(57)【要約】【課題】既存のプレス機を用いながら、成形品を破損させずに安価に離型させることができるスプリングバック防止治具を提供する。【解決手段】プレス機Ｘにより粉体がプレス成形された成形品を、金型３から離型させるときにプレス機Ｘに装着されるスプリングバック防止治具１は、金型３に当接する複数の脚部１０ａと、金型３よりも上パンチ８の側で複数の脚部１０ａを連結する連結部１０ｂと、を有する本体部１０と、上パンチ８を成形品に向けて付勢する付勢機構Ｓと、を備え、プッシャ７が連結部１０ｂを押圧することにより、成形品を金型３から離型させるように構成されている。【選択図】図４
2020182962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体が充填される金型と駆動源により駆動されるプッシャと当該プッシャが当接する上パンチとを備えたプレス機により前記粉体がプレス成形された成形品を、前記金型から離型させるときに前記プレス機に装着されるスプリングバック防止治具であって、
前記金型に当接する複数の脚部と、前記金型よりも前記上パンチの側で複数の前記脚部を連結する連結部と、を有する本体部と、
前記上パンチを前記成形品に向けて付勢する付勢機構と、を備え、
前記プッシャが前記連結部を押圧することにより、前記成形品を前記金型から離型させるように構成されたスプリングバック防止治具。
【請求項２】
前記付勢機構は、前記連結部に固定された基部と、前記基部に一端が支持された複数の支持脚部と複数の前記支持脚部の他端を接続し前記上パンチに当接する接続部とを含む当接部材と、複数の前記支持脚部の外周側に配置された複数のばね部材と、を有している請求項１に記載のスプリングバック防止治具。
【請求項３】
前記付勢機構は、前記支持脚部に螺合され、前記ばね部材の付勢力を調整する調整ねじをさらに有する請求項２に記載のスプリングバック防止治具。
【請求項４】
前記付勢機構は、前記連結部と前記上パンチとの間で複数の前記脚部に亘って架設された架設部と、当該架設部と前記上パンチとの間に配置されたばね部材と、当該ばね部材の端部を支持する座部を含み、前記架設部に螺合された螺合部材と、を有する請求項１に記載のスプリングバック防止治具。
【請求項５】
前記付勢機構は、前記連結部と前記上パンチとの間に配置されたばね部材と、当該ばね部材の端部を支持する座部と当該座部が螺合されたねじ部とを含み、前記連結部に固定された支持部と、を有する請求項１に記載のスプリングバック防止治具。
【請求項６】
前記付勢機構は、前記連結部と前記上パンチとの間に配置された板部材と、前記板部材に螺合され、前記上パンチに当接する当接ねじと、前記板部材に一端が支持され前記当接ねじを前記上パンチに向けて付勢する引張ばねと、当該引張ばねの他端を支持し、前記引張ばねの付勢力を発揮させる拘束状態と前記付勢力を解除させる解除状態とに切換可能な切換部材と、を有する請求項１に記載のスプリングバック防止治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス機により成形された成形品を金型から離型させるときにプレス機に装着されるスプリングバック防止治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉体が充填される金型と駆動源により駆動されるプッシャとを備え、プッシャが上パンチを粉体に向けて押付けることにより粉体をプレス成形するプレス機が知られている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のプレス機は、プッシャを油圧シリンダで駆動されるピストンで構成し、このピストンの先端に上パンチを設けている。この特許文献１に記載のプレス機は、上パンチにより加圧されて成形された成形品を金型から離型させるに際し、油圧シリンダからの圧力供給を電磁弁で遮断すると共に、上パンチにエア圧を供給するエアシリンダにより上パンチと下パンチとで成形品を挟持して金型を下降させている。これにより、スプリングバックによる成形品の割れ、反り等を防止するものである。
【０００４】
特許文献２に記載のプレス機は、プッシャを駆動装置に接続された上ラムで構成し、上ラムが上パンチを上下方向に移動させるように構成されている。この特許文献２に記載のプレス機は、上パンチにより加圧されて成形された成形品を金型から離型させるに際し、上パンチをゆっくり上昇させながら、成形品に加わる圧力が低下しすぎないうちに金型を下降させている。これにより、成形品の抜け出しが完了するまで成形品に加わる圧力を一定レベル以上に確保して、スプリングバックによる成形品の剥離割れを防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１６８８９９号公報
【特許文献２】特開２００１−３００７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のプレス機においては、スプリングバックを防止するために電磁弁やエアシリンダを別途設ける必要があり、装置構成が複雑化すると共に、装置コストの上昇を招いてしまう。また、特許文献２に記載のプレス機においては、上パンチの上昇速度及び金型の下降タイミングの制御が複雑であり、また、金型を下降させる機構を別途設ける必要あり、装置コストの上昇を招いてしまう。
【０００７】
