JP5815005B2

JP5815005B2 - 分割パンチ

Info

Publication number: JP5815005B2
Application number: JP2013231344A
Authority: JP
Inventors: 利昌小清水; 明敏内海
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2015-11-17
Anticipated expiration: 2033-11-07
Also published as: JP2015089567A

Description

本発明は、主パンチと副パンチが互いに分割されている分割パンチに関する。

例えば、乗員の腰の前に配置される自動二輪車の燃料タンクは、燃料タンクの容積を稼ぐために上部を車幅方向に広げ、ニーグリップ性を高めるために下部を車幅方向に狭めることで、Ω状の断面形状を呈するものが主流となっている。燃料タンクは、ブランク材をダイに載せ、パンチをダイへ進入させることで、Ω状に成形し、底板を溶接することで製造される。

断面がΩ状の成形体は、成形は可能であるが、いわゆるアンダーカットにより成形後にパンチから外すことができない。対策として、パンチを分割構造にして、縮径することで、成形体をパンチから外すことができるようにすることが知られている（例えば、特許文献１（図５）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図８は従来の分割パンチの断面図であり、分割パンチ１００は、中央の主パンチ１０１と、両側の副パンチ１０２、１０２とからなる。成形後に、主パンチ１０１を下げる。すると、副パンチ１０２、１０２を中央に寄せることができる。結果、分割パンチ１００から、成形体１０３を上へ外すことができる（脱型工程）。

ところで、脱型工程前の成形工程では、分割パンチ１００に、成形反力が作用する。この成形反力を受けると分割パンチ１００は、撓む（具体的には縮む。）
この変形は、主パンチ１００と副パンチ１０２、１０２に個別に発生する。

副パンチ１０２、１０２は、アンダーカット形状を達成するために、局部的にくびれている。結果、主パンチ１０１に比較して撓み（縮み）易くなる。
結果、主パンチ１０１と副パンチ１０２、１０２との間に、図９（ｂ）に示すような段差ｄができる。

また、段差ｄの発生は、次に述べる要因でも発生する。
成形反力は、プレス圧力と受圧面積の積で求めることができる。分割パンチ１００に加わるプレス圧力（単位面積当たりの力）は、主パンチ１０１と副パンチ１０２、１０２で同一と考えることができる。

図９（ａ）に示すように、主パンチ１０１の受圧面積に比較して、副パンチ１０２の受圧面積は大きくなる。すると、主パンチ１０１に作用する圧縮力Ｐ１より、副パンチ１０２、１０２に作用する圧縮力Ｐ２、Ｐ２が大きくなる。

主パンチ１０１の高さ寸法ｈ１は圧縮されことで小さくなる。一方、副パンチ１０２、１０２の高さ寸法ｈ２は大きな力で圧縮されるために、大きく圧縮される。
結果、図９（ｂ）に示すように、主パンチ１０１と、副パンチ１０２、１０２との間に、段差ｄが生じる。この段差ｄは図面では強調して示したが、正しくは僅かである。しかし、僅かな段差であっても成形体に、デフォーム（例えば、凹凸やすじ模様など）を発生させる。デフォームを消す修正工程が別途必要となり、生産性に影響する。

生産性向上の観点から、工程数の増加を抑制することが望まれる。
したがって、主パンチと副パンチからなる分割パンチにおいて、段差を発生させないような技術が求められる。

特開２０１１−８３８０７公報

本発明は、主パンチと副パンチの間に段差を発生させないような分割パンチを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、主パンチと、ワークのプレス成形時にアンダーカット形状するためにアンダーカット形成用凹部を有し前記主パンチに合わせ使用する副パンチとからなり、合わせ面を境にして前記主パンチと前記副パンチが互いに分割されている分割パンチであって、
前記合わせ面にて、前記主パンチに、前記副パンチへ突出する受け部を設け、前記副パンチに、前記受け部に載る被受け部を設け、成形反力を受けると、前記被受け部が前記受け部で支承されるようにし、
前記受け部の受け面と前記合わせ面とのなす角度は、鋭角に設定されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、合わせ面にて、主パンチに、プレス方向に延びるキーを設け、このキーの一端に受け部を設け、副パンチに、キーに嵌るキー溝を設け、このキー溝の一端に被受け部を設けたことを特徴とする。

請求項３に係る発明では、キー溝の幅は、アンダーカット形成用凹部の長さに対応して設定し、キーの幅は、キー溝の幅に対応して設定されることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、主パンチに受け部を設け、副パンチに受け部に載る被受け部を設け、成形反力を受けると被受け部が受け部で支承されるようにした。
主パンチと副パンチとが一体化し一つの剛体となるため、主パンチと副パンチとの間に段差が発生しないか発生したとしても軽微となる。よって、デフォームが発生する心配はなく、形状が良好な成形体が得られる。

