JP4341367B2 - パンチプレス - Google Patents

Description

この発明は、工具支持体を交換して使用するパンチプレスに関し、特にそのダイ側の工具支持体を昇降させる機構等の改良に関する。

従来、複数の工具を交換使用可能としたパンチプレスとして、工具支持体をタレットとするタレット式のものが一般的である。しかし、タレットパンチプレスでは、タレット上に保持できるツールの種類，サイズが限られ、多彩な加工を行うことができない。そのため、工具支持体として次のようなカートリッジを用いるカートリッジ式のパンチプレスが提案されている（例えば特許文献１）。これは、複数のツールを搭載した矩形のカートリッジを複数準備し、これらカートリッジを直線経路のレール上でパンチ位置に出し入れすることにより、カートリッジ交換を行うものである。

しかし、上記カートリッジ式のパンチプレスは、カートリッジ内に並べられたツールの割り出しを、ラムを有するパンチ駆動部の平面移動により行うものであるため、移動する部分の重量が重くてツールの高速割り出しが難しい。カートリッジの直線移動で一方向のツール割り出しを行うものもあるが、これもカートリッジ全体の直線移動が必要なために高速割り出しが難しい。
そこで、工具支持体として円形のカートリッジを用い、旋回動作する工具支持体交換装置によりプレスフレームに渡すものが試みられている。
特開２０００−３５１０２８号公報

上記円形カートリッジ式の工具支持体を用いたパンチプレスでは、工具支持体交換装置とプレスフレームとの間で工具支持体を受け渡すために、プレスフレームの一部を昇降部材とし、この昇降部材に工具支持体で支持する。
しかし、ダイ側の昇降部材は、工具支持体を載せて上昇した位置でパンチ加工時の支持を行うため、この上昇位置で打ち抜き荷重を受けることになる。そのため、パンチ加工時の打ち抜け荷重に耐えられる支持を行う必要があり、昇降部材を昇降させる機構が大がかりなものとなる。例えば、大型の油圧シリンダを内蔵したものが必要とされる。このために、近年のように電気サーボ化されて本体に油圧ユニットを持っていないパンチプレスでは、その昇降機構のためだけに油圧ユニットを設置する必要がある。また、油を機内に供給することにより、油温上昇の影響を受け、ヘッド部の熱変位によるパンチ・ダイ工具間の芯ずれも大きくなる。

また、パンチプレスにおいて、高機能化を図ったものとして、曲げ加工等を含む成形加工を可能としたものがある。その一つとして、板材に上方へ突出する部分を加工するために、ダイ工具に、ダイ本体に対して昇降自在としたダイ昇降部分を設けたものがある。このダイ昇降部分を押し上げて成形加工を行う。
しかし、このダイ昇降部分を昇降駆動させる機構が、上記昇降部材の昇降機構とは別に備えられることになるため、駆動源が多くなって、コスト増となる。

この発明の目的は、ダイ側の工具支持体を載せて上昇位置で打ち抜き荷重を受ける昇降駆動系が、所定高さの昇降を行え、かつ堅固な支持を可能としながら、小さな駆動源で済むパンチプレスを提供することである。
この発明の他の目的は、ダイ工具に昇降部分を設けて成形加工機能を追加しながら、その昇降の駆動が簡素な機構で行えるものとすることである。
この発明のさらに他の目的は、工具支持体を回転割出可能とした場合にも、上記成形加工機能のための駆動が簡素な機構で行えるものとすることである。

この発明のパンチプレスは、ダイ工具を搭載可能な工具支持体と、プレスフレームと、このプレスフレームに設けられ、前記工具支持体を工具支持体交換位置から、この工具支持体交換位置よりも上方に位置して、パンチ工具と共に板材に加工を施しプレス負荷を受け止めるプレス負荷受止位置との間で昇降させる昇降機構とを備える。
前記プレスフレームは、フレーム本体と、このフレーム本体に対して昇降自在に設けられて前記工具支持体を着脱自在に載せる昇降部材とを有する。
前記昇降機構は、工具支持体の昇降方向と平行に移動可能に設けられ、上下方向に延びる上下カム溝部および上下方向に対して左右傾斜する傾斜カム溝部を連ねたシフト用カム溝を有する昇降カム部材と、前記シフト用カム溝内を移動自在なシフト用カムフォロアを有し左右方向にスライド自在なスライド部材と、リンク機構と、前記昇降カム部材を昇降させる昇降駆動機構とで構成される。
前記リンク機構は、上端が前記昇降部材に回動自在に連結され下端がスライド部材に回動自在に連結された上リンク、および下端が上リンクの上端と同じ第１上下方向直線上にあってフレーム本体に回動自在に連結され上端が上リンクの下端と同じ第２上下方向直線上にあって上記スライド部材に回動自在に連結され、工具支持体がプレス負荷受止位置にあるときに、前記第１上下方向直線と第２上下方向直線とが略重なるものである。

