JP2016074013A - 金型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの加工対象部から加工方向に延ばした仮想延長線上に、ワークの非加工領域が存在する場合でも、加工対象部への加工を可能にする。【解決手段】金型装置Ｍは、第１加工部１２を有するダイ１１（第１部材）と、第２加工部１４を有し、第２加工部１４が第１加工部１２と対向する加工位置と、第２加工部１４が第１加工部１２と非対応となる退避位置との間で移動可能なパンチ１３（第２部材）と、加工位置のパンチ１３に対しダイ１１とは反対側から当接可能な加圧部材１６（第３部材）とを備える。加圧部材１６は、両加工部１２，１４の対向方向と直交する仮想投影面（図示省略）上において、両加工部１２，１４の一部と非対応の領域のみに配されている。【選択図】図１

Description

本発明は、金型装置に関するものである。

特許文献１には、自動車のフューエルリッドを、ヒンジ部材を介してボディに回動可能に取り付けるためのヒンジ構造が開示されている。フューエルリッドのインナパネルには一対の筒部が形成され、ヒンジ部材にも、筒部が形成されている。フューエルリッドとヒンジ部材は、双方の筒部に挿通した連結ピンにより、回動可能に連結されている。

このような筒部を成形するための加工手段として、特許文献２に開示されているような金型装置を用いることができる。この金型装置を使えば、ダイに載置したインナパネルの一部を、パンチにより打圧して筒状に成形すると同時に、筒部内に連結ピンを収容することができる。

特開平０９−３１５１６６号公報 特開平１１−２６０９８３号公報

フューエルリッドとして、インナパネルから板状湾曲部を延出させ、その板状湾曲部の延出端部に一対の筒部を形成するものが考えられる。この場合、ヒンジ部材の筒部を、インナパネルの一対の筒部の間に配置しようとすると、インナパネルの筒部が、板状湾曲部とヒンジ部材とによって半周以上の範囲に亘り包囲される。このようにワークの非加工領域（板状湾曲部とヒンジ部材）が、加工対象部である筒部を半周以上の範囲に亘って包囲するものに対し、特許文献２に開示されているようなダイとパンチによる金型装置を用いて適用しようとしても、パンチの移動経路上に非加工領域が位置するので、適用できない。つまり、ワークの加工対象部から加工方向に延ばした仮想延長線上にワークの非加工領域が存在する場合には、通常の金型装置では加工対象部を加工することができない。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ワークの加工対象部から加工方向に延ばした仮想延長線上に、ワークの非加工領域が存在する場合でも、加工対象部への加工を可能にすることを目的とする。

本発明の金型装置は、
第１加工部を有する第１部材と、
第２加工部を有し、前記第２加工部が前記第１加工部と対向する加工位置と、前記第２加工部が前記第１加工部と非対応となる退避位置との間で、前記両加工部の対向方向と交差する方向へ移動可能な第２部材と、
前記加工位置の前記第２部材に対し前記第１部材とは反対側から当接可能な第３部材とを備え、
前記第３部材は、前記両加工部の対向方向と直交する仮想投影面上において、前記両加工部の一部と非対応の領域のみ又は前記両加工部の全体と非対応の領域のみに配され、
前記第１部材と前記第３部材を接近方向へ相対移動させて前記第２部材を挟み付けることにより、前記第１加工部と前記第２加工部でワークの加工対象部を加工するようになっているところに特徴を有する。

第２部材における第３部材の当接領域は、両加工部の一部と非対応の範囲又は両加工部の全体と非対応の範囲に限定されているので、両加工部の少なくとも一部は、第３部材と非対応であり、且つ第３部材に隣接する空間と対応することになる。したがって、両加工部の少なくとも一部から加工方向（両加工部が対向する方向と平行な方向）に延ばした仮想延長線上に、ワークの非加工領域が存在していても、その非加工領域を第３部材に隣接する空間に配置すれば、加工対象部に加工を施すことができる。

実施例１の金型装置においてワークに加工を施した状態をあらわす一部切欠正面図 金型装置によるワークへの加工が完了してパンチ（第２部材）が退避位置へ退避した状態をあらわす一部切欠正面図 図１のＸ−Ｘ線断面図 図１のＹ−Ｙ線断面図 ワークの斜視図

