JP7042119B2

JP7042119B2 - プレス装置

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Publication number: JP7042119B2
Application number: JP2018044408A
Authority: JP
Inventors: 秀剛廣澤; 祐介厚坊; 勇介松葉
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2022-03-25
Anticipated expiration: 2038-03-12
Also published as: JP2019155408A

Description

本発明は、鋼板などの成型材料のプレス加工を行うためのプレス装置に関する。

従来、鋼板材料のプレス加工を行うためのプレス装置が提供されている。プレス装置は、曲げ加工や絞り加工、あるいはせん断加工など、成型しようとする部品の形状や成型材料の材質、大きさ等を考慮して様々な技術が提供されている。

プレス加工では、上型と下型との位置合わせ（芯出し）や、上型と下型との間の隙間として形成されるクリアランスを管理することが非常に重要である。上型と下型との間のクリアランスが適正に管理されていない場合、上下型が接触する、あるいは成型精度が低下する等の問題が生じる。このようなプレス装置における課題のひとつを解決する技術として、下記特許文献１には、上型と下型との芯出しを容易に行うことができるプレス装置が開示されている。

特開２００９－１６６０５３号公報

プレス加工のうち、曲げ加工やせん断加工を行う場合には、曲げ加工やせん断加工を行うための一対の刃部が用いられる。一般的には、一対の刃部は、上型に設けられる刃部（上型側刃部）と、下型に設けられる刃部（下型側刃部）と、上型及び下型のそれぞれに設けられる。また、これらの一対の刃部の間に形成されるクリアランスの間に成型材料を挟持して、曲げ加工やせん断加工が行われる。上型と下型との位置ズレが生じ、クリアランスが適正に維持されていない場合、成型精度が保てない。そのため、曲げ加工やせん断加工では、上型側の刃部と下型側の刃部との間に形成されるクリアランスの大きさを管理することは特に重要となる。

その一方で、一対の刃部のクリアランスは、金型が閉じている状態での上型側刃部と下型側刃部との隙間の距離であるため、直接測定することが困難である。そのため、クリアランスの調整では、刃部を取り付けた状態でプレス加工を実施し、当該加工で得られた結果を元に作業者の勘やコツで調整するといったトライアンドエラーを繰り返す必要がある。その結果、クリアランスの調整を行うために、多大な工数を要していた。

また、従来のプレス装置は、刃部の公差及び他の部材の公差の積み上げにより生じる積み上げ公差が、上型側及び下型側のそれぞれに発生し、上型及び下型が閉じた状態で形成される一対の刃部のクリアランスの寸法を当初のクリアランスの寸法に設定することが困難であった。

このように、従来刃部のクリアランスを適正に調整することは非常に難しく、クリアランス調整のために多大な時間やコストを要していた。

そこで本発明は、一対の刃部の間に形成されるクリアランスを、容易に調整することができるプレス装置の提供を目的とした。

上述の課題を解決すべく提供される本発明のプレス装置は、ワークの曲げ加工、あるいはせん断加工を行う一対の刃部を備えるプレス装置であって、上型及び下型を近接させた状態において、前記一対の刃部の間にはクリアランスが形成されるものであり、前記一対の刃部の少なくとも一方を当接させることにより前記クリアランスが適正な状態となるように刃部の位置を再現可能な位置規定部と、前記一対の刃部の少なくとも一方を、前記位置規定部に当接する位置まで移動させて位置決め可能な調整機構とを有することを特徴とするものである。

本発明のプレス装置によれば、位置規定部に一対の刃部の少なくとも一方を当接させて、一対の刃部の間に形成されるクリアランスの調整を行うことができる。また、本発明のプレス装置は、刃部を位置規定部に当接させる作業により、容易に適切なクリアランスを確保することができる。これにより、本発明のプレス装置は、クリアランスの調整に要する作業工数を抑制することができる。

また、本発明のプレス装置は、前記位置規定部が、前記一対の刃部のうちの一方に設けられ、前記調整機構が、前記一対の刃部を近接させて前記クリアランスが形成された状態で、前記一対の刃部のうちの他方を前記位置規定部に当接させた位置に移動可能であることが望ましい。

上述の構成によれば、一対の刃部を相互に近接させ、曲げ位置又はせん断位置を超えてオーバーストロークさせた位置（オーバーストローク位置）で刃部の位置を調整し、クリアランスの調整を行うことができる。また、本発明のプレス装置は、一方の刃部に位置規定部を設け、他方の刃部を位置規定部に当接させる作業により、容易に適切なクリアランスを確保することができる。その結果、本発明のプレス装置は、クリアランスの調整を行う位置まで刃部を変位させるための機構等、特別な付帯設備を要さず、クリアランスの調整を行うことができる。

