(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレスマシンのラムによって昇降する上型と、下型とを有し、前記上型の型台には、ダイスと、油圧シリンダによって前記ダイスに対し上型の開閉方向へと相対移動可能に支持されるホルダと、当該ホルダによって支持された上抜き刃とが設けられ、かつ、前記ダイスには、前記ダイスに先行して素材と当接し、素材を保持するための先行ピンと、当該先行ピンを下方へと付勢するためのバネとが設けられ、
前記下型の型台には、油圧シリンダによって前記下型の型台に対し相対移動可能に支持されるパンチと、固定ブロックと、当該固定ブロックに固定された下抜き刃と、バネによって固定ブロックに対し上方へと付勢され、前記固定ブロックに対し前記上型の開閉方向へと相対移動可能に設けられた曲げ刃とが設けられ、
前記ラムの加圧力と、前記上型の型台に設けられたホルダを支持する油圧シリンダに係る圧力レリーフバルブの開放圧力と、前記下型の型台に設けられたパンチを支持する油圧シリンダに係る圧力レリーフバルブの開放圧力との関係が、この順序で高い値から低い値となるように設定され、これら加圧力及び開放圧力に比して、前記上型のダイスに設けられた先行ピンに係るバネの付勢力、及び、前記下型の型台に設けられた曲げ刃に係るバネの付勢力が、遥かに小さい値に設定されていることを特徴とするプレス金型。
【請求項２】
前記上型のホルダおよび先行ピンが共に、前記ダイスに対する可動範囲の下死点に位置し、前記下型の曲げ刃およびパンチが共に、前記下型の型台に対する可動範囲の上死点に位置し、前記パンチ上に板状の素材がセットされる型開き状態から、
前記ラムが下降することで上型が下型へと接近し、前記先行ピンが素材に当接し、前記先行ピンに係るバネが縮み前記ダイスの内部へと前記先行ピンが押し込まれながら、前記ダイスが前記パンチへと接近し、前記ダイスと前記パンチとで、素材に絞り成形または曲げ成形が行われ、
さらに前記ラムが下降することで、前記上型のダイスと上抜き刃が一体に下降して、前記下型の型台に設けられたパンチを支持する油圧シリンダに係る圧力レリーフバルブが開放され該油圧シリンダが短縮すると共に、前記曲げ刃に係るバネが縮み、前記パンチおよび前記曲刃が下降し、前記上抜き刃および前記固定ブロックに固定された下抜き刃によって、素材の外形抜き成形が行われ、
さらに前記ラムが下降することで、前記パンチを支持する油圧シリンダの短縮によるパンチの下降が引き続き進行するが、前記曲げ刃及び前記上抜き刃の下降が前記固定ブロックによって阻まれ、前記上型の型台に設けられたホルダを支持する油圧シリンダに係る圧力レリーフバルブが開放され該油圧シリンダが短縮し、前記パンチおよび前記ダイスが、素材を挟持した状態で一体に下降し、前記曲げ刃と前記ダイスとで、素材の端部に曲げ成形が施される型締め完了状態となることを特徴とする請求項１記載のプレス金型。
【請求項３】
前記ダイスの外側端部に前記上抜き刃が配置され、前記パンチの外側端部に、前記上抜き刃と対向するようにして前記曲げ刃が配置され、該曲げ刃の外側に、前記下抜き刃が配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のプレス金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、必要な製品形状を得るまでに、複数の加工工程を経る必要のあるプレス部品を、高精度かつ低コストで提供するための、金型構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、オイルパン等、歪取押し工程、ドレン穴あけ工程、外形穴抜き工程、フランジ曲げ工程といった複数の加工工程を経て製品形状となるプレス成形品は、タンデムラインにより成形することが最も一般的であった。しかしながら、かかる手法によると、各工程毎に金型を製作する必要があり、金型コストの増大を来すと共に、金型数と加工工程数とが同じになるため、加工に要する時間の短縮が困難であるという課題を有していた。
