JP2014161879A - プレス型のワーク剥離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物がワーク突き当て面に飛散しないワーク剥離装置を提供する。
【解決手段】プレス型１２の下型１１には、ワーク突き当て面１５に開口させて収容孔２３が設けられており、収容室２４には軸方向に往復動自在に可動ピン２５が装着される。可動ピン２５には圧縮コイルばね２８によりワーク突き当て面１５から突出する方向のばね力が加えられており、可動ピン２５によりワークとしての板材Ｗはワーク突き当て面１５から剥離される。収容室２４に連通する排気流路３５には、可動ピン２５が板材Ｗに押されて後退移動するときに収容室２４の異物を排出する排気用の逆止弁３７が設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、プレス加工後のワークをプレス型から剥離させてワークがプレス型に張り付くことを防止するためのプレス型のワーク剥離装置に関する。

板材等を被加工物つまりワークとし、これに外力を加えて成形するためにプレス型が用いられている。プレス型は固定側の金型である下型と可動側の金型である上型とを有し、プレス型によりワークに外力を加えてワークを塑性変形させたり、ワークを切断加工したりすることにより所定の製品が成形される。プレス加工には、曲げ加工、絞り加工、張出し加工、剪断加工等があり、下型のワーク突き当て面にワークが配置された状態のもとで、下型のワーク突き当て面に対向するワーク突き当て面が設けられた上型を下型に向けて接近移動させることにより、ワークは上型と下型とによりプレス加工される。

例えば、自動車車体を構成するルーフパネル等の成形品は、圧延板をワークとして、これをプレス型により絞り加工や張出し加工を行うことにより成形される。プレス加工が行われると、ワークは下型と上型の両方の金型のワーク突き当て面に密着した状態となるので、上型を上方に後退移動させて両方の金型を分離すると、ワークが金型のワーク突き当て面に張り付いた状態となることがある。

プレス加工後に下型と上型を分離したときに、下型や上型のワーク突き当て面にワークが張り付いた状態となることを防止するために、特許文献１には、下型や上型に取り付けられるスプリングプランジャが記載されている。ワーク剥離装置としてのスプリングプランジャは、筒体に往復動自在に組み込まれる可動ピンと可動ピンに突出方向のばね力を加えるコイルばねとを有し、可動ピンは往復動時に筒体の先端部内周面に摺動接触する構造となっている。上型にスプリングプランジャを取り付けると、上型を上昇移動させたときにワークは上型から下型に向けて押し出され、下型にスプリングプランジャを取り付けると、上型を上昇移動させたときにワークは下型のワーク突き当て面から持ち上げられる。

特許文献２には、プレス加工後に下型と上型を分離したときに、下型からワークを押し上げるために、下型にリフターを設けるようにした成形品押し上げ装置が記載されている。

実用新案登録第３０５９５３１号公報 実開昭６１−３６３３２号公報

ワークに切粉等の異物が付着したままの状態でワークをプレス加工すると、ワークの表面に凹凸が発生して表面品質が不良となる。また、金型のプレス成形面に異物が残存している状態のもとでワークのプレス加工が行われると、ワークの表面品質が不良となってしまう。金型に特許文献１に記載されるように、スプリングプランジャを設けると、可動ピンの往復動時に可動ピンと筒体先端部のブッシュとの間の摺動接触により、摺動カスが異物となって発生することがある。その摺動カスがワークに付着すると、ワークの表面品質が不良となり、プレス加工の歩留まりが低下することになる。

特許文献２に記載される製品押し上げ装置においては、ワーク加工後にリフターによりワークを上昇移動させるときに、下型のプレス成形面にエアをノズルから吹き付けることにより、ワークの上昇後に下型のプレス成形面に残された異物をノズルからのエアにより強制的に吹き飛ばすようにしている。そこで、スプリングプランジャから発生する異物である摺動カスがワークに付着することを防止するために、プレス加工終了後にスプリングプランジャにエアを吹き付けるようにすれば、プレス成形面にスプリングプランジャから発生した異物がワークに付着することを防止できることになる。

しかしながら、プレス型には複数のスプリングプランジャが設けられているので、それぞれのスプリングプランジャから発生する異物を外部に吹き飛ばすために、複数のノズルをプレス型に設けると、プレス型が複雑な構造となってしまう。

