JP5636572B2 - Ｃ形プレス装置、複合プレス装置及びプレス装置を用いた薄板製品の加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属や樹脂等の薄板材料のワークの打ち抜き加工及び圧縮加工等を行うプレス装置及びそのプレス装置を用いた金属製品の加工方法に関する。

精密機器に使用される金属部品等の加工は、プレス装置を用いて行われる。また、近年においては、精密機器に使用される金属部品の加工には高い精度が要求されている。例えば、携帯端末等に用いられるコネクタ用の金属製端子は、携帯端末の小型化の要請によりコネクタ及びその端子についても小型化が求められている。このように加工対象物であるワークが小型化すると、プレス装置には非常に高い加工精度が求められる。

ところで、一般にプレス装置として、フレームのタイプに応じていわゆるＣ型プレス装置とストレートサイド型プレス装置が知られている。Ｃ型プレス装置は、上フレームと下フレームとを一対の側方フレームにより連結し、側面視でＣ字状となるように形成したプレス装置である。ストレートサイド型プレス装置は、一般に上フレームと下フレームとを一対の側方フレームにより連結し、側面視で周囲が各フレームで囲まれた枠状に形成されたプレス装置である。

Ｃ型プレス装置は、比較的簡易な構造であるため安価に製作することができる。しかし、Ｃ型プレス装置のフレームは、開口部が開く方向に広がるいわゆる口開きが発生するので、高い精度の加工は行うことができない。従って、高い精度が求められる加工については、もっぱらストレートサイド型プレス装置が用いられていた。特に、上述の金属製の端子の製造を行うプレス装置は、精度を上げるために剛性の高いフレームを備えた大型のストレートサイド型プレス装置が用いられることが多い。

しかしながら、プレス装置が大型化すると、プレス装置の温度変化の影響が加工精度に大きく影響を及ぼすことになる。例えば、プレス装置を点検等で停止した後に再稼働させる場合は、プレス装置の温度は低下している。

プレス装置は、連続稼働を行うと、装着されている金型やプレス装置自体の温度が摩擦熱等により高くなっており、その状態が稼働時間中維持される。そして、プレス装置により製造される製品の精度は、この装置の温度が高くなっている状態で適正な範囲となるように設計されている。

ここで、プレス装置の温度が下がっている状態で再稼働がなされると、摩擦等によって熱が発生する部分から部分的に温度が上昇していき、温度が上がりにくい部分との間で温度差が発生する。

このため、プレス装置に熱歪が発生し、加工精度が低くなるという不都合がある。よって、大型のプレス装置では、加工精度が許容誤差範囲内となるように暖気運転を長時間行う必要があった。

特に、金属薄板の圧縮を行うコイニング加工等を行うプレス装置の場合、プレス装置に温度の影響による寸法誤差が発生すると、この寸法誤差が金型のパンチによる金属薄板の圧縮量に直接影響を及ぼすことになる。

特開平８−５７６９９号公報 特開平１０−３４３９７号公報

以上のように装置を大型化させないために、ストレートサイド型プレス装置よりも構造が簡易なＣ型プレス装置を用いて加工を行うことが考えられる。しかしながら、Ｃ型プレス装置では、上述のいわゆる口開きの問題を解消する必要がある。

このようなＣ型プレス装置の口開きを防止する構成としては、例えば、特許文献１及び２に口開き対策の例が示されている。

特許文献１では、上フレームと下フレームとを基端部分において中央フレームで連結し、上下フレームの先端部分に開口部分を設け、この開口部分に加圧装置を設置している。そして、中央フレームに、加圧装置によって生じる反力を相殺するためのバランス用加圧手段を設けている。また、特許文献２では、上フレームと下フレームの開口部分を連結する垂直タイロッドを設け、口開きを防止している。

しかしながら、特許文献１のような構成では、構成が複雑となって大型化するため、Ｃ型プレス装置の長所が失われてしまうという不都合がある。また、特許文献２のような構成では、前記垂直タイロッドの剛性がフレームの剛性に比べて著しく低いため、結局は精度の低いストレートサイド型プレスという形になってしまうという不都合がある。

そこで、本発明は、装置の小型化が可能であり、高い精度を有するプレス装置及びそのプレス装置を用いた薄板製品の加工方法を提供することを目的とする。

本願発明者は、Ｃ型プレス装置の口開き作用には、装置の運転中に通常の加工時の荷重よりも過大な荷重が発生した際にその荷重を逃がす作用があることに着目し、この口開き作用を加工誤差の解消に利用することを考案した。

本発明のプレス装置は、上フレームと下フレームとを一対の側方フレームにより連結し、側面視で一方が開口部となるＣ形に形成されたＣ型プレス装置において、前記上フレームと前記下フレームとの間に、前記開口部が開く方向に所望のプリロードを発生させるプリロード調節手段を備えていることを特徴とするＣ型プレス装置である（第１発明）。

当該構成によれば、プレス装置が稼動してワークの加工が行われている際に前記開口部が開口する方向に荷重が発生するが、その荷重が前記プリロード調節手段によって与えられたプリロードに達するまでは口開きが発生しない。従って、前記プリロードをワークの加工時に生じる荷重以上に設定しておけば、Ｃ型プレス装置であっても精度の高い加工が可能となる。

