JP4197643B2 - トグル式単板エンボス加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、トグル式単板エンボス加工装置に関し、特に、上下動するプレス可動フレームのビームとエンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリの両側の各可動フレームとの間に、エンボス加工用トグル機構及び打抜き加工用トグル機構を左右に２組設け、プレス可動フレームの１ストローク動作によりエンボス加工及び打抜き加工を同時に行うための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種のエンボス加工装置としては、例えば、特許文献１に開示された丸形金型送入方法及び装置を挙げることができる。
すなわち、各ロール間に供給される加工材の先端部に減肉部を形成すると共に、ガイドエプロンを配設し、この減肉部によって加工材の下面が下ロールに密着して巻込まれないようにすると共に、加工材がガイドエプロン上を円滑に流れるようにしていた。
また、文献名は示していないが、平型金型によるプレス圧着方式、平型金型を介したロール圧延方式が採用されていた。

特開平１１−１５６４０３号公報

従来のエンボス加工装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、ロール式エンボス加工装置の場合、材料がロールに巻込まれないようにするために、特殊な拘束機構を設ける必要があった。
また、エンボス加工のみ行う方法であるため、必要な外形形状を得るためには、エンボス加工後の後行程で打ち抜き剪断又はエアドリル等によって機械加工が必要であった。
また、平型金型を用いた装置においては、エンボスの形状及びエンボス高さが深くなると、平型金型とエンボス加工材が密着して分解が極めて困難であった。
さらに、前述の何れの装置においても、エンボス加工と打抜き加工とは、別行程であるため、エンボス加工の生産性を向上させることが困難であった。

本発明によるトグル式単板エンボス加工装置は、上下動するプレス可動フレームに設けられたビームと、前記ビームの下方位置に設けられた固定手段に移動自在でかつ互いに離間して配設された第１、第２可動フレームと、前記各可動フレームに設けられ同軸配置の成形ポンチ及び打抜きダイスと、前記各可動フレームと前記ビーム間を接続する打抜き加工用トグル機構と、前記各成形ポンチと前記ビーム間を接続するエンボス加工用トグル機構と、前記固定手段上に配設され前記各可動フレーム間に位置するエンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリとよりなり、前記ビームの上下方向動作が前記各トグル機構を介して前記各成形ポンチ及び打抜きダイスを前記上下方向と直交する水平方向に作動させ、前記ビームの１ストローク動作により加工材料のエンボス加工と打抜き加工が行われるようにした構成であり、また、前記エンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリの両側に設けられ前記成形ポンチと対向する荷重受けと、前記荷重受けの外周に同軸配置されスプリングにより付勢されると共に前記打抜きダイスと対向するスプリングリテーナとからなり、エンボス及び打抜き加工後に前記スプリングリテーナが前記スプリングにより復帰し、前記加工材料のエンボス加工品が前記スプリングリテーナから搬出されるようにした構成であり、また、前記打抜き加工用トグル機構の第１回転半径中心を、前記エンボス加工用トグル機構の第２回転半径中心より下方位置にずらすことにより、前記エンボス成形加工後、打抜き加工開始と共に前記成形ポンチが前記エンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリから離間するようにした構成であり、また、前記固定手段は、プレスベット及びこのプレスベット上の固定フレームとからなり、前記各可動フレームは前記固定フレーム内に配設され、前記プレスベット上には、前記ビームの降下を規制するためのストッパが設けられている構成であり、また、前記エンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリの両側において一対の加工材料が同時にエンボス加工及び打抜き加工が行われるようにした構成である。

本発明によるトグル式単板エンボス加工装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、エンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリの両側に位置する成形ポンチと打抜きダイスに対して、一対のトグル機構を介してビームの上下動を水平方向動作として伝達しているため、プレス可動フレームすなわちビームの１ストローク動作でエンボス成形加工及び打抜き加工を行うと共に、成形ポンチと加工材料との分離が行われ、エンボス成形加工品を得ることができる。
また、エンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリは、その両側において加工材料の加工を行うことができるため、プレスの１ストローク動作によって２枚のエンボス成形加工品を同時に得ることができ、従来よりも大幅な生産性向上を得ることができる。

本発明は、ビームの上下動を一対のトグル機構を介して成形ポンチと打抜きダイスに水平動作として伝達し、プレスの１ストローク動作でエンボス成形加工と打抜き加工を行うための新規な改良に関する。

以下、図面と共に本発明によるトグル式単板エンボス加工装置の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１で示されるものはプレス装置のプレスベットであり、このプレスベット１の両側には一対のストッパ２が設けられている。

前記プレスベット１上の前記各ストッパ２間には全体形状が枠状をなす固定フレーム３が固定され、このプレスベット１と固定フレーム３により固定手段４を構成し、この固定手段４は、前述の構成に限ることなく固定フレーム３を用いないでプレスベット１のみの場合も含まれるものである。

