JP6208312B2 - カウンタカム装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等のパネル縁部等の曲げ加工のようなワークの縁部を負角成形によって曲げ加工などする金型のカウンタカム装置に関するものである。

従来、ワークの曲げ等の加工においては、上曲げ加工に好適な金型の装置として突き上げカム装置が知られている。これは、出願人自身が出願した特許文献１に記載されているように、移動金型によって上下移動されるドライバユニット１２と、ドライバユニット１２の傾斜カム面によって水平方向に移動される水平スライドユニット１３と、水平スライドユニット１３の水平移動により上下方向に移動されると共に加工用の工具１４ａの取付面を有する上下スライドユニット１４と、水平スライドユニット１３を元の位置に復帰させる弾性手段１５と、弾性手段１５の付勢力を水平スライドユニット１３に伝達すると共にこの水平スライドユニット１３の水平移動のガイドをするガイドブロック１６と、これらのカム機構を有底矩形で筒状のホルダユニット１７に収納して成るものが知られている。

特開２００８−３０７５４６号公報

しかしながら、従来の突き上げカム装置においては、図９に示すように、ホルダユニット１７の側壁１７ｂ、１７ｃが、ドライバユニット１２の押下げ加工時の水平方向の押圧力やワーク１８による加工時における反力（太い矢印）により、外側へ押し広げられる。このようなことが繰り返されるとドライバユニット１２の寿命に悪影響を及ぼすことになる。また、ホルダユニット１７の側壁１７ｂ及び側壁１７ｂに直交して延設された両側壁により、突き上げカム装置全体が大きくなり、金型全体の小型化の支障となっていた。

更に、突き上げカム装置は前述のように曲げ加工に利用されることが多く、加工後に工具とワークの間に摩擦力が発生する。この摩擦力が働くために工具が取付けられた上下スライドユニットが降下する際に、上下スライドユニットはプレスの動きに追従せず、当初はその位置が摩擦力により固定され、その後、復帰手段である戻しバネにより急激な速度で戻り運動をおこなう。この急激な運動が停止する際に発生する大きな衝撃力が発生しカムユニットの破損を引起す場合も生じており、この衝撃力を有効に吸収、減少させることも課題であった。本発明に係るカウンタカム装置は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明のカウンタカム装置の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、移動金型の降下によって押し下げられるドライバユニットと、ドライバユニットの下方向移動を伝達し、共に円周面状の上面部と下面部を有する円弧型移動伝達部材と、円弧型移動伝達部材の端部が後端部に連結されて所定方向に往復移動されるとともに先端部に工具を固着する工具取付面を有する上下スライドユニットと、円弧型移動伝達部材を摺動曲面が形成された曲面摺動部でガイドし且つ支持するホルダユニットと、円弧型移動伝達部材の上面部に当接し、円弧型移動伝達部材の下面部が摺動曲面から逸脱しないようにガイドするガイド部と、を有することである。

また、上下スライドユニットを元の位置に復帰させる復帰手段と、上下スライドユニットの戻り位置を規制するストッパ部材とが設けられていること、ドライバユニットの端部と上下スライドユニットの端部とは、円弧型移動伝達部材の端部の各々の摺動面で摺接していること、或いは、ドライバユニットの端部と上下スライドユニットの端部とは、円弧型移動伝達部材の端部とピン結合されていること、上下スライドユニットの突き上げ方向は、垂直方向または傾斜角をもたせた斜め方向であること、上下スライドユニットは、その背部に復帰手段の一部を内蔵していること、ホルダユニットの上下スライドユニット側の端面の側面視した位置は、上下スライドユニット若しくは上下スライドユニットに固着された工具のワーク側の端面の位置に比較して、後退した位置にあるか若しくは面一の位置にあること、ホルダユニットの一部が上方向に延設されて、その延設部の一部によってドライバユニットの上下移動がガイドされ且つ支持されていること、上下スライドユニットが復帰手段の付勢力により戻される際に生じる衝撃力を吸収する衝撃力吸収用緩衝材は、ストッパ部材またはホルダユニットの緩衝材用の穴に圧入または固着されているとともに、緩衝材の体積を減少することなく変形による損傷を防ぐために、挿入または固着する穴の入り口部に直線および曲線による面取りを施すこと、を含むものである。

