JP2020146732A - プレス成形方法及びプレス成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で製品を排出することができるプレス成形方法及びプレス成形装置を提供する。【解決手段】打ち抜き工程において、搬送されたワーク１００が載置される第２ダイ６１、第２ダイ６１に対して進退可能に設けられる第２パンチ７１、及びワーク１００に背圧を付与する背圧部８０によりワーク１００から製品を打ち抜くようにした。変位工程において、第２パンチ７１が第２ダイ６１から退避する際に、ワーク１００を第２ダイ６１の上方に変位させるようにした。突部設定工程において、打ち抜き工程に先立ち、ワーク１００の搬送方向において、ワーク１００の打ち抜き予定部よりも上流側、且つ打ち抜き予定部と並ぶ部分に、下方に向けて突出する突部１０１を設けるようにした。排出工程において、ワーク１００と共に搬送方向の下流側に変位する突部１０１により製品を搬送方向の下流側に向けて押し出して外部に排出するようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、プレス成形方法及びプレス成形装置に関する。

従来、ダイ及びパンチにより板状のワークから製品を打ち抜く加工として、ファインブランキング加工がある。ファインブランキング加工では、ダイと板押さえ部材とによりワークの両面を押さえるとともに、ダイの内部に設けられた逆押さえ部材によりパンチとは反対側からワークを押さえながら、ダイ及びパンチによりワークから製品を打ち抜く。

特許文献１には、ファインブランキングプレス機（以下、プレス機）から同プレス機の外部に製品を取り出す装置が開示されている。同文献１に記載の装置は、空気を吸引するノズルを備えており、当該ノズルで製品を吸着することで製品を外部に排出する。

特開２００５−２６２２９４号公報

ところで、特許文献１に記載の装置においては、打ち抜かれた製品を外部に排出するためにノズルが必要となることから、装置全体の構成が複雑になる。
本発明の目的は、簡易な構成で製品を排出することができるプレス成形方法及びプレス成形装置を提供することにある。

上記目的を達成するためのプレス成形方法は、間欠的に搬送されるワークから製品を打ち抜く方法であって、搬送された前記ワークが載置されるダイ、前記ダイに対して進退可能に設けられるパンチ、及び前記ダイの内部に設けられ、前記パンチに向けて付勢されることで前記ワークに背圧を付与する背圧部により前記ワークから前記製品を打ち抜く打ち抜き工程と、前記パンチが前記ダイから退避する際に、前記ワークを前記ダイの上方に変位させる変位工程と、前記打ち抜き工程に先立ち、前記ワークの搬送方向において、前記ワークのうち前記製品が打ち抜かれる予定の打ち抜き予定部よりも上流側、且つ前記打ち抜き予定部と並ぶ部分に、下方に向けて突出する突部を設ける突部設定工程と、前記ワークと共に前記搬送方向の下流側に変位する前記突部により前記製品を前記搬送方向の下流側に向けて押し出して外部に排出する排出工程と、を備える。

同方法によれば、ダイ、パンチ及び背圧部によりワークから打ち抜かれた製品は、背圧部上に残留する。また、パンチがダイから退避する際にワークがダイの上方に変位する。ここで、上記方法によれば、製品の打ち抜きに先立ち、ワークには下方に向けて突出する突部が設けられる。このため、ワークの搬送動作に伴いワークに設けられた突部によって背圧部上の製品が搬送方向の下流側に向けて押し出されることで当該製品が外部に排出される。このように、上記方法によれば、ワークの搬送動作を利用して製品を外部に排出するため、製品を外部に排出するための装置を別途備える必要がない。したがって、簡易な方法で製品を外部に排出することができる。

ところで、製品を外部に排出するための装置を別途備える構成の場合、製品の排出工程が完了した後に、次の製品の打ち抜き工程のためにワークの搬送が行われる。そのため、製品の排出工程の分だけ製造時間が長くなる。

この点、上記方法によれば、次の製品の打ち抜き工程に先立ち行われるワークの搬送動作に伴って当該製品の排出が行われるため、製造時間を短縮できる。したがって、プレス成形における生産性の向上を図ることができる。

