JPH0810477Y2 - プレス加工装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、板状ワークの周縁部を挟圧する一対の挟圧
部材を備えたプレス加工装置に係り、特に、その挟圧部
材による挟圧力を略一定に保つようにしたプレス加工装
置に関するものである。

従来の技術 絞り加工や曲げ加工などを行うプレス加工装置の一種
に、相対的に接近させられて板状ワークの周縁部を挟圧
する一対の挟圧部材、例えば絞り加工用のプレス加工装
置における下型とブランクホルダ，曲げ加工用のプレス
加工装置における下型とカウンタホルダなどを備えたも
のがあるが、かかる挟圧部材によってワーク周縁部に加
えられる挟圧力は、その挟圧部材に作用させられる駆動
力が変動するとそれに伴って変化する。このため、例え
ば駆動力の設定精度などのプレス加工装置の機械差やプ
レス成形時の熱応力，ダイハイトのばらつき等によって
周縁部に対する挟圧力が相違し、プレス成形品の品質に
ばらつきが生じたり不良品が発生したりすることがあっ
た。

この対策として、従来から、上記一対の挟圧部材間に
介在させられてそれ等の挟圧部材の接近を制限する離間
ブロックを、前記板状ワークの外側においてそれ等の挟
圧部材を接近させるための駆動力が作用させられる加圧
点と、その板状ワークのうちその加圧点に近接する近接
点とを結ぶ一直線上またはその近傍であって、その板状
ワークの外側に配設し、それ等一対の挟圧部材の接近を
制限することによりその板状ワークの周縁部に対する挟
圧力を略一定に保つようにすることが行われている。な
お、上記加圧点は、駆動力が加えられる作用点を離間ブ
ロックが配設される平面上に投影した点である。

第10図および第11図に示されているディスタンスプレ
ート10,12は、それぞれ絞り加工用のプレス加工装置の
下型14に配設された離間ブロックの一例であり、ブラン
クホルダ16に当接させられることによりそのブランクホ
ルダ16と下型14との接近を制限して、それ等の間に挟圧
される板状ワーク18の周縁部20に対する挟圧力、この場
合はしわ押え荷重を略一定に保つようにしたものであ
る。下型14およびブランクホルダ16は、相対的に接近さ
せられて周縁部20を挟圧する一対の挟圧部材を成すもの
で、ブランクホルダ16には、その四隅に◎印で示されて
いる加圧点Ｘにおいて下方へ向かう駆動力、すなわちア
ウタ荷重が作用させられるようになっている。

また、上記ディスタンスプレート10,12は、対角位置
にある上記加圧点Ｘを結ぶ２本の対角線l,mの近傍であ
って板状ワーク18の外側に板状ワーク18を中心として略
対称的に計４個配設されているが、第10図に示されてい
る従来例Ｉにおけるディスタンスプレート10は下型14の
最外周部、すなわちヒールブロック22上に設けられてい
る一方、第11図に示されている従来例IIにおけるディス
タンスプレート12は板状ワーク18の近傍に設けられてい
る。板状ワーク18はブランクホルダ16の略中央に配置さ
れるようになっており、上記対角線l,mは、上記加圧点
Ｘと板状ワーク18のうちその加圧点Ｘに近接する近接点
とを結ぶ一直線に略相当する。

考案が解決しようとする課題 しかしながら、このような離間ブロックが配設された
プレス加工装置においても、挟圧部材に作用させられる
駆動力の変動に伴う挟圧力の変化を必ずしも充分に防止
することはできなかった。すなわち、本考案者等が前記
第10図，第11図に示されている従来例I,IIについて、前
記ブランクホルダ16に加えられる駆動力（アウタ荷重）
を変化させて、周縁部20における挟圧力（しわ押え荷
重）に対する影響を調べたところ、それぞれ第３図にお
いて一点鎖線，二点鎖線で示されているように、アウタ
荷重の変動量ΔＦがプラス側に30tonを超えるとしわ押
え荷重の変動量ΔＰは何れも5tonを超えて成形可能ゾー
ンから逸脱し、プレス成形品に割れが発生してしまった
のである。特に、板状ワーク18の近傍にディスタンスプ
レート12が配設されている従来例IIではアウタ荷重変動
の影響を受け易く、10ton程度の変動で成形可能ゾーン
を逸脱してしまった。なお、第３図の破線はディスタン
スプレートが配設されていない場合である。また、アウ
タ荷重がマイナス方向へ変動した場合には、しわ押え荷
重もマイナス側へ変動してプレス成形品にシワなどの面
歪みが発生する。

