(57)【要約】【課題】製造コストを低廉化しつつ、小型化を実現可能なプレス装置を提供する。【解決手段】本発明のプレス装置は、フレーム１と、駆動装置としてのエアシリンダ３と、プレスラム７と、カム９と、案内手段１１とを備えている。カム９には、案内面９２と、係合部９ｂとが形成されている。案内面９２は、外周面９ａの一部をなしている。係合部９ｂには、ロッド２７ｃが係合される。案内面９２は、第１領域９２ａと、第２領域９２ｂとからなる。第１領域９２ａは、プレスラム７を初期位置に位置させる。第２領域９２ｂは、プレスラム７を初期位置から終端位置まで移動させる。このプレス装置は、プレスラム７を初期位置に向けて付勢する付勢部材としての圧縮コイルばね１３をさらに備えている。【選択図】図１
2019217520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
前記フレームに固定され、ロッドを第１方向で移動可能な駆動装置と、
前記フレームに設けられ、前記第１方向と直交する第２方向において、初期位置と終端位置との間で移動可能なプレスラムと、
前記フレームに設けられ、前記ロッドによって前記第１方向に移動することにより、前記プレスラムを前記初期位置から前記終端位置まで移動させる板状のカムと、
前記カムを前記第１方向に案内する案内手段とを備え、
前記カムには、外周面の一部をなし、前記第１方向及び前記第２方向と直交する主母線によって形成され、前記第１方向に延びて前記プレスラムを案内する案内面と、前記ロッドが係合される係合部とが形成され、
前記案内面は、前記プレスラムを前記初期位置に位置させる第１領域と、前記第１領域と連続し、前記プレスラムを前記初期位置から前記終端位置まで移動させる第２領域とからなり、
前記プレスラムを前記初期位置に向けて付勢する付勢部材をさらに備えていることを特徴とするプレス装置。
【請求項２】
前記案内手段は、前記カムにおいて、前記外周面の一部をなし、前記主母線と平行な副母線によって形成され、前記第１方向に直線状に延びる転動面と、
前記フレームにおいて、前記第１方向に離間して設けられ、前記転動面を転動して前記カムを前記第１方向に案内する複数の支持ローラとを有している請求項１記載のプレス装置。
【請求項３】
前記初期位置と前記終端位置との間には、ワークに加圧加工を開始する開始位置が設定され、
前記第２領域は、前記プレスラムを前記初期位置から前記開始位置まで移動させる早送り領域と、前記早送り領域と連続し、前記プレスラムを前記開始位置から前記終端位置まで移動させる加工領域とを有し、
前記加工領域の圧力角は前記早送り領域の圧力角より小さい請求項１又は２記載のプレス装置。
【請求項４】
前記駆動装置は、空気によって前記ロッドを移動させるエアシリンダである請求項１乃至３のいずれか１項記載のプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に従来のプレス装置が開示されている。このプレス装置は、フレームと、駆動装置と、プレスラムと、カムと、案内手段とを備えている。駆動装置はフレームに固定されており、ロッドを水平方向に移動可能である。プレスラムはフレームに設けられており、上下方向において、初期位置と終端位置との間で移動可能である。プレスラムには、回転ローラが設けられている。
【０００３】
カムはフレームに設けられている。カムは、ロッドによって水平方向に移動することにより、プレスラムを初期位置から終端位置まで移動させる。この際、案内手段がカムを水平方向に案内する。
【０００４】
カムは矩形の板状に形成されている。カムには、カム溝が貫設されている。このカム溝には、水平方向及び上下方向と直交する母線によって案内面が形成されている。つまり、カムの内周面が案内面を構成している。カム溝内にはプレスラムの回転ローラが配置され、回転ローラは案内面を転動可能となっている。案内面は、第１領域と、第２領域と、第３領域と、第４領域とを有している。第１領域と第４領域とは対向しており、第２領域と第３領域とは対向している。また、カムにおいて、カム溝と異なる位置には、係合部が形成されている。係合部には、ロッドが係合されている。
【０００５】
このプレス装置では、駆動装置のロッドによって、カムが水平方向の一方側に移動することにより、カム溝内において、回転ローラが案内面を第１領域から第２領域まで転動する。これにより、プレスラムが初期位置から終端位置まで移動する。この際、プレスラムを通じてワークに加圧加工を行うことが可能である。
【０００６】
そして、ワークに対する加圧加工が終了すれば、駆動装置のロッドによって、カムが水平方向の他方側に移動することにより、カム溝内において、回転ローラが案内面を第３領域から第４領域まで転動する。これにより、終端位置にあるプレスラムが初期位置に復帰する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５９７１５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記従来のプレス装置では、カムの案内面によって、プレスラムを初期位置から終端位置まで移動させるとともに、終端位置から初期位置まで移動させることから、案内面に第１〜４領域を設ける必要がある。このため、このプレス装置では、構造が複雑化しており、製造コストの低廉化及び小型化が難しい。
【０００９】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、製造コストを低廉化しつつ、小型化を実現可能なプレス装置を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のプレス装置は、フレームと、
前記フレームに固定され、ロッドを第１方向で移動可能な駆動装置と、
前記フレームに設けられ、前記第１方向と直交する第２方向において、初期位置と終端位置との間で移動可能なプレスラムと、
前記フレームに設けられ、前記ロッドによって前記第１方向に移動することにより、前記プレスラムを前記初期位置から前記終端位置まで移動させる板状のカムと、
前記カムを前記第１方向に案内する案内手段とを備え、
