(57)【要約】【課題】型替え作業を自動化することができる金型クランプ装置及びプレス装置を提供する。【解決手段】フランジ付金型４、６、７が支持プレート１１、１５、１８上にそのフランジ２０を当接した状態に支持されるとともに、該フランジの複数箇所を押圧する複数のクランプ部材２１が、前記フランジを押圧状態に保持し又はその押圧状態を解除する締結手段３４によって前記支持プレートに支持されてなり、前記クランプ部材は、前記押圧状態が解除されたときに前記フランジの表面から退避するまで前記支持プレート上をスライド可能に支持されている。【選択図】図１
2008073700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ付金型が支持プレート上にそのフランジを当接した状態に支持されるとともに、該フランジの複数箇所を押圧する複数のクランプ部材が、前記フランジを押圧状態に保持し又はその押圧状態を解除する締結手段によって前記支持プレートに支持されてなり、
前記クランプ部材は、前記押圧状態が解除されたときに前記フランジの表面から退避するまで前記支持プレート上をスライド可能に支持されていることを特徴とする金型クランプ装置。
【請求項２】
前記クランプ部材には、前記フランジ表面を押さえる爪部が形成され、該爪部をフランジ表面に当接した位置と該フランジ表面から退避した位置との間で移動させるクランプ部材進退機構が接続されていることを特徴とする請求項１記載の金型クランプ装置。
【請求項３】
前記締結手段は、各クランプ部材をその拡径頭部で押さえた状態として該クランプ部材及び前記支持プレートを貫通する連結ロッドと、該連結ロッドの先端部を支持プレートの背面側で一体に固定する固定リングと、該固定リングと支持プレートとの間に介在された弾性部材と、固定リングを弾性部材の付勢方向に沿って前後移動させるねじ推進機構とを備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の金型クランプ装置。
【請求項４】
前記ねじ推進機構は、前記支持プレートに固定状態のおねじ部と、該おねじ部に螺合して前記固定リングに当接するめねじ部と、該めねじ部を回転駆動する回転駆動機構とを備えていることを特徴とする請求項３記載の金型クランプ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の金型クランプ装置を備えるプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末成形等に用いられる金型クランプ装置及びこの金型クランプ装置を備えたプレス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉末成形等に用いられるプレス装置の金型クランプ装置として、支持プレート上に、パンチやダイ等のフランジ付金型をそのフランジが当接した状態で支持するとともに、そのフランジの上にクランプリングを取り付け、該クランプリングを支持プレートに複数本のボルトによって固定した構造とされ、これらボルトを締め付けることにより金型を支持プレートに固定し、緩めることにより固定状態を解除する構成とされている。
この場合、金型の着脱のために、各金型につき複数本のボルトを１本ずつ取り付け、又は取り外す必要があるので、これら複数本のボルトを一括して取り扱えるようにしたクランプ装置も提供されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この金型クランプ装置は、クランプリングを固定する各ボルトの先端を支持プレートの金型取り付け面とは反対側で固定リングにより一体に連結状態とし、該固定リングと支持プレートとの間に皿バネを介在させ、該皿バネによってクランプリングを付勢して金型を固定状態とし、一方、固定リングを後方から押圧してクランプリングによる固定状態を解除する構成とされている。
【特許文献１】特開２００３−２９０９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、粉末成形等においては、大量生産に伴い、いわゆる無人運転がなされるようになってきているが、金型交換においては作業員の人手を介して作業を行う必要がある。その場合、特許文献１記載のクランプ装置であると、締結、解除の作業を迅速に行うことができて作業性がある程度高まるが、金型交換作業自体を完全自動化するものではないため、無人運転では一種類の製品しか連続生産することができず、型替え作業の都度、時間がかかる人手作業を余儀なくされていた。
