(57)【要約】【課題】  バーリング成形部への給油機構を簡素化すること【解決手段】  平板状のワーク２０に予め設けられた穴２１の周縁部をパンチ８とダイ３が協動して押し上げて円筒状のフランジを成形し、パンチ８が挿入されるダイ３に設けられた貫通穴１３に押出しピン１５を軸方向に摺動自由に嵌装し、押出しピン１５をパンチ８方向に押し出すばね１６を設けてなるプレス成形装置において、貫通穴１３の押出しピン１５の上方に油貯留部４２が形成され、押出しピン１５の外周面には下端部を除き油だめに連通される油流路５４が形成される。【選択図】  図１（ｂ）
2009082976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状のワークに予め設けられた穴の周縁部をパンチとダイが協動して押し上げて円筒状のフランジを成形し、前記パンチが挿入される前記ダイに設けられた穴に押出しピンを軸方向に摺動自由に嵌装し、該押出しピンを前記パンチ方向に押し出すばねを設けてなるプレス成形装置において、
前記穴の前記押出しピンの上方に油だめが形成され、前記押出しピンの外周面には下端部を除き前記油だめに連通される油流路が形成されてなることを特徴とするプレス成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス成形装置において、
前記油だめは前記穴の上部の拡径部に設けられ、初期状態における前記押出しピンの上部には前記油流路を形成しないシール部が設けられてなることを特徴とするプレス成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプレス成形装置において、
前記油流路は螺旋状に形成されてなることを特徴とするプレス成形装置。
【請求項４】
請求項３に記載のプレス成形装置において、
前記油流路の螺旋のピッチを前記押出しピンの摺動距離よりも短くすることを特徴とするプレス成形装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか１項に記載のプレス成形装置において、
前記押出しピンの下面には、前記パンチの外径よりも小さい領域に内部を貫通して前記油だめに連通される１又は複数の油流路が形成されてなることを特徴とするプレス成形装置。
【請求項６】
請求項１乃至４いずれか１項に記載のプレス成形装置において、
前記押出しピンの下面には、前記パンチの外径よりも小さい領域に軸心方向に延在する１又は複数の有底穴が形成され、前記押出しピンの外周面の上部には前記有底穴に貫通される貫通穴が形成され、該貫通穴は前記押出しピンが上端位置にあるとき前記油だめに開口する位置に配置されてなることを特徴とするプレス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形装置に係り、特に、バーリング成形部に潤滑油を供給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平板状のワークに穴を形成し、穴の周縁部をパンチとダイが協動して押し上げて円筒状のフランジを成形し、パンチが挿入されるダイに設けられた穴に押出しピンを軸方向に摺動自由に嵌装し、押出しピンをパンチ方向に押し出すばねを設けてなるプレス成形金型が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このようなプレス成形金型においては、ワークとパンチ及びワークとダイの摺動抵抗により、ワークと金型との型かじりが発生するなどしてワークの成形性が低下するという問題がある。
【０００４】
そこで、バーリング成形ではないが、一端が閉塞した円筒状のワークの成形性を向上するために、ダイやパンチを形成する材料の一部に金属粉末を焼結処理して形成した多孔質金属を用い、多孔質金属のワークとの非接触面に潤滑油を圧入可能な給油管を接続して、給油管から大気圧以上の圧油を供給することで多孔質金属とワークの接触面に潤滑油を供給する技術が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２５４３２７
