JP2021037518A - ハット型断面部品のプレス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハット型断面部品のプレス装置において、金型に撓みが生じた場合でも、簡単な構成で、離型時にハット型断面部品が変形するのを抑制する。【解決手段】天板予定部を挟むパッド２０およびパンチ３０と、フランジ予定部を挟むダイおよびホルダ４０とを上下に相対移動させることでハット型断面部品８０を成形するプレス装置１である。下方への付勢力に抗して上方へ相対移動可能にダイに設けられたパッド２０と、上方への付勢力に抗して下方へ移動可能にパンチ３０の周りに設けられたホルダ４０と、水平移動可能にホルダ４０上に設けられたロッキングブロック５１と、を備えている。ロッキングブロック５１は、パッド端部２１とホルダ４０との間に挿入されるように構成されている。パッド端部２１の下面２１ａおよびロッキングブロック５１の上面５１ａが、長手方向内側に行くほど下方に傾斜する傾斜面で構成されている。【選択図】図１０

Description

本発明は、断面ハット状の部品（以下、「ハット型断面部品」ともいう。）のプレス装置に関するものである。

車両用骨格部材等に用いられるハット型断面部品を製造する場合には、ダイ、パッド、パンチ、ホルダ等の金型を備えるプレス装置を用いて、金属製の板状のワークを断面ハット状にプレス加工（絞り加工）することが多い。

より詳しくは、下方に開放する開口が形成されたダイと、下向きの付勢力に抗して開口内に押し込まれるように、上方に相対移動可能にダイに設けられたパッドと、パッドと上下に対向配置されたパンチと、ダイと上下に対向し、上向きの付勢力に抗して下方に移動可能にパンチの周りに設けられたホルダと、を備えるプレス装置を用意する。そうして、ホルダおよびパンチにワークを載置し、これに向けてダイおよびパッドを下して型締めを行う。すると、ワークにおける天板予定部を上下に挟むパッドおよびパンチと、天板予定部の幅方向両側でフランジ予定部を上下に挟むダイおよびホルダと、が上下に相対移動し、パッドを上方に押し込みながらパンチがダイの開口に入り込むことで、天板とフランジとの間に縦壁が成形される。

しかしながら、かかるプレス装置には以下のような問題がある。すなわち、離型時（型開きの際）にダイを上方に移動させると、パンチがダイの開口から抜けるとともに、ダイの開口内では付勢力によってパッドが相対的に下方に移動する一方、パンチの周りでは付勢力によってホルダが上方に移動する。すると、パンチが天板の下面から離れるとともに、かかるパンチによる下方からの支持を失った天板に対して、上方からパッドの加圧力が作用するとともに、フランジに対して、下方からホルダの加圧力が作用することになる。このため、ハット型断面部品がパッドとホルダとによる加圧で上下に圧縮されることになり、縦壁が座屈するような態様でハット型断面部品が変形してしまうおそれがある。

そこで、例えば特許文献１には、離型中、ブランクホルダを貫通してパンチに装着されることで、ブランクホルダをパンチに固定するホルダ側制限部や、ダイを貫通してパッドに装着されることで、パッドをダイに固定するパッド側制限部を備えることによって、ホルダやパッドの加圧力を制限するハット型断面部品の製造装置が開示されている。

ＷＯ２０１５／０４６０２３号公報

しかしながら、上記特許文献１のものでは、パンチに対するホルダの相対移動やダイに対するパッドの相対移動を規制することで加圧力を制限する制限部をプレス装置内部に設けるため、大掛かりな加工等が必要となり、金型構造が複雑化し、製造コストの上昇を招くという問題がある。

そこで、金型構造の複雑化を抑えるべく、水平移動可能なブロックをホルダ上に設け、型締め完了後、ホルダにおけるパッドと上下に対向する位置へブロックを移動させて、パッドとホルダとの間に当該ブロックを挿入することで、型締め状態におけるパッドとホルダとの位置関係を型開き中も維持することが考えられる。この手法によれば、金型内部に加工等を施すことなく、ブロックをホルダ上に設けるという簡単な構造で、型締め状態におけるパッドとホルダとの位置関係が型開き中も維持されるので、離型時におけるハット型断面部品の変形を抑えることが可能となる。

ところで、型締め状態におけるパッドとホルダとの位置関係を維持するには、挿入位置（ホルダにおけるパッドと上下に対向する位置）におけるパッドとホルダとの設計間隔と、ブロックの高さ寸法とをある程度等しく（若干小さく）設定する必要がある。

