(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心を通る複数の平面で均等に分割されているとともに分割面を密着させて下型に嵌入される位置決めピンと、
前記位置決めピンの垂直方向上方端部に当接して前記位置決めピンを垂直方向下方へ押圧する押圧部材を有する上型とを備えたプレス用金型であって、
前記上型が下降して前記押圧部材が前記位置決めピンを所定距離押し下げると、
前記位置決めピンの底部と前記下型とに設けられたカム機構によって前記位置決めピンの分割面が離隔して前記位置決めピンが均等に拡径し、プレス加工されるワークの位置決め穴に前記位置決めピンが密着し、
前記下型には垂直方向に延びる軸心を有する円孔が形成され、
垂直方向下方に拡径するテーパ状内孔を有する第１環状部材が前記円孔内に嵌入され、
垂直方向下方に縮径するテーパ状内孔を有する第２環状部材が前記第１環状部材の下方に前記円孔内に嵌入され、
ワークの位置決め穴に対応する前記位置決めピンの位置決め部の下方に形成されて垂直方向下方に拡径するテーパ部が前記第１環状部材の前記テーパ状内孔と密着し、
前記位置決めピンの前記テーパ部を前記第１環状部材の前記テーパ状内孔に密着させるために前記位置決めピンを垂直方向上方に付勢する第１付勢部材が前記下型内に配設され、
前記カム機構が位置決めピンの底部に形成されたテーパ孔と前記下型に設けられて第２付勢部材によって垂直方向上方に付勢されるカムピンとからなり、
前記上型が下降することで第３付勢部材によって垂直方向下方に付勢された前記押圧部材が前記位置決めピンを所定距離押し下げると、前記テーパ孔に前記カムピンが当接して前記位置決めピンの前記分割面が離隔して前記位置決めピンが均等に拡径するプレス用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス用金型に関し、とくにプレス加工されるワークの位置決め機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のプレス用金型としては、一次位置決めをした後に、金型から円錐形の第１位置調整ピンと円錐形または多角錐形の第２位置調整ピンとを突出させ、ワークにあらかじめ形成された第１位置調整ピン用丸穴と第２位置調整ピン用長穴とにそれぞれ嵌入させ、ワークを位置決めするものがある。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２４１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、位置決め精度がワークにあらかじめ形成された穴と位置調整ピンとの隙間に影響され、位置決め精度を高めるためには隙間を小さくしなければならず、ワーク順送時にワークが型から離れなくなる「ワークの払い不良」が発生するという問題がある。
【０００５】
上記問題点に鑑み、本発明の課題は、高い位置決め精度を確保しつつワークの払い不良のないプレス用金型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、第１の課題解決手段は、軸心を通る複数の平面で均等に分割されているとともに分割面を密着させて下型に嵌入される位置決めピンと、前記位置決めピンの垂直方向上方端部に当接して前記位置決めピンを垂直方向下方へ押圧する押圧部材を有する上型とを備えたプレス用金型であって、前記上型が下降して前記押圧部材が前記位置決めピンを所定距離押し下げると、前記位置決めピンの底部と前記下型とに設けられたカム機構によって前記位置決めピンの分割面が離隔して前記位置決めピンが均等に拡径し、プレス加工されるワークの位置決め穴に前記位置決めピンが密着し、前記下型には垂直方向に延びる軸心を有する円孔が形成され、垂直方向下方に拡径するテーパ状内孔を有する第１環状部材が前記円孔内に嵌入され、垂直方向下方に縮径するテーパ状内孔を有する第２環状部材が前記第１環状部材の下方に前記円孔内に嵌入され