そこで、既存のプレス機を用いながら、成形品を破損させずに安価に離型させることができるスプリングバック防止治具が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るスプリングバック防止治具の特徴構成は、粉体が充填される金型と駆動源により駆動されるプッシャと当該プッシャが当接する上パンチとを備えたプレス機により前記粉体がプレス成形された成形品を、前記金型から離型させるときに前記プレス機に装着されるスプリングバック防止治具であって、前記金型に当接する複数の脚部と、前記金型よりも前記上パンチの側で複数の前記脚部を連結する連結部と、を有する本体部と、前記上パンチを前記成形品に向けて付勢する付勢機構と、を備え、前記プッシャが前記連結部を押圧することにより、前記成形品を前記金型から離型させるように構成された点にある。
【０００９】
本構成では、既存のプレス機に装備されているプッシャにより本体部の連結部を押圧して、成形品を金型から離型させている。このとき、上パンチを成形品に向けて付勢する付勢機構を設けているので、成形品に所望の圧力を加えた状態で離型させることができる。その結果、離型される成形品に急激な圧力減少が生じることがなく、スプリングバックによる破損を防止できる。
【００１０】
しかも、本構成では、金型に当接する本体部と上パンチを付勢する付勢機構とを備えたスプリングバック防止治具を、既存のプレス機に装着するだけで良く、安価に構成することができる。このように、既存のプレス機を用いながら、成形品を破損させずに安価に離型させることができるスプリングバック防止治具を提供できた。
【００１１】
他の特徴構成は、前記付勢機構は、前記連結部に固定された基部と、前記基部に一端が支持された複数の支持脚部と複数の前記支持脚部の他端を接続し前記上パンチに当接する接続部とを含む当接部材と、複数の前記支持脚部の外周側に配置された複数のばね部材と、を有している点にある。
【００１２】
本構成のスプリングバック防止治具は、付勢機構を、本体部の連結部に固定される基部を含む当接部材と、基部に支持される支持脚部の外周側に配置されたばね部材とで構成しているので、本体部と付勢部材とがユニット化される。このため、既存のプレス機にスプリングバック防止治具を装着することが容易となる。また、付勢機構を、複数のばね部材が複数の支持脚部の外周側に配置された状態で、複数の支持脚部を接続する接続部を上パンチに当接させているので、上パンチに作用する付勢力を安定的に確保することができる。よって、成形品におけるスプリングバックによる破損を確実に防止できる。
【００１３】
他の特徴構成は、前記付勢機構は、前記支持脚部に螺合され、前記ばね部材の付勢力を調整する調整ねじをさらに有する点にある。
【００１４】
本構成のように、ばね部材の付勢力を調整する調整ねじを設ければ、成形品の形状や特性に応じて、上パンチを介して成形品に作用させる付勢力を最適なものとすることができる。しかも調整ねじは支持脚部に螺合されているため、既存のプレス機にスプリングバック防止治具を装着した後に、ばね部材の付勢力の調整が可能であり、利便性が高い。
【００１５】
他の特徴構成は、前記付勢機構は、前記連結部と前記上パンチとの間で複数の前記脚部に亘って架設された架設部と、当該架設部と前記上パンチとの間に配置されたばね部材と、当該ばね部材の端部を支持する座部を含み、前記架設部に螺合された螺合部材と、を有する点にある。
【００１６】
本構成のように、付勢機構の一部を本体部の脚部に亘って架設された架設部で構成し、この架設部にばね部材の端部を支持する座部を含む螺合部材を螺合するといった簡便な構成であるため、スプリングバック防止治具を安価に製造することができる。また、連結部と上パンチとの間に、架設部，螺合部材及びばね部材を設けているため、付勢機構が連結部を押付けるプッシャの邪魔とならず、既存のプレス機にスプリングバック防止治具を装着することが容易である。しかも、螺合部材の架設部に対する螺合量を調整すれば、螺合部材の座部に支持されたばね部材の付勢力が調整可能となるため、成形品の形状や特性に応じて、上パンチを介して成形品に作用する付勢力を最適なものとすることができる。
【００１７】
他の特徴構成は、前記付勢機構は、前記連結部と前記上パンチとの間に配置されたばね部材と、当該ばね部材の端部を支持する座部と当該座部が螺合されたねじ部とを含み、前記連結部に固定された支持部と、を有する点にある。
【００１８】
本構成のように、連結部に支持部を固定し、支持部の座部にばね部材の端部を支持させるといった極めて簡便な構成であるため、スプリングバック防止治具を安価に製造することができる。しかも、座部のねじ部に対する螺合量を調整すれば座部に支持されたばね部材の付勢力が調整可能となるため、成形品の形状や特性に応じて、上パンチを介して成形品に作用する付勢力を最適なものとすることができる。
【００１９】
他の特徴構成は、前記付勢機構は、前記連結部と前記上パンチとの間に配置された板部材と、前記板部材に螺合され、前記上パンチに当接する当接ねじと、前記板部材に一端が支持され前記当接ねじを前記上パンチに向けて付勢する引張ばねと、当該引張ばねの他端を支持し、前記引張ばねの付勢力を発揮させる拘束状態と前記引張ばねの付勢力を解除させる解除状態とに切換可能な切換部材と、を有する点にある。
【００２０】
本構成のスプリングバック防止治具は、当接ねじが螺合された板部材と切換部材とで引張ばねを支持して構成されるので、成形品の形状や特性に応じて、当接ねじの螺合量を変更すれば、当接ねじ及び上パンチを介して成形品に作用させる引張ばねの付勢力を最適なものとすることができる。しかも、本構成のように切換部材を設ければ、成形品を離型させる際には、引張ばねの付勢力により成形品に所望の圧力を加えることによりスプリングバックによる破損が防止され、成形品が離型した後には、引張ばねの付勢力を解除することにより成形品の取出しが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】プレス機の全体側面図である。
