション部材と、複数のリブとを一体的に鋳造することで、両クッション部材が結合されている。
また、図７に示すように、第１のクッション部材１０５および第２のクッション部材を、結合部材１０９にてベースプレート１０８に結合することで、該第１のクッション部材１０５と第２のクッション部材とを連結しているものもある。
特開平０７−５１７９６号公報

前述のように、複数のクッション部材を一体的に鋳造して形成した場合、高い剛性を得ることができるが、クッション部材を、該クッション部材とともにプレス成形装置の下型を構成するポンチに対して組み付け易い構造に形成することが困難であり、プレス成形装置の上型となるダイと対向するクッション部材の表面の機械加工を行うことも困難であった。

また、第１のクッション部材と第２のクッション部材とをベースプレートを介して結合した場合は、ベースプレートを両クッション部材の配置位置の全体にわたって敷設する必要があるとともに、該ベースプレートが全体的に一定の厚みで厚く形成されているので、プレス成形装置が全体的に重量大となってしまう。また、両クッション部材を結合する等のために、ベースプレートの略全面にわたって表面の加工を行う必要があるため、クッション部材を結合するための加工工数が多くなってしまう。
さらに、第１のクッション部材と第２のクッション部材とはベースプレートを介して結合しているので、つまり、第１のクッション部材とベースプレートとの結合部、および第２のクッション部材とベースプレートとの結合部といったように２箇所の結合部を介して結合されているので、両クッション部材の結合強度が弱くなってしまう。

そこで、本発明においては、加工・製造が容易であり、プレス成形装置の重量増を抑えつつ、高い結合強度にて複数のクッション部材を結合することができるプレス成形装置を提供するものである。

上記課題を解決するプレス成形装置は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、ダイ、ポンチ、および複数のクッション部材を備えるプレス成形装置であって、前記複数のクッション部材は互いに別体に形成され、一方のクッション部材には、該一方のクッション部材と他方のクッション部材とを結合するための補強リブが一体形成されている。
これにより、一方のクッション部材と他方のクッション部材とをベースプレートを介して結合した場合のように、該一方のクッション部材および他方のクッション部材の略全面にわたって結合部材（即ちベースプレート）が存在するのではなく、一方のクッション部材と他方のクッション部材とが実際に結合される箇所のみに結合部材（即ち補強リブ）が存在するので、プレス成形装置を全体的に軽量化することができるとともに、表面加工を行う面積を減少させて、複数のクッション部材を結合するための加工工数を少なくすることができる。
また、一方のクッション部材と他方のクッション部材とが、該一方のクッション部材に一体的に形成される補強リブにより直接結合されることとなるので、両部材をベースプレートを介して結合した場合に比べて結合剛性を向上させることができる。
さらに、一方のクッション部材、他方のクッション部材、および補強リブは、該他方のクッション部材と、一体的に形成される一方のクッション部材および補強リブとの２部材にて構成されているので、一方のクッション部材、他方のクッション部材、および補強リブを一体的に鋳造して形成した場合に比べて、補強リブの太さや配置位置等の設定の自由度が大きく、プレス成形装置の下型を構成するポンチに対する組み付性を向上させることができるとともに、一方のクッション部材および他方のクッション部材の表面加工を容易に行うことが可能となる。

また、請求項２記載の如く、前記一方のクッション部材と他方のクッション部材との間には、両者の距離が大きい広隔部、および両者の距離が前記広隔部よりも小さい狭隔部があり、前記補強リブは、前記狭隔部に配置されている。
これにより、補強リブの長さ寸法を小さくして該補強リブの剛性を高めることができ、ひいては一方のクッション部材と他方のクッション部材との結合剛性を向上することが可能となる。

また、請求項３記載の如く、前記一方のクッション部材の補強リブにはキー溝が形成され、前記他方のクッション部材にはキーが形成されており、前記補強リブは、前記キー溝にキーが遊嵌された状態で他方のクッション部材に固定されている。
これにより、一方のクッション部材と他方のクッション部材とを結合する際に、補強リブのキー溝と他方のクッション部材のキーとにより、該他方のクッション部材に対する一方のクッション部材の位置決めを行うとともに、当該位置の微調整を行うことが可能となり、一方のクッション部材と他方のクッション部材との組み付け性を向上することができる。

