(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウタ成形ヘッドと、アウタ成形ヘッドを外郭としてアウタ成形ヘッドに内設するインナ成形ヘッドとを設けて、アウタ成形ヘッドとインナ成形ヘッドを任意の位相差とストローク長さ及び昇降速度をもって昇降する複動成形装置において、
（イ）前記アウタ成形ヘッドは、複動成形装置のフレーム側を第１可動スライダ、アウタ成形ヘッドの外壁側を第１磁石板として構成する第１リニアモータをアウタ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはフレーム側を第２磁石板、アウタ成形ヘッドの外壁側を第２可動スライダとして構成する第２リニアモータをアウタ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設して、対向するリニアモータ間の磁気吸引力を相殺するとともに、リニアモータ間の磁気吸引力に対して直角の上下方向に向けてアウタ成形ヘッドの昇降を案内する案内装置を設けて、案内装置にリニアモータの磁気吸引力が作用しないように構成する。
（ロ）前記アウタ成形ヘッドの昇降を案内する前記案内装置は、ローラユニットとガイドレールで構成するリニアローラガイドとし、フレーム側を第１ローラユニット、アウタ成形ヘッドの外壁側を第１ガイドレールとして構成する第１リニアローラガイドをアウタ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはフレーム側を第２ガイドレール、アウタ成形ヘッドの外壁側を第２ローラユニットとして構成する第２リニアローラガイドをアウタ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設する。
（ハ）前記インナ成形ヘッドは、前記アウタ成形ヘッドに少なくとも１基内設し、前記アウタ成形ヘッドの内壁側を第３可動スライダ、インナ成形ヘッドの外壁側を第３磁石板として構成する第３リニアモータをインナ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはアウタ成形ヘッドの内壁側を第４磁石板、インナ成形ヘッドの外壁側を第４可動スライダとして構成する第４リニアモータをインナ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設して、対向するリニアモータ間の磁気吸引力を相殺するとともに、リニアモータ間の磁気吸引力に対して直角の上下方向に向けてインナ成形ヘッドの昇降を案内する案内装置を設けて、案内装置にリニアモータの磁気吸引力が作用しないように構成する。
（ニ）インナ成形ヘッドの昇降を案内する案内装置は、ローラユニットとガイドレールで構成するリニアローラガイドとし、アウタ成形ヘッドの内壁側を第３ローラユニット、インナ成形ヘッドの外壁側を第３ガイドレールとして構成する第３リニアローラガイドをインナ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはアウタ成形ヘッドの内壁側を第４ガイドレール、インナ成形ヘッドの外壁側を第４ローラユニットとして構成する第４リニアローラガイドをインナ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設する。
以上で構成することを特徴とする複動成形装置。
【請求項２】
アウタ成形ヘッドと、アウタ成形ヘッドを外郭としてアウタ成形ヘッドに内設するインナ成形ヘッドとを設けて、アウタ成形ヘッドとインナ成形ヘッドを任意の位相差とストローク長さ及び昇降速度をもって昇降する複動成形装置において、
（イ）前記アウタ成形ヘッドは、複動成形装置のフレーム側を第１可動スライダ、アウタ成形ヘッドの外壁側を第１磁石板として構成する第１リニアモータをアウタ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはフレーム側を第２磁石板、アウタ成形ヘッドの外壁側を第２可動スライダとして構成する第２リニアモータをアウタ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設して、対向するリニアモータ間の磁気吸引力を相殺するとともに、リニアモータ間の磁気吸引力に対して直角の上下方向に向けてアウタ成形ヘッドの昇降を案内する案内装置を設けて、案内装置にリニアモータの磁気吸引力が作用しないように構成する。
