(57)【要約】【課題】円板状のワークを工程毎にプレス成形することにより、その底面内に環状凸部又は環状凹部を形成すると共に、前記底面から筒状の胴部を曲折させることに伴う、生産効率の悪さ、材料コストの上昇及び装置寿命の悪化が改善されたプレス成形装置を提供する。【解決手段】本発明装置1は、円板状のワークｗをプレス成形して、ワークｗの外周部を曲折させて筒状の胴部41を形成すると共に、曲折しない底部43内に環状凸部44を形成する装置である。このため、装置1は、ワークｗが載置されるリフトパンチ11と、リフトパンチ11に対向配置され当該リフトパンチ11と協動して当該ワークｗの外周部を曲折させて筒状胴部41を形成する絞りダイ6と、リフトパンチ11の外側に隣接配置され曲折端41eとの当接により据え込みする押圧凸部15とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸又は凹の形状を有する上型をこれに対応する凹又は凸の形状を有する下型に合致させてワークに凹又は凸の形状をプレス成形するにあたり、
上型を下型に接近させて上型と下型との相互間に凹又は凸の形状を有する空間を形成し、この空間内に上型と下型との相互間に配したワークを押し込んで、ワークに対して予備的な凹又は凸の形状を付与する成形を行いつつ、上型を下型に合致させることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
凸又は凹の形状を有する上型をこれに対応する凹又は凸の形状を有する下型に合致させてワークに凹又は凸の形状をプレス成形するにあたり、
前記上型を前記下型に接近させて上型と下型との相互間に配したワークに対して予備的な凹又は凸の形状を付与する成形を行うと共に、この予備的な成形に係る反力を利用して当該ワークを下型と上型との相互間に形成される成形空間内に押し込みつつ、上型を下型に合致させることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項３】
円板状のワークを載置する下型と、この下型に接近する上型とを備え、この上型を前記下型に合致させることにより、円筒形状の胴部に繋がる底部を有し当該底部に環状凸部又は環状凹部を形成したカップ形状の成形品をプレス成形するためのプレス成形装置であって、
前記下型は、前記ワークが載置される第一パンチを備え、
前記上型は、前記第一パンチに対向配置され、前記下型への接近により当該第一パンチと協動して当該ワークの外周部を曲折させて前記胴部を形成する絞りダイを備え、
前記下型は、前記第一パンチの外側に隣接配置され、前記ワークの胴部端との当接により据え込みする押圧凸部とを備えることを特徴とするプレス成形装置。
【請求項４】
前記第一パンチは、胴部が形成されたワークを前記絞りダイと共に挟持しながら一体に移動可能なリフトパンチであることを特徴とする請求項３に記載のプレス成形装置。
【請求項５】
前記第一パンチ及び前記絞りダイの挟持面にそれぞれ、その径方向において互いに整列するエッジ部を設け、これらエッジ部は、その一方がほぼ直角にしてなると共に、その他方が面取りしてなることを特徴とする請求項３又は４に記載のプレス成形装置。
【請求項６】
前記第一パンチ及び前記絞りダイの挟持面にそれぞれ、互いに径方向に位置ずれしたエッジ部を設けたことを特徴とする請求項３又は４に記載のプレス成形装置。
【請求項７】
前記絞りダイの内側に、前記ワークにおける、前記環状の凸部又は凹部で包囲された中央部分を押圧する着脱可能なセンターパンチを設けたことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一項に記載のプレス成形装置。
【請求項８】
前記絞りダイと前記センターパンチとの間に、前記ワークの底部における、環状の凸部又は凹部の曲げ量を規制して着脱可能な環状凸部又は凹部を成形するパンチを設けたことを特徴とする請求項７に記載のプレス成形装置。
【請求項９】
前記押圧凸部に、前記胴部の端部から押圧力の増大に伴い当該胴部の端部から離間させるための逃げ機構を設けたことを特徴とする請求項３乃至８のいずれか一項に記載のプレス成形装置。
【請求項１０】
前記逃げ機構は、前記胴部の端部から押圧力の減少に伴い前記押圧凸部を初期位置に復帰させる復帰手段を備えることを特徴とする請求項９に記載のプレス成形装置。
【請求項１１】
凸又は凹の形状を有する上型と、これに対応する凹又は凸の形状を有する下型とを備え、上型を下型に接近させて当該下型に合致させることにより、平板状のワークを曲折させて凹又は凸の形状を成形するプレス成形装置であって、
前記下型は、凹又は凸の形状を有するコアダイと、このコアダイの外側に隣接配置され、板状のワークを載置した状態で前記コアダイに対して昇降可能なリフトダイと、このリフトダイの外側に隣接配置され、当該リフトダイの下降によりワークを曲折させたときの曲折端と当接可能な据え込みダイとを備え、
前記上型は、前記コアダイに対応する凸又は凹の形状を有するコアパンチと、当該コアパンチの外側に隣接配置され、リフトダイ上のワークの外周部を曲折させる突出部を有し、このワークの曲折端を前記リフトダイと協働して前記据え込みダイに当接させ、かかる当接による反力を利用して前記コアダイと前記コアパンチとの相互間に形成した空間内にワークを押し込む挟持面を形成した据え込みパンチを備えることを特徴とするプレス成形装置。
【請求項１２】
前記リフトダイの挟持面内側と前記据え込みパンチの挟持面内側とにそれぞれ、互いに整列するエッジ部を設け、これらエッジ部は、その一方がほぼ直角にしてなると共に、その他方が面取りしてなることを特徴とする請求項１１に記載のプレス成形装置。
【請求項１３】
前記リフトダイの挟持面内側と前記据え込みパンチの挟持面内側とにそれぞれ、互いに位置ずれしたエッジ部を設けたことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のプレス成形装置。
【請求項１４】
前記コアダイ又は前記コアパンチは、凸又は凹の形状を含む領域の部位が着脱可能な複数のパーツからなることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のプレス成形装置。
【請求項１５】
前記据え込みダイに、ワークの曲折端からの押圧力の増大に伴い当該曲折端から離間させるための逃げ機構を設けたことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載のプレス成形装置。
【請求項１６】
前記逃げ機構は、前記曲折端から押圧力の減少に伴い前記据え込みダイを初期位置に復帰させる復帰手段を備えることを特徴とする請求項１５に記載のプレス成形装置。
【請求項１７】
凸又は凹の形状を有する上型と、これに対応する凹又は凸の形状を有する下型とを備え、上型を下型に接近させて当該下型に合致させることにより、曲折した板状のワークに凹又は凸の形状を成形するプレス成形装置であって、
前記下型は、凹又は凸の形状を有するベースダイと、このベースダイの外側に隣接配置され、当該ベースダイとの相互間にワークの曲折端を差し入れる凹部を形成する溝部を有する据え込みダイとを備え、
前記上型は、前記ベースダイに対応する凸又は凹の形状を有し、当該ベースダイと共にプレスされるワークの曲折端を前記据え込みダイに当接させ、かかる当接による反力を利用して前記ベースダイとの相互間に形成した成形空間内にワークを押し込む案内面を形成した据え込みパンチを備えることを特徴とするプレス成形装置。
【請求項１８】
前記ベースダイは、ワークを保持しながら一体に昇降するリフトダイであることを特徴とする請求項１７に記載のプレス成形装置。
【請求項１９】
前記ベースダイ又は前記据え込みパンチは、凸又は凹の形状を含む領域の部位が着脱可能な複数のパーツからなることを特徴とする請求項１７又は１８に記載のプレス成形装置。
【請求項２０】
前記ベースダイ又は前記据え込みパンチは、凹又は凸の形状を有する部位との間に弾性部材を備えることを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載のプレス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲折した板状のワークに凹又は凸の形状を成形するプレス成形方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機に採用されるトルクコンバータのカバーのように、筒状のフランジ部の一端が繋がって構成される底部に環状の凸部を備えるカップ形の製品をプレス成形する方法には、複数の単動プレス型を組み合わせてプレス加工するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開2001-314921号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の方法では、
