JP2006205209A - プレス金型 - Google Patents

Abstract

【課題】打ち抜き不良を発生させることなく、広くて大きなワークの加工や、トランスファー成形をも可能とすること。
【解決手段】下型部２は、ダイス５とガイドピン孔９を形成したダイスホルダ７を備える。上型部２は、パンチ３とガイドピン１４を保持したパンチホルダ４と、パンチ孔１６およびガイドピン案内孔１７を穿設したストリッパプレート１５と、バッキングプレート１８に固定した球面体１９と、球面体１９に嵌合して該球面体１９の球面１９ａと対応する球面２０ａを有する球面プレート２０を固定した上ダイセット７と、揺動隙間Ｋを有して相対する上ダイセット７とバッキングプレート１８を支承するハンガーボルト２１とを備える。上ダイセット７に固定した球面プレート２０とバッキングプレート１８に固定した球面体１９とにより、上ダイセット７に対してバッキングプレート１８が傾斜することにより、上型部１、下型部２の平行度が保持される。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレス金型に係わり、特にトランスファープレスに使用されて好適なプレス金型に関するものである。

プレス金型によって、板状のワークの打ち抜き加工を、高精度に行なうためには、相互の干渉によるパンチおよびダイスの損傷を防ぐことも含めて、パンチとダイスとのクリアランスおよび、上型部と下型部との相対位置度や、平行度を常に精度よく保持する必要がある。

したがって、より高精度の加工を要求されるプレス金型に対しては、該プレス金型および、プレス装置全体を精度の高い部品で構成するような工夫がされている。また、上型部と下型部との相対位置度や、平行度を常に高精度に保持するために、特許文献１には、ダイセットガイドによって、上型部を下型部に進退自在にガイドする構成のダイセットが開示されている。また、パンチをガイドするストリッパプレートを、下型部に進退自在に設けた構成のダイセットなどが提案されている。

たとえば、下記特許文献１に開示されている金型装置は、上記したパンチをガイドするストリッパプレートを、下型部に進退自在に設けた構成のダイセット５０の例である。図４に示めすように、ダイセット５０は、上型部５２と下型部５３とを具備しており、上型部５２は下型部５３に対してダイセットガイド５４を介して進退（上下動）自在に接続されている。

上型部５２は、プレス装置のプレスラムＲ（スライダ）に取り付けられており、プレスラムＢに固定されたパンチホルダ５２ａと、該パンチホルダ５２ａにパンチプレート５２ｂを介して取り付けられたパンチ５２ｃとを備えている。

一方下型部５３は、プレス装置のボルスタＢに取り付けられており、該ボルスタＢに固定された下型部台５３ａと、該下型部台５３ａに固定されたダイ（ダイス）５３ｂとを備えている。

また、上型部５２と下型部５３との間には、ストリッパプレート５５が配設されており、このストリッパプレート５５には、下方に延びるガイドロッド５５ａが設けられている。またこのガイドロッド５５ａの下端と、ボルスタＢとの間にはスプリング５ｓが配置されている。これらガイドロッド５５ａは、下型部台５３ａに設けられたガイドブッシュ５３ｃに、該ガイドブッシュ５３ｃに案内されつつ、昇降自在に貫入している。またストリッパプレート５５には、上型部５２におけるパンチ５２ｃが進退（上下動）自在に貫入しており、これによって前記ストリッパプレート５５は、打ち抜き時において、上型部５２のパンチ５２ｃをガイドする。

前記構成の金型装置によれば、ワークを打ち抜く時、上型部５２のパンチ５２ｃは、上型部５２を取り付けたプレスラムＲと非接続の状態にあるストリッパプレート５５で、ガイドされるようになっているため、打ち抜き時における偏心荷重や、長期使用に伴う磨耗などによって、プレスラムＲが僅かに傾いたり撓んだりしても、ダイ５３ｂとの位置関係にずれを生じることがなく、打ち抜き不良の発生や、相互の干渉によるパンチ５２ｃおよびダイ５３ｂの損傷を未然に防ぐようにしている。（特許文献１参照）
特開２００１−０４７１４７号公報

しかしながら、ワークの高精度な打ち抜き加工が出来るようにするために、上記した、プレス金型および、プレス装置全体を、精度の高い部品で構成した従来技術の例では、高精度化と構成の複雑化に伴って、設備費が高価なものとなり、結果的に製造コスト高となる問題がある。

また、引用文献１に開示されているように、ダイセットガイドによって上型部を下型部に進退自在にガイドする構成のダイセットの例では、上型部に取り付けられるプレスラムが傾いたり撓んだりすると、上型部のパンチは、上型部を取り付けたプレスラムＲと一体的なダイセットガイドでガイドされるようになっているため、上型部と下型部との位置関係にずれが生じて、打ち抜き不良の発生を招くばかりでなく、パンチおよびダイの損傷を招くという問題がある。

