JP6888475B2 - パンチプレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、パンチプレス装置に関する。

従来、パンチプレス装置においては、ワークに対してパンチによる打ち抜き加工を行うか否かを切り替え可能な装置がある（例えば特許文献１参照）。
特許文献１に記載のパンチプレス装置は、ワークが載置されるダイ、ダイの上方に位置し、ダイに対向して設けられたパンチ、及びダイに対してパンチを昇降可能に支持する昇降体を備えている。また、上記パンチプレス装置は、パンチの上方に位置し、昇降体及びパンチと共にダイに対して昇降可能、且つ水平方向に沿ってスライド可能に設けられ、下面にパンチの上端を退避させる凹部を有する切替部材、及び切替部材を水平方向にスライドさせるアクチュエータを備えている。

特許文献１に記載のパンチプレス装置において、ワークに打ち抜き加工を行う場合には、切換部材の下面がパンチの上端面に当接するように切替部材を配置する（以下、当接位置）。切替部材が上記当接位置にある状態において、切替部材、パンチ、及び昇降体をダイに向けて押圧すると、パンチによってワークが打ち抜かれる。

一方、ワークに打ち抜き加工を行わない場合には、アクチュエータにより切替部材をスライドさせることにより、切換部材の下面に設けられた凹部をパンチの上端の直上に位置させる（以下、退避位置）。切替部材が退避位置にある状態において、切替部材、パンチ、及び昇降体をダイに向けて押圧すると、パンチの上端が凹部に退避することから、上記当接位置にあるときに比べて、切替部材の下面からパンチの先端（下端）までの長さが短くなる。このため、パンチによってワークが打ち抜かれない。

特開２０１１−２２４５８０号公報

ところで、特許文献１に記載のパンチプレス装置の場合、スライド動作によって切替部材を当接位置と退避位置とに切り替えるものであるため、切替部材全体がスライド動作する分のスペースが必要となり、装置の設置スペースを低減する上では自ずと限界がある。

本発明の目的は、設置スペースを低減することのできるパンチプレス装置を提供することにある。

上記目的を達成するためのパンチプレス装置は、ワークが載置されるダイと、前記ダイに対向して設けられたパンチと、前記ダイに対して前記パンチを接離可能に支持する支持部材と、前記パンチの基端面に対向する対向面を有し、前記支持部材及び前記パンチと共に前記ダイに対して接離可能、且つ前記ダイに対して接離する方向に沿って延びる軸線を中心として回動可能に設けられ、前記対向面に前記パンチの基端を退避させる凹部を有する切替部材と、前記軸線を中心に前記切替部材を回動させることで、前記パンチの基端面が前記対向面に当接される当接位置と前記パンチの基端が前記凹部内に退避する退避位置とに前記切替部材を切り替える回動機構と、を備える。

同構成によれば、切替部材が当接位置にあるときには、パンチの基端面が切替部材の対向面に当接する位置にある。このとき、切替部材、パンチ、及び支持部材がダイに対して接近する方向に押圧されると、パンチによりワークを打ち抜くなどの加工が施されることとなる。

一方、切替部材が退避位置にあるときには、パンチの基端が切替部材の対向面に凹設された凹部に退避可能とされる。このとき、切替部材、パンチ、及び支持部材がダイに対して接近する方向に押圧されると、パンチの基端が凹部に退避することから、上記当接位置にあるときに比べて、切替部材の対向面からパンチの先端までの長さが短くなる。このため、ワークを打ち抜かないなどの加工（ワークを加工しない態様も含む）が施される。

このように、上記構成によれば、回動機構により切替部材を回動させることで、切替部材が当接位置と退避位置とに切り替えられる。このため、スライド動作によって切替部材を当接位置と退避位置とに切り替える構成とは異なり、スライド動作のためのスペースを確保しなくて済む。したがって、設置スペースを低減することができる。

本発明によれば、設置スペースを低減することができる。

パンチプレス装置の第１実施形態について、当接位置にある状態の切替部材、ベースプレート及び回動機構を下側から視た下面図。 図１に対応する図であって、退避位置にある状態の切替部材、ベースプレート及び回動機構を下側から視た下面図。 図１の３−３線に沿った断面図。 図２の４−４線に沿った断面図。 図４に対応する図であって、当接位置においてパンチが最下点にある状態を示す断面図。 図４に対応する図であって、退避位置においてパンチが最下点にある状態を示す断面図。 パンチプレス装置の第２実施形態について、パンチプレス装置を示す平面図。 変形例のパンチプレス装置を示す図であって、退避位置においてパンチが最下点にある状態を示す断面図。

