JP2005177769A

JP2005177769A - スクラップ落下装置およびスクラップ落下方法

Info

Publication number: JP2005177769A
Application number: JP2003418604A
Authority: JP
Inventors: Hideyoshi Kichi; 秀吉吉
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】スクラップを製品部に飛散させず、製品の品質を損なわないようにして確実にスクラップを落下させることのできるスクラップ落下装置を提供する。
【解決手段】ワークＷのうち製品とならないスクラップＳを強制的に下型下方へ落下させるスクラップ落下装置において、上型４に固定されるステー部材８に設けられた回動軸９と、この回動軸９を中心として回動自在に設けられ、スクラップＳをアームの先端で下型下方へ叩き落とすスクラップ落下用アーム１０と、回動軸９を中心として回動自在に設けられ、ワーク切断後の上型４の上昇動作に伴ってスクラップ落下用アーム１０を、前記スクラップＳを落下させる方向へ回動させるフック部材１１と、下型７に設けられ、ワーク切断後の上型４の上昇時にフック部材１１の一部に接触して該フック部材１１を、前記回動軸９を中心として回動させる突起部１２とを備えた。
【選択図】図１５

Description

本発明は、スクラップ落下装置およびスクラップ落下方法に関し、詳細には、ワーク切断時に切刃に食い付くスクラップを落下させるスクラップ処理技術に関する。

例えば、ワークを金型によって所定形状に打ち抜く場合、製品とならないスクラップの処理が問題となる。特に、打ち抜く形状が複雑な形状の場合には、下型の切刃にスクラップが食い付いて落下させることができないことがある。

このスクラップを処理する一つの方法として、筒状の上型切刃の中央に先行割りエッジを設け、上型切刃より先に先行割りエッジを下降させて素板の穴板部を押し切り的に分断してから上型切刃と下型エッジで穴板部を素板から打ち抜き、分断されて打ち抜かれた複数の打ち抜き板を下型エッジ内の障害物の無い空間を通して自由落下させる方法が提案されている（例えば、特許文献１など参照）。
特開平１１−２０７４１７号公報（第２頁および第３頁、第１図から第３図）

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、筒状の上型切刃の中央に設けた先行割りエッジがこの上型切刃に先行してワークを分断することから、ワークを中央部に引っ張る力が生じ、その力で製品部に歪みが生じたり変形が生じたりする恐れがある。また、切断によって生じた切粉は、製品表面への傷付きの原因となり、品質に悪影響を及ぼす可能性もある。

そこで、本発明は、スクラップを製品部に飛散させず、製品の品質を損なわないようにして確実にスクラップを落下させることのできるスクラップ落下装置およびスクラップ落下方法を提供することを目的とする。

本発明のスクラップ落下方法は、上型に設けられた上切刃と下型に設けられた下切刃との協働により切断されたワークのうち製品とならないスクラップを強制的に下型下方へ落下させるに際して、ワーク切断後の前記上型の上昇時に、スクラップ落下用アームによりスクラップを下型下方へ叩き落とすようにする。

本発明のスクラップ落下方法によれば、ワーク切断後の上型の上昇時に、スクラップ落下用アームによってスクラップを下型下方へ叩き落とすようにしているので、スクラップを確実に落下させることができると共に、スクラップが製品上に残るようなことがなく、スクラップの飛散を防止できる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

［スクラップ落下装置の構成］
先ず、本発明を適用したスクラップ落下装置について説明する。図１はスクラップ落下装置を打抜き金型に取り付けた例を示す断面図、図２は下型の下切刃部分を示す要部拡大斜視図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図、図５はスクラップ落下装置の斜視図、図６はスクラップ落下装置の側面図、図７（ａ）はスクラップ落下装置の平面図、図７（ｂ）はスクラップ落下装置の正面図、図８はスクラップ落下装置のスクラップ落下用アームの側面図、図９はフック部材の側面図である。

