JP2017148859A - プレス加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラム１の下降エネルギーをワークＷの二次加工に用いるにあたり、プレス加工装置の大型化を抑えながら、省エネルギー化を図る。【解決手段】ラム１の下降エネルギーによって液圧を発生する液圧発生シリンダ１４と、該液圧を利用して二次加工具７を駆動する油圧シリンダ４３と、二次加工具７のリターンスプリング２２による復帰に伴って油圧シリンダ４３から排出される作動液の液圧をガス圧に変換して蓄えるアキュムレータ１７とを備え、アキュムレータ１７に蓄えられた油圧によって液圧発生シリンダ１４を復帰させる。【選択図】図１

Description

本発明は、ワークのプレス成形と、該プレス成形に続く当該ワークの二次加工とを連続的に行なうプレス加工装置に関する。

特許文献１には、上型の下降によってパネルの曲げ加工を行ない、次いで、その曲げ加工されたフランジ部に穴抜きポンチによって打抜き加工を行なうプレス加工装置が記載されている。このプレス加工装置では、曲げ加工時のプレス機のラムの下降エネルギーで気体を圧縮してガス圧として蓄える蓄圧手段を備え、この蓄圧手段と穴抜きポンチ駆動用の推力発生手段（エアシリンダ）とを結ぶ接続通路に電磁弁が設けられている。打抜き加工時に上記電磁弁を開にすることにより、蓄圧手段から圧縮気体を推力発生手段に供給して、穴抜きポンチを駆動するようになっている。また、蓄圧手段の気体室には弾性体が設けられ、蓄圧時に弾性体を圧縮し、上記打ち抜き加工後に、弾性体の付勢力によって蓄圧手段を元位置（気体を圧縮する前の状態）に復帰させるようになっている。

特許文献２には、プレス加工装置において、パッドがワークに当接するときの衝突音を低減するために、パッドがワークに当接する直前にパッドを上型に対して相対的に上昇させる機構を設け、該機構に流量制御弁付の油圧アキュムレータを用いることが記載されている。当該機構は、上型の下降力によって作動油を吐出する第１油圧シリンダと、その作動油でパッドを上昇させる第２油圧シリンダとを備えている。この両油圧シリンダを結ぶ油路に流量制御弁付の油圧アキュムレータを設けることにより、第１油圧シリンダから第２油圧シリンダに送られる作動油量を制御するようにされている。

特開平５−２３７５６４号公報 特開平８−１３２２９９号公報

特許文献１に記載されたプレス加工装置によれば、曲げ加工時のラムの下降エネルギーの一部を蓄圧手段でガス圧として蓄え、これを打抜き加工に用いるから、エネルギーロスが少なくなる。

しかし、蓄圧手段内の気体をラムの下降エネルギーで圧縮しても、蓄圧手段と穴抜きポンチ駆動用の推力発生手段を結ぶ接続通路の電磁弁から推力発生手段に至る間の気体は圧縮されない。従って、穴抜きポンチを駆動するには、上記電磁弁から推力発生手段に至る接続通路の気体を圧縮しなければならないから、蓄圧手段における気体の圧縮量を大きくする必要がある。すなわち、蓄圧手段の大型化が必要になる。

しかも、ラムの下降エネルギーを利用して蓄圧手段にガス圧を蓄える際に、蓄圧手段を元位置に復帰させるの弾性体を同時に圧縮する必要があり、この弾性体の圧縮のために余分にエネルギーが必要になる。

そこで、本発明は、ラムの下降エネルギーをワークの二次加工に用いるにあたり、プレス加工装置の大型化を抑えながら、エネルギーロスをさらに少なくすることを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、二次加工具を駆動する媒体として、気体ではなく、液体を採用し、ラムの下降エネルギーを使って液圧発生シリンダで二次加工用の液圧を発生させ、二次加工具をリターンスプリングで復帰させるときの液圧を利用して液圧発生シリンダを復帰させるようにした。

ここに開示するプレス加工装置は、ワークのプレス成形と当該ワークの二次加工とを行なう装置であって、
プレス機のラムの下降によって上記ワークをプレス成形する上型及び下型と、
上記ワークの二次加工をする二次加工具と、
上記二次加工具を復帰させるリターンスプリングと、
作動液を媒体として上記二次加工具を駆動する油圧回路とを備え、
上記油圧回路は、
上記ラムの下降エネルギーによって作動液を吐出する液圧発生シリンダと、
上記液圧発生シリンダが発生する液圧を利用して上記二次加工具を二次加工方向に駆動するアクチュエータと、
上記二次加工具の復帰に伴って上記アクチュエータから排出される作動液の液圧をガス圧に変換して蓄えるアキュムレータと、
作動液の流路を、上記アクチュエータに与える液圧が発生するように上記液圧発生シリンダから作動液を吐出させる流路と、上記二次加工具の駆動後に上記アキュムレータに液圧が蓄えられるように上記アクチュエータから作動液を吐出させる流路と、上記液圧発生シリンダにこれを復帰させる液圧が加わるように上記アキュムレータから作動液を吐出させる流路とに切り換える切換手段とを備えていることを特徴とする。

