JP2020066046A - 型内ロッキング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス機械によるプレス加工品の加工品質を維持しつつ、プレス加工スピードの高速化を図ることができる型内ロッキング装置を提供する。【解決手段】型内ロッキング装置１０は、プレス機械のスライドに装着されたダイ３により押下され、ダイ３と共にブランク材６を挟持するブランクホルダー４に、プレス機械のプレス方向と直交するブロック移動方向に移動可能に配設される可動ブロック１２と、プレス機械のスライドに装着された先行パッド５に配設される固定ブロック１３とを備える。可動ブロック１２の当接面２１及び固定ブロック１３の当接面２２は、ブロック移動方向に多段に分割されて形成され、段差２３，２４を介して連なる多段の分割当接面２１ａ〜２１ｂ，２２ａ〜２２ｂを有し、各段の分割当接面２１ａ〜２１ｂ，２２ａ〜２２ｂ同士が互いに噛み合って当接するように構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、型内ロッキング装置に関する。

先行パッドが配設された絞り型において用いられる型内ロッキング装置が公知である。

特許文献１には、ブランクホルダーにプレス機械のプレス方向と直交する方向に移動可能に配設される可動ブロックと、先行パッドに配設される固定ブロックとを備え、シリンダーを用いて可動ブロックを前進後進させる型内ロッキング装置が開示されている。

特開平７−１００５５１号公報

前述のようなシリンダー式の型内ロッキング装置では、一般的に、可動ブロックにおける固定ブロックとの当たり面（上面）及び固定ブロックにおける可動ブロックとの当たり面（下面）が共に、フラット（平坦な面）に形成される。この型内ロッキング装置では、プレス機械のストローク下死点付近で、可動ブロックを先行パッドとブランクホルダーとの間に奥まで入れなければならず、プレス加工スピード（ｓｐｍ）が速いと、可動ブロックが所定の位置まで入りきらないことが生じ得る。

そこで、本発明は、プレス機械によるプレス加工品の加工品質を維持しつつ、プレス加工スピードの高速化を図ることができる型内ロッキング装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る型内ロッキング装置は、プレス機械のスライドに装着されたダイにより押下され、ダイと共にブランク材を挟持するブランクホルダーに、プレス機械のプレス方向と直交するブロック移動方向に移動可能に配設される可動ブロックと、プレス機械のスライドに装着された先行パッドに配設される固定ブロックとを備える。可動ブロックの当接面及び固定ブロックの当接面は、ブロック移動方向に多段に分割されて形成され、段差を介して連なる多段の分割当接面を有する。可動ブロックの当接面及び固定ブロックの当接面における各段の分割当接面同士が互いに噛み合って当接するように構成される。

本発明の一態様に係る型内ロッキング装置によれば、プレス機械によるプレス加工品の加工品質を維持しつつ、プレス加工スピードの高速化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る型内ロッキング装置の概略的な斜視図である。 本発明の実施形態に係る型内ロッキング装置の概略的な側面図である。 本発明の実施形態に係る型内ロッキング装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の実施形態に係る型内ロッキング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る型内ロッキング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る型内ロッキング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る型内ロッキング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る型内ロッキング装置の動作を示す説明図である。 変形例に係る型内ロッキング装置の動作を示す説明図である。 変形例に係る型内ロッキング装置の動作を示す説明図である。 変形例に係る型内ロッキング装置の動作を示す説明図である。 変形例に係る型内ロッキング装置の動作を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

先ず、本実施形態に係る型内ロッキング装置１０が適用されるプレス金型１について説明する。

図４Ａから図４Ｅに示されるように、プレス金型１は、図示しないボルスターに装着されるポンチ２（下型）と、図示しないスライド（ラム）に装着されるダイ３（上型）とを備えて構成されている。

ポンチ２（下型）側には、クッションピン等を介して、ポンチ２に対する相対移動が可能にブランクホルダー４が設けられており、ポンチ２に対するブランクホルダー４の所定の沈み込みが許容される。

