(57)【要約】【課題】潤滑剤を効率的に使用可能であり再利用部材に対してもコストを抑制できるプレス加工装置および潤滑剤塗布ノズルを提供する。【解決手段】ワーク2と接触する接触部311を備えた潤滑剤塗布ノズル31を用い、プレス時に接触部が後退して新たな流路3121が形成されることにより潤滑剤をワークへ塗布する機構を実現した。これによりワーク表面のうち必要となる部位に局所的に潤滑剤を塗布できるので効率的に潤滑剤を使用でき、潤滑剤のコストを低減することができる。また、ワークのうちプレス加工後に再利用される部位への潤滑剤の付着がないので、潤滑剤を洗浄する工程などを追加で設ける必要がなく、そのための時間と費用とをさらに抑制することができる。【選択図】図４
2011110607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを挟んで配置された第１の型および第２の型と、
前記第１の型および前記第２の型の少なくとも一方を他方に向けて進退させる進退機構と、
前記進退機構を制御する制御手段と、
前記第１の型および前記第２の型の少なくとも一方に配置され、プレスが行われないアイドリング工程において前記ワークの局所的部位に対して潤滑剤を塗布する潤滑材塗布ノズルと、
前記潤滑剤塗布ノズルに前記潤滑剤を供給する潤滑剤保持部と、を具備し、
前記潤滑剤塗布ノズルは、
前記ワークの表面と接触し、前記潤滑剤を前記ワークに塗布する接触部と、
前記接触部と連結されるとともに、当該接触部が前記ワークとの接触により後退した際に前記ワークへ向けて所定量の前記潤滑剤を供給するための流路が形成される潤滑剤供給部と、
前記流路と前記潤滑剤保持部とを結ぶ潤滑剤流入部と、を有することを特徴とするプレス加工装置。
【請求項２】
前記潤滑剤供給部から前記ワークへ供給される潤滑剤の量を管理する管理部をさらに備え、
前記潤滑剤供給部はエアー圧により前記潤滑剤を前記ワークへ向けて供給し、
前記管理部は前記エアー圧を監視することにより前記潤滑剤の量を管理することを特徴とする請求項２に記載のプレス加工装置。
【請求項３】
ワークを挟んで配置される第１の型および第２の型とにより当該ワークに対してプレス加工を行うプレス加工装置に用いられ、プレスが行われないアイドリング工程において前記ワークの局所的部位に対して潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布ノズルであって、
前記ワークの表面と接触し、前記潤滑剤を前記ワークに塗布する接触部と、
前記接触部と連結されるとともに、当該接触部が前記ワークとの接触により後退した際に前記ワークへ向けて前記潤滑剤を供給するための流路が形成される潤滑剤供給部と、
前記流路と連結され、前記潤滑剤を保持する潤滑剤保持部から当該潤滑剤が供給される潤滑剤流入部と、
を有することを特徴とする潤滑剤塗布ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の型および第２の型によってワークを挟んでプレス加工を行うプレス加工装置、および当該プレス加工装置に用いられる潤滑剤塗布ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から車両用のブレーキ部品など様々な用途にプレス成形品が用いられている。このプレス成形品は、アルミなどの金属材料やプラスチックなどの樹脂材料が原材料として用いられる。加工の際には、例えば金属材料からなる板状部材（以下、適宜「ワーク」と称する）を、第１の型および第２の型からなるプレス加工装置でワークを挟んでプレスすることにより、目的形状であるプレス成形品が成形される。
【０００３】
ここで上述のとおりプレス加工は様々な用途の部品を成形可能であるが、目的や用途によっては厳しい精度や複雑な形状が要求されることがある。このような厳しい条件下でプレス加工を行う際は、プレスの際に生じる型とワークとの摩擦を極力低減したほうがよく、プレス加工前にワークに対して潤滑剤を塗布することが行われる。
