金型の芯出し構造およびその方法
【課題】第１の金型と第２の金型が複雑な形状であっても、両金型間のクリアランスを精度よく容易に形成して、芯出しを正確且つ容易に行うことができる金型の芯出し構造およびその方法を提供する。
【解決手段】第１の金型としてのパンチ１と、第２の金型としてのダイス２と、パンチ１をプレス方向と直交する方向に移動するのを許容して位置決めする固定手段３とを備えており、パンチ１をダイス２に対して近接移動させてダイス穴２０に挿入させることにより所定の成形を行う金型において、ダイス穴２０に対してパンチ１を芯出しするためのもので、パンチ１の成形時にダイス穴２０に挿入される部分よりも基端側に、ダイス穴２０に対して設定されたパンチ１のクリアランスCに相当する厚さＴを有する被膜５が形成されている。
【解決手段】第１の金型としてのパンチ１と、第２の金型としてのダイス２と、パンチ１をプレス方向と直交する方向に移動するのを許容して位置決めする固定手段３とを備えており、パンチ１をダイス２に対して近接移動させてダイス穴２０に挿入させることにより所定の成形を行う金型において、ダイス穴２０に対してパンチ１を芯出しするためのもので、パンチ１の成形時にダイス穴２０に挿入される部分よりも基端側に、ダイス穴２０に対して設定されたパンチ１のクリアランスCに相当する厚さＴを有する被膜５が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型の芯出し構造およびその方法に関し、さらに詳しくは、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し構造およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、板材の打ち抜き成形や、粉体材料の圧造成形などを行うための金型として、図７に示すように、第１の金型としてパンチ１’と第２の金型としてダイス２’とを備えてなり、ダイス２’のダイス穴２０’に対してパンチ１’が挿入されるよう構成されたものがある。ダイス２’とパンチ１’は、それぞれダイセットに取り付けられ保持されており、ダイス２’を保持する下ダイセットは固定され、パンチ１’を保持する上ダイセット１０’は、ダイス穴２０’の軸線にダイス１’の軸線を一致させるよう移動可能に、且つ、軸線が一致した位置でパンチ１‘を固定することができるよう構成されている。
【０００３】
そして、このようにダイス穴２０’にパンチ１’を挿入するような金型では、成形する際にダイス穴２０’とパンチ１’が接触することによる所謂カジリや、焼付き、欠けなどが生じないように、たとえば挿入することにより対向することとなるダイス穴２０’の内周面とパンチ１’の側面との間にクリアランスＣ（図８）が形成されている。このクリアランスＣは、たとえば、最小クリアランス０．０１ｍｍにパンチ１‘とダイス２’との各成形公差（０．０２ｍｍ）を加えて、０．０１〜０．０５ｍｍに設定されている。また、ダイス２‘とパンチ１’からなる金型以外で、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う他の形式の金型においても、第１の金型と第２の金型との成形時に対向する部分の間にクリアランスが設定されている。ここで、「第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型」とは、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させることにより、第１の金型と第２の金型がプレス方向と直交する方向に重なり互いに対向することとなる部分を生じさせて、せん断加工や、曲げ加工、絞り加工、あるいは粉体材料の圧造成形などのプレス加工を行うための金型をいい、たとえばダイス２’とパンチ１’とを備えてなる金型の場合には、ダイス穴２０’にパンチ１’を挿入させた状態が第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に進入させた状態を意味する。
【０００４】
ダイスとパンチからなる金型のように、成形時に第１、第２の金型が相対的に互い進入する金型において、パンチを芯出しして位置決めし上ダイセットに固定する場合、従来では一般に、組付作業者の手作業により、パンチをダイス穴に挿入し、パンチの側面とダイス穴の内周面との間のクリアランスを目視と感触で調整し、その位置に固定していた。
【０００５】
また、上述したようなダイスとパンチを有する金型の芯出し構造およびその方法として、特許文献１が知られている。
特許文献１には、穴部が設けられたダイスと、前記穴部に対応する形状が先端部に形成されたパンチと、当該パンチへの固定をなし前記先端部を前記穴部に対し出し入れ可能とする昇降手段とを有した金型の芯出し構造であって、前記穴部との嵌合により前記穴部に対し前記先端部の芯出しをなす位置決め部を前記パンチの先端部より後端側に形成するとともに、前記昇降手段の移動範囲を少なくとも前記位置決め部が前記穴部に達するまで設定したことなどを特徴とする金型の芯出し構造が開示されている。
【０００６】
また、特許文献１には、ダイスに対し、パンチの芯出しを行う金型の芯出し方法であって、前記パンチの先端部より後端側に形成され前記先端部の芯出しをなす位置決め部を前記ダイスに形成された穴部に挿入し、当該穴部に対する前記先端部の芯出しを行い、前記ダイスに対する前記パンチの相対位置を固定することを特徴とする金型の芯出し方法が開示されている。
【０００７】
そして、特許文献１には、パンチ有効部となる先端部とダイスの貫通孔との間には一定のクリアランスが生じており、位置決め部の端面形状が先端部の端面を外方に向かって一定の寸法だけオフセットさせた形状としていることが記載されている（００３２，００３３）。すなわち、特許文献１では、ダイスの貫通孔（ダイス穴）に対する先端部のクリアランスよりも位置決め部のクリアランスのほうが小さく設定されており、この位置決め部をダイスの貫通孔に挿入させることにより、この貫通孔（ダイス穴）に対する先端部の芯出しができるようになっている。また、特許文献１には、「 なお本実施の形態では、上部パンチを一体形状として説明を行うが、この形態に限定されることもなく、例えば先端部２４、位置決め部２６、連結部２８を全て別体にて構成したり、あるいは先端部２４と位置決め部２６のいずれか一方と連結部２８とを一体で形成するようにしてもよい。」などと記載されている（００３１）。
【０００８】
さらに、特許文献１には「複雑形状からなるパンチ５２では、必ずしも位置決め部５４は、先端部５６と必ずしも相似形である必要はなく、前記先端部５６が貫通穴内で芯出しができるだけの摺動面で構成されていればよい。」（００５６）、「 このように位置決め部５４は、先端部５６の芯出し方向を規制すればよいことから、必ずしも前記先端部５６と同様の形状にする必要はなく、その形状を簡略化することができる。」（００５７）とも記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１４５２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来の技術のうち、組付作業者の手作業により芯出しを行う場合にあっては、その組付作業者の熟練度によってはダイス穴に対するパンチのクリアランスを全周にわたって一定の状態に安定して位置決め固定することが困難であるという問題や、芯出しに手間と労力が必要となるなどの問題があった。そして、たとえば平面図で示した図２に参照されるように、成形する製品Ｐが複雑な形状である場合には特に、その製品成形用金型の芯出しを正確に行う必要があるが、手作業では芯出しを正確に行うことができず、図８に示すようにダイス穴２０’に対するパンチ１’のクリアランスＣが大きい部分ＣＬと小さい部分ＣＳが生じて一定とならず、また、図７に示したようにクリアランスＣが最小であるゼロつまりダイス穴２０’の内周面にパンチ１’の外側面が接触すると、カジリや焼付きＫが生じるという問題があり、クリアランスＣがゼロとならなくても、製品Ｐを精度よく成形することができないなどの問題があった。
【００１１】
また、上記従来の技術のうち、特許文献１にあっては、パンチの位置決め部を先端部や連結部と一体または別体で構成すると記載されているが、このパンチの位置決め部をどのようにして成形するかは開示されていない。パンチの位置決め部と先端部を切削などの除去加工により成形する場合には、図９に示すように、パンチ１’の位置決め部の大きさや形状に応じた粗材Ｓを用意し、パンチ１’としてダイス穴２０’に挿入される部分、つまりこの粗材Ｓの中間部から下方（図９の場合二点鎖線で示した部分）の側面をクリアランスＣに相当する厚さＴを除去加工して小さく成形して、除去加工しない部分を芯出し部５’とすることが考えられる。
【００１２】
