JP6154977B1 - 穴抜き装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リフター等の耐久性を損なうことを抑制し、穴抜き加工の品質向上を可能にする穴抜き装置を提供する。【解決手段】下型２７と、上型２５と、パンチ加圧機構３、７と、下型２７の下挟持面３１と、上型２５の上挟持面２９と、パンチ３３を上型２５に対する上昇位置へ付勢しながら上型２５に昇降自在に支持する複数の皿ばね３７と、上型２５を下型２７に対して昇降ガイド可能に支持する上型ガイド４７と、上下挟持面２９、３１間を離間させ上昇力を解除して上型２５の自重により上型２５を瞬時に下降可能な上型リフター５３と、上型リフター５３の両側で上型２５に設けられたばね支持孔６５と、上型２５と下型２７との間に介設さればね支持孔６５に同軸に配置されたコイルばね６７とを備え、コイルばね６７の外径は、ばね支持孔６５の内径とほぼ同一に設定されたことを特徴とする。【選択図】図８

Description

本発明は、平板等の材料に穴抜き加工する穴抜き装置に関する。

従来の穴抜き装置として、出願人が提案した特許文献１に示すものがある。

この穴抜き装置は、エアシリンダーなどで構成されたリフターにより下型に対し上型に上昇力を与えて上下挟持面間を離間させている。

この状態からリフターによる上昇力を解除すると、上型は自重及びスプリングの付勢力によって瞬時に下降し、上型の上挟持面と下型の下挟持面とにより材料を挟持することができる。このとき上型の下型に対する下降は、ガイドポストによってガイドしている。

パンチに加圧力が与えられると、複数の皿ばねの付勢力に抗してパンチは上型に対し下降し、下型のダイスと共に前記材料に穴加工を行わせる。

穴加工後、加圧力が除去されると、パンチは上型に対し複数の皿ばねの付勢力により上昇して材料から抜け、上型に対する規定の上昇位置で位置決められる。

更に、リフターが上型に上昇力を与えると、上下挟持面間が離間して材料の挟持が解除され、次の穴加工を施すために材料を移動させる。

こうして、パンチ及びダイスによって材料に穴加工する時、上型及び下型の上下挟持面によって材料を挟持するようにしたからストリッパが不要となり、上型の上下にストリッパが突出するようなことがなく、装置を全体的に低くすることができる。

また、上下挟持面は上型及び下型に設けるものであるため、装置を大型にせずにその面積を増大することができ、広い範囲で材料を押さえることが可能となる。

しかし、上型は、リフターの左右両側でガイドポストによってガイドされるだけであり、リフターの両側で上型を上下方向に支える力が存在しなかった。

一方、上型は、リフターの左右両側で重量が不均一であり、穴抜き加工時に上型の重量のアンバランスに起因する回転モーメントがリフターを中心に働くことになる。

このため、リフターやガイドポストに無理な力が働き、変磨耗によって耐久性を損なう原因となっていた。

また、上型が傾斜して下降すると穴が板材の板厚方向に斜めに抜かれるため、品質低下の原因にもなっていた。

特許第３７５２４０８号公報

解決しようとする問題点は、穴抜き加工時に上型の重量のアンバランスに起因する回転モーメントがリフターを中心に働くことで、リフター等の耐久性が損なわれる原因となり、また、穴抜き加工の品質低下の原因となっていた点である。

本発明は、リフター等の耐久性を損なうこと抑制し、穴抜き加工の品質向上を可能とするため、上型リフターの両側で前記上型に設けられたばね支持孔と、上型と下型との間に介設さればね支持孔に同軸に配置されたコイルばねとを備え、コイルばねの外径は、ばね支持孔の内径とほぼ同一に設定され、前記ばね支持孔の軸心部で前記コイルばねの内径側に貫通配置され前記上型の昇降動作を許容するように前記下型及び上型に結合されたロッドを備えたことを特徴とする。

本願発明は、上記構成であるから、上型が昇降するとき、上型の重量のアンバランスに起因する回転モーメントが上型リフターを中心に働くと上型リフターの両側のコイルばねが上型の回転モーメントによる動きを緩衝する。このとき、コイルばねがばね支持孔の内面に摺動してダンピング作用が働く。この緩衝及びダンピング作用が回転モーメントに抗し、上型の姿勢を安定して昇降させることができる。

従って、上型リフター等が変磨耗によってその耐久性が損なわれることや、穴抜き加工の品質低下を招くことを抑制できる。

穴抜き装置の正面図を示している。（実施例） 金型及びその周辺を示すＸ方向の断面図である。（実施例） 上型側から見た金型の平面図である。（実施例） 金型のＹ方向の断面図出る。（実施例） 下型側を見た金型の平面図である。（実施例） 金型リフター及びバランス用のコイルスプリングを示す断面図である。（実施例） 上下金型の断面図である。（実施例） 上型リフターを含む上型上昇時の要部拡大断面図である。（実施例） 上型リフターを含む上型下降時の要部拡大断面図である。（実施例） （Ａ）は、上型上昇時の要部模式図、（Ｂ）は、上型下降時の要部模式図である。（実施例） 比較例に係り、（Ａ）は、上型上昇時の要部模式図、（Ｂ）は、上型下降時の要部模式図である。（実施例） 金型リニアガイドのガイドピンにおける断面図である。（実施例） 金型リニアガイドに係り、（Ａ）は、実施例の断面図、（Ｂ）は、比較例の断面図である。（実施例） 金型のＹ方向への駆動構造を示す平面図である。（実施例） 金型のＹ方向への駆動構造に係り、（Ａ）は、実施例の模式図、（Ｂ）は、比較例の模式図である。（実施例） 穴抜き装置と材料供給構造との関係を示す平面図である。（実施例） 材料の供給機構に係り、（Ａ）は、ワークの待機状態、（Ｂ）は、長手基準板への到達状態、（Ｃ）は、フィードロール及び押えロールのセット状態、（Ｄ）は、長手基準板の下降及び加工開始状態の概要断面図である。（実施例） 穴抜き加工後のワークＷのへ面図である。（実施例） 比較例に係り、（Ａ）は、待機状態、（Ｂ）は、穴抜き加工状態、（Ｃ）は、搬出側のグリッパーのグリップ状態を示す平面概略図である。（比較例）

