JP6898397B2 - プレス成形装置及びプレス成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、プレス成形装置及びプレス成形方法に関する。

特許文献１には、ブランク材の端部を挟持した状態でブランク材をプレス成形する装置が記載されている。

実開平３−７０８２０号公報

かかるプレス成形装置では、ダイとブランクホルダとが当接した段階でブランク材の端部の挟持が完了し、挟持完了後は、挟持する力は一定である。このように、ブランク材の端部を挟持する力が一定である場合には、製品の形状によっては、反り、皺、亀裂等が発生するおそれがある。

本発明は、前記した事項に鑑みて創案されたものであり、反り、皺、亀裂等の発生を抑制することが可能なプレス成形装置及びプレス成形方法を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するため、本発明のプレス成形装置は、互いに対向するように配置されており、ブランク材を挟持することによって当該ブランク材を成形する可動型及び固定型と、前記固定型の周囲に設けられて前記可動型と対向し、前記可動型と協働して前記ブランク材の端部を挟持可能な固定型クッションと、前記可動型の型面に形成された開口部に設けられており、前記可動型及び前記固定型の配置方向に移動可能な第一コマと、前記固定型クッションに設けられており、当該固定型クッションに対して独立して変位可能であるとともに前記第一コマを押圧可能な第二コマと、を備え、前記第一コマ及び前記第二コマが前記ブランク材の端部を挟持して移動可能な距離は、前記可動型及び前記固定型クッションが前記ブランク材の端部を挟持して移動可能な距離よりも短く、前記可動型及び前記第一コマが前記固定型クッション及び前記第二コマと協働して前記ブランク材の端部を挟持して移動した後に、前記ブランク材の端部が挟持された状態で、前記可動型が前記固定型と協働して前記ブランク材の中央部を挟持して成形するように構成されていることを特徴とする。

また、本発明のプレス成形方法は、前記可動型及び前記固定型クッションが前記ブランク材の端部を挟持するとともに前記第一コマ及び前記第二コマが前記ブランク材の端部を挟持した状態で、前記可動型、前記固定型クッション、前記第一コマ及び前記第二コマが前記固定型側へ移動するステップと、前記可動型及び前記固定型クッションが前記固定型側へ移動しつつ、前記第一コマ及び前記第二コマが前記可動型側へ相対的に変位するステップと、前記ブランク材の端部が挟持された状態で、前記可動型及び前記固定型が前記ブランク材の中央部を挟持することによって当該ブランク材の中央部を成形するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、ブランク材の端部を挟持する張力を成形中に増加させることによって、反り、皺、亀裂等の発生を抑制することができる。

本発明の実施形態に係るプレス成形装置を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るプレス成形装置の動作例を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態に係るプレス成形装置の動作例を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係るプレス成形装置の動作例を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係るプレス成形装置の動作例を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係るプレス成形装置の動作例を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係るプレス成形装置の動作例を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係るプレス成形装置の動作例を説明するための模式図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下の説明では、可動型が上に配置されるとともに固定型が下に配置されており、可動型の閉方向が下方となるケースを例にとっているが、プレス成形装置の各構成の位置、移動方向等についてはこれに限定されない。

＜プレス成形装置＞
図１に示すように、本発明の実施形態に係るプレス成形装置１は、プレス成形によってブランク材２を所望の形状に加工する装置である。プレス成形装置１は、可動型１０と、固定型２０と、固定型クッション３０と、第一コマ４１と、第二コマ４２と、可動型移動部５１と、第一コマ付勢部５２と、第二コマ変位規制部５３と、固定型クッション付勢部５４と、制御部６０と、を備える。かかるプレス成形装置１において、可動型１０の延長部１２、固定型クッション３０、第一コマ４１、第二コマ４２等は、ブランク材２において成形途中で張力を増加すべき位置に適宜設けられている。

＜可動型＞
可動型１０は、固定型２０及び固定型クッション３０と対向配置される、いわゆる上型である。可動型１０は、固定型２０と対向する可動型本体部１１と、固定型クッション３０と対向する延長部１２と、を一体的に備える。

可動型本体部１１における延長部１２側端部は、傾斜が大きい絞り成形部１１ａを構成する。

延長部（可動型クッションともいう）１２は、可動型本体部１１側から順に、凹凸部１２ａと、第一コマ４１が収容される収容部１２ｂと、を備える。

凹凸部１２ａは、ブランク材２の端部２ａを挟んで凹凸部３１の凹凸と嵌合するように形成された凸状又は凹状のビードである。かかるビードによる凹凸部１２ａは、可動型本体部１１及び延長部１２の配列方向に交差するように延設されている。

