JP2007319897A - プレス金型 - Google Patents

Abstract

【課題】パンチハイトの調整作業が簡単なプレス金型を提供する。
【解決手段】ストライカＳで打圧されるパンチヘッド３と、そのパンチヘッド３に形成された雌ねじ６に螺合するパンチボディ２と、そのパンチボディ２を上下方向に案内するパンチガイド５と、パンチヘッド３を上方に付勢するストリッパスプリング４とを有したプレス金型において、パンチボディ２に回り止めされたロックリング１２を設け、パンチヘッド３の下面に、周方向に連なって一定のピッチで起伏する第１カム面１０を形成し、その第１カム面１０と噛み合う第２カム面１１をロックリング１２に形成し、そのロックリング１２を上方に付勢するスプリング１５を設け、ロックリング１２に対するパンチヘッド３の回転抵抗を一定の回転角ごとに変化させた。
【選択図】図１

Description

この発明は、プレス加工に用いられるプレス金型に関する。

プレス加工は、一般に、パンチボディの上端に取り付けられたパンチヘッドをプレス機械のストライカで打圧し、その打圧によってパンチボディを下降させてパンチボディの下端をワークに食い込ませ、その後、パンチヘッドを上方に付勢するストリッパ用弾性体の力によってパンチボディを上昇させ、パンチボディの下端をワークから離反させることにより行なう。

このプレス加工に用いられるプレス金型として、リング状のパンチヘッドと、そのパンチヘッドの内周に形成された雌ねじに螺合するパンチボディと、そのパンチボディを上下方向に案内するパンチガイドと、パンチヘッドを上方に付勢するストリッパ用弾性体とを有するプレス金型が知られている（特許文献１）。

このプレス金型は、プレス加工を繰り返し行なってパンチボディの下端の刃先が摩耗すると、パンチボディの下端を研磨して刃先を再生する。このとき、パンチボディの下端の研磨量に応じてパンチヘッドの上端からパンチボディの下端までの距離（パンチハイト）が小さくなるので、パンチヘッドをパンチボディに対して回転させてパンチハイトを調整する。
特開２００３−１３６１５７号公報

しかし、このプレス金型のパンチハイトを調整するには、パンチヘッドを大体の回転角で回転させ、その回転により変化したパンチハイトをノギス等の測長器で計測し、その計測したパンチハイトを目標とする大きさに近づける方向にパンチヘッドを大体の回転角で回転させ、その回転により変化したパンチハイトを再び計測する、というようにパンチヘッドを回転させる毎にパンチハイトを計測する必要がある。そのため、このプレス金型は、パンチハイトの調整作業が煩雑であった。

この発明が解決しようとする課題は、パンチハイトの調整作業が簡単なプレス金型を提供することである。

上記の課題を解決するために、ストライカで打圧されるリング状のパンチヘッドと、そのパンチヘッドの内周に形成された雌ねじに螺合し、パンチヘッドと一体に昇降するパンチボディと、そのパンチボディを上下方向に案内するパンチガイドと、前記パンチヘッドを上方に付勢するストリッパ用弾性体とを有し、前記パンチヘッドを前記ストライカで打圧して前記パンチボディの下端をワークに食い込ませ、前記ストリッパ用弾性体の付勢力によって前記パンチボディを上昇させてパンチボディの下端をワークから離反させるプレス金型において、前記パンチボディに回り止めされたロックリングを前記パンチヘッドの下面に対向させて設け、そのロックリングに対する前記パンチヘッドの回転抵抗を一定の回転角ごとに変化させるクリック感付与手段を設けた。

このプレス金型は、前記パンチヘッドの下面に、周方向に連なって一定のピッチで起伏する第１カム面を形成し、その第１カム面と噛み合う第２カム面を前記ロックリングに形成し、そのロックリングを上方に付勢して前記第２カム面を前記第１カム面に押さえ付ける回転抵抗用弾性体を設け、その回転抵抗用弾性体と前記第１カム面と前記第２カム面とで前記クリック感付与手段を構成することができる。

