(57)【要約】【課題】狭幅部と広幅部とを繋ぐ幅変部を有するプレス品を成形するプレス装置において、皺を発生させないようにすることができるプレス技術を提供することを課題とする。【解決手段】可動金型３２の幅変部３３に油圧シリンダ３４が設けられている。この油圧シリンダ３４のピストンロッド３９は、常用ストローク領域にて後退限で可動金型３２の成形面と面一になり、前進限で最も可動金型３２から突出する。このような油圧シリンダ３４に、油圧ホース４１、４１を介してサーボ油圧ユニット４２が接続される。【効果】絞りの初期段階において油圧シリンダのピストンロッドで、ブランク材の幅変部を固定金型に押し付けることができる。結果、幅変部の中央が湾曲する心配はなく、皺が寄ることもない。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型に載せたブランク材を、前記固定金型に向かって進む可動金型で絞ることにより、狭幅部とこの狭幅部より幅が広い広幅部を有するプレス品を成形するプレス装置において、
前記狭幅部と前記広幅部とを繋ぐ幅変部を、前記固定金型に押し付ける油圧シリンダが、前記可動金型に設けられ、
この油圧シリンダの常用ストローク領域にて後退限で前記可動金型と面一になり前進限で最も前記可動金型から突出するピストンロッドが、前記油圧シリンダに設けられ、
クランク軸のクランク角度に対応して、前記可動金型からの前記ピストンロッドの突出量を制御すると共に前記ピストンロッドの軸力を制御する制御部を備えるサーボ油圧ユニットが、前記油圧シリンダに接続されていることを特徴とするプレス装置。
【請求項２】
前記制御部で実施する前記突出量の制御は、上死点で最大値に設定され、前記ピストンロッドが前記ブランク材に当たるまでは最大値が維持され、前記ピストンロッドが前記ブランク材に当たったときから下死点に到達するまでは徐々に減じられ、下死点でゼロに設定され、下死点から上死点まではゼロが維持されるように行われ、
前記制御部で実施する前記軸力の制御は、上死点でゼロに設定され、前記ピストンロッドが前記ブランク材に当たった時点で最大値に設定され、この最大値がクランク角の所定範囲維持され、その後に下死点を過ぎるまで徐々に減じられ、下死点を過ぎたクランク角度でゼロに設定され、上死点まではゼロが維持されるように行われることを特徴とする請求項１記載のプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブランク材を絞ってブレス品にするプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定金型に載せたブランク材を、固定金型に向かって進む可動金型で絞ることにより、プレス品を得るプレス装置は広く実用に供されている（例えば、特許文献１（図１〜図３）参照。）。
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図９は従来のプレス装置の基本構成を説明する図であり、（ａ）に示すように、下型プレート１０１に下部ガスシリンダ１０２が載せられ、この下部ガスシリンダ１０２でパンチ１０３が上下移動可能に支持されている。また、下型プレート１０１を貫通して上に延びるクッションピン１０４に下型スペーサ１０５が載せられ、この下型スペーサ１０５でブランクホルダ１０６が支持される。
【０００４】
また、上型プレート１１１に上型スペーサ１１２が吊され、この上型スペーサ１１２でダイ１１３が支持される。このダイ１１３の中央にパッド１１４が上下移動可能に吊されている。そして、このパッド１１４の上方位置にて上型プレート１１１から上部ガスシリンダ１１５が下げられている。
【０００５】
（ａ）で、パンチ１０３にブランク材１１６を載せる。次に、上型プレート１１１を下げる。すると、ブランク材１１６の縁が、ダイ１１３とブランクホルダ１０６で挟まれ拘束される。さらに、上部プレート１１１を下げると、（ｂ）に示すように、ダイ１１３にパンチ１０３が進入し、ブランク材１１６が絞り成形される。このとき、パッド１１４はブランク材１１６に軽く接触するだけであり、パッド１１４がブランク材１１６を下方に押すことはない。
【０００６】
（ｂ）の状態から、上部ガスシリンダ１１５を伸ばし、下部ガスシリンダ１０２を縮める。すると、（ｃ）に示すように、ブランク材１１６は、若干丸みを帯びた形状になり、プレス品が得られる。
【０００７】
ところで、ブランク材１１６を絞り成形して得られるプレス品は、要求される仕上がり形状が多様である。例えば、一部が広幅で、残部が狭幅であるプレス品がある。このときに、狭幅部と広幅部とを繋ぐ幅変部に、次に述べるような不具合が発生することが分かった。
【０００８】
図１０（ａ）に示すように、ブランク材１１６の狭幅部１１８の幅はＷ１である。一方、（ｂ）に示すように、ブランク材１１６の幅変部１１９の幅は、Ｗ１よりも大きなＷ２である。幅変部１１９は、広幅であるために、中央が上方へ湾曲し、結果、パンチ１０３との間に、隙間１２１が発生する。
