JP5557922B2 - プレス成形方法及びプレス成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの一部位をダイとパンチで成形するとともに、別の一部位を圧力流体で成形するプレス成形方法及びプレス成形装置に関する。

自動二輪車の燃料タンクは、曲率半径が異なる複数個の湾曲面が組み合わされて構成され、また、アンダーカット部が存在し、複雑な形状を有している。このような複雑形状の燃料タンクは、例えば、左方部分を構成する半製品と、右方部分を構成する半製品とを接合することで得ることが可能である。

各半製品は、例えば、プレス成形を行うことによって作製される。各半製品の形状は燃料タンク全体の形状に比して単純であるので、各半製品のプレス成形は、比較的容易に行うことができる。

しかしながら、半製品を接合するという製造方法では、各半製品を得るためのプレス成形装置が個別に必要となる。このため、設備投資が高騰する。また、半製品同士を接合する接合工程が不可欠となる。このため、この分だけ燃料タンクを得るまでの時間が長期化してしまう。加えて、接合箇所が存在することが目視にて認識できるので、美観が損なわれる。

そこで、１個のワークから燃料タンクの全体を作製することが想起される。特許文献１は、燃料タンクのアンダーカット部を成形する手法を開示する。

日本国特開平０１−３１７６２７号公報（特に第２図〜第５図参照）

特許文献１記載の成形方法は、具体的には、以下の工程を含む。すなわち、先ず、側部に成形用凹部が形成されたパンチでワークを押圧し、これにより該ワークを延伸させて延伸部位を形成する。その後、パンチをさらに前進動作させることにより、図１４に模式的に示すように、前記延伸部位を、ダイ１に形成されたキャビティ２にパンチごと挿入する。なお、図１４においては、パンチの図示を省略している。

ここで、キャビティ２には、圧力流体としての加圧液体（図示せず）が予め導入されている。従って、延伸部位は、キャビティ２に進入した箇所から順次、加圧液体からの押圧力（いわゆる対向液圧）を受け、パンチに巻き付くように変形して該パンチを囲繞する。この際、延伸部位に対し、パンチの前記成形用凹部側に押圧する力が作用する。このため、図１４に破線で示すように、該成形用凹部の形状に倣う陥没部３が形成される。

次に、パンチの成形用凹部側からダイ１側に向けて圧力流体、例えば、圧縮空気を供給し、これにより、前記陥没部３を前記キャビティ２に倣う形状まで隆起させて隆起部４に成形する。

すなわち、特許文献１記載の成形方法では、ワークの幅方向寸法を一旦狭める成形（以下、「狭幅成形」という）が施され、次に、狭幅成形前の幅方向寸法よりも大きく膨張させるような成形（以下、「拡幅成形」という）が行われることによって、隆起部４が形成される。なお、図１４中の一点鎖線は、陥没部３から隆起部４が成形される過程で、材料線長が最短となる位置を示す。

対向液圧成形においては、成形中のワークに対して成形圧が常時均一に作用するため、面歪量を小さく抑制することが可能である。また、ワークが液圧によって金型に強く押し付けられるため、ワークと金型の間に相互摩擦力が発生する。この相互摩擦力によってワークが金型上を滑動することが抑制されるので、ワークが局所的に延伸すること（いわゆる局部伸びを起こすこと）を回避することができる。この利点のため、高い深絞り性が得られるとともに、小さなアール部を容易に形成することができる。

その一方で、対向液圧成形には、液圧の設定が容易ではないという不具合がある。具体的には、液圧が過度に小さいと、ワークを均一に変形することや前記の相互摩擦力を得ることが容易でなくなる。反対に、液圧が過度に大きいと、金型に対するワークの滑動が大きく制限されてしまう。何れの場合も、高い深絞り性を得ることができず、また、小さなアール部を形成することが困難である。

従って、対向液圧成形を行う場合には、製品の形状やワークの素材に応じて液圧を最適化する必要があり、煩雑である。

さらに、上記のように液圧を利用して陥没部３を成形する場合、液圧が過度に小さいと、ワークの延伸部位がパンチに巻き付くことが困難となる。すなわち、パンチの形状に倣う形状にワークを成形することが容易でなくなる。

