(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の素材を曲げ成形するとともに、この素材の両端部を互いに重ね合わせて接合することにより、内部に空間を有する筒形状のワークを成形するためのプレス装置であって、
固定型と可動型とによって構成され、
前記固定型は、予備成形状態のワークをセット可能な支持ブロックと、セットされた前記ワークの前記空間に進入あるいは後退するためのスライド動作が可能なコア部材と、このコア部材に固定され、該コア部材を前記空間に進入させた状態において前記両端部を重ね合わせた重合部分の所定個所を前記空間の内側から支えた状態に位置するダイスと、同じく前記コア部材を前記空間に進入させた状態で、予備成形状態の前記ワークを前記コア部材に押し付ける方向に移動することによって前記ワークを正規の形状に曲げ成形する寄せカムと、前記支持ブロックの一部に構成され、成形後のワークを持ち上げることが可能なリフターとを備え、
前記可動型は、前記コア部材がワークの前記空間に進入した状態での前記ダイスと対応する位置に設けられたパンチと、前記可動型の移動によって前記寄せカムを前記の曲げ成形方向へ移動させるカムドライバーとを備え、
前記固定型におけるコア部材が、前記ダイスを備えている上部コアと、このコア部材をスライドさせるための駆動力を直接受ける下部コアとに分割され、これらが前記コア部材のスライド方向に関して所定のストロークで相対的に移動可能であり、前記ワークの成形後に前記下部コアを前記上部コアに対して後退させることにより、この下部コアの下面とワークとの間に隙間が生じるように設定され、
前記固定型における支持ブロックおよびリフターの上面が、一定の傾斜角度をもって同一面上に揃えられて、ワークにおける重合部分を水平に保った状態でその反対側の外面を支持するように構成されているプレス装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたプレス装置であって、
前記コア部材を構成する上部コアがその上面に形成された位置決め面を備え、前記可動型が、その移動により、前記パンチで前記ワークの前記重合部分を加圧する前に、前記位置決め面に接触して前記コア部材を位置決めするカム部材を備えているプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状の素材（主として金属）を用いて内部に空間を有する筒形状のワークを成形するための成形方法とそれに用いるプレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前記のような形状のワークを成形する技術としては、例えば図７の断面形状で示すように、まず二枚の金属板１，２をプレス装置によってそれぞれ所定の形状に成形する。これによって金属板１，２の両端部に曲げ成形された個々のフランジ１ａ，２ａを図のように重ね合わせ、その部分をスポット溶接３により接合している。これによって内部に空間をもつ筒形状のワークが成形される。
なお一枚の金属板をプレス装置によって曲げ成形し、その両端部を重ね合わせてスポット溶接で接合することでも、同じような形状のワークを成形することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前記ワークが長尺の場合、内部の空間が長い範囲にわたって閉ざされた格好になるので、通常の溶接機ではスポット溶接を行うのが困難になる。また仮に溶接が可能であるとしても、ワークを成形するためにプレス工程と溶接工程とが必要であることから、トランスファプレスなどによるプレス工程だけの自動化には対応できない。
本発明は前記課題を解決しようとするもので、その目的は、長い範囲にわたって閉ざされた空間をもつワークの場合でも、その重ね合わせ部分をプレス装置の加圧によって接合可能とし、ワークを成形するための自動プレス化を可能とすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するためのもので、請求項１に記載の発明は、板状の素材を曲げ成形するとともに、この素材の両端部を互いに重ね合わせて接合することにより、内部に空間を有する筒形状のワークを成形するためのプレス装置であって、固定型と可動型とによって構成されている。