本発明は、リフター等の耐久性を損なうことを抑制し、穴抜き加工の品質向上を可能とするために、以下のように実現した。

［請求項１の発明］
請求項１の発明は、穴抜き用のパンチを有して昇降可能に支持された上型と、穴抜き用のダイスを有する下型とを備えた。

前記上型の下降位置での昇降動作により前記パンチに加圧力を与えて前記パンチを前記上型に対し相対的に下降させ前記ダイスと共に材料に穴加工を行わせる加圧装置及びストライカを備えた。

前記上型に設けられ前記下型に対する下降位置で前記下型と共に前記材料を挟持する上挟持面、及び前記下型に設けられ前記穴加工時に材料を前記上挟持面に対し下から支える下挟持面を備えた。

前記パンチ及び上型間に介設され前記パンチを上型に対する上昇位置へ付勢しながら前記上型に昇降自在に支持する皿ばねを備えた。

前記上型を前記下型に対して昇降可能に支持する金型ガイドを備えた。

そして、前記上型に前記下型に対する上昇力を与えて前記上下挟持面間を離間させ前記上昇力を解除して前記上型の自重により前記上型を瞬時に下降可能にする上型リフターと、前記上型リフターの両側で前記上型に設けられたばね支持孔と、前記上型と前記下型との間に介設され前記ばね支持孔に同軸に配置されたコイルばねとを備え、前記コイルばねの外径は、前記ばね支持孔の内径とほぼ同一に設定された形態とした。

［請求項２の発明］
請求項２の発明は、請求項１記載の穴抜き装置であって、前記ばね支持孔の軸心部で前記コイルばねの内径側に貫通配置され前記上型の昇降動作を許容するように前記下型及び上型に結合されたロッドを備える形態とした。

［請求項３の発明］
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の穴抜き装置であって、前記材料に複数種の穴加工を行うために設けられた前記パンチ及びダイスの複数組と、前記パンチ及びダイスの何れかの組み合わせを穴加工位置に位置決めるために前記上型及び下型の移動を可能にする金型リニアガイドと、前記上型及び下型の前記金型リニアガイドに沿った移動を移動方向に交差する両側から駆動する一対のボールネジ及び電動モーターと、前記材料を前記下型及び上型間に供給するフィードローラーと、前記フィードローラーによる前記材料の供給位置を検出するメジャーリングローラーとを備える形態とした。

［請求項４の発明］
請求項４の発明は、請求項３記載の穴抜き装置であって、前記金型リニアガイドは、ガイドレールとスライダーとアッパープレートとを備え、前記ガイドレールは、ベースプレートに固定され、前記スライダーは、前記ガイドレールに走行ガイドされるように支持され、前記アッパープレートは、前記下型に設けられ前記ベースプレートに対する前記下型の穴加工時の加圧力による下降をストッパークリアランスで許容するための隙間を前記スライダーに対して有すると共に前記スライダーに皿ばねを介して対向配置され、前記アッパープレートと前記スライダーとは、上下相対移動を許容するように頭無しのボルトにより結合された形態とした。

［装置概要］
図１は、本発明の実施例を適用した穴抜き装置の正面図を示している。

図１のように、この穴抜き装置１は、加圧装置３と金型５とストライカ７とからなっている。前記加圧装置３は、加圧機構を構成し、油圧などの液圧や機械プレスにより加圧力を発生させるものである。この加圧装置３は、下部にボルスター９、上部にスライド１１を備え、スライド１１はプランジャ１３によって加圧動作可能となっている。１５はバランスシリンダである。

この金型５は、前記ボルスター９のベースとしてのベースプレート１７上に取り付けられている。ストライカ７はスライド１１に取り付けられている。

ベースプレート１７とスライド１１との間には、スライドリフター１９がＸＹ方向の４箇所に備えられている。

なお、Ｘ方向とは、穴抜き作業時の材料の送り方向であり、図１では、左方向としている。Ｙ方向とは、Ｘ方向に直交する金型５の移動方向であり、図１では、紙面直交方向としている。

穴抜き装置１のＸ方向上流側の前部には、供給機構２１が備えられている。穴抜き装置１のＸ方向下流側の後部には、搬出機構２３が備えられている。供給機構２１及び搬出機構２３については後述する。

そして、材料として、例えば平板長尺のスチール板材（以下、「ワーク」と言う。）が図１のＸ方向から金型５に供給され、ＮＣ制御によってプランジャ１３が働きスライド１１が下降すると、ストライカ７が動作し、金型５によって材料に穴加工を行わせることができる。

ワークは、ワークの長手方向であるＸ方向に移動しつつ、適宜位置決められる。同時にストライカ７がワークの幅方向であるＹ方向にワーク幅内で移動しつつ適宜位置決めされる。かかる動作状態において穴抜き加工が行われ、ワークの全範囲に所望の穴加工を施すことができる。

ワークの供給構造については後述する。

［金型］
図２は、金型及びその周辺を示すＸ方向の断面図である。図３は、上型側から見た金型の平面図である。図4は、金型のＹ方向の断面図出る。図５は、下型側を見た金型の平面図である。図６は、金型リフター及びバランス用のコイルスプリングを示す断面図である。図７は、上下金型の断面図である。

図２〜図７のように、前記金型５は、それぞれ上型２５と下型２７とを備えている。上型２５は、上型べースプレート２５ａに取り付けられ、下型２７は、下型べースプレート２７ａに取り付けられている。上型２５は、上型べースプレート２５ａを含んで上型２５と言い、下型２７は、下型べースプレート２７ａを含んで下型２７と言う。

前記上型２５には上挟持面２９が設けられ、下型２７には下挟持面３１が設けられている。下挟持面３１は、穴加工時にワークを下から支える。上挟持面２９は、下型２７に対する下降位置で下挟持面３１と共にワークを挟持する。

本実施例の金型５は、特許文献１の一対の金型が合体されたようなものである。従って、上下挟持面２９、３１の幅は特許文献１に記載の金型よりも拡大している。

このため、上下挟持面２９、３１が設けられる範囲は、図５の上型２５の拡大平面図を加えた図２〜図７のように、パンチ３３、ダイス３５が設けられる範囲が特許文献１の金型に比較して幅広になっている。

