JP2012071313A - 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、強制復元部３７と、強制復元部３７に係脱可能に連結された異常発生検知部３８と、異常発生検知部３８と当接するマイクロスイッチ４０と、強制復元部３７及び異常発生検知部３８と係合可能に設けられた係合部４１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、該異常発生検知部と当接して設けられたマイクロスイッチと、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、この分離力により生じる前記異常発生検知部の変位又は脱落を前記マイクロスイッチが検知し、電気信号化することを特徴とする。

このような構成を採用することにより、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。また、異常発生検知部とマイクロスイッチを組み合わせることで、カム装置の異常を電気信号化することができる。

また、前記マイクロスイッチを前記プレス型の非常停止回路と接続し、前記異常作動状態において、前記マイクロスイッチからの電気信号により前記非常停止回路が作動し、前記上型の上下動を非常停止させ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、異常発生時に必然的に上型の上下動が停止されるため、異常発生状態においてプレス型の運転が継続されてカム装置やプレス型の破損に繋がるのを一層効果的に防止することができる。

また、前記マイクロスイッチを異常表示灯と接続し、前記異常作動状態において、前記マイクロスイッチからの電気信号により前記異常表示灯を点灯させ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、プレス型の操作者は、一層確実に異常作動状態の発生を視認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。また、異常発生検知部とマイクロスイッチを組み合わせることで、カム装置の異常を電気信号化することができる。

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、異常発生検知部及びマイクロスイッチ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。 本発明の第１の実施形態に係るプレス型のシステム構成を示すブロック図である。 （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、異常発生検知部及びマイクロスイッチ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。 本発明の第２の実施形態に係るプレス型のシステム構成を示すブロック図である。 （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１１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）を介して摺動面１３と平行に固定されている。摺動面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の摺動面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の右側面には、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、この取り付け溝２６は、前下方に傾斜して設けられた下側部分２７と、この下側部分２７の前端部から前上方に略垂直に屈曲されて傾斜面２２まで設けられた上側部分２８とを備え、側面視略Ｌ字状を成している。

下側部分２７の下面３０の外側部には、連通溝３１がカムスライダ１０の底面まで設けられており、下側部分２７の下面３０は平面視コ字状を成している。下側部分２７の側面の中央には固定ねじ穴３２が水平方向に設けられ、下側部分２７の後部上端には、傾斜面２２まで連通開口３３が設けられている。上側部分２８の後上部と前下部には、それぞれ接続穴３４が水平方向に設けられている。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３５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３６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３６にカムスライダ１０のガイド面３５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３５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３７と、この強制復元部３７の前側に連結される異常発生検知部３８と、この異常発生検知部３８の前面に当接して取り付け溝２６の上側部分２８に固定されるマイクロスイッチ４０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４１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３７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４２が設けられており、この一方摺接溝４２の上方には、取り付け溝２６の固定ねじ穴３２と対応する位置に、強制復元部３７の外面から内面まで取付ねじ穴４３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３０に一方摺接溝４２の上端面４４を当接させた状態で、固定ねじ穴３２及び取付ねじ穴４３に固定ボルト４５を貫挿させることで、取り付け溝２６の下側部分２７に対して強制復元部３７が固定されるようになっている。

強制復元部３７の取付ねじ穴４３の後上方には、上前方に傾斜する上方傾斜面４６が設けられている。強制復元部３７の前面の外側部分には上端から下端まで突条４７が設けられ、この突条４７の上部には連結凹部４８が設けられている。

異常発生検知部３８の後面の外側部分には、強制復元部３７の突条４７と対応する位置に、凹溝５０が上端から下端まで設けられ、この凹溝５０の上部には、突条４７の連結凹部４８と対応する位置に、連結突起５１が突設されている。そして、突条４７と凹溝５０の位置を合わせた状態で、連結突起５１を連結凹部４８に嵌合させることにより、強制復元部３７に対して異常発生検知部３８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３８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５５が設けられている。他方摺接溝５５の下端面５６は、一方摺接溝４２の下端面５７と略同一高さに設定され、他方摺接溝５５の上端面５８は、一方摺接溝４２の上端面４４よりも高い位置に設定されている。そのため、強制復元部３７に対して異常発生検知部３８を係合させると、一方摺接溝４２の下端面５７と他方摺接溝５５の下端面５６は同一平面状を成し、一方摺接溝４２の上端面４４と他方摺接溝５５の上端面５８は段差状を成すようになっている。

マイクロスイッチ４０は、略直方体形状のスイッチ本体６０と、スイッチ本体６０の後面の上下方向中央部に上端部が固定された支持片６１と、この支持片６１の下端に揺動可能に軸支されて異常発生検知部３８の前面５２に当接するローラ６２と、を備えている。

