JP4206860B2 - ロック装置及びプレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、重力により装置の一部が落下する危険性のある装置、例えば、プレス装置のスライドが、保守・点検時、或いは非常停止時に、不意に落下するのを機械的に防止する落下防止装置等に用いられるロック装置に関する。

重力により装置の一部が落下する危険性のある装置、例えば、プレス装置において金型交換等の調整作業や保守・点検作業を行う場合には、プレス機械のスライドを、例えば上死点で停止させて、作業を行っている。この際、作業者の安全を確保するために、スライドを機械的にロックするようにしている。また、プレス装置の駆動部が停電等により、突然停止した場合にも、スライドを機械的にロックして、スライドが落下しないようにしている。特に、大型プレス機械の場合には、スライドとボルスタとの間に作業者が立ち入って作業を行わなければならないため、確実にスライドの落下を防止する装置が必要とされている。
このように、スライドの落下を機械的に防止するロック装置としては、実開平２−１２３３９９のように複数のロックピンを選択的に突出させてロックするものがある。
実開平２−１２３３９９号公報（第１図）

複数のロックピンを選択的に突出させる技術では、ロックピン毎にアクチュエータを設けたり、ばね等の付勢装置を設けたりして、複数のロックピンを移動可能に構成している。
しかしながら、アクチュエータやばね等が複数存在すると、そのうちの一つでも正常に動作しなかった場合には、プレス装置装置の運動、すなわち、スライドの落下を停止させることができなくなってしまうという問題がある。特に、重力により装置の一部が落下する危険性のある装置、例えば、プレス装置等に用いられる場合には、保守・点検時や非常時にのみ動作させるので、使用頻度が少なく、動作確認を行う機会が殆どない一方で、動作させる場合には、作業者の安全を確保するために、確実に機能しなければならないという課題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、重力により装置の一部が落下する危険性のある装置、例えば、プレス装置のスライドを機械的に停止させる落下防止装置等に用いられるロック装置において、簡単な機構により、複数のロックピンを確実に突出させて、スライドを停止させることができるロック装置を提案することを目的とする。

本発明に係るロック装置及びプレス装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明に係るロック装置は、平行に配置された一対のロックピンと、前記一対のロックピンの向く方向に対して直交する円板形の部材であって外周縁に前記一対のロックピンが差し込まれる複数の切り欠きが形成されると共に中心軸周りに回転する連結部材と、前記一対のロックピンの中間に平行に配置されると共に前記連結部材に向けて前後移動可能なロッド及び中央部が前記ロッドに直交配置された軸周りに回転可能に連結されると共に両端に前記一対のロックピンの各々の後端が回転及び摺動可能に接続された振子部材からなる揺動部と、前記ロッドを前記連結部材に向けて前後移動させて前記振子部材を介して前記一対のロックピンを前記連結部材に形成された前記複数の切り欠きの何れかに順次差し込むアクチュエータと、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、アクチュエータを動作させることにより、揺動部の振子部材が連結部材に向けて移動し、この移動に伴い、一対のロックピンも連結部材に向けて移動する。そして、２本のロックピンのうちの一方が連結部材に差し込まれた場合であっても、更に振子部材を連結部材に向けて移動させることにより、振子部材が回転して、残りのロックピンを連結部材に差し込むことができる。つまり、簡単な構造で一対のロックピンを連結部材に形成された切り欠きの何れかに順次差し込むことができる。

また、第１の発明に係るロック装置は、平行に配置された一対のロックピンと、前記一対のロックピンの向く方向に対して直交する円板形の部材であって外周縁に前記一対のロックピンが差し込まれる複数の切り欠きが形成されると共に中心軸周りに回転する連結部材と、前記一対のロックピンの中間に平行に配置されると共に前記連結部材に向けて前後移動可能なロッド、前記ロッドに直交配置された軸周りに回転可能に連結されたピニオン及び前記一対のロックピンの各々の後端に接続されると共に前記ピニオンに対して対称な位置で噛合する一対のラックからなる揺動部と、前記ロッドを前記連結部材に向けて前後移動させて前記ピニオン及び前記一対のラックを介して前記一対のロックピンを前記連結部材に形成された前記複数の切り欠きの何れかに順次差し込むアクチュエータと、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、振子部材と同様に、簡単な構造で一対のロックピンを連結部材に形成された複数の切り欠きの何れかに順次差し込むことができる。
また、前記ロッドの前後方向のストロークエンドにおいて前記一対のロックピンの各々の後端側に当接して前記一対のロックピンの前後方向の位置を各々一致させる複数のストッパを備えるものでは、２本のロックピンのうちの一方が連結部材に差し込まれた場合であっても、残りのロックピンを連結部材に確実に差し込むことが可能となる。

