JP5290823B2 - 成形方法および成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、成形方法および成形装置に関する。

平板状の板体に対して、多角形状の凹部または凸部が形成されたパネルを成形する技術として、特許文献１記載の技術が従来公知である。
特許文献１としての特開２００７−１８１８４６号公報には、板状体に三角錐状の凹部と、凹部どうしの間に三角形状の平面部とが隙間無く配置されたコアパネルを成形する際に、深さの浅い三角錐、深さが中程度の三角錐、最終的な深さの三角錐の順に、３段階で三角錐を深くしていって最終的な深さの三角錐を成形する技術が記載されている。

特開２００７−１８１８４６号公報（「００２３」〜「００２５」、図１）

図４は三角錐の成型に関する説明図であり、図４Ａは平面図、図４Ｂは要部断面図である。
図５は板体が搬送されつつ、成形時の材料の流入の説明図であり、図５Ａは一度に全ての凹部を成形する場合の材料の流入の説明図、図５Ｂは１列ずつ順次凹部を成形する場合に１列目の成形をする際の説明図、図５Ｃは１列ずつ順次凹部を成形する場合に２列目の成形をする際の説明図である。
図４において、特許文献１に記載されているように、三角錐や四角錐等の多角形錐状または半球状の凹部０１を成形する場合、平板から凹部０１に変形する際に、成形部分の材料が延びると共に、周囲の材料が流入することで、凹部０１が形成される。板体に複数の凹部０１を成形する場合、図５Ａに示すように一度に全ての凹部０１を形成する方法が考えられる。しかしながら、この場合、外周部の凹部０１ａでは、外側から材料が流入して凹部が形成されるが、内側の凹部０１ｂでは、材料が流入できず、破断等する恐れがある。

一方、図５Ａに示す方法とは異なり、図５Ｂに示すように、一列分の凹部０１を成形した後、板体０２を搬送方向に移動させ、図５Ｃに示すように、第２列分の凹部０１を成形し、これらを繰り返すことで、複数の凹部０１を成形する方法もある。
この方法では、１列目は搬送方向上流側および下流側から材料が流入して凹部０１が形成されるが、２列目は搬送方向下流側は１列目の凹部０１が成形されており、ほとんど流入できないが、上流側からの流入があり、図５Ａに示す場合に比べて、成形が容易となっている。
しかしながら、２列目の成形を行う場合、下流側の１列目の凹部０１側も２列目側に引っ張られるため、１列目の凹部０１の位置がずれてしまい、列が増えれば増えるほど、ズレが大きくなったり、凹部０１の各列毎にズレが異なる恐れもある。特に、凹部０１の位置に精度が必要な場合、例えば、凹部が形成されたパネルどうしを接合する場合や、形成された凹部に対して、更に成形等の加工が行われる場合に、位置ズレが発生したり、位置のばらつきが発生すると、後の作業に悪影響が発生する問題がある。

本発明は、成形時の凹部の位置ズレを低減することを技術的課題とする。

前記技術的課題を解決するために、請求項１記載の発明の成形方法は、
予め設定された搬送方向に搬送される平板状の板体に対して、予成形領域において、予成形凹部を成形し、
前記予成形領域の板体搬送方向下流側に設定された移動規制領域において、前記予成形凹部に係合して、前記予成形凹部の前記搬送方向に沿った移動を規制し、
前記移動規制領域の板体搬送方向下流側に設定された本成形領域において、前記予成形凹部を多角錐状の凹部に成形する
ことを特徴とする。

