JP2008119704A - プレス加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品の加工精度を良好に維持することができるとともに、パンチとダイスとの干渉を回避することができるプレス加工装置を提供する。
【解決手段】板材を載置し得るダイス３が配設された下型１と、該下型１に対して近接及び離間可能な上型２と、該上型２に形成され、当該上型２が下型１に対して近接したとき、ダイス３上の板材に対して所定のプレス加工（抜き加工）を施し得るパンチ５とを具備したプレス加工装置において、ダイス３がその平面に対して移動自在とされるとともに、上型２の下型１への近接に伴い、ダイス３を移動させ、これらダイス３及びパンチ５の相対位置を予め定められた状態とするガイドバー６及びガイド穴７を具備したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、上型が下型に対して近接及び離間することによって板材をプレス加工するためのプレス加工装置に関するものである。

従来のプレス加工装置として、板材の外形抜き加工とその内側の孔明け加工とを同時に行うための所謂コンパウンド金型（総抜き金型）と呼ばれる抜き加工装置が挙げられる。この抜き加工装置は、例えば特許文献１にて開示されているように、板材を載置し得る雌刃型（ダイス）が設置された下型と、該下型に対して近接及び離間可能な上型と、上型が下型に近接したときダイス上の板材の外形抜き加工及びその内側の孔明け加工とを同時に行う雄刃型（パンチ）とを具備している。

そして、このようなプレス加工装置（抜き加工装置）は、雌刃型と雄刃型との間のクリアランスを微少に設定することにより、製品の剪断面にだれやバリ等が生じてしまうのを回避することができ、当該剪断面を良好とすることができる。また、孔明け加工により抜かれたスクラップを雌刃型（パンチ）内部に複数保持可能とされるため、抜き加工一回毎の当該スクラップの取り除き作業が不要となり、間欠的な定尺送りにて抜き加工が可能とされている。
特開２００６−２３９７１１号公報

しかしながら、上記従来のプレス加工装置においては、製品の剪断面を良好とすべく雌刃型と雄刃型との間のクリアランスを微少に設定する必要があるが、構成部材間にガタや設計誤差が生じていると、上型が下型に近接したとき、雌刃型と雄刃型（即ち、ダイスとパンチ）とが干渉してしまう虞があった。即ち、上型が下型に近接したとき、構成部材間のガタや設計誤差に起因してパンチのダイスに対する相対的位置がずれてしまい、これらが干渉してしまうのである。

一方、構成部材間のガタや設計誤差を予め見越しておき、当該パンチとダイスとの間のクリアランスに余裕を持たせて比較的大きなクリアランス寸法とすることも考えられるが、その場合、製品の剪断面にだれやバリ等が生じてしまい、当該剪断面を良好に維持するのが困難になってしまうという問題がある。尚、このような現象は、抜き加工に限らず、例えば深絞り加工など他のプレス加工装置においても、パンチとダイスとの間のクリアランスが正規の寸法からずれることにより生じ得るものである。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、製品の加工精度を良好に維持することができるとともに、パンチとダイスとの干渉を回避することができるプレス加工装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、板材を載置し得るダイスが配設された下型と、該下型に対して近接及び離間可能な上型と、該上型に形成され、当該上型が前記下型に対して近接したとき、前記ダイス上の板材に対して所定のプレス加工を施し得るパンチとを具備したプレス加工装置において、前記ダイス又はパンチがその平面に対して移動自在とされるとともに、前記上型の下型への近接に伴い、前記ダイス又はパンチを移動させ、これらダイス及びパンチの相対位置を予め定められた状態とする可動手段を具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のプレス加工装置において、前記可動手段は、上型側から下型側又は下型側から上型側に突設されたガイドバーと、前記上型が下型へ近接する過程で前記ガイドバーを挿通し得るガイド穴とから成り、これらガイドバー及びガイド穴をそれぞれ前記パンチ若しくはそれと連なる部位、又は前記ダイス若しくはそれと連なる部位にそれぞれ形成して成ることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のプレス加工装置において、前記ダイス又はパンチは、所定寸法のクリアランスを有しつつピン状部材にて前記下型又は上型に連結され、当該クリアランス寸法だけ前記ダイス又はパンチがその平面に対して移動自在とされたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載のプレス加工装置において、前記ダイス又はパンチの周縁を囲んでＬ字状部材が配設され、当該Ｌ字状部材にて前記ダイス又はパンチの側面及び表面を覆うことにより抜け止めが図られていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１つに記載のプレス加工装置において、前記パンチは、ダイス上の板材に対して外形抜き加工及びその内側の孔明け加工を同時に行うとともに、孔明け加工によるスクラップを内部に保持し得るものであることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ダイス又はパンチがその平面に対して移動自在とされるとともに、上型の下型への近接に伴い、ダイス又はパンチを移動させ、これらダイス及びパンチの相対位置を予め定められた状態とし得るので、製品の加工精度を良好に維持することができるとともに、パンチとダイスとの干渉を回避することができる。

