JPH0280133A - 液圧成形装置および同方法 - 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） 本発明は液圧により打抜き成形を行う液圧成形装置およ
びその方法に関する。

（従来の技術） 一般にプレス成形装置によって成形する場合にはパンチ
及びダイの２種類の成形型か必要であるから、多品種、
少量生産を行う場合には型費のコストが問題になる。

そこで、この問題に対処するものとして特開昭５９−５
６９２６号公報に例示される対向液圧成形装置、すなわ
ち、シート状素材である板材の周縁部を保持するブラン
クホルダーと、板材の一方側で進退可能に支持されたパ
ンチと、板材の他方側でドーム内に充満された対向液と
を備え、パンチの進出に伴い板材を対向液内に進入させ
て対向液圧を発生させ、この対向液圧によって板材をパ
ンチに押付けて成形する装置が知られている。

この装置は成形型としてはパンチのみでよいので型費の
節約にはなるが、成形圧力が弱いためにピアシングやト
リミング等の打抜き成形をすることは困難である。

そこで、第６図に示すように、打抜き用の穴ａを有する
成形型すと、穴ａの開口部と対向して配設された弾性を
有するダイアフラムＣとを備えた液圧成形装置が提案さ
れており、この装置は次のようにして打抜き成形をする
。すなわち、成形型すの穴ａの部分を拡大して示す第７
図（イ）のように、板材ｄの打抜き部ｅが穴ａと対向す
るように成形型すとダイアフラムＣとの間に板材ｄを配
置した後、第７図（ロ）のように、ダイアフラムＣの背
後へ圧力油（図中矢印で示す）を送り込むと、ダイアフ
ラムＣは徐々に変形して板材ｄを穴ａに押付け、押付け
られた板材ｄの打抜き部ｅは穴ａの内部に圧入される。

さらに圧力油を送り込むと、遂には第７図（ハ）に示す
ように、打抜き部ｅが板材ｄから打抜かれる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記の液圧成形装置によると、ダイアフラム
Ｃが変形を始めてから板材ｄの打抜き部ｅが打抜かれる
までに時間がかかると共に、打抜き後にダイアフラムＣ
が穴ａの内部に圧入されてしまう。その結果、ダイアフ
ラムＣの変形量が大きいと共に、変形されている時間が
長くなり、ダイアフラムＣの損傷が多くなってその寿命
が著しく短くなるので、上記の液圧成形装置によりピア
シングやトリミング等の打抜き加工を行うことはコスト
的に困難である。また、徐々に板材ｄから打抜き部ｅが
打抜かれていくため、打抜き時に板材ｄが穴ａに引き込
まれるので打抜き加工の精度が良くないという問題もあ
る。

第８図は打抜かれた＋４）−１の回収路〔が打抜き用の
穴ａに連続して設けられている（１η造のものであるが
、このように穴ａに底面か設けられていない構造のもの
では、ダイアフラムＣが穴ａの奥の方まで進入するので
ダイアフラムＣの寿命が一層低下する。

また、第９図（イ）〜（ハ）は、成形型すの内部に設け
られた穴に進退自在なピアス刃ｇを配設し、このピアス
刃ｇを、ダイアフラムＣによって押付けられている板材
ｄに対して進出させることにより、ピアシングを行う構
造のものであるが、この液圧成形装置においても次のよ
うな問題がある。すなわち、第９図（イ）に示すように
成形型すと板材ｄとの間に空気溜りｈができるので、板
材ｄに歪みが発生したり、空気溜りｈができた個所にピ
アス刃ｇが当接するとピアシングの精度が悪くなったり
する。また、第９図（ロ）に示すように打抜き部ｅの角
によってダイアフラムＣが切れたり、第９図（ハ）に示
すように打抜き部ｅがピアス刃ｇの穴に落下し、次のピ
アシングの障害になったりする。

