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技術 パンチプレス及びテーパ雌ねじの形成方法

出願人 株式会社アマダホールディングス
発明者 押田和生
出願日 2017年7月13日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2017-136718
公開日 2019年2月7日 (2年6ヶ月経過) 公開番号 2019-018217
状態 特許登録済
技術分野 材料の供給・位置決め、製品の取り出し ねじ切り 打抜き・穴抜き
主要キーワード テーブル開口 昇降スリーブ 昇降対象 テーパゲージ 各可動テーブル 螺合作用 進入孔 フリーボールベアリング
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年2月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

パンチプレス1によってワークWに対してテーパタップ加工を行う際に、テーパ雌ねじWsの品質バラツキを抑えて、加工不良の発生を十分に防止する。

解決手段

制御装置113は、加工位置MPに位置した上部金型3及び下部金型5がパンチ加工用の上部金型3A及び下部金型5Aである場合に、待機高さ位置とパンチ加工用の高さ位置との間で下部金型5(5A)を昇降させるように金型昇降機構57を制御する。制御装置113は、加工位置MPに位置した上部金型3及び下部金型5がテーパタップ加工用の上部金型3B及び下部金型5Bである場合に、待機高さ位置と、下部金型5(5B)の上面をパスラインPLよりも少なくともクランパ33の下部クランプ爪43(下部クランプ爪43の先端部)に応じた分だけ高いテーパタップ加工用の高さ位置との間で下部金型5(5B)を昇降させるように金型昇降機構57を制御する。

概要

背景

従来から、パンチプレスにおいては、打ち抜き加工成形加工等のパンチ加工の他に、板状のワーク(金属板)の下穴ストレート雌ねじ(平行雌ねじ)を形成するストレートタップ加工が行われている。ストレートタップ加工は、ワークの端部をクランパによって把持した状態で、クランパを備えたキャリッジ加工テーブル上で水平方向へ移動させて、ワークの下穴を加工位置に位置決めし、加工位置に位置したストレートタップ加工用の上部金型と下部金型を協働させることによって行われる。また、ワークの成形部等の損傷を防止する等の理由から、ストレートタップ加工は、テーパタップ加工用の上部金型における筒状のタップガイド下端部をワークの表面に非接触にした状態で行われることが多い。換言すれば、ストレートタップ加工は、ワークの下穴の周囲を上方向から押さえないで行われることが多い(特許文献1等参照)。

概要

パンチプレス1によってワークWに対してテーパタップ加工を行う際に、テーパ雌ねじWsの品質バラツキを抑えて、加工不良の発生を十分に防止する。制御装置113は、加工位置MPに位置した上部金型3及び下部金型5がパンチ加工用の上部金型3A及び下部金型5Aである場合に、待機高さ位置とパンチ加工用の高さ位置との間で下部金型5(5A)を昇降させるように金型昇降機構57を制御する。制御装置113は、加工位置MPに位置した上部金型3及び下部金型5がテーパタップ加工用の上部金型3B及び下部金型5Bである場合に、待機高さ位置と、下部金型5(5B)の上面をパスラインPLよりも少なくともクランパ33の下部クランプ爪43(下部クランプ爪43の先端部)に応じた分だけ高いテーパタップ加工用の高さ位置との間で下部金型5(5B)を昇降させるように金型昇降機構57を制御する。

目的

本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成からなるパンチプレス及びテーパ雌ねじの形成方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

加工位置に位置した上部金型と下部金型との協働によりワークに対してパンチ加工及びテーパタップ加工を行うパンチプレスであって、ワークをパスラインにおいて支持する加工テーブルと、前記加工テーブル上で水平方向へ移動するキャリッジ、及び前記キャリッジに設けられかつワークの端部を把持するクランパを有し、ワークを水平方向へ移動させるワーク移動ユニットと、前記加工位置に位置した前記下部金型を昇降させる金型昇降機構と、前記加工位置に位置した上部金型及び下部金型がパンチ加工用の上部金型及び下部金型である場合に、パスラインの下方で待機させるための待機高さ位置と、下部金型の上面をパスラインに位置させるためのパンチ加工用の高さ位置との間で下部金型を昇降させ、かつ前記加工位置に位置した上部金型及び下部金型がテーパタップ用の上部金型及び下部金型である場合に、前記待機高さ位置と、下部金型の上面をパスラインよりも少なくとも前記クランパの下部クランプ爪に応じた分だけ高い高さ位置に位置させるためのテーパタップ加工用の高さ位置との間で下部金型を昇降させるように前記金型昇降機構を制御する制御部と、を具備したことを特徴とするパンチプレス。

請求項2

前記クランパの前記下部クランプ爪は、前記クランパのクランパベースに対して昇降できるように構成され、前記テーパタップ加工用の高さ位置は、前記下部クランプ爪の上面の最大高さ位置以下に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のパンチプレス。

請求項3

前記加工テーブルは、ワークを支持するための多数のブラシを有し、前記テーパタップ加工用の高さ位置は、前記ブラシの先端の高さ位置よりも高く設定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパンチプレス。

請求項4

前記加工位置の両側においてワークを上方向から押圧するワーク押圧機構を具備し、前記加工位置に位置した上部金型及び下部金型がテーパタップ用の上部金型及び下部金型である場合に、前記加工位置の両側においてワークを上方向から押圧するように前記ワーク押圧機構の駆動を制御することを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載のパンチプレス。

