JP6287302B2 - 成形金型及びプレス機械 - Google Patents

Description

本発明は、成形金型及びプレス機械に関する。

プレス機械の１つであるパンチプレスは、一般的に、板材（ワーク）の一部を打ち抜く加工の他に、板材を成形加工することが知られている。成形加工を行う際には、板材を挟んで成形加工するための一対の成形金型（例えば上側金型及び下側金型）が使用される。例えばタレットパンチプレスにおいては、上部タレット及び下部タレットにそれぞれ上側金型及び下側金型が保持され、駆動部により上側金型及び下側金型をそれぞれ移動させて板材を挟み込むように構成している。その際、搬送中の板材の裏面等に成形金型が当接することを回避するため、板材の搬送中は板材のパスラインに対して下方に退避させるとともに、成形時には駆動部によって上昇させる成形金型が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第２８８９９５１号公報

特許文献１の成形金型は、下部タレットの下方に配置された駆動部によって、板材を成形するためのパンチの昇降を行っている。その結果、金型の上下方向が長くなり、金型自体を大きく構成することとなる。従って、成形金型は大きくかつ重量物となり、作業者にとって金型の取り付けや取り外しは重労働となる。特に、パンチプレスを板材の打ち抜き加工に使用する場合は、成形金型を取り外してスラグ（成形屑）の通路を確保する必要があり、金型が大きくかつ重いと取り外しが面倒となる。また、パンチプレスにおいては、交換用として複数の成形金型が用意されるのが一般的であり、金型が大きいと保管スペースが大型化するといった問題がある。

また、上記したタレットパンチプレスにおいては、上部タレットと下部タレットとの間隔が狭いのが通常である。従って、金型が大きいとタレットの間隔から成形金型を取り外すことができず、まず上側の成形金型を上部タレットから取り外し、上側の金型が抜けた開口部から上部タレットを介して下側の成形金型を取り外すといった面倒な作業が必要となる。

以上のような事情に鑑み、本発明では、成形金型を成形部と中間部とに分割するとともに中間部を共通化することにより、小さな成形部を交換することで成形金型の交換を容易に行うことが可能であり、また、複数の小さな成形部を用意すればよいので、金型の保管スペースを小さくすることが可能な成形金型及びプレス機械を提供することを目的とする。

本発明では、板材を成形する成形金型であって、駆動部によって進退可能な中間ロッドを備える中間部と、中間部に対して接続及び離間が可能でありかつ接続時に中間ロッドの進退により移動して板材を成形するパンチを備える成形部と、を有し、成形部及び中間部は、中間ロッドの進退方向と交差する方向に相対的に移動させることにより両者の接続及び離間が可能に形成される。

また、成形部は、中間ロッドの進退により移動するとともに、パンチによって板材を成形した後に板材をパンチから引き離すストリッパを備えてもよい。また、成形部は、ストリッパに対してパンチの進行方向に弾性力を付与することにより板材をパンチから引き離す第１弾性部材を備えてもよい。また、中間部は、中間ロッドが後退する方向に弾性力を付与する第２弾性部材を備えてもよい。また、中間部は、側面から突出及び没入可能な複数の爪部を備え、爪部が突出することにより所定位置に保持されるとともに、爪部が没入することにより所定位置から取り外し可能としてもよい。

また、本発明では、板材を成形する成形金型を備えるプレス機械であって、成形金型として、上記した成形金型が用いられるとともに、中間ロッドを進退させる駆動部を備える。また、成形金型の中間部は、所定の回転軸まわりに回転可能なタレットに保持されるとともに、成形部は、タレットに取り外し可能に取り付けられるホルダに保持されてもよい。また、タレットは、回転軸から離れる方向に旋回可能なスイングプレートを備え、成形部を保持するホルダは、スイングプレートに取り付けられてもよい。

本発明の成形金型によれば、中間部と成形部とに分割されるので、中間部を兼用することにより、金型の交換を小さな成形部の取り付けや取り外しにより行うことができ、作業者の負担を軽減することができる。また、複数の金型を用意する場合、小さな成形部のみを複数用意すれば足りるので、保管スペースを小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。

また、成形部及び中間部が、中間ロッドの進退方向と交差する方向に相対的に移動させて両者の接続及び離間を可能にするので、一対の金型の間隔が狭い場合でも成形部を中間部に対してずらすことで、成形部を容易に中間部から取り外すことができる。また、成形部がストリッパを備えるものでは、パンチによって成形された板材をストリッパによって容易にパンチから引き離すことができる。また、成形部が第１弾性部材を備えるものでは、ストリッパの移動に第１弾性部材の弾性力を用いることによって板材をパンチから確実に引き離すことができる。また、中間部が第２弾性部材を備えるものでは、第２弾性部材の弾性力によって中間ロッドを確実に後退させ、中間ロッドが突出したままとなることを防止できる。また、中間部が、側面から突出及び没入可能な複数の爪部を備えるものでは、突出した爪部によって所定位置に保持できるとともに、爪部を没入させることにより所定位置から容易に取り外すことができる。

また、本発明のプレス機械によれば、上記した成形金型が用いられるので、金型の交換を容易として作業者の負担を軽減するとともに、このプレス機械に隣接して金型の保管スペースが設置される場合は、保管スペースを小さくできるので、プレス機械全体として省スペース化を図ることができる。

また、成形金型の中間部がタレットに保持されるとともに、成形部がホルダを介してタレットに保持されるものでは、タレットからホルダを取り外すことにより、容易に成形部を中間部から取り外すことができる。また、タレットがスイングプレートを備え、成形部を保持するホルダがスイングプレートに取り付けられるものでは、スイングプレートを旋回させることにより、成形部を含むホルダを容易に中間部から抜き出すことができる。