【特許文献２】特開２００３−１０９２８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の給油機構は、ダイやパンチの一部が多孔質金属で形成され、さらに、多孔質金属に給油するための複数の給油管が設けられていることから、装置が煩雑となる。また、多孔質金属として焼結金属を用いているため、ダイ及びパンチの寿命が短くなるおそれがある。
【０００７】
本発明は、バーリング成形部への給油機構を簡素化することを課題とする。
【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、本発明のプレス成形装置は、平板状のワークに予め設けられた穴の周縁部をパンチとダイが協動して押し上げて円筒状のフランジを成形し、パンチが挿入されるダイに設けられた穴に押出しピンを軸方向に摺動自由に嵌装し、押出しピンをパンチ方向に押し出すばねを設けてなるプレス成形装置において、前記穴の押出しピンの上方に油だめが形成され、押出しピンの外周面には下端部を除き油だめに連通される油流路が形成されてなることを特徴とする。
【０００９】
このようにしたことから、油だめから押出しピンの油流路に潤滑油が流れ落ちるので、特別な給油装置を設ける必要がなく、装置をコンパクトに構成することができる。また、ダイの穴の内周面に潤滑油を供給できるのでワークとダイとのかじり付を抑制し、フランジの成形性を向上することができる。さらに、油だめと油流路を形成するだけでよいので、給油機構とワークの離型機構を別々に設けていた場合と比べて給油機構を簡素化できる。
【００１０】
この場合、油だめは、穴の上部の拡径部に設けられ、初期状態における押出しピンの上部に油流路を形成しないシール部を設ければ、押出しピンが初期状態に位置しているとき、油だめと油流路との間をシールすることができ、給油不要時に潤滑油が油だめから油流路に流出するのを防止することができる。
【００１１】
また、油流路を螺旋状に形成すれば、ダイの穴の全周に渡って潤滑油を供給することができる。
【００１２】
さらに、油流路の螺旋のピッチを押出しピンの摺動距離よりも短くすれば、ダイの穴の内周面全体に潤滑油を塗布することができる。
【００１３】
一方、押出しピンの下面に、パンチの外径よりも小さい領域に内部を貫通して油だめに連通される１又は複数の油流路を形成すれば、油だめから油流路を介して潤滑油が流れ落ち、パンチに潤滑油を供給することができるので、パンチとワークとのかじり付を抑制することができる。
【００１４】
また、押出しピンの下面に、パンチの外径よりも小さい領域に軸心方向に延在する１又は複数の有底穴を形成し、押出しピンの外周面の上部に有底穴に貫通される貫通穴を形成し、押出しピンが上端位置にあるときに貫通穴が油だめに開口する位置に配置されることで、押出しピンが初期状態に位置しているとき潤滑油が油だめから油流路に流出するのを防止することができ、押出しピンが上端位置に押し上げられたときに潤滑油が油だめから貫通穴及び有底穴を介して流れ落ち、パンチに潤滑油を供給することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、バーリング成形部への給油機構を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。
【００１７】
図１（ａ）は本発明の一実施形態のプレス成形装置の要部を示す構成断面図、図１（ｂ）は本実施形態の給油機構を示す拡大断面図である。図示のように、本実施形態のプレス成形装置は、上型ベース１に固定されたダイ３と、下型ベース５に固定されたリテーナ７と、リテーナ７に固定された円柱状のパンチ８と、リテーナ７とダイ３との間に設けられパンチ８が挿通される押え板９と、上型ベース１及び下型ベース５に固定されたガイドポストセット１１と、パンチ８が挿入されるダイ３に設けられた貫通穴１３に摺動自由に嵌装される押出しピン１５と、押出しピン１５をパンチ８の方向に押し出すコイルスプリング１６と、ダイ３及びパンチ８に潤滑油１７を供給するための給油機構１９とを備えて構成され、押え板９に載置される平板状のワーク２０（例えば、金属板など）に予め設けられた穴２１の周縁部をパンチ８とダイ３が協動して押し上げて円筒状のフランジを成形するものである。
