JPH091260A - 迅速金型交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金型の交換を容易かつ確実に短時間で行うこ
とを可能にし、しかも、金型のサイズを縮小かつ軽量に
することを可能にし、高い精度で正確に金型の位置決め
および固定を行えるようにした迅速金型交換装置を提供
する。 【構成】 迅速金型交換装置１０は、プレス機に取り付
けられる台ホルダ１２ｂを有し、台ホルダ１２ｂの台面
の所定間隔位置に基準孔Ｈ2が設けられる。金型Ｋの基
準孔Ｈ1と台ホルダ１２ｂの基準孔Ｈ2にトルクワッシャ
２２を介して位置決めボルト２１が嵌合する。台ホルダ
１２ｂの台裏面の凹部Ｓには、遊動ナット２３が水平方
向、高さ方向および周方向に所定の遊び幅をもって取り
付けられる。基準孔Ｈ1、Ｈ2に位置決めボルト２１を挿
入するとき、ボルト部２１ｃの先端が遊動ナット２３に
当接したところで軸回りに回転させると、遊動ナット２
３が遊び幅の範囲で移動し、ボルト部２１ｃがナット溝
Ｎに噛み合う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板金加工等のプレス機
に用いられる迅速金型交換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車部品等の板金加工を行うプレス機
には、押抜き、絞り、成形、切断等を行うための種々の
金型が取り付けられる。金型は、プレス機の可動部に正
確に位置決めして保持することが必要で、このような金
型の位置決めおよび固定を行う装置として迅速金型交換
装置が用いられている。従来の迅速金型交換装置は、例
えば図１１および図１２に示すように、台ホルダ２ａ、
２ｂがガイドパイプ３により上下方向に移動可能に設け
られ、この台ホルダ２ａ、２ｂの台面に位置決めピン
４、４とクランプ５、５が取り付けられる。金型Ｋを取
り付ける操作手順としては、まず、台ホルダ２ａ、２ｂ
の台面に金型Ｋの基準孔Ｈ1を位置合わせし、ピン摘み
６、６を操作して位置決めピン４、４を台面に突出させ
て基準孔Ｈ1に挿入する。次いで、クランプ摘み７を操
作して、爪部８を閉じて金型Ｋを保持する。金型Ｋを交
換する場合は、逆の手順により金型Ｋを取り外し、他の
金型を同様に取り付ける。金型Ｋの基台部分は、このよ
うな位置決めピン４、４の位置およびクランプ５、５の
固定幅に対応するように基準孔と台幅とを一定の寸法で
形成するが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の迅速金型交換装置によると、金型取付時に、
位置決め操作とクランプ操作を別個に行うため、ピン摘
みとクランプ摘みとを順に操作することになり、交換作
業が煩雑になりやすい。特に、部品の加工の際に多数の
金型を使用する場合には作業者の負担が大きくなる。ま
た、従来は、位置決めピンおよびクランプの位置に合わ
せるように金型を形成するため、金型の基台部分の寸法
が比較的大きくなり、重量が大きくなりやすい。したが
って、金型の交換、運搬、収納等の取扱いが行いにくく
なるといった問題があった。