また、前後する工程を配列型によってまとめるといった手法も用いられていたが、この場合にも、全工程数が多数に渡る場合には金型数がそれ相当に増加し、金型コストおよび加工に要する時間の大幅な改善を図るまでには至っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、複動プレスマシンに油圧サーボを付加して、複数の加工工程を１つの金型で行うことを可能とする金型を用いた例もある。しかしながら、この場合には、製品形状毎に専用のプレスマシンを用いる必要があり、既存のプレスマシンを流用することができず、かつ、油圧サーボの制御プログラムの作成が不可避であることから、コストの増大を避けることが困難であった。また、上型、下型のそれぞれの複動部位が、設備仕様によって制限を受けることになり、結局のところその設備仕様に合った形状の製品に対してのみ、工程の複合化が可能となるに過ぎなかった。
【０００４】
また、複動部位の駆動手段として油圧シリンダやカム、リンク機構等を用いた場合には、型締めのストローク中に一回しか複動部位の作動タイミングを設定することができず、かつ、油圧シリンダを用いた場合には、その作動タイミングはリミットスイッチ又はクランク角を検出して作動信号を出力するものであり、カムを用いた場合には、カムの位置によって作動タイミングが決まってしまうことから、一度決めた作動タイミングを容易に変更することができないといった問題もあった。加えて、複動部位の数に応じて油圧シリンダ、角度検出スイッチ、カム等を設置する必要があることから、部品点数の増大を避けることができず、金型コストの削減が困難であるといった課題も抱えていた。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の加工工程の複合化を図りつつ、既存のプレスマシンを用いることを可能とするプレス金型を提供することで、設備コストの低減および加工に要する時間の短縮を図ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係るプレス金型は、プレスマシンのラムによって昇降する上型と、下型とを有し、前記上型の型台には、ダイスと、油圧シリンダによって前記ダイスに対し上型の開閉方向へと相対移動可能に支持されるホルダと、当該ホルダによって支持された上抜き刃とが設けられ、かつ、前記ダイスには、前記ダイスに先行して素材と当接し、素材を保持するための先行ピンと、当該先行ピンを下方へと付勢するためのバネとが設けられ、前記下型の型台には、油圧シリンダによって前記下型の型台に対し相対移動可能に支持されるパンチと、固定ブロックと、当該固定ブロックに固定された下抜き刃と、バネによって固定ブロックに対し上方へと付勢され、前記固定ブロックに対し前記上型の開閉方向へと相対移動可能に設けられた曲げ刃とが設けられ、前記ラムの加圧力と、前記上型の型台に設けられたホルダを支持する油圧シリンダに係る圧力レリーフバルブの開放圧力と、前記下型の型台に設けられたパンチを支持する油圧シリンダに係る圧力レリーフバルブの開放圧力との関係が、この順序で高い値から低い値となるように設定され、これら加圧力及び開放圧力に比して、前記上型のダイスに設けられた先行ピンに係るバネの付勢力、及び、前記下型の型台に設けられた曲げ刃に係るバネの付勢力が、遥かに小さい値に設定されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、プレス金型が取付けられたプレスマシンのラムを下降させて、上型を下型へと接近させると、最初に先行ピンが素材に当接し、先行ピンとパンチとで素材を挟持する。さらに、上型を下降させると、先行ピンに係るバネの付勢力は、ラムの加圧力に比して遥かに小さい値であることから、先行ピンに係るバネを縮ませて先行ピンをダイスの内部へと押し込みながら、ダイスはパンチへと接近し、ダイスとパンチとで素材に絞り成形を行う。この際、上抜き刃もダイスと共に下降して、下抜き刃と共に、素材を外形抜きプロファイルに沿って挟持する。
