JP4889408B2 - 成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、例えばバーリング加工などのごとくワークの一部に凸部又は凹部の成形加工を行う成形金型に係り、さらに詳細には、成形金型に移動可能に備えたワーク押えの移動を、流体圧機構を介してパンチホルダに伝達して、上記パンチホルダを前記ワーク押えの移動方向に対して逆方向へ移動する構成の成形金型に関する。

板状のワークに、例えばバーリング加工等の成形加工を行う場合、ワークに小径孔の穿孔加工を行った後、上記小径孔の部分をパンチにより押圧して、ワーク面から筒状に突出するように凸部の成形加工を行うものである。この場合、プレス機械に往復動自在に備えたラム（ストライカ）側からワークの反対側面（例えば下面側）へ突出するようにバーリング加工（成形加工）を行う場合は、定位置のワークに対してパンチを下降すればよく、比較的容易に行うことができる。

しかし、前記ワークのラム側の面（例えば上面）へ突出するようにバーリング加工を行う場合、下部金型に固定して備えたパンチに対して、ワークのパスラインからワークを大きく下降させる必要がある。したがって、ワークの成形加工を行う箇所によっては、ワークを必要以上に下降せしめることにより悪影響を生じることがある。

そこで、上述のごとき問題を解消すべく、ワークを押さえるワーク押えの移動を、流体圧機構を介して、パンチを備えたパンチホルダに伝達する構成を採用した成形金型が提案されている（例えば特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載の金型の構成は、図２に示す構成である。すなわち、成形金型は、パンチプレス（図示省略）における金型ホルダ１に着脱自在な円筒形状の金型ブロック３を備えており、この金型ブロック３の同一円上の複数箇所には小径のピストン５が上下動自在に嵌合してある。そして、前記金型ブロック３の上面には前記ピストン５の抜け止め用のピストン押えプレート７がボルト等によって固定してある。前記ピストン押えプレート７を貫通して上方向へ突出したピストンロッド９には、中央部に貫通孔１１Ｈを備えた板押えプレート１１がボルト１３によって一体的に取付てある。

前記金型ブロック３の中央部にはパンチホルダ１５が上下動可能に嵌入してあり、このパンチホルダ１５の上部には、前記板押えプレート１１の前記貫通孔１１Ｈから上方向へ突出自在なパンチ１７が着脱交換可能に取付けてある。そして、前記金型ブロック３の下端面に取付けたエンドプレート１９と前記パンチホルダ１５の下端部に取付けたナット２１との間には、ストリッパースプリング２３が弾装してある。

前記ピストン５の動作を前記パンチホルダ１５に伝達するために、前記パンチホルダ１５の長手方向のほぼ中央部にはピストン１５Ｐが形成してあり、このピストン１５Ｐを嵌入した流体圧室２５Ａと前記各ピストン５を嵌入した各流体圧室２５Ｂは、流体通路２７を介して連通してある。したがって、前記ピストン５を下降すると、流体圧室２５Ａ，２５Ｂ内の流体を介して前記パンチホルダ１５は相対的に上昇されるものである。

前記構成において、小孔ＷＨを形成したワークＷを前記板押えプレート１１上に載置位置決めした状態において、成形穴２９Ｈを下面に備えた上型２９を前記ワークＷの上面に接触し、その後に上型２９をラム等によって強制的に下降すると、ワークＷ，板押えプレート１１およびピストン５が一体的に下降されるので、流体圧室２５Ａ，２５Ｂ内の作動流体の圧力が次第に上昇し、ストリッパースプリング２３の付勢力に抗してパンチホルダ１５が相対的に上昇される。そして、パンチホルダ１５の上部に備えたパンチ１７がワークＷの小孔ＷＨの部分を前記上型２９の成形穴２９Ｈ内へ突出成形することとなり、ワークＷに上向きのバーリング加工が行われるものである。
特許第２９３４１８８号公報

前記説明より理解されるように、前記構成においては、金型ブロック３の複数箇所に流体圧室２５Ｂを穿孔加工し、かつ複数のピストン５，ピストン押えプレート７，板押えプレート１１をピストン５に固定する複数のボルト１３等を必要とするものであって、加工工数が多いと共に構成部品点数が多く構成が複雑であり、かつ組立作業が厄介であるという問題がある。

さらに、特許文献１に記載の構成においては、パンチホルダ１５の下部はエンドプレート１９から下方向へ突出した構成であって、ピストン１５Ｐはパンチホルダ１５の周囲に環状に形成してある。したがって、ピストン１５Ｐの受圧面積が小さいので、流体圧室２５Ａ，２５Ｂ内の流体圧を高圧に上昇する必要があり、シール部からの漏洩を生じ易いという問題がある。上記受圧面積を大きくしようとすると、全体的構成が太く大きくなるという問題がある。

