(57)【要約】【課題】  従来より低コストでかつ、ワークの種類の変更にも容易に対応すること可能なプレス用金型を提供する。【解決手段】  本発明のプレス用金型２０では、パンチ２１に同期したノックアウトピン４０及びバーリングパンチ４５の動作を、ノックアウトピン４０及びバーリングパンチ４５と突当部材３５との突き当てという簡易な構成によって実現することができるので、油圧回路を用いた従来のプレス用金型よりコスト低減を図ることができる。また、従動軸部材４０，４５の長さを変更することで、従動軸部材４０，４５の動作タイミングを容易に変更することができるので、カム機構を備えた従来のプレス用金型より、ワーク９０の種類の変更にも容易に対応することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチ（２１）と、
前記パンチ（２１）が突入する成形孔（２３）を備えたダイ（２２）と、
前記成形孔（２３）の底壁（２４）を挟んで前記成形孔（２３）と反対側に配置されかつ前記パンチ（２１）に連動して直動するピストンロッド（２６）と、
前記成形孔（２３）の底壁（２４）に貫通形成された軸挿通孔（２９Ａ，２９Ｂ）と、  前記軸挿通孔（２９Ａ，２９Ｂ）に挿通され、前記パンチ（２１）及び前記ピストンロッド（２６）に押されて直動する従動軸部材（４０，４５）と、
前記成形孔（２３）の底壁（２４）に形成されて、前記軸挿通孔（２９Ａ，２９Ｂ）に交差した交差孔（３３Ａ，３３Ｂ）と、
前記交差孔（３３Ａ，３３Ｂ）の内部に収容された弾性部材（３６）と、
前記交差孔（３３Ａ，３３Ｂ）の内部に収容され、前記弾性部材（３６）の弾発力により前記従動軸部材（４０，４５）に側方から突き当てられ、通常は、前記従動軸部材（４０，４５）に摩擦係合し、前記従動軸部材（４０，４５）が前記パンチ（２１）又は前記ピストンロッド（２６）から軸力を受けたときには、前記従動軸部材（４０，４５）に摺接する突当部材（３５）とを備えたことを特徴とするプレス用金型（２０）。
【請求項２】
前記従動軸部材（４５）は、前記パンチ（２１）との間にワーク（９０）を挟持すると共に、前記ピストンロッド（２６）から軸力を受けて、前記ワーク（９０）を前記成形孔（２３）から押し出すノックアウトピン（４５）であることを特徴とする請求項１に記載のプレス用金型（２０）。
【請求項３】
前記従動軸部材（４０）は、ワーク（９０）に貫通成形された中心孔（９１）に突入し、その中心孔（９１）の縁部を筒状に隆起させるためのバーリングパンチ（４０）であることを特徴とする請求項１に記載のプレス用金型（２０）。
【請求項４】
前記従動軸部材（４０，４５）は、ワーク（９０）に貫通成形された中心孔（９１）に突入し、その中心孔（９１）の縁部を筒状に隆起させるためのバーリングパンチ（４０）と、前記バーリングパンチ（４０）の周りに配置された複数のノックアウトピン（４５）とからなり、
前記複数のノックアウトピン（４５）は、前記バーリングパンチ（４０）の外側に嵌合された環状部材（４６）に一端が固定され、前記環状部材（４６）を介して前記パンチ（２１）との間に前記ワーク（９０）を挟持すると共に、前記ピストンロッド（２６）から軸力を受けて前記ワーク（９０）を前記成形孔（２３）から押し出すように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のプレス用金型（２０）。
【請求項５】
前記成形孔（２３）の底壁（２４）は、前記ダイ（２２）に着脱可能に組み付けられた底壁構成部材（３０Ａ）によって構成され、
前記交差孔（３３Ａ，３３Ｂ）は、前記ダイ構成部材（３０Ａ）の側面に開放し、その開放部分から前記交差孔（３３Ａ，３３Ｂ）内に螺子部材（３７）がねじ込まれ、
前記突当部材（３５）は、前記螺子部材（３７）との間に前記弾性部材（３６）を挟むように配置されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプレス用金型（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイのうちパンチが突入する成形孔の内部に、パンチに同期して動作する例えばノックアウトピン又はバーリングパンチ等を備えたプレス用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス用金型として、ダイに形成された成形孔の内部にノックアウトピンを備えたものが知られている。このノックアウトピンは、パンチがワークを成形孔内に押し込む際には、パンチとの間にワークを挟んだ状態で成形孔の奥部に移動する一方、パンチが成形孔から退避したときには、ワークを成形孔から押し出すようにパンチに同期して直動する。そして、このノックアウトピンを駆動するために、油圧回路を備えたプレス用金型や（例えば、特許文献１参照）、ノックアウトピンをパンチに連動させるためのカム機構又はリンク機構を備えたプレス用金型が知られている。