さらにプレスマシンのラムを下降させると、プレスマシンのラムの加圧力と、上型の型台に設けられたホルダを支持する油圧シリンダに係る圧力レリーフバルブの開放圧力と、下型の型台に設けられたパンチを支持する油圧シリンダに係る圧力レリーフバルブの開放圧力とが、この順序で高い値から低い値となるように設定されていることから、最も開放圧力が小さい、下型の型台に設けられたパンチを支持する油圧シリンダに係る圧力レリーフバルブが開放され、下型の型台に設けられたパンチを支持する油圧シリンダは短縮して、パンチを下降させて行く。一方、上型の型台に設けられたホルダを支持する油圧シリンダに係る圧力レリーフバルブは、この時点では開放されず、かかる油圧シリンダは当初の伸長状態を維持し、上型のダイスと上抜き刃は一体的に下降してパンチを押し下げる。このとき、型の型台に設けられた曲げ刃に係るバネの付勢力は、前記加圧力及び開放圧力に比して遥かに小さい値となっていることから、曲げ刃も上抜き刃によって押し下げられる。
その結果として、上抜き刃の下端面は下抜き刃の上端面よりも下方へと移動することとなり、素材を、上抜き刃および下抜き刃によって外形抜きすることができる。さらにプレスマシンのラムを下降させると、パンチを支持する油圧シリンダの短縮によりパンチは下降を続ける。また、曲げ刃も上抜き刃に押されて下降し、曲げ刃の下端面が固定ブロックに当接して停止する。固定ブロックは、下型の型台に固定されているので、曲げ刃はこの位置が下死点となる。
さらにプレスマシンのラムを下降させると、パンチを支持する油圧シリンダの短縮によるパンチの下降は引き続き進行するが、曲げ刃については固定ブロックによって更なる下降が阻まれるので、上抜き刃の下降も同様に阻まれる。そして、前述の圧力関係から、上型の型台に設けられたホルダを支持する油圧シリンダの圧力レリーフバルブが開放され、かかる油圧シリンダが短縮を開始する。その結果、曲げ刃および上抜き刃の位置は不動のまま、パンチおよびダイスが、素材を挟持した状態で一体に下降する。この際、ダイスによって、外形抜きされた素材の端部を、曲げ刃の成形面へと押し込み、曲げ刃とダイスとで素材の端部に曲げ成形を施す。
かかる曲げ成形工程の完了時点で、プレス金型の型締めも完了し、一回の型締め工程で、素材に絞り成形、外形抜き成形および曲げ成形を施し、必要な製品形状を得ることができる。
以上のごとく、本発明によれば、前記可動部の作動に係る各油圧シリンダを、金型の型台に備えることから、プレスマシンの側に前記可動部の駆動手段を備える必要がなく、よって、形状・構造が異なる金型に対しても、既存のプレスマシンをそのまま用いることができる。また、金型の型締めの進行に応じて（上型の下降圧との関係で）、予め設定された各レリーフバルブの開放圧力に到達した時点で、開放圧力が低く設定されている各圧力レリーフバルブに係る油圧シリンダに支持される可動部から順に作動させることが可能であり、各可動部の作動開始の制御を特に行うことなく、必要な加工順序に沿って、必要な加工工程を、金型の一回の型締め工程に含ませて処理することができる。
さらに、前記各油圧シリンダへの油圧供給系統に設けた各油圧シリンダ毎の圧力レリーフバルブの開放圧力を変更することのみによって、各可動部の作動タイミングの変更を容易に行うことが可能である。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係るプレス金型は、請求項１記載のプレス金型において、前記上型のホルダおよび先行ピンが共に、前記ダイスに対する可動範囲の下死点に位置し、前記下型の曲げ刃およびパンチが共に、前記下型の型台に対する可動範囲の上死点に位置し、前記パンチ上に板状の素材がセットされる型開き状態から、前記ラムが下降することで上型が下型へと接近し、前記先行ピンが素材に当接し、前記先行ピンに係るバネが縮み前記ダイスの内部へと前記先行ピンが押し込まれながら、前記ダイスが前記パンチへと接近し、前記ダイスと前記パンチとで、素材に絞り成形が行われ、さらに前記ラムが下降することで、前記上型のダイスと上抜き刃が一体に下降して、前記下型の型台に設けられたパンチを支持する油圧シリンダに係る圧力レリーフバルブが開放され該油圧シリンダが短縮すると共に、前記曲げ刃に係るバネが縮み、前記パンチおよび前記曲刃が下降し、前記上抜き刃および前記固定ブロックに固定された下抜き刃によって、素材の外形抜き成形が行われ、さらに前記ラムが下降することで、前記パンチを支持する油圧シリンダの短縮によるパンチの下降が引き続き進行するが、前記曲げ刃及び前記上抜き刃の下降が前記固定ブロックによって阻まれ、前記上型の型台に設けられたホルダを支持する油圧シリンダに係る圧力レリーフバルブが開放され該油圧シリンダが短縮し、前記パンチおよび前記ダイスが、素材を挟持した状態で一体に下降し、前記曲げ刃と前記ダイスとで、素材の端部に曲げ成形が施される型締め完了状態となるものである。
