(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じ金型で同じ素材を複数回プレスし、最初のプレスをした後からのプレス時に前記金型内面から内部模様加工要素の一部または全部を進出させて加工しその加工要素の全部を仕上げるまでプレス加工を続行することにより、プレス成形品を設けることを特徴とするプレス加工における分割成形方法。
【請求項２】
請求項１記載のプレス加工における分割成形方法において、前記金型内に外形内全模様の加工要素を１個または複数に分割して設け１つの金型でプレス完成品を得ることを特徴とするプレス加工における分割成形方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のプレス加工における分割成形方法に使用する金型装置であって、
外形形状加工用であり加工面に開口した凹部を有する金型本体と、
前記金型本体の前記凹部に摺動自在に収納された外形内部模様加工用の可動ポンチと、
前記可動ポンチ先端が金型の加工面からプレス加工位置に突出するまで可動ポンチを進出させる進退手段と、
を備えたことを特徴とするプレス加工における分割成形用金型装置。
【請求項４】
請求項３記載の進退手段が、前記金型本体の上端を固定したセットプレートと、
上面が摺動面に形成され一側面が傾斜面に形成されたカムを突設し前記可動ポンチに固定されたカムスライドと、
下面が前記カムスライドのカムの摺動面に面合する摺動面に形成され一側面が前記カムスライドのカムの傾斜面に対向する傾斜面に形成されたカム部を有し前記セットプレート下面に摺動自在に配置されたカムプレートと、
前記カムプレートを摺動させ前記摺動面同士を面合状態にさせた状態で前記可動ポンチ先端が金型の加工面からプレス加工位置に突出するまで可動ポンチを進出させ可動ポンチをセットプレートに固定させるシリンダと、
で形成されていることを特徴とする分割成形用金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低能力のプレス装置で金型を取り換えることなく複数回のプレス加工を行なうことで能力以上のプレス加工を行なうことができるプレス加工における分割成形方法およびその金型装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プレス加工における成形工程では、その限界絞り率を越えない場合には、外形形状やビードなどの模様を１工程で成形するのが一般的である。従ってこのとき、製品の形状や模様によって成形に必要なプレス機械の加圧能力が決定され、その加圧能力に余裕を持った機械の選定がなされる。
この場合、コスト競争力を追求するための手段として部品の一体化が行なわれている。
例えば、特許第２６７６２５４号公報では、一枚の薄板材をプレス加工することにより、複数の室と外周フランジ、チューブの挿入用フランジなどを一体に有する外側シェルを得て排気マフラを形成する方法が記載されている。
このように部品一体化が進むにつれ、その部品のサイズが大きくなり、より加圧能力の高いプレス機械が要求されるようになってきた。その結果、手持ち機械の加圧能力で加工ができない部品が顕在化するようになってきている。その対応策として、
▲１▼大型プレス機械の新規導入、
▲２▼外注化、
▲３▼部品の分割化、などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記解決方法では、本来のコスト競争力を高めるための部品一体化効果に逆行してしまい、その効果がなくなってしまうという問題が生じてくる。
このような問題点に付いて、例えば図１に示すプレス加工を用いたマフラ本体の部品構成で具体的に説明する。
シェル５０はアッパ５１とロア５２の２分割構造であり板厚が２ｍｍと比較的厚い部類に続する。シェル表面には放射音特性を改良する目的と形状を凍結する目的でビード形状５３が設定されている。この部品の所要加圧力（成形力）は、外形周長とビード周長を加算した値と、板厚および材料の引っ張り強度により決定され、かなり加圧能力の高いプレスが必要となる。ここで便宜上、外形成形力を２５０トン、ビード成形力を３５０トンとしてその生産方法を説明する。
▲１▼ケース１；４００トンプレス３台以上のタンデムラインで生産する時
その加工工程は、
第１工程（１号プレス機）で外形形状を加工する（図５（イ）参照）、
第２工程（２号プレス機）でビード形状を加工する（図５（ロ）参照）、
