JP5522666B2 - プレス成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、張り出し成形に用いられるプレス成形金型に関する。

例えば特許文献１に示されているプレス成形金型を図６及び図７に示す。このプレス金型は、ダイ１０１とブランクホルダ１０２とでブランク材Ｗの両端部を挟持し（図６参照）、この状態でダイ１０１及びブランクホルダ１０２を降下させることにより、ブランク材Ｗをパンチ１０３に押し付けて成形品Ｗ’を成形するものである（図７参照）。

特開２００９−２３３７１０号公報

上記のプレス成形金型では、ダイ１０１は上下方向にのみ移動可能であるため、ダイ１０１は常にブランクホルダ１０２の上方に位置している。このため、成形品Ｗ’を金型から取り出す際に、成形品Ｗ’とダイ１０１及びパンチ１０３との干渉を回避するためには、図８に示すように成形品Ｗ’がパンチ１０３より上方に配される位置までダイ１０１及びブランクホルダ１０２を上昇させた後、図９に示すようにダイ１０１が成形品Ｗ’より上方に配される位置までダイ１０１をさらに上昇させる必要がある。従って、ダイ１０１のストロークＬ’は、成形品Ｗ’の高さＨの２倍より大きくする必要があり、換言すると、上記のプレス成形金型で成形できる成形品Ｗ’の高さＨは、ダイ１０１のストロークＬ’の１／２未満に制限される（Ｈ＜Ｌ’／２）。成形品Ｗ’の高さＨがこれを越える場合は、より大型のプレス設備を使用しなければならず、加工費が高くなると共に、成形金型を大型プレス設備に合わせて製作する必要が生じるため金型の製造コストが高くなる。

本発明の解決すべき課題は、プレス成形金型により成形できる成形品の大きさを拡大し、加工費及び金型の製造コストを低減することにある。

前記課題を解決するためになされた本発明は、成形面を有するパンチと、パンチの周囲に配設され、ブランク材の端部を挟持可能なアッパブランクホルダ及びロアブランクホルダと、アッパブランクホルダ及びロアブランクホルダをパンチに対して昇降させる駆動手段とを備えたプレス成形金型であって、アッパブランクホルダを、ブランク材を挟持する挟持位置と、ロアブランクホルダの上方から退避した退避位置との間で可動とし、アッパブランクホルダの退避位置を、ロアブランクホルダよりも外側で、且つ、ロアブランクホルダの上面よりも下方としたことを特徴とする。

このプレス成形金型によれば、金型から成形品を取り出す際、成形品をパンチより上方に配した後、アッパブランクホルダをさらに上昇させるのではなく、ロアブランクホルダの上方から退避させることにより、アッパブランクホルダと成形品との干渉を回避することができる。これにより、アッパブランクホルダ及びロアブランクホルダの駆動手段によるストロークは、パンチとの干渉を回避するために成形品の高さＨよりも大きくすれば足りる。すなわち、このプレス成形金型で成形できる成形品の高さＨを、アッパブランクホルダ及びロアブランクホルダの駆動手段によるストロークＬ（図３参照）まで許容することができるため（Ｈ＜Ｌ）、従来のプレス成形金型（図９参照）と比べて、より大きい成形品を成形することが可能となる。

上記のようなプレス成形金型では、例えば、アッパブランクホルダをロアブランクホルダに回転可能に取り付けることにより、アッパブランクホルダを挟持位置と退避位置との間で可動とすることができる。

また、アッパブランクホルダの退避位置を、ロアブランクホルダよりも外側で、且つ、ロアブランクホルダの上面よりも下方とすれば、成形品の取り出し時において、成形品の側方からアッパブランクホルダを完全に退避させることができる。

以上のように、本発明のプレス成形金型によれば、成形できる成形品の大きさが拡大されるため、大型のプレス成形金型を使用する必要がなくなり、加工費及び金型の製造コストの低減を図ることができる。

プレス成形金型の断面図である（プレス開始前）。 プレス成形金型の断面図である（プレス完了時）。 プレス成形金型の断面図である（型開き完了時）。 他の実施形態に係るプレス成形金型の断面図である（プレス完了時）。 他の実施形態に係るプレス成形金型の断面図である（型開き完了時）。 従来のプレス成形金型の断面図である（プレス開始前）。 従来のプレス成形金型の断面図である（プレス完了時）。 従来のプレス成形金型の断面図である（型開き途中）。 従来のプレス成形金型の断面図である（型開き完了時）。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

