素材押さえ装置、素材押さえ方法
【課題】簡易な構造でプレス成形機でのプレス成形品のシワ発生を防ぐ。
【解決手段】プレス成形機１０１は、下型と上型１０２とを備え、下型の上方に配置された素材Ｗを上型１０２で上方から押さえつけてプレス成形品を形成する。上型１０２には、素材Ｗの上面を押さえつける上面形成面が形成される。素材押さえ装置２０１は、プレス成形機１０１に設けられる。素材押さえ装置２０１は、ピン２０３と駆動部２５０とを備える。ピン２０３は、上型１０２に配置され、上下方向に延びている。駆動部２５０は、上型１０２と下型との距離に応じてピン２０３を上下に動かす。駆動部２５０によって、ピン２０３の下端２０３ａは、上型１０２の上面形成面よりも下方の位置と、上面形成面と面一もしくはこれより上方の位置との間に位置するよう上下移動する。
【解決手段】プレス成形機１０１は、下型と上型１０２とを備え、下型の上方に配置された素材Ｗを上型１０２で上方から押さえつけてプレス成形品を形成する。上型１０２には、素材Ｗの上面を押さえつける上面形成面が形成される。素材押さえ装置２０１は、プレス成形機１０１に設けられる。素材押さえ装置２０１は、ピン２０３と駆動部２５０とを備える。ピン２０３は、上型１０２に配置され、上下方向に延びている。駆動部２５０は、上型１０２と下型との距離に応じてピン２０３を上下に動かす。駆動部２５０によって、ピン２０３の下端２０３ａは、上型１０２の上面形成面よりも下方の位置と、上面形成面と面一もしくはこれより上方の位置との間に位置するよう上下移動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下型と上型とを備え、下型の上方に配置された素材（ワーク）を上型で上方から押さえつけてプレス成形品を形成するプレス成形機に用いられる素材押さえ装置、並びに、プレス成形機で行われる素材押さえ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の一部をなすパネル、ラッゲージコンパートメントドアアウター・パネル、バックドアアウター等のプレス成形品は、板状の素材（ワーク）をプレス成形機でプレス成形することにより形成される。プレス成形品は、稜線を頂点として車両上下方向に延びる山形状をなしている。このようなプレス成形では、プレス成形品にシワを生じさせないことが重要である。
【０００３】
プレス成形機では、一般に、以下のような手順で、シワの発生が抑えられたプレス成形品が形成される。（１）まず、素材の縁部分を、プレス成形機に複数設けられた振り子ゲージの素材受け部に位置合わせし、かつ、素材の中央部分でプレス成形品での稜線となる部分を、プレス成形機に形成されたシワ押さえ面頂点に位置合わせする。（２）次に、プレス成形の途中で板状素材がズレたり浮き上がったりしないよう、素材のうちシワ押さえ面頂点に位置合わせされた部分をクランパでクランプする。（３）その後、プレス成形機に備わっている上型をスライド下降して、板状素材の絞り成形を行う。
【０００４】
プレス成形品にシワが生じる要因の一つに、素材の変形の前後で、プレス成形機に備わる上型等が水平方向に揺れプレス成形品の位置ズレを生じさせてしまうことが考えられる。この点、特許文献１や特許文献２には、スプリング等によって常に上昇付勢されるプランジャやリフターガイドポストをプレス成形機の下型に設け、下方に突出し上下動可能である先行ピンをプレス成形機の上型に設け、上型を下降させる途中で先行ピンをプランジャに接しさせ、上型と下型との水平方向のズレを防止する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平６−０８３１２６号公報
【特許文献２】特開２００８−２４６５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記（１）〜（３）に示した方法でプレス成形品を形成する過程で、ブランクホールドの直前の状態（ブランクホールド状態よりも、プレス成形機の上型が２０ｍｍ〜３０ｍｍ上方に位置する状態）からブランクホールド状態までの間に素材に歪みが生じ、ブランクホールド状態から下死点状態に至るまでの間にこの歪みが押しつぶされてシワになってしまうことが知られている。この要因としては、素材の縁部分と中央部分とでは、プレス成形機に板状の素材が投入されてから素材がブランクホールドされるときまでに動く距離の差が大きいことが考えられる。また、別の要因として、ブランクホールド状態から下死点状態までの間での素材の下面に対する下型の接触面積は、素材の上面に対する上型の接触面積よりも小さく、これにより、素材の歪みが下方に逃げてしまうことも考えられる。
【０００７】
発明者は、上記のようにして発生するシワを防ぐために、プレス成形機に対し、特許文献１や特許文献２に記載の技術を応用し、プレス成形機に備わる上型に先行ピンを設け、先行ピンの先端で素材の歪みを生じさせる箇所を押さえつけることを考えた。ところが、特許文献１や特許文献２に記載の技術をそのまま用いようとすると、先行ピンの先端は素材の上面に直接的に接触し、プレス成形品を意図しない形状に変形させてしまうことになる。ここで、発明者は、仮想例として、素材でシワが発生する箇所を先行ピンで軽く押さえ、かつ、下死点状態では先行ピンを素材に接触させ、ブランクホールドの直前の状態で先行ピンを素材から退避させることを考えた。
【０００８】
図１３は、仮想例でのプレス成形方法を示す説明図である。図１３に基づいてこの仮想例の詳細を述べると、まず、素材受け部（図示せず）に保持された板状の素材９０１の上面に、先行ピン９０２を下方に突出させた上型９０３を対面させ（図１３の（１））、この上型９０３を下方に動かす。ブランクホールド状態よりも２０ｍｍ上方に上型９０３が位置したとき（図１３の（２））、先行ピン９０２は上方に退避し始める。この先行ピン９０２は、エアシリンダ等の駆動源９０４により動かされる。その後、ブランクホールド状態になったとき（図１３の（３））、先行ピン９０２の上方への退避が完了する（図１３の（４））。絞り成形は、先行ピン９０２が退避したままで開始され（図１３の（５））、下死点状態（図１３の（６））になったときに素材９０１のプレス成形は完了する。駆動源９０４は、プレス成形後に上型９０３が上昇したときに素材９０１を下方に延ばし始め（図１３の（７））、上死点状態に（図１３の（８））なるまでに先行ピン９０２の突出を完了する。プレス成形された素材９０１は、下型９０５から取り外され、次の工程に搬送される。
【０００９】
しかしながら、このような仮想例では、駆動源９０４を設けるための設備の改変が多大なものになってしまう。例えば、駆動源９０４にエアシリンダを採用した場合、エア配管の配設や、プレス機のストローク速度に対する先行ピン９０２の駆動速度の調整、他設備で用いられるエアシリンダとの関係性等の問題が生じる。そして、プレス機のストローク速度に対する先行ピン９０２の駆動速度の調整を厳密に行わないと、素材９０１における先行ピン９０２の軸線との交差箇所が上手く成形できず、素材９０１のリストライクを行わなくてはならなくなる。
【００１０】
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、簡易な構造でプレス成形機でのプレス成形品のシワ発生を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の素材押さえ装置は、下型と上型とを備え前記下型の上方に配置された素材を前記上型で上方から押さえつけてプレス成形品を形成するプレス成形機に用いられる素材押さえ装置であって、前記上型に配置され上下方向に延びているピンと、前記上型と前記下型との距離に応じて前記ピンを上下に動かし、前記ピンの下端が、前記上型に形成され前記素材の上面を押さえつける上面形成面よりも下方の位置と、前記上面形成面と面一もしくはこれより上方の位置との間に位置するよう上下移動させる駆動部と、を備える。
【００１２】
本発明の素材押さえ方法は、下型と上型とを備え前記下型の上方に配置された素材を前記上型で上方から押さえつけてプレス成形品を形成するプレス成形機で行われる素材押さえ方法であって、前記上型に配置され上下方向に延びているピンの下端を、前記上型に形成され前記素材の上面を押さえつける上面形成面よりも下方の位置に位置付けた状態で、前記上型を下降させる第１段階と、前記上型の下降中に、前記上型と前記下型との距離に応じて前記ピンを上方に動かし、前記ピンの下端を、前記上面形成面と面一もしくはこれより上方となる位置との間に位置付ける第２段階と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ピンが、素材の上面を下方に押し、素材を下型にフィットさせる。そして、上型が下降する途中でピンが上型の上面形成面から退避し、素材において下型にフィットされた部分が上型に確実に押さえ込まれる。したがって、簡易な構造でプレス成形機でのプレス成形品のシワ発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プレス成形機の内部構造を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】上型を省略させて見たプレス成形機の平面図である。
【図３】素材押さえ装置を示す模式図である。
【図４】ピンを下方から見た底面図である。
