JP6872423B2 - プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス装置、特に、車両のパネル部材などのプレス成形に好適なプレス装置に関する。

例えば車両の左右のドアパネルは対称であるので、１つのプレス成形工程を左右のドアパネルで同時に行うこともある。こうしたドアパネルに限らず、車両用パネル部材は金属製板材をプレス成形して形成されることが多い。金属製の板材を重合して接合する場合、板材の端部を折り返して他の板材を挟み込む、所謂ヘミング加工（ヘム加工ともいう）が多用されている。このヘミング加工には、種々の手法があるが、下記特許文献１に記載されるように、例えば板材の平板状端部を凡そ直角程度に折り曲げ、その折り曲げられた板材端部を平板部に対して鋭角な状態まで曲げ、更に他の板材を挟んで密着するように曲げる手法がある。なお、この特許文献１に記載されるプレス装置では、これらの工程を１つのプレス装置で行うようにしているが、各工程を個別のプレス装置で行うことも多い。また、一旦、折り曲げられた板材端部を鋭角にまで曲げる工程を省略する場合もある。

特開２０１４−２３１０６１号公報

ところで、プレス成形による上記ヘミング加工において、直角程度まで折り曲げられた板材端部を更に曲げ加工する場合、その前の平板部に対する折り曲げ角度が規定の角度範囲から外れると、次の曲げ加工工程で板材端部が座屈してしまうことがある。このようなプレス成形では、板材の折り曲げ端部の平板部に対する折り曲げ角度が規定の角度範囲になるように工程設定されるが、実際の金属製板材のプレス成形では、板材の弾性による成形戻り、所謂スプリングバックが生じ、このスプリングバックによって折り曲げ角度が規定の角度範囲から外れてしまう可能性がある。

こうしたスプリングバックをなくして板材の折り曲げ端部の折り曲げ角度を規定の範囲内とするためには、最初の直角程度の折り曲げ工程の後に、スプリングバック矯正のためのプレス成形工程が個別に必要とされている。しかしながら、スプリングバック矯正のためのプレス成形工程を加えると、プレス成形工程が複雑になるだけでなく、最初の折り曲げ工程とは個別のスプリングバック矯正成形工程のための大掛かりなプレス成形装置が必要となり、設備レイアウトの面でもコストの面でも不利である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、スプリングバック矯正のための個別のプレス成形工程も、そのための個別のプレス成形装置も不要なプレス装置を提供することにある。

上記目的を達成するためのプレス装置は、
板材を支持する固定型に対して移動型を近接する方向に移動することで前記板材の曲げ加工を行うプレス装置において、
前記移動型の前記近接する方向の先方部に突出、後退可能で且つ該突出方向に付勢されて配設され、前記移動型の前記近接する方向と逆方向への移動に伴って前記曲げ加工された板材の曲げ加工方向先方端部に接触可能な矯正部材を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、固定型に対して移動型を近接する方向に移動して固定型に支持されている板材を曲げ加工した後、移動型が近接方向と逆方向に移動すると、矯正部材が移動型の近接方向先方部に突出して曲げ加工された板材の曲げ加工方向先方端部に接触し、更に、その矯正部材が突出方向に付勢される。その際、矯正部材が板材の曲げ加工方向先方端部を曲げ加工方向に押動することにより、板材の曲げ加工部のスプリングバックが矯正される。その結果、曲げ加工工程後のスプリングバック矯正のための個別のプレス成形工程も、そのための個別のプレス成形装置も不要となる。

また、前記矯正部材には、前記曲げ加工された板材の曲げ加工方向先方端部が接触する接触部に連続して、前記近接する方向に対して傾斜し、前記突出方向への付勢によって前記板材の曲げ加工を促進するテーパ部が形成されたことを特徴とする。

この構成によれば、矯正部材の接触部が板材の曲げ加工方向先方端部に接触した後、矯正部材の突出方向への付勢によって矯正部材のテーパ部が板材の曲げ加工を促進するように板材の曲げ加工部を押動するので、板材の曲げ加工部のスプリングバックが矯正される。

また、前記固定型には、前記テーパ部に対向して、前記曲げ加工された板材の曲げ加工部を挟むテーパ受け部が形成されたことを特徴とする。

この構成によれば、テーパ部によって曲げ加工方向に押動される板材の曲げ加工部をテーパ受け部とで挟むことにより、板材の曲げ加工部のスプリングバックを確実に矯正することができる。

