JP2009172628A - プレス成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コラプス構造を備えたポンチを並べて配置した場合であっても十分な耐圧強度を確保できるプレス装置を提供する。
【解決手段】単一のワークに対して同時に曲げ加工を施すために並べて配置された第１，第２ポンチ１１，１２を含むプレス装置であって、第１，第２ポンチ１１，１２は、それぞれ第１，第２接合部１１ａ，１２ａにおいて互いに接合することで連続したプレス面Ｐを形成可能であり、第１，第２ポンチ１１，１２はプレス面Ｐを形成するプレス位置と、曲げ加工後のワークを取り出す際の引っ掛かりが解消するコラプス位置の間をそれぞれ摺動可能であり、第１，第２ポンチ１１，１２のそれぞれの対向する面上には、曲げ成形時に互いに圧接し、第２，第１ポンチ１２，１１をそれぞれがワークから受ける力に対抗して支持するような形状を有する第１，第２凸部１１ｂ，１２ｂが突出形成されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、パネルの曲げ成形を行うプレス装置に関し、特に、コラプス構造を備えたポンチを含むプレス装置に関する。

一般に、自動車車体のアウターパネルの曲げ加工は、ポンチに載置されたパネルに対してカムを押し当てることによって行われる。このとき、加工後のパネルはカムを押し当てた方向に折り曲げられており、そのままポンチから取り出そうとすると折り曲げ部分がポンチに引っ掛かってしまう。そこで、パネル取出し時にポンチをパネルから一時退避させることで引っ掛かりを解消するコラプス構造が広く採用されている。例えば、以下の特許文献１には、可動ポンチ及びクッションパッドに固定・保持されるドアアウターパネルにカムスライドを押し当ててフランジを成形した後に、ポンチを後退させてパネル取り出し時の引っ掛かりを解消する点が開示されている。

これに関連して、単一のアウターパネルに対して複数のポンチを配置し、広い面積に亘る曲げ加工を１回のプレスで完了することで曲げ工程を短縮しようとする試みがなされている。このとき、継ぎ目のないプレス面が形成されるように、隣接するポンチは隙間なく配置されることが好ましい。しかし、個々のポンチの周辺にはコラプス運動を規制するためのギブプレート等の部材を設ける必要があり、ポンチを隙間なく配置することは構造上不可能である。そこで、隣接するポンチの少なくとも一方は、ギブプレート等の部材を収容するスペースを確保するために、プレス面に沿ってせり出したオーバーハング部分を有する形状でなければならない。しかし、このようなオーバーハング部分はプレスの繰り返しにより破損しやすいためポンチの耐圧強度が低下し、プレス装置全体の耐久性が損なわれるという問題点がある。そのため、自動車車体のアウターパネルの曲げ加工は、複数回のプレスに分けて行っているのが現状である。
特開平７−１７８４８８号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、コラプス構造を備えたポンチを並べて配置した場合であっても十分な耐圧強度を確保できるプレス装置を提供することである。

上記目的を達成するためのプレス装置は、単一のワークに対して同時に曲げ成形を施すために並べて配置された第１，第２ポンチを含んでなる。

ここで、前記第１，第２ポンチは、それぞれ第１，第２接合部において互いに接合することで連続したプレス面を形成可能である。

また、前記第１，第２ポンチは、前記第１，第２接合部が互いに接合するプレス位置と、曲げ成形された前記ワークの前記第１，第２ポンチに対するインバース状態が解消されるコラプス位置の間をそれぞれ摺動可能である。

前記第１，第２ポンチのそれぞれの対向する面上に、前記ワークの曲げ成形時に互いに圧接し、前記第２，第１ポンチをそれぞれが前記ワークから受ける力に対抗して支持するような形状を有する第１，第２凸部が突出形成されている。

本発明によれば、コラプス構造を備えたポンチを並べて配置した場合であっても、ポンチの耐圧強度を十分に確保することができる。その結果、広い範囲に亘る曲げ加工を１回のプレスで行うことが可能であり且つ十分な耐久性を備えたプレス装置を実現することができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は本実施形態のプレス装置１の主要部を示す側面図である。本実施形態のプレス装置１は、ワークとして自動車車体のボディサイドのアウターパネルにおけるルーフ部分の曲げ加工を行うための装置である。

