JP5219681B2 - トランスファプレス装置及びプレス方法 - Google Patents

Description

本発明は、トランスファプレス装置及びプレス方法に関する。

一般的に、プレス加工においては、材料となる板材あるいはコイル材からブランクを形成し、ブランクに金型を高圧で押し付けることによって製品を形成する。この中で、異なる金型を一列に並べて、ワークを順次搬送し、複数のプレス工程を自動化した装置がトランスファプレス装置である。トランスファプレス装置においては、板材あるいはコイル材からブランクを打ち抜いてプレス工程へ搬送する機構を備えるのが一般的である。

ここで、ブランクのプレス工程位置への搬送には、特許文献１に記載されているように、プッシャ上にブランクを落下させる方法がある。この特許文献に記載のブランク搬送装置によれば、プッシャがリターン位置に戻る前にブランクが打ち抜かれてこのプッシャ上に落下する。プッシャ上面に落下したブランクは、プッシャがリターン位置へ移動するときに、ストッパーによってその位置に保持されながら搬送ステージ上に押し出され、続いてプッシャがアドバンス位置へ移動する際に、プレス工程位置へと搬送される。
特開平７−００９０５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、ブランクはプッシャの中央脚上に落下し、プッシャがリターン位置へ戻るときに該プッシャ上を摺動しながら搬送ステージ上に至ることになる。このため、ブランクが不安定になりやすく、位置ずれや暴れ等の不都合が生じることがある。これは、高速化が要求される中で、より大きな問題になっていた。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ブランクを高速に、安定してプレス工程位置へ搬送できるトランスファプレス装置及びプレス方法を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のトランスファプレス装置は、互いに対を成す複数の上金型及び下金型が一列に並べられ、ワークを掴む複数のフィンガユニットが設けられたフィードバーによって上金型及び下金型の間を前記ワークが搬送されながら前記ワークに順次プレス加工が施されるプレス本体と、該プレス本体の前段に設けられて板材またはコイル材からブランクが打ち抜かれるブランキングステージと、前記ブランクをプッシャによって前記プレス本体に供給するブランクプッシャ機構と、前記プレス本体のスライダを昇降させる動力源の駆動力の一部を前記フィードバーと前記プッシャとにそれぞれ伝達するためのカム重合体と、を備え、前記カム重合体は、カム板に形成された輪郭曲線の溝に従動節が嵌め込まれる前記駆動力を前記プッシャに伝達する正面カムと、連結棒により適宜間隔をあけて配置された１対の従動子からなる従動節が前記カム板の外周に形成された輪郭曲面に当接し前記駆動力を前記フィードバーに伝達する平面カムと、を有し、前記正面カムと前記平面カムとは前記カム板において表裏一体に設けられ、前記正面カムに形成された輪郭曲線は、前記ブランキングステージにおいて前記ブランクが打ち抜かれたときに前記プッシャが前記ブランクに接触しない退避位置から、前記複数のフィンガユニットのうち前記ワークの搬送方向において最も上流側にあるフィンガユニットによって前記ブランクが把持される第一把持位置まで前記プッシャを移動させ、且つ、前記第一把持位置から前記退避位置まで前記プッシャを移動させるために、前記フィードバーが前記搬送方向に直線移動する移動範囲よりも前記搬送方向の上流側に長い移動範囲で前記プッシャを移動させる曲線形状を有することを特徴としている。
この発明によれば、前記フィードバーと前記プッシャは前記動力源の駆動力によって駆動され、その動作のタイミングが個別に定められているため異なるタイミングで駆動される。
さらに、前記駆動力はまず、前記動力源から前記カム重合体へ伝達される。このとき、前記カムの動作は動力源の動作と同期している。さらに、前記カム重合体は、その表裏にカムを備え、該カムに表裏で異なる軌跡を形成したことにより、該軌跡にしたがってフィードバーとプッシャがそれぞれ往復動される、その動作は前記動力源の動作と物理的に同期している。
さらに、２つのカムは確動カムとして動作が規定される。さらに、前記カム機構に備えられた前記正面カムは簡便な構造である一方、前記平面カムは該平面カムに連結される装置を高精度に動作させる。
さらに、前記正面カムは前記ブランクの搬送に用いられ、一対の従動子が当接される前記平面カムは、プレス工程においてより高い精度が要求されるワーク搬送に使用される。これによりプレス装置全体の動作を高速化したときにもワークは各プレス工程へ正確に搬送される。

