| 【発明の名称】 |
成形加工方法及び金型並びに弾性パンチ |
| 【発明者】 |
【氏名】原賀 良雄
【氏名】岩本 正己
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| 【要約】 |
【課題】弾性体よりなる弾性パンチによってワークを押圧加圧して雌型の凹部に沿ってワークの成形加工を行う際、上記弾性パンチの１部の押圧力を、ワークを雌型に挾圧するホルダーに付与することによって簡単な構成でもって成形加工【解決手段】 所望の形状の凹部３ｂを備えた雌型３と当該雌型３と対応する雄型とによって板状のワーク４に成形加工を行うとき、雄型に備えた筒状のホルダー５内に弾性パンチ６を設け、加圧部材７によって前記弾性パンチ６を相対的に加圧圧縮し、弾性パンチ６の１部を前記ホルダー５から突出せしめてワーク４の加工部位を前記雌型３の凹部３ｂの形状に沿って変形せしめる時、前記弾性パンチ６の１部によって前記ホルダー５をワーク４に押圧し、前記雄型と前記ホルダー５との間にワーク４を挾圧した状態においてワーク４の成形加工を行う成形加工方法及び成形金型である。
【解決手段】所望の形状の凹部３ｂを備えた雌型３と当該雌型３と対応する雄型とによって板状のワーク４に成形加工を行うとき、雄型に備えた筒状のホルダー５内に弾性パンチ６を設け、加圧部材７によって前記弾性パンチ６を相対的に加圧圧縮し、弾性パンチ６の１部を前記ホルダー５から突出せしめてワーク４の加工部位を前記雌型３の凹部３ｂの形状に沿って変形せしめる時、前記弾性パンチ６の１部によって前記ホルダー５をワーク４に押圧し、前記雄型と前記ホルダー５との間にワーク４を挾圧した状態においてワーク４の成形加工を行う成形加工方法及び成形金型である。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 所望の形状の凹部を備えた雌型と当該雌型と対応する雄型とによって板状のワークに成形加工を行う成形加工方法において、雄型に備えた筒状のホルダー内に弾性パンチを設け、加圧部材によって前記弾性パンチを相対的に加圧圧縮し、弾性パンチの１部を前記ホルダーから突出せしめてワークの加工部位を前記雌型の凹部の形状に沿って変形せしめるとき、前記弾性パンチの１部によって前記ホルダーをワークに押圧し、前記雌型と前記ホルダーとの間にワークを挾圧した状態においてワークの成形加工を行うことを特徴とする成形加工方法。
【請求項２】 所望の形状の凹部を備えた雌型に対してワークを押圧可能の筒状のホルダーと、当該ホルダー内に備えた弾性パンチを相対的に加圧可能の加圧部材とを備え、前記ホルダーの１部に、前記弾性パンチからの押圧力を受ける押圧力受部を設けたことを特徴とする金型。
【請求項３】 請求項２に記載の発明において、弾性パンチは、ウレタン、ゴムなどの弾性体よりなることを特徴とする金型。
【請求項４】 請求項２又は３に記載の発明において、弾性パンチの端部には適宜に面取りをしたテーパ面を備えていることを特徴とする金型。
【請求項５】 請求項２に記載の発明において、ホルダーの押圧力受部にテーパ面を形成したことを特徴とする金型。
【請求項６】 請求項２又は５に記載の発明において、ホルダーの本体に対して、押圧力受部を備えた部分を着脱交換可能に設けたことを特徴とする金型。
【請求項７】 請求項５又は６に記載の発明において、押圧力受部のテーパ面の傾斜角αがα＝０°の高圧用、α＝０°〜４５°の中圧用、α＝４５°〜８９°の低圧用の各種であることを特徴とする金型。
【請求項８】 所望の形状の凹部を備えた雌型に対してワークを相対的に押圧可能の筒状のホルダーを相対的に移動可能に内装したケーシングと、上記ホルダー内に備えた弾性パンチを相対的に加圧可能に前記ケーシングの底部に設けられ加圧部材とを備え、前記ホルダーの１部に、前記弾性パンチからの押圧力を受ける押圧力受部を設けたことを特徴とする金型。
【請求項９】 請求項８に記載の発明において、ホルダー、弾性パンチ及び加圧部材をユニットとしてケーシングに対して着脱交換可能に設けたことを特徴とする金型。
【請求項１０】 請求項８に記載の発明において、ホルダーとケーシングの底部との間に弾性部材を備えたことを特徴とする金型。
【請求項１１】 所望の形状の凹部を備えた雌型に対してワークを押圧可能の筒状のホルダーと、当該ホルダー内に備えた弾性パンチを相対的に加圧可能の加圧部材とを備え、前記ホルダーの１部に、前記弾性パンチからの押圧力を受ける押圧力受部を設け、かつ前記ホルダーと加圧部材との間に弾性部材を備えたことを特徴とする金型。
【請求項１２】 所望の形状の凹部を備えた雌型に対してワークを押圧可能の筒状のホルダーと、当該ホルダー内に備えた弾性パンチを相対的に加圧可能の加圧部材とを備え、かつ前記ホルダーと加圧部材との間に弾性部材を備えたことを特徴とする金型。
【請求項１３】 所望の形状の凹部を備えた雌型に対してワークを相対的に押圧可能の筒状のホルダーと、当該ホルダー内に備えた弾性パンチを相対的に加圧可能の加圧部材とを備え、前記ホルダーの１部に、前記弾性パンチからの押圧力を受ける押圧力受部を設け、前記雌型を支持した雌型ホルダーに過負荷安全装置を設けたことを特徴とする金型。
