金型装置
【課題】
ホルダに対して、複数の金型が重ね合わされた状態で互いに隣接した金型の一方が摺動する際に、重ね合わせ方向の中央に位置する金型間の摺動抵抗を軽減できる金型装置を提供する。
【解決手段】
下金型装置１００及び上金型装置２００は、ホルダ１０に保持された複数の第１金型１２に対して複数の第２金型１４が交互に重ね合わされて、プレス成形動作のために摺動自在にされている。複数の第２金型１４のうち、重ね合わせ方向の中央の位置に位置する第２金型１４を含めて、全ての第２金型１４に対して、プレス成形動作のために摺動の動作を付与する上下可動ピン１８に振動子２２が設けられる。振動子２２により上下可動ピン１８を介して重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型１４を含めた全ての第２金型１４に対し振動を付与する。
ホルダに対して、複数の金型が重ね合わされた状態で互いに隣接した金型の一方が摺動する際に、重ね合わせ方向の中央に位置する金型間の摺動抵抗を軽減できる金型装置を提供する。
【解決手段】
下金型装置１００及び上金型装置２００は、ホルダ１０に保持された複数の第１金型１２に対して複数の第２金型１４が交互に重ね合わされて、プレス成形動作のために摺動自在にされている。複数の第２金型１４のうち、重ね合わせ方向の中央の位置に位置する第２金型１４を含めて、全ての第２金型１４に対して、プレス成形動作のために摺動の動作を付与する上下可動ピン１８に振動子２２が設けられる。振動子２２により上下可動ピン１８を介して重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型１４を含めた全ての第２金型１４に対し振動を付与する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金型装置において、図５（ａ）、（ｂ）に示すようにホルダ１０に対して固定された複数の第１金型１２と複数の第２金型１４とが交互に重ね合わされて配置され、第２金型１４を第１金型１２に対して、上下方向に摺動自在に設けられたものがある（以下、従来技術１という）。図６（ａ）に示すように前記ホルダ１０の互いに１８０度反対側の両側面には、超音波振動する振動子１６が設けられている。そして、図示しないワークをプレス成形するために、第２金型１４を第１金型１２に対して摺動させる際、前記振動子１６の超音波振動により、前記第２金型１４と第１金型１２間の摺動抵抗を軽減するようにしている。又、図５（ａ）、（ｂ）、及び図６（ａ）に示すように、例えば第２金型１４と第１金型１２とが平板となっている場合等のように、互いに相対する接触面積が大きいほど摺動抵抗が大きくなるが、前記超音波振動を付与すると、前記摺動抵抗を軽減できる利点がある。図６（ｂ）は、振動付与前の第１金型１２、及び第２金型１４の重ね合わせ面付近の状態を示しており、同図に示すように第１金型１２、第２金型１４間にはクリアランスが形成されていない。
【０００３】
そして、超音波付与振動が付与されたときには、重ね合わせ方向の非中央に位置する第１金型１２、第２金型１４の重ね合わせ面間には微細なクリアランス（図６（ｃ）参照）が形成される。図６（ｃ）において、ハッチング部分は形成されたクリアランスを示している。しかし、図６（ｃ）に示すように重ね合わせ方向において中央に位置する第１金型１２と第２金型１４間には超音波が伝わらずに、クリアランスが形成されていない場合がある。
【０００４】
又、特許文献１（以下、従来技術２という）では、ダイスの側部に対して超音波振動子を取付けし、前記ダイスに対して超音波振動を付与して、パンチとの協働により絞り又はしごき加工する振動プレス金型装置が開示されている。この構成により、絞り抵抗、しごき抵抗を抑制することができる。
【０００５】
又、振動付与手段が設けられた金型装置は、特許文献２が公知である。特許文献２では、下型（金型）には水平振動を付与する水平振動装置が設けられている。又、上型（金型）には、上下振動を付与する上下振動装置が設けられている。特許文献２は、プレス加工時に、下型に対して前記水平振動装置により付与された水平振動と、上型に対して上下振動装置により付与された上下振動との合成振動を、工作物の加圧成型時に印加する（以下、従来技術３という）。
【０００６】
又、特許文献３では、振動付与手段を備えた深ぼり加工装置が公知である。前記装置では、振動付与手段である振動子の振動がコーンを介してダイスに伝達され、前記ダイスとしわ押さえ間に配置した素板がポンチで深しぼり加工される（以下、従来技術４という）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３００４２３号公報
【特許文献２】特公昭５１−２１４４号公報
【特許文献３】特開昭６２−２１４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、従来技術１においては、振動子１６がホルダ１０の側部に設けられているため、図６（ａ）に示すように、振動子１６をホルダ１０の互いに１８０度反対側に位置する両側面にそれぞれ振動子１６を設けたとしても、複数の第２金型１４のうち、特に、ホルダ１０の中央に位置する第２金型１４には振動が良好に付与できない問題がある。
【０００９】
なお、従来技術２〜従来技術４は、単一の金型に対して振動を付与している構成であり、図５（ａ）に示すような複数の金型に対して良好に振動を付与する構成は開示されていない。すなわち、従来技術２〜従来技術４では、本願発明における複数の金型を重ね合わせて、互いに隣接する金型の一方が他方に対して摺動する際に、重ね合わせ方向の中央に位置する金型間の摺動抵抗を軽減できるための構成は提案されていない。
【００１０】