しかしながら、挿入位置におけるパッドとホルダとの設計間隔とブロックの高さ寸法とを略等しくすると、金型に撓みが生じた場合に、挿入位置に向かってホルダ上を移動しようとするブロックとパッドとが干渉してしまい、パッドとホルダとの間にブロックを挿入することが困難となり、延いては、離型時におけるハット型断面部品の変形を抑えることが困難になるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ハット型断面部品のプレス装置において、金型に撓みが生じた場合でも、簡単な構成で、離型時にハット型断面部品が変形するのを抑制する技術を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係るハット型断面部品のプレス装置では、挿入位置におけるパッドの形状、および／または、ブロックの形状に工夫を凝らすことで、パッドとホルダとの間にブロックを挿入し易くしている。

具体的には、本発明は、ワークにおける成形後に天板となる天板予定部を第１方向に挟むパッドおよびパンチと、当該ワークにおける成形後にフランジとなるフランジ予定部を第１方向に挟むダイおよびホルダと、を第１方向に相対移動させることで、当該天板と当該フランジとの間に縦壁を形成するハット型断面部品のプレス装置を対象としている。

そして、このプレス装置は、第１方向一方側に開放する開口が形成された上記ダイと、第１方向一方側への付勢力に抗して上記開口内に押し込まれるように、第１方向他方側へ相対移動可能に上記ダイに設けられた上記パッドと、上記パッドと第１方向に対向配置された上記パンチと、上記ダイと第１方向に対向し、且つ、第１方向他方側への付勢力に抗して第１方向一方側へ移動可能に、上記パンチの周りに設けられた上記ホルダと、第１方向と直交する第２方向に移動可能に上記ホルダ上に設けられたブロックと、を備え、上記ブロックは、上記ホルダにおける上記パッドと第１方向に対向しない位置から第２方向に移動されて、当該パッドの第２方向の端部と当該ホルダとの間に挿入されることで、型締め状態における当該パッドと当該ホルダとの位置関係を、型開き中も維持するように構成されており、上記パッドの第２方向の端部における第１方向一方側の面および上記ブロックの第１方向他方側の面の少なくとも一方が、第２方向の挿入側に行くほど第１方向一方側に傾斜する傾斜面で構成されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、天板予定部を第１方向に挟むパッドおよびパンチと、フランジ予定部を第１方向に挟むダイおよびホルダと、が第１方向に相対移動し、パッドを第１方向他方側に押し込みながらパンチがダイの開口に入り込むことで、天板とフランジとの間に縦壁が形成されたハット型断面部品を成形することができる。

また、パッドの第２方向の端部における第１方向一方側の面およびブロックにおける第１方向他方側の面の少なくとも一方が、第２方向の挿入側に行くほど第１方向一方側に傾斜する傾斜面で構成されていることから、換言すると、パッドの第２方向の端部に対してブロックが挿入方向に楔状をなすことから、金型に撓みが生じた場合でも、パッドとホルダとの間にブロックをスムーズに挿入することができる。

このように、パッドの第２方向の端部とホルダとの間にブロックを挿入するという簡単な構成で、型締め状態におけるパッドとホルダとの位置関係が型開き中も維持されるので、離型時におけるハット型断面部品の変形を抑えることができる。

以上説明したように、本発明に係るハット型断面部品のプレス装置によれば、金型に撓みが生じた場合でも、簡単な構成で、離型時にハット型断面部品が変形するのを抑制することができる。

本発明の実施形態１に係るプレス装置の要部を模式的に示す縦断面図である。 ハット型断面部品を模式的に示す斜視図である。 ハット型断面部品の製造手順１を模式的に説明する横断面図である。 ハット型断面部品の製造手順２を模式的に説明する横断面図である。 ハット型断面部品の製造手順３を模式的に説明する横断面図である。 ハット型断面部品の製造手順４を模式的に説明する横断面図である。 ハット型断面部品の製造手順５を模式的に説明する横断面図である。 パッド端部とロッキングブロックとの関係を模式的に説明する図である。 パッドの押圧力により、ハット型断面部品が撓んだ状態を模式的に説明する図である。 金型に撓みが生じた場合における、パッド端部とロッキングブロックとの関係を模式的に説明する図である。 本発明の実施形態２に係るプレス装置の要部を模式的に示す縦断面図である。 パッド端部とロッキングブロックとの関係を模式的に説明する図である。 金型に撓みが生じた場合における、パッド端部とロッキングブロックとの関係を模式的に説明する図である。 従来１のプレス装置を模式的に説明する横断面図である。 従来２のプレス装置を模式的に説明する縦断面図である。 従来２のプレス装置を模式的に説明する縦断面図である。 従来２のプレス装置の問題点を模式的に説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図１における左右方向を長手方向と称し、図３〜図７における左右方向を幅方向（長手直角方向）と称する。また、図を見易くするために、横断面図における、ダイピース１３、パッド２０、パンチ３０およびホルダ４０並びにワーク７０およびハット型断面部品８０にのみハッチングを施している。

