JP3022139B2 - 対向液圧成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複雑な形状を少ない工
程で深絞りプレス加工可能な単動式の対向液圧成形装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、対向液圧成形装置は、（１）製品
の成形限界が向上し、対向液圧を用いない慣用絞り加工
では複数回の工程が必要な深絞り加工が、一工程で行え
ること、（２）対向液圧により、ブランク材がプレス用
ポンチに押し付けられるため、製品の形状精度がよい、
（３）複雑な形状品でも、雄型または雌型の片方のみで
成形可能であり、コストが低減できる、などの特徴があ
るため、自動車のパネルなどに多く採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記対向液圧
成形装置は、慣用絞り加工に対して、液圧室に発生する
発生圧力により、プレス用ポンチのポンチ荷重が増大し
て、大きいポンチの駆動力が必要となるという問題があ
った。本発明は、上記問題点を解決して、小さいプレス
用ポンチの駆動力で成形が可能な対向液圧成形装置を提
供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の第１の手段は、フレームの一端側に液圧室
を形成するシリンダ筒を設けるとともに、このシリンダ
筒の開口部にダイを配置し、フレームの他端側に、ダイ
上に配置したブランク材の周囲を押圧して保持するブラ
ンクホルダー装置を設けるとともに、プレス軸を介して
プレス用ポンチをダイ側に駆動してブランク材を液圧室
内に突出し成形するプレス用シリンダ装置を設けた単動
式の対向液圧成形装置において、液圧室に連通するシリ
ンダ孔に摺動自在に嵌合する液圧調整ピストンと、この
液圧調整ピストンを駆動する液圧調整シリンダとを具備
した液圧調整装置を設け、プレス軸に形成された大径の
ピストン軸部と、このピストン軸部にスライド自在に外
嵌するシリンダケースとを有する付加圧用シリンダ装置
を設け、このシリンダケース内でピストン軸部に作用し
てプレス軸を成形方向に駆動する付加液圧室と前記液圧
室とを接続する付加油圧管を設け、プレス用シリンダ装
置の圧縮室に接続された分岐油圧管を、この付加油圧管
の付加液圧室側に接続する付加圧用切換弁を設け、前記
付加油圧管に液の排出手段を設けたものである。

【０００５】また、第２の手段は、フレームの一端側に
液圧室を形成するシリンダ筒を設けるとともに、このシ
リンダ筒の開口部にダイを配置し、フレームの他端側
に、ダイ上に配置したブランク材の周囲を押圧して保持
するブランクホルダー装置を設けるとともに、プレス軸
を介してプレス用ポンチをダイ側に駆動してブランク材
を液圧室内に突出し成形するプレス用シリンダ装置を設
けた単動式の対向液圧成形装置において、液圧室に連通
する二次加圧シリンダ孔に摺動自在に嵌合する二次加圧
ピストンと、この二次加圧ピストンを駆動する二次加圧
シリンダとを具備した二次加圧装置を設け、前記液圧室
に連通された一次加圧用油圧管を、プレス用シリンダ装
置の圧縮室側に接続されたプレス用油圧管に一次加圧用
切換弁を介して接続し、前記液圧室側の一次加圧用油圧
管途中に排出用切換弁を介して接続された油圧排出管
に、液圧室の液圧を制御可能な圧力制御弁を設けたもの
である。

【０００６】さらに第３の手段は、フレームの一端側に
液圧室を形成するシリンダ筒を設けるとともに、このシ
リンダ筒の開口部にダイを配置し、フレームの他端側
に、ダイ上に配置したブランク材の周囲を押圧して保持
するブランクホルダー装置を設けるとともに、プレス軸
を介してプレス用ポンチをダイ側に駆動してブランク材
を液圧室内に突出し成形するプレス用シリンダ装置を設
けた単動式の対向液圧成形装置において、プレス軸をプ
レス用シリンダ装置側の駆動プレス軸とプレス用ポンチ
側の受動プレス軸に分離し、この駆動プレス軸の端部に
設けられた駆動ピストン部と、受動プレス軸の端部に設
けた受動ピストン部と、これら駆動ピストン部および受
動ピストン部に摺動自在に外嵌するシリンダケースとを
備えた付加圧用シリンダ装置を設け、このシリンダケー
ス内で受動ピストン部に作用して受動プレス軸を成形方
向に駆動する付加液圧室と前記液圧室とを接続する付加
油圧管を設け、プレス用シリンダ装置の圧縮室に接続さ
れた分岐油圧管を、この付加液圧管の付加液圧室側に接
続する付加圧用切換弁を設け、前記付加油圧管の途中に
排出用切換弁を介して接続された排出用油圧管に、液圧
室の液圧を制御可能な圧力制御弁を設けたものである。

【０００７】さらに、第４の手段は、第３の手段に加え
て、ブランクホルダー装置を、フレームの他端側に設け
られたホールドシリンダと、このホールドシリンダによ
り駆動されてブランク材を押圧する保持部材とで構成
し、前記ホールドシリンダ(9a)の加圧油室(9d)に接続す
るホールド用油圧管(51A)にホールド用切換弁(55)を介
在させ、このホールド用切換弁(55)を介して、付加液圧
室(42b)側に接続された付加油圧管(12)とホールド用油
圧管(51A)とを接続可能に構成したものである。

【０００８】

【作用】上記第１の構成において、プレス用ポンチをブ
ランク材に当接するまでは、プレス用シリンダ装置の圧
縮室に供給される油圧を分岐油圧管を介して付加用シリ
ンダ装置の付加液圧室に供給する。そして加圧成形が開
始されると、プレス用ポンチにより加圧される液圧室の
液圧を付加油圧管を介して付加用シリンダ装置に供給す
ることにより、発生液圧をピストン軸部に作用させてプ
レス軸の負荷を軽減する。液圧室の対向液圧を上昇させ
る場合には、液圧調整シリンダにより液圧調整ピストン
を駆動して対向液圧を上昇させることができる。したが
って、プレス用ポンチの加圧力を大幅に軽減することが
できる。

