(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状ワークの周辺部を相互に独立した複数基のブランクホルダーで拘束しつつ、ポンチとダイとの間でプレスする際に、該板状ワークを周辺側から引っ張って拡張させるプレス成形方法において、
各ブランクホルダーとして、離接可能に対向配置して相互間で板状ワークの周辺部を挟み付ける一対の挟持部材よりなるものを用い、
これらブランクホルダーで拘束した板状ワークがポンチの成形面に接してから該ポンチとダイとの間でプレスされるまでの過程で、各ブランクホルダーを、プレス軸方向に沿って変位させて板状ワークをポンチの成形面に重合させ、次いで外側方向へ変位させて板状ワークを拡張させる少なくとも２段階の変位操作を行い、
プレス終了後に各ブランクホルダーを反プレス軸方向に沿って変位してポンチの成形面からプレス成形物を離脱させ、更に該ブランクホルダーの両挟持部材を解離後、もしくはその解離後にプレス成形物を取り出したのち、両挟持部材を内側方向へ変位させて板状ワーク拘束前の初期位置へ戻すことを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
各ブランクホルダーは、ダイ側の作動による成形過程において、板状ワーク周辺部の拘束から該板状ワークがポンチの成形面に重合するまでダイと一体にプレス軸方向に沿って変位させ、次いで成形終了までダイの作動力によって前記外側方向へ変位させる請求項１に記載のプレス成形方法。
【請求項３】
前記のブランクホルダーで拘束した板状ワークがポンチの成形面に接してから該ポンチとダイとの間でプレスされるまでの過程における前記変位操作は、各ブランクホルダーを、プレス軸方向に沿って変位させて板状ワークをポンチの成形面に重合させ、次いでプレス軸方向に対して斜め外側方向へ変位させ、更にプレス軸方向に対して直交する外側方向へ変位させて板状ワークを拡張させる３段階で行う請求項１〜３のいずれかに記載のプレス成形方法。
【請求項４】
板状ワークの周辺部を相互に独立した複数基のブランクホルダーで拘束しつつ、ポンチとダイとの間でプレスする際に、該板状ワークを周辺側から引っ張って拡張させるプレス成形装置において、
前記ポンチが固定型、前記ダイが可動型を構成し、
各ブランクホルダーは、対向配置して相互間で板状ワークの周辺部を挟み付けて拘束する第１及び第２挟持部材からなり、その第１挟持部材がポンチ側でプレス軸方向に弾力付勢されたホルダー支承部材に、第２挟持部材がダイ側に、それぞれプレス成形部に対する遠近移動自在に保持され、
成形過程でのダイのプレス軸方向への作動力によって各ブランクホルダーを外側方向へ変位させる外側変位手段と、成形終了後に各ブランクホルダーの開離した両挟持部材を内側方向へ変位させて板状ワーク拘束前の初期位置へ戻す内側変位手段とを備え、
成形に際してダイがポンチに接近するのに伴い、各ブランクホルダーの両挟持部材間で板状ワークの周辺部が拘束され、次いで該板状ワークがポンチの成形面に押し付けられて重合してからポンチとダイとの間でプレスされるまでの過程で、前記外側変位手段によって各ブランクホルダーが前記外側方向へ変位して該板状ワークを拡張し、成形終了後にダイがポンチから離間するのに伴い、各ブランクホルダーが前記ホルダー支承部材の弾力付勢によってダイと共に変位し、次いで変位限界で停止した第１挟持部材に対して第２挟持部材がダイと一体に変位して開離し、この開離した両挟持部材が前記内側変位手段によって前記初期位置へ戻るように構成されてなるプレス成形装置。
【請求項５】
前記内側変位手段は、ブランクホルダーの第１挟持部材をポンチ側へ移動させる流体圧シリンダーと、第１及び第２挟持部材に設けられて相互に摺接可能な傾斜誘導部とからなり、前記流体圧シリンダーにて第１挟持部材が内側へ移動したのち、ダイが次のプレス成形のためにプレス軸方向へ作動する途上で、該ダイ側に保持された第２係止部材と第１挟持部材の傾斜誘導部同士が摺接し、その傾斜誘導作用で第２係止部材を内側へ変位させるものである請求項４に記載のプレス成形装置。
【請求項６】
前記外側変位手段は、ブランクホルダーの第１挟持部材側とポンチ側とに相対して設けられた傾斜摺接部同士の摺接に伴う傾斜誘導作用によって該ブランクホルダーをプレス軸方向に対して２０〜７０°をなす斜め外側方向へ変位させ、続いてホルダー支承部材の反付勢方向への移動をストッパーで停止させた際の該ブランクホルダーの慣性力により、該ブランクホルダーをプレス軸方向に対して直交する外側方向へ変位させるものである請求項４又は５に記載のプレス成形装置。
【請求項７】
ブランクホルダーの第２挟持部材のダイ側に対する遠近移動方向が、遠方ほどポンチ側から離れるようにプレス軸方向との直交面に対して１〜１０°の角度範囲で傾斜してなる請求項４〜６の何れかに記載のプレス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の車体パネル等の高い張り剛性が要求されるプレス成形物を製作するためのプレス成形方法及びプレス成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属薄板からなる板状ワークより自動車の車体パネル等のプレス成形物を製作する手段として、ストレッチドロー工法と称される絞りプレス成形法が汎用されている。この絞りプレス成形法は、例えば図１２に示すように、ラム８０に固定したダイ８１の外周挟持部８２と、クッションピン８３にて弾力支持されたブランクホルダー８４との間で板状ワークＰ１の周辺部を挟み付けて拘束し、この拘束状態の板状ワークＰ１を周辺側からの引っ張りで絞りつつ、ダイ８１とベース８５に固定したポンチ８６との間でプレスすることにより、所要形状のプレス成形物Ｐとするものである。なお、ブランクホルダー８４はポンチ８６を取り囲む環形の一体物からなる。また、図ではダイ８１が上側に位置した可動型になっているが、図示とは上下関係が逆の構成や、ポンチ８６を可動型とする構成もある。
【０００３】
このような絞りプレス成形法によって得られるプレス成形物Ｐは、例えば図１３に概略的に示すように、製品部Ａの周囲を捨て絞り部Ｂ及び挟持部Ｃが取り巻く形になっており、捨て絞り部Ｂにはポンチ８６の成形面８６ａの周縁部８６ｂつまり傾斜周壁部８６ｃ〔図１２（ａ）参照〕との境界部分に対応した曲がり部Ｅを含むと共に、挟持力を高めるために、挟持部Ｃにはダイ８１の外周挟持部８２とブランクホルダー８４との挟持面における凹凸嵌合による溝形Ｇが形成されるのが一般的である。なお、製品部Ａ及び捨て絞り部Ｂは成形時の引き伸ばし作用により、また挟持部Ｃも溝形Ｇの形成により、図１２（ａ）に示す板状ワークＰ１における製品対応部Ａ１，捨て絞り対応部Ｂ１，挟持対応部Ｃ１より各々拡張している。
【０００４】
