JP2012218022A - プレス装置およびプレス成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス金型開放時に成形済みワークがプレス上型に貼り付くのを物理的に防止し、ワークの位置ずれおよびワークの変形を防いでワーク姿勢を安定化させ、プレス装置を高速化させ、生産効率を向上させたもの。
【解決手段】本発明に係るプレス装置は、プレス下型１７とプレス上型１８を相対移動可能に設けてプレス金型１６を構成し、プレス下型１７とプレス上型１８の間に搬入される材料ワークＷをプレス成形して成形済みワークを形成するものである。このプレス装置１０は、プレス上型１８の凹設部内に複数のプッシュアウトシリンダ装置２４をそれぞれ設け、プッシュアウトシリンダ装置２４のシリンダロッドをプレス下型１７側に進退自在に設けてなり、プレス金型１６の開放の際、プッシュアウトシリンダ装置２４を作動させてシリンダロッドを突出させ、成形済みワークをプレス上型１８から離脱させたものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、金属プレスの製造技術に係り、特にプレス金型開放時に成形されたワークがプレス上型に貼り付いて上昇するのを物理的に防止するプレス装置およびプレス成形方法に関する。

自動車産業では、トランスファプレスやタンデムプレスのプレス装置を用いてプレス成形加工する生産技術がある。トランスファプレスでは、必要な製品形状の成形品を得るために、成形工程→切断工程→曲げ工程→穴あけ工程のように、例えば、４工程４型で、これらの型にワークを順にプレス加工するものがある。

このようなプレス装置において、生産効率を高めるために、運転速度を上昇させていくと、成形工程等の各工程の運転速度が早くなり、プレス下型に対してプレス上型の昇降速度が上昇する。

しかし、プレス装置の各工程の運動速度が速くなってくると、プレス金型開放時にプレス上型に成形されたワークが付着し、張り付いたまま上昇する虞がある。貼付き現象が生じると、成形済みワークは付着したまま上昇して落下し、落下したワークが下型で飛び跳ねて安定せず、踊り出すことがある。甚だしい場合には、成形時にワークがプレス金型から飛び出すことが生じる。

また、ワークが踊り出してシフトすると、前工程のプレス金型からワークを取り出して次工程のプレス金型にセットすることが困難となったり、正確に行なうことができなくなる。このため、プレス装置の運転速度を向上させることが困難となり、生産効率上昇の限界となっている。

従来のプレス装置には、特許文献１に記載されたものがある。

このプレス装置は、プレス上型のパンチをプレス下型のダイに昇降させ、両金型間に形成されるワークをカム機構に協動するプッシュアウト手段（プランジャおよび押出部材）によりプレス下型から上方へ押し出して離形させるものである。プレス下型から離形されたワークはストリッパで剥ぎ落とし、プレス上型への貼付きを物理的に防止している。

また、別の従来例では成形済みワークがプレス上型に貼り付く現象を防止するため、プレス装置にスプリング力を常時付与したプッシュアウト装置を設けたものがある。このプッシュアウト装置は、上型からスプリング支持された先行ピン（ＳＥＳ規格の市販品）が突出しており、この先行ピンがスプリング力により成形済みワークをプレス上型から押圧して剥がし、離脱させる機構を備える。プッシュアウト装置は、成形、切断、曲げ、穴あけなどの各工程の加工内容如何に関わらず、ワークをスプリング付勢の先行ピンでプレス下型に常時押し付けて安定化させている。

特開２００４−２５５４３１号公報

引用文献１に記載のプレス装置は、板状ブランクから部品形状を形づくる成形工程に用いることはできない。このプレス装置は、成形工程により後工程の切断、曲げ、穴あけなどの各プレス工程に用いられるものである。

引用文献１のプレス装置では、成形済みワークがプレス金型に持っていかれてワークの位置ずれを防止するために、カム駆動のプッシュアウト手段とプレス上型へのワーク貼付きを防止するストリッパの複雑な協動作業が必要となり、生産効率を向上させることが困難である。

また、成形工程に用いられるプレス装置では、プレス成形が終了したプレス金型開放時プレス上型が上昇する際に、負圧や加工油の粘性のために、板状ブランクから成形された成形済みワークがプレス上型に貼り付くことがある。しかし、プレス装置のプレス上型にスプリング付勢のプッシュアウト装置を設けたものでは、プッシュアウト装置の先行ピンに作用するスプリング力が不充分でバラツキがあるため、プレス上型から成形済みワークを剥がし、安定的に離脱させる力が得られない場合がある。

