JP5163554B2 - プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転カムを用いて板状素材の成形を行うプレス装置に関する。

近年、例えば車両のアウター部品に用いられるパネル等には、品質の向上や形状の多様化が求められている。こうした要求を満たすため、パネルの成形を行うプレス装置には、回転カムが使用されることが多い。これは、回転カムを使用することにより、成形後にパネルの取り外しが困難となる負角部の加工等を容易に行うことができるからである。なお、本明細書において、負角部とは、成形後にカム等の成形用部材がパネルの内側に入り込むパネルの成形部位をいうものとする。

例えば、特許文献１に開示されたプレス装置１００では、図８に示すように、昇降可能な上型１０１に吊りカム１０２がスライド可能に設けられ、下型１０３に回転カム１０４が回転可能に配置されている。吊りカム１０２には、パネルＷを成形するための成形部１０２ａが設けられている。回転カム１０４には、吊りカム１０２の成形部１０２ａを挿入可能なＵ字溝１０４ａが形成されている。このＵ字溝１０４ａの一方面には、下型１０３に当接して成形位置を決定するとともに上型１０１の吊りカム１０２を成形位置までガイドするスライド板１０５がボルト１０８で締結されている。Ｕ字溝１０４ａの他方面には、パネルＷの先端を内側から支持する支持部１０６が形成されている。また、下型１０３には、往復部１０７ａを有するシリンダ１０７が設けられており、往復部１０７ａの先端は回転カム１０４に連結されている。

そして、シリンダ１０７により回転カム１０４を成形位置に移動させた状態で、吊りカム１０２がスライド板１０５に沿ってＵ字溝１０４ａに挿入されると、吊りカム１０２の先端部１０２ａがパネルＷの先端を回転カム１０４の支持部１０６へ押し付けて負角部Ｗａが成形されるようになっている。また、成形後には、上型１０１の上昇により吊りカム１０２がＵ字溝１０４ａから退出して、回転カム１０４が戻り方向（図８において右回り）へ回転することにより、支持部１０６が負角部Ｗａから外れるようになっている。これにより、負角部Ｗａの成形後に、パネルＷを回転カム１０４と干渉させることなく容易に取り出すことができる。

特開平７−１５５８４７号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載の技術によると、図９に示すように、シリンダ１０７の故障等により回転カム１０４が成形位置まで回転していない場合には、吊りカム１０２をＵ字溝１０４ａへ挿入するのが困難となる。ここで、吊りカム１０２によりスライド板１０５を押圧しながら吊りカム１０２をＵ字溝１０４ａへ挿入することもできるが、この場合には、吊りカム１０２やスライド板１０５、スライド板１０５と回転カム１０４とを締結するボルト１０８等に過度な負荷をかけるおそれがあった。そして、上記した状況下で板状素材Ｗが成形されると、板状素材Ｗの成形不良を招くおそれもあった。

そこで、本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、回転カムを成形位置まで確実に回転させることができるプレス装置を提供することを課題とする。

上記問題点を解決するためになされた本発明に係るプレス装置は、上型にスライド可能に保持された吊りカムと、下型に回転可能に保持された回転カムと、下型にスライド可能に保持されて前記回転カムの回転を規制する回転規制部材とを備え、前記回転カムは、成形対象となる板状素材を支持する支持部を有し、前記吊りカムは、前記支持部に支持された板状素材を成形する成形部を有し、前記回転規制部材は、前記回転カムを周方向へ押圧可能な押圧部を有し、前記吊りカムに押圧されてスライドすることにより、前記回転カムが前記板状素材を成形する成形位置に位置していない場合に、前記回転カムを前記押圧部で押圧して前記成形位置へ向けて回転させることを特徴とする。

本発明に係るプレス装置では、成形対象となる板状素材が、回転カムに備わる支持部により支持され、吊りカムに備わる成形部により成形される。これにより、板状素材に対して、成形後に取り外しが困難となる負角部の加工等を容易に行うことができる。また、このプレス装置では、回転規制部材が吊りカムに押圧されてスライドすることにより、回転カムが板状素材を成形する成形位置に位置していない場合に、回転カムを押圧部で押圧して成形位置へ向けて回転させるようになっている。これにより、例えば回転カムを回転させる回転装置（シリンダ等）が故障や動作不良等により正常に作動しなかった場合であっても、回転カムを無理なく確実に成形位置まで回転させることができる。その結果、装置部品に過度な負荷をかけることなく、板状素材を高品質に成形することができる。

