(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面に設置された基台と、
該基台の上方に対向して昇降可能に配置された昇降台と、
上記基台に固定され、鋼板を載置する下型と、
上記昇降台に固定され、当該昇降台の下降動作により上記下型とで鋼板をプレス成形して一次成形品とするとともに、該一次成形品を上記下型とで加圧保持する上型と、
上記昇降台に上下動可能に支持され、上記上型及び下型による上記一次成形品の加圧保持時において、下動動作により上記一次成形品に機械加工を施して最終成形品とする機械加工型とを備え、
上記上型には、水平方向に延びる貫通孔と、該貫通孔から成形面まで上下方向に延びるピアス孔とが貫通形成され、
上記機械加工型は、上記上型の周りに複数配置され、上記一次成形品の外周部分を切断するトリム型と、
上記ピアス孔に進退可能に配置され、上記一次成形品に孔加工を施すピアス型と、
上記貫通孔に上下動可能に挿通され、上記ピアス型の上端に接続されるとともに上記トリム型のうちの少なくとも対向する２つを連結する連結部材とを備えていることを特徴とするプレス装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス装置において、
上記機械加工型周りには、該機械加工型の下動動作に同期して下動する複数のロッドが上下方向に延びる姿勢で設けられ、
上記基台の上記各ロッドに対応する位置には、上記鋼板をプレス成形する際に発生する衝撃、及び上記一次成形品を機械加工する際に発生する衝撃を吸収する衝撃吸収手段が複数設けられていることを特徴とするプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板をプレス成形して一次成形品とするとともに、該一次成形品を加圧保持し、この加圧保持時に上記一次成形品に機械加工を施して最終成形品を得るプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車業界では、軽量で、且つ、安全性の高い車体構造が求められ、この要求に対し、車体を構成する各プレス成形品を高張力鋼板やホットプレス工法により成形するようになってきている。
【０００３】
例えば、特許文献１のプレス装置では、ホットプレス工法によりプレス成形品を成形していて、上型が支持された昇降台を下降させることにより、焼入温度まで加熱された鋼板を上型及び下型でプレス成形して一次成形品とするとともに、該一次成形品を加圧保持して焼き入れし、この焼き入れ時に、上記上型を昇降台から切り離して下型にあずけた状態で、上記昇降台をさらに下降させることにより該昇降台に固定されたトリム型で上記一次成形品に機械加工を施して最終成形品にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９２９４６号公報（段落００１５〜００２９欄、図１〜４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の如きプレス装置では、上型から上方に延びる支持ロッドを昇降台内部に挿入し、該昇降台内部の上壁に設けられた当接部材と上記支持ロッド上端との間に流体圧シリンダのピストンロッド先端に固定されたブロックを介在させることで、上記上型を昇降台に支持しているので、一次成形品にトリム型で機械加工を施す際、上型を昇降台から切り離すためには、一次成形品の加圧保持を一旦停止して昇降台を一時的に上昇させてからブロックを流体圧シリンダの収縮作動により後退させる必要があり、装置の動作が増えて生産時間が嵩んでしまう。
【０００６】
また、特許文献１の如きプレス装置は、加圧保持の際に支持ロッド、当接部材及びブロックが組み合わされた複雑な構造の部分に大きな負荷がかかるので、当該部分の故障が増えてメンテナンス回数が多くなるおそれがある。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、生産効率が良く、しかも、故障し難いプレス装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、昇降台に対して上型を上下動させない構造にしたことを特徴とする。
【０００９】
