(57)【要約】      （修正有）【課題】絞り加工と抜き加工を同時に精度良く加工できる多段プレス装置を提供する。【解決手段】下型１０、上型２０、並びに下型１０及び上型２０の間に配置される少なくとも一つの中間型３０により構成され、直列に配置された二対以上の成形型（上段型Ｓ２及び下段型Ｓ１）を備える多段プレス装置であって、中間型３０は、上型２０に押圧されて中間型３０より下型１０側へ突出することにより下型１０と中間型３０との間に配置されたワークを抜き加工する抜き刃７１を備え、上型２０と中間型３０とが下死点に到るまでに必要な力は、中間型３０と下型１０とが下死点に到るまでに必要な力よりも大きく構成される。【選択図】図２
2014184464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型、上型、並びに前記下型及び前記上型の間に配置される少なくとも一つの中間型により構成され、直列に配置された二対以上の成形型を備える多段プレス装置であって、
前記中間型は、前記上型に押圧されて前記中間型より前記下型側へ突出することにより前記下型と中間型との間に配置されたワークを抜き加工する抜き刃を備え、
前記上型と前記中間型とが下死点に到るまでに必要な力は、前記中間型と前記下型とが下死点に到るまでに必要な力よりも大きく構成される、
多段プレス装置。
【請求項２】
請求項１記載の多段プレス装置であって、
前記上型と前記中間型との間には、該上型と該中間型とを離間する方向へ該上型又は該中間型を付勢する付勢機構が設けられる、
多段プレス装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の多段プレス装置であって、
前記上型は、前記上型と中間型との間に配置されたワークを曲げ加工する曲げ刃を備え、
前記曲げ刃により前記中間型の抜き刃を押圧する、
多段プレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下型、上型、並びに下型及び上型の間に配置される少なくとも一つの中間型により構成され、直列に配置された二対以上の成形型を備える多段プレス装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、曲げ加工又は抜き加工等）する装置である。多段プレス装置は、複数対の成形型をプレス方向に直列に配置してプレス加工するプレス装置である（例えば、特許文献１）。多段プレス装置としては、例えば下型、中間型及び上型からなる二対の成形型をプレス方向に直列に配置してプレス加工するものがある。
【０００３】
一方、従来からプレス装置では、工数を削減するために、絞り加工を行う上型に抜き加工を行う抜き刃を設けて、一つのワークに対し一回のプレス工程にて絞り加工と抜き加工とを同時に行うことが試みられてきた。この場合、抜き刃は、抜き加工時の抜き刃とダイス（下型）の交差代、並びに、ワークの厚みを考慮して、上型の成形面よりも突出しており、抜き加工のタイミングは、プレス加工における下死点の前となる。
【０００４】
つまり、絞り加工と抜き加工とを同時に行うプレス装置では、ワークの抜き加工は、プレス加工における下死点よりも抜き刃の突出分（３〜１０ｍｍ程度）だけ前から開始されることになる。このとき、プレス装置が下死点に到達する前に抜き加工が行われたワークは、その後のプレス装置による絞り加工により成形が進行するため、抜き加工された部分の形状が変化してしまうことになる。
【０００５】
このように、従来のプレス装置では、一つのワークに対し一回のプレス工程によって絞り加工と抜き加工を同時に行うように構成した場合、抜き加工された部分が変形したり、バリが発生したりするため、精度良く抜き加工を行うことができなかった。
【０００６】
そこで、出願人は、上述した多段プレス装置において、下段型（下型と中間型とから構成される成形型）の下死点へ到達する時間と、上段型（中間型と上型とから構成される成形型）の下死点へ到達する時間とに差を設け、絞り加工と抜き加工を同時に精度良く加工することを試みた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−０８３７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は、絞り加工と抜き加工を同時に精度良く加工できる多段プレス装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
