JPWO2012117967A1 - 荷重付加装置、プレス成形金型、及びプレス成形方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、第１端部、第２端部、フランジを有するロッドと；前記ロッドの前記第１端部が挿通する中心穴を有する皿ばねが複数積層された積層皿ばねと；前記ロッドの前記第１端部が挿通する第１貫通穴を有し、前記積層皿ばねに当接する第１プレートと；前記ロッドの前記第２端部が挿通する第２貫通穴を有し、前記フランジと当接する第２プレートと；前記第１プレート及び前記第２プレート間に着脱自在に設けられてかつ、前記積層皿ばねが前記フランジを前記第２プレートに付勢する間隔を保つように、前記第１プレート及び前記第２プレート間の前記間隔を固定する間隔固定部材と；を備え、前記第２端部及び前記第１プレートがプレス成形時に互いに近接する方向に相対移動することにより、前記積層皿ばねが圧縮されるプレス成形金型用荷重付加装置を提供する。

Description

本発明は、金属板をプレス成形するときに用いるプレス成形金型が有する金型部材に、荷重を付加するプレス成形金型用荷重付加装置に関する。本発明は更に、この荷重付加装置が組み込まれたプレス成形金型、及びプレス成形方法に関する。本発明に係る荷重付加装置は、プレス成形金型に配設され、ストロークと付加荷重の両方を簡便に調整することを可能とする。
本願は、２０１１年２月２８日に、日本に出願された特願２０１１−０４２７７０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

金属板材をプレス成形する際、プレス成形品の反り（スプリングバック）や、角度変化に起因する形状凍結性の低下が問題となる。

スプリングバックを低減し、プレス成形品の寸法精度を改善するには、プレス成形終期に、しわ押さえ力を増加させることが有効であることが一般的に知られている。

特許文献１には、プレス成形金型が有する金型部材に、ばね等の弾性体を配設することにより、プレス成形終期に、しわ押さえ力を増加させる技術が提案されている。

特許文献２には、プレス成形金型が有する金型部材に配設するばねを、低ストロークでも高荷重を発生させることができる皿ばね（Ｃｏｎｅｄ−Ｄｉｓｃ Ｓｐｒｉｎｇ）とすることで、プレス成形終期に増加させるしわ押さえ力をより大きくする技術が提案されている。

日本国特開２００２−３２１０１３号公報 日本国特開２００４−３４４９２５号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に提案されるプレス成形金型においては、しわ押さえ力の増加量に合わせて、ばね定数の異なるばねを準備する必要があった。また、このようなばねを配置する箇所が多くなる場合には、配置する箇所ごとに、しわ押さえ力の増加量が異なることが多い。したがって、準備するばねの種類が膨大になるという問題があった。

また、ばねを金型部材に配設した後に、しわ押さえ力の増加量を調整する必要が生じたとき、ばね定数の違うばねに交換すると、同じ大きさでしわ押さえ力を増加させるため、ストロークも変更する必要が生じる。そして、ストロークの調整には、ばねを配設する凹部の深さを変更するために、金型部材を再加工する必要が生じることもあった。

前述したように、低ストロークで、より強力に、しわ押さえ力を増加させるには、皿ばねの使用が有効である。しわ押さえ力の増加量は、皿ばねの種類と積層枚数で調整し、しわ押さえ金型部材への付加荷重を所望の値とする。しかしながら、皿ばねを積層すると、得られる付加荷重を変化させることができるが、同時に、積層された皿ばねの全長も変化する。したがって、ストロークと付加荷重の両方を所望の値に調整することは難しい。

このような実情から、複数の金型部材を有するプレス成形用金型において、しわ押さえ力を増加する場合など、特定の金型部材に荷重を付加したいときに、簡便に、ストロークと付加荷重の両方を調整することができる荷重付加装置が望まれていた。そして、その荷重付加装置は、プレス成形金型に一組の構成要素として配設可能であることが望まれていた。

本発明は、プレス成形金型が有する複数の金型部材の少なくとも１つに荷重を付加する装置であって、簡便に、ストロークと付加荷重の両方を調整することができ、かつ、プレス成形金型に配設可能な荷重付加装置を提供することを目的とする。

