本发明涉及一种冲压装置，其在驱动单元的驱动作用下在轴向方向上朝向工件推出杆，并且冲压孔。
背景技术：
如日本特开公报no.2014-205151中所公开的，本申请人提出了一种冲压装置，该冲压装置用于通过相对于待处理的片状对象推出冲头的冲压处理而形成孔。在冲压装置中，凸轮块可滑动地布置在本体的内部，并且设置在本体的侧部上的驱动单元的轴连接到凸轮块。进一步，凸轮槽形成在凸轮块中，并且设置于在竖直方向上可移动的杆的一端上的旋转辊插入凸轮槽中。此外，通过在驱动单元的驱动作用下移动凸轮块，旋转辊沿着凸轮槽向下移动，并且随之一起，通过竖直向下地移动杆，通过安装在杆上的冲头在待处理对象上施行孔形成处理。
技术实现要素：
本发明的总体目的是提供一种冲压装置，其能够减小装置大小同时也提高输出。
本发明的特征在于一种冲压装置，该冲压装置包含：
本体；
驱动单元，其具有布置在本体中并且在轴向方向上移位的驱动轴；
杆，其布置成平行于驱动轴移位的方向并且相对于本体可移位地布置；和
驱动力传输机构，其具有能够在与驱动轴的移位方向实质上垂直的方向上移位的滑动件，并且其将由驱动单元输出的驱动力经过滑动件传输到杆；
其中，滑动件包括：
第一倾斜部段，其相对于驱动轴的移位方向倾斜，并且驱动轴的一端与第一倾斜部段接合；和
第二倾斜部段，其相对于移位方向倾斜，并且杆的一端与第二倾斜部段接合；并且
进一步包含增力机构，该增力机构通过第一倾斜部段将驱动力的传输方向转换为实质上垂直的方向，并且将驱动力传输到滑动件，同时在滑动件的移位作用下通过第二倾斜部段按压杆，从而在增大驱动力的同时杆在轴向方向上移位。
根据本发明，在冲压装置的驱动力传输机构中，包括有滑动件，该滑动件能够在实质上垂直于驱动轴的移位方向的方向上移位，并且设置有第一倾斜部段和第二倾斜部段，第一倾斜部段相对于驱动轴的移位方向倾斜并且驱动轴的一端与第一倾斜部段接合，第二倾斜部段相对于移位方向倾斜并且杆的一端与第二倾斜部段接合。驱动力传输机构进一步包括增力机构，该增力机构通过第一倾斜部段将驱动力的传输方向转换为实质上垂直的方向，并且将驱动力传输到滑动件，同时在滑动件的移位作用下通过第二倾斜部段按压杆，从而在增大驱动力的同时杆在轴向方向上移位。
因此，通过具有转换驱动单元的驱动力的传输方向的第一倾斜部段，由于驱动单元可以安置在与滑动件的移位方向实质上垂直的方向上，所以，在滑动件的移位方向上的冲压装置的宽度或横向尺寸可以减小，并且通过动力增大机构可以提高施加于杆的输出。
结合附图，通过以下描述，本发明的以上及其他目的、特征和优势将变得更加明显，其中，本发明的优选实施例通过说明性示例示出。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的冲压装置的整体横截面视图；
图2是图1所示的冲压装置的分解立体视图；
图3是沿着图1的线iii-iii截取的横截面视图；以及
图4是示出图1的冲压装置的驱动单元被驱动，杆在向下方向上被推动，并且在工件上实行加工的情况的整体横截面视图。
具体实施方式
如图1至4所示，冲压装置10包括本体12、杆16、驱动单元18和驱动力传输机构20，杆16沿着本体12的贯穿孔14可移位地布置，驱动单元18驱动杆16，驱动力传输机构20增加来自驱动单元18的驱动力并且将驱动力传输到杆16。
