WO2013098926A1 - プレス装置、及びプレス装置の圧力源 - Google Patents

プレス装置、及びプレス装置の圧力源 Download PDF

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mold
fluid
press
pressure source
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卓也 松村
幸嗣 長谷川
山本　博己
寿徳 丸山
貴弘 星野
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トヨタ自動車株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B7/00—Presses characterised by a particular arrangement of the pressing members
    • B30B7/02—Presses characterised by a particular arrangement of the pressing members having several platens arranged one above the other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/007—Means for maintaining the press table, the press platen or the press ram against tilting or deflection

Definitions

  • the present invention relates to a press device and a technology of a pressure source of the press device.
  • the press device is a device that presses metal (drawing, bending, shearing, etc.) using a mold.
  • a multi-stage press apparatus which is one of the press apparatuses, can be installed in a factory in a space-saving manner.
  • a multi-stage press apparatus arranges a plurality of pairs of dies in series in the press direction and presses them with a common press drive source (for example, Patent Document 1).
  • the press load is remarkably increased.
  • the mold or equipment may receive an uneven load due to the press reaction force, and the mold may tilt. The inclination of the mold causes molding defects of the press product, galling of the slide part of the mold, or galling of the slide part of the press device.
  • a pressure source such as a fluid spring has been provided at a part that receives an uneven load of the mold as one countermeasure for suppressing the inclination of the mold due to the uneven load.
  • the pressure source applies a reaction force against the force on the mold clamping side in the press direction against the offset load, that is, a force on the mold opening side in the press direction, during the press working.
  • the pressure source is mainly provided at the periphery of the mold where the influence of the tilt of the mold due to the uneven load appears significantly (the moment due to the tilt is maximized).
  • the pressure source of the press device In order to suppress the uneven load, it is necessary to provide a pressure source such as a large fluid spring with a large reaction force.
  • the present situation is that there is not enough space in the mold, particularly the periphery of the mold, to provide a pressure source such as a large fluid spring. Therefore, it is required that the pressure source of the press device, particularly the multistage press device, be provided in the mold in a space-saving manner and can suppress the tilt of the mold due to the uneven load.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a press apparatus capable of suppressing the inclination of a mold due to an uneven load.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a pressure source of a press apparatus that can be provided in a mold or a press apparatus in a space-saving manner and can suppress the inclination of the mold due to an uneven load.
  • a pressing device comprising at least a pair of forming dies and a pressure source for applying a force in a direction in which the forming dies open, wherein the pressure source is a first fluid spring. And a second fluid spring, wherein the first fluid spring first applies a force to the molding die in a direction in which the molding die opens compared to the second fluid spring.
  • the inside of the cylinder in which the fluid of the first fluid spring is sealed communicates with the inside of the cylinder in which the fluid of the second fluid spring is sealed, and the second fluid spring is more than the first fluid spring. It is arranged on the center side of the mold.
  • Claim 2 is the press device according to claim 1, wherein the stroke amount of the first fluid spring is configured to be longer than the stroke amount of the second fluid spring.
  • a pressure source of a press device that applies a force in a direction in which the forming die opens, wherein the pressure source includes a first fluid spring and a second fluid spring.
  • the one-fluid spring first applies a force to the molding die in the direction in which the molding die opens in comparison with the second fluid spring, and the inside of the cylinder in which the fluid of the first fluid spring is enclosed And the inside of the cylinder in which the fluid of the second fluid spring is sealed is in communication.
  • the press device of the present invention it is possible to suppress the inclination of the mold due to the uneven load.
  • the pressure source of the press apparatus of the present invention it can be provided in the mold or the press apparatus in a space-saving manner, and the inclination of the mold due to the uneven load can be suppressed.
  • the schematic diagram which shows the structure of the multistage press apparatus in connection with embodiment of this invention The top view which similarly shows the structure of a lower mold
  • the multistage press apparatus 100 will be described with reference to FIG. In addition, below, it demonstrates according to the press direction which is the perpendicular direction shown by FIG. 1 or FIG. 2, the width direction, or the depth direction.
  • the multi-stage press apparatus 100 is an embodiment according to the press apparatus of the present invention.
  • the multi-stage press apparatus 100 is an apparatus in which a plurality of pairs (two pairs in this embodiment) of molds are arranged in series in the press direction and pressed by a common press drive source.
  • the multistage press apparatus 100 shall press the side panel (henceforth workpiece
  • the multi-stage press apparatus 100 generally includes a press facility and a plurality of pairs of molds (molding dies). Each mold is configured as a lower mold 10 and an upper mold 20.
