JPWO2016031297A1 - クッションピン - Google Patents

Abstract

クッションピンの配置できる数や領域が制限されていてもプレス成形装置のブランクホルダに十分な支持力を加えることができるクッションピンを提供する。クッションピン（１Ａ）は、軸線方向に直列的に配置された複数の筒状部材（２）と、隣接する筒状部材（２）の間に配置された環状部材（３）とで構成された筒状の本体部を備える。本体部の複数のバネ室の各々には、ロッド部材（４）及びコイルバネ（５）が配置される。ロッド部材（４）は、環状部材（３）の開口部（３ａ）を貫通して摺動可能な径を有する棒状部（４ｂ）と、鍔部（４ａ）とを備える。コイルバネ（５）は、鍔部（４ａ）を付勢する。

Description

本発明は、ワークにプレス成形を施すプレス成形装置に用いられるクッションピンに関する。

従来、下型を囲うように設けられたブランクホルダと上型とで板状のワークの非加工部分を挟み込むように圧接した後、上型と下型とによってワークの加工部分にプレス成形を施すプレス成形装置が知られている。

また、このようなプレス成形装置において、加工時のしわ等の発生を防止するために、ブランクホルダをその下方に配置した多数のクッションピンで支持し、クッションピンからブランクホルダに対して上型側へ押し付けるような支持力を加える構造にすることが知られている。

ブランクホルダを支持するクッションピンとしては、筒状の本体部（パンチケース）と、本体部の内部に配置されたコイルバネ（コイルスプリング）と、本体部の一端部から突出し得るように配置され、コイルバネによって本体部から突出するように付勢されるロッド（成形パンチ）とによって構成されたクッションスプリング（成形パンチの支持構造）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

実公昭６３−２０４３７号公報

しかし、特許文献１に記載のクッションスプリングは、本体部の内部に配置されているコイルバネ（弾性部材）が１つしかないので、ブランクホルダの移動量が小さい場合には、ブランクホルダに対して十分な支持力を加えられない場合があった。

また、十分な支持力を得るために、上記のクッションスプリングとは別に、本体部の内部に複数のコイルバネを並列的に配置する構成も提案されている。しかし、コイルバネを並列的に配置した場合には、その配置の方向に本体部が大きくなってしまう。そのため、クッションピンの配置できる数や領域が制限されている場合には、十分な支持力を得ることは困難であった。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、クッションピンの配置できる数や領域が制限されていてもプレス成形装置のブランクホルダに十分な支持力を加えることができるクッションピンを提供することを目的とする。

本発明のクッションピンは、筒状の本体部と、本体部の内部で所定の間隔を存して本体部の軸線方向に並ぶように配置され、複数のバネ室を形成する複数の環状の隔壁と、バネ室の各々に配置されたコイルバネと、本体部の内部で隔壁の開口部を通るように配置され、本体部から少なくとも一端が突出するロッドとを備え、ロッドには、開口部に摺動可能な径を有するロッド部、及び、複数の鍔部が設けられ、鍔部は、バネ室の各々の内部に位置し、コイルバネによって付勢されていることを特徴とする。

このように、本発明のクッションピンでは、本体部の内部に形成された複数のバネ室内の各々にコイルバネが配置され、それらのコイルバネが隔壁によって支持された状態で１つのロッドを付勢している。そのため、本発明のクッションピンは、コイルバネを直列的に配置しているにもかかわらず、並列的に配置した場合と同様の支持力をロッドに加えることができる。

また、ロッドがコイルバネに付勢される位置が複数の位置に分散されるとともに、ロッドの端部ではなく中央部に近い領域になるので、ロッドの座屈が生じにくくなる。

したがって、本発明のクッションピンによれば、クッションピンの配置できる数や領域が制限されている場合であっても、プレス成形装置のブランクホルダに十分な支持力を加えることができる。

