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【発明の名称】 粉末成形プレスにおけるツールセットの交換装置
【発明者】 【氏名】片桐 武司

【氏名】山本 正生

【目的】
【構成】
【特許請求の範囲】
【請求項1】 粉末成形プレス本体の中心部に着脱可能に装着されるツールセットを、予め準備された複数のツールセットの中から適宜選択して交換使用するための交換装置において、上記プレス本体の後方部には、プレス本体の略中心部の延長線上を回動中心に外周側が当該プレス本体と近接する態様で回動(回転または揺動回転)自在な回動載置台を設け、この回動載置台上の外周側の所定位置には直線運動機構によって半径方向へ水平往復移動可能な複数のツールセットをそれぞれ載置させ、当該回動載置台を回転駆動・位置決め手段で回動させると共に、各ツールセットの載置位置が回動中心とプレス本体の略中心部を結ぶ交換位置に回動したところで停止させることを特徴とした粉末成形プレスにおけるツールセットの交換装置。
【請求項2】 上記回動載置台は、少なくとも3台以上のツールセットが載置される円形または円分形に形成されている請求項1に記載した粉末成形プレスにおけるツールセットの交換装置。
【請求項3】 上記回動載置台は基台上に立設した回動支持軸を回動中心として当該回動支持軸に枢支され、この回動支持軸には油圧源側の配管に接続される流路を形成すると共に、当該回動支持軸の外周には上記回動載置台と連動回転する回動筒が装着され、この回動筒には一端側が上記回動支持軸の流路に連通して他端側が上記各ツールセット側の配管に接続される流路が形成され、当該回動支持軸と回動筒によってロータリジョイントを形成する請求項1または請求項2に記載した粉末成形プレスにおけるツールセットの交換装置。
【請求項4】 上記回動載置台の内周側には上記各ツールセットとの間で給排油を行うためのスライド伸縮継手を装着したマニホールドユニットを設け、このスライド伸縮継手は一部で上記ロータリジョイント側に連通されて水平方向へ細長に形成された油圧室と、先端側を上記各ツールセットに連結して上記油圧室内を貫通する態様で摺動自在に装着されたスライド筒とで構成され、このスライド筒は中間部を上記油圧室に連通させると共に、先端側を開口させて上記各ツールセット側の配管に接続させた請求項3に記載した粉末成形プレスにおけるツールセットの交換装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉末成形プレスで成形される各種の製品に対応させてツールセットを交換使用するために用いるツールセットの交換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のツールセット(ダイセット)の交換装置としては、例えば本件出願人が先に提案した特公昭55−24399号公報及び特開平4−231200号公報に開示されたもの等がある。前者のツールセットの交換装置では、プレス本体に対して揺動自在な複数組のアームの先端にツールセットを載置する支持ボックスをそれぞれ設け、この支持ボックスをアームの揺動でプレス本体の正面位置まで移動させた後に、支持ボックス上のツールセットを油圧シリンダを用いてプレス本体に押し込むことで、ツールセットをプレス本体の中心位置に装着するようにしている。この交換装置では、それぞれの支持ボックスに載置したツールセットをプレス本体に対して交互に装着させることが容易にできるので、一方ではツールセットをプレス本体に装着して稼働させながら、他方ではシュミレータ等を用いて交換用のツールセットに対して心出し等の予備調整やチェックを行って即座に交換できるように支持ボックス上で準備しておくことができる。
