JP2009061466A - プレス型およびプレス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、シワの発生を抑制しつつ曲げ工程と歪み取り工程とを連続して一工程により行うことができるプレス型およびプレス方法を提供する。
【解決手段】プレス型１は、板状のワークＷを負角に曲げ加工するためのものであって、相対向して配置され、相対的に近接・遠退する一対の型１０、２０を備えており、一方の型１０には、ワークＷの曲部を押圧する曲刃１１と、この曲刃１１を揺動可能に支持する支持機構１２とを備えており、他方の型２０には、プレス方向に対する負角部２１ａが形成されたダイス２１と、ダイス２１に対する曲刃１１のプレス方向への相対的な近接移動に伴って、支持機構１２に支持された曲刃１１をダイス２１の負角部２１ａと対応して揺動させるバックアップガイド２２と、を備えている。
【選択図】図５

Description

本発明は、プレス型およびプレス方法に関し、特に、板状のワークを負角に曲げ加工するためのプレス型およびプレス方法に関するものである。ここで、負角に曲げ加工するとは、プレス方向を超えて内側に曲げる加工をいう。

板状のワークを負角に曲げ加工する場合には、一般に、最初に図６に示すように、ワークを曲げプレス型２の下型４０のダイス４１上にセットし、上型３０と下型４０とを相対的に近接移動させて、ワークＷをダイス４１と曲刃３１によりプレス方向に曲げる曲げ工程を行う。その後、上型３０と下型４０とを相対的に離間移動させて曲刃３１がワークＷから離れると、図７に矢印で示すように、曲げ加工されたワークＷは、その弾性回復によりスプリングバックが生じる。そのため、寄曲げプレス型３を使用して負角にさらに曲げ加工して、曲げ加工されたワークＷのスプリングバックを矯正する歪み取り工程が行われている。図８に示すように、寄曲げプレス型３は、一般に、負角部６１ａが形成されたダイス６１と、上型５０と下型６０との相対的な近接移動によりダイス６１の負角部６１ａにワークＷの曲げ部Ｗａを押し付け負角に曲げ加工する寄せカム機構５１とを有している。そして、寄せカム機構５１は、下型６０に設けられダイス６１に対して近接・遠退するよう摺動するスライドカム５２と、上型５０に設けられ上型５０と下型６０との相対的な近接移動により、図８の矢印Ｖ方向に移動してスライドカム５２のカム面を押圧することにより図８の矢印Ｈ方向に摺動させるドライブカム５３とにより構成されている。

このように曲げプレス型２と寄曲げプレス型３とを用いて、曲げ工程と歪み取り工程とを個別に行う従来の技術にあっては、曲げプレス型２による曲げ工程で曲刃３１によりプレス方向のみにワークＷを押圧するために、ワークＷのシワの発生を抑制することが困難であり、また、曲げ工程で曲げ加工されたワークＷを別の工程である歪み取り工程で寄曲げプレス型３により負角にさらに曲げ加工する際に、スライドカム５２によってダイス６１の負角部６１ａに押し付けるだけではワークＷに発生したシワを潰すことが困難である。また、曲げプレス型２と寄曲げプレス型３とを用いる場合には、これらのプレス型２、３を個別に製造するのにコストがかかるとともに、プレス型２、３を設置するために大きなスペースを必要とし、また、工程数が多く成形サイクルタイムが長くなるなどの問題があった。

そこで、仮曲げ（曲げ工程）と仕上げ曲げとしての寄曲げ（歪み取り工程）とを一工程で行うことができ、ひいてはプレス成形品の製造コストの低減を図ることのできる曲げおよび寄曲げ用複合プレス型を提供することを目的とした特許文献１が知られている。特許文献１には、上型には、ワークを上下方向に曲げ加工するためのポンチと、ドライブカムとを備える一方、下型には、前記ドライブカムの下降に伴って水平方向に移動してワークを寄曲げするためのスライドカムと、ワークを下方から支持するパッドとを備え、前記ポンチは、ワークの曲げに要する押圧力よりも強く、上型の型締め力よりも弱いロッド突出し力を有するシリンダによって下方に押圧された状態で上下方向に摺動可能に支持されたことを特徴とする曲げおよび寄曲げ用複合プレス型が開示されている。

