(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス機と、
ダイ（１１）を具備し前記プレス機に固定される下型（１０）と、
前記ダイ（１１）と協働してワーク（Ｗ）を加工する複数種類のパンチ（２１）を具備する上型（２０）と、
前記上型（２０）を前記下型（１０）に対してほぼ水平方向に移動させて、複数の停留位置に位置決めする上型送り手段（３０）と、
前記上型（２０）を前記下型（１０）に対して上昇及び下降させる上型昇降手段（４０）と、
前記下型（１０）に立設されたガイドポスト（５１ａ，５２ａ）、及び前記ガイドポスト（５１ａ，５２ａ）に嵌合し前記複数種類のパンチ（２１）に対応して前記上型（２０）に設けられた受け穴（５１ｂ，５２ｂ）から成る金型位置決め手段（５０）と、を用いてワーク（Ｗ）に複数の加工工程を順次施すプレス加工方法であって、
前記複数の停留位置が、前記複数の加工工程に対応した複数の加工停留位置を含み、
前記複数の加工工程の各々の加工工程が以下の段階、即ち、
前記複数種類のパンチ（２１）の中の加工に用いる稼働パンチ（２１）が前記ダイ（１１）に対向するように、前記上型（２０）を所定の加工停留位置に位置決めする段階と、
前記上型（２０）を下降させることにより前記ガイドポスト（５１ａ，５２ａ）と前記受け穴（５１ｂ，５２ｂ）とが嵌合した後に前記稼働パンチ（２１）の先端がワーク（Ｗ）に接するように、前記稼働パンチ（２１）を前記プレス機により打圧するパンチ打圧段階と、
前記複数種類のパンチ（２１）を上昇させると共に前記ガイドポスト（５１ａ，５２ａ）と前記受け穴（５１ｂ，５２ｂ）との嵌合を解除するように前記上型（２０）を上昇させる段階と、を含み、
前記上型（２０）が、前記複数の加工工程に対応して設けられた複数のストリッパ（２３）にして、前記複数種類のパンチ（２１）がそれぞれ嵌合して挿通するパンチ位置決め穴（２９）をそれぞれ有する複数のストリッパ（２３）と、
前記複数種類のパンチ（２１）及び複数のストリッパ（２３）のそれぞれを遊動可能に保持するパンチプレート（２２）と、を更に具備し、
前記金型位置決め手段（５０）が、前記下型（１０）に立設された第１ガイドポスト（５１ａ）及び各ストリッパ（２３）に設けられ前記第１ガイドポスト（５１ａ）に嵌合する第１受け穴（５１ｂ）と、下型（１０）に立設された第２ガイドポスト（５２ａ）及び前記パンチプレート（２２）に設けられ前記第２ガイドポスト（５２ａ）に嵌合する第２受け穴（５２ｂ）とから構成され、
前記パンチ（２１）を打圧する段階において、前記上型（２０）を下降させることにより前記第２ガイドポスト（５２ａ）と第２受け穴（５２ｂ）とが嵌合し、次いで前記第１ガイドポスト（５１ａ）と第１受け穴（５１ｂ）とが嵌合し、次いで前記ストリッパ（２３）がワーク（Ｗ）を押圧し、次いで前記パンチ位置決め穴（２９）でガイドされた前記稼働パンチ（２１）の先端がワーク（Ｗ）に接するようにしたことを特徴とするプレス加工方法。
【請求項２】
前記金型装置との間でワーク（Ｗ）を授受するためのワーク授受ステーション（７）と、
ワーク（Ｗ）を把持するワーク把持手段（９０）にして、前記上型（２０）が前記複数の加工停留位置のいずれかに位置決めされたとき前記ワーク授受ステーション（７）に近接対向するように前記上型（２０）に結合されたワーク把持手段（９０）と、を更に用い、
前記ワーク把持手段（９０）が前記ダイ（１１）に近接対向するところのワーク載置・回収位置を前記所定の停留位置が更に含む、請求項１に記載のプレス加工方法であって、
前記上型（２０）を前記載置・回収位置に位置決めし、加工済みのワーク（Ｗ）を前記ワーク把持手段（９０）によって前記ダイ（１１）から回収し、次いで加工前のワーク（Ｗ）を前記ワーク把持手段（９０）によって前記ダイ（１１）に載置するワーク回収・載置段階と、
前記ワーク把持手段（９０）が前記ダイ（１１）から回収した前記加工済みのワーク（Ｗ）を前記ワーク授受ステーション（７）に引き渡すと共に、ワーク授受ステーション（７）に置かれた加工前のワーク（Ｗ）を前記ワーク把持手段（９０）が受け取るワーク授受段階とを更に含み、
前記ワーク回収・載置段階が前記複数の加工工程の最初の加工工程より先に実行され、前記ワーク授受段階が、前記複数の加工工程のいずれかが実行される間に並行して実行されることを特徴とするプレス加工方法。
【請求項３】
前記下型（１０）に設けられたワークチャック装置（２００）にして、ダイ（１１）に載置されたワーク（Ｗ）を拘束すること及び拘束を解除することができるワークチャック装置（２００）を用いる請求項１又は２に記載のプレス加工方法であって、
前記複数の加工工程の各々の加工工程が、
前記パンチ打圧段階より前に、ワーク（Ｗ）を拘束するワーク拘束段階を含み、
前記パンチ打圧段階より後に、ワーク（Ｗ）の拘束を解除するワーク拘束解除段階を含むことを特徴とする、プレス加工方法。
【請求項４】
プレス機と協働してワーク（Ｗ）に複数の加工工程を順次施す金型装置であって、
ダイ（１１）を具備しプレス機に固定される下型（１０）と、
前記ダイ（１１）と協働してワーク（Ｗ）を加工する複数種類のパンチ（２１）を具備する上型（２０）と、
前記上型（２０）を前記下型（１０）に対してほぼ水平方向に移動させて、前記複数の加工工程に対応した複数の加工停留位置に位置決めする上型送り手段（３０）と、
前記上型（２０）を前記下型（１０）に対して上昇及び下降させる上型昇降手段（４０）と、
前記上型（２０）と前記下型（１０）との位置決めのための金型位置決め手段（５０）にして、下型（１０）に立設されたガイドポスト（５１ａ，５２ａ）と、前記複数の加工停留位置に対応して前記上型（２０）に設けられ前記ガイドポスト（５１ａ，５２ａ）に嵌合する複数の受け穴（５１ｂ，５２ｂ）とから成る金型位置決め手段（５０）と、を具備し、
前記複数種類のパンチ（２１）の中の加工に用いる稼働パンチ（２１）が前記ダイ（１１）に対向するように、前記上型送り手段（３０）が前記上型（２０）を所定の加工停留位置に位置決めし、
前記稼働パンチ（２１）が前記プレス機によって打圧されるとき、前記稼働パンチ（２１）の先端がワーク（Ｗ）に接する前に、前記上型昇降手段（４０）が前記上型（２０）を下降させることにより前記ガイドポスト（５１ａ，５２ａ）及び受け穴（５１ｂ，５２ｂ）が嵌合し、
前記複数種類のパンチ（２１）を上昇させると共に前記ガイドポスト（５１ａ，５２ａ）と前記受け穴（５１ｂ，５２ｂ）との嵌合を解除するように前記上型昇降手段（４０）が前記上型（２０）を上昇させる金型装置において、
前記上型（２０）が、前記複数種類のパンチ（２１）の各々に対して設けられた複数のストリッパ（２３）にして、前記複数種類のパンチ（２１）がそれぞれ嵌合して挿通するパンチ位置決め穴（２９）をそれぞれ有する複数のストリッパ（２３）と、前記複数種類のパンチ（２１）及び前記複数のストリッパ（２３）を直線状に配列し、それぞれを遊動可能に保持するパンチプレート（２２）とを具備し、前記上型送り手段（３０）が前記上型（２０）を直線状に移動させ、
該金型装置が、前記複数のストリッパ（２３）を押圧するストリッパ駆動手段（７０）をさらに具備し、
前記金型位置決め手段（５０）が、下型（１０）に立設された第１ガイドポスト（５１ａ）及び前記複数のストリッパ（２３）に設けられ前記第１ガイドポスト（５１ａ）に嵌合する複数の第１受け穴（５１ｂ）と、下型（１０）に立設された第２ガイドポスト（５２ａ）及び前記複数の加工停留位置に対応して前記パンチプレート（２２）に設けられ前記第２ガイドポスト（５２ａ）に嵌合する複数の第２受け穴（５２ｂ）とから構成され、
