JP4473320B2 - ノックアウト機構 - Google Patents

Description

本発明は、ノックアウト機構に関し、特に、フォーミングダイ又はフォーミングパンチとノックアウトダイ又はノックアウトパンチとを隣接して配置することにより、微細な成形形状が連続的に形成された被加工材料からのフォーミングダイまたはフォーミングパンチの喰らい付きを安定的に外すことを可能としたノックアウト機構に関するものである。

オイルクーラ等の熱交換器に用いられるオフセットフィンは、プレス加工によって形成されている（例えば、特許文献１参照）。オフセットフィンとは、波状のフィンであって板幅方向の山谷が板の長手方向の所定のピッチごとに板幅方向に半山ずれて千鳥状に形成されたフィンのことをいう。このような、微細な成形形状が連続的に形成された被加工材料については、プレス加工時にパンチ及びダイと被加工材料との喰らいつき力が大きくなる。
特開２００６−１３６９０５号公報

通常の曲げや成形加工におけるノックアウト機構は、１つのノックアウトが単独でスプリングを有し、この単独のノックアウトにより被加工材料へのパンチやダイスの喰らいつきを外すものである。しかしながら、単独でのノックアウトは、オフセットフィンのような微細な成形形状が連続的に形成された成形形状では成り立たない。また、パンチ及びダイと被加工材料との喰らいつき力を上回る力を単独のノックアウトに加えた場合には、被加工材料が変形するおそれがある。

塑性加工における曲げや成形加工では、成形加工後に、ワークがパンチ及びダイスへの喰らいつきを外すためにノックアウト機構が必要不可欠であるが、上述したように、被加工材料に微細な成形形状が連続的にある場合には、単独でのノックアウトは、物理的に不可能である。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、被加工材料からのフォーミングダイまたはフォーミングパンチの喰らい付きを安定的に外すことを可能とするノックアウト機構を提供しようとするものである。

本発明のノックアウト機構は、被加工材料をプレス加工するためのプレス金型に備わるノックアウト機構であって、プレス加工の１スタンピング毎にプレス機のストロークに応じて動作するノックアウトバーと、被加工材料への加工形状が形成された先端部と、ノックアウトバーが貫通するとともにプレス機の下死点においてノックアウトバーが下死点から動作する方向に所定の隙間がある穴とを備える少なくとも１つのランスフォーミング部材と、ほぼ平坦な先端部と、ノックアウトバーがほぼ隙間無く貫通する穴とを備え、ランスフォーミング部材と隣接して互いにノックアウトバーが貫通して配置される少なくとも１つのノックアウト部材と、下死点においてランスフォーミング部材の先端部の反対側に当接して、ノックアウトバーの所定の隙間をプレス機の下死点からノックアウトバーが動作する方向に形成するバッキングプレートと、を備え、プレス機の下死点においてランスフォーミング部材の先端部及びノックアウト部材の先端部が共に被加工材料に接触する位置にランスフォーミング部材の穴とノックアウト部材の穴とが互いに配置され、下死点からのプレス機の動作において、ランスフォーミング部材は所定の隙間分動作せず、ノックアウトバーが貫通する穴に隙間のないノックアウト部材のみがノックアウトバーと連動して動作して被加工部材を押圧し、ノックアウト部材がランスフォーミング部材の被加工材料への喰らいつきを外すことを特徴とする。

本発明のノックアウト機構によれば、被加工材料からのフォーミングダイまたはフォーミングパンチの喰らい付きを安定的に外すことが可能となる。

以下、本実施形態のノックアウト機構を備えるプレス成形金型の実施形態を、図を参照して詳細に説明をする。

図１は、本実施形態のノックアウト機構を備えるプレス成形金型で成形される帯状材料を示す図である。図に示すように、帯状材料１には、所定のピッチで波型が形成された波型部１ａと、波型部１ａとひと山ずれて波型部１ａと同一のピッチで波型が形成された波型部１ｂと、平坦部１ｃとが、交互に帯状材料１の幅方向に整列し、いわゆるオフセットフィンが形成される。

図２は、本実施形態のノックアウト機構を備えるプレス成形金型の下型全体の組立平面図である。本実施形態のノックアウト機構を備えるプレス成形金型の下型２０は、ガイドレール部２１とサイドカット部２２とメインガイドポスト２３と下型成形部２００とを備える。サイドカット部２２のサイドカットパンチ２２ａにより帯状材料１の両端が所定量カットされ、ダイプレート２１３の上面より上方に突き出ているストッパーに２２ｂサイドカットされた端面を突き当て正確なピッチで送られる。また、下型２０のほぼ中央部のガイドレール部２１の中間部には下型成形部２００が配置される。なお、金型の周知の構成については本実施形態の構成を明確化するため、図への記載は省略している。