また、前記移動型には、該移動型による前記板材の曲げ加工に先行して前記矯正部材を前記後退方向に押動する先行ブロックが設けられたことを特徴とする。

この構成によれば、移動型による板材の曲げ加工に先行して先行ブロックが矯正部材を後退方向に押動するので、移動型の近接する方向への移動に伴う板材の曲げ加工部と矯正部材との干渉を回避することが可能となる。

また、前記矯正部材には、前記移動型の前記近接する方向への移動に伴う前記板材の曲げ加工部との干渉を回避するための凹部が形成されたことを特徴とする。

この構成によれば、矯正部材に凹部を形成することにより、移動型の近接する方向への移動に伴う板材の曲げ加工部と矯正部材との干渉を確実に回避することができる。

以上説明したように、本発明によれば、固定型に対して移動型を近接する方向に移動して固定型に支持されている板材を曲げ加工した後、移動型が近接方向と逆方向に移動すると、矯正部材が突出して曲げ加工された板材の曲げ加工方向先方端部に矯正部材が接触し、その矯正部材が突出方向に付勢されることにより矯正部材が板材の曲げ加工方向先方端部を曲げ加工方向に押動し、板材の曲げ加工部のスプリングバックが矯正される。従って、本発明では、曲げ加工工程後のスプリングバック矯正のための個別のプレス成形工程も、そのための個別のプレス成形装置も不要となる。

本発明のプレス装置の一実施の形態を示す正面図である。 図１のプレス装置の作用の説明図である。 図１のプレス装置の作用の説明図である。 図１のプレス装置の作用の説明図である。 図１のプレス装置の作用の説明図である。 図１のプレス装置の作用の説明図である。

以下に、本発明のプレス装置の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態のプレス装置の主要部を示す正面図であり、図２〜図６は、図１のプレス装置の作用の説明図である。このプレス装置は、例えばステーションワゴン型などの乗用車両の左右のドアパネルを同時にプレス成形するためのものであり、図示されている工程は、ドアパネルのヘミング加工の初工程、つまりパネル部材を構成する金属製板材、この実施の形態では鋼板Ｗの縁部（図示内側端部）を略直角に折り曲げる工程である。この「略直角」は、ヘミング加工の後工程で鋼板Ｗの折り曲げ端部（曲げ加工部）Ｂを更に曲げ加工する際の基準となる平板部Ｐに対して、その曲げ加工部Ｂがなす角度（曲げ角度）を表し、この実施の形態では１１０°未満とした。

このプレス装置では、固定型となる下型１０に対し、移動型である上型１２を近接する方向、この場合は下方に移動させ、下型１０に支持されている鋼板Ｗを曲げ加工する。図１は、下型１０に鋼板Ｗを搭載して支持させた曲げ加工前の状態を示している。この実施の形態では、図の左右両側に配設された下型１０の夫々に左右のドアパネル用の鋼板Ｗを搭載して支持し、例えば図２に示す共通の上型１２を下方（近接方向）に移動させて、その下端部の図示左右両側に設けられた曲刃１２ａで各鋼板Ｗの図示内側端部を図示下方（端部の挙動は下方外側向き）に折り曲げ加工する。下型１０に搭載されている鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂ直近の平板部Ｐは、曲げ加工中、鋼板Ｗが動かないようにパッド５２で上方から押さえ付けられる。この下型１０に搭載され且つパッド５２で押さえ付けられる鋼板Ｗの平板部Ｐは、図示外側が上向きになるように配設されており、曲げ加工部Ｂである鋼板Ｗの端部は、上型１２で鉛直下方に折り曲げられるので、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂは平板部Ｐに対して曲げ角度が１１０°未満となる。なお、下型１０には、図に二点鎖線で示すエジェクタ５４が設けられており、このエジェクタ５４によって曲げ加工後の鋼板Ｗを離型する。

