JP2018001240A

JP2018001240A - プレス機械用金型昇降装置

Info

Publication number: JP2018001240A
Application number: JP2016133182A
Authority: JP
Inventors: 周平藤本; Shuhei Fujimoto; 大樹中島; Daiki Nakajima; 山内　学; Manabu Yamauchi; 学山内
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2018-01-11

Abstract

【課題】プレス機械に組み込まれ、金型を支持した状態で昇降する複数の昇降部材を高い同期性をもって作動させることができるプレス機械用金型昇降装置を提供する。
【解決手段】プレス機械のボルスタ３の上面に設けられた４つの円形穴６に嵌まり込み、金型交換時に金型（上金型と下金型４）を支持した状態で昇降する円筒状の昇降部材１０と、各昇降部材１０の駆動動力源としてのサーボモータ１１と、サーボモータ１１の回転運動を昇降部材１０の昇降運動に変換する運動変換機構１２とを備えた構成とすることにより、各昇降部材１０の同期調整が容易に行え、高い同期性が得られるようにしたのである。その結果、金型交換時には、金型を安定してまっすぐ昇降させてボルスタ３に設けられた金型位置決めキーからスムーズに取り外すことができ、金型位置決めキーの損傷を防止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、プレス機械用の金型を交換時に昇降させる金型昇降装置に関する。

プレス機械は、スライドを所定の昇降ストロークで往復動させ、そのスライドの下面側に取り付けた上金型とスライドの下方に設置されるボルスタの上面側に取り付けた下金型とでワーク（被成形材料）を挟み込んで加工するものである。上金型と下金型（以下、両者を合わせて単に「金型」とも称する。）はプレス機械で生産する製品（成形品）が変更される毎に交換され、その交換作業は、通常、次のような手順で行われる。

プレス機械での金型交換前のプレス作業が終了すると、まず、スライドを下死点まで下降させ、上金型をスライドから取り外して下金型に載せる。そして、スライドを上昇させた後、金型昇降装置（ダイリフター）を駆動して、ボルスタの上面に配された金型昇降装置の複数の昇降ローラを上昇させ、これらの昇降ローラで下金型をボルスタ上面に設けられた金型位置決めキーよりも上方へ持ち上げる。その後、上下金型を昇降ローラ上で水平移動させて、予めプレス機械近傍の金型交換位置に待機させておいた台車に載せ替え、その台車をプレス機械から離れた金型搬出入位置へ移動させる。

次に、新しい金型を載せた台車を金型交換位置へ移動させ、その金型を台車から昇降ローラに載せ替えて、昇降ローラ上で所定位置まで水平移動させる。この状態で金型昇降装置を再び駆動して昇降ローラを下降させ、下金型を金型位置決めキーに嵌合させる。そして、スライドを下死点まで下降させて上金型をスライドに取り付け、台車は金型搬出入位置へ戻す。

ここで、上記の金型昇降装置としては、昇降ローラを設けたフレームを複数の油圧シリンダで昇降させる油圧式のものが用いられることが多い（例えば、特許文献１参照。）。

特開平０７−０３２０７０号公報

しかしながら、上記のような油圧式の金型昇降装置では、金型を複数の油圧シリンダで昇降させているため、金型の重心が形状中心からずれた位置にある場合、各油圧シリンダのピストンロッドの移動量にバラツキが生じて、金型をまっすぐ（ボルスタ上面と垂直に）昇降させることができず、下金型が金型位置決めキーに引っ掛かって金型位置決めキーを損傷させてしまうことがある。

これに対しては、各油圧シリンダの同期調整を行えば、金型の重心が形状中心からずれた位置にあっても、その金型をまっすぐ昇降させることが可能になると考えられる。しかし、実際には、油圧シリンダの動作は配管経路等の影響も受けるため、各油圧シリンダの動作を精度よく同期させることは容易ではない。

そこで、本発明は、プレス機械に組み込まれ、金型を支持した状態で昇降する複数の昇降部材を高い同期性をもって作動させることができるプレス機械用金型昇降装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明のプレス機械用金型昇降装置は、プレス機械用金型の交換時に前記金型を支持した状態で昇降する複数の昇降部材と、前記昇降部材の駆動動力源としての電動機と、前記電動機の回転運動を前記昇降部材の昇降運動に変換する運動変換機構とを備えているものとした。

すなわち、複数の昇降部材を運動変換機構を介して電動機で駆動する構成とすることにより、各昇降部材の同期調整が容易に行え、高い同期性が得られるようにしたのである。

ここで、前記運動変換機構としては、前記電動機から回転を入力されるウォームと、前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、前記ウォームホイールと一体に回転するねじ軸と、前記ねじ軸とねじ結合し、前記昇降部材と一体に回転を規制された状態でねじ軸の回転に伴って昇降するナット部材とからなるものを採用することができる。

