(57)【要約】【課題】プレス装置と金型の互換性を得るための手段として、ラムに金型がボルスタに平行な状態で取り付けられることを可能にしたプレス装置、金型取り付けレベリングパッド及びプレス方法を提供する。【解決手段】本発明に係るプレス装置は、ラムの接触面と一方の金型の間にレベリングパッドを備え、レベリングパッドは、内部に、ラムの接触面に接触する接触面を備えた複数のシリンダと、各シリンダ内を摺動し、一方の金型の接触面と接触する接触面を備えたラムプレートと、を有し、各シリンダに非圧縮流体源が接続されて、各シリンダは隔絶状態で非圧縮流体が充填されるように構成されて、レベリングパッドは、ラムがボルスタに対して傾いたときにシリンダの接触面をラムの接触面に接触させ、かつラムプレートの接触面を一方の金型の接触面に接触させて、ラムの傾きを調整するプレス装置である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上金型と下金型のいずれか一方の金型接触面に固定され、スライダにより案内されて上下動し、接触面を備えたラムと、他方の金型の接触面に固定されるボルスタと、を有し、前記ラムを、上金型と下金型の間に置かれた被加工材上に向けて駆動させて加圧するプレス装置において、
前記ラムの接触面と一方の金型の間に金型取り付けレベリングパッドを備え、
前記金型取り付けレベリングパッドは、内部に、前記ラムの接触面に接触する接触面を備えた複数のシリンダと、各シリンダ内を摺動し、一方の金型の接触面と接触する接触面を備えたラムプレートと、を有し、各シリンダに非圧縮流体源が接続されて、各シリンダは隔絶状態で非圧縮流体が充填されるように構成されて、
前記金型取り付けレベリングパッドは、前記ラムが前記ボルスタに対して傾いたときに前記シリンダの接触面を前記ラムの接触面に接触させ、かつ前記ラムプレートの接触面を一方の金型の接触面に接触させて、前記ラムの傾きを調整すること
を特徴とするプレス装置。
【請求項２】
請求項１において、一方の金型が上金型で、他方の金型が下金型であり、前記ラムが被加工材の上方に配設されて、前記ラムの傾きが、被加工材の上方で調整されることを特徴とするプレス装置。
【請求項３】
上金型と下金型のいずれか一方の金型接触面に固定され、スライダにより案内されて上下動し、接触面を備えたラムと、他方の金型の接触面に固定されるボルスタと、を有し、前記ラムを、上金型と下金型の間に置かれた被加工材上に向けて駆動させて加圧するプレス装置に取り付けるレベリングパッドにおいて、
前記ラムの接触面と一方の金型の間に本体を備え、
前記本体は、内部に、前記ラムの接触面に接触する接触面を備えた複数のシリンダと、各シリンダ内を摺動し、一方の金型の接触面と接触する接触面を備えたラムプレートと、を有し、各シリンダに非圧縮流体源が接続されて、各シリンダは隔絶状態で非圧縮流体が充填されるように構成されて、
前記本体は、前記ラムが前記ボルスタに対して傾いたときに、前記シリンダの接触面を前記ラムの接触面に接触させ、かつ前記ラムプレートの接触面を一方の金型の接触面に接触させて、前記ラムの傾きを調整すること
を特徴とする金型取り付けレベリングパッド。
【請求項４】
請求項３に記載の金型取り付けレベリングパッドにおいて、
前記シリンダ内の前記ラムプレートは、前記プレス装置の前記ラムが前記ボルスタに対して傾いたときに、シリンダ底面に接触しないクリアランスを形成して各シリンダ内に配設されること
を特徴とする金型取り付けレベリングパッド。
【請求項５】
上金型と下金型のいずれか一方の金型接触面に固定され、スライダにより案内されて上下動するラムと、他方の金型の接触面に固定されるボルスタと、を有し、前記ラムの接触面と一方の金型の間に金型取り付けレベリングパッドを備え、
前記金型取り付けレベリングパッドは、内部に、前記ラムの接触面に接触する接触面を備えた複数のシリンダと、各シリンダ内を摺動し、一方の金型の接触面と接触する接触面を備えたラムプレートと、を有し、各シリンダに非圧縮流体源が接続されて、各シリンダは隔絶状態で非圧縮流体が充填されるように構成されて、上金型と下金型の間に置かれた被加工材上に向けて駆動させて加圧するプレス装置によるプレス方法において、
前記ラムが前記ボルスタに対して傾いたときに、前記金型取り付けレベリングパッドが、前記シリンダの接触面を前記ラムの接触面に接触させ、かつ前記ラムプレートの接触面を一方の金型の接触面に接触させて、前記ラムの傾きを調整するようにしたこと
を特徴とするプレス方法。
【請求項６】
