JP5605300B2

JP5605300B2 - プレス機

Info

Publication number: JP5605300B2
Application number: JP2011105099A
Authority: JP
Inventors: 卓志星山; 雄介原; 力蔵赤木; 博之出来田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2031-05-10
Also published as: JP2012236197A

Description

本発明は、パンチとダイとの協働でワーク（被加工材）にプレス加工を行うプレス機に関する。

従来、ワークにプレス加工を行うプレス機として特許文献１に記載されたものがある。このプレス機は、パンチを打撃するためのストライカ１３を下降させるための下降用カム２１Ａとストライカ１３を上昇させるための上昇用カム２１Ｂからなる第１ダブルカム２１を備えている。そして、パンチ及び、プレス加工時にワークと当接してワークをダイに対して固定するワーク固定用プレートは、このプレス機とは別の機構体となっている。このような構造は、プレス機構全体を複雑にしており、高速プレス加工に適した構造とは言えない。

またこのプレス機は、振動抑制用のバランスウエイト３７を上昇させるための上昇用カム２９Ａとバランスウエイト３７を下降させるための下降用カム２９Ｂからなる第２ダブルカム２９を備えている。この構造は必然的にストライカの往復動線上にバランスウエイトを配置できない。このため、ストライカの往復動線とバランスウエイト位置との間にオフセット（位置ずれ）が生じ、このオフセットが原因となってカム軸１９にバランスウエイトによるモーメント力がかかるため、カム軸を太く設計しなければならず、更に副次的な振動が発生することとなる。

特開平１０−１６６１９５号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プレス機構全体を単純化し、プレス加工時の振動を低減し、高速プレス加工に適したプレス機を提供することである。

本発明の第１形態によれば、プレス機（１００）は、
上ハウジング（１ａ）と、下ハウジング（１ｂ）と、前記上ハウジング（１ａ）と前記下ハウジング（１ｂ）との間に配置された複数の柱（１ｃ）と、を有するハウジング構造体（１）と、
前記上ハウジング（１ａ）に組付けられかつカムプレート（２ａ）を有するカム軸（２）と、を有し、
更に、前記カム軸（２）の上側に、
前記カムプレート（２ａ）に当接する上側ローラ（３）と、
該上側ローラ（３）に当接する上側ローラシュー（４）と、
該上側ローラシュー（４）に当接してウエイトスプリング（６）により前記カムプレート（２ａ）側に押されるバランスウエイト（５）と、
前記ウエイトスプリング（６）と、を備え、
更に、前記カム軸（２）の下側に、
前記カムプレート（２ａ）に当接する下側ローラ（７）と、
該下側ローラ（７）に当接する下側ローラシュー（８）と、
ダイ（１５）と協働して被加工材（Ｗ）をプレスするためのパンチ（９）であり、前記下側ローラシュー（８）に当接するパンチ（９）と、
前記柱（１ｃ）に上下に摺動自在に組み合わされてかつ前記パンチ（９）に当接して前記パンチ（９）と一緒に上下に往復動するパンチプレート（１０）と、
前記柱（１ｃ）に上下に摺動自在に組み合わされてかつ前記パンチプレート（１０）の下側に配置されてプレス加工時に前記被加工材（Ｗ）と当接して前記被加工材（Ｗ）をダイ（１５）に対して固定するワーク固定用プレート（１２）と、
前記パンチプレート（１０）と前記ワーク固定用プレート（１２）との間に配置されたパンチプレート・スプリング（１１）と、
前記下ハウジング（１ｂ）に組付けられかつ被加工材（Ｗ）を載置するための前記ダイ（１５）と、
前記下ハウジング（１ｂ）に上下に摺動自在に組み合わされてかつ前記ワーク固定用プレート（１２）と当接して前記ワーク固定用プレート（１２）を支持部材スプリング（１４）により上方向に押上げるワーク固定用プレート支持部材（１３）と、
該ワーク固定用プレート支持部材（１３）の下方に配置された前記支持部材スプリング（１４）と、
を備え、
カム軸中心（２ｂ）、前記上側ローラ（３）、前記上側ローラシュー（４）、前記バランスウエイト（５）、前記下側ローラ（７）、前記下側ローラシュー（８）、前記パンチ（９）が１直線上に配列されていることを特徴とする。

