プレス金型構造およびワークのプレス成形方法
【課題】プレス金型開放時に、ワークがプレス金型に持っていかれ、ワークの位置ずれや変形が生じるのを防止し、ワーク姿勢を安定化させ、プレス装置の高速化を図るもの。
【解決手段】本発明に係るプレス金型構造は、対をなすプレス下型１７とプレス上型１８を相対移動可能に設け、プレス下型１７とプレス上型１８の間に搬入されるワークＷをプレス成形して成形済みワークを形成するものである。そして、プレス下型１７の型成形面２８に凹部２９を設け、この型成形面２８の凹部２９にバキュームスタビライザ２０の吸着カップ２６を設け、吸着カップ２６は、少なくともプレス金型開放時にワークＷを弾力的に吸着保持してワーク姿勢を安定化させたものである。
【解決手段】本発明に係るプレス金型構造は、対をなすプレス下型１７とプレス上型１８を相対移動可能に設け、プレス下型１７とプレス上型１８の間に搬入されるワークＷをプレス成形して成形済みワークを形成するものである。そして、プレス下型１７の型成形面２８に凹部２９を設け、この型成形面２８の凹部２９にバキュームスタビライザ２０の吸着カップ２６を設け、吸着カップ２６は、少なくともプレス金型開放時にワークＷを弾力的に吸着保持してワーク姿勢を安定化させたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属プレスの製造技術に係り、特に板状ワークをプレス加工して三次元的な製品ワークを成形するプレス金型構造およびワークのプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業では、トランスファプレス機やタンデムプレス機のようなプレス装置を用いてプレス成形加工する生産技術がある。トランスファプレス機では、必要な製品形状の成形品を得るために、例えば成形工程→切断工程→曲げ工程→穴あけ工程のように、４工程４型の自動プレスラインで、これらの型にワークを順にプレス加工することが行なわれている。
【０００３】
このようなプレス装置において、生産効率を高めるために、運転速度を上昇させていくと、成形工程等の各工程の運転速度が早くなり、プレス下型に対してプレス上型の昇降速度が上昇する。
【０００４】
しかし、プレス装置の各工程の運動速度が速くなってくると、プレス金型開放時にプレス上型にワークが引っ張られたり、付着して踊り出すことがある。甚だしい場合には、ワークがプレス金型から飛び出すことがある。
【０００５】
また、ワークが踊り出してシフトすると、前工程のプレス金型からワークを取り出して次工程のプレス金型にセットすることが困難となったり、正確に行なうことができなくなる。このため、プレス装置の運転速度を向上させることが困難となり、スピードアップの限界となっている。
【０００６】
一方、プレス装置の運転速度を向上させるために、特許文献１に記載されたようにトランスファプレス機の曲げ工程に用いられるプレス装置に吸着カップを用いたワーク保持技術がある。
【０００７】
引用文献１に記載のプレス装置は、成形工程ではなく、曲げ工程のプレス金型を対象とするものである。このプレス金型は、プレス下型の下型本体にエアシリンダを収納し、このエアシリンダにより昇降するワークリフタに吸着カップを設けたものである。
【０００８】
また、引用文献２には、治具に固定されるエアシリンダと、吸着カップとを備えた吸着機構を複数設け、板状のワークを吸着カップで吸着保持するワーク位置決め装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−７６３３３号公報
【特許文献２】特開平１０−８５６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
引用文献１に記載のプレス装置は、曲げ工程のプレス金型において、ワークリフタを昇降動作させるエアシリンダを備え、このワークリフタの動作に同期して吸着カップをＯＮ／ＯＦＦ動作させるもので、吸着カップはワークリフタの動作時にワークを所定位置に吸着保持したものである。
【００１１】
しかし、引用文献１に記載のプレス装置では、曲げ工程のプレス金型への搬出入装置の動作タイミング、ワークリフタの動作タイミングおよび吸着カップの動作タイミングをそれぞれとって、プレス上型を昇降ストロークさせているために、制御動作が複雑になるとともに、ワークリフタを備えたプレス装置を、成形工程のプレス金型に適用することは困難であり、できない。
【００１２】
また、特許文献２に記載のワーク位置決め装置は、成形工程のプレス装置に適用することは考慮 しておらず、プレス装置に適用することはできない。
【００１３】
仮に、ワーク位置決め装置をプレス装置に適用しても、プレス装置のプレス金型の運動速度を向上させることができない。ワーク位置決め装置をプレス装置のプレス下型に固定させても、プレス金型開放時に、吸着カップに吸着不良が生じたり、吸着（真空）が解除されると、スプリングの作用で吸着カップが上動するため、プレス上型にワークが付着したり、付着するのを助長することとなり、ワークの踊りを抑制することができない。
【００１４】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、プレス金型開放時に、ワークがプレス金型に持っていかれてワークの位置ずれが生じるのを防止してワーク姿勢を安定化させ、プレス装置の高速化を図ることができるプレス金型構造およびワークのプレス成形方法を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明の他の目的は、成形工程のプレス金型開放時に、ワークの位置ずれや変形が起こるのを防止し、プレス装置を一層高速化させることができるプレス金型構造およびワークのプレス成形方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るプレス金型構造は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、対をなすプレス下型とプレス上型を相対移動可能に設け、前記プレス下型とプレス上型の間に搬入されるワークをプレス成形して成形済みワークを形成するプレス金型構造において、前記プレス下型の型成形面に凹部を設け、前記型成形面の凹部にバキュームスタビライザの吸着カップを設け、前記吸着カップは、少なくともプレス金型開放時に前記ワークを弾力的に吸着保持してワーク姿勢を安定化させたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明に係るワークのプレス成形方法は、上述した課題を解決するために、請求項４に記載したように、対をなすプレス下型とプレス上型を相対移動可能に設け、前記プレス下型とプレス上型の間に搬入されるワークをプレス成形してプレス済みワークを形成するワークのプレス成形方法において、前記プレス下型の型成形面に形成された凹部に、バキュームスタビライザの吸着カップを弾力的に設け、前記吸着カップは、少なくともプレス金型開放時に前記ワークを吸着保持してワーク姿勢を安定化させることを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、プレス装置のプレス金型開放時にプレス金型にワークが貼り付くのを防止し、応答性に優れ、ワークの位置ずれや変形を防いでワーク姿勢を安定化させ、プレス装置の一層の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】プレス装置による各プレス工程の流れを順に説明した工程図。
【図２】成形工程のプレス装置に用いられる一対のプレス金型の一実施形態を示す斜視図。
【図３】成形工程のプレス装置のプレス金型に用いられるバキュームスタビライザの構成を示す図。
【図４】（Ａ）はプレス装置を構成するプレス金型の昇降ストロークとプレス装置の軸角度の関係を示す図、（Ｂ）はプレス装置の搬出入装置、ワークリフタおよびバキュームスタビライザの作動タイミングと作動範囲（作動時間）の関係例を示す図。
【図５】プレス装置を構成するプレス金型による成形工程の作動略図を示すもので、（Ａ）はプレス金型によるプレス成形時、（Ｂ）はプレス金型開放時におけるプレス上型上昇時をそれぞれ示す図。
