JP2011224601A - 弾性プレス金型及び弾性プレス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性パンチの弾性変形を用いたプレス加工において、加工品の品質をより向上させること。
【解決手段】被加工材２の上方に配置され、弾性体で形成された弾性パンチ８と、弾性パンチ８よりも剛性が高く、弾性パンチ８を上方から加圧圧縮して弾性変形させる剛体パンチ１０と、弾性パンチ８の側面を包囲する外周包囲部材１４と、剛体パンチ１０により加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチ８に発生する、弾性パンチ８の中心部分から外周包囲部材１４側への加圧力の広がりを抑制する加圧力抑制機構を備える弾性プレス金型１において、加圧力抑制機構は、上下方向から見て環状に形成された環状リブ１２を有し、環状リブ１２は、弾性パンチ８と剛体パンチ１０との間に配置されて、弾性パンチ８に上方から挿入される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、弾性体で形成される弾性パンチの弾性変形を用いて、金属板等のプレス材料をプレス加工する弾性プレス金型及び弾性プレス方法に関する。

従来、ゴム等の弾性体で形成した弾性パンチの弾性変形を用いて、金属板等の板材に曲げや絞り等のプレス加工を行なう技術として、例えば、特許文献１に開示されているものがある。
特許文献１に開示されている技術は、所望の形状の凹部を備えたダイプレートと、ダイプレートの上方に配置した筒状のホルダーと、ホルダー内において板材の上方に配置した弾性パンチと、弾性パンチの上方に配置した剛体パンチを備えた金型である。そして、板材のプレス加工を行なう際には、ホルダー内において、剛体パンチにより弾性パンチを相対的に加圧圧縮して弾性変形させることにより、弾性パンチの一部をホルダー内から下方へ突出させて、板材の加工部位をダイプレートの凹部の形状に沿って変形させている。

ここで、特許文献１に開示されている技術では、弾性パンチを上方から押圧して相対的に加圧圧縮する剛体パンチは、弾性パンチと対向する面が均一な平面に形成されている。

特開２００４−１０９３号公報

特許文献１に記載された技術においては、剛体パンチの弾性パンチと対向する面が均一な平面に形成されているため、プレス加工を行なう際に剛体パンチが弾性パンチへ加える押圧力は、弾性パンチの剛体パンチと対抗する面（上面）に対して、平均的に加わる。
そして、上面に加えられた押圧力により、弾性パンチに発生した弾性変形によって、弾性パンチの外面（上面、下面、側面）に、弾性パンチの外側への加圧力が発生する。

ここで、弾性パンチの外面に発生した加圧力のうち、弾性パンチの上面に発生した加圧力は、剛体パンチが弾性パンチへ加える押圧力により相殺される。また、弾性パンチの外面に発生した加圧力のうち、弾性パンチの側面に発生した加圧力は、ホルダーによる抑制力により相殺される。
したがって、剛体パンチが弾性パンチへ押圧力を加えると、最終的に、弾性パンチの外面に発生した加圧力のうち、弾性パンチの下面に発生した加圧力のみが、板材を上方から押圧することとなる。

しかしながら、上記のように弾性パンチの下面に発生した加圧力には、ホルダーによる抑制力により相殺された、弾性パンチの側面に発生した加圧力が含まれている。このため、弾性パンチの下面に発生した加圧力は、ホルダーに近い側面側から弾性パンチの中心側へ向かうにつれて低くなる。

したがって、特許文献１に記載された技術では、板材に対する押圧力が、ホルダーに近い側面側から弾性パンチの中心側へ向かうほど低くなるため、板材全体に対して押圧力を平均的に伝達できない可能性がある。このため、板材に無用な変形が生じる可能性や、曲げや絞り等のプレス加工が不十分となる可能性がある。

このように、従来の技術においては、弾性パンチの弾性変形を用いてプレス加工を行なう場合に、加工品の品質低下を十分に抑制することが困難であった。
本発明の課題は、弾性パンチの弾性変形を用いたプレス加工において、加工品の品質をより向上させることである。

