(57)【要約】【課題】プレス加工によって生じる反りを確実に矯正する。【解決手段】プレス加工機１３のプレス金型１４は、ダイ２０と、ダイ２０に対して相対的に接離可能に設けられたパンチ２１と、ダイ２０に設けられ、ダイ２０とパンチ２１との間でプレスされる金属板１５の反りを矯正する反り矯正部２５と、を備え、反り矯正部２５は、ダイ２０をダイ２０とパンチ２１との接離方向Ｚに直交する面内で複数に分割してなる分割体２６（２６Ａ〜２６Ｃ）と、複数の分割体２６Ａ〜２６Ｃのそれぞれを、ダイ２０とパンチ２１とが接離する接離方向Ｚに沿って位置調整するシム２２と、を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一金型と、
前記第一金型に対して相対的に接離可能に設けられた第二金型と、
前記第一金型および前記第二金型の一方に設けられ、前記第一金型と前記第二金型との間でプレス加工される加工対象物の反りを矯正する反り矯正部と、を備え、
前記反り矯正部は、
前記第一金型または前記第二金型を前記第一金型と前記第二金型との接離方向に交差する面内で複数に分割された分割体と、
複数の前記分割体のそれぞれを、前記接離方向に沿って位置調整する位置調整部と、を備えていることを特徴とするプレス金型。
【請求項２】
前記分割体の対向面には、凸部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプレス金型。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプレス金型を備えることを特徴とするプレス加工機。
【請求項４】
帯状の基材を繰り出す基材供給部と、
前記基材の送り方向に沿って複数設けられ、それぞれ前記基材に所定の加工を施すステージと、を備え、
前記プレス金型は、前記送り方向における終端の前記ステージに設けられていることを特徴とする請求項３に記載のプレス加工機。
【請求項５】
請求項１または２に記載のプレス金型によって成形されたことを特徴とするプレス部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プレス金型、プレス加工機およびプレス部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス金型を用いて、鉄板や鋼板、アルミ板、りん青銅板等の金属板をプレス加工することで、様々なプレス部品の製造がなされている。プレス加工の手法としては、例えばせん断加工や曲げ加工、絞り加工等がある。プレス部品の製造は、プレス加工の各手法を適宜選択、または組み合わせながら行われている。
【０００３】
また、いわゆる順送型を用いてプレス部品を製造する場合、例えば、まず、帯状の金属板に対し、絞り加工による絞り部の形成や、せん断加工による貫通孔の形成等を順次行った後、せん断加工により外形形状に沿って打ち抜く。このように、順送型を用いたプレス加工機は、帯状の金属板に対して複数回の加工を順次行うことにより、プレス部品を製造する。
【０００４】
ところで、金属板をプレス加工した場合、プレス部品に生じる残留応力等によって、プレス部品に反りが生じるという問題がある。そこで、予め金属板の素材に凹凸を付加して、プレス部品に反りが発生するのを抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３５２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、プレス部品に生じる残留応力は、せん断加工によって形成した孔等の数や大きさ、配置、曲げ加工の曲率、絞り加工の絞り深さ等の要因によって様々に異なる。さらに、同じ形状のプレス部品であっても、材料の製造ロット等に残留応力の発生度合いが異なることもある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みたものであって、プレス加工によって生じる反りを確実に矯正することのできるプレス金型、プレス加工機およびプレス部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明のプレス金型は、第一金型と、前記第一金型に対して相対的に接離可能に設けられた第二金型と、前記第一金型および前記第二金型の一方に設けられ、前記第一金型と前記第二金型との間でプレス加工される加工対象物の反りを矯正する反り矯正部と、を備え、前記反り矯正部は、前記第一金型または前記第二金型を前記第一金型と前記第二金型との接離方向に交差する面内で複数に分割された分割体と、複数の前記分割体のそれぞれを、前記接離方向に沿って位置調整する位置調整部と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、複数の分割体のそれぞれを、第一金型と第二金型とが接離する接離方向に沿って位置調整することで、加工対象物を塑性変形させて残留応力の均一化を図ることができる。このようにして、加工対象物の反りの状況に応じた反り矯正を行うことができる。
