プレス機械の昇降装置
【課題】 プレス負荷を受け止める時に、各部の遊びを予めなくして上下方向の剛性を高めることができるプレス機械の昇降装置を提供する。
【解決手段】 昇降機構２３によって昇降可能とされ、プレス機械のプレス動作時に加圧力を受ける昇降台２６を設ける。前記昇降機構２３により昇降台２６が上昇位置にあるときに、昇降機構２３の昇降方向の遊びを、前記昇降台２６を上昇または下降方向に寄せて除去する遊び除去手段４２を設ける。
【解決手段】 昇降機構２３によって昇降可能とされ、プレス機械のプレス動作時に加圧力を受ける昇降台２６を設ける。前記昇降機構２３により昇降台２６が上昇位置にあるときに、昇降機構２３の昇降方向の遊びを、前記昇降台２６を上昇または下降方向に寄せて除去する遊び除去手段４２を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パンチプレス等のプレス機械おける昇降台の昇降装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の工具を交換使用可能としたパンチプレスとして、工具支持体をタレットとするタレット式のものが一般的である。しかし、タレットパンチプレスでは、タレット上に保持できるツール種類，サイズが限られ、多彩な加工を行うことができない。そのため、工具支持体として次のようなカートリッジを用いるカートリッジ式のパンチプレスが提案されている（例えば特許文献１）。これは、複数のツールを搭載した矩形のカートリッジを複数準備し、これらカートリッジを直線経路のレール上でパンチ位置に出し入れすることにより、カートリッジ交換を行うものである。
【０００３】
しかし、上記カートリッジ式のパンチプレスは、カートリッジ内に並べられたツールの割り出しを、ラムを有するパンチ駆動部の平面移動により行うものであるため、移動する部分の重量が重くてツールの高速割り出しが難しい。カートリッジの直線移動で一方向のツール割り出しを行うものであるが、これもカートリッジ全体の直線移動が必要なために高速割り出しが難しい。
【０００４】
そこで、工具支持体として円形のカートリッジを用い、旋回動作する工具支持体交換装置によりプレスフレームに渡すものを試みた。このパンチプレスでは、工具支持体交換装置とプレスフレームとの間で工具支持体を受け渡すために、プレスフレームの一部を昇降部材とし、この昇降部材に工具支持体を支持する。
【特許文献１】特開２０００−３５１０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記円形カートリッジ式の工具支持体を用いたパンチプレスでは、ダイ側の昇降部材が、工具支持体を載せて上昇した位置でパンチ加工時の支持を行うため、この上昇位置で打ち抜き荷重を受けることになる。そのため、パンチ加工時の打ち抜き荷重に耐えられる支持を行う必要があり、昇降部材を昇降させる機構が大がかりなものとなる。例えば、大型の油圧シリンダを内蔵したものが必要とされる。このために、近年のように電気サーボ化されて本体に油圧ユニットを持っていないパンチプレスでは、その昇降機構のためだけに油圧ユニットを設置する必要がある。また油を機内に供給することにより、油温上昇の影響を受け、ヘッド部の熱変位によるパンチ・ダイ工具間の芯ずれも大きくなる。
【０００６】
このような課題を解消する対策として、図８に概略を示すものを先に提案した（特願２００３−３６３９５６号）。この例は、昇降台５１を昇降させる昇降機構５２をリンク機構５７などで構成し、小型化したものである。昇降機構５２は、昇降台５１を、下方に退避した工具支持体交換位置と、上昇位置、つまりパンチと共に板材に加工を施しプレス負荷を受け止めるプレス負荷受止位置との間で昇降させるものでなる。リンク機構５７は、左右方向に移動自在なスライド部材５３と、このスライド部材５３と前記昇降台５１とを連結する上リンク５４、およびフレーム本体５６と前記スライド部材５３とを連結する下リンク５５とでなる。スライド部材５３にはカムフォロア５８を設け、このカムフォロア５８は、工具支持体５９の昇降方向と平行に移動可能に設けた昇降カム部材６０のカム溝６１内を移動自在とする。昇降駆動機構６２で前記昇降カム部材６０を昇降させることにより、スライド部材５３を左右に移動させ、その左右移動をリンク機構５７で昇降台５１の昇降動作に変換する。
【０００７】
しかし、このように昇降機構５２を構成した場合、プレス負荷を受け止める前記プレス負荷受止位置まで上昇した状態で、リンク機構５７における各リンク５４，５５のピン隙間や、各リンク５４，５５の長さの誤差等により微小な遊び（ガタ）が生じる。このためパンチ加工時に前記遊びが吸収されるまでの打ち抜き初期の工程で、上下方向の剛性が非常に低くなって、加工品質に悪影響を及ぼすという問題がある。具体的には、上記遊びはプレス荷重が加わったときには無くなるが、昇降台５１が、プレス荷重で上記遊びが無くなるまで加工する間に横滑りを生じ、これにより昇降台５１に支持されたダイ（図示せず）の位置の精度が低下し、加工精度，加工品質の低下を招く。
【０００８】
そこで、前記プレス負荷受止位置まで上昇した状態で、図９のように、エアシリンダ６３で進退移動可能に設けたボルスタ６４等を、フレーム本体５６の下部と昇降台５１との間に挿入することを考えた。
しかし、このような構成では、ボルスタ６４を挿入・退避させる時間がサイクルタイムに余分に掛かり、稼働率を悪くするという新たな問題が生じる。
【０００９】
なお、上記の課題は、円形カートリッジ式の工具支持体を用いたパンチプレスの場合につき説明したが、プレス機械において、プレス負荷を受け止める昇降台一般に、上記と同様な課題がある。
【００１０】
この発明の目的は、プレス負荷を受け止める時に各部の遊びを予め無くして上下方向の剛性を高めることができるプレス機械の昇降装置を提供することである。
