(57)【要約】【課題】プレス加工時に、可動側金型とワークとの接触面に潤滑油を確実に供給することができるプレス加工装置を提供する。【解決手段】パンチ１０とワークＷとの接触面に潤滑油を供給し、パンチ１０とダイ１０１とによってワークＷを打ち抜き加工する打ち抜き加工装置１００であって、パンチ１０の底面１１には、中央部１１Ｃから周囲部１１Ｒに向かって溝１５が形成されている。またパンチ１０の側面１２には、略プレス方向Ｐに沿って溝１６が形成されているものである。【選択図】図２
2013035055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動側金型とワークとの接触面に潤滑油を供給し、前記可動側金型と固定側金型とによって前記ワークをプレス加工するプレス加工装置であって、
前記可動側金型の前記ワークとの接触面には、中央部から周囲部に向かって溝が形成されている、
プレス加工装置。
【請求項２】
請求項１記載のプレス加工装置であって、
前記接触面の周囲部は、直線部と、曲線部または角部と、から形成されており、
前記溝は、前記直線部に向かう溝よりも、前記曲線部または前記角部に向かう溝が多く形成されている、
プレス加工装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のプレス加工装置であって、
前記可動側金型の側面には、略プレス方向に沿って溝または凹部が形成されている、
プレス加工装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のプレス加工装置であって、
前記可動側金型の前記ワークとの接触面に形成される溝は、前記接触面の周囲部を貫通することなく形成されている、
プレス加工装置。
【請求項５】
請求項３に記載のプレス加工装置であって、
前記可動側金型の前記ワークとの接触面に形成される溝、及び前記可動側金型の側面に形成される溝または凹部は、それぞれ前記接触面の周囲部を貫通することなく形成されている、
プレス加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークをプレス加工するプレス加工装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス加工とは、対となった金型の間にワークをはさみ、金型に強い力を加えることで、ワークを金型の形状に成形（塑性加工）する加工である。プレス加工には、せん断加工（打ち抜き加工）、曲げ加工、深絞り加工等が含まれる。プレス加工時には、ワークと金型との間に潤滑油が供給される。ワークと金型との間に潤滑油を供給することで、潤滑不足によりワークに割れやカジリが発生することを防止し、摩擦増大による金型寿命の低下を回避している。
【０００３】
プレス加工装置は、ワークをプレス加工する装置である。例えば、特許文献１は、可動側金型に油路を設け、外部の油圧装置から油路に潤滑油を圧送し、可動側金型とワークとの接触面に潤滑油を供給するプレス加工装置を開示している。
【０００４】
プレス加工時には、可動側金型の底面には、金属加工材の変形抵抗力、または、カウンターパンチによる背圧力等の高いプレス面圧が加わる。そのため、プレス加工時には、可動側金型の底面に供給された潤滑油が高い面圧によって排除され、可動側金型とワークとの接触面に潤滑油が供給できない場合がある。一方、潤滑油の供給油圧をプレス面圧以上とするには、超高圧の油圧装置が必要であって、設置スペース、または、安全性の観点から現実的ではない。そこで、プレス加工装置では、プレス加工時に、可動側金型とワークとの接触面に確実に潤滑油を供給することが課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０４５９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は、プレス加工時に、可動側金型とワークとの接触面に潤滑油を確実に供給することができるプレス加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、可動側金型とワークとの接触面に潤滑油を供給し、前記可動側金型と固定側金型とによって前記ワークをプレス加工するプレス加工装置であって、前記可動側金型の前記ワークとの接触面には、中央部から周囲部に向かって溝が形成されているものである。