前記カムには、外周面の一部をなし、前記第１方向及び前記第２方向と直交する主母線によって形成され、前記第１方向に延びて前記プレスラムを案内する案内面と、前記ロッドが係合される係合部とが形成され、
前記案内面は、前記プレスラムを前記初期位置に位置させる第１領域と、前記第１領域と連続し、前記プレスラムを前記初期位置から前記終端位置まで移動させる第２領域とからなり、
前記プレスラムを前記初期位置に向けて付勢する付勢部材をさらに備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のプレス装置では、案内面がカムの外周面の一部をなしている。また、案内面の第１領域と第２領域とによって、プレスラムが初期位置から終端位置まで移動する一方、終端位置にあるプレスラムは、付勢部材の付勢力によって初期位置に復帰する。これにより、カムには、プレスラムを終端位置から初期位置まで移動させるための専用の領域が不要となっている。これらのため、このプレス装置では、構造が簡素化している。
【００１２】
したがって、本発明のプレス装置は、製造コストを低廉化しつつ、小型化を実現できる。
【００１３】
案内手段は、カムにおいて、外周面の一部をなし、主母線と平行な副母線によって形成され、第１方向に直線状に延びる転動面と、フレームにおいて、第１方向に離間して設けられ、転動面を転動してカムを第１方向に案内する複数の支持ローラとを有していることが好ましい。
【００１４】
この場合には、プレスラムを通じてワークからの反力がカムに作用しても、各支持ローラが転動面をそれぞれ転動しつつ支持することが可能となる。支持ローラが複数であるため、１つの支持ローラが転動面を転動する場合に比べて、カムがワークからの反力によって傾くことを好適に防止することが可能となる。こうして、案内手段は、カムを第１方向に精度高く直線状に案内することが可能となる。このため、このプレス装置では、ワークに対する加圧加工を高精度に行うことが可能となる。
【００１５】
初期位置と終端位置との間には、ワークに加圧加工を開始する開始位置が設定され得る。また、第２領域は、プレスラムを初期位置から開始位置まで移動させる早送り領域と、早送り領域と連続し、プレスラムを開始位置から終端位置まで移動させる加工領域とを有し得る。そして、加工領域の圧力角は早送り領域の圧力角より小さいことが好ましい。この場合、小型化を実現しつつ、強大な推力が得られるとともに、プレスラムに実用的なストロークを確保することができる。
【００１６】
すなわち、このプレス装置では、入力の仕事量（駆動装置がロッドを第１方向に移動させる際に要する軸力×ロッドのストローク）と、出力の仕事量（推力×プレスラムのストローク）とは等しい関係にある。このため、駆動装置がロッドを第１方向に移動させる軸力を一定として、推力を大きくするためには、ロッドのストロークを大きくすることと、プレスラムのストロークを小さくすることとの２点が要点となる。
【００１７】
しかし、単にロッドのストロークを大きくすれば、その分、フレームを第１方向に大型化する必要があるため、プレス装置の大型化を招くことになる。一方、プレスラムのストロークを小さくすれば、強大な推力が得られるものの、これだけではストローク不足となって活用範囲が狭くなり、実用性が低下する。
【００１８】
そこで、このプレス装置では、第２領域に早送り領域と加工領域とを設けるとともに、加工領域の圧力角を早送り領域の圧力角より小さくしている。これにより、このプレス装置では、早送り領域においては、僅かなロッドのストロークによって、プレスラムを大きく移動させることが可能となる。つまり、早送り領域におけるプレスラムの初期位置から開始位置までの移動をプレスラムの接近用ストロークとすることができる。ここで、早送り領域では、圧力角が加工領域の圧力角よりも大きいため、プレスラムの推力は小さくなるものの、初期位置から開始位置まで移動する際には、プレスラムには大きな推力は不要である。
【００１９】
一方、加工領域では、圧力角が早送り領域の圧力角よりも小さいため、ロッドのストロークに対するプレスラムのストロークを必要最小限にしつつ、大きな推力でプレスラムを開始位置から終端位置まで移動させることが可能となる。これにより、加工領域では、プレスラムの強大な推力によって、ワークに対する加圧加工を好適に行うことが可能となる。
【００２０】
駆動装置は、空気によってロッドを移動させるエアシリンダであることが好ましい。この場合には、駆動装置の高騰化や大型化を抑制しつつ、十分な軸力によってロッドを第１方向に移動させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のプレス装置は、製造コストを低廉化しつつ、小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実施例のプレス装置に係り、プレスラムが初期位置にある状態を示す断面図である。
【図２】図２は、実施例のプレス装置に係り、プレスラムが終端位置にある状態を示す断面図である。
【図３】図３は、実施例のプレス装置に係り、図１におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】図４は、実施例のプレス装置に係り、図１におけるＺ方向から見た平面図である。
【図５】図５は、実施例のプレス装置に係り、カムを示す斜視図である。
【図６】図６は、実施例のプレス装置に係り、プレスラムが初期位置にある状態を示す要部拡大断面図である。
【図７】図７は、実施例のプレス装置に係り、プレスラムが開始位置にある状態を示す要部拡大断面図である。
【図８】図８は、実施例のプレス装置に係り、プレスラムが終端位置にある状態を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１〜４に示すように、実施例のプレス装置は、フレーム１と、エアシリンダ３と、機台５と、プレスラム７と、カム９と、案内手段１１と、圧縮コイルばね１３とを備えている。エアシリンダ３は、本発明の「駆動装置」の一例である。また、圧縮コイルばね１３は、本発明の「付勢部材」の一例である。
