(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品領域の一部にエンボス部を成形するエンボス加工と、そのエンボス部を有する製品としてのワークを所定の輪郭形状をもって母材から打ち抜く打ち抜き加工とを一工程にて行う複合プレス加工装置であって、
上型側のベースプレートに上下動可能に支持されたフローティングタイプの打ち抜き加工ポンチと、
この打ち抜き加工ポンチに内挿されるようにして前記上型側のベースプレートに支持されたエンボス加工ポンチと、
下型側のベースプレートに上記打ち抜き加工ポンチと対向するように配置された打ち抜き加工ダイと、
この打ち抜き加工ダイに上下動可能に内挿支持されて、打ち抜くべきワーク領域を前記打ち抜き加工ポンチとともに加圧拘束するエジェクタパッドと、
このエジェクタパッド内に前記エンボス加工ポンチと対向するように上下動可能に内挿支持されるとともに弾性手段にて上方に弾性付勢されていて、エンボス加工および打ち抜き加工後のワークをエジェクタパッドから突き出すエジェクタピンと、
を備えていて、
上型側および下型側のそれぞれのパッド圧をもって打ち抜き加工ポンチと打ち抜き加工ダイおよびエジェクタパッドとで母材のうちワークとなるべき製品領域を加圧拘束した状態で、前記打ち抜き加工ポンチとエンボス加工ポンチとの相対ストローク分だけそのエンボス加工ポンチを押し下げることでエンボス部を成形し、
さらに、前記打ち抜き加工ダイとエジェクタパッドとの相対ストローク分だけ前記打ち抜き加工ポンチとエジェクタパッドとを一体のものとして押し下げることにより母材からワークを抜き落とすようになっていることを特徴とする複合プレス加工装置。
【請求項２】
前記母材のうちワークとなるべき製品領域の表面側もしくは裏面側には前工程にて予め凹凸形状に有段成形されるようになっていて、
前記エジェクタパッドには上記凹凸形状に合致する成形面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合プレス加工装置。
【請求項３】
前記エジェクタパッドには、エジェクタピンを弾性付勢する弾性手段としてウレタンゴムが内蔵されていることを特徴とする請求項１または２に記載の複合プレス加工装置。
【請求項４】
前記ワークが製品領域の一部にエンボス部たるノーズ部が成形されたＣＶＴベルト用のエレメントであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複合プレス加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製品領域の一部にエンボス部を有するワークを所定の輪郭形状をもって母材から打ち抜くにあたり、そのエンボス加工と精密剪断打ち抜き方式であるいわゆるファインブランキング加工とを一工程で行えるようにした複合プレス加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベルト式ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＝連続無断変速機）の巻き掛け伝達要素として用いられる金属製のＣＶＴベルトは、略駒状をなす数百個の金属製のエレメントを無端状の金属製リング部材（スチールベルト）にて連結したものが主流を占めており、そのエレメントの一例を図１に示す。
【０００３】
同図（Ａ），（Ｂ）に示すように、エレメント１は、左右一対の傾斜したトルク伝達面２ａが形成されたサドル部２とその上方のイヤー部３およびそのサドル部２とイヤー部３とを幅方向中央部にて相互に接続するネック部４とを備え、そのネック部４の両側に上記三者によって取り囲まれるようにしてリング受容溝５が形成された板状のものであって、各リング受容溝５に薄板を幾重にも積層してなる図示外の無端状のリング部材をはめ合わせることにより、数百個のエレメント１，１…がつながれて金属ベルトとして機能することになる。そして、サドル部２の下半部には印圧段差部２ｂが有段成形されているとともに、イヤー部３の中央部にはエンボス部たるノーズ部７が膨出形成されていて、上記のように多数のエレメント１，１…がリング部材にてつながれた時には、そのエレメント１のノーズ部７がそれに隣接するエレメント１のノーズ部７の裏側の凹部７ａにはまり合うようになっている。