  • the lower die 10 is disposed on the lower side in the pressing direction in the multi-stage press apparatus 100.
  • the lower mold 10 includes a lower-stage lower mold 11 and a lower-stage upper mold 12.
  • the upper die 20 is arranged on the upper side in the pressing direction in the multi-stage press apparatus 100.
  • the upper die 20 includes an upper lower die 21 and an upper upper die 22.
  • the press facility is a facility for pressing the lower mold 10 and the upper mold 20.
  • the press facility includes a base 35, die plates 31, 32, and 33, a guide post 36, and a press drive source 40.
  • the base 35 is a member that is configured in a substantially rectangular shape and supports the multistage press apparatus.
  • the die plates 31, 32, and 33 are rectangular plate members that are arranged with their plate surfaces (upper surface and lower surface) facing in the pressing direction.
  • a lower lower mold 11 is fixed to the upper surface of the die plate 31.
  • the lower upper mold 12 is fixed to the lower surface of the die plate 32, and the upper lower mold 21 is fixed to the upper surface of the die plate 32.
  • An upper upper mold 22 is fixed to the lower surface of the die plate 33.
  • the die plates 32 and 33 are configured to slide in the press direction along the guide posts 36 and 36 (hereinafter, slide).
  • the guide posts 36 and 36 are substantially cylindrical members extending in the pressing direction, and support the die plates 32 and 33 so as to be slidable in the pressing direction.
  • the press drive source 40 is a device that drives the die plate 33 and the upper stage side upper die 22 in the press direction.
  • the multistage press apparatus 100 The operation of the multistage press apparatus 100 will be described.
  • the workpieces W are disposed between the lower-stage lower mold 11 and the lower-stage upper mold 12, and between the upper-stage lower mold 21 and the upper-stage upper mold 22, respectively.
  • the multistage press apparatus 100 drives the press drive source 40 to slide the die plate 33 and the upper stage side upper die 22 in the pressing direction.
  • the multi-stage press apparatus 100 includes a workpiece W sandwiched between the lower-stage lower mold 11 and the lower-stage upper mold 12 and a workpiece sandwiched between the upper-stage lower mold 21 and the upper-stage upper mold 22. W is pressed at the same time.
  • the pressure source 50 will be described with reference to FIGS.
  • the pressure source 50 is an embodiment according to the pressure source of the press apparatus of the present invention.
  • the pressure source 50 generates a reaction force against the force on the mold clamping side in the pressing direction due to the inclination of the lower upper mold 12 due to the offset load, that is, the force on the mold opening side in the pressing direction when the multistage press apparatus 100 is pressed. It works.
  • FIG. 2 shows a state in which the workpiece W is arranged on the lower-side lower mold 11 for easy understanding.
  • a plurality of pressure sources 50 are provided on the upper surface side of the lower stage side lower mold 11.
  • the pressure source 50 includes a first fluid spring 60 and a second fluid spring 70 (see FIG. 3).
  • the first fluid spring 60 is provided at a portion that is a peripheral portion of the lower-side lower mold 11 and is not a molding surface in plan view.
  • the second fluid spring 70 is provided in a central portion of the lower-side lower mold 11 and not a molding surface in plan view.
  • the central portion is a position closer to the center side (side toward the center) than the surrounding portion in the plan view of the lower stage lower mold 11.
  • the center is a center position of the lower mold 10 in a plan view, a center position of an inclination in a plan view of the lower-stage upper mold 12, or a center of gravity position of the work W in a plan view.
  • the forming surface is a portion where the workpiece W is actually formed in the lower lower mold 11 during press working.
  • the pressure source 50 is configured by a pair of a first fluid spring 60 and a second fluid spring 70.
  • the first fluid spring 60 includes a rod 61, a cylinder 62, and a first fluid chamber 63 as the inside of the cylinder.
  • the rod 61 is formed in a cylindrical shape and is configured to slide inside the first fluid chamber 63.
  • the cylinder 62 is formed in a hollow cylindrical shape, and a first fluid chamber 63 is formed therein.
  • the first fluid chamber 63 is a sealed space formed by the cylinder 62 and the rod 61, and Fluid (nitrogen) is enclosed.
  • the second fluid spring 70 includes a rod 71, a cylinder 72, and a second fluid chamber 73 as the inside of the cylinder.
  • the rod 71 is formed in a cylindrical shape, and is configured to slide inside the second fluid chamber 73.
