特開 2024-100107 金型装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024100107

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】金型装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 24/00 20060101AFI20240719BHJP

   B21D 24/06 20060101ALN20240719BHJP

   B21D 24/16 20060101ALN20240719BHJP

【ＦＩ】

B21D24/00 A

B21D24/06

B21D24/16 B

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023003849

(22)【出願日】2023-01-13

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-12-11

(71)【出願人】

【識別番号】521056135

【氏名又は名称】奥野 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100166589

【弁理士】

【氏名又は名称】植村 貴昭

(72)【発明者】

【氏名】奥野 一樹

【テーマコード（参考）】

4E137

【Ｆターム（参考）】

4E137AA26

4E137BB01

4E137CA09

4E137EA02

4E137EA22

4E137FA03

4E137FA22

4E137FA24

4E137HA07

4E137HA10

(57)【要約】

【課題】関係者の利便性を図ることができる金型装置を提供する。
【解決手段】金型装置１は、プレス機に取り付けられて、被加工材（コイル材Ｗ）をプレス加工するための金型装置であって、前記プレス機のボルスターに取付けられる下型本体３と、前記プレス機のスライドに取付けられる上型本体２と、押圧力を発生する押圧力発生手段（コイルスプリング２３、６３）とを備え、前記下型本体３または前記上型本体２の少なくとも一方がラックギア（ラックギア１７、１８、４７、４８、５１）とピニオンギア（ピニオンギアアセンブリ３１、７１、８１）を用いて前記押圧力発生手段を動かすことで、前記押圧力発生手段に押圧力を発生させて、当該押圧力を前記ラックギアと前記ピニオンギアを介して前記下型本体または前記上型本体の少なくとも一方に伝達する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレス機に取り付けられて、被加工材をプレス加工するための金型装置であって、
前記プレス機のボルスターに取付けられる下型本体と、
前記プレス機のスライドに取付けられる上型本体と、
押圧力を発生する押圧力発生手段と、
を備え、
前記下型本体または前記上型本体の少なくとも一方がラックギアとピニオンギアを用いて前記押圧力発生手段を動かすことで、前記押圧力発生手段に押圧力を発生させて、当該押圧力を前記ラックギアと前記ピニオンギアを介して前記下型本体または前記上型本体の少なくとも一方に伝達することを特徴とする金型装置。

【請求項2】

前記ラックギアと前記ピニオンギアの配置の角度を変えることで、前記押圧力の伝達する方向を変更す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】

前記ラックギアと前記ピニオンギアのギア比を変えることで、前記下型本体または前記上型本体の前記被加工材側の移動部材のストロークと、前記押圧力発生手段のストロークとの比率を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の金型装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレス加工用の金型装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、プレス加工の一例として、ブランク材にプレス加工を加えて、プレス製品を製造する方法が普及している。このプレス加工においては、プレス加工金型を用いる。このプレス加工金型は、下型と上型とを備え、このプレス加工金型を用いて、ブランク材に、絞り部や曲げ部、打ち抜き部などの塑性加工部を成型した、加工品を製造する。前記プレス加工金型は、前記下型または上型と補助体との間に介在する押圧力発生手段（スプリング）を備えて、その補助体は、その下型本体または上型本体に対して上下にスライド移動する（たとえば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－６３８４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のプレス加工金型に使用される圧力発生装置（押圧力発生手段）には、コイルスプリング、ガススプリング、エアーシリンダ、油圧シリンダ、ウレタンゴムなどが使われる。これらの圧力発生装置（押圧力発生手段）は、プレス機のスライドの動作方向と同一の方向に伸縮（ストローク）させて圧力が発生するように配置されるのが一般的である。

【0005】

ここで、圧力発生装置（押圧力発生手段）をプレス加工金型内で鉛直方向（スライドの動作方向）に配置するスペースは限られており、ダイクッションプレートのストロークを多くする場合には、コイルスプリングなどを数多く配置する必要があった。

【0006】

押圧力を伝達する金型部品には、ダイクッションプレート、ブランクホルダー、リフタープレート、ストリッパープレート、ノックアウトなどがある。プレス加工金型の金型部品への押圧力を得る方法としては、コイルスプリングやガススプリングを配置する方法がある。

【0007】

プレス機では、深絞り加工のブランクホルダーには被加工物のしわの発生を抑制するために、100kNもの押圧力が必要となる場合がある。また、被加工物をパンチやダイから外すためにリフタープレートやストリッパープレートには、5ｋNもの押圧力が必要となる場合がある。

【0008】

トランスファープレス機では、ボルスターの下とスライド内部にエアーシリンダや油圧シリンダを使用したダイクッション装置により押圧力を得る。

【0009】

順送プレス機の場合、ボルスター下はスクラップの排出に利用されることが多く、ダイクッション装置を配置するスペースがない。このため、順送プレス機の順送金型では金型内にコイルスプリングやガススプリングを設置して押圧力を得る。