すなわち、第１の発明では、床面に設置された基台と、該基台の上方に対向して昇降可能に配置された昇降台と、上記基台に固定され、鋼板を載置する下型と、上記昇降台に固定され、当該昇降台の下降動作により上記下型とで鋼板をプレス成形して一次成形品とするとともに、該一次成形品を上記下型とで加圧保持する上型と、上記昇降台に上下動可能に支持され、上記上型及び下型による上記一次成形品の加圧保持時において、下動動作により上記一次成形品に機械加工を施して最終成形品とする機械加工型とを備え、上記上型には、水平方向に延びる貫通孔と、該貫通孔から成形面まで上下方向に延びるピアス孔とが貫通形成され、上記機械加工型は、上記上型の周りに複数配置され、上記一次成形品の外周部分を切断するトリム型と、上記ピアス孔に進退可能に配置され、上記一次成形品に孔加工を施すピアス型と、上記貫通孔に上下動可能に挿通され、上記ピアス型の上端に接続されるとともに上記トリム型のうちの少なくとも対向する２つを連結する連結部材とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明では、第１の発明において、上記機械加工型周りには、該機械加工型の下動動作に同期して下動する複数のロッドが上下方向に延びる姿勢で設けられ、上記基台の上記各ロッドに対応する位置には、上記鋼板をプレス成形する際に発生する衝撃、及び上記一次成形品を機械加工する際に発生する衝撃を吸収する衝撃吸収手段が複数設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明では、上型が昇降台に固定されるとともに機械加工型が昇降台に対して上下動するので、上型及び下型による一次成形品の加圧保持を維持したまま機械加工型で一次成形品に機械加工を施すことができ、特許文献１の如き加圧保持時に昇降台を一時的に上昇させる必要がなく、生産効率を良くすることができる。また、特許文献１の如き支持ロッド、当接部材及びブロックが組み合わされた複雑な構造がなく、構造がシンプルで加圧保持時に一部構造に大きな負荷がかからないので、装置の故障を防止してメンテナンス回数を減らすことができる。
【００１２】
また、トリム型の下動動作によって一次成形品の外周部分を切取るのに連動して、ピアス型の進出動作によって一次成形品内方の孔加工も同時に行うので、トリム加工とピアス加工とを別々に行う必要がなく、生産時間を短縮することができる。また、ピアス型を進退させるための駆動源が必要なく、低コストな装置にすることができる。
【００１３】
第２の発明では、プレス成形時及び機械加工時に発生する上型、下型及び機械加工型の揺れが小さくなるので、第１の発明よりもさらに装置にかかる負荷を低減して故障を防ぐことができる。また、各ショックアブソーバによって各油圧プレス機に上向きのテンションが加わった状態で機械加工型が下動するので、各油圧プレス機の油圧が所定値で揃った状態で機械加工型が下動するようになり、機械加工型の下動動作がスムーズになって装置の故障をさらに防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るプレス装置である。
【図２】図１の状態から、昇降台を下降させることにより鋼板を上型及び下型でプレス成形して一次成形品を成形した直後の状態を示す図である。
【図３】図２の状態から、機械加工型を下動させることにより一次成形品に機械加工を施して最終成形品を得た直後の状態を示す図である。
【図４】図３の状態から、機械加工型が上動するとともに昇降台が上昇した直後の状態を示す。
【図５】図４の状態から、最終成形品がクッション型によって下型から持ち上げられた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るプレス装置１を示す。該プレス装置１は、ホットプレス工法によりプレス成形品を成形するものであり、床面Ｆに設置された基台２と、該基台２の上方に図示しないサーボモータの制御により昇降可能に配置された昇降台３とを備えている。
【００１７】
上記基台２の中央内部には、収容空間２０が形成され、該収容空間２０には、ダイクッション２ａが収容されている。
【００１８】
上記基台２の中央上部には、上面に開口するとともに上記収容空間２０まで上下方向に延びる複数の基台ピン孔２ｂが貫通形成されている。
【００１９】
上記基台２の中央上面には、焼入温度まで加熱された鋼板１０を載置する下型４が固定され、該下型４の中央には、上方に開口する凹部４ａが凹陥形成されている。
【００２０】
該凹部４ａ内周面の上半部分は、下半部分よりも水平方向外側に位置していて、両者間には段部４ｂが形成されている。
【００２１】
上記凹部４ａの下半部分には、当該凹部４ａの下半部分に対応するクッション型１２が上下に進退可能に配置され、該クッション型１２の中央には、貫通孔１２ａが上下に貫通形成されている。
【００２２】
上記凹部４ａの底面には、上記各基台ピン孔２ｂにそれぞれ対応する下型ピン孔４ｃが複数形成され、互いに対応する上記基台ピン孔２ｂ及び上記下型ピン孔４ｃには、クッションピン１１が上下にスライド可能に嵌挿されている。
【００２３】