【００１０】
また、前記分割体の対向面には、凸部が形成されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、凸部によって、加工対象物に作用させる応力を高め、反り矯正力を高めることができる。これにより、加工対象物の反り矯正を効果的に行うことができる。
【００１２】
また、本発明のプレス加工機は、上述のプレス金型を備えることを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、加工対象物の反りの状況に応じた反り矯正を行うことができる。
【００１４】
また、本発明のプレス加工機は、帯状の基材を繰り出す基材供給部と、前記基材の送り方向に沿って複数設けられ、それぞれ前記基材に所定の加工を施すステージと、を備え、前記プレス金型は、前記送り方向における終端の前記ステージに設けられていることを特徴としている。
【００１５】
一般に、複数のステージを経て複数段階の加工を施す場合、基材の残留応力の状態が順次変動する。これに対して、本発明によれば、送り方向終端のステージで反り矯正を行うことで、一度で効率よく確実に反りを矯正することができる。
【００１６】
また、本発明のプレス部品は、上述のプレス金型によって成形されたことを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、反りが確実に矯正されたプレス部品を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数の分割体のそれぞれを、第一金型と第二金型とが接離する接離方向に沿って位置調整することで、加工対象物を塑性変形させて残留応力の均一化を図ることができる。このようにして、加工対象物の反りの状況に応じた反り矯正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の順送型のプレスユニットの模式図である。
【図２】プレス加工機でプレス加工されるプレス部品の一例を示す平面図である。
【図３】送り方向における終端のステージに備えられたプレス金型の概略構成を示す断面図である。
【図４】実施形態の第一変形例の反り矯正部を構成する分割体を示す図である。
【図５】実施形態の第二変形例の反り矯正部を構成する分割体を示す図である。
【図６】実施形態の第三変形例の反り矯正部を構成する分割体を示す図である。
【図７】実施形態の第四変形例の反り矯正部を構成する分割体を示す図である。
【図８】実施形態の第五変形例の反り矯正部を構成する分割体を示す図である。
【図９】実施形態の第六変形例の反り矯正部を構成する分割体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の順送型のプレスユニットの模式図である。
図１に示すように、プレスユニット１０は、アンコイラ（請求項の「基材供給部」に相当。）１１と、レベラフィーダ１２と、プレス加工機１３とを備えている。
【００２１】
アンコイラ１１は、プレス加工前の帯状の金属板１５（請求項の「加工対象物、基材」に相当。）が巻回されてなるコイル１６から金属板１５を解くための装置である。レベラフィーダ１２は、アンコイラ１１で解かれた金属板１５をプレス加工機１３に供給するための装置である。レベラフィーダ１２は、プレス加工機１３における１回のプレス動作（上下動）ごとに、金属板１５を後述するプレス金型１４の１ステージ分の長さだけ送り出す。
【００２２】
プレス加工機１３は、複数のステージＳ１〜ステージＳｆを有する。なお、Ｓｆは、金属板１５の送り方向における終端に位置するステージを示している。複数のステージＳ１〜ステージＳｆは、金属板１５の送り方向に沿って複数に区分けされて、一定間隔で設けられている。
【００２３】
各ステージＳ１〜ステージＳｆのそれぞれには、プレス金型１４が設けられている。プレス金型１４は、下方に配置されたダイ２０（請求項の「第一金型」に相当。）と、ダイ２０に対向して上方に配置されたパンチ２１（請求項の「第二金型」に相当。）と、を備えている。
【００２４】
プレス加工機１３は、複数のステージＳ１〜ステージＳｆのプレス金型１４のダイ２０がセットされるボルスタ１３ａと、複数のステージＳ１〜ステージＳｆのプレス金型１４のパンチ２１がセットされるスライド１３ｂとを備えている。
スライド１３ｂは、図示しない駆動機構によって上下方向に駆動される。これによって、複数のステージＳ１〜ステージＳｆのプレス金型１４は、ダイ２０とパンチ２１とが互いに接離する方向Ｚに駆動されてプレス動作を行い、ダイ２０とパンチ２１との間に通した金属板１５にプレス加工を施す。
