JP5557922B2 - プレス成形方法及びプレス成形装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ワークの一部位をダイとパンチで成形するとともに、別の一部位を圧力流体で成形するプレス成形方法及びプレス成形装置に関する。
自動二輪車の燃料タンクは、曲率半径が異なる複数個の湾曲面が組み合わされて構成され、また、アンダーカット部が存在し、複雑な形状を有している。このような複雑形状の燃料タンクは、例えば、左方部分を構成する半製品と、右方部分を構成する半製品とを接合することで得ることが可能である。
各半製品は、例えば、プレス成形を行うことによって作製される。各半製品の形状は燃料タンク全体の形状に比して単純であるので、各半製品のプレス成形は、比較的容易に行うことができる。
しかしながら、半製品を接合するという製造方法では、各半製品を得るためのプレス成形装置が個別に必要となる。このため、設備投資が高騰する。また、半製品同士を接合する接合工程が不可欠となる。このため、この分だけ燃料タンクを得るまでの時間が長期化してしまう。加えて、接合箇所が存在することが目視にて認識できるので、美観が損なわれる。
そこで、1個のワークから燃料タンクの全体を作製することが想起される。特許文献1は、燃料タンクのアンダーカット部を成形する手法を開示する。
特許文献1記載の成形方法は、具体的には、以下の工程を含む。すなわち、先ず、側部に成形用凹部が形成されたパンチでワークを押圧し、これにより該ワークを延伸させて延伸部位を形成する。その後、パンチをさらに前進動作させることにより、図14に模式的に示すように、前記延伸部位を、ダイ1に形成されたキャビティ2にパンチごと挿入する。なお、図14においては、パンチの図示を省略している。
ここで、キャビティ2には、圧力流体としての加圧液体(図示せず)が予め導入されている。従って、延伸部位は、キャビティ2に進入した箇所から順次、加圧液体からの押圧力(いわゆる対向液圧)を受け、パンチに巻き付くように変形して該パンチを囲繞する。この際、延伸部位に対し、パンチの前記成形用凹部側に押圧する力が作用する。このため、図14に破線で示すように、該成形用凹部の形状に倣う陥没部3が形成される。
次に、パンチの成形用凹部側からダイ1側に向けて圧力流体、例えば、圧縮空気を供給し、これにより、前記陥没部3を前記キャビティ2に倣う形状まで***させて***部4に成形する。
すなわち、特許文献1記載の成形方法では、ワークの幅方向寸法を一旦狭める成形(以下、「狭幅成形」という)が施され、次に、狭幅成形前の幅方向寸法よりも大きく膨張させるような成形(以下、「拡幅成形」という)が行われることによって、***部4が形成される。なお、図14中の一点鎖線は、陥没部3から***部4が成形される過程で、材料線長が最短となる位置を示す。
対向液圧成形においては、成形中のワークに対して成形圧が常時均一に作用するため、面歪量を小さく抑制することが可能である。また、ワークが液圧によって金型に強く押し付けられるため、ワークと金型の間に相互摩擦力が発生する。この相互摩擦力によってワークが金型上を滑動することが抑制されるので、ワークが局所的に延伸すること(いわゆる局部伸びを起こすこと)を回避することができる。この利点のため、高い深絞り性が得られるとともに、小さなアール部を容易に形成することができる。
その一方で、対向液圧成形には、液圧の設定が容易ではないという不具合がある。具体的には、液圧が過度に小さいと、ワークを均一に変形することや前記の相互摩擦力を得ることが容易でなくなる。反対に、液圧が過度に大きいと、金型に対するワークの滑動が大きく制限されてしまう。何れの場合も、高い深絞り性を得ることができず、また、小さなアール部を形成することが困難である。
従って、対向液圧成形を行う場合には、製品の形状やワークの素材に応じて液圧を最適化する必要があり、煩雑である。
