JP2825858B2

JP2825858B2 - 板材工作機械

Info

Publication number: JP2825858B2
Application number: JP20225489A
Authority: JP
Inventors: サルトリオフランコ
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1988-08-03
Filing date: 1989-08-03
Publication date: 1998-11-18
Anticipated expiration: 2013-11-18
Also published as: JPH02155521A; US5077998A; GB2253177A; SE505540C2; SE8902650L; CH679648A5; GB2222970A; KR0130647B1; KR900002927A; SE9200963D0; GB8917700D0; SE9200964A0; GB2253176A; US5052208A; GB2253177B; US5293767A; GB2222970B; GB2253176B; DE3925608C2; SE501572C2

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、曲げ加工用プレスまたはパンチプレスの
如き板材工作機械に関し、特に高精度加工を行うことの
できる板材工作機械に関する。

（従来の技術）従来、例えば曲げ加工用プレスは極めて単純な構造に
構成されていた。例えば、Ｃ型枠部に、２枚またはそれ
以上の互いに向き合った金型支持プレートが上下方向に
取り付けてあり、上または下の金型支持プレートがもう
１枚の金型支持プレートに向かって上下運動を行う。前
記向き合った金型支持プレートの水平な上端部または下
端部には、直線パンチまたは直線ダイから成る曲げ加工
用工具が取り付けてある。通常は、下方の金型支持プレ
ートにダイが取り付けられ、上方の金型支持プレートに
パンチが取り付けられている。前記可動側金型支持プレ
ートは、電気的動力または油圧動力によって、ダイとパ
ンチが形成する垂直作業面に正しく平行に上下運動する
ようになっている。

前記従来の曲げ加工プレスでは、前記Ｃ型枠部が、パ
ンチとダイとの間に働く相互作用力を伝達するようにな
っている。大型プレスの場合には、この力は数百トンに
及ぶ。

しかしながら、このＣ型枠部は、相互作用を行うダイ
とパンチが、垂直方向の所定作業面に沿い、かつ、この
作業面と直交する他の垂直面に沿って正しく運動し、曲
げラインが、正しい位置からずれないようにする機能を
も有している。

したがって、前記従来の曲げ加工用プレスにおいて
は、曲げ加工中にＣ型枠部に前記相互作用力によりひず
みが生じ、曲げ加工の制度が劣化する恐れがあった。

次に、パンチプレスは、板材に任意のサイズの穴を開
けたり、トリミングを行ったり、ブランキングによって
輪郭線を打ち抜いたりする機械である。

従来のパンチプレスには、通常はＣ型枠部が設けら
れ、特に合成を必要とする場合にはＯ型枠部が設けられ
ている。そして前記Ｃ型枠部の上部と下部に、少なくと
も１個のダイとパンチが、完全に同軸上に位置するよう
に装着されている。なお、実際には、パンチプレスに
は、多種類のパンチ・ダイが設けられ、回転タレット等
によって迅速に交換ができるようになっている。

前記Ｃ型パンチプレスの場合には、前記Ｃ型枠部が前
記パンチ・ダイの相互作用力を伝達する機能も果たして
いる。この相互作用力は大型パンチプレスの場合には数
十トンから数百トンに達する。

ただし、曲げ加工機と違って、パンチプレスの場合に
は、ブランキング加工を高速で行わなければならない。
すなわち、この場合、加工力は衝撃力となる。

前記相互作用力すなわち反力の伝達以外に、Ｃ型枠部
またはＯ型枠部は、ダイとパンチを、完全な同軸上で運
動させるという精度維持機能も果たしている。さらに、
加工物に対し何度も繰り返して正確な運動をさせるため
の板材位置決め装置の如き数値制御駆動部がパンチプレ
スには必要であり、これを保持する機能も果たさなけれ
ばならない。

しかしながら、打ち抜き加工時の衝撃のために、枠部
が振動等してしまい、高精度加工を維持することは極め
て困難であるという問題点があった。

さらに、従来のパンチプレスには、既知の水平ボール
テーブルがついており、この上に板材を搭載し、移動す
るようになっている。このボールテーブルは、打ち抜き
領域の前側に配置され、打ち抜き領域において、同一平
面上にあるもう一台のボールテーブルと接続されてい
る。

前記ボールテーブル上に載置された板材は、数値制御
により、相互に直交する２本の水平軸に沿って移動自在
のクランプ装置によって、打ち抜き領域から遠い側の端
部で把持されるようになっている。

このクランプ装置により、ボールテーブル上の板材
は、作業領域内で迅速に移動され、その任意の箇所に各
種の打ち抜き加工が行われる。

従来のパンチプレスにおいては、数値制御によって駆
動されるクランプ装置が、板材を水平移動させる際の滑
り摩擦をできるだけ少なくする目的でボールテーブルが
使われている。

しかしながら、前記ボールテーブルを使用しても摩擦
を完全になくすことはできず、特に、板材が大型の場合
にはかなりの摩擦が生じる。この点は、現在市販されて
いるパンチプレスで2500 X 2500 X 6mmの板材を加工す
ることが可能であり、この寸法の鋼製板材の重量は175k
gもあることを考えれば明らかである。

前記ボールテーブルにはさらに別の欠点があり、これ
も前記摩擦と同じくらい加工精度に影響する。すなわち
打ち抜き加工の間、ボールは加工物を点支持するわけで
あるが、その際、既に加工の終わった部分もボールによ
り点支持される。ところが加工を終えた部分では、形成
された孔部等によりボールと板材が接触したり離れたり
する。この結果、板材の位置決め精度が狂ってしまうの
である。