第２の発明は、上面に下金型が配置されたボルスタと、前記ボルスタの上方に配置されるとともにその下面に上金型が配置されてスライドと、クランク機構により前記スライドを上下移動させるスライド駆動装置と、を備えるプレス装置において、前記クランク機構の回転軸に対して、第１の発明に係るロック装置の連結部材が連結されることを特徴とする。
この発明によれば、確実に一対のロックピンがスライドの動作に連動する連結部材に差し込まれるので、スライドが不意に落下する事態を回避することができる。

本発明によれば以下の効果を得ることができる。
第１の発明によれば、一対のロックピンを連結部材に差し込むために、複数のアクチュエータを用いることなく、一つのアクチュエータで一対のロックピンを動作させることができる。このように、必要最低限のアクチュエータによりロック装置を構成するので、不具合を大幅に減少させることができ、ロック装置を確実に動作させることができる。

また、振子部材から構成されるものでは、簡単な構造で一対のロックピンを連結部材に形成された複数の切り欠きの何れかに順次差し込むことができるので、設備コストを低減させることができる他、障率を低減させることができる。
また、ラック・ピニオン機構から構成されるものでは、振子部材を用いた場合と同様に、簡単な構造で一対のロックピンを連結部材に形成された複数の切り欠きの何れかに順次差し込むことができるので、設備コストを低減させることができる他、故障率を低減させることができる。
また、前記ロッドの前後方向のストロークエンドにおいて前記一対のロックピンの各々の後端側に当接して前記一対のロックピンの前後方向の位置を各々一致させる複数のストッパを備えるものでは、２本のロックピンのうちの一方が連結部材に差し込まれた場合であっても、残りのロックピンを連結部材に確実に差し込むことが可能となり、ロック装置を確実に動作させることができる。

第２の発明によれば、確実に一対のロックピンがスライドの動作に連動する連結部材に差し込まれるので、スライドが不意に落下する事態を回避することができ、作業者の安全を確保することができる。

以下、本発明のロック装置の実施形態について図を参照して説明する。
図１は、ロック装置４０を示す図であり、図１（ａ）は側面一部断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。
ロック装置４０は、ベース１及びベース５と、ベース１上にアダプタ３を介して固定されたシリンダ１０と、ベース１に形成された穴部２及びベース５に形成された穴部６に嵌合しつつ、穴部２，６の軸方向に滑動するロッド１２、シリンダ１０の動力をロッド１２に伝達する連結部材１５、ロッド１２に連結された一対の振子部材１８、振子部材１８に連結されるとともに、ベース５に形成された穴部７，８に嵌合する２本のロックピン２０，２１とから構成される。
また、ロック装置４０の２本のロックピンの先端方向には、ロック装置４０によりその運動を停止させられる駆動装置の駆動部に連結された連結部材３０が配置される。連結部材３０は、２本のロックピンと嵌合する孔３１を複数備えており、駆動装置の動力部の運動に連動して、回転運動している。
そして、シリンダ１０を駆動（前後移動）させると、その駆動力が連結部材１５を介してロッド１２を前後移動させ、更に、振子部材１８を介して、２本のロックピンを前後移動させ、回転運動している連結部材３０に形成された孔３１に嵌合し、駆動装置の運動を停止（ロック）させるようになっている。

シリンダ（アクチュエータ）１０は、油圧等により駆動され、その駆動力が２本のロックピン２０，２１に伝達される。１つのシリンダ１０により、２本のロックピン２０，２１が駆動されるため、ロックピン２０，２１毎にシリンダ１０を用いる場合に比べて、ロック装置４０の信頼性が向上する。
そして、シリンダ１０は、駆動装置を制御する制御部（不図示）からの指令により駆動する場合の他、駆動装置の非常停止回路（不図示）により駆動される場合もある。
なお、シリンダ１０に換えて、モータとラック・ピニオン機構により、ロッド１２を前後移動させるようにしてもよい。

