JPH0614955Y2 - プレス機械のダイクッション装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） この考案は薄板の絞り加工を行なうプレス機械のダイク
ッション装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来、薄板の絞り加工を行なうプレス機械のダイクッシ
ョン装置にあっては、空気圧式と油圧式のダイクッショ
ン装置が採用されている。

空気圧式のダイクッション装置は、シリンダ型式または
ベローズ型式の空気容器に圧縮空気を充填し、プレスス
ライドの下降によりクッションが押され下降し、空気容
器内の圧縮空気が圧縮され、容積変化をさせてクッショ
ン力を変化させるものである。

また、油圧式のダイクッション装置は、プレススライド
の下降によりクッションが押され、クッションの下降に
伴ってシリンダ内の油圧をリリーフ弁より逃がすことに
より、クッション力を変化させるものである。

（考案が解決しようとする課題） ところで、上述した従来のプレス機械のダイクッション
は、空気圧においては、ワークのしわ押え力が絞り加工
の始まりから終りにかけて増加するため、ワークの破断
が発生し易いという問題があった。また、ワークの破断
につながるしわ押え力の増大を防ぐためには、ダイクッ
ションの容積変化率を下げなくてはならず、このため、
大容量のシリンダが必要となり設備費の増大につながる
という問題もあった。

油圧式のダイクッション装置においては、絞り加工時に
発生するワークの破断を防ぐため、加工工程中にクッシ
ョン力を変化させる必要上、油圧回路あるいはリリーフ
バルブ等の構成が複雑となり、コストアップにつながる
という問題があった。

この考案の目的は、上記問題点を改善するため、加工工
程中のダイクッション能力を減少に転じさせる位置と、
減少させる度合いを設定可能にし、製品によって異なる
必要最低しわ押え力の変化に近い能力特性を実現させ、
薄板の絞り加工におけるワークの破断の防止を図ったプ
レス機械のダイクッション装置を提供することにある。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この考案は、上金型とワー
クホルダとの間でワークを挟持しながらワークをプレス
加工するプレス機械であって、前記ワークホルダを支承
するクッションピンを介してエアシリンダを設け、その
エアシリンダに第１の油圧シリンダを接続し、その第１
の油圧シリンダの上部油室と圧力変更装置である第２の
油圧シリンダの下部油室とを連通させ、全長を段階的に
異にしたピストンロッドを備えた前記第２の油圧シリン
ダを前記上金型に接離自在に下部にサブプレートの下方
に適数設けてプレス機械のダイクッション装置を構成し
た。

（作用） この考案のプレス機械のダイクッション装置を採用する
ことにより、複数配設した圧力変更装置である第２の油
圧シリンダのピストンロッドの全長を段階的に異にして
あるため、上金型により順次ピストンロッドを押圧し第
２の油圧シリンダを作動させる。

すなわち、最長のピストンロッドを備えた第２の油圧シ
リンダに上金型が当接するまでは、エアシリンダの内圧
は上昇し上金型とワークホルダ間にあるワークの挟持力
は増加する。

絞り加工が進行し、最長のピストンロッドを備えた第２
の油圧シリンダを上金型が押圧すると、第２の押圧シリ
ンダより第１の油圧シリンダへ圧油が流入し、第１の油
圧シリンダに接続したエアシリンダを作動させエアシリ
ンダ内の圧力を下げ、ワークホルダによるホーク押え力
を減少させる。再に絞り加工が進行すると、次に短かい
全長を備えた第２の油圧シリンダが上金型に当接押圧さ
れて、更にエアシリンダ内の圧力を下降させワーク押え
力を減少させる。

上記のごとく段階的に全長を異にしたピストンロッドを
備えた第２の油圧シリンダを適数配設し、段階的にエア
シリンダの内圧を下降させるので、加工形状に見合う圧
力の減少度合と圧力反転位置の設定を自在に行なうこと
ができる。而して、製品によって異なる必要最低のしわ
押え力の変化に近い能力特性を実現することができ、薄
板の絞り加工時に発生する破断の防止が図られる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第４図を参照するに、プレス機械１のフレーム３の上部
には、スライドガイド５Ａ，５Ｂに沿って上下動するス
ライド７が設けられている。このスライド７には、クラ
ンク軸９と連動連結するダイハイト調整装置１１が設け
られており、また、クランク軸９の一端は歯車機構１３
を介して図示省略の駆動装置に連動連結されている。