さらに、上記のように液圧を利用して陥没部3を成形する場合、液圧が過度に小さいと、ワークの延伸部位がパンチに巻き付くことが困難となる。すなわち、パンチの形状に倣う形状にワークを成形することが容易でなくなる。
従って、液圧を用いて陥没部を成形する場合、対向液圧としても、且つ陥没部の成形圧としても適切な圧力に設定する必要があるが、実際には、そのような圧力を見出すことは容易ではない。
また、特許文献1記載の成形方法では、狭幅成形が施された後に拡幅成形が行われる(図14参照)。図14中の陥没部3を示す破線の長さ、一点鎖線の長さ及び***部4の長さを対比して諒解されるように、この成形過程においては、陥没部3を形成する際に増加した材料線長が一旦減少し、***部4を形成する際に再度増加する。この場合、ワークの材料線長が減少する過程で発生した皺が、材料線長が増加する過程で残留し易くなるという不都合がある。すなわち、皺が残留して美観が損なわれた最終成形品が形成され易い。
さらに、曲率半径の変化率が大きい部位、例えば、図14中に参照符号5a、5bを付した部位には、曲げ戻しにより、線状段差が発生することが懸念される。この種の線状段差も、最終成形品の美観を損ねる。
以上の不都合を回避するべく、陥没部を形成することなく***部を直接形成することが想起される。しかしながら、この場合、***部を形成する際に材料線長が急激に増加するので、亀裂が発生し易くなるという不具合を招く。
本発明の一以上の実施形態は、アンダーカット部を有し且つ美観に優れる成形品を容易に得ることが可能なプレス成形方法及びプレス装置を提供する。
本発明の一以上の実施形態によれば、プレス成形方法は、ダイ16に形成されたキャビティ14に予め導入した圧力流体Lに第1の加圧力を付与しつつ、側壁に成形用凹部66が形成されたパンチ20でワークWを押圧し、ワークWをパンチ20とともにキャビティ14に挿入する工程と、パンチ20を最下点に到達させることで、ワークWの先端部位を、パンチ20の先端部及びダイ16の底部の形状に倣う形状に成形する工程と、パンチ20が最下点に到達した後、圧力流体Lに第1の加圧力よりも大きい第2の加圧力を付与してワークWの側方部位をダイ16側からパンチ20の成形用凹部66側へ押圧することで、ワークWの側方部位を成形用凹部66の形状に倣う形状に成形する工程と、を有してもよい。
また、本発明の一以上の実施形態によれば、プレス成形装置は、キャビティ14と、キャビティ14に対して圧力流体Lを供給又は排出するための圧力流体用流通路40とが形成されたダイ16と、側壁に成形用凹部66が形成されたパンチ20と、圧力流体Lの加圧力を制御するように構成された加圧力制御装置32と、を有してもよい。加圧力制御装置32は、パンチ20がワークWを押圧して延伸させながらダイ16のキャビティ14に進入するとき、パンチ20が最下点に到達する前には第1の加圧力を圧力流体Lに付与し、且つパンチ20が最下点に到達した後には第1の加圧力よりも高圧の第2の加圧力を圧力流体Lに付与するように構成されてもよい。
以下、本発明に係るプレス成形方法とプレス装置とを、典型的実施形態を例に、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、典型的実施形態は発明を実施するための形態の例示であって、発明を限定するものではなく、典型的実施形態に記述される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。なお、典型的実施形態では、圧力流体として加圧液体Lを使用し、且つ最終成形品として自動二輪車の燃料タンクを得る場合を例示する。
図1は、典型的実施形態に係るプレス成形装置10の要部正面縦断面図である。このプレス成形装置10は、ボルスタ12上に設置されるとともにキャビティ14が形成されたダイ16と、スライド18に設けられたパンチ20とを備える。なお、図1中の参照符号Wは、燃料タンクを得るためのワークを示す。
