JP2008264849A - 薄板のプレス金型装置の異常検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス成形中にコーティング処理の劣化や亀裂などの異常することを事前に正確に検出できるようにする。
【解決手段】ポンチ１とダイ２の相対的な移動によって薄板５をプレス成形する際に、ポンチ１及びダイ２の少なくとも１つ以上を測定対象金型としたときに、測定対象金型の内部に設置された歪測定手段１１、１２によって測定される、プレス成形に応じて前記測定対象金型の内部に生ずる弾性歪が所定の範囲を超えたとき、または所定の範囲を下回ったときに、金型の異常と判定する。本発明によれば、適切なタイミングで金型表面の補修を行うことができ、型かじりや金型の破損などといった不具合を回避できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄板を被加工材としてプレス成形するプレス金型装置において、プレス成形中に発生するポンチ、ダイ等の金型の異常を検知する方法に関する。

プレス金型装置を用いた薄板のプレス成形は、自動車用部品の製造分野などで広く利用されている。かかるプレス金型装置で用いられるポンチ、ダイ等の金型の表面にはメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理がなされているのが一般的であるが、成形回数が増加することに伴って、被加工材である薄板との接触部分が次第に磨耗し、コーティング処理が徐々に劣化していく。そして、コーティング処理が劣化して金型母材が露出した場合、被加工材である薄板の一部が金型表面に凝着することによる型かじりといった現象が起きてしまう。型かじりが発生した場合の金型の補修は高額であるため、型かじりを発生する前に金型を補修することが望ましい。また、疲労などによって金型に亀裂などが発生した場合、そのまま成形を続けると、更に亀裂が大きくなって金型が大きく変形し、補修できなくなってしまう場合もある。そのため、適切なタイミングで金型の補修を行わなければならない。

そこでプレス成形の分野では、金型の異常を検出するために、従来から種々の方策が講じられている。例えば特許文献１には、打ち抜き時や打ち抜き直後の金型の速度などといった動作状態の変化と金型の寿命との関係を予め調べておき、当該関係に基いて金型の寿命を予測する技術が開示されている。また、例えば特許文献２には、金型表面に被加工材を模した鋼板を押し付けながら摺動させて、金型の型かじり性を評価する技術が開示されている。更に、非特許文献３には、ダイの肩部近傍に圧電素子を内蔵させ、ダイ肩に生ずる圧縮歪に基いて、薄板の摺動特性を測定する技術が開示されている。
特開平５−２８５８８９号公報 特開２００６−２５５７４１号公報 高張力鋼板の成形一貫技術開発（金型摩擦センサーの開発）」、第５７回塑性加工連合講演会講演論文集（平成18年10月31日〜11月2日、高岡商工会議所商工ビル）、社団法人日本塑性加工学会発行（平成18年10月17日）pp. 165-166。

しかし、上記特許文献１の技術によって金型の寿命を予測するためには、事前に金型の動作状態と金型の寿命との関係を綿密に調べておくことが必要である。そのため、データ収集に非常に手間がかかってしまう。また、上記特許文献１の技術ではあくまでも金型の寿命を予測するのみであり、金型に異常が発生して補修が必要になった事態を正確に知ることは不可能である。一方、上記特許文献２の技術では、金型の型かじり性は評価できるものの、成形中の金型の異常発生までは検知できない。更に、上記特許文献３のようにダイとしわ押え金型の間の摩擦力を測定したとしても、やはり成形中の金型の異常発生までは検知することはできていなかった。

本発明はかかる事情に鑑みて創出されたものであり、プレス成形中にコーティング処理の劣化や亀裂などの異常が発生することを事前に正確に検出できるようにすることを目的としている。

かかる目的を達成するために、本発明によれば、ポンチとダイの相対的な移動によって薄板をプレス成形する際に、前記ポンチ及び前記ダイの少なくとも１つ以上を測定対象金型とする、プレス金型装置の異常を検知する方法であって、前記測定対象金型の内部に設置された歪測定手段によって測定される、プレス成形に応じて前記測定対象金型の内部に生ずる弾性歪が所定の範囲を超えたとき、または所定の範囲を下回ったときに、前記測定対象金型の異常と判定することを特徴とする薄板のプレス金型装置の異常検知方法が提供される。

