JP2009056485A - プレスシステム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、短時間に、上型および下型を合わせて交換することができるプレスシステムを提供する。
【解決手段】第１のベース１１およびスライド部材１２の間にプレスアセンブリ５０をセットして圧力を加えるプレス装置１０を有するシステム１を提供する。このプレス装置１０は、第１のベース１１の後方に配置された第２のベース４２と、第２のベース４２に隣接するように配置された第３のベース４３および第４のベース４４とを有する。第１のベース１１には、プレスアセンブリ５０を後方に動かす第１のローラが配置され、第２のベース４２には、プレスアセンブリ５０の移動方向を変換可能な複数の第２のローラが配置され、第３のベース４３および第４のベース４４にもそれぞれ第３のローラおよび第４のローラが配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレス型によりワークを加工するためのプレスシステムおよびプレス装置に関するものである。

プレス型（金型）を用いてワーク（ワークピース）を加工するためのプレス機械が知られている。プレス機械において、金型交換時の作業を容易にする方式として、金型交換台車方式と、ムービングボルスタ方式とが知られている。

特許文献１には、ムービングボルスタ方式が記載されている。この文献１には、トランスファプレスにおいて、複数の金型を構成する下型が搭載されたボルスタ（盤板）に、トランスファフィーダ全体を搭載し、金型交換作業を容易にすることが記載されている。

特許文献２には、パンチングプレスにおいて、複数のダイを備えたダイブロックと、モータ、シリンダなどの駆動機構を含み、複数のパンチを備えたパンチブロックとをフレームから金型交換位置に引き出し、その金型交換位置に隣接して設けられた、ガイドレール上を移動自在な運搬車を設け、ダイブロックおよびパンチブロックを一体的に搬入あるいは搬出することが記載されている。

特許文献３には、複数の上型および下型からなる複数対の成形型を、それぞれの型絞め・型開き方向と同方向に直列に連ねたプレス成形装置が記載されている。

特許文献４には、複数の成形型（金型）が上下に配置されたシステムにおいて、ワークピースを上下に搬送するための搬送装置が開示されている。
特開２００７−３８３０２号公報 特開２００２−２７３５３３号公報 特開２００２−１７８１９４号公報 特開２００７−７７２０号公報

ムービングボルスタ方式は、ボルスタを移動式にして、ボルスタごと金型を交換する。このため、金型交換に要する時間が短縮できる。しかしながら、プレス装置はボルスタごと移動できる構造にする必要があり、ボルスタを移動できるスペースが必要となり、交換用のボルスタが必要になるなど、設備が大型になり、コストも高くなる。また、ボルスタの移動により下型の交換は容易になっても、上型も交換する必要がある場合は、それらの交換に手間取る可能性がある。

ムービングボルスタ方式に比較して金型交換台車方式は、ボルスタ上で金型が移動できるようにすれば良いので、構造が簡単で、コストは低い。しかしながら、金型移動のために、台車をプレス装置に位置合わせし、プレス装置から台車へ金型を移動し、その台車を運び出し、次の金型を搭載した台車をプレス装置へ位置合わせし、その台車からプレス装置へ金型を移動するという作業を行う必要がある。したがって、金型交換に時間を要する。

さらに、下型とともに上型も交換し、金型交換に要する時間を短縮しようとすると、上型をプレスする機構も含めてブロック化しており、交換対象となるブロックが複雑な構成になり、また、費用も高くなる。

したがって、簡易な構成で、短時間に、上型および下型を合わせて交換することができるプレスシステムが要望されている。

本発明の一態様は、第１のベースおよびスライド部材と、第１のベースに対してスライド部材が上下に動くように支持するフレームと、第１のベースに対してスライド部材を駆動して加工用の力を加える駆動装置と、第１のベースおよびスライド部材との間に設置されるプレスアセンブリとを有するプレスシステムである。プレスアセンブリは、積層配置された複数の支持プレートと、最下層の支持プレートに対して上方の支持プレートを上下にスライドするように支持するアセンブリフレームとを備え、最下層の支持プレートの表面に第１の下型が設置され、最下層の支持プレートの上側の支持プレートの裏面に第１の下型に対応する第１の上型が設置され、スライド部材により、最下層の支持プレートに対して上方の支持プレートが加圧され、第１の下型および第１の上型によりワークが加工される。

さらに、第１のベースは、プレスアセンブリを後方に移動するための複数の第１のローラであって、移動するときに第１のベースの表面に突出する複数の第１のローラを含む。プレスシステムは、さらに、第１のベースの後方に配置された第２のベースであって、プレスアセンブリの移動方向を変換可能な複数の第２のローラが、それらの接触面が複数の第１のローラの接触面とほぼ同じ高さになるように設置された第２のベースと、第２のベースに隣接する第３のベースであって、第２のベースとの間でプレスアセンブリを移動可能な複数の第３のローラが、それらの接触面が第２のローラの接触面とほぼ同じ高さになるように設置された第３のベースと、第２のベースに対し、第３のベースとは異なる方向で隣接する第４のベースであって、第２のベースとの間でプレスアセンブリを移動可能な複数の第４のローラが、それらの接触面が第２のローラの接触面とほぼ同じ高さになるように設置された第４のベースとを有する。

このプレスアセンブリは、最下層の支持プレートに対して、アセンブリフレームにより上方の支持プレートが支持されている。したがって、最下層の支持プレートを第１のベースに対して動かせば、第１のベースおよびスライド部材の間からプレスアセンブリを外すことができ、上型および下型からなる金型をプレスアセンブリ毎交換できる。したがって、盤板として機能する第１のベース、スライド部材、駆動装置といったプレス装置の主要な構成を交換せずに、上型および下型を一体で交換することが可能となる。

さらに、このプレスシステムに含まれるプレス装置は、移動方向を変更可能な第２のベースと、第２のベースに隣接した第３および第４のベースを有する。したがって、第１のベース上のプレスアセンブリは、第１のベース上の第１のローラにより、第２のベースを介して第３または第４のベースの一方へ移動させることができ、第３または第４のベースの他方に予め用意されていた他のプレスアセンブリを第２のベースを介して第１のベースに設置でき、金型交換に要する手間および時間を短縮できる。