上記のように従来の液圧成形装置には種々問題点がある
が、本発明はそれらのうち、特に、ダイアフラムの寿命
が延び、かつ、打抜き加工を精度良く行うことができる
液圧成形装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、請求項（１）及び（３）の
発明は、打抜き用の穴の開口部を予め閉塞部材で塞いで
おき、板材が成形型に十分押付けられた状態で閉塞部材
を急激に打抜き方向へ移動して打抜き成形するものであ
る。

具体的に請求項（１）の発明の講じた解決手段は、液圧
成形装置を、打抜き用の穴を有する成形型と、前記穴の
内部で打抜き方向へ移動可能に配設され、前記穴の開口
部を閉塞すると共に打抜き方向への移動時にこれを開放
する閉塞部材と、前記穴の開口部と対向して配設され、
背後に送り込まれた圧力媒体の圧力によって板材を前記
穴に押付け、前記閉塞部材の移動時に弾性変形して打抜
き成形するダイアフラムとを備える構成としたものであ
る。

また、請求項（３）の発明の講じた解決手段は、液圧成
形方法を、打抜き用の穴を有する成形型と、前記穴の内
部で打抜き方向へ移動可能に配設され、前記穴の開口部
を閉塞すると共に打抜き方向への移動時にこれを開放す
る閉塞部材と、前記穴の開口部と対向して配設された弾
性を有するダイアフラムとを用意し、前記成形型と前記
ダイアフラムとの間に板材を配置した後、前記ダイアフ
ラムの背後に圧力媒体を送り込み、この圧力媒体の圧力
によって前記ダイアフラムを背後から押圧して前記板材
を前記穴に押付け、しかる後、前記閉塞部材を打抜き方
向へ急激に移動させることで、前記ダイアフラムを前記
背後からの押圧力で穴側に変形させて板材を打抜き成形
する構成としたものである。

さらに、上記の目的を達成するため請求項（２）の発明
は、打抜き用の穴の内部に、打抜かれた後の打抜き材の
打抜き方向への移動量を規制する受け部材を設けるもの
である。

具体的に請求項（２）の発明の講じた解決手段は、液圧
成形装置を、打抜き用の穴を有する成形型と、前記穴の
開口部と対向して配設され、背後に送り込まれた圧力媒
体の圧力により板材を前記穴に押付けて打抜き成形する
ダイアフラムと、前記穴の内部に配設され、打抜き材の
打抜き方向への移動量を規制する受け部材とを備える構
成としたものである。

（作用） 請求項（１）及び（３）の構成により、成形型とダイア
フラムとの間に板材を配置した後、ダイアフラムの背後
に圧力媒体を送ると、この圧力媒体はダイアフラムを押
圧するので、これに伴いダイアフラムは板材を成形型の
打抜き用の穴に押付ける。板材が強く打抜き用の穴に押
付けられた状態で閉塞部材を打抜き方向へ移動すると、
板材に衝撃力が加わるのでダイアフラムは少ない変形量
と僅かな変形時間で板材を打抜くことができる。

請求項（２）の構成により、打抜き用の穴の内部に、打
抜き材の打抜き方向への移動量を規制する受け部材が設
けられているので、打抜き後、ダイアフラムは規制され
た打抜き材により阻止されて打抜き用の穴へ進入するこ
とが阻止され、これに伴って、板材も穴の内部へ引き込
まれることがない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図（イ）及び（ロ）は第１の実施例である液圧成形
装置Ａの一部分の断面構造を示し、この液圧成形装置Ａ
は、打抜き用の穴１２が設けられた成形型１０と、穴１
２の内部に配設された閉塞部材１４と、成形型１０の上
方において穴１２と対向して配設されたダイアフラム１
６とよりなる。

穴１２は円形状であって、成形型１０を上下方向に貫通
している。

閉塞部材１４は、穴１２よりも若干径小の短円柱状であ
って、その下面においてシリンダ（不図示）のピストン
ロッド１８により上下動可能に支持されている。

ダイアフラム１６は、ゴム製の柔軟なシートであって成
形型１０の上面と対向しており、その上方に送り込まれ
る圧力媒体、例えば圧力油によって成形型１０に押圧さ
れる。

