JP2012071312A - カム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本来の強制復元機能を保持しつつ、カムスライダの動作の異常を検知しうる強制復元機構を得ることを目的とする。
【解決手段】本発明は、下型２と上型３とを備えたプレス型１に設けられたカム装置５であって、上型３の下降に伴って加工前位置から加工位置まで変位するカムスライダ１０と、カムスライダ１０を加工前位置に付勢する付勢部材１５と、カムスライダ１０を加工位置から加工前位置に復元させる強制復元機構１２と、を備え、強制復元機構１２は、上型３の上下動に対応して上下動する強制復元部３４と、強制復元部３４に係脱可能に連結された異常発生検知部３５と、強制復元部３４及び異常発生検知部３５と係合可能に設けられた係合部３６と、を備えていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、プレス型の所定位置に固定されて成形品に対して加工処理を行うカム装置に関する。

従来、下型とこの下型に対して上下動可能な上型とを備えたプレス型を用いて、例えば板金等の成形品を製造する際、この成形品の側面に対して加工処理を行うために、カム装置が用いられている。このようなプレス型に用いられるカム装置として、上型に固定されて上下動可能な取付ベースと、この取付ベースの下降に伴って取付ベースに押圧され、成形品の加工の準備をする位置（以下、「加工前位置」と称す。）から成形品の加工を行う位置（以下、「加工位置」と称す。）まで成形品の加工方向に沿って変位するカムスライダと、カムスライダを摺動可能に支持して下型に固定されるカムドライバと、カムスライダを加工前位置に付勢する弾性部材と、を備えたものが知られている（特許文献１参照）。

このような構成のカム装置には、カムスライダを加工前位置に復元させる目的で、又は、カムスライダの保持・摺動に問題が生じた場合であっても、カム装置またはプレス型を破損させない位置までカムスライダを復元させる目的で、設計製作品・市販完成品を問わず強制復元機構が取り付けられる。

この強制復元機構は、例えば、カムスライダに設けられた強制復元部と、カムドライバに設けられた係合部とで構成され、カムスライダが加工前位置にある時には強制復元部と係合部が係合せず、カムスライダが加工方向に前進すると、両者が係合し始める。加工後、上型が上昇し始め、弾性部材の付勢力によってカムスライダが正常に加工前位置に復元すれば、強制復元部と係合部は互いに接触することなく係合しない位置関係に戻り、カムドライバとカムスライダは離れる。一方、カムスライダの動作に問題があり、カムスライダがスムーズに加工前位置に復元しない場合は、強制復元部が係合部に接触することで復元力を生じさせ、強制的にカムスライダを加工前位置に復元させる。

特許第３５４９７７１号公報

しかしながら、上記のような構成では、カムスライダの動作に問題が生じているにも関わらず、強制復元機構が機能することによりカム装置は正常に動作するため、逆に問題を発見しにくくなる。また、型の設計ミスにより弾性部材の付勢力が不足していても、強制復元機構によりカム装置が正常に動作するため、上記した型の設計ミスに気付かない可能性もある。そして、強制復元機構は本来量産での継続使用を前提に設計されてはいないため、いずれは機能しなくなり、その際は、より甚大な破損に至ることがある。

そこで、本発明は上記の事情を考慮し、本来の強制復元機能を保持しつつ、カムスライダの動作の異常を検知しうる強制復元機構を得ることを目的とする。

本発明は、上記した目的を達成するため、所定位置に固定された下型と該下型に対して上下動可能な上型とを備えたプレス型に設けられて、成形品に対して加工処理を行うカム装置であって、前記上型の下降に伴って前記成形品への加工前位置から加工位置まで前記成形品の加工方向に沿って変位するカムスライダと、該カムスライダを前記加工前位置に付勢する付勢部材と、前記カムスライダを前記加工位置から前記加工前位置に復元させる強制復元機構と、を備え、該強制復元機構は、前記上型の上下動に対応して上下動する強制復元部と、該強制復元部に係脱可能に連結された異常発生検知部と、前記強制復元部及び前記異常発生検知部と係合可能に設けられた係合部と、を備え、前記上型の上昇に伴って前記カムスライダが前記加工位置から前記加工前位置まで復元する正常作動状態においては、前記強制復元部及び前記異常発生検知部が前記係合部と接触せずに上昇して前記強制復元部に対する前記異常発生検知部の連結姿勢が一定に保持され、前記上型が上昇しても前記カムスライダが前記加工位置から前記加工前位置まで復元しない異常作動状態においては、前記強制復元部及び前記異常発生検知部が上昇して前記係合部と当接し、この当接によって生じる復元力により前記カムスライダを前記加工位置から前記加工前位置へと強制的に復元させるとともに、前記強制復元部と前記係合部との当接状態が解除された後においても前記異常発生検知部と前記係合部の当接状態を継続させることにより前記異常発生検知部に分離力を生じさせ、この分離力により前記異常発生検知部を変位又は脱落させることを特徴とする。

この特徴によれば、本来の強制復元機能を保持しつつ、カムスライダの動作の異常を検知しうる強制復元機構を得ることができる。

また、前記カムスライダをスライド可能に保持するとともに前記上型に固定されたホルダと、前記カムスライダを前記加工方向に沿って摺動可能に支持するとともに前記下型に固定されたカムドライバと、を備え、前記ホルダと前記カムスライダの間に前記付勢部材が介装され、前記カムスライダと前記カムドライバの間に前記強制復元機構が設けられるものであっても良い。