また本発明によれば、前記プレス金型装置は、更に前記ポンチと連動するパッド及びしわ押え金型の少なくとも１つ以上を有し、前記ポンチ、前記ダイ、前記パッド及び前記しわ押え金型の少なくとも１つ以上を測定対象金型とすることを特徴とする薄板のプレス金型装置の異常検知方法が提供される。

本発明において、測定対象金型である前記ポンチ、ダイ、パッド及びしわ押え金型の少なくとも１つ以上の内部に生ずる弾性歪を測定する歪測定手段を複数設置し、それら複数の歪測定手段のうち、いずれか一つの歪測定手段によって測定される弾性歪が所定の範囲を超えたとき、または、所定の範囲を下回ったときに、前記ポンチ、ダイ、パッドまたはしわ押え金型の異常と判定するようにしても良い。また、前記歪測定手段は、例えばピエゾ素子または歪ゲージである。

本発明によれば、ポンチ、ダイ等の測定対象金型の内部に生ずる弾性歪を測定することにより、プレス成形中において、コーティング処理の劣化や亀裂などの異常が発生することを事前に正確に検出できるようになる。その結果、適切なタイミングで金型表面の補修を行うことができ、型かじりや金型の破損などといった不具合を回避できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる異常検知方法を実施するためのプレス金型装置の概略的な説明図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

プレス金型装置では、上方に配置されたポンチ１と下方に配置されたダイ２が対向して配置されている。図示の例では、ダイ２の空腔内の底面に凸部３が形成されており、ポンチ１の下面には、凸部３に対応する凹部４が形成されている。

かかるプレス金型装置において、ダイ２の上に成形材料である平板状の薄板５を載せ、ポンチ１とダイ２を上下方向に相対的に直進移動させる。このポンチ１とダイ２ポンチ１の相対的な直進移動によって、薄板５はダイ２の空腔内に引き込まれ、ポンチ１に沿った形状にプレス成形される。図示の例では、ダイ２の凸部３とポンチ１の凹部４によって、図２に示すように、底面に突起６を有する、上面が開口した容器形状の成形品７を作ることができる。

なお、プレス成形する場合、ポンチ１を下降させてもよいし、ダイ２を上昇させても良いことはもちろんである。また、上方にポンチ１を配置し、下方にダイ２を配置した例を示したが、上方にダイ２が配置され、下方にポンチ１が配置されていても良い。

かかるプレス金型装置においてプレス成形する場合、例えば図３に示すように、ポンチ１下面の凹部４内にある隅角部４ａでは、成形時に薄板５をダイ２の凸部３の上角部３ａに沿った形状に折り曲げるための反力として、プレス成形中、隅角部４ａを両側に押し広げようとする力を薄板５から受ける。このように両側に押し広げようとする力が、プレス成形を行うたびにポンチ１下面の凹部４内の隅角部４ａに繰り返し作用する。これにより、成形回数が増加することに伴って、ポンチ１下面の凹部４内の隅角部４ａに疲労による亀裂１０を生じてしまう場合がある。そして、このようにポンチ１に亀裂１０が生じた場合、そのまま成形を続けると、亀裂１０の進展に伴ってポンチ１が大きく変形し、ポンチ１を破損してしまう。

一方、ポンチ１内部では、プレス成形中、隅角部４ａを両側に押し広げようとする力が作用することにより、隅角部４ａ近傍において弾性歪が発生している。例えば、隅角部４ａ近傍において図３に示すような亀裂１０と直交する方向の弾性歪ε１を考えた場合、この弾性歪ε１は、亀裂１０が発生していない状態では、隅角部４ａが受ける力に比例する。

しかし、図示のように、ポンチ１下面の凹部４内の隅角部４ａに僅かでも亀裂１０が生じた場合は、亀裂１０が開くことによって、弾性歪ε１は一気に小さくなる。その理由は、亀裂１０が開くことによって、隅角部４ａ近傍においては、亀裂１０と直交する方向の内部応力が伝達されなくなることによる。

