JP6568494B2 - パンチング装置用型合わせセット、パンチング装置の型合わせ方法及びプレス製品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、パンチング装置用型合わせセット、パンチング装置の型合わせ方法及びプレス製品の製造方法に関する。

従来のパンチング装置は、雌型を有するダイと、この雌型に合致する形状の雄型を先端に有するパンチとを有し、前記パンチをダイに近接移動させることで雄型及び雌型によってワークを穿設する。この種のパンチング装置にあっては、上記穿設の前に、前記雄型及び雌型の調心作業が行われる（特許第２８８８４２９号公報参照）。

穿設する形状が非円形である場合、パンチの移動方向と垂直な平面における位置ずれの修正（調心）だけではなく、雄型及び雌型の角度ズレの修正を行う必要がある。しかし、上記公報所載の装置にあっては、パンチ及びダイの相対位置を調整して上記調心だけではなく角度ズレの修正も行うことは困難であり、正確な型合わせ作業に長時間を要するという不都合がある。

特許第２８８８４２９号公報参照

本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、本発明の課題は、パンチング装置による抜き形状が非円形であっても正確かつ容易に型合わせができるパンチング装置用型合わせセット及びパンチング装置の型合わせ方法を提供すること、並びに非円形の抜き形状のプレス製品を容易かつ確実に製造できるプレス製品の製造方法を提供することにある。

前記課題を解決すべくなされた本発明に係るパンチング装置用型合わせセットは、一方側にダイ装着凹部を有するダイ装着具、一方側に雌型を有するダイ、前記雌型に合致する形状の雄型を先端に有し、前記ダイ装着凹部に装着された前記ダイに相対的に近接移動することでワークを穿設するパンチ、及び前記ダイ装着凹部に装着可能に設けられ、上面に軸合わせ用凹部を有する軸合わせ治具を備え、前記軸合わせ用凹部の前記パンチの移動方向との仮想垂直面における位置が、前記雌型に対応する位置に配され、前記ダイ装着凹部が、前記パンチの移動方向を中心軸として前記ダイを回動可能に装着できるよう設けられている。

当該パンチング装置用型合わせセットを用いることで、前記パンチの移動方向と垂直方向における雄型及び雌型の位置ズレと、前記パンチの移動方向を中心軸とする回転方向における雄型及び雌型の角度ズレとを容易かつ確実に修正することができる。つまり、まずダイ装着凹部に軸合わせ治具を装着し、パンチをこの軸合わせ治具に近接させることで、軸合わせ治具の軸合わせ用凹部が雌型に対応する位置に設けられているので、前記移動方向と垂直方向における前記パンチの位置を容易かつ確実に合わせることができる。その後、ダイ装着凹部に軸合わせ治具に代えてダイを装着し、パンチをこのダイに近接させ、ダイ装着凹部に装着されたダイを回動することで、前記雄型及び雌型の角度ズレを修正することができる。

当該パンチング装置用型合わせセットにあっては、前記パンチが、前記移動方向を中心軸とすると共に前記雄型よりも径が大きい円柱状の基台部を前記雄型の一方側に有し、前記軸合わせ用凹部が前記基台部に合致する形状であることが好ましい。これにより、前記基台部と前記軸合わせ用凹部とを用いることで、前記移動方向と垂直方向におけるパンチの位置合わせをより容易かつ確実に行うことができる。つまり、前記パンチの基台部が前記軸合わせ用凹部に合致するように、前記移動方向と垂直方向における前記パンチの相対位置を修正することで、前記位置合わせを容易かつ確実に行うことができる。

また、本発明に係るパンチング装置の型合わせ方法は、当該パンチング装置用位置合わせセットを用いるパンチング装置の型合わせ方法であって、前記ダイ装着凹部に前記軸合わせ治具を装着した状態で、前記ダイ装着具に対する前記移動方向と垂直方向における前記パンチの相対的な位置を合わせる工程、前記位置合わせ工程の後、前記ダイ装着凹部から前記軸合わせ治具を離脱し、このダイ装着凹部に前記ダイを装着する工程、及びこのダイ装着凹部に装着されたダイを回動することで、前記雄型及び雌型の角度ズレを修正する工程を備える。

当該パンチング装置の型合わせ方法は、前記パンチの移動方向と垂直方向における雄型及び雌型の位置ズレと、前記パンチの移動方向を中心軸とする回転方向における雄型及び雌型の角度ズレとを容易かつ確実に修正することができる。

