JP4083664B2

JP4083664B2 - 板材曲げ加工機のセンター型装着固定構造

Info

Publication number: JP4083664B2
Application number: JP2003385871A
Authority: JP
Inventors: 俊雄池田
Original assignee: 協和マシン株式会社
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2023-11-14
Also published as: JP2005144499A

Description

本発明は、押え型をセンター型と、その左右のサイド型で構成し、この押え型と下型の間に板材をクランプして側部からブレードで曲げ加工する板材曲げ加工機のセンター型の交換装着構造に関する。

例えば、図６に板材の曲げ加工機の側面から見た板材の曲げ方法の模式図を示す。
押え型４と下型２との間に、板材（ワーク）１をクランプしてブレード８にて上方に向けて押圧し、正曲げしたり、下方に向けて押圧し、逆曲げ加工する板材の曲げ加工方法が広く採用されている。
ここで押え型は、曲げ加工される板材の幅方向の長さに合わせてクランプ出来るように、例えば、図５（イ）上面図、（ロ）正面図に示すようにセンター型１１０の両側に、サイド型取り込み装置にて複数のサイド型を取り込み、左右サイド型１２０Ｌ、１３０Ｌ、・・・１５０Ｌ、１２０Ｒ、１３０Ｒ、・・・１５０Ｒをそれぞれキーブロックとキー溝などで連結して曲げ加工に使用される。
サイド型の長さの単位では、クランプ長さを細かく調整出来ないので、センター型を数ｍｍ単位の長さに段階的に変化させたものを予め、複数準備し、その中から板材の幅方向の長さに合わせて選択使用される。
ここで、従来のセンター押え金型クランプ方式は、特開平７−１１２２１５号公報の図６に示される様にクランプアーム、クランプ爪、ボール等で構成された機構からなり、エアーシリンダーでクランプアームを駆動し、クランプ爪とボールで金型をクランプする方式であった。
しかし、曲げ加工時のセンター押え金型に加わる力はボールやボールハウジング部分で点接触で受ける事になり、剛性を得ることが難しかった。
また、金型クランプ部分は複雑で、設計上クランプ部分のスペースも大きく必要になり、押え金型全体の高さが高くなるため剛性が弱くなり、その結果ワークのクランプ力が不安定になり、曲げ加工精度を低下させる要因となっていた。
また、エアーシリンダーで金型のクランプ、アンクランプを行うため、配管スペース等が必要となり、センター型の幅を小さく出来ず曲げ加工可能な最小ワークサイズもこれらの配管スペースを設ける必要上の制約を受け、ワークサイズの小型化が困難であった。

特開平７−１１２２１５号公報

本発明は上記技術的課題に鑑みて、板材の曲げ加工機において板材をクランプする押え型の中央に配置したセンター型クランプ構造を、簡単な構造で面拘束方式とすることで剛性の向上が容易に図られ、その結果曲げ加工精度の向上に効果的で、曲げ加工可能な最小ワークサイズを更に小さく出来る板材曲げ加工機のセンター型クランプ構造の提供を目的とする。

請求項１記載の発明の技術的要旨は、センター型とその左右にサイド型を配設した押え型と、下型の間に、ワークをクランプして側部からブレードで曲げ加工する板材の曲げ加工機のセンター型取り付け構造において、加締め上下する上部フレームの下部に連結した押え型ベース部の下部にシリンダー部を形成し、このシリンダー内にピストンを配設し、ピストンの後端部に当該ピストンの後退をロック規制又はロック解除するロックピースを配設し、このピストンの先端部に金型ホルダクランプベースを連結し、この金型ホルダクランプベースにオス形ガイド部を備え、金型ホルダクランプベース部からオス形ガイド部にわたって貫通孔を設けて雄ネジ部を有する回転駆動軸を配設し、センター型を取り付けた金型ホルダ側にメス形ガイド部を備え、この金型ホルダ側のメス形ガイド部材内に配設したクランプナットを前記雄ネジ部の螺合により金型ホルダを介してセンター型を固定した点である。

板材をクランプする際に、加締め上下する上部フレームの下部に押え型ベース部を連結し、その下部に金型ホルダクランプベースを連結した構造を採用したのは、上部フレームの下部にＬＭガイド装置等により左右のサイド型を取り込めるように押え型ベース部を形成したものである。
また、金型ホルダクランプベース部にオス形ガイド部を備え、センター型を取り付けた金型ホルダ側にメス形ガイド部を備えたことにより、容易にスライド嵌合装着が可能になる。
ここで、センター型を金型ホルダに取り付ける構造にしたのは、金型ホルダを共通化するためであり、本発明においては必ずしもセンター型と金型ホルダを別体にする必要はなく、センター型と金型ホルダ部を一体的に形成しても良い。
また、金型ホルダクランプベース部側から回転駆動軸に連結した雄ネジ部を配設し、金型ホルダ側のメス形ガイド部側にクランプナットが嵌合配設されるようにしたので、雄ネジ部とクランプナットの螺合により金型ホルダが金型ホルダクランプベース部に簡単に装着できる。