そして、プレス成形物Ｐの捨て絞り部Ｂ及び挟持部Ｃは最終的に製品部Ａから切り離して除去するから、材料歩留りの観点からは板状ワークＰ１に占める製品対応部分の割合を大きくすることが望ましい。しかるに、挟持対応部Ｃ１は成形時の拘束力を確保する上で一定の幅を要するから、材料歩留りを高めるには板状ワークＰ１における捨て絞り対応部Ｂ１を狭くする必要がある。一方、プレス成形物Ｐとして高品質なものを得るには、成形時に製品部Ａの拡張を強めて高い張り剛性を付与することが肝要となる。
【０００５】
ところが、ポンチ８６における成形面８６ａの周縁部８６ｂの曲がりを強くして傾斜周壁部８６ｃのプレス軸方向に対する角度を小さくした場合、捨て絞り部Ｂでの引き伸ばしが大きくなり、それだけ板状ワークＰ１における捨て絞り対応部Ｂ１の領域を小さくできる反面、曲がりの強い周縁部８６ｂによって材料の周辺側への移動抵抗が大きくなるため、製品部Ａでの拡張が不充分になって高い張り剛性を付与できなくなる。また逆に、該成形面８６ａの周縁部８６ｂの曲がりを弱くして傾斜周壁部８６ｃの前記角度を大きくすれば、曲がりの弱い周縁部８６ｂにおける材料の移動抵抗が小さくなるから、製品部Ａを充分に拡張して高い張り剛性を付与できるが、板状ワークＰ１における捨て絞り対応部Ｂ１の領域を大きくせねばならず、それだけ材料歩留りが悪くなる。従って、従来の一般的な絞りプレス成形では、材料歩留りを向上させることと、プレス成形物に高い張り剛性を付与することとは、手法的に互いに相反して両立できないという問題があった。
【０００６】
そこで、引張成形や引張プレス成形として、ブランクホルダーによって板状ワークの周辺部を挟持して拘束し、この拘束した板状ワークをブランクホルダーの外側スライドによって予め拡張させた上で、ポンチとダイとの間で挟み付けてプレスする方式がいくつか提案されている（例えば特許文献１〜３）。これら提案方式では、ブランクホルダーによる板状ワークの挟持位置をポンチの成形面の周縁部に近接した位置に設定することにより、該板状ワークにおける捨て絞り対応部を狭くして材料歩留りを向上して、且つプレス成形物に高い張り剛性を付与できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公昭５１−１５７１号公報
【特許文献２】実開平６−５７２３号公報
【特許文献３】特許第３４１０６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記提案のように予め板状ワークを拡張させた上でポンチとダイ間でプレスする方式は、実際に採用されるまでに至っていない。その要因として、提案方式のように板状ワークを予め拡張させれば、成形前に成形許容量を減少させることになるため、成形時に断面実長の長い部位に材料が供給されず、成形不良を生じるという致命的な問題がある。すなわち、ポンチの成形面に部分的な凹凸部が存在する場合、プレスの進行に伴い、該凹凸部とその近傍には断面実長差による材料の過不足で歪みが発生するが、成形前の拡張によって材料移動が不自由になり、歪みや残留応力が増大することにより、寸法精度や面品質の悪化、また材料不足になった部分での破れ（割れ）等を生じることが避けられない。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みて、板状ワークから自動車の車体パネル等のプレス成形物を製作するに当たって、該板状ワークにおける捨て絞り対応部を非常に狭くして材料歩留りを大きく向上できる上、ポンチ形状の断面実長差による歪みを効果的に解消でき、優れた成形安定性によって破れや損傷を生じることなく高い張り剛性及び面品質を有する高品位のプレス成形物が得られるプレス成形方法及びプレス成形装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係るプレス成形方法は、板状ワークＰ１の周辺部を相互に独立した複数基のブランクホルダー３…で拘束しつつ、ポンチ１１とダイ２１との間でプレスする際に、該板状ワークＰ１を周辺側から引っ張って拡張させるプレス成形方法において、各ブランクホルダー３として、離接可能に対向配置して相互間で板状ワークＰ１の周辺部を挟み付ける一対の挟持部材３ａ，３ｂよりなるものを用い、これらブランクホルダー３…で拘束した板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０に接してから該ポンチ１１とダイ２１との間でプレスされるまでの過程で、各ブランクホルダー３を、プレス軸方向Ｙに沿って変位させて板状ワークＰ１をポンチ１１の成形面１０に重合させ、次いで外側方向へ変位させて板状ワークＰ１を拡張させる少なくとも２段階の変位操作を行い、プレス終了後に各ブランクホルダー３を反プレス軸方向に沿って変位してポンチ１１の成形面１０からプレス成形物Ｐ１を離脱させ、更に該ブランクホルダー３の両挟持部材３ａ，３ｂを解離後、もしくはその開離後にプレス成形物Ｐを取り出したのち、両挟持部材３ａ，３ｂを内側方向へ変位させて板状ワークＰ１拘束前の初期位置へ戻すことを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明では、上記請求項１のプレス成形方法において、各ブランクホルダー３は、ダイ２１側の作動による成形過程において、板状ワークＰ１周辺部の拘束から該板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０に重合するまでダイ２１と一体にプレス軸方向に沿って変位させ、次いで成形終了までダイ２１の作動力によって前記外側方向へ変位させる構成としている。
【００１２】
請求項３の発明では、上記請求項１又は２のプレス成形方法において、ブランクホルダー３…で拘束した板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０に接してから該ポンチ１１とダイ２１との間でプレスされるまでの過程における変位操作は、各ブランクホルダー３を、プレス軸方向に沿って変位させて板状ワークＰ１をポンチ１１の成形面１０に重合させ、次いでプレス軸方向に対して斜め外側方向へ変位させ、更にプレス軸方向に対して直交する外側方向へ変位させて板状ワークＰ１を拡張させる３段階で行う構成としている。
【００１３】
一方、請求項４の発明は、板状ワークＰ１の周辺部を相互に独立した複数基のブランクホルダー３…で拘束しつつ、ポンチ１１とダイ２１との間でプレスする際に、該板状ワークＰ１を周辺側から引っ張って拡張させるプレス成形装置において、ポンチ１１が固定型、ダイ２１が可動型を構成し、各ブランクホルダー３は、対向配置して相互間で板状ワークＰ１の周辺部を挟み付けて拘束する第１及び第２挟持部材３ａ，３ｂからなり、その第１挟持部材３ａがポンチ１１側でプレス軸方向に弾力付勢されたホルダー支承部材４に、第２挟持部材３ｂがダイ２１側に、それぞれプレス成形部に対する遠近移動自在に保持され、成形過程でのダイ２１のプレス軸方向への作動力によって各ブランクホルダー３を外側方向へ変位させる外側変位手段（傾斜摺接部１３，３５）と、成形終了後に各ブランクホルダー３の開離した両挟持部材３ａ，３ｂを内側方向へ変位させて板状ワークＰ１拘束前の初期位置へ戻す内側変位手段（エアシリンダー６，傾斜誘導部３２ａ，３７ａ）とを備え、成形に際してダイ２１がポンチ１１に接近するのに伴い、各ブランクホルダー３の両挟持部材３ａ，３ｂ間で板状ワークＰ１の周辺部が拘束され、次いで該板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０に押し付けられて重合してからポンチ１１とダイ２１との間でプレスされるまでの過程で、外側変位手段によって各ブランクホルダー３が外側方向へ変位して該板状ワークＰ１を拡張し、成形終了後にダイ２１がポンチ１１から離間するのに伴い、各ブランクホルダー３がホルダー支承部材４の弾力付勢によってダイ２１と共に変位し、次いで変位限界で停止した第１挟持部材３ａに対して第２挟持部材３ｂがダイ１１と一体に変位して開離し、この開離した両挟持部材３ａ，３ｂが内側変位手段によって両挟持部材３ａ，３ｂが初期位置へ戻るように構成されてなる。