請求項５において、一方の金型が上金型で、他方の金型が下金型であり、前記ラムが被加工材の上方に配設されるものであり、前記ラムを被加工材に向けて下降させて、前記シリンダの接触面が前記ラムの接触面に接触し、前記ラムプレートの接触面が上金型の接触面に接触して、それぞれ傾いた時に、前記ラムの下降を止め、各シリンダに非圧縮流体の流出入を止め、隔絶状態を形成することを特徴とするプレス方法。
【請求項７】
請求項５又は６において、前記金型取り付けレベリングパッドによる前記ラムの傾き調整を、上金型及び下金型のいずれの金型もずらさずに配設位置を維持状態で行うことを特徴とするプレス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス装置、金型取り付けレベリングパッド及びプレス方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来構造のプレス装置のプレス構造は、図１に示すように、主にプレス筐体５と、スライダ３と、スライドガイド４、ラム１、ボルスタ２、駆動源（図示せず）により、構成されている。
【０００３】
プレス筐体５内において、スライダ３はスライドガイド４に沿って、駆動源（図示せず）によって駆動され、ラム１を上下動させる。プレスの際には、ラム１の下面に上金型が固定され、プレス筐体の下部に固定されているボルスタ２の上面に下金型が固定される。そして、下金型と上金型の間に被加工材を置き、ラム１を被加工材上に向けて下降させて加圧していた。
【０００４】
プレス装置は、プレス荷重を鉛直に高精度で伝えるため、プレス筐体５、ラム１、ボルスタ２、スライダ３など全ての部品に対して高い剛性を持たせ、個々の部品は高い精度で加工されている。
【０００５】
一方、稼動部においては高速で回転や摺動する部分があり、組み合わせ部分のクリアランス（隙間部分）をゼロにすることは出来ない。このため、ラム１が下降していくと（図２）、ラム１はボルスタ２に対して完全な平行を維持することが出来ない（図３）。
【０００６】
また、プレス機の荷重負荷中心はラム１の中心であるが、プレス作業時の金型の荷重中心は順送金型では加工する順序や金型のレイアウトの関係上、金型の中心にすることは出来ない。
【０００７】
図４に示すように、一般的な金型には成形用の凹凸部が設けられている。金型１２は上金型１２ａと下金型１２ｂから構成され、それらの間に被加工材が置かれる。プレス時は矢印に示す方向に上金型１２ａが駆動され、下金型１２ｂ上の被加工材が加圧される。上金型１２ａは、ストリッパ１４とパンチ１５などが形成されている。ストリッパ１４は、パンチで安定打ち抜きを行う板押さえとプレス後に被加工材からパンチを引き抜く目的である。パンチ１５は所望の被加工材の形状に応じて配置されている。
【０００８】
プレス機に使用する金型は部品加工においては±１μｍ、組立て精度においても±３μｍ程度の範囲の非常に高い精度で組立て使用されている。
【０００９】
しかし、プレス機は金型に対して１００倍以上剛性が高いため、プレス機のラム１の動きに支配されてしまうのが実態である。加工精度の高いＪＩＳ特級プレス機８０トンクラスでは、ラム１の傾きは左右で０．５ｍｍ以下と規定されているが、この高低差による金型への影響は非常に大きい。金型はプレス機のラム１がボルスタ２に対して平行に下降する条件で設計されているため、設計通りの製品形状とはならない。このため、金型をプレス機にセットするたびに、ずれを確認し、ずれをなくすように、金型をμｍ単位でずらす調整が強いられている。現実的には金型と相性の良いプレス機もあるが、使用できる設備の制約を受けている。
【００１０】
特許文献１では、ボルスタが凸凹に変形する場合であっても、簡単な構造で、上下の金型間の成形圧力を均等化することができるプレス機械のスライド構造が提供されている。具体的にはプレス機械のスライドが、ボルスタの変形に倣って変形し得るよう、スライド全体又は部分的に低い剛性に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−４２４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述のように、プレス機の荷重負荷中心はラムの中心であるが、プレス作業時の金型の荷重中心は順送金型では加工する順序や金型のレイアウトの関係上、金型の中心にすることは出来ず、ずれてしまう。金型はプレス機のラムがボルスタに対して平行に下降する条件で設計されているため、上記のずれにより、被加工材が設計通りの製品形状とならない。上記のずれをなくすため、金型をプレス機にセットするたびに、ずれを確認し、金型をμｍ単位でずらす調整が強いられているため、調整に多大な時間を要している。
