(57)【要約】【課題】ブランクホールド圧力を金型内で効果的に均圧化させることが可能なプレス成形機及びプレス成形方法を提供する。【解決手段】各クッションピン４と各クッションボス５との間に弾性体１３を介在させてプレス成形機を構成した。従って、各クッションピン４と各クッションボス５とで各弾性体１３を圧縮させて、各クッションピン４と各クッションボス５との当りのばらつきに応じて各弾性体１３のストローク量（撓み量）に差を生じさせることにより、各クッションピン４と各クッションボス５との当りのばらつきを吸収してブランクホールド圧力を金型内で擬似的に均一化させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイクッションに配設された複数個のクッションピンと、各クッションピンに整合させてクッションリングの下面に配置された複数個のクッションボスと、を具備するプレス成形機であって、各クッションピンと各クッションボスとの間に弾性体を介在させ、各弾性体を弾性変形させてブランクホールド圧力を金型内で均圧化させる均圧化機構を具備することを特徴とするプレス成形機。
【請求項２】
前記弾性体が皿ばねであることを特徴とする請求項１に記載のプレス成形機。
【請求項３】
前記弾性体は複数個の前記皿ばねが組み合わされて構成されることを特徴とする請求項１に記載のプレス成形機。
【請求項４】
各クッションボスの受圧面に各クッションボスに対して型開閉方向へスライド移動可能なボスブロックを設け、前記弾性体を各クッションボスと各ボスブロックとの間に介在させたことを特徴とする請求項２又は３に記載のプレス成形機。
【請求項５】
各クッションピンと各クッションボスとの間に単一のクッションプレートを介在させたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプレス成形機。
【請求項６】
請求項１〜５に記載のプレス成形機を用いるプレス成形方法であって、各クッションピンと各クッションボスとの間に介在させた弾性体を弾性変形させてブランクホールド圧力を金型内で均圧化させることを特徴とするプレス成形方法。
【請求項７】
前記弾性体は複数個の皿ばねが組み合わされて構成されることを特徴とする請求項６に記載のプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス成形機及びプレス成形方法に関し、特に、ブランクホールド圧力を金型内で均一化させるプレス成形機及びプレス成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレス成形品の高い品質を確保するためには、ワークの製品部分に一様な成形圧力を付与させると共にダイとクッションリングとにより挟持されたワークのブランク部分に均一なブランクホールド圧力を付与させ、ワークの流入量を適正に保持して皺や割れの発生を防ぐ必要がある。一般に、従来のプレス成形機は、プレス成形機のベッドに流体圧力を介して支持されたダイクッションを収容し、該ダイクッションに配設された複数個のクッションピンを各クッションピンに整合させてクッションリングの下面に配置された各クッションボスに突接させることにより、均一なブランクホールド圧力が得られるように構成されていた。しかしながら、このようなプレス成形機は、金型の取付け精度、ラムの作動誤差、並びにクッションボスとクッションピンとの加工精度及び偏摩耗等に起因してクッションボスとクッションピンとの当りにばらつきが生じ、その結果、ブランクホールド圧力がばらついて成形精度が低下する。
【０００３】
従来から、ブランクホールド圧力を金型外で均圧化させる均圧化機構があるが、装置が高価であるため設備コストが増大し、就いては製造コストが増加することになる。そこで、ブランクホールド圧力を金型内で均圧化させて設備コストを低減させたプレス成形機が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載のプレス成形機は、クッションリングとダイプレートとの間に、シリンダタイプのクッションシリンダとスプリングタイプのクッションスプリングとを当該クッションリングに沿って複数箇所に配設し、各クッションシリンダと各クッションスプリングとをストロークさせてブランクホールド圧力を金型内で均圧化させる構造になっている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のプレス成形機は、クッションリングとダイプレートとの間にクッションシリンダとクッションスプリングとが別個に配設されるので、クッションリングの下面という限られたスペースに多数のクッションシリンダとクッションスプリングとを効果的に配置するのが困難であった。さらに、上記プレス成形機は、クッションスプリング（圧縮コイルばね）が比較的大きくストロークされるので、偏荷重が作用した場合にクッションリングが傾いてブランクホールド圧力がばらつく虞がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１１３７９８号公報（段落番号００１７〜００２０、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、第１の目的は、ブランクホールド圧力を金型内で効果的に均圧化させることができるプレス成形機を提供することにある。