この構成によると、昇降駆動機構の駆動による昇降カム部材の昇降動作により、その傾斜カム溝部にシフト用カムフォロアが係合したスライド部材が左右方向に移動し、この左右移動によりリンク機構の作用点となる上下リンクの対向する端部に推力が与えられる。これにより工具支持体を保持する昇降部材が昇降させられる。リンク機構は、上リンクと下リンクとでトグル状の機構とされていて、工具支持体がプレス負荷受止位置にあるときに、上リンクの上端および下リンクの下端の位置する第１上下方向直線と、上記作用点となる上リンクの下端および下リンクの上端の位置する第２上下方向直線とが略重なる。すなわち、重なる程度に近接し、上下のリンクが略垂直に立ち上がった角度となる。そのため、作用点に加える左右方向の力が小さくても、大きな打ち抜き力を受けることができる。また、リンク機構と上記昇降カム部材によるカム機構とを組み合わせたため、リンク機構が有利な場合とカム機構が有利な場合を、組み合わせ全域に渡って小さな駆動力で駆動が可能となる。このため、昇降駆動機構の駆動源として、小さなサーボモータ等を用いても動作可能となる。このように油圧を用いることなく、打ち抜き荷重に耐える支持が行えるため、油圧ユニットが不要で、構成が簡素化され、また油の温度上昇による熱変位の影響もないものとできる。

この発明において、前記ダイ工具は、板材を成形加工するためのダイ昇降部分を有するものであっても良く、その場合に次の構成としても良い。前記ダイ工具の下方に、前記ダイ工具のダイ昇降部分を押し上げるダイ工具押し上げ部材を昇降自在に設け、前記フレーム本体に前記左右方向にスライド自在な成形用スライド部材を設ける。この成形用スライド部材のスライド動作をダイ工具押し上げ部材の昇降方向に変化するスライド・昇降変換手段を設ける。前記昇降カム部材には、前記カム溝とは別に上下方向に延びる上下カム溝部および上下に対して左右傾斜する傾斜カム溝部を連ねた成形用カム溝を設け、前記成形用スライド部材に、前記成形用カム溝内を移動自在な成形用カムフォロワを設ける。前記昇降カム部材は、前記シフト用カムフォロワおよび成形用カムフォロワの一方がシフト用カム溝または成形カム溝の傾斜カム部に位置する時に、他方がシフト用カム溝または成形カム溝の上下カム溝部に位置する状態となるように、上記両カム溝の位置関係を設定する。なお、この明細書で言う成形加工は、一般に言う成形加工の他に、曲げ加工等の成形加工を含む意味である。

この構成の場合、工具支持体を載せる昇降部材の昇降駆動機構を用い、同じ昇降カム部材から成形用スライド部材およびスライド・昇降変換手段を介して、ダイ工具の成形加工のためのダイ昇降部分を昇降動作させるができる。そのため、成形加工機能を持ちながら、駆動源の個数が削減できて構成が簡素化される。また、前記昇降カム部材は、シフト用カムフォロワおよび成形用カムフォロワの一方が傾斜カム部に位置する時に、他方が上下カム溝部に位置する状態となるようにしたため、工具支持体の載せられた昇降部材の上昇が完了してから、ダイ工具の成形加工のための駆動が行えて、共通の昇降駆動機構に、昇降部材の昇降のための力と成形加工のための力とが同時に作用することがない。したがって、昇降部材の昇降駆動および成形加工のための駆動を共通の駆動源で兼用しながら、より小さな駆動源で済む。

このようにダイ工具の成形加工のためのダイ昇降部分を昇降させる構成とした場合に、前記昇降部材を、上下方向の軸心回りに回転自在な円筒状の回転部材を有しこの回転部材の上端に前記工具支持体を着脱可能に載せるものとしても良い。前記ダイ工具押し上げ部材は、前記スライド・昇降変換手段により昇降させられる押し上げ部材基部と、この押し上げ部材基部上に回転自在に設けられて上記回転部材と共に回転可能な押し上げ部材回転部とを有するものとしても良い。
昇降部材に回転部材を設けて工具支持体を載せるようにした場合、工具支持体を回転させてダイ工具の割り出し等が行える。この場合に、前記ダイ工具押し上げ部材を、上記のように押し上げ部材基部およびその上に回転自在に設けられた押し上げ部材回転部とを有するものとすることで、工具支持体の回転割出を可能としながら、成形加工の駆動源を昇降部材の昇降用の駆動源と兼用することができる。