、ワークの位置決め穴に対応する前記位置決めピンの位置決め部の下方に形成されて垂直方向下方に拡径するテーパ部が前記第１環状部材の前記テーパ状内孔と密着し、前記位置決めピンの前記テーパ部を前記第１環状部材の前記テーパ状内孔に密着させるために前記位置決めピンを垂直方向上方に付勢する第１付勢部材が前記下型内に配設され、前記カム機構が位置決めピンの底部に形成されたテーパ孔と前記下型に設けられて第２付勢部材によって垂直方向上方に付勢されるカムピンとからなり、前記上型が下降することで第３付勢部材によって垂直方向下方に付勢された前記押圧部材が前記位置決めピンを所定距離押し下げると、前記テーパ孔に前記カムピンが当接して前記位置決めピンの前記分割面が離隔して前記位置決めピンが均等に拡径するプレス用金型である。
【発明の効果】
【０００８】
第１の課題解決手段によれば、ワークが順送されてワークの位置決め穴に位置決めピンが嵌入するときには位置決めピンの外径がワークの位置決め穴の径より小さく、ワークが下型にセットされて上型の押圧部材が位置決めピンを下降させると位置決めピンが均等に拡径して位置決めピンがワークの位置決め穴に密着するため、高い精度でワークが位置決めされるとともにワークの払い不良が発生しない。また、位置決めピンの底部に穿設されたテーパ孔とカムピンとでカム機構を構成し、カム機構によって位置決めピンが拡径されるため、高精度の位置決め機構が簡単な構造で低コストに得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るプレス用金型の位置決め機構を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る位置決めピンの投影図である。
【図３】図２におけるＡ矢視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るプレス用金型の作動図である。
【図５】本発明の実施形態に係るプレス用金型の作動図である。
【図６】本発明の実施形態に係るプレス用金型の作動図である。
【図７】本発明の実施形態に係るプレス用金型の作動図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態のプレス用金型を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１に示すように、第１下型１１、第２下型１２および第３下型１３が積層され、ボルト（図示せず）等によって相互に固定されて下型１０が構成されている。第１下型１１、第２下型１２および第３下型１３は、それぞれ工具鋼等の鋼材を加工、熱処理して製作される。
【００１３】
第１下型１１には、垂直方向に延びる軸心を有する円孔（円孔）１１ａが形成され、垂直方向下方に拡径するテーパ状内孔２１ａを有する第１環状部材２１が円孔１１ａ内に嵌入されている。第１環状部材２１の底部には鍔部２１ｂが形成され、鍔部２１ｂが第１下型１１の底部に形成された環状溝部１１ｂと係合して、第１環状部材２１の第１下型１１からの抜けが防止される。
【００１４】
第２下型１２には、垂直方向に延びる軸心を有する円孔（円孔）１２ａが形成され、垂直方向下方に縮径するテーパ状内孔２２ａを有する第２環状部材２２が円孔１２ａ内に嵌入されている。第２環状部材２２の底部には鍔部２２ｂが形成され、鍔部２２ｂが第２下型１１の底部に形成された環状溝部１２ｂと係合して、第２環状部材２２の第２下型１２からの抜けが防止される。
【００１５】
第３下型１３には、有底円孔１３ａと、有底円孔１３ａの下方に円孔１３ｂと、円孔１３ｂより内径が大きい有底円孔１３ｃとが形成され、円孔１３ｂと有底円孔１３ｃとに段付き円筒状のカムピン（カム機構）１４が嵌入されている。カムピン１４は、第２スプリング（第２付勢部材）５２によって垂直方向上方に付勢されているが、その鍔部１４ｂが有底円孔１３ｃの底部１３ｃ１に当接し、垂直方向上方への移動が規制されている。また、第２スプリングは、第３下型１３の底面に固定された蓋部材１３ｄによって第３下型１３からの脱落が防止される。
