(57)【要約】    【課題】  打ち抜きかすを確実にかす排出口に落下せしめ、銅板や鋼板、ステンレス鋼板等を打ち抜くときにもかす上がりを惹起することが全くない打ち抜きプレス金型を提供すること。【解決手段】  上型の昇降によってピストンが作動せしめられる空気圧縮機をプレス金型に組み込み配設するとともに、蓄圧器を介して中空パンチの中空部へ圧縮空気を導く管路と、前記中空パンチのストロークに対応して中空パンチの中空部へ送気する「開」のタイミングが決定される圧縮空気用バルブと、圧縮空気用バルブを「開」とするタイミング設定手段とを有する。【選択図】  図１
2010120067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打ち抜きプレス金型であって、上型の昇降によってピストンが作動せしめられる空気圧縮機を前記プレス金型に組み込み配設するとともに、蓄圧器を介して中空パンチの中空部へ圧縮空気を導く管路と、前記中空パンチのストロークに対応して中空パンチの中空部へ送気する「開」のタイミングが決定される圧縮空気用バルブと、圧縮空気用バルブを「開」とするタイミング設定手段とを配設してなる打ち抜きプレス金型。
【請求項２】
圧縮空気用バルブを「開」とするタイミング設定手段が、上型の下降によって前記圧縮空気用バルブ開閉用ステムに当接して前記圧縮空気用バルブを「開」とする、その高さを調節可能なバルブ作動ロッドである打ち抜きかす除去手段を有する打ち抜きプレス金型。
【請求項３】
蓄圧器が、空気圧縮機のシリンダと軸心を共有し、ピストンに設けられる逆止弁を介して圧縮空気が送り込まれるとともに円筒状ケーシングの下部がピストンに当接して上型の下降過程でピストンを押し下げ空気を圧縮するよう構成するとともに、その上部が管路に連通するものである請求項１又は請求項２に記載の打ち抜きかす除去手段を有する打ち抜きプレス金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板をパンチにより打ち抜き加工するためのプレス金型であって、打ち抜き加工後、パンチの下端部に付着してダイの上に上がってくる「かす上がり」等のない打ち抜きプレス金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば金属板に孔を形成するために、打ち抜きプレス加工機が用いられている。この打ち抜きプレス加工機にあっては、図３に示すように、パンチ１０２でダイ１０４上のワーク１０６に孔を打ち抜いた後に発生する円板状のかす１０７ａが、パンチ１０２の上昇の際、かす排出口１０５を落下するかす１０７ｃやダイ１０４に嵌ったかす１０７ｂ以外にダイ１０４部分の負圧や油膜の存在に起因してパンチ１０２の下端部に付着してダイ１０４の上に上がってくことがある。ダイ１０４上に上がったかす１０７ａは、孔あけ後の製品に打痕を与えたり、パンチ１０２に破損を招くなどの問題を惹起する。
【０００３】
かかる問題を解決すべく、ダイの切り刃側面部に微小な溝を穿設し抵抗を大きくしてかす上がりを防ぐことや、ダイの切り刃にテーパを形成して抵抗を大きくする等の手段が採られている。また、パンチに空気孔を穿設して圧縮空気をかすに吹き付けて除去する等の手段も採られている。さらに、パンチを延長してかすをスクラップ排出口に深く押し下げることもなされている。
【０００４】
一方、かす排出口をエジェクタによって負圧とし、かすを吸引除去するようにしたプレス加工機も提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０８−１５０４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術は、ダイ側の摩擦係数を大きくする手段であり、打ち抜き状況や摩耗などによって効果の安定性が悪くなる問題がある。また、パンチに空気孔を形成し圧縮空気を通すかす取り手段は、０．５ＭＰａ以下の工場用圧縮空気を用いるのが一般的であり、かような低圧の空気を吹き付けてかすを除去しようとするときは、わけても銅板や鋼板といった金属板を打ち抜くときのかす上がりを完全に解決することは困難である。さらに、パンチを延長してかすをスクラップ排出口に深く押し下げる手段は、パンチ先端部を破損したりダイの摩耗を招くのみならず、ダイの再研磨可能回数を減少せしめ、ダイの寿命短縮を招く問題がある。
【０００６】
また、特許文献１に開示の打ち抜きかす除去装置は、圧縮空気を用いるエギゾースタによってかす排出口（貫通孔）を負圧としてかすを吸引するものであるが、わけても銅板や鋼板等を打ち抜くときに、油膜等によるかすのパンチ下端部における付着を剥離させてかす排出口へ落下せしめるには不十分である。
【０００７】
