(57)【要約】【課題】ブランクホルダの支持箇所を自由に設定可能とし、ブランクホルダに均一なクッション圧を付与し、且つ、ブランクホルダのロッキング機構を低コストに設ける。【解決手段】流体の粘性抵抗によりブランクホルダ３０の昇降動作に抵抗を付与するダンパ５０を設け、ダイ１０でブランクホルダ３０を押し下げた際に、ダンパ５０によりブランクホルダ３０に所定のクッション圧を付与する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチと、ダイと、ブランクホルダと、ブランクホルダを昇降可能に支持し、流体の粘性抵抗によりブランクホルダの昇降動作に抵抗を付与するダンパとを備えたプレス成形金型であって、
ダイでブランクホルダを押し込んだ際に、前記ダンパによりブランクホルダに所定のクッション圧を付与することを特徴とするプレス成形金型。
【請求項２】
ブランクホルダを初期位置に戻す復帰手段を有する請求項１記載のプレス成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレス成形金型に関し、特に、ブランク材に絞り成形を施すプレス成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
絞り成形は、ダイとブランクホルダとでブランク材の端部を挟持した状態で、これらを一体に降下させてブランク材をパンチに押し付けることにより行われる。このとき、ブランクホルダにクッション圧（ダイの押し下げ力に対抗する力）を付与することにより、ブランク材を挟持固定する力を発生させている。
【０００３】
ブランクホルダにクッション圧を付与する手段として、例えば特許文献１には、下型及びボルスタを貫通したクッションピンでブランクホルダを支持する構成が示されている。具体的には、クッションピンの上端にブランクホルダを取り付けると共に、クッションピンの下端にクッションパッドを接続し、このクッションパッドを駆動部（エアシリンダやサーボモータ等）で昇降可能としている。ダイでブランクホルダが押し下げられると、駆動部によりブランクホルダに所定のクッション圧が付与される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７９６２１号公報
【特許文献２】特開平８−１５５５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のクッションピンは下型及びボルスタに設けられた貫通孔に挿通されるため、クッションピンの位置は予め決まっており、容易に変更することはできない。従って、クッションピンが配設されている場所以外でブランクホルダを支持することができず、ブランクホルダのクッション圧が場所によって不足する恐れがある。また、クッションピンの長さにバラツキがあると、ブランクホルダによってクッション圧にバラツキが生じる恐れがある。
【０００６】
例えば、バネ等の弾性部材でブランクホルダを支持すれば、ボルスタや金型の上に簡単に設置することができるため、設置箇所を容易に変更することができる。しかし、弾性部材の高さにバラツキがあると、ブランクホルダのクッション圧にバラツキが生じる恐れがある。
【０００７】
また、バネ等の弾性部材でブランクホルダを昇降させる場合、ブランクホルダには常にダイの押し下げ力に対抗する上向きの弾性反力が加わるため、プレス成形完了後、ダイの上昇と共にブランクホルダが上昇する。この間、ダイとブランクホルダとで成形品の端部が挟持された状態が維持されるため、成形品を取り出すことができない。従って、ブランクホルダが停止してダイのみが上昇し、ブランクホルダとダイとの間に所定以上の隙間が形成されてから成形品を取り出すこととなり、サイクルタイムが長くなってしまう。
【０００８】
また、例えばブランク材を断面Ｍ形に成形する場合、ダイに中型を設けることがある（例えば、特許文献２）。具体的には、図１１（ａ）に示すように、中型１１１が、付勢手段１１２（バネ等）によりダイ１１０から下方に突出するように付勢されている。そして、ダイ１１０を降下させることにより、ブランクホルダ１３０とでブランク材ｗの端部を挟持し（図１１（ａ）参照）、中型１１１をブランク材ｗに押し付けて凹部ｗ１を成形する（図１１（ｂ）参照）。さらにダイ１１０を降下させることにより、ブランク材ｗをパンチ１２０に押し付けて絞り成形を施す（図１１（ｃ）参照）。その後、ダイ１１０を上昇させたとき、図１１（ｄ）に示すようにダイ１１０の上昇と共にブランクホルダ１３０が上昇すると、成形品の中央部が中型１１１で下向きに押さえられた状態で、成形品ｗの両端がブランクホルダ１３０で持ち上げられるため、図示のように成形品ｗが変形する恐れがある。
