JP6220251B2

JP6220251B2 - プレス型構造

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Publication number: JP6220251B2
Application number: JP2013255741A
Authority: JP
Inventors: 義博中村
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-12-11
Also published as: JP2015112618A

Description

本発明は、プレス加工機に設けられるプレス型構造に関する。

プレス加工機を用いて製造される板金製品として、自動車車体を構成するフェンダパネルやドアパネル等がある。また、板金製品を製造する際のプレス加工工程としては、材料となるワークに製品形状を成型するドロー工程や、ワークの外周部をスクラップとして除去するトリミング工程等がある。このトリミング工程で除去されるスクラップは、長尺状であることが多く、その取扱いが困難となっていた。そこで、プレス加工機にスクラップカッタを設けることにより、スクラップを短く切断することが考えられている（特許文献１参照）。

特開昭６４−１８５３２号公報

ところで、スクラップカッタにおいては、一方の切刃だけでスクラップの切断を開始することから、破断面となる切断開始部位にバリが発生することも多い。すなわち、板金製品にバリが残ることも想定されるため、板金製品の品質を向上させるためには、修正工程を設けて板金製品からバリを除去することが必要となる。このような修正工程は、板金製品のコストを増大させる要因であることから、ワークからスクラップを除去する際に、板金製品からバリを除去することが求められている。

本発明の目的は、板金製品からバリを除去することにある。

本発明のプレス型構造は、相対的に移動自在となる第１ホルダと第２ホルダとを備えるプレス加工機に設けられ、ワークの外周部からスクラップを切断するプレス型構造であって、前記第１ホルダに設けられるパンチ部材と、前記第２ホルダに設けられ、前記パンチ部材の外側エッジに対向する第１内側エッジと、前記第１内側エッジの先端に連なる第１切断エッジと、を備える第１ダイ部材と、前記第２ホルダに設けられ、前記パンチ部材の前記外側エッジに対向する第２内側エッジを備える第２ダイ部材と、前記第１ホルダに設けられ、前記第１ダイ部材の前記第１切断エッジに対向する第２切断エッジを備えるスクラップ切断部材と、を有し、前記第１切断エッジが連なる前記第１内側エッジの先端は、前記パンチ部材側に突出し、前記第１内側エッジの端部と前記第２内側エッジの端部とは、前記第２ホルダと前記第１ホルダとの相対移動方向に重ねられる。

本発明によれば、第１内側エッジの端部と第２内側エッジの端部とは、第２ホルダと第１ホルダとの相対移動方向に重ねられる。これにより、ワークを第１内側エッジと第２内側エッジとによって切断することができ、板金製品からバリを除去することが可能となる。

本発明の一実施の形態であるプレス型構造を備えたプレス加工機を示す概略図である。（ａ）〜（ｃ）はプレス加工機の動作過程を示す説明図である。（ａ）〜（ｃ）はワークの切断過程を示す説明図である。図１の矢印Ａ方向からプレス型構造の一部を示す側面図である。（ａ）は図４のＡ−Ａ線に沿ってプレス型構造を示す断面図である。（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線に沿ってプレス型構造を示す断面図である。図４のＣ−Ｃ線に沿ってプレス型構造を示す平面図である。図６のＡ−Ａ線に沿ってプレス型構造を示す断面図である。（ａ）は図６の矢印α方向から第１ダイ部材の一部を示す斜視図である。（ｂ）は図６の矢印β方向から第２ダイ部材の一部を示す斜視図である。プレス型構造の動作過程を示す説明図である。プレス型構造の動作過程を示す説明図である。（ａ）〜（ｃ）はプレス型構造によって切断されるワークを示す斜視図である。図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるプレス型構造１０を備えたプレス加工機１１を示す概略図である。なお、図示するプレス加工機１１は、鋼鈑等のワークＷの外周部からスクラップＳを除去するトリミング工程を実施するプレス加工機である。

図１に示すように、プレス加工機１１は、ボルスタ１２に設けられる下ホルダ（第１ホルダ）１３と、スライド１４に設けられる上ホルダ（第２ホルダ）１５とを備えている。スライド１４を油圧等によって上下動させることにより、下ホルダ１３に対して上ホルダ１５を近づけたり離したりすることが可能となる。すなわち、プレス加工機１１が備える上ホルダ１５と下ホルダ１３とは、鉛直方向である上下方向に相対的に移動自在となっている。下ホルダ１３には、ワーク剪断用の外側エッジ１６を備えた雄型のパンチ金型（パンチ部材）１７が設けられている。また、パンチ金型１７の台座部１７ａには、スクラップカッタ（スクラップ切断部材）１８が設けられている。すなわち、下ホルダ１３には、パンチ金型１７を介してスクラップカッタ１８が設けられている。一方、上ホルダ１５には、スプリング１９を介してワーク固定用のパッド２０が設けられている。また、上ホルダ１５には、ワーク剪断用の内側エッジ２１を備えた雌型のダイ金型２２が設けられている。なお、後述するように、ダイ金型２２は、ワークＷの外周部に沿って配列される複数のダイ部材によって構成される。