第１実施形態に係る成形金型及びプレス機械の一例を示す断面図である。 第２実施形態に係る下側金型（成形金型）を示す断面図である。 図２に示す下側金型を分離した状態を示す断面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、（ａ）は爪部の突出時を示し、（ｂ）は爪部の没入時を示す。 板材の成形手順を示し、（ａ）はパンチ及びストリッパが上昇した状態、（ｂ）は上側金型が降下して板材の成形を行った状態である。 図５に続いて板材の成形手順を示し、（ａ）は上側金型が上昇した状態、（ｂ）はパンチ及びストリッパが降下した状態である。 第３実施形態に係るプレス機械の一例を示す側面図である。 図７のプレス機械に備える下部タレットの一例を示す斜視図である。 図８の下部タレット及びホルダに保持される成形金型の一例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、図面においては、実施形態を説明するため、一部または全部を模式的に記載するとともに、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現した部分を含んでいる。なお、図７において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＸＹ平面とする。紙面垂直方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する紙面左右方向をＹ方向とする。ＸＹ平面に垂直な上下方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向として説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る成形金型及びプレス機械について、図１を用いて説明する。図１に示すプレス機械１０は、いわゆるユニプレスである。図１に示すように、プレス機械１０は、ワークである板材Ｗを挟んで成形するための一対の上側金型（成形金型）２０及び下側金型（成形金型）３０を備えている。上側金型２０は、プレス機械１０の上部フレーム１１に保持される。一方、下側金型３０は、プレス機械１０の下部フレーム１２に保持される。

上部フレーム１１には、上下方向に貫通しかつ断面が円形の貫通孔１１ａを備えている。この貫通孔１１ａに筒状部１３が挿入され、例えばボルト等によって固定される。筒状部１３の内側には上側ロッド１４が挿入されて配置される。上側ロッド１４は、筒状部１３の内周面に対して摺動可能であり、上下方向に移動可能に配置される。筒状部１３は、上側ロッド１４の移動をガイドする。上側ロッド１４の上端には鍔部１５が取り付けられる。筒状部１３の上端と鍔部１５との間にはスプリング１６が配置される。従って、上側ロッド１４は、スプリング１６の弾性力に抗して下方に移動可能となっている。スプリング１６は、上側ロッド１４が下方に移動した際の復帰用の弾性部材として用いられる。

上側金型２０は、上側ロッド１４の下端に不図示のボルト等によって固定される。このボルト等を外すことにより上側金型２０を交換することができる。なお、上側ロッド１４が上方に位置している場合、上側金型２０は、筒状部１３内に入り込んだ状態となり、上側ロッド１４の下方への移動によって筒状部１３から下方に突出する。上側金型２０は、下端面に凹部２０ａを備えている。凹部２０ａは、後述する下側金型３０のパンチ５２を挿入可能な形状及び寸法に形成される。上側金型２０は、板材Ｗに施す成形加工に対応して、下側金型３０とともに選択される。

プレス機械１０は、上側金型２０を下方に移動させるための上側駆動部１７を備える。上側駆動部１７は、駆動源１８と上側プッシャ１９とを備える。駆動源１８としては、例えば、サーボモータ等の電動駆動を利用したものや、空気や水やオイルを用いた流体駆動を利用したものなど、いずれが使用されてもよい。駆動源１８を駆動することにより、スプリング１６を縮めながら上側プッシャ１９を下方に移動させることができる。上側プッシャ１９は、鍔部１５の上方に配置されており、駆動源１８の駆動により下方に移動して上側ロッド１４及び上側金型２０を下方に移動させる。

駆動源１８の駆動は、不図示の制御部等によって制御されてもよく、また作業者がボタンを押して駆動源１８を駆動させるなど、作業者によるマニュアル操作によって行ってもよい。また、上側金型２０の移動量は、上側プッシャ１９の移動量によって制御されてもよく、不図示のストッパに鍔部１５等が当接することで規制してもよい。下方に移動した上側ロッド１４及び上側金型２０は、駆動源１８の駆動を解除することにより、スプリング１６によって上昇し、元の位置に復帰する。なお、上側駆動部１７の構成は任意であり、上側ロッド１４（上側金型２０）を移動させるものであれば各種公知の構成を適用することができる。また、上側ロッド１４を上昇させるためにスプリング１６が用いられることに限定されず、例えば、上側駆動部１７によって上側ロッド１４を上昇させてもよい。

下部フレーム１２には、上下方向に貫通しかつ断面が円形の貫通孔１２ａを備えている。この貫通孔１２ａの内周面の上部には複数の受け溝１２ｂが形成されている。下部フレーム１２の上面には、不図示のボルト等によってホルダ２１が固定される。ホルダ２１は、ボルト等を外すことにより下部フレーム１２から取り外し可能に設置される。ホルダ２１は、下部フレーム１２の貫通孔１２ａと連通する貫通孔２１ａを備えている。

下側金型３０は、中間部４０と、成形部５０とで構成される。中間部４０は、下部フレーム１２の貫通孔１２ａ内に保持される。一方、成形部５０は、ホルダ２１の貫通孔２１ａ内に保持される。中間部４０は、貫通孔１２ａ内に挿入される固定部４１と、固定部４１に保持される中間ロッド４２とを備える。固定部４１は、上下方向に貫通する孔部４１ａを備えるとともに、孔部４１ａの上方側の一部に、内径を小さくした小径部４１ｂが形成される。

固定部４１は、外周面から突出した状態で複数の爪部４３が形成される。爪部４３は、弾性部材等を含んで支持されており、固定部４１の外周面に対して没入した状態に移動可能に形成される。複数の爪部４３は、固定部４１の外周面の一周にわたって一定間隔で配置される。それぞれの爪部４３が貫通孔１２ａの受け溝１２ｂに入り込むことにより、固定部４１は、貫通孔１２ａ内の所定位置に保持される。受け溝１２ｂは、下部フレーム１２の上面側まで形成されている。従って、固定部４１は、下部フレーム１２の上方側から取り出すことができる。また、爪部４３を固定部４１の外周面に没入させることにより、固定部４１は、貫通孔１２ａから取り外すことが可能となる。

