(57)【要約】【課題】構造を簡単とし、クッションピン荷重の異なる複数種のワークの成形に対応させることができ、複数のクッションピンによって必要とするクッションピン荷重を確実にブランクホルダに伝達することができるプレス成形装置を提供する。【解決手段】成形形状が異なる各種のワークに対し、第１のクッションピン荷重又は第１のクッションピン荷重より大きい第２のクッションピン荷重を付与する。各クッションピン１３によるクッションピン荷重の伝達経路の夫々に、第１の収縮手段１５と第２の収縮手段１６とを設ける。第１の収縮手段１５は、第２のクッションピン荷重を伝達するとき最大収縮状態となり、第２の収縮手段１６は、第１のクッションピン荷重を伝達するとき非収縮状態となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型と、該下型の上方に配置される上型と、該上型の外周下面に形成されるワーク押さえ面と、該ワーク押さえ面の下方に対向するブランクホルダと、該ブランクホルダを複数のクッションピンを介して支持するクッションプレートと、該クッションプレートを上方に付勢するクッションシリンダとを備え、前記ワーク押さえ面と前記ブランクホルダとで挟持されるワークの非加工部位に、前記クッションプレートと前記ブランクホルダとの間で前記クッションピンにより伝達されるクッションピン荷重を付与しつつ、前記下型と前記上型とによりワークをプレス成形するプレス成形装置において、
該プレス成形装置は、プレス成形中に第１のクッションピン荷重又は該第１のクッションピン荷重より大きい第２のクッションピン荷重を必要とする少なくとも２種類のワークに対して成形可能とされており、
各クッションピンによるクッションピン荷重の伝達経路の夫々に、第１の所定圧力を発揮しつつクッションピン荷重の伝達方向に沿って収縮することにより第１の所定圧力を介して前記第１のクッションピン荷重を前記ブランクホルダに伝達する第１の収縮手段と、第２の所定圧力を発揮しつつクッションピン荷重の伝達方向に沿って収縮することにより第２の所定圧力を介して前記第２のクッションピン荷重を前記ブランクホルダに伝達する第２の収縮手段とを設け、
前記ワークが前記第１のクッションピン荷重を必要とするとき、前記第２の収縮手段が非収縮状態とされて前記第１の収縮手段の第１の所定圧力を介して前記第１のクッションピン荷重を前記ブランクホルダに伝達し、
前記ワークが前記第２のクッションピン荷重を必要とするとき、前記第１の収縮手段が最大収縮状態とされて前記第２の収縮手段の第２の所定圧力を介して前記第２のクッションピン荷重を前記ブランクホルダに伝達することを特徴とするプレス成形装置。
【請求項２】
一つのワークにおいて部分的に必要とするクッションピン荷重が異なるとき、一部の前記クッションピンは、前記第１の収縮手段が発揮する第１の所定圧力を介して前記クッションピン荷重を前記ブランクホルダに伝達し、他部の前記クッションピンは、前記第２の収縮手段が発揮する第２の所定圧力を介して前記クッションピン荷重を前記ブランクホルダに伝達することを特徴とする請求項１記載のプレス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状のワークにプレス成形を施すプレス成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のプレス成形装置においては、下型の外側を囲うように設けられたブランクホルダ上に板状のワークを載置し、ブランクホルダをその下方から複数のクッションピンで押さえ、上型に対してワークの非加工位置にブランクホルダを圧接させながら加工することで、しわ等の発生が防止された良好な加工面を有する成形品を得るようにしている。
【０００３】
ところが、クッションピンや各構成部品の精度不良、或いは反復使用による磨耗等が生じることにより、各々のクッションピンとブランクホルダとで接触状態がばらつき、加工時に各クッションピンからブランクホルダに付与されるクッションピン荷重（しわ押さえ荷重）が各クッションピンごとに不均一となる不都合があった。
【０００４】