本発明は型替え作業も自動化することができる金型クランプ装置及びプレス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の金型クランプ装置は、フランジ付金型が支持プレート上にそのフランジを当接した状態に支持されるとともに、該フランジの複数箇所を押圧する複数のクランプ部材が、前記フランジを押圧状態に保持し又はその押圧状態を解除する締結手段によって前記支持プレートに支持されてなり、前記クランプ部材は、前記押圧状態が解除されたときに前記フランジの表面から退避するまで前記支持プレート上をスライド可能に支持されていることを特徴とする。
このような構成の金型クランプ装置では、締結手段によってクランプ部材によるフランジへの押圧状態を解除することにより、支持プレート上をスライドさせながらクランプ部材をフランジ表面から退避させることができ、金型の取り外しが可能になる。
【０００６】
また、前記クランプ部材には、前記フランジ表面を押さえる爪部が形成され、該爪部をフランジ表面に当接した位置と該フランジ表面から退避した位置との間で移動させるクランプ部材進退機構が接続されている構成としてもよく、このような構成とすることにより、締結手段で押圧状態を解除した後、クランプ部材進退機構によってクランプ部材を移動させてフランジ表面から退避させることができる。
【０００７】
このような金型クランプ装置において、前記締結手段は、各クランプ部材をその拡径頭部で押さえた状態として該クランプ部材及び前記支持プレートを貫通する連結ロッドと、該連結ロッドの先端部を支持プレートの背面側で一体に固定する固定リングと、該固定リングと支持プレートとの間に介在された弾性部材と、固定リングを弾性部材の付勢方向に沿って前後移動させるねじ推進機構とを備えていることを特徴とする。
このような構成とすることにより、各クランプ部材の押圧状態の保持及び解除をねじ推進機構により一括して操作することができる。
【０００８】
この場合、前記ねじ推進機構は、前記支持プレートに固定状態のおねじ部と、該おねじ部に螺合して前記固定リングに当接するめねじ部と、該めねじ部を回転駆動する回転駆動機構とを備えている構成とすれば、クランプ部材の押圧状態の保持及び解除の作業も自動化することができる。
そして、本発明のプレス装置は、このような金型クランプ装置を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の金型クランプ装置及びプレス装置によれば、締結手段によって、クランプ部材による金型への押圧状態を解除して、該クランプ部材をスライド可能とし得るので、金型の着脱作業を容易にすることができる。また、クランプ部材進退機構を備える構成とすれば、フランジ表面からクランプ部材を移動させる作業を自動化することができ、さらに、締結手段のねじ推進機構を自動操作することにより、クランプ部材の押圧状態の保持及び解除の作業も自動化し得て、金型の運搬等のためのロボット等を併せ使用すれば、いわゆる無人運転を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図１から図４は、本発明による粉末成形プレス装置の金型クランプ装置の一実施の形態を示しており、図１は、粉末成形プレス装置のダイセットの全体を示し、図２、図３及び図４は、そのうち、上パンチのクランプ装置を示している。
【００１１】
このダイセット１は、図１に示すように、上型２と下型３とから構成され、上型２には上パンチ４とダイ５とが組み込まれ、下型３には下パンチ６とコア７とが組み込まれている。
上型２は、上パンチプレート１１の下面にベース板１２が固定されるとともに、該ベース板１２の下面に筒状の前記上パンチ４が固定されており、また、上パンチプレート１１をスライド自在に貫通する複数本のガイドポスト１３の下端に前記上パンチプレート１１と平行にダイプレート１４が固定され、該ダイプレート１４の上に前記ダイ５が固定され、このダイ５と上パンチ４とが同一軸線上に配置されて対向している。
【００１２】
一方、下型３は、下パンチプレート１５の上にベース板１６を介して筒状の前記下パンチ６が固定され、この下パンチ６内に挿通するコア７の下端に継ロッド１７が連結され、該継ロッド１７の下端が、下パンチプレート１５と平行な押出しプレート１８上のベース板１９に固定された構成とされている。
【００１３】
