(57)【要約】【課題】金型作製時間を大幅に短縮することのできる金型および金型のレーザ加工機を用いた製造方法を提供する。【解決手段】フランジ部９ａ、軸部９ｂおよび刃部９ｃよりなるパンチ９と、このパンチ９が装着されるパンチプレート８を備える金型１において、パンチプレート８を、パンチ９のフランジ部９ａが挿入される孔２０ａを有する板材２０と、パンチ９の軸部９ｂが挿入される孔２１ａを有する板材２１とを固定してなるものとする。また、前記各孔２０ａ，２１ａはレーザ加工機を用いて穿設する。【選択図】図２
2006305623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ部、胴部および機能部よりなるパンチと、このパンチが装着されるパンチプレートとを備える金型であって、
前記パンチプレートは、前記パンチのフランジ部が挿入される孔を有する板材と、前記パンチの胴部が挿入される孔を有する板材とが固定されてなるものであることを特徴とする金型。
【請求項２】
前記パンチに対応して設けられる機能部としてのダイを内包するダイプレートが設けられ、このダイプレートは、前記パンチの機能部に対応する孔を有する板材と、この板材の孔に対応しその孔よりも若干大きな孔を有する板材とが固定されてなるものである請求項１に記載の金型。
【請求項３】
取付部、胴部および機能部よりなるパンチを備える金型であって、
前記パンチは、所要の形状に形成された複数の板材を重ね合わせてなるものであることを特徴とする金型。
【請求項４】
前記パンチの機能部に付着した被加工材料をはぎ取るためのストリッパプレートが設けられ、このストリッパプレートは、前記パンチの胴部が挿入される孔を有する板材と、前記パンチの機能部が挿入される孔を有する板材とが固定されてなるものである請求項１〜３のいずれかに記載の金型。
【請求項５】
フランジ部、胴部および機能部よりなるパンチと、このパンチが装着されるパンチプレートとを備える金型のレーザ加工機を用いた製造方法であって、
前記パンチプレートを、前記パンチのフランジ部が挿入される孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材と、前記パンチの胴部が挿入される孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材とを重ね合わせて固定手段により固定して作製することを特徴とする金型のレーザ加工機を用いた製造方法。
【請求項６】
前記パンチに対応して設けられる機能部としてのダイを内包するダイプレートが、前記パンチの機能部に対応する孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材と、この板材の孔に対応しその孔よりも若干大きな孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材とを重ね合わせて固定手段により固定して作製される請求項５に記載の金型のレーザ加工機を用いた製造方法。
【請求項７】
取付部、胴部および機能部よりなるパンチを備える金型のレーザ加工機を用いた製造方法であって、
前記パンチを、レーザ加工機によって所要の形状に切り出された複数の板材を重ね合わせて固定手段により固定して作製することを特徴とする金型のレーザ加工機を用いた製造方法。
【請求項８】
前記パンチの機能部に付着した被加工材料をはぎ取るためのストリッパプレートが、前記パンチの胴部が挿入される孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材と、前記パンチの機能部が挿入される孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材とを重ね合わせて固定手段により固定して作製される請求項５〜７のいずれかに記載の金型のレーザ加工機を用いた製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンチとダイの協働によって被加工材料に対しプレス加工を施す金型および金型のレーザ加工機を用いた製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ加工機（レーザ切断機）は主に板厚が０．５ｍｍ〜３ｍｍの比較的薄い金属板の切断・孔あけ加工に使用されている。つまり、従来のレーザ加工機は、熱出力が小さいために薄板切断しかできず、板金部材の試作や少量生産の製品の生産に専ら使用されてきた。
【０００３】
ところが、最近、熱出力の大きなレーザ加工機が提供されており、この高出力レーザ加工機によれば、軟鋼板であれば板厚２５ｍｍ程度のものまで良好に切断することができ、またＣＮＣ装置により色々な姿切り抜きができ、しかも広い面積（例えば６畳室広さ程度）の板材まで姿切りができる。レーザ加工機メーカは、この高出力レーザ加工機によって自動車や家電製品、建材、船舶などの幅広い分野における部材・部品生産を好適に行うことが可能になると宣伝し販売を進めている。
【０００４】
ところで、金型、特に板金用プレス金型においては、数十トン〜数百トンものプレス荷重を受けるので、厚肉の鋼板や鋼材を使って金型構成部材を造らねばならないというのが常識である。したがって、かかる金型構成部材はフライス盤やボーリングマシンなどによる重切削加工によって長い時間をかけて作製される。特に、ダイプレートのような雌型抜き型や曲げ型などの金型構成部材では、焼入れ処理が施されたＳＫＤ材（合金工具鋼鋼材）などが使用されるため、焼入れ後に切断加工を行わなければならないので、ワイヤカット放電加工機を用いて作製される。このワイヤカット放電加工機の加工速度は１分間で３ｍｍ〜４ｍｍ程度であるため、ダイプレート等の金型構成部材は相当長い時間をかけて作製されることになる。
【０００５】
図１１には、従来の金型の第１の態様例の概略構造説明図が示されている。
【０００６】
