(57)【要約】【課題】プレス成形において、素材をブランクホールドする際の前記素材における皺の発生を容易に抑制する。【解決手段】下型１００と上型２４との間において素材Ｗの周縁部を支持ピン２２により支持するとともに側縁部の型形状を有する上下動可能なクッションリング２１を備えたプレス成形装置用のプレス成形用治具１であって、前記下型において上に凸形状が形成された側の前記クッションリング上に設けられ、下降した前記上型に押圧されることによって支持ピンから外れた前記素材の一端中央部が係止可能なブロック部材２を備える。【選択図】図１
2018001170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型と上型との間において素材の周縁部を支持ピンにより支持するとともに側縁部の型形状を有する上下動可能なクッションリングを備えたプレス成形装置用のプレス成形用治具であって、
前記下型において上に凸形状が形成された側の前記クッションリング上に設けられ、下降した前記上型に押圧されることによって支持ピンから外れた前記素材の一端中央部が係止可能なブロック部材を備えることを特徴とするプレス成形用治具。
【請求項２】
前記クッションリング上における前記ブロック部材の少なくとも高さ位置と前後位置とを変更可能な位置調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載されたプレス成形用治具。
【請求項３】
下型と上型との間において素材の周縁部を支持ピンにより支持するとともに側縁部の型形状を有する上下動可能なクッションリングを備えたプレス成形装置により前記素材をプレス成形するプレス成形方法であって、
前記下型において上に凸形状が形成された側の前記クッションリング上にブロック部材を設置するステップと、
前記上型を下降し前記素材を押圧することによって前記素材を支持ピンから外し、前記素材の一端中央部を前記ブロック部材に係止させるステップとを含むことを特徴とするプレス成形方法。
【請求項４】
前記下型において上に凸形状が形成された側の前記クッションリング上にブロック部材を設置するステップにおいて、
前記クッションリング上における前記ブロック部材の少なくとも高さ位置と前後位置とを位置調整手段により変更するステップを含むことを特徴とする請求項３に記載されたプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形用治具及びプレス成形方法に関し、特にプレス成形工程において、素材を保持する際の皺発生を抑制することのできるプレス成形用治具及びプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のラゲージ等のＬ字断面大型板金パネルは、プレス成形により形成される。このプレス成形にあっては、図６の斜視図に示すブランクホルダー１００（下型）上に素材（ブランクと呼ぶ）Ｗが保持される。より詳しくは、ブランクホルダー１００は、中央に大きな開口部１００ａが形成された下型ベース２０と、前記開口部１００ａに沿ってリング状に形成され、前記下型ベース２０に対し昇降可能なクッションリング２１とを有している。前記クッションリング２１の上面側には、周方向に間隔を空けた複数箇所に支持ピン２２が設けられ、前記支持ピン２２により平板のブランクＷの周縁部が支持される。尚、図６には示さないが、図７（ａ）に示すように、ブランクホルダー１００（クッションリング２１）の開口部１００ａには、上面側に金型を持つパンチ２３が配置されるようになっている。
【０００３】
図７（ａ）に二点鎖線で示すようにクッションリング２１は昇降可能に設けられるが、先ずはクッションリング２１が上昇した位置でブランクＷが支持ピン２２により支持され、前記パンチ２３を上昇させて、パンチ２３頂点（上凸部）とブランクＷとを接触させる。
また、図７（ｂ）に示すようにブランクホルダー２０の上方に配置されたアッパーダイス２４（上型）を下降させ、ブランクＷに接触させる。
尚、図示するようにパンチ２３は上に凸形状であり、アッパーダイス２４は前記パンチ２３の形状に対応した上に凹形状である。このため、パンチ２３は図示する断面において最初に１つの凸部（頂点）がブランクＷ下面に接し、アッパーダイス２４は前記パンチ２３の凸部を挟んで前後２箇所がブランクＷ上面に接することになる。
【０００４】
さらに図７（ｃ）、（ｄ）に時系列に示すように、アッパーダイス２４を下降させると、ブランクＷの周縁部はアッパーダイス２４に上から押されて支持ピン２２から外れ、ブランクＷの側縁部はアッパーダイス２４とクッションリング２１の形状に沿って変形する。そして、アッパーダイス２４とクッションリング２１とによりブランクＷが保持され、所謂ブランクホールドの状態となる。
ブランクホールドされた状態となると、クッションリング２１がプレス下死点まで下降し、ブランクＷがパンチ２３の成形面に合わせて製品形状にプレス成形される。
【０００５】
ところで前記のように成形パネルが断面Ｌ字状の山型形状（上凸形状）である場合、パンチ２３の頂点（上凸形状）に近いブランクＷの前側中央部（図において左側を前側とする）に皺が生じるという課題があった。