ここで、プレス加工機１３においては、複数のステージＳ１〜ステージＳｆのそれぞれにおいて、プレス金型１４のダイ２０およびパンチ２１の形状が異なっている。これにより、プレス加工機１３においては、金属板１５が順送されながら、例えばせん断加工や曲げ加工、絞り加工等の加工が金属板１５に施される。プレス部品１は、プレス加工機１３により金属板１５に所定のプレス加工が順次施されて形成される。
【００２５】
図２は、本実施形態のプレスユニットのプレス加工機でプレス加工されるプレス部品の一例を示す平面図である。
図２に示すように、プレス部品１は、プレス加工機１３により金属板１５に所定のプレス加工が順次施されて形成される。
ここで、実施形態のプレス部品１は、例えば機械式時計やクオーツ時計等の時計に組み込まれる日車を保持する日車押さえであって、円板状に形成されている。具体的に、プレス部品１は、円板状の基板２と、基板２に形成された複数の機能部３と、プレス部品１を図示しない取付部材に固定するための複数の固定孔４と、が一体的に形成されたものである。なお、機能部３はプレス部品１である日車押さえを時計に組み込むための機能上重要な孔や形状等であって、基板２の所望の位置に対して位置決めされた状態で形成されている。
【００２６】
プレス加工機１３は、上記のようなプレス部品１に反りが生じるのを抑えるため、複数のステージＳ１〜ステージＳｆ（図１参照）のうち、金属板１５の送り方向における終端のステージＳｆのプレス金型１４ｆに、反り矯正部２５を備えている。
【００２７】
図３は、送り方向における終端のステージに備えられたプレス金型の概略構成を示す断面図である。
図３に示すように、終端のステージＳｆのプレス金型１４ｆは、ダイ２０が、例えば平面視正方形状のダイ保持孔２３ｈを有したダイ保持部材２３と、ダイ保持孔２３ｈ内に設けられたダイ本体２４と、を備えている。
【００２８】
ダイ本体２４は、ダイ２０とパンチ２１との接離方向Ｚに直交する面内で分割してなる複数の分割体２６を組み合わせることで構成されている。この実施形態で、ダイ本体２４は、ダイ保持孔２３ｈの一辺２３ｘに沿った方向で半分に分割した分割体２６Ａと、ダイ本体２４の残る半分を、ダイ保持孔２３ｈの一辺２３ｘに直交する他辺２３ｙに沿った方向でさらに半分に分割した分割体２６Ｂおよび分割体２６Ｃと、を備えている。
【００２９】
分割体２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃのそれぞれの対向面２６ｆには、せん断加工、曲げ加工、絞り加工等、所定の加工を施す不図示の加工部と、金属板１５の反りを矯正する凸部２７とが形成されている。凸部２７としては、例えば、所定角度で交差する複数の突条２８を、いわゆるローレット加工により形成することができる。ここで、凸部２７の高さは、例えば、２０〜３０μｍとするのが好ましい。
【００３０】
分割体２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃは、ダイ保持部材２３のダイ保持孔２３ｈ内で、ダイ２０とパンチ２１とが接離する接離方向Ｚに沿って位置調整可能とされている。分割体２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの位置調整を行うには、例えば、ダイ保持孔２３ｈの底部２３ｂと、分割体２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃのそれぞれの下面との間に、必要に応じてシム２２（請求項の「位置調整部」に相当。）を挟み込むことができる。このシム２２の厚さを複数種用意しておき、適宜交換することで、分割体２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの対向面２６ｆの接離方向Ｚにおけるパンチ２１側への突き出し寸法を調整できるようになっている。
このように、本実施形態の反り矯正部２５は、複数の分割体２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃと、シム２２と、により構成されている。
【００３１】
本実施形態のプレス部品１の製造方法では、アンコイラ１１でコイル１６から解かれた金属板１５がレベラフィーダ１２によりプレス加工機１３に供給される。プレス加工機１３に供給された金属板１５は、１回のプレス動作ごとに１ステージ分だけ移動され、ステージＳ１〜ステージＳｆのそれぞれのプレス金型１４においてプレス加工される。
【００３２】