この場合、最も下方に配置される押出しプレート１８は、ダイプレート１４に複数本のタイロッド（図示略）を介して固定状態とされ、このタイロッドの途中位置に下パンチプレート１５が上下スライド自在に支持されている。また、前記上パンチ４、下パンチ６、ダイ５、コア７は同一軸線上に配置され、ダイ５とコア７との間に形成されるリング状キャビティに上パンチ４と下パンチ６とで粉末を圧縮成形した後、下パンチ６をダイ５に対して相対的に上昇させて、キャビティから圧縮成形体を押し上げ排出する構成とされている。
【００１４】
そして、前記上パンチ４、下パンチ６、コア７は、いずれも共通する機構によってこれらの支持プレートである上パンチプレート１１、下パンチプレート１５、押出しプレート１８にそれぞれ支持されている。
【００１５】
そのうちの上パンチ４を図２から図４に例示して詳細に説明すると、上パンチ４は、その基端部にフランジ２０が一体に形成されており、そのフランジ２０の端面が上パンチプレート１１上のベース板１２に当接され、そのフランジ２０を押さえるように一対のクランプ部材２１が周方向に１８０°離間して配置されている。そして、これらクランプ部材２１に、該クランプ部材２１及びベース板１２、上パンチプレート１１を貫通する連結ロッド２２が設けられている。この連結ロッド２２は、ボルトによって構成され、そのボルトの拡径頭部２２ａをクランプ部材２１の上面に当接させ、ボルトの軸部２２ｂがクランプ部材２１からベース板１２、上パンチプレート１１を貫通し、該軸部２２ｂの先端に雄ねじ部２２ｃが形成され、該雄ねじ部２２ｃに両クランプ部材２１における連結ロッド２２を連結状態とするように上パンチプレート１１と平行な固定リング２３が一体に設けられている。
【００１６】
また、連結ロッド２２が貫通している上パンチプレート１１の背面部には、連結ロッド２２の周囲を座ぐってなる凹部２４が形成されており、該凹部２４内に、連結ロッド２２を囲む皿ばね等の弾性部材２５が収納されている。この場合、固定リング２３は弾性部材２５により上パンチプレート１１の表面から浮かされた状態とされており、該弾性部材２５が前記固定リング２３と凹部２４の底面との間に介在して両者を離間させる方向、言い換えれば連結ロッド２２の拡径頭部２２ｂによって上パンチ４のフランジ２０を押圧する方向に付勢力を付与している。
【００１７】
また、固定リング２３の半径方向の内側には、上パンチプレート１１に固定状態のセンターねじ軸２６が嵌合している。該センターねじ軸２６は、固定リング２３の厚さよりも大きい厚さに設定され、固定リング２３を軸方向に沿ってスライド自在に嵌合しており、固定リング２３から突出した端部外周には、おねじ部２６ａが形成されている。そして、このセンターねじ軸２６のおねじ部２６ａにリングギヤ２７が螺合している。このリングギヤ２７は、固定リング２３に対向するリング状の天板部２７ａと、該天板部２７ａの外周に一体に連設された周壁部２７ｂとから構成され、天板部２７ａの内周部にセンターねじ軸２６のおねじ部２６ａに螺合するめねじ部２７ｃが形成され、周壁部２７ｂの外周面にギヤ部２７ｄが形成されている。また、固定リング２３に対向している天板部２７ａの表面（図２の下面）には、リング板状の滑り部材２８が固定されている。
【００１８】
そして、リングギヤ２７の半径方向の外側には、該リングギヤ２７のギヤ部２７ｄに噛み合うウォームギヤ３１が取り付けられている。このウォームギヤ３１は、リングギヤ２７の接線方向に延びる軸部３１ａが上パンチプレート１１の表面に軸受け部３２を介して回転自在に支持されており、該軸部３１ａの先端にリングギヤ２７に噛み合うギヤ部３１ｂが形成され、基端部３１ｃに、これを回転させるためのモータ等の回転駆動機構３３が連結されている。
【００１９】
つまり、この回転駆動機構３３によってリングギヤ２７を回転させることにより、該リングギヤ２７を介して固定リング２３を弾性部材２５の付勢力に抗して図２の場合は押し下げたり、逆に弾性部材２５の付勢力で引き上げたりする構成である。固定リング２３を引き上げると、該固定リング２３に一体の連結ロッド２２の拡径頭部２２ａが上パンチ４のフランジ２０表面を押圧した状態とし、固定リング２３を押し下げると、連結ロッド２２の拡径頭部２２ａが上パンチ４のフランジ２０から浮かせられて押圧状態が解除される。この連結ロッド２２及び、該連結ロッド２２による上パンチ４への押圧状態を保持したり解除したりするためのウォームギヤ３１、リングギヤ２７、センターねじ軸２６、定リング２３、弾性部材２５によって本件発明の締結手段３４を構成しており、そのうち、センターねじ軸２６のおねじ部２６ａとリングギヤ２７のめねじ部２７ｃとにより、固定リング２３を弾性部材２５の付勢方向に沿って前後移動させるねじ推進機構３５が構成されている。