以上のように構成されだ液圧成形装置Ａを用いて打抜き
成形をするには次のようにする。すなわち、まず、第１
図（イ）のように成形型１０の上面とダイアフラム１６
との間に板材Ｂを配置した後、ダイアフラム１６の背後
に圧力媒体である圧力油を送り、矢印で示すようにダイ
アフラム１６を穴１２に押付ける。このようにしてダイ
アフラム１６が強く押付けられた状態で第１図（ロ）に
示すようにピストンロッド１８を急激に下降させて閉塞
部材１４を打抜き方向へ急激に移動する。

このようにすると１、穴１２と対向する板材Ｂの部分に
衝撃力が加わるので、ダイアフラム１６は少ない変形量
で板材Ｂを打抜くことができる。このため、必然的にダ
イアフラム１６の変形時間も短くなってダイアフラム１
６の損傷が少ないと共に、打抜き加工の精度が良（なる
。

第２図（イ）及び（ロ）は第２の実施例である液圧成形
装置の一部分の断面構造を示し、この液圧成形装置Ａは
、打抜き用の穴１２が設けられた成形型１０と、穴１２
の内部に配設された閉塞部材１４と、成形型１０の上方
に配設されたダイアフラム１６とよりなる。

穴１２は円形状であって成形型１０を上下方向に貫通し
ており、その下部は径大に形成されている。

閉塞部材１４は、穴１２よりも若干径小のリング状の円
板部１４ａとその下面に突設された円筒部１４ｂとより
なり、円形状の中空部１４Ｃが上下方向に貫通している
。円板部１４Ｈの下端にはフランジ１４ｄが周設されて
おり、このフランジ１４ｄが穴１２の径大部１２ａと係
合することにより閉塞部材１４の上動が阻止されている
。

閉塞部材１４の中空部１４ｃには上下方向に長い位置決
め用のピン２０が上下動自在に挿入されている。このピ
ン２０の中央部には当接棒２０ａが突設されており、こ
の当接棒２０ａは中空部１４ｃの中央に設けられた径大
部１４ｅの底面と係合してピン２０が所定以上に下動す
ることを規制している。

閉塞部材１４の円筒部１４ｂの左右両側には、一対のコ
の字状の規制部材２２が左右方向に移動自動に配設され
ている。この規制部材２２はその前後方向に設けられた
ガイドピン２４によって左右方向の移動が案内されると
共に、左右両側面に取付けられたスプリング２６により
閉塞部材１４の方へ付勢されている。規制部材２２の上
部２２ａは穴１２の径大部１２ａよりも内方へ突出して
閉塞部１４のフランジ１４ｄと係合し、閉塞部材１４の
下動を阻止している。また、規制部材２２の下部２２ｂ
は互いに接近し、その中央において円錐状のピン支持部
２２ｃが形成されており、このピン支持部２２ｃによっ
てピン２０は上動した状態で支持されている。

規制部材２２の下部２２ｂの前後方向には一対の支柱２
８が設けられており、これら支柱２８には倒コの字状の
ストッパー３０が架設されている。

このストッパー３０は、両側部３０ａにおいてスプリン
グ３２を介して閉塞部材１４の円板部１４ａを上方へ付
勢していると共に、中央部３０ｂにおいて閉塞部材１４
の円筒部１４ｂが所定量以上に下動することを規制して
いる。

なお、成形型１０の上方には前記第１の実施例と同様の
ダイヤフラム１６が穴１２と対向して配設されている。

以上のように構成された液圧成形装置Ａを用いて打抜き
成形をするには次のようにする。すなわち、第２図（イ
）に示すように上記第１の実施例同様に板材Ｂを配置し
た後、ダイアフラム１６の背後に圧力油を送り、矢印で
示すようにダイアフラム１６を穴１２に押付ける。この
ようにしてダイアフラム１６が強く、押付けられた状態
で、第２図（ロ）に示すように規制部材２２をシリンダ
等の適当な駆動手段によって左右方向へ急激に開く。こ
のようにすると、規制部材２２の上部２２ａと閉塞部材
１４のフランジ１４ｄとの係合が解除されて閉塞部材１
４は急激に下降し、閉塞部材１４の円筒部１４ｂの下面
がストッパー３０の中央部３０ｂに当接すると閉塞部材
１４は下降を停止する。また、規制部材２２のピン支持
部２２ｃが左右に開くので、ピン２０も下降する。