中間ロッド４２は、固定部４１の小径部４１ｂに摺動可能な状態で挿入される。中間ロッド４２は、固定部４１に対して上下方向に移動可能な状態（進退可能な状態）で設置される。中間ロッド４２の上端には、他の部分より外径を拡大したフランジ部４２ａが形成される。フランジ部４２ａは、小径部４１ｂの内径より大きな外径に形成される。中間ロッド４２の下端には、不図示のボルト等によって突部４４が取り付けられる。突部４４は中間ロッド４２より外径が大きなものが用いられる。

小径部４１ｂの下面と突部４４の上面との間には、コイルスプリング等の第２弾性部材４５が設置される。中間ロッド４２は、第２弾性部材４５によって、下方へ引っ張られるとともに、フランジ部４２ａが小径部４１ｂの上面に受け止められた状態で保持される。この状態では、図１に示すように、下部フレーム１２の上面と、固定部４１の上面と、中間ロッド４２（フランジ部４２ａ）の上面とは、ほぼ同一面となっている。

成形部５０は、ホルダ２１の貫通孔２１ａ内に挿入されるパンチ支持部５１と、パンチ支持部５１に不図示のボルト等により固定されたパンチ５２と、を備えている。パンチ支持部５１は、貫通孔２１ａ内に摺動可能に配置され、ホルダ２１に対して上下方向に移動可能である。従って、この貫通孔２１ａは、ホルダ支持部５１のガイドとして機能する。パンチ支持部５１の下部は、上記した中間ロッド４２のフランジ部４２ａより外径が大きくなるように形成される。このパンチ支持部５１の下端面と、ホルダ２１の下面とはほぼ同一面となっている。

パンチ５２は、パンチ支持部５１の上端に固定され、上記した上側金型２０の凹部２０ａと対向するように配置される。パンチ５２は、凹部２０ａに挿入可能な外径に形成される。また、パンチ支持部５１は、ボルト５３を挿通する孔部５１ａが形成されるとともに、コイルスプリング等の第１弾性部材５４の下部を保持する凹部５１ｂが形成される。ボルト５３は、孔部５１ａに対して上下方向に移動可能に配置される。

パンチ支持部５１の上方には、ストリッパ５５が配置される。ストリッパ５５は、上端中央の平面部から下方に向けて徐々に外径を拡げた傘状に形成される。ストリッパ５５の平面部のほぼ中央には、パンチ５２を貫通可能な孔部５５ａが形成される。ストリッパ５５は、ボルト５３の先端が固着されるとともに、第１弾性部材５４の上部が接続される。ストリッパ５５は、第１弾性部材５４とボルト５３とによって所定位置に保持される。この所定位置は、パンチ５２が孔部５５ａから上方に突出しない位置である。ストリッパ５５は、第１弾性部材５４の弾性力に抗して降下可能となっている。ボルト５３は、ストリッパ５５の上下方向の移動をガイドするとともに移動ストロークを規定する。ストリッパ５５が降下した際、パンチ５２はストリッパ５５の孔部５５ａから上方に突出した状態となる。

プレス機械１０は、中間ロッド４２を上昇（前進）させるための下側駆動部（駆動部）６０を備える。下側駆動部６０は、駆動源６１と下側プッシャ６２とを備える。駆動源６１としては、例えば、サーボモータ等の電動駆動を利用したものや、空気や水やオイルを用いた流体駆動を利用したものなど、いずれが使用されてもよい。駆動源６１を駆動することにより、第２弾性部材４５を縮めながら中間ロッド４２を上昇させることができる。下側プッシャ６２は、突部４４の下方に配置される。中間ロッド４２が上昇した場合、パンチ支持部５１は、中間ロッド４２に押されて上昇する。パンチ支持部５１とともに、パンチ５２及びストリッパ５５も同時に上昇する。

駆動源６１の駆動は、不図示の制御部等によって制御されてもよく、また作業者がボタンを押して駆動源６１を駆動させるなど、作業者によるマニュアル操作によって行ってもよい。また、中間ロッド４２の移動量は、下側プッシャ６２の移動量によって制御されてもよく、不図示のストッパに突部４４等が当接することで規制してもよい。上方に移動した中間ロッド４２は、駆動源６１の駆動を解除することにより、第２弾性部材４５によって降下（後退）し、元の位置に復帰する。この中間ロッド４２の降下に伴い、パンチ支持部５１も降下する。なお、図示しないがパンチ支持部５１を降下させるための弾性部材が成形部５０内に配置されている。

なお、下側駆動部６０の構成は任意であり、中間ロッド４２（パンチ支持部５１）を上昇させるものであれば各種公知の構成を適用することができる。また、中間ロッド４２を降下させるために第２弾性部材４５が用いられることに限定されず、例えば、下側駆動部６０によって中間ロッド４２を降下させてもよい。

このプレス機械１０では、図１に示すように、上側金型２０と下側金型３０との間に板材Ｗを配置するとともに、上側駆動部１７及び下側駆動部６０を駆動することにより、上側金型２０及び下側金型３０で板材Ｗを挟み込む。その際、ストリッパ５５は上側金型２０に押されて、第１弾性部材５４の弾性力に抗して降下し、パンチ５２を上方に突出させる。このパンチ５２が凹部２０ａに入り込むことにより板材Ｗの成形を行う。なお、上側金型２０が上昇すると、ストリッパ５５が第１弾性部材５４の弾性力により上昇して、板材Ｗをパンチ５２から引き離す。このストリッパ５５により、成形後の板材Ｗを容易にパンチ５２から引き離すことができる。また、第１弾性部材５４の弾性力を用いることによってストリッパ５５を確実に上昇させることができる。

以上のような一連の動作によって板材Ｗの任意の箇所に対して成形を行う。なお、成形時の詳細は後述する他の実施形態において説明する。なお、上側金型２０と下側金型３０との間に配置される板材Ｗは、搬送手段によって搬送され、この搬送手段により板材Ｗを位置決めしてもよく、また、作業者が手作業によって板材Ｗを配置する場合のいずれであってもよい。なお、搬送手段を用いる場合は、不図示の制御部に制御されてもよい。