スクラップ落下装置１は、図１に示すように、上切刃２およびパッド３を有した上型４と、下切刃５，６を有した下型７とからなる打抜き金型に設けられ、これら上切刃２と下切刃５，６との協働により切断したワークＷのうち製品とならないスクラップＳを強制的に下型下方へ落下させる装置である。

打抜き金型は、例えば、所定形状に絞り加工されたワークＷの外周囲をトリミングする外形打ち抜き金型である。この打抜き金型では、上切刃２に先行してパッド３が下降し、このパッド３で下型７にセットされたワークＷを押さえ、その後下降する上切刃２によってワークＷが切断される。この打抜き金型によって切断されたスクラップＳは、上型４が下死点となったときに下型下方に落下するが、そのトリミング形状によっては落下せずに下切刃５，６に食い付いて残ってしまうことがある。

例えば、図２に示すような形状の下切刃５，６の場合、図３または図４に示すように、向かい合った下切刃５，６の間でスクラップＳが突っ張り合って当該下切刃５，６に食い付く。これは、ワークＷを切断することで、スクラップＳが剛性を失い、同図中矢印で示すような上型４方向へ向かう力がスクラップＳに作用するためである。この下切刃５，６に食い付いたスクラップＳが複数溜まってしまうと、トリミングできないことから、本発明を適用したスクラップ落下装置１によって、スクラップＳを強制的に下型下方へ落下させる必要がある。

スクラップ落下装置１は、図１、図２および図５に示すように、上型４に取り付けられたステー部材８と、このステー部材８に設けられた回動軸９と、この回動軸９を中心として回動自在に設けられ、スクラップＳをアームの先端で下型下方へ叩き落とすスクラップ落下用アーム１０と、回動軸９を中心として回動自在に設けられ、ワーク切断後の上型４の上昇動作に伴ってスクラップ落下用アーム１０を、スクラップＳを落下させる方向へ回動させるフック部材１１と、下型７に設けられ、ワーク切断後の上型４の上昇時にフック部材１１の一部に接触してフック部材１１を、回動軸９を中心として回動させる突起部１２とを備えている。

ステー部材８は、図５〜図７に示すように、上型４に固定される天板８ａと、この天板８ａの両端からそれぞれ下型７に向かって垂下する側板８ｂ，８ｂとにより構成され、その断面形状を略コ字状としている。なお、この実施の形態のステー部材８は、天板８ａ及び側板８ｂ，８ｂを溶接することにより断面形状を略コ字状としているが、金属材料などを削り出すことにより一体的に形成されていても良い。そして、このステー部材８の両側板８ｂ，８ｂの空間部には、後述するスクラップ落下用アーム１０とフック部材１１をそれぞれ回動軸９を中心として回動自在とさせる。

回動軸９は、図５〜図７に示すように、フック部材１１の両側板８ｂ，８ｂ間に亘って設けられている。この回動軸９は、両側板８ｂ，８ｂに形成された孔部に挿入されることにより回動不可能とされている。本実施の形態では、フランジ部１３を有したピンを回動軸９としている。

スクラップ落下用アーム１０は、図５および図８に示すように、アーム部１０ａと、このアーム部１０ａの基端部に設けられたアーム保持部材１０ｂとからなる。アーム部１０ａは、丸棒を略Ｌ字形状に折り曲げることにより形成され、そのアーム先端で下切刃５，６に食い付いたスクラップＳを叩き落とす。アーム保持部材１０ｂは、略Ｌ字状とされた板状体として形成され、回動軸９を中心としてこのスクラップ落下用アーム１０を回動自在とする回動孔１４を有している。このアーム保持部材１０ｂには、ワーク切断後の上型４の上昇時にフック部材１１が当接するフック当接面１５が形成されている。

フック部材１１は、図５、図６および図９に示すように、ワーク切断後の上型４の上昇動作に伴ってスクラップ落下用アーム１０を、スクラップＳを落下させる方向へ回動させる役目をする。このフック部材１１は、下型７に設けられた突起部１２と接触する突起接触面１６，１７を有した突起接触部１１ａと、スクラップ落下用アーム１０のフック当接面１５に接触するアーム接触面１８を有したアーム接触部１１ｂとを有している。

