JP3536900B2

JP3536900B2 - 塑性加工装置

Info

Publication number: JP3536900B2
Application number: JP26627498A
Authority: JP
Inventors: 知己武藤; 利治杉本; 浩二相川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2004-06-14
Anticipated expiration: 2018-09-21
Also published as: JP2000094199A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクスルハウジン
グ等、同一の形状部分を複数備える部品を塑性加工する
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９、図10には従来のアクスルハウジン
グ成形ラインに用いられている塑性加工装置１を示して
いる。アクスルハウジング２（以下「ワーク」ともい
う）は、両端部が同一形状を有している。このワーク２
の両端部をワークの搬送方向（図10の右から左方向）に
直交するように配置し、順に塑性加工装置１へと投入す
る。塑性加工装置には、図10に示すように、２種類のワ
ークに対応するための金型３，４が設けられている。そ
して、各金型の上型３ａ，４ａは上部シフトベース５に
固定されており、下型３ｂ，４ｂは下部シフトベース６
に固定されている。また、上部シフトベース５を上部シ
フトシリンダ７によって駆動し、下部シフトベースを下
部シフトシリンダ８で駆動することにより、金型３，４
の間で段取替を行うことが可能となっている。

【０００３】また、図９に示すように金型３（金型４も
同様である）は、ワーク２の両端部に成形を施すための
金型３ａ_L ，３ｂ_L ，３ａ_R ，３ｂ_R を備えている。そ
して、上型３ａ_L ，３ａ_R は上部シフトベース５_L ，５
_R を介して同一のラム９に駆動される。したがって、塑
性加工装置１の加圧ヘッド10には、金型３ａ_L ，３ｂ
_L ，３ａ_R ，３ｂ_R に必要十分な加圧力を付与するた
め、２つの加圧シリンダ11，12（各々の発生する荷重は
同じ）を備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のごとく、従来の
塑性加工装置１は、ワーク２の両端部に均等に圧力を加
えるために、加圧ヘッド10には２つの加圧シリンダ11，
12を備え、かつ、ガイドポスト13を４本備える、いわゆ
る４本ガイドポスト式のプレス機を用いる必要があっ
た。このような形式のプレス機は、各ガイドポストの内
側にラム９を配置する必要があることから、所望の大き
さのラム９を設けるためには、プレス機全体の大型化を
避けることが困難となる。そして、ラム９に固定される
上部シフトベース５_L ，５_R に取付けることが可能な金
型の数は、おのずと制限されてしまうという欠点もあっ
た（図９、図10に示すプレス機の場合には、金型３，４
の２つが限度となっている）。したがって、より多くの
種類のワークに対応させるためには、金型をそっくり取
り替える必要があり、段取替に多くの時間を要するもの
であった。

【０００５】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、装置の小型化を図り、
かつ、より多種類のワークへの対応を可能とすることに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の請求項１に係る手段は、特定形状部を複数有
する部品を塑性加工する装置であって、ワーク中心部か
らオフセットした１か所に、前記特定形状部を成形する
金型を駆動する加圧ヘッドを配置し、該加圧ヘッドに
は、異なる形状を塑性加工するための複数の金型を、該
加圧ヘッドの駆動軸に対してシフト可能となるように下
型部分を同一のシフトベース上に固定し、上型部分を前
記加圧ヘッドの駆動軸に対して夫々独立して着脱可能に
配置したことを特徴とする。

【０００７】本発明においては、ワーク中心部からオフ
セットした１か所に、前記特定形状を成形する金型を駆
動する加圧ヘッドを配置し、ワーク全体に対応した金型
およびその駆動手段を用いないので、一か所の前記特定
形状のみ成形可能な、比較的小さな加圧力を付与する加
圧ヘッドを構成することができる。また、該加圧ヘッド
に配置した複数の金型は、下型部分を同一のシフトベー
ス上に固定し、該シフトベースの移動によって各金型の
段取替を行うことを可能としている。そして、上型に関
しては、前記加圧ヘッドの駆動軸から離脱した状態で下
型と共に段取替を行う。また、塑性加工作業を行う際に
は、使用する上型のみを前記加圧ヘッドの駆動軸に装着
することにより、型の開閉を行うことが可能である。

【０００８】また、本発明の請求項２に係る塑性加工装
置は、前記ワークの向きをその中心部を基点として回転
させ、前記ワークの複数の被成形部を順に前記金型にセ
ットする反転手段を設けたことを特徴とする。この構成
によれば、ワークの全体に対する塑性加工作業を連続的
に行うことが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、従来例と同一部分若
しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい
説明を省略する。