スイッチ本体６０の後上隅及び前下隅には、取り付け溝２６の上側部分２８に設けられた接続穴３４と対応する位置に、貫通穴６３が水平方向に穿設されている。そして、接続穴３４と貫通穴６３の位置を合わせた状態で、接続穴３４及び貫通穴６３に接続ボルト（図示せず）を貫挿することにより、マイクロスイッチ４０が取り付け溝２６の上側部分２８に固定されるようになっている。

図６に示されるように、マイクロスイッチ４０は、プレス型１の非常停止回路６４が組み込まれた制御部６５と接続されている。制御部６５には、プレス型１の運転状況等を表示する表示部６６と、プレス型１を操作するための操作部６７と、電源部６８と、上型３を上下動させるプレス機等の昇降手段７０と、が接続されている。

図２に示されるように、係合突起４１は、カムドライバ１１の右側面の前部から中央部後方に亘って、スライド面３６と略平行に設けられている。また、後述の如く強制復元部３７及び異常発生検知部３８を係合突起４１に係合させた際に、係合突起４１の下面７１が、一方摺接溝４２の下端面５７及び他方摺接溝５５の下端面５６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４１の設定位置が調整されている（図８（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７を用いて、以下に説明する。

図７（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７０により上型３を下降させると、図７（ｂ）に示されるように、カムスライダ１０のガイド面３５がカムドライバ１１のスライド面３６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７（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３７及び異常発生検知部３８と係合突起４１との位置関係の変化について、図８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８（ａ）に示されるように、強制復元部３７及び異常発生検知部３８が係合突起４１の後方に配置されており、係合突起４１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８（ｂ）に示されるように、まず異常発生検知部３８が係合突起４１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８（ｃ）に示されるように、異常発生検知部３８だけでなく強制復元部３７も、係合突起４１と係合する。なお、この係合過程において、係合突起４１の下面７１は、強制復元部３７の一方摺接溝４２の下端面５７及び異常発生検知部３８の他方摺接溝５５の下端面５６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４２の下端面５７及び他方摺接溝５５の下端面５６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９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７、図８を用いて説明する。

図７（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７０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７（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８（ｃ）に示す如く係合突起４１と係合していた強制復元部３７及び異常発生検知部３８が、図８（ｂ）に示す如く係合突起４１に対して後退していき、図８（ａ）に示す如く強制復元部３７及び異常発生検知部３８と係合突起４１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３７及び異常発生検知部３８は、前述した前進時と同様に、係合突起４１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３７及び異常発生検知部３８が係合突起４１と接触せずに上昇するため、強制復元部３７に対する異常発生検知部３８の連結姿勢は一定に保持される。

このように強制復元部３７及び異常発生検知部３８と係合突起４１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７（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１０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３７及び異常発生検知部３８と係合突起４１との間には、クリアランスαが形成されている（図８（ｃ）参照）。この状態から、昇降手段７０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３７及び異常発生検知部３８も後退せず、係合突起４１との係合状態を維持したまま係合突起４１に対して上昇する。これにより、強制復元部３７及び異常発生検知部３８と係合突起４１との間のクリアランスαが減少していき、図１０（ａ）に示されるように、強制復元部３７の一方摺接溝４２の下端面５７及び異常発生検知部３８の他方摺接溝５５の下端面５６が、係合突起４１の下面７１と当接する。

更に上型３を上昇させると、強制復元部３７及び異常発生検知部３８が係合突起４１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３７及び異常発生検知部３８と係合突起４１との当接状態は解除されず、図１０（ｂ）に示されるように、強制復元部３７及び異常発生検知部３８が係合突起４１と摺接しながら徐々に後退していき、図１０（ｃ）に示されるように、異常発生検知部３８のみが係合突起４１と接触する位置まで、強制復元部３７及び異常発生検知部３８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３７と異常発生検知部３８が後退を開始した直後は、図１０（ｂ）に示されるように、強制復元部３７と異常発生検知部３８の両方が係合突起４１と当接している。この間、抗力Ｆは主に強制復元部３７にかかっている。

一方で、強制復元部３７及び異常発生検知部３８が係合突起４１に対して更に後退していくと、図１０（ｃ）に示す如く、強制復元部３７と係合突起４１との当接状態が解除され、異常発生検知部３８のみが係合突起４１との接触状態を継続する。この状態においては、強制復元部３７と係合突起４１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３８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３８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３７の連結凹部４８と異常発生検知部３８の連結突起５１との係合が連結突起５１の変形・破損などで解除されて異常発生検知部３８が強制復元部３７から分離し、異常発生検知部３８が下方に落下する。この異常発生検知部３８の落下を、異常発生検知部３８に当接して設けられたマイクロスイッチ４０が感知し、制御部６５に対して電気信号を送る（図６参照）。この電気信号により、制御部６５に組み込まれた非常停止回路６４が作動し、上型３を上下動させていた昇降手段７０を非常停止させる。

