(57)【要約】【課題】上金型と下金型とで被加工材料を加圧して加工を施す際に、被加工材料の製品としての精度が落ちないようにする実用的なプレス金型装置を提供すること。【解決手段】上金型８上面にスライド７に向けて中央部近傍を最も高く端部を低く滑らかに突出した突出部２９を前記スライド７に配設したセンサー２０の計測値に基づく変形量に対応した厚さで形成し、下金型４下面にボルスタ３に向けて中央部近傍を最も高く端部を低く滑らかに突出した突出部３０を前記ボルスタ３に配設した前記センサー２０の計測値に基づく変形量に対応した厚さで形成する。【選択図】図１３
2007185677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記下金型底面と前記ボルスタとの間にシムを配設したことを特徴とするプレス金型装置。
【請求項２】
上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記下金型底面に下方へ突出する突出部を形成したことを特徴とするプレス金型装置。
【請求項３】
上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記上金型上面と前記スライドとの間及び／又は前記下金型底面と前記ボルスタとの間に複数のシムを重ねて配設したことを特徴とするプレス金型装置。
【請求項４】
上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記上金型上面中間部に上方へ突出する突出部を複数段に形成し、及び／又は前記下金型底面中間部に下方へ突出する突出部を複数段に形成したことを特徴とするプレス金型装置。
【請求項５】
上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記上金型上面の前記加工の際の変形量が最も大きい部位が上方へ向けての突出度が高く前記上面端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような突出部を形成し、及び／又は前記下金型底面の前記加工の際の変形量が最も大きい部位が下方へ向けての突出度が高く前記底面端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような突出部を形成したことを特徴とするプレス金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施す際に、両金型、スライド及びボルスタが変形し、即ち上金型とスライドは上方へ反るように変形すると共に下金型とボルスタは下へ反るように変形し、被加工材料の製品としての精度が落ちるという問題がある。
【０００３】
このため、製品への影響を補正するため、両金型の表面を調整する作業を手作業で複数回行っているのが実情である。また、金型支持体の金型装着面に対して突出／埋没する方向へ複数個のダイホルダブロックを駆動手段により移動させるプレス機械の金型取付け位置補正装置に係る技術が、特許文献１などに提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１１８８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１にて提案された技術では、構造が複雑で、コスト高であって、実用的ではない。
【０００５】
そこで本発明は、上金型と下金型とで被加工材料を加圧して加工を施す際に、被加工材料の製品としての精度が落ちないようにする実用的なプレス金型装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このために第１の発明は、上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記下金型底面と前記ボルスタとの間にシムを配設したことを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記下金型底面に下方へ突出する突出部を形成したことを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記上金型上面と前記スライドとの間及び／又は前記下金型底面と前記ボルスタとの間に複数のシムを重ねて配設したことを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記上金型上面中間部に上方へ突出する突出部を複数段に形成し、及び／又は前記下金型底面中間部に下方へ突出する突出部を複数段に形成したことを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記上金型上面の前記加工の際の変形量が最も大きい部位が上方へ向けての突出度が高く前記上面端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような突出部を形成し、及び／又は前記下金型底面の前記加工の際の変形量が最も大きい部位が下方へ向けての突出度が高く前記底面端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような突出部を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のような本発明によれば、上金型と下金型とで被加工材料を加圧して加工を施す際に、被加工材料の製品としての精度が落ちないようにする実用的なプレス金型装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明プレス金型装置の実施形態を図面に基づき説明する。図１はプレス金型装置１の正面図であり、このプレス金型装置１はベッド２と、このベッド２上に固定される鋼材で構成されたボルスタ３と、このボルスタ３上面に固定される鋳鉄で構成された下金型４と、コラム５と、クラウン６と、上下動可能な鋼材で構成されたスライド７と、このスライド７下面に固定される鋳鉄で構成された上金型８等を備えている。但し、ボルスタ３等の材質については、上述したものに限らない。