この発明の他の目的は、遊びを解消するための余分な時間を不要とすることである。
この発明のさらに他の目的は、昇降機構における遊びが特に問題となり易いダイ側の昇降台につき、プレス負荷を受け止める時の上下方向の剛性を高めることができるものとすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明のプレス機械の昇降装置は、パンチを設置する上側の昇降台またはダイを設置する下側の昇降台のうちのいずれかの昇降台を昇降させる昇降機構と、この昇降機構により前記昇降台が下降位置または上昇位置にあるときに、昇降機構の昇降方向の遊びを、前記昇降台を上昇または下降方向に寄せて除去する遊び除去手段とを備えたものである。
この構成によると、昇降機構により昇降台が下降位置または上昇位置にあるときに、昇降機構の昇降方向の遊びを、昇降台を上昇または下降方向に寄せて除去する遊び除去手段を設けたため、昇降機構の各部で生じる遊びを無くした状態でプレス加工を行うことができる。そのためプレス動作時における昇降機構の上下方向の剛性が向上し、加工精度，加工品質を向上させることができる。
【００１２】
前記遊び除去手段は、昇降台の下方または上方に位置してプレスフレームに固定設置されて、前記昇降台を上方または下方に付勢する付勢手段であり、前記昇降機構により前記昇降台が上昇位置または下降位置にあるときに作用せず、前記昇降台が下降位置または上昇位置に移動することにより、この昇降台を付勢するものであっても良い。
この構成の場合、プレス動作のために昇降台を上昇位置または下降位置へ移動させるたけで、昇降機構の遊びを除去することができる。そのため、サイクルタイムが余分に掛かることがなく、稼働率の低下を招くこともない。
【００１３】
この発明において、前記下側の昇降台は、プレス動作時に加圧力を受けるものであっても良い。プレス機械において、ダイは固定設置する場合が多いが、種々の都合でダイを昇降可能とする場合がある。このような場合に、昇降機構の上記遊びが問題となる。そのため、ダイを設置する下側の昇降台の場合に、プレス負荷を受け止める時の上下方向の剛性が高められることの効果がより効果的となる。
なお、上側の昇降台は、加圧力を受けず、また下降位置にて上側に寄せられて前記付勢手段により付勢される。
【発明の効果】
【００１４】
この発明のプレス機械の昇降装置は、パンチを設置する上側の昇降台またはダイを設置する下側の昇降台のうちのいずれかの昇降台を昇降させる昇降機構と、この昇降機構により前記昇降台が下降位置または上昇位置にあるときに、昇降機構の昇降方向の遊びを、前記昇降台を上昇または下降方向に寄せて除去する遊び除去手段とを備えるため、プレス負荷を受け止める時に各部の遊びを予め無くして上下方向の剛性を高めることができる。
前記遊び除去手段が、前記遊び除去手段は、昇降台の下方または上方に位置してプレスフレームに固定設置されて、前記昇降台を上方または下方に付勢する付勢手段であり、前記昇降機構により前記昇降台が上昇位置または下降位置にあるときに作用せず、前記昇降台が下降位置または上昇位置に移動することにより、この昇降台を付勢するものである場合は、遊びを解消するための余分な時間が不要となる。
前記下側の昇降台が、プレス動作時に加圧力を受けるものである場合は、昇降機構における遊びが特に問題となり易いダイ側の昇降台につき、プレス負荷を受け止める時の上下方向の剛性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１は、この実施形態の昇降装置を備えたプレス機械の破断側面図を示す。このプレス機械は、上下の工具であるパンチ１およびダイ２をそれぞれ搭載可能な工具支持体３，４を、プレス位置Ｐでプレスフレーム５の上下の工具支持体設置部６，７にそれぞれ支持させてパンチ加工を行うパンチプレスである。このパンチプレスは、ラム１０、および板材送り手段１１を有し、複数の工具支持体３，４を搭載した工具支持体交換装置８，９が設けられている。プレス位置Ｐはラム１０を配置した平面位置のことである。
【００１６】
上下の工具支持体３，４は、それぞれパンチ１を搭載可能なパンチ工具支持体３と、ダイ２を搭載可能なダイ工具支持体４となる。パンチ工具支持体３に対して、各パンチ１は、ばね部材（図示せず）により上昇復帰可能に支持されている。
パンチ１を搭載した工具支持体３を設置する上側の工具支持体設置部６と、ダイ２を搭載した工具支持体４を設置する下側の工具支持体設置部７は、互いに同心で上下に並んで設けられている。
【００１７】
ラム１０は、工具支持体設置部６，７に設置された工具支持体３，４の上方に位置し、パンチ工具支持体３に支持されたパンチ１をパンチ駆動する。ラム１０は、ラム昇降ガイド１４によってプレス位置Ｐで昇降自在に支持されており、ラム昇降駆動装置１５により昇降駆動される。ラム昇降駆動装置１５は、例えばサーボモータ１５ａとその回転を往復直線運動に変換する運動変換機構１５ｂとからなる。ラム昇降駆動装置１５は油圧シリンダ等であっても良い。板材送り手段１１は、テーブル１２上で被加工物である板材Ｗを前後左右に移動させる手段であり、板材Ｗの縁部をワークホルダ１３で把持してワークホルダ１３の移動により上記板材Ｗの前後左右の移動を行うものとされている。
【００１８】
工具支持体交換装置８，９は、工具支持体設置部６，７に対して工具支持体３，４を交換する装置であり、互いに同心で上下に位置するパンチ用の工具支持体交換装置８とダイ用の工具支持体交換装置９とがある。
工具支持体交換装置８，９は、平面形状の外形が円形とされた交換装置本体１６，１７を有し、図２のように、この交換装置本体１６，１７の外周部における円周方向複数箇所に設けられた切欠状部分からなる工具支持体保持部１８に、各工具支持体３，４が保持される。工具支持体保持部１８は、内部に嵌合した工具支持体３，４を、左右両側から爪部材２４で係脱自在に支持することで、着脱自在に保持する。
