JP6246968B1 - 打ち抜き装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品の表面を傷つけることなく、変形のない所望の形状の製品を連続的に形成可能な打ち抜き装置を提供すること。【解決手段】一枚のワークＷから製品Ｗ０を順次打ち抜いていく打ち抜き装置１であって、下型４８と、下型４８に向かって昇降可能な上型５０とを有するダイセット１２，１２Ａと、ダイセット１２，１２Ａが取り付けられるとともに、上型５０を昇降させる上型昇降装置２１を有し、上型５０の降下に対して逆方向に上昇可能なプレスユニット１１と、ワークＷを基準高さ位置に保持し所定平面位置に搬送するワーク保持装置である第１クランパ１３、第２クランパ１４と、ワークＷを打ち抜く際に、上型５０がワークＷの上基準面Ｋに当接するタイミングで上型５０の降下に同期しプレスユニット１１を上昇させる押し上げ装置２４と、を有する打ち抜き装置１。【選択図】図１

Description

本発明は、打ち抜き装置に関する。

ワーク（被加工物）から打ち抜き加工によって製品を形成する装置として、上型にパンチ、下型にダイを備える打ち抜き装置が一般的である。このような打ち抜き装置では、打ち抜かれた製品はダイの下方側に落下することから製品に傷がつく恐れがある。そこで、下型にパンチ、上型にダイを備え、ワークを下方側から上方側に打ち抜く逆配置構造によって製品をワークの上面側に打ち抜く打ち抜き装置がある。また、特許文献１には、ダイとパンチをともに相対的に動作させてワークに絞り加工を施すプレス成形装置が開示されている。

特開２０１２−２１８０６１号公報

しかしながら、上記逆配置構造の金型を用いる打ち抜き装置および特許文献１に記載されているプレス成形装置は、一枚のワークから連続的に製品を順次打ち抜いたり、絞り加工を施したりする場合、クランパなどのワーク保持装置でワークを保持しながら所定の打ち抜き位置にワークを移動させて打ち抜き加工や絞り加工を行う。この際に、打ち抜かれたり、絞り加工されたりした製品の周囲は、ワーク保持部において同一高さに保持されるワークの基準面に対してさらにダイが降下するため、ワークが曲がってしまい所望の形状の製品が得られなくなるという課題がある。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、製品の表面を傷つけることなく、変形のない所望の形状の製品を連続的に形成可能な打ち抜き装置を提供しようとするものである。

［１］本発明の打ち抜き装置は、一枚のワークから製品を順次打ち抜いていく打ち抜き装置であって、下型と、前記下型に対して昇降可能な上型とを有するダイセットと、前記ダイセットが取り付けられるとともに、前記上型を昇降させる上型昇降装置を有し、前記上型の降下に対して逆方向に上昇可能なプレスユニットと、前記ワークを基準高さ位置に保持し所定平面位置に搬送するワーク保持装置と、前記ワークを打ち抜く際に、前記上型が前記ワークの上基準面に当接するタイミングで前記上型の降下に同期し前記プレスユニットを上昇させる押し上げ装置と、を有することを特徴とする。

上記打ち抜き装置によれば、製品を打ち抜く際に、上型の降下に同期してプレスユニットを上昇させるため、打ち抜き時のワーク基準位置と打ち抜き後のワークの基準位置、すなわちワークの上基準面の位置が変化しないので製品打ち抜き後のワークが変形しない。そのことから、以降の打ち抜き加工において、変形のない所望の形状の製品を連続的に形成することが可能な打ち抜き装置を実現できる。

［２］本発明の打ち抜き装置においては、前記プレスユニットは、前記押し上げ装置によって上昇および降下の動作が制御されることが好ましい。

このようにすれば、プレスユニットの降下位置、上昇位置並びに上昇速度や降下速度を正確に制御することができる。また、プレスユニットの昇降動作に起因する衝撃や振動などを抑制できる。

［３］本発明の打ち抜き装置においては、前記ワーク保持装置は、前記プレスユニットを挟んで前記ワークの送り方向両側に配置され、前記ワーク保持装置は、前記ワークの一方側を保持する第１ワーク保持装置と、前記第１ワーク保持装置から受け渡された前記ワークの他方側を保持する第２ワーク保持装置とを有する、ことが好ましい。

このように、第１ワーク保持装置と第２ワーク保持装置を装備することによって、第１ワーク保持装置のワーク保持位置とは異なる位置で第２ワーク保持装置によってワークを持ち替えて打ち抜き加工を行えば、従来不可能であった第１ワーク保持装置がワークを保持する範囲においても打ち抜き加工が可能となる。このようにすれば、ワークの材料取りに無駄がなく、１枚のワークからより多くの製品を連続的に打ち抜くことが可能となり生産性を高めることができる。