【０００４】
このようなＣＶＴベルト用エレメント１の加工は、母材となる長尺なコイル材を等ピッチにて順送りしながら各工程にて所定の加工を施し、最終工程にて初めて外形抜き方式にて打ち抜くいわゆる順送りプレス加工法にて加工するのが最も生産性にすぐれており、従来では、例えば後工程での位置決め基準となるパイロット穴をコイル材に打ち抜き成形する工程と、上記印圧段差部２ｂを成形する工程、上記エンボス部たるノーズ部７を成形する工程、および所定の輪郭形状をもって製品を抜き落とす工程とをもって上記エレメント１を加工するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の加工方式では、ノーズ部７を成形する工程とエレメント１として抜き落とす工程とが相互に独立しているため、単に工程数が増えるばかりでなく、各工程での位置決め基準となるパイロット穴とパイロットピンとの間には機能上所定の隙間（例えば１０μｍ程度）を確保する必要があることから、この隙間の影響でノーズ部７とエレメント１の輪郭形状との相対位置精度がその都度ばらつくおそれがあり、この傾向は上記パイロットピンが摩耗すると一段と顕著となって要求精度を満たし得ない事態が起こり得る。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、とりわけ上記ノーズ部のようなエンボス部の加工と外形抜き加工とを一工程内で行えるようにして、工程数の削減を図りながら加工品質の向上を可能とした複合プレス加工装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、製品領域の一部にエンボス部を成形するエンボス加工と、そのエンボス部を有する製品としてのワークを所定の輪郭形状をもって母材から打ち抜く打ち抜き加工とを一工程にて行う複合プレス加工装置であって、上型側のベースプレートに上下動可能に支持されたフローティングタイプの打ち抜き加工ポンチと、この打ち抜き加工ポンチに内挿されるようにして前記上型側のベースプレートに支持されたエンボス加工ポンチと、下型側のベースプレートに上記打ち抜き加工ポンチと対向するように配置された打ち抜き加工ダイと、この打ち抜き加工ダイに上下動可能に内挿支持されて、打ち抜くべきワーク領域を前記打ち抜き加工ポンチとともに加圧拘束するエジェクタパッドと、このエジェクタパッド内に前記エンボス加工ポンチと対向するように上下動可能に内挿支持されるとともに弾性手段にて上方に弾性付勢されていて、エンボス加工および打ち抜き加工後のワークをエジェクタパッドから突き出すエジェクタピンと、を備えている。
【０００８】
そして、上型側および下型側のそれぞれのパッド圧をもって打ち抜き加工ポンチと打ち抜き加工ダイおよびエジェクタパッドとで母材のうちワークとなるべき製品領域を加圧拘束した状態で、前記打ち抜き加工ポンチとエンボス加工ポンチとの相対ストローク分だけそのエンボス加工ポンチを押し下げることでエンボス部を成形し、さらに、前記打ち抜き加工ダイとエジェクタパッドとの相対ストローク分だけ前記打ち抜き加工ポンチとエジェクタパッドとを一体のものとして押し下げることにより母材からワークを抜き落とすようになっていることを特徴としている。
【０００９】
この場合、プレス機械の基本構造としては、上型を固定側とし下型を可動側とするいわゆる下型昇降駆動式（アンダードライブタイプ）のものを採用する。さらに、上記型構造は、エンボス加工と打ち抜き加工とを同時に行う複合プレス型として単独形成されたもののほか、先に述べた順送プレス型の一部として形成されたものであってもよい。
【００１０】
したがって、この請求項１に記載の発明では、上型に対して下型が上昇することで、下型側および上型側のパッド圧をもって打ち抜き加工ポンチと打ち抜き加工ダイおよびエジェクタパッドの三者で母材の製品領域を加圧拘束する。
【００１１】
