(57)【要約】【課題】保持手段が停止すると同時にダイが保持手段から離間した際に、被加工物がバウンドすることを防ぎ、被加工物の位置決め精度を向上させるとともに、生産性の低下を防止することができる、プレス装置、及び、プレス方法を提供する。【解決手段】プレス装置１０は、上面にポンチ２１が形成された下型２０と、下面にダイ３１が形成され、前記下型２０に対して上下方向に近接離間可能に構成された上型３０と、下型２０において上下方向に摺動可能に配設された保持手段２７と、保持手段２７の下面を前記上型３０の側に付勢する、下型２０に配設された流体シリンダ４１・４１・・・と、上型３０が下型２０の側から上昇し、ダイ３１が保持手段２７から離間する際において、保持手段２７の上面を下型２０の側に付勢する弾性体５１・５１・・・と、を備える。【選択図】図１
2011156548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面にポンチが形成された下型と、
下面にダイが形成され、前記下型に対して上下方向に近接離間可能に構成された上型と、
前記下型に上下方向へ摺動可能に配設され、前記ダイとの間に介挿される被加工物を、前記ダイとで挟むことにより保持可能に構成された保持手段と、
前記下型に配設され、前記保持手段を前記上型側に付勢する、少なくとも一つの弾性部材と、を備えるプレス装置であって、
下降した状態にある前記上型が前記下型側から上昇し、前記ダイが前記保持手段から離間する際において、前記保持手段の上面を前記下型側に付勢する、少なくとも一つの弾性体を備える、
ことを特徴とする、プレス装置。
【請求項２】
前記弾性部材のうち少なくとも一つは、前記保持手段の下面に対して付勢する第一クッション部と、該第一クッション部が圧縮した後に、前記保持手段の下面に対して第一クッション部よりも大きい力で付勢する第二クッション部と、を備える二段階弾性部材として配設される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のプレス装置。
【請求項３】
前記二段階弾性部材は、前記第一クッション部として小径のピストンを、前記第二クッション部として大径のピストンを、それぞれ収納した流体シリンダで構成される、
ことを特徴とする、請求項２に記載のプレス装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のプレス装置において前記被加工物をプレス成形する、プレス方法であって、
前記保持手段の上面に前記被加工物が載置された状態で、前記ダイが前記保持手段に当接するまで、前記上型が前記下型の方向へ下降する、第一工程と、
前記第一クッション部が前記保持手段の下面を前記上型側に付勢し、前記ダイの下面と前記保持手段の上面とで前記被加工物を挟持した状態で、前記上型が前記下型の方向へ下降する、第二工程と、
前記第二クッション部が前記保持手段の下面を前記上型側に付勢しつつ、前記上型が前記下型の方向へ、下死点まで下降し、前記被加工物をプレス成形する、第三工程と、
前記第二クッション部が前記保持手段の下面を前記上型側に付勢しつつ、前記上型が前記下型と反対の方向へ上昇する、第四工程と、
前記第一クッション部が前記保持手段の下面を前記上型側に付勢すると同時に、前記弾性体が前記保持手段の上面を前記下型側に付勢しつつ、前記ダイが前記保持手段から離間するまで、前記上型が前記下型と反対の方向へ上昇する、第五工程と、
前記ダイが前記保持手段から離間した後、前記上型が前記下型と反対の方向へ、上死点まで上昇する、第六工程と、を備える、
ことを特徴とする、プレス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス装置、及び、プレス方法に関し、より詳しくは、プレス装置においてワークパネル等の被加工物をプレス成形する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の車体等の成形を行うプレス装置において、上面にポンチが形成された下型と、下面にダイが形成された上型と、の間にワークパネル等の被加工物を載置した状態で、上型を下型に近接離間させることにより被加工物をプレス成形（例えば、絞り成形、曲げ成形、抜き成形等）する技術が用いられている。詳しくは、前記下型には上下方向に摺動可能に保持手段（ブランクホルダ・ワークホルダ等）が配設されており、被加工物を保持手段とダイとで挟持した状態で、上型を下型に近接させることにより、被加工物をプレス成形するのである。
そして、これらのプレス装置には、保持手段がダイから押圧される力に対する反力を得るために、また、ポンチ及びダイが被加工物をプレス成形する際に発生する衝撃を緩衝するために、下型と保持手段の間に弾性部材が配設される場合がある（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７３６７８号公報
