(57)【要約】【課題】大掛かりな油圧回路を使用せずにクッション均圧化を図り、且つプレス機械の製造コストを低減させること。【解決手段】ウェアプレート１の一面にはボルト部材５をガイドとして摺動する摺動部３が設けられ、摺動部３内にはクッションピン５７から受ける荷重の方向及びその対向方向に付勢力を発生させる弾性部材６が設けられる。摺動部３の一端には蓋部４が設けられ、この蓋部４はクッションピン５７に当接する。こうした構造によって、クッションピン５７を介して伝達されるスライドの荷重は摺動部３、蓋部４、弾性部材６で支持される。ウェアプレート１の他方はダイクッションパッド２１の一面に取付られ、また各クッションピン５７に対応するように設けられる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性部材（６）を有する支持部（３、４、６）を備え、一方向から加えられる荷重を前記支持部（３、４、６）で支持すること
を特徴とするウェアプレート。
【請求項２】
ダイクッションパッド（２１）の一面に設けられ、この一面の対向方向から加えられる荷重を支持する荷重支持装置において、
弾性部材（６）を有する支持部（３、４、６）を備え、前記荷重を前記支持部（３、４、６）で支持すること
を特徴とする荷重支持装置。
【請求項３】
複数のクッションピン（５７）を介して加えられる荷重をダイクッションパッド（２１）で受けるダイクッションにおいて、
前記ダイクッションパッド（２１）の一面に、請求項２記載の荷重支持装置を複数備え、各クッションピン（５７）と各荷重支持装置とを当接して前記荷重を支持すること
を特徴とするダイクッション。
【請求項４】
請求項３記載のダイクッションを用いたプレス機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性部材を備えたウェアプレート及び荷重支持装置に関し、またこの荷重支持装置を複数用いてクッション圧を均圧化するダイクッションに関し、更にこのダイクッションを用いたプレス機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイクッションを用いてプレス成形加工（特に、深絞り成形）を行うときに、ブランクホルダの精度不良（傾き）、クッションピンの長さのばらつき、クッションピンを保持するタイクッションパッドの平行度誤差、プレス機械のスライドの撓みや傾き等を吸収して、ワークのしわ押え力（クッション圧）を一定にする必要がある。このため従来からクッションピン均圧装置が用いられている。このようなクッションピン均圧装置としては、例えば下記特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
図９は従来のクッション均圧装置を使用したプレス機械の断面図であり、下記特許文献１に記載されたクッションピン均圧装置の一例を示している。以下、図９を参照して従来技術を説明する。
【０００４】
図９において、プレス機械のスライド５２には上型５１が固定され、ボルスタ５４上には下型５３が固定されている。ボルスタ５４はキャリヤ（特許文献１のプレスキャリヤ５５に相当）で支持されている。下型５３内には、ブランクホルダ（特許文献１のクッションパッドに相当）５６が配設されている。ブランクホルダ５６は複数のクッションピン５７、５７…の上端に支持され、各クッションピン５７の下端は油圧シリンダ５８、５８…を介してそれぞれダイクッション５９のクッションプレート６９に支持されている。ダイクッション５９は、クッションプレート６９を支持するクッションシリンダ６１を備えており、このクッションシリンダ６１にはエア圧源６２からエアレギュレータ６３で定まる所定のエア圧がエアタンク６４を通じて供給されるようになっている。前記各油圧シリンダ５８は共通の配管６５およびフレキシブルチューブ６６を介して給油手段６７に接続されている。この給油手段６７は、前記各油圧シリンダ５８に供給する油量を保証する機能を有している。