【請求項１４】 成形加工用の金型におけるホルダー内に内装される弾性パンチであって、大径部と当該大径部から突出した小径部とを備え、前記大径部に、前記ホルダーに備えた押圧力受部へ押圧力を伝達する押圧力伝達部を備えたことを特徴とする弾性パンチ。
【請求項１５】 請求項１４に記載の発明において、小径部の端面は非平面状であることを特徴とする弾性パンチ。
【請求項１６】 請求項１４又は１５に記載の発明において、大径部の外周面に、端面から押圧力伝達部に至る適数本の溝を形成したことを特徴とする弾性パンチ。
【請求項１７】 請求項１４，１５又は１６に記載の発明において、大径部に潤滑剤を含有していることを特徴とする弾性パンチ。
【請求項１８】 請求項１４，１５，１６又は１７に記載の発明において、大径部と小径部との硬度を異にしてあることを特徴とする弾性パンチ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性部材よりなる弾性パンチの弾性変形を利用して金属板等のワークに任意の形状の絞り加工等の成形加工を施すことができる成形加工方法及びこの方法を実施するための金型並びに弾性パンチに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばパンチプレス等を用いて板状のワークに絞り加工等の成形加工を行う場合、その成形加工の形状に対応した凹部を備えた下型（雌型）と上記凹部に対応する上型（雄型）とをパンチプレスに装着し、上記下型と上型との間にワークを位置せしめた後、上型を下降せしめることにより、上下の金型によってワークに所望形状の成形加工を行っている。なお、上型を雌型とし、下型を雄型とする場合もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のごとくパンチプレス等に上下の金型を装着して板状のワークに成形加工を行う場合、その成形加工の形状に対応した専用の金型が必要であり、成形加工の形状が種々ある場合には各成形加工の形状に対応した多くの金型が必要であるという問題がある。
【０００４】さらに、例えば成形加工の形状が同一形状であっても、対象とするワークの板厚が異なる場合には上下の金型のクリアランスを板厚に対応して調節しなければならず、板厚が異なる場合の対応が厄介であるという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、所望の形状の凹部を備えた雌型と当該雌型と対応する雄型とによって板状のワークに成形加工を行う成形加工方法において、雄型に備えた筒状のホルダー内に弾性パンチを設け、加圧部材によって前記弾性パンチを相対的に加圧圧縮し、弾性パンチの１部を前記ホルダーから突出せしめてワークの加工部位を前記雌型の凹部の形状に沿って変形せしめるとき、前記弾性パンチの１部によって前記ホルダーをワークに押圧し、前記雌型と前記ホルダーとの間にワークを挾圧した状態においてワークの成形加工を行う成形加工方法である。
【０００６】請求項２に係る発明は、所望の形状の凹部を備えた雌型に対してワークを押圧可能の筒状のホルダーと、当該ホルダー内に備えた弾性パンチを相対的に加圧可能の加圧部材とを備え、前記ホルダーの１部に、前記弾性パンチからの押圧力を受ける押圧力受部を設けた構成である。
【０００７】請求項３に係る発明は、請求項２に記載の発明において、弾性パンチは、ウレタン、ゴムなどの弾性体よりなるものである。
【０００８】請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の発明において、弾性パンチの端部には適宜に面取りをしたテーパ面を備えている構成である。
【０００９】請求項５に係る発明は、請求項２に記載の発明において、ホルダーの押圧力受部にテーパ面を形成した構成である。
【００１０】請求項６に係る発明は、請求項２又は５に記載の発明において、ホルダーの本体に対して、押圧力受部を備えた部分を着脱交換可能に設けた構成である。
【００１１】請求項７に係る発明は、請求項５又は６に記載の発明において、押圧力受部のテーパ面の傾斜角αは、α＝０°の高圧用、α＝０°〜４５°の中圧用、α＝４５°〜８９°の低圧用の各種である。
【００１２】請求項８に係る発明は、所望の形状の凹部を備えた雌型に対してワークを相対的に押圧可能の筒状のホルダーを相対的に移動可能に内装したケーシングと、上記ホルダー内に備えた弾性パンチを相対的に加圧可能に前記ケーシングの底部に設けられ加圧部材とを備え、前記ホルダーの１部に、前記弾性パンチからの押圧力を受ける押圧力受部を設けた構成である。
【００１３】請求項９に係る発明は、請求項８に記載の発明において、ホルダー、弾性パンチ及び加圧部材をユニットとしてケーシングに対して着脱交換可能に設けた構成である。