本発明の目的は、異物がワーク突き当て面に飛散しないワーク剥離装置を提供することにある。

本発明のプレス型のワーク剥離装置は、ワーク突き当て面が設けられた下型と、前記ワーク突き当て面に対向するワーク突き当て面が設けられた上型とを有するプレス型のワーク剥離装置であって、前記下型に前記ワーク突き当て面に開口させて設けられた収容室に軸方向に往復動自在に装着される可動ピンと、前記可動ピンに前記ワーク突き当て面から突出する方向のばね力を加え、プレス加工後のワークを前記ワーク突き当て面から剥離させるばね部材と、前記収容室に連通する排気流路に設けられ、前記可動ピンがワークに押されて後退移動するときに前記収容室内の異物を排出する排気用の逆止弁と、前記収容室に連通する給気流路に設けられ、前記可動ピンが突出移動するときに外気を導入する給気用の逆止弁とを有する。

上型と下型とを有するプレス型によりワークをプレス加工した後に、上型を下型から離反させたときに、下型にワークが張り付いても、可動ピンがワーク突き当て面から突出してワークの張り付きが防止される。可動ピンを案内するガイド部と可動ピンとの摺動接触により摺動カスが発生すると、摺動カスは収容室内にそぎ落とされる。そぎ落とされた摺動カスは、収容室から排気流路により外部に排出され、摺動カスがワーク突き当て面に飛散することが防止される。

ワーク剥離装置が設けられたプレス型の一例を示す斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 図２におけるＢ部の拡大斜視図であり、プレス型でワークを成形した状態を示す。 プレス型に設けられたワーク剥離装置を示す断面図である。 可動ピンが図４に示す突出限位置から後退移動している状態におけるワーク剥離装置を示す断面図である。 可動ピンが後退限位置から突出移動している状態におけるワーク剥離装置を示す断面図である。 （Ａ）はワーク剥離装置の上端部を示す断面図であり、（Ｂ）は変形例のワーク剥離装置の上端部を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２は、自動車車体を構成するルーフパネルとしての板材をワークつまり被加工物としてこれを絞り加工するために適用される固定側の金型つまり下型１１を示す。この下型１１の上方には、可動側の金型つまり上型が上下動自在に配置されており、上型は図１および図２においては図示省略されている。下型１１と上型とによりプレス型１２が構成される。下型１１は基部１３と本体部１４とを有しており、板材Ｗは本体部１４の上面に設けられたワーク突き当て面１５の上に図示しない搬送装置によって搬入される。ワーク突き当て面１５は、ルーフパネルの形状に対応して上方に向けて凸状に湾曲した成形面１５ａと、その周囲に設けられた締め付け面１５ｂとを有している。

図３には、下型１１との共働により板材Ｗを絞り加工するための上型１６の一部が二点鎖線で示されている。上型１６には下型１１のワーク突き当て面１５に対向するワーク突き当て面１７が設けられており、ワーク突き当て面１７は成形面１５ａに対応して凹状に湾曲した成形面１７ａと、その周囲に設けられた締め付け面１７ｂとを有している。

下型１１と上型１６を有するプレス型１２により板材Ｗをプレス加工するには、図示しない搬送装置によって板材Ｗが下型１１の上面つまりワーク突き当て面１５の上に搬入される。この状態のもとで、上型１６が下型１１に向けて下降移動され、板材Ｗは両方のワーク突き当て面１５，１７の間でプレス加工される。プレス加工終了後には、上型１６は上方に駆動されて下型１１から離れる。板材Ｗのうち製品化されるのは、主としてワーク突き当て面１５，１７のうち、成形面１５ａ，１７ａにより加工される部分であり、板材Ｗの外周部は後の剪断加工により製品部から分離される。

下型１１の成形面１５ａは上方に凸形状となっており、板材Ｗのプレス加工が終了し、上型１６が上方に駆動されると、板材Ｗは下型１１のワーク突き当て面１５に張り付いた状態となって残る傾向がある。そのため、図１および図２に示されるように、下型１１には締め付け面１５ｂに位置させて複数のワーク剥離装置２０が設けられている。