【０００５】
上記構成によると、ブランクホルダ５６上にワークＷを載置してスライド５２を下降させると、その下降力がクッションピン５７を介してダイクッション５９に伝達され、該ダイクッション５９はクッション圧つまりしわ押え力を発生する。このとき、クッションピン５７の下端にある各油圧シリンダ５８内に発生する油圧は各油圧シリンダ５８が連通していることから一定となり、これにより各クッションピン５７間のクッション圧のアンバランスが吸収され（すなわち均圧化され）、しわ押え精度が高められるとしている。
【０００６】
【特許文献１】
実公平５−２７２１５号公報（第１−２頁、第４図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のクッションピン均圧装置では以下のような問題が生じている。すなわち、各クッションピン５７間のクッション圧のアンバランスを吸収するために、各クッションピン５７毎にそれぞれ設けた油圧シリンダ５８間を共通の配管６５または油路を介して給油手投６７に接続した均圧化油圧回路が必要であり、したがってクッションピン均圧装置が大掛かりとなり、高いコストがかかるという問題がある。しかも、一般的に、プレス生産現場では、実生産に使用するプレス機械の外に、実生産の前に予め成形条件を決めるための試打時に使用するプレス機械も備えており、この試打用のプレス機械にも上記のクッションピン均圧装置を装着するようにしているので、必要なコストが２倍かかることになり、高コストの問題は軽視できないのが実情である。
【０００８】
さらに、高い成形精度を得るために、同一ワークであってもその形状に応じて場所毎にしわ押え力を異ならせる必要が生じる場合があり、この場合には通常、例えば図１０に示すように金型中心の回りを４分割したエリアＤ１〜Ｄ４を設け、各エリアＤ１〜Ｄ４毎にクッション圧を異ならせた４つのダイクッション５９及び各ダイクッション５９に対応するクッションピン均圧装置を備えるので、さらに高いコストがかかることになる。
【０００９】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、大掛かりな油圧回路を使用せずにクッション均圧化を図り、プレス機械の製造コストを低減させることを解決課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用、効果】
そこで、第１発明は、
弾性部材６を有する支持部３、４、６を備え、一方向から加えられる荷重を前記支持部３、４、６で支持すること
を特徴とするウェアプレートである。
【００１１】
また第２発明は、
ダイクッションパッド２１の一面に設けられ、この一面の対向方向から加えられる荷重を支持する荷重支持装置において、
弾性部材６を有する支持部３、４、６を備え、前記荷重を前記支持部３、４、６で支持すること
を特徴とする。
【００１２】
図３を用いて第１、第２発明を説明する。
【００１３】
ウェアプレート（荷重支持装置）１の一面にはボルト部材５をガイドとして摺動する摺動部３が設けられ、摺動部３内にはクッションピン５７から受ける荷重の方向及びその対向方向に付勢力を発生させる弾性部材６が設けられる。摺動部３の一端には蓋部４が設けられ、この蓋部４はクッションピン５７に当接する。こうした構造によって、クッションピン５７を介して伝達されるスライドの荷重は摺動部３、蓋部４及び弾性部材６で支持される。ウェアプレート１の他方はダイクッションパッド２１の一面に取付られ、また各クッションピン５７に対応するように設けられる。
【００１４】
各弾性部材６は、各クッションピン５７の長さのばらつき、ダイクッションパッド２１の平行度誤差等に応じた分だけそれぞれ縮小し、ダイクッションパッド２１を水平に保つ。この際、各弾性部材６の付勢力に差が生じるが、この付勢力の差がクッション圧レベルに対して小さくなるように弾性部材６の弾性係数を設定することによって、各ウェアプレート１の伝達圧力を均圧化することができる。
【００１５】