【図５】上型が下降して油圧シリンダが作動し始めた状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図６】図５に続いて、受動カムが動かされた状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図７】図６に続いて、受動部が上昇しきった状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図８】図７に続いて、油圧シリンダがさらに作動した状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図９】図８に続いて、上型が上昇し始めた状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図１０】図９に続いて、上型がさらに上昇した状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図１１】図１０に続いて、上型がさらに上昇し案内カムと受動カムとの係合が解除され始めた状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図１２】図１１に続いて、案内カムと受動カムとの係合が解除された状態に至った素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図１３】仮想例でのプレス成形方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の一形態を、図１ないし図１２に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、プレス成形機１０１の内部構造を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。図２は、上型１０２を省略させて見たプレス成形機１０１の平面図である。プレス成形機１０１は、板状の素材Ｗ（ワーク）をプレス成形して、自動車の一部をなすパネル、ラッゲージコンパートメントドアアウター・パネル、バックドアアウター等のプレス成形品を形成する装置である。本実施の形態のプレス成形機１０１は、稜線を有し、この稜線から離れるにつれて下方に下がるような傾斜面を形成して、稜線を頂点として上下方向に延びる山形状をなすプレス成形品を形成するために、特に有用である。
【００１７】
プレス成形機１０１は、上型１０２と、スライド１０３と、下型１０４と、ボルスタ１０５と、クッションリング１０６と、クッションピン１０７とを備える。スライド１０３は、プレス成形機１０１の上方に設けられる。スライド１０３の下面には、上型１０２が取付けられている。スライド１０３は、この上型１０２を上下方向に動かす。上型１０２の下面は、素材Ｗから形成されるプレス成形品の上面を形成する上面形成面１０２ａとして機能する。ボルスタ１０５は、プレス成形機１０１の下方に設けられる。ボルスタ１０５の上面には、下型１０４が取付けられている。下型１０４は、上型１０２に対面している。下型１０４の上面は、素材Ｗから形成されるプレス成形品の下面を形成する下面形成面１０４ａとして機能する。クッションリング１０６は、下型１０４を水平方向に取り囲むように配置される。クッションリング１０６の上面には、スライド１０３によって下方に動かされた上型１０２が接触する。クッションピン１０７は、スプリング等の弾性体（図示せず）を介してボルスタ１０５に取付けられており、このボルスタ１０５から上方に延びる。クッションピン１０７は、クッションリング１０６を支持する。クッションピン１０７は、上型１０２に押されて下方に動き、このクッションリング１０６を上方に押し戻そうとする。
【００１８】
素材Ｗは、上型１０２と下型１０４とが開かれた状態でプレス成形機１０１の内部に配置される。このとき、素材Ｗの縁部分は、クッションリング１０６の上面に設けられたゲージ１０８や振り子ゲージ１０９に位置合わせされる。また、素材Ｗの中央部分（図２の左右方向における中央部分）は、稜線状のシワ押さえ面頂点１０６ｂに位置合わせされる。このシワ押さえ面頂点１０６ｂは、クッションリング１０６の上面でゲージ１０８、振り子ゲージ１０９、頂部クランパ１１０（後述）よりも内側の領域（シワ押さえ面１０６ａ）に形成されるものである。さらに、プレス成形の途中で素材Ｗがズレたり浮き上がったりしないよう、素材Ｗの縁部分でシワ押さえ面頂点１０６ｂに位置合わせされた部分が、クッションリング１０６の上面に設けられた頂部クランパ１１０によってクランプされる。また、下型１０４の上面（下面形成面１０４ａ）には、稜線部１０４ｂが設けられる。稜線部１０４ｂは、稜線状のシワ押さえ面頂点１０６ｂに連なるように延びている。続いて、スライド１０３を動かして上型１０２を下降させ、素材Ｗを上型１０２と下型１０４とで挟み込むことで、素材Ｗは絞り成形されることになる。絞り成形の際、素材Ｗは、上型１０２に押されて、素材Ｗのうちシワ押さえ面頂点１０６ｂに位置合わせされた部分から折れていく。クッションリング１０６のシワ押さえ面１０６ａは、上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）と平行をなしていて、上型１０２が下降し続けると、上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）とクッションリング１０６のシワ押さえ面１０６ａとが密着する（ブランクホールド状態）。その後、上型１０２がクッションリング１０６を下死点まで押し切ると（下死点状態）、プレス成形が完了する。その後、上型１０２と下型１０４とが開かれて、プレス成形品となった素材Ｗが取り出される。
【００１９】
素材Ｗにおいて、下型１０４の上面（下面形成面１０４ａ）と上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）とに挟まれる箇所は、上下方向に圧縮されプレスされる。同様に、素材Ｗにおいて、下型１０４の上面（下面形成面１０４ａ）とクッションリング１０６のシワ押さえ面１０６ａとに挟まれる箇所も、上下方向に圧縮されプレスされる。クッションリング１０６のシワ押さえ面頂点１０６ｂと下型１０４の稜線部１０４ｂとは、素材Ｗをプレス成形してなるプレス成形品での稜線を形成する。
【００２０】
プレス成形機１０１は、素材押さえ装置２０１を備える。素材押さえ装置２０１は、上型１０２に取付けられている。素材押さえ装置２０１は、本体部２０２と、ピン２０３と、油圧シリンダ２０４と、ホース２０５とを備える。本体部２０２には、動力伝達部２５１が設けられる。動力伝達部２５１は、リニアアクチュエータ２０７、作動部２０８、受動部２１４、スプリング２２２、ストッパ２１８等（いずれも図３に基づいて後述）で構成され、油圧シリンダ２０４により検知された上型１０２と下型１０４との距離に応じてピン２０３を上下に動かす。
【００２１】
本体部２０２は、上型１０２に埋設される。ピン２０３は、本体部２０２から下方に延びて、上下変位自在となっており、ピン２０３の下端２０３ａが、上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）よりも下方の位置と、上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）と面一な位置との間を動くようになっている。そして、ピン２０３は、本体部２０２と油圧シリンダ２０４とホース２０５とによって、図５〜図１２に基づいて後述するように、上型１０２と下型１０４との距離に応じて上下に動かされる。ここに、駆動部２５０（図３参照）が構成される。
【００２２】
なお、別の実施の形態として、ピン２０３を上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）から上方に没しさせるまで動かし、このピン２０３の下端２０３ａが上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）よりも上方にくるようにしてもよい。
【００２３】
油圧シリンダ２０４は、基部２０４ａとピストン部２０４ｂとを有する。基部２０４ａは、上型１０２に取付けられ、上型１０２とともに上下に動く。ピストン部２０４ｂは、基部２０４ａから下方に延びる。ピストン部２０４ｂの先端は、上型１０２が上下移動したときにクッションリング１０６の上面でシワ押さえ面１０６ａよりも外側の周辺領域１０６ｃに接触し、上下方向に変位する。ここに、油圧シリンダ２０４は、上型１０２と下型１０４との距離を検知する検知部としての役割を果たす。
【００２４】
ホース２０５は、本体部２０２と油圧シリンダ２０４の基部２０４ａとを連結する。ホース２０５は、ピストン部２０４ｂの変位によって変化した基部２０４ａ内の油（図示せず）の油圧を、リニアアクチュエータ２０７（図３参照）に伝達する。
【００２５】
図３は、素材押さえ装置２０１の内部構造を示す正面図である。説明のために、図３では、油圧シリンダ２０４とホース２０５とが模式的に示されている。図３に基づいて、素材押さえ装置２０１を構成する本体部２０２及びピン２０３について説明する。
【００２６】
本体部２０２は、ケース２０６を有する。ケース２０６の側面には、リニアアクチュエータ２０７が取付けられる。リニアアクチュエータ２０７は、上下方向に移動自在の作用部２０７ａを有し、ホース２０５を介して伝わる油圧シリンダ２０４の油圧変動に応じて作用部２０７ａを上下に動かす。
【００２７】