【０００４】
潤滑剤をワークに塗布する方式として特許文献１を示す。この技術によると、板材に向けて吐出すべきプレス用液体の吐出流路群を備えたノズルと、前記吐出流路群に前記液体を供給すべく連通する液体供給路と、この液体供給路を開閉すべく介設した開閉バルブと、を備えることが記載されている。これによればプレス加工前にワーク（板材）に対して潤滑剤を塗布することにより、ワークと金型との摩擦を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９７２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし上述の特許文献１によれば型とワークとの摩擦は低減できるものの、以下に示す課題が存在していた。すなわち、特許文献１に記載の技術においては、ワークの表面全体に対して潤滑剤を塗布する構成を取っているので、本来は潤滑剤が必要でないワークの部位に対しても潤滑剤が塗布されてしまい、潤滑剤を無駄に消費してしまう。
さらに、プレス加工後はワークからプレス成形品が切り離され、残りの部位はスクラップなどとして再利用されるのであるが、再利用される部位にも潤滑剤が付着しているので洗浄を行わなければならず、そのための時間や追加費用などが発生してしまう。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、潤滑剤を必要するプレス加工において、潤滑剤を効率的に使用可能であり再利用される部材に対してもコストを抑制できるプレス加工装置および潤滑剤塗布ノズル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、
（１）本発明のプレス加工装置は、ワークを挟んで配置された第１の型および第２の型と、前記第１の型および前記第２の型の少なくとも一方を他方に向けて進退させる進退機構と、前記進退機構を制御する制御手段と、前記第１の型および前記第２の型の少なくとも一方に配置され、前記ワークの局所的部位に対して潤滑剤を塗布する潤滑材塗布ノズルと、前記潤滑剤塗布ノズルに前記潤滑剤を供給する潤滑剤保持部と、を具備し、前記潤滑剤塗布ノズルは、前記ワークの表面と接触し、前記潤滑剤を前記ワークに塗布する接触部と、前記接触部と連結されるとともに、当該接触部が前記ワークとの接触により後退した際に前記ワークへ向けて所定量の前記潤滑剤を供給するための流路が形成される潤滑剤供給部と、前記流路と前記潤滑剤保持部とを結ぶ潤滑剤流入部と、を有することを特徴とする。
なお上記（１）に記載のプレス加工装置において、前記潤滑剤供給部から前記ワークへ供給される潤滑剤の量を管理する管理部をさらに備え、前記潤滑剤供給部はエアー圧により前記潤滑剤を前記ワークへ向けて供給し、前記管理部は前記エアー圧を監視することにより前記潤滑剤の量を管理することが好ましい。
【０００９】
また上記課題を解決するため、
（２）本発明の潤滑剤塗布ノズルは、ワークを挟んで配置される第１の型および第２の型とにより当該ワークに対してプレス加工を行うプレス加工装置に用いられる潤滑剤塗布ノズルであって、前記ワークの表面と接触し、前記潤滑剤を前記ワークに塗布する接触部と、前記接触部と連結されるとともに、当該接触部が前記ワークとの接触により後退した際に前記ワークへ向けて前記潤滑剤を供給するための流路が形成される潤滑剤供給部と、前記流路と連結され、前記潤滑剤を保持する潤滑剤保持部から当該潤滑剤が供給される潤滑剤流入部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、潤滑剤を必要するプレス加工において、ワーク表面のうち必要となる部位に局所的に潤滑剤を塗布できるので効率的に潤滑剤を使用でき、潤滑剤のコストを低減することができる。また、ワークのうちプレス加工後に再利用される部位への潤滑剤の付着がないので、潤滑剤を洗浄する工程などを追加で設ける必要がなく、そのための時間と費用とをさらに抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例に係るプレス加工装置１の正面説明図である。
