(57)【要約】【課題】傾斜面を有する部品を高い寸法精度でプレス成形する。【解決手段】パンチ１０の成形面１１に、プレス方向と直交する方向に対して傾斜した傾斜面（テーパ面１１ａ）を設け、ダイ２０に、ダイ本体２１に対して水平方向に可動な可動成形部２２を設け、ダイ本体２１を降下させると共に、可動成形部２２の成形孔２２ａを、ブランク材Ｗに押し付けながらパンチ１０のテーパ面１１ａに沿って拡径させることにより、ブランク材Ｗをテーパ面１１ａに沿って成形する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ、ブランクホルダ、及びパンチを有し、前記パンチの成形面に、プレス方向と直交する方向に対して傾斜した傾斜面を設け、前記ダイが、前記パンチに対してプレス方向に相対移動可能とされたダイ本体と、前記ダイ本体に対してプレス方向と直交する方向に移動可能とされた可動成形部とを備えたプレス成形金型であって、
前記ダイ及び前記ブランクホルダで前記ブランク材の端部を挟持した状態でプレス方向一方に相対移動させて、前記ブランク材を前記パンチの成形面に押し付けると共に、
前記可動成形部を、前記パンチの傾斜面から浮き上がった前記ブランク材に押し付けながら前記傾斜面に沿って移動させることにより、前記ブランク材を前記傾斜面に沿って成形するプレス成形金型。
【請求項２】
前記傾斜面が、プレス方向一方へ向けて徐々に拡径した外周面からなり、前記可動成形部に、前記傾斜面に沿って拡径縮径可能な成形孔を設けた請求項１記載のプレス成形金型。
【請求項３】
前記ダイに、前記ダイ本体に対してプレス方向に移動可能とされた押さえ部を設け、
前記押さえ部により前記ブランク材を前記傾斜面に押し付けた状態で、前記ブランク材のうち、前記押さえ部により押さえられた領域よりもプレス方向一方側の領域を、前記可動成形部により前記傾斜面に沿って成形する請求項１又は２に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する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドアパネルのような金属製の外板部品の多くは、絞り成形や張り出し成形などのプレス成形により形成される。プレス成形は、通常、ダイとブランクホルダとで端部を挟持したブランク材を、パンチの成形面に押し付けることで行われる（例えば、特許文献１参照）。具体的には、ブランク材Ｗの両端をダイ１２０及びブランクホルダ１３０で挟持し（図９参照）、これらを一体に降下させて、ブランク材Ｗをパンチ１１０の成形面１１１に押し付けることにより、部品Ｗ’を成形する（図１０及び図１１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４４９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、図１に示すように、部品Ｗ’が傾斜部Ｗ１を有する場合、パンチ１１０の成形面１１１に傾斜部Ｗ１を成形するための傾斜面１１１ａが設けられる（図９〜１１参照）。この場合、部品Ｗ’の傾斜部Ｗ１は、図１１に示すプレス完了時に初めて傾斜面１１１ａと接触して成形されるため、パンチ１１０の成形面１１１の傾斜面１１１ａにブランク材Ｗを精度良く倣わせることができず、部品Ｗ’の傾斜部Ｗ１を所望の寸法精度に成形できない恐れがある。
【０００５】
本発明が解決すべき技術的課題は、傾斜部を有する部品を高い寸法精度でプレス成形することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するためになされた本発明は、ダイ、ブランクホルダ、及びパンチを有し、パンチの成形面に、プレス方向と直交する方向に対して傾斜した傾斜面を設け、ダイが、パンチに対してプレス方向に相対移動可能とされたダイ本体と、ダイ本体に対してプレス方向と直交する方向に移動可能とされた可動成形部とを備えたプレス成形金型であって、ダイ及びブランクホルダでブランク材の端部を挟持した状態でプレス方向一方に相対移動させて、ブランク材をパンチの成形面に押し付けると共に、可動成形部を、パンチの傾斜面から浮きあがったブランク材に押し付けながら傾斜面に沿って移動させることにより、ブランク材を傾斜面に沿って成形するものである。