このプレスシステムにおいては、第３のベースの上方に、プレスアセンブリを収納可能な上部構造を設け、上部構造に駆動装置の一部が搭載されていることが望ましい。駆動装置が占めていたスペースを、第３のベースを設けるために利用できる。

このプレスシステムにおいては、第４のベースの上方に、プレスアセンブリを収納可能な上部構造を有し、上部構造は、プレスアセンブリに含まれる上側の支持プレートを上方へ引き上げるためのリフトを備えていることが望ましい。支持プレートを上方へ引き上げることにより、プレスアセンブリの上型および／または下型の交換およびメンテナンスが可能となる。したがって、金型を乗せ換えたり、メンテナンスなどを外段取りするためのスペースを、第４のベースを設けるために利用できる。

このプレスシステムは、さらに、第１の下型を最下層の支持プレートに対して前方にスライドさせる下型移動装置と、スライドされた第１の下型に対してワークを供給および排出するためのワーク搬送装置とを有することが望ましい。ロボット搬送方式のプレスシステムを提供できる。

このプレスシステムのプレスアセンブリは、スライド部材により直に加圧される最上層の支持プレートと、最下層の支持プレートおよび最上層の支持プレートの間で、最下層の支持プレートに対して上下に移動するようにアセンブリフレームにより支持された、少なくとも１つの中間支持プレートとを備え、それぞれの中間支持プレートの裏面（下面）には、それぞれの中間支持プレートの下側の支持プレートの表面（上面）に設置された下型に対応する上型が設置され、それぞれの中間支持プレートの表面（上面）には、それぞれの中間支持プレートの上側の支持プレートの裏面（下面）に設置された上型に対応する下型が設置されていることが望ましい。複数の金型による加工を同時に行うことができるプレスシステムを提供できる。

プレスシステムは、さらに、第１の下型とともに、少なくとも１つの中間支持プレートに搭載されている他の下型を、最下層の支持プレートおよび少なくとも１つの中間支持プレートに対して前方にスライドさせる下型移動装置と、スライドされた第１の下型および他の下型のそれぞれに対してワークを供給および排出するとともに、ワークを上側または下側に移動するワーク搬送装置とを有することがさらに好ましい。ロボット搬送方式により、ワークを複数の金型に順番に送りながら順番に加工して所定の形状に成型するプレスシステムを提供できる。

本発明の他の態様は、第１のベースおよびスライド部材と、第１のベースに対してスライド部材が上下に動くように支持するフレームと、第１のベースに対してスライド部材を駆動して加工用の力を加える駆動装置と、第１のベースおよびスライド部材との間にプレスアセンブリが配置されるプレス装置である。第１のベースは、プレスアセンブリを後方に移動するための複数の第１のローラであって、移動するときに第１のベースの表面に突出する複数の第１のローラを備え、当該プレス装置は、さらに、第１のベースの後方に配置された第２のベースであって、プレスアセンブリの移動方向を変換可能な複数の第２のローラが、それらの接触面が複数の第１のローラの接触面とほぼ同じ高さになるように設置された第２のベースと、第２のベースに隣接する第３のベースであって、第２のベースとの間でプレスアセンブリを移動可能な複数の第３のローラが、それらの接触面が第２のローラの接触面とほぼ同じ高さになるように設置された第３のベースと、第２のベースに対し、第３のベースとは異なる方向で隣接する第４のベースであって、第２のベースとの間でプレスアセンブリを移動可能な複数の第４のローラが、それらの接触面が第２のローラの接触面とほぼ同じ高さになるように設置された第４のベースとを有する。

このプレス装置は、第３のベースの上方に、プレスアセンブリを収納可能な上部構造を有し、上部構造に駆動装置の一部が搭載されていることが好ましい。また、このプレス装置は、第４のベースの上方に、プレスアセンブリを収納可能な上部構造を有し、上部構造は、プレスアセンブリに含まれる上側の支持プレートを上方へ引き上げるためのリフトを備えていることが望ましい。

本発明のさらに異なる他の態様は、第１のベースに対してスライド部材が上下に動き、駆動装置により第１のベースに対してスライド部材を駆動して加工用の力を加えるプレス装置に設置されるプレスアセンブリである。このプレスアセンブリは、積層配置された複数の支持プレートと、最下層の支持プレートに対して上方の支持プレートを上下にスライドするように支持するアセンブリフレームとを有し、最下層の支持プレートの表面に第１の下型が設置され、最下層の支持プレートの上側の支持プレートの裏面に第１の下型に対応する第１の上型が設置され、スライド部材により、最下層の支持プレートに対して上方の支持プレートが加圧され、第１の下型および第１の上型によりワークが加工される。このプレスアセンブリは、スライド部材により直に加圧される最上層の支持プレートと、最下層の支持プレートおよび最上層の支持プレートの間で、最下層の支持プレートに対して上下に移動するようにアセンブリフレームにより支持された、少なくとも１つの中間支持プレートとを有し、それぞれの中間支持プレートの裏面には、その下側の支持プレートの表面に設置された下型に対応する上型が設置され、それぞれの中間支持プレートの表面には、その上側の支持プレートの裏面に設置された上型に対応する下型が設置されていることが望ましい。

図１に、本発明の一実施形態のプレスシステムの概要を示している。このプレスシステム１は、プレス装置１０と、プレス装置１０にセットされたプレスアセンブリ５０とを備えている。