前記固定フレーム３内の両側位置の上、下両面には、上部ガイド５、６及び下部ガイド７、８を介して第１、第２可動フレーム９、１０が矢印の方向に移動自在に配設されている。
前記第１、第２可動フレーム９、１０には、図３で示されるように、筒状の打抜きダイス１１、１２が水平方向に内側へ突出した状態で固定されており、この各筒状の打抜きダイス１１、１２内には、その先端にエンボス用の成形部１３、１４を有する成形ポンチ１５、１６が各打抜きダイス１１、１２とは独立して同軸状でかつ相対移動可能にかつ各可動フレーム９、１０を貫通した状態で設けられている。

前記固定フレーム３内の前記各可動フレーム９、１０間の中央位置には、エンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリ２０が固定ボルト２１によって植立して固定されており、このエンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリ２０は、図３に示されるように構成されている。

すなわち、図３に具体的に示されているように、その中央に位置する荷重受けブロック２２の両側に取付けボルト２３及び位置調整用の調整シム２４ａ、２５ａを介して突起形状の第１、第２荷重受け２４、２５が固定され、この各荷重受け２４、２５は前記成形ポンチ１５、１６の各成形部１３、１４に直接対向して位置している。

前記各荷重受け２４、２５の外周位置には、抜け止め部３０を有する第１、第２リテーナ３１、３２が取付ボルト３３で固定されている。
前記各荷重受け２４、２５と前記各リテーナ３１、３２との間には、これと同軸状にスプリング３４を介して輪状の第１、第２スプリングリテーナ３５、３６が軸方向に沿って出没自在に構成されている。
また、前記各打抜きダイス１１、１２は、軸方向に沿って前記各スプリングリテーナ３５、３６と対向するように構成されている。

前記固定フレーム３の上方位置には、前記プレス装置のプレス可動フレーム４０の下部に設けられたビーム４１が上下動自在に配設され、このビーム４１の１往復動作（上下動だけではなく、水平動作の場合もある）が１ストロークを構成している。

前記各可動フレーム９、１０とビーム４１の内端との間には、一対の打抜きトグルコネクタ用ベアリング４２、４３を介して１対の打抜き用トグルコネクタ４４が作動自在に接続されている。
また、前記各成形ポンチ１５、１６とビーム４１の内端との間には、一対のエンボストグルコネクタ用ベアリング５０、５１を介して１対のエンボス加工用トグルコネクタ５２が作動自在に接続されている。尚、前記打抜き用トグルコネクタ４４によって打抜き加工用トグル機構１００を構成し、前記エンボス加工用トグルコネクタ５２によってエンボス加工用トグル機構１０１を構成している。

図２は、図１に示される可動フレーム９、１０、固定フレーム３、ビーム４１及びプレス可動フレーム４０の関係を横断面的に示す断面図であり、可動フレーム９、１０に直接又は間接的に接続される各エンボス加工用トグルコネクタ５２及び各打抜き用トグルコネクタ４４（図２のように、１個の可動フレーム９、１０に対して両側に一対設けられている）の接続状体が明確に示されている。尚、前記各打抜きダイス１１、１２は各可動フレーム９、１０と一体状に移動するように固設されている。従って、プレス可動フレーム４０及びビーム４１の上下動動作は、各トグル機構１００、１０１によってほぼ直交変換されて水平方向動作となり、可動フレーム９、１０及び成形ポンチ１５、１６の水平動作となる。

次に、前述の構成におけるトグル式単板エンボス加工装置を作動させる場合について説明する。
まず、図４及び図５に示されるように、プレス可動フレーム４０を上昇させ材料搬入Ａの位置とすると、各トグル機構１００、１０１を介して打抜きダイス１１、１２と成形ポンチ１５、１６が各荷重受け２４、２５から離間し、この時に形成された間隙Ｇ内に加工材料Ｋ１、Ｋ２が装填される。

次に、プレス可動フレーム４０を降下させることにより、各トグル機構１００、１０１の回転半径中心Ａ、Ｂは図５で示すように変化し、各成形ポンチ１５、１６の水平移動の押出しによるエンボス加工が行われ、これが終了すると、打抜きダイス１１、１２による打抜きが開始（図４のＢ）される。

前述の状態で、各可動フレーム９、１０が互いに内側へ押されることにより、各スプリングリテーナ３５、３６がスプリング３４のばね力に抗して内方へ押されるため、各打抜きダイス１１、１２と各荷重受け２４、２５の各エッジの接触によって打抜きがなされる（図４のＣ及び図５のＣ）。

前述の状態で、さらに、ビーム４１が下方へ降下すると、各可動フレーム９、１０は急速に外側へ移動し（図４のＤ及び図５のＤ）、各スプリングリテーナ３５、３６がスプリング３４のばね力によって元の位置に戻り、この時の慣性によって各加工材料Ｋ１、Ｋ２からエンボス加工品Ｋ１ａ、Ｋ２ａが搬出されることになる。従って、前述のエンボス加工、打抜き加工及び搬出がプレス装置のプレス可動フレーム４０すなわちビーム４１の１ストロークにおいて行われる。

