JP3128749B2 - 打抜き加工用プレス金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は打抜き加工用のプレ
ス金型に関し、特に、エキゾーストブレーキに用いられ
るバルブプレート等のように、その両面に対し外周面が
傾斜した形状を有するプレートを剪断により成形する打
抜き加工用のプレス金型に関するものである。

【０００２】エキゾーストブレーキは、エンジンの排気
管内に回転可能に配置したバルブプレートを回転させる
ことにより排気管内の排気通路の開閉を行なうようにな
っており、上記バルブプレートは、排気管の軸線に対し
て傾斜した状態でその排気ガス通路を閉じるようになっ
ている。従って、上記バルブプレートは、実開平３−５
９４７、実開平３−２５８３１等に示すように、円形の
プレートの外周面が、このプレートの両面に対して傾斜
した形状を有している。

【０００３】

【従来の技術】図４は、上記エキゾーストブレーキのバ
ルブプレートのように両面に対して傾斜した外周面を有
するプレートを打抜き加工により成形する従来の装置を
示すもので、この図により、従来のパンチ金型の構成お
よび打抜き加工方法について説明する。下型１０２は、
ダイホルダ１０４上にダイスペーサ１０６を介して固定
されたダイ１０８と、このダイ１０８の円形の孔１０８
ａ内に昇降可能に嵌合されたノックアウト１１０とを備
えている。ダイ１０８は、鉛直方向に対して、上述のバ
ルブプレートの両面と外周面とのなす角度に一致する傾
斜を有する刃先部１０８ｃが、孔１０８ａの上端面の全
周に渡って設けられている。従って、この傾斜した刃先
部１０８ｃの上方に位置する部分１０８ｃａ（図の右
側）は鈍角であり、下方に位置する部分１０８ｃｂは鋭
角になっている。

【０００４】また、上記ノックアウト１１０は、上端の
ワーク１１２を支持する面１１０ａが、上記ダイ１０８
の刃先部１０８ｃの傾斜と等しい角度の傾斜を有してい
る。このノックアウト１１０は、底部側に固定されたロ
ッド１１４を介して図示しないエアシリンダに接続され
ており、エアシリンダに供給される弱いエア圧によって
常時上方に付勢されている。ノックアウト１１０の外周
には大径のストッパ部１１０ｂが設けられ、ダイ１０８
の下面に当たることにより上昇限を規制されており、こ
の最も上昇した位置で、上記ワーク支持面１１０ａがダ
イ１０８の刃先部１０８ｃと同一の平面内に位置するよ
うになっている。

【０００５】一方、上型１１５は、機械に連結されて上
下動するパンチホルダ１１６に固定されたパンチ１１８
と、このパンチ１１８の外周に嵌合され、ガイド１２０
を介して相対的に上下動可能なストリッパ１２２とを備
えている。パンチ１１８は、上記ダイ１０８の刃先部１
０８ｃおよびノックアウト１１０のワーク支持面１１０
ａの傾斜と一致する傾斜の加工面１１８ａを有してお
り、この加工面１１８ａの外周側の全周に渡って刃先部
１１８ｂが設けられている。この刃先部１１８ｂは、上
方に位置する部分１１８ｂａ（図４の右側）が鈍角であ
り、下方に位置する部分１１８ｂｂ（図４の左側）が鋭
角になっている。パンチ１１８の外径は、ダイ１０８の
孔１０８ａの内径よりも僅かに小さくなっており、下降
してワーク１１２を打抜く際に、ダイ１０８内に挿入さ
れると、ダイ１０８の孔１０８ａの内周面との間に僅か
なクリアランスが形成される。