【００１４】
請求項５の発明は、上記請求項４のプレス成形装置において、内側変位手段は、ブランクホルダー３の第１挟持部材３ａをポンチ１１側へ移動させる流体圧シリンダー（エアシリンダー６）と、第１及び第２挟持部材３ａ，３ｂに設けられて相互に摺接可能な傾斜誘導部３２ａ，３７ａとからなり、流体圧シリンダーにて第１挟持部材３ａが内側へ移動したのち、ダイ２１が次のプレス成形のためにプレス軸方向へ作動する途上で、該ダイ２１側に保持された第２係止部材３ｂと第１挟持部材３ａの傾斜誘導部３７ａ，３２ａ同士が摺接し、その傾斜誘導作用で第２係止部材３ａを内側へ変位させるものとしている。
【００１５】
請求項６の発明は、上記請求項４又は５のプレス成形装置において、外側変位手段は、ブランクホルダー３の第１挟持部材３ａ側とポンチ１１側とに相対して設けられた傾斜摺接部３５，１３同士の摺接に伴う傾斜誘導作用によって該ブランクホルダー３をプレス軸方向に対して斜め外側方向へ変位させ、続いてホルダー支承部材４の反付勢方向への移動をストッパー７で停止した際の該ブランクホルダー３の慣性力により、該ブランクホルダー３をプレス軸方向に対して直交する外側方向へ変位させるものとしている。
【００１６】
請求項７の発明は、上記請求項４〜６のいずれかのプレス成形装置において、ブランクホルダー３の第２挟持部材３ｂのダイ２１側に対する遠近移動方向が、遠方ほどポンチ１１側から離れるようにプレス軸方向との直交面に対して１〜１０°の角度範囲で傾斜してなる構成としている。
【発明の効果】
【００１７】
次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係るプレス成形方法によれば、ブランクホルダー３で周辺部を拘束した板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０に接してからポンチ１１とダイ２１との間でプレスされるまでの過程で、まず各ブランクホルダー３をプレス軸方向に沿って変位させて板状ワークＰ１をポンチ１１の成形面１０に重合させるから、この段階で板状ワークＰ１が成形許容量を殆ど減じることなくポンチ１１の成形面１０の略全体に馴染み、該成形面１０の凹部１０ａを除く三次元形状が板状ワークＰ１に転写される。次いで該ブランクホルダー３を外側方向へ変位させて該板状ワークＰ１を拡張することにより、成形面１０の周縁部１０ｂでの抵抗が小さい状態で中央側から周辺側への円滑な材料移動を生じさせることができる。従って，ブランクホルダー３による板状ワークＰ１の挟持位置をポンチ１１の成形面１０の周縁部１０ｂに近接した位置に設定することで、該板状ワークＰ１における捨て絞り対応部Ｂ１を非常に狭くして材料歩留りを大きく向上させて、且つプレス成形物Ｐに高い張り剛性を付与することが可能である上、成形面１０の凹凸による断面実長の短い部位に材料過多による歪みが発生しても、拡張過程での材料移動によって歪み部分の余剰材料が効果的に周辺側へ引き出される形になり、もって歪みが解消される。
【００１８】
また、成形終了後に各ブランクホルダー３を反プレス軸方向に沿って変位してポンチ１１の成形面１０からプレス成形物Ｐを離脱させ、更に該ブランクホルダー３の両挟持部材３ａ，３ｂを解離後、もしくその開離後にプレス成形品Ｐを取り出したのち、両挟持部材３ａ，３ｂを内側方向へ変位させて板状ワークＰ１拘束前の初期位置へ戻すようにしているから、プレス成形物Ｐはポンチ１１の成形面１０から離れてブランクホルダー３…による拘束から解除されるまで拡張時の成形形状を維持するため、両挟持部材３ａ，３ｂによるプレス成形物の変形が防止される。しかして、ポンチ１１とブランクホルダー３とのプレス軸方向に沿う相対変位は、ポンチ１１が可動型として移動してもよいし、ブランクホルダー３がダイ２１側と一体にもしくは独立して移動してもよい。
【００１９】
請求項２の発明によれば、ダイ２１側が作動する上記のプレス成形方法において、ブランクホルダー３は、板状ワークＰ１の周辺部を拘束してから該板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０に重合するまでは、ダイ２１と一体にプレス軸方向に沿って変位し、次いでダイ２１の作動力によって外側方向へ変位するから、ブランクホルダー３の変位用として別途の駆動機構が不用であり、プレス成形のための装置をコンパクトに機能的に構成できる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、上記のプレス成形方法において、板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０に重合したのち、各ブランクホルダー３の外側方向へ変位によって該板状ワークＰ１が拡張する際、まずブランクホルダー３がプレス軸方向に対して特定角度範囲で斜め外側方向へ変位することで充分な絞り作用を発揮でき、更にプレス軸方向に対して直交する外側方向へ変位することで引張角度が浅くなるから、拡張の終盤でポンチ１１の成形面１０の周縁部１０ｂにおける材料移動の抵抗が減少し、材料移動の促進によって板状ワークＰ１の内部歪みが効果的に低減され、もってより高い寸法精度及び張り剛性を備えた高品位のプレス成形物Ｐが安定的に得られる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、上記のプレス成形に用いる装置として、ダイ２１がポンチ１１に接近するのに伴い、各ブランクホルダー３の両挟持部材３ａ，３ｂ間で板状ワークＰ１の周辺部が拘束され、次いで該板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０に押し付けられて重合してからポンチ１１とダイ２１との間でプレスされるまでの過程で、外側変位手段によって各ブランクホルダー３が外側方向へ変位して該板状ワークＰ１を拡張し、成形終了後にダイ２１がポンチ１１から離間するのに伴い、各ブランクホルダー３がホルダー支承部材４の弾力付勢によってダイ２１と共に変位し、次いで変位限界で停止した第１挟持部材３ａに対して第２挟持部材３ｂがダイ１１と一体に変位して開離し、この開離した両挟持部材３ａ，３ｂが内側変位手段によって初期位置へ戻るようになっているから、簡素な装置構成で前記の高い寸法精度及び張り剛性を備えた高品位のプレス成形物Ｐを能率よく安定的に製出し得るものが提供される。
