JPH0634080Y2 - 圧造成形機の圧造荷重検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、金属素材をパンチとダイとにより圧造成形
してボルトやナットなどのパーツを形成する圧造成形機
の圧造荷重検出装置に関し、特に圧造荷重を計測するセ
ンサを機外に設けるようにした圧造荷重検出装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来、ボルトやナットなどのパーツの圧造成形機とし
て、機体に一番ダイから最終ダイまでの複数個のダイが
横方向に並設され、またこれらダイの前方において該ダ
イに対して進退移動するラムに各ダイに対向するパンチ
が装着され、ラムが前進すると、まず一番ダイ前面へ供
給された金属素材がパンチにより該ダイ内に打込まれ、
次にラムが後退すると、そのダイ内から圧造された素材
が押し出されて次位ダイの前面へ移送されるという操作
が該ラムの進退移動毎に繰返されることによって、当初
の素材が一番ダイから最終ダイに至る間に粗から精へと
段階的に圧造成形されて行って所定形状の製品に形成さ
れるように構成されたものが周知である。

このような圧造成形機においては、供給素材に瑕、歪、
寸法の過不足、硬度ムラが存したり、ダイやパンチに割
れなどが生じたり、さらには次位ダイへの素材移送にミ
スがあったりすると、圧造不良となり高精度な圧造製品
が得られないばかりでなく、機械の破損を招くことにな
るので、圧造荷重検出装置を設置して圧造状況を監視
し、圧造荷重値が正常時の範囲を逸脱した時は、機械の
運転を停止するようにされている。

従来、この種の圧造荷重検出装置として、例えば実公平
１−23652号公報に記載されているように、ラム内のパ
ンチ後部に同軸状に配装されたスペーサロッドにセンサ
である歪ゲージが取付けられ、その歪ゲージのリード線
はラムに縦貫設された導孔からラム外へ導出されて外部
に設置された指示計に接続され、パンチによる素材の打
込み時、その打撃反力としてスペーサロッドに生じる軸
方向の圧縮歪を上記歪ケージにより電気的に計測して、
その計測値を指示計に表示するようにされたものが公知
である。

［考案が解決しょうとする問題点］ ところでこのような圧造荷重検出装置においては、パン
チによる打込みの都度、その衝撃が歪ゲージやそのリー
ド線に加わるので、歪ゲージの故障やリード線の断線が
発生しやすく、そのため頻繁に歪ゲージなどの点検や補
修を行なったり、また交換を行なわなければならなかっ
た。

しかしながら従来装置の場合、上記したようにラム内に
歪ゲージが取付けられているので、点検などの際はパン
チをラム前面から取り外してその後部のスペーサロッド
をラム外へ取り出すと共に、歪ゲージのリード線を導孔
から抜き出して行なわなければならず、また組み立ての
際も上記とは逆の動作を行なって組み立てなければなら
ず、そのため点検や補修、あるいは交換を行なうのが非
常に面倒であり、また機械の運転も長時間にわたり止め
なければならないので、生産効率が低下する要因ともな
っていた。

［問題点を解決するための手段］ この考案は、このような従来の欠点を解決するためにな
したもので、その目的とするところは、ダイの径方向の
膨張量をセンサにより計測すると共に、その計測用セン
サを機外に設けることによって、センサの故障などの際
の点検や補修、あるいは交換を容易にかつ迅速に行なえ
るようにした圧造成形機の圧造荷重検出装置を提供する
ことにある。

すなわちこの考案は、上記した目的を達成するため、機
体のダイケースに嵌着されたダイと、このダイの前方に
おいて該ダイに対して進退移動するラムに装着されたパ
ンチとを備え、パンチにより素材がダイ内に打込まれる
ことによって該素材が圧造成形されるようにされた圧造
成形機において、前記ダイは前端部がダイケース前面よ
り突出状態となるようにダイケースに嵌着され、かつ該
ダイの前端部外周に、パンチによる素材の打込み時、ダ
イに生じる径方向の膨張量を計測するためのセンサが取
付けられてなるものである。

そしてその場合ダイは、内周側ケーシングと、この内周
側ケーシングの外周に表裏面が互に密接するように渦巻
き状に巻回された薄鋼板の巻回層と、この巻回層の外周
に挿着された外周側ケーシングとからなるリング体の該
内周側ケーシング内に、ダイ孔を有するコア部が圧入さ
れることによって構成されるようにしてもよい。

［作用］ 上記のように構成したので、機械が運転され、パンチに
より素材がダイ内へ打込まれると、その反力によってダ
イが若干径方向に膨張することになる。そしてその膨張
量がダイの外周に取付けたセンサによって計測されるこ
とになり、その際の圧造荷重が判ることになる。

