JP6075278B2 - プレス加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス加工装置に関する。

被加工部材の所定の位置を二つの金型部で挟み込むことによって所望の形状にプレス加工するプレス加工装置が知られている。例えば、特許文献１には、帯状の被加工部材を送り部によって一方の方向に送りつつ、被加工部材の複数の部位に二つの金型部によってプレス加工するプレス加工装置が記載されている。

特開２００２−２５４２００号公報

しかしながら、特許文献１に記載のプレス加工装置では、二つの金型部に対して被加工部材のプレス加工したい部位をあわせるため、被加工部材を送り部に送る時間が必要となる。このため、被加工部材の送りとプレス加工とを交互におこなうため、単位時間当たりにプレス加工される被加工部材の個数、すなわち、被加工部材の加工速度を向上することができない。

本発明の目的は、加工速度を向上するプレス加工装置を提供することにある。

本発明は、プレスにより被加工部材を加工するプレス加工装置であって、被加工部材を挟み込み可能なよう設けられる第１金型部及び第２金型部から構成される金型を有し第１金型部と第２金型部とが被加工部材を挟み込むと被加工部材を所望の形状にプレス加工する複数の加工部と、第１金型部と第２金型部とが被加工部材を挟み込むよう加工部を作動する加工部作動手段と、複数の加工部を連結する連結部材と、連結部材を一方の方向に駆動する連結部材駆動手段と、を備え、複数の加工部は、被加工部材をプレス加工しつつ、一方の方向に移動することを特徴とする。

本発明のプレス加工装置では、被加工部材は、加工部にプレス加工されるとき、一方の方向に移動する加工部の第１金型部と第２金型部とに挟み込まれる。このとき、被加工部材は、所定の位置をプレス加工されつつ加工部によって一方の方向に送られる。これにより、第１金型部と第２金型部とによるプレス加工のための加工部の作動を中断することなく被加工部材を一方の方向に送ることができ、複数の被加工部材の所定の位置を連続してプレス加工することができる。したがって、単位時間当たりにプレス加工される被加工部材の部位の数を増加することができる。

本発明の第１実施形態によるプレス加工装置の断面図である。 本発明の第１実施形態によるプレス加工装置の概観図である。 本発明の第１実施形態によるプレス加工装置の加工部の概観図である。 本発明の第１実施形態によるプレス加工装置の作用を説明する模式図である。 本発明の第２実施形態によるプレス加工装置の断面図である。 本発明のその他の実施形態によるプレス加工装置の断面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるプレス加工装置について、図１〜図４に基づいて説明する。

第１実施形態によるプレス加工装置１は、帯状の被加工部材５に対して金型を有する加工部７を用いて所定の部位を所望の形状に加工する。プレス加工装置１は、複数の加工部７、「加工部作動手段」としての金型作動部２０、連結部材３０、「連結部材駆動手段」としての回転駆動部４０などから構成される。なお、図２、図３（ａ）、（ｂ）において、紙面の上側を「天」側として、紙面の下側を「地」側とする。

加工部７は、被加工部材５に所望の形状をプレス加工する金型を有する。第１実施形態によるプレス加工装置１には、図１に示すように、１２個の加工部７が略環状に設けられている。加工部７は、図３に示すように、第１金型部８、第２金型部９、第１支持部１１、第２支持部１２、押さえ部７１、当接部７３、接続部７７、ばね７９などから構成されている。

第１金型部８は、加工部７においてプレス加工装置１の地側に位置する回転駆動部４０の天側の面に当接するよう設けられている金型の一方の部位である。第１金型部８は、第１支持部１１に固定されている。第１金型部８の天側には、被加工部材５の一部を収容する溝８１が形成されている。溝８１の地側には、被加工部材５をプレス加工するとき、第２金型部９のパンチ９１が挿入される挿入孔８２が形成されている。

第２金型部９は、加工部７においてプレス加工装置１の天側に位置する金型の他方の部位である。第２金型部９は、第２支持部１２に固定されている。第２金型部９は、略棒状に形成され天地方向に往復移動可能なパンチ９１を有している。第１金型部８と第２金型部９とは、被加工部材５をプレス加工するいわゆる金型を構成する。

第１支持部１１は、加工部７の地側に位置し接続部７７に対して固定されている。第２支持部１２は、加工部７の天側に位置し接続部７７に対して天地方向に往復移動可能に設けられている。