【0010】

金型内に設置したコイルスプリングやガススプリングなどの押圧部品（押圧力発生手段）で高圧力を得る場合、一般的に複数個を組み合わせて高圧力を得る。

【0011】

これら複数個の押圧部品（押圧力発生手段）はプレートが動く方向の金型内に配置されるため、金型の大型化や金型の構造が複雑化し、金型の製作費が高額になる。高圧力で複数個の押圧部品（押圧力発生手段）の配置には工夫が求められ設計時間が増し、設計費が高額になる。プレス加工金型の圧力発生部品の押圧方向の変更にはカムスライダーを使う方法があるが構造が大きく設置性が悪かった。

【0012】

本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、関係者の利便性を図ることができる金型装置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】

【0013】

本発明の金型装置は、プレス機に取り付けられて、被加工材をプレス加工するための金型装置であって、前記プレス機のボルスターに取付けられる下型本体と、前記プレス機のスライドに取付けられる上型本体と、押圧力を発生する押圧力発生手段と、を備え、前記下型本体または前記上型本体の少なくとも一方がラックギアとピニオンギアを用いて前記押圧力発生手段を動かすことで、前記押圧力発生手段に押圧力を発生させて、当該押圧力を前記ラックギアと前記ピニオンギアを介して前記下型本体または前記上型本体の少なくとも一方に伝達することを特徴とする。

【0014】

また、本発明の金型装置は、前記ラックギアと前記ピニオンギアの配置の角度を変えることで、前記押圧力の伝達する方向を変更することを特徴とする。

【0015】

さらに、本発明の金型装置は、前記ラックギアと前記ピニオンギアのギア比を変えることで、前記下型本体または前記上型本体の前記被加工材側の移動部材のストロークと、前記押圧力発生手段のストロークとの比率を変更することを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、押圧力発生手段の配置の自由度が高まり、関係者の利便性を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施形態に係る金型装置が取り付けられるプレス機、アンコイラー、及び、レベラーフィーダーを表わす概略図である。

【図2】第１実施形態に係る金型装置の斜視図である。

【図3】第１実施形態に係る金型装置の側面図である。

【図4】第１実施形態に係るピニオンギアアセンブリの分解斜視図及び組み立てた状態の斜視図である。

【図5】第２実施形態に係る金型装置の斜視図である。

【図6】第２実施形態に係る金型装置の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

［第１実施形態］
以下、図１～図４を参照して、本発明の第１実施形態を詳細に説明する。

【0019】

＜第１実施形態の構成＞
図１は、第１実施形態に係る金型装置が取り付けられるプレス機、アンコイラー、及び、レベラーフィーダーを表わす概略図である。
図２は、第１実施形態に係る金型装置の斜視図である。
図３は、第１実施形態に係る金型装置の側面図である。
図４（ａ）は、第１実施形態に係るピニオンギアアセンブリの分解斜視図である。
図４（ｂ）は、第１実施形態に係るピニオンギアアセンブリの組み立てた状態の斜視図である。

【0020】

図１において、第１実施形態に係る金型装置１は、プレス機１０１に取り付けられる。

【0021】

アンコイラー１０２は、ドラム状のコイル材Ｗがセットされ、コイル材Ｗを（たわみを制御しつつ）繰り出し、レベラーフィーダー１０３に渡す装置である。

【0022】

レベラーフィーダー１０３は、アンコイラー１０２の下流側に配置され、アンコイラー１０２から渡されたコイル材Ｗを、ロールの回転及び摩擦力によってプレス機１０１へ送り出す装置である。

【0023】

プレス機１０１は、レベラーフィーダー１０３の下流側に配置されている。またプレス機１０１は、スライド１１１及びボルスター１１２を備えている。

【0024】

スライド１１１は、図示しないクランクシャフトとコネクティングロッド、あるいは、サーボモータとボールねじ等の機構に取り付けられており、これにより、上下方向に動作するものである。ボルスター１１２は、スライド１１１に対向するようにしてスライド１１１の下方に設けられる。

【0025】

そして、スライド１１１には金型装置１の上型セットプレート１１が、ボルスター１１２には金型装置１の下型セットプレート４１が、それぞれ取り付けられている。

【0026】

プレス機１０１は、スライド１１１の上下方向の動作により、レベラーフィーダー１０３により送られてくるコイル材Ｗに対しプレス加工を行うことが可能になっている。

【0027】

図２に示すように、金型装置１は、前記プレス機１０１（図１参照）のスライド１１１に取付けられる上型本体２と、前記プレス機１０１（図１参照）のボルスター１１２に取付けられる下型本体３とから構成されている。