（１）本発明の金型装置は、前記第１部材は、前記第１加工部を上向きにした状態で固定して設けられ、前記第２部材は、前記第１部材の上方において前記第２加工部を下向きにした姿勢で水平方向に移動可能に設けられ、前記第３部材は前記第２部材の上方に配され、加工工程では、前記第３部材が下降して前記第２部材を前記第１部材側へ押圧するようになっていてもよい。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図５を参照して説明する。本実施例１の金型装置Ｍによって加工されるワークＷは、フューエルリッドを構成するものであり、金属製のインナパネル２０と金属製のヒンジアーム３１との２部品で構成されている。インナパネル２０は、フューエルリッドを構成する蓋（図示省略）の内面に固定されるパネル本体部２１と、パネル本体部２１から片持ち状に延出したオーバーハング部２２と、オーバーハング部２２の延出端に形成された左右一対の略円弧状をなすパネル側筒状部３０（請求項に記載の加工対象部）とから構成されている。

図３，４に示すように、オーバーハング部２２は、パネル本体部２１から直角に近い斜め角度で延出した第１板部２３と、第１板部２３の延出端から鈍角状に延出した第２板部２４と、第２板部２４の延出端から鈍角状に延出した第３板部２５と、第３板部２５の延出端から直角に近い斜め角度で延出した第４板部２６と、第４板部２６の延出端から直角に近い角度で延出した左右一対の第５板部２９とから構成されている。

第４板部２６の延出方向に沿った左右両側縁部のうち延出端側領域には、一対の拡幅部２７が形成されている。第４板部２６の延出端縁部のうち一対の拡幅部２７の間の領域には、切欠部２８が形成されている。一対の第５板部２９は、第４板状部の延出端のうち一対の拡幅部２７に連なり、パネル本体部２１に接近する方向へ且つパネル本体部２１と略平行なすように延出している。一対の第５板部２９の延出端縁には、一対のパネル側筒状部３０が互いに同軸状をなすように連なっている。

オーバーハング部２２は全体として多角形状に屈曲している。パネル側筒状部３０の軸線と平行にインナパネル２０を見ると、オーバーハング部２２は、パネル側筒状部３０を概ね半周に亘って取り囲むような形態となっている。また、パネル側筒状部３０の軸線と交差し、且つパネル本体部２１と略直角する方向からインナパネル２０を見ると、一対の拡幅部２７と一対のパネル側筒状部３０は、第１〜第４板部２３〜２６よりも幅方向（左右方向）外方へ張り出している。

ヒンジアーム３１は、金属板材を曲げ加工して成形されており、アーム本体部３２と、略円弧形をなす左右一対のヒンジ側筒状部３７（請求項に記載の加工対象部）とから構成されている。アーム本体部３２は、左右一対の取付孔３４が形成されたアーム基端部３３を有する。取付孔３４に挿通したボルト（図示省略）により、ヒンジアーム３１のアーム基端部３３が自動車のボディ（図示省略）に固定されるようになっている。アーム本体部３２は、アーム基端部３３から片持ち状に延出した屈曲部３５と、屈曲部３５の延出端から延出したアーム先端部３６とを有している。アーム先端部３６の延出端縁には、左右一対のヒンジ側筒状部３７が互いに同軸状をなすように連なっている。

インナパネル２０とヒンジアーム３１は、一対のパネル側筒状部３０と一対のヒンジ側筒状部３７に挿通したピン３８により、ピン３８を支点として相対的に揺動（回動）し得るように連結されている。即ち、ピン３８の両端部に一対のパネル側筒状部３０が相対変位不能に固着され、一対のヒンジ側筒状部３７がピン３８に対して相対回転可能に外嵌される。連結状態では、一対のパネル側筒状部３０の内側に一対のヒンジ側筒状部３７が挟まれるように位置し、この位置関係により、インナパネル２０とヒンジアーム３１の左右方向（両筒状部３０，３７の軸線と平行な方向）への相対移動（ガタ付き）が規制されている。一対のパネル側筒状部３０と一対のヒンジ側筒状部３７は、後述する金型装置Ｍにより一括して略円弧状に成形されると同時に、ピン３８に連結される。ピン３８は、インナパネル２０及びヒンジアーム３１とともに、フューエルリッドを構成する。

インナパネル２０とヒンジアーム３１を連結した状態では、一対のヒンジ側筒状部３７が、一対のパネル側筒状部３０の間に位置し、且つパネル側筒状部３０と同軸状に位置する。また、インナパネル２０とヒンジアーム３１を接近させた状態では、アーム本体部３２が、オーバーハング部２２のうち第４板部２６と第５板部２９に対し接近して対向する位置関係となる。第５板部２９とアーム先端部３６が略平行をなす。この接近した状態を両筒状部３０，３７の軸線方向に見ると、図３，４に示すように、ヒンジ側筒状部３７が、オーバーハング部２２の全体とアーム本体部３２の屈曲部３５及びとアーム先端部３６とにより、概ね半周に亘って包囲された状態となる。