【特許文献２】実公平６−１４９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来技術について、図１８から図２０を用いて具体的に説明する。図１８から図２０はそれぞれ、従来技術に係るプレス装置における成形前、成形中、及び、成形後の状態を示した断面図である。
図１８に示すプレス装置はプレス成形（絞り成形）を行うものであり、上面にポンチが形成された下型と、該下型に対向して（図１８においては上方に）配設される、下面にダイが形成された上型と、前記下型に対して上下方向に摺動可能に配設された保持手段と、下型と保持手段の間に介挿され、保持手段を支持する弾性部材であるガスシリンダと、を備えている。
【０００５】
前記プレス装置において、ポンチとダイとの間には被加工物である板状のワークパネルが載置される。この際、ガスシリンダは保持手段及び被加工物の荷重によって幾分圧縮される。また、この段階においては、図１８に示す如く、被加工物はポンチの上面に対して間隙を有するように位置している。そして、該被加工物をプレス装置により成形加工するときには、まず、上型を図１８の矢印に示す如く下降させて、ダイの下面と、保持手段の上面とで被加工物の周縁部を挟持する。
【０００６】
その後、上型をさらに下降させて、被加工物をポンチの上面に当接させ、その後被加工物をポンチの上面に押し付けて変形させることにより、図１９に示す如く被加工物のプレス成形加工（絞り加工）を行うのである。この際、保持手段は、被加工物を挟持した状態を保持しながら、上型とともに下降し、ガスシリンダを圧縮する。
【０００７】
その後、図１９の矢印に示す如く上型を上昇させ、図２０に示す如く上型を下型から離間させる。この際、ガスシリンダは内圧により伸長するため、保持手段はダイが離間するまで被加工物を挟持した状態を維持しつつ、上型とともに上昇するのである。そして、保持手段はガスシリンダが成形前の長さに戻った段階で停止し、同時にダイが保持手段から離間するのである。
【０００８】
前記の如く従来技術に係るプレス装置によれば、上型が上昇して下死点から上死点にストロークする過程において、保持手段が停止すると同時にダイが保持手段から離間する。この際、ダイ及び保持手段が一定以上の速度でストロークしていたときは、保持手段が停止しても、被加工物が慣性によりバウンドし、図２０の矢印に示す如く移動する場合がある。このように被加工物がバウンドすると、被加工物の位置決め精度が悪くなり、生産性の低下につながるという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、保持手段が停止すると同時にダイが保持手段から離間した際に、被加工物がバウンドすることを防ぎ、被加工物の位置決め精度を向上させるとともに、生産性の低下を防止することができる、プレス装置、及び、プレス方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
即ち、請求項１においては、上面にポンチが形成された下型と、下面にダイが形成され、前記下型に対して上下方向に近接離間可能に構成された上型と、前記下型に上下方向へ摺動可能に配設され、前記ダイとの間に介挿される被加工物を、前記ダイとで挟むことにより保持可能に構成された保持手段と、前記下型に配設され、前記保持手段を前記上型側に付勢する、少なくとも一つの弾性部材と、を備えるプレス装置であって、下降した状態にある前記上型が前記下型側から上昇し、前記ダイが前記保持手段から離間する際において、前記保持手段の上面を前記下型側に付勢する、少なくとも一つの弾性体を備えるものである。
【００１２】
請求項２においては、前記弾性部材のうち少なくとも一つは、前記保持手段の下面に対して付勢する第一クッション部と、該第一クッション部が圧縮した後に、前記保持手段の下面に対して第一クッション部よりも大きい力で付勢する第二クッション部と、を備える二段階弾性部材として配設されるものである。
【００１３】
請求項３においては、前記二段階弾性部材は、前記第一クッション部として小径のピストンを、前記第二クッション部として大径のピストンを、それぞれ収納した流体シリンダで構成されるものである。
【００１４】
請求項４においては、請求項２又は請求項３に記載のプレス装置において前記被加工物をプレス成形する、プレス方法であって、前記保持手段の上面に前記被加工物が載置された状態で、前記ダイが前記保持手段に当接するまで、前記上型が前記下型の方向へ下降する、第一工程と、前記第一クッション部が前記保持手段の下面を前記上型側に付勢し、前記ダイの下面と前記保持手段の上面とで前記被加工物を挟持した状態で、前記上型が前記下型の方向へ下降する、第二工程と、前記第二クッション部が前記保持手段の下面を前記上型側に付勢しつつ、前記上型が前記下型の方向へ、下死点まで下降し、前記被加工物をプレス成形する、第三工程と、前記第二クッション部が前記保持手段の下面を前記上型側に付勢しつつ、前記上型が前記下型と反対の方向へ上昇する、第四工程と、前記第一クッション部が前記保持手段の下面を前記上型側に付勢すると同時に、前記弾性体が前記保持手段の上面を前記下型側に付勢しつつ、前記ダイが前記保持手段から離間するまで、前記上型が前記下型と反対の方向へ上昇する、第五工程と、前記ダイが前記保持手段から離間した後、前記上型が前記下型と反対の方向へ、上死点まで上昇する、第六工程と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１６】