【００２２】
請求項５の発明に係るプレス成形装置によれば、各ブランクホルダー３の内側変位手段は、流体圧シリンダー（エアシリンダー６）にて第１挟持部材３ａを内側へ変位させて初期位置へ戻すだけで、ダイ２１が次のプレス成形のためにプレス軸方向へ作動する際に第２係止部材３ｂも自動的に内側へ変位して初期位置へ戻るようになっているから、両挟持部材３ａ，３ｂの各々に内側変位用の動力機構を設ける場合に比較して装置構成が簡素で且つ機能的になる。
【００２３】
請求項６の発明に係るプレス成形装置によれば、外側変位手段で板状ワークＰ１を拡張させる際、まずブランクホルダー３がプレス軸方向に対して斜め外側方向へ変位することで充分な絞り作用を発揮できる上、続いて該ブランクホルダー３がプレス軸方向に対して直交方向に変位するため、拡張の終盤で引張角度が浅くなり、ポンチ１１の成形面１０の周縁部１０ｂにおける材料移動の抵抗が減少し、材料移動の促進によって板状ワークＰ１の内部歪みが効果的に低減され、もってより高い寸法精度及び張り剛性を備えた高品位のプレス成形物Ｐが安定的に得られる。しかも、上記の斜め外側方向への変位を第１挟持部材３ａ側とポンチ１１側の傾斜摺接部３５，１３同士の摺接に伴う傾斜誘導作用によって行い、続くプレス軸方向に対する直交方向への変位をホルダー支承部材４の移動停止に伴う慣性力で行うことから、両変位を生じさせるための構造が極めて簡素になると共に、高い作動信頼性が得られる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、上記のプレス成形装置において、ブランクホルダー３の第２挟持部材３ｂのダイ２１側に対する遠近移動方向が、遠方ほどポンチ１１側から離れるようにプレス軸方向との直交面に対して特定の角度範囲で傾斜しているため、成形中に第２挟持部材３ｂがダイ２１側へ接近する動きを確実に阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプレス成形装置の成形前後の状態を示す要部の縦断側面図である。
【図２】同プレス成形装置のポンチ側金型の長手方向半部を示す斜視図である。
【図３】同プレス成形装置のポルダー支承部材とブランクホルダーの第１挟持部材を長手方向半部で示す斜視図である。
【図４】同プレス成形装置のダイ側金型とブランクホルダーの第２挟持部材を長手方向半部で示す斜視図である。
【図５】同プレス成形装置の要部を示し、（ａ）は板状ワーク挟持前でブランクホルダーの第２挟持部材が外側位置にある状態の縦断側面図、（ｂ）は該第２挟持部材が内側変位する途中の縦断側面図である。
【図６】同プレス成形装置の要部を示し、（ａ）は板状ワーク挟持前でブランクホルダーの第２挟持部材が初期位置まで内側変位した状態の縦断側面図、（ｂ）は板状ワークを挟持した段階の縦断側面図である。
【図７】同プレス成形装置の要部を示し、（ａ），（ｂ）はワークがポンチの成形面に重合した段階の互いに異なる位置における縦断側面図である。
【図８】同プレス成形装置の要部を示し、（ａ）はプレス終了時の縦断側面図、（ｂ）はプレス終了後のプレス成形物をポンチから離脱させた段階の縦断側面図である。
【図９】同プレス成形装置の要部を示し、（ａ）はプレス終了後にブランクホルダーの第１挟持部材と第２挟持部材を開離した状態の縦断側面図、（ｂ）はプレス終了後に第１挟持部材を内側方向へ変位させた状態の縦断側面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るプレス成形装置の要部を示し、（ａ）はブランクホルダーを斜め外側方向へ変位させた状態の縦断側面図、（ｂ）は次いで該ブランクホルダーをプレス軸方向に対して直交する方向へ変位させた状態の縦断側面図である。
【図１１】本発明の第１及び第２実施形態のプレス成形装置におけるブランクホルダーの第１及び第２挟持部材の変位サイクルを示す線図である。
【図１２】従来のプレス成形装置による成形動作を示し、（ａ）は成形前の縦断側面図、（ｂ）は成形後の縦断側面図である。
【図１３】プレス成形物の一例を概略的に示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明に係るプレス成形方法及びプレス成形装置について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２７】
本発明の第１実施形態に係るプレス成形装置は、図１に示すように、ベース（図示省略）に取り付けられた固定下型としてのポンチ側金型１と、これに対向して図示省略したラムの下面側に固設された可動上型としてのダイ側金型２と、矩形の板状ワークＰ１の周辺部を各辺毎に挟持して拘束する４基の独立したブランクホルダー３…と、矩形枠状のホルダー支承部材４とからなる。そして、各ブランクホルダー３は、ホルダー支承部材４を介してポンチ側に保持されるの第１挟持部材３ａと、ダイ側に保持される第２挟持部材３ｂとで構成されている。
【００２８】
ポンチ側金型１は、図２でも示すように、平面視矩形で頂部が全体として凸型の成形面１０をなすポンチ１１が上向きに突設されると共に、該ポンチ１１の基部全周から外側へ張出する水平デッキ１２を備えている。なお、成形面１０には局所的凹部１０ａを有している。そのポンチ１１の各側面１１ａには、斜め上向きの傾斜面を形成する複数の傾斜摺接部１３と、複数の垂直摺接部１４とが突設されており、これら摺接部１３，１４の表面にはスライドプレート５が固着されている。また、水平デッキ１２は、多数のピン挿通孔１５…がポンチ１１の各側面１１ａに沿って内外２列で一定間隔置きに形成され、四隅に平面視略矩形の上方突出部１２ａ…を有すると共に、外端縁にこれら上方突出部１２ａ…間を繋ぐ突縁部１２ｂ…が形成されている。そして、水平デッキ１２の各上方突出部１２ａの上面に、ガイドピン１６ａ付きの型当接部１６を備えると共に、これら上方突出部１２ａ…の相互に対向する各側面に、矩形凸面状のホルダー摺接部１７を有し、更に長手方向に沿う各突縁部１２ｂの近傍で各上方突出部１２ａに近い４箇所に、ホルダー支承部材４に対する抜け止め用安全ピン１８が立設されている。
【００２９】
ダイ側金型２は、図４でも示すように、下向きに突設された平面視矩形のダイ２１と、その基部全周から外側へやや上向きに傾斜して張出する傾斜デッキ２２とで構成されており、ダイ２１の下向きの成形面２０がポンチ１１の成形面１０に対応して全体として凹型をなすと共に、ポンチ１１側の局所的凹部１０ａに対応した局所的凸部２０ａを有している。そのダイ２１の各側面２１ａの複数箇所には、スライドプレート５を固着した矩形凸面状のホルダー対接部２３を有している。一方、傾斜デッキ２２は、ダイ２１の各辺に沿って複数枚のスライドプレート５が固着されると共に、四隅には平面視略矩形の下方突出部２２ａ…を有し、外端縁にこれら下方突出部２２ａ…間を繋ぐ下向きの突縁部２２ｂ…が形成されている。そして、傾斜デッキ２２の各下方突出部２２ａの下面には、ポンチ１１側の型当接部１６に対応したピン孔２４ａ付きの型当接部２４が設けられ、またダイ２１の各辺に対応した両側部には、傾斜デッキ２２の傾斜面から下方へ離間した位置で、その傾斜面と平行して対向方向に張出する帯板状のホルダー保持部２５，２５が設けてある。