加えて、受け部の受け面と合わせ面とのなす角度は、鋭角に設定されているため、成形反力を受けると副パンチが主パンチへ付勢される。主パンチと副パンチの間に隙間が発生する心配が無く、主パンチと副パンチが一体化し、形状が良好な成形体が得られる。

請求項２に係る発明では、主パンチにキーを設け、副パンチに、キーに嵌るキー溝を設けた。
キー嵌合により、主パンチに対して副パンチが横ずれすることを防止することができ、主パンチと副パンチとを一体化することができる。

請求項３に係る発明では、キー溝の幅は、アンダーカット形成用凹部の長さに対応して設定し、キーの幅は、キー溝の幅に対応して設定した。
アンダーカット形成用凹部を設けた部位は他の部位より撓みやすく、ずれ易いい。本発明ではアンダーカット形成用凹部を設けた部位に対応してキー溝を設けた。キー溝をキーに嵌合することにより、ずれを防止することができる。

本発明に係る分割パンチを備えるプレス装置の原理図である。絞り工程を説明する図である。アンダーカット部成形を説明する図である。本発明に係る分割パンチの断面図である。成形反力を説明する図である。図４の６ａ矢視図及び６ｂ矢視図である。分割パンチの変更例を示す図である。従来の分割パンチの断面図である。従来の分割パンチの作用図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

図１に示すように、プレス装置１０は、ボルスター１１と、このボルスター１１に載っているダイ１２と、このダイ１２に組み込まれているリ・ストライクパンチ１３、１３と、これらのリ・ストライク１３、１３を水平に往復させる第１シリンダ１４、１４と、ダイ１２の上方に配置される昇降フレーム１５と、この昇降フレーム１５の中央に下向きに第２シリンダ１６を介して取付けら下へ延びる主パンチ１７と、この主パンチ１７の側方に配置され且つ昇降フレーム１５から下に延びるブラケット１８に水平移動可能に支持される副パンチ１９、１９と、これらの副パンチ１９、９を水平に移動するためにブラケット１８に取付けられた第３シリンダ２１、２１と、副パンチ１９の側方にて昇降フレーム１５から下に延びる第４シリンダ２２、２２と、これらの第４シリンダ２２、２２の下端（ピストンロッドの下端）に固定されるブランクホルダ２３、２３とからなる。

リ・ストライク１３、１３は後退限位置にある。この状態で、ダイ１２の凹部２５へ液体２７が満たされる。ダイ１２にブランク材２６を載せる。次に、昇降フレーム１５を下げる。

図２にて、ブランクホルダ２３、２３でブランク材２６の両端が押さえられる。次に、主パンチ１７及び副パンチ１９、１９が、凹部２５へ進入して、ブランク材２６は、Ｕ断面となるように絞られる（絞り工程）。
次に、第１シリンダ１４、１４を伸動させ、リ・ストライクパンチ１３、１３を前進させる。結果、ブランク材２６にアンダーカット形状が形成できる。

次に、図３にて、第１シリンダ１４、１４を縮動させて、リ・ストライク１３、１３は後退させる。並行して、第２シリンダ１６を縮動させ、主パンチ１７を上昇する。この主パンチ１７の移動により、副パンチ１９、１９の横移動が可能となる。第３シリンダ２１、２１を伸動させ、副パンチ１９、１９を互いに中心に寄せる。これで、成形体２８からパンチ１７、１９、１９を外すことができる。昇降フレーム１５を上昇することで、パンチ１７、１９、１９及びブランクホルダ２３、２３を上げる。

図４に示すように、分割パンチ３０は、主パンチ１７と、ワークのプレス成形時にアンダーカット形状するためにアンダーカット形成用凹部３１、３１を有し主パンチ１７に合わせ使用する副パンチ１９、１９とからなり、合わせ面３２を境にして主パンチ１７と副パンチ１９、１９が互いに分割されているパンチである。
なお、図４では便宜上、分割パンチ３０の向きを、図１に対して天地逆にした。以下同様。

そして、合わせ面３２にて、主パンチ１７に、副パンチ１９へ突出する受け部３３を設け、副パンチ１９に、受け部３３に載る被受け部３４を設け、成形反力を受けると、被受け部３４が受け部３３で支承されるようにした。
加えて、受け部３３の受け面（図５、符号３３ａ）と合わせ面３２とのなす角度αは、鋭角に設定した。なお、鈍角は９０°未満の角度を意味する。

