特開 2024-72972 プレス成形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024072972

(43)【公開日】2024-05-29

(54)【発明の名称】プレス成形装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 24/04 20060101AFI20240522BHJP

   B21D 22/22 20060101ALI20240522BHJP

   B21D 24/00 20060101ALI20240522BHJP

【ＦＩ】

B21D24/04 G

B21D22/22

B21D24/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022183900

(22)【出願日】2022-11-17

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】平林 航

(72)【発明者】

【氏名】伊勢 慶太

(72)【発明者】

【氏名】下門 輝也

(72)【発明者】

【氏名】一見 光宏

【テーマコード（参考）】

4E137

【Ｆターム（参考）】

4E137AA06

4E137AA11

4E137AA18

4E137AA28

4E137BB01

4E137CA09

4E137CA24

4E137DA14

4E137EA02

4E137GA15

4E137GA16

4E137HA07

4E137HA08

(57)【要約】

【課題】金型構造に起因する成形時のビード拘束力の低下を抑えつつ、ビード拘束力が強く且つ歩留まりの高いビードを成形可能なプレス成形装置を提供する。
【解決手段】上型１０の上側成形面１１と下型２０の下側成形面２１とでワークＷを挟むことで意匠面４０を成形するプレス成形装置１である。下側成形面２１よりも外側に設けられ、上型１０のビード成形部１３との間でビード５０を成形するブランクホルダ３０を備えている。ビード成形部１３およびブランクホルダ３０には、噛み合った場合に、ビード成形部１３がブランクホルダ３０よりも内側になるような階段形状部１５，３３が設けられている。階段形状部１５，３３は、プレス方向に見て、２段の段差部１５ｂ，１５ｄ，３３ｂ，３３ｄが２列で並ぶ波状をなすように形成されている。上型１０には、ビード成形部１３よりも外側に外倒れ防止部１７が設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１金型と第２金型とを相対移動させて、当該第１金型の第１成形面と当該第２金型の第２成形面とで素材を挟むことにより成形品の意匠面を成形するプレス成形装置であって、
上記第２金型側における上記第２成形面よりも外側に設けられ、当該第２成形面よりも上記第１金型に近付くように当該第１金型側に付勢され、当該第１金型における上記第１成形面よりも外側のビード成形部との間で上記素材を挟むことにより、上記意匠面の外側にビードを成形するブランクホルダを備え、
上記ビード成形部およびブランクホルダには、上記素材を介して噛み合った場合に、プレス方向における同じ位置で当該ビード成形部が当該ブランクホルダよりも内側になるような、２段の段差部を有する階段形状部がそれぞれ設けられており、
上記各階段形状部は、プレス方向に見て、上記２段の段差部が２列で並ぶ波状をなすように形成されており、
上記第１金型には、上記ビード成形部よりも外側に、上記ブランクホルダの倒れを抑える外倒れ防止部が設けられていることを特徴とするプレス成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレス成形装置に関し、特に、成形品の意匠面の外側にビードを成形するプレス成形装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、上型の成形面と下型の成形面とで素材を挟む（押圧する）ことによって成形品の意匠面を成形する場合に、意匠面の成形に先立ち、ブランクホルダを用いて、素材における意匠面となる部位の外側にビードを形成しておき、かかるビードにて素材を拘束することによって、意匠面成形時に素材が外側から内側へ流入することに起因して皺が生じるのを抑える手法が知られている。

【0003】

このような素材を拘束する力（ビード拘束力）を強めるようなビードとして、平面視で（プレス方向に見て）ストレート状をなす断面台形状のビードや、平面視で波状をなす断面台形状のビード（例えば特許文献１）や、平面視で波状をなす１段の段差部を有する断面階段形状のビード（例えば特許文献２）等といった種々の形状を有するビードが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９－０２９３４８号公報

【特許文献2】特開２０１３－１８０３３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した形状を有するビードには、以下のように、それぞれ一長一短がある。

【0006】

すなわち、平面視で波状をなす断面台形状のビードは、平面視でストレート状をなす断面台形状のビードに比して、波状をなすことによりビード拘束力は向上するが、波状による振幅分、歩留まりが低下するという問題がある。また、平面視で波状をなす１段の段差部を有する断面階段形状のビードは、平面視で波状をなす断面台形状のビードに比して、波状をなす面が１面少ない分、歩留まりを向上させることができるが、金型とのなつき箇所も１面（段差部のみ）となるため、ビード拘束力が低下するという問題がある。

【0007】

さらに、金型構造に着目すると、ストレート状であれ、波状であれ断面台形状のビードを形成する場合には、例えば上型およびブランクホルダの一方に形成された断面台形状の凹溝部に、他方に形成された凸条部が嵌る態様になることから、意匠面成形時にビードが内側（成形面側）に引き込まれても、ブランクホルダが内側に倒れることはない。