また、Ｃ型プレス装置を用いることで、ストレートサイド型プレス装置に比べて簡易な構成とすることができるため、メンテナンス等による温度変化に対して熱歪等の影響を少なくすることができる。

さらに、本発明におけるＣ型プレス装置では、プレス装置の運転中に前記プリロードを超える荷重が生じた場合は、フレームの口開き作用により荷重が逃げるため、加工対象やプレス装置への影響を最小限に抑えることができる。

また、第１発明のＣ型プレス装置において、前記上フレーム又は前記下フレームのいずれか一方のフレームからいずれか他方のフレームに向けて立設された支柱を有し、前記プリロード調節手段は、前記他方のフレーム又は前記支柱のいずれか一方に固定されるベースと、前記ベースに対して上下動可能なプッシュロッドと、前記プッシュロッドの移動量を調節可能な調節部材とを備え、前記プッシュロッドが前記支柱又は前記他方のフレームのいずれか他方に当接することが好ましい（第２発明）。

当該構成では、前記上フレームと前記下フレームとの間に支柱を設けるという簡易な構成で、容易に前記プリロード調節手段を設けることができる。なお、前記ベースと前記他方のフレームとの間に支柱のような構成を追加することも可能である。

また、第２発明のＣ型プレス装置において、前記支柱は、前記下フレームから上方に起立し、上下動されるスライドを案内する複数のガイド部材であることが好ましい（第３発明）。

当該構成では、プレス装置として通常備わっている構成であるガイド部材と上フレームとの間にプリロード調節手段のプッシュロッドを配置している。このため、プレス装置を新規に設計する場合のみならず、既存のプレス装置においても、簡易な加工でプリロード調節手段を設けることができる。

また、本発明の複合プレス装置は、第１上フレームと第１下フレームとを一対の第１側方フレームにより連結し、側面視で一方が開口部となるＣ形に形成されたＣ型プレス装置と、第２上フレームと第２下フレームとを一対の第２側方フレームにより連結し、側面視で周囲が各フレームで囲まれた枠状に形成されたストレートサイド型プレス装置とを併設し、連続して金属薄板加工を行う複合プレス装置において、前記Ｃ型プレス装置は、前記第１上フレームと前記第１下フレームとの間に、前記開口部が開く方向に所望のプリロードを発生させるプリロード調節手段を備え、前記ストレートサイド型プレス装置を加工工程の上流側に設置し、前記Ｃ型プレス装置を加工工程の下流側に設置してなり、前記ストレートサイド型プレス装置により金属薄板の打ち抜き加工を行い、前記Ｃ型プレス装置により金属薄板の圧縮加工を行うことを特徴とする（第４発明）。

当該構成の複合プレス装置によれば、前記プリロード調節手段を備えたＣ型プレス装置によりワークである金属薄板の圧縮加工を行っている。金属薄板の圧縮加工は、プレス装置の下死点の位置が変化すると直接加工精度に影響が出るが、本発明におけるＣ型プレス装置では、圧縮加工中にプレス装置の下死点の位置が変化してプレス装置に前記プリロードを超える荷重が生じた場合は、フレームの口開き作用により荷重が逃げるため、ワークやプレス装置への影響を最小限に抑えることができる。

ここで、圧縮加工とは、金属薄板を折り曲げる曲げ加工、金属薄板を板圧方向に圧縮するコイニング加工やバニッシング加工等を含む概念である。

また、第４発明の複合プレス装置は、前記ストレートサイド型プレス装置が、薄板材料の打ち抜き加工を行う打ち抜き用パンチを備える打ち抜き用金型を有し、前記Ｃ型プレス装置が、薄板材料の圧縮加工を行う圧縮用パンチを備える圧縮用金型を有してなり、前記打ち抜き用パンチと圧縮用パンチとを周期的に同期して駆動する同期手段とを備え、前記同期手段は、前記圧縮用パンチの圧縮加工及び前記打ち抜き用パンチの打ち抜き加工をそれぞれ１回行う１周期を前記圧縮加工から開始し、その後に前記打ち抜き加工を行い、次の周期の前記圧縮用パンチの圧縮加工を、前記打ち抜き用パンチの打ち抜き加工によって生じる前記打ち抜き用金型の振動が収束した状態で開始することが好ましい（第５発明）。

当該構成によれば、前記圧縮用パンチによる圧縮加工が、前記打抜き用パンチによる打ち抜き加工によって生じる振動が収束してから行われる。従って、圧縮加工時に打抜き工程による影響を受けないため、圧縮加工の精度が向上する。ここで、振動が収束した状態とは、打ち抜き用金型の振動によって生じる圧縮用金型の加工の誤差が許容範囲内に収まった状態をいう。

また、前記打抜き用パンチの振動が前記圧縮用パンチと圧縮用パンチに対応する金型（ダイス）に伝わると、圧縮用パンチと金型との間で位置ずれが生じるおそれがある。しかしながら、上記構成によれば、前記打抜き用パンチの振動が前記圧縮用パンチと圧縮用パンチに対応する金型に伝わることを防止できるため、圧縮用パンチと金型との間の位置ずれを抑制することができる。

