JPS6056569B2 - 単動プレスによる対向液圧成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は対向液圧成形装置とりわけ単動プレスによる
対向液圧成形装置に関するものである。

平板から任意形状の筒状・カップ状製品を加工する方
法として、ゴム膜などを用いず素板に液圧を直接作用さ
せる直接対向液圧成形法が知られている。この成形法は
雌型に相当する穴部に油などの液体を封入し、パンチの
進出により前記液体に高い対向液圧を発生させて素板を
ポンチの形状に均等な圧力で押しつけ、深絞り限界の向
上やホデ ーしわ抑制を図る手法である。 ところで、
このような対向液圧成形法を工業的に実施するには、外
部に液体を流出させないように穴部内に液体を封入して
おくことおよび素板のフランジ部のしわ押えを図ること
が必要である。

その方法として、基床側に固定パンチとダイクッション
付のしわ押えを配しスライド側に凹部（液室）付きのダ
イを配する方式は、しわ押えが容易である反面、液体の
適切な封入を行えず、各成形ストロークごとにかなりの
量の液体が流出してしまう問題があり、また、穴部への
液体の供給がダイとしわ押えとの接触後に行われ、空気
抜きなども行わなければならないので、かかる成形準備
段階での工程増により成形加工能率が悪くなる不具合が
ある。 このようなことから、この種対向液圧成形用装
置として、従来では一般に、基床側に液溜めをもつ固定
ドームを設けると共に、この固定ドームに対向する上方
に主ラムとインナスライドで作動さ・れるポンチを設け
、このポンチの外周域にポンチの主ラムと独立した複数
の副ラムとアウタスライドで駆動されるしわ押えを設け
た複動プレス式成形装置が用いられていた。

しかし、このような構造は、液体の封入が容易・であ
る反面成形にあたつてます副ラムを駆動してしわ押えと
ダイ上面で素板のフランジを挾み、次いで主ラムを駆動
して絞りを行う工程となり、ポンチとしわ押えの各別の
動作を要するので、その分だけ動作が複雑となつて成形
能率が低下し、また装置的にも主ラムと副ラムを用いる
ためそれらの組合せ制御機構、液圧回路等を含め全体と
して高価な設備になるという不具合があつた。

さらに、対向液圧成形においては、加工物の形状、材質
、板厚に応じ、またパンチストロークに対していかに適
切なしわ押え力と対向液圧を与えるかが重要なポイント
となるが、従来の装置では、ポンチとしわ押えとが各別
のラムで動作されるようになつていたため、成形ストロ
ーク中にしわ押え力と対向液圧をうまくバランスをとつ
て調整することが難しく、またその調整機構が複雑にな
るという欠点があつたものである。

本発明は上記のような従来の対向液圧成形装置の欠点を
除去しようとするものて、その目的とするところは、単
動ブレスにより簡易かつ能率的に対向液圧成形を実施て
きる構造簡単なこの種装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、上記効果に加え
て、成形ストロークに応じてドーム内圧（液圧）および
しわ押え圧力を簡単な機構でしかも無段階にコントロー
ルすることができ、加工物の形状、材質、板厚に即応し
た最も適切な条件で対向液圧成形を行うことのできるこ
の種装置を提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明は、スライドに取付
けられるポンチのまわりにこれと相対移動可能に環状の
ブランクホルダを遊嵌すると共に、この環状ブランクホ
ルダをスライドの下面から従動シリンダで吊持させ、主
シリンダの駆動に．よりポンチと環状ブランクホルダを
同時に降下させると共に、素板との接触後引続くスライ
ドの降下により従動シリンダを自動的に働かせ、ブラン
クホルダに所定のしわ押え力を与えるようにしたもので
ある。

さらに本発明は、従動シリンダの外側と対向液圧ドーム
の側方にそれぞれカム操作型のしわ押え可変用リリーフ
弁と対向液圧可変用リリーフ弁を設け、スライドには前
記各リリーフ弁と対峙する関係位置にそれぞれしわ押え
力調整カムと対向液・圧調整カムを取付け、前記調整カ
ムとリリーフ弁により成形ストロークを直接検出すると
同時にリリーフ弁圧力設定をステップレスに変化させ、
ドーム内圧およびしわ押え出力を連続的に自動調整する
ようにしたものである。

