JP4162579B2 - 負角成形金型 - Google Patents

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Description

本発明は被加工板を自動車のボデーサイド等、複雑な曲面形状に成形加工するための金型に関し、詳しくは被加工板を下型に載置して上型と下型を衝合させて成形する際、上型の下降軌跡より下型内に入り込む成形部、即ち、負角になる成形部を有する部材を成形するための負角成形金型に関するものである。
従来、この種の負角成形を行う場合には成形加工を複数回に分け、先ず、負角成形部を除いた部分の成形を行い、次に負角成形部の加工を行うように構成されている。
例えば特許文献１或いは２に示されるように、負角のない既成形部を上型に設けられた押さえ型と下型に設けられた支持ベースと揺動型の先端部材支持部によって挟持して成形を行い、次に上型押さえ型部の昇降動作に連動して昇降するスライドカム部材によって負角成形し、揺動型を揺動して加工が完了した被加工板を抜き取るようになっている。
また、特許文献３に示されるように、軸方向に溝を刻設し、溝縁部に負角成形部を形成した円柱状の回転カムを用い、回転カム内に負角成形部が入る範囲で回転カムの長さを設定し、複数の円柱状回転カムによる複数の成形部を並列した成形型も提案されている。
特開２００１−３４７３１９号公報 特開２００１−４７１３５号公報 特公平８−２５６号公報
しかしながら、従来の揺動型は成形装置本体の底面と平行して回動支軸が設けられるため、自動車のフロントピラー等のように曲面形状の高低差が大きい場合には、固定支持ベースと揺動型の部材支持部の接離分割ラインが各断面で高さが異なってくるため１つの断面では固定支持ベースが成立しても他の断面では設計的に成立しないので、これに対応した固定支持ベースを設けることが難しく、成形加工の工程を分割したり、固定支持ベースを設けることなく揺動型の部材支持部だけで部材支持をしてきた。
また、短い範囲でしか成形加工できないため、例えば、自動車パネルの場合等はフロントピラー、ルーフ、中間、リアといった部分毎に成形金型を調整し、成形作業を何回も繰り返すといった無駄があった。
更に、揺動型を揺動駆動する際に用いられるリフトピンは、型底部に当接する頂部が球面加工されただけの点接触により型底部に摺動しながら揺動型のＬ字型尾端を押し上げるものであるため、摩擦によるエネルギーロスが発生するほか、大きなカジリの原因にもなっていた。
軸方向に溝を刻設し、溝縁部に負角成形部を形成した円柱状の回転カムを用いた成形型については、回転カム全体が回動軸となるため軸芯が集中しないことによる加工精度の問題と外周面全部が摺動することによる摺動摩擦の問題が残されている。
上記のように、複数の円柱状回転カムによる複数の成形部を並列した成形型として構成する場合には、タイミングプレートによる回転速度の調整によって隣接回転カムとの回動干渉を防止してきたが、成形する曲面形状に高低差がある場合には対応することができず、構造的にも複雑であり作動の確実性とコスト面での問題が残されている。
本発明は上記の課題に対処するもので、被加工板を固定支持する固定支持ベースと支持型の合成と、負角成形後に製品を取り出すための負角成形型の分離合成作動をＬ字型のスウィング揺動によって行い、揺動の枢軸となる回動支軸機構を成形する曲面形状の高低差に対応して設定された傾斜度に傾斜させて設定するようにしたものである。
この構成により、成形する曲面形状に高低差があり本体基礎の枢軸線に対して許容範囲を超えて傾斜するため、固定支持ベースと支持型の合成設定ができない場合でも、成形する曲面形状の傾斜度に対応して揺動型の回動支軸の方を傾斜させて設定するので、成形する曲面形状の高低差に平行する回動支軸となり、型のスウィング揺動に全く支障のない枢軸線が構成される。
更に、フロントピラー、ルーフ、中間、リアといった自動車パネルの場合等は、図５に示すようにデザイン部分毎に平均的な曲面形状の高低差に纏めて分割し、その形状の高低差に平行する回動支軸の設定が可能となるので、負角成形ユニットの並列による長尺パネルの一挙成形加工を可能としたものである。
加えて、並列ユニットにおいて支持型と雌型負角成形部が形成される揺動型頂部の隣接ユニットとの接合面を上下縦方向に形成される相互テーパー面によるテーパー接合として、隣接する揺動型頂部の接合面が互いに重合して一体化すると共に、接離作動が円滑に行われるようにして、複数のユニットが金型として一体化するように構成した。
また、負角成形完了後、揺動型の尾端を押し上げ揺動するリフトピンの頂部に揺動型底面との摺動方向に回動するローラーベアリングを押し上げ方向に付勢させて設定するように構成し、摩擦によるエネルギーロスを無くし、大きなカジリの原因を解消したものである。
