JPH04319097A - プレス加工機の型締め機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレス加工機、特に上
型，下型の金型の間に被加工材料をクランプして打ち抜
き，剪断加工を行うプレス加工機に適用する型締め機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】頭記のプレス加工機として、ポンチの駆
動手段，および被加工材料のクランプ手段として圧電ア
クチュエータを採用したプレス加工機が本発明と同一出
願人より特開平２−１２７９９７として本発明として既
に提案されて公知である。かかるプレス加工機は、油圧
シリンダ，エアシリンダなどのアクチュエータを組み込
んだ在来のプレス加工機と比べて動作の応答速度が格段
に速く、かつその運転制御も電気信号による指令で直接
行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、金型を開閉
する型締め機構に圧電アクチュエータを採用した前記提
案の構成では、型締めストロークが圧電アクチュエータ
自身のストローク変位量に依存する。しかも圧電アクチ
ュエータのストローク変位量は一般に数十μｍ程度しか
得られず、このために金型を開いた状態で行う被加工物
の挿入，取出しが困難となる。特に単抜き加工などで被
加工物にバリが発生した場合には、被加工物を取出す際
に金型にバリが引っ掛かるなどといったトラブルが起き
易く、このことがプレス加工工程の自動化を進める上で
の問題点となっている。

【０００４】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、電気信号による直接制御が可能で、しかも圧電
アクチュエータを採用したもの比べてより大きな型締め
ストロークが確保できるようにしたプレス加工機の型締
め機構を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、型締め機構として永久磁石の磁気吸引力
で可動金型を固定金型に引き寄せる型締め操作用の磁石
装置を金型に組み込んで構成するものとする。

【０００６】また、型開き動作を確実に行うために、可
動金型を開放位置に吸着保持する補助磁石装置を備える
ことができる。

【０００７】ここで、前記構成における磁石装置は永久
磁石および釈放コイルを備えたヨークとアーマチュアと
の組合わせから構成するものとし、かつ該磁石装置に対
して、永久磁石と逆極性の励磁コイルを巻装したバイパ
ス磁路、あるいは磁石装置の釈放時にアーマチュアをヨ
ークから強制離脱させる圧電アクチュエータを備えて構
成することもできる。

【０００８】さらに、型締め位置で被加工材料をより一
層確実にクランプするために、圧電アクチュエータで駆
動される楔キーを介して可動金型を材料クランプ位置に
ロックする鎖錠機構を備えて構成することもできる。

【０００９】

【作用】上記の構成で、型締め時には型締め操作用磁石
装置の永久磁石による磁気吸引力で金型を型締めして被
加工材料をプレス加工位置にクランプする。また、磁石
装置の釈放コイルを励磁すると永久磁石の磁束が釈放コ
イルの磁界で打ち消されクランプ状態が解除される。し
かも、磁石装置は圧電アクチュエータと比べて格段に大
きな作動ストローク（圧電アクチュエータのストローク
変位量がμｍオーダーであるのに対して、磁石装置では
ｍｍオーダーの作動ストロークが確保できる）が得られ
るので、これにより十分な型締めストロークが確保でき
、型を開いた状態で行う被加工材料の挿入，取出しが支
障なく行える。

【００１０】一方、補助磁石装置は型開き時に可動側金
型を開放位置に吸着保持して過渡的な振動の発生を防ぐ
ように働き、また、可動金型をクランプ位置にキーロッ
クする圧電アクチュエータ駆動式の鎖錠機構は、被加工
材料の加工時に金型のクランプ状態が弛むのを阻止する
ように機能する。しかも、これら各部品はいずれも電気
部品であり、電気信号の指令で直接動作制御できる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、図１は本発明の基本的な実施例の構成を示す
ものであり、図において、１は上ダイ２と組合わせた可
動側の上型（可動金型）、３は下ダイ４と組合わせてベ
ース５に取付けた固定側の下型（固定金型）、６，７は
上ダイ２，下ダイ４にそれぞれセットした上ポンチ，下
ポンチ、８は上型１のガイドポスト、９は復帰ばねであ
り、これらでプレス金型を構成している。また、上型１
の上部，下型３の下部には前記のポンチ６，７を駆動す
る圧電アクチュエータ１０，１１を備えている。