【０００４】これに対し、台ホルダにボルトとナットで
金型を取り付けることで、位置決めと固定とを同時に行
う構成にすることも可能であるが、このような構成の場
合、金型の取付け時に台ホルダの金型の表面と台ホルダ
の裏面とでボルトおよびナットを保持することが必要に
なり、交換時の作業性が極めて悪くなる。そこで、本発
明は、このような現状に鑑みなされたもので、金型の交
換を容易かつ確実に短時間で行うことを可能にし、しか
も、金型のサイズを縮小かつ軽量にすることを可能に
し、高い精度で正確に金型の位置決めおよび固定を行え
るようにした迅速金型交換装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の迅速金型交換装置は、金型を載置する台面を
有し、この台面の所定間隔位置に前記金型の基準孔に位
置決めされる基準孔を有する台ホルダと、前記金型と前
記台ホルダの基準孔に貫通して挿入されるボルトであっ
て、前記基準孔に摺接可能な外径を有する軸部、この軸
部の一端に前記基準孔の内径よりも大きい外径をもって
形成されるヘッド部、および前記軸部の他端に前記基準
孔の内径よりも小さい外径をもって形成されるボルト部
を有する位置決めボルトと、前記位置決めボルトのボル
ト部に嵌合可能に前記台ホルダの台裏面に設けられるナ
ットであって、水平方向、高さ方向および周方向に所定
の遊び幅をもって前記台裏面に取り付けられる遊動ナッ
トとを備えたことを特徴とする。また、本発明の迅速金
型交換装置は、前記位置決めボルトにトルクワッシャを
挿入するとともに、前記金型および前記台ホルダを前記
トルクワッシャと前記遊動ナットとにより挟持すること
を特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明の迅速金型交換装置によると、まず、台
ホルダの基準孔に金型の基準孔を位置合わせし、各基準
孔に位置決めボルトを挿入する。次いで、ボルト部先端
が遊動ナットに達したところで、位置決めボルトを軸回
りに回転させ、ナット溝にボルト部を噛み合わせる。こ
のとき、遊動ナットが遊び幅の範囲でボルト部の回転軸
に一致するように移動するため、ボルト部がナット溝に
容易に噛み合う。さらに、位置決めボルトを締め付ける
と、遊動ナットが台ホルダ側に締め付けられ、金型が台
ホルダに固定される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の第１実施例を図１〜図７に示す。図２に
示すように、迅速金型交換装置１０は、プレス機の可動
部および基台部に取り付けられる台ホルダ１２ａ、１２
ｂを備える。台ホルダ１２ａの頂面には、プレス機の可
動部に固定される円柱部１３が設けられ、台ホルダ１２
ｂの側面には、プレス機の基台部に固定される連結ボル
ト１４が設けられている。台ホルダ１２ａと１２ｂとの
接続部には、ガイドパイプ１５が設けられ、各台ホルダ
を軸方向に移動可能に保持している。プレス機の可動部
が上下に移動すると、台ホルダ１２ａがこれにともなっ
て上下動するようになっている。

【０００８】台ホルダ１２ａ、１２ｂの台面の両端部中
央には、保護パイプ１６ａ、１６ｂが軸方向に固定さ
れ、台ホルダ１２ａと台ホルダ１２ｂとが所定の間隔以
下にならないように構成されている。また、保護パイプ
１６ａ、１６ｂの幅方向の内側には、所定の間隔を保っ
てワークガイド２４が固定されている。

【０００９】図３〜図５に示すように、台ホルダ１２
ａ、１２ｂの台面の所定間隔位置には、基準孔Ｈ2が設
けられ、この基準孔Ｈ2に合わせて金型Ｋの基準孔Ｈ1が
位置決めされる。各基準孔Ｈ1、Ｈ2には、トルクワッシ
ャ２２を介して位置決めボルト２１が嵌まるようになっ
ている。台ホルダ１２ａ、１２ｂの台裏面には、円形の
凹部Ｓが形成され、この凹部Ｓに位置決めボルト２１に
嵌合する遊動ナット２３が収納されている。台ホルダ２
ａ、２ｂの基準孔Ｈ2については、ブッシュ２５の内孔
に形成されるもので、基準孔Ｈ2の精度は、金型の基準
孔Ｈ1の精度と同程度に設定される。ブッシュ２５の基
準孔Ｈ2に摩耗、キズ等が生じた場合には、ブッシュ２
５を新しいものに交換することも可能である。

