JP6112678B2 - プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属板材を上刃と下刃の間に挟んでせん断加工を行うことができるプレス装置に関し、特に、下刃に対する金属板材の位置決めを行う「ネスト」と称される位置決め機構を備えたプレス装置に関する。

一般に、金属板材のせん断加工を行うプレス装置は、下刃に対する金属板材の位置決めを行うネストを備えている。ネストについては、特許文献１に記載されている。

以下、図４、図５を参照して、この種のプレス装置２００の構成を説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、プレス装置２００によるせん断動作を時系列的に示す正面図である。図５はプレス装置２００のせん断作業領域の平面図である。

図示のように、プレス装置２００は、基台１と、基台１の上面と面一となるように基台１に取り付けられた下刃２と、下刃２を含めた基台１に形成された溝部３を間に挟んで、基台１上に配置されたネスト４を備える。ネスト４は、下刃２から基台１にかけて載置される金属板材５（被せん断材）の端面に当接し、下刃２に対して、金属板材５の位置決めをする。

プレス装置２００は、さらに、上刃６と、上刃６が取り付けられた上型７と、上型７を上下動させるためのスライド８と、押圧パッド９を備える。上型７は、上刃６の取り付け部７ａと、この取り付け部７ａから水平方向に延びた水平延在部７ｂを有する。押圧パッド９は、上型７の水平延在部７ａと付勢ばね１０を介して弾性的に係合され、せん断加工時に金属板材５を押圧する。

図４は、プレス装置２００の右側の断面を示すもので、左側の断面も同様になして、プレス装置２００の全体としては、上下中心線に対して左右対称に構成することができる。すなわち、例えば右側のネスト４に対向して左側にもネスト４を配置し、右側の上刃６に対向して左側にも上刃６を配置することができる。

ネスト４による金属板材５の位置決めが行われた後に、上刃６が下動して、金属板材５のせん断が行われることになるが、このせん断時に上刃６及び上型７がネスト４に干渉するのを避けるために、上刃６及び上型７には、ネスト４を逃がすための切り欠き部１１が形成されている（図５を参照）。

次に、プレス装置２００によるせん断動作を図４（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。先ず、図４（ａ）に示すように、上刃６等をネスト４の上方に停止させた状態で、下刃２の上に金属板材５が載置される。トランスファープレスの場合、不図示のフィンガーによって金属板材５が水平方向から下刃２の上方まで搬送される。そして、フィンガーが金属板材５を放すことで、金属板材５は、下刃２上に落下する。

すると、ネスト４が金属板材５の端面に当接し、金属板材５の位置決めが行われる。ネスト４は、上端から延びた傾斜端面と、この傾斜端面と連続した垂直端面を有しており、金属板材５は、ネスト４の垂直端面に当接することになる。

そして、図４（ｂ）に示すように、上型７が下動していくと、上刃６及び押圧パッド９が下刃３上に載置された金属板材５の上面に当接する。上刃６にはネスト６を逃がすための切り欠き部１１が形成されているので、上刃６はネスト４に干渉することなく、金属板材５の上面に当接することになる。

次に、図４（ｃ）に示すように、上型７がさらに下動すると、押圧パッド９の下動は停止し、付勢ばね１０の反発力により金属板材５の上面を押圧する。一方、上刃６は下動を続けるので、金属板材５は上刃６と下刃２の間に挟まれ、せん断される。 図５に、せん断ラインをＢ−Ｂ線で示してある。

特開２００６−２２４１０５号公報

しかしながら、上述のように、上刃６には、ネスト４を逃がすために切り欠き部１１が形成され、この部分の上刃６の幅Ｗ２は、上刃６の他の部分の幅Ｗ１より狭くなっている。（図５を参照）このため、せん断動作を繰り返すことにより、上刃６の幅が狭い部分の機械的強度が経時的に劣化し、破損が生じることからその使用寿命が短いという問題があった。