（発明が解決しようとする問題点）すなわち、従来の板材工作機械においては、加工中に
おいて、枠部が変形あるいは振動し、金型の支持案内が
不正確となり、加工精度が低下するという問題点があっ
た。

また、板材がボールテーブルと接触することにより、
板材の移動位置決めが不正確となり、結果的に加工精度
が低下するという問題点があった。

本発明は前記の問題点に鑑みて成されたもので、その
目的とするところは、第１に、加工中に枠部が変形振動
しても、加工精度が低下する恐れのない板材工作機械を
提供することにある。

また第２に、移動位置決め中に板材が受ける摩擦をゼ
ロ、あるいは無視し得る程に小さくすると共に、数値制
御による板材移動が、ボールテーブル等との接触により
撹乱を受けることがなく、結果的に加工精度を向上させ
ることができる板材工作機械を提供することである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の第１の板材工作機械は、前記第１の目的を達
成するため、相互に接近離反することにより板材を加工
可能の一対の金型と、この一対の金型を支持するととも
に、当該一対の金型のうちの少なくとも一方の金型を所
定の移動軸に沿って案内する金型支持案内手段と、前記
一対の金型を相互に接近離反せしめるとともに、加工時
において一方の金型に働く反力を他方の金型に伝達する
反力伝達手段と、前記反力伝達手段を前記金型支持案内
手段に接続する接続手段と、を備えて成る。

本発明は、特に曲げ加工プレスとパンチプレスに応用
されるが、応用範囲はこの２種類の機械に限られるもの
ではない。例えば、縦型ボール盤においても、工具であ
るドリルビットが、対応工具である加工物保持台に対し
て接近離反し上下運動を繰り返すので前記と同じ問題が
発生する。したがって、本発明が応用される。

本発明は、従来の機械では、金型支持案内と反力伝達
という２つの相反する機能を同一の枠部が果たしている
という点に着目したものである。すなわち、曲げ加工又
はパンチ加工の実施のための反力の伝達は、必然的に、
多少とも柔軟性を有する枠部を変形させるが、精度維持
のための構成には、変形が生じないことが望ましい。

従来の技術では、この問題を、コストと寸法の許す範
囲で機械を大型化することにより解決しようとしてき
た。しかしながら、この方法は、妥協に過ぎず、反力伝
達のためだけに機械の寸法を必要以上に大型化すること
となった。しかも機械をいくら大きくしても、変形と振
動の影響を完全に除去することはできなかった。

近年の機械設計の目標は、一層の高精度と高生産性を
追及することである。例えば、曲げ加工プレス又はパン
チプレスについては、それは、１分間当たりの（曲げま
たはパンチのための）ストローク数を上げることにあ
る。したがって、明らかに従来の技術が追及してきた方
法は限界にきており、璧を打ち破るためにはまったく新
しい考え型の導入が必要であった。

本発明による解決法は、機械全体の構成を大略、金型
支持案内手段と、反力伝達手段との２つの部分に分け、
前者は、金型を支持案内する共に板材と金型（例えばダ
イとパンチ）との相対位置、および金型同志の相対位置
を正確に維持する機能のみを果たし、後者は、反力を伝
達する機能のみを果たすようにしたもので、まさに発想
を180度転換したものといえる。

本発明の第２の板材工作機械は、前記第２の目的を達
成するため水平方向を向く所定の移動軸に沿って相互に
接近離反することにより板材を加工する一対の金型と、
この一対の金型を支持可能の枠手段と、この枠打手段
に、前記金型の移動軸に直交する垂直平面内で移動自在
に支持され、前記金型により加工される板材を吊下状態
で支持しつつ板材を前記金型に対して移動位置決めする
板材移動位置決め装置と、を備えて成る。

（作用）本発明の第１の板材工作機械によれば、加工中に板材
から金型へ働く反力により、反力伝達手段が変形するこ
とはあっても、この変形の影響が金型支持案内手段に及
ぶことはなく、高精度の加工を行うことができる。

本発明の第２の板材工作機械によれば、板材は吊り下
げられるのでボールテーブルは完全に不要である。

好適な実施例では、板材は垂直に吊下され、支持テー
ブルは完全に除去される。

また他の好適な実施例では、非常に滑らかな、ほぼ垂
直に近い傾斜面に板材が吊下されている。この場合傾斜
面にかかる板材の重量は無視し得る。なお、前記構成に
おいて傾斜面は、吊下された板金の振動を防止する機能
を果たすものである。

（実施例）第１図を参照するに、曲げ加工用プレスは、以下で金
型支持案内手段と称されるフレーム部分10を有して成
る。

この金型支持案内手段は、従来のＣ型枠部と同様に、
隣接配置された複数の要素から成っている。但しこれを
構成する各要素はすべて緊密に結合されており、全体と
して一体構造を構成している。この金型支持案内手段
は、床に据え付けるための基板12を有して成り、この基
板12の上に脚部14が設けてある。この脚部14の上に第１
下部アーム18、柱部20、第１上部アーム22から成るＣ型
の上部構造16が設けられている。