収容部１２ｂは、固定型クッション３０の反対側に窪む凹部であり、固定型クッション３０側に開口部１２ｃを有する。

＜固定型＞
固定型２０は、可動型１０の可動型本体部１１と対向配置される、いわゆる下型である。固定型２０は、可動型本体部１１と対向する固定型本体部２１を備える。固定型本体部２１において絞り成形部１１ａと対向する部位は、傾斜が大きい絞り成形部２１ａを構成する。

＜固定型クッション＞
固定型クッション３０は、固定型２０と同側において、延長部１２と対向配置される。固定型クッション３０は、固定型クッション付勢部５４によって延長部１２側へ付勢可能であるとともに、延長部１２から押されることによって、固定型クッション付勢部５４の付勢力に抗して、可動型１０とともに閉方向へ移動可能に構成されている（図１の両矢印参照）。固定型クッション３０は、凹凸部１２ａと対向する凹凸部３１と、収容部１２ｂと対向して第二コマ４２が収容される収容部３２と、を備える。

凹凸部３１の凹凸は、ブランク材２の端部２ａを挟んで凹凸部１２ａの凹凸と嵌合するように形成された凹状又は凸状のビードである。かかるビードによる凹凸部３１は、固定型本体部２１及び固定型クッション３０の配列方向に交差するように延設されている。

収容部３２は、延長部１２の反対側に窪む凹部であり、延長部１２側に開口部３３を有する。収容部３２の固定型本体部２１側端部は、収容部１２ｂの可動型本体部１１側端部よりも固定型本体部２１側端部から離間する方向に位置する。

＜第一コマ＞
第一コマ４１は、可動型１０（延長部１２）の型面に形成された開口部１２ｃに設けられており、可動型１０及び固定型２０の配置方向に移動可能である。第一コマ４１は、収容部１２ｂ内に、可動型１０の移動方向（上下方向）に移動可能に収容されている。第一コマ４１の先端面（下面）は、延長部１２の収容部１２ｂ周囲の面と面一となるように形成されている。第一コマ４１の軸方向寸法は、収容部１２ｂの軸方向寸法よりも小さい。

＜第二コマ＞
第二コマ４２は、固定型クッション３０に設けられており、固定型クッション３０に対して独立して変位可能であるとともに第一コマ４１を押圧可能である。第二コマ４２は、収容部３２内に、当該収容部３２から可動型１０側へ突出可能に収容されている。第二コマ４２の先端面（上面）は、固定型クッション３０の収容部３２周囲の面と面一となるように形成されている。第二コマ４２の軸方向寸法は、収容部３２の軸方向寸法と等しい。

＜可動型移動部＞
可動型移動部５１は、油圧モータ等によって構成されており、制御部６０からの制御信号に基づいて可動型１０を開閉方向に移動させる。

＜第一コマ付勢部＞
第一コマ付勢部５２は、ガススプリング、コイルスプリング等によって構成されており、収容部１２ｂの底面と第一コマ４１の上面との間に設けられて、第一コマ４１を第二コマ４２方向へ付勢する。

＜第二コマ変位規制部＞
第二コマ変位規制部５３は、第二コマ４２から延設されて収容部３２の底面に形成された貫通孔３４を介して固定型クッション３０から露出する軸部５３ａと、軸部５３ａの先端部（下端部）と当接可能な当接部５３ｂと、を備える。

＜固定型クッション付勢部＞
固定型クッション付勢部５４は、エアシリンダ、油圧シリンダ、サーボモータ等によって構成されており、制御部６０からの制御信号（例えば、サーボモータの場合にはＮＣ制御）に基づいて、クッションパッド５５ａ及び固定型２０を貫通するクッションピン５５ｂを介して、固定型クッション３０を可動型１０（延長部１２）側へ付勢する。なお、固定型クッション付勢部５４及びクッションパッド５５ａは、図３〜図８では記載を省略されている。

＜動作例＞
続いて、プレス成形装置１の動作例について、図２等を参照して説明する。

まず、ブランク材２が固定型２０の固定型本体部２１及び固定型クッション３０に載置された状態で、制御部６０が、可動型移動部５１及び第二コマ付勢部５４を制御する（ステップＳ１）。かかる制御により、第一コマ４１が第一コマ付勢部５２によって閉方向に付勢された状態で、可動型１０が閉方向に移動開始する（図１参照）。また、固定型クッション付勢部５４は、固定型クッション３０が初期位置（図１参照）に配置された状態で、当該固定型クッション３０を延長部１２側へ付勢可能な状態となる。

続いて、延長部１２の凹凸部１２ａ及び固定型クッション３０の凹凸部３１がブランク材２の端部２ａを挟持する（ステップＳ２）。ここで、第一コマ付勢部５２及び固定型クッション付勢部５４の付勢力によって、第一コマ４１及び第二コマ４２がブランク材２の端部２ａを挟持する。

