(57)【要約】      （修正有）【課題】  寿命が長く、しかも高精度のプレス加工を行うことのできるプレス加工用パンチとプレス加工装置とを提供する。【解決手段】  プレス加工用パンチ１と、パンチプレート１７と、パンチホルダ１８とを有する上金型Ｘ及び下金型Ｙとからなるプレス加工装置において、プレス加工用パンチとして、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２を、内部に形成したプレス加工用パンチ１を用いる。【選択図】  図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス加工用パンチ内部に、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路を形成したことを特徴とするプレス加工用パンチ。
【請求項２】
プレス加工用パンチ内部に形成されている潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路から、プレス加工用パンチ外周部表面に達する微細流路がさらに形成されており、当該微細流路から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を滲出させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のプレス加工用パンチ。
【請求項３】
プレス加工用パンチの先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起を設けると共に、その先端角部にＲ面を形成したことを特徴とする請求項１記載のプレス加工用パンチ。
【請求項４】
プレス加工用パンチ内部に形成されている潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路から、プレス加工用パンチ外周部表面に達する微細流路がさらに形成されており、当該微細流路から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を滲出させるようにすると共に、プレス加工用パンチの先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起を設けると共に、その先端角部にＲ面を形成したことを特徴とする請求項１記載のプレス加工用パンチ。
【請求項５】
潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路が形成されている部分であって、当該流路の入口及び出口より下方の部分の一部を、液体透過性金属焼結体又は金属メッシュ体からなるものとし、当該箇所に形成される微細流路から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を滲出させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のプレス加工用パンチ。
【請求項６】
プレス加工用パンチの先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起を設けると共に、その先端角部にＲ面を形成したことを特徴とする請求項５記載のプレス加工用パンチ。
【請求項７】
プレス加工用パンチとパンチプレートとパンチホルダとを有する上金型及び下金型とからなるプレス加工装置において、前記上金型のプレス加工用パンチとして、請求項１〜６のいずれかに記載のプレス加工用パンチを用いることを特徴とするプレス加工装置。
【請求項８】
下金型として、ダイ内部に潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路を形成した下金型を用いることを特徴とする請求項７記載のプレス加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス加工用パンチとプレス加工装置とに関し、詳しくは寿命が長く、しかも高精度のプレス加工を行うことのできるプレス加工用パンチとプレス加工装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス加工、例えば打抜きプレス加工は、油圧式又はクランク式のプレス加工装置によって行われている。
しかしながら、例えば板厚１５ｍｍのプレス加工製品を製造する場合、穴加工精度は０．５〜０．８ｍｍ程度であり、油圧式のプレス加工装置によっても加工精度は特段改善されなかった。また、冶工具の寿命は２５００〜５０００ショットであり、カジリやチッピングがあり、プレス加工用パンチとダイとのクリアランスが熱膨張による変形で維持できず、寿命が短いという欠点があった。
【０００３】
このため、プレス加工用パンチや被加工物（加工材料）に冷却液を噴霧して冷却する噴霧水冷法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
この噴霧水冷法は、上記したような打抜きプレス加工においては、ある程度有効である。
しかしながら、例えばプレスによるボルト頭圧造の場合には、ボルトの頭部などに噴射された冷却液が１５０℃前後の熱を持つことで、薄い皮膜となり、被加工物（加工材料）やボルトの頭部の溝に入り、焼き付き現象を発生させるという問題があった。
このような焼き付き現象が発生すると、その後の洗浄工程や浸炭焼入れ（真空熱処理）工程でも、これを一掃することができず、このため最後のメッキ工程でボルトの頭部の溝だけメッキ皮膜が形成されず、不良品となってしまう。
従って、その解決が望まれていた。
【０００５】
また、前記したように、従来、プレス加工、例えば打抜きプレス加工は、油圧式又はクランク式のプレス加工装置によって行われている。