（実施形態１）
−プレス装置の全体構成−
図１は、本実施形態に係るプレス装置１の要部を模式的に示す縦断面図である。また、図３〜図７は、本実施形態に係る製造手順１〜５を模式的に説明する横断面図である。プレス装置１は、図１および図３〜図７に示すように、ダイ１０と、パッド２０と、パンチ３０と、ホルダ４０と、を金型として備えているとともに、ホルダ４０上にロッキング機構５０を備えている。このプレス装置１は、図３に示すように、パンチ３０およびホルダ４０上に載置された金属製板状のワーク７０に対し、プレス加工（絞り加工）を施すことによって、図２に示すような断面ハット状の部品（以下、「ハット型断面部品」ともいう。）８０を製造するものである。

〈ハット型断面部品〉
ハット型断面部品８０は、図２に示すように、長手方向に沿って略逆Ｖ字状に湾曲した天板８１と、天板８１の幅方向両端部からそれぞれ垂下する一対の縦壁８３と、一対の縦壁８３の下端部から幅方向外側にそれぞれ延びる、長手方向に沿って略逆Ｖ字状に湾曲した一対のフランジ８５と、を有していて、下方に開放する断面ハット状に形成されている。このハット型断面部品８０は、当該ハット型断面部品８０とは逆に上方に開放するハット型断面部品（図示せず）と、一対のフランジ８５同士がスポット溶接等で接合されることで、長尺の閉断面部材を形成し、例えばフロントサイドメンバといった車両用骨格部材として用いられる。

〈ダイ〉
ダイ１０は、全体として略直方体状をなしていて、プレス機（図示せず）のスライドに固定されている。ダイ１０には、図１および図３〜図７に示すように、下方（第１方向一方側）に開放する開口１７が形成されている。換言すると、ダイ１０は、下方に開放する略箱状に形成されている。このダイ１０は、図１および図３〜図７に示すように、ダイ本体部１１と、ダイピース１３と、複数の窒素ガスシリンダ１５と、を備えている。

ダイピース１３は、ダイ本体部１１の下端部に取り付けられていて、その内側側面が開口１７の壁面の一部（下端部）を構成している。ダイピース１３の下端面１３ａは、図３に示すように、ダイ本体部１１の下端面よりも下方に突出しているとともに、長手方向に沿って略逆Ｖ字状に湾曲していて、プレス加工の際に、ワーク７０における成形後にフランジ８５となるフランジ予定部７５（ワーク７０の幅方向両側部）を加圧する第１成形面１３ａを構成している。窒素ガスシリンダ１５は、図１および図３〜図７に示すように、開口１７の上面に複数取り付けられていて、ロッド１５ａが窒素ガスの圧力によって常時下方に突出する状態となっている。

〈パッド〉
パッド２０は、略直方体状に形成されており、図１および図３〜図７に示すように、ダイ１０の開口１７内に設けられていて、その上端が窒素ガスシリンダ１５のロッド１５ａの下端に取り付けられている。これにより、パッド２０は、窒素ガスシリンダ１５によって常時下方へ付勢されているが、当該パッド２０を上方へ押す力が作用した場合には、窒素ガスシリンダ１５の下方への付勢力に抗して開口１７内に押し込まれるように、ダイ１０に対し上方（第１方向他方側）へ相対移動可能となっている。

パッド２０の下面のうち、プレス加工の際に、ワーク７０における成形後に天板８１となる天板予定部７１（ワーク７０の幅方向中央部）を加圧する第２成形面２０ａを構成する中央下面２０ａは、図１に示すように、長手方向に沿って略逆Ｖ字状に湾曲している。一方、パッド２０の下面のうち、中央下面２０ａの長手方向両外側に位置する、パッド２０の長手方向の両端部（以下、「パッド端部２１」ともいう。）の下面２１ａは、後述するように、長手方向内側に行くほど下方に傾斜するように形成されている。パッド２０は、窒素ガスシリンダ１５によって下方へ付勢さることで最も下がった（ロッド１５ａが伸びきった）状態において、図３に示すように、第２成形面２０ａが第１成形面１３ａと面一になるように、開口１７内に配置されている。

〈パンチ〉
パンチ３０は、図１および図３〜図７に示すように、プレス機のボルスターに固定される下型３１に取り付けられている。下型３１は、上方に開放する略箱状に形成されていて、その中央部に上方に延びるパンチホルダ３３が設けられている。パンチ３０は、パンチホルダ３３の上端部に取り付けられることで、その上面３０ａがパッド２０の第２成形面２０ａと上下（第１方向）に対向した状態で配置されるようになっている。パンチ３０の上面３０ａは、パッド２０の第２成形面２０ａと同様に長手方向に沿って略逆Ｖ字状に湾曲していて、プレス加工の際にワーク７０の天板予定部７１を加圧する第３成形面３０ａを構成している。