前記パンチ３３は、上型２５に取り付けられ、ダイス３５は下型２７に取り付けられている。これらパンチ３３及びダイス３５は、ワークに複数種の穴加工を行うために径の異なる複数組が備えられている。これら複数種の穴は、例えば複数種の小穴、パイロット穴の組合せである。

パンチ３３、ダイス３５の取付構造は図７のようになっている。

この図７のように、パンチ３３は、パンチ付勢機構として皿ばね３７を備えている。皿ばね３７は、パンチ３３及び上型２５間に介設されている。皿ばね３７によりパンチ３３を上型２５に対する上昇位置へ付勢し、上型２５にパンチ３３を昇降自在に支持する。

つまり、パンチ３３は前記上型２５側に取り付けられたパンチガイド３９に挿入されている。パンチガイド３９上には、ばね座４１が固定されている。パンチ３３の上端には、ボルト４３によってパンチヘッド４５が締結固定されている。ばね座４１とパンチヘッド４５との間に、皿ばね３７が積層状態で介設されている。

従って、パンチ３３はパンチヘッド４５への加圧によって上型２５に対し下降し、加圧力が解除されると皿ばね３７の付勢力で上型２５に対する上昇位置へ付勢されるようになっている。前記ダイス３５は下型２７に固定支持されている。

上型２５は、下型２７に対して上型支持機構としての金型ガイド４７によって昇降可能に支持されている。

図２〜図６のように、金型ガイド４７は、平面から見て上型ベースプレート２５ａ及び下型ベースプレート２７ａの各四隅に設けられている。この金型ガイド４７は、ガイドポスト４９と、ガイドブッシュ５１とを備えている。

ガイドポスト４９は下型２７側に取り付けられ、ガイドブッシュ５１は上型２５側に取り付けられている。このガイドポスト４９がガイドブッシュ５１に図示しないボールリテーナを介して嵌合している。従って、この金型ガイド４７を介し、上型２５はその四隅が下型２７に対し昇降ガイドされるように支持されている。

［抗回転モーメント］
図８は、上型リフターを含む上型上昇時の要部拡大断面図である。図９は、上型リフターを含む上型下降時の要部拡大断面図である。図１０（Ａ）は、上型上昇時の要部模式図、（Ｂ）は、上型下降時の要部模式図である。図１１は、比較例に係り、（Ａ）は、上型上昇時の要部模式図、（Ｂ）は、上型下降時の要部模式図である。

図２〜図６、図８、図９のように、前記上型２５と下型２７との間には、さらに一対の上型リフター５３が設けられている。

上型リフター５３は、上下型ベースプレート２７ａ、２９ａの長手方向両端において金型ガイド４７間に配置されている。上型リフター５３は下型２７に対し上型２５に上昇力を与える。この上昇力により上下挟持面２９、３１間を離間させる。上型リフター５３の上昇力を解除すると上型２５が自重により瞬時に下降する。

上型リフター５３は、エアシリンダーで構成されている。但し、上型リフター５３は、油圧シリンダー等で構成することもできる。上型リフター５３のシリンダー部５７は、下型ベースプレート２７ａに固定されている。上型リフター５３のピストン部５９は、上端がロッド６１の下端に螺合結合されている。ピストン部５９及びロッド６１の間には、ブロック６３が固定されている。ブロック６３は、上型ベースプレート２５ａに固定されている。

従って、シリンダー部５７にエアが供給されるとその圧力によって、ピストン部５９が上昇する。このピストン部５９の上昇により、図８のように、ブロック６３を介して上型２５の下面が押圧され、上昇力が与えられる。この上昇力によって、上型２５、下型２７の上下挟持面２９、３１間が離間する。

シリンダー部５７のエアの切り換えにより、図９のように、ピストン部５９が瞬時に下降する。この下降により、ブロック６３による上昇力が解除されると、次の瞬間に、上型２５が自重によって下降する。

前記上型リフター５３の両側で上型ベースプレート２５ａには、一対のばね支持孔６５が対称に設けられている。ばね支持孔６５は、上型ベースプレート２５ａを貫通して形成されている。

ばね支持孔６５には、同軸に配置されたコイルばね６７が備えられている。コイルばね６７の外径は、ばね支持孔６５の内径とほぼ同一に設定されている。

コイルばね６７は、上型ベースプレート２５ａと下型ベースプレート２７ａとの間に介設されている。

上型ベースプレート２５ａの上面には、ばね受けプレート６９がボルト７１により固定されている。ばね受けプレート６９は、ばね支持孔６５の上端を閉止している。

下型ベースプレート２７ａには、ばね座７３がボルト７５により固定されている。ばね支持孔６５のコイルばね６７は、上端がばね受けプレート６９に当接支持され、下端が上型２５外でばね座７３の凹部７３ａ内に当接支持されている。

ばね支持孔６５の軸心部には、コイルばね６７の内径側にロッド７７が貫通配置されている。ロッド７７の外径は、コイルばね６７のコイル内径より僅かに小さく形成されている。

ロッド７７の上端部は、ばね受けプレート６９を貫通している。この貫通によりロッド７７は、ばね受けプレート６９に対し上下相対移動が可能となっている。ロッド７７の上端部には、ストッパー７９が固定されている。ストッパー７９は、ばね受けプレート６９の上面に当接している。

ロッド７７の下端部は、ばね座７３に対し凹部７３ａ内で螺合結合されている。

従って、上型リフター５３による上型２５の上昇時、自重による上型２５の下降時に、図１０のように、上型リフター５３の両側でコイルばね６７がばね受けプレート６９とばね座７３との間で弾発力を発生する。この弾発力により上型２５が上型リフター５３の両側で支持されることになる。

上型２５は、上型リフター５３の左右両側で重量が不均一ある。穴抜き加工時に上型２５の重量のアンバランスに起因する回転モーメントが図１１のように上型リフター５３を中心に働く。

本実施例では、この回転モーメントに対し、前記のように上型リフター５３両側のコイルばね６７の弾発力が対抗する。

コイルばね６７が回転モーメントに対抗するとき、コイルばね６７は伸縮する。この伸縮は、コイルばね６７のコイル外周がばね支持孔６５の内周に摺動することでフリクションが働き、コイルばね６７の伸縮がダンピングされる。