また、第２の目的は、ブランクホールド圧力を金型内で効果的に均圧化させることができるプレス成形方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ダイクッションに配設された複数個のクッションピンと、各クッションピンに整合させてクッションリングの下面に配置された複数個のクッションボスと、を具備するプレス成形機であって、各クッションピンと各クッションボスとの間に弾性体を介在させ、各弾性体を弾性変形させてブランクホールド圧力を金型内で均圧化させる均圧化機構を具備することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、弾性体が皿ばねであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、弾性体は複数個の皿ばねが組み合わされて構成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、各クッションボスの受圧面に各クッションボスに対して型開閉方向へスライド移動可能なボスブロックを設け、弾性体を各クッションボスと各ボスブロックとの間に介在させたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、各クッションピンと各クッションボスとの間に単一のクッションプレートを介在させたことを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項６に記載の発明は、請求項１〜５に記載のプレス成形機を用いるプレス成形方法であって、各クッションピンと各クッションボスとの間に介在させた弾性体を弾性変形させてブランクホールド圧力を金型内で均圧化させることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、弾性体は複数個の皿ばねが組み合わされて構成されることを特徴とする。
【００１４】
従って、請求項１に記載の発明では、均圧化機構は、各クッションピンと各クッションボスとの間に介在させた各弾性体を弾性変形させてブランクホールド圧力を金型内で均圧化させる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、均圧化機構は、各クッションピンと各クッションボスとの間に介在させた各皿ばねを弾性変形させてブランクホールド圧力を金型内で均圧化させる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、均圧化機構は、各クッションピンと各クッションボスとの間に介在させた複数個の皿ばねが組み合わされて構成された弾性体を弾性変形させてブランクホールド圧力を金型内で均圧化させる。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、均圧化機構は、各クッションボスと各ボスブロックとの間に介在させた弾性体を弾性変形させてブランクホールド圧力を金型内で均圧化させる。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、均圧化機構は、各クッションピンと各クッションボスとの間に介在させた各弾性体をクッションプレートを介して押圧させて弾性変形させることによりブランクホールド圧力を金型内で均圧化させる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、各クッションピンと各クッションボスとの間に介在させた弾性体を弾性変形させてブランクホールド圧力を金型内で均圧化させる。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、各クッションピンと各クッションボスとの間に介在させた複数個の皿ばねが組み合わされて構成された弾性体を弾性変形させてブランクホールド圧力を金型内で均圧化させる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。なお、本実施の形態に係るプレス成形機１は、絞り成形機である。図１に示すように、本プレス成形機１は、ダイ２を下降させることによりワークＷのブランク部分がダイ２とクッションリング３とで挟持され、このワークＷのブランク部分をダイ２とクッションリング３とで保持するブランクホールド圧力が、各クッションピン４と各クッションボス５との間に介在させた均圧化機構６により金型内で均圧化される構造になっている。そして、本プレス成形機１は、上記均圧化機構６によりブランクホールド圧力を均圧化させた状態でダイ２とポンチ７を衝合させることにより、ワークＷの流入量が適正に保持されて、製品の高い成形精度が確保される構造になっている。
【００２２】
図１に示すように、各クッションピン４は、油圧支持機構８により昇降可能に支持されたダイクッション９上に配設され、先端がダイクッション９の上方に配置されたボルスタ１０を貫通して当該ボルスタ１０の上面に突出されている。また、図１及び図２に示すように、各クッションボス５は、上記クッションリング３の下面３ａに各クッションピン４に整合させて配置され、当該クッションリング３と一体で形成されている。また、図３に示すように、各クッションボス５には、リング状に形成されて内周面が各クッションボス５の端面５ａに立設された軸１１で摺動可能に支持されたボスブロック１２が設けられている。これにより、各ボスブロック１２は、各クッションボス５に対して軸線方向（図３における紙面視上下方向）へスライド移動可能な構造になっている。さらに、各クッションボス５と各ボスブロック１２との間には、皿ばねを複数個組み合わせて構成された弾性体１３が介装されている。
【００２３】
なお、本プレス成形機１は、上記軸１１、ボスブロック１２及び弾性体１３を含んで均圧化機構６が構成されている。また、図３に示すように、各ボスブロック１２は、内周面に形成された段部が各軸１１の先端に形成されたフランジ１１ａに係止されることより、軸線方向（図３における紙面視上下方向）への移動が規制される構造になっている。さらに、各弾性体１３を構成する皿ばねは、金型の取付け精度、ラムの作動誤差、並びに各クッションボス５の加工誤差によるＨ寸法の差等の要素に応じて弾性体のストロークが設定され、該ストロークに応じて組み合わされる数量が決定される。また、各弾性体１３を構成する皿ばねは、各クッションボス５に入力される軸線方向（図３における紙面視上下方向）への荷重のばらつき幅に応じてばね定数が決定されている。
【００２４】