ケース２０６内には、作動部２０８と受動部２１４とが配置される。作動部２０８は、プレート２０９と、弾性体２１０と、案内カム２１１と、錘２１２とを含む。プレート２０９は、ケース２０６の内壁面に沿って上下方向にスライド自在となっている。プレート２０９には、リニアアクチュエータ２０７の作動部２０８が連結されていて、油圧シリンダ２０４の油圧変動に応じて上下変位する。弾性体２１０は、プレート２０９と案内カム２１１との間に挟まれ、案内カム２１１を受動カム２１７（後述）に向けて水平方向に押し出す。弾性体２１０の一例は、ウレタンゴムである。案内カム２１１は、プレート２０９とともに上下移動する。案内カム２１１の側面には、下方に向かうに連れてプレート２０９から離れる方向に傾斜する第１傾斜部２１３が形成される。案内カム２１１の側面で第１傾斜部２１３の下方には、受動カム２１７に形成された第２係合部２１９ａ（後述）や第３係合部２１９ｃ（後述）と係合する第１係合部２１３ａが形成される。錘２１２は、案内カム２１１に取り付けられる。錘２１２は、作動部２０８の重量を増大させ、油圧シリンダ２０４からの油圧がリニアアクチュエータ２０７に作用していないときに作動部２０８を下降させる。なお、プレート２０９や案内カム２１１に充分な重量があれば、作動部２０８に錘２１２を取り付けることを要しない。
【００２８】
受動部２１４は、作動部２０８によって動かされる部位である。受動部２１４は、プレート２１５と、弾性体２１６と、受動カム２１７と、ストッパ２１８とを含む。プレート２１５は、ケース２０６の内側面であって作動部２０８のプレート２０９に対面する箇所に配置される。プレート２１５は、この内側面に沿って上下方向にスライド自在となっている。弾性体２１６は、プレート２１５と受動カム２１７との間に挟まれ、受動カム２１７を案内カム２１１に向けて水平方向に押し出す。弾性体２１６の一例は、ウレタンゴムである。受動カム２１７は、ピン２０３のカム支持部２０３ｂ（後述）とストッパ２１８の第４係合部２１８ｂ（後述）とに上下方向に挟まれて、図３における左右方向にスライド自在となっている。受動カム２１７の側面には、案内カム２１１の第１傾斜部２１３に摺接する第２傾斜部２１９が形成される。受動カム２１７の側面で第２傾斜部２１９の上方には、第２係合部２１９ａが形成される。また、受動カム２１７の側面には、この第２傾斜部２１９よりも図３における右方向かつ上方に位置し、第２傾斜部２１９と平行に延びる第３傾斜部２１９ｂも形成される。そして、受動カム２１７の側面で第３傾斜部２１９ｂの上方には、第３係合部２１９ｃが形成される。第２係合部２１９ａや第３係合部２１９ｃは、受動カム２１７に形成された第１係合部２１３ａや、ストッパ２１８に形成された第４係合部２１８ｂ（後述）に係合する。特に、受動カム２１７がピン２０３のカム支持部２０３ｂ（後述）とストッパ２１８の第４係合部２１８ｂ（後述）とに上下方向に挟まれた状態では、受動カム２１７の第３係合部２１９ｃは、ストッパ２１８の第４係合部２１８ｂに接する。
【００２９】
ストッパ２１８は、ケース２０６の天井の一部をなす天板２０６ａから垂下している。ストッパ２１８は、受動カム２１７の第３傾斜部２１９ｂに摺接する第４傾斜部２１８ａと、第４傾斜部２１８ａよりも下方に位置し受動カム２１７に形成された第３係合部２１９ｃに係合する第４係合部２１８ｂとを有する。ストッパ２１８は、図５〜図１２に基づいて後述するように、受動部２１４の動きを規制する。
【００３０】
ピン２０３は、上下方向に延びる棒状をなす。ピン２０３は、ケース２０６の底部２０６ｂを貫通し、さらに上型１０２に上下に貫通形成された貫通孔２２０に挿通される。貫通孔２２０の内周面にはブッシュ２２１が設けられる。ピン２０３の外周面は、ブッシュ２２１に摺動自在に接する。ピン２０３の上端には、カム支持部２０３ｂが設けられる。カム支持部２０３ｂの上面は、受動カム２１７の下面２１７ａを支持し、この下面２１７ａに摺動自在に接している。
【００３１】
ケース２０６の底部２０６ｂとピン２０３のカム支持部２０３ｂとの間には、付勢部としてのスプリング２２２が配置される。スプリング２２２は、ピン２０３のカム支持部２０３ｂを上方に押し上げ、受動カム２１７も上方に押し上げる。また、受動部２１４が後述のように押し下げられると、受動部２１４がピン２０３を下方に押し下げ、スプリング２２２が縮む。このように、ピン２０３は、受動部２１４の上下変位に連動する。
【００３２】
ケース２０６内には、解除ドライバ２２３も配置される。解除ドライバ２２３は、図１１及び図１２に基づいて後述するように、案内カム２１１と受動カム２１７との係合を解除するものである。解除ドライバ２２３は、傾斜部２２３ａを有する。案内カム２１１は、下降するときに後述するように傾斜部２２３ａに滑り接触し、この傾斜部２２３ａに押される。これにより、案内カム２１１と受動カム２１７との係合は解除される。
【００３３】
図４は、ピン２０３を下方から見た底面図である。図１、図３及び図４を参照する。ピン２０３は、上型１０２の上面形成面１０２ａから突出形成された凸部１０２ｂに設けられる。この凸部１０２ｂは、下型１０４の上面に形成された凹部１０４ｃに噛み合う形状に形成されているものである。ピン２０３は、上下に変位して、プレス成形の際に素材Ｗにおける凸部１０２ｂに入り込むべき部分をまんべんなく上方から押し、素材Ｗの下面を凹部１０４ｃの内周面にフィットさせる。このために、ピン２０３は、凹部１０４ｃの形状に合うように複数配置される。
【００３４】
上記のように構成されるプレス成形機１０１での素材Ｗのプレス成形方法について述べる。図５は、上型１０２が下降して油圧シリンダ２０４が作動し始めた状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。図５は、ブランクホールドになる前で、一例として、上型１０２がブランクホールド状態よりも２０ｍｍ上方に位置する状態を示している。プレス成形機１０１では、上死点状態から図５に示す状態までは、ピン２０３が上型１０２の上面形成面１０２ａよりも下方に突出している。
【００３５】
スライド１０３（図１参照）が作動して上型１０２が下降すると、ピン２０３の下端２０３ａは、下型１０４（図１参照）の上方に配置された素材Ｗに接触し、下型１０４の凹部１０４ｃ（図１参照）内に向けて素材Ｗを押さえこむ。その後、上型１０２の下降に伴って油圧シリンダ２０４のピストン部２０４ｂがクッションリング１０６の周辺領域１０６ｃに接触し始めると、リニアアクチュエータ２０７の作用部２０７ａは上方に動き、作動部２０８が上昇する。これにより、案内カム２１１の第１傾斜部２１３は、受動カム２１７の第２傾斜部２１９に滑り接触し、受動カム２１７を図５における右方向にスライドさせ、弾性体２１６を圧縮させる。これに伴い、案内カム２１１は、受動カム２１７に押されて図５における左方向に動く。また、弾性体２１０は圧縮される。
【００３６】
図６は、図５に続いて、受動カム２１７が動かされた状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。図６は、図５よりもブランクホールドに近づいた状態で、一例として、上型１０２がブランクホールド状態よりも１５ｍｍ上方に位置する状態を示している。受動カム２１７が図６における右方向に動くと、受動カム２１７の第３係合部２１９ｃとストッパ２１８の第４係合部２１８ｂとの係合が外れる。なお、この係合が外れるまでは、上型１０２の上面形成面１０２ａからのピン２０３の突出長は不変である。
【００３７】
図７は、図６に続いて、受動部２１４が上昇しきった状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。図７は、図６よりもブランクホールドに近づいた状態で、一例として、上型１０２がブランクホールド状態よりも１０ｍｍ上方に位置する状態を示している。受動カム２１７の第３係合部２１９ｃとストッパ２１８の第４係合部２１８ｂとの係合が外れると、受動部２１４は、スプリング２２２の押し上げ力によって上昇する。また、スプリング２２２の押し上げ力によってピン２０３が高速で上昇し、上型１０２の上面形成面１０２ａからのピン２０３の突出長が短くなる。そして、受動カム２１７の第３係合部２１９ｃが天板２０６ａに接触すると、ピン２０３の下端２０３ａと上型１０２の上面形成面１０２ａとは面一になる。このとき、弾性体２１６は、受動カム２１７を図７における左方向に押し付け、受動カム２１７の第３傾斜部２１９ｂとストッパ２１８の第４傾斜部２１８ａとを押圧力をもって接しさせる。これにより、受動部２１４はストッパ２１８に引っ掛かり、落下しない。
【００３８】
なお、別の実施の形態として、受動カム２１７の第２係合部２１９ａがストッパ２１８の第４係合部２１８ｂに接したときに、ピン２０３の下端２０３ａと上型１０２の上面形成面１０２ａとが面一になるようにしてもよい。
【００３９】
図８は、図７に続いて、油圧シリンダ２０４がさらに作動した状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。図７は、図６よりもブランクホールドに近づいて、まさにブランクホールド状態となる直前の高さ位置に上型１０２が位置する状態を示している。上型１０２がさらに下降すると、油圧シリンダ２０４での油圧によって作動部２０８がさらに上昇し、案内カム２１１が受動カム２１７に再び接触する。このとき、案内カム２１１の第１傾斜部２１３と受動カム２１７の第２傾斜部２１９とが接触して、作動部２０８の上昇とともに、受動カム２１７が図８における右方向に移動する。その後、作動部２０８はさらに上昇すると、案内カム２１１の第１係合部２１３ａが受動カム２１７の第２係合部２１９ａよりも上方に位置付けられる（図９参照）。ここで、ピン２０３の下端２０３ａと上型１０２の上面形成面１０２ａとは面一をなしたままであり、プレス成形機１０１が下死点状態になるまで上型１０２が下降し続け、素材Ｗの絞りが完了する。