この状態で、さらなる下型の上昇に伴い打ち抜き加工ポンチがその上型側のベースプレートに底突きするまで相対的にエンボス加工ポンチを押し下げることでエンボス加工が行われる。この時、エンボス加工ポンチは下型側のエジェクタピンと拮抗することになるが、エジェクタピンは弾性手段を圧縮変形させながらエンボス加工ポンチとともに下動する。また、上記のように上型側の打ち抜き加工ポンチがその上型側のベースプレートに底突きしたとしても、下型側のエジェクタパッドにはなおも下型側のパッド圧が作用している。
【００１２】
この状態からさらに下型が上昇すると、やがてエジェクタパッドも下型側のベースプレートに対して底突きするようになり、相互に底突き状態となった打ち抜き加工ポンチとエジェクタパッドとが、先にエンボス加工が施された製品領域を加圧拘束しつつ打ち抜き加工ダイに対して相対的に押し下げられて、その製品領域をワークとして母材から打ち抜くことになる。
【００１３】
この打ち抜き加工は、上記のように打ち抜き加工ポンチとエジェクタパッドとで製品領域を上下から強固に加圧拘束したまま打ち抜き加工ダイとの剪断作用に基づいてワークとして抜き落とすものであるから実質的にファインブランキング加工に相当し、ワークの切口面精度も良好なものとなり、しかも上記加圧拘束状態のまま所定ストロークだけワークを打ち抜きダイ側に押し込むことで、ワークの形状精度出し加工の一形態であるいわゆるリストライク加工までも実質的に同時に行われる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明のより具体的な構成として、母材のうちワークとなるべき製品領域の表面側もしくは裏面側には前工程にて予め凹凸形状に有段成形されるようになっていて、前記エジェクタパッドには上記凹凸形状に合致する成形面が形成されていることを特徴としている。
【００１５】
したがって、この請求項２に記載の発明では、上記ワークとなるべき製品領域が前工程にて所定の凹凸形状に成形される場合に、上記エンボス加工とファインブランキング加工の際に、その凹凸形状をこの形状に忠実なエジェクタパッド側の成形面にて受けることにより、製品領域が傾くようなことがなく、エンボス部を正確に成形できるようになる。
【００１６】
言い換えるならば、逆に上記凹凸形状をエジェクタパッド側の単純平面にて受けたような場合には、プレス成形力を受けるとその製品領域が凹凸形状のために傾き、母材平面に対して直角にエンボス部を成形することができなくなり、ワークそのものの形状精度のみならずエンボス部の形状精度までも低下してしまうことになり、実用的でなくなる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１または２に記載のより具体的な構成として、前記エジェクタパッドには、エジェクタピンを弾性付勢する弾性手段としてウレタンゴムが内蔵されていることを特徴としている。
【００１８】
そもそも、エジェクタパッドに対して相対移動可能なエジェクタピンを弾性付勢する弾性手段は、可動式のエジェクタパッドに内蔵されるものであるから、小さいスペースで収容できて且つ所定のばね力すなわちエンボス加工後のワークをエジェクタパッドから確実に突き出すことができるだけの弾性力を発生できるものでなければならないが、上記請求項３に記載の発明のウレタンゴムはこれらの要求を十分に満たすことができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、前記請求項１〜３のいずれかに記載のより具体的な構成として、前記ワークが製品領域の一部にエンボス部たるノーズ部が成形されたＣＶＴベルト用のエレメントであることを特徴としている。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、エンボス加工とファインブランキングとを実質的に同時に行うことができることから、加工工程数を削減できることはもちろんのこと、二工程に分けて加工を行う場合と比べてエンボス部とワークの輪郭形状との相対位置精度が飛躍的に向上し、ワークの加工品質が大幅に向上する。
【００２１】