従って、コイルばね６７による弾発力とコイルばね６７及びばね支持孔６５間のフリクションによるダンピング作用とにより回転モーメントに抗して上型２５の姿勢を維持させることができる。

コイルばね６７の伸縮時は、ロッド７７がコイルばね６７の内径側をガイドする。このガイドによりコイルばね６７をばね支持孔６５の内周に確実に摺動させる。

［パンチ加圧機構］
図１のように、前記ストライカ７は、加圧装置３と共にパンチ加圧機構を構成する。パンチ加圧機構は、上型２５の下降位置での昇降動作によりパンチ３３に加圧力を与えてパンチ３３を上型２５に対し相対的に下降させダイス３５と共にワークに穴加工を行わせる。

この場合、ストライカ７は、ワークの上下に位置する複数組のパンチ３３及びダイス３５の何れかに穴加工を行わせるための選択機能を有する。

ストライカ７は移動部としてのストライカベース８１と、プレッシャー部としてのプレッシャーピン８３と、規制部としてのプレッシャープレート８５とを備えている。

ストライカベース８１は、金型５上でＸ方向に渡って設けられている。ストライカベース８１のＸ方向両側のガイド８７が加圧装置３のスライド１１に取り付けられた図示しないガイドレールにスライドガイドされる構成となっている。ガイドレールは、ワークの幅方向であるＹ方向に沿って設けられている。

特許文献１同様に、前記ストライカベース８１の中央部には、図示しないナット部が設けられ、図示しない送りネジに螺合している。送りネジはスライド１１の下面に軸受によって回転自在に支持され、端部がモータに結合されている。従って、モータの正逆回転制御によって、送りネジが正逆回転すると、ナットが送りネジに沿って前後移動し、ストライカベース８１がガイド８７を介しガイドレールに沿ってＹ方向に移動する。この移動はワークの幅内において、その上方側で穴加工位置に応じたものとなっている。

前記プレッシャーピン８３は、金型５に対し計４本設けられ、ストライカガイド８９に昇降自在に支持されている。各プレッシャーピン８３の上方側にはスライド１１との間に、逃げ用の空間が設けられ、プレッシャーピン８３は加圧力を選択的に逃がすために空間内へ上昇可能となっている。

前記プレッシャープレート８５は各プレッシャーピン８３に対応して４つ設けられ、ストライカベース８１にＹ方向にスライド自在に支持されている。各プレッシャープレート８５にはエアシリンダーがそれぞれ接続され、各エアシリンダーのＮＣ制御による選択的な動作によって各プレッシャープレート８５の何れかがプレッシャーピン８３上に位置する。

従って、加圧装置３が作動し、スライド１１が下降してプレッシャーピン８３がパンチヘッド４５に当接すると、プレッシャープレート８５の選択によって上昇が規制されたプレッシャーピン８３のみがパンチ３３に加圧力を伝える。他のプレッシャーピン８３は上部の空間内へ逃げて、加圧力の伝達をしないことになる。

［金型リニアガイド］
図１２は、金型リニアガイドのガイドピンにおける断面図である。図１３は、金型リニアガイドに係り、（Ａ）は、実施例の断面図、（Ｂ）は、比較例の断面図である。

図１、図２、図４、図６、図７、図１２、図１３のように、上型２５及び下型２７は、ボルスター９（図１、図２）のベースプレート１７（図１、図２）上に図１２、図１３（Ａ）で示す金型リニアガイド９１により支持されている。上型２５及び下型２７は、金型リニアガイド９１によりＹ方向への移動が可能となっている。この移動によりパンチ３３及びダイス３５の何れかの組み合わせを穴加工位置に位置決める。

金型リニアガイド９１は、ガイドレール９３とスライダー９５とアッパープレート９９とを備えている。

前記ガイドレール９３は、ボルスター９上のベースプレート１７に固定されている。

ガイドレール９３は、図４のように、Ｙ方向に延設されている。このガイドレール９３に対し、スライダー９５がスライド自在に取り付けられている。この取り付けで、スライダー９５は、ガイドレール９３に走行ガイドされるように支持されている。

前記アッパープレート９９は、下型２７の下面に設けられている。このアッパープレート９９は、皿ばね１０１を介してスライダー９５に対向配置されている。

アッパープレート９９は、スライダー９５に対して隙間を有している。この隙間は、ベースプレート１７に対する下型２７の穴加工時の加圧力による下降を後述のストッパークリアランスにおいて許容するためのものである。

アッパープレート９９には、ガイドピン１０３が固定されている。ガイドピン１０３の下端１０３ａは、スライダー９５の凹部９５ａに上下相対移動を許容するように嵌合している。

アッパープレート９９とスライダー９５とは、上下相対移動を許容するように頭無しのボルト１０５により結合されている。ボルト１０５は、下部１０５ａがスライダー９５に螺合結合され、上部１０５ｂがストレートに形成されている。ボルト１０５の上端面には、例えば六角穴１０５ｃが形成されている。

ボルト１０５の上部１０５ｂは、アッパープレート９９に相対移動可能に貫通している。ボルト１０５の上部１０５ｂは、アッパープレート９９の凹部９９ａ内に臨んでいる。

従って、下型２７はガイドレール９３に沿ってワークに対しＹ方向に往復移動可能となっている。

前記ガイドレール９３間において、ボルスター９のベースプレート１７上には、ストッパープレート１０６（図２）が下型２７との間に介設されている。ストッパープレート１０６とベースプレート１７との間には、０．６ｍｍ程度のストッパークリアランスが設けられている。このストッパークリアランスは穴抜き加工時の加圧力によって詰められ、加圧力は下型２７からストッパープレート１０６を介しボルスター９のベースプレート１７で受けられるようになっている。このストッパークリアランスをガイドレール９３に対し吸収するのが前記皿ばね１０１及び隙間である。すなわち、下型２７のストッパークリアランス分の下降は、皿ばね１０１の隙間内での撓みによって吸収され、ガイドレール９３側に過大な荷重が働かないようになっている。

穴抜き加工により上型２５が上昇するときパンチ３３及びダイス３５間の引き抜きで下型２７にも引き抜き力が伝達される。この引き抜き力の伝達で下型２７が上方への力を受ける。

