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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stanz- bzw. Stempel- oder Prägevorrichtung.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Wie in der japanischen Patentanmeldung
JP 2007-015150 A offenbart ist, wird herkömmlich eine Fahrzeugidentifikationsnummer (VIN bzw. FIN) in einem Werk eines Fahrzeugherstellers auf jede Fahrzeugkarosserie geprägt. Diese Fahrzeugidentifikationsnummer wird nicht nur für das Produktionsmanagement verwendet, sondern auch, um den Eigentümer des Fahrzeugs, ein gestohlenes Fahrzeug und dergleichen nach dem Verkauf des Fahrzeugs zu identifizieren. Somit hat die Fahrzeugidentifikationsnummer eine wichtige Identifikationsfunktion. Aufgrund dieser Wichtigkeit müssen verschiedene Bedingungen zum Prägen der Fahrzeugidentifikationsnummer erfüllt werden. Ein Beispiel für diese Bedingungen ist, dass die geprägten Zeichen und dergleichen (einschließlich geprägte Buchstaben, Zahlen und Symbole, nachfolgend einfach als geprägte Zeichen bezeichnet) jeweils klar und in einer Prägetiefe aufgebracht sein müssen, die in ihrer Gesamtheit gleich oder größer ist als ein bestimmtes Maß.
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Allgemein ist das Prägen ein Bearbeitungsverfahren zum Pressen eines Prägestempels mit einem invertierten Buchstaben, einer Zahl, einem Symbol oder dergleichen, der/das von einer Vorderfläche vorragt, auf ein Karosseriepanel, um einen Abschnitt einer Vorderfläche des Karosseriepanels plastisch zu verformen, und dadurch den Buchstaben, die Zahl, das Symbol oder dergleichen (nachfolgend als Prägezeichen bezeichnet) auf dem Prägestempel auf die Karosseriepanelfläche vertieft zu übertragen.
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KURZFASSUNG
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Um die Festigkeit zu erhöhen und das Gewicht der Fahrzeugkarosserie zu verringern, hat die Verwendung hochfester Stahlbleche (so genannte hochzugfeste bzw. hochfeste Materialien) für das Karosseriepanel in den letzten Jahren zugenommen. Um das zu prägende Zeichen klar auf dieses hochfeste Stahlblech zu prägen, so dass das geprägte Zeichen eine Prägetiefe aufweist, die gleich oder größer als das vorgegebene Maß ist, muss der Prägestempel mit einem hohen Aufbringdruck auf das hochfeste Stahlblech gedrückt werden.
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Wenn das Prägen bei einem derart hohen Aufbringdruck erfolgt, ist die Abnutzung oder Beschädigung (ein Abplatzen des Stempels) des Prägezeichens, das von der Vorderfläche des Prägestempels vorsteht, zu berücksichtigen. Diese Abnutzung oder Beschädigung führt, wenn sie passiert, zu Schwierigkeiten hinsichtlich der Erlangung eines klar geprägten Zeichens und erfordert somit das Ersetzen des Prägestempels. In anderen Worten: die Verwendung des Prägestempels über eine lange Zeit wird schwierig.
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Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat eine Ursache dafür gesucht, warum der hohe Aufbringdruck benötigt wird. Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung konzentrierte sich auf den folgenden Punkt: wie in 10 gezeigt ist (eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem der Prägevorgang auf einem Karosseriepanel a ausgeführt wird) wird, wenn das Karosseriepanel (das hochfeste Stahlblech) als Werkstück auf einem Gesenksitz b platziert wird, der eine flache Vorderseite hat, und geprägt wird, Metallmaterial in einem Bereich konzentriert, in welchem durch das Pressen des Prägestempels c eine Belastung entsteht (gestrichelter Bereich in 10), was die plastische Verformung des Karosseriepanels a verhindert, und somit einem hohen Aufbringdruck erfordert.
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Auch in einem Fall, bei dem ein herkömmliches Stahlblech anstelle des hochfesten Stahlblechs verwendet wird, verlängert das Senken des Aufbringdrucks effektiv die Lebensdauer des Prägestempels.
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Die Erfindung schafft eine Prägevorrichtung, die den Aufbringdruck, der benötigt wird, um ein geprägtes Zeichen in einer Prägetiefe zu erhalten, welche gleich oder größer als ein bestimmtes Maß ist, senken kann.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Prägevorrichtung. Die Prägevorrichtung hat einen Gesenksitz, an dem ein Metallblech bzw. Blech als Werkstück anliegt; und einen Prägestempel, der ausgebildet ist, um ein zu prägendes Zeichen auf eine Vorderfläche des Blechs zu prägen, indem der Prägestempel von der Vorderflächenseite des Blechs her auf einen Stempelbereich des Blechs gedrückt wird. Bei dieser Prägevorrichtung ist ein Stempelaufnahmebereich, der dem Stempelbereich entspricht, auf einer Vorderfläche des Gesenksitzes ausgebildet, und in diesem Stempelaufnahmebereich sind mehrere Vertiefungen derart ausgebildet, dass sie dem Stempelbereich des zu prägenden Zeichens entsprechen.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt ragt, in Fällen, bei welchen das Metallblech bzw. Blech an der Vorderfläche des Gesenksitzes anliegt und das zu prägende Zeichen (ein zu prägender Buchstabe, eine zu prägende Zahl, ein zu prägendes Symbol und dergleichen) durch Drücken des Prägestempels auf den Stempelbereich dieses Blechs von der Vorderseitenfläche des Blechs her geprägt wird, ein Abschnitt eines Materials des Blechs, das durch den Prägestempel vertieft wird, in die Vertiefung des Gesenksitzes. Auf diese Weise wird der Grad der Konzentration eines Metallmaterials verringert. Aus diesem Grund kann ein Aufbringdruck, der benötigt wird, um das geprägte Zeichen in einer Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder größer als ein bestimmtes Maß ist, niedrig eingestellt werden. Daher kann die Abnutzung oder Beschädigung des Prägestempels verhindert werden. Die Lebensdauer des Prägestempels kann somit verlängert werden. Da mehrere Vertiefungen derart ausgebildet sind, dass sie dem Prägebereich des geprägten Zeichens entsprechen, kann der Grad der Konzentration des Metallmaterials für jedes geprägte Zeichen (unabhängig von der Art des geprägten Zeichens) verringert werden. Somit kann der Aufbringdruck, der benötigt wird, um das geprägte Zeichen in der Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder größer als ein bestimmtes Maß ist, niedrig eingestellt werden.