プッシュアウト装置のばね付勢された先行ピンは、下降ストローク時にプレス上型に先行して板状ブランクに常時押圧接触してブランクの位置ずれを抑制し、安定化させているが、板状ブランク（材料ワーク）が薄い材料の場合には、成形工程の前半に先行ピンの押圧力の影響で材料の挙動が変わる場合がある。板状ブランクに材料の挙動が生じる現象は、薄い材料で波打ち現象や皺の発生となって表われ顕著である。成形工程の際に、材料の挙動が生じ、皺ができると、歩留りが悪く、生産効率が低下したり、成形済みワークのパネル（ワーク）品質に悪影響が及ぶ等の問題がある。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、成形工程のプレス金型開放時に成形済みワークがプレス上型に貼り付くのを物理的に防止し、ワークの位置ずれを防止して生産効率を向上させることができるプレス装置およびプレス成形方法を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、プレス運転速度を高速化させることができ、高速化させても、成形済みワークの位置ずれを防止し、生産効率の高いプレス装置およびプレス成形方法を提供するにある。

本発明は、上述した課題を解決するために、プレス下型とプレス上型を相対移動可能に設けてプレス金型を構成し、前記プレス下型とプレス上型の間に搬入される材料ワークをプレス成形して成形済みワークを形成するプレス装置において、前記プレス上型の凹設部内に複数のプッシュアウトシリンダ装置をそれぞれ設け、前記プッシュアウトシリンダ装置のシリンダロッドを前記プレス下型側に進退自在に設けてなり、前記プレス金型の開放の際、前記プッシュアウトシリンダ装置を作動させてシリンダロッドを突出させ、成形済みワークを前記プレス上型から離脱させたことを特徴とするプレス装置である。

また、本発明は、上述した課題を解決するために、プレス下型とプレス上型を相対移動可能に設け、前記プレス下型とプレス上型の間に搬入される材料ワークをプレス成形して成形済みワークを形成するプレス成形方法において、前記プッシュアウトシリンダ装置のシリンダロッドをプレス金型開放の際にプレス下型側に突出させ、前記プッシュアウトシリンダ装置のシリンダロッドの作動により、成形済みワークを前記プレス上型から離脱させることを特徴とするプレス成形方法である。

本発明は、プレス装置のプレス金型開放時に、プレス上型から成形済みワークを離脱させ、プレス上型に成形済みワークが貼り付くのを防止し、成形済みワークの位置ずれや変形を防いでワーク姿勢を安定化させ、プレス装置の一層の高速化を図ることができる。

プレス装置による各プレス工程の流れの一例を順に説明した工程図。 本発明に係るプレス装置の第１実施形態を示すもので、成形工程に用いられる絞り加工用プレス金型を原理的に示す構成図。 図２に示されたプレス金型において、プレス上型が下死点位置をとるときのプレス成形状態を示す構成図。 （Ａ）および（Ｂ）は、図３のＡ部およびＢ部をそれぞれ拡大して示す図。 プレス金型の開放時におけるプレス上型の上昇を示す構成図。 （Ａ）はプレス装置を構成するプレス金型の昇降ストロークとプレス装置のクランク角度（軸角度）の関係を示す図、（Ｂ）はプレス装置の搬出入装置、ブランクホルダおよびプッシュアウトシリンダ装置の作動タイミングと作動範囲（作動時間）の関係を示す図。 プレス装置のプレス運転速度をプッシュアウトシリンダ装置の有無により比較して示す図。 本発明に係るプレス装置の第２実施形態を示す斜視図。 （Ａ）は図８のプレス装置に用いられるプレス金型の昇降ストロークとプレス装置のクランク角度（軸角度）の関係を示す図、（Ｂ）はプレス装置の搬出入装置、ブランクホルダおよびプッシュアウトシリンダ装置の作動タイミングと作動範囲（作動時間）の関係を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１はトランスファプレス機（ライン）を構成するプレス装置１０の各プレス工程を示すものである。このプレス装置１０は、板状ブランクをプレス成形して必要な３次元（３Ｄ）形状の製品ワークを得るもので、基本的には、成形工程１１→切断工程１２→曲げ工程１３→穴あけ工程１４のように、例えば４工程４型の自動プレスラインの製造工程で構成される。プレス装置１０は各プレス工程を実施するプレス金型に順次ワークを送って必要な製品形状を得るものである。プレス装置１０で成形される製品形状如何によっては、切断工程１２のプレス金型に切断と部品成形を行なうプレス金型が必要に応じて用いられ、また、穴あけ工程１４のプレス金型に部分成形と穴あけを行なうプレス金型が用いられる。