【０００９】
請求項２においては、請求項１記載のプレス加工装置であって、前記接触面の周囲部は、直線部と、曲線部または角部と、から形成されており、前記溝は、前記直線部に向かう溝よりも、前記曲線部または前記角部に向かう溝が多く形成されているものである。
【００１０】
請求項３においては、請求項１または請求項２記載のプレス加工装置であって、前記可動側金型の側面には、略プレス方向に沿って溝または凹部が形成されているものである。
【００１１】
請求項４においては、請求項１または請求項２に記載のプレス加工装置であって、前記可動側金型の前記ワークとの接触面に形成される溝は、前記接触面の周囲部を貫通することなく形成されているものである。
【００１２】
請求項５においては、請求項３に記載のプレス加工装置であって、前記可動側金型の前記ワークとの接触面に形成される溝、及び前記可動側金型の側面に形成される溝または凹部は、それぞれ前記接触面の周囲部を貫通することなく形成されているものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のプレス加工装置によれば、プレス加工時に、可動側金型とワークとの接触面に潤滑油を確実に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る打ち抜き加工装置の全体的な構成を示した構成図。
【図２】第一実施形態であるパンチの底面図及び側面図。
【図３】同じく別の実施形態であるパンチの側面図。
【図４】同じく打ち抜き加工時のパンチの圧力分布を示すグラフ図。
【図５】第二実施形態であるパンチの底面図及び側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１を用いて、打ち抜き加工装置１００について説明する。
図１では、ワークＷの搬送経路を２点鎖線で示している。また、以下では、図１の矢印Ｐの方向をプレス方向として説明する。
【００１６】
打ち抜き加工装置１００は、本発明のプレス加工装置の実施形態である。打ち抜き加工とは、プレス加工のうちの１つである。打ち抜き加工装置１００は、対となったパンチ１０とダイ１０１との間にワークＷをはさみ、パンチ１０にダイ１０１へ近接する側への強い力を加えることで、パンチ１０の形状にワークＷを打ち抜く装置である。
【００１７】
打ち抜き加工装置１００の構成について説明する。
打ち抜き加工装置１００は、可動側金型としてのパンチ１０と、固定側金型としてのダイ１０１と、ボルスタ１０３と、スライド１０４と、スライド機構１０５と、を具備している。
【００１８】
パンチ１０は、略柱体形状に形成されている。パンチ１０は、打ち抜かれるべきワークＷの形状と同じ形状に形成されている。なお、パンチ１０の詳細について詳しくは後述する。スライド１０４は、パンチ１０を上方から支持するものである。
【００１９】
ダイ１０１は、略直方体に形成されている。ダイ１０１の中央部には、打ち抜かれるべきワークＷの形状と同じ形状の打抜孔１０１Ａが形成されている。ボルスタ１０３は、ダイ１０１を下方から支持するものである。
【００２０】
スライド機構１０５は、駆動手段（図示略）によって、スライド１０４を周期的に上昇または下降させ、パンチ１０及びスライド１０４をフレーム１０６内にてプレス方向Ｐにスライドさせる機構である。
【００２１】
打ち抜き加工装置１００は、搬送装置（図示略）と、潤滑油塗布装置１１０と、を具備している。搬送装置は、パンチ１０とダイ１０１との間にワークＷを配置するように、ワークＷを搬送する装置である。潤滑油塗布装置１１０は、搬送装置により打ち抜き加工装置１００に向かって搬送されるワークＷの表面に潤滑油を塗布する装置である。潤滑油塗布装置１１０は、潤滑油が付着したローラを搬送されるワークＷに当接し、ワークＷの表面に潤滑油を塗布する構成とされている。
【００２２】
打ち抜き加工装置１００の作用について説明する。