【0008】

これに対し、断面階段形状のビードを形成する場合には、例えば上型が外側で、ブランクホルダが内側という態様になると、意匠面成形時にビードが内側に引き込まれた際に、ブランクホルダが内側に倒れることで、ブランクホルダと上型とのクリアランスが拡がってしまい、ビード拘束力が低下するという問題がある。

【0009】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、金型構造に起因する成形時のビード拘束力の低下を抑えつつ、ビード拘束力が強く且つ歩留まりの高いビードを成形することが可能なプレス成形装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記目的を達成するため、本発明に係るプレス成形装置では、素材とのなつき箇所が多い、２段の段差部を有する階段形状部を金型およびブランクホルダに設けるとともに、かかる階段形状部同士の向きを、ブランクホルダが倒れた際に、ブランクホルダと金型とのクリアランスが詰まるような向きに設定するようにしている。

【0011】

具体的には、本発明は、第１金型と第２金型とを相対移動させて、当該第１金型の第１成形面と当該第２金型の第２成形面とで素材を挟むことにより成形品の意匠面を成形するプレス成形装置をその対象としている。

【0012】

そして、このプレス成形装置は、上記第２金型側における上記第２成形面よりも外側に設けられ、当該第２成形面よりも上記第１金型に近付くように当該第１金型側に付勢され、当該第１金型における上記第１成形面よりも外側のビード成形部との間で上記素材を挟むことにより、上記意匠面の外側にビードを成形するブランクホルダを備え、上記ビード成形部およびブランクホルダには、上記素材を介して噛み合った場合に、プレス方向における同じ位置で当該ビード成形部が当該ブランクホルダよりも内側になるような、２段の段差部を有する階段形状部がそれぞれ設けられており、上記各階段形状部は、プレス方向に見て、上記２段の段差部が２列で並ぶ波状をなすように形成されており、上記第１金型には、上記ビード成形部よりも外側に、上記ブランクホルダの倒れを抑える外倒れ防止部が設けられていることを特徴とするものである。

【0013】

この構成によれば、第２成形面よりも第１金型に近付くように第１金型側に付勢されるブランクホルダと、第１金型のビード成形部とにより、意匠面の成形に先立ち、素材を拘束するためビードを成形することができる。

【0014】

かかるビードは、ビード成形部およびブランクホルダにそれぞれ設けられた、２段の段差部を有する階段形状部が噛み合うことで成形され、且つ、各階段形状部は、プレス方向に見て、２段の段差部が２列で並ぶ波状をなすように形成されていることから、波状をなす２段の段差部を有する断面階段形状のビード（ダブルステップウェーブビード）を実現することができる。これにより、波状をなす１段の段差部を有する階段形状のビードよりもビード拘束力が強く、且つ、台形状のビードよりも歩留まりの高いビードを容易に実現することができる。

【0015】

ここで、意匠面成形時にビードが内側に引き込まれることにより、ブランクホルダも内側（成形面側）に引き込まれるが、ビード成形部およびブランクホルダに設けられる階段形状部は、プレス方向における同じ位置でビード成形部がブランクホルダよりも内側になるように形成されていることから、ブランクホルダが内側に倒れた際に、ブランクホルダと第１金型とのクリアランスが詰まることになる。したがって、意匠面成形時のビード拘束力の低下を抑えることが可能となっている。

【0016】

もっとも、プレス方向における同じ位置でビード成形部がブランクホルダよりも内側になるように階段形状部が形成されていることから、ビードの成形時（ブランクホールド時）には、ビード成形力の反力によりブランクホルダを外側に押す力が働くが、第１金型には、ビード成形部よりも外側に外倒れ防止部が設けられていることから、ブランクホルダが外側に倒れるのを抑えることができる。したがって、ブランクホールド時のビード拘束力の低下をも抑えることが可能となっている。

【発明の効果】

【0017】

以上説明したように、本発明に係るプレス成形装置によれば、金型構造に起因する成形時のビード拘束力の低下を抑えつつ、ビード拘束力が強く且つ歩留まりの高いビードを成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係るプレス成形装置を成形段階に応じて模式的に示す図である。

【図2】階段形状部およびダブルステップウェーブビードを模式的に示す図である。

【図3】従来のプレス成形装置との差異を模式的に説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、以下では、説明の便宜上、プレス成形装置のプレス方向を上下方向とし、図の左右方向をプレス成形装置における左右方向とする。