上記の場合ダイを、内周側ケーシングと、この内周側ケ
ーシングの外周に表裏面が互に密接するように渦巻き状
に巻回された薄鋼板の巻回層と、この巻回層の外周に挿
着された外周側ケーシングとからなるリング体の該内周
側ケーシング内に、ダイ孔を有するコア部が圧入される
ことによって構成されるようにする時は、コア部の径方
向の膨張作用が鋭敏にダイ外周に波及することになるの
で、膨張量の計測をより正確に行なえることになる。

なおセンサに故障などが生じた時は、機械の運転を停止
した後、そのセンサのみをダイから取り外して、点検や
補修を行ない、あるいは交換すればよく、その際にダイ
などをダイケースから抜き出す必要は全くない。

［実施例］ 以下、この考案の実施例を図に基づいて説明する。１は
圧造成形機の機体、２は機体１に固設されたダイブロッ
ク、３はダイブロック２に嵌設されたダイケースであ
る。このダイケース３は複数子（１個のみ図示）が横方
向に所定間隔となるようにダイブロック２に配設されて
いる。４はダイで、前端部41がダイケース３前面より突
出状態となるように各ダイケース３に嵌着されている。
この各ダイ４は、内周側ケーシング4aと、この内周側ケ
ーシング4aの外周に表裏面が互に密接するように渦巻き
状に巻回された薄鋼板の巻回層4bと、この巻回層4bの外
周に挿着された外周側ケーシング4cとからなるリング体
4dの該内周側ケーシング4a内に、ダイ孔4eを有するコア
部4fが圧入されることによって構成されている。

５はダイ４の径方向の膨張量を計測するためのセンサ
で、例えば歪ケージが用いられ、取付部材６によりダイ
の前端部41外周に取付けられている。すなわち取付部材
６は、ダイの前端部41外周の半周よりも若干短い周長に
形成された一対の円弧状抱持片6a、6bと、この抱持片6
a、6bの一端同士を互に軸着するピン6cと、一方の抱持
片6aの他端から他方の抱持片6bの他端に穿設された透孔
6dを貫通してその他端外方へ先端部が突出するように設
けられた締付ボルト6eと、このボルト6eの先端部に螺合
されたナット6fと、このナット6fと他方の抱持状片6bの
他端との間において該ボルト6eに介挿された押圧ばね6g
とからなる。そしてこの取付部材６の両側の抱持片6a、
6bの他端間の間隙に歪ゲージ５が取付けられると共に、
この歪ゲージ５は押圧ばね6gの付勢力によって一定圧力
で挟着されている。７は歪ゲージ５より導出されたリー
ド線で、途中は図示しないが止定金具などにより適宜機
体１に固定されると共に、導出端は機外に設置された圧
造荷重指示盤（図示省略）に接続されている。

８はダイ４の後端面に接するようにしてダイ４後部にお
けるダイケース３内に嵌設されたスペーサ、９はダイケ
ース３及びスペーサ８の背面と接するように機体１に配
設された荷受板である。また10はダイ４及びその後部の
スペーサ８を貫通して設けられたキックアウトピンで、
先端部はダイのダイ孔4eに臨むようにされている。11は
キックアウトピン10の後部に配装された本ピンで、後述
するラム12の後退時、前方へ押動されるようにされてお
り、この押動に伴いキックアウトピン10が前動され、ダ
イ４内に打込まれた素材Ａがそのダイ４前方へ押し出さ
れるようになっている。なおダイ４前方へ押し出された
素材Ａは、図示しないが左右動するチャックにより次位
ダイ４の前面へ移送されるようになっている。

12はダイ４前方において該ダイ４に対して進退移動する
ように機体１に配備されたラムで、このラム12に各ダイ
４に対向するパンチ13が各別に装着されている。

次に上記実施例の作用を以下に説明する。機械が運転さ
れ、パンチ13により素材Ａがダイ４のコア部4fのダイ孔
4eへ打込まれると（第１図）、その反力によってコア部
4fが若干径方向に膨張することになる。そしてのコア部
4fの膨張作用は、その外周の内周側ケーシング4aを介し
て薄鋼板の巻回層4bに波及すると共に、されにその外周
の外周側ケーシング4cに波及にすることになるので、外
周側ケーシング4cが膨張することになり、その外周に取
付けられている両側の抱持部片6a、6bは、その一端のピ
ン6cを支点にして他端が拡開されることになる。そのた
めこの拡開によって歪ゲージ５に対する押圧力が変化す
ることになるので、その変化の度合が電気信号として計
測され、リード線７を介して指示盤に入力されて、その
際の圧造荷重として表示されることになる。

ダイ４を、上記実施例のように構成する時は、コア部4f
を小径に形成できるので、パンチ13による素材Ａの打込
み時、その反力による径方向の膨張作用がコア部4fに生
じやすく、そしてその径方向の膨張作用が薄鋼板の巻回
層4bを介してダイ４外周の外周側ケーシング4cに鋭敏に
波及することになるので、膨張量を正確に計測できるの
みならず、リング体4dがコア部4fに対する補強作用を果
すことになるので、耐久性のあるダイが得られることに
なる。

