プレス成形金型、及び、金型によるかじり検知方法
【課題】ワーク成形面の加工面圧が微小部位で上昇した場合であっても、当該部位の加工面圧を正確に測定することができ、プレス成形金型において生じるかじりを検知することができる、プレス成形金型、及び、金型によるかじり検知方法を提供する。
【解決手段】プレス成形金型におけるダイ１２は、複数の鋼板１２ａ・１２ａ・・・が、そのワークＷ側の周縁部において、プレス加工時にワークＷの成形面と接するように積層されて形成され、それぞれの鋼板１２ａ・１２ａ・・・は、ひずみゲージ１３・１３・・・及び計測器１５を具備する圧力測定手段をかじり検知手段として備え、ひずみゲージ１３・１３・・・で測定した値と、ひずみゲージ１３・１３・・・が配設された鋼板１２ａ・１２ａ・・・の縦弾性係数と、から、プレス加工時におけるワーク成形面と接する鋼板１２ａ・１２ａ・・・の周縁部の面圧を測定する。
【解決手段】プレス成形金型におけるダイ１２は、複数の鋼板１２ａ・１２ａ・・・が、そのワークＷ側の周縁部において、プレス加工時にワークＷの成形面と接するように積層されて形成され、それぞれの鋼板１２ａ・１２ａ・・・は、ひずみゲージ１３・１３・・・及び計測器１５を具備する圧力測定手段をかじり検知手段として備え、ひずみゲージ１３・１３・・・で測定した値と、ひずみゲージ１３・１３・・・が配設された鋼板１２ａ・１２ａ・・・の縦弾性係数と、から、プレス加工時におけるワーク成形面と接する鋼板１２ａ・１２ａ・・・の周縁部の面圧を測定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形金型、及び、金型によるかじり検知方法に関し、詳しくは、プレス成形時にワークに生じるかじりを検知する精度を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、板状の素材をポンチとダイとによりプレス加工してワークを成形するプレス成形金型が用いられている。このようなプレス成形金型で厚板鋼板をプレス加工する場合は荷重（ワーク成形面の加工面圧）が大きくなるため、ワークにいわゆる「かじり」と呼ばれる傷が発生したり、ワークが破損したりすることにより、成形不良となる場合がある。
【０００３】
上記のようなワークのかじりや破損の発生を検知するため、金型におけるワーク成形面の加工面圧が適正か否かを判定する技術が知られている。具体的には、金型にひずみゲージを設置することにより、金型におけるワーク成形面の加工面圧を測定する技術が公知となっている(例えば、特許文献１を参照)。
【０００４】
また、ワークの側方におけるワーク成形面では微小部位で加工面圧が変化するため、ダイにおける金型とプレス機との間に小型のロードセルを複数並列して設置し、ワークの側方におけるワーク成形面の加工面圧を測定する技術が公知となっている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００５】
一方、複数の薄板鋼板を積層してプレス成形金型を形成する技術も公知となっている（例えば、特許文献３及び特許文献４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１２０４３号公報
【特許文献２】特開２０１０−４６６９８号公報
【特許文献３】特開２００２−１７８０６１号公報
【特許文献４】特開２００４−３３７９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１に記載の技術においては、ひずみゲージを設置していない部位でワーク成形面の加工面圧が上昇してかじりが発生する場合は、当該部位の加工面圧を正確に測定することができなかった。
【０００８】
また、前記特許文献２に記載の技術においては、図５（ａ）及び（ｂ）に示す如く、ロードセル相互の隙間のような微小部位でワーク成形面の加工面圧が上昇してかじりが発生する場合は、当該部位の加工面圧を正確に測定することができなかった。
【０００９】
一方、前記特許文献３及び特許文献４に記載の技術は、複数の薄板鋼板を積層することによってワークの成形精度を向上させるものであり、ワーク成形面の加工面圧を測定するためのものではなかった。
【００１０】
そこで本発明は、上記現状に鑑み、ワーク成形面の加工面圧が微小部位で上昇した場合であっても、当該部位の加工面圧を正確に測定することができ、プレス成形金型において生じるかじりを検知することができる、プレス成形金型、及び、金型によるかじり検知方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１２】
即ち、請求項１においては、板状の素材をポンチとダイとによりプレス加工してワークを成形するプレス成形金型であって、前記ポンチとダイとのうち少なくとも一方は、複数の鋼板が、該鋼板のうち少なくとも一つの周縁部において、プレス加工時に前記ワークの成形面と接するように積層されて形成された積層部を備え、前記鋼板のうち少なくとも一つには、プレス加工時における前記ワークの成形面に生じるかじりを検知するかじり検知手段が配設されるものである。
【００１３】
請求項２においては、前記鋼板のうち少なくとも一つに配設されたひずみゲージを具備する圧力測定手段を前記かじり検知手段として備え、前記圧力測定手段は、前記ひずみゲージによる該ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時に、前記ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部にかかる面圧を測定することにより、かじりを検知するものである。
【００１４】
請求項３においては、前記鋼板のうち少なくとも一つに配設され、所定の方向のひずみを検知する第一ひずみゲージと、該第一ひずみゲージが検知するひずみの方向と直交する方向のひずみを検知する第二ひずみゲージと、を具備する摩擦係数測定手段を前記かじり検知手段として備え、前記摩擦係数測定手段は、前記第一ひずみゲージによる該第一ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第二ひずみゲージによる該第二ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時の、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部の摩擦係数を測定することにより、かじりを検知するものである。
【００１５】
請求項４においては、隣接する鋼板に対して絶縁された鋼板及び前記ワークに接続された電圧計を具備する温度測定手段を前記かじり検知手段として備え、温度測定手段は、前記電圧計で前記鋼板と前記ワークとの間に生じる熱起電力を測定し、該熱起電力に基づいて、プレス加工時の、前記電圧計が接続された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部の温度を測定することにより、かじりを検知するものである。
【００１６】
請求項５においては、板状の素材をポンチとダイとによりプレス加工してワークを成形するプレス成形金型によるかじり検知方法であって、前記ポンチとダイとのうち少なくとも一方に、複数の鋼板を該鋼板のうち少なくとも一つの周縁部において、プレス加工時に前記ワークの成形面と接するように積層した積層部を形成し、前記鋼板のうち少なくとも一つにおいて、プレス加工時における前記ワークの成形面に生じるかじりを検知するものである。