(1) 第一工程
円板状の板金素材からなるワークに対して、一次絞り成形（ワークを湾曲させて凸形に形成するための成形）を行う。
(2) 第二工程
筒状フランジ部が形成されたワークに対して、二次絞り成形（ワークの中心部分に環状凸部又は環状凹部を形成するための成形）を行う。
(3) 第三工程
円板状の板金素材からなるワークに対して、フランジ曲げ加工（ワークの外周部を環状凸部又は環状凹部を形成した底面を残して曲折させて筒状のフランジ部を形成するための成形）を行う。
(4) 第四工程
上記第一〜第三工程を経たワークに対して、据え込み成形（外形がほぼプレス成形されたワークの肉厚の均等化を図るための成形）を行う。
の４つの工程が必要である。
【０００４】
このため、従来方法は、工程毎に、異なる形態の単動プレス型が必要で、プレス加工における工程数が多く、成形品の生産効率が低いという問題がある。
【０００５】
また、従来の如く、複数の単動プレス型を用いて個々にプレス成形すると、ワークの底面から筒状フランジ部を曲折させたコーナー部での剛性は大きくなるが、ワークの底面にプレス成形された環状凸部の剛性は小さく、外力による座屈や破損等の恐れがある。
【０００６】
このため、上記単動プレス型を採用した従来装置でプレス成形する場合は、座屈や破損等を防止するために、加工するワークとして板厚の厚いものを用いなければならず、材料コストが高くなるという問題がある。更に、プレス作業においても、ワークの板厚が厚くなる分、ワークに加える圧力（荷重）を大きくする必要があるため、単動プレス型を構成する各要素（部品）への負荷が大きくなり、装置の寿命が短くなるという問題もある。
【０００７】
本発明の解決すべき課題は、円板状のワークを工程毎にプレス成形することにより、その底面内に環状凸部又は環状凹部を形成すると共に、前記底面から筒状のフランジ部を曲折させることに伴う、生産効率の悪さ、材料コストの上昇及び装置寿命の悪化を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項1に記載の発明は、凸又は凹の形状を有する上型をこれに対応する凹又は凸の形状を有する下型に合致させてワークに凹又は凸の形状をプレス成形するにあたり、上型を下型に接近させて上型と下型との相互間に凹又は凸の形状を有する空間を形成し、この空間内に上型と下型との相互間に配したワークを押し込んで、ワークに対して予備的な凹又は凸の形状を付与する成形を行いつつ、上型を下型に合致させることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項2に記載の発明は、凸又は凹の形状を有する上型をこれに対応する凹又は凸の形状を有する下型に合致させてワークに凹又は凸の形状をプレス成形するにあたり、前記上型を前記下型に接近させて上型と下型との相互間に配したワークに対して予備的な凹又は凸の形状を付与する成形を行うと共に、この予備的な成形に係る反力を利用して当該ワークを下型と上型との相互間に形成される成形空間内に押し込みつつ、上型を下型に合致させることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項3に記載の発明は、円板状のワークを載置する下型と、この下型に接近する上型とを備え、この上型を前記下型に合致させることにより、円筒形状の胴部に繋がる底部を有し当該底部に環状凸部又は環状凹部を形成したカップ形状の成形品をプレス成形するためのプレス成形装置であって、前記下型は、前記ワークが載置される第一パンチを備え、前記上型は、前記第一パンチに対向配置され、前記下型への接近により当該第一パンチと協動して当該ワークの外周部を曲折させて前記胴部を形成する絞りダイを備え、前記下型は、前記第一パンチの外側に隣接配置され、前記ワークの胴部の端部との当接により据え込みする押圧凸部とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項4に記載の発明は、請求項3において、前記第一パンチは、胴部が形成されたワークを前記絞りダイと共に挟持しながら一体に移動可能なリフトパンチであることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項5に記載の発明は、請求項3又は4において、前記第一パンチ及び前記絞りダイの挟持面にそれぞれ、その径方向において互いに整列するエッジ部を設け、これらエッジ部は、その一方がほぼ直角にしてなると共に、その他方が面取りしてなることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項6に記載の発明は、請求項3又は4において、前記第一パンチ及び前記絞りダイの挟持面にそれぞれ、互いに径方向に位置ずれしたエッジ部を設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項7に記載の発明は、請求項3乃至6のいずれか一項において、前記絞りダイの内側に、前記ワークにおける、前記環状の凸部又は凹部で包囲された中央部分を押圧する着脱可能なセンターパンチを設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項8に記載の発明は、請求項7において、前記絞りダイと前記センターパンチとの間に、前記ワークの底部における、環状の凸部又は凹部の曲げ量を規制して着脱可能な環状凸部又は凹部を成形するパンチを設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項9に記載の発明は、請求項3乃至8のいずれか一項において、前記押圧凸部に、前記胴部の端部から押圧力の増大に伴い当該胴部の端部から離間させるための逃げ機構を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項10に記載の発明は、請求項9において、前記逃げ機構は、前記胴部の端部から押圧力の減少に伴い前記押圧凸部を初期位置に復帰させる復帰手段を備えることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項11に記載の発明は、凸又は凹の形状を有する上型と、これに対応する凹又は凸の形状を有する下型とを備え、上型を下型に接近させて当該下型に合致させることにより、平板状のワークを曲折させて凹又は凸の形状を成形するプレス成形装置であって、前記下型は、凹又は凸の形状を有するコアダイと、このコアダイの外側に隣接配置され、板状のワークを載置した状態で前記コアダイに対して昇降可能なリフトダイと、このリフトダイの外側に隣接配置され、当該リフトダイの下降によりワークを曲折させたときの曲折端と当接可能な据え込みダイとを備え、前記上型は、前記コアダイに対応する凸又は凹の形状を有するコアパンチと、当該コアパンチの外側に隣接配置され、リフトダイ上のワークの外周部を曲折させる突出部を有し、このワークの曲折端を前記リフトダイと協働して前記据え込みダイに当接させ、かかる当接による反力を利用して前記コアダイと前記コアパンチとの相互間に形成した空間内にワークを押し込む挟持面を形成した据え込みパンチを備えることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項12に記載の発明は、請求項11において、前記リフトダイの挟持面内側と前記据え込みパンチの挟持面内側とにそれぞれ、互いに整列するエッジ部を設け、これらエッジ部は、その一方がほぼ直角にしてなると共に、その他方が面取りしてなることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項13に記載の発明は、請求項11又は12において、前記リフトダイの挟持面内側と前記据え込みパンチの挟持面内側とにそれぞれ、互いに位置ずれしたエッジ部を設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項14に記載の発明は、請求項11乃至13のいずれか一項において、前記コアダイ又は前記コアパンチは、凸又は凹の形状を含む領域の部位が着脱可能な複数のパーツからなることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項15に記載の発明は、請求項１１乃至１４のいずれか一項において、前記据え込みダイに、ワークの曲折端からの押圧力の増大に伴い当該曲折端から離間させるための逃げ機構を設けたことを特徴とするものである。
