JP5101216B2

JP5101216B2 - 差厚材成形用金型

Info

Publication number: JP5101216B2
Application number: JP2007217534A
Authority: JP
Inventors: 武司佐野; 泰彦北野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2027-08-23
Also published as: JP2009050863A

Description

本発明は、部分的に板厚の異なる差厚板をプレス成形するための差厚材成形用金型に関する。

従来から、プレス加工において鋼板等の薄板を金型に装填し、プレス機等を介して前記薄板に加圧力を付与することにより、前記鋼板を所望形状にプレス成形を行うプレス成形装置が知られている。

このプレス成形装置１は、図１３に示されるように、プレス機２を構成するスライド側ホルダ３に、圧力を調整可能な複数の弾性体４を有するパッド圧調整手段５を介して上型６が設けられると共に、前記プレス機２におけるボルスタ側ホルダ７に鋼板等が載置される下型８が設けられる。上型６には、ロッド９を有する圧力伝達体１０が設けられ、前記圧力伝達体１０が前記弾性体４と下型８に臨むパッド１１との間に配置されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、パッド圧調整手段５を構成する複数の弾性体４の圧力をそれぞれ設定し、前記圧力に応じて圧力伝達体１０を駆動させることにより、前記弾性体４をワークとなる鋼板に対してそれぞれ所望の部位に当接させて保持している。

特開平８−９００９６号公報

ところで、特許文献１に係る従来技術においては、スライド側ホルダ３を含むプレス機２と上型６との間にパッド圧調整手段５を設けているため、該パッド圧調整手段５を設けるために前記上型６の構造が複雑になると共に、それに伴って、型費が高騰してしまうという問題がある。

また、このようなプレス成形装置１を用いて板厚の異なる差厚材のプレス成形を行いたいという要望があり、その場合には、前記差厚材を確実に保持するために、前記差厚材を保持する部位に応じて圧力調整を行なう必要があり、その調整作業が煩雑であると共に、作業効率が低下してしまうという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、構成を簡素化すると共に、板厚の異なる部位を有する差厚材全体を確実且つ簡便に保持し、プレス成形品の品質向上を図ることが可能な差厚材成形用金型を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、板厚が部分的に変化した差厚板に対して加圧力を付与することにより、ワークを成形するプレス成形装置に用いられる差厚材成形用金型において、
前記プレス成形装置における駆動部の駆動作用下に軸線方向に沿って変位する第１金型と、
前記第１金型に対峙する位置に配設される第２金型と、
前記差厚材に臨み、前記第１金型又は第２金型のいずれか一方に対して前記差厚材を保持自在な保持機構と、
を備え、
前記保持機構は、前記差厚材の長手方向に沿って設けられ、該差厚材における一定板厚部を保持する第１保持部と、
前記第１保持部に隣接し、前記差厚材において前記板厚の変化する板厚変化部を保持する第２保持部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、プレス成形が行われる差厚材を保持する保持機構を備え、該保持機構を前記差厚材の一定板厚部を保持自在な第１保持部と、該第１保持部に隣接し、前記差厚材の板厚変化部を保持する第２保持部とから構成している。そして、差厚材における一定板厚部を第１保持部で保持し、一定板厚部を第２保持部で保持した状態で第１及び第２金型によってプレス成形を行うことができる。従って、差厚材における板厚変化部を、保持機構を構成する第２保持部によって確実に保持することができるため、該差厚材のプレス成形を行う際に、第１保持部と併せて前記差厚材をより広範囲で確実且つ簡便に保持することができる。

その結果、第１及び第２保持部を有する保持機構を設けるといった簡素な構成で、プレス成形時における差厚材の長手方向に沿った移動量を好適に抑制することができるため、該差厚材に対する荷重集中を防止することができ、前記差厚材からなるプレス成形品の品質を向上させることができる。

また、第１及び第２保持部は、差厚材に当接自在な保持体と、前記保持体を前記差厚材側に向かって付勢する付勢手段と、を備えることにより、前記保持体が前記付勢手段の付勢作用下に差厚材に対して好適に押し付けられ、前記保持体を介して前記差厚材が確実に保持される。

さらに、第２保持部の保持体は、差厚材に当接する端面を該差厚材の板厚変化部に対応させて形成することにより、前記保持体の端面を前記差厚材の板厚変化部に対して好適に面接触させて保持することが可能となる。そのため、保持体を有する第２保持部によって前記差厚材の板厚変化部を確実且つ強固に保持することができる。

さらにまた、第２保持部の保持体は、差厚材の長手方向に沿った幅寸法を、第１保持部における保持体の幅寸法に対して小さく設定することにより、前記差厚材における板厚変化部の板厚変化状態に応じて複数の第２保持部を設けることが可能となる。その結果、形状変化の大きい板厚変化部を、第２保持部によって一層確実に保持することができる。また、第１保持部の保持体を、第２保持部における保持体の幅寸法に対して大きく設定することにより、保持機構を構成する第１及び第２保持部の数量を削減することができ、それに伴って、部品点数の削減及び組み付け作業性の向上を図ることが可能となる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、差厚材を保持する保持機構を、該差厚材の一定板厚部を保持可能な第１保持部と、該第１保持部に隣接し前記差厚材の板厚変化部を保持可能な第２保持部とから構成することにより、プレス成形時において前記板厚変化部を保持機構の第２保持部によって確実に保持することができるため、第１保持部と併せて前記差厚材をより広範囲で確実且つ簡便に保持することができる。その結果、第１及び第２保持部からなる保持機構を設けるといった簡素な構成で、プレス成形時における差厚材の長手方向に沿った移動量を好適に抑制し、該差厚材に付与される荷重の集中を防止することができるため、前記差厚材からなるプレス成形品の品質を向上させることができる。