本発明の要旨は次のとおりである。

（１）本発明の第１の態様は、第１端部、第２端部、そしてこれら第１端部及び第２端部間に設けられたフランジを有するロッドと；前記ロッドの前記第１端部が挿通する中心穴を有する皿ばねが複数積層された積層皿ばねと；前記ロッドの前記第１端部が挿通する第１貫通穴を有し、前記積層皿ばねに当接する第１プレートと；前記ロッドの前記第２端部が挿通する第２貫通穴を有し、前記フランジと当接する第２プレートと；前記第１プレート及び前記第２プレート間に着脱自在に設けられてかつ、前記積層皿ばねが前記フランジを前記第２プレートに付勢する間隔を保つように、前記第１プレート及び前記第２プレート間の前記間隔を固定する間隔固定部材と；を備え、前記第２端部及び前記第１プレートがプレス成形時に互いに近接する方向に相対移動することにより、前記積層皿ばねが圧縮されるプレス成形金型用荷重付加装置である。
（２）上記（１）に記載のプレス成形金型用荷重付加装置では、前記ロッドが、前記第２端部に着脱自在に取り付けられるロッド長調整部材を備えてもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載のプレス成形金型用荷重付加装置では、前記第１プレートが、前記第２プレートとは反対側の面に着脱自在に取り付けられる第１プレート厚調整部材を備えてもよい。
（４）上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のプレス成形金型用荷重付加装置では、前記フランジが、着脱自在に取り付けられるフランジ厚調整部材を備えてもよい。
（５）上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載のプレス成形金型用荷重付加装置では、前記ロッド及び前記積層皿ばねを複数備えてもよい。
（６）上記（１）〜（５）のいずれか一項に記載のプレス成形金型用荷重付加装置では、前記ロッド及び前記積層皿ばねを複数備え、複数の前記ロッドがそれぞれ、前記第２端部側に着脱自在に取り付けられるロッド長調整部材を備え、複数の前記ロッド長調整部材の少なくとも１つの厚さが他のロッド長調整部材の厚さと異なってもよい。
（７）本発明の第２の態様は、加工される金属板の上側に配設される第１金型部材と；前記金属板の下側に配設される第２金型部材と；プレス加工時に、前記金属板を前記第１金型部材又は前記第２金型部材に押しつけるしわ押さえ金型部材と；前記第１金型部材と前記しわ押さえ金型部材との間、又は前記第２金型部材と前記しわ押さえ金型部材との間に設けられる上記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の前記荷重付加装置と；を備えるプレス成形金型である。
（８）本発明の第３の態様は、上記（７）に記載の前記プレス成形金型に加工される金属板を配置する工程と；前記荷重付加装置のうち、前記皿ばねの枚数、前記皿ばねの向き、前記皿ばねの種類、前記フランジの厚さ、前記第１プレートの厚さ、前記間隔固定部材の長さ、及び前記ロッドの前記第２端部側の長さの少なくとも１つを変更することにより、前記プレス成形金型に付加する荷重とストロークとを調整し、プレス成形する工程と；を備えるプレス成形方法である。

上記態様によれば、多数の種類のばねを準備することなく、所望のストロークと付加荷重との組み合わせを得ることができる。

また、プレス成形金型用荷重付加装置を、一組の構成要素として、プレス成形金型に配設することができる。したがって、プレス成形金型全体の必要な箇所に、所望の荷重を付加することができる。

本発明の一実施形態に係る荷重付加装置１の動作を説明する縦断面模式図であり、金属板１０５をプレス成形金型１００に載置した状態を示す。 本発明の一実施形態に係る荷重付加装置１の動作を説明する縦断面模式図であり、金属板１０５が絞り加工されている途中の状態を示す。 本発明の一実施形態に係る荷重付加装置１の動作を説明する縦断面模式図であり、金属板１０５の絞り加工が完了する直前の状態を示す。 本発明の一実施形態に係る荷重付加装置１の概略構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る荷重付加装置１の分解立体図である。 本発明の一実施形態に係る荷重付加装置１の第２プレート２０を半透明状態にして、ロッド４０と、フランジ４５と、第２プレート２０との位置関係を判りやすくした説明図である。 本発明の一実施形態に係る荷重付加装置１の上面図である。 図５ＡにおけるＡ−Ａ線に沿うオフセット断面図である。 図５ＡにおけるＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、フランジ４５が第２プレート２０に付勢された状態を示す。 図５ＡにおけるＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図６Ａの状態から積層皿ばね６０が押し込まれた状態を示す。 図５ＡにおけるＢ−Ｂ線に沿う断面図にロッド長調整部材４７が設けられた図であり、フランジ４５が第２プレート２０に付勢された状態を示す。 図５ＡにおけるＢ−Ｂ線に沿う断面図にロッド長調整部材４７が設けられた図であり、図７Ａの状態から積層皿ばね６０が押し込まれた状態を示す。 本発明の一実施形態に係る荷重付加装置１を１個配設したプレス成形金型１００Ａの分解立体図である。 本発明の一実施形態に係る荷重付加装置１の配設状態を、ダイス金型部材１２０側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係る荷重付加装置１を４個配設したプレス成形金型１００Ｂの分解立体図である。 本発明の一実施形態に係る荷重付加装置１の配設状態を、ダイス金型部材１２０側から見た斜視図である。 本発明の実施例及び比較例で成形するハット形断面部材の斜視図である。