前記稼働パンチ（２１）が前記プレス機によって打圧されるとき、前記パンチ位置決め穴（２９）でガイドされた前記稼働パンチ（２１）の先端がワーク（Ｗ）に接する前に、前記上型（２０）が前記上型昇降手段（４０）によって下降させられることにより前記第２ガイドポスト（５２ａ）と第２受け穴（５２ｂ）とが嵌合し、次いで前記第１ガイドポスト（５１ａ）と第１受け穴（５１ｂ）とが嵌合し、次いで前記ストリッパ（２３）がワーク（Ｗ）を押圧することを特徴とする金型装置。
【請求項５】
前記金型位置決め手段（５０）が、下型（１０）に設けられた受け穴（５１ｂ，５２ｂ）と、前記複数の加工停留位置に対応して上型（２０）に設けられ前記受け穴（５１ｂ，５２ｂ）に嵌合する複数のガイドポスト（５１ａ，５２ａ）とから成ることを特徴とする請求項４に記載の金型装置。
【請求項６】
前記金型位置決め手段（５０）が、前記下型（１０）に設けられた第１受け穴（５１ｂ）及び前記複数のストリッパ（２３）に設けられ前記第１受け穴（５１ｂ）に嵌合する複数の第１ガイドポスト（５１ａ）と、前記下型（１０）に設けられた第２受け穴（５２ｂ）及び前記複数の加工停留位置に対応して前記パンチプレート（２２）に設けられ前記第２受け穴（５２ｂ）に嵌合する複数の第２ガイドポスト（５２ａ）とから構成されることを特徴とする、請求項４に記載の金型装置。
【請求項７】
前記稼働パンチ（２１）の軸線とほぼ同一の軸線を有し、前記稼働パンチ（２１）の先端と対向するように前記下型（１０）に配置された背圧プレート（８０）と、前記背圧プレート（８０）を前記下型（１０）に対して上昇及び下降させる背圧プレート昇降手段（８１）とを更に具備する請求項４〜６のいずれか一項に記載の金型装置であって、
前記ワーク（Ｗ）の表面側から前記稼働パンチ（２１）を介して作用する圧力を前記ワーク（Ｗ）の裏面側で支持するように前記背圧プレート（８０）が上昇すること、及び／又は加工により生じるワークの抜きカス又は切りくずを上昇した前記背圧プレート（８０）が受け取り次いで下降することにより排出することを特徴とする金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に金属材料をプレス加工するための金型装置及びプレス加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高精度な穴、外形形状、及びギア等の輪郭形状を加工する方法として、プレス精密抜き、及びプレス精密抜き加工とシェービング加工の組合せが用いられている。また、高精度な溝、突起、及びギア等の輪郭形状を加工する方法として、コイニング加工、潰し加工、半抜き加工、押し出し加工、及びしごき加工等が用いられている。これらの加工のうちの複数種類、例えば穴、溝、突起形状、外形形状、ギア等の輪郭形状加工を一つのワーク（被加工材）に施すことが必要な場合、例えばトランスファ加工を用いることが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
トランスファ加工においては、ワークの輪郭の一部を位置決め部分としてダイに当接させることによりワークをダイに対して位置決めするが、ワークを複数のダイに載せ替えるために、ワークの位置決め部分とダイとの間にクリアランスが必要である。このクリアランスは、ダイが単一の場合に比べて大きく設定しておく必要があり、またワークに生じる加工ひずみを想定して設定しておくことも必要で、結果としてトランスファ加工では比較的大きなクリアランスが必要である。そしてこのクリアランスが、前後工程で加工した穴、溝、突起形状、及びギア等の輪郭形状の間の相対的な位置の誤差を生み出すことなり、複数加工工程の必要なプレス加工品の高精度化の阻害要因の一つになっていた。
【０００４】
前述の問題点に鑑み、本発明は、ワークをダイから取り外すことなく複数種類のパンチによって複数種類の加工を高精度に行うことができるプレス加工用の金型装置及びプレス加工方法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】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明では、プレス加工方法は、プレス機と、ダイ（１１，１１１）を具備しプレス機に固定される下型（１０，１１０）と、ダイ（１１，１１１）と協働してワーク（Ｗ）を加工する複数種類のパンチ（２１）を具備する上型（２０，１２０）と、上型（２０，１２０）を下型（１０，１１０）に対してほぼ水平方向に移動させて、複数の停留位置に位置決めする上型送り手段（３０，１３０）と、上型（２０，１２０）を下型（１０，１１０）に対して上昇及び下降させる上型昇降手段（４０，１４０）と、下型（１０，１１０）に立設されたガイドポスト（５１ａ，５２ａ，１５２ａ）、及びガイドポスト（５１ａ，５２ａ，１５２ａ）に嵌合し複数種類のパンチ（２１）に対応して上型（２０，１２０）に設けられた受け穴（５１ｂ，５２ｂ，１５２ｂ）から成る金型位置決め手段（５０，１５０）と、を用いてワーク（Ｗ）に複数の加工工程を順次施すプレス加工方法であって、複数の停留位置が、複数の加工工程に対応した複数の加工停留位置を含み、複数の加工工程の各々の加工工程が以下の段階、即ち、複数種類のパンチ（２１）の中の加工に用いる稼働パンチ（２１）がダイ（１１，１１１）に対向するように、上型（２０，１２０）を所定の加工停留位置に位置決めする段階と、上型（２０，１２０）を下降させることによりガイドポスト（５１ａ，５２ａ１５２ａ）と受け穴（５１ｂ，５２ｂ，１５２ｂ）とが嵌合した後に稼働パンチ（２１）の先端がワーク（Ｗ）に接するように、稼働パンチ（２１）をプレス機により打圧するパンチ打圧段階と、複数種類のパンチ（２１）を上昇させると共にガイドポスト（５１ａ，５２ａ，１５２ａ）と受け穴（５１ｂ，５２ｂ，１５２ｂ）との嵌合を解除するように上型（２０，１２０）を上昇させる段階と、を含むことを特徴としている。
【０００６】
これにより、ワークを一つのダイに載置したまま、複数のパンチを移動させて複数の加工工程を実施することができるので、ワークの着脱によって生じる加工精度の低下の全くない高精度なプレス加工品を得ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載されたプレス加工方法において、上型（２０）が、複数の加工工程に対応して設けられた複数のストリッパ（２３）にして、複数種類のパンチ（２１）がそれぞれ嵌合して挿通するパンチ位置決め穴（２９）をそれぞれ有する複数のストリッパ（２３）と、複数種類のパンチ（２１）及び複数のストリッパ（２３）のそれぞれを遊動可能に保持するパンチプレート（２２）と、を更に具備し、金型位置決め手段（５０）が、下型（１０）に立設された第１ガイドポスト（５１ａ）及び各ストリッパ（２３）に設けられ第１ガイドポスト（５１ａ）に嵌合する第１受け穴（５１ｂ）と、下型（１０）に立設された第２ガイドポスト（５２ａ）及びパンチプレート（２２）に設けられ第２ガイドポスト（５２ａ）に嵌合する第２受け穴（５２ｂ）とから構成され、パンチ（２１）を打圧する段階において、上型（２０）を下降させることにより第２ガイドポスト（５２ａ）と第２受け穴（５２ｂ）とが嵌合し、次いで第１ガイドポスト（５１ａ）と第１受け穴（５１ｂ）とが嵌合し、次いでストリッパ（２３）がワーク（Ｗ）を押圧し、次いでパンチ位置決め穴（２９）でガイドされた稼働パンチ（２１）の先端がワーク（Ｗ）に接するようにしたことを特徴としている。
【０００８】