このように、押え型ベース部の下部にシリンダー部を形成し、そのシリンダー内にピストンを配設した構造を採用したことにより、ピストンの上昇によりセンター型をサイド型から抜き上げる操作が可能になる。
これにより、サイド型を両端にスライドさせることなくセンター型の交換が出来る。

請求項２記載の発明の技術的要旨は、前記回転駆動軸はスプライン軸になっていて、前記ピストンの軸方向に貫通孔を設けて当該スプライン軸を配設し、このスプライン軸の先端部に前記クランプナットと螺合する雄ネジ部を形成した点である。
スプライン軸を介して雄ネジ部を形成したことにより、ピストンの上下動と回転駆動軸の配設の両立ができる。

請求項３記載の発明の技術的要旨は、前記ピストンの軸方向の貫通孔に配設されたスプライン軸の上部雄スプラインシャフトに回転駆動部が連結され、当該雄スプラインシャフトにスプライン連結した下側雌スプラインシャフトに雄ネジ部を形成し、当該雌スプラインシャフトがセンター型側にバネ付勢されている点である。

雌スプラインシャフトを前進方向にバネ付勢させたことにより、ワーク加締め時の反力を吸収することができる。

本発明に係るセンター型クランプ方式は、金型ホルダクランプベースのオス形ガイド部と金型ホルダのメス形ガイド部をスライド嵌合して雄ネジ部とクランプナットの螺合によるクランプ構造であることから、曲げ加工時にセンター型に加わる力等は、クランプ部分において面接触となり、点接触である従来の方式に比較して剛性が得られやすく、その結果、安定してワークをクランプ出来、曲げ加工精度の向上が図れる。
また、クランプ構造が従来に比較して簡単な為、金型クランプ部分のスペースも小さくなり、押え金型全体の高さを低くする事ができ、押え金型全体の取付剛性が高くなり、曲げ加工精度の向上が図れる上に、エアー圧を使用せず雄ネジ部の回転により金型ホルダクランプナットを駆動してクランプする構造であるため、配管スペースの制約が無く、クランプ構造の小型化が容易であり、曲げ加工可能なワークサイズの更なる小型化を図ることができる。

回転駆動源の駆動力を、ピストン貫通孔内に収納したスプライン部を介して雄ネジ部に伝達する構造とすることでセンター型付近に回転駆動源を設ける必要がなくなり、センター型付近の構造を小型化することができる。

雌スプラインシャフトの収納中空部後面間に隙間を設けて配置し、かつ、弾性体により雌スプラインシャフトを前方に向けてバネ付勢することで、曲げ加工に伴い雄ネジ部から圧力が雌スプライン部に伝達されても、スプライン軸の駆動源側への負荷を抑えることができる。

図１に本発明に係るセンターアーム構造の曲げ加工機側面からみた要部断面図を示し、図２には図１のＡ視図（曲げ加工機の正面要部）を示す。
押え型ベース部３の下部にシリンダー部５が設けられ、そのシリンダー５内に上下に摺動するピストン２０が内設されている。
図２に示すように、このピストン２０はシリンダーに接続されているエアー配管６ａ、６ｂを介したエアー駆動源によりガイドバー２１に沿って上下に摺動制御される。
ピストン先端部２０ｂには金型ホルダクランプベース３０が取り付けられ、この金型ホルダクランプベース３０の下部に、各種所定幅のセンター型５０を連結した金型ホルダ４０が交換装着される構造になっている。

金型ホルダクランプベース３０のクランプ面３０ａには、オス形ガイド部３１が形成されていて、このオス形ガイド部３１はオス首部３１ｂと、その先に係合部３１ａを形成した断面略逆Ｔ字形状になっている。
一方、金型ホルダ４０のクランプ面４０ａには、メス形ガイド部４１が形成され、このメス形ガイド溝部４１は前記金型ホルダクランプベース側のオス形ガイド部形状に対応させたもので、溝開口部４１ａと係合部４１ｂから形成されている。
従って、上記オス型ガイド部３１に金型ホルダのメス形ガイド溝部が係合するようにスライド装着することで選定された所定幅寸法のセンター型５０が金型ホルダ４０を介して金型ホルダクランプベース３０に装着されることになる。
ここで図１に示すように、クランプベース側にストッパーピン３３が取り付けられ、奥行き方向の位置決めがされる。