  • the cylinder 72 is formed in a hollow cylindrical shape, and a second fluid chamber 73 is formed inside.
  • the second fluid chamber 73 is a sealed space formed by the cylinder 72 and the rod 71 and is filled with nitrogen.
  • the first fluid spring 60 and the second fluid spring 70 are the same fluid spring, the length of the rods 61 and 71, the length of the cylinders 62 and 72, and the first fluid chamber 63.
  • the second fluid chamber 73 has the same volume.
  • the first fluid spring 60 and the second fluid spring 70 are arranged so that the bottom surface of the cylinder 62 is positioned above the bottom surface of the cylinder 72 in the pressing direction. Therefore, in a state where no load is applied to the first fluid spring 60 and the second fluid spring 70, the rod 61 of the first fluid spring 60 protrudes more toward the mold opening side in the press direction than the rod 71 of the second fluid spring 70. .
  • the first fluid chamber 63 and the second fluid chamber 73 are communicated with each other by a connection pipe 80.
  • the first fluid chamber 63, the second fluid chamber 73, and the connection pipe 80 become a sealed space in which nitrogen is sealed.
  • first fluid spring 60 may be configured to have a stroke amount longer than that of the second fluid spring 70.
  • the stroke amount is the length that the piston reciprocates when the fluid is sealed in the fluid spring.
  • the volume of the first fluid chamber 63 is configured to be larger than the volume of the second fluid chamber 73.
  • the first fluid spring 60 and the second fluid spring 70 are arranged so that the bottom surface of the cylinder 62 and the bottom surface of the cylinder 72 are substantially in the same position in the press direction.
  • FIG. 4 shows the correlation between the press stroke amount S and the reaction force R by comparing the pressure source 50 of the present embodiment with a conventional pressure source constituted by a single fluid spring.
  • the reaction force R of the pressure source 50 is indicated by a solid line
  • the reaction force of the conventional pressure source is indicated by a two-dot chain line.
  • the reaction force R is a force by which the first fluid spring 60 or the second fluid spring 70 urges the lower upper mold 12 toward the mold opening side in the pressing direction in the pressure source 50 of the present embodiment.
  • the press stroke amount S is the stroke amount of the press drive source 40 from the start of the actual forming of the workpiece W to the end in the multistage press apparatus 100.
  • An increasing rate of the reaction force R with respect to the press stroke amount S is defined as an increasing rate rR.
  • the reaction force R and the press stroke amount S are the same in the case of the conventional pressure source and the multistage press apparatus.
  • reaction force R of the conventional pressure source is composed of only the fluid spring, it is proportional to the press stroke amount S.
  • the reaction force R of the pressure source 50 is such that only the first fluid spring 60 acts up to a predetermined press stroke amount Sr, and is proportional to the press stroke amount S at an increase rate rR1.
  • the reaction force R of the pressure source 50 is such that the first fluid spring 60 and the second fluid spring 70 act from a predetermined press stroke amount Sr, and is proportional to the press stroke amount S at an increase rate rR2.
  • the rate of increase rR2 is constant. Further, since the second fluid spring 70 also acts as a pressure source from the predetermined press stroke amount Sr, the increase rate rR2 is higher than the increase rate rR1.
  • the reaction force R changes from the rate of increase rR1 to the rate of increase rR2 by setting the difference between the stroke amount of the first fluid spring 60 and the stroke amount of the second fluid spring 70 or the pressure of the nitrogen gas to be sealed.
  • the predetermined press stroke amount Sr to be set can be arbitrarily set.
  • the pressure source 50 According to the pressure source 50, it can be provided in the lower stage lower mold 11 in a space-saving manner, and the inclination of the upper stage upper mold 12 due to an offset load can be suppressed. That is, the first fluid spring 60 is provided in the periphery of the lower-stage lower mold 11 with space restrictions, and the second fluid spring 70 is provided in the center of the lower-stage lower mold 11 that is not originally provided with a pressure source. Thus, it is possible to provide a pressure source 50 that applies a large reaction force R in a space-saving manner.
  • FIG. 5 shows the correlation between the press stroke amount S and the inclination L of the lower upper mold 12 in a case where the pressure source 50 is used and a case where a conventional pressure source is used.
  • the inclination L of the lower upper mold 12 of this embodiment is indicated by a solid line
  • the inclination L of the lower upper mold 12 of the conventional pressure source is indicated by a two-dot chain line.