これにより、上型がストリッパを具備する場合であっても、請求項１に記載されたプレス加工方法と同様の高精度な加工を実現することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のプレス加工方法が、金型装置との間でワーク（Ｗ）を授受するためのワーク授受ステーション（７）と、ワーク（Ｗ）を把持するワーク把持手段（９０）にして、上型（２０）が複数の加工停留位置のいずれかに位置決めされたときワーク授受ステーション（７）に近接対向するように上型（２０）に結合されたワーク把持手段（９０）と、を更に用い、ワーク把持手段（９０）がダイ（１１）に近接対向するところのワーク載置・回収位置を所定の停留位置が更に含み、上型（２０）を載置・回収位置に位置決めし、加工済みのワーク（Ｗ）をワーク把持手段（９０）によってダイ（１１）から回収し、次いで加工前のワーク（Ｗ）をワーク把持手段（９０）によってダイ（１１）に載置するワーク回収・載置段階と、ワーク把持手段（９０）がダイ（１１）から回収した加工済みのワーク（Ｗ）をワーク授受ステーション（７）に引き渡すと共に、ワーク授受ステーション（７）に置かれた加工前のワーク（Ｗ）をワーク把持手段（９０）が受け取るワーク授受段階とを更に含み、ワーク回収・載置段階が複数の加工工程の最初の加工工程より先に実行され、ワーク授受段階が、複数の加工工程のいずれかが実行される間に並行して実行されることを特徴としている。
【００１０】
これによると、ワークが加工されている間にワーク把持手段がワーク授受ステーションとワークの授受を行うのでワークの授受に必要な時間を加工時間に付加することがなく工程全体の時間短縮が実現される。また、ワーク把持手段は上型に結合されて上型と共に移動するのでワーク把持手段を移動させるための専用の手段は不要である。
【００１１】
請求項４に記載された発明では、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプレス加工方法が、下型（１０，１１０）に設けられたワークチャック装置（２００）にして、ダイ（１１，１１１）に載置されたワーク（Ｗ）を拘束すること及び拘束を解除することができるワークチャック装置（２００）を用い、複数の加工工程の各々の加工工程が、パンチ打圧段階より前に、ワーク（Ｗ）を拘束するワーク拘束段階を含み、パンチ打圧段階より後に、ワーク（Ｗ）の拘束を解除するワーク拘束解除段階を含むことを特徴としている。
【００１２】
これにより、パンチの打圧によってワークに生じた内部応力を解放してから後続する加工を行うので、後続する加工の精度は発生した内部応力による影響を受けることがなく更に高精度なプレス加工品を得ることができる。
【００１３】
請求項５に記載された発明では、金型装置は、プレス機と協働してワーク（Ｗ）に複数の加工工程を順次施す金型装置であって、ダイ（１１，１１１）を具備しプレス機に固定される下型（１０，１１０）と、ダイ（１１，１１１）と協働してワーク（Ｗ）を加工する複数種類のパンチ（２１）を具備する上型（２０，１２０）と、上型（２０，１２０）を下型（１０，１１０）に対してほぼ水平方向に移動させて、複数の加工工程に対応した複数の加工停留位置に位置決めする上型送り手段（３０，１３０）と、上型（２０，１２０）を下型（１０，１１０）に対して上昇及び下降させる上型昇降手段（４０，１４０）と、上型（２０，１２０）と下型（１０，１１０）との位置決めのための金型位置決め手段（５０，１５０）にして、下型（１０，１１０）に立設されたガイドポスト（５１ａ，５２ａ，１５２ａ）と、複数の加工停留位置に対応して上型（２０，１２０）に設けられガイドポスト（５１ａ，５２ａ，１５２ａ）に嵌合する複数の受け穴（５１ｂ，５２ｂ，１５２ｂ）とから成る金型位置決め手段（５０，１５０）と、を具備し、複数種類のパンチ（２１）の中の加工に用いる稼働パンチ（２１）がダイ（１１，１１１）に対向するように、上型送り手段（３０，１３０）が上型（２０，１２０）を所定の加工停留位置に位置決めし、稼働パンチ（２１）がプレス機によって打圧されるとき、稼働パンチ（２１）の先端がワーク（Ｗ）に接する前に、上型昇降手段（４０，１４０）が上型（２０，１２０）を下降させることによりガイドポスト（５１ａ，５２ａ，１５２ａ）及び受け穴（５１ｂ，５２ｂ，１５２ｂ）が嵌合し、複数種類のパンチ（２１）を上昇させると共にガイドポスト（５１ａ，５２ａ，１５２ａ）と受け穴（５１ｂ，５２ｂ，１５２ｂ）との嵌合を解除するように上型昇降手段（４０，１４０）が上型（２０，１２０）を上昇させることを特徴としている。
【００１４】
これにより、ワークを一つのダイに載置したまま、複数のパンチを移動させて複数の加工工程を実施することができるので、ワークの着脱によって生じる加工精度の低下の全くないこと、及び上型昇降手段を備えることにより上型が水平移動するにもかかわらずガイドポストを利用した金型位置決めが可能になることから高精度なプレス加工品を得ることができる。また、各パンチはプレス機のスライドに結合されていないので、パンチの交換或いは保守時等におけるパンチの着脱が容易に行え、金型装置のセットアップ時間或いは段取り時間の短縮が実現される。さらに、プレス機は１本のパンチを打圧するので、プレス機に必要な荷重能力は、複数の加工工程のうちの最大加工荷重以上の荷重能力を有していればよい。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の金型装置の金型位置決め手段（５０，１５０）が、下型（１０，１１０）に設けられた受け穴（５１ｂ，５２ｂ，１５２ｂ）と、複数の加工停留位置に対応して上型（２０，１２０）に設けられ受け穴（５１ｂ，５２ｂ，１５２ｂ）に嵌合する複数のガイドポスト（５１ａ，５２ａ，１５２ａ）とから成ることを特徴としている。
【００１６】
請求項７に記載の発明では、請求項５に記載の金型装置における、上型（２０）が、複数種類のパンチ（２１）の各々に対して設けられた複数のストリッパ（２３）にして、複数種類のパンチ（２１）がそれぞれ嵌合して挿通するパンチ位置決め穴（２９）をそれぞれ有する複数のストリッパ（２３）と、複数種類のパンチ（２１）及び複数のストリッパ（２３）を直線状に配列し、それぞれを遊動可能に保持するパンチプレート（２２）とを具備し、上型送り手段（３０）が上型（２０）を直線状に移動させ、金型装置が、複数のストリッパ（２３）を押圧するストリッパ駆動手段（７０）をさらに具備し、金型位置決め手段（５０）が、下型（１０）に立設された第１ガイドポスト（５１ａ）及び複数のストリッパ（２３）に設けられ第１ガイドポスト（５１ａ）に嵌合する複数の第１受け穴（５１ｂ）と、下型（１０）に立設された第２ガイドポスト（５２ａ）及び複数の加工停留位置に対応してパンチプレート（２２）に設けられ第２ガイドポスト（５２ａ）に嵌合する複数の第２受け穴（５２ｂ）とから構成され、稼働パンチ（２１）がプレス機によって打圧されるとき、パンチ位置決め穴（２９）でガイドされた稼働パンチ（２１）の先端がワーク（Ｗ）に接する前に、上型（２０）が上型昇降手段（４０）によって下降させられることにより第２ガイドポスト（５２ａ）と第２受け穴（５２ｂ）とが嵌合し、次いで第１ガイドポスト（５１ａ）と第１受け穴（５１ｂ）とが嵌合し、次いでストリッパ（２３）がワーク（Ｗ）を押圧することを特徴としている。
【００１７】
これにより、金型装置の上型がストリッパを備える場合でも請求項５に記載の金型装置と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
請求項８に記載された発明では、請求項７に記載の金型装置における金型位置決め手段（５０）が、下型（１０）に設けられた第１受け穴（５１ｂ）及び複数のストリッパ（２３）に設けられ第１受け穴（５１ｂ）に嵌合する複数の第１ガイドポスト（５１ａ）と、下型（１０）に設けられた第２受け穴（５２ｂ）及び複数の加工停留位置に対応してパンチプレート（２２）に設けられ第２受け穴（５２ｂ）に嵌合する複数の第２ガイドポスト（５２ａ）とから構成されることを特徴としている。