本発明に係る差厚材成形用金型について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号５０は、本発明の第１の実施の形態に係る差厚材成形用金型が用いられたプレス成形装置を示す。

このプレス成形装置５０は、図１〜図３に示されるように、ボディ５２と、該ボディ５２の一部に保持され、プレス成形される差厚材５４に載置される金型部５６と、前記金型部５６を軸線方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って駆動させる駆動部５８と、前記差厚材５４をプレス成形する際に該差厚材５４を前記金型部５６に対して保持可能なホルダ部（保持機構）６０とを含む。

先ず、上述したプレス成形装置５０でプレス成形が行われる差厚材５４について簡単に説明する。この差厚材５４は、その長手方向（矢印Ｂ方向）に沿った一端部側に設けられる板厚の薄い薄板部（板厚一定部）５４ａと、前記薄板部５４ａに接合され、差厚材５４の他端部側に設けられ、前記薄板部５４ａに対して板厚が厚く形成された厚板部（板厚一定部）５４ｂと、前記薄板部５４ａと厚板部５４ｂとをレーザ溶接等によって一体的に接合した接合部（板厚変化部）５４ｃとを有する。

この薄板部５４ａ及び厚板部５４ｂは、それぞれ一定の板厚で形成され、接合部５４ｃは、薄板部５４ａの一表面と厚板部５４ｂの一表面とが同一面となるように接合すると共に、段差状となる前記厚板部５４ｂの他表面と薄板部５４ａの他表面との間は、該厚板部５４ｂ側から薄板部５４ａ側に向かって傾斜するように傾斜状に接合される。

また、接合部５４ｃは、レーザ溶接等によって形成されるため、厚板部５４ｂとの境界部位近傍が該厚板部５４ｂの表面に対して若干だけ盛り上がった凸状となることがある（図４Ａ及び図４Ｂ参照）。

このような差厚材５４をプレス成形するプレス成形装置５０は、そのボディ５２が、金型部５６を構成する上型（第２金型）６２を保持する基台６４からなり、前記上型６２と、該上型６２に対峙した下方に設けられ、駆動部５８の駆動作用下に前記上型６２側（矢印Ａ１方向）に向かって変位する下型（第１金型）６６とから金型部５６が構成される。

上型６２には、差厚材５４がプレス成形され、所定形状（例えば、ボディパネル）に対応するキャビティ６８が窪んで形成される。

一方、下型６６は、上型６２に形成されたキャビティ６８に対峙するように配置されると共に、前記キャビティ６８に対応した断面形状で形成される。そして、駆動部５８の駆動作用下に下型６６が上型６２側（矢印Ａ１方向）に向かって変位し、その一部が上型６２のキャビティ６８の内部に挿入される。

また、下型６６に臨む上型６２の下端面には、キャビティ６８を挟んだ上型６２の両側部に、該キャビティ６８と同一方向に窪んだ凹部７０がそれぞれ形成される（図２参照）。この凹部７０は、上型６２の両側面に向かって所定幅で延在すると共に、前記上型６２の長手方向（矢印Ｂ方向）に沿った略中央部に設けられ、その底壁面が略平面状に形成される。凹部７０の内部には、下型６６及び差厚材５４側に向かって軸線方向に変位自在な複数の可変ホルダ７２がそれぞれ設けられている。

さらに、上型６２の下端面は、差厚材５４の厚板部５４ｂに臨み、該厚板部５４ｂに当接する第１当接部７４と、前記差厚材５４の薄板部５４ａに臨み、該薄板部５４ａに当接する第２当接部７６とを有し、前記第１当接部７４と第２当接部７６とが凹部７０を挟むようにして配置されている。

第１当接部７４は、上型６２の長手方向に沿った一端部側に設けられ、第２当接部７６が前記上型６２の他端部側に設けられ、その間に凹部７０が設けられている。この第１及び第２当接部７４、７６は、それぞれ略平面状に形成されると共に、該第１当接部７４が第２当接部７６に対して下型６６側（矢印Ａ２方向）に向かって所定高さだけ突出して形成される。これにより、差厚材５４が第１及び第２当接部７４、７６に当接した際、第１当接部７４が厚板部５４ｂに当接し、第２当接部７６が薄板部５４ａに当接すると共に、前記薄板部５４ａと厚板部５４ｂとの接合部５４ｃ近傍に凹部７０が臨むように配置される。詳細には、凹部７０は、前記接合部５４ｃを中心として薄板部５４ａ及び厚板部５４ｂの一部に臨むように形成されている。

可変ホルダ７２は、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、上型６２の長手方向（矢印Ｂ方向）に沿って凹部７０に並列に複数（例えば、５個）配設され、前記凹部７０の底壁面に固着されるベース部７８と、差厚材５４の表面に当接することにより保持可能な可変ブロック（保持体）８０と、前記ベース部７８と可変ブロック８０との間に設けられ、該可変ブロック８０を差厚材５４側（矢印Ａ２方向）に向かって付勢するスプリング（付勢手段）８２とを含む。換言すれば、可変ホルダ７２は、差厚材５４の長手方向（矢印Ｂ方向）に沿うように上型６２に対して並列に配置されている。