【図２】プレス成形を説明する概略図である。
【図３】第一実施形態に係るスプリングバック防止治具の斜視図である。
【図４】第一実施形態に係るスプリングバック防止治具を装着した状態のプレス機の全体側面図である。
【図５】第一実施形態に係るスプリングバック防止治具を用いた離型を説明する全体側面図である。
【図６】第一実施形態に係るスプリングバック防止治具を用いた離型を説明する全体側面図である。
【図７】第二実施形態に係るスプリングバック防止治具の側面図である。
【図８】第三実施形態に係るスプリングバック防止治具の側面図である。
【図９】第四実施形態に係るスプリングバック防止治具の斜視図である。
【図１０】第四実施形態に係るスプリングバック防止治具を用いた離型を説明する全体側面図である。
【図１１】第五実施形態に係るスプリングバック防止治具の斜視図である。
【図１２】第五実施形態に係るスプリングバック防止治具を用いた離型を説明する全体側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明に係るスプリングバック防止治具の実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、スプリングバック防止治具の一例として、可動フレーム式プレス機Ｘ（以下、「プレス機」と称する）に装着されるスプリングバック防止治具１について説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【００２３】
図１には、ニュートン力学の第三法則「作用，反作用の法則」を用いた手動式のプレス機Ｘが示されている。本実施形態に係るプレス機Ｘは、可動フレーム２と金型３とスペーサ４と固定フレーム５とシリンダ６と可動ロッド７（プッシャの一例）と上パンチ８と下パンチ９と駆動源Ｋとを備えている。以下の説明において、重力方向を下、重力方向とは反対方向を上として説明する。
【００２４】
可動フレーム２は、矩形状に構成されており、下台２１と、上台２２と、下台２１及び上台２２に亘って固定された複数（本実施形態では２つ）の円柱状支柱２３と、下台２１に固定され、下パンチ９を支持する下パンチ支持台２４と、を有している。上台２２の中央には、可動ロッド７が相対移動可能な状態で挿入された貫通孔部２２ａが形成されている。貫通孔部２２ａと可動ロッド７との間の摺動面には、潤滑材等が用いられており、摺動抵抗を低減させている。
【００２５】
金型３は、上パンチ８と下パンチ９とが夫々上下方向から隙間なく挿入される挿入孔３１が中央に貫通形成された円筒状に構成されており、スペーサ４を介して固定フレーム５に支持されている。この挿入孔３１には、下パンチ９が隙間なく挿入された状態で薬品やセラミック等の粉体が充填される。
【００２６】
固定フレーム５は、平板状の載置板５１と、載置板５１の四隅に固定されて載置板５１を支持する複数（本実施形態では４つ）の支持脚５２と、載置板５１の側方に固定され、円柱状支柱２３を摺動自在に支持する複数（本実施形態では２つ）の軸受５３と、を有している。複数の支持脚５２は、地面に安定的に載置されたテーブルＴに固定されている。軸受５３は、可動フレーム２が固定フレーム５に対して相対移動する際に円柱状支柱２３との間で発生する摩擦抵抗を低減するものであり、例えば、すべり軸受やボールベアリングで構成されており、摺動面には潤滑材等が用いられている。
【００２７】
可動ロッド７は、受圧面７１ａを有するピストン７１と、上パンチ８を押圧する押圧部７２とを有している。シリンダ６の内部に駆動源Ｋから空気やオイル等が供給されることにより、受圧面７１ａに圧力が作用して可動ロッド７を下側に移動させ、上パンチ８に所定の押圧力を作用させる。本実施形態における駆動源Ｋは、手動レバーＫｂを回動させることにより吸引された空気やオイル等の流体がシリンダ６の内部に供給され、シリンダ６内での流体圧が荷重計Ｋａの指針に応じた荷重として可動ロッド７を介して上パンチ８に作用するように構成されている。なお、駆動源Ｋは、手動ポンプ式に限定されず、電動ポンプ等による電動式で構成されても良いし、ハンドル操作によって可動ロッド７を上下させる構成であっても良い。
【００２８】
上パンチ８は、可動ロッド７の押圧部７２が当接する平面視円形状の上底板８１と、金型３の内部に充填される粉体を上側から押圧する上プレス部８２と、を有している。下パンチ９は、可動フレーム２の下パンチ支持台２４が当接する平面視円形状の下底板９１と、金型３の内部に充填される粉体を下側から押圧する下プレス部９２と、を有している。
【００２９】
図２には、本実施形態におけるプレス機Ｘを用いて粉体をプレス成形する説明概略図が示されている。図２の（ａ）に示すように、可動フレーム２の下パンチ支持台２４に支持された下パンチ９を金型３の内部に挿入し、この金型３を固定フレーム５にスペーサ４を介して支持させる。そして、金型３の内部に粉体を充填し、この粉体の上に上パンチ８を載せる。
【００３０】
次いで、図２の（ｂ）に示すように、駆動源Ｋからシリンダ６に空気又はオイルを供給することにより、可動ロッド７の受圧面７１ａに圧力が作用し、可動ロッド７の押圧部７２が上パンチ８に当接して、上パンチ８を金型３内部の粉体に向けて押付ける。これにより、粉体の圧縮成形が開始され、粉体が固まり始めると金型３内部の側壁との間に摩擦抵抗が生じて、上パンチ荷重が、下パンチ９に１００％伝達しなくなる。そして、上パンチ荷重が下パンチ荷重よりも大きくなり、その荷重差が可動フレーム２の自重と、可動フレーム２と軸受５３及び可動ロッド７との間の摺動抵抗との合計よりも大きくなると、可動ロッド７の押圧部７２と上パンチ８の上底板８１との接触面を支点として作用，反作用により、可動フレーム２が上昇し始める。
【００３１】
