JP3232609U - 金型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品の成形性の安定化を図ることのできる金型装置を提供すること。【解決手段】上型１と、下型２と、前記下型にスライドプレート４により位置決めされて成形方向Ｘ−Ｙに摺動可能に保持されたしわ押さえ型３とを備え、前記しわ押さえ型３を該しわ押さえ型の３下方に位置する反力発生手段７Ａ，７Ｂを介して前記成形方向Ｘ−Ｙに駆動摺動させるプレス機クッション装置１１からの圧力を受けて、素材１０を前記しわ押さえ型３と上型１とでつかんだ状態で該素材１０を下型２形状の形にプレス成形する金型装置９であって、前記しわ押さえ型３の上面における前記素材１０をつかむ素材つかみ面８の周囲に、前記素材つかみ面８と前記上型１との隙間を確保するためのひねり防止部１２を設けた。【選択図】図１

Description

本考案は、例えば、しわ押さえ型とプレス設備側クッションの間、あるいはプレス設備側自体に、精度誤差吸収のためのガススプリング等の反力発生手段を設置して用いる金型装置に関する。

図２に示すようにプレス機５の昇降ラム部５Ａとベッド５Ｂの間にセットして使用される金型装置９は、図３に示すように、上型１と下型２とスライドプレート４により下型２に位置決めされた状態で成形方向に摺動可能なしわ押さえ型３とを備え、上記セットの際、上型１は昇降ラム部５Ａの下部に位置し、下型２はベッド５Ｂ上に設置される。また、図２に示すように、プレス機５のベッド５Ｂの下部にはプレス機クッション装置１１が配置され、図３に示すように、プレス機クッション装置１１は、しわ押さえ型３から下方へ延びる柱状受圧部材３Ａ，３Ｂの下面に当接する複数のクッションピン６Ａ，６Ｂを有する。そして、プレス機クッション装置１１から複数のクッションピン６Ａ，６Ｂを介してしわ押さえ型３に圧力を加えることにより、素材１０をしわ押さえ型３と上型１とでつかみ（素材１０を両者３，１の間に挟み）、この状態でプレス機５を作動させることにより、素材１０を下型２の形状にプレス成形するようなプレス成形設備が構成される。

以上のように構成されるプレス成形設備において、プレス機クッション装置１１側から上方へ延びる複数のクッションピン６Ａ，６Ｂの長さには差があって、一つのクッションピン６Ａの頂面は金型装置９におけるしわ押さえ型３の受圧部材３Ａの下面に当接しても他の一つのクッションピン６Ｂの頂面はこれに対向するしわ押さえ型３の受圧部材３Ｂに当接しないで両面間に微小な隙間Ｓが形成され、その結果、同一の金型装置９を用いたプレス成形設備で複数の製品をプレス成形したとしても、同一の製品が得られないことがある。

また、複数の金型装置９をセットして使用するプレス機５側のプレス機クッション装置１１やプレス機５自体の平行度に誤差が生じることもあり、そうすると、しわ押さえ型３と上型１とにより挟んだ素材１０への圧力が変化するために、素材１０の流入長が変化して、皺や割れなどが発生し製品に品質不良が生じることになる。

このような同一の金型装置９間における精度誤差の発生を避けるために、従来、金型装置９をセットして使用するプレス機クッション装置１１に精度誤差を吸収可能な装置、例えば、油圧シリンダー等の反力発生手段が採用されている。

しかし、上記のような精度誤差を吸収可能な装置を内蔵したプレス機５では、クッションピン６Ｂ毎にプレス機５側からのクッション荷重が油圧シリンダー等を介してしわ押さえ型３に加わるため、しわ押さえ型３にひねりが生じ、プレスされる素材１０に局部的に強い圧力が加わり、素材流入が期待通りにコントロールできず、製品に亀裂等を発生させ、製品の成形性の安定化が期待通り得られない場合がある。また、その対策で素材つかみ面のクリアランスを調整する作業に多くの時間を費やす場合がある。

本考案は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、製品の成形性の安定化を図ることのできる金型装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本考案に係る金型装置は、上型と、下型と、前記下型にスライドプレートにより位置決めされて成形方向に摺動可能に保持されたしわ押さえ型とを備え、前記しわ押さえ型を該しわ押さえ型の下方に位置する反力発生手段を介して前記成形方向に駆動摺動させるプレス機クッション装置からの圧力を受けて、素材を前記しわ押さえ型と上型とでつかんだ状態で該素材を下型形状の形にプレス成形する金型装置であって、前記しわ押さえ型の上面における前記素材をつかむ素材つかみ面の周囲に、前記素材つかみ面と前記上型との隙間を確保するためのひねり防止部を設けたことを特徴とする（請求項１）。