また、上記目的を達成するためのプレス成形装置は、間欠的に搬送されるワークから製品を打ち抜くものであり、搬送される前記ワークが載置されるダイ、前記ダイに対して進退可能に設けられるパンチ、及び前記ダイの内部に設けられ、前記パンチに向けて付勢されることで前記ワークに背圧を付与する背圧部により前記ワークから前記製品を打ち抜く打ち抜き機構と、前記ワークの搬送方向において、前記ワークのうち前記製品が打ち抜かれる予定の打ち抜き予定部よりも上流側、且つ前記打ち抜き予定部と並ぶ部分に、下方に向けて突出する突部を設ける突部設定機構と、前記パンチが前記ダイから退避する際に、前記突部と前記製品とが前記搬送方向において並ぶ位置まで前記ワークを上方に変位させる変位機構と、を備える。

同構成によれば、上記プレス成形方法による作用効果に準じた作用効果を奏することができる。

本発明によれば、簡易な構成で製品を排出することができる。

プレス成形方法及びプレス成形装置の一実施形態について、プレス成形装置の構成を示す断面図。 同実施形態の突部を打ち抜き予定部と共に示すワークの平面図。 同実施形態のプレス成形方法を示す図であって、突部設定機構にワークが搬送された状態を示す断面図。 同実施形態のプレス成形方法を示す図であって、ワークに突部が形成された状態を示す断面図。 同実施形態のプレス成形方法を示す図であって、打ち抜き機構にワークが搬送された状態を示す断面図。 同実施形態のプレス成形方法を示す図であって、第２下型と第２上型とによりワークが挟持された状態を示す断面図。 同実施形態のプレス成形方法を示す図であって、第２パンチによりワークから製品が打ち抜かれた状態を示す断面図。 同実施形態のプレス成形方法を示す図であって、背圧部により製品が持ち上げられた状態を示す断面図。 同実施形態のプレス成形方法を示す図であって、突部により排出部に向けて製品が押し出されている状態を示す断面図。 変更例の突部を打ち抜き予定部と共に示すワークの平面図。

以下、図１〜図９を参照して、プレス成形方法及びプレス成形装置の一実施形態について説明する。
本実施形態のプレス成形装置１０は、フィーダ（図示略）により間欠的に搬送される板状のワーク１００に対して、穴抜き工程や打ち抜き工程などの複数の工程を１つの装置内で行うように構成された順送プレス装置に適用されるものである。

図１に示すように、プレス成形装置１０は、同図の左方から右方に向かって搬送されるワーク１００から製品Ｐを打ち抜くためのものである。本実施形態における製品Ｐは、外周にギア部を有するギア部品である。なお、以降において、ワーク１００の搬送方向（同図の左右方向）を単に搬送方向Ｙと称し、搬送方向Ｙの上流側及び下流側を単に上流側及び下流側と称する。また、搬送方向Ｙと上下方向の双方に直交する方向を幅方向Ｘと称する。

プレス成形装置１０は、ワーク１００に下方に向けて突出する突部１０１を形成する突部設定機構２０と、突部設定機構２０よりも下流側に設けられ、ワーク１００から製品Ｐを打ち抜く打ち抜き機構５０と、ワーク１００を上方に変位させる変位機構９０とを備えている。

まず、突部設定機構２０の構成について説明する。
＜突部設定機構２０＞
突部設定機構２０は、搬送されたワーク１００が載置される第１ダイ３１を有する第１下型３０と、第１ダイ３１に対して上下方向に沿って進退可能に設けられた第１パンチ４１を有する第１上型４０とを備えている。第１上型４０は、第１下型３０に対して進退可能に設けられている。

第１パンチ４１は、上下方向に直交する断面形状が円形状をなしている。
第１上型４０の下面に形成された凹部には、ワーク１００を第１ダイ３１に対して押さえる第１押さえ部材４２が設けられている。第１パンチ４１は、第１押さえ部材４２の下面から出没可能に設けられている。