本発明により、保持手段が停止すると同時にダイが保持手段から離間した際に、被加工物がバウンドすることを防ぎ、被加工物の位置決め精度を向上させるとともに、生産性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一実施形態に係るプレス装置における成形前の状態を示した断面図。
【図２】第一実施形態に係るプレス装置における成形中の状態を示した断面図。
【図３】第一実施形態に係るプレス装置における成形後の状態を示した断面図。
【図４】第二実施形態に係るプレス装置における成形前の状態を示した断面図。
【図５】第二実施形態に係るプレス装置における第一工程後の状態を示した断面図。
【図６】第二実施形態に係るプレス装置における第二工程後の状態を示した断面図。
【図７】第二実施形態に係るプレス装置における第三工程後の状態を示した断面図。
【図８】第二実施形態に係るプレス装置における第四工程後の状態を示した断面図。
【図９】第二実施形態に係るプレス装置における第五工程後の状態を示した断面図。
【図１０】第二実施形態に係るプレス装置における第六工程後の状態を示した断面図。
【図１１】（ａ１）から（ａ３）は第二実施形態に係るプレス装置における二段流体シリンダを示した図、（ｂ）は第二実施形態に係るストロークと二段流体シリンダの荷重との関係を示した線図。
【図１２】第二実施例に係るプレス装置における成形前の状態を示した断面図。
【図１３】第二実施例に係るプレス装置における成形中の状態を示した断面図。
【図１４】第二実施例に係るプレス装置における成形後の状態を示した断面図。
【図１５】第三実施例に係るプレス装置における成形前の状態を示した断面図。
【図１６】第三実施例に係るプレス装置における成形中の状態を示した断面図。
【図１７】第三実施例に係るプレス装置における成形後の状態を示した断面図。
【図１８】従来技術に係るプレス装置における成形前の状態を示した断面図。
【図１９】従来技術に係るプレス装置における成形中の状態を示した断面図。
【図２０】従来技術に係るプレス装置における成形後の状態を示した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【００１９】
［第一実施形態］
まず始めに、本発明の第一実施形態に係るプレス装置１０について、図１を用いて説明をする。なお、本明細書においては説明の便宜上、各図における上側を上方、下側を下方とし、同じく右側を右側方、左側を左側方、同じく紙面手前側を前方、紙面奥側を後方として説明する。
【００２０】
図１に示す如く、本実施形態に係るプレス装置１０は、上面にポンチ２１が形成された下型２０と、該下型２０に対向して（図１においては上方に）配設される、下面にダイ３１が形成された上型３０と、を備える。
具体的には、下型２０は図示しない基台上に固設され、上面に凹部２２が形成されている。そして、該凹部２２の略中央に、上方に突出するポンチ２１が形成されている。一方、上型３０は、基台に対して上下方向に近接離間可能に構成された図示しない圧盤に配設されている。そして、上型３０の下面の略中央に、前記ポンチ２１を挿入できるように、平面視でポンチ２１よりやや大きいダイ３１が形成されているのである。
【００２１】
さらにプレス装置１０は、前記下型２０に対して上下方向に摺動可能に配設された保持手段（例えば、ブランクホルダ）２７を備える。
具体的には、保持手段２７は平面視で前記凹部２２の形状と略同形状に形成され、前記ポンチ２１と同形状の孔２７ａが上下方向に開口されている。そして、保持手段２７は、前記ポンチ２１が孔２７ａに挿入された状態で、下型２０に対して上下方向に摺動可能に、前記凹部２２に嵌挿されているのである。そして、前記上型３０が下型２０に近接した際には、ダイ３１の下面である上保持面３１ａと、保持手段２７の上面である下保持面２７ｂとで、上型３０と下型２０の間に介挿される板状のワークパネルである被加工物Ｗを挟持できるように構成されているのである。
【００２２】
また、下型２０と保持手段２７の間には、保持手段２７を支持するとともに、前記保持手段２７の下面を前記上型３０の側に付勢する、弾性部材である流体シリンダ４１・４１・・・が介挿される。
具体的には、流体シリンダ４１・４１・・・はそれぞれ、シリンダ部４１ａ・４１ａ・・・と、ピストン４１ｂ・４１ｂ・・・とで構成されている。そして、ピストン４１ｂ・４１ｂ・・・はシリンダ部４１ａ・４１ａ・・・に対して上下方向に摺動可能に嵌挿されるとともに、流体シリンダ４１・４１・・・の内部には窒素等のガスが供給されている。このように構成された流体シリンダ４１・４１・・・が、前記凹部２２の底部に、ピストン４１ｂ・４１ｂ・・・を上方に向けて配設されているのである。