【０００６】また、パンチ１１８の外周に嵌合されてい
るストリッパ１２２は、パンチ１１８の傾斜した加工面
１１８ａに対し、パンチ１１８の刃先部１１８ｂの鈍角
部１１８ｂａ（図の右側）の外側に位置する部分と、鋭
角部１１８ｂｂ（図の左側）の外側に位置する部分とが
ともに同一の傾斜面上にある。また、上記鈍角部１１８
ｂａ側に位置する部分には、ダイ１０８およびノックア
ウト１１０上に配置されたワーク１１２に干渉しないよ
うに大径の凹部１２２ｂが形成されている。このストリ
ッパ１２２の内面に形成された凹部１２２ｂの上方の段
部１２２ｃによって、打抜き加工の終了後パンチ１１８
が上昇する際に、パンチ１１８の外周に嵌着しているス
クラップを掻き落すようになっている。なお、この従来
の装置では、打抜き加工を行なう際にパンチ１１８とダ
イ１０８とが芯ずれをおこすことを防止するために、パ
ンチホルダ１１６の昇降はガイドポスト１３０によって
案内されるようになっている。

【０００７】上記構成に係る従来の打抜き装置により、
エキゾーストブレーキのバルブプレートのような傾斜し
た切り口を有するプレートを剪断加工する場合は、先
ず、上昇端にあるノックアウト１１０とダイ１０８との
上に、円形のプレート状のワーク１１２を配置する。こ
のワーク１１２は、プレートの両面と外周面とのなす角
度が直角の一般的な円形プレートである。ワーク１１２
は、中央部付近に小孔１１０ｄが形成されており、ノッ
クアウト１１０の支持面１１０ａ上に埋込まれた固定用
ピン１１３により位置決めされる。ワーク１１２はノッ
クアウト１１０のワーク支持面１１０ａの表面積よりも
大きい面積を有しており、ワーク支持面１１０ａ上に固
定された状態で全周が周囲のダイ１０８側にはみ出して
いる（図４の２点鎖線を参照）。この状態でパンチホル
ダ１１６とともにパンチ１１８を下降させる。パンチ１
１８が下降してワーク１１２に当たり、このワーク１１
２をダイ１０８内に押込みつつ、パンチ１１８の刃先部
１１８ｂとダイ１０８の刃先部１０８ｃとによってワー
ク１１２の外周を剪断し所望の形状を得る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
パンチ１１８およびダイ１０８の刃先部１１８ｂ，１０
８ｃが傾斜しているため、パンチ１１８が下降してワー
ク１１２を剪断する際に、パンチ１１８に対しては図の
矢印Ａ方向の、そしてダイ１０８およびノックアウト１
１０に対しては矢印Ｂ方向の分力が発生する。その結
果、パンチ１１８とダイ１０８との間で芯ずれを起こ
し、剪断加工中に両者１１８，１０８間のクリアランス
が変化してしまうため、切り口面の精度にばらつきを生
ずるという問題があった。また、より大きい分力の発生
により、クリアランス以上の芯ずれを起こした場合に
は、パンチ１１８の鋭角部１１８ｂｂがダイ１０８の鋭
角部１０８ｃｂに衝突し、カジリや破損の原因となると
いう問題があった。特に、高精度な切断面を得るために
は、ダイ１０８とパンチ１１８との間のクリアランスは
できるだけ小さいことが好ましいが、クリアランスを小
さくすると、ダイ１０８およびパンチ１１８を破損する
おそれが大きくなるという問題がある。なお、上記従来
の装置の構成では、ダイ１０８とパンチ１１８との芯ず
れの発生を防止するために、ガイドポスト１３０によっ
て案内しつつパンチ１１８を昇降させるようにしている
が、ガイドポスト１３０を設けても芯ずれを完全に防止
することは不可能であり、しかも、別にガイドポスト１
３０を設けることにより、装置全体が大型化し、コスト
高でもある。