【０００９】
例えば、ブランクホルダを下死点位置でロックするロッキング機構を備えたガススプリング等も知られているが、このようなガススプリングは非常に高価であり、型費の高騰を招く。
【００１０】
本発明の解決すべき課題は、プレス成形金型において、ブランクホルダの支持箇所を自由に設定可能とすること、ブランクホルダに均一なクッション圧を付与すること、及び、ブランクホルダのロッキング機構を低コストに設けることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するためになされた本発明は、パンチと、ダイと、ブランクホルダと、ブランクホルダを昇降可能に支持し、流体の粘性抵抗によりブランクホルダの昇降動作に抵抗を付与するダンパとを備えたプレス成形金型であって、ダイでブランクホルダを押し込んだ際に、ダンパによりブランクホルダに所定のクッション圧を付与することを特徴とするものである。
【００１２】
流体の粘性抵抗を利用したダンパは、一般に、衝撃吸収を目的としたショックアブソーバとして用いられるが、本発明ではこの種のダンパを利用してブランクホルダにクッション圧を付与している。すなわち、ダイに押し込まれてブランクホルダが移動（降下）している間は、流体の粘性抵抗によりダイの押し込み力に対抗する力が生じ、ブランクホルダに所定のクッション圧が付与される。一方、ブランクホルダが静止している間は、ダンパの流体も静止しているため何ら駆動力を発生させず、ブランクホルダの静止状態が維持される。従って、ダイの押し込みによりブランクホルダがプレス成形完了位置まで移動した後、ダイが後退（上昇）しても、静止したブランクホルダがダンパで押し上げられることはない。すなわち、ブランクホルダをダンパで支持することにより、ブランクホルダをプレス成形完了位置でロックするロッキング機構を、高価な装置を用いることなく低コストに設けることができる。
【００１３】
上記のよう粘性抵抗を利用したダンパは、外部のコンプレッサ等に接続する必要がなく、構造が簡単で小型であるため、金型内の任意の位置に設けることが可能である。従って、ブランクホルダの支持箇所を自由に設定することができ、クッション圧を均一にすることが可能となる。また、粘性抵抗を利用したダンパにより付与されるクッション圧は、ブランクホルダの移動速度に依存するため、たとえブランクホルダを支持するピンの長さに多少のバラツキが生じていたとしても、各ピンが同じ速度で移動する限り均一なクッション圧を付与することができる。
【００１４】
上記のダンパは、プレス成形完了位置で静止したブランクホルダを初期位置まで上昇させることはできないため、ブランクホルダを初期位置に戻す復帰手段を別途設ける必要がある。このような復帰手段としては、例えばエアシリンダや油圧シリンダを設けることができる。復帰手段は、ブランクホルダを初期位置に戻すだけの駆動力があればよいため、小型なものを使用することができ、設備の小型化が図られる。
【００１５】
上記のダンパは構造が簡単で小型であるため、既存の設備に追加して組み込むことも可能である。例えば、既存の駆動部で昇降されるブランクホルダのうち、特に高いクッション圧が必要な部分に上記のダンパを追加で設けることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、ダンパによりブランクホルダを支持することにより、ブランクホルダの支持箇所を自由に設定可能とすることができると共に、ブランクホルダに均一なクッション圧を付与することができ、さらに、ブランクホルダのロッキング機構を低コストに設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るプレス成形金型の断面図であり、プレス成形開始前の状態を示す。