しかしながら、特に図２に平面図で示したような複雑な形状の製品Ｐを成形するための金型の場合に、クリアランスに相当する厚さＴを精度よく除去加工することは困難であり、また加工コストが高くなるなどの問題があった。また、特許文献１に記載されているように、位置決め部の形状を簡略化した場合であっても、このわずかなクリアランスＣに相当するような大きさに位置決め部を精度よく成形することが困難であることは、同様である。さらに、このようにして成形されたパンチの位置決め部は、ダイス穴に挿入して芯出しする際にぶつかるなどして損傷した場合に、その補修が困難であるという問題もあった。さらにまた、クリアランスの設定を変更する場合には、その都度、位置決め部の大きさが異なるパンチを用意する必要があるという問題もあった。
【００１３】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、第１の金型と第２の金型が複雑な形状であっても、両金型間のクリアランスを精度よく容易に形成することができ、しかも、芯出しを正確且つ容易に行うことができる金型の芯出し構造およびその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の金型の芯出し構造に係る発明は、上記目的を達成するため、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し構造であって、前記第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さを有する被膜が形成されていることを特徴とするものである。
請求項２の金型の芯出し構造に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明において、一方の金型の、成形時に他方の金型と対向する部分と、被膜が形成されている部分とが同一断面形状に形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項３の金型の芯出し方法に係る発明は、上記目的を達成するため、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し方法であって、前記第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さで被膜が形成された金型を準備し、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させて、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を調整し固定することを特徴とするものである。
請求項４の金型の芯出し方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項３に記載の発明において、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させる前に、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合しないように制限する制限部材を配置することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さを有する被膜が形成されていることにより、両金型の対向する部分に設定されるクリアランスに相当する厚さで被膜を一方の金型に正確且つ容易に形成することができるため、第１の金型と第２の金型が複雑な形状であっても、両金型の対向する部分にクリアランスを精度よく容易に形成することができ、したがって、芯出しを正確且つ容易に行うことが可能な金型の芯出し構造を提供することができる。
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の発明において、一方の金型の、成形時に他方の金型と対向する部分と、被膜が形成されている部分とが同一断面形状に形成されていることにより、第１の金型と第２の金型が複雑な形状であっても容易に成形され、かかる形状に関係なく容易に正確な厚さで被膜を形成することができるため、成形時に他方の金型と対向する部分と他方の金型との間のクリアランスを精度よく容易に形成することができ、したがって、芯出しを正確且つ容易に行うことが可能な金型の芯出し構造を提供することができる。
また、請求項の３の発明によれば、第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さで被膜が形成された金型を準備することにより、第１の金型と第２の金型が複雑な形状であっても、両金型の対向する部分に設定されるクリアランスに相当する厚さで被膜を一方の金型に正確且つ容易に形成することができるため、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させて、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を調整し固定することにより、両金型の対向する部分にクリアランスを精度よく容易に形成することができ、したがって、芯出しを正確且つ容易に行うことが可能な金型の芯出し方法を提供することができる。
請求項４の発明によれば、請求項３に記載の発明において、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させる前に、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合しないように制限する制限部材を配置することにより、確実に第１の金型と第２の金型との一方に形成された被膜を他方の金型に対して進入させることができ、また、第１の金型と第２の金型が衝合して傷付くのを防止することができるため、両金型の相互のクリアランスを精度よく容易に形成することができ、したがって、芯出しを正確且つ容易に行うことが可能な金型の芯出し方法を提供することができる。
【００１６】
（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（２）項が請求項２に相当し、（４）項が請求項３に相当し、（５）項が請求項４に相当する。
【００１７】
（１） 第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し構造であって、
前記第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さを有する被膜が形成されていることを特徴とする金型の芯出し構造。
【００１８】
（１）項に記載の発明では、第１の金型と第２の金型のいずれか一方に被膜が形成されている。この被膜は、第１の金型と第２の金型が複雑な形状であっても、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側の位置に、両金型の対向する部分に設定されるクリアランスに相当する厚さで容易に且つ正確に形成することができる。そして、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて被膜が形成された部分を他方の金型に進入させることにより、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置が正確且つ容易に調整され芯出しされる。この状態で第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を固定する。
【００１９】
（２） 一方の金型の、成形時に他方の金型と対向する部分と、被膜が形成されている部分とが同一断面形状に形成されていることを特徴とする（１）項に記載の金型の芯出し構造。
【００２０】
（２）項に記載の発明では、（１）項に記載の発明において、一方の金型の、成形時に他方の金型と対向する部分と、被膜が形成されている部分とを同一断面形状とすることにより、複雑な形状であっても第１の金型と第２の金型を容易に成形し、かかる形状に関係なく容易に正確な厚さで被膜を形成することができるため、成形時に他方の金型と対向する部分と他方の金型との間のクリアランスを精度よく容易に形成することができ、したがって、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて被膜が形成された部分を他方の金型に進入させることにより、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を正確且つ容易に調整して芯出しすることができる。
【００２１】
（３） 第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させるときに、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合しないように制限する制限部材を有することを特徴とする（１）または（２）項に記載の金型の芯出し構造。
【００２２】