図１３（Ｂ）のように、アッパープレート９９とスライダー９５とが、頭付きのボルト１０５Ａにより結合されていると、穴抜き加工時の下型２７への上方への力の伝達によりボルト１０５Ａの頭が力を受け止めることになる。このため、ボルト１０５Ａの早期の破損の原因となっていた。

これに対し、実施例のボルト１０５は頭無しであり、アッパープレート９９に対し上下方向に相対移動可能であるから、アッパープレート９９から上方へ力が伝達されず、破損を防止することができる。

ボルト１０５の主な機能は、アッパープレート９９とスライダー９５とのＸＹ方向への位置決めであり、上下方向の若干の相対移動を許容することに問題は無い。

［金型駆動部］
図１４は、金型のＹ方向への駆動構造を示す平面図である。図１５は、金型のＹ方向への駆動構造に係り、（Ａ）は、実施例の模式図、（Ｂ）は、比較例の模式図である。

図１４のように、金型リニアガイド９１によりベースプレート１７上にＹ方向へ移動可能に支持された金型５の両側に、一対の金型駆動部１０７、１０９が配置されている。

金型駆動部１０７、１０９は、金型リニアガイド９１に沿った金型５の移動を移動方向であるＹ方向に交差するＸ方向の両側から駆動するものである。

金型駆動部１０７、１０９は、金型５の両側で対称の構造となっている。

金型駆動部１０７、１０９は、ボールねじで構成され、ねじ軸１１１及びナット１１３がボールを介して螺合している。

ねじ軸１１１は、Ｙ方向に沿って平行に配置され、両端部が軸受１１５ａ、１１５ｂにより回転自在に支持されている。ねじ軸１１１の端部には、ステッピングモーター１１７が結合されている。

ナット１１３には、アーム部材１１９の一端が結合され、アーム部材１１９の他端は、下型２７の下型ベースプレート２７ａに結合されている。

従って、ステッピングモーター１１７の駆動によりねじ軸１１１が正逆回転し、ナット１１３がねじ軸１１１に沿って前後移動する。

図１５（Ａ）のように、金型駆動部１０７、１０９が金型５の両側で対称の構造となっているので、重量の有る金型５の走行開始時でも両側のねじ軸１１１で確実に荷重を受けることができる。

これに対し、特許文献１に記載の金型は、小穴用の金型とパイロット穴用の金型とが一対別々に並設され、それぞれ図１５（Ｂ）のように駆動していた。この駆動では、一対の金型５Ａａ、５Ａｂが併設され、スペース上の理由から両者間にねじ軸等を配置することができなかった。このため、一対の金型５Ａａ、５Ａｂが別々の金型駆動部１０７、１０９に結合され、片持ち状に駆動される構造となっている。

分離型の金型５Ａａ、５Ａｂであっても、それぞれ重量があり、金型５の走行開始時に片側のねじ軸１１１で大きな荷重を受けることになっていた。

このような構造の相違は、金型５へのワークの供給機構を後述するグリッパーから、フィードローラー及びメジャーリングローラーを用いた供給機構に変更したことによる。

［ワーク供給搬出構造］
図１６は、穴抜き装置と材料供給構造との関係を示す平面図である。図１７は、材料の供給機構に係り、（Ａ）は、ワークの待機状態、（Ｂ）は、長手基準板への到達状態、（Ｃ）は、フィードロール及び押えロールのセット状態、（Ｄ）は、長手基準板の下降及び加工開始状態の概要断面図である。

図１６、図１７のように、穴抜き装置１の供給機構２１の上流側にワークの供給用のローラーコンベア１２１が配置されている。供給用のローラーコンベア１２１は、供給機構２１側の端部が駆動ロール１２１ａであり、その他は、アイドルロール１２１ｂである。

供給用のローラーコンベア１２１には、アイドルロール１２１ｂに幅ガイド１２１ｃが配置され、Ｘ方向に例えば７個備えている。

供給用のローラーコンベア１２１に図示しないワークストック台が並設され、このワークストック台上に平板長尺のワークＷが積層待機されている。ワークＷの長尺２種の表示は、許容されるワークＷの全長の最長及び最短を表している。

供給用のローラーコンベア１２１の下流側には、供給機構２１のメジャーリングローラー１２３が配置されている。

穴抜き装置１の搬出機構２３の下流側は、供給機構２１の上流側に対して略対称構造となっている。従って、搬出用のローラーコンベア１２５とメジャーリングローラー１２３とが備えられている。

搬出用のローラーコンベア１２５は、搬出機構２３側の端部が駆動ロール１２５ａであり、その他は、アイドルロール１２５ｂである。

搬出用のローラーコンベア１２５には、アイドルロール１２５ｂに幅ガイド１２５ｃが配置され、Ｘ方向に例えば２個備えている。

搬出用のローラーコンベア１２５に製品ストック台が並設され、この製品ストック台上に穴抜き後のワークＷが移載される。

図１７のように、供給機構２１は、入口ハウジング１２７を備え、この入口はハウジング１２７の下流側外側部に前記メジャーリングローラー１２３を備えている。メジャーリングローラー１２３の下流側に、長手基準板１３７が備えられている。メジャーリングローラー１２３の上流側で入口ハウジング１２７にフィードローラー１３９が備えられている。なお、図１７は、図１６の供給方向と逆になっている。図１７は、供給機構２１をＸ方向上流側から見て右側面から見た状態である。

メジャーリングローラー１２３は、フィードローラー１３９によるワークＷの供給位置を検出するものである。

メジャーリングローラー１２３は、入口ハウジング１２７外に配置されている。メジャーリングローラー１２３は、下部のメジャーリングロール１４１と上部の押えロール１４３とからなっている。

メジャーリングロール１４１は、ワークＷに接触し、ワークＷのＸ方向への移動により連動する。この連動により、メジャーリングロール１４１は、計測したワークＷの移動量の信号を制御部に送信する。制御部は、入力された計測信号からワークＷのＸ方向への移動量を算出し、穴抜き加工のＮＣ制御に用いる。

押えロール１４３は、入口ハウジング１２７外に支持されたロール用シリンダー１４５に支持されている。

従って、ロール用シリンダー１４５の伸張により押えロール１４３を下降させる。この下降により押えロール１４３がワークＷの上面に当接する。この当接により押えロール１４３とメジャーリングロール１４１との間にワークＷが適度な圧力で挟圧され、前記のようなメジャーリングローラー１２３によるワークＷのＸ方向の移動位置を検出することができる。

