(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプレスを備えたタンデムプレス又はトランスファプレスであって、プレス内又はプレス間に設けられた少なくとも１つの電磁成形装置（１０）を備え、プレス内に設けられた前記電磁成形装置（１０）は、下金型（２）に埋設された電磁成形コイル（１２）と、該コイルに電気的に接続され移動可能なムービングボルスタ（４）に設けられた第１コネクタ（１４ａ）と、プレス外に設置された電源ユニット（１５）と、該電源ユニットに電気的に接続され第１コネクタと自動接続可能な第２コネクタ（１４ｂ）とを備える、ことを特徴とする連続プレス設備。
【請求項２】
複数のプレスを備えたタンデムプレス又はトランスファプレスであって、プレス内又はプレス間に設けられた少なくとも１つの電磁成形装置（１０）を備え、下金型（２）及びムービングボルスタ（４）を貫通するボルスタ内垂直穴（４ａ）と、ベッド（５）を貫通するベッド内垂直穴（５ａ）とを備え、前記プレス内の電磁成形装置（１０）は、電磁成形コイル（１２）と、該コイルをムービングボルスタの移動時にはベッド内垂直穴に下降させ電磁成形時にはボルスタ内垂直穴内に上昇させる昇降ユニット（１６）とを備える、ことを特徴とする連続プレス設備。
【請求項３】
前記電磁成形装置（１０）に、下金型（２）のコイル周辺を冷却する冷却装置（１８）を備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の連続プレス設備。
【請求項４】
前記電磁成形装置（１０）に、下金型（２）のコイル周辺の温度を検出する温度センサ（１９）と、検出された温度により型温度を制御する温度制御装置（２０）を備える、ことを特徴とする請求項３に記載の連続プレス設備。
【請求項５】
複数のプレスを備えたタンデムプレス又はトランスファプレスであって、プレス内又はプレス間に設けられた少なくとも１つの電磁成形装置（１０）を備え、前記電磁成形装置（１０）を備えたプレスから発生する電磁波を遮蔽する電磁波シールド（２２）を備える、ことを特徴とする連続プレス設備。
【請求項６】
複数のプレスを備えたタンデムプレス又はトランスファプレスであって、プレス内又はプレス間に設けられた少なくとも１つの電磁成形装置（１０）を備え、プレス内に設けられた前記電磁成形装置（１０）は、下金型（２）に埋設された電磁成形コイル（１２）と、上金型（３）に設けられた給排気ライン（３ａ）とを備え、該給排気ラインは成形時に真空ラインに接続して排気され、パネル取出時に圧力空気ラインに接続してブローするようになっている、ことを特徴とする連続プレス設備。
【請求項７】
前記上金型（３）は、その上面に給排気ライン用の配管コネクタ（２３ａ）を有し、スライド（７）の下面には前記配管コネクタと自動接続可能な配管コネクタ（２３ｂ）が設けられ、金型交換時に上金型に設けられた給排気ラインと自動接続される、ことを特徴とする請求項６に記載の連続プレス設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス内又はプレス間に電磁成形装置を備えた連続プレス設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレスとは、一般に上下１対の金型を用い、金型間に被加工材を挟んで成形加工する装置である。かかるプレスは、駆動源に機械力を用いる機械プレス（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｒｅｓｓ）と、液圧を用いる液圧プレス（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｐｒｅｓｓ）に大別される。
【０００３】
図１２は、機械プレスの一般的な全体斜視図であり、ベッド５、クラウン６、スライド７、ボルスター４、アップライト８等からなる。ボルスターの上面に下金型が取り付けられ、スライドの下面に上金型が取り付けられる。また、ベッド内にはダイクッション、クラウン内には駆動装置、クラッチ及びブレーキが内蔵される。更に、駆動装置とスライドを連結するコネクタ、スライド等の重量をバランスさせるカウンタバランス等も設けられる。
