JP2014205151A

JP2014205151A - パンチ装置

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Publication number: JP2014205151A
Application number: JP2013082491A
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Inventors: 豪浅井; Takeshi Asai
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Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2014-10-30
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Abstract

【課題】パンチ装置において、ロッドによる出力を増力させ、且つ、その増力範囲を拡大させる。
【解決手段】パンチ装置１０は、駆動部１８と、該駆動部１８で出力された駆動力をロッド１６へと伝達する駆動力伝達機構２０とを有し、該駆動力伝達機構２０には、ピストンロッド６８に連結されるカムブロック３４にカム溝１０２が形成され、該カム溝１０２には、ロッド１６に連結された変位体１００に軸支された回転ローラ１０４が挿入される。このカム溝１０２は、カムブロック３４の変位方向に対して所定角度傾斜した第１及び第２溝部１１２、１１４を有し、ロッド１６をワークＷに向かって下降させる際、回転ローラ１０４が第２溝部１１４から傾斜角度の小さな第１溝部１１２へと移動することで、該ロッド１６へと伝達される駆動力が増力される。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動部の駆動作用下にロッドをワークに向かって軸方向へと押し出し、穴開け等を行うパンチ装置に関する。

従来から、シート状の被加工物に対してパンチを押し出すことで穴を打抜き加工で形成するためのパンチ装置が知られている。

このようなパンチ装置は、例えば、特許文献１に開示されるように、２つのポートを有したボディの内部に扇状のシリンダ室が形成され、その内部に上端部を支点として傾動自在にピストンが設けられると共に、該ピストンの略中央部に支持されたリンクを介してロッドが接続されている。このリンクは、その一端部がピンを介してピストンに回動自在に支持され、同様に、他端部がロッドの上端部に対してピンを介して回動自在に支持される。また、ロッドは、ボディの内部において鉛直方向に変位自在に支持され、その下端部にはワークを加工する際に用いられるパンチが装着されている。

そして、一方のポートに圧力流体を供給し、ピストンを一端部を支点として他端部側を上方へと傾動させた状態でワークをセットし、前記圧力流体の供給を他方のポートへと切り換える。これにより、シリンダ室へ供給された圧力流体に押圧され、前記ピストンの他端部側が下方に向かって傾動し、それに伴って、リンクを介してロッドが下方へと押圧されてパンチによってワークに穴開き加工等がなされる。この際、ピストンとロッドとの間に設けられたリンクから構成されるトグル機構によって、前記ピストンの変位力がリンクを介して増力され、ロッドへと伝達される。

米国特許第６４５００８２号明細書

しかしながら、上述したパンチ装置では、トグル機構によってロッドに対する出力を増力させる際、その増力範囲が狭いため、より広範囲で前記出力を増力させ、ワークをより一層確実且つ大きな出力で加工を行いたいという要請がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、ロッドによる出力を増力させ、且つ、その増力範囲を拡大することが可能なパンチ装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、ボディと、
前記ボディに設けられ軸方向に変位する駆動軸を有した駆動部と、
前記駆動軸の変位方向に対して所定角度傾斜して設けられ、前記ボディに対して変位自在に設けられたロッドと、
前記駆動部で出力された駆動力を前記ロッドへと伝達する駆動力伝達機構と、
を備え、
前記駆動力伝達機構には、前記駆動軸の変位方向に対して傾斜した傾斜部を有し、前記駆動軸の駆動作用下に前記傾斜部によって前記ロッドを押圧することで前記ロッドを増力させながら軸方向へと変位させる増力機構を備えることを特徴とする。

本発明によれば、駆動部の駆動作用下にロッドを軸方向に沿って変位させるパンチ装置において、その駆動力伝達機構には、駆動部における駆動軸の変位方向に対して傾斜した傾斜部を有し、前記駆動軸の駆動作用下に前記傾斜部によって前記ロッドを押圧することで前記ロッドを軸方向へと増力させながら変位させる増力機構を備えている。

従って、駆動部の駆動作用下に駆動軸が軸方向に沿って変位することで、傾斜部によって駆動力が増力されロッドへと伝達されると共に、前記ロッドが、前記駆動軸の変位方向に対して傾斜した方向に変位する。その結果、ロッドに付与される出力が増力機構によって増圧され、しかも、前記傾斜部の全域で増圧させることが可能なため、トグル機構を利用した従来技術に係るパンチ装置と比較して幅広い増力範囲が得られる。

