JP2866630B2 - 薄板の成形型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄板の成形型に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】板金やプラスチック等の薄板の負角成形
は通常スライドカムを用いて行われている。ところで、
ここでいう負角成形とは下型に載置したワークを、上型
を垂直方向に下降させて衝合して成形する際、上型の加
工軌跡より下型内に入り込む成形部を有する成形を言
う。

【０００３】従来の薄板製品の負角成形加工は下型上に
ワークを載置し、上型を垂直下方に下降させて下型の受
動カムを上型の作動カムにて駆動しワークの横方向から
加工し、加工が完了し上型が上昇すると受動カムをスプ
リングにより後退させていた。この場合ワークの外方横
方向から摺動してワークを成形する受動カムの成形部は
ワークの成形部形状と同一の一体形状に形成してある
が、ワークが載置される下型の成形部はワークを加工完
了後下型から取り出さねばならないので、下型の負角に
なる部分を分割し後退させるかあるいは負角になる部分
の後部を削除しておきワークを前方へ移動させてワーク
の取り出しを可能としなければならない。負角の程度が
僅かである場合はあまり問題にならないが、負角の程度
が大きい場合や製品が細長い枠状の断面が溝状で、たと
えば、自動車の板金部品のフロントピラーアウターのよ
うな部品ではそのワークの溝幅が狭いため、負角になる
下型の部分を分割したり削除したりすると、受動カムの
成形部で形状がくっきり形成できないのみならず、下型
の強度も不足し負角成形加工が不可能であった。

【０００４】また、スライドカムによる負角成形では受
動カムをかなり長い直線距離を摺動させて成形している
ために、受動カムを正確に所定の位置に反復して摺動さ
せることは必ずしも容易でなく、安定した品質の製品が
できにくい。さらに、製品に捩れや歪が生じ、製品を修
正する必要が生じる場合もあるが、サイドパネル、フロ
ントフェンダー、ルーフ、ボンネット、トランクリッ
ド、ドアパネルやフロントピラーアウターのような自動
車の外板部分を構成する部品では三次元の曲面・曲線を
有し、製品の修正は実際上不可能に近い。自動車の板金
組立の場合、製品に捩れや歪が生じていると、他の部品
と結合させにくく高品質の自動車板金構造の提供ができ
なくなり、薄板成形品の所定の製品精度を維持すること
ができなかった。

【０００５】また、スライドカムを用いると下型のワー
クを載置した側部に大きな受動カムやヒールを設けるこ
とになり下型面積が大きくなり、それだけ金型の重量が
増し高価な金型となっていた。そこで、上記の問題点を
解決するために、プレスの上下方向の直線運動を回転運
動に変換する薄板の成形方法とその成形型が、本出願人
により特公昭６３−４１６６２号として既に提案されて
いる。

【０００６】まず、その成形型を図４〜図９により詳細
に説明する。図４にその成形型で成形した自動車の板金
部品であるフロントピラーアウターの完成品の左右の概
略の斜視図を示す。図において下方が右用で上方が左用
である。このフロントピラーアウターはフロントドア枠
の一部であり、フロントガラスの枠の一部でもあり、さ
らにルーフパネルを支持する枠の一部ともなるものであ
って、多くの部品との連結部を有し、製品精度が厳しく
要求される製品であり、その精度を満たさない場合には
良い品質の板金車体の提供ができなくなる。

【０００７】また、このフロントピラーアウターは自動
車の外板部分を構成するため三次元曲面・曲線を有する
ものである。そして、本成形型により負角成形される部
分はＦで示される部分であってその断面は図８のワーク
Ｗとして示される。すなわち、図５で示されるワークＷ
の状態から負角成形後は図８で示す状態となる。因み
に、このプレス加工の工程はまず最初に絞り加工を行
い、次に、図５で示される状態に外周トリミング加工を
行い、その次の第３工程として本成形工程がある。

【０００８】下型１００は、溝１０１を軸方向に刻設し
た円柱状の回転カム１０２を下型本体１０３に回転自在
に設ける。下型本体１０３は下基板１２１上にボルト１
２２により固着されている。下型本体１０３の上面はワ
ークＷを載置しうる形状に形成し、下型１０３の上面寄
りの回転カム１０２の溝１０１縁部に負角成形部１０４
を形成する。ワークＷを成形後、下型本体１０３より取
り出せるように回転カム１０２を回転後退させる自動復
帰装置１０５を下型本体１０３に埋設する。この例では
自動復帰装置１０５はコイルスプリング１０６に付勢さ
れたプッシュピン１０７を回転カム１０２の溝１０１の
負角成形部１０４との対向する面にボルト１５１で固着
した回動プレート１０８の先端下面に当接させる。な
お、自動復帰装置１０５は空圧装置、油圧装置、リンク
機構、カムあるいはこれ等に類似する機構を用いること
もでき、下型１００のみならず、上下型１０９、１００
間に設けることもできる。