［第１の実施形態］
図２は、成形工程１１に用いられるプレス装置１０の第１実施形態を示す原理的な構成図である。

このプレス装置１０は、板状ブランク（材料ワーク）から３次元凹凸形状の成形済みワークを絞り成形加工するプレス金型１６を示すものである。このプレス金型１６には、固定されたプレス下型１７にプレス上型１８が昇降ストローク自在に設けられる。プレス上型１８とプレス下型１７の間に、ガイド部材（ガイドポスト）１９に案内されて昇降するブランクホルダ２０が浮上状態に弾力支持される。このブランクホルダ２０は、図示しないスプリングにより上方にばね付勢されており、ブランクホルダ２０上に搬入された板状ブランク２１（Ｗ）が保持される。プレス上型１８とプレス下型１７の間に搬入された板状ブランク（材料ワークＷ）２１は、プレス上型１８の下動に伴い、プレス上型１８とブランクホルダ２０により、所要位置、例えば材料ワークＷの周辺部または両側部が挟まれ、成形加工される前にブランクホールドされる。

プレス上型１８とブランクホルダ２０は板状ブランク２１をブランクホールドしたままさらに下降して加工開始位置に至り、絞り成形加工が開始される。なお、ブランクホルダ２０はプレス下型１７側に弾力支持する代りに、プレス上型１８側にスプリング支持させて昇降されるようにしてもよい。

具体的には、プレス金型１６の下型１７と上型１８との間に搬入された板状ブランク（材料ワークＷ）２１はブランクホルダ２０上に案内される。案内された材料ワークＷは、ブランクホルダ２０で受ける。このブランクホルダ２０は、プレス上型１８の下降に伴い材料ワークＷを弾力的にブランクホールドしたまま一体的に下降する。板状ブランク（材料ワークＷ）２１はブランクホールドされた状態でプレス上型１８が下降して、プレス下型１７と接触する加工開始位置に至り、成形加工が開始される。成形加工が開始され、加工が進展してプレス上型１８が図３に示すように下死点位置に到達すると、成形工程１１が完了し、プレス金型１６は開放される。

プレス金型１６の成形加工により、板状ブランク（材料ワークＷ）２１はプレス下型１７とプレス上型１８との間で必要な製品形状にプレス成形され、３次元形状に絞り加工される。プレス成形加工の完了により成形済みワークＷ_１が製造される。

成形工程１１は、板状ブランク２１から所要の３次元凹凸形状を形づくる工程をいい、成形工程１１が完了した成形品を成形済みワークＷ_１と定義する。

プレス金型１６の上型１８が下死点位置に到達して成形工程１１が完了すると、プレス金型１６は開放され、プレス上型１８はプレス下型１７から離れて上昇する。プレス上型１８が上昇する際、成形済みワークＷ_１とプレス上型１８の接触面（型形成面）に発生する負圧（以下、型負圧という。）や加工油の粘性のために、成形済みワークＷ_１がプレス上型１８に貼り付き、貼り付いたまま上昇する虞がある。

成形工程１１のプレス金型開放時に、成形済みワークＷ_１はプレス上型１８の型負圧に追従し、プレス上型１８に貼り付いたまま上動して落下し、落下したワークがプレス下型１７で飛び跳ねて安定せず、成形済みワークＷ_１が踊り出したり、ワーク位置がシフトして不安定になることがある。これを防止するためにプッシュアウトシリンダ装置２４が設けられる。

プッシュアウトシリンダ装置２４は、市販品のエアシリンダであり、プレス上型１８の所要の凹設部（キャビティ）２５に複数個、例えば数箇所設けられる。プレス上型１８の凹設部２５は、図４（Ａ）に示すようにプレス上型１８の補強用型リブ２３間のキャビティに形成される。各プッシュアウトシリンダ装置２４は、図示しないエア回路を介してエア配管２７により、プレス装置１０と連動するエアシリンダとして用いられ、プッシュアウトシリンダ装置２４は、シリンダ本体２８から突出するシリンダロッド２９が、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、プレス上型１８からプレス下型１７側にスプリング力ではなく、エア駆動により突没自在（進退自在）に設けられる。

プッシュアウトシリンダ装置２４のシリンダロッド２９は、プレス上型１８のガイド口（開口）３１からプレス下型１７の型成形面１７ａあるいは周辺のブランクホルダ２０側に進退あるいは突没自在に設けられる。プッシュアウトシリンダ装置２４は、型負圧による成形済みワークＷ_１の持上りが大きい箇所、あるいは成形済みワークＷのスクラップ対象部位に取り付けられる。

プッシュアウトシリンダ装置２４のシリンダロッド２９は、ロッド先端部が円弧状あるいは楕円状に湾曲した曲面形状に形成され、板状ブランク（材料ワークＷ）２１や成形済みワークＷ_１との接触による損傷を防止している。プッシュアウトシリンダ装置２４のシリンダ径は、数１０ｍｍφ、例えば５０ｍｍφに成形される。プレス上型１８のガイド口３１も数１０ｍｍφ、例えば３０ｍｍφの開口が形成され、このガイド口３１内にシリンダロッド（昇降ロッド）２９が挿通自在に設けられる。