このプレス機械１０において、下側金型３０を交換する場合は、不図示のボルトを外してホルダ２１を下部フレーム１２から取り外し、異なる成形部５０を備えた他のホルダ２１を下部フレーム１２に取り付けることにより行う。中間部４０と成形部５０とは、平面で当接しているので、ホルダ２１を横に滑らすことにより中間部４０と成形部５０とを容易に分離できる。ホルダ２１を滑らす方向は、中間ロッド４２の進退方向と交差する方向である。なお、取り外したホルダ２１から成形部５０を抜き出すことにより、ホルダ２１と成形部５０とを分離することができる。

また、プレス機械１０を打ち抜き（穴開け）加工として用いる場合は、上側金型２０をパンチに交換するとともに、ホルダ２１を取り外して、例えば穴開け用ダイを保持したダイホルダをホルダ２１の代わりに下部フレーム１２上に取り付ける。また、中間部４０の爪部４３を没入させ、下部フレーム１２の貫通孔１２ａから中間部４０を抜き取り、板材Ｗの打ち抜き加工時に生じるスラグの通路として貫通孔１２ａを用いることができる。

このように、本実施形態によれば、下側金型３０の交換を、小さな成形部５０の取り付け及び取り外しにより行うことができ、作業者の負担を軽減できる。また、複数の成形部５０を用意すれば足りるので、保管スペースを小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。また、第２弾性部材４５の弾性力によって中間ロッド４２を確実に降下させるので、中間ロッド４２が突出したままとなることを防止できる。また、中間部４０は側面から突出及び没入可能な爪部４３を備えるので、爪部４３を没入させることにより下部フレーム１２から容易に取り外すことができる。

なお、上記したプレス機械１０は、下側金型３０について中間部４０と成形部５０とに分離可能に構成しているが、上側金型２０についても同様の構成を適用可能である。また、上記したプレス機械１０は、上下方向に板材Ｗを挟み込んで成形加工するが、上下方向以外、例えば水平方向に板材Ｗを挟み込んで成形加工するものでもよい。この場合、板材Ｗは垂直に立てた状態で上側金型２０と下側金型３０との間に配置される。

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る成形金型について、図２〜図６を用いて説明する。図２〜図６において示される上側金型（成形金型）１２０及び下側金型（成形金型）１３０は、例えば、第１実施形態のプレス機械１０や、後述するプレス機械２００（図７参照）に適用される。なお、図２〜図４では、上側金型１２０は省略し、下側金型１３０について記載している。

図２に示すように、下側金型１３０は、中間部１４０と、成形部１５０と、を備える。中間部１４０は、保持部１１２の貫通孔１１２ａ内に挿入される固定部１４１と、中間ロッド１４２とを備える。保持部１１２は、図１に示す下部フレーム１２や後述する下部タレット２０６（図７参照）のいずれであってもよい。保持部１１２の上面には、不図示のボルト等によってホルダ１２１が固定される。ホルダ１２１は、ボルト等を外すことにより保持部１１２から取り外し可能に設置される。ホルダ１２１は、保持部１１２の貫通孔１１２ａと連通する貫通孔１２１ａを備えている。

固定部１４１において、孔部１４１ａ及び小径部１４１ｂは、図１に示す固定部４１の孔部４１ａ及び小径部４１ｂと同様である。中間ロッド１４２及びフランジ部１４２ａは、図１に示す中間ロッド４２及びフランジ部４２ａと同様である。中間ロッド１４２の下端には、ボルト１４６によって突部１４４が取り付けられる。爪部１４３及び突部１４４は、図１に示す爪部４３及び突部４４と同様である。

保持部１１２の貫通孔１１２ａに形成された受け溝１１２ｂに爪部１４３が入り込むことにより、固定部１４１は、貫通孔１１２ａ内の所定位置に保持される。受け溝１１２ｂは、保持部１１２の上面側まで形成されている。従って、固定部１４１は、保持部１１２の上方側から取り出すことができる。また、爪部１４３を没入させることにより、固定部１４１は、貫通孔１１２ａから取り外し可能となる。コイルスプリング等の第２弾性部材１４５は、図１に示す第２弾性部材４５と同様である。図２に示すように、保持部１１２の上面と、固定部１４１の上面と、中間ロッド１４２（フランジ部１４２ａ）の上面とは、ほぼ同一面となっている。

成形部１５０は、ホルダ１２１の貫通孔１２１ａ内に挿入される筒状の固定部１５６を備える。固定部１５６の上部は、外径を大きくした状態に形成される。この外径が大きい部分の下方にはキー溝１５７が形成される。キー溝１５７は、ホルダ１２１の貫通孔１２１ａに形成されたキー１２１ｂを挿入可能に形成される。キー溝１５７にキー１２１ｂが入り込むことにより、固定部１５６は、貫通孔１２１ａの上下方向に位置決めされるとともに、ホルダ１２１に対する回転方向の角度が位置決めされる。キー溝１５７は、例えば固定部１５６外周の一周にわたって９０°間隔で形成される。従って、キー溝１５７に挿入するキー１２１ｂを変えることにより、固定部１５６をホルダ１２１に対して０°、９０°、１８０°、２７０°の角度に位置決め可能となる。ただし、キー溝１５７やキー１２１ｂの配置を変えることにより位置決め角度は任意に設定可能である。

成形部１５０は、パンチ支持部１５１と、パンチ１５２と、を備える。パンチ１５２は、ボルト１５９によりパンチ支持部１５１に固定される。また、ボルト１５９によって、パンチ支持部１５１の中央下部に押圧部１５８を固定する。押圧部１５８は、中間ロッド１４２のフランジ部１４２ａと当接するように配置される。押圧部１５８の外径は、フランジ部１４２ａの外径より大きく形成される。また、押圧部１５８の全長（上下方向の長さ）によりパンチ１５２の最終昇降ストロークを決定している。パンチ支持部１５１は、固定部１５６の内周面１５６ａに摺動可能に配置され、固定部１５６（ホルダ１２１）に対して上下方向に移動可能である。従って、固定部１５６の内周面１５６ａは、ホルダ支持部１５１のガイドとして機能する。