（ロ）前記アウタ成形ヘッドの昇降を案内する前記案内装置は、ローラユニットとガイドレールで構成するリニアローラガイドとし、フレーム側を第１ローラユニット、アウタ成形ヘッドの外壁側を第１ガイドレールとして構成する第１リニアローラガイドをアウタ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはフレーム側を第２ガイドレール、アウタ成形ヘッドの外壁側を第２ローラユニットとして構成する第２リニアローラガイドをアウタ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設する。
（ハ）前記インナ成形ヘッドは、前記アウタ成形ヘッドに少なくとも１基内設する液圧シリンダ、または空圧シリンダと、当該シリンダのピストンロッドの先端部に固設する少なくとも１基のインナヘッドとで構成する。
以上で構成することを特徴とする複動成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス加工分野の中でも主に軽微な荷重、かつ高精度な位置決め精度とクリーンな作業環境及びライン組み込み対応のための省スペースを要求される成形装置に関し、特に深絞り加工や抜き絞り加工を必要とする小物精密部品を加工する複動成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軽微な荷重で、かつ高精度な位置決め精度を必要とする小物精密部品を加工する成形装置は、機械プレスにあってはクランク機構を用いたクランクプレス、あるいは油圧プレス等が一般的に用いられている。
その他、ＡＣサーボモータを駆動源としてねじ機構によりスライドを昇降する成形装置が提供されている。
【０００３】
しかし、クランクプレスにおいては、熱変位等でスライドの下死点の位置精度が安定しない問題があり、油圧プレスでは、油を使用することにより油圧ユニットの設置スペースや騒音等を含むクリーンな作業環境に対応出来ないと言う問題がある。また、ＡＣサーボモータを駆動源とする成形装置では、高速位置決め精度や作業効率等に問題がある。
そうした背景を受けて、高速で、安定した高精度の位置決めが出来、加減速時間が短い効率的動力伝達が出来ると言うリニアモータの特性を生かし、リニアモータによる成形装置も開発が成されて来ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
リニアモータによる成形装置では、リニアモータと案内装置の取り付け位置の関係によって、リニアモータの磁気吸引力により成形ヘッドの昇降を案内する案内装置に力が働き、リニアモータを構成する可動スライダと磁石板との間の空隙が変化して、リニアモータの推力が安定しなかったり、案内装置に変化が生じて摩擦抵抗が増大して成形ヘッドのスムーズな昇降が出来ない等の問題がある。
また、深絞り加工や抜き絞り加工して生産する製品では、上型に成形用のポンチの他に材料の板押さえ装置を必要とする場合があり、加圧ヘッドの複動化が必要とされている。
【０００５】
本発明の目的は、上述の課題を解決し、熱変位等で成形ヘッドの下死点の位置精度が左右されることなく高精度で、設置スペースやクリーンな作業環境に対応出来、騒音・振動を抑制するとともに、成形ヘッドの高速運転時の位置決めが確実で、かつ深絞り加工や抜き絞り加工を必要とする小物精密部品の加工にも対応出来る複動成形装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明は、アウタ成形ヘッドと、アウタ成形ヘッドを外郭としてアウタ成形ヘッドに内設するインナ成形ヘッドとを設けて、アウタ成形ヘッドとインナ成形ヘッドを任意の位相差とストローク長さ及び昇降速度をもって昇降する複動成形装置において、アウタ成形ヘッドは、複動成形装置のフレーム側を第１可動スライダ、アウタ成形ヘッドの外壁側を第１磁石板として構成する第１リニアモータをアウタ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはフレーム側を第２磁石板、アウタ成形ヘッドの外壁側を第２可動スライダとして構成する第２リニアモータをアウタ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設して、対向するリニアモータ間の磁気吸引力を相殺するとともに、リニアモータ間の磁気吸引力に対して直角の上下方向に向けてアウタ成形ヘッドの昇降を案内する案内装置を設けて、案内装置にリニアモータの磁気吸引力が作用しないように構成する。
【０００７】