【0020】

図１は、本実施形態に係るプレス成形装置１を成形段階に応じて模式的に示す図である。このプレス成形装置１は、図１に示すように、上型１０と、下型２０と、ブランクホルダ３０と、を備えている。プレス成形装置１は、図１（ａ）に示すように、ワーク（素材）Ｗをブランクホルダ３０に載置した状態から、駆動手段（図示せず）によって上型１０を下降させて、図１（ｂ）および（ｃ）に示すように、上型１０とブランクホルダ３０とでワークＷを挟むことにより、ワークＷにおける意匠面４０となる部位４０ａの外側にビード５０を形成するように構成されている。そうして、プレス成形装置１は、図１（ｂ）に示す状態から、ビード５０にてワークＷを拘束しながら、上型１０をさらに下降させて（上型１０と下型２０とを相対移動させて）、図１（ｄ）に示すように、上型１０の上側成形面１１と下型２０の下側成形面２１とでワークＷを挟む（押圧する）ことにより成形品Ｍの意匠面４０を成形するように構成されている。

【0021】

下型（第２金型）２０には、図１（ａ）、（ｂ）および（ｄ）に示すように、その上面における左右方向の中央部に、意匠面４０を成形するための下側成形面（第２成形面）２１が形成されている。さらに、下型２０には、左右方向における下側成形面２１の両外側に、上型１０が下死点に至った際に、ブランクホルダ３０が収容される凹部２３が形成されている。凹部２３には、ブランクホルダ３０を上方（上型１０側）に付勢する、流体シリンダ等の付勢手段２５が設けられている。

【0022】

上型（第１金型）１０には、その下面における左右方向の中央部に、下側成形面２１と上下方向に対向する、意匠面４０を成形するための上側成形面（第１成形面）１１が形成されている。また、上型１０には、左右方向における上側成形面１１の両外側に、ブランクホルダ３０と上下方向に対向する、ビード成形部１３が設けられている。さらに、上型１０には、左右方向におけるビード成形部１３の両外側に、左右方向外側へのブランクホルダ３０の倒れを抑える外倒れ防止部１７が設けられている。

【0023】

ブランクホルダ３０は、その下端部が凹部２３に収容されるような態様で、下型２０側における下側成形面２１よりも左右方向外側に設けられている。ブランクホルダ３０は、その下端部が付勢手段２５に接続されていて、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、下側成形面２１よりも上型１０に近付くように上方に付勢されている一方、上型１０が下死点に向かって下降すると、図１（ｄ）に示すように、付勢手段２５の付勢力に抗して、その全体が下降して一部が凹部２３に収容されるようになっている。ブランクホルダ３０は、図１（ｂ）および（ｃ）に示すように、上型１０におけるビード成形部１３との間でワークＷを挟む（押圧する）ことにより、意匠面４０の外側にビード５０を成形するようになっている。

【0024】

このように、本実施形態に係るプレス成形装置１では、下側成形面２１よりも上型１０に近付くように上方に付勢されるブランクホルダ３０と、上型１０のビード成形部１３とにより、意匠面４０の成形に先立ち、ワークＷを拘束するためビード５０を成形することが可能となっている。

【0025】

図２は、階段形状部１５，３３およびダブルステップウェーブビード５０を模式的に示す図である。なお、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ部の拡大図である。ビード成形部１３およびブランクホルダ３０には、図２（ａ）に示すように、２段の段差部１５ｂ，１５ｄを有する階段形状部１５、および、２段の段差部３３ｂ，３３ｄを有する階段形状部３３がそれぞれ設けられている。

【0026】

ビード成形部１３の階段形状部１５は、図２（ｂ）に示すように、上面１５ａと、第１段差部１５ｂと、第１段差面１５ｃと、第２段差部１５ｄと、第２段差面１５ｅと、がＲ部を介して連続しており、これにより、左右方向内側に行くほど下方に傾斜するような２段の階段形状に形成されている。第２段差面１５ｅは、上側成形面１１の左右方向の端部と連なっている。また、第１段差部１５ｂと第２段差部１５ｄとは、下方から（プレス方向に）見て、２列で並ぶ波状をなすように形成されている。

【0027】

ブランクホルダ３０の階段形状部３３は、下面３３ａと、第１段差部３３ｂと、第１段差面３３ｃと、第２段差部３３ｄと、第２段差面３３ｅと、がＲ部を介して連続しており、これにより、左右方向外側に行くほど上方に傾斜するような２段の階段形状に形成されている。下面３３ａは、下側成形面２１の左右方向の端部と連なっている。また、第１段差部３３ｂと第２段差部３３ｄとは、上方から（プレス方向に）見て、２列で並ぶ波状をなすように形成されている。

