JP4704047B2 - ダイクッション装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダイクッションパッドを備えたダイクッション装置に関する。

従来、プレス機械によりワークを絞り成形する場合、ダイクッション装置を使用している。このようなダイクッション装置は、クッションピンを介してブランクホルダを支持するダイクッションパッドを備えており、このダイクッションパッドが、上型を取り付けたスライドの動きに同期して追従下降するようになっている。
また、近年では、ダイクッションパッドを複数のパッド部材に分割するとともに、各パッド部材を付勢力発生手段としてのサーボモータで個別に駆動することにより、パッド部材毎にクッション力を調整し、高精度のプレス成形を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−５４３号公報

しかしながら、ダイクッションパッドを複数のパッド部材に分割すると、絞り成形中において、パッド部材の作用点とパッド部材の中心の反力点との間には、パッド部材毎に異なった大きさの転倒モーメントが生じてしまうため、各パッド部材が撓んでしまってスムーズに下降させることができず、高精度のプレス成形を行うには限界があった。

本発明の目的は、ダイクッションパッドの下降をスムーズにでき、より高精度のプレス成形を実現できるダイクッション装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係るダイクッション装置は、プレス機械に設けられるダイクッション装置において、スライドの押圧力をクッションピンを介して受ける複数の小パッドと、これら複数の小パッドを支持する大パッドと、前記押圧力に対し、上向きの付勢力を発生させながら前記大パッドを昇降させる付勢力発生手段とを備え、前記小パッドおよび大パッドによりダイクッションパッドが構成され、前記ダイクッションパッドは、前記ダイクッション装置が設けられるベッド内の内部空間に設けられ、前記小パッドは、前記内部空間のうち前記ベッドに設けられたリブで仕切られた小空間内を昇降し、前記大パッドは、前記内部空間のうち前記リブの下方を昇降することを特徴とする。

本発明の請求項２に係るダイクッション装置は、請求項１に記載のダイクッション装置において、前記小パッドは、前記大パッドに一体に固定されていることを特徴とする。

本発明の請求項３に係るダイクッション装置は、請求項１または請求項２に記載のダイクッション装置において、前記大パッドのみ、前記プレス機械のベッドの内壁に案内されながら昇降動することを特徴とする。

本発明の請求項４に係るダイクッション装置は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のダイクッション装置において、前記小パッドは、２行２列に計４つ配置され、前記大パッドは、これら４つの小パッドを支持するように１つ設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項５に係るダイクッション装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のダイクッション装置において、前記大パッドはサーボモータで昇降駆動されることを特徴とする。

以上において、請求項１の発明によれば、絞り成形中などにおいて、小パッドのそれぞれに作用する作用力は、大パッドが設けられることで均等化されるため、作用力によって生じる転倒モーメントが互いに打ち消しあって小さくなり、小パッドの撓みを抑制できる。従って、小パッドに当接されたクッションピンのボルスタでの通りが良好になるなど、ダイクッションパッドの下降を無理なくスムーズに行うことができ、高精度なプレス成形を実現できる。

請求項２の発明によれば、各小パッドが大パッドにボルト等の締結部材によって固定されるため、大パッドによる小パッドでの作用力の均等化を確実に促進でき、より効果的である。

請求項３の発明においては、殆ど変形しない大パッドのみがベッドの内壁に案内されて昇降するので、転倒モーメントによって多少変形する小パッドをベッドの内壁と接触させずに昇降させることができ、ベッドの内壁から受ける反力を安定させることができる。従って、ダイクッションパッドをスライドの動きに同期させて下降させる場合に、反力によるクッション圧への影響を少なくでき、付勢力発生手段を容易に制御できる。

請求項４の発明においては、小パッドの作用力を前後左右の小パッドで等価にすることができ、各小パッドに生じる転倒モーメントをキャンセルさせてゼロに近づけることができ、最も効果的である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態のダイクッション装置１０が採用されたプレス機械１の概略全体を示す模式図、図２は、プレス機械１の要部を示す分解斜視図、図３は、プレス機械１のベッド６の要部を示す拡大図である。

プレス機械１は、クランク機構、エキセン機構、またはリンク機構等の駆動力伝達機構が内蔵されたクラウン２と、クラウン２内の駆動力伝達機構にプランジャ３を介して連結され、かつ上金型８０が取り付けられるスライド４と、下金型９０が取り付けられるムービングボルスタ５が載置されたベッド６と、ベッド６および前記クラウン２とを連結する４本（図１では２本のみを図示）のアプライト７とを備えており、ベッド６内にダイクッション装置１０が収容されている。

ここで、本実施形態のムービングボルスタ５は、図２に示すように、多数の貫通孔５１Ａが穿設された定盤状のボルスタ５１と、ボルスタ５１を支持するキャリア５２とで構成されている。ボルスタ５１の貫通孔５１Ａは、ダイクッション装置１０に用いられるクッションピン１２（図１）が通る孔であり、用いられる下金型９０に応じて適宜選択される。キャリア５２には、図示しない移動手段が設けられ、金型交換のためにボルスタ５１をプレス機械１外部へ移動させることが可能である。また、キャリア５２には、内部空間５３が設けられている。