本発明のプレス装置は、前記調整機構が、上型と下型とを離間させた状態で、前記一対の刃部のうちの少なくとも一方の位置を調整可能であることが望ましい。

上述の構成によれば、上型及び下型を離間させた状態でクリアランスを調整する作業を行うことができる。その結果、本発明のプレス装置は、クリアランス調整に要する工数を抑制することができる。

上述の上型側及び下型側の積み上げ公差についての問題を解決するため、本発明のプレス装置は、前記一対の刃部の双方が、下型又は上型に設けられていることが望ましい。

上述の構成によれば、積み上げ公差を小さくすることができる。その結果、本発明のプレス装置は、考慮を要する積み上げ公差を減少させて、クリアランスの調整を行うことができる。

本発明によれば、一対の刃部の間に形成されるクリアランスの管理を容易とし、かつ、精度良くクリアランス管理を行うことができるプレス装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るプレス装置を示す模式図である。本発明のプレス装置の加工対象とされたワークを示す平面図である。図１のプレス装置の第二曲刃部の変位範囲を示す模式図である。図１のプレス装置により曲げ加工を行う場合を示す模式図である。図１のプレス装置のクリアランスの調整を行う場合において、第二曲刃部の位置調整を行う一連の動作を示す模式図である。

以下、本発明のプレス装置１０について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明のプレス装置１０を示す模式図である。

プレス装置１０は、板状の金属材料である鋼板などのワークＷ（成型材料）のプレス加工を行うためのものである。プレス装置１０は、平面視において略矩形の形状とされたワークＷ（図２（ａ）参照）をプレス加工して、自動車のドアパネル等の成型部品Ｂとして成型可能とされている。

図２に示すとおり、成型部品Ｂは、一連のプレス加工により成形される。より具体的には、成型部品Ｂは、先ず略矩形の平面形状とされたワークＷ（成型材料）を所定の形状となるように絞り加工が行われ（図２（ａ）参照）、次いでワークＷが切断されて不要な部分が分離される抜き加工が行われる（図２（ｂ）参照）。その後、ワークＷは、縁部に曲げ加工が行われ、縁部が断面視においれ略Ｌ字状の形状に加工される（図２（ｃ）参照）。

本実施形態のプレス装置１０は、図２（ｃ）に示すようなワークＷの縁部に略Ｌ字状の曲げ加工を行うものに用いられる。なお、本発明のプレス装置は、Ｌ字状の曲げ加工（Ｌ字曲げ）のほか、Ｕ字状の曲げ加工（Ｕ字曲げ）、あるいはＶ字状の曲げ加工（Ｖ字曲げ）等、他の形状の曲げ加工を行う場合にも好適に採用することができる。また、本発明のプレス装置は、抜き加工等のせん断加工を行う場合にも適用することができる。

図１に示すとおり、プレス装置１０は、ボルスタ１４、スライダ１６、シリンダ１８、一対の挟持型として設けられる上型２０及び下型３０、ガイドポスト４０、ガイドブッシュ４２、一対の曲刃部５０（一対の刃部）、ガイド軸８０、曲刃取付ブロック５６、位置規定部７２、及び調整機構７０を有している。

シリンダ１８（押圧装置）は、スライダ１６をボルスタ１４に近接あるいは離間する第一方向Ｘ（上下方向）に押圧して変位させるために設けられている。ボルスタ１４には、下型３０が取り付けられる。また、スライダ１６には上型２０が取り付けられる。プレス装置１０は、シリンダ１８によりスライダ１６をボルスタ１４に向かう方向にストロークさせ、下型３０に対して上型２０を押し付けるように近接させる。プレス装置１０には、上型２０と下型３０との間にワークＷが配置されて挟持可能とされている。

図１に示すとおり、上型２０及び下型３０は、プレス装置１０においてワークＷを挟持する一対の挟持型を構成する。プレス装置１０は、上型２０及び下型３０によりワークＷを挟持しつつ、後述する一対の曲刃部５０をワークＷに接触させて曲げ加工を行うことができる。また、図１に示すとおり、下型３０は、プレス装置１０において下方に配置され、上型２０は上方に配置されている。

図１に示すとおり、上型２０は、上型プレート２２、押さえパッド２４、及び押圧ブロック２６を有している。押さえパッド２４は、後述する第一曲刃部５２に対してワークＷを押し付けて、曲げ加工を行う際のワークＷの押さえ部材として設けられている。また、押圧ブロック２６は、後述する曲刃取付ブロック５６（第二曲刃部５４）を下方に押し下げるために設けられている。