この図１１に例示される抜き加工用の金型２０１は、プレス機械（図示省略）のスライド側に取着されるパンチホルダ２０２と、このパンチホルダ２０２の下面にパンチバッキングプレート２０３を介して取着されるパンチプレート２０４と、このパンチプレート２０４に装着される所要個数のパンチ２０５と、前記パンチプレート２０４に付設される可動式ストリッパ２０６と、前記パンチホルダ２０２に対応するようにプレス機械のボルスタ側に取着されるダイホルダ２０７と、このダイホルダ２０７の上面に取着され、機能部としてのダイを内包するダイプレート２０８とを備えて構成されている。なお、この金型２０１において、実際には、刃部の横断面形状や大きさが異なる３種類のパンチが合計１７個、所定の配置で設けられているが、これらパンチはその基本構造と機能が同様であるため、説明の都合上、図１１において１個のみ描かれているパンチ２０５を用いて以下の説明を行うこととする。
【０００７】
前記可動式ストリッパ２０６は、前記パンチ２０５の刃部２０５ｃ（図１２（ａ）参照）に付着した被加工材料（図示省略）をはぎ取るためのストリッパプレート２０９と、このストリッパプレート２０９を案内するストリッパガイドピン２１０と、前記ストリッパプレート２０９に付勢力を付与する圧縮コイルばね２１１，２１２とより構成されている。
【０００８】
前記パンチ２０５は、図１２（ａ）に示されるように、パンチプレート２０４に対する取付部として機能するフランジ部２０５ａと、被加工材料に対し抜き加工を施す上で実質的に貢献する機能部（刃部）２０５ｃと、フランジ部２０５ａと刃部２０５ｃとを繋ぐ胴部（軸部）２０５ｂとが一体に形成されてなるものである。なお、このパンチ２０５としては、その軸部２０５ｂの横断面形状が丸形状や四角形状のものがあり、またその刃部２０５ｃの横断面形状が丸形状や四角形状、異形状のものがある。
【０００９】
前記パンチプレート２０４には、図１２（ａ）に示されるように、前記パンチ２０５のフランジ部２０５ａおよび軸部２０５ｂが挿入される段付き孔２０４ａが形成されている。また、前記ストリッパプレート２０９には、同図（ａ）に示されるように、前記パンチ２０５の軸部２０５ｂおよび刃部２０５ｃが挿入される段付き孔２０９ａが形成されている。また、前記ダイプレート２０８には、同図（ｂ）に示されるように、前記パンチ２０５の刃部２０５ｃに対応する孔２０８ａが穿設されている。
【００１０】
ここで、前記パンチプレート２０４は、所要の形状寸法に切り出された単一の板材にフライス盤やボーリングマシン（中ぐり盤）による切削加工を施して段付き孔２０４ａを形成し作製されたものである。また、前記ストリッパプレート２０９もパンチプレート２０４と同様にして段付き孔２０９ａを形成し作製されたものである。また、前記ダイプレート２０８は、所要の形状寸法に切り出された板材に下孔あけ加工を施して後にその下孔を起点としてワイヤカット放電加工機による放電加工を施してパンチ２０５の刃部２０５ｃに対応する孔２０８ａを所定の抜き角を付すようにして形成し作製されたものである。
【００１１】
図１３には、従来の金型の第２の態様例の概略構造説明図が示されている。
【００１２】
この図１３に例示される曲げ加工用の金型２２１は、プレス機械（図示省略）のスライド側に取着されるパンチホルダ２２２と、このパンチホルダ２２２の下面にボルト２２３によって締着されるパンチプレート２２４と、このパンチプレート２２４の下面にボルト２２５によって締着されるパンチ２２６と、前記パンチプレート２２４に付設される可動式ストリッパ２２７と、前記パンチホルダ２２２に対応するようにプレス機械のボルスタ側に取着されるダイホルダ２２８と、このダイホルダ２２８の上面にダイバッキングプレート２２９を介してボルト２３０によって締着されるダイ２３１と、プレス成形品２３２に対する突上げ力を発生させるダイクッション装置２３３とを備えて構成されている。ここで、前記パンチ２２６は、パンチプレート２２４に対する取付面を上面に有する取付部２２６ａと、被加工材料に対し曲げ加工を施す上で実質的に貢献する機能部２２６ｃと、取付部２２６ａと機能部２２６ｃとを繋ぐ胴部２２６ｂとが一体に形成されてなるものであり、単一の材料にフライス盤による切削加工やワイヤカット放電加工機による放電加工を施して創成されたものである。なお、符号２２２ａにて示されるのは、前記パンチ２２６を前記パンチプレート２２４に固定するボルト２２５の頭部を受け入れるための穴である。
【００１３】
図１４には、従来の金型の第３の態様例の要部概略構造説明図が示されている。
【００１４】
この図１４に示される金型２４１においては、図示省略されるパンチホルダにパンチバッキングプレート２４２を介してパンチプレート２４３が取着され、このパンチプレート２４３に段曲げ加工用のパンチ２４４、ビード出し加工用のパンチ２４５および張出し成形加工用のパンチ２４６がそれぞれ装着され、これらパンチ２４４，２４５，２４６によってストリッパプレート２４７とダイプレート２４８との間に配された被加工材料２４９に対し段曲げ加工、ビード出し加工および張出し成形加工を同時に施すことができるように構成されている。
【００１５】
前記段曲げ加工用のパンチ２４４は、パンチプレート２４３に対する取付部として機能するフランジ部２４４ａと、被加工材料２４９に対し段曲げ加工を施す上で実質的に貢献する機能部２４４ｃと、フランジ部２４４ａと機能部２４４ｃとを繋ぐ胴部２４４ｂとが一体に形成されてなるものであり、フランジ部２４４ａおよび胴部２４４ｂがパンチプレート２４３の段付き孔２４３ａに嵌め込まれることによってそのパンチプレート２４３に固定されている。また、前記ビード出し加工用のパンチ２４５は、パンチプレート２４３に対する取付部として機能するフランジ部２４５ａと、被加工材料２４９に対しビード出し加工を施す上で実質的に貢献する機能部２４５ｃと、フランジ部２４５ａと機能部２４５ｃとを繋ぐ胴部２４５ｂとが一体に形成されてなるものであり、フランジ部２４５ａおよび胴部２４５ｂがパンチプレート２４３の段付き孔２４３ｂに嵌め込まれることによってそのパンチプレート２４３に固定されている。また、前記張り出し成形加工用のパンチ２４６は、パンチプレート２４３に対する取付面を上面に有する取付部２４６ａと、被加工材料２４９に対し張出し成形加工を施す上で実質的に貢献する機能部２４６ｃと、取付部２４６ａと機能部２４６ｃとを繋ぐ胴部２４６ｂとが一体に形成されてなるものであり、ボルト２５０の締め付けによってパンチプレート２４３に固定されている。なお、符号２５１，２５２，２５３にて示されるのは、ダイプレート２４８における機能部としてのダイを形成する孔に嵌め込まれた芯金（入れ子）である。これら芯金２５１，２５２，２５３はボルト２５４，２５５，２５６の締め付けによってダイホルダ２５７上に固定されている。