【図２】実施例に係るプレス加工装置１によりワーク２がプレスされた際の正面説明図である。
【図３】（ａ）は第１潤滑剤塗布ノズル３１を示す構造説明図であり、（ｂ）は第２潤滑剤塗布ノズル４１を示す構造説明図である。
【図４】プレス時における潤滑剤塗布ノズル３１の接触部３１１の動作を示す構造説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の好適な実施の形態では、ワークを第１と第２の型とで挟み、制御手段により制御された進退機構によって一方の型（ワーク加工部）を他方へ移動させてプレス加工を行う。プレス加工を行う際、まず潤滑剤塗布ノズルによりワーク表面のうち局所的部位に対して潤滑剤が塗布され、その後に第１の型と第２の型とによりワークがプレスされてプレス成形品となるよう加工される。
より具体的には、プレスの際に潤滑剤塗布ノズルの接触部がワーク表面とまず接触し、そのまま上型が下降されることによって接触部が後退して潤滑剤供給部に潤滑剤の流路が形成される。そして潤滑剤保持部から潤滑剤流入部を介して潤滑剤の供給が開始され、接触部とワーク表面との接触箇所を中心とするワーク表面の所定範囲（上述の「局所的部位」と同じ）に潤滑剤が塗布される。その後、次工程において、第１の型と第２の型が潤滑剤を介してワークをプレスし、目的形状であるプレス成形品へとワークが加工される。
【００１３】
ここでプレス加工装置は、第１の型および第２の型からなるプレス金型、このプレス金型を構成する第１の型と第２の型の少なくとも一方を進退させる進退機構、該進退機構を制御する制御手段、潤滑剤塗布ノズル、および潤滑剤保持部等を備えてなる。
プレス金型（Press Die and Mold）は、工業用途の製品に組み入れられる金属製のプレス成形品をプレスにより塑性加工して製造するための型である。このプレス金型を構成する材質は好適にはダイス鋼などの鋼であるが、セラミックスなど他の材料を用いてもよい。
【００１４】
プレス成形品は、ワークをプレス加工することによって製造される製品であり、コストを抑制して大量生産が可能で工業用途で使用される製品に組み込まれる。
ワークは、典型的には板状であり、用途や仕様に応じて適宜原材料が選定される。原材料としては例えばアルミや銅などの金属材料などが挙げられるが、とくにこれに限定されるものではなく、塑性加工が可能な材料なら制限はない。
【００１５】
進退機構は第１の型と第２の型の少なくとも一方を、他方に向けて移動および離間させる機構である。例えば空気圧や油圧シリンダなどを用いて型を移動や離間させる手段や、モータやなどの駆動力を用いた手段などが挙げられる。
制御手段は、プレス加工のプログラムが記憶されたＣＰＵやメモリなどから構成され、進退機構やワーク搬送機構などを制御して所定のタイミングでワークに対してプレス加工を行う。
【００１６】
潤滑剤保持部は、潤滑剤を保持し、後述する潤滑剤塗布ノズルの潤滑剤流入部へと潤滑剤を供給する。潤滑剤の供給態様としては種々挙げられるが、例えばエアー圧など圧力を付与して潤滑剤を供給してもよい。
潤滑剤は、主としてワークと型との摩擦を低減する潤滑機能、各部材を冷却する冷却機能を担い、例えば鉱油などの鉱物性潤滑油が用いられる。なお潤滑剤はこの鉱物性潤滑油に限られず、水溶性潤滑油やワックス、アクリルポリマーなどの固体の乾性潤滑剤など、他の公知の潤滑剤を用いてもよい。
【００１７】
潤滑剤塗布ノズルは、接触部、潤滑剤供給部、および潤滑剤流入部等を備えてなる。
接触部は、ステンレスなどの金属材料やプラスチックなどの樹脂材料で構成され、中空の円筒形状を有する。なお潤滑剤が塗布可能であれば円筒形状に限られず、角柱などの形状でもよい。また、表面が撥液加工されていると潤滑剤が不必要に接触部に残ることが抑制されるのでなおよい。