特に請求項２に記載の発明によれば、ワークとなるべき製品領域が前工程にて所定の凹凸形状に成形されるような場合でも、その製品領域に忠実な形状の成形面をもつエジェクタパッドにて製品領域を受けることから、その製品領域の姿勢もしくは位置決め精度が低下するようなことがなく、エンボス部そのものの位置精度や形状精度をはじめ、そのエンボス部とワークの輪郭形状との相対位置精度が一段を向上する。
【００２２】
また、請求項３に記載の発明によれば、エジェクタピンを弾性付勢する弾性手段としてウレタンゴムを採用したことにより、小さい収容スペースで必要十分なばね特性を得られる効果がある。
【００２３】
さらに、請求項４に記載の発明によれば、ノーズ部のエンボス加工とファインブランキングとを実質的に同時に行うことができるから、ＣＶＴベルト用のエレメントの加工工程数を削減できることはもちろんのこと、二工程に分けて加工を行う場合と比べノーズ部とエレメントの輪郭形状との相対位置精度が飛躍的に向上する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図２以下の図面は本発明に係る複合プレス加工装置の好ましい実施の形態を示す図で、図１に示したＣＶＴベルト用エレメント１をワークとして加工する場合のプレス型構造を示している。そして、この実施の形態では、エンボス加工とファインブランキングとの同時複合加工を行うプレス型を前提としつつも、当該加工以外に数工程での加工を併行して行う下型駆動タイプの順送りプレス型の一部として形成された場合の例を示している。
【００２５】
このプレス型は、図１に示すように、上型１１に対して下型１２がガイドピン１３にて案内されながら昇降駆動されるようになっている一方、この動きに同期して、母材となる長尺なコイル材Ｗが上型１１の一部であるストリッパ１４側のコイルガイド１５にて案内されながら紙面と直交方向に１ピッチずつ順送りされることで順次加工が進められる。そして、下型１２が最上昇位置まで上昇した時には、下型１２の一部である可動ブロック１６が相対的に下降することでコイルガイド１５と下型１２との直接的な干渉が回避され、コイル材Ｗは上型１１および下型１２の双方に確実に密着するようになっている。
【００２６】
上型１１は、図２のほか図３に示すように、上ホルダ１７に固定されたベースプレート１８と、これに一体的に固定されたポンチリテーナ１９、および上記ベースプレート１８に昇降可能に支持されたストリッパ１４等から構成され、また、下型１２は、下ホルダ２０に固定されたベースプレート２１と、これに一体的に固定されたダイリテーナ２２等から構成されている。
【００２７】
図３は、下型１２が最上昇位置まで上昇してファインブランキング加工が終了した直後の状態を示している。同図に示すように、ストリッパ１４は段突きボルト２３を介してベースプレート１８に所定ストロークのもとで昇降可能に支持されていて、このストリッパ１４には上ホルダ１７に内蔵された可動パッド２４のパッド圧力Ｐ１が圧力ピン２５を介して作用している。なお、このパッド圧力Ｐ１は上ホルダ１７に内蔵された液体封入式の圧力装置（図示省略）によって付与されている。
【００２８】
また、上記ベースプレート１８には同じく段突きボルト２６を介して打ち抜き加工ポンチ２７が所定ストロークのもとで昇降可能に支持されていて、この打ち抜き加工ポンチ２７はストリッパ１４を貫通してその下方に臨んでいるとともに、圧力ピン２８を介して可動パッド２４のパッド圧力Ｐ１が作用している。そして、上記打ち抜き加工ポンチ２７の中心部にはエンボス加工ポンチ２９が昇降可能に内挿支持されていて、このエンボス加工ポンチ２９は図４に示すように圧縮コイルスプリング等の弾性体２９ａにより常時上方に付勢されている。これにより、エンボス加工ポンチ２９の上端は常時ベースプレート１８に当接している。
【００２９】
なお、ポンチリテーナ１９およびガイドピン１３はボルト等にてベースプレート１８に一体的に固定されていて、ガイドピン１３が下型１２側のガイド孔３０に摺接嵌合することで上下型１１，１２間の相対位置決めがなされるようになっている。
【００３０】