従って、液圧を用いて陥没部を成形する場合、対向液圧としても、且つ陥没部の成形圧としても適切な圧力に設定する必要があるが、実際には、そのような圧力を見出すことは容易ではない。

また、特許文献１記載の成形方法では、狭幅成形が施された後に拡幅成形が行われる（図１４参照）。図１４中の陥没部３を示す破線の長さ、一点鎖線の長さ及び隆起部４の長さを対比して諒解されるように、この成形過程においては、陥没部３を形成する際に増加した材料線長が一旦減少し、隆起部４を形成する際に再度増加する。この場合、ワークの材料線長が減少する過程で発生した皺が、材料線長が増加する過程で残留し易くなるという不都合がある。すなわち、皺が残留して美観が損なわれた最終成形品が形成され易い。

さらに、曲率半径の変化率が大きい部位、例えば、図１４中に参照符号５ａ、５ｂを付した部位には、曲げ戻しにより、線状段差が発生することが懸念される。この種の線状段差も、最終成形品の美観を損ねる。

以上の不都合を回避するべく、陥没部を形成することなく隆起部を直接形成することが想起される。しかしながら、この場合、隆起部を形成する際に材料線長が急激に増加するので、亀裂が発生し易くなるという不具合を招く。

本発明の一以上の実施形態は、アンダーカット部を有し且つ美観に優れる成形品を容易に得ることが可能なプレス成形方法及びプレス装置を提供する。

本発明の一以上の実施形態によれば、プレス成形方法は、ダイ１６に形成されたキャビティ１４に予め導入した圧力流体Ｌに第１の加圧力を付与しつつ、側壁に成形用凹部６６が形成されたパンチ２０でワークＷを押圧し、ワークＷをパンチ２０とともにキャビティ１４に挿入する工程と、パンチ２０を最下点に到達させることで、ワークＷの先端部位を、パンチ２０の先端部及びダイ１６の底部の形状に倣う形状に成形する工程と、パンチ２０が最下点に到達した後、圧力流体Ｌに第１の加圧力よりも大きい第２の加圧力を付与してワークＷの側方部位をダイ１６側からパンチ２０の成形用凹部６６側へ押圧することで、ワークＷの側方部位を成形用凹部６６の形状に倣う形状に成形する工程と、を有してもよい。

また、本発明の一以上の実施形態によれば、プレス成形装置は、キャビティ１４と、キャビティ１４に対して圧力流体Ｌを供給又は排出するための圧力流体用流通路４０とが形成されたダイ１６と、側壁に成形用凹部６６が形成されたパンチ２０と、圧力流体Ｌの加圧力を制御するように構成された加圧力制御装置３２と、を有してもよい。加圧力制御装置３２は、パンチ２０がワークＷを押圧して延伸させながらダイ１６のキャビティ１４に進入するとき、パンチ２０が最下点に到達する前には第１の加圧力を圧力流体Ｌに付与し、且つパンチ２０が最下点に到達した後には第１の加圧力よりも高圧の第２の加圧力を圧力流体Ｌに付与するように構成されてもよい。

典型的実施形態に係るプレス成形装置の要部正面縦断面図である。 図１からスライダ及びパンチを下降させ、押止部材とダイによってワークの端部を挟持した状態を示す要部正面縦断面図である。 図２からスライダ及びパンチを下降させ、ワークをキャビティに挿入されるように延伸させ始めた状態を示す要部正面縦断面図である。 図３の要部拡大縦断面図である。 図４からパンチをさらに下降させた状態を示す要部拡大断面図である。 パンチが最下点に到達した状態を示す要部正面縦断面図である。 図６の要部拡大縦断面図である。 加圧液体（圧力流体）によってアンダーカット部を成形している状態を示す要部正面縦断面図である。 図８の要部拡大縦断面図である。 中子によってアンダーカット部をさらに成形している状態を示す要部正面縦断面図である。 図１の状態から図９の状態に至るまでの加圧液体の加圧力の経時変化を示すグラフである。 パンチが縮小された状態を示す要部正面縦断面図である。 スライダ及びパンチが上昇した後、ワークをキャビティから取り出した状態を示す要部正面縦断面図である。 ワークに対して陥没部を形成した後、該陥没部から隆起部を得るまでの過程における材料線長の変化を模式的に示した要部縦断面模式図である。