また、本発明のクッションピンにおいては、本体部は、複数の筒状部材を連接して構成され、複数の筒状部材は、中心軸線が共通の軸線上に一列に並ぶように配置されていることが好ましい。

このように構成すれば、本体部の内部にロッドやコイルバネを挿入しやすくなるので、クッションピンの組み立てが容易になる。

また、本発明のクッションピンにおいては、本体部と隔壁とは、別体であることが好ましい。

隔壁と本体部とは、一体に形成してもよいが、別体とした場合には、本体部の内部にロッドやコイルバネを挿入しやすくなるので、クッションピンの組み立てが容易になる。

また、本発明のクッションピンにおいては、ロッド部は、複数のロッド部材を本体部の軸線方向に並べることによって構成されていることが好ましい。

このように構成すれば、ロッド部を１つの部材として構成した場合に比べて、一点に応力が集中しにくくなり、ロッドの耐久性を向上させることができる。また、バネ室の構成（すなわち、隔壁の取り付け）とともにロッドを組み立てることができるようになるので、組み立てが容易になる。

さらに、本体部も複数の筒部材によって構成される場合には、コイルバネ及び隔壁の数（すなわち、バネ室の数）、ロッド部材の数（すなわち、ロッドの長さ）、筒部材の数（すなわち、本体部の長さ）を容易に変更することができるので、同一の部材を使って様々な長さのクッションピンを構成することができる。

また、本発明においては、ロッドが複数のロッド部材で構成される場合、ロッド部材の各々は、鍔部と、その鍔部を付勢するコイルバネとは反対側に向かって延びる棒状部とを有することが好ましい。

ロッド部材をこのように構成すれば、隣接するロッド部材同士が、鍔部と、棒状部の先端とで当接することになるので、ロッド部の軸線が本体部の軸からずれにくくなる。その結果、クッションピンからブランクホルダへ支持力を加える際に、ロッドの摺動が阻害されにくくなる。

また、本発明のクッションピンにおいては、隔壁の開口部にガイドブッシュが設けられていることが好ましい。

このように構成すれば、ロッドの摺動が阻害されにくくなる。

また、本発明のクッションピンにおいては、本体部が内部に配置される外筒部材を備えていることが好ましい。

このようにクッションピンを本体部と外筒部材との二重構造にすれば、容易に強度を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係るクッションピンを用いたプレス成形装置の概略構成を示す断面図。 図１のクッションピンの概略構成を示す断面図。 本発明の第２実施形態に係るクッションピンの概略構成を示す断面図。

［第１実施形態］
まず、図１を参照して、本実施形態のクッションピン１Ａを用いたプレス成形装置１０について説明する。

図１に示すように、プレス成形装置１０は、ダイベッド１１上に固定されるボルスタ１２と、ボルスタ１２上に固定される下型１３と、下型１３の上方に昇降可能に設けられた上型１４とを備えている。

下型１３は、上方に突出する下面成形部１３ａを有している。上型１４は、下面成形部１３ａに対応する断面凹状の上面成形部１４ａを有している。上型１４は、図外の昇降手段により下降して、板状のワークＷを押圧する。

下型１３の下面成形部１３ａの周囲には環状に形成された昇降自在のブランクホルダ１５が設けられている。ブランクホルダ１５は、上型１４の上面成形部１４ａの外周に形成されたワーク押さえ面１４ｂに対向して設けられている。

ブランクホルダ１５には、ワークＷが載置され、上型１４の下降によりワーク押さえ面１４ｂとブランクホルダ１５とでワークＷの非加工部位が挟持される。ワークＷは、ワーク押さえ面１４ｂとブランクホルダ１５とで挟持された状態で、下面成形部１３ａと上面成形部１４ａとによってプレス成形される。

ワーク押さえ面１４ｂとブランクホルダ１５とがワークＷを挟持するとき、ブランクホルダ１５には後述するクッションピン１Ａから支持力が加えられ、ワークＷの成形時における材料の過剰流入を抑制してしわ等の発生が阻止される。

