JP2022125761A - プレス加工用工具、およびプレス加工用工具の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強度を向上したプレス加工用工具およびその製造方法を提供する。
【解決手段】
プレス加工用工具は、ダイと、ダイに対向するパンチと、を有し、ダイおよびパンチがプレス方向に相対的に移動してダイに配置されたワークをパンチの荷重により加工するプレス加工用工具であって、パンチまたはダイは、ベース部と、ベース部に保持され、ワークに接触しベース部から露出した接触面を有する加工部と、を有し、加工部は、ベース部を形成する材料より強度の高い材料により形成され、加工部のベース部と向き合う面の少なくとも一部、および、ベース部の加工部と向き合う面の少なくとも一部、のうち少なくともいずれか一方に、１つまたは複数の凸部が形成されている。
【選択図】図１

Description

本開示は、プレス加工用工具、およびプレス加工用工具の製造方法に関する。

特許文献１には、金属部品を含む三次元物体の構築方法が開示されている。特許文献１に記載の方法により構築された三次元物体は、積層造形システムに含まれる基板の上に造形される。三次元物体は、積層造形システムにより、基板に複数の樹脂層が順に造形されて製造される。金属部品が一部の樹脂層に挿入されている。

特許第４８３８３５４号公報

近年、プレス加工用工具の強度を向上することが求められている。

そこで、本開示は、強度を向上したプレス加工用工具およびその製造方法を提供することを目的とする。

本開示のプレス加工用工具は、ダイと、ダイに対向するパンチと、を有し、ダイおよびパンチがプレス方向に相対的に移動してダイに配置されたワークをパンチの荷重により加工するプレス加工用工具であって、パンチまたはダイは、ベース部と、ベース部に保持され、ワークに接触しベース部から露出した接触面を有する加工部と、を有し、加工部は、ベース部を形成する材料より強度の高い材料により形成され、加工部のベース部と向き合う面の少なくとも一部、および、ベース部の加工部と向き合う面の少なくとも一部、のうち少なくともいずれか一方に、１つまたは複数の凸部が形成されている。

本開示のプレス加工用工具の製造方法は、ベース部と、ベース部に保持され、加工対象のワークに接触しベース部から露出した接触面を有する加工部と、を有するプレス加工用のパンチまたはダイの製造方法であって、３Ｄプリンタを使用して、サポート部を造形するステップと、３Ｄプリンタを使用して、サポート部の上にベース部の一部を造形するステップと、ベース部の一部に、加工部を配置するステップと、ベース部の一部と加工部との間に封止材を充填するステップと、ベース部の他の部分を造形するステップと、サポート部を剥離するステップと、を含む。

本開示によると、強度を向上したプレス加工用工具およびその製造方法を提供することができる。

実施の形態１に係るプレス加工用工具を装着したプレス加工装置１を示す概略断面図 図１のプレス加工装置でワークを加工する工程を説明するための概略断面図 図１のプレス加工装置でワークを加工する工程を説明するための概略断面図 図１のプレス加工装置でワークを加工する工程を説明するための概略断面図 実施の形態１に係るパンチを示す概略断面図 図５Ａのパンチの概略平面図 図５Ａのパンチの製造方法を示すフローチャート 図５Ａのパンチの製造方法の一工程を示す概略断面図 製造途中の図７Ａのパンチを示す概略平面図 図５Ａのパンチの製造方法の一工程を示す概略断面図 製造途中の図８Ａのパンチを示す概略平面図 図５Ａのパンチの製造方法の一工程を示す概略断面図 製造途中の図９Ａのパンチを示す概略平面図 図５Ａのパンチの製造方法の一工程を示す概略断面図 製造途中の図１０Ａのパンチを示す概略平面図 図５Ａのパンチの製造方法の一工程を示す概略断面図 製造途中の図１１Ａのパンチを示す概略平面図 図５Ａのパンチの製造方法の一工程を示す概略断面図 製造途中の図１２Ａのパンチを示す概略平面図 実施の形態１の変形例１に係るパンチを示す概略断面図 実施の形態１の変形例２に係るパンチを示す概略断面図 実施の形態１の変形例３に係るパンチを示す概略平面図 実施の形態２に係るパンチを示す概略断面図 図１６Ａのパンチの概略平面図 図１６Ａに示すパンチの製造方法を示すフローチャート 実施の形態２の変形例１に係るパンチを示す概略断面図 図１８Ａのパンチ１０Ｅの概略平面図 実施の形態２の変形例２に係るパンチを示す概略断面図 図１９Ａのパンチの概略平面図