本発明者らは、積層皿ばねをやや圧縮させた状態で２枚のプレートで挟み込み、この積層皿ばねをさらに圧縮したときの反力を利用することにより、従来に比べ簡便に、且つ安定的にプレス成形金型に荷重を付加できることを知見した。

以下、上述の知見に基づきなされた本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。まず、本発明のプレス成形金型用荷重付加装置の適用対象について説明する。

図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃは、本発明の一実施形態に係るプレス成形金型用荷重付加装置１が、絞り加工を行うためのプレス成形金型１００に適用された状態を示す縦断模式図である。以下、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃに基づき、本発明の一実施形態に係る荷重付加装置１の動作を説明する。図１Ａは、金属板１０５をプレス成形金型１００に載置した状態を示す。図１Ｂは、金属板１０５が絞り加工されている途中の状態を示す。図１Ｃは、金属板１０５の絞り加工が完了する直前の状態を示す。

プレス成形金型１００は、複数の金型部材、即ち、パンチ金型部材１１０と、ダイス金型部材１２０と、しわ押さえ金型部材１３０とを有する。パンチ金型部材１１０には、本実施形態に係る荷重付加装置１が取り付けられる。

図１Ａに示したように、しわ押さえ金型部材１３０に、これから絞り加工される金属板１０５が載置される。図１Ｂに示したように、ダイス金型部材１２０が下降し、金属板１０５の絞り加工が開始される。そして、図１Ｃに示したように、絞り加工の完了直前に、しわ押さえ金型部材１３０が、本実施形態に係る荷重付加装置１の一部を押し込む。

このとき、プレス成形金型１００が有するしわ押さえ金型部材１３０には、図１Ｃ中の白抜き矢印に示す荷重が付加される。

この白抜き矢印で示した荷重により、絞り成形が完了する直前に、しわ押さえ金型部材１３０に対して、絞り成形荷重とは別の局所的な追加荷重を付加することができる。この追加荷重の付加に、本実施形態に係る荷重付加装置１が使用される。そして、本実施形態に係る荷重付加装置１による局所的な追加荷重の付加により、金属板１０５にしわ押さえ力を充分に作用させることができる。その結果、プレス成形品の品質が向上する。

本実施形態に係る荷重付加装置１は、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃに示した例に限られず、他の用途にも適用することができる。

次に、本実施形態に係る荷重付加装置１の構造について説明する。図２は、本実施形態に係る荷重付加装置１の概略構成の一例を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る荷重付加装置１の分解立体図である。

荷重付加装置１は、第１プレート１０と、第２プレート２０と、間隔固定部材３０と、ロッド４０と、積層皿ばね６０とを有する。

ロッド４０は、第１端部４１と、第２端部４２と、フランジ４５とを有する。フランジ４５は、ロッド４０の第１端部４１と第２端部４２との間に設けられる。フランジ４５は、切削加工等で、ロッド４０と一体形成されてもよいし、別体のフランジ４５を、溶接等で棒状部材に固定してもよい。

ロッド４０をその第１端部４１から複数枚の皿ばねの中心穴６２に挿通することにより、複数枚の皿ばねが積層され、積層皿ばね６０となる。

ロッド４０の第１端部４１は、第１プレート１０に設けた第１貫通穴１４に挿通される。そして、第１プレート１０は、積層皿ばね６０に当接される。
一方、ロッド４０の第２端部４２は、第２プレート２０に設けた第２貫通穴２４に挿通される。そして、第２プレート２０は、フランジ４５に当接される。

このようにして、積層皿ばね６０は、第１プレート１０と第２プレート２０とで、フランジ４５を介して挟み込まれる。この状態においては、第１プレート１０とフランジ４５との間には、積層皿ばね６０から付勢力を受けていない。