【0028】

これら階段形状部１５，３３は、ワークＷを介して噛み合った場合（ブランクホールド時）に、上下方向（プレス方向）における同じ位置でビード成形部１３がブランクホルダ３０よりも内側になるような向きに設定されている。より詳しくは、階段形状部１５，３３は、ブランクホールド時に、上下方向における同じ位置で、第２段差部１５ｄが第１段差部３３ｂよりも内側になり、且つ、第１段差部１５ｂが第２段差部３３ｄよりも内側になるように形成されている。

【0029】

このように、本実施形態に係るプレス成形装置１では、２段の段差部１５ｂ，１５ｄを有する階段形状部１５と、２段の段差部３３ｂ，３３ｄを有する階段形状部３３とが噛み合うことで、斜視図である図２（ｃ）に示すように、２段の段差部５１，５３を有するビード５０を成形することができる。しかも、階段形状部１５，３３は、プレス方向に見て、２段の段差部１５ｂ，１５ｄ，３３ｂ，３３ｄが２列で並ぶ波状をなすように形成されていることから、平面図である図２（ｄ）に示すように、各々波状をなす２段の段差部５１，５３を有する断面階段形状のダブルステップウェーブビード５０を実現することができる。このように、２段の段差部５１，５３が波状をなすことと、なつき箇所５５，５７が２か所であることとが相俟って、ビード拘束力が強く、且つ、台形状のビードよりも歩留まりの高いビード５０を実現することができる。

【0030】

図３は、従来のプレス成形装置１０１との差異を模式的に説明する図である。なお、図３（ｃ）に示すブランクホルダ３０’は、階段形状部３３よりも外側の形状が異なる点を除けば、ブランクホルダ３０とほぼ同じものである。ビード１５０を形成する場合に、図３（ｂ）の右側に示すように、上型１１０が外側で、ブランクホルダ１３０が内側という態様になると、意匠面成形時にビード１５０が内側に引き込まれた際に（太線矢印Ａ参照）、ブランクホルダ１３０が内側に倒れることで（太線矢印Ｂ参照）、図３（ｂ）の左側の拡大図の白抜き矢印で示すように、ブランクホルダ１３０と上型１１０とのクリアランスが拡がってしまい、ビード拘束力が低下する場合がある。

【0031】

これに対し、本実施形態に係るプレス成形装置１では、図３（ａ）の右側に示すように、意匠面４０成形時にビード５０が内側に引き込まれることにより（太線矢印Ａ参照）、ブランクホルダ３０も内側に引き込まれるが（太線矢印Ｂ参照）、ビード成形部１３およびブランクホルダ３０に設けられる階段形状部１５，３３は、上下方向における同じ位置でビード成形部１３がブランクホルダ３０よりも内側になるように形成されていることから、図３（ａ）の左側の拡大図の白抜き矢印で示すように、ブランクホルダ３０が内側に倒れた際に、ブランクホルダ３０と上型１０とのクリアランスが詰まることになる。したがって、意匠面４０成形時のビード拘束力の低下を抑えることが可能となっている。

【0032】

もっとも、上下方向における同じ位置でビード成形部１３がブランクホルダ３０よりも内側になるように階段形状部１５，３３が形成されていることから、ビード５０の成形時には、図１（ｃ）の白抜き矢印で示すように、ビード成形力の反力によりブランクホルダ３０を外側に押す力が働くが、図３（ｄ）に示す従来のプレス成形装置１０１とは異なり、上型１０には、図３（ｃ）に示すように、ビード成形部１３よりも外側に外倒れ防止部１７が設けられていることから、ブランクホルダ３０’が外側に倒れるのを抑えることができる。したがって、ブランクホールド時のビード拘束力の低下をも抑えることが可能となっている。

【0033】

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

【0034】

上記実施形態では、プレス成形装置１におけるプレス方向を上下方向としたが、これに限らず、上下方向以外の方向をプレス方向とするようにしてもよい。

【0035】

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【産業上の利用可能性】

【0036】

本発明によると、金型構造に起因する成形時のビード拘束力の低下を抑えつつ、ビード拘束力が強く且つ歩留まりの高いビードを成形することができるので、成形品の意匠面を成形するプレス成形装置に適用して極めて有益である。

【符号の説明】

【0037】

１ プレス成形装置、 １０ 上型（第１金型）、 １１ 上側成形面（第１成形面）、 １３ ビード成形部、 １５ 階段形状部、 １５ｂ 第１段差部、 １５ｄ 第２段差部、 １７ 外倒れ防止部、 ２０ 下型（第２金型）、 ２１ 下側成形面（第２成形面）、 ３０、３０’ ブランクホルダ、 ３３ 階段形状部、 ３３ｂ 第１段差部、 ３３ｄ 第２段差部、 ４０ 意匠面、 ５０ ビード、 Ｍ 成形品、 Ｗ ワーク（素材）

【図1】

【図2】

【図3】