【００１７】
請求項６においては、前記鋼板のうち少なくとも一つにひずみゲージを具備する圧力測定手段を配設し、前記ひずみゲージによる該ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時に、前記ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部にかかる面圧を測定することにより、かじりを検知するものである。
【００１８】
請求項７においては、前記鋼板のうち少なくとも一つに、所定の方向のひずみを検知する第一ひずみゲージと、該第一ひずみゲージが検知するひずみの方向と直交する方向のひずみを検知する第二ひずみゲージと、を具備する摩擦係数測定手段を配設し、前記第一ひずみゲージによる該第一ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第二ひずみゲージによる該第二ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時の、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部の摩擦係数を測定することにより、かじりを検知するものである。
【００１９】
請求項８においては、隣接する鋼板に対して絶縁された鋼板及び前記ワークに接続された電圧計を具備する温度測定手段を配設し、前記電圧計で前記鋼板と前記ワークとの間に生じる熱起電力を測定し、該熱起電力に基づいて、プレス加工時の、前記電圧計が接続された鋼板おける前記ワークの成形面と接する周縁部の温度を測定することにより、かじりを検知するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２１】
本発明により、プレス成形金型において、ワーク成形面の加工面圧が微小部位で上昇した場合であっても、当該部位の加工面圧を正確に測定することができ、プレス成形金型において生じるかじりを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）及び（ｂ）はプレス成形金型を備えたプレス成形装置の概略図。
【図２】（ａ）は第一実施形態に係るプレス成形金型の拡大図、（ｂ）は同じくプレス成形金型が備える鋼板を示した図、（ｃ）は同じくプレス成形金型の断面図。
【図３】（ａ）は同じくプレス成形金型でプレス成形した際の鋼板における面圧の変化を示した図、（ｂ）は第二実施形態に係るプレス成形金型が備える鋼板を示した図。
【図４】（ａ）は第三実施形態に係るプレス成形金型の拡大図、（ｂ）は同じくプレス成形金型でプレス成形した際の鋼板における起電力の変化を示した図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は従来技術に係るプレス成形金型の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【００２４】
［プレス成形装置１０の構成］
まず始めに、第一実施形態に係るプレス成形金型を備えたプレス成形装置１０の概略について、図１（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）に示す如く、プレス成形装置１０は上下に対向して配設されたポンチ２１とダイ１２とを備える。ポンチ２１は上方に突出した状態で床面に配置されている。ダイ１２はプレス機１１に配設されており、プレス機１１は例えば油圧機構等で構成される図示しないスライド機構によって上下に昇降可能に構成されている。換言すれば、ダイ１２は昇降可能なプレス機１１に配設されることにより、ポンチ２１に対して近接離間可能に構成されているのである。
【００２５】
プレス成形装置１０でワークＷをプレス成形する際は、図１（ａ）に示す如く、ポンチ２１の上面に板状の素材であるワークＷを載置した状態で、矢印Ａの方向にプレス機１１を下降させる。そして、図１（ｂ）に示す如く、ダイ１２の内部にポンチ２１を挿入することにより、ワークＷをポンチ２１及びダイ１２の形状に沿って略Ｕ字状に塑性変形させるのである。
【００２６】
［第一実施形態］
次に、第一実施形態に係るプレス成形金型の構成について、図２（ａ）から（ｃ）を用いて説明する。なお、図２（ａ）は図１（ｂ）におけるプレス成形装置１０の成形部分αの拡大図であり、プレス機１１は省略して記載している。
【００２７】
本実施形態に係るプレス成形金型におけるダイ１２は、複数の鋼板１２ａ・１２ａ・・・が、そのワークＷ側の周縁部において、プレス加工時にワークＷの成形面（ワークＷのうち、塑性変形により曲げ加工がなされる部分の表面。以下、「ワーク成形面」とする）と接するように、図２（ａ）中の矢印に示す前後方向に積層されて形成されている。そして本実施形態においては、それぞれの鋼板１２ａ・１２ａ・・・には、プレス加工時におけるワーク成形面に生じるかじりを検知するかじり検知手段が配設されている。
【００２８】
具体的には、鋼板１２ａ・１２ａ・・・は図２（ａ）から（ｃ）に示す如く、ひずみゲージ１３・１３・・・及び計測器１５を具備する圧力測定手段をかじり検知手段として備えている。より詳細には、鋼板１２ａ・１２ａ・・・にはその前後の両面において溝部１２ｂ・１２ｂ・・・が形成され、この溝部１２ｂ・１２ｂ・・・におけるワークＷ側の端部に、ワークＷ側の周縁部に向けて上下方向に並べて配設されるひずみゲージ１３・１３・・・が収容される。そして、ひずみゲージ１３・１３・・・により、ひずみゲージ１３・１３・・・が設けられた側のワークＷの周縁部のひずみを検出することが可能となっている。
また、鋼板１２ａ・１２ａ・・・においては、溝部１２ｂ・１２ｂ・・・に沿って、ひずみゲージ１３・１３・・・と計測器１５とを接続するリード線が収容されるのである。そして、前記の如く鋼板１２ａ・１２ａ・・・を前後方向に積層した際に、隣接する鋼板１２ａ・１２ａ・・・に配設されたひずみゲージ１３・１３・・・やリード線が相互に干渉しないように構成されている。
【００２９】
そして、本実施形態に係るプレス成形金型では、計測器１５により、ひずみゲージ１３・１３・・・による各鋼板１２ａ・１２ａ・・・の端部（周縁部）におけるひずみ量の検出値と、ひずみゲージ１３・１３・・・が配設された鋼板１２ａ・１２ａ・・・の縦弾性係数と、から、プレス加工時におけるワーク成形面と接する鋼板１２ａ・１２ａ・・・の周縁部にかかる面圧を測定する。具体的には、計測器１５により、プレス加工時における鋼板１２ａ・１２ａ・・・の周縁部において、同じ上下位置で前後面のそれぞれに配置された二個のひずみゲージ１３・１３で測定したひずみ量の平均値を算出して、当該部位におけるひずみ量とするのである。そして、ひずみゲージ１３・１３・・・で検出したひずみ量と、鋼板１２ａ・１２ａ・・・の縦弾性係数と、の積を演算することにより、鋼板１２ａ・１２ａ・・・における応力を算出する。そして、この応力から、プレス加工時に、前記ひずみゲージが配設された鋼板１２ａ・１２ａ・・・における前記ワーク成形面と接する周縁部にかかる面圧を測定するのである。
【００３０】
本実施形態に係るプレス成形金型の、ワークにかじりが発生しなかった部位とかじりが発生した部位とにおける鋼板１２ａで測定した面圧の変化の違いについて、具体的に図３（ａ）を用いて説明する。なお、図３（ａ）中における「スライド変位量」とは、プレス機１１の下降量、即ちプレス機１１及びダイ１２が下方にスライドした変位量を示している。