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３７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３８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３７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。

また、異常発生検知部３８とマイクロスイッチ４０を組み合わせることで、カム装置５の異常を電気信号化することができる。更に、本実施形態では、マイクロスイッチ４０を非常停止回路６４と接続しており、重度の異常作動状態の発生時には、必然的に上型３の上下動を停止させるようになっている。そのため、重度の異常作動状態においてプレス型１の運転が継続されてカム装置４やプレス型１の破損に繋がるのを一層効果的に防止することができる。

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、強制復元部３７及び異常発生検知部３８と係合突起４１との接触状態（図１０（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３８のみが係合突起４１と当接する状態（図１０（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３７に対する異常発生検知部３８の連結姿勢は一定に保たれ、マイクロスイッチ４０が作動することもない。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３８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３８が脱落してマイクロスイッチ４０を作動させ、上型３の上下動を停止させる構成となっている。

また、本実施形態では図４に示されるように、強制復元部３７と異常発生検知部３８の連結について、強制復元部３７の前面の外側部分に設けた突条４７と、異常発生検知部３８の後面の外側部分に設けた凹溝５０を密接させるとともに、突条４７に設けられた連結凹部４８と凹溝５０に設けられた連結突起５１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３７と異常発生検知部３８とが外れにくくなる。そのため、強制復元部３７及び異常発生検知部３８が係合突起４１と当接しない正常作動状態において、強制復元部３７と異常発生検知部３８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１１（ａ）、図１１（ｂ）に示されるように、強制復元部３７の前面の外側部分に設けた突条４７と、異常発生検知部３８の後面の外側部分に設けた凹溝５０を密接させているが、他の異なる実施形態においては、図１１（ｃ）に示されるように、強制復元部３７の前面に内向きテーパ面７２を設け、異常発生検知部３８の後面に外向きテーパ面７３を設け、内向きテーパ面７２と外向きテーパ面７３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１１（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７４を介して固定されたボルト７５を異常発生検知部３８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３７、異常発生検知部３８及びマイクロスイッチ４０を設けるとともにカムドライバ１１に係合突起４１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４１を設けるとともにカムドライバ１１に強制復元部３７、異常発生検知部３８及びマイクロスイッチ４０を設けることも可能である。

＜第２の実施形態＞
次に、図１２〜図１７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１２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８６が下面に設けられた断面コ字状の挿入溝８１が設けられている。そして、この挿入溝８１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８６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８１の前部壁８２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８６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７７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７８が設けられ、この固定部７８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８０が凹設されている。装着穴８０の後面８３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７７と平行に押圧面７６が形成されている。カムドライバ１１の右側面には、取り付け溝２６が凹設されている。この取り付け溝２６は、後下方に傾斜して設けられた下側部分２７と、この下側部分２７の後端部から後上方に略垂直に屈曲されて設けられた上側部分２８とを備え、側面視で略Ｌ字状を成している。下側部分２７の下面には、側面視で長方形状の連通溝３１が、前下方に向かって押圧面７６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３の上下動に対応して上下動する強制復元部３７と、この強制復元部３７の後側に連結される異常発生検知部３８と、この異常発生検知部３８の後面に当接して取り付け溝２６の上側部分２８に固定されるマイクロスイッチ４０と、カムスライダ１０に設けられた係合部としての係合溝８４と、を備えている。

図１３に示されるように、マイクロスイッチ４０は、制御部６５と接続されている。制御部６５には、プレス型１の運転状態等を表示する表示部６６と、プレス型１を操作するための操作部６７と、電源部６８と、上型３を上下動させる昇降手段７０と、異常表示灯８７と、が接続されている。

係合溝８４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７７と平行に凹設されている。取り付け溝２６の下側部分２７への強制復元部３７の固定方法及び強制復元部３７への異常発生検知部３８の連結方法、取り付け溝２６の上側部分２８へのマイクロスイッチ４０の固定方法については、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１４を用いて、以下に説明する。

図１４（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７０により上型３を下降させると、図１４（ｂ）に示されるように、カムドライバ１１の押圧面７６がカムスライダ１０の被押圧面７７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７６がカムスライダ１０の被押圧面７７を下方に押圧する。この押圧により、図１４（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３７及び異常発生検知部３８と係合溝８４との位置関係の変化について、図１５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１５（ａ）に示されるように、係合溝８４が強制復元部３７及び異常発生検知部３８の後方に配置されており、強制復元部３７及び異常発生検知部３８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１５（ｂ）に示されるように、まず係合溝８４が異常発生検知部３８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１５（ｃ）に示されるように、係合溝８４が強制復元部３７及び異常発生検知部３８に係合する。なお、この係合過程において、係合溝８４の上面８５は、強制復元部３７の一方摺接溝４２の下端面５７及び異常発生検知部３８の他方摺接溝５５の下端面５６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３７及び異常発生検知部３８と係合溝８４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１６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１４及び図１５を用いて説明する。

