JPH10272522A - 回転金型の自動クランプ・アンクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローラ交換の必要がなく騒音も少ない回転金
型の自動クランプ・アンクランプ装置の提供。 【解決手段】 ハウジング１０と、ノックアウト棒２０
と、主軸３０と、金型受けリング４０と、センタガイド
５０と、ロックアーム６０と、ロックリング７０と、ブ
ラケットリング８０と、シリンダ９０と、ロックリング
７０を金型１側に常時付勢するスプリング１００と、シ
リンダ９０が引き込まれる時にロックリング７０に当た
ってロックリング７０を金型１から離れる方向に移動さ
せる、ブラケットリング８０に付設された爪１１０と、
からなる回転金型の自動クランプ・アンクランプ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転金型を自動的
にクランプ・アンクランプする装置に関し、たとえば、
コールドスプリング機や旋削用の回転金型クランプ・ア
ンクランプ装置に利用される。

【０００２】

【従来の技術】コールドスプリング機などにおいては、
素材ワーク（たとえば、平板）を成形したい形状を有す
る回転金型に保持し、ワークを回転金型とともに回転さ
せつつ、フリーローラをワークに押し付け、ワークを回
転金型に沿った形状に塑性加工する（図２の符号２はワ
ークを示す）。回転金型は、成形機（たとえば、コール
ドスプリング機）の回転駆動される主軸に取付けられ
る。ワークの成形形状を変えるときには、成形機の運転
を停止させ、金型を別の金型に交換する。この金型交換
を自動化するために、本出願人は、特開平３−５２７２
８号公報において、つぎの回転金型クランプ・アンクラ
ンプ装置を提案した。その回転金型の自動クランプ・ア
ンクランプ装置は、図２に示すように、回転を固定され
たハウジング１０と；ハウジングを軸方向に挿通して延
びており、回転を固定され軸方向にのみハウジングに対
して相対的に移動可能なノックアウト棒２０と；ハウジ
ングとノックアウト棒との間に回転可能に配置された主
軸３０と；主軸と同心にかつ主軸とともに回転するよう
に主軸の先端に固定され、クランプされる金型からの軸
方向力を受けて主軸で支えるようにする金型受けリング
４０と；金型受けリングに同心にかつ軸方向に移動可能
に支持され、主軸から離れる方向にスプリング５１付勢
されており、クランプされる金型とテーパ面１ｃ係合す
るテーパコーン５２を有し、クランプされる金型が主軸
に向かって押されたときに該金型をテーパコーンを利用
してセンタリングし金型受けリングを介して最終的に主
軸に対してセンタリングするセンタガイド５０と；金型
受けリングに揺動可能に支持され、揺動の開き側にスプ
リング６１付勢されており、揺動の閉じ側に回動された
ときにクランプされる金型のフランジ部１ａ低角度面１
ｄに係合してクランプされる金型を金型受けリングを介
して主軸に圧接保持する爪部６２を有する、ロックアー
ム６０と；金型受けリングに軸方向に移動可能に支持さ
れ、ロックアームにカム６３係合されてロックアームを
開閉するロックリング７０と；ローラ８１を介してロッ
クリングに係合された、軸方向に移動可能なブラケット
リング８０と；ハウジングに支持され、ブラケットリン
グを軸方向に駆動してブラケットリング、ロックリング
を介してロックアームを開閉するシリンダ９０と；から
構成されていた。

