JPH02192827A - 流体圧成形加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、流体圧成形加工装置に係り、薄板等のブラン
ク材を絞り加工して、自動車部品、電気機器部品、航空
機部品等を得るのに利用される。

（従来の技術） 薄板等のブランク材を絞り加工する技術として第５図に
示す流体圧成形加工装置がある。

すなわち、第５図において、１はプレスボトム部、２は
インナスライド、３はブランクホルダ、４はバンチ、５
はしわ押え盤、６はチャンバ、７はピストン、８はシリ
ンダ、９はダイス、１０はブランク材、１１は流体圧室
、１２は支持弾性機構、１３は流体通路を示しており、 この第５図に示す装置は、プレス上部に設置された駆動
機構（図示せず）により、まずブランクホルダ３を下降
し、しわ押え盤５とダイス９の間でブランク材１０の外
周を挟む。続いてインナスライド２を下降し、ブランク
材１０をチャンバ６内の流体圧室１１の中に押し込み、
流体圧室１１の圧力Ｐによってブランク材１０をバンチ
４の外形形状にそわせて所定の形状の成形品を得る。

バンチ４を流体圧室１１に押し込むことにより、流体圧
室工１内の流体を、バンチ４の押し込まれた分の体積分
だけ逃がしてやる必要があるが、本装置は、シリンダ８
が上昇することにより、概略シリンダ面積Ａｃとパンチ
面積和の差とシリンダ８の上昇量によって吸収される。

実際には、流体圧室１１に押し込まれる部分は、バンチ
４だけではなくブランク材１０の板厚が加わるが、本成
形対象品が一般に薄板であることから、上記説明ではこ
れを無視している。

ここで、流体圧室１１内圧力Ｐは、しわ押え盤５、ダイ
ス９を介してシリンダ８を押えるシリンダホルダ３の力
Ｐ、で得られる。流体圧室内圧力Ｐと、パンチ面積Ａｐ
、シリンダ面積胱、インナスライド力ｐｐ、ブランクホ
ルダ力Ｐ、ｌの関係は概略以下の通りとなる。なお、本
来、ブランク材１０の板厚や、その変形抵抗も関係する
が、それらの影響が小さいことや考え方を簡単にするた
め、それらを無視する。

（発明が解決しようとする課題） 第５図に示した従来の技術では、成形品の投影面積、す
なわち、概略パンチ面積和が、シリンダ面積胱に対して
小さくなって行くと同じ流体圧室内圧力Ｐを出すために
は、大きなブランクホルダ力Ｐ８が必要となる。また、
逆に、バンチ面積Ａｐがシリンダ面積Ａｃに近くなると
、小さなブランクホルダ力Ｐ、で所定の流体圧室内圧力
Ｐが出せるようになるかしわ押え力が不足し、ブランク
材１０にしわが発生する。

以上に加えて、成形品すなわち、パンチ面積＾ｐがシリ
ンダ面積胱より小さくなればなる程、ダイス９の流体圧
室１１部へのオーバハング量が多くなり、その部分に流
体圧室内圧力Ｐを受けることから、強度および剛性上問
題となる。

また、流体通路１３は流体圧室１１内への流体の供給、
排出や該室１１の圧力検出用であり、成形に際して流体
圧室１１内の圧力を絞り弁等の圧力調整装置で調節しな
ければならず、これでは、流体圧室１１内の流体を絞り
弁を介して圧出する際、莫大なエネルギー損失を伴うし
、更に、流体の再供給、すなわち、次の成形加工が始ま
る前に、流体圧室１１へ流体を供給しなければならず、
これは時間的ロスを意味し、作業速度（加工生産のサイ
クルタイム）の制約を伴う問題がある。

また、圧力調整装置は液体の汚れに弱く、それ故、被加
工材（ブランク材）から生じる可能性のあるパリとかそ
の他の汚染物による影響を受は易く、これは加工運転の
混乱を招く等の問題がある。

本発明は上述した諸々の問題を解消するとともに、併せ
てチャンバの高さを低くし、プレスの高さそのものを削
減してコストダウンを図ること等を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ダイス２６側が開口された流体圧室２５を有
するチャンバ２２と、前記ダイス２６側より流体圧室２
５内に進入可能として前記チャンバ２２に対向して配置
されたバンチ３１と、該バンチ３１と独立して駆動され
前記チャンバ２２に対向して配置されかつチャンバ２２
を押圧可能としたしわ押え盤２８と、を備えてなり、前
記流体圧室２５のダイス２６側を閉塞しておかれたブラ
ンク材２９を、バンチ３１の流体圧室２５内への進入を
介して流体圧力で絞り成形するものにおいて、前述した
目的を達成するために、次の技術的手段を講じている。