また、傾斜部は、駆動軸に連結されたブロック体に形成されロッドに連結されたローラの挿通されるカム溝からなり、前記カム溝は、前記変位方向に対して傾斜した第１溝部と、前記第１溝部と接合して該第１溝部に対して傾斜角度の小さな第２溝部とを有するとよい。

さらに、ボディには、ロッドと同軸上、且つ、該ロッドの押圧方向とは反対側となる位置にストッパを設けるとよい。

さらにまた、駆動部を、ボディに対して着脱自在に設け、ロッドの先端には、ワークの加工に用いられるアタッチメントを着脱自在に設けるとよい。

また、駆動部を、圧力流体の供給作用下に軸方向に沿って変位するピストンを有し、前記ピストンに駆動軸の連結された流体圧シリンダとするとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、パンチ装置の駆動力伝達機構には、駆動部における駆動軸の変位方向に対して傾斜した傾斜部を有し、前記傾斜部を介してボディに変位自在に設けられたロッドを軸方向に増力させながら押圧する増力機構を備え、駆動部の駆動作用下に駆動軸を軸方向に沿って変位させ、傾斜部によって駆動力を増力させてロッドへと伝達できる。その結果、ロッドに付与される出力が増力機構によって増圧され、しかも、前記傾斜部の全域で増圧させることが可能なため、トグル機構を利用した従来技術に係るパンチ装置と比較して幅広い増力範囲が得られる。

本発明の実施の形態に係るパンチ装置の全体断面図である。図１に示すパンチ装置の分解斜視図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図１のパンチ装置の駆動部を駆動させ、ラムが下方へと押し出されワークの加工が行われる状態を示す全体断面図である。図１におけるパンチ装置の出力特性及びトグル機構を利用した従来技術に係るパンチ装置の出力特性を示した特性曲線図である。駆動部と駆動力伝達機構との連結部位にフローティング機構を設けた変形例に係るパンチ装置の全体断面図である。

本発明に係るパンチ装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るパンチ装置を示す。

このパンチ装置１０は、図１〜図４に示されるように、ボディ１２と、該ボディ１２の貫通孔１４に沿って変位自在に設けられるロッド１６と、前記ロッド１６を駆動させる駆動部１８と、前記駆動部１８からの駆動力を増力して前記ロッド１６へと伝達する駆動力伝達機構２０とを含む。

ボディ１２は、例えば、パンチ装置１０が設置される搬送路等に固定されるベース部２２と、該ベース部２２に対して上方（矢印Ａ１方向）へ突出した本体部２４とを備え、前記ベース部２２は水平方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に延在し、鉛直方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に貫通した貫通孔１４が形成される。この貫通孔１４は、ベース部２２の底面に開口すると共に、本体部２４側（矢印Ａ１方向）に向かって延在して前記本体部２４に形成された第１収納孔２６と連通している。

本体部２４は、例えば、略矩形状のブロック状に形成され、その長手方向に沿った略中央部に第１収納孔２６が形成され、該第１収納孔２６は鉛直方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に延在し、且つ、前記本体部２４を厚さ方向に貫通するように断面長方形状に形成される。すなわち、第１収納孔２６は、本体部２４の両側面に開口するように形成されると共に、ベース部２２の貫通孔１４と一直線上に形成される。そして、第１収納孔２６には、駆動力伝達機構２０を構成する変位体１００及びロッド１６が変位自在に設けられる。

この第１収納孔２６の上方（矢印Ａ１方向）には、本体部２４を厚さ方向に貫通するように軸孔２８が形成され、後述する支持ローラ１１０を支持する支軸３０が挿通される。なお、軸孔２８は、第１収納孔２６の上端部に対して所定間隔離間して設けられる。