第１支持部１１と第２支持部１２との間には、ばね７９が設けられている。ばね７９は、第１支持部１１と第２支持部１２とを離す方向に付勢する。

押さえ部７１は、第１金型部８及び第１支持部１１と第２金型部９及び第２支持部１２との間に設けられている。押さえ部７１の端部には、第１金型部８に突出するよう形成されるガイド７２が設けられている。ガイド７２は、押さえ部７１が被加工部材５に当接するとき、第１金型部８の天側に形成されているガイド溝８３に挿入され、押さえ部７１の天地方向の移動を案内する。ガイド７２は、第１金型部８と第２金型部９とが離間しているとき、第１金型部８の天側の面との間に隙間を形成する（図３（ａ）参照）。当該隙間は、回転駆動部４０によって回転する複数の加工部７に対して第１金型部８と第２金型部９との間に位置するようプレス加工装置１の側方から挿入または側方へ離れる被加工部材５が通る通り道となる。

当接部７３は、第２金型部９の天側に設けられる。当接部７３は、図３（ｂ）に示すように、二つの傾斜面７４、７６、及び、傾斜面７４、７６を接続する水平面７５を有する断面が台形状に形成されている。当接部７３は、図２に示すように、加工部７の天側に位置する金型作動部２０の地側の面と当接するよう設けられる。

加工部７では、当接部７３が金型作動部２０の地側の面に沿って天地方向に移動すると、第２金型部９及び第２支持部１２が第１金型部８及び第１支持部１１に対して移動する。具体的には、当接部７３が金型作動部２０の地側の面に沿って地側に移動すると、ばね７９の付勢力に抗して第２金型部９及び第２支持部１２が地側に移動する。第２金型部９及び第２支持部１２が地側に移動すると、押さえ部７１が第１金型部８の天側に配置されている被加工部材５に当接し、加工部７に対する被加工部材５の位置を固定する。押さえ部７１が被加工部材５に当接したまま、さらに当接部７３が地側に移動すると、第２金型部９のパンチ９１が地側に移動し、被加工部材５をプレス加工する。
また、当接部７３が金型作動部２０の地側の面に沿って天側に移動すると、ばね７９の付勢力によって第２金型部９及び第２支持部１２が天側に移動する。これにより、押さえ部７１が被加工部材５から離間し、加工部７に対する被加工部材５の位置が自由となる。複数の加工部７における詳細な作動は後述する。

接続部７７は、加工部７がプレス加工装置１に設けられるとき、環状に配置される加工部７の径内方向に位置するよう設けられる。接続部７７は、天地方向に貫通する二つの凹部７８を有する。凹部７８は、連結部材３０が有する二つの突部３１２と嵌合する（図３（ｃ）参照）。これにより、加工部７は接続部７７を介して連結部材３０に接続する。接続部７７は、第１支持部１１及び第２支持部１２と接続する。

金型作動部２０は、プレス加工装置１の天側に位置する。金型作動部２０は、地側に突出するよう形成される突部２１を有する。突部２１は、天地方向に対して傾斜する傾斜面２１１、２１３と、傾斜面２１１、２１３を接続する水平面２１２を有する。「当接面」としての傾斜面２１１、２１３及び水平面２１２は、加工部７の当接部７３に当接している。

連結部材３０は、複数の節部３１及び複数の関節部３２から構成され、いわゆる、リンク機構を形成する。連結部材３０は、環状に形成されている。第１実施形態によるプレス加工装置１では、加工部７の天方向及び地方向のそれぞれに連結部材３０が設けられている。二つの連結部材３０は、金型作動部２０の地側に形成される溝２００及び回転駆動部４０の天側に形成される溝４００に収容されている。

複数の節部３１のうちいくつかの節部３１には、加工部７の接続部７７に嵌合する接続部３１１が設けられている。接続部３１１が有する二つの突部３１２は、図３（ｃ）に示すように、加工部７の二つの凹部７８が嵌合する。複数の節部３１の天側の端部は、金型作動部２０が有する溝２００に摺動可能に収容されている。複数の節部３１の地側の端部は、回転駆動部４０が有する溝４００に摺動可能に収容されている。

複数の関節部３２は、隣り合う節部３１を連結する。関節部３２は、節部３１に対して回転自在に連結されている。これにより、隣り合う節部３１同士は、その間の距離を変更することが可能である。

回転駆動部４０は、連結部材３０を回転させる駆動力を発生する。第１実施形態によるプレス加工装置１では、回転駆動部４０は、図１の実線矢印Ｒ１に示すように、金型作動部２０側からみて反時計周りに連結部材３０を回転させる。