〈ホルダ〉
ホルダ４０は、パンチ３０の長手方向両外側に位置する一対の第１部位４１と、パンチ３０の幅方向両外側に位置する一対の第２部位４３と、を備えていて、略矩形環状に形成されている。第１部位４１の上面４１ａは略水平に形成されている一方、第２部位４３の上面４０ａは長手方向に沿って略逆Ｖ字状に湾曲していて、プレス加工の際にワーク７０のフランジ予定部７５を加圧する第４成形面４０ａを構成している。

このように形成されたホルダ４０を、パンチ３０が環内に挿入されるように下型３１に配置すると、パンチ３０の周りにホルダ４０が位置することになる。下型３１におけるパンチホルダ３３の周りには、図１および図３〜図７に示すように、窒素ガスシリンダ３５が複数設けられていて、ロッド３５ａが窒素ガスの圧力によって常時上方に突出する状態となっている。ホルダ４０の下端は窒素ガスシリンダ３５のロッド３５ａの上端に取り付けられている。これにより、ホルダ４０は、窒素ガスシリンダ３５によって常時上方へ付勢されているが、当該ホルダ４０を下方へ押す力が作用した場合には、窒素ガスシリンダ３５の付勢力に抗して下方に移動可能に構成されている。なお、ホルダ４０は、窒素ガスシリンダ３５によって上方へ付勢されることで最も上がった（ロッド３５ａが伸びきった）状態において、第４成形面４０ａが第３成形面３０ａと面一になるように、下型３１に配置されている。

このように、パンチ３０の周りにホルダ４０が配置された下型３１をプレス機のボルスターに固定するとともに、ダイ１０をプレス機のスライドに固定すると、パッド２０とパンチ３０とが上下に対向するとともに、ダイ１０とホルダ４０とが上下に対向することになる。より詳しくは、パッド２０の第２成形面２０ａとパンチ３０の第３成形面３０ａとが上下に対向するとともに、ダイピース１３の第１成形面１３ａとホルダ４０の第４成形面４０ａとが上下に対向することになる。

〈ロッキング機構〉
ロッキング機構５０は、図１に示すように、ホルダ４０における第１部位４１の上面４１ａに設けられている。図１では、ホルダ４０におけるパッド端部２１と上下に対向する位置（対向位置５７）にロッキングブロック５１が位置している状態を示している。なお、図１では、図を見易くするために、パッド端部２１の下面２１ａとロッキングブロック５１の上面との間に隙間を設けているが、実際には両者は接触している。

ロッキング機構５０は、ロッキングブロック５１とエアシリンダ５３とを有している。エアシリンダ５３は、配管（図示せず）を通じて供給される圧縮エアによってロッド５５が進退するように構成されている。このエアシリンダ５３は、ホルダ４０の第１部位４１の上面４１ａに、ロッド５５が長手方向内側に進むような姿勢で配置されている。ロッキングブロック５１は、ロッド５５の先端部に取り付けられていて、エアシリンダ５３によって、上下方向と直交する長手方向（第２方向）に進退するようになっている。

ロッキングブロック５１は、ロッド５５が引っ込むことで、第１部位４１の上面４１ａにおける非対向位置５９に位置する場合は、平面視で、パッド端部２１と重ならない一方、ロッド５５が伸びることで、第１部位４１の上面４１ａにおける対向位置５７に位置する場合には、パッド端部２１の真下に位置するようになっている。それ故、請求項との関係では、非対向位置５９が「ホルダにおけるパッドと第１方向に対向しない位置」に相当する。

ロッキング機構５０における、ロッキングブロック５１の進退、換言すると、エアシリンダ５３の駆動は、制御装置（図示せず）や作業者の操作等により制御される。具体的には、ロッキングブロック５１は、ハット型断面部品８０が成形される都度、型締め後且つ型開き前に（成形下死点において）、非対向位置５９から対向位置５７へ移動されるとともに、型開き後且つ型締め前に（成形上死点において）、対向位置５７から非対向位置５９へ移動されるようになっている。

−ハット型断面部品の製造手順−
以上のように構成されたプレス装置１を用いて、ハット型断面部品８０を製造する場合には、先ず、図３に示すように、ワーク７０をパンチ３０およびホルダ４０上に載置する。より詳しくは、図３に示すように、ワーク７０の天板予定部７１をパンチ３０の第３成形面３０ａに載置するとともに、ワーク７０のフランジ予定部７５をホルダ４０の第４成形面４０ａに載置する。なお、この状態では、ホルダ４０を下方へ押す力が作用しておらず、ロッド３５ａが伸びきっていることから、第３成形面３０ａと第４成形面４０ａとが面一になっている。

次いで、プレス機のスライドを駆動してダイ１０を下降させると、図４に示すように、パッド２０の第２成形面２０ａとパンチ３０の第３成形面３０ａとによって天板予定部７１が上下に挟まれるとともに、天板予定部７１の幅方向両外側で、ダイピース１３の第１成形面１３ａとホルダ４０の第４成形面４０ａとによってフランジ予定部７５が上下に挟まれる。