【００４０】
図９は、図８に続いて、上型１０２が上昇し始めた状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。素材Ｗの絞りが完了し、スライド１０３が作動して上型１０２が上昇し始めると、作動部２０８がその自重により落下し始める。作動部２０８が下降すると、案内カム２１１の第１係合部２１３ａが受動カム２１７の第２係合部２１９ａに引っかかり、案内カム２１１が受動カム２１７を押し下げ、受動部２１４の全体が下方に動き始める。このとき、作動部２０８のそれ自身の自重による落下と、上型１０２と下型１０４との離反により、リニアアクチュエータ２０７内の油（図示せず）がピストン部２０４ｂに戻って油圧シリンダ２０４のピストン部２０４ｂが延び始める。
【００４１】
図１０は、図９に続いて、上型１０２がさらに上昇した状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。受動部２１４の全体が下方に動くことにより、上型１０２の上面形成面１０２ａからピン２０３が突出し始める。また、受動カム２１７が押し下げられると、受動カム２１７の第３傾斜部２１９ｂがストッパ２１８の第４傾斜部２１８ａを滑り、受動カム２１７がストッパ２１８に押されて弾性体２１６を圧縮させながら図１０における右方向に動く。これにより、受動カム２１７とストッパ２１８との引っ掛かりが外れる。
【００４２】
図１１は、図１０に続いて、上型１０２がさらに上昇し案内カム２１１と受動カム２１７との係合が解除され始めた状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。作動部２０８がさらに下降すると、案内カム２１１は、解除ドライバ２２３の傾斜部２２３ａに滑り接触する。傾斜部２２３ａは、下方に向かうにつれて作動部２０８に近づくように傾斜している。案内カム２１１は、下降すると、傾斜部２２３ａに押されて図１１における左方向に動く。これにより、案内カム２１１の第１係合部２１３ａと受動カム２１７の第２係合部２１９ａとの係合が徐々に外れていく。
【００４３】
受動カム２１７が押し下げられると、受動カム２１７の第３係合部２１９ｃがストッパ２１８の第４係合部２１８ｂと同じ高さ位置に至って受動カム２１７とストッパ２１８との係合も外れ、受動カム２１７がストッパ２１８に規制されることなく図１１における左方向に移動できるようになる。これにより、受動カム２１７は、弾性体２１６の復元力によって図１１における左方向に動く。
【００４４】
図１２は、図１１に続いて、案内カム２１１と受動カム２１７との係合が解除された状態に至った素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。受動カム２１７は、案内カム２１１に押し下げられた後、解除ドライバ２２３（図１１参照）によって案内カム２１１との係合が外されると、スプリング２２２によって再び押し上げられる。これにより、受動部２１４は、ピン２０３のカム支持部２０３ｂとストッパ２１８の第４係合部２１８ｂとに上下方向に挟まれる。その結果、受動部２１４は、上下方向に動かなくなる。また、上型１０２の上面形成面１０２ａからのピン２０３の突出長は、図５に示したものと同じになる。ここで、解除ドライバ２２３は、ストッパ２１８と受動カム２１７との係合が解除されると同時に、案内カム２１１と受動カム２１７との係合を解除するような高さ位置に配置されている。このため、ピン２０３が、上型１０２の上面形成面１０２ａから必要以上に下方に突出した後に上方に戻るようなことはない。
【００４５】
解除ドライバ２２３によって案内カム２１１と受動カム２１７との係合が外されると、作動部２０８はさらに下降できるようになる。この状態で、上型１０２はさらに上昇を続け、プレス成形機１０１は上死点状態に至る。上死点状態では、プレス成形品に転じた素材Ｗ（図１１参照）は取り出され、下型１０４（図１参照）の上方に新たな板状の素材Ｗが配置される。
【００４６】
上死点状態に至った後、プレス成形機１０１では、スライド１０３（図１参照）によって上型１０２が下方に動かされ、図５に示す状態に至る。このようにして、上型１０２の上下移動が繰り返される。これにより、素材押さえ装置２０１の内部では、図５に示す状態から図１２に示すまでの各部の動きが繰り返され、ピン２０３が繰り返し上下変位して素材Ｗを凹部１０４ｃ（図１参照）に向けて押さえこむ。
【００４７】
図５から図１２に基づいて述べたように、受動部２１４は、作動部２０８によって動かされながらも、ストッパ２１８による押さえこみや受動部２１４に含まれる弾性体２１６によって、動きが規制される。詳細には、ストッパ２１８は、作動部２０８の上昇により動かされる受動部２１４の上方への動きを規制しつつ、水平方向の動きを許容する。その後、水平方向に動かされた後にスプリング２２２によって押し上げられた受動部２１４は、ストッパ２１８と弾性体２１６とにより保持される。そして、ストッパ２１８と弾性体２１６とは、このように保持された状態の受動部２１４が作動部２０８の下降により下方へ動かされることを許容している。ここに、受動部２１４の動きを規制する規制部２５２（図３参照）が構成される。
【００４８】
このように、本実施の形態のプレス成形機１０１によれば、ピン２０３が、素材Ｗの上面を下方に押し、素材Ｗを下型１０４の凹部１０４ｃにフィットさせる。そして、上型１０２の下降途中でピン２０３が上型１０２の上面形成面１０２ａから退避し、素材Ｗにおいて凹部１０４ｃにフィットされた部分が、上型１０２に確実に押さえ込まれる。したがって、簡易な構造でプレス成形機１０１でのプレス成形品のシワ発生を防ぐことができる。
【００４９】
また、本実施の形態のプレス成形機１０１では、油圧シリンダ２０４により上型１０２と下型１０４との距離が検知され、しかも、本体部２０２に設けられる動力伝達部２５１は、エアシリンダ等を用いずにシンプルな構成で成り立っている。このため、従来の設備に対する採用が容易である。とりわけ、エアシリンダを採用した場合に考慮すべき事項であった駆動速度の調整が不要となる。
【００５０】
さらに、本実施の形態では、規制部２５２によって受動部２１４が特有の動き方をし、ピン２０３はスプリング２２２に押し上げられて高速で上方に移動する。これにより、ブランクホールドの直前にピン２０３が素材Ｗに接触しなくなり、このピン２０３の接触による素材Ｗのシワの発生が抑えられる。
【００５１】
さらに、本実施の形態では、作動部２０８の自重が錘２１２によって増加されており、作動部２０８が素早く下降する。このため、上型１０２の移動速度の高める際にピン２０３の往復速度を考慮する必要がなくなり、プレス成形機１０１でのプレス成形品の製造効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０１ プレス成形機
１０２ 上型
１０２ａ 上面形成面
１０４ 下型
２０１ 素材押さえ装置
２０２ 本体部
２０３ ピン
２０４ 油圧シリンダ（検知部）
２０８ 作動部
２１４ 受動部
２２２ スプリング（付勢部）
２５０ 駆動部
２５１ 動力伝達部
２５２ 規制部
Ｗ 素材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下型と上型とを備え、下型の上方に配置された素材（ワーク）を上型で上方から押さえつけてプレス成形品を形成するプレス成形機に用いられる素材押さえ装置、並びに、プレス成形機で行われる素材押さえ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の一部をなすパネル、ラッゲージコンパートメントドアアウター・パネル、バックドアアウター等のプレス成形品は、板状の素材（ワーク）をプレス成形機でプレス成形することにより形成される。プレス成形品は、稜線を頂点として車両上下方向に延びる山形状をなしている。このようなプレス成形では、プレス成形品にシワを生じさせないことが重要である。
【０００３】
プレス成形機では、一般に、以下のような手順で、シワの発生が抑えられたプレス成形品が形成される。（１）まず、素材の縁部分を、プレス成形機に複数設けられた振り子ゲージの素材受け部に位置合わせし、かつ、素材の中央部分でプレス成形品での稜線となる部分を、プレス成形機に形成されたシワ押さえ面頂点に位置合わせする。（２）次に、プレス成形の途中で板状素材がズレたり浮き上がったりしないよう、素材のうちシワ押さえ面頂点に位置合わせされた部分をクランパでクランプする。（３）その後、プレス成形機に備わっている上型をスライド下降して、板状素材の絞り成形を行う。
【０００４】
プレス成形品にシワが生じる要因の一つに、素材の変形の前後で、プレス成形機に備わる上型等が水平方向に揺れプレス成形品の位置ズレを生じさせてしまうことが考えられる。この点、特許文献１や特許文献２には、スプリング等によって常に上昇付勢されるプランジャやリフターガイドポストをプレス成形機の下型に設け、下方に突出し上下動可能である先行ピンをプレス成形機の上型に設け、上型を下降させる途中で先行ピンをプランジャに接しさせ、上型と下型との水平方向のズレを防止する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平６−０８３１２６号公報