【００２３】
請求項16に記載の発明は、請求項１５において、前記逃げ機構は、前記曲折端から押圧力の減少に伴い前記据え込みダイを初期位置に復帰させる復帰手段を備えることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項17に記載の発明は、凸又は凹の形状を有する上型と、これに対応する凹又は凸の形状を有する下型とを備え、上型を下型に接近させて当該下型に合致させることにより、曲折した板状のワークに凹又は凸の形状を成形するプレス成形装置であって、前記下型は、凹又は凸の形状を有するベースダイと、このベースダイの外側に隣接配置され、当該ベースダイとの相互間にワークの曲折端を差し入れる凹部を形成する溝部を有する据え込みダイとを備え、前記上型は、前記ベースダイに対応する凸又は凹の形状を有し、当該ベースダイと共にプレスされるワークの曲折端を前記据え込みダイに当接させ、かかる当接による反力を利用して前記ベースダイとの相互間に形成した成形空間内にワークを押し込む案内面を形成した据え込みパンチを備えることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項18に記載の発明は、請求項17において、前記ベースダイは、ワークを保持しながら一体に昇降するリフトダイであることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項19に記載の発明は、請求項17又は18において、前記ベースダイ又は前記据え込みパンチは、凸又は凹の形状を含む領域の部位が着脱可能な複数のパーツからなることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項20に記載の発明は、請求項17乃至19のいずれか一項において、前記ベースダイ又は前記据え込みパンチは、凹又は凸の形状を有する部位との間に弾性部材を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
請求項1に記載の発明によれば、ワークに凹又は凸の形状を成形する工程と、据え込み成形する工程とを一度に行うため、剛性の高い凹又は凸の形状を有する成形品を従来に比べて少ない工程でプレス成形できる。従って、プレス成形に要する時間が短縮されて生産性が向上する。また、本発明によれば、据え込み成形により、ワークの塑性流動を促すことで肉厚に成形できるため、板厚の厚いブランク材料を必要とせず、プレス成形時にワークに加える荷重も小さく済む分、材料コストの軽減が図れると共に、使用するプレス成形装置の寿命も長くなる。
【００２９】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、ワークに成形される凹又は凸の形状について、塑性流動をさらに促すことができるため、凹又は凸形状の板厚を更に厚く成形することができる。
【００３０】
請求項3に記載の発明によれば、円板状のワークを載置する第一パンチと、この第一パンチに対向配置された絞りダイとのいずれか一方を動作させるだけで、第一パンチと絞りダイとが協働して当該ワークの外周部を曲折させて筒状の胴部を形成すると共に、押圧凸部が前記胴部の端部と当接して据え込みを行うことができる。これにより、ワークに板厚の厚いものを用いなくとも、ワークの底面に、剛性の高い環状の凸部又は凹部を一度に形成することができる。
【００３１】
従って、請求項3に記載の発明によれば、剛性の高い成形品を一工程でプレス成形でき、ワークの移動及びパンチの取り換え等が不要になり、プレス成形に要する時間が大幅に短縮されて生産効率が非常によくなる。加えて、請求項１に記載の発明によれば、ワークとして板厚の厚いブランク材料を必要とせず、プレス成形時にワークに加える荷重も小さく済む分、材料コストの軽減が図れると共に、装置の寿命も長くなる。
【００３２】
請求項4に記載の発明は、前記第一パンチが、胴部が形成されたワークを前記絞りダイと共に挟持しながら一体に下降可能なリフトパンチであるから、プレス加工の基本動作である上下動を一方の型が行うのみの１工程で成形することができる。
【００３３】
請求項5に記載の発明は、前記第一パンチ及び前記絞りダイの挟持面にそれぞれ、その径方向において互いに整列するエッジ部を設け、これらエッジ部は、その一方がほぼ直角にしてなると共に、その他方が面取りしてなるから、面取りしたエッジ部を第一パンチ及び前記絞りダイのいずれかに設定するかによって、前記ワークの底部に形成される環状の凸部又は凹部を選択することができる。しかも、この場合、上記エッジ部の面取り形状に応じて、環状の凸部又は凹部を構成する傾斜面の角度を自在に変更することができる。
【００３４】
請求項6に記載の発明は、前記第一パンチ及び前記絞りダイの挟持面にそれぞれ、互いに径方向に位置ずれしたエッジ部を設けたから、どちらのエッジ部をセットバックさせるかによって、前記ワークの底部に形成される環状の凸部又は凹部を選択することができる。
【００３５】
請求項7に記載の発明は、前記絞りダイの内側に、前記ワークにおける、前記環状の凸部又は凹部で包囲された中央部分を押圧する着脱可能なセンターパンチを設けたことから、センターパンチを適宜変更することで、前記ワークの底部における、前記環状の凸部又は凹部で包囲された中央部分をセンターパンチの寸法や形状に応じた様々な形状に成形することができる。
【００３６】
請求項8に記載の発明は、前記絞りダイと前記センターパンチとの間に、前記ワークの底部における、環状の凸部又は凹部の曲げ量を規制する着脱可能なパンチを設けたことから、前記環状の凸部又は凹部の高さ（深さ）を前記パンチに応じて様々に変更することができる。
【００３７】
請求項9に記載の発明は、前記押圧凸部に、前記ワークの胴部の端部から押圧力の増大に伴い当該胴の端部から離間させるための逃げ機構を設けたから、ワークの胴部の端部が押圧凸部から不要な押圧力を受けることがなく、ワークにおける胴部の曲折部分に発生する座屈等を防止し、高精度な成形品を成形することができる。
【００３８】
請求項10に記載の発明は、前記逃げ機構に、前記胴部の端部から押圧力の減少に伴い前記押圧凸部を初期位置に復帰させる復帰手段を設けたから、プレス成形後に、作業者が前記押圧凸部を復帰させる必要がないため、連続したプレス成形を短いインターバルで行うことができる。
【００３９】
請求項11に記載の発明によれば、上型又は下型のいずれか一方のみを動作させるだけで、ワークの外周部を曲折させて胴部を形成する工程と、ワークに凹又は凸の形状を成形する工程と、据え込み成形する工程とを、ワークを移動させたり、パンチ及びダイを取り替えることなく一工程で行えるため、剛性の高い凹又は凸の形状を有するカップ形状の成形品を従来に比べて少ない工程でプレス成形できる。従って、プレス成形に要する時間が大幅に短縮されて生産効率が非常によくなる。また、本発明によれば、据え込み成形により、ワークの塑性流動を促すことで肉厚に成形できるため、板厚の厚いブランク材料を必要とせず、プレス成形時にワークに加える荷重も小さく済む分、材料コストの軽減が図れると共に、装置の寿命も長くなる。
【００４０】
請求項12に記載の発明によれば、面取りしたエッジ部をリフトダイの挟持面と据え込みパンチの湾曲面のいずれに設定するかによって、前記ワークに形成される凹又は凸の形状を選択することができる。しかも、この場合、上記エッジ部の面取り形状に応じて、凹又は凸を構成する傾斜面の角度を自在に変更することができる。
【００４１】
請求項13に記載の発明によれば、どちらのエッジ部をセットバックさせるかによって、前記ワークに形成される凹又は凸の形状を選択することができる。
【００４２】
請求項14に記載の発明によれば、複数のパーツを適宜選択することにより、凹又は凸の形状を含む領域のうち、凹又は凸の形状及び高さ（深さ）や、当該凹又は凸の形状を除く領域の形状を適宜変更させることができる。
【００４３】
請求項15に記載の発明によれば、ワークに凹又は凸成形後、ワークの曲折端が据え込みダイから不要な押圧力を受けることがなく、ワークの曲折部分に発生する座屈等を防止し、高精度な成形品を成形することができる。
【００４４】
請求項16に記載の発明によれば、プレス成形後に、作業者が据え込みダイを復帰させる必要がないため、連続したプレス成形を短いインターバルで行うことができる。
【００４５】