また、本体部２４には、その一端面から他端面まで貫通し、略水平方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に延在する第２収納孔３２が形成される。この第２収納孔３２は、例えば、断面略長方形状に形成され、本体部２４の厚さ方向の略中央部に形成される。そして、第２収納孔３２は、本体部２４の内部において第１収納孔２６と交差している。すなわち、第１及び第２収納孔２６、３２は、ボディ１２の本体部２４において十字状に形成されている。そして、第２収納孔３２には、駆動力伝達機構２０を構成するカムブロック（ブロック体）３４が変位自在に設けられる。

このボディ１２の両側面に開口した第１収納孔２６の開口部は、ボディ１２の両側面に第１カバー３６をそれぞれ装着することで閉塞され（図３参照）、図１に示されるように、前記ボディ１２の他端面に開口した第２収納孔３２の開口部は第２カバー３８を装着することで閉塞され、前記ボディ１２の上面に開口した第１収納孔２６の開口部は、第３カバー４０を装着することで閉塞される。なお、第１〜第３カバー３６、３８、４０は、それぞれ複数の固定ねじ４２によってボディ１２に固定される。

ロッド１６は、例えば、略一定径の軸体からなり、ボディ１２の貫通孔１４に挿通され、該貫通孔１４の内部に設けられたブッシュ４４によって軸方向（鉛直方向、矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って変位自在に支持される。貫通孔１４の開口部には、係止リング４６を介してカバーリング４８が装着され、該カバーリング４８の内周面に設けられたパッキン５０が前記ロッド１６の外周面に摺接することで、開口部が閉塞され外部からの塵埃等の進入が防止される。

また、ロッド１６の先端は、常にカバーリング４８及びボディ１２の底面から所定長さだけ下方（矢印Ａ２方向）へと突出し、その中央部にはアタッチメント５２の装着される装着孔５４が形成されると共に、先端の外周面から半径方向に貫通し、留めねじ５６の螺合されるねじ孔が形成される。なお、ねじ孔は装着孔５４まで貫通している。

アタッチメント５２は、例えば、基端側（矢印Ａ１方向）に形成され装着孔５４に挿入される軸部５８と、先端側（矢印Ａ２方向）に形成され軸部５８に対して縮径した断面円形状で、端部に刃部を有した加工部６０とを有する。そして、軸部５８が装着孔５４に挿入された状態で、ねじ孔に螺合された留めねじ５６の端部を前記軸部５８の外周面に当接させ押圧することで前記アタッチメント５２がロッド１６の先端に固定される。

一方、ボディ１２の内部に収納されるロッド１６の基端には、半径内方向に縮径した連結部６２が形成され、該連結部６２の外周面にはねじが刻設されている。

駆動部１８は、例えば、圧力流体の供給作用下に駆動する流体圧シリンダであり、筒状に形成されるシリンダチューブ６４と、該シリンダチューブ６４の内部に変位自在に設けられるピストン６６と、該ピストン６６に連結され駆動力伝達機構２０へと駆動力を伝達するピストンロッド（駆動軸）６８とを含む。

シリンダチューブ６４は、その中心に軸方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に沿って貫通したシリンダ孔７０が形成され、該シリンダ孔７０の外周側となる四隅には、軸方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に貫通した挿通孔７２がそれぞれ形成される。

また、シリンダチューブ６４の外周部には、圧力流体の供給・排出される第１及び第２ポート７４、７６が形成される。この第１及び第２ポート７４、７６には、図示しない配管が接続されると共に、それぞれシリンダ孔７０と連通している。なお、第１ポート７４がシリンダチューブ６４の一端部側（矢印Ｂ１方向）、第２ポート７６が前記シリンダチューブ６４の他端部側（矢印Ｂ２方向）に設けられる。

このシリンダチューブ６４の一端部には、シリンダ孔７０を閉塞するようにヘッドカバー７８が装着され、他端部にはロッドカバー８０が装着される。そして、シリンダチューブ６４の他端部には、略矩形状のプレートから形成されたアダプタ８２が当接し、複数の第１ロケートピン８４によって相互に位置決めされた状態で、該シリンダチューブ６４の一端部側から挿通孔７２に挿通された締結ボルト８６が前記アダプタ８２の四隅近傍に形成されたねじ孔８８に螺合され連結される。このアダプタ８２の略中央部には、後述するカムブロック３４の挿通されるブロック孔９０が形成される。

