JP7636860B2 - Press Equipment - Google Patents
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Description
本発明は、プレス装置に関する。 The present invention relates to a press device.
プレス成形において、金型の一部を可動とし、プレス成形品の寸法精度を向上させる技術がある。例えば、特許第6179696号公報(特許文献1)には、ダイパッドを備えたダイと、ダイと対向して配置され且つインナパッドを備えたパンチと、を含んで構成されたプレス装置が開示されている。インナパッドは、パッド加圧装置によってパンチに連結される。パッド加圧装置は、例えばガスクッション、油圧装置、電動駆動装置等を備える。このプレス装置によるプレス成形品の製造方法は、インナパッドをパンチから突出させ、且つダイパッドをダイから突出させた状態で、インナパッド及びダイパッドで中間素材を挟持する第1工程と、ダイを、ダイパッド、インナパッド及びパンチに対して相対移動させる第2工程と、ダイ及びダイパッドが一体となった後に、ダイ及びダイパッドをインナパッドとパンチに対して相対移動させる第3工程とを有する。 In press molding, there is a technique for improving the dimensional accuracy of a press molded product by making part of the die movable. For example, Japanese Patent No. 6179696 (Patent Document 1) discloses a press device including a die with a die pad and a punch with an inner pad arranged opposite the die. The inner pad is connected to the punch by a pad press device. The pad press device includes, for example, a gas cushion, a hydraulic device, an electric drive device, etc. A manufacturing method of a press molded product using this press device includes a first step of clamping an intermediate material between the inner pad and the die pad while the inner pad is protruding from the punch and the die pad is protruding from the die, a second step of moving the die relative to the die pad, the inner pad, and the punch, and a third step of moving the die and the die pad relative to the inner pad and the punch after the die and the die pad are integrated.
上記従来のプレス装置では、インナパッドのパンチからの突出量を精密に制御することは想定されていない。従来のプレス装置のように、インナパッドとパンチをガスクッション等のパッド加圧装置で連結した構成では、インナパッドのパンチからの突出量を精密に制御するのは難しい。 In the conventional press devices described above, precise control of the amount of protrusion of the inner pad from the punch is not anticipated. In a configuration in which the inner pad and punch are connected by a pad pressure device such as a gas cushion, as in conventional press devices, it is difficult to precisely control the amount of protrusion of the inner pad from the punch.
発明者らは、ダイ又はパンチに設けられたインナパッドのような可動部の位置調整を高精度に行うことで、プレス成形品の形状を高精度に制御することを検討した。 The inventors have investigated how to control the shape of a press-formed product with high precision by adjusting the position of a movable part, such as an inner pad provided on a die or punch, with high precision.
本開示は、金型の可動部の位置調整を高精度に行うことができるプレス装置を提供することを目的とする。 The purpose of this disclosure is to provide a press device that can adjust the position of the movable part of the die with high precision.
本発明の実施形態におけるプレス装置は、ダイと、前記ダイに対してプレス方向に相対移動可能なパンチと、前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方に設けられ、前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方に対して前記プレス方向に移動可能な可動部と、目標の回転状態にするための指令値によって回転が制御されるモータと、前記モータに接続され、前記モータの回転に伴って回転する回転軸と、前記回転軸の回転を、前記可動部の前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方に対する前記プレス方向の直線移動に変換する変換機構と、を備える。 The press device in an embodiment of the present invention includes a die, a punch that is movable in the press direction relative to the die, a movable part provided on at least one of the die and the punch and movable in the press direction relative to at least one of the die and the punch, a motor whose rotation is controlled by a command value for achieving a target rotation state, a rotating shaft that is connected to the motor and rotates with the rotation of the motor, and a conversion mechanism that converts the rotation of the rotating shaft into linear movement of the movable part in the press direction relative to at least one of the die and the punch.
本開示によれば、金型の可動部の位置調整を高精度に行うことができる。 According to this disclosure, the position of the movable part of the mold can be adjusted with high precision.
(構成1)
本発明の実施形態におけるプレス装置は、ダイと、前記ダイに対してプレス方向に相対移動可能なパンチと、前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方に設けられ、前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方に対して前記プレス方向に移動可能な可動部と、目標の回転状態にするための指令値によって回転が制御されるモータと、前記モータに接続され、前記モータの回転に伴って回転する回転軸と、前記回転軸の回転を、前記可動部の前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方に対する前記プレス方向の直線移動に変換する変換機構と、を備える。
(Configuration 1)
A press apparatus in an embodiment of the present invention includes a die, a punch movable relative to the die in a press direction, a movable part provided on at least one of the die and the punch and movable in the press direction relative to at least one of the die and the punch, a motor whose rotation is controlled by a command value for achieving a target rotation state, a rotating shaft connected to the motor and rotating in conjunction with the rotation of the motor, and a conversion mechanism that converts the rotation of the rotating shaft into linear movement of the movable part in the press direction relative to at least one of the die and the punch.
上記構成1によれば、モータは、指令値によって目標の回転状態になるよう制御できる。変換機構は、モータの回転に伴って回転する回転軸の回転を、可動部のプレス方向に沿う直線移動に変換する。つまり、回転軸が回転すると、可動部は、ダイ及びパンチの少なくとも一方に対してプレス方向に沿って直線移動する。そのため、モータの回転状態は、回転軸及び変換機構によって、可動部のダイ及びパンチの少なくとも一方に対するプレス方向の直線移動に反映される。その結果、指令値によりモータの回転状態を精密に制御することで、可動部の移動量を精密に制御できる。そのため、可動部の位置調整を高精度に行うことができる。例えば、可動部のダイ及びパンチの少なくとも一方に対する相対位置が、目標の位置になるように精度よく可動部を移動させることができる。
According to the
(構成2)
前記モータの前記回転軸は、前記プレス方向に対して垂直であってもよい。この場合、例えば、プレス方向に垂直な方向にモータの出力軸を沿わせた姿勢でモータを配置できる。
(Configuration 2)
The rotation shaft of the motor may be perpendicular to the pressing direction. In this case, for example, the motor may be disposed in such a position that the output shaft of the motor is aligned in a direction perpendicular to the pressing direction.