また、第５発明の複合プレス装置においては、前記打ち抜き用金型は、打ち抜き用上型と打ち抜き用下型とを備え、前記圧縮用金型は、圧縮用上型と圧縮用下型とを備え、前記打ち抜き用下型と前記圧縮用下型とが一体に形成されていることが好ましい（第６発明）。

当該構成によれば、打ち抜き用金型と圧縮用金型の位置合わせが不要となり、各金型における工程間のピッチや直線度を正確なものとすることができる。

また、本発明の複合プレス装置は、第６発明の複合プレス装置において、前記Ｃ型プレス装置は、前記第１下フレームから上方に起立する複数の第１ガイド部材と、前記第１ガイド部材に案内されて上下動される第１スライドとを備え、前記圧縮用金型は、前記圧縮用上型が前記第１スライドに固定され、前記圧縮用下型が前記第１下フレームに載置され、前記圧縮用上型と前記圧縮用下型とが相対的に水平方向に移動することなく上下方向に平行移動するように案内する圧縮金型用ガイド部材を備え、前記ストレートサイド型プレス装置は、前記第２下フレームから上方に起立する複数の第２ガイド部材と、前記第２ガイド部材に案内されて上下動される第２スライドとを備え、前記打ち抜き用金型は、前記打ち抜き用上型が前記第２スライドに固定され、前記打ち抜き用下型が前記第２下フレームに載置され、前記打ち抜き用上型と前記打ち抜き用下型とが相対的に水平方向に移動することなく上下方向に平行移動するように案内する打ち抜き金型用ガイド部材を備え、前記圧縮用下型は前記第１下フレームの表面を水平方向に所定量移動可能に装着され、前記打ち抜き用金型は前記第２下フレームの表面を水平方向に所定量移動可能に装着されていることが好ましい（第７発明）。

前記Ｃ型プレス装置の稼働時に、フレームの熱歪等が発生して前記第１スライドの軌道に誤差が生じた場合、前記第１スライドに固定されている圧縮用上型の軌道にも誤差が伝播する。このとき、圧縮用下型は、前記第１下フレームの表面を水平方向に所定量移動可能に装着されており、前記圧縮用上型と前記圧縮用下型は前記圧縮金型用ガイド部材によって水平方向に移動することなく上下方向に平行移動されるものであるため、上記圧縮用上型の軌道の変化に対応して前記圧縮用下型が移動する。当該構成により、圧縮用金型による圧縮加工の精度が向上し、金型の寿命も延ばすことができる。当該構成及び作用効果は、前記打ち抜き用金型も同様である。

また、本発明の複合プレス装置は、第７発明の複合プレス装置において、前記第１スライド及び前記第２スライドを駆動する駆動源がモータであり、前記第１スライド及び前記第２スライドの１周期に対して前記モータが２回転以上回転することが好ましい（第８発明）。

当該構成とすることにより、前記モータの駆動力を、前記Ｃ型プレス装置の作動及び前記ストレートサイド型プレス装置の作動にそれぞれ１回転以上の間隔をあけて作用させることができる。このため、前記モータの負担を小さくすることができる。

また、本発明の金属製品の加工方法は、第５乃至８発明のいずれかの発明の複合プレス装置を用いて、原料である薄板材料から製品の外形を打ち抜き、さらに圧縮加工を行って製品を製造する薄板製品の加工方法であって、前記ストレートサイド型プレス装置により予め少なくとも１周期分の打ち抜き加工を行った薄板材料を、前記打ち抜き加工が行われた箇所を前記Ｃ型プレス装置の加工位置に設置する準備工程と、前記Ｃ型プレス装置を用いて薄板材料の圧縮加工を行う圧縮工程と、前記Ｃ型プレス装置とは所定の位相差をもって駆動される前記ストレートサイド型プレス装置により、前記圧縮加工を行った薄板材料の部分よりも上流側の薄板材料の打ち抜き加工を行う打抜き工程と、前記薄板材料を１周期分として前記ストレートサイド型プレス装置の加工位置から前記Ｃ型プレス装置の加工位置に送る送り手段とを備え、前記Ｃ型プレス装置による次の周期の圧縮工程を、前記打ち抜き加工によって生じる衝撃が収束した状態で行うことを特徴とする（第９発明）。

当該加工方法によれば、金属薄板の圧縮加工を行う圧縮工程を、金属薄板の打抜き加工によって生じる衝撃が収束した状態で行うものであるため、圧縮工程における加工精度を保つことができる。

本発明の実施形態の一例を示す複合プレス装置を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の一部を断面とした平面図。 図１の左側面図であり、Ｃ型プレス装置の構成を示す説明図。 プリロードスクリュの構成を示す説明図。 図１の右側面図であり、ストレートサイド型プレス装置の構成を示す説明図。 複合プレス装置の各パンチの軌道を示す作動説明図。