この付勢力を受けていない状態で、第１プレート１０と第２プレート２０との間に、間隔固定部材３０を配置する。そして、間隔固定部材３０に設けられた貫通穴３２に挿通したボルト３３で、第１プレート１０と第２プレート２０とが近づく方向に締め上げていく。

最終的に、第１プレート１０と、第２プレート２０と、積層皿ばね６０とは、フランジ４５を介して、積層皿ばね６０が、やや圧縮された状態で、間隔固定部材３０によって固定される。このようにして、間隔固定部材３０は、第１プレート１０及び第２プレート２０間に着脱自在に設けられるとともに、積層皿ばね６０がフランジ４５を第２プレート２０に付勢する間隔を保つように、第１プレート１０と第２プレート２０との間隔を固定する。このような構成によれば、第１プレート１０と、ロッド４０の第２端部４２とがプレス成形時に互いに近接する方向に相対移動することにより、積層皿ばね６０を第１プレート１０とロッド４０のフランジ４５との間で圧縮させることが可能となり、その反力を得ることが出来る。

図４は、本実施形態に係る荷重付加装置１の第２プレート２０を半透明状態にして、ロッド４０と、フランジ４５と、第２プレート２０との位置関係を判りやすくした説明図である。

積層皿ばね６０は、やや圧縮されているため、第１プレート１０とフランジ４５との間に付勢力が働き、フランジ４５は第２プレート２０に向かって付勢される。このような付勢力が働くように、間隔固定部材３０の全長は設定される。即ち、間隔固定部材３０の全長は、フランジ４５が、積層皿ばね６０で、第２プレート２０に付勢されるような長さとする。

具体的には、間隔固定部材３０の全長は、（積層皿ばね６０を全く圧縮しない状態での積層高さ）＋（フランジ４５の厚さ）−（積層皿ばね６０でフランジ４５を第２プレート２０に付勢したときの積層皿ばね６０の圧縮長さ）で決定される。

図５Ａ、図５Ｂは、本実施形態に係る荷重付加装置１の上面図及びオフセット断面図である。図５Ａは上面図である。図５Ｂは、図５ＡにおけるＡ−Ａ線に沿うオフセット断面図である。

図５Ａ、図５Ｂにおいて、Ｌは、（積層皿ばね６０を全く圧縮しない状態での積層高さ）−（積層皿ばね６０でフランジ４５を第２プレート２０に付勢したときの積層皿ばね６０の圧縮長さ）である。したがって、間隔固定部材３０の長さをＤ、フランジ４５の厚さをＦとすると、Ｄ＝Ｆ＋Ｌである。

ここで、積層皿ばね６０でフランジ４５を第２プレート２０に付勢したときの積層皿ばね６０の圧縮長さは、積層皿ばね６０が完全に圧縮されたときの圧縮長さに対して、５〜２０％の範囲とすることが好ましい。５％未満であると、付勢力が不足して積層皿ばね６０が、相互に動くため好ましくない。一方、２０％を超えると、プレス成形が終了し、本実施形態に係る荷重付加装置１が、金型部材に荷重を付加しなくなったとき、積層皿ばね６０が、第１プレート１０及び第２プレート２０に過大な動荷重を作用させるため好ましくない。

第１プレート１０と、第２プレート２０と、間隔固定部材３０とは、互いに固定されれば、固定の方法に特に制限はない。図２〜図７Ｂに示した実施形態においては、図５Ｂに示したように、第２プレート２０に設けた貫通穴２２と間隔固定部材３０に設けた貫通穴３２とにボルト３３を挿通する。そして、ボルト３３に設けた雄ねじを、第１プレート１０に設けた雌ねじ１２で螺合し、ボルト３３に設けた座金部３４と第２プレート２０とで締結する。間隔固定部材３０の座金部３１は、第１プレート１０と第２プレート２０とを安定支持するために配設されるが、省略してもよい。

