フローティングカッターユニットおよびトリミングプレス加工装置
【課題】フローティングカッターの交換容易性を実現しつつ、高い取付け精度を維持可能なフローティングカッターユニットを提供する。
【解決手段】フローティングカッターユニット１は、フローティングカッター２、フローティングカッター２を保持するホルダセット３、ホルダセット３に対するフローティングカッター２のα方向移動を制限するダンパ４を備え、ホルダセット３は、ホルダ３１、ホルダプレート３２、ホルダ３１の貫通穴に嵌合されたブッシュ３４を有する。ブッシュ３４は、固体潤滑剤が分散され、フローティングカッター２のシャンクが摺動する摺動層を内周に有し、フローティングカッター２のシャンク部がゼロまたはマイナスクリアランスで挿入される。ホルダプレート３２は貫通孔を有し、フローティングカッター２の尾端に軸心２４上でピストンロッド４３が接触したダンパ４をこの貫通孔に挿入した状態でホルダ３１に重ね合わされる。
【解決手段】フローティングカッターユニット１は、フローティングカッター２、フローティングカッター２を保持するホルダセット３、ホルダセット３に対するフローティングカッター２のα方向移動を制限するダンパ４を備え、ホルダセット３は、ホルダ３１、ホルダプレート３２、ホルダ３１の貫通穴に嵌合されたブッシュ３４を有する。ブッシュ３４は、固体潤滑剤が分散され、フローティングカッター２のシャンクが摺動する摺動層を内周に有し、フローティングカッター２のシャンク部がゼロまたはマイナスクリアランスで挿入される。ホルダプレート３２は貫通孔を有し、フローティングカッター２の尾端に軸心２４上でピストンロッド４３が接触したダンパ４をこの貫通孔に挿入した状態でホルダ３１に重ね合わされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フローティングカッターユニットに関し、特にフローティングカッターとダンパとの交換が容易で、かつ精度よく取付け可能なフローティングカッターユニットの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、トリミングにより発生するスクラップを分断可能なトリミングプレス加工装置が開示されている。
【０００３】
このトリミングプレス加工装置には、板状素材から製品部分以外のスクラップを切り落とす切断刃を有するトリミング用プレス上下型の他、切り落されたスクラップをさらに分断する切断刃を有するスクラップ切断用プレス上下型が設けられている。
【０００４】
トリミング用プレス上下型のうち、トリミング用プレス上型は、主トリミング用プレス上型と副トリミング用プレス上型とにより構成されている。主トリミング用プレス上型は、固定されたトリミング用プレス下型に対して昇降し、副トリミング用プレス上型は、状況に応じて、主トリミング用プレス上型に同期した動きまたは同期しない動きをする。このトリミングプレス加工装置による加工工程は、トリミング用プレス上下型によりスクラップを切り落とすトリミング加工工程（第一工程）、スクラップ切断用プレス上下型によりスクラップをさらに分断するスクラップ分断工程（第二工程）との二工程から成り立っている。第一工程において、副トリミング用プレス上型は、主トリミング用プレス上型とともに下降し、トリミング用プレス下型との間に板状素材を挟み込んで、板状素材から製品部分以外のスクラップを切り落とす。その後、第二工程において、さらに、主トリミング用プレス上型とともに下降した副トリミング用プレス上型が、スクラップ切断用プレス下型上のスクラップと接触し、一定荷重でスクラップを押圧してその状態を維持し、主トリミング用プレス上型に対して相対的に上昇する。スクラップ切断用プレス上型は、主トリミング用プレス上型とともに下降し、製品部品以外のスクラップを切り落とした後の副トリミング用プレス上型の相対的な上昇によって、一定荷重でスクラップを押圧し続け、スクラップ切断用プレス下型との間にスクラップを挟み込み、スクラップをスクラップ分断線に沿って分断する。
【０００５】
ここで、主トリミング用プレス上型に対して移動可能に副トリミング用プレス上型を保持するため、この副トリミング用プレス上型には液体圧発生部が設けられている。この液体圧発生部は、可圧縮性流体が充填されたシリンダと、シリンダ内を副トリミング用プレス上型の昇降方向に移動するピストンと、ピストンと副トリミング用プレス上型とに連結されたピストンロッドと、を有している。可圧縮性流体は、トリミング用プレス上下型によるスクラップ切り落としのときには、反力により、主トリミング用プレス上型に対する副トリミング用プレス上型の上昇を阻止する一方、スクラップ切り落とし後に、副トリミング用プレス上型がスクラップ切断用プレス下型に接触し押圧されたときには、主トリミング用プレス上型に対する副トリミング用プレス上型の相対的な上昇を許容する。
【０００６】
なお、特許文献１には、副トリミング用プレス上型を交換可能とするために、副トリミング用プレス上型が、ピストンロッドの先端部に取り外し可能に連結、あるいは連結や固着なしに対面配置されていてもよい旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１２６３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来の技術においては、副トリミング用プレス上型が、ピストンロッドの先端に固着または連結されずに対面配置されることを想定しているが、このような配置を採用した場合、トリミングプレス加工装置への副トリミング用プレス上型の取付け精度を高く維持するためには、副トリミング用プレス上型として利用されるフローティングカッターの取り付け時のガタツキ等を防止する構成が重要となる。ところが、上記従来の技術には、そのような具体的な構成が開示されていない。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、トリミングプレス加工装置において、副トリミング用プレス上型として利用されるフローティングカッターおよびダンパの交換容易性を実現しつつ、フローティングカッターの取付け精度を高く維持可能なフローティングカッターユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明においては、ホルダにフローティングカッターおよびダンパを取り付けたユニット構造とし、フローティングカッターのシャンク部が挿通し、当該フローティングカッターのシャンク部とゼロまたはマイナスクリアランスとなる貫通孔を有するブッシュを設ける。ここで、このブッシュの貫通孔の内周には摺動部が設けられており、この摺動部によって、例えば、固体潤滑剤が表面に分散、露出した摺動面が形成され、この摺動をフローティングカッターのシャンク部が摺動する。
【００１１】
例えば、本発明の一態様は、板状素材からスクラップを切断し、さらに当該スクラップを分断するトリミングプレス加工装置に取り付けられて用いられるフローティングカッターユニットであって、
素材からスクラップを切断するフローティングカッターと、
前記フローティングカッターを、当該フローティングカッターの軸心方向に移動可能に保持するホルダセットと、
前記フローティングカッターの軸心上で前記フローティングカッターの尾端面に接触し、前記ホルダセットに対する前記フローティングカッターの、前記軸心方向への移動を制限するダンパと、を備え、
前記ホルダセットは、
一方の端面と他方の端面とを貫通し、当該一方の端面側から当該他方の端面側へ前記フローティングカッターが挿入される貫通孔が形成されたホルダと、
前記フローティングカッターのシャンク部を摺動させる摺動部を内周に有し、前記ホルダの前記貫通孔に嵌め込まれるブッシュと、
前記ダンパが挿入される貫通孔が形成され、前記フローティングカッターの軸心に対して位置付けられた前記ダンパが当該貫通孔に挿入された状態で前記ホルダの前記一方の端面に重ねられて配置されるホルダプレートと、を有する。
【００１２】
このフローティングカッターユニットにおいて、前記フローティングカッターのシャンク部がゼロまたはマイナスクリアランスで前記ブッシュの内周側に挿入されるようにしてもよい。さらに、前記摺動部に固体潤滑剤が分散されており、前記フローティングカッターのシャンク部が摺動する当該摺動部の摺動面に当該固体潤滑剤が露出するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明の他の態様は、トリミングプレス加工装置に、
トリミングプレス用下型と、
前記トリミングプレス用下型に向かって移動し、前記トリミングプレス用下型との間で、板状素材から製品部以外のスクラップを切り落とすトリミングプレス用上型と、
前記トリミングプレス用上型とともに前記トリミングプレス用下型に向かって移動し、前記トリミングプレス用上型とともに前記トリミングプレス用下型との間で前記板状素材から前記スクラップを切り落とす上記のフローティングカッターユニットと、
前記トリミングプレス用下型の刃先から、前記トリミングプレス用上型の移動方向に、前記板状素材の板厚に応じた間隔をあけて配置されたスクラップ切断用プレス下型と、
前記トリミングプレス用上型とともに移動し、前記スクラップ切断用プレス下型との間で前記スクラップを分断するスクラップ切断用プレス上型と、を設けて、
前記フローティングカッターユニットのダンパは、