他方、下型１２側のベースプレート２１にはダイリテーナ２２がボルト等にて一体に固定されていて、このダイリテーナ２２には上型１１側の打ち抜き加工ポンチ２７を受容可能な打ち抜き加工ダイ３１がボルト等にて固定されている。打ち抜き加工ダイ３１には、上記打ち抜き加工ポンチ２７と対向するエジェクタパッド３２が昇降可能に内挿支持されていて、さらにこのエジェクタパッド３２の中心部には、上記エンボス加工ポンチ２９と対向するエジェクタピン３３が昇降可能に内挿支持されている。
【００３１】
なお、図３では打ち抜き加工ポンチ２７とエンボス加工ポンチ２９同士、およびエジェクタパッド３２とエジェクタピン３３同士を便宜上同心状に描いているが、実際には図５に示すようにエンボス加工ポンチ２９やエジェクタピン３３は打ち抜き加工ポンチ２７およびエジェクタパッド３２に対して偏った位置に配置されている。
【００３２】
上記エジェクタパッド３２は、図５に示すようにパッド本体３４とこれにボルト３５にて固定されたパッドカバー３６とに分割されていて、それらの内部には上記エジェクタピン３３を付勢する弾性手段としてのウレタンゴム３７と圧力ピン３８とが内蔵されている。これにより、エジェクタピン３３は常時上方に弾性付勢されている。
【００３３】
そして、下型１２側においても、上型１１側と同様に図示外の圧力装置によってパッド圧力Ｐ２が付与される可動パッド３９がその下ホルダ２０に内蔵されていて、このパッド圧力Ｐ２は圧力ピン４０を介して上記エジェクタパッド３２に常時上向きに作用している。
【００３４】
ここで、図５に示すように、エジェクタピン３３を上方に付勢する手段としてウレタンゴム３７を採用しているのは、エンボス部たるノーズ部７が形成される部分とワークたるＣＶＴベルト用エレメント１の輪郭とが近接する場合であっても、小さい収容スペースでありながら必要十分な弾性力を得ることができるためである。
【００３５】
したがって、本実施の形態によれば、コイル材Ｗのうち製品領域となる部分には図１の印圧段差部２ｂが前工程にて印圧成形された上で、本実施の形態が対象とするエンボス成形−打ち抜き（ファインブランキング）同時加工工程に送られてくる。
【００３６】
そして、コイル材Ｗが位置決めされた上で下型１２が上昇すると、図６に示すようにストリッパ１４やダイリテーナ２２がコイル材Ｗを加圧拘束するのと並行して、打ち抜き加工ポンチ２７、打ち抜き加工ダイ３１、エンボス加工ポンチ２９、エジェクタパッド３２およびエジェクタピン３３のそれぞれがコイル材Ｗに圧接してそのコイル材Ｗを加圧拘束することになる。この時、エンボス加工ポンチ２９が上型１１側のベースプレート１８に底突きすることになるものの、打ち抜き加工ポンチ２７やエジェクタパッド３２がコイル材Ｗに及ぼす加圧拘束力はそれぞれ上下のパッド圧力Ｐ１，Ｐ２に依存し、打ち抜き加工ポンチ２７は上型１１側のベースプレート１８との間になおもストロークＳ１を残している。また、エジェクタピン３３がコイル材Ｗに及ぼす圧接力はエジェクタパッド３２に内蔵されたウレタンゴム３７（図５参照）の弾性力に依存する。
【００３７】
図６の状態からなおも下型１２が上昇すると、打ち抜き加工ダイ３１やエジェクタパッド３２が打ち抜き加工ポンチ２７とともにコイル材Ｗを加圧拘束したまま上記ストロークＳ１分だけコイル材Ｗを押し上げる。すなわち、図７に示すように、上記ストロークＳ１分だけ打ち抜き加工ポンチ２７を突き上げてその打ち抜き加工ポンチ２７がベースプレート１８に対して底突き状態となると、相対的にそのストローク分Ｓ１だけエンボス加工ポンチ２９が下動する結果、図８にも示すようにそのエンボス加工ポンチ２９とエジェクタパッド３２とによりコイル材Ｗのうちワーク（ＣＶＴベルト用エレメント）１となるべき製品領域にエンボス部たるノーズ部７が成形される。
【００３８】
この時、図８にも示すように、前工程にて成形された印圧段差部２ｂをその形状に忠実なエジェクタパッド３２側の成形面３２ａにて受けているので、その部分の姿勢が安定化し、エンボス部たるノーズ部７を高精度に成形することができる。また、このエンボス加工の際には、エンボス加工ポンチ２９の下動に伴ってエジェクタピン３３もウレタンゴム３７を圧縮変形させながら下動する一方、エジェクタパッド３２と下型１２側のベースプレート２１との間にはなおもストロークＳ２が残されている。