パンチ支持部１５１の孔部１５１ａ及び凹部１５１ｂは、図１に示す孔部５１ａ及び凹部５１ｂと同様である。パンチ１５２、ボルト１５３、及びコイルスプリング等の第１弾性部材１５４は、図１に示すパンチ５２、ボルト５３、及び第１弾性部材５４と同様である。ストリッパ１５５及び孔部１５５ａは、図１に示すストリッパ５５及び孔部５５ａと同様である。ストリッパ１５５の下面には、第１弾性部材１５４の上部を差し込んで位置決めする凹部１５５ｂが形成される。なお、図２に示すように、ホルダ１２１の下面と、パンチ支持部１５１の下端面と、固定部１５６の下端面と、押圧部１５８の下端面とは、ほぼ同一面となっている。

下側駆動部１６０は、駆動源１６１とスライダ１６２とを備える。駆動源６１としては、例えば、サーボモータ等の電動駆動を利用したものや、空気や水やオイルを用いた流体駆動を利用したものなど、いずれが使用されてもよい。スライダ１６２は、上面側に下方側の平面である第１面１６２ａと、上方側の平面である第２面１６２ｂと、これらの間に形成された傾斜面１６２ｃと、を有する。第１面１６２ａ、第２面１６２ｂ、及び傾斜面１６２ｃは、突部１４４の下端面と当接する。これら第１面１６２ａ、第２面１６２ｂ、傾斜面１６２ｃの表面や突部１４４の下端面は両者間の摩擦抵抗を低減するための表面処理が施されてもよい。

第１面１６２ａの高さは、中間ロッド１４２が下方に位置するときの突部１４４の下端面に対応する。第２面１６２ｂの高さは、中間ロッド１４２を上方へ移動させた時の突部１４４の下端面に対応する。第１面１６２ａと第２面１６２ｂとの高さの差は、中間ロッド１４２の移動量に相当する。傾斜面１６２ｃの傾斜角度は、スライダ１６２が移動した際に、突部１４４の下端面に対して摺動可能な角度に設定される。

駆動源１６１を駆動することにより、スライダ１６２は、図２の矢印方向に移動する。スライダ１６２による中間ロッド１４２の昇降については後述する。駆動源１６１の駆動は、不図示の制御部等によって制御されてもよく、また作業者がボタンを押して駆動源１６１を駆動させるなど、作業者によるマニュアル操作によって行ってもよい。なお、下側駆動部１６０の構成が任意である点は、第１実施形態と同様である。例えば、下側駆動部１６０として、図１に示す下側プッシャ６２が使用されてもよい。

図３は、下側金型１３０を分離した状態を示す断面図である。図３に示すように、不図示のボルト等を外すことにより、ホルダ１２１は保持部１１２から取り外すことができ、ホルダ１２１の取り外しとともに、成形部１５０を中間部１４０から分離させることができる。なお、保持部１１２の上面は中間部１４０の上面を含めて同一平面であり、またホルダ１２１の下面は成形部１５０の下面を含めて同一平面である。従って、ホルダ１２１は、成形部１５０を保持したまま、保持部１１２（中間部１４０）に対して水平方向にスライドさせて取り外すことができる。これにより、ホルダ１２１の上方の隙間が狭いときでも、容易に成形部１５０を取り外すことができる。なお、ホルダ１２１の取り付けは、上記と逆の手順で行われ、ホルダ１２１を保持部１１２の所定位置までスライドさせてボルト等により固定することで成形部１５０は中間部１４０に接続される。

成形部１５０は、ホルダ１２１の貫通孔１２１ａから上方に抜き取ることができる。抜き取られた成形部１５０は不図示の保管スペースに保管される。なお、成形部１５０は、ホルダ１２１から抜き取らずに、ホルダ１２１とともに保管スペースに保管されてもよい。ホルダ１２１の貫通孔１２１ａの大きさを規格化し、異なるタイプの成形部１５０を同一のホルダ１２１に保持させてもよく、また、成形部１５０ごとに専用のホルダ１２１が使用されてもよい。ホルダ１２１への成形部１５０の取り付けは、ホルダ１２１の貫通孔１２１ａの上方から成形部１５０を挿入し、キー溝１５７にキー１２１ｂを挿入することにより行う。

中間部１４０は、成形部１５０を分離した後も保持部１１２に保持される。図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図を示している。図４（ａ）に示すように、中間部１４０は、３つの爪部１４３がそれぞれ受け溝１１２ｂに入り込むことにより所定位置に保持されている。３つの爪部１４３は、中間部１４０の一周にわたって等間隔で配置される。なお、３つの爪部１４３が配置されることに限定されず、２つまたは４つ以上配置されてもよい。また、爪部１４３は、等間隔に配置されることに限定されず、異なる間隔で配置されてもよい。また、複数の爪部１４３は、上下方向の同一位置に配置されているが、これに限定されず、上下方向の異なる位置に配置されてもよい。また、爪部１４３は１つであってもよい。

爪部１４３は、固定部１４１に形成された軸部１４７に対して回転可能に支持される。軸部１４７は、上下方向に沿って配置される。従って、爪部１４３は、水平方向に回転可能に支持される。爪部１４３の先端側と固定部１４１との間には、それぞれコイルスプリング等の弾性部材１４８が設置される。これにより、各爪部１４３は、弾性部材１４８により固定部１４１に対して外側に突出した状態で保持されるとともに、弾性部材１４８の弾性力に抗して固定部１４１の内側に向けて移動可能となっている。