即ち、請求項１においては、下型、上型、並びに前記下型及び前記上型の間に配置される少なくとも一つの中間型により構成され、直列に配置された二対以上の成形型を備える多段プレス装置であって、前記中間型は、前記上型に押圧されて前記中間型より前記下型側へ突出することにより前記下型と中間型との間に配置されたワークを抜き加工する抜き刃を備え、前記上型と前記中間型とが下死点に到るまでに必要な力は、前記中間型と前記下型とが下死点に到るまでに必要な力よりも大きく構成されるものである。
【００１１】
請求項２においては、請求項１記載の多段プレス装置であって、前記上型と前記中間型との間には、該上型と該中間型とを離間する方向へ該上型又は該中間型を付勢する付勢機構が設けられるものである。
【００１２】
請求項３においては、請求項１又は２記載の多段プレス装置であって、前記上型は、前記上型と中間型との間に配置されたワークを曲げ加工する曲げ刃を備え、前記曲げ刃により前記中間型の抜き刃を押圧するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の多段プレス装置によれば、絞り加工と抜き加工を同時に精度良く加工できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】多段プレス装置の構成を示した模式図。
【図２】同じく抜き刃機構の構成を示した模式図。
【図３】多段プレス装置の作用を示した模式図。
【図４】同じく多段プレス装置の作用を示した模式図。
【図５】同じく多段プレス装置の作用を示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１を用いて、多段プレス装置１００の構成について説明する。
なお、図１は、多段プレス装置１００を側面視にて模式図として表している。また、以下の説明は、図１に示されるプレス方向に従うものとする。
【００１６】
多段プレス装置１００は、本発明の多段プレス装置に係る実施形態である。多段プレス装置１００は、下型１０と中間型３０と上型２０とをプレス方向に直列に配置して、共通の油圧シリンダ５０によって下型１０、中間型３０及び上型２０によるプレス加工を行うプレス装置である。
【００１７】
ここで、下型１０と中間型３０とから構成される成形型を下段型Ｓ１とする。また、上型２０と中間型３０とから構成される成形型を上段型Ｓ２とする。
【００１８】
下段型Ｓ１は、下型１０と中間型３０との間に配置されたワークＷ１に対して絞り加工及び抜き加工を行うための一対の金型であり、上段型Ｓ２は、上型２０と中間型３０との間に配置されたワークＷ２に対して曲げ加工を行うための一対の金型である。多段プレス装置１００は、下型１０、上型２０、及び中間型３０により構成される二対の成形型を有している。
【００１９】
多段プレス装置１００は、下型１０と、上型２０と、中間型３０と、フレーム４０と、油圧シリンダ５０と、支持機構としての空気スプリング６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ（図示略）・６０Ｄ（図示略）と、を具備している。
【００２０】
下型１０は、後述するボルスタ４１の上面側に固設されている。下型１０は、ポンチ１５と、ブランクホルダ１６・１６と、を具備している。
【００２１】
上型２０は、後述するスライド４２の下面側に固設され、下型１０の上方に配置されている。上型２０は、曲げ刃２１を具備している。
【００２２】
中間型３０は、プレス方向（図１における上下方向）において、下型１０と上型２０との間に配置されている。中間型３０の上面側には、上側成形面が形成されている。中間型３０の下面側には、下側成形面が形成されている。中間型３０の４隅は、スライド４２上に設置される空気スプリング６０Ａ・・・６０Ｄによって支持されている。なお、中間型３０には、抜き刃機構７０が設けられている。抜き刃機構７０について、詳しくは後述する。
【００２３】
フレーム４０は、下ベース４５と、ボルスタ４１と、スライド４２と、上ベース４３と、ガイドポスト４６Ａ・４６Ｂ・４６Ｃ（図示略）・４６Ｄ（図示略）と、を具備している。
【００２４】
ボルスタ４１は、略長方形状に構成され、下型１０を支持する部材である。上ベース４３は、略長方形状に構成され、油圧シリンダ５０を支持する部材である。ガイドポスト４６Ａ・・４６Ｄは、プレス方向に延出する略円柱形状の部材であり、その下端部をボルスタ４１に支持され、その上端部を上ベース４３に支持されている、ガイドポスト４６Ａ・・４６Ｄは、スライド４２をプレス方向に摺動可能に支持している。