実開平５‐５３７２２号公報

しかしながら、上記特許文献１にあっては、ワークをポンチの押圧によってパッドとの間で挟んだ状態で曲刃としてのスライドカムにより曲げ加工した後に、ドライブカムとスライドカムからなるカム機構によってワークを負角に成形するものであり、ただ単に個別の工程を順次行うものであるため、図６に示した曲げプレス型２と同様に、ワークのシワの発生を抑制することが困難であり、また、図８に示した寄曲げプレス型３と同様に、スライドカムによってダイスの負角部に押し付けるだけではワークに発生したシワを潰すことが困難であるという問題があった。そして、上記特許文献１にあっては、図８に示した寄曲げプレス型の寄せカム機構と同様に、スライドカムがドライブカムによってポンチに向かって確実に移動するためのカム面を含む長さと、スライドカムがポンチに向かって移動する距離を必要とすることから、このようなプレス型を設置するために大きなスペースを必要とするなどの問題があった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、シワの発生を抑制しつつ曲げ工程と歪み取り工程とを連続して一工程により行うことができるプレス型およびプレス方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１のプレス型に係る発明は、板状のワークを負角に曲げ加工するプレス型であって、プレス方向に対する負角部が形成されたダイスと、ワークの曲部を押圧する曲刃と、該曲刃を揺動可能に支持する支持機構と、ダイスに対する曲刃のプレス方向への相対的な近接移動に伴って、前記支持機構に支持された曲刃を、前記ダイスの負角部と対応して揺動させるバックアップガイドと、を備えていることを特徴とするものである。

また、上記の課題を解決するために、請求項２のプレス方法に係る発明は、板状のワークを負角に曲げ加工するプレス方法であって、ワークの曲部を押圧する曲刃を揺動可能に支持し、該曲刃とプレス方向に対する負角部が形成されたダイスとの間にワークを配置して、前記曲刃とダイスとを相対的に近接移動させることにより、前記曲刃をダイスの負角部と対応して揺動させることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、プレス方向に対する負角部が形成されたダイスと、ワークの曲部を押圧する曲刃と、該曲刃を揺動可能に支持する支持機構と、ダイスに対する曲刃のプレス方向への相対的な近接移動に伴って、前記支持機構に支持された曲刃を、前記ダイスの負角部と対応して揺動させるバックアップガイドと、を備えていることにより、ダイスに対する曲刃のプレス方向への相対的な近接移動に伴って、前記支持機構に支持された曲刃を、バックアップガイドによってダイスの負角部と対応して揺動させて、シワの発生を抑制しつつ曲げ工程と歪み取り工程とを連続して一工程により行うことが可能なプレス型を提供することができる。

また、請求項２の発明によれば、ワークの曲部を押圧する曲刃を揺動可能に支持し、該曲刃とプレス方向に対する負角部が形成されたダイスとの間にワークを配置して、前記曲刃とダイスとを相対的に近接移動させることにより、前記曲刃をダイスの負角部と対応して揺動させると、シワの発生を抑制しつつ曲げ工程と歪み取り工程とを連続して一工程により行うことが可能なプレス方法を提供することができる。

（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（４）項が請求項２に相当する。

（１） 板状のワークを負角に曲げ加工するプレス型であって、
プレス方向に対する負角部が形成されたダイスと、
ワークの曲部を押圧する曲刃と、
該曲刃を揺動可能に支持する支持機構と、
ダイスに対する曲刃のプレス方向への相対的な近接移動に伴って、前記支持機構に支持された曲刃を、前記ダイスの負角部と対応して揺動させるバックアップガイドと、
を備えていることを特徴とするプレス型。

（１）項に記載の発明では、ダイスに対する曲刃のプレス方向への相対的な近接移動に伴って、前記支持機構に支持された曲刃を、バックアップガイドによってダイスの負角部と対応して揺動させることにより、曲げ工程と歪み取り工程とを連続して一工程によりシワの発生を抑制しつつ板状のワークを負角に曲げ加工することが可能なプレス型を提供することができる。

