JP4356258B2

JP4356258B2 - パンチプレス

Info

Publication number: JP4356258B2
Application number: JP2001084652A
Authority: JP
Inventors: 章雄中島
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: JP2002282960A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の単位ツールをツールホルダで保持してなるマルチツールから、一つの単位ツールを選択してパンチ加工を行う機能を有するパンチプレスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パンチプレスとして、タレット等に回転自在に支持されたツールホルダに、複数の単位ツールを保持させたマルチツールが用いられている。マルチツールを使用する機構としては、次のものが提案されている（特開平６−１５４９０７号公報）。ツールホルダを専用の回転機構で回転させて、選択すべき単位ツールを任意の回転位置に割り出すと共に、ラムをラム専用の回転機構で回転させる。これにより、選択された単位ツールの割出位置にラムの単位ツール打ち部を位置合わせしてパンチ加工を行う。このような機構を使用すると、マルチツールにおける任意の単位ツールを任意の回転角度に設定した状態でパンチ加工できるので、板材に多様な加工を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記構成では、マルチツールのツールホルダを回転させる回転機構の他に、ラムを回転させる回転機構が別に必要で、構成が複雑になりコストアップを招くという問題点が有る。
【０００４】
この発明は、このような課題を解消し、簡単な構成により、ツールホルダに保持された各単位ツールを様々な回転角度で使用できるパンチプレスを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明のパンチプレスは、ツールホルダ支持体に対して回転自在に装着され、複数の単位ツールを保持したツールホルダと、昇降自在であって上記ツールホルダの回転中心上で回転自在なラムと、上記ツールホルダまたはラムを回転させる回転機構とを備え、上記ラムは、その中心から偏心した位置に前記単位ツールと対向する単位ツール打ち部を有し、前記ツールホルダとラムとを互いに係脱可能に係合させていずれか一方の回転を他方に伝達する回転伝達機構を備えたものである。
この構成によれば、回転伝達機構でツールホルダとラムを係脱させた状態で、回転機構によりツールホルダまたはラムを回転させることにより、ツールホルダおよびラムの両方を回転させることができる。ラムは、偏心した位置に単位ツール打ち部を有し、ツールホルダの回転によって任意の位置に旋回移動した単位ツールを打つことができる。単位ツールは、非円形の工具の場合、ツールホルダの回転で旋回移動することにより、その移動位置によって加工孔の方向が変わる。このため、同じ単位ツールにより様々な方向のパンチ加工が行える。ツールホルダとラムは、互いに係脱可能であり、係合が外れた状態でツールホルダまたはラムを回転させることにより、ツールホルダの任意の単位ツールをラムで打つことができる。したがって、ツールホルダの持つ各単位ツールを、それぞれ様々な方向としてパンチ加工することができ、多様な加工が行える。
しかも、回転伝達機構によりツールホルダとラムを係合させた状態で回転可能としたため、ツールホルダおよびラムの両方を、一つの回転機構で回転させることができる。このため、ツールホルダおよびラムのそれぞれに別個の回転機構を設ける必要がなく、簡単な構成で済む。
【０００６】
