(57)【要約】【課題】チャックやダイをダイブロックに装着したままの状態にて、圧印パンチや穴抜きパンチの交換が瞬時にかつ簡単容易に行えるようにすること。【解決手段】ダイブロック１に着脱可能に設けられたダイ４内に圧印パンチ５を交換可能に取付けてなる圧造成形機において、圧印パンチ５を、ダイ４をダイブロック１から取り出さずに脱着が行えるようダイ４側の支持孔２ｂに対しダイ４の前方側から抜き差し可能な軸部材により構成すると共に、その軸部材に周溝５ａを形成する。ダイブロック１外からの操作により圧印パンチ５の周溝５ａに係合及び離脱して圧印パンチ５のダイ４側への固定及び解除を行うロック体１２を備えたロック機構１５を設ける。。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイブロックに着脱可能に設けられたダイ内にセンター穴の圧印や穴抜き加工などを行うパンチを交換可能に取付けてなる圧造成形機において、パンチがダイをダイブロックから取り出さずに脱着が行えるようダイ側の支持孔に対しダイの前方側から抜き差し可能な軸部材により構成されると共に、その軸部材に周溝が形成されている一方、ダイブロック外からの操作によりパンチの周溝に係合及び離脱してパンチのダイ側への固定及び解除を行うロック体を備えたロック機構が設けられていることを特徴とする圧造成形機。
【請求項２】
ロック機構が、ダイ側に設けられパンチの周溝に対し回転又は進退動により係合及び離脱するように直交状に介装されたロック体と、ダイブロック側に設けられダイブロック外からロック体を回転又は進退動させる作動部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の圧造成形機。
【請求項３】
ロック体と作動部とが連結及び連結解除可能となっており、ロック体を設けたダイが、ダイブロックに装着された場合、ロック体と作動部とが連結され、作動部によるロック体の作動を可能にするように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧造成形機。
【請求項４】
ダイのダイブロックへの装着時、ダイの背面部とパンチの後端部とを受け止めるバックプレートに、パンチの後端部分に対応して開口する排出通路が設けられ、排出通路の上流側には高圧流体を供給する高圧流体供給機構が設けられており、パンチが阻止体より解除されたときに高圧流体供給機構の操作によりパンチをダイ及びチャックを装着した状態にて機外へ排出させることを特徴とする請求項１に記載の圧造成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、素材を圧造成形してナット等のパーツを形成する圧造成形機の最終側工程において、その素材の中心に凹所や透孔を形成する際に使用される圧印パンチや穴抜きパンチを交換可能に取付けてなる圧造成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の圧造成形機にあっては、素材にセンター穴を圧印する圧印パンチや穴抜き加工などを行うパンチがダイ内に交換可能に取付けられている。その場合、例えば図９に示したように、軸部の先端に圧印用尖部４１ａを有し、基端に抜け止めフランジ４１ｂを設けてなる圧印パンチ４１を用い、圧印パンチ４１を成形ダイ４２と支持体４３とを内装したダイケース４４の支持体４３における支持孔４３ａに、その後面側から差し込んでフランジ４１ｂを介して圧印パンチ４１を支持体４３にダイ側前方への抜け出し不能に支持させ、その状態でダイケース４４をダイブロック４５のダイ取付孔４５ａに挿入する。その後、固定ピン４６によりダイケース４５をダイブロック４５に固定すると同時に、支持体４３とバックプレート４７との間にフランジ４１ｂを挟み込んで圧印パンチ４１を抜け出し不能に固定する構造となされている。
【０００３】
そして、使用による先端部の摩損や破損等により圧印パンチ４１を交換する場合には、まず、ダイケース４４の前方に位置するトランスファチャック４８を図９の仮想線で示すようにダイブロック４５のダイ取付孔４５ａから離れた退避位置に移動させ、次に、図１０に示したようにダイケース４４をダイブロック４５から機外に取り出し、そのうえで、支持体４３から圧印パンチ４１をダイ後方に抜き出して新たな圧印パンチ４１に取り替える。その後、このダイケース４４をダイブロック４５のダイ取付孔４５ａに再び装着することで交換を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実公昭５４−１６９０４号公報（第１頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近ステンレス、高炭素鋼を圧造するため圧印パンチや穴抜きパンチなどにＴｉｃコーティングを施したり、超硬を溶着しているため、Ｔｉｃの剥離や超硬のチッピング等の予期せぬ事故により頻繁にパンチの交換が必要となる。