プレス成形装置１０は、下型１３及び上型１４がワークＷの成形形状に応じて交換可能とされている。下型１３及び上型１４が交換されると、下面成形部１３ａ及び上面成形部１４ａが交換前と異なる形状となるので、ブランクホルダ１５も交換後の下型１３及び上型１４に合わせてそれに対応する形状のものに交換される。

ダイベッド１１の下方には、クッションプレート１６が水平姿勢に設けられている。クッションプレート１６は、その下方に設けられたクッションシリンダ１７に支持されている。

クッションプレート１６を支持するクッションシリンダ１７は、クッションシリンダ１７の軸線方向に沿って伸縮するピストンロッド１７ａを有している。クッションプレート１６は、ピストンロッド１７ａの上端に連結されており、ピストンロッド１７ａの昇降に応じて昇降する。

ブランクホルダ１５は、クッションプレート１６上の複数のクッションピン１Ａにより支持されている。クッションピン１Ａは、ブランクホルダ１５の形状に応じて支持位置と本数とが変更可能となっている。

クッションシリンダ１７は、上方に向かう付勢力を発生し、この付勢力がクッションプレート１６、クッションピン１Ａ、及びブランクホルダ１５に伝達される。一方、ブランクホルダ１５には、クッションピン１Ａからの支持力が加えられる。このときの支持力は、ワークＷの成形形状や材料等の種類に応じて設定される。

次に、図２を参照して、本実施形態のクッションピン１Ａについて説明する。

図２に示すように、クッションピン１Ａは、中心軸線が共通の直線上に一列に並ぶように配置された複数の筒状部材２と、筒状部材２の中心軸線と中心軸線が一致し、且つ、隣接する筒状部材２の間に挟み込むように配置された複数の環状部材３とを有している。

環状部材３は、中心に円形の開口部３ａが形成されている。また、開口部３ａには、ガイドブッシュ３ｂが嵌め込まれている。このガイドブッシュ３ｂを備えることによって、後述するロッド部材４の棒状部４ｂの摺動が阻害されにくくなっている。

クッションピン１Ａの本体部は、筒状部材２と、環状部材３の筒状部材２に挟み込まれた部分とによって構成されている。クッションピン１Ａの隔壁は、環状部材３の筒状部材２の内面側に突出した部分によって構成されている。そのため、本体部は、その内部において、所定の間隔を存して本体部の軸線方向に並ぶように隔壁が設けられた構造になっている。また、本体部の下端部は、キャップネジＣによって封止されている。

本体部の内部には、隔壁、キャップネジＣ及び後述するピストン部材７によって、複数のバネ室が形成されている。各バネ室には、ロッド部材４とコイルバネ５が配置されている。

ロッド部材４には、環状部材３の開口部３ａの径よりも大きい径を有する円盤状の鍔部４ａ、及び、開口部３ａを摺動可能な径を有し、鍔部４ａからブランクホルダ１５側（図１のピストン部材７の先端側。以下、「上側」という。）に延びる棒状の棒状部４ｂが設けられている。

クッションピン１Ａのロッドは、複数のロッド部材４を、本体部の軸線方向に並べることによって構成されている。そのため、ロッドは、複数の棒状部４ｂによって構成された１つのロッド部と、複数の鍔部４ａとを有している。そのように構成されたロッドは、本体部の内部で隔壁の開口部３ａを通るように配置され、上側の端部が筒状の本体部の上側の開口部から突出するようになっている。

コイルバネ５の上側の端部は、そのコイルバネ５とともにバネ室に配置されているロッド部材４の鍔部４ａに、ブランクホルダ１５側とは反対側（図１においてはキャップネジＣ側。以下、「下側」という。）から当接する。一方、コイルバネ５の下側の端部は、そのコイルバネ５が配置されているバネ室を構成する隔壁のうち、下側の隔壁又はキャップネジＣに当接する。