【０００９】本発明は上記欠点を除くためになされたも
ので、パンチをダイによって直接案内しつつ下降させて
剪断加工を行なうようにして、パンチとダイとの芯ずれ
の発生を防止することにより、ワークの品質を向上さ
せ、また、パンチおよびダイの破損を防止し、しかも、
別体のガイド機構を設ける必要のない打抜き加工用プレ
ス金型を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る打抜き加工
用プレス金型は、内周に刃先部を有するダイと、上端に
傾斜したワーク支持面を有し、上記ダイ内に昇降可能に
嵌合されたノックアウトと、上記ノックアウトの傾斜と
一致する傾斜の加工面の外周側に刃先部が形成され、下
降した際に、ノックアウト上に支持されたワークを、上
記ダイの刃先部に押付けて剪断するパンチとを備えてお
り、特に、上記パンチの傾斜した加工面の上部寄りに刃
先部を形成するとともに、この加工面の下部側が、上記
刃先部による剪断を開始する前にダイ内に進入可能に構
成し、上記パンチを下降させて、先ず、その傾斜の下部
側をダイ内に挿入した後、パンチの刃先部と上記ダイの
刃先部とにより剪断加工を行なうようにしたものであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明に係る打抜き
加工用プレス金型の実施の形態の一例を示す縦断面図で
あり、この装置の下型（全体として符号２で示す）は、
ダイホルダ４上に配置されたダイスペーサ６を介して固
定されたダイ８と、このダイ８の内部の孔８ａ内に昇降
自在に嵌合されたノックアウト１０とを備えている。ノ
ックアウト１０の上面（ワーク支持面）１０ａは、エキ
ゾーストブレーキのバルブプレート等に用いられる外周
面が側面に対して傾斜したプレートの、側面と外面との
なす角度と等しい傾斜を有している。このノックアウト
１０のワーク支持面１０ａ上には、複数の固定ピン１３
が埋込まれており、この支持面１０ａ上に載せられたワ
ーク１２が移動しないように固定して支持する。

【００１２】一方、上記ダイ８の上面８ｂは水平になっ
ており、ノックアウト１０が嵌合している内部孔８ａの
上端縁のうち、ノックアウト１０の上部側が位置してい
る半周（図１の右側）に渡って、半円弧状の刃先部８ｃ
が設けられている。ノックアウト１０は、上記従来の装
置と同様に、底部に固定されたロッド１４を介して図示
しないエアシリンダに連結されており、このシリンダ内
に導入される弱いエア圧力によって常時上方へ付勢さ
れ、下部外周に形成された大径のストッパ部１０ｂがダ
イ８の下面８ｄに当たって停止している。ノックアウト
１０は、このように停止している状態では、少なくとも
図の右側半分はダイ８の上面８ｂよりも上方へ突出して
いる。

【００１３】上記装置の上型１５は、図示しない駆動手
段に連結されて上下動するパンチホルダ１６に固定され
たパンチ１８と、このパンチ１８の外周に嵌合され、ロ
ッド２０に案内されてパンチ１８に対し相対的に昇降可
能なストリッパ２２とを備えている。パンチ１８は、上
記ノックアウト１０の外周面の形状とほぼ一致する外
形、すなわち、ダイ８の孔８ａの内周面の形状とほぼ一
致する外形を有しており、下降時には、ワーク１２を支
持しているノックアウト１０を押し下げつつダイ８の孔
８ａの内部に嵌入するようになっている。パンチの下側
加工面１８ａは、上記ノックアウト１０のワーク支持面
１０ａと同一の傾斜を有しており、この加工面１８ａの
上方側に位置している部分（図の右側）約半周が、上記
ダイ８の刃先部８ｃとともにワーク１２の剪断を行なう
刃先部１８ｂを構成している。従って、パンチ１８の刃
先部１８ｂは鈍角になっており、鋭角の部分１８ｅ（図
の左側）では剪断加工を行なわないようになっている。
パンチ１８の加工面１８ａの中央部寄りには、ノックア
ウト１０上にワーク１２を固定する固定ピン１３の先端
との干渉を避けるための穴１８ｃが形成されている。

