JPH11300555A - カートリッジ式パンチプレス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パンチ中心とタップ等の回転加工工具による
加工位置とを一致させることができ、かつ回転加工工具
の数を多くすることができるものとする。 【解決手段】 金型５，６を搭載したカートリッジ７，
８が装填されてパンチ加工を行う加工手段２と、カート
リッジ交換手段４とを備える。カートリッジ７，８に回
転加工工具３８，３９を搭載し、加工手段であるプレス
機本体２は、回転加工工具３８，３９を用いて加工を行
う機能を有するものとする。プレス機本体２は、カート
リッジ７，８を移動させるカートリッジ連結移動手段１
２を備える。このカートリッジ連結移動手段１２に、回
転加工工具３８の回転の駆動を行う駆動源５０を搭載す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、タッピング装置
等の回転加工工具を備えたカートリッジ式パンチプレス
に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】パンチプ
レスによる加工の応用範囲を広げるため、パンチプレス
にタッピング装置を取付けることがある。従来のタレッ
ト式のパンチプレスでは、図１０に一例を示すように、
プレスフレーム１０１の側面に多軸（または単軸）のタ
ッピング装置１０２を取付け、パンチ加工とタッピング
との複合加工を行っている。

【０００３】しかし、同図のタッピング装置１０２の配
置では、パンチ中心位置Ｏ１とタッピング位置Ｏ２とに
大きな（数百ミリの）オフセット量Ｌがあるため、タッ
ピング可能な範囲が制限される欠点を持つ。すなわち、
テーブル１０３上の板材ワークＷは、ワークホルダ１０
４で把持されて前後左右に送られるが、前記オフセット
量Ｌのため、ワークホルダ１０４の移動による横方向
（Ｘ軸方向）の送り可能な範囲が、タッピング位置Ｏ２
に十分に対応できない。また従来、タレット内にタッピ
ング装置を備えたパンチプレスも存在するが、このタイ
プのものは、一つのタップが一つの金型ステーションを
占有するため、装備可能なタップの数が少ないという欠
点を持つ。

【０００４】この発明の目的は、パンチ中心とタップ等
の回転加工工具による加工位置とを一致させることがで
き、かつ回転加工工具の数を多くすることができるカー
トリッジ式パンチプレスを提供することである。この発
明の他の目的は、回転加工工具の回転駆動系の構成を簡
素化することである。この発明のさらに他の目的は、回
転金型と回転加工工具の両方を備える場合に、両者の回
転駆動系の構成を簡素化することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のカートリッジ
式パンチプレスは、金型を搭載したカートリッジが装填
されてパンチ加工を行う加工手段と、前記カートリッジ
を交換するカートリッジ交換手段とを備えたパンチプレ
スであって、前記カートリッジに回転加工工具を搭載
し、前記加工手段に前記回転加工工具を用いて加工を行
う機能を備えたものである。回転加工工具は、工具の回
転を利用して加工を行う工具であり、例えばタップやリ
ーマ等である。このパンチプレスによると、カートリッ
ジに金型および回転加工工具を搭載して加工を行うた
め、パンチ中心位置と回転加工工具による加工中心位置
とを一致させることができる。このため、回転加工工具
による加工範囲が限定されず、また加工プログラムの作
成も容易になる。回転加工工具はカートリッジに搭載
し、カートリッジごと交換して使用されるため、カート
リッジ数を増やすことで、回転加工工具の本数を自由に
増やすことができる。また、カートリッジ交換手段を備
え、カートリッジごと交換することができるため、折損
した回転加工工具の交換や、異なる径の回転加工工具の
使用が容易になる。回転加工工具専用の自動工具交換装
置も不要となる。この発明において、前記加工手段は、
カートリッジと連結されてカートリッジを移動させるカ
ートリッジ連結移動手段を備えたものとし、このカート
リッジ連結手段に、前記回転加工工具の回転の駆動を行
う駆動源を搭載しても良い。このように、カートリッジ
に連結されてカートリッジを移動させるカートリッジ連
結移動手段に回転加工工具の回転駆動駆動源を搭載した
場合、駆動源から回転加工工具への回転伝達系が簡素な
構成で済む。