（本開示に至った経緯）
金属部品を効率よく生産するために、プレス加工装置を用いる方法がある。例えば、コイル状または枚葉状のワーク（薄板金属板金）を、プレス加工装置に取り付けられたプレス加工用工具であるパンチおよびダイによって打ち抜くことにより、金属部品を形成することができる。

プレス金型に用いられるパンチまたはダイなどのプレス加工用工具は、金属部品の材料となるワークよりも硬く、耐久性の高い材料であることが好ましい。このため、一般的に、パンチまたはダイの材料として、ダイス鋼などの焼き入れ鋼材、または超硬材料などが用いられる。これらの材料を複雑な形状に加工するにあたり、切削加工だけではなく、研削加工および放電加工などを併用するため、これらの材料でパンチまたはダイを製造するためには非常に長い時間と工数がかかることが一般的である。

そこで、金属よりも硬度は低いが、短い時間および低コストで加工することのできる、樹脂製のプレス加工用工具を使用することも試みられている。この場合、樹脂としては硬度の高い、ＡＢＳまたはＰＥＥＫなどの硬い材料が使用される。

樹脂の場合は、樹脂造形用の三次元造形機（３Ｄプリンタ）を用いてプレス加工用工具を製造する方法も提案されている。樹脂材料を使用する場合、三次元造形機を用いると、切削加工よりも短時間でプレス加工用工具を製造することができる。

しかし、樹脂製のパンチまたはダイでは、金属よりも硬度が低いため、生産数が多くなるにつれて、パンチまたはダイに変形や摩耗が発生してしまうという課題がある。さらに、加工の際の荷重の影響で、パンチまたはダイに欠けまたはひびが発生してしまうという課題もある。

そこで、パンチまたはダイにおいて、樹脂のみで構成するのではなく、ワークと接触する部分に金属を用いる方法を検討した。

例えば、特許文献１に記載された造形物は、ベースとなる樹脂部分は三次元造形機により製造され、ベースとなる樹脂部分に、金属が挿入されている。このような造形物を、プレス加工用工具として使用することが考えられる。

特許文献１に記載の方法では、三次元造形機で樹脂部分を途中まで製造し、造形されたくぼみに金属部品を挿入し、再度三次元造形機で樹脂部分を形成することで、金属が挿入された造形物が製造される。

特許文献１に記載の造形物をプレス加工用工具として使用する場合、硬度の高い金属の部分を、加工対象のワーク（金属板金）に接触させて加工を行う。このとき、ワークに接触するプレス加工用工具の金属の部分に大きな荷重が作用し、同時に、その荷重は、金属の部分を保持する樹脂部分にも作用する。

樹脂部分は、金属と比較して硬度が低いため、荷重により変形したり、またはつぶれたりしてしまうことがある。プレス加工を繰り返すことで、樹脂部分に繰り返し荷重が作用すると、樹脂部分が破損してしまい、強度の点で課題がある。

また、樹脂部分の変形により、パンチとダイのクリアランスに狂いが生じ、ワークの加工精度が低下してしまうという課題もある。

そこで、本発明者らは、強度を向上したプレス加工用工具およびその製造方法を検討し、以下の発明に至った。

本開示の一態様に係るプレス加工用工具は、ダイと、ダイに対向するパンチと、を有し、ダイおよびパンチがプレス方向に相対的に移動してダイに配置されたワークをパンチの荷重により加工するプレス加工用工具であって、パンチまたはダイは、ベース部と、ベース部に保持され、ワークに接触しベース部から露出した接触面を有する加工部と、を有し、加工部は、ベース部を形成する材料より強度の高い材料により形成され、加工部のベース部と向き合う面の少なくとも一部、および、ベース部の加工部と向き合う面の少なくとも一部、のうち少なくともいずれか一方に、１つまたは複数の凸部が形成されている。