このとき、前記パンチヘッドと前記ストリッパ用弾性体の間に、前記パンチヘッドに設けられたロック解除ねじの回転操作によりパンチヘッドに対する相対位置を上下方向に変化可能なサポートプレートを組み込み、そのサポートプレートで前記回転抵抗用弾性体を介して前記ロックリングを支持し、前記サポートプレートを上方に移動させた状態で前記第１カム面と前記第２カム面の噛み合いが保持されて前記パンチヘッドの回転が禁止され、前記サポートプレートを下方に移動させた状態で前記第１カム面と前記第２カム面の噛み合いが係脱可能となって前記パンチヘッドの回転が許容されるようにすると好ましい。

また、このプレス金型は、前記パンチヘッドの下面に形成された収容穴内に接触子を出没可能に設け、その接触子を前記収容穴から突出させる方向に付勢する回転抵抗用弾性体を設け、前記ロックリングの前記接触子が接触する位置に周方向に一定のピッチで凹部を形成し、その凹部と前記接触子と前記回転抵抗用弾性体とで前記クリック感付与手段を構成することができる。

また、このプレス金型は、前記パンチヘッドを上下動可能に収容する筒状のケースを設け、そのケースの下端に前記ストリッパ用弾性体を支持するリテーナを固定し、前記ケースの上端に、前記ストリッパ用弾性部材で上方に付勢された前記パンチヘッドに当接する内向きのフランジを形成し、前記リテーナに前記パンチガイドを着脱可能に取り付けるとより好ましいものとなる。

この発明を適用可能なプレス金型としては、たとえば、ワークを打ち抜く打ち抜き用金型や、ワークに円錐状の窪みを形成するセンターポンチ用金型、ワークの厚さよりも小さい突起を形成するダボ出し用金型が挙げられる。

このプレス金型は、パンチヘッドを回転させたときに、パンチヘッドの回転抵抗の変化回数を数えることによって、パンチハイトの変化量を知ることができる。そのため、パンチヘッドを回転させる前のパンチハイトが分かれば、パンチヘッドの回転抵抗の変化回数を数えることによって、パンチヘッドを回転させた後のパンチハイトを計測しないで知ることができ、パンチハイトの調整作業が簡単である。

また、前記パンチヘッドの下面に、周方向に連なって一定のピッチで起伏する第１カム面を形成し、その第１カム面と噛み合う第２カム面を前記ロックリングに形成し、そのロックリングを上方に付勢して前記第２カム面を前記第１カム面に押さえ付ける回転抵抗用弾性体を設け、前記パンチヘッドと前記ストリッパ用弾性体の間に、前記サポートプレートを組み込んだものは、ロック解除ねじを回転操作してパンチボディに対するパンチヘッドの回転を禁止することにより、パンチヘッドが不意に回転してパンチハイトに狂いが生じる事態を防止することができる。

また、前記パンチヘッドを上下動可能に収容する筒状のケースを設け、そのケースの下端に前記ストリッパ用弾性体を支持するリテーナを固定し、前記ケースの上端に、前記ストリッパ用弾性部材で上方に付勢された前記パンチヘッドに当接する内向きのフランジを形成し、前記リテーナに前記パンチガイドを着脱可能に取り付けたものは、パンチハイトを調整する前後でパンチヘッドの上端からパンチガイドの下端までの距離を保持することができる。

図１にこの発明の第１実施形態のプレス金型を示す。このプレス金型は、下端に刃先１を有するパンチボディ２と、パンチボディ２の上端に取り付けられたリング状のパンチヘッド３と、パンチヘッド３を上方に付勢するストリッパスプリング４と、パンチボディ２を上下方向に案内する筒状のパンチガイド５とを有する。

パンチボディ２は、パンチヘッド３の内周に形成された雌ねじ６に螺合しており、パンチヘッド３をパンチボディ２に対して回転させると、パンチヘッド３の上端からパンチボディ２の下端までの距離（パンチハイト）が変化するようになっている。

パンチヘッド３は、筒状のケース７に上下動可能に挿入されている。ケース７の下端には、ストリッパスプリング４を支持するリテーナ８が固定され、ケース７の上端には、ストリッパスプリング４で上方に付勢されたパンチヘッド３に当接する内向きのフランジ９が形成されている。また、リテーナ８には、パンチガイド５が着脱可能に取り付けられている。

