【実施例1】
【0016】
[金型ツール・ホルダーの構成]
図1は、本発明の実施例1に係る金型ツール・ホルダーを示す平面図、
図2は、同正面図である。
【0017】
図1及び
図2のように、金型ツール・ホルダー1は、例えばプレス加工機の上型(金型)3に取り付けられて、プレス加工用の治具であるパンチ5を位置決め保持するようになっている。
【0018】
パンチ5は、板材の曲げや切断等のプレス加工を担うものであり、例えば磁気ディスク装置のヘッド・サスペンションの材料である薄く固い微小な金属箔(薄板)の曲げ加工等を行う。
【0019】
このパンチ5は、矩形角柱状に形成され、先端に加工用の凸部11が設けられている。凸部11の幅方向の寸法は、最大でも例えば5mm程度に設定されている。
【0020】
このパンチ5は、プレス方向となる上下方向に沿った状態で、基端側が金型ツール・ホルダー1に対して位置決められると共に締結ボルト13,15による締結固定で保持される。なお、締結ボルト13,15を挿通させるパンチ5側の挿通孔17,19は、上下方向の長孔となっている。また、パンチ5の表面21と締結ボルト13,15との間にはワッシャー23,25が介在している。
【0021】
金型ツール・ホルダー1は、ホルダー本体27と、保持部29と、一対の調整ブロック31,33とを備えている。
【0022】
ホルダー本体27は、全体としてプレート状に形成され、上型3に対して固定される。このホルダー本体27の縁部35には、保持部29が設けられている。
【0023】
保持部29は、ホルダー本体27の縁部35に対して凹状に形成されている。この保持部29は、平面矩形状になっており、凹状の底部側となる底壁面37及び幅方向で相互に対向する位置決め面39,41によって区画されている。位置決め面39,41と底壁面37との各間には、後述する調整ブロック31及びパンチ5に対する逃げ部36,38が設けられている。
【0024】
保持部29内には、パンチ5の基端側が収容されている。パンチ5の背面49及び側面45は、保持部29の底壁面37及び一方の位置決め面39に突き当てられている。なお、パンチ5の基端面43は、保持部29の上側の開口上で上型3に突き当てられている。
【0025】
なお、位置決め面39,41は、パンチ5の側面45,47と略平行になっており、上下方向の中間部に凹面部40,42が形成されている。また、底壁面37は、パンチ5の背面49と略並行になっている。この底壁面37には、パンチ5の締結ボルト13,15に対応して締結用のねじ穴51,53が設けられ、パンチ5を貫通した締結ボルト13,15がねじ穴51,53に螺合している。
【0026】
保持部29の凹状の奥行は、パンチ5よりも小さく設定されており、パンチ5は、ホルダー本体27の縁部35に対して若干突出するようになっている。保持部29の幅は、パンチ5よりも大きく設定され、他方の位置決め面41とパンチ5の側面47との間が離間している。この他方の位置決め面41とパンチ5の側面47との間に、一対の調整ブロック31,33が介設されている。
【0027】
図3及び
図4は、調整ブロックを示し、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は側面図である。
【0028】
一対の調整ブロック31,33は、
図1〜
図4のように、例えば合金工具鋼鋼材の台形くさび状ブロックからなっている。本実施例の調整ブロック31,33には、SKS3のようなHRC58〜60程度の硬度を有する合金工具鋼鋼材が用いられている。
【0029】
調整ブロック31,33は、相互に逆向きに配置された状態で幅方向に隣接配置されている。これらの調整ブロック31,33は、位置決め面39,41に対して傾斜した傾斜面55,57をスライド自在に合わせて保持されている。
【0030】
従って、調整ブロック31,33は、傾斜面55,57のスライドによって他方の位置決め面41とパンチ5と間の幅方向で伸縮するようになっている。具体的には、一方の調整ブロック31が保持部29に対して出没方向に移動すると、傾斜面55,57の傾斜に応じて他方の調整ブロック33を幅方向に移動させる。この幅方向移動は、他方の調整ブロック33が保持部29の底壁面37に当接した状態で行われる。
【0031】
なお、本実施例では、一方の調整ブロック31の出没移動量が6μm程度に設定され、これによる他方の調整ブロック33の幅方向移動量が1μm程度となっている。幅方向移動量は、傾斜面55,57の傾斜角設定に応じたものとなり、本実施例の傾斜面55,57の傾斜角は、位置決め面39,41に対して10度程度となっている。
【0032】
調整ブロック31,33の幅方向両側には、位置決め面39,41に略平行な当接面59,61が形成されている。当接面59,61は、それぞれ調整ブロック31,33の伸縮に応じて他方の位置決め面41とパンチ5の側面47とに当接する。
【0033】
これにより、調整ブロック31,33は、保持部29及びパンチ5間のクリアランスを埋めてパンチ5の位置決めを行うようになっている。なお、当接面59,61の表面粗度は、最大で0.3S
(Rz0.3)程度に設定される。