しかしながら、例えば１５ｍｍ厚などという厚板の打抜きプレス加工をクランク式のプレス成形装置によって行うことは困難であり、より高価な油圧式のプレス加工装置を導入する必要があった。
【０００６】
また、打抜きプレス加工の精度は、一般に０．２ｍｍ程度である。
しかしながら、近年はより高品質の製品を求める傾向が強く、より一層の加工精度が求められている。
【０００７】
さらに、打抜きプレス加工、特に厚板の打抜きプレス加工を行う場合、一つのプレス成形装置で行うことのできるショット数は１万ショット程度であるが、コスト低減の観点から、より一層の工具寿命或いは装置寿命の延長が望まれている。
【０００８】
【非特許文献１】圧縮加工金型／プレス金型選書６、第１６１頁、昭和４６年８月１０日、株式会社ジャパンマシニスト発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであって、寿命が長く、しかも高精度のプレス加工を行うことのできるプレス加工用パンチとプレス加工装置と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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意検討を重ねた。その結果、驚くべきことにプレス加工用パンチ内部やダイ内部に、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路を形成することにより、寿命が長く、しかも高精度のプレス加工を行うことができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１１】
さらに、本発明者らは、パンチ先端底面にＶ字形突起を設けることにより、例えば１５ｍｍ厚などという厚板の打抜きプレス加工を高価な油圧式のプレス加工装置を用いることなく、クランク式のプレス加工装置によって、しかも高精度に行うことができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
従来、プレス加工において、ダイにＶ字形の突起を形成することは知られているが、パンチ先端底面にＶ字形突起を設けることは知られていない。
【００１２】
即ち、請求項１に係る本発明は、プレス加工用パンチ内部に、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路を形成したことを特徴とするプレス加工用パンチを提供するものである。
請求項２に係る本発明は、プレス加工用パンチ内部に形成されている潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路から、プレス加工用パンチ外周部表面に達する微細流路がさらに形成されており、当該微細流路から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を滲出させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のプレス加工用パンチを提供するものである。
請求項３に係る本発明は、プレス加工用パンチの先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起を設けると共に、その先端角部にＲ面を形成したことを特徴とする請求項１記載のプレス加工用パンチを提供するものである。
請求項４に係る本発明は、プレス加工用パンチ内部に形成されている潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路から、プレス加工用パンチ外周部表面に達する微細流路がさらに形成されており、当該微細流路から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を滲出させるようにすると共に、プレス加工用パンチの先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起を設けると共に、その先端角部にＲ面を形成したことを特徴とする請求項１記載のプレス加工用パンチを提供するものである。
請求項５に係る本発明は、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路が形成されている部分であって、当該流路の入口及び出口より下方の部分の一部を、液体透過性金属焼結体又は金属メッシュ体からなるものとし、当該箇所に形成される微細流路から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を滲出させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のプレス加工用パンチを提供するものである。
請求項６に係る本発明は、プレス加工用パンチの先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起を設けると共に、その先端角部にＲ面を形成したことを特徴とする請求項５記載のプレス加工用パンチを提供するものである。
請求項７に係る本発明は、プレス加工用パンチとパンチプレートとパンチホルダとを有する上金型及び下金型とからなるプレス加工装置において、前記上金型のプレス加工用パンチとして、請求項１〜６のいずれかに記載のプレス加工用パンチを用いることを特徴とするプレス加工装置を提供するものである。
請求項８に係る本発明は、下金型として、ダイ内部に潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路を形成した下金型を用いることを特徴とする請求項７記載のプレス加工装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プレス加工用パンチ内部に、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路を形成し循環させることにより、寿命が長く、しかも高精度のプレス加工を行うことができる。
