JP2009255175A - プレス機械及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークに対してトリミング加工とピアス加工との両方を実施することができると共にワークのイジェクト時にワークを損傷させるおそれが少ないプレス機械を提供すること。
【解決手段】本発明は、ワークに対して、トリミング加工とピアス加工と、を実施するためのプレス機械である。トリムダイが、環状のキャビティを規定する。トリムパンチは、環状のボス部を有する。ワークは、前記環状のボス部が前記環状のキャビティ内に摺動移動される時、前記環状のボス部によって前記環状のキャビティ内でプレスされる。イジェクトアームが、トリムパンチ装置が下方に移動する時に下方に移動するように、かつ、トリムパンチ装置が上方に移動する時に上方に移動するように、トリムパンチ装置に取り付けられており、前記環状のボス部が前記環状のキャビティから取り除かれる時、前記ワークを前記環状のキャビティ内で上方に押し上げるようになっている。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、プレス機械に関している。とりわけ、本発明は、ワーク（被加工体）に対してトリミング加工やピアス加工（穿孔加工）を行うためのパンチ・ダイ装置を含むプレス機械に関している。また、本発明は、プレス機械からワークを取り外すことをアシストするためのイジェクト装置に関している。

ワーク（被加工体）が鍛造によって成形される時、大抵は、余剰の材料がワーク上に残存してしまう。この余剰の材料は、最終製品を得るために、除去される必要がある。例えば、歯車やスプロケットのようなワークは、鍛造によって成形される時、大抵は、余剰の材料がその外周上に環状に残存してしまう。これは、一般に、バリ（フラッシング）と呼ばれている。また、これらワークの本体から材料を除去することが必要な場合もある。それによって孔を形成する場合である。この孔によって、それらワークは、駆動軸（動輪軸）やスピンドルに取り付けられ得る。

典型的には、例えば歯車のような鍛造されたワークに対して、バリ（フラッシング）を除去するために要求される加工処理と、孔を形成するために要求される加工処理とは、二つの独立の機械においてなされる。例えば、油圧プレス機械のような第一装置が、バリ（フラッシング）を除去するべく歯車にトリミング加工を施すために用いられる一方、第二の油圧プレス機械がピアス加工を施すために用いられて、歯車に孔が形成される。これらの加工（機能）は、大抵は、二つの独立の機械においてなされるため、加工対象のワークは、両方の加工を受けるために、第一装置から第二装置まで移動されなければならない。両方の加工を同一の装置、例えば単一の油圧プレス機械、で行う場合と比較して、それらの加工を二つの独立の機械において行うことは、ワークが第一装置から取り外されて第二装置まで移動されなければならないために、ワーク取扱い上の手間が多い。このことは、ワーク損傷のおそれが大きいということに繋がり得る。また、すでに現存するプレス機械は、大抵は、加工が終了した後にワークを取出（イジェクト）するための機構を有している。イジェクト機構は、複雑な装置とすることも可能であるが、大抵は、ワークが単純にプレス機械から床上へと押し落とされるように、ワーク片をイジェクトする。予測される通り、そのようなワークのイジェクト方法では、ワークがプレス機械から床上に落ちる時に、ワークが損傷し得る。

特表２００４−５２１７４８号公報（ＵＳＰ ７，０００，４４４） 特開平６−３３５８２７号公報（ＵＳＰ ５，５１６，３７６） 米国特許第６３７０９３１号明細書 米国特許第４２９９１１２号明細書

本発明は、以上のような従来技術の構造ないし方法の問題点を、十分に考慮してなされたものである。
本発明の目的は、ワークに対してトリミング加工とピアス加工との両方を実施することができると共にワークのイジェクト時にワークを損傷させるおそれが少ないプレス機械を提供することである。

本発明の第１の態様は、ワークに対して、トリミング加工とピアス加工と、を実施するためのプレス機械であって、環状のキャビティを規定するトリムダイを含むダイ装置と、前記トリムダイの前記環状のキャビティに対応する形状を有する環状のボス部を有するトリムパンチを含むトリムパンチ装置と、イジェクトアームを有するイジェクト装置と、を備え、前記トリムダイは、当該プレス機械に固定されており、前記環状のボス部は、前記環状のキャビティ内に、摺動移動可能に受容され得るようになっており、前記トリムパンチは、前記ダイ装置に対して、相対的に移動可能であり、前記イジェクトアームは、前記トリムパンチ装置が下方に移動する時に下方に移動するように、かつ、前記トリムパンチ装置が上方に移動する時に上方に移動するように、前記トリムパンチ装置に取り付けられており、前記ワークは、前記環状のボス部が前記環状のキャビティ内に摺動移動可能に受容される時、前記環状のボス部によって前記環状のキャビティ内にプレスされるようになっており、前記イジェクトアームは、前記環状のボス部が前記環状のキャビティから取り除かれる時、前記ワークを前記環状のキャビティ内で上方に押し上げるようになっていることを特徴とするプレス機械である。