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In einem Fall, bei dem eine Mehrzahl von zu prägenden Zeichen auf die Vorderfläche des Blechs geprägt wird, kann der Prägebereich des Metallblechs ein Bereich sein, in dem eine Mehrzahl von zu prägenden Zeichen geprägt wird. In einer Vorderansicht der Vorderfläche des Gesenksitzes in einem Zustand, bei dem das Blech an der Vorderfläche des Gesenksitzes anliegt, kann der Stempelaufnahmebereich des Gesenksitzes als ein Bereich definiert sein, der einen Außenrand hat, der um ein bestimmtes Maß an einer Außenseite eines Außenrandes des Stempelbereichs liegt.
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Gemäß dieser Konfiguration sind mehrere Vertiefungen an der Vorderfläche des Gesenksitzes in dem größeren Bereich als dem Stempelbereich des Blechs ausgebildet. Selbst wenn eine Druckposition des Prägestempels in Richtung zum Stempelbereich des Blechs versetzt ist, kann der Abschnitt des Materials des Blechs für das ganze geprägte Zeichen in die Vertiefung ragen (in die Vertiefung gelangen). Auf diese Weise kann der Grad der Konzentration des Metallmaterials verringert werden. Das bedeutet, selbst wenn die Druckposition des Prägestempels versetzt ist, kann der Aufbringdruck, der benötigt wird, um das geprägte Zeichen in der Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder größer als das bestimmte Maß ist, niedrig eingestellt werden.
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Jede der Vertiefungen kann in der Vorderansicht der Vorderfläche des Gesenksitzes kreisförmig sein. Ein Durchmesser einer jeden Vertiefung kann kleiner als die Hälfte einer Höhenabmessung des zu prägenden Zeichens sein. Die Vertiefungen können derart angeordnet sein, dass zueinander benachbarte Vertiefungen einander nicht überlappen.
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Gemäß dieser Konfiguration kann der Aufbringdruck, der benötigt wird, um die Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder größer als das bestimmte Maß ist, für jedes der zu prägenden Zeichen niedrig eingestellt werden. Da zudem ein Abschnitt, der das Blech lagert (eine durch das Drücken des Prägestempels verursachte Verformung beschränkt), zwischen benachbarten Vertiefungen gegeben ist, wird eine Verformung des Metallblechs über das notwendige Maß hinaus verhindert.
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Der Durchmesser einer jeden Vertiefung kann einen Wert in einem Bereich von 1/3 bis 1/12 der Höhenabmessung des zu prägenden Zeichens haben. Ein Abstand zwischen zueinander benachbarten Vertiefungen kann auf einen kleineren Wert gesetzt sein als der Durchmesser.
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Ferner kann der Durchmesser einer jeden Vertiefung einen Wert in einem Bereich von 1/4 bis 1/10 der Höhenabmessung des zu prägenden Zeichens haben. Der Abstand zwischen zueinander benachbarten Vertiefungen kann auf einen kleineren Wert gesetzt sein als der Durchmesser.
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Gemäß diesen Konfigurationen kann in dem Stempelaufnahmebereich der Vorderfläche des Gesenksitzes eine große Anzahl von Vertiefungen derart ausgebildet werden, dass sie dem Stempelbereich des geprägten Zeichens entsprechen. Somit kann eine lokale Zunahme der Anzahl von Vorsprüngen des Metallmaterials in die Vertiefung (eine Menge des in die Vertiefung gelangenden Metallmaterials) unterbunden werden. Eine Verformung des Metallblechs über das notwendige Maß hinaus kann somit verhindert werden.
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Jede Vertiefung kann eine konische Form haben.
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Erfindungsgemäß sind in dem Stempelaufnahmebereich der Vorderfläche des Gesenksitzes, an dem das Metallblech als Werkstück anliegt, mehrere Vertiefungen derart angeordnet, dass sie dem Stempelbereich des zu prägenden Zeichens entsprechen. Wenn somit die Vorderfläche bzw. Vorderseite des Metallblechs geprägt wird, ragt der Anteil bzw. Abschnitt des Materials des Blechs, das durch den Prägestempel vertieft wird, in die Vertiefung des Gesenksitzes. Auf diese Weise wird der Grad der Konzentration des Metallmaterials verringert. Aus diesem Grund kann der Aufbringdruck, der benötigt wird, um das geprägte Zeichen in der Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder größer als das bestimmte Maß ist, niedrig eingestellt werden. Als Ergebnis kann eine Abnutzung oder Beschädigung des Prägestempels verhindert werden. Die Lebensdauer des Prägestempels kann somit verlängert werden.
