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【発明の名称】 プレス加工装置
【発明者】 【氏名】東本 義忠

【要約】 【課題】折り曲げ面の一部にバーリング加工やエンボス加工などの突起状となる既加工部を施した金属部材であっても、折り曲げ加工精度が良好で、量産性に適した金属部材のプレス装置を提供する。

【構成】上金型1が下降すると、上金型1の揺動型曲刃4の摺動面4cが下金型5の能動機構部7の規制面7aに適切な押圧力で接触しながら摺動するので、揺動型曲刃4は、その規制面7aに沿って揺動動作し、下金型5に設けられた固定型曲刃8に向かって挟み込んでプレスする。プレスの際、折り曲げ面に設けられた突形状の加工部は揺動型曲刃4のプレス面4bに設けられた逃げ部4dに納められる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
既加工部を有した金属部材を折り曲げ加工するプレス加工装置であって、
下面に凹部が設けられた上金型と、
前記凹部に設けられ、この凹部内に中心部を枢支され少なくとも一面に前記金属部材の既加工部を収めるための逃げ部を設けた揺動型曲刃と、
前記金属部材を上面に載置する可動ダイおよび上方に突出する固定型曲刃とから構成される下金型とを有し、
前記揺動型曲刃は、常に一方向に付勢され、
前記上金型または下金型のいずれか一方を上下方向に可動とし、
前記下金型の固定型曲刃に位置する前記金属部材の既加工部を含む部分をいずれか一方の金型の動作によって曲げ加工するとともに前記金属部材の既加工部を前記いずれか一方の金型の動作に伴って揺動する揺動型曲刃の逃げ部に入り込ませて所定の曲げ加工を前記金属部材に施すプレス加工装置。
【請求項2】
前記揺動型曲刃は、弾性体を用いて付勢されたことを特徴とする請求項1記載のプレス加工装置。
【請求項3】
既加工部を有した金属部材を折り曲げ加工する順送り型のプレス加工装置であって、
下面に凹部が設けられた上金型と、
前記凹部に設けられ、この凹部内に中心部を枢支され少なくとも一面に前記金属部材の既加工部を収めるための逃げ部を設けた揺動型曲刃と、
前記金属部材を上面に載置する可動ダイおよび上方に突出する固定型曲刃とから構成される下金型とを有し、
前記揺動型曲刃は常に一方向に付勢され、
前記上金型または下金型のいずれか一方を上下方向に可動とし、
前記下金型の固定型曲刃に位置する前記金属部材の既加工部を含む部分をいずれか一方の金型の動作によって曲げ加工するとともに前記金属部材の既加工部を前記いずれか一方の金型の動作に伴って揺動する揺動型曲刃の逃げ部に入り込ませて所定の曲げ加工を前記金属部材に施す順送り型のプレス加工装置。
【請求項4】
前記揺動型曲刃は、弾性体を用いて付勢されたことを特徴とする請求項3記載の順送り型のプレス加工装置。
【請求項5】
前記金属部材を曲げ加工する工程の前に、バーリング加工の工程またはエンボス加工の工程を備えたことを特徴とする請求項3記載の順送り型のプレス加工装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、金属部材の折り曲げ加工を行うプレス加工装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ダイ及びパンチを用いたプレス加工によって金属部材の折り曲げを行う方法の例として、図6(a)〜(c)に示したように、上金型としてのパンチ60、並びに下金型61としての可動ダイ62及び固定ダイ63とから構成されたプレス加工装置による金属平板のプレス加工方法がある(特許文献1参照。)。
【0003】
上金型として機能するパンチ60には、金属板Sのフランジ部66を加工するための段部65が設けられており、段部65の角Aおよび段部65とパンチ60とで形成される角Bには、アールが付されている。
【0004】
下金型61は2分割されており、断面がL字状の可動ダイ62と可動ダイ62の端面と接触する固定ダイ63とから構成されている。可動ダイ61の角Aにはアールが付されており、固定ダイ63の上面と連なっている。可動ダイ62は、その底面にスプリング等からなる上方への付勢装置が取り付けられた連結棒64上に連結されている。
【0005】
まず、図6(a)で示したように、上面が水平に一致した状態で配置された可動ダイ62及び固定ダイ63の上に、折り曲げ加工を施す金属板Sを載置する。
【0006】
その後、図6(b)で示したように、圧力を付してパンチ60を下方に下げ、そのパンチ60で金属板Sを下方へ加圧する。
【0007】
連結棒64に取り付けられた付勢装置のスプリング力は、金属板Sの曲げ耐力よりも高く、パンチ60の下方への加圧力よりも低く設定されているので、パンチ60で金属板Sを加圧するとき、金属板Sは可動ダイ62と固定ダイ63との間に形成されている凹部に押し込まれ、凹部面及びパンチ60の先端面に沿ってU字状に曲げ加工される。