この発明のパンチプレスは、ダイ側の工具支持体を載せて上昇位置で打ち抜き荷重を受ける昇降駆動系を、トグル形式のリンク機構とその入力を与えるカムとで構成したため、昇降駆動系が、所定高さの昇降を行え、かつ堅固な支持を可能なものでありながら、小さな駆動源で済む。
ダイ工具が成形加工用のダイ昇降部分を有するものである場合に、工具支持体を載せる昇降部材の昇降駆動機構を用い、同じ昇降カム部材から成形用スライド部材およびスライド・昇降変換手段を介して、成形加工のためのダイ昇降部分を昇降動作させるようにした場合は、成形加工機能を持ちながら、駆動源の個数が削減できて構成が簡素化される。その場合に、前記昇降カム部材を、シフト用カムフォロワおよび成形用カムフォロワの一方が傾斜カム部に位置する時に、他方が上下カム溝部に位置する状態となるようにした場合は、昇降部材の昇降駆動および成形加工のための駆動を共通の駆動源で兼用しながら、より小さな駆動源で済む。
昇降部材が工具支持体を載せる回転部材を有するものとし、ダイ工具押し上げ部材が押し上げ部材基部と押し上げ部材回転部とであるものとした場合は、工具支持体の回転割出を可能としながら、成形加工の駆動源を昇降部材の昇降用の駆動源と兼用することができる。

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図１に示すように、このパンチプレスは工具１，２をそれぞれ搭載可能な工具支持体３，４を、プレス位置Ｐでプレスフレーム５の上下の工具支持体設置部６，７にそれぞれ支持させてパンチ加工を行うものである。このパンチプレスは、ラム１０、および板材送り手段１１を有し、複数の工具支持体３，４を搭載した工具支持体交換装置８，９が設けられている。プレス位置Ｐはラム１０を配置した平面位置のことである。

工具１，２には上型となるパンチ工具１と、下型となるダイ工具２とがあり、上下の工具支持体３，４は、それぞれパンチ工具１を搭載可能なパンチ工具支持体３と、ダイ工具２を搭載可能なダイ工具支持体４となる。パンチ工具支持体３に対して、各パンチ工具１は、ばね部材（図示せず）により上昇復帰可能に支持されている。
パンチ工具１を搭載した工具支持体３を設置する上側の工具支持体設置部６と、ダイ工具２を搭載した工具支持体４を設置する下側の工具支持体設置部７は、互いに同心で上下に並んで設けられている。

ラム１０は、工具支持体設置部６，７に設置された工具支持体３，４の上方に位置し、パンチ工具支持体３に支持されたパンチ工具１をパンチ駆動する。ラム１０は、ラム昇降ガイド１４によってプレス位置Ｐで昇降自在に支持されており、ラム昇降駆動装置１５により昇降駆動される。ラム昇降駆動装置１５は、例えばサーボモータ１５ａとその回転を往復直線運動に変換する運動変換機構１５ｂとからなる。ラム昇降駆動装置１５は油圧シリンダ等であっても良い。板材送り手段１１は、テーブル１２上で被加工物である板材Ｗを前後左右に移動させる手段であり、板材Ｗの縁部をワークホルダ１３で把持してワークホルダ１３の移動により上記板材Ｗの前後左右の移動を行うものとされている。

工具支持体交換装置８，９は、工具支持体設置部６，７に対して工具支持体３，４を交換する装置であり、互いに同心で上下に位置するパンチ工具用の工具支持体交換装置８とダイ工具用の工具支持体交換装置９とがある。
工具支持体交換装置８，９は、平面形状の外形が円形とされた交換装置本体１６，１７を有し、図６に示すように、この交換装置本体１６，１７の外周部における円周方向複数箇所に設けられた切欠状部分からなる工具支持体保持部１８に、各工具支持体１，２が保持される。工具支持体保持部１８は、内部に嵌合した工具支持体１，２を、左右両側から爪部材２４で係脱自在に支持することで、着脱自在に保持する。
図１に示すように、交換装置本体１６，１７は、支持台１９，２０を介して水平旋回自在に支持され、割出機構２１により任意の工具支持体３，４がプレス位置Ｐに来るように旋回させられる。割出機構２１は、上下の交換装置本体１６，１７を、それぞれサーボモータ等の駆動源２１ａ，２１ａにより伝達機構２１ｂ，２１ｂを介して旋回駆動させるものである。

工具支持体３，４は、図４に上方から見た斜視図を、図５に下方から見た斜視図をそれぞれ示すように、いずれも平面形状が略円形に形成されている。上下の工具支持体３，４は、それぞれ工具１，２を支持する工具支持部３ａ，４ａと、カップリング部３ｂ，４ｂとを有している。工具支持部３ａ，４ａは、工具支持体３，４の内周部に設けられ、その周囲にカップリング部３ｂ，４ｂが設けられている。