【特許文献２】特開２００８−２４６５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記（１）〜（３）に示した方法でプレス成形品を形成する過程で、ブランクホールドの直前の状態（ブランクホールド状態よりも、プレス成形機の上型が２０ｍｍ〜３０ｍｍ上方に位置する状態）からブランクホールド状態までの間に素材に歪みが生じ、ブランクホールド状態から下死点状態に至るまでの間にこの歪みが押しつぶされてシワになってしまうことが知られている。この要因としては、素材の縁部分と中央部分とでは、プレス成形機に板状の素材が投入されてから素材がブランクホールドされるときまでに動く距離の差が大きいことが考えられる。また、別の要因として、ブランクホールド状態から下死点状態までの間での素材の下面に対する下型の接触面積は、素材の上面に対する上型の接触面積よりも小さく、これにより、素材の歪みが下方に逃げてしまうことも考えられる。
【０００７】
発明者は、上記のようにして発生するシワを防ぐために、プレス成形機に対し、特許文献１や特許文献２に記載の技術を応用し、プレス成形機に備わる上型に先行ピンを設け、先行ピンの先端で素材の歪みを生じさせる箇所を押さえつけることを考えた。ところが、特許文献１や特許文献２に記載の技術をそのまま用いようとすると、先行ピンの先端は素材の上面に直接的に接触し、プレス成形品を意図しない形状に変形させてしまうことになる。ここで、発明者は、仮想例として、素材でシワが発生する箇所を先行ピンで軽く押さえ、かつ、下死点状態では先行ピンを素材に接触させ、ブランクホールドの直前の状態で先行ピンを素材から退避させることを考えた。
【０００８】
図１３は、仮想例でのプレス成形方法を示す説明図である。図１３に基づいてこの仮想例の詳細を述べると、まず、素材受け部（図示せず）に保持された板状の素材９０１の上面に、先行ピン９０２を下方に突出させた上型９０３を対面させ（図１３の（１））、この上型９０３を下方に動かす。ブランクホールド状態よりも２０ｍｍ上方に上型９０３が位置したとき（図１３の（２））、先行ピン９０２は上方に退避し始める。この先行ピン９０２は、エアシリンダ等の駆動源９０４により動かされる。その後、ブランクホールド状態になったとき（図１３の（３））、先行ピン９０２の上方への退避が完了する（図１３の（４））。絞り成形は、先行ピン９０２が退避したままで開始され（図１３の（５））、下死点状態（図１３の（６））になったときに素材９０１のプレス成形は完了する。駆動源９０４は、プレス成形後に上型９０３が上昇したときに素材９０１を下方に延ばし始め（図１３の（７））、上死点状態に（図１３の（８））なるまでに先行ピン９０２の突出を完了する。プレス成形された素材９０１は、下型９０５から取り外され、次の工程に搬送される。
【０００９】
しかしながら、このような仮想例では、駆動源９０４を設けるための設備の改変が多大なものになってしまう。例えば、駆動源９０４にエアシリンダを採用した場合、エア配管の配設や、プレス機のストローク速度に対する先行ピン９０２の駆動速度の調整、他設備で用いられるエアシリンダとの関係性等の問題が生じる。そして、プレス機のストローク速度に対する先行ピン９０２の駆動速度の調整を厳密に行わないと、素材９０１における先行ピン９０２の軸線との交差箇所が上手く成形できず、素材９０１のリストライクを行わなくてはならなくなる。
【００１０】
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、簡易な構造でプレス成形機でのプレス成形品のシワ発生を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の素材押さえ装置は、下型と上型とを備え前記下型の上方に配置された素材を前記上型で上方から押さえつけてプレス成形品を形成するプレス成形機に用いられる素材押さえ装置であって、前記上型に配置され上下方向に延びているピンと、前記上型と前記下型との距離に応じて前記ピンを上下に動かし、前記ピンの下端が、前記上型に形成され前記素材の上面を押さえつける上面形成面よりも下方の位置と、前記上面形成面と面一もしくはこれより上方の位置との間に位置するよう上下移動させる駆動部と、を備える。
【００１２】
本発明の素材押さえ方法は、下型と上型とを備え前記下型の上方に配置された素材を前記上型で上方から押さえつけてプレス成形品を形成するプレス成形機で行われる素材押さえ方法であって、前記上型に配置され上下方向に延びているピンの下端を、前記上型に形成され前記素材の上面を押さえつける上面形成面よりも下方の位置に位置付けた状態で、前記上型を下降させる第１段階と、前記上型の下降中に、前記上型と前記下型との距離に応じて前記ピンを上方に動かし、前記ピンの下端を、前記上面形成面と面一もしくはこれより上方となる位置との間に位置付ける第２段階と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ピンが、素材の上面を下方に押し、素材を下型にフィットさせる。そして、上型が下降する途中でピンが上型の上面形成面から退避し、素材において下型にフィットされた部分が上型に確実に押さえ込まれる。したがって、簡易な構造でプレス成形機でのプレス成形品のシワ発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プレス成形機の内部構造を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】上型を省略させて見たプレス成形機の平面図である。
【図３】素材押さえ装置を示す模式図である。
【図４】ピンを下方から見た底面図である。
【図５】上型が下降して油圧シリンダが作動し始めた状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図６】図５に続いて、受動カムが動かされた状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図７】図６に続いて、受動部が上昇しきった状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図８】図７に続いて、油圧シリンダがさらに作動した状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図９】図８に続いて、上型が上昇し始めた状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図１０】図９に続いて、上型がさらに上昇した状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図１１】図１０に続いて、上型がさらに上昇し案内カムと受動カムとの係合が解除され始めた状態での素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図１２】図１１に続いて、案内カムと受動カムとの係合が解除された状態に至った素材押さえ装置の内部構造の正面図である。
【図１３】仮想例でのプレス成形方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の一形態を、図１ないし図１２に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、プレス成形機１０１の内部構造を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。図２は、上型１０２を省略させて見たプレス成形機１０１の平面図である。プレス成形機１０１は、板状の素材Ｗ（ワーク）をプレス成形して、自動車の一部をなすパネル、ラッゲージコンパートメントドアアウター・パネル、バックドアアウター等のプレス成形品を形成する装置である。本実施の形態のプレス成形機１０１は、稜線を有し、この稜線から離れるにつれて下方に下がるような傾斜面を形成して、稜線を頂点として上下方向に延びる山形状をなすプレス成形品を形成するために、特に有用である。
【００１７】
プレス成形機１０１は、上型１０２と、スライド１０３と、下型１０４と、ボルスタ１０５と、クッションリング１０６と、クッションピン１０７とを備える。スライド１０３は、プレス成形機１０１の上方に設けられる。スライド１０３の下面には、上型１０２が取付けられている。スライド１０３は、この上型１０２を上下方向に動かす。上型１０２の下面は、素材Ｗから形成されるプレス成形品の上面を形成する上面形成面１０２ａとして機能する。ボルスタ１０５は、プレス成形機１０１の下方に設けられる。ボルスタ１０５の上面には、下型１０４が取付けられている。下型１０４は、上型１０２に対面している。下型１０４の上面は、素材Ｗから形成されるプレス成形品の下面を形成する下面形成面１０４ａとして機能する。クッションリング１０６は、下型１０４を水平方向に取り囲むように配置される。クッションリング１０６の上面には、スライド１０３によって下方に動かされた上型１０２が接触する。クッションピン１０７は、スプリング等の弾性体（図示せず）を介してボルスタ１０５に取付けられており、このボルスタ１０５から上方に延びる。クッションピン１０７は、クッションリング１０６を支持する。クッションピン１０７は、上型１０２に押されて下方に動き、このクッションリング１０６を上方に押し戻そうとする。