【図６】プレス装置に用いられるプレス金型の他の実施形態を示すもので、（Ａ）はプレス金型のプレス下型の型成形面の凹部に設けられるバキュームスタビライザの吸着カップの吸着前の設置例、（Ｂ）は吸着カップの吸着中の設置例をそれぞれ示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２１】
図１はトランスファプレス機（ライン）を構成するプレス装置１０の各プレス工程を示すものである。このプレス装置１０は、板状ワークをプレス成形して必要な形状の製品ワークを得るもので、基本的には、成形工程１１→切断工程１２→曲げ工程１３→穴あけ工程１４のように４工程４型等の自動プレスラインの製造工程で構成される。プレス装置１０は各プレス工程を実施するプレス金型に順次ワークを送って必要な製品形状を得るものである。プレス装置１０で成形される製品形状如何によっては、切断工程１２のプレス金型に切断と部品成形を行なうプレス金型が必要に応じて用いられ、また、穴あけ工程１４のプレス金型に部分成形と穴あけを行なうプレス金型が用いられる。
【００２２】
成形工程１１のプレス金型１６には、図２および図３に示すプレス下型１７とプレス上型１８が相対移動可能に設けられる。図２では、プレス上型１８が固定されたプレス下型１７に対し、昇降移動する例を示す。
【００２３】
図２に示すプレス装置１０はトランスファプレス機（ライン）を構成しており、隣接した装置１０間においてワークＷを搬送するためにシャトルコンベア（図示せず）が用いられる。プレス装置１０のプレス金型１６に対して矢印１方向からワーク（パネル）Ｗが送り込まれ、また、矢印Ｏ方向へ向けてワークが送り出される。
【００２４】
具体的に、プレス装置１０のプレス金型１６には、シャトルコンベア（図示せず）等の自動搬送装置により、プレス金型１６の下型１７と上型１８の間に板状の材料ワークＷが搬入され、搬入された材料ワークＷはワークリフタで下降してプレス金型１６で成形加工された後、再びワークリフタで上動し、自動搬送装置により次工程（切断工程）へ搬出させる。
【００２５】
プレス金型１６の下型１７と上型１８の間に搬入された板状の材料ワークＷは、ワークリフタ（図示せず）の上昇位置で受け、その下降によりガイドメンバ１９に導かれて加工位置に案内される。この加工位置ではプレス上型１８の昇降により必要な三次元形状にプレス成形加工される。
【００２６】
成形工程１１は、板状の材料ワーク（パネル）Ｗから三次元的な凹凸形状を形づくる工程をいい、成形工程１１が完了した成形品を成形済みワークＷ１と定義する。成形工程１１ではプレス金型１６の上型１８が下型１７から離れて上昇する際、成形済みワークＷ１とプレス上型１８との接触面に発生する負圧（以下、型負圧という。）や加工油の粘性のために、成形済みワークＷ１がプレス上型１８に貼り付く虞が生ずる。プレス金型１６には成形済みワークＷ１がプレス上型１８に貼り付くのを防止する装置がバキュームスタビライザ２０として設けられる。
【００２７】
成形工程１１において、プレス成形後、プレス金型１６開放時に成形済みワークＷ１はプレス上型１８の上昇により開放される。プレス金型１６開放時に、成形済みワークＷ１はプレス上型１８の型負圧により追従してプレス上型に持っていかれ、ワークダブル１が踊り出したり、ワーク姿勢が不安定になる虞がある。このワーク姿勢の不安定化はバキュームスタビライザ２０の吸着カップ２６により防止される。
【００２８】
ところで、バキュームスタビライザ２０は成形工程１１のプレス金型１６の下型１７に設けられる。バキュームスタビライザ２０は、プレス金型１６が開放したときに、成形済みワークＷ１がプレス上型１８の型負圧により貼り付いて上動するのを防止し、成形済みワークＷ１のワーク姿勢を安定化させる装置である。バキュームスタビライザ２０は、吸着カップあるいは真空パッド等のワーク吸着装置２３を用いて、成形済みワークＷ１がプレス上型の型負圧により貼り付いて上動するのを防止するワークのプレス上型貼り付き防止装置であり、ワーク姿勢を安定化させる装置である。
【００２９】
バキュームスタビライザ２０は、図３に示すように、エア供給源２１からのエア供給により負圧を発生させる負圧（真空）発生装置２２と、この負圧発生装置２２に接続されるワーク吸着装置２３と、図示を省略したエア制御装置とを有する。負圧発生装置２２は、エア制御装置の制御により、エア供給源２１からエアが供給された時にのみ負圧を発生させるエジェクタ２５タイプの装置である。エジェクタタイプの装置に代えて、ベンチュリタイプの装置であってもよい。
【００３０】
また、図３に示されるワーク吸着装置２３は、成形工程１１におけるプレス金型１６の下型１７に設けられる。ワーク吸着装置２３は、プレス下型１７の下型本体２５に保持される吸着カップ２６を有する。吸着カップ２６はプレス金型１６の開放時に成形済みワークＷ１の下面に接触して、この下面を吸着保持し、プレス成形後は、プレス上型１８の型負圧に追従して成形済みワークＷ１が上昇しても、ワークの位置ずれを生じさせることなく、ワーク姿勢を安定的に保持するものである。
【００３１】
プレス下型１７の下型本体２５には、型成形面２８側に開口する凹部（あるいは凹溝）２９が所定の位置に設けられ、この凹部２９に吸着カップ２６が昇降可能に収容される。凹部２９は、下型本体２５の型成形面２８に１個または複数個設けられ、下型本体２５の凹部２９に吸着カップ２６が設けられる。吸着カップ２６は、カップ頂部が自由状態で型成形面２８から少し、例えば数ｍｍ〜数ｃｍ突出している。この凹部２９にはフランジ付ガイドスリーブ３０が埋設される。フランジ付ガイドスリーブ３０は下部本体２５の凹部２９に下部本体２５を貫通して固定される。このガイドスリーブ３０の内部に中空シャフト３１をスライド可能に案内している。
【００３２】
吸着カップ２６は、プレス下型１７の平面部に設置される。この平面部は、プレス金型１６の開放時にプレス上型１８の型負圧により成形済みワークＷ１の持ち上がりが大きい部位に対応する部分である。吸着カップ２６の取付位置は、プレス下型１７の型成形面２８の凹凸部たて壁近くの平面部、具体的には成形済みワークＷ１の凹凸部たて壁近くの平面部に設けられる。例えば、成形済みワークＷ１がサイドボディやドア（インナ）、（リア）フロア等のパネルのように、成形品の部品サイズや部品形状によって吸着カップ２６の取付位置は種々異なる。一般的には、プレス装置１０の後工程（切断工程）でスクラップとなる部分に対応するプレス下型１７の（型成形面）平面部に設けられる。成形品が車体のリアフロアのような場合には、製品内に対応するプレス下型１７の平面部に設けられる。
【００３３】
また、吸着カップ２６には、市販されている鋼板用カップが用いられる。吸着カップ２６は真空パッドとして用いられ、カップ形状が円形、楕円形、長円形等の様々な種類と大きさ、形状のものがある。
【００３４】
吸着カップ２６は、径違いニップル等の接続具３１を介して配管用ターミナル３２に接続される。この配管用ターミナル３２はワッシャ３３付き中空シャフト３４を介してエアワース４５に接続される。中空シャフト３４は、下型本体２５の凹部２９に埋設されたフランジ付ガイドスリーブ３５内をスライド自在に挿入され、このガイドスリーブ３５から下方に大きく突出している。ガイドスリーブ３５は下型本体２５凹部の底部に固定される一方、ガイドスリーブ３５のフランジ上に、弾性体で構成された衝撃吸収リング等の衝撃吸着材３６が固定され、この衝撃吸収材３６に中空シャフト３４のワッシャ３３が着脱自在に支持される。
【００３５】
中空シャフト３４の下方突出部にリニア状の多段配列された多段式ばね機構３８が備えられる。多段式ばね機構３８は、例えばコイルスプリングなどのスプリング３９とワッシャ４０とスプリング受け４１を中空シャフト３４の軸方向に多段状に組み合せて配列したもので、多段式ばね機構３８のばね力（弾性力）で吸着カップ２６を下型本体２５の凹部２９に、多段式ばね機構３８により衝撃吸収材３６側の収納方向（下方）にばね付勢力が作用した状態で弾力的に保持される。
【００３６】
