(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイスの凹部にプレス方向からポンチを挿入し、そのダイスとポンチとで板材を拘束してその板材を曲げるプレス曲げ方法において、
先端角部が面取りされて傾斜面が形成されているポンチと、前記凹部の開口縁が面取りされて前記ポンチの傾斜面よりも大きな傾斜角度の傾斜面が形成されており、その傾斜面の外側端縁にエッジが設けられているダイスとを準備する工程と、
前記ダイスにセットされた板材に前記ポンチが当接している状態で、その板材の端部を前記ダイスのエッジによりほぼ線接触の状態で支持する工程と、
前記エッジにより板材の端部をほぼ線接触の状態で支持しながら、先ず、前記板材を前記ポンチの傾斜面の一端の位置で曲げ、次に、その傾斜面と前記板材との間に空間を形成した状態で、その板材を前記ポンチの傾斜面の他端の位置で曲げる工程と、
前記板材を曲げた後、その板材の端部をポンチとダイスとの隙間部分で拘束する工程と、
を有することを特徴とするプレス曲げ方法。
【請求項２】
ダイスの凹部にプレス方向からポンチを挿入し、そのダイスとポンチとで板材を拘束してその板材を曲げるプレス曲げ装置において、
ポンチは、その先端角部が面取りされて傾斜面が形成されており、その傾斜面の両端の位置で板材を曲げ可能な構成であり、
前記ダイスの凹部の開口縁には、面取りにより前記ポンチの傾斜面よりも大きな傾斜角度の傾斜面が形成されて、その傾斜面の外側端縁にエッジが設けられており、
前記板材の端部が前記ダイスのエッジにほぼ線接触状態で支持されている状態で、その板材は前記ポンチの傾斜面の一端の位置で曲げられ、さらに前記板材が前記傾斜面の他端の位置で曲げられる際に、その板材と前記ポンチの傾斜面との間には空間が形成されることを特徴とするプレス曲げ装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたプレス曲げ装置であって、
板材が曲げられる際に、その板材がポンチの傾斜面の両端に当接した状態で、前記板材の端部はダイスの傾斜面に面接触するように構成されていることを特徴とするプレス曲げ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイスの凹部にプレス方向からポンチを挿入し、そのダイスとポンチで板材を拘束してその板材の端部を曲げるプレス曲げ方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これに関する従来のプレス曲げ方法が特開平３−２６４１１６号公報に記載されており、その加工方法におけるプレス下死点の状態が図７に示されている。
前記加工方法で使用されるプレス機１は、板材ｗの両端部を直角に折り曲げて車両のバンパー等の断面Ｕ形の製品を成形するものであり、定位置に固定されたダイス４と昇降可能なポンチ２とを備えている。
前記ポンチ２は厚板状の部材であり、板材ｗを曲げる角部が面取りされてＲ面２ｒが形成されている。また、前記ポンチ２の先端、即ち、下面には板材ｗが逃げるための浅溝２ｍが形成されている。
【０００３】
前記ダイス４は、前記ポンチ２が挿入される溝４ｍを備えており、その溝４ｍの開口縁が面取りされて同じくＲ面４ｆが形成されている。また、前記溝４ｍの底部の角には前記ポンチ２と協働して板材ｗの曲げ部位ｗｔ（図８（Ｃ）参照）を成形するためのＲ面４ｒが形成されている。
さらに、前記ポンチ２とダイス４の溝４ｍとの隙間（クリアランス）は、成形精度を高めるために極力小さく設定されている。
前記板材ｗのプレス曲げを行うには、ダイス４の上面４ｕに平らな板材ｗをセットした状態で、前記ポンチ２を下降させる。これにより、そのポンチ２がダイス４の溝４ｍに挿入され（図８（Ａ）参照）、下死点まで到達する過程で（図８（Ｂ）参照）、前記板材ｗの両端が直角に折り曲げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したプレス曲げ方法によると、ポンチ２とダイス４の溝４ｍとの隙間が極力小さく設定されているとともに、ダイス４の溝４ｍの開口縁にはＲ面４ｆが形成されている。このため、前記ポンチ２がダイス４の溝４ｍに挿入されて板材ｗが折り曲げられる際（図８（Ａ）参照）、前記板材ｗの端部はダイス４のＲ面４ｆに面接触し、そのＲ面４ｆに倣って擦られながらポンチ２とダイス４との隙間に収納される（図８（Ｂ）参照）。即ち、板材ｗの端部は、ダイス４のＲ面４ｆの形状に戻ろうとする応力を残留した状態でポンチ２とダイス４とに拘束される。このため、曲げ加工後に、プレス機１から製品ｗが取り出されると、図８（Ｄ）に示されるように、前記製品ｗの端部にはシャクレｗｓや膨れｗｈが生じる。