図４（Ａ）のように、パンチ側の工具支持体３のカップリング部３ｂは、上下方向に凹凸する複数のカップリング歯３ｂａを、工具支持体３の外周縁に円周方向に並べて形成したものである。このカップリング部３ｂにおける隣合う各カップリング歯３ｂａ間の凹部３ｂｂに被係合部３ｃが設けられている。

図５（Ｂ）のように、 ダイ工具支持体４のカップリング部４ｂは、上下方向に凹凸する複数のカップリング歯４ｂａをダイ工具支持体４の外周縁に円周方向に並べて形成したものである。このカップリング部４ｂにおけるカップリング歯４ｂａ間の凹部４ｂｂに被係合部４ｃが設けられている。

図２に示すように、上下の工具支持体設置部６，７は、対応する工具支持体３，４におけるカップリング部３ｂ，４ｂと噛合可能なカップリング部４２ａ，４３ａと、引込結合手段３６，３７とを有する。引込結合手段３６，３７は、前記被係合部３ｃ，４ｃに係合し、対応する工具支持体３，４を工具支持体設置部６，７側に引き込むことで、両カップリング部を互いに噛合させた状態で結合する。

上下の工具支持体設置部６，７は、パンチ加工時は工具支持体１，２を上下動不能に固定するものであり、中央にラム１０の昇降する空間Ｓ、およびスラグが通過する空間Ｓ’をそれぞれ有し、工具支持体３，４の外周部を保持するものとされている。これら工具支持体設置部６，７は、具体的には円筒状の昇降部材４０，４１と、これら昇降部材４０，４１の内周に軸受９３，９４を介して回転のみ自在に支持された円筒状の回転部材４２，４３とを有し、回転部材４２，４３で工具支持体３，４を保持する。

上側の回転部材４２の下端に上記カップリング部４２ａが設けられ、下側の回転部材４３の上端に上記カップリング部４３ａが設けられている。これらカップリング部４２ａ，４３ａは、それぞれ対応する工具支持体３，４のカップリング部４ｂのカップリング歯４ｂａと噛合可能な、上下方向に凹凸する複数のカップリング歯４２ａａ，４３ａａを円周方向に並べて形成したものである。

図２において、昇降部材４０，４１は、プレスフレーム５の固定部分からなるフレーム本体５に対して昇降ガイド手段４４，４５を介して昇降自在に支持されている。昇降ガイド手段４４，４５は、昇降部材４０，４１に設けられたガイド突条４４ａ，４５ａと、フレーム本体５ａに設置された直動軸受等のガイド部材４４ｂ，４５ｂとでなる。昇降ガイド手段４４，４５は、昇降部材４０，４１の円周方向複数箇所、例えば４か所に設けられている。
昇降部材４０，４１は、それぞれ昇降機構２２，２３により昇降移動させられる。上側の昇降機構２２は、サーボモータ８９とその駆動を伝達する駆動伝達手段５８とで構成される。
下側の昇降機構２３は、後に詳述するように、サーボモータ６９とその駆動を伝達する昇降カム部材６１およびリンク機構６３等で構成される。

下側の回転部材４３は、回転機構３９により任意の角度に回転させられる。回転機構３９は、サーボモータ等の回転駆動源８３と、その回転を回転部材４３の外周のギヤ部４３ｂに伝達するギヤ８４等からなる伝達機構を有する。

図９に示すように、上側の回転部材４２は回転機構３８により任意の角度に回転させられる。この回転機構３８は、昇降部材４０の上端部に設けられたモータ等の回転駆動源８１と、回転部材４２の上端に設けられたギヤ部４２ｂに噛合して回転駆動源８１の回転を回転部材４２に伝えるギヤ８２とでなる。

回転機構３８による回転部材４２の回転は、他の回転伝達機構８５により、ラム１０に設けられたラム回転部１０ｂに選択的に伝達される。ラム回転部１０ｂは、ラム１０のラム本体１０ａの下端にラム中心回りで回転自在に設けられたものであり、下面の偏心位置にストライカ１０ｃが設けられている。上記回転伝達機構８５は、回転部材４２の内周に円周方向に沿って複数設けられたキー溝８６と、ラム回転部１０ｂに設けられて上記キー溝８６にキーを係脱自在に係合させるキー係脱機構８７とでなる。

図８に示すように、ダイ側の引込結合手段３７は、回転部材４３の上端に設けられて工具支持体４の被係合部４ｃに係脱する係合爪４８と、回転部材４３内に昇降自在に設けられた操作ロッド４９と、ばね部材５０と、結合解除駆動源５１とで構成される。操作ロッド４９は、下降位置にあって係合爪４８を閉じ姿勢とするものであり、上記ばね部材５０によって下降位置側に付勢されている。係合解除駆動源５１は、操作ロッド４９をばね部材５０の付勢力に抗して上昇位置に押し上げる手段であり、リング体５１と上昇駆動用のアクチュエータ５３とからなる。
図２におけるパンチ側の引込結合手段３６は、ダイ側の引込結合手段３７と同様な構成であるので、その説明を省略する。