【００１０】図１ないし図３には、本発明の実施の形態
に係る塑性加工装置を示している。この塑性加工装置14
は、いわゆるＣ型プレス機15を備えている。このＣ型プ
レス機15は、図１に示すように、ワークシフトユニット
16により構成されるワーク搬送路の中央部（すなわち該
搬送路上を移動するワーク２の中心部）からオフセット
した１か所に設けられている。このＣ型プレス機15に
は、図２に示すように４種類のワークに対応するための
金型17，18，19，20が設けられている。各金型の上型17
ａ，18ａ，19ａ，20ａおよび下型17ｂ，18ｂ，19ｂ，20
ｂの接合面は、下型に上型が載置された状態で安定保持
されるように形成されている。そして、下型17ｂ，18
ｂ，19ｂ，20ｂのみが、シフトベース21に固定されてい
る。シフトベース21はリニアアクチュエータ（図示省
略）に駆動されることにより、ワーク２の移動方向と平
行に各金型を移動させ、段取替を行うことができる。

【００１１】また、Ｃ型プレス機15は、１つの加圧シリ
ンダ22（発生する荷重は、加圧シリンダ11，12（図９参
照）の１つと同程度）のみ備える加圧ヘッド10’を備え
る。そして、加圧シリンダ22によって駆動される駆動軸
（心金）に対し、各上型17ａ，18ａ，19ａ，20ａを、夫
々独立して着脱することが可能となっている。

【００１２】なお、塑性加工装置14には、塑性加工装置
14の加工ステージＢ（図３参照）に投入されたワーク２
の向きを、その中心部を基点として回転させ、両端部を
順に金型にセットする反転手段23（図１）を備える。こ
の反転手段23は、ワーク２を持ち上げて一端部を金型に
セットし、また、金型の上方でワーク２を回転させ、他
端部を金型にセットする。さらに、ワークを金型にセッ
トする際の、ワークの幅方向の位置決めを行う幅決めク
ランパ24を備える。

【００１３】この塑性加工装置14によって、ワーク２に
塑性加工を施す手順は以下の通りである。 (1) まず、ワーク２は図３に示す待機ステージＡにおい
て、ワークの搬送方向（図３の右から左方向）に直交す
る方向を向けて、ワークシフトユニット16に載置され
る。 (2) ワークシフトユニット16により、待機ステージＡに
おけるワーク２の向きを維持したまま、加工ステージＢ
へとワーク２を投入する。 (3) 型開状態にある金型17の下型17ｂに、ワーク２の一
端部をセットする。 (4) 加圧シリンダ22を駆動して型締を行い、ワーク２の
一端部に所望の形状を塑性加工する。 (5) 加圧シリンダ22を駆動して型開する。 (6) 反転手段23によってワーク２を持ち上げ（図１に二
点鎖線で示す状態）、 180°反転させる。そして、ワー
ク２の他端部を下型17ｂにセットする。 (7) 加圧シリンダ22を駆動して型締を行い、ワーク２の
他端部にも所望の形状を塑性加工する。 (8) ワークシフトユニット16を作動させ、両端部の塑性
加工が終了したワーク２を、待機ステージＣへと送りだ
し、次のワーク２を加工ステージＢへと投入する。 (9) 上記各ステップを繰り返す。

【００１４】また、金型17から他の金型へと段取替を行
う手順は、以下の通りである。 (i) 上記ステップ(8) の後、新たなワーク２を加工ステ
ージＢに投入しない状態で型締を行う。 (ii) 上型17ａと、加圧シリンダ22の駆動軸との連結を
解除し、上型17ａを下型17ｂ上に載置する。 (iii) 加圧シリンダ22の駆動軸のみ上昇させる。 (iv) シフトベース21を駆動して、例えば金型18の位置
を加圧シリンダ22の駆動軸の位置に合わせる。 (v) 加圧シリンダ22の駆動軸を下降させ、上型18ａと加
圧シリンダ22の駆動軸とを連結する。 (vi) 加圧シリンダ22を駆動して上型18ａを上昇させ、
型開する。

【００１５】上記構成をなす本発明の実施の形態から得
られる作用効果は、以下の通りである。塑性加工装置14
には、ワーク２の一端部のみ成形可能な金型17，18，1
9，20を用いるので、プレス機として、加圧ヘッド10’
に１つの加圧シリンダ22のみ備えるＣ型プレス機15を使
うことができる。したがって、塑性加工装置14の小型化
を図ることが可能となり、設備費用も低減することがで
きる。

