JP3251135B2 - 順送り加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，例えば被加工材に打抜
き，曲げ絞り等の加工を行なう場合に，１組の装置の中
で各工程の加工を行ない，順次次の工程に被加工材をピ
ッチ送りして加工を追加して進め，最終工程で加工を完
了させる順送り加工装置に関するものであり，特に作動
装置の構造が簡単であり，作動エネルギーが小であると
共に作動速度が大である順送り加工装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来，鋼板等の構造材料からなる板材に
打抜き，曲げ絞り，圧縮等の成形加工をすることによっ
て，所定の形状の板金製品を製作する場合には，数工程
を経由するのが通常である。このような板金製品の製作
数量が多い場合には，１個の加工用金型の中で各工程若
しくはステージの加工を個々に行ない，順次に次のステ
ージへ被加工材を送って加工を追加して進め，最終ステ
ージで加工を完了させる手段が採用されている。このよ
うな加工用金型を順送り型と称しており，例えばプレス
の１スタンプ毎に１個の板金製品を得ることができるた
め，極めて高能率であるという利点がある。

【０００３】上記従来の順送り加工用金型においては，
生産速度が高く，被加工材を投入後加工完了までの納期
が短いと共に，プレス加工の途中工程における仕掛りが
少なく，小人数による多量生産が可能であるという長所
を有する反面において，下記のような問題点がある。す
なわち１個の金型中に複数対のパンチ・ダイを組込む構
造であるため，金型構造が極めて複雑となり，高精度の
金型製作技術を必要とすると共に，製作期間が長大化
し，製作費用が多額になる。

【０００４】また金型の部分的破損，修理，調整に際し
ても，金型全体を分解する必要があり，これらの作業が
煩雑であるため，多大の時間と工数を必要とする。更に
多品種少量生産において，被加工品の形状，寸法が若干
でも異なるときに，その都度専用の金型を製作する形態
を採用した場合には，金型費が割高になり，近年次第に
その要請が高まってきている所謂ＦＭＳ生産方式に応え
ることができないという問題点がある。

【０００５】このような問題点を解決するために，本出
願人は，すでに構造が簡単であり，かつ部分的調整その
他を容易に行ない得る順送り加工装置についての出願を
行なっている（例えば特願平２−１２１７６０号，同２
−１２１７６１号等）。本発明は，これらの改良発明を
前提として更に改良を加えたものである。

【０００６】図７は本発明の前提である順送り加工装置
の例を示す要部斜視図である。図７において，１００〜
５００は夫々加工ユニットであり，ベース１上に被加工
材（図示せず）の送り方向に例えば２Ｐ（Ｐは被加工材
の送りピッチ）の間隔に配設する。これらの加工ユニッ
ト１００〜５００には複数の加工工程に対応する夫々１
対のパンチおよびダイを設けてあるが，加工ユニット１
００を例にとってその構成を説明する。１０１は本体で
あり，略Ｕ字状に形成し，下端部に鳩尾状のあり１０２
を一体に設け，ベース１に設けたあり溝１０３と係合さ
せることによって被加工材の送り方向に移動調整可能，
かつ被加工材の送り方向と直角方向の移動拘束可能に形
成する。１０４は移動調整装置，１０５はクランプ装置
である。１０６は油圧シリンダであり，本体１０１の上
端部に設ける。１０７は位置測定装置であり，油圧シリ
ンダ１０６の側面部に設ける。

【０００７】次に１０８はカセットであり，略Ｕ字状に
形成し，上部にパンチ若しくはダイ（何れも図示せず）
を上下動可能に設けると共に，下部に上記パンチ若しく
はダイと対をなすダイ若しくはパンチ（何れも図示せ
ず）を設け，本体１０１に着脱可能に設ける。カセット
１０８の位置決めは，加工ユニット３００において図示
するように，位置決め部材３０９，３１０との係合によ
って行なう。１１１はクランプねじである。すなわちカ
セット１０８を位置決め部材（図示せず，加工ユニット
３００における符号３０９，３１０参照）を介して本体
１０１に装着することによって所定の位置決めを行ない
得ると共に，クランプねじ１１１の緊締によってその位
置を固定し得る構成となっている。カセット１０８の固
定後，油圧シリンダ１０６の作動桿（図示せず）と前記
上下動可能に設けたパンチ若しくはダイとを連結する。