以下、本発明に係るプレス成形方法とプレス装置とを、典型的実施形態を例に、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、典型的実施形態は発明を実施するための形態の例示であって、発明を限定するものではなく、典型的実施形態に記述される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。なお、典型的実施形態では、圧力流体として加圧液体Ｌを使用し、且つ最終成形品として自動二輪車の燃料タンクを得る場合を例示する。

図１は、典型的実施形態に係るプレス成形装置１０の要部正面縦断面図である。このプレス成形装置１０は、ボルスタ１２上に設置されるとともにキャビティ１４が形成されたダイ１６と、スライド１８に設けられたパンチ２０とを備える。なお、図１中の参照符号Ｗは、燃料タンクを得るためのワークを示す。

ボルスタ１２上には、前記ダイ１６の他、該ダイ１６に外嵌されたシリンダ支持台２２が設置される。このシリンダ支持台２２には、複数個の中子進退用シリンダ２４が支持される。各中子進退用シリンダ２４はキャビティ１４の側部に対して進退動作するとともに、その先端に中子２６を支持した中子進退用ロッド２８を備える。前記中子２６の先端面は、前記キャビティ１４の側部に露呈する。

シリンダ支持台２２には、加圧液体Ｌ（例えば、水や機械油等）が流通する圧力流体流通路としての第１流通路３０が形成されている。該第１流通路３０には、加圧力制御装置３２に接続された第１供給・排出チューブ３４の先端が図示しない継手を介して接続される。

なお、加圧力制御装置３２には第２供給・排出チューブ３８も接続される。この第２供給・排出チューブ３８は、キャビティ１４に加圧液体Ｌを供給するときには図示しない貯留槽から加圧液体Ｌを揚液し、一方、キャビティ１４から加圧液体Ｌを排出するときには前記貯留槽へ加圧液体Ｌを戻すためのものである。

一方、ダイ１６には、上記したキャビティ１４が有底穴形状の形成される。ワークＷは、このキャビティ１４の上部開口を閉塞するようにして、ダイ１６の平坦な上端面に載置される。

ダイ１６には、さらに、第１流通路３０に連なる圧力流体流通路としての第２流通路４０と、前記中子進退用ロッド２８の進退動作方向に沿って延在する収容凹部４２とが形成される。なお、第２流通路４０は、該第２流通路４０から分岐した複数個の分岐路４４を介してキャビティ１４に連通する。

前記収容凹部４２には、その内部に中子進退用ロッド２８が通されたコイルスプリング４６が収容される。また、収容凹部４２のシリンダ支持台２２側に臨む開口は、被弾発プレート４８で閉塞される。この被弾発プレート４８には、前記コイルスプリング４６の一端部が着座する。なお、該コイルスプリング４６の他端部は、収容凹部４２におけるキャビティ１４側に臨む側の内壁に着座する。後述するように、コイルスプリング４６は、前進動作した中子進退用ロッド２８が後退動作することを支援する。

パンチ２０が設けられたスライド１８は、図示しない昇降機構の作用下に、ボルスタ１２に対して接近又は離間可能である。また、スライド１８におけるボルスタ１２に臨む側の端面には、複数個の押止用シリンダ５０が設けられる。

各押止用シリンダ５０の押止用ロッド５２には、半円環形状をなす押止部材５４がそれぞれ設けられる。これら押止部材５４、５４は、ダイ１６とともにワークＷの端部を挟持することにより、該ワークＷの端部を位置決め固定した状態で保持する。

スライド１８において、複数個の押止用シリンダ５０同士で囲繞される部位には、複数個の第１パンチ開閉用シリンダ５６を支持する支持盤５８と、該支持盤５８の略中心に位置する第２パンチ開閉用シリンダ６０とが設けられる。この中、第１パンチ開閉用シリンダ５６、５６同士は、各々の第１パンチ開閉用ロッド６２、６２が互いに対向するように支持盤５８に支持されている。

パンチ２０は複数個のパンチピース６４に分割されており、パンチピース６４の各々は、１個の第１パンチ開閉用ロッド６２の先端に支持されている。従って、パンチピース６４、６４同士は、第１パンチ開閉用ロッド６２、６２同士が同期して進退動作することにより、互いに接近又は離間する。