ダイ４のリング体4dは、上記のように構成するほか、充
実した筒体をリング体4dとして用いてもよく、またダイ
４は上記実施例のようにリング体4dとコア部4fを別体構
成とするほか、一体構成としてもよい。なおリング体4d
を充実した筒体を用いて構成したり、またリング体とコ
ア部を一体構成として実施する時は、少なくともダイの
前端部を従来のダイよりも細径に形成して、パンチによ
る素材の打込み時の膨張作用を計測しやすくすることは
言うまでもない。

またセンサとしては、歪ゲージ５を用いるほか、第４図
に示すように近接スイッチ5aを用いてもよく、この近接
スイッチ5aを用いる時は、両側の抱持部片6a、6bの他端
の拡開間隔の変化を計測することになる。

センサ５、5aに故障などが生じた時は、機械の運転を停
止した後、そのセンサの取付部材６をダイの前端部41か
ら取り外して、点検や補修を行ない、あるいは新品に交
換すればよく、その後、再度その取付部材６をダイの前
端部41取付ける。

なお、上記したダイ４の膨張量は、素材Ａをダイ４に打
込む際の加圧力や加圧速度、あるいは素材Ａの材質や、
圧造しょうとする製品の肉厚、さらにはその時のダイ４
の温度（圧造開始直後は低いが時間が経過するに従って
上昇する）などによって変化することになる。特に、ダ
イ４の温度が低い圧造開始直後は、素材Ａ自体の温度も
低い状態にあるので、このような状態のもとで圧造した
場合、素材Ａの展延性が低く、規定の寸法精度となるよ
うに成形できないばかりでなく、ダイ４の膨張量も、ダ
イ４の温度が高くなった状態での成形の場合とは異なっ
た値となる。

そのため従来、圧造成形機により圧造製品を製造する場
合、圧造開始後、ダイが所定の温度に達するまでの間
は、いわゆる試し打ちと称して、不良品となるのを承知
の上で連続的に一定個数の圧造を行ない、ダイの温度が
上昇して、規定の寸法精度となる良好な圧造ができるよ
うになった時、正規の圧造を開始するようにしていた
（実開平２−138035号）。そしてこの正規の圧造を開始
した時点での圧造荷重の値を標準にして、その後の圧造
荷重を計測し、圧造状況を監視するようにしていた。

したがってこの考案を実施するにあたっても、従来と同
様、圧造開始後、所定の時間が経過し、ダイの温度が上
昇して、良好な圧造を行えるようになった時のダイ４の
膨張量を基準にして計測を開始するようにするとよい。

［考案の効果］ この考案は以上説明したように、ダイの径方向の膨張量
をセンサにより計測すると共に、その計測用センサを機
外であるダイの前端部に取付けるようにしたので、セン
サの故障などの際の点検や補修、あるいは交換を容易、
かつ迅速に行なえることになる。そしてその結果センサ
の点検や補修、あるいは交換の際の機械の停止時間を短
縮できることになるので、生産性の向上を果せる効果も
得られることになる。

しかもこの考案によると、実際に際しは圧造成形機自体
の構造をほとんど変更する必要がないので、安価に実施
できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の圧造荷重検出装置を備えた圧造成形
機の一部切欠側面図、第２図は同上の要部の拡大断面
図、第３図は同上の正面図、第４図はセンサに近接スイ
ッチ用いた場合の第３図相当の正面図である。 １…機体、３…ダイケース、４…ダイ、41…ダイの前端
部、4a…内周側ケーシング、4b…薄鋼板の巻回層、4c…
外周側ケーシング、4d…リング体、4e…ダイ孔、4f…コ
ア部、５、5a…センサ、６…センサ取付部材、12…ラ
ム、13…パンチ、Ａ…素材。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】機体のダイケースに嵌着されたダイと、こ
   のダイの前方において該ダイに対して進退移動するラム
   に装着されたパンチとを備え、パンチにより素材がダイ
   内に打込まれることによって該素材が圧造成形されるよ
   うにされた圧造成形機において、前記ダイは前端部がダ
   イケース前面より突出状態となるようにダイケースに嵌
   着され、かつ該ダイの前端部外周に、パンチによる素材
   の打込み時、ダイに生じる径方向の膨張量を計測するた
   めのセンサが取付けられてなる圧造成形機の圧造荷重検
   出装置。
2. 【請求項２】ダイは、内周側ケーシングと、この内周側
   ケーシングの外周に表裏面が互に密接するように渦巻き
   状に巻回された薄鋼板の巻回層と、この巻回層の外周に
   挿着された外周側ケーシングとからなるリング体の該内
   周側ケーシング内に、ダイ孔を有するコア部が圧入され
   ることによって構成された請求項１記載の圧造成形機の
   圧造荷重検出装置。