JP2013059780A

JP2013059780A - パンチプレス機

Info

Publication number: JP2013059780A
Application number: JP2011198792A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Kokubu; 啓久国分
Original assignee: Toyota Motor East Japan Inc
Current assignee: Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2011-09-12
Publication date: 2013-04-04
Anticipated expiration: 2031-09-12
Also published as: JP5360841B2

Abstract

【課題】一つの軽量な装置で加工圧力の大きく異なる加工機の共用化を図る。
【解決手段】パンチプレス機は、略Ｃ字状のパンチ・ダイ収納部１ａを有する加圧プレスフレーム１と、パンチ・ダイ収納部と相補的形状を呈し、パンチ・ダイ収納部に配置されるパンチ・ダイ位置決めフレーム２と、パンチ・ダイ位置決めフレームに取付けられるパンチ・ダイ切替回転テーブル３とを備えている。パンチ・ダイ位置決めフレームは、パンチングロール加工時の加圧力が非荷重伝達状態で加圧プレスフレームに連結されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、パンチプレス機に係わり、特に、パンチ・ダイの芯ずれをなくし、ワークの品質及び加工効率の向上を図ることができるパンチプレス機に関する。

従来から、自動車部品などの平面形状や三次元形状を有する板金部品に、種々の形態の穴をあける装置としては、図５に示すように、（イ）側面視でＣ字状のフレーム１００のパンチ・ダイ収納部（Ｃ字条の切欠部）１１０に上下回転テーブル２００、３００を配置し、上下回転テーブル２００、３００でパンチユニット２２０・ダイユニット３２０を切り替えるパンチプレス機や、図６に示すように、（ロ）側面視でＣ字状のフレーム５００のパンチ・ダイ収納部（Ｃ字条の切欠部）５１０にパンチ６００・ダイ７００を配置し、ロボットなどでパンチ６００・ダイ７００を交換するパンチプレス機が知られている。尚、図中、符号１２０、５２０は加圧プレス、１３０、５３０はダイ受け、２３０、３３０は回転モータ、４００、８００は板金部品を示している。

このような（イ）、（ロ）のパンチプレス機においては、パンチ・ダイを切り替えることで装置を共用化することができるが、Ｃ字状のフレーム１００、５００の機械的強度が弱いと、穴あけに要する加圧力や強度が変化するので、フレーム１００、５００が例えば図６の破線で示すように変形し、パンチ先端のすべりなどで、パンチ・ダイの芯ずれを起こすという難点があった。このため、穴あけ加工ができず、また、穴あけ加工ができたとしても加工精度がばらつき、加工工具が破損したりするという難点があった。

このため、同一のパンチプレス機で加工精度を確保するためには、より頑強なフレームを必要とし、フレーム自体も頑強な構造にする必要があるところ、当該フレームを例えば鉄等の金属材料で形成し、フレーム自体を頑強な構造にすると、パンチプレス機の重量が全体的に重くなり、また、占有スペースが増大するという難点があった。

特開平０５−３３７５７１号公報

本発明は、上述の難点を解決するためになされたもので、一つの軽量な装置で加工圧力の大きく異なる加工機を共用化することができるパンチプレス機を提供することを目的としている。

本発明の第１の態様であるパンチプレス機は、略Ｃ字状のパンチ・ダイ収納部を有する加圧プレスフレームと、パンチ・ダイ収納部と相補的形状を呈し、パンチ・ダイ収納部に配置されるパンチ・ダイ位置決めフレームと、パンチ・ダイ位置決めフレームに取付けられるパンチ・ダイ切替回転テーブルとを備え、パンチ・ダイ位置決めフレームは、パンチングロール加工時の加圧力が非荷重伝達状態で加圧プレスフレームに連結されているものである。