【００１６】
ここで、前記パンチプレート２４３における段付き孔２４３ａ，２４３ｂは、フライス盤等による切削加工により形成されたものである。また、前記パンチ２４４，２４５，２４６は、単一の材料にフライス盤による切削加工やワイヤカット放電加工機による放電加工を施して創成されたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
一般に、フライス盤やボーリングマシン（中ぐり盤）を用いて単一の板材に段付き孔を形成したり、フライス盤を用いて単一の材料から工作物を創成したりする切削加工作業には長い時間を要する。また、ワイヤカット放電加工機を用いて、板材に孔を形成したり、単一の材料から工作物を創成したりする放電加工作業には更に長い時間を要する。このため、前記従来の金型２０１ではパンチプレート２０４やストリッパプレート２０９、ダイプレート２０８等の金型構成部材を作製するのに相当の時間がかかることになり、また前記従来の金型２２１では特にパンチ２２６を作製するのに相当の時間がかかることになり、また前記従来の金型２４１ではパンチプレート２４３やストリッパプレート、パンチ２４６等の金型構成部材を作製するのに相当の時間がかかることになり、いずれの金型でもその作製に多大なる時間を要してしまうという問題点がある。
【００１８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、金型作製時間を大幅に短縮することのできる金型および金型のレーザ加工機を用いた製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは、レーザ加工機等の熱切断加工機を用いて金型構成部材を高速高精度で作製することができるように金型の構造および製造方法を創意工夫を重ねて改良した結果、本発明を完成するに至ったものである。
要するに、第１発明による金型は、
フランジ部、胴部および機能部よりなるパンチと、このパンチが装着されるパンチプレートとを備える金型であって、
前記パンチプレートは、前記パンチのフランジ部が挿入される孔を有する板材と、前記パンチの胴部が挿入される孔を有する板材とが固定されてなるものであることを特徴とするものである。
【００２０】
第１発明において、前記パンチに対応して設けられる機能部としてのダイを内包するダイプレートが設けられ、このダイプレートは、前記パンチの機能部に対応する孔を有する板材と、この板材の孔に対応しその孔よりも若干大きな孔を有する板材とが固定されてなるものであるのが好ましい（第２発明）。
【００２１】
また、第３発明による金型は、
取付部、胴部および機能部よりなるパンチを備える金型であって、
前記パンチは、所要の形状に形成された複数の板材を重ね合わせてなるものであることを特徴とするものである。
【００２２】
第１発明乃至第３発明において、前記パンチの機能部に付着した被加工材料をはぎ取るためのストリッパプレートが設けられ、このストリッパプレートは、前記パンチの胴部が挿入される孔を有する板材と、前記パンチの機能部が挿入される孔を有する板材とが固定されてなるものであるのが好ましい（第４発明）。
【００２３】
次に、第５発明による金型のレーザ加工機を用いた製造方法は、
フランジ部、胴部および機能部よりなるパンチと、このパンチが装着されるパンチプレートとを備える金型のレーザ加工機を用いた製造方法であって、
前記パンチプレートを、前記パンチのフランジ部が挿入される孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材と、前記パンチの胴部が挿入される孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材とを重ね合わせて固定手段により固定して作製することを特徴とするものである。
【００２４】
第５発明において、前記パンチに対応して設けられる機能部としてのダイを内包するダイプレートが、前記パンチの機能部に対応する孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材と、この板材の孔に対応しその孔よりも若干大きな孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材とを重ね合わせて固定手段により固定して作製されるのが好ましい（第６発明）。
【００２５】
また、第７発明による金型のレーザ加工機を用いた製造方法は、
取付部、胴部および機能部よりなるパンチを備える金型のレーザ加工機を用いた製造方法であって、
前記パンチを、レーザ加工機によって所要の形状に切り出された複数の板材を重ね合わせて固定手段により固定して作製することを特徴とするものである。
【００２６】
第５発明乃至第７発明において、前記パンチの機能部に付着した被加工材料をはぎ取るためのストリッパプレートが、前記パンチの胴部が挿入される孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材と、前記パンチの機能部が挿入される孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材とを重ね合わせて固定手段により固定して作製されるのが好ましい（第８発明）。
【発明の効果】
【００２７】