以上の課題を解決するため、本発明の一態様に係る弾性プレス金型は、
被加工材（例えば、図１の被加工材２）の上方に配置され、弾性体で形成された弾性パンチ（例えば、図１の弾性パンチ８）と、前記弾性パンチよりも剛性が高く、弾性パンチを上方から加圧圧縮して弾性変形させる剛体パンチ（例えば、図１の剛体パンチ１０）と、前記弾性パンチの側面を包囲する外周包囲部材（例えば、図１の外周包囲部材１４）と、前記剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した前記弾性パンチに発生する弾性パンチの中心部分から前記外周包囲部材側への加圧力の広がりを抑制する加圧力抑制機構（例えば、図１の環状リブ１２、または、図４の弾性パンチ構成部材２０）と、を備えることを特徴としている。

このような構成により、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチに発生する、弾性パンチの中心部分から外周包囲部材側への加圧力の広がりを抑制して、弾性パンチの中心から離れるほど大きくなる、外周包囲部材の抑制力による加圧力を減少させている。
これにより、プレス加工時において、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチが被加工材に対して上方から加える押圧力の、横方向への分散を抑制することが可能となる。

このため、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチによる押圧力を、被加工材全体に対して平均的に伝達することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る弾性プレス金型は、
前記加圧力抑制機構は、上下方向から見て環状に形成された環状リブ（例えば、図１の環状リブ１２）を有し、前記環状リブは、前記弾性パンチと前記剛体パンチとの間に配置されて弾性パンチに上方から挿入されることを特徴としている。

このような構成により、弾性パンチを、上下方向から見て環状リブの位置で仮想的に分割することが可能となり、これらの分割した部分が、剛体パンチにより加圧圧縮された際に、互いに対抗する部分同士で弾性変形を抑制することとなる。
これにより、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチに発生する、弾性パンチの中心部分から外周包囲部材側への加圧力の大部分は、弾性パンチを仮想的に分割した部分のうち、弾性パンチの側面を形成する部分が発生させることとなる。

このため、プレス加工時において、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチに発生する、弾性パンチの中心部分から外周包囲部材側への加圧力の広がりを、抑制することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る弾性プレス金型は、
前記加圧力抑制機構は、前記弾性パンチを上下方向から見て環状の分割線で分割した複数の弾性パンチ構成部材（例えば、図４の弾性パンチ構成部材２０ａ〜２０ｃ）を有することを特徴としている。

このような構成により、弾性パンチを上下方向から見て環状の分割線で分割した複数の弾性パンチ構成部材が、剛体パンチにより加圧圧縮された際に、互いに対抗する部分同士で弾性変形を抑制することとなる。
これにより、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチに発生する、弾性パンチの中心部分から外周包囲部材側への加圧力の大部分は、弾性パンチを環状の分割線で分割した部分のうち、最も外周包囲部材に近い部分が発生させることとなる。

このため、プレス加工時において、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチに発生する、弾性パンチの中心部分から外周包囲部材側への加圧力の広がりを、抑制することが可能となる。

また、本発明の一態様に係る弾性プレス方法は、
被加工材の上方に配置され、弾性体で形成された弾性パンチの側面を外周包囲部材により包囲した状態で、前記弾性パンチよりも剛性の高い剛体パンチにより弾性パンチを上方から加圧圧縮して弾性変形させて、前記弾性パンチが前記被加工材に対して上方から押圧力を加えるプレス加工工程を含み、前記プレス加工工程では、前記剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した前記弾性パンチに発生する弾性パンチの中心部分から前記外周包囲部材側への加圧力の広がりを抑制した状態で、前記弾性パンチが前記被加工材に対して上方から押圧力を加えることを特徴としている。

このような構成により、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチに発生する、弾性パンチの中心部分から外周包囲部材側への加圧力の広がりを抑制して、弾性パンチの中心から離れるほど大きくなる、外周包囲部材の抑制力による加圧力を減少させている。
これにより、プレス加工時において、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチが被加工材に対して上方から加える押圧力の、横方向への分散を抑制することが可能となる。