図１に示すとおり、下型３０は、下型プレート３２を備えている。下型プレート３２は、ワークＷの加工を行うための種々の刃部等を取り付けるためのセット台として設けられている。また、下型３０には、一対の曲刃部５０（一対の刃部）が設けられている。

ガイドポスト４０及びガイドブッシュ４２は、上型２０の下型３０に向けた昇降動作をガイドするために設けられている。ガイドポスト４０は、軸体とされた部材であり、下型プレート３２に取り付けられている。ガイドブッシュ４２は、円筒状の部材とされ、上型２０に取り付けられている。プレス装置１０は、ガイドポスト４０にガイドブッシュ４２を挿通させつつ上型２０を昇降させることにより、上型２０の昇降動作を第一方向Ｘに沿うようにガイドする。

一対の曲刃部５０（一対の刃部）は、ワークＷと接触してワークＷの曲げ加工を行うために設けられている。一対の曲刃部５０（一対の刃部）は、第一曲刃部５２（刃部）、及び第二曲刃部５４（刃部）により構成される。

図１及び図３に示すとおり、第一曲刃部５２は、ブロック状の部材により構成される。第一曲刃部５２は、ピンやボルト等の取付部材により下型プレート３２に対して位置決めされて取り付けられている。第一曲刃部５２は、略Ｌ字状の接触面５２ａを有する。プレス装置１０は、接触面５２ａに沿うようにワークＷを変形させて、ワークＷをＬ字状の曲げ加工を行うことができる。

図１及び図３に示すとおり、ガイド軸８０は、第一曲刃部５２から第一方向Ｘ（上下方向）に延びる軸体である。曲刃取付ブロック５６は、第二曲刃部５４を取り付けるために設けられている。曲刃取付ブロック５６は、ガイド軸８０に沿って第一方向Ｘに移動可能とされている。

第二曲刃部５４は、ワークＷと接触してワークＷの端部を変形させる曲刃として設けられている。第二曲刃部５４は、曲刃取付ブロック５６に取り付けられ、曲刃取付ブロック５６の変位に伴い移動する。別の言い方をすれば、第二曲刃部５４は、ガイド軸８０を介して第一曲刃部５２に取り付けられている。また、曲刃取付ブロック５６は、後述するスプリング６０により付勢された状態でガイド軸８０に保持され、ガイド軸８０において上方側の保持位置Ｐ１に保持された状態とされる。

スプリング６０（保持部）は、第一曲刃部５２と第二曲刃部５４との相対位置を第一方向Ｘに離間するように保持するために設けられている。図４に示すとおり、スプリング６０は、ガイド軸８０の一部を取り囲むようにしてガイド軸８０に取り付けられている。

図３に示すとおり、スプリング６０は、第二曲刃部５４と第一曲刃部５２とに挟まれるように配置されている。そのため、第二曲刃部５４は、スプリング６０の付勢力により下方から上方に向けて付勢された状態で、保持位置Ｐ１に保持されている。言い方を変えれば、第二曲刃部５４は、第一曲刃部５２から所定の距離を離間するように保持された状態となる。このように、スプリング６０は、その付勢力により、一対の曲刃部５０を離間するように配置させ、下型３０に設けられた第一曲刃部５２及び第二曲刃部５４との間に、ワークＷを配置可能とするワーク配置領域Ｒを形成可能としている。

また、曲刃取付ブロック５６が上方から下方に向けて押圧されると、曲刃取付ブロック５６はスプリング６０の付勢力に逆らって保持位置Ｐ１から下型プレート３２に向けて下降する。第二曲刃部５４は、曲刃取付ブロック５６が上型２０の押圧ブロック２６により下方に押圧されて変位するのに伴って、保持位置Ｐ１から通常ストローク位置Ｐ２まで変位する。また、第二曲刃部５４は、スプリング６０をガイド軸８０から取り外した状態では、通常ストローク位置Ｐ２よりもさらに下方のオーバーストローク位置Ｐ３まで変位可能とされている。第二曲刃部５４が通常ストローク位置Ｐ２まで下降すると、第一曲刃部５２と第二曲刃部５４との間には、クリアランスＣが形成される。

図４に示すとおり、プレス装置１０は、一対の曲刃部５０を下型３０に取り付けた状態で、ワークＷの曲げ加工を行うことができる。具体的には、図４（ａ）に示すとおり、プレス装置１０は、第一曲刃部５２をスプリング６０の付勢力により保持位置Ｐ１に保持させた状態で、ワークＷをワーク配置領域Ｒに配置させ、ワークを第一曲刃部５２に積置させる。