【０００８】図８は被加工材の加工状態の例を示す要部
説明図であり，(a) は平面を示し，(b) は断面を示して
おり，同一部分は前記図７と同一の参照符号で示す。図
８において２は被加工材であり，矢印方向にピッチＰで
間欠的にピッチ送りされる。すなわち前記図７におい
て，カセット１０８（他のカセットにおいても同様）に
設けた１対のパンチとダイとの間隙をピッチ送りされ
る。図７および図８においては，加工ユニット１００〜
５００は夫々パイロット孔３の加工工程，円弧状の切込
み４の加工工程，第１ないし第３の絞り加工工程に対応
するように形成してある。

【０００９】まず加工ユニット１００には，パイロット
孔３を穿設するパンチおよびダイを備えると共に，被加
工材２の送り方向下流側Ｐの位置に前記パイロット孔３
に係合するガイド（図示せず）を備えてある。従って加
工ユニット１００が作動する毎にパイロット孔３が順次
穿設されると共に，穿設されたパイロット孔３にガイド
が係合し，被加工材２の非所望な位置ずれを防止し，精
度を保持することができる。

【００１０】次に加工ユニット２００においては，円弧
状の切込み４が加工される。そして加工ユニット３００
においては第１の絞り加工が行なわれ，被加工材２に椀
状の突起５が形成されると共に，前記円弧状の切込み４
はその幅を拡げて円弧状の溝６に変化する。更に加工ユ
ニット４００においては，第２の絞り加工とフランジ孔
７の加工が行なわれ，突起５の高さが増大する。加工ユ
ニット５００においては第３の絞り加工が行なわれ，突
起５の高さを所定の寸法に形成する。以後図示省略した
が縁切り加工その他の加工を行ない，所定の椀状の板金
製品が得られるのである。なお加工ユニット２００〜５
００においても，パイロット孔３と係合するガイドを設
けることにより，所定の精度を確保するための位置決め
が行なわれることは勿論である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の順送り加工
装置によれば，従来の順送り金型と比較して構造が簡単
であると共に，製作も容易であり，多品種少量生産にお
いても高能率の加工ができる利点を有するが，下記のよ
うな問題点がある。

【００１２】まず夫々の加工ユニット１００〜５００に
は，夫々上端部に油圧シリンダ１０６他が設けられてお
り，これらの油圧シリンダ１０６他によって作動させら
れるのであるが，一般に油圧シリンダはクランク機構等
の機械的な作動装置と比較して構造上作動速度が遅いと
いう欠点がある。従って装置全体としての加工速度が遅
いという問題点がある。

【００１３】また夫々の加工ユニット１００〜５００に
個別に専用の油圧シリンダが備えられているため，特定
の加工ユニットを選択的に不作動状態にすることが可能
である反面において，夫々の油圧シリンダへ供給する作
動油の総量が多くなり，油圧ユニットを構成する油圧ポ
ンプの容量を大にする必要があり，所要エネルギーが大
であるという問題点がある。

【００１４】更に加工ユニットを構成する本体（例えば
図６における符号１０１参照）には，油圧シリンダ１０
６の作動時において，油圧シリンダ１０６の反力が作用
するから，この反力に対抗するために堅牢な構造としな
ければならない。従って本体１０１他の寸法もまた大に
する必要があり，順送り加工装置が大型になるという問
題点がある。

【００１５】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し，作動速度が速く，かつ作動装置に要するエネル
ギーが小であると共に，コンパクトな構成である順送り
加工装置を提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明においては，加工手段を備えたカセットを本
体に着脱可能に設けてなる複数個の加工ユニットを，複
数の加工工程に対応させて被加工材の送り方向に間隔を
介して配設し，被加工材のピッチ送りに対して前記複数
の加工工程を前記複数個の加工ユニットにより順次実施
するように構成した順送り加工装置において，加工ユニ
ットを構成する本体の上端部に加工手段を作動させるた
めのラムを上下動可能に設け，前記ラム内若しくはカセ
ット内に油圧シリンダを設けると共に，この油圧シリン
ダ内にピストンを上下動可能に介装し，独立したクラン
クピンを複数個有するクランク軸を３個以上の軸受を介
して回転可能に支持し，前記クランクピンと前記ピスト
ンとを連接棒を介して若しくは連接棒とラムとを介して
係合可能に構成し，かつ加工ユニットを前記クランク軸
の軸線に沿って複数個設け，前記ピストンの上方および
／または下方における油圧回路からの作動油を選択的に
導入または排出の状態に置くことを可能に形成し，前記
ラムと加工手段とを係脱可能となるように構成する，と
いう技術的手段を採用した。