前記スクラップを切り落としたフローティングカッターが前記スクラップ切断用プレス下型に押し当てられると、前記フローティングカッターを、前記ホルダセットに対して前記トリミングプレス用上型の移動方向と逆方向へ移動させ、
前記スクラップ切断用プレス上型は、
前記ホルダセットに対する前記フローティングカッターの移動により、前記スクラップ切断用プレス下型との間で前記スクラップを分断する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ホルダの孔とフローティングカッターのシャンク部とのクリアランスをゼロまたはマイナスクリアランスに抑制しつつも、フローティングカッターのシャンク部をホルダの孔にスムーズに挿入することができるため、フローティングカッターの交換容易性を実現しつつ、トリミングプレス加工装置へのフローティングカッターの取付け精度を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るフローティングカッターユニット１の概略構成を示す外観図および部分断面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２は、フローティングカッターユニット１の部品展開図である。
【図３】図３（Ａ）〜（Ｄ）は、フローティングカッター２の上面図、正面図、側面図および底面図であり、図３（Ｅ）は、図３（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、フローティングカッター２を挿通するための貫通穴３１２にブッシュ３４が嵌合されたホルダ３１の上面図および底面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、ホルダプレート３２の上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）は、ダンパ４の上面図および正面図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の一実施の形態に係るフローティングカッターユニット１を用いたトリミングプレス加工装置の金型部の概略構成を示す図であり、図７（Ｂ）、（Ｃ）は、図７（Ａ）のＳ１矢示図およびＳ２矢示図である。
【図８】図８（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施の形態に係るフローティングカッターユニット１を用いたトリミングプレス加工装置によるトリミングプレス加工を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態を説明する。
【００１７】
本実施の形態に係るフローティングカッターユニット１は、例えば、板状素材から製品部分以外のスクラップを切断分離した後、さらに、このスクラップを分断する場合に、トリミングプレス加工装置のトリミング用金型に取り付けて用いられる。
【００１８】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るフローティングカッターユニット１の概略構成を示す外観図および部分断面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。また、図２は、フローティングカッターユニット１の部品展開図である。
【００１９】
図示するように、本実施の形態に係るフローティングカッターユニット１は、フローティングカッター２と、フローティングカッター２を保持するホルダセット３と、ホルダセット３に対するフローティングカッター２の上昇（α方向）を制限する円筒状のダンパ４と、を有する。
【００２０】
ホルダセット３は、ホルダ３１と、ホルダ３１のα方向側の一方の端面（トリミングプレス加工装置のトリミング用金型側の面：以下、上面）３１５に重ね合わせて配置されるホルダプレート３２と、ホルダセット３に対するフローティングカッター２の回転を阻止する回り止め３３と、ホルダ３１にαおよびβ方向に形成されたフローティングカッター２挿通用の貫通穴３１２に嵌合された円管状のブッシュ３４と、トリミングプレス加工装置のトリミング用金型にホルダセット３を固定するための取付け用ボルトおよびナット（不図示）と、を有する。これら各部材の詳細は以下の通りである。
【００２１】
図３（Ａ）〜（Ｄ）は、フローティングカッター２の上面図、正面図、側面図および底面図であり、図３（Ｅ）は、図３（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２２】
図示するように、フローティングカッター２は、円柱状のシャンク部２１と、シャンク部２１の一方の端部２１３に連結するように一体的に形成された角柱状の刃部２２と、を有する。
【００２３】
刃部２２には、一端２２４側の先端の刃面２２１と各側面の刃面２２２との交線によって刃先２２３が形成されている。シャンク部２１の他方の端部（刃部２２が一体的に形成されている端部２１３とは逆側の端部：以下、尾端面）２１２の外周には、径方向外周側に突出した円板状のフランジ部２３が形成され、この円板状のフランジ部２３の外周面２３１の一部には、刃先２２３に対して所定の位置関係を有する平面状の切り欠き部２３２が形成されている。この切り欠き部２３２は、ホルダ３１（後述の回り止め用溝３１４）内に収容された回り止め３３の側面３３１に接触し（図１参照）、ホルダセット３に対して刃先２２３を位置決めするとともに、ホルダセット３に対してフローティングカッター２がその軸心２４周りに回転するのを防ぐ。この切り欠き部２３２は、図示した平面状に限らず、回り止め３３の形状に応じた、回転を防ぐ形状であればよい。
【００２４】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、フローティングカッター２を挿通するための貫通穴３１２にブッシュ３４が嵌合されたホルダ３１の上面図および底面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００２５】
図示するように、ホルダ３１には、取付け用ボルト（不図示）が挿入される貫通孔３１１が形成されるとともに、一方の端面である上面３１５と他方の端面である底面３１６とを貫く方向（図１のα方向、β方向）にフローティングカッター２が挿入される貫通孔３１２が形成されている。貫通孔３１１は、ホルダ３１の上面３１５側よりも底面３１６側の方が大径（ｒ３＜ｒ４）の段付き孔であり、挿入された取付け用ボルトに締結される取付け用ナット（不図示）が底面３１６側に収容されるように形成されている。貫通孔３１２は、フローティングカッター２のフランジ部２３の外径（図３（Ａ）のｒ１）よりも大きな内径ｒ２を有しており、その内側に、ブッシュ３４が嵌めこまれ、さらに、このブッシュ３４の内周面（後述の摺動面）３４５でフローティングカッター２のシャンク部２１が保持されるようにフローティングカッター２が挿入される。また、貫通孔３１２の内壁面３１３の一端部側（上面３１５側）には、上面３１５側が開放された凹状の回り止め用溝３１４が形成されており、この回り止め用溝３１４に回り止め３３が収容される。なお、ホルダ３１には、さらに、トリミングプレス加工装置のトリミング用金型に対する回り止め、位置決め等のためのピンが挿入されるノック穴３１７が形成されていてもよい。
【００２６】
ブッシュ３４は、ホルダ３１の貫通孔３１２の深さｈ２よりも回り止め３３の長さ（図２のｈ３）だけ少なくとも短い長さｈ１を有しており、ホルダ３１の貫通孔３１２内に嵌合されて、両端面３４３、３４４がホルダ３１の貫通孔３１２から軸方向に突き出ない位置で固定される。この状態において、ブッシュ３４内にフローティングカッター２のシャンク部２１が挿入されると、ホルダ３１の貫通孔３１２からフローティングカッター２が抜け落ちないように、ホルダ３１の貫通孔３１２内でフローティングカッター２のフランジ部２３がブッシュ３４の一方の端面３４４に当接する（図１参照）。このとき、フローティングカッター２がスムーズに挿入されるようにするため、ブッシュ３４の内周部３４１には、フローティングカッター２のシャンク部２１の外周面２１１が摺動する摺動面３４５が形成されている。具体的には、ブッシュ３４の内周部３４１には、摺動部として摺動層３４２が形成されている。この摺動層３４２は、例えば、黒鉛等の固体潤滑剤を銅合金等に分散させ、これを焼結して得られる多孔質の焼結合金層にさらに含油処理を施したものである。このようなブッシュ３４として、例えばオイレス工業株式会社のオイレス♯２０００がある。このオイレス♯２０００は、金属製の管とその内側に形成された摺動層からなる二重構造を有しており、重量比で、錫を４〜１０％、ニッケルを１０〜４０％、燐を０．５〜４％、黒鉛を３〜１０％含み、残部として銅を含む円筒状の圧粉体を、鉄、鉄合金、銅および銅合金のうちのいずれか一つの金属で形成された管の内側に圧入したものを焼結することにより形成される。なお、摺動層３４２に代えて、例えば、摺動部として、黒鉛等の固体潤滑剤を、ブッシュ３４の内周面３４１から露出するようにブッシュ３４に埋め込んでもよい。このようなブッシュ３４としては、例えばオイレス工業株式会社のオイレス♯５００がある。
【００２７】