本体12是横截面为矩形形状的块形，例如，固定到安装有冲压装置10的输送路径上，并且其中形成有第一容纳孔22，第一容纳孔22在沿着其高度方向的大致中心部分在水平方向(箭头a1，a2所指的方向)上延伸。第一容纳孔22形成为横截面为矩形形状，并且其两个开口端由安装在本体12的侧表面上的盖构件24a，24b闭合。
进一步，在本体12的一端侧(在箭头a1的方向上)的上部形成有横截面为矩形的开口26。开口26在竖直向下方向上(在箭头b1的方向上)以贯穿的方式延伸到第一容纳孔22。
此外，在本体12中形成有第二容纳孔28，第二容纳孔28的横截面为矩形形状，并且在垂直于第一容纳孔22的竖直方向(箭头b1和b2的方向)上延伸。第二容纳孔28相对于第一容纳孔22的沿着纵向方向(箭头a1和a2的方向)的中心形成在另一端侧(箭头a2的方向)的位置处，形成为与第一容纳孔22交叉，并且其上端在本体12的上部分开口。
此外，第二容纳孔28的下端从本体12的下部分延伸预定高度到本体12内部的位置(到第一容纳孔22侧)，并且在其下端，贯穿孔14形成为延伸到本体12的下部分。贯穿孔14形成为横截面为圆形形状，并且从第二容纳孔28的底部贯穿到本体12的下部分。更具体地，第二容纳孔28和贯穿孔14形成在沿着竖直方向(箭头b1和b2的方向)的直线上。
进一步，在驱动力传输机构20等容纳在本体12内部中的状态下，本体盖30a，30b安装在本体12的本体侧表面上，从而闭合侧表面(参见图3)。
杆16例如由插入通过第二容纳孔28和贯穿孔14的直径大致一致的轴本体构成，并且通过设置在贯穿孔14内部的衬套32而在轴向方向(箭头b1和b2的方向)上可移位地布置。
另外，在本体12的向下侧的贯穿孔14的开口中，盖件36通过锁定环34布置。布置在盖件36的内周面上的衬垫38沿着杆16的外周表面滑动，从而开口被闭合并且防止来自外部的灰尘等等进入。
进一步，杆16的远端总是从盖件36和本体12的下部分以预定长度向下(在箭头b1的方向上)突出，并且安装有稍后描述的附件42的安装孔40形成在杆16的中心。
附件42包括轴部分44和加工部46，轴部分44形成在附件42的近端侧(在箭头b2的方向上)并且插入安装孔40中，加工部46形成在附件42的远端侧(在箭头b1的方向上)并且横截面为圆形，其直径相对于轴部分44减小，并且在其一端具有刀片或切割构件。此外，在轴部分44插入安装孔40中并且加工部46向下突出的状态下，附件42通过定位螺钉固定到杆16的远端。
驱动单元18例如是在压力流体的供给下被驱动的流体压力缸，其被布置成相对于本体12的上部分竖直向上(在箭头b2的方向上)延伸。驱动单元18包括缸筒48、活塞50和活塞杆(驱动轴)52，缸筒48形成为管形形状，活塞50可移位地设置在缸筒48内部，活塞杆52连接到活塞50并且将驱动力传输到驱动力传输机构20。
缸筒48中形成有沿着轴向方向(箭头b1，b2的方向)贯穿缸筒48的中心的缸孔54。如图2所示，在轴向方向上贯穿的螺栓孔56分别形成在缸孔54的外周侧的四个拐角中。
进一步，用于供给和排出压力流体的第一端口58和第二端口60形成在缸筒48的外周部上。未图示的管道连接到第一端口58和第二端口60，并且分别与缸孔54连通。第一端口58布置在缸筒48的一端侧(在箭头b2的方向上)，而第二端口60布置在缸筒48的另一端侧(在箭头b1的方向上)。
头盖62安装在缸筒48的一端上，并且杆盖64安装在其另一端上以闭合缸孔54。此外，在由大致长方形板形成的基板66抵接缸筒48的另一端的状态下，从缸筒48的一端侧通过螺栓孔56插入的紧固螺栓68被螺纹接合并连接到基板66。