図２に、プレスアセンブリ５０が搭載されていない状態のプレス装置１０を示している。プレス装置１０は、上面１１ａがほぼ長方形の第１のベース（盤板、ボルスタ）１１と、第１のベース１１に対して上下に移動するスライド部材１２と、第１のベース１１に対してスライド部材１２が上下に動くように支持するフレーム１３と、第１のベース１１に対してスライド部材１２を上下方向（Ｚ方向）に駆動して加工用の力を加える駆動装置２０とを有する。このプレス装置１０は、図１に示すように、第１のベース１１およびスライド部材１２との間にプレスアセンブリ５０が配置され、スライド部材１２によりプレスアセンブリ５０に圧力が加えられ、プレスアセンブリ５０に配置された金型によりワーク（ワークピース）が加工される。

フレーム１３は、第１のベース１１の四隅から上方に延びた４本の支柱１３ａを備えている。スライド部材１２の四隅には、これらの支柱１３ａが通過する孔１２ａが設けられており、スライド部材１２は支柱１３ａにガイドされた状態で上下に動く。さらに、スライド部材１２には、プレスアセンブリ５０のシャフト５３と干渉しないように、シャフト５３の上部が通過する可能性がある位置に貫通孔１２ｂが設けられている。プレス装置１０は、これらの支柱１３ａにより支持された上部ベース１５を備えている。上部ベース１５には、駆動装置２０に含まれる３つのオイルシリンダ２１、２２および２３が搭載されており、これらのオイルシリンダ２１、２２および２３によりスライド部材１２が上下に動かされる。

第１のベース１１の上面（表面）１１ａには、プレスアセンブリ５０を後方（Ｘ方向マイナス側）に移動するため、Ｘ方向に延びた複数の第１のローラ３１が設けられている。これらの第１のローラ３１は、エアー浮上式のローラーユニットであり、例えば、フリーベア社のエアー浮上式ローラーユニットを用いることができる。この第１のローラ３１は、浮上用のエアーを供給することによりローラ３１の表面（接触面）３１ａが第１のベース１１の上面１１ａの上に突き出る。したがって、ローラ３１によりプレスアセンブリ５０をＸ方向に移動することができる。また、浮上用のエアーを抜くことにより、ローラ３１は接触面３１ａが第１のベース１１の上面１１ａよりも下がり、プレスアセンブリ５０は第１のベース１１の上面１１ａに乗る。したがって、スライド部材１２により加えられる圧力を第１のベース１１により受けることができ、ローラ３１に圧力が加わることを防止できる。さらに、第１のベース１１の上面１１ａには、安全のために、プレスアセンブリ５０が上面１１ａを移動することを禁止するロック機構１９が設けられている。

プレス装置１０は、第１のベース１１の後方（Ｘ方向マイナス側）に配置された第２のベース４２を備えている。この第２のベース４２には、プレスアセンブリ５０の移動方向を変換可能な複数の第２のローラ３２が配置されている。これらの第２のローラ３２は、例えば、フリーベア社のボールローラユニットである。それぞれの第２のローラ３２は、搬送用のプレスアセンブリ５０を支持するメインボールと、そのメインボールを支持する多数の小ボールとを備えている。メインボールの回転方向が自由なので、プレスアセンブリ５０の移動方向を自由に変えることができる。複数の第２のローラ３２は、それらの接触面３２ａが、突出したときの複数の第１のローラ３１の接触面３１ａとほぼ同じ高さになるように第２のベース４２に配置されている。したがって、プレスアセンブリ５０を第１のベース１１から第２のベース４２にスムーズに移動することができる。

プレス装置１０は、さらに、第２のベース４２に隣接する第３のベース４３を備えている。このプレス装置１０は、第１のベース１１から見て、第２のベース４２の右側（Ｙ方向プラス側）に第３のベース４３が配置されている。この第３のベース４３には、第２のベース４２との間でプレスアセンブリ５０を移動可能なようにＹ方向に延びた複数の第３のローラ３３が設けられている。これら第３のローラ３３は、それらの接触面３３ａが第２のローラ３２の接触面３２ａとほぼ同じ高さになるように設置されており、プレスアセンブリ５０を第２のベース４２から第３のベース４３にスムーズに移動することができる。

プレス装置１０は、さらに、第２のベース４２に隣接する第４のベース４４を備えている。このプレス装置１０は、第１のベース１１から見て、第２のベース４２の左側（Ｙ方向マイナス側）に第４のベース４４が配置されている。この第４のベース４４には、第２のベース４２との間でプレスアセンブリ５０を移動可能なようにＹ方向に延びた複数の第４のローラ３４が設けられている。これら第４のローラ３４は、それらの接触面３４ａが第２のローラ３２の接触面３２ａとほぼ同じ高さになるように設置されており、プレスアセンブリ５０を第２のベース４２から第４のベース４４にスムーズに移動することができる。

第２のベース４２の複数の第２のローラ３２は、プレスアセンブリ５０の移動方向を自由に変更できる。したがって、第２のベース４２を介して、プレスアセンブリ５０を、第１のベース１１、第３のベース４３および第４のベース４４の間で自由に移動することができる。

プレス装置１０の第２のベース４２の中央前方の、第２のベース４２と第１のベース１１との間には、第２のベース４２を上下に貫通する開口４９が設けられている。この開口４９を介して、プレスアセンブリ５０において発生する切り屑などを第２のベース４２の下方に排出できる。開口４９の上方をプレスアセンブリ５０が移動している最中に、プレスアセンブリ５０の姿勢が不安定になることを防止するために、第２のベース４２の開口４９の左右（Ｙ方向）両側に、Ｘ方向に延びた補助ローラ３９が配置されている。これらの補助ローラ３９の接触面３９ａは、第２のローラ３２の接触面３２ａとほぼ同じ高さになるように調整されている。

第２のベース４２の後方（Ｘ方向マイナス側）は、第２のベース４２を介して、プレス装置１０にプレスアセンブリ５０を搬入および搬出するためにＵ字型に若干凹んだベイ４８になっている。ベイ４８にプレスアセンブリ５０の運搬車（不図示）を着けて、第２のベース４２を介して、第３のベース４３または第４のベース４４からプレスアセンブリ５０を運搬車に搬出できる。逆に、運搬車からプレスアセンブリ５０を第２のベース４２を介して第３のベース４３または第４のベース４４に搬入できる。さらに、第２のベース４２を介して、第１のベース１１からプレスアセンブリ５０を運搬車に搬出したり、運搬車からプレスアセンブリ５０を第１のベース１１に搬入したりすることも可能である。