パンチヘッド３の下面には、周方向に連なって、一定のピッチで起伏する第１カム面１０が形成され、その第１カム面１０と噛み合う第２カム面１１を有するロックリング１２が、パンチヘッド３の下面に対向させて設けられている。また、ロックリング１２の内周には、図２に示すように、パンチボディ２の外周に形成された上下方向の溝１３に係合する突起１４が形成され、突起１４と溝１３の係合によって、ロックリング１２がパンチボディ２に回り止めされ、かつ、パンチボディ２に対して上下動可能となっている。

パンチヘッド３とストリッパスプリング４の間には、スプリング１５を介してロックリング１２を支持するサポートプレート１６が組み込まれており、サポートプレート１６は、パンチヘッド３に対するロックリング１２の下方への移動範囲を規制している。

また、サポートプレート１６は、パンチヘッド３に設けられたロック解除ねじ１７を外部から回転操作して、パンチヘッド３に対する相対位置を上下方向に変化させることができるようになっており、図３に示すように、サポートプレート１６を上方に移動させた状態では、ロックリング１２が下方に移動できる範囲が小さくなって、第１カム面１０と第２カム面１１の噛み合いが保持され、パンチボディ２に対するパンチヘッド３の回転が禁止される。一方、図４、図５に示すように、サポートプレート１６を下方に移動させた状態では、ロックリング１２が下方に移動できる範囲が大きくなり、第１カム面１０と第２カム面１１の噛み合いが係脱可能となって、パンチボディ２に対するパンチヘッド３の回転が許容される。

このプレス金型によるプレス加工時の動作例を説明する。パンチガイド５をホルダＨで支持した状態で、パンチガイド５の下方にワークＷを配置し、パンチヘッド３をストライカＳで打圧してパンチボディ２を下降させる。このとき、パンチボディ２の下端の刃先１がワークＷに食い込むとともに、ストリッパスプリング４が圧縮する。その後、ストライカＳが上昇すると、ストリッパスプリング４の復元力によって、パンチヘッド３がフランジ９に当接する位置までパンチボディ２が上昇し、ワークＷから刃先１が離反する。

プレス加工を繰り返し行なって刃先１が摩耗すると、リテーナ８からパンチガイド５を取り外して刃先１を露出させ、その状態でパンチボディ２の下端を研磨して刃先１を再生する。このとき、研磨量に応じてパンチハイトが小さくなるので、次のようにしてパンチハイトの調整を行なう。

まず、ロック解除ねじ１７をねじ込み、ロック解除ねじ１７の先端でサポートプレート１６を押し下げ、パンチボディ２に対するパンチヘッド３の回転が許容された状態にする。その状態で、パンチヘッド３をパンチボディ２に対して回転させ、パンチハイトを変化させる。このとき、ロックリング１２がスプリング１５により上方に付勢され、ロックリング１２の第２カム面１１がパンチヘッド３の第１カム面１０に押さえ付けられているので、一定の回転角ごとにパンチヘッド３の回転抵抗が変化し、その変化回数を数えることにより、パンチハイトの変化量を知ることができる。

たとえば、パンチヘッド３の雌ねじ６のリードを１．５ｍｍ、パンチヘッド３を１回転させたときの回転抵抗の変化回数を１５回とすると、パンチヘッド３の回転抵抗が１回変化するごとのパンチハイトの変化量は、（１．５ｍｍ）／（１５回）＝０．１ｍｍとなり、パンチハイトを０．３ｍｍ変化させるためには、パンチヘッド３の回転抵抗が３回変化するまでパンチヘッド３を回転させればよい。

パンチハイトが目標の大きさになると、ロック解除ねじ１７を回転させ、サポートプレート１６を上方に移動させ、パンチボディ２に対するパンチヘッド３の回転が禁止された状態にする。これにより、パンチヘッド３が不意に回転してパンチハイトに狂いが生じる事態が防止される。

