JP2006231382A - ダイセット - Google Patents

Abstract

【課題】 ダイセットを組み立てる際により安全に作業することができ、ダイセットをプレス機械に取り付ける際に、より簡便に取り付けることができ、上型と下型との干渉を防ぐためのストッパーが配置された状態でプレスが行われても装置が破損しないダイセットを提供する。
【解決手段】 上パンチ５が取り付けられた上パンチプレート３の下面３ａには複数のガイドピン７が取り付けられており、下パンチ６が取り付けられた下パンチプレート２の上面２ａには、複数のガイドピン７の下端部と対面する位置にそれぞれ複数の固定ストッパー８が固定されている。固定ストッパー８上にガイドピン７を載置することで、上パンチ５と下パンチ６とが互いに干渉しないように上パンチプレート３が保持されるようになっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プレス成形に用いられるダイセットに関するものであって、特に粉末成形の際のプレス成形時に使用されるダイセットに関するものである。

プレス成形において、製品ロットに応じて、プレス機械に取り付けられているダイセットを交換する場合がある。このようにプレス機械に取り付けられるダイセットを交換する必要がある場合には、その取り付け・取り外し時にダイセットに配置されている上下パンチが互いに干渉しないように保持する必要がある。また、ダイセットを交換した後、使用していないダイセットを保管する際にも、上下パンチが干渉しないように保持する必要がある。そのため、上下パンチの干渉を防止する目的で、ダイセットの保管時やプレス機械への取り付け時には、上パンチを保持する上パンチプレートと下パンチを保持する下パンチプレートとの間にブロック等のストッパーを介在させている。

一方、上下パンチやダイス等によりダイセットを組み立てる場合には、ダイセットの上パンチプレートをクレーン等で保持しておいて、その状態で上パンチプレートに上パンチを取り付け、さらに上パンチプレートをクレーンで保持した状態で、上パンチとダイスとの位置あわせを行うようにしている。このような金型の位置合わせの方法には、例えば下記特許文献１のような方法がある。特許文献１に開示されている技術は、上型と下型とを有するダイセットを載置台に載置し、さらに該載置台の下部にシリンダと弾性部材を設け、かつシリンダと配管を通じて連結する補助シリンダを上型と下型との間に介在させておくものである。このような構成では、上型と下型との位置合わせを行う際に、上型と下型とを有するダイセットを載置台上に載置すると、ダイセットの自重で弾性部材の弾性力に抗して載置台が押し下げられることにより、シリンダから補助シリンダに作動媒体が移動し、該補助シリンダにより上型が上方に押上られる。引用文献１の開示によれば、この構成により、上型を水平状態に保ちつつ上型と下型との位置決めを行うことができるとされている。
特許第２８６４９２４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術においては、上型と下型との位置決め時に、載置台の下部に配置されているシリンダと上型を支持する補助シリンダとを連結する配管から作動媒体が漏れる可能性が全くないとは言い難い。また、シリンダと補助シリンダとの間の配管から作動媒体が漏れると、上型をクレーンのみで保持することになるが、上型をクレーンのみで保持した状態でのダイセットの組立作業は必ずしも安全な作業とは言えない。さらに、引用文献１に開示されているような上型と下型との保持形態では、該上型と下型とを有するダイセットをプレス機械に取り付ける際に、補助シリンダ等を当該ダイセットから離脱させる必要があり、作業が煩雑となる。さらに、補助シリンダをダイセットから除去し忘れると、補助シリンダがダイセット内に配置された状態でプレスが行われることになり、装置が破損してしまう。

上記のような現状を鑑みて、本発明の課題は、ダイセットを組み立てる際により安全に作業することができるダイセットを提供することである。また、ダイセットをプレス機械に取り付ける際に、より簡便に取り付けることができるダイセットを提供することである。さらに、上型と下型との干渉を防ぐためのストッパーが配置された状態でプレスが行われても装置が破損しないダイセットを提供することである。