筒状部材２と環状部材３の筒状部材２に挟み込まれた部分とによって構成されている本体部は、外筒部材６の内部に配置されている。本実施形態のクッションピン１Ａは、この外筒部材６を備えることによって筒状の部分が二重構造になっている。そのため、外筒部材６を備えていない構成のクッションピンに比べ強度が高くなっているので、クッションピン１Ａからブランクホルダ１５に支持力が加える際に、座屈が生じにくい。

外筒部材６は本体部よりも軸線方向に長く形成されている。本体部の上側には、外筒部材６の上側の端部の内部において本体部の軸線方向に摺動可能なように、ピストン部材７が配置されている。ピストン部材７は、クッションピン１Ａがプレス成形装置に設置された際にブランクホルダ１５に当接する部材である。ブランクホルダ１５は、ピストン部材７を介して、支持力が加えられる。

ピストン部材７は、円盤状の大径部７ａと、大径部７ａの中心から上側に延びる小径部７ｂとを有している。大径部７ａの下側の端面には、ロッド（具体的には、ロッドを構成するロッド部材４のうち、最も上側のロッド部材４）の上側の端部、及び、最も上側に配置されているコイルバネ５の上側の端部が当接する。小径部７ｂの上側の端面には、ブランクホルダ１５が当接する。

外筒部材６の上側の端部には、ピストン部材７の摺動を規制するために環状のキャップ部材８が嵌め込まれている。キャップ部材８の開口部には、ピストン部材７の小径部７ｂが摺動可能に嵌め込まれる。キャップ部材８の下端部には、ピストン部材７の大径部７ａの上側の周縁部が当接する。

キャップ部材８の下側の端面と本体部（具体的には、本体部を構成する筒状部材２のうち、最もブランクホルダ１５側の筒状部材２）の上側の端面との間には、所定の間隔が形成されている。ピストン部材７の摺動範囲は、大径部７ａがそれらの端面に当接することによって、規制されている。

このように構成されたクッションピン１Ａでは、プレス成形が行われる際（すなわち、ピストン部材７が上側から押し込まれた際）に、ピストン部材７が、最大でピストン部材７の大径部７ａの下側の端部が本体部の上側の端部に当接する位置まで、下側に向かって移動する。

その際、各々のバネ室内において、各々が独立した隔壁に支持された複数のコイルバネ５から１つのロッドに対して上側へ向かう付勢力が加えられる。そのため、複数のコイルバネ５を直列的に配置しているにもかかわらず、複数のロッド部材４によって構成されたロッドに対して、コイルバネ５を並列的に配置した場合と同様の支持力が加えられることになる。

また、ロッドがコイルバネ５に付勢される位置が、複数の位置に分散されるとともに、ロッドの端部ではなく中央部に近い領域になるので、ロッドの座屈が生じにくくなる。

したがって、本実施形態のクッションピン１Ａによれば、クッションピン１Ａの配置できる数や領域が制限されていてもブランクホルダ１５に十分な支持力を加えることができる。

［第２実施形態］
図３を参照して、本実施形態のクッションピン１Ｂについて説明する。ただし、本実施形態のクッションピン１Ｂは、第１実施形態のクッションピン１Ａと本体部の構成のみが異なるので、その構成についてのみ詳細に説明する。また、第１実施形態のクッションピン１Ａと同様の構成については同じ符号を付すとともに、それらについての説明は省略する。

図３に示すように、クッションピン１Ｂでは、中心軸線が共通の直線上に一列に並ぶように配置された複数の筒状部材９によって本体部及び隔壁が構成されている。筒状部材９は、外筒部材６の内径に対応する外径を有する大径部９ａと、大径部９ａの下側の端部に連設され、大径部９ａの内径に対応する外径を有する小径部９ｂとを有している。

筒状部材９は、その大径部９ａの上側の端部に、上側に配置された隣接する筒状部材９の小径部９ｂが挿入されることによって接続される。その際、小径部９ｂは筒状部材９を接続して構成された本体部の内周面側に突出した状態になり、バネ室を形成するための隔壁となる。