図１に示すように、交換装置本体１６，１７は、支持台１９，２０を介して水平旋回自在に支持され、割出機構２１により任意の工具支持体３，４がプレス位置Ｐに来るように旋回させられる。割出機構２１は、上下に交換装置本体１６，１７を、それぞれサーボモータ等の駆動源２１ａ，２１ａにより伝達機構２１ｂ，２１ｂを介して旋回駆動させるものである。
【００１９】
上下の工具支持体設置部６，７は、パンチ加工時は工具支持体３，４を上下動不能に固定するものであり、中央にラム１０の昇降する空間、およびスラグが通過する空間をそれぞれ有し、工具支持体３，４の外周部を保持するものとされている。これら工具支持体設置部６，７は、具体的には円筒状の昇降台２５，２６と、これら昇降台２５，２６の内周に回転のみ自在に支持された円筒状の回転部材２７，２８とを有し、回転部材２７，２８で工具支持体３，４を保持する。
【００２０】
図３に示すように、下側、つまりダイ側の昇降台２６は昇降機構２３により昇降駆動される。昇降台２６は、図４に平面図で示すように、昇降台２６の側部に複数本設けられたガイドレール２９を、プレスフレーム５のフレーム本体５ａに設けられた直動転がり軸受３０に係合させることにより、フレーム本体５ａに対して昇降自在とされている。
昇降機構２３は、昇降カム部材３１と、スライド部材３２と、リンク機構３３と、昇降駆動機構３４とで構成される。昇降カム部材３１は、ダイ工具支持体４の昇降方向と平行に移動可能に、フレーム本体５ａに設置され、上下方向に延びる上下カム溝部３５ａと、上下方向に対して左右傾斜する傾斜カム溝部３５ｂとを連ねたカム溝３５を有する。スライド部材３２は、前記カム溝３５内を移動自在なカムフォロア３６が設けられ、左右方向にスライド自在な部材である。
【００２１】
リンク機構３３は、上端が連結点Ｑ１で昇降台２６に回転自在に連結され下端がスライド部材６２に連結点Ｑ２で回動自在に連結された左右一対の上リンク３７，３７と、下端がフレーム本体５ａに連結点Ｑ３で回動自在に連結され上端がスライド部材３２に連結点Ｑ４で回動自在に連結された左右一対の下リンク３８，３８とで構成される。このリンク機構３３は、図５のように、工具支持体４がプレス負荷受止位置となる高さ位置にあるときに、上下のリンク３７，３８が同一直線上で縦並びとなるようにされている。昇降駆動機構３４は昇降カム部材３１を昇降させる機構であり、フレーム本体５ａに設置されたサーボモータ３９と、このサーボモータ３９により減速機を介して回転駆動されるピニオン４０と、前記昇降カム部材３１に上下方向に向けて設けられピニオン４０が噛合するラック４１とで構成される。
【００２２】
フレーム本体５ａには、昇降台２６が上昇位置（プレス負荷受止位置）にあるときに、昇降機構２３の昇降方向の遊びを下降方向に寄せて除去する遊び除去手段４２が設けられている。この遊び除去手段４２は、昇降台２６の上方に配置されて、昇降台２６を下降方向に付勢する付勢手段であり、昇降機構２３により昇降台２６がプレス負荷受止位置よりも下方の下降位置（工具支持体交換位置）に下降させられているときには作用せず、昇降台２６がプレス負荷受止位置に移動することにより、この昇降台２６を付勢するものである。
ここでは、遊び除去手段４２を、昇降台２６に対するロッド状の押え部材４２ｂと、この押え部材４２ｂを下向きに付勢するばね部材４２ａと、ブラケット２２とで構成している。ブラケット２２は、フレーム本体５ａに固定されて昇降台２６の上方に張り出す断面逆Ｌ字状のものとし、このブラケット２２の水平片部分に前記押え部材４２ｂを昇降自在に設置し、押え部材４２ｂの下端の拡がり部分とブラケット２２との間に、ばね部材４２ａを介在させている。
【００２３】
回転部材２８の上端には、工具支持体４の下端に形成されたカップリング部４ａに噛み合うカップリング部２８ａが設けられ、両カップリング部４ａ，２８ａが噛み合うことにより、回転部材２８に工具支持体４が結合される。
なお、図示は省略するが、上側、つまりパンチ側の昇降台２５（図１）も、別の昇降機構で昇降移動させられる。回転部材２７の下端には、工具支持体３の上端に形成されたカップリング部に噛み合うカップリング部が設けられ、両カップリング部が噛み合うことにより、回転部材２７に工具支持体３が結合される。
【００２４】
上記構成の動作を説明する。図２に示すように、工具支持体交換装置８，９の交換装置本体１６，１７の円周方向複数箇所に設けられた各工具支持体保持部１８には、種々のパンチ１またはダイ２を支持した工具支持体３，４が保持され、爪部材２４で抜け止めされている。希望の工具支持体３，４を使用するには、交換装置本体１６，１７を旋回させてその工具支持体保持部１８をプレス位置Ｐに位置させる。
このとき、パンチ側の工具支持体設置部６の昇降台２５は、回転部材２７と共に上方に、またダイ側の工具支持体設置部７の昇降台２６は回転部材２８と共に下方に退避していて、工具支持体３，４がプレス位置Ｐに旋回移動することの妨げとなることが防止される。希望の工具支持体３，４を保持した工具支持体保持部１８（図２）がプレス位置Ｐに来ると、上側の昇降台２５の下降、および下側の昇降台２６の上昇が行われる。
【００２５】
ダイ側の昇降台２６の上昇動作について、さらに詳しく説明する。図３に示すように、工具支持体４を交換するときは、昇降台２６が下降した位置（工具支持体交換位置）にある。このとき、昇降カム部材３１は下端位置にある。希望の工具支持体４がプレス位置に割り出されると、昇降駆動機構３４の昇降カム部材３１を上昇駆動する。これによりスライド部材３２のカムフォロア３６がカム溝３５の傾斜カム溝部３５ｂにガイドされて、スライド部材３２が図３の左側にスライドすることで、リンク機構３３の上リンク３７および下リンク３８が同図の傾斜姿勢から図５に示すように直立姿勢となり、昇降台２６の全体が上昇する。昇降台２５，２６の昇降に伴い、これら昇降台２５，２６に支持された回転部材２７が下降し回転部材２８が上昇する。