【０００９】また、第２の構成によれば、プレス用ポン
チをブランク材に当接するまでは、プレス用シリンダ装
置を駆動し、プレス用ポンチがブランク材に当接すると
一次加圧用切換弁を操作して、プレス用ポンチにより加
圧された液圧室の液圧のみを一次加圧用油圧管を介して
プレス用シリンダ装置の圧縮室に導入し、調整ピストン
により加圧される液圧室の液圧をプレス用シリンダ装置
のピストンに作用させることにより、プレス用ポンチの
押込断面積とピストンの面積差で、プレス軸を駆動して
プレス用ポンチをさらに押込み絞り成形することができ
る。したがって、液圧室の液圧がプレス用シリンダ装置
に導入されることにより、プレス用シリンダ装置による
プレス用ポンチの加圧力を慣用絞り加工なみに低くする
ことができる。

【００１０】また第３の構成によれば、プレス用ポンチ
をブランク材に当接するまでは、プレス用シリンダ装置
の圧縮室に供給される油圧を分岐油圧管を介して付加用
シリンダ装置の付加液圧室に供給する。そして加圧成形
が開始されると、付加圧用切換弁が操作されて、プレス
用ポンチにより加圧された液圧室の液圧が付加油圧管を
介して付加圧用シリンダ装置に流入され、発生液圧を受
動ピストン部に作用させてプレス軸の負荷を軽減する。
プレス用シリンダ装置により駆動ピストン部を駆動して
付加液圧室の液体を加圧することにより、プレス用ポン
チの押込断面積とピストンの面積差で、プレス軸を駆動
してプレス用ポンチを押込み絞り成形することができ
る。したがって、液圧室の液圧が付加圧用シリンダ装置
に導入されることにより、プレス用シリンダ装置による
プレス用ポンチの加圧力を、慣用絞り加工なみに低くす
ることができ、第１の構成に必要な液圧調整シリンダが
不要になる。

【００１１】さらに第４の構成によれば、絞り成形時に
ホールド用切換弁を切り換えることにより、下液圧室の
油圧をホールドシリンダの加圧油室に供給し、ホールド
シリンダの加圧力を液圧室の油圧と連動させて、保持部
材の押圧力を絞り抵抗Ｆ_R に近似した曲線に沿って変化
させることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る対向液圧成形装置の第１
実施例を図１に基づいて説明する。この実施例は単動式
（ダイ固定式）の対向液圧成形装置において、液圧室に
発生する対向液圧をポンチのプレス力として付加するこ
とにより、少ない加圧力で絞り加工を実現するものであ
る。

【００１３】すなわち、フレーム１のベッド部１ａに
は、液圧室２を形成するシリンダ筒３が立設固定され、
シリンダ筒３上にダイ４が配置されている。この液圧室
２はプレス加工時に発生する金属屑などの混入を避ける
ために、分離ピストン５によりダイ４に臨み液体たとえ
ば水が収容される上液圧室２ａと、下部で油が収容され
る下液圧室２ｂとに分離されている。また液圧室２の底
部には、液圧調整手段の一例である液圧調整装置６が設
けられており、この液圧調整装置６は下液圧室２ｂに連
通する液圧調整シリンダ孔６ａと、この液圧調整シリン
ダ孔６ａにスライド自在に嵌合する液圧調整ピストン６
ｂと、ベッド部１ａに固定されてピストンロッド６ｃを
介して液圧調整ピストン６ｂを駆動する液圧調整シリン
ダ６ｄとで構成されている。液圧調整シリンダ６ｄに
は、調整油圧ポンプ２１から調整用切換弁２２が介在さ
れた調整油圧管２３を介して油圧が給排出され駆動され
る。

【００１４】フレーム１のクラウン部１ｂには、プレス
用ポンチ７を昇降自在に支持するプレス用シリンダ装置
８が配置されるとともに、ブランク材Ｗの周縁をホール
ドシリンダ９ａにより保持部材９ｂを介して押圧保持す
るブランクホルダー装置９が設けられている。そして、
プレス用ポンチ７のプレス軸１０には、本発明に係る付
加圧用シリンダ装置１１が設けられている。

【００１５】この付加圧用シリンダ装置１１は、プレス
軸１０の中間部に大径のピストン軸部１０ａが形成され
るとともに、その上部にスライド軸部１０ｂが形成され
ており、これらピストン軸部１０ａとスライド軸部１０
ｂに外嵌されるシリンダケース１１ａがクラウン部１ｂ
に固定されている。そしてシリンダケース１１ａの上端
面および下端面に形成されたスライド孔１１ｂ，１１ｃ
にそれぞれピストン軸部１０ａおよびスライド軸部１０
ｂがスライド自在に嵌合されて内部に付加液圧室１１ｄ
が形成されている。

【００１６】一方、前記下液圧室２ｂに接続された付加
油圧管１２が付加圧用切換弁１３を介して付加圧用シリ
ンダ装置１１の付加液圧室１１ｄに接続されている。し
たがって、下液圧室２ｂの油圧が付加油圧管１２を介し
て付加液圧室１１ｄに供給されると、この油圧がピスト
ン軸部１０ａの受圧面（ピストン軸部１０ａの断面積−
スライド軸部１０ｂの断面積）に作用してプレス軸１０
をプレス方向に付勢することができる。

【００１７】１４Ａ，１４Ｂは、プレス駆動油圧ポンプ
１５により発生された油圧をプレス用切換弁１６を介し
てプレス用油圧をプレス用シリンダ装置８に供給する一
対のプレス用油圧管で、プレス用シリンダ装置８の圧縮
室８ａに接続されるプレス用油圧管１４Ａから途中で分
岐された分岐油圧管１４ａが付加圧用切換弁１３および
付加油圧管１２を介して接続され、プレス用油圧管１４
Ａおよび付加圧用切換弁１３を介して付加液圧室１１ｄ
に油圧を供給可能に構成され、液圧室２を圧縮しない時
のプレス用ポンチ７の下降用油圧を補給することができ
る。また付加油圧管１２には排出用油圧管１７が排出用
切換弁（液の排出手段）１８を介して接続され、プレス
用ポンチ７の復帰時（上昇時）における付加液圧室１１
ｄ内の余分な油を排出するように構成されている。