前記技術的課題を解決するために、請求項２に記載の発明の成形装置は、
予め設定された搬送方向に搬送される板体の一方の面側に配置され且つ予成形孔部を有する予成形受け部と、前記予成形孔部に嵌る予成形凸部を有し前記板体の他方の面側に配置され且つ前記成形用受け部に対して接近、離間可能に支持された予成形押圧部と、を有し、前記板体に予成形凸部に対応する予成形凹部を形成する予成形装置と、
前記予成形装置の板体搬送方向下流側に配置され、前記板体の一方の面の側に配置され且つ搬送されてきた板体の前記予成形凹部に対応する位置に配置された位置規制孔部を有する位置規制受け部と、前記位置規制孔部に嵌る位置規制凸部を有し前記板体の他方の面側に配置され且つ前記位置規制受け部に対して接近、離間可能に支持された位置規制押圧部と、を有し、前記予成形凸部の前記搬送方向に沿った移動を規制する位置規制装置と、
前記位置規制装置の板体搬送方向下流側に配置され、前記板体の一方の面の側に配置され且つ搬送されてきた板体の前記予成形凹部に対応する位置に配置された多角錐状の孔部を有する成形用受け部と、前記孔部に嵌る凸部を有し前記板体の他方の面側に配置され且つ前記成形用受け部に接近、離間可能に支持された成形押圧部と、を有し、前記板体に凹部を形成する本成形装置と、
を備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の成形装置において、
前記予成形押圧部を前記予成形受け部に対して接近離間させる方向に移動させる予成形駆動源と、
前記位置規制押圧部を前記位置規制受け部に対して接近離間させる方向に移動させる位置規制駆動源であって、前記予成形凸部が前記板体に接触する前に、前記位置規制凸部を前記予成形凹部に嵌める前記位置規制駆動源と、
を備えたことを特徴とする。

請求項１、２に記載の発明によれば、予成形領域と本成形領域の間で、予成形凹部の移動が規制されており、成形時の凹部の位置ズレを低減することができる。
請求項３に記載の発明によれば、予成形凸部が前記板体に接触するのと同時または後に位置規制凸部が予成形凹部に嵌る場合に比べて、位置ズレを更に低減することができる。

図１は本発明の成形装置の全体説明図である。 図２は実施例１の成形装置で成形される板体の平面図である。 図３は実施例１のメインダイの要部説明図である。 図４は三角錐の成型に関する説明図であり、図４Ａは平面図、図４Ｂは要部断面図である。 図５は板体が搬送されつつ、成形時の材料の流入の説明図であり、図５Ａは一度に全ての凹部を成形する場合の材料の流入の説明図、図５Ｂは１列ずつ順次凹部を成形する場合に１列目の成形をする際の説明図、図５Ｃは１列ずつ順次凹部を成形する場合に２列目の成形をする際の説明図である。

次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例としての実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とし、矢印Ｘ，−Ｘ，Ｙ，−Ｙ，Ｚ，−Ｚで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

図１は本発明の成形装置の全体説明図である。
図２は実施例１の成形装置で成形される板体の平面図である。
図１において、本発明の実施例１の成形装置の一例としてのプレス機１は、板体の一例としての金属プレート２の搬送方向に沿って設定された予成形領域Ａ１に配置された予成形装置の一例としてのサブプレス機３を有する。
実施例１のサブプレス機３は、下ベース４上に支持された予成形受け部の一例としてのサブダイ５を有する。前記サブダイ５には、予成形孔部の一例としてのサブキャビティ５ａが形成されている。実施例１のサブキャビティ５ａは、三角柱状の凹みにより構成されているが、三角柱状に限定されず、四角柱状等の多角柱状や三角錐状等の多角錐状、半球状等任意の形状とすることが可能である。図２において、実施例１のサブキャビティ５ａは、金属プレート２の幅方向である左右方向に対して、１つずつ搬送方向上流側と下流側にずれた配置、すなわち、幅方向に沿ってジグザグに配置されている。