このような構成により、強度を向上したプレス加工用工具を提供することができる。

ベース部と加工部とは、ベース部と加工部とが互いに向き合う面の間の間隙に配置された封止材により固定されていてもよい。

このような構成により、加工部とベース部とをより強固に固定することができる。

１つまたは複数の凸部は、プレス方向に交差する方向に突出して形成されていてもよい。

このような構成により、プレス方向の荷重が加わることによるベース部からの加工部の抜けを防止することができる。

１つまたは複数の凸部は、プレス方向に交差する面にわたって形成されていてもよい。

このような構成により、プレス方向の荷重が加わることによるベース部からの加工部の抜けを防止することができる。

加工部は、接触面と反対側にフランジ部を有し、フランジ部は、プレス方向から見たときに多角形であってもよい。

このような構成により、プレス方向の荷重が加わることによるベース部からの加工部の抜けを防止し、かつ、プレス加工用工具にプレス方向を軸として回転する力が加わった場合にも、ベース部からの加工部の抜けを防止することができる。

フランジ部は、プレス方向から見たときに四角形であってもよい。

このような構成により、プレス加工用工具にプレス方向を軸として回転する力が加わった場合に、ベース部からの加工部の抜けを防止することができる。

ベース部には、接触面と反対側の面から加工部の一部に跨る１つまたは複数の穴が形成され、１つまたは複数の穴に、封止材が充填されていてもよい。

このような構成により、加工部とベース部との嵌合力が増し、より強度の向上したプレス加工用工具を提供することができる。

パンチおよびダイは、それぞれベース部と、加工部と、を有してもよい。

このような構成により、パンチおよびダイのどちらも強度の向上したプレス加工用工具を提供することができる。

本開示の一態様に係るプレス加工用工具の製造方法は、ベース部と、ベース部に保持され、加工対象のワークに接触しベース部から露出した接触面を有する加工部と、を有するプレス加工用のパンチまたはダイの製造方法であって、３Ｄプリンタを使用して、サポート部を造形するステップと、３Ｄプリンタを使用して、サポート部の上に前記ベース部の一部を造形するステップと、ベース部の一部に、加工部を配置するステップと、ベース部の一部と加工部との間に封止材を充填するステップと、ベース部の他の部分を造形するステップと、サポート部を剥離するステップと、を含む。

このような構成により、強度を向上したプレス加工用工具の製造方法を提供することができる。

加工部は、接触面と反対側に穴を有し、ベース部の他の部分を造形するステップは、加工部の穴に連通する貫通孔をベース部に形成することを含み、方法はさらに、ベース部の他の部分を造形するステップの後に、穴および貫通孔に封止材を充填するステップ、を含んでもよい。

このような構成により、加工部とベース部との嵌合力が増し、より強度の向上したプレス加工用工具の製造方法を提供することができる。

以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
［全体構成］
図１は、実施の形態１に係るプレス加工用工具を装着したプレス加工装置１を示す概略断面図である。図２～図４は、図１のプレス加工装置１でワーク１０７を加工する工程を説明するための概略断面図である。Ｘ－Ｙ－Ｚ座標系において、Ｘ軸方向は、プレス加工装置の幅方向であり、Ｙ軸方向は高さ方向であって、Ｚ方向は奥行き方向である。

プレス加工装置１は、ダイ２０に載置されたワーク１０７を、パンチ１０で打ち抜く加工を行う装置である。図１に示すように、プレス加工装置１は、上型２と下型３とを有する。上型２と下型３とにはそれぞれ、プレス加工用工具が配置される。プレス加工用工具は、ダイ２０と、ダイ２０に対向するパンチ１０と、を含む。本実施の形態では、上型２にパンチ１０が配置され、下型３にダイ２０が配置される。

プレス加工装置１において、ダイ２０およびパンチ１０が、プレス方向に相対的に移動してダイ２０に配置されたワーク１０７をパンチ１０の荷重により加工する。なお、プレス方向とは、図１における上下方向である。

上型２は、パンチ１０、上ダイセット１０８、バッキングプレート１０９、パンチプレート１１０、ストリッパバッキングプレート１１１、および、ストリッパプレート１１２により構成される。

上ダイセット１０８は上型のベースとなる部分であり、金型をプレス加工装置に固定し、金型をプレス方向に相対的に移動させる際のガイドである。バッキングプレート１０９は、プレス加工時のパンチの加工荷重を受けるプレートである。パンチプレート１１０は、パンチ１０を保持する。ストリッパバッキングプレート１１１は、スプリング１１６からの荷重を受けるプレートである。ストリッパプレート１１２は、プレス加工時にパンチ１０の位置決めをするためのプレートである。

