(57)【要約】【課題】複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させるワークの打ち抜き技術を提供することを課題とする。【解決手段】ピストン３１が一つの場合におけるピストン３１の軸径Ｄ３は、最も外側に位置するパンチ３２を基としたパッド部３４の実質的外径Ｄ５よりも大きい。【効果】パッド部の実質的外径よりピストンの軸径が大きく、パッド部全体がピストンに押されるので、ワークを打ち抜く際の成形荷重によりパッド部の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワークを均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを打ち抜く複数のパンチと、これらの複数のパンチを上面に有すると共に、一つ又は複数のピストンで前記複数のパンチと一体的に進退されるパッド部と、を備え、
前記ピストンが一つの場合における前記ピストンの軸径は、最も外側に位置する前記パンチを基とした前記パッド部の実質的外径よりも大きく、
前記ピストンが複数の場合における最も外側に位置する複数の前記ピストンからなる仮想軸径は、前記パッド部の実質的外径よりも大きいことを特徴とする打ち抜き装置。
【請求項２】
前記複数のピストンでパッド部を押す場合に、
前記パッド部の実質的外径の内側部を支持する前記ピストンの断面積の総和は、前記パッド部の実質的外径の面積の割合の８割以上であることを特徴とする請求項１記載の打ち抜き装置。
【請求項３】
前記複数のピストンの各々の断面積は、同一であることを特徴とする請求項２記載の打ち抜き装置。
【請求項４】
前記ワークは、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成し、前記金属ベルトの周方向と一致するように複数枚積層される板状のエレメントであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の打ち抜き装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の打ち抜き装置を使用してベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメントを打ち抜く打ち抜き方法であって、
前記打ち抜き装置及び金属製の板材を準備する準備工程と、
前記板材を前記パンチで打ち抜いてエレメントを得る打ち抜き工程と、からなることを特徴とする打ち抜き方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製の板材から所定形状のワークを打ち抜くワークの打ち抜き技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製の板材を打ち抜く複数のパンチと、これらのパンチを支持するパッド部と、このパッド部を進退させる軸部とを備えるワークの打ち抜き装置が知られている（例えば、特許文献１（図１）参照。）。
【０００３】
この特許文献１の技術を図面に基づいて以下に説明する。
図８に示すように、ワークの打ち抜き装置１０１は、テーブル１０２にプレスボルスタ１０３が設けられ、このプレスボルスタ１０３の上側に複数のパンチ１０４を支持するパッド部１０５が昇降自在に設けられる。このパッド部１０５にナット部１０６が設けられ、このナット部１０６に軸部１０７のネジ１０８が入れられる。軸部１０７は、プレスボルスタ１０３の上部に回転可能に設けられており、軸部１０７を回転させることで、パッド部１０５が複数のパンチ１０４と一体的に昇降する。
【０００４】
プレスボルスタ１０３の下側にダイ１０９が設けられ、このダイ１０９に金属製の板材１１０をセットする。複数のパンチ１０４を下降させることで複数の所定形状のワークを得ることができる。
【０００５】
ワークには板厚の精度が求められるものがある。ワークの板厚精度を向上させるためには、複数個取りされる全てのワークに対して、複数のパンチ１０４を均等に下降させる必要がある。
【０００６】
しかし、従来のワークの打ち抜き装置１０１では、軸部１０７の径Ｄ１が、パッド部１０５の径Ｄ２より小さいため、ワークを打ち抜く際、複数のパンチ１０４が受ける成形荷重により、軸部１０７直下が支点となりパッド部１０５の外側が撓む。すなわち、パッド部１０５の中心付近と外側付近とで成形荷重に不均一になり、打ち抜かれたワークの板厚精度にバラツキが生じるおそれがある。そこで、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させるワークの打ち抜き技術が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２５４１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させるワークの打ち抜き技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、ワークを打ち抜く複数のパンチと、これらの複数のパンチを上面に有すると共に、一つ又は複数のピストンで前記複数のパンチと一体的に進退されるパッド部と、を備え、前記ピストンが一つの場合における前記ピストンの軸径は、最も外側に位置する前記パンチを基とした前記パッド部の実質的外径よりも大きく、前記ピストンが複数の場合における最も外側に位置する複数の前記ピストンからなる仮想軸径は、前記パッド部の実質的外径よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、複数のピストンでパッド部を押す場合に、パッド部の実質的外径の