JP2019069477A - カム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加工工具が加工方向以外に動いてしまうことを防止可能なカム装置を提供する。【解決手段】 移動金型に取り付けられるカムベースと、ワークを加工時に加工方向と垂直なスラスト方向に荷重が加わる加工工具が設置可能なカムスライダーと、カムスライダーを加工方向に駆動するカムドライバーと、を有するカム装置であって、カムスライダーは、スラスト方向に垂直な第１溝面及び第２溝面を有する矩形断面の溝部と、溝部の両側に、第１溝面及び第２溝面に垂直な、第１下面及び第２下面とを有し、カムドライバーは、スラスト方向に垂直な第１突起面及び第２突起面を有する矩形断面の突起部と、突起部の両側に、第１突起面及び第２突起面に垂直な、第１上面及び第２上面とを有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、ワークに孔加工等するために固定金型と移動金型との間に取り付けられるユニット化されたカム装置に関する。

自動車のボディ等の大型金属製板は下側の固定金型と上側の移動金型とによりプレス成型される。このプレス成型と同時に、プレス成型品の側面に孔を穿設したり縁部を屈曲させたりするために、金型内に設置可能なカム装置が用いられる。

このようなカム装置としては、例えば、固定金型と移動金型とに装着されて成形品の加工に供され、移動金型に固着されるカムドライバーと、カムドライバーでスライドされるカムスライダーと、カムスライダーを摺動自在に支持すべく固定金型に固着されるカムベースとからなるカムユニットであって、カムスライダーとカムベースとの摺接面に自動調芯手段を設けたカムユニットがある（例えば、特許文献１参照）。

また、移動金型に固定された取付ベースと、取付ベースに支持され弾性部材で戻り方向に付勢されて所望ストロークで所定方向に往復移動されるカムスライダーと、カムスライダーを当接面で作用方向に移動させるもので固定金型に固定されるカムドライバーとからなる吊りカムユニットであって、取付ベースとカムスライダーとは、いずれか一方の両側壁の各々に設けられるもので、基部が固定され先端部に設けられた係合部が他方に設けられたスライド用係合部に係合して他方を挟装し摺動自在に支持するスライドキーパーによって組み立てられている吊りカムユニットがある（例えば、特許文献２参照）。

ここで、特許文献１のカム装置、及び、特許文献２の吊りカム装置とも、自動調芯手段として、カムスライダーとカムベースとの摺接部はテーパー面を組み合わせたＶ字断面形状を有する。

特開２０００−１３５５２６号公報 特開２０００−３２６０２４号公報

近年、高張力鋼板のワーク（被加工物）をプレス金型で加工することが行われている。ここで、特許文献１、２のカム装置を用いて、高張力鋼板のワークのトリム成形部位を加工する場合には、カム装置のカムスライダーに取り付けられた加工工具がワークと接触するタイミングで、加工工具が加工方向以外に動いて（逃げて）しまうことがある。

これは、カムスライダーとカムドライバーの摺接部はＶ字断面形状であるため、加工工具に加わるスラスト方向の負荷が、斜面がずれる（乗り上がる）方向に加わり、カムスライダーとカムドライバーとずれを生じさせるからである。

これにより、ワークのトリム加工部位にバリが発生してしまう、または、ワークの製品品質に影響が出る様な加工不良が発生することがある。この対策として、現状では加工工具が所定の加工方向以外に動いて（逃げて）しまわない様に、プレス金型側に側圧受けのための部位を設定している。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、高張力鋼板のワーク（被加工物）をプレス金型で加工する際にも、加工工具が加工方向以外に動いて（逃げて）しまうことを防止可能なカム装置を提供することである。