以下本発明の実施例を添付図面に基いて具体的に説明す
る。

第１図および第２図は本発明に係る対向液圧成形装置の
一実施例を示すもので、１はブレスベッド側のテーブル
ないしボルスター２の上に固定した対向液圧ドームで、
中央部に液圧室３を凹入形成すると共に該液圧室３の入
口の周囲に固定ブランクホルダ４を設けている。

５は前記対向液圧ド』−ム１に対向して上方に配された
スライド（スライドフレーム）で、ブレスフレーム（図
示せず）に固定した主シリンダ６により昇降自在となつ
ている。

７は前記スライド５に液圧室３と同軸に取付けられたポ
ンチである。

このような構成は通常のこの種対向液圧成形装置と同様
であるが、本発明は前記ポンチ７のまわりに、これの高
さ方向に沿つて相対摺動自由な関係に環状のブランクホ
ルダ８を配し、このブランクホルダ８の上面側と前記ス
ライド５の下面側を互いに所定の間隙をおいた複数の従
動シリンダ９，９で連結し、この従動シリンダ９，９に
よりブランクホルダ８を常態において押圧面８１がポン
チ先端面７１と整合する関係位置に吊持させるものであ
る。

前記従動シリンダ９，９は、第１図の実施例においては
シリンダ本体９１をブランクホルダ側に固定し、ピスト
ンロッド９２の先端をスライド側に固定しているが、こ
れと逆にシリンダ本体９１をスライド側に固定し、ピス
トンロッド９２をブランクホルダ側に連結してもよい。

いずれの場合にも環状ブランクホルダ８は、ピストン９
３がストローク端にある状態でスライド５から吊持され
る。以上が本発明の基本的構成てあり、従動シリンダ９
，９は油入出口を介して逆止弁１０およびポンプ１１を
備えた油圧回路に接続され、また液圧室３も液入出口を
介して逆止弁９″およびポンプ１『を備えた対向液圧回
路に接続されている。

しかして、ポンチ７と液圧室３およびしわ押えにより対
向液圧成形を行うにあたつては、成形ストローク中に液
圧室３の内圧とブランクホルダによるしわ押え力が適正
であることが重要である。これをコントロールする方法
として、油圧回路と対向液圧回路にリリーフ弁を設ける
たけでは成形ストローク中に対向液圧としわ押え力をそ
れらの間にうまく関係をとつて制御することができす、
ポンチ肩、側壁あるいはフランジＲ部などの破断を生じ
させたり、ボデーやフランジのしわを生じさせる。そこ
で本発明は、前記基本構成による運動形態、すなわちひ
とつのスライド５によりポンチ７とブランクホルダ８が
同時にかつ同じストローク長さ降下し、さらに素板との
接触後はスライド５の引続く下降でポンチ７が進出する
と同時に従動，シリンダ９，９が圧縮されてブランクホ
ルダ８とスライド５が接近する動きを示す点を利用して
成形ストロークを直接検出し、かつその成形ストローク
に応じて自動的かつ連続的にブランクホルダの押圧力（
しわ押え出力）と液圧室圧力（対向液圧）を変化させる
ようにしたものである。

そのための具体的な構成として本発明は、まず、従動シ
リンダ９，９の外側位置（シリンダ側部又はブランクホ
ルダの側部）に弁入口が本体内と連絡したしわ押え可変
用リリーフ弁１２を取付，ける一方、対向液圧ドーム１
の側方には支持体１４をもつて固定されかつ弁入口が液
圧室３と連絡した対向液圧可変用リリーフ弁１３を設け
る。

前記各リリーフ弁１２，１３は、それぞれ第２図に示す
ごとく、弁入口１２１と直角方向で開口する排油口１２
２を形成した弁本体１２３と、弁入口１２１と排油口１
２２を開閉するための弁ピストン１２４と、前記弁ピス
トン１２４を押圧するばね１２５と、弁本体１２３に進
退自由に挿入された操作棒１２６とを備え操作棒１２６
には挿入端と突出端にはね受け１２７と触子１２８を設
けている。これに対し、前記スライド５の外側には、前
記各リリーフ弁１２，１３と対峙する関係位置にそれぞ
れ前記操作棒１２８，１２８と接し得るカム面１５１，
１６１を備えたしわ押え力調整カム１５と対向液圧調整
カム１６を取付けている。