【００１４】請求項１０に係る発明は、請求項８に記載の発明において、ホルダーとケーシングの底部との間に弾性部材を備えた構成である。
【００１５】請求項１１に係る発明は、所望の形状の凹部を備えた雌型に対してワークを押圧可能の筒状のホルダーと、当該ホルダー内に備えた弾性パンチを相対的に加圧可能の加圧部材とを備え、前記ホルダーの１部に、前記弾性パンチからの押圧力を受ける押圧力受部を設け、かつ前記ホルダーと加圧部材との間に弾性部材を備えた構成である。
【００１６】請求項１２に係る発明は、所望の形状の凹部を備えた雌型に対してワークを押圧可能の筒状のホルダーと、当該ホルダー内に備えた弾性パンチを相対的に加圧可能の加圧部材とを備え、かつ前記ホルダーと加圧部材との間に弾性部材を備えた構成である。
【００１７】請求項１３に係る発明は、所望の形状の凹部を備えた雌型に対してワークを相対的に押圧可能の筒状のホルダーと、当該ホルダー内に備えた弾性パンチを相対的に加圧可能の加圧部材とを備え、前記ホルダーの１部に、前記弾性パンチからの押圧力を受ける押圧力受部を設け、前記雌型を支持した雌型ホルダに過負荷安全装置を設けた構成である。
【００１８】請求項１４に係る発明は、成形加工用の金型におけるホルダー内に内装される弾性パンチであって、大径部と当該大径部から突出した小径部とを備え、前記大径部に、前記ホルダーに備えた押圧力受部へ押圧力を伝達する押圧力伝達部を備えた構成である。
【００１９】請求項１５に係る発明は、請求項１４に記載の発明において、小径部の端面は非平面状の弾性パンチである。
【００２０】請求項１６に係る発明は、請求項１４又は１５に記載の発明において、大径部の外周面に、端面から押圧力伝達部に至る適数本の溝を形成した構成である。
【００２１】請求項１７に係る発明は、請求項１４，１５又は１６に記載の発明において、大径部に潤滑剤を含有している構成である。
【００２２】請求項１８に係る発明は、請求項１４，１５，１６又は１７に記載の発明において、大径部と小径部との硬度を異にしてある構成である。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付図面を用いて詳細に説明する。
【００２４】図１〜図４は本発明に係る成形加工方法をその工程順に示す断面図、図５は図２のＡ部拡大詳細図、図６は本発明に係る成形加工方法によって加工された製品の部分斜視図である。
【００２５】先ず、本発明に係る成形加工を行うための金型の基本構成を図１に基づいて説明する。
【００２６】図１において、符号１はプレスにおける定盤状のボルスター、タレットパンチプレスにおける下部タレット等に相当する下型ホルダであって、その上には金属プレート２がセットされ、この金属プレート２の上には雌型の１例としての積層型３が載置されてセットされている。この積層型３は複数枚（図示例では、４枚）の金属プレート３ａを積層して構成されており、この金型３には所望の形状（本実施の形態では、逆円錐台状）の凹部３ｂが形成されている。
【００２７】そして、上記積層型３の上には被加工物（ワーク）である金属板４がセットされており、この金属板４の上には前記雌型と対応する雄型が設けられている。この雄型における略円筒状のホルダー５の中央部には上下に異径の２段孔５ａ，５ｂが穿設されている。ホルダー５は鋼製であり、このホルダー５の底面には開口する小径の円孔５ｂの高さｈはホルダー５の全体の高さＨに対して十分小さく（本実施例の形態では、ｈ＝２ｍｍ）設定されている。
【００２８】又、ホルダー５の大小異径の円孔５ａ，５ｂの繋ぎ部分には下方に向かって絞られた（縮径する）テーパ面５ｃが形成されており、図５に詳細に示すように、このテーパ面５ｃの傾斜角αは、α＝３°〜４５°（本実施の形態では、α＝１２°）に設定されている。上記テーパ面を備えた部分は、ホルダー５内に内装した弾性パンチ６からの押圧力を受ける押圧力受部５Ｆを形成しているものである。
【００２９】ところで、図１に示すセット状態においては、ホルダー５はその底面に開口する小径の円孔５ｂが前記積層型３の凹部３ｂの上方に位置するように位置決めされており、該ホルダー５の大径の円孔５ａ内にはウレタン、ゴム等の弾性体によって略円柱状に成型された前記弾性パンチ６が収納されている。そして、この弾性パンチ６の上面には、ホルダー５の大径の円孔５ａ内を相対的に上下動して前記弾性パンチ６を加圧する加圧部材の１例として円柱状のスライドパンチ７が当接している。
【００３０】ここで、図１に示すセット状態においては、上記弾性パンチ６はその外径ｄがホルダー５の円孔５ａの内径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）設定されており、両者の間にはリング状の所定の隙間δが形成されている。又、この弾性パンチ６の上下の端部外周にはそれぞれ上方向と下方向に向かって絞られた（縮径する）テーパ面６ａ，６ｂが形成されている。尚、前記スライドパンチ７は不図示の油圧プレス機構によってホルダー５内を上下動せしめられ、且つ、所望のプレスによって荷重を加えられる。
