JP6511996B2 - プレス機 - Google Patents

Description

本発明は、プレス機に関する。

従来、例えば特許文献１に記載されるように、プレス加工ラインにおける金型は、その上型がスライドに当接し、下型がボルスタプレート上に載置される。そして、金型を構成する部品の破損時や、生産する製品仕様の変更時等には、金型をスライドとボルスタプレートとの間から取り外して新しい金型に交換する必要がある。

一般に、プレス加工に用いられる金型を構成する上型と下型とは、ストリッパボルトによりつなげられ、上型はスプリングで持ち上げられている。こうした金型の交換時には、作業者は、ボルト頭部と上型との間にスペ−サを取り付け、手作業でボルトを回してスプリングの付勢力に抗して上型を押し下げることで、スライドと上型との隙間を確保してから金型の交換作業を行っていた。

特開２００９−２２６４３０号公報

しかし、このような従来の段取作業では、狭い金型スペースの中に手を挿入して、スプリングの付勢力に抗してボルトを締めるといった困難な作業を要する上、スペ−サを取り付ける工程が必要であり、段取作業に要する時間が過大となると言った問題が生じていた。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、自動的に上型とスライドとの隙間を確保することで段取の作業効率を向上させることが可能なプレス機を提供することにある。

本発明のプレス機は、スライドと、ボルスタプレートと、金型と、上側バーと、下側バーと、付勢部材と、ストッパ機構部と、を備える。スライドは、天地方向に上下動可能である。ボルスタプレートは、スライドの地側に対向して設けられる。金型は、稼働時にスライドに端面が接している上型、およびボルスタプレートに載置される下型、を有し、段取時に交換される。

上側バーは、上型に固定され、下型に対して上型が上下動可能に上型と下型とをつなぐ。下側バーは、上側バーに位置対応して上側バーと軸方向を一致させた状態で、ボルスタプレートに対して上下動可能にボルスタプレートを下方から貫通して設けられ、稼働時に上端がボルスタプレートを越えて下型にまで及ぶ。付勢部材は、下側バーの上端が上側バーの下端に当接するように下側バーを上方へ付勢する。ストッパ機構部は、金型の段取時に、下側バーの上端がボルスタプレート内に留まるように付勢部材による下側バーの押し上げを止める。

本発明の構成によれば、金型の稼働時には、付勢部材の付勢力により下側バーの上端と上側バーの下端とが当接した状態でスライドの上下動に追従して上側バーと下側バーとが連動する。金型の交換等の段取時には、ストッパ機構部により下側バーの押し上げが止められた状態でスライドが上昇することで、稼働時には当接していた上側バーの下端と下側バーの上端とが離間して上側バーの押し上げが解消されて、スライドと上型とが離間する。

スライドと上型とが離間し、両者間の隙間が確保されることにより、金型をボルスタプレートから引き抜くことができる状態となる。このように、本構成によれば、自動的に上型とスライドとの隙間を確保することができ、金型段取の作業効率を向上させることができる。

第１実施形態によるプレス機を模式的に示す正面断面図であり、スライド上昇時の状態を示す図。 第１実施形態によるプレス機を模式的に示す側面断面図であり、スライド上昇時の状態を示す図。 第１実施形態によるプレス機を模式的に示す正面断面図であり、スライド下降時の状態を示す図。 第１実施形態によるプレス機を模式的に示す正面断面図であり、段取時においてストッパが挿入された状態を示す図。 第１実施形態によるプレス機を模式的に示す正面断面図であり、段取時において図４に示す状態からスライドを上昇させた時の状態を示す図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〈第１実施形態〉
［構成］
本発明の第１実施形態の構成について、図１〜図５を参照しつつ説明する。図１に示すように、本実施形態のプレス機１は、スライド２、ボルスタプレート３、金型４、上側バー４０、および段取装置５等を備えている。プレス機１は、図１に示す上下方向を天地方向に一致させて設置され、打ち抜き方向が重力方向下向きの順送プレス機である。図１，図２，図５は、スライド２が上死点にある状態を示しており、図３，図４は、スライド２が下死点にある状態を示している。また、各図において後述する上側バー４０および下側バー２０のハッチングは省略する。