【００３０】
ホルダー支承部材４は、図３でも示すように、上下に厚い外枠部４ａの下部から平板部４ｂが内向き水平に張出し、下面側には多数本のクッションピン４１…が突設されている。その平板部４ｂの上面側には、複数枚のスライドプレート５が固着され、各辺の中央位置にピストンロッド６ａを外向きに突出させた復動式のエアシリンダー６が取り付けられている。そして、外枠部４ａの矩形の各角部分は内側へ平面視Ｌ字形に凹んでおり、そのＬ字形の各辺に対応して上面部からに平板部４ｂ上へ張出する帯板状のホルダー保持部４２が設けられると共に、外側に臨んで隣接する両側面に各々スライドプレート５を固着した矩形凸面状の垂直摺接部４３が形成されている。また、外枠部４ａの各辺中央部は内側に臨んで凹んでおり、その凹み部分においてエアシリンダー６のピストンロッド６ａの先端に固着した縦長矩形の連結板６１が上方へ突出している。
【００３１】
このホルダー支承部材４は、クッションピン４１…をポンチ側金型１の水平デッキ１２のピン挿通孔１５…に挿通することにより、ポンチ側金型１の水平デッキ１２上でポンチ１１を取囲む形で該クッションピン４１…を介して昇降可能に配置すると共に、矩形の各角部において各垂直摺接部４３が水平デッキ１２における上方突出部１２ａのホルダー摺接部１７と摺接するように設定されている。
【００３２】
各ブランクホルダー３の第１挟持部材３ａは、図３でも示すように、全体が長細いバー状をなし、その内縁側の上向きの挟持面３０ａに長手方向に沿う凹溝３１ａが形成され、その挟持面３０ａよりも外側で上方突出する各々複数の係合突起３２及び係合突片３３を有する共に、長手方向中間部には外側に臨んでホルダー支承部材４のエアシリンダー６に対するねじ止め部３４が形成され、また内側面には斜め下向きの傾斜面を形成する傾斜摺接部３５と垂直摺接部３６とが各々複数箇所に形成されている。しかして、各係合突起３２の内端側には斜め上向きの傾斜誘導部３２ａと、その下端に連続する垂直当接部３２ｂを有しており、また長手方向両端に位置する各係合突起３２の頂面には位置決め用ピン孔３０１を有している。なお、第１挟持部材３ａの上面には、第２挟持部材３ｂに対する対接ストッパーとしての複数の円形突起３０２が設けてある。
【００３３】
各第１挟持部材３ａは、ホルダー支承部材４の平板部４ｂ上に、長手方向両端部がホルダー保持部４２，４２を介して抱持された状態で内外方向移動自在に支承されると共に、ねじ止め部３４に対してエアシリンダー６のピストンロッド６ａの先端に固着した連結板６１をねじ止め連結することにより、該エアシリンダー６の縮退作動で内側へ変位するようになっている。この支承状態において、第１挟持部材３ａの傾斜摺接部３５と垂直摺接部３６がポンチ１１の傾斜摺接部１３と垂直摺接部１４に各々対向している。そして、該第１挟持部材３ａの内側移動限界では、両垂直摺接部３６，１４が図１の左半部で示すように接当する一方、該第１挟持部材３ａの上昇位置では傾斜摺接部３５，１３が離間するように設定されている。なお、ポンチ１１の傾斜摺接部１３と第１挟持部材３ａの傾斜摺接部３５とは同じ傾斜角度に設定されている。
【００３４】
一方、各ブランクホルダー３の第２挟持部材３ｂは、図４でも示すように、縦断面略逆Ｌ字形で第１挟持部材３ｂに対応する長さの長細いバー状をなし、その内縁側の垂下部の下端が下向きの挟持面３０ｂを構成し、この挟持面３０ｂに長手方向に沿うビード３１ｂが形成されている。そして、該垂下部の外面側の長手方向複数箇所には、斜め下向きの傾斜誘導部３７ｂとその上端に連続する垂直当接部３７ｂを構成する係合凸部３７を有すると共に、垂直方向の凹陥部３８が形成されている。更に、該垂下部の内面側の長手方向複数箇所には、矩形凸面状のダイ対接部３９が形成されている。また、この第２挟持部材３ｂの基部は、上面が外側ほど高くなるように緩傾斜すると共に、両端部に位置決めピン３０３が下向きに突設されている。３０４は第１挟持部材３ａに対する対接ストッパーとしての円形突起、３０５はダイ側金型２に対する落下防止用安全ピンである。
【００３５】
各第２挟持部材３ｂは、ダイ側金型２の傾斜デッキ２２の下面側に、長手方向両端部がホルダー保持部２５，２５を介して抱持された状態で内外方向移動自在に支承される。しかして、この第２挟持部材３ｂの支承状態において、その基部の上面側は傾斜デッキ２２の下面に対してスライドプレート５を介して摺接すると共に、内側移動限界ではダイ対接部３９がダイ２１側のホルダー対接部２３に接当するようになっている。
【００３６】
また、各ブランクホルダー３は、第１及び第２挟持部材３ａ，３ｂが共に内側移動限界にあるとき、両挟持部材３ａ，３ｂの挟持面３０ａ，３０ｂが上下に対向し、第１挟持部材３ａの凹溝３１ａに第２挟持部材３のビード３１ｂが嵌合し得ると共に、その嵌合状態では両挟持部材３ａ，３ｂの垂直当接部３２ｂ，３７ｂが接当し、且つ第１挟持部材３ａの位置決め用ピン孔３０１に第２挟持部材３の位置決めピン３０３が挿嵌し、更に第１挟持部材３ａの係合突片３３が第２挟持部材３の凹陥部３８に嵌合するように設定されている。
【００３７】
上記構成のプレス成形装置によって金属薄板からなる板状ワークＰ１をプレス成形するには、まず図１の左半部に示すように、ダイ２１がポンチ１１から上方に離れ、各ブランクホルダー３の第１挟持部材３ａと第２挟持部材３ｂとが上下に離間した状態で、板状ワークＰ１を周辺部が４基のブランクホルダー３における各第１挟持部材３ａの挟持面３０ａ上で支承されるように水平に配置する。このとき、各第１挟持部材３１は内側移動限界で上限位置にあり、その垂直摺接部３５がポンチ１１の垂直摺接部１３に接した状態で、挟持面３０ａがポンチ１１の成形面１０の頂端より高い位置に配置している。また、第２挟持部材３ｂは、その挟持面３０ｂが第１挟持部材３ａの挟持面３０ａと対向する位置よりも外側に配置した状態で、ダイ２１と一体に持ち上げられて待機している。
【００３８】
上記の待機状態から、図５（ａ）で示すように、ダイ側金型２を矢印ａ１の如く下動させることにより、ブランクホルダー３の第２挟持部材３ｂもダイ２１と一体に下降する。その下降途上で、図５（ｂ）で示すように、第２挟持部材３ｂの傾斜誘導部３７ａが第１挟持部材３ａの傾斜誘導部３２ａに当接し、その傾斜誘導作用によって第２挟持部材３ｂが矢印ａ２の如く内側へ変位する。続いて、図６（ａ）で示すように、両挟持部材３ａ，３ｂの垂直当接部３２ｂ，３７ｂが接当し、この段階で第２挟持部材３の位置決めピン３０３が同心になった第１挟持部材３ａの位置決め用ピン孔３０１に嵌入すると共に、第２挟持部材３ｂのダイ対接部３９がダイ２１側のホルダー対接部２３に接当し、もって第２挟持部材３ｂは第１挟持部材３ａに対して精密に位置決めされる。