【００１８】
素材Ｗは、上型１０２と下型１０４とが開かれた状態でプレス成形機１０１の内部に配置される。このとき、素材Ｗの縁部分は、クッションリング１０６の上面に設けられたゲージ１０８や振り子ゲージ１０９に位置合わせされる。また、素材Ｗの中央部分（図２の左右方向における中央部分）は、稜線状のシワ押さえ面頂点１０６ｂに位置合わせされる。このシワ押さえ面頂点１０６ｂは、クッションリング１０６の上面でゲージ１０８、振り子ゲージ１０９、頂部クランパ１１０（後述）よりも内側の領域（シワ押さえ面１０６ａ）に形成されるものである。さらに、プレス成形の途中で素材Ｗがズレたり浮き上がったりしないよう、素材Ｗの縁部分でシワ押さえ面頂点１０６ｂに位置合わせされた部分が、クッションリング１０６の上面に設けられた頂部クランパ１１０によってクランプされる。また、下型１０４の上面（下面形成面１０４ａ）には、稜線部１０４ｂが設けられる。稜線部１０４ｂは、稜線状のシワ押さえ面頂点１０６ｂに連なるように延びている。続いて、スライド１０３を動かして上型１０２を下降させ、素材Ｗを上型１０２と下型１０４とで挟み込むことで、素材Ｗは絞り成形されることになる。絞り成形の際、素材Ｗは、上型１０２に押されて、素材Ｗのうちシワ押さえ面頂点１０６ｂに位置合わせされた部分から折れていく。クッションリング１０６のシワ押さえ面１０６ａは、上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）と平行をなしていて、上型１０２が下降し続けると、上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）とクッションリング１０６のシワ押さえ面１０６ａとが密着する（ブランクホールド状態）。その後、上型１０２がクッションリング１０６を下死点まで押し切ると（下死点状態）、プレス成形が完了する。その後、上型１０２と下型１０４とが開かれて、プレス成形品となった素材Ｗが取り出される。
【００１９】
素材Ｗにおいて、下型１０４の上面（下面形成面１０４ａ）と上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）とに挟まれる箇所は、上下方向に圧縮されプレスされる。同様に、素材Ｗにおいて、下型１０４の上面（下面形成面１０４ａ）とクッションリング１０６のシワ押さえ面１０６ａとに挟まれる箇所も、上下方向に圧縮されプレスされる。クッションリング１０６のシワ押さえ面頂点１０６ｂと下型１０４の稜線部１０４ｂとは、素材Ｗをプレス成形してなるプレス成形品での稜線を形成する。
【００２０】
プレス成形機１０１は、素材押さえ装置２０１を備える。素材押さえ装置２０１は、上型１０２に取付けられている。素材押さえ装置２０１は、本体部２０２と、ピン２０３と、油圧シリンダ２０４と、ホース２０５とを備える。本体部２０２には、動力伝達部２５１が設けられる。動力伝達部２５１は、リニアアクチュエータ２０７、作動部２０８、受動部２１４、スプリング２２２、ストッパ２１８等（いずれも図３に基づいて後述）で構成され、油圧シリンダ２０４により検知された上型１０２と下型１０４との距離に応じてピン２０３を上下に動かす。
【００２１】
本体部２０２は、上型１０２に埋設される。ピン２０３は、本体部２０２から下方に延びて、上下変位自在となっており、ピン２０３の下端２０３ａが、上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）よりも下方の位置と、上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）と面一な位置との間を動くようになっている。そして、ピン２０３は、本体部２０２と油圧シリンダ２０４とホース２０５とによって、図５〜図１２に基づいて後述するように、上型１０２と下型１０４との距離に応じて上下に動かされる。ここに、駆動部２５０（図３参照）が構成される。
【００２２】
なお、別の実施の形態として、ピン２０３を上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）から上方に没しさせるまで動かし、このピン２０３の下端２０３ａが上型１０２の下面（上面形成面１０２ａ）よりも上方にくるようにしてもよい。
【００２３】
油圧シリンダ２０４は、基部２０４ａとピストン部２０４ｂとを有する。基部２０４ａは、上型１０２に取付けられ、上型１０２とともに上下に動く。ピストン部２０４ｂは、基部２０４ａから下方に延びる。ピストン部２０４ｂの先端は、上型１０２が上下移動したときにクッションリング１０６の上面でシワ押さえ面１０６ａよりも外側の周辺領域１０６ｃに接触し、上下方向に変位する。ここに、油圧シリンダ２０４は、上型１０２と下型１０４との距離を検知する検知部としての役割を果たす。
【００２４】
ホース２０５は、本体部２０２と油圧シリンダ２０４の基部２０４ａとを連結する。ホース２０５は、ピストン部２０４ｂの変位によって変化した基部２０４ａ内の油（図示せず）の油圧を、リニアアクチュエータ２０７（図３参照）に伝達する。
【００２５】
図３は、素材押さえ装置２０１の内部構造を示す正面図である。説明のために、図３では、油圧シリンダ２０４とホース２０５とが模式的に示されている。図３に基づいて、素材押さえ装置２０１を構成する本体部２０２及びピン２０３について説明する。
【００２６】
本体部２０２は、ケース２０６を有する。ケース２０６の側面には、リニアアクチュエータ２０７が取付けられる。リニアアクチュエータ２０７は、上下方向に移動自在の作用部２０７ａを有し、ホース２０５を介して伝わる油圧シリンダ２０４の油圧変動に応じて作用部２０７ａを上下に動かす。
【００２７】
ケース２０６内には、作動部２０８と受動部２１４とが配置される。作動部２０８は、プレート２０９と、弾性体２１０と、案内カム２１１と、錘２１２とを含む。プレート２０９は、ケース２０６の内壁面に沿って上下方向にスライド自在となっている。プレート２０９には、リニアアクチュエータ２０７の作動部２０８が連結されていて、油圧シリンダ２０４の油圧変動に応じて上下変位する。弾性体２１０は、プレート２０９と案内カム２１１との間に挟まれ、案内カム２１１を受動カム２１７（後述）に向けて水平方向に押し出す。弾性体２１０の一例は、ウレタンゴムである。案内カム２１１は、プレート２０９とともに上下移動する。案内カム２１１の側面には、下方に向かうに連れてプレート２０９から離れる方向に傾斜する第１傾斜部２１３が形成される。案内カム２１１の側面で第１傾斜部２１３の下方には、受動カム２１７に形成された第２係合部２１９ａ（後述）や第３係合部２１９ｃ（後述）と係合する第１係合部２１３ａが形成される。錘２１２は、案内カム２１１に取り付けられる。錘２１２は、作動部２０８の重量を増大させ、油圧シリンダ２０４からの油圧がリニアアクチュエータ２０７に作用していないときに作動部２０８を下降させる。なお、プレート２０９や案内カム２１１に充分な重量があれば、作動部２０８に錘２１２を取り付けることを要しない。
【００２８】
受動部２１４は、作動部２０８によって動かされる部位である。受動部２１４は、プレート２１５と、弾性体２１６と、受動カム２１７と、ストッパ２１８とを含む。プレート２１５は、ケース２０６の内側面であって作動部２０８のプレート２０９に対面する箇所に配置される。プレート２１５は、この内側面に沿って上下方向にスライド自在となっている。弾性体２１６は、プレート２１５と受動カム２１７との間に挟まれ、受動カム２１７を案内カム２１１に向けて水平方向に押し出す。弾性体２１６の一例は、ウレタンゴムである。受動カム２１７は、ピン２０３のカム支持部２０３ｂ（後述）とストッパ２１８の第４係合部２１８ｂ（後述）とに上下方向に挟まれて、図３における左右方向にスライド自在となっている。受動カム２１７の側面には、案内カム２１１の第１傾斜部２１３に摺接する第２傾斜部２１９が形成される。受動カム２１７の側面で第２傾斜部２１９の上方には、第２係合部２１９ａが形成される。また、受動カム２１７の側面には、この第２傾斜部２１９よりも図３における右方向かつ上方に位置し、第２傾斜部２１９と平行に延びる第３傾斜部２１９ｂも形成される。そして、受動カム２１７の側面で第３傾斜部２１９ｂの上方には、第３係合部２１９ｃが形成される。第２係合部２１９ａや第３係合部２１９ｃは、受動カム２１７に形成された第１係合部２１３ａや、ストッパ２１８に形成された第４係合部２１８ｂ（後述）に係合する。特に、受動カム２１７がピン２０３のカム支持部２０３ｂ（後述）とストッパ２１８の第４係合部２１８ｂ（後述）とに上下方向に挟まれた状態では、受動カム２１７の第３係合部２１９ｃは、ストッパ２１８の第４係合部２１８ｂに接する。
【００２９】
ストッパ２１８は、ケース２０６の天井の一部をなす天板２０６ａから垂下している。ストッパ２１８は、受動カム２１７の第３傾斜部２１９ｂに摺接する第４傾斜部２１８ａと、第４傾斜部２１８ａよりも下方に位置し受動カム２１７に形成された第３係合部２１９ｃに係合する第４係合部２１８ｂとを有する。ストッパ２１８は、図５〜図１２に基づいて後述するように、受動部２１４の動きを規制する。
【００３０】