本発明によれば、一回の型締め工程で、素材に絞り成形、外形抜き成形および素材端部に曲げ成形を施し、必要な製品形状を得ることができる。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係るプレス金型は、請求項１または２記載のプレス金型において、前記ダイスの外側端部に前記上抜き刃が配置され、前記パンチの外側端部に、前記上抜き刃と対向するようにして前記曲げ刃が配置され、該曲げ刃の外側に、前記下抜き刃が配置されているものである。
本発明によれば、一回の型締め工程で、素材に絞り成形、外形抜き成形および素材端部に曲げ成形を施し、必要な製品形状を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図４は、本発明の実施の形態に係るプレス金型１を、加工工程毎に断面図示したものである。プレス金型１は、上型２と下型３とを有し、上型２の型台４にはダイス５が固定されている。また、上抜き刃６を支持するホルダ７が、型台４に対し上型２の開閉方向へと、ダイス５に対し相対移動可能に設けられている。また、型台４には、ホルダ７を支持する油圧シリンダ８を設けている。さらに、ダイス５には、ダイス５に先行して素材Ｗと当接し、素材Ｗを保持するための先行ピン９と、先行ピン９を下方へと付勢するための、バネ等の付勢手段10を備えている。
【００１２】
一方、下型３の型台11には、固定ブロック13によって下抜き刃12が固定されている。また、固定ブロック13には、曲げ刃14が、上型２の開閉方向へと、固定ブロック13に対し相対移動可能に設けられている。この曲げ刃14は、バネ等の付勢手段15によって、固定ブロック13に対し上方へと付勢されている。さらに、下型３の型台11には油圧シリンダ16を備え、油圧シリンダ16によって、パンチ17（可動部）を、上型２の開閉方向へと、型台11に対し相対移動可能に支持している。
なお、下型３の型台11には、油圧シリンダ16の他に、製品形状に応じて複数箇所必要となる可動部を支持するための油圧シリンダ18を、必要に応じて設ける場合がある。また、パンチ17を複数の油圧シリンダで支持する場合もある。
【００１３】
また、各油圧シリンダ８、16（18）への油圧供給系統に、各油圧シリンダ毎の圧力レリーフバルブを設けている。そして、各圧力レリーフバルブの開放圧力を、プレス金型１が取付けられるプレスマシンのラムの加圧力に比して小さい範囲内で、型締めの際に各可動部７、17に求められる作動順序に応じて、低い値から高い値へと順に設定している。図示の例では、プレスマシンのラムの加圧力をＰと、油圧シリンダ８に係る圧力レリーフバルブの開放圧力をＰ８、油圧シリンダ16に係る圧力レリーフバルブの開放圧力をＰ16とすると、各圧力の関係は、後述する作動順序（プレス加工順序）を得るために、Ｐ＞Ｐ８＞Ｐ16となるように設定されている。一方、付勢手段10、15は、素材Ｗを変形させるために必要とされるものではなく、夫々、ダイス５に対する先行ピン９の位置と、固定ブロック13に対する曲げ刃14の位置とを決定するために必要とされるものであることから、付勢手段10、15の付勢力は、Ｐ、Ｐ８、Ｐ16に比して遥かに小さい値となっている。
【００１４】
ここで、プレス金型１により素材Ｗを必要な製品形状へとプレス成形する際の、プレス金型１各部の作動手順を、図１〜図４に基づき説明する。