請求項２の発明によれば、上型の下型への近接に伴いガイドバーがガイド穴に挿通することにより、ダイス又はパンチを移動させるので、これらダイス及びパンチの相対位置を簡易な構成で且つ正確に予め定められた状態とすることができる。

請求項３の発明によれば、ダイス又はパンチは、所定寸法のクリアランスを有しつつピン状部材にて下型又は上型に連結され、当該クリアランス寸法だけダイス又はパンチがその平面に対して移動自在とされているので、上型が下型に近接する過程において、簡易な構成で且つスムーズにダイス又はパンチをその平面に対して移動させることができる。

請求項４の発明によれば、ダイス又はパンチの周縁を囲んでＬ字状部材が配設され、当該Ｌ字状部材にてダイス又はパンチの側面及び表面を覆うことにより抜け止めが図られているので、簡易な構成で且つよりスムーズにダイス又はパンチをその平面に対して移動させることができる。

請求項５の発明によれば、パンチは、ダイス上の板材に対して外形抜き加工及びその内側の孔明け加工を同時に行うとともに、孔明け加工によるスクラップを内部に保持し得るものであるので、環状の製品を素早く且つ精度よく得ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係るプレス加工装置は、金属製板材Ｂを抜き加工して製品を得るものであって、当該板材Ｂの外形抜き加工及びその内側の孔明け加工を同時に行うことができる所謂コンパウンド金型と呼ばれる装置に適用されたものである。かかる抜き加工装置は、図１に示すように、ダイス３等を具備した下型１と、パンチ５等を具備した上型２と、ガイドバー６及びガイド穴７から成る可動手段とから主に構成されている。

板材Ｂは、帯状を成す長尺状板材から成り、例えばアンコイラ等に装着されたコイル材からレベラフィーダ等を介して間欠的に巻き出されたものから成る。かかる板材Ｂは、図１中右方向に順次送り出され、ダイス３上に至り、その後、更に同方向へ送り出されて切断され得るようになっている。即ち、板材Ｂは、間欠的に定尺送りされつつパンチ５下に至ってプレス加工（抜き加工）されるようになっているのである。

下型１は、装置に固定されつつ、その上面側にはダイス３が配設されているとともに、上型２は、不図示の駆動機構によって下降及び上昇し、下型１に対して近接及び離間可能とされたものである。また、下型１のダイス３に対応した位置には、上型２のパンチ５が形成されている。更に、ダイス３の所定位置（図２に示す４カ所）にはガイド穴７が形成されているとともに、上型２のガイド穴７に対応する位置にはガイドバー６が下方に向けて突設されている。然るに、板材Ｂは、上型２が下型１に近接した際に停止、当該上型２が下型１から離間した際に送りといった動作が繰り返されることにより間欠的に送られるようになっている。

ダイス３には、固定部３ａと、該固定部３ａの外周縁に沿って下降可能に配設された可動部３ｂとを有しており、当該可動部３ｂの外周縁に沿って開口３ｃが形成されている。可動部３ｂは、製品形状に倣った輪郭（外輪郭及び内輪郭）を有しており（図２参照）、固定部３ａ及び開口３ｃに対して相対的に下降可能とされているとともに、その下面に図示しないノックアウトピンの先端が突き当てられている。

更に、本実施形態におけるダイス３は、図５に示すように、所定寸法ｔのクリアランスを有しつつピン状部材８にて下型１に連結され、当該クリアランス寸法ｔだけダイス３がその平面（図中左右方向）に対して移動自在とされている。具体的には、金属等から成るピン状部材８を下型１から上方に突設させ、その先端側をダイス３に設けられた穴ｈに挿通させるとともに、当該穴ｈの半径がピン状部材８の半径より寸法ｔだけ大きくなるよう設定されている。これにより、ダイス３は、下型１上をクリアランス寸法ｔだけ平行に移動（即ち、水平面内で滑動）自在となっている。

また更に、ダイス３の周縁を囲んでＬ字状部材９が配設されており、当該Ｌ字状部材９にてダイス３の側面（対向する１対の側面）及び表面（上面縁部）を覆うことにより抜け止めが図られている。即ち、Ｌ字状部材９は、下型１におけるダイス３の周縁から略垂直に上方へ突出してダイス３の側面を覆うとともに、上端から略水平方向に屈曲してＬ字状を成し、その屈曲部がダイス３の上面縁部を覆うようになっており、平面に対して移動自在となっているダイス３が上方へ抜けてしまうのを回避しているのである。尚、ダイス３とＬ字状部材９との間には、図６に示すように、寸法ｔより大きく設定された所定寸法ｕのクリアランスが形成されており、平面に対して移動するダイス３の動作を妨げないようになっている。