図３は、本実施形態のノックアウト機構を備えるプレス成形金型の上型全体の組立平面図である。本実施形態のノックアウト機構を備えるプレス成形金型の上型１０は、サイドカット部１１とブッシュ１３と上型成形部１００とを備える。また、上型１０のほぼ中央部には上型成形部１００が配置される。なお、金型の周知の構成については本実施形態の構成を明確化するため、図への記載は省略している。

本実施形態のプレス成形金型では、上型部１０が周知のプレス機のクランクに取り付けられて上下に動作し、下型部２０が周知のプレス機の加工部に固定される。そして、帯状材料１が１スタンピングごとに所定量送り込まれて、上型部１０がプレス位置（下死点）まで降下し、上型１０の上型成形部１００と下型２０の下型成形部２００とで帯状材料１を挟みこみプレス加工を行い、連続的に図１に示す波型の形状（いわゆる、オフセットフィン）を形成するものである。

次に、本実施形態のノックアウト機構を備えるプレス成形金型の上型成形部と下型成形部について説明をする。

図４は、本実施形態のノックアウト機構を備えるプレス成形金型の上型成形部と下型成形部の各構成要素を示す分解図である。

上型成形部１００は第１のランスフォーミングパンチ１０１と第２のランスフォーミングパンチ１０２とノックアウトパンチ１０３とをこの順番に繰り返し整列させて多数備える。また、下型成形部２００は第１のランスフォーミングダイ２０１と第２のランスフォーミングダイ２０２とノックアウトダイ２０３とをこの順番に繰り返し密接して整列させて多数備える。

そして、第１のランスフォーミングパンチ１０１と第１のランスフォーミングダイ２０１とが噛み合うことにより帯状材料１の波型部１ａが成形され、第２のランスフォーミングパンチ１０２と第２のランスフォーミングダイ２０２とが噛み合うことにより帯状材料１の波型部１ａが成形され、ノックアウトパンチ１０３とノックアウトダイ２０３とが噛み合うことにより帯状材料１の平坦部１ｃが成形されることとなる。

図では、第１及び第２のランスフォーミングパンチ及びダイとノックアウトパンチ及びダイは、各２枚ずつとなっているが、これは説明の簡略化のためであり、実際には、多数のパンチ及びダイが隙間なく密着して順に繰り返し密接して整列している。

次に、本実施形態の上型成形部１００と下型成形部２００の詳細な構成について説明をする。なお、本実施形態の両成形部の機構は、上型成形部１００と下型成形部２００とも同構造なので、以下の説明については、下型成形部２００を用いて行う。

図５は、下型成形部の平面図である。図６（ａ）は、図２のＡＡ断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のｍ部の拡大図である。

図６（ａ）に示すように、第１のランスフォーミングダイ２０１と第２のランスフォーミングダイ２０２とノックアウトダイ２０３とは、リテーナ２１１及びリテーナ２１２により所定の位置でインサートされる。これにより、第１のランスフォーミングダイ２０１と第２のランスフォーミングダイ２０２とノックアウトダイ２０３とは、リテーナ２１１及びリテーナ２１２から突出する方向（図中の上下方向）以外の動作が規制されている。

第１のランスフォーミングダイ２０１と第２のランスフォーミングダイ２０２とノックアウトダイ２０３とには、ノックアウトバー２１０が貫通しており、図６（ｂ）に示すように、第１のランスフォーミングダイ２０１と第２のランスフォーミングダイ２０２とノックアウトダイ２０３とは、この順番で繰り返し密接して整列している。

ノックアウトバー２１０の両端はエジェクトピン２１８及び圧縮ばね２２１により支持され、ノックアウトバー２１０は、圧縮ばね２２１の伸縮する方向（図中の上下方向）に移動可能となっている。

また、ノックアウトバー２１０の両端のエジェクトピン２１８に支持される反対側には、キラーブロック２１４が接蝕して配置されており、このキラーブロック２１４は、後述するノックアウトレバー２１５との接触部材となる。

図５に示すように、一対のノックアウトレバー２１５は、ノックアウトバー２１０の上方にノックアウトバー２１０と略平行に設けられている。

また、一対のノックアウトレバー２１５は、第１のランスフォーミングダイ２０１と第２のランスフォーミングダイ２０２とノックアウトダイ２０３の整列した先端部が突出できる程度の間隔を有する。

