(57)【要約】【課題】生産設備をコンパクトに構成できる金属板の加工装置を提供する。【解決手段】ワークＷの加工装置１００であって、多段プレス加工装置５０と抜き加工装置６０とを具備し、多段プレス加工装置５０は、下段金型１０と上段金型２０とを具備し、多段プレス加工装置５０は、下段金型１０にワークＷをプレス加工させ、抜き加工装置６０は、下段金型１０によってプレス加工されたワークＷを抜き加工し、多段プレス加工装置５０は、上段金型２０に、抜き加工装置６０によって抜き加工されたワークＷの下段金型１０によってプレス加工された部分をさらにプレス加工する。【選択図】図３
2013244518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の加工装置であって、
多段プレス加工装置と抜き加工装置とを具備し、
前記多段プレス加工装置は、少なくとも第一成形型と第二成形型とを具備し、
前記多段プレス加工装置は、前記第一成形型に、前記金属板をプレス加工させ、
前記抜き加工装置は、前記第一成形型によってプレス加工された金属板を抜き加工し、
前記多段プレス加工装置は、前記第二成形型に、前記抜き加工装置によって抜き加工された金属板の前記第一成形型によってプレス加工された部分をさらにプレス加工させる、
金属板の加工装置。
【請求項２】
請求項１記載の金属板の加工装置であって、
前記多段プレス加工装置は、前記第一成形型に、前記金属板を絞りプレス加工させ、第二成形型に、前記第一成形型により絞りプレス加工された部分に曲げ加工をさせる、
金属板の加工装置。
【請求項３】
少なくとも第一成形型と第二成形型とを具備する多段プレス加工装置と、抜き加工装置と、を具備する加工装置による金属板の加工方法であって、
前記第一成形型によって、前記金属板に絞り加工を行い、中間成型部と最終成形部とを有する中間成形体に加工する第一プレス加工工程と、
前記抜き加工装置によって、前記中間成形体を抜き加工する抜き加工工程と、
前記第二成形型によって、前記抜き加工工程によって抜き加工された前記中間成形体の前記中間成形部に曲げ加工を行う第二プレス加工工程と、
を具備する、
金属板の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板の加工装置及び金属板の加工方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属板は、例えば自動車部品等の材料として用いられている。金属板（以下、ワーク）の加工とは、ワークを様々な形状に加工することをいう。ワークの加工には、プレス加工装置によってワークを絞り加工、抜き加工又は曲げ加工等のプレス加工すること、或いは、レーザによってワークを抜き加工することが含まれる。
【０００３】
従来、例えば自動車のサイドパネルを製造する場合には、生産設備として４つのプレス加工装置が設けられ、４つのプレス工程を経てワークがプレス加工されていた。４つのプレス工程とは、製品形状の大部分を成形する絞り加工工程（例えば加工力１６００トン）、外形のカットや絞り加工工程で成形できなかった部分を成形する抜き曲げ加工工程（例えば加工力８００トン）、抜き曲げ加工工程にて成形できなかった形状の成形や抜きを行う寄抜き曲げ加工工程（例えば加工力８００トン）、寄抜き曲げ加工工程でも成形できなかった形状の成形を行う寄曲げ加工工程（例えば加工力８００トン）から構成されていた。
【０００４】
一方、近年の生産現場では、同時に複数のワークをプレス加工する多段プレス加工装置が用いられている。多段プレス加工装置は、複数対の金型をプレス方向に直列に配置して、共通のプレス駆動源によってプレス加工するプレス加工装置である（例えば、特許文献１）。プレス加工にて、多段プレス加工装置を用いることによって、プレス設備を少なくし、生産設備を小型化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０１５４９６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、例えば上述した４つの工程からなる自動車のサイドパネルの製造工程にて多段プレス加工装置を適用し、加工力が１６００トンの絞り加工工程と加工力が８００トンの抜き曲げ加工工程とを多段プレス加工装置にてプレス加工する場合には、多段プレス加工装置の設備能力として加工力が２０００トン程度必要となる。