  • the inclination of the mold is a descending amount (rising amount) with respect to the other side of the mold per unit length in the depth direction or the width direction.
  • the inclination L is a descending amount per unit length on one side in the width direction of the lower-side upper mold 12.
  • the inclination L of the mold in the conventional multi-stage press apparatus for example, an uneven load at the time of pressing the upper mold 20 acts until the press stroke amount Sl, and the upper mold 20 and the lower mold 10 are determined from the predetermined press stroke amount Sl. Since the offset load at the time of pressing acts, the rate of increase rL of the slope L changes according to the press stroke amount S.
  • the increase rate rL of the inclination L changes according to the press stroke amount S as in the conventional case, but the increase rate rL of the inclination L of the lower mold 20 changes.
  • the predetermined press stroke amount Sr at which the reaction force R increase rate rR changes so that the predetermined press stroke amount Sl matches the press stroke amount Sr at which the reaction force R increase rate rR changes, the inclination is increased.
  • the change point of the increase rate rL of L and the change point of the increase rate rR of the reaction force R can be matched.
  • the multistage press apparatus 100 According to the multistage press apparatus 100, an uneven load can be suppressed. That is, by setting the predetermined press stroke amount Sl at which the reaction force R changes from the increase rate rR1 to the increase rate rR2 so as to correspond to the predetermined press stroke amount Sr at which the inclination L of the lower mold 20 changes, the lower mold The reaction force R according to the characteristics of the mold 20 is applied, and the inclination L due to the uneven load can be efficiently reduced. Thus, since the larger reaction force R can be obtained in the range of the press stroke amount S in which the inclination L increases, the inclination L due to the uneven load can be suppressed.
  • the pressure source 50 is provided in the lower lower mold 11, but is not limited thereto.
  • the same function and effect can be obtained in the upper die 20.
  • the lower upper mold 12 is fixed to the lower surface of the die plate 32