図１０に示すように、下側、つまりダイ側の昇降部材４１を昇降駆動する昇降機構２３は、昇降カム部材６１と、スライド部材６２と、リンク機構６３と、昇降駆動機構６４とで構成される。昇降カム部材６１は、ダイ工具支持体４の昇降方向と平行に移動可能に、フレーム本体５ａに設置され、上下方向に延びる上下カム溝部６５ａと、上下方向に対して左右傾斜する傾斜カム溝部６５ｂとを連ねたシフト用カム溝６５を有する。スライド部材６２は、前記シフト用カム溝６５内を移動自在なシフト用カムフォロア６６が設けられ、左右方向にスライド自在な部材である。

リンク機構６３は、上端が連結点Ｑ１で昇降部材４１に回動自在に連結され下端がスライド部材６２に連結点Ｑ２で回動自在に連結された左右一対の上リンク６７，６７と、下端が各上リンク６７の上端と同じ第１上下方向直線Ｌ１上にあってフレーム本体５ａに連結点Ｑ３で回動自在に連結され上端が上リンク６７の下端と同じ第２上下方向直線Ｌ２上にあって上記スライド部材６２に連結点Ｑ４で回動自在に連結された左右一対の下リンク６８，６８とで構成される。このリンク機構６３は、図１０のように、工具支持体４がプレス負荷受止位置となる高さ位置にあるときに、第１上下方向直線Ｌ１と第２上下方向直線Ｌ２とが同図のように略重なるようにされている。昇降駆動機構６４は昇降カム部材６１を昇降させる機構であり、フレーム本体５ａに設置されたサーボモータ６９と、このサーボモータ６９により減速機を介して回転駆動されるピニオン７０と、前記昇降カム部材６１に上下方向に向けて設けられピニオン７０が噛合するラック７１とで構成される。

ダイ側の昇降機構２３を構成するスライド部材６２の下側には、このスライド部材６２とは別の成形用スライド部材７２が、左右方向にスライド自在にフレーム本体５ａに設置されている。また、この成形用スライド部材７２のスライド動作をダイ工具押し上げ部材７３（図７）の昇降方向に変化させるスライド・昇降変換手段７４（図１０）が設けられている。

図１６に示すように、ダイ工具２のうち、成形加工用のダイ工具２は、ダイ工具本体２ａに対して昇降可能なダイ昇降部分２ｂを有していて、このダイ昇降部分２ｂをダイ工具本体２ａに対して上昇させることで、板材Ｗに成形加工部分Ｗａを上方へ成形加工可能とされている。同図の成形加工用のダイ工具２は、成形加工のうちの曲げ加工を行うものであり、上記ダイ昇降部分２ｂとなる曲げ型と、ダイ工具本体２ａに固定状態の挟み型２ｃとを有する。
この成形加工用のダイ工具２に対向するパンチ工具１は、挟み型１ｃを有していて、パンチ工具１およびダイ工具１の挟み型１ｃ，２ｃ間で板材Ｗを挟み込む。この挟み込み部分から突出した舌片状の板材片を、上記ダイ昇降部分２ｂの上昇により上側へ曲げ加工する。

ダイ工具押し上げ部材７３は、上記ダイ昇降部分２ｂを昇降させる部材である。図１０において、成形用スライド部材７２は、前面に設けられた左右一対の水平カム溝７５，７５と、裏面に設けられた左右一対の昇降用カム溝７６，７６とを有する。水平カム溝７５，７５には、フレーム本体５ａに設けられた左右一対のシフト用カムフォロア７７，７７が嵌合し、これにより成形用スライド部材７２が左右方向にスライド自在に支持される（図３参照）。図１０において、昇降用カム溝７６は、上下方向に対して左右傾斜する傾斜カム溝部７６ａと、左右方向に延びる左右カム溝部７６ｂとを連ねたものである。昇降用カム溝７６，７６には、ダイ工具押し上げ部材７３（図７）に設けられた左右一対の昇降用カムフォロア７８，７８が嵌合し、成形用スライド部材７２のスライド動作に応じてダイ工具押し上げ部材７３を昇降させる。すなわち、成形用スライド部材７２の昇降用カム溝７６，７６と、これに嵌合するカムフォロア７８，７８とで、前記スライド・昇降変換手段７４が構成されている。