【００２５】
ボルスタ４１及びスライド４２は、矩形上の板材であって、その板面（上面側及び下面側）をプレス方向に向けて配置されている。ボルスタ４１の上面側には、下型１０が固設されている。スライド４２の下面側には、上型２０が固設されている。スライド４２は、ガイドポスト４６Ａ・・４６Ｄに沿って、プレス方向に摺動（以下、スライド）するように構成されている。
【００２６】
油圧シリンダ５０は、伸縮駆動することによってスライド４２及び上型２０をプレス方向にスライドさせるものである。また、油圧シリンダ５０は、伸長駆動することによって、スライド４２に対して加圧力を付与する。
【００２７】
空気スプリング６０Ａは、ロッド６１Ａと、シリンダ６２Ａと、流体室６３Ａと、を具備している。ロッド６１Ａは、円筒形状に形成され、流体室６３Ａの内部を摺動するように構成されている。シリンダ６２Ａは、中空の円筒形状に形成され、内部には流体室６３Ａが形成されている。流体室６３Ａは、シリンダ６２Ａとロッド６１Ａ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。
【００２８】
なお、空気スプリング６０Ｂ・６０Ｃ・６０Ｄについては、空気スプリング６０Ａと同様の構成であるため、説明を省略する。
【００２９】
このような構成とすることで、空気スプリング６０Ａ・・６０Ｄは、プレス方向において、中間型３０が上型２０に対して離間する向きに中間型３０を付勢する。言い換えれば、空気スプリング６０Ａ・・６０Ｄは、上段型Ｓ２の型締め方向に反力を作用させる。そのため、上段型Ｓ２の成形力は、下段型Ｓ１の成形力よりも空気スプリング６０Ａ・・６０Ｄが作用する反力の分だけ大きいことになる。
【００３０】
なお、成形力とは、ワーク（ワークＷ１及びワークＷ２）を成形する、即ち金型（下段型Ｓ１及び上段型Ｓ２）がそれぞれ下死点に至るために必要となる、成形型（上段型Ｓ２及び下段型Ｓ１）に付与する型締め方向の押圧力である。
【００３１】
図２を用いて、抜き刃機構７０について説明する。
なお、図２は、多段プレス装置１００を側面断面視にて模式図として表している。
【００３２】
抜き刃機構７０は、下型１０と中間型３０との間に配置されるワークＷ２（図３参照）に抜き加工を行うものである。抜き刃機構７０は中間型３０の一部が貫通された貫通部３１に設けられている。また、中間型３０の上側成形面の貫通部３１の周囲には、周囲の成形面に対して凹陥した曲げ部３２が形成されている。
【００３３】
抜き刃機構７０は、抜き刃７１と、抜きガイド７２と、支持材７３と、バネ７４と、抜き刃駆動用ピン７５と、を具備している。抜き刃７１は、ワークＷ２の一部を任意の形状に打ち抜くものである。抜き刃７１は、プレス方向と平行に配置され、抜き刃７１の上端面には、抜き刃駆動用ピン７５の下端面が当接している。抜きガイド７２は、円筒形状に構成され、抜き刃７１と支持材７３とに係合している。
【００３４】
支持材７３は、抜きガイド７２の外周部に配置され、抜きガイド７２と係合している。バネ７４は、支持材７３と貫通部３１における支持材７３が配置される部分の底面との間に介装されており、支持材７３をプレス方向における中間型３０から上型２０へ向かう向き（上方）に付勢している。抜き刃駆動用ピン７５は、プレス方向と平行に配置され、抜き刃駆動用ピン７５の下端面には、抜き刃７１の上端面が当接している。
【００３５】
このように構成される抜き刃機構７０では、支持材７３がバネ７４により上方に付勢されることで、抜き刃７１及び抜き刃駆動用ピン７５が抜きガイド７２を介して上方に付勢される。また、抜き刃駆動用ピン７５を下方へ押圧すると、その押圧力により抜き刃７１がバネ７４の付勢力に抗して下方へ移動する。
【００３６】
上型２０は、柱状に形成され、中間型３０の曲げ部３２と対向する位置に配置される曲げ刃２１と、曲げ刃２１の周囲に配置され、ワークＷ２に対して曲げ刃２１による曲げ加工を行う際にワークＷ２に当接するパッド２２と、を備えている。また、ポンチ１５には、中間型３０の抜き刃機構７０における抜き刃７１と対向する位置に、上下方向への貫通孔である貫通部１１が形成されている。
【００３７】