第３工程でトリム・ピアス加工を行なう（図５（ハ）参照）となり、
機械の加圧能力の制約は解消する。しかしながら、その金型数が成形工程で２型必要となるから、コスト上で不利となる問題が残る。
▲２▼ケース２；４００トンプレス１台で生産する時
生産工程はケース１と同様であるが、機械が１台しかないことから１工程づつの加工を行なっていくこととなって、金型を交換しながら次の工程を加工するというダンプ生産方式となり、ケース１の問題点に加え生産性の大幅低下を来すという問題が発生する。
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、生産性が高く、コスト上でも有利にプレス成形品が得られるようにしたプレス加工における分割成形方法とその金型装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（解決手段１）
上記課題を達成するため請求項１記載の発明では、同じ金型で同じ素材を複数回プレスし、最初のプレスをした後からのプレス時に前記金型内面から内部模様加工要素の一部または全部を進出させて加工しその加工要素の全部を仕上げるまでプレス加工を続行することにより、プレス成形品を設ける方法とした。
従って、プレス加工要素を外形形状のみの加工要素とビード形状のみの加工要素の２つの加工要素に分離したため、プレス加工要素を１度で加工できないような小さな能力のプレス機械でも金型を取り換えることなく、１台で処理することができる。
また、金型の段取り換えや別プレス機械への移送などを不要とするから、加工の時間短縮が図れるし、別の金型の製作も不要となることから金型費の低減、生産性の向上を図ることができる。
（解決手段２）
請求項２記載の発明では、請求項１記載のプレス加工における分割成形方法において、前記金型内に外形内全模様の加工要素を１個または複数に分割して設け１つの金型でプレス完成品を得ることを特徴とするプレス加工における分割成形方法。
従って、全プレス加工要素を外形形状のみの加工要素とビード形状のみの加工要素の２つの加工要素に分離したため、全プレス加工要素を１度で加工できないような小さな能力のプレス機械でも金型を取り換えることなく、１台で処理することができる。
（解決手段３）
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載のプレス加工における分割成形方法に使用する金型装置であって外形形状加工用であり加工面に開口した凹部を有する金型本体と、前記金型本体の前記凹部に摺動自在に収納された外形内部模様加工用の可動ポンチと、前記可動ポンチ先端が金型の加工面からプレス加工位置に突出するまで可動ポンチを進出させる進退手段と、を備えた構成とした。
従って請求項１記載の発明の作用効果と同様の作用効果が得られる。
（解決手段４）
請求項４記載の発明では、請求項３記載の進退手段が、前記金型本体の上端を固定したセットプレートと、上面が摺動面に形成され一側面が傾斜面に形成されたカムを突設し前記可動ポンチに固定されたカムスライドと、下面が前記カムスライドのカムの摺動面に面合する摺動面に形成され一側面が前記カムスライドのカムの傾斜面に対向する傾斜面に形成されたカム部を有し前記セットプレート下面に摺動自在に配置されたカムプレートと、前記カムプレートを摺動させ前記摺動面同士を面合状態にさせた状態で前記可動ポンチ先端が金型の加工面からプレス加工位置に突出するまで可動ポンチを進出させ可動ポンチをセットプレートに固定させるシリンダと、で形成されている構成とした。
従って請求項１記載の発明の作用効果と同様の作用効果が得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、実施の形態ではマフラ生産を行なう場合を例にとって説明する。
まず、構成を説明する。
図１は実施の形態１のプレス加工における分割成形方法に使用する金型装置を示す縦断面図、図２は同横断面図であり、いずれも内部模様加工時を示す。また、図３は外形形状加工時を示す縦断面図、図４は同横断面図である。
【０００７】
図において、１はポンチ、２はダイ、３は可動ポンチ、４はブランクホルダ、５はセットプレート、６はカムスライド、７はカムプレート、８はシリンダ、９はスプリングである。
【０００８】
前記ポンチ１は、加工面１１にビード加工用の凹溝１２が複数列設けられている。
前記ダイ２は本装置の金型本体となるものであり、外形形状の加工面１３に凹部１４が多数開設されており、この凹部１４は、前記凹溝１２と対向する位置に配置されダイ２の上面を貫通するように設けられている。