【0008】
そして、図6(c)で示したように、パンチ60が金属板Sをさらに加圧し、パンチ60の先端がU曲げされた金属板Sを介して可動ダイ62の底面に当接した後は、付勢装置のスプリング力は、パンチ60の加圧力よりも低く設定されているので、パンチ60は可動ダイ62を下方に加圧・移動させることになる。
【0009】
パンチ60の側面に設けられ、アールの付された段部65が固定ダイ63の上面に近接したときから、フランジ66の折り曲げ加工が始まり、段部65が固定ダイ63の上面に当接しようとするとき、フランジ66の折り曲げ加工が終了する。
【0010】
その後、パンチ60の下方への加圧力を解除すると、付勢装置の上方への加圧力により、可動ダイ62と折り曲げ加工が施されたU字状の曲げ部材は共に上方に移動される。パンチ60を上方もしくは側方に退避させれば、曲げ加工された部材は容易に取り出される。
【特許文献1】特開2005−262261号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
このように、少なくとも上金型または下金型のいずれか一方が上下方向へ可動する一般的なプレス加工装置を用いた加工であっても、金属板が加工開始時に水平に載置され、その金属板のL字状の曲げ加工やU字状の曲げ加工が施される折り曲げ部が平坦な面であれば、直角方向へ折り曲げされても、その面がダイやパンチの可動方向と直交する加圧面とその加圧面と所定の角度を有する側面が均一的に金属板に当接するので、折り曲げ部にも十分な折り曲げのための加圧力が加わり、加工精度が良好で安定した品質の金属部材のプレス加工が可能となる。
【0012】
しかしながら、上述したL字状の曲げ加工やU字状の曲げ加工が施される折り曲げ面の一部に、単純な打ち抜き穴ではなく、例えば、切削タップ加工を行った後に有効ネジ部を得るために円筒状に突出させたバーリング加工や単純な凹凸部を形成するためのエンボス加工などが予め施されている場合には、凹凸部が折り曲げ面の平坦な箇所よりも突出した突形状となっている。したがって折り曲げ加工中において、折り曲げ面がダイやパンチの可動方向と直交する加圧面に対して所定の角度を有したときに、凹凸部が加圧面に当接してしまうので折り曲げ部に十分な加圧力を加えることができない。
【0013】
一方、L字状の曲げ加工やU字状の曲げ加工を行った後に、そのようなバーリング加工やエンボス加工を行うためには、その加工部の周囲にダイやパンチで十分な加圧力を与えることのできる十分な領域が必要であるため、そのような領域を確保できない場合には安定した精度の加工を行うことができない。
【0014】
しかも、穴あけ加工や折り曲げ加工などの各種の変形加工が完了した後の加工となるので、金属部材に対して所望の加工精度でバーリング加工やエンボス加工を行うのが困難となるばかりでなく、プレス加工装置の金型も複雑な構造となってしまう。
【0015】
本発明は、これらの問題に鑑み、折り曲げ面の一部にバーリング加工やエンボス加工などの突形状となる既加工部を施した金属部材であっても、折り曲げ加工精度が良好で、量産性に適した金属部材のプレス加工装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上記課題を解決するため本発明の金属部材のプレス加工装置は、既加工部を有した金属部材を折り曲げ加工するプレス加工装置であって、下面に凹部が設けられた上金型と、前記凹部に設けられ、この凹部内に中心部を枢支され少なくとも一面に前記金属部材の既加工部を収めるための逃げ部を設けた揺動型曲刃と、前記金属部材を上面に載置する可動ダイおよび上方に突出する固定型曲刃とから構成される下金型とを有し、前記揺動型曲刃は、常に一方向に付勢され、前記上金型または下金型のいずれか一方を上下方向に可動とし、前記下金型の固定型曲刃に位置する前記金属部材の既加工部を含む部分をいずれか一方の金型の動作によって曲げ加工するとともに前記金属部材の既加工部を前記いずれか一方の金型の動作に伴って揺動する揺動型曲刃の逃げ部に入り込ませて所定の曲げ加工を前記金属部材に施すことを特徴とした。
【発明の効果】
【0017】
本発明の金属部材のプレス加工装置によれば、折り曲げ面の一部にバーリング加工やエンボス加工などの平面に突形状を形成する既加工部を施した金属部材であっても、折り曲げ加工精度が良好で、安定した品質が得られ、量産にも適した金属部材のプレス加工装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