なお、本明細書における各図には、流体シリンダ４１は８個記載しているが、流体シリンダ４１は左右方向だけでなく前後方向にも並べて配列される。即ち、流体シリンダ４１・４１・・・は、保持手段２７の下面を全体的に支持しているのである。
【００２３】
前記流体シリンダ４１・４１・・・は、ピストン４１ｂ・４１ｂ・・・に対して上方から荷重が加わった場合に圧縮し、ピストン４１ｂ・４１ｂ・・・への荷重が小さくなった場合には、内部に供給されたガスの内圧により伸長するように構成されている。このように、流体シリンダ４１・４１・・・によって、前記保持手段２７を上下方向に摺動可能に支持しているのである。
また、流体シリンダ４１・４１・・・により支持される保持手段２７は、下降する上型３０から受ける上方から下方へ向けての荷重がかかっていない状態では、その上面の高さ位置が、ポンチ２１の上面の高さ位置よりも高くなるように構成されている。
【００２４】
上記の如く、本実施形態に係るプレス装置１０は、下型２０に流体シリンダ４１・４１・・・を配設することにより、保持手段２７がダイ３１から押圧される力に対する反力を得ると同時に、ポンチ２１及びダイ３１が被加工物Ｗをプレス成形する際に発生する衝撃を緩衝するように構成されているのである。
【００２５】
なお、本実施形態においては、保持手段２７を付勢する弾性部材としてガスシリンダである流体シリンダ４１を用いるものとして説明するが、弾性部材としてはウレタン等の樹脂製品、油圧シリンダ、バネ等で構成されるもの、又はこれらを組み合わせたものでも良く、荷重に対して弾性を有する部材であれば適用することが可能である。また、前記弾性部材の個数は、その実施態様に関わらず限定されるものではない。
【００２６】
さらに、本実施形態に係るプレス装置１０は、下降した状態にある前記上型３０が前記下型２０の側から上昇し、前記ダイ３１が前記保持手段２７から離間する際において、前記保持手段２７の上面を前記下型２０側に付勢する弾性体（本実施形態においては、アブソーバー）５１・５１・・・を備える。
具体的には、下型２０の上部における前後左右端部に固定ブロック２３・２３・・・が固設され、それぞれの固定ブロック２３・２３・・・に弾性体５１・５１・・・が配設されるのである。弾性体５１・５１・・・はピストンロッドを下方に延出して配設されており、保持手段２７が流体シリンダ４１・４１・・・によって上昇した状態において保持手段２７の上面をピストンロッドによって前記下型２０側に付勢するように配設されているのである。
なお、本明細書における各図には、弾性体５１は２個記載しているが、弾性体５１は保持手段２７の大きさ等に応じて適宜個数を変更することができる。即ち、弾性体５１の個数は限定されるものではなく、プレス装置１０の実施形態によって変更することが可能である。
【００２７】
［プレス方法］
上記の如く構成されたプレス装置１０におけるプレス方法について、図１から図３を用いて説明する。
プレス装置１０において板状の被加工物Ｗを絞り成形する際は、まず、ポンチ２１とダイ３１との間に被加工物Ｗを載置する。この際、流体シリンダ４１・４１・・・は保持手段２７及び被加工物Ｗの荷重によって幾分圧縮される。また、この段階においては図１に示す如く、被加工物Ｗは保持手段２７上に載置された状態となっており、ポンチ２１の上面に対して間隙を有するように位置している。さらに、弾性体５１・５１・・・のピストンロッドは保持手段２７の上面によって圧縮されている。そして、上型３０を図１の矢印に示す如く下降させて、ダイ３１の下面である上保持面３１ａと、保持手段２７の上面である下保持面２７ｂとで被加工物Ｗの周縁部を挟持する。
【００２８】
その後、上型３０をさらに下降させて被加工物Ｗをポンチ２１の上面に当接させた後、さらに被加工物Ｗをポンチ２１の上面に押し付けてポンチ２１の形状に変形させることにより、図２に示す如く被加工物Ｗのプレス成形加工（本実施形態においては、絞り加工）を行うのである。この際、保持手段２７は、被加工物Ｗを挟持した状態を保持しながら、上型３０とともに下降し、図２に示す下死点に至るまで流体シリンダ４１・４１・・・を圧縮する。この過程において、弾性体５１・５１・・・のピストンロッドは保持手段２７の下降に伴って伸長し、弾性体５１・５１・・・が通常の長さにまで戻った段階で保持手段２７は弾性体５１・５１・・・から離間する。
【００２９】
その後、図２の矢印に示す如く上型３０を上昇させ、図３に示す如く上型３０を下型２０から離間させる。この際、流体シリンダ４１・４１・・・が内圧により伸長するため、保持手段２７はダイ３１が離間するまで被加工物Ｗを挟持した状態を維持しつつ、上型３０とともに上昇するのである。
この際、本実施形態に係るプレス装置１０においては、前記の如く前記ダイ３１が前記保持手段２７から離間する際において、弾性体５１・５１・・・が前記保持手段２７の上面を前記下型２０側に付勢するように構成されている。このため、保持手段２７は弾性体５１・５１・・・のピストンロッドが当接した瞬間から減速し始め、同時にダイ３１が保持手段２７から離間するのである。そして、徐々に減速した保持手段２７は流体シリンダ４１・４１・・・が成形前の長さに戻った段階で停止するのである。
