JP3199991B2 - プレス成形用金型装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプレス成形用金型装
置、特に金属板を多角に屈曲して非対称箱形Ｖ字断面に
プレス成形するのに好適なプレス成形用金型装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来、金属板をプレス成形
することによって図７に示すような非対称箱形Ｖ字断面
のプレス成形品29を得るためには、図８に示すように、
ブレーキプレスを用いてその押え力を抑制しながら下型
61と上型60との間に(A) 、(B) 、(C) の順に被加工材29
を挟圧することによって３つの屈曲部29a 、29b 、29c
をプレス成形していた。

【０００３】これは、手数及び時間が掛かるとともに精
度が悪く、かつ、経験と勘を必要とするという問題があ
った。

【０００４】そこで、図９(A) に示すように、下型63と
上型64との間に被加工材29を挟圧することによってその
両側に屈曲部29d 、29e をプレス成形した後、図９(B)
に示すように、上型64を上型60に交換してこの上型60と
下型63の溝63a との間で被加工材29を再度挟圧すること
によって屈曲部29d 、29e の間に屈曲部29f を形成する
方法が提案された。

【０００５】この方法は２つの工程となるが、屈曲部29
d 、29e 、29f の間隔の精度を維持するためにはテンプ
レートを用いなければならず、また、上型64を上型60に
交換する手間が増えるという問題があった。そして、成
形品のスプリングバックを防止するためにはブレーキプ
レスを用いてその押え力を抑制しながらプレス成形しな
ければならないので、やはり経験と勘を必要とするとい
う問題があった。

【０００６】本発明の目的とするところは、一工程によ
ってしかも所謂押し切り作業によって平板状の被加工材
を非対称箱形Ｖ字断面にプレス成形しうるプレス成形用
金型装置を提供するにある。

【０００７】他の目的とするところは、経験や勘に依存
することなく平板状の被加工材を高精度の非対称箱形Ｖ
字断面にプレス成形することができるプレス成形用金型
装置を提供するにある。

【０００８】更に、他の目的とするところは、成形品の
スプリングバックを容易に除去しうる金型装置を提供す
るにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために発明されたものであって、その要旨とすると
ころは、下方に突出するＶ字形凸部とその両側に非対称
な角部を具備する上押型を上下動せしめることによって
この上押型と下型との間に平板状の被加工材を挟圧して
非対称箱形Ｖ字断面にプレス成形するプレス成形用金型
装置において、上記下型は上方に開口する凹部を有する
本体と、上記凹部内に配設され油圧シリンダによりダイ
クッションピンを介して上下動せしめられるダイス受台
とこのダイス受台の上部に回動自在に支持され上面に上
記上押型のＶ字形凸部に対応するＶ字形凹溝を有する回
動ダイスからなる可動金型と、上記凹部内に固定され上
記上押型の非対称な角部に対向してこれに対応する角部
を限界する固定金型を具備していることを特徴とするプ
レス成形用金型装置にある。

【００１０】

【００１１】他の特徴とするところは、上記回動ダイス
をその無負荷時にそのＶ字形凹溝が上方を向くように指
向させるトラニオンシリンダを設けたことにある。

【００１２】更に他の特徴とするところは、上記凹部の
上部両側に油圧シリンダによって駆動されて上記凹部内
に出没しうるガイドプレートを配設したことにある。

【００１３】更に他の特徴とするところは、上記下型上
に載置された平板状の被加工材を押推して基準ピンに当
接させるプッシャを設けたことにある。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１ないし図
６を参照しながら具体的に説明する。図２において、10
0 はプレス機械で、その下部フレーム架台101 上にはテ
ーブル115 が車輪118 を介して白抜矢印に示す方向に移
動自在に載置され、このテーブル115 上には下型１が固
定されている。

【００１５】下部フレーム架台101 の中央部に穿設され
た凹所119 内には紙面に直角な方向に沿って等間隔を隔
てて複数個（図には10個）のダイクッションシリンダ10
3 が垂直に固着され、これら複数のダイクッションシリ
ンダ103 のピストン104 は同期して伸縮するようになっ
ている。