第１の態様であるパンチプレス機によれば、加圧プレスフレームと別体で構成されたパンチ・ダイ位置決めフレームにパンチ・ダイ切替回転テーブルが取付けられ、当該パンチ・ダイ位置決めフレームが加圧プレスフレームに対してパンチングロール加工時の加圧力が非荷重伝達状態で連結されていることから、パンチングロール加工時の加圧力による加圧プレスフレームの変形と加工工具の位置決めを分離することで、加工工具先端の精度を確保することができ、加圧力の変化による変形の影響を受けずに種々の加工を行うことができ、さらに、加工精度にあわせた加圧プレスフレームおよびパンチ・ダイ位置決めフレームのフレーム設計により、パンチプレス機の軽量化および小型化を図ることができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様であるパンチプレス機において、パンチ・ダイ位置決めフレームは、加圧プレスフレームの一方の外側面側に一方の外側面と平行に配置される一方の側面位置決めフレームと、加圧プレスフレームの他方の外側面側に他方の外側面と平行に配置される他方の側面位置決めフレームと、加圧プレスフレームのフレーム上部の内壁と対向する位置にフレーム上部の内壁と平行に配置され一方の側面位置決めフレームと他方の側面位置決めフレーム間に跨設される上面位置決めフレームと、加圧プレスフレームのフレーム下部の内壁と対向する位置にフレーム下部の内壁と平行に配置され一方の側面位置決めフレームと他方の側面位置決めフレーム間に跨設される下面位置決めフレームと、加圧プレスフレームのフレーム脚柱部の内壁と対向する位置にフレーム脚柱部の内壁と平行に配置され一方の側面位置決めフレームと他方の側面位置決めフレーム間に跨設される背面位置決めフレームとを備え、上面位置決めフレーム、下面位置決めフレーム、背面位置決めフレームの何れかが加圧プレスフレームに固定されているものである。

第２の態様であるパンチプレス機によれば、第１の態様であるパンチプレス機の作用・効果に加え、パンチ・ダイ位置決めフレームとして従来の加圧プレスフレームのパンチ・ダイ収納部と相補的形状の枠状体を形成することで、当該パンチ・ダイ位置決めフレームを従来の加圧プレスフレームのパンチ・ダイ収納部に簡単に挿嵌・配置することができ、ひいてはパンチ・ダイの位置決めを簡単に行うことができる。

本発明の第３の態様は、第２の態様であるパンチプレス機において、上面位置決めフレーム、下面位置決めフレーム、背面位置決めフレームのうち、下面位置決めフレームのみが加圧プレスフレームに固定されているものである。

第３の態様であるパンチプレス機によれば、第２の態様であるパンチプレス機の作用・効果に加え、パンチ・ダイ位置決めフレームの加圧プレスフレームのパンチ・ダイ収納部に対する挿嵌・配置が簡単になり、パンチ・ダイの位置決めの微調整も簡単に行うことができる。

本発明の第４の態様は、第２の態様または第３の態様であるパンチプレス機において、上面位置決めフレームおよび下面位置決めフレームの横幅は、一方の側面位置決めフレームまたは他方の側面位置決めフレームの横幅よりも狭幅とされ、背面位置決めフレームの縦幅は、一方の側面位置決めフレームまたは他方の側面位置決めフレームの縦幅よりも狭幅とされているものである。

第４の態様であるパンチプレス機によれば、第２の態様または第３の態様のパンチプレス機の作用・効果に加え、パンチングロール加工時の加圧力をより一層非荷重伝達状態で連結することができる。

本発明の第５の態様は、第１の態様乃至第４の態様の何れかの態様であるパンチプレス機において、上回転テーブルおよび下回転テーブルは、上回転テーブルおよび下回転テーブルの対向面がパンチング加工位置から加圧プレスフレームのフレーム脚柱部に向かって順次拡開するように配置されているものである。

第５の態様であるパンチプレス機によれば、第１の態様乃至第４の態様の何れかの態様のパンチプレス機の作用・効果に加え、三次元形状プレスパネルをパンチング加工位置に移動させたり、当該三次元形状プレスパネルをパンチング加工位置にセットした後に三次元形状プレスパネルの複数個所に対して異なる形状や大きさの異なる穴のパンチング加工を施すために上下回転テーブルを割り出し回転させたりしても、パンチング加工位置以外でパンチユニットやダイユニットに三次元形状プレスパネルが干渉することを防止することができる。