第１発明においては、パンチのフランジ部が挿入される孔を有する板材とパンチの胴部が挿入される孔を有する板材とが固定されてなるものがパンチプレートとされる。ここで、パンチのフランジ部（もしくは胴部）が挿入される孔を単一の板材に穿設する加工作業と、パンチのフランジ部および胴部が挿入される段付き孔を単一の板材に形成する加工作業とを比較した場合、前者の加工作業の方が容易かつ短時間で行うことができる。また、パンチのフランジ部（もしくは胴部）が挿入される孔を板材に穿設する加工作業は、例えばレーザ加工機のような熱切断加工機を用いて高速で行うことができる。したがって、パンチプレートの作製時間を従来よりも大幅に短縮することができ、金型作製時間を大幅に短縮することができる。
【００２８】
第２発明においては、パンチの機能部に対応する孔を有する板材と、この板材の孔に対応しその孔よりも若干大きな孔を有する板材とが固定されてなるものがダイプレートとされ、当該ダイプレートにダイ刃先と逃げ部とが形成される。ここで、ダイ刃先（もしくは逃げ部）を形成するための孔を単一の板材に穿設する加工作業と、ダイ刃先および逃げ部を形成するための段付き孔もしくはテーパ孔を単一の板材に形成する加工作業とを比較した場合、前者の加工作業の方が容易かつ短時間で行うことができる。また、ダイ刃先（もしくは逃げ部）を形成するための孔を板材に穿設する加工作業は、例えばレーザ加工機のような熱切断加工機を用いて高速で行うことができる。したがって、ダイプレートの作製時間を従来よりも大幅に短縮することができ、金型作製時間をより短縮することができる。
【００２９】
第３発明においては、所要の形状に形成された複数の板材を重ね合わせてなるものがパンチとされる。ここで、所要の形状に形成された複数の板材を重ね合わせてパンチを作製する作業と、単一の材料にフライス盤による切削加工やワイヤカット放電加工機による放電加工を施してパンチを創成する作業とを比較した場合、前者の作業の方が容易かつ短時間で行うことができる。また、パンチを構成する所要形状の板材を切り出す加工作業は、例えばレーザ加工機のような熱切断加工機を用いて高速で行うことができる。したがって、パンチの作製時間を従来よりも大幅に短縮することができ、金型作製時間を大幅に短縮することができる。
【００３０】
第４発明の構成を採用することにより、プレス加工に伴いパンチの機能部に付着した被加工材料をストリッパプレートによって良好にはぎ取ることができる。また、このストリッパプレートは前記パンチプレートと同様にしてその作製時間を従来よりも大幅に短縮することができるので、ストリッパプレートが装備される金型であってもその作製時間を大幅に短縮することができる。
【００３１】
第５発明によれば、パンチのフランジ部が挿入される孔を板材に穿設する加工作業とパンチの胴部が挿入される孔を板材に穿設する加工作業とがレーザ加工機によって高速で行われるので、パンチプレートの作製時間を従来よりも大幅に短縮することができ、金型作製時間を大幅に短縮することができる。
【００３２】
第６発明によれば、ダイ刃先を形成するための孔を板材に穿設する加工作業と逃げ部を形成するための孔を板材に穿設する加工作業とがレーザ加工機によって高速で行われるので、ダイプレートの作製時間を従来よりも大幅に短縮することができ、金型作製時間をより短縮することができる。
【００３３】
第７発明によれば、パンチを構成する所要の形状の板材を切り出す加工作業がレーザ加工機によって高速で行われるので、パンチの作製時間を従来よりも大幅に短縮することができ、金型作製時間を大幅に短縮することができる。
【００３４】
第８発明によれば、パンチの胴部が挿入される孔を板材に穿設する加工作業とパンチの機能部が挿入される孔を板材に穿設する加工作業とがレーザ加工機によって高速で行われるので、ストリッパプレートの作製時間を従来よりも大幅に短縮することができ、ストリッパプレートが装備される金型であってもその作製時間を大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に、本発明による金型および金型のレーザ加工機を用いた製造方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態において用いられるレーザ加工機は主に以下の（１）〜（４）の特徴点を有している。
（１）板材にストレート孔を高速であけることができる。
（２）板厚が４ｍｍ〜８ｍｍ程度のＳＫＤ材（合金工具鋼鋼材）に対する切断加工においては、その切断面を極めて美しく仕上げることができるとともに、その切断面にレーザ光熱による焼入れ処理を施すことができる。
（３）最大保証出力が５ｋＷ（従来の平均的出力のレーザ加工機の約２倍）であり、軟鋼板であれば２５ｍｍ程度の厚さのものまで良好に切断することができる。
（４）切断幅０．２５ｍｍで正確に切断することができ、更にＣＮＣ装置により所要の形状の板材を高精度で切り出すことができる。
ここで、当然のことながら、このレーザ加工機による切断加工では、ワイヤカット放電加工機による加工の際には必要とされる下孔あけ加工等の前加工が不要である。
【００３６】
〔第１の実施形態〕
図１には、本発明の第１の実施形態に係る金型の概略構造説明図が示されている。また、図２には図１のＡ部拡大断面図（ａ）および図１のＢ部拡大断面図（ｂ）が、図３には図１のＣ部拡大断面図（ａ）および図１のＤ部拡大断面図（ｂ）がそれぞれ示されている。
【００３７】
本実施形態における金型１は、被加工材料（図示省略）に対し抜き加工を施す順配置構造の抜き金型であって、プレス機械（図示省略）のスライド側に取着される第１パンチホルダ２と、複数の板材３，４，５が重ね合わされてなり、前記第１パンチホルダ２の下面に取着される第２パンチホルダ６と、この第２パンチホルダ６の下面にパンチバッキングプレート７を介して取着されるパンチプレート８と、このパンチプレート８に装着される所要個数のパンチ９と、前記パンチプレート８に付設される可動式ストリッパ１０と、前記第１パンチホルダ２に対応するようにプレス機械のボルスタ側に取着される第１ダイホルダ１１と、複数の板材１２，１３が重ね合わされてなり、前記第１ダイホルダ１１の上面に取着される第２ダイホルダ１４と、この第２ダイホルダ１４の上面に取着され、機能部としてのダイを内包するダイプレート１５とを備えて構成されている。なお、本実施形態の金型１において、実際には、刃部の横断面形状や大きさが異なる３種類のパンチが合計１７個、所定の配置で設けられているが、これらパンチはその基本構造と機能が同様であるため、説明の都合上、図１において１個のみ描かれているパンチ９を用いて以下の説明を行うこととする。