第１パンチ４１が第１ダイ３１に向かって降下することによりワーク１００に断面円形状の突部１０１形成される。本実施形態の突部１０１は、ワーク１００が半抜き加工されることで下方に向けて突出した所謂ダボである。なお、突部１０１のワーク１００の下面からの突出高さ（以下、単に突出高さと称する）は、ワーク１００の板厚よりも小さい。

本実施形態では、第１下型３０が幅方向Ｘに互いに間隔をおいて設けられた２つの第１ダイ３１を有しており、第１上型４０が上記２つの第１ダイ３１に対応してそれぞれ設けられた第１パンチ４１及び第１押さえ部材４２を有している。

図２に示すように、以上のことから、ワーク１００には、２つの突部１０１が幅方向Ｘに互いに間隔をおいて形成される。各突部１０１は、ワーク１００のうち製品Ｐが打ち抜かれる予定の打ち抜き予定部１０２よりも上流側、且つ打ち抜き予定部１０２と並ぶ部分に形成されている。各突部１０１は、打ち抜き予定部１０２の幅方向Ｘの両側に対応した位置に形成されている。なお、各突部１０１は、打ち抜き予定部１０２と、当該打ち抜き予定部１０２の次に打ち抜かれる予定の打ち抜き予定部１０２とを繋ぐワーク１００の送り桟に形成されている。

このようにして各突部１０１が形成されたワーク１００が突部設定機構２０の下流側に設けられた打ち抜き機構５０に搬送される。
次に、打ち抜き機構５０の構成について説明する。

＜打ち抜き機構５０＞
図１に示すように、打ち抜き機構５０は、ワーク１００が載置される第２ダイ６１を有する第２下型６０と、第２ダイ６１に対して進退可能に設けられた第２パンチ７１を有する第２上型７０とを備えている。第２上型７０は、第２下型６０に対して進退可能に設けられている。第２ダイ６１の内周面及び第２パンチ７１の外周面には、ギア部が形成されている。なお、第２ダイ６１が本発明に係るダイに相当する。また、第２パンチ７１が本発明に係るパンチに相当する。

第２ダイ６１の内部には、第２パンチ７１に向けて付勢されることでワーク１００に背圧を付与する背圧部８０が設けられている。背圧部８０は、ワーク１００を下方から押圧する押圧部材８１と、押圧部材８１を上方に向けて付勢する付勢部８２とを備えている。押圧部材８１が第２パンチ７１により押圧されていない状態において、押圧部材８１の上面と第２ダイ６１の上面とは面一となる。押圧部材８１の外周面には、ギア部が形成されている。なお、本実施形態の付勢部８２は、例えば、シリンダと、当該シリンダ内を往復動可能に設けられるピストンロッドとを有するガスシリンダである。

第２上型７０の下面に形成された凹部には、ワーク１００を第２ダイ６１に対して押さえる第２押さえ部材７２が設けられている。第２パンチ７１は、第２押さえ部材７２の下面から出没可能に設けられている。

＜変位機構９０＞
第２下型６０の第２ダイ６１よりも上流側の部分には、ワーク１００を第２ダイ６１の上方に変位させる変位機構９０が設けられている。変位機構９０は、第２下型６０に上方に向けて開口した収容部６２内に設けられ、ワーク１００を上下方向において挟持するクランプ部９１と、収容部６２内に設けられ、クランプ部９１を上方に向けて付勢する圧縮ばね９２とを備えている。

第２下型６０の上面であって、搬送方向Ｙにおける変位機構９０と第２ダイ６１との間の部分には、上方に開口した逃げ部６３が形成されている。逃げ部６３は、ワーク１００の打ち抜き時にワーク１００が第２下型６０の上面に沿って載置されるように、ワーク１００の突部１０１を逃がすためのものである。なお、逃げ部６３の深さは、突部１０１の突出高さよりも大きい。

第２上型７０の下面であって、第２押さえ部材７２の上流側の部分には、下方に開口した収容部７３が形成されている。収容部７３は、第２下型６０及び第２上型７０が型締めされる際に、変位機構９０のクランプ部９１の上側の部分を収容するためのものである。