【特許文献１】特開平７−１５５９９８号公報（段落［００１４］〜［００１６］、［００１８］、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来のプレス用金型のように油圧回路を備えると、プレス用金型が大型化し、コストがかかりかつ、プレス機の高速運転が困難になる。一方、ノックアウトピンを単にカム機構又はリンク機構に連結した構造のものでは、ノックアウトピンの動作タイミングを変更する場合に、プレス機本体に備えたカムシャフトやリンクの変更が必要になり、動作タイミングの変更が困難であった。このため、ワークの種類の変更に容易に対応することができなかった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より低コストでかつ、ワークの種類の変更にも容易に対応すること可能なプレス用金型の提供を目的とする。
【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なされた請求項１の発明に係るプレス用金型（２０）は、パンチ（２１）と、パンチ（２１）が突入する成形孔（２３）を備えたダイ（２２）と、成形孔（２３）の底壁（２４）を挟んで成形孔（２３）と反対側に配置されかつパンチ（２１）に連動して直動するピストンロッド（２６）と、成形孔（２３）の底壁（２４）に貫通形成された軸挿通孔（２９Ａ，２９Ｂ）と、軸挿通孔（２９Ａ，２９Ｂ）に挿通され、パンチ（２１）及びピストンロッド（２６）に押されて直動する従動軸部材（４０，４５）と、成形孔（２３）の底壁（２４）に形成されて、軸挿通孔（２９Ａ，２９Ｂ）に交差した交差孔（３３Ａ，３３Ｂ）と、交差孔（３３Ａ，３３Ｂ）の内部に収容された弾性部材（３６）と、交差孔（３３Ａ，３３Ｂ）の内部に収容され、弾性部材（３６）の弾発力により従動軸部材（４０，４５）に側方から突き当てられ、通常は、従動軸部材（４０，４５）に摩擦係合し、従動軸部材（４０，４５）がパンチ（２１）又はピストンロッド（２６）から軸力を受けたときには、従動軸部材（４０，４５）に摺接する突当部材（３５）とを備えたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のプレス用金型（２０）において、従動軸部材（４５）は、パンチ（２１）との間にワーク（９０）を挟持すると共に、ピストンロッド（２６）から軸力を受けて、ワーク（９０）を成形孔（２３）から押し出すノックアウトピン（４５）であるところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１に記載のプレス用金型（２０）において、従動軸部材（４０）は、ワーク（９０）に貫通成形された中心孔（９１）に突入し、その中心孔（９１）の縁部を筒状に隆起させるためのバーリングパンチ（４０）であるところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１に記載のプレス用金型（２０）において、従動軸部材（４０，４５）は、ワーク（９０）に貫通成形された中心孔（９１）に突入し、その中心孔（９１）の縁部を筒状に隆起させるためのバーリングパンチ（４０）と、バーリングパンチ（４０）の周りに配置された複数のノックアウトピン（４５）とからなり、複数のノックアウトピン（４５）は、バーリングパンチ（４０）の外側に嵌合された環状部材（４６）に一端が固定され、環状部材（４６）を介してパンチ（２１）との間にワーク（９０）を挟持すると共に、ピストンロッド（２６）から軸力を受けてワーク（９０）を成形孔（２３）から押し出すように構成されたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載のプレス用金型（２０）において、成形孔（２３）の底壁（２４）は、ダイ（２２）に着脱可能に組み付けられた底壁構成部材（３０Ａ）によって構成され、交差孔（３３Ａ，３３Ｂ）は、底壁構成部材（３０Ａ）の側面に開放し、その開放部分から交差孔（３３Ａ，３３Ｂ）内に螺子部材（３７）がねじ込まれ、突当部材（３５）は、螺子部材（３７）との間に弾性部材（３６）を挟むように配置されたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１０】