続いて、かかる状態で可動型１０、第一コマ４１、固定型クッション３０及び第二コマ４２が固定型クッション付勢部５４の付勢力に抗して閉方向（下方）へ移動することによって、ブランク材２の端部近傍２ｂの加工が開始される（ステップＳ３、図３、図４及び図５参照）。

続いて、第二コマ変位規制部５３における軸部５３ａの先端部が、当接部５３ｂと当接する（ステップＳ４、図６参照）。これにより、第一コマ４１及び第二コマ４２は、変位が規制され、これ以上閉方向へ移動することができなくなる。

続いて、可動型１０及び固定型クッション３０がさらに閉方向へ移動し、第一コマ４１及び第二コマ４２は、ブランク材２の端部２ａを挟持した状態でその場に留まる。換言すると、第一コマ４１及び第二コマ４２は、可動型１０及び固定型クッション３０に対して、可動型１０側へ相対的に変位し、ブランク材２の端部２ａを持ち上げた状態となる（ステップＳ５、図７参照）。ここで、第二コマ４２の先端部は、収容部３２から突出して収容部１２ｂに進入する。また、ブランク材２の端部２ａは、第二コマ４２の外周面と収容部１２ｂの内周面とに沿って屈曲される。すなわち、収容部１２ｂの幅方向寸法は、第二コマ４２の幅方向寸法とブランク材２の端部２ａの厚みとの合計以上に設定されている。かかる状態では、ブランク材２の端部２ａに作用する張力は、凹凸部１２ａ，３１による挟持による力に対して、第二コマ４２の外周面と収容部１２ｂの内周面による挟持による力が加わるため、ブランク材２の端部２ａが屈曲する前よりも大きくなる。

続いて、可動型１０及び固定型クッション３０がさらに閉方向へ移動し、可動型本体部１１及び固定型本体部２１は、ブランク材２の中央部２ｃを所望の形状に加工する（ステップＳ６、図８参照）。ここで、ブランク材２の端部近傍２ｂは、絞り成形部１１ａ，２１ａによって挟持され、中央部２ｃよりも深く絞った状態に加工される。

ここで、第一コマ４１及び第二コマ４２がブランク材２の端部２ａを挟持して移動可能な距離Ｌ_１は、可動型１０（延長部１２）及び固定型クッション３０がブランク材２の端部２ａを挟持して移動可能な距離Ｌ_２よりも短い。換言すると、ブランク材２の端部２ａを挟持した可動型１０及び固定型クッション３０の閉方向への移動の途中で、ブランク材２の端部２ａを挟持した第一コマ４１及び第二コマ４２は、閉方向への移動が規制され、固定型２０に対して停止する。かかる第一コマ４１及び第二コマ４２は、可動型１０（延長部１２）及び固定型クッション３０に対して相対的にみて可動型１０側へ変位するともいえる。かかる距離Ｌ_１，Ｌ_２の大きさの関係は、ブランク材２の加工形状等に応じて、ブランク材２への反り、皺、亀裂等の発生を抑制可能な値に適宜設定可能である。また、収容部１２ｂの軸方向寸法と第一コマ４１及び第一コマ付勢部５２の軸方向寸法の合計との差は、距離Ｌ_２と距離Ｌ_１との差以上の大きさに設定されている。

その後、所望形状に加工されたブランク材２は、端部２ａがカットされることによって製品形状になる。

本発明の実施形態に係るプレス成形装置１は、互いに対向するように配置されており、ブランク材２を挟持することによって当該ブランク材２を成形する可動型１０及び固定型２０と、前記固定型２０の周囲に設けられて前記可動型１０と対向し、前記可動型１０と協働して前記ブランク材２の端部２ａを挟持可能な固定型クッション３０と、前記可動型１０の型面に形成された開口部１２ｃに設けられており、前記可動型１０及び前記固定型２０の配置方向に移動可能な第一コマ４１と、前記固定型クッション３０に設けられており、当該固定型クッション３０に対して独立して変位可能であるとともに前記第一コマ４１を押圧可能な第二コマ４２と、を備え、前記第一コマ４１及び前記第二コマ４２が前記ブランク材２の端部２ａを挟持して移動可能な距離Ｌ_１は、前記可動型１０及び前記固定型クッション３０が前記ブランク材２の端部２ａを挟持して移動可能な距離Ｌ_２よりも短いことを特徴とする。
したがって、プレス成形装置１は、ブランク材２の端部２ａを挟持する張力を成形中に増加させることによって、反り、皺、亀裂等の発生を抑制することができる。