図２〜図７Ｂに示した実施形態において、１本の積層皿ばね６０は、３６枚の皿ばねを積層して構成される。皿ばねの積層数は、３６枚に限られるものではない。本実施形態に係る荷重付加装置１全体として、所望のストロークと付加荷重が得られるように、皿ばねの枚数は適宜選択することができる。また、同様に、皿ばねの積層方法も適宜選択することができる。例えば、１列の積層皿ばねを構成する全ての皿ばねを同姿勢で配列する直列積層方法や、１列の積層皿ばねを構成する全ての皿ばねのうち、一部の皿ばねを逆姿勢で配列する並直列積層方法等である。尚、並直列積層方法では、逆姿勢で配列される皿ばねの枚数が増えるほど、直列積層方法に比べ積層高さが大きくなると共に、反発力（付加荷重）が大きくなる。

次に、荷重付加装置１の動作について説明する。荷重付加装置１は、ロッド４０の第１端部４１が押し込まれて動作する場合と、第２端部４２が押し込まれて動作する場合とがある。押し込むとは、積層皿ばね６０が圧縮される方向に、第１端部４１又は第２端部４２を移動させることをいう。積層皿ばね６０が圧縮される方向は、積層皿ばね６０を挿通したロッド４０の軸心方向である。ここでは、第２端部４２が押し込まれる場合について説明する。

図６Ａ、図６Ｂは、図５ＡにおけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図６Ａは、フランジ４５が第２プレート２０に付勢された状態を示す。図６Ｂは、図６Ａの状態から積層皿ばね６０が押し込まれた状態を示す。

第２端部４２は、荷重を付加したい金型部材によって押し込まれる。図１Ａ〜図１Ｃに示した、しわ押さえ金型部材１３０に荷重を付加する適用例においては、第１プレート１０が、パンチ金型部材１１０に取り付けられ、しわ押さえ金型部材１３０が、ロッド４０の第２端部４２を押し込む。以下、この適用例で、本実施形態に係る荷重付加装置１の動作を説明する。

本実施形態に係る荷重付加装置１は、動作していないときには、フランジ４５が第２プレート２０に付勢された状態（以下、「定常状態」ということもある。）、即ち、積層皿ばね６０の全長がＬになっている。この定常状態から、しわ押さえ金型部材１３０がロッド４０の第２端部４２を、積層皿ばね６０が圧縮される方向に、長さＰだけ押し込む。そうすると、図６Ｂの白抜き矢印で示した反力が発生する。そして、しわ押さえ金型部材１３０が第２端部４２を押し込んでいる間は、この反力が、しわ押さえ金型部材１３０に作用する。しわ押さえ金型部材１３０に作用するこの反力が、付加荷重である。また、図６Ｂの長さＰが、ストロークである。

１本のロッド４０あたりの付加荷重は、ｋ×Ｐで表される。ここで、ｋは、１本のロッド４０に積層皿ばね６０全体のばね定数である。即ち、図２〜７Ｂに示した実施形態の場合、積層した３６枚の皿ばね全体でのばね定数である。

次に、しわ押さえ金型部材１３０に、ロッド１本あたり、ｋ×Ｐよりも、さらにｋ×Ｓだけ多く付加荷重を加えるように変更したい場合について説明する。

図７Ａ、図７Ｂは、ロッド４０の第２端部４２に着脱自在なロッド長調整部材４７が取り付けられた場合の本実施形態に係る荷重付加装置１を示す図である。図７Ａ及び図７Ｂは、図５ＡにおけるＢ−Ｂ線に沿う断面図に対し、着脱自在なロッド長調整部材４７が取り付けられた図である。図７Ａは、フランジ４５が第２プレート２０に付勢された状態を示す。図７Ｂは、図７Ａの状態から積層皿ばね６０が押し込まれた状態を示す。

図７Ａ及び図７Ｂに示したように、ロッド長調整部材４７の厚さはＳであるので、ストロークはＰ＋Ｓとなり、しわ押さえ金型部材１３０に、ｋ×（Ｐ＋Ｓ）の付加荷重を作用させることができる。

図７Ａで示した長さＲ、即ち、定常状態における第２プレート２０からのロッド４０の突出長さを変化させても、同様の効果は得られる。しかし、厚さＳの異なる複数種類のロッド長調整部材４７を準備すれば、より簡便に付加荷重の大きさを調整でき、好ましい。

また、定常状態におけるＬの大きさを変えることにより、定常状態における本実施形態に係る荷重付加装置１の全長（以下、「定常状態全長」という。）を変えることができる。定常状態全長は、上述した、長さＤ（図５Ｂ参照）の異なる複数種類の間隔固定部材３０を準備すればよい。

厚さＳの異なるロッド長調整部材４７と、長さＤの異なる間隔固定部材３０とを、それぞれ複数種類準備することによって、所望のストロークと付加荷重の組み合わせを得ることができる。