また、特許文献１に開示された、パンチをガイドするストリッパプレートを、下型部に進退自在に設けた構成のダイセットの例では、複数のガイドロッドで、上型部２を取り付けたプレスラムＲと非接続の状態にあるストリッパプレートを、下型部に設けられたガイドブッシュに案内する構成であるため、パンチとダイスとの位置関係にずれを生じることは無い。しかしながら、比較的広く大きなワークを、上下の金型間においてＸ軸、Ｙ軸方向へ移動位置決めしてワークの加工を行なう場合には、ガイドロッドにワークが干渉することがあり、場合によって加工できないという問題がある。

さらに、特許文献１に開示された、パンチをガイドするストリッパプレートを、下型部に進退自在に設けた構成のダイセットの例では、一台のプレス装置に複数の金型をセットして、板材のワークを搬送しながらプレスを行なうトランスファー成形の場合には、成形時にそれぞれの金型間を搬送されるワークが、パンチをガイドするストリッパプレートのガイドロッドに干渉するため、トランスファー成形が出来ないという問題がある。

本発明は、上記のごとき問題に鑑みてなされたものであり、金型にプレス圧を供給するプレス装置に傾きや撓み、横移動等が生じても、該傾きや撓み、横移動等に起因する加工不良の発生を防止することができるプレス金型を提供することを課題とする。また、上型部および下型部が傾斜した状態でプレス加工が行われることを防止し、金型の損傷を未然に防ぐことができるプレス金型を提供することを課題とする。また、比較的広くて大きなワークの加工や、複数のプレス工程を一つのプレス装置のプレートで行うトランスファープレスを可能とするプレス金型を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のプレス金型は、上ダイセットと、該上ダイセットの下面に取り付けられる上型部と、ガイドピン孔を有し、該上型部に対向して配置され前記上型部とともにワークを加工する下型部と、前記上型部に保持されて前記ガイドピン孔に進退可能なガイドピンと、を備えたプレス金型において、前記上型部の前記上ダイセットに対面する側には、前記上型部の軸心線上に中心点を有する球面が形成された球面部が、前記上ダイセット側に向かって凸となるように形成されており、前記上ダイセットの前記球面部に対面する側には、前記球面部の前記球面に対応する形状の凹部が、前記球面部を嵌合するように形成されており、前記球面部が前記上ダイセットに対して前記中心点周りに回動可能とされていることを特徴とする。

さらに、本発明のプレス金型においては、前記上型部は、該上型部を上方に牽引する方向に付勢する付勢手段により前記上ダイセットに保持されているのがよい。この場合、前記付勢手段は、前記上ダイセットと前記上型部との間に所定の揺動隙間が形成されるように前記上型部を保持するものであるのがよい。また、前記付勢手段は、前記上ダイセットの上側が大径部、該上ダイセットの下側が小径部となり、前記上ダイセットの下面側にフランジ部を形成するように該上ダイセットに穿設された穿孔と、前記穿孔を挿通し一端が前記上型部に係止される挿通部、及び該挿通部の他端であって前記フランジ部に係合する係合部とを有する係止手段と、前記フランジ部と前記係合部との間に配置され、前記係合部を上方に付勢する弾性部材と、を備えることが望ましい。

さらに、本発明のプレス装置においては、前記上型部は、前記球面部が形成された球面部材と、該球面部材を取り外し可能に保持する保持部とにより構成されているのがよい。また、前記上ダイセットは、前記球面部に対面する凹部が形成され該球面部を嵌合する嵌合部材と、該嵌合部材を取り外し可能に保持する保持部とを有するのがよい。

さらに、本発明のプレス装置においては、前記ガイドピンの長さは、前記下型部に対して前記上型部を進行させてワークを加工する工程では、該ガイドピンが前記ガイドピン孔に摺動可能となり、前記下型部に対して前記上型部を後退させてワークを脱着する工程では、該ガイドピンと前記ガイドピン孔との間の嵌合が外れて両者が離脱するように設定されているのがよい。

ここで、本発明のプレス装置は、以下のようなさらに具体的な構成を有するものを採用することができる。まず、前記上型部あるいは前記上ダイセットに保持され、前記上型部と前記下型部との間に配置されるワークを前記下型部に押し付けるストリッパプレートを有し、該ストリッパプレートには前記ガイドピンが挿通するガイドピン案内孔が形成されている構成を採用することができる。また、前記上型部は、パンチと、該パンチを保持するパンチホルダと、該パンチホルダを固定するバッキングプレートとを有し、前記球面部は該バッキングプレートの前記上ダイセットに対面する側に形成されている構成を採用することができる。