本考案は以上の事情を背景として為されたもので、そ
の目的とするところは、挟圧部材に作用させられる駆動
力の変動に伴う挟圧力の変動をより確実に防止できるよ
うにすることにある。

課題を解決するための第１の手段 そして、かかる目的を達成するために、本考案者は、
前記離間ブロックの配設位置や配設個数などを種々変更
して実験を重ねるうち、板状ワークと４隅の加圧点との
間において、それぞれその板状ワークからの離間距離が
異なる複数箇所に前記離間ブロックを配設することによ
り、挟圧部材に作用させられる駆動力の変動に伴う板状
ワークの周縁部に作用するしわ押え荷重の変動を一層確
実に防止できることを見出したのである。

本考案の第１の手段はかかる知見に基づいて為された
もので、その要旨とするところは、前述したように相対
的に接近させられて板状ワークの周縁部を挟圧する一対
の挟圧部材を有するとともに、それ等一対の挟圧部材間
に介在させられてそれ等の挟圧部材の接近を制限する離
間ブロックが、前記板状ワークの外側においてそれ等の
挟圧部材を接近させるための駆動力が作用させられる４
隅の加圧点のうち対角位置にある加圧点を結んだ一対の
対角線上またはその近傍であって、その板状ワークの外
側にその板状ワークを中心として略対称的に複数配設さ
れ、それ等一対の挟圧部材の接近を制限することにより
その板状ワークの周縁部に作用するしわ押え荷重を前記
駆動力の変動に拘らず略一定に保つようにした絞り加工
用のプレス加工装置において、前記離間ブロックを、前
記板状ワークと前記４隅の加圧点との間においてそれぞ
れその板状ワークからの離間距離が異なる複数箇所に配
設したことにある。

第１の手段の効果 このようにすれば、挟圧部材に作用させられる駆動力
の変動に伴う板状ワークの周縁部に作用するしわ押え荷
重の変動が一層確実に防止されるようになり、プレス加
工装置の機械差等に伴うプレス成形品の品質のばらつき
や不良品の発生が低減されて、一定品質のプレス成形品
が得られる再現性が向上する。また、このようにしわ押
え荷重が略一定に保たれるところから、例えば離間ブロ
ックの高さを変更すること等により、そのしわ押え荷重
の微妙な調整が可能となり、プレス成形品の品質向上を
図ることができるようになる。

課題を解決するための第２の手段 また、本考案の第２の手段は、相対的に接近させられ
て板状ワークの周縁部を挟圧する一対の挟圧部材を備え
たプレス加工装置において、前記板状ワークの外側にお
いて前記挟圧部材を接近させるための駆動力が作用させ
られる加圧点と、その板状ワークのうちその加圧点に近
接する近接点とを結ぶ一直線上またはその近傍であっ
て、その板状ワークの外側に、ピストンの突出位置に拘
らず予め定められた設定圧力でそのピストンを突き出す
駆動力受けシリンダを前記一対の挟圧部材間に配設し、
前記駆動力に応じてその設定圧力を調整することにより
前記板状ワークの周縁部に対する挟圧力を略一定に保つ
ようにしたことを特徴とする。

第２の手段の作用および効果 この場合には、プレス加工装置の機械差等による駆動
力の相違に応じて、板状ワークの周縁部に対する挟圧力
が略一定となるように駆動力受けシリンダの設定圧力を
調整することにより、駆動力の変動に伴う挟圧力の変動
が防止され、前記第１の手段と同様に、一定品質のプレ
ス成形品が得られる再現性が向上する。また、駆動力受
けシリンダの設定圧力を調整することにより、挟圧力の
微妙な調整が可能であるため、プレス成形品の品質向上
を図ることもできる。しかも、かかる第２の手段におい
ては、板状ワークの板厚に拘らず挟圧力が略一定に保た
れるため、ワークの板厚がばらついていたり、プレス加
工中に挟圧部の板厚が変化したりしても、プレス成形品
の品質が損なわれることはないのである。