突起接触部１１ａは、略台形状とされた板状板として形成され、回動軸９を中心としてこのフック部材１１を回動自在とする回動孔１９を有している。この突起接触部１１ａに形成された突起接触面１６，１７のうち下端側の平坦な突起接触面１６は、上型４が下降するときに下型７に設けた突起部１２と接触する。他方の突起接触面１７は、傾斜面とされ、上型４が上昇するときに前記突起部１２と接触する。アーム接触部１１ｂに形成されたアーム接触面１８は、上型４が上昇するときに前記フック当接面１５と接触する。

また、本実施の形態のスクラップ落下装置１には、図５および図６に示すように、スクラップ落下用アーム１０によりスクラップＳを落下させたときの回動状態から元の位置にこのスクラップ落下用アーム１０を復帰させるアーム復帰手段であるアーム復帰用コイルバネ（弾性部材）２０と、上型４の下降時にフック部材１１が突起部１２と接触して回動した後、該フック部材１１が突起部１２と非接触状態となったときに当該フック部材１１を元の位置に復帰させるフック部材復帰手段であるフック復帰用コイルバネ（弾性部材）２１とが設けられている。

アーム復帰用コイルバネ２０は、スクラップ落下用アーム１０のアーム保持部材１０ｂとステー部材８の天板８ａとの間に掛けられている。このアーム復帰用コイルバネ２０は、図６に示す状態のときには、スクラップ落下用アーム１０が側板８ｂ，８ｂと接触して該スクラップ落下用アーム１０の上方向への回動が阻止された状態にあるため、アーム部１０ａを水平に保つように前記スクラップ落下用アーム１０を若干引っ張り気味に保持する。フック復帰用コイルバネ２１は、スクラップ落下用アーム１０のアーム保持部材１０ｂ後端部とフック部材１１のアーム接触部１１ｂ後端部との間に掛けられている。このフック復帰用コイルバネ２１は、同様に、図６に示す状態のときにはフック部材１１を水平に保つように該フック部材１１を若干引っ張り気味に保持する。

なお、これらアーム復帰用コイルバネ２０及びフック復帰用コイルバネ２１である弾性部材は、弾性を有する部材であればコイルバネに制限されることはない。

突起部１２は、下型７の上に設けられた支柱２２の先端近傍部に固定されている。かかる突起部１２は、円柱形状をなす丸ピンとして形成され、支柱２２に圧入されることにより固定されている。この他、突起部１２は、支柱２２に溶接又は接着固定させてもよい。または、下型プレート７にフック部材１１と当接するプレートを取り付け、このプレートを突起部１２として使用するようにしてもよい。

以上のように構成されたスクラップ落下装置１においては、ワークＷを切断した後、上型４が上昇するときに下切刃５，６に食い付いたスクラップＳをスクラップ落下用アーム１０によって下型下方へ叩き落とすように構成してある。このため、スクラップＳが飛散して下型７上に載ってしまうようなことが生じず、確実にスクラップＳを強制に落下させることができる。また、本実施の形態のスクラップ落下装置１では、スクラップ落下用アーム１０を機械的な機構で動かすため、プレス機の力をそのままスクラップ落下用アーム１０に伝達し得ることからスクラップＳの落下を確実なものとすることができる。

また、本実施の形態のスクラップ落下装置１では、従来の方法とは異なり、ワークＷを切断した後にスクラップ落下用アーム１０をスクラップＳに接触させるため、製品の品質に影響を及ぼすことがない。

また、本実施の形態のスクラップ落下装置１では、上型４の下降時にはスクラップ落下用アーム１０を動かさず、上型４の上昇時にのみスクラップ落下用アーム１０を動かすため、アーム部１０ａの回動範囲における上切刃２および上型４の逃げを最小限にすることができる。したがって、上切刃２の機械的強度を充分に確保することが可能となる。