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Figurenliste
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Die Merkmale und Vorteile sowie die technische und wirtschaftliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen; hierbei zeigt:
- 1 eine Vorderansicht der Prägevorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
- 2 eine Seitenansicht, welche die Prägevorrichtung der Ausführungsform teilweise darstellt;
- 3 eine perspektivische Ansicht, die einen Gesenksitz teilweise darstellt;
- 4 eine Draufsicht auf den Gesenksitz;
- 5 eine Querschnittansicht, die den Gesenksitz teilweise darstellt;
- 6 eine Querschnittansicht, die einen Zustand darstellt, bei welchem der Prägevorgang bei einem Karosseriepanel gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird;
- 7 einen Graph, der eine Beziehung zwischen dem Aufbringdruck und der Prägetiefe als Ergebnisse eines experimentellen Beispiels zeigt;
- 8 eine 5 entsprechende Ansicht eines Gesenksitzes einer ersten Abwandlung;
- 9 eine 5 entsprechende Ansicht eines Gesenksitzes einer zweiten Abwandlung; und
- 10 eine Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem der Prägevorgang bei einem Karosseriepanel gemäß dem Stand der Technik ausgeführt wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung basierend auf den Zeichnungen beschrieben. In dieser Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, bei welchem die Erfindung als Prägevorrichtung Anwendung findet, die zum Prägen einer Fahrzeugidentifikationsnummer auf ein Karosseriepanel eines Automobils verwendet wird.
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- Schematischer Aufbau der Prägevorrichtung -
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Zuerst wird ein schematischer Aufbau der Prägevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
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1 ist eine Vorderansicht einer Prägevorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform. 2 ist eine Seitenansicht, welche die Prägevorrichtung 1 der Ausführungsform teilweise darstellt. Wie in diesen Zeichnungen dargestellt ist, umfasst die Prägevorrichtung 1 einen Vorrichtungshauptkorpus 11, einen Gesenksitz 2, auf dem das Karosseriepanel W als Werkstück (das Metallblech der Erfindung, durch eine angedeutete Linie in den 1 und 2 dargestellt) angeordnet ist (anliegt), eine Prägeeinheit 3, die das Karosseriepanel W prägt, und eine Prägedruckeinheit 4, welche die Prägeeinheit 3 hebt oder senkt.
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Der Gesenksitz 2 ist ein Metallelement, dass im Wesentlichen die Form eines rechteckigen Parallelepipeds hat, und ist an einem Arbeitstisch 12 fixiert, der am Vorrichtungshauptkorpus 11 ausgebildet ist. Wenn der Prägevorgang ausgeführt wird, wird das Karosseriepanel W auf einer Oberfläche (Stirn- bzw. Vorderfläche) 21 des Gesenksitzes 2 angeordnet. Die Eigenschaften dieses Gesenksitzes 2 werden später beschrieben.
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Die Prägeeinheit 3 ist derart ausgestaltet, dass ein Zeichenring 32 durch einen Einheitshauptkorpus 31 frei drehbar um eine horizontale Achse gelagert wird. Mehrere Arten von Buchstaben, Zahlen, Symbolen und dergleichen (Prägezeichen), die auf das Karosseriepanel W geprägt werden, sind an einer Außenumfangsfläche des Zeichenrings 32 derart ausgebildet, dass sie von diesem vorstehen. Wenn eines dieser vorstehenden Prägezeichen auf die Vorderfläche des Karosseriepanels W gedrückt wird, wird das Karosseriepanel W geprägt. Der Zeichenring 32 hat somit die Funktion eines Prägestempels.
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Der Einheitshauptkorpus 31 kann sich durch einen Stellenvorschubmechanismus 34, der eine Kugelrollspindel oder dergleichen umfasst, frei in horizontale Richtung (eine Links-Rechts-Richtung in 1) bewegen. Eine Bewegungsrichtung dieses Einheitshauptkorpus 31 entspricht einer Längsrichtung des Gesenksitzes 2, der auf dem Arbeitstisch 12 fixiert ist.
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Die Prägeeinheit 3 umfasst ferner einen Zeichenvorschubmotor 33. Der Zeichenvorschubmotor 33 dreht den Zeichenring 32, wählt das zu prägende Zeichen aus den Prägezeichen, die von der Außenumfangsfläche des Zeichenrings 32 vorragen, aus, und veranlasst, dass das zu prägende Zeichen dem Karosseriepanel W zugewandt ist. Genauer gesagt unterliegt der Zeichenvorschubmotor 33 einer Regelung auf Basis einer bestätigten Rotationsposition des Zeichenrings 32 und dreht den Zeichenring 32, derart dass das zu prägende Zeichen dem Karosseriepanel W zugewandt ist.
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Die Prägedruckeinheit 4 hebt und senkt die Prägeeinheit 3. Wenn die Prägedruckeinheit 4 die Prägeeinheit 3 senkt, wird der Zeichenring 32 mit einem vorgegebenen Aufbringdruck auf das Karosseriepanel W gedrückt, und das Karosseriepanel W wird zwischen dem Zeichenring 32 und dem Gesenksitz 2 gehalten. Auf diese Weise wird das zu prägende Zeichen (eine Vertiefung, in die das Prägezeichen übertragen wird) auf die Vorderfläche des Karosseriepanels W geprägt.
