JP2565971B2 - 金型自動交換装置を備えたパンチプレス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ワークに打抜き加工を行なう金型自動交
換装置を備えたパンチプレスに関する。

（従来の技術） 従来、ワークに打抜き加工を行なう金型自動交換装置
を備えたパンチプレスにおいて、パンチホルダとダイホ
ルダにそれぞれ設けられたパンチとダイと金型交換は金
型自動交換装置で行なわれている。しかも、パンチとダ
イと金型を金型自動交換装置で交換する場合には、パン
チホルダを上下動せしめラムの上死点など上下動するラ
ム部（ストライカ部）が停止する一定位置で行なうのが
通常である。

そこで、従来の金型自動交換装置を備えたパンチプレ
スでは、金型を交換するときにダイ装着部に対してパン
チ取付部までの高さ（以下、シャットハイトという。）
を一定にするために、油圧駆動のパンチプレスはシリン
ダを動かすことによって、シャットハイトを一定にして
いる。また、クラッチとブレーキを備えたパンチプレス
は例えばラムの上死点にバラツキがあるために、シャッ
トハイトを一定にするのが難しく、ウォームギアなどを
使った微調整装置で対処していた。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前述した金型自動交換装置を備えたパンチ
プレスにおいて、金型を金型自動交換装置で交換する場
合には、シャットハイトを一定にするために装置が複雑
となると共に高価であり、また、シャットハイトを一定
にするための操作が非常に面倒であるという問題があっ
た。

この発明の目的は、上述した問題点を改善するため、
金型を交換する金型自動交換装置のグリップを構成する
グリッパアームを高さ位置調整可能にしてシャットハイ
トが一定でなくても金型を容易に交換可能ならしめた金
型自動交換装置を備えたパンチプレスを提供することに
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、上記目的を達成するために、同軸上に配
置されたパンチホルダとダイホルダに交換自在でかつ被
把持部を備えたパンチとダイを設け、そのパンチとダイ
を同時に交換すべくパンチ，ダイ用グリッパアームとそ
のアームベースとからなるグリップを備えた金型自動交
換装置を設け、そのグリップのパンチ用グリッパアーム
とダイ用グリッパアームのどちらか一方が前記アームベ
ースに対して高さ位置調節可能でかつ前記一方の被把持
部に係合可能であると共に、他方のアームはそのまま他
方の被把持部に係合可能な金型自動交換装置を備えたパ
ンチプレスを構成した。

（作用） この発明を採用することにより、シャットハイトが一
定でなくても、金型自動交換装置のうちのグリップのパ
ンチ用グリッパアームとダイ用グリッパアームのどちら
か一方がアームベースに対して高さ位置調節可能に設け
てあるから、一方のグリッパアームの高さ位置を調整す
ることによって、一方のグリッパアームは一方の被把持
部に係合して把持し、他方のグリッパアームはそのまま
他方の被把持部に係合して把持される。而して、パンチ
ホルダとダイホルダにそれぞれ設けられているパンチと
ダイがそれぞれのグリッパアームにより把持されて容易
に交換される。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第９図，第10図を参照するに、金型自動交換装置を備
えたパンチプレス１は、ベースフレーム３の一側部に立
設したコラム部５に片持式に支持された上部フレーム７
を備えたＣ型フレームに構成してある。上記Ｃ型フレー
ムののど部９内には、上記コラム部５に近接してサブコ
ラム部11が立設してあり、このサブコラム部11には、上
部フレーム７に沿って延伸したビーム部材13が片持式に
支承されている。