【００１４】パンチ１８の外周側に嵌合されているスト
リッパ２２は、下面２２ａがダイ８の上面８ｂと同様に
水平面になっており、下降した際には、上記ダイ８の上
面８ｂに当接する。このストリッパ２２は、パンチ１８
の刃先部１８ｂが設けられている部分の周囲に、凹部２
２ｂが形成されており、打抜き加工をした際に切離され
るスクラップ１２ａを収容するようになっている。ま
た、この凹部２２ｂの上方の段部２２ｃは、剪断加工終
了後にパンチ１８が上昇する際に、ワーク１２から切離
されてパンチ１８の外面に付着しているスクラップ１２
ａを掻き落とすようになっている。

【００１５】図２は、上記打抜き加工用プレス金型の各
構成部品の具体的な形状の一例を示すもので、ダイ８の
内部孔８ａは、図の右半分８ａａが小径の半円弧状で、
左半分８ａｂが大径の半円弧状をしている。小径部８ａ
ａ側が大径部８ａｂ側よりもやや長く、この小径部８ａ
ａ側の上端縁が上記刃先部８ｃを構成している。

【００１６】ダイ８の内部孔８ａ内に昇降可能に嵌合し
ているノックアウト１０は、このダイ８の内部孔８ａの
内面の形状と一致する外面形状１０ｃを有しており、図
の右半分１０ｃａが小径の円弧状で、左半分１０ｃｂが
大径の円弧状になっている。このため、ワーク打抜き加
工時にノックアウト１０の回転が規制される。ノックア
ウト１０のワーク支持面１０ａは、上述のように、ノッ
クアウト１０の昇降する鉛直方向に対して、ワーク１２
の表面と切断された後の外周面とがなす角度に一致する
傾斜を有している。このノックアウト１０のワーク支持
面１０ａ内には、２個の固定ピン取付け孔１０ｄが設け
られており、これら孔１０ｄ内に取付けた固定ピン１３
によって、加工されるワーク１２の移動および回転を規
制するようになっている。

【００１７】この装置によって加工されるワーク１２
は、全体として円形をしており、その両面１２ｂと外周
面１２ｃとは直角になっている。このワーク１２には、
上記ノックアウト１０に取付けられた２本の固定ピン１
３の先端が挿入される２個の貫通穴１２ｄが形成されて
いる。なお、この貫通穴１２ｄは、エキゾーストブレー
キの回転軸に固定するために予め設けられている孔を利
用することができる（上記実開平３−５９４７号、実開
平３−２５８３１号等を参照）。円形のワーク１２の半
径は、上記ノックアウト１０の小径部１０ｃａの半径よ
りも大きく、また、ノックアウト１０の大径部１０ｃｂ
の半径よりも小さくなっており、このワーク１２を、ノ
ックアウト１０のワーク支持面１０ａ上に載せて２本の
固定ピン１３によって固定すると、ノックアウト１０の
小径部１０ｃａからは外側へはみ出し、大径部１０ｃｂ
では、外面よりも内側に位置するようになっている。

【００１８】上方のパンチ１８は、上記ノックアウト１
０の外面の形状１０ｃおよびダイ８の内面８ａの形状と
一致する外周面の形状１８ｄを有している。すなわち、
図の右側の半周をやや越える長さの小径の円弧状部１８
ｄａと、図の左側の半円よりもやや短かい大径の円弧状
部１８ｄｂとから成っている。このパンチ１８の加工面
１８ａは、上記ノックアウト１０のワーク支持面１０ａ
と同一の傾斜を有しており、上記小径の円弧状部１８ｄ
ａがその傾斜の上部側に位置している。この小径の円弧
状部１８ｄａの下端外周が、上記ダイ８の刃先部８ｃと
ともにワーク１２の剪断加工を行なう刃先部１８ｂを構
成している。従って、パンチ１８の刃先部１８ｂは傾斜
の上部側すなわち鈍角部であり、傾斜の下側の鋭角部１
８ｅは、剪断加工をしないガイド部を構成している。