本発明の一実施形態にかかるプレス成形金型１は、図１に示すように、ブランク材Ｗの外周端部を保持しながらパンチ１０に押し付けることにより、ブランク材Ｗを所定の形状に成形して成形品Ｗ’（図２参照）を得る、いわゆる張り出し成形に用いられるものである。本実施形態では、成形品Ｗ’の意匠面がパンチ１０による押圧のみで成形可能な形状を成しており、例えば、成形品Ｗ’が滑らかな凸曲面形状を成した自動車のフードアウタである場合を示す。プレス成形金型１は、図１に示すように、パンチ１０と、ロアブランクホルダ２０と、アッパブランクホルダ３０と、ロアブランクホルダ２０及びアッパブランクホルダ３０をパンチ１０に対して相対的に昇降させる駆動手段とを備える。本実施形態では、パンチ１０を固定側とし、ロアブランクホルダ２０及びアッパブランクホルダ３０を駆動手段により昇降させる場合を示す。

パンチ１０は、図示しないベースプレートに固定され、その上面には成形品Ｗ’の意匠面を成形するための成形面１１が形成される。成形面１１は成形品Ｗ’の意匠面に倣った形状を成しており、本実施形態では滑らかな凸曲面状を成している。

ロアブランクホルダ２０及びアッパブランクホルダ３０は、成形面１１の全周を囲むように配設され、ブランク材Ｗの端部を全周にわたって挟持する挟持面２１及び３１が形成される。アッパブランクホルダ３０は、ロアブランクホルダ２０に対して可動とされ、具体的には、ロアブランクホルダ２０とでブランク材Ｗを上下から挟持する挟持位置（図１に実線で示す）と、ロアブランクホルダ２０の上方から退避した退避位置（図１に点線で示す）との間で可動とされる。本実施形態では、アッパブランクホルダ３０をロアブランクホルダ２０にピン３２を介して回転可能に取り付けることにより、アッパブランクホルダ３０をロアブランクホルダ２０の外側で、且つ、挟持面２１よりも下方に退避可能とされる。成形面１１の全周を囲むように設けられたアッパブランクホルダ３０は、適当な箇所（例えば四隅）で分割され、分割された各アッパブランクホルダ３０がロアブランクホルダ２０に回転可能に取り付けられる（図示省略）。プレス成形金型１は、アッパブランクホルダ３０を挟持位置と退避位置との間で回転させるための回転手段を備え、例えば、アッパブランクホルダ３０をピン３２を中心に回転させるモータ（図示省略）を備える。

ロアブランクホルダ２０及びアッパブランクホルダ３０を昇降させる駆動手段は、アッパブランクホルダ３０を押し下げる押下げ部４０と、ロアブランクホルダ２０を一定圧力で押し上げるクッション部５０とで構成される。押下げ部４０は、挟持位置のアッパブランクホルダ３０の上面３３と当接するスライド部材４１と、スライド部材を押し下げる駆動部４２とを有する。本実施形態では、サーボモータ（図示省略）等で駆動されるクランク機構により、駆動部４２が構成される。尚、駆動部４２はクランク機構に限らず、油圧プレスやダイレクトサーボプレス等で構成することもできる。クッション部５０は、ロアブランクホルダ２０の下面２２に連結された押し上げピン５１と、押し上げピン５１を一定圧力で押し上げる押上げ部５２とを有する。本実施形態では、押上げ部５２がエアシリンダで構成され、押上げピン５１に所定以上の圧縮力（下向きの力）が加わるとエアシリンダが退入してロアブランクホルダ２０が降下する。

次に、上記構成のプレス成形金型１によるプレス成形方法を説明する。

まず、プレス成形金型１にブランク材Ｗを搬入する。このとき、プレス成形金型１は、図１に示すように、スライド部材４１を上端位置に配すると共に、ロアブランクホルダ２０を上端位置に配し、さらにアッパブランクホルダ３０を退避位置（図１の点線位置）に配する。この状態で、スライド部材４１とロアブランクホルダ２０との間の空間にブランク材Ｗを水平方向から搬入し、ロアブランクホルダ２０の上面（挟持面２１）にブランク材Ｗを載置する。その後、アッパブランクホルダ３０を回転させ（図１の矢印参照）、アッパブランクホルダ３０の挟持面３１とロアブランクホルダ２０の挟持面２１とでブランク材Ｗの端部を上下から挟持する。

次に、駆動部４２を駆動してスライド部材４１を降下させ、アッパブランクホルダ３０を下方に押圧する。これにより、アッパブランクホルダ３０がロアブランクホルダ２０との間に挟持されたブランク材Ｗの端部が固定される。スライド部材４１による下向きの押圧力が所定以上に達したら、クッション部５０の押し上げピン５１が退入し、ロアブランクホルダ２０、アッパブランクホルダ３０、及びブランク材Ｗが一体に降下する。こうして、アッパブランクホルダ３０及びロアブランクホルダ２０によりブランク材Ｗの端部を所定の力で挟持固定しながら、ブランク材Ｗをパンチ１０の成形面１１に上方から押し付けることにより、ブランク材Ｗが成形面１１の形状に倣って成形される（図２参照）。