上記ビーム部材13の先端部には、後述するように、パ
ンチ15を支持するパンチホルダ17が上下動自在かつ回転
可能に支承されている。このホルダ17に対向して、前記
ベンチフレーム３の他端部には、パンチ15に対応するダ
イ19を支持するダイホルダ21が回転可能に設けられてい
る。前記パンチホルダ17を上下動するために、前記上部
フレーム７の先端部にはラム23が上下動自在に支承され
ており、このラム23とバンチホルダ17は適宜に連結して
ある。上記ラム23は、上部フレーム７の先端部に回転自
在に支承された偏心軸25の偏心部とコネクティングガイ
ド27を介して適宜に連結駆動してある。また偏心軸25
は、上部フレーム７に装着したモータ29と適宜のクラッ
チ装置31を介して適宜に連動連結されている。上記モー
タ29の回転によってラム23が上下動される構成は、一般
的な構成で良いものであるから、その詳細な構成につい
ては説明を省略する。

上記のごとき構成により、モータ29の駆動によってラ
ム23が上下動されることにより、パンチホルダ17が一体
的に上下動されることとなる。したがって、パンチ15と
ダイ19との間に板状のワークピースＷを位置せしめるこ
とにより、ワークピースＷにパンチング加工が行なわれ
得ることとなる。

ワークピースＷの移動位置決めを行なうために、前記
ベースフレーム３の前方（第９図，第10図において左
方）位置には、ワーク移動位置決め装置33が配置してあ
る。このワーク移動位置決め装置33は、前記パンチ15と
ダイ19による加工位置に対してワークピースＷをＸ軸お
よびＹ軸方向に移動し位置決めするものであって、例え
ばタレットパンチプレスに採用されている一般的な構成
のものであっても良いものであるから、その詳細な構成
についての説明は省略する。また、前記ベースフレーム
３には、前記パンチ15とダイ19によって加工された製品
あるいはスクラップを後方向へ搬出するためのコンベヤ
装置35が設けられており、コンベヤ装置35のダイ19側
は、例えばエアーシリンダのごとき適宜の作動装置（図
示省略）によって上下動するように設けられている。

したがって、ワークピースＷのＸ軸,Y軸方向への移動
位置決めを、ワーク位置決め装置33によって自動的に行
ないつつ、パンチ15とダイ19によって加工を行なうこと
により、ワークピースＷには自動的に加工が行なわれる
こととなる。上記加工において生じた製品あるいはスク
ラップは、コンベヤ装置35によって後方向へ自動的に移
送され得ることとなる。

前記パンチホルダ17およびダイホルダ21に対するパン
チ15,ダイ19の着脱交換を行なうために、前記ビーム部
材13の先端部側には金型自動交換装置37が第10図に示す
ごとく装着してある。また、着脱交換用の多数のパンチ
15,ダイ19の金型を収納するために、ビーム部材13には
円板状のツールマガジン39が設けられている。ツールマ
ガジン39は、ワークピースＷが移動されるパスラインよ
り上方位置に位置しており、ビーム部材13に装着した軸
受装置41に回転自在に垂設された回転軸43に支承されて
いる。上記ツールマガジン39には、パンチ15,ダイ19を
セットとして、保持自在の多数の金型ホルダ45が設けら
れている。

上記ツールマガジン39は適宜のモータ（図示省略）に
よって回転されることにより、所望の金型ホルダ45を所
定の位置に割出しできるように構成してある。そして、
金型ホルダ45は、所定の位置に割出されたときに、所定
の位置においてパンチ15,ダイ19の金型を金型自動交換
装置37から受入可能および金型を金型自動交換装置37へ
受渡し可能に構成されている。

したがって、ツールマガジン39の所望の金型ホルダ45
を所定の位置に割出し、金型自動交換装置37を適宜に作
動することにより、パンチホルダ17,ダイホルダ21に対
するパンチ15,ダイ19の交換が行なわれ得ることとな
る。

第７図を参照するに、パンチホルダ17に対してパンチ
15の着脱を自動的に行ない得るように、パンチホルダ17
の下部には適宜のパンチロック装置が設けられている。
より詳細には、パンチホルダ17の下端部には複数のボル
トによってホルダブロック47が一体的に取付けてあり、
このホルダブロック47には、パンチ15の上部に設けられ
たフランジ部15Fから上方向に突出形成された係止部15L
を下方から受容自在の係止孔49が形成されている。上記
係止孔49は、第８図に示されるように、パンチ15の上記
係止部15Lに形成されたＶ字形状の突当側面15Sに対応す
るＶ字形状部49Vを円形状部49Cの下部に連結した形状に
形成されている。