下型３は、ダイ２０、下ダイセット１００、ダイバッキングプレート１０６、および、ダイプレート１０５により構成される。

下ダイセット１００は、下型のベースとなる部分であり、金型をプレス加工装置に固定し、金型をプレス方向に相対的に移動させる際のガイドである。ダイバッキングプレート１０６は、プレス加工時のダイ２０の加工荷重を受けるプレートである。ダイプレート１０５は、ダイ２０を保持する。

図１～図４を参照して、プレス加工装置１の動作について説明する。上型２と下型３との間、具体的には、ダイプレート１０５に板金などのワーク１０７を配置する。その後、上型２を下降させると、図２に示すように、ストリッパプレート１１２がワーク１０７に接触し、ワーク１０７がストリッパプレート１１２とダイプレート１０５とに挟まれた状態となる。さらに上型２を下降させると、図３に示すように、パンチ１０の先端部分がワーク１０７に接触する。さらに上型２を下降させると、図４に示すように、パンチ１０がワーク１０７を打ち抜いて、金属部品１１７を得ることができる。

＜パンチ＞
プレス加工時に、パンチ１０のワーク１０７と接触する先端部分には、大きな荷重がかかる。そこで、本実施の形態では、パンチ１０の先端部分を金属またはセラミックス等の硬い材料で形成している。図５Ａおよび図５Ｂを参照して、パンチ１０の詳細な構成について説明する。

図５Ａは、実施の形態１に係るパンチ１０を示す概略断面図である。図５Ｂは、図５Ａのパンチ１０の概略平面図である。

パンチ１０は、ベース部１０２と、加工部１０１と、を有する。ベース部１０２は、ＡＢＳまたはＰＥＥＫなどの樹脂により形成される。ベース部１０２と加工部１０１とが向き合う面に、１つまたは複数の凸部１０２Ａが形成されている。ベース部１０２と加工部１０１とが向き合う面とは、パンチ１０の内部で、ベース部１０２と加工部１０１とが接合する部分である。凸部１０２Ａは、例えば、２ｍｍ以下の突起であり、ベース部１０２を形成する際に３Ｄプリンタにより造形される。凸部１０２Ａは、例えば、突起、凹凸、または溝の山部など、面から突出する部分であればよい。

加工部１０１は、ベース部１０２により保持されている。より具体的には、加工部１０１は、ベース部１０２に内包されるように配置され、ベース部１０２により保持されている。加工部１０１は、ワーク１０７と接触する接触面１０１Ａを有する。接触面１０１Ａは、プレス加工時にワーク１０７と対向する面である。加工部１０１は、ベース部１０２を形成する材料よりも強度の高い材料により形成される。加工部１０１を形成する材料としては、例えば、金属またはセラミックス等を使用することができる。

本実施の形態では、加工部１０１は、接触面１０１Ａと反対側にフランジ部１０１Ｂを有する。フランジ部１０１Ｂは、加工部１０１の接触面１０１Ａと反対側の端部が、プレス方向に交差する方向（図５Ａの左右方向）に延びて形成されている。

本実施の形態では、図５Ｂに示すように、プレス方向から見たときに、フランジ部１０１Ｂは円形に形成されている。

加工部１０１とベース部１０２とが向き合う面に、１つまたは複数の凸部１０１Ｃが形成されている。本実施の形態では、フランジ部１０１Ｂの側面に、１つまたは複数の凸部１０１Ｃが形成されている。フランジ部１０１Ｂの側面とは、フランジ部１０１Ｂのプレス方向（Ｙ方向）に沿った面をいう。本実施の形態では、凸部１０１Ｃは、ベース部１０２の凸部１０２Ａと同様の形状であり、例えば２ｍｍ以下の突起である。凸部１０１Ｃは、例えば、突起、凹凸、または溝の山部など、面から突出する部分であればよい。フランジ部１０１Ｂの凸部１０１Ｃと、ベース部１０２の凸部１０２Ａとは、必ずしも同様の形状でなくてもよい。