上記金型装置において、前記しわ押さえ型に対してプレス成形に必要なクッション圧を加えたときに、前記素材つかみ面のたわみ量が前記素材の板厚の１０％以下となるようにしてもよい（請求項２）。

本願考案では、製品の成形性の安定化を図ることのできる金型装置が得られる。

すなわち、本願の各請求項に係る考案の金型装置では、素材つかみ面の周囲に設けたひねり防止部により、しわ押さえ型にひねりが生じるのを防止することができ、これにより、プレスされる素材に加わる圧力が全体にわたって均一化され、素材流入をコントロールし易くなるので、製品の成形性の安定化を図ることができる。

ところで、上述のように、しわ押さえ型にひねり防止を施しても、素材つかみ面に発生するたわみ量が大きい場合、油圧シリンダー等でクッションピン毎に圧力が加わった際に素材つかみ面のクリアランスが変化し、素材の流入を妨げ、成形不具合を発生させる恐れがある。しかし、請求項２に係る考案の金型装置では、上記のたわみ量が抑制されるので、製品の成形性の一層の安定化を図ることができる。

（Ａ）及び（Ｂ）は、本考案の実施の形態に係る金型装置の左半分の縦断面図及び要部の拡大斜視図である。 金型装置をプレス機にセットして構成されるプレス成形設備の全体正面図である。 従来の金型装置の左半分の縦断面図である。

本考案の実施の形態について図面を参照しながら以下に説明する。

図１（Ａ）に示す本例の金型装置９は、図３に示す従来の金型装置９と同じように、上型１がプレス機５の昇降ラム部５Ａの下部に位置し、下型２がプレス機５のベッド５Ｂ上に設置されるようにプレス機５にセットしてなるプレス成形設備として使用されるものであり、その使用状態の詳細については説明を省略する。

本例の金型装置９は、図１（Ａ）に示すように、上型１と、下型２と、下型２にスライドプレート４により位置決めされて成形方向Ｘ−Ｙに摺動可能に保持されたしわ押さえ型３とを備えている。そして、プレス機５のベース５Ｂの下部位置には、しわ押さえ型３から下方へ延びる複数（二つ）の反力発生手段７Ａ，７Ｂの下面に当接する複数のクッションピン６Ａ，６Ｂを有するプレス機クッション装置１１が配置され、プレス機クッション装置１１から複数のクッションピン６Ａ，６Ｂを介してしわ押さえ型３の反力発生手段７Ａ，７Ｂに圧力を加えることにより、素材１０をしわ押さえ型３と上型１とでつかみ、この状態でプレス機５を作動させることにより、素材１０を下型２の形状、本実施の形態では椀形状にプレス成形するように構成されている。なお、反力発生手段７Ａ，７Ｂとしわ押さえ型３との間に適宜構成の受圧部材等を配してもよい。

反力発生手段７Ａ，７Ｂとしては、例えば、シリンダー（ガスシリンダー、油圧シリンダー等の流体シリンダー）、弾性体等を用いることができる。特に、密閉されたシリンダー内にオイル（鉱物油）と圧縮ガス（窒素ガス）を充填し、シリンダーの一端から突出したピストンロッドの出入りによってガスを圧縮することで反力を変化させるガスシリンダー（ガススプリング）は、小型で構造簡単かつ安価でありながら製品（成形品）の品質向上及び安定化を図ることもできるので、反力発生手段７Ａ，７Ｂに用いて好適である。

そして、本例の金型装置９では、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、しわ押さえ型３の上面における素材１０をつかむ素材つかみ面８の周囲に、素材つかみ面８と上型１との隙間を確保するためのひねり防止部１２をその周方向に間隔をあけて複数設ける。

ひねり防止部１２は、しわ押さえ型３と同等の変形し難い素材からなり、例えば直方体形状を呈する。なお、ひねり防止部１２は、しわ押さえ型３とは別体に成形され適宜の手段によりしわ押さえ型３に固定したもの（ブロック等）であっても、しわ押さえ型３と一体に（例えば削り出しにより）成形したものであってもよい。