【0003】ところが、この交換装置の場合には支持ボックスに載置したままの状態でツールセットをプレス本体の中心位置まで移動させることや、ツールセットを駆動させる流体圧管路を接続したままの状態で移動させることには適合し難かった。そこで、後者の交換装置では上記した前者の課題を解決すべく、プレス本体の側方適所に立設したアーム軸に、先端側の回動半径がプレス本体の設置位置に重なるようにアーム長を設定したスイングアームの基端側回動筒を揺動回転自在に軸嵌し、このスイングアームの先端にツールセットが載置される支持ボックスを設け、当該スイングアームの回動でツールセットをプレス本体の中心部との間を移動できるようにし、上記支持ボックスに載置したツールセットをプレス本体に着脱可能に配備させ、作動流体圧源から伸びる流体圧管路とツールセットに接続される流体圧管路とを、上記スイングアームの回動に追従するロータリジョイント等によるジョイント手段を介して上記アーム軸の近傍部で連結させた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これら従来のツールセットの交換装置の場合には、アーム軸を支点として旋回させながらプレス本体の中心部へツールボックスを装着する構成のために、スイングアームの撓みやツールセットのプレス本体に対する中心のずれが生じ易いので、装着が容易にできなかったり、装着後に位置決め精度を向上させるために再調整作業に時間を要する恐れがある等の課題が有った。また、交換装置を設置するスペースをできるだけ少なくする等のために旋回するストロークを短くすると、交換用のツールセットがプレス本体の至近距離になってしまうので、当該交換用のツールセットに対する予備調整その他の作業をプレスの稼働中には行い難くなる等の課題が有った。また、各種の形状や寸法による成形品を能率良く製作するためには、それに適合する多種類のツールセットを予め用意しておき、その中から所望のツールセットを選択して迅速に交換して使用できることが望ましいが、従来の交換装置のようにプレス本体の前方側の左右と後方側の左右にそれぞれアームを設けると、合計で4台の支持ボックスを装備させることが理論的には可能であるが、プレス本体の前方側は成形品の取り出しと寸法や重量の測定及び集荷に必要な各装置を設ける作業空間として確保する必要があるので、実際にはプレス本体の後方側に2台の支持ボックスを装備する事になると共に、その内の一台は稼働中のツールセットを排出する際に使用できるように空の状態にしておく必要があるので、実質的には残り1台の支持ボックスにのみ交換用のツールセットが用意されることになる。そのために、製品に応じて必要なツールセットを迅速に交換使用することが損なわれ、例えば常時は標準仕様による2種の製品を交互にプレスしながら、途中で試作品や特殊仕様の製品を一時的にプレスする場合などに対応できない。そこで本発明では、上記した従来の技術の課題を解決し得る粉末成形プレスにおけるツールセットの交換装置の提供を目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は粉末成形プレス本体の中心部に着脱可能に装着されるツールセットを、予め準備された複数のツールセットの中から適宜選択して交換使用するための交換装置において、上記プレス本体の後方部には、プレス本体の略中心部の延長線上を回動中心に外周側が当該プレス本体と近接する態様で回動(回転または揺動回転)自在な回動載置台を設け、この回動載置台上の外周側の所定位置には直線運動機構によって半径方向へ水平往復移動可能な複数のツールセットをそれぞれ載置させ、当該回動載置台を回転駆動・位置決め手段で回動させると共に、各ツールセットの載置位置が回動中心とプレス本体の略中心部を結ぶ交換位置に回動したところで停止させるようにした。
【0006】また望ましい実施の態様としては、上記回動載置台は、少なくとも3台以上のツールセットが載置される円形または円分形に形成されていること。上記回動載置台は基台上に立設した回動支持軸を回動中心として当該回動支持軸に枢支され、この回動支持軸には油圧源側の配管に接続される流路を形成すると共に、当該回動支持軸の外周には上記回動載置台と連動回転する回動筒が装着され、この回動筒には一端側が上記回動支持軸の流路に連通して他端側が上記各ツールセット側の配管に接続される流路が形成され、当該回動支持軸と回動筒によってロータリジョイントを形成すること。