このように第１、第２発明によれば、弾性部材をダイクッションパッド側に備えるだけの簡単な構成で均圧化できるので、均圧化のための油圧回路が不要となり、均圧化装置が非常に簡単な構成となる。このためプレス機械の製造コストを低減できる。
【００１６】
また金型の複数のエリア毎に異なるクッション圧を設定する場合、複数のエリア間で生ずるクッション圧差は各弾性部材の弾性係数を異ならせて設定すればよい。このためプレス機械には一つのダイクッションを設けるのみでよく、プレス機械の製造コストを低減できる。
【００１７】
さらに均圧化のための油圧回路が不要となるため、油汚れや油圧機器の騒音等が少なくなり、作業現場の作業環境を向上できる。
【００１８】
第３発明は、
複数のクッションピン５７を介して加えられる荷重をダイクッションパッド２１で受けるダイクッションにおいて、
前記ダイクッションパッド２１の一面に、請求項２記載の荷重支持装置を複数備え、各クッションピン５７と各荷重支持装置とを当接して前記荷重を支持すること
を特徴とする。
【００１９】
また、第４発明は、
第３発明のダイクッションを用いたプレス機械である。
【００２０】
第３、第４発明によれば、弾性部材を有する加重支持装置を用いてクッションピンから加えられる圧力を均圧化できるので、ダイクッションを用いた深絞り加工等の成形精度を高めることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る荷重支持装置を使用したプレス機械の断面図である。
図１に示すプレス機械では荷重支持装置としてウェアプレートが用いられている。なお図９に示した部品と同一部品には同じ符号を付して以下での説明を省く。
【００２３】
図１に示すように、プレス機械においては、加工対象のワークＷはスライド５２側の上型５１とボルスタ５４側の下型５３との間に設けられる。ワークＷの下方は複数のクッションピン５７で支持されている。各クッションピン５７は下型５３及びボルスタ５４に挿通され、一端がブランクホルダ５６を介してワークＷに当接し、他端がダイクッションパッド２１上のウェアプレート１に当接する。ボルスタ５４はキャリヤ５５を介してフレーム３０で支持されている。
【００２４】
ダイクッション２０はフレーム３０側に設けられている。ダイクッション２０は大きくは、ダイクッションパッド２１と、クッションシリンダ部２２と、ストッパ部２３で構成される。ダイクッションパッド２１のボルスタ５４側の面上には各クッションピン５７に対応する複数のウェアプレート１が設けられている。各クッションピン５７は対応するウェアプレート１で支持される。またダイクッションパッド２１の反対面はクッションシリンダ部２２で支持されている。
【００２５】
クッションシリンダ部２２は、ダイクッションパッド２２に設けられたシリンダ２２ａと、フレーム３０に設けられたピストン２２ｂで構成される。シリンダ２２ａにはピストン２２ｂが摺動自在に挿入されており、シリンダ２２ａ内面とピストン２２ｂ端面とで圧力室２２ｃが形成される。この圧力室２２ｃにはエア圧源６２からエアレギュレータ６３で定まる所定のエア圧がエアタンク６４を通じて供給される。
【００２６】
ストッパ部２３はシリンダ２３ａとナット２３ｂで構成される。ナット２３ｂとダイクッションパッド２１はロッド２３ｃで連結されている。シリンダ２３ａにはナット２３ｂが摺動自在に挿入されている。シリンダ２３ａ内には作動油が充填されており、ダイクッションパッド２１の動作に合わせてシリンダ２３ａ内をナット２３ｂが摺動すると、シリンダ２３ａとナット２３ｂとで作動油が絞られる。したがってダイクッションパッド２１ａは上死点で緩やかに止められる。
【００２７】
図２は、本発明に係る荷重支持装置を使用したプレス機械の断面図である。