このプレス加工装置では、ワークをプレス成形するときに、作動液の流路を液圧発生シリンダから作動液を吐出させる流路にすると、液圧発生シリンダがラムの下降エネルギーによって作動液を吐出することで二次加工具を駆動するための液圧が発生する。二次加工後、アクチュエータから作動液を吐出させるように流路を切り換えると、二次加工具がリターンスプリングの付勢によって復帰し、それに伴って、アクチュエータから作動液が吐出してアキュムレータに液圧が蓄えられる。しかる後、アキュムレータから作動液を吐出させる流路に切り換えると、ラムの上昇に伴って、アキュムレータから液圧発生シリンダに液圧が伝わり、該液圧発生シリンダが元位置に復帰していく。

ここに、二次加工具を駆動する液圧回路の作動液は実質的に非圧縮性の媒体である。従って、二次加工具がリターンスプリングの付勢によって復帰するときにアクチュエータから作動液が吐出されることを利用して、アキュムレータに液圧を蓄え、その液圧を利用して液圧発生シリンダを復帰させることができる。

すなわち、アキュムレータとアクチュエータを結ぶ流路や、アキュムレータと液圧発生シリンダを結ぶ流路に介在する媒体（作動液）を圧縮する必要がないから、二次加工具が復帰するときにアクチュエータに液圧が確実に蓄えられ、その液圧によって液圧発生シリンダが元位置に確実に復帰することになる。また、上述の如く、流路の媒体を圧縮する必要がないから、液圧発生シリンダやアキュムレータの小型化に有利になる。

このように、二次加工具のリターンスプリングによる復帰力を利用して液圧発生シリンダを復帰させるから、液圧発生シリンダの復帰のために、オイルポンプ等の液圧発生源を別に設ける必要がなく、或いは、液圧発生シリンダ自体にリターンスプリングを設ける必要はない。例えば、液圧発生シリンダ自体にリターンスプリングを設けた場合、ラムの下降エネルギーによって液圧を発生させるときに、リターンスプリングを圧縮するために余分なエネルギーが必要になるところ、それが不要になる。よって、プレス加工装置の省エネルギー化に有利になる。

本発明の好ましい態様では、上記上型及び下型は、加熱された上記ワークのプレス成形と、該プレス成形に続いて当該ワークの焼入れのための冷却とを行なうホットプレス型であり、上記液圧発生シリンダから作動液を吐出させる流路に、該液圧発生シリンダが発生する液圧をガス圧に変換して蓄える二次加工用アキュムレータが設けられ、上記切換手段は、上記ワークのプレス成形後、該ワークが焼入れによって硬化する前に、上記二次加工具を駆動すべく、作動液の流路を、上記液圧発生シリンダから作動液を吐出させる流路から、上記二次加工用アキュムレータから上記アクチュエータに向かって作動液を吐出させる流路に切り換えることを特徴とする。

ホットプレス型の場合、ワークのプレス成形後の二次加工は、該ワークが冷却による焼入れによって硬化する前に速やかに行なう必要がある。このことに関して、上述の如く、二次加工を行なうべく、作動液の流路を切り換えると、該作動液が実質的に非圧縮性の媒体であり、二次加工用アキュムレータがその作動液の液圧をガス圧に変換して蓄えるものであるから、当該流路の切換によって、二次加工用アキュムレータからアクチュエータに直ちに液圧が伝わり、二次加工具が応答性良く駆動される。

本発明の好ましい態様では、上記二次加工具は、上記上型に対して相対的に昇降するように設けられたホルダに支持され、該ホルダが上記上型に対して相対的に下降することにより、上記ワークの二次加工を行なうものであり、上記ホルダを上記上型に対して相対的に下降させるために、上記ラムと上記ホルダの間に上記アクチュエータとしての液圧シリンダが複数本設けられていることを特徴とする。

二次加工具をホルダに支持し、該ホルダをアクチュエータとしての複数本の液圧シリンダで下降させる構成を採用する場合、その複数本の液圧シリンダに液圧を同期して応答性良く伝える必要があるところ、二次加工用アキュムレータがその作動液の液圧をガス圧に変換して蓄えるものであるから、当該作動液の流路の切換によって、二次加工用アキュムレータからアクチュエータに直ちに液圧が伝わり、二次加工具が応答性良く駆動される。また、二次加工用アキュムレータと複数本の油圧シリンダ各々を結ぶ流路に存する媒体を圧縮する必要がなく、二次加工用アキュムレータは複数本の油圧シリンダへの供給に必要な油量を蓄えることで足りるから、二次加工用アキュムレータの小型化に有利になる。

