(57)【要約】【課題】加工される材料の制約なくパンチと材料との位置ずれを防止でき、加工精度を高めることが可能なパンチ金型を提供する。【解決手段】パンチ金型１は、パンチ本体２と、パンチ本体２の押圧面Ｐに設けられた突部３とから構成される。突部３は、パンチ本体２の押圧面Ｐの中央部に、長手方向に沿って線状に連続して形成されている。突部３は、側面視で下方に凸の三角形状をなし、押圧面Ｐにおいて、押圧面Ｐが材料に当接する前に、材料に食い込んで係止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料をパンチによって押圧して成形するパンチ金型であって、
前記パンチは、材料を押圧する押圧面に、当該押圧面が材料に当接する前に、材料に食い込む突部を備えたことを特徴とするパンチ金型。
【請求項２】
前記突部は、前記パンチの押圧面の長手方向に沿って配置されたことを特徴とする請求項１記載のパンチ金型。
【請求項３】
前記突部は、前記長手方向に沿って線状に配置されたことを特徴とする請求項２記載のパンチ金型。
【請求項４】
前記パンチの押圧面は、前記パンチの移動軸に対して垂直の面をなすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパンチ金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイに搭載された材料を押圧して塑性変形させるパンチ金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
鍛造成形においては、パンチとダイの間にスラグ等の材料を挟んで、例えば衝撃押出加工（インパクト成形）製法により、材料を塑性変形させて有底の製品を製造する。鍛造成形では、材料の過小寸法や材料のパンチ接触面の平面度不足により、成形中にパンチに偏心荷重が発生することがある。この場合、成形中にパンチが材料上を移動し、パンチと材料との相対位置が変化することで、製品寸法にばらつきが生じ得る。
【０００３】
成形中のパンチと材料との相対位置の変化による成形不良については、従来より課題とされてきた。例えば、底面に上記凹部あるいは凸部に対応する凸部あるいは凹部のあるパンチが金属材料の所定の正確な位置に当接する必要があることが指摘されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、成形中におけるパンチと材料との位置ずれ防止のため、材料であるブランクに縦横のリブを設けて位置拘束部として用いた例が開示されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、材料であるブランクに、断面三角形状のテーパ加工をするとともに、パンチも断面三角のテーパ加工とすることで位置拘束部を構成し、ブランクとパンチとが相互に位置ずれを起こさないようにした技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２８５５８０号公報
【特許文献２】特開平６−２６９８９１号公報
【特許文献３】特開平１０−２４３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２又は３に示される技術では、位置ずれを防止するため、成形する前に予めパンチと材料に対してリブを設けておくことによって位置拘束部として機能させている。すなわち、いずれの文献に開示される技術も、パンチと材料との形状を予め合わせておいて、それらを合致させることで位置決めを行っている。しかしながら、これらの技術では、成形前に材料側にパンチ側のリブに対応する凹部を加工しておく必要があり、加工の手間が発生していた。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工される材料の制約なくパンチと材料との位置ずれを防止でき、加工精度を高めることが可能なパンチ金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、材料をパンチによって押圧して成形するパンチ金型であって、前記パンチは、材料を押圧する押圧面に、当該押圧面が材料に当接する前に、材料に食い込む突部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
以上の態様では、パンチの当接面に、当接面が材料に当接する前に、材料に食い込む突部を設けたことで、材料を成形する際に、まず突部が材料に食い込むことで、材料に対するパンチの位置決めがなされる。このため、成形中の偏心荷重によるパンチの位置ずれを防止することができる。これにより、パンチによる鍛造成形中における材料の流れを均一化し、製品の板厚を均一にすることができるので、例えば、成形難易度の高い薄肉のケースの成形に対応することができる。
【００１０】