図１がワークＷを載置した様子を示しているのに対して、図２は金型搬入・搬出時の様子を示している。金型搬入・搬出時には、クッションシリンダ部２２の圧力室２２ｃ内のエアが排出され、ダイクッションパッド２１は最下端に位置する。この状態においてはクッションピン５７とウェアプレート１は離隔している。金型搬出時は、フレーム３０からキャリヤ５５が取り外され、一体となった上型５１、下型５３、ボルスタ５４、キャリヤ５５、ブランクホルダ５６、クッションピン５７が搬出される。金型搬入時は、一体となった上型５１、下型５３、ボルスタ５４、キャリヤ５５、ブランクホルダ５６、クッションピン５７が搬入され、キャリヤ５５がフレームに取り付けられる。
【００２８】
図３は、第１実施形態に係る荷重支持装置の側面一部断面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。
以下図３、４を用いてウェアプレート１を説明する。ウェアプレート１は、プレート部２と摺動部３と蓋部４とを有している。
【００２９】
プレート部２はプレート状の部材で形成されており、その材質は摺動部３との当接に起因する穿孔を防止する程度に硬質である。プレート部２には内部に環状の段付き端面２ｂを有するねじ穴２ａと、ねじ穴２ａの中心軸方向と同一方向に貫通する２以上のボルト孔２ｃが形成されている。ねじ穴２ａは段付き端面２ｂを境にして開口側が大径である。ボルト９の一端にはねじ部９ａが形成され、他端には頭部９ｂが形成されている。ダイクッションパッド２１の表面にはねじ穴２１ａが形成されている。ボルト９のねじ部９ａは、ワッシャ１０及びプレート部２のボルト穴２ｃに挿通され、ダイクッションパッド２１のねじ穴２１ａに螺入される。するとプレート部２はワッシャ１０を介して伝達されるボルト頭部９ｂの圧力によってダイクッションパッド２１に圧着される。
【００３０】
摺動部３は柱状（本例では円柱形状）の部材で形成されている。摺動部３の一端には底面３ｂを有し且つ内周面に螺刻された雌ねじ３ａを有するねじ穴部３ｅが形成され、他端には円柱状の孔３ｃが形成され、更にねじ穴部３ｅと孔３ｃとを連通する貫通孔３ｄが形成されている。ねじ穴部３ｅと孔３ｃと貫通孔３ｄは中心軸が同一であり、また貫通孔３ｄよりもねじ穴部３ｅ及び孔３ｃの方が大径である。この孔３ｃ内には奥から順に、環状の弾性部材６、環状のスペーサ７、が収納されている。弾性部材６は、軸方向長さが縮んだときに付勢力を発生する皿ばね、スプリングばね、硬質ウレタン材等の弾性体で構成されている。なお本実施形態の弾性部材６は皿ばねであるとする。
【００３１】
ボルト部材５の一端にはねじ部５ａが形成され、他端には小径頭部５ｂ及び小径頭部５ｂよりも軸方向中央側に大径頭部５ｃが形成されている。この大径頭部５ｃの軸方向中央側の面には環状の段付き端面５ｄが形成されている。更に大径頭部５ｃとねじ部５ａとの間には大径頭部５ｃよりも小径であり且つねじ部５ａよりも若干大径である中間部５ｇが形成されている。中間部５ｇとねじ部５ａの継ぎ目には環状の段付き端面５ｆが形成されている。
【００３２】
ボルト部材５は、摺動部３のねじ穴部３ｅから、貫通孔３ｄ、環状の弾性部材６及び環状のスペーサ７の順に摺動自在に挿通され、先端のねじ部５ａがプレート部２のねじ穴２ａに螺合される。するとボルト部材５の段付き端面５ｄが摺動部３の底面３ｂに当接する。この状態からねじ部５ａを更に螺合すると、ボルト部材５の段付き端面５ｆがプレート部２の段付き端面２ｂに当接する。この状態でボルト部材５の段付き端面５ｄは、摺動部３を介して弾性部材６を押し付けているため、ボルト部材５の軸方向の付勢力が発生する。言い換えれば、弾性部材６の付勢力によって、摺動部３はボルト部材５の段付き端面５ｄに押し付けられる。
【００３３】
この付勢力が発生した状態で摺動部３の端面とプレート部２の端面との間に所定距離Ｌ１の隙間ができるように、プレート部２、摺動部３、ボルト部材５、弾性部材６及びスペーサ７の各部の寸法が設計される。この距離Ｌ１は、設定クッション圧がクッションピン１に加わったときに、弾性部材６の弾性係数を考慮してその弾性部材６の縮小長さ（変位量）に対応する付勢力とクッション圧とがバランスできるようにし、弾性部材６の変位に余裕を持った距離に設定すればよい。出願人の解析によると、この距離Ｌ１は、例えば約０．１〜０．２ｍｍ程度であればよいと考えられている。