請求項1記載の発明は、既加工部を有した金属部材を折り曲げ加工するプレス加工装置であって、下面に凹部が設けられた上金型と、前記凹部に設けられ、この凹部面内に中心部を枢支され少なくとも一面に前記金属部材の既加工部を収めるための逃げ部を設けた揺動型曲刃と、前記金属部材を上面に載置する可動ダイおよび上方に突出する固定型曲刃とから構成される下金型とを有し、前記揺動型曲刃は、常に一方向に付勢され、前記上金型または下金型のいずれか一方を上下方向に可動とし、前記下金型の固定型曲刃に位置する前記金属部材の既加工部を含む部分をいずれか一方の金型の動作によって曲げ加工するとともに前記金属部材の既加工部を前記いずれか一方の金型の動作に伴って揺動する揺動型曲刃の逃げ部に入り込ませて所定の曲げ加工を前記金属部材に施すことを特徴とした。
【0019】
請求項1記載のプレス加工装置によれば、折り曲げ面の一部にバーリング加工やエンボス加工などの平面に突形状を形成する既加工部を施した金属部材であっても、折り曲げ加工精度が良好で、安定した品質が得られ、量産にも適した金属部材のプレス加工装置を提供することができる。
【0020】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のプレス加工装置であって、前記揺動型曲刃は、弾性体を用いて付勢されたことを特徴とした。
【0021】
請求項2記載のプレス加工装置によれば、揺動型曲刃を付勢するのに弾性体を用いているので、簡易な構成で揺動型曲刃を付勢することができる。したがって、プレス加工装置の構成が簡易となり、機械的信頼性の高いプレス加工装置を提供することができる。
【0022】
請求項3記載の発明は、既加工部を有した金属部材を折り曲げ加工する順送り型のプレス加工装置であって、下面に凹部が設けられた上金型と、前記凹部に設けられ、この凹部内に中心部を枢支され少なくとも一面に前記金属部材の既加工部を収めるための逃げ部を設けた揺動型曲刃と、前記金属部材を上面に載置する可動ダイおよび上方に突出する固定型曲刃とから構成される下金型とを有し、前記揺動型曲刃は常に一方向に付勢され、前記上金型または下金型のいずれか一方を上下方向に可動とし、前記下金型の固定型曲刃に位置する前記金属部材の既加工部を含む部分をいずれか一方の金型の動作によって曲げ加工するとともに前記金属部材の既加工部を前記いずれか一方の金型の動作に伴って揺動する揺動型曲刃の逃げ部に入り込ませて所定の曲げ加工を前記金属部材に施すことを特徴とした。
【0023】
請求項3記載の順送り型のプレス加工装置によれば、折り曲げ面の一部にバーリング加工やエンボス加工などの平面に突形状を形成する既加工部を施した金属部材であっても、折り曲げ加工精度が良好で、安定した品質が得られ、量産性の高い金属部材の順送り型のプレス加工装置を提供することができる。
【0024】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の順送り型のプレス加工装置であって、前記揺動型曲刃は、弾性体を用いて付勢されたことを特徴とした。
【0025】
請求項4記載のプレス加工装置によれば、揺動型曲刃を付勢するのに弾性体を用いているので、簡易な構成で揺動型曲刃を付勢することができる。したがって、順送り型のプレス加工装置の構成が簡易となり、機械的信頼性の高い順送り型のプレス加工装置を提供することができる。
【0026】
請求項5記載の発明は、請求項3記載の順送り型のプレス加工装置であって、前記金属部材を曲げ加工する工程の前に、バーリング加工の工程またはエンボス加工の工程を備えたことを特徴とした。
【0027】
請求項5記載の発明によれば、順送り型のプレス加工装置は金属部材を揺動型曲刃と固定型曲刃とで挟み込んでプレスする工程の前段に、バーリング加工の工程またはエンボス加工の工程を備えているので、金属部材に対して、バーリング加工またはエンボス加工及び曲げ加工を連続的に行うことになる。また、金属部材の折り曲げ面において高い寸法精度や高い位置精度を要求されるバーリング加工またはエンボス加工が必要な場合には、揺動型曲刃と固定型曲刃とで挟み込んでプレスする工程の前段にバーリング加工またはエンボス加工が行われ、折り曲げ加工による影響、例えば加工周辺領域が十分に確保できないことによる位置ずれや寸法ずれなどがなくなり、より良好なバーリング加工精度またはエンボス加工精度が得られる。したがって、既加工部を有した金属部材について効率的に精度良く曲げ加工を行うことが可能な順送り型のプレス加工装置を提供することができる。
【0028】
(実施の形態1)
図1(a)は、本発明のプレス加工装置の上金型の主要部斜視図、図1(b)は、本発明のプレス加工装置の下金型の主要部斜視図、図2(a)は、プレス前状態での主要部断面図、図2(b)は、プレス開始状態での主要断面図、図2(c)は、プレス終了状態での主要断面図、図3(a)は、本発明のプレス加工方法により製作されたファンケースの全体斜視図、図3(b)は、同図のC−C矢視断面図である。