内側部を支持するピストンの断面積の総和は、パッド部の実質的外径の面積の割合の８割以上であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明では、複数のピストンの各々の断面積は、同一であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明では、ワークは、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成し、金属ベルトの周方向と一致するように複数枚積層される板状のエレメントであることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の打ち抜き装置を使用してベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメントを打ち抜く打ち抜き方法であって、打ち抜き装置及び金属製の板材を準備する準備工程と、板材をパンチで打ち抜いてエレメントを得る打ち抜き工程と、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明では、ピストンが一つの場合におけるピストンの軸径は、最も外側に位置するパンチを基としたパッド部の実質的外径よりも大きい。
パッド部の実質的外径よりピストンの軸径が大きく、パッド部全体がピストンに押されるので、ワークを打ち抜く際の成形荷重によりパッド部の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワークを均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。
【００１５】
また、ピストンが複数の場合における最も外側に位置する複数のピストンからなる仮想軸径は、パッド部の実質的外径よりも大きい。
パッド部の実質的外径より複数のピストンからなる仮想軸径が大きく、パッド部全体が押されるので、ワークを打ち抜く際の成形荷重によりパッド部の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワークを均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。
【００１６】
請求項２に係る発明では、複数のピストンでパッド部を押す場合に、パッド部の実質的外径の内側部を支持するピストンの断面積の総和は、パッド部の実質的外径の面積の割合の８割以上である。
発明者らは、７個のピストンを用意し、その中の１個を中心にその周りに、残りの６個のピストンを外接するようにして均等に配置してワークの板厚精度を計測した。これらの複数のピストンでパッド部を押すと、パッド部の実質的外径の内側部を支持するピストンの断面積の総和が、パッド部の実質的外径の面積の割合の８割以上で、板厚精度が面積の割合が１０割の場合と略同等になった。すなわち、複数のピストンを押す機構にした場合であっても、複数個取りされるワークを均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明では、複数のピストンの各々の断面積は、同一であることを特徴とする。
各々のピストンの断面積を同一にしたので、ピストンの重量やピストンが受ける抵抗を同じくでき、複数のピストンが同じように動く。結果、パッド部をスムーズに動かすことができ、ピストンを可動させる機構の負荷を軽減することができる。
【００１８】
請求項４に係る発明では、ワークは、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成し、金属ベルトの周方向と一致するように複数枚積層される板状のエレメントである。
ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成する板状のエレメントは、一本の金属ベルトに複数個使用される上に板厚精度が要求される。本発明によれば、１回の打ち抜きにより板厚精度の良い複数のエレメントを得ることができる。
【００１９】
請求項５に係る発明では、請求項１〜４のいずれか１項記載の打ち抜き装置を使用してベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメントを打ち抜く打ち抜き方法であって、打ち抜き装置及び金属製の板材を準備する準備工程と、板材をパンチで打ち抜いてエレメントを得る打ち抜き工程と、からなる。
本発明によれば、板厚精度の良いエレメントを一回の打ち抜き工程で複数個得ることができるので、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るワークの打ち抜き装置の全体図である。
【図２】本発明に係るピストンの軸径及びパッド部の実質的外径を説明する図である。
【図３】図２の３矢視図である。
【図４】エレメントの正面図である。
【図５】本発明に係る打ち抜き装置の作用図である。
【図６】図２の別態様を説明する図である。
【図７】図６の７矢視図である。
【図８】従来の技術の基本原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【００２２】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ワークの打ち抜き装置１０は、ベースとなるプレスボルスタ１１と、このプレスボルスタ１１の上部に設けられ内部に油圧シリンダ１２を有する下型ダイセット１３と、この下型ダイセット１３の上部にパッキングプレート１４を介して設けられるダイプレート１５と、下型ダイセット１２に対向して昇降自在に設けられドライバ１６によって昇降する上型ダイセット１７と、この上型ダイセット１７の下部にパッキングプレート１８を介して設けられるパンチプレート２１と、このパンチプレート２１の下方に上下移動自在に設けられ金属製の板材２２を上方から押さえ付ける上型パッド２３とを備える。