【０００６】
しかし、パンチの交換時には、上記したようにトランスファチャック４８を退避位置に移動させると共に、ダイケース４４をダイブロック４５から機外に取り出し、そのうえで、支持体４３から圧印パンチ４１をダイ後方に抜き出して交換を行う必要があるため、交換作業が非常に煩雑で時間を要する問題があった。
【０００７】
特に、大型機の場合、例えば２０ｋｇ以上のダイケースを機外に搬出してパンチの交換を行うことになる。そのため、交換作業が重労働となり、それに伴う危険度も高くなる問題を有していた。また、圧造熱のため、冷却するまでダイの取出しができなかったり、さらに、熱間鍛造の場合、金型の冷却を待っていると素材の冷却が進む等の弊害を有していた。
【０００８】
その上、抜け止めのフランジが設けられた圧印パンチは、大径の軸部材から切削により形成されることから、材料ロスが多くて材料コスト、加工コストが高く付く問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明は、トランスファチャックを退避位置に移動させることなく、ダイもダイブロックに装着したままの状態にて、圧印パンチや穴抜きパンチなどのパンチの交換が瞬時にかつ簡単容易に行える圧造成形機の提供を課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、ダイブロックに着脱可能に設けられたダイ内にセンター穴の圧印や穴抜き加工などを行うパンチを交換可能に取付けてなる圧造成形機において、パンチがダイをダイブロックから取り出さずに脱着が行えるようダイ側の支持孔に対しダイの前方側から抜き差し可能な軸部材により構成されると共に、その軸部材に周溝が形成されている一方、ダイブロック外からの操作によりパンチの周溝に係合及び離脱してパンチのダイ側への固定及び解除を行うロック体を備えたロック機構が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
なお、請求の範囲におけるダイブロックとは、機枠を含めた概念であり、また、ダイとは、ダイケース内に成形ダイや支持体などを装着してなるものを含めた概念である。
【００１２】
また、本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明のロック機構が、ダイ側に設けられパンチの周溝に対し回転又は進退動により係合及び離脱するように直交状に介装されたロック体と、ダイブロック側に設けられダイブロック外からロック体を回転又は進退動させる作動部とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
また、本願の請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明のロック機構におけるロック体と作動部とが連結及び連結解除可能となっており、ロック体を設けたダイが、ダイブロックに装着された場合、ロック体と作動部とが連結され、作動部によるロック体の作動を可能にするように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本願の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、ダイのダイブロックへの装着時、ダイの背面部とパンチの後端部とを受け止めるバックプレートに、パンチの後端部分に対応して開口する排出通路が設けられ、排出通路の上流側には高圧流体を供給する高圧流体供給機構が設けられており、パンチが阻止体より解除されたときに高圧流体供給機構の操作によりパンチをダイ及びチャックを装着した状態にて機外へ排出させることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
１は、多段式圧造成形機の機体（図示せず）に装備されたダイブロック、２はダイブロックに設けられたダイケース、３はこのダイケース１内の前部に装着された成形ダイ、５はこのダイ３と同一の軸心位置に配置されたセンター穴の圧印パンチで、先端部は、ダイ内に臨むように配置され、後端部はダイケース２の後部に設けた支持部２ａの支持孔２ｂに嵌入されている。なお、この実施の形態では、ダイケース２と成形ダイ３との２部材でダイ４が構成されているが、２部材により構成されたものに限らず、例えば一体に形成されたものや３部材により構成されたものであってもよい。