本発明は、移動金型がプレス方向に駆動してワークをプレス加工する金型に取り付けられ、移動金型に取り付けられるカムベースと、カムベースに加工方向に摺動可能に取り付けられ、ワークを加工時に加工方向と垂直なスラスト方向に荷重が加わる加工工具が設置可能な、カムスライダーと、固定金型に取り付けられ、カムスライダーを加工方向に駆動するカムドライバーと、を有し、移動金型のプレス方向の動作により、カムスライダーとカムドライバーが係合する吊りカム装置であって、カムスライダーは、スラスト方向に垂直な第１溝面及び第２溝面を有する矩形断面の溝部と、溝部の両側に、第１溝面及び第２溝面に垂直な、第１下面及び第２下面とを有し、カムドライバーは、スラスト方向に垂直な第１突起面及び第２突起面を有する矩形断面の突起部と、突起部の両側に、第１突起面及び第２突起面に垂直な、第１上面及び第２上面とを有し、カムスライダーとカムドライバーの係合時に、スラスト方向の荷重は、第１溝面と第１突起面のみ、もしくは、第２溝面と第２突起面のみが負担し、プレス方向の荷重は、第１下面と第１上面、および、第２下面と第２上面が負担する。

本発明は、移動金型がプレス方向に駆動してワークをプレス加工する金型に取り付けられ、移動金型に取り付けられるカムベースと、カムベースに加工方向に摺動可能に取り付けられ、ワークを加工時に加工方向と垂直なスラスト方向に荷重が加わる加工工具が設置可能な、カムスライダーと、固定金型に取り付けられ、カムスライダーを加工方向に駆動するカムドライバーと、を有し、移動金型のプレス方向の動作により、カムスライダーとカムドライバーが係合する吊りカム装置であって、カムスライダーは、スラスト方向に垂直な第１突起面及び第２突起面を有する矩形断面の突起部と、突起部の両側に、第１突起面及び第２突起面に垂直な、第１下面及び第２下面とを有し、カムドライバーは、スラスト方向に垂直な第１溝面及び第２溝面を有する矩形断面の溝部と、溝部の両側に、第１溝面及び第２溝面に垂直な、第１上面及び第２上面とを有し、カムスライダーとカムドライバーの係合時に、スラスト方向の荷重は、第１突起面と第１溝面のみ、もしくは、第２突起面と第２溝面のみが負担し、プレス方向の荷重は、第１下面と第１上面、および、第２下面と第２上面が負担する。

本発明のカム装置によれば、加工工具が加工方向以外に動いて（逃げて）しまうことを防止することができ、高張力鋼板の成形性を向上することが可能となる。

本実施形態のカム装置の構成例を示す図である。 本実施形態のカム装置の鳥瞰図である。 図１のＡ-Ａ線断面図である。 本実施形態のカム装置の加工工具について図１のＤ方向からみた矢視図である。 本実施形態のカム装置の他の構成例を示す図である。 本実施形態のカム装置の他の構成例を示す図である。

以下、本発明の実施形態であるカム装置について、図を参照して詳細に説明をする。なお、本実施形態では吊りカム装置について記載するが、カム装置の形式はこれに限られない。

図１は、本実施形態のカム装置の構成例を示す図である。図２は、本実施形態のカム装置の鳥瞰図である。図３は、図１のＡ-Ａ線断面図である。

図１から３に示すように、本実施形態のカム装置１は、図１のＢ方向（以下、プレス方向Ｂとする）に往復動作するプレス金型の移動金型（不図示）に固定されたカムベース１００と、カムベース１００に摺動可能に支持され、弾性部材（不図示）で戻り方向に付勢されて、所定のストロークで加工方向（図１のＣ、以下、加工方向Ｃとする）に往復動作し、加工方向の側面に加工工具Ｔが取り付くカムスライダー２００と、固定金型（不図示）に固定され、カムスライダー２００の溝部２０１ｂ（カムスライダー係合部）に嵌合する突起部３０２ａ（カムドライバー係合部）を有し、カムスライダー２００を所定の加工方向Ｃに駆動するカムドライバー３００とで構成される。

なお、カムベース１００がカムスライダー２００を摺動可能に支持する構成、カムスライダー２００を弾性部材で戻り方向に付勢する構成、及び、その他カム装置の一般的な構成については、公知であるため、詳細な説明は省略する（例えば、特許文献１、２参照）。