また、アダプタ８２は、ボディ１２との間に設けられる第２ロケートピン９２によって相対的な位置決めがなされ、ねじ孔８８近傍に設けられた複数のボルト孔９４に固定ボルト９６を挿通させ、ボディ１２における本体部２４の一端面に螺合させることで固定される。これにより、アダプタ８２を介して駆動部１８がボディ１２の一端面に連結される。

ピストン６６は、シリンダ孔７０の内部においてヘッドカバー７８とロッドカバー８０との間を軸方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に変位自在に設けられ、その中心を貫通したピストン孔９８にピストンロッド６８の一端部が挿通され加締められる。これにより、ピストン６６の他端面側（矢印Ｂ２方向）にピストンロッド６８が突出した状態で、前記ピストン６６と前記ピストンロッド６８とが一体的に連結される。

ピストンロッド６８は、その一端部が上述したようにピストン６６に連結され、一方、他端部側（矢印Ｂ２方向）がロッドカバー８０の内部に挿通され変位自在に支持されると共に、シリンダチューブ６４の他端部から外部へと突出し、後述するカムブロック３４に連結される。

駆動力伝達機構２０は、ボディ１２の第２収納孔３２に設けられピストンロッド６８の他端部に連結されるカムブロック３４と、第１収納孔２６に設けられロッド１６の上端部に連結される変位体１００と、前記変位体１００の端部に軸支され、且つ、前記カムブロック３４のカム溝（傾斜部）１０２に挿入される回転ローラ１０４とを含む。

カムブロック３４は、例えば、断面略長方形で所定厚さを有したブロック状に形成され、その一端部にはピストンロッド６８の他端部が螺合される連結穴１０６を有している。この連結穴１０６は、カムブロック３４の高さ方向において中央より若干下方（矢印Ａ２方向）となる位置に設けられる。

また、カムブロック３４の底面には、薄板状の軸受部材１０８が装着され、該軸受部材１０８が第２収納孔３２の底壁面に当接している。この軸受部材１０８は、例えば、摩擦係数の低い材質や潤滑剤が表面に塗布され、第２収納孔３２の底壁面に沿ってカムブロック３４を円滑に案内する。

一方、カムブロック３４の上面は、第１収納孔２６の内部に回転自在に設けられた支持ローラ１１０が当接し、前記カムブロック３４が変位する際、第２収納孔３２に沿って水平方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に案内する。また、支持ローラ１１０は、変位体１００及びロッド１６を下降させワークＷの加工を行う際、該ワークＷから前記変位体１００及びロッド１６に対して鉛直上方向（矢印Ａ１方向）へ反力が付与され、カムブロック３４が上方（矢印Ａ１方向）へと押圧されることを防止可能なストッパとして機能する。

また、カムブロック３４には、厚さ方向に貫通したカム溝１０２が形成され、該カム溝１０２は、略一定幅で形成され、その一端部側（矢印Ｂ１方向）で底面側（矢印Ａ２方向）に形成される第１溝部１１２と、該第１溝部１１２に接合され、他端部側（矢印Ｂ２方向）に向かって徐々に上方（矢印Ａ１方向）へ延在する第２溝部１１４とを有する。

第１溝部１１２は、その一端部が連結穴１０６と略同一高さとなり、該一端部から他端部側（矢印Ｂ２方向）に向かって上方（矢印Ａ１方向）へと第１傾斜角度θ１（図１参照）で傾斜し、第２溝部１１４は、第１溝部１１２に対してさらに大きな第２傾斜角度θ２（図１参照）で他端部側（矢印Ｂ２方向）に向かって上方（矢印Ａ１方向）へと傾斜している。なお、第１及び第２傾斜角度θ１、θ２は、カムブロック３４の変位方向となる水平方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に対する傾斜角度である。

すなわち、カム溝１０２は、傾斜角度の異なる第１及び第２溝部１１２、１１４から段付状に形成される。そして、カム溝１０２には、後述する回転ローラ１０４が挿入される。

変位体１００は、ロッド１６の連結部６２が連結される架橋部１１６と、該架橋部１１６の両端から直交するように二股状に突出したヨーク部１１８とを有し、前記架橋部１１６に前記連結部６２が連結されることでボディ１２の第１収納孔２６及び貫通孔１４に沿って一体的に変位する。