【0029】
ここで、本発明のプレス加工装置は、図1(a)で示した上金型1と図1(b)で示した下金型5との上下一対で構成されている。
【0030】
そして、これらの上金型1と下金型5との間には、成形加工を行う被加工材となる金属部材(図示せず)が介在し、後述するプレス加工方法によって、その金属部材の一部が折り曲げ加工される。
【0031】
まず、図1(a)は、上金型1の下側の面であるプレス面1aを斜め方向から見た上金型1の主要部斜視図であって、その上金型1が下降することによって、金属部材の折り曲げ加工する部分以外の領域を下金型5の上側の面であるプレス面5aとの間で挟み込んで必要な加圧力が加えられるようになっている。
【0032】
そして、そのプレス面1aの所定の位置に略矩形状に開口した凹部2が形成され、その凹部2の内部には、固定ピン3によって軸支され、矢印で示した水平方向に揺動自在で、予めスプリング等(図示せず)によって退避方向(図面上では左方向)へ付勢された揺動型曲刃4が収容されている。
【0033】
摺動面4cは、上金型1が下降すると能動機構部7の規制面7aに接触する。揺動型曲刃4は、摺動面4cと規制面7aとの接点が規制面7aに沿って動くことにより摺動動作を行う。揺動型曲刃4の回動は摺動面4cと規制面7aによる摺動動作および揺動型曲刃を付勢するスプリング10によって制御される。
【0034】
揺動型曲刃4のプレス面4b上には逃げ部4dが設けられている。逃げ部4dは、プレス加工の際に金属部材9の既加工部であるバーリング部9bを収納する。逃げ部4dにより、金属部材9のバーリング部9bが上金型1と干渉を起こすことなくプレス加工を行うことができる。
【0035】
また、この揺動型曲刃4は、略直方体の外形を有し、その下側のプレス面4aと側面のプレス面4bとがL字型を形成しているので、これらの面が金属部材9に対して適正な加圧力で当接しながら、L字状の曲げ加工を行えるようになっている。
【0036】
さらに、凹部2の内壁と揺動型曲刃4との間の空間は、プレス状態において後述する能動機構部7と固定型曲刃8が挿入可能な大きさに設定されている。
【0037】
一方、図1(b)は、下金型5の上側の面であるプレス面5aを斜め方向から見た下金型5の主要部斜視図であって、金属部材の折り曲げ加工する部分以外の領域を前述した上金型1の下側の面であるプレス面1aとの間で挟み込んで必要な加圧力が加えられるようになっている。
【0038】
そして、プレス面5aの金属部材の折り曲げ加工する部分に対応する位置に、スプリング等(図示せず)により予め上方向へ付勢された可動ダイ6が上下方向へ摺動するように設置され、さらにその可動ダイ6に能動機構部7と固定型曲刃8が上方に突出するように設けられている。
【0039】
ここで、可動ダイ6は上方向に予め付勢されているが、その付勢力は上金型1が下降してプレス面1aから下方向へ加わる加圧力よりも小さく設定されているので、プレス状態においてプレス面1aに押されて下降し、可動ダイ6の上側の面であるプレス面6aが、下金型5のプレス面5aと同じ高さで停止するように設定されている。
【0040】
つまり、可動ダイ6のプレス面6aが矢印で示した範囲内で上下方向へ可動するようになっている。
【0041】
なお、金属部材9の一部を挟み込んでL字状の曲げ加工をする揺動型曲刃4と固定型曲刃8の材料としては、機械的強度が大きく耐摩耗性に優れた超硬質合金(タングステンカーバイト)が好適である。
【0042】
図3(a)は、本発明のプレス加工方法により製作されたファンケース20の全体斜視図であって、前述した平板状の金属部材9に対して本発明のプレス加工方法が行われた後に、さらにさい断、穴あけ、L曲げなどのための打ち抜き・曲げ加工を追加された最終の形態を示している。
【0043】
この図のように、図示しないファン装置を構成する金属部品であるファンケース20の中央には、円形状に開口された通気穴20aが形成され、その周辺部の4隅には、ファンケース20を構成する別の部材との組み立てのために用いられるねじの嵌挿用の小孔20bも形成されている。
【0044】
そして、その通気穴20aの形成された面に対して下向きの直角の方向に曲げられたL字型のフランジ部20cがその4隅の4箇所に設けられている。
【0045】
それぞれのフランジ部20cは、通気穴20aの形成された面の外周部より外向きに延びており、その先端側の面には、バーリング加工によってその平坦な面よりも上方へ円筒状に突出したバーリング部20dが形成されている。
【0046】
そして、通気穴20aの形成された面から下方向へ直角に延びた面とバーリング部9bの形成された面とは、L曲げ部20dにおいて直角方向へL曲げ加工されており、前述したプレス加工方法によって折り曲げられている。
【0047】