【００２５】
本実施例では、図１の紙面の左方側をプレス装置の前方側とし、図１の紙面の右方側をプレス装置の後方側として、プレス装置の前後方向を規定している。また、図１の紙面の上方側をプレス装置の上方側とし、図１の紙面の下方側をプレス装置の下方側として、プレス装置の上下方向を規定している。そして、図２以降では、図１に対応して前後方向及び上下方向を規定している。また、図３では、紙面の左方側をプレス装置の右方側とし、紙面の右方側をプレス装置の左方側として、プレス装置の左右方向を規定している。これらの前後方向、上下方向及び左右方向は、互いに直交している。前後方向は、本発明における「第１方向」に相当しており、上下方向は、本発明における「第２方向」に相当している。なお、これらの各方向は説明の便宜上のための一例である。
【００２６】
フレーム１は、前後方向に延びる本体部１５と、本体部１５と一体をなして、本体部１５から下方に延びるボス部１７とで構成されている。本体部１５及びボス部１７には、複数の取付孔１ａが形成されている。図３及び図４に示すように、フレーム１の左側面には、側面カバー１９が取り付けられている。側面カバー１９は、図１及び図２に示す各取付孔１ａに取付ネジ（図示略）を螺合することにより、フレーム１に固定されている。
【００２７】
また、本体部１５は、第１取付面１５ａと、第２取付面１５ｂと、第３取付面１５ｃとが形成されている。第１取付面１５ａは、本体部１５の前端に位置している。第２取付面１５ｂは、本体部１５の後端に位置している。第３取付面１５ｃは、本体部１５の上端に位置している。
【００２８】
さらに、本体部１５内には、第１案内路１５０と、ローラ室１５１とが形成されている。第１案内路１５０は、本体部１５内を前後方向に直線状に延びており、前端が第１取付面１５ａに開口しており、後端が第２取付面１５ｂに開口している。つまり、第１案内路１５０は、本体部１５、すなわちフレーム１の前端から後端まで延びている。
【００２９】
ローラ室１５１は、本体部１５内において、本体部１５の前後方向の略中央となる位置に形成されている。ローラ室１５１は、第１案内路１５０の上方に位置しており、第１案内路１５０と平行で本体部１５内を前後方向に直線状に延びている。ローラ室１５１の下端は、第１案内路１５０と連通している。また、図３及び図４に示すように、本体部１５には、左右方向に直線状に延びる３つの挿通孔１５２が形成されている。各挿通孔１５２は、本体部１５の右側面からローラ室１５１まで貫通している。
【００３０】
図１及び図２に示すように、本体部１５の第１取付面１５ａには、複数の取付ネジ２１によって、前面カバー２３が固定されている。これにより、前面カバー２３は、第１案内路１５０の前端を覆っている。なお、取付ネジ２１の個数は適宜設計可能である。
【００３１】
また、前面カバー２３には、ストッパ２５が設けられている。ストッパ２５は、ストッパボルト２５ａと、ナット２５ｂとで構成されている。ストッパボルト２５ａは、ナット２５ｂと螺合しつつ前面カバー２３に挿通されており、第１案内路１５０内に進入している。ストッパボルト２５ａの後端には、ストッパ面２５０が形成されている。図２に示すように、ストッパ面２５０は、第１案内路１５０内においてカム９の当接面９１と当接することにより、第１案内路１５０内におけるカム９の前方側の移動を規制する。ここで、このストッパ２５では、ストッパボルト２５ａの第１案内路１５０内への進入量を調整することにより、第１案内路１５０内におけるカム９の前方側の移動量を調整可能となっている。なお、カムの当接面９１については後述する。
【００３２】
図１及び図２に示すように、ボス部１７内には、第２案内路１７０が形成されている。第２案内路１７０は、ボス部１７内を上下方向に直線状に延びており、上端が第１案内路１５０と連通しており、下端がボス部１７の下端面１７ａに開口している。下端面１７ａには、取付ネジ４５ａによって、ばね座４５が固定されている。
【００３３】
エアシリンダ３は、シリンダ本体２７と、空気供給機構２９とで構成されている。シリンダ本体２７は、ハウジング２７ａと、ピストン２７ｂと、ロッド２７ｃと、壁部材２７ｄとを有している。ハウジング２７ａは、前後方向に延びる有底の筒状に形成されている。ハウジング２７ａには、第１接続口２７１と、第２接続口２７２とが形成されている。
【００３４】
ピストン２７ｂは、ハウジング２７ａの内部に設けられている。これにより、ピストン２７ｂは、ハウジング２７ａの内部を第１空気室３３ａと第２空気室３３ｂとに区画している。第１空気室３３ａは、第１接続口２７１と接続している。第２空気室３３ｂは、第２接続口２７２と接続している。ピストン２７ｂはハウジング２７ａの内部を前後方向に摺動可能となっている。また、ピストン２７ｂの外周面には、Ｏリング３５ａが設けられている。このＯリング３５ａにより、第１空気室３３ａと第２空気室３３ｂとの間が封止されている。
【００３５】
ロッド２７ｃは、ロッド本体２７３と連結片２７４とで構成されている。ロッド本体２７３は、前後方向に直線状に延びており、後端でピストン２７ｂに固定されている。ロッド本体２７３の前端には雌ネジ２７３ａが形成されている。連結片２７４は、雄ネジ２７４ａを有している。連結片２７４は、雄ネジ２７４ａを雌ネジ２７３ａに螺合することにより、ロッド本体２７３の前端に固定されている。
【００３６】
壁部材２７ｄには、ロッド２７ｃを挿通可能な貫通孔２７５が形成されている。貫通孔２７５内には、Ｏリング３５ｂが設けられている。また、壁部材２７ｄの後端側における外周面には、Ｏリング３５ｃが設けられている。
【００３７】
壁部材２７ｄは、複数の取付ネジ３７によって、本体部１５の第２取付面１５ｂに固定されている。この状態で、貫通孔２７５にロッド２７ｃが挿通されつつ、壁部材２７ｄに対してハウジング２７ａが複数の取付ネジ３９によって固定されている。こうして、シリンダ本体２７が本体部１５、すなわちフレーム１に固定されている。そして、ロッド２７ｃは、第１案内路１５０内に配置され、第１案内路１５０内を前後方向に移動可能となっている。また、壁部材２７ｄにハウジング２７ａが固定されることにより、壁部材２７ｄの後端側がハウジング２７ａ内に進入する。これにより、壁部材２７ｄは、ハウジング２７ａの内部とハウジング２７ａの外部とを区画している。この際、Ｏリング３５ｃによって、ハウジング２７ａの内部とハウジング２７ａの外部との間が封止されている。