【0034】
これらの調整ブロック31,33は、斜面状の加工面を有する単一の台形ブロック体を分割して形成され(
図1の二点差線参照)、傾斜面55,57は、分割された加工面からなっている。従って、調整ブロック31,33は、傾斜面55,57を合わせることで、当接面59,61の誤差を吸収して平行度が向上している。
【0035】
調整ブロック31,33の伸縮駆動、つまり一方の調整ブロック31の出没駆動は、締結部材としての調整ボルト63によって行われる。
【0036】
調整ボルト63は、一方の調整ブロック31を保持部29側に締結しており、その調整ブロック31を挿通して保持部29の底壁面37のねじ穴65に螺合している。一方の調整ブロック31は、保持部29の底壁面37との間に隙間を有して配置されているので、調整ボルト63の締結調整によって出没移動する。
【0037】
調整ブロック31,33間は、キー69及びキー溝71によって上下方向に位置決められており、幅方向の伸縮が案内される。
【0038】
具体的には、調整ブロック31,33は、ホルダー本体27の縁部35に対して略面一の端面73,75を備えている。一方の調整ブロック31の端面73には、幅方向に沿って溝部77が設けられ、矩形板状のキー69が溝部77に係合している。このキー69は、調整ボルト63を利用して、一方の調整ブロック31に締結固定されている。
【0039】
キー69は、他方の調整ブロック33側に突出している。このキー69の突出部分が、キー溝71に係合している。キー溝71は、他方の調整ブロック33の端面75に幅方向に沿って設けられている。
[金型ツール・ホルダーによる位置決め保持]
図5は、パンチの位置決め保持手順を示すフローチャートである。
図6及び
図7は、位置決め保持手順を示す説明図である。
【0040】
本実施例の金型ツール・ホルダー1では、まず
図5のステップS1のように、パンチ5の取り付け前の状態で、パンチ5の取付空間Sの幅Aを拡げておく(
図6(a)参照)。
【0041】
具体的には、調整ボルト63を緩めて一方の調整ブロック31を保持部29から突出移動させる。これに応じて、他方の調整ブロック33を幅方向移動させて、調整ブロック31,33を収縮させる。
【0042】
次いで、ステップS2のように、パンチ5の基端側を保持部29の取付空間S内に収容させてセットする(
図6(b)参照)。セットの際には、パンチ5の基端側の背面49及び側面45を、保持部29の底壁面37及び一方の位置決め面39に突き当てておく。
【0043】
次いで、ステップS3のようにパンチ5の位置決めを行う(
図6(b)参照)。具体的には、調整ボルト63を締め付けて一方の調整ブロック31を保持部29に没入移動させる。これにより、他方の調整ブロック33を幅方向移動させて調整ブロック31,33を伸張させる。
【0044】
この結果、調整ブロック31,33の当接面59,61が他方の位置決め面41及びパンチ5の側面47に当接して、保持部29及びパンチ5間のクリアランスが埋められる。
【0045】
こうして、金型ツール・ホルダー1では、調整ブロック31,33により、保持部29及びパンチ5間をゼロ・クリアランスとしてパンチ5を位置決めることができる。
【0046】
ゼロ・クリアランスの状態では、パンチ5が金型ツール・ホルダー1に対して摩擦力で保持され、パンチ5の脱落が防止されている。本実施例では、パンチ5の自重が摩擦力と釣り合って、パンチ5を変形させる応力が生じないようになっている。
【0047】
このゼロ・クリアランスは、調整ブロック31,33の傾斜面55,57の傾斜角が10度に設定されていることで容易に実現できる。
【0048】
すなわち、一般的な固定用の台形くさび等においては、それ自体で締結力を出すために傾斜角が5度程度に浅く設定されており、出没移動量が大きいため調整ブロックの微調整が可能なように思われる。
【0049】
しかし、実際は、手作業で絞め込む場合に、調整ブロックがパンチに当接したときの節度感(当接したという手ごたえ、手感、或いは感触)を薄くする。
【0050】
このため、調整ブロックがパンチに対して、どこから接触が始まり、どこから弱持(ゼロ・クリアランス)、どこから強持かの境目が分かりづらい。
【0051】
結果として、傾斜角が5度程度の場合は、ゼロ・クリアランスを超える強持になっている事態が生じやすく、ゼロ・クリアランスの実現ができない。
【0052】
一方、本実施例のように傾斜角が10度程度あると、調整ブロック33がパンチ5に当接(接触)した節度を感じやすくでき、且つその節度を感じたあたりで、ちょうどゼロ・クリアランスにすることができる。
【0053】
次いで、ステップS4のように、パンチ5の仮止めを行う(
図7(a)及び(b)参照)。仮止めは、締結ボルト13,15によってパンチ5を保持部29側に仮締め(締結)することで行われる。
【0054】
仮止めの際には、締結ボルト13,15の位置と保持部29側のねじ穴51,53の位置とが、パンチ5の位置決めによって幅方向で僅かにずれている。しかし、このずれは、他方の調整ブロック33の移動量に応じた最大で1μm程度の極めて微小なものであり、締結ボルト13,15とねじ穴51,53とのバックラッシュの範囲内に収まる。従って、仮止めは、締結ボルト13,15及びねじ穴51,53の位置ずれの影響を受けることはない。