［４］本発明の打ち抜き装置においては、前記下型はパンチを有し、前記上型はダイ孔が設けられたダイを有する、ことが好ましい。

このようにすれば、ワークは下型側から上型側に打ち抜かれる。つまり、製品は、ワークの上方に打ち抜かれるので、下型の下方側に製品を落下させる従来の構造よりも製品の表面に傷が付きにくくなる。

［５］本発明の打ち抜き装置においては、前記下型のパンチが孔抜き用ダイ孔を有し、前記上型が前記ダイ孔と該ダイ孔の内側に配置される孔抜き用パンチを有する、ことが好ましい。

このようなダイセット構造にすれば、製品の外形抜き加工と製品内側の孔抜き加工とが同じ打ち抜き工程で実施可能となる。孔抜き加工されたワークの一部（抜きカス）は、下型の下方側に落下し、製品はワーク上方側（上型側）に打ち抜かれることになり、抜きカスと製品が分離されるので製品表面に傷がつきにくい。

［６］本発明の打ち抜き装置は、一枚のワークから順次製品を打ち抜いていく打ち抜き装置であって、下型と、前記下型に向かって昇降可能な上型と、前記上型を昇降させる上型昇降装置と、前記ワークを保持し所定平面位置に搬送するワーク保持装置と、を有し、前記ワーク保持装置は、前記ワークを打ち抜く際に、前記上型が降下し前記ワークの上基準面に当接するタイミングで前記上型の降下に同期して前記ワークを降下させるワーク昇降機構部を有することを特徴とする。

上記打ち抜き装置によれば、製品を打ち抜く際に、上型の降下に同期してワークを降下させるため、打ち抜き時および打ち抜き後のワークの相対的な基準位置関係が変化しないので製品を打ち抜いた後のワークが変形しない。そのことから、以降の打ち抜き加工において、変形のない所望の形状の製品を連続的に形成することが可能となる。

実施形態１に係る打ち抜き装置１の構成を示す正面図である。 実施形態１に係る打ち抜き装置１の構成を示す平面図である。 図１のＸ（−）方向から見た打ち抜き装置１の構成を示す側面図である。 実施例１に係るダイセット１２の構成を示す図である。 実施例２に係るダイセット１２Ａの構成を示す図である。 実施形態１に係る打ち抜き装置１によるワークＷの打ち抜き方法を模式的に表す説明図である。 実施形態１に係るワークＷの加工可能領域を示す説明図である。 実施形態２に係る打ち抜き装置２の構成を示す正面図である。 実施形態２に係る打ち抜き装置２の構成を示す側面図である。 実施形態２に係る打ち抜き装置２によるワークＷの打ち抜き方法を模式的に表す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１０を参照しながら説明する。なお、以下に示す図において、図１の図示横方向をＸ軸とし、右方向をＸ（＋）、左方向をＸ（−）と表し、図示縦方向をＺ軸とし、上方をＺ（＋）、下方をＺ（−）と表し、紙面に垂直方向をＹ軸とし、紙面奥側をＹ（＋）、紙面手前側をＹ（−）と表して説明する。

［実施形態１］
図１〜図３は、実施形態１に係る打ち抜き装置１を示す構成説明図であり、図１は正面図、図２は平面図、図３は図１に示す打ち抜き装置１をＸ（−）方向から見た側面図である。図１〜図３に示すように、打ち抜き装置１は、ベース１０上に配置されるプレスユニット１１と、プレスユニット１１のフレーム枠内に固定されるダイセット１２と、被加工物であるワークＷを保持し製品打ち抜き位置に搬送するワーク保持装置である第１クランパ１３（第１ワーク保持装置）および第２クランパ１４（第２ワーク保持装置）とを備えている。なお、加工可能なワークＷとしては、打ち抜き加工が可能な厚みで、材質は金属板、リジット基板、並びに非金属板など特に限定されない。

図１、図２に示すように、プレスユニット１１のフレーム枠は、右サイドフレーム１５と左サイドフレーム１６と、右サイドフレーム１５と左サイドフレーム１６とを接続する上フレーム１７および下フレーム１８（図４参照）とを一体化して構成される。ベース１０の上面にはベースプレート１９が固定されている。ベースプレート１９には、左右にガイドポスト２０が２本ずつ立てられていて、ガイドポスト２０を案内軸としてプレスユニット１１がダイセット１２と一体でベース１０（ペースプレート１９）に対してＺ軸に沿って昇降可能となっている。プレスユニット１１の上方には、上型昇降装置２１が設けられている。上型昇降装置２１は、サーボモータとサーボモータの回転を直線運動に変換する変換機構を有している。変換機構としては、たとえば、ボールねじ機構などである。上型昇降装置２１は、先端側がダイプレート２２に固定され、ダイプレート２２を介して上型５０（図４参照）をＺ軸に沿って降下させたり上昇させたりする。

図３に示すように、プレスユニット１１の下方にはプレスユニット１１を昇降させる押し上げ装置２４を備えている。押し上げ装置２４は、サーボモータとサーボモータの回転を直線運動に変換する変換機構（たとえば、ボールねじ機構）を有している。押し上げ装置２４の上方（Ｚ（＋））先端側は下フレーム１８に固定されていて、プレスユニット１１は押し上げ装置２４によって、上昇および降下の両方の動作が制御される。押し上げ装置２４の下方（Ｚ（−））側は、ベース１０側に固定されている。