【００１９】
請求項９に記載の発明では、請求項５に記載の金型装置において、上型（１２０）が、複数種類のパンチ（２１）を円周上に配列して遊動可能に保持するパンチプレート（１２２）を具備し、上型送り手段（１３０）が、上型（１２０）を回転移動させ、下型（１１０）が、複数種類のパンチ（２１）がそれぞれ下降するとき嵌合して挿通するパンチ位置決め穴（１２９）を有するストリッパ（１２３）にして、ダイ（１１１）に対して昇降するストリッパ（１２３）を具備し、金型装置が、ストリッパ（１２３）を昇降させると共に押圧するストリッパ駆動手段（１７０）をさらに具備し、金型位置決め手段（１５０）の受け穴（１５２ｂ）が複数の加工停留位置に対応してパンチプレート（１２２）に設けられ、稼働パンチ（２１）がプレス機によって打圧されるとき、パンチプレート（１２２）が上型昇降手段（１４０）によって下降させられることにより稼働パンチ（２１）がパンチ位置決め穴（１２９）で位置決めされる前に、ガイドポスト（１５２ａ）と受け穴（１５２ｂ）とが嵌合し、次いでストリッパ駆動手段（１７０）によってストリッパ（１２３）が下降させられてワーク（Ｗ）を押圧するように、及び複数種類のパンチ（２１）を上昇させると共にガイドポスト（１５２ａ）と受け穴（１５２ｂ）との嵌合並びに稼働パンチ（２１）とパンチ位置決め穴（１２９）との嵌合を解除するように上型昇降手段（１４０）が上型（１２０）を上昇させることを特徴としている。
【００２０】
これにより、パンチプレートの水平移動に回転移動が適している場合に請求項５の発明と同様の効果を得ることができる。また、ストリッパが複数必要ないこと、及び上型昇降手段及び上型送り手段の構造を単純化できるという効果が得られる。
【００２１】
請求項１０に記載の発明では、請求項５〜９のいずれか一項に記載の金型装置が、稼働パンチ（２１）の軸線とほぼ同一の軸線を有し、稼働パンチ（２１）の先端と対向するように下型（１０，１１０）に配置された背圧プレート（８０）と、背圧プレート（８０）を下型（１０，１１０）に対して上昇及び下降させる背圧プレート昇降手段（８１）とを更に具備し、ワーク（Ｗ）の表面側から稼働パンチ（２１）を介して作用する圧力をワーク（Ｗ）の裏面側で支持するように背圧プレート（８０）が上昇すること、及び／又は加工により生じるワークの抜きカス又は切りくずを上昇した背圧プレート（８０）が受け取り次いで下降して排出することを特徴としている。
【００２２】
これにより、特にコイニング加工の形状の転写性が高められ、及び／又はワークの抜きカス又は切りくずが発生する加工では、抜きカス又は切りくずの排出が円滑に行われる。
【００２３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
最初に、本発明の実施例の金型装置及びプレス加工方法を用いて加工されるワークＷの完成品を図１に示す。図１の（Ａ）はワークＷの完成品の側面断面図で、（Ｂ）は下面図である。ワークの完成品は、概ね円板形状を有しており、中心部に丸穴Ｗａが貫通し、裏面側に円弧状の長円凹部Ｗｂが２つ形成されている。ワークの材質はここでは炭素鋼である。
【００２５】
次に、本発明による金型装置の好適な第１の実施例を図２及び３を参照しながら以下に説明する。ここで、図２は金型装置の横断面図であり、図３は縦断面図である。第１の実施例の金型装置１は、主要な構成要素として、プレス機のボルスタ２に固定される下型１０と、上型２０と、上型２０を下型１０及びプレス機のスライド６に対して水平方向に移動させる上型送り手段３０と、上型２０を上昇及び下降させる上型昇降手段４０と、上型２０と下型１０との位置決めのための第１及び第２ガイドポスト５１ａ、５２ａとそれ等が嵌合する第１及び第２受け穴５１ｂ、５２ｂとから構成される金型位置決め手段５０とを備えている。前記下型１０はダイ１１を具備してそれを保持しており、前記上型２０は３種類のパンチ２１１，２１２，２１３を保持するパンチプレート２２と３種類のパンチ２１１，２１２，２１３に対応してパンチプレート２２に懸装された３個のストリッパ２３とを具備している。金型装置１は、さらに、プレス機のスライド６に固定される打圧ブロック６０と、３個のストリッパ２３のなかの加工に用いる１個を押圧するために前記打圧ブロック６０に配設されたストリッパ駆動手段７０と、下型１０に配設された背圧プレート８０とを備えている。
【００２６】
上型２０のパンチプレート２２は、概ね矩形の平板であって、３本のパンチ２１１，２１２，２１３をピッチＰでｙ軸に沿って直線状に配列して保持している。３本のパンチ２１１，２１２，２１３は図３の左方から加工工程順に配置されており、本実施例では、左端の第１パンチ２１１がコイニング加工用パンチで、次の第２パンチ２１２が丸穴抜き加工用パンチで、次の第３パンチ２１３がシェービング加工用パンチである。各パンチは加工のための先端を含む比較的小径の先端側軸部２１ａと、プレス機のスライド６により打圧される比較的大径の基端側ヘッド部２１ｂとを有している。
【００２７】
図３で示されるようにパンチプレート２２には、各パンチの先端側軸部２１ａが挿通して水平方向にわずかに遊動可能となるような径を有する３個のパンチ保持穴２２ａが形成されており、パンチは、このパンチ保持穴２２ａに挿入されて、基端側ヘッド部２１ｂがパンチプレート２２の上面に当接することにより落下を防止される。また図２で示されるように、パンチプレート２２には、前記金型位置決め手段５０を構成する第２受け穴５２ｂが各１つのパンチに対して４個で合計１２個設けられている。前記各４個の第２受け穴５２ｂはパンチ保持穴２２ａを中心にして所定の間隔で設けられている。なお、本実施例では前記第２受け穴５２ｂはパンチプレート２２に装着されたブッシュの穴から形成されている。
【００２８】
図２に示されるように、３個のストリッパ２３の各ストリッパ２３は、その上面に４本のスタッド２５と４本の吊りピン２７とが立設されている。また、前記ストリッパ２３の平面形状は略長方形を呈している。ストリッパ２３はその中心に、パンチを位置決めしてガイドするように、パンチの先端側軸部２１ａが緊密に嵌合して挿通するパンチ位置決め穴２９を有している。また、ストリッパ２３の周辺部には、金型位置決め手段５０を構成する前記第１受け穴５１ｂが４個設けられていて、この４個の第１受け穴５１ｂは前記パンチ位置決め穴２９を中心にして所定の間隔で配置されている。なお、本実施例では前記第１受け穴５１ｂはストリッパ２３に装着されたブッシュの穴から形成されている。
【００２９】
ストリッパ２３の上面に立設された４本のスタッド２５は、パンチプレート２２を貫通してその先端が打圧ブロック６０内に設けられた４つのストリッパ駆動手段７０まで達して、そのストリッパ駆動手段７０から圧力を受けることができる。このように本実施例のストリッパ２３はプレス機のスライド６から直接或いは間接に圧力を受けるのではなくストリッパ駆動手段７０から圧力を受ける構成となっている。なお、本実施例のストリッパ駆動手段７０は油圧シリンダから構成されるが、例えばエアシリンダで構成してもよい。さらに、ストリッパによるワーク押圧力が比較的小さくてよい場合等には、ストリッパ駆動手段７０を、ストリッパの上面とパンチプレートの下面との間に挿入された圧縮コイルばねで構成することも本発明の金型装置において可能である。
【００３０】
ストリッパ２３はパンチプレート２２に対して鉛直方向に遊動できるように且つ水平方向に僅かに遊動できるように懸装されている。図２で示されるように、吊りピン２７の上端には拡径部が形成されているので、ストリッパ２３はパンチプレート２２が上昇した場合はパンチプレート２３から抜け落ちることはなくパンチプレート２３と共に上昇する。
【００３１】
