JP2777874B2 - 対向液圧成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は対向液圧成形装置とりわ
け可動ビードを備えた対向液圧成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその技術的課題】金属板や複合板など
素板を立体形状に成形する手段として、ダイ側に液体を
満たしたドームを設け、これにパンチを押し込むことに
よって対向液圧を発生させ、その対向液圧で素板をパン
チに密着させる対向液圧成形が汎用されつつある。この
対向液圧成形は慣用の金型プレス成形に比べて成形性が
良好であるものの、絞り深さが大であったり、複雑な形
状であるような場合には、やはり側壁部や底部に形状不
良が発生することを避けられない。

【０００３】この対策として、一般にドーム上部の板押
え面にビードを突設し、これによる拘束力で付加張力を
増し、しわ押え力の低減、しわの発生防止、耐デント性
向上および側壁や底部の形状凍結性向上を図っている。
しかしこのようにビードを設けて成形することは、反面
において、素板フランジ部に大きなこすれ傷を生じさせ
たり、成形限界を低下させて側壁割れや底部を生じさせ
るという不具合も起る。 したがって、成形形状、素板
の材質、機械的特性などに応じてビードの使用・不使用
を選択できたり、対向液圧成形ストローク中の任意の位
置でビード機能を発揮することができると好都合である
が、従来の対向液圧成形装置では、固定絞りビードしか
ないため、形成形状や成形性には制約や限界が付きまと
っていた。

【０００４】本発明は前記のような問題点を解消するた
めに創案されたもので、その目的とするところは、特別
なビード用動力源を要さずに成形中の任意の位置でビー
トを作動させて対向液圧成形を行うことができる装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内部に液体を満たす凹部を有し上面にはブラ
ンホルダとで素板を挟持するダイを設けたドームと、前
記凹部内に進入可能なパンチと、前記凹部内の対向液圧
力を制御する対向液圧制御回路を備えたものにおいて、
前記ダイには、ダイ上方に突出可能なビード体及びシリ
ンダを備えた下側可動ビード機構を設け、ブランクホル
ダには、前記ビード体と対向する位置に、前記ビード体
と異なる幅寸法を持ちブランクホルダ下面より後方に没
入可能なビード体及びシリンダを備えた上側可動ビード
機構を設け、かつ前記可動ビード機構のシリンダを、方
向切換弁を介して前記対向液圧制御回路に接続した構成
としている。前記下側可動ビード機構と上側可動ビード
機構はそれぞれ複数組からなっており、各組のシリンダ
は単一の方向切換弁で同時作動されるようになっていて
もよいし、複数の方向切換弁によってそれぞれ独立して
作動されるようになっていてもよい。

【０００６】

【作用】本発明においては凹部に液体を供給しかつパン
チの進入に伴って発生する対向液圧の力を制御する回路
に接続した方向切換弁により、常態において上側可動ビ
ード機構のビード体は凸状態にありブランクホルダの下
面と整合している。したがって、この状態ではビード体
は機能せず、通常のしわ押え状態でパンチが凹部に進入
することで対向液圧成形が行われる。パンチが任意の位
置に達したところで方向切換弁を切換え作動すれば、対
向液圧の一部は下側可動ビード機構のシリンダに供給さ
れるとともに、上側可動ビード機構のビード体は下方へ
の押圧が解除される。このため下側可動ビード機のビー
ド体がダイ上面から突出して上側可動ビード機構のビー
ド体のガイド穴に進出する。これにより素板のビード対
応部分がガイド穴に押し込まれ上下のビード体によって
挟圧され、この状態でパンチの引き続く加工により対向
液圧成形が行われる。従って良好な拘束力が得られ、対
向液圧の重畳による密着力とあいまってボデイしわの防
止と良好な形状凍結作用が得られる。