ボルスタ12上には、前記ダイ16の他、該ダイ16に外嵌されたシリンダ支持台22が設置される。このシリンダ支持台22には、複数個の中子進退用シリンダ24が支持される。各中子進退用シリンダ24はキャビティ14の側部に対して進退動作するとともに、その先端に中子26を支持した中子進退用ロッド28を備える。前記中子26の先端面は、前記キャビティ14の側部に露呈する。
シリンダ支持台22には、加圧液体L(例えば、水や機械油等)が流通する圧力流体流通路としての第1流通路30が形成されている。該第1流通路30には、加圧力制御装置32に接続された第1供給・排出チューブ34の先端が図示しない継手を介して接続される。
なお、加圧力制御装置32には第2供給・排出チューブ38も接続される。この第2供給・排出チューブ38は、キャビティ14に加圧液体Lを供給するときには図示しない貯留槽から加圧液体Lを揚液し、一方、キャビティ14から加圧液体Lを排出するときには前記貯留槽へ加圧液体Lを戻すためのものである。
一方、ダイ16には、上記したキャビティ14が有底穴形状の形成される。ワークWは、このキャビティ14の上部開口を閉塞するようにして、ダイ16の平坦な上端面に載置される。
ダイ16には、さらに、第1流通路30に連なる圧力流体流通路としての第2流通路40と、前記中子進退用ロッド28の進退動作方向に沿って延在する収容凹部42とが形成される。なお、第2流通路40は、該第2流通路40から分岐した複数個の分岐路44を介してキャビティ14に連通する。
前記収容凹部42には、その内部に中子進退用ロッド28が通されたコイルスプリング46が収容される。また、収容凹部42のシリンダ支持台22側に臨む開口は、被弾発プレート48で閉塞される。この被弾発プレート48には、前記コイルスプリング46の一端部が着座する。なお、該コイルスプリング46の他端部は、収容凹部42におけるキャビティ14側に臨む側の内壁に着座する。後述するように、コイルスプリング46は、前進動作した中子進退用ロッド28が後退動作することを支援する。
パンチ20が設けられたスライド18は、図示しない昇降機構の作用下に、ボルスタ12に対して接近又は離間可能である。また、スライド18におけるボルスタ12に臨む側の端面には、複数個の押止用シリンダ50が設けられる。
各押止用シリンダ50の押止用ロッド52には、半円環形状をなす押止部材54がそれぞれ設けられる。これら押止部材54、54は、ダイ16とともにワークWの端部を挟持することにより、該ワークWの端部を位置決め固定した状態で保持する。
スライド18において、複数個の押止用シリンダ50同士で囲繞される部位には、複数個の第1パンチ開閉用シリンダ56を支持する支持盤58と、該支持盤58の略中心に位置する第2パンチ開閉用シリンダ60とが設けられる。この中、第1パンチ開閉用シリンダ56、56同士は、各々の第1パンチ開閉用ロッド62、62が互いに対向するように支持盤58に支持されている。
パンチ20は複数個のパンチピース64に分割されており、パンチピース64の各々は、1個の第1パンチ開閉用ロッド62の先端に支持されている。従って、パンチピース64、64同士は、第1パンチ開閉用ロッド62、62同士が同期して進退動作することにより、互いに接近又は離間する。
複数個のパンチピース64の全部又は一部には、押止用シリンダ50に臨む側の端面(外壁)に、成形用凹部66が陥没形成される。後述するように、この成形用凹部66によって、ワークWにアンダーカット部70(図8及び図9参照)が成形される。
また、各パンチピース64において、別のパンチピース64に臨む側の端面(内壁)には、図1における略中腹部よりも若干下方から上端部に至るまでの部位に、別のパンチピース64に対して離間する方向に陥没した第1段部72、第2段部74が形成されている。このため、パンチ20の内方には、第1段部72、72同士、第2段部74、74同士によって第1収容穴76、第2収容穴78がそれぞれ形成される。