そして、図２の（ｃ）に示すように、可動フレーム２が上昇して下パンチ荷重が増大し、粉体を上下から均等な圧縮荷重になるまで圧縮することとなる。その後は、上下パンチの荷重差が可動フレーム２の自重と僅かな摺動抵抗だけとなり、任意の設定荷重となるまで上下均一に粉体圧縮が継続される。この設計荷重と比較して、可動フレーム２の自重と僅かな摺動抵抗は無視できるほどの小さな数値であり、粉体の均等な両軸成形が実現することが可能である。このように、本実施形態におけるプレス機Ｘは、上パンチ８に加えて下パンチ９も駆動させて両軸からプレス成形する場合に比べ、精密な荷重制御が不要であり、装置構成も極めて簡便なものとなっている。
【００３２】
粉体をプレス成形した後は、金型３から成形品を離型させる。このとき、成形品には金型３内部の側壁からの圧縮力が作用しているため、金型３から成形品が露出して該圧縮力が解放されると、成形品にはその体積が膨張するスプリングバックが発生する。その結果、成形品の内部に局所的な歪みが発生して、クラックが発生するおそれがある。
【００３３】
［第一実施形態のスプリングバック防止治具］
そこで、本実施形態では、プレス成形された成形品を金型３から離型させるときに、図３〜図４に示すスプリングバック防止治具１をプレス機Ｘに装着することとした。このスプリングバック防止治具１は、金型３に当接する複数（本実施形態では２つ）の脚部１０ａと、金型３よりも上パンチ８の側で複数の脚部１０ａを連結する連結部１０ｂと、を有する本体部１０と、上パンチ８を成形品に向けて付勢する付勢機構Ｓと、を備えている。本体部１０は、脚部１０ａと連結部１０ｂとが一体で形成されており、側面視Ｕ字状に構成されている。
【００３４】
本実施形態における付勢機構Ｓは、連結部１０ｂに固定された基部１１と、基部１１に一端が支持された複数（本実施形態では２つ）の支持脚部１２ａと複数の支持脚部１２ａの他端を接続し上パンチ８に当接する接続部１２ｂとを含む当接部材１２と、複数の支持脚部１２ａの外周側に配置された複数（本実施形態では２つ）のばね部材１３と、を有している。当接部材１２は、支持脚部１２ａと接続部１２ｂとが一体で形成されており、側面視Ｕ字状の棒状部材で構成されている。ばね部材１３は、一端が基部１１に支持されており、他端が支持脚部１２ａに螺合された調整ねじ１４により支持されている。この調整ねじ１４は、ばね部材１３の付勢力を調整することが可能となっている。
【００３５】
本体部１０の複数の脚部１０ａは、夫々、板状に構成されており、上下方向に長い孔である長孔部１０ａ１が形成されている。この長孔部１０ａ１には、当接部材１２の接続部１２ｂが挿入されており、上パンチ８が上下方向に移動することにより、上パンチ８に当接した接続部１２ｂが支持脚部１２ａと共に上下方向に移動可能な孔の長さとなっている。
【００３６】
基部１１は、連結部１０ｂにねじ固定されたＵ字状部１１ａと、Ｕ字状部１１ａから外方に延出した一対のフランジ部１１ｂと、が一体で形成されている。一対のフランジ部１１ｂには、夫々の支持脚部１２ａの一端が挿通することにより支持脚部１２ａを支持する支持孔１１ｂ１が形成されており、一対の支持脚部１２ａは、基部１１に対して上下方向に移動可能な状態で支持されている。
【００３７】
支持脚部１２ａの支持孔１１ｂ１を貫通した側の端部（一端）には、ワッシャやナット等で構成される係止部材１２ａ１が取付けられており、この係止部材１２ａ１が基部１１のフランジ部１１ｂに当接することにより、支持脚部１２ａの下方向への移動が規制されている。また、一対の支持脚部１２ａの他端は、接続部１２ｂと繋がっており、一対の支持脚部１２ａの他端側には、夫々調整ねじ１４が螺合される雄ねじ部１２ａ２が形成されている。ばね部材１３は、圧縮されるほど付勢力が増大する圧縮コイルスプリングで構成されている。
【００３８】
スプリングバック防止治具１の組立てに際し、当接部材１２の接続部１２ｂを本体部１０の長孔部１０ａ１に挿入した状態で、当接部材１２の支持脚部１２ａに調整ねじ１４，ばね部材１３をこの順に装着し、支持脚部１２ａの一端を基部１１の支持孔１１ｂ１に挿入して係止部材１２ａ１を固定する。そして、本体部１０と基部１１とをねじ固定すれば、スプリングバック防止治具１を一体ユニットとして取り扱うことができる。
【００３９】
このスプリングバック防止治具１をプレス機Ｘに装着し、成形品を金型３から離型させる手順について、図４〜図６を用いて説明する。スプリングバック防止治具１の装着にあたっては、図２（ｃ）で示した状態から、シリンダ６の内部の圧力を解放しつつ可動ロッド７を上昇させる。
【００４０】
そして、図４に示すように、本体部１０の脚部１０ａを金型３の上面に当接させた状態で、調整ねじ１４を操作して当接部材１２の接続部１２ｂを上パンチ８の上底板８１に当接させる。そして、駆動源Ｋからシリンダ６に空気又はオイルを供給することにより、可動ロッド７の受圧面７１ａに圧力が作用して可動ロッド７が下降し、可動ロッド７の押圧部７２を基部１１のＵ字状部１１ａに当接させる。そして、調整ねじ１４を操作して、ばね部材１３の付勢力を調整し、スプリングバック防止治具１のプレス機Ｘへの装着が完了する。
【００４１】
次いで、図５に示すように、駆動源Ｋからシリンダ６に更に空気又はオイルを供給することにより、可動ロッド７の受圧面７１ａに圧力が作用し、可動ロッド７の押圧部７２が基部１１を下方に押圧するが、基部１１が本体部１０に固定され、本体部１０は、金型３及びスペーサ４を介して固定フレーム５により下方への移動が規制されている。その結果、可動ロッド７の押圧力が上パンチ８に作用しない。一方、シリンダ６に供給された空気又はオイルにより可動フレーム２を上側に持ち上げる荷重が作用し、この荷重が、可動フレーム２の自重と、可動フレーム２と軸受５３及び可動ロッド７との間の摺動抵抗と、金型３内部の側壁と成形品との間の摩擦抵抗と、ばね部材１３の付勢力との合計よりも大きくなると、可動フレーム２が上昇し始める。そして、下パンチ９が可動フレーム２と共に上昇して、成形品が金型３から露出し始め、最終的に全体が露出して離型する。