なお、ここでは、可変ホルダ７２が凹部７０に対して５個ずつ設けられた場合について説明すると共に、最も第１当接部７４側（矢印Ｂ１方向）に配置された可変ホルダ７２を第１可変ホルダ７２ａとし、該第１可変ホルダ７２ａから第２当接部７６側（矢印Ｂ２方向）に向かって順に第２〜第５可変ホルダ７２ｂ〜７２ｅが配置される場合について説明する。

この場合、第１及び第２可変ホルダ（第１保持部）７２ａ、７２ｂが、厚板部５４ｂに臨むように配置され、第４及び第５可変ホルダ（第１保持部）７２ｄ、７２ｅが、薄板部５４ａに臨むように配置されると共に、中央に配置された第３可変ホルダ（第２保持部）７２ｃが、前記薄板部５４ａと厚板部５４ｂとの境界部位となる接合部５４ｃに臨むように配置される。

また、第１及び第２可変ホルダ７２ａ、７２ｂは隣接して配置され、同様に、第３〜第５可変ホルダ７２ｃ〜７２ｅが隣接して配置されると共に、前記第２可変ホルダ７２ｂと第３可変ホルダ７２ｃとが所定間隔離間して配置され、その間には空間８４が設けられている。

この空間８４は、差厚材５４における接合部５４ｃと厚板部５４ｂとの間の境界部位を回避するように設けられている。なお、この接合部５４ｃと厚板部５４ｂとの間が凸状に形成される場合を想定せずに、前記空間８４を設けることなく第１〜第５可変ホルダ７２ａ〜７２ｅを互いに隣接させるように配置してもよい。

上述した第１〜第５可変ホルダ７２ａ〜７２ｅを構成するベース部７８、可変ブロック８０及びスプリング８２は、下型６６の変位方向（矢印Ａ１方向）に沿って一直線上に配置され、一直線上に配置されたベース部７８と可変ブロック８０とが、略同一の幅寸法で形成される。

可変ブロック８０の幅寸法は、差厚材５４の薄板部５４ａ及び厚板部５４ｂに臨んで当接可能に配置された第１及び第２可変ホルダ７２ａ、７２ｂ、第４及び第５可変ホルダ７２ｄ、７２ｅでは大きく設定され、前記厚板部５４ｂと薄板部５４ａとの間となる接合部５４ｃに当接可能な第３可変ホルダ７２ｃでは小さく設定されている。

詳細には、接合部５４ｃから最も離間した第１及び第５可変ホルダ７２ａ、７２ｅの幅寸法が最も大きく設定され、該第１及び第５可変ホルダ７２ａ、７２ｅに隣接した第２及び第４可変ホルダ７２ｂ、７２ｄの幅寸法が、該第１及び第５可変ホルダ７２ａ、７２ｅの幅寸法より若干だけ小さく設定される。

換言すれば、薄板部５４ａと厚板部５４ｂとから構成される差厚材５４において、板厚の変化が小さい薄板部５４ａ及び厚板部５４ｂを保持する可変ブロック８０の幅寸法を大きく設定し、接合部５４ｃ及びその近傍の前記板厚の変化が大きい部位を保持する可変ブロック８０の幅寸法を小さく設定している。これにより、可変ブロック８０の端面を、差厚材５４の表面に対してより一層確実に面接触させることができるため、前記差厚材５４をホルダ部６０に対して保持することが可能となる。

また、第１及び第２可変ホルダ７２ａ、７２ｂ、第４及び第５可変ホルダ７２ｄ、７２ｅの可変ブロック８０は、差厚材５４に臨む下面が厚板部５４ｂ及び薄板部５４ａに対応して平面状に形成され、第３可変ホルダ７２ｃを構成する可変ブロック８０の下面には、接合部５４ｃに応じて所定角度で傾斜した傾斜面（端面）８０ａが形成される。すなわち、この傾斜面８０ａは、当接する接合部５４ｃと略平行に形成され、第３可変ホルダ７２ｃの可変ブロック８０が接合部５４ｃに当接した際、前記傾斜面８０ａを介して前記接合部５４ｃに面接触させることができる。

なお、可変ブロック８０の下面には、所定角度で傾斜した傾斜面８０ａが形成される場合に限定されるものではなく、該可変ブロック８０の下面が当接する接合部５４ｃの表面形状に応じた形状で形成されていればよい。

スプリング８２は、例えば、ガスが内部に圧入されて所定の弾発力を有するガススプリングからなり、該弾発力の付勢作用下に可変ブロック８０が差厚材５４側（矢印Ａ２方向）に向かって押圧されて変位する。

駆動部５８は、通電作用下に上方（矢印Ａ１方向）に向かって、油圧による加圧力が付与されるプレス機８６と、該プレス機８６の上面に設けられたプレート８８とを備え、該プレート８８の略中央部に下型６６が装着され、上型６２側（矢印Ａ１方向）に向かって延在している。そして、プレス機８６が作動することにより、該プレス機８６がプレート８８を介して下型６６を所定の加圧力が付勢された状態で上型６２側（矢印Ａ１方向）へと変位させる。

ホルダ部６０は、駆動部５８を構成するプレート８８に対して上型６２に対向するように設けられ、前記上型６２側（矢印Ａ１方向）に向かって変位自在に設けられている。このホルダ部６０は、上型６２と下型６６との間に配置される差厚材５４を保持する一組の保持ブロック９０と、前記プレート８８と保持ブロック９０との間に設けられ、該保持ブロック９０を上型６２側に向かって付勢するシリンダ９２とを有する。

保持ブロック９０は、所定幅を有する複数（例えば、２個）のブロック体からなり、上型６２に臨む上面には、同一平面状に形成された差厚材５４の一表面に当接して保持可能な当接面９０ａを有する。