前記しわ押え力調整カム１５はスライドに上端を固着し
た短い取付け部材１７で支持され、対向液圧調整カム１
６はスライド５に一端を固着した長い取付け部材１８に
支持されている。前記各調整カム１５，１６は、傾斜角
の異なるカム面を持つものを数種作り、それを成形条件
（形状、材質、板厚など）に応じて選択し、取付け部材
に交換可能に取付けてもよいが、本発明では、ひとつの
調整カムて広い範囲のリリーフ弁出力線を得られるよう
にするため、しわ押え力調整カム１５と対向液圧調整カ
ム１６の一端部をそれぞれ取付け部材１７，１８に枢着
すると共に、他端と取付け部材１７，１８のあいだを引
張りスプリング１９で連結し、さらにそれぞれの取付け
部材１７，１８には、前記調整カムの背部を引張りスプ
リングの弾性に抗して押圧する調整ボルト２０を設け、
この調整ボルト２０の突出量を加減することでしわ押え
調整カム１５および対向液圧調整カム１６の傾斜角度を
自由に設定できるようにしている。

その他図面において、２１は液圧室３の底部から下方に
設けた工セクター、２２はブランクホルダ８の内径部に
設けたガイドである。

次に本発明装置の使用状況を説明する。

対向液圧成形にあたつてはポンプ１０，１『により対向
液圧ドーム１の液圧室３と従動シリンダ９，９の本体内
にそれぞれ液体を供給し、対向液圧ドーム１の上に素板
Ｗを載せる。

これが第１図の状態であり、ブランクホルダ８はその押
圧面８１がポンチ先端面７１と面一に整合された状態で
従動シリンダ９，９により吊持されている。次に主シリ
ンダ６を駆動すればスライド５が降下を開始し、ブラン
クホルダ８は第１図の状態のままポンチ７と共に同スト
ローク長さ降下する。このときにはしわ押え力調整カム
１５としわ押え力可変用リリーフ弁１２の相対位置にズ
レがない「ためしわ押え出力は生じない。また対向液圧
調整カム１６も対向液圧可変用リリーフ弁１３と非接触
の状態にあるため液圧は生じていない。かくしてスライ
ド５がそのまま降下を続けると、第３図のようにブラン
クホルダ８とポンチ７７は同時に素板Ｗに接触する。

これにより素板ｗのフランジ部はブランクホルダ８と対
向液圧ドーム１の固定ブランクホルダ４で挟まれる。次
いでそのまま主シリンダ６によりスライド５を降下すれ
ば、ブランクホルダ８が対向液圧ドーフム１により下降
を阻止され、この状態で従動シリンダ９，９にスライド
５の重量と主シリンダ出力が負荷されるため、ストロー
ク端にあつたピストンロッド９２，９２が押圧され、従
動シリンダ９，９の内圧に抗してシリンダ中に進退して
いく。

そのため、第４図のようにポンチ７が液圧室３に進入し
て対向液圧が発生すると同時に、ブランクホルダ８には
従動シリンダ９，９のストローク分に相当する押圧力が
負荷され、この押圧力が素板のフランジ部に作用ししわ
押え力となる。そしてスライド５を所要のストローク長
さ下降すれば、ポンチ７の進入により生じた対向液圧で
素板Ｗはポンチ７の輪部に押し付けられつつ液圧室３に
押し込まれ、素板フランジ部Ｗ″はブランクホルダ８で
しわ押えを受けながら成形度の進行とともに液圧室３に
引き出される。しかして本発明は従動シリンダ９，９の
側部にしわ押え力可変用リリーフ弁１２を取付けると共
に、対向液圧ドーム１の側方に対向液圧可変用リリーフ
弁１３を取付け、スライド５にはそれらリリーフ弁に対
峙する位置に調整カム１５，１６を設けている。