【０００７】
また、一つの型による加工に必要となるプレス加工力を低下させると、多段プレス加工装置の設備能力として必要な加工力は低下させられるが、プレス加工工程が増加してしまい、多段プレス加工装置の高さが増すこととなり、結果として大きな設備となってしまう。
【０００８】
つまり、多段プレス加工装置を用いることでプレス設備を少なくしたとしても、プレス設備自体が大型になるため、生産設備を全体として小型化することができないことになる。そこで、多段プレス加工装置を含めた生産設備をコンパクトに構成できるワークの加工装置及びワークの加工方法が求められている。
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は、多段プレス加工装置によるプレス加工数を増加させることなく、設備能力として金属板の加工に必要となる加工力を低減し、生産設備をコンパクトに構成できる金属板の加工装置及び金属板の加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、金属板の加工装置であって、多段プレス加工装置と抜き加工装置とを具備し、前記多段プレス加工装置は、少なくとも第一成形型と第二成形型とを具備し、前記多段プレス加工装置は、前記第一成形型に、前記金属板をプレス加工させ、前記抜き加工装置は、前記第一成形型によってプレス加工された金属板を抜き加工し、前記多段プレス加工装置は、前記第二成形型に、前記抜き加工装置によって抜き加工された金属板の前記第一成形型によってプレス加工された部分をさらにプレス加工させるものである。
【００１２】
請求項２においては、請求項１記載の金属板の加工装置であって、前記多段プレス加工装置は、前記第一成形型に、前記金属板を絞りプレス加工させ、第二成形型に、前記第一成形型により絞りプレス加工された部分に曲げ加工をさせるものである。
【００１３】
請求項３においては、少なくとも第一成形型と第二成形型とを具備する多段プレス加工装置と、抜き加工装置と、を具備する加工装置による金属板の加工方法であって、前記第一成形型によって、前記金属板に絞り加工を行い、中間成型部と最終成形部とを有する中間成形体に加工する第一プレス加工工程と、前記抜き加工装置によって、前記中間成形体を抜き加工する抜き加工工程と、前記第二成形型によって、前記抜き加工工程によって抜き加工された前記中間成形体の前記中間成形部に曲げ加工を行う第二プレス加工工程と、を具備するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の金属板の加工装置及び金属板の加工方法によれば、多段プレス加工装置によるプレス加工数を増加させることなく、設備能力として金属板の加工に必要となる加工力を低減し、生産設備をコンパクトに構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】加工装置の全体的な構成を示した模式図。
【図２】加工工程の流れを示したフロー図。
【図３】同じく加工工程の作用を示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１を用いて、加工装置１００について説明する。
なお、図１では、加工装置１００を模式的に表している。また、以下では、図１に示される鉛直方向であるプレス方向に従って説明する。
【００１７】
加工装置１００は、本発明に係る加工装置の実施形態である。加工装置１００は、ワークＷを加工する装置である。なお、本実施形態のワークＷは、自動車のサイドアウタとしている。加工装置１００は、多段プレス加工装置５０と、抜き加工装置６０と、を具備している。
【００１８】
多段プレス加工装置５０は、複数対（本実施形態では２対）の金型をプレス方向に直列に配置し、共通のプレス駆動源によって前記複数対の金型を駆動してプレス加工する装置である。
【００１９】
多段プレス加工装置５０の構成について説明する。
多段プレス加工装置５０は、プレス設備と、複数対の金型（成形型）と、を具備している。各金型は、第一成形型としての下段金型１０、並びに、第二成形型としての上段金型２０として構成されている。
【００２０】