【0028】

図３に示すように、上型本体２は、上型セットプレート１１と、上型ダイセット１２と、スペーサブロック１３と、ダイ１４と、ノックアウト１６と、ラックギア１７と、ラックギア１８と、スプリングホルダ２１と、コイルスプリング２３と、スプリングスペーサ２４、ピニオンギアアセンブリ３１とから構成されている。

【0029】

金型装置１の上型セットプレート１１の下面には、上型ダイセット１２とスプリングホルダ２１が取り付けられている。

【0030】

上型ダイセット１２には、スペーサブロック１３を介してダイ１４が取り付け固定されている。ダイ１４の貫通部１５には、ノックアウト１６が上下方向にスライド可能な状態で設けられている。ノックアウト１６には、ラックギア１７が長手方向を上下方向に向けて取り付けられている。スペーサブロック１３には、ピニオンギアアセンブリ３１が回転可能な状態で取り付けられている。ラックギア１７の歯は、ピニオンギアアセンブリ３１の第１のピニオンギア３２の外周の歯と咬合している。

【0031】

スペーサブロック１３には、ラックギア１８が水平方向にスライド可能な状態で設けられている。ラックギア１８の歯は、ピニオンギアアセンブリ３１の第２のピニオンギア３３の外周の歯と咬合している。

【0032】

スプリングホルダ２１の収納部２２には、押圧力発生手段としてのコイルスプリング２３が水平方向に収納されている。コイルスプリング２３は、スプリングスペーサ２４を介してラックギア１８を押圧している。

【0033】

下型本体３は、下型セットプレート４１と、下型ダイセット４２と、パンチホルダ４３と、ギアホルダ４４、４５と、パンチ４６と、ラックギア４７、４８と、クッションプレート４９と、スプリングホルダ６１と、コイルスプリング６３と、スプリングスペーサ６４と、ピニオンギアアセンブリ７１、８１とから構成されている。

【0034】

金型装置１の下型セットプレート４１の上面には、下型ダイセット４２とスプリングホルダ６１が取り付けられている。

【0035】

下型ダイセット４２には、パンチホルダ４３と、ギアホルダ４４、４５が取り付けられている。パンチホルダ４３は、パンチ４６を取り付け固定している。

【0036】

ギアホルダ４４、４５は、ピニオンギアアセンブリ７１、８１が回転可能な状態で軸支している。

【0037】

また、ギアホルダ４４、４５には、それぞれラックギア４７、４８がスライド可能な状態で設けられている。ラックギア４７、４８の上端には、クッションプレート４９が取り付け固定されている。クッションプレート４９には、貫通孔５０が形成されており、貫通孔５０には、パンチ４６が挿通するようになっている。

【0038】

ラックギア４７、４８は、それぞれピニオンギアアセンブリ７１、８１の第１のピニオンギア７２、８２の外周の歯と咬合している。

【0039】

ギアホルダ４４、４５には、ラックギア５１が水平方向にスライド可能な状態で設けられている。ラックギア５１の歯は、それぞれピニオンギアアセンブリ７１、８１の第２のピニオンギア７３、８３の外周の歯と咬合している。

【0040】

スプリングホルダ６１の収納部６２には、押圧力発生手段としてのコイルスプリング６３が水平方向に収納されている。コイルスプリング６３は、スプリングスペーサ６４を介してラックギア５１を押圧している。

【0041】

図４（ａ）及び図４（ｂ）において、ピニオンギアアセンブリ３１は、第１のピニオンギア３２と、第２のピニオンギア３３と、シャフト３４とを組み立てたものである。

【0042】

第１のピニオンギア３２は、第２のピニオンギア３３より大径となっている。第１のピニオンギア３２の内周（孔）には、第２のピニオンギア３３が挿入され、第１のピニオンギア３２の内周の歯と第２のピニオンギア３３の外周の歯が嵌合する。従って、第１のピニオンギア３２と、第２のピニオンギア３３とは、固定された状態になっている。
第２のピニオンギア３３の軸孔には、シャフト３４が挿入される。

【0043】

図３に示したピニオンギアアセンブリ７１、８１の構造は、ピニオンギアアセンブリ３１と同様になっている。

【0044】

＜第１実施形態のプレス機の詳細な動作＞
プレス機１０１の詳細な動作を以下に説明する。
プレス機１０１は、上型本体２と、下型本体３の間にコイル材Ｗを送られた状態で、スライド１１１を下方にスライドさせる。

【0045】

これにより、図３に示すダイ１４とクッションプレート４９の間にコイル材Ｗ（図１参照）が挟まれ、クッションプレート４９は、コイル材Ｗを介してダイ１４に押されて、下方にスライドすることになる。