また、請求項４記載の如く、前記補強リブは、前記一方のクッション部材から延出されており、前記一方のクッション部材と他方のクッション部材との前記補強リブによる結合箇所は、前記補強リブの延長線上に配置されている。
これにより、一方のクッション部材と他方のクッション部材との結合剛性を向上することができる。

本発明によれば、プレス成形装置を全体的に軽量化することができる。
また、複数のクッション部材を結合するための加工工数を少なくすることができるとともに、一方のクッション部材および他方のクッション部材の表面加工や組み付けを容易に行うことができる。
さらに、一方のクッション部材と他方のクッション部材との結合強度および剛性を向上させることができる。

次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。

図１に示すプレス成形装置１は絞り成形を行うものであり、上型となるダイ２と、ダイ２に対向して（図１においては下方に）配置されるポンチ３と、ポンチ３の周囲に配置され環状に形成される第１クッション部材５と、第１クッション部材５とは別体に形成され、該第１クッション部材５の内周側に配置される第２クッション部材６とを備えている。
ダイ２は上下駆動可能に構成されており、第１クッション部材５および第２クッション部材６はダイ２に従動可能（つまりダイ２の上下動に追随して上下動が可能）に構成されている。

前記第１クッション部材５、第２クッション部材６、およびポンチ３はボルスター７上に載置されている。ポンチ３は、第１クッション部材５と第２クッション部材６との間の空間４に、その空間４の形状に対応した形状で配置されている。
また、第１クッション部材５の上面および第２クッション部材６の上面には、それぞれしわ押さえ面５ａおよびしわ押さえ面６ａが形成され、ダイ２の下面には、第１・第２クッション部材５・６のしわ押さえ面５ａ・６ａに対応する位置に、しわ押さえ面２ａが形成されており、しわ押さえ面２ａとしわ押さえ面５ａ・６ａとは当接可能に構成されている。
なお、第１クッション部材５のしわ押さえ面５ａに対応するダイ２のしわ押さえ面２ａは、ダイ２の外周部に位置している。

ダイ２とポンチ３との間には被加工部材である板状のワークＷが介在しており、該ワークＷをプレス成形装置１により成形加工するときには、まず、ダイ２を下降させて、該ダイ２のしわ押さえ面２ａと、第１クッション部材５のしわ押さえ面５ａとでワークＷの周縁部を挟持する（図１に示す状態）。また、この状態では、第２クッション部材６のしわ押さえ面６ａと、ダイ２のしわ押さえ面２ｂとでもワークＷが挟持される。

その後、ダイ２をさらに下降させ、ワークＷをポンチ３の加工面３ａに押し付けて変形させることによりワークＷの成形加工を行い、図２に示すように、ポンチ３の加工面３ａとダイ２の加工面２ｂとでワークＷを完全に挟み込むことにより成形が完了する。
この際、第１クッション部材５および第２クッション部材６は、ワークＷを挟持した状態を保持しながら、ダイ２とともに下降する。

複数設けられるクッション部材のうち、一方の第２クッション部材６からは、該第２クッション部材６に一体的に形成されるリブ６１が略水平方向外方に向けて突出しており、該リブ６１の先端部が、前記第１クッション部材５の下部に結合されている。
リブ６１は、例えば第２クッション部材６と一体的に鋳造されることにより形成されている。

このように、第２クッション部材６に一体的に形成されるリブ６１により、該第２クッション部材６と第１クッション部材５とを結合することにより、該第１クッション部材５および第２クッション部材６の剛性が高められており、該リブ６１は、第１クッション部材５および第２クッション部材６の補強構造物として作用している。

前記第１クッション部材５と第２クッション部材６との間の空間４にはポンチ３が上下摺動自在に嵌装されている。また、ポンチ３に形成されている空隙３ｃには第２クッション部材６が上下摺動自在に嵌装されている。つまり、第１クッション部材５と第２クッション部材６は、ポンチ３に対して摺動自在に嵌装されている。

第１クッション部材５と第２クッション部材６との間の空間４に嵌装されるポンチ３の下部には、リブ６１との干渉を避けるための凹部３１が形成されている。
つまり、該凹部３１は、第１クッション部材５、第２クッション部材６、およびポンチ３がボルスター７上に載置されている状態でリブ６１とポンチ３とが干渉しないように、第１クッション部材５に形成されるリブ６１の形状に合わせて形成されている。