【０００５】
また、前記板材ｗの曲げ部位ｗｔは、ポンチ２の角部のＲ面２ｒとダイス４の溝４ｍのＲ面４ｒとにより、表裏から密着状態で押圧される。このため、板材ｗの曲げ部位ｗｔの内側と外側との長さの相違に起因した応力が残留し、プレス機１から製品ｗを取り出すと、図８（Ｃ）に示されるように、曲げ部位ｗｔの内側が延びて曲げ部位ｗｔに膨れが生じる。このように、上記したプレス曲げ方法によると、製品ｗの成形精度が低下するという問題がある。
そこで、本発明は、製品の曲げ部位における残留応力を極力小さくすることにより、その曲げ部位における製品の膨れを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、ダイスの凹部にプレス方向からポンチを挿入し、そのダイスとポンチとで板材を拘束してその板材を曲げるプレス曲げ方法において、先端角部が面取りされて傾斜面が形成されているポンチと、前記凹部の開口縁が面取りされて前記ポンチの傾斜面よりも大きな傾斜角度の傾斜面が形成されており、その傾斜面の外側端縁にエッジが設けられているダイスとを準備する工程と、前記ダイスにセットされた板材に前記ポンチが当接している状態で、その板材の端部を前記ダイスのエッジによりほぼ線接触の状態で支持する工程と、前記エッジにより板材の端部をほぼ線接触の状態で支持しながら、先ず、前記板材を前記ポンチの傾斜面の一端の位置で曲げ、次に、その傾斜面と前記板材との間に空間を形成した状態で、その板材を前記ポンチの傾斜面の他端の位置で曲げる工程と、前記板材を曲げた後、その板材の端部をポンチとダイスとの隙間部分で拘束する工程とを有する。
【０００７】
本発明によると、ダイスの凹部の開口縁に形成された傾斜面のエッジにより板材の端部をほぼ線接触の状態で支持しながら、先ず、前記板材を前記ポンチの傾斜面の一端の位置で曲げ、次に、その傾斜面と前記板材との間に空間を形成した状態で、その板材を前記ポンチの傾斜面の他端の位置で曲げる。このため、板材の曲げ部位の内側に肉余りが生じるようになり、その曲げ部位の内側と外側との長さの相違に起因した応力が残留することがない。したがって、製品の曲げ部位における膨れを防止することができる。
また、ダイスのエッジで板材の端部をほぼ線接触の状態で支持しながら板材の曲げ部位を曲げるため、前記板材の端部が開口縁に面接触して擦られるようなことがなくなり、板材の端部にほとんど応力が残留することがない。したがって、曲げ加工後の製品の端部におけるシャクレや膨れを防止できる。
【０００８】
請求項２の発明は、ダイスの凹部にプレス方向からポンチを挿入し、そのダイスとポンチとで板材を拘束してその板材を曲げるプレス曲げ装置において、ポンチは、その先端角部が面取りされて傾斜面が形成されており、その傾斜面の両端の位置で板材を曲げ可能な構成であり、前記ダイスの凹部の開口縁には、面取りにより前記ポンチの傾斜面よりも大きな傾斜角度の傾斜面が形成されて、その傾斜面の外側端縁にエッジが設けられており、
前記板材の端部が前記ダイスのエッジにほぼ線接触状態で支持されている状態で、その板材は前記ポンチの傾斜面の一端の位置で曲げられ、さらに前記板材が前記傾斜面の他端の位置で曲げられる際に、その板材と前記ポンチの傾斜面との間には空間が形成されることを特徴とする。
本発明のプレス曲げ装置によって、請求項１の発明を実施することができ、請求項１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００１０】