そこで、各クッションピンの下にガスシリンダを配設し、加工時の荷重がガス圧を介して各クッションピンに付与されるようにして、各クッションピンごとのクッションピン荷重を均一化したものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２４１６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術においては、各ガスシリンダの初期ガス圧を変化させることができない。このため、例えば、ワークの成形形状を変更する際に、形状の異なるブランクホルダに対応してクッションピンの本数や位置を変更させた場合には、変更後の加工時のクッションピン荷重に対応するガスシリンダに交換しなければならず、部品交換作業に大きな労力と時間を要するという不都合がある。
【０００７】
上記の点に鑑み、本発明は、構造を簡単とし、クッションピン荷重の異なる複数種のワークの成形に対応させることができ、複数のクッションピンによって必要とするクッションピン荷重を確実にブランクホルダに伝達することができるプレス成形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】
【０００８】
本発明は、下型と、該下型の上方に配置される上型と、該上型の外周下面に形成されるワーク押さえ面と、該ワーク押さえ面の下方に対向するブランクホルダと、該ブランクホルダを複数のクッションピンを介して支持するクッションプレートと、該クッションプレートを上方に付勢するクッションシリンダとを備え、前記ワーク押さえ面と前記ブランクホルダとで挟持されるワークの非加工部位に、前記クッションプレートと前記ブランクホルダとの間で前記クッションピンにより伝達されるクッションピン荷重を付与しつつ、前記下型と前記上型とによりワークをプレス成形するプレス成形装置において、該プレス成形装置は、プレス成形中に第１のクッションピン荷重又は該第１のクッションピン荷重より大きい第２のクッションピン荷重を必要とする少なくとも２種類のワークに対して成形可能とされており、各クッションピンによるクッションピン荷重の伝達経路の夫々に、第１の所定圧力を発揮しつつクッションピン荷重の伝達方向に沿って収縮することにより第１の所定圧力を介して前記第１のクッションピン荷重を前記ブランクホルダに伝達する第１の収縮手段と、第２の所定圧力を発揮しつつクッションピン荷重の伝達方向に沿って収縮することにより第２の所定圧力を介して前記第２のクッションピン荷重を前記ブランクホルダに伝達する第２の収縮手段とを設け、前記ワークが前記第１のクッションピン荷重を必要とするとき、前記第２の収縮手段が非収縮状態とされて前記第１の収縮手段の第１の所定圧力を介して前記第１のクッションピン荷重を前記ブランクホルダに伝達し、前記ワークが前記第２のクッションピン荷重を必要とするとき、前記第１の収縮手段が最大収縮状態とされて前記第２の収縮手段の第２の所定圧力を介して前記第２のクッションピン荷重を前記ブランクホルダに伝達することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明においては、一つのワークにおいて部分的に必要とするクッションピン荷重が異なるとき、一部の前記クッションピンは、前記第１の収縮手段が発揮する第１の所定圧力を介して前記クッションピン荷重を前記ブランクホルダに伝達し、他部の前記クッションピンは、前記第２の収縮手段が発揮する第２の所定圧力を介して前記クッションピン荷重を前記ブランクホルダに伝達することを特徴とする。
【００１０】
本発明のプレス装置においては、各クッションピンの夫々のクッションピン荷重の伝達経路に第１の収縮手段と第２の収縮手段とが設けられているため、プレス装置の作動時には、第１の収縮手段と第２の収縮手段との一方又は両方が収縮し、その際に発揮される圧力を介してクッションピン荷重をブランクホルダに伝達することができる。
【００１１】
各収縮手段の収縮量は、クッションプレートの傾きやクッションピンの寸法のばらつき、ブランクホルダの寸法誤差などによってそれぞれ異なるが、各収縮手段がクッションピン荷重を伝達する圧力を発揮しつつ各クッションピンの長短に応じて収縮し、全てのクッションピンにおいてその長さを揃えた状態で確実にクッションピン荷重を伝達することができる。
【００１２】