(構成3)
上記構成2において、前記回転軸は、雄ねじ溝を有してもよい。前記変換機構は、前記プレス方向に垂直な支持面を有する台と、前記台と前記可動部の間において、前記回転軸の延びる方向に並んで配置される一対の楔型治具を含んでもよい。前記一対の楔型治具のそれぞれは、前記台の前記支持面に摺動可能に接する底面と、前記プレス方向に対して傾いた傾斜面であって、前記可動部の底面と摺動可能に接する傾斜面とを有する。一対の楔型治具のそれぞれの前記傾斜面は、対向する相手方の楔型治具に近い方が低くなるよう傾斜している。前記可動部の底面は、前記一対の楔型治具の傾斜面のそれぞれと同じ角度の傾斜を有する傾斜面を含む。前記一対の楔型治具は、前記回転軸の前記雄ねじ溝と噛み合う雌ねじ溝を有する。前記一対の楔型治具は、前記回転軸の回転に伴って、互いに近づく方向又は互いに遠ざかる方向に移動するように、前記雌ねじ溝が形成されている。
(Configuration 3)
In the
上記構成3によれば、モータに接続された回転軸の回転によって、一対の楔型治具は、回転軸の方向において、互いに近づく方向又は互いに遠ざかる方向に移動する。一対の楔型治具が互いに近づく方向に移動すると、可動部がプレス方向に台から遠ざかるように移動する。一対の楔型治具が互いに遠ざかる方向に移動すると、可動部がプレス方向に台に近づくように移動する。このように、回転軸の回転が、楔型治具の回転軸方向の移動に変換され、それがさらに可動部のプレス方向の移動に変換される。この構成により、回転軸の回転量に対する可動部の移動量を小さくできる。そのため、可動部の位置調整をより高精度に行うことができる。また、この構成では、可動部のプレス方向の荷重は、楔型治具及び台が受ける。回転軸が、可動部からプレス方向の荷重を直接受けない。回転軸を折る方向の荷重が低減される。
According to the
(構成4)
前記モータは、第1モータ及び第2モータを含んでもよい。前記回転軸は、第1モータに接続される第1回転軸と、前記第1回転軸と同軸であり、前記第2モータに接続される第2回転軸とを含んでもよい。前記第1回転軸及び前記第2回転軸は、雄ねじ溝を有してもよい。前記変換機構は、前記プレス方向に垂直な支持面を有する台と、前記台と前記可動部の間において、前記回転軸の延びる方向に並んで配置される一対の楔型軸を含んでもよい。前記一対の楔型軸のそれぞれは、前記台の前記支持面に摺動可能に接する底面と、前記プレス方向に対して傾いた傾斜面であって、前記可動部の底面と摺動可能に接する傾斜面とを有する。一対の楔型治具のそれぞれの前記傾斜面は、対向する相手方の楔型治具に近い方が低くなるよう傾斜している。前記可動部の底面は、前記一対の楔型治具の傾斜面のそれぞれと同じ角度の傾斜を有する傾斜面を含む。前記一対の楔型治具の一方は、前記第1回転軸の前記雄ねじ溝と噛み合う雌ねじ溝を有する。前記一対の楔型治具の他方は、前記第2回転軸の前記雄ねじ溝と噛み合う雌ねじ溝を有する。
(Configuration 4)
The motor may include a first motor and a second motor. The rotating shaft may include a first rotating shaft connected to the first motor and a second rotating shaft coaxial with the first rotating shaft and connected to the second motor. The first rotating shaft and the second rotating shaft may have male screw grooves. The conversion mechanism may include a table having a support surface perpendicular to the pressing direction, and a pair of wedge-shaped shafts arranged side by side in the extending direction of the rotating shaft between the table and the movable part. Each of the pair of wedge-shaped shafts has a bottom surface that slidably contacts the support surface of the table, and an inclined surface that is inclined with respect to the pressing direction and slidably contacts the bottom surface of the movable part. The inclined surface of each of the pair of wedge-shaped jigs is inclined so that the one closer to the opposing wedge-shaped jig is lower. The bottom surface of the movable part includes an inclined surface having the same angle of inclination as each of the inclined surfaces of the pair of wedge-shaped jigs. One of the pair of wedge-shaped jigs has an internal thread groove that meshes with the external thread groove of the first rotating shaft, and the other of the pair of wedge-shaped jigs has an internal thread groove that meshes with the external thread groove of the second rotating shaft.
上記構成4によれば、第1モータの回転により第1回転軸が回転すると、一方の楔型治具が回転軸方向に移動する。第2モータの回転により第2回転軸が回転すると、他方の楔型治具が回転軸方向に移動する。すなわち、第1モータは、一方の楔型治具の回転軸方向の位置を制御し、第2モータは、他方の楔型治具の回転軸方向の位置を制御する。一対の楔型治具の距離を制御することで、可動部のプレス方向の位置を制御できる。また、一方の楔型治具と他方の楔型治具の位置によって、可動部の姿勢を制御できる。そのため、可動部の位置及び姿勢の調整をより高精度で行うことができる。
According to the
(構成5)
構成1~4のいずれかにおいて、前記可動部を前記ダイ又は前記パンチに押し込む力に反して、前記可動部を復帰させる方向に付勢する付勢部材をさらに備えてもよい。これにより、ダイとパンチによるプレス成形において、可動部をダイ又はパンチの少なくとも一方から突出させた状態と、可動部をダイ又はパンチの少なくとも一方に押し込めた状態の両方で、プレス成形をすることができる。
(Configuration 5)
In any of
(構成6)
構成1~4のいずれかにおいて、前記モータ、前記回転軸、及び前記変換機構は、前記可動部が設けられる前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方に対して固定されていてもよい。これにより、可動部の位置を変更することで、ダイ又はパンチの形状を別の形状に変更することが可能となる。そのため、ダイ又はパンチを交換することなく別の形状のダイ又はパンチに変更することができ、コスト面で有利なプレス装置を得ることができる。
(Configuration 6)
In any of
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are given the same reference numerals and their description will not be repeated. In order to make the description easier to understand, the drawings referred to below show simplified or schematic configurations and omit some of the components.