【００３８】
空気供給機構２９は、第１配管２９ａと、第２配管２９ｂと、第３配管２９ｃと、空圧ポンプ２９ｄと、電磁弁２９ｅと、消音器２９ｆと、制御装置２９ｇとで構成されている。なお、図１及び図２では、説明を容易にするため、空気供給機構２９を模式的に図示している。また、図３及び図４では、空気供給機構２９の図示を省略している。
【００３９】
図１及び図２に示すように、第１配管２９ａは、一端側がハウジング２７ａの第１接続口２７１に接続されており、他端側が電磁弁２９ｅに接続されている。第２配管２９ｂは、一端側がハウジング２７ａの第２接続口２７２に接続されており、他端側が電磁弁２９ｅに接続されている。第３配管２９ｃは、一端側が電磁弁２９ｅに接続されており、他端側が空圧ポンプ２９ｄに接続されている。空圧ポンプ２９ｄは、第１〜３配管２９ａ〜２９ｃ及び電磁弁２９ｅを通じて、第１空気室３３ａ又は第２空気室３３ｂに加圧空気を供給可能となっている。
【００４０】
電磁弁２９ｅは、ケース２９０を有している。ケース２９０内には、第１接続回路２９１と第２接続回路２９２とが設けられている。消音器２９ｆは、電磁弁２９ｅに設けられており、ケース２９０と相対移動可能となっている。消音器２９ｆは、第１接続回路２９１又は第２接続回路２９２を通じて第１配管２９ａ又は第２配管２９ｂと接続可能となっている。これにより、消音器２９ｆは、第１空気室３３ａ内や第２空気室３３ｂ内の加圧空気をシリンダ本体２７の外部に消音させつつ排出する。
【００４１】
制御装置２９ｇは、空圧ポンプ２９ｄ及び電磁弁２９ｅに電気的に接続されている。これにより、制御装置２９ｇは、空圧ポンプ２９ｄの作動及び停止の制御を行うことが可能となっているとともに、電磁弁２９ｅを作動させることで、第１接続回路２９１と第２接続回路２９２との切替制御を行うことが可能となっている。
【００４２】
図１〜図４に示すように、機台５は、固定板５ａと、支持脚５ｂ〜５ｅとを有している。ここで、図４では、説明を容易にするため、機台５を仮想線によって図示している。固定板５ａは矩形状をなしており、複数の固定ボルト４１によって、本体部１５の第３取付面１５ｃに固定されている。支持脚５ｂ〜５ｅは、上下方向に直線状に延びる円柱状に形成されている。支持脚５ｂ〜５ｅは、フレーム１の周囲を囲うように固定板５ａの四隅に配置されており、それぞれ固定ボルト４３によって固定板５ａに固定されている。この機台５により、プレス装置を作業台３００上に載置することが可能となっている。この際、支持脚５ｂ〜５ｅによって、フレーム１及びシリンダ本体２７は、作業台３００から上方に離間した状態となっている。作業台３００において、フレーム１のボス部１７の下方となる位置には、ワーク１００が配置されるようになっている。なお、上下方向の長さを含め、支持脚５ｂ〜５ｅの形状や個数は、適宜設定可能である。
【００４３】
プレスラム７は、ラム本体７ａと、ガイドローラ７ｂと、ガイドローラ軸７ｃと、軸受７ｄと、加工器具２００とを有している。図３に示すように、ラム本体７ａの上方側には、凹部７０１と、凹部７０１を挟んで対向する取付孔７０２、７０３とが形成されている。また、ラム本体７ａの下端には、取付部７０４が形成されている。取付部７０４には、取付ネジ２０１によって、加工器具２００が取り付けられている。加工器具２００は、ワーク１００に対して加圧加工を行う。より具体的には、加工器具２００は、ワーク１００に対して押圧加工を行うことが可能となっている。また、図示を省略するものの、この加工器具２００では、ワーク１００に対して曲げ加工を行うことも可能となっている。
【００４４】
また、図１及び図２に示すように、ラム本体７ａには、ばね室７０５が凹設されている。ばね室７０５は、ラム本体７ａの後端側であって、凹部７０１と取付部７０４との間となる位置に配置されている。ばね室７０５は、ラム本体７ａの下端に開口している。ばね室７０５内には、ばね座４５の前端側が進入している。
【００４５】
図３に示すように、ガイドローラ７ｂは円筒状に形成されており、凹部７０１内に配置されている。ガイドローラ軸７ｃは左右方向に延びる円柱状に形成されている。ガイドローラ軸７ｃは、ガイドローラ７ｂに挿通された状態で、右端側が取付孔７０２に固定されており、左端側が取付孔７０３に固定されている。軸受７ｄは、具体的には、コロ軸受が採用されている。軸受７ｄは、ガイドローラ７ｂの内周面と、ガイドローラ軸７ｃの外周面との間に配置されている。これにより、ガイドローラ７ｂは、軸受７ｄを通じてガイドローラ軸７ｃに回転可能に支持されており、凹部７０１内において、回転軸心Ｏ１周りで回転可能となっている。なお、軸受７ｄとして、コロ軸受以外を採用しても良い。
【００４６】
プレスラム７では、ラム本体７ａが下端側をボス部１７の下端面１７ａから突出させた状態で、第２案内路１７０内に挿入されている。これにより、プレスラム７は、フレーム１内において、上下方向に移動可能となっており、図１、図３及び図６に示す初期位置と、図７に示す開始位置と、図２及び図８に示す終端位置とに変位可能となっている。また、ラム本体７ａが第２案内路１７０内に挿入されることにより、ガイドローラ７ｂを含め、ラム本体７ａの上端側は、第１案内路１５０内に進入する。
【００４７】
ここで、図１、図３及び図６に示す初期位置は、フレーム１内において、プレスラム７が最も上方に移動した位置であり、ワーク１００から上方側に最も遠ざかる位置である。また、図７に示す開始位置は、初期位置と終端位置との間に設定された位置であり、フレーム１内において、プレスラム７が初期位置よりも下方に移動することで、加工器具２００によって、ワーク１００に対する押圧加工を開始する位置である。図６に示す終端位置は、フレーム１内において、プレスラム７が最も下方に移動した位置であり、ワーク１００に対する押圧加工が終了する位置である。
【００４８】