中空シャフト３４の下端は、ワンタッチ式の接続具４４を介して負圧発生装置２２からのエアホース４５に接続される。その際、ワーク吸着装置２３の吸着カップ２６は、多段式ばね機構３８により弾力的に保持され、中空シャフト３４がフランジ付ガイドスリーブ３５内を案内されて昇降し、大きな昇降ストロークＳを得ることができる。このため、ワーク（Ｗ１）に吸着されて昇降する吸着カップ２６の吸着可能範囲（有効昇降ストローク）Ｓを、例えば２０ｍｍ≦Ｓ≦２００ｍｍと大きくすることができ、成形済みワークＷ１に吸着カップ２６が吸着保持される時間を長くとることができる。したがって、吸着カップ２６の作動時間を長くして、多段式ばね機構３８の付勢力（ばね力）が成形済みワークＷ１に働く時間を長くすることができる。これにより、成形済みワークＷ１は、プレス金型１６の開放時に位置ずれを生じさせることなくワーク姿勢が安定的に保持される。
【００３７】
ところで、バキュームスタビライザ２０のエア供給源２１は、エア制御装置（図示せず）を介してエアホース４６により負圧発生装置２２に接続され、この負圧発生装置２２で発生した負圧によりワーク吸着装置２３を吸引し、吸着カップ２６を働かせてバキュム作用させる。ワーク吸着装置２３は、真空発生装置１組につき、エアサクションフィルタ４８から分岐して複数個設けられる。一例として、例えば２個設けられる。
【００３８】
また、プレス装置１０は、電動モータ（図示せず）のモータ駆動によりプレス装置のプレス軸を回転させ、プレス金型１６をストローク動作させるように構成されている。トランスファプレス機を構成するプレス装置１０の搬出入装置、ワークリフタおよびバキュームスタビライザ２０は、プレス装置１０の軸角度に基づく所定の動作タイミングで作動制御される。
【００３９】
図４（Ａ）は、プレス装置１０を構成するプレス金型１６の昇降ストロークとプレス装置の軸角度（クランク角度）の関係を、また（Ｂ）は搬出入装置、ワークリフタおよびバキュームスタビライザ（吸着カップ）の作動タイミングと作動範囲（作動時間）の関係をそれぞれ示す図である。
【００４０】
このうち、図４（Ａ）は成形工程１１におけるプレス金型１６の上型１８の昇降ストロークとプレス装置の軸角度（クランク角度）の関係を示すもので、領域ＷＡは、プレス上型１８がワーク（Ｗ１）と接触している作動時間に相当する領域であり、バキュームスタビライザ２０の作動範囲を示すものである。
【００４１】
プレス上型１８は下降工程で材料ワーク（パネル）Ｗに接触してプレス下型１７と協動してプレス成形加工される。領域ＷＡはワークＷの成形開始から成形完了を経て成形済みワークＷ１が上昇する途中までの領域をいう。プレス上型１８は下死点到達する前に材料ワークＷと接触してプレス下型１７と協動し、プレス成形が開始される。プレス成形が進んで材料ワークＷの成形が完了してプレス上型１８がプレス下型１７から離れて上昇し、成形済みワークＷ１が型負圧などでプレス上型１８とともに上昇しても、成形済みワークＷ１は、バキュームスタビライザ２０のバキューム作用で、吸着カップ２６に吸着された状態に保持され、ワーク姿勢が保たれる。
【００４２】
また、図４（Ｂ）に示す搬出入装置、ワークリフタおよびバキュームスタビライザ２０の動作タイミングの一例をプレス装置１０の軸角度（プレス上型１８の昇降ストロークＳ）との関係で示す。
【００４３】
搬出入装置は、プレス装置１０の軸角度に対応して所定の動作タイミングで搬入動作Ｉおよび搬出動作Ｏを実行しており、搬出動作Ｏと搬入動作Ｉとの間の符号Ｃは、シャトルコンベアによる次工程（切断工程）への搬送動作を示す。
【００４４】
さらに、ワークリフタは、成形工程１１において、搬出入装置と連動して動作するもので、ワークリフタもプレス装置１０の軸角度に対応した所定の動作タイミングで下降動作Ｄと上昇動作Ｕが実行される。ワークリフタの動作中における符号ＵＳは、上昇位置で待機している期間を示している。
【００４５】
一方、バキュームスタビライザ２０は、成形工程１１のプレス装置１０のプレス成形加工に連動してバキューム動作（ＯＮ）するものである。バキュームスタビライザ２０は、成形される成形品の形状や大きさによりプレス成形条件やプレス装置１０のモーションが異なり、バキュームスタビライザ２０の作動時間や作動タイミングが異なる。バキュームスタビライザ２０は、具体的にはプレス上型１８がワークＷ（Ｗ１）に接触している領域で作動してバキューム動作ＯＮしている。
【００４６】
バキュームスタビライザ２０の動作タイミングは、図３に示すエア供給源２１からのエア供給ラインに設けられたカップ吸着用電磁弁またはエアバルブをエア制御装置で開閉制御することが作動制御される。その際、負圧発生装置２２から吸着カップ２６に至るエア吸引ラインの途中に昇降シリンダのような大きなボリュームが存在しないので、負圧の応答特性が良好となる。
【００４７】
次に、バキュームスタビライザ２０の作用を説明する。
【００４８】
トランスファプレス機の成形工程１１において、プレス装置１０の軸角度に基づいて、搬出入装置、ワークリフタおよびバキュームスタビライザ２０の動作タイミングが、ワーク（Ｗ１）の大きさや形状、プレス条件に応じて図３に示すように一例として設定される。
【００４９】
このうち、バキュームスタビライザ２０は、負圧発生装置２２により発生した負圧は負圧ライン（４７，４８，４５）を経てワーク吸着装置２３に迅速に伝達され、吸着カップ２６を吸引動作させる。吸着カップ２６の吸引動作により、プレス金型１６に搬入され、下降してプレス下型１７上に載置された材料ワーク（パネル）Ｗの下面に接触してワークＷが吸着保持される。
【００５０】
一方、吸着カップ２６の吸引動作とほぼ同期してプレス上型１８が下降して材料ワークＷに上方から接触して押圧し、プレス成形が図５（Ａ）に示すように開始される。プレス金型１６によるプレス開始時には、吸着カップ２６は、弾性変形可能な衝撃吸収材３６により弾性保持され、材料ワークＷをプレス下型１７の型成形面２８上に吸着保持している。その際、吸着カップ２６の頂部は、プレス下型１７の型成形面２８と略面一となっている。吸着カップ２６がプレス下型１７の型成形面２８と面一となっても、吸着カップ２６の変形は弾性領域で行われて小さく、吸着カップ２６の塑性変形を防止することができる。したがって、プレス金型１６による成形時の吸着カップ２６のカップ変形量を小さく抑えることができ、吸着カップ２６の耐久性・寿命を向上させることができる。
【００５１】
プレス金型１６の成形開始からプレス成形が進んでプレス上型１８が図５（Ａ）に示す下死点を通り、成形が完了すると、プレス上型１８はプレス下型１７から離れて上昇する。
【００５２】
プレス金型開放時にプレス上型１８が上昇工程に入ると、プレス上型１８の型負圧により、成形済みワークＷ１を吸着して上昇させる。しかし、プレス上型１８の上昇に追従して成形済みワークＷ１が上昇しても、吸着カップ２６は負圧（バキューム）作用により吸着状態に保持され、成形済みワークＷ１の上昇と一体となって上昇する。
【００５３】
吸着カップ２６の上昇は、中空シャフト３４がガイドスリーブ３５に案内されてスライドするので、成形済みワークＷ１の上昇に伴う位置ずれを防止することができる。成形済みワークＷ１は吸着カップ２６によりワーク姿勢を保って上昇するので、成形済みワークＷ１を正確に送ることができる。
【００５４】
したがって、プレス装置１０を高速化することができ、プレス装置１０のプレス動作が早くなっても、成形済みワークＷ１は、位置ずれが生じることなく安定したワーク姿勢が保たれる。成形済みワークＷ１はプレス上型１８の型負圧により引っ張られ、付着状態で上昇しても、吸着カップ２６の伸長により、吸着カップ２６の吸着可能範囲（有効昇降ストロークＳｃ）が拡大して安定したワーク姿勢が保持される。
【００５５】
ワーク吸着装置２３は、吸着カップ２６に成形済みワークＷ１が吸着している間、多段式ばね機構３８の収縮力（バネ力）が下向きに作用する。プレス上型１８の型負圧の勝る下向きのばね付勢力が、吸着カップ２６に作用するまで、吸着カップ２６は成形済みワークＷ１に負圧による吸着状態に保持される。しかも、吸着カップ２６は中空シャフト３４によりスライドが案内されて昇降するので、昇降ストロークＳを大きくとることができ、吸着カップ２６の作動時間を延長することができる。吸着カップ２６は多段式ばね機構３８のばね力が成形済みワークＷ１に働く時間を長くすることができる。吸着カップ２６は成形済みワークＷ１に吸着されている間、成形済みワークＷ１にばね付勢力が作用して安定したワーク姿勢を保つことができる。
【００５６】