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- Gesenksitz -
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Nachfolgend wird der Gesenksitz als kennzeichnendes Element dieser Ausführungsform beschrieben. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die den Gesenksitz 2 teilweise darstellt. 4 ist eine Draufsicht auf den Gesenksitz 2. 5 ist eine Querschnittansicht, die den Gesenksitz 2 teilweise zeigt.
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Wenn den 3 bis 5 gezeigt ist, ist der Gesenksitz 2 im Wesentlichen in der Form eines rechteckigen Parallelepipeds ausgebildet, und besteht beispielsweise aus einem Schnellarbeitsstahl, der einer Nitrierbehandlung unterzogen wurde. Die Oberfläche 21 als diejenige Fläche, auf der das Karosseriepanel W platziert wird, hat eine Rockwell-Härte HRC von etwa 50° bis 70°. Diese Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 hat eine große Zahl von Vertiefungen (Einsatzstellen) 22. Die Komponentenmaterialien des Gesenksitzes 2 sind nicht auf die vorstehend beschriebenen begrenzt.
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Genauer gesagt sind eine Längenabmessung (eine Abmessung in Rechts-Links-Richtung (eine X-Richtung) in 4) T1 und ein Breitenabmessung (eine Abmessung in Oben-Unten-Richtung (Y-Richtung) in 4) T2 der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 größer gewählt als eine Längenabmessung T3 und eine Breitenabmessung T4 eines Bereichs des Karosseriepanels W, in welchen die Fahrzeugidentifikationsnummer geprägt wird (ein Bereich, in dem das zu prägende Zeichen auf das Karosseriepanel W in einem Zustand geprägt wird, bei welchem das Karosseriepanel W auf der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 angeordnet ist; ein Bereich, der durch eine strichpunktierte Linie L1 in 4 angedeutet ist).
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Die Längenabmessung T3 des Stempelbereichs A ist derart gewählt, dass die Zeichen in der vorgegebenen Stellenzahl in den Stempelbereich A geprägt werden können. Beispielsweise ist in Fällen, bei welchen das einzelne Zeichen (das einzelne geprägte Zeichen) eine Breitenabmessung (eine Abmessung in X-Richtung) von 6 mm hat, die Stellenzahl der zu prägenden Zeichen 19 ist, und ein Abstandsmaß bzw. Abstand zwischen benachbarten geprägten Zeichen 2 mm ist, die Längenabmessung T3 des Stempelbereichs A etwa 150 mm. Zudem entspricht die Breitenabmessung T4 des Stempelbereichs A im Wesentlichen der Höhenabmessung bzw. Höhe (eine Abmessung in Y-Richtung) eines Zeichens. Beispielsweise ist in dem Fall, bei welchem die Höhe des einzelnen Zeichens 8 mm ist, die Breitenabmessung T4 des Stempelbereichs A etwa 8 mm.
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Die Längenabmessung T1 der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 ist derart gewählt, dass sie um ein bestimmtes Maß größer ist als die Längenabmessung T3 (ist beispielsweise auf etwa 158 mm eingestellt). Die Breitenabmessung T2 der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 ist derart gewählt, dass sie um ein bestimmtes Maß größer ist als die Breitenabmessung T4 (ist beispielsweise auf etwa 20 mm eingestellt).
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In einem Bildungsbereich (einem Stempelaufnahmebereich B der Erfindung, ein Bereich, der durch eine strichpunktierte Linie L2 in 4 umgeben ist) der großen Anzahl von Vertiefungen 22, die an der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 ausgebildet sind, ist eine Längenabmessung T5 derart gewählt, dass sie größer ist als die Längenabmessung T3 des Stempelbereichs A, und ist derart gewählt, dass sie geringfügig kleiner ist als die Längenabmessung T1 der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 (ist beispielsweise auf etwa 156 mm eingestellt). Zudem ist eine Breitenabmessung T6 des Bildungsbereichs B derart gewählt, dass sie größer ist als die Breitenabmessung T4 des Stempelbereichs A, und ist derart gewählt, dass sie geringfügig kleiner ist als die Breitenabmessung T2 der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 (istbeispielsweise auf etwa 16 mm eingestellt). Das bedeutet, der Stempelaufnahmebereich B des Gesenksitzes 2 ist als ein Bereich definiert, dessen Außenrand um ein bestimmtes Maß an einer Außenseite eines Außenrandes des Stempelbereichs A. Dieser Stempelaufnahmebereich B ist als größerer Bereich als der Stempelbereich A definiert.
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Die Vertiefungen 22, die an der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 ausgebildet sind, haben beispielsweise eine jeweils Kreisform in Vorderansicht der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2. Ein Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 ist etwa 1,5 mm und die Tiefe am tiefsten Abschnitt einer jeden Vertiefung 22 ist etwa 0,5 mm. Diese Vertiefungen 22 werden durch Schneiden der Oberfläche 21 des Gesenksitz 2 unter Verwendung eines Schneidwerkzeugs (beispielsweise eines Bohrers) gebildet. Somit werden die Vertiefungen 22 jeweils als eine Vertiefung in einer konischen Form ausgebildet (eine Vertiefung in Form eines Mörsers; siehe 5).