［請求項１の発明］
請求項１のプレス用金型（２０）では、パンチ（２１）がワーク（９０）を成形孔（２３）に押し込むと、従動軸部材（４０，４５）が押されて成形孔（２３）の奥部に移動する。このとき、従動軸部材（４０，４５）と突当部材（３５）とが摺接するので、その摺接抵抗によりパンチ（２１）と従動軸部材（４０，４５）との間にワーク（９０）が挟持され、安定してワーク（９０）が成形孔（２３）の奥部に移動する。そして、パンチ（２１）が成形孔（２３）から退避すると、従動軸部材（４０，４５）がピストンロッド（２６）に押されて元の位置に戻され、これに伴ってワーク（９０）が成形孔（２３）から押し出される。本発明では、上記した従動軸部材（４０，４５）の動作を、従動軸部材（４０，４５）と突当部材（３５）との突き当てという簡易な構成によって実現することができたので、油圧回路を用いた従来のプレス用金型よりコスト低減を図ることができる。また、従動軸部材（４０，４５）の長さを変更することで、従動軸部材（４０，４５）の動作タイミングを容易に変更することができるので、カム機構又はリンク機構を備えた従来のプレス用金型より、ワーク（９０）の種類の変更にも容易に対応することができる。
【００１１】
［請求項２の発明］
請求項２のプレス用金型（２０）によれば、ノックアウトピン（４５）を、低コストな構成で動作させることができると共に、その動作タイミングを容易に変更することができる。
【００１２】
［請求項３の発明］
請求項３のプレス用金型（２０）によれば、バーリングパンチ（４０）を、低コストな構成で動作させることができると共に、その動作タイミングを容易に変更することができる。
【００１３】
［請求項４の発明］
請求項４のプレス用金型（２０）によれば、バーリングパンチ（４０）の外側に嵌合された環状部材（４６）とパンチ（２１）との間にワーク（９０）を保持した状態で、ワーク（９０）にバーリング加工を施すことができるので、プレス製品の品質が安定する。
【００１４】
［請求項５の発明］
請求項５のプレス用金型（２０）によれば、底壁構成部材（３０Ａ）の側面に開放した交差孔（３３Ａ，３３Ｂ）の開放口から螺子部材（３７）を離脱して、突当部材（３５）及び弾性部材（３６）のメンテナンスを容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１には、プレス機１０に組み付けられたプレス用金型２０が示されている。プレス機１０は、上側ベース１１と下側ベース１２とを上下に対向配置して備える。また、上側ベース１１の上方と下側ベース１２の下方とには、例えば図示しない１対のカムシャフトが備えられ、上側に配置されたカムシャフトには上側ベース１１が連結される一方、下側に配置されたカムシャフトには後述するピストンロッド２６が連結されている。なお、これら両カムシャフトは、例えば図示しないモータを共通の駆動源として駆動されるようになっている。
【００１６】
プレス用金型２０は、プレス機１０の上側ベース１１に固定されたパンチ２１と、下側ベース１２に固定されたダイ２２とからなる。パンチ２１は、円柱体の先端面に凹所２１Ａを陥没形成した構造をなしている。
【００１７】
ダイ２２には、パンチ２１が突入する成形孔２３が形成されている。この成形孔２３の奥部は、底壁２４によって閉塞されており、その底壁２４を挟んで成形孔２３の反対側に形成された内部空間２５に、ピストンロッド２６が直動可能に収容されている。また、内部空間２５を挟んで底壁２４と対向した奥壁２７には、貫通孔２８が形成されており、ピストンロッド２６は、貫通孔２８に挿通されて内部空間２５内に突入した軸体２６Ａの先端に当接盤２６Ｂを備えてなる。そして、その軸体２６Ａの下端部が、前記したプレス機１０のカムシャフトに連結され、これによりパンチ２１に連動してピストンロッド２６が直動する。
【００１８】
図１に示すように、ダイ２２は、複数のダイ構成部材３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，・・・を組み付けてなり、それらのうちの１つのダイ構成部材３０Ａが本発明に係る「底壁構成部材」となっている（以下、このダイ構成部材３０Ａを「底壁構成部材３０Ａ」という）。そして、底壁構成部材３０Ａが成形孔２３の奥部に配置され底壁２４を構成している。
【００１９】