【００１０】図１に示すように、位置決めボルト２１の
構成は、ヘッド部２１ａ、軸部２１ｂ、ボルト部２１ｃ
が軸方向に形成されてなる。ヘッド部２１ａは、基準孔
の内径よりも大径になっており、その断面は六角形に形
成される。ヘッド部２１ａにレンチ等を取り付けて回転
することで、位置決めボルト２１を容易に締め付け可能
になる。軸部２１ｂは、金型および台ホルダの基準孔Ｈ
1、Ｈ2に摺接可能な外径に形成され、その長さは基準孔
Ｈ1と基準孔Ｈ2との長さの和よりもやや短い程度になっ
ている。軸部２１ｂの周面は研磨加工され、各基準孔と
周面との間のクリアランスは、１／１００〜２／１００
ｍｍ程度に設定されている。軸部２１ｂの先端に形成さ
れるボルト部２１ｃは、基準孔Ｈ2の内径よりも小さく
形成されており、その長さは、遊動ナット２３の板厚よ
りも長い。金型Ｋおよび台ホルダ１２ａ、１２ｂの各基
準孔Ｈ1、Ｈ2に位置決めボルト２１を嵌合すると、凹部
Ｓの底面からボルト部２１ｃが突出するようになってい
る。

【００１１】トルクワッシャ２２は、外輪２２ａと内輪
２２ｂとからなるもので、外輪２２ａの図１で上側の端
面内周部に内輪２２ｂが回転自在に設けられる。外輪２
２ａと内輪２２ｂとの対向面の間には、周方向にベアリ
ングが組み込まれており、位置決めボルト２１のヘッド
部２１ａを内輪２２ｂに押し付けて締め付けると、外輪
２２ａが金型面に押し付けられる。トルクワッシャ２２
を用いると、締め付け時に内輪２２ｂがヘッド部２１ａ
に合わせて回転するため、外輪２２ａと金型台面との摩
擦抵抗が発生せず、例えば通常のリングワッシャの２分
の１程度に締付け力を抑えることができる。即ち、比較
的軽い力で確実に金型Ｋを固定することが可能になる。

【００１２】遊動ナット２３は、図７に示すように、鉄
等の金属を円盤形に形成してなるもので、位置決めボル
ト２１に嵌合するナット溝Ｎが中心軸方向に形成され
る。例えば、板厚は１０〜１２ｍｍ程度、外径は３０〜
５０ｍｍ程度に設定される。ナット溝Ｎから直径方向に
等距離離れた位置には、貫通孔２３ｈ、２３ｈが形成さ
れ、この貫通孔２３ｈ、２３ｈに取付ネジ２７、２７が
嵌合するようになっている。図１に示すように、取付ネ
ジ２７、２７は、ヘッド部２７ａ、軸部２７ｂ、ネジ部
２７ｃが軸方向に形成されるもので、ヘッド部２７ａと
軸部２７ｂとの間に段差面Ｄ1が形成され、軸部２７ｂ
とネジ部２７ｃとの間に段差面Ｄ2が形成されている。
凹部Ｓに遊動ナット２３を取り付けるときには、段差面
Ｄ2が凹部Ｓの底面に当接するまで、ネジ部２７ｃを台
ホルダ１２ａ、１２ｂのネジ穴に締め付ける。

【００１３】ここで、軸部２７ｂの外径は、貫通孔２３
ｈの内径よりも小さく形成されており、軸部２７ｂの外
周面と貫通孔２３ｈの内周面との間に所定の遊びが形成
される。また、軸部２７ｂの長さは、遊動ナット２３の
板厚よりも大きく形成され、段差面Ｄ1と遊動ナット２
３の端面との間に遊びが形成される。したがって、図６
および図７矢印に示すように、遊動ナット２３が水平方
向、高さ方向および周方向にこの遊びの幅をもって移動
可能に取り付けられることになる。遊び幅の大きさにつ
いては、基準孔Ｈ2の中心軸に対して例えば０．５〜
０．７ｍｍ程度で遊動ナットが移動可能にするとよい。
これは、位置決めボルト２１と基準孔とのクリアランス
に対し、この程度の遊び幅を設けると、位置決めボルト
２１と遊動ナット２３との嵌合がスムーズに行いやすい
からである。