パンチ（９）は、カムプレート（２ａ）により下降させられる。そして、支持部材スプリング（１４）の復元力が、ワーク固定用プレート支持部材（１３）、ワーク固定用プレート（１２）、パンチプレート・スプリング（１１）、パンチプレート（１０）を介してパンチ（９）に作用することにより、パンチ（９）は、上昇させられる。プレス加工を実行するときは、非常に大きな力がパンチ駆動機構に掛かる。この場合、パンチ駆動機構は、パンチ（９）、下側ローラシュー（８）、下側ローラ（７）、カムプレート（２ａ）であり、いずれも剛直な部材であり、スプリングのような軟弱な部材は含まれていない。一方、パンチ駆動機構を上昇させるときは、プレス加工実行時のような大きな力は掛からないので、スプリングを利用してパンチ駆動機構を上昇させることが可能となる。すなわち、カムプレートと支持部材スプリング（１４）の組み合わせによりパンチ駆動機構の上昇下降が実現でき、全体機構が単純化される。

また、バランスウエイト（５）は、パンチ（９）の真上に配置されるので、前述のオフセットは無くなり、バランスウエイトによる副次的振動は無くなる。そして、パンチ及びワーク固定用プレートは、プレス機と組み合わされている。このような構造により、プレス機構全体を単純化し、プレス加工時の振動を低減し、高速プレス加工に適したプレス機を提供することが可能となる。

本発明の第２形態によれば、プレス機（１００）は、パンチ（９）が、上方に大径部（９ａ）を、下方に小径部（９ｃ）を、大径部（９ａ）と小径部（９ｂ）との接続箇所に肩部（９ｃ）を、有し、パンチプレート（１０）は、パンチ（９）の肩部（９ｃ）に当接していることを特徴とする。パンチ（９）とパンチプレート（１０）の当接方法が単純となるので耐久性・信頼性を有する当接方法が可能となる。

本発明の第３形態によれば、プレス機（１００）は、ワーク固定用プレート（１２）には、貫通穴（１２ａ）が形成されており、該貫通穴（１２ａ）に、パンチ（９）の小径部（９ｂ）が挿入されていることを特徴とする。パンチ（９）がワークを打ち抜くとき、貫通穴（１２ａ）がパンチのガイドの機能を果たしてパンチ（９）の先端部を保持する。これにより、ワークを打ち抜くときのパンチ先端部の横ぶれを防止でき精度の高いプレス加工が可能となる。

本発明の第４形態によれば、プレス機（２００）は、パンチ（９）とパンチプレート（１０）が一体に形成されていることを特徴とする。これにより、プレス機は更に単純となる。

本発明の第５形態によれば、プレス機（１００、２００）は、カムプレート（２ａ）が、カム軸中心（２ｂ）を中心とする点対称のカムプロフィールを有することを特徴とする。このカムプロフィールにより、カム軸１回転当り２回のプレス加工が可能となり、生産性が向上する。

本発明に係るプレス機のプレス加工前の状態を模式的に表した断面図である。本発明に係るプレス機のプレス加工中の状態を模式的に表した断面図である。本発明に係るプレス機のプレス加工後の状態を模式的に表した断面図である。本発明に係るプレス機のパンチとパンチプレートの周辺部を表した部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明のプレス機は、例えば０.２ｍｍ〜０.６ｍｍの鋼板をワークとしてこれを高速で打ち抜くために使用されるものである。そして、図１に示すように、第１実施形態のプレス機１００は、上ハウジング１ａと、下ハウジング１ｂと、上ハウジング１ａと下ハウジング１ｂとの間に配置された複数の円柱１ｃと、を有するハウジング構造体１を有している。図１において、ハウジング構造体１は、上ハウジング１ａと下ハウジング１ｂと複数の円柱１ｃとが一体構造物のように表されているが、これは模式的に表しているためでもあり、勿論、別体の各部品を組み立てて構成しても良い。

そして、上ハウジング１ａには、カムプレート２ａを有するカム軸２が組付けられている。カムプレート２ａは、カム軸中心２ｂを中心とする点対称のカムプロフィールを有する。カム軸２の上側に、カムプレート２ａに当接する上側ローラ３と、上側ローラ３に当接する上側ローラシュー４と、上側ローラシュー４に当接したバランスウエイト５と、が配列されている。バランスウエイト５の上には、ウエイトスプリング６が配列されており、バランスウエイト５は常に、ウエイトスプリング６によりカムプレート２ａ側に押されている。なお、バランスウエイト５の重量は、パンチ９、パンチプレート１０、ワーク固定用プレート１２の合計重量にほぼ等しくなっている。これにより、プレス加工時におけるプレス機１００の振動が低減可能となる。