一対のノックアウトレバー２１５の両端は一対のレバーブロック２１６に固定されている。一対のレバーブロック２１６は、エジェクトピン２１７及び圧縮ばね２２２により支持され、圧縮ばね２２２の伸縮する方向（図中の上下方向）に移動可能となっている。

このような構成により、ノックアウトレバー２１５が、圧縮ばね２２２が圧縮される方向に所定の距離移動した場合には、ノックアウトレバー２１５は、キラーブロック２１４に接触し、これにより、ノックアウトバー２１０に取り付けられた第１のランスフォーミングダイ２０１と第２のランスフォーミングダイ２０２とノックアウトダイ２０３とは、圧縮ばね２２１が圧縮される方向に移動することとなる。

図７は、ランスフォーミングダイの組み込まれた状態を示す図であり、図５のＡＡ断面を示す図である。

ランスフォーミングダイ２０１（２０２）は、リテーナ２１１、２１２により、幅方向の動作を規制されるとともに、バッキングプレート２１９がストッパーとして下方に配置されている。

ランスフォーミングダイ２０１（２０２）の先端部２０１ｂ（２０２ｂ）には、帯状材料１の波型部を形成するための形状が形成されている。なお、ランスフォーミングダイ２０１（２０２）の先端部２０１ｂ（２０２ｂ）の詳細な形状については後述する。

ランスフォーミングダイ２０１（２０２）は、ノックアウトバー２１０が貫通した場合に、ノックアウトバー２１０の動作する方向（図中の上下方向）に所定の隙間ｃを有する大きさの穴２０１ａ（２０２ａ）を有する。ここで、ノックアウトパンチ１０３及びノックアウトダイ２０３は、ランスフォーミングパンチ及びランスフォーミングダイの喰らい付きを外す役割を有すると同時に、ランスフォーミング時のワークの余分な変形を少なくする為に成形直前にワークを挟み込む役割を有するため、所定の隙間ｃは、ノックアウトパンチ１０３及びノックアウトダイ２０３の可動量を確保できる程度の寸法を有することが好ましい。

そして、ランスフォーミングダイ２０１（２０２）は、ノックアウトバー２１０が貫通することにより固定されるとともに、ノックアウトバー２１０の動作に従い、遊びとして所定の隙間ｃを有しつつ図中の上下方向に動作する。

ランスフォーミングダイ２０１（２０２）の先端部２０１ｂ（２０２ｂ）は、一対のノックアウトレバー２１５の間隔とほぼ同一の幅を有し、ランスフォーミングダイ２０１（２０２）の上昇時には、ランスフォーミングダイ２０１（２０２）の先端部２０１ｂ（２０２ｂ）は、ノックアウトレバー２１５の上面から所定の長さ突出して、帯状材料１の波型部１ａ、及び１ｂを形成する。

図８は、ノックアウトダイ２０３の組み込まれた状態を示す図であり、図５のＣＣ断面を示す図である。

ノックアウトダイ２０３は、リテーナ２１１、２１２により、幅方向の動作を規制されるとともに、バッキングプレート２１９がストッパーとして下方に配置されている。

ノックアウトダイ２０３の先端部２０３ｂには、帯状材料１の平坦部１ｃに接触する平坦形状が形成されている。

ノックアウトダイ２０３は、ノックアウトバー２１０が貫通した場合に、ほぼ隙間なく嵌合する大きさの穴２０３ａを有する。

そして、ノックアウトダイ２０３は、ノックアウトバー２１０が貫通することにより固定されるとともに、ノックアウトバー２１０の動作に連動してほぼ遊びなく上下に動作する。

ノックアウトダイ２０３の先端部２０３ｂは、一対のノックアウトレバー２１５の間隔とほぼ同一の幅を有し、ノックアウトダイ２０３の上昇時には、ノックアウトダイ２０３の先端部２０３ｂは、ノックアウトレバー２１５の上面から所定の長さ突出して、帯状材料１の平坦部１ｃに接触する。

図９及び図１０は、ノックアウト可動部を示す図であり、各々図５のエエ断面及びアア断面を示す図である。本実施形態のノックアウト可動部はノックアウトレバー２１５とキラーブロック２１４とノックアウトバー２１０と、エジェクトピン２１７、２１８と圧縮ばね２２１、２２２とから構成される。