本発明の目的は、ホルダに対して、複数の金型が重ね合わされた状態で互いに隣接した金型の一方が摺動する際に、重ね合わせ方向の中央に位置する金型間の摺動抵抗を軽減できる金型装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ホルダに保持された複数の第１金型に対して複数の第２金型が交互に重ね合わされて、プレス成形動作のために摺動自在に配置された金型装置において、前記複数の第２金型のうち、少なくとも前記重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型に対して、前記プレス成形動作のために摺動の動作を付与する駆動部材に振動子を設け、前記振動子により、前記駆動部材を介して少なくとも前記重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型に対して、振動を付与することを特徴とする金型装置を要旨としている。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記駆動部材は、前記複数の第２金型の各々に対して連結されて前記摺動の動作を付与するものであることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１おいて、前記複数の第２金型のうちで、前記重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型に対して、前記摺動の動作を付与する駆動部材を第１駆動部材としたとき、第１駆動部材とは別に、非中央に位置する第２金型に対して、前記プレス成形動作のために摺動の動作を付与する第２駆動部材を設け、前記第１駆動部材に設けた前記振動子を第１振動子としたとき、前記ホルダに対して、前記非中央に位置する第２金型に対して振動を付与する第２振動子を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、ホルダに対して、複数の金型が重ね合わされた状態で互いに隣接した金型の一方が摺動する際に、重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型と第１金型間の摺動抵抗を軽減できる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、駆動部材が、複数の第２金型の各々に対して連結されていることから、全部の第２金型において、第１金型との摺動抵抗を軽減できる。
請求項３の発明によれば、第２振動子が、ホルダに設けられている場合においても、重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型と第１金型間の摺動抵抗を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態の下金型装置の断面図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、各金型装置の作用の説明図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、各金型装置の作用の説明図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、各金型装置の作用の説明図。
【図５】（ａ）は従来の金型装置の斜視図、（ｂ）は要部拡大断面図。
【図６】（ａ）は、従来の金型装置の平面図、（ｂ）は超音波を印加する前の要部拡大図、（ｃ）は超音波を印加したときの要部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態の金型装置を図１〜４を参照して説明する。
本実施形態では、金型装置は、図１に示すように、下金型装置１００及び上金型装置２００にそれぞれ具体化して設けられている。両金型装置において、従来例で示す図５（ａ）、（ｂ）と同一構成については同一符号を付す。
【００１７】
まず、下金型装置１００について説明する。
図１に示すように、下金型装置１００のホルダ１０は、ベース板１１０上に固定された基台１１２に固定されている。ホルダ１０は、図５に示す従来例と同様に外形が四角筒状に形成されている。ホルダ１０の形状は、四角筒状に限定するものではなく、第１金型１２及び第２金型１４を収納できる形状であればよい。例えば、四角筒状の代わりに外形横断面が円形、楕円形でもよく、筒状の代わりに有底箱状であってもよい。
【００１８】
複数の第１金型１２は、前記ホルダ１０に対して固定されて、互いに所定間隔を隔てて平行に離間配置されている。本実施形態では、第１金型１２は平板状に形成されているが、第１金型１２の形状は限定するものではない。第１金型１２の基台１１２側の基端部は、基台１１２に対して固定されている。第１金型１２のプレス側の端部は、ホルダ１０から上方に突出している。
【００１９】
複数の第２金型１４は、ホルダ１０の内側面と第１金型１２間のスペース、及び第１金型１２間のスペース間に上下方向へ摺動自在にそれぞれ挿入されるとともに、第１金型１２と重ね合わせて配置されている。又、各第２金型１４の基端は、第１金型１２と第２金型１４との重ね合わせ方向に延びる駆動部材としての上下可動ピン１８に連結、すなわち固定手段により固定されている。ここで、固定手段としては、限定するものではなく、例えば圧入固定したり、溶接、キー連結による固定、スプライン嵌合による連結固定等の手段、或いは接着剤による固定等を挙げることができる。
【００２０】
前記上下可動ピン１８は、図１では、１つのみ図示されているが、第２金型１４の長さ方向（図１において、紙面に直交する方向）に応じて複数本平行に設けても良い。
上下可動ピン１８は、各第１金型１２及びホルダ１０の重ね合わせ方向に位置する両側壁にそれぞれに設けられた貫通孔１２ａ，１０ａに対して、上下動自在に貫通されている。上下可動ピン１８の上下動により、第２金型１４の先端（上端）は、第１金型１２のプレス側の端面よりも高い位置と、低い位置に移動可能である。
【００２１】
又、下金型装置１００の上下可動ピン１８は貫通孔１２ａ，１０ａに対して、下動した際に、上下可動ピン１８とともに一体に下動する第２金型１４が基台１１２と干渉しないように、第２金型１４の基端面は、基台１１２に対して離間して配置されている。
【００２２】
又、下金型装置１００の上下可動ピン１８が貫通孔１２ａ，１０ａに対して、下動した際に、第１金型１２のプレス側の端部は、ホルダ１０から上方に突出している。
上下可動ピン１８の両端は、図１に示すようにホルダ１０の両側壁から突出している。貫通孔１２ａ，１０ａは、図１、図２（ａ）に示すように、第２金型１４の高さが第１金型１２の高さよりも高い状態と、図３（ｂ）に示すように、第２金型１４の高さが第１金型１２の高さよりも低い状態とに遷移可能に、すなわち、上下可動ピン１８を移動可能な大きさに設定されている。貫通孔１２ａ，１０ａの形状は、長孔でもよく、或いは円形孔であってもよい。
【００２３】