＜第１実施形態＞
以下、図１〜図６を参照して、パンチプレス装置の第１実施形態について説明する。
図４に示すように、パンチプレス装置は、金属板材であるワーク３０が載置されるダイ２０、ダイ２０の上方に配置され、ワーク３０をダイ２０に向けて押さえ付ける押え部材２２、押え部材２２の上方に配置された支持部材２４を備えている。支持部材２４は、ばね２６を介して押え部材２２と連結されており、押え部材２２に対して上下方向に変位可能である。

ダイ２０、押え部材２２、及び支持部材２４には、上下方向に沿って延びる同一軸線上の円孔２１，２３，２５が設けられている。
支持部材２４の円孔２５には、略円柱状のパンチ１０が組み付けられている。ダイ２０及び押え部材２２の円孔２１，２３の内径は、パンチ１０の外径よりも僅かに大きくされている。パンチ１０は、これらの円孔２１，２３内を変位可能であり、ダイ２０に対向して設けられている。また、支持部材２４は、ダイ２０に対してパンチ１０を上下方向に沿って接離可能に支持している。

パンチ１０の上方には、ベースプレート４０が配置されている。ベースプレート４０の下側には、上下方向に沿って延びる軸線Ｃを中心として回動可能な切替部材５０と、切替部材５０を軸線Ｃを中心に回動させる回動機構８０とが設けられている。

次に、各部の構成について詳細に説明する。
＜パンチ１０＞
図１及び図２に二点鎖線にて示すように、パンチ１０は、上記軸線Ｃを中心とする同心円上に複数（本実施形態では９つ）設けられている。図４に示すように、各パンチ１０の基端面１１（上端面）には、全周にわたって面取りがなされた面取り部１２が形成されている。

＜ベースプレート４０＞
図１及び図２に示すように、ベースプレート４０は、略長方形板状をなしている。なお、以降において、ベースプレート４０の長辺の延びる方向（同図の左右方向）を長手方向Ｌとし、ベースプレート４０の短辺の延びる方向（同図の上下方向）を幅方向Ｗとして説明する。

ベースプレート４０は、パンチ１０の上方において切替部材５０と回動機構８０とを配置するための部材である。
図１及び図２に示すように、ベースプレート４０の下面における長手方向Ｌの一端側（同図の左側）には、上記軸線Ｃを中心とする円柱状の支持柱５７が都合４本のボルト６１によって固定されている。図４に示すように、支持柱５７の下端外周面には、拡径部５８が全周にわたって設けられている。支持柱５７には、切替部材５０が回動可能に支持されている。

図１及び図２に示すように、ベースプレート４０の下面における幅方向Ｗの一端側（同図の上側）には、ベースプレート４０における長手方向Ｌの他端面（同図の右端面）において開口するとともに一端側（同図の左側）に向かって長手方向Ｌに沿って延在する収容溝４１が形成されている。

図１、図２及び図４に示すように、収容溝４１の底面における幅方向Ｗの一端側（図１、図２の上側であり、図４の右側）には、ベースプレート４０を厚さ方向に貫通する複数のピン孔４０ａが長手方向Ｌに沿って互いに間隔をおいて設けられている。各ピン孔４０ａには、下方に向けて突出し、後述するガイドブロック７１の幅方向Ｗの位置決めを行う位置決めピン６０が嵌入されている。

＜切替部材５０＞
図１、図２及び図４に示すように、切替部材５０は、円筒状をなしており、支持柱５７の外周に設けられている。切替部材５０の上端内周面には、縮径部５１が全周にわたって設けられている。切替部材５０の内周面と支持柱５７の外周面との間には、支持柱５７に対して切替部材５０を回動可能に支持するニードルベアリング５４が設けられている。

図１及び図２に示すように、切替部材５０における円環状の下面５０ａ、すなわち各パンチ１０の基端面１１に対向する対向面には、各パンチ１０の基端面１１に対応して複数の凹部５２が設けられている。図４に示すように、各凹部５２は、各パンチ１０の面取り部１２よりも僅かに大きな相似形状を有している。図２に示すように、各凹部５２の周方向における相対的な位置関係は、各パンチ１０の周方向における相対的な位置関係と同一である。したがって、各パンチ１０の基端は各凹部５２に収容可能となっている。

＜回動機構８０＞
図１、図２及び図４に示すように、回動機構８０は、切替部材５０に固定されたピニオンギア７５、ピニオンギア７５と噛合するラックギア７４、及びラックギア７４を軸線Ｃを中心とする仮想円の接線方向に沿って往復動させる直動式のアクチュエータ７０を備えている。