本発明のプレス機械用金型昇降装置は、上述したように、金型を支持した状態で昇降する複数の昇降部材の駆動動力源として電動機を用いることにより、各昇降部材の同期調整が容易に行え、高い同期性が得られるようにしたものであるから、金型を安定してまっすぐ昇降させることができ、金型交換時に金型位置決めキーを損傷させるおそれが少ない。したがって、この金型昇降装置を組み込んだプレス機械では、金型位置決め精度ひいては製品の品質を長期間にわたって良好に維持することができる。

また、従来の油圧シリンダのような流体圧で駆動される金型昇降装置を用いた場合に比べると、初期調整や昇降動作不良時の調整等のメンテナンスに要する時間が大幅に短縮されるし、流体の漏れによるトラブル、例えば高温のワークの近傍で漏油した場合の火災の発生等がなくなるという利点もある。

実施形態の金型昇降装置のプレス機械への組込状態を示す平面図図１の要部拡大平面図図２のIII−III線に沿った断面図ａ、ｂは、それぞれ図１のプレス機械における金型交換手順を説明する要部の正面断面図図１のプレス機械から金型を取り出す工程を示す要部の正面断面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は実施形態のプレス機械用金型昇降装置（以下、単に「金型昇降装置」と称する。）１をプレス機械に組み込んだ状態を示す。そのプレス機械は、４本のタイロッド２によって、ボルスタ３が固定された下部フレームと上部フレーム（いずれも図示省略）とが連結されており、ボルスタ３の上方に配置したスライド（図示省略）を上下に一定のストロークで往復動させることにより、そのスライドの下面側に取り付けた上金型（図示省略）とボルスタ３の上面側に取り付けた下金型４とでワークの加工を行うものである。

前記下金型４は、下面の各辺よりも内側の長方形の４つの頂点の位置に車輪５が取り付けられ、後述する金型交換の際に容易に水平移動できるようになっている（図５参照）。一方、ボルスタ３の上面には、ワーク加工時に下金型４の各車輪５がそれぞれ没入する４つの円形穴６と、金型移動方向（図１の左右方向）に並ぶ２つの円形穴６の中心を通る直線に沿って延び、金型交換の際に下金型４の各車輪５を案内する一対の車輪溝７が設けられている。また、ボルスタ３の上面中央には直方体状の金型位置決めキー８が設けられており、この金型位置決めキー８が下金型４の下面中央に設けられた凹部９（図５参照）に嵌まり込むと同時に、下金型４の各車輪５の一部がボルスタ３の上面の円形穴６に没入し、下金型４の下面がボルスタ３の上面に当接することにより、下金型４がワーク加工時の状態にセットされるようになっている。

図１乃至図３に示すように、実施形態の金型昇降装置１は、金型交換時に金型（前記上金型と下金型４）を支持した状態で昇降する４つの昇降部材１０と、各昇降部材１０のそれぞれ駆動動力源としての４つのサーボモータ（電動機）１１と、各サーボモータ１１の回転運動をそれぞれ昇降部材１０の昇降運動に変換する４つの運動変換機構１２とを備えている。

前記各昇降部材１０は、ボルスタ３上面の円形穴６に嵌まり込む円筒状のもので、その上端面には上昇時にボルスタ３上面の車輪溝７と連続する径方向溝１３が形成されている。また、その下端の外周面には複数の突起１４が設けられ、これらの各突起１４がそれぞれ円形穴６の内周面に形成された軸方向溝１５に嵌まり込むことにより、回転を規制された状態で昇降するようになっている。なお、昇降部材１０の昇降運動がスムーズに行われるよう、円形穴６の内周面にはリング状のガイドブッシュ（摺動部材）１６が複数埋め込まれている。

前記各運動変換機構１２は、サーボモータ１１から回転を入力されるウォーム１７と、ウォーム１７に噛み合うウォームホイール１８と、ウォームホイール１８と一体に回転するねじ軸１９と、ねじ軸１９とねじ結合し、昇降部材１０と一体に回転を規制された状態でねじ軸１９の回転に伴って昇降するナット部材２０とで構成されている。

そして、この金型昇降装置１の各昇降部材１０を下限位置まで下降させることにより、各昇降部材１０上端の径方向溝１３の位置に載せられた下金型４の車輪５の一部がボルスタ３の円形穴６に没入するとともに、下金型４の下面中央の凹部９にボルスタ３の金型位置決めキー８が嵌まり込み、下金型４の下面がボルスタ３の上面に当接して、下金型４をワーク加工時の状態にセットできるようになっている。