【００３８】
前記可動式ストリッパ１０は、前記パンチ９における後述する刃部９ｃ（図２（ａ）参照）に付着した被加工材料（図示省略）をはぎ取るためのストリッパプレート１６と、このストリッパプレート１６を案内する複数のストリッパガイドピン１７と、前記ストリッパプレート１６に付勢力を付与する複数の圧縮コイルばねとより構成されている。ここで、前記複数の圧縮コイルばねは、ストリッパガイドピン１７に装着される圧縮コイルばね１８、およびパンチプレート８とストリッパプレート１６との間に介在される圧縮コイルばね１９を含んでいる。また、前記ストリッパガイドピン１７は、図２（ｂ）に示されるように、フランジ部１７ａと、圧縮コイルばね１８が外嵌される軸部１７ｂとが一体に形成されてなるものである。
【００３９】
前記パンチ９は、図２（ａ）に示されるように、パンチプレート８に対する取付部として機能するフランジ部９ａと、被加工材料に対し抜き加工を施す上で実質的に貢献する機能部（刃部）９ｃと、フランジ部９ａと刃部９ｃと繋ぐ胴部（軸部）９ｂとが一体に形成されてなるものである。なお、このパンチ９としては、その軸部９ｂの横断面形状が丸形状や四角形状のものがあり、またその刃部９ｃの横断面形状が丸形状や四角形状、異形状のものがある。
【００４０】
前記パンチプレート８は、図２（ａ）に示されるように、前記パンチ９のフランジ部９ａが挿入される孔（ストレート孔）２０ａを有する板材２０と、前記パンチ９の軸部９ｂが挿入される孔（ストレート孔）２１ａを有する板材２１とが固定されてなるものである。さらに、このパンチプレート８において、図２（ｂ）に示されるように、前記板材２０には前記ストリッパガイドピン１７のフランジ部１７ａが挿入される孔（ストレート孔）２０ｂが穿設され、前記板材２１には前記ストリッパガイドピン１７の軸部１７ｂが挿入される孔（ストレート孔）２１ｂが穿設されている。ここで、このパンチプレート８は、前記パンチ９のフランジ部９ａが挿入される孔２０ａおよび前記ストリッパガイドピン１７のフランジ部１７ａが挿入される孔２０ｂをそれぞれレーザ加工機を用いて穿設した板材２０と、前記パンチ９の軸部９ｂが挿入される孔２１ａおよび前記ストリッパガイドピン１７の軸部１７ｂが挿入される孔２１ｂをそれぞれレーザ加工機を用いて穿設した板材２１とを重ね合わせて図示省略されるボルト（本発明の「固定手段」に対応する。）の締め付けにより固定して作製されたものである。
【００４１】
前記ストリッパプレート１６は、図２（ａ）に示されるように、前記パンチ９の軸部９ｂが挿入される孔（ストレート孔）２２ａを有する板材２２と、前記パンチ９の刃部９ｃが挿入される孔（ストレート孔）２３ａを有する板材２３とが固定されてなるものである。さらに、このストリッパプレート１６における前記各板材２２，２３には、図２（ｂ）に示されるように、前記ストリッパガイドピン１７の軸部１７ｂが挿入される孔（ストレート孔）２２ｂ，２３ｂが穿設されている。ここで、このストリッパプレート１６は、前記パンチ９の軸部９ｂが挿入される孔２２ａおよび前記ストリッパガイドピン１７の軸部１７ｂが挿入される孔２２ｂをそれぞれレーザ加工機を用いて穿設した板材２２と、前記パンチ９の刃部９ｃが挿入される孔２３ａおよび前記ストリッパガイドピン１７の軸部１７ｂが挿入される孔２３ｂをそれぞれレーザ加工機を用いて穿設した板材２３とを重ね合わせて図示省略されるボルトの締め付けにより固定して作製されたものである。
【００４２】
前記ダイプレート１５は、図３（ａ）に示されるように、前記パンチ９の刃部９ｃに対応する孔（ストレート孔）２４ａを有する板材２４と、この板材２４の孔２４ａに対応しその孔２４ａよりも若干大きな孔（ストレート孔）２５ａを有する板材２５とが固定されてなるものである。なお、このダイプレート１５を構成する上段側の板材２４は、図４に示されるように、前記パンチ９以外の図示省略されるパンチの刃部に対応する孔（ストレート孔）２４ｃ〜２４ｈを有している。こうして、このダイプレート１５においては、前記板材２４における孔２４ａによってストレート状のダイ刃先が形成されるとともに、前記板材２５における孔２５ａによって逃げ部が形成され、有効刃先以下をストレートに逃がした構造とされている。さらに、このダイプレート１５における前記各板材２４，２５には、図３（ｂ）に示されるように、プレス加工動作時に前記ストリッパガイドピン１７の軸部１７ｂを受け入れる孔（ストレート孔）２４ｂ，２５ｂが穿設されている。ここで、このダイプレート１５は、前記ダイ刃先を形成するための孔２４ａおよび前記ストリッパガイドピン１７の軸部１７ｂを受け入れる孔２４ｂをそれぞれレーザ加工機を用いて穿設した板材２４と、前記逃げ部を形成するための孔２５ａおよび前記ストリッパガイドピン１７の軸部１７ｂを受け入れる孔２５ｂをそれぞれレーザ加工機を用いて穿設した板材２５とを重ね合わせて図示省略されるボルト（本発明の「固定手段」に対応する。）の締め付けにより固定して作製されたものである。
【００４３】
このダイプレート１５においては、前記ダイ刃先を形成するための孔２４ａが穿設される上段側の板材２４として厚さ４ｍｍ〜８ｍｍ程度のＳＫＤ材が使用されている。この厚さ４ｍｍ〜８ｍｍ程度のＳＫＤ材に対しレーザ加工機による熱切断加工を施すと、その切断面を高精度で仕上げることができるとともに、その切断面が自然空気冷却によって表面焼入れ硬化されるため、ダイ刃先の寿命を格段に延ばすことができる。また、このダイプレート１５においては、前記逃げ部を形成するための孔２５ａが穿設される下段側の板材２５として厚さ１５ｍｍ程度のＳＳ材（一般構造用圧延鋼材）が使用されている。こうして、このダイプレート１５においては、ダイ刃先を内包する板材２４をＳＫＤ材で構成し、逃げ部を内包する板材２５を比較的安価なＳＳ材で構成するようにされ、抜き加工用のダイプレートとしての機能を十分に持たせながらもその材料費を低く抑えることができるようにされている。