ここで、フローティングカッター２のシャンク部２１の外径（図２のｒ５）は、基準寸法に対してゼロまたはプラス公差で仕上げられ、このシャンク部２１が挿入されるブッシュ３４の内径（図２のｒ６）は、基準寸法に対してゼロまたはマイナス公差で仕上げられている。これにより、フローティングカッター２のシャンク部２１の外径ｒ５とブッシュ３４の内径ｒ６とのクリアランスがゼロまたはマイナスクリアランスとなるにもかかわらず、ブッシュ３４が摺動層３４２を備えていることにより、フローティングカッター２のシャンク部２１は、かじりを生じることなくブッシュ３４内にスムーズに挿入される。また、スクラップ分断加工時においても、かじりを生じることなく、スムーズな動きを発揮する。
【００２８】
回り止め３３は、ホルダ３１の回り止め用溝３１４にホルダ３１の上面３１５側から挿入される。この回り止め３３は、ホルダ３１の貫通孔３１２に挿入されたフローティングカッター２のフランジ部２３の切り欠き部２３２に接触する、貫通孔３１２の径方向の厚さ（図２のｔ）を有している。これにより、ホルダ３１の貫通孔３１２内において、フローティングカッター２のフランジ部２３の切り欠き部２３２に回り止め３３の側面３３１が接触して（図１参照）、ホルダセット３に対して刃先２２３を位置決めするとともに、ホルダセット３に対する軸心２４周りのフローティングカッター２の回転を防止する。さらに、少なくとも回り止め３３の側面３３１に、ブッシュ３４の内周部３４１の摺動面３４５と同様な摺動面を形成することによって、回り止め３３に、回り止めの機能と共に、軸方向への滑りを補助する機能を付与してもよい。
【００２９】
図５（Ａ）は、ホルダプレート３２の上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【００３０】
図示するように、ホルダプレート３２には、ホルダ３１の上面３１５に重ね合わせて配置された状態において、ホルダ３１の各貫通孔３１１、３１２につながる貫通孔３２１、３２２が形成されている。貫通孔３２１には、ホルダ３１の貫通孔３１１に挿入された取付け用ボルト（不図示）が挿入される。貫通孔３２２には、ホルダ３１の貫通孔３１２に挿入されたフローティングカッター２と同軸に配置されたダンパ４（シリンダ４１）が挿入される。この貫通孔３２２は、一方の面（トリミングプレス装置のトリミング用金型側の面）３２５側よりも他方の面（ホルダ３１の上面３１５に重ね合わせられる面）３２６側において大径の段付き穴（ｒ７＜ｒ８）であり、大径部３２２１内にダンパ４のフランジ部４４１が収容される。なお、ホルダ３１にノック穴３１７が形成されている場合、ホルダプレート３２にも、それらのノック穴３１７に挿入されたピンが挿通する貫通孔３２７が形成される。
【００３１】
図６（Ａ）、（Ｂ）は、ダンパ４の上面図および正面図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【００３２】
図示するように、ダンパ４は、例えばビンガム流体４５が充填された円筒状のシリンダ４１と、シリンダ４１内をαおよびβ方向に往復移動するピストン４２と、ピストン４２に一方の端部４３１が連結されるとともにフローティングカッター２の尾端面２１２に他方の端部４３２が当接するピストンロッド４３と、シリンダ４１内にビンガム流体５４を封止するとともにピストンロッド４３をスライド可能に保持するカバー４４と、ピストンロッド４３の外周面４３３およびカバー４４の貫通孔４４２の内周面４４３間に介在するシール材（不図示）等と、を有する。カバー４４には、外周から突出したフランジ部４４１が形成されている。このフランジ部４４１は、向かい合う一対の平面４４１１と、向かい合う一対の曲面４４１２とより外周が形成されている。この一対の曲面４４１２は、カバー４４の外周から突出しており、それらの間の距離ｒ９がホルダプレート３２の貫通穴３２２の径ｒ７よりも大きい。このため、フランジ部４４１がホルダプレート３２の大径部３２２１に嵌合し、ホルダプレート３２からのダンパ４の抜け出しを防止する。
【００３３】
このような構成により、フローティングカッター２に対して、ホルダ３１の底面３１６から上面３１５へ向かう方向（図１の上昇方向α）に所定値未満の大きさの力が加えられても、シリンダ４１内のビンガム流体５４の抵抗力によりピストン４２の上昇方向αへの移動が阻止されるため、ホルダ３１に対してフローティングカッター２は移動しない。一方、フローティングカッター２に対して、上昇方向αに所定値以上の大きさの力が加えられると、シリンダ４１内のビンガム流体５４の流動によりピストン４２が上昇方向αへ移動するため、ホルダ３１に対してフローティングカッター２は上昇方向αへ移動する。
【００３４】
所定値以上の大きさの力が解除されると、フローティングカッター２は、ビンガム流体５４の復元力により、初期位置に復帰するようになっている。ビンガム流体５４の復元力は、フローティングカッター２に対するホルダ３１の保持力（ブッシュ３４とフローティングカッター２のシャンク部２１の締め代による固定力およびブッシュ３４の摺動面３４５とフローティングカッター２のシャンク部２１の外周面２１１との摩擦力）より大きく設定されているため、フローティングカッター２を確実に初期位置に復帰させることが可能である。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、ビンガム流体５４を利用したダンパ４を用いているが、このようなダンパ４の代わりに、例えば、バネ等の弾性体を利用したダンパを用いてもよい。バネ等の弾性体を利用したダンパを用いても、ビンガム流体５４を利用したダンパ４と同様な機能を付与することができる。
【００３６】
つぎに、本実施の形態に係るフローティングカッターユニット１の組立て手順の概要を説明する。
【００３７】
図２に示すように、ブッシュ３４は、ホルダ３１の貫通孔３１２に嵌め込まれて固定される。回り止め３３は、ホルダ３１の回り止め用溝３１４に、ホルダ３１の上面３１５側から挿入される。フローティングカッター２は、フランジ部２３の切り欠き部２３２を回り止め３３の側面３３１側に向けて、刃部２２の方からホルダ３１の貫通孔３１２に挿入される。これにより、ホルダ３１の貫通孔３１２内においてフローティングカッター２のフランジ部２３がブッシュ３４の一方の端面３４４に当接するまで、フローティングカッター２のシャンク部２１がブッシュ３４に挿入される。このとき、上述したように、フローティングカッター２のシャンク部２１の外径ｒ５とブッシュ３４の内径ｒ６とがゼロまたはマイナスクリアランスとなるにもかかわらず、ブッシュ３４の内周部３４１の摺動層３４２により、フローティングカッター２のシャンク部２１は、かじりを生じることなくブッシュ３４内にスムーズに挿入される。
【００３８】
また、ホルダ３１の貫通孔３１２内において、フローティングカッター２のフランジ部２３の切り欠き部２３２は、回り止め３３の側面３３１に接触する。ダンパ４は、ピストンロッド４３の他方の端部４３２がフローティングカッター２の尾端面２１２に接触するように、フローティングカッター２の尾端面２１２側に配置される。ホルダプレート３２は、ダンパ４のシリンダ４１が貫通孔３２２に挿入されるように、ホルダ３１の上面３１５にかぶせられる。これにより、ピストンロッド４３の他方の端部４３２がフローティングカッター２の軸心２４上でフローティングカッター２の尾端面２１２に当接するように（ピストンロッド４３がフローティングカッター２と同軸に位置されるように）、フローティングカッター２に対してダンパ４が位置付けられる。
【００３９】
このように、フローティングカッター２が、ホルダ３１にスムーズに挿入でき、かつ、ピストンロッド４３とフローティングカッター２とが、ホルダセット３によって芯出しされ、さらに、ガタつくことなく保持されるため、フローティングカッター２およびピストンロッド４３の交換容易性を実現しつつ、フローティングカッター２の取付け精度を高く維持することができる。
【００４０】
つぎに、本実施の形態に係るフローティングカッターユニット１を用いたトリミングプレス加工装置によるトリミングプレス加工について説明する。
【００４１】
図７（Ａ）は、本実施の形態に係るフローティングカッターユニット１を用いたトリミングプレス加工装置の金型部の概略構成を示す斜視図であり、図７（Ｂ）、（Ｃ）は、図７（Ａ）のＳ１矢示図およびＳ２矢示図である。
【００４２】
図示するように、トリミングプレス加工装置は、板状素材から製品部分以外のスクラップを切り落とすトリミング用プレス上下型７０、７１と、切り落とされたスクラップをさらに分断するスクラップ切断用プレス上下型７２、７３と、トリミング用プレス下型７１およびスクラップ切断用プレス下型７３に対してトリミング用プレス上型７０およびスクラップ切断用プレス上型７２を昇降させる油圧ラム（不図示）と、を有する。
【００４３】
トリミング用プレス上型７０は、トリミング用プレス下型７１に対して昇降する複数の主トリミング用プレス上型７０１、７０２と、主トリミング用プレス上型７０１、７０２とともに昇降するフローティングカッターユニット１と、を有する。フローティングカッターユニット１の構成要素の一つであるフローティングカッター２の刃部２２は、トリミング用プレス下型７１と対向するいずれかの刃先２２３が主トリミング用プレス上型７０１、７０２の刃先７０１１、７０２１とともに、製品部分の輪郭線を形成するように主トリミング用プレス上型７０１、７０２の間に配置されている。
【００４４】
スクラップ切断用プレス下型７３の上側刃面７３１は、トリミング用プレス下型７１の上側刃面７１１よりも下方の位置に配置されており、それらの間には板状素材の板厚以上の間隔ｉがあけられている。
【００４５】