前記パンチ打圧ブロック６０は、３つのパンチの中の一つの加工に用いる稼働パンチ２１を打圧するために、その中心がダイ１１の軸心にほぼ一致するようにプレス機のスライド６に固定されている。パンチ打圧ブロック６０は、パンチのヘッド部２１ｂに当接する部分が突出し、その突出部の両側には２個ずつ合計４個のストリッパ駆動手段７０が収容されている。
【００３２】
図２及び図３に示されるように、下型１０は、ダイ１１の他に更に、ダイ１１を載置して保持するダイプレート１２、ワークを拘束するワーク拘束プレート１３、前記ダイプレート１２を支持する下型ブロック１４、及び前記下型ブロック１４を上面に固定すると共にプレス機のボルスタ２に固定される下型ベースプレート１５を具備している。
【００３３】
ダイ１１は、その中央部付近に、ワークの前記長円凹部Ｗｂをコイニング加工により形成するための凸部（不図示）、並びに第２及び第３パンチが嵌合できるダイ穴１１ｂを有している。またダイ１１の上面には、前記ワーク拘束プレート１３が固定されており、このワーク拘束プレート１３はワークの厚さよりやや薄い平板状のものであって、その中央部にはワークを嵌め込むことができる、ワークの輪郭にほぼ一致した形状の拘束穴が設けられている。ワーク拘束プレート１３によってワークはダイ１１に対して所定の位置に位置決めされると共に、コイニング加工時のワーク材料の水平方向への塑性流動が阻止される。またダイ１１には４本の第１ガイドポスト５１ａが圧入されて立設されており、第１ガイドポスト５１ａはストリッパ２３に設けられた第１受け穴５１ｂに嵌合するように配置されている。
【００３４】
ダイプレート１２には、金型位置決め手段５０の構成要素である４本の第２ガイドポスト５２ａが立設されていて、この第２ガイドポスト５２ａはパンチプレート２２に設けられた第２受け穴５２ｂに嵌合するように配置されている。
【００３５】
下型ブロック１４は、ダイプレート１２を固定すると共に、内部に上型昇降手段４０の構成要素である四つの上型昇降シリンダ４１と背圧プレート８０の昇降手段である背圧プレート用シリンダ８１とを収容している。
【００３６】
背圧プレート８０は、本実施例では円筒状に形成され、ダイ穴１１ｂの軸線にほぼ一致する軸線を有し、ダイ１１及びダイプレート１２を貫通して下型ブロック１４に至る背圧プレートガイド穴の中に配置されて、先端がパンチの先端と対向している。また背圧プレート８０の基端は前記背圧プレート用シリンダ８１に接続されているので、背圧プレート８０を昇降させること及び穴抜き加工前のワークをパンチの圧力に対抗して下面から支持することが可能である。
【００３７】
上型送り手段３０は、図２に示されるように、ピニオン３１、パンチプレート２２の長手方向の一方の側縁部の上面にｙ軸方向に固定され前記ピニオン３１と噛み合うラック３２、パンチプレート２２の長手方向の両側縁部の下面にｙ軸方向に固定された２本の水平レール３６、及び前記２本の水平レール３６をガイドする２本の水平ガイド３７を具備している。ピニオン３１は、不図示の下型ベースプレートから立設された回転軸３１ａに装着されている。上型送り手段３０は、下型ベースプレートに固定された不図示のサーボモータ、歯付ベルト、及びプーリをさらに具備しており、これらの構成要素は、ピニオン３１にサーボモータの回転力を伝達するように配置構成されている。なお、ラック３５は、パンチプレート２２が上型昇降手段４０によってパンチプレートの上死点まで上昇させられたときにピニオン３１に噛み合う。
【００３８】
上型送り手段３０は、上記のように構成されて、サーボモータの正逆回転に応じてパンチプレート２２をｙ軸方向に往復移動させるとともに、所定の停留位置に停止させて位置決めすることができる。前記所定の停留位置は、本実施例では、３本の第１〜第３パンチの加工位置に対応した第１〜第３加工停留位置と、ワークをダイ１１に載置或いはダイ１１から回収するための１箇所のワーク載置・回収位置からなり、前記各位置は距離Ｐでずれている。図３は、パンチプレート２２が、第１パンチ２１１が稼働する第１加工停留位置に位置決めされた状態を示しているが、例えば第２加工停留位置はパンチプレート２２が図の左方（ｙ軸の負の方向）へ距離Ｐだけずれた位置であり、またワーク載置・回収位置は、図示された第１加工停留位置からパンチプレート２２が図の右方（ｙ軸の正の方向）へ距離Ｐだけずれた位置である。
【００３９】
上型昇降手段４０は、図２に示されるように、下型ブロック１４内に配設された四つの上型昇降シリンダ４１から構成されていて、前記上型昇降シリンダ４１のロッド４１ａの先端に上型送り手段３０の水平ガイド３７がボルト４１ｂによって固定されている。
【００４０】
次に本実施例の金型装置１がどのように作動するかを説明する。パンチを使った加工を始める前に、上型２０は、それが上昇した状態で上型送り手段３０によってワーク載置・回収位置へ移動され、他の装置のロボット等によるワークの回収と載置の後、第１加工停留位置へ移動され、第１パンチ２１１がダイ１１に対向する。
【００４１】
第１パンチ２１１が打圧ブロック６０によって打圧されるときには、上型昇降手段４０はパンチプレート２２をプレス機のスライド６よりわずかに先行して下降させる。パンチプレート２２が下降されるとき、まず第２ガイドポスト５２ａと第２受け穴５２ｂとが嵌合してパンチプレート２２がダイプレート１２に対して位置決めされ、次いで第１ガイドポスト５１ａと第１受け穴５１ｂとが嵌合してストリッパ２３がダイ１１に対して位置決めされ、次いでプレス機のスライド６が下降されるが、打圧ブロック６０の先端が第１パンチ２１１のヘッド部２１ｂに接する前にストリッパ駆動手段７０がストリッパのスタッド２５に接してストリッパ２３が押圧されることによりワークが押圧され、最後に打圧ブロック６０により打圧された第１パンチ２１１の先端がワークに接するように、上型昇降手段４０、ストリッパ駆動手段７０、及びプレス機のスライド６の作動が制御される。
【００４２】
パンチを上昇させるときは、まずプレス機のスライド６が上昇し、次いでパンチプレート２２が上昇し、パンチプレート２２の上昇にわずかに遅れてストリッパ２３が上昇するように、プレス機のスライド６、上型昇降手段４０、及びストリッパ駆動手段７０の作動が制御される。ワークはストリッパ２３の働きによりダイ１１に残され、第１及び第２ガイドポスト５１ａ、５２ａと第１及び第２受け穴５１ｂ、５２ｂとの嵌合がそれぞれ解除される。第２及び第３パンチに対しても本金型装置１は同様の作動を繰り返すことができる。
【００４３】
次に本実施例の金型装置１のパンチとダイ１１の位置決めのやり方を説明する。本金型装置１では、上型送り手段３０と金型位置決め手段５０がパンチとダイ１１の軸心の位置ずれを段階的に調整しており、最初に上型送り手段３０がパンチプレート２２を位置決めし、次いで金型位置決め手段５０の第２ガイドポスト５２ａ及び第２受け穴５２ｂがパンチプレート２２をダイプレート１２に対して位置決めし、最後に第１ガイドポスト５１ａ及び第１受け穴５１ｂがストリッパ２３をダイ１１に対して位置決めすることによりストリッパのパンチ位置決め穴２９に嵌合しているパンチ２１がダイ１１に対して位置決めされる。
【００４４】
但し、本発明においては、第１ガイドポスト及び受け穴と第２ガイドポスト及び受け穴のいずれか一方のペアを削除した金型位置決め手段５０の構成も可能である。例えば、上型送り手段３０の保有する位置決め精度が高い場合には第２ガイドポスト５２ａ及び第２受け穴５２ｂを削除してよい。また所要の加工精度をやや低下させてもよい場合等には、第１ガイドポスト５１ａ及び第１受け穴５１ｂを削除してもよい。この場合には、パンチの水平方向の遊動保持方式を水平方向不動保持方式に変更して、パンチをパンチプレート２２によって位置決めする構造とすればよい。