本発明の好ましい態様では、上記二次加工具として、上記ワークのトリミングを行なう加工具と、上記ワークのピアッシングを行なう加工具とを備え、
上記両加工具が上記ホルダに支持され、上記ワークのプレス成形に続いて当該両加工具による上記ワークのトリミングとピアッシングが同時に行なわれることを特徴とする
従って、トリミング用加工具及びピアッシング用加工具に対して個々にアクチュエータ及びガイド機構を設ける必要がなく、従って、金型全体の大型化を避けながら、両加工具を応答性良く駆動することができる。

本発明によれば、プレス機のラムの下降によってワークをプレス成形する上型及び下型と、該ワークの二次加工をする二次加工具と、該二次加工具を復帰させるリターンスプリングと、作動液を媒体として二次加工具を駆動する液圧回路とを備え、この液圧回路は、ラムの下降エネルギーによって液圧を発生する液圧発生シリンダと、該液圧を利用して二次加工具を駆動するアクチュエータと、該二次加工具のリターンスプリングによる復帰に伴ってアクチュエータから排出される作動液の液圧をガス圧に変換して蓄えるアキュムレータとを備え、該アキュムレータに蓄えられた油圧によって液圧発生シリンダを復帰させるようにしたから、プレス加工装置の大型化を抑えながら、省エネルギーを図ることができる。

実施形態１に係るプレス加工装置の断面図。 ワークがプレス成形後に二次加工された状態を示す同プレス加工装置の断面図。 二次加工具が元位置に復帰した状態を示す同プレス加工装置の断面図。 ラムが上昇した状態を示す同プレス加工装置の断面図。 実施形態２に係るプレス加工装置の断面図。 ワークがプレス成形後に二次加工された状態を示す同プレス加工装置の断面図。 斜行ピアス刃が元位置に復帰した状態を示す同プレス加工装置の断面図。 ラムが上昇した状態を示す同プレス加工装置の断面図。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

＜実施形態１＞
図１に示すプレス加工装置は、プレス機のラム１の下降によってワーク（鋼板）Ｗをプレス成形する上型（ダイ）２及び下型（パンチ）３と、該プレス成形に続いて各々ワークＷの二次加工をする複数の二次加工具４〜７を備えている。上型２及び下型３はホットプレス型であり、加熱したワークＷを断面ハット形状に曲げ成形するとともに、該成形に続いてワークＷを急冷する。これにより、焼入れされた高張力鋼製プレス成形品が得られる。そして、ワークＷのプレス成形後、急冷硬化する前に、二次加工具４〜７によるワークＷのトリミング（ワーク周縁部の切除）及びピアッシング（孔開け）が行なわれる。

プレス加工装置では、ラム１に一つの昇降プレート８が昇降自在に支持されている。この昇降プレート８の下面に一つの上ホルダ１１が重ね合わせ状態にされて固定され、この上ホルダ１１に上記二次加工具４〜７が設けられている。プレス加工装置には、作動液を媒体として二次加工具４〜７を駆動する液圧回路としての油圧回路９が設けられている。この場合、作動液として圧油が用いられていることになる。

上型２は、上ホルダ１１に対して、相対的に昇降自在に支持されている。下型３はボルスタ１２に固定された下ホルダ１３に固定されている。

以下、プレス加工装置を構成する各要素を具体的に説明する。

昇降プレート８は、ラム１に固定した支持部材２１にリターンスプリング２２を介して受けられている。

上ホルダ１１は、上板部１１ａ、この上板部１１ａより上型２の両側を下方に延びる延設部１１ｂ，１１ｃ、並びに、一方の延設部１１ｂの外側に設けられたカムドライバー１１ｄを備えている。昇降プレート８が上ホルダ１１の上板部１１ａに重ね合わされて、該昇降プレート８に上ホルダ１１が固定されている。この上ホルダ１１には、二次加工具として、ワークＷのトリミングを行なうトリム刃４，５と、ワークＷに対して垂直にピアッシングする垂直ピアス刃６と、ワークＷに対して斜めにピアッシングする斜行ピアス刃７とが設けられている。

トリム刃４，５は、上型２の両側を下方に延びる上ホルダ１１の延設部１１ｂ，１１ｃの下端に固定されている。垂直ピアス刃６は、ワークＷの頂部に上方から孔を明けるべく、上ホルダ１１の上板部１１ａに固定されている。斜行ピアス刃７は、ワークＷの側部にその側方から孔を明けるべく、上ホルダ１１の一方の延設部１１ｂに支持されている。この斜行ピアス刃７は、上ホルダ１１のカムドライバー１１ｄの下降力を受けて斜め下方へ前進し、カムドライバー１１ｄが上昇すると、リターンスプリング（図示省略）の付勢によって後退する。