【００３９】
従って、ダイ２１と共に第２挟持部材３ｂが更に下降することにより、図６（ｂ）の如く、両挟持部材３ａ，３ｂの挟持面３０ａ，３０ｂ間で板状ワークＰ１の周辺部が挟み付けられ、ビード３１ｂが凹溝３１ａに噛合することで該板状ワークＰ１の周縁部に溝形Ｇが形成される。かくして板状ワークＰ１はブランクホルダー３によって周辺部で拘束されるが、この拘束力はホルダー支承部材４を介して第１挟持部材３ａを支持しているクッションピン４１のプレス軸方向の付勢弾力（クッションパッド力）で担われている。
【００４０】
更にダイ２１が下動すると、図７（ａ）に示すように、その下動力によってブランクホルダー３全体が垂直摺接部３５をポンチ１１の垂直垂直部１３に摺接しつつダイ２１と一体に矢印ａ３の如く下降し、該ブランクホルダー３に拘束された板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０に接触し、続いて引き伸ばされながら該成形面１０の略全体に馴染むように重合し、もって該成形面１０の凹部１０ａを除く三次元形状が忠実に板状ワークＰ１に転写される。そして、図７（ｂ）に示すように、板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０の周縁部１０ｂ近傍まで重合した段階で、ブランクホルダー３の第１挟持部材３ａの傾斜摺接部３５がポンチ１１の傾斜摺接部１３に接当する。
【００４１】
続いてダイ２１が下動してゆくと、図８（ａ）で示すように、傾斜摺接部１３，３５の摺接による傾斜誘導作用により、ブランクホルダー３は下降しながらプレス成形部から離れる外側方向つまり矢印ａ４方向へ変位する。この外側変位に伴い、ブランクホルダー３にて周辺部を拘束されている板状ワークＰ１が外側へ引き出されて拡張し、所望の絞り作用が発揮されると共に、下動するダイ２１の成形面２０が最終段階で板状ワークＰ１に圧接することにより、該板状ワークＰ１がポンチ１１とダイ２１との間でプレスされて凹部を含む所定の成形形状を有するプレス成形物Ｐとなる。なお、この拡張過程において、ブランクホルダー３の第１挟持部材３ａは、ホルダー支承部材４をクッションピン４１の付勢に抗して押し下げつつ、該ホルダー支承部材４の水平部４ｂ上をスライドプレート５を介して外側へ摺動する形で，矢印ａ５の如く斜め下方へ変位する。一方、第２挟持部材３２は、第１挟持部材３１と一体に外側方向へ変位してゆくが、ダイ２１側の斜め上向きになった傾斜デッキ２２とスライドプレート５を介して摺接するため、下動するダイ２１に対しては矢印ａ６の如く相対的に上昇しつつ外側へ変位することになる。また、エアシリンダー６は、プレス過程では伸縮フリーの状態に設定されており、第２挟持部材３２の外側変位に伴ってピストンロッド６ａが伸長する。
【００４２】
このプレス成形の終了後、図８（ｂ）で示すように、ダイ側金型２を矢印ａ７の如く上動させれば、ブランクホルダー３もクッションピン４１の付勢弾力を受けてプレス成形物Ｐを保持したままホルダー支承部材４と一体に矢印ａ８の如く上昇する。そして、図９（ａ）で示すように、該ブランクホルダー３の第１挟持部材３ａがクッションピン４１の付勢弾力による上昇限界で停止しても、第２挟持部材３ｂはダイ２１と一体に矢印ａ９の如く上昇するから、両挟持部材３ａ，３ｂが上下に開離し、その第１挟持部材３ａ上に載ったプレス成形物Ｐを取り出すことができる。このプレス成形物Ｐを取り出した段階では、ブランクホルダー３の両挟持部材３ａ，３ｂはプレス成形部から離れた外側位置に配置している。
【００４３】
次に、ブランクホルダー３の両挟持部材３ａ，３ｂは、次のプレス成形を行う準備として、板状ワークＰ１の周辺部を適正位置で挟み付けて拘束するために、プレス成形部に接近した初期位置へ戻す必要がある。そのため、図９（ｂ）で示すように、エアシリンダー６を収縮作動させることにより、ホルダー支承部材４上で第１挟持部材３ａを内側へ摺動変位させ、もって図１の左半部の如くその垂直摺接部３６がポンチ１１側の垂直摺接部１４に接当する初期位置へ戻す。一方、第２挟持部材３ｂについては、外側位置に配置していても、既述のように、成形開始時にダイ側金型２が下動する途上で、その傾斜誘導部３７ａが第１挟持部材３ａの傾斜誘導部３２ａに摺接することにより、傾斜誘導作用で自動的に内側へ変位し、第１挟持部材３ａの凹溝３１ａに対してビード３１ｂが正確に対向する初期位置に戻る。
【００４４】
上記第１実施形態のプレス成形装置によるプレス成形では、ブランクホルダー３で周辺部を拘束した板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０に接してからポンチ１１とダイ２１との間でプレスされるまでの過程で、まず各ブランクホルダー３をプレス軸方向に沿って変位させて板状ワークＰ１をポンチ１１の成形面１０に重合させるから、この段階で板状ワークＰ１が成形許容量を殆ど減じることなくポンチ１１の成形面１０の略全体に馴染み、該成形面１０の凹部１０ａを除く三次元形状が板状ワークＰ１に転写される。次いで該ブランクホルダー３を斜め下向きに外側方向へ変位させて該板状ワークＰ１を拡張することにより、成形面１０の周縁部１０ｂでの抵抗が小さい状態で中央側から周辺側への円滑な材料移動を生じさせることができる。従って，ブランクホルダー３…による板状ワークＰ１の挟持位置をポンチ１１の成形面１０の周縁部１０ｂに近接した位置に設定することで、該板状ワークＰ１における捨て絞り対応部Ｂ１を非常に狭くして材料歩留りを大きく向上させて、且つプレス成形物Ｐに高い張り剛性を付与することが可能である上、成形面１０の凹凸による断面実長の短い部位に材料過多による歪みが発生しても、拡張過程での材料移動によって歪み部分の余剰材料が効果的に周辺側へ引き出される形になり、もって歪みが解消される。
【００４５】
しかも、成形終了後に各ブランクホルダー３をプレス軸方向に沿って変位してポンチ１１の成形面１０からプレス成形物Ｐを離脱させ、更に該ブランクホルダー３の両挟持部材３ａ，３ｂを解離させてプレス成形品Ｐを取り出したのち、開離している両挟持部材３ａ，３ｂを内側方向へ変位させて板状ワークＰ１拘束前の初期位置へ戻すことから、プレス成形物Ｐはポンチ１１の成形面１０から離れてブランクホルダー３…による拘束から解除されるまで拡張時の成形形状を維持し、もってプレス成形物Ｐの変形が防止される。すなわち、成形終了後の各ブランクホルダー３の両挟持部材３ａ，３ｂがプレス成形物Ｐの周辺部を拘束したまま、戻しばねの蓄力等によって内側方向へ戻る動きがあれば、プレス成形物Ｐは拡張時の成形形状を保てずに変形してしまう。
【００４６】
また、ブランクホルダー３は、板状ワークＰ１の周辺部を拘束してから該板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０に重合するまでの行程において、下動するダイ２１と一体にプレス軸方向に沿って下降し、次いで成形終了までの行程においても、ダイ２１の作動力によって傾斜摺接部１３，３５での摺動を利用して外側方向へ変位するから、その変位用として別途の駆動機構が不用であり、それだけプレス成形装置を機能的に簡素に構成できることに加え、大きなプレス圧のもとで確実で安定した動作性と優れた耐久性が得られるという利点もある。