【００２６】
これにより、下側の回転部材２８の上端のカップリング部２８ａがダイ工具支持体４のカップリング部４ａと噛み合い、上側の回転部材２７（図１）の下端のカップリング部もパンチ工具支持体３のカップリング部と噛み合う。その結果、工具支持体３，４は、円周方向に精度良く位置決めされる。
また、このとき、下側の昇降台２６は、上昇過程で遊び除去手段４２の押え部材４２ｂに当たり、ばね部材４２ａの付勢力に抗して上昇を行うことにより下降方向に付勢される。そのため、昇降機構２３の各部分の昇降方向の遊びが除去される。例えば、上リンク３７や下リンク３８の各連結点Ｑ１〜Ｑ４におけるピンとピン孔間の遊びや、カムフォロア３６の周辺等における遊びが除去される。
【００２７】
このように工具支持体３，４の割り出しが完了した後、工具支持体３，４における希望の工具１，２を割り出し、パンチ加工を行う。パンチ加工時において、昇降機構２３の昇降方向の遊びが上記したように遊び除去手段４２で除去されるため、昇降機構２３の上下方向の剛性が向上し、加工精度，加工品質を向上させることができる。また、昇降機構２３の上昇過程で昇降台２６が遊び除去手段４２に押し当てられることで遊びが除去されるため、遊び除去のために、例えば前述のボルスタを挿入する場合のような余分な動作が不要で、サイクルタイムの増加を招くことがなく、稼働率の低下の問題が生じない。
【００２８】
なお、上記実施形態では、遊び除去手段４２をばね部材で構成した例を示したが、これに限らず、例えば図６（Ａ）に示すように、遊び除去手段４２Ａを、フレーム本体５ａに設置された断面Ｌ字状のブラケット状のものとしても良い。このブラケット状の遊び除去手段４２Ａは、ばね状の材質のものでなくても良く、一般の鋼材からなるものであっても良い。この構成の場合、昇降台２６が上昇位置（プレス負荷受止位置）に上昇して板ばね４２Ａを押すときに、鋼材等からなる遊び除去手段４２Ａの材質の持つ弾性により、昇降台２６を下降方向に付勢する。この付勢により昇降機構２３の各部の遊びが除去される。なお、同図は遊び除去手段４２Ａの撓みを強調して示している。
また図６（Ｂ）に示すように、昇降台２６の上端に設置したゴム等の弾性部材４３と、この弾性部材４３に上方から対向するようにフレーム本体５ａに設けた断面Ｌ字状の受け部材４４とで遊び除去手段４２Ｂを構成しても良い。この構成の場合、昇降台２６が上昇位置（プレス負荷受止位置）に上昇したときに、弾性部材４３が受け部材４４に押し当てられて圧縮変形することで、その弾性部材４３の復元力により昇降台２６を下降方向に付勢する。この付勢により昇降機構２３の各部の遊びが除去される。
【００２９】
図７はこの発明の他の実施形態を示す。この実施形態は第１の実施形態において、下側の昇降機構２３のリンク機構３３をカム機構４５に置き換えたものである。カム機構４５は、左右移動可能に設けられるスライド部材３２に形成されたカム４６と、昇降台２６の下部に設けられ前記カム４６に転接するカムフォロア４７とでなる。スライド部材３２に設けるカムフォロア３６、昇降カム部材３１、昇降駆動機構３４等の構成は第１の実施形態の場合と同じである。このほか、上記昇降機構２３を、ボールねじやラック・ピニオンで構成しても良い。
【００３０】
なお、上記各実施形態では、下側の昇降台２６を昇降させる昇降機構２３に対して遊び除去手段４２，４２Ａを設けたが、上側の昇降台２５（図１）を昇降させる昇降機構に対して遊び除去手段を設けても良い。また、この発明は、パンチプレスに限らず、成形加工や曲げ加工を行うプレス機械など、プレス機械一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の一実施形態にかかる昇降装置を備えたプレス機械の破断側面図である。
【図２】同プレス機械における工具支持体交換装置本体の工具支持体支持状態の平面図である。
【図３】ダイ側の昇降装置の工具支持体が工具支持体交換位置にある状態の破断正面図である。
【図４】ダイ側の昇降装置の要部平面図である。
【図５】ダイ側の昇降装置の工具支持体がプレス負荷受止位置にある状態の破断正面図である。
【図６】（Ａ）はダイ側の昇降装置における遊び除去手段の他の例を示す部分破断正面図、（Ｂ）は同遊び除去手段のさらに他の例を示す部分破断正面図である。
【図７】この発明の他の実施形態にかかる昇降装置を備えたプレス機械の破断側面図である。
【図８】提案例の破断正面図である。
【図９】他の提案例の破断正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
２…ダイ
５…プレスフレーム
５ａ…フレーム本体
２２…ブラケット
２３…昇降機構
２６…昇降台
３２…スライド部材
３３…リンク機構
３７…上リンク
３８…下リンク
４２，４２Ａ，４２Ｂ…遊び除去手段
４２ａ…ばね部材
４２ｂ…押え部材
４５…カム機構
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パンチプレス等のプレス機械おける昇降台の昇降装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の工具を交換使用可能としたパンチプレスとして、工具支持体をタレットとするタレット式のものが一般的である。しかし、タレットパンチプレスでは、タレット上に保持できるツール種類，サイズが限られ、多彩な加工を行うことができない。そのため、工具支持体として次のようなカートリッジを用いるカートリッジ式のパンチプレスが提案されている（例えば特許文献１）。これは、複数のツールを搭載した矩形のカートリッジを複数準備し、これらカートリッジを直線経路のレール上でパンチ位置に出し入れすることにより、カートリッジ交換を行うものである。
【０００３】