前記サブダイ５の上方には、上ベース６が配置されており、上ベース６の下面には、予駆動源の一例であって、予昇降源の一例としてのサブガスシリンダ７が支持されている。なお、昇降源は、ガスシリンダに限定されず、従来公知の任意の昇降機構を採用することが可能である。
前記サブガスシリンダ７の下面には、予成形押圧部の一例であり、昇降体の一例としてのサブポンチ支持ブロック８が支持されている。前記サブポンチ支持ブロック８の下面には、予成形凸部の一例として、下方に延び且つ金属プレート２を挟んでサブキャビティ５ａに対向して配置されたサブポンチ９が支持されている。サブポンチ９の先端には、半球状の押圧部本体９ａが形成されている。実施例１のサブポンチ９はサブキャビティ５ａに対応して配置されており、押圧部本体９ａがサブキャビティ５ａに嵌るように設定されている。
したがって、サブガスシリンダ７を作動させることで、サブポンチ９が図１の実線で示す上昇位置と破線で示す下降位置との間を移動し、サブポンチ９の押圧部本体９ａがサブキャビティ５ａに嵌って、挟まれた金属プレート２に半球状の予成形凹部２ａがプレス成形される。

図３は実施例１のメインダイの要部説明図である。
前記サブプレス機３のプレート搬送方向下流側に設定された本成形領域Ａ２には、本成形装置の一例としてのメインプレス機１１が配置されている。実施例１のメインプレス機１１は、下ベース１２上に支持された成形受け部の一例としてのメインダイ１３を有する。図３、図４において、前記メインダイ１３には、本成形用の孔部の一例としてのメインキャビティ１３ａが形成されている。実施例１のメインキャビティ１３ａは、三角錐状の凹みにより構成されている。なお、メインキャビティ１３ａの形状は、金属プレート２に形成する凹部の形状に応じた形状とすることが可能である。図２において、実施例１のメインキャビティ１３ａは、サブキャビティ５ａの位置に対応して、金属プレート２の幅方向である左右方向に対して、１つずつ搬送方向上流側と下流側にずれた配置、すなわち、幅方向に沿ってジグザグに配置されている。

図３において、実施例１のメインダイ１３では、前記各メインキャビティ１３ａのプレート搬送方向上流側および下流側に対応する位置に、逃げ溝１３ｃが形成されている。前記逃げ溝１３ｃは、上流側から搬送されてくる予成形凹部２ａや、下流側に搬送された成形済みの凹部２ｂが、本成形領域Ａ３での成形時に成形を受けないように、予成形凹部２ａや成形済みの凹部２ｂが逃げられるように形成されている。
また、実施例１のメインキャビティ１３ａは、三角錐状の凹部の三角形状の開口について、１つの角が、隣接する凹部の三角形状の開口の１つの角と共有されるように配置されている。

前記メインダイ１３の上方には、上ベース１４が配置されており、上ベース１４の下面には、主昇降源の一例としてのメインガスシリンダ１６が支持されている。なお、昇降源は、ガスシリンダに限定されず、従来公知の任意の昇降機構を採用することが可能である。
前記メインガスシリンダ１６の下面には、本成形用の成形押圧部の一例であって、主昇降体の一例としてのメインポンチ支持ブロック１７が支持されている。前記メインポンチ支持ブロック１７の下面には、本成形用の凸部の一例として、下方に延び且つ金属プレート２を挟んでメインキャビティ１３ａに対向して配置されたメインポンチ１８が支持されている。メインポンチ１８の先端には、三角錐状の押圧部本体１８ａが形成されている。実施例１のメインポンチ１８はメインキャビティ１３ａに対応して配置されており、押圧部本体９ａがサブキャビティ５ａに嵌るように設定されている。

したがって、メインガスシリンダ１６を作動させることで、メインポンチ１８が図１の実線で示す上昇位置と破線で示す下降位置との間を移動し、メインポンチ１８の押圧部本体１８ａがメインキャビティ１３ａに嵌る。したがって、挟まれた金属プレート２には、図２に示すように、半球状の予成形凹部２ａが、三角錐状の凹部２ｂに成形される。