図２、３に示すように、本実施形態のカムスライダー２００は、カムスライダー本体２０１と、ガイド部材２０２ａ、２０２ｂとを有する。カムスライダー本体２０１は、カムドライバー３００に対する面に所定深さの凹部２０１ａを有する。凹部２０１ａの底面及び両内側面に当接して、ガイド部材２０２ａ、２０２ｂが凹部２０１ａの両側に取り付けられる。これにより、ガイド部材２０２ａ、２０２ｂの間に、側面２０１ｃ、２０１ｄを有する矩形断面の溝部２０１ｂ（カムスライダー係合部）が形成される。

本実施形態のカムドライバー３００は、カムドライバー本体３０１と、凸型ガイド部材３０２とを有する。凸型ガイド部材３０２は、カムドライバー本体３０１のカムスライダー２００に対する面に取り付けられる。凸型ガイド部材３０２は、側面３０２ｂ、３０２ｃを有する矩形断面の突起部３０２ａ（カムドライバー係合部）を有する。

図１、２に示すように、本実施形態のカムドライバー３００は、加工工具Ｔが加工方向Ｃに対して下がらない様に加工工具Ｔの下面に当接する側圧受け部３０３を有する。

本実施形態のカムスライダー２００とカムドライバー３００は、カムスライダー２００の矩形断面の溝部２０１ｂとカムドライバー３００の矩形断面の突起部３０２ａとが嵌合し、加工方向Ｃに摺動する。

図４に示すように、高張力鋼板のワークのトリム成形部位を加工等する場合には、カムスライダー２００に取り付けられたワーク切断側である加工工具Ｔの先端部Ｔ１、Ｔ２は、ワークのせん断抵抗によって反力を受ける。このとき、加工工具Ｔの先端部Ｔ１は、加工方向Ｃ以外のスラスト方向（図４のＡ、以下、スラスト方向Ａとする）の荷重を受け、加工工具Ｔの先端部Ｔ２は、加工方向Ｃと90°をなす方向（図１のＢ´、以下、荷重方向Ｂ´とする）の荷重を受ける。なお、スラスト方向Ａは、荷重方向Ｂ´及び加工方向Ｃに垂直な方向である。

カムスライダー２００の矩形断面の溝部２０１ｂの側面２０１ｃ、２０１ｄとカムドライバー３００の矩形断面の突起部３０２ａの側面３０２ｂ、３０２ｃがスラスト方向Ａに対して垂直な面であることから、スラスト方向Ａの荷重は、カムスライダー２００の矩形断面の溝部２０１ｂの側面とカムドライバー３００の矩形断面の突起部３０２ａの側面が当接して負担することになり、加工工具がスラスト方向Ａに動くことを防止できる。

また、加工工具Ｔの下面に側圧受け部３０３が当接することから、プレス方向Ｂの荷重は、加工工具Ｔの下面と側圧受け部３０３が当接して負担することになり、加工工具Ｔがプレス方向Ｂに動くことを防止できる。

図５、６は、本実施形態のカム装置の他の構成例を示す図である。上記説明では、カムスライダー本体２０１に溝部２０１ｂが備わり、カムドライバー本体３０１に突起部３０２ａが備わる態様について説明したが、これに限られるものではなく、スラスト荷重を負担するスラスト方向に垂直な面がカムスライダー本体２０１及びカムドライバー本体３０１の双方に備わればよい。

図５（ａ）は、カムスライダー本体２１１に側面２１１ｂ、２１１ｄと底面２１１ｃからなる矩形断面の溝部（カムスライダー係合部）が備わり、ガイド部材３１２に垂直面３１２ｂと斜面３１２ｃからなる突起部（カムドライバー係合部）が備わる態様を示す。カムスライダーが図の左からスラスト荷重を受けた場合に、側面２１１ｂと垂直面３１２ｂが当接して摺動しカムスライダーが図の右に動くことを抑える。また、下面２２１ａと上面３１２ａが当接し、下面２１１ｅと上面３１２ｄが当接して摺動する。