本発明のカウンタカム装置によれば、円弧型移動伝達部材によりドライバユニットと上下スライドユニットのワーク加工時の反力による外側への広がりが防止される。これによりホルダユニットの負担が軽減されて、ホルダユニットの構造が簡易になり、肉厚なども薄くすることができて、且つ上下スライドユニット周りの側壁が不要となり、カム装置全体の重量軽減と小型化が図れ、金型全体の小型化にともなう小さなスペースにも設置可能となる。

復帰手段は従来の突き上げカム装置においては、図９に示すように水平スライドユニット１３の下部に弾性手段１５が取り付けられ、突き上げカム装置全体の高さを高くしていた。本発明のカウンタカム装置においては、図７に示すように復帰手段は上下スライドユニットの背部に内蔵しているので高さ方向の寸法を小さくできるとともに、上下スライドユニットの上だけに開口した筒状の収納部６ｆに内蔵されて、ホルダユニット３の上端面部にボルトで固定したプレート６ｄにより着脱できる構造なので分解組立が容易である。また、ストッパ部材と緩衝材とにより、上下スライドユニットの戻り位置が決められるとともに当接する際の衝撃力が緩和される。

ホルダユニットのワーク側の端面位置が上下スライドユニット若しくは該上下スライドユニットに固着された工具のワーク側の端面位置に比較して、後退した位置にあるか若しくは面一の位置にあるので、型側のオーバーハングが無くなり、作業性が向上する。更に、ホルダユニットの一部が上方向に延設されて、その延設部の一部によってドライバユニットの上下移動がガイドされ且つ支持されるので、部品点数が削減されコスト低減と共にコンパクトなカウンタカム装置になる、という種々の優れた効果を奏する。

本実施形態のカウンタカム装置１の概略構成と使用状態を説明する概略縦断面図（Ａ）と、ガイド手段９の実施例を示す一部断面図（Ｂ）である。 本実施形態のカウンタカム装置１の断面図である。 アタッチメント１０，１１の一例を示す斜視図（Ａ），側面図（Ｂ），正面図（Ｃ）と他の例の斜視図（Ａ），側面図（Ｂ），正面図（Ｃ）である。 本実施形態のカウンタカム装置１の斜め上方から見た斜視図である。 本実施形態のカウンタカム装置１の斜め下方から見た斜視図である。 本発明の他の実施形態のカウンタカム装置１ａの概略構成を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態のカウンタカム装置1aの正面図（Ａ）と、背面図（Ｂ）とである。 本発明の他の実施形態のカウンタカム装置１ａの平面図（Ａ）と、概略縦断面図（Ｂ）と、底面図（Ｃ）とである。 衝撃吸収用緩衝材３ｅの圧入または固着の例を示す断面図（Ａ）〜（Ｄ）である。 従来例のカウンタカム装置２０の概略構成と使用状態を説明する概略縦断面図である。

本実施形態のカウンタカム装置１は、図１に示すように、ホルダユニット３の曲面摺動部３ａに円弧型移動伝達部材２を円弧状に摺接移動させ、ドライバユニットの加工時の押圧力や上下スライドユニットの反力をホルダユニット３の下部で受ける。

本実施形態のカウンタカム装置１は、図１に示すように、移動金型（図示せず）の降下によって押し下げられるドライバユニット５と、ドライバユニット５の下方向移動を伝達する円弧型移動伝達部材２と、円弧型移動伝達部材２の端部２ａが後端部６ａに連結されて所定方向に往復移動するとともに先端部６ｂに工具１４ａを固着する工具取付面を有する上下スライドユニット６と、円弧型移動伝達部材２を摺動曲面が形成された曲面摺動部３ａでガイドし且つ支持するホルダユニット３とを少なくとも有する。

円弧型移動伝達部材２は、従来の水平スライドユニット１３に代わるものであり、所要幅の円弧型の剛性な摺動部材である。その両端部２ａ，２ｂが上下スライドユニット１４とドライバユニット１２との機能の一部を有する。

円弧型移動伝達部材２の下面２ｃが、ホルダユニット３の曲面摺動部３ａに摺接して、ドライバユニット５の圧力を前記曲面摺動部３ａが受ける。従って、ホルダユニット３の側壁３ｂに作用する水平方向の分力が小さくなり、変形作用が低減される。

ドライバユニット５、上下スライドユニット６および円弧型移動伝達部材２は、移動金型の降下によってワーク１８の端部の曲げ加工を完了した後は、移動金型の上昇に従って元に位置に復帰する必要がある。