なお、それぞれのフランジ部20cは、前述したプレス加工方法を同時に適用することが可能なプレス加工装置を用いて製造することで、容易に生産性が向上できる。
【0048】
また、図3(b)は、図3(a)のC−C矢視断面図で、そのフランジ部20cの断面形状がL字型であることを示しており、前述したように通気穴20aの形成された面から下方向へ直角に延びた面とバーリング部20dの形成された面とは、L曲げ部20eにおいて直角方向へL曲げ加工されており、その折り曲げられた部分に上方へ円筒状に突出するようにバーリング加工が施されているにも拘わらず、折り曲げ加工精度が良好で、安定した品質の金属部品となっている。
【0049】
また、バーリング部20dの高さhや内径sについては、このファンケース20が他の部品と組み合わさってファン装置を構成した後に、他の電子機器に取り付けるためのねじサイズによって適正な大きさが選択され、一般的には、高さhは金属部材の板厚tの1.5〜3.0倍の範囲に設定されるので、ねじサイズが大きくなるほど高さhが大きくなり、より板厚tの大きな金属部材が必要とされる。
【0050】
また、被加工材としての金属部材9としては、例えばステンレス鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金、りん青銅など、様々な金属材料の選択が可能で、それぞれの材料に応じてプレス加工条件を決定すればよい。
【0051】
次に、前述したプレス加工装置の主要部を示した図2を用いて、本発明のプレス加工方法を説明する。
【0052】
まず、図2(a)は、プレス前状態での主要部断面図であって、上金型1と下金型5との間に、プレス加工を行う金属部材9が介在した状態を示している。
【0053】
ここで、金属部材9は、その金属部材9の折り曲げ部9aには、予め折り曲げ前の平面に対して20°〜50°の範囲の角度となるように仮折り曲げが施されており、既加工部としてのバーリング部9bが設けられた折り曲げ面を固定型曲刃8上に置いた状態で可動ダイ6のプレス面6a上に載置されている。
【0054】
ここで、その金属部材9の下側の面と仮折り曲げされた部分が、下金型5の固定型曲刃8と可動ダイ6とで形成される角度とほぼ同一となり、その結果、固定型曲刃8と可動ダイ6に対して、プレスされる前に金属部材9の位置決めがより容易となり、より高い折り曲げ加工精度の得られるようになっている。
【0055】
そして、その金属部材9の仮折り曲げされた部分には、予めバーリング加工によってその平坦な面よりも円筒状に突出したバーリング部9bが形成されている。
【0056】
また、前述したように上金型1のプレス面1aの所定の位置に略矩形状に開口した凹部2が形成され、その凹部2の内部には、固定ピン3によって軸支され、矢印で示した水平方向に揺動自在で、予めスプリング10によって図面上では左方向となる退避方向へ付勢された揺動型曲刃4が収容されている。
【0057】
さらに、プレス開始後に金属部材9の折り曲げ部分に形成されたバーリング部9bがそのプレス面4bと直接接触して変形や傷が発生しないように、揺動型曲刃4のプレス面4bの略中央には、少なくとのそのバーリング部9bの外形寸法で決まる容積よりも大きな容積を有する逃げ部4dが形成されている。
【0058】
また、この揺動型曲刃4は、略直方体の外形を有し、その下側のプレス面4aと側面のプレス面4bとがL字型を構成しているので、これらの面が金属部材9に対して当接しながら、L曲げ加工を行えるようになっている。
【0059】
さらに、凹部2の内壁と揺動型曲刃4との間の空間は、プレス開始より能動機構部7と固定型曲刃8が挿入可能な大きさに設定されている。
【0060】
一方、下金型5の上側の面であるプレス面5aは、金属部材9の折り曲げ加工する部分以外の領域を前述した上金型1の下側の面であるプレス面1aとの間で挟み込んで必要な加圧力が加えられるようになっている。
【0061】
そして、プレス面5aの金属部材9の折り曲げ加工する部分に対応する位置に、スプリング11により予め上方向へ付勢された可動ダイ6が上下方向へ摺動するように設置され、さらにその可動ダイ6に能動機構部7と固定型曲刃8が貫設されている。
【0062】
次に、図2(b)は、プレス開始状態での主要部断面図であって、上金型1が下降して、上金型1の揺動型曲刃4の摺動面4cが下金型5の能動機構部7の規制面7aに接触を開始した状態を示している。
【0063】
ここで、揺動型曲刃4の摺動面4cのRの付された下端が、能動機構部7の規制面7aに接触を始めると、上側に所定の傾斜角度を有する規制面7aに沿って予め付勢された退避方向とは反対方向への揺動動作が開始されるが、スプリング10によって適切な押圧力で接触しているので、さらに上金型1が下降しても揺動型曲刃4の動作は、下側の直線的な規制面7aに沿って制御されるようになっている。
【0064】