請求項5

パンチプレスを用いて、ワークにテーパ雌ねじを形成するテーパ雌ねじの形成方法であって、パンチ加工用の上部金型及び下部金型を加工位置に位置させ、パスラインの下方で待機させるための待機高さ位置から下部金型の上面をパスラインに位置させるためのパンチ加工用の高さ位置までパンチ加工用の下部金型を上昇させると共に、ワークの端部をクランパによって把持した状態で、前記クランパを備えたキャリッジを加工テーブル上で水平方向へ移動させて、ワークの被加工部を前記加工位置に位置決めし、パンチ加工用の上部金型と下部金型との協働によりワークの被加工部に対してパンチ加工を行って、ワークに下穴を形成し、テーパタップ加工用の上部金型及び下部金型を前記加工位置に位置させ、前記待機高さ位置から下部金型の上面をパスラインよりも少なくとも前記クランパの下部クランプ爪に応じた分だけ高い高さ位置に位置させるためのテーパタップ加工用の高さ位置までテーパタップ加工用の下部金型を上昇させると共に、ワークの端部を前記クランパによって把持した状態で、前記キャリッジを前記加工テーブル上で水平方向へ移動させて、ワークの下穴を前記加工位置に位置決めし、テーパタップ加工用の上部金型における筒状のタップガイド下端部をワークの表面に非接触にした状態で、テーパタップ加工用の上部金型と下部金型との協働によりワークの下穴に対してテーパタップ加工を行って、ワークにテーパ雌ねじを形成することを特徴とするテーパ雌ねじの形成方法。

請求項6

パンチプレスを用いて、ワークにテーパ雌ねじを形成するテーパ雌ねじの形成方法であって、テーパタップ加工用の上部金型及び下部金型を加工位置に位置させ、パスラインの下方で待機させるための待機高さ位置からパスラインよりも少なくともクランパの下部クランプ爪に応じた分だけ高い高さ位置に位置させるためのテーパタップ加工用の高さ位置までテーパタップ加工用の下部金型を上昇させると共に、ワークの端部を前記クランパによって把持した状態で、前記クランパを備えたキャリッジを加工テーブル上で水平方向へ移動させて、ワークの下穴を前記加工位置に位置決めし、テーパタップ加工用の上部金型における筒状のタップガイドの下端部をワークの表面に非接触にした状態で、テーパタップ加工用の上部金型と下部金型との協働によりワークの下穴に対してテーパタップ加工を行って、ワークの下穴にテーパ雌ねじを形成することを特徴とするテーパ雌ねじの形成方法。

請求項7

前記クランパの前記下部クランプ爪は、前記クランパのクランパベースに対して昇降できるように構成されており、前記テーパタップ加工用の高さ位置は、前記下部クランプ爪の上面の最大高さ位置以下に設定されていることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のテーパ雌ねじの形成方法。

請求項8

前記加工テーブルは、ワークを支持するための多数のブラシを有しており、前記テーパタップ加工用の高さ位置は、前記ブラシの先端の高さ位置よりも高く設定されていることを特徴とする請求項5から請求項7のうちのいずれか1項に記載のテーパ雌ねじの形成方法。

請求項9

ワーク押圧機構によって前記加工位置の両側においてワークを上方向から押圧した状態で、テーパタップ加工用の上部金型と下部金型との協働によりワークの下穴に対してテーパタップ加工を行うことを特徴とする請求項5から請求項8のうちのいずれか1項に記載のテーパ雌ねじの形成方法。

技術分野

0001

本発明は、加工位置(加工領域)に位置した上部金型と下部金型との協働によりワークに対してパンチ加工及びテーパタップ加工を行うパンチプレス等に関する。

背景技術

0002

従来から、パンチプレスにおいては、打ち抜き加工成形加工等のパンチ加工の他に、板状のワーク(金属板)の下穴ストレート雌ねじ(平行雌ねじ)を形成するストレートタップ加工が行われている。ストレートタップ加工は、ワークの端部をクランパによって把持した状態で、クランパを備えたキャリッジ加工テーブル上で水平方向へ移動させて、ワークの下穴を加工位置に位置決めし、加工位置に位置したストレートタップ加工用の上部金型と下部金型を協働させることによって行われる。また、ワークの成形部等の損傷を防止する等の理由から、ストレートタップ加工は、テーパタップ加工用の上部金型における筒状のタップガイド下端部をワークの表面に非接触にした状態で行われることが多い。換言すれば、ストレートタップ加工は、ワークの下穴の周囲を上方向から押さえないで行われることが多い(特許文献1等参照)。

先行技術

0003

特開2010−17763号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、近年、パンチプレスにおいて、ストレートタップ加工だけでなく、ワークの下穴にテーパ雌ねじを形成するテーパタップ加工を行いたいという要望が強くなってきている。その要望に応えるため、ストレートタップ加工用の上部金型におけるストレートタップをテーパタップに変更する等によってテーパタップ加工用の上部金型等を製作し、ワークに対して複数回のテーパタップ加工を行い、ワークに複数のテーパ雌ねじを形成した。そして、複数のテーパン雌ねじに検査用テーパゲージねじ込むことにより、複数のテーパ雌ねじを形成する際におけるワークの裏面に対するテーパタップの突出量(最大の突出量)を測定し、その結果、次のことが判明した。