【００１２】さらに、被加工材料１２を上型１と下型３
との間にクランプするための型締め機構として次記のよ
うに構成した型締め操作用の磁石装置１３が組み込まれ
ている。この磁石装置１３は、磁路に永久磁石１４と釈
放用コイル１５を組み込んだヨーク１６と、アーマチュ
ア１７とからなり、ヨーク１６を含む磁石組立体が下型
３に、アーマチュア１７が上型１に互いに向かい合って
装着されている。

【００１３】かかる構成で、磁石装置１３の釈放コイル
１５が非励磁状態にあれば、永久磁石１４の磁気力によ
りアーマチュア１７が吸引され、該アーマチュアと一体
結合した上型１が復帰ばね９に抗して下型３へ引き寄せ
られて型締めする。これにより、前以て挿入した置いた
被加工材料１２が上ダイ２と下ダイ４との間に挟まれて
クランプされる。続いて圧電アクチュエータ１０，１１
を交互に作動してポンチ６，７を駆動し、被加工材料１
２を打ち抜きプレスした後に、磁石装置１４の釈放コイ
ル１５を通電して励磁すると、釈放コイルの生成磁界が
永久磁石１４の磁束を打ち消していままでアーマチュア
１７を吸引していた磁力が喪失し、上型１は復帰ばね９
のばね力で上昇移動し金型が開放するとともに、被加工
材料１２のクランプ状態も解除される。

【００１４】図２は本発明の応用実施例を示すものであ
り、図１で述べた金型の組立体がフレーム１８に組み込
まれており、さらに上型１の上面とフレーム１８との間
には先記した型締め操作用の磁石装置１３と同様な構造
の補助磁石装置１９が装備されている。この補助磁石装
置１９は金型を開いた状態で上型１を強制的にフレーム
１８側に吸着保持するものである。すなわち、図１のよ
うに復帰ばね９のばね力のみで型開きすると、可動側質
量の固有振動数の関係で生じた過渡振動が長く継続する
。そこで、図示のように補助磁石装置１９を設け、型開
き動作に合わせて磁石装置１９の釈放コイルの励磁を解
除すると、永久磁石の磁気力により上型１が強制的にフ
レーム１８に密着して固定されるのて、前記のようにな
過渡振動が瞬時停止に至る。

【００１５】次に前記した磁石装置１３，１９について
、いくつかの応用実施例を図３，図４，図５，図６に説
明する。まず、図３の実施例は型締め操作用の磁石装置
１３について、停電，保守点検時のように電源供給がな
い状態で金型を開放できるようにな対策を施したもので
あり、ヨーク１６の一部に永久磁石１４に対するバイパ
ス磁路１６ａを設けるととにも、ここに励磁により永久
磁石１４の磁束を打ち消すような磁界を生成する補助コ
イル２１が巻装されている。そして、この補助コイル２
１を常時励磁しておけば、永久磁石１４の磁束はバイパ
ス磁路２０で短絡されることはなく、図１で説明した通
りの動作を行う。一方、停電などで電源供給が喪失する
と、永久磁石１４の磁束がバイパス磁路２０を流れるよ
うになって磁石装置１３の吸着力，つまり型締め力が小
となるるので、手動でも金型を開くことができる。なお
、図中で２２は非磁性材のヨーク連結板である。

【００１６】図４の実施例は磁石装置を薄形構造とした
もので、ヨーク１６を横向け配置とし、かつ磁極端部を
Ｌ形に屈曲してアーマチュア１７に対向させたものであ
る。このような構造を採用することで、金型の形板が比
較的薄い場合でも磁石装置を金型内に組み込むことが可
能となる。

【００１７】また、図５，図６の実施例は、型開きの際
に磁石装置の釈放応答速度を早めるようにしたものであ
り、アーマチュア１７と対向するヨーク１６の一方の磁
極面に凹部を形成してここに圧電アクチュエータ２３で
突上げ駆動される作動子２４が装備されている。そして
、型開き時に釈放コイル１５の励磁にタイミングを合わ
せて圧電アクチュエータ２３を作動させると、作動子２
４が突出してアーマチュア１７を鎖線位置から実線位置
へ突き上げ、アーマチュア１７をヨーク１６の磁極面か
ら強制的に素早く切り離す。なお、図５ではアーマチュ
ア１７の傾きに伴うずれを吸収するために作動子２４に
転がりピン２５を設け、図６では作動子２４の端面を球
面としている。