下段金型１０は、多段プレス加工装置５０にて、プレス方向の下段側に配置されている。下段金型１０は、下段側下型１１と、下段側上型１２と、を具備している。上段金型２０は、多段プレス加工装置５０にて、プレス方向の上段側に配置されている。上段金型２０は、上段側下型２１と、上段側上型２２と、を具備している。
【００２１】
プレス設備は、下段金型１０及び上段金型２０をプレスするための設備である。プレス設備は、ベース３５と、ダイプレート３１・３２・３３と、ガイドポスト３６と、プレス駆動源４０と、を具備している。
【００２２】
ベース３５は、略長方形状に構成され、多段プレス加工装置を支持する部材である。
【００２３】
ダイプレート３１・３２・３３は、矩形上の板材であって、その板面（上面及び下面）をプレス方向に向けて配置される部材である。ダイプレート３１の上面には、下段側下型１１が固定されている。ダイプレート３２の下面には、下段側上型１２が固定され、ダイプレート３２の上面には、上段側下型２１が固定されている。
【００２４】
ダイプレート３３の下面には、上段側上型２２が固定されている。ダイプレート３２・３３は、ガイドポスト３６・３６に沿って、プレス方向に摺動（以下、スライド）するように構成されている。
【００２５】
ガイドポスト３６・３６は、プレス方向に延出する略円柱形状の部材であり、ダイプレート３２・３３をプレス方向に摺動可能に支持するものである。プレス駆動源４０は、ダイプレート３３及び上段側上型２２をプレス方向に駆動する装置である。
【００２６】
本実施形態の多段プレス加工装置５０の設備能力は１０００トンとしている。また、下段金型１０の加工力は９００トンとしている。上段金型２０の加工力は９００トンとしている。
【００２７】
多段プレス加工装置５０の作用について説明する。
多段プレス加工装置５０は、プレス駆動源４０を駆動し、ダイプレート３３及び上段側上型２２をプレス方向にスライドさせる。このとき、ダイプレート３２、上段側下型２１及び下段側上型１２は、ダイプレート３３及び上段側上型２２のプレス方向の荷重を受け、同じくプレス方向にスライドされる。
【００２８】
そして、多段プレス加工装置５０は、下段側下型１１と下段側上型１２との間に挟まれたワークＷをプレス加工し（後述する粗絞り加工工程Ｓ１１０における加工）、同時に、上段側下型２１と上段側上型２２との間と挟まれたワークＷをプレス加工する（後述する曲げ加工工程Ｓ１３０における加工）。
【００２９】
抜き加工装置６０は、レーザ照射によってワークＷの不要な部分を抜き加工する装置である。抜き加工装置６０は、多段プレス加工装置５０の近傍に配置されている。抜き加工装置６０は、ワークＷを載置するベース６５と、ワークＷにレーザを照射するレーザ加工装置６１と、を具備している。
【００３０】
なお、ワークＷは、搬送ロボット（図示略）によって、多段プレス加工装置５０の下段金型１０、多段プレス加工装置５０の上段金型２０、及び抜き加工装置６０の間を自在に搬送されるものとする。
【００３１】
図２を用いて、加工工程Ｓ１００の流れについて説明する。
なお、図２では、加工工程Ｓ１００の流れをフロー図によって表している。
【００３２】
加工工程Ｓ１００は、本発明に係る加工装置及び加工方法の実施形態である。加工工程Ｓ１００は、加工装置１００によって自動車のサイドアウタ（以下ワークＷ）を加工する工程である。
【００３３】
加工工程Ｓ１００は、ワークＷのプレス方向の成形について、２つのプレス工程にわたって成形を行う工程である。言い換れば、加工工程Ｓ１００は、従来１つの工程で成形を行っていたプレス加工における加工力の、半分程度の加工力のプレス加工を２回にわたって行う工程である。
【００３４】
加工工程Ｓ１００は、第一プレス工程としての粗絞り加工工程Ｓ１１０と、抜き加工工程Ｓ１２０と、第二プレス工程としての曲げ加工工程Ｓ１３０と、を具備している。
【００３５】
粗絞り加工工程Ｓ１１０は、ワークＷを中間成形体（中間成型部と最終成形部とを有する）まで大まかにプレス加工する工程である。粗絞り加工工程Ｓ１１０は、加工装置１００における多段プレス加工装置５０の下段金型１０によってワークＷをプレス加工する工程である。上述したように、本実施形態の粗絞り加工工程Ｓ１１０の荷重は、９００トンとしている。
【００３６】
抜き加工工程Ｓ１２０は、中間成形体であるワークＷの不要な部分を抜き加工する工程である。抜き加工工程Ｓ１２０は、加工装置１００における抜き加工装置６０によってワークＷを抜き加工する工程である。
