JP3505157B2 - 負角成形型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、金属製薄板を成形
する負角成形型に関する。ここで、負角成形型とは上型
の直線方向の下降軌跡より下型内に入り込んだ成形をい
う。 【０００２】 【従来の技術】金属製薄板のワークを上型の直線方向の
下降軌跡より下型内に入り込んだ負角成形は、通常スラ
イドカムを用いて行われている。 【０００３】従来の金属製薄板のワークの入り込み成形
は、下型上にワークを載置し、上型を垂直下方に下降さ
せて下型の受動カムを上型の作動カムにて駆動し、ワー
クを横方向から加工し、加工が完了し上型が上昇する
と、作動カムをスプリングにより後退させていた。 【０００４】この場合、ワークの外方横方向から摺動し
てワークを成形する受動カムの成形部は、ワークの成形
部形状と同一の一体形状に形成してあるが、ワークが載
置される下型の成形部は、加工完了後ワークを下型から
取り出さねばならないので、下型の入り込み部分を分割
し後退させるか、あるいは入り込み部分の後部を削除し
ておきワークを前方へ移動させてワークの取り出しを可
能としなければならない。入り込みの程度が僅かである
場合はあまり問題にならないが、入り込み程度が大きい
場合やワークが細長い枠状の断面が溝状で、たとえば、
自動車の金属製薄板のフロントピラーアウターのような
部品では、そのワークの溝幅が狭いため、入り込んだ下
型の部分を分割したり削除したりすると、受動カムの成
形部で形状がくっきり形成できないのみならず、下型の
強度も不足し入り込み成形加工が不可能であった。 【０００５】また、製品に捩れや歪が生じ、製品を修正
する必要が生じる場合もあるが、サイドパネル、フェン
ダー、ルーフ、ボンネット、トランクリッド、ドアパネ
ルやフロントピラーアウターのような自動車の外板部分
を構成する部品では三次元の曲面・曲線を有し、製品の
修正は実際上不可能に近い。自動車の金属製薄板組立の
場合、製品に捩れや歪が生じていると、他の部品と結合
させにくく、高品質の自動車用金属製薄板構造の提供が
できなくなり、金属製薄板成形品の所定の製品精度を維
持することができなかった。 【０００６】上記の問題を解決するため、上型の下降直
線運動により回転カムを回動させ、上型の直線方向の下
降軌跡より下型内に入り込んだ成形部分を成形させ、成
形後、成形したワークが下型より取り出せる状態まで回
転カムを回動後退させるべく、次の構成が提案された。 【０００７】すなわち、図４〜図７に示すように、金属
製薄板のワークＷを支持部１０１に載置する下型１０２
と、前記下型１０２に対し直線方向に下降してワークＷ
に衝合してワークＷを成形する上型１０３とで構成し、
外周面に開口し、軸方向に刻設した溝１０４を有し、溝
１０４の支持部１０１寄りの縁部に上型１０３の軌跡よ
り入り込んだ入り込み成形部１０５を形成し、下型１０
２に回動自在に設けた回転カム１０６と、入り込み成形
部１０７を有し、前記回転カム１０６に対向させて上型
１０３に摺動自在に設けたスライドカム１０８と、成形
後、ワークＷを下型１０２から取り出せる状態まで回転
カム１０６を回動後退させる、下型１０２に設けた自動
復帰具１０９とよりなり、下型１０２の支持部１０１に
載置されたワークＷを、回転カム１０６の入り込み成形
部１０５とスライドカム１０８の入り込み成形部１０７
で、回転カム１０６は回動すると共にスライドカム１０
８は摺動してワークＷを成形し、成形後、自動復帰具１
０９により回転カム１０６を回動後退させ、成形したワ
ークＷを下型１０２より取り出せるようにした負角成形
型とした。 【０００８】この負角成形型の作動について述べる。 【０００９】まず、図４に示すように、上型１０３は上
死点に位置させてあり、その時下型１０２の支持部１０
１にワークＷを載置する。この時は、回転カム１０６は
自動復帰具１０９により回動後退している。 【００１０】次に、上型１０３が下降し始め、先ず最初
にスライドカム１０８が回転カム１０６の入り込み成形
部１０５に干渉することなく、スライドカム１０８の下
面が回動プレート１１１に当接し、回転カム１０６を右
回りに回動させ、回転カム１０６を図５に示す成形姿勢