（２）前記支持機構が前記曲刃の基端部をプレス方向と直交する方向にスライド可能に支持していることを特徴とする（１）項に記載のプレス型。

（２）項に記載の発明では、（１）項に記載の発明において、曲刃の基端部が支持機構によってプレス方向と直交する方向にスライドすることができることにより、バックアップガイドによって曲刃がその中間位置を中心として、先端部と基端部をダイスの負角部と対応して回動するよう適切に揺動される。

（３） 前記バックアップガイドによって揺動された曲刃を、ダイスに対する相対的な離間移動に伴って復帰させる復帰手段をさらに備えていることを特徴とする（１）または（２）のいずれか１項に記載のプレス型。

（３）項に記載の発明では、（１）または（２）のいずれか１項に記載の発明において、バックアップガイドによって揺動された曲刃を、ダイスに対する相対的な離間移動に伴って復帰させる復帰手段をさらに備えていることにより、一プレス成形サイクルが終了した直後から次のプレス成形サイクルを確実に開始することができる。

（４） 板状のワークを負角に曲げ加工するプレス方法であって、
ワークの曲部を押圧する曲刃を揺動可能に支持し、
該曲刃とプレス方向に対する負角部が形成されたダイスとの間にワークを配置して、
前記曲刃とダイスとを相対的に近接移動させることにより、前記曲刃をダイスの負角部と対応して揺動させることを特徴とするプレス方法。

（４）項に記載の発明では、ワークの曲部を押圧する曲刃を揺動可能に支持し、該曲刃とプレス方向に対する負角部が形成されたダイスとの間にワークを配置して、前記曲刃とダイスとを相対的に近接移動させることにより、前記曲刃をダイスの負角部と対応して揺動させると、曲げ工程と歪み取り工程とを連続して一工程によりシワの発生を抑制しつつ板状のワークを負角に曲げ加工することが可能なプレス方法を提供することができる。

本発明によるプレス型の実施の一形態を、図１〜図５に基づいて説明する。同一符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明のプレス型１は、概略、板状のワークＷを負角に曲げ加工するためのものであって、相対向して配置され、相対的に近接・遠退する一対の型１０、２０を備えており、一方の型１０には、ワークＷの曲部を押圧する曲刃１１と、この曲刃１１を揺動可能に支持する支持機構１２とを備えており、他方の型２０には、プレス方向に対する負角部２１ａが形成されたダイス２１と、ダイス２１に対する曲刃１１のプレス方向への相対的な近接移動に伴って、支持機構１２に支持された曲刃１１をダイス２１の負角部２１ａと対応して揺動させるバックアップガイド２２と、を備えている。

この実施の形態におけるプレス型１は、一対の型１０、２０が相対向して上下に配置されており、上型１０がプレス装置のラムなどに接続され、下型２０がボルスタなどに支持されており、上型１０が下型２０に対して昇降移動するよう構成されている。したがって、この実施の形態におけるプレス方向は、図１、図４、および図５における垂直方向となる。

上型１０の下面には、バッキングプレート１３が取り付けられている。図２に示すように、曲刃１１は、ワークＷの負角に曲げ加工する部分の形状に応じて、後述する下型２０のダイス２１の周囲に複数配置され、ダイス２１と対向する成形面がダイス２１の形状と対応するように形成されている。曲刃１１を揺動可能に支持する支持機構１２は、一対の吊りフックにより構成されている。吊りフック１２は、図２に矢印で示すように、各曲刃１１の揺動する方向に沿ってそれぞれ延在するように、バッキングプレート１３に取付けられている。図３に示すように、吊りフック１２は、バッキングプレート１３から垂下するように取付けられる垂直部１２ａと、この垂直部１２ａの下端から水平に延びる水平部１２ｂとからなる断面Ｌ字形の型材が使用されており、この型材を互いの水平部１２ｂを向かい合わせて所定の間隔をおいて配列することにより構成されている。