［スクラップ落下方法］
次に、上述のように構成したスクラップ落下装置１を使用した本実施の形態のスクラッ
プ落下方法について説明する。

図１０は上型下降前の状態を示す工程図、図１１は上型を下降し始めたときの状態を示す工程図、図１２はワークをパッドで押さえた状態を示す工程図、図１３はワーク切断時の状態を示す工程図、図１４は上型上昇時の状態を示す工程図、図１５はスクラップ落下用アームでスクラップを叩き落とす直前の状態を示す工程図、図１６はスクラップ落下用アームでスクラップを叩き落とした状態を示す工程図、図１７はスクラップ落下用アームが回動後元の位置に復帰した状態を示す工程図である。なお、図１０〜図１７では、一方の下切刃６は図示を省略してある。

ワークＷを切断する前の状態は、図１０に示すように、スクラップ落下用アーム１０とフック部材１１は共に水平を保った状態とされている。この状態から上型４を下降させて行くと、図１１に示すように、フック部材１１の突起接触面１６が下型７に設けられた突起部１２に接触する。そしてさらに、上型４が下降すると、図１２に示すように、フック部材１１は、突起接触面１６を突起部１２に接触させた状態で前記回動軸９を中心として回動する。このとき、フック部材１１のみが回動軸９を中心に回動する。

そして、上型４がさらに下降して下死点位置まで下降すると、図１３に示すように、上切刃２と下切刃５，６とによりワークＷが切断される。切断されたワークＷのうち製品とならないスクラップＳは、下型下方へ落下するものもあるが、下切刃５，６に食い付いて落下しない場合もある。また、上型４が下死点位置まで下降すると、下型７に設けた突起部１２からフック部材１１の引っかかりが解除され、フック復帰用コイルバネ２１によって元の水平位置にフック部材１１が戻る。

ワーク切断後の下死点位置から上型４が上昇し始めると、図１４に示すように、フック部材１１の傾斜面とされた突起接触面１７が前記突起部１２に接触する。そして、この状態からさらに上型４が上昇すると、図１５に示すように、突起部１２に突起接触面１７が接触した状態でフック部材１１が回動軸９を中心として回動する。このとき、フック部材１１のアーム接触面１８がスクラップ落下用アーム１０のフック当接面１５に当接するため、このフック部材１１の回動に伴ってスクラップ落下用アーム１０も一緒に回動する。

そしてさらに、上型４が上昇すると、スクラップ落下用アーム１０は、図１６に示すように、フック部材１１に押されて回動軸９を中心にそのアーム部１０ａをスクラップＳに当接させ、該スクラップＳを下型下方に叩き落とす。スクラップＳを叩き落とす力は、プレス機の力がそのままスクラップ落下用アーム１０に掛かることから何トンもの大きな力になる。このため、下切刃５，６に食い付いてしまったスクラップＳを、このスクラップ落下用アーム１０によって確実に落下させることができる。また、ワークＷを切断した後にスクラップ落下用アーム１０をスクラップＳに接触させるため、製品に応力などを加えることがなく、製品品質を損なうことがない。

スクラップ落下用アーム１０によってスクラップＳを下型下方へ落下させた後は、図１７に示すように、フック部材１１の突起接触面１７が突起部１２から外れ、回動状態からスクラップ落下用アーム１０をアーム復帰用コイルバネ２０によって元の水平位置に復帰させる。これで上型４は、ワークＷを切断した後、上死点位置に戻る。

以上のような工程を経てワークＷを切断した後、上型４が上昇するときに、スクラップ落下用アーム１０によって下切刃５，６に食い付いたスクラップＳを強制的に落下させれば、製品に影響を与えることなく確実にスクラップＳを下型下方へ落下させることができる。また、この方法によれば、ワークＷを切断した後にスクラップＳをスクラップ落下用アーム１０で叩き落として下型下方へ落下させることからスクラップＳの飛散を防止することができる。

