JPS63154224A - 薄板板金加工用の寸法可変金型 - 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〕 この発明器ヨ、方形の平板部とその四辺で前記平板部か
ら屈折された縁部とを有する金属パネルを成形するため
の薄板板金加工用の寸法可変金型に関する。

〔従来の技術〕

従来の、方形の平板部とその四辺で前記平板部から屈折
された縁部とを有する、言わば弁当箱形の金属パネルを
成形するための技術としては、次のようなものがある。

即ち、まず方形の原板の四隅を９０度に切欠した後に、
この切欠部の一辺の長さを幅として原板の縁をプレスに
より折り曲げて平板部と縁部とを形成し、次いで隣接す
る縁部の接合端部を溶接したうえ、溶接部の研削仕上げ
をしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記プレスは、形成する金属パネルの平
板部の寸法に適合した金型を備えていたものであるため
、相違する金属パネルを成形する場合には、その都度金
型を交換する必要があった。

このため、従来のプレスでは寸法の相違する各種の金型
を準備しておかなければならないという問題点がある。

また、前記従来技術によれば、原板の四隅の切欠や縁部
間の溶接等の工程があって加工工数が多く、しかも後工
程にほうろう仕上げがある場合には、前記溶接部に泡や
チッピング等の欠陥が発生する場合があるなど、工数や
品質における問題点もあった。

この発明は、金型の寸法を可変にするとともに金属パネ
ルの四隅には絞り加工を施すことによって、前記従来技
術の問題点を解決することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、方形の平板部とその四辺で前記平板部から
屈折された縁部とを有する金属パネルを成形するプレス
用金型において、平板部の四隅に相当する位置にそれぞ
れ配置される絞り加工ユニットを有する。ここで、各絞
り加工ユニットは、平板部のコーナーを下から支持する
パンチと、パンチに隣接して前記コーナーの縁部を下か
ら支持する仮押さえと、仮押さえの上方から下降して前
記コーナーの縁部を絞るダイとから構成されるが、前記
パンチ及び仮押さえと前記ダイとの位置及び向きを上下
逆にしてもよい。そして、前記絞り加工ユニットどうし
の相対位置を可変にした。

〔作用〕

パンチと板押さえとを下側とし、ダイを上側とした場合
には、成形予定の金属パネルにおける平板部の四隅に相
当する各位置に絞り加工ユニットを夫々配置し、これら
の絞り加工ユニットの各パンチ上に跨がって原板を置く
。ここでダイを下降させることにより、ダイと板押さえ
との間に原板のコーナーの縁部を挾み込んだ状態で扱き
ながら下降させて、この両者とパンチとによってコーナ
ーの縁部を絞り加工する。

平板部の四辺の各辺では、前記絞り加工ユニットとは別
の折り曲げ加工ユニットのパンチで原板を下側から支持
し、同ユニットのダイを下降させることによって平板部
に対して縁部を下方に折り曲げればよい。前記コーナー
と各辺との加工は同時に行うが、個別に行うようにして
もよい。

パンチ及び仮押さえとダイとの上下位置を逆にした場合
には、前記のダイの上に金属パネルを上向きのダイの上
に置き、パンチと仮押さえが下向きになって下降するよ
うになる。

かかる動作によって原板は、方形の平板部とその四辺で
前記平板部から屈折された縁部とを有し且つ隣合う縁部
間が一体をなす金属パネルが成形される。

ここで、成形する金属パネルの寸法を変化させる場合に
は、絞り加工ユニットの位置を変更することにより四隅
の位置を決定したうえ、その寸法に適合する折り曲げユ
ニットをセットする。

〔実施例〕

第１〜１０図は、この発明の第１の実施例を示す図であ
る。第１図において１は基板であり、その上側に２つの
下部スライド板３が平行をなして設置される。基板１と
下部スライド板３との間には、第２図に示すように、基
板１上面に設置された相互に平行な凹溝レール５及び平
面レール７と、下部スライド板３下面に設置されて前記
凹溝レール５に摺接する凸状摺動部材９及び前記平面レ
ール７に摺接する平面摺動部材１１とが介在して、これ
らによって２つの下部スライド板３は第１図において左
右方向に摺動可能になっている。

