(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型とに挟まれたワークをプレス成型するプレス装置であって、
前記プレス装置は、
前記下型により支持されるとともに、前記下型に対して前記上型の一部を支持する複数の駆動ユニットと、前記各駆動ユニットを、それぞれ独立して駆動制御することにより、前記上型と下型とを近接または離間させる制御手段と、を具備し、
前記制御手段は、
前記ワークのプレス成形時において、該ワークが前記上型と前記下型とに当接したときには、前記複数の駆動ユニットをそれぞれ独立して駆動制御することにより、
前記上型および／または前記下型を揺動させながら、該上型と該下型とを互いに近接させ、前記上型と前記下型とに挟まれたワークをプレス成型する、
プレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上型と下型とに挟まれたワークをプレス成型するプレス装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス装置は、上型と下型とに挟まれたワークをプレス成型する装置として公知である。例えば、特許文献１は、バスバ等のワークをプレス成型するプレス装置を開示している。
【０００３】
図５を用いて、従来のプレス装置の上型位置Ｄとワークに作用する荷重Ｗとの関係を説明する。なお、図５のグラフの横軸はプレス装置の上型位置Ｄを示し、図５のグラフの縦軸はワークに作用する荷重Ｗを示している。また、プレス装置は、下型が固定され、上型が下型に近接してワークをプレス成形する構成としている。プレス成形時のワークに作用する荷重Ｗは、上型が上昇端Ｄｍａｘ（上型の上昇限界位置）から下降するにしたがって大きくなり、上型が下降端Ｄｍｉｎ（上型の下降限界位置、すなわちプレス成型終了位置）に近づくにしたがって極端に大きくなり、下降端Ｄｍｉｎでは最大荷重Ｗｍａｘとなる。
【０００４】
プレス装置は、上述した最大荷重Ｗｍａｘに基づいてプレス能力が設計される。そのため、上述した最大荷重Ｗｍａｘが大きい場合は、それに基づいたプレス能力を有するプレス装置を設計する必要があった。そして、大きいプレス能力を有するプレス装置を製作するには、費用が嵩むことになる。また、上述した最大荷重Ｗｍａｘが極端に大きい場合は、プレス装置の金型の寿命が低下するおそれもあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１２２９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は、プレス成型時のワークに作用する最大荷重を低減できるプレス装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、上型と下型とに挟まれたワークをプレス成型するプレス装置であって、前記プレス装置は、前記下型により支持されるとともに、前記下型に対して前記上型の一部を支持する複数の駆動ユニットと、前記各駆動ユニットを、それぞれ独立して駆動制御することにより、前記上型と下型とを近接または離間させる制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記ワークのプレス成形時において、該ワークが前記上型と前記下型とに当接したときには、前記複数の駆動ユニットをそれぞれ独立して駆動制御することにより、前記上型および／または前記下型を揺動させながら、該上型と該下型とを互いに近接させ、前記上型と前記下型とに挟まれたワークをプレス成型する、ものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のプレス装置によれば、プレス成型時のワークに作用する最大荷重を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態であるプレス装置の構成を示した平面図および正面図。
【図２】同じく駆動ユニットの構成を示す正面図。
【図３】同じくプレス装置の作用を示す模式図。
【図４】本発明の実施形態であるプレス装置の上型位置と荷重との関係を示すグラフ図。
【図５】従来のプレス装置の上型位置と荷重との関係を示すグラフ図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を用いて、本発明の実施形態であるプレス装置１０について説明する。
なお、図１（Ａ）は、プレス装置１０の平面図を示している。また、図１（Ｂ）は、プレス装置１０の正面図を示している。また、図１（Ｂ）では、上昇端Ｄｍａｘに位置する上型３０を実線で示し、下降端Ｄｍｉｎに位置する上型３０を２点鎖線で示している。また、以下では、図１（Ａ）に示す前後方向、図１（Ｂ）に示す上下方向、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示す左右方向をプレス装置１０のそれぞれの方向として説明する。
【００１２】