ベース部１０２の凸部１０２Ａと加工部１０１の凸部１０１Ｃとは、互いに向き合う位置に形成されている。このように、ベース部１０２と加工部１０１とが互いに向き合う位置に凸部を形成することで、ベース部１０２と加工部１０１との接合面積を増やすことができる。プレス加工時には、加工部１０１に対して大きな荷重が加わり、この荷重は圧縮荷重としてベース部１０２に伝達される。ベース部１０２と加工部１０１とが互いに向き合う位置に凹部を形成することで、ベース部１０２と加工部１０１との接合面積を増やすことができ、ベース部１０２と加工部１０１との嵌合力を向上することができる。このため、ベース部１０２が圧縮荷重により破損するのを防止することができる。

本実施の形態では、ベース部１０２の凸部１０２Ａと加工部１０１の凸部１０１Ｃとの間の間隙に、封止材１０３が配置されている。封止材１０３は、例えばエポキシ樹脂などの二液性硬化樹脂であり、ベース部１０２と加工部１０１とを接着固定する。または、封止材１０３の材料として、フェノール樹脂、メラミン樹脂、またはポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することもできる。加工部１０１とベース部１０２との間隙に封止材１０３を充填することで、加工部１０１とベース部１０２との嵌合力をさらに向上させて、ベース部１０２の破損を防止することができる。

また、本実施の形態では、ベース部１０２の凸部１０２Ａと加工部１０１の凸部１０１Ｃは、プレス方向に交差する方向（図５Ａの左右方向）に突出して形成されている。プレス加工時には、プレス方向（図５Ａの上下方向）の荷重が加わるため、凸部１０２Ａ、１０１Ｃがプレス方向に交差する方向に突出していると、ベース部１０２からの加工部１０１の脱落を防止することができ、パンチ１０の強度を向上することができる。

さらに、凸部１０２Ａ、１０１Ｃがプレス方向に交差する面にわたって形成されていてもよい。この場合、凸部１０２Ａ、１０１Ｃがプレス方向に交差する方向にわたってリブ状に形成されるため、プレス方向の力に対するパンチ１０の強度をさらに向上させることができる。

＜ダイ＞
本実施の形態では、ダイ２０もパンチ１０と同様に、加工部１０４とベース部１１３とを有する（図１参照）。

ベース部１１３は、ＡＢＳまたはＰＥＥＫなどの樹脂により形成される。ベース部１１３と加工部１０４とが向き合う面に、１つまたは複数の凸部１１３Ａが形成されている。

加工部１０４は、ベース部１１３により保持されている。加工部１０４は、ワーク１０７が載置される接触面１０４Ａを有する。加工部１０４は、ベース部１１３を形成する材料よりも強度の高い材料により形成される。加工部１０４を形成する材料としては、例えば、金属またはセラミックス等を使用することができる。

ベース部１１３の凸部１１３Ａと加工部１０４の凸部１０４Ｃとは、互いに向き合う位置に形成されている。このように、ベース部１１３と加工部１０４とが互いに向き合う位置に凸部を形成することで、ベース部１１３と加工部１０４との接合面積を増やすことができる。プレス加工時には、加工部１０１に対して大きな荷重が加わり、この荷重は圧縮荷重としてベース部１１３に伝達される。ベース部１１３と加工部１０４とが互いに向き合う位置に凹部を形成することで、ベース部１１３と加工部１０４との接合面積を増やすことができ、ベース部１１３と加工部１０４との嵌合力を向上させることができる。このため、ベース部１１３が圧縮荷重により破損するのを防止することができる。

本実施の形態では、ベース部１１３の凸部１１３Ａと加工部１０４の凸部１０４Ｃとの間の間隙に、封止材１２３が配置されている。封止材１２３は、例えばエポキシ樹脂などの二液性硬化樹脂であり、ベース部１１３と加工部１０４とを接着固定する。加工部１０４とベース部１１３との間隙に封止材１２３を充填することで、加工部１０４とベース部１１３との嵌合力をさらに向上させて、ベース部１１３の破損を防止することができる。

＜製造方法＞
パンチ１０の製造方法を図６～図１２Ｂを参照して説明する。図６は、図５Ａのパンチ１０の製造方法を示すフローチャートである。図７Ａ～図１２Ａは、図５Ａのパンチ１０の製造方法の一工程を示す概略断面図である。図７Ｂ～図１２Ｂは、製造途中の図７Ａ～１２Ａそれぞれのパンチ１０を示す概略平面図である。なお、本実施の形態では、パンチ１０の製造方法について説明するが、ダイ２０も同様の方法で製造することができる。