【０００４】
更に、機械プレス又は液圧プレスを２台以上用いたタンデムプレス及びトランスファプレスも広く用いられている。タンデムプレスは、複数台の独立したプレスを連続して配置しその間に被加工材を搬送する送り装置を配置したものである。また、トランスファプレス（ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｐｒｅｓｓ）は、複数台のプレスと送り装置を一体化したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したタンデムプレスやトランスファプレスは、例えば自動車のボディやドアパネルなど、比較的複雑な立体成形部品を高速に加工するのに、従来から用いられている。しかし、従来のタンデムプレスやトランスファプレスでは難しいプレス成形があった。
例えば、ドアパネルの把手の部分など、部分的に複雑な形状をプレス成形する場合には、プレスの１工程では縁がきちんと成形できず、適確な形状にできない等の問題があった。そのため、特に高品質を要求される場合に、２〜３工程を必要とし、その結果、上下の金型セットが複数組必要なばかりか、プレス工程も複数設ける必要があり、生産性が低下しコストアップとなる問題点があった。
また、車両の軽量化のためにアルミニウム材の成形が要望されるようになってきているが、鉄板に比較してアルミニウムは、スプリングバックが大きいため、形が適確に仕上がらない問題点があった。
【０００６】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、少ないプレス台数で複雑な形状でも成形でき、かつスプリングバックなしにアルミニウムを所定の形状に加工することができる連続プレス設備を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
参考例によれば、複数台のプレスを備えたタンデムプレス又はトランスファプレスであって、プレス内又はプレス間に設けられた少なくとも１つの電磁成形装置（１０）を備える、ことを特徴とする連続プレス設備が提供される。
【０００８】
上記参考例の構成によれば、タンデムプレス又はトランスファプレスのプレス内又はプレス間に電磁成形装置（１０）を備えるので、通常の機械プレス又は液圧プレスと併用して被加工材（パネル）を電磁成形（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｏｒｍｉｎｇ：ＥＭＦ）することができる。この電磁成形は、成形の高速性などにより複雑な形状でも成形でき、かつスプリングバックなしにアルミニウムを成形することができる等、種々の特徴を有しており、今まで不可能だった成形が可能となる。
【０００９】
プレス間に設けられた前記電磁成形装置（１０）は、所定の成形形状を有する部分金型（１１）と、該部分金型に向けて成形磁場を発生する電磁成形コイル（１２）とを有し、成形するパネル（１）をクランプ／アンクランプするクランプ装置（１３）を備え、該クランプ装置はプレスライン上に位置し、或いは成形時にプレスライン上まで移動される。この構成により、上下方向の成形に限定されず、かつ電磁成形による高速成形ができるので、例えば、ドアパネルの把手の部分など、部分的に複雑な形状をプレスする場合でも、工程数を減らすことができ、必要な金型セットとプレスの台数を低減できる。
【００１０】
本発明によると、複数のプレスを備えたタンデムプレス又はトランスファプレスであって、プレス内又はプレス間に設けられた少なくとも１つの電磁成形装置（１０）を備え、プレス内に設けられた前記電磁成形装置（１０）は、下金型（２）に埋設された電磁成形コイル（１２）と、該コイルに電気的に接続され移動可能なムービングボルスタ（４）に設けられた第１コネクタ（１４ａ）と、プレス外に設置された電源ユニット（１５）と、該電源ユニットに電気的に接続され第１コネクタと自動接続可能な第２コネクタ（１４ｂ）とを備える、ことを特徴とする連続プレス設備が提供される。この構成により、ムービングボルスタ（４）を用いて金型を交換する場合でも、大電流を流す必要がある第１コネクタ（１４ａ）と第２コネクタ（１４ｂ）の着脱を自動ででき、金型の交換をスムースに行うことができる。