このように、パンチに設けた突部が、楔又はアンカー打ちのように材料に食い込むことで、パンチの位置ずれを防止することができる。したがって、従来のように、パンチとブランクとの対向面に位置拘束部を形成するような必要がない。すなわち、本態様では、材料の形状をパンチに合わせて予め成形する必要がないので、材料の成形工程を省略することができる。逆にいえば、本発明では、材料の形状は問わず、いかなる材料にも対応することができる。
【００１１】
また、本発明では、パンチと材料との形状を予め合わせておく必要がないので、パンチの材料に対する当接位置が厳密に問われることがない。したがって、材料の寸法精度の厳密さを要求されず、また材料の成形良品条件範囲を拡げることができる。
【００１２】
本発明の好ましい態様では、前記突部は、前記パンチの押圧面の長手方向に沿って配置される。
以上の態様では、突部をパンチ押圧面の長手方向に沿って設けることで、押圧面全体の広い範囲にわたって突部が配置されるので、材料に対してパンチをしっかりと規制することができる。これにより、成形難易度の高いアスペクト比が大きいケースの成形に対応することができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様では、前記突部は、前記長手方向に沿って線状に配置される。
以上の態様では、突部をパンチ押圧面の長手方向に線状に連続して配置することで、パンチの材料に対する短手方向への位置ずれをより有効に防止することが可能になる。
【００１４】
さらに、本発明の好ましい態様では、前記パンチの押圧面は、前記パンチの移動軸に対して垂直の面をなす。
以上の態様では、押圧面がパンチの移動軸に対して垂直に構成されることで、材料に特段の加工を施すことなく、押圧面と材料の当接面とが平行になる。これにより、押圧面が材料に対してほぼ同時に当接する。そのため、材料に対して、パンチ本体の圧力がほぼ均等に掛かることで、材料の加工精度が高まる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加工される材料の制約なくパンチと材料との位置ずれを防止でき、加工精度を高めることが可能なパンチ金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るパンチ金型の構成を示す正面図（ａ）、底面図（ｂ）及び側面図（ｃ）である。
【図２】本発明の実施形態に係るパンチ金型の作用を示す模式図（ａ）〜（ｃ）である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るパンチ金型の構成を示す図（ａ）〜（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［本実施形態］
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態（以下、本実施形態という。）について説明する。図１は、本実施形態に係るパンチ金型の構成を示す正面図（ａ）、底面図（ｂ）及び側面図（ｃ）である。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、本実施形態のパンチ金型１は、パンチ本体２と、パンチ本体２の押圧面Ｐに設けられた突部３とから構成され、図中に矢印で示す上下方向を軸として上下運動するものである。
【００１９】
パンチ本体２は、図１（ｂ）及び（ｃ）からわかるように、全体が直方体形状でなり、底面に押圧面Ｐを有する。パンチ本体２の底面に構成される押圧面Ｐは長方形状で、図に示す例では長辺：短辺の比が略８：１の高アスペクト比で構成される。
【００２０】
押圧面Ｐは、全体が平らな面で形成されている。ここで、平らな面とは、材料の当接面と押圧面Ｐとが平行に形成される状態をいい、材料の上面がおおよそ水平面をなすように設置された場合に、パンチ金型１の移動軸に対して垂直な平面をなすことをいう。
【００２１】
突部３は、パンチ本体２の押圧面Ｐの中央部に、長手方向に沿って線状又はリブ状に連続して形成されている。また、突部３は、側面視で下方に凸の三角形状をなす。
【００２２】
突部３は、押圧面Ｐにおいて、押圧面Ｐが材料に当接する前に、材料に食い込んで係止するものである。したがって、突部３は、押圧面Ｐよりも先に材料に当接するように押圧面Ｐから突出していることが必要である。また、その形状は、押圧により材料に食い込むような形状であれば三角形状に限られない。
【００２３】
以上のようなパンチ金型１は、図２（ａ）に示す状態から、ダイＤに設置されたスラグなどの材料Ｗに向かって下降する。図２（ｂ）に示すように、パンチ金型１は、材料Ｗに対して、押圧面Ｐよりも先に、突部３が当接する。続いて、図２（ｃ）に示すように、材料Ｗの面に突部３が食い込んだ状態になる。
【００２４】