まず、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、樹脂造形用の三次元造形機（３Ｄプリンタ）で、サポート部１１４を造形する（ステップＳ１）。このとき、サポート部１１４は、パンチ１０において、ベース部１０２から加工部１０１が突出する高さＨ１（図５Ａ参照）と同じ高さに形成する。サポート部１１４は、製造中のパンチ１０を支持する部材である。

次に、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、３Ｄプリンタを使用して、サポート部の上にベース部１０２の一部を造形する（ステップＳ２）。ベース部１０２の一部とは、ベース部１０２のうち、加工部１０１が配置される部分の高さＨ２（図５Ａ参照）までの部分をさす。このとき、サポート部１１４も同時に、ベース部１０２と同じ高さまで造形する。

また、ベース部１０２の造形の際に、加工部１０１と向き合う面に１つまたは複数の凸部１０２Ａを形成する。３Ｄプリンタにより凸部１０２Ａを形成する場合、凸部の大きさは２ｍｍ以下であるとよい。

次に、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、ベース部１０２の一部に、加工部１０１を配置する（ステップＳ３）。金属またはセラミックス等により予め所定の形状に形成した加工部１０１を、ベース部１０２に形成された凸部１０２Ａと、加工部１０１に形成された凸部１０１Ｃとが向き合うように、加工部１０１を配置する。なお、図９Ｂに示すように、本実施の形態では、加工部１０１のフランジ部１０１Ｂの側面の一部に凸部１０１Ｃが形成されている。加工部１０１に形成された凸部１０１Ｃに合わせて、ベース部１０２の内側面の一部に凸部１０２Ａが形成されている。なお、フランジ部１０１Ｂの側面の全周に凸部１０１Ｃが形成されていてもよい。

次に、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、ベース部１０２の一部と、加工部１０１との間に封止材１０３を充填する（ステップＳ４）。封止材１０３を充填することで、ベース部１０２と加工部１０１とを接着固定する。

次に、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、ベース部１０２の他の部分を造形する（ステップＳ５）。ベース部１０２の残りの部分と同時に、サポート部１１４の残りの部分を造形する。

最後に、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、サポート部１１４を剥離して（ステップＳ７）、パンチ１０が完成する。

［効果］
上述した実施の形態によると、パンチ１０が樹脂製のベース部１０２と、金属製の加工部１０１とを有する。ワーク１０７に接触する加工部１０１を金属等の硬い材料で形成し、ベース部１０２を樹脂で形成することにより、ワークと接触する部分の強度を保ちつつ、製造コストを低減することができる。さらに、ベース部１０２と加工部１０１との向き合う面に凸部を設けることで、プレス加工時の荷重により、ベース部１０２が破損することを防止することができ、強度を向上させたプレス加工用工具を提供することができる。

また、凸部１０２Ａ、１０１Ｃは、プレス方向に交差する方向に突出して形成されているため、プレス方向の荷重によりパンチ１０のベース部１０２から加工部１０１が抜けてしまうのを防止することができる。

なお、上述した実施の形態では、パンチ１０およびダイ２０が、それぞれベース部１０２、１１３、および加工部１０１、１０４を有する例について説明したが、これに限定されない。パンチ１０およびダイ２０のうち、少なくともいずれか一方がベース部および加工部を有する構成であればよい。

また、上述した実施の形態では、凸部１０１Ｃ、１０２Ａがプレス方向に交差する方向に突出して形成されている例について説明したが、凸部１０１Ｃ、１０２Ａの突出する方向はこれに限定されない。例えば、加工部１０１とベース部１０２とがプレス方向に向かい合う面に凸部が形成されていてもよい。この場合、凸部はプレス方向に突出して形成される。例えば、加工部１０１におけるフランジ部１０１Ｂの天面に凸部１０１Ｃが形成され、ベース部１０２のフランジ部１０１Ｂの天面と向き合う面に凸部１０２Ａが形成されていてもよい。