そのため、しわ押え力可変用リリーフ弁１２としわ押え
力調整カム１５を、常態において操作棒１２６がカム面
１５１の始端にあるような位置関係に取付け、対向液圧
可変用リリーフ弁１３と対向液圧調整カム１６を、常態
においてカム面１６１の下端がポンチ先端面と略同一レ
ベルにあり、操作棒１２６が液圧室の入口から高さ方向
で適当に低い位置にあるような位置関係に取付けておけ
ば、さきのようにブランクホルダ８が対向液圧ドーム１
に接触したときからしわ押え力可変用リリーフ弁１２と
しわ押え力調整カム１５により従動シリンダ９，９の弁
強さつまりしわ押え力がコントロールされる。すなわち
、ブランクホルダ８と対向液圧ドーム．１と接触し始め
たときには、操作棒１２６力幼ム面１５１の始端にある
ためはね１２５による弁ピストン１２４の押圧力が低く
、従つてリリーフ弁出力が小さくしわ押え力も低い。

次にスライド５が下降を続けるとそのストロークに対応
してビス．トン９２が従動シリンダに進入するため、操
作棒１２６はカム面１５１の傾斜にそつて順次移動し、
これにより操作棒１２６を介してばね１２５が遂次圧縮
され弁ピストン１２４による設定圧が高くなる。従つて
従動シリンダ９，９の内圧が高・くなり、ブランクホル
ダ８によるしわ押え力も次第に高くなるものである。一
方、対向液圧については、前記のような対向液圧調整カ
ム１６と対向液圧可変用リリーフ弁１３との関係から、
ポンチが素板Ｗに接してから所定のストローク進出する
成形初期の段階ではリリーフ弁の操作棒１２６が調整カ
ム１６により押圧されず、従つて同リリーフ弁の設定圧
は低く、対向液圧もほぼ零に保たれる。

次いでポンチ７がなおも進出しこれと同ストローク長さ
調整用カムが下降すれば、そのカム面１６１により対向
液圧可変用リリーフ弁１３の操作棒１２６が次第に押圧
され、ばね１２５の圧縮によりリリーフ設定圧がｌ高く
なるので、液圧室３の液圧は成形ストロークとともに徐
々に高くなり、成形ストロークの終期に高い一定の液圧
が与えられる。以上のようなことから、成形ストローク
に対し第６図の傾向線図で例示するようなしわ押え力線
・と対向液圧線が自動的に形成されることになる。

すなわち、ポンチ７が素板Ｗに接して少しこれを押しは
じめた段階までは対向圧はほとんど零で、所定のストロ
ークを過ぎた時点から徐々に増していき、成形終期で所
定の対向圧に保持されるよう″な対向液圧が形成される
。そのため、素板材質がアルミニウムやその合金などの
ように抗張力の低いものであつたり、成品形状が逆台形
や円錐形でポンチ肩と液圧室側壁間の間隔が大きい場合
にも、成形初期に過大な対向液圧が与えられず、ゆえに
素板のふくらみすぎやこれによるポンチ肩破断が起させ
ずにポンチに素板を巻き付けることができる。また成形
中期ての過大液圧による側壁破断や過小液圧によるボデ
ーしわの発生もなく、さらに成形終期での過大液圧によ
るフランジＲ部での破断も適切に防止できる。しかも、
前記のような対向液圧の変化とあわせ、しわ押え力につ
いても、これを成形ストローク中一定とせずに、対向液
圧の変化と完全に同調させ、素板フランジの液圧室への
ズレ込みに応じて次第に高くなるような出力を構成させ
ることができる。

そのため、成形中に対向液圧の上昇で液体が素板Ｗと固
定ブランクホルダ４の微少隙間から外部へ漏出すること
によるしわ押え力の実質的減少が確実に回避され、フラ
ンジしわの全くない良好な製品を成形することが回能に
なる。さらに本発明では、対向液圧調整カム１６としわ
押え力調整カム１５の傾斜角度が調整ボルト２０，２０
により夫々自由に調整できるようになつている。