次に、この金型ホルダ４０の金型ホルダクランプベース３０への装着方法について説明する。
図１に示すように、ピストン２０内に、ピストン後部２０ａのピストン後端孔２０ｄよりピストン先端部２０ｂのピストン先端孔２０ｅに達するピストン貫通孔２０ｃが形成されている。
このピストン軸方向の貫通孔２０ｃ内に、スプライン駆動軸２２を配設すべく雌スプラインシャフト２２ｂを収納中空部２０ｆに収納し、雄スプラインシャフト２２ａとスプライン連結し、収納されている。
雄スプラインシャフト２２ａは、連結部２２ｃを介して図３に示すように、ハイポイドギヤ２５とハイポイドギヤ軸２６とカップリング２８を介してサーボモータ２７に連結している。
雌スプラインシャフト２２ｂの前端側に、ベアリング２３を介して雄ネジ部２４を形成し、金型ホルダクランプベース３０の貫通孔３０ｂより金型ホルダクランプナット３２に螺合している。
この金型ホルダクランプナット３２は、その側面３２ａ、３２ｂで金型ホルダクランプベース３０切り欠き部３１ｃの側壁に拘束され共回りが規制されている。
これにより金型ホルダクランプナット３２は、雄ネジ部２４がサーボモーター２７により回転駆動されることにより上方移動し、金型ホルダ４０を金型ホルダクランプベース３０にクランプ固定し、逆に下方移動することでアンクランプすることとなる。

なお、図１及び図２に示した４１ｄが金型ホルダ４０側のクランプナットの締結面である。
金型ホルダクランプナット３２にセンター型５０を取り付けた金型ホルダ４０を取り外すには、サーボモーターによりスプライン軸を回転させ、金型ホルダクランプナット３２の締結をゆるめ、さらに雄ネジ部２４を回転させるとナットは下降し、金型ホルダのメス型ガイド溝部４１の係合部４１ｂの位置に移動する。
この状態でクランプナットに干渉せず金型ホルダ４０をセンター型５０とともに、図２にては紙面の後方に、図１にては右方向にスライドさせ取り外す。
このセンター型５０のクランプ構造は、センター型５０を取り付けた金型ホルダ４０を金型ホルダクランプベース３０にスライド装着して金型ホルダクランプナット３２にて固定する簡単な構造であり、センター型５０を容易に脱着出来、しかも曲げ加工時にセンター型に加わる圧力は金型ホルダクランプ面４０ａと金型ホルダクランプベースクランプ面３０ａにて面接触となる構造であるため剛性が得られやすく、ワークの曲げ精度の向上を図ることが出来る。
また、クランプ構造がネジとナットを利用した簡単な構造であることからクランプ部分のスペースを小さくすることが出来、押え型全体の高さを低く抑えることができ、これにより更に剛性を得ることが出来るため、より曲げ精度の向上につながる。

板材（ワーク）の曲げ加工時にセンター型と下型でワークを加締めクランプするが、この反力は雄ネジ部２４を経由して雌スプラインシャフト２２ｂに伝わるが、雌スプラインシャフト２２ｂと雄スプラインシャフト２２ａはスプライン連結であり、雌スプラインシャフト２２ｂはスプリング１０で下方にバネ付勢されているので、これらの部分でエネルギー吸収される。
図４の拡大図に示すように、雌スプラインシャフト２２ｂと収納中空部後面２０ｈとの間に適度な隙間２０ｉが設けられている。
図４では分かりやすくするため、隙間２０ｉの大きさは大きく描いてある。
この収納中空部２０ｆの後部２０ｇには、弾性体としてスプリング１０が配置され、その一端は収納中空部後面２０ｈに当接している。
スプリング１０は雌スプラインシャフト２２ｂ外周を囲むように設けられ、もう一端は雌スプラインシャフト外周段差部２２ｄに当接し、雌スプラインシャフト２２ｂを前方のベアリング２３に向けてバネ付勢されている。

以上、金型ホルダ４０を金型ホルダクランプベース３０に装着する装着構造について説明してきたが、実際のセンター型の交換には左右のサイド型から抜き上げた後に実施されるのでその動きを以下説明する。
ピストン２０は、エアー駆動によりガイドバー２１に沿って上下に摺動制御される。
一方、ピストン後部２０ａは押え型ベース部３に設けたロックピース摺動孔９１内に臨むように配置されている。
図３（ロ）に示すように、ロックピース摺動孔９１の両側にエアーシリンダー等のロックピース駆動手段６２が取り付けられ、連結ピース６３を介して左右にスライド可能に右ロックピース６１ａ、左ロックピース６１ｂが取り付けられている。
ロックピースを構成するこの左右のロックピースがそれぞれ後退するとピストン２０のロックが解除される。
このロックが解除された状態で、図２に示したセンターアーム付近の正面図で説明すると、センター型５０が左サイド型１００ａと右サイド型１００ｂの間から抜き上げられるように上昇する。
これにより、図１に二点鎖線で示したようにピストン２０が上昇できセンター型５０が上昇する。
この時、シリンダーの上昇に従いスプライン部２２は雌スプラインシャフト２２ｂ内に雄スプラインシャフト２２ａが押し込まれて縮み、ピストンの移動に対応する。
この状態でセンター型５０を交換する方法は上述したとおりであるので省略する。
このように、金型交換時にはロックピースを後退、ロック解除することでピストンが上下移動可能にし、金型交換後にはロックピースをこのピストンと押え型ベース部の間に挿入することで、図１に示すように上部フレーム７が上下し、ワーク加締めする際の剛性が確保される。