図３には、図１および図２に示された複数のワーク剥離装置２０の１つが示されている。図４は図２に示されたワーク剥離装置２０の拡大断面図である。

下型１１にはワーク突き当て面１５のうち締め付け面１５ｂに開口させて取り付け孔２１が形成されており、この取り付け孔２１には筒体２２が組み込まれている。図４に示されるように、筒体２２の外周面が図示するように平坦となっている形態においては、筒体２２は取り付け孔２１に圧入される。一方、筒体２２の外周面に雄ねじが形成されている形態においては、取り付け孔２１に設けられた雌ねじに筒体２２がねじ結合される。

筒体２２の内部には収容孔２３により収容室２４が設けられており、この収容室２４には可動ピン２５が軸方向に往復動自在に装着されている。可動ピン２５の先端には、半球形状の押し出し面２６が設けられ、その基端には大径のフランジ２７が一体に設けられている。可動ピン２５は先端の押し出し面２６が締め付け面１５ｂよりも突出する突出限位置と、押し出し面２６が締め付け面１５ｂとほぼ一致する後退限位置との間を往復動する。

収容室２４には、ばね部材としての圧縮コイルばね２８が装着されており、この圧縮コイルばね２８は一端がフランジ２７に当接し、他端が取り付け孔２１の底面に当接している。圧縮コイルばね２８により可動ピン２５には押し出し面２６が締め付け面１５ｂから突出する方向のばね力が加えられている。

可動ピン２５の突出限位置を規制するとともに可動ピン２５の上下動を案内するために、環状のガイド部としてブッシュ３１が収容孔２３の上端部に取り付けられている。ブッシュ３１は筒体２２の収容孔２３に挿入されて、段部３２に突き当てられている。ブッシュ３１の内側端面には、ゴム製の環状のパッキン３３が取り付けられており、パッキン３３の内周面は可動ピン２５の外周面に摺動接触する。

プレス型１２により板材Ｗをプレス加工するときには、下型１１の上面つまりワーク突き当て面１５の上に板材Ｗが搬入される。このときに、図４に示されるように、可動ピン２５は突出限位置にまで押し出されている。図４においては、可動ピン２５の先端面に板材Ｗが接触した状態が二点鎖線で示されている。この状態のもとで、上型１６が下型１１に向けて後退移動されると、可動ピン２５は上型１６により板材Ｗを介して押し込まれて後退移動する。

図５は可動ピン２５が上型１６により押し下げられている状態を示す。図６はプレス加工が終了し、上型１６が上方に駆動されて板材Ｗが可動ピン２５により締め付け面１５ｂから剥離された状態を示す。

可動ピン２５が軸方向に移動するときには、可動ピン２５はブッシュ３１の内周面に摺動接触し、ブッシュ３１と可動ピン２５の摺動面からは微細な摺動カスが異物となって発生することがある。特に、可動ピン２５が上型１６により押し込まれて後退移動するときには、上型１６により可動ピン２５には径方向に押し付けられる外力も加えられるので、可動ピン２５の外周面がブッシュ３１の内周面に押し付けられるように片当たりすることになる。このため、可動ピン２５の片当たりにより発生する摺動カスの量は、可動ピン２５が突出移動するときよりも多くなる。

収容室２４内に落下した摺動カスを外部に排出するために、下型１１には排気孔３４が収容室２４に連通して形成されており、この排気孔３４には排気流路３５が連通している。排気流路３５には弁座３６に接触する排気用の逆止弁３７が設けられており、逆止弁３７にはばね部材３８により弁座３６に向かう方向のばね力が加えられている。この逆止弁３７は、可動ピン２５が板材Ｗにより押されて後退移動するときには、排気流路３５を開放して収容室２４内の異物を内部空気とともに外部に排出する。一方、可動ピン２５が突出移動するときには、逆止弁３７は排気流路３５を閉塞する。このように、収容室２４内に落下した摺動カスは、可動ピン２５の後退移動に伴って、図５において矢印で示すように、排気流路３５を介して外部に排出されるので、収容室２４内に残った摺動カスが舞い上がって締め付け面１５ｂ側に漏出することが防止される。