上下可動ピン１８の前記両端には、それぞれ振動子２２が固定されている。振動子２２は、超音波振動子であって、例えば、電界を加えると固有の振動周波数で振動する圧電素子等からなる。なお、振動子２２は圧電素子に限定するものではなく、他の振動子でもよい。振動子２２は、振動子駆動回路２４により、所望の周波数の超音波振動が得られる。この超音波振動により、全ての第２金型１４は、隣接する第１金型１２、及びホルダ１０間には数マイクロメータ程度の微細なクリアランスが得られる。
【００２４】
図１に示すように上下可動ピン１８の両端は、スプリング３２及び連結軸３４を介してベース板１１０に対してそれぞれ連結されている。
プレス成形開始前では、図１、図２（ａ）に示すように、第２金型１４の高さは、スプリング３２により、上下可動ピン１８を介して第１金型１２の高さよりも高くされている。
【００２５】
又、ベース板１１０上には、図１に示すように、スプリング４２及び支持軸４４を介してワーク教示部材５０が支持されて、ホルダ１０の高さよりも高く配置されている。ワーク教示部材５０は、ホルダ１０及び第１金型１２、第２金型１４の上方を開放するように、例えば枠状に形成されている。なお、ワーク教示部材５０の形状は、限定するものではない。例えば、ワーク教示部材５０の形状としては、円形枠、四角枠等を挙げることができる。又、ワーク教示部材５０の形状は枠状に限定するものではなく、ワークＷを安定して載置できる形状であればよい。
【００２６】
上下可動ピン１８の両端部には、図１に示すように、ピン作動部材１９が固定されている。ピン作動部材１９は、上方へ延出されてプレス成形開始前においては、ワーク教示部材５０の下面から離間して下方に位置する。又、後述する上金型装置２００が下方へ移動して、上金型装置２００と下金型装置１００のワーク教示部材５０とが共にワークＷを挟持した後、さらに下金型装置１００のワーク教示部材５０が下方へ移動した際に、ピン作動部材１９は、ワーク教示部材５０と当接可能である。
【００２７】
次に、上金型装置２００について説明する。
上金型装置２００の基本構成は、下金型装置１００と同じであるため、下金型装置１００を構成する各部材に付した符号を、上金型装置２００の同一構成に付して、詳細な説明を省略する。
【００２８】
上金型装置２００のホルダ１０は、下金型装置１００に対して対抗するように、すなわち、図１に示すように、上下反転するようにして配置されている。
具体的には、図１に示すように、下金型装置１００の上方には、油圧機構等を備えるプレス装置（図示しない）に支持された吊り台２１０が配置されている。そして、上金型装置２００のホルダ１０は、前記吊り台２１０下面に固定された基台２１２に固定されている。上金型装置２００の第１金型１２及び第２金型１４は、それぞれ下金型装置１００の第１金型１２及び第２金型１４と対抗して配置されている。
【００２９】
前記上金型装置２００は、前記図示しないプレス装置により、吊り台２１０及び基台２１２を介して図２（ａ）の上死点と図３（ｂ）の下死点間において、上下動可能である。
上金型装置２００の第２金型１４は、上金型装置２００が上死点から下死点迄移動する間、上金型装置２００のホルダ１０、基台２１２、及び上金型装置２００の第１金型１２が一体に下動した際に、第２金型１４が相対的に基台２１２側へ移動した際、基台２１２と干渉しないように、基台２１２に対して離間して配置されている。
【００３０】
次に、上金型装置２００の周辺に配置した部材は、下金型装置１００の周辺に配置した部材と同等の機能を有するため、同一符号にＡを付加して詳細な説明を省略する。
（実施形態の作用）
さて、上記のように構成された下金型装置１００、及び上金型装置２００の作用を図２〜図４を参照して説明する。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、上金型装置２００が下金型装置１００に対して上方に位置して離間した状態（上死点）で、金属製のワークＷを下金型装置１００のワーク教示部材５０に載置する。この状態で、図２（ｂ）に示すように、上金型装置２００をプレス装置（図示しない）により、下方へ移動し、ワーク教示部材５０Ａと、ワーク教示部材５０とによりワークＷを挟み込む。
【００３２】
この後、図３（ａ）に示すように、さらに上金型装置２００をプレス装置（図示しない）により下方へ移動し、上金型装置２００の第２金型１４と、下金型装置１００の第２金型１４とにより、ワークＷを挟み込む。図２（ｂ）から、図３（ａ）の状態になるとき、下金型装置１００のスプリング４２及び上金型装置２００のスプリング４２Ａの付勢力に抗して両スプリング４２，４２Ａが圧縮される。
【００３３】
又、図３（ａ）の状態になると同時に、上金型装置２００のピン作動部材１９Ａと下金型装置１００のピン作動部材１９とはそれぞれワーク教示部材５０Ａと、ワーク教示部材５０Ａとに当接する。
【００３４】
図３（ａ）の状態から、プレス装置（図示しない）により下死点まで上金型装置２００を下方へ移動させる（図３（ｂ）参照）。このとき同時に、振動子駆動回路２４により、下金型装置１００、及び上金型装置２００の振動子２２を超音波振動させる。このため、下金型装置１００の振動子２２及び上金型装置２００の振動子２２の超音波振動は、下金型装置１００の全部の第２金型１４及び上金型装置２００の全部の第２金型１４に付与される。すなわち、重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型１４を含めて全部の第２金型１４に上下可動ピン１８を介して振動子２２の超音波振動が付与される。
【００３５】
この超音波振動が付与された状態で、上金型装置２００が下死点まで移動すると、下金型装置１００及び上金型装置２００の各第１金型１２間に、ワークＷが当接されて、ワークＷは第１金型１２によりプレス成形される。このとき、下金型装置１００、及び上金型装置２００の第１金型１２と第２金型１４とは、それぞれ相対的に摺動するが、全ての第２金型１４には超音波振動が各上下可動ピン１８を介して振動子２２から付与されているため、摺動抵抗が抑制されて円滑に移動する。
【００３６】
又、このとき、下金型装置１００側のスプリング４２は、ワーク教示部材５０、支持軸４４を介して圧縮されるとともに、下金型装置１００側のスプリング３２は、ワーク教示部材５０、ピン作動部材１９、上下可動ピン１８、連結軸３４を介して圧縮される。一方、上金型装置２００の側のスプリング４２Ａは、ワーク教示部材５０Ａ、支持軸４４Ａを介して圧縮されるとともに、上金型装置２００側のスプリング３２Ａは、ワーク教示部材５０Ａ、ピン作動部材１９Ａ、上下可動ピン１８、連結軸３４Ａを介して圧縮される。
【００３７】