前記昇降カム部材６１には、シフト用カム溝６５とは別に、上下方向に延びる上下カム溝部７９ａと、上下に対して左右傾斜する傾斜カム溝部７９ｂとを連ねた成形用カム溝７９が設けられている。この成形用カム溝７９内には、成形用スライド部材７２に設けられた成形用カムフォロア８０が移動自在な設けられている。昇降カム部材６１は、前記シフト用カムフォロア６６および成形用カムフォロア８０の一方が、シフト用カム溝６５または成形用カム溝７９の傾斜カム溝部６５ｂ，７９ｂに位置するときに、他方がシフト用カム溝６５または成形用カム溝７９の上下カム溝部６５ａ，７９ａに位置する状態となるように、両カム溝６５，７９の位置関係が設定されている。

図７，図１１に示すように、昇降部材４１とその下方のプレス本体５ａの部分との間には、上昇付勢用のばね部材８８が介在し、これにより工具支持体４の上昇時の負荷を軽減すると共に、パンチ加工時の衝撃を吸収するようにされている。
また、図３に示すように、ダイ工具押し上げ部材７３は、スライド・昇降変換手段７４により昇降させられる押し上げ部材基部７３ａと、この押し上げ部材基部７３ａ上に回転自在に設けられて上記回転部材４１と共に回転可能な押し上げ部材回転部７３ｂとを有するものとされている。

上記構成の動作を説明する。図６に示すように、工具支持体交換装置８，９の交換装置本体１６，１７の円周方向複数箇所に設けられた各工具支持体保持部１８には、種々の工具１，２を支持した工具支持体３，４が保持され、爪部材２４で抜け止めされている。希望の工具支持体３，４を使用するには、交換装置本体１６，１７を旋回させてその工具支持体保持部１８をプレス位置Ｐに位置させる。
このとき、図２のパンチ側の工具支持体設置部６の昇降部材４０は、回転部材４２と共に上方に、またダイ側の工具支持体設置部７の昇降部材４１は回転部材４３と共に下方に退避していて、工具支持体３，４がプレス位置Ｐに旋回移動することの妨げとなることが防止される。図８（Ａ）は、このときのダイ側の工具支持体４と昇降部材４１および回転部材４３の位置関係を示す。
希望の工具支持体３，４を保持した工具支持体保持部１８（図６）がプレス位置Ｐに来ると、上側の昇降部材４０の下降、および下側の昇降部材４１の上昇を昇降機構２２，２３が行う。

ダイ側の昇降機構２３の動作について、さらに詳しく説明する。図１２に示すように、工具支持体４を交換するときは、昇降部材４１が下降した位置（工具支持体交換位置）にある。このとき、昇降カム部材６１は下端位置にある。希望の工具支持体４がプレス位置に割り出されると、昇降駆動機構６４の昇降カム部材６１を上昇駆動する。これによりスライド部材６２のシフト用カムフォロア６６がシフト用カム溝６５の傾斜カム溝部６５ｂにガイドされて、スライド部材６２が図１２の左側にスライドすることで、リンク機構６３の上リンク６７および下リンク６８が図１２（Ａ）の傾斜姿勢から、図１２（Ｂ）の状態を経て図１０に示すように第１上下方向直線Ｌ１および第２上下方向直線Ｌ２上にある直立姿勢となり、昇降部材４１の全体が上昇する。昇降部材４０，４１の昇降に伴い、これら昇降部材４０，４１に支持された回転部材４２が下降し回転部材４３が上昇する。

これにより、図８（Ｂ）のように、下側の回転部材４３の上端のカップリング部４３ａがダイ工具支持体４のカップリング部４ｂと噛み合う。図２のように、上側の回転部材４２の下端のカップリング部４２ａも、パンチ工具支持体３のカップリング部３ｂと噛み合う。このカップリング噛み合い状態で、各引込結合手段３６，３７が工具支持体３，４の被係合部３ｃ，４ｃに係合し、引き込み動作する。そのため、工具支持体３，４は、円周方向に精度良く位置決めされた状態で結合される。

このように工具支持体３，４の割り出しが完了した後、工具支持体３，４における希望の工具１，２を割出し、パンチ加工や成形加工を行う。パンチ加工時において、図１０に示すように、ダイ工具支持体４は、リンク機構６３の上下リンク６７，６８が略垂直に立ち上がった状態で支持される。そのため、打ち抜き力の支持のためにリンク機構６３の作用点に昇降駆動機構６３から加える力は非常に小さくても、大きな打ち抜き力を受けることができる。打ち抜き力は、リンク機構６３の上下リンク６７，６８を介して、フレーム本体５ａにより支持されることになる。