（３）項に記載の発明では、（１）または（２）項に記載の発明において、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させるに先立って、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合しないように制限する制限部材を配置しておく。これにより、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に確実に進入さて対向させ、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を正確且つ容易に調整して芯出しすることができ、しかも、両金型が衝合して傷付くのを防止することができる。
【００２３】
（４） 第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し方法であって、
前記第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さで被膜が形成された金型を準備し、
第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させて、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を調整し固定することを特徴とする金型の芯出し方法。
【００２４】
（４）項に記載の発明では、第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に被膜が形成された金型を準備する。この被膜は、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さで容易に勝つ正確に形成することができる。そして、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて被膜が形成された部分を他方の金型に進入させることにより、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置が正確且つ容易に調整され芯出しされる。この状態で第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を固定する。
【００２５】
（５） 第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させる前に、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合しないように制限する制限部材を配置ことを特徴とする（４）項に記載の金型の芯出し構造
【００２６】
（５）項に記載の発明では、（４）項に記載の発明において、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させる前に、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合して傷が付くのを防止し制限する制限部材を配置しておき、この状態で、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させる。これにより、確実に第１の金型と第２の金型との一方に形成された被膜を他方の金型に対して進入させることができるため、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を正確且つ容易に調整して芯出しすることができ、また、第１の金型と第２の金型が衝合して傷付くのを防止することができる。
【００２７】
（６） 前記制限部材として、弾性体を使用することを特徴とする（５）項に記載の金型の芯出し方法。
【００２８】
（６）項に記載の発明では、（５）項に記載の発明において、制限部材として、弾性体を使用することにより、確実に第１の金型と第２の金型との一方に形成された被膜を他方の金型に対して確実に進入させることができ、また、第１の金型と第２の金型が衝合して傷付くのを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
最初に、本発明の金型の芯出し構造の実施の一形態を、金型がダイスとパンチとからなりダイス穴にパンチを挿入するものである場合により、図１〜図４に基づいて詳細に説明する。図において同じ符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明の芯出し構造は、概略、第１の金型としてのパンチ１と、第２の金型としてのダイス２と、パンチ１をプレス方向と直交する方向に移動するのを許容して位置決めする固定手段３とを備えており、パンチ１をダイス２に対して近接移動させてダイス穴２０に挿入させることにより所定の成形を行う金型において、ダイス穴２０に対してパンチ１を芯出しするためのもので、パンチ１の成形時にダイス穴２０に挿入される部分よりも基端側に、ダイス穴２０に対して設定されたパンチ１のクリアランスＣに相当する厚さＴを有する被膜５が形成されている。そして、パンチ１は、成形時にダイス穴２０の内周面と対向する先端部分と、被膜５が形成される部分とが同一断面形状に形成されている。さらに、パンチ１をダイス２に対してプレス方向（図１などでは垂直方向）に相対的に近接移動させて芯出しするときにダイス穴２０内に配置されて、ダイス穴２０に対するパンチ１の挿入を、パンチ１の被膜５を形成した部分がダイス穴２０に挿入されてその内周面と対向するのを許容し、且つ、パンチ１がダイス穴２０の底に衝突しないように制限する制限部材６を備えている。
【００３０】
この実施の形態におけるパンチ（以下、上パンチと称する）１は、固定手段３により上ダイセット１０に保持されるベース部材１１と、ベース部材１１に対してボルト１２により着脱可能に取り付けられる先端部材１３とから構成されている。ベース部材１１の上端（基端）には径方向外側に突出するフランジ部１１ａが形成されている。先端部材１３は、たとえば図２に平面図で示したような形状の製品Pを成形する場合、その製品Pの形状に応じて相似形の断面で（つまり外側面の形状で）、ベース部材１１と接する基端から先端までが、図３に示すように同一形状に成形されている。そして、先端部材１３は、後述するダイス穴２０の内周面に対して所定のクリアランスＣ（たとえば、０．０１〜０．０３ｍｍ）を有する大きさに、すなわち、ダイス穴２０の内周面よりも小さく成形されている。このような上パンチ１の先端部材１３の外側面の形状は、ワイヤカット放電加工などにより、容易に成形することができる。先端部材１３の中央には、後述する下パンチ２２に設けられたコアロッド２３が挿通される孔１４が形成されている。
【００３１】
固定手段３は、上パンチ１のフランジ１１ａを受ける締付リング３０と、上ダイセット１０に挿通されて締付リング３０に螺合されるボルト３１とを備えている。締付リング３０は、その内側に上パンチ１のフランジ１１ａを受けるための段部３０ａを有している。上パンチ１のフランジ１１ａの外周と締付リング３０の段部３０ａの内周との間には、上パンチ１のプレス方向と直交する方向（図１などでは水平方向）への移動を許容するための隙間が形成されている。ボルト３１を締め付けることにより、上パンチ１のフランジ１１ａが締付リング３０によって上ダイセット１０の下面に押し付けられて固定され、ボルト３１を緩めることにより、図５に参照されるように、締付リング３０の段部３０ａにフランジ１１ａが保持された状態で上パンチ１がプレス方向と直交する方向に移動することが可能となる。
【００３２】
ダイス２は、ダイス穴２０の内周面を構成するダイ本体２１と、このダイ本体２１内に昇降可能に挿通された下パンチ２２とを備えている。下パンチ２２は、上述した上パンチ１と同様にベース部材４１とベース部材４１に対してボルト４２により着脱可能に取り付けられる先端部材４３とからなるもので、先端部材４３の上面がダイス穴２０の底を構成している。そして、下パンチ２２の中心には、コアロッド２３が挿通されている。ダイ本体２１の内周面は、成形する製品Pの形状に応じて、たとえば図２に平面図で示したような形状の製品Pを成形する場合、その製品Pの形状に応じた断面形状に成形されている。
【００３３】
図４に示すように、上パンチ１の先端部材１３は、通常の成形時（図６を参照）にダイス穴２０へ挿入される深さよりも基端側（上側）に被膜５が形成されている。被膜５は、窒化チタンあるいは炭化チタンやアルミナなどの硬質物質を、真空蒸着やイオンプレーティング、スパッタリングなどの物理蒸着法あるいは化学蒸着法により被覆処理するもので、これらの蒸着法では、上パンチ１の先端部材１３の側面が上述したように複雑な形状であっても、容易に被膜５を形成することができ、しかも、被膜５の被覆する厚さＴを容易に制御することができる。そして、その厚さＴは、ダイス穴２０の内周面と上パンチ１の先端部材１３の外側面との間のクリアランスＣから、ダイス穴２０の内周面と被膜５の外側面とのはめあいに要する隙間を差し引いた厚さに、すなわち、成形時に対向する上パンチ１の先端部材１３とダイス穴２０の内周面との間の設定されるクリアランスＣに相当する厚さＴに正確に形成することができる。そして、被膜５が削れるなど損傷したものを補修したり、クリアランスＣの設定を変更するなどのためにダイス穴２０の大きさを変更するなどの場合には、被膜５を重ねて被覆させたり、形成されていた被膜５を一度取り除いてから、新たに被膜５を形成し直すことも容易に行うことができる。