【００４２】
このとき、図６に示すように、可動ロッド７により押圧されて移動が規制されている基部１１により、ばね部材１３の一端が支持されているため、ばね部材１３の付勢力が当接部材１２を介して上パンチ８に作用し、この上パンチ８が成形品を下側に押付ける。つまり、金型３から露出した成形品には、上パンチ８と下パンチ９に挟まれた状態で、ばね部材１３の付勢力が作用しており、成形品には金型３内部の側壁と成形品との間の摩擦抵抗が作用していない状態且つ上下方向から圧縮力が作用した状態にある。その結果、金型３から露出した成形品に対して上下方向からほぼ均等な圧縮力を作用させることが可能となり、スプリングバックを確実に防止することができる。しかも、成形品の金型３からの露出量が大きくなるほど、成形品に作用する圧縮力が大きくなる。このため、成形品の露出量に比例して大きくなる成形品の膨張力に対抗して、成形品に対して所望の圧縮力を作用させることが可能となり、スプリングバックを確実に防止することができる。その結果、成形品の内部に局所的な歪みが発生して、クラックが発生するといった不都合を防止することができる。
【００４３】
［第二実施形態のスプリングバック防止治具］
第一実施形態に係るスプリングバック防止治具１に代えて、図７に示すようなスプリングバック防止治具１Ａをプレス機Ｘに装着しても良い。
【００４４】
本実施形態におけるスプリングバック防止治具１Ａは、金型３に当接する複数（本実施形態では２つ）の脚部１０Ａａと、金型３よりも上パンチ８の側で複数の脚部１０Ａａを連結する連結部１０Ａｂと、を有する本体部１０Ａと、上パンチ８を成形品に向けて付勢する付勢機構ＳＡと、を備えている。本体部１０Ａは、脚部１０Ａａと連結部１０Ａｂとが一体で形成されており、側面視Ｕ字状に構成されている。
【００４５】
付勢機構ＳＡは、連結部１０Ａｂと上パンチ８との間で複数の脚部１０Ａａに亘って架設された架設部１５と、架設部１５と上パンチ８との間に配置されたばね部材１３Ａと、ばね部材１３Ａの端部を支持する座部１６ａを含み、架設部１５に螺合された螺合部材１６と、を有している。ばね部材１３Ａは、圧縮されるほど付勢力が増大する圧縮コイルスプリングで構成されている。
【００４６】
本体部１０Ａの複数の脚部１０Ａａは、夫々、板状に構成されている。架設部１５は、複数の脚部１０Ａａと一体で形成されており、中央部分に雌ねじ孔１５ａを有する板状部材で構成されている。なお、架設部１５を複数の脚部１０Ａａと別部材で構成して、ねじ等で固定しても良い。
【００４７】
螺合部材１６は、ばね部材１３Ａの端部を支持する座部１６ａと、一端が座部１６ａに接続され、雌ねじ孔１５ａに螺合する雄ねじが外周に形成された棒状の雄ねじ棒１６ｂと、雄ねじ棒１６ｂの他端が接続され、作業者が把持して回転させるための把持部１６ｃとを有している。
【００４８】
座部１６ａは、ばね部材１３Ａの一端が外嵌する凸部１６ａ１と、ばね部材１３Ａの一端に当接してばね部材１３Ａの移動を規制する規制板１６ａ２とが一体に形成されている。この座部１６ａは、雄ねじ棒１６ｂに螺合又は圧入等により固定されている。把持部１６ｃを回転させることにより雄ねじ棒１６ｂ及び座部１６ａが一体で回転し、ばね部材１３Ａの初期位置及び付勢力を調整することができる。
【００４９】
スプリングバック防止治具１Ａの組立てに際し、架設部１５の雌ねじ孔１５ａに、把持部１６ｃが一体化された雄ねじ棒１６ｂを螺合し、雄ねじ棒１６ｂの一端に座部１６ａを固定し、座部１６ａの凸部１６ａ１にばね部材１３Ａの一端を外嵌させる。これにより、スプリングバック防止治具１Ａを一体ユニットとして取り扱うことができる。
【００５０】
そして、本体部１０Ａの脚部１０Ａａを金型３の上面に当接させた状態で、把持部１６ｃを回転操作して、ばね部材１３Ａの他端を上パンチ８の上底板８１に当接させる。そして、把持部１６ｃを回転操作して、ばね部材１３Ａの付勢力を調整する。次いで、第一実施形態と同様に、駆動源Ｋからシリンダ６に空気又はオイルを供給することにより、可動ロッド７の受圧面７１ａに圧力が作用して可動ロッド７が下降し、可動ロッド７の押圧部７２を本体部１０Ａの連結部１０Ａｂに当接させる。これにより、スプリングバック防止治具１Ａのプレス機Ｘへの装着が完了する。以降、成形品を金型３から離型させるためのプレス機Ｘの操作方法や作用効果は、上述した第一実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５１】
［第三実施形態のスプリングバック防止治具］
第一実施形態〜第二実施形態に係るスプリングバック防止治具１，１Ａに代えて、図８に示すようなスプリングバック防止治具１Ｂをプレス機Ｘに装着しても良い。
【００５２】
本実施形態におけるスプリングバック防止治具１Ｂは、金型３に当接する複数（本実施形態では２つ）の脚部１０Ｂａと、金型３よりも上パンチ８の側で複数の脚部１０Ｂａを連結する連結部１０Ｂｂと、を有する本体部１０Ｂと、上パンチ８を成形品に向けて付勢する付勢機構ＳＢと、を備えている。本体部１０Ｂは、脚部１０Ｂａと連結部１０Ｂｂとが一体で形成されており、側面視Ｕ字状に構成されている。
【００５３】
付勢機構ＳＢは、連結部１０Ｂｂと上パンチ８との間に配置されたばね部材１３Ｂと、ばね部材１３Ｂの端部を支持する座部１７と座部１７が螺合された雄ねじ棒１８ａ（ねじ部の一例）とを含み、連結部１０Ｂｂに固定された支持部１８と、を有している。ばね部材１３Ｂは、圧縮されるほど付勢力が増大する圧縮コイルスプリングで構成されている。