本発明の第２の態様は、ワークに対して、トリミング加工とピアス加工と、を実施するためのプレス機械であって、環状のキャビティを規定するトリムダイと、ピアスパンチと、を含むダイ装置と、前記トリムダイの前記環状のキャビティに対応する形状を有する環状のボス部を有するトリムパンチを含むトリムパンチ装置と、イジェクトアームを有するイジェクト装置と、を備え、前記トリムダイは、当該プレス機械に固定されており、前記ピアスパンチは、前記環状キャビティの長手方向軸に沿って配置されており、前記環状のボス部は、前記環状のキャビティ内に、摺動移動可能に受容され得るようになっており、前記トリムパンチは、前記ダイ装置に対して、相対的に移動可能であり、前記イジェクトアームは、前記トリムパンチ装置に取り付けられており、前記ワークは、前記トリムパンチ装置の下向きストロークの間に、前記環状のボス部によって前記環状のキャビティ内にプレスされるようになっており、前記イジェクトアームは、前記トリムパンチ装置の上向きストロークの間に、前記ワークを前記環状のキャビティ内で上方に押し上げるようになっていることを特徴とするプレス機械である。

本発明の第３の態様は、ダイ装置と、当該ダイ装置に対して相対的に移動可能である協働のトリムパンチ装置と、を備えたプレス機械を用いて、ワークから余剰の材料を取り除く方法であって、前記ダイ装置上に前記ワークを載置する工程と、前記ワークから余剰の材料が取り除かれるまで前記トリムパンチ装置によって前記ダイ装置に対して相対的に下向きに前記ワークが強制押圧されるように、前記ダイ装置に対して相対的に下向きに前記トリムパンチ装置を移動させることによって、前記ワークから余剰の材料を取り除く工程と、前記ワークが前記トリムパンチ装置の一部によって前記ダイ装置に対して相対的に上向きに移動されるように、前記ダイ装置に対して相対的に上向きに前記トリムパンチ装置を移動させる工程と、を備えたことを特徴とする方法である。

本発明によれば、ワークに対してトリミング加工とピアス加工との両方を実施することができると共にワークのイジェクト時にワークを損傷させるおそれが少ないプレス機械を提供することができる。

本発明の一実施の形態による、トリミング加工とピアス加工とを実施するプレス機械の正面図。 図１に示されたトリミング加工とピアス加工とを実施するプレス機械の、第一の工程における部分断面正面図。 図１に示されたトリミング加工とピアス加工とを実施するプレス機械の、第二の工程における部分断面正面図。 図１に示されたトリミング加工とピアス加工とを実施するプレス機械の、第三の工程における部分断面正面図。 図１に示されたトリミング加工とピアス加工とを実施するプレス機械の、第四の工程における部分断面正面図。 図１に示されたトリミング加工とピアス加工とを実施するプレス機械の、第五の工程における部分断面正面図。 図１に示されたトリミング加工とピアス加工とを実施するプレス機械の、第六の工程における部分断面正面図。 本発明に従うトリミング加工及びピアス加工の前の、歯車の断面図である。 本発明に従うトリミング加工及びピアス加工の後の、歯車の断面図である。

本発明の他の目的ないし特徴が、以下に、より詳細に記述される。添付の図面の内容は、本明細書に組み込まれ、すなわち、本明細書の一部をなす。添付の図面は、本発明の複数の実施の形態を示している。これらの図面及びその説明は、本発明の原理を理解するのに役立つ。
本明細書の以下の部分で、本発明の十分な説明がなされる。これにより、また、添付図面を参照することで、本発明は当業者において十分に実施可能である。
図１は、本発明の一実施の形態による、トリミング加工とピアス加工とを実施するプレス機械の正面図である。

図２Ａ乃至図２Ｆは、図１に示されたトリミング加工とピアス加工とを実施するプレス機械の、部分断面正面図である。各図は、ワークにトリミング加工とピアス加工とを実施する加工方法の各工程に対応している。ワークは、この例では、鍛造された歯車である。

図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、本発明に従うトリミング加工及びピアス加工の前後の、歯車の断面図である。

本明細書及び図面において、同一の参照符合は、本発明の同一または類似の特徴ないし要素を表すために用いられている。

本発明の好適な実施の形態が、添付の図面を参照しながら、以下において詳細に説明される。ここで、各実施の形態は、例示的なものであり、本発明を限定するものではない。当業者は、本発明の範囲から外れることなく、本発明の修正や変更をなすであろう。例えば、ある実施の形態の一部として図示ないし記載された特徴は、別の実施の形態において用いられて、更に別の実施の形態をもたらし得る。本発明は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範疇にある限りにおて、修正ないし変更を包含する。

図１及び図２Ａを参照しつつ、本発明の好適な実施の形態に従うトリミング加工とピアス加工とを実施するプレス機械１００が説明される。当該プレス機械１００は、ダイ装置１０４に対して相対的に移動可能なトリムパンチ装置１０２を備えており、ワーク例えば歯車に対して、トリムパンチ装置１０２の下向きのストロークの間に、トリミング加工とピアス加工との両方を実施するようになっている。このことが、以下に詳細に説明される。また、プレス機械１００は、トリムパンチ装置１０２の上向きの（戻りの）ストロークの間に、ダイ装置１０４から歯車を自動的に取り外す機能を備えている。このことも、以下に詳細に説明される。