このプレス金型を用いると、パンチヘッド３の回転抵抗の変化回数を数えることによって、パンチヘッド３を回転させたときのパンチハイトの変化量を知ることができる。そのため、パンチヘッド３を回転させる前のパンチハイトをノギス等の計測器で計測すれば、パンチヘッド３の回転抵抗の変化回数に基づいて、パンチヘッド３を回転させた後のパンチハイトを計測器で計測しないで知ることができ、パンチハイトの調整作業が簡単である。

また、パンチボディ２の下端を研磨することによるパンチハイトの短縮量が予め分かっている場合は、パンチヘッド３の回転抵抗の変化回数がパンチハイトの短縮量に相当する回数に至るまでパンチヘッド３を回転させることにより、ノギス等の計測器を用いずにパンチハイトを研磨前の大きさに戻すことができ、パンチハイトの調整作業が簡単である。

第１カム面１０と第２カム面１１は、それぞれ、図に示すように、径方向に延びるＶ溝を周方向に一定のピッチで有する形状とすると、カム面の加工が容易なので、加工精度を高めて第１カム面と第２カム面の接触面積を確保し、カム面の耐久性を向上させることができて好ましいが、第１カム面と第２カム面は、他の形状でもよい。たとえば、第１カム面を径方向に延びる断面Ｕ状の溝を周方向に等間隔に有する形状とし、第２カム面を、第１カム面の溝に噛み合う径方向の突条を周方向に等間隔に有する形状としてもよい。要は、スプリング１５の力で第２カム面を第１カム面に押さえ付けた状態でロックリング１２に対してパンチヘッド３を回転させたときに、パンチヘッド３の回転抵抗を一定の回転角ごとに変化させる形状であればよい。

上記実施形態では、パンチボディ２と一体に昇降するパンチヘッド３をケース７の上端に形成されたフランジ９に当接させ、これにより、パンチハイトを調整する前後でパンチヘッド３の上端からパンチガイド５の下端までの距離が保持されるにしているが、この発明は、パンチヘッド３を当接させるフランジ９がなく、パンチボディ２がリテーナ８に当接する位置まで上昇する形式のプレス金型に適用することもできる。

また、上記実施形態では、パンチヘッド３を上方に付勢してパンチボディ２を上昇させるストリッパ用弾性体として、コイルスプリングからなるストリッパスプリング４を用いているが、他の弾性体を用いてもよく、たとえば、ウレタンゴムからなる筒体や、リング状の皿ばねを積層した積層体を用いてもよい。

図６に、この発明の第２実施形態のプレス金型を示す。このプレス金型は、第１実施形態と同様に、下端に刃先２１を有するパンチボディ２２と、パンチボディ２２の上端に取り付けられたリング状のパンチヘッド２３と、パンチヘッド２３を上方に付勢するストリッパスプリング２４と、パンチボディ２２を上下方向に案内する筒状のパンチガイド２５とを有し、パンチヘッド２３の内周に形成された雌ねじ２６にパンチボディ２２が螺合している。

また、パンチヘッド２３が挿入された筒状のケース２７の下端には、ストリッパスプリング２４を支持するリテーナ２８が固定され、ケース２７の上端には、パンチヘッド２３に当接するフランジ２９が形成されている。

パンチヘッド２３の下面には収容穴３０が形成され、その収容穴３０内にボールプランジャ３１が組み込まれている。ボールプランジャ３１は、図７に示すように、収容穴３０から出没可能なボール３２と、ボール３２を収容穴３０から突出させる方向に付勢するスプリング３３とを有し、そのスプリング３３で付勢されたボール３２と接触するロックリング３４が、パンチヘッド２３の下面に対向させて設けられている。

ロックリング３４は、図８に示すように、ロックリング３４の内周に形成された突起３５とパンチボディ２２の外周に形成された溝３６の係合によって、パンチボディ２２に対して回り止めされ、かつ、パンチボディ２２に対して上下動可能となっている。また、ロックリング３４の外周には、円弧状の凹部３７が周方向に等間隔に形成されており、パンチヘッド２３を回転させると、ボールプランジャ３１のボール３２が各凹部３７に順に係脱するようになっている。