上記本発明の課題を解決するために、請求項１に記載するダイセットは、下パンチプレートと、該下パンチプレートに取り付けられる下パンチと、前記下パンチプレートと対向して、該下パンチプレートに対し接近・離間可能に配置される上パンチプレートと、前記上パンチプレートに前記下パンチに対向して取り付けられる上パンチと、前記上パンチプレートに前記下パンチプレートの上面に向かって延在する形で固定されるガイドピンと、前記下パンチプレートと前記上パンチプレートとの間に配置されるとともに、前記下パンチの上端部と前記上パンチの下端部とを挿通するパンチ挿通孔、及び前記ガイドピンを挿通し前記上パンチプレートを前記下パンチプレートに対して位置決めする位置決め孔を有するダイスと、前記下パンチプレートの上面の前記ガイドピンと対面する位置に固定され、前記ガイドピンを載置することで、前記上パンチと前記下パンチとが干渉しないように、前記上パンチプレートを保持する固定ストッパーと、を有することを特徴とする。

また、請求項２に記載するダイセットは、請求項１に記載したダイセットにおいて、前記上パンチは、成形品を成形する上パンチ側成形面を有し、前記下パンチは、成形品を成形するともに前記上パンチ側成形面の上下方向直下に形成される下パンチ側成形面を有し、前記固定ストッパーは、前記ガイドピンを載置したときに該ガイドピンと当接する載置面を有し、前記ガイドピンは、前記固定ストッパーに載置されたときに該固定ストッパーの前記載置面に当接する被載置面を有し、前記載置面から前記下パンチプレートの上面までの上下方向長さをＡ、前記上パンチプレートの下面から前記被載置面までの上下方向長さをＢ、前記上パンチプレートの下面から前記上パンチ側成形面までの上下方向長さをＣ、前記下パンチ側成形面から前記下パンチプレートの上面までの上下方向長さをＤとしたとき、Ａ＋Ｂ≧Ｃ＋Ｄ（式１）を満足することを特徴とする。

さらに、請求項３に記載したダイセットは、請求項２に記載したダイセットにおいて、前記上パンチと前記下パンチとで成形される成形品のうち、前記上パンチ側成形面と前記下パンチ側成形面とで成形される部分の、プレス成形時における上下方向長さをＬとしたとき、Ａ＋Ｂ≦Ｃ＋Ｄ＋Ｌ（式２）を満足することを特徴とする。

本発明のダイセットによれば、上パンチプレートに下パンチプレートに向かって延在するガイドピンが取り付けられており、下パンチプレートの上面には、該ガイドピンと対面する位置に固定ストッパーが配置されているので、固定ストッパーの上部とガイドピンの下部とを当接させて、ガイドピンを固定ストッパー上に載置することができる。さらに、固定ストッパーは、上パンチプレートに取り付けられている上パンチと下パンチプレートに取り付けられている下パンチとが干渉しないように、上パンチプレートと上パンチとを保持する。さらに、上パンチプレートに取り付けられているガイドピンは、上パンチプレートと下パンチプレートとの間に配置されているダイスの位置決め孔に挿通されて上パンチプレートを下パンチプレートに対して位置決めするものである。したがって、ガイドピンを固定ストッパーに載置した状態では、上パンチプレートは下パンチプレートに対して位置決めされ、かつ上パンチと下パンチとが干渉しない状態でダイセットが保持される。このような構成によれば、上パンチを上パンチプレートに取り付ける際に、まずガイドピンをパンチ挿通孔に挿通して上パンチプレートを位置決めした状態で固定ストッパーにより保持し、その状態で上パンチプレートに上パンチを取り付けることで、クレーン等の懸架手段を用いることなく、上パンチの取り付け及び位置決めを行うことができる。そのため、より安全にダイセットの組み立て作業を行うことが可能となる。また、固定ストッパーは、シリンダのように作動媒体を用いて上パンチプレートを保持するものではく、自身の剛性により上パンチプレートを保持するものであるので、信頼性も高い。また、上パンチプレートに上パンチが取り付けられている状態で、固定ストッパーにガイドピンを載置すると、下パンチと上パンチとが互いに干渉しない状態でダイセットを保管することができる。