【００３１】
図３（ａ）においては、ワークＷにかじりが発生しなかった部位における面圧の変化を点線（面圧１：かじりなし）で、ワークＷにかじりが発生した部位における面圧の変化を一点鎖線（面圧２：かじりあり）で表している。
【００３２】
図３（ａ）中の点線に示す如く、ワークＷにかじりが発生しなかった部位においては、鋼板１２ａで測定する面圧はスライド変位量が増加するに伴って滑らかに増加し、スライド変位量が最大となる前から滑らかに減少していく。一方、ワークＷにかじりが発生した部位においては、鋼板１２ａで測定する面圧はスライド変位量の増減に対応して増減するものの、その増加と減少は不規則であり、かつ急激に繰り返される。
【００３３】
このように、ワークＷにかじりが発生した場合は、かじりが発生しなかった場合と比較して、鋼板１２ａの周縁部で検知したひずみに基づいて測定される面圧値の推移グラフの形状が大きく異なる。これにより、作業者はワークＷのうち、面圧の変化に異常がある部位において、かじりが発生したことを認識することができるのである。
【００３４】
上記の如く、本実施形態に係るプレス成形金型においては、積層された鋼板１２ａ・１２ａ・・・のそれぞれでひずみを検知することにより、それぞれの部位における加工面圧を正確に測定することができる。つまり、ワークＷにおけるどの部位でかじりが発生しても、ワーク成形面の加工面圧の上昇を正確に測定することが可能となるのである。
換言すれば、本実施形態に係るプレス成形金型は、ワーク成形面の加工面圧が微小部位で上昇した場合であっても、当該部位の加工面圧を正確に測定することができ、プレス成形金型において生じるかじりを検知することができるのである。
【００３５】
なお、本実施形態に係るプレス成形金型のダイ１２においては、前後方向の全般に亘って、かじり検知手段であるひずみゲージ１３・１３・・・を備える複数の鋼板１２ａ・１２ａ・・・が積層される積層部として構成としたが、このような鋼板１２ａ・１２ａ・・・はダイ１２のうちワークＷにかじりが発生する可能性のある部分に限定して、その一部が積層部とされる構成とすることも可能である。
【００３６】
また、鋼板１２ａ・１２ａ・・・の積層方向は前後方向に限定されるものではなく、上下方向に積層する構成とすることも可能である。ただし、ワークＷにおけるかじりはプレス方向に発生する場合が多いことから、鋼板１２ａごとにかじりを検知するためには、本実施形態の如くプレス方向と直交する方向であるワークＷの長手方向（本実施形態における前後方向）に積層する構成とすることが好適である。
さらに、本実施形態に係るプレス成形金型においては、ダイ１２において複数の鋼板１２ａ・１２ａ・・・が積層される構成としたが、ポンチ２１を鋼板の積層構造とすることも可能である。
【００３７】
［第二実施形態］
次に、第二実施形態に係るプレス成形金型の構成について、図３（ｂ）を用いて説明する。本実施形態以降で説明するプレス成形金型については、既出のプレス成形金型と同じ構成については詳細な説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。また、本明細書に記載した各実施形態におけるプレス成形金型の構成を、２以上組み合わせてプレス成形金型を構成することも可能である。
【００３８】
本実施形態に係るプレス成形金型におけるそれぞれの鋼板１１２ａは図３（ｂ）に示す如く、鋼板１１２ａにおける水平方向のひずみを検知する第一ひずみゲージ１１３ａと、第一ひずみゲージ１１３ａと直交して配設されて鋼板１１２ａにおける上下方向のひずみを検知する第二ひずみゲージ１１３ｂと、それぞれの計測器１１５ａ・１１５ｂと、を具備する摩擦係数測定手段をかじり検知手段として備えている。計測器１１５ａと計測器１１５ｂとは、互いに電気的に接続されている。
【００３９】
より詳細には、鋼板１１２ａにはその前後の両面において溝部１１２ｂ・１１２ｂが直交する水平方向及び上下方向に向けて形成される。そして、この溝部１１２ｂ・１１２ｂに第一ひずみゲージ１１３ａ及び第二ひずみゲージ１１３ｂが収容される。
【００４０】
そして、本実施形態に係るプレス成形金型では、前記摩擦係数測定手段の計測器１１５ａ・１１５ｂが、第一ひずみゲージ１１３ａの検出値（第一ひずみゲージ１１３ａが配設された鋼板１１２ａの端部における水平方向のひずみ量）と、第二ひずみゲージ１１３ｂの検出値（第二ひずみゲージ１１３ｂが配設された鋼板１１２ａの端部における上下方向のひずみ量）と、第一ひずみゲージ１１３ａ及び第二ひずみゲージ１１３ｂが配設された鋼板１１２ａの縦弾性係数と、から、プレス加工時の、第一ひずみゲージ１１３ａ及び第二ひずみゲージ１１３ｂが配設された鋼板１１２ａにおけるワーク成形面と接する周縁部の摩擦係数を測定する。
【００４１】
具体的には、プレス加工時における鋼板１１２ａの周縁部において、同じ位置で前後面のそれぞれに配置された二個の第一ひずみゲージ１１３ａ・１１３ａで測定した水平方向ひずみ量の平均値を算出して、当該部位における水平方向ひずみ量とするのである。また、同じ位置で前後面のそれぞれに配置された二個の第二ひずみゲージ１１３ｂ・１１３ｂで測定した水平方向ひずみ量の平均値を算出して、当該部位における上下方向ひずみ量とするのである。そして、図示しない制御部において、第一ひずみゲージ１１３ａ及び第二ひずみゲージ１１３ｂで測定したひずみ量と、鋼板１１２ａの縦弾性係数とから、鋼板１１２ａの周縁部における摩擦係数を測定するのである。
【００４２】
本実施形態において、ワークＷにかじりが発生した場合は、かじりが発生しなかった場合と比較して、鋼板１１２ａの周縁部で検知したひずみに基づいて測定される摩擦係数の推移グラフの形状が前記第一実施形態と同様に大きく異なる。これにより、作業者はワークＷのうち、摩擦係数の変化に異常がある部位において、かじりが発生したことを認識することができるのである。
【００４３】
上記の如く、本実施形態に係るプレス成形金型においては、積層された鋼板１１２ａのそれぞれで直交する方向のひずみを検知することにより、それぞれの部位における摩擦係数を正確に測定することができる。つまり、ワークＷにおけるどの部位でかじりが発生しても、ワーク成形面の摩擦係数の上昇を正確に測定することが可能となるのである。
換言すれば、本実施形態に係るプレス成形金型においても、ワーク成形面の摩擦係数が微小部位で上昇した場合であっても、当該部位の加工面圧の上昇に伴う摩擦係数の変動を正確に測定することができ、プレス成形金型において生じるかじりを検知することができるのである。
【００４４】
［第三実施形態］
次に、第三実施形態に係るプレス成形金型の構成について、図４（ａ）を用いて説明する。本実施形態に係るプレス成形金型においては、図４（ａ）に示す如く、前後方向に積層される各鋼板２１２ａ・２１２ａ・・・の間に、樹脂等で形成された絶縁体２１６・２１６・・・を介装してダイ２１２が構成されている。また、隣接する鋼板２１２ａ・２１２ａに対して絶縁体２１６・２１６により絶縁される各鋼板２１２ａ、及びワークＷに接続された電圧計２１７を具備する温度測定手段を前記かじり検知手段として備えている。なお、図４（ａ）では、一つの鋼板２１２ａに接続された一個の電圧計２１７のみを図示し、他の鋼板２１２ａに接続された電圧計は図示を省略している。
【００４５】