ピン２０３は、上下方向に延びる棒状をなす。ピン２０３は、ケース２０６の底部２０６ｂを貫通し、さらに上型１０２に上下に貫通形成された貫通孔２２０に挿通される。貫通孔２２０の内周面にはブッシュ２２１が設けられる。ピン２０３の外周面は、ブッシュ２２１に摺動自在に接する。ピン２０３の上端には、カム支持部２０３ｂが設けられる。カム支持部２０３ｂの上面は、受動カム２１７の下面２１７ａを支持し、この下面２１７ａに摺動自在に接している。
【００３１】
ケース２０６の底部２０６ｂとピン２０３のカム支持部２０３ｂとの間には、付勢部としてのスプリング２２２が配置される。スプリング２２２は、ピン２０３のカム支持部２０３ｂを上方に押し上げ、受動カム２１７も上方に押し上げる。また、受動部２１４が後述のように押し下げられると、受動部２１４がピン２０３を下方に押し下げ、スプリング２２２が縮む。このように、ピン２０３は、受動部２１４の上下変位に連動する。
【００３２】
ケース２０６内には、解除ドライバ２２３も配置される。解除ドライバ２２３は、図１１及び図１２に基づいて後述するように、案内カム２１１と受動カム２１７との係合を解除するものである。解除ドライバ２２３は、傾斜部２２３ａを有する。案内カム２１１は、下降するときに後述するように傾斜部２２３ａに滑り接触し、この傾斜部２２３ａに押される。これにより、案内カム２１１と受動カム２１７との係合は解除される。
【００３３】
図４は、ピン２０３を下方から見た底面図である。図１、図３及び図４を参照する。ピン２０３は、上型１０２の上面形成面１０２ａから突出形成された凸部１０２ｂに設けられる。この凸部１０２ｂは、下型１０４の上面に形成された凹部１０４ｃに噛み合う形状に形成されているものである。ピン２０３は、上下に変位して、プレス成形の際に素材Ｗにおける凸部１０２ｂに入り込むべき部分をまんべんなく上方から押し、素材Ｗの下面を凹部１０４ｃの内周面にフィットさせる。このために、ピン２０３は、凹部１０４ｃの形状に合うように複数配置される。
【００３４】
上記のように構成されるプレス成形機１０１での素材Ｗのプレス成形方法について述べる。図５は、上型１０２が下降して油圧シリンダ２０４が作動し始めた状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。図５は、ブランクホールドになる前で、一例として、上型１０２がブランクホールド状態よりも２０ｍｍ上方に位置する状態を示している。プレス成形機１０１では、上死点状態から図５に示す状態までは、ピン２０３が上型１０２の上面形成面１０２ａよりも下方に突出している。
【００３５】
スライド１０３（図１参照）が作動して上型１０２が下降すると、ピン２０３の下端２０３ａは、下型１０４（図１参照）の上方に配置された素材Ｗに接触し、下型１０４の凹部１０４ｃ（図１参照）内に向けて素材Ｗを押さえこむ。その後、上型１０２の下降に伴って油圧シリンダ２０４のピストン部２０４ｂがクッションリング１０６の周辺領域１０６ｃに接触し始めると、リニアアクチュエータ２０７の作用部２０７ａは上方に動き、作動部２０８が上昇する。これにより、案内カム２１１の第１傾斜部２１３は、受動カム２１７の第２傾斜部２１９に滑り接触し、受動カム２１７を図５における右方向にスライドさせ、弾性体２１６を圧縮させる。これに伴い、案内カム２１１は、受動カム２１７に押されて図５における左方向に動く。また、弾性体２１０は圧縮される。
【００３６】
図６は、図５に続いて、受動カム２１７が動かされた状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。図６は、図５よりもブランクホールドに近づいた状態で、一例として、上型１０２がブランクホールド状態よりも１５ｍｍ上方に位置する状態を示している。受動カム２１７が図６における右方向に動くと、受動カム２１７の第３係合部２１９ｃとストッパ２１８の第４係合部２１８ｂとの係合が外れる。なお、この係合が外れるまでは、上型１０２の上面形成面１０２ａからのピン２０３の突出長は不変である。
【００３７】
図７は、図６に続いて、受動部２１４が上昇しきった状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。図７は、図６よりもブランクホールドに近づいた状態で、一例として、上型１０２がブランクホールド状態よりも１０ｍｍ上方に位置する状態を示している。受動カム２１７の第３係合部２１９ｃとストッパ２１８の第４係合部２１８ｂとの係合が外れると、受動部２１４は、スプリング２２２の押し上げ力によって上昇する。また、スプリング２２２の押し上げ力によってピン２０３が高速で上昇し、上型１０２の上面形成面１０２ａからのピン２０３の突出長が短くなる。そして、受動カム２１７の第３係合部２１９ｃが天板２０６ａに接触すると、ピン２０３の下端２０３ａと上型１０２の上面形成面１０２ａとは面一になる。このとき、弾性体２１６は、受動カム２１７を図７における左方向に押し付け、受動カム２１７の第３傾斜部２１９ｂとストッパ２１８の第４傾斜部２１８ａとを押圧力をもって接しさせる。これにより、受動部２１４はストッパ２１８に引っ掛かり、落下しない。
【００３８】
なお、別の実施の形態として、受動カム２１７の第２係合部２１９ａがストッパ２１８の第４係合部２１８ｂに接したときに、ピン２０３の下端２０３ａと上型１０２の上面形成面１０２ａとが面一になるようにしてもよい。
【００３９】
図８は、図７に続いて、油圧シリンダ２０４がさらに作動した状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。図７は、図６よりもブランクホールドに近づいて、まさにブランクホールド状態となる直前の高さ位置に上型１０２が位置する状態を示している。上型１０２がさらに下降すると、油圧シリンダ２０４での油圧によって作動部２０８がさらに上昇し、案内カム２１１が受動カム２１７に再び接触する。このとき、案内カム２１１の第１傾斜部２１３と受動カム２１７の第２傾斜部２１９とが接触して、作動部２０８の上昇とともに、受動カム２１７が図８における右方向に移動する。その後、作動部２０８はさらに上昇すると、案内カム２１１の第１係合部２１３ａが受動カム２１７の第２係合部２１９ａよりも上方に位置付けられる（図９参照）。ここで、ピン２０３の下端２０３ａと上型１０２の上面形成面１０２ａとは面一をなしたままであり、プレス成形機１０１が下死点状態になるまで上型１０２が下降し続け、素材Ｗの絞りが完了する。
【００４０】
図９は、図８に続いて、上型１０２が上昇し始めた状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。素材Ｗの絞りが完了し、スライド１０３が作動して上型１０２が上昇し始めると、作動部２０８がその自重により落下し始める。作動部２０８が下降すると、案内カム２１１の第１係合部２１３ａが受動カム２１７の第２係合部２１９ａに引っかかり、案内カム２１１が受動カム２１７を押し下げ、受動部２１４の全体が下方に動き始める。このとき、作動部２０８のそれ自身の自重による落下と、上型１０２と下型１０４との離反により、リニアアクチュエータ２０７内の油（図示せず）がピストン部２０４ｂに戻って油圧シリンダ２０４のピストン部２０４ｂが延び始める。
【００４１】
図１０は、図９に続いて、上型１０２がさらに上昇した状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。受動部２１４の全体が下方に動くことにより、上型１０２の上面形成面１０２ａからピン２０３が突出し始める。また、受動カム２１７が押し下げられると、受動カム２１７の第３傾斜部２１９ｂがストッパ２１８の第４傾斜部２１８ａを滑り、受動カム２１７がストッパ２１８に押されて弾性体２１６を圧縮させながら図１０における右方向に動く。これにより、受動カム２１７とストッパ２１８との引っ掛かりが外れる。
【００４２】
図１１は、図１０に続いて、上型１０２がさらに上昇し案内カム２１１と受動カム２１７との係合が解除され始めた状態での素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。作動部２０８がさらに下降すると、案内カム２１１は、解除ドライバ２２３の傾斜部２２３ａに滑り接触する。傾斜部２２３ａは、下方に向かうにつれて作動部２０８に近づくように傾斜している。案内カム２１１は、下降すると、傾斜部２２３ａに押されて図１１における左方向に動く。これにより、案内カム２１１の第１係合部２１３ａと受動カム２１７の第２係合部２１９ａとの係合が徐々に外れていく。
【００４３】
受動カム２１７が押し下げられると、受動カム２１７の第３係合部２１９ｃがストッパ２１８の第４係合部２１８ｂと同じ高さ位置に至って受動カム２１７とストッパ２１８との係合も外れ、受動カム２１７がストッパ２１８に規制されることなく図１１における左方向に移動できるようになる。これにより、受動カム２１７は、弾性体２１６の復元力によって図１１における左方向に動く。
【００４４】
図１２は、図１１に続いて、案内カム２１１と受動カム２１７との係合が解除された状態に至った素材押さえ装置２０１の内部構造の正面図である。受動カム２１７は、案内カム２１１に押し下げられた後、解除ドライバ２２３（図１１参照）によって案内カム２１１との係合が外されると、スプリング２２２によって再び押し上げられる。これにより、受動部２１４は、ピン２０３のカム支持部２０３ｂとストッパ２１８の第４係合部２１８ｂとに上下方向に挟まれる。その結果、受動部２１４は、上下方向に動かなくなる。また、上型１０２の上面形成面１０２ａからのピン２０３の突出長は、図５に示したものと同じになる。ここで、解除ドライバ２２３は、ストッパ２１８と受動カム２１７との係合が解除されると同時に、案内カム２１１と受動カム２１７との係合を解除するような高さ位置に配置されている。このため、ピン２０３が、上型１０２の上面形成面１０２ａから必要以上に下方に突出した後に上方に戻るようなことはない。