【０００７】方向切換弁が各組の可動ビード機構ごとに
独立している場合には、任意の部位のビード体を任意の
順序とタイミングで作動させることができるため、段差
を有する成品など複雑で絞り深さの大きな成品を寸法・
形状精度よく対向液圧成形することができる。また、ビ
ード駆動源として対向液圧を利用するためポンプやモー
タなど専用の機器を要さず安価に実施することができ
る。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明
する。図１ないし図６は本発明による対向液圧成形装置
の実施例を示しており、１はベッドまたはボルスタに設
置される液圧ドームであり、油などの液体Ｆを収容する
凹部１０を有し、底側が外部の液圧制御回路２に接続さ
れている。液圧制御回路２はポンプ２０の吐出側に接続
した逆止弁２１と該逆止弁２１よりも下流に接続された
リリーフ弁２２を有し、該リリーフ弁２２の設定圧力調
整によって対向液圧力を任意の大きさに調整できるよう
になっている。

【０００９】３は前記液圧ドーム１の上部に固着された
枠状のダイ、４は後部側がスライド４０に固定され図示
しないラム等の駆動機構により昇降されるパンチであ
り、成形すべき形状に則したプロフィールに作られてい
る。５は前記ダイ３に対応するように枠状をなしたブラ
ンクホルダで、サブラムなどの駆動機構により昇降され
るようなっている。

【００１０】６Ａないし６Ｄは前記ダイ３に配された油
圧シリンダ式の複数の下側可動ビード機構、７Ａないし
７Ｄは前記各下側可動ビード機構６Ａないし６Ｄと協同
して働くようにブランクホルダ５に配された油圧シリン
ダ式の上側可動ビード機構である。各下側可動ビード機
構６Ａないし６Ｄは、図２と図３のようにダイ穴３０か
ら所要の距離をおいた部位に設けられており、それぞ
れ、図５のようにダイ３の上面３００に開口する縦溝３
１に摺動可能に内挿されたビード体６ａと、このビード
体６ａにピストンロッド６０を結合したピストン６ｂ
と、該ピストン６ｂを摺動可能に内挿したシリンダ６ｃ
を備えており、シリンダ６ｃの底部は底プレート６１に
よって閉止されている。

【００１１】前記シリンダ６ｃは、高さ方向中間部位に
ピストン６ｂの上昇限を規制する段部６２を有し、この
段部６２よりも上方には径小孔６３が設けられ、これの
底とピストン上面との間にピストン６ｂを常態において
下限位置に付勢するスプリング６ｄが配されており、ビ
ード体６ａは常態において図５のように上端面６００が
ダイ３の上面３００と整合している。

【００１２】上側可動ビード機構７Ａないし７Ｄは、前
記下側可動ビード機構６と対向して組をなすようにブラ
ンクホルダ５の開口５０から所要の距離をおいた部位に
設けられており、それぞれ、図５のように、ブランクホ
ルダ下面５００に開口する縦溝５１に摺動可能に内挿さ
れたビード体７ａと、該ビード体７ａにピストンロッド
７０を結合したピストン７ｂと、該ピストン７ｂを摺動
可能に内挿したシリンダ７ｃを備えており、シリンダ７
ｃの天部は蓋プレート７１よって閉止されている。

【００１３】前記ビード体７ａとこれをガイドする縦溝
５１は前記下側可動ビード機構のビード体６ａと軸線が
一致しているが、幅寸法がビード体６ａおよび縦溝３１
のそれよりも適度に広く構成されている。前記シリンダ
７ｃはやはり高さ方向中間部位にピストン７ｂの下降限
を規制する段部７２を有し、第２ビード体７ａの下面７
００は常態において図５のようにブランクホルダ５の下
面５００と整合するようになっている。