そして、本実施形態に係るプレス成形金型では、電圧計２１７でプレス加工時における鋼板２１２ａとワークＷとの間に生じる熱起電力を測定する。そして、温度測定手段は、測定した熱起電力に基づいてワーク成形面と接する周縁部の温度を測定する。
具体的には、温度測定手段により、プレス加工時における鋼板２１２ａとワークＷとを熱電対として熱起電力を測定し、この熱起電力と温度との関係値から、プレス加工時の、前記電圧計２１７が接続された鋼板２１２ａにおける前記ワークの成形面と接する周縁部の温度を測定するのである。
【００４６】
本実施形態に係るプレス成形金型の、ワークにかじりが発生しなかった部位とかじりが発生した部位とにおける鋼板２１２ａで測定した起電力の変化の違いについて、具体的に図４（ｂ）を用いて説明する。なお、図４（ｂ）中における「スライド変位量」とは、プレス機１１の下降量、即ちプレス機１１及びダイ１２が下方にスライドした変位量を示している。
【００４７】
図４（ｂ）においては、ワークＷにかじりが発生しなかった部位における起電力の変化を点線（起電力１：かじりなし）で、ワークＷにかじりが発生した部位における起電力の変化を一点鎖線（起電力２：かじりあり）で表している。
【００４８】
図４（ｂ）中の点線に示す如く、ワークＷにかじりが発生しなかった部位においては、鋼板２１２ａで測定する起電力の増加は小さい。一方、ワークＷにかじりが発生した部位においては、当該部位における加工面圧が上昇することにより、鋼板２１２ａで測定する起電力はスライド変位量が増加するに従って大幅に増加している。
【００４９】
このように、ワークＷにかじりが発生した場合は、かじりが発生しなかった場合と比較して、鋼板２１２ａの周縁部で検知した起電力の発生状況が大きく異なる。これにより、作業者はワークＷのうち、起電力の発生に異常がある部位において、かじりが発生したことを認識することができるのである。
【００５０】
上記の如く、本実施形態に係るプレス成形金型においても、積層された鋼板２１２ａ・２１２ａ・・・のそれぞれで起電力を検知することにより、それぞれの部位における温度を正確に測定することができる。つまり、ワークＷにおけるどの部位でかじりが発生しても、ワーク成形面の温度上昇を正確に測定することが可能となるのである。
換言すれば、本実施形態に係るプレス成形金型は、ワーク成形面の加工面圧が微小部位で上昇した場合であっても、当該部位の加工面圧の上昇に伴う温度上昇を正確に測定することができ、プレス成形金型において生じるかじりを検知することができるのである。
【符号の説明】
【００５１】
１０ プレス成形装置
１１ プレス機
１２ ダイ
１２ａ 鋼板
１３ ひずみゲージ
２１ ポンチ
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形金型、及び、金型によるかじり検知方法に関し、詳しくは、プレス成形時にワークに生じるかじりを検知する精度を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、板状の素材をポンチとダイとによりプレス加工してワークを成形するプレス成形金型が用いられている。このようなプレス成形金型で厚板鋼板をプレス加工する場合は荷重（ワーク成形面の加工面圧）が大きくなるため、ワークにいわゆる「かじり」と呼ばれる傷が発生したり、ワークが破損したりすることにより、成形不良となる場合がある。
【０００３】
上記のようなワークのかじりや破損の発生を検知するため、金型におけるワーク成形面の加工面圧が適正か否かを判定する技術が知られている。具体的には、金型にひずみゲージを設置することにより、金型におけるワーク成形面の加工面圧を測定する技術が公知となっている(例えば、特許文献１を参照)。
【０００４】
また、ワークの側方におけるワーク成形面では微小部位で加工面圧が変化するため、ダイにおける金型とプレス機との間に小型のロードセルを複数並列して設置し、ワークの側方におけるワーク成形面の加工面圧を測定する技術が公知となっている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００５】
一方、複数の薄板鋼板を積層してプレス成形金型を形成する技術も公知となっている（例えば、特許文献３及び特許文献４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１２０４３号公報
【特許文献２】特開２０１０−４６６９８号公報
【特許文献３】特開２００２−１７８０６１号公報
【特許文献４】特開２００４−３３７９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１に記載の技術においては、ひずみゲージを設置していない部位でワーク成形面の加工面圧が上昇してかじりが発生する場合は、当該部位の加工面圧を正確に測定することができなかった。
【０００８】
また、前記特許文献２に記載の技術においては、図５（ａ）及び（ｂ）に示す如く、ロードセル相互の隙間のような微小部位でワーク成形面の加工面圧が上昇してかじりが発生する場合は、当該部位の加工面圧を正確に測定することができなかった。
【０００９】
一方、前記特許文献３及び特許文献４に記載の技術は、複数の薄板鋼板を積層することによってワークの成形精度を向上させるものであり、ワーク成形面の加工面圧を測定するためのものではなかった。
【００１０】
そこで本発明は、上記現状に鑑み、ワーク成形面の加工面圧が微小部位で上昇した場合であっても、当該部位の加工面圧を正確に測定することができ、プレス成形金型において生じるかじりを検知することができる、プレス成形金型、及び、金型によるかじり検知方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１２】
即ち、請求項１においては、板状の素材をポンチとダイとによりプレス加工してワークを成形するプレス成形金型であって、前記ポンチとダイとのうち少なくとも一方は、複数の鋼板が、該鋼板のうち少なくとも一つの周縁部において、プレス加工時に前記ワークの成形面と接するように積層されて形成された積層部を備え、前記鋼板のうち少なくとも一つには、プレス加工時における前記ワークの成形面に生じるかじりを検知するかじり検知手段が配設されるものである。
【００１３】
請求項２においては、前記鋼板のうち少なくとも一つに配設されたひずみゲージを具備する圧力測定手段を前記かじり検知手段として備え、前記圧力測定手段は、前記ひずみゲージによる該ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時に、前記ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部にかかる面圧を測定することにより、かじりを検知するものである。
【００１４】
請求項３においては、前記鋼板のうち少なくとも一つに配設され、所定の方向のひずみを検知する第一ひずみゲージと、該第一ひずみゲージが検知するひずみの方向と直交する方向のひずみを検知する第二ひずみゲージと、を具備する摩擦係数測定手段を前記かじり検知手段として備え、前記摩擦係数測定手段は、前記第一ひずみゲージによる該第一ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第二ひずみゲージによる該第二ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時の、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部の摩擦係数を測定することにより、かじりを検知するものである。