また、受け部３３と被受け部３４は、アンダーカット形成用凹部３１、３１よりパンチ先端側に設けることが望まれる。
図５に示すように、主パンチ１７において、パンチ先端から受け部３３までの高さをＨ１とすると、圧縮力Ｐ１によりＨ１は縮む。また、副パンチ１９において、パンチ先端から被受け部３４までの高さをＨ２とすると、圧縮力Ｐ２によりＨ２は縮む。しかし、受け部３３で被受け部３４が支承されているため、主パンチ１７と副パンチ１９とが一体化し一つの剛体となる。結果、高さＨ１の縮み代と高さＨ２の縮み代に差が発生しないか発生してもごく僅かである。よって、パンチ先端において、主パンチ１７と副パンチ１９との間に段差が発生しないか発生したとしても軽微である。

加えて、受け面３３ａと合わせ面３２とのなす角度αが、鋭角に設定されているため、成形反力を受けると副パンチ１９が主パンチ１７へ付勢され、主パンチ１７と副パンチ１９の間に隙間が発生する心配が無くなる。

図６（ａ）は、図４の６ａ矢視図であり、主パンチ１７の側面には、プレス方向に伸びるキー３６が形成されている。
また、図６（ｂ）は、図４の６ｂ矢視図であり、副パンチ１９の内側面には、プレス方向に伸びるキー溝３７が形成されている。

キー３６にキー溝３７を嵌めることにより、主パンチ１７に対して、副パンチ１９は図面上下（プレス方向）には移動可能であるものの図面左右（プレス方向と直交する方向）には移動不能である。したがって、主パンチ１７から副パンチ１９が不都合に横ずれする心配は無くなる。

なお、キー３６とキー溝３７との間に、はめあい公差と呼ばれる微小な隙間が不可避的に存在する。この微小な隙間の分だけ主パンチ１７に対して副パンチ１９がずれる可能性はある。
そこで、本例では、キー３６の先端を山型（Ｖ字状）にした。対応してキー溝３７の先端を谷型（Ｖ字状）にした。
図面下向きに成形反力が加わると、山の頂点３８に谷の底３９が合致する。結果、主パンチ１７に対して副パンチ１９がずれる心配が更になくなる。

次に、キー３６及びキー溝３７の幅を検討する。
キー溝３７の幅Ｗは任意に設定することは差し支えない。
しかし、図７に示すように、キー溝３７の幅Ｗは、アンダーカット形成用凹部３１の長さに対応して設定することが推奨される。必然的に、キー３６の幅ｗは、キー溝３７の幅Ｗに対応して設定される。

アンダーカット形成用凹部３１を設けた部位は他の部位より撓みやすく、ずれ易い。本発明ではアンダーカット形成用凹部３１を設けた部位に対応してキー溝３７を設けた。キー溝３７をキー３６に嵌合することにより、ずれを防止することができる。

尚、実施例では、分割パンチは１個の主パンチと２個の副パンチで構成したが、１個の主パンチと１個の副パンチで構成してもよく、１個の主パンチと３個以上の副パンチで構成することも可能となり、副パンチの数は任意である。
また、本発明の分割パンチが対象とする成形体は、Ω字形断面を含む燃料タンクが好適であるが、アンダーカット形状を含む成形体であれば、成形体の種類は問わない。

本発明の分割パンチは、Ω字形断面を含む燃料タンクの成形に好適である。

１０…プレス装置、１７…主パンチ、１９…副パンチ、３０…分割パンチ、３１…アンダーカット形成用凹部、３２…合わせ面、３３…受け部、３３ａ…受け部の受け面、３４…被受け部、３６…キー、３７…キー溝、Ｗ…キー溝の幅。

Claims

主パンチと、ワークのプレス成形時にアンダーカット形状するためにアンダーカット形成用凹部を有し前記主パンチに合わせ使用する副パンチとからなり、合わせ面を境にして前記主パンチと前記副パンチが互いに分割されている分割パンチであって、
前記合わせ面にて、前記主パンチに、前記副パンチへ突出する受け部を設け、前記副パンチに、前記受け部に載る被受け部を設け、成形反力を受けると、前記被受け部が前記受け部で支承されるようにし、
前記受け部の受け面と前記合わせ面とのなす角度は、鋭角に設定されていることを特徴とする分割パンチ。
前記合わせ面にて、前記主パンチに、プレス方向に延びるキーを設け、このキーの一端に前記受け部を設け、前記副パンチに、前記キーに嵌るキー溝を設け、このキー溝の一端に前記被受け部を設けたことを特徴とする請求項１記載の分割パンチ。
前記キー溝の幅は、前記アンダーカット形成用凹部の長さに対応して設定し、前記キーの幅は、前記キー溝の幅に対応して設定されることを特徴とする請求項２記載の分割パンチ。