前記スライド７の下面には上型（図示せず）を備えた上
部サブプレート１５が着脱自在に装着されている。

また、前記フレーム３の下部にはベッド１７が一体的に
取付けられており、このベッド１７上には、下型（図示
せず）を備えた下部サブプレート１９を着脱自在に嵌着
するボルスタ２１が載置されている。

前記ボルスタ２１について更に詳細に説明する。

第１図を参照するに、ベース２３上に設けたベッド１７
の上部には下部サブプレート１９が固定され、その下部
サブプレート１９上に下金型２５が載置されている。下
金型２５と相対して上方にはスライド７に固定した上金
型２７が設けられている。

前記下金型２５に嵌挿され上下動自在に設けたワークホ
ルダ２９は、下金型２５と下部サブプレート１９を貫通
したクッションピン３１により支承されている。そのク
ッションピン３１は、ワークホルダ２９の円周上に複数
本配設され、下金型２５に対しワークホルダ２９が円滑
に上下運動可能なように構成されている。クッションピ
ン３１の下端はエアシリンダ３３に係止され、エアシリ
ンダ３３はピストン３５により空気圧室３７が形成さ
れ、ピストン３５に係合したピストンロッド３９の軸芯
部には空気流入穴４１Ａが穿設されている。

一方、前記エアシリンダ３３のピストンロッド３９に接
続した第１の油圧シリンダ４３は、前記ベース２３に固
着し、エアシリンダ３３のピストンロッド３９に油圧ピ
ストン４５を装着すると共に、油圧ピストンロッド４７
を前記ピストンロッド３９の軸端に設けたねじ部４９に
螺合し一体的に設けてある。なお、油圧ピストンロッド
４７の軸芯にも空気流入穴４１Ｂが設けられ、その空気
流入穴４１Ｂは、機外の空気圧発生源５１と管路Ｋ１に
て接続されている。

前記第１の油圧シリンダ４３の下部油室５３は、アキュ
ームレータ５５と管路Ｋ２により連通し、上部油室５７
は圧力変更装置５９である第２の油圧シリンダ６１Ａ〜
Ｃの下部油室６３に管路Ｋ３により連通してある。

圧力変更装置５９の第２の油圧シリンダ６１Ａ〜Ｃは、
下部サブプレート１９の下面に複数係止してあり、油圧
ピストン６５に一体的に設けた油圧ピストンロッド６７
Ａ〜Ｃは下部サブプレート１９および下金型２５を貫通
して、ワークホルダ２９に設けた穴６９に挿入されてい
る。その油圧ピストンロッド６７Ａ〜Ｃのそれぞれの先
端は上昇限にて、詳細を第２図に示すごとく、加工開始
位置である下金型２５の上面より第２の油圧シリンダ６
１Ａにおける油圧ピストンロッド６７ＡはＨ_１の距離だ
け没して構成されている。更に第２の油圧シリンダ６１
Ｂにおける油圧ピストンロッド６７ＢはＨ_２の距離、第
２の油圧シリンダ６１Ｃにおける油圧ピストンロッド６
７ＣはＨ_３の距離没して構成してある。

なお、第２の油圧シリンダ６１Ａ〜Ｃの上部油室７１に
は大気に連通する穴７３が設けられている。

上記構成において、その作用として第２図および第３図
を併せて参照するに、まず、構成条件を説明する。

Ｐ１×Ａ１≦Ｐ２×Ａ２ Ａ３＜Ａ４という条件にて機器の大きさは構成さ
れていなければならない。

すなわち、エアシリンダ３３の空気圧室３７の圧力Ｐ１
とエアシリンダ３３のピストン３５の面積Ａ１とを掛合
わせた値と、アキュームレータ５５内の圧力Ｐ２と第１
の油圧シリンダ４３の油圧ピストン４５の下側の面積Ａ
２とを掛合わせた値とが、同時かあるいは第１の油圧シ
リンダ４３の出力が大きくなるように構成する。更に、
第１の油圧シリンダ４３における油圧ピストン４５の上
側の面Ａ３より、第２の油圧シリンダ６１Ａ〜Ｃにおけ
る油圧ピストン６５の下側の面積Ａ４は大きくなってい
なければならない。

第１図に示す機器の状態は絞り加工前の状態を示し、空
気圧発生源５１より送られた圧縮空気は第１の油圧シリ
ンダ４３の油圧ピストンロッド４７に設けた空気流入穴
４１Ｂより入り、エアシリンダ３３のピストンロッド３
９に設けた空気流入穴４１Ａを通って空気圧室３７へ供
給されている。その空気圧力によりエアシリンダ３３は
上昇し、クッションピン３１を押し上げ、クッションピ
ン３１によりワークホルダ２９の上面は下金型２５の上
面と面一になるよう位置づけられている。