本発明の第１の実施の形態に係る差厚材成形用金型が用いられたプレス成形装置５０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、図１及び図２に示されるように、ワークとなる差厚材５４をキャビティ６８に臨むように上型６２と下型６６との間に配置する。そして、図１に示されるように、プレート８８に配設されたホルダ部６０がシリンダ９２によって差厚材５４側（矢印Ａ１方向）に向かって付勢され、その保持ブロック９０が差厚材５４を構成する薄板部５４ａ、厚板部５４ｂ及び接合部５４ｃに当接し、前記差厚材５４側に向かって押圧する。それにより、差厚材５４をホルダ部６０によって上型６２の下端面に当接させて状態で保持する。

この際、厚板部５４ｂが上型６２の第１当接部７４に当接して保持されると共に、薄板部５４ａが第２当接部７６に当接して保持される。一方、薄板部５４ａ及び厚板部５４ｂの一部、該薄板部５４ａと厚板部５４ｂとの接合部５４ｃを、可変ホルダ７２を構成する第１〜第５可変ホルダ７２ａ〜７２ｅによってそれぞれ保持している。

次に、駆動部５８を構成するプレス機８６に対して油圧を作動することにより、プレート８８を介してプレス機８６に連結された下型６６が軸線方向に沿って一体的に上方（矢印Ａ１方向）へと変位する。そして、下型６６が差厚材５４の薄板部５４ａ、厚板部５４ｂ及び接合部５４ｃを跨ぐように当接し、さらにプレス機８６が上方へと加圧することにより、前記下型６６の上端部が差厚材５４をキャビティ６８側に押し込み、該薄板部５４ａ、厚板部５４ｂ及び接合部５４ｃが塑性変形してキャビティ６８の内部へと流動する。

この場合、差厚材５４がキャビティ６８内に押し込まれる際に、該差厚材５４には、その長手方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に沿った引張力が生じるが、前記差厚材５４における接合部５４ｃが、上型６２に設けられた可変ホルダ７２を構成する第３可変ホルダ７２ｃの傾斜面８０ａによって下型６６側に保持されているため、プレス成形が行われる際の差厚材５４の長手方向（矢印Ｂ方向）に沿った移動が抑制される（図４Ｂ参照）。

すなわち、差厚材５４の接合部５４ｃを保持可能な第３可変ホルダ７２ｃは、該接合部５４ｃを下型６６側（矢印Ａ２方向）に向かって押圧する押圧力で保持し、該接合部５４ｃを含む差厚材５４を前記ホルダ部６０に対して当接させると共に、前記第３可変ホルダ７２ｃを構成する可変ブロック８０の傾斜面８０ａによって前記差厚材５４の長手方向（矢印Ｂ方向）に沿った移動を規制している。

そして、プレス機８６がさらに上方に変位して予め設定された変位終端位置まで変位することにより、前記下型６６の上端部が塑性変形した差厚材５４の下面から内部へと押し込まれ、前記差厚材５４の薄板部５４ａが、キャビティ６８と前記下型６６とによって所望の形状にプレス成形される（図３参照）。

また、この場合、上述したように、差厚材５４の薄板部５４ａがさらにキャビティ６８内に押し込まれることにより、該差厚材５４がその両端部がそれぞれキャビティ６８側に向かって引張され、前記差厚材５４の接合部５４ｃによって第３可変ホルダ７２ｃの可変ブロック８０がスプリング８２の弾発力に抗して若干だけ押し下げられると共に、前記接合部５４ｃの一部が前記第３可変ホルダ７２ｃに隣接した第４可変ホルダ７２ｄの可変ブロック８０に係止される。すなわち、差厚材５４の長手方向（矢印Ｂ方向）に沿ったさらなる移動が第３及び第４可変ホルダ７２ｃ、７２ｄによって抑制される。

最後に、駆動部５８を構成するプレス機８６の変位方向を切り換え、プレート８８を介して下型６６を上型６２から離間する方向（矢印Ａ２方向）へと変位させた後、シリンダ９２の付勢作用下に差厚材５４を保持していたホルダ部６０を上型６２から離間する方向へと変位させる。これにより、差厚材５４の中央部となる薄板部５４ａ、厚板部５４ｂ及び接合部５４ｃにプレス成形が施されたプレス成形品が取り出されることとなる（図５参照）。

ここで、ホルダ部６０の保持ブロック９０に可変ホルダ７２が設けられていない差厚材成形用金型を用いてプレス成形を行う場合について、図６Ａ及び図６Ｂを参照しながら簡単に説明する。このホルダ部６０ａを構成する保持ブロック９０ｂには、差厚材５４の接合部５４ｃに対応した位置に第１凹部９４ａが設けられ、該第１凹部９４ａに対峙する上型６２ａの下端面に第２凹部９４ｂが設けられる。すなわち、差厚材５４における接合部５４ｃを回避するように第１及び第２凹部９４ａ、９４ｂがそれぞれ設けられ、その幅寸法は、前記接合部５４ｃの幅寸法より大きく設定される。

そして、保持ブロック９０ｂを介してホルダ部６０ａによって差厚材５４の薄板部５４ａ及び厚板部５４ｂを保持し、上型６２ａを含む金型部５６ａによってプレス成形を行う（図６Ｂ参照）。