上記係止孔49の円形状部49C内には、ほぼ円筒形状の
ロック作動部材51が上下動自在に嵌合されている。ロッ
ク作動部材51内には、パンチ15の前記係止部15Lを係止
自在のフック部材53がピン55を介して揺動自在に支承さ
れている。上記ピン55は、ロック作動部材51に形成され
た上下方向の長孔51Hを貫通してホルダブロック47に支
承されている。したがって、フック部材53に対してロッ
ク作動部材51は上下動し得るものである。

パンチ15における係止部15Lを係止するために、フッ
ク部材53の下端部には、上記係止部15Lの上端部に形成
された側方向の突出部15Pと係脱自在の突出部53Pが形成
してあると共に、突出部53Pの反対側には傾斜面部53Sが
形成してある。またフック部材53の上端部付近には、上
記傾斜面部53S側と同方向側に突出したピン57が設けら
れている。上記フック部材53を揺動せしめるために、前
記ロック作動部材51の内部下端部には、フック部材53の
傾斜面部53Sと係脱自在の傾斜面51Sが形成してあり、上
部側には前記ピン57と係脱自在の段部51STが形成されて
いる。また、上記ロック作動部材51がパンチ15の係止部
15Lに対応した位置には切欠部が形成されている。さら
に、ロック作動部材51の上端には、ロック作動部材51を
上下動するための駆動装置としての流体圧シリンダ59に
おけるピストンロッド61の下端部と係合したＴ溝部51T
が形成されている。

上記流体圧シリンダ59は、前記パンチホルダ17内に設
けられており、上下動可能な前記ピストンロッド61の下
端部はＴ溝部51Tに係合したフランジ部が形成されてい
る。流体圧シリンダ59は、パンチホルダ17に形成された
流路63を介して供給，排出される作動流体によって作動
されるものである。

上記構成において、流路63を介して流体圧シリンダ59
に作動流体を供給し、ロック作動部材51を下降せしめる
と、ロック作動部材51の傾斜面51Sがフック部材53の傾
斜面部53Sに接触し、フック部材53を第７図において反
時計回り方向に揺動回動せしめることとなる。したがっ
て、フック部材53の突出部53Pは、パンチ15の係止部15L
を係止孔49のＶ字形状部49Vへ押圧すると共に、係止部1
5Lの突出部15Pを上方向へ押し上げるように作用して、
パンチ15をホルダブロック47に固定することとなる。そ
のためにパンチ15は、フランジ部15Fの上面をホルダブ
ロック47の下端面に面接触した状態となって固定される
こととなる。また、フック部材53がパンチ15の係止部15
Lを固定する際の反力およびニブリング加工時等にパン
チ15に作用する側方向の分力は、ホルダブロック47が受
けることとなり、ロック作動部材51を重剛に構成する必
要がなく、比較的コンパクトに構成できるものである。

上述とは逆に、流体圧シリンダ59におけるピストンロ
ッド61を上方向に作動すると、ロック作動部材51の段部
51STがピン57に当接し、フック部材53を、第７図におい
て、時計回り方向に回動し、パンチ15の固定が解除さ
れ、パンチ15を下方向へ取出し可能になる。

さらに第７図、第８図を参照するに、前記ホルダブロ
ック47には、パンチ15を囲繞したストリッパ65を支持す
るためのストリッパホルダ67が設けられている。上記ス
トリッパホルダ67は環状の１部をストリッパ65の出入れ
のために切開いた態様に形成してあり、このストリッパ
ホルダ67には、ストリッパ65の周面に形成された周溝65
Gと係脱自在の円弧状の支持部67Hが形成されている。ま
たストリッパホルダ67には、ストリッパ67を保持するた
めのボールスナップ69が適数設けられている。上記スト
リッパホルダ67は、前記ホルダブロック47に上下動自在
に支承された複数の支持ピン71に支承されているもので
あり、このストリッパホルダ67とホルダブロック47との
間には、コイルスプリングのごとき弾機73が弾装してあ
る。