なお、前記駆動力が作用させられる加圧点は、前記従
来例からも明らかなように挟圧部材の外周側の複数箇所
に設定されるのが普通であり、前記駆動力受けシリンダ
は、それ等複数箇所の加圧点に対応する複数の位置にそ
れぞれ配設される。但し、複数の加圧点が近接している
場合には、必ずしも全ての加圧点に対応して駆動力受け
シリンダを配設する必要はない。

実施例 以下、本考案の第１の手段における一実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例は前記従
来例と同じ絞り加工用のプレス加工装置に本考案が適用
された場合で、従来例と共通する部分には同一の符号を
付して詳しい説明を省略する。

第１図およびそのII−II断面を示す第２図において、
下型14には、前記ディスタンスプレート10および12がそ
れぞれ前記対角線l,mの近傍に配設されている。ディス
タンスプレート10は、前記第10図の従来例Ｉと同様に四
隅のヒールブロック22上に固設されている一方、ディス
タンスプレート12は前記第11図の従来例IIと同様に板状
ワーク18の外側であってその板状ワーク18に比較的近接
する位置に固設されている。そして、それ等のディスタ
ンスプレート10,12上にブランクホルダ16が当接させら
れることにより、そのブランクホルダ16と下型14との接
近が制限され、板状ワーク18の周縁部20はそれ等のブラ
ンクホルダ16と下型14との間に予め定められた略一定の
しわ押え荷重で挟圧される。また、ブランクホルダ16の
内側には絞りパンチ24が配設されており、板状ワーク18
の周縁部20が挟圧された状態においてその絞りパンチ24
が下型14に押圧されることにより、板状ワーク18の中央
部には所定の絞り加工が施される。

ここで、かかる本実施例のプレス加工装置において、
ブランクホルダ16に加えられるアウタ荷重を変化させて
しわ押え荷重に対する影響を調べたところ、前記第３図
において実線で示されているように、アウタ荷重の変動
量ΔＦがプラス側に40ton以上変動してもしわ押え荷重
の変動量ΔＰは極僅か、厳密には2ton程度低下するだけ
であった。このため、例えばプレス加工装置の機械差や
プレス成形時の熱応力，ダイハイトのばらつき等によっ
てアウタ荷重が変動してもしわ押え荷重は殆ど変動せ
ず、予め定められたしわ押え荷重により周縁部20を挟圧
しつつ、割れやシワを生じることのない良好な絞り加工
を行うことができるようになる。上記しわ押え荷重は、
前記ディスタンスプレート10,12に歪ゲージを取り付け
てそれ等にかかる荷重を測定し、アウタ荷重から減算す
ることによって求められる。

また、アウタ荷重の変動に対してディスタンスプレー
ト10,12にかかる分担荷重の変動を調べたところ、第４
図に示されているように、ディスタンスプレート10の分
担荷重Pcは●印で示されているアウタ荷重の変動量と略
同じ大きさだけ変動しているのに対し、ディスタンスプ
レート12の分担荷重Pbはアウタ荷重の変動に拘らず略一
定であった。このことから、アウタ荷重の変動は主とし
て外側のディスタンスプレート10によって吸収されるも
のと考えられる。なお、残りの荷重Paはしわ押え荷重を
意味している。

そして更に、第５図において●印で示されている荷重
分担、具体的にはディスタンスプレート10の分担荷重Pc
が55tonで、ディスタンスプレート12の分担荷重Pbが51t
onで、周縁部20にかかるしわ押え荷重Paが9tonの場合を
基準として、シムの挿脱等によりディスタンスプレート
10,12の高さを変更してしわ押え荷重に与える影響を調
べたところ、ディスタンスプレート10の高さを変更して
もしわ押え荷重Paには殆ど影響がないが、ディスタンス
プレート12の高さを変更するとしわ押え荷重Paは大きく
変化した。すなわち、ディスタンスプレート10の高さを
0.1mm高くすると、第５図において○印で示されている
ように分担荷重Pc,Pbは略同じ量だけ増減し、しわ押え
荷重Paは殆ど変化しないのに対し、ディスタンスプレー
ト12の高さを0.1mm低くすると、第５図において△印で
示されているように分担荷重Pbは分担荷重Pcの増加量よ
りも大きく減少し、その分だけしわ押え荷重Paが増大し
たのである。したがって、ディスタンスプレート12の高
さを変更することにより、しわ押え荷重Paの微妙な調整
を行うことが可能なのであり、プレス成形品の品質向上
を図ることができるようになる。また、４個のディスタ
ンスプレート12の高さを個々に変更することにより、し
わ押え荷重Paを部分的に増減させて極め細かく調整する
こともできる。