0005

即ち、ワークにおけるクランパに近い側にテーパ雌ねじを形成する場合には、テーパタップの突出量が大きくなり、ワークにおけるクランパに遠い側にテーパ雌ねじを形成する場合には、テーパタップの突出量が小さくなる傾向があることが判明した。換言すれば、ワークにおけるクランパに近い側と遠い側ではテーパ雌ねじの品質(精度)のバラツキが生じることが判明した。これは、例えばクランパの下部クランプ爪が加工テーブルのブラシ上に乗り上がること等によって、ワークにおけるクランパに近い側がクランパの下部クランプ爪(下部クランプ爪の先端部)に応じた分だけパスライン(パスライン高さ)よりも少し浮き上がった状態になり、テーパ雌ねじを形成する高さ位置が一定(同じ)でないことによるものと考えられる。

0006

つまり、パンチプレスによってワークに対してテーパタップ加工を行う際に、テーパ雌ねじの品質のバラツキを抑えて、加工不良の発生を十分に防止することは困難であるという問題がある。

0007

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成からなるパンチプレス及びテーパ雌ねじの形成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

0008

本発明の第1の態様は、加工位置(加工領域)に位置した上部金型と下部金型との協働によりワークに対してパンチ加工及びテーパタップ加工を行うパンチプレスであって、ワークをパスラインにおいて支持する加工テーブルと、前記加工テーブル上で水平方向へ移動するキャリッジ、及び前記キャリッジに設けられかつワークの端部を把持(クランプ)するクランパを有し、ワークを水平方向へ移動させるワーク移動ユニットと、前記加工位置に位置した前記下部金型を昇降させる金型昇降機構と、前記加工位置に位置した上部金型及び下部金型がパンチ加工用の上部金型及び下部金型である場合に、パスラインの下方で待機させるための待機高さ位置と、下部金型の上面をパスラインに位置させるためのパンチ加工用の高さ位置との間で下部金型を昇降させ、かつ前記加工位置に位置した上部金型及び下部金型がテーパタップ用の上部金型及び下部金型である場合に、前記待機高さ位置と、下部金型の上面をパスラインよりも少なくとも前記クランパの下部クランプ爪(下部クランプ爪の先端部)に応じた分(通常状態において下部クランプ爪の先端部がパスラインに対して上方向に突出した突出量)だけ高い高さ位置に位置させるためのテーパタップ加工用の高さ位置との間で下部金型を昇降させるように前記金型昇降機構を制御する制御部と、を具備したことである。

0009

本発明の第1の態様によると、ワークに対してパンチ加工を行う際には、まず、前記加工位置にパンチ加工用の上部金型及び下部金型を位置させる。次に、前記制御部によって前記金型昇降機構を制御して、前記待機位置から前記パンチ加工用の高さ位置までパンチ加工用の下部金型を上昇させて、パンチ加工用の下部金型の上面をパスラインに位置させる。また、ワークの端部を前記クランパによって把持した状態で、前記キャリッジを水平方向へ移動させて、ワークの被加工部を前記加工位置に位置決めする。そして、パンチ加工用の上部金型と下部金型との協働によりワークの被加工部に対してパンチ加工を行う。これにより、ワークに例えば下穴等を形成することができる。

0010

ワークに対してテーパタップ加工を行う際には、まず、前記加工位置にテーパタップ加工用の上部金型及び下部金型を位置させる。次に、前記制御部によって前記金型昇降機構を制御して、前記待機位置から前記テーパタップ加工用の高さ位置までテーパタップ加工用の下部金型を上昇させて、テーパタップ加工用の下部金型の上面をパスラインよりも少なくとも前記クランパの下部クランプ爪に応じた分だけ高い高さ位置に位置させる。また、ワークの端部を前記クランパによって把持した状態で、前記キャリッジを水平方向へ移動させて、ワークの下穴を前記加工位置に位置決めする。そして、テーパタップ加工用の上部金型における筒状のタップガイドの下端部をワークの表面に非接触にした状態で、テーパタップ加工用の上部金型と下部金型との協働によりワークの下穴に対してテーパタップ加工を行う。これにより、前記クランパの影響を受けることなく、一定の高さ位置(同じ高さ位置)でワークにテーパ雌ねじを形成することができる。

0011

本発明の第2の態様は、パンチプレスを用いて、ワークにテーパ雌ねじを形成するテーパ雌ねじの形成方法であって、パンチ加工用の上部金型及び下部金型を加工位置に位置させ、パスラインの下方で待機させるための待機高さ位置から下部金型の上面をパスラインに位置させるためのパンチ加工用の高さ位置までパンチ加工用の下部金型を上昇させると共に、ワークの端部をクランパによって把持した状態で、前記クランパを備えたキャリッジを加工テーブル上で水平方向へ移動させて、ワークの被加工部を前記加工位置に位置決めし、パンチ加工用の上部金型と下部金型との協働によりワークの被加工部に対してパンチ加工を行って、ワークに下穴を形成し、テーパタップ加工用の上部金型及び下部金型を前記加工位置に位置させ、前記待機高さ位置から下部金型の上面をパスラインよりも少なくとも前記クランパの下部クランプ爪(下部クランプ爪の先端部)に応じた分(通常状態において下部クランプ爪の先端部がパスラインに対して上方向に突出した突出量)だけ高い高さ位置に位置させるためのテーパタップ加工用の高さ位置までテーパタップ加工用の下部金型を上昇させると共に、ワークの端部を前記クランパによって把持した状態で、前記キャリッジを前記加工テーブル上で水平方向へ移動させて、ワークの下穴を前記加工位置に位置決めし、テーパタップ加工用の上部金型における筒状のタップガイドの下端部をワークの表面に非接触にした状態で、テーパタップ加工用の上部金型と下部金型との協働によりワークの下穴に対してテーパタップ加工を行って、ワークにテーパ雌ねじを形成することである。