このため、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチによる押圧力を、被加工材全体に対して平均的に伝達することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る弾性プレス方法は、
前記プレス加工工程では、上下方向から見て環状に形成された環状リブを前記弾性パンチと前記剛体パンチとの間に配置して弾性パンチに上方から挿入した状態で、前記弾性パンチが前記被加工材に対して上方から押圧力を加えることを特徴としている。

このような構成により、弾性パンチを、上下方向から見て環状リブの位置で仮想的に分割することが可能となり、これらの分割した部分が、剛体パンチにより加圧圧縮された際に、互いに対抗する部分同士で弾性変形を抑制することとなる。
これにより、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチに発生する、弾性パンチの中心部分から外周包囲部材側への加圧力の大部分は、弾性パンチを仮想的に分割した部分のうち、弾性パンチの側面を形成する部分が発生させることとなる。

このため、プレス加工時において、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチに発生する、弾性パンチの中心部分から外周包囲部材側への加圧力の広がりを、抑制することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る弾性プレス方法は、
前記プレス加工工程では、前記弾性パンチを上下方向から見て環状の分割線で分割して複数の弾性パンチ構成部材を形成した状態で、前記弾性パンチが前記被加工材に対して上方から押圧力を加えることを特徴としている。

このような構成により、弾性パンチを上下方向から見て環状の分割線で分割した複数の弾性パンチ構成部材が、剛体パンチにより加圧圧縮された際に、互いに対抗する部分同士で弾性変形を抑制することとなる。
これにより、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチに発生する、弾性パンチの中心部分から外周包囲部材側への加圧力の大部分は、弾性パンチを環状の分割線で分割した部分のうち、最も外周包囲部材に近い部分が発生させることとなる。

このため、プレス加工時において、剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチに発生する、弾性パンチの中心部分から外周包囲部材側への加圧力の広がりを、抑制することが可能となる。

第一実施形態における弾性プレス金型の概略構成を示す図である。 プレス加工時における弾性プレス金型の動作を示す図である。 環状リブ構成部材の変形例を示す図である。 第二実施形態における弾性プレス金型の概略構成を示す図である。

以下、図面を用いて、本発明に係る弾性プレス金型及び弾性プレス方法の、実施の形態（実施形態）を説明する。
（第一実施形態）
（構成）
まず、図１を用いて、第一実施形態における、弾性プレス金型の構成について説明する。

図１は、弾性プレス金型１の概略構成を示す図であり、弾性プレス金型１の中心付近を破断した断面図である。
図１において、弾性プレス金型１は、板状の被加工材２に、曲げや絞り等のプレス加工を行なう構成となっている。なお、第一実施形態では、一例として、被加工材２に行なうプレス加工が、被加工材２に貫通孔を形成する孔抜きである場合について説明する。また、第一実施形態では、一例として、被加工材２が、ＳＵＳ系材等を材料として形成した金属板である場合について説明する。

また、図１中に示すように、弾性プレス金型１は、ベースプレート４と、ダイプレート６と、弾性パンチ８と、剛体パンチ１０と、環状リブ１２と、外周包囲部材１４を備えている。
ベースプレート４は、弾性プレス金型１の土台を形成する部材であり、ダイプレート６及び外周包囲部材１４を下方から支持している。

ダイプレート６は、ベースプレート４の上面に配置された板状の部材であり、ダイプレート６を上下方向に貫通する、複数の空隙部６ａを有している。ここで、上下方向とは、被加工材２の厚さ方向と同一方向であり、これは、以降の説明でも同様である。
また、ダイプレート６は、上下方向から見て、円形に形成されている。
また、ダイプレート６の上方には、被加工材２が配置されており、ダイプレート６は、被加工材２を下方から支持している。

空隙部６ａは、被加工材２に行なうプレス加工に対応した形状に形成されている。第一実施形態では、上述したように、被加工材２に行なうプレス加工が、被加工材２に貫通孔を形成する孔抜きであるため、空隙部６ａは、ダイプレート６を上下方向に貫通する貫通孔で形成されている。なお、被加工材２に行なうプレス加工が、曲げや絞りである場合は、空隙部６ａは、ダイプレート６の上面に開口する凹部により形成される。