図５（ｂ）は、カムスライダー本体２２１に側面２２１ｂ、２２１ｄと底面２２１ｃからなる矩形断面の溝部（カムスライダー係合部）が備わり、ガイド部材３２２に側面３２２ｂ、３２２ｃと上面３２２ｃとからなる矩形断面の突起部（カムドライバー係合部）が備わる態様を示す。側面２２１ｂと側面３２２ｂが当接して摺動し、側面２２１ｄと側面３２２ｄが当接して摺動することにより、カムスライダーが図の左右に動くことを抑える。また、下面２２１ａと上面３２２ａが当接し、下面２２１ｅと上面３２２ｅが当接して摺動する。

図５（ｃ）は、カムスライダー本体２３１に側面２３１ｂ、２３１ｄと底面２３１ｃからなる幅広の矩形断面の溝部（カムスライダー係合部）が備わり、ガイド部材３３２に側面３３２ｂ、３３２ｄと上面３３２ｃからなる幅広の矩形断面の突起部（カムドライバー係合部）が備わる態様を示す。側面２３１ｂと側面３３２ｂが当接して摺動し、側面２３１ｄと側面３３２ｄが当接して摺動することにより、カムスライダーが図の左右に動くことを抑える。また底面２３１ｃと上面３３２ｃが当接して摺動する。

図６（ａ）は、カムスライダー本体２４１に斜面２４１ｃ、２４１ｄからなるＶ字断面と側面２４１ｂ、２４１ｅからなる矩形断面と組み合わせた断面の溝部（カムスライダー係合部）が備わり、ガイド部材３４２に斜面３４２ｃ、３４２ｄからなるＶ字断面と側面３４２ｂ、３４２ｅからなる矩形断面と組み合わせた断面の突起部（カムドライバー係合部）が備わる態様を示す。突起部先端にテーパーを設けることにより溝部と突起部が嵌合する場合に、突起部が溝部の肩に乗り上げることを防止できる。側面２４１ｂと側面３４２ｂが当接して摺動し、側面２４１ｅと側面３４２ｅが当接して摺動することにより、カムスライダーが図の左右に動くことを抑える。また、下面２４１ａと上面３４２ａが当接し、下面２４１ｆと上面３４２ｆが当接して摺動する。

図６（ｂ）は、カムスライダー本体２５１に側面２５１ｂと底面２５１ｃからなる矩形断面の切欠き部（カムスライダー係合部）が備わり、ガイド部材３５２に垂直面３５２ｂと斜面３５２ｃからなる突起部（カムドライバー係合部）が備わる態様を示す。カムスライダーが図の左からスラスト荷重を受けた場合に、側面２５１ｂと垂直面３５２ｂが当接して摺動しカムスライダーが図の右に動くことを抑える。また、下面２５１ａと上面３５２ａが当接して摺動する。

図６（ｃ）は、カムスライダー本体２６１に側面２６１ｂ、２６１ｄと上面２６１ｃからなる矩形断面の突起部（カムスライダー係合部）が備わり、ガイド部材３６２に側面３６２ｂ、３６２ｄと底面３６２ｃからなる矩形断面の溝部（カムドライバー係合部）が備わる態様を示す。側面２６１ｂと側面３６２ｂが当接して摺動し、側面２６１ｄと側面３６２ｄが当接して摺動することにより、カムスライダーが図の左右に動くことを抑える。また、下面２６１ａと上面３６２ａが当接し、下面２６１ｅと上面３６２ｅが当接して摺動する。

なお、上記実施形態では、カムスライダーは、スラスト方向に垂直な面を有し、カムドライバーは、カムスライダー係合部のスラスト方向に垂直な面と当接するスラスト方向に垂直な面を有する形態について説明をしたが、斜面がずれない（乗り上がらない）のであれば、スラスト方向に対して多少の角度があってもよい。この角度についてはカム装置の外形サイズ、構造、加工工具の位置、斜面の摩擦係数などを総合して決定する。