【００１５】
請求項４においては、隣接する鋼板に対して絶縁された鋼板及び前記ワークに接続された電圧計を具備する温度測定手段を前記かじり検知手段として備え、温度測定手段は、前記電圧計で前記鋼板と前記ワークとの間に生じる熱起電力を測定し、該熱起電力に基づいて、プレス加工時の、前記電圧計が接続された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部の温度を測定することにより、かじりを検知するものである。
【００１６】
請求項５においては、板状の素材をポンチとダイとによりプレス加工してワークを成形するプレス成形金型によるかじり検知方法であって、前記ポンチとダイとのうち少なくとも一方に、複数の鋼板を該鋼板のうち少なくとも一つの周縁部において、プレス加工時に前記ワークの成形面と接するように積層した積層部を形成し、前記鋼板のうち少なくとも一つにおいて、プレス加工時における前記ワークの成形面に生じるかじりを検知するものである。
【００１７】
請求項６においては、前記鋼板のうち少なくとも一つにひずみゲージを具備する圧力測定手段を配設し、前記ひずみゲージによる該ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時に、前記ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部にかかる面圧を測定することにより、かじりを検知するものである。
【００１８】
請求項７においては、前記鋼板のうち少なくとも一つに、所定の方向のひずみを検知する第一ひずみゲージと、該第一ひずみゲージが検知するひずみの方向と直交する方向のひずみを検知する第二ひずみゲージと、を具備する摩擦係数測定手段を配設し、前記第一ひずみゲージによる該第一ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第二ひずみゲージによる該第二ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時の、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部の摩擦係数を測定することにより、かじりを検知するものである。
【００１９】
請求項８においては、隣接する鋼板に対して絶縁された鋼板及び前記ワークに接続された電圧計を具備する温度測定手段を配設し、前記電圧計で前記鋼板と前記ワークとの間に生じる熱起電力を測定し、該熱起電力に基づいて、プレス加工時の、前記電圧計が接続された鋼板おける前記ワークの成形面と接する周縁部の温度を測定することにより、かじりを検知するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２１】
本発明により、プレス成形金型において、ワーク成形面の加工面圧が微小部位で上昇した場合であっても、当該部位の加工面圧を正確に測定することができ、プレス成形金型において生じるかじりを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）及び（ｂ）はプレス成形金型を備えたプレス成形装置の概略図。
【図２】（ａ）は第一実施形態に係るプレス成形金型の拡大図、（ｂ）は同じくプレス成形金型が備える鋼板を示した図、（ｃ）は同じくプレス成形金型の断面図。
【図３】（ａ）は同じくプレス成形金型でプレス成形した際の鋼板における面圧の変化を示した図、（ｂ）は第二実施形態に係るプレス成形金型が備える鋼板を示した図。
【図４】（ａ）は第三実施形態に係るプレス成形金型の拡大図、（ｂ）は同じくプレス成形金型でプレス成形した際の鋼板における起電力の変化を示した図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は従来技術に係るプレス成形金型の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【００２４】
［プレス成形装置１０の構成］
まず始めに、第一実施形態に係るプレス成形金型を備えたプレス成形装置１０の概略について、図１（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）に示す如く、プレス成形装置１０は上下に対向して配設されたポンチ２１とダイ１２とを備える。ポンチ２１は上方に突出した状態で床面に配置されている。ダイ１２はプレス機１１に配設されており、プレス機１１は例えば油圧機構等で構成される図示しないスライド機構によって上下に昇降可能に構成されている。換言すれば、ダイ１２は昇降可能なプレス機１１に配設されることにより、ポンチ２１に対して近接離間可能に構成されているのである。
【００２５】
プレス成形装置１０でワークＷをプレス成形する際は、図１（ａ）に示す如く、ポンチ２１の上面に板状の素材であるワークＷを載置した状態で、矢印Ａの方向にプレス機１１を下降させる。そして、図１（ｂ）に示す如く、ダイ１２の内部にポンチ２１を挿入することにより、ワークＷをポンチ２１及びダイ１２の形状に沿って略Ｕ字状に塑性変形させるのである。
【００２６】
［第一実施形態］
次に、第一実施形態に係るプレス成形金型の構成について、図２（ａ）から（ｃ）を用いて説明する。なお、図２（ａ）は図１（ｂ）におけるプレス成形装置１０の成形部分αの拡大図であり、プレス機１１は省略して記載している。
【００２７】
本実施形態に係るプレス成形金型におけるダイ１２は、複数の鋼板１２ａ・１２ａ・・・が、そのワークＷ側の周縁部において、プレス加工時にワークＷの成形面（ワークＷのうち、塑性変形により曲げ加工がなされる部分の表面。以下、「ワーク成形面」とする）と接するように、図２（ａ）中の矢印に示す前後方向に積層されて形成されている。そして本実施形態においては、それぞれの鋼板１２ａ・１２ａ・・・には、プレス加工時におけるワーク成形面に生じるかじりを検知するかじり検知手段が配設されている。
【００２８】
具体的には、鋼板１２ａ・１２ａ・・・は図２（ａ）から（ｃ）に示す如く、ひずみゲージ１３・１３・・・及び計測器１５を具備する圧力測定手段をかじり検知手段として備えている。より詳細には、鋼板１２ａ・１２ａ・・・にはその前後の両面において溝部１２ｂ・１２ｂ・・・が形成され、この溝部１２ｂ・１２ｂ・・・におけるワークＷ側の端部に、ワークＷ側の周縁部に向けて上下方向に並べて配設されるひずみゲージ１３・１３・・・が収容される。そして、ひずみゲージ１３・１３・・・により、ひずみゲージ１３・１３・・・が設けられた側のワークＷの周縁部のひずみを検出することが可能となっている。
また、鋼板１２ａ・１２ａ・・・においては、溝部１２ｂ・１２ｂ・・・に沿って、ひずみゲージ１３・１３・・・と計測器１５とを接続するリード線が収容されるのである。そして、前記の如く鋼板１２ａ・１２ａ・・・を前後方向に積層した際に、隣接する鋼板１２ａ・１２ａ・・・に配設されたひずみゲージ１３・１３・・・やリード線が相互に干渉しないように構成されている。
【００２９】