また、第１プレート１０において、第２プレート側とは反対側の面に、着脱自在な第１プレート厚調整部材を取り付けてもよい。この第１プレート厚調整部材についても、厚さの異なる複数種類の第１プレート厚調整部材を準備すれば、より簡便に所望のストロークと付加荷重の組み合わせを得ることができる。

また、フランジ４５において、着脱自在なフランジ厚調整部材を取り付けてもよい。このフランジ厚調整部材についても、厚さの異なる複数種類のフランジ厚調整部材を準備すれば、より簡便に所望のストロークと付加荷重の組み合わせを得ることができる。

このように、荷重付加装置１のうち、皿ばねの枚数、皿ばねの向き、皿ばねの種類、フランジ４５の厚さ、第１プレート１０の厚さ、間隔固定部材３０の長さ、及びロッド３０の第２端部４２側の長さの少なくとも１つを変更することにより、プレス成形金型に付加する荷重とストロークとを簡便に調整することが出来る。

なお、上述した構成は、本発明の実施形態を例示したものにすぎず、本発明は、特許請求の範囲の記載範囲内において種々変更を加えることができる。

例えば、上述の説明においては、荷重付加装置１として、ロッド３０及び積層皿ばねが４本のものを示したが、ロッド３０及び積層皿ばねの本数は、４本に限られるものではなく、１本以上あればよい。

ただし、ロッド３０の本数を複数（２本以上）とする場合には、例えばそれぞれのロッドの第２端部４２側に互いに異なる厚さのロッド長調整部材を着脱自在に取り付けることにより、金型の傾斜面に対応する位置にも簡便に荷重付加装置を適用することが可能となる。
金型の傾斜面に対応する位置に荷重付加装置を適用する場合、ロッド長調整部材のうち金型の傾斜面に接触する端部は、半球形状又は金型の傾斜面に面接触する形状とすることにより、更に好適に荷重を付加することが出来る。

また、図１Ａ〜図１Ｃに示した適用例において、第２プレート２０を、パンチ金型部材１１０に取り付け、フランジ４５を第１プレート１０に当接させた状態で、しわ押さえ金型部材１３０で、ロッド４０の第１端部４１を押し込んでもよい。

本発明を実施例でさらに説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性および効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。

（実施例１）
図８Ａ、図８Ｂは、図４に示した荷重付加装置１を、１個、プレス成形金型１００Ａに配設した例を示す図である。図８Ａは、プレス成形金型１００Ａの分解立体図である。図８Ｂは、図４に示した荷重付加装置１の配設状態を、ダイス金型部材１２０側から見た斜視図である。

図８Ａに示したプレス成形金型１００Ａは、パンチ金型部材１１０と、ダイス金型部材１２０と、しわ押さえ金型部材１３０とを有する。そして、しわ押さえ金型部材１３０は、しわ押さえ分割金型部材１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃに３分割されている。

このように、しわ押さえ金型部材１３０が、３分割されていることにより、しわ押さえ力が、確実にプレス成形される金属板に伝達される。図８Ａに示したプレス成形金型１００Ａにおいては、３分割されたしわ押さえ分割金型部材１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃのうち、しわ押さえ分割金型部材１３２ｃにだけ、プレス成形の終期に局部的な荷重が付加されるように、荷重付加装置１が、１個、パンチ金型部材１１０に配設される。

プレス成形終期に、しわ押さえ分割金型部材１３２ｃが、４本のロッド４０の第２端部４２を押し込むことにより、しわ押さえ分割金型部材１３２ｃは、積層皿ばね６０の反力受け、付加荷重がしわ押さえ分割金型部材１３２ｃに付加される。

なお、ロッド４０の第２端部４２が押し込まれることにより、第１端部４１がさらに突出する。その突出により、第１端部４１がパンチ金型部材１１０と干渉しないように、パンチ金型部材１１０に凹部（破線部）が設けられる。このような凹部を設け、第１プレート１０がパンチ金型部材１１０に固定されることによって、荷重付加装置１は、パンチ金型部材１１０に配設される。

（実施例２）
図９Ａ、図９Ｂは、図４に示した荷重付加装置１（１ａ−１、１ａ−２、１ｂ、１ｃ）を、４個、プレス成形金型１００Ｂに配設した例を示す図である。図９Ａは、プレス成形金型１００Ｂの分解立体図である。図９Ｂは、図４に示した荷重付加装置１の配設状態を、ダイス金型部材１２０側から見た斜視図である。