【０００３】上記装置において、金型を主軸に装着する
場合は、金型をまずセンタガイドに押し付ける。センタ
ガイドはそのテーパコーンを利用して金型を自分自身に
対してセンタリングするが、センタリングガイドは金型
受けリングを介して主軸と同心となっているので、金型
は主軸に対してセンタリングされる。続いてシリンダを
作動させ、ブラケットリングを金型方向に移動させ、ロ
ックリングを金型方向に移動させる。ロックリングはロ
ックアームを閉じ側に回動させ、ロックアームは金型の
フランジ部低角度面に係合して、金型を、金型受けリン
グを介して主軸に押圧、保持する。金型を主軸から外す
ときは、金型交換機のガイドリングが金型中心穴に挿入
され、シリンダを上記と反対側に作動させてブラケット
リングを金型から離れる方向に移動させ、ロックリング
を金型から離れる方向に動かす。ロックアームのロック
が解除されてロックアームはスプリング付勢によって開
き側に回動し、ロックアームは金型のフランジ部低角度
面から外れ、金型は取外し自在となる。このとき金型は
金型交換機のガイドリングによって支持される。以上の
金型交換においては、センタリング、主軸への着脱、保
持は、自動で行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来回
転金型クランプ・アンクランプ装置には、つぎの問題が
あることが判明した。 ローラ８１の寿命が短い。 ローラ８１の交換を実施するとき、当該装置を本体
より外してローラ交換するため、多大の工数を要する。 金型回転中の、ローラ８１の回転が高速（約４６０
０ｒｐｍ）のため、騒音が極めて大きい。 本発明の課題は、ローラ交換を必要としない、かつロー
ラの騒音を無くすことができる回転金型クランプ・アン
クランプ装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の回転金型クランプ・アンクランプ装置は、図１に示
すように（ただし、図１中、図２に準じる部材には、図
２の部材と同じ符号を付してある）、回転を固定された
ハウジング１０と；ハウジングを軸方向に挿通して延び
ており、回転を固定され軸方向にのみハウジングに対し
て相対的に移動可能なノックアウト棒２０と；ハウジン
グとノックアウト棒との間に回転可能に配置された主軸
３０と；主軸と同心にかつ主軸とともに回転するように
主軸の先端に固定され、クランプされる金型からの軸方
向力を受けて主軸で支えるようにする金型受けリング４
０と；金型受けリングに同心にかつ軸方向に移動可能に
支持され、主軸から離れる方向にスプリング付勢（５０
はスプリングを示す）されており、クランプされる金型
とテーパ面係合する（１ｃはテーパ面を示す）テーパコ
ーン５２を有し、クランプされる金型が主軸に向かって
押されたときに該金型をテーパコーンを利用してセンタ
リングし金型受けリングを介して最終的に主軸に対して
センタリングするセンタガイド５０と；金型受けリング
に揺動可能に支持され、揺動の開き側にスプリング付勢
されており（６１はスプリングを示す）、揺動の閉じ側
に回動されたときにクランプされる金型のフランジ部低
角度面（１ａはフランジ部を示し、１ｄは低角度面を示
す）に係合してクランプされる金型を金型受けリングを
介して主軸に圧接保持する爪部６２を有する、ロックア
ーム６０と；金型受けリングに軸方向に移動可能に支持
され、ロックアームにカム係合されて（６３はカムを示
す）ロックアームを開閉するロックリング７０と；金型
受けリングとロックリングとの間に設けられ、ロックリ
ングを金型側に付勢するスプリング１００と；軸方向に
移動可能であり、金型回転時はロックリングから離れて
おり、金型から離れる方向に移動された時にロックリン
グに係合してロックリングを金型から離れる方向に移動
させるブラケットリング８０と；ハウジングに支持さ
れ、ブラケットリングを軸方向に駆動するシリンダ９０
と；からなる。

