JP2015166095A - 被加工材の打ち抜き方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１枚又は複数枚の薄板を重ねた被加工材の打ち抜き加工を行う場合、パイロットピンがパイロット孔に引っ掛かることがなく、精度の高い打ち抜き加工を得ることができる被加工材の打ち抜き方法及び装置を提供する。【解決手段】予め形成されたパイロット孔１７にパイロットピン１８を嵌入して被加工材１５の位置決めを行い、上型１３の下降に伴ってストリッパ１６で被加工材１５を下型１１に押圧してパンチ及びダイによって被加工材１５に打ち抜き加工を行う方法において、パイロットピン１８の昇降手段２３を上型１３に設け、パンチが下死点に達した後で、ストリッパ１６が被加工材１５を下型１１に押圧しているときに、昇降手段２３によりパイロットピン１８を強制的にパイロット孔１７から引き抜く。【選択図】図１

Description

本発明は被加工材（例えば、１枚又は重ねられた複数枚の薄板）を所定形状に打ち抜く方法、及びこの方法を用いた打ち抜き装置に関する。

積層鉄心の製造においては、生産性の向上を図る目的から、薄板鋼板（磁性鋼板、薄板材）を複数枚重ねた状態で、打ち抜き加工して積層鉄心を得る方法が従来から提案されている。例えば、２枚の薄板を重ねて打ち抜きを行う場合、重ねた２枚の薄板が互いにずれないように金型装置（打ち抜き装置）に送るので、重ねた２枚の薄板の送り方向に一定の距離だけ離間した位置にかしめ又はスポット溶接を施して薄板同士を接合したり（特許文献１参照）、薄板の片側端面を溶接して一体化して（特許文献２参照）、重ね合わせた薄板を金型装置に送る際のずれを防止している。

ところで、通常、薄板を金型装置で打ち抜き形成する際には、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、薄板７０を金型装置７１の加工位置に正確に位置決めするため、薄板７０にパイロット孔７２を形成し、このパイロット孔７２に金型装置７１のパイロットピン７３を嵌入させて薄板７０の位置決めをすると共にストリッパ７４で押圧して、打ち抜き加工を行っている。そして、打ち抜き加工が終了すると、上型７５を上昇させてパンチ及びストリッパ７４を上昇させると共にパイロットピン７３を上昇させ、パイロット孔７２からパイロットピン７３を脱孔して、次の打ち抜きステーションに送っている。
パイロットピン７３の脱孔は、薄板７０をガイドレール７６で押さえるようにしてパイロット孔７２からパイロットピン７３を抜いている。なお、７７はダイが固定された下型を、７８はパイロットピン７３を付勢するスプリングを示す。また、ｍはセンターラインを示す。

特開昭５２−３９８８０号公報 特開２００５−３４８４５６号公報

しかしながら、このパイロットピン７３の脱孔に関し、２枚の薄板７０を重ねて打ち抜き加工を行う場合は、薄板７０の側端部又は側端部近傍が接合されているのみで、薄板７０の全面に亘って接合されているものではない。このため、ガイドレール７６で薄板７０を支持した状態でパイロットピン７３を引き抜くと、薄板７０同士の接合されていない領域が開く動きをして、パイロットピン７３が薄板７０に引っ掛かった状態となって抜け難くなり、この状態で強引にパイロットピン７３を引き抜くので、パイロット孔７２の周辺が変形し、以降の工程において、パイロット孔７２を用いる位置決め精度が著しく低下するという問題があった。このような問題は２枚の薄板を重ねた場合だけでなく、１枚又は３枚以上の薄板を重ねた場合にも発生していた。