【０００９】一方、上型１０９には前記回転カム１０２
に対向する位置にスライドカム１１０を設ける。このス
ライドカム１１０は下端に負角成形部１１２を形成し、
スライドカム１１０はガイド（図示せず）により案内さ
れ、スライドカム１１０上面と上基板１５２にボルト１
５３により固着された傾斜ガイド１５４下面との間に縮
設したコイルスプリング１１７により型の外側方向に付
勢される。スライドカム１１０は傾斜ガイド１５４にボ
ルト１５５により固着された停止板１５６により停止さ
れる。パッド１５７はコイルスプリング１５８で下方に
付勢され、吊りボルト１１９により上基板１５２に吊り
下げられ、ワークＷを負角成形する前にワークＷが移動
しないようにワークＷを下型本体１０３に強く押し付け
る。

【００１０】次に、この成形型の作動について述べる。
まず、図５に示すように、上型１０９は上死点に位置し
ており、その時下型１００の下型本体１０３にワークＷ
を載置する。この時は回転カム１０２は自動復帰装置１
０５により回動後退している。次に、上型１０９が下降
し始め、図６に示すように、先ず最初に、スライドカム
１１０が回転カム１０２の負角成形部１０４に干渉する
ことなくスライドカム１１０の下面が回動プレート１０
８に当接し、回転カム１０２を図６において右回りに回
転させる。

【００１１】上型１０９がなお下降し続けると、型の外
側方向に付勢されているスライドカム１１０はコイルス
プリング１１７の付勢力に抗して、カムの作用によって
横方向で左方へ移動し、図７に示す状態となり、回動し
た回転カム１０２の負角成形部１０４とスライドカム１
１０の負角成形部１１２とでワークＷを負角成形する。

【００１２】負角成形後は上型１０９が上昇し始める。
スライドカム１１０はコイルスプリング１１７により型
の外方向に付勢されており、図８において右方に移動し
負角成形されたワークＷと干渉することなく上昇する。
一方、回転カム１０２は、拘束していたスライドカム１
１０が上昇するため、自動復帰装置１０５により図８に
おいて右方へ回転し、負角成形したワークＷの下型１０
３よりの取出しの際、ワークＷが回転カム１０２の負角
成形部１０４と干渉することなく取り出せる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにして、回
転カムを用いて薄板成形品の負角成形を行っていたが、
回転カムは回転軸を中心とし回転してワークを加工する
ため、加工方向から視てワークが概略直線状で大きく屈
曲しなければ、直径が同一の１個の円柱状の回転カム内
に負角成形部が入り加工可能であるが、ワークが大きく
屈曲していると、直径が同一の１個の円柱状の回転カム
内に負角成形部が入りきらず加工ができない。

【００１４】特に、自動車の板金部品にはドアパネルを
はじめとして多くの屈曲箇所があり、しかも近年におい
ては屈曲箇所がある上にデザインの関係から負角成形部
が多くあり、この負角成形部を多くの工程をかけずに一
工程で成形できるようにして生産能率を向上させること
が求められている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記の
事情に鑑み、大きく屈曲した負角成形部の成形を、直径
が異なる複数の円柱状回転カム部を備える１個の回転カ
ムで加工するようにした薄板の成形型である。回転カム
の直径の大きさは、型を製作する観点から実際上むやみ
に大きくすることはできず、例えば３２０ｍｍ程度であ
り、大きく屈曲したワークでは、直径が異なる複数の円
柱状回転カム部を備える１個の回転カムを設けるように
した。ワークの屈曲の程度に応じて回転軸の所定位置に
おいて、直径を変えるようにする。また、回転カムの直
径の大きさは回転カムの負角成形部があまり鋭角になら
ないように考慮する。回転カムの負角成形部が鋭角にな
ると強度が不足するから３０°以下にならないようにす
るのが望ましい。

【００１６】また、本発明では１個の回転カムを用いる
ので、複数の回転カムを用いると、回転カムが回転する
際、相隣る回転カムの接合部でその端面どうしが干渉す
るおそれがあるが、そのようなことは全くない。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図３に示す具体的
一実施例に基づいて以下詳細に説明する。本発明の成形
型で成形するワークＷは、図１に示すように自動車のト
ランクリッドアウターで、トランクリッドアウターの後
縁部の平面視で凸状の円弧曲線部を負角成形するもの
で、図２に示すように上の断面から下の断面になるよう
に負角成形する。