【0046】

この状態で、ラックギア４７、４８は、下方にスライドし、ピニオンギアアセンブリ７１、８１の第１のピニオンギア７２、８２を図中左回りに回転させ、ピニオンギアアセンブリ７１、８１の第２のピニオンギア７３、８３を図中左回りに回転させ、ラックギア５１及びスプリングスペーサ６４を図中右方向にスライドさせ、コイルスプリング６３を圧縮することで、クッションプレート４９に上向きの押圧力を発生させる。

【0047】

この後、スライド１１１をさらに下方にスライドさせると、クッションプレート４９の貫通孔５０からパンチ４６が突出し、コイル材Ｗを押し上げ、ダイ１４の貫通部１５に押し込むことで、コイル材Ｗをプレス変形させる。

【0048】

コイル材Ｗのプレス変形が進むと、ダイ１４を基準としてノックアウト１６がコイル材Ｗを介してパンチ４６に押し上げられる。この状態で、ラックギア１７は、ダイ１４を基準として上方にスライドし、ピニオンギアアセンブリ３１の第１のピニオンギア３２を図中右回りに回転させ、ピニオンギアアセンブリ３１の第２のピニオンギア３３を図中右回りに回転させ、ラックギア１８及びスプリングスペーサ２４を図中右方向にスライドさせ、コイルスプリング２３を圧縮することで、ノックアウト１６に下向きの力を発生させる。

【0049】

コイル材Ｗは、ダイ１４の貫通部１５とパンチ４６とノックアウト１６に囲まれた状態で適切なプレス加工の押圧力が加えられ、成型品９１が成型される。

【0050】

この後、上記と逆の動作を行うことで、ノックアウト１６の押圧力によりダイ１４の貫通部１５から成型品９１が排出される。

【0051】

以下、このような本発明の第１実施形態の構成及び作用を纏めて説明すると、金型装置１は、プレス機１０１に取り付けられて、被加工材（コイル材Ｗ）をプレス加工するための金型装置であって、前記プレス機１０１のボルスター１１２に取付けられる下型本体３と、前記プレス機１０１のスライド１１１に取付けられる上型本体２と、押圧力を発生する押圧力発生手段（コイルスプリング２３、６３）とを備え、前記下型本体３または前記上型本体２の少なくとも一方がラックギア（ラックギア１７、１８、４７、４８、５１）とピニオンギア（ピニオンギアアセンブリ３１、７１、８１）を用いて前記押圧力発生手段を動かすことで、前記押圧力発生手段に押圧力を発生させて、当該押圧力を前記ラックギアと前記ピニオンギアを介して前記下型本体または前記上型本体の少なくとも一方に伝達する。

【0052】

また、第１実施形態の金型装置１は、前記ラックギアと前記ピニオンギアの配置の角度を変えることで、前記押圧力の伝達する方向を変更（垂直方向から水平方向に変更）する。

【0053】

さらに、第１実施形態の金型装置１は、前記ラックギアと前記ピニオンギアのギア比を変えることで前記下型本体または前記上型本体の前記被加工材側の移動部材（ノックアウト１６、クッションプレート４９）のストロークと、前記押圧力発生手段のストロークの比率を変更する。

【0054】

さらに、第１実施形態の金型装置１は、ピニオンギアアセンブリ３１、７１、８１に大径と小径のピニオンギアを用いたことで、前記下型本体または前記上型本体の前記被加工材側の移動部材のストロークに対し、押圧力発生手段のストロークが小さい比率になっている。

【0055】

さらに、第１実施形態の金型装置１は、前記被加工材側の移動部材が上下動作する際に、ラックギアが前記被加工材側の移動部材の動作位置をガイドする。

【0056】

さらに、第１実施形態の金型装置１は、ピニオンギアの３３中心に開いた軸孔にシャフトを通した構造のピニオンギアアセンブリを用いている。

【0057】

さらに、第１実施形態の金型装置１は、ピニオンギア３２の中心にピニオンギア３３が挿入可能な形状で空いた孔にピニオンギア３３を通した構造のピニオンギアアセンブリを用いている。

【0058】

さらに、第１実施形態の金型装置１は、複数の異なる歯数のピニオンギアを組み合わせてギア比を変更し、前記被加工材側の移動部材のストロークと、前記押圧力発生部品のストロークの比率を変更できることを特徴とする

【0059】

尚、第１実施形態の金型装置１は、押圧力発生手段を押すラックギアと前記被加工材側の移動部材を押すラックギアが９０度で交差したが、金型装置は、押圧力発生手段を押すラックギアと前記被加工材側の移動部材を押すラックギアが０度より大きく１８０度より小さい角度で交差すればよい。