図示されているように、トリムパンチ装置１０２は、プレス機械１００のラム１１２に固定されている。一方、ダイ装置１０４は、プレス機械１００のベッド１１６に固定されている。トリムパンチ装置１０２のダイ装置１０４に対する適切な接続調整（アライメント）は、一対のガイド支柱１０６によって、トリムパンチ装置１０２のダイ装置１０４に対する下向きストローク及び上向きストロークの間、維持される。一対のガイド支柱１０６は、ダイ装置１０４に固定されており、トリムパンチ装置１０２及びラム１１２に形成された対応孔１０８を貫通している。図示されているように、各ガイド支柱１０６の上端は、トリムパンチ装置１０２がその最上端位置にある時、孔１０８内を延びるのでばなく、ブラケット１０９内に収まった状態である。すなわち、全下向きストロークにおいて、ガイド支柱１０６がトリムパンチ装置１０２及びラム１１２内を延びる範囲は、限定されている。イジェクト装置１１８は、一対のイジェクトアーム１９６を含んでいる。一対のイジェクトアーム１９６は、一対の支柱１２０に、摺動移動可能に取り付けられている。一対の支柱１２０は、トリムパンチ装置１０２から下方に延びている。このことが、以下に詳細に説明される。イジェクトアーム１９６は、ダイ装置１０４の対向する両側において、下方に延びている。バネ板装置２０２が、トリムパンチ装置１０２とダイ装置１０４との間に位置するように、ダイ装置１０４に取り付けられている。プレス機械１００は、好適には、油圧式に作動される。

プレス機械１０２は、パンチベース板１２４、第一パンチ取付板１２６、及び、第二パンチ取付板１２８によってラム１１２に固定されたトリムパンチ１１０を含んでいる。パンチベース板１２４は、ラム１１２に固定されており、凹部１３０を有している。当該凹部１３０が、第一パンチ取付板１２６のボス部１３４に対応する形状を有している。ボス部１３４を凹部１３０内に位置決めすることは、図示されるように第一パンチ取付板１２６をパンチベース板１２４にネジ部品で固定する前に、第一パンチ取付板１２６がパンチベース板１２４に適切に接続調整（アライメント）されることを確実にする。図示されているように、第一パンチ取付板１２６は、凹部１３６と、キャビティ１３８と、通路（アクセス）用開口１４０と、を有している。以下に詳細に説明されるように、キャビティ１３８と通路（アクセス）用開口１４０とは、ピアス加工によって生じる切れ端材料（切屑材料）が、トリムパンチ装置１０２から容易に除去されることを許容する。

第二パンチ取付板１２８は、第一パンチ取付板１２６にネジ部品で固定されており、凹部１４２と、中央開口１４４と、それらの間に形成された肩部１４６と、を含んでいる。図２Ａにおいて最もよく理解されるように、第一パンチ取付板１２６の凹部１３６と第二パンチ取付板１２８の凹部１４２とは、互いに対応する形状を有しており、トリムパンチ１１０のベースから外方に延びる環状のリップ部１５６を受容するようになっている。これにより、トリムパンチ１１０が第一パンチ取付板１２６と第二パンチ取付板１２８との間に固定されるようになっている。図示されている好適な実施の形態では、トリムパンチ１１０は、環状のリップ部１５６から下方に延びる環状のボス部１５０を有しており、第二パンチ取付板１２８の対応する形状の開口１４４によって受容されている。作用面（当接面）１５４が、環状のボス部１５０の底部に設けられており、所望のワーク、例えば歯車、に当接するようになっている。中央孔１５２が、環状のボス部１５０を貫いて延びており、第一パンチ取付板１２６のキャビティ１３８と通路（アクセス）用開口１４０とに連通している。環状のリップ部１５７が、中央孔１５２の最下端において内方に延びている。当該環状のリップ部１５７は、ダイ装置１０４に取り付けられたピアスパンチ１９０のためのピアスダイとして機能する。図示されている好適な実施の形態では、ピアスパンチ１９０は、円筒形状であり、環状のリップ部１５７に対応した形状を有している。これにより、円形の孔が、所望のワークに形成される。一方、本発明の別の実施の形態では、ピアスパンチ１９０及びリップ部１５７の断面形状が、正方形、長方形、楕円、台形、星形、等の孔を形成するべく、変更され得る。また、図示されている好適な実施の形態は、例えば歯車のような円形のワークにトリミング加工を施すために利用されるために、トリムパンチ１１０が環状のボス部１５０を有している。本発明の別の実施の形態は、正方形、長方形、楕円、台形、星形、任意の多角形、等の様々な断面形状のボス部を、対応する形状のワークにトリミング加工を実施するべく、有することができる。

ダイ装置１０４は、ダイのベース板１５８と３つのダイ取付板１６４、１７０、１７８とによってプレス機械１００のベッド１１６に固定されたトリムダイ１１４を備えている。ダイベース板１５８は、キャビティ１６０と凹部１６２とを有しており、当該凹部１６２は、第一ダイ取付板１６４のボス部１６６を受容するように構成されている。ボス部１６６の凹部１６２への挿入は、ダイベース板１５８にネジ部品で固定される前に第一ダイ取付板１６４が適切に位置決めされること、を保証する。キャビティ１６０は、図示されているように、各イジェクトアーム１９６の一部を移動可能に受容するように構成されている。キャビティ１６０は、イジェクトアーム１９６がトリムダイ１１４の長手方向通路に向かって内方に延びることを許容する。このことは、以下に詳細に説明される。第一ダイ取付板１６４は、第二ダイ取付板１７０の対応する形状の底部を受容するように構成された凹部１６７を有しており、また、イジェクト装置１１８のイジェクトピストン２００を摺動移動可能に受容するように構成されたイジェクト孔１６８を有している。