【００２０】
また、前記クランプ部材２１は、図３に示すように、その先端部が、上パンチ４の外周面に当接する半円状凹部２１ａに形成されるとともに、該先端部にフランジ部２０表面を押さえる爪部２１ｂが一体に形成されている。また、前記連結ロッド２２の軸部２２ｂを貫通させている部分が半円状凹部２１ａまで切り欠かれた溝２１ｃに形成されており、連結ロッド２２による押圧状態を解除した後、連結ロッド２２を上パンチプレート１１に固定したままクランプ部材２２のみを溝２１ｃに沿ってスライドさせることができるようになっている。この場合、上パンチ４の周方向に１８０°離れて２個のクランプ部材２１が設けられ、これらクランプ部材２１の溝２１ｃは１８０°対向して上パンチ４の径方向に配置されていることにより、両クランプ部材２１は上パンチ４から半径方向に離れるようにスライドさせられる構成となっている。
【００２１】
そして、各クランプ部材２１にロッド３６を介して流体圧シリンダ等の往復駆動機構からなるクランプ部材進退機構３７が接続されている。
このクランプ部材２１を往復移動させるためのクランプ部材進退機構３７及び前記リングギヤ２７を回転させるための回転駆動機構３３は、上パンチプレート１１から離れたプレス機本体の固定部分（図示略）に支持される。
【００２２】
一方、下パンチ６及びコア７も上パンチ４と同様な構成で下パンチプレート１５、押出しプレート１８に支持されている。以下、これら下パンチ６、コア７の支持構造に関して、上パンチ４に対する支持構造と同一構成部分には同一符号を付しておく。
【００２３】
すなわち、下パンチ６にもフランジ２０が一体形成され、該フランジ２０を下パンチプレート１５に一体のベース板１６表面に当接させた状態でクランプ部材２１により固定され、該クランプ部材２１、ベース板１６、下パンチプレート１５を貫通する連結ロッド２２の先端に下パンチプレート１５と平行な固定リング２３が一体に設けられ、該固定リング２３と下パンチプレート１５とが弾性部材２５によって離間させられる方向に付勢されている。そして、固定リング２３の内側のセンターねじ軸２６におねじ部２６ａが形成され、該おねじ部２６ａに螺合するリングギヤ２７にウォームギヤ３１が噛み合っており、該ウォームギヤ３１に回転駆動機構が接続されている。また、クランプ部材２１には、これを下パンチ６のフランジ２０表面から退避させるまで移動するクランプ部材進退機構３７が接続されている。
【００２４】
さらに、コア７も上パンチ４及び下パンチ６と同様にフランジ２０が一体形成され、該フランジ２０を押出しプレート１８に一体のベース板１９表面に当接させた状態でクランプ部材２１により固定され、該クランプ部材２１、ベース板１９、押出しプレート１８を貫通する連結ロッド２２の先端に押出しプレート１８と平行な固定リング２３が一体に設けられ、該固定リング２３と押出しプレート１８とが弾性部材２５によって離間させられる方向に付勢されている。そして、固定リング２３の内側のセンターねじ軸２６におねじ部が２６ａ形成され、該おねじ部２６ａに螺合するリングギヤ２７にウォームギヤ３１が噛み合っており、該ウォームギヤ３１に回転駆動機構が接続されている。また、クランプ部材２１には、これをコア７のフランジ２０表面から退避させるまで移動するクランプ部材進退機構３７が接続されている。
【００２５】
なお、図中符号４１は、このダイセット１の上パンチプレート１１をプレス機本体のラム（図示略）に固定するためのコマを示しており、ラムに一体の断面Ｔ字状部材が係合する一対の対向フック状に形成されている。また、符号４２は押出しプレート１８をプレス機本体に固定するためのコマを示している。
【００２６】
このように構成されたプレス装置において、通常使用時は、例えば図２に示すように、リングギヤ２７の滑り部材２８と固定リング２３との間にわずかに隙間が形成された状態とされることにより、弾性部材２５の付勢力によってクランプ部材２１が図の場合は上パンチ４のフランジ２０を押さえつけた状態に保持している。
【００２７】
この状態から金型を交換する場合について図２から図４の上パンチ４を例にとって説明する。
回転駆動機構３３によってウォームギヤ３１を駆動することにより、リングギヤ２７を図２の場合は下方に移動させるように回転させ、滑り部材２８が固定リング２３の表面を摺動しながら弾性部材２５の付勢力に抗して該固定リング２３を押し下げ、この固定リング２３に取り付けられている連結ロッド２２の拡径頭部２２ａをクランプ部材２１の表面から浮かせた状態にする。この状態で、クランプ部材２１による上パンチ４のフランジ２０への押圧状態が解除される。