そこで本発明では、ポンチ１下面の凹部４内の隅角部４ａなどのようにプレス成形中に特に応力集中しやすい箇所に、ポンチ１の内部に生ずる弾性歪を測定する歪測定手段１１を設け、その変化を監視することによってポンチ１に微小な亀裂１０が生じたことを初期の段階で検出する。

歪測定手段１０は、ポンチ１下面の凹部４内の隅角部４ａなどのようにプレス成形中に特に応力集中しやすい箇所の近傍において、ポンチ１の内部に設ける。また、亀裂１０の発生を検出するためには、歪測定手段１０を配置する方向は、亀裂１０の有無によって大きく変化する弾性歪ε１を測定できるような方向が良い。即ち、例えば図３に示したようなポンチ１下面の凹部４内の隅角部４ａに発生する亀裂１０について言えば、亀裂１０に対して直交する方向の弾性歪ε１を測定できる向きに歪測定手段１１を配置することが望ましい。

また、かかるプレス金型装置においてプレス成形する場合、例えば図４に示すように、薄板５はダイ２の肩部２ｂを通過した直後に、ポンチ１とダイ２の間（クリアランス）内に引き込まれていく。絞り加工を行うプレス成形においては、このように薄板５がポンチ１とダイ２のクリアランス内に引き込まれるダイ２の肩部２ｂにおいて、薄板５との間に大きな摩擦力が発生する。通常、ダイ２の表面にはメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理がなされているが、かかる摩擦力が、プレス成形を行うたびにダイ２の肩部２ｂに繰り返し作用するため、成形回数が増加することに伴って、ダイ２の肩部２ｂの表面のコーティング処理が徐々に劣化していく。そして、ダイ２の肩部２ｂ表面のコーティング処理が剥がれて母材金属が露出した場合、薄板５の一部がダイ２の肩部２ｂ表面に凝着することによる型かじりといった現象が起きてしまう。

一方、ダイ２の内部では、プレス成形中、薄板５から摩擦力を受けることにより、肩部２ｂ近傍において弾性歪が発生している。例えば、肩部２ｂ近傍において図４に示すような鉛直方向（ポンチ１とダイ２の相対的な直進移動の方向）の弾性歪ε２を考えた場合、この弾性歪ε２は、プレス成形中にダイ２の肩部２ｂが薄板５から受ける摩擦力に比例する。そして、成形回数が増加することに伴ってダイ２の肩部２ｂの表面のコーティング処理が劣化すると、それに比例してダイ２の肩部２ｂが薄板５から受ける摩擦力も増加し、弾性歪ε２が増加していく。

そこで本発明では、ダイ２の肩部２ｂなどのようにプレス成形中に薄板５との摩擦によって特に応力集中しやすい箇所に、ダイ２の内部に生ずる弾性歪を測定する歪測定手段１２を設け、その変化を監視することによってダイ２の肩部２ｂの表面のコーティング処理が劣化したことを初期の段階で検出する。

歪測定手段１２は、ダイ２の肩部２ｂなどのようにプレス成形中に薄板５との摩擦によって特に応力集中しやすい箇所の近傍において、ダイ２の内部に設ける。また、薄板５から受ける摩擦力の増加を検出するためには、歪測定手段１２を配置する方向は、肩部２ｂ近傍において薄板５との摩擦力で発生する弾性歪ε２を測定できるような方向が良い。即ち、例えば図４に示したような肩部２ｂ近傍に発生する摩擦力について言えば、ポンチ１とダイ２の相対的な直進移動の方向である鉛直方向に歪測定手段１２を配置することが望ましい。

図１に示したプレス金型装置を用いてプレス成形するに際し、ポンチ１下面の凹部４内の隅角部４ａ近傍においてポンチ１の内部に生ずる弾性歪を歪測定手段１１で測定することにより、隅角部４ａにおける亀裂１０の発生を初期の段階で正確に検出することができる。この場合、歪測定手段１１で測定される弾性歪ε１について予め所定の範囲を決めておき、プレス成形中に弾性歪ε１が所定の範囲を下回ったときに、亀裂１０が発生したと判定することができる。