すなわち、本発明は、前記チャンバ２２の左右対称位置
に流体圧駆動体３２を設け、該流体圧駆動体３２の作動
に応動して前記チャンバ２２を前記しわ押え盤２８の押
付は力に抗して上昇する持上げ手段４０を設け、更に、
前記流体圧室２５内へのパンチ３１の進入により該流体
圧室２５から排出される流体圧を前記流体圧駆動体３２
に付与する通路手段４１を、流体圧室２５と流体圧駆動
体３２とを互いに連通させて設けたことを特徴とするも
のである。

更に、本発明は、流体圧駆動体３２が伸縮形シリンダと
されてチャンバ２２の左右対称位置にそれぞれ複数配置
されており、左右対称位置において流体圧駆動体３２を
選択使用可能にすべく通路手段４１に連通遮断自在な枠
手段５１を設けたことを特徴とするものであり、又、本
発明は、持上げ手段４０が、チャンバ２２の下底部に配
置されているウェッジ４７であることを特徴とするもの
である。

（作　用） 本発明によれば、しわ押え盤２８を下降して流体圧室２
５を閉塞して置かれたブランク材２９を、前記しわ押え
盤２８とダイス２６の間に挟んだ後に、パンチを下降し
て該パンチ３１によりブランク材２９を流体圧室２５内
に押込んで絞り成形する。

パンチ３１によりブランク材２９を流体圧室２５内に押
込むことにより排除される流体圧室２５内の流体は、通
路手段４１を介して流体駆動体３２に流入され、前記し
わ押え盤２８の押付は力に抗してチャンバ２２を上昇す
べく持上げ手段４０を作動する。

このとき、流体圧室２５内の圧力は、ブランクホルダ力
すなわちしわ押え盤２８の押付は力を調整することによ
り決定される。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳述する。

第１図および第２図において、２０はプレスボトム部で
あり、この上にはベース２１を介してチャンバ２２が昇
降自在に備えられている。

チャンバ２２はシリンダ２３内に、環状（筒状）のスペ
ーサ２４を挿脱自在に嵌合することで上部が開口された
流体圧室２５を有し、シリンダ２３の上面にはダイス２
６が備えられている。なお、シリンダ２３内のスペーサ
２４を大小に変更（交換）することにより、流体圧室２
５の開口形状、容積等は変更自由とされる。

２７はブランクホルダであり、その下端にリング状のし
わ押え盤２８を有し、該しわ押え盤２８はブランクホル
ダ２７の昇降駆動により、流体圧室２５を閉塞してダイ
ス２６上におかれているブランク材２９を、ダイス２６
との共同で挟みつけたり解放したりするようにされてい
る。

３０はインナスライドであり、その下部に、パンチ３１
を有しており、該インナスライド３０の昇降駆動により
パンチ３１が流体圧室２５内に進入可能とされている。

すなわち、本装置は、ダイス２６側が開口された流体圧
室２５を有するチャンバ２２と、前記ダイス２６側より
流体圧室２５内に進入可能として前記チャンバ２２に対
向して配置されたパンチ３１と、該パンチ３１と独立し
て駆動され前記チャンバ２２に対向して配置されかつチ
ャンバ２２を押圧可能としたしわ押え盤２８と、を備え
てなり、前記流体圧室２５のダイス２６側を閉塞してお
かれたブランク材２９を、パンチ３１の流体圧室２５内
への進入を介して流体圧力で絞り成形するものである。

３２は流体圧駆動体であり、チャンバ２２の左右対称位
置に、本例では３対組としてベース２１上のブラケット
３３を介してビン３４で枢支されて設けである。

流体圧駆動体３２は流体口３５を有するシリンダチュー
ブ３６内のシリンダ室３７に、ピストン３８を摺動自在
に嵌合して成り、ピストン３８のロッド３９に持上げ手
段４０が設けられている。

すなわち、前記流体圧駆動体３２の作動に応動して前記
チャンバ２２を前記しわ押え盤２８の押付は力Ｐ、に抗
して上昇する持上げ手段４０を設けている。

４１は通路手段であり、ベース２１上に立設されていて
チャンバ２２内の流体圧室２５に連通されている流体通
路４２を有する通路部材４３と、該通路部材４３の流体
通路４２と連通されている配管部材４４と、からなり前
記流体口３５に配管部材４４の枝管４５を介して連通さ
れている。