【００１８】図１に本薄板の成形型の平面図、図２にワ
ークＷの成形前後のフランジ１の状態、図３に図１のII
I −III断面図を示す。本薄形の成形型のワークＷの加
工部はトランクリッドアウターの後縁部で、図１から分
かるように平面視で凸状で、両端部は前方にかなり変位
している。１本の回転カムで加工しようとすると非常に
大きな回転カムにしなければならない。型製作する上
で、むやみに大きくすることは実際上できず、最大限直
径３２０ｍｍ程度である。それに中央部と両端部とでは
フランジ角度が異なり回転カムの負角成形部が鋭角にな
りすぎ強度が維持できない場合がある。本発明では、回
転カムを中央部の小径中央回転カム部と両端部の大径両
端回転カム部に形成した。

【００１９】図１で回転軸Ｃ_A の小径中央回転カム部２
の両端に、大径端部回転カム部３よりなる回転カム３を
配置する。図３から分かるように大径端部回転カム部３
は小径中央回転カム部２と同心で、小径中央回転カム部
２より大径である。一例をあげると、大径端部回転カム
部の直径が２９０ｍｍ、小径端部回転カム部の直径が２
５０ｍｍである。

【００２０】下型５は、図３に示すように、下型基台６
にボルト７にて支持ブロック８を固着し、支持ブロック
８の上面中央の水平状の孔溝９に、軸方向に溝１０を刻
設した円柱状の大径端部回転カム部３を回転自在に支持
する。本実施例では、図１に示すように、回転カム４の
自動復帰装置としてエアシリンダー１１が設けられてい
る。言うまでもなく自動復帰装置はエアシリンダーに限
られるものでなく、スプリング、油圧装置、リンク機
構、カムあるいはこれ等に類似する機構を用いることが
でき、下型のみならず上下型に設けることもできる。

【００２１】小径中央回転カム部２の下面に連結部材１
２を固着し、支持ブロック８にボルト１３にて固着した
ブラケット１４を介して基端を枢着したエアシリンダー
１１のピストンロッド１５先端に前記連結部材１２を枢
着し、ピストンロッド１４を収縮させて大径中央回転カ
ム部２が復帰するようにしてある。支持ブロック８の孔
溝９の底部には連結部材１２の揺動を許す窓孔が設けら
れている。

【００２２】端部回転カム部３の溝１０縁部に負角成形
部１６が形成してあり、溝１０の負角成形部１６と対向
する側には回動プレート１７がボルト１８により固着さ
れている。また、大径端部回転カム部３の負角成形部１
６はワークＷを支持できるようにワークＷの下面と同一
形状のワーク支持部１９に形成し、支持ブロック８の端
部回転カム部３のワーク支持部１９に連なる上部外寄り
にワークＷの下面と同一形状のワーク載置部２０を形成
する。

【００２３】上型２１は、上型基台２２下面に支持ブロ
ック２３をボルト２４で固着し、支持ブロック２３の下
斜面にウェアプレート２５をボルト２６で固着し、ウェ
アプレート２５の下面上をスライドカム２７をガイド板
（図示せず）で保持して摺動させる。スライドカム２７
の先端の端部回転カム部３の溝１０に対向する箇所に負
角成形部２８をボルト２９で固着してある。

【００２４】スライドカム２７の上斜面には受け板２９
をボルト３０で固着し、この受け板２９と支持ブロック
２３に固着した支持板３１との間にコイルスプリング３
２を縮設してスライドカム２７を型の外方向に向けて付
勢する。また、前記のコイルスプリング３２は支持板３
１に螺着した位置決めピン３３に外嵌め状に装着され、
支持板３１に対向する側面に固着した停止板３４を、前
記位置決めピン３３の先端は貫通させてある。上型２１
が上昇した際、コイルスプリング３２の付勢力で受け板
２９が停止板３４に当接するまで、スライドカム２７は
型の外方に移動する。

【００２５】なお、図示は省略されているが、ワークＷ
を安定的に支持するため、ワークＷの位置決め部材が下
型５に設けられ、上型２１には、従来例で述べたように
下型５にワークＷを加圧するパッドが設けられている
が、煩雑になり本発明の要部が理解しにくくなるので、
位置決め部材およびパッドは省略する。ワークＷの中央
部は図３に２点鎖線で小径中央回転カム部２が示されて
おり、他には大径回転カム部とほぼ同一である。

【００２６】次に、本薄板の成形型の作動について述べ
る。図３に示した状態は、下死点の状態を示し、従来例
の図７に対応するものである。本発明では図示しない
が、従来例の図５に示すように、上型２１が上死点に位
置しており、その時、下型５のワーク載置部２０にワー
クＷを載置する。この時は、回転カム４はエアシリンダ
１１により回動後退している。

