(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム及びウェッブ形状材の加工用工具を受容するために取り付けられた少なくとも一つのパンチを備え、該ウェッブ形状材は、所定のウェッブ移動平面に沿って所定のウェッブ送り方向にステップ毎に供給され、ウェッブ送り方向に平行に延設されるとともに、駆動部材を介して駆動可能にラムに接続されている駆動シャフトを有し、該ラムは、駆動シャフトとウェッブ移動平面との間の少なくとも一箇所で上部ラムガイドによってプレスフレームにガイドされる、高速パンチプレスにおいて、該上部ラムガイドが、ウェッブの送り方向に移動自在であることを特徴とするパンチプレス。
【請求項２】
前記ラムは、そのストローク方向の移動がウェッブ移動平面において下部ラムガイドによってガイドされる請求項１に記載のパンチプレス。
【請求項３】
前記駆動部材は、一方の端部が駆動シャフトに偏心支持され、他方の端部において、各ボール−ソケットジョイントによってラムに回動自在に取り付けられているロッドを有する請求項１に記載のパンチプレス。
【請求項４】
前記駆動部材は、ウェッブの送り方向に揺動できるよう、一方の端部が駆動シャフトに揺動可能に支持されたロッドを有する請求項１に記載のパンチプレス。
【請求項５】
前記駆動部材は、ウェッブの送り方向に揺動できるよう、一方の端部が自動調心ころ軸受によって駆動シャフトに揺動可能に支持されたロッドを有する請求項１に記載のパンチプレス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のウェッブ移動平面に沿ってステップ毎に供給されるウェッブ形状材を加工するパンチプレス、特に高速パンチプレスに関する。
【０００２】
【従来技術】
当業者は、例えば果物加工処理工場でのプレート切断機やフィルタープレスに適用されるストロークとは対照的に、毎分1000まで、また1000を越えるストロークで作動する機械を高速パンチプレスと定義している。パンチプレスは、一般に上部工具と呼ばれる加工工具が取り付けられた少なくとも一つのラムを有している。この上部工具は、パンチプレスのフレームに固定された、一般に下部工具と呼ばれる工具と協働する。
【０００３】
このような工具により、パンチプレスの作動、すなわち加工のステップ毎に、ウェッブ（通常は金属ウェッブ）が断続的に供給される。このように、パンチ、エンボス、曲げ、スレッドの形成、組み付け、溶接（レーザー）、リベット固定などの様々な作業のうちのいくつかがウェッブ上で実施される。
【０００４】
上記パンチプレスの技術と他の技術との相違点のひとつは、横形シャフトパンチプレスと縦形シャフトパンチプレスとの違いにある。当業者は、装置の駆動シャフトを「シャフト」と定義している。この駆動シャフトとしては、例えば偏心部を有するものや、クランクシャフトとして設計されたものがあり、駆動部材を介して加工工具が取り付けられるラムに接続されている。このラムは、ステップ毎に送り方向に供給つまり移動するウェッブに対して加工つまり作動を実行するために、毎分1000まで、また1000を越えるストローク運動を行う。
【０００５】
駆動シャフトがウェッブの送り方向と平行に延設されるものを、当業者は縦形シャフトパンチプレスと呼ぶ。駆動シャフトがウェッブの送り方向に直交する方向に延設されているものを、当業者は横形シャフトパンチプレスと呼ぶ。
【０００６】
作動時にストローク運動を行う高速パンチプレスのラムは、一般に、環状の断面を有する線形の環状ガイドによってガイドされる。線形環状ガイドは、摺動ガイドまたはころ軸受ガイドとして設計されている。
基本的には、常に二つのガイド平面が存在している。このガイド平面は、ガイドの位置によって定められる平面と通常定義されている。
【０００７】
このことは、以下のように理解される。