一方で、上刃６の幅Ｗ２を広く確保するには、ネスト４の位置を後退させる必要がある。（図４においては右方向、図５においては上方向）しかしながら、ネスト４を後退させると、せん断ラインから金属板材５の端部までの廃棄部分（スクラップ部分）が大きくなるという問題があった。

上記課題に鑑み、本発明は、金属板材を上刃と下刃の間に挟んでせん断加工を行うプレス装置において、前記下刃の上に載置される金属板材の端面に当接し、前記下刃に対して該金属板材の位置決めをするためのネストと、前記上刃の取り付け部と、この取り付け部から水平方向に延びた水平延在部を有し、前記上刃とともに上下動する上型と、
前記水平延在部と第１の付勢ばねを介して弾性的に係合され、せん断加工時に前記金属板材を押圧する押圧パッドと、せん断加工時に前記ネストを前記上刃と干渉しない位置に移動させるネスト移動機構と、を備え、前記ネスト移動機構は、支持台と、該支持台から立設されたアーム支持柱と、該アーム支持柱と回転軸を介して回転可能に係合された回転アームと、を備え、前記ネストは前記回転アームの一方の端に固定され、前記上刃が下動して前記上刃の一方の端部が前記ネストの上部に当接した状態で前記回転アームを回転させることにより前記ネストを前記上刃と干渉しない位置に移動させるとともに、前記上刃の他方の端部がせん断加工に関与するように構成されたことを特徴とする。

本発明によれば、金属板材をせん断する際にネストを上刃と干渉しない位置に移動させるネスト移動機構を備えているので、上刃にネストを逃がすために切り欠き部を形成する必要がなくなり、上刃の機械的強度を長期間確保し、使用寿命を延ばせることに加えて、金属板材の廃棄部分を小さくしてコストを削減することが可能になる。

本発明の実施形態におけるトランスファープレス工程を説明する図である。 本発明の実施形態におけるプレス装置の正面図である。 本発明の実施形態におけるプレス装置の平面図である。 従来例のプレス装置の正面図である。 従来例のプレス装置の平面図である。

本発明の実施形態におけるプレス装置１００を図１乃至図３に基づいて説明する。プレス装置１００は、自動車ボディ部分のトランスファープレスに好適に適用されるので、先ず、トランスファープレスを図１に基づいて簡単に説明する。

主面と端面を有する平板からなる金属板材１５を準備し、これを予備的に所定形状にプレス成形する。これはトランスファープレスの完成品の寸法精度を高めるためである。次に、予備成形された金属板材１５をトランスファープレス工程に導入する。

トランスファープレス工程では、先ず、金属板材１５は所定の金型を用いて、ドロー加工（絞り加工）が施され、所定形状の曲面に成形される。次に、ドロー加工が施された金属板材１５は、不図示のフィンガーによって、次の工程に搬送され、トリム加工、ピアス加工が施される。

この工程は、本実施形態のプレス装置１００が適用される工程であり、金属板材１５は対向して配置された例えば２組のネスト１４によって位置決めされた後、金属板材１５の周端部分がせん断により除去されると共に、金属板材１５には位置決め等に用いられるピアス１９ａ（穴）が形成される。

次に、不図示のフィンガーによって、次の工程に搬送され、リストライク加工（補正成形）が施される。続く最終工程では、精度が要求される接続用のピアス１９ｂが形成される。

以下、本発明の実施形態におけるプレス装置１００の構成を図２及び図３に基づいて説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、プレス装置１００によるせん断動作を時系列的に示す正面図である。図３はプレス装置１００のせん断作業領域の平面図である。

図示のように、プレス装置１００は、基台１１と、基台１１の上面と面一となるように基台１１の切り欠き部に取り付けられた下刃１２と、下刃１２を含めた基台１１に形成された段差１３で低くなった基台１１の上方に配置されたネスト１４を備える。ネスト１４は、下刃１２から基台１１にかけて載置される金属板材１５（被せん断材）の端面に当接し、下刃１２に対して、金属板材１５の位置決めをする。