図１４（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７０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１４（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１５（ｃ）に示されるように強制復元部３７及び異常発生検知部３８と係合していた係合溝８４が、図１５（ｂ）に示されるように強制復元部３７及び異常発生検知部３８に対して後退していき、図１５（ａ）に示されるように、強制復元部３７及び異常発生検知部３８と係合溝８４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８４は、前述した前進時と同様に、強制復元部３７及び異常発生検知部３８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８４は強制復元部３７及び異常発生検知部３８と接触することがなく、強制復元部３７に対する異常発生検知部３８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１４（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１７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３７及び異常発生検知部３８と係合溝８４との間には、クリアランスαが形成されている（図１５（ｃ）参照）。この状態から、昇降手段７０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８４も後退せず、強制復元部３７及び異常発生検知部３８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３７及び異常発生検知部３８が係合溝８４に対して上昇する。これにより、係合溝８４と強制復元部３７及び異常発生検知部３８との間のクリアランスαが減少していき、図１７（ａ）に示されるように、強制復元部３７の一方摺接溝４２の下端面５７及び異常発生検知部３８の他方摺接溝５５の下端面５６が係合溝８４の上面８５と当接する。

更に上型３を上昇させると、強制復元部３７の一方摺接溝４２の下端面５７及び異常発生検知部３８の他方摺接溝５５の下端面５６が、係合溝８４の上面８５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がカムスライダ１０とホルダ８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８４と強制復元部３７及び異常発生検知部３８との当接状態は解除されず、図１７（ｂ）に示されるように、係合溝８４が強制復元部３７及び異常発生検知部３８と摺接しながら徐々に後退していき、図１７（ｃ）に示されるように、異常発生検知部３８のみが係合溝８４と接触する位置まで、係合溝８４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８４が後退を開始した直後は、図１７（ｂ）に示されるように、係合溝８４が強制復元部３７と異常発生検知部３８の両方と当接している。この間、抗力Ｆは主に強制復元部３７にかかっている。

一方で、係合溝８４が強制復元部３７及び異常発生検知部３８に対して更に後退していくと、図１７（ｃ）に示す如く、強制復元部３７と係合溝８４との当接状態が解除され、異常発生検知部３８のみが係合溝８４との接触を継続する。この状態においては、強制復元部３７と係合溝８４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３８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３８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３７の連結凹部４８と異常発生検知部３８の連結突起５１との係合が連結突起５１の変形・破損などで解除されて、異常発生検知部３８が強制復元部３７から分離し、異常発生検知部３８が下方に脱落する。この異常発生検知部３８の脱落を、マイクロスイッチ４０が検知し、制御部６５に対して電気信号を送る。この電気信号により、制御部６５が異常表示灯８７を点灯させる。このように異常表示灯８７の点灯させることで、プレス型１の操作者は、単に異常発生検知部３８を落下させるのみの場合よりも、より確実に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８４と強制復元部３７及び異常発生検知部３８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３８のみが係合溝８４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３７に対する異常発生検知部３８の連結姿勢は一定に保たれ、マイクロスイッチ４０が作動することもない。この点に関しては、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３８の脱落をマイクロスイッチ４０で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３８を変位させ、この変位をマイクロスイッチ４０で検知することで、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３８の変位には、強制復元部３７に対する異常発生検知部３８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、異常発生検知部３８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、本実施形態では、カムスライダ１０に係合溝８４を設けるとともにカムドライバ１１に強制復元部３７、異常発生検知部３８及びマイクロスイッチ４０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３７、異常発生検知部３８及びマイクロスイッチ４０を設けるとともにカムドライバ１１に係合溝８４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）
３６ スライド面
３７ 強制復元部
３８ 異常発生検知部
４０ マイクロスイッチ
４１ 係合突起（係合部）
６４ 非常停止回路
８４ 係合溝（係合部）
８７ 異常表示灯

Claims (3)

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、該異常発生検知部と当接して設けられたマイクロスイッチと、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、この分離力により生じる前記異常発生検知部の変位又は脱落を前記マイクロスイッチが検知し、電気信号化することを特徴とするカム装置。
2. 前記マイクロスイッチを前記プレス型の非常停止回路と接続し、
   前記異常作動状態において、前記マイクロスイッチからの電気信号により前記非常停止回路が作動し、前記上型の上下動を非常停止させることを特徴とする請求項１に記載のカム装置。
3. 前記マイクロスイッチを異常表示灯と接続し、
   前記異常作動状態において、前記マイクロスイッチからの電気信号により前記異常表示灯を点灯させることを特徴とする請求項１又は２に記載のカム装置。