なお、簡略化のため、図７では、主トリミング用プレス上型７０１、７０２が２つ、フローティングカッターユニット１が１つの場合を示しているが、実際には、適宜定められた数の主トリミング用プレス上型およびフローティングカッターユニット１が用いられる。また、スクラップ切断用プレス上型７２が主トリミング用プレス上型７０１と一体的に形成されている場合を示しているが、これらはそれぞれ別個に形成されたものでもよい。
【００４６】
図８（Ａ）〜図８（Ｄ）は、本実施の形態に係るフローティングカッターユニット１を用いたトリミングプレス加工装置によるトリミングプレス加工を説明するための図である。
【００４７】
図８（Ａ）に示すように、板状素材７４がトリミング用プレス下型７１上にセットされると、油圧ラムの駆動により、主トリミング用プレス上型７０１、７０２、フローティングカッターユニット１、およびスクラップ切断用プレス上型７２が、トリミング用プレス下型７１に向かう方向βに下降し始める。
【００４８】
そして、図８（Ｂ）に示すように、主トリミング用プレス上型７０１、７０２の刃先７０１１、７０２１およびフローティングカッター２の刃先２２３と、トリミング用プレス下型７１の刃先７１２とによって、板状素材７４から製品部分以外のスクラップ７４１が切り落とされる。なお、このとき、シリンダ４１内のビンガム流体５４の抵抗力によりピストン４２の移動が阻止されるため、フローティングカッター２は、ホルダ３１に対して移動しない。このため、主トリミング用プレス上型７０１、７０２の刃先７０１１、７０２１およびフローティングカッター２の刃先２２３が同期して移動する。
【００４９】
その後、図８（Ｃ）に示すように、主トリミング用プレス上型７０１、７０２、フローティングカッターユニット１、およびスクラップ切断用プレス上型７２がβ方向に下降し続ける。これにより、フローティングカッター２の先端の刃面２２１が、スクラップ７４１を介してスクラップ切断用プレス下型７３に押し当てられると、図８（Ｄ）に示すように、シリンダ４１内のビンガム流体５４の流動によりピストン４２が上昇方向αへ移動し、フローティングカッター２が、ホルダ３１に対してα方向に上昇する。すなわち、主トリミング用プレス上型７０１、７０２およびスクラップ切断用プレス上型７２のみが下降を続ける。これにより、スクラップ切断用プレス上下型７２、７３の刃先７２１、７３２によって、スクラップ７４１が分断される。
【００５０】
以上、本発明の一実施の形態を説明した。
【００５１】
本実施の形態によれば、フローティングカッター２のシャンク部２１の外径ｒ５が、基準寸法に対してゼロまたはプラス公差で仕上げられ、このシャンク部２１が挿入されるブッシュ３４の内径ｒ６が、基準寸法に対してゼロまたはマイナス公差で仕上げられるとともに、このブッシュ３４の内周部３４１に、フローティングカッター２のシャンク部２１の外周面２１１が摺動する固体潤滑剤が分散された摺動面３４５が形成されている。このため、フローティングカッター２のシャンク部２１とブッシュ３４とがゼロまたはマイナスクリアランスとなるにもかかわらず、ブッシュ３４の摺動層３４２により、フローティングカッター２のシャンク部２１をブッシュ３４内にスムーズに挿入することができる。したがって、フローティングカッター２の交換容易性を実現しつつ、フローティングカッター２の取付け精度を高く維持することができる。
【００５２】
また、ダンパ４とフローティングカッター２とを個別のモジュールとし、これらをホルダセット３によって連結するだけで、ダンパ４のピストンロッド４３とフローティングカッター２とが芯出しされ、ゼロまたはマイナスクリアランスにより昇降中のフローティングカッター２がガタつくことなく保持されるようにしている。このため、フローティングカッター２の取付け精度を高く維持しながら、フローティングカッター２とダンパ４との組合せを簡単に変えることができる。
【００５３】
また、ホルダ３１に回り止め用溝３１４を形成し、このなかに回り止め３３が収容されるため、ホルダセット３に対してフローティングカッター２の刃先２２３を簡単に位置決めすることができるとともに、ホルダセット３に対する軸心２４周りのフローティングカッター２の回転を阻止することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態においては、四方向の使用が可能な角柱状の刃部２２を有するフローティングカッター２を用いているが、他の形状の刃部を有するフローティングカッターを用いてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１：フローティングカッターユニット、２：フローティングカッター、３：ホルダセット、４：ダンパ、２１：フローティングカッター２のシャンク部、２２：フローティングカッター２の刃部、２３：フローティングカッター２のフランジ部、２４：フローティングカッター２の軸心、３１：ホルダ、３２：ホルダプレート、３３：回り止め、３４：ブッシュ、４１：シリンダ、４２：ピストン、４３：ピストンロッド、４４：カバー、４５：ビンガム流体、２１１：シャンク部２１の外周面、２１２、２１３：フローティングカッター２の端部、２２１、２２２：フローティングカッター２の刃面、２２３：フローティングカッター２の刃先、２３１：フランジ部２３の外周面、２３２：フランジ部２３の切り欠き部、３１１：取付け用ボルト挿入の貫通孔、３１２：フローティングカッター挿入用の貫通孔、３１３：貫通孔３１２の内壁面、３１４：ホルダ３１の回り止め用溝、３１５：ホルダ３１の上面、３１６：ホルダ３１の底面、３１７：ノック穴、３２１：取付け用ボルト挿入の貫通孔、３２２：ダンパ挿入用の貫通孔、３２７：ピン挿入用の貫通孔、３２５：ホルダプレート３２の表面、３２６：ホルダプレート３２の裏面、３３１：回り止め３３の側面、３４１：ブッシュ３４の内周部、３４２：ブッシュ３４の摺動層、３４３、３４４：ブッシュ３４の端面、３４５：ブッシュ３４の摺動面、４３１、４３２：ピストンロッド４３の端部、４３３：ピストンロッド４３の外周面、４４１：カバー４４のフランジ部、４４２：カバー４４の貫通穴、４４３：貫通穴４４２の内周面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フローティングカッターユニットに関し、特にフローティングカッターとダンパとの交換が容易で、かつ精度よく取付け可能なフローティングカッターユニットの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、トリミングにより発生するスクラップを分断可能なトリミングプレス加工装置が開示されている。
【０００３】
このトリミングプレス加工装置には、板状素材から製品部分以外のスクラップを切り落とす切断刃を有するトリミング用プレス上下型の他、切り落されたスクラップをさらに分断する切断刃を有するスクラップ切断用プレス上下型が設けられている。
【０００４】
トリミング用プレス上下型のうち、トリミング用プレス上型は、主トリミング用プレス上型と副トリミング用プレス上型とにより構成されている。主トリミング用プレス上型は、固定されたトリミング用プレス下型に対して昇降し、副トリミング用プレス上型は、状況に応じて、主トリミング用プレス上型に同期した動きまたは同期しない動きをする。このトリミングプレス加工装置による加工工程は、トリミング用プレス上下型によりスクラップを切り落とすトリミング加工工程（第一工程）、スクラップ切断用プレス上下型によりスクラップをさらに分断するスクラップ分断工程（第二工程）との二工程から成り立っている。第一工程において、副トリミング用プレス上型は、主トリミング用プレス上型とともに下降し、トリミング用プレス下型との間に板状素材を挟み込んで、板状素材から製品部分以外のスクラップを切り落とす。その後、第二工程において、さらに、主トリミング用プレス上型とともに下降した副トリミング用プレス上型が、スクラップ切断用プレス下型上のスクラップと接触し、一定荷重でスクラップを押圧してその状態を維持し、主トリミング用プレス上型に対して相対的に上昇する。スクラップ切断用プレス上型は、主トリミング用プレス上型とともに下降し、製品部品以外のスクラップを切り落とした後の副トリミング用プレス上型の相対的な上昇によって、一定荷重でスクラップを押圧し続け、スクラップ切断用プレス下型との間にスクラップを挟み込み、スクラップをスクラップ分断線に沿って分断する。
【０００５】
ここで、主トリミング用プレス上型に対して移動可能に副トリミング用プレス上型を保持するため、この副トリミング用プレス上型には液体圧発生部が設けられている。この液体圧発生部は、可圧縮性流体が充填されたシリンダと、シリンダ内を副トリミング用プレス上型の昇降方向に移動するピストンと、ピストンと副トリミング用プレス上型とに連結されたピストンロッドと、を有している。可圧縮性流体は、トリミング用プレス上下型によるスクラップ切り落としのときには、反力により、主トリミング用プレス上型に対する副トリミング用プレス上型の上昇を阻止する一方、スクラップ切り落とし後に、副トリミング用プレス上型がスクラップ切断用プレス下型に接触し押圧されたときには、主トリミング用プレス上型に対する副トリミング用プレス上型の相対的な上昇を許容する。
【０００６】