また、例えば０．１ｍｍ以下の薄板をクリーンな環境を維持するため無給油で打ち抜き加工を行うことがあり、このような場合も、パイロットピンがパイロット孔に引っ掛かってパイロット孔の周辺が変形し、以降の工程において材料の位置決め精度が悪くなるという問題があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、１枚又は複数枚の薄板を重ねた被加工材の打ち抜き加工を行う場合、パイロットピンがパイロット孔に引っ掛かることがなく、精度の高い打ち抜き加工を得ることができる被加工材の打ち抜き方法及び装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る被加工材の打ち抜き方法は、予め形成されたパイロット孔にパイロットピンを嵌入して被加工材の位置決めを行い、上型の下降に伴ってストリッパで前記被加工材を下型に押圧してパンチ及びダイによって前記被加工材に打ち抜き加工を行う方法において、
前記パイロットピンの昇降手段を前記上型に設け、前記パンチが前記被加工材を打ち抜いた後、前記ストリッパが前記被加工材を前記下型に押圧しているときに、前記昇降手段により前記パイロットピンを強制的に前記パイロット孔から引き抜く。

第２の発明に係る被加工材の打ち抜き方法は、第１の発明に係る被加工材の打ち抜き方法において、前記被加工材は重ねられた２枚又は３枚以上の薄板である。

第３の発明に係る被加工材の打ち抜き方法は、第１、第２の発明に係る被加工材の打ち抜き方法において、前記昇降手段は、前記パイロットピンを上昇させるエアシリンダを有している。

第４の発明に係る被加工材の打ち抜き方法は、第１、第２の発明に係る被加工材の打ち抜き方法において、前記昇降手段は、スプリングによって上方に付勢された前記パイロットピンを下位置に固定するロック機構と、前記パンチが下死点位置にあるのを検知して、前記ロック機構を解除するロック解除機構とを有する。

第５の発明に係る被加工材の打ち抜き装置は、予め形成されたパイロット孔にパイロットピンを嵌入して被加工材の位置決めを行い、上型の下降に伴ってストリッパで前記被加工材を下型に押圧してパンチ及びダイによって前記被加工材に打ち抜き加工を行う被加工材の打ち抜き装置において、
前記被加工材を打ち抜いた後、前記ストリッパが前記被加工材を前記下型に押圧しているときに、前記パイロットピンを前記パイロット孔から強制的に引き抜く昇降手段を設けた。

第６の発明に係る被加工材の打ち抜き装置は、第５の発明に係る被加工材の打ち抜き装置において、前記被加工材は重ねられた２枚又は３枚以上の薄板である。

第７の発明に係る被加工材の打ち抜き装置は、第５、第６の発明に係る被加工材の打ち抜き装置において、前記昇降手段は、前記パイロットピンの上部に設けられたエアシリンダを有している。

そして、第８の発明に係る被加工材の打ち抜き装置は、第５、第６の発明に係る被加工材の打ち抜き装置において、前記昇降手段は、スプリングによって上方に付勢された前記パイロットピンを下位置に固定するロック機構と、前記パンチが下死点位置にあることを検知して、前記ロック機構を解除するロック解除機構とを有する。

本発明に係る被加工材の打ち抜き方法及び装置は、パイロットピンをパイロット孔から抜く場合に、ストリッパで被加工材を押さえているので被加工材を動かすことなく、パイロットピンの引き抜きができる。
特に、被加工材が薄板を複数枚重ね合わせたものであっても、その非接合領域が開いてしまうことなく、パイロットピンがパイロット孔に引っ掛かることなくスムーズに脱孔し、パイロット孔の周辺を変形させることがない。
これによって、パイロット孔周辺の変形による位置決め精度の低下を防止できる。

本発明の第１の実施の形態に係る被加工材の打ち抜き装置の説明図である。 本発明の第１の実施の形態に係る被加工材の打ち抜き装置の説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る被加工材の打ち抜き装置の説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る被加工材の打ち抜き装置の説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る被加工材の打ち抜き装置の説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は従来例に係る被加工材の打ち抜き方法の説明図である。