このアウタ成形ヘッドの昇降を案内する案内装置は、ローラユニットとガイドレールで構成するリニアローラガイドとし、フレーム側を第１ローラユニット、アウタ成形ヘッドの外壁側を第１ガイドレールとして構成する第１リニアローラガイドをアウタ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはフレーム側を第２ガイドレール、アウタ成形ヘッドの外壁側を第２ローラユニットとして構成する第２リニアローラガイドをアウタ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設する。
【０００８】
また、インナ成形ヘッドは、アウタ成形ヘッドに少なくとも１基内設し、アウタ成形ヘッドの内壁側を第３可動スライダ、インナ成形ヘッドの外壁側を第３磁石板として構成する第３リニアモータをインナ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはアウタ成形ヘッドの内壁側を第４磁石板、インナ成形ヘッドの外壁側を第４可動スライダとして構成する第４リニアモータをインナ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設して、対向するリニアモータ間の磁気吸引力を相殺するとともに、リニアモータ間の磁気吸引力に対して直角の上下方向に向けてインナ成形ヘッドの昇降を案内する案内装置を設けて、案内装置にリニアモータの磁気吸引力が作用しないように構成する。
【０００９】
このインナ成形ヘッドの昇降を案内する案内装置は、ローラユニットとガイドレールで構成するリニアローラガイドとし、アウタ成形ヘッドの内壁側を第３ローラユニット、インナ成形ヘッドの外壁側を第３ガイドレールとして構成する第３リニアローラガイドをインナ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはアウタ成形ヘッドの内壁側を第４ガイドレール、インナ成形ヘッドの外壁側を第４ローラユニットとして構成する第４リニアローラガイドをインナ成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設する。
上述のようにして、複動成形装置を構成する。
【００１０】
または、上述のように構成されたリニアローラガイドで案内されてアウタ成形ヘッドを昇降するアウタ成形ヘッドを外郭として、アウタ成形ヘッドに内設するインナ成形ヘッドをアウタ成形ヘッドに少なくとも１基内設する液圧シリンダ、または空圧シリンダと、このシリンダのピストンロッドの先端部に固設する少なくとも１基のインナヘッドとで構成して、複動成形装置を構成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１から図７に、本発明の成形装置の実施例を示す。
図１から図４は、本発明の第１実施例を示す。
図１から図３に示すように、複動成形装置１は、図示しない下型を取り付ける基台２上に左フレーム３と右フレーム４を基台２と一体形成して立設し、この左フレーム３と右フレーム４との間に、図示しない上型を取り付けるアウタ成形ヘッド６と、アウタ成形ヘッド６に内設するインナ成形ヘッド５とを設けたケーシング７を挟設して構成する。
【００１２】
ケーシング７の左内面部と右内面部には、可動スライダ８Ａ、８Ａが固設され、可動スライダ８Ａ、８Ａに対向してケーシング７に内設するアウタ成形ヘッド６の左側面部及び右側面部には、ケーシング７に設けた各々の可動スライダ８Ａ、８Ａと係合する磁石板８Ｂ、８Ｂが固設され、リニアモータ８、８を構成する。
【００１３】
図４に示すように、リニアモータ８は、コイル巻線（９）とその冷却部を一体化した可動スライダ８Ａと、永久磁石のＮ極とＳ極で形成して磁界を発生する磁石板８Ｂの二つの基本部で空隙を介して構成し、可動スライダ８Ａのコイル９に対向する磁極位置に応じてコイル９の電流の位相を制御して同期させることによって、推力を連続的に得る。
可動スライダ８Ａの内部には、発熱源であるコイル巻線（９）のごく近くに図示しない強制冷却用の配管が埋設されており、可動スライダ８Ａの先端部に設けた接続口１０と接続する配管１１を介して、図示しない冷却装置から供給させる冷却液によって冷却され、効率よく熱を外部に排出することが出来る。
これにより、リニアモータ８の発熱が複動成形装置（１）に及ぼす影響を最小限に抑制している。
なお、リニアモータ８の冷却は、空冷方式を用いる場合もある。
【００１４】