この状態から、ダイ１０を更に下降させて、天板予定部７１を上下に挟むパッド２０およびパンチ３０と、フランジ予定部７５を上下に挟むダイ１０およびホルダ４０と、を上下に相対移動させる。具体的には、ダイ１０を更に下降させると、図５に示すように、ダイピース１３によって下方に押されたホルダ４０が窒素ガスシリンダ３５の付勢力に抗して下方に移動するとともに、パンチ３０によって相対的に上方に押されたパッド２０が窒素ガスシリンダ１５の付勢力に抗して開口１７内に押し込まれるように、ダイ１０に対し上方に相対移動する。これにより、パッド２０を相対的に上方に押し込みながらパンチ３０がダイ１０の開口１７に入り込むことで、天板予定部７１から天板８１が成形され、フランジ予定部７５からフランジ８５が成形されるとともに、両者７１，７５の間の部位７３から縦壁８３が形成されてハット型断面部品８０が成形される。

このようにしてハット型断面部品８０が成形されると、次に型開きを行うが、本発明を理解し易くするために、それに先立ち、従来１のハット型断面部品のプレス装置について説明する。

図１４は、従来１のプレス装置１０１を模式的に説明する横断面図である。従来のプレス装置１０１においても、図１４に示すように、ワークの天板予定部を上下に挟むパッド１２０およびパンチ１３０と、ワークのフランジ予定部を上下に挟むダイ１１０およびホルダ１４０と、を上下に相対移動させることでハット型断面部品１８０を形成する点は、本実施形態のプレス装置１と同様である。

もっとも、かかる従来のプレス装置１０１には以下のような問題がある。すなわち、離型時（型開きの際）に、ダイ１１０を上方に移動すると、パンチ１３０がダイ１１０の開口１１７から抜けるとともに、ダイ１１０の開口１１７内では付勢力によってパッド１２０が下方に移動する一方、パンチ１３０の周りでは付勢力によってホルダ１４０が上方に相対移動する。すると、パンチ１３０が天板１８１の下面から離れるとともに、かかるパンチ１３０による下方からの支持を失った天板１８１に対して、付勢力によるパッド１２０の加圧力が上方から作用するとともに、フランジ１８５に対して、付勢力によるホルダ１４０の加圧力が下方から作用することになる。このため、ハット型断面部品１８０がパッド１２０とホルダ１４０とによる加圧で上下に圧縮されることになり、図１４に示すように、縦壁１８３が座屈するような態様でハット型断面部品１８０が変形してしまうおそれがある。

そこで、本実施形態に係るプレス装置１では、パッド２０とホルダ４０との間にロッキングブロック５１を挿入することによって、離型時にハット型断面部品８０に作用する筈の、窒素ガスシリンダ１５，３５の付勢力によるパッド２０およびホルダ４０の加圧力を、ロッキングブロック５１で受けて、ハット型断面部品８０に作用させないようにしている。

具体的には、ホルダ４０におけるパッド２０と上下に対向しない非対向位置５９から対向位置５７へ、ロッキングブロック５１を長手方向内側に移動させて、パッド端部２１とホルダ４０との間にロッキングブロック５１を挿入することで、型締め状態におけるホルダ４０とパッド２０との上下方向における位置関係を、型開き中も維持するようにプレス装置１を構成している。

より詳しくは、プレス機のスライドが降りきった型締め後、且つ、ハット型断面部品８０を脱型して取り出す型開き前に、ロッキングブロック５１を非対向位置５９から対向位置５７へ移動させて、図１に示すように、パッド端部２１の下面２１ａとホルダ４０の第１部位４１の上面４１ａとの間にロッキングブロック５１を挿入する。

ここで、ロッキングブロック５１を移動させるエアシリンダ５３を、仮にホルダ４０外に設けた場合には、エアシリンダ５３とロッキングブロック５１との上下方向における位置調整が煩雑になるが、本実施形態では、ロッキングブロック５１のみならずエアシリンダ５３をもホルダ４０上に設けることで、エアシリンダ５３とロッキングブロック５１との上下方向における位置決めを要することなく、ホルダ４０上においてロッキングブロック５１を水平方向に容易に移動させることが可能となっている。

次いで、プレス機のスライドを駆動してダイ１０を上昇させると、図６に示すように、パンチ３０が天板８１の下面から離れるとともに、窒素ガスシリンダ３５の付勢力によってホルダ４０が上昇する。もっとも、窒素ガスシリンダ１５の付勢力によるパッド２０の加圧力、および、窒素ガスシリンダ３５の付勢力によるホルダ４０の加圧力を共にロッキングブロック５１で受けるので、天板８１やフランジ８５に対してパッド２０やホルダ４０の加圧力が作用することはない。このように、パッド２０とホルダ４０との間にロッキングブロック５１を挿入することで、型締め状態（成形下死点）におけるパッド２０とホルダ４０との上下方向における位置関係が、型開き中も維持されるので、ハット型断面部品８０がパッド２０とホルダ４０との加圧力で上下に圧縮されるのを抑えることができる。