【００１６】複数の支柱105 の上部に固着された門型フ
レーム106 には油圧シリンダ107 が固着され、この油圧
シリンダ107 の伸縮によって中間フレーム109 は支柱10
5 に沿って上下動しうるようになっている。

【００１７】中間フレーム109 に固定されたホルダ110
の下端には凹溝111 が設けられ、この凹溝111 内に上押
型112 から上方に突出する突部113 を嵌挿して図示しな
いボルトを締結することによって上押型112 はホルダ11
0 に着脱自在に支持されている。

【００１８】上押型112 は図１に示すように、下方に突
出するＶ字形凸部114 とその両側に非対称に形成された
鈍角部112aと鋭角部112bとによって非対称箱形Ｖ字断面
とされている。そして、このＶ字形凸部114 は突部113
より外方に偏寄している。

【００１９】下型１は図１に示すように、テーブル115
上に固定された本体２と、本体２に形成されて上方に開
口する凹所３内に配設された固定金型６、７、中間ブロ
ック９、ダイス受台13、回動ダイス18、ガイドプレート
28A 、28B 等からなる。

【００２０】中間ブロック９は本体２にボルト８によっ
て締結され、固定金型６は中間ブロック９上に載置され
てボルト10により中間ブロック９に締結され、かつ、ボ
ルト８によって本体２に締結されている。固定金具７は
ボルト８によって本体２に締結されている。

【００２１】回動ダイス18とダイス受台13とによって可
動金型50が構成され、この可動金型50は固定金型６及び
７に隣接して形成された垂直方向に伸びる溝11内に上下
動自在に配設されている。回動ダイス18はダイス受台13
の上面に形成された円弧状の凹溝12内に回動自在に支持
されている。

【００２２】この回動ダイス18の上面には上押型112 の
Ｖ字形凸部114 と同じ形状で若干大寸のＶ字形凹溝20が
形成され、その下面にはダイス受台13の円弧状の凹溝12
と同じ寸法、形状の円弧状凸部19が形成されている。

【００２３】凹所３の左側壁上部にはガイドプレート28
A が埋設され、その外面は固定金型７の上面と協働して
上押型112 の鈍角部112aと同じ形状で若干大寸の鈍角の
コーナ部を限界する。このガイドプレート28A は図３に
示すように油圧シリンダ30A のピストン31Aを伸長する
ことによって水平に移動して凹所３内に前進しうるよう
になっている。

【００２４】凹所３の右側壁上部にはガイドプレート28
B が埋設され、その外面は固定金型６の上面と協働して
上押型112 の鋭角部112bと同じ形状で若干大寸の鋭角の
コーナ部を限界する。このガイドプレート28A は図３に
示すように油圧シリンダ30B のピストン31Bを伸長する
ことによって水平に移動して凹所３内に前進しうるよう
になっている。

【００２５】凹所３の底を貫通する穴16内にはダイクッ
ションピン14が上下動自在に配設され、このダイクッシ
ョンピン14はその上端に形成された鍔15によって本体２
に吊支されている。この鍔15の上面はダイス受台13の下
面と対向し、ダイクッションピン14の下端はテーブル11
5 に穿設された貫通穴117 を貫通してダイクッションシ
リンダ103のピストン104 の上端と対向している。な
お、穴16の上下両端にはダイクッションピン14の上下動
に伴って塵埃が巻き込まれるのを防止するスクレーパー
17が配設されている。

【００２６】また、図３に示すように、凹所３内には可
動ブロック24が配設され、この可動ブロック24は常時図
示のように複数個の中間ブロック９の間に位置している
が、図６に示すように本体２の右外側面に固定された複
数（図には３個）の油圧シリンダ25のピストン26を伸長
させることによってダイス受台13の下部空間に挿入され
るようになっている。なお、可動ブロック24の位置はセ
ンサ27によって確認できるようになっている。

【００２７】ダイス受台13の両端面には、図４に示すよ
うに、トラニオンシリンダ21が枢支され、このトラニオ
ンシリンダ21のピロボールエンドに設けられたねじ付き
ベアリング22は回動ダイス18に枢着されている。