【００１６】
図２および図３に示すように、位置決めピン３１は、その軸心で交わる３つの平面で均等に分割され、その分割面３１ｈを密着されてテーパ状内孔２１ａとテーパ状内孔２２ａとによって形成されるそろばん玉形状の空間（第一環状部材２１と第２環状部材２２の開口面積が大きい側の端部を各々当接させることにより形成される内部空間であり、内部空間の中央部が太く端部へ行くについれて容積が減少する形状の空間）に配設されている。なお、本実施形態では、位置決めピン３１が均等に３分割されているが、これに限定されるものでなく、図３の平面上で均等角度で分割されていれば、４〜８分割としてもよい。
【００１７】
位置決めピン３１は、後述する上型１５のプッシュピン１６が当接する上方端部３１ａと、上方端部３１ａから離れるにつれて拡径するとともにワーク６１の位置決め穴６１ａへの嵌入を案内する第１テーパ部３１ｂと、均等に拡径してプレス加工中にワークの位置決め穴と密着する位置決め部３１ｃと、位置決め部３１ｃ下端から（図１において）垂直方向下方に拡径する第２テーパ部（テーパ部）３１ｄと、第２テーパ部３１ｄ下端から垂直方向下方に縮径して延びる第３テーパ部３１ｅと、第３テーパ部３１ｅの底部３１ｆに穿設され垂直方向上方に縮径するテーパ孔（カム機構）３１ｇとで構成される。
【００１８】
図１に示すように、第３下型１３の有底円孔１３ａには、第１スプリング（第１付勢部材）５１が配設され、位置決めピン３１の底部３１ｆに当接して位置決めピン３１を垂直方向上方に付勢している。この付勢力によって、位置決めピン３１の第２テーパ部３１ｄが第１環状部材２１のテーパ状内孔２１ａに当接し、位置決めピン３１の分割面３１ｈが密着され、位置決め部３１ｃ等が最も縮径した状態になっている。このとき、位置決め部３１ｃとワーク６１の位置決め穴６１ａとの半径隙間はＣ１（図４）となっている。
【００１９】
図１に示すように、第３下型１３の有底円孔１３ａの下方には円孔１３ｂと円孔１３ｂより内径が大きい有底円孔１３ｃが形成され、円孔１３ｂと円孔１３ｃとに段付き円筒状のカムピン（カム機構）１４が嵌入されている。カムピン１４は、第２スプリング（第２付勢部材）５２によって垂直方向上方に付勢されているが、その鍔部１４ｂが円孔１３ｃの底部１３ｃ１に当接し、垂直方向上方への移動が規制されている。カムピン１４の鍔部１４ｂの上方には、先端が球状のカム部１４ａが一体的に形成されている。前述の位置決めピン３１のテーパ孔３１ｇとカムピン１４とによってカム機構が形成される。
【００２０】
図１に示すように、上型１５には、円孔１５ａと円孔１５ａより内径が大きい円孔１５ｂが形成され、円孔１５ａと円孔１５ｂとに段付き円筒状のプッシュピン（押圧部材）１６が嵌入されている。プッシュピン１６は、第３スプリング（第３付勢部材）５３によって垂直方向下方に付勢されているが、その鍔部１６ｂが円孔１５ｂの底部１５ｂ１に当接し、垂直方向下方への移動が規制されている。また、第３スプリングは、上型１５の上面に固定された蓋部材１５ｃによって上型１５からの脱落が防止される
第１スプリング５１、第２スプリング５２および第３スプリング５３のセット荷重をそれぞれＦ１、Ｆ２およびＦ３とすると、Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ３となるように設定されている。
【００２１】
なお、上型１５のプッシュピン１６が位置決めピン３１の上方端部３１ａに当接していない状態（図１、図４）では、球状のカム部１４ａとテーパ孔３１ｇとの間には所定の隙間Ｃ２が形成されている。
【００２２】
なお、本実施形態のプレス用金型においては、下型１０を３分割構造としたが、下型１０を一体構造とし、円孔に第１環状部材２１と第２環状部材２２とを嵌入させてストッパ等で抜け止めする構成としてもよい。
【００２３】
次に、本実施形態のプレス用金型の作動を説明する。
【００２４】