ロッド１２は、ベース１に形成された穴部２に滑り軸受を介して嵌合し、滑動可能に支持される。また、その先端部がベース５に形成された穴部６に嵌合する。
また、ロッド１２には、ロックピン２０，２１を揺動させる一対の振子部材（揺動部）１８が、ロッド１２の軸方向に直交する方向を回転軸とするように回転可能に連結される。一対の振子部材１８は、板状の部材からなり、それぞれロッド１２に設けられたピンにその中央部が嵌合され、回転可能となっている。また、振子部材１８の両先端部には、二股部２２，２３が形成される。したがって、ロッド１２の前後運動に連動して、振子部材１８も前後運動するが、振子部材１８の回転運動は、ロッド１２の前後運動に連動することはない。

ロックピン２０，２１は、ロッド１２を挟んで同一距離の位置に、ロッド１２の軸方向と同一方向に向けて配置される。また、ロックピン２０，２１は、それぞれ、ベース５に形成された穴部７，８に嵌合するとともに、その一端部がそれぞれ、振子部材１８の二股部２２，２３に連結される。ロックピン２０，２１の一端部には、ロックピン２０，２１の軸方法と直交する方向にピンが形成され、そのピンが二股部２２，２３に入り込むようになっている。これにより、振子部材１８を中央部１９周りに回転させると、その回転に伴って、ロックピン２０，２１が交互に連結部材３０に向かって移動するようになっている。
なお、ロックピン２０，２１は、ともに同一形状に形成され、ロック装置４０の初期状態の際には、連結部材３０とは接触しないような長さとなっている。

そして、ベース５の上面には、穴部７，８と直交するように、溝９が形成される。そして、その溝９には、駆動装置の動力部に接続された連結部材３０が挿入される。
連結部材３０には、ロックピン２０，２１が挿入される孔３１が複数形成される。孔３１は、図１（ｃ）に示すように、切り欠き形の他、長穴形に形成してもよい。また、孔３１の配置間隔は、ロックピン２０，２１の配置間隔に応じて、ロックピン２０，２１を突出させた場合に、少なくとも一方のロックピン２０，２１が必ず挿入されるように配置される。
なお、連結部材３０は、図１（ｃ）に示すように、円盤形に形成する場合に限らず、直線形であってもよい。すなわち、ロック装置４０は、駆動装置の動力部が回転運動する場合に限らず、直線運動する場合であっても適用することが可能である。

ベース１及びベース５には、それぞれ、振子部材１８の二股部２２，２３と当接するストッパ（規制部）２４，２５，２６，２７が設けられる。
ストッパ２４，２５，２６，２７は、ロッド１２が前後移動した際に、そのストロークエンドで、振子部材１８がロッド１２に対して直交するように、振子部材１８の回転運動を規制するものである。
すなわち、振子部材１８は、前後移動方向のストロークエンドでは、ストッパ２４，２５，２６，２７に当接して、ロッド１２に対して直交するので、ロックピン２０，２１の前後移動方向の位置が同一となる。逆に、前後移動方向のストロークエンド以外の位置では、ロックピン２０，２１の前後移動方向の位置は、振子部材１８の回転角度に応じて、前後するようになる。

図２は、ロック装置４０が設けられたプレス装置（駆動装置）５０と、プレス装置５０を複数台連結させたトランスファープレス１００を示す模式図であり、図２（ａ）が正面図、図２（ｂ）が側面図である。
トランスファープレス１００を構成する複数のプレス装置５０は、床面に敷設されたベッド１０１上に、プレスライン方向に沿って、所要間隔位置に配置される。また、各プレス装置５０は、ベッド１０１上に固定されるとともに、その上面に下金型が配置されたボルスタ１０６と、ボルスタ１０６の上方に配置されるとともに、その下面に上金型が配置されてスライド１０５と、スライド１０５を上下移動させるスライド駆動装置１０７等と構成される。そして、スライド駆動装置１０７によりスライド１０５を上下動させことにより、上下の金型間でパネル等のワークをプレス成形するようにしてある。

また、トランスファープレス１００は、プレスラインを挟んで両端に対向するように立設されたコラム１０２を備え、その上端にウエブ構造としたクラウン１０３を掛け渡してプレスハウジング１０４が形成され、そのプレスハウジング１０４には、スライド１０５及びスライド駆動装置１０７が配置される。
このように構成されたトランスファープレス１００では、通常、上流側より順に、絞り成形、トリミング、孔あけ（ピアス）、リストライクの各工程を行う４つプレス加工ステーションが形成されている。
そして、図２に示すように、スライド駆動装置１０７は、複数のクランク機構（動力部）１０８を備え、そのクランク機構の回転に上述したロック装置４０が連結される。具体的には、クランク機構１０８の回転軸に連結部材３０が接続される。なお、ロック装置４０は、プレス装置５０毎に設けられる。

