(57)【要約】【課題】クッション均圧化のための大掛かりな油圧回路が不要で、安いコストで構成できるダイクッションの均圧化クッションピン、それを用いたダイクッション、それを用いたプレス機械、およびそのクッションピンの均圧化によるプレス成形方法を提供する。【解決手段】プレス機械のボルスタ（５４）に挿通され、下端をダイクッションパッド（６０）を介してダイクッション（５９）上に設けられ、上端で直接またはブランクホルダ（５６）を介してワークを保持するクッションピンにおいて、軸方向に付勢力を発生させる弾性部材（６）を備え、この弾性部材（６）を介してワークを保持可能としたクッションピンである。複数のクッションピン（１）毎に備えた弾性部材（６）の縮小によって、該クッションピン（１）の端部の位置のばらつきを吸収させ、各クッションピン（１）の軸方向伝達圧力を均圧化してプレス成形加工を行なう。【選択図】        図２
2004160519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス機械のボルスタ（５４）に挿通され、下端をダイクッションパッド（６０）を介してダイクッション（５９）上に設けられ、上端で直接またはブランクホルダ（５６）を介してワークを保持するクッションピンにおいて、
軸方向に付勢力を発生させる弾性部材（６）を備え、この弾性部材（６）を介してワークを保持可能とした
ことを特徴とするクッションピン。
【請求項２】
請求項１記載のクッションピン（１）を用いて、各クッションピン（１）の軸方向伝達圧力を均圧化した
ことを特徴とするダイクッション。
【請求項３】
請求項２記載のダイクッション（５９）を装着したプレス機械。
【請求項４】
ダイクッション（５９）上にダイクッションパッド（６０）を介して設けた複数のクッションピン（１）毎に備えた弾性部材（６）の縮小によって、該クッションピン（１）の端部の位置のばらつきを吸収させ、各クッションピン（１）の軸方向伝達圧力を均圧化してプレス成形加工を行なう
ことを特徴とするプレス成形方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にプレス機械のダイクッションのクッション装置に用いるクッションピン、およびそのクッションピンの均圧化によるプレス成形方法に関する。
【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ダ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）を一定にするために、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、例えば特許文献１に記載されたものが知られており、図７は同特許文献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７を参照して従来技術を説明する。
【０００３】
図７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が固定されており、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に連結されている。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。
【０００４】
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。
【０００５】
【特許文献１】
実公平５−２７２１５号公報（第１−２頁、第４図）
【０００６】
【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段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。
【０００７】
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８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およ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。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、クッション均圧化のための大掛かりな油圧回路が不要で、安いコストで構成できるダイクッションの均圧化クッションピン、それを用いたダイクッション、それを用いたプレス機械、およびそのクッションピンの均圧化によるプレス成形方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記目的を達成するため、第１発明は、プレス機械のボルスタに挿通され、下端をダイクッションパッドを介してダイクッション上に設けられ、上端で直接またはブランクホルダを介してワークを保持するクッションピンにおいて、軸方向に付勢力を発生させる弾性部材を備え、この弾性部材を介してワークを保持可能としたことを特徴とするクッションピンである。
【００１０】
第１発明によれば、軸方向に付勢力を発生させる弾性部材を設け、該弾性部材を介してワークを保持するクッションピンとしたため、ブランクホルダの傾き、クッションピンの長さのばらつき、ダイクッションパッドの平行度誤差等による各クッション圧のばらつきがあると、それに応じて弾性部材の縮小長さが変わり、クッションピンの長さが縮小される。このとき、クッションピンの長さの縮小によって上記のブランクホルダの傾き、クッションピンの長さのばらつき、ダイクッションパッドの平行度誤差等の軸方向位置のばらつきは吸収される。そして、この軸方向位置のばらつきに伴なう各クッションピン毎の弾性部材の付勢力の差が生じるが、この各クッションピン毎の弾性部材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の弾性係数を設定することにより、各クッションピンの軸方向伝達圧力を均圧化することができる。この結果、弾性部材を各クッションピン毎に備えるだけの簡単な構成で均圧化できるので、大掛かりな装置とならず、安いコストで製作できる。さらに、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に、ダイクッションは１台だけ装着し、上記弾性部材の弾性係数を各エリア毎に異ならせて設定するだけでよいから、この場合でもコストを安くすることができる。