【００１６】
６は圧印パンチ４の外周にスライド自在に嵌合されたストリッパで、先端部はダイ３内に挿入可能に形成されている。７はダイケース２の背面に接して固設されたバックプレートで、ダイケース２及び圧印パンチ５を受け止めるようにされている。
【００１７】
８はバックプレート７の背部に連設されたピンガイド、９はピンガイド８に連通されたキックアウトピン、１０はキックアウトピン９の前端部とストリッパ６の後端面との間において、圧印パンチ５と同一の軸心周りに等間隔に位置するように、ダイケース２の支持部２ａ及びスペーサ７を軸心方向にかつ貫通するように配置された数本（図の場合３本）の連杆でキックアウトピン９の前動をこの連杆１０を介してストリッパ６に伝動できるようにしている。１１はダイ３と同一の軸心位置に配置されるように、ダイケース２の前方において進退移動するラム（図示せず）に突設された移動パンチである。
【００１８】
そして、圧印パンチ５は、単一径の棒状体をなし、その基部側の外周に軸方向への移動を阻止する周溝５ａが形成されている。また、図２に示されているように一部が周溝５ａに位置しうるよう丸棒状のロック体１２が直交状としてダイケース２に介装されている。ロック体１２は、一部に周溝５ａの深みと対応する切除部１２ａが形成され、ロック体１２の回動により切除部１２ａを周溝５ａの内外に選択的に位置せしめるようにして、周溝５ａ内に位置させることにより圧印パンチ５の軸方向への移動を阻止し、また、ロック体１２を周溝５ａ外に位置させることにより圧印パンチ５の軸方向への移動阻止を解除し、圧印パンチ５のダイ前方への抜き出しを可能にするようになされている。
【００１９】
１３はロック体１２の上端でダイブロック１側に設けられたピニオン１４に噛合されるラック体で、ラック体１３の端部側に設けられる把手（図示せず）などの操作によりラック体１３を摺動させてロック体１２の一定角度の回転をはかるものである。このようにダイケース２側に設けられたロック体１２と、ダイブロック１側に設けられたピニオン１４とラック体１３と把手（図示せず）とでなる作動部とによりロック機構１５が構成されている。
【００２０】
また、バックプレート７には、圧印パンチ５の後端部に開口するエアー又は油などの高圧流体の排出通路７ａが形成され、排出通路７ａにはエアー又は油を供給する高圧流体供給機構１６が設けられている。圧印パンチ５がロック体１２より軸方向への移動阻止が解除されたとき、高圧流体供給機構１６の操作により排出通路７ａに高圧流体を供給してその開口部から高圧流体を吹き出すことにより圧印パンチ５をダイ４前方側に排出するようにされている。
【００２１】
１７は圧印パンチ４により凹みとセンター穴が形成された素材Ａをダイ４前方で受取り搬送コンベア上或いは後段の圧造ステーションに移送するトランスファチャックである。
【００２２】
また、図３中１８は、圧印パンチ５の脱着用チャッカーで、その幅がチャック１７の開放時における開口幅及び成形ダイ３の成形孔よりも幅狭で、ダイ４及びチャック１７をダイブロック１に装着した状態にて成形ダイ３内への挿入、及びその挿入状態での圧印パンチ５の挟持及び開放が行え、圧印パンチ５の取出し挿入が可能となっている。
【００２３】
次に上記した圧造成形機の作用について説明する。
圧印パンチ５の前面に供給された素材Ａがラム側移動パンチ１１の前進によって成形ダイ３内に打圧されることにより、この素材Ａのセンターに圧印パンチ５の先端部による凹みとセンター穴が形成されることになる。
【００２４】
その後、移動パンチ１１が後退する一方、凹みとセンター穴が形成されたカップ状の素材Ａは、移動パンチ１１の後退とほぼ同時にキックアウトピン９により連杆１０を介して作動されるストリッパ６によって成形ダイ３内から排出され、トランスファチャック１７により搬送コンベア上に落下されて、製品として収集されることになる。
【００２５】
そして、圧印パンチ５の交換時には、移動パンチ１１を後退させたのち、ロック機構１５の作動部を操作してラック体１３及びピニオン１４を介してロック体１２を回動させることにより、図３に示すように切除部１２ａを周溝５ａに対接させてロック体１２の圧印パンチ５に対する軸方向への移動阻止を解除させる。その後、脱着用チャッカー１８を、トランスファチャック１７の開口部を介してダイ３内に挿入し、圧印パンチ５の先端部を挟持したうえで、ダイ４前方に抜き出せばよいのである。その場合、バックプレート７に排出通路７ａが設けられているので、圧印パンチ５がロック体１２より解除されたとき、高圧流体供給機構１６の操作によりバックプレート７の排出通路７ａを介して圧印パンチ５の後端部にエアー又は油などの高圧流体を供給することができ、この高圧流体により使用により圧印パンチ５とバックプレート７との間に食い付きなどがあっても圧印パンチ５をダイケース２の支持部２ａから効果的に離脱させることができる。したがって、圧印パンチ５をダイ４及びチャック１７を装着した状態にて機外へ瞬時にかつ簡単容易に排出させることができる。