請求項３の発明によると、板材が曲げられる際に、その板材がポンチの傾斜面の両端に当接した状態で、前記板材の端部はダイスの傾斜面に面接触するように構成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６に基づいて本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ方法及び装置の説明を行う。ここで、図１は本実施の形態に係るプレス曲げ方法を実施するためのプレス機の要部縦断面であり、図２〜図６は本実施の形態に係るプレス曲げ方法を表す縦断面図である。
前記プレス機１０は、所定形状をした板材ｗの両端部を直角に折り曲げて断面Ｕ形状の製品を成形する機械であり、図１に示されるように、定位置に固定されたダイス１４と昇降可能なポンチ１２とを備えている。
【００１３】
前記ポンチ１２は、製品形状に合わせて成形された厚板状の部材であり、下面１２ｄ（先端面１２ｄ）が平らに製作されているとともに、板材ｗを曲げる角部が面取りされて傾斜面１２ｒが形成されている。前記ポンチ１２は、その上部がポンチホルダ等を介してプレス機１０のラム（図示されていない）に連結されており、前記ラムの上昇、下降によって昇降動作を行う。
【００１４】
前記ダイス１４は、水平な上面１４ｕと前記ポンチ１２が挿入される溝１４ｍとを備えており、その溝１４ｍの開口縁が面取りされて傾斜面１４ｆが形成されている。そして、前記傾斜面１４ｆと上面１４ｕとの境目に板材ｗをほぼ線接触状態で支持できるエッジＸが形成されている。
なお、前記ダイス１４の傾斜面１４ｆの傾斜角度は、ポンチ１２の傾斜面１２ｒの傾斜角度より大きく設定されている。
【００１５】
また、前記ダイス１４の溝１４ｍとポンチ１２との隙間（クリアランス）は板材ｗの厚みよりも大きく設定されている。即ち、ダイス１４の溝１４ｍが本発明のダイスの凹部に相当する。
前記ダイス１４の溝１４ｍには、板材ｗを下から支えるクッションパッド１６が収納されており、そのクッションパッド１６がクッションロッド１７により上向きの一定力を付勢された状態で保持されている。
【００１６】
次に、図１から図６に基づいて、本実施の形態に係るプレス曲げ方法の説明を行う。
先ず、前記ポンチ１２が上限位置に保持されている状態で、ダイス１４の上面１４ｕに板材ｗがセットされる。このとき、ダイス１４の上面１４ｕとクッションパッド１６の上面１６ｕとは同じ高さに保持されているため、板材ｗは水平に保持される（図１参照）。
【００１７】
この状態で、前記ラムが動作することにより、ポンチ１２が下降する。
前記ポンチ１２が下降する過程で、先ず、そのポンチ１２の先端面１２ｄが板材ｗの表面に当接すると、板材ｗの中央部は前記ポンチ１２とクッションパッド１６とによって表裏から拘束される。そして、ポンチ１２が下降することにより、クッションパッド１６もクッションロッド１７の上向きの力に抗してポンチ１２とともに下降する。
【００１８】
そして、前記板材ｗの中央部がポンチ１２及びクッションパッド１６に拘束されて下降すると、その板材ｗの両端部はダイス１４のエッジＸにより支持され、前記板材ｗは、ポンチ１２の先端面１２ｄの両端Ｔ（傾斜面１２ｒの下端Ｔ）の位置で曲げられる（図２参照）。ここで、前記エッジＸは、前述のように、ダイス１４の傾斜面１４ｆと上面１４ｕとの境目に山形に形成されているため、そのエッジＸは前記板材ｗの両端部をほぼ線接触の状態で支持する。
【００１９】
この状態から前記ポンチ１２が下降すると、引き続き板材ｗは、ポンチ１２の傾斜面１２ｒの下端Ｔによって曲げられ（図３参照）、さらに曲げが進むと板材ｗはその傾斜面１２ｒの上端Ｒに当接するとともに、ダイス１４の傾斜面１４ｆにも面接触する（図４参照）。このとき、板材の曲げ部位ｗｔは略円弧形に撓むため、その曲げ部位ｗｔとポンチ１２の傾斜面１２ｒとの間には空間Ｓが形成される（図４（Ｂ）参照）。
【００２０】
この状態から、ポンチ１２が引き続き下降すると、前記板材ｗの両端部は、ポンチ１２の外側面（点Ｒより上方）とダイス１４の内側面（点Ｙより下方）とに挟まれて拘束され、その板材ｗの両端部はそのポンチ１２の外側面とほぼ平行な位置まで立ち上がる（図５参照）。即ち、前記板材ｗの両端部はポンチ１２とダイス１４との隙間部分で拘束されることにより、ほぼ直角な状態までまで折り曲げられる。