当該プレス製品の製造方法は、当該パンチング装置の型合わせ方法によって型合わせを行う工程と、この型合わせを行った後に前記パンチ及びダイによってワークを穿設する工程とを有する。

当該プレス製品の製造方法によれば、当該パンチング装置の型合わせ方法によって容易かつ確実に雄型及び雌型の型合わせがなされるため、容易かつ確実にプレス製品を製造することができる。

以上説明したように、本発明に係るパンチング装置用型合わせセット及びパンチング装置の型合わせ方法は、パンチング装置による抜き形状が非円形であっても正確かつ容易に型合わせができる。また、本発明に係るプレス製品の製造方法は、非円形の抜き形状のプレス製品を容易かつ確実に製造できる。

本発明の一実施形態のパンチング装置用型合わせセットの概略的斜視図である。 図１のパンチング装置用型合わせセットを用いたパンチング装置の型合わせ方法において、ダイ装着凹部に軸合わせ治具を装着した状態を示す一部断面を含む概略的斜視図である。 図１のパンチング装置用型合わせセットを用いたパンチング装置の型合わせ方法において、ダイ装着凹部にパンチの基台部を挿入した状態を示す一部断面を含む概略的斜視図である（なお、軸合わせ治具については破線で示している）。 図１のパンチング装置用型合わせセットを用いたパンチング装置の型合わせ方法において、ダイ装着凹部に軸合わせ治具に代えてダイを装着する状態を示す一部断面を含む概略的斜視図である。 図１のパンチング装置用型合わせセットを用いたパンチング装置の型合わせ方法において、ダイ装着凹部にダイが回動可能に装着されている状態を示す一部断面を含む概略的斜視図である。

＜パンチング装置用型合わせセット＞
図１のパンチング装置用型合わせセット（以下、単に型合わせセットということがある）は、パンチ１０、ダイ２０、軸合わせ治具３０及びダイ装着具４０を備える。

（パンチ）
パンチ１０は、ダイ装着具４０に装着されたダイ２０に近接移動することでワーク（図示省略）を穿設する部材である。このパンチ１０は、先端（下端）に雄型１１（異形状切刃部）を有し、この雄型１１よりも上方に基台部１２を有している。なお、本実施形態において、パンチ１０側（特許請求の範囲の一方側）を上方、ダイ装着具４０側を下方という。

前記パンチ１０は、穿設作業のためにパンチ１０を上下動させるパンチング装置のパンチ保持機構（図示省略）によって保持される。このパンチ保持機構は、穿設作業のためにパンチ１０を前述のように上下動させる機構と、ダイ装着具４０に対するパンチ１０の相対的な水平方向における位置（パンチ１０の移動方向と仮想垂直面におけるパンチ１０の位置）を修正する機構（図示省略）とを有している。つまり、パンチ１０は、前記パンチ保持機構の前記水平方向位置修正機構によって水平方向の位置が修正されると共に、前記上下動機構によって穿設作業のための上下動を行う。また、パンチ１０は、後述する基台部１２の上方で前記パンチ保持機構に保持される。なお、本実施形態において、パンチの移動方向とは上下方向（鉛直方向）である。また、パンチング装置は、前記ダイ保持具４０を水平方向に移動させることで、ダイ装着具４０に対するパンチ１０の相対的な位置を修正する機構を備えることも可能である。なお、パンチング装置は、前述のようなパンチ１０とダイ装着具４０との相対的な位置を修正する機構として、パンチ１０及びダイ装着具４０のいずれか一方又は双方を移動させる機構を有することができる。

前記雄型１１は、後述する雌型２１に合致した形状をなし、底面視非円形である。つまり、前記パンチ１０とダイ２０とによって、ワークには非円形の穿孔が形成される。

前記パンチ１０は、鉛直方向（前記移動方向）を中心軸とすると共に前記雄型１１よりも径が大きい円柱状の基台部１２を前記雄型１１の一方側に有している。ここで、基台部１２の径が雄型１１より大きいとは、底面視（パンチ１０の先端から見た状態）で基台部１２の外形内に雄型１１の外形が含まれていることを意味する。さらに言及すると、本実施形態においては、雄型１１の図心軸と基台部１２の中心軸とが一致しており、底面視において雄型１１の外接円の径が基台部１２の径よりも小さい。