即ち、ブランクＷの側縁部は、アッパーダイス２４とクッションリング２１とにより、その形状に沿って（曲線的に）折り曲げられるが、ブランクＷの前側中央部は、下側に空間が存在するために直線的に逆折れする。そのため、図７（ｄ）に示すように、ブランクＷ側縁部の曲線的な線長Ｌ２に対し、ブランクＷ前側中央部は直線的な線長Ｌ１となり、この線長差がブランクホールドの際の皺発生の原因となっていた。
【０００６】
このようなプレス成形の際に生じ易い皺の発生を低減するために、特許文献１においては、一対の金型のうち一方に凹側絞りビードを形成するとともに、他方に凸側絞りビードを形成した金型装置を開示している。
この金型装置においては、ブランク（素材）を押圧保持した状態で生じる肉余部に対応して前記凹側絞りビードの深さを大きく形成し、前記凸側絞りビードを前記凹側絞りビードに対応させた形状に形成した構成とされる。
この構成によって、ブランクの保持時に発生する皺を軽減し、プレス面の品質不良を改善するようになされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３１７５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された金型装置にあっては、プレス成形する部品毎に凹側絞りビードの深さ（及びそれに対応する凸側絞りビード）を変えて形成する必要があり、手間とコストがかかるという課題があった。
また、プレス成形後に皺が生じた場合、ビードの深さを修正しなければならず、修正工事が必要となり、手間を要するという課題があった。
【０００９】
本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、プレス成形において、素材をブランクホールドする際の前記素材における皺の発生を容易に抑制することのできるプレス成形用治具及びプレス成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するために、本発明に係るプレス成形用治具は、下型と上型との間において素材の周縁部を支持ピンにより支持するとともに側縁部の型形状を有する上下動可能なクッションリングを備えたプレス成形装置用のプレス成形用治具であって、前記下型において上に凸形状が形成された側の前記クッションリング上に設けられ、下降した前記上型に押圧されることによって支持ピンから外れた前記素材の一端中央部が係止可能なブロック部材を備えることに特徴を有する。
尚、前記クッションリング上における前記ブロック部材の少なくとも高さ位置と前後位置とを変更可能な位置調整手段を備えることが望ましい。
【００１１】
このような構成によれば、上型が下降し素材を押圧することによって素材をクッションリングの支持ピンから外し、素材の一端中央部をブロック部材に係止させるものとした。それにより、素材の側縁部と中央部との折れた線長の長さを略等しくし、素材における皺の発生を抑制することができる。
また、前記ブロック部材の高さと前後位置（素材の掛かり代の長さ）を設定できるため、製品毎に凸形状の位置などが異なっても容易に対応することができる。
また、前記素材の一端中央部がブロック部材に係止する際の掛かり代を短く設定することにより、クッションリングを下死点まで押し込んだ際に素材の一端中央部のブロック部材への係止を容易に解除し、ワレの発生を防止することができる。
【００１２】
また、前記課題を解決するために本発明に係るプレス成形方法は、下型と上型との間において素材の周縁部を支持ピンにより支持するとともに側縁部の型形状を有する上下動可能なクッションリングを備えたプレス成形装置により前記素材をプレス成形するプレス成形方法であって、前記下型において上に凸形状が形成された側の前記クッションリング上にブロック部材を設置するステップと、前記上型を下降し前記素材を押圧することによって前記素材を支持ピンから外し、前記素材の一端中央部を前記ブロック部材に係止させるステップとを含むことに特徴を有する。
尚、前記下型において上に凸形状が形成された側の前記クッションリング上にブロック部材を設置するステップにおいて、前記クッションリング上における前記ブロック部材の少なくとも高さ位置と前後位置とを位置調整手段により変更するステップを含むことが望ましい。
【００１３】
このような方法によれば、上型が下降し素材を押圧することによって素材をクッションリングの支持ピンから外し、素材の一端中央部をブロック部材に係止させる。それにより、素材の側縁部と中央部との折れた線長の長さを略等しくし、素材における皺の発生を抑制することができる。
また、前記ブロック部材の高さと前後位置（素材の掛かり代の長さ）を設定できるため、製品毎に凸形状の位置などが異なっても容易に対応することができる。
また、前記素材の一端中央部がブロック部材に係止する際の掛かり代を短く設定することにより、クッションリングを下死点まで押し込んだ際に素材の一端中央部のブロック部材への係止を容易に解除し、ワレの発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プレス成形において、素材をブランクホールドする際の前記素材における皺の発生を容易に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係るプレス成形用治具を適用したブランクホルダーの構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のブランクホルダーの断面図である。