前記可動ポンチ３は、前記凹溝１２内面に沿って素材を押し出す形状に設けられ、それぞれ前記凹部１４内に摺動自在に収納されている。
前記セットプレート５は前記ダイ２と共にプレス機械の可動側に固定するものである。また、このセットプレート５とダイ上部との間にカム収納室１５が設けられ、この内部において前記可動ポンチ３の上端がそれぞれカムスライド６に一体に固定されている。
【０００９】
前記カムスライド６は、上面にカム１６が前記可動ポンチ３の上部位置毎に多数等ピッチで配置されており、このカム１６は上面が摺動面１７に形成され一側面がそれぞれ同一方向に向いた傾斜面１８に形成されている。
前記カムプレート７は、カム部２１を有し、このカム部２１は下面が前記カムスライドのカム１６の摺動面１７に面合する摺動面１９に形成され一側面が傾斜面２０に形成され、この傾斜面２０が前記カム収納室１５内で前記カム１６の傾斜面１８に対向するようにして前記セットプレート５の下面に摺動自在に配置されている。
前記シリンダ８は、前記カムプレート７に連結され、このカムプレート７をセットプレート５に沿って摺動させるものである。このシリンダ８はピストンを後退させた時、前記摺動面１７，１９同士の面合を外し可動ポンチ３をスプリング９の付勢力でもって上昇させることにより、その可動ポンチ３の先端部をダイ２の凹部１４内に収納させ、ピストンを前進させた時、前記傾斜面１８，２０同士を面合状態でスリップさせることにより、可動ポンチ３を押し下しその先端部をダイ２の外形形状加工面１３から突出させるように設けられている。
【００１０】
次に、図５を加えて作用効果を説明する。
第１工程として、まず、シリンダ８でカムプレート７を後退させ可動ポンチ３をスプリング９の付勢力で持ち上げ凹部１４内に収納させた状態とする。
次に、素材セット後プレス機械を作動させ（第１ショット）、ダイ２のみでシェルアッパ５１の外形形状を成形する（図５（イ）参照）。
次に、第２工程として、ダイ２とポンチ１とを分離した後、シリンダ８で可動ポンチ３を外形形状の加工面１３から下降させ、その先端部を突出させた状態としてからプレス機械を作動させ（第２ショット）、再度ダイ２がプレスすることにより、ダイ２の内部では可動ポンチ３の先端部が凹溝１２に進入する。これにより凹溝１２部分を覆った素材部分が凹溝１２内に押し出されビード５３を成形することになる（図４（ロ）参照）。
第３工程でトリム・ピアス加工を行ない（図４（ハ）参照）、第４工程でシェルロア５２とフランジ部同士を固定し両端にエンドプレート５４を嵌合することによりマフラ５０を生産することができる。
【００１１】
以上のように、本実施の形態では、金型本体としてのダイ２を取り換えることなく、または別のプレス機械に再セットすることなく、１台のプレス機械で、かつ１個の金型で外形形状にビード５３を有するシェルアッパ５１を成形加工することができる。
このようにシェルアッパ５１の全プレス加工要素を外形形状のみの加工要素とビード形状のみの加工要素の２つの加工要素に分離したため、全プレス加工要素を１度で加工できないような小さな能力のプレス機械でも金型を取り換えることなく、１台で処理することができる。従って能力アップのための新規投資が不要となる。
切り替え機構はシリンダ８の制御バルブの操作ででき、容易に、かつスピーディに生産することができる。
後加工（トリム・ピアスなど）を含めた工程間搬送の自動化が容易に行なえるようになる。
また、金型の段取り換えや別プレス機械への移送などを不要とするから、加工の時間短縮が図れるし、別の金型の製作も不要となることから金型費の低減、生産性の向上を図ることができる。
【００１２】
次に、実施の形態２を説明する。
尚、本実施の形態２において、前記実施の形態１と同一の構成部分には実施の形態１と同一の符合を付してその具体的な説明は省略する。
まず、構成を説明する。
図６は実施の形態２の金型装置を示す断面図である。
この実施の形態２の金型装置では、前記実施の形態１が可動ポンチ３の凹部１４内収納をスプリング９の付勢力を利用して行なったのに対し、シリンダ３０によって行なうものである。この場合はシリンダ８とシリンダ３０の作動タイミングを制御することによりカムに傾斜面を不要としカムスライド６やカムプレート７を安価に製作できるし、可動ポンチ３のストロークや重量が大きい時などでにも適している。尚、シリンダ３０はスプリング９の位置に配置してもよい。