プッシュアウトシリンダ装置２４のシリンダロッド２９は、プレス上型１８のガイド口３１を貫通してプレス下型１７側に突没自在に設けられ、プレス装置１０のクランク角度に連動してプレス金型開放時に所要の作動タイミングで作動するようになっている。

プレス金型１６の上型１８が下降して下死点位置に到達すると、図３に示すように、プレス金型１６のプレス絞り成形加工が終了してプレス金型１６が開放される。このプレス金型１６の開放時には、プレス成形加工が終了してプレス上型１８が図５に示すように上昇する一方、後述する所要の作動タイミングでプッシュアウトシリンダ装置２４が作動し、シリンダロッド２９がプレス上型１８から突出して成形済みワークＷ_１を押し出し、プレス上型１８から突き落として離脱させることができる。プレス上型１８上昇時に、プッシュアウトシリンダ装置２４が作動して成形済みワークＷ_１を押し出して突き落とし、離脱させることにより、成形済みワークＷ_１をプレス上型１８から積極的にかつ強制的に引き剥がすことができる。

また、プレス金型１６の開放時に、プッシュアウトシリンダ装置２４の作動により、成形済みワークＷ_１がプレス下型１７の型成形面１７ａに貼り付くのを防止することができる。プレス下型１７には、型成形面１７ａの所要箇所にエア抜き用溝（図示省略）が予め形成され、このエア抜き用溝によっても成形済みワークＷ_１の貼付きが防がれる。さらに、成形済みワークＷ_１のプレス下型１７への貼付きは、プレス上型１８の上昇に追従するブランクホルダ２０の上昇によっても防止される。

プッシュアウトシリンダ装置２４のシリンダロッド（作動ロッド）２９は、この意味でプッシュアウトロッド、突き落としロッドとして機能する。また、プッシュアウトシリンダ装置２４は、市販品のエアシリンダでよく、エアシリンダ作動で駆動し、スプリング力の利用を不要とするので、成形済みワークＷ_１の突き落とし力を安定的に大きくすることができ、プレス上型１８への貼り付きを効果的に防止できる。さらに、プッシュアウトシリンダ装置２４は、プレス装置１０のクランク角度と連動するエアシリンダ作動の構成とされるために、作動タイミングのコントロールを自由に調整でき、自由度が高く、その上、常時作動のスプリング力が不要となるため、成形工程前半の板状ブランクの材料の挙動を未然に防止できる。

プレス装置１０は、図示しない電動モータのモータ駆動によりプレス装置１０のプレス軸を回転させ、プレス金型１６の上型１７に昇降ストローク動作させるように構成される。トランスファプレス機を構成するプレス装置１０の搬出入装置、ブランクホルダ２０およびプッシュアウトシリンダ装置２４は、プレス装置１０のクランク角度（軸角度）に基づく所定の動作タイミングで作動制御される。

［プレス金型の昇降ストロークとプレス装置のクランク角度の関係］
図６（Ａ）は、プレス金型１６の上型１７の昇降ストロークＳとプレス装置１０のクランク角度（軸角度）の関係を、また、図６（Ｂ）は、搬出入装置、ブランクホルダおよびプッシュアウトシリンダ装置２４の作動タイミングと作動範囲（作動時間）の関係をそれぞれ示す図である。

このうち、図６（Ａ）は、成形工程１１におけるプレス金型１６の上型１８の昇降ストロークＳとプレス装置１０のクランク角度の関係を示すもので、領域ＷＡは、プッシュアウトシリンダ装置２４がプレス上型１８の材料ワークＷ（Ｗ_１）を押圧接触している作動時間に相当する領域であり、プッシュアウトシリンダ装置２４の作動範囲を示すものである。プッシュアウトシリンダ装置２４は、エア作動のため、作動遅れを考慮してシリンダロッドの動作タイミングが調整される。この動作タイミングは、例えばプレス金型１６の開放直前にプッシュアウトシリンダ装置２４がＯＮ作動するようになっている。

プレス上型１８は下降工程で材料ワーク（パネル）Ｗに接触してブランクホルダに挟持され、ブランクホールドされたままさらに下降し、プレス下型１７と協動してプレス成形加工される。領域ＷＡは材料ワークＷのプレス成形が完了してプレス金型１６が開放され、成形済みワークＷ_１がプレス上型１８からプッシュアウトされ、離脱される作動領域をいう。プレス上型１８はプレス成形が開始され、成形開始後、プレス成形が進んで材料ワークＷの成形が完了してプレス金型１６が開放されると、プレス上型１８がプレス下型１７から離れて上昇する。成形済みワークＷ_１が型負圧などでプレス上型１８とともに上昇しても、成形済みワークＷ_１は、プッシュアウトシリンダ装置２４のシリンダロッド２９の押圧（プッシュアウト）作用でプレス上型１８から押し出され、突き落とされ、離脱される。

