JP2011136348A - プレス打抜き成形型装置およびその成形型構成部品 - Google Patents

Abstract

【課題】硬度の異なる２種以上の材料から構成される成形型構成部品を備え、これら成形型構成部品が、被加工材をプレス加工により打抜き成形するプレス打抜き成形型装置において、成形型構成部品であるポンチとダイのクリアランスの調整が容易かつ迅速に行える構造を備えた打抜き成形型構造を提供する。
【解決手段】ダイ６が硬度の異なる２種以上の材料から構成される複合材料構造とされるものにおいて、ダイ６の切刃部２５は、その刃先３０ａを備える刃先プレート２５が高硬度材料により形成されるとともに、刃先プレート２５の外周が低硬度材料からなる台金２６により囲繞形成されてなる。これにより、ポンチ５とダイ６のクリアランスＣの調整が容易かつ迅速に行える。
【選択図】図４

Description

本発明は、プレス打抜き成形型装置およびその成形型構成部品に関し、さらに詳細には、被加工材をプレス加工により打抜き成形するプレス打抜きにおいて、硬度の異なる２種以上の材料から構成される成形型構成部品の構造技術に関する。

プレス打抜き（加工）は、図１２（ａ）に示すように、成形型構成部品である上下型つまり上型の主要構成部品であるポンチａおよび下型の主要構成部品であるダイｂが上下に対向して配置されるとともに、これらポンチａおよびダイｂが上下方向へ相対的に移動することにより（図示のプレス打抜き成形型装置においては、ポンチａが上下方向へ移動する構成）を用いて、被加工物Ｗを、これらポンチａの切刃部ｃおよびダイｂの切刃部ｄにより規定される輪郭形状にせん断し成形する加工法である。

このプレス打抜きにおける加工メカニズムについて図１３を参照して説明すると、以下のとおりである。

ダイｂの上に位置決め載置された被加工材Ｗに対して、加圧力をもったポンチａが下降していき、被加工材Ｗの上面に当接する（図１３（ａ））。

ポンチａがさらに下降して、被加工材Ｗがダイｂ上面とポンチａ底面に密着するとともに、ポンチａは被加工材Ｗに対する食い込みを開始して、被加工材ＷにＲ状のダレｅが形成される（図１３（ｂ））。

さらにポンチａが被加工材Ｗに食い込むと、被加工材Ｗに作用するせん断荷重が急激に増してせん断が生じ、せん断面（光沢面）ｆが形成されるとともに、被加工材Ｗのもつ最大せん断荷重に達すると、ポンチａとダイｂの切刃部ｃ、ｄの刃先から被加工材Ｗにクラックｇが生じる（図１３（ｃ）の一点鎖線円内）。ポンチａの食い込みが増加すると、それに応じてせん断荷重は減少する。

ポンチａのさらなる下降により、上記クラックｇが成長して被加工材Ｗの全板厚を貫通し、せん断が完了する。この時にざらざらな面である破断面ｈが形成される（図１３（ｄ）の一点鎖線円内）。

ところで、被加工材Ｗのせん断された切口面（ｅ、ｆ、ｈ）は、ポンチａとダイｂの隙間つまりクリアランスＣ（Ｃ₁、Ｃ₂）によって大きく異なり、このクリアランスＣの大きさと被加工材Ｗのせん断された切口面との関係を示すと図１４（ａ）〜（ｃ）のようになる。

図１４（ａ）は、クリアランスＣが適正の場合を示しており、ポンチａとダイｂの刃先から発生したクラックｇの先が食い違うことなく、正しく出会い、破断面ｈおよびバリ（かえり）ｉ共に少ない。

図１４（ｂ）は、クリアランスＣが過小の場合を示しており、最初に発生したクラックｇが途中で止まって、再びせん断が行われる。これによって起こるせん断を２次せん断と呼び、できたせん断面ｊを２次せん断面という。

図１４（ｃ）は、クリアランスＣが過大の場合を示しており、ポンチａとダイｂの刃先から発生したクラックｇ（図１３（ｃ）参照）が食い違い、引きちぎられるようになり、せん断切口面の直角度はきわめて悪く、ダレｅ、破断面ｈ、バリｉのいずれも大きい（図１４（ｃ））。

このように、クリアランスＣは、被加工材Ｗのせん断された切口面に大きな影響を与えるとともに、製品精度や成形型の寿命などにも大きく関与することから、被加工材Ｗの材質や厚さ、あるいは加工条件などを考慮して適切な値に設定されねばならず、しかも、このクリアランスＣは、ポンチａとダイｂの全周にわたり（例えば、図１３（ａ）において、紙面に対し左右横方向のクリアランスＣ₁、Ｃ₂および紙面に対し前後直交方向のクリアランス（図示せず））は、均一に設定されることが望まれる(Ｃ₁＝Ｃ₂)。

この場合、ポンチａは、プレス打抜きにおける狙い寸法を決定するため、一旦装置に組み込まれて位置決めされると、その後は、製品寸法に影響が出るため固定されたまま位置変更されないことから、通常は、ダイｂのポンチａに対する相対的位置（具体的には、ポンチａの打抜き方向に対して垂直な方向の相対的位置）を変更させることで、被加工材Ｗの打抜き面（切口面）のクリアランスＣを全周にわたり均一な所定値となるように微調整している。

この微調整作業の具体的な手順は、熟練技術者が被加工材Ｗの打抜き面（切口面）を観察しながら全周のクリアランスＣの偏りを分析し、このクリアランスＣが全周にわたって所定値に均一化するようにダイｂの位置をポンチａに対して相対的に微調整するというもので、この場合、ダイｂは通常、ダイプレートｋの装着凹部ｌに嵌合固定される構造（図１２（ａ）参照）であることから、ダイｂの位置調整に際しては、このダイｂの側面外周部を切削や研削等により削ったり、スペーサを用いて、ダイプレートｋの装着凹部ｌに位置決め嵌合させている。

なお、本出願人の知る限りにおいて、この種のプレス打抜き成形型装置における上下型（成形型）の位置調整を行う従来技術を開示した特許文献等は存在しない。

なし

ところで、従来のこの種のプレス打抜き成形型装置におけるダイｂの基本構成は、図１２（ｂ）に示すように、硬度の異なる２種以上の材料（図示の場合は２種類）ｍ、ｎからなり、切刃部ｄの刃先が単結晶ダイヤモンド（Single crystal Diamond）、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ：Polycrystalline Diamond）、立方晶窒化硼素（ＣＢＮ：Cubic Boron Nitride）、炭化珪素およびセラミックス等の高硬度材料ｍで形成されるとともに、その他の台金部分が超硬合金等の低硬度材料ｎで形成されている。

なお、切刃部ｄの刃先を構成する高硬度材料ｍが焼結ダイヤモンドからなる場合、切刃部ｄは、この刃先を構成する焼結ダイヤモンドｍに、図１２（ｂ）の二点鎖線で示すように、ダイｂの台金部分を構成する低硬度材料ｎと同じまたは同種の低硬度材料（図示の場合は同じ低硬度材料ｎ）が予め一体形成された複合材料プレートの形態で提供されて、台金部分を構成する低硬度材料ｎとの強固な接合性が確保されている。

このような構成が採用されるのは、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化硼素（ＣＢＮ：Cubic Boron Nitride）、炭化珪素あるいはセラミックス等は、高価な材料であり、しかも、単結晶ダイヤモンドは大型の素材を製作するのが困難なために、ダイｂに使用する場合、切刃部ｄの必要部位つまり刃先部位のみが、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化硼素、炭化珪素またはセラミックスがロウ付け等により接着され、他の部位が低硬度材料で形成されている。