【００１４】次に、金型Ｋの取付け時の操作方法につい
て説明する。台ホルダ１２ａ、１２ｂに金型Ｋを位置決
めする場合、まず、台ホルダ１２ａ、１２ｂの基準孔Ｈ
2に金型Ｋの基準孔Ｈ1を位置合わせし、トルクワッシャ
２２を介して位置決めボルト２１を各基準孔Ｈ1、Ｈ2に
挿入する。次いで、図６に示すように、ボルト部２１ｃ
が遊動ナット２３に当接したところで、位置決めボルト
２１を軸回りに回転させる。すると、遊動ナット２３が
位置決めボルト２１の回転軸に一致するように遊び幅の
範囲で僅かに移動し、ナット溝Ｎにボルト部２１ｃが噛
み合う。さらに、位置決めボルト２１を締め付けると、
遊動ナット２３が台ホルダ側へ締め付けられ、トルクワ
ッシャ２２と遊動ナット２３との間に、台ホルダ１２と
金型Ｋが位置決めされた状態で固定される。

【００１５】台ホルダ１２ａ、１２ｂから金型Ｋを取り
外す場合は、位置決めボルト２１を遊動ナット２３に対
して緩めると、ボルト部２１ｃから遊動ナット２３が外
れる。このとき、遊動ナット２３は、取付ネジ２７によ
って空転が防止される。次いで、位置決めボルト２１を
基準孔Ｈ1、Ｈ2から抜きとると、台ホルダ１２から金型
Ｋを取り外すことができ、他の金型に交換可能になる。

【００１６】次に、比較例を図８に示す。比較例による
迅速金型交換装置３０は、金型Ｋおよび台ホルダ３２の
基準孔Ｈ1、Ｈ2にボルト３１を挿入し、凹部Ｓにナット
３３を挿入するようにしたものである。金型Ｋおよび台
ホルダ１２の各基準孔Ｈ1、Ｈ2にボルト３１を挿入した
後、ヘッド部３１ａを締め付け、ボルト部３１ｃにナッ
ト３３を嵌め合わせることになる。このような比較例の
構成によると、金型Ｋの交換を行うごとに、台ホルダ３
２の裏面側の凹部Ｓに手を回してナット３３を保持する
などの操作が必要になり、金型Ｋの交換が極めて煩雑な
ものとなる。

【００１７】また、図８に示す比較例において、基準孔
Ｈ2の中心軸に合わせて凹部Ｓの底面にナット３３を溶
接等で固定することも可能であるが、ナット３３を固定
する場合に基準孔Ｈ2の精度と同程度かそれ以上の精度
で、ナット３３の固定位置を合わせることが必要にな
り、位置ズレしたまま、ボルト３１を締め付けると、締
め付けが堅くなり、ボルト３１が抜けなくなる。さら
に、このようなナット３３を用いることなく、台ホルダ
３２の板厚内で基準孔Ｈ2とナット溝を連続して形成す
ることも可能であるが、この場合についてもナット溝の
位置の僅かなズレから締め付けが堅固になりやすく、迅
速な交換作業が困難になる。

【００１８】これに対し、前記実施例の構成によれば、
金型Ｋと台ホルダ１２の基準孔Ｈ1、Ｈ2に位置決めボル
ト２１を挿入して回転させることで、遊動ナット２３が
位置決めボルト２１の回転軸に合わせて移動して嵌合す
ることから、台ホルダ１２の裏面側に手を回す必要がな
く、また、締め付けが固くなることがない。したがっ
て、作業者が金型Ｋの交換作業を短時間で容易かつ正確
に行うことができる。