また、図６（Ｂ）に示す搬出入装置、ブランクホルダ２０およびプッシュアウトシリンダ装置２４の動作タイミングの一例をプレス装置１０のクランク角度（プレス上型１８の昇降ストロークＳ）との関係で示す。

搬出入装置は、プレス装置１０のクランク角度（軸角度）に対応して所定の動作タイミングで搬入動作Ｉおよび搬出動作Ｏを実行しており、搬出動作Ｏと搬入動作Ｉとの間の符号Ｃは、シャトルコンベアによる次工程（切断工程）への搬送動作を示す。

さらに、ブランクホルダは、成形工程１１において、搬出入装置と連動して動作するもので、ブランクホルダもプレス装置１０のクランク角度に対応した所定の動作タイミングで下降動作Ｄと上昇動作Ｕが実行される。ブランクホルダの動作中における符号ＵＳは、上昇位置で待機している期間を示している。

一方、プッシュアウトシリンダ装置２４は、成形工程１１のプレス装置１０のプレス成形加工に連動して作動するものである。プッシュアウトシリンダ装置２４は、成形される成形品の形状や大きさによりプレス成形条件やプレス装置１０のモーションが異なり、プッシュアウトシリンダ装置２４の作動時間や作動タイミングが異なる。具体的にはプレス上型１８にワークＷ（Ｗ_１）が接触している領域ＷＡで作動してプッシュアウトされ、突き落とされる。

プッシュアウトシリンダ装置２４の動作タイミングは、図示しないエア制御装置でエアの供給を制御することで作動制御される。

［プレス装置のプレス運転速度］
本発明のプレス装置１０は、プッシュアウトシリンダ装置２４の作動により、プレス金型１６の開放時に、シリンダロッド２９をプレス上型１８から突出させ、成形済みワークＷ_１をプレス下型１７側に積極的に押圧し、プレス上型１８から強制的に突き落とし、離脱させることができ、プレス上型１８に成形済みワークＷ_１が貼り付くのを未然にかつ確実に防止できる。プレス金型１６の開放時にプッシュアウトシリンダ装置２４のシリンダロッド２９を作動させ、成形済みワークＷ_１をプッシュアウトし、プレス上型１８から離脱させたので、プレス上型１８に成形済みワークＷ_１が貼り付いて持っていかれるのを防止でき、ワークの位置ずれやワークの変形が生じるのを防ぐことができる。

したがって、プレス装置１０のプレス運転速度を高速化させることができ、プレス装置１０を高速化させても、ワークの位置ずれやワークの変形を確実に防止できる。プレス装置１０のプレス運転速度はＳＰＭで表わされる。ＳＰＭは１分間にプレス製品を何枚生産することができるかの指標である。

トランスファプレス機に用いられるプレス装置１０では、プレス運転速度ＳＰＭはワークＷが大型パネルと中型パネルと小型パネルとをプレス成形する場合で異なるが、成形工程１１のプレス装置１０のプレス上型１８にプッシュアウトシリンダ装置２４を設けると、設けない場合に較べプレス運転速度ＳＰＭは２割から５割程度上昇させることができる。

例えば、図７に示すように、ハイルーフやボディなどの大型パネルでは、プッシュアウトシリンダ装置を備えたプレス装置１０の上限値は従来の６ＳＰＭから７〜８ＳＰＭに、フードアウタ（ボンネット）などの中型パネルのＳＰＭ上限値は、従来の約１２ＳＰＭから約１６ＳＰＭに上昇させることができた。

［第２の実施形態］
図８は、本発明に係るプレス装置の第２実施形態を示すものである。

第２実施形態に示されたプレス装置１０Ａは、トランスファプレス機（ライン）の成形工程１１に用いられるものであり、このプレス装置１０Ａに用いられるプレス金型１６Ａの全体的構成は、図２ないし図５に示したプレス金型１６と実質的に異ならないので、同じ構成には、同一符号を付して説明を省略する。

図８に示されたプレス金型１６Ａでは、プレス上型１８Ａを簡略的に表示している。プレス上型１８Ａには、図示しない補強用型リブ間の凹設部（キャビティ）にプッシュアウトシリンダ装置２４が数箇所設けられる。各プッシュアウトシリンダ装置２４は、好ましくは板状ブランク（材料ワークＷ）２１のスクラップ対応部位（製品形状以外の部分）や成形済みワークＷ_１の持ち上がりが大きい部位に対応して設けられる。

成形工程１１のプレス金型１６Ａには、図８に示すプレス下型１７Ａとプレス上型１８Ａが相対移動可能に設けられる。図８では、プレス上型１８Ａが固定されたプレス下型１７Ａに対し、昇降移動する例を示す。