弾性パンチ８は、ゴム等の弾性体で形成されており、被加工材２の上方に配置されている。また、弾性パンチ８は、ダイプレート６と同様、上下方向から見て、円形に形成されている。
なお、第一実施形態では、一例として、弾性パンチ８を形成する弾性体が、ゴムである場合について説明する。具体的には、反発弾性、耐屈曲亀裂性、圧縮永久歪み性、入手性等を考慮して、フッ素ゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム等を、弾性体として用いている。

また、弾性パンチ８の下面は、被加工材２を間に挟んで、ダイプレート６の上面と対向している。
剛体パンチ１０は、金属材料等を用いて、弾性パンチ８よりも剛性が高くなるように形成されており、弾性パンチ８の上方に配置されている。したがって、ダイプレート６、弾性パンチ８及び剛体パンチ１０は、順に下方から上方へ積層されている。また、剛体パンチ１０は、ダイプレート６及び弾性パンチ８と同様、上下方向から見て、円形に形成されている。

また、剛体パンチ１０には、油圧プレス機等、剛体パンチ１０を下方（弾性パンチ８側）へ押圧可能なアクチュエータ（図示せず）が連結されている。
環状リブ１２は、剛体パンチ１０と同様、金属材料等を用いて、弾性パンチ８よりも剛性が高くなるように形成された部材であり、上下方向から見て円環状に形成されている。
また、環状リブ１２は、剛体パンチ１０の下面（弾性パンチ８の上面と対向する面）に取り付けられて、剛体パンチ１０と弾性パンチ８との間に配置されている。

なお、第一実施形態では、一例として、図１中に示すように、環状リブ１２を、径の異なる二つの円環状の部材である環状リブ構成部材１６により形成した場合について説明する。これに伴い、以下の説明及び図示では、大径の環状リブ構成部材１６を「環状リブ構成部材１６ａ」と記載し、小径の環状リブ構成部材１６を「環状リブ構成部材１６ｂ」と記載する。

また、第一実施形態では、一例として、環状リブ１２と剛体パンチ１０とを別体で形成し、環状リブ１２を、接着や溶接等の手段を用いて、剛体パンチ１０の下面に取り付けた場合について説明する。しかしながら、環状リブ１２と剛体パンチ１０とを一体で形成してもよい。

二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂは、共に、剛体パンチ１０が有する下方への押圧力により、弾性パンチ８に上方から挿入されている。これにより、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂは、弾性パンチ８を、上下方向から見て、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの位置で仮想的に分割している。なお、図１中には、弾性パンチ８を二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの位置で仮想的に分割する線を、一点鎖線により示している。

ここで、弾性パンチ８のうち、上下方向から見て環状リブ構成部材１６ａの位置で仮想的に分割されている、環状リブ構成部材１６ａよりも外側の部分は、上下方向から見て、円環状に形成されている。また、弾性パンチ８のうち、上下方向から見て環状リブ構成部材１６ａと環状リブ構成部材１６ｂの位置で仮想的に分割されている、環状リブ構成部材１６ａと環状リブ構成部材１６ｂの間の部分は、上下方向から見て、円環状に形成されている。さらに、弾性パンチ８のうち、上下方向から見て環状リブ構成部材１６ｂの位置で仮想的に分割されている、環状リブ構成部材１６ｂよりも内側の部分は、上下方向から見て、円状に形成されている。

また、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂは、共に、周方向に沿った断面形状が矩形となるように形成されている。
なお、第一実施形態では、一例として、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの高さ（上下方向への長さ）を、弾性パンチ８の厚さ（上下方向への長さ）の三分の一以下とした場合について説明する。

ここで、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの高さを、弾性パンチ８の厚さの三分の一以下とした理由について説明する。
二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの高さを、弾性パンチ８の厚さの三分の一を超える高さとした場合、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの大部分を弾性パンチ８の内部へ挿入するためには、弾性パンチ８の上面に凹部を形成する必要がある。これは、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの高さを、弾性パンチ８の厚さの三分の一を超える高さとした場合、剛体パンチ１０が有する下方への押圧力だけでは、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの大部分を弾性パンチ８の内部へ挿入することが困難となる可能性があるためである。