【図３】図３（ａ）は、図１のブランクホルダーに設けられるブランクホールドブロックの断面図であり、図３（ｂ）はその平面図であり、図３（ｃ）は、ブランクホールドブロックに用いる高さ調整シムの平面図である。
【図４】図４（ａ）、図４（ｂ）は、本発明に係るプレス成形用治具としてのブランクホールドブロックを用いた場合のブランクホールドの工程を説明するための断面図である。
【図５】図５は、ブランクホールドブロックの高さ及び前後長さを算出する式を説明するための図である。
【図６】図６は、従来のブランクホルダーを模式的に示す斜視図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｄ）は、従来のブランクホールドの工程を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るプレス成形用治具及びプレス成形方法に係る実施の形態につき、図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るプレス成形用治具を適用したブランクホルダー（下型）の構成を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１のブランクホルダーの断面図である。
尚、図１には図示しないが、図２に示すように中央開口部には、上面に金型が形成されたパンチ（型）が配置されて使用される。
【００１７】
図１、図２において、下型となるブランクホルダー１００は、中央に大きく開口部１００ａが形成された下型ベース２０と、前記開口部１００ａに沿って形成された上下動可能なリング状のクッションリング２１と、前記クッションリング２１の複数箇所に設けられた支持ピン２２とを備える。
前記複数の指示ピン２２は、例えば合金材料からなる平板のブランク（素材）Ｗの周縁部を支持するように設けられている。尚、図１には図示しないが、図２に示すように、ブランクホルダー１００（クッションリング２１）の開口部１００ａには、上面側に金型を持つパンチ２３が配置されて使用される。
【００１８】
また、クッションリング２１の一側辺部上には、本発明に係るプレス成形用治具としてのブランクホールドブロック１が取り付けられている。図３（ａ）は、ブランクホールドブロック１の断面図であり、図３（ｂ）は平面図である。また、図３（ｃ）は、ブランクホールドブロック１に用いる高さ調整シム５の平面図である。
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、ブランクホールドブロック１は、略直方体状のブロック本体２と、このブロック本体２をクッションリング２１に対して固定するボルト３及びワッシャ４と、ブロック本体２の下に１枚または複数枚配置してブロック本体２の高さを調整する高さ調整シム５とを有する。
【００１９】
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すようにブロック本体２には、上下に貫通する平面視が長細い長孔２ａと、この長孔２ａよりも縮径された長孔２ｂとが形成されている。
図３（ｂ）に示すようにブロック本体２の横方向の長さ（幅）ｂは例えば４００ｍｍとされ、これはブランクＷの幅寸法の１／３〜２／３程度の長さである。また、ブロック本体２の前後方向の長さ（奥行き）ｄ１は例えば１００ｍｍに形成されている。
前記長孔２ａ、２ｂには前記ワッシャ４が通されたボルト３が挿入され、ワッシャ４が長孔２の底部側（段差）に係止し、ボルト３がクッションリング２１に対し螺合（固定）するようになっている。また、クッションリング２１に固定可能なボルト３に対し長孔２ｂの長さ範囲内で、ブロック本体２は（固定前に）前後方向に例えば距離ｄ２（例えば１０ｍｍ）を移動させることが可能となっている。
【００２０】
また、図３（ｃ）に示すように高さ調整シム５には、ブロック本体２の平面形状に合わせ、２つの長孔５ａが形成されている。これら長孔５ａは、前記ブロック本体２の長孔２ｂと同形状であり、ブロック本体２の下に（１枚または複数枚の）高さ調整シム５が重ねて配置された際、前記ブロック本体２の長孔２ｂの位置と高さ調整シム５の長孔５ａに位置が合致し、ボルト３の先端側が挿通されるようになっている。
【００２１】
この構成によりブロック本体２及び高さ調整シム５は、長孔２ｂ、５ａ内での長さｄ２分、前後に移動可能とされ、高さ調整シム５の枚数に従って高さの調整（クッションリング２１の皺押さえ上昇点からの高さ）が可能となされている。尚、このブロック本体２の上面には、ブランクホールドの工程の途中でブランクＷの一端中央部が係止するが、係止する上面縁部の掛かり代Ａ（長さ）は、ブロック本体２の前後移動により設定可能となっている。前記高さ調整シム５と、ボルト３及びワッシャ４と、長孔２ａ、２ｂ、５ａとにより位置調整手段が構成される。