＜変形例＞
図１３は、実施の形態１の変形例１に係るパンチ１０Ａを示す概略断面図である。図１３に示すように、パンチ１０Ａでは、加工部２０１に１つまたは複数の凸部２０１Ｃが形成されているが、ベース部２０２には、凸部が形成されていない。

図１４は、実施の形態１の変形例２に係るパンチ１０Ｂを示す概略断面図である。図１４に示すように、パンチ１０Ｂでは、変形例１の場合と逆に、ベース部３０２に１つまたは複数の凸部３０２Ａが形成されているが、加工部３０１には凸部が形成されていない。

変形例１および変形例２に示すように、１つまたは複数の凸部は、加工部およびベース部のうち、少なくともいずれか一方に形成されていればよい。加工部およびベース部のうち少なくともいずれか一方に凸部が形成されていれば、プレス方向の荷重により、ベース部から加工部が抜けしまうのを防止することができ、強度を向上させたプレス加工用工具を提供することができる。

図１５は、実施の形態１の変形例３に係るパンチ１０Ｃを示す概略平面図である。図１５に示すように、パンチ１０Ｃでは、加工部４０１はフランジ部４０１Ｂを有し、プレス方向から見たときに、フランジ部４０１Ｂは四角形である。

プレス加工時に、パンチ１０Ｃはプレス方向を軸とした回転方向の力を受ける場合がある。フランジ部４０１Ｂを四角形に形成することで、このような回転方向の力が加わった場合にも、ベース部４０２から加工部４０１が脱落するのを防止することができる。

なお、フランジ部４０１Ｂの形状は四角形に限定されず、例えば、三角形など他の多角形状であってもよい。

（実施の形態２）
図１６Ａおよび図１６Ｂを参照して、実施の形態２について説明する。なお、実施の形態２においては、実施の形態１と同一または同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態２では、実施の形態１と重複する記載は省略する。

図１６Ａは、実施の形態２に係るパンチ１０Ｄを示す概略断面図である。図１６Ｂは、図１６Ａのパンチ１０Ｄの概略平面図である。実施の形態２では、ベース部５０２に、加工部５０１の接触面５０１Ａと反対側の面５０２Ｄから加工部５０１の一部に跨る穴５０２Ｂが形成され、穴５０２Ｂに封止材５０３Ａが充填されている点で、実施の形態１と異なる。また、図１６Ａに示すように、穴５０２Ｂの内壁には凹凸が形成されている。穴５０２Ｂの内壁に凹凸が形成されていることで、封止材５０３Ａと穴５０２Ｂの内壁との接合面積が大きくなり、接合強度を向上させることができる。

図１７は、図１６Ａに示すパンチ１０Ｄの製造方法を示すフローチャートである。ステップＳ１１～Ｓ１４、およびステップＳ１７は実施の形態１と同一であるため、説明を省略する。

本実施の形態では、ステップＳ１５においてベース部５０２の他の部分を形成する際に、図１６Ａに示すように、穴５０２Ｂも形成する。穴５０２Ｂは、加工部５０１に予め形成されていた穴５０１Ｅに連通するよう形成される。その後、ステップＳ１６において、ベース部５０２の穴５０２Ｂと、加工部５０１の穴５０１Ｅに封止材５０３Ａを充填する。封止材５０３Ａは、ステップＳ１４で使用した封止材と同様のものを使用することができる。

このような構成により、ベース部５０２と加工部５０１との接合面積を大きくして、ベース部５０２と加工部５０１との嵌合力を大きくすることができる。このため、パンチ１０Ｄにより大きな荷重が加わった場合にも、ベース部５０２の破損を防止し、ベース部５０２からの加工部５０１の抜けを防止して、パンチ１０Ｄの強度を向上させることができる。

＜変形例＞
図１８Ａは、実施の形態２の変形例１に係るパンチ１０Ｅを示す概略断面図である。図１８Ｂは、図１８Ａのパンチ１０Ｅの概略平面図である。

図１８Ａおよび図１８Ｂに示すように、ベース部６０２には複数の穴６０２Ｂが形成されていてもよい。複数の穴６０２Ｂを形成し、穴６０２Ｂに封止材６０３Ａを充填することで、パンチ１０Ｅの強度をより向上させることができる。