0012

本発明の第2の態様によると、前述のように、テーパタップ加工用の下部金型の上面を前記テーパタップ加工用の高さ位置に位置させた状態で、ワークの下穴に対してテーパタップ加工を行う。これにより、前記クランパの影響を受けることなく、一定の高さ位置(同じ高さ位置)でワークの下穴にテーパ雌ねじを形成することができる。

0013

本発明の第3の態様は、パンチプレスを用いて、ワークにテーパ雌ねじを形成するテーパ雌ねじの形成方法であって、テーパタップ加工用の上部金型及び下部金型を加工位置に位置させ、パスラインの下方で待機させるための待機高さ位置から下部金型の上面をパスラインよりも少なくともクランパの下部クランプ爪(下部クランプ爪の先端部)に応じた分(通常状態において下部クランプ爪の先端部がパスラインに対して上方向に突出した突出量)だけ高い高さ位置に位置させるためのテーパタップ加工用の高さ位置までテーパタップ加工用の下部金型を上昇させると共に、ワークの端部を前記クランパによって把持した状態で、前記クランパを備えたキャリッジを加工テーブル上で水平方向へ移動させて、ワークの下穴を前記加工位置に位置決めし、テーパタップ加工用の上部金型における筒状のタップガイドの下端部をワークの表面に非接触にした状態で、テーパタップ加工用の上部金型と下部金型との協働によりワークの下穴に対してテーパタップ加工を行って、ワークの下穴にテーパ雌ねじを形成することである。

0014

本発明の第3の態様によると、前述のように、テーパタップ加工用の下部金型の上面を前記テーパタップ加工用の高さ位置に位置させた状態で、ワークの下穴に対してテーパタップ加工を行う。これにより、前記クランパの影響を受けることなく、一定の高さ位置(同じ高さ位置)でワークにテーパ雌ねじを形成することができる。

発明の効果

0015

本発明によれば、前記パンチプレスを用いてワークに複数のテーパ雌ねじを形成する際におけるワークの裏面に対する前記テーパタップの突出量(最大の突出量)のバラツキを十分に低減することができる。つまり、本発明によれば、前記パンチプレスによってワークに対してテーパタップ加工を行う際に、テーパ雌ねじの品質のバラツキを抑えて、加工不良の発生を十分に防止することができる。

図面の簡単な説明

0016

図1は、図2におけるII-II線に沿った図である。
図2は、本発明の実施形態に係るパンチプレスの模式的な側面図である。
図3は、加工位置周辺の模式的な断面図であり、パンチ加工用の下部金型を加工位置に位置させかつクランパを加工位置に接近させた状態を示している。
図4は、加工位置周辺の模式的な断面図であり、テーパタップ加工用の下部金型を加工位置に位置させかつクランパを加工位置に接近させた状態を示している。
図5は、テーパタップ加工用の上部金型及び下部金型等の拡大断面図である。
図6は、テーパタップ加工用の上部金型及び下部金型の協働によりテーパタップ加工を行う様子を示す拡大断面図である。
図7は、本発明の実施形態に係るパンチプレスの制御ブロック図である。
図8(a)は、ワークの被加工部に下穴を形成した様子を示す模式図である。図8(b)は、テーパタップ加工用の上部金型と下部金型の協働によりワークにテーパ雌ねじを形成する様子を示す模式図である。図8(c)は、ワークにテーパ雌ねじを形成した様子を示す模式図である。

実施例

0017

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「パンチ加工」とは、打ち抜き加工、バーリング加工等の成形加工を含む意である。「加工位置(加工領域)」とは、パンチ加工及びテーパタップ加工を行う位置(領域)のことである。また、「設けられる」とは、直接的に設けられることの他に、別部材を介して間接的に設けられることを含む意であり、「備えられる」と同義である。「備える」とは、直接的に備えることの他に、別部材を介して間接的に備えることを含む意であり、「設ける」と同義である。更に、「X軸方向」とは、水平方向の1つであり、本発明の実施形態にあっては、左右方向のことである。「Y軸方向」とは、X軸方向に直交する水平方向の1つであり、本発明の実施形態にあっては、前後方向のことである。「及び/又は」とは、2つのうちのいずれか一方と両方を含む意である。なお、図面中、「FF」は、前方向、「FR」は、後方向、「L」は、左方向、「R」は、右方向、「U」は、上方向、「D」は、下方向をそれぞれ指している。

0018

図1から図3に示すように、本発明の実施形態に係るパンチプレス1は、加工位置(加工領域)MPに位置した上部金型3と下部金型5の協働により板状のワーク(金属板)Wに対してパンチ加工及びテーパタップ加工を行う加工機である。また、パンチプレス1は、プレス本体(加工機本体)7を具備している。プレス本体7は、上下に対向した上部フレーム9と下部フレーム11を有したブリッジ型ベースフレーム13と、下部フレーム11の左右両側にそれぞれ設けられた支持フレームサイドフレーム)15とを有している。

0019

プレス本体7は、その適宜位置に、ワークWをパスライン(パスライン高さ)PL図3参照)において支持する加工テーブル17を備えている。そして、加工テーブル17の具体的な構成は、次の通りである。