そして、各クッションピン１１は、上記クッション型１２と上記ダイクッション２ａとの間に介在していて、上記各クッションピン１１の上下動により、上記クッション型１２は、上方に進出した状態で上端面が上記下型４の上端面と面一となる一方、下方に後退した状態で下端面が上記凹部４ａの底面に接触するとともに上端面が上記段部４ｂと面一となり、上端面と段部４ｂとで成形面４ｄを構成するようになっている。
【００２４】
上記昇降台３の上記下型４に対向する位置には、断面略凸状の成形面５ａを有する上型５が固定されている。
【００２５】
該上型５には、水平方向に延びる上型貫通孔５ｂと、該上型貫通孔５ｂの長手方向中央から成形面５ａまで上下方向に延びるピアス孔５ｃとが貫通形成されている。
【００２６】
そして、上記上型５は、図２に示すように、上記昇降台３の下降動作により、上記下型４とで加熱された鋼板１０をプレス成形して一次成形品１０ａとするとともに、上記一次成形品１０ａを下型４とで加圧保持して焼き入れするようになっている。
【００２７】
上記昇降台３の上型５周りには、複数の油圧プレス機６が固定され、該油圧プレス機６には、上下方向に延びるトリム型７ａが上下動可能に支持されている。
【００２８】
また、上記ピアス孔５ｃには、細い丸棒状のピアス型７ｂが上下方向に進退可能に配置されている。
【００２９】
さらに、上記上型貫通孔５ｂには、上下動可能に棒状の連結部材７ｃが挿通され、該連結部材７ｃの長手方向中央は、上記ピアス型７ｂの上端に接続されるとともに、上記連結部材７ｃの両端は、上記トリム型７ａのうちの対向する２つにそれぞれ連結されている。
【００３０】
そして、上記トリム型７ａと上記ピアス型７ｂとで本発明の機械加工型７が構成され、上記上型５及び上記下型４による一次成形品１０ａの加圧保持時において、図３に示すように、上記トリム型７ａが下動することにより上記一次成形品１０ａの外周部分が切断されるとともに、上記ピアス型７ｂが進出することにより上記一次成形品１０ａに孔加工が施されるようになっている。
【００３１】
つまり、上記機械加工型７の下動動作により、上記一次成形品１０ａに機械加工を施して最終成形品１０ｂが得られるようになっている。
【００３２】
上記各トリム型７ａの側面には、ロッド８が上下方向に延びる姿勢で固定され、その下端は、上記上型５の成形面５ａより下方に位置している。
【００３３】
一方、上記基台２の上記各ロッド８に対応する位置には、ショックアブソーバ９（衝撃吸収手段）が固定され、該ショックアブソーバ９は、上記昇降台３が下降して上型５及び下型４で加熱された鋼板１０をプレス成形する際に、上記ロッド８の下端が接触して衝撃を吸収するとともに上記機械加工型７が下動して一次成形品１０ａを機械加工する際に上記ロッド８により縮んで衝撃を吸収するようになっている。
【００３４】
次に、上記プレス装置１を用いて加熱された鋼板１０から最終成形品１０ｂを製造する方法について説明する。
【００３５】
図１は、加熱炉等で加熱された鋼板１０を型開き状態の上型５と下型４との間に搬入した状態を示す。この状態で、上記各トリム型７ａは上型５に対して上動し、且つ、上記ピアス型７ｂは上型５に対して上方に後退している。また、上記クッション型１２は、各クッションピン１１の上動により下型４に対して上方に進出して上端面が上記下型４の上端面と面一になっている。
【００３６】
この図１の状態から、まず図２に示すように、昇降台３を下降させる（矢印Ｘ１）。すると、上型５と下型４とによるプレス成形により、上型５の成形面５ａが加熱された鋼板１０の中央部分を下方に押圧して上記クッション型１２を上記ダイクッション２ａの付勢力に抗して次第に下方に後退させ（矢印Ｘ２）、上記クッション型１２が上記凹部４ａの底面に接触すると、上型５と下型４との間に一次成形品１０ａが得られる。その際、各ロッド８の下端が各ショックアブソーバ９に接触して衝撃が吸収される。その後、上記一次成形品１０ａを上型５及び下型４で加圧保持することにより冷却して一次成形品１０ａの焼き入れが行われる。
【００３７】
次に、図２の状態から、各トリム型７ａを下動させるとともにピアス型７ｂを進出させる。すると、図３に示すように、各トリム型７ａによって一次成形品１０ａの外周部分が切断されるとともに、ピアス型７ｂによって一次成形品１０ａに孔加工が施される（矢印Ｘ３）。その際、各ショックアブソーバ９によって各油圧プレス機６に上向きのテンションが加わった状態で各トリム型７ａ及びピアス型７ｂが下動するので、各油圧プレス機６の油圧が所定値で揃った状態で各トリム型７ａ及びピアス型７ｂが下動するようになり、各トリム型７ａ及びピアス型７ｂの下動動作がスムーズになってプレス装置１の故障を防ぐことができる。
【００３８】