底壁構成部材３０Ａは、図５に示すように、扁平な円柱構造をなし、底壁構成部材３０Ａのうち成形孔２３（図１参照）内に露出した部分には、複数の軸挿通孔２９Ａ，２９Ｂが形成されている。より詳細には、底壁２４の中心には、比較的内径が大きな軸挿通孔２９Ａが形成され、その周りを３等配した位置に、比較的内径が小さな軸挿通孔２９Ｂが形成されている。そして、中心に形成された軸挿通孔２９Ａには、バーリングパンチ４０が挿通される一方、その周りの軸挿通孔２９Ｂには、ノックアウトピン４５が挿通されている。
【００２０】
図１に示すように、バーリングパンチ４０は、軸挿通孔２９Ａ内を直動可能な軸状をなし、その下端部にストッパキャップ４１がボルト止めされると共に、軸方向の途中部分からストッパフランジ４２が側方に張り出している。そして、ストッパフランジ４２が底壁２４の上面に当接した下端位置と、ストッパキャップ４１が底壁２４の下面に当接した上端位置との間で直動可能となっている。なお、底壁２４（底壁構成部材３０Ａ）の底面には、ストッパキャップ４１が収まる凹部３２が形成されている。
【００２１】
複数のノックアウトピン４５は、共に軸挿通孔２９Ｂ内を直動可能な軸状をなし、それらノックアウトピン４５の上端部は、環状のパッド４６（本発明に係る「環状部材」に相当する）に固定されている。パッド４６は、バーリングパンチ４０のうちストッパフランジ４２より上端側に嵌合され、ストッパフランジ４２からバーリングパンチ４０の先端までの間で直動可能となっている。なお、パッド４６の下面には、バーリングパンチ４０のストッパフランジ４２が収まる凹部４７が形成されている。
【００２２】
さて、図４に示すように、底壁構成部材３０Ａには、各軸挿通孔２９Ａ，２９Ｂと直角に交差するように複数の交差孔３３Ａ，３３Ｂが形成されている。詳細には、各交差孔３３Ａ，３３Ｂは、何れも底壁構成部材３０Ａの径方向に延びている。そして、バーリングパンチ４０用の軸挿通孔２９Ａには、１２０度の間隔を開けて３つの交差孔３３Ａが放射状に設けられ、各ノックアウトピン４５用の各軸挿通孔２９Ｂには、それぞれ１つずつの交差孔３３Ｂが設けられている。また、図５に示すように、バーリングパンチ４０用の交差孔３３Ａは、底壁構成部材３０Ａの上面寄りに配置される一方、ノックアウトピン４５用の交差孔３３Ｂは、底壁構成部材３０Ａの下面寄り位置に配置されている。
【００２３】
図４に示すように、各交差孔３３Ａ，３３Ｂは、それぞれの内部に雌螺子部３４が形成されている。そして、図５に示すように、各軸挿通孔２９Ａ，２９Ｂにバーリングパンチ４０及びノックアウトピン４５を挿入した状態で、各交差孔３３Ａ，３３Ｂに、突当部材３５、圧縮コイルバネ３６（本発明の「弾性部材」に相当する）、セット螺子３７（本発明の「螺子部材」に相当する）が順番に挿入されかつ、そのセット螺子３７が雌螺子部３４に螺合されている。これにより、圧縮コイルバネ３６が圧縮変形され、その弾発力によって突当部材３５がバーリングパンチ４０及びノックアウトピン４５に押し付けられている。そして、突当部材３５とバーリングパンチ４０及びノックアウトピン４５との摩擦係合により、バーリングパンチ４０及びノックアウトピン４５が自重によっては直動せず、一定位置に保持されている。また、パンチ２１又はピストンロッド２６に押されたときには、バーリングパンチ４０及びノックアウトピン４５が突当部材３５と摺接して、上下の何れかの方向に移動する。
【００２４】
次に、本実施形態の動作について説明する。
本実施形態のプレス機１０でプレス加工されるワーク９０（図１参照）は、ドーナッツ状の円板を僅かに屈曲させて薄皿状にした構造になっている。
プレス機１０は、パンチ２１が上死点に位置し、ダイ２２から離間した状態で待機している。また、このとき、ピストンロッド２６も上死点となり、そのピストンロッド２６に押されてバーリングパンチ４０及びノックアウトピン４５が上端位置に押し上げられた状態になっている。これにより、図１に示すように、パッド４６の上面がダイ２２の上面と略面一になり、そのパッド４６の上面からバーリングパンチ４０の上端部が僅かに突出し、その突出部分をワーク９０の中心孔９１に差し込んだ状態にして、ワーク９０がセットされる。
【００２５】
プレス機１０を起動すると、例えば、ピストンロッド２６が先に降下する。このとき、バーリングパンチ４０及びノックアウトピン４５は、突当部材３５との摩擦係合によって上端位置に保持されている。次いで、パンチ２１が降下すると、ワーク９０がパンチ２１に押されて、バーリングパンチ４０の先端寄り位置の段差部分まで押し込まれると共にバーリングパンチ４０が降下し、途中でワーク９０がパッド４６とパンチ２１との間に挟まれる。
【００２６】