そして、本実施形態に係るプレス成形金型では、計測器１５により、ひずみゲージ１３・１３・・・による各鋼板１２ａ・１２ａ・・・の端部（周縁部）におけるひずみ量の検出値と、ひずみゲージ１３・１３・・・が配設された鋼板１２ａ・１２ａ・・・の縦弾性係数と、から、プレス加工時におけるワーク成形面と接する鋼板１２ａ・１２ａ・・・の周縁部にかかる面圧を測定する。具体的には、計測器１５により、プレス加工時における鋼板１２ａ・１２ａ・・・の周縁部において、同じ上下位置で前後面のそれぞれに配置された二個のひずみゲージ１３・１３で測定したひずみ量の平均値を算出して、当該部位におけるひずみ量とするのである。そして、ひずみゲージ１３・１３・・・で検出したひずみ量と、鋼板１２ａ・１２ａ・・・の縦弾性係数と、の積を演算することにより、鋼板１２ａ・１２ａ・・・における応力を算出する。そして、この応力から、プレス加工時に、前記ひずみゲージが配設された鋼板１２ａ・１２ａ・・・における前記ワーク成形面と接する周縁部にかかる面圧を測定するのである。
【００３０】
本実施形態に係るプレス成形金型の、ワークにかじりが発生しなかった部位とかじりが発生した部位とにおける鋼板１２ａで測定した面圧の変化の違いについて、具体的に図３（ａ）を用いて説明する。なお、図３（ａ）中における「スライド変位量」とは、プレス機１１の下降量、即ちプレス機１１及びダイ１２が下方にスライドした変位量を示している。
【００３１】
図３（ａ）においては、ワークＷにかじりが発生しなかった部位における面圧の変化を点線（面圧１：かじりなし）で、ワークＷにかじりが発生した部位における面圧の変化を一点鎖線（面圧２：かじりあり）で表している。
【００３２】
図３（ａ）中の点線に示す如く、ワークＷにかじりが発生しなかった部位においては、鋼板１２ａで測定する面圧はスライド変位量が増加するに伴って滑らかに増加し、スライド変位量が最大となる前から滑らかに減少していく。一方、ワークＷにかじりが発生した部位においては、鋼板１２ａで測定する面圧はスライド変位量の増減に対応して増減するものの、その増加と減少は不規則であり、かつ急激に繰り返される。
【００３３】
このように、ワークＷにかじりが発生した場合は、かじりが発生しなかった場合と比較して、鋼板１２ａの周縁部で検知したひずみに基づいて測定される面圧値の推移グラフの形状が大きく異なる。これにより、作業者はワークＷのうち、面圧の変化に異常がある部位において、かじりが発生したことを認識することができるのである。
【００３４】
上記の如く、本実施形態に係るプレス成形金型においては、積層された鋼板１２ａ・１２ａ・・・のそれぞれでひずみを検知することにより、それぞれの部位における加工面圧を正確に測定することができる。つまり、ワークＷにおけるどの部位でかじりが発生しても、ワーク成形面の加工面圧の上昇を正確に測定することが可能となるのである。
換言すれば、本実施形態に係るプレス成形金型は、ワーク成形面の加工面圧が微小部位で上昇した場合であっても、当該部位の加工面圧を正確に測定することができ、プレス成形金型において生じるかじりを検知することができるのである。
【００３５】
なお、本実施形態に係るプレス成形金型のダイ１２においては、前後方向の全般に亘って、かじり検知手段であるひずみゲージ１３・１３・・・を備える複数の鋼板１２ａ・１２ａ・・・が積層される積層部として構成としたが、このような鋼板１２ａ・１２ａ・・・はダイ１２のうちワークＷにかじりが発生する可能性のある部分に限定して、その一部が積層部とされる構成とすることも可能である。
【００３６】
また、鋼板１２ａ・１２ａ・・・の積層方向は前後方向に限定されるものではなく、上下方向に積層する構成とすることも可能である。ただし、ワークＷにおけるかじりはプレス方向に発生する場合が多いことから、鋼板１２ａごとにかじりを検知するためには、本実施形態の如くプレス方向と直交する方向であるワークＷの長手方向（本実施形態における前後方向）に積層する構成とすることが好適である。
さらに、本実施形態に係るプレス成形金型においては、ダイ１２において複数の鋼板１２ａ・１２ａ・・・が積層される構成としたが、ポンチ２１を鋼板の積層構造とすることも可能である。
【００３７】
［第二実施形態］
次に、第二実施形態に係るプレス成形金型の構成について、図３（ｂ）を用いて説明する。本実施形態以降で説明するプレス成形金型については、既出のプレス成形金型と同じ構成については詳細な説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。また、本明細書に記載した各実施形態におけるプレス成形金型の構成を、２以上組み合わせてプレス成形金型を構成することも可能である。
【００３８】
本実施形態に係るプレス成形金型におけるそれぞれの鋼板１１２ａは図３（ｂ）に示す如く、鋼板１１２ａにおける水平方向のひずみを検知する第一ひずみゲージ１１３ａと、第一ひずみゲージ１１３ａと直交して配設されて鋼板１１２ａにおける上下方向のひずみを検知する第二ひずみゲージ１１３ｂと、それぞれの計測器１１５ａ・１１５ｂと、を具備する摩擦係数測定手段をかじり検知手段として備えている。計測器１１５ａと計測器１１５ｂとは、互いに電気的に接続されている。
【００３９】
より詳細には、鋼板１１２ａにはその前後の両面において溝部１１２ｂ・１１２ｂが直交する水平方向及び上下方向に向けて形成される。そして、この溝部１１２ｂ・１１２ｂに第一ひずみゲージ１１３ａ及び第二ひずみゲージ１１３ｂが収容される。
【００４０】
そして、本実施形態に係るプレス成形金型では、前記摩擦係数測定手段の計測器１１５ａ・１１５ｂが、第一ひずみゲージ１１３ａの検出値（第一ひずみゲージ１１３ａが配設された鋼板１１２ａの端部における水平方向のひずみ量）と、第二ひずみゲージ１１３ｂの検出値（第二ひずみゲージ１１３ｂが配設された鋼板１１２ａの端部における上下方向のひずみ量）と、第一ひずみゲージ１１３ａ及び第二ひずみゲージ１１３ｂが配設された鋼板１１２ａの縦弾性係数と、から、プレス加工時の、第一ひずみゲージ１１３ａ及び第二ひずみゲージ１１３ｂが配設された鋼板１１２ａにおけるワーク成形面と接する周縁部の摩擦係数を測定する。
【００４１】
具体的には、プレス加工時における鋼板１１２ａの周縁部において、同じ位置で前後面のそれぞれに配置された二個の第一ひずみゲージ１１３ａ・１１３ａで測定した水平方向ひずみ量の平均値を算出して、当該部位における水平方向ひずみ量とするのである。また、同じ位置で前後面のそれぞれに配置された二個の第二ひずみゲージ１１３ｂ・１１３ｂで測定した水平方向ひずみ量の平均値を算出して、当該部位における上下方向ひずみ量とするのである。そして、図示しない制御部において、第一ひずみゲージ１１３ａ及び第二ひずみゲージ１１３ｂで測定したひずみ量と、鋼板１１２ａの縦弾性係数とから、鋼板１１２ａの周縁部における摩擦係数を測定するのである。
【００４２】
本実施形態において、ワークＷにかじりが発生した場合は、かじりが発生しなかった場合と比較して、鋼板１１２ａの周縁部で検知したひずみに基づいて測定される摩擦係数の推移グラフの形状が前記第一実施形態と同様に大きく異なる。これにより、作業者はワークＷのうち、摩擦係数の変化に異常がある部位において、かじりが発生したことを認識することができるのである。
【００４３】
上記の如く、本実施形態に係るプレス成形金型においては、積層された鋼板１１２ａのそれぞれで直交する方向のひずみを検知することにより、それぞれの部位における摩擦係数を正確に測定することができる。つまり、ワークＷにおけるどの部位でかじりが発生しても、ワーク成形面の摩擦係数の上昇を正確に測定することが可能となるのである。