複数個のパンチピース６４の全部又は一部には、押止用シリンダ５０に臨む側の端面（外壁）に、成形用凹部６６が陥没形成される。後述するように、この成形用凹部６６によって、ワークＷにアンダーカット部７０（図８及び図９参照）が成形される。

また、各パンチピース６４において、別のパンチピース６４に臨む側の端面（内壁）には、図１における略中腹部よりも若干下方から上端部に至るまでの部位に、別のパンチピース６４に対して離間する方向に陥没した第１段部７２、第２段部７４が形成されている。このため、パンチ２０の内方には、第１段部７２、７２同士、第２段部７４、７４同士によって第１収容穴７６、第２収容穴７８がそれぞれ形成される。

第２パンチ開閉用シリンダ６０の第２パンチ開閉用ロッド８０は、前記第１収容穴７６を通る。この第２パンチ開閉用ロッド８０の下端部は、パンチピース６４の下端部同士の間に介在し、該下端部同士が当接することを妨げる。また、第２パンチ開閉用ロッド８０の下端部は、製品の形状に対応する形状をなす。すなわち、第２パンチ開閉用ロッド８０は、パンチ２０の一部として機能する。

第２パンチ開閉用ロッド８０には、下端部から上端部に至る途中に拡径部材８２が外嵌される。該拡径部材８２の下端部から略中腹部までに至る部位は、第１収容穴７６に収容されて第１段部７２の各壁に当接する。一方、該拡径部材８２の略中腹部から上端部までに至る部位は、第２段部７４の各壁に対して遊びが形成された状態で、第２収容穴７８に収容される。

すなわち、第２パンチ開閉用ロッド８０の下端部がパンチピース６４の下端部同士の間に介在し且つ該下端部の各々に当接するとき、拡径部材８２の径と、第１収容穴７６の径とが略一致する。

以上の構成において、加圧力制御装置３２、中子進退用シリンダ２４、昇降機構、押止用シリンダ５０、第１パンチ開閉用シリンダ５６、第２パンチ開閉用シリンダ６０は、信号線８４を介して制御回路８６に電気的に接続されている。

典型的実施形態プレス成形装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、プレス成形方法との関係で説明する。

典型的実施形態のプレス成形方法は、上記した構成のプレス成形装置１０を用い、以下のようにして実施される。

はじめに、図１に示すように、ダイ１６の上端面に、キャビティ１４の上部開口を閉塞するようにしてワークＷを載置する。

次に、加圧液体Ｌを前記貯留槽からキャビティ１４に供給する。加圧液体Ｌは、前記貯留槽から第２供給・排出チューブ３８を経由して加圧力制御装置３２に送液され、さらに、第１供給・排出チューブ３４、第１流通路３０、第２流通路４０、及び分岐路４４を通過してキャビティ１４に導入される。加圧液体Ｌの供給は、キャビティ１４に導入された加圧液体Ｌの液面が所定の高さに到達したこと、又は、加圧液体Ｌが所定の体積に到達したこと等が制御回路８６によって検知され、該制御回路８６が加圧力制御装置３２を制御することによって停止される。

なお、ワークＷのダイ１６への載置と、加圧液体Ｌのキャビティ１４への供給とを上記とは逆の順序で行ってもよいことは勿論である。

次に、制御回路８６は、前記昇降機構を付勢し、スライド１８をボルスタ１２に接近するように下降動作させる。この下降の途中で、図２に示すように、押止用ロッド５２の先端に設けられた押止部材５４と、ダイ１６の上端面とによってワークＷの端部が挟持される。この挟持に伴い、ワークＷの端部が位置決め固定される。

なお、図２以降の図面では、理解を容易にするべく、信号線８４及び制御回路８６の図示を省略して図面を簡素化するものとする。

スライド１８がさらに下降すると、パンチ２０の下端面がワークＷの上端面に当接し、該ワークＷを押圧し始める。これによりワークＷが延伸を開始し、図３、及びその一部拡大図である図４（ただし、中子２６の図示を省略している）に示すように、パンチ２０がキャビティ１４に挿入されることに伴って、その延伸部位がキャビティ１４に挿入される。