【００１３】
そして、ボルスタ３の上面に取り付けた下金型４の上に、例えば概ね平板状の被加工材料をセットし、図示しない駆動源によるスライド７及び上金型８の下降によって前記被加工材料に圧力を加えることで、下金型４及び上金型８に倣った所定形状の製品をプレス加工するものである。
【００１４】
図２に示すように、前記ボルスタ３上面には大きさ等の異なる種々の下金型４を取り付け可能とするために、所定間隔を存して平行な複数列の逆Ｔ字形状の取付溝１０が開設されている。また、図３に示すように、下金型４の前部及び後部には平面視Ｕ字形状の取付溝１２が開設された取付片１１がそれぞれ外方へ例えば２つずつ突設されている。そして、前記取付溝１０の幅広部１０Ａ内にその頭部（幅狭部１０Ｂの長さより大きな直径である）が挿入されると共にその軸部が幅狭部１０Ｂより上方へ突出したボルト１３を取付溝１２を介して取付片１１を貫通させた状態にして、ワッシャー１４を介して上方からナット１５を締め付けることにより前記ボルスタ３に下金型４を取り付けることができる。
【００１５】
なお、図示しないが、スライド７に上金型８を同様な構造によって取り付けることができる。しかし、前記上金型８と下金型４とで被加工材料を加圧して加工を施す際に、上金型８とスライド７は上方へ反るように変形すると共に下金型４とボルスタ３は下へ反るように変形し、被加工材料の製品としての精度が落ちることとなる。
【００１６】
そこで、前述の変形量を把握して、この変形量を補正することが考えられる。そのために、前述の変形量を変形シミュレーションプログラムを使用したり、計算で求めたりして、把握する方法がある。また、図４、図６乃至図８に示すように、プレス金型装置１に複数のセンサー２０を取り付けて、変形量を計測して把握する方法がある。そして、この変形量に金型やプレス機械の圧縮率等を考慮して補正量として使用する。
【００１７】
このセンサー２０として加速度センサーを用いて、プレス荷重方向の加速度を計測し、この計測された加速度を２回積分して、ボルスタ３やスライド７の変位を算出する。即ち、加速度センサーから出力される加速度信号を時間積分して加速度センサーの各配置位置での経時的な速度信号を生成させ、次いでこの速度信号を時間積分して各配置位置の動的変位量に相当する経時的な変位信号を生成させ、これを数値化して各配置位置での絶対的な動的変位量を得る。
【００１８】
また、同じくセンサー２０としてひずみゲージを用いて計測する。この場合、この計測値を実物に近い解析条件を与えて解析した結果、ひずみ値が一致していれば、その解析結果は実物を模擬していると考えられる。計算上のたわみは、実物のたわみを表すと解されるからである。
【００１９】
先ず、図４に示すように、センサー２０をボルスタ３の表面や裏面、又は前記取付溝１０内に、具体的には例えば取付溝１０の底面などに取り付ける。このセンサー２０の配置は、図６に示すように、ボルスタ３の中心部（下金型４の中心部でもある）で交差するように、所定間隔を存して平面視十字に配設する。これは、センサー２０の配設個数を極力少なくできる配置である。
【００２０】
また、図７に示すように、ボルスタ３にセンサー２０を概ね同心楕円状に且つ中心近くに多く配設する。これにより、配設個数は多いが、中心部に集中して配設するので、適切な精度の高い計測値が得られる。更に、図８に示すように、センサー２０を満遍無く、配設する。これは、配設個数はかなり多くなるが、精度の高い計測値が得られる。
【００２１】
以上のようにセンサー２０を配設して、型合せを行なうことにより、各センサー２０からの出力に基づく型合せ線図（等高線）のイメージを図５に示すが、中央部が最も変形量が多く、端部に向かうに従って少なくなる。従って、各センサー２０からの計測値に基づいて、ボルスタ３のどの部位にどの位の変形が生じるかが把握できる。また同様に、図示しないが、スライド７にもセンサー２０を配設することにより、スライド７のどの部位にどの位の変形が生じるかが把握できる。
【００２２】
従って、図９に示すように、スライド７と上金型８との間に前記スライド７に配設された前記センサー２０の計測値に基づく変形量に対応した厚さを有するシム２１を、またボルスタ３と下金型４との間にも前記ボルスタ３に配設された前記センサー２０の計測値に基づく変形量に対応した厚さを有するシム２２を配設する。この場合、前記シム２１、２２は平面で厚さも一律でもよいが、部位により厚さが異なるものでもよい。
【００２３】
また、図１０に示すように、上金型８上面中間部にスライド７に向けて突出した突出部２３を前記スライド７に配設された前記センサー２０の計測値に基づく変形量に対応した厚さで形成し、下金型４下面中間部にボルスタ３に向けて突出した突出部２４を前記ボルスタ３に配設された前記センサー２０の計測値に基づく変形量に対応した厚さで形成する。この場合、前記突出部２３、２４は平面状で突出高さも一律でもよいが、部位により突出高さが異なるものでもよい。
【００２４】