ダイ工具２で板材Ｗを成形する場合は、ダイ工具押し上げ部材７３（図３，図７）を押し上げて行われる。ダイ工具押し上げ部材７３の押し上げは、図１０の状態から図１３のようにさらに昇降カム部材６１を上昇させることで行われる。この上昇により、成形用スライド部材７２の成形用カムフォロア８０が昇降カム部材６１における成形用カム溝７９の傾斜カム溝部７９ｂにガイドされて、成形用スライド部材７２が図１３の左側にスライドする。これに伴い、ダイ工具押し上げ部材７３（図７）の昇降用カムフォロア７８が成形用スライド部材７２の昇降用カム溝７６の傾斜カム溝部７６ａにガイドされて、ダイ工具押し上げ部材７３が上昇する。ダイ工具押し上げ部材７３の上昇により、成形用ダイ工具２のダイ昇降部分２ｂ（図１６）が押し上げられ、板材Ｗの成形加工が行われる。同図の例では曲げ加工が行われる。ダイ工具押し上げ部材７３の上昇量によりダイ昇降部分２ｂの上昇量を制御すれば、成形加工部分Ｗａとなる曲げ片の曲げ角度を調整することができる。ダイ工具押し上げ部材７３の上昇量の調整は、上記のように昇降駆動機構６４（図１３）の駆動源にサーボモータ６９を用いているため、自由に行える。

図１５のように、昇降用カムフォロア７８は、昇降用カム溝７６の略水平な左右カム溝部７９ｂまでガイドされることで、ダイ工具押し上げ部材７３を押し上げ位置に十分な耐強度で保持することができる。すなわち、このときパンチ工具１からの加圧力は昇降駆動機構６４の成形用カム溝７９に及ぶことなく、成形用スライド部材７２を介してフレーム本体５ａで受けられることになるので、加圧力を十分に受け止めることができる。また、成形用スライド部材７２の上記スライド動作時には、スライド部材６２のシフト用カムフォロア６６はシフト用カム溝６５の上下カム溝部６５ａでガイドされる状態にあるため、この間にダイ工具４が昇降動作することはない。
なお、成形加工のうちの曲げ加工の場合に、曲げ角度を緩くするときは、ダイ工具押し上げ部材７３が上昇端に達するまでの途中の状態、例えば図１４のように昇降用カム溝７６における傾斜カム溝部７６ａの途中に昇降用カムフォロア７８が位置する状態で加工をが完了する。

この構成のパンチプレスによると、このように、ダイ側の工具支持体４を支持する昇降部材４０を昇降させるについて、サーボモータ６９の回転を減速機を介してラック７１の昇降に伝え、ラック７１と一体化された昇降カム部材６１によってリンク機構６３の作用点に推力を加える。これにより、工具支持体４を保持する力点となる昇降部材４１が昇降する。打ち抜き時は、リンク機構６３の上下のリンク６７，６８は略垂直な姿勢となり、そのため作用点に加える力が非常に小さくても、大きな打ち抜き力を受けることができる。また、リンク機構６３と昇降カム部材６１によるカムとを組み合わせることで、リンク機構６３が有利な場合とカムが有利な場合を、組み合わせ全域にわたり小さなサーボモータ６９により動作が可能とされている。当然、打ち抜き力を支持のために油圧を使用しないので、油の温度上昇によるプレスフレーム５等の熱変位の影響もない。

また、同一のサーボモータ６９の動作を、工具支持体４の昇降以外に、成形用のダイ工具２のダイ昇降部分２ａ（図１６）の昇降にも利用できるように、昇降カム部材６１の動作を成形用スライド部材７２にも伝えるようにしているため、駆動源が一つで済み、構成が簡素化される。この場合に、リンク機構６３が昇降部材４０を上昇端まで移動させた後に、それ以上に昇降カム部材６１を上昇させることで、内部にあるダイ工具押し上げ部材７３を上昇させ、工具支持体４内のダイ工具におけるダイ昇降部分２ａを上昇させるようにしている。そのため、サーボモータ６９を工具支持体４の昇降と成形駆動とに兼用しながら、サーボモータ６９の負荷が小さくて済む。ダイ工具押し上げ部材７３を上端まで移動させた状態では、成形用のダイ工具２のダイ昇降部分が上昇した状態を示し、ラム１０の加圧力は、カムではなく、フレーム本体５ａで受けられる。そのため、堅固に支持することができる。また、昇降カム部材６１における成形用カム溝７９の傾斜カム溝７９ｂでは、送り量を制御することで、成形加工における曲げ角度調整等を可能としている。

この発明の一実施形態にかかるパンチプレスの破断側面図である。 同パンチプレスの拡大破断正面図である。 同パンチプレスの下半部を示す破断斜視図である。 （Ａ）はそのパンチ工具支持体を上方から見た斜視図、（Ｂ）はそのダイ工具支持体を上方から見た斜視図である。 （Ａ）はパンチ工具支持体を下方から見た斜視図、（Ｂ）はダイ工具支持体を下方から見た斜視図である。 工具支持体交換装置本体の工具支持体支持状態の平面図である。 ダイ側の工具支持体設置部と工具支持体交換装置の関係を示す破断側面図である。 （Ａ），（Ｂ）はダイ側の工具支持体と昇降機構の掻く動作状態をそれぞれ示す拡大断面図である。 パンチ側の工具支持体設置部と回転機構を示す断面図である。 ダイ側の昇降機構の工具支持体をプレス負荷受止位置とした状態の破断正面図である。 図１０にばね部材の位置を付加した説明図である。 （Ａ）は同昇降機構における工具支持体が工具支持体交換位置にある状態の破断正面図、（Ｂ）は工具支持体が昇降部材に乗るときの状態を示す破断正面図である。 同昇降機構の成形動作途中状態を示す説明図である。 同昇降機構の曲げ加工完了状態を示す説明図である。 同昇降機構の成形加工完了状態を示す説明図である。 曲げを行う成形加工用のダイの一例を示す概念構成説明図である。