ここに、前記第１上部アーム22の先端部は、脚部14を
おおう水平位置まで突出されている。

曲げ加工用プレスは、さらに加工を行うべく、後述す
る金型を駆動すると共に、曲げ加工時において、板材か
ら金型に働く反力を一方の金型から他方の金型へ伝達す
るための反力伝達手段を備えている。

この反力伝達手段24は、大きく、上部26、下部28の２
つの部分から成っている。前記上部26は頑丈な垂直柱30
と、その上に設けられた第２上部アーム32とから成り、
下部28は、垂直柱30の下部構造30aにおいて三稜形結合
（プリスマティック・カップリング）によって摺動（ス
ライド）自在に設けられた摺動体34を備えて成る。この
摺動体に金型支持案内手段10の脚部14に連結された第２
下部アーム38が設けられている。第１図から明らかなよ
うに、前記反力伝達手段24は、前記上部と下部のアーム
32、38で金型支持案内手段10の上部Ｃ型部分16をかかえ
る構造となっている。

前記垂直柱30の内部には、数値制御モーター40および
垂直ボールねじ42から成る駆動力発生装置が設けられて
いる。この垂直ボールねじ42は図示されていないが、摺
動体34の内部に形成された雌ねじ部に螺合されている。
なお、駆動装置はこの種のものに限られず例えば、油圧
モータを用いてもよい。

反力伝達手段24は、接続ピン44が設けられた懸架ゾー
ンおよび、以下に説明するようにダイ案内部の機能を果
たす脚部14において金型支持案内手段10に対して揺動す
る態様で接続されている。すなわち、まず、前記第１上
部アーム22の先端部と、第２上部アーム32の先端部のフ
ォーク部とが接続ピン44で回動自在に接続されている。

前記第１上部アーム先端部の底部に、金型保持部48が
装着されているが、接続ぴ44に近い位置にあるので、接
続ピン44自体およびフォーク46に取り付けてあると考え
てもよい。この金型保持部48に、曲げ加工用パンチ50が
装着してある。

一方、前記脚部14には、上下動自在に摺動部材52が設
けられている。より詳細には、前記摺動部材52は三稜形
結合により脚部14の内部を上下動し、曲げ加工用ダイ54
を装着した工具ホールダーを駆動するように成ってい
る。さらに、摺動部材52は、接続ピン56で、前記第２下
部アームの先端に回動自在に接続されている。

前記構成において、パンチ50が固定された状態で、第
２下部アーム38、摺動部材52、ダイ54がモータ40の力で
上昇し、板材の曲げ加工が行われる。

ここに、摺動体52とダイ54の運動軸Ｐは垂直平面であ
り、パンチ50、及びダイ54の垂直作業平面を構成してい
る。

この垂直平面Ｐは、パンチ50及びダイ54の２面角部の
角部（すなわち、パンチ50の下端部）に正確に一致して
いる。さらに、２本の接続ピン44、56の軸も水平方向を
向き、正確に前記垂直平面Ｐ内に位置している。

前記の構成で、金型支持案内手段10と反力伝達装置24
とは、それぞれ一方の特定の位置が他方の特定の位置に
対応するように接続されている。

しかしながら、板材を曲げ加工する際、ダイ54とパン
チ50の間に作用する力により反力伝達手段24に生ずる変
形は、金型支持案内手段10には影響を及ぼさない。

これは、前記パンチ50・ダイ54により板材を曲げ加工
する際に、板材からパンチ50に作用する反力または、板
材からダイ54に作用する反力は、前記反力伝達手段によ
ってのみ、一方の金型（パンチまたはダイ）から他方の
金型（ダイまたはパンチ）へ伝達されるからである。

より詳細には、前記反力を伝達する際に、前記反力伝
達手段24は、変形を受け、いわゆるＣ字型が「口をあけ
た」状態となるが、第２上部アーム32が接続ピン44を介
して第１上部アームに対して時計回りに少し回動すると
共に、必要に応じて、第２下部アーム38が接続ピン56を
介して摺動体52に対して反時計回りに少し回動する。し
たがって、前記第１上部アーム22および脚部14を含む金
型支持案内手段は、加工時において金型に対して作用す
る反力によって変形する恐れはない。

換言すれば、曲げ加工中に種々に変動する圧縮力（反
力）は反力伝達手段24に吸収され、反力伝達手段が変形
することはあっても、この変形によって、作業面Ｐが狂
ってしまうことはないのである。

すなわち、板材の曲げ加工中に金型支持案内手段にか
かる力は、接続ピン44、56を介して働く、常に不変の反
力伝達手段24の重量だけである。

したがって、金型支持案内手段10は、どのような状況
下においても、パンチ50及びダイ54を前記垂直面Ｐ内に
正確に位置決めすることができるのである。

さらに、前記作業面Ｐに沿った、前記脚部14と摺動体
52との相対位置を検出すべく、両者14、52の間に第１移
動量検出手段を設けるのが望ましい。この第１移動量検
出手段としては、例えば、脚部14に固定された垂直定規
58及び、摺動体52に固定された指示部60を備えた光学電
子トランスデューサーが好適である。この検出手段によ
って、反力伝達手段24に関してではなく金型支持案内手
段10に関して摺動体52の移動量を検出することができ
る。すなわち、この検出手段によれば、反力伝達装置の
変形の影響を受けることなく、摺動体の移動量を検出す
ることができる。