したがって、パンチ15によるワークピースＷの打抜加
工時に、ワークピースＷはストリッパ65によって押圧さ
れることとなり、かつワークピースＷからのパンチ15の
引抜きを確実に行ない得ることとなる。

前記ダイホルダ21に対するダイ19の着脱は、ダイホル
ダ21に対してダイ19を水平に移動することによって行な
われるものであり、かつダイホルダ21に対するダイ19の
固定は、前述したパンチ15の固定と同様であっても良い
ものであるから、その詳細な構成についての説明は省略
することとする。

第10図を参照するに、前記金型自動交換装置37は、第
１の金型交換アーム75と第２の金型交換アーム77とを有
したグリッパＧを備えてなるものである。そのグリッパ
Ｇの第１の金型交換アーム75は、前記パンチホルダ17お
よびダイホルダ21からパンチ15,ダイ19およびストリッ
パ65を取外して、ツールマガジン39の金型ホルダ45に収
納するためのものである。また、第２の金型交換アーム
77は、ツールマガジン39の金型ホルダ45に収納されてい
るパンチ15,ダイ19およびストリッパ65を取出して、前
記パンチホルダ17,ダイホルダ21およびストリッパホル
ダ67へ装着するためのものである。上記第1,第２の金型
交換アーム75,77は、第10図より明らかなように、90゜
の位相差をもって配置されており、それぞれに作動自在
に設けられている。

上記第１の金型交換アーム75の構成と第２の金型交換
アーム77の構成は対称形であるので、以後の説明におい
ては、一方の第１の金型交換アーム75の構成について説
明する。第２の金型交換アーム77については、第１の金
型交換アーム75と同一機能を奏する構成部材に同一符号
を付することとして、その詳細についての説明は省略す
る。

第１図〜第６図を参照するに、前記第１の金型交換ア
ーム75はパンチ用グリッパアーム79とダイ用グリッパア
ーム81とからなっている。そのパンチ用グリッパアーム
79は第３図に示すごとく２又状となっており、各パンチ
用グリッパアーム79は第２図および第６図に示すごと
く、補正ばね83を介設してガイド部材85でパンチ用アー
ムベース87に取付けられている。すなわち、パンチ用グ
リッパアーム79はパンチ用アームベース87に対して補正
ばね83の付勢力により上下方向に移動可能となってい
る。

また、各パンチ用グリッパアーム79の後端部は第３図
および第５図に示すごとく、パンチ用アームベース87に
対してスプリング89A,89Bを介して支承されている。而
して、各パンチ用グリッパアーム79の先端部はガイド部
材85を支点として第３図において上下方向に拡縮自在と
なっており、ストリッパ89A,89Bの付勢力で元の状態に
戻るようになっている。なお、各パンチ用グリッパアー
ム79の先端部内側にはつめ91が突出して設けられてお
り、パンチ15の被把持部15Hを把持するためのものであ
る。

前記ダイ用グリッパアーム81は、第４図に示すごと
く、２又状となっており、各ダイ用グリッパアーム81は
第４図および第６図に示すごとくガイドボルト93でダイ
用アームベース95に支承されており、ダイ用グリッパア
ーム81の一方例えば第４図において上部の後端部がスプ
リング97を介してダイ用グリッパアーム81に支承されて
いる。各ダイ用グリッパアーム81の先端部内側にはつめ
99が突出して設けられており、ダイ19の被把持部19Hを
把持するためのものである。

前記ダイ用アームベース95に対するダイ用グリッパア
ーム81の上方位置には、第１図，第２図および第４図に
示すごとくホルダ部材101が一体的に設けられており、
そのホルダ部材101の上方へ突出した部分には前記スト
リッパ65の周溝65Gに係合すべきストリッパ用ガイド部
材103が一体的に設けられている。