次に、プレス装置（図示しない）により、図４（ａ）に示す位置まで、上金型装置２００を上方へ移動するとともに、振動子２２の超音波振動の付与を保持する。
この超音波振動が付与された状態で、図４（ａ）に示す位置まで移動する間、下金型装置１００、及び上金型装置２００の第１金型１２と第２金型１４とは、図３（ａ）から図３（ｂ）の状態になるときとは、逆方向にそれぞれ相対的に摺動するが、全ての第２金型１４には超音波振動が各上下可動ピン１８を介して振動子２２から付与されている。このため、第１金型１２と第２金型１４間の摺動抵抗が抑制されて円滑に第２金型１４は移動する。
【００３８】
なお、図４（ａ）に示す位置は、図３（ａ）で示す上金型装置２００位置と同じである。この図４（ａ）に示す位置まで、図３（ｂ）から図４（ａ）に示す位置まで上金型装置２００が移動する間は、下金型装置１００と上金型装置２００の第２金型１４同士が、ワークＷを狭着保持した状態である。又、図３（ｂ）から、図４（ａ）の状態に遷移する間、スプリング３２，３２Ａ，４２，４２Ａは、バネ力により伸張する。
【００３９】
次に、図４（ｂ）に示す上死点までプレス装置（図示しない）により、上金型装置２００を上方へ移動するとともに、振動子駆動回路２４による振動子２２の超音波振動の付与を解除する。このとき、図４（ａ）から、図４（ｂ）の状態に遷移する間、スプリング４２，４２Ａは、バネ力により伸張する。
【００４０】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） 本実施形態の下金型装置１００及び上金型装置２００は、ホルダ１０に保持された複数の第１金型１２に対して複数の第２金型１４が交互に重ね合わされて、プレス成形動作のために摺動自在に配置されている。前記複数の第２金型１４のうち、重ね合わせ方向の中央の位置に位置する第２金型１４を含めて、全ての第２金型１４に対して、プレス成形動作のために摺動の動作を付与する上下可動ピン１８（駆動部材）に振動子２２が設けられている。そして、前記振動子２２により、上下可動ピン１８を介して重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型１４を含めた全ての第２金型１４に対して、振動を付与する。
【００４１】
この結果、本実施形態の下金型装置１００及び上金型装置２００は、ホルダ１０に対して、複数の第１金型１２，第２金型１４が重ね合わされた状態で互いに隣接した金型の一方が摺動する際に、重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型１４と第１金型１２間の摺動抵抗、及び非中央位置に位置する他の第２金型１４と第１金型１２間の摺動抵抗を同時に軽減できる。
【００４２】
すなわち、本実施形態では、上下可動ピン１８が、複数の第２金型１４の各々に対して連結されていることから、全部の第２金型１４において、第１金型１２との摺動抵抗を軽減できる。
【００４３】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記実施形態では、上下可動ピン１８を全ての第２金型１４に連結し、かつ、上下可動ピン１８に振動子２２を設けた。
【００４４】
この代わりに、１又は複数の平行に配置した上下可動ピン１８を重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型１４に連結し、この上下可動ピン１８に振動子２２を前記実施形態と同様に設けてもよい。なお、中央に位置するとは、ピンポイントに位置する意味だけではなく、例えば、重ね合わせ方向において、ホルダ１０を３等分割した際に、真ん中の分割領域に位置することを含む趣旨である。
【００４５】
そして、前記中央に位置する第２金型１４以外の残りの第２金型１４に対しては、貫通孔を設けて、該貫通孔に対して、振動子２２の振動が付与されないように上下可動ピン１８を遊貫させる。
【００４６】
そして、この上下可動ピン１８（以下、第１駆動部材としての第１可動ピンという）と平行に、さらに、上下可動ピン（以下、第２駆動部材としての第２可動ピンという）を設ける。この第２可動ピンは、前記中央に位置する第２金型１４以外の残りの第２金型１４に対して一体に連結する。又、第２可動ピンは、前記中央に位置する第２金型１４に対しては、貫通孔を設けて遊貫させる。そして、従来と同様に図６（ａ）に示すように前記ホルダ１０の互いに１８０度反対側の両側面に、超音波振動する振動子１６を設ける。
【００４７】
このように構成した場合、中央に位置する第２金型１４に対しては、第１駆動部材としての第１可動ピンに設けられた振動子２２により超音波振動を付与できる。又、中央に位置する第２金型１４以外の残りの第２金型１４に対しては、振動子１６により超音波振動を付与できる。このようにしても、ホルダ１０に対して、複数の金型が重ね合わされた状態で互いに隣接した金型の一方が摺動する際に、重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型１４と第１金型１２間の摺動抵抗を軽減できる。
【００４８】
・ 前記実施形態では、下金型装置１００の第１金型１２、上金型装置２００の第１金型１２のプレス面の形状は、特に限定はしていないが、ワークＷに対して所望の形状にプレス成形できるものであればよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０…ホルダ、１２…第１金型、１４…第２金型、
１８…上下可動ピン（駆動部材）、２２…振動子、
１００…下金型装置、２００…上金型装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金型装置において、図５（ａ）、（ｂ）に示すようにホルダ１０に対して固定された複数の第１金型１２と複数の第２金型１４とが交互に重ね合わされて配置され、第２金型１４を第１金型１２に対して、上下方向に摺動自在に設けられたものがある（以下、従来技術１という）。図６（ａ）に示すように前記ホルダ１０の互いに１８０度反対側の両側面には、超音波振動する振動子１６が設けられている。そして、図示しないワークをプレス成形するために、第２金型１４を第１金型１２に対して摺動させる際、前記振動子１６の超音波振動により、前記第２金型１４と第１金型１２間の摺動抵抗を軽減するようにしている。又、図５（ａ）、（ｂ）、及び図６（ａ）に示すように、例えば第２金型１４と第１金型１２とが平板となっている場合等のように、互いに相対する接触面積が大きいほど摺動抵抗が大きくなるが、前記超音波振動を付与すると、前記摺動抵抗を軽減できる利点がある。図６（ｂ）は、振動付与前の第１金型１２、及び第２金型１４の重ね合わせ面付近の状態を示しており、同図に示すように第１金型１２、第２金型１４間にはクリアランスが形成されていない。