図１のように、本実施形態のプレス装置１は、長さが数メートルに及ぶアウターパネルの曲げ加工を１回のプレスで完了することができるように並べて配置された第１，第２ポンチ１１，１２を有している。また、プレス装置１は、第１，第２ポンチ１１，１２に向かって摺動することで、第１，第２ポンチ１１，１２が形成するプレス面Ｐ（図２参照）に載置されたワークに圧接して当該ワークの曲げ成形を行う第１，第２カム１３，１４を備えている。ここで、第１，第２ポンチ１１，１２は、それぞれ第１，第２接合部１１ａ，１２ａ（図３参照）において互いに接合し、継ぎ目のない連続したプレス面Ｐを形成している。

また、本実施形態のプレス装置１は、曲げ加工後のワークを紙面手前方向に取り出せるように、第１,第２ポンチ１１,１２を図１中の矢印方向にそれぞれ退避させるためのコラプス構造を備えている。つまり、第１，第２ポンチ１１，１２は、第１，第２カム１３，１４による曲げ加工のために連続したプレス面Ｐを形成するプレス位置、及び曲げ加工後のワークの取り出しのために当該ワークから所定距離だけ退避したコラプス位置の間を、それぞれ摺動可能に設けられている。図１において第１，第２ポンチ１１，１２はプレス位置の近傍にある。

また、本実施形態のプレス装置１は、第１，第２ポンチ１１ａ，１２ａの摺動方向の動作を拘束するために第１，第２ポンチの側面をガイドする第１，第２ギブプレート１５，１６をそれぞれ備えている。つまり、本実施形態のプレス装置１は、第１，第２ポンチ１１，１２の摺動方向と垂直をなす方向に、第１，第２ギブプレート１５，１６を設けるための一定のスペースを必要とする。そのため、本実施形態の第１，第２ポンチ１１，１２は、第１，第２ギブプレートと干渉することなく連続したプレス面Ｐを形成できるように、第１，第２接合部１１ａ，１２ａの近傍が各々の摺動方向と垂直をなす方向にせり出したオーバーハング形状となっている。

従来、このようなオーバーハング部分はプレスの繰り返しにより損傷しやすく、ポンチ全体の耐久性を低下させるため問題となっていた。そこで、本実施形態のプレス装置１の第１，第２ポンチ１１，１２には、第１，第２ポンチの耐圧強度を十分に確保するための第１，第２凸部１１ｂ，１２ｂがそれぞれ設けられている。図１のように、第１，第２凸部１１ｂ，１２ｂは、第１，第２ポンチ１１，１２どうしが対向する面上における第１，第２接合部１１ａ，１２ｂ近傍のコラプス位置側にそれぞれ突出形成されている。ここで、図１のように第１，第２ポンチ１１，１２がプレス位置にあるとき、第１，第２凸部１１ｂ，１２ｂは互いに上面において接触している。第１，第２凸部の作用については後述する。

続いて、図２は、図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図中の実線及び点線はプレス位置及びコラプス位置にそれぞれ対応している。

図２のように、本実施形態のプレス装置１は、第２ポンチ１２に載置されたワークＷに向かって第２カム１４を押し当てることによってワークＷの曲げ加工を行う。なお、第１ポンチ１１及び第１カム１３も同様の構成を有している。前述のように、第１，第２ポンチ１１，１２は、第１，第２接合部１１ａ，１２ａにおいて互いに接合し、継ぎ目のないプレス面Ｐを形成しているので、ワークＷに対して連続的な曲げ加工を施すことが可能である。

さらに図２を参照すると、曲げ加工後のワークＷは、第２カム１４の進行方向に沿って折り曲げられており、その折り曲げられた部分はワークＷの取り出し方向から見て第２ポンチ１２に隠れた位置にある。そのため、ワークＷをそのまま取り出そうとすると第２ポンチ１２に引っ掛かってしまうので、第２ポンチ１２を図中の点線で示されるコラプス位置まで退避させることでワークＷの引っ掛かりを解消する。これにより、ワークＷを上方（図１における紙面手前方向）に取り出すことができる。