【００３０】
上記の如く本実施形態に係るプレス装置１０によれば、上型３０が上昇して下死点から上死点にストロークする過程において、保持手段２７が停止する前に、弾性体５１・５１・・・によって保持手段２７を十分に減速させることができる。このため、保持手段２７が停止しても、従来技術の如く被加工物Ｗが慣性によりバウンドすることがなく、図３に示す如く所定の位置で被加工物Ｗを停止させることが可能となるのである。即ち、プレス成形後の被加工物Ｗの位置決め精度を向上させることができ、プレス形成品の生産性の低下を防止することができるのである。
【００３１】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係るプレス装置１１０の第一実施例について、図４を用いて説明をする。本実施例では、プレス装置１１０で被加工物Ｗ１を絞り加工する場合について説明する。なお、以下の実施形態に係るプレス装置の説明において、既出の実施形態と共通する部分については、同符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
図４に示す如く、本実施形態に係るプレス装置１１０においては、前記実施形態に係るプレス装置１０の構成に加えて、下型２０と保持手段２７の間に弾性部材として二段階弾性部材である二段流体シリンダ１４１・１４１・・・が介挿されている。二段流体シリンダ１４１・１４１・・・は、保持手段２７を支持するとともに、保持手段２７の下面に対して付勢する第一クッション部として、小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・を備えている。また、二段流体シリンダ１４１・１４１・・・は、小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・が圧縮した後に、保持手段２７の下面に対して小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・よりも大きい力で付勢する第二クッション部として、大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・を備えている。換言すれば、二段流体シリンダ１４１・１４１・・・は、圧縮過程の先端部では小さい力で付勢する小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・を備え、圧縮過程の中途部では大きい力で付勢する大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・を備えているのである。
【００３３】
詳細には図１１（ａ１）から（ａ３）に示す如く、大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・はシリンダ部１４１ａ・１４１ａ・・・に対して上下方向に摺動可能に嵌挿され、小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・は大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・に対して上下方向に摺動可能に嵌挿されているのである。そして、二段流体シリンダ１４１・１４１・・・の内部には窒素等のガスが供給されているのである。つまり、二段流体シリンダ１４１・１４１・・・は図１１（ｂ）に示す如く、上方から荷重が加わった場合には、まず断面積の小さい小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・が小さい力で圧縮され（図１１（ａ１）から（ａ３）及び（ｂ）に示すストロークＳＴ１）、その後に断面積の大きい大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・が大きい力で圧縮される（図１１（ａ１）から（ａ３）及び（ｂ）に示すストロークＳＴ２）ように構成されているのである。また、荷重が小さくなった場合には、内部に供給されたガスの内圧により、まず大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・が伸長し、次に小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・が伸長するように構成されているのである。
【００３４】