【0055】
かかる仮止め状態で、パンチ5の基端面43を上型3に突き当てて上下方向の位置決めを行う。この突き当て動作は、パンチ5側の挿通孔17,19によって許容されるようになっている。
【0056】
次いで、ステップS5のように、締結ボルト13,15を本締めしてパンチ5の固定を行う。この結果、金型ツール・ホルダー1では、パンチ5を位置決め保持することができる。
【0057】
パンチ5の位置決め状態の調整が必要な場合は、調整ブロック31の調整ボルト63及びパンチ5の締結ボルト13,15を緩めて、調整ブロック31,33を収縮させる。その後、一方の位置決め面39とパンチ5の側面45との間にスペーサ等を介在させて、上記ステップS3以降と同様の手順を行えばよい。
【0058】
また、上記のように位置決め状態の調整が必要となる場合は、ステップS2において、一方の位置決め面39とパンチ5の側面45との間に予めスペーサ等を介在させておいてもよい。この場合は、その後のステップS3以降の手順を行うことで、パンチ5を当初より調整状態で位置決め保持することができる。
[実施例1の効果]
本実施例の金型ツール・ホルダー1では、プレス加工用のパンチ5を挟んで相互に対向する一対の位置決め面39,41を備えた保持部29と、他方の位置決め面41及びパンチ5間に介設され、位置決め面39,41に対して傾斜した傾斜面55,57をスライド自在に合わせて保持された一対の調整ブロック31,33とを備えている。
【0059】
一対の調整ブロック31,33は、傾斜面55,57のスライドによって他方の位置決め面41及びパンチ5間で伸縮し、保持部29及びパンチ5間のクリアランスを埋める。
【0060】
従って、本実施例では、調整ブロック31,33を伸縮させるだけで、保持部29及びパンチ5間のクリアランスを埋めてパンチ5の位置決めを容易且つ確実に行わせることができる。
【0061】
位置決め状態を調整する場合にも、調整ブロック31,33を伸縮させるだけで、スペーサ等を挿入するためのクリアランスを確保したり、或いはスペーサ等を取り除いた後のクリアランスを埋めることを容易且つ確実に行うことができる。
【0062】
このように、本実施例では、調整ブロック31,33を伸縮させるだけで、パンチ5の高精度の位置決めを容易に行わせることができる。
【0063】
また、本実施例では、一方の調整ブロック31,33を保持部29側に締結する調整ボルト63を備え、一方の調整ブロック31が調整ボルト63の締結調整によって他方の調整ブロック33に対して相対的に移動し傾斜面55,57のスライドを行う。
【0064】
従って、本実施例では、調整ボルト63の締結調整だけで、容易且つ確実に調整ブロック31,33の伸縮を行わせることができる。
【0065】
また、一方の調整ブロック31は、幅方向のキー溝71を備え、他方の調整ブロック33は、キー溝71にスライド自在に係合する幅方向のキー69を備えている。
【0066】
従って、本実施例では、一対の調整ブロック31,33の伸縮移動をキー69及びキー溝71によって案内することができ、位置決め動作を安定して確実に行わせることができる。
【0067】
しかも、他方の調整ブロック33がキー69及びキー溝71を介して一方の調整ブロック31に対して支持されるので、一対の調整ブロック31,33を調整ボルト63のみで保持部29側に保持することができる。このため、本実施例では、構造の簡素化も図ることができる。
【0068】
一対の調整ブロック31,33は、位置決め面39,41に沿って形成され他方の位置決め面41及びパンチ5の側面47に接する当接面59,61を有する。
【0069】
従って、本実施例では、面接触によってパンチ5を安定して位置決めながら、その精度を向上できる。
【0070】
また、当接面59,61は、その面粗度が最大で0.3Sに設定されるので、耐摩耗性を向上して調整ブロック31,33の変寸を抑制できる。従って、繰り返しパンチ5の位置決め及び調整を行ったとしても、その精度を維持することができる。
【0071】
しかも、一対の調整ブロック31,33は、斜面状の加工面を有する単一のブロック体を分割して形成され、傾斜面55,57は、分割された加工面からなっている。
【0072】
従って、調整ブロック31,33は、傾斜面55,57を合わせることで、当接面59,61の誤差を吸収して平行度を向上することができる。結果として、更にパンチ5の位置決め精度を向上できる。
【0073】
本実施例の調整ブロック31,33の傾斜面55,57は、位置決め面39,41に対する傾斜角が10度に設定されている。
【0074】
従って、本実施例では、一方の調整ブロック31の相対移動量に対して他方の調整ブロック33の幅方向移動量を小さくでき、調整ブロック31,33の伸縮に対する微調整が可能となる。
【0075】
結果として、本実施例では、パンチ5を変形させる応力が生じないように位置決めを行うことができ、変形のないパンチ5を高精度で位置決めることができる。