収容室２４内に清浄な外気を導入するために、下型１１には給気孔４１が収容室２４に連通して形成されており、この給気孔４１には給気流路４２が連通している。給気流路４２には弁座４３に接触する給気用の逆止弁４４が設けられており、逆止弁４４にはばね部材４５により弁座４３に向かう方向のばね力が加えられている。この逆止弁４４は、可動ピン２５が板材Ｗにより押されて後退移動するときには、給気流路４２を閉じて収容室２４内の異物が給気流路４２内に流入するのを阻止する。一方、可動ピン２５が突出移動するときには、逆止弁４４は図６に示されるように、給気流路４２を開放して外部の空気が収容室２４内に導入される。

収容室２４内に給気流路４２から導入される外部空気を清浄化するために、給気流路４２には、フィルタ４６が設けられている。したがって、可動ピン２５が突出移動するときには、可動ピン２５のポンプ作用によって、給気流路４２を介して供給される外部空気は、フィルタ４６により清浄化されて収容室２４内に導入される。

上述したそれぞれの逆止弁３７，４４としては、球体が用いられているが、逆止弁３７，４４の形態としては、板状の部材からなるリードバルブ等のような他の形態を用いるようにしても良い。下型１１には排気孔３４と給気孔４１とが設けられているが、１つの連通孔を下型１１に設け、その連通孔に排気流路３５と給気流路４２とを連通させるようにしても良い。

可動ピン２５には、基端部側の大径部５１と先端部側の大径部５２との間に小径部５３が設けられている。両方の大径部５１，５２は同一径となっており、小径部５３は大径部５１，５２よりも小径となっている。ブッシュ３１の内側端部における内周面は、内径が全体的に同一であるストレート孔５４となっており、ブッシュ３１の外側端部における内周面は、ワーク突き当て面１５に向けて大径となったテーパ面５５となっている。図４に示されるように、可動ピン２５が突出限位置に移動したときには、小径部５３とこれと対向するブッシュ３１の内周面との間で隙間５６が形成される。

この隙間５６には、可動ピン２５の突出移動により可動ピン２５に付着した摺動カスが突出方向に移動しても、摺動カスが捕捉されることになり、摺動カスが下型１１の表面に向けて飛散することが防止される。一方、可動ピン２５が後退移動するときには、隙間５６に捕捉された摺動カスは、可動ピン２５により収容室２４内に送り込まれる。さらに、可動ピン２５が後退限位置から突出移動するときには、図６に示されるように、可動ピン２５の外周面に付着した摺動カスは、パッキン３３によりそぎ落とされて収容室２４内に落下する。収容室２４内に取り込まれた摺動カスは、上述のように、可動ピン２５が後退移動するときのポンプ作用により、排気流路３５から外部に排出される。

図７（Ａ）はワーク剥離装置の上端部を示す断面図である。図示するように、ブッシュ３１の軸方向の長さをＬ、ストレート孔５４の長さをＬ２、テーパ面５５の長さをＬ１とする。一方、可動ピン２５の大径部５２の軸方向の長さをＭ、パッキン３３の軸方向の寸法をＮとすると、大径部５２の長さＭは、ブッシュ３１の長さＬよりも長く、ブッシュ３１の長さＬとパッキン３３の寸法Ｎとの合計寸法よりも長く設定されている。したがって、図６において二点鎖線で示されるように、可動ピン２５が後退限位置まで移動すると、小径部５３は収容室２４内に入り込むことになる。これにより、小径部５３に付着した摺動カスは、突出移動する可動ピン２５に接触するパッキン３３によって、そぎ落とされることになる。

図７（Ｂ）は変形例であるワーク剥離装置の上端部を示す断面図である。このワーク剥離装置においては、ブッシュ３１の内周面は全体的に同一径となったストレート面となっている。可動ピン２５の大径部５１，５２の間には、可動ピン２５の突出端部側に向けて径が小さくなるテーパ面５７が設けられており、図示するように、可動ピン２５が突出限位置まで移動したときには、ブッシュ３１の内周面とテーパ面との間で隙間５６が形成される。