【００４４】
なお、厚さ８ｍｍの板材（雌型刃になる焼入れＳＫＤ材）に角孔（６０ｍｍ×６０ｍｍ）をあける際の加工時間をワイヤカット放電加工機を用いた場合とレーザ加工機を用いた場合とで比較するテストを行った結果、ワイヤカット放電加工機の加工時間が３６００秒であるのに対し、レーザ加工機の加工時間が３６秒であり、レーザ加工機の方がワイヤカット放電加工機よりも１００倍早く前記角孔をあけることができた。しかも、レーザ加工機による切断加工によれば、切断面が極めて美しく仕上がり、雌型刃として良質のものを得ることができた。
【００４５】
前記第２ダイホルダ１４は、図３（ａ）に示されるように、前記ダイプレート１５の逃げ部となる孔２５ａに対応しその孔２５ａよりも若干大きな孔（ストレート孔）１２ａを有する板材１２と、この板材１２の孔１２ａに対応しその孔１２ａよりも若干大きな孔（ストレート孔）１３ａを有する板材１３とが固定されてなるものである。ここで、この第２ダイホルダ１４は、前記ダイプレート１５の逃げ部となる孔２５ａに対応する孔１２ａをレーザ加工機を用いて穿設した板材１２と、この板材１２の孔１２ａに対応する孔１３ａをレーザ加工機を用いて穿設した板材１３とを重ね合わせて図示省略されるボルトの締め付けにより固定して作製されたものである。
【００４６】
以上に述べたような本実施形態の金型１によれば、パンチプレート８やストリッパプレート１６、ダイプレート１５、第２ダイホルダ１４などの主要な金型構成部材がレーザ加工機を利用して作製されるので、従来の金型よりもその作製時間を大幅に短縮することができる。
【００４７】
〔第２の実施形態〕
図５には、本発明の第２の実施形態に係る金型の概略構造説明図が示されている。また、図６には、パンチおよびパンチプレートの組付状態での縦断面図が示されている。
【００４８】
本実施形態の金型３１は、被加工材料（図示省略）に対し曲げ加工を施す順配置構造の曲げ金型であって、プレス機械（図示省略）のスライド側に取着されるパンチホルダ３２と、このパンチホルダ３２の下面にボルト３３によって締着されるパンチプレート３４と、このパンチプレート３４の下面にボルト３５によって締着されるパンチ３６と、前記パンチプレート３４に付設される可動式ストリッパ３７と、前記パンチホルダ３２に対応するようにプレス機械のボルスタ側に取着される第１ダイホルダ３８と、この第１ダイホルダ３８の上面にボルト３９によって順に締着される第２ダイホルダ４０および第３ダイホルダ４１と、この第３ダイホルダ４１の上面にボルト４２によって締着される第４ダイホルダ４３と、この第４ダイホルダ４３の上面にボルト４４によって締着されるダイ４５と、プレス成形品４６に対する突上げ力を発生させるダイクッション装置４７とを備えて構成されている。なお、「ボルト」と称するものは特に断りのない限り「六角穴付きボルト」のことである。
【００４９】
前記パンチプレート３４は、図６に示されるように、前記パンチ３６を当該パンチプレート３４に固定するボルト３５の頭部３５ａが挿入される孔（ストレート孔）４８ａを有する板材４８と、前記ボルト３５の軸部３５ｂが挿入される孔（ストレート孔）４９ａを有する板材４９とが固定されてなるものである。ここで、このパンチプレート３４は、前記ボルト３５の頭部３５ａが挿入される孔４８ａをレーザ加工機を用いて穿設した板材４８と、前記ボルト３５の軸部３５ｂが挿入される孔４９ａをレーザ加工機を用いて穿設した板材４９とを重ね合わせてボルト５０（図５参照）の締め付けにより固定して作製されたものである。これにより、従来パンチホルダに形成されていたボルトの頭部を受け入れるための穴（図１３中符号２２２ａで示される穴）が不要となってパンチホルダに施す加工点数を従来よりも減らすことができ、このパンチホルダに施す加工点数を減少させるためにパンチプレートに施す加工点数が多少増えたとしても、それを打ち消して余りあるほどにパンチプレートの作製時間を短縮することができる。
【００５０】
前記パンチ３６は、図６に示されるように、パンチプレート３４に対する取付面を上面に有する取付部３６ａと、被加工材料に対し曲げ加工を施す上で実質的に貢献する機能部３６ｃと、取付部３６ａと機能部３６ｃとを繋ぐ胴部３６ｂとより構成されている。このパンチ３６は、所要の形状に形成された複数の板材（５１〜５６）を重ね合わせてなるものであり、当該パンチ３６の下端側から上端側に向けて順に配される第１パンチ部片５１〜第６パンチ部片５６を備えている。前記第１パンチ部片５１は、プレス加工時に被加工材料に直接的に接触されて実質的に曲げ加工に貢献する板材であるため、表面焼入れ硬化処理が施された厚さ５ｍｍ程度のＳＫＤ材よりなり、その幅寸法Ｗ１がプレス成形品４６の内幅寸法Ｗ２に対応させて設定されている（図５参照）。また、前記第２パンチ部片５２は前記第１パンチ部片５１と略同じ幅寸法に設定された厚さ１５ｍｍ程度のＳＳ材（一般構造用圧延鋼材）よりなり、前記第３パンチ部片５３〜第６パンチ部片５６はそれぞれ前記第１パンチ部片５１の幅寸法よりも若干小さな幅寸法に設定された厚さ１５ｍｍ程度のＳＳ材よりなるものである。こうして、このパンチ３６においては、プレス加工時に被加工材料に直接的に接触される板材（第１パンチ部片５１）をＳＫＤ材で構成し、その板材を支持する板材群（第２パンチ部片５２〜第６パンチ部片５６）を比較的安価なＳＳ材で構成するようにされ、曲げ加工用のパンチとしての機能を十分に持たせながらもその材料費を低く抑えることができるようにされている。また、このパンチ３６には、前記第１パンチ部片５１を前記第２パンチ部片５２に締着するボルト５７が組み込まれている。すなわち、前記第１パンチ部片５１にはボルト５７の雄ねじに螺合する雌ねじ５１ａが形成され、前記第２パンチ部片５２にはボルト５７の軸部が挿入される孔（ストレート孔）５２ａが穿設され、前記第３パンチ部片５３にはボルト５７の頭部が挿入される孔（ストレート孔）５３ａが穿設され、それら孔５２ａ，５３ａにより構成される段付き孔５８に配されたボルト５７の締め付けによって前記第１パンチ部片５１が前記第２パンチ部片５２に固定されるようになっている。