【０００７】
このように、本発明のプレス成形金型では、通常のプレス成形と同様にダイ及びブランクホルダで挟持したブランク材をパンチの成形面に押し付けたときに、パンチの傾斜面から浮き上がったブランク材に可動成形部を押し付けながら、可動成形部を傾斜面に沿って移動させることにより、ブランク材をパンチの傾斜面に沿って成形する。これにより、プレス完了時にのみブランク材をパンチの傾斜面と接触させる場合（図９〜１１参照）と比べて、ブランク材の傾斜部を精度良く成形することが可能となる。
【０００８】
パンチの傾斜面が、プレス方向一方へ向けて徐々に拡径した外周面（例えばテーパ面）からなる場合、可動成形部に、傾斜面に沿って拡径縮径可能な成形孔を設け、この成形孔をブランク材に押し付けながら傾斜面に沿って移動させることで、ブランク材の傾斜部を成形することができる。この場合、例えば、可動成形部を、ダイ本体に回転可能に取り付けられた複数の回転部材で構成し、この複数の回転部材で成形孔を形成することができる。
【０００９】
上記のように、可動成形部をブランク材に押し付けながら傾斜面に沿って移動させることで、ブランク材が可動成形部の移動方向に引っ張られる。このとき、パンチの傾斜面のプレス方向他方の端部（ダイ側の端部）に接触したブランク材の折れ曲がり部Ｐ（図４参照）が、破断の恐れが最も高い箇所となる。特に、図１に示すように、下方に向けて曲率を徐々に小さくした傾斜部（図示例ではテーパ部Ｗ１）を成形する場合、傾斜部の小径側の材料が大径側に向けて引っ張られるため、小径側の端部に破断が生じやすい。そこで、ダイに、ダイ本体に対してプレス方向に可動とされた押さえ部を設け、押さえ部によりブランク材をパンチの傾斜面に押し付けた状態で、ブランク材のうち、押さえ部により押さえられた領域よりもプレス方向一方側の領域を、可動成形部により傾斜面に沿って成形するようにすれば、ブランク材の傾斜部の折れ曲がり部に加わる負荷を低減し、ブランク材の破断を防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明のプレス成形金型によれば、傾斜部を有する部品を高い寸法精度で成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】傾斜面を有する部品の斜視図である。
【図２】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る。
【図３】上記プレス成形金型の可動成形部の平面図である。
【図４】上記プレス成形金型によるプレス成形の様子を示す断面図である。
【図５】上記プレス成形金型によるプレス成形の様子を示す断面図である。
【図６】上記プレス成形金型によるプレス成形の様子を示す断面図である。
【図７】傾斜面を有する部品の他の例を示す斜視図である。
【図８】他の実施形態に係るプレス成形金型の断面図である。
【図９】従来のプレス成形金型によるプレス成形の様子を示す断面図である。
【図１０】従来のプレス成形金型によるプレス成形の様子を示す断面図である。
【図１１】従来のプレス成形金型によるプレス成形の様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
本実施形態では、平板状のブランク材をプレス成形して図１に示すような傾斜部を有する部品Ｗ’を成形する場合を示す。図示例の部品Ｗ’は、傾斜部が、全周で連続し、下方に向けて徐々に拡径した筒状のテーパ部Ｗ１で構成される。テーパ部Ｗ１の小径側端部には平坦な頂部Ｗ２が設けられ、テーパ部Ｗ１の大径側端部には外径に延びた平坦なフランジ部Ｗ３が設けられる。このような形状の部品Ｗ’としては、例えば自動車のサスペンションに組み込まれるスプリングシート等がある。
【００１４】
図２に、本発明の一実施形態に係るプレス成形金型を示す。このプレス成形金型は、パンチ１０と、ダイ２０と、ブランクホルダ３０とを備える。本実施形態では、パンチ１０が固定型とされ、ダイ２０がプレス方向に可動な可動型とされる。尚、本実施形態では、プレス方向を鉛直方向（上下方向）とし、プレス方向と直交する方向を水平方向とした場合を示す。
【００１５】
