(57)【要約】【課題】強度が求められる部分に加工を施す必要がないプレス成形装置を提供することを課題とする。【解決手段】ブランクホルダ１４に加圧機構２０を埋設した。ブランクホルダ１４は、それ程強度が要求されないため、ブランクホルダ１４に穴を設け、この穴に加圧機構２０を収納することが可能となった。【効果】凸型１１や凹型１２に加圧機構２０を設けるためのシリンダ収納穴などの加工を施す必要がない。すなわち、本発明によれば、強度が求められる部分に加工を施す必要がないプレス成形装置が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸型と、凹型と、クッションピンで付勢されるブランクホルダと、を用いてワークに絞り成形を施すプレス成形方法であって、
クッションピンで付勢されるブランクホルダでワークを保持した後、且つワークの流入開始前に、ブランクホルダによる保持力を増加させることで絞り成形を行うことができるようにすることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
凸型と、凹型と、クッションピンで付勢されるブランクホルダと、を備えるプレス成形装置であって、
このプレス成形装置は、前記クッションピンに加えて、クッションピンで付勢されるブランクホルダでワークを保持した後、且つワークの流入開始前に、ブランクホルダによる保持力を増加させる加圧機構を備え、
この加圧機構は、前記ブランクホルダに設けられていることを特徴とするプレス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シワ発生に配慮したプレス成形技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体パネルのような複雑な形状の製品を絞り成形する場合、ワークの部位によって絞り深さや曲率などが違うため、皺や亀裂などの不具合が発生し易い。対策として、部位毎にブランクホルダの保持力を設定する技術が提案されている（例えば、特許文献１（図１）参照。）。
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図６は従来のプレス成形装置の基本構成を説明する図であり、ダイス１０１にパンチ１０２が対向配置され、このパンチ１０２に、クッションピン１０３、１０３で押されるブランクホルダ１０４及びこのブランクホルダ１０４を付勢する加圧シリンダ１０５が設けられている。
【０００４】
そして、ブランクホルダ１０４でワーク１０６を押さえながら、パンチ１０２とダイス１０１とで絞り加工を開始する。加工開始から加工途中までは加圧シリンダ１０５のピストンロッド１０７はブランクホルダ１０４から離れている。この間はクッションピン１０３、１０３による押し力のみでブランクホルダ１０４はワーク１０４を押す。
【０００５】
加工途中で、ピストンロッド１０７がブランクホルダ１０４に当たる。以降、ブランクホルダ１０４は、クッションピン１０３、１０３の押し力に加圧シリンダ１０５の押し力を加えた大きな押し力で押される。
【０００６】
特許文献１の技術には次に述べるような問題があることが判明した。
先ず、加工開始から加工途中の間で、ワーク１０６の流入が発生する。流入は、ダイス１０１とブランクホルダ１０４で挟まれているワーク１０６がプレス機の中央（図では右側）へ移動することを指す。ワーク１０６のコーナー部分などの形状が複雑な部分では、流入に伴って皺が発生するなど成形不良が発生することがある。そこで、流入に伴って発生する皺発生を確実に抑制する技術が求められる。
【０００７】
次に、加圧シリンダ１０５はパンチ１０２に固定され、ピストンロッド１０７が上へ延びている。車体パネルの様に絞り深さが大きい場合、ブランクホルダのストロークを長くとる必要があるが、この構造では、ブランクホルダとの干渉を避けるため、シリンダケース１０８の長さを小さくせざるをえず、加圧シリンダ１０５のストロークを長くすることができない。
対策として、図７に示すように、パンチ１０２にシリンダケース１０８を埋設する構造が考えられる。しかし、シリンダケース１０８を止める部位の近傍に吊り具用フックが設けられることが多く、吊り具用フックの近傍には吊り上げ時に大きな力が加わるため、強度維持の点から、この部分にシリンダ収納穴１０９などの加工を施すことは好ましくない。すなわち、パンチ１０２に加工などを施さない構造が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−９４１１９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、流入に伴い発生するシワを抑制することができ、且つ強度が求められる部分に加工を施す必要がないプレス成形方法及びプレス成形装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、凸型と、凹型と、クッションピンで付勢されるブランクホルダと、を用いてワークに絞り成形を施すプレス成形方法であって、