このように板材Ｂに衝撃力を加えて打抜くので、ダイア
フラム１６の損傷が少ないと共に、打抜き加工の精度が
良くなるのは前記第１の実施例と同様である。

第３図（イ）〜（ニ）は第３の実施例である液圧成形装
置Ａの一部分の断面構造を示し、この液圧成形装置Ａは
、打抜き用の穴１２が設けられた成形型１０と、穴１２
の内部で移動可能に支持された受け部材３６と、成形型
１０の上方に配設されたダイアフラム１６とよりなる。

穴１２は円形状であって、その下部は斜め下方に延びる
打抜き材Ｂの回収路３４と接続している。

また、穴１２の上端から所定量下方の周壁は環状に切欠
され、受け部材３６の周縁部を支持する支持部３８が形
成されており、この支持部３８の左側部分はさらに奥方
へ切欠されて受け部材３６が収納される収納部４０が形
成されている。

受け部材３６は、穴１２よりも径大の円板であって、中
央においてエア抜き用の孔３６ａが設けられ、その周縁
部は支持部３８に嵌入、支持されている。また、受け部
材３６の左側部分にはシリンダ４２のピストンロッド４
２ａが連結されており、このシリンダ４２を作動するこ
とにより受け部材３６は穴１２と収納部４０の間を移動
する。

以上のように構成されだ液圧成形装置Ａを用いて打抜き
成形をするには次のようにする。まず、第３図（イ）に
示すように前記第１の実施例同様に板材Ｂを配置すると
共に、受け部材３６を穴１２の内部に配置しておく。次
に、第３図（ロ）に示すようにダイアフラム１６の背後
に圧力油を送り、矢印で示すようにダイアフラム１６を
穴１２に押付けて打抜く。このようにして板材Ｂが打抜
かれた後に圧力油を帰還させると、第３図（）＼）に示
すようにダイアフラム１６は元の形状に戻る。

その後、第３図（ニ）のようにシリンダ４２を作動させ
て受け部材３６を収納部４０に収納すると、打抜き材Ｃ
は落下して回収路３４を通って回収される。

このように板材Ｂの打抜き時に、穴１２の上端から所定
量下方の位置に受け部材３６が配置されているので、打
抜き材Ｃは打抜き方向への移動量を規制される。その結
果、打抜き時にダイアフラム１６が大きく変形しないの
でダイアフラム１６の損傷か少なく、また、打抜き時に
板材Ｂが穴１２の内部に引き込まれないので打抜き加工
の精度が良くなる。

第４図（イ）〜（ハ）は第４の実施例である液圧成形装
置への一部分の断面構造を示し、この液圧成形装置Ａは
トリミングされた打抜き祠Ｃの周囲をさらにドローダウ
ンする装置である。

成形型１０には有底の円形状の穴１２か設けられ、この
穴１２の周囲には円筒状の下側カッタ４４が装着されて
いる。この下側カッタ４４の上端には刃先が形成されて
おり、この刃先は成形型１０の上面よりも上方へ突出し
ている。また、この穴１２の底面中央部には半球状の頂
部を有するバンチ４６が突設されている。

成形型１０の上方には前記第１の実施例と同様のダイア
フラム１６が配設されており、ダイアフラム１６の穴１
２と対向する面は短円柱状に膨出している。この膨出部
１６ａの周囲には、下端に刃先が形成された円筒状の上
側カッタ４８が装むされており、この上側カッタ４８の
外径は下側カッタ４４の内径よりも若干径小であって、
上側カッタ４８と下側カッタ４４が上下方向に係合する
ことにより板材Ｂがトリミングされる。