プレス装置１０は、上型３０と下型４０とに挟まれたワーク（図示略）をプレス成型する装置である。プレス装置１０は、駆動ユニット２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ・２０Ｄと、上型３０と、下型４０と、フレーム６０と、コントローラ（図示略）を具備している。
【００１３】
プレス装置１０には、４つの駆動ユニット２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ・２０Ｄが設けられている。駆動ユニット２０Ａは、下型４０の下型フレーム４２に支持されるとともに、下型４０の下型フレーム４２に対して上型３０前左部分を支持し、上型３０の前左部分を上下移動させるものである。駆動ユニット２０Ｂは、下型４０の下型フレーム４２に支持されるとともに、下型４０の下型フレーム４２に対して上型３０後左部分を支持し、上型３０の後左部分を上下移動させるものである。駆動ユニット２０Ｃは、下型４０の下型フレーム４２に支持されるとともに、下型４０の下型フレーム４２に対して上型３０の後右部分を支持し、上型３０の後右部分を上下移動させるものである。駆動ユニット２０Ｄは、下型４０の下型フレーム４２に支持されるとともに、下型４０の下型フレーム４２に対して上型３０の前右部分を支持し、上型３０の前右部分を上下移動させるものである。
【００１４】
駆動ユニット２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ・２０Ｄは、フレーム６０によって固定された下型４０に対し、上型３０を近接または離間するユニットである。駆動ユニット２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ・２０Ｄの構成については、詳細は後述する。なお、以下では、駆動ユニット２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ・２０Ｄを共通して説明する場合には、単に駆動ユニット２０として説明する。
【００１５】
上型３０は、駆動ユニット２０によって、下型４０に対して近接または離間されるものである。上型３０は、上型本体３１と、上型フレーム３２と、を具備している。上型本体３１は、上型フレーム３２に装着されている。上型フレーム３２は、後述する上型連結部２１によって、駆動ユニット２０に支持されている。
【００１６】
下型４０は、フレーム６０によって支持されているものである。下型４０は、下型本体４１と、下型フレーム４２と、を具備している。下型本体４１は、下型フレーム４２に装着されている。下型フレーム４２は、下型連結部２２によって、駆動ユニット２０を支持している。
【００１７】
フレーム６０は、下型４０および駆動ユニット２０を支持するものである。より詳しくは、フレーム６０は、下型４０の下型フレーム４２を固定して支持するものである。
【００１８】
コントローラは、４つの駆動ユニット２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ・２０Ｄのそれぞれと接続されている。コントローラは、４つの駆動ユニット２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ・２０Ｄをそれぞれ独立して駆動制御し、上型３０を下型４０に対して近接または離間させる機能を有している。
【００１９】
なお、プレス装置１０は、上型３０を駆動ユニット２０によって下降させて、フレーム６０によって固定された下型４０に対して近接させ、上型３０と下型４０とに挟まれたワークをプレス成型する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、駆動ユニット２０によって上型３０を下降させるとともに下型４０を上昇させて両者を近接させ、上型３０と下型４０とに挟まれたワークをプレス成型する構成であっても良い。さらに、上型３０の上下位置を固定し、下型４０を駆動ユニット２０によって上昇させることにより、両者を近接させるように構成することもできる。
【００２０】
図２を用いて、駆動ユニット２０について説明する。
なお、図２の紙面に向かって右上には、球面荷重受け部３４Ａ・３４Ｂの構成を示す断面図を示している。また、図２の紙面に向かって右下には、駆動装置５０の構成を示す一部断面図を示している。
【００２１】
駆動ユニット２０は、上型連結部２１と、下型連結部２２と、ボールネジ２３と、駆動装置５０と、を具備している。上型連結部２１およびボールネジ２３は、一体的に構成されている。
【００２２】
上型連結部２１は、球面荷重受け部３４Ａ・３４Ｂによって、上型フレーム３２を支持している。球面荷重受け部３４Ａは、球面凸部３２Ａと、球面凹部３５Ａと、を具備している。球面凸部３２Ａは、略半球面形状に形成され、上型フレーム３２の上面において上向きに凸形状が向くように形成されるものである。球面凸部３２Ａおよび上型フレーム３２は、所定の隙間Ｃを設けて、上型連結部２１に挿嵌されている。球面凹部３５Ａは、略半球面形状に形成され、上型連結部２１に挿嵌され、下向きに凹形状が向くように配置されている。
【００２３】