ひねり防止部１２は、上型１と素材つかみ面８との間に、成形される素材１０板厚相当（成形状況に応じ調整）の隙間を保持する構造を有していればよい。

なお、図１（Ａ）において、１３は絞りビード、１４は成形前素材端（プレス成形前の素材１０の端、図１（Ｂ）も参照）、１５は成形後素材端（プレス成形後の素材１０の端）である。

また、本例では、しわ押さえ型３に対してプレス成形に必要なクッション圧を加えたときに、素材つかみ面８のたわみ量が素材１０の板厚の１０％以下となるようにしてある。例えば、一般２７０ｋ鋼板（一般的な軟鋼板材料）を例に挙げると、素材１０の板厚が１．０ｍｍの場合、たわみ量を０．１ｍｍ以下（１０％以下）とすればよい。このように型たわみを一定値以下に抑える型剛性をしわ押さえ型３に持たせるには、しわ押さえ型３の材質の選択、しわ押さえ型３に適宜の厚みを持たせる、リブ構造の採用、クッションピン６のレイアウトの最適化、といった手段のうち、一つ又は複数を組み合わせて用いることが考えられる。

上記のように構成した本例の金型装置９では、素材つかみ面８の周囲に設けたひねり防止部１２により、しわ押さえ型３にひねりが生じるのを防止することができ、これにより、プレスされる素材１０に加わる圧力が全体にわたって均一化され、素材流入をコントロールし易くなるので、製品の成形性の安定化を図ることができる。実際に、ひねり防止部１２を設けた金型装置９ではしわ押さえ型３のひねりが抑制されることを本考案者らはＣＡＥ解析により確認している。

ところで、上述のように、しわ押さえ型３にひねり防止部１２を施しても、素材つかみ面８に発生するたわみ量が大きい場合、クッションピン６毎に圧力が加わった際に素材つかみ面８のクリアランスが変化し、素材１０の流入を妨げ、成形不具合を発生させる恐れがある。しかし、本例の金型装置９では、上記のたわみ量が抑制されるので、製品の成形性の一層の安定化を図ることができる。

なお、本考案は、上記の実施の形態に何ら限定されず、本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々に変形して実施し得ることは勿論である。例えば、以下のような変形例を挙げることができる。

上記実施の形態では、反力発生手段７Ａ，７Ｂを設けてあるが、例えばプレス機５側に精度誤差吸収機能がある場合、反力発生手段７Ａ，７Ｂをクッションボスに組み替え可能な構造とすることで、多様なプレス機５に適用可能となる。

上記実施の形態では、ひねり防止部１２は直方体形状を呈しているが、これに限らず、ひねり防止部１２は、他の多角柱形状や半球体状等、種々の形状を呈するようにすることが考えられる。また、ひねり防止部１２の数や配置も適宜に変更可能であり、例えばしわ押さえ型３側ではなく上型１側にひねり防止部１２を設けるようにしてもよく、両方３，１にひねり防止部１２を設けてもよい。

本明細書で挙げた上記変形例どうしを適宜組み合わせてもよいことはいうまでもない。

１ 上型
２ 下型
３ しわ押さえ型
３Ａ、３Ｂ 受圧部材
４ スライドプレート
５ プレス機
５Ａ 昇降ラム部
５Ｂ ベッド
６Ａ、６Ｂ クッションピン
７Ａ、７Ｂ 反力発生手段
８ 素材つかみ面
９ 金型装置
１０ 素材
１１ プレス機クッション装置
１２ ひねり防止部
１３ 絞りビード
１４ 成形前素材端
１５ 成形後素材端
Ｓ 隙間
Ｘ−Ｙ 成形方向

Claims (2)

1. 上型と、下型と、前記下型にスライドプレートにより位置決めされて成形方向に摺動可能に保持されたしわ押さえ型とを備え、前記しわ押さえ型を該しわ押さえ型の下方に位置する反力発生手段を介して前記成形方向に駆動摺動させるプレス機クッション装置からの圧力を受けて、素材を前記しわ押さえ型と前記上型とでつかんだ状態で該素材を下型形状の形にプレス成形する金型装置であって、
   前記しわ押さえ型の上面における前記素材をつかむ素材つかみ面の周囲に、該素材つかみ面と前記上型との隙間を確保するためのひねり防止部を設けたことを特徴とする金型装置。
2. 前記しわ押さえ型に対してプレス成形に必要なクッション圧を加えたときに、前記素材つかみ面のたわみ量が前記素材の板厚の１０％以下である請求項１に記載の金型装置。

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