【００４５】
解除ドライバ２２３によって案内カム２１１と受動カム２１７との係合が外されると、作動部２０８はさらに下降できるようになる。この状態で、上型１０２はさらに上昇を続け、プレス成形機１０１は上死点状態に至る。上死点状態では、プレス成形品に転じた素材Ｗ（図１１参照）は取り出され、下型１０４（図１参照）の上方に新たな板状の素材Ｗが配置される。
【００４６】
上死点状態に至った後、プレス成形機１０１では、スライド１０３（図１参照）によって上型１０２が下方に動かされ、図５に示す状態に至る。このようにして、上型１０２の上下移動が繰り返される。これにより、素材押さえ装置２０１の内部では、図５に示す状態から図１２に示すまでの各部の動きが繰り返され、ピン２０３が繰り返し上下変位して素材Ｗを凹部１０４ｃ（図１参照）に向けて押さえこむ。
【００４７】
図５から図１２に基づいて述べたように、受動部２１４は、作動部２０８によって動かされながらも、ストッパ２１８による押さえこみや受動部２１４に含まれる弾性体２１６によって、動きが規制される。詳細には、ストッパ２１８は、作動部２０８の上昇により動かされる受動部２１４の上方への動きを規制しつつ、水平方向の動きを許容する。その後、水平方向に動かされた後にスプリング２２２によって押し上げられた受動部２１４は、ストッパ２１８と弾性体２１６とにより保持される。そして、ストッパ２１８と弾性体２１６とは、このように保持された状態の受動部２１４が作動部２０８の下降により下方へ動かされることを許容している。ここに、受動部２１４の動きを規制する規制部２５２（図３参照）が構成される。
【００４８】
このように、本実施の形態のプレス成形機１０１によれば、ピン２０３が、素材Ｗの上面を下方に押し、素材Ｗを下型１０４の凹部１０４ｃにフィットさせる。そして、上型１０２の下降途中でピン２０３が上型１０２の上面形成面１０２ａから退避し、素材Ｗにおいて凹部１０４ｃにフィットされた部分が、上型１０２に確実に押さえ込まれる。したがって、簡易な構造でプレス成形機１０１でのプレス成形品のシワ発生を防ぐことができる。
【００４９】
また、本実施の形態のプレス成形機１０１では、油圧シリンダ２０４により上型１０２と下型１０４との距離が検知され、しかも、本体部２０２に設けられる動力伝達部２５１は、エアシリンダ等を用いずにシンプルな構成で成り立っている。このため、従来の設備に対する採用が容易である。とりわけ、エアシリンダを採用した場合に考慮すべき事項であった駆動速度の調整が不要となる。
【００５０】
さらに、本実施の形態では、規制部２５２によって受動部２１４が特有の動き方をし、ピン２０３はスプリング２２２に押し上げられて高速で上方に移動する。これにより、ブランクホールドの直前にピン２０３が素材Ｗに接触しなくなり、このピン２０３の接触による素材Ｗのシワの発生が抑えられる。
【００５１】
さらに、本実施の形態では、作動部２０８の自重が錘２１２によって増加されており、作動部２０８が素早く下降する。このため、上型１０２の移動速度の高める際にピン２０３の往復速度を考慮する必要がなくなり、プレス成形機１０１でのプレス成形品の製造効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０１ プレス成形機
１０２ 上型
１０２ａ 上面形成面
１０４ 下型
２０１ 素材押さえ装置
２０２ 本体部
２０３ ピン
２０４ 油圧シリンダ（検知部）
２０８ 作動部
２１４ 受動部
２２２ スプリング（付勢部）
２５０ 駆動部
２５１ 動力伝達部
２５２ 規制部
Ｗ 素材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型と上型とを備え前記下型の上方に配置された素材を前記上型で上方から押さえつけてプレス成形品を形成するプレス成形機に用いられる素材押さえ装置であって、
前記上型に配置され上下方向に延びているピンと、
前記上型と前記下型との距離に応じて前記ピンを上下に動かし、前記ピンの下端が、前記上型に形成され前記素材の上面を押さえつける上面形成面よりも下方の位置と、前記上面形成面と面一もしくはこれより上方の位置との間に位置するよう上下移動させる駆動部と、
を備える素材押さえ装置。
【請求項２】
前記駆動部は、
前記上型の内部に配置され、前記ピンを下方に突出させる本体部と、
前記上型と前記下型との距離を検知する検知部と、
前記本体部に設けられ、前記検知部で検知された前記距離に応じて前記ピンを上下に動かす動力伝達部と、
を含む、請求項１記載の素材押さえ装置。
【請求項３】
前記動力伝達部は、
前記検知部で検知された前記距離に応じて上下変位する作動部と、
前記作動部によって動かされる受動部と、
前記受動部を押し上げる付勢部と、
前記作動部の上昇により動かされる前記受動部の上方への動きを規制して水平方向の動きを許容し、水平方向に動かされた後に前記付勢部に押し上げられた前記受動部を保持し、保持された状態の前記受動部の前記作動部の下降による下方への動きを許容する規制部と、
を含み、
前記ピンは、前記受動部の上下変位に連動する、
請求項２記載の素材押さえ装置。
【請求項４】
前記作動部の自重が、前記作動部の下降に寄与する、
請求項３記載の素材押さえ装置。
【請求項５】
下型と上型とを備え前記下型の上方に配置された素材を前記上型で上方から押さえつけてプレス成形品を形成するプレス成形機で行われる素材押さえ方法であって、
前記上型に配置され上下方向に延びているピンの下端を、前記上型に形成され前記素材の上面を押さえつける上面形成面よりも下方の位置に位置付けた状態で、前記上型を下降させる第１段階と、
前記上型の下降中に、前記上型と前記下型との距離に応じて前記ピンを上方に動かし、前記ピンの下端を、前記上面形成面と面一もしくはこれより上方となる位置との間に位置付ける第２段階と、
を備える素材押さえ方法。
【請求項６】
前記第２の段階では、前記ピンは、付勢部に押し上げられて高速で上方に移動する、
請求項５記載の素材押さえ方法。
【請求項１】
下型と上型とを備え前記下型の上方に配置された素材を前記上型で上方から押さえつけてプレス成形品を形成するプレス成形機に用いられる素材押さえ装置であって、
前記上型に配置され上下方向に延びているピンと、
前記上型と前記下型との距離に応じて前記ピンを上下に動かし、前記ピンの下端が、前記上型に形成され前記素材の上面を押さえつける上面形成面よりも下方の位置と、前記上面形成面と面一もしくはこれより上方の位置との間に位置するよう上下移動させる駆動部と、
を備える素材押さえ装置。
【請求項２】
前記駆動部は、
前記上型の内部に配置され、前記ピンを下方に突出させる本体部と、
前記上型と前記下型との距離を検知する検知部と、
前記本体部に設けられ、前記検知部で検知された前記距離に応じて前記ピンを上下に動かす動力伝達部と、
を含む、請求項１記載の素材押さえ装置。
【請求項３】
前記動力伝達部は、
前記検知部で検知された前記距離に応じて上下変位する作動部と、
前記作動部によって動かされる受動部と、
前記受動部を押し上げる付勢部と、
前記作動部の上昇により動かされる前記受動部の上方への動きを規制して水平方向の動きを許容し、水平方向に動かされた後に前記付勢部に押し上げられた前記受動部を保持し、保持された状態の前記受動部の前記作動部の下降による下方への動きを許容する規制部と、
を含み、
前記ピンは、前記受動部の上下変位に連動する、
請求項２記載の素材押さえ装置。
【請求項４】
前記作動部の自重が、前記作動部の下降に寄与する、
請求項３記載の素材押さえ装置。
【請求項５】
下型と上型とを備え前記下型の上方に配置された素材を前記上型で上方から押さえつけてプレス成形品を形成するプレス成形機で行われる素材押さえ方法であって、
前記上型に配置され上下方向に延びているピンの下端を、前記上型に形成され前記素材の上面を押さえつける上面形成面よりも下方の位置に位置付けた状態で、前記上型を下降させる第１段階と、
前記上型の下降中に、前記上型と前記下型との距離に応じて前記ピンを上方に動かし、前記ピンの下端を、前記上面形成面と面一もしくはこれより上方となる位置との間に位置付ける第２段階と、
を備える素材押さえ方法。
【請求項６】
前記第２の段階では、前記ピンは、付勢部に押し上げられて高速で上方に移動する、
請求項５記載の素材押さえ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１４３７９１（Ｐ２０１２−１４３７９１Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４３６２（Ｐ２０１１−４３６２）
【出願日】平成２３年１月１２日（２０１１．１．１２）
【出願人】（０００１５７０８３）関東自動車工業株式会社 (1,164)
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１２日（２０１１．１．１２）
【出願人】（０００１５７０８３）関東自動車工業株式会社 (1,164)
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