【００１７】本発明における作動装置としては，クラン
ク機構を使用した機械プレス（クランクプレス）構造の
もの，すなわち回転するクランク軸に動力を選択的に伝
達可能にクラッチを設け，例えばはずみ車の回転をクラ
ンクの１回転に伝達し，連接棒を介して連結したラムに
直線運動を与える型式のものを使用できる。

【００１８】また上記クランク部の曲げ剛性や伝達軸系
のねじり剛性を高めるために，クランクを使用せずに偏
心円板若しくは偏心輪によってラムを作動させるクラン
クレス型式のものを使用してもよい。このクランクレス
型式のものによるストロークの長い成形や，絞り加工を
行う場合に有利である。

【００１９】なおピストンの下方に導入される作動油
に，設定圧力以上の圧力が作用した場合において，余剰
の作動油を逃がして，油圧回路内の圧力を設定値に保持
する圧力制御弁若しくはリリーフ弁を介装した油圧回路
を併設することができる。

【００２０】

【作用】上記の構成により，夫々の加工ユニットを高速
で作動させることができ，装置全体としての加工速度を
早めることができる。またピストンの上方には油圧回路
からの作動油を選択的に導入可能に形成したことによ
り，任意の加工ユニットを不作動状態にすることができ
る。すなわちピストンの上方に作動油を導入し，ピスト
ンの下方への作動油の導入を欠如すると，ラムはピスト
ンとの相対位置が上昇する結果，クランク若しくは偏心
輪によるラムの上下動が行われるものの，ラムは加工ユ
ニットを構成する加工手段とは係合しない状態となるた
め，任意の加工ユニットを不作動状態にすることができ
るのである。

【００２１】一方ピストンの下方に作動油が導入された
場合においては，ラムはピストンとの相対位置が下降す
るから，加工ユニットを作動状態にすることができ，所
定の順送り加工を遂行できるのである。この場合におい
て，ピストン下方に導入された作動油は，ラムの加工手
段への付勢若しくは加圧作用における緩衝媒体となり，
加工時における衝撃を緩和することができる。

【００２２】なお上記ピストン下方の作動油が，設定圧
力以上になった場合に，圧力制御弁若しくはリリーフ弁
を介して作動油をタンクへ排出するように構成すること
によって，例えば加工ユニットに異物がかみ込まれた場
合におけるラムの全ストローク作動を中断させ，構成部
材の非所望な破損を防止することができる。

【００２３】

【実施例】図１および図２は各々本発明の実施例を示す
要部断面正面図および要部断面側面図，図３は図１にお
けるＡ部拡大断面正面図，図４は図３におけるＢ−Ｂ線
断面矢視図である。

【００２４】まず図１および図２において，１１は本機
コラムであり，例えば鉄鋼材料により断面Ｕ字形状に形
成し，上部に複数個の軸受１２を介してクランク軸１３
を回転可能に支持する。１４，１５は各々はずみ車およ
びクラッチであり，クランク軸１３の一方の端部に設
け，電動機１６の回転をベルト１７を介してクランク軸
に伝達するように構成する。なおクラッチ１５は，はず
み車１４の回転をクランク軸の１回転に伝達するように
形成する。そしてこれらの構成部材により後述するよう
に形成したラム１８に直線運動を与えて加圧するクラン
クプレスを構成する。図１および図２に示す位置は，ク
ランクピン１９により連接棒２０を介して押下げられた
ラム１８が最下点の位置を示している。

【００２５】次に２１は加工ユニットであり，本機コラ
ム１１内に，例えば被加工材（図示せず）の送り方向
（例えば図１における左右方向）に例えば３個設ける。
加工ユニット２１は例えば略Ｌ字形状に形成した本体２
２に加工手段を備えたカセット２３を着脱可能に設け，
本体２２の上部には前記ラム１８を上下動可能に装着す
る。２４は移動調整装置，２５はクランプ装置である。

【００２６】図３および図４において，本体２２には上
下方向に案内溝３１を設け，ラム１８に設けた突起３２
を案内溝３１と摺動係合させることにより，ラム１８を
上下動可能に形成する。ラム１８の下端部には球面係合
部３３を介して作動片３４を設ける。なおカセット２３
は，例えばガイド２６を介して上下動可能に介装された
可動板２７が，例えばばね（図示せず）により上方に付
勢された構成とし，この可動板２７に設けられた上型
（図示せず）が，その下方に固定して設けられた下型
（図示せず）と当接若しくは係合することにより，所定
の加工を行い得るように構成する。