活塞50在缸孔54的内部、在头盖62和杆盖64之间在轴向方向(箭头b1和b2的方向)上可移位地布置。活塞杆52的一端嵌塞并连接在活塞50的中心。
此外，通过插入通过杆盖64的内部同时从缸筒48的另一端向外突出到外部并且连接到稍后描述的第一可移位体74，活塞杆52的另一端侧沿着轴向方向上可移动地被支撑。
例如，横截面为椭圆形状的通孔70大致形成在基板66的中心。活塞杆52可移动地插入通过通孔70的内部，同时稍后描述的第一可移位体74也被可移动地插入。
进一步，基板66以与在本体12的上部分上开口的开口26面对的关系布置，并且在开口26和通孔70在一条直线上的位置处，基板66通过多个固定螺栓72相对于本体12的上部分固定(参见图2)。因此，在通孔70和开口26彼此连通的状态下，驱动单元18通过基板66以垂直方式固定在本体12的上部分上。
驱动力传输机构20包括第一可移位体74、凸轮块(滑动件)76和第二可移位体78，第一可移位体74连接到活塞杆52的另一端，凸轮块76可移动地布置在本体12的第一容纳孔22中，第二可移位体78连接到杆16的近端。
第一可移位体74包含桥接部分80和轭状部分82，桥接部分80通过本体12的开口26容纳在第一容纳孔22中并且活塞杆52的连接部86连接到桥接部分80，轭状部分82以从桥接部分80的两端分叉的方式向下且垂直地突出。横截面为矩形、在水平方向上贯穿的槽84包括在桥接部分80中，并且通过相对于槽84在水平方向上插入活塞杆52的连接部86，连接部86与槽84接合，并且产生在轴向方向上的相对移位被调节的连接状态。
进一步，轭状部分82在远离活塞杆52的方向上，即在向下方向(箭头b1的方向)上延伸，并且凸轮块76的一端侧插入通过以预定间隔互相分离的轭状部分82之间的内部区域，同时第一旋转辊88的旋转轴88a相对于形成在轭状部分82的端部中的销孔可枢转地被支撑。
此外，第一旋转辊88的旋转轴88a的端部分别插入通过安装在本体12的两个侧表面上的凸轮盖89的狭缝89a，从而第一旋转辊88被调节成仅在竖直方向(箭头b1和b2的方向)上可移动。
此外，通过活塞杆52的连接部86连接到桥接部分80，第一可移位体74能够在竖直方向(箭头b1和b2的方向)上与第一容纳孔22和本体12的开口26中的活塞杆52一体地自由移动。
例如，凸轮块76形成为横截面为大致细长形状的块状形状，其一端形成为比另一端更薄。可旋转地布置在第二容纳孔28的上部的支撑辊90抵接凸轮块76的上表面，并且用以当凸轮块76在水平方向(箭头a1和a2的方向)上移动时沿着第一容纳孔22引导凸轮块76。
进一步，当第二可移位体78和杆16被降低并且实行工件w(参见图1)的加工时，相对于第二可移位体78和杆16在竖直向上方向上(在箭头b2的方向上)从工件w施加反作用力，并且支撑辊90用作能够防止凸轮块76被这种反作用力向上(在箭头b2的方向上)按压的止动器。
另一方面，薄板形的支承构件92安置在凸轮块76的底表面上。支承构件92抵接第一容纳孔22的底壁表面。例如，支承构件92由具有低摩擦系数的材料形成并且在其表面上涂覆有润滑剂。支承构件92沿着第一容纳孔22的底壁表面平滑地引导凸轮块76。
进一步，如图1和图2所示，在凸轮块76中，包括有在一端侧形成为直线形状的第一凸轮槽(第一倾斜部段)94以及在其另一端侧形成为横截面为大致v形的第二凸轮槽(第二倾斜部段)96。第一凸轮槽94和第二凸轮槽96分别形成为具有恒定宽度，在厚度方向上贯穿。第一凸轮槽94布置在凸轮块76的薄壁区域上，而第二凸轮槽96布置在凸轮块76的厚壁区域上。