曲刃１１の基端部には、吊りフック１２の水平部１２ｂに対して摺動可能に係合され支持される溝部１１ｂが形成されている。また、図１などに示されているように、曲刃１１の基端面（上端面）１１ａは、曲刃１１の揺動を妨げることがないように所定の曲率で円弧状に形成されている。一方、曲刃１１の下端のワークＷと接する角部およびバックアップガイド２２と接する角部は、面取り加工されており、所定の角度で傾斜する傾斜面１１ｃ、１１ｄが形成されている。曲刃１１を揺動可能に支持する支持機構１２は、曲刃１１の溝部１１ｂを支持している吊りフック１２により構成されている。曲刃１１は、その上端を中心として、または、その中間部の所定の点（一定とは限らない）を中心として下端と上端が旋回するように、吊りフック１２によって揺動可能に支持されている。曲刃１１がその中間部を中心として上端が旋回するとき、曲刃１１の溝部１１ｂが吊りフック１２に対して、すなわち、プレス方向である垂直方向と直交する水平方向にスライドする。

下型２０には、ワークＷの成形する形状に応じた形状のダイス２１が取り付けられている。ダイス２１の側面には、ワークＷの負角に形成する曲げ部Ｗａに応じて、プレス方向（この実施の形態では図１に鎖線で示した垂直方向）よりも内側に傾斜する負角部２１ａが形成されている。

下型２０の上面であって、上型１０に設けられた各曲刃１１と対応する位置の後方（図２の外側）には、それぞれバックアップガイド２２が設けられている。バックアップガイド２２のダイス２１と対向する面は、その上方位置２２ａがプレス方向に沿って垂直に形成されており、中間位置２２ｂが所定の高さから下方に向かって漸次ダイス２１に近付くように傾斜している。図１に示すように、バックアップガイド２２の上方位置２２ａは、ダイス２１の最も外側の位置に対してワークＷの板厚と曲刃１１の厚さ（図１における幅）とを合せた長さと略等しい間隔に設定されている。また、図４および図５に示すように、バックアップガイド２２の傾斜した中間位置２２ｂは、ダイス２１の負角部２１ａに対してワークＷの板厚と曲刃１１の厚さ（図５における幅）とを合せた長さと略等しい間隔に設定されており、この傾斜した中間位置２２ｂよりも下方位置２２ｃは、プレス方向に沿って垂直に形成されている。

なお、本発明のプレス型１は、上述した実施の形態に限定されることはなく、成形するワークＷの形状などに応じて曲刃１１とこれを支持する吊りフック１２、および、ダイス２１の配置や形状を変更することができる。また、バックアップガイド２２によって揺動された曲刃１１を、ダイス２１に対する相対的な離間移動に伴って垂直に復帰させるよう付勢するバネなどを使用した復帰手段を設けることもできる。さらに、平板状のワークＷを曲げ成形するために、下型２０のダイス２１と対応するパッドを上型１０に設けてもよい。さらにまた、上型１０にダイス２１とバックアップガイド２２を設け、下型１１に曲刃１１とこれを支持する支持機構１２を設け、ワークＷを支持するとともに上型１０のダイス２１と協働してワークＷを曲げ成形するパッドを下型２０に設けてもよい。また、上型１０を固定して下型２０を昇降移動させるよう構成することもできる。

次に、本発明のプレス方法を、上述したように構成されたプレス型１を用いる場合によって説明する。
本発明のプレス方法は、概略、板状のワークＷを負角に曲げ加工するためのもので、ワークＷの曲部Ｗａを押圧する曲刃１１を揺動可能に支持しておき、この曲刃１１とプレス方向に対する負角部２１ａが形成されたダイス２１との間にワークＷを配置して、曲刃１１とダイス２１とを相対的に近接移動させることにより、曲刃１１をダイス２１の負角部２１ａと対応して揺動させ、ワークＷの負角部Ｗａをダイス２１の負角部２１ａに押し付けるようにして負角に曲げ成形するものである。

上述したように構成されたプレス型１は、ワークＷを負角に曲げ成形するに際して、上型１０が下型２０から離間するよう上昇した状態とされている。ダイス２１の側面は、内側に向かって傾斜する負角部２１ａとなっている。この状態での曲刃１１は、垂直方向に垂下するよう吊りフック１２に支持されている。