続いて、プレス加工機１１によるトリミング工程の実施状況について説明する。図２（ａ）〜（ｃ）はプレス加工機１１の動作過程を示す説明図である。また、図３（ａ）〜（ｃ）はワークＷの切断過程を示す説明図である。図２（ａ）に示すように、トリミング工程においては、プレス加工機１１のパンチ金型１７に対し、ドロー工程を経て成型されたパネル状のワークＷが設置される。そして、図２（ｂ）に白抜きの矢印で示すように、プレス加工機１１の上ホルダ１５を下降させ、パッド２０をワークＷに押し付けることにより、パッド２０とパンチ金型１７との間にワークＷが固定される。続いて、図２（ｂ）に白抜きの矢印で示すように、上ホルダ１５の下降移動を継続させ、ダイ金型２２をワークＷに押し付けることにより、ダイ金型２２とパンチ金型１７とによってワークＷの外周部がスクラップＳとして切断される。

このトリミング工程においては、スクラップＳの取扱いを容易にするため、ダイ金型２２およびスクラップカッタ１８によって、スクラップＳが複数のスクラップ片Ｓｐに切断される。すなわち、図３（ａ）に示すように、ドロー工程を経たワークＷには、中央部の製品領域Ａｐと外周部のスクラップ領域Ａｓとが設けられている。そして、図３（ｂ）に示すように、ワークＷからスクラップ領域Ａｓを切断する際には、製品領域Ａｐとスクラップ領域Ａｓとの境界ラインＬ１を切断するだけでなく、スクラップ領域Ａｓを分断する分断ラインＬ２を切断している。これにより、図３（ｃ）に示すように、ワークＷの外周部からスクラップＳを除去する際に、スクラップＳを短いスクラップ片Ｓｐに分割することができ、スクラップＳを容易に取り扱うことが可能となる。

以下、トリミング工程を実施するためのプレス型構造１０、つまりパンチ金型１７、ダイ金型２２およびスクラップカッタ１８の構造について説明する。図４は図１の矢印Ａ方向からプレス型構造１０の一部を示す側面図である。図５（ａ）は図４のＡ−Ａ線に沿ってプレス型構造１０を示す断面図であり、図５（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線に沿ってプレス型構造１０を示す断面図である。

図４に示すように、下ホルダ１３には、パンチ金型１７およびスクラップカッタ１８が設けられており、上ホルダ１５には、第１ダイ部材２３および第２ダイ部材２４からなるダイ金型２２が設けられている。上方に配置される第１ダイ部材２３は第１切断エッジ２５を備えており、下方に配置されるスクラップカッタ１８は第２切断エッジ２６を備えている。第１切断エッジ２５と第２切断エッジ２６とは、上下方向に互いに対向するとともに、前述した分断ラインＬ２に対向している。すなわち、プレス加工機１１の上ホルダ１５を下降させることにより、第１ダイ部材２３およびスクラップカッタ１８によって、ワークＷを分断ラインＬ２で切断することが可能となる。

図５（ａ）に示すように、上方の第１ダイ部材２３は第１内側エッジ２７を備えており、下方のパンチ金型１７は外側エッジ１６を備えている。第１内側エッジ２７と外側エッジ１６とは、上下方向に互いに対向するとともに、前述した境界ラインＬ１に対向している。同様に、図５（ｂ）に示すように、上方の第２ダイ部材２４は第２内側エッジ２８を備えており、下方のパンチ金型１７は外側エッジ１６を備えている。第２内側エッジ２８と外側エッジ１６とは、上下方向に互いに対向するとともに、前述した境界ラインＬ１に対向している。すなわち、プレス加工機１１の上ホルダ１５を下降させることにより、第１ダイ部材２３、第２ダイ部材２４およびパンチ金型１７によって、ワークＷを境界ラインＬ１で切断することが可能となる。なお、前述したダイ金型２２の内側エッジ２１は、第１ダイ部材２３の第１内側エッジ２７や、第２ダイ部材２４の第２内側エッジ２８によって構成される。