（ダイ）
前記ダイ２０は、前記ダイ装着具４０に装着され、前記パンチ１０とによってワークを穿設する部材である。このダイ２０は、鉛直方向を中心軸として前記ダイ装着具４０に回動可能に装着される。具体的には、ダイ２０の外形は、鉛直方向を中心軸とした円柱状である。ダイ２０の外形の中心軸は、水平方向における正確な位置にある前記パンチ１０の基台部１２の中心軸、及び前記雄型１１の図心軸と一致している。なお、パンチ１０の水平方向における正確な位置とは、前記雄型１１と後述する雌型２１との図心軸が一致する
パンチ１０の位置を意味する。なお、図心軸が一致するとは完全に一致する場合のみならず、加工精度によっては多少のズレがあってもよい。

前記ダイ２０は、前述のように雄型１１に合致した形状の雌型２１（異形状切削切刃部）を、上面に有している。この雌型２１は、雄型１１とせん断加工隙間を確保しつつ雄型１１と一致した形状を有する。なお、雌型２１は上面に設けられた凹部から構成され、この上面の雌型２１を除いた領域は平坦面である。

（ダイ装着具）
前記ダイ装着具４０は、前述のようにダイ２０が装着されるダイ装着凹部４１を上面に有している。なお、この上面のダイ装着凹部４１を除いた領域は平坦面である。

前記ダイ装着凹部４１は、前述のようにダイ２０が装着できると共に、前記軸合わせ治具３０が装着できる。このダイ装着凹部４１は、前記ダイ２０を回動可能に装着できるよう設けられている。具体的には、ダイ装着凹部４１の内周壁は、鉛直方向を中心軸とする円柱状に設けられている。このダイ装着凹部４１の内周壁の中心軸は、ダイ２０の外形の中心軸と一致し、ダイ装着凹部４１の内周壁の径は、ダイ２０の外形の径よりも少しだけ大きい。このダイ装着凹部４１の内周壁の径とダイ２０の外形の径との差は、前述のようにダイ２０を回動できると共にダイ２０の水平方向に許容される以上の位置ズレを生じない範囲とされ、ワークや穿孔の大きさによって異なるが、例えば１μｍ以下である。さらに、ダイ装着凹部４１の内周壁は、完全な円柱状でなくとも良く、例えば内周壁に鉛直方向に沿って空気抜き等のための溝を設けることも可能である。

なお、前記ダイ装着具４０は、ダイ装着凹部４１に装着されたダイ２０を回動不能に保持する固定機構（図示省略）を備えることも可能である。つまり、ダイ装着凹部４１にダイ２０を装着し、ダイ２０を回動して雄型１１と雌型２１との角度ズレを後述するように修正した後、前記固定機構によってダイ２０の回動を規制することも可能である。

（軸合わせ治具）
前記軸合わせ治具３０は、前述のようにダイ装着凹部４１に装着可能に設けられ、この軸合わせ治具３０の外形は、前記ダイ２０と同様の形状とされている。

前記軸合わせ治具３０は、上面に軸合わせ用凹部３１を有している。この軸合わせ用凹部３１は、水平方向において前記ダイ２０の雌型２１に対応する位置に設けられている。具体的には、この軸合わせ用凹部３１は、水平方向における正確な位置にあるパンチ１０（の基台部１２）の挿入を許容する位置に設けられている。また、軸合わせ用凹部３１は、水平方向における正確な位置にパンチ１０が存在しない場合、このパンチ１０の挿入を許容しないよう設けられている。

前記軸合わせ用凹部３１の内周壁は、前記パンチ１０の基台部１２の外形に対応した形状に設けられている。具体的には、軸合わせ用凹部３１の内周壁は、鉛直方向を中心軸とする円柱状に設けられている。この軸合わせ用凹部３１の内周壁の中心軸は、水平方向における正確な位置にあるパンチ１０の基台部１２の中心軸と一致し、軸合わせ用凹部３１の内周壁の径は、基台部１２の外形の径よりも少しだけ大きい。このため、前記ダイ装着凹部４１に軸合わせ治具３０が装着された状態で、軸合わせ用凹部３１にパンチ１０の基台部１２を挿入することで、パンチ１０の移動方向との仮想垂直面における位置が正確であることを確認することができる。なお、軸合わせ用凹部３１の内周壁の径と基台部１２の外形の径との差は、ワークの加工精度によって定められ、ワークや穿孔の大きさによって異なるが、例えば１μｍ以下である。