続いて、第１，第２ポンチ１１，１２に設けられた第１，第２接合部１１ａ，１１ｂ及び第１，第２凸部１１ｂ，１２ｂについて詳細に説明する。図３は、第１，第２ポンチがともにプレス位置にあるときの第１，第２接合部１１ａ，１２ａ及び第１，第２凸部１１ｂ，１２ｂの近傍を示す平面図である。

図３のように、第１，第２接合部１１ａ，１２ａが互いに接合して第１，第２ポンチ１１，１２がプレス位置にあるとき（すなわち、連続したプレス面Ｐが形成されるとき）、第１，第２凸部１１ｂ，１２ｂは、それぞれの上面１１ｂ１，１２ｂ１において相互に接触している。そして、第１凸部１１ｂは、ワークの曲げ加工中に第２ポンチ１２（特にオーバーハング部分）がワークから受ける力Ｆ２に対抗して第２ポンチ１２を支持する。同様に、第２凸部１２ｂは、ワークの曲げ加工中に第１ポンチ１１（特に、前述のオーバーハング部分）がワークから受ける力Ｆ１に対抗して第１ポンチ１１を支持する。このような構成により、本実施形態のプレス装置１は、第１，第２ポンチ１１，１２にそれぞれ設けられた第１，第２凸部１１ｂ，１２ｂによって、曲げ加工中のワークから圧力を受ける第２，第１ポンチ１２，１１の損傷しやすいオーバーハング部分を相互に支持することができる。その結果、第１，第２ポンチ１１，１２の耐圧強度を十分に確保することができる。

そして、ワークの曲げ加工が終了したら、ワーク取り出し時のワークの引っ掛かりを解消するために、第１，第２ポンチ１１，１２が、図３中の矢印の方向に沿って、第２ポンチ１２、第１ポンチ１１の順番で、それぞれのコラプス位置まで移動する。図４は、コラプス位置まで移動した第１，第２ポンチ１１，１２の主要部を表す側面図である。

続いて、一旦コラプス位置まで退避した第１，第２ポンチ１１，１２は、ワーク取り出し後に、次のワークの加工のために再度プレス位置に向かって移動することになるが、両ポンチは所定の順番で移動を開始しない限りプレス位置に到達できない場合がある。これは、本実施形態の第１，第２ポンチ１１，１２は互いに近接して配置されており両者の間には狭小なスペースしか許容されないので、第１，第２ポンチ１１，１２の互いに対向する部分の構造は大きな制約を受けるからである。例えば、図４に示される第１，第２ポンチ１１，１２は、初めに第１ポンチ１１、次に第２ポンチ１２という順番で移動を開始しない限り、移動経路上で第１，第２接合部１１ａ、１２ａの近傍が互いに干渉してしまいプレス位置に到達することができない構造になっている。

ここで、制御システムの不具合や人的ミスにより、第１，第２ポンチ１１，１２が誤った順番で移動を開始してしまうことが想定される。そのため、本実施形態のプレス装置１は、仮に第１，第２ポンチ１１，１２が不正な順番で移動を開始したとしても、常に両方のポンチがプレス位置に到達することを保証するための構成を備えていることが好ましい。

かかる構成として、図４に例示される第２ポンチ１２の第２凸部１２ｂは、そのコラプス位置からプレス位置へ向かう軌道において、常に第１ポンチ１１の第１突起１１ｂに対してそのコラプス位置側から当接可能となるように配置されている。そして、図４に例示される第１，第２ポンチ１１，１２の第１，第２突起１１ｂ，１２ｂは、第２突起１２ｂが第１突起１１ｂをそのコラプス位置側から押圧することでプレス位置まで移動させることが可能となるような形状をそれぞれ有している。

ここで、図４に例示された第１，第２ポンチ１１，１２が不正な順番（つまり、初めに第２ポンチ１２、次に第１ポンチ１１という順番）でコラプス位置からプレス位置への移動を開始した場合に、各々のポンチが通過する軌道を図５〜８に示す。

先ず、図４において、第１，第２ポンチ１１，１２はともにコラプス位置にあるが、この時点では第１，第２凸部１１ｂ，１２ｂは互いに接触していない。続いて、第２ポンチ１２が図４中の矢印の方向に移動を開始すると、図５のように第２凸部１２ｂの側面１２ｂ２が第１凸部１１ｂの側面１１ｂ２に当接する。第２ポンチ１２は、図５中の矢印の方向にさらに移動することで、図６のように第１ポンチ１１をそのプレス位置に向かって押し上げる。このとき、第１ポンチ１１は、側面１１ｂ２においてプレス位置側に押圧されることで、側面１２ｂ２上をスライド運動する。