本発明のプレス金型においては、上型部が、該上型部に保持されるガイドピンと下型部に穿設されたガイドピン孔との嵌合により、下型部に案内されることになる。そのため、ワークの加工時に、プレス装置により加圧されて下降する上型部は、上ダイセットを加圧するプレス装置と非接続の状態にある下型部で案内されるため、下型部のダイスの軸芯に精度よく案内される。さらに、上型部の上ダイセットに対面する側の表面に形成された球面部は、上ダイセットの下面に形成され該球面部と対応する球面を有する凹部に、該上ダイセットに対して該球面の中心周りに回動可能な形態で配置されている。このような構成によれば、プレス装置に装着されて傾いたり撓んだりしたスライダから、ワークの加工を行うための加圧力が上ダイセットに負荷されると、ガイドピンがガイドピン孔に案内されると同時に、該ガイドピン孔が穿設された下型部から、ガイドピンを介して上型部に力が働き、この力を受けて、上型部が自身の平行度を保つように上ダイセットに対して傾斜することになる。これにより、プレス工程において、上型部がプレス装置のスライダの傾斜した角度だけ上ダイセットに対して傾斜することで、スライダの傾斜による上型部の傾きを自動的に補正することできる。つまり、プレス装置に直接係合する上ダイセットに対して上型部を傾斜させることにより、上ダイセットが下型部に対して傾いても、上型部は下型部に対して傾かないようにした点が本発明の特徴である。これによれば、上型部は、下型部のガイドピン孔に嵌合したガイドピンによって、下型部との位置決めが行われているので、プレス装置のスライダの傾きに基づく製品の加工不良を防止することができる。また、上型部と下型部とが傾斜した状態でプレス加工が行われることが防止でき、金型の損傷を未然に防ぐことができる。

また、上型部を上ダイセットに固定するのではなく、該上型部を上ダイセットに、該上型部を上方に牽引する方向に付勢する付勢手段により保持することで、上記のように、上型部を、該上型部の球面部が上ダイセットに対して回動可能な形態で保持することが可能となる。また、付勢手段により上型部を保持する場合には、上型部と上ダイセットとの間に所定の回動隙間を形成することで、より大きなプレス装置の傾斜にも対応することができる。

付勢手段の具体的な構成としては、前述したような上ダイセットに穿設される穿孔と、該穿孔を挿通する挿通部で上型部を保持し、係合部において上ダイセットに形成されたフランジ部に係止される係止手段と、該係止手段の係合部とフランジ部との間に配置される弾性部材と、により構成されるものを採用することができる。これによれば、係合部とフランジ部とで圧縮された弾性部材の復元力により係止手段の係合部を上方に付勢することで、ひいては該係止手段に係止される上型部を上方に付勢することができる。また、フランジ部と係合部との間に配置された弾性部材の弾性変形により上型部と上ダイセットとの間の傾斜を吸収することができる。そのため、該上ダイセットと上型部とを傾斜可能に保持することができる。

また、上型部として、球面部を構成する球面部材と、該球面部材を取り外し可能に保持する保持部とを有するものを採用することで、球面部材と保持部とを容易に分割することができる。このような構成によれば、上型部の球面部が上ダイセットの凹部との間の摺動により磨耗しても、球面部材のみを交換すればよいので、コスト的に有利である。また、上ダイセットとして、凹部を構成する嵌合部材と、該嵌合部材を取り外し可能に保持する保持部とを有するものを採用することで、嵌合部材と保持部とを容易に分割することができる。このような構成によれば、上ダイセットの凹部が上型部の球面部との間の摺動により磨耗しても、嵌合部材のみを交換すればよいので、コスト的に有利である。

ワークの加工時に、高い加圧力が負荷される球面部材や嵌合部材は、強度面の必要性から、高価なＳＫ材などの高強度な炭素工具鋼などで製造されており、耐久寿命も比較的短い。上記のような球面部材や嵌合部材を保持部から分割した構造によれば、比較的高強度を必要としない上型部や上ダイセットのうち強度をある程度必要としない部位を比較的安い材料で構成することができるため、より安価に製造できて保全費用も低減できるという効果がある。

また、前記ガイドピンの長さを、下型部に対して上型部を進行させてワークを加工する工程では、該ガイドピンがガイドピン孔に対して摺動可能に嵌合するように、また、下型部に対して上型部を後退させてワークを脱着する工程では、該ガイドピンとガイドピン孔との間の嵌合が外れて両者が離脱するように設定されているので、下型部に対して上型部を後退させてワークを脱着する場合には、上型部を下型部に対して完全に分離した状態にすることができる。したがって、一台のプレス装置に複数の金型をセットしてワークを搬送しながらプレスを行なうトランスファープレス成形において、成形時にそれぞれの金型間を搬送されるワークが、ガイドピンに干渉させることなく搬送できて、トランスファープレス成形が可能となるという効果がある。また、上型部と下型部間において、ワークをＸ軸、Ｙ軸方向へ移動位置決めして、ワークを加工をする場合であっても、ワークとガイドピンが干渉するがことないので、比較的大きなワークも加工することができるという効果がある。