しかる後、図３の状態から所定時間経過後、上型５及び下型４において一次成形品１０ａへの焼き入れが終了して最終成形品１０ｂが得られると、図４に示すように、各油圧プレス機６により各トリム型７ａ及びピアス型７ｂが上動するとともに（矢印Ｘ５）、昇降台３が上昇して上型５の成形面５ａが最終成形品１０ｂの上面から離間する（矢印Ｘ４）。
【００３９】
そして、図４の状態から、ダイクッション２ａ及び各クッションピン１１によりクッション型１２が上方に進出して、図５に示すように、最終成形品１０ｂが下型４から持ち上げられて離間し、その後、最終成形品１０ｂが上型５と下型４との間から搬出される（矢印Ｘ６）。
【００４０】
以上より、本発明の実施形態によると、上型５が昇降台３に固定されるとともに、トリム型７ａ及びピアス型７ｂが昇降台３に対して上下動するので、上型５及び下型４による一次成形品１０ａの加圧保持を維持したままトリム型７ａ及びピアス型７ｂで一次成形品１０ａに機械加工を施すことができ、特許文献１の如き加圧保持時に昇降台３を一時的に上昇させる必要がなく、生産効率を良くすることができる。
【００４１】
また、特許文献１の如き支持ロッド、当接部材及びブロックが組み合わされた複雑な構造がなく、構造がシンプルで加圧保持時に一部構造に大きな負荷がかからないので、プレス装置１の故障を防止してメンテナンス回数を減らすことができる。
【００４２】
さらに、ショックアブソーバ９により、プレス成形時及び機械加工時に発生する上型５、下型４、トリム型７ａ及びピアス型７ｂの揺れが小さくなるので、プレス装置１にかかる負荷をさらに低減して故障を防ぐことができる。
【００４３】
それに加えて、トリム型７ａの下動動作によって一次成形品１０ａの外周部分を切取るのに連動して、ピアス型７ｂの進出動作によって一次成形品１０ａ内方の孔明けも同時に行うので、トリム加工とピアス加工とを別々に行う必要がなく、さらに生産時間を短縮することができる。また、ピアス型７ｂを進退させるための駆動源が必要なく、低コストなプレス装置１にすることができる。
【００４４】
尚、本発明の実施形態では、焼入温度まで鋼板１０を加熱しているが、これに限らず、加圧保持した際に焼き入れが発生しない温度まで加熱して軟化させた鋼板１０をプレス成形して一次成形品とするとともに、該一次成形品を加圧保持して冷却硬化させ、この加圧保持時に一次成形品に機械加工を施して最終成形品を得るようにしてもよい。
【００４５】
また、本発明のプレス装置１は、高張力鋼板のプレス成形にも利用できる。すなわち、高張力鋼板をプレス成形して一次成形品とするとともに、該一次成形品を加圧保持し、この加圧保持時に一次成形品に機械加工を施して最終成形品を得るようにしてもよい。こうすると、最終成形品のスプリングバックが少なくなり、部品精度を高めることができる。
【００４６】
また、本発明の実施形態では、連結部材７ｃがトリム型７ａのうちの対向する２つを連結しているが、上記連結部材７ｃは、複数のトリム型７ａのうちの少なくとも対向する２つを連結していればよい。
【００４７】
また、本発明の実施形態では、ピアス型７ｂが１つ配設されているが、複数配設されていてもよい。
【００４８】
また、本発明の実施形態では、トリム型７ａ及びピアス型７ｂによって一次成形品１０ａの外周部分の切取りと孔加工とを同時に行っているが、ピアス型７ｂが無く、トリム型７ａだけで一次成形品１０ａの外周部分の切取りを行う構造であってもよいし、トリム型７ａが無く、ピアス型７ｂだけで一次成形品１０ａの孔加工を行う構造であってもよい。
【００４９】
また、本発明の実施形態では、ロッド８がトリム型７ａの側面に固定されているが、トリム型７ａの下動動作に同期して下動するならば、昇降台３に設けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、鋼板をプレス成形して一次成形品とするとともに、該一次成形品を加圧保持し、この加圧保持時に上記一次成形品に機械加工を施して最終成形品を得るプレス装置に適している。
【符号の説明】
【００５１】
１        プレス装置
２        基台
３        昇降台
４        下型
５        上型
５ａ        成形面
５ｂ        上型貫通孔
５ｃ        ピアス孔
７        機械加工型
７ａ        トリム型
７ｂ        ピアス型
７ｃ        連結部材
８        ロッド
９        ショックアブソーバ（衝撃吸収手段）
１０        鋼板
１０ａ        一次成形品
１０ｂ        最終成形品
Ｆ        床面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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