通常、プレス加工においては、一回のプレス動作で加工を完了することは少なく、ワークを順次移動させ金型を換えて徐々に加工度合いを上げていく順送が行われる。その際、ワークが金型からずれないように位置決めが必要となる。
【００２５】
図４は、ワーク６１が移動されワーク６１の位置決め穴６１ａが次の位置決めピン３１に嵌まり込んだ状態を示す。この状態では、位置決め穴６１ａの径が位置決めピン３１の外径より十分大きく（半径隙間Ｃ１）、位置決め穴６１ａがこじれることなく位置決めピン３１に嵌り込んでいる。
【００２６】
上型１５が下降してプッシュピン１６が位置決めピン３１の上方端部３１ａに当接し、さらに上型１５が下降していくと、最もセット荷重が小さい第１スプリング５１が撓み始める。位置決めピン３１が所定距離下降すると、位置決めピン３１の第２テーパ部３１ｄと第１環状部材２１のテーパ状内孔２１ａとの間に隙間（Ｃ４）が形成されるとともに位置決めピン３１のテーパ孔３１ｇのテーパ面がカムピン１４の球状のカム部１４ａに当接し、テーパ孔３１ｇがカム部１４ａによって押し広げられ、位置決めピン３１の分割面３１ｈが離隔する。すなわち、位置決めピン３１の位置決め部３１ｃ他が均等に拡径され、位置決め部３１ｃとワーク６１の位置決め穴６１ａとが密着する（５）。
【００２７】
さらに位置決めピン３１が下降すると、第２スプリング５２が撓み始め、位置決めピン３１の第３テーパ部３１ｅが第２環状部材２２のテーパ状内孔２２ａに当接し、位置決めピン３１の下降が止まる。位置決めピン３１は、自動調心されて下型１０の所定の位置に固定される（図６）。
【００２８】
さらに上型１５が下降すると、最もセット荷重が大きい第３スプリング５３が撓み始め、ついに上型１５がワーク６１に接触を開始して金型の図示しない所定部位でプレス加工が行われる（図７）。
【００２９】
プレス加工が終了すると上型１５が上昇し始め、前述述した作動を逆にたどって図４の状態に復帰し、次のプレス加工に備えてワーク６１が（例えば図４中、右方に）移動されて位置決め穴６１ａが隣の位置決めピンに嵌まり込む。
【００３０】
本実施形態によれば、ワーク６１が順送されてワーク６１の位置決め穴６１ａに位置決めピン３１が嵌入するときには位置決めピン３１の外径がワーク６１の位置決め穴６１ａの径がより小さく、ワーク６１が下型１０にセットされて上型１５のプッシュピン１６が位置決めピン３１を下降させると位置決めピン３１が均等に拡径して位置決めピン３１がワーク６１の位置決め穴６１ａに密着するため、高い精度でワーク６１が位置決めされるとともにワーク６１の払い不良が発生しない。
【００３１】
また、位置決めピン３１の底部３１ｆに穿設されたテーパ孔３１ｇとカムピン１４の球状のカム部１４ａとでカム機構を構成し、カム機構によって位置決めピン３１が拡径されるため、高精度の位置決め機構が簡単な構造で低コストに得られる。
【符号の説明】
【００３２】
１０    下型
１１ａ、１２ａ    円孔
１４    カムピン（カム機構）
１５    上型
１６    プッシュピン（押圧部材）
２１    第１環状部材
２１ａ    テーパ状内孔
２２    第２環状部材
２２ａ    テーパ状内孔
３１    位置決めピン
３１ｃ    位置決め部
３１ｄ    第２テーパ部（テーパ部）
３１ｇ    テーパ孔（カム機構）
３１ｈ    分割面
５１    第１スプリング（第１付勢部材）
５２    第２スプリング（第２付勢部材）
５３    第３スプリング（第３付勢部材）
６１    ワーク
６１ａ    位置決め穴
【図１】
0005515797.tif 000002
【図２】
0005515797.tif 000003
【図３】
0005515797.tif 000004
【図４】
0005515797.tif 000005
【図５】
0005515797.tif 000006
【図６】
0005515797.tif 000007
【図７】
0005515797.tif 000008