トリムダイ１１４は、第二ダイ取付板１７０及び第三ダイ取付板１７８の間に固定されており、それらは更に、第一ダイ取付板１６４に固定されている。第二ダイ取付板１７０は、環状の凹部１７２と、イジェクトピストン（ノックアウトピン）２００を摺動移動可能に受容するように構成された孔開口１７４と、を有している。キャビティ１７６が、第二ダイ取付板１７０に形成されており、ピアスパンチ１９０のベース部１９４に対応する形状となっている。第一ダイ取付板１６４に隣接して第二ダイ取付板１７０を固定することで、トリムダイの長手方向通路に沿うように、ピアスパンチ１９０が固定される。第三ダイ取付板１７８は、凹部１８３と、トリムダイ１１４を受容するように構成された環状開口１８１と、凹部１８３及び環状開口１８１の間に形成された環状の肩部１８０と、を含んでいる。第二ダイ取付板１７０の凹部１７２と第三ダイ取付板１７８の凹部１８３とは、トリムダイ１１４のベースから外方に延びる環状のリップ部１８６と互いに対応する形状を有しており、当該環状のリップ部１８６がその中に受容されるようになっており、第三ダイ取付板１７８の環状の肩部１８０が当該環状のリップ部１８６に係合するようになっている。図示されている好適な実施の形態では、トリムダイ１１４は、トリムパンチ１１０の環状のボス部１５０とイジェクト装置１１８のイジェクトリング１９３とを摺動移動可能に受容するように構成された環状のキャビティ１８２を有している。一方、前述のように、環状のボス部１５０の断面形状は、様々な形状のワークにトリミング加工を施すべく、様々に変更され得る。キャビティ１８２の断面形状についても、トリムパンチ１１０の環状のボス部１５０の断面形状に対応するように、変更され得る。

イジェクト装置１１８は、一対の支柱１２０に摺動移動可能に取り付けられた一対のイジェクトアーム１９６を有している。一対の支柱１２０は、トリムパンチ装置１０２から下方に延びている。各イジェクトアーム１９６は、各支柱１２に摺動移動可能に取り付けられた鉛直部材１９８と、ダイベース板１５８の各キャビティ１６０内に配置されてトリムダイ１１４の長手方向中央軸に向かって内方に延びる水平部材１９９と、を有している。図示されている好適な実施の形態は、実際には二つのイジェクトアーム１９６を有しているが、説明及び図示の便宜上、そのうちの一つだけが図示されている。イジェクトアーム１９６の水平部分１９９は、イジェクトピストン２００の底部に係合している。イジェクトピストン２００は、第一ダイ取付板１６４のイジェクト孔１６８と第二ダイ取付板１７０のイジェクト孔１７４とを通って、上方に延びている。イジェクトピストン２００の頂部は、トリムダイ１１４の環状のキャビティ１８２内に延びている。イジェクトピストン２００の上方部分は、イジェクトリング１９３の底面に係合している。イジェクトリング１９３は、トリムダイ１１４の環状のキャビティ１８２内に、摺動移動可能に受容されている。環状のキャビティ１８２内でのイジェクトリング１９３の上向きの移動（運動）は、環状のキャビティ１８２内に配置された環状の肩部１８４がイジェクトリング１９３の環状の肩部１９５に作用する（当たる）ことによって、制限される。イジェクトアーム１９６の上方部分１９８が支柱１２０に摺動移動可能に取り付けられているので、イジェクトアーム１９６の移動の鉛直方向範囲は、実質的に、トリムパンチ装置１０２のストローク範囲よりも小さい。例えば、図示された実施の形態において、イジェクトアーム１９６のストローク範囲は、約２０ｍｍであり得る一方、トリムパンチ装置１０２のストローク範囲は、２００ｍｍであり得る。また、イジェクトアーム１９６のストローク範囲は、支柱１２０におけるストッパ１２１の鉛直方向位置を変えることによって、所望の通りに変更され得る。支柱１２０におけるストッパ１２１がより高い位置である場合、イジェクトアーム１９６のストローク範囲がより大きい。

図示されているように、バネ板装置２０２は、バネ板２０４を有している。バネ板２０４は、各角部（コーナー）において各開口を通る各支柱２０６を、摺動移動可能に受容している。支柱２０６は、第一ダイ取付板１６４に取り付けられている。コイルバネ２０８が、バネ板２０４の下方で、各支柱２０６の周りに配置されている。これにより、コイルバネ２０８の付勢力が、支柱２０６に沿って上方に、バネ板２０４を押し上げるようになっている。複数のストッパ２０７が、支柱に沿ってのバネ板２０４の上向き移動を制限する。各ストッパ２０７は、各支柱２０６に設けられている。バネ板２０４は、トリムパンチ１１０の環状のボス部１５０を摺動移動可能に受容するように構成された中央開口２１０を規定している。