図１９Ａは、実施の形態２の変形例２に係るパンチ１０Ｆを示す概略断面図である。図１９Ｂは、図１９Ａのパンチ１０Ｆの概略平面図である。

図１９Ａおよび図１９Ｂに示すように、ベース部７０２には、穴７０２Ｂに加えて、加工部７０１のフランジ部７０１Ｂを囲むように形成された穴７０２Ｃが形成されていてもよい。

この場合、図１７に示すフローチャートのステップＳ１４における封止材充填の工程を省略することができ、製造工程を簡略化することができる。

本開示のプレス加工用工具およびプレス加工用工具の製造方法によると、家電製品、自動車部品、および日用品などに使用される部品を安定的に製造することができる。

１ プレス加工装置
１０、１０Ａ～１０Ｆ パンチ
２０ ダイ
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１ 加工部
１０１Ａ、２０１Ａ、３０１Ａ、４０１Ａ、５０１Ａ、６０１Ａ、７０１Ａ 接触面
１０１Ｂ、２０１Ｂ、３０１Ｂ、４０１Ｂ、５０１Ｂ、６０１Ｂ、７０１Ｂ フランジ部
１０１Ｃ、２０１Ｃ、３０１Ｃ、４０１Ｃ、５０１Ｃ、６０１Ｃ、７０１Ｃ 凸部
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２ ベース部
１１４ サポート部

Claims (10)

1. ダイと、前記ダイに対向するパンチと、を有し、前記ダイおよび前記パンチがプレス方向に相対的に移動して前記ダイに配置されたワークを前記パンチの荷重により加工するプレス加工用工具であって、
   前記パンチまたは前記ダイは、ベース部と、前記ベース部に保持され、前記ワークに接触し前記ベース部から露出した接触面を有する加工部と、を有し、
   前記加工部は、前記ベース部を形成する材料より強度の高い材料により形成され、
   前記加工部の前記ベース部と向き合う面の少なくとも一部、および、前記ベース部の前記加工部と向き合う面の少なくとも一部、のうち少なくともいずれか一方に、１つまたは複数の凸部が形成されている、
   プレス加工用工具。
2. 前記ベース部と前記加工部とは、前記ベース部と前記加工部とが互いに向き合う面の間の間隙に配置された封止材により固定されている、
   請求項１に記載のプレス加工用工具。
3. 前記１つまたは複数の凸部は、前記プレス方向に交差する方向に突出して形成されている、
   請求項１または２に記載のプレス加工用工具。
4. 前記１つまたは複数の凸部は、前記プレス方向に交差する面にわたって形成されている、
   請求項３に記載のプレス加工用工具。
5. 前記加工部は、前記接触面と反対側にフランジ部を有し、
   前記フランジ部は、前記プレス方向から見たときに多角形である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のプレス加工用工具。
6. 前記フランジ部は、前記プレス方向から見たときに四角形である、
   請求項５に記載のプレス加工用工具。
7. 前記ベース部には、前記接触面と反対側の面から前記加工部の一部に跨る１つまたは複数の穴が形成され、
   前記１つまたは複数の穴に、封止材が充填されている、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のプレス加工用工具。
8. 前記パンチおよび前記ダイは、それぞれ前記ベース部と、前記加工部と、を有する、
   請求項１から７のいずれか１項に記載のプレス加工用工具。
9. ベース部と、前記ベース部に保持され、加工対象のワークに接触し前記ベース部から露出した接触面を有する加工部と、を有するプレス加工用のパンチまたはダイの製造方法であって、
   ３Ｄプリンタを使用して、サポート部を造形するステップと、
   ３Ｄプリンタを使用して、前記サポート部の上に前記ベース部の一部を造形するステップと、
   前記ベース部の一部に、前記加工部を配置するステップと、
   前記ベース部の一部と前記加工部との間に封止材を充填するステップと、
   前記ベース部の他の部分を造形するステップと、
   前記サポート部を剥離するステップと、
   を含む、
   プレス加工用工具の製造方法。
10. 前記加工部は、前記接触面と反対側に穴を有し、
    前記ベース部の他の部分を造形するステップは、前記加工部の前記穴に連通する貫通孔を前記ベース部に形成することを含み、
    方法はさらに、前記ベース部の他の部分を造形するステップの後に、前記穴および前記貫通孔に封止材を充填するステップ、を含む、
    請求項９に記載のプレス加工用工具の製造方法。

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