回転駆動部４０は、図１に示すように、三個の歯車を有する。回転駆動部４０の略中央に位置する歯車４１は、金型作動部２０側からみて連結部材３０を反時計回りに回転させつつ、被加工部材５をプレス加工した直後の加工部７を支持する節部３１において隣り合う節部３１との間の距離を長くする。図１の紙面の右側に位置する歯車４２は、連結部材３０を反時計回りに回転させる。図１の紙面の左側に位置する歯車４３は、連結部材３０を反時計回りに回転させつつ、被加工部材５をプレス加工する直前の加工部７を支持する節部３１において隣り合う節部３１との間の距離を短くする。これにより、被加工部材５をプレス加工する領域Ｐ（図１の二点鎖線で囲まれた領域）では、加工部７が密に配置される一方、領域Ｐ以外のプレス加工を行わない領域では、加工部７が互いに間隔を空けて配置される。

次に、第１実施形態によるプレス加工装置１の作用について図４に基づいて説明する。図４には、図１の領域Ｐにおける加工部７の作動を説明する模式図である。ここでは、説明の便宜上、異なる加工部を区別するため、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、加工部７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６とする。実際には複数の加工部７は連結部材３０によって環状に設けられているため、異なる加工部において前後の関係を規定することはできないが、図４において被加工部材５が送られる方向となる実線矢印Ｒ１が示す方向に沿って、最も前にある加工部を加工部７０１とし、最も後にある加工部を加工部７０６とする。また、加工部の各部位の符号については、例えば、加工部７０２の第１金型部は第１金型部８０１などと表す。

図４（ａ）において、加工部７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６のうち加工部７０２、７０３は、第１金型部８０２と第２金型部９０２及び第１金型部８０３と第２金型部９０３によって被加工部材５をプレス加工している。具体的には、加工部７０２、７０３は、金型作動部２０が有する突部２１の水平面２１２に当接している。これにより、第２金型部９０２のパンチ９１２、及び、第２金型部９０３のパンチ９１３が実線矢印Ｒ１が示す方向に対して略垂直な方向に沿って地側に移動し、被加工部材５の所定の位置が所望の形状となるようプレス加工される。このとき、第１金型部８０２と第２金型部９０２及び第１金型部８０３と第２金型部９０３は、押さえ部７１２、７１３を介して被加工部材５を挟み込みこんだまま実線矢印Ｒ１が示す方向に移動する。これにより、被加工部材５は、加工部７０２、７０３によってプレス加工されつつ加工部７０２、７０３の移動速度と同じ速度で実線矢印Ｒ１が示す方向に移動する。すなわち、被加工部材５の送り速度は、加工部７の移動速度と同じとなる。
加工部７０４は、当接部７３４が突部２１の傾斜面２１１に当接しつつ、実線矢印Ｒ１が示す方向に移動する。これにより、加工部７０４では、第２金型部９０４が第１金型部８０４に対して近づくよう移動し、加工部７０４の押さえ部７１４が第１金型部８０４上に被加工部材５を押さえつけつつある。
加工部７０１は、被加工部材５のプレス加工が終了した直後の加工部である。加工部７０１では、当接する突部２１の傾斜面２１３が実線矢印Ｒ１が示す方向に沿って地側から天側に向かうよう形成されているため、実線矢印Ｒ１が示す方向に進むにつれて第１金型部８０１と第２金型部９０１とが離れる。
加工部７０５は、被加工部材５のプレス加工を行う前の加工部である。加工部７０５は、突部２１の傾斜面２１１に当接する前であるため、第２金型部９０５は、第１金型部８０５から離れている。

図４（ａ）の状態から連結部材３０が反時計周りに回転すると、図４（ｂ）に示す状態になる。図４（ｂ）の状態では、加工部７０２は、被加工部材５のプレス加工が終了している。加工部７０２では、突部２１の傾斜面２１３に当接しているため、実線矢印Ｒ１が示す方向に進むにつれて第１金型部８０２と第２金型部９０２とが離れる。
一方、加工部７０４は、加工部７０３がプレス加工した被加工部材５の後側（図４（ｂ）では左側）の部位をプレス加工する。このとき、加工部７０３、７０４は、突部２１の水平面２１２に当接しているため、第１金型部８０３と第２金型部９０３及び第１金型部８０４と第２金型部９０４によって被加工部材５を挟み込んだまま実線矢印Ｒ１が示す方向に移動する。これにより、被加工部材５は、加工部７０３、７０４によってプレス加工されつつ加工部７０３、７０４の移動速度と同じ速度で実線矢印Ｒ１が示す方向に移動する。