図２Ａ乃至図２Ｆを参照しながら、前述のプレス機械１００を用いて連続に行われるトリミング加工及びピアス加工が説明される。ここでは、図３Ａに示されるような、予め鍛造された直線かさ歯車（straight-beveled gear ）２２０ａに対して、トリミング加工及びピアス加工が行われる。図示されているように、歯車２２０ａは、歯車本体２２４の周囲に配置された環状の歯列２２２を有している。一対の凹部２２７及び２２９が、鍛造加工中に、本体２２４に形成されている。この場合、当該鍛造加工は、凹部２２７及び２２９の間に、余剰の材料２２８を残している。この余剰の材料は、シャフト上に当該歯車を取り付けるための孔２３０（図３Ｂ参照）を形成すべく、取り除かれなければならない。また、前記鍛造加工は、一般にバリ（フラッシング）と呼ばれるような、歯車本体２２４の外周から外方に延びる余剰の材料をも残している。以下に説明するトリミング加工及びピアス加工によって、バリ（フラッシング）１２６が除去され、孔２３０が形成され、図３Ｂに示されるような歯車２２０ｂが得られる。

図２Ａに示されるように、トリムパンチ装置１０２は、ダイ装置１０４に対して、初期位置として最上端位置にある。図示及び説明の便宜上、ただ一つのイジェクトアーム１９６が図示されて説明される。初期位置（加工開始位置）では、支柱上のストッパ１１９が、イジェクトアーム１９６の鉛直部材１９８に当接（作用）していて、イジェクトアーム１９６もまたその最上端位置にある。イジェクトアーム１９６の水平部材１９９は、イジェクトリング１９３を、トリムダイ１１４の環状のキャビティ１８２内で、イジェクトピストン２００による突き出し力によって、その最上端位置に維持する。
図２Ｂに示されるように、バリ（フラッシング）２２６がトリムダイ１１４の上面１８８の上方に位置決めされ、かつ、ピアスパンチ１９０の頂部１９２が歯車２２０ａの凹部２２７内で上向きに延びる、というように、歯車２２０ａがトリムダイ１１４の環状のキャビティ１８２内に位置決めされる。図示されているように、歯車２２０ａは、ピアスパンチ１９０と歯車２２０ａとの間に小さな間隙が存在する、というようにイジェクトリング１９３上に載置される。もっとも、本発明の別の実施の形態では、歯車２２０ａがピアスパンチ１９０上に支持される、というようにイジェクトリング１９３がトリムダイ１１４内のより下方の位置に保持されてよい。また、前述のように、本発明の別の実施の形態では、円形ではない他の形状、例えば正方形、楕円、三角形、多角形等の形状、である周辺形状に対してトリミング加工が行われてよい。

図２Ｃに示されるように、トリムパンチ装置１０２の下向きのストロークが開始されると、イジェクトアーム１９６もまた、支柱１２０上のストッパ１２１によって支持されているために、下向きに移動される。イジェクトアーム１９６の下向きの移動は、イジェクトアームの水平部材１９９がダイベース板１５８に形成された各イジェクトキャビティ１６０の底部に到達するまで、継続される。イジェクトアーム１９６の水平部材１９９がイジェクトキャビティ１６０内で下向きに移動する時、イジェクトピストン２００もまた、第一ダイ取付板１６４のイジェクト孔１６８と第二ダイ取付板１７０のイジェクト孔１７４とを通って、下向きに移動する。イジェクトリング１９３もまた、トリムダイ１１４の環状のキャビティ１８２内で下向きに移動する。イジェクトリング１９３が下向きに移動すると、それはもはや、歯車２２０ａを支持しなくなる。歯車２２０ａは、ピアスパンチ１９０の頂部１９２によって支持されるようになる。トリムパンチ装置１０２が下向きの移動を継続すると、支柱１２０は、イジェクトアーム１９６の鉛直部材１９８内に形成された孔１１９を貫くように、移動（下降）を継続する。

トリムパンチ装置１０２の下向きのストロークが継続されると、第二パンチ取付板１２８の底面１４８がバネ板２０４の上面に当接するまで、トリムパンチ１１０の環状のボス部１５０がバネ板２０４の中央開口２１０を通っていく。トリムパンチ装置１０２の下向きの移動の継続は、コイルバネ２０８の上向きの付勢力に対向して、バネ板２０４の下向きの強制的な押し下げを引き起こす。図２Ｃに示されるように、最終的に、トリムパンチ１１０の作用面１５４が歯車２２０ａに当接し、下向きの力がトリムパンチ１１０によって歯車２２０ａに作用され、上向きの力がピアスパンチ１９０の頂部１９２によって歯車２２０ａに作用されるようになる。