【００３４】
なお、この実施の形態では、第１および第２の金型のうちの他方として、ダイス２に下パンチ２２が含まれている。しかしながら、本発明では、第１および第２の金型のうちの一方を下パンチ２２とするとともに、他方をダイス２と上パンチ１とした構成の金型が含まれ、また、下パンチ２２を上パンチ１と同様に構成して、第１および第２の金型のうちの一方を上パンチ１と下パンチ２２とし、他方をダイス２とした構成の金型が含まれる。さらに、本発明では、第１および第２の金型のうちの一方をせん断刃や曲げ刃とするとともに、他方を板材などの素材を支持するパッドとするなど、他の加工を行う金型が含まれる。
【００３５】
次に、本発明の金型の芯出し方法の実施の一形態を、上述したように構成された金型の芯出し構造を用いる場合によって、主に図５および図６に基づいて詳細に説明する。
本発明の金型の芯出し方法は、概略、第１の金型としてのパンチ１と、第２の金型としてのダイス２と、パンチ１をプレス方向と直交する方向に移動するのを許容して位置決めする固定手段３とを備えており、パンチ１をダイス２に対して近接移動させてダイス穴２０に挿入させることにより所定の成形を行う金型において、ダイス穴２０に対してパンチを芯出しするためのものであって、成形時にダイス穴２０に挿入される部分よりも基端側に、ダイス穴２０に対して設定されたパンチ１のクリアランスＣに相当する厚さを有する被膜５が形成されたパンチ１を準備し、固定手段３による固定を解除した状態でパンチ１をプレス方向に相対的に近接移動させて、パンチ１の被膜５が形成された部分をダイス穴２０に挿入することにより、ダイス穴２０に対するパンチ１のプレス方向と直交する方向の位置を調整し、その位置で固定手段３によりパンチ１を固定するものである。さらに、ダイス穴２０内に弾性体からなる制限部材６を配置した状態で、パンチ１をダイス２に対してプレス方向に相対的に近接移動させることにより、パンチ１の被膜５がダイス穴２０に挿入されるのを許容し、且つ、パンチ１がダイス穴２０の底に衝突するのを防止するものである。
【００３６】
上述したように構成された金型のダイス２に対する上パンチ１の芯出しを行うに際しては、上パンチ１を保持する上ダイセット１０と、ダイス２および下パンチ２２を保持する下ダイセットは、プレス装置の間から取り出されている。そして、上パンチ１の先端部材１３の上方には、後述するように所定の厚さＴを有する被膜５が形成されている。被膜５を形成するときには、その工程を容易に行えるようにするために、ボルト１２を抜いてベース部材１１から先端部材１３を離脱させることができる。先端部材１３に被膜５を形成する位置は、通常の成形時に先端部材１３のダイス穴２０に挿入される部分よりも基端側（上側）である。また、被膜５を形成する厚さＴは、ダイス穴２０の内周面と上パンチ１の先端部材１３の外側面との間のクリアランスＣから、ダイス穴２０の内周面と被膜５の外側面とのはめあいに要する隙間を差し引いた厚さに、すなわち、成形時に対向する上パンチ１の先端部材１３の外側面とダイス穴２０の内周面との間に設定されるクリアランスＣに相当する厚さＴに形成される。被膜５は、窒化チタンあるいは炭化チタンやアルミナなどの硬質物質を、真空蒸着やイオンプレーティング、スパッタリングなどの物理蒸着法あるいは化学蒸着法により被覆処理するもので、これらの蒸着法では、上パンチ１の先端部材１３が図２に示したような複雑な形状であっても、容易に被膜５を形成することができ、しかも、被膜５の被覆する厚さＴを容易に制御することができる。なお、上パンチ１の先端部材に被膜５を形成するときに、被膜５を形成することなく通常の成形時（図６を参照）にダイス穴２０に挿入される下方部分には、この部分に被膜５が形成されないように、マスキングを施してもよい。
【００３７】
被膜５が形成された先端部材１３は、ボルト１２によりベース部材１１に取り付けられて、上パンチ１が構成される。そして、ベース部材１１のフランジ１１ａを締付リング３０の段部３０ａに係合し、上ダイセット１０に挿通されたボルト３１を締付リング３０に螺合する。また、ダイス穴２０の内部には、ウレタン樹脂など弾性体からなる制限部材６を投入しておく。この状態で上ダイセット１０に保持された上パンチ１をダイス穴２０に挿入すると、図５に示すように上パンチ１の下面とダイス穴２０の底を構成する下パンチ２２の先端部材４３の上面との間に制限部材６が介在して、上ダイセット１０に保持された上パンチ１の自重により先端部材１３がその被膜５を形成した部分までダイス穴２０に挿入されるのを許容し、且つ、先端部材１３の下面がダイス穴２０の底を構成する下パンチ２２の先端部材４３の上面に衝突して傷付くのを防止する。被膜５を形成した部分がダイス穴２０に挿入されることにより、上パンチ１の軸線がダイス穴２０の軸線と一致するよう位置決めされ（図５に一点鎖線で示した中心軸線を参照）、上パンチ１の被膜５が形成されていない下方の部分の外側面がダイス穴２０の内周面に対して設定された一定のクリアランスＣを全周にわたって安定して形成する。この状態で、締付リング３０のボルト３１を締め付けると、上パンチ１が芯出しされた状態で上ダイセット１０に固定される。
【００３８】
このようにして芯出しされた金型は、たとえば粉体材料の圧造成形を行う場合、図６に示すように、所定量の粉体材料Ｈをダイス穴２０内に投入し、プレスのラムにより上ダイセット１０を下降させて、ダイス穴２０内で粉体材料Hに圧力を加えて、所定形状の製品Ｐに成形する。このとき、上パンチ１の先端部材１３は、被膜５を形成されていない下方の部分だけがダイス穴２０に挿入される。そのため、上パンチ１の外側面とダイス穴２０の内周面との間に確実にクリアランスＣが形成され、成形により被膜５が損傷することがない。そして、芯出しを行うときに被膜５が損傷した場合に補修したり、クリアランスＣを変更設定する場合には、被膜５を重ねて被覆したり、形成されていた被膜５を一度取り除いてから、新たに被膜５を形成し直すことが容易にできる。成形された製品Ｐは、下パンチ２２を上昇させることにより、ダイス穴２０から取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の金型の芯出し構造の実施の一形態を説明するために示した一部断面図である。
【図２】本発明により成形される製品の形状の実施の一形態を説明するために示した平面図である。
【図３】被膜を形成する前の状態のパンチの実施の一形態を説明するために示した断面図である。
【図４】被膜が形成された状態のパンチを説明するために示した一部断面図である。
【図５】本発明により金型の芯出しを行う状態を説明するために示した一部断面図である。
【図６】本発明による金型の通常の成形を行う状態を説明するために示した一部断面図である。
【図７】従来の一般的な金型の芯出し構造でかじりや焼付きが生じ状態を説明するために示した一部断面図である。
【図８】従来の一般的な金型において、芯出しを正確に行うことができず、部分によってクリアランスの大きい部分と小さな部分が形成された状態を説明するために示した部分横断断面図である。
【図９】従来の一般的な金型において、パンチの下方側面を除去加工することにより、ダイス穴の内周面に対するクリアランスが形成されたパンチを説明するために示した一部断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１：上パンチ（一方の金型）、 ２：ダイス（他方の金型）、 ３：固定手段、 ５：被膜、 ６：制限部材、 ２０：ダイス穴、 Ｃ：クリアランス、 Ｔ：被膜の厚さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型の芯出し構造およびその方法に関し、さらに詳しくは、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し構造およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、板材の打ち抜き成形や、粉体材料の圧造成形などを行うための金型として、図７に示すように、第１の金型としてパンチ１’と第２の金型としてダイス２’とを備えてなり、ダイス２’のダイス穴２０’に対してパンチ１’が挿入されるよう構成されたものがある。ダイス２’とパンチ１’は、それぞれダイセットに取り付けられ保持されており、ダイス２’を保持する下ダイセットは固定され、パンチ１’を保持する上ダイセット１０’は、ダイス穴２０’の軸線にダイス１’の軸線を一致させるよう移動可能に、且つ、軸線が一致した位置でパンチ１‘を固定することができるよう構成されている。
【０００３】