このような構成とすることで、抜き刃機構７０では、下型１０と中間型３０と上型２０とが型締めされたときには、上型２０の曲げ刃２１が中間型３０の曲げ部３２に嵌合し、かつ、上型２０の曲げ刃２１が中間型３０の抜き刃駆動用ピン７５を押圧し、抜き刃７１が抜き刃駆動用ピン７５により押圧されて、中間型３０の貫通部３１からポンチ１５の貫通部１１に向けて突出する。
【００３８】
つまり、抜き刃７１は、上型２０の曲げ刃２１により抜き刃駆動用ピン７５を介して押圧されることにより、中間型３０の貫通部３１から下型１０側へ突出する。貫通部３１から突出した抜き刃７１は、ポンチ１５の貫通部１１に嵌入する。
【００３９】
一方、抜き刃機構７０では、上型２０と中間型３０とが離間されたときには、抜きガイド７２及び支持材７３がバネ７４によって上方に付勢されているため、抜きガイド７２と係合する抜き刃７１が中間型３０に対して上方に移動して貫通部３１内に引っ込み、抜き刃７１と当接する抜き刃駆動用ピン７５が中間型３０の貫通部３１から突出する。
【００４０】
図３乃至図５を用いて、多段プレス装置１００の作用について説明する。
なお、図３乃至図５は、多段プレス装置１００を側面断面視にて抜き刃装置７０の周囲を部分的に模式図として表している。また、図３〜図５では、多段プレス装置１００によってプレス加工する工程の流れを模式的に表している。
【００４１】
図３に示すように、多段プレス装置１００では、下型１０と中間型３０との間、すなわち下段型Ｓ１にワークＷ１が配置される。また、多段プレス装置１００では、中間型３０と上型２０との間、すなわち上段型Ｓ２にワークＷ２が配置される。
【００４２】
ここで、下段型Ｓ１では、ワークＷ１に対して絞り加工及び抜き加工が行われるものとする。上段型Ｓ２では、ワークＷ２に対して曲げ加工が行われるものとする。
【００４３】
なお、ワークＷ２には、開口部Ｗｈが形成されているものとする。開口部Ｗｈは、ワークＷ２を上段型Ｓ２に配置したときに、抜き刃駆動用ピン７５が突出する位置に形成されているものとする。
【００４４】
ここで、ワークＷ２は、事前に下段型Ｓ１等により所定の形状に成形されたワークであり、ワークＷ２が配置される中間型３０の上側成形面は、ワークＷ２の成形形状に合った形状に形成されている。また、上型２０のパッド２２も、ワークＷ２の成形形状に合った形状に形成されている。
【００４５】
図４に示すように、多段プレス装置１００では、油圧シリンダ５０（図１参照）が駆動され、上型２０と中間型３０とがプレス方向の型締め側にスライドされる。
【００４６】
上型２０と中間型３０が型締め側にスライドされると、中間型３０と下型１０とによりワークＷ１が成形されるとともに、上型２０のパッド２２が中間型３０に当接してワークＷ２を把持する。この場合、上述したように、上段型Ｓ２の成形力が下段型Ｓ１の成形力よりも空気スプリング６０Ａ・・６０Ｄ（図１参照）が作用する反力の分だけ大きいことによって、下段型Ｓ１が上段型Ｓ２より早く下死点に到達する。
【００４７】
上段型Ｓ２では、下段型Ｓ１が下死点に到達したとき、未だ下死点に到達しておらず、上型２０の曲げ刃２１はパッド２２よりも下方に突出していない。つまり、下段型Ｓ１が下死点に到達した時点では、上段型Ｓ２では、曲げ刃２１と曲げ部３２とによって成形されるべき曲げ加工が未だ完了しておらず、曲げ刃２１によって抜き刃機構７０の抜き刃駆動用ピン７５が未だ押圧されていない。
【００４８】
下段型Ｓ１では、下段型Ｓ１が下死点に到達したとき、ワークＷ１に対する絞り加工が完了する。このとき、抜き刃機構７０では、曲げ刃２１により抜き刃駆動用ピン７５が押圧されていないため、抜き刃７１が中間型３０の貫通部３１から突出していない。そのため、下段型Ｓ１では、ワークＷ１に対する抜き加工が未だ行われていない。
【００４９】
図５に示すように、多段プレス装置１００では、さらに油圧シリンダ５０が駆動され、中間型３０と下型１０が下死点に到達している位置から、さらに上型２０の曲げ刃２１がプレス方向の型締め側にスライドされ、上段型Ｓ２が下死点に到達する。
【００５０】
上段型Ｓ２では、下段型Ｓ１が下死点に到達してから上段型Ｓ２が下死点に到達するまでの間に、曲げ刃２１がパッド２２よりも下方に突出し、曲げ刃２１が曲げ部３２に嵌入してワークＷ２に対する曲げ加工が行われるとともに、曲げ刃２１によって抜き刃機構７０の抜き刃駆動用ピン７５が下方へ押圧される。
【００５１】
上段型Ｓ２では、上段型Ｓ２が下死点に到達したとき、ワークＷ２に対する、曲げ刃２１と曲げ部３２とによる曲げ加工が完了する。