なお、特許文献１には、副トリミング用プレス上型を交換可能とするために、副トリミング用プレス上型が、ピストンロッドの先端部に取り外し可能に連結、あるいは連結や固着なしに対面配置されていてもよい旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１２６３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来の技術においては、副トリミング用プレス上型が、ピストンロッドの先端に固着または連結されずに対面配置されることを想定しているが、このような配置を採用した場合、トリミングプレス加工装置への副トリミング用プレス上型の取付け精度を高く維持するためには、副トリミング用プレス上型として利用されるフローティングカッターの取り付け時のガタツキ等を防止する構成が重要となる。ところが、上記従来の技術には、そのような具体的な構成が開示されていない。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、トリミングプレス加工装置において、副トリミング用プレス上型として利用されるフローティングカッターおよびダンパの交換容易性を実現しつつ、フローティングカッターの取付け精度を高く維持可能なフローティングカッターユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明においては、ホルダにフローティングカッターおよびダンパを取り付けたユニット構造とし、フローティングカッターのシャンク部が挿通し、当該フローティングカッターのシャンク部とゼロまたはマイナスクリアランスとなる貫通孔を有するブッシュを設ける。ここで、このブッシュの貫通孔の内周には摺動部が設けられており、この摺動部によって、例えば、固体潤滑剤が表面に分散、露出した摺動面が形成され、この摺動をフローティングカッターのシャンク部が摺動する。
【００１１】
例えば、本発明の一態様は、板状素材からスクラップを切断し、さらに当該スクラップを分断するトリミングプレス加工装置に取り付けられて用いられるフローティングカッターユニットであって、
素材からスクラップを切断するフローティングカッターと、
前記フローティングカッターを、当該フローティングカッターの軸心方向に移動可能に保持するホルダセットと、
前記フローティングカッターの軸心上で前記フローティングカッターの尾端面に接触し、前記ホルダセットに対する前記フローティングカッターの、前記軸心方向への移動を制限するダンパと、を備え、
前記ホルダセットは、
一方の端面と他方の端面とを貫通し、当該一方の端面側から当該他方の端面側へ前記フローティングカッターが挿入される貫通孔が形成されたホルダと、
前記フローティングカッターのシャンク部を摺動させる摺動部を内周に有し、前記ホルダの前記貫通孔に嵌め込まれるブッシュと、
前記ダンパが挿入される貫通孔が形成され、前記フローティングカッターの軸心に対して位置付けられた前記ダンパが当該貫通孔に挿入された状態で前記ホルダの前記一方の端面に重ねられて配置されるホルダプレートと、を有する。
【００１２】
このフローティングカッターユニットにおいて、前記フローティングカッターのシャンク部がゼロまたはマイナスクリアランスで前記ブッシュの内周側に挿入されるようにしてもよい。さらに、前記摺動部に固体潤滑剤が分散されており、前記フローティングカッターのシャンク部が摺動する当該摺動部の摺動面に当該固体潤滑剤が露出するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明の他の態様は、トリミングプレス加工装置に、
トリミングプレス用下型と、
前記トリミングプレス用下型に向かって移動し、前記トリミングプレス用下型との間で、板状素材から製品部以外のスクラップを切り落とすトリミングプレス用上型と、
前記トリミングプレス用上型とともに前記トリミングプレス用下型に向かって移動し、前記トリミングプレス用上型とともに前記トリミングプレス用下型との間で前記板状素材から前記スクラップを切り落とす上記のフローティングカッターユニットと、
前記トリミングプレス用下型の刃先から、前記トリミングプレス用上型の移動方向に、前記板状素材の板厚に応じた間隔をあけて配置されたスクラップ切断用プレス下型と、
前記トリミングプレス用上型とともに移動し、前記スクラップ切断用プレス下型との間で前記スクラップを分断するスクラップ切断用プレス上型と、を設けて、
前記フローティングカッターユニットのダンパは、
前記スクラップを切り落としたフローティングカッターが前記スクラップ切断用プレス下型に押し当てられると、前記フローティングカッターを、前記ホルダセットに対して前記トリミングプレス用上型の移動方向と逆方向へ移動させ、
前記スクラップ切断用プレス上型は、
前記ホルダセットに対する前記フローティングカッターの移動により、前記スクラップ切断用プレス下型との間で前記スクラップを分断する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ホルダの孔とフローティングカッターのシャンク部とのクリアランスをゼロまたはマイナスクリアランスに抑制しつつも、フローティングカッターのシャンク部をホルダの孔にスムーズに挿入することができるため、フローティングカッターの交換容易性を実現しつつ、トリミングプレス加工装置へのフローティングカッターの取付け精度を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るフローティングカッターユニット１の概略構成を示す外観図および部分断面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２は、フローティングカッターユニット１の部品展開図である。
【図３】図３（Ａ）〜（Ｄ）は、フローティングカッター２の上面図、正面図、側面図および底面図であり、図３（Ｅ）は、図３（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、フローティングカッター２を挿通するための貫通穴３１２にブッシュ３４が嵌合されたホルダ３１の上面図および底面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、ホルダプレート３２の上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）は、ダンパ４の上面図および正面図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の一実施の形態に係るフローティングカッターユニット１を用いたトリミングプレス加工装置の金型部の概略構成を示す図であり、図７（Ｂ）、（Ｃ）は、図７（Ａ）のＳ１矢示図およびＳ２矢示図である。
【図８】図８（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施の形態に係るフローティングカッターユニット１を用いたトリミングプレス加工装置によるトリミングプレス加工を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態を説明する。
【００１７】
本実施の形態に係るフローティングカッターユニット１は、例えば、板状素材から製品部分以外のスクラップを切断分離した後、さらに、このスクラップを分断する場合に、トリミングプレス加工装置のトリミング用金型に取り付けて用いられる。
【００１８】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るフローティングカッターユニット１の概略構成を示す外観図および部分断面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。また、図２は、フローティングカッターユニット１の部品展開図である。
【００１９】
図示するように、本実施の形態に係るフローティングカッターユニット１は、フローティングカッター２と、フローティングカッター２を保持するホルダセット３と、ホルダセット３に対するフローティングカッター２の上昇（α方向）を制限する円筒状のダンパ４と、を有する。
【００２０】
ホルダセット３は、ホルダ３１と、ホルダ３１のα方向側の一方の端面（トリミングプレス加工装置のトリミング用金型側の面：以下、上面）３１５に重ね合わせて配置されるホルダプレート３２と、ホルダセット３に対するフローティングカッター２の回転を阻止する回り止め３３と、ホルダ３１にαおよびβ方向に形成されたフローティングカッター２挿通用の貫通穴３１２に嵌合された円管状のブッシュ３４と、トリミングプレス加工装置のトリミング用金型にホルダセット３を固定するための取付け用ボルトおよびナット（不図示）と、を有する。これら各部材の詳細は以下の通りである。
【００２１】
図３（Ａ）〜（Ｄ）は、フローティングカッター２の上面図、正面図、側面図および底面図であり、図３（Ｅ）は、図３（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２２】
図示するように、フローティングカッター２は、円柱状のシャンク部２１と、シャンク部２１の一方の端部２１３に連結するように一体的に形成された角柱状の刃部２２と、を有する。
【００２３】