パンチ１０は、上面に成形面１１を有する。成形面１１は、水平方向に対して傾斜した傾斜面を有し、図示例では傾斜面が、下方に向けて徐々に拡径したテーパ状外周面（テーパ面１１ａ）で構成される。テーパ面１１ａの上端には、水平方向の平坦面からなる頂面１１ｂが設けられる。ブランクホルダ３０は、パンチ１０の全周に環状に設けられ、所定のクッション圧で上向きに付勢された状態で、上下方向に可動とされる。
【００１６】
ダイ２０は、ダイ本体２１と、可動成形部２２と、押さえ部２３とを有する。ダイ本体２１は、図示しない駆動手段（例えば油圧シリンダやサーボモータ）により上下方向に可動とされる。ダイ２０の下面２４とブランクホルダ３０の上面３１とでブランク材Ｗの端部を所定のクッション圧で挟持する。
【００１７】
可動成形部２２は、ダイ本体２１に対して水平方向に移動可能とされる。本実施形態では、可動成形部２２の中央に、拡径縮径可能な成形孔２２ａが設けられる。具体的に、可動成形部２２は、図３に示すように、複数（図示例では４つ）の回転部材２２ｂからなる。各回転部材２２ｂは、ダイ本体２１にピン２２ｃを介して回転可能に取付けられる。回転部材２２ｂには略円弧状の湾曲部２２ｄが設けられ、各回転部材２２ｂの湾曲部２２ｄを組み合せて、成形孔２２ａが形成される。複数の回転部材２２ｂを回転させることにより、成形孔２２ａが拡径（図３（ｂ）参照）あるいは縮径（図３（ａ）参照）可能とされる。
【００１８】
押さえ部２３は、図２に示すようにダイ本体２１に設けられた凹部２１ａの内周に収容され、ダイ本体２１に対して上下方向に移動可能とされる。押さえ部２３は、パンチ１０のテーパ面１１ａの等高線に沿って設けられ、図示例では円筒状に設けられる。本実施形態では、同心上に配された径の異なる複数の円筒状の押さえ部（第１押さえ部２３ａ〜第３押さえ部２３ｃ）で押さえ部２３が構成される。各押さえ部２３ａ、２３ｂ、及び２３ｃの先端（下端）には、ブランク材Ｗと接触する環状の押さえ面２３ａ１、２３ｂ１、及び２３ｃ１が設けられる。図２に示す成形前の状態では、押さえ面２３ａ１、２３ｂ１、及び２３ｃ１は可動成形部２２の上面の高さに配される。ダイ２０には、第１押さえ部２３ａ〜第３押さえ部２３ｃをそれぞれパンチ１０側（下方）に付勢する付勢手段が設けられる。図示例では、付勢手段として、各押さえ部２３ａ〜２３ｃの上方に、各押さえ部２３ａ〜２３ｃと略同径の円筒状のスプリング２５ａ〜２５ｃが設けられる。尚、付勢手段はスプリングに限らず、例えば圧力制御可能な機構（エアシリンダ等）を使用することもできる。
【００１９】
以下、上記構成のプレス成形金型を用いたプレス成形方法を説明する。
【００２０】
まず、図２に示すように、ブランクホルダ３０の上面３１に円板状のブランク材Ｗを載置する。このとき、可動成形部２２の成形孔２２ａは縮径され（図３（ａ）参照）、パンチ１０の成形面１１のテーパ面１１ａの最小径部（頂面１１ｂの外径）よりも若干大きくなっている（図２参照）。
【００２１】
そして、ダイ２０を降下させ、ダイ本体２１の下面２４とブランクホルダ３０の上面３１とで、円盤状のブランク材Ｗの外周端全周を挟持する。その後、ダイ２０、ブランクホルダ３０、及びブランク材Ｗを一体的に降下させ、ブランク材Ｗをパンチ１０の成形面１１の頂面１１ｂに押し付ける（図４参照）。これにより、ブランク材Ｗがパンチ１０の成形面１１の頂面１１ｂの外周端で折り曲げられる。このとき、パンチ１０の成形面１１のテーパ面１１ａから浮き上がったブランク材Ｗ（図４の点線参照）を、可動成形部２２の成形孔２２ａにより下向きに押し付けることにより、ブランク材Ｗに、パンチ１０のテーパ面１１ａに沿ったテーパ部Ｗ１が成形され始める。これと同時に、ブランク材Ｗのテーパ部Ｗ１が、最も小径な第１押さえ部２３ａの押さえ面２３ａ１により下向きに押圧され、パンチ１０のテーパ面１１ａの等高線の全周に押し付けられる。
【００２２】
さらに、ダイ２０、ブランクホルダ３０、及びブランク材Ｗを降下させると、図４に矢印Ａで示すように、可動成形部２２の成形孔２２ａでブランク材Ｗを成形しながら、成形孔２２ａパンチ１０のテーパ面１１ａに沿って拡径する。具体的には、成形孔２２ａにパンチ１０のテーパ面１１ａが挿入されることで回転部材２２ｂが回転し、これにより成形孔２２ａが拡径する。こうして、可動成形部２２の成形孔２２ａをブランク材Ｗに押し付けながら、パンチ１０のテーパ面１１ａに沿って拡径させることにより、ブランク材Ｗにテーパ部Ｗ１が順次成形される。