  • the upper lower mold 21 is fixed to the upper surface of the die plate 32.
  • the present invention is not limited to this.
  • a front-back integrated intermediate type structure in which the lower-stage upper mold 12 and the upper-stage lower mold 21 are integrally fixed without using the die plate 32 may be used.
  • the second fluid spring 70 is provided in the lower lower mold 11, but the present invention is not limited to this.
  • the same operation and effect can be obtained as long as the force acts in the direction of clamping at the same timing as the lower-stage upper mold 12.
  • the multistage press apparatus 100 in which two pairs of molds are arranged in series is used, but the present invention is not limited to this. Even a press device comprising only a pair of molds has the same functions and effects.
  • the present invention can be used for a press device and a pressure source of the press device.

Abstract

　偏荷重による金型の傾きを抑制できるプレス装置を提供する。一対の下段金型１０・上段金型２０と、下段金型１０・上段金型２０が型開きする方向に力を作用させる圧力源５０と、を具備する多段プレス装置１００であって、圧力源５０は、第一流体スプリング６０と、第二流体スプリング７０と、を具備し、第一流体スプリング６０は、第二流体スプリング７０と比較して先に、下段金型１０・上段金型２０に対し、下段金型１０・上段金型２０が型開きする方向に力を作用させ、第一流体スプリング６０の流体が封入される第一流体室６３と、第二流体スプリング７０の流体が封入される第二流体室７３とは、連通され、第二流体スプリング７０は、第一流体スプリング６０よりも、下段金型１０・上段金型２０の中心側に配置される。　

Description

プレス装置、及びプレス装置の圧力源
　本発明は、プレス装置、及びプレス装置の圧力源の技術に関する。
　プレス装置は、金型を用いて金属等をプレス加工（絞り加工、曲げ加工又はせん断加工等）する装置である。プレス装置の一つである多段プレス装置は、省スペースで工場内に設置できるものである。多段プレス装置は、複数対の金型をプレス方向に直列に配置して、共通のプレス駆動源によってプレス加工するものである（例えば、特許文献１）。
　多段プレス装置によって自動車部品等の大型プレス部品をプレス加工する際には、プレス荷重が著しく大きくなる。プレス荷重が著しく大きいときには、プレス反力により金型又は設備が偏荷重を受け、金型が傾く場合がある。金型の傾きは、プレス品の成形不良、金型のスライド部のカジリ、或いは、プレス装置のスライド部のカジリの原因となる。
　従来、偏荷重による金型の傾きを抑制する一対策として、金型の偏荷重を受ける部位に流体スプリング等の圧力源が設けられている。圧力源は、プレス加工時に、偏荷重に対してプレス方向の型締め側への力に対する反力、すなわちプレス方向の型開き側への力を作用させるものである。圧力源は、主に、偏荷重による金型の傾きの影響が顕著に現れる（傾きによるモーメントが最大となる）金型の周囲部に設けられている。
　偏荷重を抑制するためには、反力の大きい大型の流体スプリング等の圧力源を設ける必要がある。しかし、金型、特に金型の周囲部には、大型の流体スプリング等の圧力源を設ける十分なスペースがないのが現状である。そこで、プレス装置、特に多段プレス装置の圧力源は、省スペースで金型に設けられ、かつ、偏荷重による金型の傾きを抑制できることが求められている。
特開２０００－０１５４９６号公報
　本発明の解決しようとする課題は、偏荷重による金型の傾きを抑制できるプレス装置を提供することである。
　本発明の解決しようとする課題は、省スペースで金型又はプレス装置に設けることができ、偏荷重による金型の傾きを抑制できるプレス装置の圧力源を提供することである。
　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
