JP6191834B2

JP6191834B2 - 素材移送装置におけるチャック機構

Info

Publication number: JP6191834B2
Application number: JP2015013716A
Authority: JP
Inventors: 谷口　正弘; 正弘谷口; 憲太郎城山; 山下　敦; 敦山下; 力畑; 洋輔田辺; 小林　智; 智小林
Original assignee: 株式会社阪村ホットアート
Priority date: 2015-01-08
Filing date: 2015-01-08
Publication date: 2017-09-06
Anticipated expiration: 2035-01-08
Also published as: JP2016124034A

Description

本発明は、パンチと共に圧造ステーションを構成するダイに対して素材を搬出入する圧造成形機に用いられる素材移送装置におけるチャック機構に関するものである。

従来、この種の素材移送装置におけるチャック機構としては、例えば実開平５−２８５３５号公報に開示されているように、左右一対のチャック取付軸と、これら取付軸に取り付けられ、各取付軸の回動により開閉される左右一対のチャック爪と、上記両取付軸を昇降動作により回転させ、チャック爪を開閉させて素材の挟持及び解除を行わせる昇降軸とを備えたチャック本体を、機台側固定部材に移動可能に支持された可動フレームに支持する一方、上記固定部材と可動フレームとの間に移動可能に配設された中間フレームの上に、一端が昇降ロッドの上部に連携部材を介して連係され、他端が固定部材側に延びるロッカーアームを揺動可能に設けると共に、機台上にパンチの駆動系に連動され、かつパンチの進退動作に同期して回転されるカム軸が配設され、このカム軸にチャック爪を開閉させるための開閉用カムが固設されると共に、開閉用カムにより揺動されるカムアームが設けられ、カムアームの先端部がロッカーアームの他端部に連係され、開閉カムの回転に基づいてカムアームを揺動させることによりロッカーアームを揺動させ、これに伴う昇降ロッドの昇降動作により各取付軸を回転させ、チャック爪部材を開閉させて素材の把持および解除を行わせるように構成したものが知られている。

実開平５−２８５３５号公報

ところで、圧造成形しようとする製品のなかには、例えば図３に示すように、前端が大径の薄肉鍔部Ｘ１で、中間部が薄肉鍔部Ｘ１に対し比較的軸方向に長さを有する小径の中間筒状部Ｘ２で、後端がさらに小径の短寸筒状部Ｘ３となる特殊な径の異なる段付製品がある。そして、このような特殊な形状の段付製品、つまり図２に示す段付成形品については、上述した従来の素材移送装置におけるチャック機構では、その正しい姿勢での掴持及び移送が困難となっていた。なお、仮に掴持し得たとしても、次段のダイへ移送した後パンチの圧造加工動作だけで次段のダイ内に短寸筒状部Ｘ３のみを正確に挿入して穴抜き加工を行うといった精度の高い動作はきわめて困難となるものであった。

そこで、本発明は、径の異なる複数の段付成形品の両端二箇所を二種類のチャックにて掴持するようにして、段付成形品を正確な姿勢で確実に掴持でき、かつその正確な姿勢を維持したまま次段のダイへ移送及び挿入ができる素材移送装置におけるチャック機構の提供を課題とする。