まず、図１に示す型開き状態では、上型２のホルダ７、先行ピン９は共に、ダイス５に対する可動範囲の下死点に位置している。また、下型３の曲げ刃14、パンチ17は共に、下型３の型台11に対する可動範囲の上死点に位置している。かかる状態におけるプレス金型１のパンチ17上に、板状の素材Ｗをセットする。
【００１５】
図１の状態から、プレス金型１が取付けられたプレスマシンのラムを下降させて、上型２を下型３へと接近させる。このとき、最初に先行ピン９が素材Ｗに当接し、先行ピン９とパンチ17とで素材Ｗを挟持する。さらに、上型２を下降させると、付勢手段10の付勢力は、ラムの加圧力Ｐに比して遥かに小さい値であることから、付勢手段10を縮ませて先行ピン９をダイス５の内部へと押し込みながら、ダイス５はパンチ17へと接近し、図２に示すように、ダイス５とパンチ17とで素材Ｗに絞り成形（または曲げ成形）を行う。この際、上抜き刃６もダイス５と共に下降して、下抜き刃12と共に、素材Ｗを外形抜きプロファイルに沿って挟持する。
【００１６】
図２に示す絞り成形工程（または曲げ成形工程）から、さらにプレスマシンのラムを下降させる。すると、プレスマシンのラムの加圧力Ｐと、油圧シリンダ８に係る圧力レリーフバルブの開放圧力Ｐ８と、油圧シリンダ16に係る圧力レリーフバルブの開放圧力Ｐ16とが、Ｐ＞Ｐ８＞Ｐ16の大小関係を有することから、最も開放圧力が小さい油圧シリンダ16のレリーフバルブが開放され、油圧シリンダ16は短縮して、パンチ17を下降させて行く。一方、油圧シリンダ８のレリーフバルブは、この時点では開放されず、油圧シリンダ８は当初の伸長状態を維持し、上型２のダイス５と上抜き刃６は一体的に下降してパンチ17を押し下げる。このとき、付勢手段15の付勢力は、Ｐ、Ｐ８、Ｐ16に比して遥かに小さい値となっていることから、曲げ刃14も上抜き刃６によって押し下げられる。
【００１７】
その結果として、上抜き刃６の下端面は下抜き刃12の上端面よりも下方へと移動することとなり、素材Ｗを、上抜き刃６および下抜き刃12によって外形抜きすることができる。さらにプレスマシンのラムを下降させると、油圧シリンダ16の短縮によりパンチ17は下降を続ける。また、曲げ刃14も上抜き刃６に押されて下降し、図３に示すように、曲げ刃14の下端面が固定ブロック13に当接して停止する。固定ブロック13は、下型３の型台11に固定されているので、曲げ刃14は図３に示す位置以下に下降することはなく、よってこの位置が曲げ刃14の下死点となる。
なお、図３において符号Ｗａで示す部分は、外形抜きによって生じたスクラップである。
【００１８】
図３に示す抜き成形工程から、さらにプレスマシンのラムを下降させる。すると、油圧シリンダ16の短縮によるパンチ17の下降は引き続き進行するが、曲げ刃14については固定ブロック13によって更なる下降が阻まれるので、上抜き刃６の下降も同様に阻まれる。そして、前述の圧力関係Ｐ＞Ｐ８から、油圧シリンダ８の圧力レリーフバルブが開放され、油圧シリンダ８が短縮を開始する。その結果、曲げ刃14および上抜き刃６の位置は図３の位置で不動のまま、パンチ17およびダイス５が、素材Ｗを挟持した状態で一体に下降する。この際、ダイス５によって、外形抜きされた素材Ｗの端部Ｗｂを、曲げ刃14の成形面へと押し込み、図４に示すように、曲げ刃14とダイス５とで素材Ｗの端部Ｗｂに曲げ成形を施す。
図４の曲げ成形工程の完了時点で、プレス金型１の型締めも完了し、一回の型締め工程で、素材Ｗに絞り成形、外形抜き成形および曲げ成形を施し、必要な製品形状を得ることができる。
【００１９】
なお、プレス金型１の型開きを行うと、油圧シリンダ８、16には、常時、油圧供給系統から各圧力レリーフバルブの開放圧力に応じた圧力が付与されているために、型開きと同時に油圧シリンダ８、16は伸長を開始する。そして、型開き完了時には、上型２のホルダ７は可動範囲の下死点へと復帰し、かつ、パンチ17は可動範囲の上死点へと復帰することとなる。また、上型２の先行ピン９は付勢手段10の弾性力によって可動範囲の下死点へと復帰し、下型３の曲げ刃14は付勢手段15の弾性力によって可動範囲の上死点に復帰する。
【００２０】