また、ダイ２の肩部２ｂ近傍においてダイ２の内部に生ずる弾性歪を歪測定手段１２で測定することにより、肩部２ｂ表面のコーティング処理が劣化したことを初期の段階で正確に検出することができる。この場合も、歪測定手段１２で測定される弾性歪ε２について予め所定の範囲を決めておき、プレス成形中に弾性歪ε２が所定の範囲を超えたときに、コーティング処理が劣化したと判定することができる。

その結果、プレス成形中において、亀裂１０の発生やコーティング処理の劣化といった金型（ポンチ１、ダイ２）の異常を、発生初期の段階で正確に検出できる。そして、異常が検出された場合は、金型を外してメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理、亀裂１０部分の切削、肉盛補修などを行えば良い。こうして、適切なタイミングで金型の補修を行うことができ、型かじりや金型破損などといった不具合を事前に回避しながら、成形不良の無い良好なプレス成形を実施できる。

なお、ポンチ１の内部に設けられる歪測定手段１１やダイ２の内部等に設けられる歪測定手段１２としては、例えばピエゾ素子または歪ゲージなどが利用できる。図５は、そのようなピエゾ素子、歪ゲージ等からなる測定手段１１をポンチ１の内部に取り付ける場合の説明図である。

この図５では、ポンチ１に形成した孔の底部に歪測定手段１１を挿入することにより、ポンチ１の内部に歪測定手段１１を配置させ、その後、ボルト１５によって孔を塞いだ構成である。歪測定手段１１による検出信号を取り出すリード線１６は、ボルト１５内を貫通させて、外部に引き出されている。この場合、薄板５と接触するポンチ１の表面から例えば深さ４〜３０ｍｍ程度の位置に歪測定手段１１が配置されると良い。

なお、ポンチ１の内部に設ける歪測定手段１１の取り付け構造について説明したが、ダイ２の内部に設ける歪測定手段１２についても同様である。

図６は、本発明の第２の実施の形態にかかるプレス金型装置の概略的な説明図である。成形品はＵ字断面ストレート部品である。図６のプレス金型装置は、パッド２０によってポンチ１との間に薄板５を押えながら、プレス成形を行う方式である。図示の例では、パッド２０上面の両側に上方に突出する一対の凸部２１が長手方向（紙面垂直方向）に連続して形成されており、ポンチ１の下面には、これら凸部２１の間に薄板５を押し込むための凸部２２が同様に形成されている。

このプレス金型装置でプレス成形した場合、図７に示すように、パッド２０上面に形成された凸部２１の内側角部２１ａにおいて、薄板５との間に大きな摩擦力が発生する。通常、パッド２０の表面にはメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理がなされているが、かかる摩擦力が、プレス成形を行うたびにパッド２０上面に形成された凸部２１の内側角部２１ａに繰り返し作用するため、成形回数が増加することに伴って、内側角部２１ａの表面のコーティング処理が徐々に劣化していく。そして、内側角部２１ａ表面のコーティング処理が剥がれて母材金属が露出した場合、薄板５の一部が内側角部２１ａ表面に凝着することによる型かじりといった現象が起きてしまう。

そこで本発明では、パッド２０上面に形成された凸部２１の内側角部２１ａなどのようにプレス成形中に薄板５との摩擦によって特に応力集中しやすい箇所の近傍に、凸部２１の内部に生ずる弾性歪を測定する歪測定手段２５を設ける。図７の紙面で、水平方向の摩擦力で発生する歪を測定できるように、歪測定手段２５の設置方向は水平方向とすることが好ましい。そして、歪測定手段２５によって凸部２１の内部に生ずる弾性歪の変化を監視することによって、凸部２１の内側角部２１ａの表面のコーティング処理が劣化したことを初期の段階で検出する。この場合も、歪測定手段２５で測定される弾性歪について予め所定の範囲を決めておき、プレス成形中に弾性歪が所定の範囲を超えたときに、コーティング処理が劣化したと判定することができる。

図８は、本発明の第３の実施の形態にかかるプレス金型装置の概略的な説明図である。図８のプレス金型装置は、しわ押え金型３０によって薄板５のフランジ部にしわ押え荷重を加えながら、プレス成形を行う方式である。図示の例では、測定対象金型であるしわ押え金型３０の下面に薄板５の上面を押さえるための凸部３１が形成されている。