そして、このようにダイス穴２０’にパンチ１’を挿入するような金型では、成形する際にダイス穴２０’とパンチ１’が接触することによる所謂カジリや、焼付き、欠けなどが生じないように、たとえば挿入することにより対向することとなるダイス穴２０’の内周面とパンチ１’の側面との間にクリアランスＣ（図８）が形成されている。このクリアランスＣは、たとえば、最小クリアランス０．０１ｍｍにパンチ１‘とダイス２’との各成形公差（０．０２ｍｍ）を加えて、０．０１〜０．０５ｍｍに設定されている。また、ダイス２‘とパンチ１’からなる金型以外で、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う他の形式の金型においても、第１の金型と第２の金型との成形時に対向する部分の間にクリアランスが設定されている。ここで、「第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型」とは、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させることにより、第１の金型と第２の金型がプレス方向と直交する方向に重なり互いに対向することとなる部分を生じさせて、せん断加工や、曲げ加工、絞り加工、あるいは粉体材料の圧造成形などのプレス加工を行うための金型をいい、たとえばダイス２’とパンチ１’とを備えてなる金型の場合には、ダイス穴２０’にパンチ１’を挿入させた状態が第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に進入させた状態を意味する。
【０００４】
ダイスとパンチからなる金型のように、成形時に第１、第２の金型が相対的に互い進入する金型において、パンチを芯出しして位置決めし上ダイセットに固定する場合、従来では一般に、組付作業者の手作業により、パンチをダイス穴に挿入し、パンチの側面とダイス穴の内周面との間のクリアランスを目視と感触で調整し、その位置に固定していた。
【０００５】
また、上述したようなダイスとパンチを有する金型の芯出し構造およびその方法として、特許文献１が知られている。
特許文献１には、穴部が設けられたダイスと、前記穴部に対応する形状が先端部に形成されたパンチと、当該パンチへの固定をなし前記先端部を前記穴部に対し出し入れ可能とする昇降手段とを有した金型の芯出し構造であって、前記穴部との嵌合により前記穴部に対し前記先端部の芯出しをなす位置決め部を前記パンチの先端部より後端側に形成するとともに、前記昇降手段の移動範囲を少なくとも前記位置決め部が前記穴部に達するまで設定したことなどを特徴とする金型の芯出し構造が開示されている。
【０００６】
また、特許文献１には、ダイスに対し、パンチの芯出しを行う金型の芯出し方法であって、前記パンチの先端部より後端側に形成され前記先端部の芯出しをなす位置決め部を前記ダイスに形成された穴部に挿入し、当該穴部に対する前記先端部の芯出しを行い、前記ダイスに対する前記パンチの相対位置を固定することを特徴とする金型の芯出し方法が開示されている。
【０００７】
そして、特許文献１には、パンチ有効部となる先端部とダイスの貫通孔との間には一定のクリアランスが生じており、位置決め部の端面形状が先端部の端面を外方に向かって一定の寸法だけオフセットさせた形状としていることが記載されている（００３２，００３３）。すなわち、特許文献１では、ダイスの貫通孔（ダイス穴）に対する先端部のクリアランスよりも位置決め部のクリアランスのほうが小さく設定されており、この位置決め部をダイスの貫通孔に挿入させることにより、この貫通孔（ダイス穴）に対する先端部の芯出しができるようになっている。また、特許文献１には、「 なお本実施の形態では、上部パンチを一体形状として説明を行うが、この形態に限定されることもなく、例えば先端部２４、位置決め部２６、連結部２８を全て別体にて構成したり、あるいは先端部２４と位置決め部２６のいずれか一方と連結部２８とを一体で形成するようにしてもよい。」などと記載されている（００３１）。
【０００８】
さらに、特許文献１には「複雑形状からなるパンチ５２では、必ずしも位置決め部５４は、先端部５６と必ずしも相似形である必要はなく、前記先端部５６が貫通穴内で芯出しができるだけの摺動面で構成されていればよい。」（００５６）、「 このように位置決め部５４は、先端部５６の芯出し方向を規制すればよいことから、必ずしも前記先端部５６と同様の形状にする必要はなく、その形状を簡略化することができる。」（００５７）とも記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１４５２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来の技術のうち、組付作業者の手作業により芯出しを行う場合にあっては、その組付作業者の熟練度によってはダイス穴に対するパンチのクリアランスを全周にわたって一定の状態に安定して位置決め固定することが困難であるという問題や、芯出しに手間と労力が必要となるなどの問題があった。そして、たとえば平面図で示した図２に参照されるように、成形する製品Ｐが複雑な形状である場合には特に、その製品成形用金型の芯出しを正確に行う必要があるが、手作業では芯出しを正確に行うことができず、図８に示すようにダイス穴２０’に対するパンチ１’のクリアランスＣが大きい部分ＣＬと小さい部分ＣＳが生じて一定とならず、また、図７に示したようにクリアランスＣが最小であるゼロつまりダイス穴２０’の内周面にパンチ１’の外側面が接触すると、カジリや焼付きＫが生じるという問題があり、クリアランスＣがゼロとならなくても、製品Ｐを精度よく成形することができないなどの問題があった。
【００１１】
また、上記従来の技術のうち、特許文献１にあっては、パンチの位置決め部を先端部や連結部と一体または別体で構成すると記載されているが、このパンチの位置決め部をどのようにして成形するかは開示されていない。パンチの位置決め部と先端部を切削などの除去加工により成形する場合には、図９に示すように、パンチ１’の位置決め部の大きさや形状に応じた粗材Ｓを用意し、パンチ１’としてダイス穴２０’に挿入される部分、つまりこの粗材Ｓの中間部から下方（図９の場合二点鎖線で示した部分）の側面をクリアランスＣに相当する厚さＴを除去加工して小さく成形して、除去加工しない部分を芯出し部５’とすることが考えられる。
【００１２】
しかしながら、特に図２に平面図で示したような複雑な形状の製品Ｐを成形するための金型の場合に、クリアランスに相当する厚さＴを精度よく除去加工することは困難であり、また加工コストが高くなるなどの問題があった。また、特許文献１に記載されているように、位置決め部の形状を簡略化した場合であっても、このわずかなクリアランスＣに相当するような大きさに位置決め部を精度よく成形することが困難であることは、同様である。さらに、このようにして成形されたパンチの位置決め部は、ダイス穴に挿入して芯出しする際にぶつかるなどして損傷した場合に、その補修が困難であるという問題もあった。さらにまた、クリアランスの設定を変更する場合には、その都度、位置決め部の大きさが異なるパンチを用意する必要があるという問題もあった。
【００１３】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、第１の金型と第２の金型が複雑な形状であっても、両金型間のクリアランスを精度よく容易に形成することができ、しかも、芯出しを正確且つ容易に行うことができる金型の芯出し構造およびその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の金型の芯出し構造に係る発明は、上記目的を達成するため、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し構造であって、前記第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さを有する被膜が形成されていることを特徴とするものである。
請求項２の金型の芯出し構造に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明において、一方の金型の、成形時に他方の金型と対向する部分と、被膜が形成されている部分とが同一断面形状に形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項３の金型の芯出し方法に係る発明は、上記目的を達成するため、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し方法であって、前記第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さで被膜が形成された金型を準備し、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させて、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を調整し固定することを特徴とするものである。