パンチ５は、略円筒状に形成され、先端面が固定部３ａと略同一形状とされるとともに、その外側縁端が外形抜き加工を行う抜き刃５ａを成し、内側縁端が孔明け加工を行う抜き刃５ｂを成すものである。また、パンチ５の内部には、収容空間５ｃが形成されており、当該収容空間５ｃに積層状態にて複数のスクラップが保持され得るよう構成されている。尚、パンチ５の収容空間５ｃに通じる開口縁には、内側に向かって膨出部５ｄが形成されている。

そして、図３に示すように、上型２が下型１に対して下降するのに伴ってパンチ５の先端面が板材Ｂを介して可動部３ｂに合致するよう設定されており、その合致状態から更に上型１を下降させれば、図４に示すように、可動部３ｂが図示しないノックアウトピンと共に下降する。このとき、パンチ５の抜き刃５ａと開口３ｃの縁端との間、及び抜き刃５ｂと固定部３ａの外縁端との間で剪断作用を生じさせ得るようになっている。

即ち、上型２が下型１に対して下降するのに伴いパンチ５がダイス３内に挿通されると、抜き刃５ａと開口３ｃの縁端との間の剪断により外形抜き加工が施されると同時に、抜き刃５ｂと固定部３ａの外縁端との間の剪断により、外形抜き加工の内側での孔明け加工が施されるのである。このように、外形抜き加工とその内側の孔明け加工を同時に行うことにより、環状の製品Ｗ（例えば多板式クラッチのクラッチ板等）を素早く且つ精度よく得ることができる。

更に、上記の如き外形抜き加工及びその内側の孔明け加工が行われると、孔明け加工により生じたスクラップがパンチ５の内部における収容空間５ｃに嵌入して保持されることとなる。また、既述の如くパンチ５の収容空間５ｃに通じる開口縁には、内側に向かって膨出部５ｄが形成されているため、上型２が下型１に対して上昇するのに伴ってパンチ５が上昇する際、保持したスクラップが脱落してしまうのを回避することができる。

ここで、本実施形態においては、上型２の所定部位からガイドバー６が下方に向けて突出形成されており、当該上型２が下型１に近接すると、ガイドバー６が下型１に形成されたガイド穴７に挿通されるようになっている。このガイドバー６は、図７（ａ）に示すように、その先端縁にテーパ形状６ａが形成されており、ガイド穴７に挿通される過程で、テーパ形状６ａがガイド穴７の開口縁を押圧して芯出し（ガイド穴７中心とガイドバー６中心とを合致させる作用）がなされるようになっている。

この芯出し作用に伴って、同図（ｂ）に示すように、ガイド穴７が形成されたダイス３がその平面に対して移動することとなり、パンチ５に対する相対位置を予め定められた状態（パンチ５の抜き刃５ａと開口３ｃの縁端との間、及び抜き刃５ｂと固定部３ａの外縁端との間のクリアランスが予め定められた微少寸法となった状態）とすることができる。従って、製品Ｗの剪断面を良好とすることができるので、製品Ｗの加工精度を良好に維持することができるとともに、パンチとダイスとの干渉を回避することができる。また、上型２の下型１への近接に伴いガイドバー６がガイド穴７に挿通することにより、ダイス３を移動させるので、ダイス３及びパンチ５の相対位置を簡易な構成で且つ正確に予め定められた状態とすることができる。

尚、上型２におけるパンチ５の外側には、軟性部材から成るパッド４が配設されており、当該上型２が下型１に近接すると、図３に示すように、パッド４が板材Ｂを押圧するよう構成されている。そして、更に上型２が下降するのに伴い、上型２に対して相対的に上昇し、パンチ５による加工を妨げないようになっている。パンチ５が上昇すると、図示しないノックアウトピンにより可動部３ｂが初期位置より更に上昇し、製品Ｗの取り出しが可能とされる。このように、板材Ｂが順次送られる過程で、パンチ５による外形抜き加工及びその内側の孔明け加工が施されることとなる。

ところで、上型２が下型１に対して繰り返し近接及び離間することにより、パンチ５による外形抜き加工及びその内側の孔明け加工が繰り返し施されるので、積層状態にて複数のスクラップが収容空間５ｃ内に保持されることとなる。尚、このスクラップに対し、予め孔明け加工を施しておけば、保持したスクラップの径方向に対する応力が内側（即ち、予め形成しておいた孔方向）に向かうこととなり好ましい。

従って、本実施形態によれば、ダイス３は、所定寸法ｔのクリアランスを有しつつピン状部材８にて下型１に連結され、当該クリアランス寸法ｔだけダイス３がその平面に対して移動自在とされているので、上型２が下型１に近接する過程において、簡易な構成で且つスムーズにダイス３をその平面に対して移動させることができる。