プレス装置２００は、さらに、上刃１６と、上刃１６が取り付けられた上型１７と、上型１７を上下動させるためのスライド１８と、押圧パッド１９を備える。上型１７は、上刃１６の取り付け部１７ａと、この取り付け部１７ａから水平方向に延びた水平延在部１７ｂを有する。押圧パッド１９は、上型１７の水平延在部１７ａと第１の付勢ばね２０（コイル又は巻きスプリングなど）を介して弾性的に係合され、せん断加工時に金属板材１５を押圧する。

プレス装置２００は、さらに、ネスト移動機構２１を備える。ネスト移動機構２１は、上刃１６が下動することにより金属板材１５を上刃１６と下刃１２の間に挟んで金属板材１５をせん断する際に、ネスト１４を上刃１６と干渉しない位置に移動させる。

詳しくは、ネスト移動機構２１は、段差１３により低くなった基台１１上に固定された支持台２２と、支持台２２から上方に立設されたアーム支持柱２３と、アーム支持柱２３と回転軸２４を介して回転可能に係合された回転アーム２５と、を備える。

ネスト１４は、回転アーム２５の一方の端に固定される。上刃１６が下動して、上刃１６の右端部がネスト１４の上面に当接することにより、回転アーム２５が回転する。

これにより、ネスト１４を上刃１６と干渉しない位置、すなわち、上刃１６と下刃１２による金属板材１５のせん断作業を妨げない位置に旋回移動させる。この場合、上刃１６の右端部がネスト１４の上面に当接した状態で、ネスト１４が旋回するが、せん断に関与するのは、金属板材１５上にある上刃１６の左端部であるため、ネスト１６はせん断を妨げることはない。

ネスト移動機構２１は、好ましくは、回転アーム２５の他方の端（回転軸２４を間に挟んでネスト１４が固定されている一方の端と反対側の端）と、支持台２２との間に伸縮自在に接続された第２の付勢ばね２６を備える。これは、せん断が完了後、第２の付勢ばね２６の反発力により、ネスト１４を上刃１６の上動に伴って移動前の初期位置に復帰させるためである。第２の付勢ばね２６は、コイル又は巻きスプリングなどで構成することができる。

なお、図２は、プレス装置１００の右側の断面を示すもので、左側の断面も同様になして、プレス装置１００の全体としては、上下中心線に対して左右対称に構成することができる。すなわち、例えば右側のネスト１６に対向して左側にもネスト１４を配置し、右側の上刃１６に対向して左側にも上刃１６を配置し、右側のネスト移動機構２１に対向して左側にもネスト移動機構２１を配置することができる。

次に、プレス装置１００によるせん断動作を図２（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。先ず、図２（ａ）に示すように、上型１７及び上刃１６をネスト１４の上方に停止させた状態で、下刃１２の上に金属板材１５が載置される。金属板材１５は平板でも良いが、トランスファープレスのドロー加工により、所定の曲面形状（例えば、船底形）を有していても良い（図１のドロー加工後のＡ−Ａ線断面図を参照）。

この場合、押圧パッド１９の下面（金属板材当接面）は、金属板材１５に密着してこれを押圧するために、金属板材１５に対応した曲率の曲面形状を有している。図２（ａ）〜（ｃ）では、図面を簡単にするために、金属板材１５を平板とし、押圧パッド１９の下面も平面としている。

トランスファープレスの場合、ドロー加工を施された金属板材１５が不図示のフィンガーによって掴まれた状態で、水平方向から下刃１２の上方まで搬送される。そして、フィンガーが金属板材１５を放すことで、金属板材１５は、下刃１２上に落下される。

すると、ネスト１４が金属板材１５の端面に当接し、金属板材１５の位置決めが行われる。ネスト１４は、上端から延びた傾斜端面と、この傾斜端面と連続した垂直端面を有しており、金属板材１５は、ネスト１４の垂直端面に当接することになる。