前記ダイ用アームベース95には、第１図に示されてい
るように、上下方向へ延伸した孔105,107が形成されて
いる。その孔105内には上下動自在なピストン109が装着
されており、そのピストン109の上部には上下方向へ延
伸したピストンロッド111が一体的に設けられている。
そのピストンロッド111は、ダイ用アームベース95の上
部に第２図および第５図に示すごとく、複数のボルト11
3で取付けられたカバー部材115より突出している。さら
に、そのピストンロッド111の先端部は前記パンチ用ア
ームベース87に装着され、上下よりナット部材117で固
定されている。

前記孔107内には、上下方向へ延伸したガイドロッド1
19を固定した固定部材121が設けられており、そのガイ
ドロッド119に対して前記パンチ用アームベース87を上
下動せしめるために案内する案内部材123が、パンチ用
アームベース87内に装着されている。

前記パンチ用グリッパアーム79およびダイ用グリッパ
アーム81における先端部の上部には第１図および第３図
に示すごとく、ならい駒125,127が設けられている。

上記構成により、第１図において、ダイ用アームベー
ス95の上下左側に構成された流路127の圧油を送り込む
ことにより、ピストンロッド111が下降することによっ
て、パンチ用アームベース87がガイドロッド119に案内
されて下降されることとなる。また、ダイ用アームベー
ス95の下方左側に形成された流路129に圧油を送り込む
ことによって、ピストンロッド111が上昇することによ
って、パンチ用アームベース87がガイドロッド119に案
内されて上昇されることとなる。

而して、パンチ15,ダイ19の金型を交換する際、シャ
ットハイト（第１図において高さH₁）が一定であるのが
条件であるが、パンチホルダ17における上死点のばらつ
きによって、ダイホルダ21の上面からのパンチ15の位置
（第１図において高さH₂）が不定となる。その際にも、
パンチ用アームベース87の高さはピストンロッド111の
上下動により位置調整可能であるから、パンチ用アーム
ベース87の高さを調節して、パンチ15の位置をH₂の高さ
に合せることができる。

さらに、スプリング89A,89Bの力によってパンチ15を
把持するパンチ用グリッパアーム79は補正ばね83により
パンチ用アームベース87に対し上下動可能であるから、
その移動量は、パンチホルダ17の上死点の不定による高
さ（H₁）のばらつきを充分吸収される。

パンチ15,ダイ19の金型を第１の金型交換アーム75を
第２図において右方向へ移動せしめてパンチホルダ17,
ダイホルダ21に装着するときは、第２図に示されている
ように、パンチ用アームベース87に取付けられているピ
ストンロッド111が下降した状態で、パンチホルダ17に
もぐり込む。その後、ピストンロッド111が上昇しパン
チホルダ17にパンチ15を突当ててパンチ15を固定する。
そのとき、ダイ19はダイホルダ21へ、ストリッパ65はス
トリッパ用ガイド部材103へ固定される。

パンチホルダ17の高さが一定でなくても、パンチ用グ
リッパアーム79の補正ばね83が高さの誤差を吸収する。

また、パンチ15,ダイ19の金型を第１図において第１
の金型交換アーム75を移動せしめてパンチホルダ17,ダ
イホルダ21から脱着するときは、第１図に示されている
ように、パンチ用アームベース87がピストンロッド111
により上昇したままの状態でパンチホルダ17にもぐり込
む。このとき、パンチ用グリッパアーム79の先端に設け
られているならい駒125が補正ばね83によりパンチホル
ダ17の位置にならって、パンチ用グリッパアーム79とパ
ンチ15の溝の位置関係（第１図において高さH₄）を一定
に保ちパンチ15を把持することができる。