本発明は、上記従来技術における問題を解決し、確実に打ち抜きかすをかす排出口に落下せしめ、銅板や鋼板、ステンレス鋼板等を打ち抜くときにもかす上がりを惹起することが全くない打ち抜きプレス金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、打ち抜きプレス金型であって、上型の昇降によってピストンが作動せしめられる空気圧縮機を前記プレス加工機に組み込み配設するとともに、蓄圧器を介して中空パンチの中空部へ圧縮空気を導く管路と、前記中空パンチのストロークに対応して中空パンチの中空部へ送気する「開」のタイミングが決定される圧縮空気用バルブと、圧縮空気用バルブを「開」とするタイミング設定手段とを有する打ち抜きかす除去手段を有する打ち抜きプレス金型である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、圧縮空気用バルブを「開」とするタイミング設定手段が、上型の下降によって前記圧縮空気用バルブ開閉用ステムに当接して前記圧縮空気用バルブを「開」とする、その高さを調節可能なバルブ作動ロッドである請求項１に記載の打ち抜きかす除去手段を有する打ち抜きプレス金型である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、蓄圧器が、空気圧縮機のシリンダと軸心を共有し、ピストンに設けられる逆止弁を介して圧縮空気が送り込まれるとともに円筒状ケーシングの下部がピストンに当接して上型の下降過程でピストンを押し下げ空気を圧縮するよう構成するとともに、その上部が管路に連通するものである請求項１又は請求項２に記載の打ち抜きかす除去手段を有する打ち抜きプレス金型である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、空気圧縮機は打ち抜きプレス金型の上型の下降によって空気を圧縮するものであってプレス金型に組み込み（built-in）されてものであるから、別途圧縮空気源を必要とすることなく２ＭＰａ以上の高圧空気を得られ、これをパンチのストロークと対応させて瞬時にパンチ下端部から打ち抜き抜き直後のかすに適用して、たとえば銅板や鋼板ステンレス鋼板等を打ち抜くときも、かすをかす排出口下部へ確実に落下させてかす上がりを完全に防ぐことができる。而して、打ち抜き状態やダイにおける切り刃の摩耗が、ダイ側の摩擦係数を大きくする手段によるように摩耗を大きくすることがなく、安定して確実にかすの除去を行うことができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によるときは、シンプルな構成によって圧縮空気用バルブを「開」とするタイミングを確実に設定することができるとともに、「開」である時間も調節可能である。
【００１３】
請求項３に記載の発明によるときは、プレス金型の上型と基台間に空気圧縮機と蓄圧器（accumulator）が鉛直方向に連続して組み込まれているものであるから、高圧空気供給源を有する打ち抜きプレス金型がコンパクトとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、打ち抜きプレス金型の上型の昇降を利用した空気圧縮手段および蓄圧器をプレス加工機に組み込み（built-in）して２ＭＰａ以上の高圧空気を蓄圧器にチャージしておき、この高圧空気を、パンチの昇降ストロークに対応（同期）させて圧縮空気バルブを開閉し、ワークの打ち抜き直後に高圧空気をパンチ下端部から瞬時に衝撃的にかすに噴射することによって、かすを確実に排出口へ落下させるものである。
【００１５】
以下、本発明をその好ましい一実施例に則して詳細に説明する。図１および図２に、本発明の一実施例に係る打ち抜きプレス金型およびその動作を示す。図１は、本発明の打ち抜きかす除去手段を有する打ち抜きプレス金型を示す縦断面図、図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の打ち抜きかす除去手段を有する打ち抜きプレス金型の動作を示す縦断面図である。
【００１６】
図１において、１は打ち抜きプレス金型、２は中空パンチであって、その中空部９が高圧（圧縮）空気流路として機能する。３はワークであり、たとえば銅板、鋼板、ステンレス鋼板といった金属板である。４はダイであって、上部に切り刃部を有しパンチ２と相俟ってワーク３を打ち抜いて孔を形成すべく機能する。ダイ４の切り刃部の下方には、かす排出口５が形成されている。６はストリッパであって、ワーク３を挟圧してパンチ２とダイ４の切り刃部による打ち抜きを可能にする。
【００１７】
７はパンチバッキングプレート、８はパンチプレートであり、両者で上型１０を構成している。１１は圧縮空気用バルブであって、ばね１２によって、かす落としを行うとき以外は「閉」の状態とされている。１３はバルブ開閉用ステムであり、上型１０の下降によってバルブ作動ロッド１４の上端にその下端が当接して上型１０のさらなる下降によって、バルブ作動ロッド１４がばね１２の圧縮力に勝る力でバルブ開閉用ステム１３を押し上げ、圧縮空気用バルブ１１を「開」の状態とする。バルブ作動ロッド１４は、図示しないねじ機構によって、その高さを調節可能に構成されている。バルブ作動ロッド１４の高さによって、圧縮空気用バルブ１１の「開」のタイミングおよび「開」となっている時間が設定される。
【００１８】