このプレス金型装置でプレス成形した場合、図９に示すように、しわ押え金型３０下面に形成された凸部３１の下面において、薄板５との間に大きな摩擦力が発生する。通常、しわ押え金型３０の表面にはメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理がなされているが、かかる摩擦力が、プレス成形を行うたびに凸部３１の下面に繰り返して作用するため、成形回数が増加することに伴って、凸部３１下面のコーティング処理が徐々に劣化していく。そして、凸部３１下面のコーティング処理が剥がれて母材金属が露出した場合、薄板５の一部が凸部３１下面に凝着することによる型かじりといった現象が起きてしまう。

そこで本発明では、しわ押え金型３０下面に形成された凸部３１などのようにプレス成形中に薄板５との摩擦によって特に応力集中しやすい箇所の近傍に、凸部３１の内部に生ずる弾性歪を測定する歪測定手段３５を設ける。そして、歪測定手段３５によって凸部３１の内部に生ずる弾性歪の変化を監視することによって、凸部３１下面のコーティング処理が劣化したことを初期の段階で検出する。この場合も、歪測定手段３５で測定される弾性歪について予め所定の範囲を決めておき、プレス成形中に弾性歪が所定の範囲を超えたときに、コーティング処理が劣化したと判定することができる。図９の紙面で、水平方向の摩擦力で発生する歪を測定できるように、歪測定手段３５の設置方向は水平方向とすることが好ましい。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、金型においてコーティング処理の劣化や亀裂などの異常が発生しやすい箇所として、図１に示したプレス金型装置における、ポンチ１の下面外側角部４０および下面内側角部４１、ダイ２の空腔内底面に形成された凸部３の上面角部３ａ、図６に示したプレス金型装置における、ポンチ１に形成された凸部２２の上面角部４２、図８に示したプレス金型装置における、ポンチ１の下面角部４３なども考えられる。それらの箇所にピエゾ素子、歪ゲージ等からなる歪測定手段を配置し、プレス成形中に発生する弾性歪を測定することにより、金型の異常を検出しても良い。設置方向は、何れも設置位置において発生する摩擦力と同じ方向とすると、歪を最も感度良く測定できるので好ましい。

図１で説明したプレス金型装置により、しごき成形を行った。成形品の生産数と歪測定手段１１によって測定された弾性歪ε１の関係を図１０に示す。また、成形品の生産数と歪測定手段１２によって測定された弾性歪ε２の関係を図１１に示す。なお、実施例１では、薄板５は、板厚２．０ｍｍの軟鋼板であり、成形品サイズは２８０ｍｍ角の大きさである。歪測定手段１１、１２として歪ゲージを用いた。図１において左側の歪測定手段１１は、図３に示すように、右斜め４５度方向に、ポンチ１の内側の隅角部４ａの左斜め４５度方向に予想される亀裂１０より下方で、ポンチ１の内側表面から最近接部位で深さ５ｍｍに設けた。また、図１において右側の歪測定手段１１は、左斜め４５度方向に、ポンチ１の内側の隅角部（図１の紙面右側）の右斜め４５度方向に予想される亀裂（図示しない）より上方で、ポンチ１の内側表面から最近接部位で深さ６ｍｍに設けた。また、歪測定手段１２は、図４に示すように、垂直方向に、ダイ２の上部表面から８ｍｍで、かつダイ２の縦壁部の表面から深さ５ｍｍに設けた。ポンチ１の内側の隅角部４ａの曲率半径は５ｍｍ、ダイ２の肩部２ｂの曲率半径は４ｍｍ、凸部３の上角部３ａの曲率半径は３ｍｍ、凸部３は１００ｍｍ四方である。成形品の突起６の曲率半径は２０ｍｍ、高さは１２ｍｍ、外側の略正方形の曲率半径は５０ｍｍ、高さは４０ｍｍである。