また、上記構成により、流体圧室内の容積が比較的小さな構成であり、作動流体の漏洩が生じると、パンチホルダのストロークに影響するという問題があり、さらなる改良が求められていた。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、筒状の金型本体内に出入する方向へ移動自在に嵌合して備えた摺動部材の外端部にワーク支持部を備えると共に、前記摺動部材の内端面と前記金型本体の底部との間に流体圧室を備え、前記ワーク支持部から突出可能なパンチを備えたパンチホルダを前記摺動部材に相対的に摺動自在に備え、このパンチホルダの内端面を、前記流体圧室に臨ませて備えていることを特徴とするものである。

また、前記成形金型において、前記流体圧室内において前記パンチホルダに螺着したボルトと前記摺動部材との間に、前記パンチホルダを常に内方向へ付勢した付勢手段を備えていることを特徴とするものである。

また、前記成形金型において、前記パンチホルダに対する前記ボルトの螺合部に連通したエア抜き孔を前記パンチホルダに備えていることを特徴とするものである。

また、前記成形金型において、前記金型本体の底部に栓部材を螺入可能に備え、この栓部材にチェック弁を備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、パンチホルダの受圧面積を大きくすることができると共に、流体圧室の容積を大きくすることができ、前述したごとき従来の問題を解消することができるものである。

以下、図面を用いて本発明の実施形態に係る成形金型の構成について詳細に説明するに、前述した従来の構成要素と同一効果を奏する構成要素には同一符号を付して重複した説明は省略する。

図１を参照するに、本実施形態に係る成形金型４１は、パンチプレスにおける金型ホルダ１に着脱可能に支持される筒状の金型本体４３を備えており、この金型本体４３における嵌合孔４５の一端部側（図１において上端部側）には、ピストンを兼ねた筒状の摺動部材４７が当該金型本体に対して出入りする方向（上下方向）へ移動自在に嵌合してある。この摺動部材４７の外端部（上端部）には、ワーク支持部４９が備えられている。

前記ワーク支持部４９は、前記摺動部材４７に一体に形成した構成とすることも可能であるが、本実施形態においては、前記ワーク支持部４９は前記摺動部材４７に対して着脱可能なワーク押え５１によって構成してある。そして、前記ワーク押え５１の中央部には、パンチ５３の先端部が貫通自在な貫通孔５１Ａが形成してある。さらに、前記ワーク押え５１には、内部の空気を外部へ排気するための排気孔５１ＢがワークＷとの接触面（上端面）から離れた位置に貫通してある。

前記金型本体４３における前記嵌合孔４５の他端部側（下端部側）は、前記金型本体４３の底部４３Ｂと前記摺動部材４７の内端面４７Ｆとの間に閉じられた形態の流体圧室５５に形成してあり、この流体圧室５５内には作動流体として油などの液体が密閉してある。そして、前記流体圧室５５内へ作動流体を充填するために、前記金型本体４３の底部４３Ｂには栓部材５７が出入する方向へ移動可能に螺合（螺入）してある。この栓部材５７には、前記流体圧室５５内への作動流体の流入は許容するが、流体圧室５５からの作動流体の流出を阻止するためのチェック弁５９が備えられている。なお、チェック弁の構成は周知であるから、チェック弁の構成についての詳細な説明は省略する。

前記摺動部材４７内には、パンチ固定ブロック６１を介して前記パンチ５３を先端部側に一体的に備えたパンチホルダ６３が相対的に摺動可能に嵌入してある。このパンチホルダ６３の内端面６３Ｆは前記流体圧室５５に臨ませて設けてあり、この内端面６３Ｆから前記流体圧室５５内へ突出した突出部６３Ｐに形成した螺子孔６３Ｓには、スプリング座６５を支持したボルト６７が螺入してある。そして上記スプリング座６５と前記摺動部材４７の内端面４７Ｆとの間には、前記パンチホルダ６３を常に内方向（図１においては下方向）へ付勢した付勢手段の一例としてのストリッパースプリング６９が弾装してある。なお、前記パンチホルダ６３には、前記螺子孔６３Ｓ内のエアを排気するためのエア抜き孔７１が適数箇所に設けられている。