【図２】上記プレス成形金型に組み込まれるダンパの断面図であり、（ａ）は単筒式ダンパ、（ｂ）は複筒式ダンパを示す。
【図３】上記プレス成形金型の断面図であり、ダイを降下させてブランク材を挟持した状態を示す。
【図４】上記プレス成形金型の断面図であり、中型でブランク材に凹部を成形する様子を示す。
【図５】上記プレス成形金型の断面図であり、プレス成形が完了した状態を示す。
【図６】上記プレス成形金型の断面図であり、ダイを上昇させている途中の状態を示す。
【図７】上記プレス成形金型の断面図であり、ダイを上死点位置まで上昇させた状態を示す。
【図８】他の実施形態に係るプレス成形金型の断面図であり、プレス成形が完了した状態を示す。
【図９】図８のプレス成形金型の断面図であり、ダイを上死点位置まで上昇させた状態を示す。
【図１０】他の実施形態に係るプレス成形金型の平面図である。
【図１１】従来のプレス成形金型の断面図であり、（ａ）はブランク材を挟持した状態、（ｂ）はプレス成形途中、（ｃ）はプレス成形完了時、（ｄ）はダイの上昇途中を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
本発明の一実施形態に係るプレス成形金型１は、図１に示すように、ダイ１０と、パンチ２０と、ブランクホルダ３０と、ブランクホルダ３０を下方から支持する複数のダンパ５０と、ブランクホルダ３０を初期位置に復帰させる復帰手段としての複数のシリンダ６０とを備える。ダイ１０はスライド（図示省略）に取り付けられ、昇降可能とされる。パンチ２０、ダンパ５０、及びシリンダ６０はボルスタ４０に固定される。尚、本実施形態では、ブランク材Ｗを断面略Ｍ字形状に成形する場合を示す。
【００２０】
ダイ１０には、ダイ１０の下面から出没可能な中型１１が設けられる。中型１１は、ダイ１０の内部に設けられた支持手段で支持され、本実施形態では、支持手段としてのシリンダ１２により、ダイ１０の下面から下方に突出する方向に付勢されている。ダイ１０は、ブランク材Ｗの周縁に沿って設けられた押さえ面１３を有し、本実施形態ではブランク材の全周を囲む環状の押さえ面１３が設けられる。
【００２１】
ブランクホルダ３０は、ブランク材Ｗの周縁に沿って設けられ、本実施形態ではブランク材Ｗの全周を囲むように環状に設けられる。ブランクホルダ３０は、複数のダンパ５０で下方から支持されている。ダンパ５０は、流体の粘性抵抗によりブランクホルダ３０の昇降動作に抵抗を付与するものであり、筒体５１と、筒体５１から上方に突出したピン５２と、ピン５２の上端に設けられたパッド５３とを備え、パッド５３の上面がブランクホルダ３０の下面に固定される。
【００２２】
ダンパ５０は、公知のものを使用することができ、例えば図２（ａ）に示す単筒式のダンパ５０ａや、図２（ｂ）に示す複筒式のダンパ５０ｂを使用することができる。図２（ａ）に示す単筒式のダンパ５０ａは、筒体５１の内部で上下動可能に配されたピストン５４と、筒体５１の内部に満たされた流体（例えばオイル、散点で示す）とを備える。筒体５１の内部の空間はピストン５４により２つの空間５５ａ，５５ｂに区画され、各空間５５ａ，５５ｂがピストン５４に設けられたオイル経路５４ａで連通される。例えばピストン５４が降下すると、下側の空間５５ｂのオイルがピストン５４のオイル経路５４ａを通って上側の空間５５ａに移動する。このときのオイル経路５４ａを流通するオイルの粘性抵抗により、ピストン５４の降下動作に抵抗が付与される。ピストン５４が上昇する際も、上記と同様に抵抗が付与される。
【００２３】
一方、図２（ｂ）に示す複筒式のダンパ５０ｂは、筒体５１の内部に配された内筒５６と、内筒５６の内部で上下動可能に配されたピストン５７と、内筒５６の内部の全部、及び、筒体５１と内筒５６との間の空間５８の一部に満たされた流体（例えばオイル、散点で示す）とを備える。内筒５６の内部の空間はピストン５７により２つの空間５９ａ，５９ｂに区画される。ピストン５７には、２つの空間５９ａ，５９ｂを連通するオイル経路５７ａが設けられる。内筒５６には、下側の空間５９ｂと、筒体５１と内筒５６との間の空間５８とを連通するオイル経路５６ａが設けられる。ピストン５７が降下すると、下側の空間５９ｂのオイルが、ピストン５７のオイル経路５７ａを通って上側の空間５９ａに移動すると共に、内筒５６のオイル経路５６ａを通って筒体５１と内筒５６との間の空間５８に移動する。このときのオイル経路５７ａ及び５６ａを流通するオイルの粘性抵抗により、ピストン５７の降下動作に抵抗が付与される。ピストン５７が上昇する際も、上記と同様に抵抗が付与される。
