JPH10192982A - 薄板の成形型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転カムを用いて薄板成形品の負角成形を行
う際、大きく屈曲した負角成形部の成形を一つの型で可
能とすることを目的とする。 【解決手段】 第１型に第２型を直線方向に移動させて
衝合して成形する際負角になる成形部を有する成形型で
あって、軸方向に溝を刻設した円柱状の回転カムを第１
型に回転自在に設け、回転カムの溝縁部に負角成形部を
形成し、負角成形部を有するスライドカムを前記回転カ
ムに対向させて第２型に設け、成形後ワークが第１型よ
り取り出せる状態まで回転カムを回転後退させる自動復
帰装置を第１型に設けた薄板の成形型において、大きく
屈曲した負角成形部を、回転軸の位置が異なり平行な複
数の回転カムで加工するようにした薄板の成形型とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄板の成形型に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】板金やプラスチック等の薄板の負角成形
は通常スライドカムを用いて行われている。ところで、
ここでいう負角成形とは、下型に載置したワークを、上
型を垂直方向に下降させて衝合して成形する際、上型の
加工軌跡より下型内に入り込む成形部を有する成形を言
う。

【０００３】従来の薄板製品の負角成形加工は、下型上
にワークを載置し、上型を垂直下方に下降させて下型の
受動カムを上型の作動カムにて駆動し、ワークを横方向
から加工し、加工が完了し上型が上昇すると、受動カム
をスプリングにより後退させていた。この場合、ワーク
の外方横方向から摺動してワークを成形する受動カムの
成形部は、ワークの成形部形状と同一の一体形状に形成
してあるが、ワークが載置される下型の成形部は、ワー
クを加工完了後下型から取り出さねばならないので、下
型の負角になる部分を分割し後退させるか、あるいは負
角になる部分の後部を削除しておきワークを前方へ移動
させてワークの取り出しを可能としなければならない。
負角の程度が僅かである場合はあまり問題にならない
が、負角の程度が大きい場合やワークが細長い枠状の断
面が溝状で、たとえば、自動車の板金部品のフロントピ
ラーアウターのような部品では、そのワークの溝幅が狭
いため、負角になる下型の部分を分割したり削除したり
すると、受動カムの成形部で形状がくっきり形成できな
いのみならず、下型の強度も不足し負角成形加工が不可
能であった。

【０００４】また、スライドカムによる負角成形では、
受動カムをかなり長い直線距離を摺動させて成形してい
るために、受動カムを正確に所定の位置に反復して摺動
させることは必ずしも容易でなく、安定した品質の製品
ができにくい。さらに、製品に捩れや歪が生じ、製品を
修正する必要が生じる場合もあるが、サイドパネル、フ
ロントフェンダー、ルーフ、ボンネット、トランクリッ
ド、ドアパネルやフロントピラーアウターのような自動
車の外板部分を構成する部品では三次元の曲面・曲線を
有し、製品の修正は実際上不可能に近い。自動車の板金
組立の場合、製品に捩れや歪が生じていると、他の部品
と結合させにくく高品質の自動車板金構造の提供ができ
なくなり、薄板成形品の所定の製品精度を維持すること
ができなかった。

【０００５】また、スライドカムを用いると、下型のワ
ークを載置した側部に大きな受動カムやヒールを設ける
ことになり、下型面積が大きくなり、それだけ金型の重
量が増し高価な金型となっていた。そこで、上記の問題
点を解決するために、プレスの上下方向の直線運動を回
転運動に変換する薄板の成形方法とその成形型が、本出
願人により特公昭６３−４１６６２号として既に提案さ
れている。

【０００６】まず、その成形型を図６〜図１０により詳
細に説明する。図６にその成形型で成形した自動車の板
金部品であるフロントピラーアウターの完成品の左右の
概略の斜視図を示す。図において下方が右用で上方が左
用である。このフロントピラーアウターはフロントドア
枠の一部であり、フロントガラスの枠の一部でもあり、
さらにルーフパネルを支持する枠の一部ともなるもので
あって、多くの部品との連結部を有し、製品精度が厳し
く要求される製品であり、その精度を満たさない場合に
は良い品質の板金車体の提供ができなくなる。

【０００７】また、このフロントピラーアウターは自動
車の外板部分を構成するため三次元曲面・曲線を有する
ものである。そして、本成形型により負角成形される部
分はＦで示される部分であって、その断面は図１０のワ
ークＷとして示される。すなわち、図７で示されるワー
クＷの状態から負角成形後は図１０で示す状態となる。
因みに、このプレス加工の工程はまず最初に絞り加工を
行い、次に、図７で示される状態に外周トリミング加工
を行い、その次の第３工程として本成形工程がある。