【００２８】回動ダイス18に押圧力、即ち、負荷が作用
したとき、トラニオンシリンダ21のピロボールエンドが
ばね23を撓ませることによって回動ダイス18は回動する
が、負荷がなくなると、ばね23が伸長して回動ダイス18
を元の位置に復帰させてそのＶ字形凹溝20を上方に指向
させる。

【００２９】図１に示すように、本体２のベース2aの右
側面に固定されて上方に伸びる受台33上には基準ピン35
が配設され、これら基準ピン35は油圧シリンダ36のピス
トン37を伸長させることによって上昇して図示の位置を
占める。

【００３０】本体２の左外側面にはプッシャーアーム42
の基端が軸41まわりに回動自在に枢支され、このアーム
42の先端には油圧シリンダ44が固定されている。そし
て、本体２のベース2aの左側面に固定されたブラケット
38には油圧シリンダ39の一端が軸40を介して枢支され、
この油圧シリンダ39のピストン43の上端はプッシャーア
ーム42に当接している。

【００３１】油圧シリンダ39のピストン43を伸長させる
と、プッシャーアーム42が軸41まわりに時計方向に回動
して図示の位置を占め、そこで、油圧シリンダ44のピス
トン45を伸長させると、その先端に取り付けられたプッ
シャ46が下型１上に載置された平板状の被加工材29を押
推してその他端の基準面を基準ピン35に当接させるよう
になっている。

【００３２】なお、基準ピン35は図６に示すように、間
隔を隔てて２個配設され、これらの中間に位置するよう
にプッシャーアーム42、油圧シリンダ44等が配設されて
いる。

【００３３】図５には油圧系統図が示されている。電磁
弁Ａを励磁して油圧シリンダ116 に油圧源Ｊから圧油を
供給すると、そのピストン120 が伸長し、これによりテ
ーブル115 が下部フレーム架台101 上を移動して、支柱
105 の外側の所定位置に停止する。

【００３４】次いで、下型１上に平板状の被加工材29を
クレーン等によって載置した後、電磁弁Ｂを励磁するこ
とによって油圧シリンダ36に圧油を供給する。すると、
ピストン37が伸長し、これに伴って基準ピン35が上昇し
て図１に示す位置を占める。

【００３５】そこで、電磁弁Ｃを励磁して油圧シリンダ
39に圧油を供給することによってそのピストン43を伸長
させると、このピストン43に押し上げられることによっ
てプッシャーアーム42が軸41まわりに時計方向に回動し
て、油圧シリンダ44は図１に示す位置を占める。

【００３６】そこで、電磁弁Ｄを励磁して、油圧シリン
ダ44に圧油を供給することによってそのピストン45を伸
長させると、その先端のプッシャー46が被加工材29を押
推してその他端を基準ピン35に当接させ、これによって
被加工材29は所定の位置に位置決めされる。

【００３７】次いで、電磁弁Ｅを励磁して各ダイクッシ
ョンシリンダ103 に圧油を供給すると、そのピストン10
4 が伸長してダイクッションピン14の下端に当接し、こ
のダイクッションピン14を介してダイス受台13及び回動
ダイス18が上昇して図３に示す位置を占める。

【００３８】そこで、電磁弁Ｆを励磁して油圧シリンダ
25に圧油を供給することによってそのピストン26を伸長
させると、可動ブロック24が前進してダイス受台13の下
部空間内に嵌挿され、かくして、ダイス受台13は可動ブ
ロック24上に支持される。

【００３９】次いで、電磁弁Ｇを励磁して圧油を油圧シ
リンダ107 に供給することによってそのピストン108 を
伸長させると、中間フレーム109 が支柱105 に案内され
ながら下降し、これに伴って上部ホルダ110 及びこれに
吊支された上押型112 が下降する。

【００４０】そして、上押型112 のＶ字形凸部114 が被
加工材29に当接すると、被加工材29は曲がり始め、その
下面が回動ダイス18の上面に形成されたＶ字形凹溝20に
当接すると、回動ダイス18はトラニオンシリンダ21のば
ね23を撓ませながら回動する。更に上押金112 が下降す
ると、被加工材29はＶ字形凸部114 とＶ字形凹溝20との
間に挟圧されてこれらの形状に沿うように屈曲される。