【００１４】前記下側可動ビード機構６Ａないし６Ｄの
シリンダ６ｃと上側可動ビード機構７Ａないし７Ｄのシ
リンダ７ｃのそれぞれピストン側は、底プレート６１と
蓋プレート７１に設けた通路孔を介して配管が接続され
ており、該配管は方向切換弁８を介して前記液圧制御回
路２のリリーフ弁２２よりも下流側のポンプ吐出路に接
続されている。上側可動ビード機構７Ａないし７Ｄのシ
リンダ７ｃに対する配管は、ブランクホルダ５のストロ
ークに応じ得るようにフレキシブルなものが用いられ
る。前記方向切換弁８はこの実施例では電磁式切換弁が
用いられており、ノーマル状態ではポンプ２０からの圧
油が上側可動ビード機構７Ａないし７Ｄの各シリンダ７
ｃに供給され、下側可動ビード機構６Ａないし６Ｄの各
シリンダ６ｃの油がタンクに戻されるようになってい
る。

【００１５】図１と図２の実施例では方向切換弁８は単
一であり、Ａポート側が分岐配管６５０によって各シリ
ンダ７ｃにそれぞれ接続され、Ｂポート側が分岐配管６
５１によってそれぞれのシリンダ６ｃと接続され、方向
切換弁８の電磁部SOL１に対する通電によって全部の組
の可動ビード機構６Ａ，７Ａ、６Ｂ，７Ｂ、６Ｃ，７
Ｃ、６Ｄ，７Ｄが同期作動するようになっている。

【００１６】これに代えて、図３のように方向切換弁を
各組の可動ビード機構６Ａ，７Ａ、６Ｂ，７Ｂ、６Ｃ，
７Ｃ、６Ｄ，７Ｄごとに１つずつ使用してもよく、この
場合には各切換弁８−１，８−２，８−３，８−４の電
磁部SOL1ないしSOL4の任意のものを所望の順序と時期に
通電することで、自由度の高い絞りビードとすることが
できる。なお、当然のことながら、各組の可動ビード機
構６Ａ，７Ａ、６Ｂ，７Ｂ、６Ｃ，７Ｃ、６Ｄ，７Ｄを
複数グループ(たとえば６Ａ，７Ａと６Ｂ，７Ｂで1グル
ープ、６Ｃ，７Ｃと６Ｄ，７Ｄで1グループ)に分け、グ
ループごとに方向切換弁を使用してもよい。いずれにし
ても、前記方向切換弁８、８−１，８−２，８−３，８
−４はパンチ４のストローク位置によって切換え作動さ
れるもので、これはパンチストローク検出手段たとえば
エンコーダやリミットスイッチ９などを用い、予め設定
した位置に達したときに信号を出し、電磁部に通電させ
るようにすることで実現できる。

【００１７】なお、図示するものは本発明の一つの実施
例であり、場合によっては上側可動ビード機構７Ａない
し７Ｄのピストン７ｂの背後にスプリングを配してもよ
い。また実施例では各組の可動ビード機構６Ａ，７Ａ、
６Ｂ，７Ｂ、６Ｃ，７Ｃ、６Ｄ，７Ｄがそれぞれ１つず
つのピストン６ｂ，７ｂとシリンダ６ｃ，７ｃからなっ
ているが、もちろん複数個ずつのピストンとシリンダか
ら構成されていてもよい。

【００１８】ビード体６ａ，７ａは通常の場合リブ状で
あるが、場合によってはダボピン状の局部的なものであ
ってもよい。前者の場合、さらにビード体は複数に分け
られずに閉鎖輪郭状につながっていてもよく、この場合
は方向切換弁８は単一である。またビード体６ａ，７ａ
の断面形状は角形、半円形など任意である。

【００１９】

【実施例の作用】次に本発明の実施例の作用を説明す
る。成形に当たっては、対向液圧制御回路２のポンプ２
０を作動し、ドーム１の凹部１０とこれに連通している
ダイ穴３０に液体を満たし、この状態で素板Ｗをダイ３
の上面３００に配材する。そして次に、駆動機構を作動
してブランクホルダ５を下降させ、素板Ｗのフランジ部
分をダイ３とで挟持するとともに駆動機構を作動してパ
ンチ４を下降させる。これにより図１と図のように、素
板Ｗはパンチ４よってダイ穴３０に押し込まれ、それに
より凹部１０とダイ穴３０内に満たされている液体は圧
縮されて対向液圧ＰＣが生じ、その対向液圧により素板
Ｗの底部成形部位がパンチ４に密着させられる。