【０００３】
そして、超音波付与振動が付与されたときには、重ね合わせ方向の非中央に位置する第１金型１２、第２金型１４の重ね合わせ面間には微細なクリアランス（図６（ｃ）参照）が形成される。図６（ｃ）において、ハッチング部分は形成されたクリアランスを示している。しかし、図６（ｃ）に示すように重ね合わせ方向において中央に位置する第１金型１２と第２金型１４間には超音波が伝わらずに、クリアランスが形成されていない場合がある。
【０００４】
又、特許文献１（以下、従来技術２という）では、ダイスの側部に対して超音波振動子を取付けし、前記ダイスに対して超音波振動を付与して、パンチとの協働により絞り又はしごき加工する振動プレス金型装置が開示されている。この構成により、絞り抵抗、しごき抵抗を抑制することができる。
【０００５】
又、振動付与手段が設けられた金型装置は、特許文献２が公知である。特許文献２では、下型（金型）には水平振動を付与する水平振動装置が設けられている。又、上型（金型）には、上下振動を付与する上下振動装置が設けられている。特許文献２は、プレス加工時に、下型に対して前記水平振動装置により付与された水平振動と、上型に対して上下振動装置により付与された上下振動との合成振動を、工作物の加圧成型時に印加する（以下、従来技術３という）。
【０００６】
又、特許文献３では、振動付与手段を備えた深ぼり加工装置が公知である。前記装置では、振動付与手段である振動子の振動がコーンを介してダイスに伝達され、前記ダイスとしわ押さえ間に配置した素板がポンチで深しぼり加工される（以下、従来技術４という）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３００４２３号公報
【特許文献２】特公昭５１−２１４４号公報
【特許文献３】特開昭６２−２１４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、従来技術１においては、振動子１６がホルダ１０の側部に設けられているため、図６（ａ）に示すように、振動子１６をホルダ１０の互いに１８０度反対側に位置する両側面にそれぞれ振動子１６を設けたとしても、複数の第２金型１４のうち、特に、ホルダ１０の中央に位置する第２金型１４には振動が良好に付与できない問題がある。
【０００９】
なお、従来技術２〜従来技術４は、単一の金型に対して振動を付与している構成であり、図５（ａ）に示すような複数の金型に対して良好に振動を付与する構成は開示されていない。すなわち、従来技術２〜従来技術４では、本願発明における複数の金型を重ね合わせて、互いに隣接する金型の一方が他方に対して摺動する際に、重ね合わせ方向の中央に位置する金型間の摺動抵抗を軽減できるための構成は提案されていない。
【００１０】
本発明の目的は、ホルダに対して、複数の金型が重ね合わされた状態で互いに隣接した金型の一方が摺動する際に、重ね合わせ方向の中央に位置する金型間の摺動抵抗を軽減できる金型装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ホルダに保持された複数の第１金型に対して複数の第２金型が交互に重ね合わされて、プレス成形動作のために摺動自在に配置された金型装置において、前記複数の第２金型のうち、少なくとも前記重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型に対して、前記プレス成形動作のために摺動の動作を付与する駆動部材に振動子を設け、前記振動子により、前記駆動部材を介して少なくとも前記重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型に対して、振動を付与することを特徴とする金型装置を要旨としている。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記駆動部材は、前記複数の第２金型の各々に対して連結されて前記摺動の動作を付与するものであることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１おいて、前記複数の第２金型のうちで、前記重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型に対して、前記摺動の動作を付与する駆動部材を第１駆動部材としたとき、第１駆動部材とは別に、非中央に位置する第２金型に対して、前記プレス成形動作のために摺動の動作を付与する第２駆動部材を設け、前記第１駆動部材に設けた前記振動子を第１振動子としたとき、前記ホルダに対して、前記非中央に位置する第２金型に対して振動を付与する第２振動子を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、ホルダに対して、複数の金型が重ね合わされた状態で互いに隣接した金型の一方が摺動する際に、重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型と第１金型間の摺動抵抗を軽減できる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、駆動部材が、複数の第２金型の各々に対して連結されていることから、全部の第２金型において、第１金型との摺動抵抗を軽減できる。
請求項３の発明によれば、第２振動子が、ホルダに設けられている場合においても、重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型と第１金型間の摺動抵抗を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態の下金型装置の断面図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、各金型装置の作用の説明図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、各金型装置の作用の説明図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、各金型装置の作用の説明図。