ベイ４８をプレスアセンブリ５０が移動している最中に、プレスアセンブリ５０の姿勢が不安定になることを防止するために、第２のベース４２のベイ４８の左右（Ｙ方向）両側に、Ｘ方向に延びた補助ローラ３８が配置されている。これらの補助ローラ３８の接触面３８ａは、第２のローラ３２の接触面３２ａとほぼ同じ高さになるように調整されている。

プレス装置１０は、第２のベース４２、第３のベース４３および第４のベース４４の上に、プレスアセンブリ５０を収納するスペースを確保するための上部構造４５を備えている。この上部構造４５は、複数の支柱４５ａと、これらの支柱４５ａに支持されたルーフ４５ｂを備えている。ルーフ４５ｂの、第２のベース４２および第３のベース４３の上方の領域には、上部ベース１５に搭載されたオイルシリンダ２１、２２および２３を駆動するためのオイルユニット２５が搭載されている。また、ルーフ４５ｂの、第４のベース４４の上方の領域には、プレスアセンブリ５０に金型を取り付けたり、メンテナンスするためのリフト２８が搭載されている。

プレス装置１０は、第１のベース１１を支持する脚１６を備えている。また、プレス装置１０は、第２のベース４２、第３のベース４３、第４のベース４４および上部構造４５を支持する脚４６を備えている。プレス装置１０は、これらの脚１６および４６を介して工場の床面に設置される。また、これらの脚１６および４６の高さを微調整することにより、第１のベース１１の上面１１ａおよびローラ３１の接触面３１ａ、第２のベース４２のローラ３２の接触面３２ａ、第３のベース４３のローラ３３の接触面３３ａ、第４のベース４４のローラ３４の接触面３４ａの高さを微調整することができる。

図１および図２においてプレス装置１０の前方（Ｘ方向プラス）に破線で示されている部分は、プレスアセンブリ５０により成形するワークをハンドリングするための補助システム７０が配置されていることを示している。この補助システム７０は、以下で詳しく説明するが、プレスアセンブリ５０に含まれる複数の下型を支持プレートに対して前方にスライドさせる下型移動装置７１と、スライドされた下型に対してワークを供給および排出するためのワーク搬送装置８０とを有する。

図１は、プレス装置１０の第１のベース１１および第３のベース４３に、それぞれプレスアセンブリ５０および５０ｓが搭載されたプレスシステム１を示している。第１のベース１１に対して上下方向（Ｚ方向）に動くスライド部材１２との間にプレスアセンブリ５０がセットされており、スライド部材１２が上下移動することにより圧力が加えられ、ワークが加工される。第３のベース４３に配置されたプレスアセンブリ５０ｓは、たとえば、異なるワークを加工するためのプレスアセンブリである。プレスアセンブリ５０により、所定の数のワークの加工が終了すると、第１のベース１１にセットされていたプレスアセンブリ５０は、第２のベース４２を介して、第４のベース４４に移動される。次に、第３のベース４３に予めセットされていたプレスアセンブリ５０ｓが第２のベース４２を介して、第１のベース１１にセットされ、次の異なるワークの加工が開始される。

図３に、第１のベース（ボルスタ）１１にプレスアセンブリ５０がセットされた状態を正面から示している。なお、図３においては、その他のベース４２〜４４およびそれに関する構造は省略している。図３においては、第１のローラ３１が第１のベース１１に沈み、第１のローラ３１の接触面３１ａが第１のベース１１の上面１１ａに対して凹んだ状態になっている。

図４に、第１のベース１１にプレスアセンブリ５０を搭載した状態を側面から示している。図４においては、プレスアセンブリ５０の構造および動作を示すためにプレス装置１０のフレーム１３などの構成を省略している。図５および図６においても同様である。

このプレスアセンブリ５０は４層構造である。プレスアセンブリ５０は、３層以下または５層以上の構成であっても良いが、以下では４層構造を例に説明する。プレスアセンブリ５０は、４層の金型設置スペース５１ａ〜５１ｄを形成するように積層配置された５つの支持プレート５２ａ〜５２ｅと、最下層の支持プレート５２ａに対して上方の支持プレート５２ｂ〜５２ｅを上下にスライドするように支持するアセンブリフレーム５３とを有する。アセンブリフレーム５３は、支持プレート５２ａ〜５２ｅの四隅を支持するシャフト５３ａ〜５３ｄを備えている。最下層の支持プレート５２ａを除き、他の支持プレート５２ｂ〜５２ｅは、四隅にシャフト５３ａ〜５３ｄが通る孔を備えており、シャフト５３ａ〜５３ｄに沿って上下に動く。

最上層の支持プレート５２ｅを除き、それぞれの支持プレート（最下層の支持プレートおよび中間の支持プレート）５２ａ〜５２ｄの表面（上面）５５には下型６１ａ〜６１ｄが設置されている。また、最下層の支持プレート５２ａを除き、それぞれの支持プレート（最上層の支持プレートおよび中間の支持プレート）５２ｂ〜５２ｅの裏面（下面）５６には、上型６２ａ〜６２ｄが設置されている。したがって、４層の金型設置スペース５１ａ〜５１ｄのそれぞれには、下型６１ａ〜６１ｄと、上型６２ａ〜６２ｄを備えた金型６０ａ〜６０ｄが配置されている。すなわち、それぞれの中間支持プレート５２ｂ〜５２ｄの裏面（下面）５６には、それぞれの中間支持プレートの下側の支持プレートの表面（上面）５５に設置された下型に対応する上型が設置され、それぞれの中間支持プレート５２ｂ〜５２ｄの表面（上面）５５には、それぞれの中間支持プレートの上側の支持プレートの裏面（下面）に設置された上型に対応する下型が設置されている。