【００１３】
また、プレス機は加工精度の高いＪＩＳ特級であっても、機械毎にラムの傾きが異なるため、金型とプレス機の互換性が得られない。
【００１４】
更に、上記のずれにより、金型には偏荷重が加わり、プレス機の摺動部分には均一な力が加わらず、この偏荷重によりプレス機の寿命を短くしている。
【００１５】
特許文献１には、上下の金型間の成形圧力を均等化することができるプレス機械のスライド構造が提案されているが、プレス機械のスライドが、ボルスタの変形に倣って変形し得るよう低い剛性に設定されているため、長年使用することにより、スライドの力学的な変形が生じ得る。
【００１６】
本発明は、かかる点に鑑みて、プレス装置と金型の互換性を得るための手段として、ラムに金型がボルスタに平行な状態で取り付けられることを可能にしたプレス装置、金型取り付けレベリングパッド及びプレス方法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】
【００１７】
本発明は、上述した課題を解決するために、上金型と下金型のいずれか一方の金型接触面に固定され、スライダにより案内されて上下動し、接触面を備えたラムと、他方の金型の接触面に固定されるボルスタとを有し、前記ラムを、上金型と下金型の間に置かれた被加工材上に向けて駆動させて加圧するプレス装置において、
前記ラムの接触面と一方の金型の間に金型取り付けレベリングパッドを備え、
前記金型取り付けレベリングパッドは、内部に、前記ラムの接触面に接触する接触面を備えた複数のシリンダと、各シリンダ内を摺動し、一方の金型の接触面と接触する接触面を備えたラムプレートと、を有し、各シリンダに非圧縮流体源が接続されて、各シリンダは隔絶状態で非圧縮流体が充填されるように構成されて、
前記金型取り付けレベリングパッドは、前記ラムが前記ボルスタに対して傾いたときに
前記シリンダの接触面を前記ラムの接触面に接触させ、かつ前記ラムプレートの接触面を一方の金型の接触面に接触させて、前記ラムの傾きを調整すること
を特徴とするプレス装置を提供する。
【００１８】
さらに、前記プレス装置において、一方の金型が上金型で、他方の金型が下金型であり、前記ラムが被加工材の上方に配設されて、前記ラムの傾きが、被加工材の上方で調整されることを特徴とすることができる。
【００１９】
また、上金型と下金型のいずれか一方の金型接触面に固定され、スライダにより案内されて上下動し、接触面を備えたラムと、他方の金型の接触面に固定されるボルスタと、を有し、前記ラムを、上金型と下金型の間に置かれた被加工材上に向けて駆動させて加圧するプレス装置に取り付けるレベリングパッドにおいて、
前記ラムの接触面と一方の金型の間に本体を備え、
前記本体は、内部に、前記ラムの接触面に接触する接触面を備えた複数のシリンダと、各シリンダ内を摺動し、一方の金型の接触面と接触する接触面を備えたラムプレートとを有し、各シリンダに非圧縮流体源が接続されて、各シリンダは隔絶状態で非圧縮流体が充填されるように構成されて、
前記本体は、前記ラムが前記ボルスタに対して傾いたときに、前記シリンダの接触面を前記ラムの接触面に接触させ、かつ前記ラムプレートの接触面を一方の金型の接触面に接触させて、前記ラムの傾きを調整すること
を特徴とする金型取り付けレベリングパッドを提供する。
【００２０】
さらに、前記金型取り付けレベリングパッドにおいて、
前記シリンダ内の前記ラムプレートは、前記プレス装置の前記ラムが前記ボルスタに対して傾いたときに、シリンダ底面に接触しないクリアランスを形成して各シリンダ内に配設されること
を特徴とすることができる。
【００２１】
また、上金型と下金型のいずれか一方の金型接触面に固定され、スライダにより案内されて上下動するラムと、他方の金型の接触面に固定されるボルスタと、を有し、前記ラムの接触面と一方の金型の間に金型取り付けレベリングパッドを備え、
前記金型取り付けレベリングパッドは、内部に、前記ラムの接触面に接触する接触面を備えた複数のシリンダと、各シリンダ内を摺動し、一方の金型の接触面と接触する接触面を備えたラムプレートと、を有し、各シリンダに非圧縮流体源が接続されて、各シリンダは隔絶状態で非圧縮流体が充填されるように構成されて、上金型と下金型の間に置かれた被加工材上に向けて駆動させて加圧するプレス装置によるプレス方法において、
前記ラムが前記ボルスタに対して傾いたときに、前記金型取り付けレベリングパッドが、前記シリンダの接触面を前記ラムの接触面に接触させ、かつ前記ラムプレートの接触面を一方の金型の接触面に接触させて、前記ラムの傾きを調整するようにしたこと