即ち、例えば連続打抜き時に、パンチ先端部を中心に打抜き摩擦により、急減な昇温でパンチ先端部の材質が変化し、これによってパンチとして最も重要な硬度維持が出来なくなったり、パンチ先端部の変形等が発生したりするが、プレス加工用パンチ内部に、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路を形成することにより、パンチの寿命を延ばすことができる。
次に、プレス加工時に潤滑剤の加温用又は冷却用媒体を流路内に循環させることで、パンチの熱膨張を抑え、パンチとダイのクリアランスの変化をなくし、成形体（打抜き穴）にマッチした適正なクリアランスを常時維持、持続させることができる。
また、プレス加工時に、潤滑剤の加温用又は冷却用媒体を流路内に循環させると同時に、潤滑剤が切削油を兼用することで、例えば液体透過性金属焼結体又は金属メッシュ体に形成される微細流路から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を滲出させることによって、加工材料（加工金属板）上面の加工範囲に、適度にオイル皮膜を作り、これによって過大又は過剰な加工応力の発生を防ぎ、且つ、プレス金型の焼き付き、カジリ、チッピングをなくし、加工性を高め、併せて加工精度を保持すると共に、加工精度を高めることができる。
【００１４】
しかも、本発明によれば、さらにプレス加工用パンチの先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起を設けると共に、その先端角部にＲ面を形成することにより、耐カジリ性やチッピング性などが著しく向上しているため、例えば１５ｍｍ厚などという厚板の打抜きプレス加工を高価な油圧式のプレス加工装置を用いることなく、クランク式のプレス加工装置によって行うことができる。これにより、コストを油圧式のプレス加工装置を用いた場合の約３分の１に低減することができる。また、本発明によれば、これまでにない１／１００ｍｍ以内という高い加工精度を有するプレス加工製品が得られる。さらに、本発明によれば、ショット数を従来の５千乃至１万ショットから１０万ショットへと飛躍的に向上させることができる。
このため、ショット数が例えば従来の１万ショット程度で良いのであれば、プレス加工装置に用いる機材の材質のグレードを引き下げることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面により詳細に説明する。図１は、本発明のプレス加工用パンチの一態様を示す正面図である。次に、図２は、本発明のプレス加工用パンチの一態様を示す底面図、つまり図１の底面図である。また、図３は、図１の一部切り欠き断面図である。さらに、図４は図３のＡ−Ａ線断面図であり、図５は図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１６】
図中、符号１はプレス加工用パンチであり、符号２は潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路である。図中、「入」とあるのが入口であり、「出」とあるのが出口である。また、符号３は微細流路、符号４はＶ字形突起、符号５はＲ面、符号６はスリットである。
【００１７】
請求項１に係る本発明は、プレス加工用パンチ１に関し、プレス加工用パンチ１内部に、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２を形成したことを特徴とするものである。
プレス加工用パンチ１の形状は、その用途等により異なり、必ずしも限定することはできない。
代表的なプレス加工としては、打抜きパンチを用いる打抜きプレス加工、絞りパンチを用いる絞りプレス加工、曲げパンチを用いる曲げプレス加工が挙げられ、冷間で行われる。
例えば、打抜きパンチとしては、一般的には、全体形状が略円柱状のものが用いられるが、略角柱状のものであってもよい。
また、絞りパンチとしては、略円筒型や略角筒型などのものが用いられる。
【００１８】
上記したようなプレス加工用パンチ１内部に、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２が形成されている。
潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２は、プレス加工用パンチ１に流路となるべき孔を穿つことにより形成することもできるが、プレス加工用パンチ１を分割片とし、分割片の端面を接合した後に流路の形状に合致するように溝状に切削した後に、分割片を接合（例えば、パルス通電接合や拡散接合など）することによって容易に形成することができる。なお、パルス通電による接合処理等は常法により行えばよい。
【００１９】
潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２は、入口は１つであるが、内部で複数の支路に分かれており、図では、８本の支路に分かれたものを示しているが、これに限定されるものではない。
潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２は、図に示すように、パンチ中心から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を流入させ、一旦下方へ導いてから、上方へ上げるように構成したりして、パンチ全体の温度制御をパンチの中心部から外周部へと伝熱させるようにすることが、伝熱特性からみて好ましい。