プレスアセンブリ５０の最下層の支持プレート５２ａは、着脱式のロック機構１９により第１のベース１１に固定される。プレスアセンブリ５０の最上層の支持プレート５２ｅは、スライド部材１２に、着脱式の取付機構１８により取り付けられる。取付機構１８は、たとえば、支持プレート５２ｅの両側を挟んで止めるフックである。

スライド部材１２が、オイルシリンダ２１〜２３により上方に動くときに、最上層の支持プレート５２ｅは、スライド部材１２とともに上方へ移動する。最下層の支持プレート５２ａを除く支持プレート５２ｂ〜５２ｄは、最上層の支持プレート５２ｅが上方へ動くと、それぞれの支持プレート５２ａ〜５２ｅの間が開くように上方へ移動する。このような機構は、支持プレート５２ａ〜５２ｅのそれぞれの間に、コイルばねなどの弾性体を入れることにより実現することが可能である。また、支持プレート５２ｂ〜５２ｅが、プレート同士の間隔が所定の値になると上方に引っ張られるような機構を採用しても良い。

一方、スライド部材１２が下方に移動すると、支持プレート５２ｂ〜５２ｅは下がり、各金型６０ａ〜６０ｄの上型６２ａ〜６２ｄと下型６１ａ〜６１ｄとが重なる。スライド部材１２に対し、プレス装置１０のオイルシリンダ２１〜２３により上方から圧力が加わると、プレスアセンブリ５０においては、最上層の支持プレート５２ｅにスライド部材１２を介して圧力が伝達される。プレスアセンブリ５０においては、さらに、積層配置された各金型６０ａ〜６０ｄを介して圧力が下層の支持プレート５２ａ〜５２ｄに順次伝達される。最下層の支持プレート５２ａは、第１のベース１１により支持される。この結果、プレスアセンブリ５０は、第１のベース１１とスライド部材１２とにより挟み込まれて加圧された状態となる。

個々の金型設置スペース５１ａ〜５１ｄにおいては、それぞれの下側の支持プレート５２ａ〜５２ｄと、それぞれの上側の支持プレート５２ｂ〜５２ｅとの間に圧力が加わり、それらにはさまれたそれぞれの金型６０ａ〜６０ｄに、ワークを加工するための圧力が加わる。したがって、金型６０ａ〜６０ｄのそれぞれにおいて、下型６１ａ〜６１ｄのそれぞれと、上型６２ａ〜６２ｄのそれぞれとによりそれぞれ挟み込まれたワークは、プレス加工される。

このプレスシステム１は、プレス装置１０の前面（前方）に、下側の支持プレート５２ａ〜５２ｄから下型６１ａ〜６１ｄをそれぞれ前方に引き出す下型移動装置７１を備えている。この下型移動装置７１は、上下に延びたシャフト７２と、シャフト７２を駆動するためのモータ７３と、シャフト７２により伝達される駆動力により、個々の下型６１ａ〜６１ｄを前方に引き出す引出装置７４とを備えている。

図５に、それぞれの下型６１ａ〜６１ｄが前方に引き出された様子を示している。下型６１ａ〜６１ｄは、支持プレート５２ａ〜５２ｄの上面５５に、それぞれ、上下に重ねられた２枚のプレート７５ａおよび７５ｂを介してセットされている。最下層の支持プレート５２ａを例に説明すると、支持プレート５２ａの上に、引出用に移動するためのプレート（中間プレート）７５ａが配置され、その上に下型６１ａが取り付けられ、下型６１ａとともに引き出されるプレート（引出用プレート）７５ｂが配置されている。引出装置７４は、モータ７３によりシャフト７２が回転駆動されると、それにより引出用プレート７５ｂを前後に駆動する。

中間プレート７５ａとしては、両面の摩擦係数が非常に小さい板材が用いられている。たとえば、オイレス工業株式会社製のＬＦＰオイレスドライメットＬＦプレートを中間プレート７５ａとして採用できる。このプレートは、オイルレスベアリングと同様の四フッ化エチレン樹脂複層構造を備えており、プレス圧力のような高荷重条件に耐えられるとともに、優れた摩擦特性を備えている。したがって、無潤滑（潤滑油なし）で、下型６１ａを搭載した引出用プレート７５ｂを支持プレート５２ａに対し引き出すことができる。

引出用プレート７５ｂは、中間プレート７５ａの上面を滑ってある程度前方に引き出されると、中間プレート７５ａを前方に引きずり出す。中間プレート７５ａは、支持プレート５２ａの上面５５を滑って前方に引き出され、引出用プレート７５ｂは、中間プレート７５ａとともに、さらに前方に引き出される。支持プレート５２ａの前方には、中間プレート７５ａの上面７５ｃを支持するローラ７６ａと、ローラ７６ａの前方において中間プレート７５ａの下面７５ｄを支持するローラ７６ｂとが配置されている。また、前方のローラ７６ｂと対峙する位置に、引出用プレート７５ｂの上面を支持するガイド７７が配置されている。したがって、中間プレート７５ａは前方に引き出されても、ローラ７６ａおよび７６ｂによりほぼ水平な状態が維持される。中間プレート７５ａのさらに前方に移動した引出用プレート７５ｂは、中間プレート７５ａとガイド７７とにより、中間プレート７５ａを介して支持プレート５２ａにより荷重が伝達され、ほぼ水平に前方へ引き出される。

したがって、引出用プレート７５ｂに搭載された下型６１ａもほぼ水平な状態で前方へ引き出される。他の下型６１ｂ〜６１ｄにおいても同様である。このため、駆動用のモータ７３により、下型６１ａ〜６１ｄを連動（同期）して、前方に引き出し、また、プレスアセンブリ５０の中へ引き戻すことができる。引出用プレート７５ｂは、たとえば、金属製プレートであり、中間プレート７５ａも高耐圧である。したがって、下型６１ａ〜６１ｄがプレスアセンブリ５０の支持プレート５２ａ〜５２ｄに引き戻された状態で、圧力を加えることによりワークをプレスできる。