【０００９】
（ｂ）の状態から絞りが進行すると、（ｃ）に示すように、幅変部１１９は平坦化される。ただし、（ｂ）に示す幅変部１１９の湾曲長さＷ３は、直線長さであるＷ２より大きい。湾曲長さＷ３が（ｃ）では、小さなＷ２に縮められる。結果、（Ｗ３−Ｗ２）の差分を吸収するようにして、（ｃ）での幅変部１１９のどこかに皺１２２が寄る。
【００１０】
以上に述べた理由に加えて、幅変部１１９は幅が図１０の表裏方向に変化しているため、他の部位よりも絞りの影響が出やすい。そのため、幅変部１１９に顕著に皺１２２が発生する。
【００１１】
このように皺１２２が発生すると、プレス品の品質が低下するため、皺対策が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２９０８３３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、狭幅部と広幅部とを繋ぐ幅変部を有するプレス品を成形するプレス装置において、皺を発生させないようにすることができるプレス技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に係る発明は、固定金型に載せたブランク材を、前記固定金型に向かって進む可動金型で絞ることにより、狭幅部とこの狭幅部より幅が広い広幅部を有するプレス品を成形するプレス装置において、
前記狭幅部と前記広幅部とを繋ぐ幅変部を、前記固定金型に押し付ける油圧シリンダが、前記可動金型に設けられ、
この油圧シリンダの常用ストローク領域にて後退限で前記可動金型と面一になり前進限で最も前記可動金型から突出するピストンロッドが、前記油圧シリンダに設けられ、
クランク軸のクランク角度に対応して、前記可動金型からの前記ピストンロッドの突出量を制御すると共に前記ピストンロッドの軸力を制御する制御部を備えるサーボ油圧ユニットが、前記油圧シリンダに接続されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明では、制御部で実施する突出量の制御は、上死点で最大値に設定され、ピストンロッドがブランク材に当たるまでは最大値が維持され、ピストンロッドがブランク材に当たったときから下死点に到達するまでは徐々に減じられ、下死点でゼロに設定され、下死点から上死点まではゼロが維持されるように行われ、
制御部で実施する軸力の制御は、上死点でゼロに設定され、ピストンロッドがブランク材に当たった時点で最大値に設定され、この最大値がクランク角の所定範囲維持され、その後に下死点を過ぎるまで徐々に減じられ、下死点を過ぎたクランク角度でゼロに設定され、上死点まではゼロが維持されるように行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明では、絞りの初期段階において油圧シリンダのピストンロッドで、ブランク材の広幅部を固定金型に押し付けることができる。結果、幅変部の中央が湾曲する心配はなく、皺が寄ることもない。
【００１７】
したがって、本発明によれば、狭幅部と広幅部とを繋ぐ幅変部を有するプレス品を成形するプレス装置において、皺を発生させないようにすることができるプレス技術が提供される。
【００１８】
なお、請求項１に係る発明で「常用ストローク」とは、油圧シリンダの全ストロークの範囲中で、実際に使用されるストロークを意味する。常用ストロークより大きなストロークの市販油圧シリンダを採用することが通常行われる。そのため、油圧シリンダの全ストロークではなく、常用ストロークを、制御範囲とする。
【００１９】
請求項２に係る発明では、ピストンロッドの軸力は、ピストンロッドがブランク材に当たった時点で最大値に設定され、この最大値がクランク角の所定範囲維持され、その後に下死点を過ぎるまで徐々に減じられる。
仮に、下死点の近傍、すなわち絞りの終期段階でもピストンロッドでの押力を強めたままにすると、ブランク材の流動性が阻害され、ブランク材が割れる心配がある。そこで、本発明では、絞りの終期段階でピストンロッドでの押圧を弱める。この処置により、ブランク材の流動性が確保され絞り成形が円滑に行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るプレス品の斜視図である。
【図２】本発明に係るプレス装置を作動させる機械式プレス機の正面図である。
【図３】本発明に係るプレス装置の平面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】図３の５−５線断面図である。
【図６】油圧シリンダとサーボ油圧ユニットの構成図である。
【図７】プレス装置の作用図である。
【図８】本発明の制御部で実施するクランク角と突出量と軸力の相関を示す図である。
【図９】従来のプレス装置の基本構成を説明する図である。