　即ち、請求項１においては、少なくとも一対の成形型と、前記成形型が型開きする方向に力を作用させる圧力源と、を具備するプレス装置であって、前記圧力源は、第一流体スプリングと、第二流体スプリングと、を具備し、前記第一流体スプリングは、前記第二流体スプリングと比較して先に、前記成形型に対し、前記成形型が型開きする方向に力を作用させ、前記第一流体スプリングの流体が封入されるシリンダ内部と、前記第二流体スプリングの流体が封入されるシリンダ内部とは、連通され、前記第二流体スプリングは、第一流体スプリングよりも、前記成形型の中心側に配置されるものである。
　請求項２においては、請求項１のプレス装置であって、前記第一流体スプリングのストローク量は、前記第二流体スプリングのストローク量より長く構成されるものである。
　請求項３においては、請求項１のプレス装置であって、前記第一流体スプリングのストローク量と、前記第二流体スプリングのストローク量とは、同一であって、前記第一流体スプリングは、前記第二流体スプリングよりも下方に設けられるものである。
　請求項４においては、成形型が型開きする方向に力を作用させるプレス装置の圧力源であって、前記圧力源は、第一流体スプリングと、第二流体スプリングと、を具備し、前記第一流体スプリングは、前記第二流体スプリングと比較して先に、前記成形型に対し、前記成形型が型開きする方向に力を作用させ、前記第一流体スプリングの流体が封入されるシリンダ内部と、前記第二流体スプリングの流体が封入されるシリンダ内部とは、連通されているものである。
　本発明のプレス装置によれば、偏荷重による金型の傾きを抑制できる。
　本発明のプレス装置の圧力源によれば、省スペースで金型又はプレス装置に設けることができ、偏荷重による金型の傾きを抑制できる。
本発明の実施形態に関わる多段プレス装置の構成を示す模式図。 同じく下型の構成を示す平面図。 圧力源の構成を示す模式図。 圧力源の作用を示すグラフ図。 多段プレス装置の効果を示すグラフ図。
　図１を用いて、多段プレス装置１００について説明する。
　なお、以下では、図１又は図２に示される鉛直方向であるプレス方向、幅方向又は奥行き方向に従って説明する。
　多段プレス装置１００は、本発明のプレス装置に係る実施形態である。多段プレス装置１００は、複数対（本実施形態では２対）の成形型である金型をプレス方向に直列に配置して、共通のプレス駆動源によってプレス加工する装置である。多段プレス装置１００は、自動車のサイドパネル（以下、ワークＷ）をプレス加工するものとする。
　多段プレス装置１００の構成について説明する。
　多段プレス装置１００は、大きくは、プレス設備と、複数対の金型（成形型）と、を具備している。各金型は、下段金型１０及び上段金型２０として構成されている。下段金型１０は、多段プレス装置１００にて、プレス方向の下段側に配置されている。下段金型１０は、下段側下型１１と、下段側上型１２と、を具備している。上段金型２０は、多段プレス装置１００にて、プレス方向の上段側に配置されている。上段金型２０は、上段側下型２１と、上段側上型２２と、を具備している。
　プレス設備は、下段金型１０及び上段金型２０をプレスするための設備である。プレス設備は、ベース３５と、ダイプレート３１・３２・３３と、ガイドポスト３６と、プレス駆動源４０と、を具備している。ベース３５は、略長方形状に構成され、多段プレス装置を支持する部材である。
　ダイプレート３１・３２・３３は、矩形上の板材であって、その板面（上面及び下面）をプレス方向に向けて配置される部材である。ダイプレート３１の上面には、下段側下型１１が固定されている。ダイプレート３２の下面には、下段側上型１２が固定され、ダイプレート３２の上面には、上段側下型２１が固定されている。ダイプレート３３の下面には、上段側上型２２が固定されている。ダイプレート３２・３３は、ガイドポスト３６・３６に沿って、プレス方向に摺動して移動（以下、スライド）するように構成されている。
　ガイドポスト３６・３６は、プレス方向に延出する略円柱形状の部材であり、ダイプレート３２・３３をプレス方向に摺動可能に支持するものである。プレス駆動源４０は、ダイプレート３３及び上段側上型２２をプレス方向に駆動する装置である。
　多段プレス装置１００の作用について説明する。
　多段プレス装置１００では、下段側下型１１と下段側上型１２との間、並びに、上段側下型２１と上段側上型２２との間に、それぞれワークＷが配置される。多段プレス装置１００は、プレス駆動源４０を駆動し、ダイプレート３３及び上段側上型２２をプレス方向にスライドさせる。
　このとき、ダイプレート３２、上段側下型２１及び下段側上型１２は、ダイプレート３３及び上段側上型２２のプレス方向の荷重を受け、同じくプレス方向にスライドされる。そして、多段プレス装置１００は、下段側下型１１と下段側上型１２との間に挟まれたワークＷ、並びに、上段側下型２１と上段側上型２２との間と挟まれたワークＷを同時にプレス加工する。
　図２～図４を用いて、圧力源５０について説明する。
　圧力源５０は、本発明のプレス装置の圧力源に係る実施形態である。圧力源５０は、多段プレス装置１００のプレス加工時に、偏荷重による下段側上型１２の傾きに伴うプレス方向の型締め側への力に対する反力、すなわちプレス方向の型開き側への力を作用させるものである。
　図２及び図３を用いて、圧力源５０の構成について説明する。
　なお、図２は、説明を分かりやすくするため、下段側下型１１にワークＷを配置した状態を示している。