つまり、揺動型曲刃4と固定型曲刃8との間の位置制御が上金型1と下金型5との相対的な位置関係で決定される機械的な制御で行われるため、上金型1の下降動作と同期して揺動型曲刃4の退避動作が安定したタイミングで正確に行われ、揺動型曲刃4が金属部材9の折り曲げ面の一部に設けられた円筒状に突出したバーリング部9bに直接接触することが確実に防止され、より高い折り曲げ加工精度の得られるようになっている。
【0065】
そして、図2(c)は、プレス終了状態での主要部断面図で、可動ダイ6は上方向に予め付勢されているが、その付勢力は上金型1のプレス面1aから下方向へ加わる加圧力よりも小さく設定されているので、金属部材9とその可動ダイ6はプレス面1aに押されて下降し、可動ダイ6の上側の面であるプレス面6aが、下金型5のプレス面5aと同じ高さで停止した状態を示している。
【0066】
この図からも明らかなように、上金型1に設けられた揺動型曲刃4で、下金型5に設けられた固定型曲刃8に向かって挟み込んでプレスすることにより、金属部材9の一部をL字型に折り曲げており、揺動型曲刃4の下側のプレス面4aとその側面のプレス面4bとがL字型を形成しているので、これらの面が金属部材9に対して適切な加圧力で当接しながら、確実にL曲げ加工を行えるようになっている。
【0067】
加えて、L字型に折り曲げられた部分に形成されたバーリング部9bは、揺動型曲刃4のプレス面4bに形成された逃げ部4dに容易に収まり、バーリング部9bに変形や傷が発生することを確実に防止できている。
【0068】
従って、このような金属部材のプレス加工方法であれば、折り曲げ面の一部に突形状となるバーリング加工を施した金属部材であっても、折り曲げ加工精度が良好で、安定した品質が得られ、量産にも適したものとなっている。
【0069】
以上のようなプレス加工方法によって、L曲げ加工が終了すると上金型1の下方向への加圧力が解除されるので、スプリング11による上方向への付勢力により、可動ダイ6とL曲げ加工の施された金属部材9とが共に上方へ移動する。
【0070】
そして、揺動型曲刃4の摺動面4cが能動機構部7の規制面7aに接触しながら上昇を始めると、揺動型曲刃4は規制面7aに沿って退避方向へ揺動動作が開始されるので、金属部材9のL字型に折り曲げられた部分が揺動型曲刃4のプレス面4bと直接接触することなく離れ、最終的に図2(a)で示した状態に戻るので、容易にL曲げ加工の施された金属部材9を取り出すことができる。
【0071】
さらに、以上のようなプレス加工によれば、折り曲げ部の形状もL字型に限定されず、揺動型曲刃4と固定型曲刃8の形状を変更することで所望の角度に設定することも可能となるばかりでなく、折り曲げられる面に単純な凹凸部を形成するためのエンボス加工が施されている場合にも、同様な効果を有するものである。
【0072】
(実施の形態2)
図4は、本発明の順送り型のプレス加工装置における下金型の平面図で、図5(a)〜(f)は、図4の各プレス加工部における加工直後の金属部材の部分断面図である。
【0073】
まず、図4で示した本発明の順送り型のプレス加工装置の下金型30の平面図において、その四隅には図示しない上金型を上下方向に精度よく摺動可能に取り付けることが可能なように、外周面に複数のボールベアリング機構が配設されたリテーナ31が設置されている。
【0074】
また、その下金型30の上部にはプレス面32が配置され、そのプレス面32に対して2点鎖線で示した金属部材40が適切な平行度を保つように、その両側を保持するガイド33が、略均等な間隔で金属部材40の矢印で示した進行方向に沿って複数配置されている。
【0075】
これらのガイド33は、予め上方向へ付勢されているが、上金型に押されて下向きに可動可能なように取り付けられているので、上金型の下降動作と同期してガイド33も下降するようになっている。
【0076】
そして、そのガイド33に沿って、下金型30の入口側から金属部材40が矢印で示した方向に沿って供給されると、その下金型30が図示しない上金型と上下一対となって、さい断、穴あけ、曲げなどのための打ち抜き・曲げ加工を連続的に行うことできるようになっている。
【0077】
つまり、その金属部材40の送り方向に沿って入り口側から、バーリング加工部(下穴加工部)30a、バーリング加工部(プレス加工部)30b、前段打ち抜き加工部30c、後段打ち抜き加工部30d、仮折り曲げ加工部30e、L字状の曲げ加工部30f、フランジ部の曲げ加工部30g、分断加工部30hと、異なる加工工程が配置され、上金型が往復する1ストローク毎に金属部材40が順次送られているので、それぞれの加工工程において異なる加工が行われ、連続的なプレス加工が可能となっている。
【0078】