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Die Vertiefungen 22 sind in einem Hahnentritt- bzw. Pepitakaromuster auf der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 angeordnet. Das bedeutet, in 4 ist in Relation zu einer Mittelposition einer jeden Vertiefung 22 in der untersten Reihe (einer Reihe von Vertiefungen 22, die in X-Richtung der Zeichnung angeordnet ist; nachstehend als erste Reihe bezeichnet) eine Mittelposition einer jeden Vertiefung 22 der zweituntersten Reihe (an der Oberseite der ersten Reihe in Y-Richtung in der Zeichnung angeordnet; nachstehend als zweite Reihe bezeichnet) in X-Richtung versetzt (in der Mitte zwischen den Mittelpositionen angrenzender Vertiefungen 22, 22 der ersten Reihe angeordnet). Wie vorstehend beschrieben ist, sind die Vertiefungen 22 in einem Pepitakaromuster angeordnet, bei dem die Mittelpositionen einer jeden Vertiefung 22 in der ungeradzahligen Reihe von der Unterseite in X-Richtung in Relation zur Mittelposition einer jeden Vertiefung 22 der geradzahligen Reihe von der Unterseite versetzt sind. Zudem sind die drei Vertiefungen, die nebeneinander liegen (in 4: die Vertiefung 22, die an eine der Vertiefungen 22 in X-Richtung angrenzt, und die Vertiefung 22, die diagonal zu der einen Vertiefung 22 angrenzt) derart angeordnet, dass deren Mittelpositionen den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks entsprechen.
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Eine beispielhafte Steigung zwischen den Vertiefungen in X-Richtung ist beispielsweise auf 1,8 mm gesetzt. Das bedeutet, jede der Vertiefungen 22 ist an einer Position mit der Steigung ausgebildet, sodass die angrenzenden Vertiefungen 22, 22 einander nicht überlappen.
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Die vorstehend beschriebenen Zahlenwerte sind nicht beschränkend und können durch Experimente oder Simulation in geeigneter Weise eingestellt werden.
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Nachfolgend werden wesentliche Bedingungen für die Vertiefungen 22 beschrieben. Ein Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 und eine Steigung zwischen den Vertiefungen 22 sind derart gewählt, dass mehrere Vertiefungen 22 im Stempelbereich A des einzelnen geprägten Zeichens vorhanden sind. Jede der Vertiefungen 22 ist unabhängig von (nicht verbunden mit) der/den anderen Vertiefung(en) 22. Um diese Bedingungen zu erfüllen, muss der Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 kleiner als die Hälfte der Höhe des geprägten Zeichens sein, und die Vertiefungen 22 müssen mit einer Steigung ausgebildet werden, die zwischen den angrenzenden Vertiefungen 22 definiert ist, sodass angrenzende Vertiefungen 22 einander nicht überlappen. Zudem hat der Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 vorzugsweise einen Wert, der in einen Bereich von 1/3 bis 1/12 der Höhe des geprägten Zeichens fällt, und ein Abstand zwischen angrenzenden Vertiefungen 22 ist vorzugsweise auf einen Wert eingestellt, der kleiner ist als der Durchmesser. Bevorzugt hat der Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 einen Wert, der in einen Bereich von 1/4 bis 1/10 der Höhe des geprägten Zeichens fällt, und der Abstand zwischen angrenzenden Vertiefungen 22 ist auf einen Wert gestellt, der kleiner ist als der Durchmesser. Besonders bevorzugt hat der Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 einen Wert, der in einen Bereich von 1/6 bis 1/8 der Höhe des geprägten Zeichens fällt, und der Abstand zwischen angrenzenden Vertiefungen ist derart gewählt, dass er einen kleineren Wert als der Durchmesser hat.
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Beispielsweise ist die Höhe des geprägten Zeichens 8 mm und die Breitenabmessung des geprägten Zeichens ist wie vorstehend beschrieben 6 mm. Wenn der Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 auf 0,8 mm gesetzt ist, und die Steigung zwischen zwei der Vertiefungen 22 auf 1,0 mm gesetzt ist, gibt es im Stempelbereich des einzelnen geprägten Zeichens etwa sechs Vertiefungen 22 in Breitenrichtung des geprägten Zeichens und etwa acht Vertiefungen 22 in Höhenrichtung des geprägten Zeichens. Wenn der Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 auf 1,5 mm gesetzt ist, und die Steigung zwischen zwei der Vertiefungen 22 auf 1,8 mm gesetzt ist, gibt es im Stempelbereich des einzelnen geprägten Zeichens etwa vier Vertiefungen 22 in der Breitenrichtung des geprägten Zeichens und etwa fünf Vertiefungen 22 in der Höhenrichtung des geprägten Zeichens. Wenn der Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 auf 2,0 mm gesetzt ist und die Steigung zwischen zwei der Vertiefungen 22 auf 2,2 mm gesetzt ist, gibt es im Stempelbereich des einzelnen geprägten Zeichens etwa drei Vertiefungen 22 in Breitenrichtung des geprägten Zeichens und etwa vier Vertiefungen 22 in Höhenrichtung des geprägten Zeichens.
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Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration sind im Stempelaufnahmebereich B, der an der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 ausgebildet ist, mehrere Vertiefungen 22 derart vorgesehen, dass sie dem Stempelbereich A des einzelnen geprägten Zeichens entsprechen.
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- Prägevorgang -
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Nachfolgend wird der Prägevorgang durch die Prägevorrichtung 1 unter Verwendung des Gesenksitzes 2 beschrieben. Bei diesem Prägevorgang wird zunächst das Karosseriepanel W auf der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 platziert, der am Arbeitstisch 12 fixiert ist, der am Vorrichtungshauptkorpus 11 ausgebildet ist.