復帰手段は、図２−Ａに示すように、ホルダユニット３の上端面部にボルトで固定したプレート６ｄで反力を受けるコイルスプリング６ｅを上下スライドユニット６の背部に内蔵する。また、加工後に工具をワーク１８から引き離すときに、工具とワーク１８の間に発生する摩擦力に抗して上下スライドユニット６を降下させると、位置決め部材に当接した際に大きな衝撃力が発生するので、この衝撃力を緩和させる緩衝材３ｅが設けられ、同時に、上下スライドユニット６の戻る位置を位置決めするストッパ部材３ｆが設けられる。

これにより、移動金型の上昇にともない、コイルスプリング６ｅの付勢力によって上下スライドユニット６および工具１４ａが戻される。そして、ピン８を介して円弧型移動伝達部材２、更にピン７を介してドライバユニット５も元の位置に戻される。また、上下スライドユニット６はストッパ部材３ｆで所定の位置に戻り、上下スライドユニット６を降下させた際の大きな衝撃力も緩衝材３ｅで緩和される。

また、図１に示すように、ドライバユニット５の端部５ａと上下スライドユニット６の後端部６ａとは、円弧型移動伝達部材の端部２ａ，２ｂとそれぞれアタッチメント１０，１１を介してピン７，８でピン結合されている。尚、アタッチメント１０，１１は、ドライバユニット５の下面と、上下スライドユニット６の下面と、それぞれ摺接しており、水平方向に移動自在である。アタッチメント１０，１１の形状は、図２−Ｂに示すように、上面の摺接面が平坦な場合と、山型（Ｖ字）形状にしてある場合など、移動自在に形成することができる。

また、カウンタカム装置１を構成する部材の一部若しくはホルダユニット３に、円弧型移動伝達部材２が円弧状の所定の軌道から逸脱しないようにガイドするガイド手段９が設けられる。このガイド手段９は、図１（Ａ）に示すような、ガイド溝２ｄに対してボルトの頭部を押さえにする方法もある。また、図１（Ｂ）（ａ）〜（ｄ）に示すように、側壁の溝部，ガイド凹溝，ガイド突起，円弧型凹溝などの種々のガイド手段が提案される。

図１から図２−Ａに示すように、ホルダユニット３のスライドユニット側の端面３ｄの側面視した位置は、上下スライドユニット６の端面６ｃ若しくは上下スライドユニット６に固着された工具１４ａのワーク側の端面の位置に比較して、後退した位置にあるか若しくは面一の位置にある。

このようにすることができたのは、円弧型移動伝達部材２及びホルダユニット３によって、曲線状に突き上げるからである。従来では、図９に示すように、水平スライドユニット１３によって直線的に上下スライドユニット１４を水平に押圧してその分力で上に押し上げていたので、ホルダユニット１７において側圧を受ける厚い側壁１７ｂが必要であった。本実施形態により、厚い側壁１７ｂが無くなって、上下スライドユニット６の端面６ｃが後退したので、金型側のオーバーハング（図９における端面１９ａ，１９ｂの差ｂ）が解消される（図１における端面１９ａ，１９ｃの差ａ）。

図１から図２−Ａに示すように、ホルダユニット３の一部３ｅが上方向に延設されて、その延設部の一部によってドライバユニット５の上下移動がガイドされ且つ支持される。このホルダーユニット３によってコンパクトになり、従来のような上下スライドユニット１４が不要となり、カウンタカム装置１の全体の大きさをコンパクトにできる。

このようなカウンタカム装置１を使用すると、まず、ドライバユニット５が上死点に上がっている状態から、金型の移動金型が降下してドライバユニット５を押し下げる。それにより、アタッチメント１０及びピン７を介して円弧型移動伝達部材２が押し下げられると共に、下面２ｃが摺接する曲面摺動部３ａの曲面に沿って適宜角度で回転する。

円弧型移動伝達部材２の回転により、ピン８及びアタッチメント１１を介して上下スライドユニット６も上方向に移動する。この上下スライドユニット６とともに工具１４ａが上昇して、図１に示すように、ワーク１８の端部を曲げ加工する。