なお、上記アウタ荷重や分担荷重Pc,Pbは、プレス加
工装置全体としての荷重すなわち４箇所の加圧点Ｘに加
えられる荷重や４個のディスタンスプレート10,12にか
かる荷重の総計であり、しわ押え荷重Paは周縁部20全体
にかかる荷重である。

このように、本実施例の絞り加工用プレス加工装置に
おいては、ヒールブロック22上と板状ワーク18の近傍と
の２箇所にディスタンスプレート10,12が配設されるこ
とにより、アウタ荷重の変動に伴うしわ押え荷重Paの変
動が良好に防止されるようになり、プレス加工装置の機
械差等に伴うプレス成形品の品質のばらつきや不良品の
発生が大幅に低減され、一定品質のプレス成形品が得ら
れる再現性が向上する。また、そのしわ押え荷重Paは、
板状ワーク10の近傍に配設されるディスタンスプレート
12の高さを変更することにより、周縁部20全体として調
整したり部分的に増減させたりすることが可能で、プレ
ス成形品の品質を一層向上させることができる。

次に、本考案の第２の手段による実施例を説明する。
なお、以下の実施例において上述した第１実施例と共通
する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

第６図およびそのVII−VII断面を示す第７図におい
て、下型14の四隅のヒールブロック22上には、それぞれ
駆動力受けシリンダ30a,30b,30c,30d（以下、特に区別
しない場合には単に駆動力受けシリンダ30という）が上
向きで配設されている。この駆動力受けシリンダ30は、
ピストン32の突出位置に拘らず予め定められた設定圧力
でそのピストン32を上方に向って突き出すもので、通常
は圧力調整弁等を含んで構成されるが、例えばタンカチ
ッソガスシリンダ（テレダインハイソン社製）を用いる
場合には、単にシリンダ30をヒールブロック22上に固設
するだけで良い。圧力調整弁を有する場合には、その調
整弁によってピストン32の突出圧力は設定され、タンカ
チッソガスシリンダを用いる場合には、タンカチッソガ
スの注入圧によって突出圧力は設定される。

かかるプレス加工装置はダブルアクション型で、アウ
タ荷重設定機構として機械的機構と油気圧機構とを備え
ており、両方の機構を作動させて設定した圧力領域でプ
レス成形を行うようになっている。第８図は、その一例
を示す概略図で、インナコンロッド34を介して上下駆動
されるインナスライド36に絞りパンチ24が固設される一
方、アウタコンロッド38を介して上下駆動されるアウタ
スライド40にブランクホルダ16が固設される。そして、
アウタスライド40には、エアタンク42およびハイドロブ
ランクホルダ44が設けられ、そのエア圧によってアウタ
荷重が設定されるようになっている。このようなプレス
加工装置においては、アウタ荷重がスライド追込み量に
拘らず油気圧機構のレギュレータ設定圧付近で略安定的
に得られ、スライド位置精度やダイハイトのばらつきな
どによって影響され難い特徴がある。なお、このような
プレス加工装置は、前記第１実施例においても良好に用
いられ得る。