【００２３】
パンチプレート２１及び上型パッド２３は、パッキングプレート１８に設けられたガイドポスト２４によって、ダイプレート１５にガイドされる。上型パッド２３は、パッキングプレート１８に設けられたリテーナ２５によって下方への移動が一定の位置までに制限される。
【００２４】
また、ワークの打ち抜き装置１０は、油圧シリンダ１２内に摺動自在に設けられ油２６による油圧を受けるピストン３１と、このピストン３１の上部に設けられ複数のパンチ３２（以下、カウンターパンチ３２という。）を上面３３に有するパッド部３４と、パッキングプレート１８に設けられ、板材２２を上方から打ち抜く成形パンチ３５とを備える。
【００２５】
ピストン３１、油２６等により油圧機構３６が構成される。ピストン３１により複数のカウンターパンチ３２と一体的にパッド部３４が進退される。
【００２６】
次に、ピストン３１の軸径及びパッド部３４の実質的外径を図２及び図３で説明する。
図２に示すように、ピストン３１の軸径はＤ３であり、パッド部３４の外径はＤ４である。複数のピストン３２のうち、最も外側に位置するカウンターパンチ３２を基としたパッド部３４の実質的外径はＤ５である。そして、Ｄ５＜Ｄ４＜Ｄ３の関係が成立する。
【００２７】
図３に示すように、パッド部３４の実質的外径Ｄ５は、パッド部３４の外径Ｄ４より小さいが、ワークを打ち抜く際にカウンターパンチ３２を介して成形荷重を受ける部分は、最も外側に位置する複数のカウンターパンチ３２の外接円の内側となるので、Ｄ５をパッド部３４の実質的外径とする。この実質的外径Ｄ５よりもピストン３１の軸径Ｄ３は大きい。なお、実質的外径Ｄ５、パット部３４及びピストン３１は、平面視で円形状としたが、これに限定されず、実質的外径Ｄ５よりもピストン３１の軸径Ｄ３が大きければ、平面視で四角形など他の形状を呈しても差し支えない。
【００２８】
次に、ワークについて説明する。
図４に示すように、板材（図１、符号２２）が打ち抜かれることで成形されるワーク４１は、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメント４１である。エレメント４１は、ヘッド４２、ネック４３及びボディー４４からなる。エレメント４１は金属ベルトの周方向に沿って、複数個積層される部品であり、全てのエレメント４１に板厚精度が求められる。
【００２９】
次に、ワークの打ち抜き方法を説明する。
エレメント４１の打ち抜き方法は、図１に示す打ち抜き装置１０及び金属製の板材２２を準備する準備工程と、この打ち抜き装置１０を使用して板材２２を成形パンチ３５及びカウンターパンチ３２で打ち抜いてエレメント４１を得る打ち抜き工程とからなる。
【００３０】
以上の述べたワークの打ち抜き装置の作用を次に述べる。
図５（ａ）は比較例の打ち抜き装置の作用を説明する図であり、ワークの打ち抜き装置１２０の要部は、油圧シリンダ内に摺動自在に設けられ油圧を受けるピストン１２１と、このピストン１２１の上部に設けられ複数のカウンターパンチ１２２を上面１２３に有するパッド部１２４とからなる。ピストン１２１によって、パッド部１２４はカウンターパンチ１２２と一体的に進退される。ピストン１２１の軸径はＤ６であり、最も外側に位置する複数のカウンターパンチ１２２を基準としたパッド部１２４の実質的外径はＤ７であり、Ｄ６＜Ｄ７である。
【００３１】
比較例のピストン１２１を矢印（１）のように上昇させてワークを打ち抜く際、カウンターパンチ１２２は成形荷重により力Ｆ１を受ける。パッド部１２４の中央付近は、下方をピストン１２１に支持されるので変位しない。パッド部１２４の外側の部分は、下方を支持されていないため撓む。説明の便宜上誇張して図示するが、中央のカウンターパンチ１２２を支持する位置を支点とすると、外側のカウンターパンチ１２２を支持する位置の撓みはＬ１となる。このため、外側のカウンターパンチ１２２に打ち抜かれるワークの板厚精度の管理が難しい。
【００３２】
図５（ｂ）は実施例の打ち抜き装置の作用を説明する図であり、ピストン３１を矢印（２）のように上昇させて板材（図１、符号２２）を加工する際、カウンターパンチ３２は成形荷重Ｆ１を受ける。パッド部３４の下方全体が支持されるので、パッド部３４は撓まない。結果、複数個取りされるワーク（図４、符号４１）を均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワーク４１の板厚精度を均一にして向上させることができる。
【００３３】
次に、図２の別態様を図６及び図７に基づいて説明する。なお、図２に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図６に示すように、複数のカウンターパンチ３２を上面３３に有するパッド部３４は、複数のピストン３７に支持される。これらの複数のピストン３７によって、パッド部３４は複数のカウンターパンチ３２と一体的に進退される。最も外側に位置する複数のピストン３７からなる仮想軸径はＤ６である。パッド部３４の外径はＤ４であり、パッド部３４の実質的外径はＤ５である。そして、Ｄ５＜Ｄ４＜Ｄ６の関係が成立する。
【００３４】
図７に示すように、７個のピストン３７のうち１個を中心にし、その周りに残りの６個のピストン３７を外接するようにして均等に配置する。７個のピストン３７の断面積は同一である。パッド部３４の実質的外径Ｄ５の内側部の断面積はＡ１である。パッド部３４の実質的外径Ｄ５の内側部を支持する複数のピストン３１の断面積の総和（斜線部分）はＡ２である。