【０００６】また、この発明において、前記カートリッ
ジに、回転金型を設け、前記回転加工工具の回転と回転
金型の回転とを同一の駆動源にて行うようにしても良
い。回転金型は、同じ形であって、角度が異なるパンチ
孔を明けるために設けられた金型のことである。換言す
れば、回転金型は、回転割出により方向を変えた状態で
パンチ加工に用いられて、様々な方向のパンチ加工が行
える金型のことである。このように、回転金型の回転に
用いる駆動源を利用して回転加工工具の回転を行うよう
にすると、回転加工工具に専用の駆動源を設ける必要が
なく、これに伴い、カートリッジおよびその周辺の構造
を簡略化できる。特に、カートリッジ連結移動手段に前
記駆動源を搭載する場合は、非常に簡素な構成で回転金
型の回転と回転加工工具の回転とを行うことができる。
このように、回転加工工具の回転と回転金型の回転とを
同一の駆動源で行う構成とした場合に、前記駆動源から
回転加工工具への回転伝達系と、前記駆動源から回転金
型への回転伝達系とに、互いに減速比の異なる減速手段
を設けても良い。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共
に説明する。このパンチプレス機１は、加工手段である
プレス機本体２と、金型マガジン３と、カートリッジ交
換手段４とで構成される。プレス機本体２には、上下一
対のカートリッジ７，８がカートリッジ連結移動手段１
２の駆動で進退可能に設置され、パンチおよびダイとな
る上下の金型５，金型６は、各々複数ずつ上側のカート
リッジ７および下側のカートリッジ８に設置される。前
記パンチ金型５およびダイ金型６のうち、一部のもの
が、回転金型５Ａ，６Ａとされ、またカートリッジ７，
８の一部に、金型に代えて上下の回転加工工具３８，３
９が設置される。回転金型５Ａ，６Ａおよび回転加工工
具３８，３９を回転させる工具回転手段４０，４１は、
後に説明するように、カートリッジ連結移動手段１２と
カートリッジ７，８とに渡って設けられている。

【０００８】プレス機本体２は、フレーム９の両側に延
びるテーブル１０上で板材のワークＷをワーク移動手段
１１により一方向（横方向Ｘ）に移動させ、これと直交
する方向（前後方向Ｙ）に、上下の金型５，６をカート
リッジ連結移動手段１２により移動させて位置決めし、
前後方向Ｙに移動可能なパンチ駆動ヘッド１３によりパ
ンチ金型５を叩いてパンチ加工を行うものである。ワー
ク移動手段１１は、テーブル１０上のワークＷの一端を
把持する複数のワークホルダ１３をキャリッジ１７に設
け、キャリッジ１７を一方向Ｘに進退させる案内および
駆動手段（図示せず）を設けたものである。金型マガジ
ン３は、個々の上下のカートリッジ７，８を対として収
納するカートリッジ格納部３ａを配列したものであり、
テーブル１０に沿って設置されている。一端のカートリ
ッジ格納部３ｂは、段取り専用のカートリッジとされて
いる。カートリッジ交換手段４は、台車１９に上下のカ
ートリッジ７，８を載せ、プレス機本体２と金型マガジ
ン３の任意のカートリッジ格納部３ａ，３ｂとの間で金
型交換を行うものである。台車１９は、金型マガジン３
に沿って設置されたレール２０上を走行する。

【０００９】図２および図３に示すように、プレス機本
体２のフレーム９は、側面形状がロ字状に設けられて前
後に延びる形状をしており、上フレーム部と、下フレー
ム部と、前後端のコラム部とで構成される。上下のフレ
ーム部間の開口部分２１の前部に対応してテーブル１０
が配置され、前記開口部分２１の後方に対応してカート
リッジ交換手段４が設けられる。カートリッジ７，８
は、平面形状が矩形状に形成されて複数の金型収容孔が
前後左右に並べて形成されたものである。上側のカート
リッジ７には、各金型収容孔にパンチ金型５が昇降自在
にかつばね部材による上昇復帰状態に収容され、下側の
カートリッジ８にはダイ金型６が固定状態に収容され
る。