また、請求項２に記載したような本発明のダイセットの構造によれば、上記式２を満足するので、上パンチプレートに上パンチを取り付けた状態で、上パンチプレートをガイドピンを介して固定ストッパーにより保持すると、上パンチと下パンチとの間に隙間が形成されるか、あるいは上パンチと下パンチとが互いに干渉しない程度に当接することになる。したがって、クレーン等の懸架手段を使用しなくても、上パンチと下パンチとが互いに干渉せず、かつ互いに位置決めされた状態で、ダイセットを保管したり移動させたりすることができる。

さらに、請求項３に記載した本発明の構成によれば、上記式３を満足するために、上パンチと下パンチとで製品（成形品）を狭持したときに、ガイドピンと固定ストッパーとの間に隙間が形成されるか、ガイドピンと固定ストッパーとが互いに干渉しない程度に当接することになる。したがって、ダイセットの保管状態のまま該ダイセットをプレス機械に取り付け、その状態でプレス成形を行うことが可能な構成となっている。そのため、ストッパー等をダイセットから取り外す必要がなく、ダイセットのプレス機械への取り付け作業がより簡便となる。さらに、固定ストッパーが予め下パンチプレートに固定されていてもプレス成形が可能であるので、ストッパー排除忘れによる装置の破損を防止することができる。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態のダイセットの一例を示す模式図である。図１に示すダイセット１は、下パンチプレート２と、該下パンチプレート２に取り付けられる下パンチ６と、下パンチプレート２と対向して配置され、下パンチプレート２に対して接近・離間可能な上パンチプレート３と、該上パンチプレート３に下パンチ６と対向して取り付けられる上パンチ５と、該上パンチ５の下端部と下パンチ６の上端部とが挿通されるパンチ挿通孔４ａを有するダイス４と、を有する。下パンチプレート２は下パンチ６に対して相対移動しない固定のパンチプレートである。また、上パンチ５は成形品を成形する上パンチ側成形面５ａを有し、下パンチ６は、該下パンチ６の上パンチ側成形面５ａの上下方向直下に形成され、該上パンチ側成形面５ａとともに成形品を成形する下パンチ側成形面６ａを有する。

さらに、上パンチプレート３の下面３ａには下パンチプレート２に向かって延在する複数のガイドピン７が取り付けされており、このガイドピン７は、ダイス４に該ガイドピン７に対応して形成されている複数の位置決め孔４ｂにそれぞれ貫通されている。これにより、下パンチプレート２に取り付けされる下パンチ６に対して上パンチプレート３に取り付けされる上パンチ５が位置決めされるようになっている。ここで、ダイス４は図示しないダイスプレートにより、上パンチプレート３と下パンチプレート２との間で保持されており、該ダイスプレートをシリンダで上下方向に移動させることで、ダイス４を上パンチ５と下パンチ６との間で上下移動させることができる。

さらに、下パンチプレート２の上面２ａには、上パンチプレート３から延在する複数のガイドピン７の下端部と対面する位置にそれぞれ複数の固定ストッパー８が固定されている。固定ストッパー８は、その上にガイドピン７を載置するものであり、具体的には、その載置面８ａにガイドピン７の被載置面７ａを当接させることにより、ガイドピン７を載置するものである。固定ストッパー８としては、該固定ストッパー８上にガイドピン７を介して上パンチプレート３を保持した際に、該固定ストッパー８に変形が生じない程度の剛性を有するものを使用することができる。具体的には、一般的な鉄系構造用部材により構成されるものを使用することができるが、十分な剛性を有するものであれば、樹脂や非鉄金属等により構成されるものを使用することもできる。