[実施形態]
図1は、本実施形態におけるプレス装置の構成例を示す側面図である。図2は、図1に示すプレス装置のII-II線の断面図である。プレス装置1は、板材Bをプレス成形してプレス成形品にする。プレス装置1は、金型として、ダイ2、パンチ6、可動部4、5を有する。ダイ2は、パンチ6に対してプレス方向PDに移動可能である。すなわち、ダイ2及びパンチ6は、互いに相対移動可能である。この相対移動の方向が、プレス方向となる。プレス装置1は、ダイ2とパンチ6の間に板材Bを配置して、ダイ2とパンチ6の両方から板材を押すことで、板材Bをプレス成形する。可動部4は、ダイ2に設けられ、ダイ2に対してプレス方向に移動可能である。可動部5は、パンチ6に設けられ、パンチ6に対してプレス方向に移動可能である。
[Embodiment]
FIG. 1 is a side view showing an example of the configuration of a press device in this embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the press device shown in FIG. 1 along line II-II. The
プレス装置1は、第1モータ9a及び第2モータ9bと、第1回転軸8a及び第2回転軸8bを備える。(以下、特に区別しない場合は、第1モータ9a及び第2モータ9bをモータ9と総称し、第1回転軸8a及び第2回転軸8bを回転軸8と総称する場合がある。)第1回転軸8aは、第1モータ9aに接続され、第1モータ9aの回転に伴って軸周りに回転する。第2回転軸8bは、第2モータ9bに接続され、第2モータ9bの回転に伴って軸周りに回転する。第1回転軸8a及び第2回転軸8bは、プレス方向PDに対して垂直である。第1回転軸8a及び第2回転軸8bは同軸である。
The
プレス装置1は、回転軸8a、8bの回転を、可動部5のパンチ6に対するプレス方向の直線移動に変換する変換機構を備える。図1に示す例では、変換機構は、プレス方向に垂直な支持面72sを有する台72と、一対の楔型治具71a、71bを含む。一対の楔型治具71a、71bは、台72の支持面72sと可動部5との間に、回転軸8a、8bの延びる方向に並んで配置される。
The
一対の楔型治具71a、71bのそれぞれは、底面71ad、71bdと、これらの反対側の傾斜面71au、71buを有する。底面71ad、71bdは、台72の支持面72sに摺動可能に接する。傾斜面71au、71buは、プレス方向に対して傾いており、可動部5の底面5ad、5bdと摺動可能に接する。一対の楔型治具71a、71bのそれぞれの傾斜面71au、71buは、回転軸8a、8bの方向において対向する相手方の楔型治具に近い方が低くなるよう傾斜している。言い換えれば、傾斜面71au、72buは、回転軸の方向において、相手方の楔型治具から離れるに従って高くなるよう傾斜している。
Each of the pair of wedge-shaped
可動部5の底面は、一対の楔型治具71a、71bの傾斜面71au、71buのそれぞれと同じ角度の傾斜を有する傾斜面5ad、5bdを含む。可動部5の一方の傾斜面5adの傾斜角度は、一方の楔型治具71aの傾斜面71auの傾斜角度と同じである。可動部5の他方の傾斜面5bdの傾斜角度は、他方の楔型治具71bの傾斜面71buの傾斜角度と同じである。傾斜面5adと傾斜面71auが互いに摺動可能に接している。傾斜面5bdと傾斜面71buが互いに摺動可能に接している。ここで、角度が同じとは、厳密に同じである場合の他、可動部と楔型治具が摺動可能な範囲において角度に微差がある場合も含まれる。図1に示す例では、可動部5の底面の傾斜面5adと傾斜面5bdは繋がっている。傾斜面5adと傾斜面5bdの境は、稜線となっている。
The bottom surface of the
第1回転軸8aは、外周に雄ねじ溝を有する。一方の楔型治具71aは、第1回転軸8aの雄ねじ溝とかみ合う雌ねじ溝を有する。具体的には、楔型治具71aの穴の内周に雌ねじ溝が形成されている。第1回転軸8aは、楔型治具71aの穴に挿入される。第2回転軸8bは、外周に雄ねじ溝を有する。他方の楔型治具71bは、第2回転軸8bの雄ねじ溝とかみ合う雌ねじ溝を有する。具体的には、楔型治具71bの穴の内周に雌ねじ溝が形成されている。
The first
第1モータ9aの回転に伴って回転軸8aが回転すると、一方の楔型治具71aが回転軸8a軸方向に移動する。第2モータ9bの回転に伴って回転軸8bが回転すると、他方の楔型治具71bが回転軸8b軸方向に移動する。楔型治具71aと楔型治具71bが互いに近づくよう移動すると、可動部5は、プレス方向に上昇する。楔型治具71aと楔型治具71bが互いに遠ざかるよう移動すると、可動部5は、プレス方向に下降する。第1モータ9a及び第2モータ9bの回転を制御することで、可動部5のパンチ6に対する位置を調整することができる。
When the
モータ9は、目標の回転状態にするための指令値によって回転が制御される。指令値によって制御されるモータの回転状態は、例えば、回転量、回転位置、回転速度、又はトルク等である。指令値は、目標とする回転状態の情報を含む値である。一例として、指令値は、目標とする回転量又は回転位置となるようモータを制御するための値である。例えば、指令値は、モータの回転位置、回転角度、回転数、電流値、電圧値その他の回転状態に換算可能な物理量を示す値であってもよい。
The rotation of the
モータ9は、例えば、ロータ及びステータに加えて、ロータを回転させる電力を供給するドライバと、モータの回転状態を検出する検出器を備えてもよい。検出器で検出された回転状態は、ドライバにフィードバックされる。ドライバは、モータの回転状態が指令値で示される目標に近づくように供給する電力を制御する。モータ9は、例えば、指令値によって目標とする回転位置又は回転量となるよう制御可能なモータ(例えば、サーボモータ又はステッピングモータ等)であってもよい。
指令値は、例えば、制御部12が決定してもよい。例えば、制御部12は、可動部5を所望の位置に移動させるためのモータの回転状態を指示する指令値を生成し、モータ9に供給する。例えば、プレス装置1は、第1モータ9a及び第2モータ9bのそれぞれに対して指令値を供給する制御部12を備えてもよい。
The command value may be determined, for example, by the