また、上記高硬度材料ｍと低硬度材料ｎの熱膨張率が大きく異なる場合には、接合時の熱作用で不具合を生じることがあることから、この点も考慮して、高硬度材料ｍを必要最小部位にのみ使用する方が好適である。
このような構成はポンチａにおいても同様に採用されている。

しかしながら、このようにダイｂの切刃部ｄの刃先部位つまりダイｂの先端全面が高硬度材料で形成される構成では、上述したクリアランスＣを均一化するためにダイｂの外周部を削る際に、上記切刃部ｄの刃先部位を形成する高硬度材料も削る必要があるところ、この削り作業はその高硬度材料の硬さゆえに困難でかつ時間を要し、ダイｂの位置を微調整作業を困難にしていた。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、硬度の異なる２種以上の材料から構成される成形型構成部品を備えるプレス打抜き成形型装置において、成形型構成部品であるポンチとダイのクリアランスの調整が容易かつ迅速に行える構造を備えたプレス打抜き成形型装置を提供することにある。

本発明のもう一つ他の目的とするところは、上記打抜き成形型構造において、接合部位の破壊分離を有効に防止するとともに、破壊分離した場合でも安全な構造を備える成形型構成部品を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明のプレス打抜き成形型装置は、ポンチおよびダイを被加工物の打抜き方向へ相対的に移動させて、被加工物を所定の輪郭形状に打抜きせん断加工するプレス打抜き成形型装置であって、上記ポンチおよびダイは、硬度の異なる２種以上の材料から構成される複合材料構造とされ、その先端部を構成する切刃部の少なくとも刃先部位が高硬度材料からなるとともに、この切刃部以外の部位が上記高硬度材料よりも硬度の低い低硬度材料からなり、上記ダイの切刃部において、上記刃先部位が上記高硬度材料により形成されるとともに、この刃先部位の外周が上記低硬度材料により囲繞形成されてなることを特徴とする。

ここに、「高硬度材料」および「低硬度材料」とは、硬度の異なる２種以上の材料から構成される複合材料構造における相対的な硬度の高低を示す意味で使用される用語であり、比較する材料の硬度について、相対的に高い硬度の材料を高硬度材料といい、相対的に低い硬度の材料を低硬度材料という（以下、明細書および特許請求の範囲において同様とする。）。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記ポンチは、上記ダイの刃先を有する打抜き成形穴に対応した断面輪郭形状を有して、この打抜き成形穴に挿通可能な上記切刃部と、この切刃部を保持する本体シャンク部とが一体接合されてなり、上記切刃部は、上記高硬度材料からなり、上記ダイの打抜き成形穴の刃先と協働する刃先と、上記低硬度材料からなり、上記本体シャンク部に接合される接合部とを備え、これら切刃部の接合部と上記本体シャンク部との接合部位は、少なくとも上記ポンチの切刃部の打抜き断面輪郭形状よりも大きな断面輪郭形状寸法を有してなる。

（２）上記切刃部の接合部と上記本体シャンク部の接合部位は、本体シャンク部における軸方向所定位置に設定されている。

（３）上記高硬度材料は、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化硼素、炭化珪素およびセラミックスのいずれか１つであり、上記低硬度材料は、超硬合金、セラミックスおよび上記高硬度材料よりも硬度の低い金属材料のいずれか１つである。

また、本発明の第１の成形型構成部品は、上記プレス打抜き成形型装置におけるポンチを構成するものであって、上記ダイの刃先を有する打抜き成形穴に対応した断面輪郭形状を有して、この打抜き成形穴に挿通可能な切刃部と、この切刃部を保持する本体シャンク部とが一体接合されてなり、上記切刃部は、上記高硬度材料からなり、上記ダイの打抜き成形穴の刃先と協働する刃先と、上記低硬度材料からなり、上記本体シャンク部に接合される接合部とを備え、これら切刃部の接合部と上記本体シャンク部との接合部位は、少なくとも上記ポンチの切刃部の打抜き断面輪郭形状よりも大きな断面輪郭形状寸法を有してなることを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記切刃部の接合部と上記本体シャンク部の接合部位は、本体シャンク部における軸方向所定位置に設定されている。

（２）上記高硬度材料は、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化硼素、炭化珪素およびセラミックスのいずれか１つであり、上記低硬度材料は、超硬合金、セラミックスおよび上記高硬度材料よりも硬度の低い金属材料のいずれか１つである。

さらに、本発明の第２の成形型構成部品は、上記プレス打抜き成形型装置におけるダイを構成するものであって、硬度の異なる２種以上の材料から構成される複合材料構造とされ、その先端部を構成する切刃部の少なくとも刃先部位が高硬度材料からなるとともに、この切刃部以外の部位が上記高硬度材料よりも硬度の低い低硬度材料からなり、上記切刃部において、上記刃先部位が上記高硬度材料により形成されるとともに、この刃先部位の外周が上記低硬度材料により囲繞形成されてなることを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記低硬度材料からなる台金に、打抜き加工面を形成する上記切刃部が一体的に接合されてなり、上記切刃部は、上記高硬度材料からなり、上記ポンチの刃先と協働する刃先を有する打抜き成形穴が開設されてなる刃先プレートと、上記低硬度材料からなり、上記台金に接合される接合部とを備え、上記台金は、上記切刃部の外周部位が嵌合固定される切刃保持用凹部を備え、この台金の切刃保持用凹部に、上記切刃部の外周部位が嵌合固定されることにより、上記切刃部の刃先部位の外周が上記低硬度材料により囲繞形成されてなる。

（２）上記切刃部は、その外周輪郭形状が矩形とされるとともに、上記台金の切刃保持用凹部は、上記切刃部の矩形外周面の対向する２面を挟持状に位置決め嵌合保持する一対の保持枠を備え、上記台金の切刃保持用凹部に、上記切刃部の外周部位が嵌合固定されることにより、上記刃先部位の外周が上記低硬度材料により囲繞形成されてなる。

（３）上記切刃部は、その外周輪郭形状が矩形とされるとともに、上記台金の切刃保持用凹部は、上記切刃部の矩形外周面全周を位置決め嵌合保持する矩形環状の保持枠を備え、上記台金の切刃保持用凹部に、上記切刃部の外周部位が嵌合固定されることにより、上記刃先部位の外周が上記低硬度材料により囲繞形成されてなる。

（４）上記切刃部は、その外周輪郭形状が矩形とされるとともに、上記台金の切刃保持用凹部は、上記切刃部の矩形外周面の対向する２面をそれぞれ挟持状に位置決め保持する一対の保持枠を２組備え、上記台金の切刃保持用凹部に、上記切刃部の外周部位が嵌合固定されることにより、上記刃先部位の外周が上記低硬度材料により囲繞形成されてなる。

（５）上記台金に上記切刃部が一体的に接合されてなり、上記打抜き成形穴を通過する分割線に沿って少なくとも二つに分割されてなるダイ構成部材が一体的に組合せ接合されてなる分割構造を備える。

（６）上記高硬度材料は、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化硼素、炭化珪素およびセラミックスのいずれか１つであり、上記低硬度材料は、超硬合金、プラズマ焼結超硬合金、セラミックスおよび上記高硬度材料よりも硬度の低い金属材料のいずれか１つである。

（１）本発明のプレス打抜き成形型装置によれば、特にダイが硬度の異なる２種以上の材料から構成される複合材料構造とされるものにおいて、上記ダイの切刃部は、その刃先部位が高硬度材料により形成されるとともに、この刃先部位の外周が上記低硬度材料により囲繞形成されてなるから、ポンチとダイのクリアランスの調整が容易かつ迅速に行える構造を備えた打抜き成形型装置を提供することができる。