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In diesem Zustand wird der Zeichenvorschubmotor der Prägeeinheit 3 betätigt, um den Zeichenring 22 zu drehen, wird das auf das Karosseriepanel W zu prägende Zeichen ausgewählt und das ausgewählte Zeichen (das Prägezeichen) veranlasst, dem Karosseriepanel W zugewandt zu sein. Wenn anschließend die Prägedruckeinheit 4 betätigt wird, um die Prägeeinheit 3 abzusenken, wird der Zeichenring 32 mit dem vorgegeben Aufbringdruck gegen das Karosseriepanel W gedrückt, und das Karosseriepanel W wird zwischen dem Zeichenring 22 und dem Gesenksitz 2 gehalten. Auf diese Weise wird das zu prägende Zeichen auf die Vorderfläche des Karosseriepanels W geprägt. Die Größe des Aufbringdrucks in diesem Fall wird entsprechend der Art des zu prägenden Zeichens bestimmt. Genauer gesagt ist, je länger die Linie des zu prägenden Zeichens ist, der Aufbringdruck umso höher. Auf diese Weise wird eine ausreichende Prägetiefe erzielt. Beispielsweise wird im Vergleich zu einem Fall, bei dem der Buchstabe „I“ geprägt wird, ein hoher Aufbringdruck zum Prägen des Buchstaben „W“ eingestellt.
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Zu diesem Zeitpunkt ragt, wie in 6 gezeigt ist (eine Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, bei welchem der Prägevorgang bei dem Karosseriepanel W ausgeführt wird) ein Abschnitt (Metallmaterial) des Karosseriepanels W in die Vertiefung 22 (gelangt in die Vertiefung 22) die an der Vorderfläche 21 des Gesenksitzes 2 ausgebildet ist. Auf diese Weise wird ein Grad der Konzentration des Metallmaterials des Karosseriepanels W verringert. Aus diesem Grund kann der Aufbringdruck, der benötigt wird, um das geprägte Zeichen in einer Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder tiefer als ein vorgegebenes Maß ist, niedrig sein. Das bedeutet, der Aufbringdruck kann niedrig gewählt werden.
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Nachdem eines der zu prägenden Zeichen wie vorstehend beschrieben geprägt wurde, hebt die Prägedruckeinheit 4 die Prägeeinheit 3 an. Dann bewegt der Stellenvorschubmechanismus 34 die Prägeeinheit 3 um eine Stelle der zu prägenden Zeichen entlang der Längsrichtung des Karosseriepanels W. In anderen Worten: Die Prägeeinheit 3 wird um eine Stelle vorgerückt. Anschließend wird das als nächstes zu prägende Zeichen gewählt und der Zeichenring 32 derart gedreht, dass das als nächstes zu prägende Zeichen dem Karosseriepanel W zugewandt ist. Dann wird die Prägeeinheit 3 erneut gesenkt. Auf diese Weise wird das zu prägende Zeichen auf die Vorderfläche des Karosseriepanels W geprägt. Auch in diesem Fall ragt, wie vorstehend beschrieben, der Abschnitt des Karosseriepanels W in die Vertiefung 22, die an der Vorderfläche des Gesenksitzes 2 ausgebildet ist. Auf diese Weise wird der Grad der Konzentration des Metallmaterials des Karosseriepanels W gesenkt. Der Aufbringdruck, der benötigt wird, um das geprägte Zeichen in einer Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder größer als das gegebene Maß ist, kann niedrig eingestellt werden.
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Durch Wiederholen dieses Vorgangs wird eine Kette von Zeichen in der vorgegebenen Stellenzahl als Fahrzeugidentifikationsnummer auf der Vorderfläche des Karosseriepanels W geprägt.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, ragt bei dieser Ausführungsform, wenn das zu prägenden Zeichen geprägt wird, der Abschnitt des Karosseriepanels W in die Vertiefung 22, die auf der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 ausgebildet ist. Auf diese Weise wird der Grad der Konzentration des Metallmaterials des Karosseriepanels 2 verringert. Aus diesem Grund kann der Aufbringdruck, der benötigt wird, um das geprägte Zeichen in der Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder größer als das bestimmte Maß ist, niedrig gewählt werden. Als Ergebnis kann eine Abnutzung oder Beschädigung des Prägezeichens (des Zeichens, das von einer Außenumfangsfläche des Zeichenrings 32 vorsteht) verhindert werden. Die Lebensdauer des Zeichenrings 32 kann somit verlängert werden.
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Da mehrere Vertiefungen 22 derart angeordnet sind, dass sie dem Stempelbereich A des einzelnen geprägten Zeichens entsprechen, wird der Grad der Konzentration des Metallmaterials für jedes der geprägten Zeichen (unabhängig von der Art des geprägten Zeichens) verringert. Der Aufbringdruck, der benötigt wird, um das geprägte Zeichen in der Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder größer ist als das bestimmte Maß ist, kann somit niedrig gewählt werden. Es sei angemerkt, dass auch bei dem Fall, bei dem eine Vertiefung, die die gleiche Form wie das geprägte Zeichen hat, entsprechend der Art des geprägten Zeichens auf der Vorderseite des Gesenksitzes 2 ausgebildet ist, der Grad der Konzentration des Metallmaterials verringert wird. Da sich jedoch die Fahrzeugidentifikationsnummer je nach Fahrzeugkarosserie unterscheidet muss der Gesenksitz in diesem Fall für jede Fahrzeugkarosserie ausgetauscht werden. Gemäß der Ausführungsform kann, da diese derart ausgestaltet ist, dass mehrere Vertiefungen 22 an der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 vorgesehen sind, der Grad der Konzentration des Metallmaterials für jedes geprägte Zeichen verringert werden. Es ist somit nicht notwendig, den Gesenksitz für jede Fahrzeugkarosserie auszutauschen. Daher kann die Effizienz des Prägevorgangs der eineindeutigen Fahrzeugidentifikationsnummer bei einer Mehrzahl von Fahrzeugkarosserien verbessert werden.