この実施の形態では、図示左右の鋼板Ｗを個別に支持する図示左右の下型１０の間に空間が存在する。この実施の形態では、この空間内に、図の上下方向に移動可能な支持部材１４を配設する。また、この支持部材１４と、下型１０を搭載する架台部材１６との間には、コイルスプリングのような付勢部材１８が介装され、この付勢部材１８によって支持部材１４は上方、つまり移動型である上型１２の近接方向と逆方向に付勢される。なお、支持部材１４の上方への移動は、この支持部材１４を架台部材１６に連結するためのボルト部材２０及びストッパ（間座）２２によって抜けないように規制される。また、この実施の形態では、移動型である上型１２の下端部に、その上型１２による曲げ加工以前に支持部材１４を下方、即ち移動型である上型１２の近接方向先方に押動する先行ブロック２４が取付けられている。

支持部材１４の上端部左右両側、つまり図示左右の鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂの下方部位には、夫々、個別の矯正部材２６が取付けられている。従って、矯正部材２６は、支持部材１４と共に、上型１２、即ち移動型の近接方向の先方部に突出したり、後退したりすることが可能で、且つ、付勢部材１８によって、突出方向に付勢されている。この矯正部材２６は、方形断面の高硬度材料、例えば工具鋼などで構成される。この断面方形の矯正部材２６は、各鋼板Ｗの曲げ加工端部側の角隅部、つまり図示上外側角隅部が他の角隅部よりも上方になるように斜めに支持部材１４に取付けられている。そのため、各矯正部材２６の図示左右外側面２６ａは、下方が外側になる傾斜面となっており、以下、この外側面を傾斜外側面とする。この実施形態では、この傾斜外側面２６ａのうち、前述した上外側角隅部側を傾斜外側面２６ａと平行に除去してテーパ部２８を形成し、このテーパ部２８に連続する上外側角隅部を一定の半径で面取りするように除去して接触部３０を形成している。

この接触部３０は、後述するように、移動型である上型１２が固定型である下型１０に対して近接する方向と逆方向に移動したとき、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂの曲げ加工方向先方端部Ｔに接触するものである。また、テーパ部２８は、付勢部材１８による矯正部材２６の突出方向、つまり上方への付勢によって、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂの曲げ加工を促進するものである。なお、矯正部材２６の上面部には、移動型である上型１２の移動に伴う鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂとの干渉を回避するための凹部３２が形成されている。また、下型１０のうち、下型１０同士が互いに向き合う対向面１０ａの上部は、矯正部材２６の傾斜外側面２６ａと平行に形成され、この対向面１０ａが矯正部材２６の上方、つまり突出方向への移動を規制し、合わせて、この対向面１０ａが、矯正部材２６のテーパ部２８によって押動される曲げ加工部Ｂを挟み込むテーパ受け部３４を構成する。

次に、この実施の形態のプレス装置における鋼板曲げ加工後の作用について図２〜図５を用いて説明する。図２は、移動型である上型１２が固定型である下型１０に対して近接する方向、つまり下方の終点（下死点）に到達した状態を示している。図１は、曲げ加工前の鋼板Ｗを下型１０上に搭載した状態であるから、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂは、図２の二点鎖線の位置から実線の位置まで曲げ加工される。この方向を曲げ加工方向と定義する。この状態では、上型１２の下端部に取付けられた先行ブロック２４が支持部材１４に当接し、付勢部材１８による付勢力に抗して、支持部材１４と共に矯正部材２６を下方、つまり矯正部材２６の後退方向に押動している。

この状態から移動型である上型１２が固定型である下型１０への近接方向と逆方向、つまり上方に移動されると、付勢部材１８による付勢力によって、支持部材１４と共に矯正部材２６が上方、つまり上型１２の近接方向先方部に突出し、図３に明示するように、上型１２の曲刃１２ａが鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂから離間する直前に、矯正部材２６の接触部３０が鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂの曲げ加工方向先方端部Ｔに接触する。このとき、実際の鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂの曲げ加工方向先方端部Ｔは、鋼板Ｗのスプリングバックによって、位置が若干異なる。具体的には、図３に示す曲げ加工方向の逆方向に少し戻る。しかしながら、この実施の形態では、接触部３０をＲ面取り状に除去しているので、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂの曲げ加工方向先方端部Ｔは、接触部３０のどこかに確実に接触し、後述するように、その曲げ加工方向先方端部Ｔを、接触部３０に連続するテーパ部２８に確実に導くことができる。