長手基準板１３７は、昇降可能に配置され、上昇位置でワークＷの先端を当接させ、ワークＷのＸ方向の基準位置を決める。

図１、図１７のように、フィードローラー１３９は、ワークを下型２７及び上型２５間に供給するものである。このフィードローラー１３９は、上部のフィードロール１４７ａが駆動側であり、下部のアイドルロール１４７ｂが従動側である。駆動側のフィードロール１４７ａは、ステッピングモーターなどのフィードモーター１４９に連動結合されている。フィードモーター１４９は、入口ハウジング１２７に昇降自在に支持されている。

フィードモーター１４９は、エアシリンダーなどで構成されたフィードシリンダー１５１のピストンロッド下端に結合されている。フィードシリンダー１５１は、シリンダー部が入口ハウジング１２７に支持されている。

従って、フィードシリンダー１５１の伸張によりフィードモーター１４９が下降する。この下降によってフィードロール１４７ａが連動して下降する。このフィードロール１４７ａの下降によりフィードロール１４７ａがワークＷの上面に当接する。この当接によりフィードロール１４７ａとアイドルロール１４７ｂとの間にワークＷが適度な圧力で挟圧され、フィードローラー１３９によるワークＷの供給駆動を可能とする。

［穴抜き加工］
穴抜き加工に際しては、ワークストック台上のワークＷが電磁チャックにより供給用のローラーコンベア１２１上に移載される。この移載により、図１６、図１７（Ａ）のように、ローラーコンベア１２１上でワークＷが待機状態となる。

ローラーコンベア１２１上のワークＷは、待機状態から駆動ロール１２１ａの駆動により幅ガイド１２１ｃにガイドされながら供給機構２１側へ供給移動される。

この移動により図１６、図１７（Ｂ）のように、ワークＷの先端が供給側の長手基準板１３７に突き当てられ、Ｘ方向の基準位置が決定される。

次いで、図１６、図１７（Ｃ）のように、押えロール１４３、フィードロール１４７ａが下降する。メジャーリングローラー１２３では、押えロール１４３がワークＷの上面に当接してメジャーリングロール１４１との間にワークＷを挟圧する。フィードローラー１３９では、フィードロール１４７ａがワークＷの上面に当接してアイドルロール１４７ｂとの間にワークＷを挟圧する。

次いで、図１６、図１７（Ｄ）のように、長手基準板１３７が下方へ退避駆動される。駆動ロール１２１ａ及びフィードローラー１３９の駆動によりワークＷが幅ガイド１２１ｃによりガイドされながら移動する、この移動により前記金型５において順次穴抜き加工が行なわれる。ワークＷのＸ方向の基準位置からの移動位置は、メジャーリングローラー１２３で検出され、制御部に送信され、ＮＣ加工制御に用いられる。

穴抜き加工の進行によりワークＷの先端が、図１６の搬出側の長手基準板に当接すると、再度Ｘ方向の基準位置が決定される。

次いで、搬出機構２３側において、前記図１７（Ｂ）〜（Ｃ）と同様にして機能し、ワークＷの移動位置を検出しながらワークＷの搬出を行なう。

この場合、搬出側の長手基準板１３７が下方へ退避駆動されると搬出機構２３によりワークＷが搬出されながら金型５による穴抜き加工が引き続き行なわれる。

このとき、幅ガイド１２１ｃがワークＷを上流側でガイドし、幅ガイド１２５ｃがワークＷを下流側でガイドする。この上流側の幅ガイド１２１ｃと下流側の幅ガイド１２５ｃとにより、ワークＷの外形と加工する穴との関係位置精度を向上させることができる。

金型５による穴抜き加工が終了し、ワークＷが搬出機構２３から搬出されると駆動ロール１２５ａの駆動によりワークＷが下流側に搬出され、搬出用のローラーコンベア１２５上で待機する。

搬出用のローラーコンベア１２５の穴抜き後のワークＷは、電磁チャックにより製品ストック台上に移載される。

図１８は、穴抜き加工後のワークＷの平面図である。

上記のようなフィードローラー１３９及びメジャーリングローラー１２３を採用することで、図１８のように、ワークＷに対し、多数の小穴１５３、パイロット穴１５５を正確に穴抜き加工することができる。

［比較例］
図１９は比較例に係り、（Ａ）は、待機状態、（Ｂ）は、穴抜き加工状態、（Ｃ）は、搬出側のグリッパーのグリップ状態を示す平面概略図である。

この比較例では、特許文献１と同様に、一対の小穴用の金型５Ａａとパイロット穴用の金型５Ａｂとが一対別々に並設されている。これら一対の金型５Ａａ、５Ａｂは、それぞれ図１５（Ｂ）の構造においてＹ方向へ駆動される。

金型５Ａａ、５Ａｂに対するワークの供給、搬出は、供給側の上流グリッパー１５７及び搬出側の下流グリッパー１５９が用いられている。

上流グリッパー１５７は、供給側のローラーコンベア１６１に対して備えられ、下流グリッパー１５９は、搬出側のローラーコンベア１６３に対して備えられている。

上流グリッパー１５７及び下流グリッパー１５９は、Ｘ方向に移動可能に備えられ、グリップしたワークのＸ方向の基準位置は、長手基準板１６５への当接によって検出する。

従って、供給側のローラーコンベア１６１上に待機するワークの一端を上流グリッパー１５７がグリップしてＸ方向へ移動し、図１９（Ａ）の長手基準板１６５にワークＷの先端を当接させて基準位置を検出する。

金型５Ａａは、図１９（Ｂ）のように退避駆動され、図１９（Ｃ）のように下流グリッパー１５９が前進してワークＷの他端をグリップする。

上流グリッパー１５７及び下流グリッパー１５９の協働によりワークＷを下流側へ移動させながら金型５Ａｂによりパイロット用の穴抜き加工を行なう。

ワークＷの移動により下流グリッパー１５９が金型５Ａａ位置から外れ、ワークＷの先端が金型５ＡａのＸ方向位置に達したとき、金型５Ａａを図１９（Ａ）のような位置に戻し、金型５Ａａによる小穴の穴抜き加工を同時に行なう。