図１０に左側の歪測定手段１１の測定例を示すように、成形品の生産数がほぼ１４００個になるまでは、歪測定手段１１によって測定される弾性歪ε１は１６０μεを超えているが、成形品の生産数がほぼ１４００個を超えると歪測定手段１１によって測定される弾性歪ε１は１６０με以下となる場合が発生し、その後、成形品の生産数がほぼ１６００個あたりで、歪測定手段１１によって測定される弾性歪ε１は一気に小さくなり、このときにポンチ１下面の凹部４内の図１に示す紙面左側の隅角部４ａに亀裂１０が生じた。

この実施例１の場合、歪測定手段１１によって測定される弾性歪ε１が例えば１６０με以下となった場合に、ポンチ１下面の凹部４内の隅角部４ａの切削、肉盛補修などを適宜行えば良い。
実施例１では、歪測定手段１１を２個設置したが、１個のみ設置した場合も、同じように測定対象金型の亀裂を検知できる。

また、図１１に示すように、成形品の生産数がほぼ１３０個になるまでは、歪測定手段１２によって測定される弾性歪ε２は１２０με未満であるが、成形品の生産数がほぼ１３０個を超えると測定手段１２によって測定される弾性歪ε２は１２０με以上となる場合が発生し、その後、成形品の生産数がほぼ１７０個あたりで、測定手段１２によって測定される弾性歪ε２は一気に大きくなり、このときに図１に示す紙面右側のダイ２の肩部２ｂ表面に型かじりが生じた。

この実施例１の場合、測定手段１２によって測定される弾性歪ε２が例えば１２０με以上となった場合に、ダイ２の肩部２ｂのメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理などを適宜行えば良い。

図６で説明したプレス金型装置により、フォーム成形を行った。成形品の生産数と歪測定手段２５によって測定された弾性歪の関係を図１２に示す。なお、実施例２では、薄板５は、板厚１．６ｍｍの高張力鋼板であり、成形品は幅９０ｍｍ×高さ５０ｍｍ×長さ２００ｍｍのＵ字断面ストレート部品である。凸部２２の幅は６２ｍｍ、高さは１１ｍｍ、曲率半径は上下とも４．６ｍｍであり、ポンチ１の外側角部４２の曲率半径は６ｍｍである。また、パッド２０の凸部２１の内側角部２１ａの曲率半径は上下とも３ｍｍであり、凸部２１の幅は１０．７ｍｍ、高さは１１ｍｍである。
また、図６において、左右の歪測定手段２５はピエゾ素子を用いた。左右の歪測定手段２５は、図７に示すように、水平方向に、パッド２０の内側角部２１ａの縦壁部表面から深さ７ｍｍ、パッド２０の凸部２１の上面から深さ５ｍｍに設けた。

図１２に左側の歪測定手段２５の測定例を示すように、成形品の生産数がほぼ３００個になったあたりから、測定手段２５によって測定される弾性歪が大きく上昇しだし、コーティング処理の劣化が検出された。この実施例２の場合、測定手段２５によって測定される弾性歪が大きく上昇を始めたことにより、パッド２０上面に形成された凸部２１の内側角部２１ａのコーティング処理が劣化したことを検出できる。このようにコーティング処理の劣化が検出された場合は、凸部２１のメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理などを適宜行えば良い。また、この実施例２の場合、測定手段２５によって測定される弾性歪が例えば９０με以上となった場合に、凸部２１を補修しても良い。これにより、型かじりが発生する前にパッド２０を補修することも可能となる。
実施例２では、歪測定手段２５を２個設置したが、１個のみ設置した場合も、同じように測定対象金型の型かじりを検知できる。

図８で説明したプレス金型装置により、ドロー成形を行った。成形品の生産数と歪測定手段３５によって測定された弾性歪の関係を図１３に示す。なお、実施例３では、薄板５は、板厚１．０ｍｍの高張力鋼板であり、成形品はウェブ幅１２０ｍｍ×深さ５０ｍｍ×長さ１８０ｍｍのハット断面部品である。図９に示すように、凸部３１の直径は１０ｍｍ、高さは４ｍｍであり、縦壁部から３５ｍｍの位置に設けた。ポンチ１の曲率半径は９ｍｍ、ダイ２の曲率半径は上下とも１０ｍｍである。
また、図９において、左右の歪測定手段３５は歪ゲージを用いた。左右の歪測定手段３５は、図９に示すように、水平方向に、しわ押え金型３０の凸部３１の頂点から深さ７ｍｍ、凸部３１の始点（ポンチ１に近い側）から水平方向（紙面右側）４ｍｍの位置に設けた。