ケーシング７の前内面部と後内面部には、ローラユニット１２Ａ、１２Ａが固設され、ローラユニット１２Ａ、１２Ａに対向してアウタ成形ヘッド６の前面部と後面部には、ケーシング７に設けた各々のローラユニット１２Ａ、１２Ａと係合するガイドレール１２Ｂ、１２Ｂが固設され、リニアガイド１２、１２を構成する。
【００１５】
アウタ成形ヘッド６の左内面部と右内面部には、可動スライダ１３Ａ、１３Ａが固設され、可動スライダ１３Ａ、１３Ａに対向してアウタ成形ヘッド６に内設するインナ成形ヘッド５の左側面部及び右側面部には、アウタ成形ヘッド６に設けた各々の可動スライダ１３Ａ、１３Ａと係合する磁石板１３Ｂ、１３Ｂが固設され、リニアモータ１３、１３を構成する。
【００１６】
アウタ成形ヘッド６の前内面部と後内面部には、ローラユニット１４Ａ、１４Ａが固設され、ローラユニット１４Ａ、１４Ａに対向してインナ成形ヘッド５の前面部と後面部には、アウタ成形ヘッド６に設けた各々のローラユニット１４Ａ、１４Ａと係合するガイドレール１４Ｂ、１４Ｂが固設され、リニアガイド１４、１４を構成する。
【００１７】
図示しない制御装置にあらかじめ設定したインナとアウタのそれぞれの成形ヘッド５、６のストローク長さＳ１、Ｓ２と上死点及び下死点の範囲において、リニアモータの８、１３の可動スライダ８Ａ、１３Ａのコイル（９、９）に通電されて、インナ成形ヘッド５及びアウタ成形ヘッド６はリニアモータ８、１３の推力により任意の位相差とストローク長さＳ１、Ｓ２及び昇降速度もって昇降して、基台２上に取り付けた図示しない下型と、アウタ成形ヘッド６に取り付けた図示しない上型によって、供給された材料の深絞り加工や抜き絞り加工を必要とする小物精密部品へのプレス加工が行われる。
【００１８】
このように、インナ成形ヘッド５及びアウタ成形ヘッド６を挟んでそれぞれのリニアモータ１３、１３、８、８を対向して設けることにより、対向するそれぞれのリニアモータ１３、１３、８、８間の磁気吸引力を相殺して、スムーズなインナ成形ヘッド５及びアウタ成形ヘッド６の昇降が可能となる。
それとともに、リニアモータ１３、８の取り付け位置、言い換えれば、リニアモータ１３、１３、８、８間の磁気吸引力方向に対して直角の上下方向に向けて案内装置であるリニアローラガイド１４、１４、１２、１２を設けたので、それぞれのリニアローラガイド１４、１２にそれぞれのリニアモータ１３、８の磁気吸引力を作用せず、安定した下死点の位置精度が得られる。
【００１９】
なお、本第１実施例で、アウタ成形ヘッドにおいてはケーシング７側に可動スライダ８Ａを、アウタ成形ヘッド６側に磁石板８Ｂを固設してリニアモータ８を構成、また、インナ成形ヘッド５においてはアウタ成形ヘッド６側に可動スライダ１３Ａを、インナ成形ヘッド５側に磁石板１３Ｂを固設してリニアモータ１３を構成したが、それぞれに可動スライダ８Ａ、１３Ａと磁石板８Ｂ、１３Ｂとを逆に固設してリニアモータ８、１３を構成してもよい。
同様に、アウタ成形ヘッドにおいてはケーシング７側にローラユニット１２Ａを、アウタ成形ヘッド６側にガイドレール１２Ｂを固設してリニアガイド１２を構成、また、インナ成形ヘッド５においてはアウタ成形ヘッド６側にローラユニット１４Ａを、インナ成形ヘッド５側にガイドレール１４Ｂを固設してリニアガイド１４を構成したが、それぞれにローラユニット１２Ａ、１４Ａとガイドレール１２Ｂ、１４Ｂとを逆に固設してリニアガイド１２、１４を構成してもよい。
【００２０】
図５は、本発明の第２実施例を示す。
図５に示すように、第２実施例における複動成形装置２１は、アウタ成形ヘッド２６の構成は第１実施例と同一として、アウタ成形ヘッド２６に内設するインナ成形ヘッド２５を４基とした場合の事例である。
アウタ成形ヘッド２６の内部は左右仕切り板２６Ａと前後仕切り板２６Ｂにより４つの部屋に仕切られ、それぞれの部屋ごとに設けられたインナ成形ヘッド２５が上述の第１実施例のインナ成形ヘッド（５）と同様に配置されたリニアモータ２３とリニアガイド２４と係合して、同時、またはそれぞれ任意の位相差とストローク長さ及び昇降速度をもって昇降する。
【００２１】
それぞれに仕切られた部屋のアウタ成形ヘッド２６と左右仕切り板２６Ａの内側面側には可動スライダ２３Ａが設けられ、これにインナ成形ヘッド２５に設けられた磁石板２３Ｂが係合してリニアモータ２３を構成する。
また、それぞれに仕切られた部屋のアウタ成形ヘッド２６と前後仕切り板２６Ｂの内前後面側にはローラユニット２４Ａが設けられ、これにインナ成形ヘッド２５に設けられたガイドレール２４Ｂが係合してリニアガイド２４を構成する。
