(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイとこれに対向して進退動するパンチとで素材を圧造成形して所定形状の成形品を形成するようにした圧造成形機において、機台にダイに向かって進退動可能に支持され、かつ前端部にパンチをダイに対向するように保持するラムと、パンチの後部に設けられ、上下移動によってパンチのラム前面からの突出量を変えるテーパー受圧板と、テーパー受圧板の上部に設けられた軸部材と、ラムに設けられ、軸部材を上下移動可能に支持する支持部材と、支持部材と軸部材との間に介装され、常時は油圧により軸部材に設けられたピストンに下部より油圧を加えて軸部材を上昇させテーパー受圧板を上方セット位置に保持させる油圧シリンダとを備える一方、油圧シリンダに、異常事態により油圧シリンダに設定圧以上の油圧が作用したとき、オーバーロード圧を逃がすバルブ機構が設けられていると共に、オーバーロード圧の逃がし動作に連動して軸部材を強制的に下降させテーパー受圧板をパンチの後退を許す下方退避位置に移動させる強制退避機構が設けられ、かつ、強制退避機構が、オーバーロード圧の逃がし動作に連動してピストンの上部よりピストン又は軸部材に油圧を加え、軸部材を強制的に下降させる油圧供給機構であることを特徴とする圧造成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイとこれに対向して進退動するパンチとで素材を圧造成形して所定形状の成形品を形成するようにした圧造成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、相対向するダイとパンチとを備え、素材を所定の形状に圧造成形する圧造成形機にあっては、ダイに対し進退動するラムにパンチを突出した状態で保持させ、ラムの進退動に伴ってパンチにより素材をダイに打ち込むように構成されている。
【０００３】
ところで、圧造動作時においてダイとパンチが密閉拘束の状態又はその他の要因にて所定以上の過圧力が発生したとき、その過圧力によりダイ及びパンチが破損したり、パンチの前死点において素材とパンチとが詰まってラムの進退動が不能となることがある。
【０００４】
この不具合を防止する手段としては、たとえばパンチ又はダイ或いはフレーム等に歪センサーを設け、歪センサーが探知する歪量を電気信号に代えて、波形又は数値にて過圧力を探知し、この過圧力を探知したとき機械に停止信号を送って機械を止めるようになされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の圧造成形機にあっては、過圧力を探知した時にはダイ又はパンチを破損する寸前にあるため、歪センサーでこれを探知して機械に停止信号を送っても、慣性によりラムを直ちに停止させることはできず、ダイ、パンチの破損やパンチの前死点におけるロックを防ぐには不十分であった。
【０００６】
そこで、本発明は所定以上の過圧力が作用した場合に金型部材の破損やパンチの前死点におけるロック現象を確実に防止する圧造成形機を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ダイとこれに対向して進退動するパンチとで素材を圧造成形して所定形状の成形品を形成するようにした圧造成形機において、機台にダイに向かって進退動可能に支持され、かつ前端部にパンチをダイに対向するように保持するラムと、パンチの後部に設けられ、上下移動によってパンチのラム前面からの突出量を変えるテーパー受圧板と、テーパー受圧板の上部に設けられた軸部材と、ラムに設けられ、軸部材を上下移動可能に支持する支持部材と、支持部材と軸部材との間に介装され、常時は油圧により軸部材に設けられたピストンに下部より油圧を加えて軸部材を上昇させテーパー受圧板を上方セット位置に保持させる油圧シリンダとを備える一方、油圧シリンダに、異常事態により油圧シリンダに設定圧以上の油圧が作用したとき、オーバーロード圧を逃がすバルブ機構が設けられていると共に、オーバーロード圧の逃がし動作に連動して軸部材を強制的に下降させテーパー受圧板をパンチの後退を許す下方退避位置に移動させる強制退避機構が設けられ、かつ、強制退避機構が、オーバーロード圧の逃がし動作に連動してピストンの上部よりピストン又は軸部材に油圧を加え、軸部材を強制的に下降させる油圧供給機構であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る圧造成形機について説明する。