（パンチング装置）
前記パンチング装置は、前記パンチ保持機構のほか、ワークを搬送する搬送機構（図示省略）を有する。この搬送機構によってパンチ１０とダイ２０との間にワークが搬送され、この搬送されたワークが前記パンチ１０及びダイ２０によって穿設される。また、前記パンチング装置は、各種機構の動作を制御する制御機構（図示省略）を備えている。

さらに、前記パンチング装置は、パンチ１０とその他の部材との相対位置を測定する測定機構（図示省略）を有する。この測定機構としては、例えば顕微鏡が挙げられる。この測定機構は、前記ダイ装着凹部４１に軸合わせ治具３０が装着された状態で前記パンチ１０の基台部１２と軸合わせ用凹部３１との相対位置を撮像し、またダイ装着凹部４１にダイ２０が装着された状態で前記雌型２１と雄型１１との相対位置を撮像する。この測定機構によって測定されたデータは上記制御機構に送られる。

前記パンチング装置は、前記ダイ装着凹部４１に装着されたダイ２０を回動させる回動機構（高精度微細機構）を有していても良く、前記測定機構からのデータに基づいてこの回動機構によってダイ２０を回動させることも可能である。なお、ダイ２０は手動によって回動させることも可能である。

＜プレス製品の製造方法＞
次に、本発明の一実施形態のプレス製品の製造方法について説明する。この製造方法は、前述した当該型合わせセットを用いて型合わせを行う工程と、前記型合わせ工程後に前記パンチ１０及びダイ２０によってワークを穿設する工程とを有する。

（型合わせ工程）
型合わせ工程は、前述した当該型合わせセットを用い、パンチ１０の中心軸を調心する第１工程と、ダイ装着凹部４１の装着物を交換する第２工程と、雄型１１及び雌型２１の角度ズレを修正する第３工程とを有する。なお、この型合わせ方法は、本発明のパンチング装置の型合わせ方法の一実施形態である。

第１工程は、前記ダイ装着凹部４１に前記軸合わせ治具３０を装着し、この状態で、ダイ装着具４０に対するパンチ１０の相対的な水平方向における位置を合わせる工程である。第１工程においては、まず図２に示すように、ダイ装着凹部４１に軸合わせ治具３０を装着し、この軸合わせ治具３０にパンチ１０を近接させる。そして、パンチ１０の基台部１２が軸合わせ用凹部３１に図３に示すように挿入できるよう、パンチ１０を水平方向に移動させて、水平方向の位置を調整する（調心する）。なお、この水平方向の位置調整に際して、前記測定機構によってパンチ１０の基台部１２と軸合わせ用凹部３１との相対位置を測定することで、上記調心を容易かつ確実に行うことができる。

第２工程においては、まずパンチ１０を上方に移動させる。そして、前記ダイ装着凹部４１から前記軸合わせ治具３０を離脱し、このダイ装着凹部４１に前記ダイ２０を装着する（図４参照）。

第３工程は、ダイ装着凹部４１に装着されたダイ２０を回動することで、前述のように雄型１１及び雌型２１の角度ズレを修正する工程である。第３工程においては、まずダイ２０にパンチ１０を近接させて、雄型１１と雌型２１との角度ズレを確認し、ダイ２０を回動させることで、前記角度ズレを修正する（図５参照）。なお、この角度ズレの修正に際して、前記測定機構によって雄型１１及び雌型２１との相対位置を測定することで、上記角度ズレの修正を容易かつ確実に行うことができる。

（穿設工程）
穿設工程は、前記型合わせ方法後に前記パンチ１０を上下動することによって、ワークを穿設する工程である。

＜利点＞
当該型合わせセットを用いることで、まず前記第１工程において軸合わせ治具３０を利用して雄型１１と雌型２１との図心軸を合わせることができ、次にダイ２０を回動させることで雄型１１及び雌型２１の角度ズレ（前記図心軸を中心とする角度ズレ）を修正することができる。このため、雄型１１及び雌型２１の水平方向における位置ズレと、角度ズレとを容易かつ確実に修正することができる。