ダイ３（上型）側には、タンカーシリンダー等を介して、ダイ３に対する相対移動が可能に先行パッド５が設けられており、ダイ３に対する先行パッド５の所定の沈み込みが許容される。

プレス機械のスライドに装着されるダイ３は、プレス機械のクランクプレス機構（図示せず）により上下方向に昇降可能とされている（図３参照）。プレス機械のスライドの降下に伴い、ブランク材６が、ダイ３とブランクホルダー４との間に挟み込まれ、更なるプレス機のスライドの降下に伴いポンチ２とダイ３とでプレス絞り加工される（図４Ａ〜図４Ｅ参照）。なお、プレス機械におけるストローク上死点からストローク下死点までのストローク長さは、一般的に「７００ｍｍ〜９００ｍｍ程度」である。

次に、本実施形態に係る型内ロッキング装置１０について説明する。

図１及び図２に示すように、型内ロッキング装置１０は、ロッキングブロック１１を備えている。ロッキングブロック１１は、ブランクホルダー４に配設される可動ブロック（可動ロッキングブロック）１２と、先行パッド５に配設される固定ブロック（固定ロッキングブロック）１３とを組み合わせて構成される。

ブランクホルダー４上に、シリンダー１４が設置されている。シリンダー１４は、ブランクホルダー４上にセットプレート１５を介して設置されるシリンダーチューブ１６と、シリンダーチューブ１６に装着されるシリンダーロッド１７とを有する。シリンダー１４（シリンダーロッド１７）の先端１４ａには、可動ブロック１２が装着されている。可動ブロック１２は、例えばボルト等を用いてシリンダー１４（シリンダーロッド１７）の先端１４ａに固定される。

シリンダー１４を伸長又は縮退させることにより、可動ブロック１２が、プレス機械のプレス方向（図２中の上下方向）と直交するブロック移動方向（図２中の左右方向）に移動されるようになっている。ブランクホルダー４上には、可動ブロック１２の移動限界、及びシリンダー１４のストローク限界（伸長限界）を規定するためのストッパー（ストロークストッパー）１８が配設されている。

シリンダー１４は、例えば、空圧制御式のエアシリンダーにより構成される。シリンダー１４は、エアシリンダーに限定されず、油圧制御式の油圧シリンダー等により構成されてもよい。

プレス加工後にダイ３が上昇し、ポンチ２とダイ３とを離間させる際に先行パッド５の圧力がロッキングブロック１１を通してブランクホルダー４に掛かる。このため、ロッキングブロック１１は、ある程度の当り面の面積及び厚みが必要となる。プレス加工する部品（ブランク材６）及び金型の大きさにより異なるが、自動車のセンターピラー等の金型の場合、一般的にはおおよそ後述するサイズ（大きさ）のロッキングブロック１１が４セット(四方に配置)用いられる。

可動ブロック１２のサイズ（大きさ）は、一般的に「６０ｍｍ（長さ）×１５０ｍｍ（幅）×９０ｍｍ（厚み）」程度である。可動ブロック１２は、例えばＳＫＤ１１材（冷間金型用の合金工具鋼）が用いられるが、適正な所定の硬度及び耐荷重を維持できれば他の材質であってもよい。

固定ブロック１３のサイズ（大きさ）は、可動ブロック１２と同様に、一般的に「６０ｍｍ（長さ）×１５０ｍｍ（幅）×９０ｍｍ（厚み）」程度である。固定ブロック１３は、例えばＳ４５Ｃ材（機械構造用炭素鋼）のフレームハード品（火炎焼き入れ加工品）が用いられるが、可動ブロック１２と同様に、適正な所定の硬度及び耐荷重を維持できれば他の材質であってもよい。

本実施形態では、固定ブロック１３は、先行パッド５とは別体に形成され、先行パッド５に着脱可能に配設されている。固定ブロック１３は、例えばボルト等を用いて先行パッド５に固定される。固定ブロック１３と先行パッド５との間には、後述する隙間１９を主に調整するために用いられるシム２０が挟み込まれている。

