JP2009285667A - プレス加工装置、およびプレス加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークに傷が付くことを防ぎつつ、フランジ部の成形およびピアス孔の成形を同一工程において行うことが可能であり、また、そのための構造が簡単で、一連の加工を迅速に行うことができるプレス加工装置、およびプレス加工方法を提供する。
【解決手段】プレス加工装置１０は、パネル状のワークＷの縁部Ｗａを折り曲げてフランジ部６１を成形するとともにフランジ部にピアス孔６２を成形する。プレス加工装置は、フランジ部を成形するためのダイ２１にピアス孔を成形するためのピアスポンチ２２が固定された第１の型２０と、第１の型との間でワークに対してフランジ部の成形とピアス孔の成形とを行う第２の型３０と、第１の型に設けられ、第１の型がワークに対して相対的に接近移動してピアス孔の成形を開始するまでピアスポンチの先端部をフランジ部に接触させない位置に保持するための離間部材４０に相当する突起部４１と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレス加工装置、およびプレス加工方法に関する。

車両に用いられるフロントフェンダなどのパネル部品は、プレス加工装置によって、パネル状のワークをプレス加工することによって形成している。プレス加工には、例えば、ワークの縁部を折り曲げてフランジ部を成形し、成形したフランジ部にピアス孔をさらに成形する加工がある。

ところで、特許文献１は、ダイやピアスポンチなどの複数の工具を時間差を設けて動作させる複動構造にすることによって、同一工程において複数種類のプレス加工を行い得るプレス加工装置を開示している。このプレス加工装置は、複動構造を有しているので、先に行う加工用の工具によってワークにプレス加工を行っているときに、後に行う加工用の工具がワークに接触しないようにすることができる。したがって、ワークに傷が付くことを防ぎつつ、複数種類のプレス加工を同一工程において行うことが可能となる。
特開２００３−３３８２６号公報

しかしながら、複動させるための構造が複雑であり、動作の切替作業に要する時間も必要となる。

本発明の目的は、ワークに傷が付くことを防ぎつつ、フランジ部の成形およびピアス孔の成形を同一工程において行うことが可能であり、また、そのための構造が簡単で、一連の加工を迅速に行うことができるプレス加工装置、およびプレス加工方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るプレス加工装置は、パネル状のワークの縁部を折り曲げてフランジ部を成形するとともに前記フランジ部にピアス孔を成形するプレス加工装置であって、前記フランジ部を成形するためのダイに前記ピアス孔を成形するためのピアスポンチが固定された第１の型と、前記第１の型との間で前記ワークに対して前記フランジ部の成形と前記ピアス孔の成形とを行う第２の型と、を有している。前記第１の型には、前記第１の型が前記ワークに対して相対的に接近移動して前記ピアス孔の成形を開始するまで前記ピアスポンチの先端部を前記フランジ部に接触させない位置に保持するための離間部材を設けている。

また、上記目的を達成するための本発明に係るプレス加工方法は、パネル状のワークの縁部を折り曲げてフランジ部を成形するとともに前記フランジ部にピアス孔を成形するプレス加工方法であって、まず、前記フランジ部を成形するためのダイに前記ピアス孔を成形するためのピアスポンチが固定された第１の型と、前記第１の型との間で前記ワークに対して前記フランジ部の成形と前記ピアス孔の成形とを行う第２の型との間に、前記ワークをセットする。次いで、前記第１の型が前記ワークに対して相対的に接近移動して前記ダイによって前記フランジ部を成形するとともに、前記ピアス孔の成形を開始するまで、前記第１の型に設けた離間部材によって前記ピアスポンチの先端部を前記フランジ部に接触させない位置に保持する。そして、前記第１の型が前記ワークに対して相対的にさらに接近移動して、前記ピアスポンチによって前記フランジ部に前記ピアス孔を成形する。