第２下型６０の第２ダイ６１よりも下流側の部分には、第２パンチ７１により打ち抜かれた製品Ｐを第２下型６０の外部に排出する排出部６４が設けられている。排出部６４は、製品Ｐの直径よりも大きい直径を有し、第２下型６０を上下方向に貫通する貫通孔である。

次に、プレス成形装置１０によりワーク１００から製品Ｐを打ち抜くプレス成形方法について説明する。
図３に示すように、まず、フィーダにより突部設定機構２０にワーク１００を搬送して、第１ダイ３１上に載置する。

図４に示すように、次に、第１下型３０と第１上型４０とによりワーク１００を挟持する。そして、第１パンチ４１を降下させて半抜き加工することによりワーク１００に突部１０１を形成する（突部設定工程）。

図５に示すように、突部１０１が形成されたワーク１００を打ち抜き機構５０に搬送する。このとき、突部１０１が第２下型６０の逃げ部６３の直上に位置するようにワーク１００が搬送される。

図６に示すように、次に、第２上型７０を降下させることで、第２下型６０と第２上型７０とによりワーク１００を挟持する。このとき、変位機構９０のクランプ部９１の上側の部分が、第２上型７０の収容部７３に収容される。そして、クランプ部９１は、第２上型７０により押圧されることで下方に変位する。またこのとき、ワーク１００の突部１０１は、第２下型６０の逃げ部６３に収容される。これにより、ワーク１００が第２下型６０の上面に沿った状態で第２ダイ６１に載置されるようになる。

図７に示すように、次に、第２パンチ７１を降下させることにより、第２ダイ６１、第２パンチ７１、及び背圧部８０によりワーク１００から製品Ｐを打ち抜く（打ち抜き工程）。

図８に示すように、次に、第２パンチ７１を第２ダイ６１から退避させるとともに第２上型７０を上昇させる。これと同時に、変位機構９０により、製品Ｐが打ち抜かれたワーク１００を第２ダイ６１の上方に変位させる（変位工程）。

変位機構９０は、突部１０１と製品Ｐとが搬送方向Ｙにおいて並ぶ位置までワーク１００を上方に変位させる。ここで、変位機構９０によるワーク１００の第２下型６０の上面からの変位量は、製品Ｐの板厚よりも大きく、当該板厚と突部１０１の突出高さとの総和よりも小さい。なお、本実施形態では、ワーク１００の下面と製品Ｐの上面との間に僅かに隙間が生じる位置までワーク１００を上方に変位させる。したがって、上記変位量は、製品Ｐの板厚と上記隙間との総和である。

このように、ワーク１００が変位機構９０により上方に変位した状態において、押圧部材８１上に製品Ｐが残留する。
図９に示すように、次に、ワーク１００を搬送することにより、突部１０１をワーク１００と共に搬送方向の下流側に変位させる。そして、突部１０１を製品Ｐの上流側の端部に当接させることで、製品Ｐを下流側に向けて押し出す。これにより、製品Ｐを排出部６４を通じて外部に排出する（排出工程）。

以上のようにして、ワーク１００から製品Ｐが成形される。
本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）打ち抜き工程において、搬送されたワーク１００が載置される第２ダイ６１、第２ダイ６１に対して進退可能に設けられる第２パンチ７１、及び第２ダイ６１の内部に設けられ、第２パンチ７１に向けて付勢されることでワーク１００に背圧を付与する背圧部８０によりワーク１００から製品Ｐを打ち抜くようにした。変位工程において、第２パンチ７１が第２ダイ６１から退避する際に、ワーク１００を第２ダイ６１の上方に変位させるようにした。突部設定工程において、打ち抜き工程に先立ち、ワーク１００の搬送方向Ｙにおいて、ワーク１００のうち製品Ｐが打ち抜かれる予定の打ち抜き予定部１０２よりも上流側、且つ打ち抜き予定部１０２と並ぶ部分に、下方に向けて突出する突部１０１を設けるようにした。排出工程において、ワーク１００と共に搬送方向Ｙの下流側に変位する突部１０１により製品Ｐを搬送方向Ｙの下流側に向けて押し出して外部に排出するようにした。