図２に示すように、第１クランパ１３は、プレスユニット１１に対してＹ（−）方向側に配置され、第２クランパ１４は、プレスユニット１１を挟んで第１クランパ１３に対して反対側のＹ（＋）方向側に配置されている。第１クランパ１３および第２クランパ１４は、Ｙ軸方向の移動距離が異なるもののほぼ同じ構成で、互いに向き合うように配置されている。図２に示す第１クランパ１３は、ワークＷが給材された位置を表し、第２クランパ１４は、第１クランパ１３からワークＷが受け渡された後の任意位置を表している。第１クランパ１３は、給材されたワークＷのＹ（−）方向端部を、ワークＷの裏面を受けるクランプテーブル２５と、クランプテーブル２５のＸ方向の両端部に配置される１対のクランプ２６でワークＷを厚み方向に挟み込み、ワークＷを位置ずれがないように保持する。クランプ２６は、ワークＷを第１クランパ１３に給材する際には、給材の妨げにならないように回転させたり、移動させたりする機構を備え、所定位置に給材した後にワークＷの上面に移動してワークＷを押えて保持する。

第１クランパ１３は、図１〜図３に示すように、Ｘ軸駆動部２７およびＸ軸駆動部２７の上部に配置されるＹ軸駆動部２８を有している。Ｘ軸駆動部２７およびＹ軸駆動部２８は共に、サーボモータとサーボモータの回転を直線運動に変換する変換機構（たとえば、ボールねじ機構）を有している。Ｘ軸機構部２７は、ワークＷをＸ軸ガイドレール２９上でＸ軸に沿って往復移動させる。Ｙ軸駆動部２８は、ワークＷをＹ軸ガイドレール３０上でＹ軸方向に往復移動させる。第１クランパ１３は、ベース１０に立てられたＸ軸支持ブロック３１上に支持され、Ｘ軸方向に平行に延在された２本のフレーム３２上に移動可能に支持されている（図３参照）。Ｙ軸駆動部２８の上部には回転機構部３５が配置される。

回転機構部３５は、第１クランパ１３上に給材されたワークＷの基準Ｘ軸または基準Ｙ軸に対する姿勢（角度ずれ）を補正する。図２、図３に示すように、ワークＷの上方には、位置検出用のカメラ３６が設置され、ワークＷに設けられているマーカー（図示せず）を撮像し、記憶されている基準Ｘ軸および基準Ｙ軸のマーカーとのずれ量を検出し、回転機構部３５、Ｘ軸駆動部２７およびＹ軸駆動部２８によって、角度ずれ、Ｘ軸およびＹ軸のずれ量を補正する。カメラ３６の設置位置は、マーカーを検出できれば特に限定されず、第１クランパ１３側のワークＷの上方、または第１クランパ１３側と第２クランパ１４側の両方に設置してもよく、ワークＷの下方側に設置してもよい。

第２クランパ１４は、上記第１クランパ１３とほぼ同じ構成であって、第１クランパ１３に対向するように配置されている。第２クランパ１４は、図２、図３に示すように、Ｘ軸駆動部３７およびＸ軸駆動部３７の上部に配置されるＹ軸駆動部３８を有している。Ｘ軸駆動部３７およびＹ軸駆動部３８はともに、サーボモータとサーボモータの回転を直線運動に変換する変換機構（たとえば、ボールねじ機構）を有している。Ｘ軸機構部３７は、ワークＷをＸ軸ガイドレール３９上でＸ軸方向に往復移動させる。Ｙ軸駆動部３８は、ワークＷをＹ軸ガイドレール４０上でＹ軸に沿って往復移動させる。第２クランパ１４は、ベース１０に立てられたＸ軸支持ブロック４１上に支持されＸ軸方向に平行に延在された２本のフレーム４２上に移動可能に支持されている。第２クランパ１４は、第１クランパ１３から受け渡されたワークＷの裏面を受けるクランプテーブル５５とクランプテーブル５５の左右に配置されるクランプ５６とでワークＷを厚み方向に挟み込み、ワークＷを位置ずれがないように保持する。クランプ５６は、ワークＷを第１クランパ１３から受け取る際には、給材の妨げにならないように回転させたり、移動させたりする機構を備え、所定位置に給材した後にワークＷの上面に移動してワークＷを押えて保持する。