図５に示すように、カム９は、略矩形の板状に形成されている。カム９には、当接面９１と、案内面９２と、接続面９３と、第１形成面９４と、第２形成面９５と、転動面９６とが形成されている。これらの当接面９１、案内面９２、接続面９３、第１、２形成面９４、９５及び転動面９６によって、カム９の外周面９ａが構成されている。
【００４９】
当接面９１は、平坦に形成されており、カム９の前方に位置している。当接面９１は、外周面９ａのうち、カム９の前面となる部分を構成している。
【００５０】
案内面９２は、カム９の下方に位置している。案内面９２は、前後方向及び上下方向に直交して左右方向に直線状に延びる主母線Ｌ１によって形成されている。案内面９２は、下方に向かって湾曲しつつ、前後方向に延びる形状をなしている。案内面９２は、前端で当接面９１と接続しており、後端で接続面９３と接続している。案内面９２は、第１領域９２ａと第２領域９２ｂとからなる。
【００５１】
第１領域９２ａは、第１地点Ｐ１から第２地点Ｐ２までの領域である。第１領域９２ａは、前側部分が第１地点Ｐ１から後方に向かって直線状に延びる形状をなしており、後側部分が下方に向かって湾曲しつつ第２地点Ｐ２に向かって延びる形状をなしている。図６に示すように、プレスラム７が初期位置ある際、ガイドローラ７ｂは、第２地点Ｐ２と接触する。
【００５２】
図５に示すように、第２領域９２ｂは、第２地点Ｐ２から第５地点Ｐ５までの領域である。第２領域９２ｂは、早送り領域９２１と、加工領域９２２と、接続領域９２３とを有している。早送り領域９２１は、第２地点Ｐ２から第３地点Ｐ３までの領域である。早送り領域９２１は、第１領域９２ａと連続しており、第２地点Ｐ２から第３地点Ｐ３に向って下方側に湾曲して延びている。
【００５３】
ここで、図６〜図８に示すように、カム９において早送り領域９２１は、早送り領域９２１をガイドローラ７ｂが転動する際、カム９の少ない移動量でプレスラム７をできるだけ大きく移動させることが可能な形状に形成されている。具体的は、図６に示すように、第２地点Ｐ２において、回転軸心Ｏ１を通って、プレスラム７の移動方向である上下方向に直線状に延びる移動方向線Ｘ１と、ガイドローラ７ｂとカム９との接点及び回転軸心Ｏ１を通って直線状に延びる共通法線Ｘ２とで構成される圧力角をθ１とすると、早送り領域９２１では、この圧力角θ１の値をできる限り大きく設定している。なお、共通法線Ｘ２は、ガイドローラ７ｂとカム９との接線（図示略）に直交する。
【００５４】
また、このプレス装置では、早送り領域９２１の全域において、エアシリンダ３のロッド２７ｃの軸力によって、カム９及びガイドローラ７ｂが短期間で破損しないように、カム９とガイドローラ７ｂとの間に生じる接触応力が許容値を超えないようにしている。具体的には、圧力角θ１、カム９の早送り領域９２１における曲率半径、カム９の板厚、カム９の硬度及びガイドローラ７ｂの外径の大きさ等について、上記の要求を満たす値に設定することにより、カム９及びガイドローラ７ｂの耐久性を確保している。
【００５５】
そして、早送り領域９２１では、第３地点Ｐ３に向かってガイドローラ７ｂが早送り領域９２１を転動するにつれて、圧力角がθ１から次第に小さくなる。ここで、カム９では、図７に示すように、第３地点Ｐ３における圧力角をθ２に設定しており、早送り領域９２１の後に続く加工領域９２２の圧力角と合致させている。これにより、このプレス装置では、ガイドローラ７ｂが早送り領域９２１から加工領域９２２を転動する際におけるプレスラム７の推力の急激な変化を抑制している。
【００５６】
図５に示すように、加工領域９２２は、第３地点Ｐ３から第４地点Ｐ４までの領域である。加工領域９２２は、早送り領域９２１と滑らかに連続しつつ、第３地点Ｐ３から第４地点Ｐ４に向って、下方に僅かに傾斜しながら直線状に延びている。加工領域９２２では、上記のように、早送り領域の圧力角θ１よりも小さい圧力角θ２とすることにより、ガイドローラ７ｂが加工領域９２２を転動する際にプレスラム７が強大な推力を得ることが可能となっている。また、カム９では、図８に示すように、第３地点Ｐ３から第４地点Ｐ４まで、すなわち加工領域９２２の全域にわたって、圧力角θ２で一定となっている。これにより、このプレス装置では、ガイドローラ７ｂが加工領域９２２を転動する際、プレスラム７の強大な推力が一定に保たれることで、押圧加工の安定化を確保している。
【００５７】
ところで、押圧加工を含む加圧加工には、プレスラム７の推力とともにプレスラム７のストロークが必要である。また、出力の仕事量（プレスラム７の推力×プレスラム７のストローク）と、入力の仕事量（エアシリンダ３の軸力×エアシリンダ３のストローク）とは等しい関係にある。ここで、入力の仕事量は一定であることから、プレスラム７の推力を大きくすればプレスラム７のストロークは小さくなり、反対に、プレスラム７のストロークを大きくすれば、プレスラム７の推力が小さくなる関係にある。このため、プレスラム７の推力と、プレスラム７のストロークとは、加圧加工の要求に応じて適宜バランスを図る必要がある。この点、このプレス装置では、プレスラム７の推力とプレスラム７のストロークとの組み合わせを予め複数用意し、加圧加工の要求に合致した組み合わせを適宜選択する方式を採用している。なお、このプレス装置では、早送り領域９２１におけるプレスラム７のストロークも含めた上で、プレスラム７の推力とプレスラム７のストロークとのバランスを図っている。
【００５８】
また、このプレス装置では、早送り領域９２１と同様、加工領域９２２においても、エアシリンダ３のロッド２７ｃの軸力によって、カム９及びガイドローラ７ｂが短期間で破損しないように、カム９とガイドローラ７ｂとの間に生じる接触応力が許容値を超えないようにしている。つまり、圧力角θ２、加工領域９２２における曲率半径、カム９の板厚、カム９の硬度及びガイドローラ７ｂの外径の大きさ等について、上記の要求を満たす値に設定することにより、カム９及びガイドローラ７ｂの耐久性を確保している。
【００５９】
図５に示すように、接続領域９２３は、第４地点Ｐ４から第５地点Ｐ５までの領域である。接続領域９２３は、加工領域９２２と連続しつつ、接続面９３に向かって下方側に湾曲して延びている。