すなわち、ポンチとダイのクリアランスの微調整は、前述したように、ダイの側面外周部を削ったり、スペーサを用いることにより、ダイのポンチに対する相対的位置を変更（移動調整）させて行うところ、高硬度材料からなるダイの刃先部位の外周が低硬度材料により囲繞形成されてなるから、ダイの刃先部位に十分な硬度が確保されつつも、クリアランスの微調整時に削られるダイの側面外周部全体は、切削ないしは研削加工が容易な低硬度材料で形成されており、微調整作業を容易かつ迅速に行える。

（２）また、上記ダイの切刃部において、上記刃先部位が高硬度材料として単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンド等のダイヤモンドが使用される場合、このダイヤモンドからなる刃先部位の外周が上記低硬度材料により囲繞形成される構成とされていることにより、高価な材料であるダイヤモンドの使用量が従来に比較して少なくて済み、材料コストさらには製品コストの低減化が図れる。この効果は、上記刃先部位がダイヤモンド以外の高硬度材料においても同様である。

（４）また、低硬度材料からなる台金に、打抜き加工面を形成する切刃部が一体的に接合されてなる接合構造において、上記切刃部は、高硬度材料からなり、上記ポンチの刃先と協働する刃先を有する打抜き成形穴が開設されてなる刃先プレートと、上記低硬度材料からなり、上記台金に接合される接合部とを備えるとともに、上記台金が上記切刃部の外周部位が嵌合固定される切刃保持用凹部を備え、この台金の切刃保持用凹部に、上記切刃部の外周部位が嵌合固定される構造とされることにより、台金と切刃部の接合構造が従来のような一面接合ではなく、複数面接合となり、両者のより強固な接合強度を得ることができる。

（５）上記ポンチは、上記ダイの打抜き成形穴に対応した断面輪郭形状を有して、この打抜き成形穴に挿通可能な上記切刃部と、この切刃部を保持する本体シャンク部とが一体接合されてなり、これら切刃部の接合部と本体シャンク部との接合部位が、少なくとも上記ポンチの切刃部の打抜き断面輪郭形状よりも大きな断面輪郭形状寸法を有してなることにより、上記接合部位の破壊分離が有効に防止されるとともに、たとえ破壊分離した場合でもポンチの切刃部の落下が有効に防止される。

すなわち、上記ポンチの切刃部と本体シャンク部との接合部位が、少なくともポンチの切刃部の打抜き断面輪郭形状よりも大きな断面輪郭形状寸法を有してなることにより、例えば、上記接合部位が本体シャンク部における軸方向所定位置に設定されていることにより、上記接合部位のロー付け等の接着手段による接合固定効果を大きくすることができ、これによりこの接合部位の破壊分離を有効に防止することができる。また、上記接合部位の断面輪郭形状寸法が、少なくともポンチの切刃部の打抜き断面輪郭形状よりも大きく設定されているので、たとえ上記接合部位が破壊分離しても、この接合部位がストリッパのガイド穴に落下掛止するので、ポンチの切刃部の上成形型からの落下が有効に防止されて、不測の事故発生を未然に防止することができる。

本発明の実施形態１であるプレス打抜き成形型装置の概略構成を示す正面断面図で、打抜き工程開始時の状態を示している。 同じく同プレス打抜き成形型装置の概略構成を示す正面断面図で、打抜き工程完了時の状態を示している。 同プレス打抜き成形型装置の成形型構成部品であるポンチと可動ストリッパのガイド穴との関係を示す図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。 同プレス打抜き成形型装置の成形型構成部品であるダイを示す斜視図である。 同じく同ダイを示す平面図である。 同ダイの製造工程を説明するための工程説明図である。 同プレス打抜き成形型装置における成形型のクリアランスを微調整する方法を説明するための概略正面断面図である。 本発明の実施形態２であるプレス打抜き成形型装置の成形型構成部品であるダイを示す斜視図である。 同じく同ダイを示す平面図である。 本発明の実施形態３であるプレス打抜き成形型装置の成形型構成部品であるダイを示す斜視図である。 同じく同ダイを示す平面図である。 従来のプレス打抜き成形型装置を示し、図１２（ａ）は同プレス打抜き成形型装置の図１に対応する正面断面図、図１２（ａ）は同じく同プレス打抜き成形型装置の成形型構成部品であるダイを示す斜視図である。 プレス打抜きにおける加工メカニズムを説明するための工程図である。 プレス打抜きにおける成形型のクリアランスの大きさと、この成型形によりせん断された被加工材の切口面との関係を示すための同切口面の拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面全体にわたって同一の符号は同一の構成部材または要素を示している。

実施形態１
本発明に係るプレス打抜き成形型装置を図１〜図７に示し、この装置は、具体的には、長尺な帯状体の被加工材Ｗを成形型の加工ステージ上で順送りしながらプレス打抜き加工により所定形状に成形するプレス機の加工部を構成するもので、ポンチ（またはパンチ）５を主要部として備える上型１と、ダイ６を主要部として備える下型２とからなる成形型構造を備えている。

上型１は、第１の成形型構成部品として上記ポンチ５を備えてなり、このポンチ５は、プレス機の昇降動作するスライド（図示省略）に固定されたダイセットのポンチホルダ（図示省略）に装着されている。具体的には、ポンチ５は、ポンチプレート７を介して上記ポンチホルダに固定されている。８はポンチにかかる荷重を受け止めて負担するバッキングプレートを示している。また、上型１には、弾発スプリング９、９によるクッション付きの可動ストリッパ１０が設けられており、この可動ストリッパ１０は、ポンチ５から打抜き製品や切り屑を引き離すとともに、打抜き時に被加工材Ｗを押えたり、ポンチ５の切刃部１５をガイドする機能を兼備する。

ポンチ５は、硬度の異なる２種以上の材料から構成される複合材料構造とされ、基本的には、ポンチ５の先端部を構成する切刃部１５の少なくとも刃先１５ａ部位が高硬度材料からなるとともに、この切刃部１５以外の部位が上記高硬度材料よりも硬度の低い低硬度材料からなる。

また、これら２種の材料、つまり刃先１５a部位を構成する上記高硬度材料とその他の部位を構成する上記低硬度材料について、これら両材料の熱膨張率が大きく異なる場合や、これら両材料の接合面積が大きい場合には、両材料部位の接合後の冷却工程に生じる収縮量の差異により、その接合部位が破壊する場合もある。このような２種の材料の接合部位の現象を防ぐためには、具体的には図示しないが、これら両材料の中間位置に両材料の中間値の熱膨張率を有する銅などの金属材料からなる板材を挿入介在させて、上記高硬度材料部位と低硬度材料部位を接合するのが好適である。

上記高硬度材料としては、単結晶ダイヤモンド（Single crystal Diamond）、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ：Polycrystalline Diamond）、立方晶窒化硼素（ＣＢＮ：Cubic Boron Nitride）、炭化珪素およびセラミックス等が好適に使用され、また上記低硬度材料としては、超硬合金（Cemented Carbide）またはセラミックス等が好適に使用されている。

このような複合材料構造がポンチ５の材料構成として採用されるのは、近年、被加工材Ｗの硬質化が進んでいることに対応したものである。すなわち、被加工材Ｗの硬質化と、これを考慮した成形型のメンテナンス工数削減の必要性から、その成形型構成部品であるポンチ５およびダイ６の高硬度化も進んでおり、この結果、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンドあるいは立方晶窒化硼素等が、超硬合金、プラズマ焼結超硬合金あるいはセラミックス等以上の高硬度材料として実用化されている。

ちなみに、高硬度材料の典型例としては、上記のごとく単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化硼素、炭化珪素、およびセラミックスの３つの材料があるところ、単結晶ダイヤモンドや非導電性セラミックスについては、非導電材料であるためワイヤーカット放電や、型彫放電では溝等の加工が困難であるのに対して、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化硼素、炭化珪素あるいは導電性セラミックスについては、導電材料を混入して製作することにより導電性を付与し、ワイヤーカット放電や、型彫放電による溝等の加工が可能であるという特徴があり、実際のポンチ５の製作に際しては、これら材料の特徴を生かして最適な材料が選択採用される。