0020

加工テーブル17は、下部フレーム11に設けられたセンタ固定テーブル19と、各支持フレーム15におけるセンタ固定テーブル19の左側又は右側にY軸方向へ移動可能に設けられた可動テーブル21と、各支持フレーム15における可動テーブル21の左側又は右側に設けられたサイド固定テーブル23とを有している。また、センタ固定テーブル19における加工位置MPに位置する部位には、テーブル開口部25が形成されている。更に、センタ固定テーブル19、各可動テーブル21、及び各サイド固定テーブル23は、それらの上面に、ワークWをパスラインPLで支持するための多数のブラシB及び複数のフリーボールベアリング(図示省略)をそれぞれ有している。なお、センタ固定テーブル19は、例えば特開2010−17763号公報等に示すように、テーブル開口部25を開閉するシャッタ機構(図示省略)を備えてもよい。

0021

加工テーブル17は、その適宜位置に、ワークWをX軸方向及びY軸方向へ移動させるワーク移動ユニット27を備えている。そして、ワーク移動ユニット27の具体的な構成は、次の通りである。

0022

一対の可動テーブル21は、それらの後部に亘って、X軸方向へ延びたキャリッジベース29を一体的に備えている。キャリッジベース29は、上部フレーム9の適宜位置に設けられたY軸モータ(図示省略)の駆動により一対の可動テーブル21と一体的にY軸方向へ移動する。また、キャリッジベース29は、その前側に、キャリッジ31をX軸方向へ移動可能に備えている。キャリッジ31は、キャリッジベース29の側部に設けられたX軸モータ(図示省略)の駆動により加工テーブル17上でX軸方向へ移動する。キャリッジ31は、Y軸モータの駆動により加工テーブル17上でキャリッジベース29と一体的にY軸方向へ移動する。

0023

キャリッジ31は、その前側に、ワークWの端部を把持(クランプ)する複数のクランパ33を備えている。また、各クランパ33は、キャリッジ31にX軸方向に位置調整可能に設けられたクランパベース35と、クランパベース35に設けられたクランパシリンダ37とを有している。各クランパシリンダ37は、クランパベース35に設けられたシリンダ本体39と、シリンダ本体39に設けられた作動ロッド41とを有している。更に、各クランパ33は、シリンダ本体39に設けられかつワークWの端部を支持する下部クランプ爪43と、下部クランプ爪43に揺動可能に設けられかつ基端部が作動ロッド41の先端部に連結されかつワークWの端部を押さえる上部クランプ爪45とを有している。ここで、シリンダ本体39、下部クランプ爪43、及び上部クランプ爪45は、例えば特開2000−51976号公報及び特開2000−317556号公報等に示すように、クランパベース35に対して僅かに昇降可能に構成されている。

0024

上部フレーム9は、その前部に、複数の上部金型3を保持する上部金型保持部材としての円形の上部タレット47を回転可能に備えている。上部タレット47の一部分は、センタ固定テーブル19のテーブル開口部25に上下に重なっている。また、上部タレット47は、ベースフレーム13の適宜位置に設けられたタレット回転モータ(図示省略)の駆動により回転する。上部タレット47は、その回転によって所定の上部金型3を加工位置MPに位置決め可能(割り出し可能)に構成されている。

0025

各上部金型3は、上部タレット47の外周側のトラック(図示省略)、上部タレット47の内周側のトラック(図示省略)、又は上部タレット47の中間側のトラック(図示省略)のいずれかに位置している。各上部金型3は、上部タレット47に設けられたリフタースプリング(図示省略)によって支持されている。複数の上部金型3の中には、パンチ加工用の上部金型3Aの他に、テーパタップ加工用の上部金型3Bが含まれている。

0026

図1から図4に示すように、下部フレーム11は、上部タレット47に上下に対向する位置に、複数の下部金型5を下部金型ホルダ49等を介して保持する下部金型保持部材としての円形の下部タレット51を回転可能に備えている。下部タレット51は、パスラインPLに対して下方向に没入しかつセンタ固定テーブル19によって覆われている。下部タレット51の一部分は、センタ固定テーブル19のテーブル開口部25に上下に重なっている。また、下部タレット51は、タレット回転モータの駆動により上部タレット47と同期して回転する。下部タレット51は、その回転によって所定の下部金型5を加工位置MPに位置決め可能(割り出し可能)に構成されている。更に、各下部金型ホルダ49は、その適宜位置に、下部金型5を押上げる1つ又は2つのリフターパイプ53を昇降可能に備えている。各リフターパイプ53は、その上端側に、下部金型5を保持(収容)する保持部(収容部)55を有している。

0027

ここで、各下部金型5は、下部タレット51の外周側のトラック(図示省略)、下部タレット51の内周側のトラック(図示省略)、又は下部タレット51の中間側のトラック(図示省略)のいずれかに位置している。複数の下部金型5の中には、パンチ加工用の下部金型5Aの他に、テーパタップ加工用の下部金型5Bが含まれている。

0028

下部フレーム11は、下部タレット51の下方に、加工位置MPに位置した下部金型5を昇降させる金型昇降機構57を備えている。そして、金型昇降機構57等の具体的な構成は、次の通りである。

0029

図3及び図4に示すように、下部フレーム11は、下部タレット51の下方に、固定スリーブ59を一体的に備えており、固定スリーブ59の内周面には、台形雌ねじ59sが形成されている。また、固定スリーブ59は、その内側に、昇降スリーブ61を螺合により昇降可能に備えており、昇降スリーブ61の下部の外周面には、台形雌ねじ59sに螺合する台形雄ねじ61sが形成されている。昇降スリーブ61は、アタッチメント接続部材)63を介してリフターパイプ53を回転可能に支持する。アタッチメント63は、例えば特開2011−143469号公報及び特開2011−156577号公報等に示すように公知の構成からなり、昇降対象である下部金型5に応じて、適宜に選択できるようになっている。更に、固定スリーブ59は、その上部に、駆動リング65を回転可能に備えている。駆動リング65は、下部フレーム11の適宜位置に設けられた金型昇降アクチュエータとしての金型昇降モータ67の駆動により回転する。駆動リング65は、昇降スリーブ61に対してスプライン嵌合又はキー嵌合によって回転不能に構成されている。