また、前記カム重合体は、前記動力源により、前記プレス本体の動作と同期した所定の速度で定速回転し、前記正面カムに形成された輪郭曲線は、前記ブランキングステージにおいて前記コイル材から前記ブランクが打ち抜かれる工程中に前記プッシャを前記退避位置で停止させる曲線形状を有していてもよい。

本発明のプレス方法は、上述のトランスファプレス装置を用いたプレス方法であって、前記フィードバーによる前記ワークの搬送工程と、前記プッシャによる前記ブランクの搬送工程とが互いにタイミングをずらされており、前記ブランキングステージにおいて前記ブランクが打ち抜かれたときに、前記プッシャが前記ブランクに接触しない位置に退避して停止していることを特徴としている。
この発明によれば、フィードバーに対する最適な往復タイミングとプッシャに対する最適な往復タイミングのそれぞれに対応しつつ、前記動力源の動作に完全に同期する。ここで、プッシャに対する最適な往復タイミングとは、前記ブランキングステージにおいて前記ブランクが打ち抜かれたときに、プッシャの復路工程が完了しており、ブランク受け取り位置へと搬送された前記プッシャが前記ブランクに接触しない位置で停止していることである。

本発明に係るトランスファプレス装置及びプレス搬送方法によれば、ブランクが打ち抜かれたときにプッシャがプッシャ退避位置に待機し、ブランクが搬送ステージ上に落下することで、動作中のプッシャにブランクが接触することによるブランクの暴れ及びブランクの位置ずれが低減され、２つの軌跡を備えたカムによってプッシャとフィードバーを最適なタイミングを維持しながら同期させることが可能になり、ブランクの精度を維持しつつトランスファプレス加工を高速化することができる。さらに平面カムと正面カムの２つのカムが表裏に設けられたカム重合体によって、カムが占有する空間が小さくなり、もって装置のコンパクト化が図れる。

以下、本発明の第１実施形態に係るトランスファプレス装置について詳述する。

本実施形態に係るトランスファプレス装置１は、プレス部１ａと、ブランキングプレス部１ｂとを備える。プレス部１ａとブランキングプレス部１ｂは一体であり、スライダ５を共有している。また、トランスファプレス装置１は回転力を発生する動力源２を備え、スライダ５には、動力源２から分岐する第一動力伝達経路３が接続されている。第一動力伝達経路３には、動力源２から伝達された回転運動を往復運動に変換するリンク機構４が備えられている。また、ブランキングプレス部１ｂの前側には後述するプッシャ６２を介してブランク６５を搬送するとともに、後述するフィードバーユニット４７を介してワーク６６を搬送する搬送部２１が配設されている。搬送部２１には動力源２から分岐する第二動力伝達経路２０が接続されている。

プレス部１ａには、複数の下金型６ｃを備えたベース５ａの上方にスライダ５が配設されている。スライダ５は上下移動自在に設置され、下金型６ｃと対向する位置に複数の上金型６ｂが固定されている。

ブランキングプレス部１ｂはプレス部１ａと一体動作可能であり、スライダ５にはパンチ６ａが固定されている。パンチ６ａには、安定ピン１２が挿通されており、安定ピン１２はコイルバネ１１によって下側へ付勢されている。

ベース５ａには、パンチ６ａの下方にブランク抜き孔１３を備えたダイ１４と、ブランク搬送ステージ１５とが配設されている。ダイ１４には薄板材供給機構によって薄板材７が供給されるようになっている。ブランク搬送ステージ１５のブランク抜き孔１３の下側部はブランク受け取り位置１６になっている。ダイ１４とブランク搬送ステージ１５の間にはブランク６５が通過する間隙が設けられている。この間隙は、ブランク６５をプレス部１ａへ搬送するブランク搬送経路１８と、プッシャの先端部６２ａが往復運動するプッシャ移動経路１７ｂとして機能している。プッシャ移動経路１７ｂの前側の端部はプッシャ退避位置１７ａになっている。