本発明に係るプレス装置において、前記回転規制部材は、前記回転カムに当接可能な当接部を有し、前記回転カムを前記押圧部で押圧して前記成形位置へ向けて回転させた後、前記当接部を前記回転カムに当接させて前記回転カムの回転を禁止することが望ましい。

このプレス装置では、あらかじめ回転カムを回転規制部材の押圧部で押圧して成形位置へ向けて回転した後、回転規制部材の当接部を回転カムに当接させて回転カムの回転を禁止する。これにより、板状素材の成形中に回転カムが回転するのを防止できるため、板状素材の成形不良を確実に防止して板状素材をより高品質に成形することができる。

本発明に係るプレス装置によれば、上記した通り、回転カムを成形位置まで確実に回転させることができる。

本発明の実施形態に係るプレス装置の全体構成を示す断面図である。 同プレス装置の成形対象となるパネルを示す平面図である。 同プレス装置に備わる上下スライダを示す拡大平面図である。 同プレス装置に備わる回転カムを成形位置へ回転させた状態を示す説明図である。 同プレス装置に備わる上型を下死点まで降下させた状態を示す説明図である。 同プレス装置に備わる回転カムを初期位置へ回転させた状態を示す説明図である。 同プレス装置に備わる上型を上死点まで上昇させた状態を示す説明図である。 従来例に係るプレス装置を示す断面図である。 従来例に係るプレス装置を示す断面図である。

以下、本発明に係るプレス装置を具体化した好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係るプレス装置の全体構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るプレス装置の全体構成を示す断面図である。図２は、同プレス装置の成形対象となるパネルを示す平面図である。図３は、同プレス装置に備わる上下スライダを示す拡大平面図である。
プレス装置１０は、図１に示すように、昇降可能に設けられた上型１１と、基台（図示略）に動かないように固定された下型４０とを備えている。このプレス装置１０は、図２に示すように、車両のアウター部品に用いられる湾曲したパネルＷの、短手方向における両端部である左端部Ｗａ及び右端部Ｗｂを成形するものである。

上型１１は、パッド１２を上下方向へ移動可能に保持するパッド保持部１１ａと、第１の吊りカム２０を左右方向へスライド可能に保持する吊りカム保持部１１ｂと、第２の吊りカム３０を左右方向へスライド可能に保持する吊りカム保持部１１ｃとを備えている。

パッド１２は、上型１１のパッド保持部１１ａに固定されたサイドピン１３，１４により、上型１１に対して上下方向へ移動可能に保持されている。このパッド１２は、パネルＷの湾曲形状に応じた押さえ面１２ａを備えている。

第１の吊りカム２０は、パネルＷを成形するための成形部２０ａと、上型１１の吊りカム保持部１１ｂに対して左右方向へスライド可能に設けられたスライド板２１と、後述する回転カム５０のスライド面５１ｂに対してスライド可能に設けられたスライド板２２と、下型４０のスライド面４０ｂに対してスライド可能に設けられたスライド板２３と、上下スライダ６０を下方へ押圧する押圧板２４とを備えている。また、第１の吊りカム２０は、リターンスプリング２５により、初期位置（図１において吊りカム保持部１１ｂの左端）へ付勢されている。なお、本実施形態の第１の吊りカム２０が、本発明の「吊りカム」に相当する。

第２の吊りカム３０は、パネルＷを成形するための成形部３０ａと、後述するサブリフタ４２のリフト部４２ａを押圧するために下方へ突出形成された先行押さえ部３２と、上型１１の吊りカム保持部１１ｃに対して左右方向へスライド可能に設けられたスライド板３３と、下型４０のスライド面４０ｃに対してスライド可能に設けられたスライド板３４とを備えている。また、第２の吊りカム３０は、リターンスプリング３５により、初期位置（図１において吊りカム保持部１１ｃの右端）に付勢されている。