　図２に示すように、圧力源５０は、下段側下型１１の上面側に複数設けられている。圧力源５０は、第一流体スプリング６０と、第二流体スプリング７０と、を具備している（図３参照）。第一流体スプリング６０は、平面視において、下段側下型１１の周囲部であって、成形面ではない部位に設けられている。第二流体スプリング７０は、平面視において、下段側下型１１の中央部であって、成形面ではない部位に設けられている。
　ここで、中央部とは、下段側下型１１の平面視において、周囲部よりも中心側（中心に向かう側）の位置である。中心とは、下段金型１０において、下段金型１０の平面視における中心位置、下段側上型１２の平面視における傾きの中心位置、或いは、ワークＷの平面視における重心位置である。成形面とは、下段側下型１１において、プレス加工時に実際にワークＷを成形する部位である。
　図３に示すように、圧力源５０は、第一流体スプリング６０と、第二流体スプリング７０と、が一対となって構成されている。第一流体スプリング６０は、ロッド６１と、シリンダ６２と、シリンダ内部としての第一流体室６３と、を具備している。ロッド６１は、円筒形状に形成され、第一流体室６３の内部を摺動するように構成されている。シリンダ６２は、中空の円筒形状に形成され、内部には第一流体室６３が形成されている第一流体室６３は、シリンダ６２とロッド６１とで形成される密閉された空間であって、流体（窒素）が封入されている。
　第二流体スプリング７０は、ロッド７１と、シリンダ７２と、シリンダ内部としての第二流体室７３と、を具備している。ロッド７１は、円筒形状に形成され、第二流体室７３の内部を摺動するように構成されている。シリンダ７２は、中空の円筒形状に形成され、内部には第二流体室７３が形成されている。第二流体室７３は、シリンダ７２とロッド７１とで形成される密閉された空間であって、窒素が封入されている。
　第一流体スプリング６０と第二流体スプリング７０とは、同一の流体スプリングであって、ロッド６１・７１の長さ、シリンダ６２・７２の長さ及び第一流体室６３．第二流体室７３の容積が同一の構成とされている。
　第一流体スプリング６０と第二流体スプリング７０とは、プレス方向において、シリンダ６２の底面がシリンダ７２の底面よりも上方に位置するように配置されている。そのため、第一流体スプリング６０及び第二流体スプリング７０に負荷がかからない状態では、第一流体スプリング６０のロッド６１が、第二流体スプリング７０のロッド７１よりもプレス方向の型開き側に突出している。
　第一流体室６３と第二流体室７３とは、接続管８０によって連通されている。第一流体室６３と第二流体室７３と接続管８０とは、窒素が封入されている密閉された空間となる。
　なお、第一流体スプリング６０は、第二流体スプリング７０よりもストローク量が長くなるように構成しても良い。ストローク量とは、流体スプリングにおいて、流体を封入したときのピストンが往復運動する長さである。このとき、第一流体室６３の容積は、第二流体室７３の容積よりも大きくなるように構成する。また、第一流体スプリング６０と第二流体スプリング７０とは、シリンダ６２の底面とシリンダ７２の底面とがプレス方向において略同一位置になるように配置する。
　図４を用いて、圧力源５０の作用について説明する。
　なお、図４は、プレスストローク量Ｓと反力Ｒとの相関について、本実施形態の圧力源５０と流体スプリング単体で構成される従来の圧力源とを比較して示している。図４では、圧力源５０の反力Ｒを実線で示し、従来の圧力源の反力を二点鎖線で示している。
　反力Ｒとは、本実施形態の圧力源５０においては、第一流体スプリング６０又は第二流体スプリング７０が、下段側上型１２をプレス方向の型開き側に付勢する力である。プレスストローク量Ｓとは、多段プレス装置１００において、実際にワークＷの成形が開始されてから終了するまでのプレス駆動源４０のストローク量である。プレスストローク量Ｓに対する反力Ｒの上昇割合を上昇率ｒＲとする。反力Ｒ及びプレスストローク量Ｓは、従来の圧力源及び多段プレス装置の場合も同様である。
　従来の圧力源の反力Ｒは、流体スプリング単体のみで構成されているため、プレスストローク量Ｓに比例する。
　本実施形態における圧力源５０の反力Ｒは、所定プレスストローク量Ｓｒまでは、第一流体スプリング６０のみが作用するものであって、上昇率ｒＲ１でプレスストローク量Ｓに比例する。圧力源５０の反力Ｒは、所定プレスストローク量Ｓｒからは、第一流体スプリング６０及び第二流体スプリング７０が作用するものであって、上昇率ｒＲ２でプレスストローク量Ｓに比例する。
　このとき、第一流体室６３と第二流体室７３とは連通しているため、上昇率ｒＲ２は一定となる。また、所定プレスストローク量Ｓｒからは、第二流体スプリング７０も圧力源として作用するため、上昇率ｒＲ２は、上昇率ｒＲ１と比較して高くなる。
　なお、第一流体スプリング６０のストローク量と第二流体スプリング７０のストローク量との差、或いは、封入する窒素ガスの圧力を設定することによって、反力Ｒが上昇率ｒＲ１から上昇率ｒＲ２に変化する所定プレスストローク量Ｓｒは任意に設定できる。
　圧力源５０の効果について説明する。
　圧力源５０によれば、省スペースで下段側下型１１に設けることができ、偏荷重による上段側上型１２の傾きを抑制できる。すなわち、スペースに制約のある下段側下型１１の周囲部には、第一流体スプリング６０を設け、本来圧力源を設けることのない下段側下型１１の中央部に第二流体スプリング７０を設けることによって、省スペースで大きな反力Ｒを作用させる圧力源５０を設けることができる。