上記構成をなす、本発明の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。まず、プレス金型１の上型２には、型台４に対し金型の開閉方向へと相対移動する可動部であるホルダ７を設け、また、下型３には型台11に対し金型の開閉方向へと相対移動する可動部であるパンチ17を設け、これらの可動部７、17を型台４、11に設けた油圧シリンダ８、16で夫々支持している。また、各油圧シリンダ８、16への油圧供給系統に設けた各油圧シリンダ毎の圧力レリーフバルブの開放圧力Ｐ８、Ｐ16を、プレス金型１が取付けられるプレスマシンのラムの加圧力Ｐに比して小さい範囲内で、型締めの際に各可動部位に求められる作動順序に応じて、低い値から高い値へと順に設定している（Ｐ＞Ｐ８＞Ｐ16）。
【００２１】
すなわち、プレス金型１は、可動部７、17の作動に係る各油圧シリンダ８、16を、金型の型台４、11に備えることから、プレスマシンの側に可動部７、17の駆動手段を備える必要がない。よって、金型の形状・構造を製品形状に応じて変えても、プレス金型１を既存のプレスマシンに取付けて、そのまま用いることができる。
また、プレス金型１の型締めの進行に応じて（上型２の下降圧すなわちラムの加圧力Ｐとの関係で）、予め設定された各レリーフバルブの開放圧力Ｐ８、Ｐ16に到達した時点で、開放圧力が低く設定されている圧力レリーフバルブに係る油圧シリンダから油圧が開放され、各可動部７、17の作動開始の制御を特に行うことなく、先に開放された圧力レリーフバルブに係る油圧シリンダによって支持される可動部から、順に作動させることが可能である。このため、従来のごとく様々な制約を受けることもなくなり、必要な加工順序に沿って、必要な加工工程を、プレス金型の一回の型締め工程に含ませて処理することができる。
【００２２】
また、各油圧シリンダ８、16への油圧供給系統に設けた各油圧シリンダ毎の圧力レリーフバルブの開放圧力Ｐ８、Ｐ16を変更することのみによって、各可動部７、17の作動タイミングの変更を容易に行うことが可能であり、様々な種類のプレス加工を最適の順序で一回の型締め工程に含めることが容易となる。
よって、本発明の実施の形態によれば、複数の加工工程の複合化を図りつつ、既存のプレスマシンを用いることを可能とするプレス金型１を提供し、それによって、金型コストの低減および加工に要する時間の短縮を図ることが可能となる。
【００２３】
ところで、図１〜図４に示すプレス金型１は、前記可動部として、上型２の上抜き刃６を支持するホルダ７と、下型３のパンチ17とを備え、各可動部を支持する油圧シリンダ８、16（場合によっては油圧シリンダ18その他のシリンダを含む。）を備えるプレス金型とすることで、外形抜き工程および曲げ工程をプレス金型１の一回の型締め工程に含ませて処理することを可能としたものであるが、本発明を、他の構造を有する（即ち、他の加工工程をプレス金型の一回の型締め工程に含む）プレス金型に応用することも可能である。
【００２４】
その別例を、図５、図６に基づき以下に説明する。図５、図６に示すプレス金型19は、前記可動部として、上型２のダイス５と、下型３のパンチ17、インナクッション20およびアウタクッション21とを備えるものである。そして、外形抜き、曲げおよび穴抜き工程をプレス金型19の一回の型締め工程に含ませて処理することを可能としたものである。
なお、図５、図６に示すプレス金型19において、図１〜図４に示すプレス金型１と同一部分若しくは相当する部分に付いては、同一符号で示し、詳しい説明を省略する。
【００２５】
プレス金型19は、図５（ａ）に示すように、上型２の型台４に対し、金型の開閉方向へと相対移動する可動部として、ダイス５を有している。また、ダイス５には切刃22が一体的に固定されている。また、ダイス５の端部には、凸状の絞り成形部５ａを形成している。さらに、絞り成形部５ａを貫通する穿孔ピン23を型台４に固定して、ダイス５と穿孔ピン23とが、金型の開閉方向へと相対移動可能な構造を有している。さらに、ダイス５には、型台４との最接近時の距離を決定するスペーサ24を固定している。