この構成は、本発明のカム装置を、いわゆる上吊りカムに適用する際に好適である。

また、前記カムスライダを前記加工方向に沿ってスライド可能に保持するとともに前記下型に固定されたホルダと、前記カムスライダを押圧可能な押圧面が設けられるとともに前記上型に固定されたカムドライバと、を備え、前記ホルダと前記カムスライダの間に前記付勢部材が介装され、前記カムスライダと前記カムドライバの間に前記強制復元機構が設けられるものであっても良い。

この構成は、本発明のカム装置を、いわゆる置きカムに適用する際に好適である。

また、前記強制復元部には、連結凹部が設けられた突条が前面の外側部分に設けられ、前記異常発生検知部には、連結突起が設けられた凹溝が後面の外側部分に設けられ、前記突条と前記凹溝を密接させるとともに前記連結凹部と前記連結突起を嵌合させることにより、前記強制復元部と前記異常発生検知部が連結されるものであっても良い。

このような構成を採用することにより、分離力以外の力では、強制復元部と異常発生検知部とが外れにくくなる。従って、強制復元部及び異常発生検知部が係合突起と当接しない正常作動状態において、強制復元部と異常発生検知部との連結状態が外れてしまう不具合を抑制することが可能となる。

本発明のカム装置によれば、本来の強制復元機能を保持しつつ、カムスライダの動作の異常を検知しうる強制復元機構を得ることが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るカム装置を備えたプレス型を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るカム装置を示す側面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るカム装置において、カムスライダの後下部、強制復元部及び異常発生検知部を示す分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るカム装置において、カムスライダ及びカムドライバを示す正面図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るプレス型において、上型が最上点に配置された状態を示す側面図であり、（ｂ）は、上型が最上点と最下点の中間に配置された状態を示す側面図であり、（ｃ）は、上型が最下点に配置された状態を示す側面図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るカム装置の正常作動状態において、強制復元部及び異常発生検知部が係合突起に係合する前の状態を示す側面図であり、（ｂ）は、異常発生検知部のみが係合突起に係合した状態を示す側面図であり、（ｃ）は、異常発生検知部及び強制復元部の両方が係合突起に係合した状態を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るカム装置において、上型が最下点から上昇を開始する際に、カムスライダに作用する力の関係を示す概念図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るカム装置の異常作動状態において、強制復元部及び異常発生検知部が摺動を開始する前の状態を示す側面図であり、（ｂ）は、強制復元部及び異常発生検知部が摺動を開始した直後、強制復元部及び異常発生検知部の両方が係合突起と摺接している状態を示す側面図であり、（ｃ）は、異常発生検知部のみが係合突起と摺接している状態を示す側面図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るカム装置において、カムスライダ、強制復元部及び異常発生検知部を示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）及び（ｄ）は、他の異なる実施形態に係るカム装置において、カムスライダ、強制復元部及び異常発生検知部を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るカム装置を備えたプレス型を示す側面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るプレス型において、上型が最上点に配置された状態を示す側面図であり、（ｂ）は、上型が最上点と最下点の中間に配置された状態を示す側面図であり、（ｃ）は、上型が最下点に配置された状態を示す側面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るカム装置の正常作動状態において、係合溝が強制復元部及び異常発生検知部に係合する前の状態を示す側面図であり、（ｂ）は、係合溝が異常発生検知部のみに係合した状態を示す側面図であり、（ｃ）は、係合溝が異常発生検知部及び強制復元部の両方に係合した状態を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態に係るカム装置において、上型が最下点から上昇を開始する際に、カムスライダに作用する力の関係を示す概念図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るカム装置の異常作動状態において、係合溝が摺動を開始する前の状態を示す側面図であり、（ｂ）は、係合溝が摺動を開始した直後、係合溝が強制復元部及び異常発生検知部の両方と摺接している状態を示す側面図であり、（ｃ）は、係合溝が異常発生検知部のみと摺接している状態を示す側面図である。

＜第１の実施形態＞
まず、図１〜図１０を用いて、本発明の第１の実施形態に係るカム装置５を備えたプレス型１について説明する。以下、図１、図２における右側を前側とした場合について説明する。

プレス型１は、板金成形用であって、図１に最も良く示されるように、所定の位置に固定された下型２と、この下型２の上方に設けられた上型３と、下型２と上型３の間の空間内において成形品４の後方に配置されたカム装置５と、を備えている。

上型３は、昇降シリンダ等の昇降手段（図示せず）と接続されており、下型２に対して上下動可能となっている。上型３の下面の後部には取付座６が設けられ、下型２の上面の後部には取付座７が設けられている。

本実施形態のカム装置５は、いわゆる上吊りカムであって、図２に最も良く示されるように、上型３の取付座６の下面に上面が固定されるホルダ８と、ホルダ８の下端に保持されるカムスライダ１０と、カムスライダ１０の下方に配置されて下型２の取付座７の上面に下面が固定されるカムドライバ１１と、カムスライダ１０とカムドライバ１１に設けられる強制復元機構１２と、を主体として構成されている。

ホルダ８の下端には、上前方に傾斜するカムスライダ１０との摺動面１３が形成され、この摺動面１３の前端部には、前下方に向かって突片１４が設けられている。突片１４の後面には、付勢部材としてのコイルスプリング１５の前端部がバネ受け（図示せず）を介して摺接面１３と平行に固定されている。摺接面１３には、その左右方向両端部から下方に向けて両端板１６が突設されており、各両端板１６の下端部には、内側に向かって嵌合突起１７が設けられている（図３参照）。両端板１６の後面には、係止片１８が取り付けられている。

カムスライダ１０は、上前方に傾斜する姿勢で設けられており、カムスライダ１０の前面には、支持台２０を介して工具２１が固定されている。カムスライダ１０の後上部には、ホルダ８の摺接面１３と平行な傾斜面２２が設けられており、この傾斜面２２の前部から後端部には、突当部２３が後上方に向かって突設されている。突当部２３の下端両側には、嵌合溝２４が内側に向かって凹設されており、この嵌合溝２４にホルダ８の嵌合突起１７を嵌合させることで、ホルダ８の下端にカムスライダ１０がスライド可能に保持されている（図３参照）。