【００２３】
このとき、ブランク材Ｗのテーパ部Ｗ１は、可動成形部２２の移動方向（図４の矢印Ａ方向）に引っ張られるが、テーパ部Ｗ１の上端部よりも下側の等高線を第１押さえ部２３ａで押さえていることで、テーパ部Ｗ１の小径側端部（折れ曲がり部Ｐ）に加わる負荷を軽減し、テーパ部Ｗ１の破断を防止できる。また、このように、テーパ部Ｗ１のうち、小径側端部よりも大径な領域を第１押さえ部２３ａで押さえることで、可動成形部２２の引っ張り力に対して対抗する領域が大きくなるため、テーパ部Ｗ１の破断を防止できる。
【００２４】
そして、図５に示すように、可動成形部２２の成形孔２２ａが、第２押さえ部２３ｂの外径よりも大径となると、第２押さえ部２３ｂがスプリング２５ｂにより下向きに付勢され、第２押さえ部２３ｂの押さえ面２３ｂ１でブランク材Ｗのテーパ部Ｗ１をパンチ１０のテーパ面１１ａに押し付ける。これにより、テーパ部Ｗ１のうち、さらに大径な領域が第２押さえ部２３ｂにより押さえられるため、テーパ部Ｗ１の破断の恐れがさらに減じられる。
【００２５】
その後、さらにダイ２０、ブランクホルダ３０、及びブランク材Ｗを降下させ、可動成形部２２の成形孔２２ａを拡径させながら、テーパ部Ｗ１を成形する。そして、可動成形部２２の成形孔２２ａが、第３押さえ部２３ｃの外径よりも大径となると、第３押さえ部２３ｃの押さえ面２３ｃ１でブランク材Ｗのテーパ部Ｗ１をパンチ１０のテーパ面１１ａに押し付ける。そして、成形孔２２ａによるテーパ部Ｗ１の成形を続け、図６に示すようにダイ２０が下死点に達したら、テーパ部Ｗ１の全面がパンチ１０のテーパ面１１ａに押し付けられて成形され、部品Ｗ’が完成する。
【００２６】
その後、ダイ２０を上昇させると共に、ブランクホルダ３０で部品Ｗ’を持ち上げてパンチ１０から分離する。このとき、可動成形部２２の回転部材２２ｂを図示しない駆動手段により回転させ、成形孔２２ａを縮径させる。ダイ２０が上死点に達したら、部品Ｗ’をプレス成形金型から取り出す。
【００２７】
本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、部品Ｗの傾斜部がテーパ部Ｗ１であり、パンチ１０の成形面１１に設けられる傾斜面がテーパ面１１ａである場合を示したが、これに限らず、水平方向に対して傾斜した平面や曲面であればよい。例えば、図７に示すように、略矩形状の頂部Ｗ４の外周端から下方に向けて外側に傾斜した傾斜部Ｗ５を有する部品Ｗ’’を成形するためのプレス成形金型に本発明を適用することもできる。
【００２８】
また、上記の実施形態では、ブランクホルダ３０の上面３１とでブランク材Ｗを挟持するダイ２０の下面２４が、可動成形部２２に設けられているが、これに限らず、例えば図８に示すようにダイ本体２１に設けてもよい。
【００２９】
また、上記の実施形態では、可動成形部２２を複数の回転部材２２ｂで構成した場合を示したが、これに限らず、例えばダイに対して水平方向にスライド（平行移動）可能な複数のスライド部材で可動成形部を構成してもよい（図示省略）。
【００３０】
また、上記の実施形態では、パンチ１０を固定型、ダイ２０を可動型とした場合を示したが、これとは逆に、ダイ２０を固定型として、パンチ１０を上下動させてもよい。あるいは、パンチ１０とダイ２０とを上下反転させた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
Ｗ     ブランク材
Ｗ１   テーパ部（傾斜部）
Ｗ２   頂部
Ｗ３   フランジ部
Ｗ’   部品
１０   パンチ
１１   成形面
１１ａ テーパ面（傾斜面）
２０   ダイ
２１   ダイ本体
２２   可動成形部
２２ａ 成形孔
２２ｂ 回転部材
２３   押さえ部
２３ａ 第１押さえ部
２３ｂ 第２押さえ部
２３ｃ 第３押さえ部
３０   ブランクホルダ
【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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