ワークＷは、搬送装置によって、打ち抜き加工装置１００に向かって搬送される。搬送されるワークＷの表面には、搬送経路の途上において、潤滑油塗布装置１１０によって潤滑油が塗布される。打ち抜き加工装置１００に到達したワークＷは、パンチ１０とダイ１０１との間に配置され、スライドするパンチ１０によって打ち抜かれる。
［第一実施形態］
【００２３】
図２を用いて、パンチ１０について説明する。
図２（Ａ）は、パンチ１０の側面１２を示し、図２（Ｂ）は、パンチ１０の底面１１を示している。
【００２４】
パンチ１０は、本発明のプレス加工装置における可動側金型の第一実施形態である。本実施形態のパンチ１０は、ワークＷに位置決め用のパイロット孔を打ち抜き加工するものである。
【００２５】
パンチ１０の構成について説明する。
パンチ１０は、円柱形状に形成されている。パンチ１０は、接触面としての底面１１と、側面１２と、を有している。底面１１には、複数本の溝１５が形成されている。各溝１５は、中央部１１Ｃから周囲部１１Ｒに向かって略等角度を隔てて放射状に形成されている。溝１５は、中央部１１Ｃでは、それぞれの溝１５が連通することなく形成されている。溝１５は、周囲部１１Ｒを貫通することなく形成されている。
【００２６】
言い換えれば、溝１５は、底面１１の半径方向において、中心より所定距離離れた位置から円周縁より所定距離離れた位置まで形成されている。なお、溝１５の幅及び深さは、打ち抜き形状であるパイロット孔の形状に影響しない程度に十分小さいものとする。
【００２７】
側面１２には、複数本の溝１６が略プレス方向Ｐに形成されている。各溝１６は、側面１２の周方向に略等間隔に配置されており、それぞれパンチ１０の下端部１２Ｕから中途部１２Ｍに向かって形成されている。溝１６は、下端部１２Ｕを貫通することなく形成されている。言い換えれば、溝１６は、側面１２において、下端より所定距離離れた位置から中途部１２Ｍまで形成されている。なお、溝１６の幅及び深さは、打ち抜き形状であるパイロット孔の形状に影響しない程度に十分小さいものとする。
【００２８】
ここで、特記すべき事項として、底面１１に形成される溝１５と、側面１２に形成される溝１６とは、周囲部１１Ｒ（下端部１２Ｕ）にて、それぞれが連通しない構成とされている。
【００２９】
図３を用いて、側面１２に形成される溝１６の別実施形態について説明する。
上述した側面１２に形成される溝１６は、図３（Ａ）に示される丸型の凹部１６Ａ、図３（Ｂ）に示される円周方向に沿ったライン状の凹部１６Ｂ、図３（Ｃ）に示される円周方向に沿った溝１６Ｃ、図３（Ｄ）に示される軸方向に沿った凹部１６Ｄ、であっても良いものとする。
【００３０】
図４を用いて、パンチ１０の打ち抜き加工時の圧力分布について説明する。
図４では、説明を分かり易くするため、パンチ１０を２点鎖線で示している。また、図４のグラフの縦軸は、打ち抜き加工時のプレス面圧Ｐｆ（圧縮側）を示し、図４のグラフの横軸は、パンチ１０の底面１１の位置を示している。
【００３１】
打ち抜き加工時には、パンチ１０の底面１１には、金属加工材の変形抵抗力、または、カウンターパンチによる背圧力等の高いプレス面圧Ｐｆが加わる。また、打ち抜き加工時のプレス面圧Ｐｆは、中央部１１Ｃが最も大きく、周囲部１１Ｒに向かって減少していくことが分かっている。つまり、打ち抜き加工時のパンチ１０の底面１１には、中央部１１Ｃから周囲部１１Ｒに向かう圧力勾配が形成される。
【００３２】
パンチ１０の作用について説明する。
ワークＷの表面には、潤滑油塗布装置１１０によって、潤滑油が塗布されている。そのため、打ち抜き加工時には、パンチ１０とワークＷとの間に潤滑油が供給されていることになる。
【００３３】
打ち抜き加工時には、パンチ１０の底面１１では、中央部１１Ｃから周囲部１１Ｒに向かう圧力勾配が形成される。そのため、パンチ１０とワークＷとの間に供給された潤滑油は、中央部１１Ｃから周囲部１１Ｒに向かって流れる。パンチ１０の底面１１には中央部１１Ｃから周囲部１１Ｒに向かって溝１５が形成されているため、パンチ１０とワークＷとの間に供給された潤滑油は、溝１５を流れることで、中央部１１Ｃから周囲部１１Ｒに向かって流れる。
【００３４】