そのため、さきに述べた成形ストロークに対する対向液
圧としわ押え力を成形品の形状、材質、板厚に即応する
ように簡単に設定付与することが可能である。以一ヒ説
明した本発明によるときには、ベッド側に液圧室３を備
えた対向液圧ドーム１を固定し、これの側方に弁入口が
液圧室３に連絡した対向液圧可変用リリーフ弁１３を設
け、対向液圧ドーム１に対向するポンチ７のまわりには
、スライド５間に介在された従動シリンダ９，９により
ブランクホルダ８を吊持させるとともに、従動シリンダ
９，９の外側には弁入口が従動シリンダ内に連絡したし
わ押え可変用リリーフ弁１２を取付け、スライド５には
、前記各リリーフ弁と対しする関係位置に、それぞれ設
定角度可変なしわ押え力調整カム１５と対向液圧調整カ
ム１６とを取付け、スライド５の下降により各リリーフ
弁１２，１３の操作棒１２６，１２６を前記各調整カム
１５，１６で変位させ、従動シリンダ内圧および液圧ド
ーム内圧を自動的にコントロールするようにしたので、
高価な複動ブレスを必要とせず、構造の簡単な単動ブレ
ス方式で簡易かつ能率的に対向液圧成形を行うことがで
き、さらに、成形ストロークに応じて対向液圧およびし
わ押え力の双方を自動的かつステップレスに制御するこ
とができるので、各種の形状、材質、板厚の対向液圧製
品を歩留りよくきわめて高精度に成形することが可能に
なる。

しかも、単一のスライドをポンチとしわ押え手段の共通
駆動源として利用し、このスライドの動きを直接取出し
て対向液圧としわ押え力を成形ストロークに対しコント
ロールするので、機構をきわめて簡略化することができ
、前記調整用カムの角度設定も可変で、いちいち成形条
件に応じて多数のカムを準備したり、カムの交換を行つ
たりする要なく、一種類のカムで広範囲のリリーフ弁出
力線調整を行える。そのため、構造と操作が簡単となる
。よつて本発明によれば、対向液圧としわ押え力を成形
中にうまくバランスをとつて付与することができ、抗張
力の低いものや、成形形状がポンチ肩と液圧室側壁間の
間隔が大きい場合にも、成形初期に過大な対向液圧と与
えることがなくポンチに的確に素板を巻付け、成形中期
ての過大液圧によるボディしわの発生もなく、成形終期
でのフランジアール部破断を防止でき、しわ押え力も対
向液圧に同調しているのでフランジしわが生じず、高精
度な対向液圧成形を行えるなどのすぐれた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る単動ブレスによる対向液圧成形装
置の一実施例を示す一部切欠側面図、第２図は第１図に
おけるブランクホルダ部分の拡大断面図、第３図ないし
第５図は本発明装置による対向液圧成形状況を段階的に
示す断面図、第６図は本発明による対向液圧としわ押え
力の傾向線を例示するグラフである。 １・・・・・・対向液圧ドーム、３・・・・・・液圧室
、５・・・スライド、６・・・・・・主シリンダ、７・
・・・・・ポンチ、８・・・・ブランクホルダ、９，９
・・・・・・従動シリンダ、１２・・・・・化わ押え可
変用リリーフ弁、１３・・・・・・対向液圧可変用リリ
ーフ弁、１５・・・・・化わ押え力調整カム、１６・・
・・・・対向液圧調整カム、１７，１８ｈ・・・・・取
付け部材、２０・・・・・・調整ボルト、１２６・・・
・・操作棒。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ベッド側に液圧室３を備えた対向液圧ドーム１を固
   定し、これの側方に弁入口が液圧室３に連絡した対向液
   圧可変用リリーフ弁１３を設け、対向液圧ドーム１に対
   向するポンチ７のまわりには、スライド５間に介在され
   た従動シリンダ９、９によりブランクホルダ８を吊持さ
   せるとともに、従動シリンダ９、９の外側には弁入口が
   従動シリンダ内に連絡したしわ押え可変用リリーフ弁１
   ２を取付け、スライド５には、前記各リリーフ弁と対じ
   する関係位置に、それぞれ設定角度可変なしわ押え力調
   整カム１５と対向液圧調整カム１６とを取付け、スライ
   ド５の下降により各リリーフ弁１２、１３の操作棒１２
   ６、１２６を前記各調整カム１５、１６で変位させ、従
   動シリンダ内圧および液圧ドーム内圧を自動的にコント
   ロールするようにしたことを特徴とする単動プレスによ
   る対向液圧成形装置。