【００１０】パンチ駆動ヘッド１３は、図２に示すよう
に、ヘッド移動手段１５により、前後方向Ｙに移動可能
なように、フレーム９の上フレーム部に設置されてい
る。パンチ駆動ヘッド１３は、図８に模式図で示すよう
に、パンチ駆動部２３と、ラムセレクタ２４とを備え、
上カートリッジ７の任意の列のパンチ金型５を駆動可能
とされている。パンチ駆動部２３は、油圧式のものであ
っても、機械式のものであっても良いが、この例では、
パンチ駆動源となるサーボモータ２５の駆動により、偏
心カムからなるクランク式の回転・直線往復動の運動変
換機構２６を介して、ラム２７をストローク速度可変に
昇降駆動するものとしてある。

【００１１】ラムセレクタ２４は、図９に一例を示すよ
うに、個々の列のパンチ金型５を叩く複数本（図示の例
では３本）の個別ラム２８を、可動のラム選択部材２９
を介して、上方の１本のラム２７で駆動するものであ
る。ラム選択部材２９は、個別ラム２８の頭部が進入可
能な開口２９ａを種々設けたものであり、希望の個別ラ
ム２８に開口２９ａを対応させられるように、選択駆動
源２４Ａの駆動で進退移動または回転移動可能とされて
いる。このラム選択部材２９の開口２９ａに対応しない
個別ラム２８のみが、ラム２７の駆動で下方に駆動さ
れ、その個別ラム２８に対応するパンチ金型５がパンチ
駆動される。

【００１２】図４（Ａ）に示すように、カートリッジ連
結移動手段１２は、上カートリッジ移動手段１２Ａおよ
び下カートリッジ移動手段１２Ｂにより構成される。上
側のカートリッジ７は、左右一対の共通の上カートリッ
ジレール３０に前後方向Ｙに進退自在に設置され、かつ
下側のカートリッジ８は、左右一対の共通の下カートリ
ッジレール３１に前後方向Ｙに進退自在に設置される。
これら上下のカートリッジレール３０，３１は、プレス
フレーム９（図１）に設置したものである。上カートリ
ッジ移動手段１２Ａおよび下カートリッジ移動手段１２
Ｂは、このように設置された上側のカートリッジ７およ
び下側のカートリッジ８を、連結手段６０で係脱自在に
連結される上カートリッジドライブ部材３２Ａおよび下
カートリッジドライブ部材３２Ｂによって進退させるも
のである。上カートリッジドライブ部材３２Ａおよび下
カートリッジドライブ部材３２Ｂは、各々モータ３３お
よびボールねじ３４からなる駆動装置３５により、各々
上カートリッジレール３０および下カートリッジレール
３１上を進退させられる。

【００１３】図７に示すように、回転金型５Ａおよび回
転加工工具３８は、次の構成のものとしてある。パンチ
側の回転金型５Ａは、周囲にウォ−ムホイル４２を有す
る筒状の回転ホルダ４３を、カートリッジ７の金型収容
孔に回転自在に設置し、この回転ホルダ４３内にパンチ
金型本体４４を昇降のみ自在に設置したものである。パ
ンチ金型本体４４は、外周の金型ホルダ６１内に頭付き
の剪断刃体６２を昇降自在に設置し、剪断刃体６２を復
帰ばね６３で金型ホルダ６１に対して上昇付勢すると共
に、金型ホルダ６１の下面にストリッパ６４を設けたも
のである。回転加工工具３８は、回転金型５Ａと同様に
回転および昇降が可能な構成とされている。すなわち、
回転加工工具３８は、周囲にウォ−ムホイル４２を有す
る筒状の回転ホルダ４３を、カートリッジ７の金型収容
孔に回転自在に設置し、この回転ホルダ４３内に工具本
体６５を昇降のみ自在に設置したものである。工具本体
６５は、外周の工具ホルダ６６内に、頭付きの工具チャ
ック６７を昇降自在に設置し、工具チャック６７を復帰
ばね６８で上昇付勢すると共に、工具ホルダ６６の下面
にストリッパ６９を設けたものである。工具チャック６
７には、タップまたはリーマ等の工具刃体７０が着脱可
能に取付けられる。回転金型５Ａおよび回転加工工具３
８の回転ホルダ４３，４３同士、および金型ホルダ６１
と工具ホルダ６６とは、互いに互換性のある部品として
ある。