ヨーク部１１８は、ロッド１６から離間する方向、すなわち、上方（矢印Ａ１方向）に向かって延在し、互いに所定間隔離間した内部空間にはカムブロック３４の他端部側（矢印Ｂ２方向）が挿通されると共に、そのカム溝１０２内に回転ローラ１０４が設けられ、前記ヨーク部１１８の端部近傍に支持された支軸１２０によって前記回転ローラ１０４が回転自在に支持される。これにより、変位体１００は、回転ローラ１０４を介してカムブロック３４と係合された状態となる。

本発明の実施の形態に係るパンチ装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、以下の説明では、図１に示される駆動部１８のピストン６６がヘッドカバー７８側（矢印Ｂ１方向）へ変位した状態を初期位置として説明すると共に、ロッド１６に装着されたアタッチメント５２によってワークＷの所定位置に穴開け加工を行う場合について説明する。

この初期位置において、ロッド１６に装着されたアタッチメント５２の下方（矢印Ａ２方向）にワークＷが載置され、該アタッチメント５２と一直線上となる位置に穴開けを行いたい加工部位が位置決めされた状態とする。この状態で図示しない圧力流体供給源から配管を通じて第１ポート７４へと圧力流体を供給する。これにより、シリンダ孔７０に導入された該圧力流体によってピストン６６がシリンダチューブ６４に沿ってロッドカバー８０側（矢印Ｂ２方向）へと変位し、それに伴って、ピストンロッド６８及びカムブロック３４が一体的にボディ１２の他端面側（矢印Ｂ２方向）に向かって変位する。なお、この場合、第２ポート７６は大気開放状態としておく。

そして、このカムブロック３４が、第２収納孔３２に沿って他端面側（矢印Ｂ２方向）へと変位することで、カム溝１０２における第２溝部１１４の端部に位置している回転ローラ１０４が該第２溝部１１４によって押し下げられ、それに伴って、前記回転ローラ１０４の保持される変位体１００及びロッド１６が一体的に下降し始める。すなわち、カムブロック３４に付与される水平方向（矢印Ｂ２方向）の駆動力が、カム溝１０２に係合された回転ローラ１０４によって変位体１００及びロッド１６に対して鉛直下方向（矢印Ａ２方向）へと変換され伝達される。

この際、カムブロック３４は、その底面に装着された軸受部材１０８によって第２収納孔３２の底壁面に沿って円滑且つ高精度に変位すると共に、ロッド１６は外周側に設けられたブッシュ４４によって鉛直下方向（矢印Ａ２方向）に高精度に案内される。

このカムブロック３４が、ピストン６６及びピストンロッド６８の変位作用下にさらにボディ１２の他端面側（矢印Ｂ２方向）へと移動することで、変位体１００及びロッド１６がさらに下降し、アタッチメント５２の加工部６０がワークＷ側へと接近して加工部６０が表面に当接すると共に、回転ローラ１０４が第２溝部１１４から第１溝部１１２へと移動し、該第１溝部１１２は前記第２溝部１１４に対して傾斜角度が小さいため（θ１＜θ２）、変位体１００及びロッド１６に付与される鉛直下方向（矢印Ａ２方向）へ伝達される駆動力（出力）が大きくなる。すなわち、回転ローラ１０４が第２溝部１１４に係合されていた状態と比較し、鉛直下方向へ伝達される駆動力が増力される。

換言すれば、カム溝１０２において、回転ローラ１０４の移動する第１溝部１１２が、変位体１００、ロッド１６及びアタッチメント５２に付与される駆動力を増力させる増力機構として機能し、前記第１溝部１１２内における前記回転ローラ１０４の移動距離が、増力される増力範囲となる。

そして、この駆動力が増力された状態でさらに駆動部１８を駆動させることで、回転ローラ１０４が第１溝部１１２の端部に向かって移動し、図４に示されるように、ロッド１６を介してアタッチメント５２の加工部６０がワークＷにおける所定部位を打ち抜き、断面円形状のパンチ孔Ｚが形成される。