更に、カム軸２の下側に、カムプレート２ａに当接する下側ローラ７と、下側ローラ７に当接する下側ローラシュー８と、下側ローラシュー８に当接するパンチ９と、パンチ９と一緒に上下に往復動するパンチプレート１０と、が配列されている。パンチ９は、ワークＷをプレス加工する機能をもち、図１及び図４示すように、上方に大径部９ａを下方に小径部９ｃを有し大径部９ａと小径部９ｂとの接続箇所に肩部９ｃを有する。パンチプレート１０は、ハウジング構造体１の円柱１ｃに上下に摺動自在に組み合わされている。そして、パンチプレート１０は図４に示すように、その円筒穴１０ｂの底部１０ｃにおいて、パンチ９の肩部９ｃに当接している。パンチプレート１０の上面１０ａとパンチ９の上面９ｄとは面一に形成されている。

パンチプレート１０の下側に、パンチプレート・スプリング１１とワーク固定用プレート１２とが配列されている。パンチプレート・スプリング１１は、パンチプレート１０とワーク固定用プレート１２との間に配置される。ワーク固定用プレート１２は、ハウジング構造体１の円柱１ｃと組み合わされており、摺動自在に上下に往復動することができる。ワーク固定用プレート１２の中央部には、貫通穴１２ａが形成されており、この貫通穴１２ａに、パンチ９の小径部９ｂが挿入されている。すなわち、貫通穴１２ａはパンチ９をガイドする案内手段の機能を持つ。パンチ９がワークＷを打ち抜くとき、貫通穴１２ａがパンチのガイドの機能を果たしてパンチ９の先端部を保持する。これにより、ワークを打ち抜くときのパンチ先端部の横ぶれを防止でき精度の高いプレス加工が可能となる。そしてプレス加工時には、ワーク固定用プレート１２は、パンチプレート・スプリング１１により下方へ押されることによりワークＷと当接してワークＷをダイ１５に対して固定する。

ワーク固定用プレート１２の下側に、ワーク固定用プレート支持部材１３と、ワーク固定用プレート支持部材１３の下方に配置された支持部材スプリング１４と、下ハウジング１ｂに組付けられかつワークＷを載置するためのダイ１５と、が配列されている。ダイ１５は、固定手段（図示せず）により下ハウジング１ｂに固定されている。ワーク固定用プレート支持部材１３は、ワーク固定用プレート１２と当接しており、ワーク固定用プレート１２を支持部材スプリング１４の力により常に上方向に押上げている。

最後に特筆することは、本発明のプレス機は、カム軸中心（２ｂ）、上側ローラ（３）、上側ローラシュー（４）、バランスウエイト（５）、下側ローラ（７）、下側ローラシュー（８）、パンチ（９）が１直線上に配列されていることである。

（作動）
次に、本発明のプレス機の作動を図１〜３を用いて説明する。図１は第１実施形態のプレス機のプレス加工前の状態を、図２はプレス加工中の状態を、図３はプレス加工後の状態を各々模式的に表した断面図である。なお、図１ではパンチ９が上死点位置にあり、図３ではパンチ９が下死点位置にある。図１に示すように、カム軸２が反時計方向に回転すると、カムプレート２ａにより下側ローラ７、下側ローラシュー８、パンチ９が各々、下方へ押される。また、下側ローラ７、下側ローラシュー８、パンチプレート１０、パンチプレート・スプリング１１、ワーク固定用プレート１２の順に各々が下方へ押されて、ワーク固定用プレート１２が最初にワークＷと当接してワークＷをダイ１５に対して固定する。

図２に示すように、カム軸２が更に反時計方向に回転すると、パンチ９がワークＷと当接して、更に図３に示すようにワークＷを打ち抜く。これにより、プレス加工は終了する。打ち抜き加工が施されたワークＷは、次工程へ搬送され、未加工状態の別のワークがダイ１５の上に載置される。そして、カム軸２が更に反時計方向に回転すると、下側ローラ７、下側ローラシュー８、パンチ９、パンチプレート１０の各部材は、支持部材スプリング１４の復元力により、ワーク固定用プレート支持部材１３、ワーク固定用プレート１２、パンチプレート・スプリング１１を介して、上方へ押上げられる。こうして、プレス機１００は図１の状態に戻る。後は、上述した作動の繰り返しとなる。

（作用・効果）
パンチ９は、カムプレート２ａにより下降させられる。そして、支持部材スプリング１４の復元力が、ワーク固定用プレート支持部材１３、ワーク固定用プレート１２、パンチプレート・スプリング１１、パンチプレート１０を介してパンチ９に作用することにより、パンチ９は、上昇させられる。プレス加工を実行するときは、非常に大きな力がパンチ駆動機構に掛かる。この場合、パンチ駆動機構は、パンチ９、下側ローラシュー８、下側ローラ７、カムプレート２ａであり、いずれも剛直な部材であり、スプリングのような軟弱な部材は含まれていない。一方、パンチ駆動機構を上昇させるときは、プレス加工実行時のような大きな力は掛からないので、スプリングを利用してパンチ駆動機構を上昇させることが可能となる。すなわち、カムプレートと支持部材スプリング１４の組み合わせによりパンチ駆動機構の上昇下降が実現でき、全体機構が単純化される。