一方、下型３の型台11に対し、金型の開閉方向へと相対移動する可動部として、パンチ17、インナクッション20およびアウタクッション21を備えている。また、インナクッション20とアウタクッション21との間隙には、型台11に固定された抜曲刃25を配置し、インナクッション20およびアウタクッション21と、抜曲刃25とが金型の開閉方向へと相対移動可能な構造となっている。さらに、ダイス型台11には、パンチ17またはアウタクッション21との最接近時の距離を決定するスペーサ26を固定している。
【００２６】
また、ダイス５および切刃22を支持する油圧シリンダ27の、レリーフバルブの開放圧力をＰ１とし、パンチ17を支持する油圧シリンダ28の、レリーフバルブの開放圧力をＰ２とし、インナクッション20およびアウタクッション21を支持する油圧シリンダ29の開放圧力をＰ３とする。また、プレス金型19が取付けられるプレスマシンのラムの加圧力をＰとすると、Ｐ＞Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３かつＰ＞Ｐ１＞Ｐ２＋Ｐ３となるように、各圧力を設定する。
【００２７】
ここで、プレス金型19により素材Ｗを必要な製品形状へとプレス成形する際の、プレス金型19各部の作動手順を、図５、図６に基づき説明する。
【００２８】
まず、図５（ａ）に示されるように、プレス金型19の型締め開始時点では、上型２のダイス５および切刃22は、型台４に対する可動範囲の下死点に位置している。このとき、穿孔ピン23は、ダイス５の絞り成形部５ａ内に格納された状態となっている。また、下型３のパンチ17、インナクッション20およびアウタクッション21は共に、下型３の型台11に対する可動範囲の上死点に位置している。かかる状態で、板状の素材Ｗを金型内にセットして、プレスマシンのラムを下降させて型締めを開始すると、図５（ａ）に示すように、最初にダイス５の絞り成形部５ａおよび切刃22と、インナクッション20およびアウタクッション21とで、素材Ｗを挟持する。
【００２９】
図５（ａ）の状態から、さらにプレスマシンのラムを下降させると、Ｐ＞Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３の関係から、最も開放圧力が小さいインナクッション20およびアウタクッション21を支持する油圧シリンダ29の圧力レリーフバルブが開放され、インナクッション20およびアウタクッション21を下降させて行く。一方、ダイス５および切刃22を支持する油圧シリンダ27のレリーフバルブと、パンチ17を支持する油圧シリンダ28の圧力レリーフバルブとは、この時点では開放されないことから、図５（ｂ）に示すように、パンチ17に対し相対的にインナクッション20およびアウタクッション21のみ下降して、ダイス５とパンチ17とで、素材Ｗに対し絞り成形（または曲げ成形）を施すことができる。
【００３０】
図５（ｂ）に示す絞り成形工程から、さらにプレスマシンのラムを下降させる。すると、Ｐ＞Ｐ１＞Ｐ２＋Ｐ３の関係から、パンチ17を支持する油圧シリンダ28のレリーフバルブも開放圧力を超えて開放し、パンチ17、インナクッション20およびアウタクッション21は、ダイス５および切刃22によって押し下げられる。このとき、図６（ａ）に示すように、下型３の型台11に固定された抜曲刃25が、インナクッション20およびアウタクッション21に対し相対的に高い位置へと突出することとなり、素材Ｗの端部Ｗｂを、切刃22と抜曲刃25で外形抜きし、かつ、抜曲刃25とダイス５の絞り成形部５ａとで、端部Ｗｂに絞り成形を施すことができる。なお、素材Ｗの端部Ｗｂに対する絞り成形の完了時点で、パンチ17、インナクッション20およびアウタクッション21はスペーサ26と当接し、この位置がパンチ17、インナクッション20およびアウタクッション21の下死点となる。
【００３１】
図６（ａ）に示す抜き絞り曲げ工程から、さらにプレスマシンのラムを下降させると、Ｐ＞Ｐ１の関係から、ダイス５および切刃22を支持する油圧シリンダ27のレリーフバルブも開放圧力を超えて開放し、上型２の型台４はダイスおよび切刃22へと接近する。すると、図６（ｂ）に示すように、型台４に固定された穿孔ピン23がダイス５に対し相対的に下降することとなり、絞り成形部５ａから穿孔ピン23が突出して、素材Ｗに穿孔を施す。かかる穿孔の完了時点で、上型２の型台４はスペーサ24に当接する。また、この時点でプレス金型19の型締めも完了し、一回の型締め工程で、素材Ｗに絞り、外形抜き、端部絞り、穿孔の各成形を施し、必要な製品形状を得ることができる。