以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
１は上型、２は下型で上下一対で成形用金型本体を構成し、上型１が下型２上に昇降して基本的な成形加工作動が行われる。
３は揺動型で、全体として略Ｌ字型に構成され、立ち上がり先端部に、固定支持ベース４と接合して被加工板Ｗを支持する支持型３１と雌型負角成形部３２が形成され、成形する曲面形状の高低差に対応して設定された傾斜度に傾斜させて下型２に設定された回動支軸機構２１を枢軸として、支軸３３を中心として揺動し、固定支持ベース４の接合部４１と接離作動をする。
なお、揺動型３の揺動によって合成される揺動型先端の支持型３１と支持ベース４について、支持ベース若しくは揺動型先端支持型の合成端縁に切欠部４２を設けるようにすれば、合成駆動における接離作動が切欠クリアランスによって円滑に行われ、成形加工後の加工板Ｗの取り出しが容易にできる。
上型１には押さえ型１１がスプリング等の緩衝部材Ｓを介して設定され、上型１の下降により下型２に設けられた支持ベース４と合成する支持型３１との衝合によって被加工板Ｗを挟持し、上型１の押さえ型部の昇降動作に連動して昇降するスライドカム部材５に設けられた雄型負角成形部５１を、揺動型３の雌型負角成形部３２に衝合させて被加工板Ｗを成形加工するように構成されている。
以上のような基本的成形作動を行う揺動型３、固定支持ベース４、支持型３１、スライドカム部材５は、被加工板Ｗが長尺な場合、例えばフロントピラー、ルーフ、中間、リアといった自動車パネルの場合等は、図５に示すようにデザイン部分毎に平均的な曲面形状の高低差に纏めて分割し、単位ユニットとして成形加工部材のデザイン部分毎に平均的な曲面形状の高低差に纏めて分割されて上型１及び下型２上に並列して設定される。
また、これらの単位ユニットに対応して上型１には上型の昇降動作に連動して揺動型３を前方に押圧揺動する従動カム部材１２を進退させる駆動カム６が設定され、その先端部にはテーパー状にせり上がり従動カム部材１２の背部テーパーカム１３と摺動接合して揺動型３を前方に押圧する摺動カム６１が設定され、その高さと長さをユニット毎に調整して隣接する揺動型の揺動が適宜の時間差をもって行われるように構成されている。なお、場合によっては図３に示すように従動カム部材１２を設定せずに揺動型３の背部に直接テーパーカム１３を設定しても良い。
また、上記のような長尺な被加工板Ｗに対応して揺動型３を並列した並列ユニットにおいては、支持型と雌型負角成形部が形成される揺動型頂部ａの隣接ユニットとの接合面ｂを図９に示すように上下縦方向に形成される相互テーパー面によるテーパー接合とすれば、隣接する揺動型頂部の接合面が互いに重合して円滑に接離するようにして、複数のユニットが金型として一体化する。
成形加工の基本作動について説明すると、先ず、所定形状まで成形加工された被加工板Ｗと同形状に形成された支持ベース４上に、同被加工板Ｗを嵌着載置する。この段階では揺動型３の基台部尾端底部が押し上げ方向に付勢されたリフトピン８、或いはエアシリンダー等によって押し上げられた状態となっているので、支持型３１は支持ベース４と合成されていない。
上型１が下降を始め、これと共に下降する駆動カム６が従動カム部材１２の背部、或いは揺動型３の背部を押し、更に、リフトピン８の押し上げ付勢に抗して揺動型３を前方に押圧揺動して支持型３１を支持ベース４と合成させ合成支持台が形成される。この際、リフトピン８の頂部に設定されたローラーベアリング８１が揺動型底面との摺動方向に回動するので、揺動型３の揺動は極めて円滑に行われる。
また、支持型３１と支持ベース４との合成は、支持ベース４の合成端縁に切欠部４２が設けられることにより、接離作動をより円滑に行うことができる。
なお、この端縁切欠部は支持型３１の方に設けても良いことは勿論である。合成支持台が形成されると、更に、押さえ型１１が下降して合成支持台と衝合し被加工板Ｗを挟持する。
次いで上型１に設けられたスライドベース７が下降し、その下面に摺動するスライドカム部材５の底面が揺動型３の基台部上面の摺動ガイドプレート２２に当接し、これに案内されてスライドカム部材５が前進して先端の雄型負角成形部５１を揺動型３の雌型負角成形部３２に衝合させて被加工板Ｗを成形加工する。
被加工板Ｗの負角成形加工が終了すると、上型１が上昇を始め、スライドカム部材５が後退し、従動カム部材１２の背部を押していた駆動カム６が上昇して摺動カム６１とテーパーカム１３の摺動接合が外れ、リフトピン８の押し上げ付勢によって揺動型３は揺動して初期位置に復帰するので、被加工板Ｗの金型よりの取り出しが可能となる。
並列する揺動型３の揺動は、前記のように駆動カム６の下降により前方に押圧される従動カム部材１２の背部に設定されるテーパーカム１３と駆動カム６の先端部に設定される摺動カム６１の設定位置の高さと長さによってユニット毎に調整され、隣接するユニットＢ、Ｃが同時に揺動して互いに干渉することがないように構成されている。