【００３９】
図７の状態からなおも下型１２が上昇すると、エンボス加工ポンチ２９およびエジェクタピン３３が上型１１側のベースプレート１８に対して既に底突き状態となっていることから、図３および図８に示すように、上記エジェクタパッド３２が下型１２側のベースプレート２１に対して底突き状態となるまで、そのベースプレート２１やダイリテーナ２２および打ち抜き加工ダイ３１が上記ストロークＳ２分だけ一体的に上昇する。これにより、上記打ち抜き加工ポンチ２７が相対的に下動する結果、コイル材Ｗのうちワーク１となるべき製品領域が所定の輪郭形状すなわちＣＶＴベルト用エレメント１の外形形状をもって、打ち抜き加工ポンチ２７と打ち抜き加工ダイ３１との剪断作用により打ち抜き加工ダイ３１側に押し込まれるようにして打ち抜かれる。
【００４０】
この時、打ち抜き加工ポンチ２７やエンボス加工ポンチ２９、打ち抜き加工ダイ３１およびエジェクタパッド３２等がワークＷに及ぼす加圧拘束力はそれまでの上下のパッド圧力Ｐ１，Ｐ２に依存しなくなり、上下型１１，１２の直接的なプレス成形力をもってワーク１を加圧拘束していることから、そのワーク１はいわゆる押しきり状態となる。これにより、単にワーク１を剪断によって打ち抜くファインブランキング加工だけでなく、ワーク１の輪郭形状や表裏両面の凹凸形状等をより高精度に仕上げるいわゆるリストライク加工までも実質的に同時に行われる。
【００４１】
こうして、エンボス加工に続いてリストライク加工を含む打ち抜き加工（ファインブランキング加工）が終了すると、図２に示したようにコイル材Ｗを上型１１側に残したまま下型１２が下降し、エジェクタパッド３２は図６と同様に打ち抜き加工ダイ３１と面一状態になるまで相対的に上昇することから、打ち抜かれたワーク１の外周は打ち抜き加工ダイ３１からは確実に抜き出され、さらにその押し上げ力の全てをウレタンゴム３７に依存しているエジェクタピン３３がワーク１のうちエンボス部たるノーズ部７を突き上げることで、ワーク１はエジェクタパッド３２から確実に離型される。そして、ワークたるＣＶＴベルト用エレメント１は例えばエアブロー等の手段にて吹き飛ばされて回収されることになる。
【００４２】
このように本実施の形態によれば、エンボス加工と、リストライク加工を含む打ち抜き加工であるところのファインブランキング加工とを、同一工程内にて実質的に同時に行うものであるから、工程数の短縮化に寄与できることはもちろんのこと、エンボス部たるノーズ部７とワークたるＣＶＴベルト用エレメント１の輪郭形状との相対位置精度が飛躍的に向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の複合プレス加工装置によって成形されるワークの一例としてＣＶＴベルト用エレメントの構造を示す斜視図、（Ｂ）は同図（Ａ）のａ−ａ線に沿う断面図。
【図２】本発明に係る複合プレス加工装置の実施の形態を示す側面説明図。
【図３】図２に示す複合プレス加工装置の詳細を示す図で、エンボス加工と打ち抜き加工とが終了した直後の状態を示す要部拡大断面図。
【図４】図３の要部拡大図。
【図５】図３の要部拡大図。
【図６】図２に示す上型および下型の双方がコイル材を加圧拘束した状態を示す要部拡大断面図。
【図７】図６の状態からエンボス加工が終了した状態を示す要部拡大断面図。
【図８】図３の要部拡大図。
【符号の説明】
１…ＣＶＴベルト用エレメント（ワーク）
２ｂ…印圧段差部
７…ノーズ部（エンボス部）
１１…上型
１２…下型
１８…ベースプレート
２１…ベースプレート
２４…可動パッド
２７…打ち抜き加工ポンチ
２９…エンボス加工ポンチ
３１…打ち抜き加工ダイ
３２…エジェクタパッド
３２ａ…成形面
３３…エジェクタピン
３９…可動パッド
３７…ウレタンゴム（弾性手段）
Ｗ…コイル材（母材）
【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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