【００２６】
また、新たな圧印パンチ５を取付ける時には、図３に示すように新たな圧印パンチ５の先端部を脱着用チャッカー１８で挟持したうえでダイ４及びチャック１７を装着した状態のまま、チャック１７及びダイ４を介してダイケース２の支持部２ａ内に挿入し、ロック機構１５の作動部を操作してロック体１２を回動させることにより、その外周部を周溝５ａ内に挿入させてロック体１２により圧印パンチ５の軸方向への移動を阻止、つまり圧印パンチ５をダイケース２の支持部２ａにロックさせる。
【００２７】
以上のように、着脱の厄介なダイケース２をダイブロック１から取外したり、その他の複雑な手数をかけることなく、ロック体１２をダイブロック１外より操作して圧印パンチ５の周溝５ａ外に位置させることにより圧印パンチ５のダイ４からの外部への取外しが可能となって、圧印パンチ５の交換を瞬時にかつ簡単容易に行うことができる。
【００２８】
また、上記した圧印パンチ５によれば、全周にわたる周溝５ａが形成されているので、位置方向に関係なく挿入すればよいので、装着作業が楽に行える。さらに、単一径の棒状体を呈するため、従来のフランジ付き圧印パンチに比べて材料の切削ロスをなくし、材料コスト、加工コストを安くできる。
【００２９】
図４，５はロック機構の別の実施の形態を示すもので、またパンチとして、比較的深い凹所を形成するセンターパンチ２１を用いている。
ロック機構２２は、先端部がセンターパンチ２１の周溝２１ａに入り込んで係合するロック体２３と、ロック体２３をダイブロック１外から上下動させるエアーシリンダ２４とを備える。ロック体２３の基部には鍔２３ａが設けられ、その先端部が周溝２１ａに位置しうるよう直交状としてダイケース２と支持体２Ａとの段付き連通孔２Ｂ内に摺動可能に設けられている。鍔部２３ａと支持体２Ａとの間にはばね２５が介装され、ロック体２３の先端部とセンターパンチ２１の周溝２１ａとの係合が解除するように付勢されている一方、ダイブロック１側にロック体２３をその鍔部２３ａ側からセンターパンチ２１側に押し込む押込ピストン２４ａをもつエアーシリンダ２４を備えたものである。なお、その他の構造は上述した実施形態の構造とほぼ同じなのでその説明を省略する。
【００３０】
常時は、エアーシリンダ２４の押込ピストン２４ａを伸長させて、ロック体２３を穴抜パンチ２１側に押し出して、ロック体２３の先端部を穴抜パンチ２１の周溝２１ａに係合させて、センターパンチ２１を支持体２Ａにロックする。一方、センターパンチ２１の交換時には、エアーシリンダ２４の操作により押込ピストン２４ａを短縮させ、ばね２５の反発力によりロック体２３を軸方向外方に移動させてロック体２３の先端部をセンターパンチ２１の周溝２１ａとの係合を解除させるのである。その後は、上述した実施形態の場合と同様の作業を行うことで同様の効果が得られる。
【００３１】
なお、センターパンチ２１は、基部側の軸径を先端側よりもやや大径にし、その側部にストリッパピン２６の挿通する複数の溝２１ｂを形成し、ストリッパピン２６により直接素材を押し出せるようにして特別なストリッパ部材を不要にしている。
【００３２】
図６，７は、ロック機構のさらに別の実施の形態を示すもので、またパンチとして両端部に穴抜き加工を行う頭部を備えた穴抜きパンチ３１を用いている。
ロック機構３２は、先端部が穴抜きパンチ３１の周溝３１ａに入り込んで係合するロック体３３と、ロック体３３をダイブロック１外から上下動させる作動部３４とを備える。
【００３３】
ロック体３３は、基端部に角頭部３３ａとねじ部３３ｂとを有し、その先端部が周溝３１ａに位置しうるよう直交状としてダイブロック１及びダイケース２の支持部２Ａに形成された通孔１ｃ及び２Ｂに移動可能に挿通される。一方、ダイブロック１の通孔１ｃ外部に作動部３４としてのナット体が設けられ、ナット体３４にロック体３３のねじ部３３ｂを螺合させて、角頭部３３ａの回動操作によりロック体３３を穴抜パンチ３１側に進退動させて、ロック体３３の先端部を穴抜きパンチ３１の周溝３１ａに押し込んで係合及び解除させるようにしたものである。その他の構造は最初の実施形態の構造とほぼ同じなのでその説明を省略する。
【００３４】