【図１０】従来のプレス装置の問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【００２２】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、プレス品１０は、縁部１１と、この縁部１１から盛り上がった狭幅部１２及びこの狭幅部１２より幅が広い広幅部１３と、からなる。
特に、狭幅部１２と広幅部１３とを繋ぐ幅変部１４に皺が寄りやすい。そこで、幅変部１４に皺が寄らないようにすることが重要である。そのためのプレス装置の構造を、以下に説明する。
【００２３】
図２に示すように、機械式プレス機２０は、例えば、ベッド２１と、このベッド２１の両端から立ち上げたコラム２２、２２と、これらのコラム２２、２２の上端に水平に渡したトップブリッジ２３と、このトップブリッジ２３より下の位置にてコラム２２、２２の上部に水平に渡したクランク軸２４と、このクランク軸２４から下に延びるコンロッド（コネクティング・ロッド）２５、２５と、これらのコンロッド２５、２５で吊されたスライダ２６と、このスライダ２６の下面に付設される上型スペーサ２７と、ベッド２１の上面に付設される下型スペーサ２８とからなる。上型スペーサ２７と下型スペーサ２８との間に、プレス装置３０が取付けられる。
【００２４】
なお、メインギヤ２９を介してクランク軸２４が回されると、コンロッド２５、２５で吊されているスライダ２６が、昇降する。
クランク軸２４のクランク角が０°のときに、スライダ２６が最高位置にある。最高位置は上死点と呼ばれる。クランク角が１８０°のときにスライダ２６は最下位置になる。最下位置は下死点と呼ばれる。クランク角３６０°で上死点に戻る。
すなわち、クランク軸２４を一方向に回すと、一回転（３６０°）中に、上死点と下死点とが各１回出現する。
【００２５】
プレス装置３０は、図３に示すように、固定金型３１と、この固定金型３１に被せる可動金型３２と、この可動金型３２の幅変部３３に埋設した油圧シリンダ３４と、からなる。可動金型３２の狭幅部３５及び広幅部３６には油圧シリンダは設けない。
【００２６】
図４に示すように、可動金型３２の狭幅部３５には油圧シリンダは設けられていない。
固定金型３１を貫通してクッションピン３７、３７が上向きに延ばされ、クッションピン３７、３７でブランクホルダ３８、３８が支えられている。
【００２７】
図５に示すように、可動金型３２の幅変部３３に油圧シリンダ３４が設けられている。この油圧シリンダ３４のピストンロッド３９は、常用ストローク領域にて後退限で可動金型３２の成形面と面一になり、前進限（図６、想像線３９）で最も可動金型３２から突出する。
このような油圧シリンダ３４に、油圧ホース４１、４１を介してサーボ油圧ユニット４２が接続される。
【００２８】
油圧シリンダ３４とサーボ油圧ユニット４２との詳細を、次図で説明する。
図６に示すように、油圧シリンダ３４は、シリンダケース４４と、このシリンダケース４４に移動自在に収納されるピストン４５と、このピストン４５からシリンダケース４４の外まで延びるピストンロッド３９とからなる。
【００２９】
サーボ油圧ユニット４２は、サーボ油圧ポンプ４７と、サーボ油圧ポンプ４７を駆動するサーボモータ４８とを主要素とし、吐出油圧及び吐出油量を互いに独立して任意に制御することができる特殊なユニットである。
【００３０】
油路の油圧（この例ではシリンダケース４４の内圧）を、圧力計４９で検出し、圧力情報を制御部５０へ送る。また、油圧シリンダ３４に設けたストローク計５１で、ピストン４５、すなわちピストンロッド３９のストロークを検出し、ストローク情報を制御部５０へ送る。
制御部５０は、ピストンロッド３９の突出量Ｌ及びピストンロッド３９による軸力Ｆが、所望の値になるように、サーボ油圧ユニット４２を制御する。
【００３１】
以上に述べたプレス装置３０の作用を図７に基づいて説明する。
図７（ａ）では、可動金型３２は上死点にあり、ピストンロッド３９は最も大きく突出している。油圧シリンダ３４は仕事をしていないのでピストンロッド３９の軸力はゼロに設定される。
この状態で、ブランクホルダ３８にブランク材５３を載せる。
【００３２】
次に、クランク軸（図２、符号２４）を回し、（ｂ）に示すように、可動金型３２を下げる。ブランクホルダ３８が下がり、ブランク材５３が固定金型３１に当たり、ブランク材５３は固定金型３１とピストンロッド３９で挟まれる。この時点で、ピストンロッド３９の軸力を設定領域中で最大に設定する。
【００３３】
引き続き、クランク軸（図２、符号２４）を回し、（ｃ）に示すように、可動金型３２を下げる。ブランク材５３の縁はブランクホルダ３８で拘束され、絞り加工の前半部分が実施される。
【００３４】
ところで、（ｃ）以降に、ブランク材５３がピストンロッド３９で固定金型３１に強く拘束されていると、ブランク材５３の水平方向への流動化が妨げられる。流動不良の状態で、ブランク材５３がブランクホルダ３８で引かれると、ブランク材５３が割れる心配がある。