上記回動載置台の内周側には上記各ツールセットとの間で給排油を行うためのスライド伸縮継手を装着したマニホールドユニットを設け、このスライド伸縮継手は一部で上記ロータリジョイント側に連通されて水平方向へ細長に形成された油圧室と、先端側を上記各ツールセットに連結して上記油圧室内を貫通する態様で摺動自在に装着されたスライド筒とで構成され、このスライド筒は中間部を上記油圧室に連通させると共に、先端側を開口させて上記各ツールセット側の配管に接続させたこと。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に発明による粉末成形プレスのツールセットの交換装置に付いて、その実施の形態を図1〜図7に基づいて詳細に説明する。交換装置1は、図1〜図3で示すようにツールセットが装着されるプレス本体2を設置した後部側に配備される回動載置台3を具備し、この回動載置台3はプレス本体2のプレス中心C1の後方延長線上を回動中心C2として回動されると共に、当該回動載置台3上には少なくとも3台以上のツールセットを載置する事ができる構成にしている。回動載置台3は、基台4上に立設された回動中心C2となる回動支持軸5に対して、軸受け部材3aを介して回動自在に嵌合されると共に、底部には基台4上を転動するローラ6が装着され、当該回動載置台3は任意の回転駆動・位置決め手段によって回動されて所望のツールセットがプレス中心C1と回動中心C2を結ぶ軸線上に位置する交換位置で停止できるように構成されている。
【0008】上記回転載置台3の回転駆動・位置決め手段としては、例えばサーボモータやステッピングモータ等を含む各種の制御モータ類はもちろん、ギャーやベルト駆動或いはシリンダの伸縮等による公知の技術を適宜に用いて正転又は及び逆転方向へ連続又は間欠的に回転駆動される。回動載置台3は、図1で示す実施例では円形をした板面上に開き角度45度の位置毎にツールセット7A,7B,7Cが載置され、最大で8台のツールセットの交換使用が可能な構成であり、図2で示す他の実施例では円分形をした板面上に開き角度45度の位置毎にツールセット7A,7B,7Cが載置され、3台のツールセットの交換使用が可能な構成を有し、回動支持軸5を回動中心として回動載置台3を正転又は逆転方向へ間欠的に揺動回転駆動させ、いずれかのツールセットを選択する。
【0009】回動支持軸5の外周には回動筒9が摺動回転可能に嵌合されているが、この実施例では回動支持軸5と回動筒9とが各ツールセットに対する油圧管路の一部となるロータリジョイント8を構成している。このロータリジョイント8は、先に提案した特開平4−231200号の交換装置で使用されているものと同様に、回動支持軸5には一端が上端面に開口して他端が外周面に開口する給油用の連通孔10と排油用の連通孔11が穿設され、回動筒9には一端が内周面に開口された環状溝12,13で上記給油用の連通孔10と排油用の連通孔11にそれぞれ連通されると共に、他端が外周側に開口する給油用の連通孔14と排油用の連通孔15が穿設され、回動筒9が摺動回転しても給油用の連通孔10と連通孔14及び排油用の連通孔11と連通孔15はそれぞれ常時接続される構成である。なお、回動支持軸5に対する回動筒9の摺動回転部分の適所にはOリング等のシール部材16が装着されている。
【0010】回動筒9の外周囲には、各ツールセット7A,7B,7Cに対して油圧の給油又は排油をさせる油圧管路が収容されたマニホールドユニット18が配設され、このマニホールドユニット18は取付脚部19を介して回動載置台3上に固定されると共に、当該マニホールドユニット18と回動筒9の連通孔14及び連通孔15の間は中継パイプ20,21によって連結されている。マニホールドユニット18には、給油用と排油用の2本を一組とした図5で詳細を示すようなスライド伸縮継手22,23が使用されるツールセットの数(実施例では3組)だけ設けられている。