次いで、図４（ｂ）に示すとおり、プレス装置１０は、上型２０（図４では図示を省略）を下降させる。この際、第二曲刃部５４は、上型２０の押圧ブロック２６（図４では図示を省略）に押圧されて、スプリング６０の付勢力に逆らいつつ下方に変位する。また、第二曲刃部５４は、通常ストローク位置Ｐ２まで変位する過程において、ワークＷに接触する。第二曲刃部５４は、ワークＷと接触しつつ第一曲刃部５２の接触面５２ａに沿うようにワークＷを変形させる。このように、プレス装置１０は、第一曲刃部５２及び第二曲刃部５４を曲刃として機能させ、ワークＷの曲げ加工を行うことができる。また、第二曲刃部５４は、ガイド軸８０にガイドされつつ変位する。そのため、プレス装置１０は、第二曲刃部５４を第一方向Ｘに沿うように精度良く変位させることができる。

続いて、位置規定部７２及び調整機構７０について説明する。調整機構７０は、第一曲刃部５２と第二曲刃部５４との相対位置を調整するために設けられている。より具体的には、調整機構７０は、第一方向Ｘと交差する方向（略水平方向）等において、第一曲刃部５２と第二曲刃部５４の相対位置を調整可能とされている。本実施形態の調整機構７０は、曲刃取付ブロック５６に対する第二曲刃部５４の位置を調整することにより、第二曲刃部５４の相対位置を変位させて、第二曲刃部５４と第一曲刃部５２との相対位置を調整可能とされている。

位置規定部７２は、クリアランスＣの適正な状態を再現するために設けられている。より具体的には、位置規定部７２は、第一曲刃部５２と第二曲刃部５４との間の隙間として形成されるクリアランスＣの調整を行うにあたり、クリアランスＣの隙間距離を適切に確保するために設けられている。位置規定部７２は、クリアランスＣの適切な寸法に相当する厚みを備えている。そのため、位置規定部７２に対して第二曲刃部５４が接触した状態では、クリアランスＣが適切な寸法に位置決めされる。

図５（ａ）に示すとおり、本実施形態の位置規定部７２は、第一曲刃部５２に対して設けられている。位置規定部７２は、第一曲刃部５２の刃面５２ｂと、第二曲刃部５４の刃面５４ａとの離間距離（クリアランスＣの寸法）を、適切な距離となるよう位置決め可能とされている。より具体的には、位置規定部７２は、第二曲刃部５４と向かい合う面である基準面７２ａに対して第一曲刃部５２の刃面５２ｂを当接させた状態において、クリアランスＣが適切な寸法となるように第二曲刃部５４を位置決め可能とされている。言い換えれば、プレス装置１０は、第二曲刃部５４を位置規定部７２に対して当接させることで、クリアランスＣを適切な寸法とすることができる。

調整機構７０は、第二曲刃部５４を位置規定部７２に対して当接させた位置に移動させて、第二曲刃部５４を位置決めするために設けられている。本実施形態では、調整機構７０は、位置決めされた第二曲刃部５４を固定するためのボルトとして設けられている。第二曲刃部５４は、調整機構７０（ボルト）を締結して曲刃取付ブロック５６に取り付けられた状態から、調整機構７０（ボルト）の締結を緩めることにより、曲刃取付ブロック５６に対する位置を調整可能とされている。また、第二曲刃部５４は、調整機構７０を再び締結させることにより、曲刃取付ブロック５６に対して調整された位置において位置決めされる。これにより、プレス装置１０は、第二曲刃部５４を第一曲刃部５２に近接させるように、あるいは離間させるように位置の調整を行い、第二曲刃部５４の刃面５４ａと第一曲刃部５２の刃面５２ｂとの間のクリアランスＣの寸法の調整を行うことができる。

続いて、クリアランスＣの調整を行う場合について説明する。

図５（ａ）に示すとおり、クリアランスＣの調整を行う場合は、上型２０を下型３０から離間させて、ガイド軸８０からスプリング６０を取り外す。

次に、図５（ｂ）に示すとおり、第二曲刃部５４を自重でオーバーストローク位置Ｐ３（第二曲刃部５４と位置規定部７２とが接触可能となる位置）までオーバーストロークさせる。続いて、曲刃取付ブロック５６と第二曲刃部５４とを連結している調整機構７０（ボルト）を緩めて、位置規定部７２の基準面７２ａに第二曲刃部５４の刃面５４ａを当接させるように第二曲刃部５４の位置を調整する。