図４（ｂ）に示す状態からさらに連結部材３０が反時計周りに回転すると、図４（ｃ）に示す状態になる。図４（ｃ）の状態では、加工部７０３は、被加工部材５のプレス加工が終了しつつあり、当接する突部２１の傾斜面２１３に沿って第２金型部９０３が上昇する。一方、加工部７０４、７０５は、突部２１の水平面２１２に当接しているため、第１金型部８０４と第２金型部９０４及び第１金型部８０５と第２金型部９０５によって被加工部材５をプレス加工しつつ挟み込んだまま実線矢印Ｒ１が示す方向に移動する。これにより、被加工部材５は、加工部７０４、７０５の移動速度と同じ速度で実線矢印Ｒ１が示す方向に移動する。また、加工部７０５の後に位置する加工部７０６では、当接部７３６が突部２１の傾斜面２１１に当接しつつ、実線矢印Ｒ１が示す方向に移動する。これにより、加工部７０６では、第１金型部８０６に対して第２金型部９０６が近づくよう移動し、加工部７０６の押さえ部７１６が第１金型部８０６上に被加工部材５を押さえつけつつある。
このように、プレス加工装置１では、領域Ｐにおいて移動する複数の加工部７によって被加工部材５を連続してプレスしつつ、被加工部材５を実線矢印Ｒ１が示す方向に移動させる。

（Ａ）第１実施形態によるプレス加工装置１では、図４に示すように、被加工部材５は実線矢印Ｒ１が示す方向に移動する加工部７によってプレス加工される。被加工部材５はプレス加工されるとき第１金型部８と第２金型部９とに挟み込まれているため、実線矢印Ｒ１が示す方向に移動する加工部７によって「一方の方向」である実線矢印Ｒ１が示す方向に送られる。このように、被加工部材５は、加工部７によってプレス加工されつつ一方の方向に送られる。これにより、プレス加工装置１では、被加工部材５の複数の部位にプレス加工が可能なように被加工部材５を送る時間をゼロとし、単位時間当たりにプレス加工される部位の数を増加することができる。

（Ｂ）従来、プレス加工するために被加工部材をプレス加工装置に送る場合、プレス加工装置における金型の動きに合わせて被加工部材の送りを断続的に行う。このため、所定の位置に所望の形状をプレス加工するため被加工部材を精度よく送る必要があった。
第１実施形態によるプレス加工装置１では、被加工部材５は加工部７にプレス加工されつつ移動する第１金型部８と第２金型部９の挟み込みによって一方の方向に送られる。これにより、加工部７によってプレス加工される被加工部材５の所定の位置とプレス加工されるとき当該加工部に位置する被加工部材５の位置とのずれが防止される。したがって、精度よく被加工部材を送ることが可能な送り装置を有することなく、高精度に所定の位置に所望の形状のプレス加工を行うことができる。

（Ｃ）また、プレス加工装置１では、被加工部材５は加工部７にプレス加工されつつ一方の方向に移動する第１金型部８と第２金型部９の挟み込みによって送られるため、被加工部材５の送り装置が不要となる。したがって、プレス加工装置１の製造コストを低減することができる。

（Ｄ）プレス加工装置１では、複数の加工部７を連結する連結部材３０が環状に設けられている。これにより、比較的少ない加工部７によって被加工部材５に多くのプレス加工を行うことができる。したがって、プレス加工装置１の製造コストを低減することができる。

（Ｅ）加工部７では、被加工部材５をプレス加工するとき第１金型部８に対して第２金型部９が移動する方向は、加工部７が回転駆動部４０によって移動する方向に対して略垂直となるよう設けられている。これにより、回転駆動部４０による反時計回りの回転によるプレス加工の位置ずれを小さくすることができる。したがって、被加工部材５を高精度にプレス加工することができる。

（Ｆ）加工部７は、金型作動部２０が有する突部２１の傾斜面２１１、２１３、及び水平面２１２に当接することによって第２金型部９が往復移動する。これにより、電気などのエネルギーを利用した駆動力を用いることなく第１金型部８と第２金型部９とによるプレス加工を行うことができる。

（Ｇ）また、連結部材３０は、複数の節部３１と複数の関節部３２とが連結しているリンク機構を有する。連結部材３０では、プレス加工が行われる領域Ｐでは隣り合う加工部７同士の間隔を小さくし、被加工部材５に対するプレス加工を高精度に行う。また、プレス加工が行われない領域では隣り合う加工部７同士の間隔を大きくすることにより、加工部７の数を少なくする。したがって、プレス加工装置１の製造コストを低減することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態によるプレス加工装置について、図５に基づいて説明する。第２実施形態では、連結部材の形状が第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には、同一の符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態によるプレス加工装置２では、環状に形成された「連結部材」としてのベルト５０が用いられている。ベルト５０には、加工部７と接続する接続部５０１が等間隔に設けられている。第２実施形態によるプレス加工装置２では、加工部７は２４個設けられている。