なお、ピニオンギア７５は第１のギア部に相当し、ラックギア７４は第２のギア部に相当する。
図４に示すように、切替部材５０の上面５０ｂには、外周面を含む一部が切り欠かれた切欠部５０ｃが設けられている。切欠部５０ｃには、ピニオンギア７５がボルト６２により固定されている。ピニオンギア７５の複数の歯は、切替部材５０の外周面よりも径方向外側に突出している。

図１、図２及び図４に示すように、ベースプレート４０の収容溝４１の底面には、長手方向Ｌに互いに間隔をおいて設けられた複数（本実施形態では３つ）のガイドブロック７１が固定されている。図４に示すように、ガイドブロック７１は、長手方向Ｌに沿って延在する溝部７１ａを下面に有しており、断面略コの字状をなしている。

各ガイドブロック７１の溝部７１ａ（図４参照）には、長手方向に沿って延在するレール７２が収容されている。
溝部７１ａの両内側面とレール７２の両側面とには、長手方向Ｌに沿って延在する転動溝が設けられている。溝部７１ａ及びレール７２の各々の転動溝の間には、複数の転動体（図示略）が設けられている。レール７２は、ガイドブロック７１により、転動体を介して長手方向Ｌに対して相対移動可能に支持されている。

レール７２の下面には、長手方向Ｌに沿って延在する長尺状のスライダ７３がボルト６４によって固定されている。
図１、図２、及び図４に示すように、スライダ７３の先端部の下面には、幅方向Ｗ全体にわたって切り欠かれた切欠部７３ａが設けられている。切欠部７３ａには、ラックギア７４がボルト６３によって固定されている。スライダ７３の切替部材５０に対向する側面には、厚さ方向全体にわたって切り欠かれるとともにピニオンギア７５を逃がす一対の逃がし凹部７３ｂが設けられている。

図１〜図３に示すように、スライダ７３におけるベースプレート４０の他端部（同図の右端部）に対応する部分には、スライダ７３の厚さ方向に貫通するとともに座ぐり部７３ｄを有し、長手方向Ｌに対して長い支持孔７３ｃが形成されている。

支持孔７３ｃには、下方からカラー６６及び支持ボルト６５が挿通されている。支持ボルト６５は、ベースプレート４０の収容溝４１の底面に固定されている。ベースプレート４０に対するスライダ７３の長手方向Ｌに沿った相対移動がカラー６６によって支持されることで、スライダ７３の往復動時における位置ずれや振動が抑制される。

図１〜図３に示すように、ベースプレート４０の下面におけるスライダ７３の先端面７３ｅよりも先端側の部分には、同先端面７３ｅに当接することでスライダ７３の先端側の位置決めを行うストッパ９０が固定されている。

スライダ７３の基端には、スライダ７３を長手方向Ｌにおいて往復動させるエアシリンダＡ／Ｃの出力軸が連結されている。
本実施形態では、ガイドブロック７１、レール７２、スライダ７３、及びエアシリンダＡ／Ｃによって、軸線Ｃを中心とする仮想円の接線方向、すなわち長手方向Ｌに沿って往復動可能なアクチュエータ７０が構成されている。

こうしたパンチプレス装置においては、回動機構８０によって切替部材５０を回動させることで、各パンチ１０の基端面１１が切替部材５０の下面５０ａに当接される当接位置と、各パンチ１０の基端面１１が各凹部５２内に退避する退避位置とに切り替えられる。

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態のパンチプレス装置では、以下のようにしてワーク３０の加工が行われる。
すなわち、図５に示すように、切替部材５０が当接位置にあるときには、図示しないストライカと共に切替部材５０が降下されると、パンチ１０の基端面１１が切替部材５０の下面５０ａに当接する。そして、切替部材５０の下面５０ａによりパンチ１０の基端面１１が押圧されることでパンチ１０及び支持部材２４が下方に向けて移動される。その結果、パンチ１０の先端によりワーク３０が打ち抜かれて抜き孔３１が形成される。

その後、ストライカと共に切替部材５０が上昇すると、ばね２６の復元力により支持部材２４及びパンチ１０が上昇し、ワーク３０から離間する。
一方、図２に示すように、エアシリンダＡ／Ｃによりスライダ７３が先端側に向けて移動されると、ラックギア７４とピニオンギア７５との噛合によって、切替部材５０が上記当接位置から退避位置へと回動される。