【００１８】上記構成における成形手順を説明する。 （１）ブランク材Ｗをダイ４上にセットする。 （２）ブランクホルダー装置９のホールドシリンダ９ａ
を進展して保持部材９ｂによりブランク材Ｗの周囲を押
圧しダイ４上に保持する。 （３）プレス用切換弁１６をＢ位置からＡ位置に切り換
えてプレス駆動油圧ポンプ１５の油圧をプレス用シリン
ダ装置８の圧縮室８ａに供給するとともに、分岐油圧管
１４ａから付加圧用切換弁１３を介して付加圧用シリン
ダ装置１１の付加液圧室１１ｄに油圧を供給し、プレス
用ポンチ７を下降してブランク材Ｗに当接させる。

【００１９】（４）付加圧用切換弁１３をＢ位置からＡ
位置に切り換え、プレス用ポンチ７をさらに駆動してブ
ランク材Ｗの成形を開始し、プレス用ポンチ７がブラン
ク材Ｗと共に上液圧室２ａ内に突入される。これによ
り、圧縮された下液圧室２ｂの油圧を、付加油圧管１２
を介して付加液圧室１１ｄに導入し、その液圧をピスト
ン軸部１０ａの受圧面に作用させて、液圧室２に発生す
る発生液圧をプレス用ポンチ７に付加する。

【００２０】（５）この時、プレス用ポンチ７によるブ
ランク材Ｗの液圧室２への押込断面積と、ピストン軸部
１０ａの受圧面積とが同じに設定されていると、上下液
圧室２ａ，２ｂと付加液圧室１１ｄの容積の和は変化し
ないため、液圧室２に発生する対向液圧は０かまたは極
めて小さい。そのため、調整圧切換弁２２をＢ位置から
Ａ位置に切り換えて液圧調整シリンダ６ｄの圧縮室に油
圧を供給し、液圧調整ピストン６ｂを上昇させて成形に
必要な対向液圧を発生させる。なお、製品形状によりプ
レス位置での押込断面積が変化するが、プレス用ポンチ
７による押込断面積とピストン軸部１０ａの受圧面積と
を同じに設定する必要はなく、プレス用ポンチ７による
押込断面積が変化して、ピストン軸部１０ａの受圧面積
より小さい状態から大きく変化する場合には、液圧室２
の液圧が減圧状態から加圧状態に変化することになる
が、これは液圧調整装置６を作動することにより、液圧
室２の液圧を適正な液圧に制御することができる。

【００２１】この時、図６に示すような深く複雑な形状
の製品たとえばオイルパンＷ′を絞り成形する場合、最
初から高い対向液圧を付加すると、逆張出現象が生じ
て、その影響で肉余りの状態となり、段部にしわが生じ
るため、これを防止するために、初期成形時の対向液圧
を低くする必要がある。この時には、液圧調整ピストン
６ｂの位置を制御することにより、発生液圧を吸収して
対向液圧を容易に制御することができる。

【００２２】（６）成形が完了すると、まず調整用切換
弁２２をＡ位置からＢ位置に切り換えて調整油圧ポンプ
２１を無負荷状態とし、液圧室２の液圧を０とする。そ
して、ホールドシリンダ９ａを収縮して保持部材９ｂを
持ち上げ、ブランク材Ｗを解放する。そして、プレス用
切換弁１６をＡ位置からＣ位置に切り換えてプレス用シ
リンダ装置８の収縮室８ｂに油圧を供給し、プレス用ポ
ンチ７と共にピストン軸部１０ａを上昇させることによ
り、付加液圧室１１ｄの油を付加油圧管１２を介して下
液圧室２ｂに流入させる。この時のブランク材Ｗは押上
られるが、液量が元に戻らないブランク材Ｗの突出成形
分は、液圧調整用ピストン６ｂの下降により吸収され
る。分離ピストン５が上昇して、液圧室２内の液量が元
に戻る。プレス用ポンチ７のブランク材Ｗ当接位置に達
すると、排出用切換弁１８をＢ位置からＡ位置に切り換
えて、付加液圧室１１ｄの油を排出用油圧管１７から排
出する。

【００２３】（７）上昇が完了すると、プレス用切換弁
１６をＣ位置からＢ位置に切り換えてプレス用ポンチ７
を停止する。そしてブランク材Ｗを取り出した後、液圧
調整ピストン６ｂを上昇させて元の位置に復帰させ、上
液圧室２ａの液面を元の位置に戻す。上記構成におい
て、 ・プレス用ポンチ７に作用する力：絞り抵抗（絞り荷重）Ｆ_R ・ 同上 ：液圧による付加荷重 Ｆ_P ・プレス用ポンチ７に加える力 ：プレス用シリンダ装置８による加圧力Ｆ_O ・ 同上 ：付加圧用シリンダ装置１１による付加力Ｆ_A とすると ここで、 ・プレス用ポンチ７の押込断面積：Ａ_P （プレス用ポン
チ７の断面積＋ブランク材Ｗの板厚） ・付加圧用シリンダ装置１１のピストン軸部１０ａの受
圧面積：Ａ_A・液圧室２に発生する液圧：Ｐとし、 Ｆ_P ＝Ａ_P ・Ｐ Ａ_P ≒Ａ_A と設定すると、 Ｆ_A ＝Ａ_A ・Ｐ≒Ａ_P ・Ｐ これを式に代入すると、 Ｆ_O ≒Ｆ_R となり、プレス用シリンダ装置８による加圧力Ｆ_O ≒Ｆ
_R ：絞り抵抗となって、慣用絞り加工（対向液圧プレス
でない通常プレス加工）とほぼ同じとなる。