また、プレス成形装置１は、前記可動型１０及び前記固定型クッション３０が前記ブランク材２の端部２ａを挟持するとともに前記第一コマ４１及び前記第二コマ４２が前記ブランク材２の端部２ａを挟持した状態で、前記第一コマ４１及び前記第二コマ４２が前記可動型１０側へ前記可動型１０及び前記固定型クッション３０に対して相対的に変位しつつ、前記可動型１０及び前記固定型２０が前記ブランク材２を挟持することによって当該ブランク材２を成形することを特徴とする。
したがって、プレス成形装置１は、ブランク材２の端部２ａを挟持する張力を成形中に増加させることによって、反り、皺、亀裂等の発生を抑制することができる。

また、本発明の実施形態に係るプレス成形方法は、前記プレス成形装置１によるプレス成形方法であって、前記可動型１０及び前記固定型クッション３０が前記ブランク材２の端部２ａを挟持するとともに前記第一コマ４１及び前記第二コマ４２が前記ブランク材２の端部２ａを挟持した状態で、前記可動型１０、前記固定型クッション３０、前記第一コマ４１及び前記第二コマ４２が前記固定型２０側へ移動するステップと、前記可動型１０及び前記固定型クッション３０が前記固定型２０側へ移動しつつ、前記第一コマ４１及び前記第二コマ４２が前記可動型１０側へ相対的に変位するステップと、を含むことを特徴とする。
したがって、プレス成形方法は、ブランク材２の端部２ａを挟持する張力を成形中に増加させることによって、反り、皺、亀裂等の発生を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変形可能である。例えば、可動型１０及び固定型２０の配置関係は、前記した上下に限定されない。

１ プレス成形装置
２ ブランク材
２ａ 端部
２ｂ 端部近傍
２ｃ 中央部
１０ 可動型
１１ 可動型本体部
１１ａ 絞り成形部
１２ 延長部
１２ａ 凹凸部
１２ｂ 収容部
２０ 固定型
２１ 固定型本体部
３０ 固定型クッション
３１ 凹凸部
３２ 収容部
４１ 第一コマ
４２ 第二コマ
５１ 可動型移動部
５２ 第一コマ付勢部
５３ 第二コマ変位規制部
５４ 固定型クッション付勢部
６０ 制御部

Claims (4)

1. 互いに対向するように配置されており、ブランク材を挟持することによって当該ブランク材を成形する可動型及び固定型と、
   前記固定型の周囲に設けられて前記可動型と対向し、前記可動型と協働して前記ブランク材の端部を挟持可能な固定型クッションと、
   前記可動型の型面に形成された開口部に設けられており、前記可動型及び前記固定型の配置方向に移動可能な第一コマと、
   前記固定型クッションに設けられており、当該固定型クッションに対して独立して変位可能であるとともに前記第一コマを押圧可能な第二コマと、
   を備え、
   前記第一コマ及び前記第二コマが前記ブランク材の端部を挟持して移動可能な距離は、前記可動型及び前記固定型クッションが前記ブランク材の端部を挟持して移動可能な距離よりも短く、
   前記可動型及び前記第一コマが前記固定型クッション及び前記第二コマと協働して前記ブランク材の端部を挟持して移動した後に、前記ブランク材の端部が挟持された状態で、前記可動型が前記固定型と協働して前記ブランク材の中央部を挟持して成形するように構成されている
   ことを特徴とするプレス成形装置。
2. 前記可動型は、前記固定型と対向する可動型本体部と、前記固定型クッションと対向するとともに、前記開口部が形成されて当該開口部に前記第一コマが設けられる延長部と、を一体的に備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形装置。
3. 前記可動型及び前記固定型クッションが前記ブランク材の端部を挟持するとともに前記第一コマ及び前記第二コマが前記ブランク材の端部を挟持した状態で、前記第一コマ及び前記第二コマが前記可動型側へ前記可動型及び前記固定型クッションに対して相対的に変位しつつ、前記可動型及び前記固定型が前記ブランク材を挟持することによって当該ブランク材を成形する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレス成形装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載のプレス成形装置によるプレス成形方法であって、
   前記可動型及び前記固定型クッションが前記ブランク材の端部を挟持するとともに前記第一コマ及び前記第二コマが前記ブランク材の端部を挟持した状態で、前記可動型、前記固定型クッション、前記第一コマ及び前記第二コマが前記固定型側へ移動するステップと、
   前記可動型及び前記固定型クッションが前記固定型側へ移動しつつ、前記第一コマ及び前記第二コマが前記可動型側へ相対的に変位するステップと、
   前記ブランク材の端部が挟持された状態で、前記可動型及び前記固定型が前記ブランク材の中央部を挟持することによって当該ブランク材の中央部を成形するステップと、
   を含むことを特徴とするプレス成形方法。

Images