第2パンチ開閉用シリンダ60の第2パンチ開閉用ロッド80は、前記第1収容穴76を通る。この第2パンチ開閉用ロッド80の下端部は、パンチピース64の下端部同士の間に介在し、該下端部同士が当接することを妨げる。また、第2パンチ開閉用ロッド80の下端部は、製品の形状に対応する形状をなす。すなわち、第2パンチ開閉用ロッド80は、パンチ20の一部として機能する。
第2パンチ開閉用ロッド80には、下端部から上端部に至る途中に拡径部材82が外嵌される。該拡径部材82の下端部から略中腹部までに至る部位は、第1収容穴76に収容されて第1段部72の各壁に当接する。一方、該拡径部材82の略中腹部から上端部までに至る部位は、第2段部74の各壁に対して遊びが形成された状態で、第2収容穴78に収容される。
すなわち、第2パンチ開閉用ロッド80の下端部がパンチピース64の下端部同士の間に介在し且つ該下端部の各々に当接するとき、拡径部材82の径と、第1収容穴76の径とが略一致する。
以上の構成において、加圧力制御装置32、中子進退用シリンダ24、昇降機構、押止用シリンダ50、第1パンチ開閉用シリンダ56、第2パンチ開閉用シリンダ60は、信号線84を介して制御回路86に電気的に接続されている。
典型的実施形態プレス成形装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、プレス成形方法との関係で説明する。
典型的実施形態のプレス成形方法は、上記した構成のプレス成形装置10を用い、以下のようにして実施される。
はじめに、図1に示すように、ダイ16の上端面に、キャビティ14の上部開口を閉塞するようにしてワークWを載置する。
次に、加圧液体Lを前記貯留槽からキャビティ14に供給する。加圧液体Lは、前記貯留槽から第2供給・排出チューブ38を経由して加圧力制御装置32に送液され、さらに、第1供給・排出チューブ34、第1流通路30、第2流通路40、及び分岐路44を通過してキャビティ14に導入される。加圧液体Lの供給は、キャビティ14に導入された加圧液体Lの液面が所定の高さに到達したこと、又は、加圧液体Lが所定の体積に到達したこと等が制御回路86によって検知され、該制御回路86が加圧力制御装置32を制御することによって停止される。
なお、ワークWのダイ16への載置と、加圧液体Lのキャビティ14への供給とを上記とは逆の順序で行ってもよいことは勿論である。
次に、制御回路86は、前記昇降機構を付勢し、スライド18をボルスタ12に接近するように下降動作させる。この下降の途中で、図2に示すように、押止用ロッド52の先端に設けられた押止部材54と、ダイ16の上端面とによってワークWの端部が挟持される。この挟持に伴い、ワークWの端部が位置決め固定される。
なお、図2以降の図面では、理解を容易にするべく、信号線84及び制御回路86の図示を省略して図面を簡素化するものとする。
スライド18がさらに下降すると、パンチ20の下端面がワークWの上端面に当接し、該ワークWを押圧し始める。これによりワークWが延伸を開始し、図3、及びその一部拡大図である図4(ただし、中子26の図示を省略している)に示すように、パンチ20がキャビティ14に挿入されることに伴って、その延伸部位がキャビティ14に挿入される。
なお、図4と、パンチ20がさらに下降したときの一部拡大図である図5(中子26は図示を省略)とを対比して諒解されるように、加圧力制御装置32は、制御回路86の制御作用下に、ワークWの延伸部位とパンチ20がキャビティ14に挿入されるにつれて、その挿入量に見合う量の加圧液体Lがキャビティ14から排出され、これにより所定の圧力(第1の加圧力)が発生する。排出された加圧液体Lは、上記とは逆に、分岐路44、第2流通路40、第1流通路30、第1供給・排出チューブ34、及び第2供給・排出チューブ38を経由して前記貯留槽に戻される。