なお、図４と、パンチ２０がさらに下降したときの一部拡大図である図５（中子２６は図示を省略）とを対比して諒解されるように、加圧力制御装置３２は、制御回路８６の制御作用下に、ワークＷの延伸部位とパンチ２０がキャビティ１４に挿入されるにつれて、その挿入量に見合う量の加圧液体Ｌがキャビティ１４から排出され、これにより所定の圧力（第１の加圧力）が発生する。排出された加圧液体Ｌは、上記とは逆に、分岐路４４、第２流通路４０、第１流通路３０、第１供給・排出チューブ３４、及び第２供給・排出チューブ３８を経由して前記貯留槽に戻される。

図５に示される時点、すなわち、パンチ２０が最下点に到達する以前の加圧液体Ｌの加圧力は、ワークＷの上面を対向液圧にて成形するために最適な加圧力に設定される。

スライド１８がさらに下降し、図６、及びその一部拡大図である図７（中子２６の図示を省略）に示すように、パンチ２０が最下点に到達することに伴い、延伸部位の下端部が、パンチ２０の先端部である下端部と、ダイ１６の底部とで挟持される。これにより、延伸部位の下端部が、パンチ２０の下端部、及びダイ１６の底部の形状に倣う形状に成形される。

なお、典型的実施形態では、パンチ２０の下面に、意匠用の凹部をワークＷに成形するための意匠成形用凹部８８が設けられている。ダイ１６の底部とパンチ２０の下端部とでワークＷを挟み込むことにより、意匠用の凹部も成形される。

パンチ２０が図５に示す位置から図７に示す位置（最下点）に向かって下降するにつれて、加圧力制御装置３２は、制御回路８６の制御作用下に、加圧液体Ｌの加圧力を徐々に上昇させる。この際、液圧が過度に大きいと、ワークＷが、意匠成形用凹部８８の起点部位９０ａ、９０ｂにおいて拘束され、凹部を形成する際に割れ等が発生する懸念がある。このタイミングでの割れを防止するべく、パンチ２０が最下点に到達する前に、液圧を一旦低減するようにしてもよい。

この間、延伸部位の側部には、加圧液体Ｌによる加圧力が作用する。このため、延伸部位の側部が加圧液体Ｌによって成形用凹部６６側に押圧された状態が維持される。この押圧により、側部に予備成形が行われる。この際の加圧力は、パンチ２０が最下点に到達するまでの加圧液体Ｌの加圧力よりも大きいため、パンチ２０における成形用凹部６６と下端部との境界である境界部位９２に対し、ワークＷが比較的緩慢に巻き付くようにして成形が進行する。このため、境界部位９２での局所的な応力集中が起こることを回避することができる。

そして、パンチ２０が最下点に到達した後、加圧力を急上昇させて所定の加圧力（第２の加圧力）を付与する。換言すれば、加圧液体Ｌの加圧力は、第１の加圧力から第２の加圧力まで漸次的に上昇する。

第２の加圧力が付与された加圧液体Ｌにより、延伸部位の側部がダイ１６側からパンチ２０の成形用凹部６６側に向かってさらに押圧され、その結果、塑性変形が起こる。すなわち、図８及び図９に示すように、延伸部位の側部に本成形が施され、その結果、該側部に、成形用凹部６６の形状に倣う形状のアンダーカット部７０が陥没形成され、所定の形状の燃料タンクＴが得られる。

以上のように、典型的実施形態においては、パンチ２０が最下点に到達する前に加圧液体Ｌの加圧力を上昇させてワークＷの延伸部位の側部を成形用凹部６６側に押圧し、パンチ２０が最下点に到達した後に加圧液体Ｌの加圧力をさらに上昇させ、これにより前記側部を成形用凹部６６側にさらに押圧して該成形用凹部６６の形状に倣う形状に成形するようにしている。

このような過程を経るプレス成形を行った場合、加圧液体Ｌの加圧力を、タンク上面と意匠用の凹部を形成するときと、アンダーカット部７０を形成するときとで、適切な加圧力に個別に設定することができる。換言すれば、成形加工を主に施す部位に応じて、加圧液体Ｌの加圧力を最適化することが可能である。このため、いずれの成形時においても、ワークＷの延伸部位に対して適切な成形を容易に行うことができる。