【００１９】また、前記実施例によれば、位置決めボル
ト２１とトルクワッシャ２２がクランプ機能を発揮する
ことになるため、金型Ｋにクランプのための特別な板面
積を確保をすることを必要とせず、金型Ｋのサイズを小
さくすることができる。図１１および図１２に示す従来
例の場合、位置決めピン４とクランプ５とが前後方向に
ズレた位置に設けられるため、金型Ｋの前後幅が比較的
大きく形成されるが、前記実施例の構成によると、金型
Ｋの両端部の２箇所の基準孔によって位置決めおよび固
定を同時に実施することができるため、金型Ｋの前後幅
をトルクワッシャ２２の外径の大きさ程度に確保すれば
足り、金型Ｋを小型化することが可能になる。したがっ
て、金型の製造および取扱いを容易にすることができ、
作業者の負担をより低減することができる。なお、前記
実施例の場合、基準孔Ｈ2を台ホルダ１２ａ、１２ｂの
台面両サイドに３カ所づつ、合計６カ所に設けている
が、これは、小型から大型サイズの金型に合わせて使用
するようにするためである。比較的小さい金型であれ
ば、両サイド中央の基準孔を用いればよく、また、比較
的大きな金型を使用する場合は、四隅の４カ所または６
カ所全部の基準孔を用いることで、より確実に金型を保
持することができる。

【００２０】金型Ｋに形成する基準孔Ｈ1の位置につい
ては、前記台ホルダの両サイドの基準孔Ｈ2のうち、少
なくともそれぞれ１カ所の基準孔Ｈ2に対応するように
設ければよい。したがって、金型Ｋの台形状が基準孔Ｈ
1の位置に制限されにくく、例えば型形状が大きく複雑
な場合には、金型Ｋの最も応力集中の発生しにくい位置
に基準孔を設けるようにすることも可能である。さら
に、前記実施例の構成によると、位置決めボルト２１お
よび遊動ナット２３の構成が比較的簡単であるため、従
来例に示す位置決めピンおよびクランプを採用するのに
比べ、部品点数が少なく、組み付け、加工等が容易で、
装置の製造コストを抑えることができる。また、位置決
めボルト２１と遊動ナット２３は、必要に応じて新しい
ものに容易に交換することができ、台ホルダ等の装置寿
命をを飛躍的に向上させることができる。

【００２１】次に、本発明の第２実施例を図９および図
１０に示す。第２実施例による迅速金型交換装置４０
は、台ホルダ４２の凹部Ｓ1と蓋板４４により形成され
る収納室に遊動ナット４３を収納したものである。台ホ
ルダ４２の台裏面の所定位置に矩形の凹部Ｓ1が形成さ
れ、この凹部Ｓ1に所定の遊び幅をもって遊動ナット４
３が挿入される。凹部Ｓ1の外周部には、段差面Ｐを有
する凹部Ｓ2が形成されており、この段差面Ｐに蓋板４
４がネジ４５により密着して固定される。これにより、
遊動ナット４３が前記収納室の内部で水平方向、高さ方
向および周方向に遊び幅の範囲で移動可能になる。取付
時、基準孔Ｈ1、Ｈ2に位置決めボルト２１を挿入し、ボ
ルト部２１ｃの先端を遊動ナット４３に当接させて軸回
りに回転させると、遊動ナット４３のナット溝Ｎがボル
ト部２１ｃの回転軸に合わせて移動する。次いで、位置
決めボルト２１を締め付けると、遊動ナット４３は凹部
Ｓ1の壁面に当たって空転するのが防止され、台ホルダ
４２側へ締め付けられる。なお、その他の構成は、前記
第１実施例と実質的に同一であるので、同一の構成部分
には、同一の符号を付し、説明を省略する。第２実施例
によれば、金型Ｋの交換操作が容易になるとともに、遊
動ナット４３が蓋板４４により収納室内に密閉されるた
め、遊び幅の隙間にチリや切り屑などが侵入するのが確
実に防止される。なお、本発明の他の実施例としては、
前記第１実施例および第２実施例のトルクワッシャに代
えて、リングワッシャを用いてもよい。また、位置決め
ボルトのヘッド部の外径を大きく形成することで、ワッ
シャを使用せずに締め付けを行うことも可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の迅速金型
交換装置によれば、台ホルダと金型との基準孔に位置決
めボルトを挿入し、遊動ナットにより締め付けを行う構
成としたため、金型の位置決めと固定を簡単な操作で迅
速かつ正確に実施することができ、金型の交換作業を容
易にすることができる。また、本発明の迅速金型交換装
置によれば、位置決めボルトと遊動ナットにより金型ホ
ルダと金型とを挟持し、特別なクランプを必要としない
ため、金型を小型・軽量化することが可能になり、交
換、運搬、収納等の金型の取扱いを容易にし、作業者の
負担を大幅に低減させることができるという効果があ
る。さらに、本発明によれば、装置構成が比較的簡単で
部品加工、組み付け等を容易に行うことができるため、
製造コストを大幅に低減することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による迅速金型交換装置の
位置決めボルトおよび遊動ナットを示す部分拡大断面図
である。