【００１８】次に、金型を型締め位置にキーロックする
鎖錠機構を備えた実施例を図７に示す。すなわち、この
実施例では上型１の上面側に側面をテーパ面１ａとした
凹所１ｂが形成されており、かつこの凹所１ｂに対向し
てフレーム１８には、圧電アクチュエータ２６と、圧電
アクチュエータ２６の両端面に固定した楔キー１７とを
組合わせた鎖錠機構２８が設けてある。

【００１９】この鎖錠機構２８は次のように動作する。 まず、型開きの状態では圧電アクチュエータ２６が非通
電であって楔キー２７は後退しており、上型１を拘束し
ない。一方、型締めして被加工材料１２をクランプした
際に圧電アクチュエータ２６を作動させると、楔キー２
７が側方へ突出して凹所１ｂのテーパ面１ａに圧接し、
この位置で上型１をキーロックする。したがって、図１
で述べたように被加工材料１２を下金型側から下ポンチ
７で叩いた際に上型１を突き上げるような力が加わって
も、上型が後退して材料のクランプ状態が弛むことが阻
止される。なお、材料のプレス加工後に圧電アクチュエ
ータ２６を非通電に戻せば、楔キー２７が後退して上型
１の鎖錠が解除される。このような鎖錠機構２８を型締
め操作用磁石装置１３と組合わせて使用することにより
、磁石装置１３のみで所要の型締め力を加える場合と比
べて材料のクランプ動作がより一層確実になるほか、小
形容量の磁石装置１３でも対応できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によるプレス加工機の型締め機構
は以上説明したように構成されているので、次記の効果
を奏する。すなわち、型締め機構の駆動源として磁石装
置を採用したので、従来の圧電アクチュエータを用いた
方式と比べてより大きな型締めストローク，つまり十分
な型開き移動量が得られ、これにより金型内での被加工
材料の詰まりを防いで材料の挿入，取出しを安全，確実
に行うことができる。しかも、金型の開閉操作は圧電ア
クチュエータと同様に電気信号の指令で直接制御するこ
とができるので、特に圧電アクチュエータでポンチを駆
動して材料の打ち抜き，剪断加工を行うプレス加工機の
型締め機構として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の型締め機構を組み込んだプレス
加工機全体の構成断面図

【図２】本発明の応用実施例を示すプレス加工機全体の
構成断面図

【図３】図１に採用した磁石装置の応用実施例の構成図

【図４】磁石装置の別な応用実施例の構成図

【図５】磁
石装置の別な応用実施例の構成図

【図６】磁石装置の別
な応用実施例の構成図

【図７】図１の型締め機構に金型
鎖錠機構を組合わせた応用実施例の構成断面図

【符号の説明】

１　　　　上型（可動金型） ３　　　　下型（固定金型） １２　　　　被加工材料 １３　　　　型締め操作用磁石装置 １４　　　　永久磁石 １５　　　　釈放コイル １６　　　　ヨーク １７　　　　アーマチュア １９　　　　補助磁石装置 ２６　　　　圧電アクチュエータ ２７　　　　楔キー ２８　　　　鎖錠機構

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定金型と可動金型との間に被加工材料を
   クランプしてプレス加工を行うプレス加工機において、
   永久磁石の磁気吸引力で可動金型を固定金型に引き寄せ
   る型締め操作用の磁石装置を金型に組み込んだことを特
   徴とするプレス加工機の型締め機構。
2. 【請求項２】型開き時に可動金型を開放位置に吸着保持
   する補助磁石装置を備えたことを特徴とする請求項１記
   載のプレス加工機の型締め機構。
3. 【請求項３】請求項１，２記載の型締め機構において、
   磁石装置が、永久磁石および釈放コイルを備えたヨーク
   と、アーマチュアとの組合わせからなることを特徴とす
   るプレス加工機の型締め機構。
4. 【請求項４】請求項３記載の型締め機構において、磁石
   装置のヨークが、永久磁石と逆極性の励磁コイルを巻装
   したバイパス磁路を備えていることを特徴とするプレス
   加工機型締め機構。
5. 【請求項５】請求項３記載の型締め機構において、磁石
   装置が、釈放時にアーマチュアをヨークから強制離脱さ
   せる圧電アクチュエータを備えていることを特徴とする
   プレス加工機の型締め機構。
6. 【請求項６】型締め時に圧電アクチュエータで駆動され
   る楔キーを介して可動金型を材料クランプ位置にロック
   する鎖錠機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の
   プレス加工機の型締め機構。