本発明に係るセンターアーム構造正面図を示す。本発明に係るセンターアーム構造側面断面図を示す。（イ）ハイポイドギヤ付近の正面の拡大断面図を示す。（ロ）ハイポイドギヤ付近の側面の拡大断面図を示す。雌スプラインシャフト付近の拡大断面図を示す。従来の板材曲げ加工機の正面図（ロ）、平面図（イ）を示す。板材の曲げ加工の模式図を示す。

符号の説明

１板材（ワーク）
２下型
３押え型ベース部
４センターアーム
５シリンダー
６ａ、６ｂエアー配管
７上部フレーム
１０スプリング
２０ピストン
２０ａピストン後部
２０ｂピストン先端部
２０ｃピストン内貫通孔
２０ｄピストン後端孔
２０ｅピストン先端孔
２０ｆ収納中空部
２０ｇ収納中空部後部
２０ｈ収納中空部後面
２０ｉ隙間
２０ｊスラスト軸受け
２１ガイドバー
２２スプライン駆動軸
２２ａ雄スプラインシャフト
２２ｂ雌スプラインシャフト
２２ｃ雄スプラインシャフトの駆動連結部
２２ｄ外周段差部
２３ベアリング
２４雄ネジ部
２５ハイポイドギヤ
２６ハイポイドギヤ軸
２７サーボモーター
２８カップリング
３０金型ホルダクランプベース
３０ａ金型ホルダクランプベースのクランプ面
３０ｂ金型ホルダクランプベース貫通孔
３１金型ホルダクランプベースオス形ガイド部
３１ａ金型ホルダクランプベースオス首部
３１ｂ金型ホルダクランプベース嵌合部
３１ｃ金型ホルダクランプベース切り欠き部
３２金型ホルダクランプナット
３２ａ、３２ｂ金型ホルダクランプナット側面
４０金型ホルダ
４０ａ金型ホルダのクランプ面
４１金型ホルダのメス形ガイド溝部
４１ａ金型ホルダ溝開口部
４１ｂ金型ホルダの係合部
４１ｄクランプナット
４１ｅ金型ホルダ溝壁面
５０、５１センター型
６１ａ右ロックピース
６１ｂ左ロックピース
６２ロックピース駆動手段
６３連結ピース
９１ロックピース摺動孔
１００ａ左サイド型
１００ｂ右サイド型

Claims

センター型とその左右にサイド型を配設した押え型と、下型の間に、ワークをクランプして側部からブレードで曲げ加工する板材の曲げ加工機のセンター型取り付け構造において、加締め上下する上部フレームの下部に連結した押え型ベース部の下部にシリンダー部を形成し、このシリンダー内にピストンを配設し、ピストンの後端部に当該ピストンの後退をロック規制又はロック解除するロックピースを配設し、このピストンの先端部に金型ホルダクランプベースを連結し、この金型ホルダクランプベースにオス形ガイド部を備え、金型ホルダクランプベース部からオス形ガイド部にわたって貫通孔を設けて雄ネジ部を有する回転駆動軸を配設し、センター型を取り付けた金型ホルダ側にメス形ガイド部を備え、この金型ホルダ側のメス形ガイド部材内に配設したクランプナットを前記雄ネジ部の螺合により金型ホルダを介してセンター型を固定することを特徴とするセンター型装着固定構造。
前記回転駆動軸はスプライン軸になっていて、前記ピストンの軸方向に貫通孔を設けて当該スプライン軸を配設し、このスプライン軸の先端部に前記クランプナットと螺合する雄ネジ部を形成したことを特徴とする請求項１記載のセンター型装着固定構造。
前記ピストンの軸方向の貫通孔に配設されたスプライン軸の上部雄スプラインシャフトに回転駆動部が連結され、当該雄スプラインシャフトにスプライン連結した下側雌スプラインシャフトに雄ネジ部を形成し、当該雌スプラインシャフトがセンター型側にバネ付勢されていることを特徴とする請求項２記載のセンター型装着固定構造。