【００１１】
また、本発明によると、複数のプレスを備えたタンデムプレス又はトランスファプレスであって、プレス内又はプレス間に設けられた少なくとも１つの電磁成形装置（１０）を備え、下金型（２）及びムービングボルスタ（４）を貫通するボルスタ内垂直穴（４ａ）と、ベッド（５）を貫通するベッド内垂直穴（５ａ）とを備え、前記プレス内の電磁成形装置（１０）は、電磁成形コイル（１２）と、該コイルをムービングボルスタの移動時にはベッド内垂直穴に下降させ電磁成形時にはボルスタ内垂直穴内に上昇させる昇降ユニット（１６）とを備える、ことを特徴とする連続プレス設備が提供される。この構成により、大電流を接続するコネクタが不要となり、かつ金型の交換をスムースに行うことができる。
【００１２】
前記電磁成形装置（１０）は、下金型（２）のコイル周辺を冷却する冷却装置（１８）を備える。
この構成により、電磁成形による発熱を抑えて下金型（２）を冷却し、熱膨張による変形やプレス条件の変化を低減することができる。
【００１３】
前記電磁成形装置（１０）は、下金型（２）のコイル周辺の温度を検出する温度センサ（１９）と、検出された温度により型温度を制御する温度制御装置（２０）を備える。
この構成により、下金型（２）の温度を一定に制御でき、熱膨張による変形やプレス条件の変化を確実に防止することができる。
【００１４】
本発明によると、複数のプレスを備えたタンデムプレス又はトランスファプレスであって、プレス内又はプレス間に設けられた少なくとも１つの電磁成形装置（１０）を備え、前記電磁成形装置（１０）を備えたプレスから発生する電磁波を遮蔽する電磁波シールド（２２）を備える、ことを特徴とする連続プレス設備が提供される。この構成により、電磁波を遮蔽し、電磁ノイズによる悪影響を防止できる。
【００１５】
プレス内の前記電磁成形装置（１０）の電源ユニット（１５）を構成するコンデンサ（１５ａ）及び電磁成形スイッチ（１５ｂ）を、ベッド内、ピット内、又はムービングボルスタ上に備える。
この構成により、大電流を流す太い電線部分を短くでき、電力ロスを低減し効率を高めることができる。
【００１６】
本発明によると、複数のプレスを備えたタンデムプレス又はトランスファプレスであって、プレス内又はプレス間に設けられた少なくとも１つの電磁成形装置（１０）を備え、プレス内に設けられた前記電磁成形装置（１０）は、下金型（２）に埋設された電磁成形コイル（１２）と、上金型（３）に設けられた給排気ライン（３ａ）とを備え、該給排気ラインは成形時に真空ラインに接続して排気され、パネル取出時に圧力空気ラインに接続してブローするようになっている、ことを特徴とする連続プレス設備が提供される。この構成により、電磁成形時に金型に閉じ込まれる空気の影響をなくして、高速成形を精度よく行うことができる。また、パネル取出時に圧力空気ラインに接続してブローすることで、パネルをスムースに取り出すことができる。
【００１７】
前記上金型（２）は、その上面に給排気ライン用の配管コネクタ（２３ａ）を有し、スライド下面には前記配管コネクタと自動接続可能な配管コネクタ（２３ｂ）が設けられ、金型交換時に上金型に設けられた給排気ラインと自動接続される。
この構成により、ムービングボルスタ（４）を用いて金型を交換する場合でも、配管コネクタ（２３ａ）と配管コネクタ（２３ｂ）の着脱を自動ででき、金型の交換をスムースに行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し，重複した説明を省略する。
【００１９】
図１は、電磁成形の原理図であり、（Ａ）は円筒状成形の場合、（Ｂ）はシート成形の場合を示している。電磁成形は、磁場のもつエネルギを利用する金属加工法であり、十分な加工力を得るために強力な磁場を必要とする。そのため、大容量・高電圧のコンデンサ１５ａ（キャパシタバンク）からの放電電流をコイル１２に流すことによって生じる瞬間強磁場が用いられる。