【００１１】
第２発明は、第１発明のクッションピンを用いて、各クッションピンの軸方向伝達圧力を均圧化したことを特徴とするダイクッションである。
【００１２】
また第３発明は、第２発明のダイクッションを装着したプレス機械である。
【００１３】
第２、第３発明によれば、上記弾性部材を有するクッションピンを用いて、各クッションピンの軸方向伝達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。また、これにより、安いコストでダイクッション、プレス機械を構成できる。
【００１４】
第４発明は、ダイクッション上にダイクッションパッドを介して設けた複数のクッションピン毎に備えた弾性部材の縮小によって、該クッションピンの端部の位置のばらつきを吸収させ、各クッションピンの軸方向伝達圧力を均圧化してプレス成形加工を行なうことを特徴とするプレス成形方法としている。
【００１５】
第４発明によれば、従来のように共通の配管または油路で連通させた各油圧シリンダを含む油圧回路によるクッションピン均圧装置を用いることなく、各クッションピン毎に備えた弾性部材の縮小によって、各部品の加工精度や剛性のばらつき等に伴なうクッションピン軸方向位置のばらつきを吸収すると共に、各クッションピンの軸方向伝達圧力を均圧化するので、簡単な構成で均圧化でき、コストを安くできる。
【００１６】
【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詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る均圧化のためのクッションピンを用いたダイクッションの断面図である。なお、図７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。
図１において、クッションピン１はボルスタ５４を挿通して装着され、その上端でブランクホルダ５６を支持し、下端はダイクッション５９のクッションシリンダ６１上に取着されたダイクッションパッド６０にパッド６８を介して支持される。
【００１８】
図２は、第１実施形態に係るクッションピンの側面一部断面図であり、図３は図２のＡ−Ａ断面図であり、以下図２，３によりクッションピン１を説明する。クッションピン１は、第１部材２と、摺動部材３と、第２部材４とを有している。第１部材２は、柱状（本例では円柱形状）で中実に形成されており、一端部の略中心部に軸心方向のねじ穴２ａが設けられている。また、摺動部材３は、柱状（本例では円柱形状）で中空に形成されており、一端部には略中心部に雌ねじ３ａが螺設されたねじ穴部が形成され、該ねじ軸心に略垂直な前記ねじ穴部の底面３ｂには前記雌ねじ３ａの内径よりも小径の貫通孔３ｄが形成されている。さらに、摺動部材３の他端部には、略中心部に前記貫通孔３ｄよりも大径で、かつ貫通孔３ｄに連通した円柱状の孔３ｃが形成されている。この孔３ｃ内には奥から順に、環状の弾性部材６及び環状のスペーサ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おり、本例では皿ばねで構成されている。
【００１９】
摺動部材３の第２部材４側から、前記貫通孔３ｄ、環状の弾性部材６および環状のスペーサ７に順にボルト部材５を摺動自在に挿入し、該ボルト部材５の先端部のねじ部５ａを前記第１部材２のねじ穴２ａに螺合している。ボルト部材５は、ねじ部５ａと反対側の端部に小径頭部５ｂを、該小径頭部５ｂよりも軸方向中央側に大径頭部５ｃをそれぞれ有しており、大径頭部５ｃとねじ部５ａとの間には大径頭部５ｃよりも小径の中間部を有している。そして、ボルト部材５を第１部材２に螺合するときには、前記大径頭部５ｃの小径中間部側に形成した段付き端面５ｄが前記摺動部材３のねじ穴部の底面３ｂに当接し、摺動部材３を介して弾性部材６を押し付けて所定の軸方向の付勢力を発生させるようにしている。
【００２０】
ここで、ボルト部材５の小径中間部とねじ部５ａとの間の段付き端面５ｆが第１部材２のねじ穴２ａ部の段付き端面２ｂに当接する状態に、ボルト部材５を第１部材２に螺合したときに、弾性部材６の付勢力によって摺動部材３はボルト部材５の大径頭部５ｃの段付き端面５ｄに押し付けられ、このときの摺動部材３の端面と第１部材２の端面との間に所定距離Ｌ１の隙間ができるようにしている。なお、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該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、例えば０．１〜０．２ｍｍ程度に設定すればよい。
【００２１】
一方、第２部材４は、略柱状（本例では円柱形状）であり、その一端部の外周面には前記摺動部材３の雌ねじ３ａ径と同一径の雄ねじ４ａが形成され、略中心部には前記ボルト部材５の大径頭部５ｃの径よりもやや大き目の径を有する穴４ｂが形成されている。この第２部材４の雄ねじ４ａを摺動部材３の雌ねじ３ａにねじ込むと、第２部材４の前記穴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、第２部材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。
【００２２】
また、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、同様に第２部材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および切欠端面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。