また、バキュームスタビライザ２０は、ワーク吸着装置２３へのエアホース（エアチューブ）４５に弾性変形可能なコイルばねタイプを採用し、吸着カップ２６の上下動にエアホース４５が追従できるようにしてもよい。エアホース４５を弾性変形に柔軟な可撓性のチューブを採用することにより、吸着カップ２６はスムーズに昇降ストロークすることができ、エアホース４５とプレス装置１０の干渉を無くし、破損や故障、エアの漏れを有効的に防止することができる。
【００５７】
また、ワーク吸着装置２３に用いられる吸着カップ２６には、鋼板専用品である市販の鋼板用カップを用いることができる。吸着カップ２６は成形済みワークＷ１のプレス条件変更にも迅速に対応することができる。吸着カップ２６は構造が単純であり、修理や取換えのメンテナンスが容易である。
【００５８】
図２ないし図５に示すプレス金型構造では、プレス工程１１に用いられるプレス装置１０のプレス金型１６にバキュームスタビライザ２０の吸着カップ２６を設け、この吸着カップ２６は少なくともプレス金型開放時にワークＷ（Ｗ１）を弾力的に吸着保持してワーク姿勢を安定化させたので、プレス上型１８には成形済みワークＷ１が貼り付いて持っていかれ、ワークの位置ずれやワークの変形が生じるのを防ぐことができる。したがって、プレス装置１０のプレス運転速度を高速化させることができ、プレス装置１０を高速化させても、ワークの位置ずれやワーク変形を確実に防止できる。プレス装置１０のプレス運転速度はＳＰＭで表わされ、１分間に何枚生産できるかの指標として表わされる。
【００５９】
トランファプレス機に用いられるプレス装置では、プレス運転速度ＳＰＭはワークＷが大型パネルと中型パネルと小型パネルとで異なるが、成形工程１１にバキュームスタビライザ２０の吸着カップ２６を設けると、プレス運転速度ＳＰＭは２割から５割程度上昇させることができる。
【００６０】
例えば、サイドボディなどの大型パネルでは、バキュームスタビライザ付きのＳＰＭの上限値は、従来の６ＳＰＭから７〜８ＳＰＭに、ドアインナなどの中型パネルのＳＰＭ上限値は、従来の約１０ＳＰＭから１３．５ＳＰＭとなった。トランファプレス機に代えてタンデムプレス機を用いたプレス装置でも、上昇させることができる。
バキュームスタビライザ２０のワーク吸着装置２３に吸着カップ２６を設けて、プレス金型１６開放時の成形済みワークＷ１のワーク姿勢を安定化させたので、プレス装置１０を高速化しても、次工程（曲げ工程）に送られる成形済みワークＷ１のワーク着座誤差を防ぐことができ、生産性の向上に寄与する。
トランスファプレス機（ライン）は、例えば成形工程、切断工程、曲げ工程、穴あけ工程等の各工程を同時に動かして加工するプレス装置であり、各工程間の搬送には、フィードバーという自動搬送装置が用いられる。タンデムプレス機（ライン）は、各工程の型が独立して動くラインであり、各工程間の搬送には、ロボット、クロスバー等が用いられる。
【００６１】
また図６は、本発明の他の実施形態を示すものである。
【００６２】
この実施形態に示されたプレス装置１０Ａは、トランファプレス機の成形工程に用いられるプレス金型１６Ａを示すものである。プレス金型１６Ａの全体的構成は図２および図３に示すプレス金型１６と異ならないので、同じ構成には同一符号をして説明を省略する。
【００６３】
プレス金型１６Ａはプレス下型１７Ａとプレス上型１８Ａの間に平板状の材料ワークＷが搬入され、このワークＷをプレス上型１８の昇降動作によりプレス成形加工するものである。プレス下型１７Ａにはバキュームスタビライザ２０のワーク吸着装置２３Ａが設けられる。ワーク吸着装置２３Ａを除いたバキュームスタビライザ２０の全体的構成は、図３に示すものと異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
ワーク吸着装置２３Ａは、プレス下型１７Ａと型成形面２８に形成された凹部２９または凹溝に固定式あるいは半固定式の吸着カップ６０が設けられる。吸着カップ６０は、接続具および配管用ターミナル３２を介してエアホース４５に接続され、図示しない負圧発生装置により、吸着カップ６０に負圧が供給されるようになっている。なお、符号３５はフランジ付ガイドスリーブ、符号３６は衝撃吸収材である。
【００６５】
吸着カップ６０は、プレス下型１７Ａの型成形面からワークＷの吸着前の自然状態で図６（Ａ）に示すように上方に突出しており、ワーク吸着中には、図６（Ｂ）に示すようにワークＷ（Ｗ１）に接触して伸長し、ワークＷ（Ｗ１）を吸着保持している。ワークＷはプレス金型１６Ａのプレス下型１８Ａの昇降動作により、プレス上型１８Ａとプレス下型１７Ａの型成形面２８間に挟持されてプレス成形加工される。
【００６６】
プレス金型１６Ａの成形加工後に成形済みワークＷ１が成形工程のプレス上型１８Ａに貼り付く現象を防止するために、バキュームスタビライザ２０が設けられる。バキュームスタビライザ２０の吸着カップ６０は、プレス上型１８Ａの型負圧に勝る負圧力（バキューム力、引き戻し力）を成形済みワークＷ１に与えて、成形済みワークＷ１をプレス上型１８Ａからソフトに引き剥がすようになっている。
【００６７】
ワーク吸着装置２３Ａの吸着カップ６０は、少なくともプレス金型開放時に成形済みワークＷ１を吸着保持しているために、プレス上型１８Ａの型負圧により成形済みワークＷ１が上動するとき、吸着カップ６０は弾性変形して伸長される。吸着カップ６０の弾性変形による伸長により、吸着カップ６０が成形済みワークＷ１を吸着保持してワーク姿勢を保持するようになっている。
【００６８】
しかし、吸着カップ６０の弾性変形による吸着保持可能範囲（有効ストローク）が小さく、バキュームスタビライザ２０の作動時間が小さいため、作動範囲が小さくなる。この吸着カップ２６は小型パネルや凹凸変形量の小さなワークには適するが、大型パネル等のワークには適さない。
【００６９】
また、この実施形態に用いられるワーク吸着装置２３Ａの吸着カップ６０は、カップ変形量が大きく、吸着カップ６０の耐久性が低いという問題があり、吸着カップ６０を頻繁に取り換える必要があった。ただ、吸着カップ６０は、市販で対応できるため、吸着カップ６０の交換が安価で経済性に優れるメリットがある。
【符号の説明】
【００７０】
１０，１０Ａ プレス装置
１１ 成形工程
１２ 切断工程
１３ 曲げ工程
１４ 穴あけ工程
１６，１６Ａ プレス金型
１７，１７Ａ プレス下型
１８，１８Ａ プレス上型
１９ ガイドメンバ
２０ バキュームスタビライザ
２１ エア供給源
２２ 負圧発生装置
２３，２３Ａ ワーク吸着装置
２４ エジェクタ
２５ 下型本体
２６，６０ 吸着カップ
２８ 型成形面
２９ 凹部あるいは凹溝
３１ 接続具
３２ 配管用ターミナル
３３ ワッシャ
３４ 中空シャフト
３５ フランジ付ガイドスリーブ
３６ 衝撃吸収材
３８ 多段式ばね機構
３９ コイルスプリング
４０ ワッシャ
４１ スプリング受け
４４ 接続具
４５，４６，４７ エアホース（エアチューブ）
４８ エアサクションフィルタ
５０ 台座
５１ 衝撃吸収材
５２ ワッシャ
５３ 配管用ターミナル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属プレスの製造技術に係り、特に板状ワークをプレス加工して三次元的な製品ワークを成形するプレス金型構造およびワークのプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業では、トランスファプレス機やタンデムプレス機のようなプレス装置を用いてプレス成形加工する生産技術がある。トランスファプレス機では、必要な製品形状の成形品を得るために、例えば成形工程→切断工程→曲げ工程→穴あけ工程のように、４工程４型の自動プレスラインで、これらの型にワークを順にプレス加工することが行なわれている。
【０００３】
このようなプレス装置において、生産効率を高めるために、運転速度を上昇させていくと、成形工程等の各工程の運転速度が早くなり、プレス下型に対してプレス上型の昇降速度が上昇する。
【０００４】
しかし、プレス装置の各工程の運動速度が速くなってくると、プレス金型開放時にプレス上型にワークが引っ張られたり、付着して踊り出すことがある。甚だしい場合には、ワークがプレス金型から飛び出すことがある。
【０００５】
また、ワークが踊り出してシフトすると、前工程のプレス金型からワークを取り出して次工程のプレス金型にセットすることが困難となったり、正確に行なうことができなくなる。このため、プレス装置の運転速度を向上させることが困難となり、スピードアップの限界となっている。