【００２２】
このようにブランクホールドブロック１を備えたブランクホルダー１００を用いることにより、例えば、図４（ａ）に示すようにクッションリング２１が上昇した位置で、パンチ２４頂点（上凸部）とブランクＷ下面側とが接触し、ブランクホルダー２０の上方に配置されたアッパーダイス２４（上型）が下降すると、ブランクＷの上面側がアッパーダイス２４によって下方に押され、ブランクＷの周縁部は支持ピン２２から外れる。
【００２３】
支持ピン２２から外れたブランクＷの前側中央部の先端は、ブランクホールドブロック１の上面先端（掛かり代Ａ）に係止する。ここで、前記掛かり代Ａの長さは、ブランクホールド完の（クッションリング下降開始）時点にブランクＷの係止が解除されるように短く設定される。また、ブランクホールドブロック１の皺押さえ上昇点２１ａからの高さＨは、ブロック１が無い場合にブランクＷの前側中央部が逆折れを始める高さよりも高く設定されている。
【００２４】
さらに図４（ｂ）に示すようにアッパーダイス２４が下降すると、ブランクＷの側縁部は、アッパーダイス２４とクッションリング２１とにより、その形状に沿って曲線的に折り曲げられる。
一方、ブランクＷの前側中央部は、その先端がブランクホールドブロック１の上面先端（掛かり代）に係止することにより強制的に下に膨らむように逆折れする。これによりブランクＷの折り曲げられた側縁部と中央部との線長は略等しくなり、ブランクＷにおける皺の発生が抑制される。
また、アッパーダイス２４がさらに下降すると、図４（ｂ）に示すようにブランクＷの前側中央部は、ブランクホールドブロック１の上面先端（掛かり代Ａ）から外れ、ワレが発生することなくブランクホールドされる。
【００２５】
尚、前記ブランクホールドブロック１の高さＨの位置（皺押さえ上昇点２１ａからの高さ）と前後位置（平面状態のブランクＷ端からの長さ）の調整は、製品ごとに変更することができるが、具体的には、それぞれ次式（１）、（２）に従い値を設定することができる。式（１）、（２）において、図５に示すようにブランクホールドブロック１の高さをＨ、掛かり代をＡ、ブランクＷ端部とパンチ頂点（ブランクＷが折れる点）との前後方向の距離をＬ、プレス下死点から皺押さえ上昇点２１ａまでの高さをｈ１、下型上端から垂直にＬ下がった点からプレス下死点までの高さをｈ２とする。
【００２６】
Ｈ＝（Ｌ−ｈ２）／（ｓｉｎθ＋１）−ｈ１  ・・・（１）
Ａ＝｛２π（０．２５−θ／３６０）−ｃｏｓθ｝（Ｌ−ｈ２）／（ｓｉｎθ＋１）／（１／ｓｉｎθ−１）  ・・・（２）
【００２７】
即ち、製品によって変化する値を上記式（１）、（２）に代入することにより、適切なブランクホールドブロック１の高さＨ及び掛かり代Ａを得ることができ、例えば図３に示したようなブロック本体２の高さ及び前後位置の調整機能により高さＨと掛かり代Ａを設定すればよい。
【００２８】
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、アッパーダイス２４が下降しブランクＷを押圧することによってブランクＷをクッションリング２１の支持ピン２２から外し、ブランクＷの一端中央部をブランクホールドブロック１に係止させるものとした。それにより、ブランクＷの側縁部と中央部との折れた線長の長さを略等しくし、ブランクＷにおける皺の発生を抑制することができる。
また、前記ブランクホールドブロック１の高さとブランクＷの掛かり代Ａの長さを設定できるため、製品毎に凸形状の位置などが異なっても容易に対応することができる。
また、前記ブランクＷの一端中央部がブランクホールドブロック１に係止する際の掛かり代Ａを短く設定することにより、クッションリング２１を下死点まで押し込んだ際にブランクＷの一端中央部のブランクホールドブロック１への係止を容易に解除し、ワレの発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１          ブランクホールドブロック（ブロック部材）
２          ブロック本体（ブロック部材）
２ａ        長孔（位置調整手段）
２ｂ        長孔（位置調整手段）
３          ボルト（位置調整手段）
４          ナット（位置調整手段）
５          高さ調整シム（位置調整手段）
５ａ        長孔（位置調整手段）
２０        下型ベース（下型）
２１        クッションリング（下型）
２１ａ      皺押さえ上昇点
２２        支持ピン
２３        パンチ（下型）
２４        アッパーダイス（上型）
１００      ブランクホルダー（下型）
Ｗ          ブランク（素材）
【図１】
2018001170.tif 000003
【図２】
2018001170.tif 000004
【図３】
2018001170.tif 000005
【図４】
2018001170.tif 000006
【図５】
2018001170.tif 000007
【図６】
2018001170.tif 000008
【図７】
2018001170.tif 000009