そして、金属板１５の送り方向における終端のステージＳｆにおいて、プレス加工機１３のスライド１３ｂが下降し、プレス金型１４ｆのダイ２０とパンチ２１との間で、金属板１５に対し所定のプレス加工が施されるとともに、反り矯正加工がなされる。具体的には、金属板１５においてダイ２０に対向する側の面１５ｆに、ダイ本体２４を構成する複数の分割体２６Ａ、分割体２６Ｂおよび分割体２６Ｃの対向面２６ｆが突き当たる。これにより、金属板１５は、パンチ２１と対向面２６ｆとの間でプレスされることで、せん断加工や曲げ加工、絞り加工等、所定の加工が施される。また、金属板１５が、パンチ２１と対向面２６ｆに形成された凸部２７との間でプレスされることで、凸部２７が金属板１５を押圧して塑性変形を生じさせ、金属板１５の残留応力の均一化を図って反りを矯正する。
そして、送り方向における終端のステージＳｆによるプレス加工を経ると、金属板１５すなわちプレス部品１は、プレス加工機１３から排出される。
【００３３】
ところで、上記のように終端のステージＳｆのプレス金型１４ｆで反り矯正を行う際、事前に、試験的にプレスユニット１０を運転し、プレス加工機１３でステージＳ１〜ステージＳｆで一連のプレス加工を金属板１５に施した場合のプレス部品１の反り量を測定しておく。反り量の測定は、一連のプレス加工を試験的に施したプレス部品１を定盤上などに載せてスケールで測定してもよいし、三次元測定器や光学的な測定機器等で測定してもよい。プレス部品１における反り量の測定は、プレス部品１の種類(品番)や、金属板１５の製造ロット等が異なるごとに行うのが好ましい。
そして、測定した反り量に応じ、分割体２６Ａ〜分割体２６Ｃの対向面２６ｆについて、接離方向Ｚにおけるパンチ２１側への突き出し寸法をシム２２等によって調整しておく。このとき、反りの矯正が不要な領域に対しては、分割体２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃをパンチ２１から離間する方向である下方に退避させておき、プレス部品１に接触しないようにしてもよい。
【００３４】
上述したプレス加工機１３のプレス金型１４は、ダイ２０に設けられ、ダイ２０とパンチ２１との間でプレスされる金属板１５の反りを矯正する反り矯正部２５、を備えている。反り矯正部２５は、ダイ２０をダイ２０とパンチ２１との接離方向Ｚに直交する面内で複数に分割してなる分割体２６Ａ〜分割体２６Ｃと、複数の分割体２６Ａ〜分割体２６Ｃのそれぞれを、ダイ２０とパンチ２１とが接離する接離方向Ｚに沿って位置調整するシム２２と、を備えている。
このように構成することにより、複数の分割体２６Ａ〜分割体２６Ｃのそれぞれを、ダイ２０とパンチ２１とが接離する接離方向Ｚに沿って位置調整し、反りの発生状況に応じて金属板１５を塑性変形させて残留応力の均一化を図ることができる。このようにして、プレス加工によってプレス部品１に生じる反りを確実に矯正することが可能となる。
【００３５】
また、分割体２６の対向面２６ｆには、凸部２７が形成されているので、凸部２７によって、金属板１５に作用させる応力を高め、反り矯正力を高めることができる。これにより、金属板１５の反り矯正を効果的に行うことができる。
【００３６】
また、プレス加工機１３において、反り矯正部２５を備えたプレス金型１４ｆは、金属板１５の送り方向における終端のステージＳｆに設けられている。プレス加工機１３においては、複数のステージＳ１，Ｓ２・・・を経て複数段階の加工を施すことにより、金属板１５の残留応力の状態が順次変動する。これに対して、本実施形態によれば、送り方向における終端のステージＳｆで反り矯正を行うことで、プレス部品１の反りを効率よく一度で矯正することが可能となる。
【００３７】
（実施形態の第一変形例）
次に、上記実施形態の各変形例を示す。上記実施形態では、反り矯正部２５のダイ本体２４は、分割体２６Ａ、分割体２６Ｂ，分割体２６Ｃに三分割する構成としたが、例えば以下のような各変形例のような構成としてもよい。
図４は、本発明の実施形態の第一変形例としてのプレス金型の反り矯正部を構成する分割体を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
図４に示すように、反り矯正部２５のダイ本体２４は、ダイ保持孔２３ｈの一辺２３ｘに沿った方向で半分に二分割した分割体２６Ｄ，２６Ｅからなるようにしてもよい。
【００３８】
（実施形態の第二変形例）
図５は、本発明の実施形態の第二変形例としてのプレス金型の反り矯正部を構成する分割体を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
図５に示すように、反り矯正部２５のダイ本体２４は、ダイ保持孔２３ｈの一辺２３ｘおよび他辺２３ｙに沿った方向でそれぞれ半分に二分割して、合計四分割した分割体２６Ｆ，２６Ｇ，２６Ｈ，２６Ｊからなるようにしてもよい。
【００３９】
（実施形態の第三変形例）