刃部２２には、一端２２４側の先端の刃面２２１と各側面の刃面２２２との交線によって刃先２２３が形成されている。シャンク部２１の他方の端部（刃部２２が一体的に形成されている端部２１３とは逆側の端部：以下、尾端面）２１２の外周には、径方向外周側に突出した円板状のフランジ部２３が形成され、この円板状のフランジ部２３の外周面２３１の一部には、刃先２２３に対して所定の位置関係を有する平面状の切り欠き部２３２が形成されている。この切り欠き部２３２は、ホルダ３１（後述の回り止め用溝３１４）内に収容された回り止め３３の側面３３１に接触し（図１参照）、ホルダセット３に対して刃先２２３を位置決めするとともに、ホルダセット３に対してフローティングカッター２がその軸心２４周りに回転するのを防ぐ。この切り欠き部２３２は、図示した平面状に限らず、回り止め３３の形状に応じた、回転を防ぐ形状であればよい。
【００２４】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、フローティングカッター２を挿通するための貫通穴３１２にブッシュ３４が嵌合されたホルダ３１の上面図および底面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００２５】
図示するように、ホルダ３１には、取付け用ボルト（不図示）が挿入される貫通孔３１１が形成されるとともに、一方の端面である上面３１５と他方の端面である底面３１６とを貫く方向（図１のα方向、β方向）にフローティングカッター２が挿入される貫通孔３１２が形成されている。貫通孔３１１は、ホルダ３１の上面３１５側よりも底面３１６側の方が大径（ｒ３＜ｒ４）の段付き孔であり、挿入された取付け用ボルトに締結される取付け用ナット（不図示）が底面３１６側に収容されるように形成されている。貫通孔３１２は、フローティングカッター２のフランジ部２３の外径（図３（Ａ）のｒ１）よりも大きな内径ｒ２を有しており、その内側に、ブッシュ３４が嵌めこまれ、さらに、このブッシュ３４の内周面（後述の摺動面）３４５でフローティングカッター２のシャンク部２１が保持されるようにフローティングカッター２が挿入される。また、貫通孔３１２の内壁面３１３の一端部側（上面３１５側）には、上面３１５側が開放された凹状の回り止め用溝３１４が形成されており、この回り止め用溝３１４に回り止め３３が収容される。なお、ホルダ３１には、さらに、トリミングプレス加工装置のトリミング用金型に対する回り止め、位置決め等のためのピンが挿入されるノック穴３１７が形成されていてもよい。
【００２６】
ブッシュ３４は、ホルダ３１の貫通孔３１２の深さｈ２よりも回り止め３３の長さ（図２のｈ３）だけ少なくとも短い長さｈ１を有しており、ホルダ３１の貫通孔３１２内に嵌合されて、両端面３４３、３４４がホルダ３１の貫通孔３１２から軸方向に突き出ない位置で固定される。この状態において、ブッシュ３４内にフローティングカッター２のシャンク部２１が挿入されると、ホルダ３１の貫通孔３１２からフローティングカッター２が抜け落ちないように、ホルダ３１の貫通孔３１２内でフローティングカッター２のフランジ部２３がブッシュ３４の一方の端面３４４に当接する（図１参照）。このとき、フローティングカッター２がスムーズに挿入されるようにするため、ブッシュ３４の内周部３４１には、フローティングカッター２のシャンク部２１の外周面２１１が摺動する摺動面３４５が形成されている。具体的には、ブッシュ３４の内周部３４１には、摺動部として摺動層３４２が形成されている。この摺動層３４２は、例えば、黒鉛等の固体潤滑剤を銅合金等に分散させ、これを焼結して得られる多孔質の焼結合金層にさらに含油処理を施したものである。このようなブッシュ３４として、例えばオイレス工業株式会社のオイレス♯２０００がある。このオイレス♯２０００は、金属製の管とその内側に形成された摺動層からなる二重構造を有しており、重量比で、錫を４〜１０％、ニッケルを１０〜４０％、燐を０．５〜４％、黒鉛を３〜１０％含み、残部として銅を含む円筒状の圧粉体を、鉄、鉄合金、銅および銅合金のうちのいずれか一つの金属で形成された管の内側に圧入したものを焼結することにより形成される。なお、摺動層３４２に代えて、例えば、摺動部として、黒鉛等の固体潤滑剤を、ブッシュ３４の内周面３４１から露出するようにブッシュ３４に埋め込んでもよい。このようなブッシュ３４としては、例えばオイレス工業株式会社のオイレス♯５００がある。
【００２７】
ここで、フローティングカッター２のシャンク部２１の外径（図２のｒ５）は、基準寸法に対してゼロまたはプラス公差で仕上げられ、このシャンク部２１が挿入されるブッシュ３４の内径（図２のｒ６）は、基準寸法に対してゼロまたはマイナス公差で仕上げられている。これにより、フローティングカッター２のシャンク部２１の外径ｒ５とブッシュ３４の内径ｒ６とのクリアランスがゼロまたはマイナスクリアランスとなるにもかかわらず、ブッシュ３４が摺動層３４２を備えていることにより、フローティングカッター２のシャンク部２１は、かじりを生じることなくブッシュ３４内にスムーズに挿入される。また、スクラップ分断加工時においても、かじりを生じることなく、スムーズな動きを発揮する。
【００２８】
回り止め３３は、ホルダ３１の回り止め用溝３１４にホルダ３１の上面３１５側から挿入される。この回り止め３３は、ホルダ３１の貫通孔３１２に挿入されたフローティングカッター２のフランジ部２３の切り欠き部２３２に接触する、貫通孔３１２の径方向の厚さ（図２のｔ）を有している。これにより、ホルダ３１の貫通孔３１２内において、フローティングカッター２のフランジ部２３の切り欠き部２３２に回り止め３３の側面３３１が接触して（図１参照）、ホルダセット３に対して刃先２２３を位置決めするとともに、ホルダセット３に対する軸心２４周りのフローティングカッター２の回転を防止する。さらに、少なくとも回り止め３３の側面３３１に、ブッシュ３４の内周部３４１の摺動面３４５と同様な摺動面を形成することによって、回り止め３３に、回り止めの機能と共に、軸方向への滑りを補助する機能を付与してもよい。
【００２９】
図５（Ａ）は、ホルダプレート３２の上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【００３０】
図示するように、ホルダプレート３２には、ホルダ３１の上面３１５に重ね合わせて配置された状態において、ホルダ３１の各貫通孔３１１、３１２につながる貫通孔３２１、３２２が形成されている。貫通孔３２１には、ホルダ３１の貫通孔３１１に挿入された取付け用ボルト（不図示）が挿入される。貫通孔３２２には、ホルダ３１の貫通孔３１２に挿入されたフローティングカッター２と同軸に配置されたダンパ４（シリンダ４１）が挿入される。この貫通孔３２２は、一方の面（トリミングプレス装置のトリミング用金型側の面）３２５側よりも他方の面（ホルダ３１の上面３１５に重ね合わせられる面）３２６側において大径の段付き穴（ｒ７＜ｒ８）であり、大径部３２２１内にダンパ４のフランジ部４４１が収容される。なお、ホルダ３１にノック穴３１７が形成されている場合、ホルダプレート３２にも、それらのノック穴３１７に挿入されたピンが挿通する貫通孔３２７が形成される。
【００３１】
図６（Ａ）、（Ｂ）は、ダンパ４の上面図および正面図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【００３２】
図示するように、ダンパ４は、例えばビンガム流体４５が充填された円筒状のシリンダ４１と、シリンダ４１内をαおよびβ方向に往復移動するピストン４２と、ピストン４２に一方の端部４３１が連結されるとともにフローティングカッター２の尾端面２１２に他方の端部４３２が当接するピストンロッド４３と、シリンダ４１内にビンガム流体５４を封止するとともにピストンロッド４３をスライド可能に保持するカバー４４と、ピストンロッド４３の外周面４３３およびカバー４４の貫通孔４４２の内周面４４３間に介在するシール材（不図示）等と、を有する。カバー４４には、外周から突出したフランジ部４４１が形成されている。このフランジ部４４１は、向かい合う一対の平面４４１１と、向かい合う一対の曲面４４１２とより外周が形成されている。この一対の曲面４４１２は、カバー４４の外周から突出しており、それらの間の距離ｒ９がホルダプレート３２の貫通穴３２２の径ｒ７よりも大きい。このため、フランジ部４４１がホルダプレート３２の大径部３２２１に嵌合し、ホルダプレート３２からのダンパ４の抜け出しを防止する。
【００３３】
このような構成により、フローティングカッター２に対して、ホルダ３１の底面３１６から上面３１５へ向かう方向（図１の上昇方向α）に所定値未満の大きさの力が加えられても、シリンダ４１内のビンガム流体５４の抵抗力によりピストン４２の上昇方向αへの移動が阻止されるため、ホルダ３１に対してフローティングカッター２は移動しない。一方、フローティングカッター２に対して、上昇方向αに所定値以上の大きさの力が加えられると、シリンダ４１内のビンガム流体５４の流動によりピストン４２が上昇方向αへ移動するため、ホルダ３１に対してフローティングカッター２は上昇方向αへ移動する。
【００３４】
所定値以上の大きさの力が解除されると、フローティングカッター２は、ビンガム流体５４の復元力により、初期位置に復帰するようになっている。ビンガム流体５４の復元力は、フローティングカッター２に対するホルダ３１の保持力（ブッシュ３４とフローティングカッター２のシャンク部２１の締め代による固定力およびブッシュ３４の摺動面３４５とフローティングカッター２のシャンク部２１の外周面２１１との摩擦力）より大きく設定されているため、フローティングカッター２を確実に初期位置に復帰させることが可能である。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、ビンガム流体５４を利用したダンパ４を用いているが、このようなダンパ４の代わりに、例えば、バネ等の弾性体を利用したダンパを用いてもよい。バネ等の弾性体を利用したダンパを用いても、ビンガム流体５４を利用したダンパ４と同様な機能を付与することができる。