その後、移動金型が下死点から上死点に上昇すると、押し下げ状態が解放され、上下スライドユニット６に内蔵された復帰手段（コイルスプリング６ｅ）により、上下スライドユニット６が降下し、それと同時に上下スライドユニット６によって、ピン８およびアタッチメント１１を介して円弧型移動伝達部材２が逆方向に押し戻され、更にピン７及びアタッチメント１０を介してドライバユニット５も上死点に位置して元の位置に復帰する。こうして、元の状態に戻る。

図５から図７に示すように、実施例２のカウンタカム装置１ａは、円弧型移動伝達部材２とドライバユニット５との移動伝達構造、若しくは、円弧型移動伝達部材２と上下スライドユニット６との移動伝達構造に関わるものであって、アタッチメント１１と移動伝達部材２の端部２ａと、アタッチメント１０と移動伝達部材２の端部２ｂとにおいて、適宜な半径ｒの曲面部が円弧状の摺動面となって、移動伝達部が面接合している。ピン結合よりも構造が簡易となって、部品点数も削減され、製作コストを低減できる。

ドライバユニット５、上下スライドユニット６および円弧型移動伝達部材２は直接的・間接的に連結されていないので、この場合もワーク１８の端部曲げ加工を完了した後は、移動金型の上昇に従って、上下スライドユニット６、円弧型移動伝達部材２およびドライバユニット５を元の位置に復帰させる復帰手段が必要となる。

復帰手段は、図７に示すように、ホルダユニット３の上端面にボルトで固定したプレート６ｄで反力を受けるコイルスプリング６ｅを設けて、このコイルスプリング６ｅを上下スライドユニット６の背部に設けた上だけに開口させた筒状の収納部６ｆに内蔵している。尚、上下スライドユニット６に復帰手段を設けておくことで、移動伝達機構によって円弧型移動伝達部材２も元の位置に復帰される。コイルスプリング６ｅは、これに限らず、付勢力を発生するものとしてガススプリングなどを使用しても良い。

上下スライドユニット６の突き上げ方向は、図７に示すように、実施例１，２ではスライドプレート６ｇが両側から上下スライドユニット６の背部の首部を挟んで垂直方向にガイドしているが、これに限らず、傾斜角を持たせた斜め方向に押し上げることもできる。上下スライドユニット６の下死点における衝撃力吸収用緩衝材３ｅは、図５、図６および図８（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、ホルダユニット３の緩衝材用の穴に圧入または固着されている。尚、緩衝材３ｅは、例えば、ウレタンなどの弾性体である。そして、緩衝材の体積を減少することなく変形による損傷を防ぐために、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、挿入または固着する穴の入り口部に直線および曲線による面取りを施すのが好ましい。

以上のようなカウンタカム装置１，１ａでは、ホルダユニット３の円弧型の曲面摺動部３ａにて上下方向の押圧力と左右方向の水平力を受けるので、側圧が軽減され、従来のような片持ちで厚肉の側壁が不要となる。

本実施形態のカウンタカム装置１，１ａは、直線運動するカムの組合せによる負荷作用を曲線的にすることで、装置全体がコンパクトになり、種々のカム装置等の機器装置において応用できる。

１，１ａ カウンタカム装置、
２ 円弧型移動伝達部材、 ２ａ 端部、
２ｂ 端部、 ２ｃ 下面、
２ｄ ガイド溝、
３ ホルダユニット、 ３ａ 曲面摺動部、
３ｂ 側壁、 ３ｃ ガイド部、
３ｄ 端面、 ３ｅ 緩衝材、
３ｆ ストッパ部材、
４ ドライバガイド、
５ ドライバユニット、 ５ａ 端部、
６ 上下スライドユニット、 ６ａ 後端部、
６ｂ 先端部、 ６ｃ 端面、
６ｄ プレート、 ６ｅ コイルスプリング、
６ｆ 収納部、 ６ｇ スライドプレート、
７，８ ピン、
９ ガイド手段、
１０，１１ アタッチメント、
１２ ドライバユニット、
１３ 水平スライドユニット、
１４ 上下スライドユニット、 １４ａ 工具、
１５ 弾性手段、
１６ ガイドブロック、
１７ ホルダユニット、
１８ ワーク、
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ端面、
２０ 従来例に係るカウンタカム装置。

Claims (10)