図３の状態から移動型である上型１２が固定型である下型１０への近接方向と逆方向、つまり上方に更に移動されると、付勢部材１８による付勢力によって、支持部材１４と共に矯正部材２６が上方、つまり上型１２の近接方向先方部に更に突出し、図４に示すように、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂの曲げ加工方向先方端部Ｔは矯正部材２６のテーパ部２８に導かれる。このテーパ部２８は、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂに対して、曲げ加工方向先方に傾斜しているので、付勢部材１８によって矯正部材２６が上方に付勢されることで鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂの曲げ加工が促進され、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂにスプリングバックが生じていても、それは次第に矯正される。

図４の状態から移動型である上型１２が固定型である下型１０への近接方向と逆方向、つまり上方に更に移動されると、付勢部材１８による付勢力によって、支持部材１４と共に矯正部材２６が上方、つまり上型１２の近接方向先方部に更に突出し、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂは更に曲げ加工方向に押動され、図５に示すように、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂは矯正部材２６のテーパ部２８と固定型である下型１０のテーパ受け部３４とに挟み込まれる。

図５は、図示左右双方の矯正部材２６の傾斜外側面２６ａが図示左右双方の下型１０の対向面１０ａ（前述のように、下型１０の対向面１０ａはテーパ受け部３４でもある）に緊密に当接している状態を示す。図示左右双方の矯正部材２６の傾斜外側面２６ａは、上方、即ち矯正部材２６の突出方向に向けて先細りのテーパ面を構成し、同様に、図示左右双方の下型１０の対向面１０ａも、同方向に向けて先細りのテーパ面を構成しているため、左右双方の矯正部材２６の傾斜外側面２６ａが左右双方の下型１０の対向面１０ａに緊密に当接すれば、それらの矯正部材２６の突出方向、即ち上方への移動が規制される。つまり、これ以上、矯正部材２６は上方に移動しない。

このとき、矯正部材２６のテーパ部２８と下型１０の対向面１０ａからなるテーパ受け部３４の双方が鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂに緊密に接触するようにすることも可能である。また、そのようにすることで、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂの曲げ加工をより促進することも可能である。しかしながら、そのようにすると、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂをテーパ部２８とテーパ受け部３４の間から外しにくくなり、従って曲げ加工済みの鋼板Ｗを金型から取り外しにくくなる。そこで、この実施の形態では、矯正部材２６のテーパ部２８及び下型１０の対向面１０ａからなるテーパ受け部３４と鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂとの間に予め設定された隙間を設け、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂがテーパ部２８とテーパ受け部３４の間から外せるようにすることで、曲げ加工済みの鋼板Ｗを金型から取り外せるようにしている。

ところで、移動型である上型１２を固定型である下型１０に対して下降して、つまり近接させて鋼板Ｗの端部を曲げ加工する場合、図６に示すように、上型１２の曲刃１２ａが鋼板Ｗに接触すると、直ちに曲げ加工部Ｂが曲げ加工方向に折り曲げられる。この図６の上型１２の位置は、図３の上型１２の位置と同じである。つまり、図６の矯正部材２６の位置と図３の矯正部材２６の位置は同じである。図６の曲げ加工開始位置と同じ図３の位置で鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂの曲げ加工方向先方端部Ｔに接触する必要のある矯正部材２６は、曲げ加工中の鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂと干渉しやすい。特に、矯正部材２６のうちでも、曲げ加工中の鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂの曲げ加工方向先方に位置する矯正部材２６の上面部が最も干渉しやすい。そこで、この実施の形態では、矯正部材２６の上面部のうち、曲げ加工中の鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂの曲げ加工方向先方部位に凹部３２を形成し、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂとの干渉を回避している。

このように、この実施の形態のプレス装置では、固定型である下型１０に対して移動型である上型１２を近接する方向に移動して下型１０に支持されている鋼板Ｗを曲げ加工した後、上型１２が近接方向と逆方向に移動すると、矯正部材２６が上型１２の近接方向先方部に突出して曲げ加工された鋼板Ｗの曲げ加工方向先方端部Ｔに接触し、更に、その矯正部材２６が突出方向に付勢される。その際、矯正部材２６が鋼板Ｗの曲げ加工方向先方端部Ｔ、つまり曲げ加工部Ｂを曲げ加工方向に押動することにより、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂのスプリングバックが矯正される。その結果、この実施の形態では、曲げ加工工程後のスプリングバック矯正のための個別のプレス成形工程も、そのための個別のプレス成形装置も不要である。