【００４５】
次に第１の実施例の金型装置の変更例を説明する。この変更例は、第１の実施例から容易に類推できると思われるので作図は省略するが、金型位置決め手段５０の各ガイドポストと各受け穴の配置が上下逆転した金型装置であり、具体的には、金型位置決め手段５０が、ダイ１１に設けられた４つの第１受け穴５１ｂ、及び前記第１受け穴５１ｂに嵌合するように３個のストリッパ２３の各々に４本ずつ下向きに垂設された合計１２本の第１ガイドポスト５１ａと、ダイプレート１２に設けられた４つの第２受け穴５２ｂ、及び前記第２受け穴５２ｂに嵌合し、パンチプレート２２の３つのパンチ保持穴２２ａを中心にして４本ずつ下向きに垂設された合計１２本の第２ガイドポスト５２ａとから構成されている。この変更例の各ガイドポストと各受け穴による金型の位置決め作用は第１の実施例の場合と同様である。
【００４６】
次に図４を参照して、本発明による金型装置の第２の実施例を以下に説明する。図４は、金型装置２のパンチプレートの水平方向の移動を模式的に表す平面図であり、パンチプレート２２がワーク載置・回収位置にある状態を実線で示し、第３加工停留位置にある状態を一点鎖線で示している。金型装置２は、ワークを把持するワーク把持手段９０を更に具備すると共に、前記ワーク把持手段９０が、加工前のワークの待機場所と加工後のワークの一時的留置場所を提供するワーク授受ステーション７と協働してワークの供給と回収を行うという点において第１の実施例の金型装置１と異なっている。ワーク授受ステーション７には、例えばベルトコンベア８のようなワーク搬送手段が連結される。
【００４７】
図４に示されるように、ワーク把持手段９０は、パンチプレート２２がワーク回収・載置位置に位置決めされたとき、ダイ１１に近接して対向するようにパンチプレート２２の端部に結合されている。また、パンチプレート２２が図４の一点鎖線で示されるように第３加工停留位置に位置決めされたとき、ワーク把持手段９０がワーク授受ステーション７に近接して対向するようになっている。
【００４８】
ワーク把持手段９０は、第１把持部９１と第２把持部９２とを具備していて、パンチプレート２２がワーク載置・回収位置に位置決めされたとき、前記第１把持部９１はダイ１１上の加工済のワークを把持して回収し、前記第２把持部９２は把持していた加工前のワークをダイ１１上に載置し、またパンチプレート２２が第３加工停留位置に位置決めされたとき、第１把持部９１は回収した加工済のワークをワーク授受ステーション７に引き渡し、第２把持部９２はワーク授受ステーション７から加工前のワークを把持するように、ワーク把持手段９０は構成されている。
【００４９】
上記のように構成されているので、工程全体の時間を短縮するために、第３の加工工程を実施している間に、ワーク把持手段９０の第１及び第２把持部９２がワーク授受ステーション７との間でワークの授受を並行して実行することができる。またワーク把持手段９０は、パンチプレート２２に結合されてパンチプレート２２とともに移動するのでワーク把持手段９０を移動させるための専用の移動手段は不要である。
【００５０】
なお、ワーク把持手段９０がワーク授受ステーション７に近接対向するときのパンチプレート２２の停留位置は、上記の第３加工停留位置に限定されるものではなく、第１及び第２加工停留位置のいずれかにすることも本発明において可能である。
【００５１】
次に、図５を参照しながら本発明による金型装置の第３の実施例を以下に説明する。この実施例の金型装置３では、下型１１０が一つのストリッパ１２３とストリッパ駆動手段１７０とを具備すること、及び矩形のパンチプレートに替えて３本のパンチ２１を円周上に配列する円板状のパンチプレート１２２を具備すること、及び上型送り手段１３０がパンチプレート１２２を回転移動させることが第１の実施例の金型装置１と主に異なる点である。
【００５２】
第３の実施例におけるパンチプレート１２２は、その中心から半径Ｒで形成される円に沿って３本のパンチ２１が１２０度の角度間隔で配置されている。パンチプレート１２２の外周には歯車の歯が形成され、中心には軸受け穴１２２ａが設けられ、その軸受け穴１２２ａに後述する上型昇降シリンダ１４１のロッド１４１ａが挿通している。パンチプレート１２２はロッド１４１ａに対して自由に回転することが可能であるが、前記回転軸にボルト（不図示）を使って固定された上下二つの抜け止めリング１４２によってｚ軸方向の移動は阻止される。また、各パンチ２１より外側に金型位置決め手段１５０の第２受け穴１５２ｂが一つずつ合計４個設けられており、前記第２受け穴１５２ｂはパンチプレート１２２が下降したとき、ダイプレート１１２に立設された第２ガイドポスト１５２ａに嵌合することができる。
【００５３】
上型送り手段１３０は、下型１１０のベースプレート１１５にブラケット１３８を介して固定されたサーボモータ１３１と、そのモータの回転軸の先端に固定された小歯車１３２と、パンチプレート１２２の外周に形成された歯とを具備し、サーボモータ１３１の回転に応じてパンチプレート１２２を上型昇降シリンダ１４１のロッド１４１ａを中心にして回転移動させるとともに、所定の停留位置に停止させて位置決めすることができる。前記所定の停留位置は、本実施例では、３本の第１〜第３パンチ２１の加工位置に対応した第１〜第３加工停留位置から構成される。
【００５４】
本実施例の上型昇降手段１４０は、下型ブロック１１４内に配設された上型昇降シリンダ１４１を具備しており、前記シリンダのロッド１４１ａの先端部が、前述のとおりパンチプレートの軸受け穴１２２ａに挿通されている。
【００５５】
このようになっているので、上型昇降手段１４０はロッド１４１ａを昇降させることによりパンチプレート１２２を昇降させることができる。またパンチプレート１２２が上昇すると、第２受け穴１５２ｂと第２ガイドポスト１５２ａとの嵌合が解除され、パンチプレート１２２の外周に形成された歯が上型送り手段１３０の小歯車１３２に噛み合うので、上型送り手段１３０がパンチプレート１２２を回転させることが可能になる。
【００５６】
本実施例のストリッパ１２３は、下型ブロック１１４内に配設された二つのストリッパ駆動シリンダ１７０によって昇降可能に支持されている。またストリッパ１２３はストリッパ駆動シリンダ１７０から力を受けてワークＷを押圧することができる。ストリッパ駆動シリンダ１７０のロッド１７１の先端はストリッパ１２３の下面側に連結されるが、前記ロッド１７１とストリッパ１２３の水平方向の僅かな遊動を可能にするように連結されている。また第１受け穴１５１ｂが４つストリッパ１２３に設けられ、前記第１受け穴１５１ｂに嵌合する４本の第１ガイドポスト１５１ａがダイ１１１に立設されて嵌合していることにより、ストリッパ１２３がダイ１１１に対して位置決めされている。なお、この第１ガイドポスト１５１ａ及び第１受け穴１５１ｂはストリッパ１２３の昇降にかかわらず常に嵌合している。
【００５７】
パンチ２１が打圧ブロック１６０によって打圧されるときには、この打圧の圧力がパンチ２１を介してパンチプレート１２２に作用しないように、上型昇降手段１４０はパンチプレート１２２をプレス機のスライド６よりわずかに先行して下降させる。パンチプレート１２２が下降されるとき、第２ガイドポスト１５２ａと第２受け穴１５２ｂとが嵌合してパンチプレート１２２がダイプレート１２に対して位置決めされ、次いで加工に用いる１本の稼働パンチ２１がストリッパ１２３のパンチガイド穴に嵌合して前記パンチ２１がストリッパ１２３に対して位置決めされ、次いでプレス機のスライド６が下降されるが、打圧ブロック１６０の先端がパンチ２１のヘッド部２１ｂに接する前にストリッパ駆動シリンダ１７０によってストリッパ１２３がワークＷに押付けられ、最後に打圧ブロック１６０により打圧された稼働パンチ２１の先端がワークＷに接するように、上型昇降手段１４０、ストリッパ駆動シリンダ１７０、及びプレス機のスライド６の作動が制御される。