しかし、上記カートリッジ式のパンチプレスは、カートリッジ内に並べられたツールの割り出しを、ラムを有するパンチ駆動部の平面移動により行うものであるため、移動する部分の重量が重くてツールの高速割り出しが難しい。カートリッジの直線移動で一方向のツール割り出しを行うものであるが、これもカートリッジ全体の直線移動が必要なために高速割り出しが難しい。
【０００４】
そこで、工具支持体として円形のカートリッジを用い、旋回動作する工具支持体交換装置によりプレスフレームに渡すものを試みた。このパンチプレスでは、工具支持体交換装置とプレスフレームとの間で工具支持体を受け渡すために、プレスフレームの一部を昇降部材とし、この昇降部材に工具支持体を支持する。
【特許文献１】特開２０００−３５１０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記円形カートリッジ式の工具支持体を用いたパンチプレスでは、ダイ側の昇降部材が、工具支持体を載せて上昇した位置でパンチ加工時の支持を行うため、この上昇位置で打ち抜き荷重を受けることになる。そのため、パンチ加工時の打ち抜き荷重に耐えられる支持を行う必要があり、昇降部材を昇降させる機構が大がかりなものとなる。例えば、大型の油圧シリンダを内蔵したものが必要とされる。このために、近年のように電気サーボ化されて本体に油圧ユニットを持っていないパンチプレスでは、その昇降機構のためだけに油圧ユニットを設置する必要がある。また油を機内に供給することにより、油温上昇の影響を受け、ヘッド部の熱変位によるパンチ・ダイ工具間の芯ずれも大きくなる。
【０００６】
このような課題を解消する対策として、図８に概略を示すものを先に提案した（特願２００３−３６３９５６号）。この例は、昇降台５１を昇降させる昇降機構５２をリンク機構５７などで構成し、小型化したものである。昇降機構５２は、昇降台５１を、下方に退避した工具支持体交換位置と、上昇位置、つまりパンチと共に板材に加工を施しプレス負荷を受け止めるプレス負荷受止位置との間で昇降させるものでなる。リンク機構５７は、左右方向に移動自在なスライド部材５３と、このスライド部材５３と前記昇降台５１とを連結する上リンク５４、およびフレーム本体５６と前記スライド部材５３とを連結する下リンク５５とでなる。スライド部材５３にはカムフォロア５８を設け、このカムフォロア５８は、工具支持体５９の昇降方向と平行に移動可能に設けた昇降カム部材６０のカム溝６１内を移動自在とする。昇降駆動機構６２で前記昇降カム部材６０を昇降させることにより、スライド部材５３を左右に移動させ、その左右移動をリンク機構５７で昇降台５１の昇降動作に変換する。
【０００７】
しかし、このように昇降機構５２を構成した場合、プレス負荷を受け止める前記プレス負荷受止位置まで上昇した状態で、リンク機構５７における各リンク５４，５５のピン隙間や、各リンク５４，５５の長さの誤差等により微小な遊び（ガタ）が生じる。このためパンチ加工時に前記遊びが吸収されるまでの打ち抜き初期の工程で、上下方向の剛性が非常に低くなって、加工品質に悪影響を及ぼすという問題がある。具体的には、上記遊びはプレス荷重が加わったときには無くなるが、昇降台５１が、プレス荷重で上記遊びが無くなるまで加工する間に横滑りを生じ、これにより昇降台５１に支持されたダイ（図示せず）の位置の精度が低下し、加工精度，加工品質の低下を招く。
【０００８】
そこで、前記プレス負荷受止位置まで上昇した状態で、図９のように、エアシリンダ６３で進退移動可能に設けたボルスタ６４等を、フレーム本体５６の下部と昇降台５１との間に挿入することを考えた。
しかし、このような構成では、ボルスタ６４を挿入・退避させる時間がサイクルタイムに余分に掛かり、稼働率を悪くするという新たな問題が生じる。
【０００９】
なお、上記の課題は、円形カートリッジ式の工具支持体を用いたパンチプレスの場合につき説明したが、プレス機械において、プレス負荷を受け止める昇降台一般に、上記と同様な課題がある。
【００１０】
この発明の目的は、プレス負荷を受け止める時に各部の遊びを予め無くして上下方向の剛性を高めることができるプレス機械の昇降装置を提供することである。
この発明の他の目的は、遊びを解消するための余分な時間を不要とすることである。
この発明のさらに他の目的は、昇降機構における遊びが特に問題となり易いダイ側の昇降台につき、プレス負荷を受け止める時の上下方向の剛性を高めることができるものとすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明のプレス機械の昇降装置は、パンチを設置する上側の昇降台またはダイを設置する下側の昇降台のうちのいずれかの昇降台を昇降させる昇降機構と、この昇降機構により前記昇降台が下降位置または上昇位置にあるときに、昇降機構の昇降方向の遊びを、前記昇降台を上昇または下降方向に寄せて除去する遊び除去手段とを備えたものである。
この構成によると、昇降機構により昇降台が下降位置または上昇位置にあるときに、昇降機構の昇降方向の遊びを、昇降台を上昇または下降方向に寄せて除去する遊び除去手段を設けたため、昇降機構の各部で生じる遊びを無くした状態でプレス加工を行うことができる。そのためプレス動作時における昇降機構の上下方向の剛性が向上し、加工精度，加工品質を向上させることができる。
【００１２】
前記遊び除去手段は、昇降台の下方または上方に位置してプレスフレームに固定設置されて、前記昇降台を上方または下方に付勢する付勢手段であり、前記昇降機構により前記昇降台が上昇位置または下降位置にあるときに作用せず、前記昇降台が下降位置または上昇位置に移動することにより、この昇降台を付勢するものであっても良い。
この構成の場合、プレス動作のために昇降台を上昇位置または下降位置へ移動させるたけで、昇降機構の遊びを除去することができる。そのため、サイクルタイムが余分に掛かることがなく、稼働率の低下を招くこともない。