前記第１移動量検出手段58、60からは、モータ40の回
転速度、及び摺動体52の上下動速度を制御するための所
定の位置信号が、数値制御装置へ入力される。したがっ
て、所定のプログラムに基づいて、曲げ工程の進展と共
に曲げ速度を変化させることができる。

前記反力伝達手段24の上部26、下部28の相互間の移動
を検出するためにさらに第２移動量検出手段が設けられ
ている。この検出手段も光学電子式トランスデューサを
備えて成り、例えば、垂直柱30の基部30aに定規62が取
り付けられ、摺動体34に指示部64が取り付けられてい
る。

前記構成において、第２移動量検出手段62−64で検出
した移動量と、第１移動量検出手段58−60で検出した移
動量とを比較することにより、ダイ54、板材、パンチ50
から成る系が接触し始めた瞬間（第１移動量検出手段か
らの信号によって検出される）以降の曲げ加工の各段階
における圧縮力を演算することができる。この計算のた
めには、ダイナモメータにおけるバネの機能を果たす反
力伝達装置24の全体としての弾性係数が分かっていれば
よい。

実際には、第１、第２移動量検出手段58−60、62−64
が位置信号を発信すると数値制御装置が２個の位置信号
の差を計算する。NC装置は、前記差信号から曲げ作動ス
トローク中の金型50、54に作用する圧縮力に対応する信
号を生成する。これにより、曲げ加工中において、モー
タ40の回転速度及び摺動体52の上昇速度を所定の規則に
したがって、適宜に制御することができる。

第２図を参照するに、本発明の第２実施例のパンチプ
レスにも、前記曲げ加工用プレスの金型支持案内手段10
と同様の枠体（パンチプレスの金型支持案内手段）70が
設けてある。

この金型支持案内手段70は、床へ据付けるための基板
72を備えて成り、この基板70に柱部74が立設されてい
る。この柱部74の上部に、以下でヨーク部と称されるＣ
型要素76が設けられている。

前記ヨーク部76は、第１下部アーム78、クロスピース
80、及び第１上部アーム82を備えて成り、第１下部アー
ム78、第１上部アーム82の間には間隙84が形成されてい
る。

前記第１下部アーム78の先端には、ブラケット部材86
が設けられており、ブラケット部材86の先端には板材Ｓ
を把持するための１個、またはそれ以上の板材移動位置
決め装置88が装備されている。この板材移動位置決め装
置88は、１対の交差する摺動体90の上に取り付けてあ
る。ここに前記１対の摺動体90のうち、１個の摺動体は
図と同一平面内移動自在に構成され、他の１個はこれと
直交する軸方向に移動自在に構成されている。この板材
移動位置決め装置により板材Ｓはパンチ加工の行われる
箇所に対応して所定位置に位置決めされるようになって
いる。

金型支持案内手段の第１下部アーム78とブラケット部
材86にはボールテーブル92が設けられており、その上に
板材が載置されるようになっている。ここに、ボールテ
ーブル92は間隙部84内にも延伸されている。

前記金型支持案内手段70に、反力伝達装置94が接続さ
れている。この反力伝達手段94は、金型支持案内手段の
ヨーク部76を囲繞するＣ型要素96を備えて成る（このＣ
型要素は後で反力伝達手段のヨーク部と称される）。こ
のヨーク部96は第２下部アーム98、第２クロスピース10
0、及び第２上部アーム102を備えて成る。前記第２上部
アーム102の先端にはパンチ加工のための動力発生装置
が装備されている。本実施例では垂直軸を有する流体シ
リンダー104（数個使用する場合もある）が用いられて
いる。

この流体シリンダ104の内部に、上下動自在のピスト
ン108が設けられている。このピストン108にはその下部
に、上部金型112に押圧接触自在のロッド110が設けられ
ている。第３図を参照するに、上部金型112は、パンチ1
30と板押さえリング131とを備えて成る。また前記上部
金型112は、金型保持部132により前記第１上部アーム82
に取り付けられており、前記パンチ130及び板押さえ131
はこの金型保持部132により垂直加工軸Ｐに正確に沿っ
て移動できるようになっている。

一方、反力伝達手段94の第２下部アーム98の先端に
は、固定ロッド114が設けられている。この固定ロッド1
14は、前記上部金型112と協働すべく整列して設けられ
た下部金型116の底部と押圧接触している。第３図に示
すように、この下部金型116は、ダイ133を備えて成り、
前記第１下部アーム78に、金型保持部134を介して固定
されている。

再び第２図を参照するに、反力伝達手段94は、前記第
１下部アーム78、第１上部アーム82の間、あるいは、前
記第２下部アーム98、第２上部アーム102の間の中央面
Ｍに対応する位置において、浮動、準静的態様で金型支
持案内手段70に接続されている。

より詳細には、前記作業軸Ｐから離隔した位置で２本
のクロスピース80及び100を結合する横断接続ピン122に
より、前記反力伝達手段94が金型支持案内手段70に対し
て接続ピン122の位置を中心として回動自在に支承され
ている。

前記反力伝達手段の第２下部アーム98の先端に設けら
れたロッド114を、前記下方金型116に押圧するために、
前記第２下部アーム98の先端と金型支持案内手段70の基
端部72の間にはスプリング124が設けられている。