しかしながら、弾性パンチ８の上面に凹部を形成すると、弾性パンチ８の体積が減少するため、アクチュエータの駆動により剛体パンチ１０が有する下方への押圧力が、被加工材２に対して効率的に伝達されない可能性がある。
以上の理由により、第一実施形態では、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの高さを、弾性パンチ８の厚さの三分の一以下とする。

また、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの径（外径及び内径）及び剛体パンチ１０への取り付け位置は、後述する弾性パンチ８の弾性変形時において、弾性パンチ８の下面に発生した下方への加圧力が、弾性パンチ８の中心から離れるほど小さくなるように設定されている。

具体的には、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの径及び取り付け位置は、弾性パンチ８を二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの位置で仮想的に分割した横方向の長さが、弾性パンチ８の中心から離れた部分ほど小さくなる値に設定されている。ここで、横方向とは、被加工材２の厚さ方向と直交する方向であり、これは、以降の説明でも同様である。

また、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの径及び取り付け位置は、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂを剛体パンチ１０の下面に取り付けていない状態における、弾性パンチ８の側面に発生した加圧力の、外周包囲部材１４による抑制力に応じて設定する。
外周包囲部材１４は、剛体パンチ１０と同様、金属材料等を用いて、弾性パンチ８よりも剛性が高くなるように形成されている。

また、外周包囲部材１４は、円環状に形成されており、包囲部材保持ピン１８を用いて、ベースプレート４の上面に取り付けられている。
包囲部材保持ピン１８は、棒状の部材であり、下端側がベースプレート４の上面から内部に挿入され、上端側が外周包囲部材１４の下面から内部に挿入されている。なお、第一実施形態では、一例として、包囲部材保持ピン１８を用いて、外周包囲部材１４をベースプレート４に取り付けた場合を説明する。しかしながら、包囲部材保持ピン１８を用いることなく、接着や溶接等の手段を用いて、外周包囲部材１４をベースプレート４に取り付けてもよい。

また、外周包囲部材１４の内径側に形成された空間内には、ダイプレート６、弾性パンチ８、剛体パンチ１０及び環状リブ１２が配置されている。すなわち、外周包囲部材１４は、ダイプレート６、弾性パンチ８、剛体パンチ１０及び環状リブ１２の側面を包囲している。

（動作）
次に、図１を参照しつつ、図２を用いて、弾性プレス金型１の動作を説明する。
被加工材２に行なうプレス加工には、弾性パンチ８が被加工材２に対して上方から押圧力を加える、プレス加工工程を含む。
上記のプレス加工工程では、まず、ダイプレート６と弾性パンチ８との間に被加工材２を配置した状態で、剛体パンチ１０に連結されているアクチュエータを駆動させて、剛体パンチ１０を下方へ押圧する。

剛体パンチ１０が下方へ押圧されると、この剛体パンチ１０により弾性パンチ８が加圧圧縮されて弾性変形し、この弾性変形によって、弾性パンチ８の外面（上面、下面、側面）に、弾性パンチ８の外側への加圧力が発生する。
弾性パンチ８の外面に発生した加圧力のうち、弾性パンチ８の上面に発生した加圧力は、剛体パンチ１０が弾性パンチ８へ加える押圧力により相殺される。

また、弾性パンチ８の外面に発生した加圧力のうち、弾性パンチ８の側面に発生した加圧力は、外周包囲部材１４による抑制力により相殺される。
したがって、剛体パンチ１０により弾性パンチ８が加圧圧縮されて弾性変形すると、弾性パンチ８の外面に発生した加圧力のうち、弾性パンチ８の下面に発生した下方への加圧力のみが、被加工材２を上方から押圧することとなる。

弾性パンチ８の下面に発生した下方への加圧力により、被加工材２が押圧されると、図２中に示すように、弾性パンチ８の一部が、被加工材２のうち空隙部６ａの上方に配置されている部分を打ち抜き、被加工材２に貫通孔２ａを形成する。なお、図２は、プレス加工時における弾性プレス金型の動作を示す図である。
ここで、第一実施形態では、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂにより、弾性パンチ８を、上下方向から見て、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの位置で仮想的に分割している。