【００１９】また、パンチ１８の外周に嵌合されて相対
的に昇降可能なストリッパ２２は、下面２２ａがダイ８
の上面８ｂと同じ水平面になっており、その中心部に
は、上記パンチ１８の大径側の部分１８ｄｂの半径と一
致する半径の円形の孔２２ｄが形成されている。従っ
て、ストリッパ２２の内面は、パンチ１８の外周面１８
ｄの小径部１８ｄａに対して間隙（図１の凹部２２ｂを
構成）を有している。

【００２０】以上の構成に係る打抜き加工用のプレス金
型を用いた剪断工程について説明する。下型２のダイ８
の上方に突出しているノックアウト１０のワーク支持面
１０ａ上にワーク１２をのせ、ワーク１２の貫通穴１２
ｄ内に固定ピン１３の頭部を挿通して固定する。この状
態では、ワーク１２のノックアウト１０の小径部１０ｃ
ａ側に重なる部分はこの小径の部分１０ｃａからはみ出
し、大径部１０ｃｂ側に重なる部分は大径の部分１０ｃ
ｂの内部側に位置している。ここで、パンチ１８および
ストリッパ２２を備えた上型１５を下降させる。下降し
てきたパンチ１８の加工面１８ａは、上記ノックアウト
１０およびこのノックアウト１０上に固定されているワ
ーク１２の傾斜と一致する傾斜を有しているので、ほぼ
全面がワーク１２の表面に密着し、下降に伴って、ワー
ク１２およびノックアウト１０を押し下げる。この時点
では、ワーク１２はダイ８に押し付けられる前であり、
ノックアウト１０はエアシリンダのエアを排出しつつ下
降していくので、パンチに対し横方向の分力はほとんど
作用しない。

【００２１】このように大きな分力が発生しない状態で
下降している間に、パンチ１８の下側の鋭角部（ガイド
部）１８ｅがダイ８の上面８ｂの高さに達する。する
と、パンチ８の大径部１８ｄｂ側の鋭角部１８ｅは、そ
のままダイ８の孔８ａの大径部８ａｂ側に入り込む（図
３参照）。その後は、パンチ１８の大径の部分１８ｄｂ
はダイ８の大径側の孔８ａｂの内面に案内されて下降し
ていく。パンチ１８の下降によって、ノックアウト１０
とともに押し下げられたワーク１２の、ノックアウト１
０の小径部１０ｃａ上から外周側にはみ出している部分
が、ダイ８の刃先部８ｃに押し当てられる。この時点か
ら剪断が開始され、パンチ１８の小径部１８ｄａ側の先
端の刃先部１８ｂとダイ８の内部孔８ａの小径部８ａａ
側の上端に形成された刃先部８ｃとによって打抜き加工
が行なわれる。

【００２２】打抜き加工中は、パンチ１８に対して図の
左側へ向けて作用する分力（図１の矢印Ｃ参照）が発生
するが、パンチ１８の図の左側の大径部１８ｄｂは、ダ
イ８の孔８ａの大径部８ａｂの内面によってガイドされ
ているので、剪断を行なっている間もパンチ１８とダイ
８との間で芯ずれを起すおそれがなく、ダイ８とパンチ
１８との間のクリアランスが変化して切断面の品質が低
下することがない。また、パンチ１８の鋭角部１８ｅ
が、下降中の芯ずれによりダイ８に衝突するおそれがな
いので、従来の金型のように刃先部の破損やカジリを起
すことがない。また、別にガイド機構を設ける必要がな
いので、装置全体をコンパクトにすることができ、低コ
ストでもある。