こうした方法によれば、第２ダイ６１、第２パンチ７１及び背圧部８０によりワーク１００から打ち抜かれた製品Ｐは、背圧部８０上に残留する。また、第２パンチ７１が第２ダイ６１から退避する際にワーク１００が第２ダイ６１の上方に変位する。ここで、上記方法によれば、製品Ｐの打ち抜きに先立ち、ワーク１００には下方に向けて突出する突部１０１が設けられる。このため、ワーク１００の搬送動作に伴いワーク１００に設けられた突部１０１によって背圧部８０上の製品Ｐが搬送方向Ｙの下流側に向けて押し出されることで当該製品Ｐが外部に排出される。このように、上記方法によれば、ワーク１００の搬送動作を利用して製品Ｐを外部に排出するため、製品Ｐを外部に排出するための装置を別途準備する必要がない。したがって、簡易な方法で製品Ｐを外部に排出することができる。

ところで、製品Ｐを外部に排出するための装置を別途備える構成の場合、製品Ｐの排出工程が完了した後に、次の製品Ｐの打ち抜き工程のためにワークの搬送が行われる。そのため、製品Ｐの排出工程の分だけ製造時間が長くなる。

この点、上記方法によれば、次の製品Ｐの打ち抜き工程に先立ち行われるワーク１００の搬送動作に伴って当該製品Ｐの排出が行われるため、プレス成形に要する時間を短縮できる。したがって、プレス成形における生産性の向上を図ることができる。

（２）ワーク１００を半抜き加工することにより突部１０１を形成するようにした。
例えば、ワーク１００の下面にワーク１００とは別体の磁石などを突部として設ける場合には、ワーク１００から突部を回収する作業が必要となる場合がある。

この点、上記方法によれば、突部１０１がワーク１００と一体に形成されるため、上記作業が不要となる。したがって、プレス成形における生産性を向上できる。
（３）突部１０１を、打ち抜き予定部１０２の幅方向Ｘの両側に対応した位置に形成するようにした。

こうした方法によれば、ワーク１００の搬送動作に伴い、打ち抜き予定部１０２の幅方向Ｘの両側に対応した位置にそれぞれ形成された突部１０１によって、製品Ｐの幅方向Ｘの両側が押し出されるようになる。したがって、製品Ｐを安定して排出することができる。

（４）プレス成形装置１０は、搬送されるワーク１００が載置される第２ダイ６１、第２ダイ６１に対して進退可能に設けられる第２パンチ７１、及び第２ダイ６１の内部に設けられ、第２パンチ７１に向けて付勢されることでワーク１００に背圧を付与する背圧部８０によりワーク１００から製品Ｐを打ち抜く打ち抜き機構５０を備える。また、プレス成形装置１０は、ワーク１００の搬送方向Ｙにおいて、ワーク１００のうち製品Ｐが打ち抜かれる予定の打ち抜き予定部１０２よりも上流側、且つ打ち抜き予定部１０２と並ぶ部分に、下方に向けて突出する突部１０１を設ける突部設定機構２０を備える。また、プレス成形装置１０は、第２パンチ７１が第２ダイ６１から退避する際に、突部１０１と製品Ｐとが上下方向において重なる位置までワーク１００を上方に変位させる変位機構９０を備える。

こうした構成によれば、上記（１）による作用効果と同様な作用効果を奏することができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・排出部６４は、製品Ｐを外部に搬送するベルトコンベアであってもよい。
・押圧部材８１の内部に、第２パンチ７１に向けて付勢され、変位工程において押圧部材８１の上面よりも上方に製品Ｐを持ち上げるリフタが出没可能に設けられていてもよい。この場合、押圧部材８１に製品Ｐが密着することを抑制できるため、製品Ｐの排出を容易に行うことができる。このとき、変位機構９０によるワーク１００の第２下型６０の上面からの変位量は、製品Ｐの板厚と、リフタの第２下型６０の上面からの突出量との総和よりも大きく、当該板厚と、リフタの第２下型６０の上面からの突出量と、突部１０１の突出高さとの総和よりも小さくすればよい。