本発明によれば、ワークに傷が付くことを防ぎつつ、フランジ部の成形およびピアス孔の成形を同一工程において行うことが可能である。また、フランジ部の成形およびピアス孔の成形を同一工程において行うにあたり、第１の型を移動させるだけでよいので、複動構造とする場合に比較して型構造が簡素なものとなり、動作の切替作業に要する時間が不要となるので、一連の加工を迅速に行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明に係るプレス加工装置１０の要部を示す断面図、図２は、図１に示される第１の型２０を示す断面図、図３（Ａ）は、フランジ部６１を成形しているときの状態を示す断面図、図３（Ｂ）は、ピアス孔６２を成形しているときの状態を示す断面図である。図４（Ａ）は、プレス加工によって形成されるパネル部品の一例としてのフロントフェンダ６０を示す図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図、図５は、一次成形が終了したワークＷをプレス加工装置１０に投入した状態を示す断面図である。

図１を参照して、本発明に係るプレス加工装置１０は、パネル状のワークＷの縁部Ｗａを折り曲げてフランジ部６１を成形するとともにフランジ部６１にピアス孔６２を成形するために用いる。プレス加工装置１０は、概説すれば、フランジ部６１を成形するためのダイ２１にピアス孔６２を成形するためのピアスポンチ２２が固定された第１の型２０と、第１の型２０との間でワークＷに対してフランジ部６１の成形とピアス孔６２の成形とを行う第２の型３０と、第１の型２０に設けられ、第１の型２０がワークＷに対して相対的に接近移動してピアス孔６２の成形を開始するまでピアスポンチ２２の先端部２２ａをフランジ部６１に接触させない位置に保持するための離間部材４０と、を有している。

上記のプレス加工装置１０を用いてプレス加工するときには、まず、第１の型２０と第２の型３０との間にワークＷをセットする。次いで、第１の型２０がワークＷに対して相対的に接近移動してダイ２１によってフランジ部６１を成形するとともに、ピアス孔６２の成形を開始するまで、第１の型２０に設けた離間部材４０によってピアスポンチ２２の先端部２２ａをフランジ部６１に接触させない位置に保持する。そして、第１の型２０がワークＷに対して相対的にさらに接近移動してピアスポンチ２２によってフランジ部６１にピアス孔６２を成形する。以下、詳述する。

図４（Ａ）（Ｂ）を参照して、パネル部品の一例としてのフロントフェンダ６０は、パネル状のワークＷをプレス加工することによって形成している。フロントフェンダ６０には、ワークＷの縁部Ｗａを折り曲げてフランジ部６１を成形し、成形したフランジ部６１にピアス孔６２をさらに成形している。

図１を参照して、本実施形態では、第１の型としての可動ダイ２０を、第２の型としてのパンチ３０に対して接近離反移動に設けている。可動ダイ２０は、図中左右方向に進退移動する。可動ダイ２０の移動機構は特に限定されず、例えば、上下動するカムドライバを可動ダイ２０に設けた傾斜面に当接させて可動ダイ２０を横方向に移動させる機構や、可動ダイ２０を直接横方向に移動させる機構など、公知の機構を適宜採用できる。

パンチ３０の上方には、可動ダイ２０とパンチ３０との間にセットしたワークＷを保持するためのパッド５０を設けている。パッド５０は、図中上下方向に昇降自在に設けている。パッド５０を下降し、ワークＷをパンチ３０に押圧することによって、ワークＷを定められた位置に保持する。

図２を参照して、可動ダイ２０は、フランジ部６１を成形するリストライクダイ２１（ダイに相当する）と、ピアス孔６２を成形するためのピアスポンチ２２とを含み、リストライクダイ２１にピアスポンチ２２を固定して構成されている。ピアスポンチ２２の先端部２２ａは、リストライクダイ２１の成形面２３から突出している。突出している寸法は寸法ｈである。成形面２３には、窪み２４を設けている。

離間部材４０は、リストライクダイ２１に設けられた突起部４１から形成され、突起部４１の先端部４１ａがピアスポンチ２２の先端部２２ａよりもフランジ部６１に対して近接している。