一方、第１の油圧シリンダ４３の油圧ピストン４５は、
アキュームレータ５５内の圧油が管路Ｋ２を通り下部油
室５３に流入しているので、油圧ピストン４５は上昇限
に位置しエアシリンダ３３のピストン３５の位置を保持
している。更に、第１の油圧シリンダ４３の上部油室５
７の油は、管路Ｋ３を通り圧力変更装置５９における第
２の油圧シリンダ６１Ａ〜Ｃの下部油室６３へ入り、油
圧ピストン６５を押し上げて油圧ピストンロッド６７Ａ
〜Ｃを上昇限の位置に保持している。その油圧ピストン
ロッド６７Ａ〜Ｃの上端は、第１図および第２図に示す
ごとくワークホルダ２９の上面より所定の距離Ｈ_１〜Ｈ
_３だけ没している。

上述したごとき待機位置より、下金型２５上に載置され
たワークＷを図外の駆動源より駆動機構を介してスライ
ド７を下降し、上金型２７と下金型２５とで協働してワ
ークＷに絞り加工を施こす。加工が始まるとワークホル
ダ２９は下降し、クッションピン３１を介してエアシリ
ンダ３３は押されて下降を始める。エアシリンダ３３が
下降すると空気圧室３７内の空気圧は高まり、ワークホ
ルダ２９と上金型２７とで挟持されたワークＷへの押し
付け力が増大して、ワークＷを強固に挟持してフランジ
しわの発生を防いでいる。

更に、絞り加工が進行すると、第１図に示す絞り深さＨ
_１に到り、圧力変換装置５９である第２の油圧シリンダ
６１Ａの油圧ピストンロッド６７Ａを上金型２７が押圧
する。その油圧ピストンロッド６７Ａが下降すると下部
油室６３内の油は第１の油圧シリンダ４３の上部油室５
７へ管路Ｋ３を通り流れ込む。また、第１の油圧シリン
ダ４７の下部油室５３の圧油は管路Ｋ２を通りアキュー
ムレータ５５内へ流入する。

この際、第２の油圧シリンダ６１Ａの油圧ピストン６５
の受圧面積は、第１の油圧シリンダ４３の油圧ピストン
４５の受圧面積より大きいので、第２の油圧シリンダ６
１Ａの油圧ピストン６５の移動量に対して、第１の油圧
シリンダ４３の油圧ピストン４５の移動量が大きい。す
なわち、スライド７が下降し第２の油圧シリンダ６１Ａ
の油圧ピストンロッド６７Ａの下降量より、第１の油圧
シリンダ４３の油圧ピストンロッド４７に係合したエア
シリンダ３３のピストン３５の下降量が大きく、空気圧
室３７の空気圧力は減少しワークＷへの押え力が減少す
る。

更に絞り加工が進行し第２の油圧シリンダ６１Ｂにおけ
る油圧ピストンロッド６７Ｂに上金型２７が当接押圧す
ると、第２の油圧シリンダ６１Ａより第１の油圧シリン
ダ４３へ送られる圧油が油圧シリンダ６１Ｂの圧油が加
わり倍増され空気圧室３７の空気圧力は再に減圧され
る。

なお更に絞り加工が進行すると第２の油圧シリンダ６１
Ｃの油圧ピストンロッド６７Ｃに上金型２７が当接押圧
して、上述したように第２の油圧シリンダ６１Ａと６１
Ｂと相俟って第１の油圧シリンダ４３へ送られる圧油は
３倍に増加され、空気圧室３７の空気圧力は更に減少す
る。

上記第２の油圧シリンダ６１Ａ〜Ｃの油圧ピストンロッ
ド６７Ａ〜Ｃの移動量、すなわち、絞り深さＨと、エア
シリンダ３３の空気圧によりワークＷを押えるしわ押え
力Ｐとの関係を第３図に示す。図示のごとく、絞り深さ
ＨがＨ_１までは、しわ押え力Ｐは上昇し深絞り位置Ｈ_１
よりＨ_２までは急傾斜でしわ押え力Ｐが下降する。ちな
みに従来のしわ押え力は圧力変更装置５９を備えていな
いため点線Ｐ_０で示すごとく直線的に上昇する。更に絞
り深さ位置Ｈ_２よりＨ_３までは前記Ｈ_１よりＨ_２の時の
傾斜線より強く下降し、しわ押え力は弱くなる。