【００６０】
接続面９３は、カム９の下方であって、案内面９２の後方に位置している。接続面９３は、案内面９２の第２領域９２ｂ、より具体的には、接続領域９２３と接続しており、後方に向かって直線状に延びている。案内面９２及び接続面９３は、外周面９ａのうち、カム９の下面となる部分を構成している。
【００６１】
第１形成面９４及び第２形成面９５は、カム９の後方に位置している。第１形成面９４は、接続面９３と直角に接続しつつ、上方に向かって平坦に延びている。第２形成面９５は、第１形成面９４との間に連結片２７４を配置可能な間隔を設けつつ、第１形成面９４の上方に位置している。第２形成面９５は、第１形成面９４と平行で上方に向かって延びている。第１形成面９４及び第２形成面９５は、外周面９ａのうち、カム９の後面となる部分を構成している。
【００６２】
転動面９６は、カム９の上方に位置している。転動面９６は、前後方向及び左右方向に直交して左右方向に直線状に延びる副母線Ｌ２によって形成されており、前後方向に直線状かつ平坦に延びている。転動面９６は、前端で当接面９１と接続しており、後端で第２形成面９５と接続している。転動面９６は、外周面９ａのうち、カム９の上面となる部分を構成している。
【００６３】
また、カム９には、係合部９ｂが形成されている。係合部９ｂは、カム９の後方に位置しており、第１形成面９４及び第２形成面９５と接続している。係合部９ｂは、内部に連結片２７４を収容可能となっている。なお、係合部９ｂの形状は、連結片２７４の形状に応じて適宜設計可能である。
【００６４】
図１及び図２に示すように、カム９は、当接面９１をストッパボルト２５ａのストッパ面２５０に対向させた状態で、第１案内路１５０内に配置されている。これにより、カム９の案内面９２には、ガイドローラ７ｂが当接している。また、カム９の係合部９ｂ内には連結片２７４が収容される。これにより、連結片２７４を通じて係合部９ｂとロッド２７ｃとが係合されている。こうして、カム９は、ロッド２７ｃの前後動によって、第１案内路１５０内を前後に移動可能となっている。そして、カム９が第１案内路１５０内を前後に移動することにより、ガイドローラ７ｂが案内面９２の第１領域９２ａと第２領域９２ｂとの間を転動可能となっている。ここで、図２に示すように、第１案内路１５０内においてカム９は、当接面９１がストッパ面２５０に当接することにより、前方側の移動が規制される。
【００６５】
案内手段１１は、カム９の転動面９６と、３つの支持ローラ４７とで構成されている。各支持ローラ４７は、ローラ室１５１内に配置されている。この際、各支持ローラ４７同士が接触しないように、各支持ローラ４７同士は、前後方向に離間して設けられている。また、各支持ローラ４７は、ローラ室１５１内に配置された状態で、カム９の転動面９６と接触している。
【００６６】
図３に示すように、各支持ローラ４７は円筒状に形成されており、内部に支持軸４９がそれぞれ挿通されている。各支持軸４９は、左右方向に延びており、支持ローラ４７に挿通された状態で、ローラ室１５１から挿通孔１５２を経てフレーム１の右側面まで延びている。各支持軸４９は、右端側がフレーム１の右側面でナット５１に締結されている。これにより、各支持軸４９は、フレーム１の本体部１５に固定されている。各支持ローラ４７の内周面と各支持軸４９の外周面との間には、軸受５３が設けられている。軸受５３は、軸受７ｃと同様、コロ軸受が採用されている。これにより、各支持ローラ４７は、それぞれ軸受５３を通じて各支持軸４９に回転可能に支持されている。こうして、各支持ローラ４７は、カム９の前後方向の移動に応じて、回転軸心Ｏ２周りで回転しつつ、転動面９６を転動可能となっている。なお、支持ローラ４７は、複数であれば、その個数は適宜設計可能である。また、軸受５３として、コロ軸受以外を採用しても良い。
【００６７】
圧縮コイルばね１３は、ラム本体７ａのばね室７０５内に収容されている。圧縮コイルばね１３は、ばね室７０５内を上下方向に延びており、上端がばね室７０５の上面、すなわちラム本体７ａと当接している。一方、圧縮コイルばね１３の下端は、ばね座４５と当接している。これにより、圧縮コイルばね１３は、プレスラム７をフレーム１の上方側に向けて付勢することにより、プレスラム７を図１、図３及び図６に示す初期位置に向けて付勢している。ここで、プレスラム７が圧縮コイルばね１３によってフレーム１の上方側に向けて付勢されることにより、図６〜図８に示すように、このプレス装置では、ガイドローラ７ｂが案内面９２に常に当接する状態となっている。なお、図６〜図８では、説明を容易にするため、フレーム１の他、ガイドローラ軸７ｃや各支持軸４９等の図示を省略している。
【００６８】
以上のように構成されたプレス装置によって、ワーク１００に対する押圧加工を行う場合には、まず始めに、空気供給機構２９において、電磁弁２９ｅの切替制御を行い、図２に示すように、第１配管２９ａと第２配管２９ｂと第３配管２９ｃとを第１接続回路２９１によって接続する。これにより、第１配管２９ａと第３配管２９ｃとが接続される。また、第２配管２９ｂが消音器２９ｆと接続される。この状態で空圧ポンプ２９ｄを作動させる。このため、空圧ポンプ２９ｄによって加圧空気が第３配管２９ｃ、第１配管２９ａ及び第１接続口２７１を経て、第１空気室３３ａ内に供給される。これにより、シリンダ本体２７では、ハウジング２７ａ内でピストン２７ｂが前方に移動することによって、ロッド２７ｃが加圧空気の圧力に基づく軸力で第１案内路１５０内を前方に移動する。ここで、ピストン２７ｂが前方に移動することにより、第２空気室３３ｂ内の加圧空気は、第２接続口２７２から第２配管２９ｂを経て、消音器２９ｆからシリンダ本体２７の外部に排出される。
【００６９】
そして、ロッド２７ｃが第１案内路１５０内を前方に移動することにより、カム９が第１案内路１５０内を前方に移動する。この際、各支持ローラ４７が回転軸心Ｏ２周りで回転しつつ、転動面９６を転動することにより、カム９を前方に向けて案内する。
【００７０】