続いて、添付した図面を参照して、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る被加工材の打ち抜き装置１０は、内側にダイが設けられた下型１１と、ダイと対となるパンチを有し、下型１１に対して昇降可能に設けられた上型１３と、上型１３に取付けられ、下型１１の上を通過する被加工材１５をスプリングを介して押圧保持するストリッパ１６と、上型１３に昇降可能に設けられ、ストリッパ１６を貫通して被加工材１５に予め形成された複数のパイロット孔１７にそれぞれ挿通するパイロットピン１８と、被加工材１５の両側をそれぞれガイドするガイド部材１９を有している。以下、被加工材の打ち抜き装置１０について、更に詳細に説明する。

被加工材１５はこの実施の形態では、２枚の磁性鋼板からなる薄板２０、２１を重ね合わせ、複数箇所をかしめ積層して形成されている。なお、被加工材１５は１枚（例えば、無給油でプレス加工を行う場合）であっても、３枚以上であっても本発明は適用されるが、薄板が複数枚の場合は、一体化するために、１）かしめ結合、２）端部を溶接又はロウ付け、又は３）一部又は全体を接着剤を用いて接合しておくのが好ましい。

平面視して円形のパイロット孔１７の形成にあっては、被加工材１５をストリッパ１６で下型（ダイを含む）１１に押圧し、上型１３に固定されたパンチで打ち抜き形成する。このパイロット孔１７の形成は、この被加工材の打ち抜き装置１０の前側のステーションで行ってもよいし、別の金型装置で行ってもよい。

上型１３にはパイロットピン１８の昇降手段２３が設けられている。この昇降手段２３は上型１３内を上下に貫通するシリンダ部２４と、パイロットピン１８の上端にロッド部２４ａを介して取付けられ、シリンダ部２４を上下するピストン２５と、ピストン２５を常時下方に付勢する（押し下げる）スプリング２６とを有している。シリンダ部２４の下部には、流体通路２７が設けられ、例えば、圧縮空気を流体通路２７からシリンダ部２４の下部に入れた場合は、パイロットピン１８が上昇するようになっている。なお、シリンダ部２４、ピストン２５、ロッド部２４ａ、スプリング２６及び流体通路２７を有してエアシリンダ２９が形成される。図１、図２において、３０、３１はシリンダ部２４の上蓋及び下蓋を示す。

流体通路２７には図示しない配管を介して電磁弁が接続され、必要な場合、圧縮空気をシリンダ部２４内に供給し、ピストン２５をスプリング２６に対向して押し上げ、パイロットピン１８を押し上げる。または電磁弁を操作してシリンダ部２４の空気を抜いてスプリング２６によってパイロットピン１８を押し下げる。

この被加工材の打ち抜き装置（以下、単に「打ち抜き装置」又は「金型装置」ともいう）１０を用いた、被加工材１５の打ち抜き方法について以下に説明する。
図２に示すように、予め、パイロット孔１７が形成された被加工材１５を打ち抜き装置１０に搬送手段で所定位置まで搬入し、上昇状態（即ち、上限位置）のパイロットピン１８を、シリンダ部２４のエアを抜いてスプリング２６によって押下げ、パイロット孔１７に嵌入させ、被加工材１５を下型１１の所定位置に位置決めする。

次に上型１３を下降させて、図１に示すように、ストリッパ１６によって被加工材１５を下型１１に押し付け、更に、上型１３と共に下降する図示しないパンチ、及び下型１１に設けられたダイによって被加工材１５に打ち抜き加工を行う。以上の動作によってパンチは下降し、下死点の位置で上方向にパンチ（即ち、上型に同じ）の向きが変わろうとする。このパンチ（上型）が下死点にあることを検知して又はパンチが被加工材の打ち抜きを完了したことを確認して、流体通路２７に電磁弁を開いて圧縮空気を供給し、ピストン２５を上昇させ、パイロットピン１８をパイロット孔１７から抜く。シリンダ部２４への圧縮空気の供給が遅れる場合は、パンチの下死点の前から電磁弁を開いてもよい。