本発明の第１の態様乃至第５の態様のパンチプレス機によれば、第１に、パンチングロール加工時の加圧力による加圧プレスフレームの変形と加工工具の位置決めを分離することで、加工工具先端の精度を確保することができ、第２に、加圧力の変化による変形の影響を受けずに種々の加工を行うことができ、第３に、加工精度にあわせた加圧プレスフレームおよびパンチ・ダイ位置決めフレームのフレーム設計により、パンチプレス機の軽量化および小型化を図ることができる。

以下、本発明のパンチプレス機を適用した最良の実施の形態例について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例におけるパンチプレス機の一例を示す斜視図、図２は、同実施例におけるパンチプレス機の一部断面図、図３は同実施例において使用するパンチ・ダイ位置決めフレームの斜視図である。

図１および図２において、本発明におけるパンチプレス機は、鉄や鋳物などからなる略Ｃ字状のパンチ・ダイ収納部１ａを有する加圧プレスフレーム１と、加圧プレスフレーム１と別体で構成され、後述するようにして、加圧プレスフレーム１のパンチ・ダイ収納部１ａに収容・配置されるパンチ・ダイ位置決めフレーム２と、パンチ・ダイ位置決めフレーム２に取付けられるパンチ・ダイ切替回転テーブル３とを備えている。

加圧プレスフレーム１は、従来の加圧プレスフレーム１と同様に、平行に離間して配置されるフレーム上部１１およびフレーム下部１２と、フレーム上部１１およびフレーム下部１２を後方で連結するフレーム脚柱部１３とを備えている。これにより、加圧プレスフレーム１に全体として略Ｃ字状のパンチ・ダイ収納部１ａが形成される。

フレーム上部１１の前方には、後述する上回転テーブル３１および下回転テーブル３２を回転させることでパンチング加工位置に割り出し位置決めされた一つのパンチをハンマ４で打圧するシリンダ６が配設されている。また、フレーム下部１２の前方のハンマ４と対向する側には、パンチング加工位置に割り出し位置決めされた一つのダイの下方に位置し当該ダイに当接する受け台５が配設されている。

パンチ・ダイ切替回転テーブル３は、従来のパンチ・ダイ切替回転テーブルと同様に、円盤状に形成され外周部側において円周方向に所定間隔で多数のパンチユニット３１２（図１（ｂ）参照）を装着した上回転テーブル３１と、円盤状に形成され外周部側において上記多数のパンチユニット３１２と対応する位置にダイユニット３２２（図１（ｃ）参照）を昇降自在に装着した下回転テーブル３２を備えており、これらの上回転テーブル３１および下回転テーブル３２はパンチ・ダイ収納部１ａ内において平行に離間して配置されている。

このような構成の上回転テーブル３１に装着されたパンチユニット３１２と下回転テーブル３２に装着されたダイユニット３２２は、パンチング加工位置においてパンチユニット３１２とダイユニット３２２の中心線が一致するように対向配置されることでパンチング加工を行うことができる。

このような構成の上回転テーブル３１は、後述するパンチ・ダイ位置決めフレーム２の上面位置決めフレーム２２（図３参照）に取付けられ、下回転テーブル３２は、パンチ・ダイ位置決めフレーム２の下面位置決めフレーム２３（図３参照）に取付けられている。

パンチ・ダイ位置決めフレーム２は、図３に示すように、全体として加圧プレスフレーム１のパンチ・ダイ収納部１ａ内に１ｍｍ程度の間隙を有して収容・配置できるように加圧プレスフレーム１のパンチ・ダイ収納部１ａと相補的形状を呈している。また、パンチ・ダイ位置決めフレーム２は、例えば厚さが１６ｍｍ程度のステンレス（ＳＳ４００等）などの金属板を枠状に組立てられたもので構成されている。