換言すれば、本実施形態に係るプレス成形金型においても、ワーク成形面の摩擦係数が微小部位で上昇した場合であっても、当該部位の加工面圧の上昇に伴う摩擦係数の変動を正確に測定することができ、プレス成形金型において生じるかじりを検知することができるのである。
【００４４】
［第三実施形態］
次に、第三実施形態に係るプレス成形金型の構成について、図４（ａ）を用いて説明する。本実施形態に係るプレス成形金型においては、図４（ａ）に示す如く、前後方向に積層される各鋼板２１２ａ・２１２ａ・・・の間に、樹脂等で形成された絶縁体２１６・２１６・・・を介装してダイ２１２が構成されている。また、隣接する鋼板２１２ａ・２１２ａに対して絶縁体２１６・２１６により絶縁される各鋼板２１２ａ、及びワークＷに接続された電圧計２１７を具備する温度測定手段を前記かじり検知手段として備えている。なお、図４（ａ）では、一つの鋼板２１２ａに接続された一個の電圧計２１７のみを図示し、他の鋼板２１２ａに接続された電圧計は図示を省略している。
【００４５】
そして、本実施形態に係るプレス成形金型では、電圧計２１７でプレス加工時における鋼板２１２ａとワークＷとの間に生じる熱起電力を測定する。そして、温度測定手段は、測定した熱起電力に基づいてワーク成形面と接する周縁部の温度を測定する。
具体的には、温度測定手段により、プレス加工時における鋼板２１２ａとワークＷとを熱電対として熱起電力を測定し、この熱起電力と温度との関係値から、プレス加工時の、前記電圧計２１７が接続された鋼板２１２ａにおける前記ワークの成形面と接する周縁部の温度を測定するのである。
【００４６】
本実施形態に係るプレス成形金型の、ワークにかじりが発生しなかった部位とかじりが発生した部位とにおける鋼板２１２ａで測定した起電力の変化の違いについて、具体的に図４（ｂ）を用いて説明する。なお、図４（ｂ）中における「スライド変位量」とは、プレス機１１の下降量、即ちプレス機１１及びダイ１２が下方にスライドした変位量を示している。
【００４７】
図４（ｂ）においては、ワークＷにかじりが発生しなかった部位における起電力の変化を点線（起電力１：かじりなし）で、ワークＷにかじりが発生した部位における起電力の変化を一点鎖線（起電力２：かじりあり）で表している。
【００４８】
図４（ｂ）中の点線に示す如く、ワークＷにかじりが発生しなかった部位においては、鋼板２１２ａで測定する起電力の増加は小さい。一方、ワークＷにかじりが発生した部位においては、当該部位における加工面圧が上昇することにより、鋼板２１２ａで測定する起電力はスライド変位量が増加するに従って大幅に増加している。
【００４９】
このように、ワークＷにかじりが発生した場合は、かじりが発生しなかった場合と比較して、鋼板２１２ａの周縁部で検知した起電力の発生状況が大きく異なる。これにより、作業者はワークＷのうち、起電力の発生に異常がある部位において、かじりが発生したことを認識することができるのである。
【００５０】
上記の如く、本実施形態に係るプレス成形金型においても、積層された鋼板２１２ａ・２１２ａ・・・のそれぞれで起電力を検知することにより、それぞれの部位における温度を正確に測定することができる。つまり、ワークＷにおけるどの部位でかじりが発生しても、ワーク成形面の温度上昇を正確に測定することが可能となるのである。
換言すれば、本実施形態に係るプレス成形金型は、ワーク成形面の加工面圧が微小部位で上昇した場合であっても、当該部位の加工面圧の上昇に伴う温度上昇を正確に測定することができ、プレス成形金型において生じるかじりを検知することができるのである。
【符号の説明】
【００５１】
１０ プレス成形装置
１１ プレス機
１２ ダイ
１２ａ 鋼板
１３ ひずみゲージ
２１ ポンチ
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の素材をポンチとダイとによりプレス加工してワークを成形するプレス成形金型であって、
前記ポンチとダイとのうち少なくとも一方は、複数の鋼板が、該鋼板のうち少なくとも一つの周縁部において、プレス加工時に前記ワークの成形面と接するように積層されて形成された積層部を備え、
前記鋼板のうち少なくとも一つには、プレス加工時における前記ワークの成形面に生じるかじりを検知するかじり検知手段が配設される、
ことを特徴とする、プレス成形金型。
【請求項２】
前記鋼板のうち少なくとも一つに配設されたひずみゲージを具備する圧力測定手段を前記かじり検知手段として備え、
前記圧力測定手段は、前記ひずみゲージによる該ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時に、前記ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部にかかる面圧を測定することにより、かじりを検知する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のプレス成形金型。
【請求項３】
前記鋼板のうち少なくとも一つに配設され、所定の方向のひずみを検知する第一ひずみゲージと、該第一ひずみゲージが検知するひずみの方向と直交する方向のひずみを検知する第二ひずみゲージと、を具備する摩擦係数測定手段を前記かじり検知手段として備え、
前記摩擦係数測定手段は、前記第一ひずみゲージによる該第一ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第二ひずみゲージによる該第二ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時の、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部の摩擦係数を測定することにより、かじりを検知する、
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のプレス成形金型。
【請求項４】
隣接する鋼板に対して絶縁された鋼板及び前記ワークに接続された電圧計を具備する温度測定手段を前記かじり検知手段として備え、
温度測定手段は、前記電圧計で前記鋼板と前記ワークとの間に生じる熱起電力を測定し、該熱起電力に基づいて、プレス加工時の、前記電圧計が接続された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部の温度を測定することにより、かじりを検知する、
ことを特徴とする、請求項１から請求項３の何れか１項に記載のプレス成形金型。
【請求項５】
板状の素材をポンチとダイとによりプレス加工してワークを成形するプレス成形金型によるかじり検知方法であって、
前記ポンチとダイとのうち少なくとも一方に、複数の鋼板を該鋼板のうち少なくとも一つの周縁部において、プレス加工時に前記ワークの成形面と接するように積層した積層部を形成し、
前記鋼板のうち少なくとも一つにおいて、プレス加工時における前記ワークの成形面に生じるかじりを検知する、
ことを特徴とする、金型によるかじり検知方法。
【請求項６】
前記鋼板のうち少なくとも一つにひずみゲージを具備する圧力測定手段を配設し、