スライド２は、金型４の背面に垂直に配設される図示しない固定用プレートに取り付けられている。スライド２は、図示しないシャフトに外嵌されるカムに接続され、シャフトがモータ駆動により回転することで、上死点と下死点との間を上下に往復動するようになっている。ボルスタプレート３は板状部材であり、スライド２に対向して固定されている。

なお、ボルスタプレート３は、材料の送り方向であって図１における左右方向に連続しており、その上には図示しない複数の異なる金型が順に配置されている。各金型に対応するスライドは、シャフトに取り付けられる偏心カムによって加工時の降下タイミングがずらされており、各金型により曲げ加工や打ち抜き加工等順次所定のプレス加工が行われて、最終的に成形品が搬出されるようになっている。

スライド２とボルスタプレート３との間に設置される金型４は、上型４１および下型４２を有する。上型４１は、全体が略四角柱状をなす本体部４４と、スライド押さえブロック４５とを有する。スライド押さえブロック４５は、本体部４４より小さい略四角柱状をなし、本体部４４の上方略中央に本体部４４から上方に突出して設けられている。プレス加工を行う稼働時には、スライド押さえブロック４５の上面とスライド２の下面とが当接し、上型４１とスライド２とが一体に昇降する。

下型４２は、略四角柱状をなし、ボルスタプレート３上に載置固定される。上型４１および下型４２は上側バー４０により連結されている。上側バー４０は細長い円柱形状をなし、金型４の四隅に上方から挿入されて、上型４１に対してナット４６により固定されている。上側バー４０の外周は、上型４１に対しては図示しない周知のガイドブッシュを介して固定され、下型４２に対しては図示しないリニアモーションベアリングを介して摺動可能となっている。

次に、段取装置５について説明する。段取装置５は、上型４１とスライド２との隙間を自動的に確保することで段取を行うための装置である。段取装置５は、ボルスタプレート３の下方に配置され、複数の段取ユニット６により構成されている。本実施形態の段取ユニット６は、４つの上側バー４０に位置対応するように、４セット設けられている。各段取ユニット６はいずれも同じ構成であるため、１つの段取ユニット６について説明する。段取ユニット６は、ガイド部材１０、下側バー２０、ばね３０、ストッパ機構部５０、およびエアシリンダ６０等を有する。

ガイド部材１０は、外形が四角柱形状をなし、上底１１を有する外枠部１２と、蓋部１３とで構成されている。外枠部１２は、上底１１をボルスタプレート３の下面に当接させた状態で図示しないねじによりボルスタプレート３に固定される。外枠部１２と蓋部１３とで形成される収容空間内に、下側バー２０の一部およびばね３０が収容される。ばね３０は、その上端を下側バー２０の鍔部２２（詳細後述）に当接され、その下端を蓋部１３に当接される。外枠部１２の一側面側には、ストッパ５１挿入用の挿入孔１４が形成されている。

下側バー２０は、上側バー４０と略同一形状をなす棒状部２１と、棒状部２１の軸方向略中央に設けられる鍔部２２とで構成される。鍔部２２は、円柱形状をなし、その円中心を棒状部２１の軸に一致させて棒状部２１と一体に形成されている。下側バー２０は、棒状部２１が上側バー４０に位置対応するとともに上側バー４０と軸方向を一致させた状態で、ガイド部材１０内に摺動可能に取り付けられている。

棒状部２１において鍔部２２より上方部位は、ガイド部材１０の上底１１とボルスタプレート３を貫通しており、図１，図２に示すようにスライド２が上死点位置にある時には、棒状部２１の上端２３は下型４２内部まで達するようになっている。また、図３に示すように、スライド２が下死点位置にある時には、棒状部２１の上端２３はボルスタプレート３の内部に収まるようになっている。棒状部２１は、図示しないリニアモーションベアリングを介してボルスタプレート３に対して摺動可能となっている。

ガイド部材１０の収容空間内において、鍔部２２の下方には付勢部材としてのばね３０が配置される。このばね３０により、下側バー２０は上方に付勢されている。図１，図２に示すように、稼働時におけるスライド上昇時には、ばね３０による上方への付勢力によって、下側バー２０の上端２３が上側バー４０の下端４７を押し上げるように双方のバーが密着状態となり連動する。図３に示すように、スライド下降時には、スライド２の下方への押し付け力によって、双方のバーを下降させる。すなわち、稼働時には、常に上側バー４０の下端４７と下側バー２０の上端２３とが当接しており、スライド２の上下動に追従して、下型４２に対して上型４１および下側バー２０が相対的に上下動するようになっている。