【０００８】下型１００は、溝１０１を軸方向に刻設し
た円柱状の回転カム１０２を、下型本体１０３に回転自
在に設ける。下型本体１０３は下基板１２１上にボルト
１２２により固着されている。下型本体１０３の上面は
ワークＷを載置しうる形状に形成し、下型１０３の上面
寄りの回転カム１０２の溝１０１縁部に負角成形部１０
４を形成する。ワークＷを成形後、下型本体１０３より
取り出せるように、回転カム１０２を回転後退させる自
動復帰装置１０５を、下型本体１０３に埋設する。この
例では、自動復帰装置１０５はコイルスプリング１０６
に付勢されたプッシュピン１０７を、回転カム１０２の
溝１０１の負角成形部１０４との対向する面にボルト１
５１で固着した回動プレート１０８の先端下面に当接さ
せる。

【０００９】なお、自動復帰装置は空圧装置、油圧装
置、リンク機構、カムあるいはこれ等に類似する機構を
用いることもでき、下型のみならず、上下型間に設ける
こともできる。一方、上型１０９には前記回転カム１０
２に対向する位置にスライドカム１１０を設ける。この
スライドカム１１０は下端に負角成形部１１２を形成
し、スライドカム１１０はガイド（図示せず）により案
内され、スライドカム１１０はスライドカム１１０上面
と上基板１５２にボルト１５３により固着された傾斜ガ
イド１５４下面との間に縮設したコイルスプリング１１
７により型の外側方向に付勢される。スライドカム１１
０は傾斜ガイド１５４にボルト１５５により固着された
停止板１５６により停止される。パッド１５７はコイル
スプリング１５８で下方に付勢され、吊りボルト１１９
により上基板１５２に吊り下げられ、ワークＷを負角成
形する前にワークＷが移動しないようにワークＷを下型
本体１０３に強く押し付ける。

【００１０】次に、この成形型の作動について述べる。
まず、図７に示すように、上型１０９は上死点に位置し
ており、その時下型１００の下型本体１０３にワークＷ
を載置する。この時は、回転カム１０２は自動復帰装置
１０５により回動後退している。次に、上型１０９が下
降し始め、図８に示すように、先ず最初に、スライドカ
ム１１０が回転カム１０２の負角成形部１０４に干渉す
ることなく、スライドカム１１０の下面が回動プレート
１０８に当接し、回転カム１０２を図８において右回り
に回転させる。

【００１１】上型１０９がなお下降し続けると、型の外
側方向に付勢されているスライドカム１１０は、コイル
スプリング１１７の付勢力に抗して、カムの作用によっ
て横方向で左方へ移動し、図９に示す状態となり、回動
した回転カム１０２の負角成形部１０４とスライドカム
１１０の負角成形部１１２とでワークＷを負角成形す
る。

【００１２】負角成形後は上型１０９が上昇し始める。
スライドカム１１０はコイルスプリング１１７により型
の外方向に付勢されており、図１０において右方に移動
し負角成形されたワークＷと干渉することなく上昇す
る。一方、回転カム１０２は、拘束していたスライドカ
ム１１０が上昇するため、自動復帰装置１０５により図
１０において左方へ回転し、負角成形したワークＷの下
型１０３よりの取出しの際、ワークＷが回転カム１０２
の負角成形部１０４と干渉することなく取り出せる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにして、回
転カムを用いて薄板成形品の負角成形を行っていたが、
回転カムは回転軸を中心とし回転してワークを加工する
ため、加工方向から視てワークが概略直線状で大きく屈
曲しなければ１個の回転カム内に負角成形部が入り加工
可能であるが、ワークが大きく屈曲していると１個の回
転カム内に負角成形部が入りきらず加工ができない。