また、固定ストッパー８は、ガイドピン７を該固定ストッパー上に載置したときに、上パンチプレート３、上パンチ５及びガイドピン７の重心が安定するように、下パンチプレート２の上面に複数配置されている。具体的には複数の固定ストッパー８を、下パンチプレート２の上面内において所定間隔以上それぞれ離間させて配置するのがよい。図１に示す本実施形態のダイセット７においては、下パンチプレート２の上面２ａの外周側に複数の固定ストッパー８が所定間隔以上隔てて設けられており、特に下パンチプレート２の上面２ａの４隅に設けられている。このように、固定ストッパー８を下パンチプレート２の上面２ａに複数設るようにしているので、固定ストッパー８に載置されるガイドピン７や、ダイス４に形成されるパンチ挿通孔４ａも、上パンチプレート３やダイス４に、その面内で所定間隔以上それぞれ離間されるかたちで設けられている。

ここで、載置面８ａから下パンチプレート２の上面２ａまでの上下方向長さをＡ、上パンチプレート３の下面３ａから被載置面７ａまでの上下方向長さをＢ、上パンチプレート３の下面３ａから上パンチ側成形面５ａまでの上下方向長さをＣ、下パンチ側成形面６ａから下パンチプレート２の上面２ａまでの上下方向長さをＤとしたとき、Ａ＋Ｂ≧Ｃ＋Ｄを満足するように、それぞれの上下方向長さが設定されている。これによれば、上パンチプレート３に上パンチ５が取り付けられている状態で、上パンチプレート３に取り付けられているガイドピン７を下パンチプレート２に固定されている固定ストッパー８上に載置すると、下パンチプレート２に保持されている下パンチ６と上パンチ５との間に隙間１５が形成される。したがって、この固定ストッパー８にガイドピン７が載置される状態においては、上パンチ５と下パンチ６との干渉が回避されることになる。

さらに、下パンチプレート２の上面２ａに予め固定ストッパー８が固定されているため、上パンチ５と下パンチ６との干渉を防止する目的で、別途ストッパーを上パンチプレート３と下パンチプレート２との間に配置する必要がない。また、本構成によれば、固定ストッパー８は下パンチプレート２の上面２ａのガイドピン７と対面する位置に配置され、上パンチプレート３を固定ストッパー８とガイドピン７との当接により保持しているので、ガイドピン７も固定ストッパー８とともにストッパーとしての機能を果たすようになっている。そのため、本実施形態のダイセット１においては、ガイドピン７をストッパーの一方として機能させることができるので、ダイセット１の形状がコンパクトとなる。

次に、本実施形態の使用形態について説明する。図２は、本実施形態のダイセット１を用いたプレス成形工程、特に粉末プレス成形工程における、該ダイセット１の形態を示すものである。まず、図示しない補助シリンダにより、ダイス４（ダイス本体とダイスホルダとを含む）を図の位置にまで移動させる。これにより、ダイス４に形成されているパンチ挿通孔４ａに下パンチ６の上部の一部が挿通している形態となる。この段階において、ダイス４のパンチ挿通孔４ａと下パンチ６とにより凹部が形成される。この凹部がキャビティの一部を構成する。ダイス４と下パンチ６とによりキャビティの一部が形成されれば、そのキャビティに粉末材料を充填し、該キャビティに充填されている粉末材料を下パンチ６と上パンチ５とにより加圧することで、粉末成形品を得ることができる。

このとき、本実施形態のダイセット１においては、上パンチ５と下パンチ６とで成形される成形品のうち、上パンチ側成形面５ａと下パンチ側成形面６ａとで成形される部分の、プレス成形時における上下方向長さをＬとしたとき、Ａ＋Ｂ≦Ｃ＋Ｄ＋Ｌを満足するように、それぞれの上下方向長さが設定されている。これによれば、本実施形態のダイセット１を使用して製品のプレス成形を行うと、プレス成形時にはガイドピン７の被載置面７ａと固定ストッパー８の載置面８ａとの間に必ず隙間が形成されることになる。そのため、固定ストッパー8が下パンチプレート２の上面２ａに固定されたままプレス成形を行うことができる。したがって、本実施形態のダイセット１においては、プレス機器に該ダイセット１を、上パンチ５と下パンチとが干渉しない保存状態のまま取り付けても、その状態のままプレス成形を行うことができるため、ストッパーの除去忘れに基づくプレス機器の破損を防止することができる。