本発明の実施形態の一例である複合プレス装置について、図１乃至図５を参照して説明する。

図１において、複合プレス装置１は、例えば携帯端末等に使用されるコネクタの端子（図示省略）を製造する装置である。複合プレス装置１は、同図の左側に配置されているＣ型プレス装置１０と、同図の右側に配置されているストレートサイド型プレス装置５０とが連結され、併設されてなる。

図１においては、右側から加工される原料である金属性の薄板材料（ワークＷ）が連続して搬送され、ストレートサイド型プレス装置５０によってワークＷの外形形状が打ち抜き加工され、Ｃ型プレス装置１０によって曲げ加工を含む圧縮加工がなされて最終的なワークＷ（薄板製品）の形状に形成される。

図１及び図２に示すように、Ｃ型プレス装置１０は、そのフレームが、第１上フレーム１１と、第１下フレーム１２と、一対の第１側方フレーム１３とを有しており、側方視で一方側が開口部１４となるＣ字形に形成されている。

第１上フレーム１１は板状であり、その両側部が第１側方フレーム１３に固定されている。第１下フレーム１２も板状であり、その表面に一対の第１側方フレーム１３が固定されている。第１側方フレーム１３は、図２に示すように、Ｌ字形状を上下に反転させた板状の部材である。第１下フレーム１２は、ベースＢ１に固定されている。

第１上フレーム１１の上面には、第１タイミングベルト１５、第１プーリ１６、第１クランクシャフト１７、第１コネクティングロッド１８、及び第１スライディングロッド１９等、通常この種のプレス装置が備えている部材が取り付けられている。

第１下フレーム１２の表面には、第１ボルスタープレート２０が固定されている。この第１ボルスタープレート２０から上方に向けて複数（３本）の第１ガイドロッド２１（第１ガイド部材）が立設されている。第１ガイドロッド２１は、第１ボルスタープレート２０及び第１下フレーム１２に固定されている。

第１上フレーム１１と第１下フレーム１２との間には、これらの部材の間を上下動する第１スライド２２が設けられている。この第１スライド２２には、第１ガイドロッド２１の位置に応じて貫通孔２３が形成されている。また、この貫通孔２３と同軸に、第１スライド２２から下方に向けて延びる第１ガイドスリーブ２４が固定されている。

第１ガイドスリーブ２４は、図２に示すように、第１スライド２２の下死点において、後述する圧縮用金型２６のパーティングラインＰＬの高さ近傍の部分のみ第１ガイドロッド２１に当接している。第１ガイドスリーブのその他の部分では、その内周面と第１ガイドロッド２１の表面との間に間隔２５が形成されている。

第１スライド２２と第１ボルスタープレート２０との間には、ワークＷの加工を行うための圧縮用金型２６が装着されている。この圧縮用金型２６は、圧縮用上型２８と、圧縮用下型２９と、圧縮用パンチ３０と、圧縮用ダイス３１とを備えている。また、圧縮用上型２８と圧縮用下型２９とは、圧縮金型用ガイド部材２７により相対的に水平方向には移動せず上下方向に平行移動するように案内されて接近及び離反を繰り返すよう形成されている。

圧縮用上型２８は第１スライド２２に固定されている。一方、圧縮用下型２９は第１ボルスタープレート２０の表面に第１保持部材３２で保持されている。この第１保持部材３２は、図２の小円で囲んだ部分に示すように、圧縮用下型２９に取り付けられた突出部３３と、この突出部３３の周囲を囲むホルダ３４とからなる。このホルダ３４は、ボルトで第１ボルスタープレート２０に固定されている。

突出部３３とホルダ３４との間には、水平方向に０．２〜０．３ｍｍ（Ｃ１）、上下方向に０．０２〜０．０３ｍｍ（Ｃ２）の間隔を設けている。この第１保持部材３２は、圧縮用下型２９の四方に設けられている。よって、圧縮用下型２９は、第１ボルスタープレート２０に対して水平方向にその間隔分だけ移動可能となっている。

次に、複合プレス装置１に用いられているプリロード調節手段であるプリロードスクリュ４０について説明する。プリロードスクリュ４０は、第１上フレーム１１に固定されるベース４１と、ベース４１から下方に突出して上下動可能なプッシュロッド４２と、ベース４１からのプッシュロッド４２の移動量を調節可能な調節ダイヤル４３（本発明の調節部材に相当）と、その上方に設けられたハンドル４４とを備えている。

プッシュロッド４２は、第１上フレーム１１に設けられた貫通孔を介して下方に延びて、図２において右側に位置する第１ガイドロッド２１（支柱に相当）の天面に当接している。このプリロードスクリュ４０は、ハンドル４４を回転させるとベース４１に対して調節ダイヤル４３が回転し、プッシュロッド４２が上下動するものである。

ベース４１と調節ダイヤル４３には目盛り４５が設けられており、ベース４１の０点に対して調節ダイヤル４３の目盛り４５の０点を一目盛り移動させると、予め定められた荷重（例えば２０ｋｇ）がプリロードとして作用するようになっている。これにより、プリロードスクリュ４０により、所望のプリロードを第１上フレーム１１と第１下フレーム１２との間に生じさせることができる。