ここで潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体は、潤滑剤を含有するものであって、通常、プレス工作油或いは水溶性プレス工作油などと呼ばれるものが好ましく用いられる。また、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）系水溶性焼入れ液を用いてもよい。
潤滑剤としては、通常、極圧添加剤を含む粘性の高いものが用いられ、特に切削油を兼ねるものが好ましい。
潤滑剤含有媒体は、温度によって加温用又は冷却用としての使い分けをすればよい。
【００２０】
請求項１に係る本発明は、このようにプレス加工用パンチ１内部に、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２を形成したことを特徴とするものであるが、請求項２に記載したように、このような潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２から、プレス加工用パンチ外周部表面に達する微細流路３をさらに形成し、当該微細流路３から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を滲出させるようにすることができ、これにより、プレス加工を精度よく行うことができると共に、プレス加工用パンチ１の寿命を大幅に延長することができる。
微細流路３の設置数は特に制限されないが、通常、支路の数と同様に８本乃至１０本程度設けられる。
【００２１】
図１、３において微細流路３は、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２から斜め下方に向かって設けられたものを示しているが、これに限定されるものではない。
この微細流路３は、図示したような調整部を有する打抜きパンチの場合には、この調整部近辺に設けるのが一般である。
なお、この微細流路３の出口をねじ込み式の穴で形成すると、目詰まりしたときなどに取り外しことができ、交換したり、掃除したりするのが容易となる。
【００２２】
請求項１に係る本発明においては、請求項３に記載したように、プレス加工用パンチ１先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起４を設けると共に、その先端角部にＲ面（丸み）５を形成したものとすることができる。
なお、必要に応じて、プレス加工用パンチ１として、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２を形成することなく、単にプレス加工用パンチ１先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起４を設けると共に、その先端角部にＲ面（丸み）５を形成したものとすることもできる。図６は、そのようなプレス加工用パンチ１の一態様（他の態様）を示す説明図である。
これにより、耐カジリ性などが著しく向上しているため、例えば１５ｍｍ厚などという厚板の打抜きプレス加工を高価な油圧式のプレス加工装置を用いることなく、クランク式のプレス加工装置によって行うことができる。また、これにより、コストを油圧式のプレス加工装置を用いた場合の約３分の１に低減することができると共に、これまでにない１／１００ｍｍ以内という高い加工精度を有するプレス加工製品が得られる。さらに、ショット数を従来の１万ショットから１０万ショットへと飛躍的に向上させることができる。
【００２３】
請求項３に係る本発明のプレス加工用パンチ１は、その底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起４が設けられている。
請求項３に係る本発明は、このようなプレス加工用パンチ１の先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起４を設けると共に、その先端角部にＲ面（丸み）４を形成したことを特徴とするものである。
ここでＶ字形突起４は、プレス加工用パンチ１を正面側から見たときに略Ｖ字形をなしているものである。
このＶ字形突起４は、プレス加工用パンチ１の先端底面に、その輪郭に沿って設けられている。
つまり、プレス加工用パンチ１の底面側から見たときに、Ｖ字形突起４が底面の輪郭に沿って設けられているものであって、例えば全体形状が略円柱状の打抜きパンチの場合には、底面の輪郭に沿って環状に並んで設けられていることになる。
Ｖ字形突起４は、例えば放電加工や切削加工などにより形成すればよい。
【００２４】
このようなＶ字形突起４をダイ下面に設けることは知られているが、プレス加工用パンチの先端底面に設けることはこれまで全く行われていない。
請求項３に係る本発明によれば、プレス加工用パンチ１先端底面にＶ字形突起４を設けることにより、予想外にも、例えば１５ｍｍ厚などという厚板の打抜きプレス加工を高価な油圧式のプレス加工装置を用いることなく、クランク式のプレス加工装置によって、しかも高精度に行うことができるようになったものである。
【００２５】
このようなＶ字形突起４をプレス加工用パンチ１の先端底面に設けることにより、加工材料に対してＶ字形突起に対応した集中応力がかかって、加工力を低減（減衰）させることができる。
これによって、従来、油圧式のプレス加工装置を対象としていたものを、加工力が小さくなったことで、クランク式のプレス加工装置によって行うことが可能となった。
また、プレス加工用パンチ１の先端角部に、面取りのＲ面（丸み）４を形成することによって、加工材料に対して、滑りがよくなり、加圧力の軽減とプレス加工用パンチ先端部の磨耗を少なくすることができる。
【００２６】