図５（ｃ）に示すとおり、第二曲刃部５４の刃面５４ａと位置規定部７２の基準面７２ａとが接触する位置に第二曲刃部５４を位置決めし、再び調整機構７０（ボルト）を締結する。この状態において、クリアランスＣが適切な寸法となるように第二曲刃部５４が位置決めされる。

上記の一連の調整作業により、クリアランスＣが適正な寸法に調整される。

このように、プレス装置１０は、クリアランスＣの調整を要する場合に、容易にクリアランスＣの調整を行うことができる。そのため、プレス装置１０は、繰り返しワークＷの加工が行われて一対の曲刃部５０の摩耗等により、クリアランスＣの再調整が必要となった場合、あるいは初期設定としてクリアランスＣの調整を行う場合などに、容易にクリアランスＣの調整を行い、かつ適切なクリアランスＣを迅速に確保することができる。その結果、プレス装置１０は、短期間、低コストでクリアランスの調整を行うことができる。

以上、本発明の実施形態に係るプレス装置１０について説明したが、本発明のプレス装置は上述の実施形態に限定されない。

例えば、上述の実施形態に係るプレス装置１０の一対の曲刃部５０（一対の刃部）は、曲げ加工を行うものとした例を示したが、本発明のプレス装置はこれに限定されない。例えば、本発明のプレス装置の一対の刃部は、抜き加工等のせん断加工を行うパンチ（刃部）及びダイ（刃部）にも適用することができる。

また、上述の実施形態に係るプレス装置１０の保持部は、スプリング６０を採用した例を示したが、本発明のプレス装置の保持部はこれに限定されない。例えば、本発明のプレス装置の保持部は、板ばね等の他のばね部材であってもよいし、シリンダを用いてもよい。

また、上述の実施形態に係るプレス装置１０では、ガイド軸８０を介して第二曲刃部５４を第一曲刃部５２に取り付けた例を示したが、本発明のプレス装置はこれに限定されない。

さらに、上述の実施形態に係るプレス装置１０では、ブロック状の曲刃とされた第二曲刃部５４がワークＷと接触してワークＷを曲げ変形させる曲刃として機能させる例を示したが、本発明のプレス装置はこれに限定されない。例えば、本発明のプレス装置は、一対の刃部のうちの一方をローラとし、当該ローラを曲刃として機能させるものとしてもよい。

さらに、上述の実施形態に係るプレス装置１０では、押さえパッド２４を上型２０に設けた例を示したが、本発明のプレス装置はこれに限定されない。例えば、本発明のプレス装置は、押さえパッドを下型に設けたものであってもよい。

さらに、上述の実施形態では、曲刃取付ブロック５６と第二曲刃部５４とを、調整機構７０（ボルト）により上下方向に締結する例を示したが、本発明のプレス装置はこれに限定されない。例えば、本発明のプレス装置は、曲刃取付ブロックと第二曲刃部とが、ボルト等の調整機構により水平方向に締結されるものであってもよい。さらに、曲刃取付ブロックに対する第二曲刃部の移動量の調整は、移動調整用のねじを設ける、あるいはシムを用いて移動量を調整する等、種々選択可能である。

さらに、上述の実施形態では、プレス装置１０によりＬ字曲げ等の曲げ加工を行うものとした例を示したが、本発明のプレス装置はこれに限定されない。例えば、本発明のプレス装置は、ワークのせん断加工を行うものとしても好適に採用することができる。

本発明のプレス装置は、曲げ加工、せん断加工を行うプレス装置として、好適に採用することができる。

１０プレス装置
２０上型
３０下型
５０一対の曲刃部（一対の刃部）
５２第一曲刃部（刃部、曲刃部）
５４第二曲刃部（刃部、曲刃部）
７０調整機構
７２位置規定部
Ｃクリアランス

Claims

ワークの曲げ加工、あるいはせん断加工を行う一対の刃部を備えるプレス装置であって、
上型及び下型を近接させた状態において、前記一対の刃部の間にクリアランスが形成されるものであり、
前記一対の刃部の少なくとも一方を当接させることにより前記クリアランスが適正な状態となるように刃部の位置を再現可能な位置規定部と、
前記一対の刃部の少なくとも一方を、前記位置規定部に当接する位置まで移動させて位置決め可能な調整機構とを有し、
前記位置規定部が、前記一対の刃部のうちの一方に設けられ、
前記調整機構が、前記一対の刃部を近接させ、曲げ位置又はせん断位置を超えてオーバーストロークさせたオーバーストローク位置において、前記一対の刃部のうちの他方を前記位置規定部に当接する位置まで移動させ、前記一対の刃部の相対位置を調整した状態で位置決めすることにより前記クリアランスを調整できるものであることを特徴とするプレス装置。