搬送部２１には、第二動力伝達経路２０の動力伝達手段と歯合する駆動軸ギア２２が配設されている。駆動軸ギア２２の中心には駆動軸２４の基端２５が固定されており、駆動軸２４は駆動軸ガイド２７によって、ベアリング２７ａを介して回転自在に支持されている。駆動軸ガイド２７は筐体２６に固定されている。駆動軸２４の先端２８にはカム重合体２９が固定されている。カム重合体２９の表面には平面カム３３が形成されており、カム重合体２９の裏面には正面カム３５が形成されている。

平面カム３３には、従動子３７、３８と、従動子３７、３８を連結するアタッチメント３９とからなる従動節４０が係合している。アタッチメント３９はフィーダスライド４１に固定されている。フィーダスライド４１はガイド４４によって前後方向へ移動自在に支持されている。さらに、フィーダスライド４１にはフィードバー４５、４６からなるフィードバーユニット４７の一端が左右摺動自在に係合されている。フィードバー４５、４６の他端はプレス部１ａの後端において移動自在に支持されている。フィードバー４５、４６はフィーダスライド４１の前後動によって往復移動を行い、また、スライダ５と連動するフィードバー開閉機構によって水平移動する。また、フィードバーユニット４７上には、複数のフィンガユニット５０が固定支持されている。

一方、正面カム３５には、レバー従動子５６が嵌合している。レバー従動子５６はレバー５１に固定されており、さらに、レバー５１はレバー軸５３の下端部に固定され、レバー軸５３の上端部にはレバー５２が固定されている。これらレバー５１、レバー軸５３、レバー５２はレバーユニット５４を構成している。また、レバー軸５３は、搬送部２１の筐体２６の右前側の内壁のレバーユニット支持部５７に周方向に回転自在に支持されている。

また、レバー５２のレバー先端部５８にはボールジョイント５９が連結されている。さらに、ボールジョイント５９にはタイロッド６０の一端が連結されている。さらに、タイロッド６０の他端にはプッシャスライド６１が連結され、プッシャスライド６１にはプッシャ６２が固定されている。プッシャ６２の先端部６２ａは、ブランク６５の端部に当接可能でブランク６５を押圧移動可能である。また、プッシャスライド６１は、プッシャガイド６３に前後方向自在に案内されている。さらに、プッシャガイド６３はプッシャステージ６４上に固設されている。プッシャステージ６４は搬送部２１の筐体２６に固定されている。

以上に説明する構成の、本実施形態のトランスファプレス装置全体の作用について詳述する
本実施形態のトランスファプレス装置１のプレス部１ａとブランキングプレス部１ｂと搬送部２１は、すべて動力源２によって駆動される。まず、動力源２によって生じた回転力が、第一動力伝達経路３を介してリンク機構４に伝達される。ここで動力変換手段によって回転力は往復運動へと変換される。この往復運動がスライダ５へ伝達され、スライダ５と一体をなすパンチ６ａを下降させる（パンチ下降工程Ｄ１）。このとき薄板材供給機構によって、パンチ６ａとダイ１４の隙間に薄板材７が供給されており、パンチ下降工程Ｄ１に連続して、パンチ６ａがブランク抜き孔１３に挿入され、薄板材７に剪断力がかかり、ブランク６５が打ち抜かれる（ブランク打ち抜き工程Ｄ２）。ブランク打ち抜き工程Ｄ２の後期では、さらに下降しているパンチ６ａの先端に挿通された安定ピン１２によってブランク６５は鉛直下方へ付勢される。このとき、スライダ５の下降に伴いスライダ５に固定された上金型６ｂはベース５ａに固定された下金型６ｃに圧下し、よってベース５ａ上にあるワーク６６はプレスされる。

一方、動力源２によって生じた回転力が、第二動力伝達経路２０を通じて駆動軸ギア２２を回転させる。駆動軸ギア２２が回転することで、駆動軸ギア２２に固定された駆動軸２４も同方向に回転する。これにより、駆動軸２４に固定されたカム重合体２９も同方向に回転する。