このように、可動ピン２５の軸方向中央部に小径部５３やテーパ面５７を設けると、可動ピン２５の突出移動時に可動ピン２５に付着して突出移動する摺動カスは、隙間５６内に捕捉されることになり、捕捉された摺動カスは可動ピン２５の後退移動により収容室２４内に送り込まれる。隙間５６の形状としては、テーパ面５５，５７により、可動ピン２５の基端部側つまり内側よりもワーク突き当て面１５側の方の幅を大きくすることにより、摺動カスの捕捉効果を高めることができる。ただし、図７（Ａ）に示されるように、外径が一定となった小径部５３を可動ピン２５に設けるとともに、ブッシュ３１の内周面を図７（Ｂ）に示されるようにストレート面として、隙間５６を形成するようにしても摺動カスを捕捉することはできる。

上述したワーク剥離装置２０は筒体２２を有しており、筒体２２により収容室２４を形成しているが、下型１１に収容孔２３を形成し、その内部に可動ピン２５と圧縮コイルばね２８とを組み込むようにすれば、筒体２２を設けることなく、下型１１にワーク剥離装置２０を直接組み込んだ形態となる。また、ガイド部としてのブッシュ３１は、筒体２２に圧入するようにしているが、筒体２２の上端部に筒体２２と一体にガイド部を形成するようにしても良い。下型１１に直接ワーク剥離装置２０を組み込んだ形態において、下型１１にガイド部を一体に形成する場合には、下型１１の下方から可動ピン２５と圧縮コイルばね２８とが装着される。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示するワーク剥離装置２０は、板材Ｗを絞り加工するためのプレス型１２に適用されているが、張出加工や深絞り加工等の他のプレス加工を行うためのプレス型にも本発明を適用することができる。

１１ 下型
１２ プレス型
１５ ワーク突き当て面
１５ａ 成形面
１５ｂ 締め付け面
１６ 上型
１７ ワーク突き当て面
２０ ワーク剥離装置
２１ 取り付け孔
２２ 筒体
２４ 収容室
２５ 可動ピン
２８ 圧縮コイルばね
３１ ブッシュ
３３ パッキン
３５ 排気流路
３７ 逆止弁
４２ 給気流路
４４ 逆止弁
４６ フィルタ
５１，５２ 大径部
５３ 小径部
５４ ストレート孔
５５ テーパ面
５６ 隙間

Claims (5)

1. ワーク突き当て面が設けられた下型と、前記ワーク突き当て面に対向するワーク突き当て面が設けられた上型とを有するプレス型のワーク剥離装置であって、
   前記下型に前記ワーク突き当て面に開口させて設けられた収容室に軸方向に往復動自在に装着される可動ピンと、
   前記可動ピンに前記ワーク突き当て面から突出する方向のばね力を加え、プレス加工後のワークを前記ワーク突き当て面から剥離させるばね部材と、
   前記収容室に連通する排気流路に設けられ、前記可動ピンがワークに押されて後退移動するときに前記収容室内の異物を排出する排気用の逆止弁と、
   前記収容室に連通する給気流路に設けられ、前記可動ピンが突出移動するときに外気を導入する給気用の逆止弁と、を有するプレス型のワーク剥離装置。
2. 請求項１記載のプレス型のワーク剥離装置において、前記可動ピンが突出限位置まで移動したときに、前記可動ピンの基端部側と前記可動ピンを案内するガイド部との間に、摺動カスを捕捉する隙間を設けた、プレス型のワーク剥離装置。
3. 請求項２記載のプレス型のワーク剥離装置において、前記ワーク突き当て面に向けて大径となるテーパ面を前記ガイド部に設け、前記可動ピンが突出限位置まで移動したときに前記テーパ面に対向して前記隙間を形成する小径部を前記可動ピンに設けた、プレス型のワーク剥離装置。
4. 請求項２記載のプレス型のワーク剥離装置において、前記可動ピンに突出端部に向けて径が小さくなるテーパ面を設け、前記可動ピンが突出限位置まで移動したときに前記ガイド部の内周面と前記テーパ面との間で前記隙間を形成する、プレス型のワーク剥離装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のプレス型のワーク剥離装置において、前記給気流路に前記収容室に導入される外部空気を清浄化するフィルタを設けた、プレス型のワーク剥離装置。
   

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