　図５を用いて、圧力源５０を用いた多段プレス装置１００の作用について説明する。
　図５は、プレスストローク量Ｓと下段側上型１２の傾きＬとの相関について、圧力源５０を用いた場合と従来の圧力源を用いた場合とを比較して示している。図５では、本実施形態の下段側上型１２の傾きＬを実線で示し、従来の圧力源の下段側上型１２の傾きＬを二点鎖線で示している。
　金型の傾きとは、奥行き方向または幅方向における単位長さあたりの金型の一側の他側に対する下降量（上昇量）である。本実施形態では、傾きＬは、下段側上型１２の幅方向における一側の単位長さあたりの下降量としている。
　従来の多段プレス装置における金型の傾きＬは、例えばプレスストローク量Ｓｌまでは上段金型２０のプレス時の偏荷重が作用し、所定プレスストローク量Ｓｌからは上段金型２０及び下段金型１０のプレス時の偏荷重が作用するため、プレスストローク量Ｓに応じて傾きＬの上昇率ｒＬが変化することになる。
　圧力源５０を用いた多段プレス装置１００では、従来の場合と同様にプレスストローク量Ｓに応じて傾きＬの上昇率ｒＬが変化するが、下段金型２０の傾きＬの上昇率ｒＬが変化する所定プレスストローク量Ｓｌと、反力Ｒの上昇率ｒＲが変化するプレスストローク量Ｓｒとを一致するように、反力Ｒの上昇率ｒＲが変化する所定プレスストローク量Ｓｒを設定することによって、傾きＬの上昇率ｒＬの変化点と、反力Ｒの上昇率ｒＲの変化点とを一致させることができる。
　多段プレス装置１００の効果について説明する。
　多段プレス装置１００によれば、偏荷重を抑制できる。すなわち、下段金型２０の傾きＬが変化する所定プレスストローク量Ｓｒに対応するように、反力Ｒが上昇率ｒＲ１から上昇率ｒＲ２に変化する所定プレスストローク量Ｓｌを設定することによって、下段金型２０の特性に応じた反力Ｒを作用させ、偏荷重による傾きＬを効率的に低減できる。このように、傾きＬが大きくなるプレスストローク量Ｓの範囲で、より大きな反力Ｒを得ることができるため、偏荷重による傾きＬを抑制することが可能となっている。
　本実施形態では、圧力源５０を下段側下型１１に設ける構成としたが、これに限定されない。例えば、圧力源５０を上段側上型２２に設ける構成としても同様の作用及び効果が上段金型２０にて得られる。
　本実施形態では、ダイプレート３２の下面には、下段側上型１２が固定され、ダイプレート３２の上面には、上段側下型２１が固定されている構成としたが、これに限定されない。例えば、下段側上型１２と上段側下型２１とがダイプレート３２を仲介せずに一体的に固定されている表裏一体中間型の構成であっても良い。
　本実施形態では、第二流体スプリング７０を下段側下型１１に設ける構成としたが、これに限定されない。多段プレス装置１００において、下段側上型１２と同様のタイミングで型締めする方向に力が作用する場所であれば、同様の作用・効果を奏する。
　本実施形態では、２対の成形型を直列に配置する多段プレス装置１００としたが、これに限定されない。1対の成形型のみからなるプレス装置であっても、同様の作用・効果を奏する。
　本発明は、プレス装置、及びプレス装置の圧力源に利用できる。
　１０　　下段金型
　１１　　下段側下型
　１２　　下段側上型
　２０　　上段金型
　２１　　上段側下型
　２２　　上段側上型
　５０　　圧力源
　６０　　第一流体スプリング
　６３　　第一流体室
　７０　　第二流体スプリング
　７３　　第二流体室
　１００　多段プレス装置
　Ｌ　　　傾き
　ｒＬ　　上昇率（傾き）
　Ｒ　　　反力
　ｒＲ　　上昇率（反力）
　Ｓ　　　プレスストローク量

Claims (4)

  1. 　少なくとも一対の成形型と、前記成形型が型開きする方向に力を作用させる圧力源と、を具備するプレス装置であって、
    　前記圧力源は、第一流体スプリングと、第二流体スプリングと、を具備し、
    　前記第一流体スプリングは、前記第二流体スプリングと比較して先に、前記成形型に対し、前記成形型が型開きする方向に力を作用させ、
    　前記第一流体スプリングの流体が封入されるシリンダ内部と、前記第二流体スプリングの流体が封入されるシリンダ内部とは、連通され、
    　前記第二流体スプリングは、第一流体スプリングよりも、前記成形型の中心側に配置される、
    　プレス装置。
  2. 　請求項１のプレス装置であって、
    　前記第一流体スプリングのストローク量は、前記第二流体スプリングのストローク量より長く構成される、
    　プレス装置。
  3. 　請求項１のプレス装置であって、
    　前記第一流体スプリングのストローク量と、前記第二流体スプリングのストローク量とは、同一であって、
    　前記第一流体スプリングは、前記第二流体スプリングよりも下方に設けられる、
    　プレス装置。
  4. 　成形型が型開きする方向に力を作用させるプレス装置の圧力源であって、
    　前記圧力源は、第一流体スプリングと、第二流体スプリングと、を具備し、
    　前記第一流体スプリングは、前記第二流体スプリングと比較して先に、前記成形型に対し、前記成形型が型開きする方向に力を作用させ、
    　前記第一流体スプリングの流体が封入されるシリンダ内部と、前記第二流体スプリングの流体が封入されるシリンダ内部とは、連通されている、
    　プレス装置の圧力源。
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