本願の請求項１記載の発明は、パンチと共に圧造ステーションを構成するダイに対して径の異なる複数の段付成形品を搬出入する圧造成形機に用いられる素材移送装置におけるチャック機構であって、機台側固定部材に対し移動可能に支持された可動フレームに取り付けられるチャック本体と、チャック本体に設けられ、かつ相対向させた一対の圧入チャック爪間にそのチャック爪間よりも直径が大きい段付成形品の先端最大径外周部をばねに抗して圧入することにより掴持させる圧入式チャック部と、チャック本体に設けられ、かつ互いに開閉自在とされた一対の開閉チャック爪により段付成形品の後端最小径外周部を任意のタイミングで掴持及び解除する開閉式チャック部とを備え、段付成形品の先端及び後端二箇所を上記二種類のチャック部にて掴持するように構成する一方、圧入式チャック部の圧入チャック爪と開閉式チャック部の開閉チャック爪とは共にダイの軸芯周りに配置され、圧入チャック爪はその爪部分の前後長さが段付成形品の軸方向長さとほぼ同寸に形成されると共に、ダイ前面近くからパンチ側へ延びるように設けられ、かつ該爪部分の後端中間部分に切欠凹所が形成されており、開閉チャック爪はその爪部分の前後幅が段付成形品の後端最小径外周部の長さよりも短く形成されると共に、ダイの前面に位置するように設けられ、かつ開閉チャック爪の先端部が上記切欠凹所を介して圧入チャック部内に干渉することなく出入り可能に構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、上記した構成により、たとえば図２に示すような径の異なる複数の段付成形品の先端最大径外周部を圧入式チャック部の圧入チャック爪により圧入掴持させると共に、段付成形品の後端最小径外周部を開閉式チャック部の開閉チャック爪で開閉掴持させられる。これにより、段付成形品が径の異なる特殊形状であってもその両端２箇所で傾斜が生じたりすることなく正確な姿勢を保った状態で掴持することができる。

また、圧入チャック爪はその爪部分の前後長さが段付成形品の軸方向長さとほぼ同寸に形成されると共に、ダイ前面近くからパンチ側へ延びるように設けられ、かつ該爪部分の後端中間部分に切欠凹所が形成されている一方、開閉チャック爪はその爪部分の前後幅が段付成形品の後端最小径外周部の長さよりも短く形成されると共に、ダイの前面に位置するように設けられ、かつ開閉チャック爪の先端部が上記切欠凹所を介して圧入チャック爪部内に干渉することなく出入り可能に構成されているので、次段のダイへ移動させてそのダイ内に挿入する際、開閉チャック爪により段付成形品の後端最小径外周部を次段のダイの成形孔に正確に位置合わせすることができると同時に、パンチの圧造加工動作による挿入時にはその挿入開始タイミングで開閉チャック爪のみを開放して後端最小径外周部の掴持を解除できる。その結果、開閉チャック爪がダイに当たって干渉したりすることなく、残った圧入チャック爪による圧入掴持の状態を維持しながら次段のダイ内部に正確に挿入できる。

本発明の素材移送装置におけるチャック機構を備えた圧造成形装置の一部省略正面図である。段付成形品の一部切欠正面図である。最終成形品の一部切欠正面図である。本発明となる第３チャック機構の正面図である。同チャック機構の一部省略側面図である。同チャック機構の一部省略縦断面図である。同チャック機構の開閉チャック部の閉状態の正面図である。同チャック機構の開閉チャック部の開状態の正面図である。同チャック機構による素材移送完了時の縦断平面図である。同チャック機構による素材掴持前の縦断平面図である。同チャック機構による素材掴持途中の縦断平面図である。同チャック機構による素材掴持完了時の縦断平面図である。同チャック機構による後段への素材移送途中の縦断平面図である。チャック機構による素材移送完了と孔抜き時の縦断平面図である。

以下本発明に係る素材移送装置におけるチャック機構を図に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る素材移送装置におけるチャック機構を備えた多段式圧造成形機を示し、圧造成形機１は、機台２にダイブロック３を有し、ダイブロック３には粗から精に至る複数個（図では３個）のダイ４ａ〜４ｃが一定間隔おいて並列して配設され、ダイ４ａとダイ４ｂには素材押出し用のノックアウトピン（ダイ４ａ内のノックアウトピンについては図示せず）５ｂがそれぞれ内蔵されている。そして、ダイブロック３の前方には、図示されていないが、ダイブロック３に向って往復進退するラム（図示せず）が備えられラムの前面には、上記したダイ４ａ〜４ｃと同数のパンチ（ダイ４ａ内のパンチについては図示せず）６ｂ，６ｃが各ダイと対をなしてそれぞれ対向するように配設されている。