【００５８】
パンチ２１を上昇させるときは、まずプレス機のスライド６が上昇し、次いでパンチプレート１２２が上昇し、最後にストリッパ１２３が上昇するように、プレス機のスライド６、上型昇降手段１４０、及びストリッパ駆動シリンダ１７０の作動が制御される。ワークＷはストリッパ１２３の働きによりダイ１１１に残され、第２ガイドポスト１５２ａと第２受け穴１５２ｂ、及び稼働パンチ２１とストリッパのパンチ位置決め穴１２９との嵌合がそれぞれ解除される。
【００５９】
次に、本発明による金型装置の第４の実施例を説明する。第４の実施例の金型装置４は、その下型がワーク拘束プレートに替えてワークチャック装置２００を具備する点で前述の各実施例と異なっている。ワークチャック装置２００は、その平面図である図６及び断面図である図７に示されるとおり、ワークの外周端面に接してワークを拘束できる４つの拘束ブロック２０１と、ブロック保持穴２０２ａを中心部に有する昇降プレート２０２と、前記昇降プレート２０２を昇降させると共に昇降プレート２０２に下向きの力を作用させることができるワークチャックシリンダ２０３とを具備している。
【００６０】
４つの拘束ブロック２０１は、それらの内側端面がワークの外形輪郭とほぼ同じ形状のワーク拘束穴２０１ａを形成するように２つずつ対向して配置される。また拘束ブロック２０１は、上方向には移動しないようにボルト２０４により規制されるが、ダイ１１上を水平方向に移動できるように前記ボルト２０４により保持されて、前記拘束穴の径を最小径と最大径の間で変化させることができる。また各拘束ブロック２０１の外側端面は、平面形状は直線状に形成され、厚さ方向の形状は拘束ブロックの上側の幅が狭くなるように勾配が付けられている。
【００６１】
昇降プレート２０２は、ほぼ矩形の外形を有し、ブロック保持穴２０２ａは、コーナー部に丸みを有するほぼ矩形形状を呈している。ブロック保持穴２０２ａを形成する各辺の端面は、前記拘束ブロック２０１の勾配に対応する勾配を有しており、その結果ブロック保持穴２０２ａは上側の穴の幅が狭くなるようにテーパが付いている。また昇降プレート２０２は、ダイ１１とダイプレート１２を貫通して延びる連結ボルト２０５によって下型ブロック１４内に配設されたワークチャックシリンダ２０３に結合されている。連結ボルト２０５には、昇降プレート２０２の下面側にリング２０６が図示されないボルトにより固定されており、このリング２０６を介して昇降プレート２０２を持ち上げることができる。
【００６２】
ワークチャック装置２００はこのように構成されているので、昇降プレート２０２は、それが上昇しているときにワークチャックシリンダ２０３から下向きの力を受けると、そのブロック保持穴２０２ａの端面のテーパによって各拘束ブロック２０１を水平内側に移動させ、昇降プレート２０２がダイ１１に接するまで下方に引かれたとき、４つの拘束ブロック２０１が形成するワーク拘束穴２０１ａは最小径に縮小される。通常は、ワークＷをダイ１１に載置するときワーク拘束穴２０１ａは最小径になっている。またこの状態から昇降プレート２０２がワークチャックシリンダ２０３によって上昇させられると、拘束ブロック２０１に対する拘束が解除されるのでワーク拘束穴２０１ａが拡大可能になる。
【００６３】
また本実施例のワークチャック装置２００では、加工によってワーク外形が拡大したために、ワーク拘束穴２０１ａの最小径に達する前に拘束ブロック２０１がワークＷに接した場合、ワークＷが所定の力で拘束ブロック２０１によって把持されるようにワークチャックシリンダ２０３が制御される。
【００６４】
パンチの打圧が行われると、特にコイニング加工等では、ワークＷの外形の拡大が拘束ブロック２０１で制限されることからワークに内部応力が発生する。このような場合に拘束ブロック２０１による拘束を解除しないで後続する加工工程で例えば穴抜き加工を行うと穴径が縮小する或いはワークＷをダイ１１から取り外した後に外形が拡大する等の問題が生じて加工精度が悪化することとなる。これを避けるため、本実施例のワークチャック装置２００は、最初の加工工程が終わった段階で、一旦昇降プレート２０２を上昇させてワークの内部応力を解放した後下降させてワークＷを所定の圧力で拘束するように作動させることができる。
【００６５】
前述の実施例では、金型装置はストリッパを具備していたが、ストリッパを具備しない金型装置も本発明において可能である。ストリッパがない場合は、パンチプレートのパンチ保持穴を、パンチが水平方向に遊動及び傾くことがないようにパンチに隙間なく嵌合する径のものにすればよい。
【００６６】
また以上の実施例では、一つのダイと直線状に又は円弧状に一列に配列された３つのパンチセットとが一つのワークを加工していたが、複数個のワークを同時に加工するために、複数のダイを横に配置し、一列に配列されたパンチセットの列を前記複数のダイに対向するように複数並列に配置した金型装置も本発明において可能である。
【００６７】
次に、図８〜図１４を参照して、本発明によるプレス加工方法の第１の実施例を説明する。この実施例においては、プレス機と本発明の第１の実施例の金型装置１が用いられる。
【００６８】
まず加工工程に入る前に、通常は加工済みのワークＷがダイ１１に載置されているので加工済のワークＷをダイ１１から回収し、次いで加工をすべきワークＷをダイ１１に載置する。このため、パンチプレート２２をその上死点に上昇させた状態で、好適にはワーク載置・回収位置に移動させて位置決めする。ワークの回収と載置は、本金型装置とは別体のロボット（不図示）又は第２の実施例の金型装置２に連結された前述されたようなワーク把持手段等によって行うことが可能である。なお、パンチプレート２２をワーク載置・回収位置ではなく第１又は第３加工停留位置に停留させたときにワークの回収と載置を行うことも、パンチプレート２２上昇時にダイ上方周辺に生み出される空間を大きくすることにより可能となる。
【００６９】
ワークＷのダイ１１からの回収とダイ１１への載置が終わると、第１の加工工程が開始される。第１の加工工程では、第１パンチ２１１を用いてコイニング加工を行うために、まずパンチプレート２２が第１加工停留位置まで移動され、第１パンチ２１１がダイ１１に対向して配置される（図８）。
【００７０】
次に第１パンチ２１１を打圧する段階が始まる。この段階では上型２０を下降させることにより、まず第２ガイドポスト５２ａと第２受け穴５２ｂとが嵌合してパンチプレート２２がダイプレート１２に対して位置決めされ（図９）、次いで第１ガイドポスト５１ａと第１受け穴５１ｂとが嵌合してストリッパ２３がダイ１１に対して位置決めされ（図１０）、次いでプレス機のスライド６を下降させるが、打圧ブロック６０の先端がパンチのヘッド部２１ｂに接する前にストリッパ駆動手段７０がストリッパのスタッド２５に接してストリッパ２３が押圧されることによりワークＷが押圧され、最後に打圧ブロック６０により打圧された第１パンチ２１１の先端がワークＷに接するように（図１１）、上型昇降手段４０、ストリッパ駆動手段７０、及びプレス機のスライド６を制御する。そして、パンチが下死点まで下降されると、ダイ１１の形状を転写した凹部がワークＷに形成される。このとき、コイニング加工の転写性を向上させるために、背圧プレート８０を上昇させてワークＷを下面側から支持する。
【００７１】
次に、プレス機のスライド６が上昇し（図１２）、その後上型昇降手段４０がパンチプレート２２及びそれに付随してパンチとストリッパ２３を上昇させ、その結果第１及び第２ガイドポスト５１ａ、５２ａと第１及び第２受け穴５１ｂ、５２ｂとの嵌合が解除される。以上により第１の加工工程が完了する。