ここで、L字状の曲げ加工部30fの主要部の構成は、前述した実施の形態1におけるプレス加工装置の上金型1と下金型5の主要部と同じ構成となっているので詳細な説明は省略するが、図示しない上金型に設けられた水平方向に揺動自在な揺動型曲刃で、下金型30に設けられた固定型曲刃に向かって挟み込んでプレスすることにより、金属部材40の一部をL字型に折り曲げる順送り型の金属部材40のプレス加工装置なので、折り曲げ加工精度が良好で、安定した品質が得られるだけでなく、被加工材の金属部材40がロール状の供給形態であれば、さい断、穴あけ、曲げなどのための打ち抜き・曲げ加工を連続的に行うことに対応が容易となり、30a〜30hの異なる加工工程毎に複数の金型を必要とせず生産性を向上できる。
【0079】
また、揺動型曲刃が予め水平方向へ付勢され、固定型曲刃の設けられた下金型30に備えられた能動機構部の規制面に沿って揺動型曲刃が水平方向へ揺動しながらプレスする順送り型の金属部材のプレス加工装置なので、揺動型曲刃と固定型曲刃との間の位置制御が上金型と下金型との相対的な位置関係で決定される機械的な制御で行われるため、揺動型曲刃の退避動作が正確に行われ、折り曲げ面の一部に設けられた既加工部としてのバーリング部やエンボス部などの突形状部に接触することなく、プレスされる金属部材40が揺動型曲刃と固定型曲刃とによって挟み込まれてその一部が曲げられるタイミングも安定し、より高い折り曲げ加工精度が得られる。
【0080】
さらに、金属部材40を揺動型曲刃と固定型曲刃とで挟み込んでプレスするL曲げ加工部30fの前段に、バーリング加工部(下穴加工部)30aとバーリング加工部(プレス加工部)30bを備えているので、折り曲げ加工精度が良好で、安定した品質が得られるだけでなく、金属部材40がロール状の供給形態であれば、せん断、穴あけ、曲げなどのための打ち抜き・曲げ加工と併せて、バーリング加工も連続的に行うことが容易となり、複数の金型を必要とせずより生産性を向上できる。
【0081】
特に、金属部材40の折り曲げする面と同一面において高い寸法精度や高い位置精度の要求されるバーリング加工またはエンボス加工が必要な場合には、揺動型曲刃と固定型曲刃とで挟み込んでプレスする工程の前段にバーリング加工またはエンボス加工が行われ、折り曲げ加工による影響、例えば加工周辺領域が十分に確保できないことによる位置ずれや寸法ずれなどがなくなり、より良好なバーリング加工精度またはエンボス加工精度が得られる。
【0082】
次に、図5(a)〜(f)は、図4の各プレス加工部における加工直後の金属部材の部分断面図で、せん断、穴あけ、曲げなどのための打ち抜き・曲げ加工が連続的に行われていることを示している。
【0083】
まず、図5(a)は、前述したバーリング加工部30aにおいて下穴加工が終了した状態での金属部材40の部分断面図で、下金型30のダイと上金型のパンチ刃によって円形状に打ち抜かれて下穴40aが形成された状態を示している。
【0084】
通常、この下穴40aの直径は、後述するバーリング部40bの内径に対して60〜80%程の寸法に設定されるが、その金属部材40の材料、その板厚、プレス加工条件等によって最適寸法を設定すればよく、円滑な下穴加工を行うためにはダイとパンチ刃の隙間寸法も板厚の4〜5%程度の範囲で最適寸法を設定すればよい。
【0085】
次に、図5(b)は、前述したバーリング加工部30bにおいてプレス加工が終了した状態での金属部材40の部分断面図で、下金型30のダイと上金型のパンチ刃によって下穴40aの周部が上向きにプレスされ、そのプレスされた部分が円筒状に突出したバーリング部40bが形成された状態を示している。
【0086】
そして、図5(c)は、前述した前段打ち抜き加工部30cと後段打ち抜き加工部30dにおいて、打ち抜き加工が終了した状態での金属部材40の部分断面図で、バーリング部40bの周辺のスクラップ領域が下金型30のダイと上金型のパンチ刃によって打ち抜かれ、打ち抜き部40cが形成された状態を示している。
【0087】
打ち抜き加工部を前段と後段で2つの工程に分けたのは、スクラップ領域が連続した広い領域なので、少しずつ打ち抜き加工を進行させて、打ち抜き加工精度を確保するためである。
【0088】
そして、図5(d)は、前述した仮折り曲げ加工部30eにおいて、仮折り曲げ加工が終了した状態での金属部材40の部分断面図で、バーリング部40bに近接する折り曲げ部40dの折り曲げ前の平面に対する角度θ1が、20°〜50°の範囲の角度となるように仮折り曲げ加工がなされた状態を示している。
【0089】
このように、その金属部材40の下側の面と仮折り曲げされた部分が、次工程であるL曲げ加工部30fにおいて、下金型30の固定型曲刃と可動ダイとで形成される角度とほぼ同一となり、その結果、固定型曲刃と可動ダイに対して、プレスされる前に金属部材40の位置決めがより容易となり、より高い折り曲げ加工精度の得られるようになっている。
【0090】