前記回転伝達機構は、ラムに設けた係合部または被係合部と、前記ツールホルダに設けられ前記ラムの前記係合部または被係合部と係合する被係合部または係合部とよりなり、ラムの昇降によりこれら係合部と被係合部の係合および解除が行われるものとする。このように構成した場合、ラムの昇降でラムとツールホルダとの係脱が行え、回転伝達機構が係合部および被係合部を設けただけのもので済むため、係脱のための特別な駆動機構が不要であって、構成をさらに簡略化できる。
【０００７】
前記回転伝達機構は、前記ツールホルダに立設されたロッドと、前記ラムの前記単位ツール打ち部に設けられて前記ロッドが昇降自在に係合する被係合孔とであっても良い。
このように構成した場合、ラムの昇降によるラムとツールホルダとの係脱が、簡単な構成で実現できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図７と共に説明する。図１はこの実施形態に係るパンチプレスの概略構成を示す一部破断平面図、図２はその側面図である。このパンチプレスは、フレーム１にツールホルダ支持体２，３が設置されており、ツールホルダ支持体２，３に対して、自動工具交換機構４，５が設けられている。フレーム１は、側面形状がＣ字状とされ、その上フレーム部１ａおよび下フレーム部１ｂに上下のツールホルダ支持体２，３、および上下の自動工具交換機構４，５が設けられている。
【０００９】
ツールホルダ支持体２，３は、ツールＴを保持するツール支持部６を２個有し、上下に延びる回転軸８を中心に回転自在とされている。図３に示すように、上側のツールホルダ支持体２は直線状に延びる部材からなり、その両端にツール支持部６としてツール装着穴が形成されている。このツール支持部６は、パンチ工具であるツールＴを保持する。下側のツールホルダ支持体３は、上側のツールホルダ支持体２と同様の構造であり、そのツール支持部６はダイ工具であるツールＴを保持する。
【００１０】
自動工具交換機構４，５は、ツールホルダ支持体２，３よりも多くのツールＴ（ここでは４個のツール）を保持して、その保持した任意のツールＴをツールホルダ支持体２，３のツール支持部６に対して交換可能としたものである。上側の自動工具交換機構４は、図３に示すように、放射状に並ぶ４本の回転アーム１４を有するツール格納回転体１２が、その中心に設けられた回転軸１６を中心に回転自在とされている。各回転アーム１４は、その先端部にツール格納部１８を有し、任意のツール格納部１８が上側のツールホルダ支持体２のツール支持部６に対向するように構成されている。ツール格納部１８にはパンチ工具からなるツールＴが格納される。ツール格納部１８は、具体的にはツールＴを保持する開閉可能なチャックからなる。下側の自動工具交換機構５は、上側の自動工具交換機構４と同様な構造であり、各回転アーム１４の先端部のツール格納部１８にはダイ工具からなるツールＴが格納される。下側の自動工具交換機構５は、任意のツール格納部１８が、下側のツールホルダ支持体３のツール支持部６に対向するように構成されている。
【００１１】
図２に示すように、上下のツールホルダ支持体２，３は、これらの回転軸８に連結されたモータ等の駆動源２１，２２により互いに同期して回転させられ、これにより使用するツールＴがパンチ位置Ｐに割り出される。パンチ駆動機構２３は、所定のパンチ位置Ｐでラム２０を昇降させてパンチ加工を行うものである。パンチ駆動機構２３は、駆動源であるモータ２４やクランク機構１９等で構成され、上フレーム部１ａに設置されている。パンチ駆動機構２３は、油圧式であっても良い。
【００１２】
上下の自動工具交換機構４，５の各ツール格納回転体１２は、回転駆動機構２５によって同期回転させられる。また、上下のツール格納回転体１２は、昇降装置４４，４５によって昇降させられる。
回転駆動機構２５は、共通のモータ２６の駆動を上下のツール格納回転体１２に対して振り分けてチェーン機構２７，２８で伝達するように構成されている。回転駆動機構２５は、平歯車等の歯車で構成されたものであってもよい。回転駆動機構２５における各ツール格納回転体１２に対応するスプロケット４３と、各ツール格納体１２の回転軸１６とはスプライン嵌合により結合されていて、回転駆動機構２５から各ツール格納回転体１２への回転伝達を可能にすると共に、各ツール格納回転体１２の上下動も可能にしている。