【００５４】
本体部１０Ｂの連結部１０Ｂｂは、中央部分に雌ねじ孔１０Ｂｂ１を有する板状部材で構成されている。支持部１８は、雌ねじ孔１０Ｂｂ１に螺合する雄ねじが外周に形成された棒状の雄ねじ棒１８ａと、雄ねじ棒１８ａの一端に螺合された座部１７と、雄ねじ棒１８ａの他端に固定され、作業者が把持して回転させるための把持部１８ｂと、を有している。座部１７は、ばね部材１３Ｂの一端が外嵌すると共に内面に雄ねじ棒１８ａに螺合する雌ねじを含む凸部１７ａと、ばね部材１３Ｂの一端に当接してばね部材１３Ｂの移動を規制する規制板１７ｂとが一体に形成されている。また、ばね部材１３Ｂの他端は、上パンチ８に載置される支持具１９に外嵌している。支持具１９は、ばね部材１３Ｂの他端が外嵌する凸部１９ａと、上パンチ８に当接する当接板１９ｂと、を有している。なお、支持具１９を省略しても良い。
【００５５】
スプリングバック防止治具１Ｂの組立てに際し、把持部１８ｂを回転させることにより連結部１０Ｂｂの雌ねじ孔１０Ｂｂ１に雄ねじ棒１８ａを螺合し、雄ねじ棒１８ａの一端に座部１７を螺合し、座部１７の凸部１７ａにばね部材１３Ａの一端を外嵌させ、支持具１９の凸部１９ａにばね部材１３Ａの他端を外嵌させる。これにより、スプリングバック防止治具１Ｂを一体ユニットとして取り扱うことができる。
【００５６】
そして、本体部１０Ｂの脚部１０Ｂａを金型３の上面に当接させた状態で、規制板１７ｂを回転操作して、ばね部材１３Ｂの他端が外嵌された支持具１９を上パンチ８の上底板８１に当接させる。そして、規制板１７ｂを回転操作して、ばね部材１３Ｂの付勢力を調整する。次いで、第一実施形態及び第二実施形態と同様に、駆動源Ｋからシリンダ６に空気又はオイルを供給することにより、可動ロッド７の受圧面７１ａに圧力が作用して可動ロッド７が下降し、可動ロッド７の押圧部７２を支持部１８の把持部１８ｂに当接させる。これにより、スプリングバック防止治具１Ｂのプレス機Ｘへの装着が完了する。以降、成形品を金型３から離型させるためのプレス機Ｘの操作方法や作用効果は、上述した第一実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５７】
［第四実施形態のスプリングバック防止治具］
第一実施形態〜第三実施形態に係るスプリングバック防止治具１，１Ａ，１Ｂに代えて、図９に示すようなスプリングバック防止治具１Ｃをプレス機Ｘａに装着しても良い。本実施形態におけるプレス機Ｘａは、上述したプレス機Ｘにおける固定フレーム５を省略すると共に可動フレーム２及びスペーサ４の形状が異なっており、その他の構成は同様であるため詳細な説明を省略する。
【００５８】
図１０に示すように、本実施形態に用いられるプレス機Ｘａは、可動フレーム２Ａと金型３とスペーサ４Ａとシリンダ６と可動ロッド７（プッシャの一例）と上パンチ８と下パンチ９と駆動源Ｋと可動部材２０とを備えている。
【００５９】
可動フレーム２Ａは、矩形状に構成されており、下台２１Ａと、上台２２Ａと、下台２１Ａ及び上台２２Ａに亘って固定された複数（本実施形態では２つ）の棒状支柱２３Ａと、を有している。上台２２Ａの中央には、可動ロッド７が相対移動可能な状態で挿入された貫通孔部２２Ａａが形成されている。貫通孔部２２Ａａと可動ロッド７との間の摺動面には、潤滑材等が用いられており、摺動抵抗を低減させている。また、棒状支柱２３Ａの金型３よりも上側の外周には、後述する位置固定ねじ２５が螺合される雌ねじ部２３Ａａが形成されている。
【００６０】
下台２１Ａは、下パンチ９を支持する板状部材で構成されている。スペーサ４Ａには、下台２１Ａが上下移動可能な切欠き部４Ａａが形成されている（図９参照）。可動部材２０は、一対の棒状支柱２３Ａに亘って上下移動可能に挿入された板状部材で構成されており、上パンチ８の上底板８１に当接可能な位置に配置されている。
【００６１】
図９に示すように、本実施形態におけるスプリングバック防止治具１Ｃは、金型３に当接する複数（本実施形態では４つ）の脚部１０Ｃａと、金型３よりも上パンチ８の側で複数の脚部１０Ｃａを連結する連結部１０Ｃｂと、を有する本体部１０Ｃと、上パンチ８を成形品に向けて付勢する付勢機構ＳＣと、を備えている。本体部１０Ｃは、脚部１０Ｃａと連結部１０Ｃｂとが一体で形成されており、側面視Ｕ字状に構成されている。
【００６２】
付勢機構ＳＣは、プレス機Ｘａの一対の棒状支柱２３Ａに亘って上下移動可能に挿入された可動部材２０と、可動フレーム２Ａの下台２１Ａと可動部材２０との相対位置（間隔）を固定する位置固定ねじ２５とを有している。つまり、下台２１Ａに支持された下パンチ９と可動部材２０が当接する上パンチ８とで成形品を圧縮するように、可動部材２０及び位置固定ねじ２５により上パンチ８を成形品に向けて付勢している。可動部材２０は、一対の脚部１０Ｃａの間で、上下方向に移動可能に構成されている。
【００６３】
図１０には、本実施形態におけるプレス機Ｘａを用いて粉体がプレス成形された成形品を金型３から離型させる手順についての説明概略図が示されている。図１０の（ａ）に示すように、可動フレーム２Ａの下台２１Ａに支持された下パンチ９を金型３の内部に挿入し、この金型３をスペーサ４Ａを介してテーブルＴに支持させる。そして、金型３の内部に粉体を充填し、この粉体の上に上パンチ８を載せ、上パンチ８の上底板８１に可動部材２０を当接させる。
【００６４】