請求項17に記載の発明によれば、曲折させた板状のワークに凹又は凸の形状を成形する工程と、据え込み成形する工程とを、ワークを移動させたり、パンチ及びダイを取り替えることなく一工程で行えるため、剛性の高い凹又は凸の形状を有するカップ形状の成形品を従来に比べて少ない工程でプレス成形できる。従って、プレス成形に要する時間が短縮されて生産効率がよくなる。また、本発明によれば、据え込み成形も兼ねるため、板厚の厚いブランク材料を必要とせず、プレス成形時にワークに加える荷重も小さく済む分、材料コストの軽減が図れると共に、装置の寿命も長くなる。特に、本発明においては、据え込みパンチがベースダイと共に挟持したワークの曲折端を据え込みダイに当接させるため、ワークに成形される凹又は凸の形状について、塑性流動をさらに促すことができるため、凹又は凸形状の板厚をさらに厚く成形することができる。
【００４６】
請求項18に記載の発明によれば、ベースダイを昇降させることにより、曲折した板状のワークの取り付けや成形品の取り出しが容易になり、生産効率が更に向上する。
【００４７】
請求項19に記載の発明によれば、複数のパーツを適宜選択することにより、凹又は凸の形状を含む領域のうち、凹又は凸の形状及び高さ（深さ）や、当該凹又は凸の形状を除く領域の形状を適宜変更させることができる。
【００４８】
請求項20に記載の発明によれば、ベースダイと据え込みパンチとの間でワークをプレスしつつ据え込みを行った状態でも、ワーク内の塑性流動が比較的円滑に行えるため、成形品の肉厚をほぼ均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、図面を参照して、本発明の好適な形態を詳細に説明する。
【００５０】
図1〜4はそれぞれ、本発明の第一形態であるプレス成形装置1を各工程毎に示す縦断面図である。また、図5(a),(b)はそれぞれ、プレス成形装置1に用いられるワークｗと、このワークｗをプレス成形装置1によりプレス加工した成形品40とを示す斜視図である。更に、図6(a),(b)はそれぞれ、後述する逃げ機構及び復帰手段20を示す要部断面図である。図7(a),(b)はそれぞれ、ワークｗの底部43に環状の凸部44をプレス成形する型を例示する要部断面図である。
【００５１】
ワークｗは、図5(a)に示す如く、円板状の板金部材からなる。また、成形品40は、ワークｗの外周部ｗ1を曲折させて形成される筒状のフランジ部（以下、「胴部」という。）41と、この筒状の胴部41と曲折部分42を介して一体に繋がり曲折しない底部43とを有し、この底部43内に環状の凸部44が形成されたほぼカップ形状である。
【００５２】
プレス成形装置1は、図1に示す如く、上型2と下型3とを備える。
【００５３】
上型2は、中心Ｏと同軸上に、センターパンチ4、環状凸部成形パンチ5、絞りダイ（以下、「据え込みパンチ」という。）6及びカムダイ（以下、「カムパンチ」という。）7を径方向外側に向かって順次配置し、センターパンチ4、環状凸部成形パンチ5、絞りダイ（以下、「据え込みパンチ」という。）6及びカムダイ（以下、「カムパンチ」という。）7の上面をそれぞれ、上プレート8により一体に固定している。
【００５４】
センターパンチ4は、ほぼ円柱形であって、その円形の下面4fは、ワークＷをプレスするプレス面を構成する。また、センターパンチ4の外側に隣接配置する環状凸部成形パンチ5は、内側に貫通孔が形成された中空のほぼ円筒形であって、その環状の下面5fがワークＷの環状凸部44の高さを決める天井面を構成する。このため、環状凸部成形パンチ5の下面5fは、センターパンチ4のプレス面4fよりも上側に位置する。センターパンチ4の外径φ4及び環状凸部成形パンチ5の外径φ5、並びに、センターパンチ4のプレス面4fの形状は、様々な種類のセンターパンチ4と環状凸部成形パンチ5とを成形品40の形状に合せて組み合わせることにより適宜変更することができる。
【００５５】
据え込みパンチ6も、内側に貫通孔が形成された中空のほぼ円筒形であって、その下側部分に、径方向外側に向かって湾曲する湾曲面6fと、この湾曲面6fに繋がる凸部6pとを有し、これら湾曲面6f及び凸部6pがワークＷをプレスするプレス面を構成する。なお、据え込みパンチ6の外径φ6も、成形品40の形状に合せて適宜変更することができる。
【００５６】
カムパンチ7も、内側に貫通孔が形成された中空のほぼ円筒形であって、その下側部分に、図に示す如く、据え込みパンチ6の凸部6pよりも下側に位置する下端突出部7pと、この下端突出部7pに繋がり径方向外側に向かって上向きに傾斜する第一テーパ面t1とを有する。また、下端突出部7pは、ワークＷを曲折させる押し付け面を構成し、図6に示す如く、その内エッジ部Ａには、ワークＷを傷つけないための面取りがなされている。更に、第一テーパ面t1は、後述するカムスライドパンチ（以下、「カムスライドダイ」という。）12の第二テーパ面t2に摺動可能に当接する摺動面を構成する。
【００５７】
一方、下型3では、プレス成形装置の中心Ｏと同軸上に、下型パンチ（以下、「コアダイ」という。）10、リフトパンチ（以下、「リフトダイ」という。）11及びカムスライドパンチ（以下、「カムスライドダイ」という。）12を径方向外側に向かって順次、カムスライドフロア13上に配置している。カムスライドフロア13は、下型パンチ（以下、「コアダイ」という。）10、リフトダイ11及びカムスライドダイ12を包囲する環状の外壁部13wを有し、この外壁部13wとカムスライドダイ12との間には、後述する復帰手段20を備える。カムスライドフロア13はまた、その下面が下プレート14により一体に固定されている。
【００５８】
コアダイ10は、ほぼ円柱形であって、その上面10fは、センターパンチ4のプレス面4fに対応した凹凸面及び環状凸部成形パンチ5のプレス面5fに対向した対向面をなし、ワークＷをプレスするプレス面を構成する。また、コアダイ10の外径φ10は、環状凸部成形パンチ5の外径φ5とほぼ同一である。更に、コアダイ10の外径φ10は、成形品40の形状に合せて交換することにより、適宜変更することができる。即ち、センターパンチ4及び環状凸部成形パンチ5は、コアダイ10に対応する凹凸の形状を有するコアパンチとしてなる。
【００５９】
コアダイ10の外側に隣接配置されたリフトダイ11は、内側に貫通孔が形成された中空のほぼ円筒形であって、後述のカムスライドフロア13及び下型プレート14を通るリフトバーLbを介して繋がる図示せぬ昇降装置（例えば、油圧を駆動源とする。）によって、上下動可能になっている。リフトダイ11の上面11fは、図7に示す如く、ワークｗを位置決め支持する支持面を構成し、その内エッジ部Ｂがほぼ直角に形成されると共に、その外エッジ部Ｃが曲面に形成されている。なお、リフトダイ11の外径φ11も、成形品40の形状に合せて適宜変更することができる。このリフトダイ11が第一パンチに相当する。
【００６０】
カムスライドダイ12は、中心軸Ｏを基点に同心円上に複数（例えば、８個）配置されている。このため、これらカムスライドダイ12は、互いに隣り合うカムスライドダイ12同士が密接状態に配置され、内側に貫通孔が形成された中空のほぼ円筒形を構成する。加えて、各カムスライドダイ12は、その上側内縁に、据え込みパンチ6に向かって一体に伸びる押圧凸部15が突設されている。この押圧凸部15の径方向幅ｘ1は、プレスしてないブランク状態のワークｗの板厚ｘ0とほぼ同一又はそれ以上の値である。
【００６１】
また、各カムスライドダイ12は、押圧凸部15の外側に、径方向外側に向かって上向きに傾斜する第二テーパ面t2を有する。第二テーパ面t2は、カムパンチ7の第一テーパ面t1が摺動可能に当接する摺動面を構成する。更に、各カムスライドダイ12は、図6に示す如く、カムスライドフロア13に対しその床面13fに沿って径方向に移動可能に保持されている。このため、図6(b)に示す如く、上型2が降下してカムダイ7の第一テーパ面t1がカムスライドダイ12の第二テーパ面t2を下向きに押し付けると、各カムスライドダイ12は、中心軸Ｏを基点に、互いに離間しながら放射状に、カムスライドフロア13の床面13fに沿って径方向外側に移動することができる。即ち、カムパンチ7の第一テーパ面t1が摺動可能に当接する第二テーパ面t2を有するカムスライドダイ12と、このカムスライドダイ12を径方向に移動可能に保持したカムスライドフロア13とが逃げ機構に相当する。
【００６２】
これに対し、カムスライドダイ12の径方向内側への移動は、復帰手段20によって生起される。復帰手段20は、図6(a)に示す如く、棒状部材21及びばね22を有する。棒状部材21は、その一端にオネジ21tを有し、このオネジ21tがカムスライドダイ12のメネジ12tに螺合する。また、棒状部材21は、カムスライドフロア13の外壁部13wに設けた横孔hを摺動可能に貫通する。この横孔hを貫通した棒状部材21は、その他端に設けた係止ヘッド23により径方向内側への移動が規制される。ばね22は、カムスライドダイ12と外壁部13wとの相互間に、棒状部材21と同心状に介装されている。即ち、ばね22が、カムスライドダイ12を径方向内側に付勢する一方、係止ヘッド23が、カムスライドダイ12を外壁部13wの外側面と当接する位置に停止させる。この停止位置が初期位置であり、リフトダイ11の外側面と、カムスライドダイ12の内側面とが当接する位置である。