かかる工程により、図１８と同様な穴抜き加工を行わせることができる。

そして、比較例では、一対の金型５Ａａ、５Ａｂ、上流グリッパー１５７及び下流グリッパー１５９を用いるため、装置が大型であり、設置面積も大きかった。

これに対し、本願発明の実施例では、上記のように金型５及びワーク供給搬出構造を変更したものである。

金型５は、金型５Ａａ、５Ａｂを合体させて一体とし、ワーク供給搬出構造として前記フィードローラー１３９及びメジャーリングローラー１２３を採用した。

このため、装置の設置面積が減少し、材料搬入時間も短縮できた。

［穴抜き加工］
穴抜き加工の動作は本実施形態においては、ＮＣ制御によって自動的に行っている。

材料Ｗは決められた位置に穴加工を施すため、Ｘ方向に移動し、金型５は何れかのパンチ３３、ダイス３５の組み合わせを選択するためにＹ方向に移動している。これに応じてストライカ７もＹ方向に移動する。このとき上型リフター５３は上昇位置にあり、加圧装置３は停止している。

材料Ｗは規定位置で位置決めされ、金型５、ストライカ７もそれぞれ位置決められる。また、上型リフター５３は上昇位置にある。ストライカ７では何れかのプレッシャープレート８５がプレッシャーピン８３上に配置され、穴抜き可能状態となる。加圧装置３は動作を始め、スライド１１が下降を始める。

上型リフター５３が下降し、上型２５、下型２７の上下挟持面２９、３１によって材料Ｗが挟持され、穴抜き待機状態となる。同時に、加圧装置３のスライド１１もさらに下降する。

加圧装置３のスライド１１の下降によって、各プレッシャーピン８３がパンチヘッド４５に当たる。プレッシャープレート８５によってその上昇が選択的に規制されたプレッシャーピン８３のみがパンチ３３に加圧力を伝達する。他のプレッシャーピン８３は、上部の空間内に逃げて加圧力を伝達しない。パンチ３３が加圧力を受け、さらに下降すると、皿ばね３７が撓む。同時に、パンチ３３が材料Ｗに当たる。続いて金型５全体が皿ばね１０１を撓ませながら下降し、下型ベースプレート２７ａがストッパープレート１０６に当たる。この当たりでストッパークリアランスが零になる。

加圧装置３は下死点まで下降する。このとき下型ベースプレート２７ａがストッパープレート１０６に当たっているため、パンチ３３は皿ばね３７を撓ませながらパンチガイド３９に沿って下降し、ダイス３５と共にワークＷに穴を抜く。

加圧装置３が上昇を開始すると、まず皿ばね３７の付勢力によってパンチ３３が上型２５に対して上昇し、パンチ３３がワークＷから抜ける。続いて金型５は、皿ばね１０１の付勢力でガイドレール９３側に対し上昇し、下型ベースプレート２７ａがストッパープレート１０６に対して再びストッパークリアランス形成する。

上型リフター５３が上昇してブロック６３が上型２５に上昇力を与え、上型２５が上昇して上下挟持面２９、３１間に材料移動スペースが形成される。同時に、加圧装置３も上昇を続け、材料Ｗ、金型５、ストライカ７が次の位置に穴加工を施すため移動を開始する。

加圧装置３が１サイクル動作して上死点となり、元状態に戻る。

かかる動作において、材料Ｗは上下型２５、２７の上下挟持面２９、３１によって直接挟持して穴抜き加工するようにしたから、特別なストリッパを必要とすることなく、ストリッパの高さに応じた余分な高さを確保する必要がなく、金型５などの高さを大幅に低くすることができる。また、パンチ３３、ダイス３５を複数組設ける場合でも、それぞれにストリッパを設ける必要がなく、部品点数の大幅な削減を行うことができる。

上型２５及び下型２７は金型ガイド４７によって結合し、上型リフター５３によって昇降させるようにしたため、両者同心精度を保ったまま移動させることができる。従って、加圧装置の上死点側などにおいて同心精度を合わせるための待機時間がなくなり、加工時間が大幅に短くなる。

また、上型２５、下型２７に複数種のパンチ３３、ダイス３５を複数組搭載することができ、他種類の穴を材料の任意の位置に穴抜き加工することができる。更にストライカ７の選択機能により１つのパンチ３３を選択して加圧力を伝達するようにしたため、複数の穴を同時に抜くのに比べて加圧装置３の容量を大幅に小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。また、上型２５、下型２７を共通の駆動軸で移動させることができ、上下別々に移動させるものに比べて軸数を少なくすることができ、この点からも構造が簡単で小型化を図ることができる。

上型リフター５３はエアシリンダーによって構成したが、油圧など液圧シリンダーによって構成することもできる。ストライカ７のエアシリンダーも油圧などの液圧シリンダーで構成することもでき、またモータ駆動にすることも可能である。さらに、ストライカベース８１を流体シリンダーで移動させる構成にすることも可能である。

［実施例の効果］
本発明の実施例では、上型リフター５３の両側で上型２５に設けられたばね支持孔６５と、上型２５と下型２７との間に介設さればね支持孔６５に同軸に配置されたコイルばね６７とを備え、コイルばね６７の外径は、ばね支持孔６５の内径とほぼ同一に設定された。

このため、上記のようにコイルばね６７の弾発力とばね支持孔６５に対するダンピング作用とにより上型２５の回転モーメントに抗し、上型２５の姿勢を安定させ、維持させることができる。

この上型２５の姿勢維持により、上型リフター５３及びポスト４９に働く無理な荷重による変磨耗を抑制し、耐久性を向上させることができる。

また、上型２５の姿勢を安定させ、維持させることで、上型２５が傾斜して下降することが抑制され、穴がワークＷの板厚方向に斜めに抜かれることも抑制され、品質を維持、向上することができる。

前記ばね支持孔６５の軸心部でコイルばね６７の内径側に貫通配置され上型２５の昇降動作を許容するように下型２７及び上型２５に結合されたロッド７７を備えた。

このため、コイルばね６７の伸縮時は、ロッド７７がコイルばね６７の内径側をガイドする。このガイドにより特に上型ベースプレート２５ａとばね座７３との間でコイルばね６７が座屈するのを抑制することができる。この座屈抑制により、上型ベースプレート２５ａの下降時に上型ベースプレート２５ａ外からコイルばね６７が無理なく入り込むことができる。コイルばね６７のばね支持孔６５内に位置する部分は勿論、上型ベースプレート２５ａの上昇時に上型ベースプレート２５ａ下に露出しているコイルばね６７の部分の一部もばね支持孔６５の内周に確実に摺動させることができる。