【００５２】
下段型Ｓ１では、下段型Ｓ１が下死点に到達してから上段型Ｓ２が下死点に到達するまでの間に、抜き刃駆動用ピン７５によって抜き刃７１が下方に押圧され、抜き刃７１が貫通部３１から突出してワークＷ１を打ち抜き、ワークＷ１に対する抜き加工が行われる。
【００５３】
下段型Ｓ１では、上段型Ｓ２が下死点に到達したとき、抜き刃７１によるワークＷ１に対する抜き加工が完了し、ワークＷ１の打ち抜かれた部分がポンチ１５の貫通部１１から排出される。
【００５４】
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、下段型Ｓ１にて、ワークＷ１に対して絞り加工と抜き加工を同時に精度良く行うことができる。
【００５５】
従来のプレス装置では、絞り加工を行う上型に抜き加工を行う抜き刃を設けて、一つのワークに対し一回のプレス工程によって絞り加工と抜き加工を同時に行うことを試みるも、抜き加工後に絞り加工による成形が進行して、抜き加工された部分が変形するため、精度の良い抜き加工を行うことができなかった。
【００５６】
そこで、本実施形態の多段プレス装置１００によれば、上段型Ｓ２に空気スプリング６０Ａ・・６０Ｄを設け、上段型Ｓ２の型締め方向に反力を作用させ、上段型Ｓ２の成形力を下段型Ｓ１の成形力よりも大きくしている。
【００５７】
上段型Ｓ２の成形力を下段型Ｓ１の成形力よりも大きくすることによって、下段型Ｓ１の下死点への到達タイミングを上段型Ｓ２の下死点への到達タイミングよりも早くし、下段型Ｓ１による絞り加工の完了後に、抜き刃機構７０による抜き加工を行うことができる。そのため、下段型Ｓ１にて、ワークＷ１に対して絞り加工と抜き加工を同時に（同一のプレス工程にて）精度良く加工することができる。
【００５８】
本実施形態では、上段型Ｓ２に空気スプリング６０Ａ・・６０Ｄを設け、上段型Ｓ２の型締め方向に反力を作用させ、上段型Ｓ２の成形力を下段型Ｓ１の成形力よりも大きくする構成としたが、これに限定されない。
【００５９】
例えば、上段型Ｓ２の成形による曲げ部の半径を、上段型Ｓ２の成形による曲げ部の半径よりも小さくすることによって、上段型Ｓ２の成形力を下段型Ｓ１の成形力よりも大きくする構成としても良い。
【００６０】
また、本実施形態では、曲げ刃２１によって、抜き刃機構７０の抜き刃駆動用ピン７５が押圧される構成としたが、これに限定されない。例えば、上型２０に、抜き刃機構７０の抜き刃駆動用ピン７５を押圧する機能のみを有したピン（上段型Ｓ２においてワークＷ２に対する成形に作用しないピン）を設ける構成としても良い。
【００６１】
また、本実施形態では、油圧シリンダ５０を伸縮駆動することによって上型２０をプレス方向にスライドさせる構成としたが、これに限定されない。油圧シリンダ５０を伸縮駆動することによって下型１０をプレス方向にスライドさせる構成としても良い。
【００６２】
さらに、本実施形態では、中間型３０の下側成形面と上側成形面とがダイプレートを仲介せずに一体的に固定されている表裏一体の中間型としたが、これに限定されない。例えば、下型１０と上型２０との間にダイプレートは配置し、ダイプレートの下面側に中間型３０の下側成形面を固設し、ダイプレートの上面側に中間型３０の上側成形面を固設する構成であっても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１０              下型
１１              貫通部
２０              上型
２１              曲げ刃
３０              中間型
３１              貫通部
３２              曲げ部
６０Ａ・・６０Ｄ  空気スプリング
７０              抜き刃機構
７１              抜き刃
７５              抜き刃駆動用ピン
１００            多段プレス装置
Ｓ１              下段型
Ｓ２              上段型
Ｗ１              ワーク
Ｗ２              ワーク
【図１】
2014184464.tif 000003
【図２】
2014184464.tif 000004
【図３】
2014184464.tif 000005
【図４】
2014184464.tif 000006
【図５】
2014184464.tif 000007