次いで、図１０の（ｂ）に示すように、駆動源Ｋからシリンダ６に空気又はオイルを供給することにより、可動ロッド７の受圧面７１ａに圧力が作用し、可動ロッド７の押圧部７２が可動部材２０に当接して、可動部材２０を介して上パンチ８を金型３内部の粉体に向けて押付ける。これにより、粉体の圧縮成形が開始され、粉体が固まり始めると金型３内部の側壁に圧力が生じて、上パンチ荷重が、下パンチ９に１００％伝達しなくなる。そして、上パンチ荷重が下パンチ荷重よりも大きくなり、その荷重差が可動フレーム２Ａの自重と、可動フレーム２Ａと可動ロッド７との間の摺動抵抗との合計よりも大きくなると、可動ロッド７の押圧部７２と可動部材２０との接触面を支点として作用，反作用により、可動フレーム２Ａが上昇し始める。そして、可動フレーム２が上昇して下パンチ荷重が増大し、粉体を上下から均等な圧縮荷重になるまで圧縮して成形品が完成する。
【００６５】
次いで、図１０の（ｃ）に示すように位置固定ねじ２５を締付け、可動部材２０を介して上パンチ８を成形品に向けて付勢する。そして、シリンダ６の内部の圧力を解放しつつ可動ロッド７を上昇させる。
【００６６】
次いで、図１０の（ｄ）に示すように、本体部１０Ｃを金型３と可動ロッド７との間に装着し、本体部１０Ｃの脚部１０Ｃａを金型３の上面に当接させる。そして、本体部１０Ｃの脚部１０Ｃａを金型３の上面に当接させた状態で、駆動源Ｋからシリンダ６に空気又はオイルを供給することにより、可動ロッド７の受圧面７１ａに圧力が作用して可動ロッド７が下降し、可動ロッド７の押圧部７２を本体部１０Ｃの連結部１０Ｃｂに当接させる。
【００６７】
次いで、図１０の（ｅ）に示すように、引き続き駆動源Ｋからシリンダ６に空気又はオイルを供給することにより、可動ロッド７の受圧面７１ａに圧力が作用し、可動ロッド７の押圧部７２が本体部１０Ｃを下方に押圧するが、本体部１０Ｃは、金型３及びスペーサ４Ａを介してテーブルＴにより下方への移動が規制されている。その結果、可動ロッド７の押圧力が上パンチ８に作用しない。一方、シリンダ６に供給された空気又はオイルにより可動フレーム２Ａを上側に持ち上げる荷重が作用し、この荷重が、可動フレーム２Ａの自重と、可動フレーム２Ａと可動ロッド７との間の摺動抵抗と、金型３内部の側壁と成形品との間の摩擦抵抗との合計よりも大きくなると、可動フレーム２Ａが上昇し始める。そして、下パンチ９が可動フレーム２Ａと共に上昇して、成形品が金型３から露出し始め、最終的に全体が露出して離型する。
【００６８】
このとき、下台２１Ａに支持された下パンチ９と可動部材２０が当接する上パンチ８とで成形品を圧縮するように、可動部材２０及び位置固定ねじ２５により上パンチ８を成形品に向けて付勢しているので、成形品には上下方向からほぼ均等な圧縮力が作用する。その結果、金型３から露出した成形品に対して上下方向から圧縮力を作用させることが可能となり、スプリングバックを確実に防止することができる。
【００６９】
［第五実施形態のスプリングバック防止治具］
第一実施形態〜第四実施形態に係るスプリングバック防止治具１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃに代えて、図１１に示すようなスプリングバック防止治具１Ｄを、第一実施形態〜第三実施形態に係るプレス機Ｘに装着しても良い。
【００７０】
本実施形態におけるスプリングバック防止治具１Ｄは、金型３に当接する複数（本実施形態では２つ）の脚部１０Ｄａと、金型３よりも上パンチ８の側で複数の脚部１０Ｄａを連結する連結部１０Ｄｂと、を有する本体部１０Ｄと、上パンチ８を成形品に向けて付勢する付勢機構ＳＤと、を備えている。本体部１０Ｄは、脚部１０Ｄａと連結部１０Ｄｂとが一体で形成されており、側面視Ｕ字状に構成されている。
【００７１】
付勢機構ＳＤは、連結部１０Ｄｂと上パンチ８との間に配置された板部材２６と、板部材２６に螺合され、先端部が上パンチ８の中央に当接する当接ねじ２７と、板部材２６の両端部に一端が支持され、当接ねじ２７を上パンチ８に向けて付勢する一対の引張ばね１３Ｄと、一対の引張ばね１３Ｄの他端を支持し、引張ばね１３Ｄの付勢力を発揮させる拘束状態と引張ばね１３Ｄの付勢力を解除させる解除状態とに切換可能な一対の切換部材２８と、を有している。引張ばね１３Ｄは、引っ張られるほど付勢力が増大する引張コイルスプリングで構成されている。なお、当接ねじ２７の先端部に平板部材を固定して、該平板部材を上パンチ８に安定的に当接させても良い。
【００７２】
本体部１０Ｄの複数の脚部１０Ｄａは、夫々、板状に構成されており、上下方向に長い孔である長孔部１０Ｄａ１が形成されている。この長孔部１０Ｄａ１には、板部材２６の両端部が挿入されており、上パンチ８が上下方向に移動することにより、上パンチ８に当接した当接ねじ２７が板部材２６と共に上下方向に移動可能な孔の長さとなっている。また、複数の脚部１０Ｄａの端部には、夫々外側に突出する一対の突出部１０Ｄａ２が形成されている。
【００７３】
板部材２６は、中央部分に当接ねじ２７が螺合されており、両端部には、引張ばね１３Ｄの一端が係止される丸孔を有した半円状の第一係止部２６ａが形成されている。この一対の第一係止部２６ａは、夫々脚部１０Ｄａの外側に配置されている。
【００７４】
切換部材２８は、一対の突出部１０Ｄａ２に回動自在に支持されるＵ字状の回動部２８ａと、回動部２８ａの突出部１０Ｄａ２とは反対側の端部で、引張ばね１３Ｄの他端を係止す第二係止部２８ｂとが一体で形成されている。一対の切換部材２８が上下方向に沿った姿勢にあるとき（図１２（ａ）参照）が、引張ばね１３Ｄの付勢力を発揮させる拘束状態であり、一対の切換部材２８が開いた姿勢にあるとき（図１２（ｃ）参照）が、引張ばね１３Ｄの付勢力を解除させる解除状態である。
【００７５】