【０００６】
一方、プレス装置の運転速度を向上させるために、特許文献１に記載されたようにトランスファプレス機の曲げ工程に用いられるプレス装置に吸着カップを用いたワーク保持技術がある。
【０００７】
引用文献１に記載のプレス装置は、成形工程ではなく、曲げ工程のプレス金型を対象とするものである。このプレス金型は、プレス下型の下型本体にエアシリンダを収納し、このエアシリンダにより昇降するワークリフタに吸着カップを設けたものである。
【０００８】
また、引用文献２には、治具に固定されるエアシリンダと、吸着カップとを備えた吸着機構を複数設け、板状のワークを吸着カップで吸着保持するワーク位置決め装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−７６３３３号公報
【特許文献２】特開平１０−８５６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
引用文献１に記載のプレス装置は、曲げ工程のプレス金型において、ワークリフタを昇降動作させるエアシリンダを備え、このワークリフタの動作に同期して吸着カップをＯＮ／ＯＦＦ動作させるもので、吸着カップはワークリフタの動作時にワークを所定位置に吸着保持したものである。
【００１１】
しかし、引用文献１に記載のプレス装置では、曲げ工程のプレス金型への搬出入装置の動作タイミング、ワークリフタの動作タイミングおよび吸着カップの動作タイミングをそれぞれとって、プレス上型を昇降ストロークさせているために、制御動作が複雑になるとともに、ワークリフタを備えたプレス装置を、成形工程のプレス金型に適用することは困難であり、できない。
【００１２】
また、特許文献２に記載のワーク位置決め装置は、成形工程のプレス装置に適用することは考慮 しておらず、プレス装置に適用することはできない。
【００１３】
仮に、ワーク位置決め装置をプレス装置に適用しても、プレス装置のプレス金型の運動速度を向上させることができない。ワーク位置決め装置をプレス装置のプレス下型に固定させても、プレス金型開放時に、吸着カップに吸着不良が生じたり、吸着（真空）が解除されると、スプリングの作用で吸着カップが上動するため、プレス上型にワークが付着したり、付着するのを助長することとなり、ワークの踊りを抑制することができない。
【００１４】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、プレス金型開放時に、ワークがプレス金型に持っていかれてワークの位置ずれが生じるのを防止してワーク姿勢を安定化させ、プレス装置の高速化を図ることができるプレス金型構造およびワークのプレス成形方法を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明の他の目的は、成形工程のプレス金型開放時に、ワークの位置ずれや変形が起こるのを防止し、プレス装置を一層高速化させることができるプレス金型構造およびワークのプレス成形方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るプレス金型構造は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、対をなすプレス下型とプレス上型を相対移動可能に設け、前記プレス下型とプレス上型の間に搬入されるワークをプレス成形して成形済みワークを形成するプレス金型構造において、前記プレス下型の型成形面に凹部を設け、前記型成形面の凹部にバキュームスタビライザの吸着カップを設け、前記吸着カップは、少なくともプレス金型開放時に前記ワークを弾力的に吸着保持してワーク姿勢を安定化させたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明に係るワークのプレス成形方法は、上述した課題を解決するために、請求項４に記載したように、対をなすプレス下型とプレス上型を相対移動可能に設け、前記プレス下型とプレス上型の間に搬入されるワークをプレス成形してプレス済みワークを形成するワークのプレス成形方法において、前記プレス下型の型成形面に形成された凹部に、バキュームスタビライザの吸着カップを弾力的に設け、前記吸着カップは、少なくともプレス金型開放時に前記ワークを吸着保持してワーク姿勢を安定化させることを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、プレス装置のプレス金型開放時にプレス金型にワークが貼り付くのを防止し、応答性に優れ、ワークの位置ずれや変形を防いでワーク姿勢を安定化させ、プレス装置の一層の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】プレス装置による各プレス工程の流れを順に説明した工程図。
【図２】成形工程のプレス装置に用いられる一対のプレス金型の一実施形態を示す斜視図。
【図３】成形工程のプレス装置のプレス金型に用いられるバキュームスタビライザの構成を示す図。
【図４】（Ａ）はプレス装置を構成するプレス金型の昇降ストロークとプレス装置の軸角度の関係を示す図、（Ｂ）はプレス装置の搬出入装置、ワークリフタおよびバキュームスタビライザの作動タイミングと作動範囲（作動時間）の関係例を示す図。
【図５】プレス装置を構成するプレス金型による成形工程の作動略図を示すもので、（Ａ）はプレス金型によるプレス成形時、（Ｂ）はプレス金型開放時におけるプレス上型上昇時をそれぞれ示す図。
【図６】プレス装置に用いられるプレス金型の他の実施形態を示すもので、（Ａ）はプレス金型のプレス下型の型成形面の凹部に設けられるバキュームスタビライザの吸着カップの吸着前の設置例、（Ｂ）は吸着カップの吸着中の設置例をそれぞれ示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２１】
図１はトランスファプレス機（ライン）を構成するプレス装置１０の各プレス工程を示すものである。このプレス装置１０は、板状ワークをプレス成形して必要な形状の製品ワークを得るもので、基本的には、成形工程１１→切断工程１２→曲げ工程１３→穴あけ工程１４のように４工程４型等の自動プレスラインの製造工程で構成される。プレス装置１０は各プレス工程を実施するプレス金型に順次ワークを送って必要な製品形状を得るものである。プレス装置１０で成形される製品形状如何によっては、切断工程１２のプレス金型に切断と部品成形を行なうプレス金型が必要に応じて用いられ、また、穴あけ工程１４のプレス金型に部分成形と穴あけを行なうプレス金型が用いられる。
【００２２】
成形工程１１のプレス金型１６には、図２および図３に示すプレス下型１７とプレス上型１８が相対移動可能に設けられる。図２では、プレス上型１８が固定されたプレス下型１７に対し、昇降移動する例を示す。
【００２３】
図２に示すプレス装置１０はトランスファプレス機（ライン）を構成しており、隣接した装置１０間においてワークＷを搬送するためにシャトルコンベア（図示せず）が用いられる。プレス装置１０のプレス金型１６に対して矢印１方向からワーク（パネル）Ｗが送り込まれ、また、矢印Ｏ方向へ向けてワークが送り出される。
【００２４】
具体的に、プレス装置１０のプレス金型１６には、シャトルコンベア（図示せず）等の自動搬送装置により、プレス金型１６の下型１７と上型１８の間に板状の材料ワークＷが搬入され、搬入された材料ワークＷはワークリフタで下降してプレス金型１６で成形加工された後、再びワークリフタで上動し、自動搬送装置により次工程（切断工程）へ搬出させる。
【００２５】
プレス金型１６の下型１７と上型１８の間に搬入された板状の材料ワークＷは、ワークリフタ（図示せず）の上昇位置で受け、その下降によりガイドメンバ１９に導かれて加工位置に案内される。この加工位置ではプレス上型１８の昇降により必要な三次元形状にプレス成形加工される。
【００２６】
成形工程１１は、板状の材料ワーク（パネル）Ｗから三次元的な凹凸形状を形づくる工程をいい、成形工程１１が完了した成形品を成形済みワークＷ１と定義する。成形工程１１ではプレス金型１６の上型１８が下型１７から離れて上昇する際、成形済みワークＷ１とプレス上型１８との接触面に発生する負圧（以下、型負圧という。）や加工油の粘性のために、成形済みワークＷ１がプレス上型１８に貼り付く虞が生ずる。プレス金型１６には成形済みワークＷ１がプレス上型１８に貼り付くのを防止する装置がバキュームスタビライザ２０として設けられる。