【００１８】
潤滑剤供給部は、ステンレスなどの金属材料やプラスチックなどの樹脂材料で構成されて接触部と連結している。そして接触部がワークとの接触により後退した（すなわち、潤滑剤供給部内へと押し込まれた）際に、潤滑剤を通過させる流路が内部に形成される構造となっている。したがって、接触部がある一定量だけ後退して初めて流路が形成されることになるので、潤滑剤が垂れ流しの状態となることはない。
なお、潤滑剤供給部内において、接触部をワーク方向へ押圧する弾性機構（一例としてバネなど）を具備するとなおよい。また、潤滑剤と接触する表面が撥液加工されていると潤滑剤が不必要に残ることが抑制されるのでなおよい。
【００１９】
潤滑剤流入部はプレス加工装置の潤滑剤保持部と連結され、該潤滑剤保持部からエアー圧などによって供給される潤滑剤が、潤滑剤流入部を通って潤滑剤供給部へと供給される。
エアー圧はプレス加工の仕様などにより適宜設定され、ワーク表面の局所的部位に潤滑剤が塗布される範囲であればとくに限定はない。
また、潤滑剤流入部の形状はとくに限定されないが、潤滑剤と接触する表面が撥液加工されているとなおよい。
【００２０】
さらに、プレス加工装置は管理部を具備することができる。管理部は潤滑剤保持部から注出される潤滑剤の量を管理し、上述のエアー圧が適正値の範囲内であるかを監視するが、このような態様に限られず、例えばセンサーなどにより、ワーク表面の局所的部位に付着した潤滑剤の大きさや形状を検知することもできる。
また、管理部はモニタおよび操作パネルを具備し、プレス加工装置の使用者が、これらモニタおよび操作パネルによりエアー圧を調整してもよい。
【実施例】
【００２１】
以下に、本発明を適用したプレス加工装置および潤滑剤塗布ノズルに係る実施例について、図面を参照して詳述する。図１は本実施例に係るプレス加工装置１の正面説明図であり、図２は本実施例に係るプレス加工装置１によりワーク２がプレスされた際の正面説明図であり、図３（ａ）は第１潤滑剤塗布ノズル３１を示す構造説明図であり、図３（ｂ）は第２潤滑剤塗布ノズル４１を示す構造説明図であり、図４はプレス時における潤滑剤塗布ノズル３１の接触部３１１の動作を示す構造説明図である。
【００２２】
図１において、プレス加工装置１は、第１の型である上型１１と、第２の型である下型１２とから構成されている。そして、これら上型１１と下型１２とに挟まれるようにワーク２が公知の搬送手段によって、図視において左から右へ（以下、このワーク２の移動方向を「進行方向」とも称する）と逐次搬送される。なお本実施例では、下型１２は固定配置されて上型１１が下型１２方向へ下方移動する態様を説明するが、これに限られず逆の構造としてもよいし、上型１１と下型１２の双方を移動可能としてもよい。
【００２３】
上型１１においては、上板１１１、バッキングプレート１１２、パンチホルダ１１３が順に積層して一体化され、さらに所定の隙間を隔てて、ストリッパプレート１１５が移動可能にパンチホルダ１１３と接続されている。また、パンチホルダ１１３とストリッパプレート１１５にはパンチ１１４が挿入される挿入孔が複数形成されており、この挿入孔にパンチ１１４が配置されている。
ストリッパプレート１１５内には、潤滑剤塗布ノズルとして第２潤滑剤塗布ノズル４１が２つ配置されている。この第２潤滑剤塗布ノズル４１に、図示しない潤滑剤保持部から潤滑剤が供給され、第２潤滑剤塗布ノズル４１は、ワーク２をプレス加工する際にワーク２表面に潤滑剤を塗布する。
なお、潤滑剤塗布ノズルの具体的形状については新たな図を用いて後述する。
【００２４】
下型１２は上型１１と対応しており、下板１２１、バッキングプレート１２２、ダイホルダー１２３が順に積層して一体化されている。また、下型１２には、材料リフターピン１２４と、潤滑剤塗布ノズルとしての第１潤滑剤塗布ノズル３１とが挿入される挿入孔が形成されており、この挿入孔に、材料リフターピン１２４と第１潤滑剤塗布ノズル３１とが挿入されている。