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Bei dieser Ausführungsform sind, da der Stempelaufnahmebereich B des Gesenksitzes 2 als ein Bereich definiert ist, dessen Außenrand um ein bestimmtes Maß an der Außenseite des Außenrandes des Stempelbereichs A liegt, auf der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 eine Mehrzahl von Vertiefungen 22 in einem größeren Bereich als dem Stempelbereich A der Fahrzeugkarosserie W ausgebildet. Somit kann, selbst wenn eine Druckposition des Zeichenrings 32 auf den Stempelbereich A des Karosseriepanels W versetzt ist, das Karosseriepanel W für das ganze geprägte Zeichen in die Vertiefungen 32 eindringen. Auf diese Weise kann der Grad der Konzentration des Metallmaterials des Karosseriepanels W verringert werden. Das bedeutet, selbst wenn die Druckposition des Zeichenrings 32 versetzt ist, kann der Aufbringdruck, der benötigt wird, um das geprägte Zeichen in der Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder größer als das vorgegebene Maß ist, niedrig eingestellt werden.
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Bei dieser Ausführungsform ist der Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 ein Wert, der in einen Bereich von 1/4 bis 1/10 (vorzugsweise ein Wert, der in einen Bereich von 1/6 bis 1/8) der Höhe des geprägten Zeichens fällt, und der Abstand zwischen angrenzenden Vertiefungen 22 auf einen kleineren Wert als den Durchmesser eingestellt. Somit kann in dem Stempelaufnahmebereich B der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 eine große Anzahl von Vertiefungen 22 derart vorgesehen werden, dass diese dem Stempelbereich A des einzelnen geprägten Zeichens entsprechen. Es kann somit verhindert werden, dass die Anzahl der Vorsprünge des Metallmaterials in die Vertiefung 22 lokal zunimmt. Es wird somit verhindert, dass sich das Karosseriepanel W mehr als notwendig verformt.
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- Experimentelles Beispiel -
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Nachfolgend wird ein experimentelles Beispiel beschrieben, das erstellt wurde, um die vorstehend beschriebenen Effekte zu bestätigen. Bei diesem experimentellen Beispiel werden ein herkömmlicher Gesenksitz 2 (der Gesenksitz mit der flachen Oberfläche) und drei Arten von Gesenksitzen 2 entsprechend der Erfindung verwendet. Bei den drei Arten von Gesenksitzen 2 ist der Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 0,8 mm, 1,5 mm und 2,0 mm. Das Stanzen bzw. Prägen wurde mit einer Mehrzahl von verschiedenen Aufbringdrücken durchgeführt, und die Prägetiefe wurde für jeden Fall gemessen. Zudem wurde ein hochfestes Stahlblech als Karosseriepanels W verwendet. Die Prägetiefe wurde unter Verwendung eines Messuhr gemessen.
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7 zeigt einen Graph, der eine Beziehung zwischen einem Aufbringdruck und der Prägetiefe als Ergebnis dieses experimentellen Beispiels zeigt. Wie aus 7 ersichtlich ist, war in dem Fall, bei welchem der herkömmlich Gesenksitz (Stand der Technik in 7) verwendet wurde, der Aufbringdruck, der benötigt wurde, um das geprägte Zeichen in der vorgegebenen Prägetiefe D1 zu erhalten (der Prägetiefe, die benötigt wird, um einen klares geprägtes Zeichen zu erhalten) gleich F0 in der Zeichnung, was extrem hoch ist. Dem gegenüber war bei dieser Ausführungsform, in welcher die Vertiefungen 22 auf der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 angeordnet waren, der Aufbringdruck, der benötigt wurde, um das geprägte Zeichen in der vorgegebenen Prägetiefe D1 zu erhalten, deutlich niedriger als beim Stand der Technik. Genauer gesagt war, wenn der Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 0,8 mm (ϕ0,8 in 7) war, der Aufbringdruck in der Zeichnung F1. Wenn der Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 1,5mm war (ϕ1,5 wie in 7), war der Aufbringdruck F2 in der Zeichnung. Wenn der Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 2,0 mm war (ϕ2,0 in 7) war der Aufbringdruck in der Zeichnung F3. Somit kann bestätigt werden, dass, wenn der Durchmesser einer jeden Vertiefung 22 zunimmt, der benötigte Aufbringdruck verringert wurde.
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- Erste Abwandlung -
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Nachfolgend wird eine erste Abwandlung beschrieben. Bei dieser ersten Abwandlung hat jede Vertiefung 22 eine unterschiedliche Gestalt von der der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Der übrige Aufbau sowie der Prägevorgang sind jedoch gleich der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Somit wird nachstehend nur die Form einer jeden Vertiefung 22 beschrieben.
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8 zeigt eine Querschnittansicht, die den Gesenksitz 2 dieser Abwandlung teilweise zeigt (eine Ansicht, die 5 entspricht). Wie in 8 gezeigt ist, werden die Vertiefungen 22 dieser Abwandlung ebenfalls derart ausgebildet, dass die Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 unter Verwendung eines Schneidwerkzeugs (beispielsweise eines Bohrers) bearbeitet wird. Die Schneidtiefe des Schneidwerkzeugs im Schneidprozess ist dabei größer gewählt als bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Auf diese Weise ist jede der Vertiefungen 22 dieser Abwandlung mit einer säulenförmigen Öffnung 22A und einer Vertiefung 22 in konischer Gestalt ausgebildet.