【００２７】
成形工程１１において、プレス成形後、プレス金型１６開放時に成形済みワークＷ１はプレス上型１８の上昇により開放される。プレス金型１６開放時に、成形済みワークＷ１はプレス上型１８の型負圧により追従してプレス上型に持っていかれ、ワークダブル１が踊り出したり、ワーク姿勢が不安定になる虞がある。このワーク姿勢の不安定化はバキュームスタビライザ２０の吸着カップ２６により防止される。
【００２８】
ところで、バキュームスタビライザ２０は成形工程１１のプレス金型１６の下型１７に設けられる。バキュームスタビライザ２０は、プレス金型１６が開放したときに、成形済みワークＷ１がプレス上型１８の型負圧により貼り付いて上動するのを防止し、成形済みワークＷ１のワーク姿勢を安定化させる装置である。バキュームスタビライザ２０は、吸着カップあるいは真空パッド等のワーク吸着装置２３を用いて、成形済みワークＷ１がプレス上型の型負圧により貼り付いて上動するのを防止するワークのプレス上型貼り付き防止装置であり、ワーク姿勢を安定化させる装置である。
【００２９】
バキュームスタビライザ２０は、図３に示すように、エア供給源２１からのエア供給により負圧を発生させる負圧（真空）発生装置２２と、この負圧発生装置２２に接続されるワーク吸着装置２３と、図示を省略したエア制御装置とを有する。負圧発生装置２２は、エア制御装置の制御により、エア供給源２１からエアが供給された時にのみ負圧を発生させるエジェクタ２５タイプの装置である。エジェクタタイプの装置に代えて、ベンチュリタイプの装置であってもよい。
【００３０】
また、図３に示されるワーク吸着装置２３は、成形工程１１におけるプレス金型１６の下型１７に設けられる。ワーク吸着装置２３は、プレス下型１７の下型本体２５に保持される吸着カップ２６を有する。吸着カップ２６はプレス金型１６の開放時に成形済みワークＷ１の下面に接触して、この下面を吸着保持し、プレス成形後は、プレス上型１８の型負圧に追従して成形済みワークＷ１が上昇しても、ワークの位置ずれを生じさせることなく、ワーク姿勢を安定的に保持するものである。
【００３１】
プレス下型１７の下型本体２５には、型成形面２８側に開口する凹部（あるいは凹溝）２９が所定の位置に設けられ、この凹部２９に吸着カップ２６が昇降可能に収容される。凹部２９は、下型本体２５の型成形面２８に１個または複数個設けられ、下型本体２５の凹部２９に吸着カップ２６が設けられる。吸着カップ２６は、カップ頂部が自由状態で型成形面２８から少し、例えば数ｍｍ〜数ｃｍ突出している。この凹部２９にはフランジ付ガイドスリーブ３０が埋設される。フランジ付ガイドスリーブ３０は下部本体２５の凹部２９に下部本体２５を貫通して固定される。このガイドスリーブ３０の内部に中空シャフト３１をスライド可能に案内している。
【００３２】
吸着カップ２６は、プレス下型１７の平面部に設置される。この平面部は、プレス金型１６の開放時にプレス上型１８の型負圧により成形済みワークＷ１の持ち上がりが大きい部位に対応する部分である。吸着カップ２６の取付位置は、プレス下型１７の型成形面２８の凹凸部たて壁近くの平面部、具体的には成形済みワークＷ１の凹凸部たて壁近くの平面部に設けられる。例えば、成形済みワークＷ１がサイドボディやドア（インナ）、（リア）フロア等のパネルのように、成形品の部品サイズや部品形状によって吸着カップ２６の取付位置は種々異なる。一般的には、プレス装置１０の後工程（切断工程）でスクラップとなる部分に対応するプレス下型１７の（型成形面）平面部に設けられる。成形品が車体のリアフロアのような場合には、製品内に対応するプレス下型１７の平面部に設けられる。
【００３３】
また、吸着カップ２６には、市販されている鋼板用カップが用いられる。吸着カップ２６は真空パッドとして用いられ、カップ形状が円形、楕円形、長円形等の様々な種類と大きさ、形状のものがある。
【００３４】
吸着カップ２６は、径違いニップル等の接続具３１を介して配管用ターミナル３２に接続される。この配管用ターミナル３２はワッシャ３３付き中空シャフト３４を介してエアワース４５に接続される。中空シャフト３４は、下型本体２５の凹部２９に埋設されたフランジ付ガイドスリーブ３５内をスライド自在に挿入され、このガイドスリーブ３５から下方に大きく突出している。ガイドスリーブ３５は下型本体２５凹部の底部に固定される一方、ガイドスリーブ３５のフランジ上に、弾性体で構成された衝撃吸収リング等の衝撃吸着材３６が固定され、この衝撃吸収材３６に中空シャフト３４のワッシャ３３が着脱自在に支持される。
【００３５】
中空シャフト３４の下方突出部にリニア状の多段配列された多段式ばね機構３８が備えられる。多段式ばね機構３８は、例えばコイルスプリングなどのスプリング３９とワッシャ４０とスプリング受け４１を中空シャフト３４の軸方向に多段状に組み合せて配列したもので、多段式ばね機構３８のばね力（弾性力）で吸着カップ２６を下型本体２５の凹部２９に、多段式ばね機構３８により衝撃吸収材３６側の収納方向（下方）にばね付勢力が作用した状態で弾力的に保持される。
【００３６】
中空シャフト３４の下端は、ワンタッチ式の接続具４４を介して負圧発生装置２２からのエアホース４５に接続される。その際、ワーク吸着装置２３の吸着カップ２６は、多段式ばね機構３８により弾力的に保持され、中空シャフト３４がフランジ付ガイドスリーブ３５内を案内されて昇降し、大きな昇降ストロークＳを得ることができる。このため、ワーク（Ｗ１）に吸着されて昇降する吸着カップ２６の吸着可能範囲（有効昇降ストローク）Ｓを、例えば２０ｍｍ≦Ｓ≦２００ｍｍと大きくすることができ、成形済みワークＷ１に吸着カップ２６が吸着保持される時間を長くとることができる。したがって、吸着カップ２６の作動時間を長くして、多段式ばね機構３８の付勢力（ばね力）が成形済みワークＷ１に働く時間を長くすることができる。これにより、成形済みワークＷ１は、プレス金型１６の開放時に位置ずれを生じさせることなくワーク姿勢が安定的に保持される。
【００３７】
ところで、バキュームスタビライザ２０のエア供給源２１は、エア制御装置（図示せず）を介してエアホース４６により負圧発生装置２２に接続され、この負圧発生装置２２で発生した負圧によりワーク吸着装置２３を吸引し、吸着カップ２６を働かせてバキュム作用させる。ワーク吸着装置２３は、真空発生装置１組につき、エアサクションフィルタ４８から分岐して複数個設けられる。一例として、例えば２個設けられる。
【００３８】
また、プレス装置１０は、電動モータ（図示せず）のモータ駆動によりプレス装置のプレス軸を回転させ、プレス金型１６をストローク動作させるように構成されている。トランスファプレス機を構成するプレス装置１０の搬出入装置、ワークリフタおよびバキュームスタビライザ２０は、プレス装置１０の軸角度に基づく所定の動作タイミングで作動制御される。
【００３９】
図４（Ａ）は、プレス装置１０を構成するプレス金型１６の昇降ストロークとプレス装置の軸角度（クランク角度）の関係を、また（Ｂ）は搬出入装置、ワークリフタおよびバキュームスタビライザ（吸着カップ）の作動タイミングと作動範囲（作動時間）の関係をそれぞれ示す図である。
【００４０】
このうち、図４（Ａ）は成形工程１１におけるプレス金型１６の上型１８の昇降ストロークとプレス装置の軸角度（クランク角度）の関係を示すもので、領域ＷＡは、プレス上型１８がワーク（Ｗ１）と接触している作動時間に相当する領域であり、バキュームスタビライザ２０の作動範囲を示すものである。
【００４１】
プレス上型１８は下降工程で材料ワーク（パネル）Ｗに接触してプレス下型１７と協動してプレス成形加工される。領域ＷＡはワークＷの成形開始から成形完了を経て成形済みワークＷ１が上昇する途中までの領域をいう。プレス上型１８は下死点到達する前に材料ワークＷと接触してプレス下型１７と協動し、プレス成形が開始される。プレス成形が進んで材料ワークＷの成形が完了してプレス上型１８がプレス下型１７から離れて上昇し、成形済みワークＷ１が型負圧などでプレス上型１８とともに上昇しても、成形済みワークＷ１は、バキュームスタビライザ２０のバキューム作用で、吸着カップ２６に吸着された状態に保持され、ワーク姿勢が保たれる。