次に、プレス成形金型１の型開きを行い、所定形状に成形された成形品Ｗ’を金型から取り出す。具体的には、図３に示すように、スライド部材４１を上昇させることにより、クッション部５０の押し上げ力によりブランクホルダ２０，３０及び成形品Ｗ’を上昇させ、成形品Ｗ’をパンチ１０から離隔させる。成形品Ｗ’がパンチ１０より上方に配されたら、ロアブランクホルダ２０を停止する。この状態で、アッパブランクホルダ３０を回転させ、ロアブランクホルダ２０の上方から退避させる。本実施形態では、図３に矢印で示すようにアッパブランクホルダ３０をピン３２を中心に回転させることにより、ロアブランクホルダ２０よりも外側で、且つ、ロアブランクホルダ２０の挟持面２１よりも下方の退避位置に、アッパブランクホルダ３０を退避させる。これにより、成形品Ｗ’とパンチ１０やアッパブランクホルダ３０との干渉を回避しながら、成形品Ｗ’をプレス成形金型１から水平方向に取り出すことができる。

上記のプレス成形金型１では、成形品Ｗ’がパンチ１０より上方に配される高さまでロアブランクホルダ２０を上昇させれば、成形品Ｗ’を金型１から取り出すことができる。すなわち、上記のプレス成形金型１によれば、ロアブランクホルダ２０の昇降ストロークＬまで成形品Ｗ’の高さＨが許容される（Ｈ＜Ｌ）。尚、本実施形態では、アッパブランクホルダ３０を挟持位置と退避位置との間で回転可能とするために、挟持位置のアッパブランクホルダ３０とスライド部材４１との間に上下方向の隙間が形成されるため（図１参照）、この隙間の分だけ、スライド部材４１の昇降ストロークがロアブランクホルダ２０の昇降ストロークＬよりも大きくなる。

本発明は上記の実施形態に限られない。上記の実施形態では、アッパブランクホルダ３０がブランク材Ｗを挟持する機能のみを有する場合を示しているが、これに限らず、例えば図４に示すように、アッパブランクホルダ３０に、成形品Ｗ’の意匠面を上面から押さえる成形面３４を形成してもよい。この場合、成形品Ｗ’の意匠面は、滑らかな凸曲面形状（図２及び図３参照）に限らず、部分的に屈曲した形状や凹凸を有する形状とすることができる。成形後は、図５に示すようにスライド部材４１を上昇させると共に、ブランクホルダ３０を回転させて退避位置に移動させ、成形品Ｗ’を水平方向から取り出す。

また、上記の実施形態では、パンチ１０を固定側とし、ロアブランクホルダ２０及びアッパブランクホルダ３０を駆動手段で移動させる場合を示したが、これとは逆に、ロアブランクホルダ及びアッパブランクホルダを固定側とし、パンチを移動させることもできる。

また、上記のようなプレス成形金型１は、ロアブランクホルダ２０及びアッパブランクホルダ３０によりブランク材Ｗの端部の意匠面側への引き込みを完全に規制する場合に限らず、ブランク材の端部を意匠面側に多少流入させてもよい。この場合でも、両ブランクホルダ２０，３０で挟持することによりブランク材Ｗの端部の引き込みが妨げられることで、ブランク材Ｗが引き伸ばされて所定の形状に成形される。

１ プレス成形金型
１０ パンチ
１１ 成形面
２０ ロアブランクホルダ
３０ アッパブランクホルダ
４０ 押下げ部
５０ クッション部
Ｌ 昇降ストローク
Ｗ ブランク材
Ｗ’ 成形品

Claims (2)

1. 成形面を有するパンチと、パンチの周囲に配設され、ブランク材の端部を挟持可能なアッパブランクホルダ及びロアブランクホルダと、アッパブランクホルダ及びロアブランクホルダをパンチに対して昇降させる駆動手段とを備えたプレス成形金型であって、
   アッパブランクホルダを、ブランク材を挟持する挟持位置と、ロアブランクホルダの上方から退避した退避位置との間で可動とし、
   アッパブランクホルダの退避位置を、ロアブランクホルダよりも外側で、且つ、ロアブランクホルダの上面よりも下方としたことを特徴とするプレス成形金型。
2. アッパブランクホルダを、ロアブランクホルダに回転可能に取り付けることにより、挟持位置と退避位置との間で可動とした請求項１記載のプレス成形金型。

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