【０００６】上記装置において、金型を主軸に装着する
場合は、金型をまずセンタガイドに押し付ける。センタ
ガイドはそのテーパコーンを利用して金型を自分自身に
対してセンタリングするが、センタリングガイドは金型
受けリングを介して主軸と同心となっているので、金型
は主軸に対してセンタリングされる。続いてシリンダを
作動させ、ブラケットリングを金型方向に移動させてロ
ックリングから離す。ロックリングはスプリング１００
の付勢によって自動的に金型方向に移動する。このと
き、ロックリングはロックアームを閉じ側に回動させ、
ロックアームは金型のフランジ部低角度面に係合して、
金型を、金型受けリングを介して主軸に押圧、保持す
る。金型を主軸から外すときは、金型交換機のガイドリ
ングが金型中心穴に挿入され、シリンダを上記と反対側
に作動させてブラケットリングを金型から離れる方向に
移動させ、ロックリングと係合させてロックリングをス
プリング１００の付勢力に抗して金型から離れる方向に
動かす。ロックアームのロックリングによるロックが解
除されてロックアームはスプリング６１の付勢によって
開き側に回動し、ロックアームは金型のフランジ部低角
度面から外れ、金型は取外し自在となる。このとき金型
は金型交換機のガイドリングによって支持される。以上
の金型交換においては、センタリング、主軸への着脱、
保持は、自動で行われる。図１と図２との比較から容易
にわかるように、本発明の装置では、従来装置にあった
ローラ８１が廃止されており、スプリング１００による
ロックリング７０の金型側への移動により金型をクラン
プする方式とした。アンクランプは従来と同様シリンダ
９０を使用する。ローラ８１の廃止により、ローラ８１
の交換と保守が必要でなくなり、かつ回転摺動部が無く
なったため騒音が大幅に低減する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明実施例の回転金型ク
ランプ・アンクランプ装置を示している。ただし、従来
に準じる部分には図１の部材番号と同じ符号を付してあ
る。本発明実施例の回転金型クランプ・アンクランプ装
置は、総じて、ハウジング１０と、ノックアウト棒２０
と、主軸３０と、金型受けリング４０と、センタガイド
５０と、ロックアーム６０と、ロックリング７０と、ブ
ラケットリング８０と、シリンダ９０と、スプリング１
００と、からなる。図中１は、クランプされるべき金型
を示す。ただし、金型１は自動クランプ・アンクランプ
装置の構成部品ではない。金型１は自動クランプ・アン
クランプ装置によって成形機（たとえばコールドスピニ
ング機）にじどぷ装着され、金型１と金型に沿って移動
するフリーローラ（図示せず）との間でワーク（図２の
符号２の部材）が成形される。

【０００８】ハウジング１０は、回転方向に静止された
部材からなり、成形機の一部を構成している。ノックア
ウト棒２０は、ハウジング１０を軸方向に挿通して延び
ている。ノックアウト棒２０は、回転方向には静止され
ているが、軸方向にはハウジング１０に対して相対的に
移動可能である。ノックアウト棒２０は、金型１がクラ
ンプされた状態において、金型１の中心穴に延びてお
り、ワーク成形後ハウジング１０に対してさらに突出す
る方向に移動されてワークを押してワークを金型１から
離脱させる。ノックアウト棒２０はにはノックアウトヘ
ッド２１が固定されている。ノックアウトヘッド２１の
外周面と金型１の中心穴内周面との間には隙間があり、
この隙間の存在によって金型１はセンタガイド５０によ
ってセンタリング可能となっている。このノックアウト
棒２０も成形機の一部を構成している。

【０００９】ハウジング１０とノックアウト棒２０との
間のスペースには、ハウジング１０およびノックアウト
棒２０と同心状にかつ回転可能に主軸３０が配設され
る。主軸３０とノックアウト棒２０との間にはベアリン
グ３１が設けられ、主軸３０のノックアウト棒２０に対
する相対回転を円滑にしている。主軸３０も成形機の一
部を構成している。金型受けリング４０は、主軸３０に
インロー４２によって同心とされ主軸３０の先端に固定
され、主軸３０と一体に回転する。金型受けリング４０
は、金型１がクランプされたときに金型１のフランジ部
１ａの端面１ｂからの軸方向力を受け、主軸３０で支え
るようにする。金型受けリング４０は、半径方向外側に
向かって延びる複数対の腕４１を有する。

【００１０】センタガイド５０は、金型受けリング４０
に軸方向に摺動可能にかつ摺動部５３によって金型受け
リング４０に同心に支持される。センタガイド５０は、
金型受けリング４０に対し主軸から離れる方向にスプリ
ング５１によってスプリング付勢されている。センタガ
イド５０は、金型１に近い側の先端部にテーパコーン５
２を有し、テーパコーン５２が金型１に形成されたテー
パ部１ｃとテーパ魔縁係合して、金型１が主軸３０方向
に押されたとき、クランプされる金型１を金型受けリン
グ４０を介して主軸３０に同心状にセンタリング（同心
出し）する。このセンタリングを可能とするために、セ
ンタガイド５０の内周面とノックアウト棒２０の外周面
との間には隙間が設けられている。