【００４７】
更に、ブランクホルダー３の第２挟持部材３ｂのダイ２１側に対する遠近移動方向が、遠方ほどポンチ１１側から離れるようにプレス軸方向との直交面に対して傾斜しているため、成形中に第２挟持部材３ｂがダイ２１側へ接近する動きを阻止できる。また、ダイ２１の作動力を傾斜誘導によってブランクホルダー３の外側方向への変位力に転換する場合、ブランクホルダー３の外側変位を容易にする上で、ポンチ１１とダイ２１によるブランクホルダー３の挟み角度を大きくすることが望ましいが、第２挟持部材３ｂの前記移動方向の傾斜分だけポンチ１１側に対する角度分率を小さくできるから、該挟み角度を大きく確保しても傾斜摺接部１３，３５の傾斜角度の許容幅が広くなり、もって設計の自由度が向上し、板状ワークＰ１の材質や厚み、プレス成形物の要求特性等に対応し易くなるという利点もある。
【００４８】
次に、本発明の第２実施形態に係るプレス装置について説明する。この第２実施形態のプレス装置では、図２で示すポンチ側金型１の水平デッキ１２上に、仮想線で示すように正方形凸面状の複数のストッパー７…を設けているが、他の構成は全て既述の第１実施形態のプレス装置と同様である。従って、この第２実施形態おいて、ストッパー７以外の各構成部については、第１実施形態と同じ符号を附して説明を省略する。
【００４９】
この第２実施形態のプレス成形装置によるプレス成形では、前記第１実施形態と同様に、板状ワークＰ１の周辺部を各ブランクホルダー３の両挟持部材３ａ，３ｂ間で挟み付けて拘束し、ダイ側金型２の下動に伴って各ブランクホルダー３を下降させることにより、まず該板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０に接触し、続いて引き伸ばされながら該成形面１０の全体に馴染むように重合する（図７参照）。そして、該板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面１０の周縁部１０ｂ近傍まで重合した段階で、各ブランクホルダー３の第１挟持部材３ａの傾斜摺接部３５がポンチ１１の傾斜摺接部１３に接当し、続いてダイ側金型２が下動することにより、両傾斜摺接部１３，３５の摺接に伴う傾斜誘導作用で各ブランクホルダー３が斜め下向きに外側方向へ変位し、この外側変位に伴って板状ワークＰ１が外側へ引き出されて拡張する。
【００５０】
このように各ブランクホルダー３が斜め下向きに外側方向へ変位する過程では、ホルダー支承部材４もクッションピン４１…の付勢に抗して下降するが、該ホルダー支承部材４は昇降のみ可能であるから、各ブランクホルダー３はホルダー支承部材４に対して水平方向へ相対変位することになる。しかるに、この第２実施形態では、図１０（ａ）に示すように、ダイ２１が板状ワークＰ１に圧接する直前の段階で、ホルダー支承部材４がポンチ側金型１の水平デッキ１２上にあるストッパー７に当接して下降停止するように設定されている。従って、斜め下向きに外側方向へ変位中の各ブランクホルダー３は、該ホルダー支承部材４の下降停止に伴い、図１０（ｂ）に示すように、慣性力によって瞬間的に水平方向外側へ変位し、その直後に板状ワークＰ１がダイ２１とポンチ１１との間でプレス成形される。
【００５１】
この第２実施形態のプレス成形では、まずブランクホルダー３がプレス軸方向に対して斜め下向きの外側方向へ変位することにより、前記実施形態１の場合と同様に充分な絞り作用を発揮できる上、続いて該ブランクホルダー３が水平に外側へ変位するため、拡張の終盤で引張角度が浅くなり、ポンチ１１の成形面１０の周縁部１０ｂにおける材料移動の抵抗が減少し、材料移動の促進によって板状ワークＰ１の内部歪みが効果的に低減され、もってより高い寸法精度及び張り剛性を備えた高品位のプレス成形物Ｐが安定的に得られる。しかも、この第２実施形態では、上記の斜め外側方向への変位を第１挟持部材３ａ側とポンチ１１側の傾斜摺接部３５，１３同士の摺接に伴う傾斜誘導作用によって行い、続くプレス軸方向に対する直交方向への変位をホルダー支承部材４の移動停止に伴う慣性力で行うことから、両変位を生じさせるための構造が極めて簡素になると共に、高い作動信頼性が得られるという利点もある。
【００５２】
図１１の線図は上記第１及び第２実施形態におけるブランクホルダー３の変位サイクルを示しており、下側の線Ａ１，Ａ２が第１挟持部材３ａの動き、上側の線Ｂ１，Ｂ２が第２挟持部材３ｂのダイ２１に対する相対的な動きを表し、線Ａ１及び線Ｂ１は第１実施形態、線Ａ２及び線Ｂ２は第２実施形態に対応している。
【００５３】
すなわち、第１挟持部材３ａは、第１実施形態の場合は線Ａ１で示すように、板状ワークＰ１の拘束前に待機する初期位置Ｓ１から下降し、拘束した板状ワークＰ１がポンチ１１の成形面に略重合する位置Ｓ２から斜め下向きに外側へ変位し、ダイ２１がポンチ１１に合接する位置Ｓ３から上昇し、その上昇限の位置Ｓ４から内側へ変位して初期位置Ｓ１へ戻るという、４行程の変位サイクルを辿る。これに対し、第２実施形態の場合は線Ａ２で示すように、初期位置Ｓ１から下降し、位置Ｓ２から同じく斜め下向きに外側へ変位するが、ダイ２１がポンチ１１に合接する直前の位置Ｓ５から水平に外側へ変位し、ダイ２１がポンチ１１に合接した位置Ｓ６から上昇し、その上昇限位置Ｓ７から内側へ変位して初期位置Ｓ１へ戻るという、５行程の変位サイクルを辿る。一方、第２挟持部材３ｂのダイ２１に対する相対変位は、第１実施形態では板状ワークＰ１の拘束前に待機する初期位置Ｔ１と第１挟持部材３ａ側の位置Ｓ４に対応する外側位置Ｔ２との間、第２実施形態では初期位置Ｔ１と第１挟持部材３ａ側の位置Ｓ７に対応する外側位置Ｔ３との間、の各々傾斜方向に沿う直線往復の変位サイクルとなる。
【００５４】
ここで、位置Ｓ２→Ｓ３の間は、第１実施形態で第１挟持部材３ａが斜め下向きに外側へ変位する過程での、板状ワークＰ１の拡張方向と拡張量を表している。これに対して第２実施形態では、第１挟持部材３ａは位置Ｓ２から第１実施形態と同様に斜め下向きに外側へ変位するが、位置Ｓ３より手前の位置Ｓ５から変位の向きが水平に転換するため、位置Ｓ６に至った時点で板状ワークＰ１の拡張方向が線Ｃで示すように角度αだけ緩い傾斜に変わると共に、拡張量も第１実施形態より増大することが判る。なお、位置Ｓ３とＳ６との高低差ｈ１は、位置Ｔ２とＴ３との高低差ｈ２に等しい。
【００５５】
板状ワークＰ１の拡張における第１挟持部材３ａ（ブランクホルダー３）の外側への変位方向は、特に制約されないが、図示のプレス軸方向Ｙに対する角度θ１を２０〜７０°の範囲とすることが推奨される。すなわち、板状ワークＰ１の拡張方向を上記角度範囲の傾斜方向とすれば、ポンチ１１の成形面１０の周縁部１０ｂ近傍における材料移動の抵抗を少なくして拡張度合を強め、且つ充分な絞り作用を発揮できるから、プレス成形物Ｐの製品部Ａに良好な張り剛性を付与できる。