下型３には、ワークＷのトリミングを行なうためのトリム刃４，５に対応する切刃２４，２５が設けられ、垂直ピアス刃６及び斜行ピアス刃７各々に対応するダイス２６，２７が設けられている。

昇降プレート８と上ホルダ１１には相対する貫通孔が複数形成されており、これらの相対する貫通孔を通してラム１に固定したロッド３３と上型２に固定したロッド３４が相接触している。これにより、ラム１の下降力がロッド３３，３４を介して上型２に伝わるようになっている。

油圧回路９は、液圧発生シリンダとしての油圧発生シリンダ１４と、二次加工用アキュムレータとしての高圧アキュムレータ１５と、二次加工具４〜７を二次加工方向に駆動するアクチュエータとしての油圧シリンダ１６と、油圧発生シリンダ１４を復帰させるための低圧アキュムレータ１７と、各々圧油の流路を切り換える第１切換弁１８及び第２切換弁１９とを備えている。

油圧発生シリンダ１４は、ワークＷをプレス成形するときのラム１の下降エネルギーによって圧油を内部から吐出して油圧を発生するものであり、ラム１とボルスタ１２の間に配置されている。図では油圧発生シリンダ１４を１本のみ描いているが、金型まわりに適宜の間隔をおいて複数本の油圧発生シリンダ１４が設けられている。

高圧アキュムレータ１５は、油圧発生シリンダ１４が発生する油圧をガス圧に変換して蓄える。

油圧シリンダ１６は、ラム１と昇降プレート８の間に設けられており、高圧アキュムレータ１５で蓄えられた油圧を受けて昇降プレート８を上ホルダ１１と共に下降させる。昇降プレート８は、多数の油圧シリンダ１６を前後左右に一定間隔をおいて配置することができるようにした汎用プレートである。本実施形態では、複数本（例えば、６０本）の油圧シリンダ１６がラム１と昇降プレート８の間に設けられている。昇降プレート８は、油圧シリンダ１６への圧油の供給によって上ホルダ１１と共に下降し、油圧シリンダ１６への圧油の供給が解除されると、すなわち、油圧シリンダ１６から圧油が吐出（排出）される状態になると、リターンスプリング２２の付勢によってホルダ１１と共に上昇する。

低圧アキュムレータ１７は、リターンスプリング２２の付勢による昇降プレート８の上昇（二次加工具４〜７の復帰）に伴って、油圧シリンダ１６から圧油が吐出されたとき、その吐出によって生ずる油圧をガス圧に変換して蓄える。

油圧回路９は、油圧発生シリンダ１４から延びる油路２０ａを備え、該油路２０ａは、油圧シリンダ１６に延びる油路２０ｂとアキュムレータ１５，１７側に延びる油路２０ｃとに分岐している。アキュムレータ１５，１７側に延びる油路２０ｃは、高圧アキュムレータ１５に延びる油路２０ｄと低圧アキュムレータ１７に延びる油路２０ｅとに分岐している。第１切換弁１８は、三方弁であって、油路２０ａ，２０ｂ，２０ｃの分岐点に設けられている。第２切換弁１９は、三方弁であって、油路２０ｃ，２０ｄ，２０ｅの分岐点に設けられている。

第１及び第２の切換弁１８，１９は、図示を省略した制御部からの制御信号によりプレス加工装置の作動に応じて油路を選択的に開閉する。図１に示すように、油路２０ｂ及び油路２０ｅが閉じられると（図１〜４では、閉じられた油路に「×」を付けている。）、油圧発生シリンダ１４から高圧アキュムレータ１５に向かって圧油が吐出される流路Ａが形成される。図２に示すように、油路２０ａ及び油路２０ｅが閉じられると、高圧アキュムレータ１５から油圧シリンダ１６に向かって圧油が吐出される流路Ｂが形成される。図３に示すように、油路２０ａ及び油路２０ｄが閉じられると、油圧シリンダ１６から低圧アキュムレータ１７に向かって圧油が吐出される流路Ｃが形成される。図４に示すように、油路２０ｂ及び油路２０ｄが閉じられると、低圧アキュムレータ１７から油圧発生シリンダ１４に向かって圧油が吐出される流路Ｄが形成される。

ここに、第１及び第２の切換弁１８，１９は、プレス成形時（ラム１の下降時）には流路Ａ（図１）が形成され、プレス成形に続く二次加工時（昇降プレート８の下降時）には流路Ｂ（図２）が形成され、二次加工後の二次加工具４〜７の復帰時（リターンスプリング２２の付勢による昇降プレート８の上昇時）には流路Ｃ（図３）が形成され、ラム１の上昇時には流路Ｄ（図４）が形成されるように制御される。第１及び第２の切換弁１８，１９は、本発明の流路切換手段を構成している。