図８に示すプレス装置１０Ａはトランスファプレス機（ライン）を構成しており、隣接したプレス装置１０Ａ間においてワークＷを搬送するためにシャトルコンベア（図示せず）が用いられる。プレス装置１０Ａのプレス金型１６Ａに対して矢印１方向から板状ブランク（材料ワークＷ）２１が送り込まれ、また、矢印Ｏ方向へ向けて成形済みワークＷ_１が送り出される。

具体的に、プレス装置１０Ａのプレス金型１６Ａには、プレス装置１０Ａの昇降ストロークに連動して作動するシャトルコンベア（図示せず）等の自動搬送装置により、プレス金型１６Ａの下型１７Ａと上型１８Ａの間に板状ブランク（材料ワークＷ）２１が搬入され、搬入された材料ワークＷはブランクホルダ（ワークリフタ）で下降してプレス金型１６Ａで成形加工される。成形加工させた成形済みワークＷ_１は、再びブランクホルダで上動され、自動搬送装置により次工程（切断工程）へ搬出させる。

プレス金型１６Ａの下型１７Ａと上型１８Ａの間に搬入された板状ブランク（材料ワークＷ）２１は、ブランクホルダ（図示せず）の上昇位置で受け、その下降によりガイドメンバ３５に導かれてワーク加工位置に案内される。このワーク加工位置ではプレス上型１８Ａの昇降ストロークにより必要な三次元形状にプレス成形加工される。

成形工程１１ではプレス金型１６Ａの開放時にプレス上型１８Ａが下型１７Ａから離れて上昇する際、成形済みワークＷ_１とプレス上型１８Ａとの接触面に発生する型負圧や加工油の粘性のために、成形済みワークＷ_１がプレス上型１８Ａに貼り付いたまま上昇する虞が生ずる。成形済みワークＷ_１がプレス上型１８Ａに貼り付くのを防止するためにプッシュアウトシリンダ装置２４が設けられる。

成形工程１１において、プレス成形加工後、プレス金型１６Ａ開放時に成形済みワークＷ_１はプレス上型１８Ａの上昇に追従して持ち上がろうとする。プレス金型１６Ａ開放時に、成形済みワークＷ_１はプレス上型１８Ａの型負圧により追従してプレス上型１８Ａに持っていかれ、成形済みワークＷ_１が踊り出したり、ワーク姿勢が不安定になる虞があるが、このワーク姿勢の不安定化はプッシュアウトシリンダ装置２４の押出し、突き落とし離脱させることにより防止される。

プッシュアウトシリンダ装置２４は、例えば成形済みワークＷ_１がサイドボディやドアフロア（インナーフロア、リアーフロア）等のパネルのように、成形品の部品サイズや部品形状によって取付位置が種々異なる。一般的には、プレス装置１０の後工程（切断工程）でスクラップとなる部分に対応するプレス上型１８Ａの（型成形面１８ａ）平面部に設けられる。成形品が車体のリアフロアのような場合には、製品内に対応するプレス上型１８Ａの平面部に設けられる。

図９（Ａ）は、プレス装置１０Ａを構成するプレス金型１６Ａの昇降ストロークＳとプレス装置１０Ａのクランク角度の関係を、また図９（Ｂ）は搬出入装置、ブランクホルダおよびプッシュアウトシリンダ装置２４の作動タイミングと作動範囲（作動時間）の関係をそれぞれ示す図である。

このうち、図９（Ａ）は成形工程１１におけるプレス金型１６Ａの上型１８Ａの昇降ストロークとプレス装置１０Ａのクランク角度の関係を示すもので、領域ＷＡは、プッシュアウトシリンダ装置２４が作動して成形済みワークＷ_１をプッシュアウトする作動時間に相当する領域であり、プッシュアウトシリンダ装置２４の作動範囲を示すものである。

プレス上型１８Ａは下降工程で材料ワークＷに接触してプレス下型１７Ａと協動してプレス成形加工される。領域ＷＡはワークＷの成形開始から成形完了を経てプレス金型１６Ａの開放時にプッシュアウトシリンダ装置２４が成形済みワークＷ_１をプッシュアウトする作動領域をいう。プレス上型１８Ａは下降ストロークの途中で材料ワークＷと接触してプレス下型１７Ａと協動し、プレス成形が実施される。プレス成形が進んで材料ワークＷの成形が完了してプレス金型１６が開放され、プレス上型１８Ａがプレス下型１７Ａから離れて上昇し、成形済みワークＷ_１が型負圧などでプレス上型１８Ａとともに上昇しても、成形済みワークＷ_１は、プッシュアウトシリンダ装置２４のシリンダロッドよりプッシュアウトされて突き落とされ、プレス上型１８Ａから分離された状態に保持され、ワーク姿勢が保たれる。

また、図９（Ｂ）に示す搬出入装置、ブランクホルダおよびプッシュアウトシリンダ装置２４の動作タイミングの一例をプレス装置１０Ａのクランク角度（プレス上型１８Ａの昇降ストロークＳ）との関係で示す。