したがってスプリング124は、反力伝達装置14に対す
る弾性支持部材として作用する。

第２図に示すパンチプレスにおいても、本発明の基本
思想が生かされている。すなわち、パンチ加工の衝撃に
より、反力伝達装置94は変形するが、その変形は金型支
持案内手段70には伝達されない。パンチ加工の衝撃力が
作用する線は、金型112と116で構成される金型ユニット
の軸Ｐと一致している。さらに、下方金型116と反力伝
達手段94のロッド114は、極めて近接した位置にあるた
め、一体的に結合されていると考えてもよい。

また、反力伝達手段94の重量は完全に接続ピン122と
スプリング124で支えられており、前記重量が金型支持
案内手段70に影響を与えることはない。

さらに反力伝達手段94のヨーク部96は、実質的に上下
対称形であるために、接続ピン122の上部と下部の質量
あるいは慣性モーメントを正確にバランスさせることが
できる。

さらにまた、パンチプレスは打ち抜き速度が非常に速
く、最近の機械では１分間当たりのストローク数が500
を越え、打ち抜き作業時に働く力は衝撃的であるため、
前記構造が勝れている。すなわち、打ち抜きユニット11
2、114の両側にある第２下部アーム98及び第２上部アー
ム102が同じ大きさの慣性を持つとすれば、流体シリン
ダー104とそのピストン108の間に生ずる打ち抜き力は、
パンチ金型112及びダイ金型116を経由して第２下部アー
ム98に設けたロッド114に伝達される。

パンチ金型112とダイ金型116は同じ質量の２つのビリ
ヤードボールに挟まれた球と同じ働きをする。すなわ
ち、一方の側の球が真ん中の球を押すと、真ん中の球は
作用反作用の原理により、自分は動かずに衝突エネルギ
ーをもう一つの球に伝える。以上の理由から、反力伝達
装置94の第２下部アーム98と第２上部アーム102の弾性
も等しいことが望ましい。

このように反力伝達手段94の動的エネルギーのごく一
部が金型支持案内手段70に伝わるだけなので、打ち抜き
運動の振動はほとんど金型支持案内手段70に影響を与え
ない。

なお、前記パンチプレスにおいては、板材Ｓを把持す
る板材移動位置決め装置88も、金型支持案内手段70に設
けたブラケット部材86に搭載されているので反力伝達装
置94の振動の影響を受けない。したがって位置決めされ
る板材Ｗと金型112、116との位置関係も正確に保持され
る。

第４図を参照するに、本発明の第３実施例のパンチプ
レスには、頑丈な枠210が設けられている。この枠210
は、本体を床に据え付けるための基盤212と、Ｕ字形の
ヨーク部214とで構成されている。さらにこのヨーク部2
14は、基盤部212にしっかりと支えられた下部クロスピ
ース216と、上方を向いた第１垂直アーム218、第２垂直
アーム220とから構成されており、アームの間に作業空
間S1が形成されている。この作業空間S1の下部は、前記
垂直アーム218、220の間の中央の間隙222に延伸されて
いる。

前記第１垂直アーム218の上端付近には水平軸の流体
シリンダー224（１個乃至数個）が取り付けられてい
る。この流体シリンダー224内のピストン226は水平に作
動するようになっている。このピストン226の先端には
ロッド228があってこれがパンチ金型230を押圧するよう
になっている。このパンチ金型230は、第１垂直アーム2
18に装着された所定の金型保持部に案内されるパンチ及
び板押さえリングを含む一般の金型ユニットから成って
いる。

打ち抜きの力を得るための構成としては、前記流体シ
リンダーの他に、機械的、電気的力を利用した装置の使
用も可能である。

前記第２垂直アーム220の上端に取り付けたダイ金型2
34はパンチ金型230と共働して作用するように同軸に配
置されている。このダイ金型234も最低１個の打ち抜き
用ダイから成る一般の金型ユニットから成っている。実
際には、多種類の金型が例えば回転タレットに搭載さ
れ、自動的、かつ迅速に金型交換が行えるように成って
いる。

第４図に明らかなように、２個の金型230、234は作業
空間S1及び下部の間隙222を挾んで相対する位置に取り
付けられており、水平軸A1上で共働作業が行われる。

前記第２垂直アーム220の上部は、第３垂直アームと
しての直立部236に続いており、その最上部に板材移動
位置決め装置238が取り付けられている。この板材移動
位置決め装置238には１対の摺動体が付いており、その
うちの一つ240は直立部236のガイドによって上下に移動
し、もう一つの摺動体244は前記摺動体240の案内部に沿
って水平に移動する。

摺動体244には下方に開いたクランプ装置246が１個、
また１個以上の場合は１列に並んで付いている。パンチ
プレスの作動時に、クランプ装置246は加工される板材
Ｗの上端を保持する。吊下された板材Ｗの面はM1で示さ
れるダイ234の外側の面と同一平面上にあり、さらにそ
の面は下部の間隙222の中央の面と一致するようになっ
ている。

数値制御によって動く摺動体240及び244により吊下さ
れた板材Ｗは、常に打ち抜き加工に都合の良い位置に移
動する。

前記構成において、板材Ｗは、縦軸及び横軸に沿っ
て、中央面M1内を動く際も常に吊された状態にあるの
で、摩擦はまったく生じない。

したがって、ボールテーブルに水平に載せられている
状態と比べると、縦横の軸に沿った動きははるかに速
い。さらに、ボールとの接触がないので動作が円滑であ
る。

次に、第５図に基づいて本発明の第４実施例を説明す
る。第５図に示す実施例においては、第１図に示す実施
例の各部分に対応する部分は同一の番号で示してある。

第５図に示すパンチプレスと第４図に示すパンチプレ
スの主な違いは、以下の２点である。すなわち、第１
に、Ｕ字形のヨーク部214とそれに付随する装置は基盤
部212に対して垂直ではなく、１乃至10度のわずかな傾
斜角αを有する。したがって、機械の中央面M1は垂直面
に対しαの角度を有する。