この際、接合部５４ｃは、保持ブロック９０ｂ及び上型６２ａの第１及び第２凹部９４ａ、９４ｂ内に収容されるため、該保持ブロック９０ｂ及び上型６２ａに当接することがなく、前記接合部５４ｃが非保持状態となる（図６Ｂ参照）。そのため、プレス成形時において差厚材５４が長手方向（矢印Ｂ方向）に沿って引張された際に、接合部５４ｃが薄板部５４ａ又は厚板部５４ｂと共に移動して該接合部５４ｃが第１及び第２凹部９４ａ、９４ｂの側面に接触して係止される。これにより、接合部５４ｃを含む差厚材５４の長手方向（矢印Ｂ方向）に沿った移動量を制御することができず、且つ、前記接合部５４ｃが第１及び第２凹部９４ａ、９４ｂに当接した状態で集中的に荷重が付与されるため、それに伴って、差厚材５４に亀裂等が生じる懸念がある。

これに対して本実施の形態では、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、プレス成形が行われる差厚材５４を保持するホルダ部６０を備え、上型６２を構成する凹部７０の内部に該差厚材５４に臨むように複数の可変ホルダ７２を設けている。そして、板厚の異なる薄板部５４ａ及び厚板部５４ｂを有する差厚材５４をプレス成形する際に、前記薄板部５４ａ及び厚板部５４ｂを保持ブロック９０で保持すると共に、該薄板部５４ａ及び厚板部５４ｂの一部、該薄板部５４ａと厚板部５４ｂとの接合部５４ｃを、複数の第１〜第５可変ホルダ７２ａ〜７２ｅによってそれぞれ保持している。

これにより、板厚の変化する接合部５４ｃ及びその近傍を、ホルダ部６０を構成する複数の可変ホルダ７２ａ〜７２ｅによってそれぞれ確実に保持することができるため、前記差厚材５４のプレス成形を行う際に、該差厚材５４をより広範囲で確実に保持することができる。

その結果、プレス成形時における差厚材５４の長手方向（矢印Ｂ方向）に沿った移動量を抑制することができ、前記差厚材５４の接合部５４ｃに対する荷重の集中を防止することができるため、該接合部５４ｃにおける亀裂等の発生を防止することができる。従って、上述した差厚材５４からなるプレス成形品の品質を向上させることができ、歩留まりを向上させることができる。

また、複数の可変ホルダ７２ａ〜７２ｅは、その可変ブロック８０が当接する差厚材５４の部位に応じて幅寸法をそれぞれ設定し、前記差厚材５４における板厚変化の大きい部位（接合部５４ｃ及び接合部５４ｃ近傍）には、前記幅寸法を小さくして局部的に保持し、前記板厚変化の小さい部位（薄板部５４ａ及び厚板部５４ｂ）には、前記幅寸法を大きくして広範囲を一体的に保持するようにしている。これにより、ホルダ部６０を構成する保持ブロック９０に設けられる可変ホルダ７２の数量を必要最小限とし、そのコストを削減すると共に、前記保持ブロック９０に対する組付工数及びスプリング８２における弾発力の調整作業の工数を削減することができる。

さらに、接合部５４ｃを保持する第３可変ホルダ７２ｃの可変ブロック８０に、該接合部５４ｃに臨む傾斜面８０ａを設けることにより、厚板部５４ｂから薄板部５４ａに向かって傾斜状となる接合部５４ｃの表面に前記傾斜面８０ａを確実に面接触させ、保持することができる。

さらにまた、上型６２を構成する可変ホルダ７２を、凹部７０の内部に配設する構成としているため、プレス機８６と上型６２との間にパッド圧調整手段が設けられた従来のプレス成形装置と比較し、差厚材成形用金型を含むプレス成形装置５０の高さ寸法を抑制することができる。

次に、上述した差厚材成形用金型が用いられたプレス成形装置５０によって、圧延ローラ等を有する圧延装置によって圧延された差厚材１００をプレス成形する場合について図７Ａ及び図７Ｂを参照しながら説明する。なお、上述した第１の実施の形態に係るプレス成形装置５０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この差厚材１００は、例えば、一定厚の板材が図示しない圧延装置の圧延ローラによって圧延され、板厚が薄く形成された薄肉部（板厚一定部）１００ａと、前記薄肉部１００ａの両端部に設けられ、圧延される前の板厚で形成される厚肉部（板厚一定部）１００ｂと、前記薄肉部１００ａと厚肉部１００ｂとの境界部位に形成され、前記圧延ロールの外周径に対応して断面円弧状に形成された接合部（板厚変化部）１００ｃとを有する。

この接合部１００ｃは、薄肉部１００ａの表面と厚肉部１００ｂの表面とを断面円弧状に接続し、前記接合部１００ｃの板厚は、薄肉部１００ａ側（矢印Ｂ２方向）から厚肉部１００ｂ側（矢印Ｂ１方向）に向かって徐々に増大している。

この差厚材１００のプレス成形を行うプレス成形装置において、差厚材成形用金型を構成する上型６２では、凹部７０に設けられた複数の可変ホルダ１０４ａ〜１０４ｅのうち、第１可変ホルダ（第１保持部）１０４ａが差厚材１００の厚肉部１００ｂに当接自在に配置され、第４及び第５可変ホルダ（第１保持部）１０４ｄ、１０４ｅが、前記差厚材１００の薄肉部１００ａに当接自在に配置されると共に、第２及び第３可変ホルダ（第２保持部）１０４ｂ、１０４ｃが、円弧状に形成された接合部１００ｃにそれぞれ当接自在に配置されている。