以下、本発明に係わる実施形態例を、図面を参照しつつ、具体的に説明する。本実施形態においては、トランスファープレス形成に使用されるプレス金型について説明するが、本発明はこれに限られるものではなく、他のプレス成形にも使用することができるものである。また、本実施形態においては、プレスを打ち抜き加工するプレス金型について説明するが、本発明はこれに限られるものではなく、他の加工にも使用することができる。図１は、本発明の実施形態例に係わるプレス金型の、プレス装置（図示省略）に装着された上型部が上死点にある時における上型部と下型部の断面図である。図２は、本発明の実施形態例に係わるプレス金型の、プレス装置に装着された上型部が下死点にあって、ワークを加工する時における、上型部と下型部の断面図である。図３は、本発明の実施形態例に係わるプレス金型の作用を説明する断面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態例に係わるプレス金型は、パンチ３とガイドピン１４を保持したパンチホルダ４とを備える上型部１と、該上型部１を取り付ける上ダイセット７と、プレス装置装着時に、上型部１のパンチ４とガイドピン１４に相対する位置に配置され、それぞれダイス５とガイドピン孔９を形成したダイスホルダ６とで構成された下型部２と、上型部１に保持され、ワークを下型部２に押し付けるストリッパプレート１５と、を有する。該プレス金型は、トランスファー成形等のプレス装置（図示省略）に、上型部１の軸心と下型部２との軸心を同一にして、上型部を保持する上ダイセット７及び下型部を保持する下ダイセット８と介して装着される。

プレス装置では、上ダイセット７にプレス装置のスライダ（図支省略）Ｓが、また、下ダイセット８にボルスタ（図示省略）Ｂ取り付けられて、スライダＳ側から負荷される加圧力によって、上型部１を、ボルスタＢで固定された下型部２に対して下降される。この上型部１の下降の結果、上型部１のパンチ３と下型部２のダイス５とによって、下型部２にストリッパプレート1５で押し付けられたワーク（図示省略）を、打ち抜くようになっている。

下型部２は、上型部１に相対する側にダイスホルダ６を、また、該ダイスホルダ６の背面側（下部）に下ダイセット８を備え、下ダイセット８を介して、複数のロックピン（図示省略）および取り付けボルト１２によって、プレス装置に軸心を同一にして、ボルスタＢに一体的に固定される。ダイスホルダ６は、軸心を下型部２の軸心と同一にして、複数のロックピン（図示省略）およびダイス締結ボルト１０によって、ダイスバッキング１１を介して、下ダイセット８に一体的に固定されている。ダイス５は、パンチ３の刃部と微小なクリアランス、場合によってはゼロクリアランスになるように形成したダイス孔を備えて、上型部１とともに進行（下降）してくるパンチ３と協働して、ストリッパプレート１５によって下型部２に押し付けたワークを打ち抜く。

ガイドピン孔９は、ガイドピン１４と微小なクリアランス、場合によってはゼロクリアランスになるように穿設されて、ワークの打ち抜き時には、上型部１とともに下型部２に進行（下降）してくるガイドピン１４に嵌合して、該ガイドピン１４を進退自在に案内する。

なお、ガイドピン孔９では、下型部２に対して上型部１を進行（下降）させてワークを打ち抜く時には、ガイドピン１４と摺動自在に嵌合して案内して、上型部１と下型部２との軸心位置を一定に保持するように案内するとともに、下型部２に対して上型部１を後退（上昇）させてワークを脱着する時には、ガイドピン１４と嵌合が外れて脱離するようになっている。つまり、ワークの脱着時には、上型部１と下型部２とが完全に分離するようになっている。これにより、ワークの脱着や水平方向の移動が自由にできる。

また、ストリッパプレート１５には、パンチ３をダイス５に案内するパンチ案内孔１６と、パンチホルダ４に取り付けられたガイドピン１４をガイドピン孔９に案内するガイドピン案内孔１７が形成されている。

次に、上型部１は、パンチ３と、該パンチ３およびガイドピン１４を保持するパンチホルダ４と、パンチホルダ４のパンチ３およびガイドピン１４を保持した背面側に一体的取り付けられたバッキングプレート１８と、を有する。該バッキングプレート１８は、上ダイセット７に上型部１を保持するためのもので、該バッキングプレート１８の上ダイセット７に対面する側の表面には、球面部１９aを有する球面部材としての球面体１９が配置されている。より具体的には、該球面体１９は、保持部としのバッキングプレート１８の主要部にボルト２８により取り外し可能に保持されている。一方、上ダイセット７の球面体１９に対面する側の表面には、該球面体１９の球面と対応する形状の球面を有する凹部２０aが形成された嵌合部材としての球面プレート２０が配置されている。より具体的には、該球面プレート２０は、保持部としての上ダイセット７の主要部にボルト２９により取り外し可能に保持されている。