制御部12は、例えば、可動部5のダイ又はパンチに対する位置を検出する位置測定器から取得した可動部5の位置を示す情報を基に、指令値を決定してもよい。また、制御部12は、例えば、プレス装置1でプレス成形されたプレス成形品又はプレス成形の対象となる板材の形状を示す情報を基に、指令値を決定してもよい。このように、制御部12は、可動部5の位置を示す情報及びプレス成形品又はプレス成形しようとする板材の形状を示す情報の少なくとも1つに基づいて、指令値を決定してもよい。
The
制御部12は、例えば、プロセッサ及び記憶装置(メモリ)を備えるコンピュータで構成することができる。プロセッサが、記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより、指令値をモータ9に供給する機能を実現することができる。一例として、制御部12は、外部からの入力及び/又はメモリに予め記録されたデータに基づいて、可動部5を移動させる位置又は移動量を決定し、この移動に必要なモータの回転状態を示す指令値を決定する。制御部12は、指令値をモータ9に出力する。
The
制御部12は、第1モータ9a及び第2モータ9bのそれぞれに対して独立して指令値を供給する。そのため、第1モータ9aの回転量と、第2モータ9bの回転量を独立して制御できる。例えば、第1モータ9aの回転量と、第2モータ9bの回転量のバランスを調整することで、可動部5の姿勢を制御できる。例えば、第2モータ9bを回転させずに、第1モータ9aを回転させて、一方の楔型治具71aを、止まっている他方の楔型治具71bに近づけることで、可動部5を第2モータ9b側へ少し倒すことができる。
The
図1に示す例では、プレス装置1は、可動部5をパンチ6に押し込む力に反して復帰させる方向に付勢する付勢部材10をさらに備える。付勢部材10は、可動部5をパンチ6から押し出す方向すなわちパンチ6からダイ2に向かう方向へ付勢する。付勢部材10は、付勢力より強い力であって、可動部5をパンチ6に押し込む方向の力が加わると収縮する。これにより、可動部5がパンチ6に対して相対移動可能となる。付勢部材10は、例えば、ガスシリンダ、バネ等の弾性体、又は、油圧シリンダである。
In the example shown in FIG. 1, the
付勢部材10は、可動部5がパンチ6に押し込まれる空間において、可動部5よりも奥に配置される。付勢部材10は、台72を下から支持する。付勢部材10は、支持台11の上に配置される。支持台11は、ボルスタ又は床などの固定面BLの上に配置される。付勢部材10により、可動部5、変換機構(楔型治具71a、71b、台72)、回転軸8、及びモータ9が、一体となってパンチ6に対して相対移動可能となっている。モータ9は、可動部5とともにパンチ6に対してプレス方向に移動する。
The biasing
プレス装置1は、可動部4をダイ2に押し込む力に反して復帰させる方向に付勢する付勢部材3をさらに備える。付勢部材3は、可動部4をダイ2から押し出す方向すなわちダイ2からパンチ6に向かう方向へ付勢する。付勢部材3は、付勢力より強い力であって、可動部4をダイ2に押し込む方向の力が加わると収縮する。これにより、可動部4がダイ2に対して相対移動可能となる。付勢部材3は、例えば、ガスシリンダ、バネ等の弾性体、又は、油圧シリンダである。ダイ2は、スライドSに設けられる。スライドSは、昇降装置(図示略)によってプレス方向PDに移動する。
The
(動作例)
図3A~図3Dは、図1に示すプレス装置1を用いたプレス成形の例を示す図である。本例では、プレス方向が板材の加圧方向となる。可動部4は、ダイ側パッドである。可動部5は、パンチ側パッドである。可動部5は、パンチ6の加圧面6uよりも外側に突出された状態で配置されて、パンチ6の加圧面6uと同一の高さまで押し込み可能である。
(Example of operation)
3A to 3D are diagrams showing an example of press molding using the
ダイ2は、その内側にプレス成形品の形状に対応した凹部2aを有している。パンチ6は、ダイ2の凹部2aに対応した形状の凸部を有する。この凸部の上面が板材Bを加圧する加圧面6uとなる。可動部5は、付勢部材10(図1参照)により、プレス方向(加圧方向)に移動可能とされている。可動部4は、付勢部材3を介してプレス方向に移動可能とされている。さらに、可動部4は、板材Bに押し当てられた状態で可動部5と共にプレス方向に移動可能となっている。可動部5は、パンチ6の加圧面6uに形成された凹部の内側に配置されている。また、可動部5は、凹部の可動部5の奥に配置された付勢部材10(図1参照)によりダイ2に向かって付勢されている。この付勢により、可動部5の上面がパンチ6の加圧面6uよりも外側に突出された状態となっている。
The
プレス装置1は、パンチ6の加圧面6uよりも可動部5が外側に突出された状態で、可動部4と可動部5を板材Bに押し当てながら、ダイ2とパンチ6とを相対的に近づけて板材Bをプレス成形する。成形下死点において、可動部5がパンチ6の加圧面6uと同一の高さとなるまで板材Bをプレス成形する。
In the
より具体的には、先ず、図3Aに示すように、パンチ6の加圧面6uより可動部5が外側に突出された状態で、可動部4を板材Bに押し当てながら、ダイ2及び可動部4を下降させることによって、ダイ2とパンチ6との間で板材Bをプレス成形する。このとき、可動部5のパンチ6に対する相対位置すなわちパンチ6の加圧面6uに対する可動部5の上面の高さ(突出し量)Hは固定される。成形される板材Bには、パンチ6の加圧面6uに対する可動部5の上面の高さ(突出し量)Hに応じて、板材BにたるみBaが生じる。そして、この状態からさらに、図3Bに示すように、板材BのたるみBaを所定量に制御しながら、ダイ2を下降させることによってプレス成形を継続する。図3Cに示すように、成形下死点の手前Hまで、ダイ2を下降させる。この時、可動部4の付勢部材3が縮みながらダイ2が下降する。
More specifically, first, as shown in FIG. 3A, the
図3A~図3Cに示す工程では、可動部5に対するパンチ6の相対位置すなわち突出し量Hが固定された状態で、ダイ2とパンチ6を相対的に近づける。図3Cに示す段階、すなわち可動部4がダイ2に対して底付きされることで完全に収納された段階(成形下死点から突出し量Hだけ手前の段階)から、可動部5の上面とパンチ6の加圧面6uとの距離が縮み始める。図3Cの段階から図3Dの段階に至るまでの間に、可動部5に対するパンチ6の相対位置が変化する。図3Dに示すように、可動部5の上面が、パンチ6の加圧面6uと同一の高さとなるまで板材Bをプレス成形する。図3Cの段階から図3Dの段階に至るまで、可動部5の付勢部材10が縮みながら、可動部5がパンチ6に押し込まれる。このとき、板材Bに形成されたたるみBaが、面内圧縮応力を受けながら、パンチ6およびダイ2間の縦壁部に向かって流出される。これにより、ハット形断面形状のプレス成形品を得ることができる。