【００２７】次にラム１８には上方に開口するように油
圧シリンダ３５を設け，この油圧シリンダ３５内にピス
トン３６を上下動可能に介装すると共に，ピストン３６
の上部と連接棒２０とを連結部材３７を介して連結す
る。この場合，連接棒２０は前記図１および図２に示す
クランクピン１９によって上下動させられる際に揺動さ
せられるので，連接棒２０の下端部を球体３８に形成
し，この球体３８をピストン３６の上端部に設けた半球
面状の凹部３９と回動可能に係合させることが好まし
い。

【００２８】４０はピストン押えであり，中空円筒状に
形成し，油圧シリンダ３５およびピストン３６の上方
に，フランジ４１を介してラム１８に固着する。４２は
ピストンリング，４３はパッキンである。なお油圧シリ
ンダ３５の下端部およびピストン押え４０の下端部に臨
む油圧シリンダ３５の中間部には，作動油の給排出（図
示せず）を開口させ，作動油を供給排出可能に形成す
る。

【００２９】図５は本発明の実施例における油圧回路図
であり，同一部分は前記図１ないし図４と同一の参照符
号で示す。図５において，５１は油圧ポンプであり，電
動機５２によって駆動され，逆止弁５３を介して所定圧
力の作動油を油圧シリンダ３５およびアキュームレータ
５４に圧送し得るように管路を配設する。５５は圧力ス
イッチであり，管路内の作動油の圧力が所定の値以下に
なるとＯＮとなって電動機５２を駆動し，所定の値を超
えるとＯＦＦとなって電動機５２を停止するように構成
されている。５６は圧力計である。

【００３０】５７は電磁操作弁であり，逆止弁５８およ
びリリーフ減圧弁５９を介して油圧シリンダ３５への作
動油の供給排出を制御し得るように接続する。６０は圧
力計，６１はタンクである。

【００３１】図５において３個の加工ユニット２１のう
ち右側の２個の加工ユニット２１については，電磁操作
弁５７をソレノイドによって左方に移動させ，作動油を
リリーフ減圧弁５９を介して油圧シリンダ３５内のピス
トン３６の下方に供給し，一方ピストン３６の上方の作
動油は前記リリーフ減圧弁５９内への作動油の導入によ
って不作動状態となった逆止弁５８および電磁操作弁５
７を介してタンク６１内へ排出される。従って油圧シリ
ンダ３５は，連接棒２０と連結されたピストン３６に対
して下方に相対移動する。

【００３２】一方図５における左側の１個の加工ユニッ
ト２１については，電磁操作弁５７をソレノイド若しく
はばねによって右方に移動させた状態である。従って作
動油を逆止弁５８を介して油圧シリンダ３５内のピスト
ン３６の上方に供給し，一方ピストン３６の下方の作動
油は前記リリーフ減圧弁５９および電磁操作弁５７を介
してタンク６１内へ排出される。これにより油圧シリン
ダ３５は，連接棒２０と連結されたピストン３６に対し
て上方に相対移動する。なお図５における油圧シリンダ
３５とピストン３６との相対位置関係は，前記図１にお
いても同様である。

【００３３】従って図１において，３個の加工ユニット
２１のうち右側の２個の加工ユニット２１については，
ラム１８はカセット２３を作動可能状態であり，一方左
側の１個の加工ユニット２１については，ラム１８はカ
セット２３とは当接若しくは係合せず，カセット２３に
対して不作動状態となっている。この状態において被加
工材（図示せず）を，例えば右から左へピッチ送りし，
クランク軸１３を回転させると，ラム１８は３個共上下
動するものの，右側の２個の加工ユニット２１において
のみ加工が行われ，左側の１個の加工ユニット２１にお
いては加工が行われない。従ってクランクプレスのよう
な機械プレスによって順送り加工を行う場合において
も，特定の加工ユニットを選択的に不作動状態にするこ
とができるのである。

【００３４】次に本発明の順送り加工装置においては，
作動中の加工ユニット２１において，例えば異物が挟着
された場合等において，クランクの所定ストロークを作
動させた際の構成部材の破損が惹起する事態を回避でき
る作用がある。すなわち図５に示すように，作動可能状
態である右側の２個の加工ユニット２１においては，ピ
ストン３６の下方に常時作動油が存在している。従って
加工ユニット２１に異物が挟着された場合等において
は，ラム（図示せず）の下降すなわちピストン３６およ
び油圧シリンダ３５の下降時に，ピストン３６の下方の
油圧シリンダ３５内の作動油の圧力が急激に上昇する。
この圧力上昇によりリリーフ減圧弁が作動し，電磁操作
弁５７からの作動油を遮断し，ピストン３６下方の作動
油をタンク６１内に排出する一方，作動油の一部を逆止
弁５８を経てピストン３６の上方に導入する。従って連
接棒２０およびピストン３６の下降にも拘らず油圧シリ
ンダ３５の下降，すなわち図１および図２に示すラム１
８の下降を阻止し，構成部材の非所望な破損を回避する
ことができるのである。