【００２４】
上記のようなダンパ５０ａ，５０ｂによれば、オイル経路５４ａ，５６ａ，あるいは５７ａの流路面積を変更することで、ピストン５４，５７が移動する際の抵抗、すなわちブランクホルダに付与されるクッション圧を容易に調整することができる。尚、ダンパ５０の構成は図２に示すものに限らず、流体の粘性抵抗を利用してピストンの昇降動作に抵抗を付与するものであればよい。
【００２５】
以下、上記のプレス成形金型１によりブランク材Ｗを成形する方法を説明する。
【００２６】
まず、図１に示すように、ブランクホルダ３０の上にブランク材Ｗを載置する。そして、ダイ１０を降下させ、図３に示すように、ダイ１０の押さえ面１３とブランクホルダ３０の上面３１とでブランク材Ｗの端部を挟持固定する。
【００２７】
さらにダイ１０を降下させ続けると、ダイ１０でブランクホルダ３０が押し下げられる。これにより、ブランクホルダ３０を支持するダンパ５０のピストン５４，５７（図２参照）が降下し、オイル経路５４ａ，５６ａ，５７ａを流通するオイルの粘性抵抗によりピストン５４，５７の降下を妨げる抵抗力が付与される。この抵抗力により、ブランクホルダ３０の降下が妨げられ、ダイ１０の押し下げ力に対抗する上向きの力（クッション圧）が付与される。このクッション圧によりブランク材Ｗの端部が挟持固定され、この状態を維持しながらダイ１０、ブランクホルダ３０、及びブランク材Ｗが一体に降下する。
【００２８】
さらにダイ１０を降下させ続けると、図４に示すように、ブランク材Ｗがパンチ２０の上面に押し付けられると共に、中型１１でブランク材Ｗが上方から押圧され、ブランク材Ｗに凹部Ｗ１が成形される。その後、さらにダイ１０を降下させると、中型１１でブランク材Ｗの凹部Ｗ１を上方から押さえながら、ダイ１０及びブランクホルダ３０で挟持固定されたブランク材Ｗの端部が下方に引っ張られ、絞り成形が施される。そして、図５に示すようにダイ１０が下死点位置（プレス成形完了位置）に達すると、ダイ１０及びブランクホルダ３０が停止し、凹部Ｗ１’を有する成形品Ｗ’のプレス成形が完了する。このとき、ブランクホルダ３０が停止することで、ダンパ５０の筒体５１内部のオイルの流動も停止するため、ダンパ５０による抵抗力（クッション圧）は消失する。
【００２９】
その後、ダイ１０を上昇させると、図６に示すように、シリンダ１２で下向きに付勢された中型１１で成形品Ｗ’の凹部Ｗ１’を上方から押さえながら、ダイ１０が成形品Ｗ’から離反される。このとき、ブランクホルダ３０はダンパ５０から力を一切受けていないため、下死点位置で静止した状態のままで維持される。これにより、成形品Ｗ’の端部がブランクホルダ３０で持ち上げられることがなく、成形品Ｗ’の変形が防止できる。
【００３０】
その後、図７に示すようにさらにダイ１０を上昇させ、排出アーム（図示省略）によりパンチ２０及びブランクホルダ３０の上に載置された成形品Ｗ’をプレス成形金型１の外部に排出する（図７に鎖線Ａで示す）。こうして成形品Ｗ’を取り出すためには、ダイ１０と成形品Ｗ’との間に排出アームを挿入する必要があるが、上記のようにブランクホルダ３０が下死点位置で静止していることで成形品Ｗ’が持ち上げられないため、成形品Ｗ’とダイ１０との間の隙間が比較的早期に形成される。従って、ダイ１０が上死点位置まで上昇しきらないうちに、排出アームをダイ１０と成形品Ｗ’との間に挿入することが可能となるため、サイクルタイムの短縮が図られる。
【００３１】
プレス成形金型１から成形品Ｗ’を排出したら、復帰手段としてのシリンダ６０のピン６１を上方に伸長させ（図１の点線参照）、ブランクホルダ３０を初期位置に復帰させる。シリンダ６０は、ダイ１０の押し込み力に対抗する力は必要なく、ブランクホルダ３０を持ち上げるだけの力を有すればよいため、小型のものを使用することができる。
【００３２】
本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００３３】