なお更に、絞り深さ位置Ｈ_３より絞り完了位置までは、
前記Ｈ_２よりＨ_３の時の傾斜線より強く下降し、しわ押
え力は更に弱くなる。

下降が終了しスライド７が上昇すると、エアシリンダ３
３の空気圧室３７の空気圧によりエアシリンダ３３は上
昇すると共に、第１の油圧シリンダ４３の油圧ピストン
４５もアキュームレータ５５内の油圧力により上昇し、
上昇限で停止する。第１の油圧シリンダ４３における油
圧ピストン４５の上昇により圧力変更装置５９の第２の
油圧シリンダ６１Ａ〜Ｃにおける油圧ピストン６５も上
昇して、油圧ピストンロッド６７Ａ〜Ｃはそれぞれ上昇
限の待機位置に復帰する。

絞り加工時に発生するしわや破断は、ワークＷのフラン
ジ部が上下の金型２５，２７により引き込まれて加工が
行なわれ、フランジ部の引き込みによりフランジの周方
向に圧縮応力が発生して、しわが発生する。このしわの
発生は、ワークホルダ２９によりフランジ部を押えるこ
とにより防ぐことができるが、あまり強く押え付けると
引き込みが阻害され、破断の原因となる。

そのため、押え付け力を必要最低限にする必要があり、
この必要最低限の力は、加工の進行に伴って変化し、加
工が進むにつれてフランジ部の外径が縮小し、面積が減
ずるため、しわ押え力の必要最低限も大きく変化する。
この必要最低限のしわ押え力を加工の進行に伴い制御す
る必要がある。

そのため、本実施例においては、圧力変更装置５９であ
る第２の油圧シリンダ６１Ａ〜Ｃにおける油圧ピストン
ロッド６７Ａ〜Ｃの長さを段階的に変化され、動き量Ｈ
_１，Ｈ_２，Ｈ_３，Ｈのごとく所定量に設定した。

而して、ワークホルダ２９によるワークＷの押え力を複
数の圧力変更装置５９である第２の油圧シリンダ６１Ａ
〜Ｃを設け、同時に、あるいは順次に作動させて製品に
適合した強さで保持させることにより、絞り加工時に発
生するしわや破断を防ぐことができる。

なお、この考案は前述した実施例に限定されることな
く、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実
施し得るものである。例えば、本実施例に採用した圧力
変更装置は３基設けたが、この数は１個でもよく、又、
それ以外の数でも自由であり、また、第２の油圧シリン
ダの油圧ピストンロッドの長さは自在に変化できるよ
う、ねじ式あるいはスライド式とすることも可能であ
る。

更に、本実施例に採用したエアシリンダのピストンの下
降量を得る手段として、スライドの上下動か、あるいは
機械プレスの主軸の回転力より、ラック、ピニオンやリ
ンク機構を介してピストンを下降させることも可能であ
る。

［考案の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、段階
的に全長を異にしたピストンロッドを備えた圧力変更装
置である第２の油圧シリンダを適数設け、段階的にエア
シリンダの内圧を下降させるので、加工形状に見合う圧
力の減少度合と圧力反転位置の設定を自在に行なうこと
ができる。

而して、製品によって異なる必要最低のしわ押え力の変
化に近い能力特性を実現することができ、絞り加工時に
発生するしわや破断を防ぎ、より深い絞り加工が可能と
なり、多工程の絞り加工の行程数を減少させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の主要部を示し、第４図におけるＩ−
Ｉ線に沿った拡大断面図、第２図は作動説明図、第３図
は絞り深さ位置におけるしわ押え力の関係を示したグラ
フ、第４図はこの考案を実施する一実施例のプレス機械
における正面図である。 １……プレス機械 １９……下部サブプレート ２７……上金型 ２９……ワークホルダ ３１……クッションピン ３３……エアシリンダ ４３……第１の油圧シリンダ ５７……上部油室 ５９……圧力変更装置 ６１Ａ，Ｂ，Ｃ……第２の油圧シリンダ ６３……下部油室 ６７Ａ，Ｂ，Ｃ……油圧ピストンロッド

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上金型とワークホルダとの間でワークを挟
   持しながらワークをプレス加工するプレス機械であっ
   て、前記ワークホルダを支承するクッションピンを介し
   てエアシリンダを設け、そのエアシリンダに第１の油圧
   シリンダを接続し、その第１の油圧シリンダの上部油室
   と圧力変更装置である第２の油圧シリンダの下部油室と
   を連通させ、全長を段階的に異にしたピストンロッドを
   備えた前記第２の油圧シリンダを前記上金型に接離自在
   に下部サブプレートの下方に適数設けてなることを特徴
   とするプレス機械のダイクッション装置。