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Die gleichen Wirkungen (wonach der Aufbringdruck, der benötigt wird, um ein geprägtes Zeichen in einer Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder größer als bestimmte Maß ist, niedriger eingestellt werden kann, und dass die Abnutzung oder Beschädigung des Prägezeichens verhindert werden kann) wie bei der vorstehenden Ausführungsform können mit dem Gesenksitz 2, der die derart ausgestalteten Vertiefungen 22 aufweist, erhalten werden. Zudem wird der Grad der Konzentration des Metallmaterials für jedes geprägte Zeichen verringert. Der Aufbringdruck, der benötigt wird, um das geprägte Zeichen in der Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder größer als die des bestimmten Maß ist, kann demnach niedrig gewählt werden.
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- Zweite Abwandlung -
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Nachfolgend wird eine zweite Abwandlung beschrieben. Auch bei dieser Abwandlung hat jede Vertiefung 22 eine andere Gestalt als bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Der übrige Aufbau sowie der Prägevorgang sind jedoch gleich der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Somit wird nachstehend nur die Form einer jeden Vertiefung beschrieben.
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9 ist eine Querschnittansicht, die den Gesenksitz 2 dieser Abwandlung teilweise zeigt (eine Ansicht, die 5 entspricht). Wie in dieser 9 gezeigt ist, ist jede Vertiefung 22 dieser Abwandlung als eine Vertiefung mit einem bogenförmigen Querschnitt ausgebildet.
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Die gleichen Wirkungen (wonach der Aufbringdruck, der benötigt wird, um ein geprägtes Zeichen in einer Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder größer als bestimmte Maß ist, niedriger eingestellt werden kann, und dass die Abnutzung oder Beschädigung des Prägezeichens verhindert werden kann) wie bei der vorstehenden Ausführungsform können mit dem Gesenksitz 2, der die derart ausgestalteten Vertiefungen 22 aufweist, erhalten werden. Zudem wird der Grad der Konzentration des Metallmaterials für jedes geprägte Zeichen verringert. Der Aufbringdruck, der benötigt wird, um das geprägte Zeichen in der Prägetiefe zu erhalten, die gleich oder größer als die des bestimmten Maß ist, kann demnach niedrig gewählt werden.
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- Andere Ausführungsformen -
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform und die genannten Abwandlungen beschränkt, und alle Modifikationen und Anwendungen, die in den Ansprüchen sowie dem Äquivalenzbereich der Ansprüche enthalten sind, fallen unter die Erfindung.
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Beispielsweise wurde die vorstehende Ausführungsform sowie eine jede der vorstehenden Abwandlungen ausgehend von dem Fall beschrieben, dass die Erfindung als Prägevorrichtung 1 Anwendung findet, die zum Prägen der Fahrzeugidentifikationsnummer auf das Karosseriepanel (das Werkstück W) des Automobils genutzt wird, das aus einem hochfesten Stahlblech besteht. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt sondern kann auch auf eine Prägevorrichtung Anwendung finden, die zum Prägen eines Zeichens oder dergleichen auf ein anderes Werkstück (Metallblech bzw. Blech) Anwendung findet. Die Erfindung kann somit auch als Prägevorrichtung verwendet werden, die dazu dient, um nur ein Zeichen auf ein Teil zu prägen. Zudem ist das Metallblech, bzw. Blech, das geprägt werden soll, nicht auf das hochfeste Stahlblech beschränkt, sondern kann auch ein herkömmliches Blech sein.
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Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sowie einer jeden der vorstehenden Abwandlungen wurde der Fall beschrieben, wonach die Erfindung bei der Prägevorrichtung 1 Anwendung findet, die zum sequenziellen Prägen der zu prägenden Zeichen eines nach dem anderen verwendet wird. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt sondern kann auch auf eine Prägevorrichtung verwendet werden, die dazu verwendet wird, um mehrere Zeichen simultan zu prägen.
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Bei der vorstehenden Ausführungsform sowie einer jeder der vorstehenden Abwandlungen ist die Anordnung der Vertiefungen pepitakaromusterartig. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, und die Anordnung der Vertiefungen kann ein Gittermuster aufweisen.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sowie den vorstehenden Abwandlungen ist der Stempelaufnahmebereich B an der Oberfläche 21 des Gesenksitzes 2 ausgebildet, und das Fahrzeugpanel W wird zum Prägevorgang auf dieser Oberfläche 21 angeordnet. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Die Erfindung kann auch derart verwendet werden, dass eine Konfiguration zur Anwendung kommt, wonach ein Stempelaufnahmebereich an einer Seitenfläche des Gesenksitzes 2 ausgebildet ist, und das Karosseriepanel für den Prägevorgang an dieser Seitenfläche anliegt. Zudem kann die Erfindung auch bei einer Konfiguration Anwendung finden, bei welcher der Stempelaufnahmebereich an einer Unterseite des Gesenksitzes 2 ausgebildet ist, und das Karosseriepanel für den Prägevorgang an dieser Unterseite anliegt.
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Die Erfindung kann für die Prägevorrichtung verwendet werden, die zum Prägen der Fahrzeugidentifikationsnummer auf ein Karosseriepanel verwendet wird, indem der Prägestempel auf die Vorderfläche des Karosseriepanels gedrückt wird, das auf der Vorderfläche des Gesenksitzes angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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