また、各クッションピンは、第１のクッションピン荷重を伝達するときに第１の収縮手段が機能し、第２のクッションピン荷重を伝達するときに第２の収縮手段が機能するようになっているので、例えば、第１のクッションピン荷重を必要とするワークをプレス成形する場合と、第２のクッションピン荷重を必要とするワークをプレス成形する場合とで各クッションピンを交換する必要がなく、構造簡単であってしかも、複数種のワークに対応して確実にクッションピン荷重を伝達することができる。
【００１３】
更に、一つのワークでありながら部分的に必要とするクッションピン荷重が異なる場合であっても、各クッションピン毎に第１の収縮手段と第２の収縮手段との何れかが機能して確実にクッションピン荷重を伝達するので、クッションピン荷重の伝達不良を防止して精度の高いプレス成形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係るプレス成形装置の概略構成を示す縦断面図。
【図２】クッションピンの説明的縦断面図。
【図３】第１のクッションピン荷重の伝達状態のクッションピンの作動を模式的に示す説明図。
【図４】第２のクッションピン荷重の伝達状態のクッションピンの作動を模式的に示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、プレス成形装置１は、ダイベッド２上に固定されるボルスタ３と、ボルスタ３上に固定される下型４と、下型４の上方に昇降可能に設けられた上型５とを備えている。下型４は、上方に突出する下面成形部６を有し、上型５は、下面成形部６に対応する断面凹状の上面成形部７を有している。上型５は、図外の昇降手段により下降して、板状のワークＷを押圧する。
【００１６】
下型４の下面成形部６の周囲には環状に形成された昇降自在のブランクホルダ８が設けられている。ブランクホルダ８は、上型５の上面成形部７の外周に形成されたワーク押さえ面９に対向して設けられている。ブランクホルダ８にはワークＷが載置され、上型５の下降によりワーク押さえ面９とブランクホルダ８とでワークＷの非加工部位が挟持される。そして、ワーク押さえ面９とブランクホルダ８とによるワークＷの挟持状態で下面成形部６と上面成形部７とによるプレス成形が行われる。ワーク押さえ面９とブランクホルダ８とがワークＷを挟持するとき、下降するワーク押さえ面９に対抗してブランクホルダ８には後述するクッションピン荷重が付与され、ワークＷの成形時における材料の過剰流入を抑制してしわ等の発生が阻止される。
【００１７】
プレス成形装置１は、下型４及び上型５がワークＷの成形形状に応じて交換可能とされている。下型４及び上型５が交換されると、下面成形部６及び上面成形部７が交換前と異なる形状となるので、ブランクホルダ８も交換後の下型４及び上型５に合わせてそれに対応する形状のものに交換される。
【００１８】
ダイベッド２の下方には、クッションプレート１０が水平姿勢に設けられている。クッションプレート１０は、その下方に設けられたクッションシリンダ１１に支持されており、クッションシリンダ１１の上下に伸縮するピストンロッド１２の上端に連結されてクッションシリンダ１１により昇降される。ブランクホルダ８はクッションプレート１０上の複数のクッションピン１３により支持されている。クッションピン１３は、ブランクホルダ８の形状に応じた支持位置と本数とで設けられる。また、クッションピン１３は、下型４及び上型５の交換により形状が変更されたブランクホルダ８に応じて位置の変更及び本数が増減される。
【００１９】
クッションシリンダ１１は、上方に向かう付勢力を発生し、この付勢力がクッションプレート１０、クッションピン１３、及びブランクホルダ８に伝達される。一方、ブランクホルダ８には、クッションピン１３からのクッションピン荷重が付与される。このときのクッションピン荷重は、ワークＷの成形形状や材料等の種類に応じて設定される。
【００２０】
クッションピン１３は、図２に示すように、柱状で上下に長手のピン本体１４を備えている。ピン本体１４の上半部には、低圧シリンダ１５（第１の収縮手段）が内蔵され、ピン本体１４の下半部には高圧シリンダ１６（第２の収縮手段）が内蔵されている。
【００２１】
低圧シリンダ１５は、ピン本体１４の上下方向の軸線に沿って形成された所定容積の第１圧力室１７と、第１圧力室１７に組み込まれた第１ピストン１８と、第１ピストン１８に一体に連設されてピン本体１４の上下方向の軸線に沿って上方に延出する第１ロッド１９と、第１ロッド１９の上端に取り付けられた第１当接パッド２０とを備えている。第１当接パッド２０は、ブランクホルダ８に当接する。