第一凸轮槽94在倾斜预定角度的倾斜方位上延伸，使得其一端位于凸轮块76的底表面附近，并且另一端位于凸轮块76的上表面附近。可枢转地支撑在第一可移位体74中的第一旋转辊88插入到第一凸轮槽94的内部中。
换言之，第一凸轮槽94形成为从较下部位到较上部位且从凸轮块76的一端到另一端的直线形状。
第二凸轮槽96包括在其一端侧(在箭头a1的方向上)的第一槽部分98和第二槽部分100，第一槽部分98形成在底表面侧，第二槽部分100结合到第一槽部分98并且朝向另一端侧(在箭头a2的方向上)逐渐向上(在箭头b2的方向上)延伸。
第一槽部分98的一端布置在与第一凸轮槽94的一端大致相同的高度处，并且第一槽部分98从一端朝向另一端侧(在箭头a2的方向上)以第一倾斜角θ1(参见图1)向上(在箭头b2的方向上)倾斜。第二槽部分100朝向另一端侧(在箭头a2的方向上)相对于第一槽部分98以更大的第二倾斜角θ2(参见图1)向上(在箭头b2的方向上)倾斜。第一倾斜角θ1和第二倾斜角θ2是相对于限定凸轮块76的移位方向的水平方向(箭头a1和a2的方向)的倾斜角。
更具体地，第二凸轮槽96形成为从具有不同倾斜角的第一槽部分98和第二槽部分100起的台阶形状。此外，可枢转地支撑在稍后描述的第二可移位体78中的第二旋转辊108插入到第二凸轮槽96中。
第二可移位体78包含桥接部分102和轭状部分104，桥接部分102沿着本体12的第二容纳孔28可移动地被容纳并且活塞杆16的近端部连接到桥接部分102，轭状部分104以从桥接部分102的两端分叉的方式向上(在箭头b2的方向上)且垂直地突出。如图1所示，在轴向方向上延伸并且与杆16螺纹接合的连接孔106包括在桥接部分102中，并且杆16和第二可移位体78通过连接孔106以直线连接。
进一步，轭状部分104在远离杆16的方向上，即在向上方向(箭头b2的方向)上延伸，并且凸轮块76的另一端侧插入通过以预定间隔互相分离的轭状部分104之间的内部区域，同时第二旋转辊108相对于形成在轭状部分104的端部中的销孔可旋转地被可枢转地支撑。第二旋转辊108插入到插入轭状部分104之间的凸轮块76的第二凸轮槽96中。
此外，通过杆16的近端部连接到桥接部分102，第二可移位体78能够沿着本体12的第二容纳孔28与杆16一体地在竖直方向(箭头b1和b2的方向)上自由移动，并且同时，杆16能够在第二容纳孔28和贯穿孔14中自由移动。
根据本发明的实施例的冲压装置10基本上如上所述地构造。接下来，将描述冲压装置10的操作和效果。在下面的描述中，图1中示出的驱动单元18的活塞50移动到头盖62侧(在箭头b2的方向上)的情况将被描述为初始位置。此外，将给出关于通过安装在杆16上的附件42而在工件w的预定位置处施行开孔处理的情况的描述。
在初始位置，产生工件w被放置在安装于杆16上的附件42下方(在箭头b1的方向上)并且工件w位于在与附件42一条直线上的位置处、期望施行开孔的加工部位的情况。在该状态下，压力流体从未图示的压力流体供给源通过管道供给到第一端口58。因此，通过引入缸孔54中的压力流体，活塞50沿着缸筒48移动到杆盖64侧(箭头b1的方向)，伴随着活塞杆52与第一可移位体74一起向下移动。进一步，在该情况下，第二端口60被放置在向大气开放的状态下。