図１及び図４に示すストレートサイド型プレス装置５０は、第２上フレーム５１と、第２下フレーム５２と、一対の第２側方フレーム５３とを有しており、側面視で周囲が各フレームで囲まれ、四角い枠状に形成されている。また、本実施形態では、図１に示すように、ストレートサイド型プレス装置５０の前方部分を前面フレーム５４で補強し、フレーム全体の剛性を高めている。

第２上フレーム５１は板状であり、その両側面が第２側方フレーム５３に固定されている。第２下フレーム５２も板状であり、その表面に一対の第２側方フレーム５３が固定されている。第２側方フレーム５３は、図４に示すように、Ｕ字形状を上下に反転させた板状の部材である。第２下フレーム５２は、ベースＢ２に固定されている。ベースＢ１とベースＢ２は、一体となっていてもよく、別体であってもよい。

第２上フレーム５１の上面には、駆動源であるモータＭ、第２タイミングベルト５５、第２プーリ５６、第２クランクシャフト５７、第２コネクティングロッド５８、及び第２スライディングロッド５９等、通常この種のプレス装置が備えている部材が取り付けられている。本実施形態では、Ｃ型プレス装置１０とストレートサイド型プレス装置５０の２台分を１台のモータＭで駆動している。

第２下フレーム５２の表面には、第２ボルスタープレート６０が固定されている。この第２ボルスタープレート６０から上方に向けて３本の第２ガイドロッド６１（第２ガイド部材）が起立している。第２ガイドロッド６１は、第２ボルスタープレート６０に設けられた貫通孔を介して第２下フレーム５２に固定されている。なお、本実施形態では、第２ボルスタープレート６０は、第１ボルスタープレート２０と一体に形成されているが、それぞれ別個に形成してもよい。

第２上フレーム５１と第２下フレーム５２との間には、これらの部材の間を上下動する第２スライド６３が設けられている。この第２スライド６３には、第２ガイドロッド６１の位置に応じて貫通孔６４が形成されている。また、この貫通孔６４と同軸に、第２スライド６３から下方に向けて延びる第２ガイドスリーブ６５が固定されている。

第２ガイドスリーブ６５は、図４に示すように、第２スライド６３の下死点において、打ち抜き用金型６７のパーティングラインＰＬの高さ近傍の部分のみ第２ガイドロッド６１に当接している。第２ガイドスリーブ６５のその他の部分では、その内周面と第２ガイドロッド６１の表面との間に間隔６６が形成されている。

第２スライド６３と第２下フレーム５２との間には、ワークＷの打ち抜き加工を行うための打ち抜き用金型６７が装着されている。この打ち抜き用金型６７は、打ち抜き用上型６８と、打ち抜き用下型６９と、打ち抜き用パンチ７０と、打ち抜き用ダイス７１と、打ち抜き金型用ガイド部材７２とを備えている。

複合プレス装置１では、打ち抜き用下型６９は、圧縮用下型２９と一体に形成されている。このように両下型を一体に形成することにより、両金型で加工されるワークＷのピッチと直線度を正確なものとすることができる。従って、ワークＷにブリッジ等の不都合が生じることがない。また、両金型を一体とすることで、金型のメンテナンスを行った後に金型を再度セットする際の作業が正確となり、且つ容易となる。

打ち抜き用上型６８は第２スライド６３に固定されている。一方、打ち抜き用下型６９は第２ボルスタープレート６０の表面に第２保持部材７３で保持されている。この第２保持部材７３は、第１保持部材３２と同様の構成となっている。このように、複合プレス装置１では、一体式の圧縮用下型２９と打ち抜き用下型６９とが、一体式の第１ボルスタープレート２０及び第２ボルスタープレート６０に対して、上下及び水平方向に間隔分（Ｃ１，Ｃ２）だけ移動可能となっている。

複合プレス装置１では、１台のモータＭを設け、このモータＭの回転力をＣ型プレス装置１０とストレートサイド型プレス装置５０に分割して供給している。モータＭにはモータシャフト８１が連結され、モータシャフト８１には第１タイミングベルト１５を回転駆動する第１モータプーリ８２が設けられている。また、モータシャフト８１には、後述する第２タイミングベルト５５を回転駆動する第２モータプーリ８３が設けられている。

Ｃ型プレス装置１０では、モータＭの回転力が第１タイミングベルト１５によって第１プーリ１６に伝達され、第１プーリ１６から第１クランクシャフト１７、第１コネクティングロッド１８、第１スライディングロッド１９を介して第１スライド２２に伝えられ、第１スライド２２が上下動する。当該作動は、ストレートサイド型プレス装置５０においても同様である。

本実施形態においては、第１プーリ１６と第１モータプーリ８２との減速比、及び第２プーリ５６と第２モータプーリ８３との減速比が２となっている。即ち、第１スライド２２及び第２スライド６３が１ストロークする間（１周期）にモータＭが２回転するよう構成されている。