基板１の上面には、中央から一方を右ねじとし且つ他方
を左ねじとした螺杵１３を、前記レール５．７と平行に
架設して、この螺杵１３の一方のねじに一方の下部スラ
イド板３を螺合し、他方のねじに他方の下部スライド板
３を螺合して、螺杵１３の回転によって２つの下部スラ
イド板３の距離を可変にしである。螺杵１３の一端には
２軸直交型減速機１５を介してサーボモータ１７が連結
される。

基板ｌ上面には、前記レール５，７と平行にＴ溝１９を
設け、このＴ溝１９を用いてポルト２０により下部スラ
イド板３を基板１にクランプする。

また、各下部スライド板３の上面には、２つの上部スラ
イド板２３が、第３図に示すように、前記凹溝レール５
と同様の凹溝レール２５．前記平面レール７と同様の平
面レール２７．前記凸状摺動部材９及び前記平面摺動部
材１１と同様の凸状摺動部材２９及び平面摺動部材３１
によって、第１図において上下方向、即ちスライド仮３
の摺動方向とは直角方向に、摺動可能に設置される。ボ
ルト３０とＴ溝３９を用いて、上部スライド板２３が下
部スライド板３にクランプされている点も、基板１と上
部スライド板３との関係と同じである。

上部スライド板２３には、前記レール２５．２７と平行
に前記螺杵１３と同様の螺杵３３が配置され、これが、
前記２つの下部スライド板３と同様に２つの上部スライ
ド板２３に螺合して、螺杵３３の回転により同一の下部
スライド板３にある２つの上部スライド板２３の距離が
可変になっている。

第１図において左側の上部スライド板２３には、その螺
杵３３に２軸直交型減速機３５を介してサーボモータ３
７が連結され、前記減速機３５にはさらにボールスプラ
イン４１の基端が連結され、このボールスプライン４１
の先端部にはブーＩ７４３が軸方向に移動可能に外嵌さ
れる。このプーリ４３はベルト４５を介して２軸直交型
減速機４７に連結され、この減速機４７は、第１図にお
ける右側のスライド板３の螺杵３３に接続されていて、
サーボモータ３７の回転により両左右の螺杵３３が同一
の回転をなし、且つ左右のスライド板３の距離の変化を
、ボールスプライン４１とプーリ４３との相対移動によ
って吸収している。

各上部スライド板２３の上面には、それぞれ絞り加エユ
ニッ）Ａを構成するパンチ４９と仮押さえ５１とが配置
される。パンチ４９は、金属パネルの平板のコーナーと
なる位置を、まだ成形する前の原板Ｐの状態のまま下か
ら支持するものであって、第４図に示すように上部スラ
イド仮２３上面に固定されており、また板押さえ５１は
、パンチ４９に隣接して前記コーナーの縁部を下から支
持するものであって、上部スライド板２３上面に固定さ
れた圧力調整用の油圧シリンダ５３に支持されている。

而して、パンチ４９と板押さえ５１と油圧シリンダ５３
との組は４組構成され、これらは各上部スライド板２３
と一体に、前記螺杵１３，３３の回転によって、基板１
上面で相互の距離を調節することができる。

また前記パンチ４９と板押さえ５１との他に、上型の位
置をなす上方の昇降台５５に固定され且つ板押さえ５１
上方から下降して原板Ｐにおけるコーナーの縁部を絞る
ダイ５７も、前記絞り加工ユニットＡの構成要素である
。ダイ５７とパンチ４９との間にはクリアランスＣが設
けられる。

昇降台５５は、図示しない上方の昇降基板に設置され、
各上部スライド板２３に対応している。

そして各昇降台５５は図示しない前記昇降基板に対して
、前記のような前記基板１に対する上部スライド板２３
と同一の構造によって水平方向における縦横の位置が可
変になっている。かかる昇降台５５を含む上型は、図示
しない昇降基板に吊り下げられた形態をなすため、各部
品の摺動部に、各部品の荷重を支持し且つプレス時の圧
力に耐えるための構造を有しているものとする。