パンチ・ダイ位置決めフレーム２は、具体的には、図３に示すように、加圧プレスフレーム１の一方の外側面側に例えば１ｍｍ程度の間隙を有して一方の外側面と平行に配置される一方の側面位置決めフレーム（以下、「左側面位置決めフレーム）という。）２１ａと、加圧プレスフレーム１の他方の外側面側に例えば１ｍｍ程度の間隙を有して他方の外側面と平行に配置される他方の側面位置決めフレーム（以下、「右側面位置決めフレーム」という。）２１ｂと、加圧プレスフレーム１のフレーム上部１１の内壁（以下、「フレーム上部内壁」という）１１ａと対向する位置に例えば１ｍｍ程度の間隙を有してフレーム上部内壁１１ａと平行に配置され左側面位置決めフレーム２１ａと右側面位置決めフレーム２１ｂ間に跨設される上面位置決めフレーム２２と、加圧プレスフレーム１のフレーム下部１２の内壁（以下、「フレーム下部内壁」という。）１２ａと対向する位置にフレーム下部内壁１２ａと平行に配置され左側面位置決めフレーム２１ａと右側面位置決めフレーム２１ｂ間に跨設される下面位置決めフレーム２３と、加圧プレスフレーム１のフレーム脚柱部１３の内壁（以下、「フレーム脚柱部内壁」という。）１３ａと対向する位置に例えば１ｍｍ程度の間隙を有してフレーム脚柱部内壁１３ａと平行に配置され左側面位置決めフレーム２１ａと右側面位置決めフレーム２１ｂ間に跨設される背面位置決めフレーム２４とを備えている。

ここで、左右側面位置決めフレーム２１ａ、２１ｂの縦幅（図中Ｙ方向の幅）は、フレーム上部内壁１１ａおよびフレーム下部内壁１２ａ間の寸法よりも若干長くされ、左右側面位置決めフレーム２１ａ、２１ｂの横幅（図中Ｘ方向の幅）は、フレーム脚柱部内壁１３ａとパンチング加工位置間の寸法よりも若干長くされており、左右側面位置決めフレーム２１ａ、２１ｂの略中央部には、それぞれ左右側面位置決めフレーム２１ａ、２１ｂの前方（パンチング加工位置）から後方（フレーム脚柱部１３）に向かって順次拡開するような略扇形の切欠２５ａ、２５ｂが設けられている。このような構成の切欠２５ａ、２５ｂを設けることで、ワーク（平面形状のプレスパネル）７の干渉を避けることができる。

また、上面位置決めフレーム２２および下面位置決めフレーム２３の横幅（図中Ｘ方向の幅）は、左右側面位置決めフレーム２１ａ、２１ｂの横幅（図中Ｘ方向の幅）よりも狭幅とされ、背面位置決めフレーム２４の縦幅（図中Ｙ方向の幅）は、左右側面位置決めフレーム２１ａ、２１ｂの縦幅（図中Ｙ方向の幅）よりも狭幅とされている。この実施例では、上面位置決めフレーム２２および下面位置決めフレーム２３の横幅は、左右側面位置決めフレーム２１ａ、２１ｂの横幅の半分程度とされ、背面位置決めフレーム２４の縦幅は、左右側面位置決めフレーム２１ａ、２１ｂの縦幅の半分程度とされている。このような構成の狭幅の上面位置決めフレーム２２および下面位置決めフレーム２３は、左右側面位置決めフレーム２１ａ、２１ｂの略中央部間に跨設されている。

このように、上面位置決めフレーム２２および下面位置決めフレーム２３の横幅（図中Ｘ方向）を左右側面位置決めフレーム２１ａ、２１ｂの横幅よりも狭幅とし、背面位置決めフレーム２４の縦幅（図中Ｙ方向）を左右側面位置決めフレーム２１ａ、２１ｂの縦幅よりも狭幅とすることで、パンチ・ダイ切替回転テーブル３に対するパンチングロール加工時の加圧力による荷重の伝達をより少なくすることができる。

このような構成のパンチ・ダイ位置決めフレーム２は、図１および図２に示すように、パンチ・ダイ位置決めフレーム２を構成する上面位置決めフレーム２２、下面位置決めフレーム２３および背面位置決めフレーム２４を加圧プレスフレーム１のパンチ・ダイ収納部１ａ内に位置するようにして収容され、パンチ・ダイ位置決めフレーム２を構成する左右側面位置決めフレーム２１ａ、２１ｂをそれぞれ対応する加圧プレスフレーム１の外側面側に位置するようにして挿嵌・配置される。