【図５】（ａ）は従来の金型装置の斜視図、（ｂ）は要部拡大断面図。
【図６】（ａ）は、従来の金型装置の平面図、（ｂ）は超音波を印加する前の要部拡大図、（ｃ）は超音波を印加したときの要部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態の金型装置を図１〜４を参照して説明する。
本実施形態では、金型装置は、図１に示すように、下金型装置１００及び上金型装置２００にそれぞれ具体化して設けられている。両金型装置において、従来例で示す図５（ａ）、（ｂ）と同一構成については同一符号を付す。
【００１７】
まず、下金型装置１００について説明する。
図１に示すように、下金型装置１００のホルダ１０は、ベース板１１０上に固定された基台１１２に固定されている。ホルダ１０は、図５に示す従来例と同様に外形が四角筒状に形成されている。ホルダ１０の形状は、四角筒状に限定するものではなく、第１金型１２及び第２金型１４を収納できる形状であればよい。例えば、四角筒状の代わりに外形横断面が円形、楕円形でもよく、筒状の代わりに有底箱状であってもよい。
【００１８】
複数の第１金型１２は、前記ホルダ１０に対して固定されて、互いに所定間隔を隔てて平行に離間配置されている。本実施形態では、第１金型１２は平板状に形成されているが、第１金型１２の形状は限定するものではない。第１金型１２の基台１１２側の基端部は、基台１１２に対して固定されている。第１金型１２のプレス側の端部は、ホルダ１０から上方に突出している。
【００１９】
複数の第２金型１４は、ホルダ１０の内側面と第１金型１２間のスペース、及び第１金型１２間のスペース間に上下方向へ摺動自在にそれぞれ挿入されるとともに、第１金型１２と重ね合わせて配置されている。又、各第２金型１４の基端は、第１金型１２と第２金型１４との重ね合わせ方向に延びる駆動部材としての上下可動ピン１８に連結、すなわち固定手段により固定されている。ここで、固定手段としては、限定するものではなく、例えば圧入固定したり、溶接、キー連結による固定、スプライン嵌合による連結固定等の手段、或いは接着剤による固定等を挙げることができる。
【００２０】
前記上下可動ピン１８は、図１では、１つのみ図示されているが、第２金型１４の長さ方向（図１において、紙面に直交する方向）に応じて複数本平行に設けても良い。
上下可動ピン１８は、各第１金型１２及びホルダ１０の重ね合わせ方向に位置する両側壁にそれぞれに設けられた貫通孔１２ａ，１０ａに対して、上下動自在に貫通されている。上下可動ピン１８の上下動により、第２金型１４の先端（上端）は、第１金型１２のプレス側の端面よりも高い位置と、低い位置に移動可能である。
【００２１】
又、下金型装置１００の上下可動ピン１８は貫通孔１２ａ，１０ａに対して、下動した際に、上下可動ピン１８とともに一体に下動する第２金型１４が基台１１２と干渉しないように、第２金型１４の基端面は、基台１１２に対して離間して配置されている。
【００２２】
又、下金型装置１００の上下可動ピン１８が貫通孔１２ａ，１０ａに対して、下動した際に、第１金型１２のプレス側の端部は、ホルダ１０から上方に突出している。
上下可動ピン１８の両端は、図１に示すようにホルダ１０の両側壁から突出している。貫通孔１２ａ，１０ａは、図１、図２（ａ）に示すように、第２金型１４の高さが第１金型１２の高さよりも高い状態と、図３（ｂ）に示すように、第２金型１４の高さが第１金型１２の高さよりも低い状態とに遷移可能に、すなわち、上下可動ピン１８を移動可能な大きさに設定されている。貫通孔１２ａ，１０ａの形状は、長孔でもよく、或いは円形孔であってもよい。
【００２３】
上下可動ピン１８の前記両端には、それぞれ振動子２２が固定されている。振動子２２は、超音波振動子であって、例えば、電界を加えると固有の振動周波数で振動する圧電素子等からなる。なお、振動子２２は圧電素子に限定するものではなく、他の振動子でもよい。振動子２２は、振動子駆動回路２４により、所望の周波数の超音波振動が得られる。この超音波振動により、全ての第２金型１４は、隣接する第１金型１２、及びホルダ１０間には数マイクロメータ程度の微細なクリアランスが得られる。
【００２４】
図１に示すように上下可動ピン１８の両端は、スプリング３２及び連結軸３４を介してベース板１１０に対してそれぞれ連結されている。
プレス成形開始前では、図１、図２（ａ）に示すように、第２金型１４の高さは、スプリング３２により、上下可動ピン１８を介して第１金型１２の高さよりも高くされている。
【００２５】
又、ベース板１１０上には、図１に示すように、スプリング４２及び支持軸４４を介してワーク教示部材５０が支持されて、ホルダ１０の高さよりも高く配置されている。ワーク教示部材５０は、ホルダ１０及び第１金型１２、第２金型１４の上方を開放するように、例えば枠状に形成されている。なお、ワーク教示部材５０の形状は、限定するものではない。例えば、ワーク教示部材５０の形状としては、円形枠、四角枠等を挙げることができる。又、ワーク教示部材５０の形状は枠状に限定するものではなく、ワークＷを安定して載置できる形状であればよい。
【００２６】
上下可動ピン１８の両端部には、図１に示すように、ピン作動部材１９が固定されている。ピン作動部材１９は、上方へ延出されてプレス成形開始前においては、ワーク教示部材５０の下面から離間して下方に位置する。又、後述する上金型装置２００が下方へ移動して、上金型装置２００と下金型装置１００のワーク教示部材５０とが共にワークＷを挟持した後、さらに下金型装置１００のワーク教示部材５０が下方へ移動した際に、ピン作動部材１９は、ワーク教示部材５０と当接可能である。
【００２７】
次に、上金型装置２００について説明する。
上金型装置２００の基本構成は、下金型装置１００と同じであるため、下金型装置１００を構成する各部材に付した符号を、上金型装置２００の同一構成に付して、詳細な説明を省略する。
【００２８】
上金型装置２００のホルダ１０は、下金型装置１００に対して対抗するように、すなわち、図１に示すように、上下反転するようにして配置されている。
具体的には、図１に示すように、下金型装置１００の上方には、油圧機構等を備えるプレス装置（図示しない）に支持された吊り台２１０が配置されている。そして、上金型装置２００のホルダ１０は、前記吊り台２１０下面に固定された基台２１２に固定されている。上金型装置２００の第１金型１２及び第２金型１４は、それぞれ下金型装置１００の第１金型１２及び第２金型１４と対抗して配置されている。