【００３４】
蓋部４は柱状（本例では円柱形状）の部材で形成されている。蓋部４の一端の外周面には摺動部３の雌ねじ３ａの径と同一径の雄ねじ４ａが形成され、略中心部にはボルト部材５の大径頭部５ｃの径よりもやや大きな径を有する穴４ｂが形成されている。この蓋部４の雄ねじ４ａが摺動部３の雌ねじ３ａに螺合されると、蓋部４の穴４ｂはボルト部材５の大径頭部５ｃの外周面に摺動自在に嵌挿され、蓋部４の穴４ｂの内周面とボルト部材５の小径頭部５ｂの外周面との間にグリス溜り室８が形成される。このグリス溜り室８内には、図示しない注入口からグリスが封入されるようになっている。蓋部４の他端部にはクッションピン５７の端部が当接する。
【００３５】
なお図４に示すように、ボルト部材５の小径頭部５ｂの外周面には、互いに平行な２つの切欠端面５ｅ、５ｅが形成されており、同様に蓋部４の外周面に互いに平行な２つの切欠端面４ｃ、４ｃが形成されている。これらの切欠端面５ｅ、５ｅ及び切欠端面４ｃ、４ｃは、着脱の際にスパナ等工具を当てるためのものである。
【００３６】
上記構成による作動を、図１及び図３を参照して説明する。
【００３７】
プレス機械のスライド５２を下降させると、まずワークＷに上型５１が当接する。上型５１はワークＷ、ブランクホルダ５６、クッションピン５７、ウェアプレート１及びダイクッションパッド２１を押し付け、ワークＷ、ブランクホルダ５６、クッションピン５７、ウェアプレート１及びダイクッションパッド２１と共に下降し、上型５１と下型５３との間でワークＷが成形される。スライド５２下降時の荷重は各クッションピン５７を支持する各ウェアプレート１に伝達される。この荷重によりウェアプレート１の蓋部４及び摺動部３はプレート部２側に押し付けられてボルト部材５をガイドとして摺動する。このとき弾性部材６は縮小される。
【００３８】
この弾性部材６の縮小によって、クッションピン５７の長さのばらつきや、ダイクッションパッド２１の平行度誤差等を加味したクッションピン軸方向位置のばらつきが吸収される。弾性部材６の縮小長さはこれらのクッションピン軸方向位置のばらつきに応じて決まるものである。そして、各ウェアプレート１毎に各弾性部材６の縮小長さに応じた付勢力が発生し、この各ウェアプレート１毎の弾性部材６の付勢力のばらつきが各ウェアプレート１のクッション圧のばらつきに相当する。ここで、この弾性部材６の付勢力のばらつきが、ダイクッション２０の設定クッション圧のレベルに対して無視できるほど小さくなるように弾性部材６の弾性係数を設定すると、各ウェアプレート１の伝達圧力が均圧化される。これにより、各クッションピン５７のしわ押え力を略一定にでき、成形精度を向上できる。
【００３９】
なおクッションピン５７の上端を直接ワークＷに当ててもよい。
【００４０】
またウェアプレート１の摺動部３、蓋部４の形状が円柱である必要はなく、また例えば蓋部４の径が摺動部３の径より大きくてもよい。
【００４１】
第１実施形態によると、クッションピン５７から受ける荷重の方向及びその対向方向に付勢力を発生させる弾性部材６を有するウェアプレート１を介在してクッション圧の均圧化を図ったダイクッションとしたので、均圧化のための油圧回路が不要となり、均圧化装置が非常に簡単な構成となる。このためプレス機械の製造コストを低減できる。
【００４２】
また図１０に示すように金型の複数のエリア（Ｄ１〜Ｄ４）毎に異なるクッション圧を設定する場合、主なクッション圧はダイクッション２０のクッションシリンダ部２２で設定し、複数のエリア間で生ずるクッション圧差は各ウェアプレート１の弾性部材６の弾性係数を異ならせて設定すればよい。このためプレス機械には一つのダイクッションを設けるのみでよく、プレス機械の製造コストを低減できる。
【００４３】
さらに均圧化のための油圧回路が不要となるため、油汚れや油圧機器の騒音等が少なくなり、作業現場の作業環境を向上できる。