図5に示される時点、すなわち、パンチ20が最下点に到達する以前の加圧液体Lの加圧力は、ワークWの上面を対向液圧にて成形するために最適な加圧力に設定される。
スライド18がさらに下降し、図6、及びその一部拡大図である図7(中子26の図示を省略)に示すように、パンチ20が最下点に到達することに伴い、延伸部位の下端部が、パンチ20の先端部である下端部と、ダイ16の底部とで挟持される。これにより、延伸部位の下端部が、パンチ20の下端部、及びダイ16の底部の形状に倣う形状に成形される。
なお、典型的実施形態では、パンチ20の下面に、意匠用の凹部をワークWに成形するための意匠成形用凹部88が設けられている。ダイ16の底部とパンチ20の下端部とでワークWを挟み込むことにより、意匠用の凹部も成形される。
パンチ20が図5に示す位置から図7に示す位置(最下点)に向かって下降するにつれて、加圧力制御装置32は、制御回路86の制御作用下に、加圧液体Lの加圧力を徐々に上昇させる。この際、液圧が過度に大きいと、ワークWが、意匠成形用凹部88の起点部位90a、90bにおいて拘束され、凹部を形成する際に割れ等が発生する懸念がある。このタイミングでの割れを防止するべく、パンチ20が最下点に到達する前に、液圧を一旦低減するようにしてもよい。
この間、延伸部位の側部には、加圧液体Lによる加圧力が作用する。このため、延伸部位の側部が加圧液体Lによって成形用凹部66側に押圧された状態が維持される。この押圧により、側部に予備成形が行われる。この際の加圧力は、パンチ20が最下点に到達するまでの加圧液体Lの加圧力よりも大きいため、パンチ20における成形用凹部66と下端部との境界である境界部位92に対し、ワークWが比較的緩慢に巻き付くようにして成形が進行する。このため、境界部位92での局所的な応力集中が起こることを回避することができる。
そして、パンチ20が最下点に到達した後、加圧力を急上昇させて所定の加圧力(第2の加圧力)を付与する。換言すれば、加圧液体Lの加圧力は、第1の加圧力から第2の加圧力まで漸次的に上昇する。
第2の加圧力が付与された加圧液体Lにより、延伸部位の側部がダイ16側からパンチ20の成形用凹部66側に向かってさらに押圧され、その結果、塑性変形が起こる。すなわち、図8及び図9に示すように、延伸部位の側部に本成形が施され、その結果、該側部に、成形用凹部66の形状に倣う形状のアンダーカット部70が陥没形成され、所定の形状の燃料タンクTが得られる。
以上のように、典型的実施形態においては、パンチ20が最下点に到達する前に加圧液体Lの加圧力を上昇させてワークWの延伸部位の側部を成形用凹部66側に押圧し、パンチ20が最下点に到達した後に加圧液体Lの加圧力をさらに上昇させ、これにより前記側部を成形用凹部66側にさらに押圧して該成形用凹部66の形状に倣う形状に成形するようにしている。
このような過程を経るプレス成形を行った場合、加圧液体Lの加圧力を、タンク上面と意匠用の凹部を形成するときと、アンダーカット部70を形成するときとで、適切な加圧力に個別に設定することができる。換言すれば、成形加工を主に施す部位に応じて、加圧液体Lの加圧力を最適化することが可能である。このため、いずれの成形時においても、ワークWの延伸部位に対して適切な成形を容易に行うことができる。
しかも、延伸部位の側部は、上記のようにして予備成形が施されている。また、境界部位92において、第2の加圧力による成形に先立ち、比較的低圧の第1の加圧力で成形することができるため、第2の加圧力に上昇した加圧液体Lによる本成形時、加工率が比較的大きな場合であっても、容易に塑性変形を起こす。その上、材料線長が増加した後に減少するような過程(図14参照)を経ることが回避される。