突当部２３の前部には、上端部から下部にかけて断面Ｌ字状の切欠部２５が設けられており、カムスライダ１０とホルダ８とを連結した状態で、切欠部２５にコイルスプリング１５の後端部が接触している。また、突当部２３の後面は、ホルダ８の係止片１８に当接しており、これにより、カムスライダ１０のホルダ８からの脱落が防止されている。

カムスライダ１０の右側面の後下部には、略横長直方体形状の取り付け溝２６が凹設されている。図４に最も良く示されるように、取り付け溝２６の下面２７の外側部分には連通溝２８がカムスライダ１０の底面まで設けられており、取り付け溝２６の下面２７は平面視コ字状を成している。取り付け溝２６の側面の中央には固定ねじ穴３０が水平方向に設けられ、取り付け溝２６の後部上端には、傾斜面２２まで連通開口３１が設けられている。図５に示されるように、カムスライダ１０の底面の幅方向中央には、上方に向かって縮径するガイド面３２が凹設されている。

カムドライバ１１の上面には、上方に向かって縮径するスライド面３３が、前方に向かって僅かに下方に傾斜するように設けられており、このスライド面３３にカムスライダ１０のガイド面３２を当接させることにより、カムスライダ１０がカムドライバ１１に摺動可能に支持されるように構成されている。

強制復元機構１２は、ガイド面３２に垂直な姿勢でカムスライダ１０に固定される強制復元部３４と、この強制復元部３４の前側に連結される異常発生検知部３５と、カムドライバ１１に設けられた係合部としての係合突起３６と、を備えている。

図４に最も良く示されるように、強制復元部３４の内面には、中央部上方から下部にかけて、側面視で縦長な長方形状の一方摺接溝３７が設けられており、この一方摺接溝３７の上方には、取り付け溝２６の固定ねじ穴３０と対応する位置に、強制復元部３４の外面から内面まで取付ねじ穴３８が水平方向に穿設されている。そして、取り付け溝２６の下面２７に一方摺接溝３７の上端面３９を当接させた状態で、固定ねじ穴３０及び取付ねじ穴３８に固定ボルト４０を貫挿させることで、取り付け溝２６に対して強制復元部３４が固定されるようになっている。

強制復元部３４の取付ねじ穴３８の後上方には、上前方に傾斜する上方傾斜面４１が設けられている。強制復元部３４の前面の外側部分には上端から下端まで突条４２が設けられ、この突条４２の上部には連結凹部４３が設けられている。

異常発生検知部３５の後面の外側部分には、強制復元部３４の突条４２と対応する位置に、凹溝４４が上端から下端まで設けられ、この凹溝４４の上部には、突条４２の連結凹部４３と対応する位置に、連結突起４５が突設されている。そして、突条４２と凹溝４４の位置を合わせた状態で、連結突起４５を連結凹部４３に嵌合させることにより、強制復元部３４に対して異常発生検知部３５が係脱可能に連結されるようになっている。

異常発生検知部３５の内面には、上部から下部にかけて、側面視で縦長な長方形状の他方摺接溝５０が設けられている。他方摺接溝５０の下端面５１は、一方摺接溝３７の下端面５２と略同一高さに設定され、他方摺接溝５０の上端面５３は、一方摺接溝３７の上端面３９よりも高い位置に設定されている。そのため、強制復元部３４に対して異常発生検知部３５を係合させると、一方摺接溝３７の下端面５２と他方摺接溝５０の下端面５１は同一平面状を成し、一方摺接溝３７の上端面３９と他方摺接溝５０の上端面５３は段差状を成すようになっている。

係合突起３６は、カムドライバ１１の右側部の前部から中央部後方に亘って、スライド面３３と略平行に設けられている。また、後述の如く強制復元部３４及び異常発生検知部３５を係合突起３６に係合させた際に、係合突起３６の下面５４が、一方摺接溝３７の下端面５２及び他方摺接溝５０の下端面５１と、所定のクリアランスαを介して対向するように、係合突起３６の設定位置が調整されている（図７（ｃ）参照）。なお、上記クリアランスαの大きさは、カム形式等により異なる。

上述の如く構成されたカム装置５を用いて、成形品４に穿孔等の加工処理を行う方法について、図６を用いて、以下に説明する。

図６（ａ）は、加工処理開始前の段階において、上型３が最上点に配置された状態を示している。この状態から、昇降手段により上型３を下降させると、図６（ｂ）に示されるように、カムスライダ１０のガイド面３２がカムドライバ１１のスライド面３３に当接し、カムスライダ１０がカムドライバ１１に摺動可能に支持される。なお、この状態では、カムスライダ１０は加工前位置に配置されている。

更に、上型３を最下点まで下降させると、ホルダ８がカムスライダ１０を傾斜面２２に沿って押圧する。この押圧により、図６（ｃ）に示されるように、カムスライダ１０が、コイルスプリング１５を収縮させながら成形品４への加工前位置から加工位置まで成形品４の加工方向に沿って前進する。このカムスライダ１０の前進に伴って、カムスライダ１０の前面に取り付けられた工具２１の先端が成形品４に当接し、成形品４に対して加工処理が行われる。