【００３５】
ワーク（図４、符号４１）の成形において、複数のピストン３７でパッド部３４を進退させた場合、Ａ２がＡ１の面積の割合の８割以上で板厚精度が面積の割合が１０割の場合と略同等になる結果が得られた。
【００３６】
以上に述べた内容をまとめて以下に記載する。
図１に示すように、ワークを打ち抜く複数のパンチ３２と、これらの複数のパンチ３２を上面３３に有すると共に、一つのピストン３１又は複数のピストン（図７、符号３７）で複数のパンチ３２と一体的に進退されるパッド部３４と、を備え、図２に示すピストン３１が一つの場合におけるピストン３１の軸径Ｄ３は、最も外側に位置するパンチ３２を基としたパッド部３４の実質的外径Ｄ５よりも大きく、ピストン３７が複数の場合における最も外側に位置する複数のピストン３７からなる仮想軸径Ｄ６は、パッド部の実質的外径Ｄ５よりも大きい。
【００３７】
この構成により、パッド部３４の実質的外径Ｄ５より一つのピストン３１の軸径Ｄ３が大きく、パッド部３４全体がピストン３１に押されるので、ワーク（図４、符号４１）を打ち抜く際の成形荷重によりパッド部３４の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワーク４１を均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。
加えて、パッド部３４の実質的外径Ｄ５より複数のピストン３７からなる仮想軸径Ｄ６が大きく、パッド部３４全体が押されるので、ワーク４１を打ち抜く際の成形荷重によりパッド部３４の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワーク４１を均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワーク４１の板厚精度を均一にして向上させることができる。
【００３８】
図７に示すように、複数のピストン３７でパッド部３４を押す場合に、パッド部３４の実質的外径Ｄ５の内側部を支持するピストン３７の断面積の総和Ａ２は、パッド部３４の実質的外径Ｄ５の面積Ａ１の割合の８割以上である。
【００３９】
この構成により、これらの複数のピストン３７でパッド部３４を押すと、パッド部３４の実質的外径Ｄ５の内側部を支持するピストン３７の断面積の総和Ａ２が、パッド部３４の実質的外径Ｄ５の面積Ａ１の割合の８割以上で、板厚精度が面積の割合が１０割の場合と略同等になった。すなわち、複数のピストン３７を押す機構にした場合であっても、複数個取りされるワーク（図４、符号４１）を均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワーク４１の板厚精度を均一にして向上させることができる。
【００４０】
図７に示すように、複数のピストン３７の各々の断面積は、同一である。
この構成により、各々のピストン３７の断面積を同一にしたので、ピストン３７の重量やピストン３７が受ける抵抗を同じくでき、複数のピストン３７が同じように動く。結果、パッド部３４をスムーズに動かすことができ、ピストン３７を可動させる機構の負荷を軽減することができる。
【００４１】
図４に示すように、ワーク４１は、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成し、金属ベルトの周方向と一致するように複数枚積層される板状のエレメント４１である。
この構成により、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成する板状のエレメント４１は、一本の金属ベルトに複数個使用される上に板厚精度が要求される。本発明によれば、１回の打ち抜きにより板厚精度の良い複数のエレメント４１を得ることができる。
【００４２】
図１に示すように、打ち抜き装置１０を使用してベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメント４１を打ち抜く打ち抜き方法であって、打ち抜き装置１０及び金属製の板材２２を準備する準備工程と、板材２２をパンチ３２で打ち抜いてエレメント（図４、符号４１）を得る打ち抜き工程と、からなる。
【００４３】
この工程により、板厚精度の良いエレメント４１を一回の打ち抜き工程で複数個得ることができるので、生産性の向上を図ることができる。
【００４４】
尚、本発明のワークの打ち抜き技術は、実施の形態ではベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメントに適用したが、板厚精度を要求される部品であれば、他の板状のワークに適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のワークの打ち抜き技術は、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメントに好適である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…打ち抜き装置、３１…一つのピストン、３２…パンチ（カウンターパンチ）、３３…パッド部の上面、３４…パッド部、３７…複数のピストン、４１…ワーク（エレメント）、Ｄ３…一つのピストンの軸径、Ｄ５…パッド部の実質的外径、Ｄ６…複数のピストンからなる仮想軸径、Ａ１…実質的外径の面積、Ａ２…実質的外径の内側部を支持するピストンの断面積の総和。
【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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