【００１４】特に、自動車の板金部品にはドアパネルを
はじめとして多くの屈曲箇所があり、しかも近年におい
ては屈曲箇所がある上にデザインの関係から負角成形部
が多くあり、この負角成形部を多くの工程をかけずに一
工程で成形できるようにして生産能率を向上させること
が求められている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記の
事情に鑑み、大きく屈曲した負角成形部の成形を、回転
軸の位置が異なり平行な複数の回転カムで、加工するよ
うにした薄板の成形型である。回転カムの直径の大きさ
は、型を製作する観点からむやみに大きくすることは実
際上できず、例えば３２０ｍｍ程度であり、大きく屈曲
したワークでは、屈曲箇所を回転軸の位置が異なり平行
な別の回転カムを設けるようにした。屈曲の程度に応じ
て別の回転カムを上下、左右方向に変位させるようにす
る。また、回転カムの分割位置は負角成形部があまり鋭
角にならないように考慮する。鋭角になると強度が不足
するから３０°以下にならないようにするのが望まし
い。

【００１６】また、本発明の複数の回転カムは、相互に
回転軸が平行になるように配置してあるので、回転カム
が回転する際相隣る回転カムの接合部でその端面どうし
が干渉するようなことはない。さらに、本発明の相隣る
回転カムに連動機構を設け、回転カムの駆動を１個の自
動復帰装置で行わせることができる。

【００１７】さらにその上に、本発明では、連動機構と
して係合板とピンを係合させてあり、至極シンプルな構
成である。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図５に示す具体的
一実施例に基づいて以下詳細に説明する。本発明の成形
型で成形するワークＷは、図１に示すように自動車のト
ランクリッドアウターで、トランクリッドアウターの前
縁部の平面視で凹状の円弧曲線部を負角成形するもの
で、図２に示すように上の断面から下の断面になるよう
に負角成形する。

【００１９】図１に本薄板の成形型の平面図、図２にワ
ークＷの成形前後のフランジ１の状態、図３に図１のII
I−III縦断面図、図４に図１のIV−IV縦断面図、図５に
回転カムの連動機構を示す。本薄形の成形型のワークＷ
の加工部はトランクリッドアウターの前縁部で、図１か
ら分かるように平面視で凹状で、また、図４から分かる
ように両端部は、中央部からかなり下方で、かつかなり
右方に変位している。１本の回転カムで加工しようとす
ると非常に大きな回転カムにしなければならない。型製
作する上で、むやみに大きくすることは実際上できず、
最大限直径３２０ｍｍ程度である。それに中央部と両端
部とではフランジ角度が異なり回転カムの負角成形部が
鋭角になりすぎ強度が維持できない場合がある。本発明
では、回転カムを中央部と両端部の３個に分割し、回転
カムに連動機構を設け、１個のスライドカムにて全ての
回転カムを駆動するようにした。

【００２０】図１で回転軸Ｃ_A の中央回転カム２の両端
部に、回転軸Ｃ_B の端部回転カム３をそれぞれ配置す
る。図４から分かるように端部回転カム３は中央回転カ
ム２より下方にＨ、右方にＬだけ変位している。下型４
は、図３に示すように、下型基台５にボルト６にて支持
ブロック７を固着し、支持ブロック７の上面中央の水平
状の孔溝８に、軸方向に溝１４を刻設した円柱状の中央
回転カム２を回転自在に支持する。

【００２１】本実施例では回転カムの自動復帰装置とし
てエアシリンダー１２が設けられている。言うまでもな
く自動復帰装置はエアシリンダーに限られるものでな
く、スプリング、油圧装置、リンク機構、カムあるいは
これ等に類似する機構を用いることができ、下型のみな
らず上下型に設けることもできる。図３では、中央回転
カム２の下面に連結部材９をボルト１０にて固着し、支
持ブロック７にボルト１５にて固着したブラケット１１
に、基端を枢着したエアシリンダー１２のピストンロッ
ド１３先端に、前記連結部材９を枢着し、ピストンロッ
ド１３を収縮させて中央回転カム２が復帰するようにし
てある。支持ブロック７の孔溝９の底部には連結部材９
の揺動を許す窓孔１６が設けられている。

【００２２】中央回転カム２の溝１４縁部に負角成形部
１７が形成してあり、溝１４の負角成形部１７と対向す
る側には回動プレート７２がボルト７３により固着され
ている。なお、図１には回動プレート７２は省略されて
いる。また、中央回転カム２の負角成形部１７はワーク
Ｗを載置できるようにワークＷの下面と同一形状のワー
ク載置部１８に形成し、支持ブロック７の中央回転カム
２のワーク載置部１８に連なる上部外寄りにワークＷの
下面と同一形状のワーク支持部１９を形成する。

【００２３】上型２１は、上型基台２２下面に支持ブロ
ック２３をボルト２４で固着し、支持ブロック２３の下
面にウェアプレート２５をボルト２６で固着し、ウェア
プレート２５の下面上をスライドカム２７をガイド板２
８で保持して摺動させる。スライドカム２７の先端の中
央回転カム２の溝１４に対向する箇所に負角成形部３４
をボルト３５で固着してある。