また、図７に示すように、パンチヘッド２３とストリッパスプリング２４の間には、ロックリング３４を支持するサポートプレート３８が組み込まれており、サポートプレート３８とパンチヘッド２３の間には、スプリング３９で上方に付勢されたロックピン４０が設けられている。ロックピン４０は、小径部４０Ａと、小径部４０Ａの下方に連なる大径部４０Ｂとからなる。

また、ロックピン４０は、パンチヘッド２３に設けられたロック解除ねじ４１を外部から操作して、パンチヘッド２３に対する相対位置を上下方向に変化させることができるようになっており、図７に示すように、ロックピン４０を上方に移動させた状態では、図８に示すように、大径部４０Ｂがロックリング３４の外周の凹部３７に入り込み、パンチボディ２２に対するパンチヘッド２３の回転が禁止される。一方、図９に示すように、ロックピン４０を下方に移動させた状態では、大径部４０Ｂがロックリング３４よりも下方に退避し、また、図１０、図１１に示すように、小径部４０Ａがロックリング３４の凹部３７の外に位置するので、パンチボディ２２に対するパンチヘッド２３の回転が許容される。

このプレス金型のパンチハイトの調整は、次のようにして行なう。まず、ロック解除ねじ４１をねじ込み、ロック解除ねじ４１の先端でロックピン４０を押し下げ、パンチボディ２２に対するパンチヘッド２３の回転が許容された状態にする。その状態で、パンチヘッド２３をパンチボディ２２に対して回転させ、パンチハイトを変化させる。このとき、スプリング３３で付勢されたボール３２がロックリング３４の外周の凹部３７に係脱するので、一定の回転角ごとにパンチヘッド２３の回転抵抗が変化し、その変化回数を数えることにより、パンチハイトの変化量を知ることができる。

パンチハイトが目標の大きさになると、ロック解除ねじ４１を回転させてロックピン４０を上方に移動させ、パンチボディ２２に対するパンチヘッド２３の回転が禁止された状態にする。

このプレス金型を用いると、第１実施形態と同様、パンチヘッド２３の回転抵抗の変化回数を数えることによって、パンチヘッド２３を回転させたときのパンチハイトの変化量を知ることができる。そのため、パンチヘッド２３を回転させる前のパンチハイトをノギス等の計測器で計測すれば、パンチヘッド２３の回転抵抗の変化回数に基づいて、パンチヘッド２３を回転させた後のパンチハイトを計測しないで知ることができ、パンチハイトの調整作業が簡単である。

また、パンチボディ２２の下端を研磨することによるパンチハイトの短縮量が予め分かっている場合は、パンチヘッド２３の回転抵抗の変化回数がパンチハイトの短縮量に相当する回数に至るまでパンチヘッド２３を回転させることにより、ノギス等の計測器を用いずにパンチハイトを研磨前の大きさに戻すことができ、パンチハイトの調整作業が簡単である。

上記実施形態では、ロックリング３４の外周にボール３２を接触させ、その接触位置に凹部３７を形成しているが、ロックリング３４の他の位置にボール３２が接触するようにし、その接触位置に凹部を形成してもよい。たとえば、ロックリングの上面にボールを接触させ、その接触位置に周方向に一定のピッチで凹部を形成してもよい。この場合、凹部は、半球状の窪みで構成してもよいが、ボールよりも直径の小さい貫通孔で構成してもよい。

この発明の第１実施形態のプレス金型を示す断面図 図１のプレス金型のパンチヘッド近傍の分解斜視図 図１のプレス金型のサポートプレートを上方に移動させた状態を示す斜視図 図１のプレス金型のサポートプレートを下方に移動させた状態を示す斜視図 図４のパンチヘッドをパンチボディに対して回転させる過程を示す斜視図 この発明の第２実施形態のプレス金型を示す断面図 図６のプレス金型のパンチヘッド近傍の拡大断面図 図７のVIII−VIII線に沿った断面図 図６のプレス金型のロックピンを下方に移動させた状態を示す拡大断面図 図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図 図９のパンチヘッドをパンチボディに対して回転させる過程を示す断面図