爪部１４３の先端は上下方向から見て円弧状に形成される。一方、受け溝１１２ｂも上下方向から見て円弧状に形成される。両者は異なる曲率で形成されるが、互いに同一の曲率で形成されてもよい。また、両者が円弧状に形成されることに限定されず、一方または双方は、傾斜面を含んで形成されてもよい。

図４（ｂ）に示すように、固定部１４１を保持部１１２に対して回転させることにより、各爪部１４３は受け溝１１２ｂから外れて内側に引っ込んだ状態となる。この状態で、中間部１４０を保持部１１２の上方または下方から抜き取ることが可能となる。なお、中間部１４０を取り付ける際は、保持部１１２の貫通孔１１２ａの上方または下方から中間部１４０を差し込み、固定部１４１を適宜回転させて爪部１４３を受け溝１１２ｂに入り込ませることにより行う。なお、各爪部１４３の上面側に傾斜面が形成されることにより、貫通孔１１２ａの下方から中間部１４０を差し込むと、傾斜面によって爪部１４３は内側に引っ込んだ状態となる。

このように、中間部１４０を回転させるといった簡単な操作で容易に中間部１４０を保持部１１２から取り外すことができる。従って、このプレス機械が打ち抜き加工を行う場合は、成形部１５０の交換とともに、中間部１４０を取り外すことによって、打ち抜き加工により生じるスラグの通路を容易に確保することができる。また、保持部１１２からホルダ１２１を取り外した場合は、中間部１４０を保持部１１２の上方から取り出すことができる。その際、爪部１４３の没入は不要である。なお、爪部１４３を弾性部材１４８によって支持することに限定されず、爪部１４３の突出及び没入を行う機構が固定部１４１等に形成されてもよい。また、爪部１４３等の形状は図示のものに限定されず、受け溝１１２ｂに係止されて中間部１４０を所定位置に保持可能な任意の形状を用いることができる。

続いて、板材Ｗの成形方法について、図５及び図６を用いて説明する。先ず、所定のパスラインに沿って板材Ｗが搬送され、下側金型１３０の上方（上側金型１２０と下側金型１３０との間）に配置される（図２参照）。次いで、図５（ａ）に示すように、下側駆動部１６０の駆動源１６１を駆動してスライダ１６２を前進させる（紙面右方に移動させる）。これにより、突部１４４は、スライダ１６２の第１面１６２ａから傾斜面１６２ｃを介して第２面１６２ｂと当接し、第２弾性部材１４５の弾性力に抗して中間ロッド１４２を上昇させる。突部１４４は固定部１４１の孔部１４１ａに沿って移動し、中間ロッド１４２は小径部１４１ｂにガイドされて移動する。なお、固定部１４１は、上下方向に移動しない。

中間ロッド１４２のフランジ部１４２ａが上昇することにより、押圧部１５８及びパンチ支持部１５１は上昇する。なお、固定部１５６は、上下方向に移動せず、パンチ支持部１５１は、固定部１５６の孔部１５６ａに沿って移動する。これにより、パンチ１５２及びストリッパ１５５もホルダ１２１に対して上昇し、ストリッパ１５５の上面に板材Ｗを当接させた状態となる。

次いで、図５（ｂ）に示すように、上側駆動部（図１の上側駆動部１７参照）を駆動して、上側金型１２０を降下させる。上側金型１２０によってストリッパ１５５を降下させつつ、ストリッパ１５５から上方に突出するパンチ１５２が凹部１２０ａに入り込むことにより、板材Ｗの成形加工が行われる。このとき、ストリッパ１５５は、上側金型１２０との間に板材Ｗを挟んだまま、第１弾性部材１５４の弾性力に抗して降下する。ボルト１５３は、ストリッパ１５５とともに移動し、孔部１５１ａ内においてボルトヘッドを降下させる。なお、パンチ１５２は、パンチ支持部１５１、押圧部１５８、中間ロッド１４２、及び突部１４４を介してスライダ１６２に支持されており、成形時の力をスライダ１６２で受け止めている。

次いで、図６（ａ）に示すように、上側金型１２０を上昇させることにより、ストリッパ１５５は、第１弾性部材１５４の弾性力によって上昇する。なお、ボルト１５３も同時に上昇し、ボルトヘッドが係止されることによりストリッパ１５５の上昇を停止させる。ストリッパ１５５の上昇により、板材Ｗも上昇してパンチ１５２から引き離される。この状態では、パンチ１５２はストリッパ１５５に没入した状態となる。

次いで、図６（ｂ）に示すように、駆動源１６１を駆動してスライダ１６２を後退させる（紙面左方に移動させる）。これにより、突部１４４は、スライダ１６２の第２面１６２ｂから第１面１６２ａに移動し、第２弾性部材１４５の弾性力により中間ロッド１４２を降下させる。中間ロッド１４２の降下により、押圧部１５８及びパンチ支持部１５１は降下し、パンチ１５２及びストリッパ１５５を降下させて板材Ｗをパスライン上に配置させる。上記した一連の動作により成形加工が終了する。この後、別の板材Ｗが搬送される場合の他に、同一の板材Ｗを移動させて他の箇所の成形を行うことができる。

また、上記した一連の動作に限定されない。例えば、先ず、上側金型１２０を降下させた後に下側金型１３０（パンチ１５２及びストリッパ１５５）を上昇させて板材Ｗを成形し、次いで上側金型１２０の上昇及び下側金型の降下を行うような成形手順が用いられてもよい。なお、図示した成形加工の形状は一例であって、他の上側金型１２０及び下側金型１３０（パンチ１５２）を用いることにより、他の異なる形状に成形加工を行うことができる。

このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、下側金型１３０の交換を、小さな成形部１５０の取り付け及び取り外しにより行うことができ、作業者の負担を軽減できる。また、複数の成形部１３０を用意すれば足りるので、金型の保管スペースを小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。また、打ち抜き（穴開け）加工を行う場合は、上記した第１実施形態と同様、ホルダ１２１を取り外して、例えば穴開け用ダイを保持したダイホルダをホルダ１２１の代わりに保持部１２１上に取り付けるとともに、中間部１４０を保持部１１２から取り外して打ち抜き（穴開け）加工を行う。