【００３７】
曲げ加工工程Ｓ１３０は、粗絞り加工工程Ｓ１１０で大まかに途中形状まで形成された中間成形体であるワークＷの中間成形部を細かく最終成形形状までプレス加工する工程である。曲げ加工工程Ｓ１３０は、加工装置１００における多段プレス加工装置５０の上段金型２０によってワークＷをプレス加工する工程である。
【００３８】
上述したように、本実施形態の曲げ加工工程Ｓ１３０の荷重は、９００トンとしている。なお、曲げ加工工程Ｓ１３０では、粗絞り加工工程Ｓ１１０にて大まかにプレス加工された部分のみが、プレス加工されるものとする。
【００３９】
なお、加工工程Ｓ１００の後には、加工工程Ｓ１００におけるプレス方向のプレス加工では成形できない、寄せ抜き加工工程Ｓ２００及び寄せ曲げ加工工程Ｓ３００が行われる。本実施形態では、寄せ抜き加工工程Ｓ２００及び寄せ曲げ加工工程Ｓ３００について、詳細な説明は省略する。
【００４０】
図３を用いて、加工工程Ｓ１００の作用について説明する。
なお、図３では、加工工程Ｓ１００の作用をワークＷの形状によって模式的に表している。
【００４１】
粗絞り加工工程Ｓ１１０において、ワークＷの２工程にわたってプレス加工される部分は、加工装置１００における多段プレス加工装置５０の下段金型１０によって、まず中間成形体まで大まかにプレス加工される。このとき、同時に、ワークＷの１工程のみ（粗絞り加工工程Ｓ１１０のみ）でプレス加工される最終成形部は、最終形状まで細かくプレス加工される。
【００４２】
なお、予め粗絞り加工工程Ｓ１１０の前に、ワークＷは、搬送ロボットによって多段プレス加工装置５０の下段金型１０まで搬送されているものとする。また、粗絞り加工工程Ｓ１１０の後に、ワークＷは、搬送ロボットによって抜き加工装置６０まで搬送される。
【００４３】
抜き加工工程Ｓ１２０において、中間成形体であるワークＷは、加工装置１００における抜き加工装置６０によって、不要な部分が抜き加工される。抜き加工工程Ｓ１２０の後に、ワークＷは、搬送ロボットによって多段プレス加工装置５０の上段金型２０まで搬送される。
【００４４】
曲げ加工工程Ｓ１３０において、ワークＷの２工程にわたってプレス加工される部分は、加工装置１００における多段プレス加工装置５０の上段金型２０によって、最終形状まで細かくプレス加工される。このとき、曲げ加工工程Ｓ１３０では、粗絞り加工工程Ｓ１１０にて大まかにプレス加工された中間成形体であるワークＷの中間成形部のみが、さらに細かく最終形状までプレス加工されるものとする。
【００４５】
加工装置１００及び加工工程Ｓ１００の効果について説明する。
加工装置１００及び加工工程Ｓ１００によれば、生産設備をコンパクトに構成できる。
【００４６】
従来、例えば自動車のサイドパネルの製造工程にて多段プレス加工装置５０を適用し、加工力が１６００トンの絞り加工工程と加工力が８００トンの抜き曲げ加工工程とを多段プレス加工装置５０にてプレス加工する場合には、多段プレス加工装置５０の設備能力として加工力が２０００トン程度必要であった。そのため、多段プレス加工装置５０自体が大型になるため、生産設備を小型化することができなかった。
【００４７】
加工装置１００及び加工工程Ｓ１００によれば、従来、最も加工力の必要であった絞り加工工程を、粗絞り加工工程Ｓ１１０と曲げ加工工程Ｓ１３０とに分散することによって、各工程の加工力を抑制し、多段プレス加工装置５０の設備能力を低減し、生産設備をコンパクトに構成できる。
【００４８】
また、抜き加工工程Ｓ１２０をプレス設備ではなく、多段プレス加工装置５０近傍の抜き加工装置６０によって抜き加工することで、プレス設備を減少させ、生産設備をコンパクトに構成できる。
【符号の説明】
【００４９】
１０          下段金型
２０          上段金型
５０          多段プレス加工装置
６０          抜き加工装置
１００        加工装置
Ｓ１００      加工工程
Ｓ１１０      粗絞り加工工程
Ｓ１２０      抜き加工工程
Ｓ１３０      曲げ加工工程
【図１】
2013244518.tif 000003
【図２】
2013244518.tif 000004
【図３】
2013244518.tif 000005