請求項４の金型の芯出し方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項３に記載の発明において、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させる前に、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合しないように制限する制限部材を配置することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さを有する被膜が形成されていることにより、両金型の対向する部分に設定されるクリアランスに相当する厚さで被膜を一方の金型に正確且つ容易に形成することができるため、第１の金型と第２の金型が複雑な形状であっても、両金型の対向する部分にクリアランスを精度よく容易に形成することができ、したがって、芯出しを正確且つ容易に行うことが可能な金型の芯出し構造を提供することができる。
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の発明において、一方の金型の、成形時に他方の金型と対向する部分と、被膜が形成されている部分とが同一断面形状に形成されていることにより、第１の金型と第２の金型が複雑な形状であっても容易に成形され、かかる形状に関係なく容易に正確な厚さで被膜を形成することができるため、成形時に他方の金型と対向する部分と他方の金型との間のクリアランスを精度よく容易に形成することができ、したがって、芯出しを正確且つ容易に行うことが可能な金型の芯出し構造を提供することができる。
また、請求項の３の発明によれば、第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さで被膜が形成された金型を準備することにより、第１の金型と第２の金型が複雑な形状であっても、両金型の対向する部分に設定されるクリアランスに相当する厚さで被膜を一方の金型に正確且つ容易に形成することができるため、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させて、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を調整し固定することにより、両金型の対向する部分にクリアランスを精度よく容易に形成することができ、したがって、芯出しを正確且つ容易に行うことが可能な金型の芯出し方法を提供することができる。
請求項４の発明によれば、請求項３に記載の発明において、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させる前に、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合しないように制限する制限部材を配置することにより、確実に第１の金型と第２の金型との一方に形成された被膜を他方の金型に対して進入させることができ、また、第１の金型と第２の金型が衝合して傷付くのを防止することができるため、両金型の相互のクリアランスを精度よく容易に形成することができ、したがって、芯出しを正確且つ容易に行うことが可能な金型の芯出し方法を提供することができる。
【００１６】
（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（２）項が請求項２に相当し、（４）項が請求項３に相当し、（５）項が請求項４に相当する。
【００１７】
（１） 第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し構造であって、
前記第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さを有する被膜が形成されていることを特徴とする金型の芯出し構造。
【００１８】
（１）項に記載の発明では、第１の金型と第２の金型のいずれか一方に被膜が形成されている。この被膜は、第１の金型と第２の金型が複雑な形状であっても、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側の位置に、両金型の対向する部分に設定されるクリアランスに相当する厚さで容易に且つ正確に形成することができる。そして、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて被膜が形成された部分を他方の金型に進入させることにより、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置が正確且つ容易に調整され芯出しされる。この状態で第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を固定する。
【００１９】
（２） 一方の金型の、成形時に他方の金型と対向する部分と、被膜が形成されている部分とが同一断面形状に形成されていることを特徴とする（１）項に記載の金型の芯出し構造。
【００２０】
（２）項に記載の発明では、（１）項に記載の発明において、一方の金型の、成形時に他方の金型と対向する部分と、被膜が形成されている部分とを同一断面形状とすることにより、複雑な形状であっても第１の金型と第２の金型を容易に成形し、かかる形状に関係なく容易に正確な厚さで被膜を形成することができるため、成形時に他方の金型と対向する部分と他方の金型との間のクリアランスを精度よく容易に形成することができ、したがって、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて被膜が形成された部分を他方の金型に進入させることにより、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を正確且つ容易に調整して芯出しすることができる。
【００２１】
（３） 第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させるときに、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合しないように制限する制限部材を有することを特徴とする（１）または（２）項に記載の金型の芯出し構造。
【００２２】
（３）項に記載の発明では、（１）または（２）項に記載の発明において、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させるに先立って、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合しないように制限する制限部材を配置しておく。これにより、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に確実に進入さて対向させ、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を正確且つ容易に調整して芯出しすることができ、しかも、両金型が衝合して傷付くのを防止することができる。
【００２３】
（４） 第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し方法であって、
前記第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さで被膜が形成された金型を準備し、
第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させて、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を調整し固定することを特徴とする金型の芯出し方法。
【００２４】
（４）項に記載の発明では、第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に被膜が形成された金型を準備する。この被膜は、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さで容易に勝つ正確に形成することができる。そして、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて被膜が形成された部分を他方の金型に進入させることにより、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置が正確且つ容易に調整され芯出しされる。この状態で第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を固定する。
【００２５】
（５） 第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させる前に、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合しないように制限する制限部材を配置ことを特徴とする（４）項に記載の金型の芯出し構造
【００２６】