図２Ｄに示されるように、下向きの力がトリムパンチ１１０によって歯車２２０ａに作用され続けると、歯車２２０ａは、トリムダイ１１４の環状のキャビティ１８２内で、ピアスパンチ１９０に覆い被さるように、下向きに移動される。このように歯車２２０ａが下向きに押し込まれると、ピアスパンチ１９０の頂部１９２が、歯車２２０ａを貫き始める。これによって、材料の円筒状部分２２８が除去される。これは、一般に、ノックアウトと呼ばれている。トリムパンチ１１０の中央孔１５２から内方に延びる環状のリップ部１５７が、ピアスパンチ１９０用のピアスダイとして機能する。前述のように、本発明の別の実施の形態では、円形ではない孔、例えば正方形、楕円、三角形、多角形等である孔が形成されるように、ワークに対するピアス加工が行われてよい。また、歯車２２０ａがトリムダイ１１４の環状のキャビティ１８２内で下向きに付勢される時に、歯車２２０ａのバリ（フラッシング）２２６もトリムダイ１１４の上面１８８に当接する。

図２Ｅに示されるように、トリムパンチ装置１０２の下向きの移動は、トリムパンチ１１０の環状のボス部１５０がトリムダイ１１４の環状のキャビティ１８２内を通るようになるまで、継続される。環状のボス部１５０と環状のキャビティ１８２とは、互いに対応し合う形状を有しており、環状のボス部１５０が環状のキャビティ１８２内に入る時に、バリ（フラッシング）２２６が歯車２２０ａの本体部から剪断されるようになっている。また、トリムダイ１１４の環状のキャビティ１８２内での歯車２２０ａの下向きの移動の継続は、ピアスパンチ１９０がノックアウト２２８を完全に除去することを可能にし、かつ、当該ノックアウト２２８を、環状のリップ部１５７を通して、トリムパンチ１１０の中央孔１５２内で（相対的に）上方へと強制移動させることを可能にする。また、環状のキャビティ１８２内での歯車２２０ｂ（トリミング加工及びピアス加工は終了している）の更なる下向きの移動により、当該歯車２２０ｂが、イジェクトリング１９３上に至る。

図２Ｆに示されるように、下向きのストロークが終了すると、トリムパンチ装置１０２の上向きのストロークが開始される。上向きの力が、バネ板２０４とこれまで圧縮されてきたコイルバネ２０８とによって、トリムパンチ装置１０２に作用される。トリムパンチ装置１０２が上向きに移動する時、トリムパンチ１１０は、トリムダイ１１４の環状のキャビティ１８２から退避されて、バネ板２０４の中央開口２１０の奥に引っ込む。また、トリムパンチ装置１０２が上向きに移動する時、支柱１２０は、ストッパ１２１がイジェクトアーム１９６の鉛直部材１９８の当接用底面に当接（作用）するまで、イジェクトアーム１９６の鉛直部材１９８内に形成された孔１１９を通って摺動移動する。そして、トリムパンチ装置１０２の上向きの移動の継続が、イジェクトアーム１９６の上向きの移動を引き起こす。イジェクトアーム１９６の水平部分１９９は、イジェクトキャビティ１６０内で上方に移動する。これにより、イジェクトピストン２００が、イジェクト孔１６８及び１７４を通って上向きに押し上げられ、イジェクトリング１９３に上向きの力が作用する。イジェクトリング１９３がトリムダイ１１４の環状のキャビティ１８２内で上向きに移動される時、歯車２２０ｂもまた、ピアスパンチ１９０から離れるまで、上向きに強制移動される。この時、円筒状の中央孔２３０が、すでに歯車２２０ｂに形成されている。図示されている好適な実施の形態では、トリムパンチ装置１０２がその最上端位置に戻された時、歯車２２０ｂはダイ装置１０４上に載った状態となり、取り外しが容易である。当該取り外しは、手動でも、自動の手段によっても、なされ得る。また、バリ（フラッシング）２２６とセンタースクラップ２２８とが、この時に除去される。ノックアウト２２８がトリムパンチ１１０の中央孔１５２内に残っているなら、その除去のために、第一パンチ取付板１２６に形成されたアクセス用開口１４０とキャビティ１３８とが、トリムパンチ１１０の中央孔１５２へのアクセス（入ること）を可能にする。図３Ｂにおいて最もよく理解されるように、前述の加工によって、歯車２２０ｂが得られる。歯車２２０ｂにおいては、バリ（フラッシング）が除去されていて、円筒状の中央孔２３０が形成されている。

本発明の好適な実施の形態が図示されて説明されたが、それに対する修正ないし変更が、本発明の範囲から外れることなく、当業者によってなされ得る。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲において規定される。また、前記の種々の実施の形態の部分的な特徴が、本発明の範囲から外れることなく、相互に交換され得る。更に、当業者は、前述の説明が例示的なものであることを理解する筈である。すなわち、前述の説明は、添付の特許請求の範囲において規定される本発明を、何ら制限するものでない。