ここで、押圧面Ｐと材料Ｗの当接面とは、上述のように平行に構成される。このように、押圧面Ｐと材料Ｗの当接面とが平行であることにより、パンチ本体２の押圧面Ｐが材料Ｗに対してほぼ同時に当接する。そのため、材料Ｗに対して、パンチ本体２の圧力がほぼ均等に掛かることで、加工精度が高まる。しかしながら、この押圧面Ｐと材料の当接面とが非平行な関係で当接すると、パンチ金型１に偏心荷重が発生し、パンチ金型１のパンチ本体２が材料Ｗに対して位置ずれを起こす場合がある。この位置ずれによって、パンチ本体２の位置決めは困難になる。このような偏心荷重が生ずる原因は、パンチ本体２の位置調整不足や材料の寸法精度不足又はプレス機の剛性不足等が挙げられる。
【００２５】
本実施形態では、突部３を材料Ｗの当接面に先に接触させ食い込ませる。この場合、突部３と材料Ｗの当接面とは、平行な関係にないため、偏心荷重による位置ずれを低減させることができる。すなわち、突部３を、アンカー又は楔のようにして先に打ちつけ食い込ませることで、位置決めを行う役割を担う。
【００２６】
以上のような本実施形態のパンチ金型１によれば、パンチ本体２の押圧面Ｐに、押圧面Ｐが材料Ｗに当接する前に、材料Ｗに食い込んで係止する突部３を設けた。このような構成により、材料Ｗを成形する際に、まず突部３が材料Ｗに食い込むことで、材料Ｗに対するパンチ本体２の位置決めがなされる。このため、成形中の偏心荷重によるパンチ本体２の位置ずれを防止することができる。これにより、パンチによる鍛造成形中における材料の流れを均一化し、製品の板厚を均一にすることができるので、例えば、成形難易度の高い薄肉のケースの成形に対応することができる。
【００２７】
また、パンチ本体２の押圧面Ｐに設けた突部３が、楔又はアンカー打ちのように材料に食い込むことで、パンチの位置ずれを防止することができるので、従来のように、パンチとブランクとの対向面に位置拘束部を形成するような必要がない。すなわち、本実施形態では、材料の形状をパンチに合わせて予め成形する必要がないので、材料の成形工程を省力することができる。逆にいえば材料の形状は問わず、いかなる材料にも用いることができる。
【００２８】
さらに、パンチ本体２の押圧面Ｐの材料Ｗに対する当接位置が厳密に問われることがない。したがって、材料Ｗの寸法精度の厳密さが要求されず、また材料Ｗの成形良品の条件範囲を拡げることができる。
【００２９】
また、突部３をパンチ本体２の押圧面Ｐの長手方向に沿って設けることで、押圧面Ｐ全体の広い範囲にわたって突部３が配置されるので、材料Ｗに対してパンチ本体２をしっかりと規制することができる。その結果、成形中にパンチ本体２に対する偏心荷重の結果として発生する位置ずれを有効に防止することができる。これにより、成形難易度の高いアスペクト比が大きいケースの成形に対応することが可能になる。特に、突部３をパンチ本体２の押圧面Ｐの長手方向に線状に連続して配置することで、パンチ本体２の材料に対する短手方向への位置ずれをより有効に防止することが可能である。
【００３０】
［他の実施形態］
本発明は、上記の本実施形態に示した態様に限定されるものではなく、例えば、以下のような態様も包含する。すなわち、上記実施形態において、パンチ金型のパンチ本体を直方体形状で押圧面が長辺と短辺とを８：１の高アスペクト比で構成した例を示したが、これは一例を示すに過ぎず、パンチ本体を円柱形状など、他の態様によって構成することも可能である。ただし、本発明は上述した突部の構成及び作用により、アスペクト比の大きな製品の加工を可能にしているものである。
【００３１】
また、本発明は、パンチ本体２の押圧面Ｐに設ける突部の構成についても本実施形態で示した態様に限定されず、例えば、次のような他のパターンによっても構成することができる。
【００３２】
本実施形態では、突部３を、押圧面Ｐ上に連続した線状に一条形成したが、本発明はこれに限らず、図３（ａ）に突部４を二条で形成した例を示すように、複数条で形成することも可能である。また、図３（ｂ）に示すように、長手方向に沿う構成として、突部５を円弧状に形成してもよい。また、突部は必ずしも線状に形成することなく、押圧面Ｐと材料Ｗの当接面が平行な関係にならないようにするものであれば良い。そこで、図３（ｃ）に示すように、突部６は、長手方向に沿って、複数個所に点状、又は破線状に形成されていても良い。そのほか、図３（ｄ）に示すように、突部７の両端部を二股に分かれるように分岐させて構成しても良い。
【００３３】
以上の態様は、いずれも材料Ｗの当接面と平行な関係にある押圧面Ｐに突部を設けることで、押圧面Ｐが材料Ｗの当接面に当接する前に、突部が食い込むことになり、偏心荷重による位置ずれを低減させることができる。すなわち、突部を、アンカー又は楔のようにして先に打ちつけ食い込ませることで、位置決めを行うことが可能になるものである。
【符号の説明】
【００３４】
１…パンチ金型
２…パンチ本体
３〜７…突部
Ｄ…ダイ
Ｐ…押圧面
Ｗ…材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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