次に、上記したカムスライダ１０の前進に伴う強制復元部３４及び異常発生検知部３５と係合突起３６との位置関係の変化について、図７を用いて説明する。

カムスライダ１０が加工前位置に配置されている際には、図７（ａ）に示されるように、強制復元部３４及び異常発生検知部３５が係合突起３６の後方に配置されており、係合突起３６と係合していない。そして、カムスライダ１０が加工方向に前進していくと、図７（ｂ）に示されるように、まず異常発生検知部３５が係合突起３６と係合する。更に、カムスライダ１０が前進して加工位置に配置されると、図７（ｃ）に示されるように、異常発生検知部３５だけでなく強制復元部３４も、係合突起３６と係合する。なお、この係合過程において、係合突起３６の下面５４は、強制復元部３４の一方摺接溝３７の下端面５２及び異常発生検知部３５の他方摺接溝５０の下端面５１と所定のクリアランスαを保持したまま変位し、一方摺接溝３７の下端面５２及び他方摺接溝５０の下端面５１と接触しない。

上述のように成形品４への加工処理が完了したら、上型３を最下点から最上点まで上昇させるとともにカムスライダ１０を加工位置から加工前位置まで復元させて、次の加工処理作業に備える。この復元動作について説明する前に、上型３が最下点から上昇を開始する際に、カムスライダ１０に作用する力について、図８を用いて説明する。

上記したカムスライダ１０の前進により、コイルスプリング１５が収縮し、カムスライダ１０を加工前位置に向かって付勢する。換言すれば、カムスライダ１０に対して、カムスライダ１０のホルダ８に対するスライド方向Ｘに沿って、コイルスプリング１５の弾性力＜１＞が働く。また、このコイルスプリング１５の弾性力＜１＞と正反対の方向に、ホルダ８とカムスライダ１０の間の静止摩擦力＜２＞が働く。この＜１＞と＜２＞の合力を＜３＞とすると、この合力＜３＞は、成形品４に対する加工方向Ｙと水平な分力＜４＞と、加工方向Ｙと垂直な分力＜５＞に分解される。

一方で、工具２１と成形品４との間、カムスライダ１０とカムドライバ１１の間にはそれぞれ、静止摩擦力＜２＞とは別の静止摩擦力が生じている。上記した工具２１と成型品４との間の静止摩擦力及びカムスライダ１０とカムドライバ１１との間の静止摩擦力の合力を、静止摩擦力＜６＞とする。この静止摩擦力＜６＞よりも分力＜４＞が大きい状態を通常作動状態とし、静止摩擦力＜６＞よりも分力＜４＞が小さい状態を異常作動状態とする。この異常作動状態は、例えば、静止摩擦力＜６＞の見積もりにミスがあり、静止摩擦力＜６＞の実際の大きさが設計上の大きさよりも大きい場合、何らかのトラブルにより静止摩擦力＜６＞や静止摩擦力＜２＞が上昇した場合、又は、何らかのトラブルによりコイルスプリング１５の弾性力＜１＞が低下した場合等に発生する。

まず、上記した正常作動状態におけるカムスライダ１０の復元動作について、図６、図７を用いて説明する。

図６（ｃ）に示されるように上型３が最下点に配置された状態から、昇降手段により上型３を上昇させる。その際、正常作動状態においては、コイルスプリング１５の付勢力によって生じる分力＜４＞が静止摩擦力＜６＞よりも大きいから、カムスライダ１０は分力＜４＞の方向に付勢されている。そのため、上型３の上昇に伴ってカムスライダ１０が後退し、図６（ｂ）に示されるように、加工前位置まで復元する。

このカムスライダ１０の後退に伴い、図７（ｃ）に示す如く係合突起３６と係合していた強制復元部３４及び異常発生検知部３５が、図７（ｂ）に示す如く係合突起３６に対して後退していき、図７（ａ）に示す如く強制復元部３４及び異常発生検知部３５と係合突起３６との係合が解除される。その際、カムスライダ１０は、前記した分力＜５＞によってカムドライバ１１側に押し付けられながら後退するため、強制復元部３４及び異常発生検知部３５は、前述した前進時と同様に、係合突起３６との間のクリアランスαを保ちつつ後退する。従って、強制復元部３４及び異常発生検知部３５が係合突起３６と接触せずに上昇するため、強制復元部３４に対する異常発生検知部３５の連結姿勢は一定に保持される。

このように強制復元部３４及び異常発生検知部３５と係合突起３６との係合が解除された状態で、更に上型３を上昇させると、上型３に連結されたホルダ８及びカムスライダ１０がカムドライバ１１と分離され、図６（ａ）に示されるように、加工処理開始前の状態に復元する。

次に、異常作動状態におけるカムスライダ１０の復元動作について、主に図９を用いて説明する。

前述の如く、上型３が最下点に配置された状態では、強制復元部３４及び異常発生検知部３５と係合突起３６との間には、クリアランスαが形成されている（図７（ｃ）参照）。この状態から、昇降手段により上型３を上昇させる。その際、異常作動状態においては、コイルスプリング１５の弾性力によって生じる分力＜４＞が静止摩擦力＜６＞よりも小さいから、上型３を上昇させても、カムスライダ１０は加工位置から加工前位置まで復元せず、加工位置に止まる。そのため、カムスライダ１０に固定された強制復元部３４及び異常発生検知部３５も後退せず、係合突起３６との係合状態を維持したまま係合突起３６に対して上昇する。これにより、強制復元部３４及び異常発生検知部３５と係合突起３６との間のクリアランスαが減少していき、図９（ａ）に示されるように、強制復元部３４の一方摺接溝３７の下端面５２及び異常発生検知部３５の他方摺接溝５０の下端面５１が、係合突起３６の下面５４と当接する。