【００５６】
一方、ダイ２１に対する第２挟持部材３ｂの相対変位の方向については、ダイ２１を基準として図示のプレス方向Ｙに垂直な方向（例示では水平方向Ｘ）に対する角度θ２を１〜１０°の範囲とすることが好ましい。この角度θ２が小さ過ぎると、成形中に第２挟持部材３ｂがダイ２１側へ接近する動きを確実には阻止しにくくなる。逆に該角度θ２が大きすぎると、ダイ２１から第２挟持部材３ｂへ加わるプレス作動力の外向き分力が過大になり、ブランクホルダー３による板状ワークＰ１の挟持力が不充分になる。
【００５７】
なお、プレス成形品Ｐの取出し後に各ブランクホルダー３の両挟持部材３ａ，３ｂを初期位置へ戻す内側変位手段としては、両挟持部材３ａ，３ｂの各々にエアシリンダーの如き内側変位用の動力機構を設けてもよい。ただし、実施形態のように、第１挟持部材３ａのみを動力機構で内側へ変位させ、第２挟持部材３ｂをダイ２１のプレス方向への作動を利用した傾斜誘導作用で内側へ変位させる方式を採用すれば、装置構成が簡素で且つ機能的になる。なお、内側変位用の動力機構としては、油圧を含む流体圧シリンダー、モーター駆動によるカム機構やクランク機構等も採用可能である。
【００５８】
また、成形終了後の各ブランクホルダー３の開離している両挟持部材３ａ，３ｂは、上述したプレス成形例ではプレス成形物Ｐを取り出してから初期位置へ戻すようにしているが、本発明ではプレス成形物Ｐの取り出し前に初期位置に戻すことも可能である。すなわち、ブランクホルダー３の両挟持部材３ａ，３ｂが開離した段階で、その一方側にプレス成形物Ｐが周辺部で支承されて載る形になるが、その周辺部は非拘束状態であるため、支承している挟持部材が初期位置へ戻っても、該挟持部材上で周辺部がずれるだけでプレス成形物Ｐ自体のの変形を生じない。従って、例えば第１及び第２実施形態のプレス成形装置では、成形終了後に各ブランクホルダー３の両挟持部材３ａ，３ｂを上下に開離させると、プレス成形物Ｐは第１挟持部材３ａ上に載った状態になるが、そのままエアシリンダー６によって第１挟持部材３ａを内側変位させても、プレス成形物Ｐは周縁部の溝形Ｇが第１挟持部材３ａの凹溝３１ａから外れるだけであり、次いでダイ２側の作動で第２挟持部材３ｂを初期位置へ戻す前に該プレス成形物Ｐを取り出せばよい。
【００５９】
本発明のプレス成形方法及び成形装置では、実施形態のようにポンチ１１を固定下型、ダイ２１を可動上型とする構成の他、ポンチ１１とダイ２１の上下関係が実施形態とは逆の構成や、ポンチ１１が可動型として移動する構成、プレス軸方向を斜めや横向きとする構成等も採用可能である。また、ブランクホルダー３をプレス成形部から離れる外側方向へ変位させるための外側変位手段については、実施形態で例示したポンチ１１側とブランクホルダー３側の傾斜摺接部１３，３５同士の摺接による傾斜誘導方式に限らず、一方の傾斜ガイド部と他方のローラとの転接による傾斜誘導方式、楔形スライダを介した傾斜誘導方式、カム、クランク、ガイドレール、ユニバーサルジョイント等を利用した変位方式、その他の可動プレス型のプレス方向への動きをポンチ１１から離れる方向へ転換する種々の変位方式、更にはブランクホルダー３を油圧シリンダ等で単独で変位させる方式等も採用できる。
【００６０】
なお、本発明のプレス成形では、既述のように、板状ワークＰ１を拘束した各ブランクホルダー３をプレス軸方向Ｙに沿って変位させて該板状ワークＰ１をポンチ１１の成形面１０に重合させ、次いで該ブランクホルダー３を外側方向へ変位させて板状ワークＰ１を拡張させるが、その変位方向の切換えのタイミングにはさほど厳密さを要しない。すなわち、上記変位方向の切換えは、板状ワークＰ１にポンチ１１の凸面形状が概ね転写された段階で行えばよく、該板状ワークＰ１がポンチ１の成形面１０の周縁まで被さる前に拡張を開始しても差し支えない。
【００６１】
また、ブランクホルダー３は、上記のように板状ワークＰがポンチ１の成形面１０に重合してから、既述の実施形態では斜め外側方向へ１行程で直線的に変位するが、この斜め外側方向への変位を斜めの角度が異なる複数行程としたり、曲線的に変位させることも可能である。例えば、傾斜誘導方式によって斜めの角度が異なる複数行程とする場合、ポンチ１側とブランクホルダー３（第１挟持部材３ａ）側との傾斜摺接部を複数段とし、その後段ほどプレス軸方向に対する傾斜角度が大きくなるように構成すればよい。一方、曲線的に変位させる場合は、摺接部を曲面に設定すればよい。
【００６２】
更に、ブランクホルダー３については、実施形態では平面視略矩形のプレス成形部の各辺に対応した４基としているが、例えばプレス成形部が平面視略三角形や円形である場合には３基、五角形以上の多角形ではその各辺に対応する基数、細長い板状の板状ワークＰ１を幅方向にのみ拡張させる場合には該幅方向で対向する２基とする等、プレス成形部の形状や要求される拡張方向に応じて２基以上の適宜の数に設定できる。また、ホルダー支承部材４についても、実施形態のようにポンチ１１の外側を周回する環状の一体物とせず、一基又は複数基のブランクホルダー３毎に対応して相互に独立した複数部材を用いることもできる。
【００６３】
ブランクホルダー３の両挟持部材３ａ，３ｂによる板状ワークＰ１の拘束形態については、実施形態のように凹溝３１ａとビード３１ｂとの噛合によって板状ワークＰ１の周辺部に溝形Ｇを形成するものに限らず、両挟持部材３ａ，３ｂ間で該周辺部をＬ字形やヘの字形に曲折させて挟持する等、種々の拘束形態を採用できる。その他、本発明においては、ポンチ１１及びダイ２１の形状及び構造、これらの成形面１０，２０の形態等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。また、本発明で対象とする板状ワークＰ１は、例示した金属薄板に限らず、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリル等の熱可塑性樹脂板材、ＦＲＰの如き繊維強化樹脂板材、これらの積層板材、樹脂ラミネート金属板材等の種々の材質を包含する。
【符号の説明】
【００６４】
１      ポンチ側金型
１０    成形面（プレス成形部）
１１    ポンチ
１３    傾斜摺接部（外側変位手段）
１４    垂直摺接部
２      ダイ側金型
２０    成形面（プレス成形部）
２１    ダイ
３      ブランクホルダー
３ａ    第１挟持部材
３ｂ    第２挟持部材
３２ａ  傾斜誘導部（内側変位手段）
３５    傾斜摺接部
３６    垂直摺接部
３７ａ  傾斜誘導部（内側変位手段）
４      ホルダー支承部材
４１    クッションピン
６      エアシリンダー（流体圧シリンダー、内側変位手段）
７      ストッパー
Ｐ      プレス成形物
Ｐ１    板状ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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