【００２２】
第１圧力室１７には第１容積拡大部２１が連通して形成され、第１容積拡大部２１の下端には、バルブ２２により閉塞された第１エア供給ポート２３が設けられている。第１圧力室１７の上部側には第１ロッド１９を摺動自在として第１圧力室１７を閉塞する閉塞部材２４が設けられている。第１圧力室１７及び第１容積拡大部２１には第１の所定圧力のエアが封入されている。
【００２３】
第１容積拡大部２１は、第１ピストン１８により第１圧力室１７内のエアが圧縮されたときの圧力変化を小とするもので、第１容積拡大部２１の容積を変更することで、圧力変化の増減を設定することができる。
【００２４】
即ち、第１容積拡大部２１が比較的大きい場合には、実質的に第１圧力室１７のエア容量が大きくなって第１ピストン１８の移動によるエアの体積変化率が小となるので、第１圧力室１７に封入されたエアによる第１の所定圧力を略一定に維持することができる。一方、第１容積拡大部２１を比較的小さく形成するに従って、第１ピストン１８の移動によるエアの体積変化率が大きくなるので、第１ピストン１８が第１圧力室１７のエアを圧縮する方向に移動したとき、その移動量に応じて第１の所定圧力から次第に昇圧させることができる。なお、本実施形態においては、第１容積拡大部２１を比較的大きくして第１圧力室１７に封入されたエアによる第１の所定圧力を略一定に維持するようになっている。
【００２５】
高圧シリンダ１６は、低圧シリンダ１５と上下対称で、低圧シリンダ１５と同様の構成を備えている。即ち、高圧シリンダ１６は、ピン本体１４の上下方向の軸線に沿って形成された所定容積の第２圧力室２５と、第２圧力室２５に組み込まれた第２ピストン２６と、第２ピストン２６に一体に連設されてピン本体１４の上下方向の軸線に沿って下方に延出する第２ロッド２７と、第２ロッド２７の下端に取り付けられた第２当接パッド２８とを備えている。第２当接パッド２８は、クッションプレート１０に当接する。
【００２６】
第２圧力室２５には第２容積拡大部２９が連通して形成され、第２容積拡大部２９の下端には、バルブ３０により閉塞された第２エア供給ポート３１が設けられている。第２圧力室２５の下部側には第２ロッド２７を摺動自在として第２圧力室２５を閉塞する閉塞部材３２が設けられている。第２圧力室２５及び第２容積拡大部２９には第２の所定圧力のエアが封入されている。
【００２７】
また、第２容積拡大部２９は、上記第１容積拡大部２１と同様に機能するものであり、本実施形態においては、第２容積拡大部２９を比較的大きくして第２圧力室２５に封入されたエアによる第２の所定圧力を略一定に維持するようになっている。
【００２８】
低圧シリンダ１５の第１圧力室１７に封入される第１の所定圧力は、ワークＷの種類に応じて、第１のクッションピン荷重に対応する荷重（例えば２０kＮ）が第１ロッド１９の収縮時に発揮されるように設定されている。
【００２９】
高圧シリンダ１６の第２圧力室２５に封入される第２の所定圧力は、第１の所定圧力より高く、ワークＷの種類に応じて第２のクッションピン荷重に対応する荷重（例えば４０kＮ）が第２ロッド２７の収縮時に発揮されるように設定されている。
【００３０】
次に、本実施形態のプレス成形装置１の作動を説明する。先ず、図１に示すように、クッションシリンダ１１によりクッションプレート１０を上昇させることにより、クッションピン１３を介してブランクホルダ８を上昇させる。次いで、下型４と上型５との間でブランクホルダ８上にワークＷを投入する。
【００３１】
続いて、上型５が下降して、上型５のワーク押さえ面９とブランクホルダ８とでワークの非加工部位を挟持する。この状態で、更に上型５が下降して上面成形部７と下型４の下面成形部６とでワークＷを押圧してプレス（絞り）成形が行われる。
【００３２】