このように構成された本実施形態のクッションピン１Ｂでも、第１実施形態のクッションピン１Ａと同様の作用効果を得ることができる。

以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。

上記第１実施形態では、隣接する筒状部材２同士の間に、環状部材３を挟み込むことによって本体部を構成している。また、上記第２実施形態では、複数の筒状部材９を接続することによって本体部を構成している。しかし、本発明の本体部はこのような構成に限定されるものではない。例えば、筒状部材と隔壁とを一体に形成した部材を本体部としてもよいし、筒状部材の内部にリング状の部材をはめ込んで隔壁を形成するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ロッドを複数のロッド部材４で構成している。しかし、本発明のロッドはこのような構成に限定されるものではない。例えば、ロッドを棒状の部材にリング状の部材をはめ込んで構成してもよい。また、ロッドとしてロッド部と鍔部とを有するように一体成形した部材を用いてもよい。ただし、一つの部材で構成されたロッドは、複数の部材で構成したロッドよりも応力集中が生じやすくなるおそれがある。

また、上記実施形態では、クッションピン１Ａ，１Ｂが、外筒部材６、ピストン部材７、キャップ部材８を備えている。しかし、本発明のクッションピンはこのような構成に限定されるものではなく、それらの部材を必ずしも備える必要はない。

Ｃ…キャップネジ、Ｗ…ワーク、１０…プレス成形装置、１１…ダイベット、１２…ボルスタ、１３…下型、１３ａ…下面成形部、１４…上型、１４ａ…上面成形部、１４ｂ…ワーク押さえ面、１５…ブランクホルダ、１６…クッションプレート、１７…クッションシリンダ、１７ａ…ピストンロッド、１Ａ，１Ｂ…クッションピン、２…筒状部材、３…環状部材、３ａ…開口部、３ｂ…ガイドブッシュ、４…ロッド部材、４ａ…鍔部、４ｂ…棒状部、５…コイルバネ、６…外筒部材、７…ピストン部材、７ａ…大径部、７ｂ…小径部、８…キャップ部材、９…筒状部材、９ａ…大径部、９ｂ…小径部。

Claims (7)

1. 筒状の本体部と、
   前記本体部の内部で所定の間隔を存して前記本体部の軸線方向に並ぶように配置され、複数のバネ室を形成する複数の環状の隔壁と、
   前記バネ室の各々に配置されたコイルバネと、
   前記本体部の内部で前記隔壁の開口部を通るように配置され、前記本体部から少なくとも一端が突出するロッドとを備え、
   前記ロッドには、前記開口部に摺動可能な径を有するロッド部、及び、複数の鍔部が設けられ、
   前記鍔部は、前記バネ室の各々の内部に位置し、前記コイルバネによって付勢されていることを特徴とするクッションピン。
2. 請求項１に記載のクッションピンであって、
   前記本体部は、複数の筒状部材を連接して構成され、
   前記複数の筒状部材は、中心軸線が共通の軸線上に一列に並ぶように配置されていることを特徴とするクッションピン。
3. 請求項１に記載のクッションピンであって、
   前記本体部と前記隔壁とは、別体であることを特徴とするクッションピン。
4. 請求項１に記載のクッションピンであって、
   前記ロッド部は、複数のロッド部材を前記本体部の軸線方向に並べることによって構成されていることを特徴とするクッションピン。
5. 請求項４に記載のクッションピンであって、
   前記ロッド部材の各々は、前記鍔部と、該鍔部を付勢する前記コイルバネとは反対側に向かって延びる棒状部とを有することを特徴とするクッションピン。
6. 請求項１に記載のクッションピンであって、
   前記隔壁の開口部にガイドブッシュが設けられていることを特徴とするクッションピン。
7. 請求項１に記載のクッションピンであって、
   前記本体部が内部に配置される外筒部材を備えていることを特徴とするクッションピン。