そして、下面位置決めフレーム２３をボルトやピンなどの固定部材（不図示）を介して加圧プレスフレーム１（フレーム下部内壁１２ａ）に固定することで、左右側面位置決めフレーム２１ａ、２１ｂは加圧プレスフレーム１の対応する外側面側に例えば１ｍｍ程度の間隙を有して加圧プレスフレーム１の対応する外側面と平行に配置され、上面位置決めフレーム２２はパンチ・ダイ収納部１ａのフレーム上部内壁１１ａと対向する側に例えば１ｍｍ程度の間隙を有してフレーム上部内壁１１ａと平行に配置され、背面位置決めフレーム２４はパンチ・ダイ収納部１ａのフレーム脚柱部内壁１３ａと対向する側に例えば１ｍｍ程度の間隙を有してフレーム脚柱部内壁１３ａと平行に配置されることになる。

このように、加圧プレスフレーム１のパンチ・ダイ収納部１ａ内に挿嵌・配置したパンチ・ダイ位置決めフレーム２の下面位置決めフレーム２３を加圧プレスフレーム１のフレーム下部内壁１２ａに固定することで、パンチ・ダイ位置決めフレーム２のパンチ・ダイ収納部１ａ内への挿嵌・配置を簡単に行うことができ、また、パンチ・ダイの位置決めの微調整も簡単に行うことができる。

なお、図中、符号３１３は回転モータ、８はマテリアルハンドリングフレームを示している。

以上述べたように、本発明のパンチプレス機によれば、加圧プレスフレーム１と別体で構成されたパンチ・ダイ位置決めフレーム２にパンチ・ダイ切替回転テーブル３が取付けられ、当該パンチ・ダイ位置決めフレーム２が加圧プレスフレーム１に対してパンチングロール加工時の加圧力が非荷重伝達状態で連結されていることから、パンチングロール加工時の加圧力による加圧プレスフレーム１の変形と加工工具の位置決めを分離することで、加工工具先端の精度を確保することができ、加圧力の変化による変形の影響を受けずに種々の加工を行うことができ、さらに、加工精度にあわせた加圧プレスフレーム１およびパンチ・ダイ位置決めフレーム２のフレーム設計により、パンチプレス機の軽量化および小型化を図ることができる。

図４は、本発明の他の実施例に係るパンチプレス機の斜視図を示している。なお、同図において、図１と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

この実施例においては、パンチ・ダイ切替回転テーブル３を構成する上回転テーブル３１および下回転テーブル３２は、上回転テーブル３１および下回転テーブル３２の対向面がパンチング加工位置から加圧プレスフレーム１のフレーム脚柱部１３に向かって順次拡開するように配置されている。

具体的には、上回転テーブル３１および下回転テーブル３２の間隔がフレーム上部１１およびフレーム下部１２の前方の設定されたパンチング加工位置が一番狭く、フレーム脚柱部１３に向かうに従って広くなるように、上回転テーブル３１の回転軸および下回転テーブル３２の回転軸が傾斜されている。

この実施例においては、三次元形状プレスパネル７´をパンチング加工位置に移動させたり、当該三次元形状プレスパネル７´をパンチング加工位置にセットした後に三次元形状プレスパネル７´の複数個所に対して異なる形状や大きさの異なる穴のパンチング加工を施すために上下回転テーブル３１ａ、３２ａを割り出し回転させたりしても、パンチング加工位置以外でパンチユニット３１２やダイユニット３２２に三次元形状プレスパネル７´が干渉することを防止することができる。

なお、これまで本発明について、図面に示した特定の実施の形態をもって本発明を説明しているが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られているいかなる構成であっても採用することができる。

例えば、前述の実施例では、上面位置決めフレーム２２、下面位置決めフレーム２３、背面位置決めフレーム２４として板状部材を使用しているが、これらの板材に代えて断面視多角形、円形若しくは楕円形の棒状の部材を用いてもよい。

また、前述の実施例では、下面位置決めフレーム２３を加圧プレスフレーム１に固定しているが、例えば背面位置決めフレーム２４若しくは上面位置決めフレーム２２の何れか部材を加圧プレスフレーム１に固定してもよい。