以上のような理由から、皺や亀裂、線状段差等の美観を損ねる欠陥が発生することを回避することができる。すなわち、典型的実施形態によれば、美観に優れた燃料タンクTを容易に得ることができる。
第2の加圧力が付与されて所定時間が経過した後、制御回路86は、中子進退用シリンダ24を付勢し、これにより、図10に示すように、中子進退用ロッド28を成形用凹部66側に向かって前進動作させる。これに追従して中子26がワークWの延伸部位の側部を成形用凹部66側に押圧し、その結果、該側部がさらに塑性変形する。
この塑性変形は、アンダーカット部70に微小陥没を形成する等の微細変形に留められる。すなわち、中子26による成形加工は仕上げ加工であり、上記した加圧液体Lによるアンダーカット部70の成形時の加工率に比して小さい加工率に設定される。
この仕上げ加工により、寸法精度が良好なアンダーカット部70を有する燃料タンクTが得られるに至る。勿論、仕上げ加工の際には、加圧力制御装置32は、制御回路86の制御作用下に、中子26の前進動作量に見合う量の加圧液体Lがキャビティ14から排出される。
以上の過程が営まれる最中の加圧液体Lの加圧力の経時変化を、グラフとして図11に示す。この図11中、実線が上記の過程(実施例)における加圧液体Lの加圧力の変化を示す。また、破線は、パンチ20が最下点に到達する前に加圧液体Lの加圧力を急激に上昇させて延伸部位の側部の塑性変形を開始した第1比較例を示し、一点鎖線は、パンチ20が最下点に到達する前には延伸部位の側部に対して予備成形を全く施さず、且つパンチ20が最下点に到達した後に加圧液体Lの加圧力を急激に上昇させて延伸部位の側部の塑性変形を開始した第2比較例を示す。
実線で示される実施例の場合、上記したように皺や亀裂、線状段差等の欠陥が存在しない燃料タンクTが得られたのに対し、アンダーカット部70の成形初期の加圧力が過度に大きい第1比較例では皺が発生する傾向が認められた。また、アンダーカット部70の成形初期の加圧力が過度に小さい第2比較例では、アンダーカット部70の基端部に線状段差が発生する傾向があった。
このことから、アンダーカット部70の成形開始から終了に至るまでの間で加圧液体Lの加圧力を漸次的に上昇させることによって、美観に優れる燃料タンクTを得ることが容易となることが分かる。
以上のようにして燃料タンクTが得られた後、制御回路86は、中子進退用シリンダ24を再付勢することにより、図12に示すように、中子進退用ロッド28を成形用凹部66から離間するように後退動作させる。
その前後、又は同時に、第2パンチ開閉用シリンダ60を付勢して第2パンチ開閉用ロッド80を後退(上昇)動作させ、該第2パンチ開閉用ロッド80の下端部をパンチピース64の下端部同士の間から引き抜いて第1収容穴76まで退避させるとともに、拡径部材82の全体を第2収容穴78に位置させる。
制御回路86は、さらに、第1パンチ開閉用シリンダ56、56を付勢し、第1パンチ開閉用ロッド62、62を互いに接近するように前進動作させる。これによりパンチピース64の外壁がワークWの延伸部位の側部内壁から離間するとともに、パンチピース64の下端部同士が当接する。また、該第2パンチ開閉用ロッド80の下端部、拡径部材82のそれぞれが、第1収容穴76、第2収容穴78の各内壁に当接する。
この状態で、制御回路86の作用下に前記昇降機構が付勢されることにより、図13に示すように、パンチ20がスライド18ごと上昇してボルスタ12及びダイ16から離間する。燃料タンクTは、搬送ロボット100によってキャビティ14から取り出された後、搬送される。