バッキングプレート１８は、上ダイセット７に、該バッキングプレート１８を上方に付勢する付勢手段により保持されている。該付勢手段によりバッキングプレート１８と上ダイセット７との間には、所定の間隔を有する回動隙間Ｋが形成されている。

付勢手段は、上ダイセット７に穿設される穿孔としてのハンガーボルト孔２３と、該ハンガーボルト孔２３に挿通し、バッキングプレート１８に係止される挿通部２１ａを有する係止手段としてのハンガーボルト２１と、該ハンガーボルト２１の係合部２２と上ダイセット７に形成されているフランジ部２５間に配置される弾性部材としての皿バネ２４とにより構成される。上ダイセット７に形成されるハンガーボルト孔２３は、上ダイセット７の上側に形成されている大径部２３aと上ダイセット７の下側に形成されている小径部２３ｂとにより構成されている。このハンガーボルト孔２３の大径部２３aと小径部２３ｂとにより上ダイセット７の下側にフランジ部２５が形成される。該フランジ部２５とハンガーボルト２１の係合部２２との間に配置される皿バネ２４は、該ハンガーボルト２１の係合部２２とフランジ部２５とにより押圧されており、その復元力によりハンガーボルト２１を介してバッキングプレート１８を上方に付勢している。

また上型部１は、軸心を同一にしてプレス装置に装着され、上ダイセット７を介して、トランスファー成形等のプレス装置のスライダＳに連接されて、下型部２に対して、上型部１を進行（下降）させてワークを打ち抜く時には、スライダＳから加圧力が負荷される。

パンチホルダ４は、両側に平行な平面を備えた板状に形成されて、下型部２と対向する側に、パンチ３および、ガイドピン１４を延出して保持するとともに、背面側にバッキングプレート１８が一体的に固着されて、軸心を上型部１の軸心と同一にして形成されている。また、パンチホルダ４は、パンチ３および、ガイドピン１４を延出して保持する背面側において、バッキングプレート１８に備えた球面体１９と、上ダイセット７に備えた球面プレート２０とを介在させて、バッキングプレート１８と上ダイセット７の間に回動隙間Ｋを有して、ハンガーボルト２１によって、上ダイセット７に支承されている。

バッキングプレート１８は、両側に平行な平面を備えた板状に形成され、前記パンチホルダ４のパンチ３およびガイドピン１４を保持した背面側に、軸心を同一にして、ボルト（図示省略）等によって固着されて、前記パンチホルダ４に保持された、パンチ３およびガイドピン１４を、背面から係止するようになっている。また、バッキングプレート１８は、前記パンチ３およびガイドピン１４を係止した背面側に、バッキングプレート１８の軸心線上に球心を有する球面を備えた凸型形状の球面体１９が、球面体締結ボルト２８によって、一体的に取り付けられている。

上ダイセット７は、バッキングプレート１８に相対して、両側に平行な平面を備えた板状に形成され、バッキングプレート１８と相対する側には、球面体１９の球面と嵌合して、球面体１９の球面１９ａと対応する球面２０ａを備えた凹型形状の球面プレート体２０が球面プレート締結ボルト２９によって、一体的に固定されて形成される。また、前記上ダイセット７は、球面プレート２０を備えた背面側に、ストリッパプレート１５を下死点で係止するホルダ２６が、ホルダ締結ボルト２７によって、一体的に固定されて形成される。

前記パンチ３は、前記ストリッパプレート１８に穿設したパンチ案内孔１６に摺動自在に嵌合して、前記ダイホルダ６に穿設したダイス５と軸心が同一になるように案内され、ワークの打ち抜き時には、ダイス５と協働して、ワークを打ち抜く。

前記ガイドピン１４は、パンチホルダ４に穿設した孔部に圧入などによって保持して一体化されるとともに、パンチホルダ４のパンチ３を保持した背面側に固定されたバッキングプレート１８で背面を係止されている。前記ガイドピン１４は、ストリッパプレート１５に穿設したガイドピン案内孔１７に対しては、該ストリッパープレート１５を、常時、摺動自在に嵌合して案内するとともに、前記ダイホルダ６に穿設したガイドピン孔９に対しては、ワークの打ち抜き時には、摺動自在に嵌合して案内し、ワークの脱着時には嵌合が外れて離脱するように形成されている。

より詳細には、前記ガイドピン１４の長さは、下型部２に対して上型部１を進行させて、ワークを打ち抜く場合には、ガイドピン孔９に対して、常時、ガイドピン１４が、摺動自在に嵌合して案内する長さを有し、また、下型部２に対して上型部１を後退させてワークを脱着する場合には、ガイドピン孔９に対して、ガイドピン１４が、嵌合を外れて離脱するような長さに形成されている。なお、ガイドピン１４の長さは、ワークがガイドピン１４に位置決めする時などに干渉しない程度の小さい場合や、トランスファー成形のように成形時に金型間を搬送するワークがガイドピン１４に干渉する恐れのないプレス装置では、常時、ガイドピン孔９に対して摺動自在に嵌合して案内する長さであってもよい。