一方、機台２の上方には、素材移送装置１０が設けられている。この装置１０は、機台２の上部に設けられた水平ガイド部材（図示せず）に可動フレーム（支持部材）１１が左右方向、即ちダイ４ａ〜４ｃの並設方向に移動可能に支持されていると共に、可動フレーム１１の図面上、右側の端部には駆動ロッド１２が連結され、この駆動ロッド１２が図示しないラムのダイ側への進退動に同期して左右方向に進退駆動されることにより、可動フレーム１１が左右に往復動されるようになっている。

可動フレーム１１の前面には、３つのチャック機構２０，３０，４０が取り付けられ、可動フレーム１１の左右方向の往復動により、最も左側、即ち上段側に位置する第１チャック機構２０がアプセットステーションと第１成形ステーションとの間で、中間に位置する第２チャック機構３０が第１成形ステーションと第２成形ステーションとの間で、最も右側、即ち最下段側に位置する第３チャック機構４０が第２成形ステーションと第３成形ステーションとの間でそれぞれ往復移動し、上段側で受け取った素材Ａを下段側に位置する次工程の成形ステーションにおけるダイ４ａ〜４ｃにそれぞれ供給するようになっている。

まず、素材移送装置１０の第１チャック機構２０と第２チャック機構３０は、いずれも既存の圧入式チャック機構のものであって、図１に示すように可動フレーム１１に取り付けられたチャック本体２１，３１と、これら各チャック本体２１，３１に中間部が揺動自在に支持されて下端部が開閉する左右一対の圧入チャック爪２２，２２及び３２，３２と、各圧入チャック爪２２，２２及び３２，３２を常時閉方向に付勢するばね２３，２３及び３３，３３とで構成されている。これら第１チャック機構２０と第２チャック機構３０は、可動フレーム１１の左方向への移動によりアプセットステーションと第１成形ステーションの前面に位置した状態のもとで、第１の圧入チャック爪２２，２２間に素材Ａが、また第２の圧入チャック爪３２，３２間にノックアウトピンにより押し出された中間成形品Ｂがそれぞれ圧入掴持される。その後、可動フレーム１１の右方向への移動により素材Ａと中間成形品Ｂは第１成形ステーションと第２成形ステーションの前面位置に移送させられ、この位置で各ステーションのパンチ６ａ，６ｂとダイ４ａ，４ｂにより成形するようになっている。第２成形ステーションでは、そのダイ４ｂとパンチ６ｂで成形された図２に示すような段付成形品Ｃ、即ち、前端が大径の薄肉鍔部Ｃ１で、中間部が薄肉鍔部Ｃ１に対し比較的軸方向に長さを有する小径の中間筒状部Ｃ２で、後端がさらに小径の短寸筒状部Ｃ３となっている有底で径の異なる複数の段付成形品Ｃが形成される。

次に、本発明である素材移送装置１０の第３チャック機構４０について説明する。

第３チャック機構４０は、上記第２成形ステーションで成形した有底で径の異なる複数の段付成形品Ｃを、その薄肉鍔部Ｃ１と短寸筒状部Ｃ３との前後両端２箇所で傾いたりすることなく正確な姿勢のまま掴持する構成を備えている。そして、その２箇所での掴持状態のまま段付成形品Ｃを最終段の成形ステーションのダイ４ｃの前面に移送すると共に、最終段の成形ステーションにおいては、薄肉鍔部Ｃ１の掴持は維持したままで短寸筒状部Ｃ３の掴持のみを孔抜きパンチ６ｃによる孔抜き動作のタイミングで解放して、短寸筒状部Ｃ３のみをダイ４ｃ内に挿入させると同時にその挿入状態で段付成形品Ｃの中心部に抜き成形を行うようになされている。これにより図３に示すような径の異なる薄肉鍔部Ｘ１、中間筒状部Ｘ２、短寸筒状部Ｘ３を有しかつ軸孔Ｘ４を備えた段付製品Ｘ（最終成形品）を成形するようになされている。