このように構成された二段流体シリンダ１４１・１４１・・・が、図４に示す如く凹部２２の底部に、前記実施形態と同様に構成された流体シリンダ４１・４１・・・と共に、小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・を上方に向けて配設されている。ここで、二段流体シリンダ１４１のシリンダ部１４１ａと大径ピストン１４１ｂとを合計した長さは、流体シリンダ４１のシリンダ部４１ａとピストン４１ｂとを合計した長さと略同一に構成されている。つまり、二段流体シリンダ１４１・１４１・・・及び流体シリンダ４１・４１・・・に対して上方から水平面によって荷重が加わった場合、水平面が大径ピストン１４１ｂに当接すると同時にピストン４１ｂに当接するように構成されているのである。換言すれば、該水平面は、二段流体シリンダ１４１・１４１・・・における小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・を圧縮した後、二段流体シリンダ１４１・１４１・・・の大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・と、流体シリンダ４１・４１・・・のピストン４１ｂ・４１ｂ・・・とを同時に圧縮し始めるのである。このように、二段流体シリンダ１４１・１４１・・・及び流体シリンダ４１・４１・・・によって、前記保持手段２７を上下方向に摺動可能に支持しているのである。
【００３５】
なお、本明細書における各図には、二段流体シリンダ１４１は２個記載しているが、二段流体シリンダ１４１は左右方向だけでなく前後方向にも並べて配列することも可能であり、その個数は限定されるものではない。また、プレス成形の種類や大きさ、二段流体シリンダ１４１の弾性によっては、流体シリンダ４１を配設せず、二段流体シリンダ１４１のみを配設する構成にすることも可能である。
【００３６】
上記の如く、本実施形態に係るプレス装置１１０は、下型２０に二段流体シリンダ１４１・１４１・・・及び流体シリンダ４１・４１・・・を配設することにより、保持手段２７がダイ３１から押圧される力に対する反力を得ると同時に、ポンチ２１及びダイ３１が被加工物Ｗ１をプレス成形する際に発生する衝撃を緩衝するように構成されているのである。
【００３７】
なお、本実施形態においては、保持手段２７を付勢する二段階弾性部材としてガスシリンダである二段流体シリンダ１４１を用いるものとして説明するが、二段階弾性部材としては大きさの異なるウレタン等の樹脂製品、内径の異なる油圧シリンダ、弾性係数の異なるバネ等で構成されるものでも良く、荷重に対して二段階の弾性を有する部材であれば適用することが可能である。また、前記二段階弾性部材の個数は、その実施態様に関わらず限定されるものではない。
【００３８】
［プレス方法］
上記の如く構成されたプレス装置１１０におけるプレス方法について、図４から図１０を用いて説明する。
本実施形態に係るプレス装置１１０におけるプレス方法は、保持手段２７の上面に被加工物Ｗ１が載置された状態で、ダイ３１が保持手段２７に当接するまで、上型３０が下型２０の方向へ下降する、第一工程と、小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・が保持手段２７の下面を上型３０の側に付勢し、ダイ３１の下面である上保持面３１ａと、保持手段２７の上面である下保持面２７ｂとで被加工物Ｗ１を挟持した状態で、上型３０が下型２０の方向へ下降する、第二工程と、大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・が保持手段２７の下面を上型３０の側に付勢しつつ、上型３０が下型２０の方向へ、下死点まで下降し、被加工物Ｗ１をプレス成形する、第三工程と、大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・が保持手段２７の下面を上型３０の側に付勢しつつ、上型３０が下型２０と反対の方向へ上昇する、第四工程と、小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・が保持手段２７の下面を上型３０の側に付勢すると同時に、弾性体５１・５１・・・が保持手段２７の上面を下型２０の側に付勢しつつ、ダイ３１が保持手段２７から離間するまで、上型３０が下型２０と反対の方向へ上昇する、第五工程と、ダイ３１が保持手段２７から離間した後、上型３０が下型２０と反対の方向へ、上死点まで上昇する、第六工程と、を備える。
【００３９】
前記の各工程について、順に説明する。
プレス装置１１０において板状の被加工物Ｗ１を絞り成形する際は、まず、図４に示す如く上型３０と下型２０とが離間した状態で、ポンチ２１とダイ３１との間に被加工物Ｗ１を載置する。この際、保持手段２７の下面は図４に示す如く、二段流体シリンダ１４１・１４１・・・の小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・にのみ当接し、大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・及び流体シリンダ４１のピストン４１ｂには当接していない。また、二段流体シリンダ１４１・１４１・・・の小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・は保持手段２７及び被加工物Ｗ１の荷重によって幾分圧縮される。また、この段階においては図４に示す如く、被加工物Ｗ１はポンチ２１の上面に対して間隙を有するように位置している。さらに、弾性体５１・５１・・・のピストンロッドは保持手段２７の上面によって圧縮されている。
【００４０】