このアタッチメント５２がワークＷの表面に当接してから打ち抜くまでの行程において、該アタッチメント５２には押出方向とは反対方向（矢印Ａ１方向）に前記ワークＷから反力が付与され、該反力はロッド１６及び変位体１００を介してカムブロック３４へと伝達される。しかしながら、カムブロック３４は上面に当接した支持ローラ１１０によって上方（矢印Ａ１方向）への移動が規制されているため、該カムブロック３４が前記反力によって移動してしまうことがなく所定位置に維持される。その結果、カムブロック３４に対して反力が付与された場合でも、該カムブロック３４を第２収納孔３２に沿って高精度に変位させることができる。

図４に示されるように、ワークＷの所定位置にパンチ孔Ｚが形成された後、図示しない切換装置の切換作用下に第１ポート７４に供給されていた圧力流体を第２ポート７６へと供給する。なお、この場合、第１ポート７４は大気開放状態としておく。これにより、ピストン６６とロッドカバー８０との間に圧力流体が供給され、該ピストン６６がヘッドカバー７８側（矢印Ｂ１方向）に向かって押圧される。それに伴って、該ピストン６６、ピストンロッド６８及びカムブロック３４が一体的に変位する。

そして、カムブロック３４の変位によって回転ローラ１０４が第１溝部１１２から第２溝部１１４へと移動し、変位体１００及びロッド１６が上方（矢印Ａ１方向）へと引き上げられ、それに伴って、アタッチメント５２がワークＷのパンチ孔Ｚから上方（矢印Ａ１方向）へと引き抜かれる。駆動部１８の駆動作用下にさらにカムブロック３４が前記駆動部１８側（矢印Ｂ１方向）へと移動することで、回転ローラ１０４が第２溝部１１４の端部まで移動し、図１に示されるように、変位体１００及びロッド１６が上方（矢印Ａ１方向）まで移動した初期位置へと復帰する。

次に、上述したパンチ装置１０における出力特性と、トグル機構を用いた従来技術に係るパンチ装置の出力特性との違いについて、図５を参照しながら説明する。

先ず、この図５の特性曲線図について簡単に説明する。この図５では、駆動部１８のピストン６６及び駆動力伝達機構２０におけるカムブロック３４の水平方向（矢印Ｂ２方向）への変位量を横軸とし、ロッド１６による鉛直下方向（矢印Ａ２方向）に付与される出力の大きさを縦軸としている。さらに詳細には、前記横軸における左側が、ロッド１６を鉛直下方向（矢印Ａ２方向）に駆動させる際にカムブロック３４が変位し始める時点であり、右側に向かって徐々に該カムブロック３４の変位量が増加し、前記ロッド１６が鉛直下方向（矢印Ａ２方向）へと押し出されていく状態を示す。

また、図５では、本願発明に係るパンチ装置１０においてワークＷに向かってロッド１６を駆動させる際の出力特性Ｌ１を実線で示し、従来技術に係るパンチ装置における出力特性Ｌ２を破線で示している。

図５の出力特性Ｌ２（破線）で示されるように、従来技術に係るトグル機構を有したパンチ装置では、駆動部の駆動し始めから徐々に出力が大きくなり始め、例えば、変位量が所定量となった変位終端位置Ｇ１において、ワークの加工に必要とされる所定出力Ｆへと到達していることがわかる。

これに対して、図５の出力特性Ｌ１（実線）で示されるように、上述した本願発明のパンチ装置１０では、駆動部１８の駆動作用下にカムブロック３４が移動し始め、回転ローラ１０４が第２溝部１１４に沿って移動することで徐々に出力が大きくなり、該回転ローラ１０４が前記第２溝部１１４から第１溝部１１２へと移動した段階Ｇ２（変位量）で、ワークＷの加工に必要とされる所定出力Ｆへと既に到達し、カムブロック３４が変位終端位置Ｇ１に到達するまでの間、増力された一定出力Ｆで維持されていることが諒解される。

換言すれば、本願発明に係るパンチ装置１０では、変位終端位置Ｇ１へと達するより前に、所定出力Ｆへと増力させ、且つ、維持されることが諒解される。

その結果、図５の実線で示されるように、駆動部１８が駆動し始め、駆動力伝達機構２０を構成する回転ローラ１０４がカム溝１０２の第２溝部１１４から第１溝部１１２側へと移動し始めてから該第１溝部１１２の端部まで移動して該駆動部１８の駆動が完了するまでの全域（変位量Ｇ２から変位終端位置Ｇ１まで）において、増力された一定の出力Ｆでロッド１６及びアタッチメント５２をワークＷ側へと押し出して加工を行うことができる。