3A to 3C, the
図3A~図3Dに示す例では、板材Bに形成されたたるみBaを縦壁部に向かって流出させることにより、曲げ領域が拡大する。これにより、プレス成形される被加工材のスプリングバックとスプリングゴーとをバランスさせることがでる。その結果、縦壁の形状不良を少なくすることができる。 In the example shown in Figures 3A to 3D, the bending area is expanded by allowing the slack Ba formed in the plate material B to flow toward the vertical wall portion. This makes it possible to balance the spring back and spring go of the workpiece being press-formed. As a result, it is possible to reduce shape defects in the vertical wall.
上記例では、1つの板材Bに対するプレス成形において、可動部5のパンチ6に対する相対位置を固定した状態(プレス初期設定の状態)で、ダイ2をパンチ6に対して相対的に近づけて板材Bをプレス成形する工程と、可動部5のパンチ6に対する相対位置を変化させてダイ2をパンチ6に対して相対的に近づけて板材Bをプレス成形する工程が含まれる。プレス初期設定における可動部5とパンチ6と相対位置、すなわち可動部5の突出し量Hは、制御部12によって制御される。突出し量Hは、可動部とパンチとの相対位置の設定値の一例である。設定値は、制御部12がモータ9に供給する指令値によって制御することができる。
In the above example, press molding of one plate material B includes a process of bringing the
上記例のように、プレス成形品のスプリングバックとスプリングゴーを、可動部の位置の設定値によって制御することができる。この場合、プレス成形品のスプリングバック又はスプリングゴーを所望の範囲内にするためには、制御する可動部の位置の精度がある程度高いことが求められることが発明者によって見出されている。本実施形態では、図1に示すように、指令値で回転量が制御されるモータ9と、モータ9の回転を可動部の移動に変換する変換機構により、可動部5の位置を高精度で制御できる。そのため、可動部の位置制御により、プレス成形品の形状の精度を向上させることができる。
As in the above example, the springback and spring go of the press-formed product can be controlled by the set value of the position of the movable part. In this case, the inventors have found that in order to keep the springback or spring go of the press-formed product within the desired range, a certain degree of precision in the position of the controlled movable part is required. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the position of the
制御部12は、プレス装置でプレス成形されたプレス成形品又はプレス成形前の板材の形状測定の結果を示すデータを用いて、指令値を決定することにより、可動部の位置を制御してもよい。一例として、制御部は、プレス成形したプレス成形品の形状の測定結果に基づいて、可動部の位置を決定し、決定した位置になるようモータに指令値を供給することができる。
The
また、制御部12は、可動部の位置を測定した結果を用いて、指令値を決定してもよい。例えば、プレス装置1は、可動部のパンチ(又はダイ)に対する位置を測定する位置測定器を備えてもよい。位置測定器で測定された可動部の位置に基づいて、指令値を決定することで、より精度よく可動部の位置を制御できる。
The
なお、可動金型を用いたプレス成形は、上記例に限られない。例えば、プレス装置において、可動部4又は可動部5のいずれかを省略することもできる。また、上記例は、予め曲げ成形された中間素材の板材Bをプレス成形する例であるが、プレス装置は、曲げ成形されていない平板(ブランク)をプレス成形するものであってもよい。
Note that press molding using a movable die is not limited to the above example. For example, in the press device, either the
一般的に、曲げ成形では、ダイ側の可動部4が、板材の位置ずれ防止のために設定されることが多い。言い換えると、位置ずれしにくい形状では、ダイ側の可動部4が省略できる場合もある。図3A~図3Dに示した成形例においても、可動部4を省略してもよい。
In general, in bending, the
(変形例)
図4は、本実施形態の変形例におけるプレス装置1を示す側面図である。図4に示す構成は、可動部5を移動させる動力の源となるモータ9と回転軸8が1つだけである点で、図1に示す構成と異なる。図4に示す例では、一対の楔型治具71a、71bは、回転軸8の回転に伴って、互いに近づく方向又は互いに遠ざかる方向に移動するように雌ねじ溝が形成されている。例えば、一方の楔型治具71aの雌ねじの螺線の向きは、他方の楔型治具71bの雌ねじの螺線の向きと反対にすることができる。このように、1つのモータ9で、一対の楔型治具71a、71bを回転軸方向に移動させることもできる。
(Modification)
FIG. 4 is a side view showing a
