JP5835109B2 - 金型の型締装置 - Google Patents

Description

本発明は、金型の型締装置に関し、特に、分割された金型の内部に型打ちされた鍛造製品等を収納して金型の型割り方向と異なる方向に穴あけ加工する場合に、分割された金型を強固に締結する型締装置に関するものである。

従来、分割された金型を締結する手段としては、例えば、ボルトを使用する方法がある。
また、他に、分割された金型を締結する手段として、金型を容易に解除できるようにするため、油圧装置を用いる方法がある（たとえば、特許文献１参照）。

上記ボルトによる締結は、強固ではあるが締結・解除に時間がかかり、１サイクルごとに開閉することが必要である分割された金型の場合には不向きである。
また、上記油圧装置による締結は、締結・解除に要する時間は短いが、設置スペースやコストの問題があった。

特開平１１−１８８４５１号公報

本発明は、既存のプレス機の機構を利用して、分割された金型を強固に型締め可能な型締装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の金型の型締装置は、
分割された金型を接合させて内部に被加工物を収容した状態で前記金型を締結するための型締装置であって、
接合された状態の前記金型に外嵌されて、前記被加工物の加工に伴う外向きの力による型開きを抑止する締結部材を備え、
前記金型の外側と該金型に外嵌される前記締結部材の内側との嵌合面が前記締結部材の移動方向に沿って傾斜するテーパ面に形成され、前記金型に前記締結部材が外嵌されることにより前記金型の接合面が強固に締結されるようにしたことを特徴としている。
この特徴によれば、金型の型締め強度が強固であり、また、金型の接合面にガタや隙間が生じることがなく、被加工物の取付、取外しを瞬時に行うことができる型締装置を提供することができる。

本発明の金型の型締装置は、
前記金型は縦方向に複数割りに分割され、該分割された前記金型の接合面と直交する端部の一部が外方に突出され、該突出部の外側の側面が前記嵌合面を形成し、前記締結部材は前記金型の前記端部を覆うとともに前記端部に沿う内面を有し、前記金型の嵌合面と対向する内面部が嵌合面を形成し、前記両嵌合面は前記締結部材の締結方向に向かって暫時拡大するテーパ面に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、金型に対する締結部材の脱着が容易であるとともに、強固でガタのない締結ができる。また、脱着が繰り返えされ金型及び締結部材の嵌合面が摩耗しても、強固でガタのない締結を維持することができる。

本発明の金型の型締装置は、
前記金型の嵌合面及び締結部材の嵌合面は、内方に向かって暫時縮小するように傾斜していることを特徴としている。
この特徴によれば、ワークの加工の際、分割された金型に内圧がかかり金型に対して開方向の力が作用し、締結部材が嵌合面から離脱しようとしても、両嵌合面は内方に向かって暫時縮小しているため、締結部材の離脱を防止することができる。

本発明の金型の型締装置は、
前記金型内部の前記被加工物の収容される空間の下方には前記被加工物を支持する下受け部材が収容される空間が形成され、前記金型の前記被加工物の収容空間の上方には被加工物を加工する工具の出入用の孔が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、被加工物を下受け部材で確実に支持することができ、また、被加工物の加工を容易に行うことができる。

本発明の金型の型締装置は、
前記下受け部材はベースに固定されており、前記下受け部材と前記金型の下受け部材の収容される空間とは印ろう形状に形成され、前記金型の浮き上がりが防止されるようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、金型の浮き上がりが防止され、被加工物の加工を正確に行うことができる。

本発明の金型の型締装置は、
前記金型は、分割された前記金型の接合面と直交する一方の端部においてヒンジ結合され、前記ヒンジ部を支点として開閉装置により開閉される構造であることを特徴としている。
この特徴によれば、簡単な構造で金型の開閉を素早く行うことができ、被加工物の取付け・取外しの動作も含めたサイクルタイムの短縮により装置のインラインでの使用が可能になる。

本発明の金型の型締装置は、
前記締結部材はプレス機のノックアウト機構を利用して上昇されるようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、締結部材の上方への駆動が既存のプレス機の機構を利用できるため、他の駆動装置を必要としない。また、締結部材の締結動作もノックアウトピンの上昇により短時間で行うことができる。

本発明の金型の型締装置は、
前記被加工物を加工する工具がプレス機のラムに装着されていることを特徴としている。
この特徴によれば、工具の駆動が既存のプレス機の機構を利用できるため、他の駆動装置を必要としない。また、被加工物の加工もラムの下降により確実に行うことができる。