そして、インナパネル２０とヒンジアーム３１が接近した状態をオーバーハング部２２側から見ると、一対のパネル側筒状部３０は、オーバーハング部２２の両側縁よりも外方に位置するので目視できるのに対し、一対のヒンジ側筒状部３７は、オーバーハング部２２の陰に隠れるので目視できない。オーバーハング部２２側から筒状部３０，３７を見る方向は、第５板部２９とアーム先端部３６の延出端部をカールさせて筒状部３０，３７を成形する際に、ダイ１１とパンチ１３が筒状部３０，３７を挟み付ける方向と平行な方向である。したがって、通常の金型では、オーバーハング部２２やアーム部本体部が邪魔になるためにヒンジ側筒状部３７を成形することはできない。

本実施例１の金型装置Ｍは、上記のワークＷにおいても、パネル側筒状部３０だけでなくヒンジ側筒状部３７も成形することができる。以下、その構成を説明する。金型装置Ｍは、左右一対のダイ１１（請求項に記載の第１部材）と、１つのパンチ１３（請求項に記載の第２部材）と、加圧部材１６（請求項に記載の第３部材）とを備えて構成されている。

左右一対のダイ１１は、基台１０の上に左右に間隔を空けた位置関係で固定して載置されている。一対のダイ１１の上面には、一対の第１加工部１２が上向きに個別に形成されている。左側に位置する第１加工部１２は、左側のパネル側筒状部３０の下面側領域と左側のヒンジ側筒状部３７の下面側領域とを同時に成形するものである。また、右側に位置する第１加工部１２は、右側のパネル側筒状部３０の下面側領域と右側のヒンジ側筒状部３７の下面側領域とを同時に成形する。

パンチ１３は、左右方向に細長い形状をなし、ダイ１１よりも上方に配されている。パンチ１３の下面には、左右一対の第２加工部１４が下向きに形成されている。左側に位置する第２加工部１４は、左側のパネル側筒状部３０の上面側領域と左側のヒンジ側筒状部３７の上面側領域とを同時に成形するものである。また、右側に位置する第２加工部１４は、右側のパネル側筒状部３０の上面側領域と右側のヒンジ側筒状部３７の上面側領域とを同時に成形する。

パンチ１３は、図示しない駆動機構により、一対の第２加工部１４を一対の第１加工部１２と対向させる加工位置（図１を参照）と、一対の第２加工部１４を一対の加工部と非対応となるように退避させた退避位置（図２を参照）との間で、左右方向に移動し得るようになっている。また、成形位置に移動したパンチ１３は、図示しないガイド機構により姿勢を変化させることなく、下方へ平行移動し得るようになっている。

成形工程（加工工程）では、後述する加圧部材１６からの押圧作用によってパンチ１３が下降すると、第１加工部１２と第２加工部１４との間で第２板部２４の延出端部とアーム先端部３６の延出端部が挟み付けられ、パネル側筒状部３０とヒンジ側筒状部３７が略円弧状に成形されると同時に、パネル側筒状部３０がピン３８の両端部に固着される。

パンチ１３の上面のうち第２加工部１４の一部領域に対し、上下方向（つまり、第１加工部１２と第２加工部１４による打圧方向）に対応する領域は、左右一対の水平な受圧領域１５となっている。この受圧領域１５は、第２加工部１４の一部のみと上下に対応している。換言すると、受圧領域１５は、第２加工部１４のうちパネル側筒状部３０（打圧方向に見たときにオーバーハング部２２によって隠れない加工対象部）を成形する領域のほぼ全体とは対応するが、第２加工部１４のうちヒンジ側筒状部３７（打圧方向に見たときにオーバーハング部２２によって隠れる加工対象部）の全体とは非対応である。また、受圧領域１５は、パンチ１３上面のうちパネル側筒状部３０を挟んでヒンジ側筒状部３７とは反対側の領域と対応する領域も含んでいる。

左右一対の加圧部材１６は、左右方向に所定の間隔を空けてパンチ１３の上方に配されている。一対の加圧部材１６は、ブロック状をなし、その上端部同士が連結部１７を介して連結されている。成形工程では、加圧機構（図示省略）により、一対の加圧部材１６が一体となって昇降駆動されるようになっている。一対の加圧部材１６の下面は、水平な加圧面１８となっている。両加工部１２，１４の対向方向と直交する水平な仮想投影面（図示省略）上において、加圧部材１６と加圧面１８は、両加工部１２，１４の一部とは非対応の領域のみ（受圧領域１５と対応する領域のみ）に配されている。