以上のように、本実施の形態では、駆動部１８を構成するピストンロッド６８の他端部に、駆動力伝達機構２０を構成するカムブロック３４が連結され、該カムブロック３４のカム溝１０２には、ロッド１６と同軸上に連結された変位体１００に支持された回転ローラ１０４が係合されている。そして、カム溝１０２は、カムブロック３４の変位方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に対する第１傾斜角度θ１の小さな第１溝部１１２と、該第２傾斜角度θ２の大きな第２溝部１１４とを有しており、駆動部１８の駆動作用下に回転ローラ１０４を第２溝部１１４から第１溝部１１２へと移動させることで、変位体１００及びロッド１６に対する鉛直下方向（矢印Ａ２方向）、すなわち、ワークＷ側に向かって付与される出力を増力させることができる。その結果、駆動部１８で出力された駆動力を駆動力伝達機構２０を介して増力させ、ロッド１６へと伝達してワークＷの加工を行うことが可能となる。

また、トグル機構を利用した従来技術に係るパンチ装置と比較し、第１溝部１１２の軸方向に沿った長さの範囲において増力させることができ、その増力範囲を幅広く確保できる。その結果、ワークＷに対してアタッチメント５２を押圧して加工を行う場合、その増力された出力の付与時間を増加させることができる。

さらに、駆動部１８で出力される駆動力が小さくても駆動力伝達機構２０を介して該駆動力を増力させてロッド１６へと伝達して所望の出力でワークＷを加工できる。そのため、例えば、大きな出力が必要とされる場合でも、出力の小さな駆動部１８で対応することが可能となり、パンチ装置１０の小型化を図ることが可能となる。

さらにまた、駆動力伝達機構２０において、カムブロック３４の水平方向への変位作用下にカム溝１０２に係合された回転ローラ１０４を介して変位体１００及びロッド１６を鉛直下方向（矢印Ａ２方向）へと駆動可能なくさび機構を用いることで、トグル機構を用いて増力を行っていた従来技術に係るパンチ装置と比較し、前記ロッド１６へと伝達される駆動力の増力範囲を拡大させることができる。

またさらに、駆動部１８を構成する流体圧シリンダは、締結ボルト８６を螺回させることで着脱自在である。そのため、例えば、パンチ装置１０によって加工を行うワークＷの形状及び種類等に応じて所望の出力を有した別の駆動部へと容易に交換して対応することができる。そのため、出力の異なる駆動部１８を有した複数のパンチ装置を準備する必要がなく、駆動部１８を適宜交換することで単一のパンチ装置１０で出力条件の異なる様々なワークＷの加工を行うことができる。

また、カム溝１０２における第１溝部１１２の第１傾斜角度θ１や軸方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に沿った長さを適宜変更することで、増力範囲や増力度合を自在に設定することが可能となる。

さらに、駆動部１８を構成するピストンロッド６８の他端部が、カムブロック３４において第１溝部１１２の端部と略同一高さ（鉛直方向）で連結されているため、例えば、ワークＷに対して穴開き加工を行った後、前記ピストンロッド６８を駆動部１８の一端部側（矢印Ｂ１方向）へと移動させ初期位置へと復帰させる際、アタッチメント５２をワークＷのパンチ孔Ｚから引き抜く引抜力を、ピストンロッド６８からカムブロック３４へと確実且つ効果的に伝達することができる。

一方、図６に示される変形例に係るパンチ装置１５０のように、駆動部１５２を構成するピストンロッド１５４と駆動力伝達機構１５６のカムブロック１５８との連結部位に、前記駆動部１５２と前記駆動力伝達機構１５６とを着脱自在なフローティング機構１６０を設けるようにしてもよい。

このフローティング機構１６０は、ピストンロッド１５４の他端部に設けられ、環状に窪んだ首部１６２と、該首部１６２に対して拡径して先端に形成された頭部１６４とからなる第１接続部１６６と、カムブロック１５８の一端部に設けられ、前記頭部１６４の係合される第１係合溝１６８と、前記首部１６２の係合される第２係合溝１７０とを有した第２接続部１７２とを含む。