本発明のパンチプレス機の一例を示す斜視図で、分図（ａ）はパンチプレス機の全体を示す斜視図、分図（ｂ）はパンチユニットの斜視図、分図（ｃ）はダイユニットの斜視図である。図１に示すパンチプレス機の一部断面図。本発明において使用するパンチ・ダイ位置決めフレームの一例を示す斜視図。本発明の他の実施例に係るパンチプレス機の斜視図。従来のパンチプレス機の一部断面図。従来のパンチプレス機の一部断面図。

１・・・加圧プレスフレーム
１ａ・・・パンチ・ダイ収納部
１１・・・フレーム上部
１１ａ・・・フレーム上部の内壁（フレーム上部内壁）
１２・・・フレーム下部
１２ａ・・・フレーム下部の内壁（フレーム下部内壁）
１３・・・フレーム脚柱部
１３ａ・・・フレーム脚柱部の内壁（フレーム脚柱部内壁）
２・・・パンチ・ダイ位置決めフレーム
２１ａ・・・一方の側面位置決めフレーム（左側面位置決めフレーム）
２１ｂ・・・他方の側面位置決めフレーム（右側面位置決めフレーム）
２２・・・上面位置決めフレーム
２３・・・下面位置決めフレーム
２４・・・背面位置決めフレーム
３・・・パンチ・ダイ切替回転テーブル

Claims

略Ｃ字状のパンチ・ダイ収納部を有する加圧プレスフレームと、前記パンチ・ダイ収納部と相補的形状を呈し、前記パンチ・ダイ収納部に配置されるパンチ・ダイ位置決めフレームと、前記パンチ・ダイ位置決めフレームに取付けられるパンチ・ダイ切替回転テーブルとを備え、
前記パンチ・ダイ位置決めフレームは、パンチングロール加工時の加圧力が非荷重伝達状態で前記加圧プレスフレームに連結されていることを特徴とするパンチプレス機。
前記パンチ・ダイ位置決めフレームは、前記加圧プレスフレームの一方の外側面側に前記一方の外側面と平行に配置される一方の側面位置決めフレームと、前記加圧プレスフレームの他方の外側面側に前記他方の外側面と平行に配置される他方の側面位置決めフレームと、前記加圧プレスフレームのフレーム上部の内壁と対向する位置に前記フレーム上部の内壁と平行に配置され前記一方の側面位置決めフレームと前記他方の側面位置決めフレーム間に跨設される上面位置決めフレームと、前記加圧プレスフレームのフレーム下部の内壁と対向する位置に前記フレーム下部の内壁と平行に配置され前記一方の側面位置決めフレームと前記他方の側面位置決めフレーム間に跨設される下面位置決めフレームと、前記加圧プレスフレームのフレーム脚柱部の内壁と対向する位置に前記フレーム脚柱部の内壁と平行に配置され前記一方の側面位置決めフレームと前記他方の側面位置決めフレーム間に跨設される背面位置決めフレームとを備え、
前記上面位置決めフレーム、前記下面位置決めフレーム、前記背面位置決めフレームの何れかが前記加圧プレスフレームに固定されていることを特徴とする請求項１記載のパンチプレス機。
前記上面位置決めフレーム、前記下面位置決めフレーム、前記背面位置決めフレームのうち、前記下面位置決めフレームのみが前記加圧プレスフレームに固定されていることを特徴とする請求項２記載のパンチプレス機。
前記上面位置決めフレームおよび前記下面位置決めフレームの横幅は、前記一方の側面位置決めフレームまたは前記他方の側面位置決めフレームの横幅よりも狭幅とされ、前記背面位置決めフレームの縦幅は、前記一方の側面位置決めフレームまたは前記他方の側面位置決めフレームの縦幅よりも狭幅とされていることを特徴とする請求項２または請求項３記載のパンチプレス機。
前記パンチ・ダイ切替回転テーブルを構成する上回転テーブルおよび前記パンチ・ダイ切替回転テーブルを構成する下回転テーブルは、前記上回転テーブルおよび前記下回転テーブルの対向面がパンチング加工位置から前記加圧プレスフレームのフレーム脚柱部に向かって順次拡開するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４何れか１項記載のパンチプレス機。