【００５１】
このパンチ３６は、レーザ加工機によって所要の形状に切り出された複数の板材（第１パンチ部片５１〜第６パンチ部片５６）を重ね合わせてボルト３５，５７の締め付けにより固定して作製される。
【００５２】
以上に述べたような本実施形態の金型３１によれば、特にパンチ３６がレーザ加工機を利用して作製されるので、従来の金型よりもその作製時間を大幅に短縮することができる。
【００５３】
〔第３の実施形態〕
図７には、本発明の第３の実施形態に係る金型の概略構造説明図が示されている。また、図８にはプレス成形品の平面図が、図９にはプレス加工時の状態を表わす要部縦断面図がそれぞれ示されている。
【００５４】
本実施形態における金型６１は、被加工材料６２（図９参照）に対し段曲げ加工（Ｚ曲げ加工）、ビード出し加工（ビーディング加工）および張り出し成形加工（エンボシング加工）を同時に施して図８に示されるような段曲げ部６３ａ、ビード部６３ｂおよび張り出し成形部６３ｃを有するプレス成形品６３を得ることができるように構成される順配置構造の金型であって、図７に示されるように、プレス機械（図示省略）のスライド側に取着される第１パンチホルダ６４と、複数の板材６５，６６，６７が重ね合わされてなり、前記第１パンチホルダ６４の下面に取着される第２パンチホルダ６８と、この第２パンチホルダ６８の下面にパンチバッキングプレート６９を介して取着されるパンチプレート７０と、このパンチプレート７０に装着されるパンチ７１，７２，７３と、前記パンチプレート７０に付設される可動式ストリッパ７４と、前記第１パンチホルダ６４に対応するようにプレス機械のボルスタ側に取着される第１ダイホルダ７５と、複数の板材７６，７７が重ね合わされてなり、前記第１ダイホルダ７５の上面に取着される第２ダイホルダ７８と、この第２ダイホルダ７８の上面にダイバッキングプレート７９を介して取着され、機能部としてのダイを内包するダイプレート８０とを備えて構成されている。なお、第２パンチホルダ６８およびパンチバッキングプレート６９は、ボルト８１，８２，８３の締め付けによって第１パンチホルダ６４に固定される。また、ダイプレート８０およびダイバッキングプレート７９はボルト８４の締め付けによって第２ダイホルダ７８に固定され、第２ダイホルダ７８はボルト８５の締め付けによって第１ダイホルダ７５に固定される。
【００５５】
前記可動式ストリッパ７４は、前記パンチ７１，７２，７３における後述する機能部７１ｃ，７２ｃ，７３ｃに付着した被加工材料６２をはぎ取るためのストリッパプレート８６と、このストリッパプレート８６を案内するストリッパガイドピン８７および同ストリッパプレート８６の運動を制限するストリッパボルト８８と、前記ストリッパプレート８６に付勢力を付与する複数の圧縮コイルばねとより構成されている。ここで、前記複数の圧縮コイルばねは、ストリッパガイドピン８７に装着される圧縮コイルばね８９、およびパンチプレート７０とストリッパプレート８６との間に介在される圧縮コイルばね９０を含んでいる。
【００５６】
前記パンチ７１は、段曲げ加工用のパンチであって、図９および図１０（ｂ）に示されるように、パンチプレート７０に対する取付部として機能するフランジ部７１ａと、被加工材料６２に対し段曲げ加工を施す上で実質的に貢献する機能部７１ｃと、フランジ部７１ａと機能部７１ｃと繋ぐ胴部７１ｂとが一体に形成されてなるものである。
【００５７】
また、前記パンチ７２は、ビード出し加工用のパンチであって、図９および図１０（ａ）に示されるように、パンチプレート７０に対する取付部として機能するフランジ部７２ａと、被加工材料６２に対しビード出し加工を施す上で実質的に貢献する機能部７２ｃと、フランジ部７２ａと機能部７２ｃと繋ぐ胴部７２ｂとが一体に形成されてなるものである。
【００５８】
また、前記パンチ７３は、張り出し成形加工用のパンチであって、図９に示されるように、パンチプレート７０に対する取付面を上面に有する取付部７３ａと、被加工材料６２に対し張出し成形加工を施す上で実質的に貢献する機能部７３ｃと、取付部７３ａと機能部７３ｃとを繋ぐ胴部７３ｂとより構成されている。このパンチ７３は、所要の形状に形成された複数の板材（９１〜９３）を重ね合わせてなるものであり、当該パンチ７３の下端側から上端側に向けて順に配される第１パンチ部片９１〜第３パンチ部片９３を備えている。前記第１パンチ部片９１は、プレス加工時に被加工材料６２に直接的に接触されて実質的に張出し成形加工に貢献する板材であるため、表面焼入れ硬化処理が施された厚さ５ｍｍ程度のＳＫＤ材よりなり、前記第２パンチ部片９２および第３パンチ部片９３は前記第１パンチ部片９１と同じ幅寸法に設定された厚さ１５ｍｍ程度のＳＳ材（一般構造用圧延鋼材）よりなるものである。こうして、このパンチ７３においては、プレス加工時に被加工材料６２に直接的に接触される板材（第１パンチ部片９１）をＳＫＤ材で構成し、その板材を支持する板材群（第２パンチ部片９２、第３パンチ部片９３）を比較的安価なＳＳ材で構成するようにされ、張出し加工用のパンチとしての機能を十分に持たせながらもその材料費を低く抑えることができるようにされている。なお、このパンチ７３には、前記第１パンチ部片９１を前記第２パンチ部片９２に締着するボルト９４が組み込まれている。
【００５９】
このパンチ７３は、レーザ加工機によって所要の形状に切り出された複数の板材（第１パンチ部片９１〜第３パンチ部片９３）を重ね合わせてボルト９４，９５の締め付けにより固定して作製される。
【００６０】
なお、ここで、前記段曲げ加工用のパンチ７１およびビード出し加工用のパンチ７２において、その幅寸法Ｗ１，Ｗ２（図９参照）が所定値（例えば１５ｍｍ）以下の場合には、所要厚さの板材（ＳＫＤ材）からレーザ加工機による切断加工によって完成品に近い外形形状の板材を抜き取り、この完成品に近い外形形状の板材に対し所要の切削加工または研磨加工を施して機能部の形状を仕上げることによって作製される。一方、その幅寸法Ｗ１，Ｗ２が前記所定値を超える場合には、前記張り出し成形加工用のパンチ７３と同様に、レーザ加工機によって所要の形状に切り出された複数の板材を重ね合わせてボルト等の固定手段により固定して作製される。