そうして、ホルダ４０が最も上がった状態、すなわち、第３成形面３０ａと第４成形面４０ａとが面一になると、パッド端部２１の下面２１ａがロッキングブロック５１から離れ始めるが、これと同時に、パッド２０の第２成形面２０ａが天板８１の上面から離れるので、天板８１に対して、付勢力によるパッド２０の加圧力が上方から作用することはない。

それ故、図７に示すように、ハット型断面部品８０の変形が生ずることなく脱型を行うことができる。このようにして、ハット型断面部品８０の脱型が完了すると、次のハット型断面部品８０の成形に備えて、つまり、型開き後且つ型締め前に、対向位置５７から非対向位置５９へロッキングブロック５１を移動させて、図３と同じ状態に戻す。

−パッド端部とロッキングブロックとの関係−
上述の如く、本実施形態では、パッド端部２１とホルダ４０との間にロッキングブロック５１を挿入することで、離型時にハット型断面部品８０が変形するのを抑制することができるが、パッド端部２１とロッキングブロック５１との関係如何によっては、以下のような問題が生じる場合がある。

図１５および図１６は、従来２のプレス装置２０１を模式的に説明する縦断面図である。なお、プレス装置２０１は、パッド端部２２１およびロッキングブロック２５１の形状以外は、本実施形態のプレス装置１とほぼ同じ構成になっている。それ故、図１５および図１６に示す従来２のプレス装置２０１において、プレス装置１と同一の構成要素には、プレス装置１で用いた符号と同一の符号を用いている。

プレス装置２０１では、図１５および図１６に示すように、パッド端部２２１の下面２２１ａを水平面で構成しているとともに、これに対応させて、ロッキングブロック２５１の上面２５１ａを水平面で構成している。また、ロッキングブロック２５１の高さ寸法が、対向位置５７におけるパッド端部２２１の下面２２１ａと第１部位４１の上面４１ａとの設計間隔（以下、「必要間隔Ｉ」ともいう。）よりも小さ過ぎると、型締め状態におけるホルダ４０とパッド２０との位置関係を維持することが困難となることから、ロッキングブロック２５１の高さ寸法は必要間隔Ｉと略等しく（若干小さく）設定されている。

そうして、プレス装置２０１において脱型を行う場合には、成形下死点においてハット型断面部品８０が成形された後、図１５に示すように、非対向位置５９に位置しているロッキングブロック２５１を、非対向位置５９から対向位置５７へ移動させて、図１６に示すように、パッド端部２２１とホルダ４０（第１部位４１）との間にロッキングブロック２５１を挿入する。このように、パッド端部２２１の下面２２１ａと第１部位４１の上面４１ａとの間に、必要間隔Ｉと略等しい高さ寸法を有するロッキングブロック２５１を挿入することで、型締め状態におけるパッド２０とホルダ４０との位置関係を維持し、パッド２０の加圧力（図１６の白抜き矢印参照）およびホルダ４０の加圧力（図１６の黒塗り矢印参照）をロッキングブロック２５１で受けて、離型時にハット型断面部品８０が変形するのを抑制することができる。

しかしながら、型締め状態におけるパッド２０とホルダ４０との位置関係を維持するべく、ロッキングブロック２５１の高さ寸法を必要間隔Ｉと略等しく設定すると、図１７に示すように金型が撓んだ場合（ホルダ４０に撓みＤが発生した場合）には、対向位置５７におけるパッド端部２２１の下面２２１ａとホルダ４０の上面４１ａとの上下間隔が、必要間隔Ｉよりも撓みＤだけ不足する。このため、対向位置５７に向かってホルダ４０（第１部位４１）上を移動しようとするロッキングブロック２５１とパッド端部２２１とが干渉してしまい、パッド端部２２１と第１部位４１との間にロッキングブロック２５１を挿入することが困難になるという問題がある。

そこで、本実施形態では、パッド端部２１の形状およびロッキングブロック５１の形状に工夫を凝らすことで、パッド端部２１とホルダ４０との間にロッキングブロック５１を挿入し易くしている。具体的には、本実施形態のプレス装置１では、図８に示すように、パッド端部２１の下面２１ａおよびロッキングブロック５１の上面５１ａを共に、長手方向内側（挿入側）に行くほど下方に傾斜するテーパー面（傾斜面）で構成している。なお、図８では、図を見易くするために、パッド端部２１の下面２１ａとロッキングブロック５１の上面５１ａとの間に隙間を設けているが、実際には両者２１ａ，５１ａは接触している。