【００１３】
この発明において、前記下側の昇降台は、プレス動作時に加圧力を受けるものであっても良い。プレス機械において、ダイは固定設置する場合が多いが、種々の都合でダイを昇降可能とする場合がある。このような場合に、昇降機構の上記遊びが問題となる。そのため、ダイを設置する下側の昇降台の場合に、プレス負荷を受け止める時の上下方向の剛性が高められることの効果がより効果的となる。
なお、上側の昇降台は、加圧力を受けず、また下降位置にて上側に寄せられて前記付勢手段により付勢される。
【発明の効果】
【００１４】
この発明のプレス機械の昇降装置は、パンチを設置する上側の昇降台またはダイを設置する下側の昇降台のうちのいずれかの昇降台を昇降させる昇降機構と、この昇降機構により前記昇降台が下降位置または上昇位置にあるときに、昇降機構の昇降方向の遊びを、前記昇降台を上昇または下降方向に寄せて除去する遊び除去手段とを備えるため、プレス負荷を受け止める時に各部の遊びを予め無くして上下方向の剛性を高めることができる。
前記遊び除去手段が、前記遊び除去手段は、昇降台の下方または上方に位置してプレスフレームに固定設置されて、前記昇降台を上方または下方に付勢する付勢手段であり、前記昇降機構により前記昇降台が上昇位置または下降位置にあるときに作用せず、前記昇降台が下降位置または上昇位置に移動することにより、この昇降台を付勢するものである場合は、遊びを解消するための余分な時間が不要となる。
前記下側の昇降台が、プレス動作時に加圧力を受けるものである場合は、昇降機構における遊びが特に問題となり易いダイ側の昇降台につき、プレス負荷を受け止める時の上下方向の剛性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１は、この実施形態の昇降装置を備えたプレス機械の破断側面図を示す。このプレス機械は、上下の工具であるパンチ１およびダイ２をそれぞれ搭載可能な工具支持体３，４を、プレス位置Ｐでプレスフレーム５の上下の工具支持体設置部６，７にそれぞれ支持させてパンチ加工を行うパンチプレスである。このパンチプレスは、ラム１０、および板材送り手段１１を有し、複数の工具支持体３，４を搭載した工具支持体交換装置８，９が設けられている。プレス位置Ｐはラム１０を配置した平面位置のことである。
【００１６】
上下の工具支持体３，４は、それぞれパンチ１を搭載可能なパンチ工具支持体３と、ダイ２を搭載可能なダイ工具支持体４となる。パンチ工具支持体３に対して、各パンチ１は、ばね部材（図示せず）により上昇復帰可能に支持されている。
パンチ１を搭載した工具支持体３を設置する上側の工具支持体設置部６と、ダイ２を搭載した工具支持体４を設置する下側の工具支持体設置部７は、互いに同心で上下に並んで設けられている。
【００１７】
ラム１０は、工具支持体設置部６，７に設置された工具支持体３，４の上方に位置し、パンチ工具支持体３に支持されたパンチ１をパンチ駆動する。ラム１０は、ラム昇降ガイド１４によってプレス位置Ｐで昇降自在に支持されており、ラム昇降駆動装置１５により昇降駆動される。ラム昇降駆動装置１５は、例えばサーボモータ１５ａとその回転を往復直線運動に変換する運動変換機構１５ｂとからなる。ラム昇降駆動装置１５は油圧シリンダ等であっても良い。板材送り手段１１は、テーブル１２上で被加工物である板材Ｗを前後左右に移動させる手段であり、板材Ｗの縁部をワークホルダ１３で把持してワークホルダ１３の移動により上記板材Ｗの前後左右の移動を行うものとされている。
【００１８】
工具支持体交換装置８，９は、工具支持体設置部６，７に対して工具支持体３，４を交換する装置であり、互いに同心で上下に位置するパンチ用の工具支持体交換装置８とダイ用の工具支持体交換装置９とがある。
工具支持体交換装置８，９は、平面形状の外形が円形とされた交換装置本体１６，１７を有し、図２のように、この交換装置本体１６，１７の外周部における円周方向複数箇所に設けられた切欠状部分からなる工具支持体保持部１８に、各工具支持体３，４が保持される。工具支持体保持部１８は、内部に嵌合した工具支持体３，４を、左右両側から爪部材２４で係脱自在に支持することで、着脱自在に保持する。
図１に示すように、交換装置本体１６，１７は、支持台１９，２０を介して水平旋回自在に支持され、割出機構２１により任意の工具支持体３，４がプレス位置Ｐに来るように旋回させられる。割出機構２１は、上下に交換装置本体１６，１７を、それぞれサーボモータ等の駆動源２１ａ，２１ａにより伝達機構２１ｂ，２１ｂを介して旋回駆動させるものである。
【００１９】
上下の工具支持体設置部６，７は、パンチ加工時は工具支持体３，４を上下動不能に固定するものであり、中央にラム１０の昇降する空間、およびスラグが通過する空間をそれぞれ有し、工具支持体３，４の外周部を保持するものとされている。これら工具支持体設置部６，７は、具体的には円筒状の昇降台２５，２６と、これら昇降台２５，２６の内周に回転のみ自在に支持された円筒状の回転部材２７，２８とを有し、回転部材２７，２８で工具支持体３，４を保持する。
【００２０】
図３に示すように、下側、つまりダイ側の昇降台２６は昇降機構２３により昇降駆動される。昇降台２６は、図４に平面図で示すように、昇降台２６の側部に複数本設けられたガイドレール２９を、プレスフレーム５のフレーム本体５ａに設けられた直動転がり軸受３０に係合させることにより、フレーム本体５ａに対して昇降自在とされている。
昇降機構２３は、昇降カム部材３１と、スライド部材３２と、リンク機構３３と、昇降駆動機構３４とで構成される。昇降カム部材３１は、ダイ工具支持体４の昇降方向と平行に移動可能に、フレーム本体５ａに設置され、上下方向に延びる上下カム溝部３５ａと、上下方向に対して左右傾斜する傾斜カム溝部３５ｂとを連ねたカム溝３５を有する。スライド部材３２は、前記カム溝３５内を移動自在なカムフォロア３６が設けられ、左右方向にスライド自在な部材である。