Ｙ軸駆動部３８の上方には、ワークＷを水平に回転させる回転機構部３５が配置されている。回転機構部３５は、第１クランパ１３から受け渡されたワークＷの基準Ｘ軸または基準Ｙ軸に対する姿勢（角度ずれ）を補正する。第２クランパ１４は、ワークＷをカメラ３６の下方まで移動させワークＷに設けられているマーカー（図示せず）を撮像し、記憶されている基準Ｘ軸および基準Ｙ軸とマーカーとのずれ量を検出し、回転機構部３５、Ｘ軸駆動部３７およびＹ軸駆動部３８によって、角度ずれ、Ｘ軸およびＹ軸のずれ量を補正する。第１クランパ１３から受け渡されたワークＷの角度ずれ、Ｘ軸およびＹ軸に位置ずれがない場合には、第２クランパ１４における姿勢および位置ずれ補正は省略できる。カメラ３６を第２クランパ１４側に追加配置するようにしてもよい。

第１クランパ１３による位置補正後、第１クランパ１３によってワークＷをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させながら所定の打ち抜き位置に達したところで製品を打ち抜く。第２クランパ１４も同じようにワークＷをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させながら所定の打ち抜き位置に達したところで製品を打ち抜く。第２クランパ１４において所定数量の製品の打ち抜きが終了した後、ワークＷを第１クランパ１３側に移動させ、第１クランパに受け渡す。第１クランパ１３は、ワークＷを除材位置に移動する。

図２に示すように、第１クランパ１３の左方（Ｘ（−）側）には、給材ストッカ３３が配置されていて加工前のワークＷがストックされ、右方（Ｘ（＋）側）には、除材ストッカ３４が配置されていて加工後のワークＷがストックされる。加工後のワークＷの上面には、打ち抜かれた製品がとどまっていて、製品を含んでワークＷを除材することや、製品を除材した後にワークＷを除材することができる。図示は省略するが、ワークＷの給材側には給材装置、除材側には除材装置を装備することが可能である。続いて、図４を参照してダイセット１２の構成について説明する。

図４は、実施形態１に係る打ち抜き装置１に用いるダイセットしての実施例１に係るダイセット１２の構成を示す図である。ダイセット１２は、パンチ４４を支持するパンチホルダー４５とパンチプレート４６と可動ストリッパ４７とを有する下型４８と、ダイ２３とダイプレート２２とを有し、パンチ４４に対して昇降可能な上型５０を有する。可動ストリッパ４７は、パンチホルダー４５に立てられた２本のボルト５１によってＺ軸に沿って昇降可能に支持され、可動ストリッパ４７とパンチホルダー４５との間に介在されるコイルばね５２によってダイ２３側に付勢されている。

上型５０は、パンチプレート４６に立てられた４本のガイドポスト５３（図２参照）によってＺ軸に沿って昇降可能に支持されている。ダイ２３にはダイ孔５４が設けられており、パンチ５４の外形はダイ孔５４と同じ外形形状、すなわち製品の外形形状を有している。ダイ孔５４とパンチ４４の間には適切なクリアランスが設けられている。上型昇降装置２１を駆動して上型５０（ダイ２３）を降下させることによって製品が打ち抜かれる。図４は、製品の外形を打ち抜く型構造を表している。可動ストリッパ４７は、上型５０（ダイ２３）の降下に連動して降下し、上型５０が上昇する際にコイルばね５２の付勢力によって上昇する。打ち抜かれた製品は、ワークＷ上に留まる。

次に、実施例２に係るダイセット１２Ａについて図５を参照して説明する。前述した実施例１が製品の外形を打ち抜く型構造であることに対し、実施例２は、製品の外形と製品内の孔とを同時に打ち抜く型構造である。実施例１のダイセット１２に対してダイセット１２Ａと記載し、実施例１との相違個所を中心に説明する。なお、実施例１と同じ構成部材には、図４と同じ符号を付して説明する。

図５は、実施例２に係るダイセット１２Ａの構成を示す図である。ダイセット１２Ａは、パンチ４４を有する下型４８と、ダイ２３を有する上型５０とで構成される。下型４８側のパンチ４４には、孔抜き用ダイ孔５７が設けられている。パンチ４４の外形は製品外形となる。可動ストリッパ４７の構成および作用は実施例１と同じであり、説明を省略する。ダイ２３には、製品外形を形成するダイ孔５４が設けられ、ダイ孔５４の内側には、孔抜き用パンチ５８と可動ストリッパ５９が配置されている。孔抜き用パンチ５８は、ダイプレート２２に固定される。可動ストリッパ５９は、ダイプレート２２に立てられた２本のボルト５１によってＺ軸に沿って昇降可能に支持され、可動ストリッパ５９とダイプレート２２の間に介在されるコイルばね５２によってパンチ４４側に付勢されている。可動ストリッパ５９は、孔抜きの際に、ワークＷを押え、孔抜き後に、孔抜き用パンチ５８から製品を外す機能を有する。

下型４８と上型５０の動作は、上記実施例１と同じであるが、ワークＷに対して孔抜きと、製品の外形抜き（総抜き）を同時進行で行うことができる。孔抜きカスは、孔抜き用ダイ孔５７の下方側に落下し、製品はワークＷの上方側に打ち抜かれる。なお、孔抜き用パンチ５８と孔抜き用ダイ孔の形状を組み合わせることで、打ち抜き加工以外に半抜き加工や絞り加工などを行うことが可能となる。