・複数の変位機構９０を第２ダイ６１の上流側及び下流側に適宜設けるようにしてもよい。
・製品Ｐの形状に応じて、突部１０１の数、形状、及び配置を適宜変更することができる。例えば、図１０に示すように、各突部１０１に代えて、打ち抜き予定部１０２の周方向に沿って延びる１つの突部１０３を、打ち抜き予定部１０２の上流側、且つ打ち抜き予定部１０２の幅方向Ｘの中央部と並ぶ位置に形成するようにしてもよい。

・突部は、ワーク１００を半抜き加工することにより形成されるものに限定されない。突部として、バーリング加工により形成される突部を設けたり、ワーク１００の下面に磁石を設けたりすることもできる。

・プレス成形装置１０の適用範囲は、外周にギア部を有する製品Ｐに限定されない。板状のワークを打ち抜くことにより成形される製品であれば、種々の形状を有する製品に対して本実施形態のプレス成形装置１０を適用することができる。

１０…プレス成形装置、２０…突部設定機構、３０…第１下型、３１…第１ダイ、４０…第１上型、４１…第１パンチ、４２…第１押さえ部材、５０…打ち抜き機構、６０…第２下型、６１…第２ダイ、６２…収容部、６３…逃げ部、６４…排出部、７０…第２上型、７１…第２パンチ、７２…第２押さえ部材、７３…収容部、８０…背圧部、８１…押圧部材、８２…付勢部、９０…変位機構、９１…クランプ部、９２…圧縮ばね、１００…ワーク、１０１…突部、１０２…打ち抜き予定部、１０３…突部。

Claims (4)

1. 間欠的に搬送されるワークから製品を打ち抜くプレス成形方法であって、
   搬送された前記ワークが載置されるダイ、前記ダイに対して進退可能に設けられるパンチ、及び前記ダイの内部に設けられ、前記パンチに向けて付勢されることで前記ワークに背圧を付与する背圧部により前記ワークから前記製品を打ち抜く打ち抜き工程と、
   前記パンチが前記ダイから退避する際に、前記ワークを前記ダイの上方に変位させる変位工程と、
   前記打ち抜き工程に先立ち、前記ワークの搬送方向において、前記ワークのうち前記製品が打ち抜かれる予定の打ち抜き予定部よりも上流側、且つ前記打ち抜き予定部と並ぶ部分に、下方に向けて突出する突部を設ける突部設定工程と、
   前記ワークと共に前記搬送方向の下流側に変位する前記突部により前記製品を前記搬送方向の下流側に向けて押し出して外部に排出する排出工程と、を備える、
   プレス成形方法。
2. 前記ワークを半抜き加工することにより前記突部を形成する、
   請求項１に記載のプレス成形方法。
3. 前記搬送方向及び前記パンチの進退方向の双方に直交する方向を幅方向とするとき、
   前記突部を、前記打ち抜き予定部の前記幅方向の両側に対応した位置に形成する、
   請求項１または請求項２に記載のプレス成形方法。
4. 間欠的に搬送されるワークから製品を打ち抜くプレス成形装置であって、
   搬送される前記ワークが載置されるダイ、前記ダイに対して進退可能に設けられるパンチ、及び前記ダイの内部に設けられ、前記パンチに向けて付勢されることで前記ワークに背圧を付与する背圧部により前記ワークから前記製品を打ち抜く打ち抜き機構と、
   前記ワークの搬送方向において、前記ワークのうち前記製品が打ち抜かれる予定の打ち抜き予定部よりも上流側、且つ前記打ち抜き予定部と並ぶ部分に、下方に向けて突出する突部を設ける突部設定機構と、
   前記パンチが前記ダイから退避する際に、前記突部と前記製品とが前記搬送方向において並ぶ位置まで前記ワークを上方に変位させる変位機構と、を備える、
   プレス成形装置。