【００２４】このようにＡ_P ≒Ａ_A と設定した時、上液
圧室２ａと下液圧室２ｂと付加液圧室１１ｄは付加油圧
管１２を介して閉回路を構成するため、液体体積は変化
せず、プレス用ポンチ７を液圧室２内に押し込むだけで
は、液圧室２に液圧が発生しない。そのために、液圧調
整装置６の液圧調整ピストン６ｂを作動することによ
り、液圧室２内の液圧を増大することができる。

【００２５】すなわち、 ・プレス用ポンチ７の移動量：δ_P ・液圧調整ピストン６ｂの移動量：δ_C ・液圧調整ピストン６ｂの断面積：Ａ_C ・液体の圧縮量（液圧を発生させるのに必要な圧縮体
積：ΔＶとすると、 ΔＶ＝Ａ_P ・δ_P ＋Ａ_C ・δ_C −Ａ_A ・δ_P ∴Ａ_C ・δ_C ＝ΔＶ＋（Ａ_A −Ａ_P ）・δ_P したがって、Ａ_P ≒Ａ_A のとき、Ａ_C ・δ_C ≒ΔＶ と
なり、絞り加工に必要な対向液圧分だけ圧縮すればよ
く、液圧調整ピストン６ｂの断面積Ａ_C および移動量δ
_C も小さくてよい。

【００２６】上記実施例によれば、プレス用ポンチ７を
ブランク材Ｗと共に上液圧室２ａ内に突入されて上昇し
た液圧を、分離ピストン５を介して下液圧室２ｂに伝達
し、下液圧室２ｂの油圧を付加油圧管１２を介して付加
液圧室１１ｄに流入させて、液圧をピストン軸部１０ａ
の受圧面に作用させることができるので、プレス用シリ
ンダ装置８によるプレス用ポンチ７の加圧力を、慣用絞
り加工とほぼ同じとすることができ、プレス用ポンチ７
の加圧力を大幅に低減することができる。

【００２７】図２は第１実施例における付加圧用シリン
ダ装置１１の機能をプレス用シリンダ装置８に兼用させ
るとともに、プレス用シリンダ装置８によるプレス用ポ
ンチ７の押込加圧を液圧調整装置６（本実施例では二次
加圧装置３６という）により行う第２実施例を示す。な
お、第１実施例と同一構成部材は同一符号を付し、説明
は省略する。

【００２８】液圧室２の底部には、二次加圧手段の一例
である二次加圧装置３６（第１実施例の液圧調整装置６
と同一構成）が設けられており、この二次加圧装置３６
は、下液圧室２ｂに連通する二次加圧シリンダ孔３６ａ
と、この二次加圧シリンダ孔３６ａにスライド自在に嵌
合する二次加圧ピストン３６ｂと、ベッド部１ａに固定
されてピストンロッド３６ｃを介して二次加圧ピストン
３６ｂを駆動する二次加圧シリンダ３６ｄとで構成され
ている。二次加圧シリンダ３６ｄには、二次加圧用油圧
ポンプ３７から二次加圧用切換弁３８が介在された二次
加圧用油圧管３９を介して油圧が給排出され駆動され
る。

【００２９】第１実施例においてプレス軸１０に設けら
れた付加圧用シリンダ装置に代えて、プレス用シリンダ
装置８を利用するように構成されている。すなわち、プ
レス用シリンダ装置８の圧縮室８ａに接続されたプレス
用油圧管１４Ａのプレス用切換弁１６と圧縮室８ａの間
に一次加圧用切換弁３１が介在され、この一次加圧用切
換弁３１に下液圧室２ｂに接続された一次加圧用油圧管
３２が接続されている。また、一次加圧用油圧管３２に
は排出用切換弁３３が介在されており、この排出用切換
弁３３に接続された油圧排出管３４に、液圧室２内の液
圧を調整可能な圧力制御弁３５が介在されて他方のプレ
ス用油圧管１４Ｂに接続されている。

【００３０】上記構成における成形手順を説明する。 （１）ブランク材Ｗをダイ４上にセットする。 （２）ブランクホルダー装置９のホールドシリンダ９ａ
を進展して保持部材９ｂによりブランク材Ｗの周囲を押
圧しダイ４上に保持する。 （３）プレス用切換弁１６をＢ位置からＡ位置に切り換
えるとともに、一次加圧用切換弁３１をＢ位置としてプ
レス駆動油圧ポンプ１５の油圧をプレス用シリンダ装置
８の圧縮室８ａに供給し、プレス用ポンチ７を下降して
ブランク材Ｗに当接させる。

【００３１】（４）プレス用ポンチ７によりブランク材
Ｗを押圧成形して上液圧室２ａ内に押し込むと、これに
より対向液圧が生じる。この時、初期成形時の対向液圧
を低く設定したい場合には、排出用切換弁３３をＡ位置
に保持して圧力制御弁３５を作用させることにより、液
圧室２の対向液圧を低く保持することができる。 （５）所定位置に達すると、排出用切換弁３３がＡ位置
からＢ位置に切り換えられ、同時に一次加圧用切換弁３
１がＢ位置からＡ位置に切り換えられるとともに、プレ
ス用切換弁１６がＡ位置から中立のＢ位置に切り換えら
れてプレス駆動油圧ポンプ１５が無負荷状態にされる。
これにより、下液圧室２ｂとプレス用シリンダ装置８の
圧縮室８ａとを一次加圧用油圧管３２を介して連通させ
る。そして、二次加圧用切換弁３８をＢ位置からＡ位置
に切り換えて二次加圧シリンダ３６ｄのピストンロッド
３６ｃを進展させ二次加圧ピストン３６ｂを上昇させる
ことにより、下液圧室２ｂを加圧して対向液圧を上昇さ
せる。ここで、プレス用ポンチ７の押込断面積：Ａ_P と
プレス用シリンダ装置８のピストンの受圧面積：Ａ₀ と
の関係がＡ_P ＜Ａ₀ に設定されていることにより、プレ
ス用ポンチ７を液圧室２側に駆動して絞り成形を続行す
ることができる。