この確実な摺動により、コイルばね６７とばね支持孔６５との間のフリクションを確実に発生させ、ダンピング作用を確実に得ることができる。

前記ワークＷに複数種の穴加工を行うために設けられたパンチ３３及びダイス３５の複数組とを備えた。

パンチ３３及びダイス３５の何れかの組み合わせを穴加工位置に位置決めるために上型２５及び下型２７の移動を可能にする金型リニアガイド９１と、上型２５及び下型２７の金型リニアガイド９１に沿った移動を移動方向に交差する両側から駆動する一対のボールネジで構成された金型駆動部１０７、１０９及びステッピングモーター１１７とを備えた。

さらに、ワークＷを下型２７及び上型２５間に供給するフィードローラー１３９と、フィードローラー１３９によるワークＷの供給位置を検出するメジャーリングローラー１２３とを備えた。

このため、金型駆動部１０７、１０９が金型５の両側で対称の構造となっているので、重量の有る金型５の走行開始時でも両側のねじ軸１１１で荷重を受けることができる。

この両側での荷重の受けにより、ねじ軸１１１等の捩じれが抑制され、耐久性を向上させることができる。

金型５は、金型５Ａａ、５Ａｂを合体させて一体とし、ワーク供給搬出構造としてフィードローラー１３９及びメジャーリングローラー１２３を採用した。

このため、装置の設置面積が減少し、材料搬入時間も短縮することができる。

前記金型リニアガイド９１は、ガイドレール９３とスライダー９５とアッパープレート９９とを備えた。

ガイドレール９３は、ベースプレート１７に固定され、スライダー９５は、ガイドレール９３に走行ガイドされるように支持された。

アッパープレート９９は、下型２７に設けられベースプレート１７に対する下型２７の穴加工時の加圧力による下降をストッパークリアランスで許容するための隙間をスライダー９５に対して有する。

アッパープレート９９は、スライダー９５に皿ばね１０１を介して対向配置され、アッパープレート９９とスライダー９５とは、上下相対移動を許容するように頭無しのボルト１０５により結合された。

穴抜き加工により上型２５が上昇するとき下型２７が上方への力を受けても、ボルト１０５は頭無しであるから、上記のように破損を防止することができる。

ボルト１０５の主な機能として、アッパープレート９９とスライダー９５とのＸＹ方向への位置決めを行なうことができる。

１ 穴抜き装置
３ 加圧装置（パンチ加圧機構）
５ 金型
７ ストライカ（パンチ加圧機構）
１７ ベースプレート（ベース）
２７ 上型
２５ 下型
２９ 上挟持面
３１ 下挟持面
３３ パンチ
３５ ダイス
３７ 皿ばね（パンチ付勢機構）
４７ 金型ガイド（上型支持機構）
５３ 上型リフター
６５ ばね支持孔
６７ コイルばね
７７ ロッド
９０ 金型リニアガイド
９１ ガイドレール
９３ スライダー
９９ アッパープレート
１０１ 皿ばね
１０７、１０９ 金型駆動部
１２３ メジャーリングローラー
１４７ フィードローラー

Claims (3)

1. 穴抜き用のパンチを有して昇降可能に支持された上型と、
   穴抜き用のダイスを有する下型と、
   前記上型の下降位置での昇降動作により前記パンチに加圧力を与えて前記パンチを前記上型に対し相対的に下降させ前記ダイスと共に材料に穴加工を行わせるパンチ加圧機構と、
   前記上型に設けられ前記下型に対する下降位置で前記下型と共に前記材料を挟持する上挟持面、及び前記下型に設けられ前記穴加工時に材料を前記上挟持面に対し下から支える下挟持面と、
   前記パンチ及び上型間に介設され前記パンチを上型に対する上昇位置へ付勢しながら前記上型に昇降自在に支持するパンチ付勢機構と、
   前記上型を前記下型に対して昇降可能に支持する上型支持機構と、
   前記上型に前記下型に対する上昇力を与えて前記上下挟持面間を離間させ前記上昇力を解除して前記上型の自重により前記上型を瞬時に下降可能にする上型リフターと、
   前記上型リフターの両側で前記上型に設けられたばね支持孔と、
   前記上型と前記下型との間に介設され前記ばね支持孔に同軸に配置されたコイルばねと、
   前記コイルばねの外径は、前記ばね支持孔の内径とほぼ同一に設定された構成と、
   前記ばね支持孔の軸心部で前記コイルばねの内径側に貫通配置され前記上型の昇降動作を許容するように前記下型及び上型に結合されたロッドと、
   を備えたことを特徴とする穴抜き装置。
2. 請求項１記載の穴抜き装置であって、
   前記材料に複数種の穴加工を行うために設けられた前記パンチ及びダイスの複数組と、
   前記パンチ及びダイスの何れかの組み合わせを穴加工位置に位置決めるために前記上型及び下型の移動を可能にする金型リニアガイドと、
   前記上型及び下型の前記金型リニアガイドに沿った移動を移動方向に交差する両側から駆動する一対の金型駆動部と、
   前記材料を前記下型及び上型間に供給するフィードローラーと、
   前記フィードローラーによる前記材料の供給位置を検出するメジャーリングローラーと、
   を備えたことを特徴とする穴抜き装置。
3. 請求項２記載の穴抜き装置であって、
   前記金型リニアガイドは、ガイドレールとスライダーとアッパープレートとを備え、
   前記ガイドレールは、ベースに固定され、
   前記スライダーは、前記ガイドレールに走行ガイドされるように支持され、
   前記アッパープレートは、前記下型に設けられ前記ベースに対する前記下型の穴加工時の加圧力による下降をストッパークリアランスで許容するための隙間を前記スライダーに対して有すると共に前記スライダーに皿ばねを介して対向配置され、
   前記アッパープレートと前記スライダーとは、上下相対移動を許容するように頭無しのボルトにより結合された、
   ことを特徴とする穴抜き装置。

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