【００１１】ロックアーム６０は、金型受けリング４０
に軸方向面内に揺動可能に支持されている。さらに詳し
くは、金型受けリング４０の各対の腕４１にさせわたし
た支持軸６４に回転可能に支持されている。ロックアー
ム６０は望ましくは周方向に４箇所配置される。ロック
アーム６０は、揺動の開き側（アンクランプ側）にスプ
リング６１によってスプリング付勢されている。ロック
アーム６０は、揺動の閉じ側（クランプ側）に、スプリ
ング６１の付勢に抗して強制的に回動されたときに、ク
ランプされる金型１のフランジ部１ａの背面の低角度面
１ｄ（約５°の傾斜がつけられている）に係合して、ク
ランプされる金型１を、金型受けリング４０を介して主
軸３０に圧接する爪部６２を有する。ロックアーム６０
の外面側（揺動軸から遠い側）には、若干外側に向かっ
て突出するカム部６３が形成されている。

【００１２】ロックリング７０は、金型受けリング４０
に軸方向に移動可能に支持されており、内周側で、ロッ
クアーム６０のカム部６３と摺動可能にカム係合してい
る。ロックリング７０の金型１に近づく方向への軸方向
移動によって、ロックアーム６０は閉じ側に強制的に回
動される。また、ロックリング７０が金型１から離れる
方向に移動されると、ロックアーム６０はスプリング６
１によって開き側に回動される。金型受けリング４０、
センタガイド５０、ロックアーム６０、ロックリング７
０は、主軸３０、金型１とともに回転される部材であ
る。

【００１３】スプリング１００は、ロックリング７０と
金型受けリング４０との間に介装され、軸方向に延び、
複数設けられる。スプリング１００は、ロックリング７
０を金型受けリング４０から離れる方向に、したがって
金型１に近づく方向に、常時、スプリング付勢する。ロ
ックリング７０の金型１に近づく方向への軸方向移動
は、スプリング１００によって行われる。

【００１４】シリンダ９０（油圧シリンダが望ましい）
は、ハウジング１０に支持され、シリンダ９０のロッド
はブラケットリング８０に連結されている。シリンダ９
０の伸縮によってブラケットリング８０は軸方向に駆動
される。金型回転時は、ブラケットリング８０が金型１
に近づく方向に移動されていて、ブラケットリング８０
に付設されている爪１１０がロックリング７０から離れ
た状態にあり、ロックリング７０はスプリング１００で
前方に付勢されてロークアーム６０を閉じた状態にあ
る。したがって、ロックリング７０はブラケットリング
８０および爪１１０と当たることなく、自由に回転す
る。金型交換時は、シリンダ９０がロッド引込み側に作
動しており、ブラケットリング８０が金型１から離れる
方向に移動されていて、ブラケットリング８０に付設さ
れている爪１１０がロックリング７０に係合し、ロック
リング７０はスプリング１００の付勢力に抗して金型１
から離れる方向に移動された状態にあり、ロークアーム
６０は開いた状態にある。ブラケットリング８０、爪１
１０、シリンダ９０は、ハウジング１０とともに、回転
方向には静止された部材である。１１１は、爪１１０に
付設されたセンサーで、爪１１０とロックリング７０と
の間の隙間を監視する。

【００１５】つぎに、金型１をクランプ・アンクランプ
する作動を説明する。まず、クランプするときには、装
着すべき金型１を、金型１の中心穴にノックアウト棒２
０のノックアウトヘッド２１が入るようにしてノックア
ウト棒２０に遊嵌支持し、かつ主軸３０方向に向かって
センタガイド５０に押しつける。センタガイド５０はス
プリング５１によって金型１方向に付勢されているか
ら、金型１はまずセンタガイド５０に押し付けられ、ス
プリング５１を撓ませながらさらに押すと金型１は金型
受けリング４０に当たり、押し力は金型受けリング４０
を介して主軸３０で受けられる。金型１がセンタガイド
５１を押し付けていくときに、金型１は主軸３０に対し
てセンタリングされる。続いてシリンダ９０を作動させ
てブラケットリング８０を金型１側に移動させ、爪１１
０をロックリング７０から離す。ロックリング７０はス
プリング１００によって金型側に付勢されているから、
ロックリング７０はスプリング１００の付勢力によって
金型１側に移動し、ロックアーム６０をスプリング６１
の付勢力に抗して閉じ側に強制的に回動させる。ロック
アーム６０の爪部６２はクランプすべき金型１のフラン
ジ部１ａの低角度面１ｄに係合し、金型１を金型受けリ
ング４０を介して主軸３０に圧接、保持する。