【００３１】而して、以上説明した、積層型（雌型）３，雄型のホルダー５、弾性パンチ６及び加圧部材としてのスライドパンチ７とによって本発明に係る成形加工用の金型が構成される。この金型を用いて行われる成形加工を図１〜図６に基づいて以下に説明する。
【００３２】図１に示すセット状態において、不図示の油圧プレスが駆動され、ラム等によってスライドパンチ７に所定のプレス荷重Ｐが加えられると、図２に示すようにホルダー５内に収納された弾性パンチ６がスライドパンチ７によって押圧（加圧）されて弾性変形（圧縮変形）し、この弾性パンチ６は拡径してその外周面がホルダー５の円孔５ａの内周面に密着するとともに、その下端部外周に形成されたテーパ面６ｂがホルダー５のテーパ面５ｃに沿って小径の円孔５ｂ側へスムーズに流れ込み、図示のように弾性パンチ６の下部がホルダー５の円孔５ｂに押し出されてワークである金属板４の上面に当接する。
【００３３】このとき、ホルダー５の押圧力受部５Ｆには所定の傾斜角αを有するテーパ面５ｃが形成されているため、図５に示すように、このテーパ面５ｃには弾性パンチ６から押圧力Ｆが作用し、従って、ホルダー５はその押圧力Ｆの鉛直成分Ｆ・ｃｏｓαによって金属板４を押圧する。この結果、ホルダー５はしわ押さえ（ブランクホルダー）としても機能する。
【００３４】ここで、前記ホルダー５は、弾性パンチ６からの押圧力を押圧力受部５Ｆで受けることによってワーク４を雌型３との間に挾圧している。この挾圧力は、スライドパンチ７の加圧力が大きくなって弾性パンチ６が強力に圧縮されると大きくなるものであって、弾性パンチ６がスライドパンチ７によって押圧される押圧力が大きくなれば大きくなる関係にあるものである。
【００３５】尚、弾性パンチ６の上端外周に形成されたテーパ面６ａの傾斜角を変えて弾性パンチ６の上面の面積（受圧面積）を変えれば、加工初期における弾性パンチ６の上面の面圧を調整することができ、例えば面圧を大きくする場合はテーパ面６ａの傾斜角を大きくして弾性パンチ６の上面の面積（受圧面積）を小さくすれば良い。
【００３６】そして、その後もプレス荷重Ｐが継続して弾性パンチ６に加え続けられると、図３に示すように、弾性パンチ６は更に弾性変形してその一部が金属板４と共に積層型３の凹部３ｂに押し込まれるため、この弾性パンチ６は積層型３の凹部３ｂに対応する凸形状を有する上型（剛体）として機能し、金属板４の一部を積層型３の凹部３ｂの形状に沿って塑性変形させてこれを絞り加工する。尚、このときもホルダー５のテーパ面５ｃには弾性パンチ６から押圧力Ｆ（図５参照）が作用するため、前述と同様にホルダー５はしわ押さえ（ブランクホルダー）としても機能して金属板４にしわが発生するのを防いでいる。
【００３７】ところで、上述のように弾性パンチ６を圧縮すると、弾性パンチ６の１部がホルダー５の内周面とスライドパンチ７の外周面との間に入り込んでかじり現象を生じる傾向にあるが、本例においては、弾性パンチ６に適宜面取りのテーパ面６ａが形成してあるので、前記ホルダー５とスライドパンチ７との間への入り込みを抑制でき、上述のごときかじり現象を防止することができる。
【００３８】以上のようにして、金属板４に所望の形状の絞り加工が施された後、プレス荷重Ｐを除去（除荷）すれば、図４に示すように、弾性体からなる弾性パンチ６は元の状態（図１に示すセット状態）に復帰するため、以後、同様の工程を繰り返せば、絞り加工によって金属板４に図６に示すような凹部４ａを連続的に形成することができる。尚、本実施の形態に係る成形加工方法においては、金属板４に傷等は発生しないが、金属板４とホルダー５の間にフィルムやテープ等を介在させれば、ホルダー５の押圧力に伴う金属板４の損傷をより確実に防ぐことができる。
【００３９】以上のように、本実施の形態においては、積層型３と弾性パンチ６の間にワークである金属板４を介在させ、弾性パンチ６を押圧してこれを弾性変形せしめ、この弾性パンチ６の一部を金属板４と共に積層型３の凹部３ｂに押し込むことによって金属板４に積層型３の凹部３ｂの形状に沿った（倣った）絞り加工を施すようにしたため、弾性パンチ６はプレス加工における上型（雄型）として機能し、従って、少量多品種の製品の製造において、プレス加工における高価な金型を用いることなく任意の形状の絞り加工を安価に、容易且つ短時間に行うことができる。
【００４０】したがって、雄型としての上型が共通であっても雌型としての下型における凹部の形状を種々変更することにより、例えば、図７に示すように金属板８に矩形状の凸部８ａや図８に示すように金属板９に矩形状の凹部９ａ及び小径のビス座９ｂを形成することができ、更には図９に示すように金属板１０に半球状の凸部１０ａを形成することができる。すなわち、１つの上型（雄型）でもって複数の下型（雌型）に対応できるものである。