一方、ベッド６には、内部空間６１を平面視で４分割するように十字状のリブ６２が設けられている。このリブ６２は、図３にも示すように、内部空間６１の上下方向の途中に設けられており、特にその下端は、底面部分にまで垂下して設けられている訳ではない。

ダイクッション装置１０は、図１に戻って示すように、ワークＷを上金型８０との間で挟持するブランクホルダ１１と、ブランクホルダ１１をクッションピン１２を介して支持するダイクッションパッド１３と、ダイクッションパッド１３を上向きの付勢力を発生させながら昇降させる付勢力発生手段１４とを備えている。なお、付勢力発生手段には、エアの圧縮性を利用したエアシリンダタイプのように、スライド４の動きに対して受動的にダイクッションパッドを昇降させるものと、本実施形態のように、サーボモータ２４（図５）により、スライド４の動きに同期して能動的にダイクッションパッドを昇降駆動させるものとがある。

このようなダイクッション装置１０において、ダイクッションパッド１３は、図１、図４に示すように、ベッド６の内部空間６１のうち、前記リブ６２で仕切られた小空間６３内を昇降する４つの小パッド１５と、２行２列に配置された小パッド１５の下方に位置する１つの大パッド１６とで構成されている。すなわち、大パッド１６は、内部空間６１内において、リブ６２の下方で昇降するのであり、リブ６２とは干渉しないようになっている。

小パッド１５は金属製で中空の矩形箱状とされ、リブ６２の下方に予め配置されている大パッド１６に対し、リブ６２の上方から小空間６３内に落とし込まれ、ガイドピン１７などに案内されながら大パッド１６上に位置決めされ、図示しないボルト等によって一体に固定される。

一方の大パッド１６も金属製で中空の矩形箱状であり、その四周の側面には、ガイドプレート１８が設けられている。このガイドプレート１８は、図３に示すベッド６の内部空間６１の内壁に設けられたガイドプレート６４と対向し、互いに接触摺動しながらダイクッションパッド１３の昇降をガイドしている。つまり、ダイクッションパッド１３が昇降するにあたっては、ガイドプレート１８，６４を介して大パッド１６のみがベッド６の内壁と接触するようになっており、小パッド１５は接触しない。

ダイクッション装置１０を構成する付勢力発生手段１４は、図１、図５に示すように、大パッド１６の下面に設けられたナット部１９と、ナット部１９に螺合されたボールねじ部２０と、ベッド６の床部６５に設けられてボールねじ部２０の下端側を回転自在に支持する軸受部材２１と、ボールねじ部２０の下端に設けられた従動側プーリ２２と、駆動側プーリ２３を有するサーボモータ２４とを備え、サーボモータ２４は例えば床部６５等の適宜な部位に支持され、各プーリ２２，２３にはベルト２５が巻回されている。

このような付勢力発生手段１４は、本実施形態では、各小パッド１５に対応して４つ設けられ、各サーボモータ２４の回転がコントローラによって個々に制御される。付勢力発生手段１４のサーボモータ２４は、電流の供給によって回転軸が正逆回転する。サーボモータ２４の電流が供給されて回転軸が回転すると、駆動側プーリ２３、従動側プーリ２２、ボールねじ部２０が回転動作する。ボールねじ部２０の回転動作に伴い、ナット部１９が昇降方向に直線動作する。すると、ナット部１９と共にダイクッションパッド１３が昇降する。ダイクッションパッド１３に与えられるクッション圧（付勢力）の制御は、サーボモータ２４への電流制御によって行われる。

以上のような本実施形態では、ダイクッションパッド１３が複数の小パッド１５と大パッド１６とに分割されているので、図６に模式的に示すように、各小パッド１５の作用点Ｐに作用する荷重を大パッド１６によって均等化できるとともに、作用点Ｐと小パッド１５の中心である反力点Ｃとの間に生じる転倒モーメントＭをキャンセルでき、小パッド１５の撓みを抑えることができる。従って、クッションピン１２などの撓み等も抑制できるから、ボルスタ５１の貫通孔５１Ａとクッションピン１２との擦れ等も生じる心配がなく、昇降動作をスムーズに行うことができ、より高精度なプレス成形を実現できる。ただし、図６においては、用いられる貫通孔５１Ａのみを図示してある。

特に、小パッド１５が２行２列で合計４つに分割配置され、大パッド１６の中心に対して点対称な位置に配置されている本実施形態では、それぞれの小パッド１５で生じる転倒モーメントＭを確実にキャンセルでき、大パッド１６からすれば転倒モーメントをゼロに近づけることができ、一層効果的である。