このように、カム９が第１案内路１５０内を前方に移動することにより、図７に示すように、プレスラム７では、ガイドローラ７ｂが回転軸心Ｏ１周りで回転しつつ、案内面９２を第１領域９２ａから早送り領域９２１まで転動、すなわち、第２地点Ｐ２から第３地点Ｐ３まで転動する。このため、プレスラム７は、圧縮コイルばね１３の付勢力に抗しつつ、図６に示す初期位置から開始位置に向けてフレーム１内を下方側に移動する。この際、ラム本体７ａが第２案内路１７０によって案内されることで、このプレス装置では、プレスラム７がフレーム１に対して傾斜した状態で下方側に移動することが防止されている。
【００７１】
そして、図７に示すように、ガイドローラ７ｂが案内面９２の第３地点Ｐ３に到達することにより、プレスラム７は開始位置となる。また、プレスラム７が開始位置となることにより、加工器具２００はワーク１００に接触し、押圧加工を開始できる状態となる。ここで、早送り領域９２１では、圧力角θ１となっている、より詳細には、圧力角θ１から圧力角θ２まで変化する。このため、プレスラム７を初期位置から開始位置まで早送りすることが可能である。つまり、カム９の前方への移動量に対するプレスラム７の下方側へのストロークが大きくなっている。
【００７２】
プレスラム７が開始位置にある状態から、さらに空圧ポンプ２９ｄによって加圧空気が第１空気室３３ａ内に流入することにより、ピストン２７ｂがハウジング２７ａ内をさらに前方に移動する。このため、ロッド２７ｃ、ひいてはカム９が第１案内路１５０内をさらに前方に移動する。この際も、各支持ローラ４７が転動面９６を転動することにより、カム９は、前方に向かって直線状に案内される。また、ガイドローラ７ｂは、案内面９２の加工領域９２２を転動する。これにより、プレスラム７は、圧縮コイルばね１３の付勢力に抗しつつ、開始位置から終端位置に向けてフレーム１の下方側にさらに移動する。この際も、ラム本体７ａが第２案内路１７０によって案内される。
【００７３】
こうして、このプレス装置では、ガイドローラ７ｂが加工領域９２２である第３地点Ｐ３から第４地点Ｐ４まで転動する過程、すなわち、プレスラム７が開始位置から終端位置に向けて移動する過程において、加工器具２００を通じてワーク１００に対する押圧加工を行うことが可能となっている。この際、加工領域９２２の圧力角θ２は、強大な推力を得るために出来る限り小さく、かつラムのストロークを長くするために一定値としている。つまり、カム９の前方への移動量に対するプレスラム７の下方側へのストロークが小さくなっている。このため、プレスラム７は、強大な推力によって開始位置から終端位置まで移動する。このため、このプレス装置では、強大な押圧力によって、ワーク１００に対する押圧加工を行うことが可能となっている。
【００７４】
そして、図８に示すように、ガイドローラ７ｂが第４地点Ｐ４に到達することにより、プレスラム７は終端位置となる。これにより、ワーク１００に対する押圧加工が終了する。また、この際、図２に示すように、カム９の当接面９１がストッパボルト２５ａのストッパ面２５０に当接する。これにより、プレスラム７の下降端、すなわち加工器具２００の下降端を安定させることが可能となっており、ワーク１００の押圧加工の精度を安定化させることが可能となっている。なお、このプレス装置では、プレスラム７が終端位置にある場合を含め、プレスラム７が終端位置の近傍まで移動した際には、３つの支持ローラ４７のうち、最も後方に位置する支持ローラ４７は、転動面９６から離間する。
【００７５】
押圧加工が終了することにより、空気供給機構２９において、電磁弁２９ｅの切替制御を行い、図１に示すように、第１配管２９ａと第２配管２９ｂと第３配管２９ｃとを第２接続回路２９２によって接続する。これにより、第２配管２９ｂと第３配管２９ｃとが接続される。また、第１配管２９ａが消音器２９ｆと接続される。このため、空圧ポンプ２９ｄによって加圧空気が第３配管２９ｃ、第２配管２９ｂ及び第２接続口２７２を経て、第２空気室３３ｂ内に供給される。これにより、シリンダ本体２７では、ピストン２７ｂがハウジング２７ａ内を後方に移動することによって、ロッド２７ｃが第１案内路１５０内を後方に移動する。ここで、ピストン２７ｂが後方に移動することにより、第１空気室３３ａ内の加圧空気は、第１接続口２７１から第１配管２９ａ及び消音器２９ｆを経て、シリンダ本体２７の外部に排出される。
【００７６】
そして、ロッド２７ｃが第１案内路１５０内を後方に移動することにより、カム９は、第１案内路１５０内を後方に移動する。この際、各支持ローラ４７が回転軸心Ｏ２周りで図７及び図８に示す方向とは反対方向に回転しつつ、転動面９６を転動することにより、カム９が後方に直線状に案内される。また、カム９の後方の移動に合わせて、終端位置にあるプレスラム７は、圧縮コイルばね１３の付勢力によって、フレーム１内を上方側に移動し始める。そして、カム９が図１及び図６に示す位置、すなわち、第１案内路１５０の後端まで移動することにより、プレスラム７において、ガイドローラ７ｂが第２地点Ｐ２を含め、第１領域９２ａにおける後方側に当接する状態となる。これにより、プレスラム７は、初期位置に復帰する。こうして、このプレス装置では、新たなワーク１００に対する押圧加工を行うことが可能な状態となる。なお、このプレス装置において、ワーク１００に対する曲げ加工を行う場合についても、同様の操作を行う。
【００７７】
このように、このプレス装置では、案内面９がカム９の外周面９ａの一部、より詳細には、外周面９ａにおける下面の一部をなしている。また、案内面９２の第１領域９２ａと第２領域９２ｂとによって、プレスラム７が初期位置から終端位置まで移動する一方、終端位置にあるプレスラム７は、圧縮コイルばね１３の付勢力によって初期位置に復帰する。これにより、カム９には、プレスラム７を終端位置から初期位置まで移動させるための専用の領域が不要となっている。これらのため、このプレス装置では、構造が簡素化されている。
【００７８】
したがって、実施例のプレス装置は、製造コストを低廉化しつつ、小型化を実現できる。
【００７９】