また、第１プーリ１６と第２プーリ５６とは、所定の位相差を持って連結され、同期がとられている。本実施形態では、この第１プーリ１６と第２プーリ５６との接続構造が本発明の同期手段にあたる。この位相差については、複合プレス装置１の作動説明の際に説明する。

次に、図５を参照して、本実施形態の複合プレス装置１を携帯端末等に用いられる小型コネクタのワークＷの加工方法における作動について説明する。ワークＷは、原料となる金属薄板からワークＷの外形形状が打ち抜かれ、所定の形状に曲げられる工程が周期的に行われることにより製作される。

図５では、横軸が時間で縦軸が各パンチのストロークであり、実線が圧縮用パンチ３０の波形で、破線が打ち抜き用パンチ７０の波形を示している。図５においては、横軸の１目盛りが０．０２秒となっている。また、縦軸における各パンチのストロークが１０ｍｍとなっている。

一般的に、ワークＷの製造工程から見れば、打ち抜き加工工程が上流側であり、曲げ加工工程が下流側であるが、本実施形態の複合プレス装置１の運転手順としては、曲げ加工工程を先に行い、後に打ち抜き加工工程を行う。

図５に示すように、圧縮用パンチ３０の波形と打ち抜き用パンチ７０の波形とは位相差がある。この位相差は、モータＭに第１タイミングベルト１５及び第２タイミングベルト５５を介して接続されている第１プーリ１６と第２プーリ５６との接続位置によって決定される。

本実施形態では、圧縮用パンチ３０の１周期でモータＭが２回転するように設定されている。このような設定とすることにより、モータＭの定格出力が小さいものであっても、無理なく複合プレス装置１の駆動を行うことができる。

まず、ワークＷとして、先行して打ち抜き加工用プレス装置であるストレートサイド型プレス装置５０によって少なくとも１周期分の打ち抜き加工を行ったものを用意する。この時点では複合プレス装置１は停止した状態である（図５の左端の位置）。この状態で、ワークＷの打ち抜き加工が行われた部分を、曲げ加工用プレス装置であるＣ型プレス装置１０の加工位置にセットする（準備工程）。

次に、複合プレス装置１の運転を開始する。複合プレス装置１の運転が開始されると、まずワークＷの曲げ加工が行われる（圧縮工程）。具体的には、モータＭの回転が、モータシャフト８１、第１モータプーリ８２、及び第１タイミングベルト１５を介して第１プーリ１６に伝達され、第１クランクシャフト１７等を介して第１スライド２２及び圧縮用上型２８が下降する。そして、第１スライド２２及び圧縮用パンチ３０が下死点近傍の位置になり、圧縮用パンチ３０がワークＷに当接し、圧縮用パンチ３０によってワークＷの曲げ加工が行われる（図５のａ点）。

このとき、モータＭの回転は、第２タイミングベルト５５にも伝達されて、第２クランクシャフト５７等を介して第２スライド６３、打ち抜き用上型６８及び打ち抜き用パンチ７０も移動している（図５のＡ点）。

次に、圧縮用パンチ３０が下死点から上方に移動すると、同時に打ち抜き用パンチ７０が下死点に近づいていく。そして、打ち抜き用パンチ７０がワークＷの表面に当たると、ワークＷとの衝突時の衝撃に加えて、打ち抜き用パンチ７０がワークＷを打ち抜く際の衝撃（いわゆるブレイクスルー）が発生する（図５のＢ点）。

本実施形態の複合プレス装置１では、まず高い精度が求められる曲げ加工を行い、その後に衝撃が発生する打抜き加工を行っている。このため、圧縮用パンチ３０による曲げ加工時に、打ち抜き用パンチ７０による打ち抜き加工時の衝撃が影響を及ぼさない。

この状態からさらにモータＭが回転すると、圧縮用パンチ３０及び打ち抜き用パンチ７０が順に上昇し、次の加工の周期に向かう。このとき、図示しないワーク送り装置によりワークＷが下流側に１工程分送られ、圧縮用金型２６及び打ち抜き用金型６７の所定の位置にワークＷがセットされる。

次の周期において、圧縮用パンチ３０が下死点近傍に近づき、ワークＷの曲げ加工を行う。このとき、前回の周期の打ち抜き用パンチ７０の衝撃による振動は既に収束している（図５のｂ点）。即ち、複合プレス装置１によれば、高い精度が要求される曲げ加工時に、打ち抜き加工時に生じる衝撃の影響を受けないので、極めて高い精度の加工を行うことができる。

また、曲げ加工時に圧縮用パンチ３０が打ち抜き加工時に生じる衝撃の影響を受けないので、圧縮用パンチ３０と圧縮用ダイス３１との位置ずれが抑制され、これらの部材の寿命を長くすることができる。

ここで、本実施形態の複合プレス装置１においては、Ｃ型プレス装置１０にプリロードスクリュ４０が設けられているため、予め設定されたプリロードを超える荷重が加わらなければ口開きが生じないので、Ｃ型プレス装置１０でありながら極めて高い精度の加工を行うことができる。

一方で、本実施形態におけるストレートサイド型プレス装置５０において、打ち抜き用パンチ７０の下死点が変化した場合であっても、打ち抜き用パンチ７０はワークＷの打抜きを行うので、多少の下死点の誤差があっても加工精度には影響しない。