尚、前述の動作においては、図５に示されるように、前記打抜き加工用トグル機構１００の第１回転半径中心Ｂを、前記エンボス加工用トグル機構１０１の第２回転半径中心Ａより下方位置にずらすことにより、エンボス成形加工後、打抜き加工開始と共に前記成形ポンチ１５、１６が前記エンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリ２０から離間する。

本発明は、エンボスのみではなく、印刷後の印刷物に対する加工にも応用可である。

本発明によるトグル式単板エンボス加工装置を示す一部切欠き正面図である。 図１の要部の断面図である。 図１の要部の断面図である。 図１のエンボス加工を示す工程図である。 図４の工程図に対応した各トグル機構の半径方向変化を示す説明図である。 エンボス成形後のエンボス加工品を示す平面図である。 図６の正面図である。

符号の説明

１ プレスベット
２ ストッパ
３ 固定フレーム
４ 固定手段
５、６ 上部ガイド
７、８ 下部ガイド
９、１０ 可動フレーム
１１、１２ 打抜きダイス
１３、１４ 成形部
１５、１６ 成形ポンチ
２０ エンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリ
２２ 荷重受けブロック
２４、２５ 荷重受け
３１、３２ リテーナ
３４ スプリング
３５、３６ スプリングリテーナ
４０ プレス可動フレーム
４１ ビーム
４２、４３ 打抜きトグルコネクタ用ベアリング
４４ 打抜き用トグルコネクタ
５０、５１ エンボストグルコネクタ用ベアリング
５２ エンボス加工用トグルコネクタ
１００ 打抜き加工用トグル機構
１０１ エンボス加工用トグル機構
Ｋ１、Ｋ２ 加工材料
Ｋ１ａ、Ｋ２ａ エンボス加工品
Ｇ 間隙
Ｂ 第１回転半径中心
Ａ 第２回転半径中心

Claims (5)

1. 上下動するプレス可動フレーム(40)に設けられたビーム(41)と、前記ビーム(41)の下方位置に設けられた固定手段(4)に移動自在でかつ互いに離間して配設された第１、第２可動フレーム(9,10)と、前記各可動フレーム(9,10)に設けられ同軸配置の成形ポンチ(15,16)及び打抜きダイス(11,12)と、前記各可動フレーム(9,10)と前記ビーム(41)間を接続する打抜き加工用トグル機構(100)と、前記各成形ポンチ(15,16)と前記ビーム(41)間を接続するエンボス加工用トグル機構(101)と、前記固定手段(4)上に配設され前記各可動フレーム(9,10)間に位置するエンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリ(20)とよりなり、
   前記ビーム(41)の上下方向動作が前記各トグル機構(100,101)を介して前記各成形ポンチ(15,16)及び打抜きダイス(11,12)を前記上下方向と直交する水平方向に作動させ、前記ビーム(41)の１ストローク動作により加工材料(K1,K2)のエンボス加工と打抜き加工が行われるように構成したことを特徴とするトグル式単板エンボス加工装置。
2. 前記エンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリ(20)の両側に設けられ前記成形ポンチ(15,16)と対向する荷重受け(24,25)と、前記荷重受け(24,25)の外周に同軸配置されスプリング(34)により付勢されると共に前記打抜きダイス(11,12)と対向するスプリングリテーナ(35,36)とからなり、エンボス及び打抜き加工後に前記スプリングリテーナ(35,36)が前記スプリング(34)により復帰し、前記加工材料(K1,K2)のエンボス加工品(K1a,K2a)が前記スプリングリテーナ(35,36)から搬出されるように構成したことを特徴とする請求項１記載のトグル式単板エンボス加工装置。
3. 前記打抜き加工用トグル機構(100)の第１回転半径中心(B)を、前記エンボス加工用トグル機構(101)の第２回転半径中心(A)より下方位置にずらすことにより、前記エンボス成形加工後、打抜き加工開始と共に前記成形ポンチ(15,16)が前記エンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリ(20)から離間するように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のトグル式単板エンボス加工装置。
4. 前記固定手段(4)は、プレスベット(1)及びこのプレスベット(1)上の固定フレーム(3)とからなり、前記各可動フレーム(9,10)は前記固定フレーム(3)内に配設され、前記プレスベット(1)上には、前記ビーム(41)の降下を規制するためのストッパ(2)が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載のトグル式単板エンボス加工装置。
5. 前記エンボス成形加工／打抜き加工アッセンブリ(20)の両側において一対の加工材料(K1,K2)が同時にエンボス加工及び打抜き加工が行われるように構成したことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のトグル式単板エンボス加工装置。

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