【００６３】
更に、プレス成形装置1において、上型プレート8は、ほぼ矩形のプレートであって、その四隅にガイドポスト31が設けられている。また、上型プレート8に対向配置された下型プレート14も、ほぼ矩形のプレートであって、上型プレート8のガイドポスト31に対応する位置に、ガイドブッシュ32が設けられている。ガイドポスト31とガイドブッシュ32とは互いに摺動可能に嵌合し、上型2を下型3に対して合わせるときの位置ズレ防止と共に、下型3に合さった上型2が下降するときのガイドをする。なお、上型プレート8にガイドブッシュ32を設けると共に、下型プレート14にガイドポスト31を設けてもよい。また、上型プレート8及び下型プレート14のプレート形状は矩形に限定されるものではない。
【００６４】
次に、図面を参照して、プレス成形装置1の作用を説明する。
【００６５】
プレス成形装置1は、上型2を下降させるだけで、(1)ブランク、(2)絞り、(3)据え込み、(4)リストライクの４つのプロセスからなるプレス加工を行うことができる装置である。以下、(1)〜(4)のプロセスを順次説明する。
【００６６】
(1) ブランク（図１参照。）
“ブランク”は、円板状のワークｗをセットするプロセスである。
【００６７】
図1を参照すると、”ブランク”では先ず、図示せぬ駆動装置により、上型2を予め設定された所定位置まで上昇させ、この所定位置に上型2を待機させる。次に、前記昇降装置により、カムスライドフロア13からリフトダイ11を予め設定された所定位置まで上昇させ、この所定位置にてリフトダイ11を停止させる。これにより、作業者等は、ワークｗをリフトダイ11の支持面11fに載置することができる。なお、この場合、ワークｗは、その中心軸Ｏwがリフトダイ11の中心軸Ｏと同一になるように載置する。
【００６８】
(2) 絞り（図2参照。）
“絞り”は、ワークｗの外周に曲折した筒状の胴部41を形成するプロセスである。
【００６９】
図2を参照すると、”絞り”では、前記駆動装置により、上型2を下降させる。詳細には先ず、カムパンチ7の下端突出部7pがワーク外周部ｗ1を環状に押圧して当該外周部ｗ1を下方に若干絞る、次に、上型2を更に下降させて据え込みパンチ6の湾曲面6fとリフトダイ11との間でワーク外周部ｗ1をプレスすることにより筒状の胴部41を形成する。これにより、ワーク外周部ｗ1は、下端突出部7pで或る程度曲折させた後に直角に曲折させるから、ワークｗを一気に直角に曲折させることで当該曲折部分42に生じる亀裂や座屈等を防止することができる。
【００７０】
ワークｗに筒状の胴部41が形成された後は、上型2が下降する際の押圧力によりリフトダイ11も上型2と共に降下する。即ち、筒状の胴部41が形成されたワークｗを据え込みパンチ6及びリフトダイ11にて挟持しながら一体となって下降する。
【００７１】
(3) 据え込み（図3参照。）
“据え込み”は、ワークｗ内に塑性流動を促し、環状凸部44を形成するプロセスである。
【００７２】
図3を参照すると、”据え込み”では、上型2の更なる下降により、据え込みパンチ6及びリフトダイ11にて挟持されたワークｗの曲折端41eが、カムスライドパンチ12の押圧凸部15に当接して、上型2の下降に伴う押圧力を受ける。この押圧凸部15からの押圧力により、ワークｗの内部では、フランジ端部(以下、「曲折端」という。)41eから底部43へ押圧力が加わると共に塑性流動が生じる。同時に、ワークｗは円板状であるため、その曲折端41eからの押圧力に対しワークｗの中心Ｏwから曲折端41e方向への反力が作用する。この押圧力と反力とにより、コアダイ10とコアパンチ4,6との相互間に配したワークｗには、コアダイ10とコアパンチ4,6との相互間に形成した空間Ｒ内に沿った据え込みによりワークｗの底部43に、上底部43aと筒状の胴部41と反対方向を向く環状凸部44が形成される。しかも、この場合、押圧凸部15が曲折端41eを押圧して据え込みを行い、ワークｗの塑性流動を生じさせるため、比較的剛性が小さくなりやすい曲折部分42及び環状凸部44が肉厚になる。このため、成形品40は、剛性の大きな成形品となる。更に、本形態の如く、押圧凸部15が曲折端41eを押圧することにより、ワークｗの底部43に環状凸部44が成形される成形方法を採用すれば、環状凸部44に対する亀裂や座屈等の発生を防止できる。
【００７３】
ワークｗの底部43に、筒状の胴部41と反対方向を向く環状凸部44を形成する場合は、図7(a)に示す如く、据え込みパンチ6の内エッジ部Ｄと、リフトダイ11の内エッジ部Ｂとを径方向においてほぼ同一に整列させる一方、据え込みパンチ6の内エッジ部Ｄを面取りすると共に、リフトパンチ11の内エッジ部Ｂをほぼ直角に形成した構成になっている。即ち、据え込みパンチ6における、ワークｗとの内エッジ接点Ｐ1は、リフトダイ11における、ワークｗとの内エッジ接点Ｐ2に比べてΔｘだけ径方向外側にセットバックしている。従って、カムスライドダイ12の押圧凸部15から曲折端41eに加わる押圧力は、面取りされた据え込みパンチ6の内エッジ部Ｄに沿って上方に逃げる。このため、据え込みに伴い環状凸部成形パンチ5とコアダイ10との間に形成された空間Ｒにおいて、ワークｗの底部43に、胴部41と反対方向を向く環状凸部44が形成される。
【００７４】
これに対し、ワークｗの底部43に、胴部41と同じ方向を向く環状凸部44を形成する場合は、図7(a)とは逆に、リフトダイ11における、ワークｗとの内エッジ接点Ｐ2を、据え込みパンチ6における、ワークｗとの内エッジ接点Ｐ1に比べてΔｘだけ径方向外側にセットバックさせ、据え込みパンチ6の内エッジ部Ｄをほぼ直角に形成すると共に、リフトダイ11の内エッジ部Ｂを面取りした構成にする。これにより、カムスライドダイ12の押圧凸部15から曲折端41eに加わる押圧力は、面取りされたリフトダイ11の内エッジ部Ｂに沿って下方に逃げる。このため、ワークｗの底部43に、胴部41と同じ方向を向く環状凸部44が形成される。
【００７５】
据え込みの他例としては、図7(b)に示すように、据え込みパンチ6の内エッジ部Ｄをほぼ直角に形成すると共に、リフトダイ11の内エッジ部Ｂに比べてΔｘだけ径方向外側にセットバックさせる構成がある。この場合、押圧凸部15から曲折端41eに加わる押圧力は、上側が空間的に開放された据え込みパンチ6側に逃げるため、胴部41と反対方向を向く環状凸部44が形成される。また、図7(b)と逆に、リフトダイ11の内エッジ部Ｂを、据え込みパンチ6の内エッジ部Ｄに比べてΔｘだけ径方向外側にセットバックさせる構成すれば、押圧凸部15から曲折端41eに加わる押圧力は、下側が空間的に開放されたリフトダイ11側に逃げるため、胴部41と同じ方向を向く環状凸部44が形成される。なお、この場合、据え込みパンチ6の内エッジ部Ｄ及びリフトダイ11の内エッジ部Ｂは、セットバックさせた内エッジ部を面取りすることが好ましい。
【００７６】
据え込みにおいては、図7(a)に示す如く、据え込みパンチ6の湾曲面6fにおける、最大湾曲部分Ｅの曲率半径r1を、リフトダイ11の上面11fにおける、その外エッジ部Ｃの曲率半径ｒ2よりも大きく（ｒ1＞ｒ2）することが好ましい。この場合、ワークｗに塑性流動を生じさせやすくできる上、ワークｗの曲折部分42における亀裂や座屈等の発生を防ぐことができる。なお、据え込みパンチ6における、最大湾曲部分Ｅの形状は、曲面に限らず、テーパ面としたり、テーパ面と曲面との組み合わせによる形状としてもよい。
【００７７】
(4)リストライク（図4参照。）
“リストライク”は、プレス成形品の形状を整えて、仕上げを行うプロセスである。
【００７８】
上型2の下降に伴い、ワークｗの底面43に上底部43a及び環状凸部44が形成されると、それと同時に、カムパンチ7に設けた第一テーパ面t1と、カムスライドダイ12に設けた第二テーパ面t2とが当接する。
【００７９】