図６は、実施形態１に係る打ち抜き装置１によるワークＷの打ち抜き方法を模式的に表す説明図であり、図６（Ａ）はワークＷを打ち抜き位置に搬送した状態、図６（Ｂ）はワークＷの上面（上基準面Ｋとする）にダイ２３が当接した瞬間、図６（Ｃ）は製品Ｗ０を打ち抜いた直後を表している。ここでは、実施例１のダイセット１２を例示し説明する。ダイ２３は、ワークＷに当接し打ち抜く上型５０を構成する部材である。図６（Ｄ）は、従来技術による製品打ち抜き直後を表した図で、プレスユニット１１が無い構造が一般的であるが、本実施形態１と比較しやすくするためにプレスユニット１１を記載している。ワークＷは、第１クランパ１３または第２クランパ１４によって常時一定の高さに保持される。すなわち、上基準面Ｋの位置は、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）において一定である。なお、図６では、第１クランパ１３を例示し、コイルばね５２の図示を省略している。

図６（Ａ）に示すように、ワークＷは第１クランパ１３で保持され、可動ストリッパ４７上に搬送されている。ダイ２３は上死点に位置し、ワークＷとの間には隙間Ｓ１がある。なお、パンチ４４の上面は、可動ストリッパ４７の上面と一致していても、わずかに下方にあるようにしてもよい。図６（Ｂ）はダイ２３を降下させてワークＷの上基準面Ｋに当接させた瞬間を表している。この時には、可動ストリッパ４７は動かない。このままダイ２３を降下させると、従来技術においては図６（Ｄ）に表すように、ダイ２３とパンチ４４とでワークＷを打ち抜く。この際、可動ストリッパ４７はダイ２３の降下分（打ち抜きストロークＳ２）下方側に移動する。ワークＷは第１クランパ１３によって上基準面Ｋの位置が変化しないように保持されていることから、ダイ２３（可動ストリッパ４７）の移動分曲がってしまう。そこで、実施形態１では、図６（Ｃ）に示すように、ダイ２３がワークＷの上基準面Ｋに当接してからワークＷを打ち抜くストローク分（Ｓ２）、プレスユニット１１を押し上げ装置２４によって押し上げ、第１クランパ１３で保持する位置（上基準面Ｋ）と打ち抜き後のワークＷの上面位置とに変化がないようにしている。すなわち、ダイ２３がワークＷの打ち抜き開始のタイミングでダイ２３の降下に同期してプレスユニット１１を上昇させることで上基準面Ｋの位置を打ち抜き前後において一定に維持できるので、ワークＷは曲がらない。その結果、以降の打ち抜きにおいて製品Ｗ０を変形がない所望の形状に形成できる。

なお、実施例２のダイセット１２Ａにおいても、ダイ２３と孔抜き用パンチ５８は、一体で降下するため、図６において説明したように、ダイ２３のワークＷの打ち抜き開始に同期してプレスユニット１１を上昇させれば、上基準面Ｋの位置を打ち抜き前後において一定に維持しているので、ワークＷは曲がらない。その結果、以降の打ち抜きにおいて製品Ｗ０を変形なく所望の形状に形成できる。

ワークＷは、第１クランパ１３で保持して所定数の打ち抜き加工をした後、第２クランパ１４に受け渡され、第１クランパ１３が保持していることで加工できなかった領域も、第２クランパ１４で保持し直すことで、第１クランパ１３が保持していた範囲にも打ち抜き加工することを可能にしている。このことについて図７を参照して説明する。

図７は、ワークＷの加工可能領域を示す説明図である。塗りつぶした三角と二点鎖線で表した位置より端部側の領域は、第１クランパ１３で保持され打ち抜き加工ができない領域で、実線で囲まれた領域Ｍが良好な加工可能領域である。また、白抜きの三角と二点鎖線で表した位置より端部側の領域は、第２クランパで保持され打ち抜き加工ができない領域で、点線で囲まれた領域Ｎが良好な加工可能領域である。図７において、ハッチングが格子状に交差する領域は、第１クランパ１３と第２クランパ１４それぞれがワークＷを保持していても打ち抜き加工が行える領域である。このように、第１クランパ１３と第２クランパ１４でワークＷを持ち替えて打ち抜き加工すれば、ワークＷの面積の大部分が加工可能領域となる。

以上説明した実施形態１に係る打ち抜き装置１は、下型４８と、下型４８に向かって昇降可能な上型５０と、を有するダイセット１２，１２Ａと、ダイセット１２，１２Ａが取り付けられるとともに、上型５０を昇降させる上型昇降装置２１を有し、上型５０の降下に対して逆方向に上昇可能なプレスユニット１１と、ワークＷを基準高さ位置に保持し所定平面位置に搬送するワーク保持装置である第１クランパ１３および第２クランパ１４と、ワークＷを打ち抜く際に、上型５０（ダイ２３）がワークＷの上基準面Ｋに当接するタイミングから上型５０の降下に同期し、プレスユニット１１を上昇させる押し上げ装置２４と、を有している。