よって、複合プレス装置１では、点検等で運転が停止した後に再稼動を行う場合、Ｃ型プレス装置１０では構造が簡易なため早期に通常運転の状態に復帰し、ストレートサイド型プレス装置５０では多少の熱歪が生じていても加工精度への影響が少ないため、暖機運転の時間を短くすることができる。

また、Ｃ型プレス装置１０において、圧縮用パンチ３０にプリロードスクリュ４０によって設定されたプリロードよりも過大な荷重がかかり、開口部１４の開きが大きくなった場合、第１上フレーム１１がわずかながら傾くことになる。その際、第１上フレーム１１と共に第１スライド２２及び圧縮用上型２８も傾くことになる。

一方で、第１下フレーム１２は、設置面に固定されていて角度の変化はない。また、圧縮用下型２９は第１ボルスタープレート２０に固定されておらず、突出部３３とホルダ３４とにより所定の間隔（Ｃ１，Ｃ２）をあけて第１ボルスタープレート２０に載置されている。

よって、圧縮用上型２８が傾くと、圧縮金型用ガイド部材２７によってその傾きの分だけ圧縮用下型２９が水平方向に移動する。このように、圧縮用上型２８及び圧縮用パンチ３０の移動分が圧縮用下型２９の水平方向への移動によって吸収されるので、圧縮用パンチ３０と圧縮用ダイス３１との位置関係はほとんど変化しない。

これにより、仮にプリロードスクリュ４０により設定されたプリロードを超える荷重がＣ型プレス装置１０に発生した場合であっても、加工精度を保つことができる。また、圧縮用パンチ３０と圧縮用ダイス３１との位置ずれも抑制されるので、パンチ及びダイスの寿命が長くなる。

さらに、本実施形態では、Ｃ型プレス装置１０の第１スライド２２は、第１ガイドスリーブ２４は、先端部近傍のみが第１ガイドロッド２１の外周面を摺動して案内されるものとなっている。一方、圧縮用パンチ３０の曲げ加工時の先端部はパーティングライン近傍にある。よって、仮に圧縮用上型２８が傾いた場合であっても、その傾きはパーティングライン近傍の圧縮用パンチ３０を中心とした揺動となるため、圧縮用パンチ３０の位置の変動は極めて小さくなる。

なお、上記実施形態では、複合プレス装置１の例としてＣ型プレス装置１０とストレートサイド型プレス装置５０の組合せを示したが、他の組合せも可能である。例えば、Ｃ型プレス装置１０を２台連結し、さらにストレートサイド型プレス装置５０を連結することも可能である。また、Ｃ型プレス装置１０及びストレートサイド型プレス装置５０はそれぞれ単独でも使用が可能である。

また、上記実施形態では、プリロードスクリュ４０のベース４１は、第１上フレーム１１に固定されているが、これに限らず、第１ガイドロッド２１にベース４１を固定し、プッシュロッド４２の先端部を第１上フレーム１１の裏面に当接させてもよい。

また、プリロードスクリュ４０は、第１上フレーム１１の開口部１４の口開きを抑制するものであるため、第１上フレーム１１と第１下フレーム１２又は第１ボルスタープレート２０との間にプリロードを掛けられる箇所であれば、第１ガイドロッド２１にプッシュロッド４２を当接させる構成に限らず、任意の箇所に設置することができる。例えば、第１ボルスタープレート２０に上方に延びる支柱（図示省略）を取り付け、その支柱にプッシュロッド４２を当接させてもよい。

また、上記実施形態では、第１スライド２２及び第２スライド６３が１ストロークする間（１周期）にモータＭが２回転するよう構成されているが、これに限らず、２回転以上回転するようにしてもよい。

１…複合プレス装置、１０…Ｃ型プレス装置、１１…第１上フレーム（上フレーム）、１２…第１下フレーム（下フレーム）、１３…第１側方フレーム（側方フレーム）、４０…プリロードスクリュ（プリロード調節手段）、５０…ストレートサイド型プレス装置。

Claims (9)