0030

前述の構成により、所定の下部金型5を加工位置MPに位置させた後に、金型昇降モータ67の駆動により駆動リング65を正方向へ回動させて、昇降スリーブ61を上昇させる。すると、所定の下部金型5をリフターパイプ53と一体的に上昇させることができる。また、金型昇降モータ67の駆動により駆動リング65を逆方向へ回動させて、昇降スリーブ61を下降させる。すると、所定の下部金型5をリフターパイプ53と一体的に下降させることができる。

0031

図1及び図2に示すように、上部フレーム9は、上部タレット47の上方位置に、ラム69を昇降可能に備えている。ラム69は、上部フレーム9の適宜位置に設けられたラム昇降モータ(図示省略)又はラム昇降シリンダ(図示省略)の駆動により昇降する。また、ラム69は、その下側に、上部金型3を上方向から打圧(押圧)するストライカ71を備えている。ストライカ71は、上部タレット47(下部タレット51)の径方向へ移動可能に構成されている。

0032

前述のテーパタップ加工用の上部金型3Bは、一部を除き、特開2010−17763号公報(特許文献1)に示すストレートタップ加工用の上部金型と同様の構成を有している。そして、テーパタップ加工用の上部金型3Bの構成等について簡単に説明すると、次の通りである。

0033

図5及び図6に示すように、テーパタップ用の上部金型3Bは、上部タレット47に設けられたリフタースプリング(図示省略)によって支持された筒状のタップガイド(外筒)73を具備している。筒状のタップガイド73は、その内側に、作動部材75を回転可能かつ昇降可能に備えている。作動部材75は、パイプ状の小径部75aと筒状の大径部75bを上下に有している。作動部材75の小径部75aの基端側の外周面には、形成対象であるテーパ雌ねじWsと同じピッチマスター雄ねじ75sが形成されている。また、作動部材75は、その大径部75bの内側に、テーパタップ77を保持するタップホルダ79を昇降可能かつ回転不能に備えている。タップホルダ79は、作動部材75の内側に設けられたスプリング81によって下方向に付勢されている。更に、筒状のタップガイド73は、その内側の中間部に、雌ねじ部材83を昇降可能かつ回転不能に備えている。雌ねじ部材83は、作動部材75の大径部75bの外周側に設けられたスプリング85によって支持されており、雌ねじ部材83の内周面には、マスター雄ねじ75sに螺合するマスター雌ねじ83sが形成されている。

0034

タップガイド73は、その上端側に、駆動スリーブ87を回転可能に備えており、駆動スリーブ87は、上部タレット47に固定したギヤケースギアホルダ)89に設けられた駆動ギア91から回転力が伝達される。駆動ギア91は、上部タレット47の適宜位置に設けられたギア回転アクチュエータとしてのギア回転モータ93の駆動により回転する。また、作動部材75は、その小径部75aの先端側(上端側)に、接続部材95を昇降可能かつ回転不能に備えている。接続部材95は、その上面(頂面)側に、ストライカ71によって上方向から押圧される円形のヘッド部材97を回転可能に備えている。そして、接続部材95は、ストライカ71によってヘッド部材97を上方向から押圧すると、駆動スリーブ87に回転不能に接続するように構成されている。

0035

なお、テーパタップ加工用の下部金型5Bの上面には、テーパタップ77を進入させる進入孔99が形成されている。

0036

前述の構成により、テーパタップ加工用の上部金型3B及び下部金型5Bを加工位置MPに位置させた後に、ラム昇降モータ等の駆動によりラム69(図2参照)を下降させて、ストライカ71によってヘッド部材97を上方向から押圧する。すると、接続部材95が下降して駆動スリーブ87に回転不能に接続すると共に、作動部材75及び雌ねじ部材83が駆動スリーブ87と一体的に下降する。そして、ラム昇降モータ等の駆動により駆動ギア91を正方向へ回転させることにより、接続部材95を回転させて、マスター雄ねじ75sとマスター雌ねじ83sの螺合作用によって作動部材75を正方向に回転させながら下降させる。すると、テーパタップ加工用の下部金型5Bの上面によってワークWの下穴Whの周辺を支持した状態で、テーパタップ77が正方向に回転しながら下降する。これにより、タップガイドの下端部をワークの表面に非接触にした状態で、テーパタップ加工用の上部金型3Bと下部金型5Bとの協働によりワークWの下穴Whに対して切削又は転造によるテーパタップ加工を行って、テーパ雌ねじWsを形成することができる。

0037

なお、テーパ雌ねじWsを形成した後に、前述の動作と逆の動作を行うことにより、テーパタップ加工用の上部金型3B等を元の状態に復帰させることができる。

0038

図1及び図2に示すように、上部フレーム9は、そのX軸方向の両側部に、クランパ33による把持替えを行うためのリポジショニング機構101をそれぞれ備えている。一対のリポジショニング機構101は、加工位置MPのX軸方向の両側においてワークWを上方向から押圧するワーク押圧機構に相当する。そして、各リポジショニング機構101等の具体的な構成は、次の通りである。