第３チャック機構４０の具体的な構成としては、図４〜図６に示すように可動フレーム１１に取り付けられたチャック本体４１に、相対向させた一対の圧入チャック爪４２，４３間にチャック爪間よりも直径が大きい段付成形品Ｃの薄肉鍔部Ｃ１をばね４４に抗して圧入することにより掴持させる圧入式チャック部４０Ａと、互いに開閉自在とされた一対の開閉チャック爪５２，５３により段付成形品Ｃの後端で最小径の短寸筒状部Ｃ３の外周部を任意のタイミングで掴持及び解除する開閉式チャック部５０Ａとを備えている。

圧入式チャック部４０Ａは、図４に示すようにチャック本体４１の下部に、上端部が枢支ピン４５，４６周りに揺動自在に支持されて下端部側が開閉する左右一対の圧入チャック爪４２，４３と、これら圧入チャック爪４２，４３を常時閉方向に付勢するばね４４とで構成されている。そしてばね４４により閉状態に保たれた相対向する圧入チャック爪４２，４３の先端部間にノックアウトピン５ｃにより押し出された段付成形品Ｃの先端で最大径の薄肉鍔部Ｘ１における外周部をばね４５に抗して圧入掴持させるようになっている。その場合、一対の圧入チャック爪４２，４３の上端部は、細幅でチャック本体４１下部の幅方向中間位置に位置し、その中間位置において、枢支ピン４５，４６を抱き込むよう互いに突合せ状態に設けられると共に、押え板５１により該押え板５１とチャック本体４１との間に挟まれた状態で揺動自在に保持されている。また、一対の圧入チャック爪４２，４３の先端部は、チャック本体４１の下端よりも下方に延び、かつその先端部は、爪部分の前後長さが段付成形品Ｃの軸方向長さとほぼ同寸に形成されると共に、ダイ前面近くからパンチ側へ延びるようにチャック本体４１の厚さ分だけ肉厚になるように後方へ膨出形成されていると共に、膨出先端部の後端側中間部分には、該膨出先端部の外側方から内部への開閉チャック爪５２，５３の出入りを許す切欠凹所４２ａ，４３ａが形成されている。

開閉式チャック部５０Ａは、図７に示すように圧入チャック爪４２，４３のやや上方においてチャック本体４１と押え板５１とに回転可能に架設され、かつ先端が押え板４７から前方に突出しその突出端に伝動ギヤ５４，５５が噛合い状態に備えられた左右一対の回動軸５６，５７と、これら各回動軸５６，５７のチャック本体４１と押え板５１間部分に一体的に固設され、かつ各回動軸５６，５７の回動により共に開閉される一対の開閉チャック爪５２，５３と、両回動軸５６，５７を同時に回転させ、開閉チャック爪５２，５３を開閉させて段付成形品Ｃの後端最小径の短寸筒状部Ｃ３の挟持及び解除を行わせる回動手段を備えている。

ここで、開閉チャック爪５２，５３は、その爪部分の前後幅が段付成形品の短寸筒状部Ｃ３の長さよりも短く形成されると共に、ダイ４ｃの直ぐ前面に位置するように設けられ、かつ開閉チャック爪５２，５３の先端部が上記切欠凹所４２ａ，４３ａを介して圧入チャック部４０Ａ内に干渉することなく出入り可能に構成されている。その場合、開閉チャック爪５２，５３は、圧入チャック爪４２，４３と干渉することがないように、圧入チャック爪４２，４３の上方外側部から下方に延び、中間部で一旦後方へ向って折曲し、その後再び下方に延びる折れ曲り形状となっている。そして、これら開閉チャック爪５２，５３は回動軸回動軸５６，５７の回動により圧入チャック爪４２，４３の膨出後端部に形成された上記切欠凹部４２ａ，４３ａによりその外側方から該チャック爪４２，４３内に出入りが自由に行えるように形成されている。

回動手段としては、一方の開閉チャック爪４２，４３の上端に外側方に突出する揺動レバー５８が一体に連設されると共に、揺動レバー５８には、チャック本体４１に上下方向に移動自由に支持される移動ロッド５９の下端部が連結されている。移動ロッド５９の上端部には該ロッド５９を上下動させる揺動体６０がチャック本体４１上部に揺動可能に設けられ、かつ移動ロッド５９を押し下げるスプリング６１により常時は揺動レバー５８が下方に付勢され、開閉チャック爪５６，５７が閉状態に保たれている。