ラムはガイドコラムに堅固に取り付けられ、このガイドコラムを介してパンチプレスのフレーム内でガイドされる。ガイド、すなわちフレームに取り付けられたガイド部材の位置により、第一のガイド平面が定められる。
【０００８】
駆動シャフトは、ロッドを介してパンチに接続されている。このパンチは、さらに先の位置、言い換えればラムと駆動シャフト間の位置、すなわちウェッブ移動平面上でガイドされ、これによって第二のガイド平面が定められる。このような上部ガイドは、作動時の機械の動力や加工作業、すなわちパンチ作業に起因するロッドの力を主に吸収する。
上記ガイドは、すべて環状ガイドと呼ばれている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
パンチの負荷が偏心している場合（ウェッブの送り方向に対して）、すなわちパンチの偏心位置に力が作用する場合、装置の駆動部材、例えば各ロッドには異なる負荷がかかり、変形が生じ、結果としてラムの姿勢が傾くことになる。各ロッドに異なる負荷がかかることは、ラムに作用する（偏心）力の位置により、一つのロッドにかかる負荷が他のロッドにかかる負荷より大きくなることからも理解できよう。ラムの傾きにより、工具の位置や姿勢もそれぞれ変化する。加工公差が１／１０００ミリに設定されていることから、工具（上部工具と下部工具）を特に高い精度で相互に調心する必要がある。例えばパンチと下型との間に沿って小さな切削隙間がある場合、パンチのたわみなどにより、パンチ作動時における工具の摩耗の増大や、破壊、欠けなどが発生することになる。工具は非常に高価なので、このような工具の再研削や交換は、明らかに生産の低下につながる。従ってラムの傾きに起因するこのような不具合は、コスト的に大きなマイナスとなる。
【００１０】
ラムに偏心負荷が掛かると、回転の中心、すなわち傾斜や回動の中心周りにラムが傾斜したり、回動することは明らかである。
ラムの傾斜運動の中心がウェッブ移動平面にある場合、すなわちこれに一致している場合、このような問題は発生しない。ラムの傾斜運動の中心が、ある距離を隔ててこの平面の近くに位置する場合、きわめて重大かつ深刻な問題となる。ラムの傾斜運動の中心は、ウェッブ移動平面上、つまりウェッブ移動平面と駆動シャフトとの間に位置し、ラムの傾斜運動や回動を防止するガイドが存在しない場合に限り、ウェッブ移動平面に一致する。
【００１１】
ウェッブの送り方向に平行して延設された駆動シャフトを有する従来技術に基づき構成されたパンチプレス、すなわち縦形シャフトパンチプレスにおいては、ラムの傾斜の中心が、上述のガイドの上部平面と下部平面との間、すなわちウェッブ移動平面の上に常に存在するため、上記問題が発生する。
【００１２】
そこで本発明の目的は、プレス加工されるウェッブの送り方向に平行に延設された駆動シャフトを有するパンチプレス、すなわち縦形シャフトパンチにおいて、工具の加工部位の摩耗の増大、摩擦、破壊などを発生させないパンチプレスを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のパンチプレスは、フレーム及びウェッブ形状材の加工用工具を受容するために取り付けられた少なくとも一つのパンチを備え、該ウェッブ形状材は、所定のウェッブ移動平面に沿って所定のウェッブ送り方向にステップ毎に供給され、ウェッブ送り方向に平行に延設されるとともに、駆動部材を介して駆動可能にラムに接続されている駆動シャフトを有し、該ラムは、駆動シャフトとウェッブ移動平面との間の少なくとも一箇所で上部ラムガイドによってプレスフレームにガイドされる、高速パンチプレスにおいて、該上部ラムガイドが、ウェッブの送り方向に移動自在であることを特徴としている。特には、ラムの傾斜動作の中心をウェッブの送り平面に位置させることで、ラムが傾斜しても工具部分の摩耗、破壊を防ぐことが、本発明の主な利点である。
【００１４】