第４図に示す、パンチ４９と板押さえ５１とのクリアラ
ンスＣは、金属パネルの成形性に重大な影響を及ぼすも
のであって、その精度はプレス作業において重要である
。例えば、原板Ｐとして板厚１．６　ａｍの鋼板を成形
する場合について説明すると、クリアランスＣの設定寸
法は板厚に０．２〜０゜３ｍ１を加えた寸法であること
が望ましい。このような精度を得るためには、前記減速
機１５，３５゜４７、螺杵１３，３３、ボールスプライ
ン４１、ベルト４５のバンクラッシを完全に除去するこ
とが必要である。このため、上部スライド板２３の及び
昇降台５５の位置変更による絞り加工ユニットＡ相互の
距離変更の都度、これらを一旦基準位置に移動し、そこ
で図示しない制御盤のゼロ点調整を行い、同時にその基
準位置から一方の方向に上部スライド板２３と昇降台５
５を移動させることによりバックラッシを除去する。

このときに、基準位置を検出するための位置検出センサ
を、基板１と下部スライド板３との間、及び下部スライ
ド板３と上部スライド板２３との間に設置する。センサ
は、最大寸法位置と最小寸法位置に取付けると、絞り加
エユニッ）Ａの移動による寸法調整時に移動距離の少な
い方の基準位置を使用することができて、調整時間の短
縮を図ることかできる。

また、前記４つの絞り加エユニッｌ−Ａ間には、折り曲
げ加工ユニットＢが配置される。折り曲げ加工ユニツト
Ｂは、第７図に示すように、成形する金属パネルの方形
をなす平板部の辺に沿った端部を下から支持するパンチ
５９と、パンチ５９に隣接する位置に下降して縁部を屈
折させるダイ６１とから構成される。

パンチ５９は、両端が、絞り加工ユニットＡのパンチ４
９に着脱可能に支持され、中央部が台６３に着脱可能に
支持される。このパンチ５９は、第６図に示すように、
長さの異なる複数のバンチ構成部材５９ａ、５９ｂ、５
９ｃ・・・から選択されたー又は複数の部材を一連に接
続して構成され、両端の前記バンチ４９間の距離に対応
した長さとなっている。第６図に示すパンチ構成部材５
９ａの両端近くには長穴６０があって、組合わされる他
のパンチ構成部材５９ｂ、５９Ｃの有無又は長さに応じ
てパンチ構成部材を５９ａをパンチ４９及び台６３に取
付ける位置を調整できるようにしである。台６３は、２
つのスライド板３間にあっては基板１に、その溝６５に
沿って移動可能に支持され、選択された位置にボルト６
２によってクランプされるようになっている。また、ス
ライド板３上にあってはスライド仮３に同様に支持され
る。

ダイ６１は、両端が絞り加工ユニットＡのダイ５７に着
脱自在に支持され、且つ中央部が台６７に着脱自在に支
持され、この台６７は前記図示しない昇降基板またはこ
れに支持される昇降台５５に、絞り加工ユニットへのダ
イ５７と同時に昇降するように設置される。このダイ６
１も、第５図に示すように、前記パンチ５９と同様に、
長さの異なる複数のダイ構成部材６１ａ、６１ｂ、６１
Ｃ・・・から選択されたー又は複数の部材を一連に接続
して構成され、両端のダイ５７間の距離に対応した長さ
となっており、ダイ構成部材６１ａの長穴６４も、前記
パンチ構成部材５９ａの長穴６０と同様に作用する。

このように、パンチ５９とダイ６１とは、長さの相違す
る複数種類の構成部材を用意しておき、これらを組合せ
て前記絞り加工ユニットＡ間の距離に対応した長さのパ
ンチ５９及びダイ６１として選択使用する。ダイ６１に
は、第８図に示すように、バンチ５９上面に原板Ｐを押
さえる板押さえ６９を弾支して、折り曲げ位置に近い平
面部の湾曲を防止することにより原板Ｐの折り曲げを所
定の角度とするように構成してもよい。