すなわち、通路手段４１は流体圧室２５内へのパンチ３
１の進入により流体圧室２５から排出される流体圧を前
記流体圧駆動体３２に付与するものである。

なお、通路部材４３はチャンバ２２の昇降ガイドを兼ね
ていて嵌合面にはシール４３Ａを有している。

持上げ手段４０は、チャンバ２２を構成するシリンダ２
３の下底外周に、ウェッジ頂角θを有してクサビ受面４
６を形成し、このクサビ受面４６に摺動自在となるウェ
ッジ４７より構成されており、このウェッジ４７は流体
圧駆動体３２の各ピストンロッド３９に固着又はピボッ
トされている。

第３図は、クサビ受面４６をベース２１に形成したもの
であり、その他は第１図で示した第１実施例と共通し、
共通部分は共通符号で示している。

第４図は、流体口３５に、枝管４５とシリンダ室３７と
を連通ずる通路４８を有する栓体４９と、通路４８を有
しない栓体５０とを交換自在に設けることにより、流体
圧駆動体３２を、選択使用可能にすべく連通遮断自在な
栓手段５１を設けている。

上述した実施例によれば、流体圧室２５を閉塞しておか
れたブランク材２９は次のようにして絞り成形される。

ブランクホルダ２７を下降し、ブランク材２９をしわ押
え盤２８とダイス２６の間に挟んだ後、インナスライド
３０を下降し、パンチ３１によりブランク材２９を流体
圧室２５内に押し込む。

パンチ３１によりブランク材２９を流体圧室２５内に押
し込むことにより排除される流体圧室２５内の流体は、
流体通路部材４３、配管部材４４等を通りシリンダ室３
７に流入し、ピストンロッド３９によりウェッジ４７を
チャンバ２２方向に駆動し、ウェッジ４７によりシリン
ダ２３はブランクホルダ力Ｐ、に抗して上昇する。流体
圧室２５内の圧力は、このブランクホルダ力Ｐ８を調整
することにより決定される。

ここで、従来技術での説明と同様、ブランク材２９の板
厚や、その変形抵抗を無視するとともに流体通路部材４
３の断面積も無視すると、流体圧室２５内の圧力Ｐは次
式で表わされる。

Ａｐ：パンチ３１の面積（−成形品の投影面積）Ａｃニ
ジリンダ室３７の総面積 θ：ニラエツジ４フ頂角 Ｐｐ：インナスライド力 上記関係から、使用する流体圧駆動体３２の数を選択す
ることにより成形対象品の大きさすなわち、概略パンチ
面ＭＰに対して、適性なブランクホルダ力Ｐ８と流体圧
室内圧力Ｐを得ることができる。

加えて、ウェッジ４７の頂角θの選択により、シリンダ
室３７の総面積も変えることが可能であり、流体圧駆動
体３２の数を同じとした場合、シリンダ１本の面積を小
さくすることも可能で、流体圧駆動体３２の設置スペー
スに対する設計上の自由度が出る利点も有する。

本構造では、チャンバ２２の下部にシリンダがないこと
から本装置を設置しているプレスボトム部２０上面から
、ダイス２６上面までの高さが低くなり、プレスの高さ
も低くなり、プレスは安価となる。

また、チャンバ２２内にはスペーサ２４を設置すること
もでき、成形品が小さい場合でもダイス２６にかかる流
体圧室２５の圧力による力を少なくし、ダイス２６に十
分な強度、剛性を確保することができ、その厚さを薄く
することもできる。

なお、装置の水平方向の寸法は、流体圧駆動体３２設置
のため太き（なるが、これらはプレスのコラム部（図示
せず）に内蔵することが可能であり、プレスの巾の増加
を防ぐことができる。

なお、本発明は、次のように設計変更することが可能で
ある。

１）　流体圧駆動体３２の力をシリンダ３６に伝える手
段として、実施例ではウェッジ機構を用いたが、リンク
機構や歯車機構（ラックアンドピニオン機構も含む）も
考えられる。