なお、固定ブロック１３は、図５Ａ及び図５Ｂに示される変形例に係る型内ロッキング装置１０Ａのように、先行パッド５と一体的に形成され、先行パッド５に対して着脱不能に配設されていてもよい。

ロッキングブロック１１の当り面（可動ブロック１２の当接面２１及び固定ブロック１３の当接面２２）は、ブロック移動方向に多段に分割されて形成され、段差２３，２４を介して連なる多段の分割当接面２１ａ〜２１ｂ，２２ａ〜２２ｂを有する。可動ブロック１２の当接面２１及び固定ブロック１３の当接面２２における各段の分割当接面２１ａ〜２１ｂ，２２ａ〜２２ｂ同士が互いに噛み合って当接するように構成されている。

本実施形態では、前述の多段は、２段であり、可動ブロック１２の当接面２１は、１段目の分割当接面２１ａと、２段目の分割当接面２１ｂとに分割され、固定ブロック１３の当接面２２は、１段目の分割当接面２２ａと、２段目の分割当接面２２ｂとに分割される。可動ブロック１２の各段の分割当接面２１ａ〜２１ｂのブロック移動方向の長さの比（図２中のＡ：Ｂ）は、おおよそ「１：１（１対１）」であるのが好ましい。

可動ブロック１２における１段目の分割当接面２１ａと２段目の分割当接面２１ｂとの間の段差２３の高さは、プレス加工スピードにより異なってはくるが、例えば「５ｍｍ〜１０ｍｍ程度」とされる（図１参照）。

固定ブロック１３における１段目の分割当接面２２ａと２段目の分割当接面２２ｂとの間の段差２４の高さは、可動ブロック１２と同様に、プレス加工スピードにより異なってはくるが、例えば「５ｍｍ〜１０ｍｍ程度」とされる（図１参照）。

なお、前述の多段は、図６Ａ及び図６Ｂに示される変形例に係る型内ロッキング装置１０Ｂのように、３段でも可能である。この場合、可動ブロック１２の当接面２１は、１段目の分割当接面２１ａと、２段目の分割当接面２１ｂと、３段目の分割当接面２１ｃとに分割される。固定ブロック１３の当接面２２は、可動ブロック１２と同様に、１段目の分割当接面２２ａと、２段目の分割当接面２２ｂと、３段目の分割当接面２２ｃとに分割される。可動ブロック１２の各段の分割当接面２１ａ〜２１ｃのブロック移動方向の長さの比（図６Ｂ中のＡ：Ｂ：Ｃ）は、おおよそ「１：１：１（１対１対１）」であるのが好ましい。

前述の多段が３段の場合、１段当たりの分割当接面２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃの高さ（段差２３，２４の高さ）が２段の場合よりも低くてよく、最終段の挿入時間もより短くなる。このため、薄いプレス加工品（ブランク材６）であっても変形しにくく、さらに、プレス加工スピードをより短縮することができる。

可動ブロック１２の側面１２ａ及び固定ブロック１３の側面１３ａの表面粗さは、精度及び滑り易さを考慮して、例えば「▽▽▽（微鏡面仕上げ）」とされる。

可動ブロック１２の分割当接面２１ａ〜２１ｂ及び固定ブロック１３の分割当接面２２ａ〜２２ｂの表面粗さも、精度及び滑り易さを考慮して、例えば「▽▽▽（微鏡面仕上げ）」とされる。

さらに、可動ブロック１２の摺動面（下面）１２ｃ及びブランクホルダー４の被摺動面（上面）４ａの表面粗さも、精度及び滑り易さを考慮して、例えば「▽▽▽（微鏡面仕上げ）」とされるのが好ましい。