そして前記固定型は、予備成形状態のワークをセット可能な支持ブロックと、セットされた前記ワークの前記空間に進入あるいは後退するためのスライド動作が可能なコア部材と、このコア部材に固定され、該コア部材を前記空間に進入させた状態において前記両端部を重ね合わせた重合部分の所定個所を前記空間の内側から支えた状態に位置するダイスと、同じく前記コア部材を前記空間に進入させた状態で、予備成形状態の前記ワークを前記コア部材に押し付ける方向に移動することによって前記ワークを正規の形状に曲げ成形する寄せカムと、前記支持ブロックの一部に構成され、成形後のワークを持ち上げることが可能なリフターとを備えている。また前記可動型は、前記コア部材がワークの前記空間に進入した状態での前記ダイスと対応する位置に設けられたパンチと、前記可動型の移動によって前記寄せカムを前記の曲げ成形方向へ移動させるカムドライバーとを備えている。
前記固定型におけるコア部材が、前記ダイスを備えている上部コアと、このコア部材をスライドさせるための駆動力を直接受ける下部コアとに分割され、これらが前記コア部材のスライド方向に関して所定のストロークで相対的に移動可能である。前記ワークの成形後に前記下部コアを前記上部コアに対して後退させることにより、この下部コアの下面とワークとの間に隙間が生じるように設定されている。
さらに前記固定型における支持ブロックおよびリフターの上面が、一定の傾斜角度をもって同一面上に揃えられて、ワークにおける重合部分を水平に保った状態でその反対側の外面を支持するように構成されている。
この構成によれば、前記可動型の移動により、予備成形状態の前記ワークを正規の形状に曲げ成形できるとともに、前記パンチと前記ダイスとによって前記重合部分を加圧して接合できる。したがって、長い範囲にわたって閉ざされた空間をもつワークを成形するための自動プレス化が可能となる。
また、ワークの成形後に固定型から可動型を離すとともに、下部コアを後退させてその下面とワークとの間に隙間をつくることにより、リフターによってワークを隙間の分だけ持ち上げることができる。これによってダイスに対するワークの食いつきを外すことができ、その後のコア部材の後退動作が円滑になる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載されたプレス装置であって、前記コア部材を構成する上部コアがその上面に形成された位置決め面を備えている。そして前記可動型が、その移動により、前記パンチで前記ワークの前記重合部分を加圧する前に、前記位置決め面に接触して前記コア部材を位置決めするカム部材を備えている。
この構成によれば、前記可動型の移動を利用して前記コア部材のダイスが前記パンチと対応するように正確に位置決めされ、その後にこれらのパンチとダイスとにより、ワークの前記重合部分が加圧接合される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜６によって説明する。
図１はプレス装置の金型に用いる固定型としての下型１０および可動型としての上型５０を表した外観斜視図、図２は型の使用状態を表した断面図である。また、図３は図２のIII−III矢視方向の断面図、図４は図２の一部を拡大して表した断面図である。これらの図面で示されている下型１０および上型５０は共にプレス装置に装着され、固定の下型１０に対して上型５０が昇降するようにセットされる。そしてこのプレス装置は、図５，６で示すワーク７０を成形するための全プレス工程（6工程）における最終工程で使用される。
なお図１（Ａ）は下型１０をその上面側からみた斜視図であり、図１（Ｂ）は上型５０を下面側からみた斜視図である。
【００１１】
図５はワーク７０の平面図、図６は図５のVI−VI矢視方向の断面図である。このワーク７０は、本実施の形態では一枚の板状素材（金属板）で成形されている。つまり最終前の各プレス工程により、素材に所定形状の凹凸や孔を加工するとともに、この素材を内部に空間がある筒形状に曲げ成形する。そして最終工程での主たる作業は、素材の両端部が重ね合わされている重合部分７２を、ワーク７０の長さ方向における複数個所（5〜6個所）のカシメ部７６（図６）によって接合することである。ただし本実施例において最終工程に送られてきたときのワーク７０は、図６の仮想線で示すように重合部分７２（素材の両端部）が充分に重ね合わされていない予備成形状態である。したがって最終工程には、重合部分７２の接合に先だってワーク７０を正規の状態に曲げ成形する作業も含まれている。
【００１２】
なお前記のカシメ部７６は、つぎのようにして成形される。