図4を参照すると、“リストライク”では、据え込みにより上底部43a及び環状凸部44を形成した後、更に上型2が下降すると、第一テーパ面t1と第二テーパ面t2との当接により、カムパンチ7がばね22の付勢力に抗して各カムスライドダイ12を互いに離間させながら放射状に、径方向外側に押し退け、図6(b)に示す如く、カムスライドダイ12をカムスライドフロア13に対して摺動させる。即ち、カムスライドダイ12は、図6(b)に示す如く、カムダイ7の下降に伴い、ばね22の付勢力に抗して径方向外側に移動し、ワークｗの曲折端41eから押圧凸部15を離間させる。これにより、図4に示す如く、ワークｗをセンターパンチ4,環状凸部成形パンチ5及び据え込みパンチ6からなる上型1と、コアダイ10及びリフトパンチ11からなる下型2との間で挟持してリストライクを行うが、このリストライク時に、ワークｗの曲折端41eは、押圧凸部15から不要な押圧力を受けることがなく、ワークｗの曲折部分42に発生する亀裂や座屈等を防止し、高精度のプレス成形品を生産することができる。
【００８０】
リストライクの終了後、図示せぬ駆動装置により、上型3を上昇させると、各カムスライドダイ12は、カムスライドフロア13の外壁部13wとの間に介在させたばね22の付勢力により、中心軸Ｏに向かって互いに接近しながら径方向内側に押し戻される。これにより、各カムスライドダイ12は、互いに密接状態に配置されたほぼ円筒形を構成する位置、即ち、図6(a)に示す如く、棒状部材21の係止ヘッド23が外壁部13wの外側面と当接する前記初期位置に復帰する。
【００８１】
なお、復帰手段20において、カムスライドダイ12を初期位置に位置決めする手段は、係止ヘッド23を外壁部13wの外側面に当接させる構成に限らず、様々なものが考えられる。こうした位置決め手段には、例えば、カムスライドフロア13の床面13から立設するストッパがある。このストッパは、カムスライドダイ12との当接により当該カムスライドダイ12の移動を規制するものである。具体例としては、同心円上に配したカムスライドダイ12をそれぞれ、所定のピッチ間隔だけ離間させ、その互いに向き合う側面に、当該側面から対向するカムスライドダイ12の側面に向かって伸びる張り出し部を設け、この張り出し部を前記ストッパに当接させることにより、カムスライドダイ12を初期位置に位置決めする。なお、この場合、各ストッパの上端部には、カムスライドダイ12の摺動方向に沿って延在し、前記張り出し部の上面を摺動可能に案内する庇状のガイド部を設けることが好ましい。
【００８２】
以上のように、プレス成形装置1は、上型2を下降させるだけで、(2)絞り、 (3) 据え込み、(4)リストライクのプロセスを一工程で行うことができる。従って、プレス成形装置1は、(1)ブランクを行い、上型3とリフトダイ11を上昇させて、リフトダイ11上にワークｗをセットすれば、連続してワークｗのプレス加工を行うことができる。
【００８３】
上述したことから明らかな如く、本発明によれば、円板状のワークｗを載置するリフトダイ11と、このリフトダイ11に対向配置された据え込みパンチ6を下降させるだけで、リフトダイ11と据え込みパンチ6とが協働して当該ワークｗの外周部ｗ1を曲折させて筒状の胴部41を形成すると共に、押圧凸部15が曲折端41eと当接して据え込みを行うことができる。これにより、ワークｗに板厚の厚いものを用いなくとも、ワークｗの底部43に、剛性の高い環状の凸部（又は凹部）44を一度に形成することができる。
【００８４】
従って、本発明によれば、剛性の高い成形品を一工程でプレス成形でき、ワークの移動及びパンチの取り換え等が不要になり、プレス成形に要する時間が大幅に短縮されて生産効率が非常によくなる。加えて、本発明によれば、ワークｗとして板厚の厚いブランク材料を必要とせず、プレス成形時にワークｗに加える荷重も小さく済む分、材料コストの軽減が図れると共に、装置の寿命も長くなる。
【００８５】
本発明は、リフトダイ11が、筒状の胴部41が形成されたワークｗを据え込みパンチ6と共に挟持しながら一体に下降可能なものであるから、プレス加工の基本動作である上下動を上型2が行うのみの１工程で成形することができる。
【００８６】
本発明は、図6(a)に示す如く、据え込みパンチ6及びリフトダイ11の挟持面にそれぞれ、その径方向において互いに整列する内エッジ部Ｄ，Ｂを設け、これらエッジ部Ｄ，Ｂは、その一方がほぼ直角にしてなると共に、その他方が面取りしてなるから、面取りした内エッジ部を据え込みパンチ6及びリフトダイ11のいずれかに設定するかによって、ワークｗの底部43に形成される環状の凸部（又は凹部）44を選択することができる。しかも、この場合、上記エッジ部の面取り形状に応じて、環状の凸部（又は凹部）44を構成する傾斜面の角度を自在に変更することができる。
【００８７】
本発明は、図6(b)に示す如く、据え込みパンチ6及びリフトダイ11それぞれの挟持面に設けた内エッジ部Ｄ，Ｂを、互いに径方向に位置ずれさせてもよい。この場合、どちらの内エッジ部Ｄ，Ｂをセットバックさせるかによって、ワークｗの底部43に形成される環状の凸部(又は凹部)44を選択することができる。
【００８８】
本発明は、据え込みパンチ6の内側に、ワークｗの底部43における、環状の凸部（又は凹部）44で包囲された中央部分（以下、「上底部」という。）43aを押圧する着脱可能なセンターパンチ4を設けたことから、センターパンチ4を適宜変更することで、ワークｗの底部43に形成された上底部43aをセンターパンチ4の寸法や形状に応じた様々な形状に成形することができる。
【００８９】
本発明は、センターパンチ4と据え込みパンチ6との間に、ワークｗの底部43における、環状の凸部（又は凹部）44の曲げ量を規制する着脱可能な環状凸部成形パンチ5を設けたことから、環状の凸部（又は凹部）44の高さ（深さ）を環状凸部成形パンチ5に応じて様々に変更することができる。
【００９０】
本発明は、押圧凸部15に、曲折端41eから押圧力の増大に伴い当該曲折端41eから離間させるための逃げ機構（7,12,13）を設けたから、ワークｗの曲折端41eが押圧凸部15から不要な押圧力を受けることがなく、ワークｗにおける曲折部分42に発生する座屈等を防止し、高精度な成形品を成形することができる。
【００９１】
本発明は、逃げ機構（7,12,13）に、曲折端41eから押圧力の減少に伴い押圧凸部15を初期位置に復帰させる復帰手段20を設けたから、プレス成形後に、作業者が押圧凸部15を復帰させる必要がないため、連続したプレス成形を短いインターバルで行うことができる。なお、本形態では、カムスライドフロア13の外壁部13wは、中心軸Ｏを基点する環状の筒形として説明したが、カムスライドダイ12に対向する位置にのみ断続的に設けてもよい。
【００９２】
図8〜12はそれぞれ、本発明の第二形態であるプレス成形装置100を時系列的に示す縦断面図である。なお、本形態に使用されるワークｗは、図5(b)に示すカップ形状の成形品40のうち、筒状の胴部41と、この胴部41と曲折部分42を介して一体に繋がる底部43のみからなるカップ形状の中間体である。
【００９３】
プレス成形装置100は、第一形態と同様、上型120と下型130とを備える。下型130は、図示せぬ昇降装置上に固定された下型プレート131を備える。下型プレート131には、前記昇降装置のリフトバーLbが摺動可能に貫通し、このリフトバーLbの先端にベースダイ132が固定されている。これにより、ベースダイ132は、下型プレート131に対して昇降可能に保持される。
【００９４】
ベースダイ132は、リフトバーLbの先端が固定されるほぼ円筒形状のリフトパーツ133を備える。このリフトパーツ133の内側には、円筒形状の凹部が形成されており、この凹部内には、ほぼ円筒形状のセンターパーツ134と、このセンターパーツ134を取り囲み、センターパーツ134よりも突出したリングパーツ135とが着脱可能に配置されている。即ち、ベースダイ132は、環状凸部の形状を含む領域の部位が２つのパーツ134,135からなる。リフトパーツ133の肩部133sは、湾曲面又はテーパ面で構成される。同様に、リングパーツ135の挟持部135fも、そのエッジ部135eが湾曲面又はテーパ面で構成される。
【００９５】
また、下型プレート131には、図9に示すように、ベースダイ132の外側に隣接配置された据え込みダイ136が固定されている。据え込みダイ136には、図8に示すように、上型120との対向面に溝部136nを有する。この溝部136nは、ベースダイ132との相互間にワークｗの曲折端41eを差し入れる凹部137を形成する。
【００９６】
上型120は、図示せぬ昇降装置に繋がる上型プレート121を備え、この上型プレート121には、据え込みパンチ122が設けられている。
【００９７】
据え込みパンチ122は、上型プレート121に固定されるほぼ円筒形状の本体パーツ123を備える。本体パーツ123の内側には、円筒形状の凹部が形成されており、この凹部内には、ほぼ円筒形状のセンターパーツ124と、このセンターパーツ124を取り囲む、センターパーツ124よりも上型プレート121側に凹んだリングパーツ125とが着脱可能に配置されている。
【００９８】