以上説明したように、本実施形態のカム装置によれば、加工工具がスラスト方向やプレス方向などの加工方向以外に動いて（逃げて）しまうことを防止することができ、高張力鋼板の成形性を向上することが可能となる。

さらに、本実施形態のカム装置によれば、側圧受けをプレス金型の拡大または部品の追加によるものでなく、カムユニットにおいて成立させたことで、金型形状の簡素化を達成している。金型形状の簡素化により、プレス金型設計工数短縮や、プレス金型加工の簡略化という更なる効果がある。

１：カム装置
１００：カムベース
２００：カムスライダー
２０１：カムスライダー本体
２０２：ガイド部材
３００：カムドライバー
３０１：カムドライバー本体
３０２：凸型ガイド部材
３０３：側圧受け部

Claims (3)

1. 移動金型がプレス方向に駆動してワークをプレス加工する金型に取り付けられ、
   前記移動金型に取り付けられるカムベースと、
   前記カムベースに加工方向に摺動可能に取り付けられ、前記ワークを加工時に前記加工方向と垂直なスラスト方向に荷重が加わる加工工具が設置可能な、カムスライダーと、
   固定金型に取り付けられ、前記カムスライダーを前記加工方向に駆動するカムドライバーと、を有し、
   前記移動金型のプレス方向の動作により、前記カムスライダーと前記カムドライバーが係合する吊りカム装置であって、
   前記カムスライダーは、
   前記スラスト方向に垂直な第１溝面及び第２溝面を有する矩形断面の溝部と、
   前記溝部の両側に、前記第１溝面及び前記第２溝面に垂直な、第１下面及び第２下面とを有し、
   前記カムドライバーは、
   前記スラスト方向に垂直な第１突起面及び第２突起面を有する矩形断面の突起部と、
   前記突起部の両側に、前記第１突起面及び前記第２突起面に垂直な、第１上面及び第２上面とを有し、
   前記カムスライダーと前記カムドライバーの係合時に、
   前記スラスト方向の荷重は、前記第１溝面と前記第１突起面のみ、もしくは、前記第２溝面と前記第２突起面のみが負担し、
   前記プレス方向の荷重は、前記第１下面と前記第１上面、および、前記第２下面と前記第２上面が負担する、
   ことを特徴とするカム装置。
2. 移動金型がプレス方向に駆動してワークをプレス加工する金型に取り付けられ、
   前記移動金型に取り付けられるカムベースと、
   前記カムベースに加工方向に摺動可能に取り付けられ、前記ワークを加工時に前記加工方向と垂直なスラスト方向に荷重が加わる加工工具が設置可能な、カムスライダーと、
   固定金型に取り付けられ、前記カムスライダーを前記加工方向に駆動するカムドライバーと、を有し、
   前記移動金型のプレス方向の動作により、前記カムスライダーと前記カムドライバーが係合する吊りカム装置であって、
   前記カムスライダーは、
   前記スラスト方向に垂直な第１突起面及び第２突起面を有する矩形断面の突起部と、
   前記突起部の両側に、前記第１突起面及び前記第２突起面に垂直な、第１下面及び第２下面とを有し、
   前記カムドライバーは、
   前記スラスト方向に垂直な第１溝面及び第２溝面を有する矩形断面の溝部と、
   前記溝部の両側に、前記第１溝面及び前記第２溝面に垂直な、第１上面及び第２上面とを有し、
   前記カムスライダーと前記カムドライバーの係合時に、
   前記スラスト方向の荷重は、前記第１突起面と前記第１溝面のみ、もしくは、前記第２突起面と前記第２溝面のみが負担し、
   前記プレス方向の荷重は、前記第１下面と前記第１上面、および、前記第２下面と前記第２上面が負担する、
   ことを特徴とするカム装置。
3. 前記カムドライバーは、前記加工工具の前記カムドライバー側の面に当接し、前記加工方向及び前記スラスト方向に平行な面を有する側圧受け部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のカム装置。