そして、第１ポンチ１１は、第２凸部１２ｂの側面１２ｂ２の端部に到達してスライド運動を終了した段階で、そのプレス位置に到達することになる。このように第２ポンチ１２の押圧力によって第１ポンチがプレス位置に到達すると、第１，第２ポンチ１１，１２は、図７のように、それぞれの凸部の上面１１ｂ１，１２ｂ１において相互に接触するようになる。その状態で、第２ポンチ１２が第１凸部１１ｂの上面１１ｂ１上をスライド運動することで、第２ポンチ１２の第２接合部１２ａが第１ポンチ１１の第１接合部１１ａに到達し、図８のように両接合部が互いに接合することになる。これにより、第１ポンチ１１に続いて第２ポンチ１２もそのプレス位置に到達することになり、両ポンチによって連続したプレス面が形成されることになる。

図４〜図８のように、本例において、第２ポンチ１２ｂの第２凸部１２ｂは、プレス位置へ向かう経路上において、常に第１ポンチ１１の第１凸部１１ｂにコラプス位置側から当接可能となるように配置されているので、第１ポンチ１１をそのコラプス位置側から押圧することでプレス位置まで移動させることが可能である。これにより、コラプス位置にある第１，第２ポンチ１１，１２が誤った順番でプレス位置に向かって移動を開始してしまった場合でも、両ポンチが確実にプレス位置に到達することを保証することができる。

ここで、図４〜８における第１，第２ポンチ１１，１２を、図３中のＡ方向から見た矢視図を図９〜図１３に示す。図９〜図１３は、それぞれ図４〜図８に対応している。図９〜図１３より、第２ポンチ１２が先に移動を開始した場合には、第２ポンチ１２がその移動経路上で第１ポンチ１１に当接し、そこから第１ポンチ１１を押圧することで第１ポンチ１１をそのプレス位置に移動させることができる。そして、第１ポンチ１１がプレス位置に到達した後は、第２ポンチ１２が第１ポンチ１１に干渉することはないので、第２ポンチ１２自体もプレス位置まで移動することができる。

次に、図１４及び図１５を参照して、第１，第２ポンチ１１，１２の第１，第２接合部１１ａ，１２ａの詳細について説明する。

図１４及び図１５は、接合状態にある第１，第２接合部１１ａ，１２ａの拡大図、及び図１４に示される部分を図３のＡ方向から見た矢視図をそれぞれ表す。図１４及び図１５のように、本実施形態の第１，第２接合部１１ａ，１２ａは互いに鉤手構造をなすように形成されることが好ましい。これにより、第２接合部１２ａは、ワークの曲げ成形時に第１接合部１１ａがワークから受ける力に対抗して第１接合部１１ａを支持することができる。つまり、第１接合部１１ａ近傍は、前述のオーバーハング部分に相当するため、ワークの曲げ成形時に図中の矢印アの方向に煽られることになるが、第１，第２接合部１１ａ，１２ａを鉤手形状にすることで、第１接合部１１ａの煽られを第２接合部１２ａによって支持することが可能になる。これにより、第１ポンチ１１の耐圧強度をさらに向上させることができる。

次に、以上の構成よりなる本実施形態の効果について説明する。

前述のように、本実施形態のプレス装置１は、第１，第２凸部１１ｂ，１２ｂによって、曲げ成形時に第２，第１ポンチ１２，１１がワークから受ける力に対抗して第２，第１ポンチ１２，１１を支持することができる。その結果、コラプス構造を備えた第１，第２ポンチ１１，１２を並べて配置した場合であっても第１，第２ポンチ１１，１２の耐圧強度を十分に確保することができる。従って、本実施形態によれば、自動車車体のアウターパネル等の大型のワークの曲げ加工を１回のプレスで行うことが可能であり、且つ十分な耐久性を備えたプレス装置１を実現することができる。