上型５の下降中には、上型５のワーク押さえ面９がワークＷの非加工部位を介してブランクホルダ８を押し下げる。このとき、クッションシリンダ１１が上方の付勢力をクッションプレート１０に付与し、クッションピン１３がワークＷの種類に対応するクッションピン荷重、例えば２０kＮのクッションピン荷重（第１のクッションピン荷重）をブランクホルダ８に伝達する。即ち、クッションピン１３は、クッションプレート１０とブランクホルダ８との間で上下方向の軸線に沿った圧縮力を受ける。これにより、図３に模式的に示すように、低圧シリンダ１５の第１圧力室１７の第１の所定圧力を発揮しつつ第１ロッド１９が第１圧力室１７の上端と下端との間の位置まで収縮する。一方、高圧シリンダ１６の第２ロッド２７は、第２圧力室２５の第２の所定圧力により伸長状態（非収縮状態）を維持する。こうして、低圧シリンダ１５の第１ロッド１９が収縮することで、ブランクホルダ８に対する複数のクッションピン１３の接触状態のがばらつきが解消される。同時に、上記第１のクッションピン荷重が低圧シリンダ１５の第１圧力室１７の第１の所定圧力を介してブランクホルダ８に伝達される。これにより、第１のクッションピン荷重の伝達不良が防止され、精度の高いプレス成形が行われる。
【００３３】
また、下型４、上型５、及びブランクホルダ８が交換され、他のワークＷにプレス加工を施すとき、このワークＷが、例えば４０kＮのクッションピン荷重（第２のクッション荷重）をブランクホルダ８に付与する必要がある場合には、クッションピン１３が次のように作動する。
【００３４】
図４に模式的に示すように、クッションピン１３は、高圧シリンダ１６の第２圧力室２５の第２の所定圧力を発揮しつつ第２ロッド２７が第２圧力室２５の上端と下端との間の位置まで収縮する。一方、低圧シリンダ１５の第１ロッド１９は、第１圧力室１７の第１の所定圧力が第２の所定圧力より小さく設定されているので、最大収縮状態となる。この場合にも、ブランクホルダ８に対する複数のクッションピン１３の接触状態のばらつきは、高圧シリンダ１６の第２ロッド２７の収縮により解消される。同時に、クッションピン１３による上記第２のクッションピン荷重が高圧シリンダ１６の第２圧力室２５の第２の所定圧力を介してブランクホルダ８に伝達される。これにより、第２のクッションピン荷重の伝達不良が防止され、精度の高いプレス成形が行われる。
【００３５】
このように、クッションピン１３が、低圧シリンダ１５と高圧シリンダ１６とを備えることにより、成形形状が異なる各種のワークに対してクッションピン１３の構成を変更することなく各ワーク毎のクッションピン荷重に対応させることができる。
【００３６】
また、図示しないが、ワークの種類によっては、部分的に必要とするクッションピン荷重が異なるものがある。この場合にも、上記構成のクッションピン１３を採用することで、一部のクッションピン１３においては、低圧シリンダ１５により第１のクッションピン荷重を伝達させ、他部のクッションピン１３においては、高圧シリンダ１６により第２のクッションピン荷重を伝達させることが可能である。
【００３７】
また、図示しないが、ブランクホルダ８のワークに対する押え面積に対して部分的に複数のクッションピン１３を密に配設すれば、クッションピン荷重が各低圧シリンダ１５に分散されてより大きなクッションピン荷重を発揮させることができ、他のクッションピン１３を疎に配設した部分では、低圧シリンダ１５による本来のクッションピン荷重を発揮させることができるので、これによっても、一つのワークにおいて部分的に異なるクッションピン荷重に容易に設定することができて有利である。
【００３８】
なお、本実施形態においては、クッションピン１３のピン本体１４の上半部に低圧シリンダ１５を設け、ピン本体１４の下半部に高圧シリンダ１６を設けたが、その上下位置は逆でもよい。
【００３９】
また、本実施形態においては、低圧シリンダ１５と高圧シリンダ１６とをピン本体１４の内部に組み込んだ例を示しているが、クッションピン１３と低圧シリンダ１５と高圧シリンダ１６とを夫々別体とし、各クッションピン１３の夫々のクッションピン荷重の伝達経路に位置するように、クッションプレート１０とブランクホルダ８との間の何れかの位置に配設することもできる。
【符号の説明】
【００４０】
Ｗ…ワーク、１…プレス成形装置、４…下型、５…上型、８…ブランクホルダ、９…ワーク押さえ面、１０…クッションプレート、１１…クッションシリンダ、１３…クッションピン、１５…低圧シリンダ（第１の収縮手段）、１６…高圧シリンダ（第２の収縮手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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