【００６１】
前記パンチプレート７０は、図７に示されるように、上下に配される板材９６，９７がボルト９８の締め付けによって固定されてなるものである。上側に配される板材９６には、図９および図１０に示されるように、前記パンチ７１，７２，のフランジ部７１ａ，７２ａが挿入される孔（ストレート孔）９６ａ，９６ｂが穿設されている。一方、下側に配される板材９７には、前記パンチ７１，７２の胴部７１ｂ，７２ｂが挿入される孔（ストレート孔）９７ａ，９７ｂが穿設されている。ここで、このパンチプレート７０は、前記孔９６ａ，９６ｂを含む所要の孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材９６と、前記孔９７ａ，９７ｂを含む所要の孔をやはりレーザ加工機を用いて穿設した板材９７とを重ね合わせてボルト９８の締め付けにより固定して作製されたものである。
【００６２】
前記ストリッパプレート８６は、図７に示されるように、上下に配される板材９８，９９が図示省略されるボルトの締め付けによって固定されてなるものである。上側に配される板材９８には、図９および図１０に示されるように、前記パンチ７１，７２，７３の胴部７１ｂ，７２ｂ，７３ｂが挿入される孔（ストレート孔）９８ａ，９８ｂ，９８ｃが穿設されている。一方、下側に配される板材９９には、前記パンチ７１，７２，７３の機能部７１ｃ，７２ｃ，７３ｃが挿入される孔（ストレート孔）９９ａ，９９ｂ，９９ｃが穿設されている。ここで、このストリッパプレート８６は、前記孔９８ａ，９８ｂ，９８ｃを含む所要の孔をレーザ加工機を用いて穿設した板材９８と、前記孔９９ａ，９９ｂ，９９ｃを含む所要の孔をやはりレーザ加工機を用いて穿設した板材９９とを重ね合わせて図示省略されるボルトの締め付けにより固定して作製されたものである。
【００６３】
前記ダイプレート８０は、前記パンチ７１，７２，７３に対応して設けられる機能部としてのダイを内包するものであって、このダイプレート８０には、図９に示されるように、前記パンチ７１，７２，７３の機能部７１ｃ，７２ｃ，７３ｃに対応する孔（ストレート孔）８０ａ，８０ｂ，８０ｃがレーザ加工機による切断加工によって穿設されている。この孔８０ａ，８０ｂ，８０ｃにはレーザ加工機による姿切り抜き加工によって当該孔８０ａ，８０ｂ，８０ｃに嵌り込む形状に形成された芯金（入れ子）１００，１０１，１０２が挿入されており、この芯金１００，１０１，１０２、各パンチ７１，７２，７３および各孔８０ａ，８０ｂ，８０ｃの協働によって、被加工材料６２に対し段曲げ加工、ビード出し加工および張り出し成形加工が施されるようになっている。なお、前記芯金１００，１０１，１０２は、第２ダイホルダ７８を構成する上側の板材７６およびダイバッキングプレート７９にそれぞれ穿設されたばか孔を通して当該芯金１００，１０１，１０２に螺合するボルト１０３，１０４，１０５の締め付けによってダイバッキングプレート７９に固定されている。
【００６４】
以上に述べたような本実施形態の金型６１によれば、各種パンチ７１，７２，７３やパンチプレート７０、ストリッパプレート８６、ダイプレート８０、芯金１００，１０１，１０２などの主要な金型構成部材がレーザ加工機を利用して作製されるので、従来の金型よりもその作製時間を大幅に短縮することができる。
【００６５】
なお、前記各実施形態では順配置構造の金型に本発明が適用された例を示したが、逆配置構造の金型に本発明を適用し得るのは言うまでもない。
【００６６】
また、前記各実施形態においてはレーザ加工機を用いる例を示したが、このレーザ加工機に代えてプラズマ加工機のような熱切断加工機を用いる態様もあり得る。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る金型の概略構造説明図
【図２】図１のＡ部拡大断面図（ａ）および図１のＢ部拡大断面図（ｂ）
【図３】図１のＣ部拡大断面図（ａ）および図１のＤ部拡大断面図（ｂ）
【図４】ダイプレートを構成する上段側の板材の平面図
【図５】本発明の第２の実施形態に係る金型の概略構造説明図
【図６】パンチおよびパンチプレートの組付状態での縦断面図
【図７】本発明の第３の実施形態に係る金型の概略構造説明図
【図８】プレス成形品の平面図
【図９】プレス加工時の状態を表わす要部縦断面図
【図１０】図９におけるＡ−Ａ矢視の要部のみを表わす図（ａ）および図９におけるＢ−Ｂ矢視の要部のみを表わす図（ｂ）
【図１１】従来の金型の第１の態様例の概略構造説明図
【図１２】図１１のＡ部拡大断面図（ａ）および図１１のＢ部拡大断面図（ｂ）
【図１３】従来の金型の第２の態様例の概略構造説明図
【図１４】従来の金型の第３の態様例の要部概略構造説明図
【符号の説明】
【００６８】
１，３１，６１    金型
８，７０          パンチプレート
９，３６，７１〜７３    パンチ
９ａ，７１ａ，７２ａ    フランジ部
３６ａ，７３ａ          取付部
９ｂ，３６ｂ，７１ｂ〜７３ｂ    胴部
９ｃ，３６ｃ，７１ｃ〜７３ｃ    機能部
１５              ダイプレート
１６，８６        ストリッパプレート
【図１】
2006305623.tif 000003
【図２】
2006305623.tif 000004
【図３】
2006305623.tif 000005
【図４】
2006305623.tif 000006
【図５】
2006305623.tif 000007
【図６】
2006305623.tif 000008
【図７】
2006305623.tif 000009
【図８】
2006305623.tif 000010
【図９】
2006305623.tif 000011
【図１０】
2006305623.tif 000012
【図１１】
2006305623.tif 000013
【図１２】
2006305623.tif 000014
【図１３】
2006305623.tif 000015
【図１４】
2006305623.tif 000016