【００２４】スライドカム２７の上面には受け板２９を
ボルト３０で固着し、この受け板２９と支持ブロック２
３の縦壁２４との間にコイルスプリング３１を縮設して
スライドカム２７を型の外方向に向けて付勢する。ま
た、前記のコイルスプリング３１は縦壁２４に螺着した
位置決めピン３２に外嵌め状に装着され、縦壁２４に対
向する側面に固着した停止板３３を、前記位置決めピン
３２の先端は貫通させてある。上型２１が上昇した際、
コイルスプリング３１の付勢力で受け板２９が停止板３
３に当接するまで、スライドカム２７は型の外方に移動
する。

【００２５】なお、図示は省略されているが、ワークＷ
を安定的に支持するため、ワークＷの位置決め部材が下
型４に設けられ、上型２１には、従来例で述べたように
下型４にワークＷを加圧するパッドが設けられている
が、煩雑になり本発明の要部が理解しにくくなるので、
位置決め部材およびパッドは省略する。次に、ワークＷ
の両端部の型構造について図４により説明する。

【００２６】下型基台５には、端部支持ブロック４１が
ボルト４２にて固着され、端部支持ブロック４１の上面
中央の水平状の孔溝４３に、軸方向に溝４４を刻設した
円柱状の端部回転カム３を回転自在に支持する。端部回
転カム３の溝４４縁部に負角成形部４５が形成してあ
り、溝４４の負角成形部４５に対向する側には回動プレ
ート４６がボルト４７により固着されている。なお、図
１には回動プレート４６は省略されている。また、端部
カム３の負角成形部４５はワークＷを載置できるように
ワークＷの下面と同一形状のワーク載置部４８に形成
し、端部支持ブロック４１の端部回転カム３のワーク載
置部４８に連なる上部外寄りにワークＷの下面と同一形
状のワーク支持部４９を形成する。

【００２７】図４で上型２１の図３と同一部品には同一
符号を付して示し、それ等は同一機能を果たすものであ
る。スライドカム２７の端部回転カム３の溝４４に対向
する箇所に負角成形部５０がボルト５１で固着してあ
る。なお、図４では図３と同様に、下型４にはワークＷ
の位置決め部材、上型２１にはパッドがそれぞれ設けて
あるが、省略する。

【００２８】図５には、エアシリンダー１２で中央回転
カム２に伝達された回動力を相隣る両側の端部回転カム
３に伝達する連動機構を示す。切欠き溝６１を刻設した
係合板６２をボルト６３により中央回転カム２の端面に
固着し、前記中央回転カム２の端面の係合板６２の切欠
き溝６１に対向する端面の端部回転カム３の位置にピン
６４をボルト６５により固着する。

【００２９】中央回転カム２がエアシリンダー１２で駆
動されると、ピン６５が係合板６２に係合しているた
め、端部回転カム３も同時に同方向に回転する。なお、
端部回転カムをエアシリンダーで駆動して中央回転カム
を従動させることもできる。さらに、３個の回転カムの
例について述べているが、４個以上の回転カムを１個の
エアシリンダーで連動機構を介在させて駆動することは
可能である。

【００３０】次に、本薄板の成形型の作動について述べ
る。図３および図４に示した状態は、いずれも下死点の
状態を示し、従来例の図９に対応するものである。本発
明では図示しないが、従来例の図７に示すように、上型
２１が上死点に位置しており、その時、下型４のワーク
支持部１９・４９にワークＷを載置する。この時は、中
央回転カム２・端部回転カム３はエアシリンダ１２によ
り回動後退している。

【００３１】次に、上型２１が従来例の図８に示すよう
に、まず最初に、スライドカム２７が中央回転カム２・
端部回転カム３の負角成形部１７・４５に干渉すること
なくスライドカム２７の斜面７１が回動プレート１８・
４６に当接し、中央回転カム２・端部回転カム３を右回
りに回転させる。上型２１がなお下降し続けると、型の
外側方向に付勢されているスライドカム２７はコイルス
プリング３１の付勢力に抗して、カムの作用により横方
向で左方へ移動し、従来例の図９に示す状態、すなわち
図３・図４に示す状態となり、回動した中央回転カム２
・端部回転カム３の負角成形部１７・４５とスライドカ
ム２７の負角成形部３４・５０とでワークＷを負角成形
する。