本発明の金型の型締装置は、
前記締結部品を下方に押圧する解除ピンがプレス機のラムに装着されていることを特徴としている。
この特徴によれば、締結部材の解除が既存のプレス機の機構を利用できるため、他の駆動装置を必要としない。また、締結部材の解除もラムの下降により確実に行うことができる。

本発明の実施の形態に係る金型の型締装置を正面側から見た斜視図であって、金型が開いた状態を示している。 本発明の実施の形態に係る金型の型締装置を正面側から見た斜視図であって、金型に締結部材が嵌合し、被加工物が加工される状態が示されている。 本発明の実施の形態に係る金型を示す図であって、図（ａ）はその側面図、図（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態に係る金型の型締装置の正面図である。 本発明の実施の形態に係る金型の型締装置の平面図である。 金型と締結部材との嵌合状態を説明する図であって、図（ａ）は正面図、図（ｂ）は図（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 被加工物の加工状態及び加工終了後の締結部材の落下状態を説明する図であって、図（ａ）は正面図、図（ｂ）は図（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 本発明の実施の形態に係る金型の型締装置の変形例を示す平面図である。

本発明に係る金型の型締装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

本発明の実施の形態に係る金型の型締装置の概略構成について、図１及び２に基づいて説明する。
ベース１の上には金型２が載置され、ベース１の下方には締結部材３が配置されている。また、金型２の上方には、既存のプレス機のラム４が配置されるようになっている。ベース１は、床上に配置された基礎板２６から上方に立脚した柱部材２７により支持されており、ベース１と基礎板２６との間には空間が形成され、該空間に締結部材３が配置されようになっている。

金型２は、縦方向に２つ割りされた分割構造をしており、左右の金型２−１及び２−２が後方のヒンジ部１９を支点として回動自在に支持され、それぞれの金型２−１及び２−２に装着された開閉装置５、５（図２参照。）により前方が開閉され、接合面６で接合する構造となっている。金型２の外形は、略直方体をしており、左右の金型２−１及び２−２の内部には被加工物であるワーク７の収容されるワーク収容空間８及びその下方にワーク７を支持する下受け部材９が収容される下受け部材収容空間１０が形成され、左右の金型２−１及び２−２が接合された際、ワーク収容空間８及び下受け部材収容空間１０にそれぞれワーク７及び下受け部材９が保持されるようになっている。したがって、金型２の開閉及びワーク７の取付け・取外しを瞬時に行うことができる。図１に示されたワーク７は、丸棒などから鍛造され、バリが除去された状態にあり、型割り方向（図１の左右方向）とは異なる方向である上下方向に穿孔されるものである。
金型２は、左右に分割された金型がヒンジ部１９を支点として回動自在に支持される構造に限らず、左右の金型がスライドして接合される構造でもよい。また、金型２は、縦方向に２つ割りされた分割構造に限らず、縦方向に複数分割された分割構造であればよい。

左右の金型２−１及び２−２のワーク収容空間８の上方にはワーク７を加工する工具である中抜きピン１１の出入用の孔１２が形成されている。また、左右の金型２−１及び２−２の接合面６と直交する前側の端部１３及び後側の端部１４にはそれぞれ締結部材３が嵌合するようになっている。
なお、金型２の後側はヒンジ部が設けられることから、後側の端部１４への締結部材３の配置を省略することも可能であり、本発明においては、少なくとも一方の端部に締結部材が配置されるものであればよい。
ベース１の下方に配設された締結部材３は、ベース１に穿孔された孔１５を通して上下方向に移動自在になっており、図１では下方に待機している状態にあり、図２では上方に移動し、金型２を型締めした状態にある。

図３は、本発明の実施の形態に係る金型を示す図であって、図（ａ）はその側面図、図（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
ワーク７は下受け部材９の上に据えられ、左右の金型２−１及び２−２が開閉装置５、５により接合された状態では、ワーク７及び下受け部材９は金型２−１及び２−２により挟み込まれた状態になる。図３では、ワーク７は、本体部が円筒状をなし、該本体部からＶ字状に２本の足が突出したものが示されているが、これに限らず、型割り方向とは異なる方向に加工されるものであればどのような形状のものでもよい。
下受け部材９はワーク７を下から支持する形状をしており、ワーク７を加工する中抜きピン１１（図１及び２参照。）等が下降する際に進入可能な空間１６が形成されている。また、下受け部材９はベース１に固定されており、下受け部材９の外側面には段部１７が設けられ、該段部１７に係合する下受け部材収容空間１０にも段部１８が形成され、これらの段部１７及び１８により下受け部材収容空間１０が印ろう形状に形成されているため、金型２の浮き上がりが防止される。