【００２０】上記行程においては、方向切換弁８の電磁
部は非通電におかれる。したがって、対向液圧制御回路
２の圧油は各上側可動ビード機構７Ａないし７Ｄの各シ
リンダ７ｃのピストン側に送りこまれ、ピストン７ｂが
下方に突出するため、各ビード体７ａはブランクホルダ
５の下面５００に整合する位置に突出した状態に保持さ
れる。したがって、この段階ではビードは働かず、素板
Ｗは通常の対向液圧成形のときと同じようにダイ３とブ
ランクホルダ５によるしわ押え力を受けながら対向液圧
成形される。

【００２１】そして、パンチ４がなおも下降し、所望の
成形ストロークに達したときに検出手段９から信号が送
られると、方向切換弁８の電磁部SOL1が通電され、これ
によって方向切換弁８はＰ−Ｂ，Ａ−Ｔ接続に切り換わ
る。それにより各上側可動ビード機構７Ａないし７Ｄの
各シリンダ７ｃの油がタンクに戻されると共に、対向液
圧制御回路２の圧油が各下側可動ビード機構６Ａないし
６Ｄの各シリンダ６ｃに送られ、それぞれピストン６ｂ
は段部６２に当接する上限位置まで上昇する。

【００２２】これにより、各ビード体６ａは図６のよう
にダイ３の上面３００から上方に突出し、組をなす上側
可動ビード機構７Ａないし７Ｄのビード体７ａを押込
み、ビード体７ａと結合しているピストン７ｂはそれぞ
れ上限位置まで後退する。従って、素板Ｗはビード体６
ａの突出とビード体７ａの後退に伴ってそれら両ビード
体６ａ，７ａに挟持されながら図６のように上側可動ビ
ード機構の縦溝５１に強制的に押し込まれるため確実に
塑性変形し、両ビード体６ａ，７ａに挟圧される。この
状態でパンチ４が下降することによりしわ押え領域の素
板Ｗは流動が拘束され、付加張力が与えられながら所定
深さまで対向液圧成形されることになり、対向液圧ＰＣ
によるパンチへの密着性とあいまってボデイしわの発生
が防止され、また底部と側部の形状がしっかりと凍結さ
れる。上側可動ビード機構がビード体７ａを有さない溝
だけの場合には、ビード体６ａによって素板が空間に押
し込まれることでこの部分にしわが発生し、成形の妨げ
になってしまうが、本発明は上側可動ビード機構７がビ
ード体７ａを有しているため、かかる不都合が回避され
る。

【００２３】成形が完了し、方向切換弁８への通電を停
止すれば、各下側可動ビード機構６Ａないし６Ｄの各シ
リンダ６ｃが低圧となり、スプリング６ｄによってピス
トン６ｂが下方に押圧されるためビード体６ａは下降限
位置に戻り、一方、上側可動ビード機構７Ａないし７Ｄ
のシリンダ７ｃには圧油が押し込まれ、ビード体７ａが
突出する。したがって、成品の取出しも容易となる。

【００２４】各組の可動ビード機構６Ａ，７Ａ、６Ｂ，
７Ｂ、６Ｃ，７Ｃ、６Ｄ，７Ｄにそれぞれ(または複数
グループにそれぞれ)切換弁８−１，８−２，８−３，
８−４を組み込んだ場合には、位置の異なる複数組のビ
ード体の作動を独立して自由に制御することができる。
すなわち、電磁部SOL1ないしSOL4を適宜の順序でまた任
意の成形ストローク位置ごとに通電することで各組のビ
ード体６ａ，７ａを自由に働かせることができる。ま
た、ある電磁部だけは成形ストローク完了まで作動させ
ずにおきこれに属するビード体６ａ，７ａだけを成形完
了まで作動させずにおくこともできる。従って、素板Ｗ
の材質や成形形状などに最適な対向液圧成形を行うこと
ができ、図７に例示するような段差のある成品も精度よ
く成形することができる。