そして、かかるプレス加工装置において、各駆動力受
けシリンダ30の設定圧力を零とした状態で、例えば第６
図の加圧点Xa,Xb,Xc,Xdにおけるアウタ荷重がそれぞれ3
0ton,30ton,34ton,30tonの場合に、割れやシワ，面歪み
のない高品質のプレス成形品が得られたとして、その下
型14,ブランクホルダ16,および絞りパンチ24を他のダブ
ルアクション型プレス加工装置に取り付けたところ、そ
の機械の場合には加圧点Xa,Xb,Xc,Xdにおけるアウタ荷
重が何れも30tonであったとする。すると、加圧点Xcで
は、高品質のプレス成形品を得る上で必要なアウタ荷重
に対して4ton少ないため、このままではその部分でのし
わ押え荷重が4ton分不足し、板状ワーク18が流入し易く
なってシワ等の面歪みが発生する。

これに対し、上記加圧点Xa,Xb,Xc,Xdにおけるアウタ
荷重がそれぞれ34tonとなるようにプレス加工装置の油
気圧機構を設定するとともに、加圧点Xa,Xb,Xdに対応す
る位置の３個の駆動力受けシリンダ30a,30b,30dの設定
圧力を4tonとすると、そのピストン32がブランクホルダ
16に当接させられることにより、加圧点Xa,Xb,Xdにおけ
るアウタ荷重が4ton分だけ相殺されてその部分のしわ押
え荷重は30tonとなる。これにより、加圧点Xcのアウタ
荷重34tonのみがそのまましわ押え荷重として作用し、
他の部分のしわ押え荷重は30tonとなり、割れやシワ，
面歪みのない高品質のプレス成形品が得られるようにな
る。

このように、本実施例のプレス加工装置によれば、プ
レス加工装置の機械差等によるアウタ荷重の相違に応じ
て駆動力受けシリンダ30の設定圧力を調整することによ
り、アウタ荷重の相違に伴うしわ押え荷重の変動が防止
され、一定品質のプレス成形品が得られる再現性が向上
する。特に、この実施例では油気圧機構によってアウタ
荷重が設定されるため、プレス加工途中でのしわ押え荷
重の変動が極めて少ない。

また、各駆動力受けシリンダ30a,30b,30c,30dの設定
圧力をそれぞれ調整することにより、周縁部20の各部に
おけるしわ押え荷重の微妙な調整が可能であるため、プ
レス成形品の品質向上を図ることもできる。

また、第７図において寸法ａで示されている板状ワー
ク18の板厚に拘らずしわ押え荷重が一定に保たれるた
め、板厚がばらついていてもプレス成形品の品質が損な
われることはない。同様に、プレス加工途中で板状ワー
ク18の周縁部20の板厚が変化しても、しわ押え荷重の分
布が変化することはなく、良好なプレス加工が行われる
のであり、また、金型の経年変化などによりしわ押え荷
重の分布が変化しても、駆動力受けシリンダ30a,30b,30
c,30dの設定圧力を調整することによって容易かつ迅速
に対処できる。

このように、本実施例のプレス加工装置によれば、シ
ワ等の面歪みが少ない高品質のプレス成形品が安定して
得られるため、例えば自動車ボディの外板等をプレス成
形する際に極めて好適に用いられ得るのである。

なお、プレス加工装置によっては、各加圧点Xa,Xb,X
c,Xdのアウタ荷重を別々に調整できるものもあるが、設
定圧の精度が充分でなかったり、調整作業が面倒であっ
たりして必ずしも充分に満足できるものではないのであ
る。

以上、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明し
たが、本考案は他の態様で実施することもできる。

例えば、前記第２実施例では本考案の第２の手段が絞
り加工用のプレス加工装置に適用された場合について説
明したが、板状ワークの周縁部の全部或いは一部を挟圧
する一対の挟圧部材を備えたプレス加工装置、例えばカ
ウンタホルダを備えた曲げ加工用のプレス加工装置等に
も本考案は同様に適用され得る。

また、前記第１実施例では１つの加圧点Ｘと板状ワー
ク18との間に２個のディスタンスプレート10および12が
配設されているだけであるが、３個以上設けることもで
きる。

また、前記第１実施例ではディスタンスプレート10,1
2が下型14に固設されているが、それ等をブランクホル
ダ16に固設するようにしても差支えない。

また、前記第２実施例では駆動力受けシリンダ30が何
れも下型14のヒールブロック22上に取り付けられるよう
になっているが、第９図に示されているようにブランク
ホルダ16に下向きに取り付けるようにしても差支えな
い。