を特徴とするプレス方法を提供する。
【００２２】
さらに、前記プレス方法において、一方の金型が上金型で、他方の金型が下金型であり、前記ラムが被加工材の上方に配設されるものであり、前記ラムを被加工材に向けて下降させて、前記シリンダの接触面が前記ラムの接触面に接触し、前記ラムプレートの接触面が上金型の接触面に接触して、それぞれ傾いた時に、前記ラムの下降を止め、各シリンダに非圧縮流体の流出入を止め、隔絶状態を形成することを特徴とすることができる。
【００２３】
さらに、また、前記プレス方法において、前記金型取り付けレベリングパッドによる前記ラムの傾き調整を、上金型及び下金型のいずれの金型もずらさずに配設位置を維持状態で行うことを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、プレス装置のラムの傾きなど装置特有の機差を打ち消すことが出来るため、金型をセットした後の調整を大幅に簡素化できる。プレス装置と金型の互換性が得られるため、プレス装置と金型を限定して組み合わせて使用する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】プレス装置の筐体内の、ラム、ボルスタ、スライダの構造を示す。
【図２】プレス装置の筐体内のラムがボルスタに対して平行に下降した状態を示す。
【図３】プレス装置の筐体内のラムがボルスタに対して傾いた状態を示す。
【図４】一般的な金型の構成を示す。
【図５】本実施例のレベリングパッドの外観を示す。
【図６】ラムがボルスタに対して平行なときのラムプレートの状態を示す。
【図７】ラムがボルスタに対して傾いたときのラムプレートの状態を示す。
【図８】ラムがボルスタに対して傾いたときのレベリングパッドの状態を示す。
【図９】ラムがボルスタに対して傾いたときのレベリングパッドの高低差を示す。
【図１０】ねじ式容積可変構造とした変形例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００２７】
本実施例のプレス装置の基本構造は、図１に示すようなプレス筐体５と、スライダ３と、スライドガイド４、ラム１、ボルスタ２、駆動源（図示せず）と、図４に示すようなレベリングパッド１００により、構成されている。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２８】
従来のプレス装置のプレス構造は、ラム１の下側の接触面１ａに上金型を取り付け、ボルスタ２の上側の接触面２ａに下金型を取り付け、被加工物を上金型と下金型の間に置き、ラム１を被加工物に向けて駆動させて加圧するプレスしていたが、本実施例では、ラム１の下側の接触面と上金型の間にレベリングパッド１００を配置する点が異なる。
【００２９】
ラム１が下側から上側に加圧し、上側にボルスタが固定されているタイプのプレス装置の場合には、ラム１の上側の接触面に下金型を取り付け、ボルスタ２の下側の接触面に上金型を取り付け、ラム１の上側の接触面と下金型の間にレベリングパッド１００を配置する構造としてもよい。
【００３０】
本実施例では、ラム１と上金型の間はレベリングパッド１００を介して油圧クランプで挟持され、ボルスタ２と下金型の間も油圧クランプで挟持される。
【００３１】
本実施例のレベリングパッド１００は、図５に示すように、３連の扁平シリンダ６と、ラムプレート７、配管９により構成されている。レベリングパッド１００のシリンダ６の数は３個に限定されず、２個以上の任意な数で構成される。また、ラムプレート７は、角形でも円形でも如何なる形状であってもよい。レベリングパッド１００の高さは１５ｍｍから２０ｍｍで設計される。
【００３２】
シリンダ６の上側接触面６ａは、ラム１の下側接触面１ａと接し、シリンダ６内には、ラムプレート７がオイルシート８で摺動可能に配設されている。ラムプレート７の下側接触面７ａは上金型の接触面と接触している。各シリンダ６には非圧縮流体源（図示せず）が接続されており、各シリンダ６内部には予め隔絶状態で非圧縮流体１１が充填されるように構成されている。非圧縮流体１１は、高粘度の油などを真空脱気したものが充填される。非圧縮流体１１の粘度が高いことでラムプレート７からの漏れを防止する効果があるが、粘度が高すぎるとセッティングに時間がかかるため、適度な粘度が必要である。
また、非圧縮流体１１を真空脱気したものを充填する理由は、空気が入るとプレスを繰り返した場合に発熱してしまうからである。