【００２３】なお、本装置を構成するパンチ１８、ダイ
８、ノックアウト１０等の形状は上記図２に示すものに
限らず、その他の構成とすることができる。いずれにし
ても、剪断が開始する以前に、加工面１８ａが傾斜して
いるパンチ１８の下部側をダイ８の孔８ａ内に挿入して
しまうことにより、芯ずれを起す方向の分力が発生して
も、パンチ１８とダイ８とが横方向へ相対移動すること
を阻止しうるものであれば良い。従って、ダイの上面
が、上記のように水平のものに限らず、例えば、鉛直方
向に対し、パンチの加工面の傾斜よりも小さい傾斜を有
するように構成し、パンチとダイの刃先面により剪断が
開始する前に、パンチの下部側がダイの孔内に進入する
ようにしても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、内周
に刃先部を有するダイと、上部に傾斜したワーク支持面
を有し、上記ダイ内に昇降可能に嵌合されたノックアウ
トと、上記ノックアウトのワーク支持面の傾斜と一致す
る傾斜の加工面の外周側に刃先部を有し、ノックアウト
上に支持されたワークを、上記ダイの刃先部とともに剪
断するパンチとを備えた打抜き加工用プレス金型におい
て、上記パンチの傾斜した加工面の上部側に刃先部を形
成するとともに、この加工面の下部側が、上記刃先部に
よる剪断を開始する前にダイ内に進入可能に構成し、こ
のパンチを下降させてその傾斜の下部側をダイ内に挿入
した後、パンチの刃先部と上記ダイの刃先部により剪断
加工を行なわせるようにしたことにより、パンチが下降
してダイとともにワークの剪断を開始した時点では、パ
ンチがダイの内面でガイドされているので、剪断時に発
生する横方向の分力が作用してもパンチとダイとが軸線
からずれてしまうことがなくなる。従って、切断された
面の精度が向上する。また、パンチとダイとが芯ずれが
原因で衝突してしまうことがないので、これらが破損す
るおそれがない。さらに、別のガイド機構を設ける必要
がなく、全体をコンパクト化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る打抜き加工用プレス
金型の縦断面図である。

【図２】 上記打抜き加工用プレス金型の各部を分離し
て示す斜視図である。

【図３】 上記打抜き加工用プレス金型により剪断加工
を行なう工程を示す図であり、剪断開始直前の状態を示
す。

【図４】 従来の上記打抜き加工用プレス金型を示す縦
断面図である。

【符号の説明】

８ ダイ ８ｃ ダイの刃先部 １０ ノックアウト １０ａ ワーク支持面 １２ ワーク １８ パンチ １８ａ パンチの加工面 １８ｂ パンチの刃先部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 28/14 B21D 28/00 B21D 43/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周に刃先部を有するダイと、上端に傾
   斜したワーク支持面を有し、上記ダイ内に昇降可能に嵌
   合されたノックアウトと、上記ノックアウトのワーク支
   持面の傾斜と一致する傾きの加工面の外周側に刃先部を
   有し、ノックアウト上に支持されたワークを、上記ダイ
   の刃先部とともに剪断するパンチとを備えた打抜き加工
   用プレス金型において、上記パンチの傾斜した加工面の
   上部側に刃先部を形成するとともに、このパンチの下部
   側が、上記刃先部による剪断を開始する前にダイ内に進
   入可能に構成したことを特徴とする打抜き加工用プレス
   金型。
2. 【請求項２】 上記ダイの上面が水平面であることを特
   徴とする請求項１に記載の打抜き加工用プレス金型。
3. 【請求項３】 上記ダイの上面が、鉛直方向に対し、上
   記パンチの加工面の傾斜よりも小さい傾斜を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の打抜き加工用プレス金
   型。
4. 【請求項４】 パンチの傾斜した加工面の上部側ほぼ半
   周に渡って刃先部が設けられ、ダイはこのパンチの刃先
   部に対応するほぼ半周に渡る刃先部を有し、これら両刃
   先部により、１回の工程でワーク半周の打抜き加工を行
   なうことを特徴とする請求項１または２に記載の打抜き
   加工用プレス金型。
5. 【請求項５】 ワークはノックアウトのワーク支持面上
   に、複数の固定ピンを介して固定されることを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかに記載の打抜き加工用プ
   レス金型。