１００ プレス機械
１０２ トリムパンチ装置
１０４ ダイ装置
１０６ ガイド支柱
１０８ 対応孔
１０９ ブラケット
１１０ トリムパンチ
１１２ ラム
１１４ トリムダイ
１１６ ベッド
１１８ イジェクト装置
１２０ 支柱
１２１ ストッパ
１２４ パンチベース板
１２６ 第一パンチ取付板
１２８ 第二パンチ取付板
１３０ 凹部
１３４ ボス部
１３６ 凹部
１３８ キャビティ
１４０ 通路（アクセス）用開口
１４２ 凹部
１４４ 中央開口
１４６ 肩部
１５０ 環状のボス部
１５２ 中央孔
１５４ 作用面（当接面）
１５６ 環状のリップ部
１５７ 環状のリップ部
１５８ ダイのベース板
１６０ キャビティ
１６２ 凹部
１６４ 第一ダイ取付板
１６６ ボス部
１６７ 凹部
１６８ イジェクト孔
１７０ 第二ダイ取付板
１７２ 環状の凹部
１７４ 孔開口（イジェクト孔）
１７６ キャビティ
１７８ 第三ダイ取付板
１８０ 環状の肩部
１８１ 環状開口
１８２ 環状のキャビティ
１８３ 凹部
１８６ 環状のリップ部
１８８ トリムダイの上面
１９０ ピアスパンチ
１９２ 頂部
１９３ イジェクトリング
１９４ ベース部
１９６ イジェクトアーム
１９８ 鉛直部材
１９９ 水平部材
２００ イジェクトピストン（ノックアウトピン）
２０２ バネ板装置
２０４ バネ板
２０６ 支柱
２０７ ストッパ
２０８ コイルバネ
２１０ 中央開口
２２０ａ 直線かさ歯車（トリミング加工及びピアス加工の前）
２２０ｂ 直線かさ歯車（トリミング加工及びピアス加工の後）
２２２ 歯列
２２４ 歯車本体
２２６ バリ（フラッシング）（余剰の材料）
２２７ 凹部
２２８ センタースクラップ（余剰の材料）（材料の円筒状部分）
２２９ 凹部
２３０ 孔

Claims (20)