にし、続いて、パッド１１０がワークＷを押圧する。 【００１１】上型１０３がなお下降し続けると、型の外
側方向に付勢されているスライドカム１０８は、コイル
スプリング１１２の付勢力に抗して、カムの作用によっ
て横方向で左方へ移動し、回動した回転カム１０６の入
り込み成形部１０５とスライドカム１０８の入り込み成
形部１０７とでワークＷの入り込み成形を行い、図６に
示す状態で、下死点の状態である。 【００１２】入り込み成形後は上型１０３が上昇し始め
る。スライドカム１０８はコイルスプリング１１２によ
り型の外方向に付勢されており、右方に移動し入り込み
成形されたワークＷと干渉することなく上昇し、図７の
状態で、上死点の状態である。 【００１３】一方、回転カム１０６は拘束していたスラ
イドカム１０８が上昇するため、自動復帰具１０９によ
り図７において左方へ回動し、入り込み成形したワーク
Ｗを下型１０２より取り出す際、ワークＷが回転カム１
０６の入り込み成形部１０５と干渉することなく取り出
せる。 【００１４】 【発明が解決しようとする課題】前述の負角成形加工
は、コイルスプリング１１２で付勢されたスライドカム
１０８の下面が自動復帰具１０９のコイルスプリング１
１３に付勢された回動プレート１１１に当接し、回転カ
ム１０６を右回りに回動させ、回転カム１０６を成形姿
勢にし、その後パッド１１０がワークＷを押圧する。パ
ッド１１０の載置されたワークＷへの付勢力が強すぎて
成形姿勢のワークＷを図で左方向に若干回動させたり、
また、スライドカム１０８のコイルスプリング１１２と
自動復帰具１０９のコイルスプリング１１３の付勢力の
バランスがとれていなかったりして、回転カム１０６は
僅かに回動し所定の成形姿勢が維持できず、ワークＷの
曲面に段差が生じたり、正確な曲線に成形できない場合
があり、１／１００ｍｍ台の精度の製品を提供するのは
困難な場合もあり、良い品質の負角成形加工ができない
場合があった。 【００１５】また、図４〜図７から分かるように、回転
カム１０６は溝１０４部以外の外周は下型１０２に直接
接触して支持させているので、回転カム１０６および下
型１０２の回転カム１０６の支持部（断面概略円状の
孔）の加工を正確にせねばならず加工も難しい。 【００１６】さらに、回転カム１０６の殆どの外周を下
型１０２で支持させているので、負角成形型が大きくな
り、高価なものとなっていた。 【００１７】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記
の事情に鑑み、回転カムが僅かに回動して所定の成形姿
勢が維持できず、ワークの曲面に段差が生じたり、正確
な曲線に成形できない場合があり、１／１００ｍｍ台の
精度の製品を提供するのは困難な場合もあり、良い品質
の金属薄板成形品を提供できない場合があったが、回転
カムを所定の成形姿勢に維持させて良い品質の金属薄板
成形品を提供すべく、金属製薄板のワークを支持部に載
置する下型と、前記下型に対し直線方向に下降してワー
クに衝合してワークを成形する上型とで構成し、支持部
寄りの縁部に上型の軌跡より入り込んだ入り込み成形部
を形成し、下型に回動自在に設けた回転カムと、入り込
み成形部を有し、前記回転カムに対向させて摺動自在に
設けたスライドカムと、成形後、ワークを下型から取り
出せる状態まで回転カムを回動後退させる、下型に設け
た自動復帰具とよりなり、下型の支持部に載置されたワ
ークを回転カムの入り込み成形部とスライドカムの入り
込み成形部で、スライドカムは摺動してワークを成形
し、成形後、自動復帰具により回転カムを回動後退さ
せ、成形したワークを下型より取り出せるようにした負
角成形型において、回転カムの両端からそれぞれ支持軸
を突出させ、支持軸を下型に保持させて回転カムを回動
自在に設け、回転カムの入り込み成形部の下部に受け部
を形成し、前記受け部と係合する係合部を有するＪ字状
ロックバーを回転カムの下方に摺動自在に配置し、前記
ロックバーを反成形方向にリターン用付勢体により付勢
し、前記リターン用付勢体の付勢力より大きい作動用付
勢体をスライドカムとＪ字状ロックバーとの間に介在さ
せ、作動用付勢体によりＪ字状ロックバーを入り込み成
形方向に付勢可能とし、スライドカムと回転カムとによ
るワークの入り込み成形時に前記リターン用付勢体の付
勢力に抗して作動用付勢体の付勢力によりＪ字状ロック