【００４４】
図５は、第２実施形態に係る荷重支持装置の側面一部断面図である。
第２実施形態は一つのプレート部２に複数の摺動部３及び蓋部４を備えたものである。摺動部３及び蓋部４の構成は第１実施形態と同一である。
【００４５】
図６は、第３実施形態に係る荷重支持装置の側面一部断面図である。
第３実施形態は弾性部材として円柱状の硬質ウレタン６′を使用したものである。硬質ウレタン６′の一端は、プレート部２′に形成された穴２′ａに嵌合され、硬質ウレタン６′の一端面と穴２′ａの底面とが当接する。一方、硬質ウレタン６′の他端は、蓋部４′に形成された穴４′ａに嵌合され、硬質ウレタン６′の他端面と穴４′ａの底面とが当接する。この状態で、蓋部４′の一端面とプレート部２′の一端面との間には所定距離Ｌ１の隙間が設けられる。蓋部４′の他端面はクッションピン５７と当接する。
【００４６】
図７は、第４実施形態に係る荷重支持装置の側面一部断面図である。
第４実施形態は第３実施形態と同様に弾性部材として円柱状の硬質ウレタン６′を使用したものであるが、第４実施形態では蓋部が設けられておらず、硬質ウレタン６′の端面が直接クッションピン５７と当接する。この状態で、クッションピン５７の端面とプレート部２′の一端面との間には所定距離Ｌ１の隙間が設けられる。硬質ウレタン６′の径はクッションピン５７の径よりも小径である。しかし硬質ウレタン６′の径がクッションピン５７の径よりも大径であってもよい。この場合クッションピン５７の端部とプレート部２′の一端面との間に設ける隙間は必要ない。
【００４７】
図８は、第５実施形態に係る荷重支持装置の側面一部断面図である。
第５実施形態は第１実施形態におけるプレート部２を備えず、ボルト部材５が直接ダイクッションパッド２１に螺合されたものである。ボルト部材５のねじ部５ａはダイクッションパッド２１の表面に形成されたねじ穴２１ｂに螺合されている。この状態で、摺動部３の端面とダイクッションパッド２１の表面との間には所定距離Ｌ１の隙間が設けられる。なおこの場合、ダイクッションパッド２１の表面を摺動部３との当接に起因する穿孔を防止する程度に硬質化する必要がある。
【００４８】
第２〜第５実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る荷重支持装置を使用したプレス機械の断面図である。
【図２】図２は本発明に係る荷重支持装置を使用したプレス機械の断面図である。
【図３】図３は第１実施形態に係る荷重支持装置の側面一部断面図である。
【図４】図４は図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図５は第２実施形態に係る荷重支持装置の側面一部断面図である。
【図６】図６は第３実施形態に係る荷重支持装置の側面一部断面図である。
【図７】図７は第４実施形態に係る荷重支持装置の側面一部断面図である。
【図８】図８は第１実施形態に係る荷重支持装置の側面一部断面図である。
【図９】図９は従来のクッション均圧装置を使用したプレス機械の断面図である。
【図１０】図１０は従来のクッション均圧装置の油圧シリンダの配置例である。
【符号の説明】
２    プレート部
３    摺動部
４    蓋部
５    ボルト部材
６    弾性部材
２１  ダイクッションパッド
５７  クッションピン
【図１】
2004330289.tif 000003
【図２】
2004330289.tif 000004
【図３】
2004330289.tif 000005
【図４】
2004330289.tif 000006
【図５】
2004330289.tif 000007
【図６】
2004330289.tif 000008
【図７】
2004330289.tif 000009
【図８】
2004330289.tif 000010
【図９】
2004330289.tif 000011
【図１０】
2004330289.tif 000012