上記の典型的実施形態によれば、プレス成形方法は、ダイ16に形成されたキャビティ14に予め導入した圧力流体Lに第1の加圧力を付与しつつ、側壁に成形用凹部66が形成されたパンチ20でワークWを押圧し、ワークWをパンチ20とともにキャビティ14に挿入する工程と、パンチ20を最下点に到達させることで、ワークWの先端部位を、パンチ20の先端部及びダイ16の底部の形状に倣う形状に成形する工程と、パンチ20が最下点に到達した後、圧力流体Lに第1の加圧力よりも大きい第2の加圧力を付与してワークWの側方部位をダイ16側からパンチ20の成形用凹部66側へ押圧することで、ワークWの側方部位を成形用凹部66の形状に倣う形状に成形する工程と、を有してもよい。
更に、プレス成形方法は、成形用凹部66の形状に倣う形状に成形されたワークWの側方部位に対し、中子26によるさらなる成形を行う工程を有してもよい。
更に、プレス成形方法は、圧力流体Lの加圧力を、第1の加圧力から第2の加圧力に至るまで漸次的に上昇させる工程を有してもよい。
また、上記の典型的実施形態によれば、プレス成形装置は、キャビティ14と、キャビティ14に対して圧力流体Lを供給又は排出するための圧力流体用流通路40とが形成されたダイ16と、側壁に成形用凹部66が形成されたパンチ20と、圧力流体Lの加圧力を制御するように構成された加圧力制御装置32と、を有してもよい。加圧力制御装置32は、パンチ20がワークWを押圧して延伸させながらダイ16のキャビティ14に進入するとき、パンチ20が最下点に到達する前には第1の加圧力を圧力流体Lに付与し、且つパンチ20が最下点に到達した後には第1の加圧力よりも高圧の第2の加圧力を圧力流体Lに付与するように構成されてもよい。
パンチ20は、互いに接近又は離間する方向に変位可能な複数個のパンチピース64を備え、パンチピース64同士が互いに接近することに伴って、パンチ20の側壁がワークWから離間するように構成されてもよい。
プレス成形装置は、成形用凹部66の形状に倣う形状に成形された部位に対し、さらなる成形を行うように構成された中子26、を更に備えてもよい。
加圧力制御装置32は、圧力流体Lへの加圧力を、第1の加圧力から第2の加圧力に至るまで漸次的に上昇させる制御を行うように構成されてもよい。
上記の典型的実施形態によれば、ワークの側方部位を、パンチが最下点に到達する前には第1の加圧力が付与された圧力流体でパンチの側壁の成形用凹部側に押圧し、パンチが最下点に到達した後には一層高圧の第2の加圧力が付与された圧力流体の作用下に、前記成形用凹部の形状に倣う形状に成形するようにしている。
すなわち、対向液圧を用いてパンチとダイで成形をおこなうときと、圧力流体で成形をおこなうときとで、圧力流体の加圧力を個別に設定すること、換言すれば、成形条件を最適化することが可能である。このため、ワークを容易に成形することができる。
このような理由から、皺や亀裂、線状段差等の美観を損ねる欠陥が成形品に発生することを回避することができるので、美観に優れた成形品を容易に得ることができる。しかも、複雑な形状の成形品を得ることも可能となる。
成形品として自動二輪車の燃料タンクを得る場合、上記のプレス成形によって燃料タンク全体を成形することができる。すなわち、半製品同士を接合する必要がない。このため、設備投資が低廉化するとともに、半製品同士を接合する接合工程が不要となることに伴って燃料タンクの生産効率が向上する。しかも、該燃料タンクには接合箇所が存在しないので、美観にも優れる。
なお、典型的実施形態では、加圧液体Lと中子26を併用するようにしているが、加圧液体Lのみでアンダーカット部70を成形するようにしてもよい。また、加圧液体Lに代替し、圧縮空気等の加圧気体を使用することも可能である。
また、アンダーカット部70の成形初期と終了時に適切な加圧力を付与することが可能である場合、加圧力を漸次的に変化させる必要は特にない。
さらに、最終成形品は自動二輪車の燃料タンクTに特に限定されるものではなく、他の成形品であってもよいことは勿論である。
10…プレス成形装置 14…キャビティ
16…ダイ 20…パンチ
24…中子進退用シリンダ 26…中子
28…中子進退用ロッド 30…第1流通路
