JP5328596B2 - 切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、切断装置に関する。詳しくは、ワークを切断する切断装置に関する。

従来より、ワークを切断するトリム加工が知られている。このトリム加工では、例えば、以下のようなプレス機が用いられる。
すなわち、このプレス機は、ワークが載置される下型と、ワークを切断する切断刃を有する上型と、この上型を支持するスライダと、このスライダを移動して上型を下型に対して接近させる駆動装置と、を備える（特許文献１参照）。

このプレス機によれば、駆動装置を駆動して、上型を下型に接近させることで、下型に載置されたワークに上型の切断刃を当てて、この切断刃でワークを切断する。

特開平７−２４６４３０号公報

ところで、以上のプレス機では、切断刃が摩耗すると、切断刃と下型とのクリアランスが変化してしまい、切り粉やバリが発生しやすくなる、という問題がある。
そこで、切断刃の摩耗を低減するため、切断刃を高強度な材料で形成することが要請されている。
しかしながら、高強度な材料は靱性が低いため欠けやすい特性がある。切断刃がワークに当たると、この切断刃に大きな衝撃が加わるため、切断刃が欠けてしまう、という問題があった。

本発明は、切断刃を高強度な材料で形成しても、この切断刃が破損するのを防止できる切断装置を提供することを目的とする。

本発明の切断装置（例えば、後述の切断装置１）は、ワーク（例えば、後述のワークＷ）が載置される下型（例えば、後述の下型１０）と、前記ワークを切断する切断刃（例えば、後述の切断刃２２２）を有する上型（例えば、後述の上型２０）と、当該上型を支持する支持手段（例えば、後述のスライダ３０）と、当該支持手段を移動して、前記上型を前記下型に対して接近させる駆動手段（例えば、後述の駆動装置５０）と、前記支持手段と前記上型との間に設けられ、前記上型の切断刃の接触反力により収縮する衝撃緩和手段（例えば、後述の衝撃緩和装置４０）と、を備えることを特徴とする。
ことを特徴とする。

この発明によれば、支持手段に、上型の切断刃の接触反力により収縮する衝撃緩和手段を設けた。よって、切断刃がワークに当たると、この切断刃に接触反力が作用して、衝撃緩和手段が収縮するため、切断刃の移動速度が支持手段の移動速度よりも遅くなり、切断刃に加わる衝撃を緩和できる。
よって、切断刃を高強度な材料で形成して、切断刃の硬度を従来より向上させても、切断刃の摩耗を低減しつつ、この切断刃の破損を防止できる。

また、切断刃に加わる衝撃を緩和するために、駆動手段により支持手段自体の移動速度を調整することで、切断刃の移動速度を低下させる手法も考えられるが、この手法では、切断刃だけではなく上型の移動速度も低下するため、切断加工のサイクルタイムが長期化する、という問題がある。
しかしながら、本発明によれば、衝撃緩和手段により、切断刃がワークに当たる際、支持手段の移動速度を変化させることなく、切断刃の移動速度のみを低下させるため、切断加工のサイクルタイムが長期化するのを防止できる。

この場合、
前記上型は、前記切断刃を有しかつ前記支持手段に対して相対的に移動可能な可動部（例えば、後述の可動部２２）と、前記支持手段に前記可動部を囲むように設けられて前記可動部の移動を案内する枠状のガイド部（例えば、後述のガイド部２４）と、を備えることが好ましい。

この発明によれば、上型を、切断刃を有する可動部と、この可動部を囲む枠状のガイド部とを含んで構成し、さらに、ガイド部により可動部の移動を案内させた。よって、ワークの所定の切断位置に対して、切断刃を確実に当てることができるから、加工精度を向上できる。

この場合、前記上型は、前記ワークを押えかつ前記支持手段に対して相対的に移動可能なパッド（例えば、後述のパッド２３）をさらに備え、前記衝撃緩和手段は、前記可動部に連結された複数の第１ピストン（例えば、後述のピストン３２１Ａ）と、前記支持手段に設けられて前記複数の第１ピストンのそれぞれを摺動可能に収容する複数の第１シリンダ（例えば、後述のシリンダ３２２Ａ）と、前記パッドに連結された第２ピストン（例えば、後述のピストン３２１Ｂ）と、前記支持手段に設けられて前記第２ピストンを摺動可能に収容する第２シリンダ（例えば、後述のシリンダ３２２Ｂ）と、を備え、前記複数の第１シリンダと前記第２シリンダとは互いに連通していることが好ましい。

この発明によれば、ワークを押えるパッドを上型に設けた。さらに、衝撃緩和手段を、複数の第１ピストン、複数の第１シリンダ、第２ピストン、および第２シリンダを含んで構成し、複数の第１シリンダと第２シリンダとを互いに連通させた。
よって、切断刃から支持手段に伝わる接触反力を、複数のシリンダおよびピストンで均等に負担できるので、切断刃に加わる衝撃をさらに緩和できる。