【００３２】
さらに、図７に示す別例は、図５、図６で説明したプレス金型19から、穿孔工程のための構造を省略したプレス金型30を示している。このプレス金型30は、前記可動部として、下型３のパンチ17を備えるものである（すなわち、前記可動部を下型３にのみ備える。）。なお、ダイス５には切刃22が固定されており、抜曲刃25が下型の型台に固定されている点は、図５、図６の例と同じである。
【００３３】
図７の例では、図７（ａ）に示す絞り（曲げ）成形工程までは、パンチ17を支持する油圧シリンダのレリーフバルブは開放せず、よって、パンチ17は下降しないが、図７（ｂ）に示す抜き曲げ工程へと移行する時点で、パンチ17を支持する油圧シリンダのレリーフバルブは開放圧力を超えることとなり、パンチ17が下降を開始する。よって、抜曲刃25はパンチ17に対し相対的に上方へと突出することとなり、図７（ｃ）に示すように、素材Ｗの端部Ｗｂに対する外形抜きおよび絞り成形を施すことが可能となる。そして、図７（ｃ）に示す素材Ｗの端部Ｗｂへの絞り成形の完了時点で、プレス金型30の型締めも完了し、一回の型締め工程で、素材Ｗに絞り、外形抜き、端部絞りの各成形を施し、必要な製品形状を得ることができる。
【００３４】
なお、図示の例は全て、可動部を油圧シリンダで支持し、当該油圧シリンダのレリーフバルブの開放圧力を所定の圧力に設定することにより、必要なタイミングで各可動部を動かす場合を例示したものであるが、同様の機能を果たす可動部の支持手段として、例えば、ウレタンやタンカシリンダを用いることも可能である。
また、本発明の実施の形態に係るプレス金型に、従来の金型の如く別のアクチュエータを組み合わせて、複数の複動部位を駆動可能とすることで、更に複雑な加工を一回の型締め工程で行うことが可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、複数の加工工程の複合化を図りつつ、既存のプレスマシンを用いることを可能とするプレス金型を提供し、設備コストの低減および加工に要する時間の短縮を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係るプレス金型を示す断面模式図であり、型開き状態を示している。
【図２】  図１に示すプレス金型の絞り成形工程における状態を示す断面模式図である。
【図３】  図１に示すプレス金型の抜き成形工程における状態を示す断面模式図である。
【図４】  図１に示すプレス金型の型締め完了時の状態を示す断面模式図である。
【図５】  本発明の実施の形態に係るプレス金型の別例を示す断面模式図であり、加工工程の各段階を示すものである。
【図６】  図５に続く加工工程を示す断面模式図である。
【図７】  本発明の実施の形態に係るプレス金型の更なる別例を示す金型構造の断面模式図であり、加工工程の各段階を示すものである。
【符号の説明】
１、19、30  プレス金型
２  上型
３  下型
４、11  型台
５  ダイス
６  上抜き刃
７  ホルダ
８、16、18、27、28、29  油圧シリンダ
９  先行ピン
10、15  付勢手段
12  下抜き刃
13  固定ブロック
14  曲げ刃
17  パンチ
20  インナクッション
21  アウタクッション
22  切刃
23  穿孔ピン
24、26  スペーサ
25  抜曲刃
Ｗ  素材
【図１】
0004129621.tif 000002
【図２】
0004129621.tif 000003
【図３】
0004129621.tif 000004
【図４】
0004129621.tif 000005
【図５】
0004129621.tif 000006
【図６】
0004129621.tif 000007
【図７】
0004129621.tif 000008