揺動体６０の上端側には、揺動体６０の上端部を押し下げるロッカーアーム６２が設けられ、ロッカーアーム６２は、例えばパンチ側の駆動系に連動連結されるカム軸（図示せず）に固設されたチャック開閉用のカムの回転により、パンチの進退動作に同期してカムアーム（図示せず）揺動させ、カムアームからロッカーアーム６２、揺動体６０、移動ロッド５９、揺動レバー５８を上下揺動させるように構成されている。
なお、回動手段としては、上記したようにパンチ側の駆動系を利用したカム回動手段を用いる他、例えばサーボモータやその他の適宜駆動手段を用いてもよいこと勿論である。

次に、以上のように構成される本発明の素材移送装置における第３チャック機構４０の作用について説明する。

まず、図９に示すように、第２成形ステーションにおいては、そのダイ４ｂとパンチ６ｂとにより、前端が大径の薄肉鍔部Ｃ１で、中間部が薄肉鍔部Ｃ１に対し比較的軸方向に長さを有する小径の中間筒状部Ｃ２で、後端がさらに小径の短寸筒状部Ｃ３となっている有底の段付成形品Ｃが形成される。次に、パンチ６ｂがダイ４ｂから後退したタイミングで、第２ダイ４ｂの前面に第３チャック機構４０が移動される。このとき、カム回動手段のカム及びロッカーアームによる揺動体６０の押さえ込みが解除されていて、圧入式チャック部４０Ａの圧入チャック爪４２，４３及び開閉式チャック部５０Ａの開閉チャック爪５２，５３は共に閉状態のまま移動される。

そして、図１０に示すようにノックアウトピン５ｂにより段付成形品Ｃをダイから押し出すタイミングで、カム回動手段のカム、カムレバー及びロッカーアーム６２を介して揺動体６０の上端部を押し下げ、移動ロッド５９をスプリング６１に抗して上方に移動させる。この移動ロッド５９の上方移動で揺動レバー５８を上方へ揺動させることにより両回動軸５６，５７を同時に回動させて、図１０に示すように開閉チャック爪５２，５３を開いて圧入チャック爪４２，４３の内部から障害物とならない外側方に逃す。その開放状態のもとでノックアウトピン５ｂにより段付成形品Ｃをダイ外に押し出し、図１１に示すように相対向する圧入チャック爪４２，４３間に段付成形品Ｃの先端最大径の薄肉鍔部Ｃ１をばね４４に抗して圧入させ圧入チャック爪４２，４３で掴持させる。このとき、段付成形品Ｃの薄肉鍔部Ｃ１は、ダイ前面から押し出されるとダイ前面に位置する圧入チャック爪４２，４３の内周面に直ちに案内されてスムーズに圧入される。

そして、ノックアウトピン５ｂによる段付成形品Ｃの押し出しが終ったタイミングで、カム回動手段のロッカーアーム６２による揺動体６０の押さえ込みが解除され、移動ロッド５９がスプリング６１により下方に移動されて揺動レバー５８を下方へ揺動させる。これより両回動軸５６，５７が同時に回動されて、図１２に示すように開閉チャック爪５２，５３を閉じて圧入チャック爪４２，４３の内部に入り込ませ段付成形品Ｃの後端短寸筒状部Ｃ３を掴持させる。これにより、段付成形品Ｃが径の異なる特殊形状であってもその両端２箇所で傾斜が生じたりすることなく正確な姿勢を保った状態で掴持する。