搬出入装置は、プレス装置１０Ａの軸角度に対応して所定の動作タイミングで搬入動作Ｉおよび搬出動作Ｏを実行しており、搬出動作Ｏと搬入動作Ｉとの間の符号Ｃは、シャトルコンベアによる次工程（切断工程）への搬送動作を示す。

さらに、ブランクホルダは、成形工程１１において、搬出入装置と連動して動作するもので、ブランクホルダもプレス装置１０Ａの軸角度に対応した所定の動作タイミングで下降動作Ｄと上昇動作Ｕが実行される。ブランクホルダの動作中における符号ＵＳは、上昇位置で待機している期間を示している。

一方、プッシュアウトシリンダ装置２４は、成形工程１１のプレス装置１０Ａのプレス成形加工に連動してプレス金型１６Ａの開放時にプッシュアウト動作を行なうものである。プッシュアウトシリンダ装置２４は、成形される成形品の形状や大きさによりプレス成形条件やプレス装置１０のモーションが異なり、プッシュアウトシリンダ装置２４の作動時間や動作タイミングが異なる。プッシュアウトシリンダ装置２４は、具体的にはプレス上型１８がワークＷ（Ｗ_１）に接触している領域で作動してプッシュアウト動作している。

プッシュアウトシリンダ装置２４の動作タイミングは、プレス装置１０Ａの昇降動作に連動して、エアバルブをエア制御装置で開閉制御することが作動制御される。

次に、プッシュアウトシリンダ装置２４の作用を説明する。

トランスファプレス機の成形工程１１において、プレス装置１０Ａのクランク角度に基づいて、搬出入装置、ブランクホルダおよびプッシュアウトシリンダ装置２４の動作タイミングが、ワークＷ（Ｗ_１）の大きさや形状、プレス条件に応じて図９に示すように一例として設定される。

プレス金型１６Ａの成形開始からプレス成形が進んでプレス上型１８Ａが図９（Ａ）に示す下死点を通り、成形が完了すると、プレス金型１６Ａは開放されてプレス上型１８Ａはプレス下型１７Ａから離れて上昇する。

プレス金型開放時にプレス上型１８Ａが上昇工程に入ると、プレス上型１８Ａの型負圧により、成形済みワークＷ_１を吸着して上昇させる。しかし、プレス上型１８Ａの上昇に追従して成形済みワークＷ_１が上昇しようとしても、プッシュアウトシリンダ装置２４が作動してシリンダロッド２９を突出させ、成形済みワークＷ_１をプレス上型１８Ａからプッシュアウトし、突き落とすので、成形済みワークＷ_１の上昇に伴う位置ずれを防止することができる。成形済みワークＷ_１はワーク姿勢を保って上昇するので、成形済みワークＷ_１を正確に送ることができる。

したがって、プレス装置１０Ａを高速化することができ、プレス装置１０Ａのプレス動作が早くなっても、成形済みワークＷ_１は、位置ずれが生じることなく安定したワーク姿勢が保たれる。成形済みワークＷ_１はプレス上型１８Ａの型負圧により引っ張られ、付着状態で上昇しても、プッシュアウトシリンダ装置２４のシリンダロッド２９の突出しにより、成形済みワークＷ_１がプレス上型１８Ａからプッシュアウトされて引き剥がされるので、安定したワーク姿勢が保持される。

このプレス装置１０Ａでは、プッシュアウトシリンダ装置２４が少なくともプレス金型開放時に成形済みワークＷ_１をプレス上型１８Ａからプッシュアウトさせて離脱させ、ワーク姿勢を安定化させたので、プレス上型１８Ａには成形済みワークＷ_１が貼り付いて持っていかれ、ワークの位置ずれやワークの変形が生じるのを防ぐことができる。したがって、プレス装置１０Ａのプレス運転速度を高速化させることができる。プレス装置１０Ａを高速化させても、ワークの位置ずれやワーク変形を確実に防止できる。プレス装置１０Ａのプレス運転速度はＳＰＭで表わされ、ＳＰＭは１分間に何枚生産できるかの指標である。

トランファプレス機（ライン）の成形工程１１に用いられるプレス装置１０Ａでは、プレス運転速度ＳＰＭは板状ブランク（材料ワークＷ）２１が大型パネルと中型パネルと小型パネルとで異なるが、プレス金型１６Ａの上型１８Ａにプッシュアウトシリンダ装置２４を設けると、プレス運転速度ＳＰＭは２割から５割程度上昇させることができる。

例えば、サイドボディやハイルーフなどの大型パネルでは、プッシュアウトシリンダ装置２４を備えたプレス装置１０ＡのＳＰＭの上限値は、従来の５〜６ＳＰＭから７〜８ＳＰＭに、フードアウタ（ボンネット）などの中型パネルのＳＰＭ上限値は、従来の約１２ＳＰＭから約１６ＳＰＭとなった。トランファプレス機に代えてタンデムプレス機を用いたプレス装置でも、上昇させることができる。