このような構成にすれば、製品を打ち抜く際に、上型５０（ダイ２３）の降下に同期してプレスユニット１１を上昇させるため、打ち抜き前のワーク保持位置とワーク打ち抜き直後とで上基準面Ｋの位置が変化しないので製品打ち抜き後のワークＷが変形しない（曲がらない）。そのことから、その後の打ち抜き加工において、変形のない所望の形状の製品Ｗ０を連続的に形成することができる。

また、上記打ち抜き装置１において、プレスユニット１１は、押し上げ装置２４によって上昇および降下の動作が制御される。このようにすれば、プレスユニット１１の降下位置、上昇位置および上昇速度や降下速度を正確に制御することができる。また、プレスユニット１１の昇降動作に関わる衝撃や振動などを抑制できる。

また、上記打ち抜き装置１においては、ワーク保持装置は、プレスユニット１１を挟んでワークＷの送り方向（Ｙ軸方向）両側に配置され、ワーク保持装置は、ワークＷの一方側を保持する第１クランパ１３（第１ワーク保持装置）と、第１クランパ１３から受け渡されたワークＷの他方側を保持する第２クランパ１４（第２ワーク保持装置）とを備えている。このように、第１クランパ１３と第２クランパ１４を装備することによって、第１クランパ１３のワーク保持位置とは異なる位置に第２クランパ１４で持ち替えて打ち抜き加工を行えば、従来不可能であった第１クランパ１３がワークを保持する領域においても打ち抜き加工が可能となる。このようにすれば、１枚のワークからより多くの製品を打ち抜くことが可能で生産性を高めることができる。また、第１クランパ１３と第２クランパ１４との間のワークＷの受け渡しが短時間で行え、ワークＷの持ち替えロスを抑えることが可能となる。

また、ダイセット１２においては、下型４８はパンチ４４を有し、上型５０はダイ孔５４を有している。このようなダイセット構造にすれば、ワークＷは下型４８側から上型５０側に打ち抜かれる。つまり、製品は、ワークＷの上方（上型５０側）に打ち抜かれるので、下型４８の下方側に製品Ｗ０を落下させる構造よりも製品の表面に傷が付にくくなる。

また、ダイセット１２Ａにおいては、下型４８のパンチ４４が孔抜き用ダイ孔５７を有し、上型５０がダイ孔５４と、ダイ孔５４の内側に配置される孔抜き用パンチ５８を有している。このようなダイセット構造にすれば、製品Ｗ０の外形抜きと製品内側の孔抜きとを同じ打ち抜き工程で実施可能となる。孔抜き加工されたワークＷの一部（抜きカス）は、下方側に落下し、打ち抜かれた製品Ｗ０はワークＷの上方側（上型５０側）に打ち抜かれることになり、抜きカスと製品Ｗ０が分離されるので製品Ｗ０の表面に傷が付きにくい。

また、上型５０を昇降する上型昇降装置２１およびプレスユニット１１を昇降させる押し上げ装置２４には、駆動源としてサーボモータとボールねじ機構を使用することによって、上型昇降装置２１と押し上げ装置２４の降下、上昇のタイミングと速度、移動量を正確に制御することができる。また、Ｘ軸駆動部２７，３７、Ｙ軸駆動部２８，３８においても、駆動源としてサーボモータとボールねじ機構を使用することによって、駆動タイミング、駆動速度および移動量を正確に制御することができる。

［実施形態２］
続いて、実施形態２に係る打ち抜き装置２について図面を参照して説明する。前述した実施形態１が、保持されたワークＷの上基準面Ｋの位置を変えないように上型５０（ダイ２３）の降下に同期してプレスユニット１１を上昇させることに対して、実施形態２は、上型５０（ダイ２３）の降下に同期してワーク保持装置（第１クランパ１３、第２クランパ１４）を降下させることが異なる。したがって、実施形態１との相違個所を中心に、実施形態１（図４参照）と同じ構成部材には、図４と同じ符号を付して説明する。

図８は、実施形態２に係る打ち抜き装置２の構成を示す正面図であり、実施例１で説明したダイセット１２を断面図で表示している。なお、打ち抜き装置２には、実施例２で説明したダイセット１２Ａも適合する。ワーク保持装置（第１クランパ１３、第２クランパ１４）は図示を省略している。ベース１０の上面には、アーチ状のプレスフレーム構造体６０が固定されている。プレスフレーム構造体６０は、Ｘ軸方向の両側に設けられたサイドフレーム６１，６１と、両者を連結固定する上フレーム６２とで構成されている。上フレーム６２には、上型昇降装置２１が装備されている。上型昇降装置２１は、先端側がダイプレート２２に固定され、ダイプレート２２を介して上型５０をＺ軸方向に降下させたり上昇させたりする。上型昇降装置２１の構成は、実施形態１（図４参照）と同じなので詳しい説明は省略する。パンチプレート４６はベース１０に固定されている。