下型４０は、パネルＷを下方から支持するポンチ４１と、回転カム５０を回転可能に保持するカム溝４０ａと、第１の吊りカム２０に備わるスライド板２３をスライドさせるスライド面４０ｂと、第２の吊りカムに備わるスライド板３４をスライドさせるスライド面４０ｃと、上下スライダ６０に備わるスライド板６２をスライドさせるスライド面４０ｄとを備えている。

ポンチ４１は、パネルＷの湾曲形状に応じた支持面４１ａと、パネルＷの右端部Ｗｂを支持可能な支持面４１ｂとを備えている。そして、パネルＷは、支持面４１ａに下方から支持された状態で、パッド１２の押さえ面１２ａにより上方から押さえられて固定されるようになっている。また、ポンチ４１の支持面４１ｂ側には、下型４０に固定されたサブリフタ４２が配置されている。このサブリフタ４２は、第２の吊りカム３０に備わる先行押さえ部３２に押圧されて下降するリフト部４２ａを備えている。このリフト部４２ａは、バネ（図示略）により初期位置（図１に示す位置）へ付勢されている。

回転カム５０は、全体として略円柱形状をなしており、第１の吊りカム２０を成形位置（図５に示す成形時の位置）へ案内するＵ字溝５１と、上下スライダ６０の当接板６３に当接される被当接面５２とを備えている。
Ｕ字溝５１の一方面には、パネルＷの左端部Ｗａを内側から支持する支持部５１ａが形成されている。Ｕ字溝５１の他方面には、第１の吊りカム２０に備わるスライド板２２をスライドさせるスライド面５１ｂが設けられている。
被当接面５２は、回転カム５０の一部を平面で切り取った平面形状をなしている。被当接面５２の下端には、後述する上下スライダ６０の凸部６１により押圧可能なトリガ５３が、上下スライダ６０側へ突出形成されている。

また、回転カム５０には、回転カム５０を回転させるシリンダ５７と、回転カム５０の回転角度を成形位置（図４及び図５に示す成形時の位置）を越えない範囲に制限する角度制限機構とが設けられている。
シリンダ５７は、下型４０に固定されており、左右方向へ往復可能に設けられた往復部５７ａを備えている。往復部５７ａの先端は、回転カム５０に連結されている。そして、シリンダ５７が往復部５７ａを左方向又は右方向へ移動させると、それに伴って回転カム５０が右回り又は左回りに回転する構成となっている。

角度制限機構は、下型４０に固定された断面四角形状の下死点ストッパ５５と、回転カム５０に設けられた断面扇形状の切欠溝５６とから構成されている。下死点ストッパ５５の一部は、切欠溝５６内に位置しており、シリンダ５７によって回転カム５０を回転させると、切欠溝５６と下死点ストッパ５５とが当接して回転カム５０の回転が禁止される構成となっている。これにより、回転カム５０の回転角度を成形位置を越えない範囲に制限することができる。

上下スライダ６０は、下型４０のスライド面４０ｄと回転カム５０との間に配置されている。この上下スライダ６０は、回転カム５０側の下端部から下方へ突出形成された凸部６１と、下型４０のスライド面４０ｄに対してスライド可能に設けられたスライド板６２と、回転カム５０の被当接面５２に当接可能な当接板６３とを備えている。また、この上下スライダ６０は、リターンスプリング６４によって初期位置（図１に示される位置）に付勢されている。そして、上下スライダ６０は、第１の吊りカム２０に押圧されて下方へスライドすることにより、当接板６３を回転カム５０の被当接面５２に当接させて、パネルＷの成形中に回転カム５０の回転を禁止するようになっている。本実施形態の上下スライダ６０が、本発明の「回転規制部材」に相当し、本実施形態の凸部６１が、本発明の「押圧部」に相当し、本実施形態の当接板６３が、本発明の「当接部」に相当する。本実施形態において、上下スライダ６０は、図３に示すように、回転カム５０の軸方向両端より内側に二つ配置されている。