上記プレス加工装置ではプレス成形品の冷却に水冷が採用されている。図示は省略するが、上型２及び下型３各々には冷却水通路が形成され、各々のワークＷを成形する成形面に冷却水の噴出口と冷却水の吸込口が開口している。上型２及び下型３各々の成形面とプレス成形品の間に冷却水を供給することで、プレス成形品を急冷して焼き入れする。なお、上型２及び下型３各々に冷却水通路を形成し、冷却水を噴出させることなく、上型２及び下型３を介してプレス成形品を間接的に水冷することもできる。

−プレス加工装置の作動−
図１に示すように、ワークＷを上型２と下型３の間に搬入した状態でラム１を下降させると、上型２がロッド３３，３４を介してラム１で押されて下降する。これにより、ワークＷは上型２と下型３に挟まれて上向きの凸になるように変形していく。このときは、流路Ａが形成されるように第１及び第２の切換弁１８，１９が切り換えられる。これにより、ラム１の下降に伴って油圧発生シリンダ１４から流路Ａ（油路２０ａ，２０ｃ，２０ｄ）を介して高圧アキュムレータ１５に向かって圧油が吐出される。よって、油圧発生シリンダ１４が発生する油圧が高圧アキュムレータ１５に蓄えられる。

図２に示すように、上記上型２の下降により、ワークＷはハット状にプレス成形された状態になる。その状態で、上型２及び下型３への冷却水の供給によるワークＷの冷却が開始される。同時に、流路Ｂが形成されるように第１及び第２の切換弁１８，１９が切り換えられる。これにより、高圧アキュムレータ１５から流路Ｂ（油路２０ｄ，２０ｃ，２０ｂ）を介して油圧シリンダ１６に向かって圧油が吐出される。すなわち、油圧シリンダ１６が流路Ｂを介して高圧アキュムレータ１５の油圧を受けて伸び、その伸び推力によって昇降プレート８が上ホルダ１１と共に下降する。

これにより、トリム刃４，５によってワークＷのトリミングが行なわれるとともに、垂直ピアス刃６及び斜行ピアス刃７によるワークＷのピアッシングが行なわれる（二次加工）。油圧回路９の作動油は実質的に非圧縮性の媒体であるから、上記流路の切換によって、高圧アキュムレータ１５から複数本の油圧シリンダ１６各々に対して直ちに油圧が伝わり、二次加工具が応答性良く駆動されることになる。この時点では、ワークＷは冷却の途中段階であって未だ焼入れ硬化していないから、過大な力を要することなく、ワークＷの二次加工を行なうことができる。

二次加工後、図３に示すように、流路Ｃが形成されるように第１及び第２の切換弁１８，１９が切り換えられる。その結果、油圧シリンダ１６から流路Ｃ（油路２０ｂ，２０ｃ，２０ｅ）を介して低圧アキュムレータ１７に向かって圧油が吐出（排出）されることになる。これにより、昇降プレート８が上ホルダ１１と共にリターンスプリング２２の付勢によって上昇し、トリム刃４，５、垂直ピアス刃６及び斜行ピアス刃７が元位置に復帰する。そして、リターンスプリング２２の付勢力によって油圧シリンダ１６から吐出される圧油の圧力がガス圧に変換されて低圧アキュムレータ１７に蓄えられる。

次いで、ワークＷの焼入れのための冷却水の供給が停止された後、図４に示すように、ラム１を上昇させる。これにより、プレス成形及び二次加工が施されたワークＷの取出しが可能になる。このとき、流路Ｄが形成されるように第１及び第２の切換弁１８，１９が切り換えられる。これにより、低圧アキュムレータ１７から流路Ｄ（油路２０ｅ，２０ｃ，２０ａ）を介して油圧発生シリンダ１４に向かって圧油が吐出される。その結果、油圧発生シリンダ１４が圧油を内部に蓄えながら伸びる。よって、油圧発生シリンダ１４は、次にラム１が下降するときに、その下降エネルギーによって油圧を発生することが可能になる。

上述の如く、高圧アキュムレータ１５は、油圧をガス圧に変換して蓄えるものであるから、該高圧アキュムレータ１５と油圧シリンダ１６を結ぶ油路に存する媒体を圧縮する必要がない。従って、高圧アキュムレータ１５は、油圧シリンダ１６自体への供給に必要な量の圧油を蓄えることで足りるから、その小型化に有利になる。特に、実施例のように、多数の油圧シリンダ１６を設ける場合において、高圧アキュムレータ１５の大型化を避けることができる。同じ理由から、油圧発生シリンダ１４も、油圧シリンダ１６自体への供給に必要な油量を吐出し得ることで足りるから、その小型化に有利になる。

また、低圧アキュムレータ１７は、油圧をガス圧に変換して蓄えるものであるから、油圧発生シリンダ１４や油圧シリンダ１６と低圧アキュムレータ１７とを結ぶ油路に存する媒体を圧縮する必要がない。従って、油圧発生シリンダ１４や低圧アキュムレータ１７の小型化に有利になるとともに、二次加工具４〜７がリターンスプリング２２の付勢力によって復帰するときに油圧シリンダ１６から低圧アクチュエータ１７に油圧が確実に蓄えられ、その油圧によって油圧発生シリンダ１４が元位置に確実に復帰することになる。