打ち抜き空間S1は、第２垂直アーム220の側面に設け
られ、板材Ｗを支持自在の滑動面248上にあり、中央面M
1に一致する。この滑動面248は、直立部236に取り付け
た板部材により構成され、ダイ金型234の上方にまで延
伸されている。この滑動面248は、さらに作業空間S1及
び金型の下方にまで延伸されるとともに、間隙222の中
央面と一致するようになっている。前記クランプ装置24
6の一方のジョーは、板材Ｗとこれを支持する滑動面248
の間に差し込まれることになるが、これは非常に薄いも
ので板材Ｗの位置決めには影響を与えない。

前記構成において、板材Ｗを支える滑動面248は、角
度が付いているといっても、ほぼ垂直に近いので、この
面にかかる金属板の重量は無視し得るほど小さい。した
がって、板材Ｗが位置決めのために滑動面248に沿って
移動する際に、当該滑動面248との間に働く摩擦力は、
やはり無視し得るほど小さい。

しかも、滑動面248は、板材Ｗの位置決めの精度向上
に役立ち、また、パンチ加工特有の衝撃から生ずる振動
の影響も防止している。

なお、加工空間S1の上方で板材Ｗを支持する滑動面24
8を構成する板部材には、摺動体240を案内するための溝
（図示せず）が設けられている。

次に、第６図に基づいて本発明の第５実施例を説明す
る。この第５実施例において、第４図に示す第３実施例
と異なる点は、前記枠体250が前記第２実施例と同様
に、金型を支持案内するための金型支持案内手段252
と、加工の際の反力を伝達するための反力伝達手段254
とから構成されている点である。

すなわち、前記金型支持案内手段252は、基盤部256、
クロスピース260、及び上方に延びた２本の垂直アーム2
62と264、それに真ん中で中央面M1を形成する垂直間隙2
66より構成される。

前記基盤部256からは、側面直立部268が上方に延びて
いる。その機能は後述する。

前記垂直アーム264の上部には第４図に示す直立部236
と同様の直立部270が設けられており、摺動体274、27
6、及びクランプ装置278を備えた板材移動位置決め装置
272が取り付けられている。

前述のごとく、前記金型支持案内手段252は、反力伝
達手段254と接続されている。この反力伝達手段254も、
ヨーク形状をしており、クロスピース280と２本の上方
に伸びた垂直アーム282、284から構成される。第６図か
ら分かるように、ヨーク形状の部分254がもう一つのヨ
ーク状の部分252を囲む構造となっている。

前記垂直アーム282の上部には、ピストン288を持った
流体シリンダー286が取り付けられている。

ピストン288からはロッド290が突き出していてパンチ
金型292に接触している。

一方、反力伝達手段254のもう１本の垂直アーム284の
頂点には固定ロッド294があってダイ金型296の底部に押
し付けられている。前記パンチ金型292とダイ金型296は
同一軸状にあって共同作業を行うようになっている。こ
れらのパンチ金型292とダイ金型296の詳細な構成は、第
３図に示したものと大略同一であるので説明を省略す
る。

前記反力伝達手段254は接続ピン298を中心として揺動
自在に金型支持案内手段252に取り付けられている。接
続ピン298は中央面M1において２つのクロスピース260、
280を連結している。

反力伝達手段254の垂直アーム284の上部と金型支持案
内手段252の側面直立部268の間に位置するスプリング30
0はロッド294をダイ金型296に押圧するようになってい
る。

既に説明したように、第６図に示すパンチプレスは大
きく分けて２つの部分から成る。一つは金型支持案内手
段252で、板材と金型ユニットの相対的位置を正確に決
定する機能を果たす。他の一つは反力伝達手段254で駆
動力を伝達する機能を果たす。

さらに、反力伝達手段254がほぼ対称的構造であるた
めに、接続ピン298の両側の質量、あるいは構造的慣性
モーメントをバランスさせることが可能である。最近の
パンチプレスは高速で、１分当たりのパンチ回数が500
回を越え、打ち抜き作業に働く力が衝撃的であることを
考えれば、この構造の長所は明らかである。すなわち、
仮に金型ユニット292、296の前後にある２本の垂直アー
ム282、284が同じ慣性を持つとすれば、シリンダー286
とピストン288の間に生ずる打ち抜き力は金型292と296
を介して反力伝達手段254の垂直アーム284についている
ロッド294に伝達される。

パンチ用金型292と296の働きは、質量の同じ２つのビ
リヤードボールの間に挟まれたボールに似ている。すな
ち作用反作用の原理によれば、真ん中のボールは前後の
いずれのボールに押されると、自分はその位置に止まっ
たまま衝撃エネルギーをもう一つのボールに伝える。こ
のような運動が起こるため、反力伝達手段254の２本の
垂直アーム282、284は同じ慣性を持っていることが望ま
しい。

したがって、反力伝達手段254に生ずるその運動エネ
ルギーは金型支持案内手段252に伝達されることはな
く、打ち抜き作業によっても金型支持案内手段252は振
動しない。