（５）項に記載の発明では、（４）項に記載の発明において、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させる前に、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合して傷が付くのを防止し制限する制限部材を配置しておき、この状態で、第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させる。これにより、確実に第１の金型と第２の金型との一方に形成された被膜を他方の金型に対して進入させることができるため、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を正確且つ容易に調整して芯出しすることができ、また、第１の金型と第２の金型が衝合して傷付くのを防止することができる。
【００２７】
（６） 前記制限部材として、弾性体を使用することを特徴とする（５）項に記載の金型の芯出し方法。
【００２８】
（６）項に記載の発明では、（５）項に記載の発明において、制限部材として、弾性体を使用することにより、確実に第１の金型と第２の金型との一方に形成された被膜を他方の金型に対して確実に進入させることができ、また、第１の金型と第２の金型が衝合して傷付くのを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
最初に、本発明の金型の芯出し構造の実施の一形態を、金型がダイスとパンチとからなりダイス穴にパンチを挿入するものである場合により、図１〜図４に基づいて詳細に説明する。図において同じ符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明の芯出し構造は、概略、第１の金型としてのパンチ１と、第２の金型としてのダイス２と、パンチ１をプレス方向と直交する方向に移動するのを許容して位置決めする固定手段３とを備えており、パンチ１をダイス２に対して近接移動させてダイス穴２０に挿入させることにより所定の成形を行う金型において、ダイス穴２０に対してパンチ１を芯出しするためのもので、パンチ１の成形時にダイス穴２０に挿入される部分よりも基端側に、ダイス穴２０に対して設定されたパンチ１のクリアランスＣに相当する厚さＴを有する被膜５が形成されている。そして、パンチ１は、成形時にダイス穴２０の内周面と対向する先端部分と、被膜５が形成される部分とが同一断面形状に形成されている。さらに、パンチ１をダイス２に対してプレス方向（図１などでは垂直方向）に相対的に近接移動させて芯出しするときにダイス穴２０内に配置されて、ダイス穴２０に対するパンチ１の挿入を、パンチ１の被膜５を形成した部分がダイス穴２０に挿入されてその内周面と対向するのを許容し、且つ、パンチ１がダイス穴２０の底に衝突しないように制限する制限部材６を備えている。
【００３０】
この実施の形態におけるパンチ（以下、上パンチと称する）１は、固定手段３により上ダイセット１０に保持されるベース部材１１と、ベース部材１１に対してボルト１２により着脱可能に取り付けられる先端部材１３とから構成されている。ベース部材１１の上端（基端）には径方向外側に突出するフランジ部１１ａが形成されている。先端部材１３は、たとえば図２に平面図で示したような形状の製品Pを成形する場合、その製品Pの形状に応じて相似形の断面で（つまり外側面の形状で）、ベース部材１１と接する基端から先端までが、図３に示すように同一形状に成形されている。そして、先端部材１３は、後述するダイス穴２０の内周面に対して所定のクリアランスＣ（たとえば、０．０１〜０．０３ｍｍ）を有する大きさに、すなわち、ダイス穴２０の内周面よりも小さく成形されている。このような上パンチ１の先端部材１３の外側面の形状は、ワイヤカット放電加工などにより、容易に成形することができる。先端部材１３の中央には、後述する下パンチ２２に設けられたコアロッド２３が挿通される孔１４が形成されている。
【００３１】
固定手段３は、上パンチ１のフランジ１１ａを受ける締付リング３０と、上ダイセット１０に挿通されて締付リング３０に螺合されるボルト３１とを備えている。締付リング３０は、その内側に上パンチ１のフランジ１１ａを受けるための段部３０ａを有している。上パンチ１のフランジ１１ａの外周と締付リング３０の段部３０ａの内周との間には、上パンチ１のプレス方向と直交する方向（図１などでは水平方向）への移動を許容するための隙間が形成されている。ボルト３１を締め付けることにより、上パンチ１のフランジ１１ａが締付リング３０によって上ダイセット１０の下面に押し付けられて固定され、ボルト３１を緩めることにより、図５に参照されるように、締付リング３０の段部３０ａにフランジ１１ａが保持された状態で上パンチ１がプレス方向と直交する方向に移動することが可能となる。
【００３２】
ダイス２は、ダイス穴２０の内周面を構成するダイ本体２１と、このダイ本体２１内に昇降可能に挿通された下パンチ２２とを備えている。下パンチ２２は、上述した上パンチ１と同様にベース部材４１とベース部材４１に対してボルト４２により着脱可能に取り付けられる先端部材４３とからなるもので、先端部材４３の上面がダイス穴２０の底を構成している。そして、下パンチ２２の中心には、コアロッド２３が挿通されている。ダイ本体２１の内周面は、成形する製品Pの形状に応じて、たとえば図２に平面図で示したような形状の製品Pを成形する場合、その製品Pの形状に応じた断面形状に成形されている。
【００３３】
図４に示すように、上パンチ１の先端部材１３は、通常の成形時（図６を参照）にダイス穴２０へ挿入される深さよりも基端側（上側）に被膜５が形成されている。被膜５は、窒化チタンあるいは炭化チタンやアルミナなどの硬質物質を、真空蒸着やイオンプレーティング、スパッタリングなどの物理蒸着法あるいは化学蒸着法により被覆処理するもので、これらの蒸着法では、上パンチ１の先端部材１３の側面が上述したように複雑な形状であっても、容易に被膜５を形成することができ、しかも、被膜５の被覆する厚さＴを容易に制御することができる。そして、その厚さＴは、ダイス穴２０の内周面と上パンチ１の先端部材１３の外側面との間のクリアランスＣから、ダイス穴２０の内周面と被膜５の外側面とのはめあいに要する隙間を差し引いた厚さに、すなわち、成形時に対向する上パンチ１の先端部材１３とダイス穴２０の内周面との間の設定されるクリアランスＣに相当する厚さＴに正確に形成することができる。そして、被膜５が削れるなど損傷したものを補修したり、クリアランスＣの設定を変更するなどのためにダイス穴２０の大きさを変更するなどの場合には、被膜５を重ねて被覆させたり、形成されていた被膜５を一度取り除いてから、新たに被膜５を形成し直すことも容易に行うことができる。
【００３４】
なお、この実施の形態では、第１および第２の金型のうちの他方として、ダイス２に下パンチ２２が含まれている。しかしながら、本発明では、第１および第２の金型のうちの一方を下パンチ２２とするとともに、他方をダイス２と上パンチ１とした構成の金型が含まれ、また、下パンチ２２を上パンチ１と同様に構成して、第１および第２の金型のうちの一方を上パンチ１と下パンチ２２とし、他方をダイス２とした構成の金型が含まれる。さらに、本発明では、第１および第２の金型のうちの一方をせん断刃や曲げ刃とするとともに、他方を板材などの素材を支持するパッドとするなど、他の加工を行う金型が含まれる。
【００３５】
次に、本発明の金型の芯出し方法の実施の一形態を、上述したように構成された金型の芯出し構造を用いる場合によって、主に図５および図６に基づいて詳細に説明する。
本発明の金型の芯出し方法は、概略、第１の金型としてのパンチ１と、第２の金型としてのダイス２と、パンチ１をプレス方向と直交する方向に移動するのを許容して位置決めする固定手段３とを備えており、パンチ１をダイス２に対して近接移動させてダイス穴２０に挿入させることにより所定の成形を行う金型において、ダイス穴２０に対してパンチを芯出しするためのものであって、成形時にダイス穴２０に挿入される部分よりも基端側に、ダイス穴２０に対して設定されたパンチ１のクリアランスＣに相当する厚さを有する被膜５が形成されたパンチ１を準備し、固定手段３による固定を解除した状態でパンチ１をプレス方向に相対的に近接移動させて、パンチ１の被膜５が形成された部分をダイス穴２０に挿入することにより、ダイス穴２０に対するパンチ１のプレス方向と直交する方向の位置を調整し、その位置で固定手段３によりパンチ１を固定するものである。さらに、ダイス穴２０内に弾性体からなる制限部材６を配置した状態で、パンチ１をダイス２に対してプレス方向に相対的に近接移動させることにより、パンチ１の被膜５がダイス穴２０に挿入されるのを許容し、且つ、パンチ１がダイス穴２０の底に衝突するのを防止するものである。
【００３６】