このプレスシステム１は、図５に示すように、プレス装置１０の前面（前方）に、前方に引き出された下型６１ａ〜６１ｄのそれぞれに対し、ワーク６９を供給および排出するためのワーク搬送装置８０を備えている。さらに、このワーク搬送装置８０は、図６に示すように、下型６１ａ〜６１ｄを、いったん引き込まれた状態にすることにより、ワーク６９を上側または下側（Ｚ方向）に移動し、上方または下方の下型にセットすることができる。したがって、このワーク搬送装置８０は、下側に用意された、横持ち用のワークコンベア８９からワーク６９をピックアップし、最下層の金型６０ａにワーク６９をセットして加工できる。次に、最下層の金型６０ａからワーク６９をピックアップし、下から２番目の金型６０ｂにワーク６９をセットして加工できる。同様に、下から３番目および４番目の金型６０ｃおよび６０ｄにより順番に加工し、加工が終了したワーク６９をコンベア８９に戻すことができる。このように、このプレスシステム１では、複数の金型６０ａ〜６０ｄが積層配置されたプレスアセンブリ５０をセットすることにより、ロボット搬送方式のプレスシステムを提供できる。

さらに、隣に異なるプレスアセンブリ５０を備えたプレスシステム１を用意し、上から下にワーク６９を搬送しながら、ワーク６９をさらに加工することも可能である。したがって、多段階のプレスが必要な製品に対して、簡単に、ロボット搬送方式のプレスシステムを構築できる。

このワーク搬送装置８０は、上下方向（鉛直方向、Ｚ方向）に延びた２本のシャフト８１および８２と、これらのシャフト８１および８２を上下に駆動する２本のシリンダ（エアーシリンダ）８３および８４と、シャフト８１および８２により上下に駆動され、位置決めされる４つのピックアップ８５ａ〜８５ｄとを備えている。それぞれのピックアップ８５ａ〜８５ｄは、シャフト８１および８２から延びたアーム８６と、アーム８６の先端に配置された吸着ヘッド８７を備えている。吸着ヘッド８７は、たとえば、ヘッド８７の先端を負圧にするものであり、ヘッド８７の先端の圧力を制御することにより、ワーク６９を吸着したり、放したりすることができる。

このように、このプレスシステム１は、ロボット搬送方式により、順送りにワーク６９を複数の金型６０ａ〜６０ｄに送って多段階のプレス加工を行うことができる。さらに、複数の金型６０ａ〜６０ｄは、１つのプレスアセンブリ５０として組み立てられており、プレスアセンブリ５０を交換するだけで、多種多様なプレス加工を行うことができる。プレスアセンブリ５０は、最下層の支持プレート５２ａの上に複数の金型６０ａ〜６０ｄが積層された構造となっている。このため、最下層の支持プレート５２ａをプレス装置１０の第１のベース１１に対して動かせば、第１のベース１１およびスライド部材１２の間からプレスアセンブリ５０を外すことができ、複数の金型６０ａ〜６０ｄをプレスアセンブリ５０毎交換できる。したがって、盤板として機能する第１のベース１１、スライド部材１２、駆動装置２０といったプレス装置１０の主要な構成を交換したり、分解したりせずに、上型および下型を含めた複数の金型６０ａ〜６０ｄを簡単に、短時間で交換することが可能である。

図７は、プレス装置１０のベース部分の配置を示している。プレス装置１０は、ボルスタとなる第１のベース１１とほぼ同じ高さに、第２のベース４２と、第３のベース４３と、第４のベース４４とが設けられている。さらに、先に説明したように、第１のベース１１の上面１１ａには、エアー浮上式の第１のローラ３１が、プレスアセンブリ５０を前後方向（Ｘ方向）に移動可能なように配置されている。第１のベース１１の後方に繋がった第２のベース４２には、プレスアセンブリ５０の進行方向（移動方向）を変えることができる第２のローラ３２が配置されている。第２のベース４２の左右（Ｙ方向）に繋がった第３のベース４３および第４のベース４４には、プレスアセンブリ５０をＹ方向に移動できる第３のローラ３３および第４のローラ３４がそれぞれ配置されている。このように、第１のベース１１と高さを合わせて、第２のベース４２、第３のベース４３および第４のベース４４が配置されているため、プレスアセンブリ５０を、第１のベース１１から他のベースへ、短時間で移動することができる。

図８は、図１に示したように、第１のベース１１にプレスアセンブリ５０がセットされ、第３のベース４３に、異なるプレスアセンブリ５０ｓが用意されている。プレスアセンブリ５０を交換する場合は、まず、プレスアセンブリ５０を第１のベース１１にセットしているロック機構１９などを解除し、プレスアセンブリ５０を第１のベース１１から解放する。次に、エアー浮上式の第１のローラ３１を浮上させ、プレスアセンブリ５０が前後方向（Ｘ方向）に移動できるようにする。

図９に示すように、プレスアセンブリ５０を、第１のベース１１から、第１のベース１１の後方の第２のベース４２に引き出す。第２のベース４２において、プレスアセンブリ５０の進行方向を変え、図１０に示すように、プレスアセンブリ５０を第４のベース４４に移動する。第３のベース４３に予め配置されていたプレスアセンブリ５０ｓを、上記と逆に、第３のベース４３から第２のベース４２に引き出し、進行方向を変えて、第２のベース４２から第１のベース１１へ移動する。そして、ロック機構１９などにより、プレスアセンブリ５０ｓを第１のベース１１にセットし、また、プレスアセンブリ５０ｓの最上層の支持プレートをスライド部材１２に接続する。このような作業により、異なるプレスアセンブリ５０ｓを稼働状態にすることができ、プレスアセンブリ５０ｓに搭載された金型を用いてワークを加工することができる。このプレスシステム１においては、複数の金型を一括で交換することができ、金型交換に要する手間および時間を短縮できる。