昇降装置４４，４５は、シリンダ装置からなり、各ツール格納回転体１２の回転軸１６に上下動のみ駆動伝達可能とされている。自動工具交換機構４，５とツールホルダ支持体２，３との間でのツール交換において、昇降シリンダ４４，４５の駆動によりツール格納回転体１２を昇降させることにより、ツール交換が行えるようにされている。なお、昇降装置４４，４５は、モータ駆動のものであってもよい。
【００１３】
フレーム１の一側部には、図１に示すように、複数のツールを格納して自動工具交換装置４，５との間でツールの交換が可能な工具マガジン２９，３０が設けられている。工具マガジン２９，３０は、例えば個々のツール格納する格納手段をチェーン状に連結したエンドレス状のものとされる。上下の工具マガジン２９，３０は、各々上下の自動工具交換機構４，５における回転アーム１４の所定の回転位置に対向する部分を通過するように設けられている。
【００１４】
このパンチプレスで使用されるツールＴのうち、一部は回転式のマルチツールＭＴとされ、残りのものは単独ツールＳＴとされている。図４は、パンチ位置Ｐにおける上下のツールホルダ支持体２，３の一部とラム２０とを示す断面図である。マルチツールＭＴは、回転自在なツールホルダ４６に、その回転中心の周囲に並べて複数の単位ツール１０を設けたものである。ツールホルダ４６は、ツールホルダ支持体２，３のツール支持部６に回転自在に装着される。ツールホルダ４６の外周にはリングギヤ４７が設けられている。
【００１５】
マルチツールＭＴは、各ツールホルダ支持体２，３に設置されたツール割出回転機構４８，４９で回転駆動される。ツール割出回転機構４８，４９は、マルチツールＭＴにおけるツールホルダ４６のリングギヤ４７に噛み合うウォームギヤ５０と、このウォームギヤ５０を回転駆動するモータ５１等で構成される。ラム２０は、パンチ駆動機構２３で昇降駆動されるラム本体５２と、ラム本体５２の下端に回転自在に連結されたラム頭部５３とを有する。ラム頭部５３は、その回転中心から偏心した位置に、マルチツールＭＴの単位ツール１０と対向する単位ツール打ち部５４を有し、回転中心の下端には単独のツールＳＴの頭部に係合する第１の係合部５３ａが形成されている。また、単位ツール打ち部５４の下端には、単位ツール１０の頭部に係合する第２の係合部５３ｂが形成されている。なお、第１の係合部５３ａに代えて、単に単独のツールＳＴを押し下げる単独ツール打ち部を設けてもよい。また、第２の係合部５３ｂは必ずしも設けなくてもよい。係合部５３ａあるいは係合部５３ｂを設けない場合、単独ツールＳＴ，単位ツール１０を、ばね部材等の付勢手段により上昇復帰させるようにする。
【００１６】
パンチ工具となるマルチツールＭＴ_Pにおけるツールホルダ４６の上端には、図４に示すようにロッド５５が立設されている。また、ラム頭部５３の単位ツール打ち部５４には、ラム２０の昇降によりツールホルダ４６のロッド５５に対して係合および係合解除される被係合孔５６が形成されている。係合部である前記ロッド５５と被係合部である前記被係合孔５６とにより、ツールホルダ４６の回転をラム２０に伝達する回転伝達機構５７が構成される。なお、回転伝達機構５７は、ラム頭部５３側に係合部であるロッド５５を設け、ツールホルダ４６側に被係合部である被係合孔５６を設けても良い。
【００１７】
図１および図２において、ワーク送り機構３１は、テーブル３２上に載せられた板材Ｗの任意箇所をパンチ位置Ｐへ送る手段である。このワーク送り機構３１は、前後（Ｙ軸方向）移動するキャリッジ３３に、左右（Ｘ軸方向）移動するクロススライド３４を設置し、板材Ｗの端部を把持するワークホルダ３５をクロススライド３４に取付けたものとしてある。
【００１８】