また、曲げ加工された鋼板Ｗの曲げ加工方向先方端部Ｔが接触する接触部３０に連続して、上型１２の近接方向に対して傾斜し且つ突出方向への付勢によって鋼板Ｗの曲げ加工を促進するテーパ部２８を矯正部材２６に形成したことにより、矯正部材２６の接触部３０が鋼板Ｗの曲げ加工方向先方端部Ｔに接触した後、矯正部材２６の突出方向への付勢によって矯正部材２６のテーパ部２８が鋼板Ｗの曲げ加工を促進するように鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂを押動するので、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂのスプリングバックが矯正される。

また、テーパ部２８に対向して、曲げ加工された鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂを挟むテーパ受け部３４を固定型である下型１０に形成したことにより、テーパ部２８によって曲げ加工方向に押動される鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂがテーパ受け部３４とテーパ部２８とで挟まれ、その結果、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂのスプリングバックを確実に矯正することができる。

また、移動型である上型１２による鋼板Ｗの曲げ加工に先行して矯正部材２６を後退方向に押動する先行ブロック２４を上型１２に設けたことにより、移動型である上型１２による鋼板Ｗの曲げ加工に先行して矯正部材２６が後退方向に押動され、鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂと矯正部材２６との干渉を回避することが可能となる。

また、移動型である上型１２の近接する方向への移動に伴う鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂとの干渉を回避するための凹部３２を矯正部材２６に形成したことにより、上型１２の近接方向への移動に伴う鋼板Ｗの曲げ加工部Ｂと矯正部材２６との干渉を確実に回避することができる。

なお、上記実施の形態では、鋼板Ｗのヘミング加工における曲げ加工部Ｂのスプリングバックを矯正する例についてのみ説明したが、本発明のプレス装置は、これ以外のスプリングバック矯正にも同様に適用することが可能である。

本発明が上記していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当とされる特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。

１０ 下型（固定型）
１２ 上型（移動型）
２４ 先行ブロック
２６ 矯正部材
２８ テーパ部
３０ 接触部
３２ 凹部
３４ テーパ受け部
Ｗ 鋼板（板材）
Ｂ 曲げ加工部
Ｔ 曲げ加工方向先方端部

Claims (5)

1. 板材を支持する固定型に対して移動型を近接する方向に移動することで前記板材の曲げ加工を行うプレス装置において、
   前記移動型の前記近接する方向の先方部に突出、後退可能で且つ該突出方向に付勢されて配設され、前記移動型の前記近接する方向と逆方向への移動に伴って前記曲げ加工された板材の曲げ加工方向先方端部に接触可能な矯正部材
   を備え、
   前記移動型には、
   該移動型による前記板材の曲げ加工に先行して前記矯正部材を前記後退方向に押動する先行ブロックが設けられたことを特徴とするプレス装置。
2. 前記矯正部材には、
   前記移動型の前記近接する方向への移動に伴う前記板材の曲げ加工部との干渉を回避するための凹部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
3. 板材を支持する固定型に対して移動型を近接する方向に移動することで前記板材の曲げ加工を行うプレス装置において、
   前記移動型の前記近接する方向の先方部に突出、後退可能で且つ該突出方向に付勢されて配設され、前記移動型の前記近接する方向と逆方向への移動に伴って前記曲げ加工された板材の曲げ加工方向先方端部に接触可能な矯正部材
   を備え、
   前記矯正部材には、
   前記移動型の前記近接する方向への移動に伴う前記板材の曲げ加工部との干渉を回避するための凹部が形成されたことを特徴とするプレス装置。
4. 前記矯正部材には、
   前記曲げ加工された板材の曲げ加工方向先方端部が接触する接触部に連続して、
   前記近接する方向に対して傾斜し、前記突出方向への付勢によって前記板材の曲げ加工を促進するテーパ部が形成されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のプレス装置。
5. 前記固定型には、
   前記テーパ部に対向して、前記曲げ加工された板材の曲げ加工部を挟むテーパ受け部が形成されたことを特徴とする請求項４に記載のプレス装置。

Images