【００３６】
つぎに、本実施の形態に係るフローティングカッターユニット１の組立て手順の概要を説明する。
【００３７】
図２に示すように、ブッシュ３４は、ホルダ３１の貫通孔３１２に嵌め込まれて固定される。回り止め３３は、ホルダ３１の回り止め用溝３１４に、ホルダ３１の上面３１５側から挿入される。フローティングカッター２は、フランジ部２３の切り欠き部２３２を回り止め３３の側面３３１側に向けて、刃部２２の方からホルダ３１の貫通孔３１２に挿入される。これにより、ホルダ３１の貫通孔３１２内においてフローティングカッター２のフランジ部２３がブッシュ３４の一方の端面３４４に当接するまで、フローティングカッター２のシャンク部２１がブッシュ３４に挿入される。このとき、上述したように、フローティングカッター２のシャンク部２１の外径ｒ５とブッシュ３４の内径ｒ６とがゼロまたはマイナスクリアランスとなるにもかかわらず、ブッシュ３４の内周部３４１の摺動層３４２により、フローティングカッター２のシャンク部２１は、かじりを生じることなくブッシュ３４内にスムーズに挿入される。
【００３８】
また、ホルダ３１の貫通孔３１２内において、フローティングカッター２のフランジ部２３の切り欠き部２３２は、回り止め３３の側面３３１に接触する。ダンパ４は、ピストンロッド４３の他方の端部４３２がフローティングカッター２の尾端面２１２に接触するように、フローティングカッター２の尾端面２１２側に配置される。ホルダプレート３２は、ダンパ４のシリンダ４１が貫通孔３２２に挿入されるように、ホルダ３１の上面３１５にかぶせられる。これにより、ピストンロッド４３の他方の端部４３２がフローティングカッター２の軸心２４上でフローティングカッター２の尾端面２１２に当接するように（ピストンロッド４３がフローティングカッター２と同軸に位置されるように）、フローティングカッター２に対してダンパ４が位置付けられる。
【００３９】
このように、フローティングカッター２が、ホルダ３１にスムーズに挿入でき、かつ、ピストンロッド４３とフローティングカッター２とが、ホルダセット３によって芯出しされ、さらに、ガタつくことなく保持されるため、フローティングカッター２およびピストンロッド４３の交換容易性を実現しつつ、フローティングカッター２の取付け精度を高く維持することができる。
【００４０】
つぎに、本実施の形態に係るフローティングカッターユニット１を用いたトリミングプレス加工装置によるトリミングプレス加工について説明する。
【００４１】
図７（Ａ）は、本実施の形態に係るフローティングカッターユニット１を用いたトリミングプレス加工装置の金型部の概略構成を示す斜視図であり、図７（Ｂ）、（Ｃ）は、図７（Ａ）のＳ１矢示図およびＳ２矢示図である。
【００４２】
図示するように、トリミングプレス加工装置は、板状素材から製品部分以外のスクラップを切り落とすトリミング用プレス上下型７０、７１と、切り落とされたスクラップをさらに分断するスクラップ切断用プレス上下型７２、７３と、トリミング用プレス下型７１およびスクラップ切断用プレス下型７３に対してトリミング用プレス上型７０およびスクラップ切断用プレス上型７２を昇降させる油圧ラム（不図示）と、を有する。
【００４３】
トリミング用プレス上型７０は、トリミング用プレス下型７１に対して昇降する複数の主トリミング用プレス上型７０１、７０２と、主トリミング用プレス上型７０１、７０２とともに昇降するフローティングカッターユニット１と、を有する。フローティングカッターユニット１の構成要素の一つであるフローティングカッター２の刃部２２は、トリミング用プレス下型７１と対向するいずれかの刃先２２３が主トリミング用プレス上型７０１、７０２の刃先７０１１、７０２１とともに、製品部分の輪郭線を形成するように主トリミング用プレス上型７０１、７０２の間に配置されている。
【００４４】
スクラップ切断用プレス下型７３の上側刃面７３１は、トリミング用プレス下型７１の上側刃面７１１よりも下方の位置に配置されており、それらの間には板状素材の板厚以上の間隔ｉがあけられている。
【００４５】
なお、簡略化のため、図７では、主トリミング用プレス上型７０１、７０２が２つ、フローティングカッターユニット１が１つの場合を示しているが、実際には、適宜定められた数の主トリミング用プレス上型およびフローティングカッターユニット１が用いられる。また、スクラップ切断用プレス上型７２が主トリミング用プレス上型７０１と一体的に形成されている場合を示しているが、これらはそれぞれ別個に形成されたものでもよい。
【００４６】
図８（Ａ）〜図８（Ｄ）は、本実施の形態に係るフローティングカッターユニット１を用いたトリミングプレス加工装置によるトリミングプレス加工を説明するための図である。
【００４７】
図８（Ａ）に示すように、板状素材７４がトリミング用プレス下型７１上にセットされると、油圧ラムの駆動により、主トリミング用プレス上型７０１、７０２、フローティングカッターユニット１、およびスクラップ切断用プレス上型７２が、トリミング用プレス下型７１に向かう方向βに下降し始める。
【００４８】
そして、図８（Ｂ）に示すように、主トリミング用プレス上型７０１、７０２の刃先７０１１、７０２１およびフローティングカッター２の刃先２２３と、トリミング用プレス下型７１の刃先７１２とによって、板状素材７４から製品部分以外のスクラップ７４１が切り落とされる。なお、このとき、シリンダ４１内のビンガム流体５４の抵抗力によりピストン４２の移動が阻止されるため、フローティングカッター２は、ホルダ３１に対して移動しない。このため、主トリミング用プレス上型７０１、７０２の刃先７０１１、７０２１およびフローティングカッター２の刃先２２３が同期して移動する。
【００４９】
その後、図８（Ｃ）に示すように、主トリミング用プレス上型７０１、７０２、フローティングカッターユニット１、およびスクラップ切断用プレス上型７２がβ方向に下降し続ける。これにより、フローティングカッター２の先端の刃面２２１が、スクラップ７４１を介してスクラップ切断用プレス下型７３に押し当てられると、図８（Ｄ）に示すように、シリンダ４１内のビンガム流体５４の流動によりピストン４２が上昇方向αへ移動し、フローティングカッター２が、ホルダ３１に対してα方向に上昇する。すなわち、主トリミング用プレス上型７０１、７０２およびスクラップ切断用プレス上型７２のみが下降を続ける。これにより、スクラップ切断用プレス上下型７２、７３の刃先７２１、７３２によって、スクラップ７４１が分断される。
【００５０】
以上、本発明の一実施の形態を説明した。
【００５１】
本実施の形態によれば、フローティングカッター２のシャンク部２１の外径ｒ５が、基準寸法に対してゼロまたはプラス公差で仕上げられ、このシャンク部２１が挿入されるブッシュ３４の内径ｒ６が、基準寸法に対してゼロまたはマイナス公差で仕上げられるとともに、このブッシュ３４の内周部３４１に、フローティングカッター２のシャンク部２１の外周面２１１が摺動する固体潤滑剤が分散された摺動面３４５が形成されている。このため、フローティングカッター２のシャンク部２１とブッシュ３４とがゼロまたはマイナスクリアランスとなるにもかかわらず、ブッシュ３４の摺動層３４２により、フローティングカッター２のシャンク部２１をブッシュ３４内にスムーズに挿入することができる。したがって、フローティングカッター２の交換容易性を実現しつつ、フローティングカッター２の取付け精度を高く維持することができる。
【００５２】
また、ダンパ４とフローティングカッター２とを個別のモジュールとし、これらをホルダセット３によって連結するだけで、ダンパ４のピストンロッド４３とフローティングカッター２とが芯出しされ、ゼロまたはマイナスクリアランスにより昇降中のフローティングカッター２がガタつくことなく保持されるようにしている。このため、フローティングカッター２の取付け精度を高く維持しながら、フローティングカッター２とダンパ４との組合せを簡単に変えることができる。
【００５３】
また、ホルダ３１に回り止め用溝３１４を形成し、このなかに回り止め３３が収容されるため、ホルダセット３に対してフローティングカッター２の刃先２２３を簡単に位置決めすることができるとともに、ホルダセット３に対する軸心２４周りのフローティングカッター２の回転を阻止することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態においては、四方向の使用が可能な角柱状の刃部２２を有するフローティングカッター２を用いているが、他の形状の刃部を有するフローティングカッターを用いてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１：フローティングカッターユニット、２：フローティングカッター、３：ホルダセット、４：ダンパ、２１：フローティングカッター２のシャンク部、２２：フローティングカッター２の刃部、２３：フローティングカッター２のフランジ部、２４：フローティングカッター２の軸心、３１：ホルダ、３２：ホルダプレート、３３：回り止め、３４：ブッシュ、４１：シリンダ、４２：ピストン、４３：ピストンロッド、４４：カバー、４５：ビンガム流体、２１１：シャンク部２１の外周面、２１２、２１３：フローティングカッター２の端部、２２１、２２２：フローティングカッター２の刃面、２２３：フローティングカッター２の刃先、２３１：フランジ部２３の外周面、２３２：フランジ部２３の切り欠き部、３１１：取付け用ボルト挿入の貫通孔、３１２：フローティングカッター挿入用の貫通孔、３１３：貫通孔３１２の内壁面、３１４：ホルダ３１の回り止め用溝、３１５：ホルダ３１の上面、３１６：ホルダ３１の底面、３１７：ノック穴、３２１：取付け用ボルト挿入の貫通孔、３２２：ダンパ挿入用の貫通孔、３２７：ピン挿入用の貫通孔、３２５：ホルダプレート３２の表面、３２６：ホルダプレート３２の裏面、３３１：回り止め３３の側面、３４１：ブッシュ３４の内周部、３４２：ブッシュ３４の摺動層、３４３、３４４：ブッシュ３４の端面、３４５：ブッシュ３４の摺動面、４３１、４３２：ピストンロッド４３の端部、４３３：ピストンロッド４３の外周面、４４１：カバー４４のフランジ部、４４２：カバー４４の貫通穴、４４３：貫通穴４４２の内周面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状素材からスクラップを切断し、さらに当該スクラップを分断するトリミングプレス加工装置に取り付けられて用いられるフローティングカッターユニットであって、