本発明によれば、支持手段に、上型の切断刃の接触反力により収縮する衝撃緩和手段を設けた。よって、切断刃がワークに当たると、この切断刃に接触反力が作用して、衝撃緩和手段が収縮するため、切断刃の移動速度が支持手段の移動速度よりも遅くなり、切断刃に加わる衝撃を緩和できる。よって、切断刃を高強度な材料で形成して、切断刃の硬度を従来より向上させても、切断刃の摩耗を低減しつつ、この切断刃の破損を防止できる。また、衝撃緩和手段により、切断刃がワークに当たる際、支持手段の移動速度を変化させることなく、切断刃の移動速度のみを低下させるため、切断加工のサイクルタイムが長期化するのを防止できる。

本発明の一実施形態に係る切断装置の断面図である。 前記実施形態に係る切断装置の動作を説明するための断面図（その１）である。 前記実施形態に係る切断装置の動作を説明するための断面図（その２）である。 前記実施形態に係る切断装置の動作を説明するための断面図（その３）である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る切断装置１の断面図である。
切断装置１は、ワークＷが載置される下型１０と、この下型１０に対向配置された上型２０と、この上型２０を上方から支持する支持手段としての平板状のスライダ３０と、スライダ３０と上型２０との間に設けられた衝撃緩和手段としての衝撃緩和装置４０と、スライダ３０を昇降させて上型２０を下型１０に対して接近させる駆動手段としての駆動装置５０と、を備える。

下型１０は、床に固定されており、ワークＷを支持する支持部１１と、この支持部１１を囲むように設けられた周縁部１２と、を備える。
周縁部１２には、位置決め穴１２１が形成されている。

上型２０は、スライダ３０に対して相対的に昇降可能な可動部２２と、可動部２２を貫通して設けられてスライダ３０に対して相対的に昇降可能なパッド２３と、スライダ３０の下面に可動部２２を囲むように設けられて可動部２２の移動を案内する枠状のガイド部２４と、を備える。

可動部２２は、基部２２１と、この基部２２１にパッド２３を囲んで設けられた切断刃２２２と、基部２２１の切断刃２２２の近傍に設けられた位置決めピン２２３と、を備える。
切断刃２２２は、ワークＷを切断するものであり、高強度な材料で形成されている。この切断刃２２２は、下型１０の周縁部１２に対向している。
パッド２３は、ワークＷを押えるものであり、下型１０の支持部１１に対向している。

衝撃緩和装置４０は、スライダ３０の下面に所定間隔おきに設けられた複数のダンパ機構３２からなる。

これら複数のダンパ機構３２のうち可動部２２の直上に位置するものは、この可動部２２に加わる接触反力を緩和する衝撃緩和手段としてのダンパ機構３２Ａである。具体的には、ダンパ機構３２Ａは、上下に延びる棒状の第１ピストンとしてのピストン３２１Ａと、スライダ３０に設けられてピストン３２１Ａを上下方向に摺動可能に収容する筒状の第１シリンダとしてのシリンダ３２２Ａと、を備える。
ピストン３２１Ａの下端は、可動部２２に連結されている。

また、複数のダンパ機構３２のうちパッド２３の直上に位置するものは、このパッド２３に加わる接触反力を緩和する衝撃緩和手段としてのダンパ機構３２Ｂである。具体的には、ダンパ機構３２Ｂは、上下に延びる棒状の第２ピストンとしてのピストン３２１Ｂと、スライダ３０に設けられてピストン３２１Ｂを上下方向に摺動可能に収容する筒状の第２シリンダとしてのシリンダ３２２Ｂと、を備える。
ピストン３２１Ｂの下端は、パッド２３に連結されている。
シリンダ３２２Ａ、３２２Ｂには圧縮空気が充填されており、これらシリンダ３２２Ａ、３２２Ｂ同士は、互いに連通している。

以上の切断装置１は、以下のように動作する。
まず、図１に示すように、下型１０にワークＷを載置し、ダンパ機構３２Ａ、３２Ｂのピストン３２１Ａ、３２１Ｂを下降させておく。

次に、図２に示すように、駆動装置５０によりスライダ３０を下降させる。すると、上型２０の位置決めピン２２３が下型１０の周縁部１２の位置決め穴１２１に嵌合し、上型２０と下型１０との水平方向の相対位置が決定される。
また、上型２０のパッド２３がワークＷの上面に当接し、このパッド２３と下型１０の支持部１１とで、ワークＷを挟み込んで、ワークＷの位置ずれを防止する。このとき、図２中白抜き矢印で示すように、パッド２３に接触反力が作用して、ピストン３２１Ｂが後退し、ダンパ機構３２Ｂが収縮する。すると、このダンパ機構３２Ｂにより、パッド２３に加わる衝撃が緩和される。