プレス金型１６Ａの上型１８Ａにプッシュアウトシリンダ装置２４を設けて、プレス金型１６Ａ開放時の成形済みワークＷ_１のワーク姿勢を安定化させたので、プレス装置１０Ａを高速化しても、次工程（曲げ工程）に送られる成形済みワークＷ_１のワーク着座誤差を防ぐことができ、生産性の向上に寄与する。

トランスファプレス機（ライン）は、例えば成形工程、切断工程、曲げ工程、穴あけ工程等の各工程を同時に動かして加工するプレス装置であり、各工程間の搬送には、フィードバーという自動搬送装置が用いられる。タンデムプレス機（ライン）は、各工程の型が独立して動くラインであり、各工程間の搬送には、ロボット、クロスバー等が用いられる。

なお、本発明の実施形態では、プレス装置のプレス上型に複数のプッシュアウトシリンダ装置を設けた例を示したが、このプッシュアウトシリンダ装置はプレス装置のクランク角度に連動し、エア制御装置によりエア駆動される市販品のエアシリンダで対応することができる。しかも、このプッシュアウトシリンダ装置は、標準のエアシリンダ部品の組合せで構成でき、製造現場での組立ても容易であり、プレス上型の凹設部に着脱自在に設置することができ、修理や保守・点検も容易である。

また、このプッシュアウトシリンダ装置は、生産現場で作動タイミングを微調整することができ、しかも、繰返し反復使用ができるので、経済性に富み、利便性が高い。

１０，１０Ａ プレス装置
１１ 成形工程
１２ 切断（部分成形）工程
１３ 曲げ工程
１４ （部分成形）穴あけ工程
１６，１６Ａ プレス金型
１７，１７Ａ プレス下型
１７ａ 型成形面
１８，１８Ａ プレス上型
１８ａ 型成形面
１９ ガイド部材（ガイドポスト）
２０ ブランクホルダ
２１ 板状ブランク（材料ワークＷ）
２３ 型リブ
２４ プッシュアウトシリンダ装置
２５ 凹設部（キャビティ）
２７ エア配管
２８ シリンダ本体
２９ シリンダロッド（プッシュアウトロッド、作動ロッド）
３１ ガイド口
３５ ガイドメンバ

Claims (6)

1. プレス下型とプレス上型を相対移動可能に設けてプレス金型を構成し、前記プレス下型とプレス上型の間に搬入される材料ワークをプレス成形して成形済みワークを形成するプレス装置において、
   前記プレス上型の凹設部内に複数のプッシュアウトシリンダ装置をそれぞれ設け、
   前記プッシュアウトシリンダ装置のシリンダロッドを前記プレス下型側に進退自在に設けてなり、
   前記プレス金型の開放の際、前記プッシュアウトシリンダ装置を作動させてシリンダロッドを突出させ、成形済みワークを前記プレス上型から離脱させたことを特徴とするプレス装置。
2. 前記プッシュアウトシリンダ装置はプレス上型の補強用型リブ間に形成される凹設部に複数個設けられ、
   前記プッシュアウトシリンダ装置の取付位置は、成形済みワークの製品形状に合せてワークスクラップ対象部位あるいは成形済みワークの持ち上がりが大きい箇所に対応して取り付けられる請求項１記載のプレス装置。
3. 前記プッシュアウトシリンダ装置のシリンダロッドは、ロッド先端部が円弧状あるいは楕円状の曲面形状に形成され、
   前記シリンダロッドは取付位置と成形済みワークの製品形状に合わせて作動ストロークを変更調節自在とした請求項１または２に記載のプレス装置。
4. 前記プッシュアウトシリンダ装置は、プレス金型開放直前あるいは直後のタイミングで作動してシリンダロッドをプレス下型側に突出し、成形済みワークをプレス上型から離脱させる請求項１記載のプレス装置。
5. 前記プレス上型とプレス下型の間に、搬入される材料ワークを受ける浮動プランジャを弾力支持し、
   前記ワークプランジャは前記プレス上型の下降に伴い材料ワークを挟持した状態でワーク加工位置に案内される請求項１記載のプレス装置。
6. プレス下型とプレス上型を相対移動可能に設け、前記プレス下型とプレス上型の間に搬入される材料ワークをプレス成形して成形済みワークを形成するプレス成形方法において、
   前記プッシュアウトシリンダ装置のシリンダロッドをプレス金型開放の際にプレス下型側に突出させ、
   前記プッシュアウトシリンダ装置のシリンダロッドの作動により、成形済みワークを前記プレス上型から離脱させることを特徴とするプレス成形方法。

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