更に上型３を上昇させると、強制復元部３４及び異常発生検知部３５が係合突起３６を上方に押圧し、この押圧力に対する抗力Ｆが生じる。この抗力Ｆは、カムスライダ１０のホルダ８に対するスライド方向に水平な分力Ｆ１と上記スライド方向に垂直な分力Ｆ２に分解される。上記分力Ｆ１がホルダ８とカムスライダ１０の当接面に伝達され、カムスライダ１０をホルダ８に対するスライド方向に沿って復元させる力（以下、単に「復元力」という。）が生じる。

この復元力によってカムスライダ１０が後退し始めると、前記した静止摩擦力＜６＞は動摩擦力に移行するため、摩擦抵抗が小さくなる。以下、静止摩擦力＜６＞から移行した動摩擦力よりも前記した合力＜４＞が小さい場合を重度の異常作動状態とし、大きい場合を軽度の異常作動状態とする。

まず、重度の異常作動状態について説明する。重度の異常作動状態においては、強制復元部３４及び異常発生検知部３５と係合突起３６との当接状態は解除されず、図９（ｂ）に示されるように、強制復元部３４及び異常発生検知部３５が係合突起３６と摺接しながら徐々に後退していき、図９（ｃ）に示されるように、異常発生検知部３５のみが係合突起３６と接触する位置まで、強制復元部３４及び異常発生検知部３５が後退する。その間、前記した復元力が継続的に発生するため、カムスライダ１０が、加工位置から加工前位置まで強制的に後退させられる。なお、この場合の「加工前位置」には、完全に加工前と同一の位置だけでなく、カム装置５及びプレス型１を破損させない程度に、カムスライダ１０が後退した位置が含まれる。

また、この重度の異常作動状態においては、以下のようにして、異常の発生が顕示される。

強制復元部３４と異常発生検知部３５が後退を開始した直後は、図９（ｂ）に示されるように、強制復元部３４と異常発生検知部３５の両方が係合突起３６と当接している。この間、抗力Ｆは主に強制復元部３４にかかっている。

一方で、強制復元部３４及び異常発生検知部３５が係合突起３６に対して更に後退していくと、図９（ｃ）に示す如く、強制復元部３４と係合突起３６との当接状態が解除され、異常発生検知部３５のみが係合突起３６との当接状態を継続する。この状態においては、強制復元部３４と係合突起３６の間にはもはや抗力Ｆが生じていないのに対して、異常発生検知部３５には継続的に抗力Ｆが生じている。そのため、異常発生検知部３５を引き下げる方向に分離力が生じる。

この分離力により、強制復元部３４の連結凹部４３と異常発生検知部３５の連結突起４５との係合が連結突起４５の変形・破損などで解除されて異常発生検知部３５が強制復元部３４から分離し、異常発生検知部３５が下方に落下する。これにより、プレス型１の操作者は、異常作動状態の発生を視認することができる。

本実施形態ではこのように、本来の強制復元機能を備えた強制復元部３４と分離可能で、異常発生の有無を検知する機能に特化した異常発生検知部３５を、強制復元機構１２に設けている。そのため、異常発生の有無を機械的に増幅して顕示することが可能となる。

また、強制復元部３４によりカムスライダ１０の強制的な復元動作を行うことができ、加工位置から加工前位置に復元されないままカムスライダ１０が持ち上げられることに起因するカム装置４やプレス型１の破損を抑制することができる。このように、本来の強制復元機能を損なわないまま、異常検知の機能を強制復元機構１２に付与することが可能となる。

次に、上記した軽度の異常作動状態について説明する。この軽度の異常作動状態においては、強制復元部３４及び異常発生検知部３５と係合突起３６との接触状態（図９（ａ）参照）は一瞬で解消され、クリアランスαが再び生じる。そのため、重度の異常作動状態のような異常発生検知部３５のみが係合突起３６と当接する状態（図９（ｃ）参照）は発生せず、上記した分離力も生じない。従って、強制復元部３４に対する異常発生検知部３５の連結姿勢は一定に保たれる。本実施形態ではこのように、軽度の異常作動状態では異常発生検知部３５が脱落せず、重度の異常作動状態が生じた場合にのみ、異常発生検知部３５が脱落して、異常を知らせるような構成となっている。

また、本実施形態では図４に示されるように、強制復元部３４と異常発生検知部３５の連結について、強制復元部３４の前面の外側部分に設けた突条４２と、異常発生検知部３５の後面の外側部分に設けた凹溝４４を密接させるとともに、突条４２に設けられた連結凹部４３と凹溝４４に設けられた連結突起４５を嵌合させている。このような構成を採用することにより、分離力以外の力では、強制復元部３４と異常発生検知部３５とが外れにくくなる。そのため、強制復元部３４及び異常発生検知部３５が係合突起３６と当接しない正常作動状態において、強制復元部３４と異常発生検知部３５との連結状態が外れてしまう不具合を抑制することが可能となる。

なお、本実施形態では図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示されるように、強制復元部３４の前面の外側部分に設けた突条４２と、異常発生検知部３５の後面の外側部分に設けた凹溝４４を密接させているが、他の異なる実施形態においては、図１０（ｃ）に示されるように、強制復元部３４の前面に内向きテーパ面５６を設け、異常発生検知部３５の後面に外向きテーパ面５７を設け、内向きテーパ面５６と外向きテーパ面５７を接合する構成としても良い。また、他の異なる実施形態では、図１０（ｄ）に示されるように、カムスライダ１０の側面にワッシャー５８を介して固定されたボルト６０を異常発生検知部３５の前面に当接させる構成としても良い。

また、本実施形態では、カムスライダ１０に強制復元部３４及び異常発生検知部３５を設けるとともにカムドライバ１１に係合突起３６を設ける場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カムスライダ１０に係合突起３６を設けるとともにカムドライバ１１に強制復元部３４及び異常発生検知部３５を設けることも可能である。