【００１８】
本実施形態においては、プレス成形装置によって成形するバーリング成形とは平板状のワークに予め穴をあけ、穴を広げるように伸ばして、円筒状のフランジを成形する加工をいう。図１（ａ）のプレス成形装置は片側（左側）のみを示しているが、左右対称な構造を有している。バーリング成形の位置は本実施形態に限定されずワーク２０の平面の任意の位置に１又は複数箇所に形成することができる。
【００１９】
上型ベース１の上部及び下型ベース５の下部は、図示していない駆動装置に固設され、駆動装置によって下型ベース５に対して上型ベース１を上下移動させ、ガイドポストセット１１によって上型ベース１の上下移動を案内するようにしている。
【００２０】
リテーナ７には、パンチ８が挿通される貫通穴２３が設けられている。貫通穴２３の下型ベース５側に設けられた拡径部に、パンチ８の下端に形成された突起部が嵌装され、パンチ８を抜け止めされた状態で位置決め保持するようにしている。また、リテーナ７には、貫通穴２９が設けられ、コイルスプリング２７の下端が下型ベース５の上面に当接し、上端が押え板９の下面に当接して貫通穴２９に圧縮挿入されている。
【００２１】
押え板９には、パンチ８が挿通される貫通穴３１が設けられ、貫通穴３１の径はパンチ８の径に対して大きく形成され、貫通穴３１とパンチ８との間に所定の隙間をあけるようにしている。また、押え板９には、穴３３と、穴３３よりも径の小さいガイド穴３５が設けられている。
【００２２】
ガイド穴３５には、ストリッパボルト３７が摺動自由に挿通されており、ストリッパボルト３７の先端部はリテーナ７に螺号して固定されている。ストリッパボルト３７のボルト頭の径はガイド穴３５の径よりも大きく形成され、ストリッパボルト３７のボルト頭が穴３３とガイド穴３５との段差部に係止され、押え板９の上方への移動量を規制している。
【００２３】
パンチ８は上部が半球状に形成され、さらに押出しピン１５が当接される円柱状の突起３９が上端に形成されている。ワーク２０に形成された穴２１の径は、突起３９の径よりも大きく形成されている。初期状態において、突起３９の上面に対してワーク２０の上面の上下方向の位置が若干低くなるよう押え板９の位置が設定されている。このとき、突起３９の上下方向の厚みはワーク２０の厚みよりも大きく形成され、パンチ８とワーク２０が接触しないようにしている。
【００２４】
ところで、本実施形態のプレス成形装置は、ワーク２０をダイ３から離型させる押出しピン１５を設け、この押出しピン１５に、ダイ３及びパンチ８に潤滑油１７を供給するための給油機構１９を備えている。以下、図１（ｂ）、図２を用いて、本実施形態の特徴部である給油機構１９の詳細構成を説明する。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、給油機構１９は、押出しピン１５の突出方向の移動量を規制するためのカップ状の規制部材４０を備え、規制部材４０は上型ベース１の穴４１に嵌設されている。規制部材４０のカップ状の内部には潤滑油１７が貯溜される油貯留部４２が形成されている。規制部材４０と上型ベース１との間はリング状の弾性部材４３によってシールされている。規制部材４０の底部には、ダイ３に設けられた貫通穴１３と同心同径の穴４５が貫通穴１３に連なって設けられ、貫通穴１３及び穴４５には円柱状の押出しピン１５が上下方向に摺動自由に保持されている。
【００２６】
上型ベース１の規制部材４０の上方には貫通穴４７が設けられ、貫通穴４７に形成されたねじ部にばね押え栓４８が螺合して設けられている。ばね押え栓４８の下面にはコイルスプリング１６の上端が当接し、下端が押出しピン１５の上面に当接して押出しピン１５をパンチ側に付勢している。また、ばね押え栓４８には油貯留部４２に潤滑油１７を給油するための給油口４９が形成されている。押出しピン１５の付勢力は、ばね押え栓４８のねじ込み量によって調整するようにしている。