此外，通过支撑在第一可移位体74上的第一旋转辊88沿着第一凸轮槽94下降，凸轮块76被按压并且开始沿着第一容纳孔22朝向本体12的另一端侧(在箭头a2的方向上)移动。更具体地，驱动单元18在竖直向下方向上的推进力(驱动力)被转换为凸轮块76的水平导向的推进力，并且被传输到凸轮块76。
此时，凸轮块76通过安装在其底表面上的支承构件92沿着第一容纳孔22的底壁表面平滑且高度准确地移位，并且与之一起，通过布置在杆16的外周侧的衬套32，杆16在竖直向下方向(箭头b1的方向)上被高精度地引导。
伴随着凸轮块76的移动，位于第二凸轮槽96中的第二槽部分100的一端处的第二旋转辊108被向下按压，并且从图1中示出的状态起，通过第二旋转辊108保持的第二可移位体78和杆16开始以一体的形式下降。更具体地，在水平方向(箭头a2的方向)上施加于凸轮块76的推进力再一次被转换为竖直向下方向(在箭头b1的方向上)，并且通过与第二凸轮槽96接合的第二旋转辊108而向第二可移位体78和杆16传输。
此外，凸轮块76在驱动单元18的驱动作用下移动到本体12的另一端侧(在箭头a2的方向上)。由此，第二可移位体78和杆16进一步下降，于是，附件42的加工部46朝向工件w侧接近，并且加工部46开始抵接工件w的表面。与之一起，第二旋转辊108从第二槽部分100移动到第一槽部分98中，并且因为第一槽部分98具有比第二槽部分100小的倾斜角(θ1<θ2)，所以施加于第二可移位体78和杆16的、竖直向下(箭头b1的方向)传输的驱动力(输出)变大。更具体地，与第二旋转辊108和第二槽部分100接合的情况相比较，竖直向下传输的驱动力在动力上增大。
换言之，在第二凸轮槽96中，第二旋转辊108在其中移动的第一槽部分98用作用于增大施加于第二可移位体78、杆16和附件42的驱动力的动力增大机构，同时此外，第一槽部分98内部的第二旋转辊108的移动距离限定增大动力的动力增大范围。
此外，通过在其驱动力被增大的状态下进一步驱动驱动单元18，第二旋转辊108朝向第一槽部分98的一端移动，并且如图4所示，经由杆16，附件42的加工部46冲压工件w的预定部位，圆形横截面形状的预定冲压孔z形成在工件w中。
在从附件42抵接工件w的表面直到冲压发生为止的处理期间，在与按压方向相反的方向(箭头b2的方向)上从工件w向附件42施加反作用力，并且反作用力通过杆16和第二可移位体78传输到凸轮块76。然而，由于凸轮块76的向上(在箭头b2的方向上)移动被与凸轮块76的上表面抵接的支撑辊90限制，所以，凸轮块76被维持在预定位置，而不因反作用力移动。结果，即使在这种反作用力相对于凸轮块76被施加的情况下，凸轮块76也可以沿着第一容纳孔22以高准确度移位。
如图4所示，在冲压孔z形成在工件w的预定位置处之后，在未图示的切换装置的切换作用下，已经供给到第一端口58的压力流体转而供给到第二端口60。进一步，在该情况下，第一端口58被放置在向大气开放的状态下。
因此，压力流体被供给在活塞50和杆盖64之间，于是活塞50朝向头盖62侧(在箭头b2的方向上)被按压。随之一起，通过活塞杆52和第一可移位体74在向上方向上移动并且第一旋转辊88沿着第一凸轮槽94被向上拉动，凸轮块76沿着第一容纳孔22朝向本体12的一端侧(在箭头a1的方向上)移动。