図１、図２において、金属プレート２の搬送方向に対して、前記サブプレス機３の下流側、且つ、メインプレス機１１の上流側に設定された位置規制領域Ａ３には、位置規制装置の一例としての板押さえ装置２１が配置されている。
実施例１の板押さえ装置２１は、下ベース２２上に支持された位置規制受け部の一例としての押えダイ２３を有する。前記押えダイ２３には、位置規制孔部の一例としての押えキャビティ２３ａが形成されている。実施例１の押えキャビティ２３ａは、サブキャビティ５ａと同一の三角柱状の凹みにより構成されているが、サブキャビティ５ａと非同一とすることも可能である。図２において、実施例１の押えキャビティ２３ａは、サブキャビティ５ａと同様に、金属プレート２の幅方向である左右方向に対して、１つずつ搬送方向上流側と下流側にずれた配置、すなわち、幅方向に沿ってジグザグに配置されている。

前記押えダイ２３の上方には、上ベース２４が配置されており、上ベース２４の下面には、位置規制駆動源の一例であり、昇降源の一例としての押えガスシリンダ２６が支持されている。なお、昇降源は、ガスシリンダに限定されず、従来公知の任意の昇降機構を採用することが可能である。
前記押えガスシリンダ２６の下面には、位置規制押圧部の一例であり、昇降体の一例としての押えポンチ支持ブロック２７が支持されている。前記押えポンチ支持ブロック２７の下面には、位置規制凸部の一例として、下方に延び且つ金属プレート２を挟んで押えキャビティ２３ａに対向して配置された押えポンチ２８が支持されている。

押えポンチ２８の先端には、可動支持部材の一例としてのバネ２９を介して、位置規制部の一例としての半球状の押え本体２８ａが支持されている。実施例１の押えポンチ２８は押えキャビティ２３ａに対応して配置されており、押え本体２８ａが押えキャビティ２３ａに嵌るように設定されている。
したがって、押さえガスシリンダ２６を作動させることで、押さえポンチ２８が図１の実線で示す上昇位置と破線で示す下降位置との間を移動し、押さえポンチ２８の押さえ本体２８ａと押さえキャビティ２３ａとの間に、金属プレート２の半球状の予成形凹部２ａが挟まれる。

なお、実施例１では、各シリンダ７，１６，２６は同一のタイミングで作動して、各ポンチ９，１８，２８を昇降させる。また、実施例１の押さえポンチ２８は、上昇位置において、バネ２９が自然長の状態で、押さえ本体２８ａの下端は、サブポンチ９の押圧部本体９ａおよびメインポンチ１８の押圧部本体１８ａよりも下方に配置され、バネ２９が圧縮されると、各押圧部本体９ａ，１８ａと同一または上方に移動可能なように、前記バネ２９の伸縮範囲が設定されている。すなわち、各シリンダ７，１６，２６が作動した場合、サブポンチ９やメインポンチ１８の押圧部本体９ａ，１８ａが金属プレート２に接触する前に、押さえポンチ２８の押さえ本体２８ａが予成形凹部２ａに嵌った状態となる。

（実施例１の作用）
前記構成を備えた実施例１のプレス機１では、図示しない板体搬送装置により、金属プレート２が、ジグザグの凹部２ｂ一列分に対応する所定量下流側に搬送され、各ガスシリンダ７，１６が作動して、各ポンチ９，１８が下降する。そして、金属プレート２に、サブプレス機３で半球状の予成形凹部２ａが形成されると共に、メインプレス機１１で三角錐状の凹部２ｂが形成される。そして、ガスシリンダ７，１６が作動して、各ポンチ９，１８が上昇した後、板体搬送装置で金属プレート２が下流側に所定量搬送される。この動作が繰り返されて、金属プレート２に、三角錐状の凹部２ｂが形成されたパネルが成形される。

実施例１のプレス機１では、各ガスシリンダ７，１６と連動して、押えガスシリンダ２６が作動し、プレート搬送方向に対して、各プレス機３，１１の間の位置で、予成形凹部２ａが押さえポンチ２８と押さえキャビティ２３ａで挟まれた状態となる。したがって、押さえポンチ２８と押さえキャビティ２３ａとで挟まれた予成形凹部２ａは、位置がプレート搬送方向に対して上流、下流のいずれの方向へも移動が規制されている。
したがって、上流側のサブプレス機３で形成された予成形凹部２ａが、メインプレス機１１で三角錐状の凹部２ｂに成形されるまでの間を移動中に、上流側または下流側の各プレス機３，１１での成形時に材料が流入することによる凹部２ａの位置ズレが低減される。よって、メインプレス機１１で凹部２ｂの成形を行う際に、予成形凹部２ａの位置と、メインポンチ１８やメインキャビティ１３ａの位置とがズレてしまうことが低減され、凹部２ｂの成形不良や、破断等を防止できる。