前記ストリッパプレート１８は、パンチホルダ４に対して、パンチ３およびガイドピン１４が保持される側に配設されて、上ダイセット７とホルダ締結ボルト２７で一体的に固定されたホルダ２６内に、横方向（水平方向）に隙間を有して遊動可能になって、垂直方向に進退自在に嵌装されている。前記ストリッパプレート１８は、パンチ３を摺動自在に嵌合して案内するパンチ案内孔１６およびガイドピン１４を摺動自在に嵌合して案内するガイドピン案内孔１７を備えている。下型部２に対して上型部１を進行（下降）させてワークを打ち抜く時には、ワークを下型部２の上面に押圧固定するとともに、パンチ３をパンチ案内孔１６に、また、ガイドピン１４をガイドピン案内孔１７にそれぞれ摺動自在に案内して、上型部１のパンチ３の軸心が、下型部２のダイス５の軸心と同一になるようする。

より詳細には、パンチ３とパンチ案内孔１６および、ガイドピン１４とガイドピン案内孔１７は、きわめて微小なクリアランスに形成して、パンチ３とストリッパプレート１５との相対的な移動時に、両者間の精度のよい移動を行わせて、上型部１におけるパンチ３の軸心と、下型部２におけるダイス５の軸心とが、精度よく一致するように、また、上型部１と下型部２の平行度が、精度よく保持できるようになっている。

つぎに、上記構成のパンチホルダ４を備えた上型部１とダイホルダ６を備えた下型部２によれば、ストリッパプレート１５により、ワークを下型部２に押し付け、下型部２に対して、上型部１を下降させることで、上型部１のパンチ３と、下型部２のダイス５によって打ち抜きがなされていくが、この作用について、以下に説明する。まず、下型部２に対して、上型部１を下降（進退）していくと、ストリッパプレート１５は、上ダイセット７と一体的に固定されたホルダ２６内において、横方向に隙間を有して遊動可能、かつ縦方向に進退自在に嵌装されているので、ストリッパプレート１５のパンチ案内孔１６に摺動自在にあるパンチ３は、ガイドピン１４とともに、ストリッパプレート１５に案内されて下降していく。上型部１の下降が進むと、ガイドピン１４は、ストリッパプレート１５のガイドピン案内孔１７を摺動しながら、下型部２に一体となって固定されたダイスホルダ６に穿設したガイドピン孔９に嵌合して、上型部１と下型部２が軸芯を同一にして、ダイスホルダ６に支持される。

さらに、上型部１の下降が進んで、スライダＳから打ち抜きの加圧力が負荷されて、図２に示すように、上型部１が下死点まで下降すると、、ストリッパプレート１５によって案内されたパンチ３と、ダイスホルダ６のダイス５とによって、ワークが打ち抜かれる。この時、パンチ３を備えたパンチホルダ４は、上ダイセット７に対して、バッキングプレート１８に備えた球面体１９および上ダイセット７に備えた球面プレート２０を介在させて、傾斜できるようになって、非接続なグローテイングな状態にある。

一方、ガイドピン１４は、下型部２に穿設したガイドピン孔９に嵌合して、上型部１と下型部２とが軸芯を同一にして、ダイスホルダ６に支持されているので、ストリッパプレート１５で案内されるパンチ３は、上ダイセット７に対して傾斜して自動調心できる。さらに、パンチ３は、上ダイセット７と独立して案内されて、下型部２のダイス５に案内される。すなわち、下降する上型部１のパンチ２は、上型部１に備えた上ダイセット７および上ダイセット７に取り付けたスライダＳとは、非接続状態にあるストリッパプレート１５で案内されるため、下型部２のダイス５の軸心に精度よく案内される。したがって、スライダＳから加圧力を与えて、上型部１を下降させて、ワークを打ち抜く時に、上型部１に対する上ダイセット７および、上ダイセット７に取り付けたスライダＳの横方向の位置ずれの影響をうけることはないので、上型部１に備えたパンチ３と、下型部３に備えたダイス６との、相対する位置関係にズレを生じることがない。

また、上記構成のプレス金型によれば、上型部１から下型部２に向かって延出させたガイドピン１４の長さが、下型部２に対して上型部１を下降させてワークを打ち抜く時には、下型部２に穿設したガイドピン孔９に対して、ガイドピン１４が摺動自在に嵌合して案内する長さに、また、下型部２に対して上型部１を後退させてワークを脱着する時には、ガイドピン孔９に対して、ガイドピン１４の嵌合が外れて離脱する長さに形成されている。したがって、下型部２に対して上型部１を後退させてワークを脱着する場合には、上型部１を下型部２に対して完全に分離した状態にできる。この結果、一台のプレス装置に複数の金型をセットして、ワークを搬送しながら打つ抜き加工を行なうトランスファー成形の場合において、成形時にそれぞれの金型間を搬送されるワークが、パンチ３をガイドするガイドピン１４に干渉されることがないため、トランスファー成形可能となる。