このため、剛体パンチ１０により弾性パンチ８が加圧圧縮されて弾性変形すると、弾性パンチ８の、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂにより分割された部分が、互いに対抗する部分同士で弾性変形を抑制することとなる。
したがって、剛体パンチ１０により加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチ８の側面に発生する、外周包囲部材１４側への加圧力の大部分は、弾性パンチ８を仮想的に分割した部分のうち、弾性パンチ８の側面を形成する部分が発生させることとなる。

これにより、剛体パンチ１０により加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチ８の側面に発生する、外周包囲部材１４側への加圧力は、弾性パンチ８を仮想的に分割していない状態で発生する外周包囲部材１４側への加圧力よりも減少する。
このため、剛体パンチ１０により加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチ８に発生する、弾性パンチ８の中心部分から外周包囲部材１４側への加圧力の広がりを抑制して、弾性パンチ８の中心から離れるほど大きくなる、外周包囲部材１４の抑制力による加圧力を減少させることが可能となる。

以上により、剛体パンチ１０により加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチ８が、外周包囲部材１４によって横方向への弾性変形を抑制された状態で、被加工材２に対して加える押圧力は、横方向に沿って平均的な分布となる。なお、図２中には、弾性パンチ８が被加工材２に対して加える押圧力を、下向きの白抜き矢印により示しており、矢印の上下方向長さは、それぞれ、矢印を示した位置における、弾性パンチ８が被加工材２に対して加える押圧力の強さを表している。

したがって、弾性プレス金型１は、剛体パンチ１０により加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチ８に発生する、弾性パンチ８の中心部分から外周包囲部材１４側への加圧力の広がりを抑制する、加圧力抑制機構を備えている。また、加圧力抑制機構は、環状リブ１２を有している。

また、プレス加工工程では、剛体パンチ１０により加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチ８に発生する、弾性パンチ８の中心部分から外周包囲部材１４側への加圧力の広がりを抑制した状態で、弾性パンチ８が被加工材２に対して上方から押圧力を加える。これは、環状リブ１２を弾性パンチ８と剛体パンチ１０との間に配置して弾性パンチ８に上方から挿入した状態で、弾性パンチ８が被加工材２に対して上方から押圧力を加えることにより実現される。

また、弾性パンチ８の下面に発生した加圧力には、外周包囲部材１４による抑制力により相殺された、弾性パンチ８の側面に発生した加圧力が含まれている。そして、弾性パンチ８の側面に発生した加圧力は、弾性パンチ８の側面側から中心側へ向かうにつれて減少している。
ここで、第一実施形態では、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの径及び剛体パンチ１０への取り付け位置を、弾性パンチ８の弾性変形時において、弾性パンチ８の下面に発生した下方への加圧力が、弾性パンチ８の中心から離れるほど小さくなるように設定している。

このため、弾性パンチ８の中心から離れるほど小さくなる、弾性パンチ８の下面に発生した下方への加圧力と、弾性パンチ８の中心から離れるほど大きくなる、外周包囲部材１４の抑制力による加圧力とを、二つの環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂの位置で仮想的に分割した部分の、互いの弾性変形の抑制により相殺することが可能となる。
したがって、被加工材２に対して加える押圧力は、さらに、横方向に沿って平均的な分布となる。

以上のように、第一実施形態に係る弾性プレス金型１は、剛体パンチ１０により加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチ８に発生する、弾性パンチ８の中心部分から外周包囲部材１４側への加圧力の広がりを抑制して、弾性パンチ８の中心から離れるほど大きくなる、外周包囲部材１４の抑制力による加圧力を減少させている。
これにより、プレス加工時において、剛体パンチ１０により加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチ８が被加工材２に対して上方から加える押圧力の、横方向への分散を抑制している。

そのため、本発明では、剛体パンチ１０により加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチ８による押圧力を、被加工材２全体に対して平均的に伝達することが可能となる。
したがって、本発明では、被加工材２に無用な変形が生じる可能性や、プレス加工が不十分となる可能性を低減させることが可能となり、弾性パンチ８の弾性変形を用いてプレス加工を行なう場合に、加工品の品質をより向上させることが可能となる。なお、加工品とは、上述したように、プレス加工により貫通孔２ａを形成した被加工材２である。