図示の実施形態のポンチ５は、切刃部１５と本体シャンク部１６とが一体接合されてなる構造を備える。

切刃部１５は、上記ダイ６の打抜き成形穴３０に対応した断面輪郭形状を有して、この打抜き成形穴３０に挿通可能な形状寸法とされ、具体的には、切刃部１５は、チップ状の刃先１５ａと、この刃先１５ａを上記本体シャンク部１６に接合する接合部１５ｂとを備えてなる。図示の実施形態の切刃部１５の刃先１５ａの断面輪郭形状は、図３に示すダイ６の打抜き成形穴３０に対応した略正方形とされている。

刃先１５ａは、後述するダイ６の打抜き成形穴３０の切刃２５ａと協働して、被加工材Ｗをせん断加工する部位で、上記高硬度材料から形成されている。刃先１５ａの構成材料としては、上述した単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化硼素、炭化珪素およびセラミックスのいずれか１つが好適に使用され、図示のものにおいては、ワイヤーカット放電等による加工が比較的容易な多結晶ダイヤモンド、より具体的には焼結ダイヤモンドが用いられている。

接合部１５ｂは、本体シャンク部１６との接合固定性を確保する目的から、後述する本体シャンク部１６の構成材料と同様な低硬度材料から形成されている。この接合部１５ｂを構成する低硬度材料としては、上述した超硬合金、セラミックスおよび高硬度材料よりも硬度の低い金属材料のいずれか１つが好適に使用され、図示のものにおいては、後述する本体シャンク部１６の構成材料と同じ超硬合金が用いられている。

実際は、これら刃先１５ａと接合部１５ｂからなる切刃部１５は、焼結形成時に一体ものとして製作された後、この一体ものの切刃部１５が上記本体シャンク部１６に一体的に接合され、最後に、この接合一体化されたポンチ５の原型が取付け対象となる成形型装置に応じて所定の形状寸法に切削形成される。

また、上記切刃部１５の接合部１５ｂと上記本体シャンク部１６との接合構造は、本発明の特徴点の一つであり、これら両部１５ｂ、１６の接合部位１７つまり接合部１５ｂの接合端が、図１および図２に示すように、少なくとも上記切刃１５ａの打抜き断面輪郭形状よりも大きな断面輪郭形状寸法を有してなる。この点についてはさらに後で詳述する。

本体シャンク部１６は、上記切刃部１５を保持する切刃保持部として機能するとともに、上記成形型装置のポンチプレート７に装着固定される装着部として機能するものである。本体シャンク部１６は、これら両機能を担保する目的から、図１および図２に示すように、切刃部１５よりも太く、換言すれば、上記切刃部１５の断面輪郭形状よりも大きな断面輪郭形状を有する。また、この本体シャンク部１６から上記切刃部１５に続く部位は、切刃部１５に向けて徐々に細くなるように、緩やかに連続した円曲線を描く側面輪郭形状を有している。

本体シャンク部１６は上記低硬度材料からなり、好適には、上述した超硬合金、セラミックスおよび高硬度材料よりも硬度の低い金属材料のいずれか１つが構成材料として使用され、図示の実施形態においては、上述したように、切刃部１５の接合部１５ｂの構成材料と同じ超硬合金が用いられている。

また、上述したように、切刃部１５の接合部１５ｂと本体シャンク部１６との接合部位１７は、少なくとも上記ポンチ５の切刃部１５の打抜き断面輪郭形状つまり刃先１５ａの断面輪郭形状よりも大きな断面輪郭形状寸法を有してなる。

図示の実施形態においては、上記切刃部１５の接合部１５ｂと本体シャンク部１６の接合部位１７は、図１および図２に示すように、本体シャンク部１６における軸方向所定位置に設定されている。つまり、上記切刃部１５の接合部１５ｂが本体シャンク部１６の先端部分（図１および図２において下端部分）の一部を構成している。これにより、切刃部１５の接合部１５ｂと本体シャンク部１６の接合部１７と、可動ストリッパ１０のガイド穴１０ａとの断面輪郭形状の大きさは、図３に示すような関係となり、つまり、切刃部１５と本体シャンク部６の接合部位１７が、少なくとも上記切刃部１５の打抜き断面輪郭形状よりも大きな断面輪郭形状寸法を有することとなる。

このような構成とされることにより、ポンチ５における切刃部１５と本体シャンク部６の接合部位１７に、ロウ付けや強力接着剤のような接着手段による十分な接合固定力を確保できるとともに、この接合部位１７のロウ付けや強力接着剤等が外れたり破壊されて、切刃部１５が本体シャンク部１６から分離落下しても、可動ストリッパ１０のガイド穴１０ａに引っ掛かって、落下することがない。

すなわち、従来のこの種の成形型装置においても、図１２（ａ）に示すように、ポンチａの切刃部ｃが、高硬度材料の刃先ｏと低硬度材料の接合部ｐで構成される複合材料構造であるところ、接合部ｐは必要最小限の接合機能を有する範囲で小さく設定されている。したがって、従来のポンチａにおける切刃部ｃと本体シャンク部ｑの接合部位ｒは、図示のごとく切刃部ｃの打抜き断面輪郭形状と同一またはほぼ同一の断面輪郭形状寸法とされている。

これら切刃部ｃと本体シャンク部ｑの接合部位ｒは、ロウ付けや強力接着剤による接着などの適宜の接着手段により接合固定されるところ、上記のように切刃部ｃの打抜き断面輪郭形状と同一またはほぼ同一の断面輪郭形状寸法で規定される接合断面積では、上記接着手段による接合固定力が不十分となる場合もあり、これがため、打抜き加工中にこの接合部位ｒのロウ付けや強力接着剤等が外れたり破壊されて、その接着固定状態が解除され、この結果、上記切刃部ｃが可動ストリッパｓのガイド穴ｔを通過して落下してしまい、成形型装置が故障したり、作業者に怪我を負わせたりするという危険があった。

これに対して、本発明のように、ポンチ５における切刃部１５と本体シャンク部６の接合部位１７が、図３に示すように、少なくとも上記切刃部１５の打抜き断面輪郭形状よりも大きな断面輪郭形状寸法を有してなることにより、ロウ付けや強力接着剤による接着などによる接合固定面として大きな面積を確保することができ、これら接着手段による十分な接合固定力を確保できるとともに、万が一、打抜き加工中に何らかの原因により、この接合部位１７のロウ付けや強力接着剤等が外れたり破壊されて、その接着固定状態が解除されても、本体シャンク部１６から分離落下する切刃部１５は可動ストリッパ１０のガイド穴１０ａに引っ掛かって保持されるため、落下することがなく、成形型装置の故障や作業者に怪我を負わせるといった危険が有効防止され得る。

本実施形態においては、上記接合固定力および落下危険防止のほか、実施現場における実際の製造上の便宜等をも考慮して、上述のごとく、上記切刃部１５の接合部１５ｂと本体シャンク部１６との接合部位１７が本体シャンク部１６における軸方向所定位置に設定されている。

下型２は、第２の成形型構成部品として上記ダイ６を備えてなり、このダイ６は、プレス機のベッドに固定的に設けられたボルスタ（図示省略）に固定されたダイセットのダイホルダ（図示省略）に装着されている。具体的には、ダイ６は、ダイプレート２０を介して上記ダイホルダに固定されている。

ダイ６は、ポンチ５と同様、硬度の異なる２種以上の材料から構成される複合材料構造とされ、基本的には、ダイ６の先端部の打抜き加工面を形成する切刃部２５の少なくとも刃先３０ａ部位が高硬度材料からなるとともに、この切刃部２５以外の部位が上記高硬度材料よりも硬度の低い低硬度材料からなる。