図９からわかるように、エジェクトピン２１７及び圧縮ばね２２２は、圧縮ばね２２２が伸びる方向にノックアウトバー２１０を付勢する。

また、ノックアウトバー２１０は、キラーブロック２１４を介したノックアウトレバー２１５からの加圧力を受けて図中の上下方向に動作する。

図１０からわかるように、エジェクトピン２１８及び圧縮ばね２２１は、圧縮ばね２２１が伸びる方向にレバーブロック２１６を付勢する。また、レバーブロック２１６にはノックアウトレバー２１５が取り付けられており、レバーブロック２１６は、ノックアウトレバー２１５が受けた加圧力により図中の上下方向に動作する。

なお、ノックアウトレバー２１５が受ける加圧力とは、具体的には、プレス加工時に下型２０と上型部１０とが帯状材料１をプレスする場合に生じる圧力である。

次に、本実施形態のノックアウト機構の実際の動作について図を用いて説明をする。なお、下記説明においては、下型２０に備わる下型成形部２００の動作について説明を行うが、上型１０に備わる上型成形部１００も同様の動作を行う。

図１１Ａは、プレス機の下死点付近の下型成形部２００の状態を示す図である。成形加工の１サイクルを説明すると、ノックアウトレバー２１５の上面に被加工材料である帯状材料１が存在する。プレス機の動作により、ノックアウトレバー２１５が押し上げられると、順次、キラーブロック２１４とノックアウトバー２１０とエジェクトピン２１７も押し下げられ、ノックアウトバー２１０に貫通して配列したノックアウトダイ２０３のみ連動して押し下げられる。

したがって、ノックアウトダイ２０３は圧縮ばね２２１の影響を受けずに下がり、帯状材料１は、プレス機の下支点でプレス成形加工される。このとき、ランスフォーミングダイ２０１、２０２とノックアウトダイ２０３の先端部はノックアウトレバー２１５の上面から所定量突出して帯状材料１に接触し、プレス成形加工を行う。

図１１Ｂは、帯状材料１のプレスが終了しプレス機の下死点付近から上型１０が上昇を開始した場合の下型成形部２００の状態を示す図である。

上型１０の上昇時には、エジェクトピン２１７を介して圧縮ばね２２２の力でノックアウトバー２１０が上昇する。ここで、ノックアウトダイ２０３についてはノックアウトバー２１０が貫通する穴に隙間が存在しないため、ノックアウトバー２１０の上昇に連動してノックアウトダイ２０３も上昇する。一方、ランスフォーミングダイ２０１、２０２についてはノックアウトバー２１０が貫通する穴に所定量ｃの隙間が存在するため、ノックアウトバー２１０が所定量ｃにより、上昇することはない。ここで、ノックアウトバー２１０は、ノックアウトダイ２０３の喰らいつきを外すと共に帯状材料１を所定のパスラインへ押し上げる役目を果たす。

したがって、ノックアウトダイ２０３のみが連動して上昇することにより、ノックアウトダイ２０３の先端部が所定量ｃだけランスフォーミングダイ２０１、２０２の先端部に対して突出し、ノックアウトダイ２０３の先端部のみが帯状材料１を押圧し、これにより、成形加工された帯状材料１への第１のランスフォーミングダイ２０１と第２のランスフォーミングダイ２０２の喰らいつきを外す。

上型１０が更に上昇すると、エジェクトピン２１８を介し圧縮ばね２２１によりレバーブロック２１６に連結されたノックアウトレバー２１５のみが上昇し、これにより、帯状材料１へのノックアウトダイ２０３の喰らいつきを外し、所定の搬送位置へ成形加工された帯状材料１を押し上げる。

そして、図１１Ａ、Ｂからわかるように、圧縮ばね２２２の収縮時（プレス機の下支点）では、ランスフォーミングダイ２０１、２０２の先端部２０１ｂ（２０２ｂ）及びノックアウトダイ２０３の先端部２０３ｂが共に帯状材料１に接触するとともに、圧縮ばね２２２の伸長時（上型１０の上昇時）では、ノックアウトダイ２０３の先端部２０３ｂが所定の隙間ｃの長さだけランスフォーミングダイ２０１、２０２の先端部２０１ｂ（２０２ｂ）に対してさらに突出して帯状材料１の喰らいつきを外すようにランスフォーミングダイ２０１、２０２の穴２０１ａ（２０２ａ）とノックアウトダイ２０３の穴２０３ａとが各々配置されている。