すなわち、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、例えば１２ＫＶ程度の高電圧で大容量のコンデンサ１５ａにエネルギを蓄え、スイッチ１５ｂを閉じることにより、瞬時に大電流（例えば、１５０ＫＡ、３０μｓ）がコイル１２に流れ、強い磁場が発生し、被成形材１がその磁場ではじき飛ばされ、金型に沿って高速成形がなされる。
かかる電磁成形は、爆発成形や放電成形のように加工力を伝達する水等を必要とせず、大気中でも真空中でもでき、かつ加工速度が速く、ほとんどの加工は１ｍｓ以内で終了する。また、この電磁成形は、成形の高速性などにより複雑な形状でも成形でき、かつスプリングバックなしにアルミニウムを所定の形状に成形することができる等の種々の特徴を有している。
【００２０】
図２は、本発明の連続プレス設備の第１実施形態の構成図である。この図において、（Ａ）はタンデムプレス、（Ｂ）はトランスファプレスの例を示している。すなわち、この第１実施形態において、本発明の連続プレス設備は、Ｎｏ．１〜５の５台のプレスを備えたタンデムプレス（Ａ）又はトランスファプレス（Ｂ）である。また、この例ではＮｏ．２プレス内、又はＮｏ．２プレスステーション内に電磁成形装置１０を備えている。この電磁成形装置１０は、単独で上述した電磁成形を行う装置でもよく、或いは通常の金型との組合せで電磁成形を行うものであってもよい。なお、金型と組合せた電磁成形については、種々の形態を後述する。
【００２１】
図３は、本発明の連続プレス設備の第２実施形態の構成図である。この図において、（Ａ）は、タンデムプレスのプレス間に電磁成形ステージを設置した例であり、（Ｂ）はそのＡ−Ａ矢視図である。
この実施形態において、本発明の連続プレス設備は、タンデムプレスのプレス間に電磁成形装置１０を備えている。プレス間に設けられたこの電磁成形装置１０は、（Ｂ）に示すように、成形するパネル１（被加工材）をクランプ／アンクランプするクランプ装置１３を備える。このクランプ装置１３は、所定の成形形状を有する部分金型１１と、部分金型１１に向けて成形磁場を発生する電磁成形コイル１２とを有している。
この構成により、本発明の連続プレス設備は、クランプ装置１３をプレスライン上に位置し、或いはロボット等によって成形時にプレスライン上まで移動して、部分金型１１と電磁成形コイル１２の間にパネル１の一部をクランプして部分成形することができる。この場合、部分成形時に必要な電磁成形力は、パネル全面を成形する場合に比較して小さいので、複雑な形状でも高精度に成形することができる。
【００２２】
図４は、本発明の連続プレス設備の第３実施形態の構成図である。この実施形態はコイルと電源等との接続をボルスタの下から行う例であり、（Ａ）は段取替えのボルスタの走行時、（Ｂ）はボルスタのプレス内着床後を示している。この図に示すように、この第３実施形態において、本発明の連続プレス設備は、プレス内に設けられた電磁成形装置１０を備え、この電磁成形装置１０は、電磁成形コイル１２、第１コネクタ１４ａ、第２コネクタ１４ｂ及び電源ユニット１５を備える。電磁成形コイル１２は、下金型２に埋設されている。第１コネクタ１４ａは、電線ケーブルでコイル１２に電気的に接続され、かつ移動可能なムービングボルスタ４のこの例では下面に設けられている。電源ユニット１５は、例えば電源、コンデンサ、スイッチ等からなり、この例では、プレス外に設置されている。第２コネクタ１４ｂは、この例では、ベッド５の上面に取付けられ、電源ユニット１５に電線ケーブルで電気的に接続されている。また、第１コネクタ１４ａと第２コネクタ１４ｂは、例えば垂直方向に移動して自動接続が可能に構成されている。
上述した構成により、（Ａ）の段取替えのボルスタの走行時は、第２コネクタ１４ｂが下がって待機し、（Ｂ）のボルスタのプレス内着床後に、プレス側の第２コネクタ１４ｂが上昇して接続することができる。なお、上昇後に回転して接続する自動接続であってもよい。