【００２７】次に、上型２１が従来例の図６に示すよう
に、まず最初に、スライドカム２７が小径中央回転カム
部２・大径端部回転カム部３の負角成形部１６に干渉す
ることなくスライドカム２７の斜面４１が回動プレート
１７に当接し、小径中央回転カム部２・大径端部回転カ
ム部３を左回り（従来例と本実施例では回動方向が逆に
なっている）に回転させる。

【００２８】上型２１がなお下降し続けると、型の外側
方向に付勢されているスライドカム２７はコイルスプリ
ング３２の付勢力に抗して、カムの作用により横方向で
右方へ移動し、従来例の図７に示す状態、すなわち図３
に示す状態となり、回動した小径中央回転カム部２・大
径端部回転カム部３の負角成形部１６とスライドカム２
７の負角成形部２８とでワークＷを負角成形する。

【００２９】負角成形後は上型２１が上昇し始める。ス
ライドカム２７はコイルスプリング３２により型の外方
向に付勢されており、従来例の図８に示すように、左方
に移動し負角成形されたワークＷと干渉することなく上
昇する。一方、小径中央回転カム部２・大径端部回転カ
ム部３は、拘束していたスライドカム２７が上昇し、エ
アシリンダー１１がピストンロッド１５を収縮させる
と、図３で左方へ回転し負角成形したワークＷの下型５
より取り出しの際、ワークＷが小径中央回転カム部２・
大径端部回転カム部３の負角成形部１６と干渉すること
なく取り出せる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、上述のように、第１型に第２
型を直線方向に移動させて衝合して成形する際負角にな
る成形部を有する成形型であって、軸方向に溝を刻設し
た円柱状の回転カムを第１型に回転自在に設け、回転カ
ムの溝縁部に負角成形部を形成し、負角成形部を有する
スライドカムを前記回転カムに対向させて第２型に設
け、成形後ワークが第１型より取り出せる状態まで回転
カムを回転後退させる自動復帰装置を第１型に設けた薄
板の成形型において、大きく屈曲した負角成形部を、直
径が異なる複数の円柱状回転カム部を備える１個の回転
カムで加工するようにした薄板の成形型であるので、大
きく屈曲した負角成形部の成形を一つの成形型で加工す
ることが可能となり、工程数を減少させ、加工精度を向
上させることができる。

【００３１】特に、本発明の薄板の成形型は、平面視で
凸状の円弧曲線部の負角成形に適する。それは成形され
るフランジが凸状であるため縮みフランジとなり、成形
時にシワが発生しやすいので、底突き成形加工が必要と
なる。本発明では回転カムを一体物で形成しているの
で、底突き成形が精度良く可能である。また、本発明で
は大きく屈曲した負角成形部を複数の直径部に形成する
ので、回転カムの負角成形部があまり鋭角にならないよ
うに配慮することができ、回転カムが強度不足となるよ
うなことがない。

【００３２】さらに、本発明では１個の回転カムを用い
るので、複数の回転カムが回転する際、相隣る回転カム
の接合部でその端面どうしが干渉するおそれがあるが、
そのようなことは全くない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的一実施例の平面図である。

【図２】図１のIII−III部のワークの負角成形前の断面
と負角成形後の断面の２面図である。

【図３】図１のIII−III縦断面図である。

【図４】自動車の板金部品であるフロントピラーアウタ
ーの完成品の左右の概略斜視図である。

【図５】図４のフロントピラーアウターを負角成形する
成形型の上型が上死点の状態の縦断面図である。

【図６】図５の成形型の上型が下降して下型が当接した
状態の縦断面図である。

【図７】図５の成形型の上型が下死点の状態の縦断面図
である。

【図８】図５の成形型が負角成形して上型が上昇して上
死点の状態にある縦断面図である。

【符号の説明】

Ｗ…ワーク １…フランジ ２…小径中央回転カム部 ３…大径端部回転カム部 ５…下型 ２１…上型 ２７…スライドカム

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１型に第２型を直線方向に移動させて
   衝合して成形する際負角になる成形部を有する成形型で
   あって、軸方向に溝を刻設した円柱状の回転カムを第１
   型に回転自在に設け、回転カムの溝縁部に負角成形部を
   形成し、負角成形部を有するスライドカムを前記回転カ
   ムに対向させて第２型に設け、成形後ワークが第１型よ
   り取り出せる状態まで回転カムを回転後退させる自動復
   帰装置を第１型に設けた薄板の成形型において、大きく
   屈曲した負角成形部を、直径が異なる複数の円柱状回転
   カム部を備える１個の回転カムで加工するようにした薄
   板の成形型。