即ち、パンチ１３が成形位置にあるときに、加圧部材１６と加圧面１８は、パネル側筒状部３０（打圧方向に見たときにオーバーハング部２２によって隠れない加工対象部）のほぼ全領域とは対応するが、ヒンジ側筒状部３７（打圧方向に見たときにオーバーハング部２２によって隠れる加工対象部）の全体とは非対応である。このような加圧部材１６の配置形態により、一対の加圧部材１６の間には、左右一対のヒンジ側筒状部３７と、その両ヒンジ側筒状部３７の間の領域とに対応する収容スペース１９が確保されている。収容スペース１９は、一対のヒンジ側筒状部３７の全体と対応するが、一対のパネル側筒状部３０のほぼ全体とは非対応である。

次に、本実施例１の作用を説明する。ワークＷを加工して筒状部３０，３７を成形する際には、パネルをダイ１１と非対応の退避位置へ退避させるとともに、一対の加圧部材１６を上方へ退避させておく。この状態で、インナパネル２０とヒンジアーム３１を、ダイ１１の上面にセットして、所定の向きと姿勢に保持する。このとき、予め弧状に予備成形しておいた第５板部２９の延出端部と、予め弧状に予備成形しておいたアーム本体部３２のアーム先端部３６を、左右に並べて第１加工部１２の上面に載置する。また、オーバーハング部２２（非加工領域）のうち第２板部２４の延出端側の領域と第３板部２５の基端側領域とが、収容スペース１９内に収容される。

この状態から、退避位置のパンチ１３を成形位置へスライドさせる。すると、パンチ１３は、インナパネル２０のオーバーハング部２２と加工対象部（第５板部２９の予備成形した延出端部と、アーム本体部３２の予備成形したアーム先端部３６）との間の空間に進入し、第２加工部１４が、第１加工部１２に載置されている加工対象部に対し上から対向するように位置する。

この後、加圧部材１６を下降させると、左右一対の加圧面１８が左右一対の受圧領域１５を下向きに押圧し、加圧部材１６とパンチ１３が一体となって下降し、下降対象部が左右一対の第１加工部１２と左右一対の第２加工部１４との間で打圧される。これにより、一対のパネル側筒状部３０が所定成形されるとともにピン３８に固着され、同時に、一対のヒンジ側筒状部３７が所定形状に成形されたピン３８に外嵌される。以上により、ワークＷに対する加工工程が完了する。この後は、加圧部材１６を上昇させるとともに、パンチ１３を退避位置へ移動し、加工済みのワークＷを金型装置Ｍから取り出す。

上述のように本実施例１の金型装置Ｍは、第１加工部１２を有するダイ１１と、第２加工部１４を有するパンチ１３とを備え、第１加工部１２と第２加工部１４との間でワークＷの加工対象部（パネル側筒状部３０とヒンジ側筒状部３７）を打圧して加工するものである。そして、この金型装置Ｍは、ワークＷの加工対象部（ヒンジ側筒状部３７）から加工方向（ダイ１１とパンチ１３とによる打圧方向と平行な方向）に延ばした仮想延長線（図示省略）上に、ワークＷの非加工領域（オーバーハング部２２）が存在する場合でも、加工対象部（ヒンジ側筒状部３７）に加工を施すことが可能となっている。

このような加工を可能にする手段として、パンチ１３は、第２加工部１４が第１加工部１２と対向する加工位置と、第２加工部１４が第１加工部１２と非対応となる退避位置との間で、両加工部１２，１４の対向方向と交差する方向へ移動可能としている。その上で、加圧部材１６を設けている。加圧部材１６は、加工位置のパンチ１３をダイ１１との間で挟むように（つまり、加工位置のパンチ１３に対しダイ１１とは反対側から当接可能なように）配され、加工位置のパンチ１３に対しダイ１１側へ押圧するように当接する。また、加圧部材１６は、両加工部１２，１４の対向方向（パンチ１３の打圧方向）と直交する仮想投影面上において、両加工部１２，１４の一部と非対応の領域のみに配されている。

そして、加圧部材１６をダイ１１に接近するように下降させ、加圧部材１６とダイ１１との間でパンチ１３を挟み付けるながらパンチ１３を下方へ押圧すると、第１加工部１２と第２加工部１４との間でワークＷの加工対象部（パネル側筒状部３０とヒンジ側筒状部３７）が加工される。この構成によれば、パンチ１３における加圧部材１６の当接領域は、両加工部１２，１４の一部とは非対応の範囲（つまり、オーバーハング部２２によって隠れないパネル側筒状部３０とは対応する範囲）に限定される。