【００２３】
図５は、本発明の連続プレス設備の第４実施形態の構成図である。この実施形態はコイルと電源等との接続をボルスタの横から行う例であり、（Ａ）は段取替えのボルスタの走行時、（Ｂ）はボルスタのプレス内着床後を示している。この図に示すように、この第４実施形態において、第１コネクタ１４ａは、電線ケーブルでコイル１２に電気的に接続され、かつ移動可能なムービングボルスタ４のこの例では側面に設けられている。また、第２コネクタ１４ｂは、この例では、ボルスタ４に隣接して水平方向に移動可能に設けられ、電源ユニット１５に電線ケーブルで電気的に接続されている。その他の構成は、第３実施形態と同様である。
上述した構成により、（Ａ）の段取替えのボルスタの走行時は、第２コネクタ１４ｂは水平方向に移動して待機し、（Ｂ）のボルスタのプレス内着床後に、プレス側の第２コネクタ１４ｂが水平移動又は水平移動＋回転して接続することができる。
【００２４】
図６は、本発明の連続プレス設備の第５実施形態の構成図である。この実施形態はコイルが移動する例であり、（Ａ）は段取替えのボルスタの走行時、（Ｂ）はボルスタのプレス内着床後を示している。この図に示すように、この第５実施形態において、下金型２及びムービングボルスタ４を貫通するボルスタ内垂直穴４ａと、ベッド５を貫通するベッド内垂直穴５ａとを備える。また、プレス内の電磁成形装置１０は、電磁成形コイル１２と、昇降ユニット１６とを備える。この昇降ユニット１６は、コイル１２をムービングボルスタ４の移動時にはベッド内垂直穴５ａに下降させ、電磁成形時にはボルスタ内垂直穴４ａ内に上昇させるようになっている。
上述した構成により、（Ａ）の段取替えのボルスタの走行時には、コイル１２を昇降ユニット１６によりベッド５内に収容し、（Ｂ）のボルスタのプレス内着床後に、ボルスタ内垂直穴４ａ内に上昇させて、電磁成形することができる。
【００２５】
図７は、本発明の連続プレス設備の第６実施形態の構成図である。この実施形態において、本発明の連続プレス設備を構成する電磁成形装置１０は、下金型２のコイル周辺を冷却する冷却装置１８を備える。冷却装置１８は、この例では、下金型２内に設けられ熱交換を行う冷却パネル１８ａと、この冷却パネル１８ａ内に冷媒を供給する冷媒供給ユニット１８ｂとからなる。冷媒は、気体又は液体のいずれであってもよい。
また、この例では、更に、下金型２のコイル周辺の温度を検出する温度センサ１９と、検出された温度により型温度を制御する温度制御装置２０を備える。
上述した構成により、下金型２を冷却して、下金型２の温度を一定に制御でき、熱膨張による変形やプレス条件の変化を確実に防止することができる。
【００２６】
図８は、本発明の連続プレス設備の第７実施形態の構成図である。この実施形態において、本発明の連続プレス設備は、電磁成形装置１０を備えたプレスから発生する電磁波を遮蔽する電磁波シールド２２をプレス側面に着脱自在に設ける。この電磁波シールド２２は、その一部分が電磁シールドしたガラスシャッター２２ａで構成され、内部を観察できるようになっている。
【００２７】
図９は、本発明の連続プレス設備の第８実施形態の構成図である。この実施形態において、本発明の連続プレス設備は、プレス内の電磁成形装置１０の電源ユニット１５を構成するコンデンサ１５ａ及び電磁成形スイッチ１５ｂを、（Ａ）ではベッド内、（Ｂ）ではピット内、（Ｃ）ではムービングボルスタ４の上に備えている。また、図示しないが、コンデンサ１５ａとコイル１２の間は、太い電線ケーブルを用いた大電流仕様となっており、電磁成形スイッチ１５ｂで少ない抵抗ロスで瞬時に放電できるように構成され、コンデンサ１５ａと電源との間は充電のみのため通常のケーブルで構成されている。
この構成により、大電流を流す太い電線ケーブルを短くでき、電力ロスを低減し効率を高めることができる。
【００２８】