特に、このプレス装置では、カム９の転動面９６と、３つの支持ローラ４７とで案内手段１１が構成されている。これにより、このプレス装置では案内手段１１の構成が簡素化されている。ここで、このプレス装置では、押圧加工を行うに当たり、加工器具２００、ひいては、プレスラム７を通じてカム９には、ワーク１００からの反力が上方向の荷重として作用するものの、このカム９に対する上方向の荷重は、各支持ローラ４７が転動面９６をそれぞれ転動しつつ支持することが可能となっている。このため、１つの支持ローラ４７のみが転動面９６を転動する場合に比べて、カム９がワーク１００からの反力によって傾くことを好適に防止することが可能となっている。こうして、案内手段１１は、カム９を前方に精度高く直線状に案内することが可能となっている。このため、このプレス装置では、ワーク１００に対する押圧加工を高精度に行うことが可能となっている。
【００８０】
また、第２領域９２ｂは、プレスラム７を初期位置から開始位置まで移動させる早送り領域９２１と、早送り領域９２１と連続し、プレスラム７を開始位置から終端位置まで移動させる加工領域９２２とを有している。そして、加工領域９２２の圧力角θ２は、早送り領域９２１の圧力角θ１より小さく設定されている。このため、このプレス装置では、小型化を実現しつつ、強大な推力が得られるとともに、プレスラム７に実用的なストロークを確保することが可能となっている。
【００８１】
さらに、このプレス装置では、駆動装置として、エアシリンダ３を採用しているため、駆動装置の高騰化や大型化を抑制しつつ、十分な軸力によってロッド２７ｃを前後方向に移動させることが可能となっている。
【００８２】
また、このプレス装置では、付勢部材として圧縮コイルばね１３を採用しているため、付勢部材の構成を簡素化することが可能となっている。ここで、ワーク１００に対し、押圧加工としてパンチ加工を行う場合には、パンチ加工後にワーク１００から加工器具を引き抜きつつ、プレスラム７を終端位置から初期位置に復帰させるため、この際にワーク１００からプレスラム７に作用する抵抗が大きくなる。このため、圧縮コイルばね１３を大型化し、大きな付勢力によって、プレスラム７を終端位置から初期位置に復帰させる必要がある。この点、このプレス装置では、加工器具２００によって、ワーク１００に押圧加工や曲げ加工を行うため、これらの加工後にワーク１００からプレスラム７に抵抗が殆ど作用しない。このため、プレス装置では、圧縮コイルばね１３を大型化して過大な付勢力を付与しなくても、プレスラム７を終端位置から初期位置に復帰させることが可能となっている。この点においても、このプレス装置は、製造コストを低廉化できるとともに、小型化を実現することが可能となっている。
【００８３】
また、図１及び図６に示すように、このプレス装置では、カム９が第１案内路１５０内を最も後方に移動した場合であっても、ガイドローラ７ｂは、第１領域９２ａにおける前方側と当接することがない。また、図２及び図８に示すように、カム９が第１案内路１５０内を最も前方に移動した場合であっても、ガイドローラ７ｂは、接続領域９３３と当接することがない。このように、カム９の案内面９２では、第１領域９２ａの前方側と第２領域９２ｂの後方側とに、それぞれガイドローラ７ｂが当接しない部分を設けている。こうして、このプレス装置では、カム９の前後方向の移動の際にガイドローラ７ｂが案内面９２から外れることを防止し、ガイドローラ７ｂを第２地点Ｐ２から第４地点Ｐ４までの間で安定的に転動させることが可能となっている。
【００８４】
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００８５】
例えば、カム９の案内面９２において、第２領域９２ｂに接続領域９２３を設けずに、第４地点Ｐ４を接続面９３に接続する構成としても良い。また、カム９において、接続面９３を省略し、第４地点Ｐ４を第１形成面９４に接続する構成としても良い。
【００８６】
さらに、第２領域９２ｂを加工領域９２２のみで構成しても良い。また、第２領域９２ｂは、早送り領域９２１、加工領域９２２及び接続領域９２３以外の領域を有していても良い。
【００８７】
また、実施例のプレス装置では、加工領域９２２の形状について、第３地点Ｐ３から第４地点Ｐ４まで、圧力角がθ２で一定となるようにしている。しかし、これに限らず、第３地点Ｐ３から第４地点Ｐ４に向かうにつれて、圧力角がθ２から小さくなるように加工領域９２２を形成しても良い。
【００８８】
また、プレスラム７が終端位置にある場合を含め、プレスラム７が終端位置の近傍まで移動した際にも、全ての支持ローラ４７が転動面９６を転動するように構成しても良い。
【００８９】
さらに、エアシリンダ３に換えて、モータによってピニオンを回転させ、ピニオンによってロッド２７ｃが前後方向に移動する駆動装置を採用しても良い。また、実施例に比べてプレス装置が大型化し得るものの、油圧シリンダによってロッド２７ｃを前後方向に移動させる駆動装置を採用しても良い。
【００９０】
また、付勢部材として、引張ばね等を採用しても良い。
【００９１】
さらに、固定板５ａ及び支持脚５ｂ〜５ｅ以外によって機台５を構成しても良い。また、機台５を設けずにプレス装置を形成しても良い。
【００９２】
また、パンチ加工等、ワーク１００に対する加圧加工の種類に応じて、取付部７０４に加工器具２００とは異なる加工器具を取り付けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明はカムを用いた加工装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１…フレーム
３…エアシリンダ（駆動装置）
７…プレスラム
９…カム
９ａ…外周面
９ｂ…係合部
１１…案内手段（４７…支持ローラ、９６…転動面）
１３…圧縮コイルばね（付勢部材）
２７ｃ…ロッド
９２…案内面
９２ａ…第１領域
９２ｂ…第２領域
９２１…早送り領域
９２２…加工領域
Ｌ１…主母線
Ｌ２…副母線
θ１、θ２…圧力角
【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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