同时，插入通过第二凸轮槽96的第二旋转辊108从第一槽部分98移动到第二槽部分100中，于是第二可移位体78和杆16被向上(在箭头b2的方向上)拉动，并且随之一起，附件42从工件w的冲压孔z向上拉出。通过在驱动单元18的驱动作用下凸轮块76移动到本体12的一端侧(在箭头a1的方向上)，第二旋转辊108移动到第二槽部分100的一端，并且如图1所示，恢复第一可移位体74和第二可移位体78及杆16向上(在箭头b2的方向上)移动的初始位置。
如上所述，根据本实施例，驱动单元18设置在构成冲压装置10的本体12的上部分，同时，凸轮块76设置成沿着本体12的第一容纳孔22水平地移动，并且支撑在连接到驱动单元18的活塞杆52的第一可移位体74中的第一旋转辊88与在倾斜方位上延伸的凸轮块76的第一凸轮槽94接合。因而，驱动单元18的驱动力可以转换为在凸轮块76的水平方向上的推进力并且被传输到凸轮块76。
以该方式，通过将驱动单元18设置在本体12的上部分，与其中驱动单元布置在本体的一端上的常规冲压装置相比较，本体12的纵向方向(横向方向)尺寸可以减小。因此，即使冲压装置10的安置环境中纵向方向上的可用空间受到限制的情况下，也可以使冲压装置10容易地被安置。
进一步，通过由第一槽部分98和第二槽部分100构建凸轮块76的第二凸轮槽96，第一槽部分98相对于凸轮块76的移动方向(箭头a1和a2的方向)具有小的第一倾斜角θ1，第二槽部分100具有较大的第二倾斜角θ2，在连接到杆16的第二可移位体78的第二旋转辊108与第二凸轮槽96接合的状态下，通过在驱动单元18的驱动作用下第二旋转辊108从第二槽部分100移动到第一槽部分98中，相对于第二可移位体78和杆16在竖直向下方向(箭头b1的方向)上即朝向工件w侧施予的输出可以在动力上增大。结果，由驱动单元18输出的驱动力通过驱动力传输机构20而在动力上增大，并且可以通过将增大的驱动力传输到杆16而实行工件w的加工。
此外，即使由驱动单元18输出的驱动力小，也可以通过驱动力传输机构20增大驱动力并且将增大的驱动力传输到杆16，而以预期的输出对工件w进行加工。因此，例如，即使在需要大输出的情况下，也可以利用具有小输出的驱动单元18来解决这种要求，并且可以使冲压装置10做得规模更小。
此外，由于构成驱动单元18的流体压力缸可以通过螺纹旋转紧固螺栓68而自由地附接和拆卸，所以，可以通过简单地将驱动单元18替换为另一驱动单元18来解决与待由冲压装置10加工的工件w的形状和类型等响应的预期输出。因此，通过适当地更换驱动单元18，可以利用单个冲压装置施行对需要不同输出条件的各种工件w的加工，而不要求准备配备有具有不同输出的驱动单元18的多个冲压装置。
进一步，通过适当地修改第二凸轮槽96中的第一槽部分98的第一倾斜角θ1或轴向方向(箭头a1和a2的方向)上的长度，可以自由设定动力增大范围或增大程度。
此外，在上述冲压装置10中，给出了凸轮块76的第一凸轮槽94形成为线性形状的情况的描述。然而，例如，通过以与第二凸轮槽96相同的方式形成横截面大致为v形的第一凸轮槽94，可以使在凸轮块76的水平方向上通过第一凸轮槽94获得的推进力在动力上增大。结果，由于可以分别通过第一凸轮槽94和第二凸轮槽96使驱动单元18的驱动力增大，所以，与仅通过第二凸轮槽96增大的情况相比较，可以使增大程度更大，因而使得即使与具有小输出能力的驱动单元18也能够兼容，并且可以使装置做得规模更小。
根据本发明的冲压装置不局限于上述实施例，在不偏离如所附权利要求书中阐述的本发明的基本范围的情况下，可以采用各种修改或附加构造。