【0011】スライド伸縮継手22,23は、マニホールドユニット18内に穿設された細長い油圧室24,25と、この油圧室24,25内を長手方向に沿って貫通する態様で摺動自在に装着されたスライド筒26又はスライド筒27を備えている。油圧室24,25は、中間部が中継パイプ20,21にそれぞれ連通され、開口する両端の内周面にはOリングなどのシール部材28,28が装着され、当該シール部材28,28の内周面を上記スライド筒26,27が摺動する。スライド筒26,27は、基端側が閉塞して先端側が開口する筒状体で、開口する先端側はツールセット7に連結されていると共に、中間部には油圧室24,25内に開口する連通孔29,30が穿設されている。スライド伸縮継手22,23は、後述する直進運動機構によってツールセット7が前進又は後退移動された際に、スライド筒26,27が水平に伸縮移動しながら追従して常にツールセット7との間の給油用および排油用の油圧管路を連結状態に保持させるためのものである。
【0012】ツールセット7には、回動載置台3上で移動できるように底部側の両側面に走行ローラ31が装着され、プレス本体2内に装着された稼働位置と回動載置台3上の待機位置との間を前進又は後退移動するための直進運動機構として、この実施例では回動載置台3上に固定載置されてピストンロッドの先端をツールセット7の下端側背面に固着させた搬送用シリンダ32が用いられている。ツールセット7は、図3及び図6で示すように水平移動してプレス本体2の中心位置で着脱可能に装着されるための係止部材として、上端側には上ラム33に嵌合する上部係止部材34がパンチプレート35に設けられ、下端側には下ラム36に嵌合する下部係止部材37が引下げプレート38に設けられている。ツールセット7の中央背面側には、接続ポートを介して当該ツールセット内のシリンダを駆動させる油圧制御用のサーボ電磁弁39,40が取り付けられ、これらのサーボ電磁弁39,40は配管を介してスライド伸縮継手22,23に接続されている。なお、この実施例では1台のツールセット内にシリンダを2個使用しているので、これを駆動させる上記サーボ電磁弁および配管もそれぞれ2系統づつにしたが、複雑な形状の製品を成形する場合にはそれに応じて増加される。また、プレス本体2側には搬送用ローラ31を介してツールセット7の固定保持させるためのクランプ機構41が設けられているが、このクランプ機構41は特開平4−231200号公報のものと同様につき、詳細な説明は省略する。
【0013】上記ツールセット7A,7B,7Cに対して給油又は排油を行う油圧系統は、図7で示す系統図のように油圧源装置42の油圧ポンプからの配管がロータリジョイント8を構成する回動支持軸5の給油用ポートPに接続され、ロータリジョイント8の他側の配管は使用可能なツールセット7の数分に即ちこの実施例では3分配され、それぞれの中継パイプ20(20A,20B,20C)とスライド伸縮継手22(22A,22B,22C)およびサーボ電磁弁39(39A,39B,39C)を介してそれぞれのツールセット7(7A,7B,7C)に油圧を供給している。また、それぞれのツールセット7(7A,7B,7C)からの排油は、それぞれサーボ電磁弁40(40A,40B,40C)とスライド伸縮継手23(23A,23B,23C)および中継パイプ21(21A,21B,21C)を介して順次排出され、ロータリジョイント8の他側では配管を共用した状態で回動支持軸5の排油用ポートRを経て油圧源装置42の油圧タンクに接続されている。さらに、直線運動機構として用いているそれぞれの搬送用シリンダ32(32A,32B,33C)は、それぞれ電磁弁43(43A,43B,43C)を介してロータリジョイント8の他側の給油用および排油用の配管に接続されている。
【0014】以上の構成による交換装置1に付いて、図1〜3のようにプレス本体2に取り付けられているツールセット7Aを取り外してツールセット7Bまたはツールセット7Cに交換する場合を例にして説明する。搬送用ローラ31を押さえているクランプ装置41を持ち上げてツールセット7Aをプレス本体2の係止から解放させ、図示しない制御装置で電磁弁43Aを作動させて搬送用シリンダ32Aを縮短状態にさせると、上部係止部材34は上ラム33から下部係止部材37は下ラム36からそれぞれ離脱されながらツールセット7Aは回動載置台3の方向へ水平移動されると共に、これに連動して伸長状態にあったスライド伸縮継手22Aも縮短状態になり、ツールセット7Aは後退しながら回動載置台3上の空になっている原状位置に復帰する。