ここで、ダイ２の下降により、ワークＷをポンチ３の加工面３ａに押し付けて変形させる場合、ワークＷの第１クッション部材５とダイ２とで挟まれる被加工部分には内側へ移動する方向に力がかかるため、ワークＷの周縁部を挟持している第１クッション部材５の上部にも、内側方向の引っ張り力が作用する。
第１クッション部材５の上部に内側方向への引っ張り力が作用した場合、仮に前記リブ６１のような補強構造物を備えていないとすると、該クッション部材５は、その下部が外側へ広がる方向に撓んでしまうが、本第１クッション部材５においては、第２クッション部材６から延出するリブ６１が補強構造物として結合されて第１クッション部材５の剛性が向上されているため、撓みや変形の発生が抑えられている。

また、リブ６１を第１クッション部材５に結合することで、第２クッション部材６も補強することができ、第２クッション部材６に力がかかる成形加工時において、第２クッション部材６の姿勢の乱れを抑制することができる。

次に、前記リブ６１について詳述する。
図３に示すように、リブ６１は、第２クッション部材６から突出し、補強リブの役目を果たす複数の補強部６１ａと、補強部６１ａを第１クッション部材５に結合するための結合部６１ｂとで構成されている。

図３に示すリブ６１においては、第２クッション部材６の左右の辺から、それぞれ２本の補強部６１ａが突出しており、左辺における２本の補強部６１ａ、および右辺における２本の補強部６１ａは、それぞれ結合部６１ｂに接続されている。
そして、図４に示すように、前記補強部６１ａ・６１ａが第１クッション部材５の下部に取付固定されることで、リブ６１により第１クッション部材５と第２クッション部材６とが結合されている。

また、第１クッション部材５と第２クッション部材６との間の空間４には、第１クッション部材５と第２クッション部材６との距離が大きな寸法ｄ１となる広隔部４ａ、および該広隔部４ａの寸法ｄ１よりも小さな寸法ｄ２となる狭隔部４ｂとがあり、前記リブ６１の補強部６１ａは狭隔部４ｂに配置されている。
このように、補強部６１ａを狭隔部４ｂに配置することで、補強部６１ａの長さ寸法を小さくして該補強部６１ａの剛性を高めることができ、ひいては第１クッション部材５と第２クッション部材６との結合剛性を向上することが可能となっている。

なお、本例においては、第１クッション部材５の内周形状、および第２クッション部材６の外周形状は略矩形状に形成された簡単な形状となっており、該第１クッション部材５と第２クッション部材６との距離は寸法ｄ１および寸法ｄ２といった２種類の寸法しかないが、第１クッション部材５および第２クッション部材６の形状が複雑で、該第１クッション部材５と第２クッション部材６との距離が多数種類存在するときには、前記空間４のうち、できるだけ短い距離の部位に補強部６１ａを配置することで、第１クッション部材５と第２クッション部材６との結合剛性の向上を図ることができる。

図５に示すように、前記リブ６１の結合部６１ｂには、該リブ６１の第１クッション部材５に対する位置決めを行うためのキー溝６１１、および該結合部６１ｂを第１クッション部材５に締結固定するためのボルト孔６１２が形成されている。
前記キー溝６１１およびボルト孔６１２は、前記結合部６１ｂにおける、第２クッション部材６から延出する補強部６１ａの延長線上に位置する部分に配置されている。

また、図５、図６に示すように、第１クッション部材５の下面における、結合部６１ｂのキー溝６１１に対応する箇所からはキー５ｃが下方に突出しており、第２クッション部材６を第１クッション部材５に結合する際に、該キー５ｃが前記キー溝６１１に嵌挿される。

キー溝６１１の内周はキー５ｃの外周よりも若干大きく形成されており、該キー５ｃはキー溝６１１に遊嵌しているため、結合部６１ｂの第１クッション部材５に対する位置を微調節することが可能となっている。
このように、第１クッション部材５と第２クッション部材６とを結合する際には、リブ６１における結合部６１ｂのキー溝６１１と第１クッション部材５のキー５ｃとにより、該第１クッション部材５に対する第２クッション部材６の位置決めを行うとともに、当該位置の微調整を行うことが可能となり、第１クッション部材５と第２クッション部材６との組み付け性を向上することができる。