前記パンチ４９．５９とを示す第６図と、前記ダイ５７
．６１とを示す第５図とは、夫々斜視図によって上下に
対向した配置として理解しやすいように説明しである。

前記折り曲げ加工ユニットＢのパンチ５９とダイ６１は
、前記絞り加工ユニットＡのパンチ４９どうし、及びダ
イ５７どうしの間に、第１図及び第６図において示すよ
うに配置され、２種のパンチ４９．５９の上面と外側面
との角部、及び２種のダイ５７．６１の下面と内側面と
の角部において、成形目的物である金属パネルの方形を
なす平板部の輪郭を形成する。

次に、この第１の実施例における絞り加工と折り曲げ加
工とについて説明する。第９図は、最終形状の金属パネ
ル肝であり、この形状に成形するためには、金属パネル
ＭＰのコーナー７１に対応する位置をパンチ４９の角部
に位置付けた状態で、パンチ４９．５９上に原板を置き
、ここで上型を降下させることによりダイ５７．６１を
降下させる。これによって、パンチ４９．５９の外側上
縁の形状に沿った平板部７２と、その縁部７３とが１回
のプレス動作によって成形される。７４は、平板部７２
の周縁をなす直辺部である。

この成形時に、コーナー７１に近い部分においては絞り
加工ユニットＡにより絞り加工が施される。この絞り加
工は、板押さえ５１とダイ５７との間に原板の縁を挟み
込んで降下させることにより、この挾まれた部分がダイ
５７の降下に伴いバンチ４９側に引きずり込まれて、扱
かれながらパンチ４９の外側面に対応した形状に成形さ
れて行われる。この引きずり込まれる方向は、第１０図
に矢印で示しである。このとき、コーナー７１下側の縁
部７３下端には、板押さえ５１とダイ５７とによって挟
まれた部分の残部７５がついている。

そこで、後工程でこれを切断すれば、第９図に示される
ような金属パネル肝が完成する。なお、残部７５は、予
め原板の段階でこれを予測して切欠しておけば、前記成
形終了時には存在しない。

また、前記絞り加工と同時に折り曲げ加工も施される。

この加工は折り曲げ加工ユニットＢによって行われ、パ
ンチ５９の上面外側に沿って直辺部７４が形成され、こ
れより下側に縁部７３が直角に折り曲げられる。かくし
て、金属パネルＭＰの成形がなされる。

次に、第１１図以下に示す第２の実施例について説明す
る。この実施例は、前記第１の実施例が１動作で金属パ
ネル肝を成形するものと相違して、絞り加工工程と次の
折り曲げ加工工程とに分けて成形する実施例である。こ
の第２の実施例は、絞す加工ユニットＡのパンチ４９と
ダイ５７の形状が後述するように第１の実施例と相違す
るものであり、また折り曲げ加工ユニットＢは、図示し
ないが別の基板に設置されている。他の点においては前
記第１の実施例と同様の構成となっており、これと共通
する部分については、第１の実施例と同一の符号を付し
て説明の重複を避ける。従って、第１１図は、前記第１
図に対応する図であるが、ここではパンチ４９の形状が
相違し、且つ第１図のパンチ５９が存在しない。

即ち、絞り加エユニッｌ−Ａのパンチ４９は、第１３図
に示すように、成形しようとする金属パネルのコーナー
と同一形状の角部４９ａを有し、この角部４９ａから、
前記金属パネルの方形の辺を形成する稜部４９ｂを延在
させている。稜部４９ｂ下側の側面４９ｄの外側には、
上面から下面に向けて曲面により傾斜される傾斜面４９
ｃが形成される。また、絞り加工ユニットＡのダイ５７
にはパンチ４９に対して前記第４図と同じクリアランス
Ｃをもって側面４９ｄに対向する側面５７ａと、前記斜
面４９ｃに対応する斜面５７ｂとが形成される。