32…加圧力制御装置 40…第2流通路
44…分岐路 50…押止用シリンダ
52…押止用ロッド 54…押止部材
56…第1パンチ開閉用シリンダ 60…第2パンチ開閉用シリンダ
62…第1パンチ開閉用ロッド 64…パンチピース
66…成形用凹部 70…アンダーカット部
80…第2パンチ開閉用ロッド 82…拡径部材
86…制御回路 100…搬送ロボット
L…加圧液体 T…燃料タンク
W…ワーク
16…ダイ 20…パンチ
24…中子進退用シリンダ 26…中子
28…中子進退用ロッド 30…第1流通路
32…加圧力制御装置 40…第2流通路
44…分岐路 50…押止用シリンダ
52…押止用ロッド 54…押止部材
56…第1パンチ開閉用シリンダ 60…第2パンチ開閉用シリンダ
62…第1パンチ開閉用ロッド 64…パンチピース
66…成形用凹部 70…アンダーカット部
80…第2パンチ開閉用ロッド 82…拡径部材
86…制御回路 100…搬送ロボット
L…加圧液体 T…燃料タンク
W…ワーク
Claims (7)
- ダイ(16)に形成されたキャビティ(14)に予め導入した圧力流体(L)に第1の加圧力を付与しつつ、側壁に成形用凹部(66)が形成されたパンチ(20)でワーク(W)を押圧し、前記ワーク(W)を前記パンチ(20)とともに前記キャビティ(14)に挿入し、
前記パンチ(20)を最下点に到達させることで、前記ワーク(W)の先端部位を、前記パンチ(20)の先端部及び前記ダイ(16)の底部の形状に倣う形状に成形し、
前記パンチ(20)が最下点に到達した後、前記圧力流体(L)に前記第1の加圧力よりも大きい第2の加圧力を付与して前記ワーク(W)の側方部位を前記ダイ(16)側から前記パンチ(20)の前記成形用凹部(66)側へ押圧することで、前記ワーク(W)の側方部位を前記成形用凹部(66)の形状に倣う形状に成形する、
プレス成形方法。 - 前記成形用凹部(66)の形状に倣う形状に成形された前記ワーク(W)の側方部位に対し、中子(26)によるさらなる成形を行う、
請求項1に記載のプレス成形方法。 - 前記圧力流体(L)の加圧力を、前記第1の加圧力から前記第2の加圧力に至るまで漸次的に上昇させる、
請求項1または2に記載のプレス成形方法。 - キャビティ(14)と、前記キャビティ(14)に対して圧力流体(L)を供給又は排出するための圧力流体用流通路(40)とが形成されたダイ(16)と、
側壁に成形用凹部(66)が形成されたパンチ(20)と、
前記圧力流体(L)の加圧力を制御するように構成された加圧力制御装置(32)と、
を備え、
前記加圧力制御装置(32)は、前記パンチ(20)がワーク(W)を押圧して延伸させながら前記ダイ(16)の前記キャビティ(14)に進入するとき、前記パンチ(20)が最下点に到達する前には第1の加圧力を前記圧力流体(L)に付与し、且つ前記パンチ(20)が最下点に到達した後には前記第1の加圧力よりも高圧の第2の加圧力を前記圧力流体(L)に付与するように構成されている、
プレス成形装置。 - 前記パンチ(20)は、互いに接近又は離間する方向に変位可能な複数個のパンチピース(64)を備え、前記パンチピース(64)同士が互いに接近することに伴って、前記パンチ(20)の側壁が前記ワーク(W)から離間する、
請求項4に記載のプレス成形装置。 - 前記成形用凹部(66)の形状に倣う形状に成形された部位に対し、さらなる成形を行うように構成された中子(26)、を更に備える、
請求項4または5に記載のプレス成形装置。 - 前記加圧力制御装置(32)は、前記圧力流体(L)への加圧力を、前記第1の加圧力から前記第2の加圧力に至るまで漸次的に上昇させる制御を行うように構成されている、
請求項4から6のいずれか1項に記載のプレス成形装置。
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