【００２７】
次に、図２を用いて押出しピン１５の構造を説明する。図２（ａ）は押出しピンの全体斜視図、（ｂ）は押出しピンの断面斜視図である。図示のように、円柱状の押出しピン１５の上部には鍔５０が形成されている。押出しピン１５の外周面の鍔５０の下部にはリング状の弾性部材５１が装着される溝５２が形成されている。弾性部材５１は溝５２及び鍔５０の下面に当接して保持されている。図１（ｂ）に示すように、初期状態において、弾性部材５１は穴４５の上端部に設けられた拡径部に嵌装され、穴４５の内周面と押出しピン１５の外周面との間の隙間５３が封止されるようにしている。また、押出しピン１５に装着された弾性部材５１が穴４５の拡径部に係止され、押出しピン１５が下方へ移動するのを規制するようにしている。
【００２８】
押出しピン１５の外周面には、溝５２の下方に下端部を除いて螺旋状の油流路５４が形成されている。油流路５４の螺旋のピッチＰは、押出しピン１５の上下方向の摺動距離よりも短く設定されている。ここで、油流路５４の下端部に連なるリング状の溝を押出しピン１５の外周面に形成してもよい。また、油流路５４は螺旋状に限らず、押出しピン１５の外周面にリング状の溝を上下方向にピッチＰの間隔をあけて複数形成し、このリング状の溝を連通させる１又は複数の溝を上下方向にわたって形成してもよい。
【００２９】
また、押出しピン１５には、下面に２箇所の穴５５が中心軸Ａから等距離に設けられ、２箇所の穴５５に貫通される貫通穴５７が押出しピン１５の外周面の溝５２の下方に設けられている。また、２箇所の穴５５の距離Ｗは、パンチ８の外径よりも小さく設定されている。貫通穴５７は、押出しピン１５が上端位置まで押し上げられたときに油だめ１７に開口する位置に配置されている。ここで、穴５５は１又は複数箇所に設けてもよく、穴５５の位置はパンチ８の外径よりも小さい領域であればよい。つまり、穴５５の位置はパンチ８に潤滑油１７を供給できる位置であればよい。
【００３０】
次にこのように構成されるプレス成形装置の動作を図１、３、４を用いて説明する。図３はプレス成形直後の状態を示す動作説明図、図４はプレス成形完了状態を示す動作説明図である。
【００３１】
図１（ａ）、（ｂ）はプレス成形開始前の初期状態を示しており、パンチ８の突起３９がワーク２０の穴２１に挿入されて位置決めされる。押出しピン１５はコイルスプリング１６によって下方に押し付けられて下端位置に位置される。このとき、弾性部材４３が隙間５３に押圧され、油貯留部４２と隙間５３との間が封止された閉状態となる。押え板９はコイルスプリング２７によって上端位置に押し上げられている。
【００３２】
図１の状態から上型ベース１が加工を開始すると、ダイ３が下降して押え板９に載置されたワーク２０に当接される。さらに上型ベース１が下降すると押え板９が下降してワーク２０を押圧して保持するとともに、パンチ８がダイ３の貫通穴１３に挿入され、パンチ８がワーク２０の穴２１の周縁部を押し上げて折り曲げる。このとき、押出しピン１５はパンチ８の突起３９に当接されて押し上げられる。
【００３３】
図３に示すように、押え板９がリテーナ７に当接する下端位置まで下降するとワーク２０には円筒状のフランジ部５９が形成される。このとき、押出しピン１５は初期状態から上端位置まで押し上げられる。したがって、油貯留部４２と油流路５４、及び油貯留部４２と貫通穴５７が連通して開状態となり、潤滑油１７が油貯留部４２から油流路５４を通流してダイ３の貫通穴１３の内周面に潤滑油１７を塗布し、かつ貫通穴５７、穴５５を通流してパンチ８の先端部の表面に潤滑油１７が滴下される。
【００３４】