そして、上型１７及び上刃１６が下動していくと、先ず、ネスと１４と対向した上刃１６の右端部がネスト１４の上端付近に当接することにより、回転アーム２５は、回転軸２４を中心に反時計回りに回転し、これに伴って、ネスト１４は、上刃１６に押し下げられる形でせん断作業領域から離れて右下方向に移動していく。また、回転アーム２５の回転により、第２の付勢ばね２６は伸び、反発力（収縮力）が生じるが、上刃１６は第２の付勢ばね２６の反発力に抗して下動し、ネスト１４を上述のように旋回移動させることになる。

次に、図２（ｂ）に示すように、上型１７及び上刃１６が下動していくと、上刃１６及び押圧パッド１９が下刃１２上に載置された金属板材１５の上面に当接する。一方、上刃１６の右端部はネスト１４の上端付近に当接し続け、ネスト１４は、旋回移動を続ける。

その後、図２（ｃ）に示すように、上刃１６はさらに下動を続ける。一方、押圧パッド１９の下動は停止し、第１の付勢ばね２０の反発力により金属板材１５の上面を押圧する。この結果、下刃１２と上刃１６に挟まれた金属板材１５がせん断される。この時、ネスト１４は、上刃１６に押されて、さらに右下方向に旋回する。図３は、せん断時におけるせん断作業領域の平面図であり、せん断ラインをＢ−Ｂ線で示してある。

金属板材１５のせん断が完了すると、上型１７及び上刃１６はそれらの初期位置に向けて上動する。これに伴い、回転アーム２５は、第２の付勢ばね２６の反発力により、時計周りに逆回転し、ネスト１４は初期位置に向けて旋回移動する。

上述のように、本実施形態におけるプレス装置１００によれば、金属板材１５をせん断する際にネスト１４を上刃１６と干渉しない位置に移動させるネスト移動機構２１を備えているので、上刃１６にネスト１４を逃がすために切り欠き部を形成する必要がなくなり、上刃１６の機械的強度を長期間確保し、使用寿命を延ばすことが可能になる。また、金属板材１５の廃棄部分を小さくしてコストを削減することが可能になる。

また、プレス装置１００によれば、上刃１６をネスト１４の移動のための動力源として利用しているので、別の動力源を設ける必要がないという利点もある。

なお、ネスト１４は、上刃１６とは別の搬送機構により上刃１６と干渉しない位置に、水平移動、垂直移動、斜め方向移動等により移動させるように構成することもできる。

１１ 基台
１２ 下刃
１３ 段差
１４ ネスト
１５ 金属板材
１６ 上刃
１７ 上型
１８ スライド
１９ 押圧パッド
１９ａ，１９ｂ ピアス
２０ 第１の付勢ばね
２１ ネスト移動機構
２２ 支持台
２３ アーム支持柱
２４ 回転軸
２５ 回転アーム
２６ 第２の付勢ばね

Claims (2)

1. 金属板材を上刃と下刃の間に挟んでせん断加工を行うプレス装置において、
   前記下刃の上に載置される金属板材の端面に当接し、前記下刃に対して該金属板材の位置決めをするためのネストと、
   前記上刃の取り付け部と、この取り付け部から水平方向に延びた水平延在部を有し、前記上刃とともに上下動する上型と、
   前記水平延在部と第１の付勢ばねを介して弾性的に係合され、せん断加工時に前記金属板材を押圧する押圧パッドと、
   せん断加工時に前記ネストを前記上刃と干渉しない位置に移動させるネスト移動機構と、を備え、
   前記ネスト移動機構は、支持台と、該支持台から立設されたアーム支持柱と、該アーム支持柱と回転軸を介して回転可能に係合された回転アームと、を備え、
   前記ネストは前記回転アームの一方の端に固定され、前記上刃が下動して前記上刃の一方の端部が前記ネストの上部に当接した状態で前記回転アームを回転させることにより前記ネストを前記上刃と干渉しない位置に移動させるとともに、前記上刃の他方の端部がせん断加工に関与するように構成されたことを特徴とするプレス装置。
2. 前記回転アームの他方の端と、前記支持台との間に接続された第２の付勢ばねを備えることを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。

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