このとき、カム重合体２９に形成された正面カム３５の軌跡にしたがってレバーユニット５４はレバー軸５３の軸線を中心とする揺動運動をする。また、レバー先端部５８にボールジョイント５９を介して連結されたタイロッド６０はレバーユニット５４の揺動運動によって同様に往復運動する。さらに、タイロッド６０と連結されたプッシャスライド６１の動作も、レバーユニット５４の揺動運動に連動した往復運動である。プッシャスライド６１は、プッシャガイド６３に係合されている。このため、プッシャスライド６１の往復運動は前後方向に限定される。このとき、ブランク打ち抜き工程Ｄ２の前後において、プッシャ６２はプッシャ退避位置１７ａに停止している（プッシャ退避工程Ｂ２）。その結果、ブランク打ち抜き工程Ｄ２のあと、ブランク６５は搬送ステージ１５上のブランク受け取り位置１６に定置される。

ブランク６５がブランク受け取り位置１６に定置された後、カム重合体２９の裏面に形成された正面カム３５によって動作が制御されているプッシャ６２は、カム重合体２９の回転に伴ってプッシャ退避位置１７ａからブランク受け取り位置１６方向への移動を開始する。続いて、プッシャ６２の先端部６２ａはブランク６５に当接する。プッシャ６２は往路運動を継続し、ブランクをプレス部１ａへ搬送する（プッシャ往路工程Ｂ３）。次にプッシャ６２はブランク受け取り位置１６を通り過ぎてプッシャ退避位置１７ａへ移動し（プッシャ復路工程Ｂ１）、制動される（プッシャ退避工程Ｂ２）。このとき、スライダ５の上昇に伴ってフィンガ開閉機構によってフィンガユニット５０がブランク６５を掴む（フィンガクランプ工程Ａ２）。その後、カム重合体２９は、その回転に伴ってカム重合体２９上の平面カム３３に当接する従動子３７、３８を介して従動節４０を押圧移動する。ここで、この従動節４０はフィーダスライド４１に固定されており、さらにフィーダスライドはガイド４４に前後移動自在に挿通支持されていることから、その移動は前後方向に限定される。その結果、フィーダスライド４１が往路運動し、フィーダスライドに係合されたフィードバー４５、４６も往路運動を行う（フィードバーアドバンス工程Ｃ２）。これによりブランク６５がプレス部１ａの最初のプレス工程位置１９へ搬送され、そこでフィードバーユニット４７の往路運動は停止する（フィードバー停止工程Ｃ１）。これで、ブランク６５は最初の下金型６ｃがあるプレス工程位置１９に定置される。さらに、スライダ５が下降する（スライダ下降工程Ｅ１）ことによってフィードバーユニットが押し広げられる（フィンガアンクランプ工程Ａ１）。続いて、スライダ５が下降し、スライダ５に固定された上金型６ｂがベース５ａに固定された下金型６ｃに圧下し、これによってブランク６５がプレスされる（プレス工程Ｅ２）。

プレスを終え、成型されたワーク６６は、スライダ５の上昇に伴って、フィードバーユニット４７上に配設されたフィンガユニット５０によって保持される（フィンガクランプ工程Ａ２）。次に、カム重合体２９によって往復動作が制御されているフィードバーユニット４７によってワーク６６は次のプレス工程位置へ搬送され（フィードバーアドバンス工程Ｃ２）、定置される（フィンガアンクランプ工程Ａ１）。

上記各工程において、プッシャ６２とフィードバーユニット４７の装置前後方向への駆動は、動力源２によって駆動される単一の円盤状のカム重合体２９の表裏に形成された平面カム３３と正面カム３５によって作られた二種類の閉曲線の軌跡によって規定される。このため、プッシャ６２とフィードバーユニット４７によるブランク６５の受け渡しは動力源２の出力変動等の影響を受けずに同一のタイミングが維持される。当然ながら、これらの動作は動力源２によって駆動されるプレス部１ａとブランキングプレス部１ｂとも同期している。