図９Ａに示したプレス成形金型１００Ａと、図８Ａに示したプレス成形金型１００Ｂとでは、荷重付加装置１の配設個数以外は、同一である。なお、実施例２では、図４で示した荷重付加装置１のロッド４０に着脱自在なロッド長調整部材４７が取り付けられている。

荷重付加装置１ａ−１、１ａ−２は、しわ押さえ分割金型部材１３２ａに付加荷重を加える。荷重付加装置１ｂは、しわ押さえ分割金型部材１３２ｂに付加荷重を加える。荷重付加装置１ｃは、しわ押さえ分割金型部材１３２ｃに付加荷重を加える。

プレス成形終期に、しわ押さえ分割金型部材１３２ａが、２個の荷重付加装置１ａ−１、１ａ−２が有する８本のロッド４０の第２端部４２を押し込むことにより、しわ押さえ分割金型部材１３２ａは、積層皿ばね６０からの反力受け、付加荷重が付加される。

また、プレス成形終期に、しわ押さえ分割金型部材１３２ｂが、荷重付加装置１ｂが有する４本のロッド４０の第２端部４２に取り付けたロッド長調整部材４７を押し込むことにより、しわ押さえ分割金型部材１３２ｂは、積層皿ばね６０からの反力受け、付加荷重が付加される。

しわ押さえ分割金型部材１３２ｃについても、ロッド長調整部材４７の厚さを異なるものとしたこと以外、荷重付加装置１ａと同様に、荷重付加装置１ｃをパンチ金型部材１１０に配設した。

このようにして、荷重付加装置１（１ａ−１、１ａ−２、１ｂ、１ｃ）を４個配設したプレス成形用金型１００Ｂで金属板をプレス成形したときの、間隔固定部材３０の長さＤ（ｍｍ）、ロッド長調整部材の厚さＳ（ｍｍ）、ストローク（ｍｍ）、付加荷重（ＭＰａ）を表１に示す。なお、ロッド長調整部材の厚さＳが０ｍｍとは、ロッド長調整部材４７を取り付けない状態、即ち、図６Ａ及び図６Ｂに示した状態である。

表１から明らかなように、ロッド長調整部材４７の厚さＳ（ロッド長調整部材４７を取り付けない場合も含む）と間隔固定部材３０の長さＤとを変化させる、即ち、Ｓ＋Ｄを変化させることによって、ストロークと付加荷重の両方を変化させることができることを確認した。

また、３個のしわ押さえ分割金型部材１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃに対して、異なる付加荷重を作用させることができることを確認した。

したがって、荷重付加装置１は、プレス成形金型１００に配設されて、プレス成形金型１００が有する複数の金型部材のうち、プレス成形終期に局所的な荷重を付加することが必要な金型部材に、プレス成形荷重とは別の追加荷重として、必要な大きさの荷重を付加することができることを確認した。

（実施例１と実施例２の効果の検証）
下記の鋼板Ａ〜Ｃを準備した。

比較例Ａ〜Ｃでは、図８Ａに示す金型構造のうち、荷重付加装置を取り除いた状態で鋼板Ａ〜Ｃを成形し、図１０に示すハット形断面部材をプレス成形した。図１０に示す形状のうち、距離Ｐの狙い値は７５ｍｍであり、距離Ｑの狙い値は１１０ｍｍとした。

実施例１Ａ〜１Ｃでは、図８Ａに示す金型構造を用いて、鋼板Ａ〜Ｃを成形し、図１０に示す形状のハット形断面部材をプレス成形した。

実施例２Ａ〜２Ｃでは、図９Ａに示す金型構造を用いて、鋼板Ａ〜Ｃを成形し、図１０に示す形状のハット形断面部材をプレス成形した。

比較例Ａ〜Ｃ、実施例１Ａ〜１Ｃ、及び実施例２Ａ〜２Ｃについて、成形後ハット形部材の距離Ｐ及び距離Ｑを測定することにより、スプリングバック量を評価した。その結果を下記の表３に示す。

表３に示すように、荷重付加装置を用いない比較例Ａ、Ｂ、Ｃに比べ、実施例１Ａ〜１Ｃではスプリングバック量が改善されていることがわかる。さらに、荷重付加装置を４箇所に設けた実施例２Ａ〜２Ｃでは、特に距離Ｐの広がりが抑えられたことがわかる。