【0060】

第１実施形態の変形例として金型装置は、前記被加工材側の移動部材のストロークに対し、押圧力発生部品のストロークの比率を同一にすることも可能である。

【0061】

第１実施形態の変形例として金型装置は、ラックギアの側面にラックギアの摺動をガイドする線状の突起を設けることも可能である。

【0062】

第１実施形態の変形例として金型装置は、ラックギアの側面にラックギアの摺動をガイドする線状の溝を設けることも可能である。

【0063】

第１実施形態の変形例として金型装置は、ピニオンギア３２とピニオンギア３３の回転方向の固定角度を変えることで、ピニオンギアとラックギアの噛み合い位置とバックラッシュを調整可能とすることも可能である。

【0064】

第１実施形態の変形例として金型装置は、１種類の歯数のピニオンギアで前記被加工材側の移動部材のストロークと、前記押圧力発生部品のストロークが同じ量で動作することも可能である。

【0065】

第１実施形態の変形例として金型装置は、押圧力発生部品にサーボモータを用いることで、押圧力の非線形制御を可能とする。

【0066】

第１実施形態の変形例として金型装置は、押圧力発生部品にサーボモータ用いることで、金型部品の位置を自在に変更できる。

【0067】

第１実施形態の変形例として押圧力発生部品は金型内だけでなく、ギアやシャフト、変速機、クラッチの伝達機構や等速ジョイント、ユニバーサルジョイントなどの伝達角度偏向機構を介して、プレス機外にも設置可能である。

【0068】

第１実施形態の変形例として、ピニオンギア部の機構は遊星歯車機構やハイポイドギアなどの機構を用いて減速、または増速させても良い。

【0069】

第１実施形態の変形例として、クッションプレート４９に上下方向以外の動作を規制するガイド手段が用いられている場合は、ラックギア４７，４８の上端とクッションプレート４９は固定されていなくても良い。

【0070】

第１実施形態に係る金型装置は複数を並べて設置しても良い。

【0071】

ピニオンギアアセンブリ３１はキー固定、ボルト締結、溶接で固定しても良い。

【0072】

ピニオンギアアセンブリ３１は切削加工や、研削加工で一体成形しても良い。

【0073】

ピニオンギア３２の内周（孔）の形状と、ピニオンギア３３がピニオンギア３２に勘合する部位の形状は４角形や６角形の他、勘合して回転せず、固定された状態になる形状であれば、どのような形状でも良い。

【0074】

ピニオンギア３３と、シャフト３４と、ピニオンギア３３のピニオンギア３２に勘合する部位は、切削加工や、研削加工で一体成形しても良い。

【0075】

このように、本発明の第１実施形態によれば、押圧力発生手段の配置の自由度が高まり、金型の小型化や金型の構造の簡素化が可能になり、金型の加工費を削減でき、高圧力で複数個の押圧力発生手段の配置が容易となり、設計時間が削減でき、設計費が低額になり、設置性を向上できるので、関係者の利便性を図ることができる。

【0076】

［第２実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第２実施形態を詳細に説明する。尚、図５～図６に図示しない部分は、図１～図４に示した第１実施形態と同様になっている。

【0077】

＜第２実施形態の構成＞
図５は、第２実施形態に係る金型装置の下型本体の斜視図である。
図６は、第２実施形態に係る金型装置の下型本体の側面図である。

【0078】

図５に示すように、金型装置２０１の下型本体２０３は、下型セットプレート２４１と、下型ダイセット２４２と、パンチ２４３、ギアホルダ２４４、２４５、２４６、２４７と、計４本のラックギア２４８と、クッションプレート２４９と、ラックギア２５１、２５２と、スプリングホルダ２６１と、コイルスプリング２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８と、スプリングスペーサ２６９と、計４個のピニオンギアアセンブリ２７１と、計４個のピニオンギアアセンブリ２８１と、計４個のピニオンギア２９１（図６参照）とから構成されている。

【0079】

金型装置２０１の下型セットプレート２４１の上面には、下型ダイセット２４２とスプリングホルダ２６１が取り付けられている。

【0080】

下型ダイセット２４２には、パンチ２４３と、ギアホルダ２４４、２４５、２４６、２４７が取り付けられている。

【0081】

ギアホルダ２４４、２４５、２４６、２４７は、それぞれ２個のピニオンギアアセンブリ２７１、２８１、１個のピニオンギア２９１（図６参照）を回転可能な状態で軸支している。

【0082】

ギアホルダ２４４、２４５、２４６、２４７には、それぞれ１個のラックギア２４８が上下方向にスライド可能な状態で設けられている。

【0083】

計４本のラックギア２４８の上端には、クッションプレート２４９が取り付け固定されている。クッションプレート２４９には、貫通孔２５０が形成されており、貫通孔２５０には、パンチ２４３が挿通するようになっている。