ストッパ機構部５０は、ストッパ５１と、被係止部としての鍔部２２とを有して構成されている。ストッパ５１は、四角柱形状をなし、外枠部１２の挿入孔１４の側方に配置される。ストッパ５１は、エアシリンダ６０に接続され、エアシリンダ６０の駆動により、水平方向に移動可能となっている。エアシリンダ６０およびストッパ５１は、図示しないねじによりボルスタプレート３に吊り下げ固定されている。

図４，図５に示すように、段取時においてエアシリンダ６０が駆動されると、ストッパ５１は、ガイド部材１０の挿入孔１４からガイド部材１０の内部へ挿入される。挿入されたストッパ５１は、下側バー２０の鍔部２２の上方に係合し、ばね３０により上方へ付勢される鍔部２２を押さえる。これにより、ストッパ５１は、下側バー２０の上方への移動を止めるストッパ５１として機能する。

なお、図１，図３に示すように、ストッパ５１がガイド部材１０の側方に位置しており鍔部２２から離れて係止していない位置が、特許請求の範囲に記載の「第１位置」に相当する。また、図４，図５に示すように、ストッパ５１がガイド部材１０の内部に挿入されて鍔部２２と係止している位置が、特許請求の範囲に記載の「第２位置」に相当する。

さらに、プレス機１は、周知のＰＬＣで構成される図示しない制御部を有し、この制御部により、プレス加工時や段取時における、モータ作動、シャフトの回転およびスライド２の昇降作動、エアシリンダ６０の駆動等が制御される。

［作用］
次に、本発明の要部である段取装置５の作動および段取手順について説明する。金型４をボルスタプレート３から取り外す際には、図３に示すように、まず、スライド２を下死点まで下降させる。このとき、上型４１と下型４２との隙間はなく、金型４は製品を打ち抜く位置にある。次に、図４に示すように、エアシリンダ６０を駆動し、ストッパ５１をガイド部材１０の内部に挿入する。挿入されたストッパ５１は下側バー２０の鍔部２２に係合し、これ以上のばね３０の伸びが制限される。これにより、下側バー２０を介しての上側バー４０の押し上げが止められる。

次に、図５に示すように、スライド２を上死点まで上昇させる。その過程において、まず上側バー４０の下端４７と下側バー２０の上端２３とが離間し、上型４１は、下型４２に対して所定の隙間Ｃ１を有するまで上昇する。このとき、上側バー４０は下側バー２０と離間しており、上型４１には下側バー２０からの押し上げ力が作用しない。このため、さらにスライド２が上昇すると、上型４１はそれ以上は上昇せず、スライド２のみが上昇する。したがって、スライド２が上死点まで上昇した際には、スライド２の下端４７とスライド押さえブロック４５の上面とには、所定の隙間Ｃ２が形成される。

上型４１とスライド２との間に隙間Ｃ２が形成されることで、金型４の取り出しが可能となる。この状態で、図５に示す紙面後方側から金型４を引き抜く。例えば、引っ掛け部材を引き出し側から挿入して、金型４の背面に形成される図示しないフック状部材に引っ掛けて、金型４を後方へ引き抜く。

次いで、図示しない交換用金型を、上記取り外し手順の逆をたどって、ボルスタプレート３上の所定位置に配置する。すなわち、図５に示すように、交換用金型を紙面後方側から手前側へ挿入する。交換用金型は所定位置まで挿入されると、例えば金型４の下部に形成される図示しない爪がボルスタプレート３にロックされて固定される。次いで、図４に示すように、スライド２を下降させ、図３に示すようにストッパ５１を引き抜く。

このように、金型４の脱着において、ボルト締めなどの手作業は一切必要なく、段取作業が自動化される。

［効果］
例えば、従来の金型では、上型と下型とはストリッパボルトによりつなげられ、上型はスプリングで持ち上げられている。こうした金型の交換時には、まず作業者が手作業でボルトを回すことで、スプリングの付勢力に抗して上型を押し下げて、スライドと上型との隙間を確保するという手順が必要であった。