【００３２】負角成形後は上型２１が上昇し始める。ス
ライドカム２７はコイルスプリング３１により型の外方
向に付勢されており、従来例の図１０に示すように、右
方に移動し負角成形されたワークＷと干渉することなく
上昇する。一方、拘束していたスライドカム２７が上昇
し、エアシリンダー１２がピストンロッド１３を収縮さ
せると、中央回転カム２・端部回転カム３は、右方へ回
転し負角成形したワークＷの下型４１より取り出しの
際、ワークＷが中央回転カム２・端部回転カム３の負角
成形部１７・４５と干渉することなく取り出せる。

【００３３】本発明において、ワークＷを下型に干渉す
ることなく取り出すため、エアシリンダー１２で中央回
転カム２を回動させると、それに伴って両側に配置して
いる別体の端部回転カム３を回動後退する。複数個の回
転カムを連動機構を介在させて一個のエアシリンダーに
より作動させることができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、上述のように、第１型に第２
型を直線方向に移動させて衝合して成形する際負角にな
る成形部を有する成形型であって、軸方向に溝を刻設し
た円柱状の回転カムを第１型に回転自在に設け、回転カ
ムの溝縁部に負角成形部を形成し、負角成形部を有する
スライドカムを前記回転カムに対向させて第２型に設
け、成形後ワークが第１型より取り出せる状態まで回転
カムを回転後退させる自動復帰装置を第１型に設けた薄
板の成形型において、大きく屈曲した負角成形部を、回
転軸の位置が異なり平行な複数の回転カムで加工するよ
うにした薄板の成形型であるので、大きく屈曲した負角
成形部の成形を一つの成形型で加工することが可能とな
り、工程数を減少させ、加工精度を向上させることがで
きる。

【００３５】また、大きく屈曲した負角成形部を複数に
分割するので、回転カムの負角成形部があまり鋭角にな
らないように配慮することができ、回転カムが強度不足
となるようなことがない。さらに、本発明では複数の回
転カムがお互いに回転軸が平行になるように配置してあ
るので、回転カムが回転する際、相隣る回転カムの接合
部でその端面どうしが干渉するようなことはない。

【００３６】さらに、本発明の相隣る回転カムに連動機
構を設け、回転カムの駆動を一個の自動復帰装置で行わ
せることができる。さらにその上に、本発明では連動機
構として係合板とピンを係合させてあり、至極シンプル
な構成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的一実施例の平面図である。

【図２】図１のIII−III部のワークの負角成形前の断面
と負角成形後の断面との２面図である。

【図３】図１のIII−III縦断面図である。

【図４】図１のIV−IV縦断面図である。

【図５】本発明の連動機構を示す２面図である。

【図６】自動車の板金部品であるフロントピラーアウタ
ーの完成品の左右の概略斜視図である。

【図７】図６のフロントピラーアウターを負角成形する
成形型の上型が上死点の状態の縦断面図である。

【図８】図７の成形型の上型が下降して下型に当接した
状態の縦断面図である。

【図９】図７の成形型の上型が下死点の状態の縦断面図
である。

【図１０】図７の成形型が負角成形して上型が上昇して
上死点の状態にある縦断面図である。

【符号の説明】

Ｗ…ワーク １…フランジ ２…中央回転ムカ ３…端部回転カム ４…下型 ２１…上型 ２７…スライドカム ６２…係止板 ６５…ピン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１型に第２型を直線方向に移動させて
   衝合して成形する際負角になる成形部を有する成形型で
   あって、軸方向に溝を刻設した円柱状の回転カムを第１
   型に回転自在に設け、回転カムの溝縁部に負角成形部を
   形成し、負角成形部を有するスライドカムを前記回転カ
   ムに対向させて第２型に設け、成形後ワークが第１型よ
   り取り出せる状態まで回転カムを回転後退させる自動復
   帰装置を第１型に設けた薄板の成形型において、大きく
   屈曲した負角成形部を、回転軸の位置が異なり平行な複
   数の回転カムで加工するようにした薄板の成形型。
2. 【請求項２】 複数の回転カムに連動機構を設け、１個
   の自動復帰装置で複数の回転カムを駆動するようにした
   請求項１記載の薄板の成形型。
3. 【請求項３】 連動機構が相隣る回転カムの対向する端
   面の一方に係合板、他方にピンを設け、係合板とピンと
   を係合させてなる請求項２記載の薄板の成形型。