プレス装置５０に設けられたロック装置４０は、スライド１０５の落下防止装置として機能する。例えば、プレス装置５０の保守・点検時には、スライド１０５を上死点まで上昇させて、その位置でロック装置４０を動作させる。これにより、スライド１０５は、機械的に上死点でロックされ、スライド１０５とボルスタ１０６との間で作業者が安全に保守・点検を行うことができる。なお、ロック装置４０は、プレス装置５０毎に設けられているため、任意のプレス装置５０のスライド１０５をロックさせることができる。
また、ロック装置４０は、プレス装置５０の非常停止時にも機能する。この際には、スライド１０５の位置に関係なく、ロック装置４０を機能させて、スライド１０５を更にその位置から落下させないようにする。なお、プレス装置５０の非常停止時には、トランスファープレス１００全体の動作も停止させる必要があるので、全てのロック装置４０が一斉に動作して、各プレス装置５０を停止させるようになっている。

続いて、上記構成を備えるロック装置４０の動作について説明する。図３は、ロック装置４０の動作を示した図である。
まず、シリンダ１０（図３においては不図示）を動作させる前の初期状態では、ロッド１２は、最も連結部材３０から遠退いた位置（紙面左側のストロークエンド）に位置する。この際、ロッド１２に回転自在に支持された振子部材１８は、ベース１に設けられたストッパ２４，２５に当接し、ロッド１２に対して略直交した位置で停止している。そして、ロッド１２が最も連結部材３０から遠退いた位置では、ロックピン２０，２１は、連結部材３０から離間している。したがって、プレス装置等の駆動装置は、通常の運転を行うことができ、連結部材３０が回転運動する。

次に、駆動装置の保守・点検時、或いは非常停止時にロック装置４０を動作させると、シリンダ１０の出力軸の移動に伴って、ロッド１２が連結部材３０に近づく。そして、タイミングよく２本のロックピン２０，２１と連結部材３０の孔３１の位置が一致すると、図３（ｂ）のように、２本のロックピン２０，２１が連結部材３０の孔３１に挿入される。これにより、連結部材３０の回転運動が機械的に強制停止させられる。なお、ロッド１２は、更に連結部材３０に近づくので、図３（ｄ）に示すように、ストロークエンドまで移動する。
しかしながら、タイミングよく２本のロックピン２０，２１が連結部材３０の孔３１に挿入されることは稀であり、通常は、２本のロックピン２０，２１のうちのいずれか一方が、連結部材３０の孔３１に挿入される。上述したように、連結部材３０の孔３１は、２本のロックピン２０，２１のうちのいずれか一方が必ず挿入されるような配置に形成されているので、例えば、図３（ｃ）に示すように、ロックピン２０が挿入された状態となる。

この状態では、連結部材３０は完全にロックされていないので、更に回転運動を続ける。しかしながら、ロッド１２が更に連結部材３０に近づき、連結部材３０の孔３１に挿入されていなかったロックピン２１が連結部材３０に向けて移動し始める。すなわち、ロックピン２０が回転自在に連結される振子部材１８の二股部２２は、ストッパ２６に当接しており、これ以上、連結部材３０に向けて移動することが規制されている。したがって、ロッド１２が更に連結部材３０に近づくと、その移動に伴って、振子部材１８が中央部１９回りに回転して、ロックピン２１を連結部材３０に向けて押し付けるようになる。そして、連結部材３０が更に回転して、図３（ｄ）に示すように、連結部材３０がロックピン２０に当接して、これ以上の回転運動できなくなりロックされる。

一方、ロック装置４０を動作させて、連結部材３０の回転運動を停止させた状態（すなわち、図３（ａ）の状態を解除する場合には、上述した動作を後戻りするように動作させればよい。
すなわち、ロッド１２を連結部材３０から遠ざけると、２本のロックピン２０，２１が連結部材３０の孔３１から抜け出て、図３（ａ）のような初期状態の戻るが、例えば、ロックピン２０と孔３１との摩擦が、ロックピン２１と孔３１との摩擦に比べて大きく、ロックピン２１のみが孔３１から抜け出た場合（図３（ｃ））であっても、ロックピン２１が連結される振子部材１８の二股部２３が、ストッパ２４に当接し、これ以上、連結部材３０から遠ざかることが規制されてしまう。したがって、ロッド１２が更に連結部材３０から遠ざかると、その移動に伴って、振子部材１８が中央部１９回りに回転して、ロックピン２０を連結部材３０の孔３１から抜き出すように作用する。そして、２本のロックピン２０，２１が確実に連結部材３０の孔３１から抜け出て、初期状態に戻すことができる。