図６に示すように、切替部材５０が退避位置にあるときには、図示しないストライカと共に切替部材５０が降下されると、パンチ１０の基端が凹部５２内に退避される。そして、凹部５２によりパンチ１０の基端が押圧されることでパンチ１０及び支持部材２４が下方に向けて移動される。ただし、上記当接位置にあるときに比べて、切替部材５０の下面５０ａからパンチ１０の先端までの長さが短くなるため、ワーク３０が打ち抜かれることがない。

以上説明した本実施形態に係るパンチプレス装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）パンチプレス装置は、軸線Ｃを中心として回動可能に設けられた切替部材５０、及び切替部材５０を回動させる回動機構８０を備えている。切替部材５０は、支持部材２４及びパンチ１０と共にダイ２０に対して接離可能であり、切替部材５０の下面５０ａにパンチ１０の基端を退避させる凹部５２を有している。回動機構８０は、軸線Ｃを中心に切替部材５０を回動させることで、パンチ１０の基端面１１が下面５０ａに当接される当接位置とパンチ１０の基端が凹部５２内に退避する退避位置とに切替部材５０を切り替える。

こうした構成によれば、回動機構８０により切替部材５０を回動させることで、切替部材５０が当接位置と退避位置とに切り替えられる。このため、スライド動作によって切替部材を当接位置と退避位置とに切り替える構成とは異なり、スライド動作のためのスペースを確保しなくて済む。したがって、設置スペースを低減することができる。

（２）回動機構８０は、切替部材５０に設けられたピニオンギア７５と、軸線Ｃを中心とする仮想円の接線方向（長手方向Ｌ）に沿って往復動可能に設けられた直動式のアクチュエータ７０と、アクチュエータ７０に設けられてピニオンギア７５に噛合されたラックギア７４とを備えている。アクチュエータ７０によりラックギア７４を接線方向（長手方向Ｌ）に沿って往復動させることにより切替部材５０を回動させる。

こうした構成によれば、直動式のアクチュエータ７０の直線運動を、互いに噛合されているラックギア７４とピニオンギア７５とを介して、切替部材５０の回転運動に変換することができる。このため、簡易な構成で切替部材５０を確実に回動させることができる。

＜第２実施形態＞
以下、図７を参照して、パンチプレス装置の第２実施形態について説明する。
なお、本実施形態において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。

図７に示すように、パンチプレス装置は、ワーク３０が所定の送り方向Ｆに沿って順送りされる順送型の装置である。ダイ１２０の上方には、複数（本実施形態では２つ）の切替部材５０及びこれら２つの切替部材５０を回動させる共通のアクチュエータ７０を備える単位ユニット１００が、上記送り方向Ｆに沿って複数配置されている。すなわち、単位ユニット１００においては、１つのアクチュエータ７０のスライダ７３に２つのラックギア７４がスライダ７３の長手方向において互いに間隔をおいて固定されている。また、２つのラックギア７４に対応して２つの切替部材５０が配置されている。

各単位ユニット１００のエアシリンダＡ／Ｃは、傾斜ブロック１１０の傾斜面１１１に当接して取り付けられている。このことにより、各単位ユニット１００のスライダ７３の長手方向が送り方向Ｆに対して所定の傾斜角度αを有して傾斜している。

以上説明した本実施形態に係るパンチプレス装置によれば、第１実施形態の効果（１）、（２）に加えて、新たに以下に示す作用効果が得られるようになる。
（３）パンチプレス装置は、２つの切替部材５０と、２つの切替部材５０の各々を回動させる１つのアクチュエータ７０とを備えている。

こうした構成によれば、２つの切替部材５０を１つのアクチュエータ７０によって同時に回動させることができる。このため、アクチュエータ７０の数を減らすことができる。
（４）２つの切替部材５０がスライダ７３の長手方向、すなわちアクチュエータ７０の往復動方向において互いに間隔をおいて配置されている。

このため、上記往復動方向において互いに隣り合う２つの切替部材５０を近接して配置することが容易にできるため、設置スペースを低減することが可能となる。
（５）パンチプレス装置は、ワーク３０が所定の送り方向Ｆに沿って順送りされる順送型の装置であって、２つの切替部材５０及び１つのアクチュエータ７０を備える単位ユニット１００が、送り方向Ｆに沿って複数配置されている。

こうした構成によれば、アクチュエータ７０の往復動方向において互いに隣り合う２つの切替部材５０を近接して配置することが容易にできることに加え、送り方向Ｆにおいて互いに隣り合う単位ユニット１００を近接して配置することが容易にできる。このため、順送型のパンチプレス装置において、一層の設置スペースを低減することが可能となる。