【００２９】
前記上金型装置２００は、前記図示しないプレス装置により、吊り台２１０及び基台２１２を介して図２（ａ）の上死点と図３（ｂ）の下死点間において、上下動可能である。
上金型装置２００の第２金型１４は、上金型装置２００が上死点から下死点迄移動する間、上金型装置２００のホルダ１０、基台２１２、及び上金型装置２００の第１金型１２が一体に下動した際に、第２金型１４が相対的に基台２１２側へ移動した際、基台２１２と干渉しないように、基台２１２に対して離間して配置されている。
【００３０】
次に、上金型装置２００の周辺に配置した部材は、下金型装置１００の周辺に配置した部材と同等の機能を有するため、同一符号にＡを付加して詳細な説明を省略する。
（実施形態の作用）
さて、上記のように構成された下金型装置１００、及び上金型装置２００の作用を図２〜図４を参照して説明する。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、上金型装置２００が下金型装置１００に対して上方に位置して離間した状態（上死点）で、金属製のワークＷを下金型装置１００のワーク教示部材５０に載置する。この状態で、図２（ｂ）に示すように、上金型装置２００をプレス装置（図示しない）により、下方へ移動し、ワーク教示部材５０Ａと、ワーク教示部材５０とによりワークＷを挟み込む。
【００３２】
この後、図３（ａ）に示すように、さらに上金型装置２００をプレス装置（図示しない）により下方へ移動し、上金型装置２００の第２金型１４と、下金型装置１００の第２金型１４とにより、ワークＷを挟み込む。図２（ｂ）から、図３（ａ）の状態になるとき、下金型装置１００のスプリング４２及び上金型装置２００のスプリング４２Ａの付勢力に抗して両スプリング４２，４２Ａが圧縮される。
【００３３】
又、図３（ａ）の状態になると同時に、上金型装置２００のピン作動部材１９Ａと下金型装置１００のピン作動部材１９とはそれぞれワーク教示部材５０Ａと、ワーク教示部材５０Ａとに当接する。
【００３４】
図３（ａ）の状態から、プレス装置（図示しない）により下死点まで上金型装置２００を下方へ移動させる（図３（ｂ）参照）。このとき同時に、振動子駆動回路２４により、下金型装置１００、及び上金型装置２００の振動子２２を超音波振動させる。このため、下金型装置１００の振動子２２及び上金型装置２００の振動子２２の超音波振動は、下金型装置１００の全部の第２金型１４及び上金型装置２００の全部の第２金型１４に付与される。すなわち、重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型１４を含めて全部の第２金型１４に上下可動ピン１８を介して振動子２２の超音波振動が付与される。
【００３５】
この超音波振動が付与された状態で、上金型装置２００が下死点まで移動すると、下金型装置１００及び上金型装置２００の各第１金型１２間に、ワークＷが当接されて、ワークＷは第１金型１２によりプレス成形される。このとき、下金型装置１００、及び上金型装置２００の第１金型１２と第２金型１４とは、それぞれ相対的に摺動するが、全ての第２金型１４には超音波振動が各上下可動ピン１８を介して振動子２２から付与されているため、摺動抵抗が抑制されて円滑に移動する。
【００３６】
又、このとき、下金型装置１００側のスプリング４２は、ワーク教示部材５０、支持軸４４を介して圧縮されるとともに、下金型装置１００側のスプリング３２は、ワーク教示部材５０、ピン作動部材１９、上下可動ピン１８、連結軸３４を介して圧縮される。一方、上金型装置２００の側のスプリング４２Ａは、ワーク教示部材５０Ａ、支持軸４４Ａを介して圧縮されるとともに、上金型装置２００側のスプリング３２Ａは、ワーク教示部材５０Ａ、ピン作動部材１９Ａ、上下可動ピン１８、連結軸３４Ａを介して圧縮される。
【００３７】
次に、プレス装置（図示しない）により、図４（ａ）に示す位置まで、上金型装置２００を上方へ移動するとともに、振動子２２の超音波振動の付与を保持する。
この超音波振動が付与された状態で、図４（ａ）に示す位置まで移動する間、下金型装置１００、及び上金型装置２００の第１金型１２と第２金型１４とは、図３（ａ）から図３（ｂ）の状態になるときとは、逆方向にそれぞれ相対的に摺動するが、全ての第２金型１４には超音波振動が各上下可動ピン１８を介して振動子２２から付与されている。このため、第１金型１２と第２金型１４間の摺動抵抗が抑制されて円滑に第２金型１４は移動する。
【００３８】
なお、図４（ａ）に示す位置は、図３（ａ）で示す上金型装置２００位置と同じである。この図４（ａ）に示す位置まで、図３（ｂ）から図４（ａ）に示す位置まで上金型装置２００が移動する間は、下金型装置１００と上金型装置２００の第２金型１４同士が、ワークＷを狭着保持した状態である。又、図３（ｂ）から、図４（ａ）の状態に遷移する間、スプリング３２，３２Ａ，４２，４２Ａは、バネ力により伸張する。
【００３９】
次に、図４（ｂ）に示す上死点までプレス装置（図示しない）により、上金型装置２００を上方へ移動するとともに、振動子駆動回路２４による振動子２２の超音波振動の付与を解除する。このとき、図４（ａ）から、図４（ｂ）の状態に遷移する間、スプリング４２，４２Ａは、バネ力により伸張する。
【００４０】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） 本実施形態の下金型装置１００及び上金型装置２００は、ホルダ１０に保持された複数の第１金型１２に対して複数の第２金型１４が交互に重ね合わされて、プレス成形動作のために摺動自在に配置されている。前記複数の第２金型１４のうち、重ね合わせ方向の中央の位置に位置する第２金型１４を含めて、全ての第２金型１４に対して、プレス成形動作のために摺動の動作を付与する上下可動ピン１８（駆動部材）に振動子２２が設けられている。そして、前記振動子２２により、上下可動ピン１８を介して重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型１４を含めた全ての第２金型１４に対して、振動を付与する。
【００４１】
この結果、本実施形態の下金型装置１００及び上金型装置２００は、ホルダ１０に対して、複数の第１金型１２，第２金型１４が重ね合わされた状態で互いに隣接した金型の一方が摺動する際に、重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型１４と第１金型１２間の摺動抵抗、及び非中央位置に位置する他の第２金型１４と第１金型１２間の摺動抵抗を同時に軽減できる。