［その他の実施の形態］
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。

例えば、上述の実施の形態では、回動したスクラップ落下用アーム１０を元の水平位置に戻すためにアーム復帰用コイルバネ２０を使用したが、図１８に示すように、このアーム復帰用コイルバネ２０を取り外し、その代わりにアーム保持部材１０ｂの後端側に重り２３を設けるようにしても同様の効果が得られる。

図１９はスクラップ落下装置の他の例を一方の面側から見たときの斜視図、図２０はスクラップ落下装置の他の例を他方の面側から見たときの斜視図である。

このスクラップ落下装置は、一片２４ａを上型４に固定し他片２４ｂに回動軸２５を取り付ける逆Ｌ字状をなすステー部材２４と、この他片２４ｂに挿入された回動軸２５を中心として回動自在とされるボックス構造を構成する回転ボックス２６とを有している。

回転ボックス２６は、ステー部材２４の他片２４ｂをその両側から挟み込む長方形状の側板２７，２７と、この側板２７，２７の長辺方向上端位置に取り付けられた第１の連結片２８と、その反対側の略中央位置に取り付けられた第２の連結片２９と、側板２７，２７の下端側短辺間に取り付けられた第３の連結片３０とによりボックス構造を構成する。

この回転ボックス２６の中には、両側板２７，２７間を貫通するフック回転軸３１が設けられ、そのフック回転軸３１を中心としてフック部材３２が、図１９中矢印で示す方向に回動自在とされている。このフック部材３２は、第２の連結片２９および第３の連結片３０にそれぞれ当接することで、その前後方向の回動位置が規制される。

また、この回転ボックス２６の一方の側板２７には、略Ｌ字形状をなすスクラップ落下用アーム３３が固定されている。このスクラップ落下用アーム３３は、ワーク切断加工後、下型７に設けられた突起部１２にフック部材３２の先端部３２ａを接触させると共に後端部３２ｂを第２の連結片２９に当接させることで、回転ボックス２６を回動軸２５を中心として回動させてスクラップ落下用アーム１０を、スクラップＳを落下させる方向に回動させる。なお、スクラップ落下用アーム３３は、第１の連結片２８がステー部材２４と当接することで、スクラップＳを落下させる方向とは反対の上方向へはそれ以上回動しないようになされている。

このように構成されたスクラップ落下装置では、前記した実施の形態と同様、上型４が下降すると、初めに下型７に設けられた突起部１２にフック部材３２の先端部３２ａが接触し、このフック部材３２のみがフック回転軸３１を中心として回動する。そして、このフック部材３２と突起部１２との係合が外れると、自重又はコイルバネによってフック部材３２が元の位置に戻り、ワークＷが上切刃２と下切刃５，６とによって切断される。

その後、上型４が上昇すると、前記突起部１２にフック部材３２が当接する。また、フック部材３２の後端部３２ｂが第２の連結片２９に当接し、このフック部材３２と共に回転ボックス２６が回動軸２５を中心として回動することによりスクラップ落下用アーム３３が回動する。そしてさらに、上型４が上昇すると、このスクラップ落下用アーム３３がスクラップＳを叩き落とし、当該スクラップＳを下型下方へ強制的に落下させる。スクラップＳを落下させると、前記突起部１２とフック部材３２との係合が外れ、回転ボックス２６の自重により元の位置にスクラップ落下用アーム３３が戻る。