ここで、パッド端部２１の下面２１ａおよびロッキングブロック５１の上面５１ａの傾斜を急にすればする程、換言すれば、テーパー量Ｔａ（パッド端部２１の下面２１ａ（またはロッキングブロック５１の上面５１ａ）における最大高低差）を大きくすればする程、パッド端部２１と第１部位４１との間にロッキングブロック５１を挿入し易くなる。しかし、テーパー量Ｔａを大きくし過ぎると、万が一、パッド端部２１の下面２１ａと、ロッキングブロック５１の上面５１ａとの間で滑りが生じ、パッド端部２１がテーパー量Ｔａだけ下がると、ハット型断面部品８０が変形してしまうおそれがある。それ故、本実施形態では、テーパー量Ｔａを制限するようにしている。

図９は、パッド２０の押圧力Ａ（黒塗り矢印参照）により、ハット型断面部品８０が撓んだ状態を模式的に説明する図である。図９に示すように、縦壁８３の高さがＨであるハット型断面部品８０の天板８１に、パッド２０の押圧力Ａが上方から作用して、ハット型断面部品８０がΔｈだけ下方に撓んだと仮定する。ここで、ハット型断面部品８０のヤング率をＥとすると、ハット型断面部品８０に発生する座屈応力Ｙは、下記の（式１）で表される。

Ｙ＝Ｅ×Δｈ／Ｈ・・・（式１）
よって、ハット型断面部品８０の許容座屈応力をＹａとすると、許容撓み量Δｈａは、下記の（式２）で表される。

Δｈａ＝Ｙａ×Ｈ／Ｅ・・・（式２）
したがって、テーパー量Ｔａ＜許容撓み量Δｈａとすれば、万が一、パッド端部２１の下面２１ａと、ロッキングブロック５１の上面５１ａとの間で滑りが生じても、理論上、縦壁８３が座屈するような態様でハット型断面部品８０が変形することはないことになる。このため、本実施形態では、テーパー量Ｔａをハット型断面部品８０の許容撓み量Δｈａ未満に制限している。

図１０は、金型に撓みが生じた場合における、パッド端部２１とロッキングブロック５１との関係を模式的に説明する図である。本実施形態のプレス装置１では、上述の如く、パッド端部２１の下面２１ａおよびロッキングブロック５１の上面５１ａを共に、長手方向内側に行くほど下方に傾斜するテーパー面で構成していることから、図１０に示すように、金型（ホルダ４０）が撓んだ場合でも、対向位置５７に向かってホルダ４０上を移動しようとするロッキングブロック５１とパッド端部２１とが干渉することなく、パッド端部２１と第１部位４１との間にロッキングブロック５１をスムーズに挿入することができる。これにより、型締め状態におけるパッド２０とホルダ４０との上下方向における位置関係が、型開き中も維持されるので、離型時にハット型断面部品８０が変形するのを抑えることができる。

しかも、テーパー量Ｔａをハット型断面部品８０の許容撓み量Δｈａ未満に制限することで、万が一、パッド端部２１の下面２１ａと、ロッキングブロック５１の上面５１ａとの間で滑りが生じても、これによって発生する撓み量を許容撓み量Δｈａ未満に抑えることができるので、縦壁８３が座屈するような態様でハット型断面部品８０が変形するのを抑えることができる。

（実施形態２）
本実施形態は、パッド端部２２の下面２２ａとロッキングブロック５２の上面５２ａとの間に隙間Ｇを設定している点が、上記実施形態１と異なるものである。以下、実施形態１と異なる点を中心に説明する。

図１１は、本実施形態に係るプレス装置１’の要部を模式的に示す縦断面図であり、図１２は、パッド端部２２とロッキングブロック５２との関係を模式的に説明する図である。なお、プレス装置１’は、パッド２０’およびロッキング機構５０’以外は、実施形態１のプレス装置１とほぼ同じ構成になっている。しかも、パッド２０’は、パッド端部２２の形状以外は実施形態１のパッド２０とほぼ同じ構成になっており、また、ロッキング機構５０’ は、ロッキングブロック５２の形状以外は実施形態１のロッキング機構５０とほぼ同じ構成になっている。それ故、図１１に示すプレス装置１’において、実施形態１のプレス装置１と同一の構成要素には、プレス装置１で用いた符号と同一の符号を用いている。

本実施形態のプレス装置１’では、図１１および図１２に示すように、パッド端部２２の下面２２ａおよびロッキングブロック５２の上面５２ａを共に水平面で構成しているが、図１１および図１２に示すように、対向位置５７においてパッド端部２２の下面２２ａとロッキングブロック５２の上面５２ａとの間に隙間Ｇが生じるようにしている。具体的には、ロッキングブロック５２の高さ寸法を、対向位置５７におけるパッド端部２２の下面２２ａと第１部位４１の上面４１ａとの設計間隔（以下、「必要間隔Ｉ’」ともいう。）よりも隙間Ｇだけ小さく設定している。