上述したように構成された金型のダイス２に対する上パンチ１の芯出しを行うに際しては、上パンチ１を保持する上ダイセット１０と、ダイス２および下パンチ２２を保持する下ダイセットは、プレス装置の間から取り出されている。そして、上パンチ１の先端部材１３の上方には、後述するように所定の厚さＴを有する被膜５が形成されている。被膜５を形成するときには、その工程を容易に行えるようにするために、ボルト１２を抜いてベース部材１１から先端部材１３を離脱させることができる。先端部材１３に被膜５を形成する位置は、通常の成形時に先端部材１３のダイス穴２０に挿入される部分よりも基端側（上側）である。また、被膜５を形成する厚さＴは、ダイス穴２０の内周面と上パンチ１の先端部材１３の外側面との間のクリアランスＣから、ダイス穴２０の内周面と被膜５の外側面とのはめあいに要する隙間を差し引いた厚さに、すなわち、成形時に対向する上パンチ１の先端部材１３の外側面とダイス穴２０の内周面との間に設定されるクリアランスＣに相当する厚さＴに形成される。被膜５は、窒化チタンあるいは炭化チタンやアルミナなどの硬質物質を、真空蒸着やイオンプレーティング、スパッタリングなどの物理蒸着法あるいは化学蒸着法により被覆処理するもので、これらの蒸着法では、上パンチ１の先端部材１３が図２に示したような複雑な形状であっても、容易に被膜５を形成することができ、しかも、被膜５の被覆する厚さＴを容易に制御することができる。なお、上パンチ１の先端部材に被膜５を形成するときに、被膜５を形成することなく通常の成形時（図６を参照）にダイス穴２０に挿入される下方部分には、この部分に被膜５が形成されないように、マスキングを施してもよい。
【００３７】
被膜５が形成された先端部材１３は、ボルト１２によりベース部材１１に取り付けられて、上パンチ１が構成される。そして、ベース部材１１のフランジ１１ａを締付リング３０の段部３０ａに係合し、上ダイセット１０に挿通されたボルト３１を締付リング３０に螺合する。また、ダイス穴２０の内部には、ウレタン樹脂など弾性体からなる制限部材６を投入しておく。この状態で上ダイセット１０に保持された上パンチ１をダイス穴２０に挿入すると、図５に示すように上パンチ１の下面とダイス穴２０の底を構成する下パンチ２２の先端部材４３の上面との間に制限部材６が介在して、上ダイセット１０に保持された上パンチ１の自重により先端部材１３がその被膜５を形成した部分までダイス穴２０に挿入されるのを許容し、且つ、先端部材１３の下面がダイス穴２０の底を構成する下パンチ２２の先端部材４３の上面に衝突して傷付くのを防止する。被膜５を形成した部分がダイス穴２０に挿入されることにより、上パンチ１の軸線がダイス穴２０の軸線と一致するよう位置決めされ（図５に一点鎖線で示した中心軸線を参照）、上パンチ１の被膜５が形成されていない下方の部分の外側面がダイス穴２０の内周面に対して設定された一定のクリアランスＣを全周にわたって安定して形成する。この状態で、締付リング３０のボルト３１を締め付けると、上パンチ１が芯出しされた状態で上ダイセット１０に固定される。
【００３８】
このようにして芯出しされた金型は、たとえば粉体材料の圧造成形を行う場合、図６に示すように、所定量の粉体材料Ｈをダイス穴２０内に投入し、プレスのラムにより上ダイセット１０を下降させて、ダイス穴２０内で粉体材料Hに圧力を加えて、所定形状の製品Ｐに成形する。このとき、上パンチ１の先端部材１３は、被膜５を形成されていない下方の部分だけがダイス穴２０に挿入される。そのため、上パンチ１の外側面とダイス穴２０の内周面との間に確実にクリアランスＣが形成され、成形により被膜５が損傷することがない。そして、芯出しを行うときに被膜５が損傷した場合に補修したり、クリアランスＣを変更設定する場合には、被膜５を重ねて被覆したり、形成されていた被膜５を一度取り除いてから、新たに被膜５を形成し直すことが容易にできる。成形された製品Ｐは、下パンチ２２を上昇させることにより、ダイス穴２０から取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の金型の芯出し構造の実施の一形態を説明するために示した一部断面図である。
【図２】本発明により成形される製品の形状の実施の一形態を説明するために示した平面図である。
【図３】被膜を形成する前の状態のパンチの実施の一形態を説明するために示した断面図である。
【図４】被膜が形成された状態のパンチを説明するために示した一部断面図である。
【図５】本発明により金型の芯出しを行う状態を説明するために示した一部断面図である。
【図６】本発明による金型の通常の成形を行う状態を説明するために示した一部断面図である。
【図７】従来の一般的な金型の芯出し構造でかじりや焼付きが生じ状態を説明するために示した一部断面図である。
【図８】従来の一般的な金型において、芯出しを正確に行うことができず、部分によってクリアランスの大きい部分と小さな部分が形成された状態を説明するために示した部分横断断面図である。
【図９】従来の一般的な金型において、パンチの下方側面を除去加工することにより、ダイス穴の内周面に対するクリアランスが形成されたパンチを説明するために示した一部断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１：上パンチ（一方の金型）、 ２：ダイス（他方の金型）、 ３：固定手段、 ５：被膜、 ６：制限部材、 ２０：ダイス穴、 Ｃ：クリアランス、 Ｔ：被膜の厚さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し構造であって、
前記第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さを有する被膜が形成されていることを特徴とする金型の芯出し構造。
【請求項２】
一方の金型の、成形時に他方の金型と対向する部分と、被膜が形成されている部分とが同一断面形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金型の芯出し構造。
【請求項３】
第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し方法であって、
前記第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さで被膜が形成された金型を準備し、
第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させて、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を調整し固定することを特徴とする金型の芯出し方法。
【請求項４】
第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させる前に、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合しないように制限する制限部材を配置することを特徴とする請求項３に記載の金型の芯出し方法。
【請求項１】
第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し構造であって、
前記第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さを有する被膜が形成されていることを特徴とする金型の芯出し構造。
【請求項２】
一方の金型の、成形時に他方の金型と対向する部分と、被膜が形成されている部分とが同一断面形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金型の芯出し構造。
【請求項３】
第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて進入させることにより所定の成形を行う金型の芯出し方法であって、
前記第１の金型と第２の金型との一方の、成形時に他方の金型と対向する部分よりも基端側に、前記対向する部分の間に設定されるクリアランスに相当する厚さで被膜が形成された金型を準備し、
第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させて、第１の金型と第２の金型とのプレス方向と直交する方向の相対位置を調整し固定することを特徴とする金型の芯出し方法。
【請求項４】
第１の金型と第２の金型をプレス方向に相対的に近接移動させて前記被膜が形成された部分を他方の金型に進入させる前に、第１の金型と第２の金型との相対進入位置を、前記被膜が形成された部分が他方の金型と対向するのを許容し且つ前記第１の金型と第２の金型が衝合しないように制限する制限部材を配置することを特徴とする請求項３に記載の金型の芯出し方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１６６０５３（Ｐ２００９−１６６０５３Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４４２２（Ｐ２００８−４４２２）
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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