ラムのストローク方向の移動は、ウェッブ移動平面において下部ラムガイドによってガイドされる。駆動部材は、一方の端部が駆動シャフトに偏心支持され、他方の端部にはロッドが設けられ、ロッドは各ボール−ソケットジョイントによってラムに回動自在に取り付けられている。駆動部材には、ウェッブの送り方向に揺動できるよう、一方の端部に駆動シャフトに揺動可能に支持されたロッドが設けられている。あるいは、この一方の端部に設けられたロッドを、自動調心ころ軸受によって駆動シャフトに揺動可能に支持された機構とすることもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図面には、本発明を明確に理解するために必要な縦形シャフトパンチプレスの構造のみが示されている。モーターおよびブレーキ/ クラッチ装置を含む駆動装置、ラムの高さを調整する構造、周知の質量の力のバランスを良好にとるためのバランス重量構造とそれぞれの駆動部材などは図示を省略した。これらの構造は当業者には周知なため、詳細な記載は省略する。
【００１６】
図１および図２に示す駆動シャフト５は、装置フレーム１３に支持され、二つの偏心部１、１ａを有する。ロッド２、２ａは、自動調心ころ軸受１２、１２ａを介してこれらの偏心部１、１ａに揺動可能に支持されている。従ってロッド２、２ａは、駆動シャフト５の軸方向と平行な方向に自由に回動または揺動できる構造となっている。ロッド２、２ａの、自動調心ころ軸受１２、１２ａから離れた側の端部は、ボール−ソケットジョイント８、８ａにより、回動自在にラム３に取り付けられている。上記ボール−ソケットジョイント８、８ａは、ラム３のガイド４、４ａに取り付けられている。図から明らかなように、上記ガイド４，４ａは、ラム３と駆動シャフト５間の位置、すなわちラム３上に配設されている。当業者により、上記ガイド４、４ａは、上部ラムガイドとされる。
【００１７】
図２から明らかなように、上記ガイド4 、4aすなわち上部ラムガイドは、以下で説明するように、ストローク方向に限定的に移動できるよう、ラム3 をガイドする。
ラム3 は、参照番号9 が付された4 個のガイドコラムを有する。上記ガイドコラム9 は、ラム3 に堅固に取り付けられ、装置フレーム13に取り付けられている環状ガイド6 内でガイドされる。この「環状ガイド」は、ガイドコラム9 の断面と、環状ガイド6 の内部空間の断面が環状をなし、ラム3 をストローク方向に自由に移動させるが、ストローク方向に直交する方向への移動は制限されることを意味している。このガイドは下部ラムガイドと呼ばれる。
ラム3 には、図示のパンチ10をはじめとする様々な種類の加工工具が取り付けられる。上記パンチ10は、装置フレーム13に固定されている、当業者にとって自明の下型11と協働する。
【００１８】
ウェッブ移動平面Ｂを図１に示す。ウェッブ移動平面Ｂは、加工されるウェッブ14の下部と、ウェッブ14が載置される型11の上部との接触面として定義される。
これをより明確に示すため、金属ウェッブ14の一部が図示されている。すなわち、下型に直接載置される金属ウェッブ14の部位が、太線で示されている。
ウェッブの送り方向、すなわち金属ウェッブのステップ毎の送り方向を、矢印Ａで示す。
【００１９】
図示のように、駆動シャフト5 はウェッブの送り方向Ａと平行に延設されているので、本発明のパンチプレスは、「縦形シャフトパンチプレス」と呼ばれる。次に、パンチプレスのガイドについて説明する。
環状ガイドとしての下部ラムガイド6 に対して、平面のガイド面を有する平面ガイドを上部ラムガイド4 、4aとする。
【００２０】
図１乃至３に示すように、上部ラムガイド４、４ａは、ウェッブの送り方向Ａに自由に移動できる特徴を有する。特に図１乃至３は、上記ラムガイド４、４ａ、そしてロッド２、２ａの下端が、ボール−ソケットベアリング８，８ａの位置でウェッブの送り方向Ａに移動できることを示している。ただし、図２、図３に示すように、ウェッブの送り方向に対して垂直にまたは斜めに移動することはできない。ウェッブの送り方向Ａと直交する方向に作用する力ＦＱ（図２を参照）は、ラムガイド４、４ａ、すなわち平面を有するガイドによって吸収される。