【0084】

計４本のラックギア２４８は、両サイドに歯が形成されており、左サイドの歯がピニオンギアアセンブリ２７１の第１のピニオンギアの外周の歯と咬合し、右サイドの歯がピニオンギアアセンブリ２８１の第１のピニオンギアの外周の歯と咬合している。

【0085】

ギアホルダ２４４、２４５は、ラックギア２５１が水平方向にスライド可能な状態で設けられている。

【0086】

ギアホルダ２４６、２４７は、ラックギア２５２が水平方向にスライド可能な状態で設けられている。

【0087】

ラックギア２５１の歯は、ギアホルダ２４４、２４５のピニオンギア２９１（図６参照）の歯と咬合している。ギアホルダ２４４、２４５のピニオンギア２９１（図６参照）の歯は、ギアホルダ２４４、２４５のピニオンギアアセンブリ２７１の第２のピニオンギアの外周の歯と咬合している。

【0088】

また、ラックギア２５１の歯は、ギアホルダ２４４、２４５のピニオンギアアセンブリ２８１の第２のピニオンギアの外周の歯と咬合している。

【0089】

ラックギア２５２の歯は、ギアホルダ２４６、２４７のピニオンギア２９１（図６参照）の歯と咬合している。ギアホルダ２４６、２４７のピニオンギア２９１（図６参照）の歯は、ギアホルダ２４６、２４７のピニオンギアアセンブリ２７１の第２のピニオンギアの外周の歯と咬合している。

【0090】

また、ラックギア２５２の歯は、ギアホルダ２４６、２４７のピニオンギアアセンブリ２８１の第２のピニオンギアの外周の歯と咬合している。

【0091】

スプリングホルダ２６１の取付け部２６２には、押圧力発生手段としての６本のコイルスプリング２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８が長手方向を水平方向に向けて並列に並べられ、６本のコイルスプリング２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８の一端側が取付けられている。コイルスプリング２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８の他端側は、スプリングスペーサ２６９を介してラックギア２５１、２５２を押圧している。

【0092】

＜第２実施形態のプレス機の詳細な動作＞
第２実施形態のプレス機の詳細な動作を以下に説明する。

【0093】

第２実施形態のプレス機（図１参照）は、上型本体２（図１参照）と、下型本体２０３（図５参照）の間にコイル材Ｗを送られた状態で、スライド１１１（図１参照）を下方にスライドさせる。

【0094】

これにより、ダイ１４（図３参照）とクッションプレート２４９（図５参照）の間にコイル材Ｗが挟まれ、クッションプレート２４９は、コイル材Ｗを介してダイ１４に押されて、下方にスライドすることになる。この状態で、４本のラックギア２４８（図５参照）は、下方にスライドし、ピニオンギアアセンブリ２７１（図５参照）の第１のピニオンギアを図中右回りに回転させ、ピニオンギア２９１（図６参照）を図中左回りに回転させ、ピニオンギアアセンブリ２８１（図５参照）の第１のピニオンギアを図中左回りに回転させ、ラックギア２５１、２５２（図５参照）及びスプリングスペーサ２６９（図５参照）を図中右方向にスライドさせ、６本のコイルスプリング２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８（図５参照）を圧縮することで、クッションプレート２４９に上向きの押圧力を発生させる。

【0095】

この後、スライド１１１をさらに下方にスライドさせると、クッションプレート２４９の貫通孔２５０からパンチ２４３が突出し、コイル材Ｗを押し上げ、ダイ１４の貫通部１５（図３参照）に押し込むことで、コイル材Ｗをプレス変形させる。コイル材Ｗのプレス変形が進むと、ダイ１４を基準としてノックアウト１６（図３参照）がコイル材Ｗを介してパンチ２４３に押し上げられる。

【0096】

この状態で、ラックギア１７（図３参照）は、ダイ１４を基準として上方にスライドし、ピニオンギアアセンブリ３１（図３参照）の第１のピニオンギア３２（図３参照）を図中右回りに回転させ、ピニオンギアアセンブリ３１の第２のピニオンギア３３（図３参照）を図中右回りに回転させ、ラックギア１８（図３参照）及びスプリングスペーサ２４（図３参照）を図中右方向にスライドさせ、コイルスプリング２３（図３参照）を圧縮することで、ノックアウト１６に下向きの力を発生させる。コイル材Ｗは、ダイ１４の貫通部１５とパンチ２４３とノックアウト１６に囲まれた状態で適切なプレス加工の押圧力が加えられ、成型品９１が成型される。この後、上記と逆の動作を行うことで、ノックアウト１６の押圧力によりダイ１４の貫通部１５から成型品９１が排出される。