クッションピンで付勢されるブランクホルダでワークを保持した後、且つワークの流入開始前に、ブランクホルダによる保持力を増加させることで絞り成形を行うことができるようにすることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、凸型と、凹型と、クッションピンで付勢されるブランクホルダと、を備えるプレス成形装置であって、
このプレス成形装置は、前記クッションピンに加えて、クッションピンで付勢されるブランクホルダでワークを保持した後、且つワークの流入開始前に、ブランクホルダによる保持力を増加させる加圧機構を備え、
この加圧機構は、前記ブランクホルダに設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、ワークの流入開始前に、ブランクホルダによる保持力を増加させるので、ワークの流入に伴って発生する皺の発生を防止することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明では、加圧機構をブランクホルダに設けたので、凸型や凹型に加圧機構を設けるためのシリンダ収納穴などの加工を施す必要がない。すなわち、本発明によれば、強度が求められる部分に加工を施す必要がないプレス成形装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るプレス成形装置の原理図である。
【図２】ワークの概念図である。
【図３】上死点からビード成形までを説明する作用図である。
【図４】加圧機構作動開始から下死点までを説明する作用図である。
【図５】皺の発生メカニズムを説明する図である。
【図６】従来のプレス成形装置の基本構成を説明する図である。
【図７】改良したプレス成型装置の基本構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【００１６】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、プレス成形装置１０は、下部に配置される凸型１１と、この凸型１１の上方に配置される凹型１２と、この凹型１２の周縁に設けられるワーク押さえ面１３と、このワーク押さえ面１３及び凹型１２に対向配置されるブランクホルダ１４と、凸型１１を下から貫通して上へ延びブランクホルダ１４を押す、複数本のクッションピン１５と、ブランクホルダ１４に設けられている加圧機構２０とからなる。
【００１７】
複数本のクッションピン１５は、支持板１６で一括支持され、この支持板１６は、例えば油圧シリンダ１７のピストンロッド１８で支持されている。すなわち、油圧シリンダ１７の作用でクッションピン１５は、常にブランクホルダ１４を押し上げる。
【００１８】
また、加圧機構２０は、エアシリンダが好適である。エアシリンダであれば、加圧機構２０は、シリンダケース２１と、このシリンダケース２１に収納されるピストン２２と、このピストン２２から下方へ延びるピストンロッド２３とからなる。
エアホース２４、２５を用いてシリンダケース２１へ高圧空気を出し入れすることにより、ピストン２２を上昇、停止又は下降させることができる。併せて、ピストンロッド２３の押し力（軸力）を制御することができる。
【００１９】
図から明らかなように、強度が要求される凸型１１には、加圧機構２０を設けるためのシリンダ収納穴が設けられていない。なお、凸型１１にピストンロッド２３に対応して凸部２７、２７設けられているが、これらの凸部２７、２７は凸型１１の強度を低下させる心配ない。
【００２０】
本例では、ブランクホルダ１４に加圧機構２０を埋設した。ブランクホルダ１４は、それ程強度が要求されないため、ブランクホルダ１４に穴を設け、この穴に加圧機構２０を収納することが可能となった。
【００２１】
そして、下へ延びるピストンロッド２３の下端面と、上へ延びる凸部２７の上端面との間隔を、クリアランスＣと定義する。
【００２２】
このクリアランスＣの設定が、重要になる。そこで、クリアランスＣの設定方法を説明する。
凸型１１及びブランクホルダ１４に、ワーク２８を載せる。好ましくは、加圧機構２０をブランクホルダ１４から外しておく。外す代わりに、加圧機構２０は、ピストン２２の上下を大気へ開放するなどして、非作動状態にしてもよい。
一方、ブランクホルダ１４はクッションピン１５で常時押し上げ状態にする。
【００２３】
次に、凹型１２を下げる。すると、凹型１２のワーク押さえ面１３がワーク２８に当たる。このときからブランクホルダ１４でワーク２８が保持される。このときが、ストロークＳの開始点となる。ワーク押さえ面１３とブランクホルダ１４で強く挟まれると、ワーク２８にビードが形成される。ビードはワークの流入を抑制する役割を果たす。
【００２４】
更に、凹型１２が下がると、ワーク２８が絞られ、同時にワーク２８の面に平行に作用する張力が増加する。この張力がブランクホルダ１４の保持力を超えると、ワークの流入が始まる。この流入開始時点でのストロークＳを記録する。
【００２５】
このストロークＳは、例えば、ワーク２８を高速度カメラでモニターすることで実測することができる。または、コンピュータによるシミュレーションでストロークＳを予測するができる。方法は任意であるが、ストロークＳを実測又は予測する。
【００２６】