【００３２】（６）成形が完了すると、二次加圧用切換
弁３８をＡ位置から中立のＢ位置に切り換えて二次加圧
用ポンプ３７を無負荷状態とし、液圧室２の対向液圧を
０とする。そして、ホールドシリンダ９ａを収縮して保
持部材９ｂを持ち上げる。ついで、プレス用切換弁１６
をＢ位置からＣ位置に切り換えてプレス用シリンダ装置
８の収縮室８ｂに油圧を供給し、プレス用ポンチ７を上
昇させると、圧縮室８ａ内の油が一次加圧用油圧管３２
を介して下液圧室２ｂに押し出され、この圧力により分
離ピストン５が押し上げられるとともに、二次加圧ピス
トン３６ｂが押し下げられる。

【００３３】（７）分離ピストン５と二次加圧ピストン
３６ｂが元の位置に復帰されると、一次加圧用切換弁３
１がＡ位置からＢ位置に切り換えられて圧縮室８ａ内の
油はプレス用切換弁１６を介して排出される。上記構成
において、 ・絞り抵抗（絞り荷重）：Ｆ_R ・液圧による付加荷重 ：Ｆ_P ・プレス用シリンダ装置８による加圧力：Ｆ_O ・プレス用シリンダ装置８の受圧面積：Ａ_O ・プレス用ポンチ７の押込断面積：Ａ_P ・液圧室２に発生する液圧：Ｐとすると、 Ｆ_O ＝Ｆ_R ＋Ｆ_P 、 Ａ_O ・Ｐ＝Ｆ_R ＋Ａ_P ・Ｐとなり、 Ｐ＝Ｆ_R ／（Ａ_O −Ａ_P ）…で、液圧Ｐは絞り抵抗Ｆ
_R に比例する。 ・二次加圧ピストン６ｂの加圧力：Ｆ_C ・二次加圧ピストン６ｂの断面積：Ａ_C とすると、 Ｆ_C ＝Ａ_C ・Ｐに式を代入すると、 Ｆ_C ＝Ｆ_R ・Ａ_C ／（Ａ_O −Ａ_P ）…となり、二次加
圧ピストン３６ｂの押圧力：Ｆ_C も絞り抵抗Ｆ_R に比例
する。

【００３４】さらに、 ・この時のプレス用ポンチ７の移動量：δ_P ・二次加圧ピストン３６ｂの移動量：δ_C ・二次加圧ピストン３６ｂの断面積：Ａ_C ・液体の圧縮量：ΔＶとすると、 ΔＶ＝Ａ_P ・δ_P ＋Ａ_C ・δ_C −Ａ_O ・δ_P ＝Ａ_C ・δ_C −（Ａ_O −Ａ_P ）δ_P となり、 ∴Ａ_C ・δ_C ＝ΔＶ＋（Ａ_O −Ａ_P ）δ_P 、 δ_C ＝ΔＶ／Ａ_C ＋δ_P ・（Ａ_O −Ａ_P ）／Ａ_C ΔＶは極めて小さいことから、 δ_C ≒δ_P ・（Ａ_O −Ａ_P ）／Ａ_C … ここで、Ａ_O −Ａ_P ≒Ａ_C に設定すると、 式から、Ｆ_C ≒Ｆ_R したがって、プレス用シリンダ装置８による加圧力Ｆ_O
は、慣用絞り加工とほぼ同じプレス用ポンチ７の加圧力
でよいことがわかる。

【００３５】なお、Ａ_O −Ａ_P ＜Ａ_C に設定することに
より、液圧室２の対向液圧を高くでき、二次加圧ピスト
ン３６ｂの移動量：δ_C も小さくてすむ。上記実施例に
よれば、プレス用ポンチ７をブランク材Ｗと共に上液圧
室２ａ内に突入させて上昇した液圧を、分離ピストン５
を介して下液圧室２ｂに伝達し、下液圧室２ｂの油圧を
一次加圧用油圧管３２を介してプレス用シリンダ装置８
の圧縮室８ａに導入し、二次加圧ピストン３６ｂにより
加圧される液圧室２の液圧をピストン軸部１０ａの受圧
面に作用させてプレス用ポンチ７を駆動することができ
るので、プレス用シリンダ装置８によるプレス用ポンチ
７の加圧力を、慣用絞り加工なみに低くすることができ
る。

【００３６】図３は第１実施例の液圧調整装置６に代え
て、付加油圧管１２に圧力制御弁４１を設けるととも
に、液圧調整用シリンダ装置を無くし、液圧調整用シリ
ンダ装置に代わる液圧調整手段として付加圧シリンダ装
置を利用するため、プレス軸１０を分離して付加圧用シ
リンダ装置４２内の油を介して連動連結するように構成
したものである。なお、第１実施例と同一の部材は同一
符号を付し、説明は省略する。

【００３７】すなわち、排出用油圧管１７には、加圧成
形時の初期に液圧室２の液圧を低く制御する為の圧力制
御弁４１が介在されている。またプレス軸は、プレス用
シリンダ装置８により駆動される上プレス軸（駆動プレ
ス軸）１０Ａと、プレス用ポンチ７が取り付けられた下
プレス軸（受動プレス軸）１０Ｂとに分離されており、
分離部分に設けられた付加圧用シリンダ装置４２により
連動連結されている。すなわち、上プレス軸１０Ａの下
端部には付加圧用シリンダ装置４２のシリンダケース４
２ａ内に出退自在に内嵌する駆動ピストン部４３が形成
され、また下プレス軸１０Ｂの上端部にはシリンダケー
ス４２ａ内に摺動自在に内嵌する受動ピストン部４４が
形成されている。したがって、上プレス軸１０Ａと下プ
レス軸１０Ｂとは付加液圧室４２ｂの油を介して連動連
結され、駆動ピストン部４３の突出により受動ピストン
部４４を介してプレス用ポンチ７を駆動することができ
る。４５は付加圧用シリンダ装置４２の減圧室４２ｃか
ら収縮室側のプレス用油圧管１４Ｂに接続された付加圧
排出管である。