0039

上部フレーム9は、そのX軸方向の側部(左側又は右側)に、押圧シリンダとしてのリポジショニングシリンダ103を備えている。リポジショニングシリンダ103は、上部フレーム9のX軸方向の側部に設けられたシリンダ本体105と、シリンダ本体105に昇降可能に設けられた作動ロッド107とを有している。また、作動ロッド107は、その先端側に、ワークWの表面を押圧する押圧パッド109を備えている。なお、センタ固定テーブル19は、押圧パッド109の垂直下方(真下)に、押圧パッド109と協働してワークWを挟持するワーク支持部材111を備えている。

0040

図1図2、及び図7に示すように、パンチプレス1は、加工プログラムに基づいて、ワーク移動ユニット27、上部タレット47、下部タレット51、金型昇降機構57(金型昇降モータ67)、ラム69、ストライカ71、ギア回転モータ93、及びリポジショニング機構101(リポジショニングシリンダ103)の動作を制御する制御装置(制御部)113を具備している。また、制御装置113は、1つ又は複数のコンピュータによって構成されており、制御装置113は、加工プログラム、ワーク情報金型情報等を記憶するメモリと、加工プログラムを解釈して実行するCPUとを備えている。ワーク情報には、ワークWの各寸法、材質等が含まれており、金型情報には、上部金型3(3A,3B)及び下部金型5(5A,5B)の形状、各寸法等が含まれている。

0041

図3及び図7に示すように、制御装置113は、加工位置MPに位置した上部金型3及び下部金型5がパンチ加工用の上部金型3A及び下部金型5Aである場合に、待機高さ位置とパンチ加工用の高さ位置との間で下部金型5(5A)を昇降させるように金型昇降モータ67(金型昇降機構57)を制御する。待機高さ位置とは、下部金型5をパスラインPLの下方で待機させるための高さ位置(図3において実線で示す高さ位置)のことである。パンチ加工用の高さ位置とは、下部金型5(5A)の上面をパスラインPLに位置させるための高さ位置(図3において二点鎖線で示す高さ位置)のことである。

0042

図4及び図7に示すように、制御装置113は、加工位置MPに位置した上部金型3及び下部金型5がテーパタップ加工用の上部金型3B及び下部金型5Bである場合に、待機高さ位置(図4において実線で示す高さ位置)とテーパタップ加工用の高さ位置との間で下部金型5(5B)を昇降させるように金型昇降モータ67(金型昇降機構57)を制御する。換言すれば、制御装置113は、加工位置MPに位置した下部金型5がテーパタップ加工用の下部金型5Bである場合には、パンチ加工用の下部金型5Aである場合に比べて、下部金型5の昇降量(上昇量及び下降量)を大きくするように金型昇降モータ67を制御する。テーパタップ加工用の高さ位置とは、下部金型5(5B)の上面をパスラインPLよりも少なくともクランパ33の下部クランプ爪43(下部クランプ爪43の先端部)に応じた分だけ高い高さ位置のことである。クランパ33の下部クランプ爪43に応じた分とは、通常状態(下部クランプ爪43の先端部の上面が最小高さ位置に位置した状態)において下部クランプ爪43の先端部がパスラインPLに対して上方向に突出した突出量のことをいう。本発明の実施形態にあっては、テーパタップ加工用の高さ位置は、ブラシBの先端の高さ位置よりも高く、かつ下部クランプ爪43(下部クランプ爪43の先端部)の上面の最大高さ位置以下に設定されている。

0043

図1図2、及び図7に示すように、制御装置113は、加工位置MPに位置した上部金型3及び下部金型5がテーパタップ加工用の上部金型3B及び下部金型5Bである場合に、加工位置MPのX軸方向の両側においてワークWを上方向から押圧するように一対のリポジショニングシリンダ103(リポジショニング機構101)の駆動を制御する。

0044

続いて、本発明の実施形態に係るテーパ雌ねじの形成方法について、本発明の実施形態の作用を含めて説明する。

0045

本発明の実施形態に係るテーパ雌ねじの形成方法は、パンチプレス1を用いて、板状のワーク(金属板)Wに複数のテーパ雌ねじを形成する方法である。そして、本発明の実施形態に係るテーパ雌ねじの形成方法等の具体的な内容は、次の通りである。

0046

タレット回転モータの駆動により上部タレット47及び下部タレット51を回転させて、所定のパンチ加工用の上部金型3A及び下部金型5Aを加工位置MPに位置させる。次に、制御装置113によって金型昇降モータ67を制御して、待機位置からパンチ加工用の高さ位置まで所定のパンチ加工用の下部金型5Aを上昇させて、所定のパンチ加工用の下部金型5Aの上面をパスラインPLに位置させる。また、ワークWの端部を複数のクランパ33によって把持した状態で、X軸モータ及び/又はY軸モータの駆動によりキャリッジ31を加工テーブル17上でX軸方向及び/又はY軸方向へ移動させて、ワークWの被加工部を加工位置MPに位置決めする。そして、ラム昇降モータ等の駆動によりラム69を下降させて、ストライカ71によって所定のパンチ加工用の上部金型3Aを上方向から打圧することにより、所定のパンチ加工用の上部金型3Aと下部金型5Aとの協働によりワークWの被加工部に対してパンチ加工を行う。これにより、図8(a)に示すように、ワークWに下穴Whを形成することができる。

0047

前述のように、ワークWの他の複数の被加工部を加工位置MPに位置決めしつつ、所定のパンチ加工用の上部金型3Aと下部金型5Aとの協働によりワークWの他の複数の被加工部に対してパンチ加工を順次行う。これにより、ワークWに複数の下穴Whを形成することができる。