球面荷重受け部３４Ｂは、球面凸部３２Ｂと、球面凹部３５Ｂと、を具備している。球面凸部３２Ｂは、略半球面形状に形成され、上型フレーム３２の下面において下向きに凸形状が向くように形成されるものである。球面凸部３２Ｂは、前記球面凸部３２Ａおよび上型フレーム３２とともに、所定の隙間Ｃを設けて、上型連結部２１に挿嵌されている。球面凹部３５Ｂは、略半球面形状に形成され、上型連結部２１に挿嵌され、上向きに凹形状が向くように配置されている。
【００２４】
このような構成とすることで、球面凸部３２Ａ、上型フレーム３２および球面凸部３２Ｂは、所定の隙間Ｃの範囲で上型連結部２１に対し傾斜することができる。このとき、球面凸部３２Ａおよび球面凸部３２Ｂは、球面荷重受け部３４Ａ・３４Ｂに対し滑動する。すなわち、駆動ユニット２０は、上型３０を傾斜させた状態で支持することができる。
【００２５】
下型連結部２２は、下型フレーム４２を固定して支持している。上述したように下型フレーム４２は、フレーム６０に固定され支持されている。そのため、下型連結部２２および下型フレーム４２は、フレーム６０によって一体的に固定して支持される。
【００２６】
駆動装置５０は、下型連結部２２に固定して支持されている。上述したように下型連結部２２および下型フレーム４２は、フレーム６０によって一体的に固定して支持されている。そのため、駆動装置５０、下型連結部２２および下型フレーム４２は、フレーム６０によって一体的に固定して支持されている。
【００２７】
駆動装置５０は、モータ５１と、減速機５２と、歯車５３と、ナット５４と、複数のボール５５と、を具備している。モータ５１は、コントローラに接続されている。減速機５２の入力軸は、モータ５１に接続され、モータ５１によって駆動される。歯車５３は、減速機５２の出力軸に固設され、減速機５２によって駆動される。ナット５４は、歯車５３と歯合され、歯車５３を介して減速機５２によって駆動される。ボール５５は、ボールネジ２３とナット５４と間で転がり回転する構成とされている。
【００２８】
このような構成とすることで、コントローラは、モータ５１を駆動することによって、減速機５２および歯車５３を介して、ナット５４を回転させ、ボール５５の転がりを介して、ボールネジ２３を上下移動させ、同時に上型連結部２１を上下移動させることができる。つまり、コントローラは、駆動ユニット２０によって、上型３０を上下移動させることができる。
【００２９】
図３を用いて、プレス装置１０の作用について説明する。
なお、図３は上型フレーム３２を平板として模式して表し、図３（Ａ）は上型フレーム３２の短辺Ｓを軸として揺動する第１揺動動作の様子を示し、図３（Ｂ）は上型フレーム３２の長辺Ｌを軸として揺動する第２揺動動作の様子を示し、図３（Ｃ）は上型フレーム３２の対角線Ｄ１・Ｄ２を軸として揺動する第３揺動動作の様子を示している。
【００３０】
プレス装置１０は、上型３０がワークに当接したときには、上型３０を揺動させながら、上型３０と下型４０とを互いに近接させ、上型本体３１と下型本体４１とに挟まれたワークをプレス成型する。一般に、揺動とは、３６０°以下の角度で正逆回転し揺れ動くことをいう。本発明の実施形態では、揺動とは、以下に説明する第１揺動動作、第２揺動動作および第３揺動動作のことをいう。
【００３１】
図３（Ａ）に示すように、第１揺動動作とは、揺動動作の軸となる部分が上型フレーム３２のそれぞれの短辺Ｓとする動作である。第１揺動動作とは、まず、上型フレーム３２をどちらか一方の短辺Ｓを軸として３６０°以下の角度で正回転させ、次に、上型フレーム３２が他方の短辺Ｓを軸として３６０°以下の角度で逆回転させ、これらの正逆回転を交互に繰り返しながら上型フレーム３２を下降させる動作である。
【００３２】
より具体的には、まず、コントローラは、駆動ユニット２０Ｃ・２０Ｄのみによって、上型フレーム３２を下降させる。このとき、上型３０は、下型４０に対し右下がりの傾斜状態となる。次に、コントローラは、駆動ユニット２０Ａ・２０Ｂのみによって、上型フレーム３２を下降させる。このとき、上型３０は、下型４０に対し左下がりの傾斜状態となる。コントローラは、これらの下降および傾斜を繰り返して、上型３０と下型４０とを互いに近接させ、上型本体３１と下型本体４１とに挟まれたワークをプレス成型する。
【００３３】
図３（Ｂ）に示すように、第２揺動動作とは、揺動動作の軸となる部分が上型フレーム３２のそれぞれの長辺Ｌとする動作である。第２揺動動作とは、まず、上型フレーム３２がどちらか一方の長辺Ｌを軸として３６０°以下の角度で正回転させ、次に、上型フレーム３２が他方の長辺Ｌを軸として３６０°以下の角度で逆回転させ、これらの正逆回転を交互に繰り返しながら上型フレーム３２を下降させる動作である。
【００３４】
より具体的には、まず、コントローラは、駆動ユニット２０Ａ・２０Ｄのみによって、上型フレーム３２を下降させる。このとき、上型３０は、下型４０に対し前下がりの傾斜状態となる。次に、コントローラは、駆動ユニット２０Ｂ・２０Ｃのみによって、上型フレーム３２を下降させる。このとき、上型３０は、下型４０に対し後下がりの傾斜状態となる。コントローラは、これらの下降および傾斜を繰り返して、上型３０と下型４０とを互いに近接させ、上型本体３１と下型本体４１とに挟まれたワークをプレス成型する。