【００４１】又、本実施の形態では、ホルダー５の押圧力受部５Ｆには所定の傾斜角αを有するテーパ面５ｃを形成したため、このテーパ面５ｃに弾性パンチ６から作用する押圧力Ｆの鉛直成分Ｆ・ｃｏｓαによってホルダー５が金属板４を雌型に押圧して挾圧するので、該ホルダー５がしわ押さえ（ブランクホルダー）としても機能するために専用のしわ押さえが不要となり、成形金型の構造がより単純化してそのコストダウンがより容易に図られる。
【００４２】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形態２に係る成形金型を図１０に基づいて説明する。
【００４３】図１０は本実施の形態に係る成形金型の断面図であり、該成形金型は、雌型としての下型を構成するダイ１３と、このダイ１３の上方に配された雄型としての上型を備え、上記上型は、略円筒状のホルダー１５と円柱状の弾性パンチ１６及び加圧部材としてのスライドパンチ１７を含んで構成されている。ここで、上記ダイ１３の上面には所望の形状（本実施の形態では、逆円錐台状）の凹部１３ｂが形成されている。
【００４４】而して、前記ホルダー１５はスライドホルダー部１５Ａと円筒状のホルダー本体１５Ｂ及びしわ押さえホルダー部１５Ｃに３分割されており、ホルダー本体１５Ｂの上部にスライドホルダー部１５Ａを、下部にしわ押さえホルダー部１５Ｃをそれぞれ脱着可能に組み付けて構成されている。
【００４５】即ち、リング状に成形されたスライドホルダー部１５Ａは、その下面内周部に突設された凸部１５ａをホルダー本体１５Ｂの上端内周部に嵌合して位置決めした状態で複数本のボルト２１（図１０には１本のみ図示）によってホルダー本体１５Ｂの上部に取付けられている。又、前記しわ押さえホルダー部１５Ｃは、その上面外周部に突設されたリング状の凸部１５ｂをホルダー本体１５Ｂの下面外周部に形成されたリング状の凹部１５ｃに嵌合して位置決めした状態で複数本のボルト２２（図１０には１本のみ図示）によってホルダー本体１５Ｂの下部に取付けられている。
【００４６】尚、ホルダー１５のしわ押さえホルダー部１５Ｃには下方に向かって絞られたテーパ面１５ｄを備えた押圧力受部１５Ｆが形成されている。
【００４７】又、前記弾性パンチ１６は実施の形態１と同様にウレタン、ゴム等の弾性体によって構成されており、前記スライドパンチ１７は大小異径の２段円柱状に成形され、その下半部の大径部１７ａはホルダー１５内に嵌入されている。そして、このスライドパンチ１７の下面は弾性パンチ１６の上面に当接しており、段部１７ｂはホルダー１５の前記スライドホルダー部１５Ａに当接している。従って、スライドパンチ１７とホルダー１５及び弾性パンチ１６は、しわ押さえホルダー部１５Ｃがワーク４に当接するまでは一体的に上下動する。
【００４８】而して、上記スライドパンチ１７はその上端部がシャンク２３とボルト２４によってプレス装置において上下動自在のラム２５に取り付けられており、図示のように被加工物（ワーク）である金属板４を雌型としてのダイ１３上に載置してセットした状態で、プレス装置のラム２５を駆動して、雄型としての上型のスライドパンチ１７とホルダー１５及び弾性パンチ１６を下動させれば、ホルダー１５（しわ押さえホルダー部１５Ｃ）の下端面が金属板４に当接して停止し、その後、スライドパンチ１７が更に相対的に下動されると、弾性パンチ１６がスライドパンチ１７によって押圧（加圧）されて弾性変形（圧縮変形）し、前記実施の形態１と同様に弾性パンチ１６はダイ１３の凹部１３ｂに対応する凸形状を有する上型（剛体）として機能し、金属板４の一部をダイ１３の凹部１３ｂの形状に沿って塑性変形させて絞り加工するため、金属板４には図６に示すような凹部４ａが形成される。
【００４９】そして、上記圧縮加工工程において、ホルダー１５のしわ押さえホルダー部１５Ｃは、押圧力受部１５Ｆにおいて所定の傾斜角αを有するテーパ面１５ｄに弾性パンチ１６から作用する力Ｆの鉛直成分Ｆ・ｃｏｓα（図５参照）によって金属板４に押圧して該金属板４にしわが発生するのを防ぐ。
【００５０】ところで、ホルダー１５のしわ押さえホルダー部１５Ｃが金属板４を押さえる力（押圧力）は金属板４の板厚や材質によって異なるが、押圧力はしわ押さえホルダー部１５Ｃのテーパ面１５ｄの傾斜角αを変えることによって調整することができる。具体的には、テーパ面１５ｄの傾斜角αを小さく設定する程、押圧力Ｆ・ｃｏｓαを大きくすることができる。
【００５１】而して、本実施の形態ではホルダー１５を分割してしわ押さえホルダー部１５Ｃをホルダー本体１５Ｂに対して脱着可能に取り付けたため、該しわ押さえホルダー部１５Ｃを容易に着脱交換することができる。例えば、図１１に示すようにテーパ面１５ｄの傾斜角αが異なる３種類のしわ押さえホルダー部１５Ｃ，１５Ｃ’，１５Ｃ”を準備しておき、これらの中から金属板４の板厚や材質に応じて最適なものを選択してこれをホルダー本体１５Ｂに取り付ければ良い。
【００５２】ここで、図１１（ａ）はテーパ面１５ｄの傾斜角αをα＝４５°〜８９°に設定した低圧用のしわ押さえホルダー部１５Ｃを、同図（ｂ）はテーパ面１５ｄの傾斜角αをα＝０°〜４５°に設定した中圧用のしわ押さえホルダー部１５Ｃ’を、同図（ｃ）はテーパ面１５ｄの傾斜角αをα＝０°に設定した高圧用のしわ押さえホルダー部１５Ｃ”をそれぞれ示している。尚、テーパ面１５ｄの傾斜角αの他、幅寸法Ａも調整することによって金属板４に対する押圧力を調整することができる。