【００２２】
本第２実施例は、上述の図１から図４に示した第１実施例と、インナ成形ヘッド２５の取り付け基数に係わる以外の部材構成は同様であり、説明は略す。
【００２３】
図６から図８は、本発明の第３実施例を示す。
図６から図８に示すように、第３実施例における複動成形装置３１は、アウタ成形ヘッド３６の構成は第１実施例と同一として、アウタ成形ヘッド３６に内設するインナ成形ヘッドを油圧シリンダ３５として構成した場合の事例である。
インナ成形ヘッドである油圧シリンダ３５は、サーボ弁３８により上室３５Ａと下室３５Ｂのポンプ３９から吐出される圧油の給排を切り換えて、任意の位相差とストローク長さ及びと昇降速度をもって、先端部にインナヘッド３２を設けたピストンロッド３７を昇降する。
なお、本第３実施例における位置検出手段としては、リニアスケール３３を用いている。
【００２４】
本第３実施例は、上述の第１実施例と、インナ成形ヘッドに係わる以外の部材構成は同様であり、説明は略す。
【００２５】
図９と図１０は、本発明の第４実施例を示す。
図９と図１０に示すように、第４実施例における複動成形装置４１は、上述の第３実施例におけるアウタ成形ヘッド４６に内設するインナ成形ヘッドである油圧シリンダ４５を４基とした場合の事例である。
アウタ成形ヘッド４６の内部は左右仕切り板４６Ａと前後仕切り板４６Ｂにより４つの部屋に仕切られ、それぞれの部屋ごとに油圧シリンダ４５が設けられ、同時、またはそれぞれ任意の位相差とストローク長さ及び昇降速度をもって、先端部にインナヘッド４２を設けたピストンロッド４７を昇降する。
【００２６】
本第４実施例は、上述の第１実施例と、インナ成形ヘッドに係わる以外の部材構成、並びに上述の第３実施例と、インナ成形ヘッドである油圧シリンダ４５の取り付け基数に係わる以外の部材構成は同様であり、説明は略す。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、熱変位等で成形ヘッドの下死点の位置精度が左右されることなく高精度で、かつ設置スペースやクリーンな作業環境に対応出来、騒音・振動を抑制した成形ヘッドの高速運転時の位置決めが確実で、深絞り加工や抜き絞り加工を必要とする小物精密部品の加工にも対応する複動成形装置を提供出来る。
また、インナ成形ヘッド及びアウタ成形ヘッドの全成形ヘッドの同期昇降と各々の成形ヘッドの非同期昇降の設定が可能なため、複雑な製品であっても成形個所を任意の位相差とストローク長さ及び昇降速度により成形出来るので、難加工材の成形等付加価値の高い高度な成形が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における複動成形装置の正面断面図
【図２】同じく、側面断面図
【図３】同じく、上面断面図
【図４】同じく、リニアモータの構成説明図
【図５】本発明の第２実施例における複動成形装置の上面断面図
【図６】本発明の第３実施例における複動成形装置の正面断面図
【図７】同じく、上面断面図
【図８】同じく、油圧シリンダの制御構成図
【図９】本発明の第４実施例における複動成形装置の正面断面図
【図１０】同じく、上面断面図
【符号の説明】
１は複動成形装置、２は基台、３は左フレーム、４は右フレーム、５はインナ成形ヘッド、６はアウタ成形ヘッド、７はケーシング、８はリニアモータ、８Ａは可動スライダ、８Ｂは磁石板、９はコイル、１０は接続口、１１は配管、１２はリニアガイド、１２Ａはローラユニット、１２Ｂはガイドレール、１３はリニアモータ、１３Ａは可動スライダ、１３Ｂは磁石板、１４はリニアガイド、１４Ａはローラユニット、１４Ｂはガイドレール、２１は複動成形装置、２２はリニアガイド、２２Ａはローラユニット、２２Ｂはガイドレール、２３はリニアモータ、２３Ａは可動スライダ、２３Ｂは磁石板、２５はインナ成形ヘッド、２６はアウタ成形ヘッド、２６Ａは左右仕切り板、２６Ｂは前後仕切り板、３１は複動成形装置、３２はインナヘッド、３３はリニアスケール、３５は油圧シリンダ、３５Ａは上室、３５Ｂは下室、３６はアウタ成形ヘッド、３７はピストンロッド、３８はサーボ弁、３９は油圧ポンプ、４１は複動成形装置、４２はインナヘッド、４５は油圧シリンダ、４６はアウタ成形ヘッド、４６Ａは左右仕切り板、４６Ｂは前後仕切り板、４７はピストンロッド、である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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