このＶ字形突起４の寸法は、加工材料の厚さ、材質などにより異なり一義的に定めることは困難であるが、例えば板厚が１．０〜４．５ｍｍ程度の薄板の場合には、高さが、通常、０．３〜０．８ｍｍ程度であり、板厚が４．５〜１５．０ｍｍ程度の厚板の場合には、高さが、通常、０．５〜１．６ｍｍ程度である。
【００２７】
請求項３に係る本発明は、このようにプレス加工用パンチ１の先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起４を設けると共に、その先端角部にＲ面５を形成している。
このＲ面５は、プレス加工用パンチ１の先端角部全体に形成される。このＲ面５は極小サイズでよい。
【００２８】
なお、微細流路３から滲出する潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体がプレス加工用パンチ１の先端底面にも到達しうるように、滲出する潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の通路となるスリット６を、Ｖ字形突起４に少なくとも１以上設けておくことが好ましい。図２では、スリット６が上下左右の４箇所に入れられたものを示している。
【００２９】
また、請求項１に係る本発明においては、請求項４に記載したように、プレス加工用パンチ１内部に形成されている潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２から、プレス加工用パンチ１外周部表面に達する微細流路３がさらに形成されており、当該微細流路３から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を滲出させるようにすると共に、プレス加工用パンチ１の先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起４を設けると共に、その先端角部にＲ面５を形成したものとすることができる。
【００３０】
さらに、請求項１に係る本発明においては、請求項５に記載したように、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２が形成されている部分であって、当該流路２の入口及び出口より下方の部分の一部を、図７に示すように、液体透過性金属焼結体又は金属メッシュ体７からなるものとし、当該箇所に形成される微細流路から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を滲出させるようにすることができる。
即ち、加温用又は冷却用媒体の流路２からプレス加工用パンチ外周部表面に達する微細流路３を形成する代わりに、当該流路２の入口及び出口より下方の部分の一部を、液体透過性金属焼結体又は金属メッシュ体［例えば、パンチングメタル（打抜金網）など］７からなるものとし、当該箇所に形成される微細流路から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を滲出させるようにしたものである。
ここで液体透過性金属焼結体又は金属メッシュ体７としては、例えばリング状のものを用意しておき、これを適当な接合手段（例えば、パルス通電接合）により接合一体化すればよい。
【００３１】
或いは、図８に示すように、プレス加工用パンチ１の底面中央部を液体透過性金属焼結体又は金属メッシュ体７からなるものとし、その少なくとも一部を潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２と接するようにしておき、当該箇所に形成される微細流路から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を滲出させるようにしてもよい。
【００３２】
さらに、このような請求項５に係る本発明において、プレス加工用パンチ１先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起４を設けると共に、その先端角部にＲ面（丸み）５を形成したものとすることができる。
【００３３】
なお、以上はプレス加工用パンチ１が、打抜きパンチの場合を示したが、図９に示すような絞りパンチ８にも適用することができ、さらに、図示してはいないが、曲げパンチにも適用することができる。
【００３４】
図９は、絞りパンチ８内部に、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路４を形成したことを特徴とするものであり、入口側流路（ハッチングした箇所）を示したものである。
このような絞りパンチ８は、複数の分割片を接合することにより容易に製造することができる。図１０〜１３は、４つの分割片から絞りパンチ８を形成した例を示している。
図１０は、最上部の分割片９を示すものであり、図１０Ａはその平面図であり、図１０Ｂは図１０ＡのＣ−Ｃ線断面図である。
次に、図１１は、上から数えて２番目の分割片１０を示すものであり、図１１Ａはその平面図であり、図１１Ｂは図１１ＡのＤ−Ｄ線断面図である。
また、図１２は、上から数えて３番目（下から数えて２番目）の分割片１１を示すものであり、図１２Ａはその平面図であり、図１２Ｂは図１２ＡのＥ−Ｅ線断面図である。
さらに、図１３は、上から数えて４番目（下から数えて１番目）の分割片１２を示すものであり、図１３Ａはその平面図であり、図１３Ｂは図１３ＡのＦ−Ｆ線断面図である。
【００３５】
なお、図９〜１３は、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路４について、入口側流路（ハッチングした箇所）を示したものである。出口側流路については、図１４〜１８に、ハッチングして示す。
【００３６】
即ち、図１４は、絞りパンチ８内部に、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路４を形成したことを特徴とするものであり、出口側流路（ハッチングした箇所）を示したものである。