なお、図中における符号７３はそれぞれＯリングなどのごときシール部材であり、符号７５はリング状の抜け止め部材である。

以上のごとき構成において、流体圧室５５内へ油等の作動流体を充填するとき、成形金型４１の上下を反転し、かつ栓部材５７を僅かに緩めた状態において、チェック弁５９から作動流体を充填する。この際、流体圧室５５内の作動流体はエア抜き孔７１から螺子孔６３Ｓ内にも流入するので、螺子孔６３Ｓ内のエアが排出される。上記のごとく、流体圧室５５内に作動流体を充填した後、チェック弁５９の例えばポペットを押した状態において栓部材５７を締め付けると、流体圧室５５内の空気と作動流体の一部が排出される。すなわち、前記流体圧室５５内には、空気が存在しない状態において作動流体が充填されることになる。

上述のごとく、流体圧室５５内に作動流体を充填した状態においては、摺動部材４７は嵌合孔４５の一端部に備えた抜け止め部材７５に当接した状態にある。そして、パンチホルダ６３は強力なストリッパースプリング６９によって内方向へ付勢され、パンチホルダ６３の内端面６３Ｆは摺動部材４７における内端部の内方向へのフランジ部Ｆに当接した状態にある。

以上のごとき構成の成形金型４１を、パンチプレスにおける金型ホルダ１に装着し、前記ワーク押え５１上にワークＷを載置した後、上型２９によってワークＷを押圧下降すると、ワーク押え５１を介して摺動部材４７が下降されるので、流体圧室５５内の作動流体の圧力が次第に上昇する。

そして、前記パンチホルダ６３の受圧面積（この受圧面積は、内端面６３Ｆ及び突出部６３Ｐの先端面をも含めた面積であって、パンチホルダ６３の断面積に等しいものである）に作用する圧力が大きくなると、前記ストリッパースプリング６９の付勢力に抗してパンチホルダ６３が上昇し、パンチ５３の先端部でもってワークＷを押圧して、従来と同様に、上向きのバーリング加工などの成形加工が行われることとなる。その後、上型２９によるワークＷの押圧下降を解除すると、ストリッパースプリング６９の付勢力によって初期の状態に復帰される。

上記説明より理解されるように、パンチホルダ６３の受圧面積を、パンチホルダ６３の断面積と等しくすることができ、従来の構成に比較して受圧面積を大きくすることができる。したがって、流体圧室５５内の作動流体を必要以上に高圧に上昇する必要がなく、作動流体の漏洩を効果的に防止することができると共に、全体的構成の小径化を図ることができるものである。また、前記構成によれば、流体圧室５５の容積を大きくすることができ、仮りに、作動流体が僅かに洩れた場合であっても、その影響を抑制することができるものである。

さらに、前記構成によれば、流体圧室５５及び作動流体に没入された部分に気体が存在しない状態とすることができ、流体圧室５５内において作動流体が高圧になった場合であっても気体が圧縮されるようなことがないものである。したがって、流体圧室５５の圧力をパンチホルダ６３へ直接的に伝達することができると共に、摺動部材４７の摺動距離と前記パンチホルダ６３の相対的摺動距離との関係を常に正確に保持することができ、正確な成形加工を行うことができるものである。

本発明の実施形態に係る成形金型の断面説明図である。 従来の成形金型の断面説明図である。

符号の説明

４１ 成形金型
４３ 金型本体
４７ 摺動部材
４９ ワーク支持部
５１ ワーク押え
５３ パンチ
５５ 流体圧室
５７ 栓部材
５９ チェック弁
６３ パンチホルダ
６３Ｐ 突出部
６３Ｓ 螺子孔
６７ ボルト
６９ ストリッパースプリング（付勢手段）
７１ エア抜き孔

Claims (4)

1. 筒状の金型本体内に出入する方向へ移動自在に嵌合して備えた摺動部材の外端部にワーク支持部を備えると共に、前記摺動部材の内端面と前記金型本体の底部との間に流体圧室を備え、前記ワーク支持部から突出可能なパンチを備えたパンチホルダを前記摺動部材に相対的に摺動自在に備え、このパンチホルダの内端面を、前記流体圧室に臨ませて備えていることを特徴とする成形金型。
2. 請求項１に記載の成形金型において、前記流体圧室内において前記パンチホルダに螺着したボルトと前記摺動部材との間に、前記パンチホルダを常に内方向へ付勢した付勢手段を備えていることを特徴とする成形金型。
3. 請求項２に記載の成形金型において、前記パンチホルダに対する前記ボルトの螺合部に連通したエア抜き孔を前記パンチホルダに備えていることを特徴とする成形金型。
4. 請求項１，２又は３に記載の成形金型において、前記金型本体の底部に栓部材を螺入可能に備え、この栓部材にチェック弁を備えていることを特徴とする成形金型。

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