しかも、延伸部位の側部は、上記のようにして予備成形が施されている。また、境界部位９２において、第２の加圧力による成形に先立ち、比較的低圧の第１の加圧力で成形することができるため、第２の加圧力に上昇した加圧液体Ｌによる本成形時、加工率が比較的大きな場合であっても、容易に塑性変形を起こす。その上、材料線長が増加した後に減少するような過程（図１４参照）を経ることが回避される。

以上のような理由から、皺や亀裂、線状段差等の美観を損ねる欠陥が発生することを回避することができる。すなわち、典型的実施形態によれば、美観に優れた燃料タンクＴを容易に得ることができる。

第２の加圧力が付与されて所定時間が経過した後、制御回路８６は、中子進退用シリンダ２４を付勢し、これにより、図１０に示すように、中子進退用ロッド２８を成形用凹部６６側に向かって前進動作させる。これに追従して中子２６がワークＷの延伸部位の側部を成形用凹部６６側に押圧し、その結果、該側部がさらに塑性変形する。

この塑性変形は、アンダーカット部７０に微小陥没を形成する等の微細変形に留められる。すなわち、中子２６による成形加工は仕上げ加工であり、上記した加圧液体Ｌによるアンダーカット部７０の成形時の加工率に比して小さい加工率に設定される。

この仕上げ加工により、寸法精度が良好なアンダーカット部７０を有する燃料タンクＴが得られるに至る。勿論、仕上げ加工の際には、加圧力制御装置３２は、制御回路８６の制御作用下に、中子２６の前進動作量に見合う量の加圧液体Ｌがキャビティ１４から排出される。

以上の過程が営まれる最中の加圧液体Ｌの加圧力の経時変化を、グラフとして図１１に示す。この図１１中、実線が上記の過程（実施例）における加圧液体Ｌの加圧力の変化を示す。また、破線は、パンチ２０が最下点に到達する前に加圧液体Ｌの加圧力を急激に上昇させて延伸部位の側部の塑性変形を開始した第１比較例を示し、一点鎖線は、パンチ２０が最下点に到達する前には延伸部位の側部に対して予備成形を全く施さず、且つパンチ２０が最下点に到達した後に加圧液体Ｌの加圧力を急激に上昇させて延伸部位の側部の塑性変形を開始した第２比較例を示す。

実線で示される実施例の場合、上記したように皺や亀裂、線状段差等の欠陥が存在しない燃料タンクＴが得られたのに対し、アンダーカット部７０の成形初期の加圧力が過度に大きい第１比較例では皺が発生する傾向が認められた。また、アンダーカット部７０の成形初期の加圧力が過度に小さい第２比較例では、アンダーカット部７０の基端部に線状段差が発生する傾向があった。

このことから、アンダーカット部７０の成形開始から終了に至るまでの間で加圧液体Ｌの加圧力を漸次的に上昇させることによって、美観に優れる燃料タンクＴを得ることが容易となることが分かる。

以上のようにして燃料タンクＴが得られた後、制御回路８６は、中子進退用シリンダ２４を再付勢することにより、図１２に示すように、中子進退用ロッド２８を成形用凹部６６から離間するように後退動作させる。

その前後、又は同時に、第２パンチ開閉用シリンダ６０を付勢して第２パンチ開閉用ロッド８０を後退（上昇）動作させ、該第２パンチ開閉用ロッド８０の下端部をパンチピース６４の下端部同士の間から引き抜いて第１収容穴７６まで退避させるとともに、拡径部材８２の全体を第２収容穴７８に位置させる。

制御回路８６は、さらに、第１パンチ開閉用シリンダ５６、５６を付勢し、第１パンチ開閉用ロッド６２、６２を互いに接近するように前進動作させる。これによりパンチピース６４の外壁がワークＷの延伸部位の側部内壁から離間するとともに、パンチピース６４の下端部同士が当接する。また、該第２パンチ開閉用ロッド８０の下端部、拡径部材８２のそれぞれが、第１収容穴７６、第２収容穴７８の各内壁に当接する。

この状態で、制御回路８６の作用下に前記昇降機構が付勢されることにより、図１３に示すように、パンチ２０がスライド１８ごと上昇してボルスタ１２及びダイ１６から離間する。燃料タンクＴは、搬送ロボット１００によってキャビティ１４から取り出された後、搬送される。