特に、実施例１の板押さえ装置２１では、押さえポンチ２８の押さえ本体２８ａは、サブポンチ９やメインポンチ１８の押圧部本体９ａ，１８ａが金属プレート２に接触する前に、予成形凹部２ａに接触して、挟む。したがって、サブポンチ９やメインポンチ１８の押圧部本体９ａ，１８ａにより、金属プレート２の成形が開始される前に予成形凹部２ａの移動が規制された状態となり、押圧部本体９ａ，１８ａにより、金属プレート２の成形が開始されるのと同時または後に接触する場合に比べて、位置ズレがより低減されている。
また、実施例１では、バネ２９が圧縮されると、押さえ本体２８ａは、各押圧部本体９ａ，１８ａと同一または上方に移動可能に構成されており、板押さえ装置２１において、予成形凹部２ａへのさらなる成形が行われることが防止されている。
さらに、実施例１では、押さえキャビティ２３ａは、サブキャビティ５ａと同一形状に形成されており、部品の共通化が可能となっており、コストを低減できる。

また、実施例１のプレス機１は、下流側のメインプレス機１１で平板から凹部２ｂを成形するのではなく、凹部２ｂを成形する前に上流側のサブプレス機３で予め半球状の予成形凹部２ａが成形される。したがって、平板から凹部２ｂを成形する場合には、延びや周囲からの材料の流入が不足して、破断や皺等が発生することがあるが、予備的に予成形凹部２ａが形成される実施例１では、凹部２ｂの破断等が低減されている。
特に、実施例１のサブプレス機３では、図４に示すように延び等が角０２ａと辺０２ｂとで異なる多角形状ではなく、延びと周囲からの材料の流入が均一となる半球状の予成形凹部２ａが成形されており、多角形状の凹部を形成する場合に比べて、破断等の発生が低減されている。

（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例（Ｈ01）〜（Ｈ06）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、予成形装置の一例としてのサブプレス機３を１台設置したが、２台以上の予成形装置を配置して、段階的に凹部２ａの形状を深くしていくことも可能である。

（Ｈ02）前記実施例において、凹部２ｂの形状は、三角錐状に限定されず、四角錐や六角錐等の任意の多角錐状とすることが可能である。よって、凹部２ｂの三角形状の開口２ｂ１と、三角形状の平面部２ｃの形状とは、実施例に例示したように同一とすることが望ましいが、異なる形状とすることも可能である。
（Ｈ03）前記実施例において、押さえ本体２８ａは、押さえポンチ２８に対してバネ２９で移動可能に支持される構成を例示したが、この構成に限定されず、例えば、スライダを使用して移動可能に構成したり、バネ２９に替えてゴム等の弾性体を使用したり、押さえ本体２８ａ自体を弾性体で構成したり、押さえポンチ２８自体が押えポンチ支持ブロック２７に対して移動可能に支持される構成等、移動可能な任意の構成を採用することが可能である。また、押さえ本体２８ａの位置に十分な精度が出せたり、押さえ本体２８ａ自体が弾性体で構成されていたり、予成形凹部２ｂを多少変形させても構わない等であれば、押さえ本体２８ａを移動不能な構成とすることも可能である。