可動ブロック１２の分割当接面２１ａ，２１ｂの角部及び固定ブロック１３の分割当接面２２ａ，２２ｂの角部の幅方向に、Ｒ面取り２５，２６がそれぞれ施されている（図２参照）。固定ブロック１３の下面（当接面２２）とブランクホルダー４の上面４ａとの間の隙間を、可動ブロック１２が摺動しやすくするためである。Ｒ面取り２５，２６の寸法は、例えば「Ｒ５（半径５ｍｍ）」とされる。

次に、型内ロッキング装置１０の動作について説明する。

プレス機械によるプレス加工の開始により、プレス機械のスライド（ダイ３）と共に先行パッド５が下降し、先行パッド５とポンチ２とによりブランク材６が押さえ付けられる。先行パッド５とポンチ２とによりブランク材６が押さえ付けられると、先行パッド５の下降は、その位置で停止する（図３中の時間Ｔ１、図４Ａ参照）。

固定ブロック１３は、ボルト等を用いて先行パッド５に固定されており、先行パッド５と共に動作する。このため、固定ブロック１３は、先行パッド５と同様で、先行パッド５とポンチ２とによりブランク材６が押さえ付けられる位置で停止する。

プレス機械によるプレス加工の継続により、プレス機械のスライド（ダイ３）がさらに下降する。このとき、ブランクホルダー４上に設置されたシリンダー１４が作動されて伸長して、可動ブロック１２の側面１２ａが固定ブロック１３の側面１３ａに当接する（図３中の時間Ｔ２、図４Ｂ参照）。可動ブロック１２の側面１２ａが固定ブロック１３の側面１３ａに当接した後も、シリンダー１４は作動されたままである。

可動ブロック１２は、ボルト等を用いてシリンダー１４の先端１４ａに固定されており、ブランクホルダー４上に取り付けられたキーパー２７（図１及び図２参照）をガイドにしてブランクホルダー４上を摺動する。

プレス機械によるプレス加工の継続により、プレス機械のスライド（ダイ３）がさらに下降すると、固定ブロック１３の下面（当接面２２）とブランクホルダー４の上面４ａとの間の隙間が広くなる。その隙間に、シリンダー１４により押されていた可動ブロック１２の１段目の分割当接面２１ａが進入すると、可動ブロック１２の段差２３部分の側面１２ｂが固定ブロック１３の側面１３ａに当接する（図３中の時間Ｔ３、図４Ｃ参照）。可動ブロック１２の段差２３部分の側面１２ｂが固定ブロック１３の側面１３ａに当接した後も、シリンダー１４は作動されたままである。

１段目（１回目）の噛み合い量（噛み合い長さ）は、可動ブロック１２のブロック移動方向の長さのおおよそ半分である。また、２段目（２回目）の噛み合い量（噛み合い長さ）も、可動ブロック１２のブロック移動方向の長さのおおよそ半分である。これにより、可動ブロック１２の最終挿入時間ΔＴ（図３参照）が、可動ブロック１２の当接面２１全体及び固定ブロック１３の当接面２２全体がフラットであった場合と比較して、おおよそ半分で済む。

プレス機械によるプレス加工のさらなる継続により、プレス機械のスライド（ダイ３）のストローク下死点直前に、固定ブロック１３の当接面２２（下面）と可動ブロック１２の当接面２１（上面）との間に隙間１９（図２参照）が生じる。その隙間１９に、可動ブロック１２の２段目の分割当接面２１ｂが進入する。すると、可動ブロック１２の２段目の分割当接面２１ｂと固定ブロック１３の２段目の分割当接面２２ｂとが噛み合う。また、可動ブロック１２の１段目の分割当接面２１ａと固定ブロック１３の１段目の分割当接面２２ａとが噛み合う（図３中の時間Ｔ４、図４Ｄ参照）。

プレス機械のスライド（ダイ３）のストローク下死点付近の時間において、可動ブロック１２の当接面２１（上面）と固定ブロック１３の当接面２２（下面）との間には製品（ブランク材６）の板厚以上の若干の隙間１９（１ｍｍ〜３ｍｍ程度）が生じる。