【００４２】
また、図４（Ｂ）に示す搬出入装置、ワークリフタおよびバキュームスタビライザ２０の動作タイミングの一例をプレス装置１０の軸角度（プレス上型１８の昇降ストロークＳ）との関係で示す。
【００４３】
搬出入装置は、プレス装置１０の軸角度に対応して所定の動作タイミングで搬入動作Ｉおよび搬出動作Ｏを実行しており、搬出動作Ｏと搬入動作Ｉとの間の符号Ｃは、シャトルコンベアによる次工程（切断工程）への搬送動作を示す。
【００４４】
さらに、ワークリフタは、成形工程１１において、搬出入装置と連動して動作するもので、ワークリフタもプレス装置１０の軸角度に対応した所定の動作タイミングで下降動作Ｄと上昇動作Ｕが実行される。ワークリフタの動作中における符号ＵＳは、上昇位置で待機している期間を示している。
【００４５】
一方、バキュームスタビライザ２０は、成形工程１１のプレス装置１０のプレス成形加工に連動してバキューム動作（ＯＮ）するものである。バキュームスタビライザ２０は、成形される成形品の形状や大きさによりプレス成形条件やプレス装置１０のモーションが異なり、バキュームスタビライザ２０の作動時間や作動タイミングが異なる。バキュームスタビライザ２０は、具体的にはプレス上型１８がワークＷ（Ｗ１）に接触している領域で作動してバキューム動作ＯＮしている。
【００４６】
バキュームスタビライザ２０の動作タイミングは、図３に示すエア供給源２１からのエア供給ラインに設けられたカップ吸着用電磁弁またはエアバルブをエア制御装置で開閉制御することが作動制御される。その際、負圧発生装置２２から吸着カップ２６に至るエア吸引ラインの途中に昇降シリンダのような大きなボリュームが存在しないので、負圧の応答特性が良好となる。
【００４７】
次に、バキュームスタビライザ２０の作用を説明する。
【００４８】
トランスファプレス機の成形工程１１において、プレス装置１０の軸角度に基づいて、搬出入装置、ワークリフタおよびバキュームスタビライザ２０の動作タイミングが、ワーク（Ｗ１）の大きさや形状、プレス条件に応じて図３に示すように一例として設定される。
【００４９】
このうち、バキュームスタビライザ２０は、負圧発生装置２２により発生した負圧は負圧ライン（４７，４８，４５）を経てワーク吸着装置２３に迅速に伝達され、吸着カップ２６を吸引動作させる。吸着カップ２６の吸引動作により、プレス金型１６に搬入され、下降してプレス下型１７上に載置された材料ワーク（パネル）Ｗの下面に接触してワークＷが吸着保持される。
【００５０】
一方、吸着カップ２６の吸引動作とほぼ同期してプレス上型１８が下降して材料ワークＷに上方から接触して押圧し、プレス成形が図５（Ａ）に示すように開始される。プレス金型１６によるプレス開始時には、吸着カップ２６は、弾性変形可能な衝撃吸収材３６により弾性保持され、材料ワークＷをプレス下型１７の型成形面２８上に吸着保持している。その際、吸着カップ２６の頂部は、プレス下型１７の型成形面２８と略面一となっている。吸着カップ２６がプレス下型１７の型成形面２８と面一となっても、吸着カップ２６の変形は弾性領域で行われて小さく、吸着カップ２６の塑性変形を防止することができる。したがって、プレス金型１６による成形時の吸着カップ２６のカップ変形量を小さく抑えることができ、吸着カップ２６の耐久性・寿命を向上させることができる。
【００５１】
プレス金型１６の成形開始からプレス成形が進んでプレス上型１８が図５（Ａ）に示す下死点を通り、成形が完了すると、プレス上型１８はプレス下型１７から離れて上昇する。
【００５２】
プレス金型開放時にプレス上型１８が上昇工程に入ると、プレス上型１８の型負圧により、成形済みワークＷ１を吸着して上昇させる。しかし、プレス上型１８の上昇に追従して成形済みワークＷ１が上昇しても、吸着カップ２６は負圧（バキューム）作用により吸着状態に保持され、成形済みワークＷ１の上昇と一体となって上昇する。
【００５３】
吸着カップ２６の上昇は、中空シャフト３４がガイドスリーブ３５に案内されてスライドするので、成形済みワークＷ１の上昇に伴う位置ずれを防止することができる。成形済みワークＷ１は吸着カップ２６によりワーク姿勢を保って上昇するので、成形済みワークＷ１を正確に送ることができる。
【００５４】
したがって、プレス装置１０を高速化することができ、プレス装置１０のプレス動作が早くなっても、成形済みワークＷ１は、位置ずれが生じることなく安定したワーク姿勢が保たれる。成形済みワークＷ１はプレス上型１８の型負圧により引っ張られ、付着状態で上昇しても、吸着カップ２６の伸長により、吸着カップ２６の吸着可能範囲（有効昇降ストロークＳｃ）が拡大して安定したワーク姿勢が保持される。
【００５５】
ワーク吸着装置２３は、吸着カップ２６に成形済みワークＷ１が吸着している間、多段式ばね機構３８の収縮力（バネ力）が下向きに作用する。プレス上型１８の型負圧の勝る下向きのばね付勢力が、吸着カップ２６に作用するまで、吸着カップ２６は成形済みワークＷ１に負圧による吸着状態に保持される。しかも、吸着カップ２６は中空シャフト３４によりスライドが案内されて昇降するので、昇降ストロークＳを大きくとることができ、吸着カップ２６の作動時間を延長することができる。吸着カップ２６は多段式ばね機構３８のばね力が成形済みワークＷ１に働く時間を長くすることができる。吸着カップ２６は成形済みワークＷ１に吸着されている間、成形済みワークＷ１にばね付勢力が作用して安定したワーク姿勢を保つことができる。
【００５６】
また、バキュームスタビライザ２０は、ワーク吸着装置２３へのエアホース（エアチューブ）４５に弾性変形可能なコイルばねタイプを採用し、吸着カップ２６の上下動にエアホース４５が追従できるようにしてもよい。エアホース４５を弾性変形に柔軟な可撓性のチューブを採用することにより、吸着カップ２６はスムーズに昇降ストロークすることができ、エアホース４５とプレス装置１０の干渉を無くし、破損や故障、エアの漏れを有効的に防止することができる。
【００５７】
また、ワーク吸着装置２３に用いられる吸着カップ２６には、鋼板専用品である市販の鋼板用カップを用いることができる。吸着カップ２６は成形済みワークＷ１のプレス条件変更にも迅速に対応することができる。吸着カップ２６は構造が単純であり、修理や取換えのメンテナンスが容易である。
【００５８】
図２ないし図５に示すプレス金型構造では、プレス工程１１に用いられるプレス装置１０のプレス金型１６にバキュームスタビライザ２０の吸着カップ２６を設け、この吸着カップ２６は少なくともプレス金型開放時にワークＷ（Ｗ１）を弾力的に吸着保持してワーク姿勢を安定化させたので、プレス上型１８には成形済みワークＷ１が貼り付いて持っていかれ、ワークの位置ずれやワークの変形が生じるのを防ぐことができる。したがって、プレス装置１０のプレス運転速度を高速化させることができ、プレス装置１０を高速化させても、ワークの位置ずれやワーク変形を確実に防止できる。プレス装置１０のプレス運転速度はＳＰＭで表わされ、１分間に何枚生産できるかの指標として表わされる。
【００５９】
トランファプレス機に用いられるプレス装置では、プレス運転速度ＳＰＭはワークＷが大型パネルと中型パネルと小型パネルとで異なるが、成形工程１１にバキュームスタビライザ２０の吸着カップ２６を設けると、プレス運転速度ＳＰＭは２割から５割程度上昇させることができる。
【００６０】
例えば、サイドボディなどの大型パネルでは、バキュームスタビライザ付きのＳＰＭの上限値は、従来の６ＳＰＭから７〜８ＳＰＭに、ドアインナなどの中型パネルのＳＰＭ上限値は、従来の約１０ＳＰＭから１３．５ＳＰＭとなった。トランファプレス機に代えてタンデムプレス機を用いたプレス装置でも、上昇させることができる。
バキュームスタビライザ２０のワーク吸着装置２３に吸着カップ２６を設けて、プレス金型１６開放時の成形済みワークＷ１のワーク姿勢を安定化させたので、プレス装置１０を高速化しても、次工程（曲げ工程）に送られる成形済みワークＷ１のワーク着座誤差を防ぐことができ、生産性の向上に寄与する。
トランスファプレス機（ライン）は、例えば成形工程、切断工程、曲げ工程、穴あけ工程等の各工程を同時に動かして加工するプレス装置であり、各工程間の搬送には、フィードバーという自動搬送装置が用いられる。タンデムプレス機（ライン）は、各工程の型が独立して動くラインであり、各工程間の搬送には、ロボット、クロスバー等が用いられる。