【００３８】上記構成における成形方法を説明する。 （１）ブランク材Ｗをダイ４上にセットする。 （２）ブランクホルダー装置９のホールドシリンダ９ａ
を進展して保持部材９ｂによりブランク材Ｗの周囲を押
圧しダイ４上に保持する。 （３）プレス用切換弁１６をＢ位置からＡ位置に切り換
えてプレス駆動油圧ポンプ１５の油圧をプレス用シリン
ダ装置８の圧縮室８ａに供給し上プレス軸１０Ａを駆動
することにより、付加液圧室４２ｂを加圧し、受動ピス
トン部４４を介して下プレス軸１０Ｂを駆動してプレス
用ポンチ７を下降し、ブランク材Ｗに当接させる。

【００３９】（４）プレス用ポンチ７をさらに駆動して
ブランク材Ｗの成形を開始するとともに、付加圧用切換
弁１３をＢ位置からＡ位置に切り換えることにより、下
液圧室２ｂの油圧を付加油圧管１２を介して付加液圧室
４２ｂに送り、プレス用シリンダ装置８の圧力が付加液
圧室４２ｂに作用して、プレス用ポンチ７がブランク材
Ｗと共に上液圧室２ａ内に押し込まれる。これにより、
圧縮された下液圧室２ｂの油圧を付加油圧管１２を介し
て付加液圧室４２ｂに流入させ、その液圧を受動ピスト
ン部４４に作用させて、液圧室２に発生する発生圧力を
プレス用ポンチ７に付加する。

【００４０】この初期成形時の対向液圧を低く抑える場
合には、排出用切換弁１８をＢ位置として付加油圧管１
２を排出用油圧管１７に接続しておき、圧力制御弁４１
を作用させることにより、液圧室２内の対向液圧を低く
保持することができる。そして絞り成形が所定量に達す
ると、排出用切換弁１８をＢ位置からＡ位置に切り換え
て、下液圧室２ｂと付加液圧室４２ｂとを連通させ、駆
動ピストン部４３による加圧により、対向液圧を上昇さ
せる。

【００４１】（５）成形が完了すると、ホールドシリン
ダ９ａを収縮して保持部材９ｂを持ち上げ、ブランク材
Ｗを解放する。さらに、プレス用切換弁１６をＡ位置か
らＣ位置に切り換えてプレス用シリンダ装置８の収縮室
８ｂに油圧を供給するとともに、付加圧排出管４５を介
して付加圧用シリンダ装置４２の減圧室４２ｃに油圧を
供給し、下プレス軸１０Ｂをプレス用ポンチ７と共に上
昇させることにより、付加液圧室４２ｂの油を付加油圧
管１２を介して下液圧室２ｂに流入させる。この時のブ
ランク材Ｗは押上げられて液量が確保される。プレス用
ポンチ７がブランク材Ｗの元の当接位置に達すると、付
加圧用切換弁１３をＡ位置からＢ位置に切り換えて付加
液圧室４２ｂの油を分岐油圧管１４ａから排出する。

【００４２】ここで、下液圧室２ｂと付加液圧室４２ｂ
とが閉回路であるため、受動ピストン部４４の受圧面
積：Ａ_C をプレス用ポンチ７の押込断面積：Ａ_P より大
きく設定する（Ａ_C ＞Ａ_P ）ことにより、駆動ピストン
部４３で付加液圧室４２ｂを僅かに加圧するだけで、下
プレス軸１０Ｂを成形方向に駆動して絞り成形を続ける
ことができる。また、駆動ピストン部４３の受圧面積Ａ
_B ＞Ａ_C −Ａ_P とすることで、下プレス軸１０Ｂの駆動
速度を上プレス軸１０Ａの駆動速度より速めて絞り成形
速度を増大させることができる。

【００４３】さらに、駆動ピストン部４３を受動ピスト
ン部４４に当接させることにより、第１実施例と同様
に、上プレス軸１０Ａの押込力：Ｆ_O を絞り抵抗：Ｆ_R
より若干大きくした程度の慣用絞り成形並の押込力で形
成することができる。上記実施例によれば、プレス用ポ
ンチ７がブランク材Ｗと共に上液圧室２ａ内に突入され
て上昇した液圧を、分離ピストン５を介して下液圧室２
ｂに伝達し、下液圧室２ｂの油圧を付加油圧管１２を介
して付加圧用シリンダ装置４２の付加液圧室４２ｂに導
入し、さらにプレス用シリンダ装置８により駆動ピスト
ン部４３を介して付加液圧室４２ｂを加圧することによ
り、プレス用ポンチ７を駆動して絞り成形することがで
き、プレス用シリンダ装置８によるプレス用ポンチ７の
加圧力を、慣用絞り加工なみに低くすることができる。

【００４４】図４は第３実施例を変形した第４実施例で
ある。液圧成形装置において、ブランクホルダー装置９
のホールドシリンダ９ａによるブランク材Ｗの保持圧
は、ブランク材Ｗの滑りを考慮すると、絞り抵抗Ｆ_R に
近似した曲線に沿って制御することが望ましい。一方、
絞り成形時に発生する液圧室２の液圧Ｐは、図５に示す
ように、絞り抵抗Ｆ_R の変化とほぼ同様な変動経過を示
すため、液圧室２の油圧をホールドシリンダ９ａに導入
することで、ホールドシリンダ９ａによる保持圧を適正
圧に制御しようとするものである。なお、第３実施例と
同一の部材は同一符号を付し、説明は省略する。

【００４５】ホールドシリンダ９ａはホールド用油圧管
５１Ａ，５１Ｂが接続され、ホールド駆動用切換弁５２
を介してホールド用油圧ポンプ（他の油圧源でも可）５
３から油圧が供給されている。ホールドシリンダ９ａの
加圧油室９ｄに接続されたホールド用油圧管５１Ａに
は、ホールド用切換弁５５が介在され、付加圧用切換弁
１３と付加液圧室４２ｂの間の付加油圧管１２から分岐
された分岐付加油圧管５４がホールド用切換弁５５に接
続されている。