この状態で、ダイス２１上にワークＷを位置決め載置し、上型１０を下型２０に向かって下降させて、曲刃１１をダイス２１に対してプレス方向に近接移動させる。これにより、ワークＷの端縁の曲げ部Ｗａは、図１に示したように、曲刃１１の先端に押圧されて、プレス方向に沿って曲げ加工される。このとき、曲刃１１の背面は、バックアップガイド２２の垂直な面である上方位置２２ａに摺接し、揺動することなく案内される。そして、図４に示したように、さらに上型１０が下降して曲刃１１の先端の面取り加工された傾斜面１１ｄがバックアップガイド２２の傾斜した中間位置２２ｂに接すると、曲刃１１は、その先端がダイス２１の負角部２１ａである側面に近づくように揺動し、図５に示したように、さらに上型１０が下降して曲刃１１の先端の面取り加工された傾斜面１１ｄがバックアップガイド２２の傾斜した中間位置２２ｂと下方位置２２ｃとの境界を越えると、曲刃１１の成形面がダイス２１の負角部２１ａである側面と略平行となるように揺動し、ワークＷの曲げ部Ｗａは負角に曲げ加工されることとなる。

このように、本発明では、曲刃１１が下降することによりワークＷの曲げ部Ｗａを曲刃１１の先端でプレス方向に押圧して曲げ加工する曲げ工程を行い、これと連続して、曲刃１１がさらに下降することにより揺動されて曲刃１１の成形面で曲げ部Ｗａをその基端からダイス２１の負角部２１ａに押しつけるように負角に曲げ加工する歪み取り工程を一の工程で行うことができる。したがって、シワを発生させることなく、確実に、板状のワークＷを負角に曲げ加工することができる。そして、曲刃１１を揺動させることにより、これら一連の工程を行うのであって、従来の技術（図６および図８を参照）のように異なる工程を順次個別に行うこととは異なるため、ワークＷを短時間で適切に負角に曲げ加工することができる。また、本発明では、曲刃１１を揺動させるよう構成したことにより、従来の技術（図８および特許文献１を参照）のようにスライドカムを設ける必要がないことから、プレス型の小型化を図ることができる。

本発明によるプレス型の実施の一形態を示す断面図である。 図１の平面図である。 支持機構を説明するために示した部分拡大断面図である。 図１の状態からさらに上型が下降して曲刃が僅かに揺動された状態を示す断面図である。 図４の状態からさらに上型が下降して曲刃が揺動されワークを負角に曲げ加工した状態を示す断面図である。 従来の技術で使用されていた曲げプレス型を説明するために示した断面図である。 図６に示した曲げプレス型により曲げ加工されたワークから曲刃が離れてワークにスプリングバックが生じた状態を示す断面図である。 従来の技術で使用されていた寄曲げプレス型を説明するために示した断面図である。

符号の説明

１：プレス型、 １０：上型、 １１：曲刃、 １２：吊りフック（支持機構）、 ２０：下型、 ２１：ダイス、 ２２：バックアップガイド、 Ｗ：ワーク、 Ｗａ：曲げ部

Claims (2)

1. 板状のワークを負角に曲げ加工するプレス型であって、
   プレス方向に対する負角部が形成されたダイスと、
   ワークの曲部を押圧する曲刃と、
   該曲刃を揺動可能に支持する支持機構と、
   ダイスに対する曲刃のプレス方向への相対的な近接移動に伴って、前記支持機構に支持された曲刃を、前記ダイスの負角部と対応して揺動させるバックアップガイドと、
   を備えていることを特徴とするプレス型。
2. 板状のワークを負角に曲げ加工するプレス方法であって、
   ワークの曲部を押圧する曲刃を揺動可能に支持し、
   該曲刃とプレス方向に対する負角部が形成されたダイスとの間にワークを配置して、
   前記曲刃とダイスとを相対的に近接移動させることにより、前記曲刃をダイスの負角部と対応して揺動させることを特徴とするプレス方法。
   

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