この動作によって、被加工材１５をストリッパ１６で押さえた状態で、パイロットピン１８をパイロット孔１７から強制的に引き抜くので、被加工材１５を構成する薄板２０、２１の移動やずれが生じないため、パイロット孔１７の変形が無くなり、次の工程（又はステーション）でも、被加工材１５をパイロット孔１７を用いて正確に位置決めできる。

続いて、図３〜図５を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る被加工材の打ち抜き装置３３について説明する。図１、図２に示す被加工材の打ち抜き装置１０と同一の構成要素については、同一の番号を付して詳しい説明を省略する。
本発明の第２の実施の形態に係る被加工材の打ち抜き装置３３は、内側には図示しないダイが設けられた下型１１と、昇降可能となって図示しないパンチが設けられた上型３４とを有している。上型３４には、図示しないガイドロッド及びスプリングを介してストリッパ３５が設けられ、上型３４の下降時に被加工材１５を下型１１に押圧固定する。

パイロットピン３６は上型３４を上下に貫通し、上型３４の上部にはパイロットピン押さえ板３８が設けられている。このパイロットピン押さえ板３８は下型１１に支持部材３９で連結され、上型３４が昇降しても固定高さ位置を保つようになっている。
上型３４には、パイロットピン３６の昇降手段４０が設けられ、パンチが下死点に到達した後、強制的にパイロットピン３６を被加工材１５のパイロット孔１７から引き抜くようになっている。

この昇降手段４０は、スプリング４１によって上方に付勢されたパイロットピン３６を下位置（上型３４に対するパイロットピン３６の最下部位置）に固定するロック機構４２と、パンチ（具体的には上型）が下死点位置にあることを検知して、その後ロック機構４２を解除するロック解除機構４３とを有しているが、この実施の形態においては、ロック機構４２とロック解除機構４３が一体となって不可分に構成される。

ロック機構４２は、上型３４の中間部に設けられた水平孔４６に配置され、パイロットピン３６の中間部に設けられた拡径部３６ａの段４４に掛止するストッパ部４５を先側に有するカム部材４７と、カム部材４７をパイロットピン３６側に付勢するスプリング４８とを有している。カム部材４７には水平方向に長い上下に貫通する長孔４９が設けられている。

ロック解除機構４３は、先側テーパー部５０がカム部材４７の長孔４９内に配置され、下端がストリッパ３５に固定された操作ピン５１を有している。そして、操作ピン５１が上昇した時点では、カム部材４７を外側方向（即ち、パイロットピン３６の方向とは逆方向）に移動させ、段４４に掛止していたストッパ部４５を段４４から外し、パイロットピン３６をスプリング４１によって上方に移動させるようになっている。

続いて、以上のように構成されている被加工材の打ち抜き装置３３を用いた被加工材の打ち抜き方法について説明する。まず、図３に示すように、被加工材１５を下型１１上の所定位置に搬送する。この動作は、上型３４を上昇させ、パイロットピン３６の段４４にカム部材４７の先側にあるストッパ部４５を掛止させた状態で行う。なお、段４４にストッパ部４５を掛止させる動作については後述する。

次に、図４に示すように、上型３４を下降させ、ストリッパ３５で被加工材１５を押圧すると共に、パイロットピン３６をパイロット孔１７に入れて、被加工材１５の位置決めを行う。パイロットピン３６は上型３４の下降と共に、パイロット孔１７に嵌入し、パンチが下死点に届いた位置で、操作ピン５１の先側テーパー部５０が上昇し、ストッパ部４５が段４４から外れる。これによって、図５に示す通り、パイロットピン３６が上に上がり、被加工材１５のパイロット孔１７から円滑に抜ける。

この後、図３に示すように、上型３４が上昇するが、ストリッパ３５はスプリング４１に押圧されて特定高さ位置を保ち、パイロットピン３６はパイロットピン押さえ板３８によって上昇位置が制限されるので、段４４にカム部材４７が掛止する。以上の動作によって、パイロットピン３６の高さ位置が保持されるので、被加工材１５の通板を行うことができる。