素材からスクラップを切断するフローティングカッターと、
前記フローティングカッターを、当該フローティングカッターの軸心方向に移動可能に保持するホルダセットと、
前記フローティングカッターの軸心上で前記フローティングカッターの尾端面に接触し、前記ホルダセットに対する前記フローティングカッターの、前記軸心方向への移動を制限するダンパと、を備え、
前記ホルダセットは、
一方の端面と他方の端面とを貫通し、当該一方の端面側から当該他方の端面側へ前記フローティングカッターが挿入される貫通孔が形成されたホルダと、
前記フローティングカッターのシャンク部を摺動させる摺動部を内周に有し、前記ホルダの前記貫通孔に嵌め込まれるブッシュと、
前記ダンパが挿入される貫通孔が形成され、前記フローティングカッターの軸心に対して位置付けられた前記ダンパが当該貫通孔に挿入された状態で前記ホルダの前記一方の端面に重ねられて配置されるホルダプレートと、を有する
ことを特徴とするフローティングカッターユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のフローティングカッターユニットであって、
前記フローティングカッターのシャンク部がゼロまたはマイナスクリアランスで前記ブッシュの内周側に挿入される
ことを特徴とするフローティングカッターユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフローティングカッターユニットであって、
前記摺動部には固体潤滑剤が分散され、当該固体潤滑剤は、前記フローティングカッターのシャンク部が摺動する当該摺動部の摺動面に露出する
ことを特徴とするフローティングカッターユニット。
【請求項４】
請求項３に記載のフローティングカッターユニットであって、
前記摺動部は、
金属製の前記ブッシュの内周に形成された多孔質の焼結合金層であり、
当該焼結合金層は、
重量比で、錫を４〜１０％、ニッケルを１０〜４０％、燐を０．５〜４％、前記固体潤滑剤として黒鉛を３〜１０％含み、残部として銅を含む
ことを特徴とするフローティングカッターユニット。
【請求項５】
トリミングプレス用下型と、
前記トリミングプレス用下型に向かって移動し、前記トリミングプレス用下型との間で、板状素材から製品部以外のスクラップを切り落とすトリミングプレス用上型と、
前記トリミングプレス用上型とともに前記トリミングプレス用下型に向かって移動し、前記トリミングプレス用上型とともに前記トリミングプレス用下型との間で前記板状素材から前記スクラップを切り落とす請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフローティングカッターユニットと、
前記トリミングプレス用下型の刃先から、前記トリミングプレス用上型の移動方向に、前記板状素材の板厚に応じた間隔をあけて配置されたスクラップ切断用プレス下型と、
前記トリミングプレス用上型とともに移動し、前記スクラップ切断用プレス下型との間で前記スクラップを分断するスクラップ切断用プレス上型と、を備え、
前記フローティングカッターユニットのダンパは、
前記スクラップを切り落としたフローティングカッターが前記スクラップ切断用プレス下型に押し当てられると、前記フローティングカッターを、前記ホルダセットに対して前記トリミングプレス用上型の移動方向と逆方向へ移動させ、
前記スクラップ切断用プレス上型は、
前記ホルダセットに対する前記フローティングカッターの移動により、前記スクラップ切断用プレス下型との間で前記スクラップを分断する
ことを特徴とするトリミングプレス加工装置。
【請求項１】
板状素材からスクラップを切断し、さらに当該スクラップを分断するトリミングプレス加工装置に取り付けられて用いられるフローティングカッターユニットであって、
素材からスクラップを切断するフローティングカッターと、
前記フローティングカッターを、当該フローティングカッターの軸心方向に移動可能に保持するホルダセットと、
前記フローティングカッターの軸心上で前記フローティングカッターの尾端面に接触し、前記ホルダセットに対する前記フローティングカッターの、前記軸心方向への移動を制限するダンパと、を備え、
前記ホルダセットは、
一方の端面と他方の端面とを貫通し、当該一方の端面側から当該他方の端面側へ前記フローティングカッターが挿入される貫通孔が形成されたホルダと、
前記フローティングカッターのシャンク部を摺動させる摺動部を内周に有し、前記ホルダの前記貫通孔に嵌め込まれるブッシュと、
前記ダンパが挿入される貫通孔が形成され、前記フローティングカッターの軸心に対して位置付けられた前記ダンパが当該貫通孔に挿入された状態で前記ホルダの前記一方の端面に重ねられて配置されるホルダプレートと、を有する
ことを特徴とするフローティングカッターユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のフローティングカッターユニットであって、
前記フローティングカッターのシャンク部がゼロまたはマイナスクリアランスで前記ブッシュの内周側に挿入される
ことを特徴とするフローティングカッターユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフローティングカッターユニットであって、
前記摺動部には固体潤滑剤が分散され、当該固体潤滑剤は、前記フローティングカッターのシャンク部が摺動する当該摺動部の摺動面に露出する
ことを特徴とするフローティングカッターユニット。
【請求項４】
請求項３に記載のフローティングカッターユニットであって、
前記摺動部は、
金属製の前記ブッシュの内周に形成された多孔質の焼結合金層であり、
当該焼結合金層は、
重量比で、錫を４〜１０％、ニッケルを１０〜４０％、燐を０．５〜４％、前記固体潤滑剤として黒鉛を３〜１０％含み、残部として銅を含む
ことを特徴とするフローティングカッターユニット。
【請求項５】
トリミングプレス用下型と、
前記トリミングプレス用下型に向かって移動し、前記トリミングプレス用下型との間で、板状素材から製品部以外のスクラップを切り落とすトリミングプレス用上型と、
前記トリミングプレス用上型とともに前記トリミングプレス用下型に向かって移動し、前記トリミングプレス用上型とともに前記トリミングプレス用下型との間で前記板状素材から前記スクラップを切り落とす請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフローティングカッターユニットと、
前記トリミングプレス用下型の刃先から、前記トリミングプレス用上型の移動方向に、前記板状素材の板厚に応じた間隔をあけて配置されたスクラップ切断用プレス下型と、
前記トリミングプレス用上型とともに移動し、前記スクラップ切断用プレス下型との間で前記スクラップを分断するスクラップ切断用プレス上型と、を備え、
前記フローティングカッターユニットのダンパは、
前記スクラップを切り落としたフローティングカッターが前記スクラップ切断用プレス下型に押し当てられると、前記フローティングカッターを、前記ホルダセットに対して前記トリミングプレス用上型の移動方向と逆方向へ移動させ、
前記スクラップ切断用プレス上型は、
前記ホルダセットに対する前記フローティングカッターの移動により、前記スクラップ切断用プレス下型との間で前記スクラップを分断する
ことを特徴とするトリミングプレス加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２４０１０９（Ｐ２０１２−２４０１０９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５１７９（Ｐ２０１１−１１５１７９）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００１０３６４４）オイレス工業株式会社 (384)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００１０３６４４）オイレス工業株式会社 (384)
【Ｆターム（参考）】
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