即ち、摺動カム６１が駆動カム６の先端側に設定されていれば早い時期に揺動が開始し、上部側に設定されていればそれだけ遅い時期に揺動が開始されることになる。テーパーの角度が緩やかであれば揺動がゆっくりと行われ、鋭角に設定されれば急速な回動が行われる。
また、カムの長さが長ければ回動位置に長く止まり、短ければ復帰回動が早い時期に開始されることになる。また、カムの高さが高ければ揺動型は大きく揺動する。このような構成により、並列する揺動型は下死点においては図６に示すように横一線に並列するが、中間駆動時及び上死点においては図７に示すように時間差をもって作動し互いに干渉されることがない。
本発明は以上のように構成したので、従来、成形する曲面形状に高低差があり本体基礎の枢軸線に対して許容範囲を超えて傾斜するため、固定支持ベースと支持型の合成設定ができない場合でも、無理なく確実にスウィング軸を設定することができ、更に、従来、複数の工程によらざるを得なかった長尺パネルの成形加工にも一挙成形加工で対応することができたものである。
本発明の実施例を示すもので、固定支持ベースと支持型の合成支持台上に被加工板を載置し押さえ型により挟持した状態を示す負角成形金型の全体縦断面側面図 同じく、成形加工を完了し揺動型を回動して被加工板を取り出せる状態とした状况を示す負角成形金型の全体縦断面側面図 同じく、他の実施例による負角成形金型を示すもので、スライドカム部材を雌型負角成形部に衝合させて被加工板の負角成形加工を行った状態を示す全体縦断面側面図 同じく、揺動型の回動支軸機構を成形加工する曲面形状の高低差に対応して傾斜設定した状况と駆動カムとの関係を示す揺動型を取り除いた状態における回動支軸機構の正面図 同じく、下型に並列設定した揺動型ユニットと成形加工する被加工板の曲面形状との関係を示す被加工板の曲面形状を中心として重合させた平面図 同じく、分割並列した揺動型ユニットの並列する状况を示す簡略平面図 同じく、図６の揺動型ユニットが時間差により回動する状况を示す平面図 同じく、下型に並列設定した揺動型ユニットについて図５、図６と異なった実施態様により、揺動型頂部の隣接ユニットとの接合面をテーパー接合とした隣接ユニットとの接合状况を示す揺動型揺動機構部の平面図 同じく、図８の揺動型ユニットの接合状况を示す揺動型揺動機構部の正面図
符号の説明
１ 上型
１１ 押さえ型
１２ 従動カム部材
１３ テーパーカム
２ 下型
２１ 揺動型の回動支軸機構
２２ 揺動型基台部上面の摺動ガイドプレート
３ 揺動型
３１ 揺動型の先端支持型
３２ 揺動型の先端雌型負角成形部
３３ 揺動型の中心支軸
４ 固定支持ベース
４１ 固定支持ベースの揺動型先端支持型との接合部
４２ 支持ベースの合成端縁切欠部
５ スライドカム部材
５１ スライドカム部材の雄型負角成形部
６ 駆動カム本体
６１ 摺動カム
６２ 摺動カムのテーパー部
７ スライドベース
８ リフトピン
８１ リフトピンのローラーベアリング
Ａ 基本作動揺動型ユニット
Ｂ ユニットＡに隣接する揺動型ユニット
Ｃ ユニットＡに隣接する揺動型ユニット
Ｓ 押さえ型の緩衝部材
ａ 揺動型の立ち上がり部
ｂ 並列揺動型の隣接型との接合面
Ｗ 被加工板

Claims (2)

  1. 水平面に設置された下型に、
    成形する曲面形状の高低差に平行する傾斜に対応して支軸を傾斜させ、傾斜範囲内で曲面形状の高部と低部を包摂する単位ユニットに纏めたデザイン部分毎に分割区分した回動支軸機構を有し、
    同回動支軸機構の支軸を枢軸として回動する、固定支持ベースの接合部と接離揺動する略Ｌ字形に形成された揺動型を並列し、
    各揺動型の先端部に、固定支持ベースと接合して被加工板を支持する支持型と雌型負角成形部を形成し、
    上型に設けられた押さえ型と下型に設けられた固定支持ベースと合成する支持型によって被加工板を挟持すると共に、上型の昇降動作に連動して揺動型を前方に押圧揺動する駆動カムとこれに対応するカム部材のテーパー接合面をユニット毎に調整して、隣接する揺動型の揺動が適宜の時間差をもって行われるように構成することにより
    上型押さえ型部の昇降動作に連動して昇降するスライドカム部材に設けられた雄型負角成形部を、前記揺動型の雌型負角成形部に衝合させて被加工板を成形加工するように構成した
    ことを特徴とする負角成形金型
  2. 支持型と雌型負角成形部が形成される揺動型頂部の隣接ユニットとの接合面を、上下縦方向に形成される相互テーパー面によるテーパー接合として構成した請求項１記載の負角成形金型
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