また、バランスウエイト５は、パンチ９の真上に配置されるので、バランスウエイトとパンチ駆動機構のオフセット（位置ずれ）は無くなり、バランスウエイトによる副次的振動は無くなる。そして、パンチ及びワーク固定用プレートは、プレス機と組み合わされている。このような構造により、プレス機構全体を単純化し、プレス加工時の振動を低減し、高速プレス加工に適したプレス機を提供することが可能となる。

（他の実施形態）
本発明のプレス機において、パンチ９とパンチプレート１０を一体に形成することも可能である。また、当業者が、本発明の思想に基づいて、各部材の機能を集約あるいは分離させることにより、各部材を集約あるいは分離させたプレス機は、本発明の技術的思想の範囲内のものであり、本願が特許を受けたときには本発明に係る特許権の範囲内のものであることをここに明記しておく。

１ハウジング構造体
２カム軸
９パンチ
１５ダイ
１００プレス機

Claims

上ハウジング（１ａ）と、下ハウジング（１ｂ）と、前記上ハウジング（１ａ）と前記下ハウジング（１ｂ）との間に配置された複数の柱（１ｃ）と、を有するハウジング構造体（１）と、
前記上ハウジング（１ａ）に組付けられかつカムプレート（２ａ）を有するカム軸（２）と、を有し、
更に、前記カム軸（２）の上側に、
前記カムプレート（２ａ）に当接する上側ローラ（３）と、
該上側ローラ（３）に当接する上側ローラシュー（４）と、
該上側ローラシュー（４）に当接してウエイトスプリング（６）により前記カムプレート（２ａ）側に押されるバランスウエイト（５）と、
前記ウエイトスプリング（６）と、を備え、
更に、前記カム軸（２）の下側に、
前記カムプレート（２ａ）に当接する下側ローラ（７）と、
該下側ローラ（７）に当接する下側ローラシュー（８）と、
ダイ（１５）と協働して被加工材（Ｗ）をプレスするためのパンチ（９）であり、前記下側ローラシュー（８）に当接するパンチ（９）と、
前記柱（１ｃ）に上下に摺動自在に組み合わされてかつ前記パンチ（９）に当接して前記パンチ（９）と一緒に上下に往復動するパンチプレート（１０）と、
前記柱（１ｃ）に上下に摺動自在に組み合わされてかつ前記パンチプレート（１０）の下側に配置されてプレス加工時に前記被加工材（Ｗ）と当接して前記被加工材（Ｗ）をダイ（１５）に対して固定するワーク固定用プレート（１２）と、
前記パンチプレート（１０）と前記ワーク固定用プレート（１２）との間に配置されたパンチプレート・スプリング（１１）と、
前記下ハウジング（１ｂ）に組付けられかつ被加工材（Ｗ）を載置するための前記ダイ（１５）と、
前記下ハウジング（１ｂ）に上下に摺動自在に組み合わされてかつ前記ワーク固定用プレート（１２）と当接して前記ワーク固定用プレート（１２）を支持部材スプリング（１４）により上方向に押上げるワーク固定用プレート支持部材（１３）と、
該ワーク固定用プレート支持部材（１３）の下方に配置された前記支持部材スプリング（１４）と、
を備え、
カム軸中心（２ｂ）、前記上側ローラ（３）、前記上側ローラシュー（４）、前記バランスウエイト（５）、前記下側ローラ（７）、前記下側ローラシュー（８）、前記パンチ（９）が１直線上に配列されていることを特徴とするプレス機（１００）。
前記パンチ（９）は、上方に大径部（９ａ）を、下方に小径部（９ｃ）を、前記大径部（９ａ）と前記小径部（９ｂ）との接続箇所に肩部（９ｃ）を、有し、
前記パンチプレート（１０）は、前記パンチ（９）の肩部（９ｃ）に当接していることを特徴とする請求項１に記載のプレス機（１００）。
前記ワーク固定用プレート（１２）には、貫通穴（１２ａ）が形成されており、該貫通穴（１２ａ）に、前記パンチ（９）の前記小径部（９ｂ）が挿入されていることを特徴とする請求項２に記載のプレス機（１００）。
前記パンチ（９）と前記パンチプレート（１０）が一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプレス機（２００）。
前記カムプレート（２ａ）は、前記カム軸中心（２ｂ）を中心とする点対称のカムプロフィールを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプレス機（１００、２００）。