なお、クッションピン１の上下装着方向は第１部材２または第２部材４のいずれを上にしても構わない。
【００２３】
上記構成による作動を、図１および図２を参照して説明する。
プレス機械のスライド５２を下降させると、まず、ブランクホルダ５６上に載置されたワークＷに上型５１が当接し、上型５１とブランクホルダ５６との間でワークＷの外縁部を保持する。次に、上型５１はブランクホルダ５６を介してクッションピン１およびダイクッション５９を押し付け、クッションピン１およびダイクッション５９と共に下降し、上型５１と下型５３との間でワークＷを成形する。このとき、スライド下降時の荷重はブランクホルダ５６を介して各クッションピン１に伝達され、この荷重によりクッションピン１の第２部材４および摺動部材３は一体的に押し付けられてボルト部材５をガイドとして摺動し、弾性部材６を縮小させる。
【００２４】
この弾性部材６の縮小によって、ブランクホルダ５６の傾き、クッションピン１の長さのばらつき、ダイクッションパッド６０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は吸収され、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、各クッションピン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、この各クッションピン１毎の弾性部材６の付勢力のばらつきが各クッションピン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５９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、各クッションピン１の軸方向伝達圧力が均圧化される。これにより、各クッションピン１のしわ押え力を略一定にでき、成形精度を向上できる。
【００２５】
なお、図４に示すように、クッションピン１の上端はワークＷに直接当ててもよいし、また下端はダイクッションパッド６０に直接当ててもよい。
また、クッションピン１の全体形状は、円柱である必要もなく、例えば図４に示すように上端部の径を一部大きくさせてもよい。
【００２６】
上記構成によると、軸方向に付勢力を発生させる弾性部材６を有するクッションピン１を用いてピン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り、安いコストで製作できる。また、前述の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に、１台のダイクッションだけを装着してこれで主なクッション圧レベルを設定し、複数のエリア間のクッション圧差は上記弾性部材６の弾性係数を各エリア毎に異ならせて適切に設定することで対応できるから、この場合コストを安くすることができる。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。
【００２７】
なお、本発明に係るクッションピンは、上記実施形態の構成に限定されることはなく、例えば図５や図６に示すような構成であってもよい。図５においては、第１部材２と第２部材４の間に弾性部材６を設け、この弾性部材６を第１部材２と第２部材４の穴内に嵌挿して固着している。また、図６に示すクッションピンは、第１部材２の一端部に弾性部材６を固着したものである。いずれの場合も、弾性部材６の縮小によって各クッションピンの軸方向の位置のばらつきを吸収でき、各クッションピンの軸方向伝達圧力を均圧化させることができる。これにより、前記実施形態と同様の効果が得られる。
【００２８】
以上説明したように、本発明によると以下の効果が得られる。
軸方向に付勢力を発生させる弾性部材を有するクッションピンを用いて各クッションピンの軸方向伝達圧力の均圧化を図るダイクッションの構成としたので、均圧化装置が非常に簡単な構成となり、安いコストで製作できる。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に、弾性部材の弾性係数を各エリア毎に異ならせて適切に設定することで対応できるから、コストを安くすることができる。
【００２９】
また、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る均圧化クッションピンを用いたダイクッションの断面図である。
【図２】第１実施形態に係るクッションピンの側面一部断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】他の実施形態を表すダイクッションの側面一部断面図である。
【図５】他の実施形態を表すクッションピンの側面断面図である。
【図６】他の実施形態を表すクッションピンの側面図である。
【図７】従来技術に係るクッションピン均圧装置の一例である。
【図８】従来のクッションピン均圧装置の油圧シリンダの配置例である。
【符号の説明】
１…クッションピン、１ａ…ピン本体、２…第１部材、２ａ…ねじ穴、２ｂ…段付き端面、３…摺動部材、３ａ…雌ねじ、３ｂ…底面、３ｃ…孔、３ｄ…貫通孔、４…第２部材、４ａ…雄ねじ、４ｂ…穴、４ｃ…切欠端面、５…ボルト部材、５ａ…ねじ部、５ｂ…小径頭部、５ｃ…大径頭部、５ｄ，５ｆ…段付き端面、５ｅ…切欠端面、６…弾性部材、７…スペーサ、８…グリス溜り室、１１…ピン保持部材、５１…上型、５２…スライド、５３…下型、５４…ボルスタ、５５…キャリヤ、５６…ブランクホルダ、５７…クッションピン、５８…油圧シリンダ、５９…ダイクッション、６０…ダイクッションパッド、６１…クッションシリンダ、６２…エア圧源、６３…エアレギュレータ、６４…エアタンク、６５…配管、６６…フレキシブルチューブ、６７…給油手段、６８…パッド、６９…クッションプレート。
【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】
2004160519.tif 000008
【図７】
2004160519.tif 000009
【図８】
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