また、上述したポンチ５の場合と同様に、これら２種の材料、つまり刃先３０a部位を構成する上記高硬度材料とその他の部位を構成する上記低硬度材料について、これら両材料の熱膨張率が大きく異なる場合や、これら両材料の接合面積が大きい場合には、具体的には図示しないが、これら両材料の中間位置に両材料の中間値の熱膨張率を有する銅などの金属材料からなる板材を挿入介在させて、上記高硬度材料部位と低硬度材料部位を接合するのが好適である。

これらダイ６の構成材料も上述したポンチ５の場合と同様で、上記高硬度材料としては、単結晶ダイヤモンド（Single crystal Diamond）、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ：Polycrystalline Diamond）、立方晶窒化硼素（ＣＢＮ：Cubic Boron Nitride）、炭化珪素またはセラミックス等が好適に使用され、また上記低硬度材料としては、超硬合金（Cemented Carbide）、セラミックスまたは上記高硬度材料よりも硬度の低い金属材料等が好適に使用されている。

図示の実施形態のダイ６は、切刃部２５と台金２６とが一体接合されてなる構造を備える。

切刃部２５は、上述したように、ポンチ５の切刃部１５に対応した断面輪郭形状を有する打抜き成形穴３０を有して、この成形穴３０に上記ポンチ５が打抜き方向（図示の場合は上下垂直方向）に挿通可能とされている。具体的には、上記切刃部２５は、薄板状の刃先プレート２５ａと、この刃先プレート２５ａを上記台金２６に接合する接合部２５ｂとを備え、これら刃先プレート２５ａと接合部２５ｂに上記成形穴３０が上記打抜き方向へ貫設されてなるとともに、上記刃先プレート２５ａにおける成形穴３０の内径縁３０ａが上記ポンチ５の刃先１５ａと協働する刃先とされている。

刃先プレート２５ａの構成材料としては、上述した単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化硼素、炭化珪素およびセラミックスのいずれか１つが好適に使用され、図示のものにおいては、ワイヤーカット放電等による加工が比較的容易な多結晶ダイヤモンド、より具体的には焼結ダイヤモンドが用いられている。

接合部２５ｂは、台金２６との接合固定性を確保する目的から、後述する台金２６の構成材料と同様な低硬度材料から形成されている。この接合部２５ｂを構成する低硬度材料としては、上述した超硬合金、セラミックスまたは上記高硬度材料よりも硬度の低い金属材料のいずれか１つが好適に使用され、図示のものにおいては、後述する台金２６の構成材料と同じ超硬合金が用いられている。

実際は、これら刃先プレート２５ａと接合部１５ｂからなる切刃部２５は、焼結形成時に一体ものとして製作された後、この一体ものの切刃部２５が上記台金２６に一体的に接合され、最後に、この接合一体化されたダイ６の原型が取付け対象となる成形型装置に応じて所定の形状寸法に切削形成される。

すなわち、図示の実施形態においては、刃先プレート２５ａが上述のごとく焼結ダイヤモンドからなることから、台金２６の構成材料と同様な低硬度材料からなる接合部２５ｂが、焼結形成時に一体成形されて、切刃部２５が複合材料プレートの形態とされ、これにより、後述する台金２６との強固な接合固定性が確保されている。

また、上記切刃部２５と上記台金２６との接合構造は、本発明の特徴点の一つであり、図３に示すように、上記切刃部２５において、刃先３０ａ部位が上記高硬度材料により形成されるとともに、この刃先３０ａ部位の外周が上記低硬度材料により囲繞形成されてなる。この点についてはさらに後で詳述する。

台金２６は、上記切刃部２５を保持する切刃保持部として機能するとともに、図１および図２に示すように、上記成形型装置のダイプレート２０に装着固定される装着部として機能するものであり、ダイプレート２０の装着凹部２０ａの内径形状に対応した略立方体形状に形成され、この装着凹部２０ａに密嵌状に嵌合固定される構造とされている（図４参照）。

台金２６は上記低硬度材料からなり、好適には、上述した超硬合金、セラミックスおよび上記高硬度材料よりも硬度の低い金属材料のいずれか１つが構成材料として使用され、図示の実施形態においては、上述したように、切刃部２５の接合部２５ｂの構成材料と同じ超硬合金が用いられている。

台金２６には切刃保持用凹部３１が設けられており、この切刃保持用凹部３１に、上記切刃部２５の側部外周部位が嵌合されるとともに、ロウ付けや強力接着剤による接着等により固定されることで（図示の実施形態においてはロウ付けによる）、切刃部２５と台金２６が一体接合される構造とされている。

そして、この切刃部２５と台金２６の一体接合状態において、高硬度材料からなる刃先３０ａ部位の側部外周が低硬度材料により囲繞形成されてなる。図示の実施形態においては、図５に示すように、平面に見て、上記切刃部２５の刃先プレート２５ａの側部外周が低硬度材料からなる台金２６により囲繞形成されてなる。このような構成とされることにより、後述するポンチ５とダイ６のクリアランスＣ（Ｃ₁、Ｃ₂）の調整の容易性と迅速性が確保され得る。

具体的には、図３に示すように、切刃部２５は、その外周輪郭形状が矩形、より具体的には略正方形の外周輪郭形状を有する平板部材として形成されている。一方、台金２６の切刃保持用凹部３１は、この切刃部２５の矩形外周面の対向する２面を挟持状に位置決めして嵌合保持する一対の保持枠３２、３２を備えて構成されている。そして、これら一対の保持枠３２、３２間に、上記切刃部２５の対向する二辺の外周部位が嵌合配置されるとともに、両者の接合面部位がロウ付けにより固定されることにより、上記切刃部２５の刃先プレート２５ａの側部外周が低硬度材料からなる台金２６により囲繞形成されている。

なお、上記切刃保持用凹部３１を構成する一対の保持枠３２、３２は、（１）精密成形型を構成するダイ６の仕上精度を確保する目的から、上記切刃部２５を高精度に位置決め配置する位置決め機能、（２）切刃部２５との接合面積を増加させることにより、ロウ付け等による十分な固定力を確保する機能、および（３）ポンチ５とダイ６のクリアランスＣ（Ｃ₁、Ｃ₂）の調整の容易性と迅速性を確保する機能を兼備する。

また、図示の実施形態のダイ６は、図４および図５に示すように、打抜き成形穴３０を通過する分割線（分割平面）３５に沿って少なくとも二つに分割されてなるダイ構成部材１０６、１０６（図示の場合は２分割構造）が一体的に組合せ接合されてなる分割構造を備える。このような分割構造とすることにより、上記台金２６の打抜き成形穴３０の刃先３０ａおよび内径面３０ｂならびに保持枠３２、３２の嵌合支持面３２ａ、３２ａについて、研削盤等による精密仕上加工が可能となり、精密成形型として仕上精度を確保することが可能となる。

このような分割構造のダイ６の製作方法は以下のとおりである（図６参照）。

Ａ．ダイ構成部材１０６の製作：
（ｉ）図６（ａ）に示すように予め矩形の外周輪郭形状に切断形成された複合材料プレート４０（図示の場合は、刃先プレート２５ａを構成する多結晶ダイヤモンドと接合部２５ｂを構成する超硬合金からなる。）から、切刃部２５を構成する切刃部構成部材１２５（図示の場合は、切刃部２５の２分割された外周輪郭形状を有する。）が切断形成される（図６（ｂ）参照）。

または、上記複合材料プレート４０が、上記切刃部構成部材１２５のほぼ輪郭形状寸法（外形状）となるまで切削形成される。

（ii）図６（ｃ）に示すように、台金２６を構成する低硬度材料（図示の場合は、超硬合金）からなる台金構成部材１２６（図示の場合は、台金２６の２分割された外形状を有する。）が切削形成する。