更に、図１１に示すように、スライド７と上金型８との間に前記スライド７に配設された前記センサー２０の計測値に基づく変形量に対応した合計厚さを有する複数のシム２５を、またボルスタ３と下金型４との間にも前記ボルスタ３に配設された前記センサー２０の計測値に基づく変形量に対応した合計厚さを有する複数のシム２６を積み重ねて配設する。なお、両シム２５、２６ともに、図面では平面視のサイズの異なる２枚のものを積層した構成としたが、これに限らず３枚以上のもので構成してもよく、更には前記複数のシム２５、２６は平面で厚さも一律でもよいが、部位により厚さが異なるものでもよい。前述したシム２１、２２、２５、２６は、例えば鋼板で作製する。
【００２５】
また、図１２示すように、上金型８上面中間部にスライド７に向けて突出した複数段の突出部２７を前記スライド７に配設された前記センサー２０の計測値に基づく変形量に対応した厚さで形成し、下金型４下面中間部にボルスタ３に向けて突出した複数段の突出部２８を前記ボルスタ３に配設された前記センサー２０の計測値に基づく変形量に対応した厚さで形成する。なお、複数段の両突出部２７、２８ともに、図面では平面視サイズの異なる２段に形成したが、これに限らず３段以上に形成したものでもよく、更には前記複数段の突出部２７、２８は平面状で突出高さも一律でもよいが、部位により突出高さが異なるものでもよい。
【００２６】
更に、図１３に示すように、上金型８上面にスライド７に向けて最も変形量が大きい部位である、例えば中央部近傍を最も高く端部を低く滑らかに突出した突出部２９を前記スライド７に配設された前記センサー２０の計測値に基づく変形量に対応した厚さで形成し、下金型４下面にボルスタ３に向けて最も変形量が大きい部位である、例えば中央部近傍を最も高く端部を低く滑らかに突出した突出部３０を前記ボルスタ３に配設された前記センサー２０の計測値に基づく変形量に対応した厚さで形成する。即ち、前記突出部２９、３０は中央部近傍から端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるように滑らかに形成する。
【００２７】
以上のようなスライド７、ボルスタ３、コラム５等及び金型４、８の変形量を見込んだ種々の形態のシムを配設したり突出部を形成することにより、スライド７及び上金型８の下降により該上金型８と下金型４とで被加工材料を加圧して加工を施す際に、上金型８と下金型４とのクリアランス（ギャップ）が望ましいものとなり、被加工材料の製品としての精度を高いものとすることができる。
【００２８】
なお、種々の形態のシムや突出部は、スライド７及びボルスタ３に配設したり又は形成したりしたが、これに限らず、いずれか一方のみに形成してもよく、更には図９乃至図１３に示すこれらの実施形態はスライド７及びボルスタ３に同様なシムを配設したり又は突出部を形成する場合に限らず、種々の組み合わせも可能である。例えば、スライド７に突出部２３を形成すると共にボルスタ３に突出部３０を形成してもよく、またスライド７に複数のシム２５を配設すると共にボルスタ３に複数段の突出部２８を形成するなど種々の組み合わせが可能である。
【００２９】
また、本発明は、プレス金型装置、即ち成形機としてプレス機械、金型としてプレス金型を例にして説明したが、成形機としての射出成形機、金型としての射出成形金型にも適用でき、更には鍛造やダイキャストなどにも適用できる。即ち、成形機と金型が加圧時に変形する場合における補正構造として適用できるものである。
【００３０】
以上本発明の実施形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】プレス金型装置の正面図である。
【図２】ボルスタの斜視図である。
【図３】ボルスタへの下金型の取り付け状態を示す部分斜視図である。
【図４】ボルスタにセンサーを配設した状態の部分正面図である。
【図５】型合せ線図のイメージを表す図である。
【図６】センサーを配置したボルスタの平面図である。
【図７】センサーを配置したボルスタの平面図である。
【図８】センサーを配置したボルスタの平面図である。
【図９】上金型及び下金型の正面図である。
【図１０】上金型及び下金型の正面図である。
【図１１】上金型及び下金型の正面図である。
【図１２】上金型及び下金型の正面図である。
【図１３】上金型及び下金型の正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１            プレス金型装置
３            ボルスタ
４            下金型
７            スライド
８            上金型
１０          取付溝
２１、２２    シム
２３、２４    突出部
２５、２６    シム
２７、２８    突出部
２９、３０    突出部
【図１】
2007185677.tif 000003
【図２】
2007185677.tif 000004
【図３】
2007185677.tif 000005
【図４】
2007185677.tif 000006
【図５】
2007185677.tif 000007
【図６】
2007185677.tif 000008
【図７】
2007185677.tif 000009
【図８】
2007185677.tif 000010
【図９】
2007185677.tif 000011
【図１０】
2007185677.tif 000012
【図１１】
2007185677.tif 000013
【図１２】
2007185677.tif 000014
【図１３】
2007185677.tif 000015