スプリングバック防止治具１Ｄの組立てに際し、脚部１０Ｄａの一対の突出部１０Ｄａ２に切換部材２８を装着し、当接ねじ２７が螺合された板部材２６の第一係止部２６ａを脚部１０Ｄａの長孔部１０Ｄａ１に挿入し、引張ばね１３Ｄの一端を第一係止部２６ａに係止させつつ引張ばね１３Ｄの他端を切換部材２８の第二係止部２８ｂに係止させる。これにより、スプリングバック防止治具１Ｄを一体ユニットとして取り扱うことができる。
【００７６】
図１２には、本実施形態におけるプレス機Ｘを用いて粉体がプレス成形された成形品を金型３から離型させる手順についての説明概略図が示されている。スプリングバック防止治具１Ｄの装着にあたっては、図２（ｃ）で示した状態から、シリンダ６の内部の圧力を解放しつつ可動ロッド７を上昇させる。
【００７７】
そして、図１２（ａ）に示すように、本体部１０Ｄの脚部１０Ｄａを金型３の上面に当接させた状態で、駆動源Ｋからシリンダ６に空気又はオイルを供給することにより、可動ロッド７の押圧部７２を連結部１０Ｄｂに当接させる。そして、上パンチ８に当接する当接ねじ２７を操作して引張ばね１３Ｄの付勢力を調整し、スプリングバック防止治具１Ｄのプレス機Ｘへの装着が完了する。
【００７８】
次いで、図１２（ｂ）に示すように、シリンダ６に供給された空気又はオイルにより可動フレーム２を上側に持ち上げる荷重が作用し、下パンチ９が可動フレーム２と共に上昇して、成形品が金型３から露出し始め、最終的に全体が露出して離型する。このとき、可動ロッド７により押圧されて移動が規制されている本体部１０Ｄの突出部１０Ｄａ２に支持された切換部材２８により引張ばね１３Ｄの他端が支持されているため、引張ばね１３Ｄの一端が支持された板部材２６を介して引張ばね１３Ｄの付勢力が当接ねじ２７に伝達され、当接ねじ２７に当接する上パンチ８に引張ばね１３Ｄの付勢力が作用し、この上パンチ８が成形品を下側に押付ける。つまり、金型３から露出した成形品には、上パンチ８と下パンチ９に挟まれた状態で、引張ばね１３Ｄの付勢力が作用しており、成形品には金型３内部の側壁と成形品との間の摩擦抵抗が作用していない状態且つ上下方向から圧縮力が作用した状態にある。その結果、金型３から露出した成形品に対して上下方向からほぼ均等な圧縮力を作用させることが可能となり、スプリングバックを確実に防止することができる。しかも、成形品の金型３からの露出量が大きくなるほど、成形品に作用する圧縮力が大きくなる。このため、成形品の露出量に比例して大きくなる成形品の膨張力に対抗して、成形品に対して所望の圧縮力を作用させることが可能となり、スプリングバックを確実に防止することができる。
【００７９】
次いで、図１２（ｃ）に示すように、成形品が金型３から完全に露出して離型した後、切換部材２８を開いた姿勢に回動させ、引張ばね１３Ｄを縮ませることにより、引張ばね１３Ｄの付勢力を解除させる。その結果、当接ねじ２７の上パンチ８に対する当接が解除され、上パンチ８に作用する引張ばね１３Ｄの付勢力が解除されるため、成形品の取出しが容易となる。
【００８０】
［その他の実施形態］
（１）上述した実施形態におけるプレス機Ｘは、上パンチ８を押圧することで可動フレーム２を上昇させる両軸成形機で説明したが、下パンチ９を押圧することで金型３を上昇させる両軸成形機であっても良い。この場合でも、金型３から成形品を離型させる際に、上述した実施形態におけるスプリングバック防止治具１，１Ａ，１Ｂ，１Ｄを用いることができる。
（２）ばね部材１３，１３Ａ，１３Ｂは、圧縮コイルスプリングに限定されず、ゴム等の他の弾性部材であっても良い。また、引張ばね１３Ｄは、引張コイルスプリングに限定されず、ゴム等の他の弾性部材であっても良い。
（３）ばね部材１３，１３Ａ，１３Ｂの付勢力を調整する機構（調整ねじ１４等）を省略して、ばね部材１３，１３Ａ，１３Ｂの初期付勢力を一定としても良い。
（４）本体部１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの形状は、側面視Ｕ字状の一体部品に限定されず、２部品以上で構成しても良いし、側面視Ｔ字状で構成しても良く、特に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、プレス機により成形された成形品を金型から離型させるときにプレス機に装着されるスプリングバック防止治具に利用可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ：スプリングバック防止治具
３          ：金型
７          ：可動ロッド（プッシャ）
８          ：上パンチ
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ：本体部
１０ａ，１０Ａａ，１０Ｂａ，１０Ｃａ，１０Ｄａ：脚部
１０ｂ，１０Ａｂ，１０Ｂｂ，１０Ｃｂ，１０Ｄｂ：連結部
１１        ：基部
１２        ：当接部材
１２ａ      ：支持脚部
１２ｂ      ：接続部
１３，１３Ａ，１３Ｂ：ばね部材
１３Ｄ      ：引張ばね
１４        ：調整ねじ
１５        ：架設部
１６        ：螺合部材
１６ａ      ：座部
１７        ：座部
１８        ：支持部
１８ａ      ：雄ねじ棒（ねじ部）
２６        ：板部材
２７        ：当接ねじ
２８        ：切換部材
Ｓ，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ：付勢機構
Ｘ，Ｘａ：プレス機
【図１】
2020182962.tif 000003
【図２】
2020182962.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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