図９は、実施形態２に係る打ち抜き装置２の構成を示す側面図である。ここでは、主として第１クランパ６３および第２クランパ６４の構成について説明する。なお、本実施形態２の第１クランパ６３および第２クランパ６４の平面構成は、実施形態１（図２参照）に記載の第１クランパ１３および第２クランパ１４と同じであり、詳しい説明は省略する。図９に示すように、第１クランパ６３は、Ｘ軸駆動部２７およびＸ軸駆動部２７の上部に配置されるＹ軸駆動部２８を有している。Ｘ軸駆動部２７およびＹ軸駆動部２８はともに、サーボモータとサーボモータの回転を直線運動に変換する変換機構（たとえば、ボールねじ機構）を備えている。Ｘ軸機構部２７は、ワークＷをＸ軸ガイドレール２９上でＸ軸方向に往復移動させる。Ｙ軸駆動部２８は、ワークＷをＹ軸ガイドレール３０上でＹ軸方向に往復移動させる。Ｘ軸駆動部２７およびＹ軸駆動部２８は、実施形態１（図２参照）と同じ構成である。

Ｙ軸駆動部２８の上部には、ワークＷを降下させたり上昇させたりするワーク昇降機構部６５と、ワークＷを水平に回転させる回転機構部３５が配置されている。回転機構部３５は、実施形態１と同じ構成である。ワーク昇降機構部６５は、サーボモータとサーボモータの回転を直線運動に変換する変換機構（たとえば、ボールねじ機構）を備えている。ワーク昇降機構部６５は、上型５０（ダイ２３）の降下に同期しワークＷを降下させ、上型５０（ダイ２３）の上昇に従いワークＷを上昇させる。本実施形態２の第１クランパ６３は、ワーク昇降機構部６５を付加する構成以外は、実施形態１の第１クランパ１３と同じ構成としている。

第２クランパ６４は、Ｘ軸駆動部３７およびＸ軸駆動部３７の上部に配置されるＹ軸駆動部３８を有している。Ｘ軸駆動部３７およびＹ軸駆動部３８は共に、サーボモータとサーボモータの回転を直線運動に変換する変換機構（たとえば、ボールねじ機構）を備えている。Ｘ軸機構部３７は、ワークＷをＸ軸ガイドレール３９上でＸ軸方向に往復移動させる。Ｙ軸駆動部３８は、ワークＷをＹ軸ガイドレール４０上でＹ軸方向に往復移動させる。Ｘ軸駆動部３７およびＹ軸駆動部３８は、実施形態１（図２参照）と同じ構成である。

Ｙ軸駆動部３８の上部には、ワークＷを降下させたり上昇させたりするワーク昇降機構部６５と、ワークＷを水平に回転させる回転機構部３５が配置されている。回転機構３５およびワーク昇降機構部６５は、第１クランパ６３と同じ構成である。ワーク昇降機構部６５は、上型（ダイ２３）の降下に同期しワークＷを降下させ、ダイの上昇に従いワークＷを上昇させる。本実施形態２の第２クランパ６４は、ワーク昇降機構部６５を付加した以外の構成は、実施形態１の第２クランパ１４と同じ構成としている。

図１０は、実施形態２に係る打ち抜き装置２によるワークＷの打ち抜き方法を模式的に表す説明図であり、図１０（Ａ）はワークＷを打ち抜き位置に搬送した状態、図１０（Ｂ）は上型５０の構成部材であるダイ２３がワークＷの上面（上基準面Ｋとする）に当接した瞬間、図１０（Ｃ）は製品を打ち抜いた直後を表している。従来技術による製品打ち抜き直後の状態は、図６（Ｄ）を参照する。ワークＷは、ワーク打ち抜き時まで第１クランパ６３または第２クランパ６４によって常時一定の高さに保持されている。すなわち、上基準面Ｋの位置は、図１０（Ａ），（Ｂ）において変わらない。なお、図１０では、第１クランパ６３を例示し、コイルばね５２の図示を省略している。また、実施例１のダイセット１２を図示して説明する。

図１０（Ａ）に示すように、ワークＷは第１クランパ６３で保持され、可動ストリッパ４７上に載置されている。ダイ２３）は上死点に位置し、ワークＷとの間には隙間Ｓ１がある。なお、パンチ４４の上面は、可動ストリッパ４７の上面と一致していても、わずかに下方にあるようにしてもよい。図１０（Ｂ）はダイ２３を降下させてワークＷの上面に当接させた瞬間を表している。この時には、可動ストリッパ４７は動かない。図１０（Ｃ）に示すように、ダイ２３がワークＷの上基準面Ｋに当接した後、ワークＷを打ち抜くストロークＳ２分ダイ２３は降下する。ダイ２３の降下に同期してワーク昇降機構部６５によって第１クランパ６３を降下させる。すなわち、第１クランパ６３が保持している上基準面Ｋを打ち抜き後のワークＷの上基準面Ｋと同じ高さ位置まで移動することによって、相対的な基準位置Ｋは変わらないのでワークＷは曲がることがなく、以降の打ち抜きにおいて製品Ｗ０を変形なく形成できる。第２クランパ６４においても、第１クランパ６３と同じ作用によって製品を変形なく形成できる。