【００１６】また、金型の下型17ｂ，18ｂ，19ｂ，20ｂ
のみをシフトベース21に固定し、上型17ａ，18ａ，19
ａ，20ａに関しては、前記加圧ヘッドの駆動軸から離脱
し、下型に載置した状態で段取替を行うこととしたの
で、上型のためのシフトベースが不要となる。したがっ
て、シフトベースの大きさが上型を駆動するラムの大き
さに制限される等の欠点がなく、金型の数を自由に増や
すことが可能となる。このため、より多くの種類のワー
クに対応することが容易となる。なお、上型のためのシ
フトベースがなくても、使用する上型のみを前記加圧ヘ
ッドの駆動軸に装着することにより型の開閉が可能とな
るので、塑性加工作業に何の支障を来すこともない。

【００１７】さらに、塑性加工装置14は反転手段23を備
え、これによってワーク２の向きを順次変えて金型にセ
ットすることにより、ワーク２の全体に対し、必要な塑
性加工を連続的に施すことが可能である。なお、反転手
段23によるワーク２の反転作業は、手作業に代えること
も可能である。

【００１８】塑性加工装置14は、前述のごとく、加圧シ
リンダ22によって駆動される駆動軸と、各上型17ａ，18
ａ，19ａ，20ａとを着脱自在とする連結手段を備えてい
る。以下に、図４ないし図８を参照しながら、この連結
手段についての説明をする。

【００１９】図４には、加圧シリンダ22によって駆動さ
れる駆動軸25の先端部と、上型17ａの上面との連結部を
断面で示している。又、図５には図４に示す連結部の下
面図を示している。なお、各上型17ａ，18ａ，19ａ，20
ａとも、当該連結部分の構造は全て同一であるので、こ
こでは上型17ａのみ例示する。

【００２０】駆動軸25の先端部には、円筒状をなす連結
ピン26を備える。この連結ピン26の端部近傍には、図
６、図７に示すように、内壁と外壁とを貫通する開口26
ａが放射状に複数形成されている。この開口26ａは、ボ
ール27を挿通可能な径を有するが、連結ピン26の外壁に
つながる部分は、ボール27よりも小径となるよう円錐状
に縮径している。したがって、ボール27を連結ピン26の
内壁側から開口26ａに装填すると、一部外壁から突出し
た状態で停止し、連結ピン26の外側へと脱落することは
ない。なお、開口26ｂは開口26ａを加工する際の捨て穴
である。

【００２１】さらに、図４、図５に示すように、連結ピ
ン26の内筒部には、内壁に摺動案内されるようにピスト
ン28が設けられている。ピストン28の基端部28ａはフラ
ンジ状に拡径しており、駆動軸25の内部に形成されたシ
リンダ室29内の流体圧力を受けて、シリンダ室29内を往
復作動する。また、ピストン28は、コイルスプリング30
によって常時下方へと付勢されている。したがって、連
通孔31からシリンダ室29へと流体を供給すると、コイル
スプリング30の付勢力に対抗してピストン28は上方に移
動し、シリンダ室29の流体を抜くと、ピストン28は下方
へと移動する。なお、ピストン28の基端部28ａに固定さ
れたレバー33の位置を、駆動軸25に固定された近接セン
サ34で検出することにより、ピストン28の作動量を把握
することが可能である。なお、ピストン28の先端部28ａ
は、図６に示すように円錐状に面取りされている。

【００２２】上型17ａの上面には、連結ピン26を挿入可
能な開口32が形成されている。図６には、連結ピン26と
開口32とが係合した状態を部分的に拡大して示してい
る。図示のごとく、開口32は、上端部においては連結ピ
ン26と略同一径φ₁ であるが、下端部へと至る間に円錐
状の拡径部32ａを有し、下端部では直径がφ₂ へと拡大
している。

【００２３】また、図４に示すように、上型17ａの上面
にはブラケット35が固定されている。そして、駆動軸25
にはブラケット35を検出する近接センサ36を設けること
により、駆動軸25と上型17ａとを連結する際の、双方の
距離を監視することができる。