次に、本発明のダイセット１の分解工程及び組み立て工程について、図３〜図７を用いて説明する。図３〜図７に示される例においては、下パンチ６として第１下パンチ６ｂと第２下パンチ６ｃとを有するダイセット１の分解・組み立て工程について説明している。図３、図４は、ダイセット１の分解工程を説明するものである。まず図３（ａ）において、上パンチ５が上パンチプレート３に取り付けられている状態で上パンチプレート３をクレーン９によりダイセット１から外し、上パンチプレート３を保持箇所に保持させた後に上パンチプレート３から上パンチ５を取り外す。次に、図３（ｂ）において、ダイセット１からダイス４を取り外し、図３（ｃ）において、下パンチプレート２から第１下パンチ６ｂを取り外す。ダイス４はダイスホルダ１０に保持されており、このダイスホルダ１０からダイス４本体のみを取り外すようになっている。ダイスホルダ１０は図示しない補助シリンダにより上下動可能になっている。ここでは、ダイス４本体とダイスホルダ１０とを含めて本発明に係るダイスとしている。次に、図４（ａ）において、下パンチプレート２から第２下パンチ６ｃを取り外す。最後に、図４（ｂ）において、コア１１をダイセット１から取り外す。この状態で、さらに上パンチ５が外された上パンチプレート３のガイドピン７をダイスホルダ１０に形成された位置決め孔４ｂに挿通させることで、上パンチプレート３を保持することができる。なお、本実施形態においては、上パンチプレート３は、上パンチ５と下パンチ６とが干渉しない状態で固定ストッパー８により保持されているので、その状態で上パンチ５を上パンチプレート３から取り外し、その後上パンチプレート３をダイセット３から排除するようにしてもよい。これによれば、上パンチ５の取り外し時に上パンチプレート３をクレーンで懸架する必要がないので、より安全に作業することができる。

図５〜図７は、本実施形態のダイセット１の組み立て工程について説明するものである。まず、図５（ａ）において、ダイセット１に保持されている上パンチプレート３をクレーン９によりダイセット１より取り外す。ダイセット１から取り外した上パンチプレート３は作業に影響が及ばない箇所にクレーン９で待機させておいてもよいし、所定の載置箇所に載置しておくようにしてもよい。

次に、図５（ｂ）において、コア１１をダイセット１に取り付け、図６（ａ）において、下パンチプレート２に第２下パンチ６ｃを取り付け、図６（ｂ）において、下パンチプレート２に第１下パンチ６ｂを取り付ける。このとき、上パンチプレート３は作業には影響が及ばない箇所に配置されているため、作業の安全性は確保されている。

続いて、図６（ｃ）において、図示しない補助シリンダにより上下位置が調整されているダイスホルダ１０に、ダイス４を取り付ける。このとき、予め下パンチプレート２に取り付けられている下パンチ６ａ、６ｂを、ダイス４に形成されているパンチ挿通孔４ａに貫通させることで、容易にダイス４を下パンチ６ａ、６ｂに対して位置決めすることができる。

次に、図７（ａ）において、下パンチ６ａ、６ｂにより位置決めされたダイス４が保持されているダイスホルダ１０を補助シリンダにより上方に移動させる。具体的には、ダイス４に形成されているパンチ挿通孔４ａに、下パンチ６ａ、６ｂが一部進入するようにして、パンチ挿通孔４ａと下パンチとにより上パンチ５を保持するための凹部が形成されるようにする。その状態で、ダイス４と下パンチとにより形成された凹部に上パンチ５を進入させて、上パンチ５を保持する。このように、上パンチ５をダイス４に保持した状態で、上パンチプレート３のガイドピン７をダイスホルダ１０に形成されている位置決め孔４ｂに挿通させ、クレーン９等の懸架手段を用いて、該ガイドピン７を下パンチプレート２に固定されている固定ストッパー８上に載置する。このとき、上パンチプレート３に上パンチ５は取り付けられておらず、互いに上下方向に相対移動できるようになっている。最後に、図７（ｂ）において、上パンチプレート３に上パンチ５を取り付ける。