このように、本発明によれば、従来に比べ簡便に、低コストで、スプリングバック量の改善を実現する事が出来る。

前述したように、本発明によれば、ストロークと付加荷重の両方を簡便に調整することができる。したがって、本発明のプレス成形金型用荷重付加装置を、プレス成形金型の任意の位置に配置し、ストロークと付加荷重の両方の値を所望の組み合わせにして、プレス成形金型が有する特定の金型部材に局所荷重を付加し、プレス成形品の品質を向上させることができる。よって、本発明は、産業上、利用価値の高いものである。

１ プレス成形金型用荷重付加装置
１０ 第１プレート
１２ 雌ねじ
１４ 第１貫通穴
２０ 第２プレート
２２ 貫通穴
２４ 第２貫通穴
３０ 間隔固定部材
３１ 座金部
３２ 貫通穴
３３ ボルト
３４ 座金部
４０ ロッド
４１ 第１端部
４２ 第２端部
４５ フランジ
４７ ロッド長調整部材
４９ 第２端部と反対側の面
６０ 積層皿ばね
６２ 中心穴
１００ プレス成形金型
１１０ パンチ金型部材
１２０ ダイス金型部材
１３０ しわ押さえ金型部材
１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ しわ押さえ分割金型部材
Ｄ 間隔固定部材の長さ
Ｆ フランジの厚さ
Ｌ 積層皿ばねの定常状態での長さ
Ｐ ストローク

Claims (8)

1. 第１端部、第２端部、そしてこれら第１端部及び第２端部間に設けられたフランジを有するロッドと；
   前記ロッドの前記第１端部が挿通する中心穴を有する皿ばねが複数積層された積層皿ばねと；
   前記ロッドの前記第１端部が挿通する第１貫通穴を有し、前記積層皿ばねに当接する第１プレートと；
   前記ロッドの前記第２端部が挿通する第２貫通穴を有し、前記フランジと当接する第２プレートと；
   前記第１プレート及び前記第２プレート間に着脱自在に設けられてかつ、前記積層皿ばねが前記フランジを前記第２プレートに付勢する間隔を保つように、前記第１プレート及び前記第２プレート間の前記間隔を固定する間隔固定部材と；
   を備え、
   前記第２端部及び前記第１プレートがプレス成形時に互いに近接する方向に相対移動することにより、前記積層皿ばねが圧縮される
   ことを特徴とするプレス成形金型用荷重付加装置。
2. 前記ロッドが、前記第２端部に着脱自在に取り付けられるロッド長調整部材を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形金型用荷重付加装置。
3. 前記第１プレートが、前記第２プレートとは反対側の面に着脱自在に取り付けられる第１プレート厚調整部材を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形金型用荷重付加装置。
4. 前記フランジが、着脱自在に取り付けられるフランジ厚調整部材を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形金型用荷重付加装置。
5. 前記ロッド及び前記積層皿ばねを複数備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形金型用荷重付加装置。
6. 前記ロッド及び前記積層皿ばねを複数備え、
   複数の前記ロッドがそれぞれ、前記第２端部側に着脱自在に取り付けられるロッド長調整部材を備え、
   複数の前記ロッド長調整部材の少なくとも１つの厚さが他のロッド長調整部材の厚さと異なる
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形金型用荷重付加装置。
7. 加工される金属板の上側に配設される第１金型部材と；
   前記金属板の下側に配設される第２金型部材と；
   プレス加工時に、前記金属板を前記第１金型部材又は前記第２金型部材に押しつけるしわ押さえ金型部材と；
   前記第１金型部材と前記しわ押さえ金型部材との間、又は前記第２金型部材と前記しわ押さえ金型部材との間に設けられる請求項１〜６のいずれか一項に記載の前記荷重付加装置と；
   を備えることを特徴とするプレス成形金型。
8. 請求項７に記載の前記プレス成形金型に加工される金属板を配置する工程と；
   前記荷重付加装置のうち、前記皿ばねの枚数、前記皿ばねの向き、前記皿ばねの種類、前記フランジの厚さ、前記第１プレートの厚さ、前記間隔固定部材の長さ、及び前記ロッドの前記第２端部側の長さの少なくとも１つを変更することにより、前記プレス成形金型に付加する荷重とストロークとを調整し、プレス成形する工程と；
   を備えることを特徴とするプレス成形方法。

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