【００６１】
また図６は、本発明の他の実施形態を示すものである。
【００６２】
この実施形態に示されたプレス装置１０Ａは、トランファプレス機の成形工程に用いられるプレス金型１６Ａを示すものである。プレス金型１６Ａの全体的構成は図２および図３に示すプレス金型１６と異ならないので、同じ構成には同一符号をして説明を省略する。
【００６３】
プレス金型１６Ａはプレス下型１７Ａとプレス上型１８Ａの間に平板状の材料ワークＷが搬入され、このワークＷをプレス上型１８の昇降動作によりプレス成形加工するものである。プレス下型１７Ａにはバキュームスタビライザ２０のワーク吸着装置２３Ａが設けられる。ワーク吸着装置２３Ａを除いたバキュームスタビライザ２０の全体的構成は、図３に示すものと異ならないので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
ワーク吸着装置２３Ａは、プレス下型１７Ａと型成形面２８に形成された凹部２９または凹溝に固定式あるいは半固定式の吸着カップ６０が設けられる。吸着カップ６０は、接続具および配管用ターミナル３２を介してエアホース４５に接続され、図示しない負圧発生装置により、吸着カップ６０に負圧が供給されるようになっている。なお、符号３５はフランジ付ガイドスリーブ、符号３６は衝撃吸収材である。
【００６５】
吸着カップ６０は、プレス下型１７Ａの型成形面からワークＷの吸着前の自然状態で図６（Ａ）に示すように上方に突出しており、ワーク吸着中には、図６（Ｂ）に示すようにワークＷ（Ｗ１）に接触して伸長し、ワークＷ（Ｗ１）を吸着保持している。ワークＷはプレス金型１６Ａのプレス下型１８Ａの昇降動作により、プレス上型１８Ａとプレス下型１７Ａの型成形面２８間に挟持されてプレス成形加工される。
【００６６】
プレス金型１６Ａの成形加工後に成形済みワークＷ１が成形工程のプレス上型１８Ａに貼り付く現象を防止するために、バキュームスタビライザ２０が設けられる。バキュームスタビライザ２０の吸着カップ６０は、プレス上型１８Ａの型負圧に勝る負圧力（バキューム力、引き戻し力）を成形済みワークＷ１に与えて、成形済みワークＷ１をプレス上型１８Ａからソフトに引き剥がすようになっている。
【００６７】
ワーク吸着装置２３Ａの吸着カップ６０は、少なくともプレス金型開放時に成形済みワークＷ１を吸着保持しているために、プレス上型１８Ａの型負圧により成形済みワークＷ１が上動するとき、吸着カップ６０は弾性変形して伸長される。吸着カップ６０の弾性変形による伸長により、吸着カップ６０が成形済みワークＷ１を吸着保持してワーク姿勢を保持するようになっている。
【００６８】
しかし、吸着カップ６０の弾性変形による吸着保持可能範囲（有効ストローク）が小さく、バキュームスタビライザ２０の作動時間が小さいため、作動範囲が小さくなる。この吸着カップ２６は小型パネルや凹凸変形量の小さなワークには適するが、大型パネル等のワークには適さない。
【００６９】
また、この実施形態に用いられるワーク吸着装置２３Ａの吸着カップ６０は、カップ変形量が大きく、吸着カップ６０の耐久性が低いという問題があり、吸着カップ６０を頻繁に取り換える必要があった。ただ、吸着カップ６０は、市販で対応できるため、吸着カップ６０の交換が安価で経済性に優れるメリットがある。
【符号の説明】
【００７０】
１０，１０Ａ プレス装置
１１ 成形工程
１２ 切断工程
１３ 曲げ工程
１４ 穴あけ工程
１６，１６Ａ プレス金型
１７，１７Ａ プレス下型
１８，１８Ａ プレス上型
１９ ガイドメンバ
２０ バキュームスタビライザ
２１ エア供給源
２２ 負圧発生装置
２３，２３Ａ ワーク吸着装置
２４ エジェクタ
２５ 下型本体
２６，６０ 吸着カップ
２８ 型成形面
２９ 凹部あるいは凹溝
３１ 接続具
３２ 配管用ターミナル
３３ ワッシャ
３４ 中空シャフト
３５ フランジ付ガイドスリーブ
３６ 衝撃吸収材
３８ 多段式ばね機構
３９ コイルスプリング
４０ ワッシャ
４１ スプリング受け
４４ 接続具
４５，４６，４７ エアホース（エアチューブ）
４８ エアサクションフィルタ
５０ 台座
５１ 衝撃吸収材
５２ ワッシャ
５３ 配管用ターミナル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対をなすプレス下型とプレス上型を相対移動可能に設け、前記プレス下型とプレス上型の間に搬入されるワークをプレス成形して成形済みワークを形成するプレス金型構造において、
前記プレス下型の型成形面に凹部を設け、前記型成形面の凹部にバキュームスタビライザの吸着カップを設け、
前記吸着カップは、少なくともプレス金型開放時に前記ワークを弾力的に吸着保持してワーク姿勢を安定化させたことを特徴とするプレス金型構造。
【請求項２】
前記プレス下型の型成形面凹部に吸着カップを設け、
成形工程の少なくともプレス金型開放時に前記プレス上型が上昇する際、前記吸着カップは前記ワークを吸着保持して前記ワークの位置ずれを防止した請求項１記載のプレス金型構造。
【請求項３】
前記プレス下型の型成形面凹部に、その収納方向にばね付勢された吸着カップを設け、
成形工程のプレス金型開放時に前記プレス上型が上昇する際、前記吸着カップは前記プレス上型に追従する前記成形済みワークに吸着保持されて伸長ストロークし、
前記吸着カップは、前記成形済みワークに吸着されている間、前記成形済みワークにばね付勢力が作用する構造とした請求項１記載のプレス金型構造。
【請求項４】
対をなすプレス下型とプレス上型を相対移動可能に設け、前記プレス下型とプレス上型の間に搬入されるワークをプレス成形してプレス済みワークを形成するワークのプレス成形方法において、
前記プレス下型の型成形面に形成された凹部に、バキュームスタビライザの吸着カップを弾力的に設け、
前記吸着カップは、少なくともプレス金型開放時に前記ワークを吸着保持してワーク姿勢を安定化させることを特徴とするワークのプレス成形方法。
【請求項１】
対をなすプレス下型とプレス上型を相対移動可能に設け、前記プレス下型とプレス上型の間に搬入されるワークをプレス成形して成形済みワークを形成するプレス金型構造において、
前記プレス下型の型成形面に凹部を設け、前記型成形面の凹部にバキュームスタビライザの吸着カップを設け、
前記吸着カップは、少なくともプレス金型開放時に前記ワークを弾力的に吸着保持してワーク姿勢を安定化させたことを特徴とするプレス金型構造。
【請求項２】
前記プレス下型の型成形面凹部に吸着カップを設け、
成形工程の少なくともプレス金型開放時に前記プレス上型が上昇する際、前記吸着カップは前記ワークを吸着保持して前記ワークの位置ずれを防止した請求項１記載のプレス金型構造。
【請求項３】
前記プレス下型の型成形面凹部に、その収納方向にばね付勢された吸着カップを設け、
成形工程のプレス金型開放時に前記プレス上型が上昇する際、前記吸着カップは前記プレス上型に追従する前記成形済みワークに吸着保持されて伸長ストロークし、
前記吸着カップは、前記成形済みワークに吸着されている間、前記成形済みワークにばね付勢力が作用する構造とした請求項１記載のプレス金型構造。
【請求項４】
対をなすプレス下型とプレス上型を相対移動可能に設け、前記プレス下型とプレス上型の間に搬入されるワークをプレス成形してプレス済みワークを形成するワークのプレス成形方法において、
前記プレス下型の型成形面に形成された凹部に、バキュームスタビライザの吸着カップを弾力的に設け、
前記吸着カップは、少なくともプレス金型開放時に前記ワークを吸着保持してワーク姿勢を安定化させることを特徴とするワークのプレス成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−４５５７１（Ｐ２０１２−４５５７１Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８９４６１（Ｐ２０１０−１８９４６１）
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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