以上のように、一つのシリンダ１０の動力を振子部材１８を介して２本のロックピン２０，２１に伝えることにより、確実に２本のロックピン２０，２１を連結部材３０に挿入して、駆動装置の運動を機械的に停止させることができる。また、振子部材１８のような簡単な機構を用いることにより、障害率を低減することができ、ロック装置４０を確実に動作させることができる。

図４は、振子部材１８に換えて、ラック・ピニオン機構（揺動部）６０を用いた場合を示した図である。ラック・ピニオン機構６０は、ピニオン６１と２つのラック６２，６３からなり、ロッド１２にはピニオン６１が回転自在に連結されるとともに、ロックピン２０，２１の一端にはピニオン６１と噛み合うラック６２，６３が設けられる。これにより、振子部材１８を用いた場合と同様に、ロックピン２０，２１が交互に前後運動する。ラック６２，６３の前後移動距離を規制するストッパ２４，２５，２６，２７を設けることにより、ロック装置４０を駆動した際に、いずれか一方のロックピン２０，２１が突出していても、更にロッド１２を移動させることにより、他方のロックピン２０，２１を突出させることができ、交互に連結部材３０に向けて突出させることができる。

なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。

本発明は、プレス装置のスライドが、保守・点検時、或いは非常停止時に、不意に落下するのを機械的に防止する落下防止装置等に用いられるロック装置に利用される。

ロック装置を示す図である。 ロック装置が設けられたプレス装置及びプレス装置を複数台連結させたトランスファープレスを示す模式図である。 ロック装置の動作を示した図である。 ラック・ピニオン機構を用いた場合を示す図である。

符号の説明

１０ シリンダ（アクチュエータ）
１２ ロッド
１５ 連結部材
１８ 振子部材（揺動部）
１９ 中央部
２０，２１ ロックピン
２４，２５，２６，２７ ストッパ（規制部）
３０ 連結部材
３１ 孔
４０ ロック装置
５０ プレス装置（駆動装置）
６０ ピニオン・ラック機構（揺動部）
６１ ピニオン
６２，６３ ラック
１００ トランスファープレス
１０８ クランク機構（動力部）

Claims (4)

1. 平行に配置された一対のロックピンと、
   前記一対のロックピンの向く方向に対して直交する円板形の部材であって外周縁に前記一対のロックピンが差し込まれる複数の切り欠きが形成されると共に中心軸周りに回転する連結部材と、
   前記一対のロックピンの中間に平行に配置されると共に前記連結部材に向けて前後移動可能なロッド及び中央部が前記ロッドに直交配置された軸周りに回転可能に連結されると共に両端に前記一対のロックピンの各々の後端が回転及び摺動可能に接続された振子部材からなる揺動部と、
   前記ロッドを前記連結部材に向けて前後移動させて前記振子部材を介して前記一対のロックピンを前記連結部材に形成された前記複数の切り欠きの何れかに順次差し込むアクチュエータと、
   を備えることを特徴とするロック装置。
2. 平行に配置された一対のロックピンと、
   前記一対のロックピンの向く方向に対して直交する円板形の部材であって外周縁に前記一対のロックピンが差し込まれる複数の切り欠きが形成されると共に中心軸周りに回転する連結部材と、
   前記一対のロックピンの中間に平行に配置されると共に前記連結部材に向けて前後移動可能なロッド、前記ロッドに直交配置された軸周りに回転可能に連結されたピニオン及び前記一対のロックピンの各々の後端に接続されると共に前記ピニオンに対して対称な位置で噛合する一対のラックからなる揺動部と、
   前記ロッドを前記連結部材に向けて前後移動させて前記ピニオン及び前記一対のラックを介して前記一対のロックピンを前記連結部材に形成された前記複数の切り欠きの何れかに順次差し込むアクチュエータと、
   を備えることを特徴とするロック装置。
3. 前記ロッドの前後方向のストロークエンドにおいて前記一対のロックピンの各々の後端側に当接して前記一対のロックピンの前後方向の位置を各々一致させる複数のストッパを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロック装置。
4. 上面に下金型が配置されたボルスタと、
   前記ボルスタの上方に配置されるとともにその下面に上金型が配置されてスライドと、
   クランク機構により前記スライドを上下移動させるスライド駆動装置と、
   を備えるプレス装置において、
   前記クランク機構の回転軸に対して、請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のロック装置の連結部材が連結されることを特徴とするプレス装置。

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