【００４１】この時点で、電磁弁Ｇを中立位置に戻すこ
とによって上押型112 の下降を停止した後、電磁弁Ｆを
上記と逆に切り換えることによって可動ブロック24を後
退させて中間ブロック９の間に格納する。

【００４２】そこで、再び上押型112 を下降させると同
時に電磁弁Ｅを切り換えてダイクッションシリンダ103
内の圧油を排出し、ダイクッションピン14、ダイス受台
13、回動ダイス18を下降させると、被加工材29は上押金
112 に押圧されて変形しながら凹部３内に挿入され、そ
の下面が固定金型６、７、ガイドプレート28A 、28Bに
添接することによって被加工材29は図７に示すようにＶ
字形凸部とその両側に非対称の鋭角部、鈍角部を有する
非対称箱形Ｖ字断面にプレス成形される。

【００４３】次いで、電磁弁Ｈを励磁して油圧シリンダ
30A 、30B に圧油を供給することによってそのピストン
31A 、31B を伸長させると、ガイドプレート28A 、28B
が進出し、非対称箱形Ｖ字断面の被加工材29の両側片が
上押型112 に押し付けられ、この状態を数秒間維持する
と、被加工材29のスプリングバックが防止され、これに
よって被加工材29のプレス成形が完了する。

【００４４】しかる後、電磁弁Ｈを切り換えてガイドプ
レート28A 、28B を後退させる。次いで電磁弁Ｇを切り
換えて上押型112 を上昇させると同時に電磁弁Ｅを切り
換えてダイクッションシリンダ103 のピストン104 を上
昇させて被加工材29を持ち上げる。

【００４５】その後、電磁弁Ｆを切り換えてガイドブロ
ック24を前進させてダイス受け台13の下部空間内に挿入
する。その後、電磁弁Ｅを切り替えてダイクッションシ
リンダ103 のピストン104 を下降させると、ダイクッシ
ョンピン14も同時に同調して下降する。

【００４６】次いで、電磁弁Ａを切り換えてテーブル11
5 を支柱105 の外側に引出し、この状態で下型１上の成
形済の被加工材29をクレーン等により搬出する。

【００４７】なお、マニプレータ装置等を用いて成形済
の被加工材29を搬送する場合は、テーブル115 を移動し
なくても良い。

【００４８】被加工材29の板厚やその成形形状が変更さ
れたときには回動ダイス18及び固定金型６、７を取り換
える。

【００４９】また、図４に示すように、本体２とガイド
プレート28A 、28B との間にＵ字状のシム47を介装すれ
ば、板厚の異なる被加工材29も加工でき、かつ、巾の狭
い非対称箱形Ｖ字断面の成形品を得ることができる。

【００５０】また、被加工材29と当接する各部材を鋳物
材料によって構成すれば、成形品の打刻傷を防止でき
る。また、ダイクッションシリンダ103 の押上力を十分
大きなものとすれば、可動ブロック24及びその駆動機構
を省略することができる。

【００５１】また、図１に示すように、下型１の左側の
鈍角のコーナ部と右側の鋭角のコーナ部の高さが同じ場
合には、本体２の左右両側の壁の高さを同じ高さにする
ことにより被加工材29の曲げに入る時の抵抗が均一にな
り被加工材29の曲げポイントが逃げないが、図３、図４
に示すように左側の鈍角のコーナ部より右側の鋭角のコ
ーナ部が下に位置する場合には右側の側壁の高さを左側
の側壁の高さより低くすることにより被加工材29の曲げ
に入る時の抵抗が均一になり被加工材29の曲げポイント
が逃げることがない。

【００５２】

【発明の効果】本発明においては、下方に突出するＶ字
形凸部とその両側に非対称な角部を具備する上押型と、
上方に開口する凹部を有する本体と、凹部内に配設され
油圧シリンダによりダイクッションピンを介して上下動
せしめられるダイス受台とこのダイス受台の上部に回動
自在に支持され上面に上押型のＶ字形凸部に対応するＶ
字形凹溝を有する回動ダイスからなる可動金型と、凹部
内に固定され上押型の非対称な角部に対向してこれに対
応する角部を限界する固定金型を具備する下型を具えて
いるため、平板状の被加工材から非対称箱形Ｖ字断面の
成形品を勘や経験に頼ることなく、１つの金型装置を用
いて１の工程で、しかも、所謂押し切り作業によってプ
レス成形することができる。