また、本実施形態において、第２ポンチ１２の第２凸部１２ｂを、プレス位置への経路上において常に第１ポンチ１１の第１凸部１１ｂに対してコラプス位置側から当接可能となるように配置することで、コラプス位置にある第１，第２ポンチ１１，１２が誤った順番でプレス位置に向かって移動を開始してしまった場合でも、両ポンチが確実にプレス位置に到達することを保証することができる。その結果、人為ミスや制御システムの不具合等により第１，第２ポンチ１１，１２が誤作動した場合に、相互に干渉した第１，第２ポンチ１１，１２が原因でプレス装置１が停止したり故障したりすることを防止することができる。

また、本実施形態において、第１，第２ポンチ１１，１２の第１，第２接合部１１ａ，１２ａを互いに鉤手構造をなすように形成することで、ワークの曲げ成形時に第１接合部１１ａがワークから受ける力に対抗して第２接合部１２ａが第１接合部１１ａを支持するような構成を実現することができる。その結果、第１ポンチ１１の耐圧強度をさらに向上させることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。例えば、上述した実施形態において、本発明のプレス装置が曲げ加工を施すワークは自動車車体のアウターパネルであったが、本発明は必ずしもこれに限定されない。つまり、本発明のプレス装置は、広い範囲に亘る曲げ加工を伴うワークであればいかなるものに対しても適用可能である。

本実施形態のプレス装置の主要部を示す側面図である。 図１のＩ−Ｉ方向に沿った断面図である。 本実施形態の第１，第２ポンチの主要部を示す側面図である。 本実施形態の第１，第２ポンチの主要部を示す側面図である。 本実施形態の第１，第２ポンチの主要部を示す側面図である。 本実施形態の第１，第２ポンチの主要部を示す側面図である。 本実施形態の第１，第２ポンチの主要部を示す側面図である。 本実施形態の第１，第２ポンチの主要部を示す側面図である。 図４における第１，第２ポンチを図３のＡ方向から見た矢視図である。 図５における第１，第２ポンチを図３のＡ方向から見た矢視図である。 図６における第１，第２ポンチを図３のＡ方向から見た矢視図である。 図７における第１，第２ポンチを図３のＡ方向から見た矢視図である。 図８における第１，第２ポンチを図３のＡ方向から見た矢視図である。 本実施形態の第１，第２ポンチの第１，第２接合部を示す側面図である。 図１４における第１，第２接合部を図３のＡ方向から見た矢視図である。

符号の説明

１ プレス装置、
１１ 第１ポンチ、
１１ａ 第１接合部、
１１ｂ 第１凸部、
１２ 第２ポンチ、
１２ａ 第１接合部、
１２ｂ 第２凸部、
１３ 第１カム、
１４ 第２カム、
１５ 第１ギブプレート、
１６ 第２ギブプレート、
Ｐ プレス面、
Ｗ ワーク。

Claims (3)

1. 単一のワークに対して同時に曲げ加工を施すために並べて配置された第１，第２ポンチを含むプレス装置であって、
   前記第１，第２ポンチは、それぞれ第１，第２接合部において互いに接合することで連続したプレス面を形成可能であり、
   前記第１，第２ポンチは、前記第１，第２接合部が互いに接合するプレス位置と、曲げ加工後の前記ワークを前記第１，第２ポンチから取り出す際の引っ掛かりが解消するコラプス位置の間をそれぞれ摺動可能であり、
   前記第１，第２ポンチのそれぞれの対向する面上には、前記ワークの曲げ成形時に互いに圧接し、前記第２，第１ポンチをそれぞれが前記ワークから受ける力に対抗して支持するような形状を有する第１，第２凸部が突出形成されていることを特徴とするプレス装置。
2. 前記第１突起は、前記コラプス位置から前記プレス位置へ向かう軌道において、常に前記第２突起に対して前記コラプス位置側から当接可能となるように配置され、
   前記第１，第２突起は、前記第１突起が前記第２突起を前記コラプス位置側から押接することで前記第２ポンチを前記プレス位置まで移動させることができるような形状を有することを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
3. 前記第２接合部は、前記ワークの曲げ成形時に前記第１接合部が前記ワークから受ける力に対抗して前記第１接合部を支持するように、前記第１接合部と互いに係合する鉤手形状をなすことを特徴とする請求項１または２に記載のプレス装置。

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