＜第３実施形態＞
第３実施形態に係るプレス機械２００について、図７〜図９を用いて説明する。このプレス機械２００は、上記した第２実施形態に係る下側金型１３０が使用されている。図７に示すプレス機械２００は、タレットパンチプレスである。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図７に示すように、プレス機械２００は、上部フレーム２０１に、回転軸２０３を介して上部タレット２０４が保持され、下部フレーム２０２に回転軸２０５を介して下部タレット（タレット）２０６が保持される。

上部タレット２０４及び下部タレット２０６は、共に円盤状に形成され、モータ等の不図示の駆動装置を駆動することにより、回転軸２０３、２０５を軸として回転可能に形成される。上部タレット２０４及び下部タレット２０６は、互いに対向した状態で配置される。上部タレット２０４には、複数の上側金型１２０が回転軸２０３を中心とした周回方向に並べて搭載される。下部タレット２０６には、複数の下側金型１３０が回転軸２０５を中心とした周回方向に並べて搭載される。

上部タレット２０４及び下部タレット２０６は、不図示の駆動装置により回転して、対となる１組の上側金型１２０および下側金型１３０がパンチ位置Ｐに選択される。パンチ位置Ｐの上側金型１２０は、上側駆動部２１７によって降下する。一方、パンチ位置Ｐの下側金型１３０は、下側駆動部２６０によって上昇する。パンチ位置Ｐに板材Ｗを配置させ、上側金型１２０と下側金型１３０とで板材Ｗを挟み込むことにより成形加工を行う。上部タレット２０４及び下部タレット２０６の回転や、上側金型１２０及び下側金型１３０の駆動は、不図示の制御部によって制御されてもよく、また、作業者がボタンを押して上側駆動部２１７や下側駆動部２６０を駆動させるなど、作業者によるマニュアル操作によって行ってもよい。

下部フレーム２０２の上面にはＹ方向に沿ったレール２０７が形成され、このレール２０７に沿って不図示の駆動装置により移動可能な可動テーブル２０８が配置される。可動テーブル２０８には、Ｘ方向に沿ったキャリッジ２０９を備えている。キャリッジ２０９には、不図示のＸ方向ガイドが形成され、このＸ方向ガイドに沿って不図示の駆動装置により移動可能なクロススライド２１０が設置される。クロススライド２１０には、Ｘ方向に間隔を空けて２つ以上の板材ホルダ２１１を備えている。

板材Ｗは、板材ホルダ２１１に保持されるとともに、クロススライド２１０によるＸ方向への移動、及び可動テーブル２０８によるＹ方向への移動により搬送され、成形対象箇所がパンチ位置Ｐに位置決めされる。これらクロススライド２１０や可動テーブル２０８の移動は、不図示の制御部によって制御されてもよく、また、作業者がクロススライド２１０や可動テーブル２０８を適宜駆動させるなど、作業者によるマニュアル操作によって行ってもよい。

図８は、上記した下部タレット２０６の一例を示す斜視図である。図８に示すように、下部タレット２０６には、複数の貫通孔２０６ａが回転軸２０５を中心とした周回上に形成される。複数の貫通孔２０６ａは、図８に示すように異なる開口径に形成されてもよく、また、同一の開口径に形成されてもよい。下部タレット２０６の上面には、不図示の旋回軸に支持されたスイングプレート２１２が形成される。スイングプレート２１２は、旋回軸を中心として回転軸２０５から離れる方向に旋回可能に形成される。スイングプレート２１２は、下部タレット２０６の形状に対応する円弧部分を持つ板状部材が用いられる。スイングプレート２１２の長さは任意であり、例えば、下部タレット２０６の外周の１／４に設定されてもよい。

スイングプレート２１２上には、ホルダ２２１が保持される。このホルダ２２１には、上記した成形部１５０が保持される。また、下部タレット２０６の貫通孔２０６ａには、上記した中間部１４０が保持される。スイングプレート２１２を下部タレット２０６の上面に沿って配置させた状態（使用時の状態）では、中間部１４０と成形部１５０とが接続された状態となる。また、スイングプレート２１２を旋回させて回転軸２０５から離すことにより、成形部１５０は中間部１４０から分離される。

図９は、図８に示す下部タレット２０６に保持される下側金型１３０を示す断面図である。図９に示すように、ホルダ２２１は、スイングプレート２１２上に中間プレート２１３を挟んでボルト２１４によって固定される。スイングプレート２１２には、ホルダ２２１の貫通孔２２１ａと連通する貫通孔２１２ａが形成され、中間プレート２１３には、貫通孔２１２ａと連通する貫通孔２１３ａが形成されている。

成形部１５０は、貫通孔２２１ａ、２１２ａ、２１３ａにわたって配置される。なお、スイングプレート２１２の貫通孔２１２ａは、ホルダ２２１の貫通孔２２１ａより内径が小さく形成される。また、中間プレート２１３の貫通孔２１３ａには、成形部１５０のキー溝１５７に入り込むキー２１３ｂが形成されている。このキー２１３ｂがキー溝１５７に入り込むことにより、成形部１５０は、ホルダ２２１に対する回転方向の角度が位置決めされる。

スイングプレート２１２の下面と、成形部１５０の下面とは同一面となっている。なお、ボルト２１４の頭部は、スイングプレート２１２の下面から突出しないように配置される。一方、下部タレット２０６の上面と、中間部１４０の上面とは同一面となっている。従って、スイングプレート２１２を外側に旋回させることにより、成形部１５０は中間部１４０に対して水平方向に移動し、両者を容易に分離することができる。スイングプレート２１２を旋回させた状態（図８に示す状態）で、成形部１５０は、ホルダ２２１の上方から抜き出すことができる（図３参照）。