図１に示すように、材料リフターピン１２４は、バネなどを用いて、図視において上向きに付勢されており、搬送時にワーク２を下型１２から浮上させる機能を担う。
そして、ワーク２がプレスされる際には、材料リフターピン１２４の上端が上型１１と接触して下方へ移動（下型１２内へ移動）するように構成される。
【００２５】
第１潤滑剤塗布ノズル３１は、本実施例においては３つ配置されており、図示しない潤滑剤保持部から潤滑剤の供給を受けて、ワーク２に潤滑剤を塗布する。潤滑剤塗布ノズルの数や配置は一例であり、プレス加工の仕様に応じて適宜変更可能であることは云うまでもない。
なお、図１においては、第１潤滑剤塗布ノズル３１と第２潤滑剤塗布ノズル４１の内部に形成される流路は閉じており、図２乃至図４を用いて後述するプレス時に、これら流路が形成されて潤滑剤がノズル先端よりワーク２表面へ供給される。
【００２６】
また、下板１２には、潤滑剤が通る潤滑剤流路１２５が形成されており、図示しない潤滑剤保持部から供給される潤滑剤が、この潤滑剤流路１２５を介して第１潤滑剤塗布ノズル３１へと供給される。
潤滑剤保持部は、例えばプレス加工装置１近傍に配置されるタンクであり、マイコン制御されたエアー圧などにより、適宜プレス加工装置１へ潤滑剤が供給される。
【００２７】
図２は、ワーク２が上型１１と下型１２によりプレスされた際の状態を示す正面説明図である。ワーク２をパンチ１１４でプレスするプレス工程では、まずワーク２が所定間隔だけ進行方向へ移動することによりパンチ１１４に対応する位置まで移動し、その後に上型１１が下型１２へ向けて移動して、上型１１と下型１２とでワーク２を挟むようにプレスが行われ、プレス後には上型１１が下型１２と離間する方向に移動するとともに、ワーク２が所定間隔だけ移動方向へ移動する。これを「一工程」とする。
【００２８】
ここで、図２に示すプレス加工装置１では、パンチ１１４によるプレスなどの作業が行われないアイドリング工程が用意されている。高い加工度（例えば絞り深さが大きいなど）が要求される工程が連続するとワーク２が損傷する可能性が生じるので、通常はこれを防止するため加工度の高い工程の間にアイドリング工程が設けられる。そして、本実施例においては、このアイドリング工程において、上型１１の移動に対応して潤滑剤塗布ノズルの先端がワーク２と接触して潤滑剤がワーク２表面の局所的部位に塗布される。
なお、このアイドリング工程は、プレス加工装置１内で複数箇所に設けることもできる。また、アイドリング工程が複数に設けられる場合においては、アイドリング工程毎に潤滑剤をワーク２の異なる箇所に塗布してもよいし、潤滑剤の塗布量を異ならせてもよい。
【００２９】
図３に、本実施例に係る潤滑剤塗布ノズルの具体的な構造を示す。
図３（ａ）は第１潤滑剤塗布ノズル３１を示す構造説明図であり、図３（ｂ）は第２潤滑剤塗布ノズル４１を示す構造説明図である。
第１潤滑剤塗布ノズル３１は、図３（ａ）に示すとおり、接触部３１１、潤滑剤供給部３１２、および潤滑剤流入部３１３とからなる。
【００３０】
接触部３１１は、後述する潤滑剤供給部３１２内の移動部材３１２２と一方の端部が連結されており、他方の端部は、その先端がワーク２と直接接触する。また、接触部３１１は、プレス時を除く通常時において、潤滑剤供給部３１２内に配置されるバネなどの弾性手段によりワーク２方向へ付勢されている。
なお、接触部３１１の材質はとくに制限はないが、例えば公知の耐摩性金属材料が用いられる。
【００３１】
潤滑剤供給部３１２は、中空の円筒形状をした外筒３１２３を有し、その内部には流路３１２１が形成され、この流路３１２１内には移動部材３１２２が配置されている。流路３１２１は潤滑剤流入部３１３と連結されており、図示しない潤滑剤保持部からエアー圧などにより供給される潤滑剤がこの潤滑剤流入部３１３を介して流路３１２１へと供給されている。そして、プレス時を除く通常時では、接触部３１１と共に移動部材３１２２がバネなどによりワーク２方向へ付勢されているため、流路３１２１内の潤滑剤は接触部３１１へと流入することはない。