離間部材４０をなす突起部４１には、ピアス孔６２の成形を開始するまでピアスポンチ２２の先端部２２ａをフランジ部６１に接触させない位置に保持するために設けた突起４２のほか、部品形状を成形するために設けられている突起４３も含まれる。前者の突起４２は、先端部４１ａがピアスポンチ２２の先端部２２ａよりもフランジ部６１に近接していることから、「先行突起４２」と称する。図示する実施形態では、離間部材４０をなす突起部４１として、先行突起４２と、部品形状を成形するための突起４３との両者を含んでいる。先行突起４２がリストライクダイ２１の成形面２３から突出している寸法は寸法ｇ１（ｇ１＞ｈ）であり、部品形状を成形するための突起４３がリストライクダイ２１の成形面２３から突出している寸法は寸法ｇ２（ｇ２＞ｈ）である。先行突起４２と突起４３とを接線で結んだ線は、ピアスポンチ２２の先端部２２ａと干渉しない。

離間部材４０をなす突起部４１はピアスポンチ２２の先端部２２ａの周りを囲むように連続したものの他、間欠的に設けたものでもよい。また、突起部４１の先端部４１ａがリストライクダイ２１の成形面２３から突出する量は、突起部４１のすべての位置で同一寸法である必要はない。ワークＷの縁部Ｗａの形状、フランジ部６１の形状、リストライクダイ２１の形状、ピアスポンチ２２の位置などに応じて、突起部４１の突出量が異なっていてもよい。さらに、突起部４１における一部分の突出量がピアスポンチ２２の突出量ｈよりも小さくてもよい。すなわち、突起部４１が全体として、可動ダイ２０がワークＷに対して相対的に接近移動してピアス孔６２の成形を開始するまでピアスポンチ２２の先端部２２ａをフランジ部６１に接触させない位置に保持する機能を発揮すれば足りる。

図５を参照して、パンチ３０は、可動ダイ２０の外形形状に合致した形状の成形面３１を有している。成形面３１には、ピアスポンチ２２の先端部２２ａが嵌り込む通孔３２と、先行突起４２が嵌り込む凹部３３と、突起４３が嵌り込む凹部３４と、を形成している。ピアスポンチ２２の先端部２２ａが通孔３２に嵌り込むことによって、フランジ部６１にピアス孔６２を成形する。突起部４１（先行突起４２、突起４３）が凹部３３、３４に嵌り込むことによって、突起部４１は、パンチ３０との間でワークＷを拘束する。突起部４１は、ワークＷを拘束するのに伴って、ワークＷに凸部６３（図３（Ｂ）を参照）を成形する。

図３（Ａ）（Ｂ）を参照して、ピアスポンチ２２の先端部２２ａと突起部４１の先端部４１ａとの間の寸法関係（ｇ１＞ｈ、ｇ２＞ｈ）によって、可動ダイ２０がワークＷのフランジ部６１に接近移動してピアス孔６２の成形を開始するまで、ピアスポンチ２２の先端部２２ａをフランジ部６１に接触させない位置に保持することができる。したがって、ピアスポンチ２２の先端部２２ａがワークＷに接触しない状態で、リストライクダイ２１によってフランジ部６１を成形することができ、ピアスポンチ２２との接触による傷がワークＷに付くことがない。

さらに、ピアスポンチ２２の先端部２２ａがワークＷに接触しない状態で、突起部４１がワークＷに凸部６３の成形を開始し、凸部６３の成形が終了するまでに凸部６３の間でピアス孔６２の成形を開始することになる。したがって、凸部６３の成形とほぼ同時に、ピアス孔６２の成形を終了することができる。また、ピアス孔６２の成形を行うときには、突起部４１による拘束に伴って成形された凸部６３によって、ワークＷにはテンションが掛かっている。このため、ピアス孔６２の穿孔が容易になる。

次に、本実施形態の作用を説明する。

図６は、パッド５０によってワークＷを押える状態を示す断面図、図７（Ａ）は、フランジ部６１の成形を開始した状態を示す断面図、図７（Ｂ）は、離間部材４０をなす突起部４１がワークＷに凸部６３の成形を開始した状態を示す断面図、図８（Ａ）は、ピアス孔６２の成形を開始する状態を示す断面図、図８（Ｂ）は、フランジ部６１の成形およびピアス孔６２の成形を同一工程において完了した状態を示す断面図である。