このような取り付け方法においては、固定ストッパー８によりガイドピン７が載置されている状態では、クレーン等の懸架手段によらず上パンチプレート３を保持することができるため、上パンチプレート３に上パンチ５を取り付ける際には、クレーン等の懸架手段により上パンチプレート３を懸架し続ける必要がなく、上パンチ５の取り付け時における作業の安全性を確保することができる。さらに、上パンチ５は、ダイス４に形成されているパンチ挿通孔４ａに保持された状態で上パンチプレート３に取り付けられるようになっており、ダイス４あるいは下パンチ６ａ、６ｂに対して位置決めされた状態で上パンチプレート３に取り付けられることになる。そのため、上パンチプレート３への上パンチ５の取り付け時における位置決めの煩雑さを解消することができる。

以上、本発明のダイセットについて、実施の形態を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。特にプレス成形工程として粉末成形工程を例示して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、その他のプレス成形工程においても採用することができる。また、本実施形態においては、補助シリンダによりダイスあるいはダイスホルダが上下方向に移動するような、いわゆるウイズドロアル方式のダイセット構造に関して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ダイスあるいはダイスホルダが上下方向において固定されるその他の方式のダイセット構造であってもよい。

本発明のダイセットの一例を示す模式図。 本発明のダイセットにおいて、パンチの位置決めを行う際の形態を示す模式図。 本発明のダイセットを分解する工程を説明する図。 本発明のダイセットを分解する工程を説明する図。 本発明のダイセットの組み立て工程を説明する図。 本発明のダイセットの組み立て工程を説明する図。 本発明のダイセットの組み立て工程を説明する図。

符号の説明

１ ダイセット
２ 下パンチプレート
３ 上パンチプレート
４ ダイス
５ 上パンチ
６ 下パンチ
７ ガイドピン
８ 固定ストッパー

Claims (3)

1. 下パンチプレートと、
   該下パンチプレートに取り付けられる下パンチと、
   前記下パンチプレートと対向して、該下パンチプレートに対し接近・離間可能に配置される上パンチプレートと、
   前記上パンチプレートに前記下パンチに対向して取り付けられる上パンチと、
   前記上パンチプレートに前記下パンチプレートの上面に向かって延在する形で固定されるガイドピンと、
   前記下パンチプレートと前記上パンチプレートとの間に配置されるとともに、前記下パンチの上端部と前記上パンチの下端部とを挿通するパンチ挿通孔、及び前記ガイドピンを挿通し前記上パンチプレートを前記下パンチプレートに対して位置決めする位置決め孔を有するダイスと、
   前記下パンチプレートの上面の前記ガイドピンと対面する位置に固定され、前記ガイドピンを載置することで、前記上パンチと前記下パンチとが干渉しないように、前記上パンチプレートを保持する固定ストッパーと、
   を有することを特徴とするダイセット。
2. 前記上パンチは、成形品を成形する上パンチ側成形面を有し、前記下パンチは、成形品を成形するともに前記上パンチ側成形面の上下方向直下に形成される下パンチ側成形面を有し、前記固定ストッパーは、前記ガイドピンを載置したときに該ガイドピンと当接する載置面を有し、前記ガイドピンは、前記固定ストッパーに載置されたときに該固定ストッパーの前記載置面に当接する被載置面を有し、
   前記載置面から前記下パンチプレートの上面までの上下方向長さをＡ、前記上パンチプレートの下面から前記被載置面までの上下方向長さをＢ、前記上パンチプレートの下面から前記上パンチ側成形面までの上下方向長さをＣ、前記下パンチ側成形面から前記下パンチプレートの上面までの上下方向長さをＤとしたとき、Ａ＋Ｂ≧Ｃ＋Ｄを満足することを特徴とする請求項１に記載のダイセット。
3. 前記上パンチと前記下パンチとで成形される成形品のうち、前記上パンチ側成形面と前記下パンチ側成形面とで成形される部分の、プレス成形時における上下方向長さをＬとしたとき、Ａ＋Ｂ≦Ｃ＋Ｄ＋Ｌを満足することを特徴とする請求項２に記載のダイセット。

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