次に、半分を断面図とした第７図は本発明を応用した
他のパンチプレスの側面構造図である。これは第４、
５、６図のどのモデルの変形例と考えてもよいのである
が、ここでは第４図のパンチプレスの変形例として説明
する。

枠310には台、または脚312がついておりＵ字型のヨー
ク部314が、その上に搭載されている。このヨーク部314
は、上部クロスピース316と下方に伸びたアーム318、32
0とから構成されている。このアーム318、320の間に作
業空角S1とその上部に続く間隙322が形成されている。

流体シリンダー324と、先端にロッド328を設けたピス
トン326との機能は第１図に示したパンチプレスの場合
と同じであり、金型330、334の構成についても同様であ
る。

前記間隙部322は、これまでに示した３つのパンチプ
レスの間隙222、266よりもかなり広くなっているが、こ
れは１対の摺動体を含む板材移動位置決め装置338がこ
の間隙内に装着されているからである。１個の摺動体34
0はアーム318の内側につけた案内部342に沿って上下運
動を行い、もう一つの摺動体344は前記摺動体340に形成
してある案内部に沿って水平に動く。

前記摺動体344には１個、またはそれ以上の下向きの
クランプ装置346が付いており、このクランプ装置で板
材Ｗを中央面M1に吊り下げる。この中央面M1はダイ334
の外側の面と同一平面内にある。

台、または脚312は、前記摺動体340が最も下の位置に
来たときに、吊り下げられた板材が床につかないだけの
高さが必要である。

これまでの設計と上下を逆にしたこの設計は、打ち抜
きの済んだ板材を下方に落とすことによって加工物の交
換時間を短くすることが目的である。

落ちてくる加工物Ｗを受ける容器370は、打ち抜き空
間S1の真下に配置されている。容器370は案内部374に沿
って水平に動く摺動体372によって図の面に対し垂直の
方向に水平移動する。加工の終わった板材はこうして次
の工程に運ばれる。

本発明は、上記実施例に限られるものではなく特許請
求の範囲の記載から理解される他の態様でも実施できる
ものである。

例えば第５図の滑らかな支持面を利用する方法は、図
４、６、７のパンチプレスに組み込むことも可能であ
る。

［発明の効果］以上説明したように、本願第１の工作機械によれば、
加工時における金型からの圧力を支持するための反力伝
達手段と、前記加工時において金型をガイドするための
金型支持案内手段とを、相互に別個独立に構成したの
で、加工時において必然的に生ずる反力伝達手段のひず
みが、前記金型支持案内手段部へ伝達する恐れがない。
したがって高精度の加工を行うことができる。