【００２８】
そして、クランプ部材２１に接続されているクランプ部材進退機構３７を作動して、両クランプ部材２１を上パンチ４の半径方向外方に引き離し、各クランプ部材２１の爪部２１ｂを上パンチ４のフランジ２０表面から退避させると、両クランプ部材２１の間に上パンチ４を下方に移動させるための空間が確保され、該上パンチ４を取り外すことが可能になる。この押圧状態の解除操作時にロボット等により上パンチ４を支持しておき、押圧状態を解除した後、上パンチ４を下方に移動させながらダイセット１から取り外すことができる。
【００２９】
下パンチ６、コア７も上パンチ４の場合と同様にしてウォームギヤ３１を駆動してリングギヤ２７を回転させることにより弾性部材２５の付勢力に抗して連結ロッド２２の拡径頭部２２ａをクランプ部材２１表面から浮かした後、クランプ部材進退機構３７によってクランプ部材２１の爪部２１ｂを下パンチ６やコア７のフランジ２０表面から退避させれば、これら下パンチ６、コア７を取り外すことが可能になる。
【００３０】
上パンチ４、下パンチ６、コア７を取り付ける場合は、取り外す場合とは逆順に、クランプ部材２１を上パンチ４等の取り付け位置から退避させた状態としておき、両クランプ部材２１の間から上パンチ４等のフランジ２０を上パンチプレート１１等のベース板１２、１６、１９上に当接させ、その後、クランプ部材進退機構３７によって両クランプ部材２１を接近させて、その爪部２１ｂを上パンチ４等のフランジ２０表面に配置する。そして、回転駆動機構３３によってウォームギヤ３１を駆動してリングギヤ２７を回転させながら弾性部材２５を復元させることにより、連結ロッド２２先端の固定リング２３を上パンチプレート１１等から離間させ、該連結ロッド２２の拡径頭部２２ａによってクランプ部材２１を上パンチ４等のフランジ２０に押し付けた状態に固定するのである。
【００３１】
このように、上パンチ４等の着脱が回転駆動機構３３とクランプ部材進退機構３７とを作動させるだけで可能になるので、上パンチ４等をロボット等により支持しながらダイセット１から容易に着脱することができる。したがって、従来人手を介して行っていた金型交換作業を完全自動化し得て、無人運転を達成することができる。
【００３２】
なお、前記締結手段による上パンチ等への押圧状態の保持及びその解除作業のみを自動化し、上パンチ等の最終的な取り外しや取り付け作業は人手によって行うようにしてもよく、その場合でも、金型への固定及びその解除作業が自動化されるため、型替えに要する作業時間を大幅な短縮が可能である。
なお、クランプ部材に連結ロッドを通過させる溝を端面まで開口するように形成したが、クランプ部材の爪部が金型のフランジ表面位置と退避位置との間で往復移動し得るのであれば、長穴としてもよい。また、クランプ部材の進退方向は金型の半径方向に限らず、連結ロッドを中心にした旋回方向に沿うものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の粉末成形プレス装置の一実施形態におけるダイセットを示す概略断面図である。
【図２】図１に示す上パンチの金型クランプ装置の拡大断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う矢視図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う矢視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ダイセット、２  上型、３  下型、４  上パンチ（フランジ付金型）、４ａ  フランジ、５  ダイ、６  下パンチ（フランジ付金型）、７  コア（フランジ付金型）、１１  上パンチプレート（支持プレート）、１５  下パンチプレート（支持プレート）、１８  押出しプレート（支持プレート）、２１  クランプ部材、２２  連結ロッド、２２ａ  拡径頭部、２２ｂ  軸部、２２ｃ  雄ねじ部、２３  固定リング、２５  弾性部材、２６  センターねじ軸、２６ａ  おねじ部、２７  リングギヤ、２７ｃ  めねじ部、３１  ウォームギヤ、３３  回転駆動機構、３４  締結手段、３５  ねじ推進機構、３６  クランプ部材進退機構。
【図１】
2008073700.tif 000003
【図２】
2008073700.tif 000004
【図３】
2008073700.tif 000005
【図４】
2008073700.tif 000006