図5は、本実施形態の他の変形例におけるプレス装置1を示す側面図である。図5に示すプレス装置1は、図4に示すプレス装置1と同様に、台72の支持面72sに配置された一対の楔型治具71a、71bを有する。一対の楔型軸71a、71bのうち一方の楔型治具71aは、モータ9の回転軸8の雄ねじ溝と噛み合う雌ねじ溝を有する。他方の楔型治具71bは、台72に対して固定される。すなわち、一方の楔型治具71aは、台72に対して回転軸8の方向に摺動可能である。他方の楔型治具71bは、台72に対して固定されている。一対の楔型治具71a、71bのそれぞれは、プレス方向に対して傾いた傾斜面であって、可動部5の底面5ad、5bdと摺動可能に接する傾斜面71au、71buを有する。一対の楔型治具71a、71bのそれぞれの傾斜面71au、71buは、対向する相手方の楔型治具に近い方が低くなるよう傾斜している。可動部5の底面5ad、5bdは、一対の楔型治具71a、71bの傾斜面のそれぞれと同じ角度の傾斜を有する。
5 is a side view showing a
図5に示す例では、回転軸8の回転に伴って、一方の楔型治具71aが回転軸8の方向に移動する。一方の楔型治具71aが、他方の楔型治具71bに近づく方向に移動すると、楔型治具71aは、回転軸8の方向においてモータ8から遠ざかる向きに可動部5を押す。可動部5がモータ8から遠ざかる方向へ移動する動きは、他方の楔型治具71bの傾斜面71buによって規制される。可動部5は、傾斜面71buに対して摺動しながら、台72から遠ざかるよう移動する。一方の楔型治具71aが、他方の楔型治具71bから遠ざかる方向に移動すると、可動部5が、台72に近づくよう移動する。このようにして、回転軸8の回転が、楔型治具71aの回転軸方向の移動に変換され、それがさらに可動部5のプレス方向の移動に変換される。この構成により、回転軸8の回転量に対する可動部5の移動量を小さくできる。
In the example shown in FIG. 5, one wedge-shaped
図5の示す構成において、可動部5は、回転軸8方向に移動可能であってもよい。図5に示す例では、可動部5の回転軸8方向の両側の側面5as、5bsと、パンチ6の内面6as、6bsの間には隙間がある。楔型治具71aが、回転軸方向に移動すると、可動部5は、プレス方向に移動しつつ、回転軸方向にも移動することになる。なお、図1に示す構成では、可動部5の回転軸8方向の両側の側面と、パンチ6の内面との間に隙間があってもよいし、これらが互いに摺動可能であってもよい。
In the configuration shown in FIG. 5, the
図6は、本実施形態のさらに他の変形例におけるプレス装置1を示す側面図である。図6に示すプレス装置1は、台72の支持面72sに配置された1つの楔型治具71aを有する。楔型治具71aは、モータ9の回転軸8の雄ねじ溝と噛み合う雌ねじ溝を有する。楔型治具71aは、台72に対して回転軸8の方向に摺動可能である。楔型治具71aは、プレス方向に対して傾いた傾斜面71auと、台72と摺動する底面71adを有する。傾斜面71auは、可動部5の底面5adと摺動可能に接する。傾斜面71auは、モータ8から遠い方が低くなるよう傾斜している。可動部5の底面5adは、楔型治具71aの傾斜面71auと同じ角度の傾斜を有する。可動部5の回転軸方向の両側の側面5as、5bsのうち、モータ8と反対側の側面5bsは、パンチ6の内面6bsと摺動可能である。パンチ6の内面6bsは、台72に対して固定された面である。
Figure 6 is a side view showing a
図6に示す例では、回転軸8の回転に伴って、楔型治具71aが回転軸8の方向に移動する。楔型治具71aが、モータ8から遠ざかる方向に移動すると、楔型治具71aは、回転軸8の方向においてモータ8から遠ざかる向きに可動部5を押す。可動部5がモータ8から遠ざかる方向へ移動する動きは、パンチ6の内面6bsによって規制される。可動部5は、パンチ6の内面6bsに対して摺動しながら、台72から遠ざかるよう移動する。楔型治具71aが、モータ8へ近づく方向に移動すると、可動部5が、台72に近づくよう移動する。このようにして、回転軸8の回転が、楔型治具71aの回転軸方向の移動に変換され、それがさらに可動部5のプレス方向の移動に変換される。この構成により、回転軸8の回転量に対する可動部5の移動量を小さくできる。
In the example shown in FIG. 6, the wedge-shaped
図1、図4~6のプレス装置1は、いずれも下記の構成を備える。すなわち、プレス装置は、少なくとも1つモータと、モータに接続され、モータの回転に伴って回転する回転軸を備える。回転軸は雄ねじ溝を有する。変換機構は、プレス方向に垂直な支持面を有する台と、台と可動部の間に配置される少なくとも1つの楔型治具を含む。楔型治具は、台の支持面に摺動可能に接する底面と、プレス方向に対して傾いた傾斜面であって、可動部の底面と摺動可能に接する傾斜面とを有する。楔型治具は、回転軸の雄ねじ溝と噛み合う雌ねじ溝を有する。楔型治具の傾斜面は、モータから遠い方が低くなるよう傾斜している。可動部の底面は、楔型治具の傾斜面と同じ角度の傾斜を有する傾斜面を含む。可動部は、回転軸の方向においてモータから遠ざかる向きに力が加わった場合に、可動部の回転軸方向の動きを規制する規制面と摺動可能である。この構成により、回転軸の回転により楔型治具がモータから遠ざかる方向に移動すると、可動部は、規制面と摺動しながら台から遠ざかる方向に移動する。楔型治具がモータに近づく方向に移動すると、可動部は、台に近づく方向に移動する。このようにして、回転軸の回転が、楔型治具の回転軸方向の移動に変換され、それがさらに可動部のプレス方向の移動に変換される。この構成により、回転軸の回転量に対する可動部の移動量を小さくできる。なお、図1及び図4の例では、楔型治具71a、71bの傾斜面71au、71buが規制面の一例である。図5の例では、楔型治具71bの傾斜面71buが規制面の一例である。図6の例では、パンチ6の側面6bsが規制面の一例である。
The