圧縮空気用バルブ１１を「開」とするタイミング設定手段として、カム機構を利用するものや圧縮空気用バルブ１１を電磁弁とし、中空パンチ２のストロークに対応させて電気信号を入力して「開」とする手段等種々のタイミング設定手段を採ることができる。
【００１９】
圧縮空気用バルブ１１が「開」の状態とされると、２ＭＰａ以上の高圧空気が中空パンチ２の中空部（圧縮空気流路）９を通って中空パンチ２の下端部から噴射され、図２（ｄ）に示すように、ワーク３の打ち抜きかす２４をかす排出口５に衝撃的に射出、落下せしめる。
【００２０】
１５は空気圧縮機であって、この実施例にあっては、蓄圧器２０の円筒状ケーシング２２の下端部に固定されているピストン１６を有し、このピストン１６がシリンダ１７内を上型１０の昇降によって昇降する。空気圧縮機１５のシリンダ１７下部には吸気弁１９が設けてあり、この吸気弁１９は、ピストン１６の上昇の際は「開」となり、ピストン１６の下降時には「閉」となる逆止弁である。
【００２１】
一方、ピストン１６には逆止弁１８が設けてあり、ピストン１６の上昇時には「閉」の状態となり、蓄圧器からの高圧空気の流出を止める。上型１０の下降によってピストン１６が下降し、シリンダ１７内の空気の圧力が上昇して所定の圧力となったときに「開」となり、２ＭＰａ以上の圧力の圧縮空気を蓄圧器（accumulator）２０内に供給する。蓄圧器２０は、打ち抜きプレス金型１の外に設けることもできる。
【００２２】
２１は圧縮空気供給口であって、管路２３を介して圧縮空気用バルブ１１が「開」のときに、高圧空気を中空パンチ２の下端部から噴射すべく、圧縮空気を供給する。この実施例においては、パンチホルダ７とパンチパッド８に刻設される断面半円形或いはコ字状の溝を合わせて断面円形或いは方形状の管路２３を形成している。高圧空気の気密性を高めるべく、パンチバッキングプレート７およびパンチプレート８間にゴム等のシール材を管路２３に沿って延在せしめパンチバッキングプレート７およびパンチプレート８を緊締する。
【００２３】
次に、上記のように構成される本発明の打ち抜きかす除去手段を有する打ち抜きプレス金型の動作を、図２（ａ）〜（ｂ）に則して説明する。図２（ａ）に、上型１０が上死点にある状態を示す。このとき、圧縮空気用バルブ１１は、ばね１２によって「閉」の状態とされている。図２（ｂ）に、上型１０が下降している途次の状態を示す。この状態で、空気圧縮機１５のピストン１６が下降し、シリンダ１７内の空気を圧縮していく。図２（ｃ）に示す状態において、中空パンチ２によるワーク３の打ち抜き加工が開始される。
【００２４】
この時点で、圧縮空気用バルブ１１下部のバルブ開閉用ステム１３の下端部がバルブ作動ロッド１４の上端に当接し、上型１０のさらなる下降によってバルブ作動ロッド１４がバルブ開閉用ステム１３をばね１２の力に打ち勝って上昇せしめ、圧縮空気用バルブ１１を「開」の状態とする。そうすると、中空パンチ２の下端部から２ＭＰａ以上の高圧空気が噴出され、図２（ｄ）に示すように、打ち抜きかす２４を衝撃的にかす排出口５に射出、落下せしめる。
【００２５】
図２（ｃ）に示す状態で、空気圧縮機１５におけるピストン１６が最も下降した状態となり、空気の圧力が最も高くなる。ピストン１６が下降してシリンダ１７内が所定の圧力以上となった時点で、シリンダ１７内から高圧空気が蓄圧器２０内へ送り込まれる。
【００２６】
而して、蓄圧器２０内には２ＭＰａといった高圧空気が蓄えられ、この高圧空気によって図２（ｄ）に示すように、打ち抜きかす２４を衝撃的にかす排出口５に射出、落下せしめる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例に係る、打ち抜きかす除去手段を有する打ち抜きプレス金型を示す縦断面図
【図２】本発明の一実施例に係る、打ち抜きかす除去手段を有する打ち抜きプレス金型の動作を示す縦断面図（ａ）は上型が上死点にあるときの状態を示す縦断面図  （ｂ）は上型の下降途次の状態を示す縦断面図  （ｃ）は中空パンチによる打ち抜き開始時点の状態を示す縦断面図  （ｄ）は打ち抜きかすを高圧空気によって射出、落下させているときの状態を示す縦断面図である。
【図３】従来の打ち抜きプレス加工機において、かす上がりを示す縦断面図
【符号の説明】
【００２８】
１  打ち抜きプレス金型
２  中空パンチ
３  ワーク
４  ダイ
５  かす排出口
６  ストリッパ
７  パンチバッキングプレート
８  パンチプレート
９  中空部（圧縮空気流路）
１０  上型
１１  圧縮空気用バルブ
１２  ばね
１３  バルブ開閉用ステム
１４  バルブ作動ロッド
１５  空気圧縮機
１６  ピストン
１７  シリンダ
１８  逆止弁
１９  吸気弁
２０  蓄圧器
２１  圧縮空気供給口
２２  円筒状ケーシング
２３  管路
２４  打ち抜きかす
１０２  パンチ
１０４  ダイ
１０５  かす排出口
１０６  ワーク
１０７  かす
１０７ａ  パンチの上昇につれダイの上に上がったかす
１０７ｂ  ダイに嵌ったかす
１０７ｃ  落とされたかす
【図１】
2010120067.tif 000003
【図２】
2010120067.tif 000004
【図３】
2010120067.tif 000005