その後、第一工程において、保持手段２７の上面に被加工物Ｗ１が載置された状態で、上型３０を図４の矢印に示す如く下降させる。そして、図５に示す如くダイ３１を保持手段２７に当接させ、ダイ３１の下面である上保持面３１ａと、保持手段２７の上面である下保持面２７ｂとで被加工物Ｗ１の周縁部を挟持するのである。
【００４１】
その後、第二工程において、小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・が保持手段２７の下面を上型３０の側に付勢し、ダイ３１の下面である上保持面３１ａと、保持手段２７の上面である下保持面２７ｂとで被加工物Ｗ１を挟持した状態で、上型３０を下型２０の方向へさらに下降させる。そして、図６に示す如く被加工物Ｗ１をポンチ２１の上面に当接させると同時に、保持手段２７の下面を大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・及びピストン４１ｂ・４１ｂ・・・に当接させるのである。この過程において、弾性体５１・５１・・・のピストンロッドは保持手段２７の下降に伴って伸長する。
【００４２】
その後、第三工程において、大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・及びピストン４１ｂ・４１ｂ・・・が保持手段２７の下面を上型３０の側に付勢しつつ、上型３０を下型２０の方向へ下降させる。さらに被加工物Ｗ１をポンチ２１の上面に押し付けてポンチ２１の形状に変形させることにより、図７に示す如く被加工物Ｗ１のプレス成形加工（本実施例においては、絞り成形加工）を行うのである。この際、保持手段２７は、被加工物Ｗ１を挟持した状態を保持しながら、上型３０とともに下降し、図７に示す下死点に至るまで大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・及びピストン４１ｂ・４１ｂ・・・を圧縮する。その過程において、弾性体５１・５１・・・が通常の長さにまで戻った段階で保持手段２７は弾性体５１・５１・・・から離間する。
【００４３】
その後、第四工程において、大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・及びピストン４１ｂ・４１ｂ・・・が保持手段２７の下面を上型３０の側に付勢しつつ、上型３０を下型２０と反対の方向へ上昇させる。つまり、大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・及びピストン４１ｂ・４１ｂ・・・が内圧により伸長するため、保持手段２７はダイ３１が離間するまで被加工物Ｗ１を挟持した状態を維持するのである。そして、図８に示す如く大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・及びピストン４１ｂ・４１ｂ・・・が成形前の状態に戻ると、保持手段２７は大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・及びピストン４１ｂ・４１ｂ・・・から離間するのである。
【００４４】
その後、第五工程において、小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・が保持手段２７の下面を上型３０の側に付勢すると同時に、弾性体５１・５１・・・が保持手段２７の上面を下型２０の側に付勢しつつ、ダイ３１が保持手段２７から離間するまで、上型３０を下型２０と反対の方向へ上昇させる。そして、図９に示す如く小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・が成形前の状態に戻ると、ダイ３１が保持手段２７から離間するのである。
【００４５】
この際、本実施形態に係るプレス装置１１０においては、前記の如く前記ダイ３１が前記保持手段２７から離間する際において、弾性体５１・５１・・・が前記保持手段２７の上面を前記下型２０側に付勢するように構成されている。このため、保持手段２７は弾性体５１・５１・・・のピストンロッドが当接した瞬間から減速し始め、同時にダイ３１が保持手段２７から離間するのである。そして、徐々に減速した保持手段２７は二段流体シリンダ１４１・１４１・・・が成形前の長さに戻った段階で停止するのである。
【００４６】
その後、第六工程において、ダイ３１が保持手段２７から離間した後、上型３０を下型２０と反対の方向へ、図１０に示す如く上死点まで上昇させるのである。
【００４７】
前記の如く、本実施形態に係るプレス装置１１０では、二段流体シリンダ１４１・１４１・・・の第一クッション部である小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・と、第二クッション部である大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・と、で保持手段２７の下面を前記上型３０の側に付勢する構成としている。