（Ｈ04）前記実施例において、押さえキャビティ２３ａとサブキャビティ５ａの形状を共通化したが、異なる形状とすることも可能である。また、押さえ本体２８ａと、サブポンチ９の押圧部本体９ａとを共通の形状としたが、異なる形状とすることが可能である。すなわち、予成形凹部２ａの移動を規制可能な構成であれば、半球状や角柱状に限定されず、円柱状の押さえ本体２８ａを使用したり、予成形凹部２ａの底のみで挟むような構成とすることも可能である。
（Ｈ05）前記実施例において、成形後のパネルに形成される凹部２ｂと平面部２ｃは、凹部２ｂの三角形状の開口２ｂ１と平面部２ｃとが平面充填状態となるように配列された構成を例示したが、この構成に限定されず、任意の配列とすることが可能である。
（Ｈ06）前記実施例において、予成形凸部により形成される予成形凹部の形状として半球状の形状を例示したが、この構成に限定されず、任意の形状とすることが可能である。例えば、深さの浅い三角錐や、三角錐と半球の中間形状（三角錐の角や稜線が滑らかな形状）、三角錐以外の多角錐や、多角錐と半球の中間形状等、任意の形状とすることが可能である。また、予成形孔部の形状は、予成形凹部の形状に対して、隙間が発生して余裕のある形状を例示したが、この構成に限定されず、隙間の無い形状等任意に変更可能である。

１…成形装置、
２…板体、
２ａ…予成形凹部、
２ｂ…凹部、
２ｂ１…開口、
２ｃ…平面部、
３…予成形装置、
５ａ…予成形孔部、
５…予成形受け部、
７…予成形駆動源、
８…予成形押圧部、
９…予成形凸部、
１３…成形用受け部
１３ａ…孔部、
１３ａ１…開口、
１７…成形押圧部、
１８…凸部、
２１…位置規制装置、
２３…位置規制受け部、
２３ａ…位置規制孔部、
２６…位置規制駆動源、
２７…位置規制押圧部、
２８…位置規制凸部、
Ａ１…予成形領域、
Ａ２…本成形領域、
Ａ３…移動規制領域。

Claims (3)

1. 予め設定された搬送方向に搬送される平板状の板体に対して、予成形領域において、予成形凹部を成形し、
   前記予成形領域の板体搬送方向下流側に設定された移動規制領域において、前記予成形凹部に係合して、前記予成形凹部の前記搬送方向に沿った移動を規制し、
   前記移動規制領域の板体搬送方向下流側に設定された本成形領域において、前記予成形凹部を多角錐状の凹部に成形する
   ことを特徴とする成形方法。
2. 予め設定された搬送方向に搬送される板体の一方の面側に配置され且つ予成形孔部を有する予成形受け部と、前記予成形孔部に嵌る予成形凸部を有し前記板体の他方の面側に配置され且つ前記成形用受け部に対して接近、離間可能に支持された予成形押圧部と、を有し、前記板体に予成形凸部に対応する予成形凹部を形成する予成形装置と、
   前記予成形装置の板体搬送方向下流側に配置され、前記板体の一方の面の側に配置され且つ搬送されてきた板体の前記予成形凹部に対応する位置に配置された位置規制孔部を有する位置規制受け部と、前記位置規制孔部に嵌る位置規制凸部を有し前記板体の他方の面側に配置され且つ前記位置規制受け部に対して接近、離間可能に支持された位置規制押圧部と、を有し、前記予成形凸部の前記搬送方向に沿った移動を規制する位置規制装置と、
   前記位置規制装置の板体搬送方向下流側に配置され、前記板体の一方の面の側に配置され且つ搬送されてきた板体の前記予成形凹部に対応する位置に配置された多角錐状の孔部を有する成形用受け部と、前記孔部に嵌る凸部を有し前記板体の他方の面側に配置され且つ前記成形用受け部に接近、離間可能に支持された成形押圧部と、を有し、前記板体に凹部を形成する本成形装置と、
   を備えたことを特徴とする成形装置。
3. 前記予成形押圧部を前記予成形受け部に対して接近離間させる方向に移動させる予成形駆動源と、
   前記位置規制押圧部を前記位置規制受け部に対して接近離間させる方向に移動させる位置規制駆動源であって、前記予成形凸部が前記板体に接触する前に、前記位置規制凸部を前記予成形凹部に嵌める前記位置規制駆動源と、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載の成形装置。