また、交換対象となるプレスアセンブリ５０は、プレス装置１０に用意されている第４のベース４４に退避させることができる。このため、金型を交換するときに、金型交換用の運搬車に金型を乗せる手間および労力を省くことが可能となる。交換したプレスアセンブリ５０は、プレスアセンブリ５０ｓを稼働状態にした後、作業員の時間および労力が十分に確保できるときに、第２のベース４２の後方の、ローディング／アンローディング用のベイ４８から金型交換用の運搬車に乗せることができる。したがって、プレスアセンブリ５０を金型交換用の運搬車に乗せるために十分な時間を確保でき、プレスアセンブリ５０をプレス装置１０から他の機材へ搬出あるいは搬入する作業を安全に行うことができる。

さらに、図１および図２に示したように、プレス装置１０は、これら第２のベース４２、第３のベース４３および第４のベース４４の上にプレスアセンブリ５０を収納するスペースを確保するための上部構造４５を備え、そのルーフ４５ｂの上にオイルユニット２５を搭載している。したがって、プレス装置１０を駆動するためのオイルユニット２５の設置スペースを、プレスアセンブリ５０を収納および退避するためのスペースに利用している。このため、このプレスシステム１は、プレス装置１０が設置される工場内のスペースを、高さ方向に有効活用できる構成となっている。

さらに、第４のベース４４の上のルーフ４５ｂには、プレスアセンブリ５０のメンテナンス用のリフト２８が搭載されている。図１１は、第４のベース４４の部分を抜き出して、プレス装置１０の後方から見た様子を示している。リフト２８は、プレスアセンブリ５０の最上層の支持プレート５２ｅを吊上げるためのフック２８ａと、フック２８ａを上下に動かすためのモータ２８Ｍとを備えている。第４のベース４４に退避させたプレスアセンブリ５０の支持プレート５２ｅにフック２８ａを付けて引き上げることにより、支持プレート５２ａ〜５２ｅの間隔を広げることができる。したがって、それらの支持プレート５２ａ〜５２ｅに支持された金型６０ａ〜６０ｄを分解・点検および組み立てることが可能となる。

このため、第４のベース４４の上のスペースを、プレスアセンブリ５０に搭載された金型６０ａ〜６０ｄを点検したり、交換したり（乗せ換えたり）、組み立てたりするためのワークスペースとして利用できる。したがって、この点でも、このプレスシステム１は、プレス装置１０が設置される工場内のスペースを、高さ方向に有効活用できる構成となっている。

上記で説明したプレス装置１０においては、第１のベース１１、第２のベース４２、第３のベース４３および第４のベース４４が全体として、第１のベース１１が中、第３および第４のベース４３および４４が外になる略Ｔ字型に配置されている。この配置は、第３のベース４３および第４のベース４４に、プレス装置１０の後方から一様にアクセスし易い。また、オイルシリンダ２１〜２３を搭載し、加圧するためにフレーム１３のサイズが大きくなるため、第１のベース１１の占める面積は他のベースよりも大きい。したがって、第１のベース１１を中心前方に配置することによりプレス装置１０を全体としてコンパクトになるように纏めることができる。さらに、第３のベース４３および第４のベース４４の前方のスペースを、ワーク６９の搬送装置８０や、下型の移動装置７１の設置スペースとして利用することができ、この点でも、プレス装置１０を全体としてコンパクトに纏めやすい。

なお、プレス装置１０は、移動方向を変更できる第２のベース４２を中心として、その周囲に第１のベース１１、第３のベース４３および第４のベース４４を配置すれば良い。したがって、第１のベース１１が外、第３のベース４３または第４のベース４４の一方が中となり他方が外になるように略Ｔ字型に配置することも可能である。

プレスシステムの全体構成を示す斜視図。 プレス装置の構成を示す斜視図。 第１のベースとスライド部材との間にプレスアセンブリがセットされた状態を抜き出して示す図。 プレスアセンブリを抜き出して示す図であり、プレスアセンブリの金型に圧力が加わった状態を示す図。 プレスアセンブリを抜き出して示す図であり、プレスアセンブリの金型にワークを搬送する状態を示す図。 プレスアセンブリを抜き出して示す図であり、ワークを上下に搬送する状態を示す図。 ベース部の配置を示す平面図。 プレスアセンブリがベース部に搭載された状態を示す図。 一方のプレスアセンブリを移動している途中を示す図。 両方のプレスアセンブリを退避させた状態を示す図。 第４のベースの上方に設けられたリフトを示す図。

符号の説明

１ プレスシステム、 １０ プレス装置
１１ 第１のベース
３１ 第１のローラ、 ３２ 第２のローラ
３３ 第３のローラ、 ３４ 第４のローラ
４２ 第２のベース、 ４３ 第３のベース、 ４４ 第４のベース
５０ プレスアセンブリ、 ５２ａ〜５２ｅ 支持プレート
６０ａ〜６０ｄ 金型、 ６１ａ〜６１ｄ 下型、 ６２ａ〜６２ｄ 上型

Claims (11)