なお、変換機構は、上記例に限られない。例えば、モータに接続される回転軸をプレス方向としてもよい。この場合、可動部に、回転軸の外周の雄ねじ溝に噛み合う雌ねじ溝が形成されてもよい。回転軸の回転により、可動部がプレス方向に移動する。モータの回転量を制御することにより、可動部のプレス方向の移動量を制御することができる。 The conversion mechanism is not limited to the above example. For example, the rotating shaft connected to the motor may be in the pressing direction. In this case, the movable part may be formed with a female screw groove that meshes with the male screw groove on the outer periphery of the rotating shaft. The movable part moves in the pressing direction due to the rotation of the rotating shaft. The amount of movement of the movable part in the pressing direction can be controlled by controlling the amount of rotation of the motor.
他の例として、変換機構は、回転軸をプレス方向に垂直として、回転軸の回転をプレス方向の軸周りの回転に変換する機構を含んでもよい。この変換には、例えば、ベベルギヤ又ウォームギヤ等のギヤ機構を用いることができる。この場合、プレス方向の回転軸の外周の雄ねじ溝と、可動部に形成された雌ねじ溝が噛み合う構成とすることができる。これにより、プレス方向の軸周りの回転を、プレス方向の直線運動に変換できる。 As another example, the conversion mechanism may include a mechanism that converts the rotation of the rotation axis into rotation around an axis in the press direction, with the rotation axis perpendicular to the press direction. For this conversion, a gear mechanism such as a bevel gear or worm gear can be used. In this case, the male screw groove on the outer periphery of the rotation axis in the press direction can be configured to mesh with a female screw groove formed in the movable part. This allows the rotation around the axis in the press direction to be converted into linear motion in the press direction.
また、他の例として、変換機構は、プレス方向に垂直な回転軸の回転を、プレス方向の直線運動に変換するラックアンドピニオン機構又は遊星歯車機構を含んでもよい。 As another example, the conversion mechanism may include a rack-and-pinion mechanism or a planetary gear mechanism that converts the rotation of a rotation axis perpendicular to the press direction into linear motion in the press direction.
また、付勢部材の構成も上記例に限られない。例えば、可動部5を支持する油圧クッションを、付勢部材としてもよい。また、付勢部材を有しないプレス装置も、本発明の実施形態の1つである。上記例では、プレス工程において、可動部5が、付勢部材10によって付勢されながら、可動部5の頂面がパンチ6の加圧面6uと同じ高さになるまで、パンチ6の内部に押し込まれる(図3D参照)。これに対して、1つのプレス成形品を製造する工程において、可動部5とパンチ6の相対位置が変化しない構成であってもよい。
The configuration of the biasing member is not limited to the above example. For example, a hydraulic cushion that supports the
一例として、図1、図4、図5又は図6に示す構成において、付勢部材10を省略してもよい。この場合、台72がパンチ6に対して固定される。また、モータ9、回転軸8、及び変換機構が、パンチ6に対して固定される。この場合、可動部5の位置を変更することで、形状が異なるプレス成形品を製造することができる。すなわち、金型を新たに作製しなくても、異なる形状の金型でのプレス成形が可能になる。また、可動部5の位置を精密の調整できるので、金型を交換しなくても、微妙に形状の異なるプレス成形品を製造することができる。
As an example, in the configuration shown in FIG. 1, FIG. 4, FIG. 5, or FIG. 6, the biasing
上記実施形態では、パンチ6に設けられた可動部5のパンチ6に対する相対移動が、モータ9によって調整される。変形例として、例えば、ダイに設けられた可動部のダイに対する相対移動が、モータによって調整される構成としてもよい。可動部は、ダイ又はパンチの少なくとも一方に設けられてもよい。可動部は、その可動部が設けられるダイ又はパンチに対して、プレス方向に移動可能である。変換機構は、回転軸の回転を、可動部の(その可動部が設けられる)ダイ又はパンチに対するプレス方向の直線移動に変換される。
In the above embodiment, the relative movement of the
以上、本発明の一実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the above-mentioned embodiment is merely an example for implementing the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and it is possible to implement the above-mentioned embodiment by appropriately modifying it within the scope of the gist of the present invention.