また、パンチ１０が雄型１１よりも上方かつ大径の基台部１２を有し、軸合わせ用凹部３１が前記基台部１２に合致する形状に設けられているので、前記位置ズレを修正する際（第１工程の際）に、この基台部１２と軸合わせ用凹部３１とを用いることで水平方向における位置ズレをより容易かつ確実に行うことができる。特に、軸合わせ用凹部３１が、軸合わせ治具３０の上面に設けられているので、前記基台部１２と軸合わせ用凹部３１との相対位置が外部から観察しやすい。さらに、雄型２１を観察して軸合わせを行う場合に比べて、前記基台部１２と軸合わせ用凹部３１との相対位置の観察によって軸合わせを行うことができるので、前記水平方向の位置ズレをより容易かつ確実に行うことができる。

［その他の実施形態］
本実施形態は前記構成からなり、前述の利点を奏するものであったが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内において適宜設計変更可能である。

つまり、前記実施形態においては、パンチ１０が鉛直方向を中心軸とすると共に雄型１１より径が大きい円柱状の基台部１２を有するものについて説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。さらに、パンチ１０が前述のような基台部１２を有する場合であっても、軸合わせ用凹部３１の内周壁が基台部１２の外形と同様に円柱状であるものに限定されるものではない。ただし、軸合わせ用凹部３１が基台部１２の外形に対応した形状であることが好ましい。つまり、軸合わせ用凹部３１が、雄型１１及び雌型２１の図心軸を合わせられるよう基台部１２の外形に対応した形状であることが好ましい。具体的には、例えば軸合わせ用凹部３１が平面視正方形で、軸合わせ用凹部３１の径（正方形の一辺の長さ）が基台部１２の径より若干大きいものであっても良く、これにより、軸合わせ凹部３１と基台部１２との相対位置を観察することで、雄型１１及び雌型２１の図心軸を合わせることができる。

以上説明したように、本発明は、パンチング装置の型合わせを正確かつ容易に行うことができるので、抜き形状が非円形のプレス製品の加工に好適に用いることができる。

１０ パンチ
１１ 雄型
１２ 基台部
２０ ダイ
２１ 雌型
３０ 軸合わせ治具
３１ 軸合わせ用凹部
４０ ダイ装着具
４１ ダイ装着凹部

Claims (4)

1. 一方側にダイ装着凹部を有するダイ装着具、
   前記ダイ装着凹部に装着可能に設けられ、一方側に雌型を有するダイ、
   前記雌型に合致する形状の雄型を先端に有し、前記ダイ装着凹部に装着された前記ダイに相対的に近接移動することでワークを穿設するパンチ、及び
   前記ダイ装着凹部に装着可能に設けられ、上面に軸合わせ用凹部を有する軸合わせ治具を備え、
   前記軸合わせ用凹部の前記パンチの移動方向との仮想垂直面における位置が、前記雌型に対応する位置に配され、
   前記ダイ装着凹部が、前記パンチの移動方向を中心軸として前記ダイを回動可能に装着できるよう設けられており、
   前記ダイ装着凹部が、前記軸合わせ治具と前記ダイとを交換可能に設けられている
   パンチング装置用型合わせセット。
2. 前記パンチが、前記移動方向を中心軸とすると共に前記雄型よりも径が大きい円柱状の基台部を前記雄型の一方側に有し、前記軸合わせ用凹部が前記基台部の外形に対応した形状である請求項１に記載のパンチング装置用型合わせセット。
3. 請求項１又は請求項２に記載のパンチング装置用位置合わせセットを用いるパンチング装置の型合わせ方法であって、
   前記ダイ装着凹部に前記軸合わせ治具を装着した状態で、前記ダイ装着具に対する前記移動方向と垂直方向における前記パンチの相対的な位置を合わせる工程、
   前記位置合わせ工程の後、前記ダイ装着凹部から前記軸合わせ治具を離脱し、このダイ装着凹部に前記ダイを装着する工程、及び
   このダイ装着凹部に装着されたダイを回動することで、前記雄型及び雌型の角度ズレを修正する工程を備えるパンチング装置の型合わせ方法。
4. 請求項３に記載のパンチング装置の型合わせ方法によって型合わせを行う工程と、この型合わせを行った後に前記パンチ及びダイによってワークを穿設する工程とを有するプレス製品の製造方法。

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