この場合、台金構成部材１２６の一対の保持枠部１３２、１３２（図示の場合は、保持枠３２の２分割された外形状を有する。）の接合面１３２ａ、１３２ａ等、高い仕上精度が要求される部位については、研削盤等により精密仕上加工が施される。

（iii）上記（ｉ）で製作した切刃部構成部材１２５が、（ii）で製作した台金構成部材１２６の一対の保持枠部１３２、１３２（図示の場合は、保持枠３２の２分割された外形状を有する。）間に位置決めして嵌合配置されるとともに、両者の接合面部位がロウ付けにより一体固定されることにより、ダイ６を構成するダイ構成部材１０６（図示の場合は、ダイ６の２分割された外形状を有する。）が完成する。

この場合、ダイ構成部材１０６の打抜き成形穴３０の内径面３０ｂとなる部位等の高い仕上精度が要求される部位については、研削盤等により精密仕上加工が施される。このようなダイ構成部材１０６を２つ製作する（図６（ｄ）参照）。

Ｂ．ダイ構成部材１０６、３６の一体接合：
上記（iii）で製作した２つのダイ構成部材１０６、１０６を、その分割平面３５、３５同士を当接させて、ロウ付けや強力接着剤による接着等により固定することで（図示の実施形態においてはロウ付けによる）、上記切刃部２５の刃先プレート２５ａの側部外周が低硬度材料からなる台金２６により囲繞形成されてなるダイ６が完成する（図６（ｅ）、図３参照）。

以上のように構成されたポンチ５およびダイ６は、図１および２に示すように、プレス打抜き成形型装置の上型１および下型２の成形型構成部品としてそれぞれ装着されて、プレス機の加工部を構成する。

ところで、図１４を参照して前述したように、加工対象である被加工材Ｗのせん断された切口面（ｅ、ｆ、ｈ）は、ポンチ５とダイ６の隙間つまりクリアランスＣ（Ｃ₁、Ｃ₂）の適正如何によって大きな影響を受け、またクリアランスＣは製品精度や成形型１、２の寿命などにも大きく関与する。

したがって、上記クリアランスＣは、ポンチ５およびダイ６の装着時において、被加工材Ｗの材質や厚さ、あるいは加工条件などを考慮して適切な値に、かつ、ポンチ５とダイ６の全周にわたり（例えば、図１３（ａ）において、紙面に対し左右横方向のクリアランスＣ₁、Ｃ₂および紙面に対し前後直交方向のクリアランス（図示せず））均一に設定することにより(Ｃ₁＝Ｃ₂)、被加工材Ｗのせん断された切口面（ｅ、ｆ、ｈ）が図１４（ａ）に示される状態が確保できるようにしている。

この場合、ポンチ５は、プレス打抜きにおける狙い寸法を決定するため、一旦成形型装置に組み込まれて位置決めされると、その後は、製品寸法に影響が出るため固定されたまま位置変更されないことから、クリアランスＣは、ダイ６のポンチ５に対する相対的位置（ポンチ５の打抜き方向（図示の実施形態においては垂直上下方向）に対して垂直な方向（図示の実施形態においては水平方向）の相対的位置）を変更させることで、全周にわたり均一な所定値となるように微調整する。

具体的には、このクリアランスＣの微調整は、図１および図２に示すように、ダイ６が装着されるダイプレート２０の装着凹部２０ａに対して、ダイ６の嵌合固定位置を微調整することで行われる。

すなわち、例えば、図７において、ポンチ５とダイ６の左右横方向のクリアランスＣ₁、Ｃ₂を微調整する場合、向かって左側のクリアランスＣ₁が右側のクリアランスＣ₂よりも大きいとすると、下記の計算式からダイ６の移動調整量βを算出し、この移動調整量βと同一幅寸法だけダイ６の右側部位６ｂを切除するとともに、移動調整量βと同一幅寸法のスペーサＳをダイ６の左側面６ａとダイプレート２０の装着凹部２０ａの内側面との間に介装させた状態で、ダイ６を上記装着凹部２０ａ内に嵌合配置することで、ポンチ５とダイ６の左右横方向のクリアランスＣを均一な所定値に設定する。

β＝Ｃ₁−（Ｃ₁＋Ｃ₂）／２

なお、これに関連して、切刃部２５の刃先プレート２５ａの側部外周を囲繞する低硬度材料からなる台金２６の囲繞幅αは、上記ダイ６の移動調整量βを考慮して、α≧βとなるように設定される。

以上の微調整を、ポンチ５とダイ６の全周にわたって行うことで、ポンチ５およびダイ６の全周にわたり均一なクリアランスＣ（所定値）が設定され、被加工材Ｗのせん断された切口面（ｅ、ｆ、ｈ）が図１４（ａ）に示される状態が確保される。なお、図示の実施形態においては、ダイ６および上記装着凹部２０ａの平面外周輪郭形状が矩形であることから、上記微調整は、図１３（ａ）、図１および図２において、紙面に対し左右横方向のクリアランスＣ₁、Ｃ₂に加えて、紙面に対し前後直交方向のクリアランス（図示せず））を均一に設定することになる。

しかして、以上のように構成されたプレス打抜き成形型装置において、成形型の加工ステージ上で順送りされる被加工材Ｗを、上記ポンチ５およびダイ６の被加工物Ｗの打抜き方向への相対的移動により（図示の実施形態においてはポンチ５が垂直上下方向へ移動することにより）、図１３に示す加工メカニズムをもって所定の輪郭形状に打抜きせん断加工する。打抜かれた被加工物Ｗからの抜きかす４は、ダイ６の打抜き成形穴３０から成形スクラップ排出穴５０を介して成形型装置外部へ排出される。

以上のように構成された本実施形態のプレス打抜き成形型装置によれば、特にダイ６が硬度の異なる２種以上の材料から構成される複合材料構造とされるものにおいて、上記ダイ６の切刃部２５は、その刃先３０ａを備える刃先プレート２５ａが高硬度材料により形成されるとともに、この刃先プレート２５ａの外周が低硬度材料からなる台金２６により囲繞形成されてなるから、ポンチ５とダイ６のクリアランスＣの調整が容易かつ迅速に行える。

すなわち、ポンチ５とダイ６のクリアランスＣの微調整は、上述したように、ダイ６の側面外周部を削ったり、スペーサＳを用いることにより、ダイ６のポンチ５に対する相対的位置を変更（移動調整）させて行うところ、高硬度材料からなるダイ６の刃先プレート２５ａの外周が低硬度材料からなる台金２６により囲繞形成されてなるから、ダイ６の刃先３０ａ部位に十分な硬度が確保されつつも、クリアランスＣの微調整時に削られるダイ６の側面外周部全体は、切削ないしは研削加工が容易な低硬度材料で形成されており、微調整作業を容易かつ迅速に行える。

また、上記ダイ６の切刃部２５において、上記刃先３０ａを備える刃先プレート２５ａが高硬度材料として多結晶ダイヤモンド等のダイヤモンドが使用される場合、このダイヤモンドからなる刃先プレート２５ａの外周が低硬度材料からなる台金２６により囲繞形成される構成とされていることにより、高価な材料であるダイヤモンドの使用量が従来に比較して少なくて済み、材料コストさらには製品コストの低減化が図れる。

さらに、低硬度材料からなる台金２６に、打抜き加工面を形成する切刃部２５が一体的に接合されてなる接合構造において、この切刃部２５が、高硬度材料からなり、上記ポンチ５の刃先１５ａと協働する刃先３０ａを有する打抜き成形穴３０が開設されてなる刃先プレート２５ａと、低硬度材料からなり、上記台金２６に接合される接合部２５ｂとを備えるとともに、上記台金２６が上記切刃部２５の外周部位が嵌合固定される切刃保持用凹部３１を備え、この切刃保持用凹部３１に、上記切刃部２５の外周部位が嵌合固定される構造とされることにより、台金２６と切刃部２５の接合構造が従来のような一面接合ではなく、複数面接合となり、両者のより強固な接合強度を得ることができる。