【図２】本発明の第１実施例による迅速金型交換装置を
示す斜視図である。

【図３】本発明の第１実施例による迅速金型交換装置の
台ホルダを示す斜視図である。

【図４】本発明の第１実施例による迅速金型交換装置を
示す縦断面図である。

【図５】本発明の第１実施例による迅速金型交換装置を
示す横断面図である。

【図６】本発明の第１実施例による迅速金型交換装置の
位置決めボルトおよび遊動ナットの嵌合時の動作を説明
するための部分拡大断面図である。

【図７】本発明の第１実施例による迅速金型交換装置の
遊動ナットを示す平面図である。

【図８】比較例による迅速金型交換装置の位置決めボル
トおよび遊動ナットを示す部分拡大断面図である。

【図９】本発明の第２実施例による迅速金型交換装置の
位置決めボルトおよび遊動ナットを示す部分拡大断面図
である。

【図１０】本発明の第２実施例による迅速金型交換装置
の位置決めボルトおよび遊動ナットを示す部分拡大平面
図である。

【図１１】従来例による迅速金型交換装置を示す斜視図
である。

【図１２】従来例による迅速金型交換装置の台ホルダを
示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 迅速金型交換装置 １２ａ、１２ｂ 台ホルダ １５ ガイドパイプ １６ａ、１６ｂ 保護パイプ ２１ 位置決めボルト ２１ｂ 軸部 ２１ａ ヘッド部 ２１ｃ ボルト部 ２２ トルクワッシャ ２３ 遊動ナット ２４ ワークガイド ２５ ブッシュ ２７ 取付ネジ Ｈ1、Ｈ2 基準孔 Ｋ 金型 Ｎ ナット溝 Ｓ 凹部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型を載置する台面を有し、この台面の
   所定間隔位置に前記金型の基準孔に位置決めされる基準
   孔を有する台ホルダと、 前記金型と前記台ホルダの基準孔に貫通して挿入される
   ボルトであって、前記基準孔に摺接可能な外径を有する
   軸部、この軸部の一端に前記基準孔の内径よりも大きい
   外径をもって形成されるヘッド部、および前記軸部の他
   端に前記基準孔の内径よりも小さい外径をもって形成さ
   れるボルト部を有する位置決めボルトと、 前記位置決めボルトのボルト部に嵌合可能に前記台ホル
   ダの台裏面に設けられるナットであって、水平方向、高
   さ方向および周方向に所定の遊び幅をもって前記台裏面
   に取り付けられる遊動ナットとを備えたことを特徴とす
   る迅速金型交換装置。
2. 【請求項２】 前記位置決めボルトにトルクワッシャを
   挿入するとともに、前記金型および前記台ホルダを前記
   トルクワッシャと前記遊動ナットとにより挟持すること
   を特徴とする請求項第１項に記載の迅速金型交換装置。