【００５３】以上のように、本実施の形態に係る成形金型によれば、ホルダー１５を分割してしわ押さえホルダー部１５Ｃをホルダー本体１５Ｂに対して脱着交換可能に取り付けたため、ホルダー１５の全体を交換することなく、しわ押さえホルダー部１５Ｃのみを交換することによって金属板４への押圧力を該金属板４の板厚や材質に適した値に調整することができるとともに、ホルダー１５のしわ押さえホルダー部１５Ｃを除くスライドホルダー部１５Ａとホルダー本体１５Ｂを共用することができるためにコストダウンを図ることができる。
【００５４】尚、本実施の形態においても実施の形態１と同様の効果が得られることは勿論である。
【００５５】＜実施の形態３＞次に、本発明の実施の形態３に係る成形金型を図１２に基づいて説明する。尚、図１２は本実施の形態に係る成形金型の断面図であり、本図においては図１０に示した同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。
【００５６】本実施の形態は成形金型をＮＣタレットパンチプレスに装着して成形加工を自動化した例を示し、成形金型の基本構成は前記実施の形態２のそれと同一である。
【００５７】本実施の形態では、弾性パンチ１６とスライドパンチ１７を保持して成る雄型としての上型におけるホルダー１５をＮＣタレットパンチプレスの上部タレット２６に上下動可能に保持するとともに、ホルダー１５のスライドホルダー部１５Ａの外周をホルダー本体１５Ｂの外方へ延出して鍔部とし、この鍔部と上部タレット２６との間にリフタースプリング２７を縮装してホルダー１５と弾性パンチ１６及びスライドパンチ１７を上方に付勢支持している。
【００５８】而して、図示のように被加工物（ワーク）である金属板４を雌型としてのダイ１３上に載置してセットした状態で、ＮＣタレットパンチプレスにおいて上下動自在のストライカ２８で雄型としての上型におけるスライドパンチ１７を押圧すれば、該スライドパンチ１７がホルダー１５及び弾性パンチ１６と共にリフタースプリング２７の付勢力に抗して下動し、ホルダー１５（しわ押さえホルダー部１５Ｃ）の下端面が金属板４に当接して停止する。
【００５９】その後、スライドパンチ１７が更に押圧されて相対的に下動すると、弾性パンチ１６がスライドパンチ１７によって押圧加圧されて弾性変形（圧縮変形）し、前記実施の形態１と同様に弾性パンチ１６はダイ１３の凹部１３ｂに対応する凸形状を有する上型（剛体）として機能し、金属板４の一部をダイ１３の凹部１３ｂの形状に沿って塑性変形させて絞り加工するため、金属板４には図６に示すような凹部４ａが形成される。
【００６０】以上のようにして、金属板４に所望の形状の絞り加工が施された後、ＮＣタレットパンチプレスのストライカ２８を上動させて除荷すれば、ホルダー１５と弾性パンチ１６及びスライドパンチ１７はリフタースプリング２７の弾発力によって上動して、図１２に示す元のセット状態に復帰し、以後同様に金属板４に対する絞り加工を自動的に行うことができる。
【００６１】而して、本実施形態によれば、前記実施の形態１，２と同様の効果が得られる他、成形加工を自動的に効率良く行うことができるという効果が得られる。
【００６２】＜実施の形態４＞図１３は、本発明の実施の形態４に係る成形金型の断面を示す説明図である。
【００６３】この実施の形態において、図１２の実施の形態３と異なるところは、雄型としての上型においての加圧部材としてのスライドパンチ１７の上部に一体的に備えたパンチヘッド２９とホルダー１５との間に、コイルスプリング、ウレタンゴムなどのごとき強力な弾性部材３１を設けた構成である。
【００６４】上記構成においては、ストライカ２８を下降せしめて加圧部材としてのスライドパンチ１７を下降して弾性パンチ１６を加圧するとき、弾性部材３１も加圧されることとなる。したがって、ホルダー１５でもってワーク４をダイ３１に押圧（加圧）する力は、ホルダー１５が弾性パンチ１６から受ける押圧力と弾性部材３１から受ける押圧力の和となり、より大きくなる。
【００６５】すなわち、前記構成においては、弾性パンチ１６からホルダー１５が受ける押圧力が小さい時に、弾性部材３１が補助してホルダー１５を押圧することとなるものである。よって、弾性パンチ１６からホルダー１５が受ける押圧力を大きくすることができない場合に有効である。
【００６６】＜実施の形態５＞図１４は、本発明の実施の形態５に係る成形金型の断面を示す説明図である。
【００６７】この実施の形態において、図１３に示した実施の形態４と相違するところは、雄型としての上型においてのホルダー１５におけるしわ押さえホルダー部１５Ｃから押圧力受部１５Ｆを省略し、弾性パンチ１６の下面をしわ押さえホルダー部１５Ｃの下面とほぼ同一高さに設けた構成である。