このように、二次加工具４〜７のリターンスプリング２２による復帰力を利用して油圧発生シリンダ１４を復帰させるから、油圧発生シリンダ１４の復帰のために、オイルポンプ等の油圧発生源を別に設ける必要がなく、或いは、油圧発生シリンダ１４自体にリターンスプリングを設ける必要はない。例えば、油圧発生シリンダ１４自体にリターンスプリングを設けた場合、ラム１の下降エネルギーによって油圧を発生させるときに、リターンスプリングを圧縮するために余分なエネルギーが必要になるところ、それが不要になる。よって、プレス加工装置の省エネルギー化に有利になる。

＜実施形態２＞
本実施形態のプレス加工装置を図５〜図８に示す。図５に示すように、このプレス加工装置は、プレス機のラム１の下降によってワーク（鋼板）Ｗをプレス成形する上型（ダイ）２及び下型（パンチ）３と、該プレス成形に続いて各々ワークＷの二次加工をする複数の二次加工具４，５，７を備えている。上型２及び下型３はホットプレス型であり、加熱したワークＷを断面ハット形状に曲げ成形するとともに、該成形に続いてワークＷを急冷する。これにより、焼入れされた高張力鋼製プレス成形品が得られる。そして、ワークＷのプレス成形後、急冷硬化する前に、二次加工具４，５，７によるワークＷのトリミング及びピアッシングが行なわれる。

このプレス加工装置では、ラム１に上ホルダ１１が固定され、この上ホルダ１１に上型２が昇降自在に且つガススプリング等のスプリング１０によって下方へ付勢した状態に支持されている。下型３はボルスタ１２に固定された下ホルダ１３に固定されている。

上ホルダ１１には、二次加工具として、ワークＷのトリミングを行なうトリム刃４，５と、ワークＷに対して斜めにピアッシングする斜行ピアス刃７とが設けられている。トリム刃４，５は、上型２の両側を下方に延びる上ホルダ１１の延設部１１ｂ，１１ｃの下端に固定されている。斜行ピアス刃７は、ピアスホルダ４１に保持され、一方の延設部１１ｂに、ワークＷにピアッシングすべく進退自在に且つリターンスプリング２３にて後退方向（復帰方向）に付勢して支持されている。

下型３には、トリム刃４，５に対応する切刃２４，２５が設けられ、斜行ピアス刃７に対応するダイス２７が設けられている。

そうして、プレス加工装置には、斜行ピアス刃７を駆動する液圧回路としての油圧回路９が設けられている。

油圧回路９は、液圧発生シリンダとしての油圧発生シリンダ１４と、斜行ピアス刃７をリターンスプリング２３の付勢に抗して前進方向（二次加工方向）に駆動するアクチュエータとしての油圧シリンダ４３と、油圧発生シリンダ１４を復帰させるためのアキュムレータ４４と、油路を開閉する第１及び第２の開閉弁４５，４６とを備えている。

油圧発生シリンダ１４は、実施形態１と同じく、ワークＷをプレス成形するときのラム１の下降エネルギーによって圧油を内部から吐出して油圧を発生するものであり、ラム１とボルスタ１２の間に配置されている。

油圧シリンダ４３は、下ホルダ１３に設けられた台４２に設けられている。具体的には、油圧シリンダ４３は、上型２がワークＷをプレスした状態になったときのピアスホルダ４１の背部に位置するように設けられている。

アキュムレータ４４は、油圧シリンダ４３から圧油が吐出されたとき、その吐出によって生ずる油圧をガス圧に変換して蓄える。

油圧回路９は、油圧発生シリンダ１４から延びる油路４７ａを備え、該油路４７ａは、油圧シリンダ４３に延びる油路４７ｂとアキュムレータ４４に延びる油路４７ｃとに分岐している。第１開閉弁４５は油路４７ｂに設けられ、第２開閉弁４６は油路４７ｃに設けられている。

第１及び第２の開閉弁４５，４６は、図示を省略した制御部からの制御信号によりプレス加工装置の作動に応じて油路を選択的に開閉する。図５及び図６に示すように第２開閉弁４６が閉じられると（図５〜８では、閉じられた開閉弁に「×」を付けている。）、油圧発生シリンダ１４から油圧シリンダ４３に向かって圧油が吐出される流路Ｅが形成される。図７に示すように、開閉弁４５，４６が共に開になると、油圧シリンダ４３からアキュムレータ４４に向かって圧油が吐出される流路Ｆが形成される。図８に示すように、第１開閉弁４５が閉じられると、アキュムレータ４４から油圧発生シリンダ１４に向かって圧油が吐出される流路Ｇが形成される。