当接板６３は、平面形状をなしており、回転カム５０の被当接面５２と面接触可能に設けられている。また、当接板６３は、回転カム５０のトリガ５３と干渉しないように、トリガ５３の両側に一つずつ、すなわち二つの板６３ａ，６３ｂが一組となって配置されている。
凸部６１は、各板６３ａ，６３ｂの間に、各板６３ａ，６３ｂより回転カム５０側へはみ出さないように設けられている。
スライド板６２は、下型４０に備わるスライド面４０ｄに対してスライド可能な複数の板部材６２ａ〜６２ｃから構成されている。

次に、上記構成を有するプレス装置１０の動作について、図１、図４〜図７を参照しながら説明する。図４は、同プレス装置に備わる回転カムを成形位置へ回転させた状態を示す説明図である。図５は、同プレス装置に備わる上型を下死点まで降下させた状態を示す説明図である。図６は、同プレス装置に備わる回転カムを初期位置へ回転させた状態を示す説明図である。図７は、同プレス装置に備わる上型を上死点まで上昇させた状態を示す説明図である。

このプレス装置１０では、上型１１を上下へ一往復させることによりパネルＷの成形が完了する。
まず、図１に示すように、成形対象となるパネルＷを、下型４０に設けられたポンチ４１の支持面４１ａにセットする。その後、上型１１を下降させていく。上型１１の下降に伴って、シリンダ５７は、往復部５７ａを右方向へ移動させる。そして、図４に示すように、切欠溝５６が下死点ストッパ５５に当接すると、回転カム５０が成形位置に到着する。回転カム５０が成形位置に到着すると、回転カム５０の支持部５１ａは、パネルＷの左端部Ｗａを支持する。

第１の吊りカム２０は、上型１１の下降に伴って下降し、押圧板２４により上下スライダ６０の上面を下方へ押圧する。下方へ押圧された上下スライダ６０は、下型４０のスライド面４０ｄに対してスライド板６２をスライドさせながら下降する。ここで、本実施形態では、上下スライダ６０の下端に凸部６１が形成され、回転カム５０の被当接面５２の下端にトリガ５３が形成されており、たとえシリンダ５７の故障等により回転カム５０が成形位置まで回転していない場合であっても、上下スライダ６０の下降に伴って凸部６１がトリガ５３を下方へ押圧して回転カム５０を成形位置へと回転させることができる。これにより、回転カム５０を無理なく確実に成形位置まで回転させるとともに、第１の吊りカム２０や回転カム５０に過度な負荷がかかるのを防止することができる。

上下スライダ６０がさらに下降していくと、上下スライダ６０の当接板６３は、回転カム５０の被当接面５２に当接する。ここで、本実施形態では、当接板６３と被当接面５２とが、平面形状をなしており、面接触して当接する。このように当接板６３と被当接面５２とを面接触させることにより、上下スライダ６０で回転カム５０の回転を容易かつ確実に禁止することがきる。このプレス装置１０においては、当接板６３の面積を大きく設定することで、当接板６３と被当接面５２との接触面積を増加させて、回転カム５０の回転をより確実に禁止することができる。なお、凸部６１は、各板６３ａ，６３ｂより回転カム５０側へはみ出さないように設けられているので、当接板６３と被当接面５２との接触を妨げることはない。

ところで、本実施形態では、回転カム５０と下型４０のスライド面４０ｄとの間に配置された上下スライダ６０を、下方へスライドさせることにより、上下スライダ６０の当接板６３と回転カム５０の被当接面５２とを面接触させている。このため、回転カム５０がパネルＷを成形する成形位置に位置していない場合には、上下スライダ６０の当接板６３と回転カム５０の被当接面５２とが干渉して上下スライダ６０を下方へスライドさせるのが困難となる。
これに対して、プレス装置１０では、当接板６３と被当接面５２とを当接させる前に、あらかじめ上下スライダ６０の下端に設けられた凸部６１によって回転カム５０を成形位置まで回転させることができる。このため、上下スライダ６０を回転カム５０とを干渉させることなく容易にスライドさせて、当接板６３と被当接面５２とを容易に面接触させることができる。