符号の説明

２ パンチボディ
３ パンチヘッド
４ ストリッパスプリング
５ パンチガイド
６ 雌ねじ
７ ケース
８ リテーナ
９ フランジ
１０ 第１カム面
１１ 第２カム面
１２ ロックリング
１５ スプリング
１６ サポートプレート
１７ ロック解除ねじ
２２ パンチボディ
２３ パンチヘッド
２４ ストリッパスプリング
２５ パンチガイド
２６ 雌ねじ
２７ ケース
２８ リテーナ
２９ フランジ
３０ 収容穴
３２ ボール
３３ スプリング
３４ ロックリング
３７ 凹部
Ｓ ストライカ
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. ストライカ（Ｓ）で打圧されるリング状のパンチヘッド（３）と、そのパンチヘッド（３）の内周に形成された雌ねじ（６）に螺合し、パンチヘッド（３）と一体に昇降するパンチボディ（２）と、そのパンチボディ（２）を上下方向に案内するパンチガイド（５）と、前記パンチヘッド（３）を上方に付勢するストリッパ用弾性体（４）とを有し、前記パンチヘッド（３）を前記ストライカ（Ｓ）で打圧して前記パンチボディ（２）の下端をワーク（Ｗ）に食い込ませ、前記ストリッパ用弾性体（４）の付勢力によって前記パンチボディ（２）を上昇させてパンチボディ（２）の下端をワーク（Ｗ）から離反させるプレス金型において、前記パンチボディ（２）に回り止めされたロックリング（１２）を前記パンチヘッド（３）の下面に対向させて設け、そのロックリング（１２）に対する前記パンチヘッド（３）の回転抵抗を一定の回転角ごとに変化させるクリック感付与手段を設けたことを特徴とするプレス金型。
2. 前記パンチヘッド（３）の下面に、周方向に連なって一定のピッチで起伏する第１カム面（１０）を形成し、その第１カム面（１０）と噛み合う第２カム面（１１）を前記ロックリング（１２）に形成し、そのロックリング（１２）を上方に付勢して前記第２カム面（１１）を前記第１カム面（１０）に押さえ付ける回転抵抗用弾性体（１５）を設け、その回転抵抗用弾性体（１５）と前記第１カム面（１０）と前記第２カム面（１１）とで前記クリック感付与手段を構成した請求項１に記載のプレス金型。
3. 前記パンチヘッド（３）と前記ストリッパ用弾性体（４）の間に、前記パンチヘッド（３）に設けられたロック解除ねじ（１７）の回転操作によりパンチヘッド（３）に対する相対位置を上下方向に変化可能なサポートプレート（１６）を組み込み、そのサポートプレート（１６）で前記回転抵抗用弾性体（１５）を介して前記ロックリング（１２）を支持し、前記サポートプレート（１６）を上方に移動させた状態で前記第１カム面（１０）と前記第２カム面（１１）の噛み合いが保持されて前記パンチヘッド（３）の回転が禁止され、前記サポートプレート（１６）を下方に移動させた状態で前記第１カム面（１０）と前記第２カム面（１１）の噛み合いが係脱可能となって前記パンチヘッド（３）の回転が許容されるようにした請求項２に記載のプレス金型。
4. 前記パンチヘッド（２３）の下面に形成された収容穴（３０）内に接触子（３２）を出没可能に設け、その接触子（３２）を前記収容穴（３０）から突出させる方向に付勢する回転抵抗用弾性体（３３）を設け、前記ロックリング（３４）の前記接触子（３２）が接触する位置に周方向に一定のピッチで凹部（３７）を形成し、その凹部（３７）と前記接触子（３２）と前記回転抵抗用弾性体（３３）とで前記クリック感付与手段を構成した請求項１に記載のプレス金型。
5. 前記パンチヘッド（３）を上下動可能に収容する筒状のケース（７）を設け、そのケース（７）の下端に前記ストリッパ用弾性体（４）を支持するリテーナ（８）を固定し、前記ケース（７）の上端に、前記ストリッパ用弾性部材（４）で上方に付勢された前記パンチヘッド（３）に当接する内向きのフランジ（９）を形成し、前記リテーナ（８）に前記パンチガイド（５）を着脱可能に取り付けた請求項１から４のいずれかに記載のプレス金型。

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