このため、前述の隙間１９が生じているプレス機械のスライド（ダイ３）のストローク下死点付近の時間において、可動ブロック１２はシリンダー１４による押圧により固定ブロック１３とブランクホルダー４との間の隙間に挿入される。

したがって、プレス機械のスライド（ダイ３）のストローク下死点直前に挿入が開始された可動ブロック１２の２段目の分割当接面２１ｂは、スライド（ダイ３）のストローク下死点直後に挿入が終了とされる。このときに、ロッキングブロック１１における可動ブロック１２の挿入動作が完了となる。

なお、シリンダー１４により押されていた可動ブロック１２は、ストッパー１８の位置で停止する（図３中の時間Ｔ４、図４Ｄ参照）。このとき、固定ブロック１３における段差２４の側面１３ｂと可動ブロック１２における段差２３の側面１２ｂとの間には、ブロック移動方向に対して隙間ができており、固定ブロック１３の段差２４の側面１３ｂと可動ブロック１２の段差２３の側面１２ｂとの接触が抑制されるようになっている（図１及び図２参照）。

また、前述の隙間１９（図２参照）は、プレス加工スピードに応じて実機において調整される。前述の隙間１９は、具体的には、固定ブロック１３の取付け部においてシム２０等（図１及び図２参照）によって調整される。この隙間１９は、例えば、プレス加工スピードが比較的速いときは、若干広くする必要があり、プレス加工スピードが比較的遅いときは、若干狭くすることが可能である。

そして、プレス機械によるプレス加工の継続に伴い、プレス機械のスライド（ダイ３）のストローク下死点を過ぎて、プレス機械のスライド（ダイ３）が上昇に移行すると、ポンチ２とダイ３とが離間する。しかし、このときには、ブランクホルダー４上の可動ブロック１２の上面（当接面２１）により固定ブロック１３の下面（当接面２２）が持ち上げられ、先行パッド５とポンチ２との間に隙間ができる。このため、プレス加工品（プレス加工後のブランク材６）の変形が防止される（図３中の時間Ｔ５、図４Ｅ参照）。

プレス機械によるプレス加工のさらなる継続に伴い、プレス機械のスライド（ダイ３）がさらに上昇すると、可動ブロック１２と固定ブロック１３とが離間して当接面２１，２２の噛み合い当接が解除される。そして、このとき、それまでの作動により伸長されていたシリンダー１４はバルブがオフ（バルブ反転）となって縮退され、縮退するシリンダー１４によって可動ブロック１２が引き戻される。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）型内ロッキング装置１０は、プレス機械のスライドに装着されたダイ３により押下され、ダイ３と共にブランク材６を挟持するブランクホルダー４に、プレス機械のプレス方向と直交するブロック移動方向に移動可能に配設される可動ブロック１２と、プレス機械のスライドに装着された先行パッド５に配設される固定ブロック１３とを備える。可動ブロック１２の当接面２１及び固定ブロック１３の当接面２２は、ブロック移動方向に多段に分割されて形成され、段差２３，２４を介して連なる多段の分割当接面２１ａ〜２１ｂ，２２ａ〜２２ｂを有する。可動ブロック１２の当接面２１及び固定ブロック１３の当接面２２における各段の分割当接面２１ａ〜２１ｂ，２２ａ〜２２ｂ同士が互いに噛み合って当接するように構成される。

このように可動ブロック１２及び固定ブロック１３を構成することにより、可動ブロック１２の最終挿入時間ΔＴが、可動ブロック１２の当接面２１全体及び固定ブロック１３の当接面２２全体がフラットであった場合と比較して短い時間で済む。このため、型内ロッキング装置１０の採用に起因してプレス加工スピードを落とす必要がなく、型内ロッキング装置を採用しないプレス機械と同様のプレス加工スピードでのプレス加工が可能になる。