【００１４】下側（ダイ側）の回転金型６Ａは、パンチ
側の回転金型５Ａと同様にウォーム付きの回転ホルダを
有し、下側のカートリッジ８に回転自在に設置される
が、昇降は不能とされる。また、下側の回転加工工具３
９は、下側のカートリッジ８に固定設置される。回転金
型５Ａ，３９および回転加工工具３８，３９は、各々単
独でカートリッジ７，８に設置しても良く、また同図の
ように同じカートリッジ７，８に設置しても良い。同じ
カートリッジ７，８に設置する場合、回転金型５Ａおよ
び回転加工工具３８は、図５，図６に示すように、カー
トリッジ７の進退方向に並べて設けられる。

【００１５】パンチ側の工具回転手段４０は、上カート
リッジドライブ部材３２Ａに搭載されたサーボモータか
らなる駆動源５０と、この駆動源５０の回転を回転金型
５Ａおよび回転加工工具３８に伝える回転伝達手段５１
とで構成される。この回転伝達手段５１は、駆動源５０
の出力軸５０ａの継手部材４９Ｂと、カートリッジ７に
設けられた前記継手部材４９Ａ、伝達軸４７、およびウ
ォ−ムギヤ４６により構成される。ウォ−ムギヤ４６
は、カートリッジ７に設けられたギヤ支持部材４８に回
転自在に設置されており、回転金型５Ａまたは回転加工
工具３８のウォ−ムホイル４２に噛み合う。継手部材４
９Ａ，４９Ｂは、前記軸継手４９を構成するものであ
り、カートリッジ交換時に、上カートリッジドライブ部
材３２Ａに対するカートリッジ７の進退に伴って接続お
よび切り離しが行われる。

【００１６】カートリッジ７に回転金型５Ａおよび回転
加工工具３８を並べて設置する場合、各回転金型５Ａお
よび回転加工工具３８のウォ−ムホイル４２に噛み合う
ウォ−ムギヤ４６は、同じ伝達軸４７に設けられる。こ
れら回転金型５Ａのウォ−ムホイル４２およびウォ−ム
ギヤ４６により、駆動源５０から回転金型５Ａに回転伝
達する駆動伝達系の減速手段７１が構成される。また、
回転加工工具３８のウォ−ムホイル４２およびウォ−ム
ギヤ４６により、駆動源５０から回転加工工具３８に回
転伝達する駆動伝達系の減速手段７２が構成される。た
だし、減速比は、回転金型５Ａ側の減速手段７２の方が
回転加工工具３８側の減速手段７２よりも大きくなるよ
うに設定することが好ましい。例えば、回転金型５Ａの
減速比が１０：１である場合に、回転加工工具３８の減
速比は４０：１とする。ダイ側（下側）の工具回転手段
４１は、パンチ側の工具回転手段４１と同様であるが、
回転加工工具３９に対しては回転伝達を行わないものと
される。

【００１７】上記構成の動作を説明する。パンチ加工
は、ワークＷをワーク移動手段１０で左右方向Ｘに移動
させると共に、カートリッジ７，８をカートリッジ連結
移動手段１２で移動させることにより、希望の金型５，
６，５Ａ，６Ａや、回転加工工具３８，３９がワークＷ
の加工位置に来るように位置決めを行う。この位置決め
されたパンチ金型５，６，５Ａ，６Ａをパンチ加工ヘッ
ド１３で叩くことにより、パンチ加工が行われる。