この状態でワーク９０は、成形孔２３の奥側に押し込まれ、成形孔２３の内周面とパンチ２１の外周面との間で絞られることで、ワーク９０の外縁部が筒状に成形される。このとき、ノックアウトピン４５及びバーリングパンチ４０も押されて成形孔２３の奥側に移動し、それらノックアウトピン４５及びバーリングパンチ４０と突当部材３５とが摺接する。その摺接抵抗によりパンチ２１とパッド４６との間にワーク９０が安定して挟持される。
【００２７】
パンチ２１が成形孔２３の奥部に進むと、やがてバーリングパンチ４０のストッパフランジ４２が底壁２４に当接する。そして、バーリングパンチ４０が固定されたまま、ワーク９０が成形孔２３の奥部まで押し込まれる（図２参照）。これにより、ワーク９０の中心孔９１の縁部がバーリングパンチ４０に押されて筒状に隆起した形状に成形される。
【００２８】
パンチ２１が下死点を通過して上昇すると、その上昇タイミングから僅かに遅れてピストンロッド２６が上昇し始める。すると、先にノックアウトピン４５にピストンロッド２６が当接し、パッド４６がワーク９０を押し上げる。これにより、ワーク９０がバーリングパンチ４０の先端から外される。次いで、ピストンロッド２６がバーリングパンチ４０に当接し、バーリングパンチ４０も上昇する（図３参照）。そして、ピストンロッド２６が上死点に達し、プレス機１０の１サイクルが終了する。
【００２９】
ところで、このプレス機１０により加工されるワーク９０の種類を変更する場合には、プレス機１０に別のプレス用金型２０を組み付ける。これにより、新規のプレス用金型２０に対応した形状のワーク９０が成形される。ここで、ワーク９０の形状に応じ、パンチ２１に対するバーリングパンチ４０及びノックアウトピン４５の動作タイミングも変更する場合には、例えば、ピストンロッド２６及びパンチ２１を駆動するための各カムシャフトは流用し、バーリングパンチ４０及びノックアウトピン４５の長さを適宜変更すればよい。
【００３０】
このように、本実施形態のプレス用金型２０によれば、上記したバーリングパンチ４０及びノックアウトピン４５の動作を、バーリングパンチ４０及びノックアウトピン４５と突当部材３５との突き当てという簡易な構成によって実現することができるので、油圧回路を用いた従来のプレス用金型よりコスト低減を図ることができる。また、バーリングパンチ４０及びノックアウトピン４５の長さを変更することで、それらバーリングパンチ４０及びノックアウトピン４５の動作タイミングを容易に変更することができるので、カム機構又はリンク機構を備えた従来のプレス用金型より、ワーク９０の種類の変更にも容易に対応することができる。しかも、底壁構成部材３０Ａの側面に開放した交差孔３３Ａ，３３Ｂの開放口からセット螺子３７を離脱させることで、突当部材３５及び圧縮コイルバネ３６のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００３１】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）前記実施形態のプレス用金型２０には、バーリングパンチ４０とノックアウトピン４５が備えられていたが、バーリングパンチのみ又はノックアウトピンのみを備えたプレス用金型に本発明を適用していもよい。
【００３２】
（２）前記実施形態のプレス用金型２０では、交差孔３３Ａ，３３Ｂが軸挿通孔２９Ａ，２９Ｂと直角に交差するように形成されていたが、交差孔３３Ａ，３３Ｂが軸挿通孔２９Ａ，２９Ｂに斜めに交差するように形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るプレス用金型の側断面図
【図２】プレス用金型の側断面図
【図３】プレス用金型の側断面図
【図４】底壁構成部材の平面図
【図５】底壁構成部材の斜視図
【符号の説明】
【００３４】
２０    プレス用金型
２１    パンチ
２２    ダイ
２３    成形孔
２４    底壁
２６    ピストンロッド
２９Ａ，２９Ｂ    軸挿通孔
３０Ａ    底壁構成部材
３３Ａ，３３Ｂ    交差孔
３５    突当部材
３６    圧縮コイルバネ（弾性部材）
３７    セット螺子（螺子部材）
４０    バーリングパンチ
４５    ノックアウトピン
４６    パッド（環状部材）
９０    ワーク
９１    中心孔
【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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