言い換えれば、中央部１１Ｃから周囲部１１Ｒに向かって溝１５が形成されているため、潤滑油が中央部１１Ｃから周囲部１１Ｒに向かって流れ易くなる。潤滑油が中央部１１Ｃから周囲部１１Ｒに向かって流れ易くなると、底面１１とワークＷとの間に供給された潤滑油がプレス面圧Ｐｆによって、底面１１とワークＷとの間から排除されにくくなる。底面１１とワークＷとの間に供給された潤滑油がプレス面圧Ｐｆによって排除されにくいため、パンチ１０の底面１１に潤滑油を確実に供給することができる。
【００３５】
また、打ち抜き加工時にパンチ１０とワークＷとの間に供給された潤滑油は、パンチ１０の側面１２にも供給される。パンチ１０の側面１２に付着した潤滑油は、ワークＷのせん断面とパンチ１０の側面１２との摺動によって、側面１２の下端部１２Ｕから中途部１２Ｍに向かって略プレス方向Ｐに流れる。パンチ１０の側面１２には下端部１２Ｕから中途部１２Ｍに向かって溝１６が形成されているため、パンチ１０の側面１２とワークＷのせん断面との間に供給された潤滑油は、溝１６を流れることによって、下端部１２Ｕから中途部１２Ｍに向かって流れる。
【００３６】
言い換えれば、下端部１２Ｕから中途部１２Ｍに向かって溝１６が形成されているため、潤滑油が下端部１２Ｕから中途部１２Ｍに向かって流れ易くなる。潤滑油が下端部１２Ｕから中途部１２Ｍに向かって流れ易くなると、側面１２に供給された潤滑油がプレス面圧Ｐｆによって側面１２から排除されにくくなる。側面１２に供給された潤滑油がプレス面圧Ｐｆによって排除されにくいため、パンチ１０の側面１２に潤滑油を確実に供給することができる。
【００３７】
パンチ１０の効果について説明する。
パンチ１０によれば、打ち抜き加工時に、パンチ１０とワークＷとの接触面に潤滑油を確実に供給することができる。パンチ１０とワークＷとの接触面に潤滑油を確実に供給することによって、パンチ１０とワークＷとの摩擦係数が低減する。このようにして、パンチ１０の金型寿命を向上できる。
【００３８】
また、底面１１に形成される溝１５と、側面１２に形成される溝１６とは、それぞれが周囲部１１Ｒ（下端部１２Ｕ）を貫通しない構成とすることで、強度が弱い周囲部１１Ｒ（下端部１２Ｕ）がチッピングすることを防止している。
［第二実施形態］
【００３９】
図５を用いて、パンチ２０について説明する。
図５（Ａ）は、パンチ２０の側面２２を示し、図５（Ｂ）は、パンチ２０の底面２１を示している。
【００４０】
パンチ２０は、本発明のプレス加工装置における可動側金型の第二実施形態である。本実施形態のパンチ２０は、ワークＷとして無段変速機のエレメントを打ち抜き加工するものである。
【００４１】
パンチ２０の構成について説明する。
パンチ２０は、略直方体に形成されている。パンチ２０は、接触面としての底面２１と、側面２２と、を有している。側面２２には、打ち抜き形状としての波形状が形成されている。
【００４２】
底面２１は、矢印部２４と、ベース部２６と、から構成されている。矢印部２４の周囲部２４Ｒは、複数箇所の角部２４Ａと、直線部と、から形成されている。ベース部２６の周囲部２６Ｒは、複数の曲線部からなる波部２６Ｂと、直線部と、から形成されている。
【００４３】
矢印部２４には、溝２５が形成されている。溝２５は、矢印部２４の中央部２４Ｃから周囲部２４Ｒに向かって形成されている。ここで、特記すべき事項として、中央部２４Ｃから周囲部２４Ｒの直線部に向かう溝２５の本数と比較して、中央部２４Ｃから周囲部２４Ｒの角部２４Ａに向かう溝２５の本数が多くなるように形成されている。
【００４４】
言い換えれば、中央部２４Ｃから周囲部２４Ｒに向かって形成されている溝２５は、角部２４Ａに集中して向かうように形成されている。なお、溝２５は、周囲部２４Ｒを貫通することなく形成されている。なお、溝２５の幅及び深さは、打ち抜き形状であるエレメントの形状に影響しない程度に十分小さいものとする。
【００４５】
ベース部２６には、溝２７が形成されている。溝２７は、ベース部２６の中央部２６Ｃから周囲部２６Ｒに向かって形成されている。ここで、特記すべき事項として、中央部２６Ｃから周囲部２６Ｒの直線部に向かう溝２７の本数と比較して、中央部２６Ｃから周囲部２６Ｒの波部２６Ｂに向かう溝２７の本数が多くなるように形成されている。