【００２４】さらに、図５および図８に示すように、駆
動軸25の先端部には、上型17ａの上面との位相を合わせ
るための、位相決めピン37が設けられている。また、上
型17ａの上面には、位相決めピン37が係合する位相決め
穴38が形成されている。位相決めピン37には、突出量が
コイルスプリング37ａによって調節されるクッションピ
ン37ｂが設けられている。そして、駆動軸25の先端部
と、上型17ａの上面とが連結する際の衝撃を、クッショ
ンピン37ｂによって緩和する。

【００２５】さて、駆動軸25と上型17ａとを連結する際
には、連通孔31からシリンダ室29へと流体を供給し、ピ
ストン28を上昇させる。このとき、開口26ａの内壁側端
部からボール27がこぼれ落ちる事がないように、ピスト
ン28の先端部をボール27の略半分に掛かる位置（図６
に、二点鎖線で示す位置）に停止させる。この状態で
は、ボール27はピストン28先端部の面取り部分に当接
し、連結ピン26の内部に完全に収納される位置まで移動
することができる。よって、連結ピン26は開口32に対し
なんら抵抗なく挿通することが可能となる。

【００２６】続いて、駆動軸25の位相決めピン37を上型
17ａの位相決め穴38に合わせて下降させる。このとき、
近接センサ36により、上型17ａのブラケット35との距離
を監視し、その距離が適切となった時点で駆動軸25の下
降を停止する。そして、連通孔31からシリンダ室29内の
流体を抜き出すと、コイルスプリング30によってピスト
ン28が下降し、図４、図６に示すように、開口26ａの外
壁側端部からボール27を突出させる。この際、レバー33
の位置を近接センサ34で検出することにより、ピストン
28の作動量を管理する。開口26ａの外壁側端部から突出
したボール27は、開口32の円錐状の拡径部32ａに当接す
る。したがって、連結ピン26は開口32に引き込まれるよ
うにして固定され、駆動軸25と上型17ａとの連結が完了
する。

【００２７】さらに、駆動軸25と上型17ａとの連結を解
除する際には、再び連通孔31からシリンダ室29へと流体
を供給し、ピストン28を上昇させる。そして、連結ピン
26を上昇させると、開口26ａの外壁側端部から突出して
いたボール27は、開口32の円錐状の拡径部32ａに案内さ
れるようにして連結ピン26の内部へと収納される。よっ
て、連結ピン26は、開口32に対しなんら抵抗なく離脱す
ることができる。

【００２８】上記構成をなす連結手段によって、金型の
段取替を迅速、確実に行うことが可能となる。

【００２９】

【発明の効果】本発明はこのように構成したので、以下
のような効果を有する。まず、本発明の請求項１に係る
塑性加工装置によると、塑性加工装置の小型化、設備価
格の低減を図ることが可能となる。また、取り付けるこ
とが可能な金型の数を増やし、より多くの種類のワーク
に対応することが可能となる。

【００３０】また、本発明の請求項２に係る塑性加工装
置によれば、ワーク全体に対する塑性加工作業を連続的
に行い、従来の塑性加工装置と同様の製品を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る塑性加工装置の側面
図である。

【図２】図１に示す塑性加工装置の正面図である。

【図３】図１に示す塑性加工装置の上面図である。

【図４】図１に示す加圧シリンダの駆動軸と上型とを連
結する連結手段の、要部断面図である。

【図５】図４に示す連結手段の下面図である。

【図６】図４の要部拡大図である。

【図７】図４に示す連結ピンの断面図である。

【図８】図５に示す連結手段の側面図である。

【図９】従来の塑性加工装置の側面図である。

【図１０】図９に示す塑性加工装置の正面図である。

【符号の説明】

２ワーク 10’加圧ヘッド 14 塑性加工装置 15 Ｃ型プレス機 17 金型 17ａ上型 17ｂ下型 21 シフトベース 23 反転手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B30B 15/02 B21D 37/04 B21D 37/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】特定形状部を複数有する部品を塑性加工
する装置であって、ワーク中心部からオフセットした１
か所に、前記特定形状部を成形する金型を駆動する加圧
ヘッドを配置し、該加圧ヘッドには、異なる形状を塑性
加工するための複数の金型を、該加圧ヘッドの駆動軸に
対してシフト可能となるように下型部分を同一のシフト
ベース上に固定し、上型部分を前記加圧ヘッドの駆動軸
に対して夫々独立して着脱可能に配置したことを特徴と
する塑性加工装置。
【請求項２】前記ワークの向きをその中心部を基点と
して回転させ、前記ワークの複数の被成形部を順に前記
金型にセットする反転手段を設けたことを特徴とする請
求項１記載の塑性加工装置。