また、ダイス３の周縁を囲んでＬ字状部材９が配設され、当該Ｌ字状部材９にてダイス３の側面及び表面を覆うことにより抜け止めが図られているので、簡易な構成で且つよりスムーズにダイス３をその平面に対して移動させることができる。更に、パンチ５は、ダイス３上の板材Ｂに対して外形抜き加工及びその内側の孔明け加工を同時に行うとともに、孔明け加工によるスクラップを内部に保持し得るものであるので、環状の製品を素早く且つ精度よく得ることができる。

即ち、本実施形態によれば、剪断作用を良好に行わせるべく、パンチ５の抜き刃５ａと開口３ｃの縁端との間、及び抜き刃５ｂと固定部３ａの外縁端との間のクリアランスを極めて微少に設定した場合、構成部材間にガタや設計誤差が生じていても、上型２が下型１に近接したとき、ダイス３とパンチ５との間の相対位置を予め定められた状態（クリアランスを微少設定した状態）とすることができ、当該ダイス３とパンチ５とが干渉してしまうのを回避できるのである。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばガイドバーを下型１側から突設させるとともに当該ガイドバーを挿通させ得るガイド穴を上型２側（パンチ若しくはそれと連なる部位）に形成するようにしてもよい。また、ガイドバー及びガイド穴は、パンチ若しくはそれと連なる部位、ダイス若しくはそれと連なる部位に形成され、上型が下型に近接する過程で、ガイドバーのガイド穴に対する芯出し作用にてパンチ或いはダイスの何れか一方を移動して、これらの相対位置を予め定められた状態とし得れば足りる。
また更に、本実施形態においては、抜き加工装置に適用されているが、これに限定されず、パンチとダイスとにより板材に対して種々加工（深絞り加工等）を行うプレス加工装置一般に適用することができる。勿論、製品形状も種々変更することができ、例えば外輪郭が矩形状である環状部材を製造するようにしてもよい。

ダイス又はパンチがその平面に対して移動自在とされるとともに、上型の下型への近接に伴い、ダイス又はパンチを移動させ、これらダイス及びパンチの相対位置を予め定められた状態とする可動手段を具備したプレス加工装置であれば、外観形状が異なる他の形態のもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

本発明の実施形態に係る抜き加工装置（上型が下型から離間した状態）を示す断面模式図 同抜き加工装置における下型を示す平面図 同抜き加工装置（上型が下型に近接した状態）を示す断面模式図 同抜き加工装置におけるパンチによる外形抜き加工及びその内側の孔明け加工を説明するための模式図 同抜き加工装置におけるダイスの下型に対する連結状態を示す模式図 同抜き加工装置におけるＬ字状部材を示す模式図 同抜き加工装置におけるガイドバー及びガイド穴による芯出し作用を示す模式図

符号の説明

１ 下型
２ 上型
３ ダイス
４ パッド
５ パンチ
６ ガイドバー
７ ガイド穴
８ ピン状部材
９ Ｌ字状部材
Ｂ 板材
Ｗ 製品

Claims (5)

1. 板材を載置し得るダイスが配設された下型と、
   該下型に対して近接及び離間可能な上型と、
   該上型に形成され、当該上型が前記下型に対して近接したとき、前記ダイス上の板材に対して所定のプレス加工を施し得るパンチと、
   を具備したプレス加工装置において、
   前記ダイス又はパンチがその平面に対して移動自在とされるとともに、前記上型の下型への近接に伴い、前記ダイス又はパンチを移動させ、これらダイス及びパンチの相対位置を予め定められた状態とする可動手段を具備したことを特徴とするプレス加工装置。
2. 前記可動手段は、上型側から下型側又は下型側から上型側に突設されたガイドバーと、前記上型が下型へ近接する過程で前記ガイドバーを挿通し得るガイド穴とから成り、これらガイドバー及びガイド穴をそれぞれ前記パンチ若しくはそれと連なる部位、又は前記ダイス若しくはそれと連なる部位にそれぞれ形成して成ることを特徴とする請求項１記載のプレス加工装置。
3. 前記ダイス又はパンチは、所定寸法のクリアランスを有しつつピン状部材にて前記下型又は上型に連結され、当該クリアランス寸法だけ前記ダイス又はパンチがその平面に対して移動自在とされたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプレス加工装置。
4. 前記ダイス又はパンチの周縁を囲んでＬ字状部材が配設され、当該Ｌ字状部材にて前記ダイス又はパンチの側面及び表面を覆うことにより抜け止めが図られていることを特徴とする請求項３記載のプレス加工装置。
5. 前記パンチは、ダイス上の板材に対して外形抜き加工及びその内側の孔明け加工を同時に行うとともに、孔明け加工によるスクラップを内部に保持し得るものであることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１つに記載のプレス加工装置。

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