【００１３】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、可動ポンチ３の構造が単純の時などスプリング９を不要とすることもできる。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載のプレス加工における分割成形方法にあっては、同じ金型で同じ素材を複数回プレスし、最初のプレスをした後からのプレス時に前記金型内面から内部模様加工要素の一部または全部を進出させて加工しその加工要素の全部を仕上げるまでプレス加工を続行することによりプレス成形品を設ける方法を採用したため、プレス加工要素を１度で加工できないような小さな能力のプレス機械でも金型を取り換えることなく、１台で処理することができる。
また、加工の時間短縮が図れるし、別の金型の製作も不要となることから金型費の低減、生産性の向上を図ることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明にあっては、前記請求項１記載のプレス加工における分割成形方法において、前記金型内に外形内全模様の加工要素を１個または複数に分割して設け１つの金型でプレス完成品を得る方法を採用したため、全プレス加工要素を１度で加工できないような小さな能力のプレス機械でも金型を取り換えることなく、１台で処理することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明にあっては、前記請求項１記載のプレス加工における分割成形用金型装置において、請求項１または請求項２記載のプレス加工における分割成形方法に使用する金型装置であって、外形形状加工用であり加工面に開口した凹部を有する金型本体と、前記金型本体の前記凹部に摺動自在に収納された外形内部模様加工用の可動ポンチと、前記可動ポンチ先端が金型の加工面からプレス加工位置に突出するまで可動ポンチを進出させる進退手段と、を備えた構成としたため、請求項１記載の発明と同様の効果が得られる。
【００１７】
請求項４記載の発明にあっては、請求項３記載の進退手段が、前記金型本体の上端を固定したセットプレートと、上面が摺動面に形成され一側面が傾斜面に形成されたカムを突設し前記可動ポンチに固定されたカムスライドと、下面が前記カムスライドのカムの摺動面に面合する摺動面に形成され一側面が前記カムスライドのカムの傾斜面に対向する傾斜面に形成されたカム部を有し前記セットプレート下面に摺動自在に配置されたカムプレートと、前記カムプレートを摺動させ前記摺動面同士を面合状態にさせた状態で前記可動ポンチ先端が金型の加工面からプレス加工位置に突出するまで可動ポンチを進出させ可動ポンチをセットプレートに固定させるシリンダと、で形成されている構成としたため、請求項１記載の発明と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のプレス加工における分割成形方法に使用する金型装置であって内部模様加工時を示す縦断面図である。
【図２】実施の形態１のプレス加工における分割成形方法に使用する金型装置であって内部模様加工時を示す横断面図である。
【図３】実施の形態１のプレス加工における分割成形方法に使用する金型装置であって外形加工時を示す縦断面図である。
【図４】実施の形態１のプレス加工における分割成形方法に使用する金型装置であって外形加工時を示す横断面図である。
【図５】マフラシェル部の加工手順を示す説明図である。
【図６】実施の形態２のプレス加工における分割成形方法に使用する金型装置であって内部模様加工時を示す横断面図である。
【符号の説明】
１  ポンチ
２  ダイ
３  可動ポンチ
５  セットプレート
６  カムスライド
７  カムプレート
８  シリンダ
１１  ポンチの加工面
１２  ポンチの凹溝
１３  外形形状の加工面
１４  可動ポンチの凹部
１６  カムスライドのカム
１７  カムスライドのカムの摺動面
１８  カムスライドのカムの傾斜面
１９  カムプレートのカム部の摺動面
２０  カムプレートのカム部の傾斜面
２１  カムプレートのカム部
【図１】
0003913417.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003913417.tif 000006
【図６】
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