【００２１】
リンク機構３３は、上端が連結点Ｑ１で昇降台２６に回転自在に連結され下端がスライド部材６２に連結点Ｑ２で回動自在に連結された左右一対の上リンク３７，３７と、下端がフレーム本体５ａに連結点Ｑ３で回動自在に連結され上端がスライド部材３２に連結点Ｑ４で回動自在に連結された左右一対の下リンク３８，３８とで構成される。このリンク機構３３は、図５のように、工具支持体４がプレス負荷受止位置となる高さ位置にあるときに、上下のリンク３７，３８が同一直線上で縦並びとなるようにされている。昇降駆動機構３４は昇降カム部材３１を昇降させる機構であり、フレーム本体５ａに設置されたサーボモータ３９と、このサーボモータ３９により減速機を介して回転駆動されるピニオン４０と、前記昇降カム部材３１に上下方向に向けて設けられピニオン４０が噛合するラック４１とで構成される。
【００２２】
フレーム本体５ａには、昇降台２６が上昇位置（プレス負荷受止位置）にあるときに、昇降機構２３の昇降方向の遊びを下降方向に寄せて除去する遊び除去手段４２が設けられている。この遊び除去手段４２は、昇降台２６の上方に配置されて、昇降台２６を下降方向に付勢する付勢手段であり、昇降機構２３により昇降台２６がプレス負荷受止位置よりも下方の下降位置（工具支持体交換位置）に下降させられているときには作用せず、昇降台２６がプレス負荷受止位置に移動することにより、この昇降台２６を付勢するものである。
ここでは、遊び除去手段４２を、昇降台２６に対するロッド状の押え部材４２ｂと、この押え部材４２ｂを下向きに付勢するばね部材４２ａと、ブラケット２２とで構成している。ブラケット２２は、フレーム本体５ａに固定されて昇降台２６の上方に張り出す断面逆Ｌ字状のものとし、このブラケット２２の水平片部分に前記押え部材４２ｂを昇降自在に設置し、押え部材４２ｂの下端の拡がり部分とブラケット２２との間に、ばね部材４２ａを介在させている。
【００２３】
回転部材２８の上端には、工具支持体４の下端に形成されたカップリング部４ａに噛み合うカップリング部２８ａが設けられ、両カップリング部４ａ，２８ａが噛み合うことにより、回転部材２８に工具支持体４が結合される。
なお、図示は省略するが、上側、つまりパンチ側の昇降台２５（図１）も、別の昇降機構で昇降移動させられる。回転部材２７の下端には、工具支持体３の上端に形成されたカップリング部に噛み合うカップリング部が設けられ、両カップリング部が噛み合うことにより、回転部材２７に工具支持体３が結合される。
【００２４】
上記構成の動作を説明する。図２に示すように、工具支持体交換装置８，９の交換装置本体１６，１７の円周方向複数箇所に設けられた各工具支持体保持部１８には、種々のパンチ１またはダイ２を支持した工具支持体３，４が保持され、爪部材２４で抜け止めされている。希望の工具支持体３，４を使用するには、交換装置本体１６，１７を旋回させてその工具支持体保持部１８をプレス位置Ｐに位置させる。
このとき、パンチ側の工具支持体設置部６の昇降台２５は、回転部材２７と共に上方に、またダイ側の工具支持体設置部７の昇降台２６は回転部材２８と共に下方に退避していて、工具支持体３，４がプレス位置Ｐに旋回移動することの妨げとなることが防止される。希望の工具支持体３，４を保持した工具支持体保持部１８（図２）がプレス位置Ｐに来ると、上側の昇降台２５の下降、および下側の昇降台２６の上昇が行われる。
【００２５】
ダイ側の昇降台２６の上昇動作について、さらに詳しく説明する。図３に示すように、工具支持体４を交換するときは、昇降台２６が下降した位置（工具支持体交換位置）にある。このとき、昇降カム部材３１は下端位置にある。希望の工具支持体４がプレス位置に割り出されると、昇降駆動機構３４の昇降カム部材３１を上昇駆動する。これによりスライド部材３２のカムフォロア３６がカム溝３５の傾斜カム溝部３５ｂにガイドされて、スライド部材３２が図３の左側にスライドすることで、リンク機構３３の上リンク３７および下リンク３８が同図の傾斜姿勢から図５に示すように直立姿勢となり、昇降台２６の全体が上昇する。昇降台２５，２６の昇降に伴い、これら昇降台２５，２６に支持された回転部材２７が下降し回転部材２８が上昇する。
【００２６】
これにより、下側の回転部材２８の上端のカップリング部２８ａがダイ工具支持体４のカップリング部４ａと噛み合い、上側の回転部材２７（図１）の下端のカップリング部もパンチ工具支持体３のカップリング部と噛み合う。その結果、工具支持体３，４は、円周方向に精度良く位置決めされる。
また、このとき、下側の昇降台２６は、上昇過程で遊び除去手段４２の押え部材４２ｂに当たり、ばね部材４２ａの付勢力に抗して上昇を行うことにより下降方向に付勢される。そのため、昇降機構２３の各部分の昇降方向の遊びが除去される。例えば、上リンク３７や下リンク３８の各連結点Ｑ１〜Ｑ４におけるピンとピン孔間の遊びや、カムフォロア３６の周辺等における遊びが除去される。
【００２７】
このように工具支持体３，４の割り出しが完了した後、工具支持体３，４における希望の工具１，２を割り出し、パンチ加工を行う。パンチ加工時において、昇降機構２３の昇降方向の遊びが上記したように遊び除去手段４２で除去されるため、昇降機構２３の上下方向の剛性が向上し、加工精度，加工品質を向上させることができる。また、昇降機構２３の上昇過程で昇降台２６が遊び除去手段４２に押し当てられることで遊びが除去されるため、遊び除去のために、例えば前述のボルスタを挿入する場合のような余分な動作が不要で、サイクルタイムの増加を招くことがなく、稼働率の低下の問題が生じない。
【００２８】