上記構成の動作を説明する。ツールホルダ支持体２，３の一方のツール支持部６がパンチ位置Ｐに割り出されていて、割り出されたツールＴがラム２０でパンチ駆動されて板材Ｗにパンチ加工が行われている間に、ツールホルダ支持体２，３の他方のツール支持部６に対して、次のパンチ加工で使用するツールＴの交換が自動工具交換機構４，５により行われる。すなわち、このとき、自動工具交換機構４，５のツール格納回転体１２が、９０度を１回の回動角として、割出回転し、所望のツールＴを保持するツール格納部１８がツールホルダ支持体２，３の待機中のツール支持部６に対向する位置で停止する。ツール格納部１８から、ツールホルダ支持体２，３の待機中のツール支持部６に、次に使用するツールＴが受け渡される。
【００１９】
自動工具交換機構４，５のどのツール格納部１８も使用目的のツールＴを保持していない場合は、工具マガジン２９，３０と自動工具交換機構４，５のツール格納部１８との間でツール交換を行う。
【００２０】
マルチツールＭＴがパンチ位置Ｐに割り出された場合、そのマルチツールＭＴにおける複数の単位ツール１０のうちから所望の単位ツール１０を選択使用してパンチ加工が行われる。ラム２０のラム頭部５３は、初期状態において、その単位ツール打ち部５４が所定の方向（例えば図７（Ａ）に示すような前方向）に設定されている。
単純に単位ツール１０を選択するだけの場合、上側のツールホルダ支持体２に保持されているマルチツールＭＴ_Pのツールホルダ４６とラム２０とを回転伝達機構５７で係合させない状態のまま、上下のツールホルダ支持体２，３におけるパンチ位置ＰのマルチツールＭＴのツールホルダ４６を、ツール割出回転機構４８，４９で回転させる。これにより、所望の単位ツール１０がラム頭部５３における単位ツール打ち部５４と対向する位置に割り出される。このとき、マルチツールＭＴ_Pの所望の単位ツール１０の頭部がラム頭部５３の第２の係合部５３ｂに係合し、ラム２０の昇降駆動によって所望の単位ツール１０によるパンチ加工が板材Ｗに施される。
【００２１】
これに対して、マルチツールＭＴにおける任意の単位ツール１０を所望の回転角度に設定してパンチ加工を行う場合には、ラム２０のラム頭部５３が所定の方向に設定されている初期状態において、先ずラム２０を下降させる。ここでは、図７における複数の単位ツール１０のうち、方形状の打ち抜き型とされた単位ツール１０Ａを選択して、その打ち抜き型が横向き姿勢となる回転角度でパンチ加工を行う場合について、以下に説明する。
【００２２】
初期状態において、パンチ位置Ｐのパンチ工具側のマルチツールＭＴ_Pにおけるツールホルダ４６は、回転伝達機構５７を構成するロッド５５がラム頭部５３側の被係合孔５６に対向する回転位置にある。その結果、ラム２０の下降により、前記ロッド５５がラム頭部５３の被係合孔５６に係合する。このように係合した図７（Ａ）の状態から、先ずマルチツールＭＴ_Pのツールホルダ４６を、図７（Ｂ）のようにラム頭部５３と共にツール割出回転機構４８で１８０度回転させる。
【００２３】
このように回転させた後に、ラム２０を上昇させて、ロッド５５の被係合孔５６への係合を解除する。次に、マルチツールＭＴ_Pのツールホルダ４６を、図７（Ｃ）に示すように、その単位ツール１０Ａがラム頭部５３の単位ツール打ち部５４と対向する回転位置まで、ツール割出回転機構４８で回転させる。なお、パンチ位置Ｐにあるダイ工具側のマルチツールＭＴ_Dのツールホルダ４６は、その単位ツール１０Ａがラム頭部５３の単位ツール打ち部５４と対向する回転位置まで、ツール割出回転機構４９で回転させる。これによりパンチ工具側のマルチツールＭＴ_Pにおいて、所望の単位ツール１０Ａは、その方形状の抜き打ち型が横向き姿勢となってラム頭部５３の単位ツール打ち部５４に係合する。このように係合した図７（Ｃ）の状態から、ラム２０を昇降駆動することにより所望の単位ツール１０Ａによる横向き方形のパンチ加工が板材Ｗに施される。このようにして、板材Ｗに対する多様なパンチ加工が可能となる。
【００２４】
なお、この場合、ラム２０の単位ツール打ち部５４の位置は、初期状態での位置と若干異なるので、これに合わせて板材Ｗにおける加工位置が、ワーク送り機構３１によって修正される。