【００３３】
各シリンダ６の内圧は、例えば、８０トンのプレス機で、上金型の長さ１００ｃｍ、幅４０ｃｍのとき、８００００ｋｇ／１００×４０ｃｍ２＝２０ｋｇ／ｃｍ２である。
【００３４】
各シリンダ６は配管９で接続されており、配管９上のバルブ１０で非圧縮流体１１を各シリンダ間で流出入させることができる。バルブ１０はレベリングパッド１００下に取り付けられている上金型が被加工材に接触するところまでは開いており、非圧縮流体１１は各シリンダ６間を自由に流動する。
【００３５】
ラム１の下降時にラム１とボルスタ２が平行なときは、図６に示すように、シリンダ６の底面とラムプレート７も平行状態にある。各シリンダ６には非圧縮流体１１を充填されているため、シリンダ底面と、ラムプレート７は完全には接触せずに、クリアランスが形成させる。
【００３６】
ラム１の下降時にラム１とボルスタ２に対して傾いているときは、図７に示すようにラムプレート７もシリンダ６の底面に対して傾く。この場合にも上記クリアランスが形成される。
【００３７】
図８は、ラム１の接触面１ａが、上金型１２ａ上面に対して傾いたときのレベリングパッド１００の状態を示す。ラムの接触面１ａはシリンダ６の接触面６ａと接し、ラムプレートの接触面７ａは、上金型１２ａの接触面１２ｃと接触する。
このとき、図９に示すように、ラム１の下面とラムプレート７の上面の高さδがそれぞれの位置で異なる。すなわち、ラム１の荷重が平均よりもかかっている箇所は、高さが低く（δ１）、荷重が平均よりかかっていない箇所は高さが高くなる（δ２）。
【００３８】
ラム１がボルスタ２に対して傾いたときに被加工材１３に対するプレス応力が一定になるように、シリンダの接触面６ａを前記ラムの接触面１ａに接触させ、かつラムプレート７の接触面７ａを上金型の接触面１２ｃに接触させて、ラムプレート７を上金型１２ａに合わせて固定して前記ラムの傾きを調整する。ラムプレート７の固定の方法としては、レベリングパッド１００下に取り付けられている上金型１２ａが被加工材１３に接触したところで、ラム１の下降を一端止め、バルブ１０を閉めて非圧縮流体１１の流動を止めることにより、ラムプレート７は上金型１２ａに合わせて固定される。ラム１の傾きにより、ラムプレート７がシリンダ６内で傾いて固定され、非圧縮流体１１を介してプレス力を上金型１２ａに伝える。
【００３９】
このようにして、レベリングパッド１００を挟んだまま従来通り金型１２をセットすることにより、プレス装置のラム１の傾きは作業負荷時にボルスタ２に対して平行な状態を確保することができる。これにより、プレス装置特有のずれを打ち消すことが出来るため、金型をμｍ単位でずらす調整などが必要ではなくなり、金型をセットした後の調整を大幅に簡素化できる。更に、プレス装置と金型の互換性が得られることにより、プレス装置と金型を限定して組み合わせて使用する必要がなくなり、プレス装置の安定化により、高い製品品質の維持が図られる。
【００４０】
以上述べた実施例においては、レベリングパッド１００をラム１と上金型１２ａの間に設置しているが、これに限定されるものではなく、レベリングパッド１００を下金型１２ｂとボルスタ２の間に設置してもよい。また、本実施例では、シリンダ６間が配管９で連結され、バルブ１０で個別化されていたが、図１０に示すようなねじ式容積可変構造としてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…ラム、１ａ…ラムの接触面、２…ボルスタ、２ａ…ボルスタの接触面、３…スライダ、４…スライダガイド、５…筐体、６…シリンダ、６ａ…シリンダの接触面、７…ラムプレート、７ａ…ラムプレートの接触面、８…オイルシート、９…配管、１０…バルブ、１１…非圧縮性流体、１２…金型、１２ａ…上金型、１２ｂ…下金型、１２ｃ…上金型の接触面、１３…被加工材、１４…ストリッパー、１５…パンチ、１００…レベリングプレート。
【図１】
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【図２】
2012066300.tif 000004
【図３】
2012066300.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012066300.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012066300.tif 000011
【図１０】
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