【００３２】
一方、プレス時においては、接触部３１１の先端がワーク２と接触し、そのままプレスが継続されると、接触部３１１が後退（潤滑剤供給部３１２内へと移動）する。すると、接触部３１１と連結する移動部材３１２２も接触部３１１の後退に伴って移動し、これにより新たな流路が形成されて接触部３１１へと潤滑剤が流出するようになる。
【００３３】
図３（ｂ）に、潤滑剤塗布ノズルの変形例を示す。潤滑剤塗布ノズル４１と潤滑剤塗布ノズル３１との相違点は、潤滑剤が流入する位置にある。すなわち、潤滑剤塗布ノズル４１においては、潤滑剤供給部４１２を構成する外筒４１２３の側面に開口が形成されており、この開口が潤滑剤流入部４１３として機能する。
なお、流路４１２１と移動部材４１２２の機能は、上述した潤滑剤塗布ノズル３１と同じため説明を省略する。
このように、潤滑剤流入部４１３は外筒４１２３の側面に形成されるため、例えば上型１１の設計に自由度を持たせることができる。
【００３４】
図４は、プレス時における潤滑剤塗布ノズル３１の接触部３１１の動作を示す構造説明図である。
なお説明の便宜上、潤滑剤塗布ノズル３１の中心から左右に分割し、中心から右側にて非プレス時における状態を、中心から左側にてプレス時における状態を示す。
【００３５】
まず、非プレス時において、接触部３１１および移動部材３１２２は、バネなどによりワーク２側へ付勢されている。一方、潤滑剤は潤滑剤流入部３１３を介して流路３１２１へと流入するが、移動部材３１２２は外筒３１２３と接触しているので、流路３１２１の接触部３１１側は閉じた状態となって、潤滑剤は接触部３１１へと流入しない。
【００３６】
次に、プレスが開始されると、最初に接触部３１１とワーク２とが接触し、そのまま接触部３１１は後退（潤滑剤供給部３１２側へ移動）する。接触部３１１の後退に伴い、該接触部３１１と連結された移動部材３１２２も後退し、この動作により外筒３１２３と移動部材３１２２との接触が開放される。この動作により新たな流路３１２４が形成され、この流路３１２４を介して潤滑剤が接触部３１１へと流入してワーク２表面の局所的部位へ塗布される。
【００３７】
なお、ワーク２表面の局所的部位へ塗布される潤滑剤の量は、プレス加工の仕様や加工精度により適宜調整することができる。
以上説明したとおり、本実施例によれば、ワーク表面のうち必要となる部位に局所的に潤滑剤を塗布するので、潤滑剤の無駄を排除でき、さらには、必要な箇所のみ潤滑剤を塗布するので、再利用に回されるワークの洗浄が不要となる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、プレス業界において、潤滑剤を必要とするプレス加工装置およびこのプレス加工装置に用いられる潤滑剤塗布ノズルに適用することができるので、産業上の利用可能性が極めて大きい。
【符号の説明】
【００３９】
１  プレス加工装置
２  ワーク
１１  上型（第１の型）
１２  下型（第２の型）
３１  第１潤滑剤塗布ノズル
４１  第２潤滑剤塗布ノズル
１１１  上板
１１２  バッキングプレート
１１３  パンチホルダ
１１４  パンチ
１１５  ストリッパプレート
１２１  下板
１２２  バッキングプレート
１２３  ダイホルダー
１２４  材料リフターピン
１２５  潤滑剤流路
３１１  接触部
３１２  潤滑剤供給部
３１３  潤滑剤流入部
４１１  接触部
４１２  潤滑剤供給部
４１３  潤滑剤流入部
３１２１  流路
３１２２  移動部材
３１２３  外筒
４１２１  流路
４１２２  移動部材
４１２３  外筒
【図１】
2011110607.tif 000003
【図２】
2011110607.tif 000004
【図３】
2011110607.tif 000005
【図４】
2011110607.tif 000006