まず前記の重合部分７２において、内側に位置する素材の端部に前工程で貫通孔７４をあけておく。この貫通孔７４に対し、重合部分７２の外側に位置する素材端部をパンチにより加圧して打ち込み、かつ打ち込まれた部分の先端をワーク７０の空間側に位置するダイスで受けて押し潰す。したがってカシメ部７６を成形するには、ワーク７０の長さ方向にわたって閉ざされた格好の空間にダイスを入れ、このダイスで重合部分７２の所定個所を内側から支える必要がある。
【００１３】
さて図１〜４で示すように下型本体１１の上面には、複数個の支持ブロック１２，１３，１４が固定されているとともに、支持ブロック１２，１３の間および支持ブロック１２，１４の間にはリフター２０がそれぞれ配置されている。前記の支持ブロック１２，１３および両リフター２０の上面は、一定の傾斜角度をもって同一面上に揃えられている。これらの面により、前記ワーク７０における重合部分７２の反対側（下側）の外面が、この重合部分７２を水平に保った状態で支持される。なお前記の両リフター２０は、図２で示す個々のシリンダー２４により一定のストロークで上方へ移動可能である。
【００１４】
中央に位置する支持ブロック１２および両リフター２０には、ワーク７０を磁気で吸着するためのマグネット１６，２２がそれぞれ設けられている。また支持ブロック１３の上面から突出しているピン１８と支持ブロック１４とにより、ワーク７０の両端部を受け止めることでワーク７０の長さ方向の位置決めが可能である。すなわち、前工程からフィンガー２６で搬送されてきたワーク７０は支持ブロック１２，１３および両リフター２０の上面に前記の姿勢でセットされる。そしてセット状態でのワーク７０は、前記のピン１８と支持ブロック１４とによって位置決めされ、かつ倒れたりしないように前記マグネット１６，２２の吸着力によって仮止めされる。
【００１５】
前記の下型本体１１はコア部材３０を備えており、このコア部材３０は図２の仮想線で示す待機位置と実線で示す加工位置との間をスライド動作可能である。このスライド動作のための駆動源にはロッドレスタイプのシリンダー３４が用いられ、このシリンダー３４において往復駆動されるホルダー３２に、コア部材３０の基部が固定されている。前記のようにブロック１２，１３および両リフター２０の上面にワーク７０がセットされた状態で、コア部材３０を前記の待機位置から加工位置に向けてスライドさせることにより、ワーク７０の内部空間にコア部材３０が進入する。これによってワーク７０は、ブロック１２，１３および両リフター２０とコア部材３０との間で挟み込まれ、完全なセット状態になる。
【００１６】
図４で明らかなようにコア部材３０は、上部コア３０Ａと下部コア３０Ｂとに分割されている。上部コア３０Ａの上面には、その長さ方向に沿って複数個のダイス４０が固定されている。これらのダイス４０は、コア部材３０がワーク７０の空間に進入した状態において前記重合部分７２の長さ方向に沿った複数個所を内側から支えるように位置する。なお、本実施の形態におけるダイス４０および後で説明する上型本体５１のパンチ５６の個数はともに5個であるが、図２，４ではそれぞれ2個のみが示されている。一方、下部コア３０Ｂはその基部が前記ホルダー３２に固定されており、前記シリンダー３４の駆動力を直接受ける。
【００１７】
上部コア３０Ａと下部コア３０Ｂとの合わせ部には嵌合部３６があり、この嵌合部３６にはコア部材３０のスライド方向に関して隙間が設定されている。したがって上部コア３０Ａと下部コア３０Ｂとは、嵌合部３６の隙間によって決定されるストロークで相対的に移動可能である。なおコア部材３０がワーク７０の空間に進入しているとき、嵌合部３６の隙間はコア部材３０が空間から後退する側に位置している。したがってこの状態では、上部コア３０Ａに対して下部コア３０Ｂを隙間の範囲で後退させることができる。
【００１８】
図３で示すように下型本体１１には、支持ブロック１２，１３および両リフター２０の両側において寄せカム４２がそれぞれ設けられている。これらの寄せカム４２は、個々のガイド４４に案内されて図３の左右方向へ往復移動可能となっている。後で説明するように両寄せカム４２により、前記の予備成形状態にあるワーク７０をコア部材３０に押し付けることで、このワーク７０が正規の形状に曲げ成形される。
【００１９】
つづいて前記上型５０について説明すると、上型本体５１の下面にパッド５２を備えている。このパッド５２は、上型本体５１と共に昇降し、加圧方向に一定の負荷を受けると上型本体５１に対して相対的に移動するようになっている。また上型本体５１の下面には、パッド５２の左側（図２，４）においてカム部材５４が固定されている。このカム部材５４は、上型本体５１の下降により、前記ワーク７０の空間に進入した状態にあるコア部材３０の位置決め面３８（図４）に接触してこのコア部材３０を位置決めする機能を果たす。