＜第２の実施形態＞
次に、図１１〜図１５を用いて、本発明の第２の実施形態に係るカム装置５を備えたプレス型１について説明する。以下、図１１における右側を前側とした場合について説明する。

プレス型１は、所定の位置に固定された下型２と、この下型２の上方に設けられた上型３と、下型２と上型３の間の空間内において成形品４の後方に配置されたカム装置５と、を備えている。下型２及び上型３の構成については、第１の実施形態と同様であるため、記載を省略する。

第２の実施形態のカム装置５は、いわゆる下置きカムであって、下型２の取付座７の上面に下面が固定されるホルダ８と、ホルダ８に摺動可能に支持されるカムスライダ１０と、カムスライダ１０と分離可能に設けられて上型３の取付座６の下面に上面が固定されるカムドライバ１１と、カムスライダ１０とカムドライバ１１の間に設けられた強制復元機構１２と、を主体として構成されている。

ホルダ８の上端には、上面が開口されるとともに後上方に向かって傾斜する摺接面７２が下面に設けられた断面コ字状の挿入溝６５が設けられている。そして、この挿入溝６５にカムスライダ１０を挿入し、カムスライダ１０の下面を摺接面７２に当接させることにより、カムスライダ１０がホルダ８にスライド可能に支持されている。挿入溝６５の前部壁６６には、バネ受け（図示せず）を介して、コイルスプリング１５の前端部が摺接面７２と平行に固定されている。

カムスライダ１０は、上前方に僅かに傾斜する姿勢で設けられている。カムスライダ１０の後上部には、被押圧面６２が設けられている。カムスライダ１０の前面の上部には、前方に向かって突出する固定部６３が設けられ、この固定部６３に、支持台２０を介して工具２１が固定されている。カムスライダ１０の前面の下部には、後上方に向かって装着穴６４が凹設されている。装着穴６４の後面６７には、コイルスプリング１５の後端部が接触している。

カムドライバ１１の下端には、カムスライダ１０の被押圧面６２と平行に押圧面６１が形成されている。カムドライバ１１の右側面の前上部には、押圧面６１と平行に長円状の取り付け溝２６が凹設されている。取り付け溝２６の下面には、側面視で長方形状の連通溝２８が、前下方に向かって押圧面６１まで凹設されている。

強制復元機構１２は、カムドライバ１１に固定されて上型の上下動に対応してカムドライバ１１とともに上下動する強制復元部３４と、この強制復元部３４の後側に連結される異常発生検知部３５と、カムスライダ１０に設けられた係合部としての係合溝６８と、を備えている。係合溝６８は、カムスライダ１０の前部の上端から中央部上方に亘って、被押圧面６２と平行に凹設されている。強制復元部３４の取り付け溝２６への固定方法及び異常発生検知部３５の強制復元部３４への連結方法については、第１の実施形態と同様であるため、記載を省略する。

上述の如く構成されたカム装置５を用いて、成形品４に穿孔等の加工処理を行う方法について、図１２を用いて、以下に説明する。

図１２（ａ）は、加工処理開始前の段階において、上型３が最上点に配置された状態を示している。この状態から、昇降手段により上型３を下降させると、図１２（ｂ）に示されるように、カムドライバ１１の押圧面６１がカムスライダ１０の被押圧面６２に当接する。なお、この状態では、カムスライダ１０は加工前位置に配置されている。

更に、上型３を最下点まで下降させると、カムドライバ１１の押圧面６１がカムスライダ１０の被押圧面６２を下方に押圧する。この押圧により、図１２（ｃ）に示されるように、カムスライダ１０が、コイルスプリング１５を収縮させながら、加工前位置から加工位置まで成形品４の加工方向に沿って前進する。このカムスライダ１０の前進に伴って、カムスライダ１０に取り付けられた工具２１の先端が成形品４に当接し、成形品４に対して加工処理が行われる。

次に、上記したカムスライダ１０の前進に伴う強制復元部３４及び異常発生検知部３５と係合溝６８との位置関係の変化について、図１３を用いて説明する。

カムスライダ１０が加工前位置に配置されている際には、図１３（ａ）に示されるように、係合溝６８が強制復元部３４及び異常発生検知部３５の後方に配置されており、強制復元部３４及び異常発生検知部３５に係合していない。そして、カムスライダ１０が加工方向に前進していくと、図１３（ｂ）に示されるように、まず係合溝６８が異常発生検知部３５と係合する。更に、カムスライダ１０が前進して加工位置に配置されると、図１３（ｃ）に示されるように、係合溝６８が強制復元部３４及び異常発生検知部３５に係合する。なお、この係合過程において、係合溝６８の上面７０は、強制復元部３４の一方摺接溝３７の下端面５２及び異常発生検知部３５の他方摺接溝５０の下端面５１との間に所定のクリアランスαを保持しつつ前進するため、強制復元部３４及び異常発生検知部３５と係合溝６８とは接触しない。

上述のように成形品４への加工処理が完了したら、上型３を最下点から最上点まで上昇させるとともにカムスライダ１０を加工位置から加工前位置まで復元させて、次の加工処理作業に備える。この復元動作について説明する前に、上型３が最下点から上昇を開始する際に、カムスライダ１０に作用する力について、図１４を用いて説明する。