次に、このプレス機械における金型交換の手順について説明する。金型交換前のプレス作業が終了すると、まず、前記スライドを下死点まで下降させ、図４（ａ）に示すように、上金型２１をスライドから取り外して下金型４に載せる。このとき、下金型４は上述したワーク加工時の状態にあり、金型昇降装置１の各昇降部材１０は下限位置にある。そして、上金型２１を取り外したスライドは、この後の金型交換作業に邪魔にならない位置まで上昇させておく。

上記のようにスライドを上昇させた後、図４（ａ）の状態から金型昇降装置１を駆動して、図４（ｂ）に示すように、各昇降部材１０を上限位置まで上昇させる。すると、各昇降部材１０によって車輪５を支持され、上金型２１を載せた下金型４が金型位置決めキー８よりも上方へ持ち上げられるとともに、各昇降部材１０上端の径方向溝１３が、ボルスタ３上面の車輪溝７と同じ高さで連続するようになる。

そして、図４（ｂ）の状態から、図５に示すように、予めプレス機械近傍の金型交換位置に待機させておいた台車（全体は図示省略）のテーブル２２を移動させて、その上面に設けた一対の車輪溝２３をそれぞれボルスタ３の車輪溝７に接続し、金型（上金型２１と下金型４）をボルスタ３およびテーブル２２の車輪溝７、２３に沿って水平移動させて、ボルスタ３からテーブル２２に載せ替える。金型をテーブル２２に載せた台車は、プレス機械から離れた金型搬出入位置へ移動させる。

その後、上記と逆の手順で新しい金型をプレス機械にセットする。すなわち、新しい金型を載せた台車をプレス機械近傍の金型交換位置へ移動させ、その金型を台車のテーブル２２からボルスタ３に載せ替えて、下金型４の各車輪５が昇降部材１０の径方向溝１３の位置に達するまで移動させる。この状態で金型昇降装置１を駆動して各昇降部材１０を下限位置まで下降させることにより、下金型４の各車輪５の一部をボルスタ３の円形穴６に没入させると同時に、下金型４の下面の凹部９を金型位置決めキー８に嵌合させる。そして、スライドを下死点まで下降させて上金型２１をスライドに取り付け、台車は金型搬出入位置へ戻せばよい。

この金型昇降装置１は、上記の構成であり、金型を支持した状態で昇降する複数の昇降部材１０の駆動動力源としてサーボモータ１１を用いているので、各昇降部材１０の同期調整を容易に行うことができ、高い同期性が得られる。したがって、金型交換時には金型を安定してまっすぐ昇降させることができ、金型位置決めキー８を損傷させるおそれが少ないし、従来の流体圧で駆動される油圧シリンダ等を用いたものに比べて、初期調整やメンテナンスに要する時間を短縮できるし、流体の漏れによるトラブルもなくすことができる。

なお、上述した実施形態では、下金型４を車輪５付きのものとすることにより、ボルスタ３と台車のテーブル２２との間での金型の載せ替えが容易に行えるようにしたが、例えば実施形態の昇降部材に代えて、ワーク加工時ボルスタ上面より下方に位置し、金型交換時は下金型を金型位置決めキーよりも上方へ持ち上げる昇降ローラを用い、ボルスタと台車間の金型の載せ替えの際はその昇降ローラ上で金型を水平移動させるようにしてもよい。また、本発明の金型昇降装置の各運動変換機構は、実施形態のものに限らず、電動機の回転運動を昇降部材の昇降運動に変換する機能を有するものであればよい。

１金型昇降装置
３ボルスタ
４下金型
５車輪
６円形穴
７車輪溝
８金型位置決めキー
９凹部
１０昇降部材
１１サーボモータ（電動機）
１２運動変換機構
１７ウォーム
１８ウォームホイール
１９ねじ軸
２０ナット部材
２１上金型
２２テーブル
２３車輪溝

Claims

プレス機械用金型の交換時に前記金型を支持した状態で昇降する複数の昇降部材と、前記昇降部材の駆動動力源としての電動機と、前記電動機の回転運動を前記昇降部材の昇降運動に変換する運動変換機構とを備えているプレス機械用金型昇降装置。
前記運動変換機構が、前記電動機から回転を入力されるウォームと、前記ウォームに噛み合うウォームホイールと、前記ウォームホイールと一体に回転するねじ軸と、前記ねじ軸とねじ結合し、前記昇降部材と一体に回転を規制された状態でねじ軸の回転に伴って昇降するナット部材とからなるものであることを特徴とする請求項１に記載のプレス機械用金型昇降装置。