この場合、可変ホルダ１０４を構成する可変ブロック（保持体）１０６の幅寸法は、差厚材１００の薄肉部１００ａ及び厚肉部１００ｂに臨んで当接可能に配置された第１及び第５可変ホルダ１０４ａ、１０４ｅが、第２〜第４可変ホルダ１０４ｂ〜１０４ｄに対して大きく設定されると共に、前記第１、第４及び第５可変ホルダ１０４ａ、１０４ｄ、１０４ｅは、差厚材１００に臨む下面が厚肉部１００ｂ及び薄肉部１００ａに対応して平面状に形成され、第２及び第３可変ホルダ１０４ｂ、１０４ｃを構成する可変ブロック１０６の下面には、円弧状の接合部１００ｃに応じて所定角度で傾斜した傾斜面（端面）１０６ａ、１０６ｂがそれぞれ形成される。

また、第２〜第４可変ホルダ１０４ｂ〜１０４ｄは隣接して配置され、第１可変ホルダ１０４ａと第２可変ホルダ１０４ｂとが所定間隔離間して配置され、その間に空間１１０が設けられる。この空間１１０は、差厚材１００における接合部１００ｃと厚肉部１００ｂとの境界部位に臨む位置に設けられる。

上述したホルダ部１０２を含むプレス成形装置でプレス成形を行う場合には、上型６２と下型６６との間に配置された差厚材１００が、前記ホルダ部１０２の保持ブロック１０８によって保持されると共に、前記差厚材１００における接合部１００ｃ及びその近傍が、前記保持ブロック１０８に設けられた第１〜第５可変ホルダ１０４ａ〜１０４ｅによって押圧されることにより、前記差厚材１００が上型６２との間に保持される。この場合、差厚材１００の接合部１００ｃには、第２及び第３可変ホルダ１０４ｂ、１０４ｃの可変ブロック１０６が当接し、その円弧状の表面に前記可変ブロック１０６の傾斜面１０６ａ、１０６ｂが当接する。

また、この第１〜第５可変ホルダ１０４ａ〜１０４ｅによって差厚材１００をホルダ部１０２側（矢印Ａ２方向）に向かって所定圧力で押圧する押さえ成形が行われる。これにより、薄肉部１００ａ及び接合部１００ｃがホルダ部１０２側に向かって押圧され、該ホルダ部１０２側に対峙する前記薄肉部１００ａの表面が該ホルダ部１０２の保持ブロック１０８に当接すると共に、前記接合部５４ｃが平面状に形成された保持ブロック１０８の表面に沿うように塑性変形しながら前記保持ブロック１０８に当接する。

そして、このようにホルダ部１０２によって予め保持された差厚材１００を、駆動部５８の駆動作用下に下型６６を上方へと加圧し、前記下型６６によって前記差厚材１００の薄肉部１００ａをキャビティ６８側に押し込み、該薄肉部１００ａを塑性変形させる。

ここで、上型６２に可変ホルダ１０４が設けられていない差厚材成形用金型を用いてプレス成形を行う場合には、図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、上型６２ｂの第１当接部７４ａを、差厚材１００の接合部１００ｃに臨む位置まで延在させ、該上型６２ｂの第２当接部７６ａを薄肉部１００ａに臨むように形成する。そして、上型６２ｂ及びホルダ部１０２によって差厚材１００の薄肉部１００ａ及び厚肉部１００ｂを保持し、上型６２ｂを含む金型部５６ｂによってプレス成形を行う。

この際、接合部１００ｃは、板厚の厚い厚肉部１００ｂを保持可能な第２当接部７４ａと対峙しているため、該厚肉部１００ｂに対して板厚が徐々に薄く変化する接合部１００ｃが保持されず、前記保持ブロック１０８ａに対して前記接合部１００ｃが非保持状態となる（図８Ｂ参照）。

そのため、プレス成形時において差厚材１００が長手方向（矢印Ｂ方向）に沿って引張された際に、接合部１００ｃが薄肉部１００ａ又は厚肉部１００ｂと共に移動して該接合部１００ｃが第１当接部７４ａと第２当接部７６ａとの境界面に接触して係止される。これにより、接合部１００ｃを含む差厚材１００の長手方向に沿った移動量を制御することができず、且つ、前記接合部１００ｃが前記境界面に当接した状態で集中的に荷重が付与されるため、前記差厚材１００に亀裂等が生じる懸念がある。

また、上型６２ｂとホルダ部１０２とによって差厚材１００の押さえ成形が行われる場合に、接合部１００ｃが該保持ブロック１０８ａに対して当接することがないため、前記接合部１００ｃの変形を制御することが困難となり、前記差厚材１００からなるプレス成形品の品質が不安定となる（図８Ｂ参照）。

これに対して、本実施の形態では、プレス成形装置５０でプレス成形を行う際、差厚材１００の接合部１００ｃが、ホルダ部１０２を構成する第２及び第３可変ホルダ１０４ｂ、１０４ｃの傾斜面１０６ａ、１０６ｂによってそれぞれホルダ部１０２側に保持されているため、前記差厚材１００の長手方向（矢印Ｂ方向）に沿った移動が抑制される。

その結果、プレス成形時における差厚材１００の長手方向（矢印Ｂ方向）に沿った移動量を接合部１００ｃを含めて抑制することができ、前記差厚材１００の接合部１００ｃに対する荷重の集中を防止することができるため、該接合部１００ｃの近傍における亀裂等の発生を防止することができる。

また、差厚材１００の押さえ成形が行われる場合に、第２及び第３可変ホルダ１０４ｂ、１０４ｃによって接合部１００ｃがホルダ部１０２側に向かって確実に押圧されるため、前記接合部１００ｃをホルダ部１０２側へと変形させることができ、その変形量を好適に制御することができる。その結果、差厚材１００からなるプレス成形品の品質を安定させることが可能となる。