以上のように構成されだ液圧成形装置Ａを用いて打抜き
成形をするには次のようにする。まず、第４図（イ）に
示すように、下側カッタ４４と上側カッタ４８との間に
板材Ｂを配置した後、ダイアフラム１６の背後へ圧力油
を送り込む。このようにすると、第４図（ロ）に示すよ
うにダイアフラム１６の下降に伴って上側カッタ４８も
下降して板材Ｂをトリミングし、トリミングされた打抜
き材Ｃはバンチ４６の頂部に当接する。さらに圧力油を
送り込むと、第４図（ハ）に示すように上側カッタ４８
が下降して打抜き材Ｃの周囲をドローダウンする。

このように本実施例に係る液圧成形装置Ａによると、ド
ローダウンとトリミングの両方を同時に行うことができ
ると共に、上側カッタ４８と下側カッタ４４の係合によ
ってトリミングを行う方式であるからダイアフラム１６
が損傷しない。

第５図（イ）〜（ハ）は第５の実施例である液圧成形装
置Ａの一部分の断面ｔＭ造を示し、この液圧成形装置Ａ
はピアシングを行う装置である。

成形型１０には深い有底円形の穴１２が設けられており
、この穴１２の上部は成形型１０の表面と平行に伸びる
エア抜き路５０と連通し、穴１２内のエアはエア抜き路
５０を通って成形型１０の外部へ流出可能である。

穴１２の内部には上端に刃先が形成された円柱状のピア
ス刃５２が上下動自在に挿入されており、このピアス刃
５２は穴１２の底部に送り込まれる圧縮エアによって上
動可能である。また、ピアス刃５２における上面と周面
との間にはエア通路５４が設けられており、このエア通
路５４の周面開口部５４ａはピアス刃５２の上動時にエ
ア抜き路５０の流入口５０ａと接続されている。

穴１２の中央部周壁には成形型１０の表面と平行に伸び
る横穴５６が設けられており、この横穴５６には押え部
材５８が穴１２に対して進退自在に挿入されている。押
え部材５８は後端に配されたスプリング６０によって穴
１２の方へ付勢されていると共に、先端側の段部５８ａ
によって横穴５６からの脱出が規制されている。また、
押え部材５８の先端の突出部５８ｂは穴］２の内部へ進
出しており、上動したピアス刃５２はこの突出部５２ｂ
に当接すると、それ以上の上動か阻止される。

横穴５６の中央部からは縦穴６２が上方に伸びており、
この縦穴６２にはくさび６４が上下動自在に挿入されて
いる。このくさび６４の下端には斜面６４ａが形成され
ており、この斜面６４ａは押え部材５８の中央部に設け
られた斜面５８ｃと係合して押え部材５８を後退させる
。

成形型１０の上方には前記第１の実施例と同様のダイア
フラム１６が配設されており、このダイアフラム１６の
穴１２と対向する面には、硬質ゴムよりなるドーム状の
保護部材６６が取付けられている。

以上のように構成されだ液圧成形装置Ａを用いて打抜き
成形をするには次のようにする。まず、第５図（イ）に
示すように、成形型１０とダイアフラム１６との間に板
材Ｂを配置した後、穴１２の底部へ圧縮エアを送り込ん
でピアス刃５２を上動した状態にさせておき、しかる後
、ダイアフラム１６の背後へ圧力面を送り込む。この圧
力面の圧力が増大すると、第５図（ロ）に示すように、
ダイアフラム１６がくさび６４を下動させ、これに伴っ
て押え部材５８が後退するのでピアス刃５２は急激に上
動して板材Ｂに当接し、さらに第５図（ハ）に示すよう
に板材Ｂをビアンングし、打抜き材Ｃを保護部材６６の
内部へ送り込む。この場合において、ピアス刃５２の上
方のエアは当初エア抜き路５０から直接流出するが、ピ
アス刃５２が上動してその周面がエア抜き路５０を塞ぐ
と、ピアス刃５２の上面からエア通路５４を通ってエア
抜き路５０から外部へ流出する。

このように本実施例に係る液圧成形装置Ａによると、打
抜き材Ｃの角が保護部材６６の内面に当接し、ダイアフ
ラム１６には直接当らないのでダイアフラム１６が損傷
せず、また、ピアス刃５２により板材Ｂを打抜くので加
工精度が向上する。