また、前記結合部６１ｂに形成されるボルト孔６１２には、下方からボルト９が挿入され、ボルト孔６１２に挿入されたボルト９を第１クッション部材５に形成される螺子穴５ｄに螺装することで、リブ６１を第１クッション部材５に締結固定している。
この場合、前記キー５ｃをキー溝６１１に嵌挿した状態で、第１クッション部材５と第２クッション部材６との位置決めおよび微調整を行ったうえで、ボルト９をボルト孔６１２に締結するようにしている。

前述のように、第１クッション部材５と第２クッション部材６とをリブ６１により結合して構成されるプレス成形装置１においては、第１クッション部材５と第２クッション部材６とをベースプレートを介して結合した場合のように、該第１クッション部材５および第２クッション部材６の略全面にわたって結合部材（即ちベースプレート）が存在するのではなく、第１クッション部材５と第２クッション部材６とが実際に結合される箇所のみに結合部材（即ちリブ６１の補強部６１ａ）が存在するので、プレス成形装置１を全体的に軽量化することができるとともに、表面加工を行う面積を減少させて、第１・第２クッション部材５・６を結合するための加工工数を少なくすることができる。

また、第１クッション部材５と第２クッション部材６とは、該第２クッション部材６に一体的に形成されるリブ６１により直接結合されることとなり、結合箇所が１箇所だけとなるので、結合箇所が２箇所ある、両部材をベースプレートを介して結合した場合に比べて結合強度および剛性を向上させることができる。

さらに、第１クッション部材５、第２クッション部材６、およびリブ６１は、該第１クッション部材５と、一体的に形成される第２クッション部材６およびリブ６１との２部材にて構成されているので、第１クッション部材５、第２クッション部材６、およびリブ６１を一体的に鋳造して形成した場合に比べて、リブ６１の太さや配置位置等の設定の自由度が大きく、プレス成形装置１の下型を構成するポンチ３に対する組み付性を向上させることができるとともに、第１クッション部材５および第２クッション部材６の表面加工を容易に行うことが可能となる。

また、第１クッション部材５と第２クッション部材６とを実際に結合する箇所となる、リブ６１のキー溝６１１およびボルト孔６１２、ならびに第１クッション部材５のキー５ｃおよび螺子穴５ｄは、第２クッション部材６から延出する補強部６１ａの延長線上に配置されているので、第１クッション部材５と第２クッション部材６との結合剛性を向上することができる。

ダイと第１クッション部材とでワークを挟持した状態のプレス成形装置を示す側面断面図である。 図１に示す状態からダイが下降したワーク成形時のプレス成形装置を示す側面断面図である。 第２クッション部材を示す平面図である。 リブにより結合された第１クッション部材および第２クッション部材を示す平面図である。 リブにおける、第１クッション部材との結合部を示す平面図である。 リブにおける、第１クッション部材との結合部を示す側面断面図である。 従来の、複数のクッション部材がベースプレートを介して結合されたプレス成形装置を示す側面断面図である。

符号の説明

Ｗ ワーク
１ プレス成形装置
２ ダイ
３ ポンチ
５ 第１クッション部材
５ｃ キー
５ｄ 螺子穴
６ 第２クッション部材
６１ リブ
６１１ キー溝
６１２ ボルト孔

Claims (4)

1. ダイ、ポンチ、および複数のクッション部材を備えるプレス成形装置であって、
   前記複数のクッション部材は互いに別体に形成され、
   一方のクッション部材には、該一方のクッション部材と他方のクッション部材とを結合するための補強リブが一体形成されている、
   ことを特徴とするプレス成形装置。
2. 前記一方のクッション部材と他方のクッション部材との間には、両者の距離が大きい広隔部、および両者の距離が前記広隔部よりも小さい狭隔部があり、
   前記補強リブは、前記狭隔部に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形装置。
3. 前記一方のクッション部材の補強リブにはキー溝が形成され、前記他方のクッション部材にはキーが形成されており、
   前記補強リブは、前記キー溝にキーが遊嵌された状態で他方のクッション部材に固定されている、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプレス成形装置。
4. 前記補強リブは、前記一方のクッション部材から延出されており、
   前記一方のクッション部材と他方のクッション部材との前記補強リブによる結合箇所は、前記補強リブの延長線上に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のプレス成形装置。