図１３に左側の歪測定手段２５の測定例を示すように、成形品の生産数がほぼ２３０個になるまでは、測定手段３５によって測定される弾性歪は１４０με以下であるが、成形品の生産数がほぼ２３０個を超えると測定手段３５によって測定される弾性歪は１４０μεを超える場合が発生し、その後、成形品の生産数がほぼ３２０個あたりで、測定手段３５によって測定される弾性歪は一気に大きくなり、このときにしわ押え金型３０下面の凸部３１に型かじりが生じた。

この実施例３の場合、測定手段３５によって測定される弾性歪が例えば１４０μεを超えた場合に、しわ押え金型３０下面の凸部３１のメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理などを適宜行えば良い。これにより、型かじりが発生する前にしわ押え金型３０を補修することが可能となる。
実施例３では、歪測定手段３５を２個設置したが、１個のみ設置した場合も、同じように測定対象金型の型かじりを検知できる。

本発明は、薄板のプレス成形分野に適用できる。

本発明の第１の実施の形態にかかるプレス金型装置の概略的な説明図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるプレス金型装置によってプレス成形された容器形状の成形品の斜視図である。 ポンチ下面の凹部内にある隅角部に発生する亀裂の説明図である。 ダイの肩部に発生する摩擦による応力集中の説明図である。 歪測定手段の取り付け構造の説明図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるプレス金型装置の概略的な説明図である。 パッド上面に形成された凸部の内側角部に発生する摩擦による応力集中の説明図である。 本発明の第３の実施の形態にかかるプレス金型装置の概略的な説明図である。 しわ押え金型下面に形成された凸部の下面に発生する摩擦による応力集中の説明図である。 実施例１における成形品の生産数とポンチ下面の凹部内にある隅角部に発生する弾性歪の関係を示すグラフである。 実施例１における成形品の生産数とダイの肩部に発生する摩擦による弾性歪の関係を示すグラフである。 実施例２における成形品の生産数とパッド上面に形成された凸部の内側角部に発生する摩擦による弾性歪の関係を示すグラフである。 実施例３における成形品の生産数としわ押え金型下面に形成された凸部の下面に発生する摩擦による弾性歪の関係を示すグラフである。

符号の説明

１ ポンチ
２ ダイ
２ｂ 肩部
３ 凸部
３ａ 凸部３の上角部
４ 凹部
４ａ 隅角部
５ 薄板
６ 突起
７ 成形品
１０ 亀裂
１１、１２ 歪測定手段
２０ パッド
２１、２２ 凸部
２２ 凸部
２１ａ 内側角部
２５ 歪測定手段
３０ しわ押え金型
３１ 凸部
３５ 歪測定手段

Claims (4)

1. ポンチとダイの相対的な移動によって薄板をプレス成形する際に、前記ポンチ及び前記ダイの少なくとも１つ以上を測定対象金型とする、プレス金型装置の異常を検知する方法であって、
   前記測定対象金型の内部に設置された歪測定手段によって測定される、プレス成形に応じて前記測定対象金型の内部に生ずる弾性歪が所定の範囲を超えたとき、または所定の範囲を下回ったときに、前記測定対象金型の異常と判定することを特徴とする薄板のプレス金型装置の異常検知方法。
2. 更に前記ポンチと連動するパッド及びしわ押え金型の少なくとも１つ以上を有し、前記ポンチ、前記ダイ、前記パッド及び前記しわ押え金型の少なくとも１つ以上を測定対象金型とすることを特徴とする請求項１記載の薄板のプレス金型装置の異常検知方法。
3. 前記測定対象金型の内部に歪測定手段を複数設置することを特徴とする請求項１又は２記載の薄板のプレス金型装置の異常検知方法。
4. 前記歪測定手段がピエゾ素子または歪ゲージであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプレス金型装置の異常検知方法。

Images