＜変形例＞
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第２実施形態において、各単位ユニット１００のスライダ７３の長手方向を送り方向Ｆに対して直交させることもできる。

・第２実施形態において、単位ユニット１００における切替部材５０の数を３つ以上にすることもできる。
・切替部材５０が退避位置の状態にあるときに、図８に示すように、パンチ２１０を用いてワーク３０を突出形成させる、所謂ダボ加工を施すこともできる。

・例えば２つの切替部材５０をスライダ７３を挟んで配置し、スライダ７３の両側面にラックギア７４を設けるようにしてもよい。この場合であっても、２つの切替部材５０を１つのアクチュエータ７０によって同時に回動させることができる。

・ピニオンギア７５を切替部材５０と一体に形成することもできる。ラックギア７４をスライダ７３と一体に形成することもできる。
・エアシリンダＡ／Ｃを用いたアクチュエータ７０に代えて、サーボモータや電磁ソレノイドなどを用いたアクチュエータを採用することもできる。

・回動機構８０として設けられたラックギア７４及びピニオンギア７５に代えて、ウォーム及びウォームホイールを用いてもよい。この場合、ウォームを回転させる回転式のアクチュエータを採用すればよい。

・ストッパ９０に代えて、スライダ７３の位置決め部材としてプランジャを用いてもよい。

１０…パンチ、１１…基端面、１２…面取り部、２０…ダイ、２１…円孔、２２…押え部材、２３…円孔、２４…支持部材、２５…円孔、２６…ばね、３０…ワーク、３１…抜き孔、４０…ベースプレート、４０ａ…ピン孔、４１…収容溝、５０…切替部材、５０ａ…下面、５０ｂ…上面、５０ｃ…切欠部、５１…縮径部、５２…凹部、５４…ニードルベアリング、５７…支持柱、５８…拡径部、６０…位置決めピン、６１…ボルト、６２…ボルト、６３…ボルト、６４…ボルト、６５…支持ボルト、６６…カラー、７０…アクチュエータ、７１…ガイドブロック、７１ａ…溝部、７２…レール、７３…スライダ、７３ａ…切欠部、７３ｂ…凹部、７３ｃ…支持孔、７３ｄ…座ぐり部、７３ｅ…先端面、７４…ラックギア、７５…ピニオンギア、８０…回動機構、９０…ストッパ、１００…単位ユニット、１１０…傾斜ブロック、１１１…傾斜面、１２０…ダイ、２１０…パンチ、α…傾斜角度、Ｃ…軸線、Ｆ…送り方向、Ｌ…長手方向、Ｗ…幅方向、Ａ／Ｃ…エアシリンダ。

Claims (3)

1. ワークが載置されるダイと、
   前記ダイに対向して設けられたパンチと、
   前記ダイに対して前記パンチを接離可能に支持する支持部材と、
   前記パンチの基端面に対向する対向面を有し、前記支持部材及び前記パンチと共に前記ダイに対して接離可能、且つ前記ダイに対して接離する方向に沿って延びる軸線を中心として回動可能に設けられ、前記対向面に前記パンチの基端を退避させる凹部を有する複数の切替部材と、
   前記軸線を中心に前記切替部材を回動させることで、前記パンチの基端面が前記対向面に当接される当接位置と前記パンチの基端が前記凹部内に退避する退避位置とに前記切替部材を切り替える回動機構と、を備え、前記ワークが所定の送り方向に沿って順送りされる順送型のパンチプレス装置であって、
   前記回動機構は、
   前記切替部材に設けられた第１のギア部と、
   前記軸線を中心とする仮想円の接線方向に沿って往復動可能に設けられた直動式のアクチュエータと、
   前記アクチュエータに設けられて前記第１のギア部に噛合された第２のギア部と、を備え、
   １つの前記アクチュエータにより前記第２のギア部を前記接線方向に沿って往復動させることにより複数の前記切替部材の各々を回動させるものであり、
   前記アクチュエータの往復動方向は、前記送り方向に対して所定の傾斜角度を有して傾斜している、
   パンチプレス装置。
2. 前記第１のギア部は、前記仮想円の円周の一部に設けられたピニオンギアであり、
   前記第２のギア部は、前記ピニオンギアと噛合するラックギアである、
   請求項１に記載のパンチプレス装置。
3. 複数の前記切替部材及び１つの前記アクチュエータを備える単位ユニットが、前記送り方向に沿って複数配置されている、
   請求項１または請求項２に記載のパンチプレス装置。

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