図１は複数の成形ステーションを備えた多段式圧造成形機を示し、この圧造成形機１の機台における所定位置にダイブロック２が設けられ、ダイブロック２にダイ３が所定間隔で配置されると共に、これらのダイ３に向かって進退動するラム４の前面に同数のパンチ５が各ダイ３に対向して配置され、これらのダイ３とパンチ５とによって複数の圧造ステーションが構成され、かつパンチ５の進退移動によってパンチ５とダイ３との間で素材を粗から精に順次段階的に圧造成形するように構成されている。なお、このような圧造成形機１は隣接する圧造ステーション間にわたって素材を移送する移送用チャック手段（図示せず）が設けられる。
【００１０】
上記ラム４側では、駆動軸（図示せず）によって偏心回転されるクランク軸（図示せず）に連結ロッド（図示せず）を介してクランクピン（図示せず）が取付けられ、クランクピンがラム４に連結されることによって、クランク軸の回転に伴いラム４が進退動し、該ラム４先端に取付けられているパンチ５がダイ３に対して進退動するように構成されている。
【００１１】
ラム４の前面には、パンチブロック６が固定されると共に、パンチブロック６にパンチホルダー７が取付けられ、このホルダー７に上記パンチ５が内嵌され、かつ、パンチホルダー７に設けられた止め具８によって保持される。また、パンチブロック６とラム４との間にテーパー溝９が形成され、テーパー溝９にラム側のテーパー面９ａに接して上下方向に移動可能にテーパー受圧板１０が設けられると共に、パンチブロック６とラム４との双方の上面にわたって支持部材１１が固定して装備される。支持部材１１は下部支持体１１ａとこれに連結固定される上部支持体１１ｂとで構成される。そして、テーパー受圧板１０の上面に螺軸（軸部材）１２が固定により植設され、螺軸１２の上部側が上、下部支持体１１ａ１１ｂを貫通して上方に取出され、その取出し部分に下面にストッパー１３をもつナット体１４が螺装されている。
【００１２】
そして、支持部材１１と螺軸１２のナット体１４との間に、常時は油圧により螺軸１２に設けられたピストン１５に下部より油圧を加えてピストン１５を上昇させテーパー受圧板１０を図１に示す上方セット位置に位置保持させる油圧シリンダ１６が備えられている。油圧シリンダ１６には、異常事態によりピストン１５から支持部材側に設定圧以上の油圧が作用したとき、オーバーロード圧をタンクＴに逃がすバルブ機構１７が設けられると共に、オーバーロード圧の逃がし動作に連動して螺軸側にピストン１５の上部より油圧を加え、螺軸１２を強制的に下降させてテーパー受圧板１０をパンチ５の後退を許す下方退避位置に移動させる強制退避機構１８が設けられている。
【００１３】
油圧シリンダ１６は、図１に示すように下部支持体１１ａに形成された大小２段の周溝部１６ａ，１６ｂと、大径側周溝部１６ａに軸心方向に摺動可能に挿嵌されてシリンダ室１６ｃを形成するピストン１５とで構成される。なお、ピストン１５は、図に示す実施の形態では螺軸１２に対し移動可能に設けられているが、固定にすることも可能である。
【００１４】
バルブ機構１７は、図２に示すように第１，第２室１９ａ，１９ｂを有するバルブ本体１９の第１室１９ａにバルブ２０が、他端側の第２室１９ｂにバルブ２０に対向するバルブシート２１がそれぞれ内装されている。
【００１５】
バルブ２０は、第１室１９ａ内に摺動可能に支持されていると共に、第１スプリング２２によりバルブシート側に付勢されている。第１室１９ａの一端側には上記油圧シリンダ１６と油圧ポンプ２３とが接続され、油圧ポンプ２３により所定のブリロード圧がシリンダ室１６ｃ及び第１室１９ａに作用している。また、バルブシート２１は、第２室１９ｂ内に摺動可能に支持されると共に、第２スプリング２４によりバルブ側に付勢されると共に、該バルブシート２１の外周には、第２スプリング２４により第２室１９ｂの他端側内壁に付勢されるエアーピストン２５が摺動可能に支持されている。第２室１９ｂのバルブ側の下端にはタンク１６に連通される通孔１９ｃが、上端には開口部１９ｄがそれぞれ形成されている。さらに、第２室１９ｂの他端側壁には、エアーコンプレッサ２６が接続され、該コンプレッサ２６によりバルブシート２１とエアーピストン２５の両端面と第２室１９ｂの他端側内壁との間に形成される隙間部１９ｅに所定のエアー圧が作用している。なお、図示していないがエアーコンプレッサ２６のエアー圧を利用して油圧ポンプ２３のブリロード圧の設定も同時に関連設定させるのが好ましい。