（第一実施形態の応用例）
第一実施形態においては、環状リブ構成部材１６を、周方向に沿った断面形状が矩形となるように形成したが、これに限定するものではなく、環状リブ構成部材１６を、図３（ａ）中に示すように、周方向に沿った断面形状が楔形状となるように形成してもよい。これ以外にも、環状リブ構成部材１６を、図３（ｂ）中に示すように、周方向に沿った断面形状が蒲鉾形状となるように形成してもよく、図３（ｃ）中に示すように、周方向に沿った断面形状が半球形状となるように形成してもよい。なお、図３は、環状リブ構成部材１６の変形例を示す図である。

また、第一実施形態においては、ダイプレート６、弾性パンチ８及び剛体パンチ１０を、上下方向から見て、円形に形成したが、これに限定するものではなく、ダイプレート６、弾性パンチ８及び剛体パンチ１０を、上下方向から見て、方形に形成してもよい。この場合、外周包囲部材１４の形状を、方形に形成したダイプレート６、弾性パンチ８及び剛体パンチ１０に対応した形状とし、外周包囲部材１４により、ダイプレート６、弾性パンチ８及び剛体パンチ１０の側面を包囲する。もっとも、剛体パンチ１０による弾性パンチ８の加圧圧縮において、圧力を平均化するためには、ダイプレート６、弾性パンチ８及び剛体パンチ１０を、上下方向から見て、円形に形成することが好適である。

また、第一実施形態においては、環状リブ１２を、径の異なる二つの円環状の部材（環状リブ構成部材１６ａ、１６ｂ）で形成したが、これに限定するものではなく、環状リブ１２を、径の異なる三つ以上の円環状の部材や、一つの円環状の部材で形成してもよい。

（第二実施形態）
第一実施形態においては、加圧力抑制機構を、環状リブ１２を有する構成としたが、これに限定するものではなく、加圧力抑制機構を、環状リブ１２を有していない構成としてもよい。

具体的な例としては、図４中に示すように、弾性パンチ８を、複数の弾性パンチ構成部材２０により形成し、加圧力抑制機構を、複数の弾性パンチ構成部材２０を有する構成としてもよい。なお、図４は、第二実施形態における弾性プレス金型１の概略構成を示す図である。
以下、複数の弾性パンチ構成部材２０の構成について説明する。

弾性パンチ構成部材２０ａ〜２０ｃは、弾性パンチ８を、上下方向から見て環状の分割線で分割した形状に形成されている。なお、第二実施形態では、一例として、図４中に示すように、弾性パンチ８を、三つの弾性パンチ構成部材２０ａ〜２０ｃにより形成した場合について説明する。
ここで、弾性パンチ構成部材２０ａは、円柱状に形成されており、弾性パンチ構成部材２０ｂ、２０ｃは、円環状に形成されている。また、弾性パンチ構成部材２０ｂは、弾性パンチ構成部材２０ａと弾性パンチ構成部材２０ｃとの間に配置されている。

このような構成によれば、弾性パンチ８を上下方向から見て環状の分割線で分割した弾性パンチ構成部材２０ａ〜２０ｃが、剛体パンチ１０により加圧圧縮された際に、互いに対抗する部分同士で弾性変形を抑制することとなる。
これにより、剛体パンチ１０により加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチ８の側面に発生する、外周包囲部材１４側への加圧力の大部分は、弾性パンチ構成部材２０ａ〜２０ｃのうち、最も外周包囲部材に近い部分（弾性パンチ構成部材２０ｃ）が発生させることとなる。

このため、プレス加工時において、剛体パンチ１０により加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチ８に発生する、弾性パンチ８の中心部分から外周包囲部材１４側への加圧力の広がりを、抑制することが可能となる。

以上により、第二実施形態においても、上述した第一実施形態と同様、プレス加工時において、剛体パンチ１０により加圧圧縮されて弾性変形した弾性パンチ８が被加工材２に対して上方から加える押圧力の、横方向への分散を抑制することが可能である。