図６は、本発明の実施形態の第三変形例としてのプレス金型の反り矯正部を構成する分割体を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
図６に示すように、反り矯正部２５のダイ本体２４およびダイ保持孔２３ｈは、平断面視円形とすることもできる。そして、ダイ本体２４は、周方向に例えば三分割した分割体２６Ｋ，２６Ｌ，２６Ｍからなるようにしてもよい。もちろんこれ以外にも、ダイ本体２４を周方向に二分割、あるいは四分割以上してもよい。
【００４０】
（実施形態の第四変形例）
図７は、本発明の実施形態の第四変形例としてのプレス金型の反り矯正部を構成する分割体を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
図７に示すように、反り矯正部２５のダイ本体２４は、外周側と内周側とに二分割し、外周側の分割体２６Ｎの中央部に円形の孔２９ａを形成し、孔２９ａ内に内周側の分割体２６Ｐが挿入配置されたようにしてもよい。
このような構成によれば、金属板１５（プレス部品１）の中央部と外周側とで反り矯正を行うことができる。
【００４１】
（実施形態の第五変形例）
図８は、本発明の実施形態の第五変形例としてのプレス金型の反り矯正部を構成する分割体を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
図８に示すように、反り矯正部２５のダイ本体２４は、外周側の分割体２６Ｑの内周部の複数箇所、例えば２カ所に孔２９ｂ，２９ｃを形成し、孔２９ｂ，２９ｃ内に内周側の分割体２６Ｒ，２６Ｓが挿入配置されたようにしてもよい。
このような構成によれば、金属板１５（プレス部品１）の内周側に対し、分割体２６Ｒ，２６Ｓによって局所的に反り矯正を行うことができる。
【００４２】
（実施形態の第六変形例）
図９は、本発明の実施形態の第六変形例としてのプレス金型の反り矯正部を構成する分割体を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
図９に示すように、反り矯正部２５のダイ本体２４は、外周側と内周側とに二分割し、断面円形の外周側の分割体２６Ｔの中央部に正方形状の孔２９ｄを形成し、孔２９ｄ内に内周側の分割体２６Ｕが挿入配置されたようにしてもよい。
このような構成によっても、金属板１５（プレス部品１）の中央部と外周側とで反り矯正を行うことができる。
【００４３】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
【００４４】
例えば、上記実施形態では、プレスユニット１０を、金属板１５を送りながら複数のステージＳ１〜ステージＳｆにより順次プレス加工を行っていく順送型としたが、これに限らない。例えば、一組のプレス金型１４のみで、一回のみの加工で所定のプレス加工と反り矯正とを行うようにしてもよい。
また、終端のステージＳｆのプレス金型１４ｆでは、プレス加工を行わずに反り矯正のみを行ってもよい。
【００４５】
また、凸部２７は、いかなる形状であってもよく、半球状等、他の形状としてもよい。
さらには、凸部２７を設けずに、分割体２６の対向面２６ｆを平面状としてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、反り矯正部２５をダイ２０側に備えるようにしたが、パンチ２１側に備えるようにしてもよい。
さらに、反り矯正部２５において、複数の分割体２６のパンチ２１側への突き出し量の調整を、シム２２によって行うようにしたが、位置調整部として、ネジ式の調整機構等を備えてもよい。さらには、位置調整部として、アクチュエータ等によって複数の分割体２６のパンチ２１側への突き出し量の調整を行うようにしてもよい。この場合、加工するプレス部品１の種類等に応じて、複数の分割体２６のパンチ２１側への突き出し量の調整をアクチュエータで自動的に行うようにしてもよい。
【００４７】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・プレス部品  １１・・・アンコイラ（基材供給部）  １３・・・プレス加工機  １４ｆ・・・プレス金型  １５・・・金属板（加工対象物、基材）  ２０・・・ダイ（第一金型）  ２１・・・パンチ（第二金型）  ２２・・・シム（位置調整部）  ２５・・・反り矯正部  ２６（２６Ａ〜２６Ｕ）・・・分割体  ２７・・・凸部  Ｓ１〜Ｓｆ・・・ステージ  Ｓｆ・・・終端のステージ
【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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【図９】
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