図５を参照して、可動ダイ２０およびパッド５０を初期位置である上死点に待機させた状態で、可動ダイ２０とパンチ３０との間にワークＷを投入し、パンチ３０上の定められた位置にセットする。ワークＷは、一次成形が終了しており、フランジ部６１をなす縁部Ｗａが緩やかに湾曲している。

図６を参照して、パッド５０を下降し、ワークＷをパンチ３０に押圧することによって、ワークＷを定められた位置に保持する。

図７（Ａ）を参照して、カムドライバや他の動力によって、可動ダイ２０を図中右側の横方向に移動し、フランジ部６１を成形し始める。このとき、ピアスポンチ２２の先端部２２ａは、離間部材４０をなす突起部４１によって、フランジ部６１に接触しない位置にある。

図７（Ｂ）を参照して、可動ダイ２０をさらに移動すると、ピアスポンチ２２の先端部２２ａがワークＷに接触しない状態で、突起部４１は、パンチ３０との間でワークＷを拘束し、ワークＷに凸部６３を成形し始める。

図８（Ａ）を参照して、可動ダイ２０をワークＷのフランジ部６１にさらに接近移動すると、ピアスポンチ２２の先端部２２ａがフランジ部６１に接触し、ピアス孔６２の成形を開始する。ピアスポンチ２２の先端部２２ａと突起部４１の先端部４１ａとの間の寸法関係（ｇ１＞ｈ、ｇ２＞ｈ）によって、可動ダイ２０がワークＷのフランジ部６１に接近移動してピアス孔６２の成形を開始するまで、ピアスポンチ２２の先端部２２ａをフランジ部６１に接触させない位置に保持することができる。したがって、ピアスポンチ２２の先端部２２ａがワークＷに接触しない状態で、リストライクダイ２１によってフランジ部６１を成形することができ、ピアスポンチ２２との接触による傷がワークＷに付くことがない。

さらに、突起部４１がパンチ３０との間でワークＷを拘束した状態で、ピアスポンチ２２によってピアス孔６２を成形するので、ワークＷにテンションが掛かり、ピアス孔６２を容易に穿孔できる。

図８（Ｂ）を参照して、可動ダイ２０が前進限位置まで移動すると、リストライクダイ２１によるフランジ部６１の成形、およびピアスポンチ２２によるフランジ部６１へのピアス孔６２の成形が完了する。ピアス孔６２の成形は、凸部６３の成形とほぼ同時に終了する。

このように、成形初期においては、突起部４１によって、ピアスポンチ２２の先端部２２ａがワークＷに接触しない状態で、リストライクダイ２１によってフランジ部６１を成形することができ、ピアスポンチ２２との接触による傷がワークＷに付くことがない。成形後期においては、突起部４１によってワークＷを拘束した状態でピアス孔６２の成形を実施できる。したがって、ワークＷに傷を付けることなく、フランジ部６１の成形と、成形されたフランジ部６１へのピアス孔６２の成形とを１工程で完了することができる。２工程にまたがって成形する場合に比較して、プレス型の型費を低減でき、省スペース化にも寄与することができる。さらに、フランジ部６１の成形およびピアス孔６２の成形を同一工程において行うにあたり、可動ダイ２０を移動させるだけでよく、複動構造とする場合に比較して型構造が簡素なものとなり、動作の切替作業に要する時間も不要となる。

以上説明したように、本実施形態にあっては、ワークＷに傷が付くことを防ぎつつ、フランジ部６１の成形およびピアス孔６２の成形を同一工程において行うことが可能であり、また、そのための構造が簡単で、一連の加工を迅速に行うことができる。

離間部材４０をリストライクダイ２１に設けた突起部４１から形成し、この突起部４１の先端部４１ａをピアスポンチ２２の先端部２２ａよりもフランジ部６１に対して近接させることによって、ピアスポンチ２２の先端部２２ａがワークＷに接触しない状態で、リストライクダイ２１によってフランジ部６１を成形でき、ピアスポンチ２２との接触による傷がワークＷに付くことを防止できる。