具体的には図１１（ａ１）〜（ａ３）及び図１１（ｂ）に示す如く、二段流体シリンダ１４１は、断面積の小さい小径ピストン１４１ｃが圧縮されるストロークＳＴ１では小さい力で、断面積の大きい大径ピストン１４１ｂが圧縮されるストロークＳＴ２では大きい力で圧縮されるのである。換言すると、二段流体シリンダ１４１は、ストロークＳＴ１では小さい力で保持手段２７の上面を下型２０の側に付勢し、ストロークＳＴ２では大きい力で保持手段２７の上面を下型２０の側に付勢するのである。
【００４８】
つまり、図１１（ｂ）に示す如く、第五工程のストロークＳＴ１でダイ３１が保持手段２７から離間する直前には、小径ピストン１４１ｃ・１４１ｃ・・・が前記実施形態よりも小さい力で保持手段２７の下面を上型３０の側に付勢しているため、弾性体５１・５１・・・が保持手段２７の上面を下型２０の側に付勢する力も小さくすることができるのである。即ち、弾性体５１・５１・・・を配設する数を、前記実施形態よりも少なくすることができるため、コストを低減させることが可能となるのである。
一方、第三工程のストロークＳＴ２で被加工物Ｗ１のプレス成形加工を行う際には、大径ピストン１４１ｂ・１４１ｂ・・・及びピストン４１ｂ・４１ｂ・・・が大きい力で保持手段２７の下面を上型３０の側に付勢するため、図１１（ｂ）に記載する如く、前記実施形態と同様の必要荷重を確保することができるのである。
【００４９】
上記の如く本実施形態に係るプレス装置１１０によれば、上型３０が上昇して下死点から上死点にストロークする過程において、保持手段２７が停止する前に、前記実施形態よりも少数の弾性体５１・５１・・・によって保持手段２７を十分に減速させることができる。このため、保持手段２７が停止しても、従来技術の如く被加工物Ｗ１が慣性によりバウンドすることがなく、図１０に示す如く所定の位置で被加工物Ｗ１を停止させることが可能となるのである。即ち、より簡易な構成でプレス成形後の被加工物Ｗ１の位置決め精度を向上させることができ、プレス形成品の生産性の低下を防止することができるのである。
【００５０】
［別実施例］
次に、本実施形態に係るプレス装置１１０における第二実施例について、図１２から図１４を用いて説明する。本実施例では、プレス装置１１０で被加工物Ｗ２を曲げ加工する場合について説明する。なお、以下に説明する実施例において前記第一実施例と相違する点は被加工物の加工形状のみであり、プレス装置１１０の構成やプレス方法自体は略同一であるため、詳細な構成や各工程の説明は省略する。
【００５１】
プレス装置１１０において板状の被加工物Ｗ２を曲げ成形する際は、まず、図１２に示す如く上型３０と下型２０とが離間した状態で、ポンチ２１とダイ３１との間に被加工物Ｗ２を載置する。さらに被加工物Ｗ２をポンチ２１の上面に押し付けてポンチ２１の形状に沿って曲げることにより、図１３に示す如く被加工物Ｗ２のプレス成形加工（本実施例においては、曲げ加工）を行うのである。その後、ダイ３１が保持手段２７から離間した後、上型３０を下型２０と反対の方向へ、図１４に示す如く上死点まで上昇させるのである。
【００５２】
次に、本実施形態に係るプレス装置１１０における第三実施例について、図１５から図１７を用いて説明する。本実施例では、プレス装置１１０で被加工物Ｗ３を抜き加工する場合について説明する。
プレス装置１１０において板状の被加工物Ｗ３を抜き成形する際は、まず、図１５に示す如く上型３０と下型２０とが離間した状態で、ポンチ２１とダイ３１との間に被加工物Ｗ３を載置する。さらに被加工物Ｗ３をポンチ２１の上面に押し付けてポンチ２１の上面の形状に抜き出すことにより、図１６に示す如く被加工物Ｗ３のプレス成形加工（本実施例においては、抜き加工）を行うのである。その後、ダイ３１が保持手段２７から離間した後、上型３０を下型２０と反対の方向へ、図１７に示す如く上死点まで上昇させるのである。
【００５３】
このように、本実施形態に係るプレス装置１１０については、被加工物Ｗ２（Ｗ３）を曲げ（抜き）加工する場合等、他のプレス形成を行う場合にも適用することができる。即ち、上型３０が上昇して下死点から上死点にストロークする過程において、保持手段２７が停止する前に、前記実施形態よりも少数の弾性体５１・５１・・・によって保持手段２７を十分に減速させることができる。このため、保持手段２７が停止しても、従来技術の如く被加工物Ｗ２（Ｗ３）が慣性によりバウンドすることがなく、図１４（図１７）に示す如く所定の位置で被加工物Ｗ２（Ｗ３）を停止させることが可能となるのである。即ち、より簡易な構成でプレス成形後の被加工物Ｗ２（Ｗ３）の位置決め精度を向上させることができ、プレス形成品の生産性の低下を防止することができるのである。
【符号の説明】
【００５４】
１０    プレス装置
２０    下型
２１    ポンチ
３０    上型
３１    ダイ
４１    流体シリンダ
５１    弾性体
Ｗ    被加工物
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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