図４は、本発明の実施の形態に係る金型の型締装置の正面図であり、図５は、本発明の実施の形態に係る金型の型締装置の平面図であり、これらの図を参照しながら、金型２と締結部材３との嵌合関係について説明する。
図５には、左右の金型２−１及び２−２が開閉装置５、５によりヒンジ部１９を支点として閉方向に駆動され、接合面６で接合され、接合面６と直交する前側の端部１３及び後側の端部１４にそれぞれ締結部材３、３が嵌合して左右の金型２−１及び２−２が締結されている状態が示されている。

図４に示すように、締結部材３、３の金型２の前側の端部１３及び後側の端部１４ヘの嵌合・締結は、既存のプレス機のノックアウト機構（図示せず）のノックアウトピン２０を利用して行われるようになっており、締結部材３の底面にノックアウトピン２０が当接後、上昇することにより締結部材３が上方に移動され、金型２の前側の端部１３及び後側の端部１４に外嵌される。締結部材３が金型２に外嵌され、締結が完了すると、ノックアウトピン２０は下降する。
なお、図４では、締結部材３は金型２の下方の約半分に嵌合するように設定されているが、これに限らず、金型２の上下方向の約全部に嵌合するようにしてもよい。

上記のように、締結部材３の上方向の駆動が既存のプレス機の機構を利用できるため、他の駆動装置を必要としない。また、締結部材３の締結動作もノックアウトピン２０の上昇により短時間で行うことができる。さらに、金型２と締結部材３との締結がテーパ面を介して行われるため、型締強度が大きく、また、金型２の接合面６に隙間が生じることがないものであり、この点については後に詳述する。

図６は、金型と締結部材との嵌合状態を説明する図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は図（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
左右の金型２−１及び２−２の前側の端部１３及び後側の端部１４は、図６（ｂ）に示すように、その幅方向の中央部が外方に突出され、該突出部２１、２１の外側の側面２２、２２が締結部材３との嵌合面を形成している。

図６（ｂ）に示すように、締結部材３は、左右の金型２−１及び２−２の前側の端部１３及び後側の端部１４を覆うとともに端部１３及び１４に沿う内面を有し、金型２−１及び２−２の嵌合面２２、２２と対向する内面部２３、２３が嵌合面を形成している。これらの嵌合面２２、２２及び２３、２３は、図６（ａ）に示すように、金型２−１及び２−２の上方に向かって角度αでもって暫時拡大するテーパ面に形成されている。
このため、締結部材３の脱着が容易であるとともに、強固でガタのない締結ができる。また、脱着が繰り返えされて嵌合面２２、２２及び２３、２３が摩耗しても、強固でガタのない締結を維持することができる。

図６（ｂ）に示すように、金型２−１及び２−２の嵌合面２２、２２及び締結部材３の嵌合面２３、２３は、内方に向かって角度βでもって暫時縮小するように傾斜している。このため、ワーク７の加工の際、金型２−１及び２−２に内圧がかかり金型２−１及び２−２に対して開方向の力が作用し、締結部材３が矢印Ｘ方向に離脱しようとするが、両嵌合面２２、２２及び２３、２３は内方に向かって角度βで暫時縮小しているため、締結部材３の金型２−１及び２−２の嵌合面２２、２２からの離脱を防止することができる。

図７は、被加工物の加工状態及び加工終了後の締結部材の落下状態を説明する図であって、図（ａ）は正面図、図（ｂ）は図（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
金型２に締結部材３が嵌合・締結された後、中抜きピン１１及び締結部材解除ピン２５が下向きに装着されたラム４が降下され、図７（ｂ）に示すように、中抜きピン１１が金型２の上方の孔１２を通ってワーク７を貫通し穿孔する。穿孔により発生したバリ２４は下受け部材９の空間１６を通って基礎板２６上に落下する。このバリ２４は、切削されたものと異なり、ブロック状をしていることから再利用の価値が増大している。
ラム４は、中抜きピン１１がワーク７を貫通した後もわずかに下降し、下受け部材９の空間１６に進入して停止するが、中抜きピン１１がワーク７を貫通した直後に、締結部材解除ピン２５が締結部材３の上面に当接し、締結部材３を下方に押圧し落下させる。

下方に落下した締結部材３は、基礎板２６に支持され、次の新たなワークの加工の際、基礎板２６を貫通して上下動するノックアウトピン２０（図４参照。）により上昇され、金型２に外嵌・締結されるようになっている。