ここに、第１及び第２の開閉弁４５，４６は、ラム１の下降時には流路Ｅ（図５，６）が形成され、二次加工後のリターンスプリング２３の付勢による斜行ピアス刃７の復帰時には流路Ｆ（図７）が形成され、ラム１の上昇時には流路Ｇ（図８）が形成されるように制御される。第１及び第２の開閉弁４５，４６は、本発明の流路切換手段を構成している。

上記プレス加工装置では、実施形態１と同じく、プレス成形品の冷却に水冷が採用されている。図示は省略するが、上型２及び下型３各々には冷却水通路が形成され、各々のワークＷを成形する成形面に冷却水の噴出口と冷却水の吸込口が開口している。上型２及び下型３各々の成形面とプレス成形品の間に冷却水を供給することで、プレス成形品を急冷して焼き入れする。なお、上型２及び下型３各々に冷却水通路を形成し、冷却水を噴出させることなく、上型２及び下型３を介してプレス成形品を間接的に水冷することもできる。

−プレス加工装置の作動−
図５に示すように、ワークＷを上型２と下型３の間に搬入した状態でラム１を下降させると、上型２が上ホルダ１１と共に下降する。このときは流路Ｅが形成されるように第１開閉弁４５は開にされ、第２開閉弁４６は閉にされる。上型２の下降により、ワークＷは上型２と下型３に挟まれて上向きの凸になるように変形していく。

図６に示すように、ワークＷが上型２と下型３によってハット状にプレスされた状態になると、上型２及び下型３への冷却水の供給によるワークＷの冷却が開始される。また、斜行ピアス刃７のピアスホルダ４１は油圧シリンダ４３の前方に位置付けられた状態になる。ワークＷがプレスされた状態になって上型２の下降が止まった後、更なるラムの下降によって、スプリング１０が圧縮されて上ホルダ１１が下降していく。同時に、ラム１による油圧発生シリンダ１４の押圧が開始され、油圧発生シリンダ１４から流路Ｅ（油路４７ａ，４７ｂ）を介して油圧シリンダ４３に向かって圧油が吐出される。

上ホルダ１１の下降により、トリム刃４，５によってワークＷのトリミングが行なわれる（二次加工）。また、油圧シリンダ４３が流路Ｅを介して油圧発生シリンダ１４からの油圧を受けて伸び、その伸び推力によってピアスホルダ４１が押されて斜行ピアス刃７が前進し、ワークＷのピアッシングが行なわれる（二次加工）。油圧回路９の作動油は実質的に非圧縮性の媒体であるから、ラム１による油圧発生シリンダ１４の押圧が開始されると、油圧発生シリンダ１４から油圧シリンダ４３に対して直ちに油圧が伝わり、斜行ピアス刃７が応答性良く駆動されることになる。この時点では、ワークＷは冷却の途中段階であって未だ焼入れ硬化していないから、過大な力を要することなく、ワークＷの二次加工を行なうことができる。

二次加工後、図７に示すように、流路Ｆが形成されるように開閉弁４５，４６は共に開にされる。その結果、油圧シリンダ４３から流路Ｆ（油路４７ｂ，４７ｃ）を介してアキュムレータ４４に向かって圧油が吐出（排出）されることになる。これにより、斜行ピアス刃７がピアスホルダ４１と共にリターンスプリング２３の付勢によって後退し、元位置に復帰する。そして、リターンスプリング２３の付勢力によって油圧シリンダ４３から吐出される圧油の圧力がガス圧に変換されてアキュムレータ４４に蓄えられる。

次いで、ワークＷの焼入れのための冷却水の供給が停止された後、図８に示すように、ラム１を上昇させる。これにより、プレス成形及び二次加工が施されたワークＷの取出しが可能になる。このとき、流路Ｇが形成されるように第１開閉弁４５は閉にされ、第２開閉弁４６は開にされる。これにより、アキュムレータ４４から流路Ｇ（油路４７ｃ，４７ａ）を介して油圧発生シリンダ１４に向かって圧油が吐出される。その結果、油圧発生シリンダ１４が圧油を内部に蓄えながら伸びる。よって、油圧発生シリンダ１４は、次にラム１が下降するときに、その下降エネルギーによって油圧を発生することが可能になる。

上述の如く、アキュムレータ４４は、油圧をガス圧に変換して蓄えるものであるから、油圧発生シリンダ１４や油圧シリンダ４３とアキュムレータ４４とを結ぶ油路に存する媒体を圧縮する必要がない。従って、アキュムレータ４４は、油圧シリンダ４３自体への供給に必要な量の圧油を蓄えることで足りるから、その小型化に有利になる。同じ理由から、油圧発生シリンダ１４も、油圧シリンダ４３自体への供給に必要な油量を吐出し得ることで足りるから、その小型化に有利になる。