【００４２】
すなわち、本実施形態では、上下可動ピン１８が、複数の第２金型１４の各々に対して連結されていることから、全部の第２金型１４において、第１金型１２との摺動抵抗を軽減できる。
【００４３】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記実施形態では、上下可動ピン１８を全ての第２金型１４に連結し、かつ、上下可動ピン１８に振動子２２を設けた。
【００４４】
この代わりに、１又は複数の平行に配置した上下可動ピン１８を重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型１４に連結し、この上下可動ピン１８に振動子２２を前記実施形態と同様に設けてもよい。なお、中央に位置するとは、ピンポイントに位置する意味だけではなく、例えば、重ね合わせ方向において、ホルダ１０を３等分割した際に、真ん中の分割領域に位置することを含む趣旨である。
【００４５】
そして、前記中央に位置する第２金型１４以外の残りの第２金型１４に対しては、貫通孔を設けて、該貫通孔に対して、振動子２２の振動が付与されないように上下可動ピン１８を遊貫させる。
【００４６】
そして、この上下可動ピン１８（以下、第１駆動部材としての第１可動ピンという）と平行に、さらに、上下可動ピン（以下、第２駆動部材としての第２可動ピンという）を設ける。この第２可動ピンは、前記中央に位置する第２金型１４以外の残りの第２金型１４に対して一体に連結する。又、第２可動ピンは、前記中央に位置する第２金型１４に対しては、貫通孔を設けて遊貫させる。そして、従来と同様に図６（ａ）に示すように前記ホルダ１０の互いに１８０度反対側の両側面に、超音波振動する振動子１６を設ける。
【００４７】
このように構成した場合、中央に位置する第２金型１４に対しては、第１駆動部材としての第１可動ピンに設けられた振動子２２により超音波振動を付与できる。又、中央に位置する第２金型１４以外の残りの第２金型１４に対しては、振動子１６により超音波振動を付与できる。このようにしても、ホルダ１０に対して、複数の金型が重ね合わされた状態で互いに隣接した金型の一方が摺動する際に、重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型１４と第１金型１２間の摺動抵抗を軽減できる。
【００４８】
・ 前記実施形態では、下金型装置１００の第１金型１２、上金型装置２００の第１金型１２のプレス面の形状は、特に限定はしていないが、ワークＷに対して所望の形状にプレス成形できるものであればよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０…ホルダ、１２…第１金型、１４…第２金型、
１８…上下可動ピン（駆動部材）、２２…振動子、
１００…下金型装置、２００…上金型装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダに保持された複数の第１金型に対して複数の第２金型が交互に重ね合わされて、プレス成形動作のために摺動自在に配置された金型装置において、
前記複数の第２金型のうち、少なくとも重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型に対して、前記プレス成形動作のために摺動の動作を付与する駆動部材に振動子を設け、
前記振動子により、前記駆動部材を介して少なくとも前記重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型に対して、振動を付与することを特徴とする金型装置。
【請求項２】
前記駆動部材は、前記複数の第２金型の各々に対して連結されて前記摺動の動作を付与するものであることを特徴とする請求項１に記載の金型装置。
【請求項３】
前記複数の第２金型のうちで、前記重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型に対して、前記摺動の動作を付与する駆動部材を第１駆動部材としたとき、第１駆動部材とは別に、非中央に位置する第２金型に対して、前記プレス成形動作のために摺動の動作を付与する第２駆動部材を設け、
前記第１駆動部材に設けた前記振動子を第１振動子としたとき、前記ホルダに対して、前記非中央に位置する第２金型に対して振動を付与する第２振動子を設けたことを特徴とする請求項１に記載の金型装置。
【請求項１】
ホルダに保持された複数の第１金型に対して複数の第２金型が交互に重ね合わされて、プレス成形動作のために摺動自在に配置された金型装置において、
前記複数の第２金型のうち、少なくとも重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型に対して、前記プレス成形動作のために摺動の動作を付与する駆動部材に振動子を設け、
前記振動子により、前記駆動部材を介して少なくとも前記重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型に対して、振動を付与することを特徴とする金型装置。
【請求項２】
前記駆動部材は、前記複数の第２金型の各々に対して連結されて前記摺動の動作を付与するものであることを特徴とする請求項１に記載の金型装置。
【請求項３】
前記複数の第２金型のうちで、前記重ね合わせ方向の中央に位置する第２金型に対して、前記摺動の動作を付与する駆動部材を第１駆動部材としたとき、第１駆動部材とは別に、非中央に位置する第２金型に対して、前記プレス成形動作のために摺動の動作を付与する第２駆動部材を設け、
前記第１駆動部材に設けた前記振動子を第１振動子としたとき、前記ホルダに対して、前記非中央に位置する第２金型に対して振動を付与する第２振動子を設けたことを特徴とする請求項１に記載の金型装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−６０３２（Ｐ２０１２−６０３２Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４３０４１（Ｐ２０１０−１４３０４１）
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
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