そして、上型１１がさらに下降していくと、図５に示すように、パッド１２は、パネルＷの成形が開始される前に、押さえ面１２ａにより、ポンチ４１の支持面４１ａに支持されたパネルＷを上方から押さえて固定する。これにより、成形中にパネルＷが位置ずれするのを防止することができる。その後、第１の吊りカム２０は、スライド板２３を下型４０のスライド面４０ｂにスライドさせるとともに、スライド板２２をスライド面５１ｂにスライドさせる。このように、下型４０及びＵ字溝５１に沿って第１の吊りカム２０をスライドさせることにより、第１の吊りカム２０の成形部２０ａをパネルＷの左端部Ｗａへと確実に導くことができる。そして、回転カム５０のＵ字溝５１に挿入された成形部２０ａは、パネルＷの左端部Ｗａを回転カム５０の支持部５１ａへ押し付けて成形する。このとき、回転カム５０の支持部５１ａがパネルＷの左端部Ｗａ内側に入り込むため、パネルＷの左端部Ｗａは負角部となる。

プレス装置１０は、パネルＷの成形が終了すると、図６に示すように、上型１１を上昇させる。上型１１を上昇させると、吊りカム２０がＵ字溝５１から退出していく。これに伴って、上下スライダ６０は、リターンスプリング６４の付勢力により上方へ移動する。上下スライダ６０が上方へ移動すると、上下スライダ６０の当接板６３が回転カム５０の被当接面５２から離間して、回転カム５０の回転が許可される。シリンダ５７は、往復部５７ａを左方へ移動させて、回転カム５０を戻り方向（図において右回り）へ回転させ、初期位置へと復帰させる。これにより、回転カム５０の支持部５１ａが左端部Ｗａから外れる。

このプレス装置１０では、パネルＷの成形後にリターンスプリング６４によって上下スライダ６０を初期位置へ戻すことにより、パネルＷの成形後に速やかに回転カム５０の回転を許可することができる。これにより、回転カム５０の戻りを早めることができるため、パネルＷを取り外す際、回転カム５０とパネルＷとが干渉するのを回避することができる。その結果、パネルＷの取出開始時期を早めて、生産効率をより高めることができる。

上型１１を初期位置（図１参照）まで上昇させると、図７に示すように、第１の吊りカム２０は、リターンスプリング２５により初期位置までスライドする。このように、リターンスプリング２５によって第１の吊りカム２０を初期位置へ戻すことにより、パネルＷの取出時に第１の吊りカム２０がパネルＷや回転カム５０と干渉するのを防止することができる。その結果、パネルＷの取出開始時期を早めて、生産効率をさらに高めることができる。

続いて、第２の吊りカム３０の動作について説明する。第２の吊りカム３０は、図４に示すように、上型１１の下降に伴って、スライド板３４を下型４０のスライド面４０ｃにスライドさせるとともに、先行押さえ部３２でサブリフタ４２のリフト部４２ａを下方へ押圧する。そして、上型１１がさらに下降すると、図５に示すように、支持部３０ａによりパネルＷの右端部Ｗｂをポンチ４１の右側端面４１ｂに押し付けて成形する。

そして、パネルＷの成形後、図６に示すように、上型１１を上昇させると、第２の吊りカム３０も上昇する。これに伴って、サブリフタ４２は、リフト部４２を上昇させる。そして、上型１１がさらに上昇していくと、図７に示すように、サブリフタ４２のリフト部４２ａが初期位置まで復帰する。このとき、リフト部４２ａは、成形されて屈曲したパネルＷの右端部Ｗｂを上方へ押し上げる。これにより、パネルＷを、ポンチ４１の支持部４１ａから取り外すことができる。

以上、詳細に説明したように本実施形態に係るプレス装置１０では、上下スライダ６０が第１の吊りカム２０に押圧されてスライドすることにより、回転カム５０がパネルＷを成形する成形位置に位置していない場合に、回転カム５０を凸部６１で押圧して成形位置へ向けて回転させることができる。これにより、回転カム５０を回転させるためのシリンダ５７等が故障や動作不良等により正常に作動しなかった場合であっても、回転カム５０を無理なく確実に成形位置まで回転させることができる。その結果、装置部品に過度な負荷をかけることなく、パネルＷを高品質に成形することができる。