【００４６】上記構成において、絞り成形時にホールド
用切換弁５５をＢ位置からＡ位置に切り換えることによ
り、下液圧室２ｂの油圧をホールドシリンダ９ａの加圧
油室９ｄに供給し、ホールドシリンダ９ａの加圧力を下
液圧室２ｂの油圧と連動させて保持部材９ｂの押圧力を
絞り抵抗Ｆ_R に近似した曲線に沿って変化させることが
できる。

【００４７】

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明の第１の構成
によれば、プレス用ポンチをブランク材に当接するまで
は、プレス用シリンダ装置の圧縮室に供給される油圧を
分岐油圧管を介して付加用シリンダ装置の付加液圧室に
供給する。そして加圧成形が開始されると、プレス用ポ
ンチにより加圧される液圧室の液圧を付加油圧管を介し
て付加用シリンダ装置に供給することにより、発生液圧
をピストン軸部に作用させてプレス軸の負荷を軽減す
る。液圧室の対向液圧を上昇させる場合には、液圧調整
シリンダにより液圧調整ピストンを駆動して対向液圧を
上昇させることができる。したがって、プレス用ポンチ
の加圧力を大幅に軽減することができる。

【００４８】また、第２の構成によれば、プレス用ポン
チをブランク材に当接するまでは、プレス用シリンダ装
置を駆動し、プレス用ポンチがブランク材に当接すると
一次加圧用切換弁を操作して、プレス用ポンチにより加
圧された液圧室の液圧のみを一次加圧用油圧管を介して
プレス用シリンダ装置の圧縮室に導入し、調整ピストン
により加圧される液圧室の液圧をプレス用シリンダ装置
のピストンに作用させることにより、プレス用ポンチの
押込断面積とピストンの面積差で、下プレス軸を駆動し
てプレス用ポンチをさらに押込み絞り成形することがで
きる。したがって、液圧室の液圧がプレス用シリンダ装
置に導入されることにより、プレス用シリンダ装置によ
るプレス用ポンチの加圧力を慣用絞り加工なみに低くす
ることができる。

【００４９】また第３の構成によれば、プレス用ポンチ
をブランク材に当接するまでは、プレス用シリンダ装置
の圧縮室に供給される油圧を分岐油圧管を介して付加用
シリンダ装置の付加液圧室に供給する。そして加圧成形
が開始されると、付加圧用切換弁が操作されて、プレス
用ポンチにより加圧された液圧室の液圧が付加油圧管を
介して付加圧用シリンダ装置に流入され、発生液圧を受
動ピストン部に作用させてプレス軸の負荷を軽減する。
プレス用シリンダ装置により駆動ピストン部を駆動して
付加液圧室の液体を加圧することにより、プレス用ポン
チの押込断面積とピストンの面積差で、プレス軸を駆動
してプレス用ポンチを押込み絞り成形することができ
る。したがって、液圧室の液圧が付加圧用シリンダ装置
に導入されることにより、プレス用シリンダ装置による
プレス用ポンチの加圧力を、慣用絞り加工なみに低くす
ることができ、第１の構成に必要な液圧調整装置が不要
になる。

【００５０】さらに第４の構成によれば、絞り成形時に
ホールド用切換弁を切り換えることにより、下液圧室の
油圧をホールドシリンダの加圧油室に供給し、ホールド
シリンダの加圧力を液圧室の油圧と連動させて、保持部
材の押圧力を絞り抵抗Ｆ_R に近似した曲線に沿って変化
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る対向液圧成形装置の第１実施例を
示す構成図である。

【図２】本発明に係る対向液圧成形装置の第２実施例を
示す構成図である。

【図３】本発明に係る対向液圧成形装置の第３実施例を
示す構成図である。

【図４】本発明に係る対向液圧成形装置の第４実施例を
示す構成図である。

【図５】第４実施例において説明する絞り荷重とポンチ
の成形量の関係を示すグラフである。

【図６】（ａ），（ｂ）は対向液圧成形装置による製品
例を示すオイルパンの平面図および側面図である。

【符号の説明】

Ｗ ブランク材 １ フレーム １ａ ベッド部 １ｂ クラウン部 ２ 液圧室 ２ａ 上液圧室 ２ｂ 下液圧室 ３ シリンダ筒 ４ ダイ ５ 分離ピストン ６ 液圧調整装置 ６ａ 液圧調整シリンダ孔 ６ｂ 液圧調整ピストン ６ｄ 液圧調整シリンダ ７ プレス用ポンチ ８ プレス用シリンダ装置 ８ａ 圧縮室 ９ ブランクホルダー装置 ９ａ ホールドシリンダ ９ｂ 保持部材 ９ｄ 加圧油室 １０ プレス軸 １０Ａ 上プレス軸 １０Ｂ 下プレス軸 １０ａ ピストン軸部 １０ｂ スライド軸部 １１ 付加圧用シリンダ装置 １１ａ シリンダケース １１ｄ 付加液圧室 １２ 付加油圧管 １３ 付加圧用切換弁 １４Ａ，１４Ｂ プレス用油圧管 １４ａ 分岐油圧管 １５ プレス駆動油圧ポンプ １６ プレス用切換弁 １７ 排出用油圧管 １８ 排出用切換弁 ２１ 調整油圧ポンプ ２２ 調整用切換弁 ３１ 一次加圧用切換弁 ３２ 一次加圧用油圧管 ３３ 排出用切換弁 ３４ 油圧排出管 ３５ 圧力制御弁 ３６ 二次加圧装置 ３６ａ 二次加圧シリンダ孔 ３６ｂ 二次加圧ピストン ３６ｄ 二次加圧シリンダ ４１ 圧力制御弁 ４２ 付加圧用シリンダ装置 ４２ａ シリンダケース ４２ｂ 付加液圧室 ４３ 駆動ピストン部 ４４ 受動ピストン部 ５１Ａ ホールド用油圧管 ５１Ｂ ホールド用油圧管 ５２ ホールド駆動用切換弁 ５３ ホールド用油圧ポンプ ５４ 分岐付加油圧管 ５５ ホールド用切換弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−128566（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−256353（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−256354（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 22/20 B21D 24/08 B30B 15/22