このような絞りパンチ８は、複数の分割片を接合することにより容易に製造することができる。図１５〜１８は、４つの分割片から絞りパンチ８を形成した例を示している。
図１５は、最上部の分割片１３を示すものであり、図１５Ａはその平面図であり、図１５Ｂは図１５ＡのＧ−Ｇ線断面図である。
次に、図１６は、上から数えて２番目の分割片１４を示すものであり、図１４Ａはその平面図であり、図１４Ｂは図１４ＡのＨ−Ｈ線断面図である。
また、図１７は、上から数えて３番目（下から数えて２番目）の分割片１５を示すものであり、図１７Ａはその平面図であり、図１７Ｂは図１７ＡのＩ−Ｉ線断面図である。
さらに、図１８は、上から数えて４番目（下から数えて１番目）の分割片１６を示すものであり、図１８Ａはその平面図であり、図１８Ｂは図１８ＡのＪ−Ｊ線断面図である。
【００３７】
プレス加工用パンチ１の材質としては、冷間工具鋼のＳＫＤ−１１、高速度鋼のＳＫＨ５２などが一般的であるが、これに限定されるものではない。
なお、焼き付きを防止し、耐摩耗性を向上させて、寿命を延長させるために、皮膜をコーティングしたり、表面処理を施すことが好ましい。
コーティング皮膜としては、ＴｉＮ（窒化チタン）膜、ＴｉＡｌＮ（チタン＋窒化アルミ）膜などが好適である。
また、表面処理としては、例えば浸硫窒化処理、窒化処理が挙げられる。特に、超硬金属の表面に浸硫窒化処理を施すことにより、耐摩耗性、耐カジリ性等を向上させ、寿命を大幅に延長することができる。
【００３８】
さらに、本発明は、プレス加工装置をも提供するものである。
即ち、請求項７に係る本発明は、プレス加工用パンチとパンチプレートとパンチホルダとを有する上金型及び下金型とからなるプレス加工装置において、前記上金型のプレス加工用パンチとして、請求項１〜６のいずれかに記載のプレス加工用パンチを用いることを特徴とするプレス加工装置である。
【００３９】
以下、請求項７に係る本発明に係る本発明について、図面により説明する。図１９は請求項７に係る本発明の１態様を示す説明図である。
図１９において、符号１７はパンチプレートであり、符号１８はパンチホルダである。また、符号１９はバッキングプレート、符号２０はストリッパ、符号２１はバネである。
なお、図１９では、プレス加工用パンチ１が、打抜きパンチの場合を示しているが、図９に示すような絞りパンチ８にも適用することができ、さらに、図示してはいないが、曲げパンチであってもよい。
【００４０】
請求項７に係る本発明は、プレス加工用パンチ１とパンチプレート１７とパンチホルダ１８とを有する上金型Ｘ及び下金型Ｙとからなるプレス加工装置において、前記上金型Ｘのプレス加工用パンチ１として、請求項１〜６のいずれかに記載のプレス加工用パンチを用いることを特徴とするプレス加工装置である。
ここでプレス加工用パンチ１としては、請求項１〜６のいずれかに記載のものが用いられる。
このようなプレス加工用パンチ１は、パンチプレート１７、さらにバッキングプレート１９を介してパンチホルダ１８と一体化されている。一体化は、通常、螺着（ねじ止め）により行われ、特にねじボルトを用いて締め付けるとよい。
このようなプレス加工用パンチ１と、パンチプレート１７と、パンチホルダ１８とは、順配置型の金型の場合、上金型（可動型）Ｘに設けられる。但し、逆配置型の場合には、下金型（固定型）に設けてもよい。
【００４１】
順配置型の金型の場合、通常、下金型Ｙは、ダイ２２とダイホルダ２３とを有している。符号２４は加工材料である。下金型Ｙとしては、通常用いられているものを用いることができる。
請求項７に係る本発明においては、プレス加工用パンチとして、請求項１〜６のいずれかに記載のプレス加工用パンチ１を用いること以外は、通常のプレス加工装置を用いることができる。
請求項１〜６のいずれかに記載のプレス加工用パンチ１については、前記したとおりである。
【００４２】
なお、プレス加工用パンチ１を、請求項５に記載したように、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２が形成されている部分であって、当該流路２の入口及び出口より下方の部分の一部を、液体透過性金属焼結体又は金属メッシュ体７からなるものとし、当該箇所に形成される微細流路から潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体を滲出させるようにした場合には、当該箇所の座屈強度が不十分となるおそれがあるため、パンチプレート１７の形状に変更を加えて、図２０に示すように、当該箇所の周囲を覆うようにするとよい。
【００４３】
さらに、請求項７に係る本発明は、ボルト（ねじボルト）の頭部圧造用のプレス加工装置にも適用することができる。
図２１は、六角ボルト（ねじボルト）の頭部圧造用のプレス加工装置の一態様を示す説明図である。
上金型Ｘについては、説明上からプレス加工用パンチ１のみとしている。下金型Ｙについては、ダイ２２とダイホルダ２３とガイド２５とを示している。なお、図中、符号２４は加工材料、つまり六角ボルトである。
なお、ねじボルトとしては、図示したような六角頭のボルト（六角ねじボルト）のほかに、一般に使用されている、さら頭、なべ頭、丸頭、平頭など、様々なものに適用することができる。
【００４４】
このプレス加工用パンチ１の一部切り欠き断面図を図２２に示す。
このプレス加工用パンチ１内部に、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２が形成されている。図２３は図２２のＫ−Ｋ線断面図であり、図２４は図２２のＬ−Ｌ線断面図である。