上記の典型的実施形態によれば、プレス成形方法は、ダイ１６に形成されたキャビティ１４に予め導入した圧力流体Ｌに第１の加圧力を付与しつつ、側壁に成形用凹部６６が形成されたパンチ２０でワークＷを押圧し、ワークＷをパンチ２０とともにキャビティ１４に挿入する工程と、パンチ２０を最下点に到達させることで、ワークＷの先端部位を、パンチ２０の先端部及びダイ１６の底部の形状に倣う形状に成形する工程と、パンチ２０が最下点に到達した後、圧力流体Ｌに第１の加圧力よりも大きい第２の加圧力を付与してワークＷの側方部位をダイ１６側からパンチ２０の成形用凹部６６側へ押圧することで、ワークＷの側方部位を成形用凹部６６の形状に倣う形状に成形する工程と、を有してもよい。

更に、プレス成形方法は、成形用凹部６６の形状に倣う形状に成形されたワークＷの側方部位に対し、中子２６によるさらなる成形を行う工程を有してもよい。

更に、プレス成形方法は、圧力流体Ｌの加圧力を、第１の加圧力から第２の加圧力に至るまで漸次的に上昇させる工程を有してもよい。

また、上記の典型的実施形態によれば、プレス成形装置は、キャビティ１４と、キャビティ１４に対して圧力流体Ｌを供給又は排出するための圧力流体用流通路４０とが形成されたダイ１６と、側壁に成形用凹部６６が形成されたパンチ２０と、圧力流体Ｌの加圧力を制御するように構成された加圧力制御装置３２と、を有してもよい。加圧力制御装置３２は、パンチ２０がワークＷを押圧して延伸させながらダイ１６のキャビティ１４に進入するとき、パンチ２０が最下点に到達する前には第１の加圧力を圧力流体Ｌに付与し、且つパンチ２０が最下点に到達した後には第１の加圧力よりも高圧の第２の加圧力を圧力流体Ｌに付与するように構成されてもよい。

パンチ２０は、互いに接近又は離間する方向に変位可能な複数個のパンチピース６４を備え、パンチピース６４同士が互いに接近することに伴って、パンチ２０の側壁がワークＷから離間するように構成されてもよい。

プレス成形装置は、成形用凹部６６の形状に倣う形状に成形された部位に対し、さらなる成形を行うように構成された中子２６、を更に備えてもよい。

加圧力制御装置３２は、圧力流体Ｌへの加圧力を、第１の加圧力から第２の加圧力に至るまで漸次的に上昇させる制御を行うように構成されてもよい。

上記の典型的実施形態によれば、ワークの側方部位を、パンチが最下点に到達する前には第１の加圧力が付与された圧力流体でパンチの側壁の成形用凹部側に押圧し、パンチが最下点に到達した後には一層高圧の第２の加圧力が付与された圧力流体の作用下に、前記成形用凹部の形状に倣う形状に成形するようにしている。

すなわち、対向液圧を用いてパンチとダイで成形をおこなうときと、圧力流体で成形をおこなうときとで、圧力流体の加圧力を個別に設定すること、換言すれば、成形条件を最適化することが可能である。このため、ワークを容易に成形することができる。

このような理由から、皺や亀裂、線状段差等の美観を損ねる欠陥が成形品に発生することを回避することができるので、美観に優れた成形品を容易に得ることができる。しかも、複雑な形状の成形品を得ることも可能となる。

成形品として自動二輪車の燃料タンクを得る場合、上記のプレス成形によって燃料タンク全体を成形することができる。すなわち、半製品同士を接合する必要がない。このため、設備投資が低廉化するとともに、半製品同士を接合する接合工程が不要となることに伴って燃料タンクの生産効率が向上する。しかも、該燃料タンクには接合箇所が存在しないので、美観にも優れる。

なお、典型的実施形態では、加圧液体Ｌと中子２６を併用するようにしているが、加圧液体Ｌのみでアンダーカット部７０を成形するようにしてもよい。また、加圧液体Ｌに代替し、圧縮空気等の加圧気体を使用することも可能である。