しかも、油路に存する媒体を圧縮する必要がないから、斜行ピアス刃７がリターンスプリング２３の付勢力によって復帰するときに油圧シリンダ４３からアクチュエータ４４に油圧が確実に蓄えられ、その油圧によって油圧発生シリンダ１４が元位置に確実に復帰することになる。

このように、斜行ピアス刃７のリターンスプリング２３による復帰力を利用して油圧発生シリンダ１４を復帰させるから、油圧発生シリンダ１４の復帰のために、オイルポンプ等の油圧発生源を別に設ける必要がなく、或いは、油圧発生シリンダ１４自体にリターンスプリングを設ける必要はない。よって、プレス加工装置の省エネルギー化に有利になる。例えば、油圧発生シリンダ１４自体にリターンスプリングを設けた場合、ラム１の下降エネルギーによって油圧を発生させるときに、リターンスプリングを圧縮するために余分なエネルギーが必要になるところ、それが不要になる。

なお、上記実施形態２において、油圧シリンダ４３は、上ホルダ１１の延設部１１ｂに設けてピアスホルダ４１の背部に位置付けてもよい。

また、上記実施形態１，２は、ホットプレスに関するが、本発明は冷間プレス加工にも適用することができる。

また、二次加工具としては、トリミング及びピアッシングに限らず、バーリング用、ベンディング用、コイニング用等の加工具であってもよい。

１ ラム
２ 上型
３ 下型
４〜７ 二次加工具
８ 昇降プレート
９ 油圧回路（液圧回路）
１１ 上ホルダ
１４ 油圧発生シリンダ（液圧発生シリンダ）
１５ 高圧アキュムレータ（二次加工用アキュムレータ）
１６ 油圧シリンダ（アクチュエータ）
１７ 低圧アキュムレータ（液圧発生シリンダ復帰用）
１８ 第１切換弁（切換手段）
１９ 第２切換弁（切換手段）
４３ 油圧シリンダ（アクチュエータ）
４４ アキュムレータ（液圧発生シリンダ復帰用）
４５ 第１開閉弁（切換手段）
４６ 第２開閉弁（切換手段）
Ａ〜Ｇ 油路（流路）
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. ワークのプレス成形と当該ワークの二次加工とを行なうプレス加工装置であって、
   プレス機のラムの下降によって上記ワークをプレス成形する上型及び下型と、
   上記ワークの二次加工をする二次加工具と、
   上記二次加工具を復帰させるリターンスプリングと、
   作動液を媒体として上記二次加工具を駆動する油圧回路とを備え、
   上記油圧回路は、
   上記ラムの下降エネルギーによって作動液を吐出する液圧発生シリンダと、
   上記液圧発生シリンダが発生する液圧を利用して上記二次加工具を二次加工方向に駆動するアクチュエータと、
   上記二次加工具の復帰に伴って上記アクチュエータから排出される作動液の液圧をガス圧に変換して蓄えるアキュムレータと、
   作動液の流路を、上記アクチュエータに与える液圧が発生するように上記液圧発生シリンダから作動液を吐出させる流路と、上記二次加工具の駆動後に上記アキュムレータに液圧が蓄えられるように上記アクチュエータから作動液を吐出させる流路と、上記液圧発生シリンダにこれを復帰させる液圧が加わるように上記アキュムレータから作動液を吐出させる流路とに切り換える切換手段とを備えていることを特徴とするプレス加工装置。
2. 請求項１において、
   上記上型及び下型は、加熱された上記ワークのプレス成形と、該プレス成形に続いて当該ワークの焼入れのための冷却とを行なうホットプレス型であり、
   上記液圧発生シリンダから作動液を吐出させる流路に、該液圧発生シリンダが発生する液圧をガス圧に変換して蓄える二次加工用アキュムレータが設けられ、
   上記切換手段は、上記ワークのプレス成形後、該ワークが焼入れによって硬化する前に、上記二次加工具を駆動すべく、作動液の流路を、上記液圧発生シリンダから作動液を吐出させる流路から、上記二次加工用アキュムレータから上記アクチュエータに向かって作動液を吐出させる流路に切り換えることを特徴とするプレス加工装置。
3. 請求項２において、
   上記二次加工具は、上記上型に対して相対的に昇降するように設けられたホルダに支持され、該ホルダが上記上型に対して相対的に下降することにより、上記ワークの二次加工を行なうものであり、
   上記アクチュエータは、上記ホルダを上記上型に対して相対的に下降させるために、上記ラムと上記ホルダの間に設けられた油圧シリンダであることを特徴とするプレス加工装置。
4. 請求項３において、
   上記二次加工具として、上記ワークのトリミングを行なう加工具と、上記ワークのピアッシングを行なう加工具とを備え、
   上記両加工具が上記ホルダに支持され、上記ワークのプレス成形に続いて当該両加工具による上記ワークのトリミングとピアッシングが同時に行なわれることを特徴とするプレス加工装置。

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