本発明の実施の形態においては、以上の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で寸法変更、形状変更をすることも可能である。
例えば、昇降手段は以上の実施の形態に限定されず、パイロットピンを上型（パンチ）が下死点位置に達した時に又は直前、直後に、上昇させる手段（例えば、他の構造のシリンダ、電動モータ、電磁石、他の機構のカム等）を含む。

１０：被加工材の打ち抜き装置、１１：下型、１３：上型、１５：被加工材、１６：ストリッパ、１７：パイロット孔、１８：パイロットピン、１９：ガイド部材、２０、２１：薄板、２３：昇降手段、２４：シリンダ部、２４ａ：ロッド部、２５：ピストン、２６：スプリング、２７：流体通路、２９：エアシリンダ、３０：上蓋、３１：下蓋、３３：被加工材の打ち抜き装置、３４：上型、３５：ストリッパ、３６：パイロットピン、３６ａ：拡径部、３８：パイロットピン押さえ板、３９：支持部材、４０：昇降手段、４１：スプリング、４２：ロック機構、４３：ロック解除機構、４４：段、４５：ストッパ部、４６：水平孔、４７：カム部材、４８：スプリング、４９：長孔、５０：先側テーパー部、５１：操作ピン

Claims (8)

1. 予め形成されたパイロット孔にパイロットピンを嵌入して被加工材の位置決めを行い、上型の下降に伴ってストリッパで前記被加工材を下型に押圧してパンチ及びダイによって前記被加工材に打ち抜き加工を行う方法において、
   前記パイロットピンの昇降手段を前記上型に設け、前記パンチが前記被加工材を打ち抜いた後、前記ストリッパが前記被加工材を前記下型に押圧しているときに、前記昇降手段により前記パイロットピンを強制的に前記パイロット孔から引き抜くことを特徴とする被加工材の打ち抜き方法。
2. 請求項１記載の被加工材の打ち抜き方法において、前記被加工材は重ねられた２枚又は３枚以上の薄板であることを特徴とする被加工材の打ち抜き方法。
3. 請求項１又は２記載の被加工材の打ち抜き方法において、前記昇降手段は、前記パイロットピンを上昇させるエアシリンダを有していることを特徴とする被加工材の打ち抜き方法。
4. 請求項１又は２記載の被加工材の打ち抜き方法において、前記昇降手段は、スプリングによって上方に付勢された前記パイロットピンを下位置に固定するロック機構と、前記パンチが下死点位置にあることを検知して、前記ロック機構を解除するロック解除機構とを有することを特徴とする被加工材の打ち抜き方法。
5. 予め形成されたパイロット孔にパイロットピンを嵌入して被加工材の位置決めを行い、上型の下降に伴ってストリッパで前記被加工材を下型に押圧してパンチ及びダイによって前記被加工材に打ち抜き加工を行う被加工材の打ち抜き装置において、
   前記被加工材を打ち抜いた後、前記ストリッパが前記被加工材を前記下型に押圧しているときに、前記パイロットピンを前記パイロット孔から強制的に引き抜く昇降手段を設けたことを特徴とする被加工材の打ち抜き装置。
6. 請求項５記載の被加工材の打ち抜き装置において、前記被加工材は重ねられた２枚又は３枚以上の薄板であることを特徴とする被加工材の打ち抜き装置。
7. 請求項５又は６記載の被加工材の打ち抜き装置において、前記昇降手段は、前記パイロットピンの上部に設けられたエアシリンダを有していることを特徴とする被加工材の打ち抜き装置。
8. 請求項５又は６記載の被加工材の打ち抜き装置において、前記昇降手段は、スプリングによって上方に付勢された前記パイロットピンを下位置に固定するロック機構と、前記パンチが下死点位置にあることを検知して、前記ロック機構を解除するロック解除機構とを有することを特徴とする被加工材の打ち抜き装置

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