離間部材４０をなす突起部４１は、パンチ３０との間でワークＷを拘束するので、ワークＷにテンションが掛かり、ピアス孔６２を容易に穿孔できる。

なお、パネル部品としてのフロントフェンダ６０を例に挙げたが、本発明はこの場合に限定されるものではない。本発明は、パネル状のワークＷの縁部Ｗａを折り曲げてフランジ部６１を成形するとともに成形したフランジ部６１にピアス孔６２を成形するプレス加工を施すことが必要な部品に広く適用することができる。

本発明に係るプレス加工装置の要部を示す断面図である。 図１に示される第１の型を示す断面図である。 図３（Ａ）は、フランジ部を成形しているときの状態を示す断面図、図３（Ｂ）は、ピアス孔を成形しているときの状態を示す断面図である。 図４（Ａ）は、プレス加工によって形成されるパネル部品の一例としてのフロントフェンダを示す図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図である。 一次成形が終了したワークをプレス加工装置に投入した状態を示す断面図である。 パッドによってワークを押える状態を示す断面図である。 図７（Ａ）は、フランジ部の成形を開始した状態を示す断面図、図７（Ｂ）は、離間部材をなす突起部がワークに凸部の成形を開始した状態を示す断面図である。 図８（Ａ）は、ピアス孔の成形を開始する状態を示す断面図、図８（Ｂ）は、フランジ部の成形およびピアス孔の成形を同一工程において完了した状態を示す断面図である。

符号の説明

１０ プレス加工装置、
２０ 可動ダイ（第１の型）、
２１ リストライクダイ（ダイ）、
２２ ピアスポンチ、
２２ａ ピアスポンチの先端部、
３０ パンチ（第２の型）、
４０ 離間部材、
４１ 突起部、
４１ａ 突起部の先端部、
４２ 先行突起（突起部）、
４３ 部品形状を成形するために設けられている突起（突起部）、
５０ パッド、
６０ フロントフェンダ、
６１ フランジ部、
６２ ピアス孔、
６３ 凸部、
Ｗ ワーク、
Ｗａ 縁部。

Claims (6)

1. パネル状のワークの縁部を折り曲げてフランジ部を成形するとともに前記フランジ部にピアス孔を成形するプレス加工装置であって、
   前記フランジ部を成形するためのダイに前記ピアス孔を成形するためのピアスポンチが固定された第１の型と、
   前記第１の型との間で前記ワークに対して前記フランジ部の成形と前記ピアス孔の成形とを行う第２の型と、
   前記第１の型に設けられ、前記第１の型が前記ワークに対して相対的に接近移動して前記ピアス孔の成形を開始するまで前記ピアスポンチの先端部を前記フランジ部に接触させない位置に保持するための離間部材と、を有してなるプレス加工装置。
2. 前記離間部材は、前記ダイに設けた突起部から形成され、前記突起部の先端部が前記ピアスポンチの先端部よりも前記フランジ部に対して近接している請求項１に記載のプレス加工装置。
3. 前記突起部は、前記第２の型との間で前記ワークを拘束する請求項２に記載のプレス加工装置。
4. パネル状のワークの縁部を折り曲げてフランジ部を成形するとともに前記フランジ部にピアス孔を成形するプレス加工方法であって、
   前記フランジ部を成形するためのダイに前記ピアス孔を成形するためのピアスポンチが固定された第１の型と、前記第１の型との間で前記ワークに対して前記フランジ部の成形と前記ピアス孔の成形とを行う第２の型との間に、前記ワークをセットする工程と、
   前記第１の型が前記ワークに対して相対的に接近移動して前記ダイによって前記フランジ部を成形するとともに、前記ピアス孔の成形を開始するまで、前記第１の型に設けた離間部材によって前記ピアスポンチの先端部を前記フランジ部に接触させない位置に保持する工程と、
   前記第１の型が前記ワークに対して相対的にさらに接近移動して前記ピアスポンチによって前記フランジ部に前記ピアス孔を成形する工程と、を有してなるプレス加工方法。
5. 前記離間部材は、前記ダイに設けられた突起部から形成され、前記突起部の先端部が前記ピアスポンチの先端部よりも前記フランジ部に対して近接している請求項４に記載のプレス加工方法。
6. 前記突起部が前記第２の型との間で前記ワークを拘束した状態で、前記ピアスポンチによって前記ピアス孔を成形する請求項５に記載のプレス加工方法。

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