そして、本プレス成形機１は、ダイ２が下降するに伴い、当該ダイ２とクッションリング３とでワークＷが挟持された状態で、ダイ２でクッションリング３が押し下げられる。これにより、各クッションボス５に設けられた各ボスブロック１２が各クッションピン４により各クッションボス５に向けて押し上げられて、各クッションボス５と各ボスブロック１２との間に介装された皿ばねが複数個組み合わされて構成された各弾性体１３が圧縮によりストロークされる。そして、本プレス成形機１は、クッションピン４とクッションボス５との当りのばらつき（本実施の形態では、クッションピン４とボスブロック１２とを突接させる）に応じて、各弾性体１３のストローク量（撓み量）に差を生じさせる。これにより、本プレス成形機１は、クッションピン４とクッションボス５との当りのばらつきが吸収されてブランクホールド圧力が金型内で擬似的に均圧化される構造になっている。
【００２５】
例えば、皿ばねがＮ個組み合わされて各弾性体１３が構成される場合、図４に示すように、Ｎ（組み合わされる皿ばねの数量）が大きくなるにつれて、荷重（反発力）の立ち上がり（図４における撓み−荷重直線の傾き）が緩やかになり、撓み（ストローク）の差に対する荷重の差が逓減される。従って、本プレス成形機１は、上記荷重の立ち上がりを小さく設定することで、各クッションボス５に入力される荷重を限りなく近い値にして、ブランクホールド圧力を金型内で擬似的に均圧化させる構造になっている。
【００２６】
次に、本実施の形態の作用を説明する。まず、成形前の状態では、クッションリング３は、当該クッションリング３の上面がポンチ７の上面と略同一の高さになるように油圧支持機構８で支持された状態にある。この状態からダイ２を下降させて、ダイ２とクッションリング３とでワークＷを挟持させる。さらに、ダイ２によりクッションリング３を押し下げると、各ボスブロック１２が各クッションピン４により各クッションボス５に対して押し上げられる。これにより、各クッションボス５と各ボスブロック１２との間に介装された皿ばねが複数個組み合わされて構成された各弾性体１３に圧縮力が作用して各弾性体１３がストロークされる。そして、クッションピン４とクッションボス５との当りのばらつきに応じて、各弾性体１３のストローク量（撓み量）に差を生じさせることにより、クッションピン４とクッションボス５との当りのばらつきを吸収してブランクホールド圧力を金型内で擬似的に均圧化させる。
【００２７】
そして、この状態で、ダイ２とポンチ７とを衝合させてダイ２とポンチ７との双方の成形面でワークＷを挟み込むことにより、高い精度の成形品（製品）を得ることができる。
【００２８】
この実施の形態では以下の効果を奏する。
本プレス成形機１は、各クッションピン４と各クッションボス５との間に弾性体１３を介在させた。
従って、本プレス成形機１は、各クッションピン４と各クッションボス５とで各弾性体１３を圧縮させて、各クッションピン４と各クッションボス５との当りのばらつきに応じて各弾性体１３のストローク量（撓み量）に差を生じさせることにより、各クッションピン４と各クッションボス５との当りのばらつきを吸収してブランクホールド圧力を金型内で擬似的に均一化させることができる。これにより、本プレス成形機１は、ワークＷに皺や割れが発生するのを防止して、成形品の高い品質が確保される。さらに、ブランクホールド圧力を金型外で均一化させる均一化装置を備えるプレス成形機１と比較して、設備コストを大幅に削減することができる。
また、本プレス成形機１は、弾性体１３が皿ばねが複数個組み合わされて構成される。
従って、組み合わされる皿ばねの数量が大きくなるにつれて、荷重（反発力）の立ち上がりが緩やかになり、撓み（ストローク）の差に対する荷重の差が逓減される。そして、本プレス成形機１は、荷重の立ち上がりを小さく設定することで、各クッションボス５に入力される荷重を限りなく近い値にして、ブランクホールド圧力を金型内で擬似的に均圧化させることができる。これにより、本プレス成形機１は、ワークＷに皺や割れが発生するのを防止して、成形品の高い品質が確保される。さらに、ブランクホールド圧力を金型外で均一化させる均一化装置を備えるプレス成形機１と比較して、設備コストを大幅に削減することができる。
【００２９】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
クッションピン４とボスブロック１２との間に、単一のクッションプレートを介在させてプレス成形機１を構成してもよい。この場合、クッションリング３の下面３ａに配設されるクッションボス５の配置の自由度が増し、ブランクホールド圧力を金型内で均圧化させるに向けて各クッションボス５をより効果的に配置することができる。
本実施の形態では、皿ばねが複数個組み合わされて弾性体１３が構成されるが、弾性体１３は、皿ばねが複数個組み合わされて構成されるに限らず、例えば、各クッションピン４と各クッションボス５との間に窒素ガスシリンダを介在させ、各窒素ガスシリンダのガス室を連通させて構成してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ブランクホールド圧力を金型内で効果的に均圧化させることが可能なプレス成形機及びプレス成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本プレス成形機の説明図であって、特に、概略構成を示す図である。
【図２】本プレス成形機の説明図であって、特に、クッションリングを下面からの視線で見た斜視図である。
【図３】本プレス成形機の説明図であって、特に、クッションピンとボスブロックとが突接された状態を示す図である。
【図４】本プレス成形機の説明図であって、特に、皿ばねの均圧化特性を示す図である。
【符号の説明】
１          プレス成形機
２          ダイ
３          クッションリング
４          クッションピン
５          クッションボス
６          均圧化機構
１２        ボスブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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