また、上記ポンチ５は、上記ダイ６の打抜き成形穴３０に対応した断面輪郭形状を有して、この打抜き成形穴３０に挿通可能な切刃部１５と、この切刃部１５を保持する本体シャンク部１６とが一体接合されてなり、これら切刃部１５の接合部１５ｂと本体シャンク部１６との接合部位１７が、少なくとも上記ポンチ５の切刃部１５の打抜き断面輪郭形状よりも大きな断面輪郭形状寸法を有してなることにより、上記接合部位１７の破壊分離が有効に防止されるとともに、たとえ破壊分離した場合でもポンチ５の切刃部１５の落下が有効に防止される。

すなわち、上記ポンチ５の切刃部１５と本体シャンク部１６との接合部位１７が、少なくともポンチ５の切刃部１５の打抜き断面輪郭形状よりも大きな断面輪郭形状寸法を有してなることにより、具体的には、上記接合部位１７が本体シャンク部１６における軸方向所定位置に設定されていることにより、この接合部位１７のロー付け等の接着手段による接合固定効果を大きくすることができ、これにより、この接合部位１７の破壊分離を有効に防止することができる。

また、上記接合部位１７の断面輪郭形状寸法が、少なくともポンチ５の切刃１５ａの打抜き断面輪郭形状よりも大きく設定されているので、たとえ上記接合部位１７が破壊分離しても、この接合部位１７が可動ストリッパ１０のガイド穴１０ａに落下掛止するので、ポンチ５の切刃部１５の上型１からの落下が有効に防止されて、不測の事故発生を未然に防止することができる。

実施形態２
本実施形態は図８および図９に示されており、実施形態１における第２の成形型構成部品であるダイ６の構成、具体的には、台金２６の切刃保持用凹部３１の具体的構成が改変されたものである。

すなわち、本実施形態のダイ６において、切刃部２５は実施形態１と同一構成を備えるとともに、この切刃部２５を嵌合保持する台金２６の切刃保持用凹部３１が、切刃部２５の矩形外周面全周を抱持状に位置決め嵌合保持する構成とされている。

具体的には、上記切刃保持用凹部３１は、図９に示すように、切刃部２５の矩形外周面全周を位置決め嵌合保持する矩形環状の保持枠２３２を備えて構成され、この保持枠２３２内に、上記切刃部２５の外周部位つまり側部外周面が全周にわたって嵌合配置されるとともに、両者１３２、２５の接合面部位がロウ付けにより固定されている。

換言すれば、台金２６の切刃保持用凹部３１に、切刃部２５の外周部位が全周にわたって嵌合固定されることにより、切刃部２５の刃先３０ａ部位の外周が上記低硬度材料からなる台金２６により囲繞形成されている。

なお、本実施形態における矩形環状の保持枠２３２は、実施形態１の一対の保持枠３２、３２が備える（１）〜（３）の機能を同様に兼備する。

また、本実施形態のダイ６も、図示されるように、実施形態１のダイ６と同様、打抜き成形穴３０を通過する分割線（分割平面）１３５に沿って少なくとも二つに分割されてなるダイ構成部材２０６、２０６（図示の場合は２分割構造）が一体的に組合せ接合されてなる分割構造を備え、これにより、台金２６の打抜き成形穴３０の刃先３０ａおよび内径面３０ｂならびに保持枠２３２の嵌合支持面２３２ａについて、研削盤等による精密仕上加工が可能となり、精密成形型として仕上精度を確保することが可能となる。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。

実施形態３
本実施形態は図１０および図１１に示されており、実施形態２と同様、実施形態１における第２の成形型構成部品であるダイ６の構成、具体的には、台金２６の切刃保持用凹部３１の具体的構成が改変されたものである。

すなわち、本実施形態のダイ６において、切刃部２５は実施形態１と同一構成を備えるとともに、この切刃部２５を嵌合保持する台金２６の切刃保持用凹部３１が、図１１に示すように、切刃部２５の矩形外周面の対向する２面をそれぞれ挟持状に位置決めして嵌合保持する一対の保持枠３３２、３３２を２組備えて構成されている。

そして、これら２組の一対の保持枠３３２、３３２および３３２、３３２間に、上記切刃部２５の外周部位が嵌合配置されるとともに、両者３３２、３３２、…、２５の接合面部位がロウ付けにより固定されることにより、切刃部２５の刃先３０ａ部位の外周、つまり刃先プレート２５ａの側部外周が低硬度材料からなる台金２６により囲繞形成されている。

なお、本実施形態における２組の一対の矩形環状の保持枠３３２、３３２、…は、実施形態１の一対の保持枠３２、３２が備える（１）〜（３）の機能を同様に兼備する。

また、本実施形態のダイ６も、図示されるように、実施形態１のダイ６と同様、打抜き成形穴３０を通過する分割線（分割平面）２３５に沿って少なくとも二つに分割されてなるダイ構成部材３０６、３０６（図示の場合は２分割構造）が一体的に組合せ接合されてなる分割構造を備え、これにより、台金２６の打抜き成形穴３０の刃先３０ａおよび内径面３０ｂならびに保持枠３３２、３３２、…の嵌合支持面３３２ａ、３３２ａ、…について、研削盤等による精密仕上加工が可能となり、精密成形型として仕上精度を確保することが可能となる。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。

なお、上述した実施形態１〜３はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲において種々の設計変更が可能である。

一例として、上述した第２の成形型構成部品であるダイ６の具体的構成、特に、台金２６と切刃部２５の嵌合固定構造は、切刃部２５の刃先３０ａ部位の外周が低硬度材料により囲繞形成されてなる構成を備える限り、実施形態１〜３に限定されることなく、他の嵌合固定構造に改変可能である。

また、実施形態１〜３のダイ６はいずれも２分割構造とされているが、分割数は目的に応じて適宜増加可能である。

さらに、ダイ６は高精度化のためには実施形態１〜３のように分割構造とされることが望ましいが、比較的高い精度が要求されない場合など、目的に応じて単体構造とされても良い。

また、第１の成形型構成部品であるポンチ５の構成も、図示のものに限定されず、同様の構成、特に接合部位１７の構成を備える限り、目的に応じて種々の変更が可能である。

さらに、本発明は、プレス打抜き成形型装置に限定されることなく、他の技術分野のさまざまな用途に適用可能であり、その一例として、工作機械の切削工具への適用例を以下に述べる。

すなわち、微細で精密な凹凸形状の加工において、被加工材（ワーク）のコーナのＲ部の寸法を可及的に最小化するために、微細で高硬度の切削工具が好適に使用される。この種の切削工具の一般的な基本構成は、刃先が微細で高硬度の材料で構成される一方、工作機械に把持される大径のシャンク部分が低硬度材料で製作されるところ、これら高硬度材料と低硬度材料の接合部も、より強固な接合面積と強度を得るために、本発明の第１の成形型構成部品であるポンチ５と同様に、大径のシャンク部分で行うのが効果的である。