また、上記構成のプレス金型においては、上記したように、上型部は、上ダイセット７に対して、球面体１９および球面プレート２０を介在させて、バッキングプレート１８を、回動隙間Ｋを有してハンガーボルト２１で支承するように構成されている。すなわち、球面体１９および球面プレート２０に形成された球面の球心は、プレス金型装置に、上型部１および下型部２を装着した時には、プレス金型装置の中心線上、すなわち上型部１および下型部２の軸芯線上に形成されて、球面プレート２０を備えた上ダイセット７が、球面体１９を備えたバッキングプレート１８に対して、球面１９ａ（球面２０ａ）の中心回りに回動するようになっている。なお、前記球面プレート２０は、上ダイセット７側ではなく、バッキングプレート１８側にまた、球面体１９をバッキングプレート１８側ではなく、上ダイセット７側に、それぞれ球面プレート締結ボルトおよび球面体締結ボルトによって一体的に締結するようにしてもよい。

すなわち、前記球面プレート２０は、前記バッキングプレート１８の前記パンチホルダ４を取り付けた背面側に一体的に取り付けられて、前記パンチホルダ４の軸芯線上に球心を有する球面を、凹部に形成した凹型形状の球面プレート２０とし、また、前記球面体１９は、前記球面プレート２０に相対する上ダイセット７側に一体的に取り付けられて、前記球面プレート２０に備えた球面に嵌合して、嵌合した接触面上を摺動可能とする球面を、凸部に形成した凸型形状の球面体１９としてもよい。

揺動隙間Ｋは、スライダＳから傾斜した加圧力を負荷されて、上ダイセット７に一体的に取り付けられた球面プレート２０が、バッキングプレート１８に一体的に取り付けられた球面体１９の相対する球面の接触面上を揺動する時、バッキングプレート１８と上ダイセット７とが、傾斜によって干渉しないような大きさの隙間に形成されている。

ハンガーボルト２１は、上ダイセット７を、球面体１９および球面プレート２０を介在させて、バッキングプレート１８に備えた、ハンガーボルト２１の貫通孔を介して、パンチホルダ４に締結している。また、ハンガーボルト２１は、係合部としてのハンガーボルト座面２２と上ダイセット７に穿設したフランジ部としてのハンガーボルト孔座面２５との間に、バッキングプレート１８と一体となったパンチホルダ４を、上ダイホルダ７側に牽引する方向に付勢する皿バネ２４等のスプリングサポートを介在させて、上ダイセット７に対して、パンチホルダ４を支承する。

ここで、ハンガーボルト２１は、上型部１の下型部２に対する進退時に、上ダイセット７に取り付けた球面プレート２０とバッキングプレート１８に取り付けた球面体１９とを、相対する球面を押し付けながら嵌合して、バッキングプレート１８を固定したパンチホルダ４を、上ダイセット７側に吊り下げる。

なお、前記ハンガーボルト２１は、バッキングプレート１８とパンチホルダ４は、上記したようにネジなどで固定されて、一体的に形成されているので、パンチホルダ４に形成されたネジ部に締結する代わりに、直接、バキングプレート１８にネジ部を形成して締結するようにしてもよい。上記構成において、上ダイセット７を加圧するプレス装置のスライダＳが、傾いたり撓んだりしていて、ワークの打ち抜き時に、スライダSから、上ダイセット７を傾斜させるような加圧力が負荷されるような時の作用について、以下に説明する。

図１、図２、図３において、上型部１および下型部２は、例えばトランスファ成形などのプレス装置に、軸心を同一にして装着されている。まず、ストリッパプレート１５によりワークを下型部２に押し付けながら、上型部１を下型部２に向かって下降させて行く。上型部１は、下降が進んで、まず、パンチ３とともにパンチホルダ４に一体的に取り付けられたガイドピン１４が、下型部２のガイドピン孔９に嵌合して、該ガイドピン１４が、摺動自在に支持される。この時、上型部１は、パンチホルダ４と一体化されたパンチ３およびガイドピン１４は、該ガイドピン１４がガイドピン孔９に案内される際に、ガイドピン孔９からの力を受けるため、上型部１の軸心を下型部２の軸心と同一に保持した状態で下降することになる。ここで、傾斜したスライダＳから上ダイセット７に、ワークを打ち抜くための加圧力が負荷されていくと、上ダイセット７も傾斜されていくが、球面体１９および球面プレート２０の作用により、球面プレート２０を備えた上ダイセット７と球面体１９を備えたバッキングプレート１８とは相対的に傾斜することになる。そのため、上ダイセット７が傾斜した状態で加圧力が付加されても、上型部１と下型部２とは、両者の平行度が保持された状態で接近することになる。