次に、絞り加工と折り曲げ加工とについて説明する。第
１の実施例の説明に用いたように、第１２図が最終形状
の金属パネル畦であり、この形状に成形するためには、
最初に金属パネル肝の四隅にあるコーナー７１に相当す
る位置を、第１７図に示すように絞り加工する。なお、
第９図において７２は方形をなす平板部であり、この平
板部７２外周で屈折された縁部７３との間に、方形の平
板部７２の各辺をなす稜線状の直辺部７４が形成される
。

第１７図には金属パネル肝を形成する前の原板Ｐが示さ
れ、この原板Ｐの、前記コーナー７１に相当する位置を
、前記絞り加工ユニットＡにより絞り加工する。

このとき、第９図における直辺部７４に相当する部分は
平板のまま残す。ここで問題となるのは、絞り加工され
てコーナー７１の近くで縁部７３を形成した部分の端部
と、まだ縁部７３が形成されないで平板のまま残されて
いる原板Ｐの端部との連続部分（第１８図において長さ
Ｌｌで示される範囲の部分）である。この部分の長さＬ
ｌは、絞り加工前の長さをＬ２とすると、Ｌ２／ｃｏｓ
　θで表される部分だけ長くなっている。これは、原板
Ｐが伸びることによってカバーされるが、この伸びが局
部に集中して一定値を超えると、次の工程で折り曲げ加
工したときに縁部７３に波打ちを起こして形状不良とな
る。この発明者らは、種々の実験の結果、θ＝約３０度
以下であるとき、すなわち長さＬ２を絞り深さＨの約２
倍以上とすれば、縁部７３の波打ちを防止できることを
知見した。

また、絞り加工を施す部分の直辺部７４方向の長さＬ３
は短ければ短いほど絞り加エユニッ）Ａが小さくてすみ
、その結果、各絞り加工ユニットＡの移動距離が大とな
って、板金加工金型の寸法可変範囲が拡がる。しかし、
絞り加工範囲、即ち前記板押さえ５１とダイ５７によっ
て押さえられた板がバンチ４９側に引きずり込まれる長
さく第１０図においてＬ４で示す長さ。引きずり込まれ
る方向は同図において矢印で示される。）に相当する寸
法骨は前記板押さえ５１とダイ５７とが必要である。仮
に、仮押さえ５１とダイ５７が寸法Ｌ４より短いと、原
板Ｐの前記引きずり込みが円滑でなくなり、この部分が
絞り加工途中で破断してしまって所要の深さ寸法Ｈを得
ることができない。発明者等はこの長さＬ４についても
種々の実験の結果、１．２Ｈであることを知見した。

そこで、前記各寸法を満足させた状態で絞り加工ユニッ
トＡにより原板Ｐを絞り加工する。ここで、第１８図に
示すように、仮に、パンチ４９を長さＬ３の辺をもつ平
面正方形にし、仮押さえ５１におけるパンチ４９側の辺
（Ｌ型の内側の辺）の長さも同様にＬ３とすると、第１
４図に示すように、パンチ４９から外れる直辺部の部分
７４ａの稜線が不規則に変形し、また第１８図に示す長
さＬｌに相当する部分の伸びが局部的な不規則な伸びに
なる場合がある。これらを防止して、第１５図に示す部
分Ｄ１の稜線を明瞭に表し、部分Ｄ２を完全な平面に維
持し、部分Ｄ３の伸びを局部に集中発生させないために
、この実施例においては、第１２．１３図に基づいて既
に説明をしたように、パンチ４９には斜面４９ｃを形成
し、これに対応してダイ５７には斜面５７ｂを形成して
いる。

かかる絞り加エユニッｌ−Ａで成形された原板Ｐは、第
１５．１７図に示すように、コーナー７１付近のみが絞
り加工された形状になる。ここで、コーナー７１下側の
縁部７３下端には、板押さえ５１とダイ５７とによって
挟まれた部分の残部７５がついている。この残部７５は
、次の折り曲げ加工工程により成形した後に切断する。