【００７２】
次に第２の加工工程が開始される。第２の加工工程では、第２パンチ２１２を用いて丸穴抜き加工を行うために、パンチプレート２２を第２加工停留位置まで移動させて第２パンチ２１２をダイ１１に対向配置する。
【００７３】
次に第２パンチ２１２を打圧する段階が、第１の加工工程における第１パンチ２１１を打圧する段階と同様に実施される。第２パンチ２１２が下死点まで下降されると、丸穴がワークＷに形成される。
【００７４】
第２パンチ２１２の下死点への到達に合わせて、背圧プレート８０を上昇させて、ワークの抜きかすＷｃを背圧プレート８０の先端に付着させる（図１３）。
【００７５】
次に、プレス機のスライド６が上昇した後、上型昇降手段４０がパンチプレート２２及びそれに付随してパンチとストリッパ２３を上昇させ、その結果第１及び第２ガイドポスト５１ａ、５２ａと第１及び第２受け穴５１ｂ、５２ｂとの嵌合が解除される。以上により第２の加工工程が完了する。
【００７６】
以下同様に、第３の加工工程が実施され、第２加工工程でワークＷに形成された丸穴のシェービング加工が実施される。第３の加工工程においては、シェービング加工により削られたワークの削りくずが先に抜かれた抜きかすＷｃに付着される。その後背圧プレート８０を下降させて、空気の噴射（不図示）等により抜きかすＷｃと削りくずを背圧プレート８０の先端から吹き飛ばして除去する（図１４）。
【００７７】
第３加工工程が完了して一つのワークの加工が完了する。次に新たなワークの加工工程が始まる前に、前述したとおりパンチプレート２２をワーク回収・載置位置へ戻して加工の完了したワークＷを回収する。なお次に、通常は、加工をすべき新たなワークＷがダイ１１に載置される。
【００７８】
次に、本発明によるプレス加工方法の第２の実施例を説明する。この実施例では、金型装置の第２の実施例で示されたワーク把持手段９０とワーク授受ステーション７をさらに用いることにより、ワークの供給と回収を含めたプレス加工を行う。なお、ワーク把持手段９０は、前述したとおり、パンチプレート２２がワーク回収・載置位置に位置決めされたときダイ１１に近接して対向し、パンチプレート２２が第３加工停留位置に位置決めされたときワーク授受ステーション７に近接して対向するようにパンチプレート２２に結合されている。
【００７９】
まず、パンチプレート２２を載置・回収位置に位置決めし、先行の加工済みのワークＷをワーク把持手段９０によってダイ１１から回収し、次いで加工前のワークＷをワーク把持手段９０によってダイ１１に載置する。
【００８０】
次に、加工済みのワークＷがワーク把持手段９０に把持された状態で、前述の実施例と同様に第１〜第３の加工工程を実行する。但し、本実施例では、第３の加工工程を実行する間に、ワーク把持手段９０は、ワーク授受ステーション７に近接して対向するので、前記加工済みのワークをワーク授受ステーション７に引き渡すと共に、ワーク授受ステーション７に置かれていた加工前の後続の新たなワークを把持して受け取る。以上により、ワークの授受を含めた工程の１サイクルが完了する。
【００８１】
なお、第３加工工程が終了した後、前記後続の新たなワークの加工を行うために、パンチプレート２２は載置・回収位置に位置決めされて前述と同様の工程が繰り返される。
【００８２】
この実施例では、第３加工工程の実行中に、ワーク把持手段９０がワーク授受ステーション７との間でワークを授受したが、本発明はこのように限定されるものではなく、ワークの授受を第１及び第２加工工程のいずれかの加工工程と並行して実施してもよい。その場合には、前記いずれかの加工工程を実行するときワーク把持手段９０がワーク授受ステーション７に近接して対向するようにワーク把持手段９０及びワーク授受ステーション７等を配置構成する。
【００８３】
次に、本発明のプレス加工方法の第３の実施例を説明する。この実施例では、下型１０に設けられ、ダイ１１に載置されたワークＷを拘束すること及び拘束を解除することができるワークチャック装置２００を用いるもので、ワークチャック装置２００に関係する部分以外は前述のプレス加工方法の第１又は第２の実施例と同様である。
【００８４】
この実施例のプレス加工方法においては、第１〜第３の加工工程の各々が、パンチの打圧の前に、ワークチャック装置２００によりワークを拘束し、パンチの打圧より後に、ワークチャック装置２００によりワークの拘束を解除するようにしている。また、ワークの拘束を一旦解除した後ワークを拘束するとき、ワークチャック装置２００は所定の圧力を超えないようにワークを拘束する。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の金型装置及びプレス加工方法の実施例で加工されるワークＷの完成品を示す図である。
【図２】本発明による金型装置の第１の実施例の横断面図である。
【図３】前記金型装置の第１の実施例の縦断面図である。
【図４】本発明による金型装置の第２の実施例のパンチプレートの水平方向の移動を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明による金型装置の第３の実施例の横断面図である。
【図６】本発明による金型装置の第４の実施例のワークチャック装置の平面図である。
【図７】前記ワークチャック装置及び下型の要部の横断面図である。
【図８】本発明によるプレス加工方法の第１の実施例の第１の加工工程において、パンチプレートが第１加工停留位置に位置決めされた段階を示す金型装置の横断面図である。
【図９】前記第１の加工工程のパンチ打圧段階において、上型が下降されて、第２ガイドポストと第２受け穴とが嵌合した状態を示す金型装置の横断面図である。
【図１０】前記パンチ打圧段階において、上型がさらに下降されて、第１ガイドポストと第１受け穴とが嵌合した状態を示す金型装置の横断面図である。
【図１１】前記パンチ打圧段階において、プレス機のスライドが下降された状態を示す金型装置の横断面図である。
【図１２】前記第１の加工工程の上型を上昇させる段階において、プレス機のスライドが上昇した状態を示す金型装置の横断面図である。
【図１３】プレス加工方法の第１の実施例の第２の加工工程のパンチ打圧段階において、プレス機のスライドが下降された状態を示す金型装置の横断面図である。
【図１４】前記第２の加工工程のパンチ打圧段階において、背圧プレートが下降して先端に付着した抜きカスを除去している状態を示す金型装置の横断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
６    プレス機のスライド
１０    下型
１１    ダイ
２０    上型
２１    パンチ
２２    パンチプレート
３０    上型送り手段
４０    上型昇降手段
５０    金型位置決め手段
６０    打圧ブロック
【図１】
0004736968.tif 000002
【図２】
0004736968.tif 000003
【図３】
0004736968.tif 000004
【図４】
0004736968.tif 000005
【図５】
0004736968.tif 000006
【図６】
0004736968.tif 000007
【図７】
0004736968.tif 000008
【図８】
0004736968.tif 000009
【図９】
0004736968.tif 000010
【図１０】
0004736968.tif 000011
【図１１】
0004736968.tif 000012
【図１２】
0004736968.tif 000013
【図１３】
0004736968.tif 000014
【図１４】
0004736968.tif 000015