しかも、撓みやすい小パッド１５は、ベッド６の内壁やリブ６２とは接触せず、その反力を受けないため、ダイクッションパッド１３に安定したクッション圧を付与でき、付勢力発生手段１４の制御を容易にできる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
前記実施形態では、ベッド６に設けられた十字状のリブ６２は、下端側が内部空間６１の上下方向の途中までしか設けられていなかったが、図７に示すように、例えば短辺側に沿ったリブ部分６２Ａがベッド６の床部６５まで垂下して設けられていてもよい。このような場合、ダイクッションパッド１３の大パッド１６は、図８に示すように、前記実施形態で説明したものと比較して略１／２の容量とされ、リブ６２と干渉しないように一対配置されることになる。このようなダイクッションパッド１３でも、各大パッド１６は複数の小パッド１５（ここでは２つ）を支持することに変わりはないので、本発明に含まれる。また、リブ６２の短辺側ではなく、長辺側のリブ部分が床部６５まで延びている場合でも同様である。

前記実施形態では、ベッド６に十字状のリブ６２が設けられていたが、リブの形状は一文字状であってもよく、任意である。例えば内部空間６１の短辺側に沿った一文字状のリブを形成した場合には、前記実施形態で説明した容量の大パッド１６上に、一対の小パッド１５が配置されることになる。ただし、この場合の小パッド１５は、前記実施形態で説明したものと比較して略２倍の容量となる。

さらに、本発明においては、前記実施形態で説明したようなベッド６のリブ６２や、キャリア５２のリブは必要に応じて設けられていればよく、ボルスタ５１の撓みに応じて適宜設けられるのである。

前記実施形態では、小パッド１５と大パッド１６とは一体にボルト止めされていたが、何らかの付勢手段を用いることにより、小パッド１５を大パッド１６の上方に間接的に付勢させておいてもよい。
また、小パッド１５の駆動手段を別途設け、大パッド１６とは別に昇降駆動してもよく、このような場合には、その駆動手段が例えば大パッド１６内部に収容されてもよい。そして、小パッド１５の昇降動作および大パッド１６の昇降動作は、コントローラで一括制御される。

前記実施形態では、ダイクッションパッド１３はサーボモータ２４で駆動されていたが、油圧アクチュエータや、空気圧アクチュエータ、あるいはリニアモータで駆動されていてもよく、付勢力発生手段の構成は任意である。また、前述のように、エアの圧縮性を利用したエアシリンダタイプでもよい。
さらに、付勢力発生手段１４の数は任意であり、小パッド１５の数と同じである必要はない。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した小パッド１５や大パッド１６の形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明は、ダイクッション装置を備えたあらゆるプレス機械に利用できる。

本発明の一実施形態に係るダイクッション装置が採用されたプレス機械の概略全体を示す模式図。 前記プレス機械の要部を示す分解斜視図。 前記プレス機械のベッドの要部を示す拡大図。 前記ダイクッション装置のダイクッションパッドを示す斜視図。 前記ダイクッション装置の付勢力発生手段を示す拡大図。 前記実施形態の作用効果を説明するための図。 本発明の変形例を示す図。 前記変形例で用いられるダイクッションパッドを示す斜視図。

符号の説明

１…プレス機械、４…スライド、６…ベッド、１０…ダイクッション装置、１１…ブランクホルダ、１２…クッションピン、１３…ダイクッションパッド、１４…付勢力発生手段、１５…小パッド、１６…大パッド。

Claims (5)

1. プレス機械（１）に設けられるダイクッション装置（１０）において、
   スライド（４）の押圧力をクッションピン（１２）を介して受ける複数の小パッド（１５）と、
   これら複数の小パッド（１５）を支持する大パッド（１６）と、
   前記押圧力に対し、上向きの付勢力を発生させながら前記大パッド（１６）を昇降させる付勢力発生手段（１４）とを備え、
   前記小パッド（１５）および大パッド（１６）によりダイクッションパッド（１３）が構成され、
   前記ダイクッションパッド（１３）は、前記ダイクッション装置（１０）が設けられるベッド（６）内の内部空間（６１）に設けられ、
   前記小パッド（１５）は、前記内部空間（６１）のうち前記ベッド（６）に設けられたリブ（６２）で仕切られた小空間（６３）内を昇降し、
   前記大パッド（１６）は、前記内部空間（６１）のうち前記リブ（６２）の下方を昇降する
   ことを特徴とするダイクッション装置。
2. 請求項１に記載のダイクッション装置（１０）において、
   前記小パッド（１５）は、前記大パッド（１６）に一体に固定されている
   ことを特徴とするダイクッション装置（１０）。
3. 請求項１または請求項２に記載のダイクッション装置（１０）において、
   前記大パッド（１６）のみ、前記プレス機械（１）のベッド（６）の内壁に案内されながら昇降動する
   ことを特徴とするダイクッション装置（１０）。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のダイクッション装置（１０）において、
   前記小パッド（１５）は、２行２列に計４つ配置され、
   前記大パッド（１６）は、これら４つの小パッド（１５）を支持するように１つ設けられている
   ことを特徴とするダイクッション装置（１０）。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のダイクッション装置（１０）において、
   前記大パッド（１６）はサーボモータ（２４）で昇降駆動される
   ことを特徴とするダイクッション装置。

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