1. 下部に平面状の摺動面を有し、移動金型の降下によって押し下げられるドライバユニットと、
   上部に前記ドライバユニットの平面状の摺動面と摺接する平面状の摺接面と、下部に円弧状の摺動面と、を有する第１のアタッチメントと、
   前記ドライバユニットの下方向移動を伝達し、一端に前記第１のアタッチメントの円弧状の摺動面と摺接する第１の円弧状の摺動面と、他端に第２の円弧状の摺動面と、共に円周面状の上面部と下面部と、を有する円弧型移動伝達部材と、
   上部に平面状の摺接面と、下部に前記円弧型移動伝達部材の第２の円弧状の摺動面と摺接する円弧状の摺動面と、を有する第２のアタッチメントと、
   後端部に前記第２のアタッチメントの平面状の摺接面と摺接する平面状の摺接面を有し、前記円弧型移動伝達部材の端部が前記第２のアタッチメントを介して後端部に摺接または連結されて所定方向に往復移動されるとともに先端部に工具を固着する工具取付面を有する上下スライドユニットと、
   前記円弧型移動伝達部材を摺動曲面が形成された曲面摺動部でガイドし且つ支持するホルダユニットと、
   前記円弧型移動伝達部材の上面部に当接し、前記円弧型移動伝達部材の下面部が前記摺動曲面から逸脱しないようにガイドするガイド部と、
   を有することを特徴とするカウンタカム装置。
2. 下部に平面状の摺動面を有し、移動金型の降下によって押し下げられるドライバユニットと、
   上部に前記ドライバユニットの平面状の摺動面と摺接する平面状の摺接面と、下部にピン結合部と、を有する第１のアタッチメントと、
   前記ドライバユニットの下方向移動を伝達し、一端に前記第１のアタッチメントのピン結合部とピン結合する第１のピン結合部と、他端に第２のピン結合部と、共に円周面状の上面部と下面部と、を有する円弧型移動伝達部材と、
   上部に平面状の摺接面と、下部に前記円弧型移動伝達部材の第２のピン結合部とピン結合するピン結合部と、を有する第２のアタッチメントと、
   後端部に前記第２のアタッチメントの平面状の摺接面と摺接する平面状の摺接面を有し、前記円弧型移動伝達部材の端部が前記第２のアタッチメントを介して後端部に摺接または連結されて所定方向に往復移動されるとともに先端部に工具を固着する工具取付面を有する上下スライドユニットと、
   前記円弧型移動伝達部材を摺動曲面が形成された曲面摺動部でガイドし且つ支持するホルダユニットと、
   前記円弧型移動伝達部材の上面部に当接し、前記円弧型移動伝達部材の下面部が前記摺動曲面から逸脱しないようにガイドするガイド部と、
   を有することを特徴とするカウンタカム装置。
3. 前記円弧型移動伝達部材の上面部は、前記円弧型移動伝達部材の本体の上面に備わることを特徴とする請求項１または２に記載のカウンタカム装置。
4. 前記円弧型移動伝達部材は円弧型溝を有し、前記円弧型移動伝達部材の上面部は前記円弧型溝に備わることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカウンタカム装置。
5. 前記円弧型移動伝達部材は円弧型突起を有し、前記円弧型移動伝達部材の上面部は前記円弧型突起に備わることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のカウンタカム装置。
6. 前記上下スライドユニットを元の位置に復帰させるための復帰手段と、前記上下スライドユニットの戻り位置を規制するストッパ部材とが設けられていること、
   を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のカウンタカム装置。
7. 前記上下スライドユニットの突き上げ方向は、垂直方向または傾斜角をもたせた斜め方向であること、
   を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のカウンタカム装置。
8. 前記ホルダユニットの前記上下スライドユニット側の端面の側面視した位置は、前記上下スライドユニット若しくは前記上下スライドユニットに固着された工具のワーク側の端面の位置に比較して、後退した位置にあるか若しくは面一の位置にあること、
   を特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のカウンタカム装置。
9. 前記ホルダユニットの一部が上方向に延設されて、その延設部の一部によって前記ドライバユニットの上下移動がガイドされ且つ支持されていること、
   を特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のカウンタカム装置。
10. 前記上下スライドユニットが前記復帰手段の付勢力により戻される際に生じる衝撃力を吸収するための緩衝材は、前記ストッパ部材または前記ホルダユニットの緩衝材用の穴に圧入または固着されているとともに、前記緩衝材の体積を減少することなく変形による損傷を防ぐために、挿入または固着する前記穴の入り口部に直線および曲線による面取りが施されたこと、
    を特徴とする請求項６に記載のカウンタカム装置。