【００１８】回転金型５Ａ，６Ａを使用するときは、上
下のカートリッジドライブ部材３２Ａ，３２Ｂに搭載さ
れた駆動源５０の回転により、伝達軸４７，ウォ−ムギ
ヤ４６，およびウォ−ムホイル４２を介して回転金型５
Ａ，６Ａを希望の角度に回転させる。このように回転割
出された状態で、ラム２７の駆動により、そのラム２７
と対応する位置の回転金型５Ａ，６Ａでパンチ加工に行
う。このとき、ラム２７から外れた位置にある回転加工
工具３８は空回りを行うことになる。

【００１９】回転加工工具３８を使用するときも、上側
のカートリッジドライブ部材３２Ａに搭載された駆動源
５０の回転により、伝達軸４７，ウォ−ムギヤ４６，お
よびウォ−ムホイル４２を介して回転加工工具３８を回
転させる。また、ラム２７で回転加工工具３８を押し下
げる。これにより、回転加工工具３８の工具刃体７０が
タップであると、ワークＷのパンチ加工等で形成された
下孔にタップ加工が施される。回転加工工具３８は、回
転金型５Ａと同じ駆動源５０で駆動されるが、ウォ−ム
機構の減速比の違いと、駆動源５０の回転速度の違いと
で、タップ加工やリーマ加工等の回転加工工具３８に適
した回転数が得られる。なお、回転加工工具３８の回転
時に、ラム２７から外れた位置にある回転金型５Ａは空
回りを行うことになる。下側のカートリッジドライブ部
材３２Ａに搭載された駆動源５０は、回転加工工具３８
の回転には不要であるが、制御の容易等のために回転駆
動しても良い。

【００２０】カートリッジ７，８の交換は、カートリッ
ジ連結移動手段１２でプレス機本体２の後端からカート
リッジ交換手段４の台車１９へ排出し、また台車１９か
ら新たなカートリッジ７，８をカートリッジ連結移動手
段１２を取り込むことで行われる。折損したタップ等の
回転加工工具３８，３９は、カートリッジ７，８ごと段
取り専用のカートリッジ格納部３ｂへ移動させる。ま
た、他のワークＷに使用するために、異なる径のタップ
等の回転加工工具３８，３９を収めたカートリッジ７を
工具交換手段４の台車１９上に準備しておく。

【００２１】このカートリッジ式パンチプレスは、この
ようにカートリッジ７，８に金型５，６，５Ａ，６Ａお
よび回転加工工具３８，３９を搭載して加工を行うた
め、パンチ中心位置と回転加工工具３８，３９による加
工中心位置とを一致させることができる。このため、回
転加工工具３８，３９による加工範囲が限定されず、パ
ンチ加工可能な範囲と同じ範囲となる。このように、両
中心位置が一致することから、加工プログラムの作成も
容易になる。また、回転加工工具３８，３９はカートリ
ッジ７，８に搭載し、カートリッジ７，８ごと交換して
使用されるため、カートリッジ数を増やすことで、回転
加工工具３８，３９の本数を自由に増やすことができ
る。さらに、カートリッジ連結移動手段１２に回転加工
工具３８，３９の回転駆動源５０を搭載したため、駆動
源５０から回転加工工具３８，３９への回転伝達系が簡
素な構成で済む。

【００２２】しかも、回転金型５Ａ，３８の回転に用い
る駆動源５０で回転加工工具３８の回転を行うようにし
たため、回転加工工具３８に専用の駆動源を設ける必要
がなく、カートリッジ７，８および周辺の構造を簡略化
できる。この場合に、回転金型５Ａの駆動伝達系と回転
加工工具３８とに、異なる減速比の減速手段７１，７２
を設けたため、回転金型５Ａと回転加工工具３８とは大
きく異なる回転速度で使用されるものでありながら、部
品の互換性を高め、構造を簡略化できるこの実施形態で
は、回転金型５Ａの減速手段７１の減速比を変更した減
速手段７２とするだけで、高速タッピングを可能として
いる。しかも、回転金型５Ａの駆動伝達経路における軸
継手４９等がそのまま利用でき、より一層構成が簡略化
される。