すなわち、図３に示すように、上ダイセット７がバッキングプレート１８に対して傾斜角αの傾斜をしても、上ダイセット７に備えた球面プレート２０の球面２０ａが、バッキングプレート１８に備えた球面体１９の球面１９ａと嵌合した接触面上を摺動することにより、上ダイセット７とバッキングプレート１８とは、この傾斜した傾斜角αだけ相対的に傾斜し、ひいては、バッキングプレート１８の平高度が保持される。

この結果、ワークの打ち抜きを行うための加圧力が、傾いたり撓んだりしたスライダから上ダイセット７に負荷されて、上ダイセット７が傾斜した状態でプレス加工が行われても、上ダイセット７が傾斜するだけで、上型部１のパンチホルダ４と、下型部２のダイスホルダ６との平行度は保持されることになる。したがって、寸法精度および形状精度の高い打ち抜き加工ができる。

本発明の実施形態例に係わるプレス金型の上型部が上死点にある時における断面図。 本発明の実施形態例に係わるプレス金型の上型部が下死点にある時における断面図。 本発明の実施形態例に係わるプレス金型の作用を説明する断面図。 従来のプレス金型装置を示す概念図。

符号の説明

１・・・上型部
２・・・下型部
３・・・パンチ
４・・・パンチホルダ
５・・・ダイス
６・・・ダイスホルダ
７・・・上ダイセット
８・・・下ダイセット
９・・・ガイドピン孔
１０・・ダイス締結ボルト
１１・・ダイスバッキング
１２・・下ダイセット締結ボルト
１３・・リフター
１４・・ガイドピン
１５・・ストリッパプレート
１６・・パンチ案内穴
１７・・ガイドピン案内孔
１８・・バッキングプレート
１９・・球面体
２０・・球面プレート
２１・・ハンガーボルト
２２・・ハンガーボルト座面
２３・・ハンガーボルト孔
２４・・皿バネ
２５・・ハンガーボルト孔座面
２６・・ホルダ
２７・・ホルダ締結ボルト
２８・・球面体締結ボルト
２９・・球面プレート締結ボルト
３０・・スプリングリティナー
Ｓ・・・スライダ
Ｂ・・・ボルスタ

Claims (7)

1. 上ダイセットと、
   該上ダイセットの下面に取り付けられる上型部と、
   ガイドピン孔を有し、該上型部に対向して配置され前記上型部とともにワークを加工する下型部と、
   前記上型部に保持されて前記ガイドピン孔に進退可能なガイドピンと、を備えたプレス金型において、
   前記上型部の前記上ダイセットに対面する側には、前記上型部の軸心線上に中心点を有する球面が形成された球面部が、前記上ダイセット側に向かって凸となるように形成されており、前記上ダイセットの前記球面部に対面する側には、前記球面部の前記球面に対応する形状の凹部が、前記球面部を嵌合するように形成されており、前記球面部が前記上ダイセットに対して前記中心点周りに回動可能とされていることを特徴とするプレス金型。
2. 前記上型部は、該上型部を上方に牽引する方向に付勢する付勢手段により前記上ダイセットに保持されていることを特徴とする請求項１に記載のプレス金型。
3. 前記付勢手段は、前記上ダイセットと前記上型部との間に所定の揺動隙間が形成されるように前記上型部を保持するものであることを特徴とする請求項２に記載のプレス金型。
4. 前記付勢手段は、前記上ダイセットの上側が大径部、該上ダイセットの下側が小径部となり、前記上ダイセットの下面側にフランジ部を形成するように該上ダイセットに穿設された穿孔と、
   前記穿孔を挿通し一端が前記上型部に係止される挿通部、及び該挿通部の他端であって前記フランジ部に係合する係合部とを有する係止手段と、
   前記フランジ部と前記係合部との間に配置され、前記係合部を上方に付勢する弾性部材と、を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載のプレス金型。
5. 前記上型部は、前記球面部が形成された球面部材と、該球面部材を取り外し可能に保持する保持部とにより構成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のプレス金型。
6. 前記上ダイセットは、前記球面部に対面する凹部が形成され該球面部を嵌合する嵌合部材と、該嵌合部材を取り外し可能に保持する保持部とを有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のプレス金型。
7. 前記ガイドピンの長さは、前記下型部に対して前記上型部を進行させてワークを加工する工程では、該ガイドピンが前記ガイドピン孔に摺動可能となり、前記下型部に対して前記上型部を後退させてワークを脱着する工程では、該ガイドピンと前記ガイドピン孔との間の嵌合が外れて両者が離脱するように設定されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のプレス金型。

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