回転駆動部６０は、二つの歯車６１、６２を有する。歯車６１、６２は、ベルト５０を回転駆動部６０の長手方向の両端で折り返しつつ、ベルト５０を反時計周りに回転させる。

第２実施形態によるプレス加工装置２では、ベルト５０によって連結する複数の加工部７によって、被加工部材５をプレス加工しつつ、一方の方向、すなわち、図５の紙面の右側の方向に移動する。これにより、第２実施形態によるプレス加工装置２は、第１実施形態の効果（Ａ）〜（Ｆ）と同じ効果を奏する。

（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、被加工部材は、帯状であるとした。しかしながら、被加工部材の形状はこれに限定されない。一個ずつであってもよい。

（イ）上述の第２実施形態では、プレス加工装置の一方の側の長手方向に沿って設けられている加工部によって被加工部材をプレス加工するとした。しかしながら、図６に示すように、プレス加工装置３の他方の側の長手方向に沿って設けられている加工部７によって、別の被加工部材６をプレス加工してもよい。これにより、一台のプレス加工装置によって単位時間当たりにプレス加工される被加工部材の個数を２倍に増加することができる。

（ウ）上述の実施形態では、連結部材は環状に形成されるとした。しかしながら、連結部材の形状はこれに限定されない。直線状であってもよい。

（エ）上述の実施形態では、第１金型に対して第２金型が移動する方向は、加工部が連結部材によって移動する方向に対して略垂直となるよう第１金型部及び第２金型部は設けられるとした。しかしながら、第１金型に対して第２金型が移動する方向と加工部が移動する方向との関係はこれに限定されない。

（オ）上述の実施形態では、「加工部作動手段」としての金型作動部が有する突部に第２金型部の当接部が当接することによって第１金型部に対して第２金型部が移動するとした。しかしながら、第１金型部と第２金型部とが被加工部材を挟み込むよう加工部を作動する方法はこれに限定されない。

（カ）上述の実施形態では、固定されている第１金型部に対して第２金型部が移動することによって、第１金型部と第２金型部が被加工部材を挟み込むとした。しかしながら、被加工部材を挟み込むとき、第１金型部および第２金型部の少なくとも一つが移動すればよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態により実施可能である。

１、２、３ ・・・プレス加工装置、
５、６ ・・・被加工部材、
７ ・・・加工部、
８ ・・・第１金型部、
９ ・・・第２金型部、
２０ ・・・金型作動部（加工部作動手段）、
３０ ・・・連結部材、
４０ ・・・回転駆動部（連結部材駆動手段）。

Claims (5)

1. プレスにより被加工部材（５、６）を加工するプレス加工装置（１、２、３）であって、
   前記被加工部材を挟み込み可能なよう設けられる第１金型部（８）及び第２金型部（９）から構成される金型を有し、前記第１金型部と前記第２金型部とが前記被加工部材を挟み込むと前記被加工部材を所望の形状にプレス加工する複数の加工部（７）と、
   前記第１金型部と前記第２金型部とが前記被加工部材を挟み込むよう前記加工部を作動する加工部作動手段（２０）と、
   複数の前記加工部を連結する連結部材（３０）と、
   前記連結部材を一方の方向に駆動する連結部材駆動手段（４０）と、
   を備え、
   複数の前記加工部は、前記被加工部材をプレス加工しつつ、一方の方向に移動することを特徴とするプレス加工装置。
2. 前記連結部材は、環状に形成され、
   複数の前記加工部は、環状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプレス加工装置。
3. 前記加工部は、前記第１金型部と前記第２金型部とが前記被加工部材を挟み込むよう作動する方向に対して垂直な方向に移動することを特徴とする請求項１または２に記載のプレス加工装置。
4. 前記加工部作動手段は、前記第１金型部及び前記第２金型部の少なくとも一つに当接する当接面（２１１、２１２、２１３）を有し、
   前記当接面は、前記第１金型部と前記第２金型部とが前記被加工部材を挟み込むよう前記加工部を当接することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のプレス加工装置。
5. 前記連結部材は、複数の前記加工部を支持する複数の節部（３１）、及び、隣り合う前記節部同士を連結する関節部（３２）から形成されるリンク機構を有し、
   前記連結部材駆動手段は、前記連結部材に支持されている複数の前記加工部の移動速度を調整することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプレス加工装置。

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