前記ひずみゲージによる該ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時に、前記ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部にかかる面圧を測定することにより、かじりを検知する、
ことを特徴とする、請求項５に記載の金型によるかじり検知方法。
【請求項７】
前記鋼板のうち少なくとも一つに、所定の方向のひずみを検知する第一ひずみゲージと、該第一ひずみゲージが検知するひずみの方向と直交する方向のひずみを検知する第二ひずみゲージと、を具備する摩擦係数測定手段を配設し、
前記第一ひずみゲージによる該第一ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第二ひずみゲージによる該第二ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時の、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部の摩擦係数を測定することにより、かじりを検知する、
ことを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載の金型によるかじり検知方法。
【請求項８】
隣接する鋼板に対して絶縁された鋼板及び前記ワークに接続された電圧計を具備する温度測定手段を配設し、
前記電圧計で前記鋼板と前記ワークとの間に生じる熱起電力を測定し、該熱起電力に基づいて、プレス加工時の、前記電圧計が接続された鋼板おける前記ワークの成形面と接する周縁部の温度を測定することにより、かじりを検知する、
ことを特徴とする、請求項５から請求項７の何れか１項に記載の金型によるかじり検知方法。
【請求項１】
板状の素材をポンチとダイとによりプレス加工してワークを成形するプレス成形金型であって、
前記ポンチとダイとのうち少なくとも一方は、複数の鋼板が、該鋼板のうち少なくとも一つの周縁部において、プレス加工時に前記ワークの成形面と接するように積層されて形成された積層部を備え、
前記鋼板のうち少なくとも一つには、プレス加工時における前記ワークの成形面に生じるかじりを検知するかじり検知手段が配設される、
ことを特徴とする、プレス成形金型。
【請求項２】
前記鋼板のうち少なくとも一つに配設されたひずみゲージを具備する圧力測定手段を前記かじり検知手段として備え、
前記圧力測定手段は、前記ひずみゲージによる該ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時に、前記ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部にかかる面圧を測定することにより、かじりを検知する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のプレス成形金型。
【請求項３】
前記鋼板のうち少なくとも一つに配設され、所定の方向のひずみを検知する第一ひずみゲージと、該第一ひずみゲージが検知するひずみの方向と直交する方向のひずみを検知する第二ひずみゲージと、を具備する摩擦係数測定手段を前記かじり検知手段として備え、
前記摩擦係数測定手段は、前記第一ひずみゲージによる該第一ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第二ひずみゲージによる該第二ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時の、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部の摩擦係数を測定することにより、かじりを検知する、
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のプレス成形金型。
【請求項４】
隣接する鋼板に対して絶縁された鋼板及び前記ワークに接続された電圧計を具備する温度測定手段を前記かじり検知手段として備え、
温度測定手段は、前記電圧計で前記鋼板と前記ワークとの間に生じる熱起電力を測定し、該熱起電力に基づいて、プレス加工時の、前記電圧計が接続された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部の温度を測定することにより、かじりを検知する、
ことを特徴とする、請求項１から請求項３の何れか１項に記載のプレス成形金型。
【請求項５】
板状の素材をポンチとダイとによりプレス加工してワークを成形するプレス成形金型によるかじり検知方法であって、
前記ポンチとダイとのうち少なくとも一方に、複数の鋼板を該鋼板のうち少なくとも一つの周縁部において、プレス加工時に前記ワークの成形面と接するように積層した積層部を形成し、
前記鋼板のうち少なくとも一つにおいて、プレス加工時における前記ワークの成形面に生じるかじりを検知する、
ことを特徴とする、金型によるかじり検知方法。
【請求項６】
前記鋼板のうち少なくとも一つにひずみゲージを具備する圧力測定手段を配設し、
前記ひずみゲージによる該ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時に、前記ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部にかかる面圧を測定することにより、かじりを検知する、
ことを特徴とする、請求項５に記載の金型によるかじり検知方法。
【請求項７】
前記鋼板のうち少なくとも一つに、所定の方向のひずみを検知する第一ひずみゲージと、該第一ひずみゲージが検知するひずみの方向と直交する方向のひずみを検知する第二ひずみゲージと、を具備する摩擦係数測定手段を配設し、
前記第一ひずみゲージによる該第一ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第二ひずみゲージによる該第二ひずみゲージが配設された鋼板のひずみ量の検出値と、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板の縦弾性係数と、から、プレス加工時の、前記第一ひずみゲージ及び第二ひずみゲージが配設された鋼板における前記ワークの成形面と接する周縁部の摩擦係数を測定することにより、かじりを検知する、
ことを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載の金型によるかじり検知方法。
【請求項８】
隣接する鋼板に対して絶縁された鋼板及び前記ワークに接続された電圧計を具備する温度測定手段を配設し、
前記電圧計で前記鋼板と前記ワークとの間に生じる熱起電力を測定し、該熱起電力に基づいて、プレス加工時の、前記電圧計が接続された鋼板おける前記ワークの成形面と接する周縁部の温度を測定することにより、かじりを検知する、
ことを特徴とする、請求項５から請求項７の何れか１項に記載の金型によるかじり検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２３２３２３（Ｐ２０１２−２３２３２３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０１９８６（Ｐ２０１１−１０１９８６）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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