【００３５】なお図５に示す電磁操作弁５７として，油
圧シリンダ３５への作動油の供給を行わない中立点を有
する型式のものを採用することにより，油圧シリンダ３
５内のピストン３６の上下に作動油を導入し，ピストン
３６を油圧シリンダ３５内の任意の位置に設定すること
ができ，加工ユニット２１に対する加工ストロークを任
意に変更することができると共に，油圧シリンダ３５の
最下点を任意に設定できるという利点がある。

【００３６】図６は本発明の他の実施例を示す要部拡大
断面正面図であり，前記図３と対応し，同一部分は図３
と同一の参照符号で示す。図６において，油圧シリンダ
３５は可動板２７の上部に設けられると共に，油圧シリ
ンダ３５内に介装されるピストン３６は作動片３４と接
続されている。なお油圧シリンダ３５を含む油圧回路
は，前記図５に示すものと同様である。上記の構成によ
り，前記実施例におけるものと同様の作動を行うことが
できる。

【００３７】本実施例においては，加工ユニットを３個
配設した例について記述したが，加工ユニットの配設個
数は任意に設定することができると共に，複数セットの
順送り装置を串型に配設することもできる。

【００３８】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから，下記の効果を奏することができる。 (1) 加工ユニットの作動装置が機械的な機構によって駆
動力を与えるものであるため，加工ユニットを高速で作
動させることができ，装置全体としての加工速度を早め
ることができる。 (2) 加工ユニットにおけるラム内に油圧シリンダおよび
ピストンを内蔵させた構成であるため，作動油が加工中
における緩衝媒体となり，加工時における衝撃を緩和す
ることができる。 (3) ピストン下方に作動油が介在するため，異物かみ込
み等の異常時においてこの作動油を圧力制御弁若しくは
リリーフ弁を介して排出することにより，ラムの全スト
ローク作動を中断させ，構成部材の非所望な破損を防止
することができる。 (4) 加工ユニットを構成するシリンダ内へ導入する作動
油は，ラムのストローク調整のみであるため，作動油の
総量が少なくてよく，油圧シリンダを構成する油圧ポン
プは小容量のもので足り，所要エネルギーが少ない。 (5) 加工ユニットを構成する本体には，加工中において
も外力が作用しない構成であるため，加工ユニットを小
型かつコンパクトに形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す要部断面正面図である。

【図２】本発明の実施例を示す要部断面側面図である。

【図３】図１におけるＡ部拡大断面正面図である。

【図４】図３におけるＢ−Ｂ線断面矢視図である。

【図５】本発明の実施例における油圧回路図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す要部拡大断面正面図
である。

【図７】本発明の前提である順送り加工装置の例を示す
要部斜視図である。

【図８】被加工材の加工状態の例を示す要部説明図であ
り，（ａ）は平面を示し，（ｂ）は断面を示す。

【符号の説明】

１３ クランク軸 １８ ラム ２０ 連接棒 ３５ 油圧シリンダ ３６ ピストン

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−8092（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−221610（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−17930（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−9840（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭44−4598（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B30B 13/00,15/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工手段を備えたカセットを本体に着脱
   可能に設けてなる複数個の加工ユニットを，複数の加工
   工程に対応させて被加工材の送り方向に間隔を介して配
   設し，被加工材のピッチ送りに対して前記複数の加工工
   程を前記複数個の加工ユニットにより順次実施するよう
   に構成した順送り加工装置において， 加工ユニットを構成する本体の上端部に加工手段を作動
   させるためのラムを上下動可能に設け，前記ラム内若し
   くはカセット内に油圧シリンダを設けると共に，この油
   圧シリンダ内にピストンを上下動可能に介装し，独立し
   たクランクピンを複数個有するクランク軸を３個以上の
   軸受を介して回転可能に支持し，前記クランクピンと前
   記ピストンとを連接棒を介して若しくは連接棒とラムと
   を介して係合可能に構成し，かつ加工ユニットを前記ク
   ランク軸の軸線に沿って複数個設け，前記ピストンの上
   方および／または下方における油圧回路からの作動油を
   選択的に導入または排出の状態に置くことを可能に形成
   し，前記ラムと加工手段とを係脱可能となるように構成
   したことを特徴とする順送り加工装置。