以上要するに、本実施形態に係る型内ロッキング装置１０によれば、プレス機械によるプレス加工品の加工品質を維持しつつ、プレス加工スピードの高速化を図ることができる。

（２）固定ブロック１３は、先行パッド５とは別体に形成され、先行パッド５に着脱可能に配設される。

ストローク下死点における隙間１９（図２参照）は、例えば、固定ブロック１３の取付け部においてシム２０等によって調整することが可能であり、プレス加工スピードに応じた前述の隙間１９の調整を適宜行うことが可能になる。

（３）可動ブロック１２の各段の分割当接面２１ａ〜２１ｂのブロック移動方向の長さの比（図２中のＡ：Ｂ）は、１：１である。

各段（各回）の噛み合い量（噛み合い長さ）は、可動ブロック１２のブロック移動方向の長さのおおよそ半分以下である。これにより、可動ブロック１２の最終挿入時間ΔＴが、可動ブロック１２の当接面２１全体及び固定ブロック１３の当接面２２全体がフラットであった場合と比較して、おおよそ半分以下で済む。

（４）前述の多段は、２段又は３段である。

前述の多段が２段の場合、可動ブロック１２の最終挿入時間ΔＴが、可動ブロック１２の当接面２１全体及び固定ブロック１３の当接面２２全体がフラットであった場合と比較して、おおよそ半分（二分の一程度）で済む。また、前述の多段が３段の場合、可動ブロック１２の最終挿入時間ΔＴが、可動ブロック１２の当接面２１全体及び固定ブロック１３の当接面２２全体がフラットであった場合と比較して、おおよそ半分以下（三分の一程度）で済む。

（５）型内ロッキング装置１０は、ブランクホルダー４に配設され、可動ブロック１２の移動限界を規定するストッパー１８を備える。

可動ブロック１２を所定の位置で停止させることが可能になり（図４Ｄ参照）、また、シリンダー１４がストローク限界を超えて伸長することを抑制することが可能になる。

ところで、本発明の型内ロッキング装置は前述の実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

１ プレス金型
４ ブランクホルダー
５ 先行パッド
６ ブランク材
１０ 型内ロッキング装置
１２ 可動ブロック（可動ロッキングブロック）
１３ 固定ブロック（固定ロッキングブロック）
１８ ストッパー（ストロークストッパー）
２１ 可動ブロックの当接面
２１ａ 分割当接面
２１ｂ 分割当接面
２１ｃ 分割当接面
２２ 固定ブロックの当接面
２２ａ 分割当接面
２２ｂ 分割当接面
２２ｃ 分割当接面
２３ 可動ブロックの段差
２４ 固定ブロックの段差

Claims (5)

1. プレス機械のスライドに装着されたダイにより押下され、前記ダイと共にブランク材を挟持するブランクホルダーに、前記プレス機械のプレス方向と直交するブロック移動方向に移動可能に配設される可動ブロックと、
   前記プレス機械のスライドに装着された先行パッドに配設される固定ブロックとを備え、
   前記可動ブロックの当接面及び前記固定ブロックの当接面は、前記ブロック移動方向に多段に分割されて形成され、段差を介して連なる前記多段の分割当接面を有し、
   前記可動ブロックの当接面及び前記固定ブロックの当接面における各段の前記分割当接面同士が互いに噛み合って当接するように構成される、型内ロッキング装置。
2. 前記固定ブロックは、前記先行パッドとは別体に形成され、前記先行パッドに着脱可能に配設される、請求項１に記載の型内ロッキング装置。
3. 前記可動ブロックの各段の前記分割当接面同士の前記ブロック移動方向の長さの比は、１：１である、請求項１又は２に記載の型内ロッキング装置。
4. 前記多段は、２段又は３段である、請求項１から３のいずれか一項に記載の型内ロッキング装置。
5. 前記ブランクホルダーに配設され、前記可動ブロックの移動限界を規定するストッパーを備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の型内ロッキング装置。

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