そして、この状態から前記ポンチ１２が下死点まで下降する過程で、前記板材ｗの両端部はポンチ１２とダイス１４との隙間に収納され、板材ｗの全体がポンチ１２とダイス１４とに拘束された状態で、その板材ｗの曲げ加工が終了する（図６参照）。
【００２１】
このように、本実施の形態に係るプレス曲げ方法及び装置によると、板材ｗの曲げ部位ｗｔの内側にポンチ１２が密着しないように空間Ｓを形成した状態でその板材ｗを曲げることができる。このため、図６（Ｂ）に示されるように、その曲げ部位ｗｔの内側に肉余りＱが生じ、前記板材ｗの曲げ部位ｗｔの内側と外側との長さの相違に起因した応力が残留することがない。したがって、プレス機１０から製品ｗを取り出した後に、その製品ｗの曲げ部位ｗｔに残留応力に起因した膨れ等が生じることがない。
【００２２】
また、板材ｗの両端部がポンチ１２とダイス１４との隙間部分で拘束されるまでの間、即ち、その両端部の曲げがほぼ完了するまでの間、板材ｗの両端部はダイス１４の開口縁の外側に形成されたエッジＸによってほぼ線接触の状態で支持される。このため、従来のように、その両端部が開口縁に面接触して擦られるようなことがなくなり、前記板材ｗの両端部にはほとんど応力が残留することがない。したがって、曲げ加工後にプレス機１０から取り出された製品ｗの端部におけるシャクレや膨れを防止することができる。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この本発明の実施の形態には請求の範囲に記載した技術的事項以外に次のような技術的事項を有するものであることを付記しておく。
（１）請求項３に記載されたプレス曲げ装置において、
前記ポンチの角は傾斜面状に面取りされていることを特徴とするプレス曲げ装置。
このため、板材の曲げ部位の内側とポンチとの間に効率的に空間を形成することができる。
（２）請求項４に記載されたプレス曲げ装置において、
ダイスの凹部の開口縁は傾斜面状に面取りされており、その傾斜面の上端がエッジとして機能ことを特徴とするプレス曲げ装置。
このため、エッジを容易に形成することができる。
（３）請求項４に記載されたプレス曲げ装置において、
前記ポンチの角部に形成された傾斜面の角度よりダイスの開口縁に形成された傾斜面の角度の方が大きく設定されていることを特徴とするプレス曲げ装置。
このため、板材の曲げ加工が安定して行える。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によると、板材の曲げ部位の内側に肉余りが生じるため、その曲げ部位の内側と外側との長さの相違に起因した応力が残留することがない。このため、製品の曲げ部位における膨れを防止することができ、製品の成形精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ装置の要部縦断面図である。
【図２】本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ方法を表す縦断面図である。
【図３】本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ方法を表す縦断面図である。
【図４】本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ方法を表す縦断面図である。
【図５】本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ方法を表す縦断面図である。
【図６】本発明の一の実施の形態に係るプレス曲げ方法を表す縦断面図である。
【図７】従来のプレス曲げ装置の要部縦断面図である。
【図８】従来のプレス曲げ方法を表す縦断面図である。
【符号の説明】
ｗ        板材
ｗｔ      曲げ部位
１２      ポンチ
１２ｒ    傾斜面
１２ｄ    先端面
１４      ダイス
１４ｆ    傾斜面
１４ｍ    溝（ダイスの凹部）
Ｘ        エッジ
【図１】
0003550941.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003550941.tif 000009