次に、第２の実施の形態に係る差厚材成形用金型が用いられたプレス成形装置１５０を図９〜図１２に示す。なお、上述した第１の実施の形態に係る差厚材成形用金型が用いられたプレス成形装置５０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第２の実施の形態に係るプレス成形装置１５０では、差厚材１５２が、略中央部に配置される薄板部１５２ａと、前記薄板部１５２ａの両端部に接合された厚板部１５２ｂとから構成される点、ホルダ部１５４を構成する保持ブロック１５６に、凹部７０を介して複数の可変ホルダ７２が設けられている点で、第１の実施の形態に係る差厚材１５２成形用金型が用いられたプレス成形装置５０と相違している。

このプレス成形装置１５０を構成する保持ブロック１５６は、所定幅を有する複数（例えば、２個）のブロック体からなり、上型１５８に臨む上面には、差厚材１５２の厚板部１５２ｂに当接する第１当接部１６０と、前記差厚材１５２の薄板部１５２ａに当接する第２当接部１６２と、前記第１及び第２当接部１６０、１６２の間に設けられ、複数の可変ホルダ７２が配設される凹部７０とがそれぞれ形成される。

第１及び第２当接部１６０、１６２は、それぞれ略平面状に形成されると共に、該第１当接部１６０に対して第２当接部１６２が上型１５８側（矢印Ａ１方向）に向かって所定高さだけ突出して形成される。

凹部７０は、上型１５８側に向かって開口し、保持ブロック１５６の上面に対して所定深さだけ窪んで形成される。詳細には、凹部７０は、第１及び第２当接部１６０、１６２の端面に対して窪み、その際、第２当接部１６２に対する深さが、第１当接部１６０に対する深さより深くなる。

また、凹部７０は、第１及び第２当接部１６０、１６２側（矢印Ｃ方向）に向かって所定幅で延在し、その底壁面が略平面状に形成される。凹部７０の内部には、上型１５８及び差厚材１５２側に向かって軸線方向に沿って変位自在な複数の可変ホルダ７２が設けられている。可変ホルダ７２は、差厚材１５２の長手方向（矢印Ｃ方向）に沿うように保持ブロック１５６に対して並列に配置されている。なお、可変ホルダ７２の構成は、上述した第１の実施の形態における構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

すなわち、保持ブロック１５６が差厚材１５２に当接した際、第１当接部１６０が厚板部１５２ｂに当接し、第２当接部１６２が薄板部１５２ａに当接すると共に、前記薄板部１５２ａと厚板部１５２ｂとの接合部１５２ｃ近傍に凹部７０が臨むように配置される。詳細には、凹部７０は、前記接合部１５２ｃを中心として薄板部１５２ａ及び厚板部１５２ｂの一部に臨むように形成されている。

このような構成を有するプレス成形装置１５０では、先ず、図１２に示されるように、ワークとなる差厚材１５２をキャビティ６８に臨むように上型１５８と下型６６との間に配置する。そして、図９に示されるように、プレート８８に配設されたホルダ部１５４がシリンダ９２によって差厚材１５２側（矢印Ａ１方向）に向かって付勢され、その保持ブロック１５６及び可変ホルダ７２が差厚材１５２を構成する薄板部１５２ａ、厚板部１５２ｂ及び接合部１５２ｃに当接し、前記差厚材１５２側に向かって押圧する。それにより、差厚材１５２をホルダ部１５４によって上型１５８の端面に当接させて状態で保持する。

次に、駆動部５８を構成するプレス機８６に対して油圧を供給することにより、プレート８８を介してプレス機８６に連結された下型６６が軸線方向に沿って一体的に上方（矢印Ａ１方向）へと変位する。そして、下型６６が差厚材１５２の薄板部１５２ａに当接し、さらにプレス機８６が上方へと加圧されることにより、前記下型６６の上端部が差厚材１５２の薄板部１５２ａをキャビティ６８側に押し込み、該薄板部１５２ａが塑性変形してキャビティ６８の内部へと流動する。

この場合、差厚材１５２の薄板部１５２ａがキャビティ６８内に押し込まれる際に、該差厚材１５２には、その中央部となるキャビティ６８側に向かって引張力が生じるが、前記差厚材１５２における接合部１５２ｃが、ホルダ部１５４を構成する第３可変ホルダ７２ｃの傾斜面８８ａによって上型１５８側に保持されているため、プレス成形が行われる際の差厚材１５２の長手方向（矢印Ｃ方向）に沿った移動が抑制される（図１１Ｂ参照）。

すなわち、差厚材１５２の接合部１５２ｃを保持可能な第３可変ホルダ７２ｃは、該接合部１５２ｃを上型１５８側（矢印Ａ１方向）に向かって押圧する押圧力で保持し、該接合部１５２ｃを含む差厚材１５２を前記上型１５８に対して当接させると共に、前記第３可変ホルダ７２ｃを構成する可変ブロック８０の傾斜面８０ａによって前記差厚材１５２の長手方向（矢印Ｃ方向）に沿った移動量を抑制している。

そして、プレス機８６がさらに上方に変位して予め設定された変位終端位置まで変位することにより、前記下型６６の上端部が塑性変形した差厚材１５２の下面から内部へと押し込まれ、前記差厚材１５２の薄板部１５２ａがキャビティ６８と前記下型６６とによって所望の形状にプレス成形される（図１０参照）。