リングパーツ125は、本体パーツ123に、センターパーツ124を取り囲む複数の貫通孔123nを形成し、これらの貫通孔123nにそれぞれ着脱可能に取り付けられた弾性部材（例えば、リターンスプリング）126によって上型プレート121に対して弾性保持されている。即ち、据え込みパンチ122は、環状凹部の形状を含む領域の部位が３つのパーツ124,125,126からなる。
【００９９】
また、本体パーツ123は、リフトパーツ133の肩部133sと対向する部分に、上記環状凹部の形状を含む領域に面取り又はテーパ状のエッジ部123eを介して繋がる案内面123fが形成されている。この案内面123fは、ベースダイ132の肩部133sに相似する湾曲又はテーパ状からなり、上型120を下型130に接近させることにより、リングパーツ135のプレス面135f上に載置したワークｗの底部43をその曲折部分42に掛けて、リフトパーツ133のプレス面133fと共にプレスすると共に、ワークｗの曲折端41eを据え込みダイ136の突き当り面136fに当接させる。
【０１００】
次に、図8〜12を参照して、プレス成形装置100の作用を説明する。
【０１０１】
プレス成形装置100は、上型120を下降させるだけで、(1)ブランク、(2)据え込み、(3)リストライクの３つのプロセスからなるプレス加工を行うことができる装置である。以下、(1)〜(3)のプロセスを順次説明する。
【０１０２】
(1) ブランク（図8参照。）
ここでの“ブランク”は、カップ形状の中間体たるワークｗをセットするプロセスである。
【０１０３】
図8を参照すると、上型120は、第一形態と同様、図示せぬ駆動装置により、予め設定された所定位置まで上昇し、この所定位置で待機する。同様に、下型130では、前記昇降装置により、下型プレート131からベースダイ132を予め設定された所定位置まで上昇させ、この所定位置にてベースダイ132を停止させる。これにより、作業者等は、カップ形状のワークｗをベースダイ132にセットことができる。ワークｗは、裏返した状態でセットする。即ち、ワークｗのセットは、その底部43をリングパーツ135の挟持面135fに載置すると共に、その胴部41の内側をリフトパーツ133の肩部133sに繋がる外周にほぼ接触させることにより行う。
【０１０４】
(2) 予備成形（図9〜11参照。）
“予備成形”は、ワークｗの底部43に環状凸部44の形状を予備的に成形するプロセスである。
【０１０５】
ここでは、ワークｗをセットしたのち、先ず図9に示すように、上型120を下型130に向けて下降させ、上型120のセンターパーツ124がワークｗの底部43に当接すると、図10に示すように、ベースダイ132もワークｗを挟持した状態のまま、下型プレート131に当接するまで下降させる。更に上型120を下降させると、上型センターパーツ124が下型センターパーツ134に向けての押し込みが開始される。これにより、ワークｗは、上型センターパーツ124と下型センターパーツ134との間に形成された空間Rに向かってプレスされる。
【０１０６】
その後更に、上型120を下降させると、ワークｗは、図11に示すように、上型リングパーツ125と下型リングパーツ135とに環状に挟持された状態で、その外側を据え込みパンチ122の本体パーツ123でプレスされる。これにより、ワークｗの底部43には、上底部43aとそれを取り囲む環状凸部44とが予備的に成形される。なお、本形態では、上型センターパーツ124の124fが本体パーツ123の案内面123fよりも突出させた構成としたが、この関係は、ワークｗの上底部43aの高さ（深さ）に応じて適宜変更することができる。
【０１０７】
(3) 据え込み（図11,12参照。）
また、この予備的な成形と同時に、ワークｗの曲折端41eは据え込みダイ136の突き当り面136fに当接することにより、第一形態と同様の据え込みを行う。
【０１０８】
即ち、上型120を更に下降させると、図12に示すように、ワークｗの曲折端41eが据え込みダイ136を押圧することにより、当該曲折端41eには、ワークｗの中心Ｏwに向かう押圧力が作用し、ワークｗの内部では、曲折端41eから底部43に向かう塑性流動が生じる。同時に、ワークｗは円板状であるため、その曲折端41eからの押圧力に対しワークｗの中心Ｏwから曲折端41e方向への反力が作用する。この押圧力と反力とにより、上型センターパーツ124と下型センターパーツ134との相互間に配したワークｗには、空間R1内に沿った据え込みによりワークｗの底部43中心部分に上底部43aが形成されると共に、上型リングパーツ125と下型リングパーツ135との相互間に形成された空間R2内に沿った据え込みによりワークｗの底部43に筒状の胴部41と反対方向を向く環状凸部44が形成される。
【０１０９】
特に、本形態では、上型リングパーツ125が弾性部材126により弾支されているため、実質的には、空間R2の容積は可変であるから、弾性部材126の弾性力を適宜調整すれば、上型リングパーツ125と下型リングパーツ135とで挟持した状態のままでも、上記と同様、外観形状を成形するための据え込みを行うことができる。この場合も、据え込みダイ136が曲折端41eを押圧して据え込みを行い、ワークｗの塑性流動を生じさせるため、比較的剛性が小さくなりやすい曲折部分42及び環状凸部44が肉厚になる。
【０１１０】
(4)リストライク（図13参照。）
上型120を更に下型130に接近させて上型120を下型130に合致させると、図13に示すように、上型リングパーツ125とリングパーツ135との間で環状凸部44を挟持した状態のまま、上型センターパーツ124と下型センターパーツ134との間で上底部43aを完全にプレスすると共に、本体パーツ123とリフトパーツ133との間で曲折部分42を含む周辺部分を完全にプレスする。これにより、第一形態と同様、底部43及び環状凸部44の形状を整えて、成形品40を仕上げることができる。
【０１１１】
成形品40は、ベースダイ132を下型プレート131から上昇させることにより取り出す。この場合、成形品40が上型120に嵌った状態のままであっても、上型リングパンチ125が弾性部材126の付勢力により環状凸部44を押圧することにより、成形品40を上型120から払い出すことができる。また、据え込みダイ136を常時上方に付勢して持ち上げておき、その付勢力よりも大きな力が加わることで下降させる付勢装置を別途設ければ、成形品40が下型130に嵌ったままの状態の場合に成形品40を下型130から払い出すことができる。
【０１１２】
即ち、本形態は、第一形態と同様、据え込みにより均等な厚さの凹凸を成形するものであるが、第一形態では、上型2をこれに対応する下型3に合致させてワークｗをプレス成形するにあたり、上型2を下型3に接近させて上型2と下型3との相互間に空間Ｒを形成し、この空間Ｒ内に上型2と下型3との相互間に配したワークｗを据え込みにより押し込んで、ワークｗに対して予備的な形状を付与する成形を行いつつ、上型2を下型3に合致させて仕上げるに対し、本形態は、上型120を下型130に接近させて上型120と下型130との相互間に配したワークｗに対して予備的な形状を付与する成形を行うと共に、この予備的な成形に係る反力を利用して当該ワークｗを下型130と上型120との相互間に形成される成形空間R1,R2内に押し込みつつ、上型120を下型130に合致させて仕上げを行う。
【０１１３】
本形態では、第一形態により得られる効果に加え、上型リングパーツ125とリングパーツ135との間でワークｗを挟持した状態のまま、予備成形・据え込み及び仕上げを行うため、環状凸部44について、塑性流動をさらに促すことができるため、環状凸部44の肉厚をさらに厚く成形することができる。
【０１１４】
下型リングパーツ135は、リフトパーツ133及び下型プレート131を貫通するリフトバーを介して前記昇降装置に駆動結合させることにより、リフトパーツ133に対して昇降させることもできる。また、これに併せて、上型リングパーツ125も、本体パーツ123の更に深い位置まで移動させることができる。この場合、リングパーツ135をリフトパーツ133に対して上昇させることにより、底部43に対する環状凸部44の高さをさらに大きく確保することができる。
【０１１５】
また、プレス成形装置100は、底部43に環状凸部44を成形するものであるが、上型120側のセンターパーツ124及びリングパーツ125と、下型130側のセンターパーツ134及びリングパーツ135との構成を逆転させれば、第一形態と同様、底部43に環状凹部を成形でき、更に、上型リングパーツ125を可動にすれば、底部43に対するその高さ（深さ）もさらに大きく確保することもできる。また、プレス成形装置100によれば、上型120と下型130との合致によりリストライクが行われるが、仕上げを更に確実なものとする場合、図14に示すような仕上げ装置を用いて再度リストライクを行ってもよい。