Ｗ 被加工材
５ ポンチ
６ ダイ
７ ポンチプレート
８ バッキングプレート
１０ 可動ストリッパ
１０ａ 可動ストリッパのガイド穴
１５ ポンチの切刃部
１５ａ ポンチの刃先
１５ｂ ポンチの接合部
１６ ポンチの本体シャンク部
１７ 切刃部の接合部と本体シャンク部の接合部位
２０ ダイプレート
２０ａ ダイプレートの装着凹部
２５ ダイの切刃部
２５ａ ダイの切刃部の刃先プレート
２５ｂ ダイの切刃部の接合部
２６ ダイの台金
３０ ダイの打抜き成形穴
３０ａ ダイの刃先
３１ 切刃保持用凹部
３２ 保持枠
３２ａ 嵌合支持面
３５ 分割線（分割平面）
１０６ ダイ構成部材
１２５ 切刃部構成部材
１２６ 台金構成部材
１３５ 分割線（分割平面）
２０６ ダイ構成部材
２３２ 保持枠
２３２ａ 嵌合支持面
２３５ 分割線（分割平面）
３０６ ダイ構成部材
３３２ 保持枠
３３２ａ 嵌合支持面
Ｃ、Ｃ₁、Ｃ₂ クリアランス
Ｓ スペーサ

Claims (14)

1. ポンチおよびダイを被加工物の打抜き方向へ相対的に移動させて、被加工物を所定の輪郭形状に打抜きせん断加工するプレス打抜き成形型装置であって、
   前記ポンチおよびダイは、硬度の異なる２種以上の材料から構成される複合材料構造とされ、その先端部を構成する切刃部の少なくとも刃先部位が高硬度材料からなるとともに、この切刃部以外の部位が前記高硬度材料よりも硬度の低い低硬度材料からなり、
   前記ダイの切刃部において、前記刃先部位が前記高硬度材料により形成されるとともに、この刃先部位の外周が前記低硬度材料により囲繞形成されてなる
   ことを特徴とするプレス打抜き成形型装置。
2. 前記ポンチは、前記ダイの刃先を有する打抜き成形穴に対応した断面輪郭形状を有して、この打抜き成形穴に挿通可能な前記切刃部と、この切刃部を保持する本体シャンク部とが一体接合されてなり、
   前記切刃部は、前記高硬度材料からなり、前記ダイの打抜き成形穴の刃先と協働する刃先と、前記低硬度材料からなり、前記本体シャンク部に接合される接合部とを備え、
   これら切刃部の接合部と前記本体シャンク部との接合部位は、少なくとも前記ポンチの切刃部の打抜き断面輪郭形状よりも大きな断面輪郭形状寸法を有してなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレス打抜き成形型装置。
3. 前記切刃部の接合部と前記本体シャンク部の接合部位は、本体シャンク部における軸方向所定位置に設定されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のプレス打抜き成形型装置。
4. 前記高硬度材料は、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化硼素、炭化珪素およびセラミックスのいずれか１つであり、
   前記低硬度材料は、超硬合金、セラミックスおよび前記高硬度材料よりも硬度の低い金属材料のいずれか１つである
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のプレス打抜き成形型装置。
5. ポンチおよびダイを被加工物の打抜き方向へ相対的に移動させて、被加工物を所定の輪郭形状に打抜きせん断加工するプレス打抜き成形型装置において、前記ポンチを構成する成形型構成部品であって、
   前記ダイの刃先を有する打抜き成形穴に対応した断面輪郭形状を有して、この打抜き成形穴に挿通可能な切刃部と、この切刃部を保持する本体シャンク部とが一体接合されてなり、
   前記切刃部は、前記高硬度材料からなり、前記ダイの打抜き成形穴の刃先と協働する刃先と、前記低硬度材料からなり、前記本体シャンク部に接合される接合部とを備え、
   これら切刃部の接合部と前記本体シャンク部との接合部位は、少なくとも前記ポンチの切刃部の打抜き断面輪郭形状よりも大きな断面輪郭形状寸法を有してなる
   ことを特徴とするプレス打抜き成形型装置の成形型構成部品。
6. 前記切刃部の接合部と前記本体シャンク部の接合部位は、本体シャンク部における軸方向所定位置に設定されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のプレス打抜き成形型装置の成形型構成部品。
7. 前記高硬度材料は、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化硼素、炭化珪素およびセラミックスのいずれか１つであり、
   前記低硬度材料は、超硬合金、セラミックスおよび前記高硬度材料よりも硬度の低い金属材料のいずれか１つである
   ことを特徴とする請求項５または６に記載のプレス打抜き成形型装置の成形型構成部品。
8. ポンチおよびダイを被加工物の打抜き方向へ相対的に移動させて、被加工物を所定の輪郭形状に打抜きせん断加工するプレス打抜き成形型装置において、前記ダイを構成する成形型構成部品であって、
   硬度の異なる２種以上の材料から構成される複合材料構造とされ、その先端部を構成する切刃部の少なくとも刃先部位が高硬度材料からなるとともに、この切刃部以外の部位が前記高硬度材料よりも硬度の低い低硬度材料からなり、
   前記切刃部において、前記刃先部位が前記高硬度材料により形成されるとともに、この刃先部位の外周が前記低硬度材料により囲繞形成されてなる
   ことを特徴とするプレス打抜き成形型装置の成形型構成部品。
9. 前記低硬度材料からなる台金に、打抜き加工面を形成する前記切刃部が一体的に接合されてなり、
   前記切刃部は、前記高硬度材料からなり、前記ポンチの刃先と協働する刃先を有する打抜き成形穴が開設されてなる刃先形成部と、前記低硬度材料からなり、前記台金に接合される接合部とを備え、
   前記台金は、前記切刃部の外周部位が嵌合固定される切刃保持用凹部を備え、
   この台金の切刃保持用凹部に、前記切刃部の外周部位が嵌合固定されることにより、前記切刃部の刃先部位の外周が前記低硬度材料により囲繞形成されてなる
   ことを特徴とする請求項８に記載のプレス打抜き成形型装置の成形型構成部品。
10. 前記切刃部は、その外周輪郭形状が矩形とされるとともに、前記台金の切刃保持用凹部は、前記切刃部の矩形外周面の対向する２面を挟持状に位置決め嵌合保持する一対の保持枠を備え、
    前記台金の切刃保持用凹部に、前記切刃部の外周部位が嵌合固定されることにより、前記刃先部位の外周が前記低硬度材料により囲繞形成されてなる
    ことを特徴とする請求項９に記載のプレス打抜き成形型装置の成形型構成部品。
11. 前記切刃部は、その外周輪郭形状が矩形とされるとともに、前記台金の切刃保持用凹部は、前記切刃部の矩形外周面全周を位置決め嵌合保持する矩形環状の保持枠を備え、
    前記台金の切刃保持用凹部に、前記切刃部の外周部位が嵌合固定されることにより、前記刃先部位の外周が前記低硬度材料により囲繞形成されてなる
    ことを特徴とする請求項９に記載のプレス打抜き成形型装置の成形型構成部品。
12. 前記切刃部は、その外周輪郭形状が矩形とされるとともに、前記台金の切刃保持用凹部は、前記切刃部の矩形外周面の対向する２面をそれぞれ挟持状に位置決め保持する一対の保持枠を２組備え、
    前記台金の切刃保持用凹部に、前記切刃部の外周部位が嵌合固定されることにより、前記刃先部位の外周が前記低硬度材料により囲繞形成されてなる
    ことを特徴とする請求項９に記載のプレス打抜き成形型装置の成形型構成部品。
13. 前記台金に前記切刃部が一体的に接合されてなり、前記打抜き成形穴を通過する分割線に沿って少なくとも二つに分割されてなるダイ構成部材が一体的に組合せ接合されてなる分割構造を備える
    ことを特徴とする請求項９に記載のプレス打抜き成形型装置の成形型構成部品。
14. 前記高硬度材料は、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化硼素、炭化珪素およびセラミックスのいずれか１つであり、
    前記低硬度材料は、超硬合金、セラミックスおよび前記高硬度材料よりも硬度の低い金属材料のいずれか１つである
    ことを特徴とする請求項８から１３のいずれか一つに記載のプレス打抜き成形型装置の成形型構成部品。
    

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