ピストンロッド111が下降し、パンチ用アームベース8
7がパンチ15を、ダイアームベース95がストリッパ65と
ダイ19を保持し、パンチホルダ17の外へ出されて金型の
交換が終了するのである。

加工後、パンチ15をパンチ用グリッパアーム79より取
出すとき、パンチホルダ17における上死点の停止位置が
ばらつくと、パンチ15の被把持物15Hとダイ19の被把持
部19Hの間隔（第１図において高さH₅）が変わる。しか
し、パンチ用グリッパアーム79とダイ用グリッパアーム
81の間隔は一定であるため、この状態ではパンチ15,ダ
イ19の取出しができなかったが、本実施例では、球面形
状又はテーパ状などのならい駒125と補正ばね83が設け
てあることにより、ならい駒125をスライド下面17Sを倣
わせパンチ用グリッパアーム79を、補正ばね83に抗して
下降させることにより、パンチ用グリッパアーム79と、
パンチ15の被把持部15Hの高さ位置を強制的に合わせる
ことができて容易に取出すことができる。

前記ならい駒125の代りに、パンチ用グリッパアーム7
9の先端を上下にテーパ形状とすることによって、強制
的にパンチ用グリッパアーム79をパンチ15の被把持部15
Hに係合させることもできる。

このように、パンチ用アームベース87すなわちパンチ
用グリッパアーム79を上下動せしめるようにしたことに
よって、パンチホルダ17の位置を補正することができる
から、大がかりな装置を必要とせずに金型交換を容易に
行なうことができる。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることな
く、適宜の変更を行なうことによって、その他の態様で
も実施し得るものである。例えば、本実施例において
は、パンチ用アームベース87を上下動自在にしている
が、ダイ用アームベース95を上下動自在にすることも対
応可能である。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、こ
の発明によれば、特許機請求の範囲に記載されたとおり
の構成であるから、シャットハイトが一定でなくとも、
パンチ用グリッパアームとダイ用グリッパアームのどち
らが一方がアームベースに対して高さ位置調節可能に設
けてあるから、一方のアームの高さ位置を調節すること
によって、一方のグリッパアームは一方の把持部に係合
して把持し、他方のグリッパアームはそのまま他方の被
把持部に係合して把持される。而して、パンチホルダと
ダイホルダにそれぞれ設けられているパンチとダイがそ
れぞれのグリッパアームに保持されて操作が簡単で容易
に交換することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の主要部を示す金型自動
交換装置の交換アームの正面断面図で、第１図はパンチ
用アームベースが上昇した状態を、第２図はパンチ用ア
ームベースが下降した状態を示すものである。 第３図は第１図におけるIII矢視図、第４図は第１図に
おけるIV矢視図、第５図は第１図におけるＶ矢視図およ
び第６図は第１図におけるVI矢視図である。 第７図は第９図におけるVII矢視部の拡大断面図および
第８図は第７図におけるVIII−VIII線に沿った断面図で
ある。 第９図はこの発明を実施した金型自動交換装置を備えた
パンチプレスの側面図および第10図は第９図における平
面図である。 15……パンチ 17……パンチホルダ 19……ダイ 21……ダイホルダ 71……第１の金型交換アーム 79……パンチグリッパアーム 81……ダイ用グリッパアーム 87……パンチ用アームベース 95……ダイ用アームベース 109……ピストン 111……ピストンロッド

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同軸上に配置されたパンチホルダとダイホ
   ルダに交換自在でかつ被把持部を備えたパンチとダイを
   設け、そのパンチとダイを同時に交換すべくパンチ，ダ
   イ用グリッパアームとそのアームベースとからなるグリ
   ップを備えた金型自動交換装置を設け、そのグリップの
   パンチ用グリッパアームとダイ用グリッパアームのどち
   らか一方が前記アームベースに対して高さ位置調節可能
   でかつ前記一方の被把持部に係合可能であると共に、他
   方のアームはそのまま他方の被把持部に係合可能である
   ことを特徴とする金型自動交換装置を備えたパンチプレ
   ス。