【００１６】
また、バルブシート２１には、上記開口部１９ｄを介してバルブ本体１９の外部に突出する突部２１ａが設けられ、突部２１ａには圧力スイッチ２７の操作部３０ａに当接されている。圧力スイッチ２７は、突部２１ａが図２に示すように中立位置にあるときには、ＯＮ状態となって圧造圧造機１の運転、換言すればラム４の進退移動が可能となる。突部２１ａが図３に示すように第２室１９ｂの側壁側位置にあるときには、圧力スイッチ２７はＯＦＦ状態となって圧造成形機１は非常停止される。突部２１ａが図４に示すように第１室１９ａの側壁側位置にあるときにも、圧力スイッチ２７はＯＦＦ状態となって圧造成形機１は運転できない。なお、この圧力スイッチ２７は既存のスイッチなのでその詳細については省略する。
【００１７】
一方、強制退避機構１８は、上部支持体１１ａに形成された大小２段の周溝部３０ａ，３０ｂと、小径周溝部３０ｂに挿嵌固定され、ナット体１４を摺動可能に支持する鍔付の筒状受体３１と、大径周溝部３０ａと筒状受体３１の外周との間に摺動可能に挿嵌されて第２シリンダ室３０ｃを形成する第２ピストン３２とで構成される第２シリンダ３３を備えている。ここで、第２ピストン３２の下端部はナット体１４の鍔部１４ａと係合又は一体化されている。また、第２シリンダ室３０ｃには、異常事態により設定圧以上の油圧がシリンダ室１６ｃに作用してバルブシート２１が右方向へ移動して圧力スイッチ２７がＯＦＦ状態となったときにのみ、そのＯＦＦ動作に連動して油圧を送る油圧ポンプ或いは加圧シリンダー（図示せず）などが接続され、これらにより油圧供給機構が構成されている。これにより、異常事態による上記圧力スイッチ２７のＯＦＦ動作時、油圧供給機構が作動して油圧を第２シリンダ室３０ｃに送り、第２ピストン３２を介してナット体１４、螺軸１２及びピストン１５を強制的に下降させて、テーパー受圧板１０をパンチ５の後退を許す下方退避位置に迅速に移動させるようになされている。
【００１８】
なお、ナット体１４を螺軸１２に対して回転させてその上下方向の位置を変更すれば、ピストン１５を上昇させたときのテーパー受圧板１０の上方セット位置を変更することができ、これにより、パンチ５のパンチホルダー７からの突出量を調整するようになされている。
【００１９】
次に、以上のように構成された圧造成形機の作用について説明する。
まず、通常運転時には、コンプレッサ２６とポンプ２３とを作動させる。ポンプ２３によるブリロード圧が作用すると、バルブ２０、バルブシート２１、エアーピストン２５は、エアー圧に打ち勝って右方向に移動して、図２に示す中立位置に移動する。この移動により、圧力スイッチ２７はＯＦＦ状態からＯＮ状態になって圧造成形機１の運転が可能となり、図２に示すバルブ機構１８の状態で圧造パーツの圧造成形が行われる。そして、異常なく圧造成形が行われた場合、油圧シリンダ１６を圧縮する方向のロード圧が作用するが、油圧シリンダ１６には、ポンプ２３によるブリロード圧が作用しており、通常運転時のロード圧はブリロード圧よりも低くなるので、油圧シリンダ１６が圧縮されることはない。これにより、油圧シリンダ１６は受圧台として機能し、圧造パーツの圧造成形が順次行われることになる。
【００２０】
一方、圧造成形時に、例えば先に成形された成形品がダイ３から排出されない状態で次の素材が打ち込まれて二度打ちを行い、所定以上の過圧力が作用したような場合、油圧シリンダ１６内の油圧が高くなり、設定圧を越えるとバルブ機構１７のバルブシート２１は、図３に示すように右方向に移動する。これにより、通孔１９ｃを開いて油圧シリンダ１６内の油をタンクＴに逃がし、螺軸１２と共にピストン１５を下降させることが可能になる。この螺軸１２の下降によりテーパー受圧板１０を下降させることが可能になる。
【００２１】