その点、本実施形態では、金型４内のスプリングが排除された構成となっており、上記手順の作動を、ストッパ５１の挿入およびスライド２の上昇という自動的な機械動作によって行うようにしている。これにより、作業時間が短縮され作業効率を向上させることができる。また、金型４内に手を挿入することもないため、段取時の安全性を向上させることができる。

さらに、ストッパ機構部５０は、鍔部２２と係止しない第１位置と鍔部２２と係止する第２位置とで水平方向に移動可能なストッパ５１と、下側バー２０に一体に形成される鍔部２２とで構成される。こうした簡易な構成により、プレス加工を行う稼働時と金型４の交換を行う段取時とで、下側バー２０と上側バー４０との連動の形態を容易に切り替えることができる。

〈他の実施形態〉
上記実施形態のストッパ５１は、四角柱形状としたが、その他の形状でも良い。例えば、平面視Ｕ字形状をなし、Ｕ字形状の凹部に下側バー２０の棒状部２１が嵌まるように構成しても良い。すなわち、ストッパ５１は、下側バー２０の鍔部２２に係合してばね３０の伸びを止めることで、スライド２の上昇動作に対して上側バー４０が連動しないようにストッパ５１として機能すれば良く、種々の形態を採用することができる。

上記実施形態の下側バー２０は、棒状部２１の軸方向略中央に鍔部２２を設ける形状としたが、棒状部２１の下端４７を鍔状に形成しても良い。ガイド部材１０内で下側バー２０が滑らかに摺動可能であり、ストッパ５１が係止する形態であれば良く、下側バー２０の鍔部２２の形状は種々の変形が可能である。また、ストッパ５１や鍔部２２の形状に応じて、ガイド部材１０の形状についても同様に上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

上記実施形態において、段取装置５は、４つの段取ユニット６で構成されるものとしたが、加工中および段取時の動作において金型４が安定しており、かつ上側バー４０に対応していれば良く、その数は４つに限られない。

上記実施形態において、スライド２の昇降機構は、カム機構でなくても良い。例えば、シャフトにコネクティングロッドを介して接続されるクランク駆動機構でも良い。また、これら機械式駆動の他、油圧式駆動により構成しても良い。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１ ・・・プレス機
２ ・・・スライド
３ ・・・ボルスタプレート
４ ・・・金型
５ ・・・段取装置
２０ ・・・下側バー
２２ ・・・鍔部（被係止部）
２３ ・・・下側バーの上端
３０ ・・・ばね（付勢部材）
４０ ・・・上側バー
４１ ・・・上型
４２ ・・・下型
４７ ・・・上側バーの下端
５０ ・・・ストッパ機構部
５１ ・・・ストッパ

Claims (3)

1. 天地方向に上下動可能なスライド（２）と、
   前記スライドの地側に対向して設けられるボルスタプレート（３）と、
   稼働時に前記スライドに端面が接している上型（４１）、および前記ボルスタプレートに載置される下型（４２）、を有し、段取時に交換される金型（４）と、
   前記上型に固定され、前記下型に対して前記上型が上下動可能に前記上型と前記下型とをつなぐ上側バー（４０）と、
   前記上側バーに位置対応して前記上側バーと軸方向を一致させた状態で、前記ボルスタプレートに対して上下動可能に前記ボルスタプレートを下方から貫通して設けられ、稼働時に上端（２３）が前記ボルスタプレートを越えて前記下型にまで及ぶ下側バー（２０）と、
   前記下側バーの上端が前記上側バーの下端（４７）に当接するように前記下側バーを上方へ付勢する付勢部材（３０）と、
   前記金型の段取時に、前記下側バーの上端が前記ボルスタプレート内に留まるように前記付勢部材による前記下側バーの押し上げを止めるストッパ機構部（５０）と、
   を備えることを特徴とするプレス機。
2. 前記ストッパ機構部は、
   前記下側バーに形成される被係止部（２２）と、
   前記被係止部から離れている第１位置と、前記被係止部に係止して前記下側バーの押し上げが止められる第２位置とに移動可能なストッパ（５１）と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のプレス機。
3. 前記下側バーは、
   棒状部（２１）と、
   前記棒状部と一体に形成され、前記金型の段取時には前記被係止部として機能する鍔部（２２）と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載のプレス機。

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