0048

パンチ加工の終了後に、制御装置113によって金型昇降モータ67を制御して、パンチ加工用の高さ位置から待機高さ位置まで所定のパンチ加工用の下部金型5Aを下降させる。そして、タレット回転モータの駆動により上部タレット47及び下部タレット51を回転させて、所定のパンチ加工用の上部金型3A及び下部金型5Aを加工位置MPから外れた位置に位置させておく。

0049

その後、タレット回転モータの駆動により上部タレット47及び下部タレット51を回転させて、テーパタップ加工用の上部金型3B及び下部金型5Bを加工位置MPに位置させる。次に、制御装置113によって金型昇降モータ67を制御して、待機位置からテーパタップ加工用の高さ位置まで所定のテーパタップ加工用の下部金型5Bを上昇させて、テーパタップ加工用の下部金型5Bの上面をパスラインPLよりも少なくともクランパ33の下部クランプ爪43に応じた分だけ高い高さ位置に位置させる。また、ワークWの端部を複数のクランパ33によって把持した状態で、X軸モータ及び/又はY軸モータの駆動によりキャリッジ31を加工テーブル17上でX軸方向及び/又はY軸方向へ移動させて、ワークWの下穴Whを加工位置MPに位置決めする。更に、制御装置113によって一対のリポジショニングシリンダ103の駆動を制御して、加工位置MPのX軸方向の両側においてワークWを上方向から押圧する。そして、図8(b)に示すように、タップガイドの下端部をワークの表面に非接触にした状態で、テーパタップ加工用の上部金型3Bと下部金型5Bとの協働によりワークWの下穴Whに対して切削又は転造によるテーパタップ加工を行う。これにより、クランパ33及びブラシBの影響を受けることなく、一定の高さ位置(同じ高さ位置)でワークWの下穴Whにテーパ雌ねじWs(図8(c)参照)を形成することができる。

0050

前述のように、ワークWの他の下穴Whの被加工部を加工位置MPに位置決めしつつ、加工位置MPのX軸方向の両側においてワークWを上方向から押圧した状態で、テーパタップ加工用の上部金型3Bと下部金型5Bとの協働によりワークWの他の複数の下穴Whに対してテーパタップ加工を順次行う。これにより、ワークWに複数のテーパ雌ねじWsを形成することができる。

0051

テーパタップ加工の終了後に、制御装置113によって金型昇降モータ67を制御して、テーパタップ加工用の高さ位置から待機高さ位置までテーパタップ加工用の下部金型5Bを下降させる。そして、タレット回転モータの駆動により上部タレット47及び下部タレット51を回転させて、テーパタップ加工用の上部金型3B及び下部金型5Bを加工位置MPから外れた位置に位置させておく。

0052

従って、本発明の実施形態によれば、前述のように、クランパ33及びブラシBの影響を受けることなく、一定の高さ位置(同じ高さ位置)でワークWに複数のテーパ雌ねじWsを形成することができる。そのため、本発明の実施形態によれば、パンチプレス1を用いてワークWに複数のテーパ雌ねじWsを形成する際におけるワークWの裏面に対するテーパタップ77の最大の突出量j(図8(b)参照)のバラツキを十分に低減することができる。つまり、本発明の実施形態によれば、パンチプレス1によってワークWに対してテーパタップ加工を行う際に、テーパ雌ねじWsの品質(精度)のバラツキを抑えて、加工不良の発生を十分に防止することができる。

0053

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば次のように種々の態様で実施可能である。

0054

即ち、加工位置MPに位置した下部金型5がテーパタップ加工用の下部金型5Bである場合に、下部金型5の昇降量を大きくする代わりに、テーパタップ加工用の下部金型5Bの高さを高く設定し、又はリフターパイプ53の保持部55にテーパタップ加工用の下部金型5Bを支持するシム(図示省略)を設けてもよい。また、加工位置(加工領域)MPは1箇所に存在していることを前提に説明したが、加工位置MPをパンチ加工用の加工位置(図示省略)とテーパタップ用の加工位置(図示省略)を分けても構わない。換言すれば、加工位置MPは、1箇所に限らず、複数箇所に存在してもよい。

0055

そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。

0056

1パンチプレス
3 上部金型
3Aパンチ加工用の上部金型
3Bテーパタップ加工用の上部金型
5 下部金型
5A パンチ加工用の下部金型
5B テーパタップ加工用の下部金型
7プレス本体(加工機本体)
9 上部フレーム
11 下部フレーム
13ベースフレーム
15支持フレーム
17加工テーブル
19センタ固定テーブル
21可動テーブル
23サイド固定テーブル
25テーブル開口部
27ワーク移動ユニット
29キャリッジベース
31キャリッジ
33クランパ
35クランパベース
37 クランパシリンダ
43 下部クランプ爪
45 上部クランプ爪
47 上部タレット
49 下部金型ホルダ
51 下部タレット
53リフターパイプ
55 保持部(収容部)
57金型昇降機構
67 金型昇降モータ
69ラム
71ストライカ
73タップガイド(外筒)
75作動部材
75sマスター雄ねじ
77 テーパタップ
79タップホルダ
83雌ねじ部材
83s マスター雌ねじ
87駆動スリーブ
91駆動ギア
93ギア回転モータ
95接続部材
97ヘッド部材
99進入孔
101リポジショニング機構(ワーク押圧機構)
103 リポジショニングシリンダ
113制御装置
Bブラシ
MP 加工位置(加工領域)
PLパスライン
W ワーク(金属板)
Wh下穴
Ws テーパ雌ねじ

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