上記したカムスライダ１０の前進により、コイルスプリング１５が収縮し、カムスライダ１０を加工前位置に向かって付勢する。換言すれば、ホルダ８に対するカムスライダ１０の摺動方向と平行な方向Ｘに、コイルスプリング１５の弾性力＜１＞が働く。また、このコイルスプリング１５の弾性力と正反対の方向に、ホルダ８とカムスライダ１０の間の静止摩擦力＜２＞が働く。この＜１＞と＜２＞の合力を＜３＞とする。そして、工具２１と成形品４との間に生じる静止摩擦力＜４＞よりも合力＜３＞が大きい状態を通常作動状態とし、静止摩擦力＜４＞よりも合力＜３＞が小さい状態を異常作動状態とする。この異常作動状態は、例えば、静止摩擦力＜４＞の見積もりにミスがあり、静止摩擦力＜４＞の実際の大きさが設計上の大きさよりも大きくなった場合、何らかのトラブルにより静止摩擦力＜２＞や静止摩擦力＜４＞が上昇した場合、又は、何らかのトラブルによりコイルスプリング１５による弾性力＜１＞が低下した場合等に発生する。

まず、上記した正常作動状態におけるカムスライダ１０の復元動作について、図１２及び図１３を用いて説明する。

図１２（ｃ）に示されるように上型３が最下点に配置された状態から、昇降手段により上型３を上昇させる。その際、正常作動状態においては、合力＜３＞が静止摩擦力＜４＞よりも大きいため、カムスライダ１０は、合力＜３＞の方向に付勢されている。そのため、上型３の上昇に伴って、カムスライダ１０が後退し、図１２（ｂ）に示されるように、加工前位置まで復元する。

このカムスライダ１０の後退に伴い、図１３（ｃ）に示されるように強制復元部３４及び異常発生検知部３５と係合していた係合溝６８が、図１３（ｂ）に示されるように強制復元部３４及び異常発生検知部３５に対して後退していき、図１３（ａ）に示されるように、強制復元部３４及び異常発生検知部３５と係合溝６８との係合が解除される。その際、カムスライダ１０が合力＜３＞によりカムドライバ１１に押しつけられるため、係合溝６８は、前述した前進時と同様に、強制復元部３４及び異常発生検知部３５との間のクリアランスαを保ちつつ後退する。従って、係合溝６８は強制復元部３４及び異常発生検知部３５と接触することがなく、強制復元部３４に対する前記異常発生検知部３５の連結姿勢は一定に保持される。更に、上型３を上昇させると、図１２（ａ）に示されるように、上型３に連結されたカムドライバ１１がカムスライダ１０と分離され、加工処理開始前の状態に復元する。

次に、異常作動状態におけるカムスライダ１０の復元動作について、主に図１５を用いて説明する。

前述の如く、上型３が最下点に配置された状態では、強制復元部３４及び異常発生検知部３５と係合溝６８との間には、クリアランスαが形成されている（図１３（ｃ）参照）。この状態から、昇降手段により上型３を上昇させる。その際、異常作動状態においては、コイルスプリング１５の弾性力によって生じる合力＜３＞が静止摩擦力＜４＞よりも小さいから、上型３を上昇させても、カムスライダ１０は加工位置から加工前位置まで復元せず、加工位置に止まる。従って、カムスライダ１０に設けられた係合溝６８も後退せず、強制復元部３４及び異常発生検知部３５との係合状態を維持する。そのため、上型３の上昇に伴って、強制復元部３４及び異常発生検知部３５が係合溝６８に対して上昇する。これにより、係合溝６８と強制復元部３４及び異常発生検知部３５との間のクリアランスαが減少していき、図１５（ａ）に示されるように、強制復元部３４の一方摺接溝３７の下端面５２及び異常発生検知部３５の他方摺接溝５０の下端面５１が係合溝６８の上面７０と当接する。

更に上型３を上昇させると、強制復元部３４の一方摺接溝３７の下端面５２及び異常発生検知部３５の他方摺接溝５０の下端面５１が、係合溝６８の上面７０を押圧力Ｆで押圧する。この押圧力Ｆは、加工方向Ｘに水平な分力Ｆ１と加工方向に垂直な分力Ｆ２に分解される。上記分力Ｆ１がホルダ８とカムスライダ１０の当接面に伝達され、加工方向に沿って復元力が生じる。

この復元力によってカムスライダ１０が後退し始めると、前記した静止摩擦力＜４＞は動摩擦力に移行するため、摩擦抵抗が小さくなる。以下、静止摩擦力＜４＞から移行した動摩擦力よりも前記した合力＜３＞が小さい場合を重度の異常作動状態とし、大きい場合を軽度の異常作動状態とする。

まず、重度の異常作動状態について説明する。重度の異常作動状態においては、係合溝６８と強制復元部３４及び異常発生検知部３５との当接状態は解除されず、図１５（ｂ）に示されるように、係合溝６８が強制復元部３４及び異常発生検知部３５と摺接しながら徐々に後退していき、図１５（ｃ）に示されるように、異常発生検知部３５のみが係合溝６８と接触する位置まで、係合溝６８が後退する。その間、前記した復元力が継続的に発生するため、カムスライダ１０が加工位置から加工前位置まで強制的に後退させられる。なお、この場合の「加工前位置」には、完全に加工前と同一の位置だけでなく、カム装置５及びプレス型１を破損させない程度に、カムスライダ１０が後退した位置が含まれる。

また、この重度の異常作動状態においては、以下のようにして、異常の発生が顕示される。

係合溝６８が後退を開始した直後は、図１５（ｂ）に示されるように、係合溝６８が強制復元部３４と異常発生検知部３５の両方と当接している。この間、抗力Ｆは主に強制復元部３４にかかっている。

一方で、係合溝６８が強制復元部３４及び異常発生検知部３５に対して更に後退していくと、図１５（ｃ）に示す如く、強制復元部３４と係合溝６８との当接状態が解除され、異常発生検知部３５のみが係合溝６８との接触を継続する。この状態においては、強制復元部３４と係合溝６８の間にはもはや抗力Ｆが生じていないのに対して、異常発生検知部３５には継続的に抗力Ｆが生じている。そのため、異常発生検知部３５を引き下げるように分離力が生じる。