また、この場合、上述したように、差厚材１５２の薄板部１５２ａがさらにキャビティ６８内に押し込まれることにより、該差厚材１５２がその両端部がそれぞれキャビティ６８側に向かって引張され、前記差厚材１５２の接合部１５２ｃによって第３可変ホルダ７２ｃの可変ブロック８０がスプリング８２の弾発力に抗して若干だけ押し上げられると共に、前記接合部１５２ｃの一部が前記第３可変ホルダ７２ｃに隣接した第４可変ホルダ７２ｄの可変ブロック８０に係止される。すなわち、差厚材１５２の長手方向（矢印Ｃ方向）に沿ったさらなる移動が第３及び第４可変ホルダ７２ｃ、７２ｄによって抑制される。

最後に、駆動部５８を構成するプレス機８６の変位方向を切り換え、プレート８８を介して下型６６を上型１５８から離間する方向（矢印Ａ２方向）へと変位させた後、シリンダ９２の付勢作用下に差厚材１５２を保持していたホルダ部１５４を上型１５８から離間する方向へと変位させる。これにより、差厚材１５２の中央部となる薄板部１５２ａにプレス成形が施されたプレス成形品が取り出されることとなる。

本発明に係る差厚材成形用金型は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明の第１の実施の形態に係る差厚材成形用金型が用いられたプレス成形装置の全体外観斜視図である。図１に示すプレス成形装置の全体構成図である。図２のプレス成形装置において駆動部が上方に変位して差厚材がプレス成形された状態を示す全体構成図である。図４は、図１のプレス成形装置におけるホルダ部近傍を示し、図４Ａは、図２のＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿った差厚材が前記ホルダ部によって保持される前の状態を示す拡大断面図を示し、図４Ｂは、図３のＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿った前記差厚材が前記ホルダ部によって保持された状態を示す拡大断面図である。図３のプレス成形装置によって差厚材がプレス成形された状態を示す全体外観斜視図である。プレス成形装置を構成するホルダ部に可変ホルダを設けていない比較例を示す拡大断面図であり、図６Ａは、ホルダ部によって差厚材が保持される前の状態を示し、図６Ｂは、前記ホルダ部によって前記差厚材が保持された状態を示す拡大断面図を示す。図７は、圧延装置によって圧延されて部分的に板厚の異なった差厚材を用いてプレス成形を行う場合のホルダ部近傍を示し、図７Ａは、差厚材が前記ホルダ部によって保持される前の状態を示す拡大断面図であり、図７Ｂは、前記差厚材が前記ホルダ部によって保持された状態を示す拡大断面図である。プレス成形装置を構成するホルダ部に可変ホルダを設けていない比較例を示す拡大断面図であり、図８Ａは、ホルダ部によって差厚材が保持される前の状態を示し、図８Ｂは、前記ホルダ部によって前記差厚材が保持された状態を示す拡大断面図を示す。本発明の第２実施の形態に係る差厚材成形用金型が用いられたプレス成形装置の全体構成図である。図１のプレス成形装置において駆動部が上方に変位して差厚材が成形された状態を示す全体構成図である。図１１は、図１のプレス成形装置におけるホルダ部近傍を示し、図１１Ａは、差厚材が前記ホルダ部によって保持される前の状態を示す拡大断面図であり、図１１Ｂは、前記差厚材が前記ホルダ部によって保持された状態を示す拡大断面図である。図１のプレス成形装置において金型部を構成する上型と下型との間に差厚材が配置された成形準備状態を示す全体構成図である。従来技術に係るプレス成形装置の全体断面図である。

符号の説明

５０、１５０…プレス成形装置５４、１００、１５２…差厚材
５４ａ、１５２ａ…薄板部５４ｂ、１５２ｂ…厚板部
５４ｃ、１００ｃ、１５２ｃ…接合部５６…金型部
６０、６０ａ、１０２、１５４…ホルダ部６２、６２ａ、１５８…上型
６４…基台６６…下型
６８…キャビティ７０…凹部
７２、７２ａ〜７２ｅ、１０４、１０４ａ〜１０４ｅ…可変ホルダ
７４、７４ａ、１６０…第１当接部
７６、７６ａ、１６２…第２当接部８０、１０６…可変ブロック
９０、１０８、１５６…保持ブロック

Claims

所定の長手方向において板厚が部分的に変化した差厚板に対して加圧力を付与することにより、ワークを成形するプレス成形装置に用いられる差厚材成形用金型において、
前記プレス成形装置における駆動部の駆動作用下に前記差厚板に接近・離間する方向に変位する第１金型と、
前記第１金型に対峙する位置に配設される第２金型と、
前記差厚材に臨み、前記第１金型又は第２金型のいずれか一方に対して前記差厚材を保持自在な保持機構と、
を備え、
前記保持機構は、前記差厚材の前記長手方向に沿って設けられ、該差厚材における一定板厚部を保持する第１保持部と、
前記第１保持部に隣接し、前記差厚材において前記板厚の変化する板厚変化部を保持する第２保持部とを有することを特徴とする差厚材成形用金型。
請求項１記載の差厚材成形用金型において、
前記第１及び第２保持部は、前記差厚材に当接自在な保持体と、
前記保持体を前記差厚材側に向かって付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする差厚材成形用金型。
請求項２記載の差厚材成形用金型において、
前記第２保持部の保持体は、前記差厚材に当接する端面が該差厚材の板厚変化部形状に対応して形成されることを特徴とする差厚材成形用金型。
請求項２又は３記載の差厚材成形用金型において、
前記第２保持部の保持体は、前記差厚材の長手方向に沿った幅寸法が、前記第１保持部における保持体の幅寸法に対して小さく設定されることを特徴とする差厚材成形用金型。