締結部材３が落下した後、ラム４は上昇し、中抜きピン１１が金型２を離れたところで、金型２−１及び２−２は開閉装置５、５により開方向に駆動され、穿孔が完了したワーク７が金型２から取り出される。
次に、新たなワークが金型２内に取付けられ、加工が行われる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例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における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、金型２は、左右に分割された金型２−１、２−２がヒンジ部１９を支点として回動自在に支持される構造であるが、左右の金型２−１、２−２がスライドして接合される構造でもよく、要は、分割された金型がクイックリーに開閉される構造であればよい。また、金型２は、縦方向に２つ割りされた分割構造に限らず、縦方向に複数分割された分割構造であればよい。
図８は本発明の実施の形態に係る金型の型締装置の変形例を示す平面図であって、金型２は、平面視で４つに分割され、各４つの分割面に跨るように配置される４つの締結部材３で締結される。締結部材３は上下方向に移動されるようになっており、また、４つに分割された金型２−１〜２−４は矢印方向にスライドすることにより開閉するようになっている。

また、例えば、前記実施例では、金型２の型割り方向（図１の左右方向）とは異なる方向である上下方向に穿孔される場合について説明したが、金型２の型割り方向（図１の左右方向）とは異なる方向の加工であれば穿孔される場合に限ることはなく、その他の加工でもよい。

また、例えば、前記実施例では、金型２の接合面６と直交する前側の端部１３及び後側の端部１４にそれぞれ締結部材３が嵌合するように配置されている例について説明したが、金型２の後側はヒンジ部が設けられることから、後側の端部１４への締結部材３の配置を省略することも可能である。

また、例えば、前記実施例では、締結部材３の上昇には既存のプレス機のノックアウト機構を利用し、さらに、締結部材３の落下には既存のプレス機のラム４を利用しているが、これに限らず、締結部材３をラム４側に取付け、ラム４の降下、上昇に合わせて金型２に脱着するようにしてもよい。

１ ベース
２ 金型
３ 締結部材
４ プレス機のラム
５ 開閉装置
６ 接合面
７ 被加工物（ワーク）
８ ワーク収容空間
９ 下受け部材
１０ 下受け部材収容空間
１１ 工具（中抜きピン）
１２ 金型の孔
１３ 前側の端部
１４ 後側の端部
１５ ベースの孔
１６ 下受け部材の空間
１７ 下受け部材の外側面の段部
１８ 下受け部材収容空間の段部
１９ ヒンジ部
２０ ノックアウトピン
２１ 金型の端部の突出部
２２ 突出部の外側の側面（嵌合面）
２３ 締結部材の内面部（嵌合面）
２４ 穿孔により発生したバリ
２５ 締結部材解除ピン
２６ 基礎板
２７ 柱部材

Claims (7)

1. 分割された金型を接合させて内部に被加工物を収容した状態で前記金型を締結するための型締装置であって、
   接合された状態の前記金型に下方から外嵌されて、前記被加工物の加工に伴う外向きの力による型開きを抑止する締結部材を備え、
   前記金型は縦方向に複数割りに分割され、該分割された前記金型の接合面と平面視で直交する端部の一部が外方に突出された突出部を備え、該突出部の外側の側面が前記嵌合面を形成し、前記締結部材は前記金型の前記端部を覆うとともに前記端部に沿う内面を有し、前記金型の嵌合面と対向する内面部が嵌合面を形成し、前記両嵌合面は前記金型の上方に向かって角度αでもって暫時拡大するテーパ面に形成され、
   前記金型内部の前記被加工物の収容される空間の下方には前記被加工物を支持する下受け部材が収容される空間が形成され、前記金型の前記被加工物の収容空間の上方には被加工物を加工する工具の出入用の孔が形成されていることを特徴とする金型の締結装置。
2. 前記金型の嵌合面及び締結部材の嵌合面は、内方に向かって暫時縮小するように傾斜していることを特徴とする請求項１記載の金型の締結装置。
3. 前記下受け部材はベースに固定されており、前記下受け部材と前記金型の下受け部材の収容される空間とは印ろう形状に形成され、前記金型の浮き上がりが防止されるようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の金型の締結装置。
4. 前記金型は、分割された前記金型の接合面と直交する一方の端部においてヒンジ結合され、前記ヒンジ部を支点として開閉装置により開閉される構造であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の金型の締結装置。
5. 前記締結部材はプレス機のノックアウト機構を利用して上昇されるようになっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の金型の締結装置。
6. 前記被加工物を加工する工具がプレス機のラムに装着されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の金型の締結装置。
7. 前記締結部品を下方に押圧する解除ピンがプレス機のラムに装着されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の金型の締結装置。

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