また、このプレス装置１０では、あらかじめ回転カム５０のトリガ５３を上下スライダ６０の凸部６１で押圧して成形位置へ向けて回転した後、上下スライダ６０の当接板６３を回転カム５０の被当接面５２に当接させて回転カム５０の回転を禁止している。これにより、パネルＷの成形中に回転カム５０が回転するのを防止できるため、パネルＷの成形不良を確実に防止してパネルＷをより高品質に成形することができる。

なお、上記した実施形態及びその変更例は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。以下にその例を示す。

上記した実施形態では、車両のアウター部品に用いられる湾曲したパネルＷの左右端部Ｗａ，Ｗｂを成形するプレス装置１０に対して本発明を適用したが、これに限られず、回転カムを用いて板状素材の成形を行うプレス装置に広く本発明を適用することができる。

上記した実施形態では、昇降可能に設けられた上型１１と、基台に固定された下型４０とを備えたプレス装置１０に本発明を適用した場合について説明したが、これに限られず、上型が固定されて下型が昇降可能なプレス装置、あるいは上型と下型との双方が移動可能なプレス装置に本発明を適用することができる。

上記した実施形態では、シリンダ５７により回転カム５０を回転させるプレス装置１０に本発明を適用した場合について説明したが、バネ等を利用して回転カム５０を回転させてもよく、シリンダやバネ等を用いずにスライダ６０の凸部６１のみを利用して回転カム５０を回転させてもよい。

上記した実施形態では、二つの吊りカム２０，３０によりパネルＷを成形するプレス装置１０に本発明を適用した場合について説明したが、これに限られず、一又は三以上の吊りカムによりパネルＷを成形するプレス装置に本発明を適用することができる。

上記した実施形態では、一つの回転カム５０を備えたプレス装置１０に本発明を適用した場合について説明したが、これに限られず、複数の回転カムを備えたプレス装置に本発明を適用することができる。

上記した実施形態では、二つの上下スライダ６０を備えたプレス装置１０について説明したが、これに限られず、一つ又は三つ以上の上下スライダ６０を備えたプレス装置に本発明を適用することができる。

上記した実施形態では、一つの凸部６１により一つのトリガ５３を押圧するプレス装置１０について説明したが、これに限られず、複数の凸部６１やトリガ５３を備えたプレス装置に本発明を適用することができる。また、凸部６１や当接板６３、トリガ５３等の配置については、本発明の範囲内で適宜変更することができる。

１０ プレス装置
１１ 上型
２０ 第１の吊りカム
２０ａ 成形部
２１ スライド板
２２ スライド板
２３ スライド板
２４ 押圧板
２５ リターンスプリング
４０ 下型
４０ａ カム溝
４０ｂ スライド面
４０ｄ スライド面
５０ 回転カム
５１ Ｕ字溝
５１ａ 支持部
５１ｂ スライド面
５２ 被当接面（被当接部）
５３ トリガ
５７ シリンダ
６０ 上下スライダ（回転規制部材）
６１ 凸部（押圧部）
６２ スライド板
６３ 当接板（当接部）
６４ リターンスプリング
Ｗ パネル（板状素材）
Ｗａ 左端部（負角部）
Ｗｂ 右端部

Claims (2)

1. 上型にスライド可能に保持された吊りカムと、下型に回転可能に保持された回転カムと、下型にスライド可能に保持されて前記回転カムの回転を規制する回転規制部材とを備え、
   前記回転カムは、成形対象となる板状素材を支持する支持部を有し、
   前記吊りカムは、前記支持部に支持された板状素材を成形する成形部を有し、
   前記回転規制部材は、前記回転カムを周方向へ押圧可能な押圧部を有し、前記吊りカムに押圧されてスライドすることにより、前記回転カムが前記板状素材を成形する成形位置に位置していない場合に、前記回転カムを前記押圧部で押圧して前記成形位置へ向けて回転させる
   ことを特徴とするプレス装置。
2. 請求項１に記載するプレス装置において、
   前記回転規制部材は、前記回転カムに当接可能な当接部を有し、前記回転カムを前記押圧部で押圧して前記成形位置へ向けて回転させた後、前記当接部を前記回転カムに当接させて前記回転カムの回転を禁止する
   ことを特徴とするプレス装置。

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