1. ワークに対して、トリミング加工とピアス加工と、を実施するためのプレス機械（１００）であって、
   環状のキャビティ（１８２）を規定するトリムダイ（１１４）を含むダイ装置（１０４）と、
   前記トリムダイ（１１４）の前記環状のキャビティ（１８２）に対応する形状を有する環状のボス部（１５０）を有するトリムパンチ（１１０）を含むトリムパンチ装置（１０２）と、
   イジェクトアーム（１９６）を有するイジェクト装置（１１８）と、
   を備え、
   前記トリムダイ（１１４）は、当該プレス機械（１００）に固定されており、
   前記環状のボス部（１５０）は、前記環状のキャビティ（１８２）内に、摺動移動可能に受容され得るようになっており、
   前記トリムパンチ（１１０）は、前記ダイ装置（１０４）に対して、相対的に移動可能であり、
   前記イジェクトアーム（１９６）は、前記トリムパンチ装置（１０２）が下方に移動する時に下方に移動するように、かつ、前記トリムパンチ装置（１０２）が上方に移動する時に上方に移動するように、前記トリムパンチ装置（１０２）に取り付けられており、
   前記ワークは、前記環状のボス部（１５０）が前記環状のキャビティ（１８２）内に摺動移動可能に受容される時、前記環状のボス部（１５０）によって前記環状のキャビティ（１８２）内でプレスされるようになっており、
   前記イジェクトアーム（１９６）は、前記環状のボス部（１５０）が前記環状のキャビティ（１８２）から取り除かれる時、前記ワークを前記環状のキャビティ（１８２）内で上方に押し上げるようになっている
   ことを特徴とするプレス機械。
2. 前記ダイ装置（１０４）は、更に、前記トリムダイ（１１４）の前記環状のキャビティ（１８２）内に配置されたピアスパンチ（１９０）を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレス機械。
3. 前記ピアスパンチ（１９０）は、前記トリムダイ（１１４）の長手方向中心軸に沿って配置されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のプレス機械。
4. 前記トリムパンチ（１１０）は、前記ピアスパンチ（１９０）の一端を摺動移動可能に受容するような対応形状の中央孔（１５２）を規定している
   ことを特徴とする請求項２に記載のプレス機械。
5. 前記イジェクト装置（１１８）は、更に、前記イジェクトアーム（１９６）に隣接する第一端と、前記トリムダイ（１１４）の前記環状のキャビティ（１８２）内に延びる第二端と、を有するイジェクトピストン（２００）を備えている
   ことを特徴とする請求項２に記載のプレス機械。
6. 前記イジェクトアーム（１９６）は、更に、前記トリムパンチ装置（１０２）に摺動可能に接続された鉛直部分（１９８）と、前記トリムダイ（１１４）の下方に配置された水平部分（１９９）と、を備えている
   ことを特徴とする請求項５に記載のプレス機械。
7. 前記イジェクトアーム（１９６）の前記鉛直部分（１９８）は、前記トリムパンチ装置（１０２）から下方に延びる支柱（１２０）に摺動可能に接続されている
   ことを特徴とする請求項６に記載のプレス機械。
8. 前記トリムダイ（１１４）は、キャビティ（１６０）を規定するベース板（１５０）に取り付けられており、
   前記イジェクトアーム（１９６）の前記水平部分は、当該ベース板（１５８）の当該キャビティ内に配置されている
   ことを特徴とする請求項６に記載のプレス機械。
9. 前記イジェクト装置（１１８）は、更に、前記トリムダイ（１１４）の前記環状のキャビティ（１８２）内に配置されたイジェクトリング（１９３）を備えており、
   前記イジェクトピストン（２００）の第二端が、当該イジェクトリング（１９３）に当接するようになっている
   ことを特徴とする請求項６に記載のプレス機械。
10. 前記イジェクトリング（１９３）は、中央孔を有しており、
    前記ピアスパンチ（１９０）は、当該イジェクトリングの当該中央孔を通って延びている
    ことを特徴とする請求項９に記載のプレス機械。
11. ワークに対して、トリミング加工とピアス加工と、を実施するためのプレス機械（１００）であって、
    環状のキャビティ（１８２）を規定するトリムダイ（１１４）と、ピアスパンチ（１９０）と、を含むダイ装置（１０４）と、
    前記トリムダイ（１１４）の前記環状のキャビティ（１８２）に対応する形状を有する環状のボス部（１５０）を有するトリムパンチ（１１０）を含むトリムパンチ装置（１０２）と、
    イジェクトアーム（１９６）を有するイジェクト装置（１１８）と、
    を備え、
    前記トリムダイ（１１４）は、当該プレス機械（１００）に固定されており、
    前記ピアスパンチ（１９０）は、前記環状キャビティ（１８２）の長手方向軸に沿って配置されており、
    前記環状のボス部（１５０）は、前記環状のキャビティ（１８２）内に、摺動移動可能に受容され得るようになっており、
    前記トリムパンチ（１１０）は、前記ダイ装置に対して、相対的に移動可能であり、
    前記イジェクトアーム（１９６）は、前記トリムパンチ装置（１０２）に取り付けられており、
    前記ワークは、前記トリムパンチ装置（１０２）の下向きストロークの間に、前記環状のボス部によって前記環状のキャビティ（１８２）内でプレスされるようになっており、
    前記イジェクトアーム（１９６）は、前記トリムパンチ装置（１０２）の上向きストロークの間に、前記ワークを前記環状のキャビティ（１８２）内で上方に押し上げるようになっている
    ことを特徴とするプレス機械。
12. 前記トリムパンチ（１１０）は、前記ピアスパンチ（１９０）の一端を摺動移動可能に受容するような対応形状の中央孔（１５２）を規定している
    ことを特徴とする請求項１１に記載のプレス機械。
13. 前記イジェクト装置（１１８）は、更に、前記イジェクトアーム（１９６）に隣接する第一端と、前記トリムダイ（１１４）の前記環状のキャビティ（１８２）内に延びる第二端と、を有するイジェクトピストン（２００）を備えている
    ことを特徴とする請求項１１に記載のプレス機械。
14. 前記イジェクト装置（１１８）は、更に、前記トリムダイ（１１４）の前記環状のキャビティ（１８２）内に配置されたイジェクトリング（１９３）を備えており、
    前記イジェクトピストン（２００）の第二端が、当該イジェクトリング（１９２）に当接するようになっており、
    当該イジェクトリング（１９３）は、前記トリムパンチ装置（１０２）の上向きストロークの時に、前記ワークに作用するようになっている
    ことを特徴とする請求項１３に記載のプレス機械。
15. 前記イジェクトアーム（１９６）は、更に、前記トリムパンチ装置（１０２）に摺動可能に接続された鉛直部分（１９８）と、前記トリムダイ（１１４）の下方に配置された水平部分（１９９）と、を備えている
    ことを特徴とする請求項１１に記載のプレス機械。
16. 前記イジェクトアーム（１９６）の前記鉛直部分（１９８）は、前記トリムパンチ装置（１０２）から下方に延びる支柱（１２０）に摺動可能に接続されている
    ことを特徴とする請求項１５に記載のプレス機械。
17. 前記トリムダイ（１１４）は、キャビティ（１６０）を規定するベース板（１５８）に取り付けられており、
    前記イジェクトアーム（１９６）の前記水平部分（１９９）は、当該ベース板（１５８）の当該キャビティ（１６０）内に配置されている
    ことを特徴とする請求項１５に記載のプレス機械。
18. ダイ装置（１０４）と、当該ダイ装置（１０４）に対して相対的に移動可能である協働のトリムパンチ装置（１０２）と、を備えたプレス機械（１００）を用いて、ワークから余剰の材料（２２６、２２８）を取り除く方法であって、
    前記ダイ装置（１０４）上に前記ワークを載置する工程と、
    前記ワークから余剰の材料（２２６、２２８）が取り除かれるまで前記トリムパンチ装置（１０２）によって前記ダイ装置（１０４）に対して相対的に下向きに前記ワークが強制押圧されるように、前記ダイ装置（１０４）に対して相対的に下向きに前記トリムパンチ装置（１０２）を移動させることによって、前記ワークから余剰の材料（２２６、２２８）を取り除く工程と、
    前記ワークが前記トリムパンチ装置（１０２）の一部によって前記ダイ装置（１０４）に対して相対的に上向きに移動されるように、前記ダイ装置（１０４）に対して相対的に上向きに前記トリムパンチ装置（１０２）を移動させる工程と、
    を備えたことを特徴とする方法。
19. 前記ワークに作用する前記トリムパンチ装置（１０２）の前記一部は、前記トリムパンチ装置（１０２）に取り付けられたイジェクト装置（１１８）である
    ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記ワークから余剰の材料を取り除く前記工程は、前記ワークの周縁から余剰の材料（２２６）をトリミングする工程を含んでいる
    ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。

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