バーを移動させて回転カムとＪ字状ロックバーを係合さ
せ、回転カムの入り込み成形溝の反入り込み成形部の縁
部に支持面を形成し、前記支持面に当接して摺動する摺
動面をスライドカムに設け、下型のスライドカムに当接
して駆動する作動カムを上型に設けるようにした負角成
形型とした。 【００１８】 【発明の実施の態様】本発明を、添付する図面に示す具
体的な一実施例に基づいて、以下詳細に説明する。 【００１９】図１は、負角成形型で成形する自動車の金
属製薄板部品の加工前と加工後を示す断面図であり、図
１（ｂ）に示すワークＷの下部が入り込み成形部であ
る。 【００２０】また、この部品は、自動車の外板部分を構
成するため三次元曲面・曲線を有するものである。 【００２１】図２で、下型１は上部にワークＷの支持部
２を形成し、支持部２側の縁部に上型３の軌跡より入り
込んだ入り込み成形部４を形成した回転カム５を、下型
１に回転自在に設ける。符号Ｃは回転カム５の回転の中
心である。ワークＷを成形後、ワークＷを下型１より取
り出せるように図示しないが、回転カム５を回転後退さ
せるエアシリンダなどの自動復帰具を、下型１に設け
る。 【００２２】上型３には、基板８１にボルト８３により
固着した作動カム４６とパッド９を配置してある。 【００２３】下型１にスライドカム８をコイルスプリン
グ７４に反ワークＷ方向に付勢して摺動自在に設ける。 【００２４】回転カムを所定の成形姿勢に維持させて、
良い品質の金属製薄板成形品を提供すべく、本発明で
は、入り込み成形時に、 （１）回転カムをＪ字状ロックバーにより固定する。 【００２５】（２）回転カムにスライドカムを嵌合させ
回転カムを固定する。 【００２６】（３）回転カムに嵌合するスライドカムに
は作動カムが当接して回転カムを固定する。 【００２７】軸状の回転カム５の両端には、それぞれ支
持軸を突設させ、軸受に支持軸を回転自在に内嵌めして
回転カム５を回動可能とする。 【００２８】回転カム５はその両端を軸受により保持さ
せるので、従来のように、回転カムを下型に直接接触さ
せれば正確な加工が要求されるが、回転カム５の大部分
を下型１に直接接触させて支持しないので、回転カム５
や下型１の加工が容易となる。 【００２９】回転カム５は、その中心部の回転カム本体
２１の上部にボルト８３で固着した入り込み成形部４を
形成し、側部に押圧側部２４をボルト２５で固定し、底
部に回動当接部２６を形成し、回動当接部２６を下型１
に当接する外に、押圧側部２４を下型１のバックアップ
部２８に当接させる。これは、回動カム５の入り込み成
形部４とスライドカム８の入り込み成形部２２とでワー
クＷを入り込み成形する際、回転カム５が変形するのを
阻止するために、バックアップ部２８を設けて、押圧側
部２４と当接させる。バックアップ部２８を積極的に設
けて回転カム５の変形を阻止し、良い品質の金属製薄板
成形品が提供できる。 【００３０】図２および図３に示すように、回転カム５
の入り込み成形部４の下部に受けプレート３１をボルト
３２で固定して受け部を形成する。前記受け部と係合す
る係合部３３を有するＪ字状ロックバー３４を、回転カ
ム５の下方の下型１に固定したガイド３０に摺動自在に
配置する。前記Ｊ字状ロックバー３４を反成形方向にリ
ターン用付勢体のコイルスプリング３５により付勢す
る。コイルスプリング３５はＪ字状ロックバー３４の後
端に凹設した穴３６に縮設して収容し、ガイド３０に固
着した座板３７に着座させ、Ｊ字状ロックバー３４をス
ライドカム８に向けて付勢する。また、前記穴３６の穴
底にストローク調整ボルト３８を螺着して穴３６外まで
延出させ、Ｊ字状ロックバー３４の所要のストロークＳ
の位置にナット３９を螺着する。スライドカム８を前記
リターン用付勢体のコイルスプリング３５の付勢力より
大きい作動用付勢体のガススプリング４０によりＪ字状
ロックバー３４を入り込み成形方向に付勢可能とする。
スライドカム８と回転カム５とによるワークＷの入り込
み成形時にコイルスプリング３５の付勢力に抗してＪ字
状ロックバー３４を移動させて回転カム５とＪ字状ロッ
クバー３４を係合させる。 【００３１】回転カム５の入り込み成形溝４１の反入り
込み成形部の縁部に支持プレート４２をボルト４３で固
定し、スライドカム８の支持プレート４２に対向する箇