図２３は潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２の上側を示し、図２４は潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２の下側を示している。
【００４５】
請求項７に係る本発明においては、請求項８に記載したように、下金型として、ダイ内部に潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２を形成した下金型Ｙを用いることができる。図２５は、ダイ内部に潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２を形成した下金型Ｙの１態様を示す一部切り欠き断面図である。図中、符号２６はＯリングである。
【００４６】
このような下金型Ｙは、複数の分割片を接合することにより容易に製造することができる。図２６〜３０は、５つの分割片から下金型Ｙを形成した例を示している。
図２６は、最上部の分割片２７を示すものであり、図２６Ａはその平面図であり、図２６Ｂは図２６ＡのＭ−Ｍ線断面図である。
次に、図２７は、上から数えて２番目の分割片２８を示すものであり、図２７Ａはその平面図であり、図２７Ｂは図２７ＡのＮ−Ｎ線断面図である。
また、図２８は、上から数えて３番目（下から数えて２番目）の分割片２９を示すものであり、図２８Ａはその平面図であり、図２８Ｂは図２８ＡのＯ−Ｏ線断面図である。
さらに、図２９は、上から数えて４番目（下から数えて１番目）の分割片３０を示すものであり、図２９Ａはその平面図であり、図２９Ｂは図２９ＡのＰ−Ｐ線断面図である。
また、図３０は、前記分割片２７〜２９の周囲にあるガイド２５部分の分割片３１を示す説明図である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、寿命が長く、しかも高精度のプレス加工を行うことができる。
しかも、本発明によれば、さらにプレス加工用パンチの先端底面に、その輪郭に沿ってＶ字形突起を設けると共に、その先端角部にＲ面を形成することにより、耐カジリ性などが著しく向上しているため、例えば１５ｍｍ厚などという厚板の打抜きプレス加工を高価な油圧式のプレス加工装置を用いることなく、クランク式のプレス加工装置によって行うことができる。これにより、コストを油圧式のプレス加工装置を用いた場合の約３分の１に低減することができる。また、本発明によれば、これまでにない１／１００ｍｍ以内という高い加工精度を有するプレス加工製品が得られる。さらに、本発明によれば、ショット数を従来の１万ショットから１０万ショットへと飛躍的に向上させることができる。
このため、ショット数が例えば従来の１万ショット程度で良いのであれば、プレス加工装置に用いる機材の材質のグレードを引き下げることも可能となる。
さらに、本発明によれば、プレス加工用パンチ内部やダイ内部に、潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路を形成することにより、発生する熱の減衰を測り、それらの寿命を伸ばすと共に、それらに起因する製品不良の防止を図ることができる。
従って、本発明は、高精度のプレス加工をより安価に行うことのできるプレス加工用パンチ並びにプレス加工装置として有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のプレス加工用パンチの一態様を示す正面図である。
【図２】本発明のプレス加工用パンチの一態様を示す底面図である。
【図３】図１の一部切り欠き断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】プレス加工用パンチ１の他の態様を示す説明図である。
【図７】潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２の入口及び出口より下方の部分の一部を、液体透過性金属焼結体又は金属メッシュ体７からなるものとした例を示す正面図である。
【図８】プレス加工用パンチ１の底面中央部を液体透過性金属焼結体又は金属メッシュ体７からなるものとし、その少なくとも一部を潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２と接するようにした例を示す正面図である。
【図９】請求項１に係る本発明のプレス加工用パンチの他の態様（絞りパンチの例）を示す正面図である。潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路４について、入口側流路（ハッチングした箇所）を示したものである。
【図１０】複数の分割片を接合することにより製造した絞りパンチの最上部の分割片９を示すものであり、図１０Ａはその平面図であり、図１０Ｂは図１０ＡのＣ−Ｃ線断面図である。潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路４について、入口側流路（ハッチングした箇所）を示したものである。
【図１１】複数の分割片を接合することにより製造した絞りパンチの上から数えて２番目の分割片１０を示すものであり、図１１Ａはその平面図であり、図１１Ｂは図１１ＡのＤ−Ｄ線断面図である。潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路４について、入口側流路（ハッチングした箇所）を示したものである。
【図１２】複数の分割片を接合することにより製造した絞りパンチの上から数えて３番目（下から数えて２番目）の分割片１１を示すものであり、図１２Ａはその平面図であり、図１２Ｂは図１２ＡのＥ−Ｅ線断面図である。潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路４について、入口側流路（ハッチングした箇所）を示したものである。