また、第二実施形態では、弾性パンチ８を上下方向から見て環状の分割線で分割する位置を、弾性パンチ８の弾性変形時において、弾性パンチ８の下面に発生した下方への加圧力が、弾性パンチ８の中心から離れるほど小さくなるように設定している。

具体的には、弾性パンチ８を上下方向から見て環状の分割線で分割する位置は、弾性パンチ構成部材２０ａ〜２０ｃの横方向の長さが、弾性パンチ８の中心から離れた部分ほど小さくなる値に設定されている。

また、弾性パンチ構成部材２０ａ〜２０ｃの横方向の長さは、弾性パンチ８を分割していない状態における、弾性パンチ８の側面に発生した加圧力の、外周包囲部材１４による抑制力に応じて設定する。
このような構成によれば、弾性パンチ８の中心から離れるほど小さくなる、弾性パンチ８の下面に発生した下方への加圧力と、弾性パンチ８の中心から離れるほど大きくなる、外周包囲部材１４の抑制力による加圧力とを、弾性パンチ構成部材２０ａ〜２０ｃの、互いの弾性変形の抑制により相殺することが可能となる。

（第二実施形態の応用例）
第二実施形態においては、弾性パンチ８を、三つの弾性パンチ構成部材２０ａ〜２０ｃにより形成したが、これに限定するものではなく、弾性パンチ８を、四つ以上の弾性パンチ構成部材２０や、二つの弾性パンチ構成部材２０で形成してもよい。

１ 弾性プレス金型、２ 被加工材、２ａ 貫通孔、４ ベースプレート、６ ダイプレート、６ａ 空隙部、８ 弾性パンチ、１０ 剛体パンチ、１２ 環状リブ、１４ 外周包囲部材、１６ 環状リブ構成部材、１８ 包囲部材保持ピン、２０ 弾性パンチ構成部材

Claims (6)

1. 被加工材の上方に配置され、弾性体で形成された弾性パンチと、
   前記弾性パンチよりも剛性が高く、弾性パンチを上方から加圧圧縮して弾性変形させる剛体パンチと、
   前記弾性パンチの側面を包囲する外周包囲部材と、
   前記剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した前記弾性パンチに発生する弾性パンチの中心部分から前記外周包囲部材側への加圧力の広がりを抑制する加圧力抑制機構と、
   を備えることを特徴とする弾性プレス金型。
2. 前記加圧力抑制機構は、上下方向から見て環状に形成された環状リブを有し、
   前記環状リブは、前記弾性パンチと前記剛体パンチとの間に配置されて弾性パンチに上方から挿入されることを特徴とする請求項１に記載した弾性プレス金型。
3. 前記加圧力抑制機構は、前記弾性パンチを上下方向から見て環状の分割線で分割した複数の弾性パンチ構成部材を有することを特徴とする請求項１に記載した弾性プレス金型。
4. 被加工材の上方に配置され、弾性体で形成された弾性パンチの側面を外周包囲部材により包囲した状態で、前記弾性パンチよりも剛性の高い剛体パンチにより弾性パンチを上方から加圧圧縮して弾性変形させて、前記弾性パンチが前記被加工材に対して上方から押圧力を加えるプレス加工工程を含み、
   前記プレス加工工程では、前記剛体パンチにより加圧圧縮されて弾性変形した前記弾性パンチに発生する弾性パンチの中心部分から前記外周包囲部材側への加圧力の広がりを抑制した状態で、前記弾性パンチが前記被加工材に対して上方から押圧力を加えることを特徴とする弾性プレス方法。
5. 前記プレス加工工程では、上下方向から見て環状に形成された環状リブを前記弾性パンチと前記剛体パンチとの間に配置して弾性パンチに上方から挿入した状態で、前記弾性パンチが前記被加工材に対して上方から押圧力を加えることを特徴とする請求項４に記載した弾性プレス方法。
6. 前記プレス加工工程では、前記弾性パンチを上下方向から見て環状の分割線で分割して複数の弾性パンチ構成部材を形成した状態で、前記弾性パンチが前記被加工材に対して上方から押圧力を加えることを特徴とする請求項４に記載した弾性プレス方法。

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