また、図４に示すように、第１ダイ部材２３の第１内側エッジ２７は、第２ダイ部材２４の第２内側エッジ２８よりも下方に突出している。すなわち、第１ダイ部材２３の第１内側エッジ２７は、第２ダイ部材２４の第２内側エッジ２８よりもパンチ金型１７側に設けられている。これにより、プレス加工機１１の上ホルダ１５を下降させた場合には、第１ダイ部材２３およびパンチ金型１７によってワークＷが切断された後に、第２ダイ部材２４およびパンチ金型１７によってワークＷが切断されることになる。

ここで、図６は図４のＣ−Ｃ線に沿ってプレス型構造１０を示す平面図である。また、図７は図６のＡ−Ａ線に沿ってプレス型構造１０を示す断面図である。さらに、図８（ａ）は図６の矢印α方向から第１ダイ部材２３の一部を示す斜視図であり、図８（ｂ）は図６の矢印β方向から第２ダイ部材２４の一部を示す斜視図である。

図６〜図８に示すように、第１ダイ部材２３の端面には凹部３０が形成されており、第２ダイ部材２４の端面には凸部３１が形成されている。そして、図６および図７に示すように、第１ダイ部材２３の凹部３０に第２ダイ部材２４の凸部３１を収容した状態で、第１ダイ部材２３および第２ダイ部材２４は上ホルダ１５に固定される。これにより、図６および図７の拡大部分に示すように、第１ダイ部材２３の第１内側エッジ２７と、第２ダイ部材２４の第２内側エッジ２８とは、所定範囲Ｘで上下方向に重ねられる。すなわち、第１内側エッジ２７の端部２７ａと第２内側エッジ２８の端部２８ａとは、上下方向つまり上ホルダ１５と下ホルダ１３との相対移動方向に重ねられる。また、図８（ａ）に示すように、第１ダイ部材２３が備える第１切断エッジ２５は、第１内側エッジ２７の先端２７ｂに連なるように形成されている。さらに、第１ダイ部材２３の先端部２３ａは下方に突出しており、第１ダイ部材２３の先端部２３ａからワークＷの切断が開始されることになる。

続いて、前述したプレス型構造１０によるワークＷの切断過程について説明する。図９および図１０はプレス型構造１０の動作過程を示す説明図である。なお、図９および図１０には、図５（ｂ）に相当する断面図と図７に相当する断面図とが示されている。また、図１１（ａ）〜（ｃ）はプレス型構造１０によって切断されるワークＷを示す斜視図である。なお、以下の説明においては、第１ダイ部材２３によって切断される境界ラインＬ１を境界ラインＬ１ａとして記載し、第２ダイ部材２４によって切断される境界ラインＬ１を境界ラインＬ１ｂとして記載する。

図９に示すように、ダイ金型２２をパンチ金型１７に向けて下降させると、第１ダイ部材２３の先端部２３ａからワークＷに対する食い込みが開始される。そして、図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、第１ダイ部材２３とパンチ金型１７とによって境界ラインＬ１ａが切断されるとともに、第１ダイ部材２３とスクラップカッタ１８とによって分断ラインＬ２が切断される。また、図１０、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）に示すように、ダイ金型２２の下降移動を継続させると、第２ダイ部材２４とパンチ金型１７とによって境界ラインＬ１ｂが切断される。これにより、ワークＷの外周部からスクラップＳを除去する際に、スクラップＳを短いスクラップ片Ｓｐに分割することが可能となる。なお、ダイ金型２２の下降移動は、第２ダイ部材２４がスクラップカッタ１８に接触する前に停止される。

ここで、図９に示すように、第１ダイ部材２３の先端部２３ａがワークＷに食い込む際には、ワーク上面に第１ダイ部材２３の第１内側エッジ２７が接触し、ワーク下面にパンチ金型１７の内側エッジが接触している。これにより、ワークＷの境界ラインＬ１ａにおいては、ワークＷが剪断応力によって切断されることになる。一方、ワークＷの分断ラインＬ２においては、ワーク上面に第１ダイ部材２３の第１切断エッジ２５が接触するが、ワーク下面からスクラップカッタ１８の第２切断エッジ２６が離れるため、分断ラインＬ２は塑性変形を経て破断されることになる。すなわち、図１１（ａ）に示すように、ワークＷの境界ラインＬ１ａは剪断される一方、ワークＷの分断ラインＬ２は破断された状態となる。このため、第１ダイ部材２３の先端部２３ａが食い込むワークＷの切断起点部Ｗｓには、破断によるバリＢが発生する虞がある。このようなバリＢが製品領域Ａｐ側に残ると、板金製品ＰからバリＢを除去する修正工程が必要となるため、トリミング工程において製品領域ＡｐからバリＢを除去することが重要となっている。