次に、上記したように両端２箇所を掴持した状態で第３チャック機構４０を図１３に示すように最終段のダイ４ｃ側へ移送し、最終段のダイ４ｃの成形孔に段付成形品Ｃの短寸筒状部Ｃ３を一致させて停止する。然る後、図１４に示すように最終段の穴抜きパンチ６ｃによる穴抜き動作タイミングで、つまり穴抜きパンチ６ｃが段付成形品Ｃの底部に当接するタイミングで上記カム回動手段のロッカーアーム６２を介して揺動体６０の上端部を押し下げ、移動ロッド５９をスプリング６１に抗して上方に移動させる。移動ロッド５９の揺動移動で揺動レバーを上方へ揺動させ両回動軸５６，５７を開方向に回動させる。これにより図１４の左側図面に示すように開閉チャック爪５２，５３を開いて掴持解除すると共に圧入チャック爪４２，４３の内部から外側方に逃す。その開状態のもとで穴抜きパンチ６ｃによる穴抜き加工を行い、中心部に貫通孔Ｘ４をもった径の異なる段付製品Ｘを成形する。

その後は、穴抜きパンチ６ｃの後退に伴って穴抜きされた段付製品Ｘは、穴抜きパンチ６ｃと一緒にダイ４ｃから引き抜かれて後退し、ダイの前方に配設された抜出部材６３により穴抜きパンチ６ｃから抜き出されて落下排出される。また、穴抜きパンチ６ｃの後退タイミングに合わせてカム回動手段のロッカーアーム６２による揺動体６０の押さえ込みが解除され、開閉チャック爪５２，５３は閉状態となり、圧入チャック爪４２，４３と共に開閉チャック爪５２，５３は閉状態のまま前段のダイ４ｂ前面位置に移動して、最初の状態に戻される。そして、上記した一連の動作が繰り返し行われることになる。

以上の実施の形態では、本発明に係るチャック機構４０を、第３番目のチャック機構に装備したものについて説明したけれども、何ら第３番目の位置のチャック機構に限定されるものではなく、例えば第１番目又は第２番目のチャック機構の位置、或いはその他の適宜チャック機構の位置に適用しても良いし、また、一個に限らず必要に応じて複数個チャック機構を設けるようにしてもよいこと勿論である。

１圧造成形機
４ａ〜４ｃダイ
６ｂパンチ
１０素材移送装置
１１可動フレーム
４０チャック機構
４０Ａ圧入式チャック部
４１チャック本体
４２，４３圧入チャック爪
４２ａ，４３ａ切欠凹所
４４ばね
５０Ａ開閉式チャック部
５２，５３開閉チャック爪
Ｃ段付成形品
Ｃ１薄肉鍔部（先端最大径外周部）
Ｃ２中間筒状部
Ｃ３短寸筒状部（後端最小径外周部）
Ｘ段付製品

Claims

パンチと共に圧造ステーションを構成するダイに対して径の異なる複数の段付成形品を搬出入する圧造成形機に用いられる素材移送装置におけるチャック機構であって、機台側固定部材に対し移動可能に支持された可動フレームに取り付けられるチャック本体と、チャック本体に設けられ、かつ相対向させた一対の圧入チャック爪間にそのチャック爪間よりも直径が大きい段付成形品の先端最大径外周部をばねに抗して圧入することにより掴持させる圧入式チャック部と、チャック本体に設けられ、かつ互いに開閉自在とされた一対の開閉チャック爪により段付成形品の後端最小径外周部を任意のタイミングで掴持及び解除する開閉式チャック部とを備え、段付成形品の先端及び後端二箇所を上記二種類のチャック部にて掴持するように構成する一方、圧入式チャック部の圧入チャック爪と開閉式チャック部の開閉チャック爪とは共にダイの軸芯周りに配置され、圧入チャック爪はその爪部分の前後長さが段付成形品の軸方向長さとほぼ同寸に形成されると共に、ダイ前面近くからパンチ側へ延びるように設けられ、かつ該爪部分の後端中間部分に切欠凹所が形成されており、開閉チャック爪はその爪部分の前後幅が段付成形品の後端最小径外周部の長さよりも短く形成されると共に、ダイの前面に位置するように設けられ、かつ開閉チャック爪の先端部が上記切欠凹所を介して圧入チャック部内に干渉することなく出入り可能に構成されていることを特徴とする素材移送装置におけるチャック機構。