また、図７においては、上記動作説明を簡明化するため、マルチツールＭＴ_Pのツールホルダ４６において、ロッド５５が一つの単位ツール１０に対応した位置に設けられたように図示しているが、ラム２０の昇降でロッド５５と被係合孔５６を係脱させるときに、ラム頭部５３の単位ツール打ち部５４が単位ツール１０と干渉しないように、ロッド５５は単位ツール１０から若干離した位置に立設しても良い。
【００２５】
このように、この実施形態のパンチプレスでは、回転伝達機構５７でマルチツールＭＴ_Pのツールホルダ４６とラム２０を係脱させることにより、１つの回転機構でツールホルダ４６およびラム２０の両方を回転させたり、ツールホルダ４６およびラム２０のいずれか一方を回転させたりできるので、簡単な構成により、マルチツールＭＴにおける単位ツール１０を任意の回転角度としてパンチ加工に使用できる。
【００２６】
また、前記回転伝達機構５７は、ツールホルダ４６側の係合部（ロッド５５）とラム２０側の被係合部（被係合孔５６）とよりなり、ラム２０の昇降により、これら係合部と被係合部の係合および解除が行われるものとしているので、係脱のための特別な機構が不要となり、構成をさらに簡略化できる。
【００２７】
特に、回転伝達機構５７は、この実施形態ではツールホルダ４６に立設されたロッド５５と、ラム２０の単位ツール打ち部５４に設けられて前記ロッド５５が昇降自在に係合する被係合孔５６とで構成されているので、ラム２０の昇降によるラム２０とツールホルダ４６との係脱が、簡単な構成で実現できる。また、ラム２０の昇降によるラム２０とツールホルダ４６との係脱を円滑かつ確実に行うことができる。
【００２８】
なお、前記実施形態では、上下の自動工具交換機構４，５と上下のツールホルダ支持体２，３とで、パンチ位置ＰにツールＴを割り出すパンチプレスの場合を示したが、この発明は、種々の構造のツールホルダ支持体の場合に適用することができる。
例えば、図８，図９に平面図および側面図で示すようなタレット式のパンチプレスに適用することもできる。このタレットパンチプレスは、フレーム１における上フレーム部１ａおよび下フレーム部１ｂに、ツールホルダ支持体である上タレット６２および下タレット６３が互いに同心の垂直軸心回りに回転自在に支持されている。これら上下のタレット６２，６３には、パンチ工具およびダイ工具としての複数のツールＴが円周方向に並べて設置され、第１の実施形態と同様に、パンチ位置Ｐに割り出されたときにラム２０に連結されて昇降駆動される。その他の構成は第１の実施形態と同じである。
【００２９】
図１０は、さらに他の実施形態を示す要部断面図である。この実施形態では、図１〜図７で示した第１の実施形態において、パンチ工具としてのマルチツールＭＴ_Pに対するツール割出回転機構６８をラム２０側に設置している。したがって、マルチツールＭＴ_Pにおけるツールホルダ４６にはリングギヤが設けられていない。ラム２０側のツール割出回転機構６８は、次のように構成される。上フレーム１ａに、回転部材６９が回転自在に設置され、この回転部材６９の内径孔内に、ラム２０が、スプライン嵌合等により相対的に上下動自在で、かつ回転伝達可能に挿通されている。回転部材６９の外周にウォームホイル７０が設けられ、ウォームホイル７０に噛み合うウォームギヤ７１と、このウォームギヤ７１を回転駆動するモータ７２（図１１）とが設けられている。
この実施形態において、特に説明した事項の他は、第１の実施形態と同じである。例えば、マルチツールＭＴ_Pにおけるツールホルダ４６の上端に係合部となるロッド５５が立設されることや、ラム２０の昇降によってロッド５５に係脱する被係合孔５６がラム頭部５３の単位ツール打ち部５４に設けられていることは、図４等に示した第１の実施形態と同じである。
【００３０】