【0015】次に、回転駆動・位置決め手段を操作して回動載置台3を回動させ、ツールセット7Bまたはツールセット7Cのいずれかを交換用のツールセットとして選択してプレス中心C1と回動中心C2を結ぶ軸線上の交換位置で停止させる。なお、これらのツールセット7Bまたはツールセット7Cは、プレス本体2に装着されたツールセット7Aが稼働中にシュミレーターなどを用いて予め回動載置台3上で心出し調整などの必要な予備調整が施されている。交換用のツールセット例えばツールセット7Cは、電磁弁43Cを作動させて搬送用シリンダ32Cを伸長状態にさせると、プレス中心C1と回動中心C2を結ぶ軸線上を水平移動しながらプレス中心C1まで前進し、上下の係止部材34,37が上下のラム33,36に嵌合されるので、この状態でクランプ装置41を用いてツールセット7Cをプレス本体2に固定させる。
【0016】なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨の範囲内において各種の変形を採り得るものである。例えば、実施例では回動載置台上に3台のツールセットが載置されているが、2台の態様も有り、また実施例と同様の間隔で全周にわたって放射状に配置させると最大8台まで交換可能なツールセットの数を増やすことができること、実施例でツールセットを搬送する直線運動機構とした用いた油圧シリンダに換えて例えばラックとビニオンまたは送りねじ機構などによる公知の各種直線運動機構の使用が可能で有ること、回動移動台を回転駆動させる手段も例えばウォームギャやプーリ或いは揺動モータ等による公知の回転または揺動運動機構の使用が可能である。また油圧配管の処理に付いては、ロータリジョイントに変え特に図2の実施例のように少ないツールセットを揺動回転させる場合には、絡みの心配がないので特開平4−231200号公報のものと同様に回動中心の近くで個別に接続させる態様も可能であること、スライド伸縮継手を省略してマニホールドユニットと各ツールセットの間を移動に追従できるように長さに余裕を持たせた状態で直接に接続する態様もある。
【0017】
【発明の効果】以上の実施例でも明らかなとおり、本発明によるツールセットの交換装置では次のような効果を奏することができる。請求項1による交換装置では、プレス本体の後方部に設けた回動載置台との間でツールセットを直線状に往復移動させながら、精度良く且つ容易に着脱させることができ、装着後の心出し等の再調整も軽微なもので短時間で済む。また、プレス本体の前方部および両側部は成形品の取り出しと寸法や重量の測定及び集荷に必要な各装置を設ける作業空間として確保することができる。さらに、プレス本体に対するツールセットの搬入または搬出は直線往復運動による短いストロークで容易に行うことができ、而も交換位置以外にある他の交換用ツールセットはプレス本体から十分に離れた位置に有るので、稼働中のプレスの影響を受けることなく当該ツールセットに対する予備調整その他の作業を従来にも増して容易且つ安全に行うことができる。請求項2による交換装置では、回動載置台上に3台以上の交換用ツールセットを載置しておくことができるので、各種の形状や寸法による成形品に適合する多種類のツールセットを予備調整にしておき、その中から所望のツールセットを選択して迅速に交換して能率良く製作することができる。請求項3および請求項4による交換装置では、多数のツールセットを駆動させるための油圧配管を、ツールセット接続したままの状態で動作に追随させて絡まることもなく処理することができる。
【出願人】 【識別番号】000138820
【氏名又は名称】株式会社ヨシツカ精機
【出願日】 平成7年(1995)7月26日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】大島 陽一 (外1名)
【公開番号】 特開平9−38796
【公開日】 平成9年(1997)2月10日
【出願番号】 特願平7−210049