符号の説明

１…パンチ工具
２…ダイ工具
４…ダイ工具支持体
５…プレスフレーム
５ａ…フレーム本体
６，７…工具支持体設置部
２３…工具支持状態昇降機構
４１…昇降部材
６１…昇降カム部材
６２…スライド部材
６３…リンク機構
６４…昇降駆動機構
６５…シフト用カム溝
６５ａ…上下カム溝部
６５ｂ…傾斜カム溝部
６６…シフト用カムフォロア
６７…上リンク
６８…下リンク
７２…成形用スライド部材
７３…ダイ工具押し上げ部材
７４…スライド・昇降変化手段
７５…水平カム溝
７６…昇降用カム溝
７６ａ…傾斜カム溝部
７６ｂ…左右カム溝部
７７…シフト用カムフォロア
７８…昇降用カムフォロア
７９…成形用カム溝
７９ａ…上下カム溝部
７９ｂ…傾斜カム溝部
８０…成形用カムフォロア
Ｌ１…第１上下方向直線
Ｌ２…第２上下方向直線

Claims (3)

1. ダイ工具を搭載可能な工具支持体と、プレスフレームと、このプレスフレームに設けられ、前記工具支持体を工具支持体交換位置から、この工具支持体交換位置よりも上方に位置して、パンチ工具と共に板材に加工を施しプレス負荷を受け止めるプレス負荷受止位置との間で昇降させる昇降機構とを備え、
   前記プレスフレームは、フレーム本体と、このフレーム本体に対して昇降自在に設けられて前記工具支持体を着脱自在に載せる昇降部材とを有し、
   前記昇降機構は、
   工具支持体の昇降方向と平行に移動可能に設けられ、上下方向に延びる上下カム溝部および上下方向に対して左右傾斜する傾斜カム溝部を連ねたシフト用カム溝を有する昇降カム部材と、
   前記シフト用カム溝内を移動自在なシフト用カムフォロアを有し左右方向にスライド自在なスライド部材と、
   上端が前記昇降部材に回動自在に連結され下端がスライド部材に回動自在に連結された上リンク、および下端が上リンクの上端と同じ第１上下方向直線上にあってフレーム本体に回動自在に連結され上端が上リンクの下端と同じ第２上下方向直線上にあって上記スライド部材に回動自在に連結され、工具支持体がプレス負荷受止位置にあるときに、前記第１上下方向直線と第２上下方向直線とが略重なるリンク機構と、
   前記昇降カム部材を昇降させる昇降駆動機構とで構成される
   パンチプレス。
2. 前記ダイ工具は、板材を塑性加工するためのダイ昇降部分を有するものであり、前記ダイ工具の下方に、前記ダイ工具のダイ昇降部分を押し上げるダイ工具押し上げ部材を昇降自在に設け、前記フレーム本体に前記左右方向にスライド自在な成形用スライド部材を設け、この成形用スライド部材のスライド動作をダイ工具押し上げ部材の昇降方向に変化するスライド・昇降変換手段を設け、前記昇降カム部材に、前記カム溝とは別に上下方向に延びる上下カム溝部および上下に対して左右傾斜する傾斜カム溝部を連ねた成形用カム溝を設け、前記成形用スライド部材に、前記成形用カム溝内を移動自在な成形用カムフォロワを設け、前記昇降カム部材は、前記シフト用カムフォロワおよび成形用カムフォロワの一方がシフト用カム溝または成形カム溝の傾斜カム部に位置する時に、他方がシフト用カム溝または成形カム溝の上下カム溝部に位置する状態となるように、上記両カム溝の位置関係を設定した請求項１記載のパンチプレス。
3. 前記昇降部材は上下方向の軸心回りに回転自在な円筒状の回転部材を有しこの回転部材の上端に前記工具支持体を着脱可能に載せるものであり、前記ダイ工具押し上げ部材は、前記スライド・昇降変換手段により昇降させられる押し上げ部材基部と、この押し上げ部材基部上に回転自在に設けられて上記回転部材と共に回転可能な押し上げ部材回転部とを有するものとした請求項２記載のパンチプレス。
   

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