【００３５】
図３（Ｃ）に示すように、第３揺動動作とは、揺動動作の軸となる部分が上型フレーム３２のそれぞれの対角線Ｄ１・Ｄ２とする動作である。第３揺動動作とは、まず、上型フレーム３２を対角線Ｄ１を軸として３６０°以下の角度で正回転させ、次に、上型フレーム３２を対角線Ｄ２を軸として３６０°以下の角度で逆回転させ、これらの正逆回転を交互に繰り返しながら上型フレーム３２を下降させる動作である。
【００３６】
より具体的には、まず、コントローラは、駆動ユニット２０Ａのみによって、上型フレーム３２を下降させる。このとき、上型３０は、下型４０に対し左前下がりの傾斜状態となる。次に、コントローラは、駆動ユニット２０Ｄのみによって、上型フレーム３２を下降させる。このとき、上型３０は、下型４０に対し前下がりの傾斜状態となる。次に、コントローラは、駆動ユニット２０Ｃのみによって、上型フレーム３２を下降させる。このとき、上型３０は、下型４０に対し前および右後下がりの傾斜状態となる。次に、コントローラは、駆動ユニット２０Ｂのみによって、上型フレーム３２を下降させる。コントローラは、これらの下降および傾斜を繰り返して、上型３０と下型４０とを互いに近接させ、上型本体３１と下型本体４１とに挟まれたワークをプレス成型する。
【００３７】
なお、本実施形態では、短辺Ｓ、長辺Ｌ、または対角線Ｄ１・Ｄ２を軸として揺動動作する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、駆動ユニット２０をそれぞれ独立して駆動制御することで、駆動ユニット２０Ａを所定量ΔＤだけ下降させたとき、駆動ユニット２０Ｂ・２０Ｄを所定量ΔＤの半分の量だけを下降させ、上型フレーム３２を下降および傾斜させるような構成であっても良い。
【００３８】
図４を用いて、本発明の実施形態であるプレス装置１０の効果について説明する。
図４は、プレス装置１０の上型位置Ｄとワークに作用する荷重Ｗとの関係を実線で示している。なお、図４のグラフの横軸はプレス装置の上型位置Ｄを示し、図４のグラフの縦軸はワークに作用する荷重Ｗを示している。なお、従来のプレス装置の上型位置Ｄとワークに作用する荷重Ｗとの関係は破線で示している。
【００３９】
プレス成形時のワークに作用する荷重Ｗは、上型３０が上昇端Ｄｍａｘ（上型の上昇限界位置）から下降するにしたがって大きくなり、上型３０がワークに当接して下降端Ｄｍｉｎ（上型の下降限界位置、すなわちプレス成型終了位置）に近づくにしたがって極端に大きくなり、下降端Ｄｍｉｎでは最大荷重Ｗｍａｘとなる。
【００４０】
本発明の実施形態であるプレス装置１０では、最大荷重Ｗｍａｘを従来のプレス装置１０と比較して低減できる。すなわち、プレス装置１０は、上型３０がワークに当接したときには、上型３０を揺動させながら、上型３０と下型４０とを互いに近接させ、上型本体３１と下型本体４１とに挟まれたワークをプレス成型する構成である。
【００４１】
上型３０が揺動して下型４０に近接しているときには、上型３０が傾斜して下型４０に近接する作用が繰り返されることになる。上型３０が傾斜して下型４０に近接するときは、従来の上型３０が垂直方向にのみ下型４０に近接する構成と比較して、ワークに対する上型３０の押圧面積が減少する。言い換えれば、プレス装置１０は、上型３０を揺動させながら、上型３０と下型４０とを互いに近接させることで、ワークに対する上型３０の押圧面積を分散させている。このようにして、プレス装置１０では、最大荷重Ｗｍａｘを従来のプレス装置１０と比較して低減できる。
【００４２】
このようにして、最大荷重Ｗｍａｘを従来のプレス装置１０と比較して低減できるため、大きな最大荷重Ｗｍａｘに基づいて大きいプレス能力を有するプレス装置を設計する必要がない。そのため、プレス装置を製作する費用を低減できる。また、最大荷重Ｗｍａｘが極端に大きくなることもなく、プレス装置１０の金型の寿命が低下するおそれもない。さらに、揺動動作のパターンによって最大荷重Ｗｍａｘをあわせることで、複数のプレス能力のプレス成型を１台のプレス装置１０で実現できるため、プレス装置１０の汎用性を向上できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０        プレス装置
２０Ａ      駆動ユニット
２０Ｂ      駆動ユニット
２０Ｃ      駆動ユニット
２０Ｄ      駆動ユニット
２１        上型連結部
２２        下型連結部
３０        上型
３１        上型本体
３２        上型フレーム
４０        下型
４１        下型本体
４２        下型フレーム
Ｄ          上型位置
Ｄｍｉｎ    下降端
Ｄｍａｘ    上昇端
Ｗ          荷重
Ｗｍａｘ    最大荷重
【図１】
0005764920.tif 000002
【図２】
0005764920.tif 000003
【図３】
0005764920.tif 000004
【図４】
0005764920.tif 000005
【図５】
0005764920.tif 000006