【0097】

以下、このような本発明の第１実施形態の構成及び作用を纏めて説明すると、第２実施形態に係る金型装置２０１は、プレス機（図１参照）に取り付けられて、被加工材（コイル材Ｗ）をプレス加工するための金型装置であって、前記プレス機（図１参照）のボルスター１１２（図１参照）に取付けられる下型本体２０３（図５及び図６参照）と、前記プレス機１０１（図１参照）のスライド１１１（図１参照）に取付けられる上型本体２（図１参照）と、押圧力を発生する押圧力発生手段（６本のコイルスプリング２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８）とを備え、前記下型本体３または前記上型本体２の少なくとも一方がラックギア（４本のラックギア２４８、ラックギア２５１、２５２）とピニオンギア（４個のピニオンギアアセンブリ２７１、４個のピニオンギアアセンブリ２８１）を用いて前記押圧力発生手段を動かすことで、前記押圧力発生手段に押圧力を発生させて、当該押圧力を前記ラックギアと前記ピニオンギアを介して前記下型本体または前記上型本体の少なくとも一方に伝達する。

【0098】

また、金型装置２０１は、前記ラックギアと前記ピニオンギアの配置の角度を変えることで、前記押圧力の伝達する方向を変更（垂直方向から水平方向に変更）する。

【0099】

さらに、金型装置２０１は、さらに前記ラックギアと前記ピニオンギアのギア比を変えることで、前記下型本体または前記上型本体の前記被加工材側の移動部材（ノックアウト１６、クッションプレート２４９）のストロークと、押圧力発生手段のストロークの比率を変更する。
さらに、金型装置２０１は、対向する面にラック歯面を配置されたラックギア（４本のラックギア２４８）を持つことを特徴とする

【0100】

本発明の第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に押圧力発生手段の配置の自由度が高まり、製造者や設置者の利便性を図ることができる。さらに、本発明の第２実施形態によれば、押圧力発生手段（６本のコイルスプリング２６３、２６４、２６５、２６６、２６７、２６８）、ラックギア（４本のラックギア２４８、ラックギア２５１、２５２）、ピニオンギア（４個のピニオンギアアセンブリ２７１、４個のピニオンギアアセンブリ２８１）の数を増やすことで、より高圧のプレス加工に対応できるようになる。

【0101】

尚、第１及び第２実施形態では、ラックピニオン機構（ラックギアとピニオンギア）を用いることで、ダイクッションプレート（クッションプレート４９、２４９）の動作方向と垂直方向に力の方向を変えることになり、プレス金型内の空いたスペースに圧力発生装置（押圧力発生手段）を配置することが可能となる。

【0102】

第１及び第２実施形態では、ラックピニオン機構を用いることで金型の一方向または対称方向に圧力発生装置（押圧力発生手段）を配置することが可能となり、鉛直方向での配置と比較し、ダイクッションプレートにより長い距離で強い圧力を加えることが可能となる。

【0103】

ラックピニオン機構による圧力方向の変更は直角方向だけでなく、鈍角や鋭角にも配置が可能である。

【0104】

ラックギアとピニオンギアのギア比を変更することで、ダイクッションプレート（クッションプレート４９、２４９）のストロークと圧力発生装置（押圧力発生手段）のストローク比を変更することが可能である。

【0105】

ラックピニオン機構による圧力方向の変更は、プレス金型の上型に使用されるノックアウト機構の圧力発生装置（押圧力発生手段）にも同様に使用可能である。

【0106】

圧力発生装置（押圧力発生手段）にサーボモータを用いることで圧力の非線形制御が可能となる。

【0107】

圧力発生装置（押圧力発生手段）にサーボモータを用いることでダイクッションプレートの位置を適宜変更することが可能となる。

【0108】

圧力発生装置（押圧力発生手段）の場合は金型内だけでなく、ギアやシャフト、変速機、クラッチの伝達機構や等速ジョイント、ユニバーサルジョイントなどの伝達角度偏向機構を介して、プレス機外にも設置可能である。

【0109】

ピニオンギア部の機構は遊星歯車機構やハイポイドギアなどの機構を用いて減速、または増速させても良い。

【0110】

第２実施形態の変形例として、クッションプレート２４９に上下方向以外の動作を規制するガイド手段が用いられている場合は、４本のラックギア２４８の上端とクッションプレート２４９は固定されていなくても良い。

【0111】

ラックピニオン機構を用いることで、圧力発生装置（押圧力発生手段）を金型側面の空きスペースに配置することが可能になり、交換の際に金型を分解する必要が無く、簡易で時間の削減になる。

【0112】

本発明の押圧力発生手段は、コイルスプリング、ガススプリングなどの単体の部品に限らず、押圧力発生部品や圧力発生装置、圧力源、圧力発生機構など圧力を発生させる部品であれば広く使用できる。