なお、上記実施形態では、遊び除去手段４２をばね部材で構成した例を示したが、これに限らず、例えば図６（Ａ）に示すように、遊び除去手段４２Ａを、フレーム本体５ａに設置された断面Ｌ字状のブラケット状のものとしても良い。このブラケット状の遊び除去手段４２Ａは、ばね状の材質のものでなくても良く、一般の鋼材からなるものであっても良い。この構成の場合、昇降台２６が上昇位置（プレス負荷受止位置）に上昇して板ばね４２Ａを押すときに、鋼材等からなる遊び除去手段４２Ａの材質の持つ弾性により、昇降台２６を下降方向に付勢する。この付勢により昇降機構２３の各部の遊びが除去される。なお、同図は遊び除去手段４２Ａの撓みを強調して示している。
また図６（Ｂ）に示すように、昇降台２６の上端に設置したゴム等の弾性部材４３と、この弾性部材４３に上方から対向するようにフレーム本体５ａに設けた断面Ｌ字状の受け部材４４とで遊び除去手段４２Ｂを構成しても良い。この構成の場合、昇降台２６が上昇位置（プレス負荷受止位置）に上昇したときに、弾性部材４３が受け部材４４に押し当てられて圧縮変形することで、その弾性部材４３の復元力により昇降台２６を下降方向に付勢する。この付勢により昇降機構２３の各部の遊びが除去される。
【００２９】
図７はこの発明の他の実施形態を示す。この実施形態は第１の実施形態において、下側の昇降機構２３のリンク機構３３をカム機構４５に置き換えたものである。カム機構４５は、左右移動可能に設けられるスライド部材３２に形成されたカム４６と、昇降台２６の下部に設けられ前記カム４６に転接するカムフォロア４７とでなる。スライド部材３２に設けるカムフォロア３６、昇降カム部材３１、昇降駆動機構３４等の構成は第１の実施形態の場合と同じである。このほか、上記昇降機構２３を、ボールねじやラック・ピニオンで構成しても良い。
【００３０】
なお、上記各実施形態では、下側の昇降台２６を昇降させる昇降機構２３に対して遊び除去手段４２，４２Ａを設けたが、上側の昇降台２５（図１）を昇降させる昇降機構に対して遊び除去手段を設けても良い。また、この発明は、パンチプレスに限らず、成形加工や曲げ加工を行うプレス機械など、プレス機械一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の一実施形態にかかる昇降装置を備えたプレス機械の破断側面図である。
【図２】同プレス機械における工具支持体交換装置本体の工具支持体支持状態の平面図である。
【図３】ダイ側の昇降装置の工具支持体が工具支持体交換位置にある状態の破断正面図である。
【図４】ダイ側の昇降装置の要部平面図である。
【図５】ダイ側の昇降装置の工具支持体がプレス負荷受止位置にある状態の破断正面図である。
【図６】（Ａ）はダイ側の昇降装置における遊び除去手段の他の例を示す部分破断正面図、（Ｂ）は同遊び除去手段のさらに他の例を示す部分破断正面図である。
【図７】この発明の他の実施形態にかかる昇降装置を備えたプレス機械の破断側面図である。
【図８】提案例の破断正面図である。
【図９】他の提案例の破断正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
２…ダイ
５…プレスフレーム
５ａ…フレーム本体
２２…ブラケット
２３…昇降機構
２６…昇降台
３２…スライド部材
３３…リンク機構
３７…上リンク
３８…下リンク
４２，４２Ａ，４２Ｂ…遊び除去手段
４２ａ…ばね部材
４２ｂ…押え部材
４５…カム機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチを設置する上側の昇降台またはダイを設置する下側の昇降台のうちのいずれかの昇降台を昇降させる昇降機構と、この昇降機構により前記昇降台が下降位置または上昇位置にあるときに、昇降機構の昇降方向の遊びを、前記昇降台を上昇または下降方向に寄せて除去する遊び除去手段とを備えたプレス機械の昇降装置。
【請求項２】
前記遊び除去手段は、昇降台の下方または上方に位置してプレスフレームに固定設置されて、前記昇降台を上方または下方に付勢する付勢手段であり、前記昇降機構により前記昇降台が上昇位置または下降位置にあるときに作用せず、前記昇降台が下降位置または上昇位置に移動することにより、この昇降台を付勢するものである請求項１記載のプレス機械の昇降装置。
【請求項３】
前記下側の昇降台は、プレス動作時に加圧力を受けるものである請求項１または請求項２記載のプレス機械の昇降装置。
【請求項１】
パンチを設置する上側の昇降台またはダイを設置する下側の昇降台のうちのいずれかの昇降台を昇降させる昇降機構と、この昇降機構により前記昇降台が下降位置または上昇位置にあるときに、昇降機構の昇降方向の遊びを、前記昇降台を上昇または下降方向に寄せて除去する遊び除去手段とを備えたプレス機械の昇降装置。
【請求項２】
前記遊び除去手段は、昇降台の下方または上方に位置してプレスフレームに固定設置されて、前記昇降台を上方または下方に付勢する付勢手段であり、前記昇降機構により前記昇降台が上昇位置または下降位置にあるときに作用せず、前記昇降台が下降位置または上昇位置に移動することにより、この昇降台を付勢するものである請求項１記載のプレス機械の昇降装置。
【請求項３】
前記下側の昇降台は、プレス動作時に加圧力を受けるものである請求項１または請求項２記載のプレス機械の昇降装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１６７７５０（Ｐ２００６−１６７７５０Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６２７１３（Ｐ２００４−３６２７１３）
【出願日】平成１６年１２月１５日（２００４．１２．１５）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１５日（２００４．１２．１５）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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