【００６８】上記構成においては、ホルダー１５は弾性部材３１から受ける押圧力でもってワーク４をダイ１３へ押圧（加圧）するものであるから、弾性部材３１の弾性係数をより大きくし、弾性部材３１をより強力にすることによって容易に対応できるものである。
【００６９】この構成においては、押圧力受部１５Ｆを省略した構成であるからホルダー１５をストレートの筒状に形成することが可能であり、例えばパイプ材等を利用することができ、その製作をより容易に行うことができるものである。
【００７０】＜実施の形態６＞図１５は、本発明の実施の形態６に係る成形金型の断面を示す説明図である。
【００７１】この実施の形態において、所望の形状の凹部３３ｂを備えた雌型３３を上型に備え、上記雌型３３と協働する雄型を下型に備えた態様である。すなわち下型は、例えばタレットパンチプレス（図示省略）における下部タレットＬＴに支持されるケーシング３５を備えており、このケーシング３５内には、前記雌型３３に対してワーク４を相対的に押圧可能の筒状のホルダー３７を相対的に上下動可能に内装している。
【００７２】上記ホルダー３７内にはウレタンゴムまたはゴム等の弾性体よりなる弾性パンチ３９が内装してあり、この弾性パンチ３９の下面と前記ケーシング３５の底部との間には、前記弾性パンチ３９を相対的に加圧（押圧）可能の加圧部材４１が設けてある。そして、上記ホルダー３７，弾性パンチ３９及び加圧部材４１は、ユニットとして、ケーシング３５に対して着脱交換可能に設けてある。したがって、ワーク４の板厚、材質、成形形状に対応して、例えば図１６に示すように適正のホルダー３７，弾性パンチ３９及び加圧部材４１に着脱交換することができる。
【００７３】前記弾性パンチ３９は、ホルダー３７の内径にほぼ等しい径の大径部３９Ｄを備えると共に、前記ホルダー３７に形成した押圧力受部３７Ｆの内径にほぼ等しい小径部３９ｄを前記大径部３９Ｄから突出した態様に備えており、かつ前記大径部３９Ｄには、ホルダー３７の前記押圧力受部３９Ｆのテーパ面３７Ｔに面接触したテーパ面状の押圧力伝達部３９Ｔを備えている。
【００７４】さらに、前記弾性パンチ３９における大径部３９Ｄの外周面には、端部から前記押圧力伝達部３９Ｔに至る適数本の溝３９Ｇが形成してある。この溝３９Ｇは、ホルダー３７のテーパ面３７Ｔと弾性パンチ３９の前記押圧力伝達部３９Ｔとの接触部へ外気を導くことによって上記接触部の密着を防止するためのものである。
【００７５】ところで、前記弾性パンチ３９における小径部３９ｄの端面３９Ｆは平面状に形成してあるが、前記雌型３３の凹部３３ｂの形状に沿ってワーク４が正確に変形するように、弾性パンチ３９における小径部３９ｄの端面の形状は、凹部３３ｂの形状に対応した形状であることが望ましいが、ある程度の汎用性を有する形状として、例えば図１７（Ａ），（Ｂ）に示すように凸球面形状又は凹球面形状などの非平面形状であることが望ましい。
【００７６】また、弾性パンチ３９は、ホルダー３７の内周面との摩擦を少なくするために、例えばモリブデン等のごとき潤滑剤を含有した構成であることが望ましい。この場合、弾性パンチ３９の大径部３９Ｄの外周面とホルダー３７の内周面との接触面積が大きいので、この部分の摩擦を小さくするために、大径部３９Ｄの外周部分のみに潤滑剤を含有した構成とすることが望ましい。さらに、弾性パンチ３９における大径部３９Ｄと小径部３９ｄとの硬度を異にし、弾性パンチ３９からホルダー３７への押圧力の伝達が充分に行われ得ると共に小径部３９ｄがホルダー３７から突出しワーク４を雌型３３の凹部３３ｂに沿って充分に押圧するようにすることが望ましい。
【００７７】上述のごとき雄型としての下型と対応する上型は、例えばタレットパンチプレス（図示省略）における上部タレットＵＴにリフタースプリングＳＰを介して上下動自在に支持された雌型ホルダ４３を備えており、この雌型ホルダ４３の下面に前記雌型３３が複数のボルト（図示省略）を介して着脱交換可能に取付けてある。なお、上記雌型３３の凹部３３ｂには小径のエア抜き孔３３Ｈが適数設けてある。
【００７８】前記雌型ホルダ４３にはパンチヘッド４５を上端部に上下位置調節可能に螺着したシャンク４７が相対的に上下動可能に設けてある。このシャンクの下端部は、雌型ホルダ４３に形成した凹部４３Ｃ内に臨んで設けてあり、シャンク部４７の下端部にはシャープレート４９が取付ボルト（図示省略）を介して着脱交換可能に取付けてある。そして、上記シャープレート４９と前記凹部４３Ｃの底部との間にはリング状のダイプレート５１が設けてある。
【００７９】上記シャープレート４９は、パンチヘッド４５を下圧して過負荷が生じたときに、ダイプレート５１とシャンク４７によって打抜かれることによってより以上の過負荷の発生を防止するもので、上記シャープレート４９やダイプレート５１等は過負荷安全装置を構成するものである。
【００８０】なお、過負荷安全装置の構成としては、上記シャープレート４９やダイプレート５１等による構成に限ることなく、例えば凹部４３Ｃを密封した構成とし、過負荷発生時に凹部４３Ｃ内の流体がシャンク４７により圧縮されて高圧となり、規定以上の高圧となったときにリリーフバルブを介して流体を外部に流出する構成としても良いものである。