以上説明した実施形態２に係る打ち抜き装置２は、下型４８と、下型４８に向かって昇降可能な上型５０と、上型５０（ダイ２３）を昇降させる上型昇降装置２１と、ワークＷを保持し所定平面位置に搬送するワーク保持装置である第１クランパ６３および第２クランパ６４と、を有し、第１クランパ６３および第２クランパ６４は、ワークＷを打ち抜く際に、上型５０（ダイ２３）が降下しワークＷの上基準面Ｋに当接するタイミングで上型５０（ダイ２３）の降下に同期してワークＷを降下させるワーク昇降機構部６５を有している。

このような構成の打ち抜き装置２は、製品Ｗ０を打ち抜く際に、上型５０（ダイ２３）の降下に同期してワークＷを降下させるため、打ち抜き時および打ち抜き後のワークＷの上基準面Ｋの相対的な位置が変化しないので製品Ｗ０を打ち抜いた後のワークが変形しない。そのことから、以降の打ち抜き加工において、変形のない所望の形状の製品Ｗ０を形成することが可能となる。実施形態２の打ち抜き方法は、実施例１のダイセット１２（図４参照）および実施例２のダイセット１２Ａ（図５参照）ともに適合する。

なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。たとえば、前述した実施形態１では、プレスユニット１１の昇降手段として上型昇降装置２１とほぼ同じ構成の押し上げ装置２４を使用しているが、これに限らず、プレスユニット１１とベース１０の間にくさび状の押し上げ部材を用いて、この押し上げ部材を押し込んでプレスユニット１１を上昇させ、引き出して降下させる構造とすることが可能である。

また、前述した実施形態１，２は、ワークＷの一方の端部を第１クランパ１３で、他方の端部を第２クランパ１４で各々持ち替えて保持する、いわゆる片持ち構造であるが、ワークＷを両持ち構造としてもよい。たとえば、第１クランパ１３、第２クランパ１４それぞれにワークＷの送り方向両端隅部の４か所にクランプを設け両端支持としてもよく、第１クランパ１３と第２クランパ１４とで同時にワークＷを保持するようにしてもよい。また、第１クランパ１３のみの構成とし、第１クランパ１３でワークＷを第２クランパ１４の保持領域まで搬送し加工する構成にすることも可能である。

１，２…打ち抜き装置、１１…プレスユニット、１２、１２Ａ…ダイセット、１３，６３…第１クランパ、１４，６４…第２クランパ、２１…上型昇降装置、２３…ダイ、２４…押し上げ装置、４４…パンチ、４８…下型、５０…上型、５４…ダイ孔、５７…孔抜き用ダイ孔、５８…孔抜き用パンチ、５９…可動ストリッパ、Ｋ…上基準面、Ｗ…ワーク、Ｗ０…製品

Claims (5)

1. 一枚のワークから製品を順次打ち抜いていく打ち抜き装置であって、
   下型と、前記下型に対して昇降可能な上型とを有するダイセットと、
   前記ダイセットが取り付けられるとともに、前記上型を昇降させる上型昇降装置を有し、前記上型の降下に対して逆方向に上昇可能なプレスユニットと、
   前記ワークを基準高さ位置に保持し所定平面位置に搬送するワーク保持装置と、
   前記ワークを打ち抜く際に、前記上型が前記ワークの上基準面に当接するタイミングで前記上型の降下に同期し前記プレスユニットを上昇させる押し上げ装置と、
   を有する、
   ことを特徴とする打ち抜き装置。
2. 請求項１に記載の打ち抜き装置において、
   前記プレスユニットは、前記押し上げ装置によって上昇および降下の動作が制御される、
   ことを特徴とする打ち抜き装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の打ち抜き装置において、
   前記ワーク保持装置は、前記プレスユニットを挟んで前記ワークの送り方向両側に配置され、
   前記ワーク保持装置は、前記ワークの一方側を保持する第１ワーク保持装置と、前記第１ワーク保持装置から受け渡された前記ワークの他方側を保持する第２ワーク保持装置とを有する、
   ことを特徴とする打ち抜き装置。
4. 請求項１に記載の打ち抜き装置において、
   前記下型はパンチを有し、前記上型はダイ孔が設けられたダイを有する、
   ことを特徴とする打ち抜き装置。
5. 請求項４に記載の打ち抜き装置において、
   前記下型のパンチが孔抜き用ダイ孔を有し、前記上型が前記ダイ孔と該ダイ孔の内側に配置される孔抜き用パンチを有する、
   ことを特徴とする打ち抜き装置。

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