【００２０】
上型本体５１の下面には、前記コア部材３０（上部コア３０Ａ）の上面に固定されている前記の各ダイス４０と同数のパンチ５６が、それぞれパンチリテーナ５８によって固定されている。これらの各パンチ５６は、パッド５２の孔を貫通してその下面に突出するようになっている。さらに図３で示すように上型本体５１の下面には、両側においてカムドライバー６０がそれぞれ固定されている。これらのカムドライバー６０は、上型本体５１の下降により、下型１０の両寄せカム４２を前記のようにコア部材３０に向けて移動させるように機能する。
【００２１】
つづいて最終工程での成形手順について説明する。
まず、この最終工程のプレス装置に対して前工程から図６の仮想線で示す断面形状をした予備成形状態のワーク７０がフィンガー２６によって搬入される。このとき、上型５０は図示外の上昇位置にあるとともに、下型１０の前記コア部材３０は図３の仮想線で示す待機位置にある。そこでワーク７０は、下型１０の支持ブロック１２，１３および両リフター２０の上面に対し、前に説明したように重合部分７２が水平になるようにセットされる。そして、このセット状態でのワーク７０が、前記ピン１８と支持ブロック１４とによって長さ方向の位置決めがされ、かつマグネット１６，２２の吸着力によって仮止めされることも、すでに説明したとおりである。
【００２２】
つぎに前記コア部材３０が、シリンダー３４の駆動により図２の実線で示す加工位置に向かってスライド動作してワーク７０の空間に進入する。これによってワーク７０の下側が、支持ブロック１２，１３および両リフター２０とコア部材３０との間に挟み込まれる。これと並行して上型５０が下降を開始し、前記カム部材５４のテーパ面がコア部材３０（上部コア３０Ａ）の位置決め面３８に接触し、コア部材３０全体を位置決めする。また上型５０の下降によって前記カムドライバー６０が下型１０の寄せカム４２をコア部材３０に向けて移動させ、この寄せカム４２によってワーク７０の両側をコア部材３０に押し付ける。この結果、予備成形状態にあったワーク７０が正規の形状に曲げ成形される。
【００２３】
上型５０がさらに下降をつづけ、パッド５２がワーク７０の重合部分７２を上部コア３０Ａの各ダイス４０に押さえつけた後、上型５０の各パンチ５６がワーク７０の重合部分７２を外側（上側）から加圧する。これらのパンチ５６とダイス４０とによって前に説明したようにカシメ部７６が成形され、この重合部分７２が接合される。これによって最終工程での成形作業が完了する。
【００２４】
成形を終えたら上型５０が上昇を開始してパッド５２およびパンチ５６がワーク７０の重合部分７２から離れるとともに、コア部材３０の下部コア３０Ｂが前記嵌合部３６における隙間の範囲で後退し、図４の仮想線で示す状態になる。これに伴い、下部コア３０Ｂの下面とワーク７０の下側内面との間に隙間が生じ、その後に下型１０のリフター２０が上昇する。これにより、ワーク７０が下部コア３０Ｂとの間の隙間分だけ持ち上げられ、各ダイス４０に対するワーク７０の食いつきが外れる。そこでコア部材３０全体が待機位置にスライド動作するとともに、成形後のワーク７０がフィンガー２６によってプレス装置の外に搬出される。
【００２５】
このように前記の技術によれば、前記ワーク７０のように内部の空間が長い範囲にわたって閉ざされ、かつ重合部分７２をその長さ方向の複数個所において接合する場合でも、プレス装置を利用したパンチ５６とダイス４０との加圧によって接合できる。したがってワーク７０を成形するための自動プレス化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プレス装置に用いる下型および上型を表した外観斜視図
【図２】下型および上型による成形時の状態を表した断面図
【図３】図２のIII−III矢視方向の断面図
【図４】図２の一部を拡大して表した断面図
【図５】ワークを表した平面図
【図６】図５のVI−VI矢視方向の断面図
【図７】従来の成形技術によるワークの断面図
【符号の説明】
１０  下型
３０  コア部材
４０  ダイス
５０  上型
５６  パンチ
７０  ワーク
７２  重合部分
【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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