図２に示すワーク２８は車体パネルであって、車体パネルの部位Ａ〜Ｄ毎にストロークＳは、異なる。部位毎にストロークＳを実測又は予測した例を、表１に示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
例えば、部位ＡでのストロークＳは１０ｍｍ、部位ＢでのストロークＳは５ｍｍ、部位ＣでのストロークＳは８ｍｍ、部位ＤでのストロークＳは６ｍｍとする。
図１において、ストロークＳよりもクリアランスＣを小さく設定すれば、ワーク２８が流入する前に、加圧機構２０が作用し始める。
そこで、表１の右欄に示すように、部位ＡにおけるクリアランスＣを、１０ｍｍより小さい７ｍｍに設定する。部位Ｂ〜Ｄについても同様。
【００２９】
以上により、設定が終了したので、絞り作業を始める。絞り作業を、図３〜図４に基づいて説明する。
図３（ａ）は、凹型１２が上死点位置にあり、ワーク２８をセットする。そして、凹型１２の下降動作を開始する。すると、（ｂ）に示すように、凹型１２のワーク押さえ面１３がワーク２８に当たる。この時点で、ブランクホルダ１４による保持が始まる。この保持はクッションピン１５の押し作用に依存する。
【００３０】
凹型１２をさらに下げると、ワーク２８が凸型１１に当たり変形し始める。凹型１２を更に下げると、図４（ａ）に示すように、ピストンロッド２３が凸部２７に当たる。この時点から、加圧機構２０による加圧作用が加わる。すなわち、ブランクホルダ１４は、クッションピン１５の押し力と加圧機構２０の押し力との合計力でワーク２８を保持する。ここで、最初から強い力でワーク２８を保持せず、加圧機構２０による加圧力の増加を、ワーク保持後としたのは、型閉時の衝撃を避けるためである。加圧力の増加を、ワーク保持後とすることで、衝撃を避け且つ皺の発生を防止できる。
【００３１】
また、ダイクッション圧を制御し、加圧力を増加させると、ブランクホルダ全体にわたって加圧力が一律に増加し、部位によって亀裂等が生じる可能性があるが、本発明では、フランクホルダの部位毎にシリンダを設置したため、個別にストロークの設定が可能となり、部位毎に保持力を調整することができる。
【００３２】
さらに凹型１２を下げる。
もし、加圧機構２０が設けられていなければ、次のような不具合が発生する。すなわち、図５（ａ）に示すようにブランクホルダ１４と凹型１２とでワーク２８が押さえられているが、加圧力不足により図５（ｂ）に示すように皺２９が発生し始めると、この皺２９でブランクホルダ１４が下方へ撓み、結果、さらに皺２９が成長するという不具合が発生する。
【００３３】
この点、本発明では、クッションピン１５の押し力に加圧機構２０の押し力を加えた大きな押し力でワーク２８が保持するため、流入に伴って皺が発生する心配はない。そして、図４（ｂ）に示すように、流入流入の際の皺の発生が抑制されたまま、凹型１２が下死点位置に至り、絞り加工が終了する。
【００３４】
以上の作用をまとめると、本発明は次のようになる。
凸型１１と、凹型１２と、クッションピン１５で付勢されるブランクホルダ１４と、を用いてワーク２８に絞り成形を施すプレス成形方法であって、
クッションピン１５で付勢されるブランクホルダ１４でワーク２８を保持した後、且つワーク２８の流入開始前に、ブランクホルダ１４による保持力を増加させることで絞り成形を行う。
【００３５】
ワーク２８の流入開始前に、ブランクホルダ１４による保持力を増加させるので、ワーク２８の流入の際の皺の発生を防止することができ、皺の発生など成形不良の発生を防止することができる。
【００３６】
また、本発明は、実施例に則して次のようにまとめることもできる。
凸型１１と、凹型１２と、クッションピン１５で付勢されるブランクホルダ１４と、を用いてワーク２８に絞り成形を施すプレス成形方法であって、
クッションピン１５で付勢されるブランクホルダ１４で押さえながらワーク２８に絞り成形を施すときに発生するワークの流入開始時点を予測又は実測するステップと、予測又は実測したワークの流入開始時点より前の時点で、前記ブランクホルダ１４に加圧機構２０により加圧することを設定するステップと、を含み、以降は、クッションピン１５で付勢されるブランクホルダ１４でワーク２８を保持した後、且つワーク２８の流入開始前に、ブランクホルダ１４による保持力を増加させることで絞り成形を行う。
【００３７】
尚、本発明は、車体パネルの成形の他、任意のブランク材の絞り成形に適用することができる。従って、処理対処ワークは、車体パネルに限定しない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、車体パネルの絞り加工に供するプレス成形技術に好適である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…プレス成形装置、１１…凸型、１２…凹型、１４…ブランクホルダ、１５…クッションピン、２０…加圧機構、２８…ワーク、２９…皺（シワ）。
【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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