常時は、角頭部３３ａの回動操作によりロック体３３を穴抜きパンチ３１側に進出させて、ロック体３３の先端部を穴抜きパンチ３１の周溝３１ａに押し込んで係合させ、穴抜パンチ３１をダイケース２の支持部２ａにロックする。一方、穴抜きパンチ３１の交換時には、角頭部３３ａの回動操作によりロック体３３を穴抜パンチ３１に対し後退させて、ロック体３３の先端部を穴抜きパンチ３１の周溝３１ａとの係合を解除させるのである。その後は、上述した最初の実施形態の場合と同様の作業を行うことで同様の効果が得られる。
【００３５】
なお、穴抜きパンチ３１の両端部には、それぞれ対称位置に周溝３１ａ，３１ａと頭部３１ｂ，３１ｂが形成されている。これにより、一方の頭部３１ｂが使用により摩耗したときには、他方の頭部３１ｂを交替させて使用することができる。これにより、パンチ３１のコストダウンを図ることができる。
【００３６】
また、ロック体３３における先端部の形状としては、周溝３１ａとの係合をより確実にするため、図８に示すように半円形の溝形状、所謂蛙又としてもよい。
【００３７】
また、上記した阻止体２３，３３の周溝２１ａへの押込作動手段としては、エアーや油圧による作動の他、ダイブロック１の外側からのねじやカム機構の操作などにより、直接或いは間接的に押し込むように構成してもよいことは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、着脱の厄介なダイケースを取外したり、その他の複雑な手数をかけることなく、ロック体を機外より操作してセンター穴の圧印や穴抜き加工などを行うパンチの周溝外に位置させることによりパンチのダイケース外への取外しが可能となって、パンチの交換を瞬時に簡単容易に行うことができる。
【００３９】
特に、大型機の場合、例えば２０ｋｇ以上のダイケースを機外に取り外してパンチの交換を行う必要がなくなるので、その取り外し時の重労働やそれに伴う危険もなくなり、機械の稼働率も向上し経済効果が大きい。また、圧造熱のため、冷却するまでダイの取出しができないとか、熱間鍛造の場合、金型の冷却を待っていると素材の冷却が進む等の弊害をなくすことができる。その結果、通常１０分以上要していた交換作業が約１０分の１に短縮できる。
【００４０】
その上、ストレート形状のパンチが用いられるため、材料ロスが少なく材料コスト、加工コストが著しく低下し、経済効果が大きい。
【００４１】
また、ダイの背面部とパンチの後端部とを受け止めるバックプレートに、パンチの後端部分に対応して開口する排出通路を設け、排出通路の上流側に高圧流体を供給する高圧流体供給機構を設けるようにすれば、パンチが阻止体より解除されたときに高圧流体供給機構の操作により、バックプレートの排出通路を介してパンチの後端部にエアー又は油などの高圧流体を供給することができ、この高圧流体により使用によりパンチとバックプレートとの間に食い付きなどがあってもパンチをダイの支持部から効果的に離脱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧造成形機の要部の縦断側面図である。
【図２】同ロック機構の説明図である。
【図３】同交換時の動作を示す説明図である。
【図４】別のロック機構を備えた圧造成形機の要部の縦断側面図である。
【図５】同ロック機構の説明図である。
【図６】さらに別のロック機構を備えた圧造成形機の要部の縦断側面図である。
【図７】同ロック機構の説明図である。
【図８】ロック体先端部の別の実施の形態を示す正面図である。
【図９】従来例の説明図である。
【図１０】同交換時の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　　　　　ダイブロック
４　　　　　　ダイ
５　　　　　　圧印パンチ
５ａ　　　　　周溝
７　　　　　　バックプレート
１２　　　　　ロック体
１５　　　　　ロック機構
１６　　　　　高圧流体供給機構
２１　　　　　センターパンチ
２１ａ　　　　周溝
２２　　　　　ロック機構
２３　　　　　ロック体
３１　　　　　穴抜パンチ
３１ａ　　　　周溝
３２　　　　　ロック機構
３３　　　　　ロック体
【図１】
2004114149.tif 000003
【図２】
2004114149.tif 000004
【図３】
2004114149.tif 000005
【図４】
2004114149.tif 000006
【図５】
2004114149.tif 000007
【図６】
2004114149.tif 000008
【図７】
2004114149.tif 000009
【図８】
2004114149.tif 000010
【図９】
2004114149.tif 000011
【図１０】
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