1:プレス装置
2:ダイ
4:可動部(ダイ側)
5:可動部(パンチ型)
6:パンチ
10:付勢部材
12:制御部
1: Press device 2: Die 4: Movable part (die side)
5: Movable part (punch type)
6: punch 10: biasing member 12: control unit
Claims (4)
前記ダイに対してプレス方向に相対移動可能なパンチと、
前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方に設けられ、前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方に対して前記プレス方向に移動可能な可動部と、
目標の回転状態にするための指令値によって回転が制御されるモータと、
前記モータに接続され、前記モータの回転に伴って回転する回転軸と、
前記回転軸の回転を、前記可動部の前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方に対する前記プレス方向の直線移動に変換する変換機構と、を備え、
前記モータの回転により、前記可動部が設けられる前記ダイ及びパンチの少なくとも一方に対する前記可動部の相対位置が変化し、
前記可動部を前記ダイ又は前記パンチの少なくとも一方に押し込む力に反して、前記可動部を復帰させる方向に付勢する付勢部材をさらに備える、プレス装置。 Die and
A punch that is movable relative to the die in a pressing direction;
a movable part provided on at least one of the die and the punch and movable in the pressing direction relative to at least one of the die and the punch;
a motor whose rotation is controlled by a command value for achieving a target rotation state;
a rotating shaft connected to the motor and rotating with the rotation of the motor;
a conversion mechanism for converting the rotation of the rotation shaft into a linear movement of the movable part in the pressing direction relative to at least one of the die and the punch,
a relative position of the movable part with respect to at least one of the die and the punch on which the movable part is provided changes due to rotation of the motor ;
The press device further includes a biasing member that biases the movable part in a returning direction against a force that presses the movable part into at least one of the die and the punch .
前記モータの前記回転軸は、前記プレス方向に対して垂直である、プレス装置。 The press device according to claim 1,
A press apparatus, wherein the rotation axis of the motor is perpendicular to the pressing direction.
前記回転軸は、雄ねじ溝を有し、
前記変換機構は、
前記プレス方向に垂直な支持面を有する台と、
前記台と前記可動部の間において、前記回転軸の延びる方向に並んで配置される一対の楔型治具を含み、
前記一対の楔型治具のそれぞれは、前記台の前記支持面に摺動可能に接する底面と、前記プレス方向に対して傾いた傾斜面であって、前記可動部の底面と摺動可能に接する傾斜面とを有し、
一対の楔型治具のそれぞれの前記傾斜面は、対向する相手方の楔型治具に近い方が低くなるよう傾斜しており、
前記可動部の底面は、前記一対の楔型治具の傾斜面のそれぞれと同じ角度の傾斜を有する傾斜面を含み、
前記一対の楔型治具は、前記回転軸の雄ねじ溝と噛み合う雌ねじ溝を有し、
前記一対の楔型治具は、前記回転軸の回転に伴って、互いに近づく方向又は互いに遠ざかる方向に移動するように前記雌ねじ溝が形成されている、プレス装置。 The press device according to claim 2,
The rotating shaft has a male screw groove,
The conversion mechanism is
A table having a support surface perpendicular to the pressing direction;
a pair of wedge-shaped jigs arranged side by side in a direction in which the rotation shaft extends between the base and the movable part,
Each of the pair of wedge-shaped jigs has a bottom surface that is in slidable contact with the support surface of the base, and an inclined surface that is inclined with respect to the pressing direction and is in slidable contact with the bottom surface of the movable part,
The inclined surfaces of each of the pair of wedge-shaped jigs are inclined so that the surface closer to the opposing wedge-shaped jig is lower,
a bottom surface of the movable portion includes an inclined surface having the same angle of inclination as each of the inclined surfaces of the pair of wedge-shaped jigs;
The pair of wedge-shaped jigs have female thread grooves that mesh with the male thread grooves of the rotating shaft,
The pair of wedge-shaped jigs have female thread grooves formed therein such that they move toward each other or away from each other as the rotating shaft rotates.
前記モータは、第1モータ及び第2モータを含み、
前記回転軸は、第1モータに接続される第1回転軸と、前記第1回転軸と同軸であり、前記第2モータに接続される第2回転軸とを含み、
前記第1回転軸及び前記第2回転軸は、雄ねじ溝を有し、
前記変換機構は、
前記プレス方向に垂直な支持面を有する台と、
前記台と前記可動部の間において、前記回転軸の延びる方向に並んで配置される一対の楔型軸を含み、
前記一対の楔型軸のそれぞれは、前記台の前記支持面に摺動可能に接する底面と、前記プレス方向に対して傾いた傾斜面であって、前記可動部の底面と摺動可能に接する傾斜面とを有し、
一対の楔型治具のそれぞれの前記傾斜面は、対向する相手方の楔型治具に近い方が低くなるよう傾斜しており、
前記可動部の底面は、前記一対の楔型治具の傾斜面のそれぞれと同じ角度の傾斜を有する傾斜面を含み、
前記一対の楔型治具の一方は、前記第1回転軸の前記雄ねじ溝と噛み合う雌ねじ溝を有し、
前記一対の楔型治具の他方は、前記第2回転軸の前記雄ねじ溝と噛み合う雌ねじ溝を有
する、プレス装置。 The press device according to claim 2,
The motor includes a first motor and a second motor,
the rotating shaft includes a first rotating shaft connected to a first motor and a second rotating shaft coaxial with the first rotating shaft and connected to the second motor;
The first rotating shaft and the second rotating shaft have male screw grooves,
The conversion mechanism is
A table having a support surface perpendicular to the pressing direction;
a pair of wedge-shaped shafts arranged side by side in a direction in which the rotation shaft extends between the base and the movable part,
Each of the pair of wedge-shaped shafts has a bottom surface that is in slidable contact with the support surface of the base, and an inclined surface that is inclined with respect to the press direction and is in slidable contact with the bottom surface of the movable part,
The inclined surfaces of each of the pair of wedge-shaped jigs are inclined so that the surface closer to the opposing wedge-shaped jig is lower,
a bottom surface of the movable portion includes an inclined surface having the same angle of inclination as each of the inclined surfaces of the pair of wedge-shaped jigs;
One of the pair of wedge-shaped jigs has a female screw groove that meshes with the male screw groove of the first rotating shaft,
The other of the pair of wedge-shaped jigs has a female thread groove that meshes with the male thread groove of the second rotation shaft.
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