（発明の効果） 請求項（１）及び（３）の発明に係る液圧成形装置及び
同方法によると、板材が強く打抜き用の穴に押付けられ
た状態で閉塞部祠を打抜き方向へ移動させ、板材に衝撃
力を加えて打抜くものである。従って、ダイアフラムは
少ない変形量と僅かな変形時間によって打抜き成形がで
きるので、ダイアフラムは受ける損傷が少なくなって寿
命が延び、また、板材が成形用の穴に引き込まれること
なく成形できるため加工精度が向上する。

また、請求項（ａの発明に係る液圧成形装置によると、
打抜き用の穴の内部に打抜き材の移動量を規制する受け
部材を設けている。従って、打抜き後にダイアフラムが
打抜き用の穴に圧入されないために損傷が少なくなって
寿命が延び、また、板材が成形用の穴に引き込まれるこ
となく成形できるために加工精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）及び（ロ）は第１の実施例に係る液圧成形
装置の断面図、第２図（イ）及び（ロ）は第２の実施例
に係る液圧成形装置の断面図、第３図（イ）〜（ニ）は
第３の実施例に係る液圧成形装置の断面図、第４図（イ
）〜（ハ）は第４の実施例に係る液圧成形装置の断面図
、第５図（イ）〜（ハ）は第５の実施例に係る液圧成形
装置の断面図、第６図、第７図（イ）〜（ハ）、第８図
及び第９図（イ）〜（ハ）は従来の液圧成形装置の断面
図である。 Ａ・・・液圧成形装置、Ｂ・・・板材、Ｃ・・・打抜き
材、１０・・・成形型、１２・・・穴、１４・・・閉塞
部材、１６・・・ダイアフラム、１８・・・ピストンロ
ッド、２２・・・規制部材、２６．３２・・・スプリン
グ、３０・・・ストッパー、３４・・・回収路、３６・
・・受け部材、４２・・・シリンダ。 特　許　出　願　人　マツダ株式会社 代　　　理　　　人　弁理士　前　１）　弘ばか２名 Ａ（飛だ広千求テ） （ロ） 第１図 ］２ （ハ） 第４図 ＼ 第６　図″′″ｂ （ハ） 第７図 第８ 図 冒 （ロ） （ハ） 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）打抜き用の穴を有する成形型と、前記穴の内部で
   打抜き方向へ移動可能に配設され、前記穴の開口部を閉
   塞すると共に打抜き方向への移動時にこれを開放する閉
   塞部材と、前記穴の開口部と対向して配設され、背後に
   送り込まれた圧力媒体の圧力によって板材を前記穴に押
   付け、前記閉塞部材の移動時に弾性変形して打抜き成形
   するダイアフラムとを備えたことを特徴とする液圧成形
   装置。
2. （２）打抜き用の穴を有する成形型と、前記穴の開口部
   と対向して配設され、背後に送り込まれた圧力媒体の圧
   力により板材を前記穴に押付けて打抜き成形するダイア
   フラムと、前記穴の内部に配設され、打抜き材の打抜き
   方向への移動量を規制する受け部材とを備えたことを特
   徴とする液圧成形装置。
3. （３）打抜き用の穴を有する成形型と、前記穴の内部で
   打抜き方向へ移動可能に配設され、前記穴の開口部を閉
   塞すると共に打抜き方向への移動時にこれを開放する閉
   塞部材と、前記穴の開口部と対向して配設された弾性を
   有するダイアフラムとを用意し、前記成形型と前記ダイ
   アフラムとの間に板材を配置した後、前記ダイアフラム
   の背後に圧力媒体を送り込み、この圧力媒体の圧力によ
   り前記ダイアフラムを背後から押圧して前記板材を前記
   穴に押付け、しかる後、前記閉塞部材を打抜き方向へ急
   激に移動させることで、前記ダイアフラムを前記背後か
   らの押圧力で穴側に変形させて板材を打抜き成形するこ
   とを特徴とする液圧成形方法。