以上説明したように、本実施形態に係るトランスファプレス装置によれば、ブランク６５は、パンチ６ａによって打ち抜かれたあと、搬送ステージ１５上のブランク受け取り位置１６へ定置される。定置されたブランク６５にはプッシャ退避位置１７ａから往路運動するプッシャ６２の先端部６２ａが当接し、プレス部１ａへ搬送される。この工程は、動力源２のクランク角度によって物理的に同期している。特に、プッシャ６２とフィードバーユニット４７の動作が、単一の動力源２のクランク角度で規定され、さらに平面カム３３及び正面カム３５で構成された２つの軌跡を備えたカム重合体２９によって、それぞれに最適なタイミングで完全に同期しているため、各工程において、ブランク６５が安定して搬送される。このため、ブランク６５の加工精度を維持しつつトランスファプレス加工を高速化することができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
たとえば、本実施形態では、平面カム３３はカム重合体２９の表面に形成した突出部とされているが、これに限らず、平坦な板材によって平面カムを構成してもよい。

符号の説明

１ トランスファプレス装置
１ａ プレス部（プレス本体）
１ｂ ブランキングプレス部（ブランキングステージ）
２ 動力源
５ スライダ
６ａ パンチ
６ｂ 上金型
６ｃ 下金型
７ 薄板材（板材またはコイル材）
２９ カム重合体
３３ 平面カム
３５ 正面カム
３７ 従動子
３８ 従動子
３９ アタッチメント（連結棒）
４０ 従動節
４５、４６ フィードバー
４７ フィードバーユニット
５４ レバーユニット（従動節）
６２ プッシャ
６５ ブランク
６６ ワーク
Ｄ２ ブランク打ち抜き工程
Ｂ３ プッシャ往路工程（ブランク搬送工程）
Ｂ２ プッシャ退避工程
Ｃ２ フィードバーアドバンス工程（ワーク搬送工程）
Ｅ２ プレス工程

Claims (3)

1. 互いに対を成す複数の上金型及び下金型が一列に並べられ、ワークを掴む複数のフィンガユニットが設けられたフィードバーによって上金型及び下金型の間を前記ワークが搬送されながら前記ワークに順次プレス加工が施されるプレス本体と、
   該プレス本体の前段に設けられて板材またはコイル材からブランクが打ち抜かれるブランキングステージと、
   前記ブランクをプッシャによって前記プレス本体に供給するブランクプッシャ機構と、
   前記プレス本体のスライダを昇降させる動力源の駆動力の一部を前記フィードバーと前記プッシャとにそれぞれ伝達するためのカム重合体と、
   を備え、
   前記カム重合体は、
   カム板に形成された輪郭曲線の溝に従動節が嵌め込まれる前記駆動力を前記プッシャに伝達する正面カムと、
   連結棒により適宜間隔をあけて配置された１対の従動子からなる従動節が前記カム板の外周に形成された輪郭曲面に当接し前記駆動力を前記フィードバーに伝達する平面カムと、
   を有し、
   前記正面カムと前記平面カムとは前記カム板において表裏一体に設けられ、
   前記正面カムに形成された輪郭曲線は、前記ブランキングステージにおいて前記ブランクが打ち抜かれたときに前記プッシャが前記ブランクに接触しない退避位置から、前記複数のフィンガユニットのうち前記ワークの搬送方向において最も上流側にあるフィンガユニットによって前記ブランクが把持される第一把持位置まで前記プッシャを移動させ、且つ、前記第一把持位置から前記退避位置まで前記プッシャを移動させるために、前記フィードバーが前記搬送方向に直線移動する移動範囲よりも前記搬送方向の上流側に長い移動範囲で前記プッシャを移動させる曲線形状を有する
   ことを特徴とするトランスファプレス装置。
2. 請求項１に記載のトランスファプレス装置であって、
   前記カム重合体は、前記動力源により、前記プレス本体の動作と同期した所定の速度で定速回転し、
   前記正面カムに形成された輪郭曲線は、前記ブランキングステージにおいて前記コイル材から前記ブランクが打ち抜かれる工程中に前記プッシャを前記退避位置で停止させる曲線形状を有する
   ことを特徴とするトランスファプレス装置。
3. 請求項１または２に記載のトランスファプレス装置を用いたプレス方法であって、
   前記フィードバーによる前記ワークの搬送工程と、前記プッシャによる前記ブランクの搬送工程とが互いにタイミングをずらされており、前記ブランキングステージにおいて前記ブランクが打ち抜かれたときに、前記プッシャが前記ブランクに接触しない位置に退避して停止していることを特徴とするプレス方法。