(57)【要約】  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。
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【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）。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−０１５４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
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。【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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。
【図２】同じく下型の構成を示す平面図。
【図３】圧力源の構成を示す模式図。
【図４】圧力源の作用を示すグラフ図。
【図５】多段プレス装置の効果を示すグラフ図。
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
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。
【符号の説明】
【００５０】
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
【図１】
2013098926.tif 000003
【図２】
2013098926.tif 000004
【図３】
2013098926.tif 000005
【図４】
2013098926.tif 000006
【図５】
2013098926.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月15日(2012.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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、前記一対の成形型の成形面ではない部位に設けられ、
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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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、前記一対の成形型の成形面ではない部位に設けられ、
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。
【国際調査報告】
2013098926.tif 000008
2013098926.tif 000009
2013098926.tif 000010