所に摺動プレート４４をボルト４５で固定する。 【００３２】図２は上型３が上死点の状態である。 【００３３】ワークＷを下型１に支持部２に載置し、上
型３が下降すると、作動カム４６がスライドカム８に当
接して図において左方に移動させる。すると、スライド
カム８が回転カム５に当接して回転カム５を図で右方向
に回動させて、回転カム５を成形位置に位置させ、その
後、パッド９がワークＷを押圧する。 【００３４】上型３が下降するに伴い、作動カム４６も
下降し、スライドカム８をコイルスプリング７４の付勢
力に抗して左方向に移動させる。回動カム５は図示しな
い自動復帰具により入り込み成形時の成形姿勢にされて
いる。 【００３５】一方、スライドカム８のＪ字状ロックバー
３４に対向する箇所にガススプリング４０をボルト７１
で固定して配置する。ガススプリング４０は全ストロー
クにわたりほぼ一定の高出力で、前記コイルスプリング
３６より高い出力を出す。 【００３６】ガススプリング４０は、シリンダ７２内に
使用用途に応じた高圧ガス、例えば１５０ｋｇ／ｃｍ²
の高圧ガスが収容されていて、シリンダ７２から突出し
たロッド７３が伸縮しても、ロッド伸縮工程の全長にわ
たりほぼ一定の出力、例えば１５０ｋｇ／ｃｍ² が得ら
れる。これは、２個のタンクがシリンダ７２内に内臓さ
れているが、ロッド７３が収縮し、一方のタンクに圧力
がかかると一方のタンクから高圧ガスが流出し、他方の
タンクに流入させて、ロッド７３の全工程にわたり、ほ
ぼ一定の出力が得られる。 【００３７】このように、ガススプリング４０は、コイ
ルスプリングと異なり、作動し始めながら高出力が全工
程に得られ、Ｊ字状ロックバー３４を確実に移動させる
ことができる。 【００３８】また、ガススプリング４０によるとスライ
ドカム８に１５０ｍｍのような長い距離も移動させるこ
とができる。 【００３９】ガススプリング４０のピストンロッド７３
は、コイルスプリング３６の付勢力に抗してＪ字状ロッ
クバー３４を押圧し、Ｊ字状ロックバー３４を左方向に
移動させ、Ｊ字状ロックバー３４の係合部３３が回転カ
ム５の受けプレート３１に係合して、回転カム５を所定
位置に正確に位置させるので、良い品質の金属製薄板成
形品を提供できる。 【００４０】また、回転カム５とスライドカム８とでワ
ークＷを入り込み成形時に、スライドカム８の摺動プレ
ート４４が回転カム５の支持プレート４２に当接して、
スライドカム８が回転カム５の入り込み成形溝４１に嵌
まっており、回転カム５を所定位置に正確に位置させる
ので、良い品質の金属製薄板成形品を提供できる。 【００４１】さらに、回転カム５と共に入り込み成形加
工を行うスライドカム８が、上型３の作動カム４６に当
接して駆動され、回転カム５を所定位置に正確に位置さ
せるので、良い品質の金属製薄板成形品を提供できる。 【００４２】本発明では、Ｊ字状ロックバー３４で回転
カム５をロックし、スライドカム８を嵌合させ回転カム
５を所定位置に位置させ、スライドカム８を作動カム４
６で押圧して位置決めするので、良い品質の金属製薄板
成形品を提供できる。 【００４３】 【発明の効果】本発明は、上述のように、金属製薄板の
ワークを支持部に載置する下型と、前記下型に対し直線
方向に下降してワークに衝合してワークを成形する上型
とで構成し、支持部寄りの縁部に上型の軌跡より入り込
んだ入り込み成形部を形成し、下型に回動自在に設けた
回転カムと、入り込み成形部を有し、前記回転カムに対
向させて摺動自在に設けたスライドカムと、成形後、ワ
ークを下型から取り出せる状態まで回転カムを回動後退
させる、下型に設けた自動復帰具とよりなり、下型の支
持部に載置されたワークを回転カムの入り込み成形部と
スライドカムの入り込み成形部で、スライドカムは摺動
してワークを成形し、成形後、自動復帰具により回転カ
ムを回動後退させ、成形したワークを下型より取り出せ
るようにした負角成形型において、回転カムの両端から
それぞれ支持軸を突出させ、支持軸を下型に保持させて
回転カムを回動自在に設け、回転カムの入り込み成形部
の下部に受け部を形成し、前記受け部と係合する係合部
を有するＪ字状ロックバーを回転カムの下方に摺動自在
に配置し、前記ロックバーを反成形方向にリターン用付
勢体により付勢し、前記リターン用付勢体の付勢力より