1. 第１のベースおよびスライド部材と、
   前記第１のベースに対して前記スライド部材が上下に動くように支持するフレームと、
   前記第１のベースに対して前記スライド部材を駆動して加工用の力を加える駆動装置と、
   前記第１のベースおよび前記スライド部材との間に設置されるプレスアセンブリとを有するプレスシステムであって、
   前記プレスアセンブリは、積層配置された複数の支持プレートと、最下層の支持プレートに対して上方の支持プレートを上下にスライドするように支持するアセンブリフレームとを備え、前記最下層の支持プレートの表面に第１の下型が設置され、前記最下層の支持プレートの上側の支持プレートの裏面に前記第１の下型に対応する第１の上型が設置され、前記スライド部材により、前記最下層の支持プレートに対して前記上方の支持プレートが加圧され、前記第１の下型および前記第１の上型によりワークが加工され、
   前記第１のベースは、前記プレスアセンブリを後方に移動するための複数の第１のローラであって、移動するときに前記第１のベースの表面に突出する複数の第１のローラを備え、
   当該プレスシステムは、さらに、
   前記第１のベースの後方に配置された第２のベースであって、前記プレスアセンブリの移動方向を変換可能な複数の第２のローラが、それらの接触面が前記複数の第１のローラの接触面とほぼ同じ高さになるように設置された第２のベースと、
   前記第２のベースに隣接する第３のベースであって、前記第２のベースとの間で前記プレスアセンブリを移動可能な複数の第３のローラが、それらの接触面が前記第２のローラの接触面とほぼ同じ高さになるように設置された第３のベースと、
   前記第２のベースに対し、前記第３のベースとは異なる方向で隣接する第４のベースであって、前記第２のベースとの間で前記プレスアセンブリを移動可能な複数の第４のローラが、それらの接触面が前記第２のローラの接触面とほぼ同じ高さになるように設置された第４のベースとを有するプレスシステム。
2. 請求項１において、前記第３のベースの上方に、前記プレスアセンブリを収納可能な上部構造を有し、
   前記上部構造に前記駆動装置の一部が搭載されている、プレスシステム。
3. 請求項１または２において、前記第４のベースの上方に、前記プレスアセンブリを収納可能な上部構造を有し、
   前記上部構造は、前記プレスアセンブリに含まれる上側の支持プレートを上方へ引き上げるためのリフトを備えている、プレスシステム。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、さらに、前記第１の下型を前記最下層の支持プレートに対して前方にスライドさせる下型移動装置と、
   スライドされた前記第１の下型に対してワークを供給および排出するためのワーク搬送装置とを有する、プレスシステム。
5. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記プレスアセンブリは、前記スライド部材により直に加圧される最上層の支持プレートと、
   前記最下層の支持プレートおよび前記最上層の支持プレートの間で、前記最下層の支持プレートに対して上下に移動するように前記アセンブリフレームにより支持された、少なくとも１つの中間支持プレートとを備え、
   それぞれの中間支持プレートの裏面には、前記それぞれの中間支持プレートの下側の支持プレートの表面に設置された下型に対応する上型が設置され、前記それぞれの中間支持プレートの表面には、前記それぞれの中間支持プレートの上側の支持プレートの裏面に設置された上型に対応する下型が設置されている、プレスシステム。
6. 請求項５において、さらに、前記第１の下型とともに、前記少なくとも１つの中間支持プレートに搭載されている他の下型を、前記最下層の支持プレートおよび前記少なくとも１つの中間支持プレートに対して前方にスライドさせる下型移動装置と、
   スライドされた前記第１の下型および前記他の下型のそれぞれに対してワークを供給および排出するとともに、ワークを上側または下側に移動するワーク搬送装置とを有するプレスシステム。
7. 第１のベースおよびスライド部材と、
   前記第１のベースに対して前記スライド部材が上下に動くように支持するフレームと、
   前記第１のベースに対して前記スライド部材を駆動して加工用の力を加える駆動装置と、
   前記第１のベースおよび前記スライド部材との間にプレスアセンブリが配置されるプレス装置であって、
   前記第１のベースは、前記プレスアセンブリを後方に移動するための複数の第１のローラであって、移動するときに前記第１のベースの表面に突出する複数の第１のローラを備え、
   当該プレス装置は、さらに、
   前記第１のベースの後方に配置された第２のベースであって、前記プレスアセンブリの移動方向を変換可能な複数の第２のローラが、それらの接触面が前記複数の第１のローラの接触面とほぼ同じ高さになるように設置された第２のベースと、
   前記第２のベースに隣接する第３のベースであって、前記第２のベースとの間で前記プレスアセンブリを移動可能な複数の第３のローラが、それらの接触面が前記第２のローラの接触面とほぼ同じ高さになるように設置された第３のベースと、
   前記第２のベースに対し、前記第３のベースとは異なる方向で隣接する第４のベースであって、前記第２のベースとの間で前記プレスアセンブリを移動可能な複数の第４のローラが、それらの接触面が前記第２のローラの接触面とほぼ同じ高さになるように設置された第４のベースとを有するプレス装置。
8. 請求項７において、前記第３のベースの上方に、前記プレスアセンブリを収納可能な上部構造を有し、
   前記上部構造に前記駆動装置の一部が搭載されている、プレス装置。
9. 請求項７または８において、前記第４のベースの上方に、前記プレスアセンブリを収納可能な上部構造を有し、
   前記上部構造は、前記プレスアセンブリに含まれる上側の支持プレートを上方へ引き上げるためのリフトを備えている、プレス装置。
10. 第１のベースに対してスライド部材が上下に動き、駆動装置により前記第１のベースに対して前記スライド部材を駆動して加工用の力を加えるプレス装置に設置されるプレスアセンブリであって、
    積層配置された複数の支持プレートと、
    最下層の支持プレートに対して上方の支持プレートを上下にスライドするように支持するアセンブリフレームとを有し、
    前記最下層の支持プレートの表面に第１の下型が設置され、最下層の支持プレートの上側の支持プレートの裏面に前記第１の下型に対応する第１の上型が設置され、前記スライド部材により、前記最下層の支持プレートに対して前記上方の支持プレートが加圧され、前記第１の下型および前記第１の上型によりワークが加工される、プレスアセンブリ。
11. 請求項１０において、前記スライド部材により直に加圧される最上層の支持プレートと、
    前記最下層の支持プレートおよび前記最上層の支持プレートの間で、前記最下層の支持プレートに対して上下に移動するように前記アセンブリフレームにより支持された、少なくとも１つの中間支持プレートとを有し、
    それぞれの中間支持プレートの裏面には、前記それぞれの中間支持プレートの下側の支持プレートの表面に設置された下型に対応する上型が設置され、前記それぞれの中間支持プレートの表面には、前記それぞれの中間支持プレートの上側の支持プレートの裏面に設置された上型に対応する下型が設置されている、プレスアセンブリ。

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