【０１１６】
なお、図14に示す仕上げ装置200は、プレス成形装置1の一部を変更したものであり、図1〜7と同一部分は同一符号をもって、その説明を省略する。また、図14において、図面向かって左側半分は、後述の上型210を上昇させた状態であり、その右側半分は、リストライクを完了した状態を示す。
【０１１７】
仕上げ装置200は、上型210と下型220とを備え、下型230は、図示せぬ昇降装置上に固定された下型プレート14を備える。下型プレート14には、第一形態と同様、コアダイ10とリフトダイ11とが設けられている。上型220も、第一形態と同様、センターパンチ4及び環状凸部成形パンチ5からなるコアパンチと、絞りパンチ9とを備える。
【０１１８】
ここでのリストライクを説明すると、先ず上型220とリフトダイ11とを上昇させた状態で、プレス成形装置100から取り出した成形品40を裏返してリフトダイ11に載置する。そして、リフトダイ11を下型プレート14まで下降させたのち、上型220を下降させて下型130に合致させることにより、第一形態と同様のリストライクを行う。
【０１１９】
また、図15には、円板状のワークｗからカップ形状の中間体を成形するに当たって用いるプレス成形装置の一例を示す。なお、図15において、図面向かって左側半分は、後述の上型210を上昇させた状態であり、その右側半分は、プレス成形を完了した状態を示す。
【０１２０】
プレス成形装置300は、上型320と下型330とを備える。下型330は、図示せぬ付勢装置上に固定された下型プレート331を備える。下型プレート331には、中間体の底部内側を形成するほぼ円筒形状のコアダイ332が設けられている。また、下型プレート331には、前記付勢装置のリフトバーLbが摺動可能に貫通し、このリフトバーLbの先端に環状のリフトダイ333が固定されている。これにより、リフトダイ333は、下型プレート331に対して常時一定の付勢力で上向きに押し上げられているが、この付勢力以上の力が加わると当該付勢力に抗して降下する。
【０１２１】
上型320は、図示せぬ昇降装置に繋がる上型プレート321を備える。上型プレート321には、装置中心軸線Ｏに同軸配置されたセンターパンチ322が一体に設けられている。符合323は、成形品40の底部43の外径とほぼ等しい径寸法を有する円盤状のディスクパンチである。ディスクパンチ323は、センターパンチ322によって摺動可能に保持されている。
【０１２２】
本形態では、上型プレート321とディスクパンチ323との相互間に、ディスクパンチ323の摺動を許容するための空間が形成されるが、この空間内には、リターンスプリング等の弾性部材323が介在し、上型プレート321がディスクパンチ323を弾支している。また、ディスクパンチ323の外側には、ディスクパンチ323を取り囲む、絞りパンチ324が隣接配置されている。これにより、ディスクパンチ323は、センターパンチ322と絞りパンチ324の内面に沿って、上型プレート321に対して接近・離間する方向に摺動可能となる。
【０１２３】
ここでの予備成形を説明すると、先ずリフトダイ333に円板状のワークｗを同心円状に載置させる。そして、上型320を下降させると、図左半分に示すように、センターパンチ322の端面322f、ディスクパンチ323の平坦面323f及び絞りパンチ324の端面324eが整列した状態でワークｗに当接し、次いで、上型320は、リフトダイ333と共にワークｗを挟持しながら下降する。
【０１２４】
ワークｗがコアダイ332の支持面332fに到達すると、上型プレート321とディスクパンチ323との間に介在させた弾性部材（上述の通り図示せず。）が縮むため、上型320がなお下降すると、絞りパンチ324は、ワークｗをコアダイ332の支持面332fで保持したままリフトダイ333を押圧する。このため、絞りパンチ324の押圧力がリフトダイ333に加わる付勢力よりも大きいと、この付勢力に抗して上型320が下降し続け、図右半分に示すように、リフトダイ333と絞りパンチ324によりワークｗの外周部ｗ1を曲折させて筒状の胴部41を成形する。
【０１２５】
本形態では、ワークｗを上型320側のセンターパンチ322及びディスクパンチ323と、下型330側のコアダイ332とで挟持するため、底部43の湾曲を防止することができる。また、絞りパンチ324の下端内周縁324cは、面取りされているため、ワークｗを曲折する際に当該ワークｗを傷付けることがない。
【０１２６】
ワークｗに胴部41が成形されたのち、上型320を上昇させると、リフトダイ333は図示せぬ付勢装置の付勢力により再び上昇する。これにより、上型320を上昇させるだけで、胴部41及び底部43からなるカップ形状の中間体を取り出すことができる。この場合、中間体が上型320に嵌った状態のままであっても、ディスクパンチ323が図示せぬ弾性部材の付勢力により底部43を押圧することにより、成形品40を上型120から払い出すことができる。
【０１２７】
上述したところは、本発明の好適な形態を説明するものであるが、特許請求の範囲内にて種々の変更を加えることができる。例えば、曲折した板状のワークに凹又は凸の形状を成形するものであれば、成形品はカップ形状のものに限らず、Ｌ字形のアングルであってもよい。また、プレス成形される凹凸形状も連続する環状のものに限らず、間欠的なものにも適用できる。また、上述した各装置の構成は、例えば、リフトダイ等の昇降手段を駆動装置又は付勢装置に置き換える等、使用条件に応じてそれぞれ構成要素を適宜、置換・組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の第一形態であるプレス成形装置のブランク状態を示す縦断面図である。
【図２】同形態における絞り状態を示す縦断面図である。
【図３】同形態における据え込み状態を示す縦断面図である。
【図４】同形態におけるリストライク状態を示す縦断面図である。
【図５】(a),(b)はそれぞれ、同形態に用いられるワークを示す斜視図と、このワークをプレス加工した成形品を示す斜視断面図である。
【図６】(a),(b)はそれぞれ、同形態における逃げ機構及び復帰手段を示す要部断面図である。
【図７】(a),(b)はそれぞれ、同形態におけるワークに環状の凸部をプレス成形する型を例示する要部断面図である。
【図８】本発明の第二形態であるプレス成形装置のブランク状態を示す縦断面図である。
【図９】同形態におけるベースダイ及び据え込みパンチの合わせ状態を示す縦断面図である。
【図１０】同形態におけるベースダイ及び据え込みパンチの下降状態を示す縦断面図である。
【図１１】同形態における据え込み直前状態を示す縦断面図である。
【図１２】同形態における据え込み状態を示す縦断面図である。
【図１３】同形態におけるリストライク状態を示す縦断面図である。
【図１４】同形態において、別途リストライクを行うに際して用いる仕上げ装置を異なる時系列で例示する縦断面図である。
【図１５】同形態に用いる中間体を形成するにあたって用いられるプレス成形装置を異なる時系列で例示する縦断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１  プレス成形装置
２  上型
３  下型
４  センターパンチ
５  環状凸部成形パンチ
６  絞りダイ
７  カムダイ
８  上プレート
10  下型パンチ
11  リフトパンチ
12  カムスライドパンチ
13  カムスライドフロア
13w  外周壁
14  下プレート
15  押圧凸部
20  復帰手段
21  棒状部材
22  ばね
23  係止ヘッド
【図１】
2006320957.tif 000003
【図２】
2006320957.tif 000004
【図３】
2006320957.tif 000005
【図４】
2006320957.tif 000006
【図５】
2006320957.tif 000007
【図６】
2006320957.tif 000008
【図７】
2006320957.tif 000009
【図８】
2006320957.tif 000010
【図９】
2006320957.tif 000011
【図１０】
2006320957.tif 000012
【図１１】
2006320957.tif 000013
【図１２】
2006320957.tif 000014
【図１３】
2006320957.tif 000015
【図１４】
2006320957.tif 000016
【図１５】
2006320957.tif 000017