スクラップ落下装置を打抜き金型に取り付けた例を示す断面図である。下型の下切刃部分を示す要部拡大斜視図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。図２のＢ−Ｂ線断面図である。スクラップ落下装置の斜視図である。スクラップ落下装置の側面図である。図７（ａ）はスクラップ落下装置の平面図、図７（ｂ）はスクラップ落下装置の正面図である。スクラップ落下装置のスクラップ落下用アームの側面図である。スクラップ落下装置のフック部材の側面図である。本発明のスクラップ落下方法をその工程順に示し、上型下降前の状態を示す工程図である。本発明のスクラップ落下方法をその工程順に示し、上型を下降し始めたときの状態を示す工程図である。本発明のスクラップ落下方法をその工程順に示し、ワークをパッドで押さえた状態を示す工程図である。本発明のスクラップ落下方法をその工程順に示し、ワーク切断時の状態を示す工程図である。本発明のスクラップ落下方法をその工程順に示し、上型上昇時の状態を示す工程図である。本発明のスクラップ落下方法をその工程順に示し、スクラップ落下用アームでスクラップを叩き落とす直前の状態を示す工程図である。本発明のスクラップ落下方法をその工程順に示し、スクラップ落下用アームでスクラップを叩き落とした状態を示す工程図である。本発明のスクラップ落下方法をその工程順に示し、スクラップ落下用アームが回動後元の位置に復帰した状態を示す工程図である。スクラップ落下装置の他の例を示す平面図である。スクラップ落下装置の他の例を一方の面側から見たときの斜視図である。スクラップ落下装置の他の例を他方の面側から見たときの斜視図である。

符号の説明

１…スクラップ落下装置
２…上切刃
４…上型
５，６…下切刃
７…下型
９…回動軸
１０…スクラップ落下用アーム
１１…フック部材
１２…突起部
２０…アーム復帰用コイルバネ（アーム復帰手段）
２１…フック復帰用コイルバネ（フック部材復帰手段）
Ｗ…ワーク
Ｓ…スクラップ

Claims

上型に設けられた上切刃と下型に設けられた下切刃との協働により切断されたワークのうち製品とならないスクラップを強制的に下型下方へ落下させるスクラップ落下装置において、
前記上型に取り付けられたステー部材と、
前記ステー部材に設けられた回動軸と、
前記回動軸を中心として回動自在に設けられ、前記スクラップをアームの先端で下型下方へ叩き落とすスクラップ落下用アームと、
前記回動軸を中心として回動自在に設けられ、前記ワーク切断後の前記上型の上昇動作に伴って前記スクラップ落下用アームを、前記スクラップを落下させる方向へ回動させるフック部材と、
前記下型に設けられ、前記ワーク切断後の前記上型の上昇時に前記フック部材の一部に接触して該フック部材を、前記回動軸を中心として回動させる突起部とを備えた
ことを特徴とするスクラップ落下装置。
請求項１に記載のスクラップ落下装置であって、
前記スクラップ落下用アームにより前記スクラップを落下させたときの回動状態から元の位置にこのスクラップ落下用アームを復帰させるアーム復帰手段を備えた
ことを特徴とするスクラップ落下装置。
請求項１または請求項２に記載のスクラップ落下装置であって、
前記ワークを切断する前記上型の下降時に前記フック部材が前記突起部と接触して回動した後、該フック部材が該突起部と非接触状態となったときに、当該フック部材を元の位置に復帰させるフック部材復帰手段を備えた
ことを特徴とするスクラップ落下装置。
請求項２に記載のスクラップ落下装置であって、
前記アーム復帰手段は、前記スクラップ落下用アームと前記ステー部材との間に掛けられた弾性部材からなる
ことを特徴とするスクラップ落下装置。
請求項２に記載のスクラップ落下装置であって、
前記アーム復帰手段は、前記スクラップを叩き落とすアーム先端とは反対側の前記スクラップ落下用アームの後端部に設けられた重りからなる
ことを特徴とするスクラップ落下装置。
請求項３に記載のスクラップ落下装置であって、
前記フック部材復帰手段は、前記スクラップ落下用アームと前記フック部材との間に掛けられた弾性部材からなる
ことを特徴とするスクラップ落下装置。
上型に設けられた上切刃と下型に設けられた下切刃との協働により切断されたワークのうち製品とならないスクラップを強制的に下型下方へ落下させるスクラップ落下方法において、
前記ワーク切断後の前記上型の上昇時に、スクラップ落下用アームによりスクラップを下型下方へ叩き落とす
ことを特徴とするスクラップ落下方法。