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレーム(1)の一端側に液圧室(2)を形成す
   るシリンダ筒(3)を設けるとともに、このシリンダ筒(3)
   の開口部にダイ(4)を配置し、フレーム(1)の他端側に、
   ダイ(4)上に配置したブランク材(W)の周囲を押圧して保
   持するブランクホルダー装置(9)を設けるとともに、プ
   レス軸(10)を介してプレス用ポンチ(7)をダイ(4)側に駆
   動してブランク材(W)を液圧室(2)内に突出し成形するプ
   レス用シリンダ装置(8)を設けた単動式の対向液圧成形
   装置において、 液圧室(2)に連通するシリンダ孔(6a)に摺動自在に嵌合
   する液圧調整ピストン(6b)と、この液圧調整ピストン(6
   b)を駆動する液圧調整シリンダ(6d)とを具備した液圧調
   整装置(6)を設け、 プレス軸(10)に形成された大径のピストン軸部(10a)
   と、このピストン軸部(10a)にスライド自在に外嵌する
   シリンダケース(11a)とを有する付加圧用シリンダ装置
   (11)を設け、 このシリンダケース(11a)内でピストン軸部(10a)に作用
   してプレス軸(10)を成形方向に駆動する付加液圧室(11
   d)と前記液圧室(2)とを接続する付加油圧管(12)を設
   け、 プレス用シリンダ装置(8)の圧縮室(8a)に接続された分
   岐油圧管(14a)を、この付加油圧管(12)の付加液圧室(11
   d)側に接続する付加圧用切換弁(13)を設け、 前記付加油圧管(12)に液の排出手段(18)を設けたことを
   特徴とする対向液圧成形装置。
2. 【請求項２】フレーム(1)の一端側に液圧室(2)を形成す
   るシリンダ筒(3)を設けるとともに、このシリンダ筒(3)
   の開口部にダイ(4)を配置し、フレーム(1)の他端側に、
   ダイ(4)上に配置したブランク材(W)の周囲を押圧して保
   持するブランクホルダー装置(9)を設けるとともに、プ
   レス軸(10)を介してプレス用ポンチ(7)をダイ(4)側に駆
   動してブランク材(W)を液圧室(2)内に突出し成形するプ
   レス用シリンダ装置(8)を設けた単動式の対向液圧成形
   装置において、 液圧室(2)に連通する二次加圧シリンダ孔(36a)に摺動自
   在に嵌合する二次加圧ピストン(36b)と、この二次加圧
   ピストン(36b)を駆動する二次加圧シリンダ(36d)とを具
   備した二次加圧装置(36)を設け、 前記液圧室(2)に連通された一次加圧用油圧管(32)を、
   プレス用シリンダ装置(8)の圧縮室(8a)側に接続された
   プレス用油圧管(14A)に一次加圧用切換弁(31)を介して
   接続し、 前記液圧室(2)側の一次加圧用油圧管(32)途中に排出用
   切換弁(33)を介して接続された油圧排出管(34)に、液圧
   室(2)の液圧を制御可能な圧力制御弁(35)を設けたこと
   を特徴とする対向液圧成形装置。
3. 【請求項３】フレーム(1)の一端側に液圧室(2)を形成す
   るシリンダ筒(3)を設けるとともに、このシリンダ筒(3)
   の開口部にダイ(4)を配置し、フレーム(1)の他端側に、
   ダイ(4)上に配置したブランク材(W)の周囲を押圧して保
   持するブランクホルダー装置(9)を設けるとともに、プ
   レス軸(10)を介してプレス用ポンチ(7)をダイ(4)側に駆
   動してブランク材(W)を液圧室(2)内に突出し成形するプ
   レス用シリンダ装置(8)を設けた単動式の対向液圧成形
   装置において、 プレス軸をプレス用シリンダ装置(8)側の駆動プレス軸
   (10A)とプレス用ポンチ側の受動プレス軸(10B)に分離
   し、この駆動プレス軸(10A)の端部に設けられた駆動ピ
   ストン部(43)と、受動プレス軸(10B)の端部に設けた受
   動ピストン部(44)と、これら駆動ピストン部(43)および
   受動ピストン部(44)に摺動自在に外嵌するシリンダケー
   ス(42a)とを備えた付加圧用シリンダ装置(42)を設け、 このシリンダケース(42a)内で受動ピストン部(44)に作
   用して受動プレス軸(10B)を成形方向に駆動する付加液
   圧室(42b)と前記液圧室(2)とを接続する付加油圧管(12)
   を設け、 プレス用シリンダ装置(8)の圧縮室(8a)に接続された分
   岐油圧管(14a)を、この付加液圧管(12)の付加液圧室(42
   b)側に接続する付加圧用切換弁(13)を設け、 前記付加油圧管(12)の途中に排出用切換弁(18)を介して
   接続された排出用油圧 管(17)に、液圧室(2)の液圧を制
   御可能な圧力制御弁(41)を設けたことを特徴とする対向
   液圧成形装置。
4. 【請求項４】ブランクホルダー装置(9)を、フレームの
   他端側に設けられたホールドシリンダ(9a)と、このホー
   ルドシリンダ(9a)により駆動されてブランク材(W)を押
   圧する保持部材(9b)とで構成し、 前記ホールドシリンダ(9a)の加圧油室(9d)に接続するホ
   ールド用油圧管(51A)にホールド用切換弁(55)を介在さ
   せ、このホールド用切換弁(55)を介して、付加液圧室(4
   2b)側に接続された付加油圧管(12)とホールド用油圧管
   (51A)とを接続可能に構成したことを特徴とする請求項
   ３記載の対向液圧成形装置。