また、アンダーカット部７０の成形初期と終了時に適切な加圧力を付与することが可能である場合、加圧力を漸次的に変化させる必要は特にない。

さらに、最終成形品は自動二輪車の燃料タンクＴに特に限定されるものではなく、他の成形品であってもよいことは勿論である。

１０…プレス成形装置 １４…キャビティ
１６…ダイ ２０…パンチ
２４…中子進退用シリンダ ２６…中子
２８…中子進退用ロッド ３０…第１流通路
３２…加圧力制御装置 ４０…第２流通路
４４…分岐路 ５０…押止用シリンダ
５２…押止用ロッド ５４…押止部材
５６…第１パンチ開閉用シリンダ ６０…第２パンチ開閉用シリンダ
６２…第１パンチ開閉用ロッド ６４…パンチピース
６６…成形用凹部 ７０…アンダーカット部
８０…第２パンチ開閉用ロッド ８２…拡径部材
８６…制御回路 １００…搬送ロボット
Ｌ…加圧液体 Ｔ…燃料タンク
Ｗ…ワーク

Claims (7)

1. ダイ（１６）に形成されたキャビティ（１４）に予め導入した圧力流体（Ｌ）に第１の加圧力を付与しつつ、側壁に成形用凹部（６６）が形成されたパンチ（２０）でワーク（Ｗ）を押圧し、前記ワーク（Ｗ）を前記パンチ（２０）とともに前記キャビティ（１４）に挿入し、
   前記パンチ（２０）を最下点に到達させることで、前記ワーク（Ｗ）の先端部位を、前記パンチ（２０）の先端部及び前記ダイ（１６）の底部の形状に倣う形状に成形し、
   前記パンチ（２０）が最下点に到達した後、前記圧力流体（Ｌ）に前記第１の加圧力よりも大きい第２の加圧力を付与して前記ワーク（Ｗ）の側方部位を前記ダイ（１６）側から前記パンチ（２０）の前記成形用凹部（６６）側へ押圧することで、前記ワーク（Ｗ）の側方部位を前記成形用凹部（６６）の形状に倣う形状に成形する、
   プレス成形方法。
2. 前記成形用凹部（６６）の形状に倣う形状に成形された前記ワーク（Ｗ）の側方部位に対し、中子（２６）によるさらなる成形を行う、
   請求項１に記載のプレス成形方法。
3. 前記圧力流体（Ｌ）の加圧力を、前記第１の加圧力から前記第２の加圧力に至るまで漸次的に上昇させる、
   請求項１または２に記載のプレス成形方法。
4. キャビティ（１４）と、前記キャビティ（１４）に対して圧力流体（Ｌ）を供給又は排出するための圧力流体用流通路（４０）とが形成されたダイ（１６）と、
   側壁に成形用凹部（６６）が形成されたパンチ（２０）と、
   前記圧力流体（Ｌ）の加圧力を制御するように構成された加圧力制御装置（３２）と、
   を備え、
   前記加圧力制御装置（３２）は、前記パンチ（２０）がワーク（Ｗ）を押圧して延伸させながら前記ダイ（１６）の前記キャビティ（１４）に進入するとき、前記パンチ（２０）が最下点に到達する前には第１の加圧力を前記圧力流体（Ｌ）に付与し、且つ前記パンチ（２０）が最下点に到達した後には前記第１の加圧力よりも高圧の第２の加圧力を前記圧力流体（Ｌ）に付与するように構成されている、
   プレス成形装置。
5. 前記パンチ（２０）は、互いに接近又は離間する方向に変位可能な複数個のパンチピース（６４）を備え、前記パンチピース（６４）同士が互いに接近することに伴って、前記パンチ（２０）の側壁が前記ワーク（Ｗ）から離間する、
   請求項４に記載のプレス成形装置。
6. 前記成形用凹部（６６）の形状に倣う形状に成形された部位に対し、さらなる成形を行うように構成された中子（２６）、を更に備える、
   請求項４または５に記載のプレス成形装置。
7. 前記加圧力制御装置（３２）は、前記圧力流体（Ｌ）への加圧力を、前記第１の加圧力から前記第２の加圧力に至るまで漸次的に上昇させる制御を行うように構成されている、
   請求項４から６のいずれか１項に記載のプレス成形装置。

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