ここで、隙間Ｇを大きくすればする程、パッド端部２２と第１部位４１との間にロッキングブロック５２を挿入し易くなる。しかし、型開きの際にはパッド２０’が隙間Ｇだけ下がる可能性があるところ、隙間Ｇを大きくし過ぎると、ハット型断面部品８０が変形してしまう可能性がある。それ故、本実施形態では、隙間Ｇをハット型断面部品８０の許容撓み量Δｈａ未満に制限している。

図１３は、金型に撓みが生じた場合における、パッド端部２２とロッキングブロック５２との関係を模式的に説明する図である。本実施形態のプレス装置１’では、上述の如く、ロッキングブロック５２の高さ寸法を必要間隔Ｉ’よりも隙間Ｇだけ小さく設定していることから、図１３に示すように、金型（ホルダ４０）が撓んだ場合でも、対向位置５７に向かってホルダ４０上を移動しようとするロッキングブロック５２とパッド端部２２とが干渉することなく、パッド端部２２と第１部位４１との間にロッキングブロック５２をスムーズに挿入することができる。これにより、型締め状態におけるパッド２０’とホルダ４０との上下方向における位置関係が、型開き中も維持され易くなるので、離型時にハット型断面部品８０が変形するのを抑えることができる。しかも、隙間Ｇをハット型断面部品８０の許容撓み量Δｈａ未満に制限することで、発生可能な撓み量を許容撓み量Δｈａ未満に抑えることができるので、縦壁８３が座屈するような態様でハット型断面部品８０が変形するのを抑えることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

上記実施形態１では、パッド端部２１の下面２１ａおよびロッキングブロック５１の上面５１ａを共に、長手方向内側に行くほど下方に傾斜するテーパー面で構成するようにしたが、これに限らず、例えば、ロッキングブロック５１の上面５１ａを水平面で構成する一方、パッド端部２１の下面２１ａのみを長手方向内側に行くほど下方に傾斜するテーパー面で構成してもよいし、これとは逆に、パッド端部２１の下面２１ａを水平面で構成する一方、ロッキングブロック５１の上面５１ａのみを長手方向内側に行くほど下方に傾斜するテーパー面で構成してもよい。

また、上記各実施形態では、プレス方向（第１方向）を上下方向としたが、これに限らず、プレス方向はどの方向に設定してもよい。

さらに、上記各実施形態では、窒素ガスシリンダ１５，３５によって、パッド２０およびホルダ４０に付勢力を付与するようにしたが、これに限らず、例えばスプリング（図示せず）といった、ガスシリンダ以外の弾性体を用いてパッド２０およびホルダ４０に付勢力を付与するようにしてもよい。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明によると、金型に撓みが生じた場合でも、簡単な構成で、離型時にハット型断面部品が変形するのを抑制することができるので、ハット型断面部品のプレス装置に適用して極めて有益である。

１ プレス装置
１０ ダイ
１７ 開口
２０ パッド
２１ パッド端部
２１ａ 下面
３０ パンチ
４０ ホルダ
５１ ロッキングブロック
５１ａ 上面
７０ ワーク
７１ 天板予定部
７５ フランジ予定部
８０ ハット型断面部品
８１ 天板
８３ 縦壁
８５ フランジ

Claims (1)

1. ワークにおける成形後に天板となる天板予定部を第１方向に挟むパッドおよびパンチと、当該ワークにおける成形後にフランジとなるフランジ予定部を第１方向に挟むダイおよびホルダと、を第１方向に相対移動させることで、当該天板と当該フランジとの間に縦壁を形成するハット型断面部品のプレス装置であって、
   第１方向一方側に開放する開口が形成された上記ダイと、
   第１方向一方側への付勢力に抗して上記開口内に押し込まれるように、第１方向他方側へ相対移動可能に上記ダイに設けられた上記パッドと、
   上記パッドと第１方向に対向配置された上記パンチと、
   上記ダイと第１方向に対向し、且つ、第１方向他方側への付勢力に抗して第１方向一方側へ移動可能に、上記パンチの周りに設けられた上記ホルダと、
   第１方向と直交する第２方向に移動可能に上記ホルダ上に設けられたブロックと、を備え、
   上記ブロックは、上記ホルダにおける上記パッドと第１方向に対向しない位置から第２方向に移動されて、当該パッドの第２方向の端部と当該ホルダとの間に挿入されることで、型締め状態における当該パッドと当該ホルダとの位置関係を、型開き中も維持するように構成されており、
   上記パッドの第２方向の端部における第１方向一方側の面および上記ブロックの第１方向他方側の面の少なくとも一方が、第２方向の挿入側に行くほど第１方向一方側に傾斜する傾斜面で構成されていることを特徴とするハット型断面部品のプレス装置。

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