２）流体圧駆動体３２の本数を実施例では６本としたが
、これはひとつの例であり、その数には拘束されない。

（発明の効果） 本発明は、以上詳述した通りであり、次のような利点が
ある。

チャンバの左右対称位置に流体圧駆動体を設け、該流体
圧駆動体の作動に応動して前記チャンバを前記しわ押え
盤の押付は力に抗して上昇する持上げ手段を設け、更に
、前記流体圧室内へのパンチの進入により該流体圧室か
ら排出される流体圧を前記流体圧駆動体に付与する通路
手段を、流体圧室と流体圧駆動体とを互いに連通させて
いるので、流体による加圧成形に際して、流体圧室内の
圧媒を絞り弁等を介して逃出させる必要はなく、従って
、莫大なエネルギー損失、圧媒の異常は温度上昇もない
。このことは、成形用圧媒の供給、排出のためのポンプ
装置、圧力調整装置を必要としないし、圧媒の再供給の
必要もなくなって、設置の簡略化と生産サイクルタイム
の向上を期すことができる。

また、流体圧駆動体はチャンバの左右対称位置に設けで
あることから、チャンバが低くなり、プレスそのものの
高さも低くなり、プレスが安価となる。

更に、本発明は流体圧駆動体が伸縮形シリンダとされて
チャンバの左右対称位置にそれぞれ複数配置されており
、左右対称位置において流体圧駆動体を選択使用可能に
すべく通路手段に連通遮断自在な栓手段を設けているの
で、成形品寸法の大小があっても適性な流体圧室内圧力
およびブランクホルダ力での成形が可能となる。

また、本発明では成形加工用の流体圧室とチャンバを持
上げるための流体圧駆動体とを分離していることによっ
て、小さい成形品の際のダイスのオーバハングにかかる
圧力を少な（するためのスペーサを設置することができ
、ダイスの強度や剛性を十分確保できる。また、ダイス
厚さを薄くすることも可能である。

更に、本発明では、持上げ手段が、チャンバの下底部に
配置されているウェッジであることから、ウェッジの角
度を選択することにより流体圧駆動体の径の削減を図る
ことも可能となる。

本発明は、以上の利点を奏することがら、流体圧成形加
工装置として誠に有意義である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のいくつかの実施例を示し、第１図は第１
実施例におけるイニシャル位置の立面断面図、第２図は
第１図Ａ−Ａ線平面図、第３図は第２実施例の立面断面
図、第４図は第３実施例の要部断面図、第５図は従来例
の立面断面図である。 ２２・・・チャンバ、２５・・・流体圧室、２６・・・
ダイス、２日・・・しわ押え盤、３１・・・パンチ、３
２・・・流体圧駆動体、４０・・・持上げ手段、４１・
・・通路手段、４７・・・ウェッジ、５１・・・栓手段
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイス（２６）側が開口された流体圧室（２５）
   を有するチャンバ（２２）と、前記ダイス（２６）側よ
   り流体圧室（２５）内に進入可能として前記チャンバ（
   ２２）に対向して配置されたパンチ（３１）と、該パン
   チ（３１）と独立して駆動され前記チャンバ（２２）に
   対向して配置されかつチャンバ（２２）を押圧可能とし
   たしわ押え盤（２８）と、を備えてなり、前記流体圧室
   （２５）のダイス（２６）側を閉塞しておかれたブラン
   ク材（２９）を、パンチ（３１）の流体圧室（２５）内
   への進入を介して流体圧力で絞り成形するものにおいて
   、 前記チャンバ（２２）の左右対称位置に流体圧駆動体（
   ３２）を設け、該流体圧駆動体（３２）の作動に応動し
   て前記チャンバ（２２）を前記しわ押え盤（２８）の押
   付け力に抗して上昇する持上げ手段（４０）を設け、更
   に、前記流体圧室（２５）内へのパンチ（３１）の進入
   により該流体圧室（２５）から排出される流体圧を前記
   流体圧駆動体（３２）に付与する通路手段（４１）を、
   流体圧室（２５）と流体圧駆動体（３２）とを互いに連
   通させて設けたことを特徴とする流体圧成形加工装置。
2. （２）流体圧駆動体（３２）が伸縮形シリンダとされて
   チャンバ（２２）の左右対称位置にそれぞれ複数配置さ
   れており、左右対称位置において流体圧駆動体（３２）
   を選択使用可能にすべく通路手段（４１）に連通遮断自
   在な栓手段（５１）を設けたことを特徴とする請求項（
   １）記載の流体圧成形加工装置。
3. （３）持上げ手段（４０）が、チャンバ（２２）の下底
   部に配置されているウェッジ（４７）であることを特徴
   とする請求項（１）記載の流体圧成形加工装置。