その場合、異常事態によりバルブシート２１が右方向へ移動すると、圧力スイッチ２７はＯＦＦ状態となり、この圧力スイッチ２７のＯＦＦ動作により、油圧供給機構１８が作動して油圧を第２シリンダ室３０ｃに送り、第２ピストン３２を介してナット体１４、螺軸１２及びピストン１５を強制的に下降させて、テーパー受圧板１０をパンチ５の後退を許す下方退避位置に迅速かつ確実に移動させることになる。この結果、パンチ５をテーパー受圧板側に後退させて逃がすことができ、パンチ５の前死点において成形品と素材とが詰まり、パンチ５の後退、換言すればラム４の進退移動が不能となるのを防止できると共に、ダイ３やパンチ５の破損を防止できる。
【００２２】
また、バルブシート２１が右方向へ移動して圧力スイッチ２７がＯＦＦ状態となったとき、テーパー受圧板１０の強制退避動作と同時に圧造成形機１の運転が非常停止される。
【００２３】
オーバーロード作動が完了すると、ポンプ２３から第１室１９ａへの通路途中に設けられる安全回路（図示せず）が開かれて油圧シリンダ１５及び第１室１９ａへの油圧が送られなくなり、第１室１９ａの油圧は低下してバルブシート２１は第２スプリング２４により図４に示すように左方向に移動することになる。この場合にも、圧力スイッチ２７はＯＦＦ状態となって圧造成形機１の運転が不能となる。この状態で金型部材の点検を行って正常な状態に戻し、上記安全回路（図示せず）を閉じるように切り替え操作を行ったうえで、再び圧造成形機１の運転を行うことになる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、機台にダイに向かって進退動可能に支持され、かつ前端部にパンチをダイに対向するように保持するラムと、パンチの後部に設けられ、上下移動によってパンチのラム前面からの突出量を変えるテーパー受圧板と、テーパー受圧板の上部に設けられた軸部材と、ラムに設けられ、軸部材を上下移動可能に支持する支持部材と、支持部材と軸部材との間に介装され、常時は油圧により軸部材に設けられたピストンに下部より油圧を加えて軸部材を上昇させテーパー受圧板を上方セット位置に保持させる油圧シリンダとを備える一方、油圧シリンダに、異常事態により油圧シリンダに設定圧以上の油圧が作用したとき、オーバーロード圧を逃がすバルブ機構が設けられていると共に、オーバーロード圧の逃がし動作に連動して軸部材を強制的に下降させテーパー受圧板をパンチの後退を許す下方退避位置に移動させる強制退避機構が設けられているから、オーバーロード圧が作用した場合、バルブ機構によるオーバーロード圧の解除動作と、強制退避機構によるピストンの強制移動とによる相乗効果により、パンチがその前死点に至る前に油圧シリンダを強制的に圧縮させてオーバーロード圧を迅速かつ確実に逃がし、ダイとパンチなどの金型部材の破損及びパンチの前死点におけるロック現象を効果的に防止できる。
【００２６】
しかも、強制退避機構として、オーバーロード圧の逃がし動作に連動してピストンの上部よりピストン又は軸部材に油圧を加え、軸部材を強制的に下降させる油圧供給機構を用いているので、テーパー受圧板の強制退避を迅速に行えながらラムの進退動も阻害することなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る圧造成形機の要部縦断面図である。
【図２】  バルブ機構の概略構成図である。
【図３】  バルブ機構のオーバーロード作動状態を示す説明図である。
【図４】  バルブ機構の圧力低下状態を示す説明図である。
【図５】  テーパー受圧板の強制退避状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１        圧造成形機
３        ダイ
４        ラム
５        パンチ
６        パンチブロック（ラム側支持部材）
７        パンチホルダー（ラム側支持部材）
１０      テーパー受圧板
１１      支持部材
１２      螺軸（軸部材）
１５      ピストン
１６      油圧シリンダ
１７      バルブ機構
１８      強制退避機構（油圧供給機構）
【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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