そして、ピストンロッド１５４の頭部１６４をカムブロック１５８の第１係合溝１６８に挿入し、首部１６２を第２係合溝１７０に挿入することで、前記頭部１６４と前記第１係合溝１６８とが係合され、軸方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）への相対変位が規制された連結状態となる。これにより、駆動部１５２を駆動力伝達機構１５６から取り外し、新たな別の駆動部へと交換する際に、ピストンロッド１５４とカムブロック１５８とを容易且つ確実に脱着できるため、交換作業の作業性を向上させることができる。

また、上述した実施の形態では、ワークＷに対して穴開け加工を行うためのアタッチメント５２が用いられる場合について説明したが、該アタッチメント５２を交換することで同一のパンチ装置１０によって様々なワークＷへの加工を行うことができる。

例えば、加工部６０の先端に刃部を有したアタッチメントを用いることで、ワークＷの分断、せん断等を行うことができ、また、前記加工部６０の先端が凸状に形成されたアタッチメントを用いることでワークＷの曲げ加工やリベット留めを行うことができ、さらには、前記加工部６０の表面に凸状の数字や文字等の形成されたアタッチメントを用いることで、ワークＷに対する刻印を行うことが可能となる。

このように、ロッド１６の先端に螺合された留めねじ５６を緩め、装着孔５４に装着されたアタッチメント５２を取り外して別のアタッチメントへと交換し、再び前記留めねじ５６で固定することで、単一のパンチ装置１０で複数種類の加工を行うことが可能となるため、異なる加工毎にそれぞれパンチ装置１０を準備する必要がなく、設備投資を抑制することが可能となる。

なお、本発明に係るパンチ装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０、１５０…パンチ装置１２…ボディ
１４…貫通孔１６…ロッド
１８、１５２…駆動部２０、１５６…駆動力伝達機構
２６…第１収納孔３２…第２収納孔
３４、１５８…カムブロック５２…アタッチメント
６４…シリンダチューブ６６…ピストン
６８、１５４…ピストンロッド８２…アダプタ
１００…変位体１０２…カム溝
１０４…回転ローラ１１０…支持ローラ
１１２…第１溝部１１４…第２溝部
１１８…ヨーク部１６０…フローティング機構
１６６…第１接続部１７２…第２接続部

Claims

ボディと、
前記ボディに設けられ軸方向に変位する駆動軸を有した駆動部と、
前記駆動軸の変位方向に対して所定角度傾斜して設けられ、前記ボディに対して変位自在に設けられたロッドと、
前記駆動部で出力された駆動力を前記ロッドへと伝達する駆動力伝達機構と、
を備え、
前記駆動力伝達機構には、前記駆動軸の変位方向に対して傾斜した傾斜部を有し、前記駆動軸の駆動作用下に前記傾斜部によって前記ロッドを押圧することで前記ロッドを増力させながら軸方向へと変位させる増力機構を備えることを特徴とするパンチ装置。
請求項１記載のパンチ装置において、
前記傾斜部は、前記駆動軸に連結されたブロック体に形成され前記ロッドに連結されたローラの挿通されるカム溝からなり、前記カム溝は、前記変位方向に対して傾斜した第１溝部と、前記第１溝部と接合して該第１溝部に対して傾斜角度の小さな第２溝部とを有することを特徴とするパンチ装置。
請求項１又は２記載のパンチ装置において、
前記ボディには、前記ロッドと同軸上、且つ、該ロッドの押圧方向とは反対側となる位置にストッパが設けられることを特徴とするパンチ装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のパンチ装置において、
前記駆動部は、前記ボディに対して着脱自在に設けられることを特徴とするパンチ装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のパンチ装置において、
前記ロッドの先端には、ワークの加工に用いられるアタッチメントが着脱自在に設けられることを特徴とするパンチ装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のパンチ装置において、
前記駆動部は、圧力流体の供給作用下に軸方向に沿って変位するピストンを有し、前記ピストンに前記駆動軸の連結された流体圧シリンダであることを特徴とするパンチ装置。