【００２３】

【発明の効果】この発明のカートリッジ式パンチプレス
は、カートリッジに回転加工工具を搭載し、パンチ加工
の加工手段に回転加工工具を用いて加工を行う機能を装
備したものであるため、パンチ中心とタップ等の回転加
工工具による加工位置とを一致させることができ、しか
も回転加工工具の数を多くすることができる。前記加工
手段が、カートリッジと連結されてカートリッジを移動
させるカートリッジ連結移動手段を備え、このカートリ
ッジ連結手段に、回転加工工具の回転の駆動を行う駆動
源を搭載した場合は、回転加工工具の回転駆動系の構成
を簡素化することができる。カートリッジに、回転金型
を設け、回転加工工具の回転と回転金型の回転とを同一
の駆動源で行うようにした場合は、回転加工工具と回転
金型の両方を備えながら、その回転駆動系が簡素な構成
で済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるカートリッジ式
パンチプレスの平面図である。

【図２】同パンチプレスの側面図である。

【図３】同パンチプレスのカートリッジ連結移動手段を
示す側面図である。

【図４】（Ａ）はカートリッジとその連結移動手段の関
係を示す斜視図、（Ｂ）は回転伝達系の減速手段を示す
斜視図である。

【図５】カートリッジとその連結移動手段の関係を示す
平面図である。

【図６】回転加工工具および回転金型への駆動伝達系に
おける減速手段を示す平面図である。

【図７】回転加工工具および回転金型のカートリッジへ
の設置状態を示す断面図である。

【図８】（Ａ）はパンチ駆動ヘッドの概念構成を示す破
断正面図、（Ｂ）はその部分正面図である。

【図９】同パンチ駆動ヘッドにおけるラムセレクタの断
面図である。

【図１０】従来例の平面図である。

【符号の説明】

２…プレス機本体（加工手段） ４０，４
１…工具回転手段 ３…金型マガジン ４２…ウ
ォ−ムホイル ４…カートリッジ交換手段 ４３…回
転ホルダ ５，６…金型 ４４…
パンチ金型本体 ５Ａ，６Ａ…回転金型 ４６…
ウォ−ムギヤ ７，８…カートリッジ ４９…
軸継手 １０…テーブル ５０…
駆動源 １１…ワーク移動手段 ５１…
回転伝達手段 １２…カートリッジ連結移動手段 ６１…
金型ホルダ １３…パンチ駆動ヘッド ６２…
剪断刃体 １５…ヘッド移動手段 ６５…
工具本体 １６…ワークホルダ ６６…
工具ホルダ ２７…ラム ６７…
工具チャック ２９…ラム選択手段 ７０…
工具刃体 ３０，３１…カートリッジレール ７１，
７２…減速手段 ３２Ａ，３２Ｂ…カートリッジドライブ部材 Ｗ…
ワーク ３８，３９…回転加工工具

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型を搭載したカートリッジが装填され
   てパンチ加工を行う加工手段と、前記カートリッジを交
   換するカートリッジ交換手段とを備えたカートリッジ式
   パンチプレスであって、前記カートリッジに回転加工工
   具を搭載し、前記加工手段は前記回転加工工具を用いて
   加工を行う機能を有するものとしたカートリッジ式パン
   チプレス。
2. 【請求項２】 前記加工手段は、カートリッジと連結さ
   れてカートリッジを移動させるカートリッジ連結移動手
   段を備え、このカートリッジ連結手段に、前記回転加工
   工具の回転の駆動を行う駆動源を搭載した請求項１記載
   のカートリッジ式パンチプレス。
3. 【請求項３】 前記カートリッジに、回転金型を設け、
   前記回転加工工具の回転と回転金型の回転とを同一の駆
   動源で行うようにした請求項１または請求項２記載のカ
   ートリッジ式パンチプレス。