【００１６】金型交換時のように金型１をアンクランプ
するときには、金型交換機のガイドリングが金型１の中
心穴に挿入され、金型受けリング４０を介して主軸３０
に圧接して、シリンダ９０をクランプ時と反対側に作動
させ、ブラケットリング８０を金型１から離れる方向に
移動させる。ブラケットリング８０の移動によって、爪
１１０がロックリング７０に当たり、ロックリング７０
をスプリング１００の付勢力に抗して金型１から離れる
方向に強制的に移動させ、ロックアーム６０のロックを
解除する。ロックアーム６０はスプリング６１によって
開き側に常時付勢されているので、スプリング６１の付
勢によって開き、ロックアーム６０の爪部６２と金型１
のフランジ部１ａの背面の低角度面１ｄとの係合が外
れ、金型１は自由となり、取外し可能となる。図示しな
い金型交換機が接近してきて外すべき金型１を外す。

【００１７】本発明装置には、従来装置（図２）にあっ
たローラ８１が存在しない。したがって、ローラ８１の
摩耗、寿命の問題が無くなる。また、金型１回転時に従
来生じていたローラの騒音が無くなる。従来はシリンダ
９０の前方への動きをローラ８１を介してロックリング
７０に伝達していたが、本発明装置ではスプリング１０
０の付勢力によってロックリング７０を金型側に動か
す。ロックリング７０の金型１から離れる側への動き
は、シリンダ９０の引込みを爪１１０を介してロックリ
ング７０に伝えることにより行う。金型回転時、センサ
ー１１１により爪１１０とロックリング７０との間の隙
間を監視し、干渉が生じないことを確認する。

【００１８】

【発明の効果】本発明の回転金型の自動クランプ・アン
クランプ装置によれば、従来存在したローラを廃止した
ので、ローラの交換の必要がなく、かつ高速回転時ロー
ラから発生していた騒音もなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る回転金型の自動クラン
プ・アンクランプ装置の断面図である。

【図２】従来の回転金型の自動クランプ・アンクランプ
装置の断面図である。

【符号の説明】

１０ ハウジング ２０ ノックアウト棒 ３０ 主軸 ４０ 金型受けリング ５０ センタガイド ６０ ロックアーム ７０ ロックリング ８０ ブラケットリング ９０ シリンダ １００ スプリング １１０ 爪 １１１ センサー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転を固定されたハウジングと；ハウジ
   ングを軸方向に挿通して延びており、回転を固定され軸
   方向にのみハウジングに対して相対的に移動可能なノッ
   クアウト棒と；ハウジングとノックアウト棒との間に回
   転可能に配置された主軸と；主軸と同心にかつ主軸とと
   もに回転するように主軸の先端に固定され、クランプさ
   れる金型からの軸方向力を受けて主軸で支えるようにす
   る金型受けリングと；金型受けリングに同心にかつ軸方
   向に移動可能に支持され、主軸から離れる方向にスプリ
   ング付勢されており、クランプされる金型とテーパ面係
   合するテーパコーンを有し、クランプされる金型が主軸
   に向かって押されたときに該金型をテーパコーンを利用
   してセンタリングし金型受けリングを介して最終的に主
   軸に対してセンタリングするセンタガイドと；金型受け
   リングに揺動可能に支持され、揺動の開き側にスプリン
   グ付勢されており、揺動の閉じ側に回動されたときにク
   ランプされる金型のフランジ部低角度面に係合してクラ
   ンプされる金型を金型受けリングを介して主軸に圧接保
   持する爪部を有する、ロックアームと；金型受けリング
   に軸方向に移動可能に支持され、ロックアームにカム係
   合されてロックアームを開閉するロックリングと；金型
   受けリングとロックリングとの間に設けられ、ロックリ
   ングを金型側に付勢するスプリングと；軸方向に移動可
   能であり、金型回転時はロックリングから離れており、
   金型から離れる方向に移動された時にロックリングに係
   合してロックリングを金型から離れる方向に移動させる
   ブラケットリングと；ハウジングに支持され、ブラケッ
   トリングを軸方向に駆動するシリンダと；からなる回転
   金型の自動クランプ・アンクランプ装置。