このように、スイングプレート２１２を旋回させることにより成形部１５０と中間部１４０とを分離するので、上部タレット２０４と下部タレット２０６との間隔が狭い場合でも、成形部１５０を容易に交換できる。また、中間部１４０は、固定部１４１を回転させることにより、下部タレット２０６の下方から抜き出すことができ（図４参照）、また、下部タレット２０６の上方からも抜き出すことができる。

なお、スイングプレート２１２を旋回させる際の下部タレット２０６の位置は、パンチ位置Ｐから外れた位置に設定される。例えば、プレス機械２００の＋Ｘ側（プレス機械２００の側面）まで下部タレット２０６を回転させた位置でスイングプレート２１２を旋回させてもよい。これにより作業者が下部タレット２０６へのアクセスが容易となり、さらにホルダ２２１の目視が良好となるため、成形部１５０の交換等や中間部１４０の抜き取りを容易に行うことができる。

なお、スイングプレート２１２は、下部タレット２０６上に複数形成されてもよい。複数のスイングプレート２１２は、同一形状であってもよく、また、異なる形状であってもよい。また、スイングプレート２１２が下部タレット２０６に形成されなくてもよい。この場合、例えば、図２に示すホルダ１２１が用いられる。成形部１５０を保持するホルダ１２１は、例えばボルトによって下部タレット２０６に固定され、このボルトを外すことにより、ホルダ１２１を下部タレット２０６から水平方向に抜き出すことができる。

また、プレス機械２００を打ち抜き（穴開け）加工として用いる場合は、上側金型１２０をパンチに交換するとともに、ホルダ２２１を取り外して、例えば穴開け用ダイを保持したダイホルダをホルダ２２１の代わりにスイングプレート２１２に取り付ける。また、中間部１４０の爪部１４３を没入させ、下部タレット２０６の貫通孔２０６ａから中間部１４０を抜き取り、板材Ｗの打ち抜き加工時に生じるスラグの通路として貫通孔２０６ａを用いる。このとき、下側駆動部２６０は、パンチ位置Ｐから退避して、その位置にスラグ回収用の吸引機構が接続されてもよい。

このように、本実施形態によれば、第２実施形態と同様に、下側金型１３０の交換を、小さな成形部１５０の取り付け及び取り外しにより行うことができ、作業者の負担を軽減できる。また、複数の成形部１５０を用意すれば足りるので、金型の保管スペースを小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。

以上、各実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した各実施形態では、中間部４０、１４０と成形部５０、１５０とを当接させて接続しているが、これに限定されず、例えば、中間部４０、１４０と成形部５０、１５０とが接続した際、両者間に隙間を形成させてもよい。また、爪部４３、１４３は、中間部４０、１４０に備えることに限定されず、下部フレーム１２（保持部１１２、下部タレット２０６）に形成されてもよい。この場合、中間部４０、１４０の側面に、爪部が入り込む受け溝が形成される。

Ｗ・・・板材
１０、２００・・・プレス機械
２０、１２０・・・上側金型（成形金型）
２１、１２１、２２１・・・ホルダ
３０、１３０・・・下側金型（成形金型）
４０、１４０・・・中間部
４２、１４２・・・中間ロッド
４３、１４３・・・爪部
４５、１４５・・・第２弾性部材
５０、１５０・・・成形部
５２、１５２・・・パンチ
５４、１５４・・・第１弾性部材
５５、１５５・・・ストリッパ
６０、１６０、２６０・・・下側駆動部（駆動部）
２０５・・・回転軸
２０６・・・下部タレット（タレット）
２１２・・・スイングプレート

Claims (9)

1. 板材を成形する成形金型であって、
   駆動部によって進退可能な中間ロッドを備える中間部と、前記中間部に対して接続及び離間が可能でありかつ接続時に前記中間ロッドの進退により移動して前記板材を成形するパンチを備える成形部と、を有し、
   前記成形部及び前記中間部は、前記中間ロッドの進退方向と交差する方向に相対的に移動させることにより両者の接続及び離間が可能に形成される、成形金型。
2. 板材を成形する成形金型であって、
   駆動部によって進退可能な中間ロッドを備える中間部と、前記中間部に対して接続及び離間が可能でありかつ接続時に前記中間ロッドの進退により移動して前記板材を成形するパンチを備える成形部と、を有し、
   前記成形部は、前記中間ロッドの進退により移動するとともに、前記パンチによって前記板材を成形した後に前記板材を前記パンチから引き離すストリッパを備える成形金型。
3. 前記成形部は、前記ストリッパに対して前記パンチの進行方向に弾性力を付与することにより前記板材を前記パンチから引き離す第１弾性部材を備える請求項２記載の成形金型。
4. 板材を成形する成形金型であって、
   駆動部によって進退可能な中間ロッドを備える中間部と、前記中間部に対して接続及び離間が可能でありかつ接続時に前記中間ロッドの進退により移動して前記板材を成形するパンチを備える成形部と、を有し、
   前記中間部は、側面から突出及び没入可能な複数の爪部を備え、
   前記爪部が突出することにより所定位置に保持されるとともに、前記爪部が没入することにより前記所定位置から取り外し可能となる成形金型。
5. 前記成形部及び前記中間部は、前記中間ロッドの進退方向と交差する方向に相対的に移動させることにより両者の接続及び離間が可能に形成される請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の成形金型。
6. 前記中間部は、前記中間ロッドが後退する方向に弾性力を付与する第２弾性部材を備える請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の成形金型。
7. 板材を成形する成形金型を備えるプレス機械であって、
   前記成形金型として、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の成形金型が用いられるとともに、前記中間ロッドを進退させる駆動部を備えるプレス機械。
8. 前記成形金型の前記中間部は、所定の回転軸まわりに回転可能なタレットに保持されるとともに、前記成形部は、前記タレットに取り外し可能に取り付けられるホルダに保持される請求項７記載のプレス機械。
9. 前記タレットは、前記回転軸から離れる方向に旋回可能なスイングプレートを備え、
   前記成形部を保持する前記ホルダは、前記スイングプレートに取り付けられる請求項８記載のプレス機械。
   

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