【００３５】
そこで（ｃ）から（ｄ）にかけて、ピストンロッド３９の軸力を徐々に弱める。加えて、可動金型３２の下降に対応してピストンロッド３９を後退させる。
結果、（ｄ）に示すように、可動金型３２は下死点に到達し、ピストンロッド３９の先端が可動金型３２と面一になり、ブランク材５３の絞り成形は終了する。下死点ではピストンロッド３９の軸力は僅かで差し支えない。
【００３６】
次に、可動金型３２を下死点から上死点へ戻す作用を説明する。
（ｅ）に示すように、可動金型３２を僅かに上昇させる。このとき、ピストンロッド３９は後退限位置に保つ。そして、ピストンロッド３９の軸力はゼロにする。（ｆ）に示すように、可動金型３２を引き続き上昇させる。ピストンロッド３９は後退限位置に保たれ、ピストンロッド３９の軸力はゼロのままである。
【００３７】
（ｇ）に示すように、ブランクホルダ３８の拘束が解かれたら、ピストンロッド３９を一時的に前進させて、プレス品１０を下方へ突出す。これで、プレス品１０が可動金型３２から分離される。突出しが終わったら、ピストンロッド３９を後端限位置に戻し、ピストンロッド３９の軸力をゼロに戻す。
引き続き、クランク軸（図２、符号２４）を回すと、（ｈ）に示すように、可動金型３２が上死点に達する。
【００３８】
以上に述べたピストンロッド３９の突出量及び軸力は、制御部（図６、符号５０）で制御される。この制御は、クランク軸（図２、符号２４）のクランク角に対応して行われる。その具体的な一例を説明する。
図８（ａ）に示すように、クランク角（°）に対応して突出量が制御される。また、（ｂ）に示すように、クランク角（°）に対応して軸力が制御される。
クランク角０〜３６０°の間に、図７（ａ）〜（ｈ）が出現するため、これらを図中に図７→（ａ）のように示す。
【００３９】
以下の説明でも、図８中のクランク角を、図７→（ａ）のように表記する。
すなわち、制御部で実施する突出量の制御は、上死点（図７→（ａ））で最大値に設定され、ピストンロッドがブランク材に当たるまで（図７→（ｂ））は最大値が維持され、ピストンロッドがブランク材に当たったとき（図７→（ｂ））から下死点（図７→（ｄ））に到達するまでは徐々に減じられ、下死点（図７→（ｄ））でゼロに設定され、下死点（図７→（ｄ））から上死点（図７→（ｈ））まではゼロが維持されるように行われる。
【００４０】
また、制御部で実施する軸力の制御は、上死点（図７→（ａ））でゼロに設定され、ピストンロッドがブランク材に当たった時点（図７→（ｂ））で最大値に設定され、この最大値がクランク角の所定範囲（図７→（ｂ）〜（ｃ））維持され、その後に下死点（図７→（ｄ））を過ぎるまで徐々に減じられ、下死点（図７→（ｄ））を過ぎたクランク角度でゼロに設定され、上死点（図７→（ｈ））まではゼロが維持されるように行われる。
なお、破線Ｑで示すように、下死点（図７→（ｈ））を挟んで軸力を一時に増大することも推奨される。下死点で軸力を上げることで、製品精度の向上を図ることができるからである。
【００４１】
尚、サーボ油圧ユニットの制御法は図８に限定されるものではなく、プレス品の形状、材質に応じて適宜変更することは差し支えない。例えば、突出量については、クランク角３６０°に達する前に、図８（ａ）に破線Ｐで示すように、プレス品を突出した後に、突出量を徐々し増加するようにしてもよい。
【００４２】
実施例ではピストンロッドで直接的にブランク材を押圧したが、ピストンロッドの先端にアタッチメント金具を取付け、このアタッチメント金具でブランク材を押圧するようにしてもよい。
【００４３】
また、実施例では、狭幅部に油圧シリンダを設けなかったが、狭幅部にも油圧シリンダを設け、この油圧シリンダのピストンロッドで狭幅部を押圧するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、前記狭幅部と前記広幅部とを繋ぐ幅変部を有するプレス品を成形するプレス装置に好適である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…プレス品、１２…ブレス品の狭幅部、１３…ブレス品の広幅部、１４…ブレス品の幅変部、２０…機械式プレス機、２４…クランク軸、３０…プレス装置、３１…固定金型、３２…可動金型、３３…可動金型の幅変部、３４…油圧シリンダ、３９…ピストンロッド、４２…サーボ油圧ユニット、５０…制御部、５３…ブランク材、Ｆ…ピストンロッドの軸力、Ｌ…ピストンロッドの突出量。を
【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】
2012020312.tif 000009
【図８】
2012020312.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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