図１０は、本発明の連続プレス設備の第９実施形態の構成図である。この実施形態において、本発明の連続プレス設備は、プレス内に設けられた電磁成形装置１０は、下金型２に埋設された電磁成形コイル１２と、上金型３に設けられた給排気ライン３ａとを備える。また、この給排気ライン３ａは成形時に図示しない真空ラインに接続して排気され、パネル取出時に圧力空気ラインに接続してブローするようになっている。
この構成により、電磁成形時に金型に閉じ込まれる空気の影響をなくして、高速成形加工を精度よく行うことができる。また、パネル取出時に圧力空気ラインに接続してブローすることで、パネルをスムースに取り出すことができる。
【００２９】
図１１は、本発明の連続プレス設備の第１０実施形態の構成図である。この実施形態において、（Ａ）は金型交換時、（Ｂ）は金型交換後を示している。この図に示すように、上金型３は、その上面に給排気ライン用の配管コネクタ２３ａを有する。また、スライド７下面には配管コネクタ２３ａと自動接続可能な配管コネクタ２３ｂが設けられている。この配管コネクタ２３ｂは、金型交換時に上金型３に設けられた給排気ラインと自動接続される。
この構成により、ムービングボルスタ４を用いて金型を交換する場合でも、配管コネクタ２３ａと配管コネクタ２３ｂの着脱を自動ででき、金型の交換をスムースに行うことができる。
【００３０】
上述した本発明の構成によれば、タンデムプレス又はトランスファプレスのプレス内又はプレス間に電磁成形装置１０を備えるので、通常の機械プレス又は液圧プレスと併用して被加工材（パネル）を電磁成形（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｏｒｍｉｎｇ：ＥＭＦ）することができる。この電磁成形は、成形の高速性などにより複雑な形状でも成形でき、かつスプリングバックなしにアルミニウムを所定の形状に成形することができる等、種々の特徴を有しており、今まで不可能だった成形が可能となる。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
上述したように、本発明の連続プレス設備は、少ないプレス台数で複雑な形状でも成形でき、かつスプリングバックなしにアルミニウムを所定の形状で成形することができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁成形の原理図である。
【図２】本発明の連続プレス設備の第１実施形態の構成図である。
【図３】本発明の連続プレス設備の第２実施形態の構成図である。
【図４】本発明の連続プレス設備の第３実施形態の構成図である。
【図５】本発明の連続プレス設備の第４実施形態の構成図である。
【図６】本発明の連続プレス設備の第５実施形態の構成図である。
【図７】本発明の連続プレス設備の第６実施形態の構成図である。
【図８】本発明の連続プレス設備の第７実施形態の構成図である。
【図９】本発明の連続プレス設備の第８実施形態の構成図である。
【図１０】本発明の連続プレス設備の第９実施形態の構成図である。
【図１１】本発明の連続プレス設備の第１０実施形態の構成図である。
【図１２】従来の機械プレスの全体斜視図である。
【符号の説明】
１  被成形材（パネル）、２  下金型、３  上金型、３ａ  給排気ライン、
４  ムービングボルスタ、４ａ  ボルスタ内垂直穴、
５  ベッド、５ａ  ベッド内垂直穴、６  クラウン、
７  スライド、８  コラム、
１０  電磁成形装置、１１  部分金型、１２  電磁成形コイル、
１３  クランプ装置、１４ａ  第１コネクタ、１４ｂ  第２コネクタ、
１５  電源ユニット、１５ａ  コンデンサ、１５ｂ  電磁成形スイッチ、
１６  昇降ユニット、１８  冷却装置、１８ａ  冷却部、
１８ｂ  冷媒供給源、１９  温度センサ、２０  温度制御装置、
２２  電磁波シールド、２３ａ，２３ｂ  配管コネクタ
【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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【図１２】
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