また、本願第２の工作機械によれば、金型に対して板
材を、垂下する状態で移動位置決めするようにしたた
め、水平状態に板材を保持して移動位置決めする型の従
来の装置においては常に必要であった、フリーベアを備
えた板材支持テーブルが必要となり、板材の位置決めを
極めて精確に行うことができる。したがってこれによ
り、高精度の加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示し、第１図は本発明
の第１実施例の曲げ加工プレスの側面構造図である。一部を断面図とした第２図は、本発明の第２実施例のパ
ンチプレスの側面構造図である。第３図は、第２図においてIII−IIIで示した面の断面構
造を拡大したものである。第４図は、本発明の第３実施例のパンチプレスの側面構
造図で、部分的に断面図となっている。第５図は、本発明の第４実施例のパンチプレスの側面構
造図で、部分的に断面図となっている。第６図は、本発明の第５実施例のパンチプレスの正面構
造図で、部分的に断面図となっている。第７図は、本発明の第６実施例のパンチプレスの側面構
造図である。 10、76……金型支持案内手段 24、194……反力伝達手段 44……接続ピン 50,112……パンチ 54,116……ダイ 104……流体圧シリンダ 210……枠 230……パンチ 234……ダイ 238……板材移動位置決め装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】相互に接近離反することにより板材を加工
可能の一対の金型と、この一対の金型を支持するとともに、当該一対の金型の
うちの少なくとも一方の金型を所定の移動軸に沿って案
内する金型支持案内手段と、前記一対の金型を相互に接近離反せしめるとともに、加
工時において一方の金型に働く反力を他方の金型に伝達
する反力伝達手段と、前記反力伝達手段を前記金型支持案内手段に接続する接
続手段と、を備えて成る板材工作機械。
【請求項２】前記反力伝達手段は、加工時に生ずるゆが
み等の影響を受けることなくほぼ不動位置に保持される
部位において金型支持案内手段に接続されることを特徴
とする請求項１に記載の板材工作機械。
【請求項３】前記反力伝達手段は、前記金型支持案内手
段に揺動自在に支持されていることを特徴とする請求項
１に記載の板材工作機械。
【請求項４】前記一対の金型は、曲げ加工用金型であ
り、その内の一方金型は金型支持案内手段に対して固定
的に支持され、他方の金型は金型支持案内手段に対して
上下動自在に支持され、前記反力伝達手段は、前記固定
側の金型の近傍において金型支持案内手段に支持されて
いることを特徴とする請求項３に記載の板材工作機械。
【請求項５】前記反力伝達手段は、前記金型の移動軸の
延長線上において金型支持案内手段に接続されているこ
とを特徴とする請求項４に記載の板材工作機械。
【請求項６】前記接続手段は接続ピンから成ることを特
徴とする請求項５に記載の板材工作機械。
【請求項７】前記金型支持案内手段は、前記可動金型を
上下動自在に支持する脚部と、第１下部アーム、柱部を
介して前記脚部に一体的に設けられ、前記固定金型を固
定支持可能の、第１上部アームとから成り、前記反力伝達手段は、先端部が前記第１上部アームに接
続された第２上部アームと、この第２上部アームの基端
部に垂下する状態で設けられた垂直柱と、この垂直柱の
下端部に適宜の駆動手段により上下動自在に設けられた
第２下部アームとから成り、前記第２下部アームの先端部が、前記可動金型に接続さ
れていることを特徴とする請求項６に記載の板材工作機
械。
【請求項８】前記第２下部アームは、可動金型に揺動自
在に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の
板材工作機械。
【請求項９】前記垂直柱に対する第２下部アームの移動
量を検出する第１移動量検出手段と、前記金型支持案内
手段に対する可動金型の移動量を検出する第２移動量検
出手段と、前記第１、第２移動量検出手段からの信号を
比較する比較手段とを備えて成り曲げ加工時において反
力伝達手段の内部に発生するひずみを検出することがで
きるひずみ検出手段をさらに備えていることを特徴とす
る請求項８に記載の板材工作機械。
【請求項１０】前記ひずみ検出手段からの信号に基づい
て、前記駆動手段の駆動速度を制御するための数値制御
装置をさらに備えていることを特徴とする請求項９に記
載の板材工作機械。
【請求項１１】前記反力伝達手段は、前記第２下部アー
ムを上下動させるためのボールネジ、およびこのボール
ネジを回転駆動するための電気モータを備えていること
を特徴とする請求項10に記載の板材工作機械。
【請求項１２】前記一対の金型は、穴開け加工用パンチ
・ダイから成り、前記反力伝達手段は、パンチ・ダイの
相対移動軸に直交する加工平面と交差する部位の近傍に
おいて前記金型支持案内部に接続されていることを特徴
とする請求項３に記載の板材工作機械。
【請求項１３】前記金型支持案内手段は、パンチを支持
する第１上部アームと、ダイを支持する第１下部アーム
と、第１上部アームと第１下部アームを結合する第１ヨ
ークとを備えて成ることを特徴とする請求項12に記載の
板材工作機械。
【請求項１４】前記反力伝達手段は、先端部にパンチ打
圧用モータを取り付けた第２上部アームと、パンチ打圧
時に板材を介してダイに伝達される打圧力を受ける第２
下部アームと、前記第２上部アーム、第２下部アームを
結合する第２ヨークとを備えて成ることを特徴とする請
求項13に記載の板材工作機械。
【請求項１５】前記金型支持案内手段には、前記第２下
部アームをダイに対して付勢するための弾性手段が設け
られていることを特徴とする請求項14に記載の板材工作
機械。
【請求項１６】前記第１下部アームの先端にブラケット
部材が設けられ、このブラケット部材に板材を移動位置
決めするための板材移動位置決め装置が設けられている
ことを特徴とする請求項15に記載の板材工作機械。
【請求項１７】前記パンチ・ダイは水平方向に移動自在
に設けられていることを特徴とする請求項16に記載の板
材工作機械。
【請求項１８】水平方向を向く所定の移動軸に沿って相
互に接近離反することにより板材を加工する一対の金型
と、この一対の金型を支持可能の枠手段と、この枠手段に、前記金型の移動軸に直交する垂直平面内
で移動自在に支持され、前記金型により加工される板材
を吊下状態で支持しつつ板材を前記金型に対して移動位
置決めする板材移動位置決め装置と、を備えて成り、前
記枠手段は、基台と、この基台に立設され、前記一対の
金型のうちの可動金型を支持する第１垂直アームと、前
記一対の金型のうちの固定金型を支持する第２垂直アー
ムと、前記第２垂直アームに立設され、前記板材移動位
置決め装置を支持自在の第３垂直アームとを備えて成る
ことを特徴とする板材工作機械。
【請求項１９】前記第１、第２、第３垂直アームは、垂
直軸に対して所定方向に少し傾斜されており、前記第１
垂直アームと第２垂直アームとの間に形成された間隙
は、板材移動位置決め装置から吊下された板材と軽く接
触することによりその揺動を防止可能の滑動面が形成さ
れていることを特徴とする請求項18に記載の板材工作機
械。
【請求項２０】前記枠手段は、金型を支持案内する金型
支持案内手段と、金型を往復動せしめるとともに加工時
における板材からの反力を伝達する反力伝達手段とから
成り、前記反力伝達手段は、金型の移動軸と直交する所
定軸を中心として揺動自在に金型支持手段に支持されて
いることを特徴とする請求項19に記載の板材工作機械。
【請求項２１】水平方向を向く所定の移動軸に沿って相
互に接近離反することにより板材を加工する一対の金型
と、この一対の金型を支持可能の枠手段と、この枠手段に、前記金型の移動軸に直交する垂直平面内
で移動自在に支持され、前記金型により加工される板材
を吊下状態で支持しつつ板材を前記金型に対して移動位
置決めする板材移動位置決め装置と、を備えて成り、前
記枠手段は、板材移動位置決め装置を支持する上部枠手
段と、前記板材移動位置決め装置から下方へ板材を排出
可能の態様で前記上部枠手段を支持する脚部とを備えて
成ることを特徴とする板材工作機械。