【００８１】以上のごとき構成において、図１８（Ａ）に示すように、雄型としての下型におけるホルダー３７の上面にワーク４を載置位置決めした後、パンチプレスにおけるラム又はストライカ（図示省略）を下降せしめ、このストライカによって雌型としての上型におけるパンチヘッド４５を下降せしめると、シャンク４７，ストリッパプレート４９，ダイプレート５１を介して雌型ホルダ４３がリフタースプリングＳＰに抗して下降され、図１８（Ｂ）に示すように、雌型３３がワーク４に当接する。
【００８２】上型に備えた雌型３３の下面がワーク４の上面に当接した後、ストライカによって前記パンチヘッド４５をさらに下降せしめると、ワーク４はホルダー３７の上面と雌型３３との間に挾圧された状態において上記ホルダー３７が弾性パンチ３９を圧縮しつつ相対的に下降される。
【００８３】上述のようにホルダー３７が弾性パンチ３９を圧縮しながら相対的に下降すると、弾性パンチ３９は加圧部材４１によって相対的に圧縮されることとなり、図１８（Ｃ）に示すようにホルダー３７から相対的に上方向へ突出する態様となってワーク４を雌型３３の凹部３３ｂ内へ押圧し、最終的には、図１８（Ｄ）に示すように、上記凹部３３ｂに沿って（倣って）ワーク４の成形加工を行うことになる。その後、前記ストライカを元の位置に上昇復帰すると、リフタースプリングＳＰの作用によって上型が元の位置に上昇復帰されると共に、下型における弾性パンチ３９が基の状態に復帰することにより、下型は元の状態に復帰する。
【００８４】前述のごとくワーク４の成形加工を行う際、前記凹部３３ｂには小径のエア抜き孔３３Ｈが設けてあり、またケーシング３５の底部にも小径のエア抜き孔３５Ｈが形成してあるので、ホルダ３７の下降が円滑に行われ得ると共に凹部３３ｂ内へのワーク４の移動変形も円滑に行われる。
【００８５】さらに、弾性パンチ３９には潤滑剤が含有してあって、ホルダー３７と弾性パンチ３９との間の摩擦力が小さいので、ホルダー３７内においての弾性パンチ３９の移動が円滑に行われ、雌型３３の凹部３３ｂ方向への弾性パンチ３９の移動が円滑であってワーク４の成形加工に対して弾性パンチ３９が効果的に作用するものである。
【００８６】この実施の形態によれば、ワーク４に対して上方向へ凸状の成形加工を容易に行うことができるものである。
【００８７】＜実施の形態７＞図１９は、本発明の実施の形態７に係る成形金型の断面を示す説明図である。
【００８８】この実施の形態において、図１５に示した雄型としての雄型としての下型の構成と相違するところは、ホルダー３７の下部とケーシング３５の底部との間に、ウレタンゴム、皿バネ、コイルバネなどのごとき弾性部材５５を設けた構成である。
【００８９】上記構成においては、ホルダー３７が相対的にワーク４を押圧（加圧）する力は、ホルダー３７が弾性パンチ３９から受ける押圧力と弾性部材５５から受ける押圧力の和となり、大きな押圧力となるものである。
【００９０】
【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態の説明より理解されるように、本発明によれば、弾性パンチによってワークを雌型の凹部に沿って成形加工を行う時、上記弾性パンチの１部によってホルダーを押圧し、このホルダーによってワークを雌型に挾圧するものであるから、弾性パンチはワークの成形加工とホルダーの押圧との両機能を有することとなり、簡単な構成でもってワークの成形加工を行い得るものである。
【００９１】また、１つの弾性パンチでもって複数の雌型に対応可能であり、成形金型の数を少なくすることができ、全体として安価に製造できることになる。
【００９２】さらに、ワークの成形加工に当り、成形加工の形状が同一であってワークの板厚が変化する場合であっても、ワークの板厚の変化に対応して雄型と雌型との間のクリアランスの調整が不要であり、ワークの板厚変化に容易に対応し得るものである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１２６８８３
【氏名又は名称】株式会社アマダメトレックス
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１０月２９日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和 （外８名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２８５７４２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月１９日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３０８９６４ |
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