【図１３】複数の分割片を接合することにより製造した絞りパンチの上から数えて４番目（下から数えて１番目）の分割片１２を示すものであり、図１３Ａはその平面図であり、図１３Ｂは図１３ＡのＦ−Ｆ線断面図である。潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路４について、入口側流路（ハッチングした箇所）を示したものである。
【図１４】請求項１に係る本発明のプレス加工用パンチの他の態様（絞りパンチの例）を示す正面図である。潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路４について、出口側流路（ハッチングした箇所）を示したものである。
【図１５】複数の分割片を接合することにより製造した絞りパンチの最上部の分割片１３を示すものであり、図１５Ａはその平面図であり、図１５Ｂは図１５ＡのＧ−Ｇ線断面図である。潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路４について、出口側流路（ハッチングした箇所）を示したものである。
【図１６】複数の分割片を接合することにより製造した絞りパンチの上から数えて２番目の分割片１４を示すものであり、図１６Ａはその平面図であり、図１６Ｂは図１６ＡのＨ−Ｈ線断面図である。潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路４について、出口側流路（ハッチングした箇所）を示したものである。
【図１７】複数の分割片を接合することにより製造した絞りパンチの上から数えて３番目（下から数えて２番目）の分割片１５を示すものであり、図１７Ａはその平面図であり、図１７Ｂは図１７ＡのＩ−Ｉ線断面図である。潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路４について、出口側流路（ハッチングした箇所）を示したものである。
【図１８】複数の分割片を接合することにより製造した絞りパンチの上から数えて３番目（下から数えて２番目）の分割片１６を示すものであり、図１８Ａはその平面図であり、図１８Ｂは図１８ＡのＪ−Ｊ線断面図である。潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路４について、出口側流路（ハッチングした箇所）を示したものである。
【図１９】請求項７に係る本発明のプレス加工装置の１態様を示す説明図である。
【図２０】請求項７に係る本発明のプレス加工装置の他の態様を示す説明図である。
【図２１】六角ボルト（ねじボルト）の頭部圧造用のプレス加工装置の一態様を示す説明図である。
【図２２】六角ボルト（ねじボルト）の頭部圧造用のプレス加工装置におけるプレス加工用パンチ１の一部切り欠き断面図である。
【図２３】図２２のＫ−Ｋ線断面図である。
【図２４】図２２のＬ−Ｌ線断面図である。
【図２５】六角ボルト（ねじボルト）の頭部圧造用のプレス加工装置において、ダイ内部に潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路２を形成した下金型Ｙの１態様を示す一部切り欠き断面図である。
【図２６】図２５に示す下金型Ｙの最上部の分割片２７を示すものであり、図２６Ａはその平面図であり、図２６Ｂは図２６ＡのＭ−Ｍ線断面図である。
【図２７】図２５に示す下金型Ｙの上から数えて２番目の分割片２８を示すものであり、図２７Ａはその平面図であり、図２７Ｂは図２７ＡのＮ−Ｎ線断面図である。
【図２８】図２５に示す下金型Ｙの上から数えて３番目（下から数えて２番目）の分割片２９を示すものであり、図２８Ａはその平面図であり、図２８Ｂは図２８ＡのＯ−Ｏ線断面図である。
【図２９】図２５に示す下金型Ｙの上から数えて４番目（下から数えて１番目）の分割片３０を示すものであり、図２９Ａはその平面図であり、図２９Ｂは図２９ＡのＰ−Ｐ線断面図である。
【図３０】図２５に示す下金型Ｙの前記分割片２７〜２９の周囲にあるガイド２５部分を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  プレス加工用パンチ
２  潤滑剤含有加温用又は冷却用媒体の流路
３  微細流路
４  Ｖ字形突起
５  Ｒ面
６  スリット
７  液体透過性金属焼結体又は金属メッシュ体
８  絞りパンチ
９  絞りパンチの最上部の分割片
１０  絞りパンチの上から数えて２番目の分割片
１１  絞りパンチの上から数えて３番目（下から数えて２番目）の分割片
１２  絞りパンチの上から数えて３番目（下から数えて２番目）の分割片
１３  絞りパンチの最上部の分割片
１４  絞りパンチの上から数えて２番目の分割片
１５  絞りパンチの上から数えて３番目（下から数えて２番目）の分割片
１６  絞りパンチの上から数えて３番目（下から数えて２番目）の分割片
１７  パンチプレート
１８  パンチホルダ
１９  バッキングプレート
２０  ストリッパ
２１  バネ
２２  ダイ
２３  ダイホルダ
２４  加工材料
２５  ガイド
２６  Ｏリング
２７  最上部の分割片
２８  上から数えて２番目の分割片
２９  上から数えて３番目（下から数えて２番目）の分割片
３０  上から数えて４番目（下から数えて１番目）の分割片
３１  ガイド２５部分の分割片３１を示す説明図である。
Ｘ  上金型
Ｙ  下金型
【図１】
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【図２】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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