【００２１】
図１に示すように、偏心負荷Ｆが、ラム3 の中心からＸだけ離れた部位に作用すると仮定する。この場合、初期のパンチ作動中、すなわちウェッブの先端部が上部工具と下部工具の間に挿入されているときは、偏心負荷Ｆが常に発生することは基本的な事実である。
【００２２】
次に、図４および図５に示す模式図によって説明する。以下に説明する構造部材は、説明が容易に理解されるように線で示す。
図４は、パンチ10と下型に載置された金属ウェッブ14との第一接触位置での構造部材、すなわちロッド2 、2aおよびラム3 を示す。Ｆ１ とＦ２ は、ロッド2a、2 の駆動部材にかかるそれぞれの負荷を示す。図中のl0は、ロッドの垂直方向の長さを示す。
この場合、偏心力Ｆの値はＦ＝０となる。
【００２３】
次に、本発明について図５に基づき説明する。パンチ10が金属ウェッブ14に衝撃を与えると、ラム３は回動中心Ｋで回動または傾斜し始め、一点鎖線で示す位置から実線で示す位置へと傾く（図５に示すラム3 の位置のずれの程度は誇張されている。）。
ガイド4 、4aは横方向に移動可能なため、ロッド2 、2a（ロッド2 、2aの長さをそれぞれl２、l１とする）は、図示の位置へと回動する。これに伴い、駆動部材に対する負荷Ｆ１ とＦ２ の値も、互いに異なるものとなる。
【００２４】
偏心負荷は、ラムを傾斜させるだけでなく、小さな変形も発生させ、さらにワークや製品の精度に影響を及ぼす。従ってラム3 は、ウェッブの送り平面Ｂ上でガイドコラム9 によってもガイドされることが好ましい。これにより、パンチ10と下型11との調心が維持される。
【００２５】
上記説明から明らかなように、図示の実施例は、ラムを一つしか備えていないパンチプレスに限定されるものではなく、本発明に基づき構成されたガイドを有する複数のラムを備えたパンチプレスとすることも可能である。本発明を実施態様について説明したが、この実施態様に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載の範囲において、様々な態様での実施が可能なことは自明である。
本発明および上記以外の目的は、発明の詳細な説明を考慮し、添付の図面を参照することで、より一層理解できる。
【００２６】
【発明の効果】
上記したように、本発明のパンチプレスは、上部ラムガイドをウェッブの送り方向に移動自在としたことにより、偏心力がラムに作用しても、ラムが、ウェッブの移動方向（Ａ）に移動することにより偏心力は吸収され、工具の加工部位の摩耗、摩擦は小さく、破壊などは防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  縦形シャフトパンチプレスの縦断面図である。
【図２】  図１の線ＩＩ−ＩＩに沿っての縦断面図である。
【図３】  図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿っての横断面図である。
【図４】  ラムの駆動部材が、作動開始前、すなわち力が作用していない状態にあるときの模式図である。
【図５】  ラムの駆動部材が、パンチ作動中および力が偏心して作用している状態にあるときの模式図である。
【符号の説明】
１，１ａ・・・偏心部
２，２ａ・・・ロッド
３・・・・・ラム
４，４ａ・・・ラムガイド
５・・・・・駆動シャフト
６・・・・・下部ラムガイド
８，８ａ・・・ボール−ソケットジョイント
９・・・・・ガイドコラム
１０・・・・・パンチ
１１・・・・・下型
１２，１２ａ・・・自動調心ころ軸受
１３・・・・・装置フレーム
１４・・・・・金属ウェッブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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