大きい作動用付勢体をスライドカムとＪ字状ロックバー
との間に介在させ、作動用付勢体によりＪ字状ロックバ
ーを入り込み成形方向に付勢可能とし、スライドカムと
回転カムとによるワークの入り込み成形時に前記リター
ン用付勢体の付勢力に抗して作動用付勢体の付勢力によ
りＪ字状ロックバーを移動させて回転カムとＪ字状ロッ
クバーを係合させ、回転カムの入り込み成形溝の反入り
込み成形部の縁部に支持面を形成し、前記支持面に当接
して摺動する摺動面をスライドカムに設け、下型のスラ
イドカムに当接して駆動する作動カムを上型に設けるよ
うにした負角成形型であるので、ワークの曲面に段差が
生じたり、正確な曲線に成形できない場合があり、１／
１００ｍｍ台の精度の製品を提供するのは困難な場合も
あり、良い品質の金属薄板成形品を提供できない場合が
あったが、回転カムを所定の成形姿勢に維持させて良い
品質の金属薄板成形品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の負角成形型で成形する自動車の金属薄
板部品の加工前と加工後を示す２断面図である。 【図２】図１の金属製薄板成形品を入り込み成形する上
型が上死点の状態の縦断面図である。 【図３】図１の金属薄板部品を入り込み成形する上型が
下死点まで下降した状態の縦断面図である。 【図４】入り込み成形する従来の負角成形型の上型が上
死点の状態の縦断面図である。 【図５】図４の従来の負角成形型の上型が下降して下型
に当接し回転カムを成形姿勢とした状態の縦断面図であ
る。 【図６】図４の従来の負角成形型の上型が下死点の状態
の縦断面図である。 【図７】図４の従来の負角成形型が入り込み成形して上
型が上昇し、上死点の状態にある縦断面図である。 【符号の説明】 Ｗ…ワーク ２…支持部 １…下型 ３…上型 ４…入り込み成形部 ５…回転カム ２２…入り込み成形部 ８…スライドカム ３１…受けプレート（受け部の例） ３３…係合部 ３４…Ｊ字状ロックバー ３５…コイルスプリング（リターン用付勢体の例） ４０…ガススプリング（作動用付勢体の例） ４１…入り込み成形溝 ４２…支持プレート（支持面の例） ４４…摺動プレート（摺動面の例） ４６…作動カム

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 金属製薄板のワークを支持部に載置する
   下型と、前記下型に対し直線方向に下降してワークに衝
   合してワークを成形する上型とで構成し、支持部寄りの
   縁部に上型の軌跡より入り込んだ入り込み成形部を形成
   し、下型に回動自在に設けた回転カムと、入り込み成形
   部を有し、前記回転カムに対向させて摺動自在に設けた
   スライドカムと、成形後、ワークを下型から取り出せる
   状態まで回転カムを回動後退させる、下型に設けた自動
   復帰具とよりなり、下型の支持部に載置されたワークを
   回転カムの入り込み成形部とスライドカムの入り込み成
   形部で、スライドカムは摺動してワークを成形し、成形
   後、自動復帰具により回転カムを回動後退させ、成形し
   たワークを下型より取り出せるようにした負角成形型に
   おいて、回転カムの両端からそれぞれ支持軸を突出さ
   せ、支持軸を下型に保持させて回転カムを回動自在に設
   け、回転カムの入り込み成形部の下部に受け部を形成
   し、前記受け部と係合する係合部を有するＪ字状ロック
   バーを回転カムの下方に摺動自在に配置し、前記ロック
   バーを反成形方向にリターン用付勢体により付勢し、前
   記リターン用付勢体の付勢力より大きい作動用付勢体を
   スライドカムとＪ字状ロックバーとの間に介在させ、作
   動用付勢体によりＪ字状ロックバーを入り込み成形方向
   に付勢可能とし、スライドカムと回転カムとによるワー
   クの入り込み成形時に前記リターン用付勢体の付勢力に
   抗して作動用付勢体の付勢力によりＪ字状ロックバーを
   移動させて回転カムとＪ字状ロックバーを係合させ、回
   転カムの入り込み成形溝の反入り込み成形部の縁部に支
   持面を形成し、前記支持面に当接して摺動する摺動面を
   スライドカムに設け、下型のスライドカムに当接して駆
   動する作動カムを上型に設けるようにした負角成形型。