次に、図３に示すように、駆動装置５０によりスライダ３０を引き続き下降させる。 ここで、パッド２３はワークＷに当接しているため下降せず、可動部２２、ガイド部２４、およびスライダ３０のみが下降し、切断刃２２２がワークＷに当接する。
このとき、図３中白抜き矢印で示すように、切断刃２２２に接触反力が作用して、ピストン３２１Ａが後退し、ダンパ機構３２Ａが収縮する。すると、このダンパ機構３２Ａにより、切断刃２２２に加わる衝撃が緩和される。また、ダンパ機構３２Ａが収縮する際、切断刃２２２が設けられた可動部２２は、ガイド部２４に案内されて、このガイド部２４に対して相対的に上昇し、可動部２２の下降速度は、ガイド部２４およびスライダ３０の下降速度よりも遅くなる。

次に、図４に示すように、駆動装置５０によりスライダ３０を引き続き下降させる。すると、ワークＷは切断刃２２２により切断される。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）スライダ３０に、上型２０の切断刃２２２の接触反力により収縮するダンパ機構３２Ａを設けた。よって、切断刃２２２がワークＷに当たると、この切断刃２２２に接触反力が作用して、ダンパ機構３２Ａが収縮するため、切断刃２２２の下降速度がスライダ３０の下降速度よりも遅くなり、切断刃２２２に加わる衝撃を緩和できる。
よって、切断刃２２２を高強度な材料で形成して、切断刃２２２の硬度を従来より向上させても、切断刃２２２の摩耗を低減しつつ、この切断刃２２２の破損を防止できる。

また、ダンパ機構３２Ａにより、切断刃２２２がワークＷに当たる際、スライダ３０の移動速度を変化させることなく、切断刃２２２の移動速度のみを低下させるため、切断加工のサイクルタイムが長期化するのを防止できる。

（２）上型２０を、切断刃２２２を有する可動部２２と、この可動部２２を囲む枠状のガイド部２４とを含んで構成し、さらに、ガイド部２４により可動部２２の移動を案内させた。可動部２２が移動する際に、ガイド部２４により、可動部２２が水平方向にずれるのを防止できるから、ワークＷの所定の切断位置に対して、切断刃２２２を確実に当てることができ、加工精度を向上できる。

（３）ワークＷを押えるパッド２３を上型２０に設けた。さらに、衝撃緩和装置４０を、ピストン３２１Ａ、３２１Ｂ、シリンダ３２２Ａ、３２２Ｂを含んで構成し、シリンダ３２２Ａとシリンダ３２２Ｂとを互いに連通させた。よって、切断刃２２２からスライダ３０に伝わる接触反力を、複数のシリンダ３２２Ａ、３２２Ｂおよびピストン３２１Ａ、３２１Ｂで均等に負担できるので、切断刃２２２に加わる衝撃をさらに緩和できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

Ｗ ワーク
１ 切断装置
１０ 下型
２０ 上型
２２ 可動部
２３ パッド
２４ ガイド部
３０ スライダ（支持手段）
４０ 衝撃緩和装置（衝撃緩和手段）
５０ 駆動装置（駆動手段）
２２２ 切断刃
３２１Ａ ピストン（第１ピストン）
３２１Ｂ ピストン（第２ピストン）
３２２Ａ シリンダ（第１シリンダ）
３２２Ｂ シリンダ（第２シリンダ）

Claims (2)

1. ワークが載置される下型と、
   前記ワークを切断する切断刃を有する上型と、
   当該上型を支持する支持手段と、
   当該支持手段を移動して、前記上型を前記下型に対して接近させる駆動手段と、
   前記支持手段と前記上型との間に設けられ、前記上型の切断刃の接触反力により収縮する衝撃緩和手段と、を備える切断装置であって、
   前記上型は、前記切断刃を有しかつ前記支持手段に対して相対的に移動可能な可動部と、前記支持手段に前記可動部を囲むように設けられて前記可動部の移動を案内する枠状のガイド部と、を備えることを特徴とする切断装置。
2. 請求項１に記載の切断装置において、
   前記上型は、前記ワークを押えかつ前記支持手段に対して相対的に移動可能なパッドをさらに備え、
   前記衝撃緩和手段は、前記可動部に連結された複数の第１ピストンと、
   前記支持手段に設けられて前記複数の第１ピストンのそれぞれを摺動可能に収容する複数の第１シリンダと、
   前記パッドに連結された第２ピストンと、
   前記支持手段に設けられて前記第２ピストンを摺動可能に収容する第２シリンダと、を備え、
   前記複数の第１シリンダと前記第２シリンダとは互いに連通していることを特徴とする切断装置。
   

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