【００５３】しかも、上面に上押型のＶ字形凸部に対応
するＶ字形凹溝を有する回動ダイスをダイス受台の上部
に回動自在に支持しているので、非対称箱形Ｖ字断面の
Ｖ字形凸部を正確に成形することができる。

【００５４】上記回動ダイスをその無負荷時にそのＶ字
形凹溝が上方を向くように指向させるトラニオンシリン
ダを設れば、何らの動力を要せずに回動ダイスを回動さ
せることができるとともに回動ダイスに過大な力が作用
するのを防止しうるので、その損傷を防止できる。

【００５５】上記凹部の上部両側に油圧シリンダによっ
て駆動されて凹部内に出没しうるガイドプレートを配設
すれば、成形品のスプリングバックを防止しうる。

【００５６】上記下型上に載置された平板状の被加工材
を押推して基準ピンに当接させるプッシャを設ければ、
平板状の被加工材の位置決めが容易となり、作業能率が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態を示す要部の部分的縦断面
図である。

【図２】上記実施形態の全体構成を部分的に破断して示
す正面図である。

【図３】上記実施形態における可動型を上昇させた状態
を示す部分的縦断面図である。

【図４】上記実施形態における下型を部分的に破断して
示す側面図である。

【図５】上記実施形態の油圧系統図である。

【図６】上記実施形態における下型の略示的平面図であ
る。

【図７】成形品の外観斜視図である。

【図８】(A) 、(B) 、(C) はそれぞれ従来のプレス成形
方法の異なる工程を示す断面図である。

【図９】(A) 、(B) はそれぞれ従来の他のプレス成形方
法の異なる工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 下型 ２ 本体 ３ 凹部 ６、７ 固定金型 50 可動金型 ９ 中間ブロック 11 溝 13 ダイス受け台 14 ダイクッションピン 18 回動ダイス 20 Ｖ字形凹溝 21 トラニオンシリンダ 22 ベアリング 23 ばね 24 可動ブロック 25 シリンダ 28A 、28B ガイドプレート 29 被加工材 30 油圧シリンダ 33 受け台 35 基準ピン 36 油圧シリンダ 39 油圧シリンダ 42 プッシャアーム 101 下部フレーム架台 115 テーブル 103 ダイクッションシリンダ 112 上押型 114 Ｖ字形凸部 112a 鈍角部 112b 鋭角部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 選三郎 東京都世田谷区用賀四丁目10番１号 新 キャタピラー三菱株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−226129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−127033（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 1/00 - 55/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下方に突出するＶ字形凸部とその両側に
   非対称な角部を具備する上押型を上下動せしめることに
   よってこの上押型と下型との間に平板状の被加工材を挟
   圧して非対称箱形Ｖ字断面にプレス成形するプレス成形
   用金型装置において、上記下型は上方に開口する凹部を
   有する本体と、上記凹部内に配設され油圧シリンダによ
   りダイクッションピンを介して上下動せしめられるダイ
   ス受台とこのダイス受台の上部に回動自在に支持され上
   面に上記上押型のＶ字形凸部に対応するＶ字形凹溝を有
   する回動ダイスからなる可動金型と、上記凹部内に固定
   され上記上押型の非対称な角部に対向してこれに対応す
   る角部を限界する固定金型を具備していることを特徴と
   するプレス成形用金型装置。
2. 【請求項２】 上記回動ダイスをその無負荷時にそのＶ
   字形凹溝が上方を向くように指向させるトラニオンシリ
   ンダを設けたことを特徴とする請求項１記載のプレス成
   形用金型装置。
3. 【請求項３】 上記凹部の上部両側に油圧シリンダによ
   って駆動されて上記凹部内に出没しうるガイドプレート
   を配設したことを特徴とする請求項１又は２記載のプレ
   ス成形用金型装置。
4. 【請求項４】 上記下型上に載置された平板状の被加工
   材を押推して基準ピンに当接させるプッシャを設けたこ
   とを特徴とする請求項１、２又は３記載のプレス成形用
   金型装置。