そこで、図１１（ｂ）に二点鎖線で示すように、第１ダイ部材２３に設けられる第１内側エッジ２７の端部２７ａと、第２ダイ部材２４に設けられる第２内側エッジ２８の端部２８ａとは、所定範囲Ｘで上下方向に重ねられている。すなわち、図１１（ｂ）に示す所定範囲Ｘにおいては、矢印αで示すように、第１ダイ部材２３の第１内側エッジ２７で境界ラインＬ１ａを剪断した後に、矢印βで示すように、第２ダイ部材２４の第２内側エッジ２８によって境界ラインＬ１ａの一部が再び剪断されることになる。これにより、第１ダイ部材２３によってワークＷを切断する際にバリＢが発生したとしても、第２ダイ部材２４によって切断起点部Ｗｓが再び剪断されるため、図１１（ｃ）に示すように、ワークＷの製品領域Ａｐから確実にバリＢを除去することが可能となる。このように、トリミング工程において製品領域ＡｐからバリＢを除去することができるため、バリＢを除去するための修正工程を削減することができるため、板金製品Ｐの加工コストを低減することが可能となる。

また、図１２は図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１２の拡大部分に示すように、第１ダイ部材２３とパンチ金型１７とのクリアランスＣ１は、第２ダイ部材２４とパンチ金型１７とのクリアランスＣ２よりも大きく設定されている。すなわち、第２ダイ部材２４の第２内側エッジ２８の端部２８ａとパンチ金型１７の外側エッジ１６とのクリアランスＣ２は、第１ダイ部材２３の第１内側エッジ２７の端部２７ａとパンチ金型１７の外側エッジ１６とのクリアランスＣ１よりも小さく設定されている。これにより、第１ダイ部材２３によって剪断された境界ラインＬ１ａの剪断面に対し、第２ダイ部材２４の第２内側エッジ２８を接触させて削ることができるため、第２ダイ部材２４によって製品領域ＡｐからバリＢを確実に除去することが可能となる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、第１ダイ部材２３に凹部３０を形成するとともに、第２ダイ部材２４に凸部３１を形成しているが、この形状に限られることはない。第１内側エッジ２７の端部２７ａと第２内側エッジ２８の端部２８ａとが重なる形状であれば、他の形状を備える第１ダイ部材および第２ダイ部材を採用しても良い。また、前述の説明では、トリミング工程で用いられるプレス型構造１０に本発明を適用しているが、これに限られることはなく、孔あけを行うトリムピアス工程で用いられるプレス型構造に本発明を適用しても良い。なお、前述したプレス型構造１０は、複数設定される分断ラインＬ２の一部に採用しても良く、分断ラインＬ２の全てに採用しても良いことはいうまでもない。

１０プレス型構造
１１プレス加工機
１３下ホルダ（第１ホルダ）
１５上ホルダ（第２ホルダ）
１６外側エッジ
１７パンチ金型（パンチ部材）
１８スクラップカッタ（スクラップ切断部材）
２３第１ダイ部材
２４第２ダイ部材
２５第１切断エッジ
２６第２切断エッジ
２７第１内側エッジ
２７ａ端部
２７ｂ先端
２８第２内側エッジ
２８ａ端部
Ｗワーク
Ｓスクラップ
Ｂバリ
Ｃ１，Ｃ２クリアランス

Claims

相対的に移動自在となる第１ホルダと第２ホルダとを備えるプレス加工機に設けられ、ワークの外周部からスクラップを切断するプレス型構造であって、
前記第１ホルダに設けられるパンチ部材と、
前記第２ホルダに設けられ、前記パンチ部材の外側エッジに対向する第１内側エッジと、前記第１内側エッジの先端に連なる第１切断エッジと、を備える第１ダイ部材と、
前記第２ホルダに設けられ、前記パンチ部材の前記外側エッジに対向する第２内側エッジを備える第２ダイ部材と、
前記第１ホルダに設けられ、前記第１ダイ部材の前記第１切断エッジに対向する第２切断エッジを備えるスクラップ切断部材と、
を有し、
前記第１切断エッジが連なる前記第１内側エッジの先端は、前記パンチ部材側に突出し、
前記第１内側エッジの端部と前記第２内側エッジの端部とは、前記第２ホルダと前記第１ホルダとの相対移動方向に重ねられる、プレス型構造。
請求項１記載のプレス型構造であって、
前記第１内側エッジは、前記第２内側エッジよりも前記パンチ部材側に設けられる、プレス型構造。
請求項１または２記載のプレス型構造であって、
前記第２内側エッジの前記端部と前記外側エッジとのクリアランスは、前記第１内側エッジの前記端部と前記外側エッジとのクリアランスよりも小さい、プレス型構造。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレス型構造であって、
前記第１ホルダは、前記第２ホルダの下方に設けられる、プレス型構造。