1. 上フレームと下フレームとを一対の側方フレームにより連結し、側面視で一方が開口部となるＣ形に形成されたＣ型プレス装置において、
   前記上フレームと前記下フレームとの間に、前記開口部が開く方向に所望のプリロードを発生させるプリロード調節手段を備えていることを特徴とするＣ型プレス装置。
2. 請求項１に記載のＣ型プレス装置であって、
   前記上フレーム又は前記下フレームのいずれか一方のフレームからいずれか他方のフレームに向けて立設された支柱を有し、
   前記プリロード調節手段は、前記他方のフレーム又は前記支柱のいずれか一方に固定されるベースと、前記ベースに対して上下動可能なプッシュロッドと、前記プッシュロッドの移動量を調節可能な調節部材とを備え、
   前記プッシュロッドが前記支柱又は前記他方のフレームのいずれか他方に当接することを特徴とするＣ型プレス装置。
3. 請求項２に記載のＣ型プレス装置であって、
   前記支柱は、前記下フレームから上方に起立し、上下動されるスライドを案内する複数のガイド部材であることを特徴とするＣ型プレス装置。
4. 第１上フレームと第１下フレームとを一対の第１側方フレームにより連結し、側面視で一方が開口部となるＣ形に形成されたＣ型プレス装置と、
   第２上フレームと第２下フレームとを一対の第２側方フレームにより連結し、側面視で周囲が各フレームで囲まれた枠状に形成されたストレートサイド型プレス装置とを併設し、連続して薄板材料の加工を行う複合プレス装置において、
   前記Ｃ型プレス装置は、前記第１上フレームと前記第１下フレームとの間に、前記開口部が開く方向に所望のプリロードを発生させるプリロード調節手段を備え、
   前記ストレートサイド型プレス装置を加工工程の上流側に設置し、前記Ｃ型プレス装置を加工工程の下流側に設置してなり、
   前記ストレートサイド型プレス装置により薄板材料の打ち抜き加工を行い、前記Ｃ型プレス装置により薄板材料の圧縮加工を行うことを特徴とする複合プレス装置。
5. 請求項４に記載の複合プレス装置であって、
   前記ストレートサイド型プレス装置は、薄板材料の打ち抜き加工を行う打ち抜き用パンチを備える打ち抜き用金型を有し、
   前記Ｃ型プレス装置は、薄板材料の圧縮加工を行う圧縮用パンチを備える圧縮用金型を有してなり、
   前記打ち抜き用パンチと圧縮用パンチとを周期的に同期して駆動する同期手段とを備え、
   前記同期手段は、前記圧縮用パンチの圧縮加工及び前記打ち抜き用パンチの打ち抜き加工をそれぞれ１回行う１周期を前記圧縮加工から開始し、その後に前記打ち抜き加工を行い、
   次の周期の前記圧縮用パンチの圧縮加工を、前記打ち抜き用パンチの打ち抜き加工によって生じる前記打ち抜き用金型の振動が収束した状態で開始することを特徴とする複合プレス装置。
6. 請求項５に記載の複合プレス装置であって、
   前記打ち抜き用金型は、打ち抜き用上型と打ち抜き用下型とを備え、
   前記圧縮用金型は、圧縮用上型と圧縮用下型とを備え、
   前記打ち抜き用下型と前記圧縮用下型とが一体に形成されていることを特徴とする複合プレス装置。
7. 請求項６に記載の複合プレス装置であって、
   前記Ｃ型プレス装置は、前記第１下フレームから上方に起立する複数の第１ガイド部材と、前記第１ガイド部材に案内されて上下動される第１スライドとを備え、
   前記圧縮用金型は、前記圧縮用上型が前記第１スライドに固定され、前記圧縮用下型が前記第１下フレームに載置され、前記圧縮用上型と前記圧縮用下型とが相対的に水平方向に移動することなく上下方向に平行移動するように案内する圧縮金型用ガイド部材を備え、
   前記ストレートサイド型プレス装置は、前記第２下フレームから上方に起立する複数の第２ガイド部材と、前記第２ガイド部材に案内されて上下動される第２スライドとを備え、
   前記打ち抜き用金型は、前記打ち抜き用上型が前記第２スライドに固定され、前記打ち抜き用下型が前記第２下フレームに載置され、前記打ち抜き用上型と前記打ち抜き用下型とが相対的に水平方向に移動することなく上下方向に平行移動するように案内する打ち抜き金型用ガイド部材を備え、
   前記圧縮用下型は前記第１下フレームの表面を水平方向に所定量移動可能に装着され、前記打ち抜き用金型は前記第２下フレームの表面を水平方向に所定量移動可能に装着されていることを特徴とする複合プレス装置。
8. 請求項７に記載の複合プレス装置において、前記第１スライド及び前記第２スライドを駆動する駆動源がモータであり、前記第１スライド及び前記第２スライドの１周期に対して前記モータが２回転以上回転することを特徴とするプレス装置。
9. 請求項５乃至８のいずれか１項に記載の複合プレス装置を用いて、原料である薄板材料から製品の外形を打ち抜き、さらに圧縮加工を行って製品を製造する薄板製品の加工方法であって、
   前記ストレートサイド型プレス装置により予め少なくとも１周期分の打ち抜き加工を行った薄板材料を、前記打ち抜き加工が行われた箇所を前記Ｃ型プレス装置の加工位置に設置する準備工程と、
   前記Ｃ型プレス装置を用いて薄板材料の圧縮加工を行う圧縮工程と、前記Ｃ型プレス装置とは所定の位相差をもって駆動される前記ストレートサイド型プレス装置により、前記圧縮加工を行った薄板材料の部分よりも上流側の薄板材料の打ち抜き加工を行う打抜き工程と、
   前記薄板材料を１周期分として前記ストレートサイド型プレス装置の加工位置から前記Ｃ型プレス装置の加工位置に送る送り手段とを備え、前記Ｃ型プレス装置による次の周期の圧縮工程を、前記打ち抜き加工によって生じる衝撃が収束した状態で行うことを特徴とする薄板製品の加工方法。