なお、縁部７３に多少の波打ちが発生する場合には、こ
れを解消するために縁部７３に、第１６図に示すよって
エンボス加工フロを施せばよい。

絞り加工工程の次には、コーナ−７１相互間の直辺部７
４を折り曲げ加工する。この加工は、図示しない別置の
折り曲げ加工ユニットのパンチの上に、第１７図の状態
の原板Ｐを載置したうえダイを下降させることにより行
う。これによって、原板Ｐは第９図に示す金属パネル肝
に近い形状になるが、この段階ではまだ残部７５が残っ
ているから、これを切断して、前記金属パネル肝が完成
する。

かくして完成した金属パネル肝は、建築物の外壁パネル
として、またその他の用途に供される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明においては、金属パネル
の四隅は絞り加工によって成形するため溶接手段が不要
になるから、溶接に伴う各工程を省略することができて
、加工工数が低減するとともに、後工程にほうろう仕上
げがある場合でも四隅に泡やチフビング等の欠陥を生じ
ることがな（て、品質にも優れる金属パネルを製造する
ことができる。

また、平板部の四隅に相当する位置に個別に配置される
絞り加工ユニットは、金属パネルの辺の延在する方向に
沿って位置を可変にしであるから、各辺の長さの相違す
る多種類の金属パネルを、同一の絞り加工ユニットを使
用して成形することができる。このため１組の金型で足
りるから、プレス装置に取付ける金型を、金属パネルの
寸法に応じて交換する必要もない。成形の＠準備として
の段取りの作業が容易になるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す平面図、第２図
は基板と下部スライド板との関係を示す側面図、第３図
は下部スライド板と上部スライド板との関係を示す正面
図、第４図は絞り加工ユニットの正面図、第５図は絞り
加工ユニットのダイと折り曲げ加工ユニットのダイとの
下か・らの斜視図、第６図は絞り加工ユニットのパンチ
と折り曲げ加工ユニットのパンチとの上からの斜視図、
第７図は折り曲げ加工ユニットの正面図、第８図は折り
曲げ加工ユニットの別の例を示す正面図、第９図は金属
パネルの完成品の斜視図、第１０図は絞り加工時の残部
を示す平面図、第１１図〜第１８図はこの発明の第２実
施例を示すものであり、第１１図はその平面図、第１２
図は絞り加工ユニットのダイの下からの斜視図、第１３
図は同パンチの上からの斜視図、第１４図は絞り加工ユ
ニットのパンチを平面正方形にした場合の成形状態を示
す斜視図、第１５図は第２実施例におけるコーナーの成
形状態を示す斜視図、第１６図はコーナー付近の縁部に
エンボス加工をした場合の斜視図、第１７図は絞り加工
直後の原板の斜視図、第１８図は第１７図の要部正面図
である。 Ａ・・・絞り加工ユニット、Ｂ・・・折り曲げ加工ユニ
ット、ＭＰ・・・金属パネル、Ｐ・・・原板、４９・・
・パンチ、５１・・・仮押さえ、５７・・・ダイ、５９
・・・パンチ、６１・・・ダイ、７１・・・コーナー、
７２・・・平板部、７３・・・縁部 特許出願人　　川崎製鉄株式会社 川鉄金属工業株式会社 代理人　弁理士　森　　　哲　也 代理人　弁理士　内　藤　嘉　昭 代理人　弁理士　清　水　　　正 第８図 第１０図 第１７図 ７ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 方形の平板部とその四辺で前記平板部から屈折された縁
   部とを有する金属パネルを成形するプレス用金型におい
   て、平板部の四隅に相当する位置にそれぞれ配置される
   絞り加工ユニットを有し、各絞り加工ユニットは、平板
   部のコーナー内側に配置されるパンチと、パンチに隣接
   して前記コーナーの縁部に配置される板押さえと、板押
   さえに向けて移動し板押さえとの間に前記コーナーの縁
   部を挟んでこれを絞るダイとから構成され、前記絞り加
   工ユニットどうしの相対位置を可変にしたことを特徴と
   する薄板板金加工用の寸法可変金型。