【００２５】なお、方向切換弁８に対する分岐位置より
も下流のポンプ吐出路に方向切換弁を設けておけば、こ
れを凹部１０への圧油の供給を遮断する位置にして成形
することにより金型成形をも行うことができ、この場
合、ポンプ２０の圧油は方向切換弁に送られるため任意
位置でビードを機能させることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１によると
きには、ダイ４に、ダイ上方に突出可能なビード体６ａ
及びシリンダ６ｃを備えた下側可動ビード機構を設け、
ブランクホルダ５には、前記ビード体６ａと対向する位
置に、前記ビード体６ａと異なる幅寸法を持ちブランク
ホルダ下面より後方に没入可能なビード体７ａ及びシリ
ンダ７ｃを備えた上側可動ビード機構を設けたので、成
形中の任意の位置でビートを作動させて対向液圧成形を
行うことができ、薄い難加工材をボデイしわや割れを発
生させずに複雑形状に対向液圧成形することができ、し
かも、前記可動ビード機構のシリンダ６ｃ，７ｃを、方
向切換弁８を介して対向液圧制御回路２に接続してお
り、ビード体の出没駆動源としてドーム内の対向液圧を
利用するため、専用の特別な駆動源を要さず安価に実施
できるというすぐれた効果が得られる。

【００２７】請求項２によれば、下側可動ビード機構６
Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄと上側可動ビード機構７Ａ，７
Ｂ，７Ｃ，７Ｄがそれぞれ複数組からなっており、各組
のシリンダがそれぞれの方向切換弁８−１，８−２，８
−３，８−４により独立して作動されるようになってお
り、上下１組からなるビード体６ａ，７ａの複数をそれ
ぞれ自由に出没制御することができるため、素板材質や
成品形状などに最適な付加張力式対向液圧成形を行うこ
とができるというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による対向液圧成形装置の一実施例をビ
ード非作動状態で示す断面図である。

【図２】図１における上側可動ビード機構と下側可動ビ
ード機構を平面的に示す説明図である。

【図３】上側可動ビード機構と下側可動ビード機構の他
の例を示す回路図である。

【図４】本発明による対向液圧成形装置の一実施例をビ
ード作動状態で示す断面図である。

【図５】図１の部分的拡大図である。

【図６】図４の部分的拡大図である。

【図７】本発明による成形品の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ドーム ２ 対向液圧制御回路 ３ ダイ ４ パンチ ５ ブランクホルダ ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ 下側可動ビード機構 ６ａ ビード体 ６ｂ ピストン ６ｃ シリンダ ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ 上側可動ビード機構 ７ａ ビード体 ７ｂ ピストン ７ｃ シリンダ ８ ８−１，８−２，８−３，８−４ 方向切換弁

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に液体を満たす凹部を有し上面にはブ
   ランホルダとで素板を挟持するダイを設けたドームと、
   前記凹部内に進入可能なパンチと、前記凹部内の対向液
   圧力を制御する対向液圧制御回路を備えたものにおい
   て、前記ダイには、ダイ上方に突出可能なビード体及び
   シリンダを備えた下側可動ビード機構を設け、ブランク
   ホルダには、前記ビード体と対向する位置に、前記ビー
   ド体と異なる幅寸法を持ちブランクホルダ下面より後方
   に没入可能なビード体及びシリンダを備えた上側可動ビ
   ード機構を設け、かつ前記可動ビード機構のシリンダ
   を、方向切換弁を介して前記対向液圧制御回路に接続し
   たことを特徴とする対向液圧成形装置。
2. 【請求項２】下側可動ビード機構と上側可動ビード機構
   がそれぞれ複数組からなっており、各組のシリンダがそ
   れぞれの方向切換弁により独立して作動されるようにな
   っているものを含む請求項１に記載の対向液圧成形装
   置。