図１２は、本実施形態で用いられるランスフォーミングダイ及びランスフォーミングパンチの先端部の形状を拡大した図である。図１２は、本実施形態で用いられるランスフォーミングダイ及びランスフォーミングパンチの先端部にコイニング部を設けた成形パンチ及びダイが上下噛み合った状態を示す。成形部先端にコイニング部が設けられ、この部分が帯状材料の厚さｔに対してｐだけ喰いこみ、図１３に示すａ、ｂの平坦面積を大きくするとともに平坦な面に仕上げる、又、成形されることによってワークに応力が残り、反りやねじれ等の歪が残るが、コイニングされることによりワークの応力が解放され、歪の少ない製品を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態のノックアウト機構によれば、被加工材料からのフォーミングダイまたはフォーミングパンチの喰らい付きを安定的に外すことが可能となる。

本実施形態のノックアウト機構を備えるプレス成形金型で成形された帯状材料を示す図である。 本実施形態のノックアウト機構を備えるプレス成形金型の下型全体の組立平面図である。 本実施形態のノックアウト機構を備えるプレス成形金型の上型全体の組立平面図である。 本実施形態のノックアウト機構を備えるプレス成形金型の上型成形部と下型成形部の各構成要素を示す分解図である。 本実施形態の下型成形部の平面図である。 図２のＡＡ断面図である。 本実施形態のランスフォーミングダイの組み込まれた状態を示す図である。 本実施形態のノックアウトダイ２０３の組み込まれた状態を示す図である。 本実施形態のノックアウト可動部を示す図である。 本実施形態のノックアウト可動部を示す図である。 プレス機の下死点付近の本実施形態の下型成形部の状態を示す図である。 帯状材料１のプレスが終了しプレス機の下死点付近から上型が上昇を開始した場合の本実施形態の下型成形部の状態を示す図である。 本実施形態で用いられるランスフォーミングダイ及びランスフォーミングパンチの先端部の形状を拡大した図である。 本実施形態のノックアウト機構を備えるプレス成形金型で成形された帯状材料の断面図である。

符号の説明

１０：上型
２０：下型
１００：上型成形部
１０１：第１のランスフォーミングパンチ
１０２：第２のランスフォーミングパンチ
１０３：ノックアウトパンチ
１１０：ノックアウトバー
１１４：キラーブロック
１１５：ノックアウトレバー
１１６：レバーブロック
１１７：エジェクトピン
１１８：エジェクトピン
１２１：圧縮ばね
１２２：圧縮ばね
２００：下型成形部
２０１：第１のランスフォーミングダイ
２０２：第２のランスフォーミングダイ
２０３：ノックアウトダイ
２１０：ノックアウトバー
２１４：キラーブロック
２１５：ノックアウトレバー
２１６：レバーブロック
２１７：エジェクトピン
２１８：エジェクトピン
２２１：圧縮ばね
２２２：圧縮ばね

Claims (5)

1. 被加工材料をプレス加工するためのプレス金型に備わるノックアウト機構であって、
   プレス加工の１スタンピング毎にプレス機のストロークに応じて動作するノックアウトバーと、
   前記被加工材料への加工形状が形成された先端部と、前記ノックアウトバーが貫通するとともに前記プレス機の下死点において前記ノックアウトバーが前記下死点から動作する方向に所定の隙間がある穴と、を備える少なくとも１つのランスフォーミング部材と、
   ほぼ平坦な先端部と、前記ノックアウトバーがほぼ隙間無く貫通する穴と、を備え、前記ランスフォーミング部材と隣接して互いに前記ノックアウトバーが貫通して配置される少なくとも１つのノックアウト部材と、
   前記下死点において前記ランスフォーミング部材の先端部の反対側に当接して、前記ノックアウトバーの所定の隙間を前記プレス機の下死点から前記ノックアウトバーが動作する方向に形成するバッキングプレートと、
   を備え、
   前記プレス機の下死点において前記ランスフォーミング部材の先端部及び前記ノックアウト部材の先端部が共に前記被加工材料に接触する位置に前記ランスフォーミング部材の穴と前記ノックアウト部材の穴とが互いに配置され、前記下死点からの前記プレス機の動作において、前記ランスフォーミング部材は前記所定の隙間分動作せず、前記ノックアウトバーが貫通する穴に隙間のない前記ノックアウト部材のみが前記ノックアウトバーと連動して動作して前記被加工部材を押圧し、前記ノックアウト部材が前記ランスフォーミング部材の前記被加工材料への喰らいつきを外すことを特徴とするノックアウト機構。
   
2. 前記ランスフォーミング部材の先端部は、コイニング部を有することを特徴とする請求項１に記載のノックアウト機構。
3. 請求項１または２に記載のノックアウト機構を備えることを特徴とする下型。
4. 請求項１または２に記載のノックアウト機構を備えることを特徴とする上型。
5. 請求項３に記載の下型と請求項４に記載の上型との少なくとも一方を備えることを特徴とする金型装置。
   

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