フランジ部５９を成形後、上ベース１が上昇を開始すると、押え板９がダイ３と協同して上昇し、押え板９が上端位置まで上昇するとパンチ８からワーク２０が外される。さらに上昇すると、押出しピン１５がフランジ部５９の上端を押し下げてダイ３からワーク２０が外される。このとき、油流路５４の螺旋のピッチＰを押出しピン１５の摺動距離よりも短くしたことから、押出しピン１５が下降する際に、ダイ３の貫通穴１３の内周面全面に潤滑油１７が塗布される。
【００３５】
図４に示すように、ダイ３及びパンチ８からワーク２０を離型した後、さらに上型ベース１が上昇すると、押出しピン１５は再び初期状態である下端位置に戻り、隙間５３が弾性部材４３に押圧され、油貯留部４２と隙間５３との間が封止される。このとき、例えば、コップに入った水にストローを入れ片側の先端を指で封止すると、水はストロー管内で停留するのと同様の現象によって、油流路５４、穴５５の内部の潤滑油１７が停留した状態となっている。さらに上ベース１が初期状態の位置まで上昇すると、プレス成形完了状態となる。なお、潤滑油１７が塗布されたパンチ８は次回のプレス成形用の潤滑油として使用するものである。
【００３６】
ここで、押出しピン１５の油流路５４、穴５５に停溜した潤滑油１７は再びバーリング成形が始まり押出しピン１５が開状態となり、ダイ３の貫通穴１３の内周面に潤滑油１７が塗布される。
【００３７】
以上述べたように、本実施形態の発明によれば、ダイ３及びパンチ８に潤滑油１７を供給することができるので、ダイ３とワーク２０とのかじり付き及びパンチ８とワーク２０のかじり付を抑制することができ、ワーク２０の成形性を向上することができる。また、パンチ８とワーク２０との摺動抵抗を低減できるので、パンチ８の磨耗を低減することができる。
【００３８】
また、給油機構１９は、規制部材４０を設け、押出しピン１５に油流路５４、穴５５を形成するだけでよいので、ワークの離型機構と別に給油機構を設けていた場合と比べて給油機構１９を簡素化できる。また、油貯留部４２から押出しピン１５の油流路５４、穴５５に潤滑油１７が流れ落ちるので、ポンプなど特別な給油装置を設ける必要がなく、油貯留部４２に適宜潤滑油１７を補充するだけでよいので装置をコンパクトに構成することができる。
【００３９】
従来、プレス成形装置に給油機構を備えた構造においては、給油を必要とするのはプレス成形時やプレス打抜き時であって、金型での生産休止、あるいは停止時は、給油は不要となる。本実施形態では、押出しピン１５が押し上げられたときのみ潤滑油１７を供給し、加工を行わない初期状態においては、潤滑油１７が流出を防止できるので、プレス成形時以外の金型停止時や、休止時における不要な潤滑油１７の流出による金型汚れが無くなり油清掃作業を不要とすることができる。
【００４０】
また、油流路５４は螺旋状に形成され、油流路５４の螺旋のピッチＰは、押出しピン１５の上下方向の摺動距離よりも短く設定されるので、ダイ３の貫通穴１３の内周面全体に潤滑油を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１（ａ）】本発明の一実施形態のプレス成形装置の要部を示す構成断面図である。
【図１（ｂ）】本実施形態の給油機構を示す拡大断面図である。
【図２】（ａ）は押出しピンの全体斜視図、（ｂ）は押出しピンの断面斜視図である。
【図３】プレス成形直後の状態を示す動作説明図である。
【図４】プレス成形完了状態を示す動作説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  上型ベース
３  ダイ
５  下型ベース
７  リテーナ
８  パンチ
９  押え板
１１  ガイドポストセット
１３  貫通穴
１５  押出しピン
１６、２７  コイルスプリング
１７  潤滑油
１９  給油機構
２０  ワーク
２１、５５  穴
４０  規制部材
４２  油貯留部
５４  油流路
【図１（ａ）】
2009082976.tif 000003
【図１（ｂ）】
2009082976.tif 000004
【図２】
2009082976.tif 000005
【図３】
2009082976.tif 000006
【図４】
2009082976.tif 000007