そして、図5(e)は、前述したL字状の曲げ加工部30fにおいて、L字状の曲げ加工が終了した状態での金属部材40の部分断面図で、バーリング部40bに近接するL曲げ部40dの折り曲げ前の平面に対する角度θ2が、略直角となるようにL曲げ加工がなされた状態を示している。
【0091】
このL曲げ加工部30fの構成は、前述した実施の形態1におけるプレス加工装置の主要部分と同じ構成となっているので詳細な説明は省略するが、図示しない上金型に設けられた水平方向に揺動自在な揺動型曲刃で、下金型30に設けられた固定型曲刃に向かって挟み込んでプレスすることにより、金属部材40の一部を折り曲げているので、折り曲げ加工精度が良好で、安定した品質が得られるようになっている。
【0092】
さらに、図5(f)は前述したフランジ部の曲げ加工部30gにおいて、フランジ部41の曲げ加工が終了した状態での金属部材40の部分断面図で、折り曲げ部40eの折り曲げ前の平面に対する角度θ3が、略直角となるように下金型30のダイと上金型のパンチ刃によってプレスされ、L曲げ加工がなされた状態を示している。
【0093】
その後、図示しないが、前述した分断加工部30hにおいて、加工を終えたそれぞれの部品が分断されて、図3(a)で示したファンケース20のような最終形態の部品が連続的に下金型30の出口側より取り出すことが可能となっている。
【0094】
以上の説明のように、30a〜30hの異なる加工工程毎に金属部材40が順送りされる順送り型のプレス加工装置なので、折り曲げ加工精度が良好で、安定した品質が得られるだけでなく、金属部材40がロール状の供給形態であれば、せん断、穴あけ、曲げなどのための打ち抜き・曲げ加工を連続的に行うことに対応が容易となり、異なる加工工程毎に複数の金型を必要とせず生産性を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【0095】
本発明の金属部材のプレス加工方法及びそのプレス加工装置は、ファン装置のファンガードやファンケースの製造に限定されることなく、各種電子機器の筐体またはその関連部品などいかなる工業製品の金属部材のプレス加工に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0096】
【図1】(a)は本発明のプレス加工装置の上金型の主要部斜視図、(b)は本発明のプレス加工装置の下金型の主要部斜視図
【図2】(a)はプレス前状態での主要部断面図、(b)はプレス開始状態での主要部断面図、(c)はプレス終了状態での主要部断面図
【図3】(a)は本発明のプレス加工方法により製作されたファンケースの全体斜視図、(b)は同図のC−C矢視断面図
【図4】本発明の順送り型のプレス加工装置における下金型の平面図
【図5】(a)〜(f)は、図4の各プレス加工部における加工直後の金属部材の部分断面図
【図6】(a)、(b)、(c)は(特許文献1)に記載された実施の形態の説明図
【符号の説明】
【0097】
1 上金型
1a プレス面
2 凹部
3 固定ピン
4 揺動型曲刃
4a プレス面
4b プレス面
4c 摺動面
4d 逃げ部
5 下金型
5a プレス面
6 可動ダイ
6a プレス面
7 能動機構部
7a 規制面
8 固定型曲刃
9 金属部材
9a 折り曲げ部
9b バーリング部
10 スプリング
11 スプリング
20 ファンケース
20a 通気穴
20b 小孔
20c フランジ部
20d バーリング部
20e L曲げ部
30 下金型
30a バーリング加工部(下穴加工部)
30b バーリング加工部(プレス加工部)
30c 前段打ち抜き加工部
30d 後段打ち抜き加工部
30e 仮折り曲げ加工部
30f L字状の曲げ加工部
30g フランジ部の曲げ加工部
30h 分断加工部
31 リテーナ
32 プレス面
33 ガイド
40 金属部材
40a 下穴
40b バーリング部
40c 打ち抜き部
40d L曲げ部
40e 折り曲げ部
41 フランジ部
【出願人】 【識別番号】000005821
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【出願日】 平成18年6月30日(2006.6.30)
【代理人】 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄

【識別番号】100109667
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 浩樹

【識別番号】100109151
【弁理士】
【氏名又は名称】永野 大介


【公開番号】 特開2008−6477(P2008−6477A)
【公開日】 平成20年1月17日(2008.1.17)
【出願番号】 特願2006−180670(P2006−180670)