上記の実施形態では、ダイ１０を上型、パンチ２０を下型とした場合を示したが、これに限らず、例えば図８に示すプレス成形金型２のように、パンチ２０を上型、ダイ１０を下型としてもよい。この場合、ダイ１０を上死点位置（プレス成形完了位置）まで上昇させて成形品Ｗ’を成形した後、図９に示すようにダイ１０を降下させ、成形品Ｗ’をプレス成形金型２から排出する。こうしてダイ１０を降下させたときに、中型１１が上方に突出すると成形品Ｗ’を持ち上げてしまうため、中型１１を支持するシリンダ１２にロッキング機構を設け、成形品Ｗ’の排出が完了するまでダイ１０の上面から突出させないようにすることが好ましい。この場合、シリンダ１２の代わりに、上記実施形態のダンパ５０と同様の構成をなしたダンパを設けてもよい。
【００３４】
上記のプレス成形金型２では、ダイ１０を上死点位置まで上昇させてプレス成形が完了した後、ダイ１０を降下させたとき、ブランクホルダ３０の降下がダンパ５０で抑制されることで、ブランクホルダ３０がダイ１０と共に降下することはない。従って、成形品Ｗ’とパンチ２０との間に形成される隙間がブランクホルダ３０で塞がれないため、成形品Ｗ’を取り出す排出アーム（図示省略）を成形品Ｗ’とパンチ２０との間に早期に挿入してサイクルタイムの短縮を図ることができる。また、ダイ１０が降下すると、ブランクホルダ３０がダンパ５０により抵抗を付与されながら自重によりゆっくりと降下し、初期位置に復帰するため、ブランクホルダ３０を復帰させる別途の復帰手段が不要となる。
【００３５】
また、上記の実施形態では、ブランクホルダ３０が複数のダンパ５０のみで支持される場合を示したが、これに限られない。例えば図１０に示すような既存のプレス成形金型３に、ダンパ５０を追加で設けることもできる。このプレス成形金型３は、ボルスタ４０に複数の穴４１が設けられ、各穴４１にクッションピン７０が設けられる。クッションピン７０は、プレス成形金型３の外部、具体的にはボルスタ４０の下方に設けられた駆動部（図示省略）によりクッション圧が付与されるようになっている。
【００３６】
例えば、上記のプレス成形金型３で、図１０に鎖線で示すようなブランクホルダ３０を設けた場合、このブランクホルダ３０を支持できるクッションピン７０は４箇所しかない（図１０に７０（Ａ）〜７０（Ｄ）で示す）。このため、ブランクホルダ３０の支持が不安定になると共に、クッションピン７０で支持されていない場所（例えばＰ１，Ｐ２で示す箇所）においてクッション圧が不足する恐れがある。このようなプレス成形金型３にダンパ５０を設け、クッションピン７０で十分に支持できない箇所におけるブランクホルダ３０を支持することで、ブランクホルダ３０を安定支持できると共に、クッション圧の部分的な不足を解消することができる。図示例では、ブランクホルダ３０を支持可能な領域のうち、Ｐ１，Ｐ２で示す箇所付近にそれぞれ２個ずつのダンパ５０を設けている。
【符号の説明】
【００３７】
１     プレス成形金型
１０   ダイ
１１   中型
１２   シリンダ
２０   パンチ
３０   ブランクホルダ
４０   ボルスタ
５０   ダンパ
５０ａ 単筒式ダンパ
５０ｂ 複筒式ダンパ
５１   筒体
５２   ピン
５３   パッド
５４   ピストン
５４ａ オイル経路
５５ａ，５５ｂ       空間
５６   内筒
５６ａ オイル経路
５７   ピストン
５７ａ オイル経路
５８，５９ａ，５９ｂ 空間
６０   シリンダ（復帰手段）
７０   クッションピン
Ｗ     ブランク材
Ｗ１   凹部
Ｗ’   成形品
【図１】
2012206152.tif 000003
【図２】
2012206152.tif 000004
【図３】
2012206152.tif 000005
【図４】
2012206152.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012206152.tif 000008
【図７】
2012206152.tif 000009
【図８】
2012206152.tif 000010
【図９】
2012206152.tif 000011
【図１０】
2012206152.tif 000012
【図１１】
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