この実施形態では、次のように動作させる。ラム２０の下降によりロッド５５を被係合孔５６に係合させた状態で、単位ツール割出回転機構６８によりラム２０を回転駆動し、ラム２０と共にパンチ工具側のマルチツールＭＴ_Pにおけるツールホルダ４６を回転させる。これにより、所望の単位ツール１０を所定の回転位置に割り出す。この後に、ラム２０を上昇させて、ロッド５５の被係合孔５６に対する係合を解除してから、ラム２０だけを単独回転させ、その単位ツール打ち部５４を割り出した単位ツール１０に対向させる。このようにして、第１の実施形態の場合と同様のパンチ加工を行うことができる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明のパンチプレスは、ツールホルダ支持体に対して回転自在に装着され、複数の単位ツールを保持したツールホルダと、昇降自在であって上記ツールホルダの回転中心上で回転自在なラムと、上記ツールホルダまたはラムを回転させる回転機構とを備え、上記ラムは、その中心から偏心した位置に前記単位ツールと対向する単位ツール打ち部を有し、前記ツールホルダとラムとを互いに係脱可能に係合させていずれか一方の回転を他方に伝達する回転伝達機構を備えたため、１つの回転機構でツールホルダおよびラムの両方を回転させたり、ツールホルダおよびラムのいずれか一方を回転させたりでき、簡単な構成により、ツールホルダにおける各単位ツールを任意の回転角度としてパンチ加工に使用できる。そのため、多様な加工が行え、しかもパンチプレスが低コストものとできる。
前記回転伝達機構が、ラムに設けた係合部または被係合部と、前記ツールホルダに設けられ前記ラムの前記係合部または被係合部と係合する被係合部または係合部とよりなり、ラムの昇降によりこれら係合部と被係合部の係合および解除が行われるものとしたため、回転伝達機構が簡単な構成で済み、係脱のための特別な駆動機構が不要で、構成をさらに簡略化できる。
前記回転伝達機構が、前記ツールホルダに立設されたロッドと、前記ラムの前記単位ツール打ち部に設けられて前記ロッドが昇降自在に係合する被係合孔とでなるものとした場合は、ラムの昇降によるラムとツールホルダとの係脱が、簡単な構成で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかるパンチプレスの概略構成を示す一部破断平面図である。
【図２】同側面図である。
【図３】同パンチプレスの要部を示す斜視図である。
【図４】同パンチプレスにおけるパンチ位置でのツールホルダ支持体およびラムの構成を示す断面図である。
【図５】ラムとツールホルダの係合状態を示す断面図である。
【図６】ツール割出回転機構を示す平面図である。
【図７】マルチツールにおける単位ツールの割出動作を示す説明図である。
【図８】この発明の他の実施形態にかかるパンチプレスの概略構成を示す平面図である。
【図９】同側面図である。
【図１０】この発明のさらに他の実施形態にかかるパンチプレスのパンチ位置でのツールホルダ支持体およびラムの構成を示す断面図である。
【図１１】同パンチプレスにおけるツール割出回転機構の平面図である。
【符号の説明】
２，３…ツールホルダ支持体
１０…単位ツール
２０…ラム
４６…ツールホルダ
４８，４９，６８…ツール割出回転機構
５４…単位ツール打ち部
５７…回転伝達機構
５５…ロッド（係合部）
５６…被係合孔（被係合部）

Claims

ツールホルダ支持体に対して回転自在に装着され、複数の単位ツールを保持したツールホルダと、昇降自在であって上記ツールホルダの回転中心上で回転自在なラムと、上記ツールホルダまたはラムを回転させる回転機構とを備え、上記ラムは、その中心から偏心した位置に前記単位ツールと対向する単位ツール打ち部を有し、前記ツールホルダとラムとを互いに係脱可能に係合させていずれか一方の回転を他方に伝達する回転伝達機構を備え、前記回転伝達機構は、ラムに設けた係合部または被係合部と、前記ツールホルダに設けられ前記ラムの前記係合部または被係合部と係合する被係合部または係合部とよりなり、ラムの昇降によりこれら係合部と被係合部の係合および解除が行われるものとしたパンチプレス。
前記回転伝達機構は、前記ツールホルダに立設されたロッドと、前記ラムの前記単位ツール打ち部に設けられて前記ロッドが昇降自在に係合する被係合孔とでなる請求項１記載のパンチプレス。