【0113】

本発明の金型装置は、順送金型やトランスファー金型に限らず、プレス加工全体に適用できる。

【0114】

圧力が伝達される前記被加工材側の移動部材は、プレートに限定せず、シャフトやブロック等にも使用できる。

【0115】

ピニオンギアアセンブリ２７１、２８１、ピニオンギア２９１はキー固定、ボルト締結、溶接で固定しても良い。

【0116】

ピニオンギアアセンブリ２７１、２８１、ピニオンギア２９１は切削加工や、研削加工で一体成形しても良い。

【0117】

ピニオンギアアセンブリ２７１、２８１の第１のピニオンギアの内周（孔）の形状と、ピニオンギアアセンブリ２７１、２８１の第２のピニオンギアが第１のピニオンギアに勘合する部位の形状は４角形や６角形の他、勘合して回転せず、固定された状態になる形状であれば、どのような形状でも良い。

【0118】

ピニオンギアアセンブリ２７１、２８１の第２のピニオンギアと、ピニオンギアアセンブリ２７１、２８１のシャフトと、ピニオンギアアセンブリ２７１、２８１の第２のピニオンギアの第１のピニオンギアに勘合する部位は、切削加工や、研削加工で一体成形しても良い。

【0119】

以上で具体的な第１及び第２実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらに限られるものではない。例えば、第１及び第２実施形態では押圧力発生手段をコイルスプリングとしたが、押圧力発生手段としては、ガススプリング、エアーシリンダ、油圧シリンダ、ウレタンゴムなど、各種適用可能である。

【0120】

このように金型装置を構成する機器や手段は、上述したものに限定されず、金型装置の利用目的等に応じて、必要な機器や手段のみの構成としたり、適宜他の機器や手段を付加したりすることができる。

【0121】

また、各手段をそれぞれ別個のものとして構成するのではなく、複数の機能を統合した手段として構成してもよい。２つ以上のシステムを１つにすることも可能であるし、逆に、１つのシステムを２つ以上の別のシステムから構成して接続することも可能である。

【0122】

また、上記第１及び第２実施形態は、あくまでも、現在のところの最良の形態またはそれに近い形態の２つにすぎない。

【産業上の利用可能性】

【0123】

本発明の金型装置は、設計者、使用者、設置者等の関係者や法人において効果的に利用できる。

【符号の説明】

【0124】

１ 金型装置
２ 上型本体
３ 下型本体
１１ 上型セットプレート
１２ 上型ダイセット
１３ スペーサブロック
１４ ダイ
１６ ノックアウト
１７、１８ ラックギア
２１ スプリングホルダ
２３ コイルスプリング
２４ スプリングスペーサ
３１ ピニオンギアアセンブリ
４１ 下型セットプレート
４２ 下型ダイセット
４３ パンチホルダ
４４、４５ ギアホルダ
４６ パンチ
４７、４８ ラックギア
４９ クッションプレート
７１、８１ ピニオンギアアセンブリ
６１ スプリングホルダ
６３ コイルスプリング
６４ スプリングスペーサ
１０１ プレス機
１０２ アンコイラー
１０３ レベラーフィーダー
１１１ スライド
１１２ ボルスター
Ｗ コイル材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2023-11-22

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレス機に取り付けられて、被加工材をプレス加工するための金型装置であって、
前記プレス機のボルスターに取付けられる下型本体と、
前記プレス機のスライドに取付けられる上型本体と、
押圧力を発生する押圧力発生手段と、
を備え、
前記下型本体または前記上型本体の少なくとも一方がラックギアとピニオンギアを用いて前記押圧力発生手段を動かすことで、前記押圧力発生手段に押圧力を発生させて、当該押圧力を前記ラックギアと前記ピニオンギアを介して前記下型本体または前記上型本体の少なくとも一方に伝達し、
前記ラックギアと前記ピニオンギアの配置の角度を変えることで、前記押圧力の伝達する方向を変更する
ことを特徴とする金型装置。

【請求項2】

プレス機に取り付けられて、被加工材をプレス加工するための金型装置であって、
前記プレス機のボルスターに取付けられる下型本体と、
前記プレス機のスライドに取付けられる上型本体と、
押圧力を発生する押圧力発生手段と、
を備え、
前記下型本体または前記上型本体の少なくとも一方がラックギアとピニオンギアを用いて前記押圧力発生手段を動かすことで、前記押圧力発生手段に押圧力を発生させて、当該押圧力を前記ラックギアと前記ピニオンギアを介して前記下型本体または前記上型本体の少なくとも一方に伝達し、
前記ラックギアと前記ピニオンギアのギア比を変えることで、前記下型本体または前記上型本体の前記被加工材側の移動部材のストロークと、前記押圧力発生手段のストロークとの比率を変更する
ことを特徴とする金型装置。