この分離力により、強制復元部３４の連結凹部４３と異常発生検知部３５の連結突起４５との係合が連結突起４５の変形・破損などで解除されて異常発生検知部３５が強制復元部３４から分離し、異常発生検知部３５が下方に落下する。これにより、プレス型１の操作者は、異常作動状態の発生を視認することができる。

次に、上記した軽度の異常作動状態について説明する。この軽度の異常作動状態においては、係合溝６８と強制復元部３４及び異常発生検知部３５との接触は一瞬で解消され、クリアランスαが再び生じる。そのため、重度の異常作動状態のような異常発生検知部３５のみが係合溝６８と当接する状態は発生せず、上記した分離力も生じない。従って、強制復元部３４に対する異常発生検知部３５の連結姿勢は一定に保たれる。この点は、前記第１の実施形態における軽度の異常作動状態と同様である。

なお、前記第１の実施形態及び本実施形態では、異常発生検知部３５を脱落させることで、異常作動状態の発生を検知する構成としたが、他の異なる実施形態では、異常発生検知部３５を変位させて、異常作動状態の発生を顕示する構成としても良い。なお、異常発生検知部３５の変位には、強制復元部３４に対する異常発生検知部３５の連結姿勢が変化する場合だけでなく、係合部との接触により、異常発生部３５の形状に、何らかの変形又は破損が生じる場合も含まれる。

また、前記第１の実施形態及び本実施形態では、ユニット化されたカム装置５に対して本発明のカム装置５を適用する場合に付いて説明したが、他の異なる実施形態では、個別に設計製作されるカム装置５に本発明のカム装置５を適用することも可能である。また、異常発生検知部３５の変位又は脱落を認識されやすいようにするには、異常発生検知部３５を蛍光色の樹脂部品にする等、異常発生検知部３５に色付けをするのが好ましい。

また、本実施形態では、カムスライダ１０に係合溝６８を設けるとともにカムドライバ１１に強制復元部３４及び異常発生検知部３５を設ける場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カムスライダ１０に強制復元部３４及び異常発生検知部３５を設けるとともにカムドライバ１１に係合溝６８を設けることも可能である。

１ プレス型
２ 下型
３ 上型
４ 成形品
５ カム装置
８ ホルダ
１０ カムスライダ
１１ カムドライバ
１２ 強制復元機構
１５ コイルスプリング（付勢部材）
３４ 強制復元部
３５ 異常発生検知部
３６ 係合突起（係合部）
４２ 突条
４３ 連結凹部
４４ 凹溝
４５ 連結突起
６１ 押圧面
６８ 係合溝（係合部）

Claims (4)

1. 所定位置に固定された下型と該下型に対して上下動可能な上型とを備えたプレス型に設けられて、成形品に対して加工処理を行うカム装置であって、
   前記上型の下降に伴って前記成形品への加工前位置から加工位置まで前記成形品の加工方向に沿って変位するカムスライダと、該カムスライダを前記加工前位置に付勢する付勢部材と、前記カムスライダを前記加工位置から前記加工前位置に復元させる強制復元機構と、を備え、
   該強制復元機構は、前記上型の上下動に対応して上下動する強制復元部と、該強制復元部に係脱可能に連結された異常発生検知部と、前記強制復元部及び前記異常発生検知部と係合可能に設けられた係合部と、を備え、
   前記上型の上昇に伴って前記カムスライダが前記加工位置から前記加工前位置まで復元する正常作動状態においては、前記強制復元部及び前記異常発生検知部が前記係合部と接触せずに上昇して前記強制復元部に対する前記異常発生検知部の連結姿勢が一定に保持され、
   前記上型が上昇しても前記カムスライダが前記加工位置から前記加工前位置まで復元しない異常作動状態においては、前記強制復元部及び前記異常発生検知部が上昇して前記係合部と当接し、この当接によって生じる復元力により前記カムスライダを前記加工位置から前記加工前位置へと強制的に復元させるとともに、前記強制復元部と前記係合部との当接状態が解除された後においても前記異常発生検知部と前記係合部の当接状態を継続させることにより前記異常発生検知部に分離力を生じさせ、この分離力により前記異常発生検知部を変位又は脱落させることを特徴とするカム装置。
2. 前記カムスライダをスライド可能に保持するとともに前記上型に固定されたホルダと、
   前記カムスライダを前記加工方向に沿って摺動可能に支持するとともに前記下型に固定されたカムドライバと、を備え、
   前記ホルダと前記カムスライダの間に前記付勢部材が介装され、
   前記カムスライダと前記カムドライバの間に前記強制復元機構が設けられることを特徴とする請求項１に記載のカム装置。
3. 前記カムスライダを前記加工方向に沿ってスライド可能に保持するとともに前記下型に固定されたホルダと、
   前記カムスライダを押圧可能な押圧面が設けられるとともに前記上型に固定されたカムドライバと、を備え、
   前記ホルダと前記カムスライダの間に前記付勢部材が介装され、
   前記カムスライダと前記カムドライバの間に前記強制復元機構が設けられることを特徴とする請求項１に記載のカム装置。
4. 前記強制復元部には、連結凹部が設けられた突条が前面の外側部分に設けられ、前記異常発生検知部には、連結突起が設けられた凹溝が後面の外側部分に設けられ、
   前記突条と前記凹溝を密接させるとともに前記連結凹部と前記連結突起を嵌合させることにより、前記強制復元部と前記異常発生検知部が連結されることを特徴とする請求項１に記載のカム装置。