また、上記駆動力受けシリンダ30を、第１実施例にお
けるディスタンスプレート12と同様に板状ワーク18の近
傍に配設したり、或いは、加圧点Xa,Xb,Xc,Xdの外側に
配設したりすることも可能であり、更には１箇所の加圧
点に対して駆動力受けシリンダを複数配設するようにし
ても差支えない。

また、前記第２実施例では駆動力受けシリンダ30が予
め下型14に取り付けられているが、例えば前記実施例に
おける他のプレス加工装置に下型14等を配設する際に、
加圧点Xa,Xb,およびXdに対応する３箇所に設定圧力4ton
の駆動力受けシリンダ30a,30b,30dのみを設けるなど、
プレス加工装置に下型14等を取り付ける際に、必要に応
じて必要な箇所にだけ駆動力受けシリンダ30を取り付け
るようにしても差支えない。

その他一々例示はしないが、本考案は当業者の知識に
基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の手段に係るプレス加工装置の下
型を示す平面図である。第２図は第１図におけるII−II
断面図である。第３図は第１図のプレス加工装置におけ
るしわ押え荷重変動量とアウタ荷重変動量との関係を従
来のプレス加工装置との比較において示した図である。
第４図は第１図のプレス加工装置おけるアウタ荷重の変
動と各部の分担荷重の変動との関係を示した図である。
第５図は第１図のプレス加工装置におけるディスタンス
プレートの高さを変更した場合の各部の分担荷重および
しわ押え荷重の変動を示した図である。第６図は本考案
の第２の手段に係るプレス加工装置の下型を示す平面図
である。第７図は第６図におけるVII−VII断面図であ
る。第８図は第６図のプレス加工装置の駆動機構の一例
を説明する図である。第９図は本考案の第２の手段に係
る他の実施例の要部を示す図である。第10図および第11
図はそれぞれ従来のプレス加工装置の一例を説明するた
めの下型の平面図である。 10,12:ディスタンスプレート（離間ブロック） 14:下型（挟圧部材） 16:ブランクホルダ（挟圧部材） 18:板状ワーク、20:周縁部 30a,30b,30c,30d:駆動力受けシリンダ 32:ピストン X,Xa,Xb,Xc,Xd:加圧点 l,m:対角線（一直線） Pa:しわ押え荷重（挟圧力） Pb:ディスタンスプレート12の分担荷重 Pc:ディスタンスプレート10の分担荷重

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】相対的に接近させられて板状ワークの周縁
   部を挟圧する一対の挟圧部材を有するとともに、該一対
   の挟圧部材間に介在させられて該挟圧部材の接近を制限
   する離間ブロックが、前記板状ワークの外側において該
   挟圧部材を接近させるための駆動力が作用させられる４
   隅の加圧点のうち対角位置にある加圧点を結んだ一対の
   対角線上またはその近傍であって、該板状ワークの外側
   に該板状ワークを中心として略対称的に複数配設され、
   該一対の挟圧部材の接近を制限することにより該板状ワ
   ークの周縁部に作用するしわ押え荷重を前記駆動力の変
   動に拘らず略一定に保つようにした絞り加工用のプレス
   加工装置において、 前記離間ブロックを、前記板状ワークと前記４隅の加圧
   点との間においてそれぞれ該板状ワークからの離間距離
   が異なる複数箇所に配設したことを特徴とするプレス加
   工装置。
2. 【請求項２】相対的に接近させられて板状ワークの周縁
   部を挟圧する一対の挟圧部材を備えたプレス加工装置に
   おいて、 前記板状ワークの外側において前記挟圧部材を接近させ
   るための駆動力が作用させられる加圧点と、該板状ワー
   クのうち該加圧点に近接する近接点とを結ぶ一直線上ま
   たはその近傍であって、該板状ワークの外側に、ピスト
   ンの突出位置に拘らず予め定められた設定圧力で該ピス
   トンを突き出すシリンダを前記一対の挟圧部材間に配設
   し、前記駆動力に応じて該設定圧力を調整することによ
   り前記板状ワークの周縁部に対する挟圧力を略一定に保
   つようにしたことを特徴とするプレス加工装置。