【００４６】
言い換えれば、中央部２６Ｃから周囲部２６Ｒに向かって形成されている溝２７は、波部２６Ｂに集中して向かうように形成されている。なお、溝２７は、周囲部２６Ｒを貫通することなく形成されている。なお、溝２７の幅及び深さは、打ち抜き形状であるエレメントの形状に影響しない程度に十分小さいものとする。
【００４７】
パンチ２０の作用について説明する。
ワークＷの表面には、潤滑油塗布装置１１０によって、潤滑油が塗布されている。そのため、打ち抜き加工時には、パンチ２０とワークＷとの間に潤滑油が供給されていることになる。
【００４８】
打ち抜き加工時には、パンチ２０の底面２１には、矢印部２４に中央部２４Ｃから周囲部２４Ｒに向かう圧力勾配が形成されるため、パンチ２０とワークＷとの間に供給される潤滑油は、中央部２４Ｃから周囲部２４Ｒに向かって流れる。
【００４９】
矢印部２４には中央部２４Ｃから周囲部２４Ｒに向かって溝２５が形成されているため、パンチ２０とワークＷとの間に供給された潤滑油は、溝２５を流れることによって、中央部２４Ｃから周囲部２４Ｒに向かって流れる。このとき、溝２５が角部２４Ａに集中して向かうように形成されているため、潤滑油は、角部２４Ａに集中して流れる。
【００５０】
言い換えれば、中央部２４Ｃから角部２４Ａに向かって溝２５が集中して形成されているため、潤滑油が中央部２４Ｃから角部２４Ａに向かって流れ易くなる。潤滑油が中央部２４Ｃから角部２４Ａに向かって流れ易くなると、底面２１の角部２４Ａに潤滑油を確実に供給することができる。
【００５１】
また、打ち抜き加工時には、上述したように、パンチ２０の底面２１のベース部２６に中央部２６Ｃから周囲部２６Ｒに向かう圧力勾配が形成されるため、パンチ２０とワークＷとの間に供給された潤滑油は、中央部２６Ｃから周囲部２６Ｒに向かって流れる。
【００５２】
ベース部２６には中央部２６Ｃから周囲部２６Ｒに向かって溝２７が形成されているため、パンチ２０とワークＷとの間に供給された潤滑油は、溝２７を流れることによって、中央部２６Ｃから周囲部２６Ｒに向かって流れる。このとき、溝２７が波部２６Ｂに集中して向かうように形成されているため、潤滑油は、波部２６Ｂに集中して流れる。
【００５３】
言い換えれば、中央部２６Ｃから波部２６Ｂに向かって溝２７が集中して形成されているため、潤滑油が中央部２６Ｃから波部２６Ｂに向かって流れ易くなる。潤滑油が中央部２６Ｃから波部２６Ｂに向かって流れ易くなると、底面２１の波部２６Ｂに潤滑油を確実に供給することができる。
【００５４】
パンチ２０の効果について説明する。
パンチ２０によれば、打ち抜き加工時に、底面２１の角部２４Ａ及び波部２６Ｂに潤滑油を確実に供給することができる。角部２４Ａ及び波部２６Ｂに潤滑油を確実に供給することによって、角部２４Ａ及び波部２６ＢとワークＷとの摩擦係数が低減する。このようにして、強度が弱い角部２４Ａ及び波部２６Ｂがチッピングすることを防止できる。
【００５５】
また、溝２５が矢印部２４の周囲部２４Ｒを貫通しない構成とすることで、強度が弱い周囲部２４Ｒがチッピングすることを防止できる。同様に、溝２７がベース部２６の周囲部２６Ｒを貫通しない構成とすることで、強度が弱い周囲部２６Ｒがチッピングすることを防止できる。
【００５６】
実施形態１及び２では、プレス加工装置として打ち抜き加工装置１００とする構成としたが、これに限定されない。プレス加工装置としてバーリング加工装置または冷間鍛造加工装置とする構成としても良い。このとき、接触面とは、プレス加工時に、可動側金型の部分であって、実際にワークと接触する面とする。
【符号の説明】
【００５７】
１０      パンチ
１１      底面
１１Ｃ    中央部
１１Ｒ    周囲部
１５      溝
１２      側面
１２Ｍ    中途部
１２Ｕ    下端部
１６      溝
１００    打ち抜き加工装置
【図１】
2013035055.tif 000003
【図２】
2013035055.tif 000004
【図３】
2013035055.tif 000005
【図４】
2013035055.tif 000006
【図５】
2013035055.tif 000007