これにより、両加工部１２，１４の少なくとも一部（つまり、オーバーハング部２２によって隠されるヒンジ側筒状部３７）は、加圧部材１６と非対応であり、且つ加圧部材１６に隣接する収容スペース１９と対応することになる。したがって、両加工部１２，１４の少なくとも一部（ヒンジ側筒状部３７）から加工方向（上方）に延ばした仮想延長線（図示省略）上に、ワークＷの非加工領域（オーバーハング部２２）が存在していても、その非加工領域（オーバーハング部２２）を加圧部材１６に隣接する収容スペース１９内に配置することにより、ヒンジ側筒状部３７への加工が実現されている。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例１では、２つの第３部材（加圧部材）の間にワーク（インナパネルとヒンジアーム）の非加工領域（オーバーハング部）を収容するための収容スペースを設けたが、ワークの非加工領域を収容するスペースが、１つの第３部材の両側に配されていてもよい。
（２）上記実施例１では、第３部材（加圧部材）が、両加工部のうち加工対象部（ヒンジ側筒状部）を加工する領域とは非対応の領域において、第２部材（パンチ）に当接するようにしたが、第３部材の当接領域は、両加工部の全体と非対応の領域であってもよい。
（３）上記実施例１では、フューエルリッドのインナパネルの一部（オーバーハング部）が、ヒンジアームの加工対象部（ヒンジ側筒状部）に対する非加工領域となっているが、本発明は、インナパネルの一部が、インナパネルの加工対象部（パネル側筒状部）に対する非加工領域となっている場合や、ヒンジアームの一部が、インナパネルの加工対象部（パネル側筒状部）に対する非加工領域となっている場合や、ヒンジアームの一部が、ヒンジアームの加工対象部（ヒンジ側筒状部）に対する非加工領域となっている場合等にも適用できる。
（４）上記実施例１では、加工対象部（ヒンジ側筒状部）が、半周以上に亘って非加工領域（オーバーハングとヒンジ本体）で包囲される場合について説明したが、本発明は、非加工領域が加工対象部を包囲する範囲は、周方向において半周よりも小さい角度範囲である場合にも適用することができる。
（５）上記実施例１では、ワークがインナパネルとヒンジアームとの２部材によって構成されているが、本発明は、ワークが単一部品である場合にも適用することができる。
（６）上記実施例１では、ワークがフューエルリッドを構成する部材である場合について説明したが、本発明は、ワークがフューエルリッド以外の部材である場合にも適用することができる。
（７）上記実施例１では、加工対象部（パネル側筒状部及びヒンジ側筒状部）を筒状に曲げ成形する場合について説明したが、本発明は、加工対象部を筒状以外の形状に成形する場合や、加工対象部に穴空け加工を施す場合にも適用することができる。
（８）上記実施例１では、第１部材（ダイ）を固定して配置し、その上に第２部材（パンチ）を水平移動可能に配し、更にその上に第３部材（加圧部材）を昇降可能に配したが、第３部材を固定して配置し、その上に第２部材を水平移動可能に配し、更にその上に第１部材を昇降可能に配し、第１部材をパンチとして下降させてもよい。

Ｍ…金型装置
Ｗ…ワーク
１１…ダイ（第１部材）
１２…第１加工部
１３…パンチ（第２部材）
１４…第２加工部
１６…加圧部材（第３部材）
３０…パネル側筒状部（加工対象部）
３７…ヒンジ側筒状部（加工対象部）

Claims (2)

1. 第１加工部を有する第１部材と、
   第２加工部を有し、前記第２加工部が前記第１加工部と対向する加工位置と、前記第２加工部が前記第１加工部と非対応となる退避位置との間で、前記両加工部の対向方向と交差する方向へ移動可能な第２部材と、
   前記加工位置の前記第２部材に対し前記第１部材とは反対側から当接可能な第３部材とを備え、
   前記第３部材は、前記両加工部の対向方向と直交する仮想投影面上において、前記両加工部の一部と非対応の領域のみ又は前記両加工部の全体と非対応の領域のみに配され、
   前記第１部材と前記第３部材を接近方向へ相対移動させて前記第２部材を挟み付けることにより、前記第１加工部と前記第２加工部でワークの加工対象部を加工するようになっていることを特徴とする金型装置。
2. 前記第１部材は、前記第１加工部を上向きにした状態で固定して設けられ、
   前記第２部材は、前記第１部材の上方において前記第２加工部を下向きにした姿勢で水平方向に移動可能に設けられ、
   前記第３部材は前記第２部材の上方に配され、
   加工工程では、前記第３部材が下降して前記第２部材を前記第１部材側へ押圧するようになっていることを特徴とする請求項１記載の金型装置。

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