(57)【要約】【課題】十分な加圧能力を有し、ワークの形状に応じて偏加重をかけることができると共に、プレス装置の上型やスライド等が歪むのを抑制できるプレス装置を提供すること。【解決手段】本発明は、下型１２と、下型１２に対応する形状を有する上型１３と、上型１３を昇降移動させる複数のリニアモータ１４と、を備えたプレス装置１００であって、複数のリニアモータ１４はそれぞれ独立に駆動可能となっているプレス装置１００である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型と、
前記下型に対応する形状を有する上型と、
前記上型を昇降移動させる複数のリニアモータと、
を備えたプレス装置であって、
前記複数のリニアモータはそれぞれ独立に駆動可能となっていることを特徴とするプレス装置。
【請求項２】
前記複数のリニアモータが前記上型の上面に連結されていることを特徴とする請求項１記載のプレス装置。
【請求項３】
前記上型が固定されたスライドを更に備え、
前記複数のリニアモータが前記スライドを介して前記上型を昇降移動させることを特徴とする請求項１記載のプレス装置。
【請求項４】
前記複数のリニアモータが前記スライドの上面に連結されていることを特徴とする請求項３記載のプレス装置。
【請求項５】
前記複数のリニアモータが、前記プレス装置の前後方向に２〜２０列、左右方向に２〜４０列並設されていることを特徴とする請求項１記載のプレス装置。
【請求項６】
前記リニアモータが、リニア同期モータであることを特徴とする請求項１記載のプレス装置。
【請求項７】
前記複数のリニアモータにはそれぞれ下端に鍔付ロッドが取付けられており、
前記上型の上部には長溝が複数設けられており、
前記長溝と前記鍔付ロッドの鍔部とを嵌合させることにより、前記複数のリニアモータと前記上型とが連結されていることを特徴とする請求項２記載のプレス装置。
【請求項８】
前記複数のリニアモータにはそれぞれ下端に鍔付ロッドが取付けられており、
前記スライドの上部には長溝が複数設けられており、
前記長溝と前記鍔付ロッドの鍔部とを嵌合させることにより、前記複数のリニアモータと前記スライドとが連結されていることを特徴とする請求項４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】
所定のワークをプレスするプレス装置において、プレスの駆動源としてリニアモータを用いる方法が提案されている。
この場合、構造が簡単でコンパクトであり、しかも高精度な推力を発揮できる。
【０００３】
例えば、このようなリニアモータを用いたプレス装置としては、コラム・ベッドからなるフレームと、フレーム内を往復移動するスライドとを備えたプレス機であって、スライドとコラムとの間に移動子と固定子を有するリニアモータが配置されたプレス機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところが、このような従来のプレス装置においては、リニアモータの推力が十分でないためにプレス加工に必要な加圧能力が十分に得られない傾向にある。
【０００５】
これに対し、プレス機械のフレームにリニアモータを設け、該リニアモータの両側にトッグルリンクを配備し、これらのトッグルリンクでプレス機械のスライドを駆動する構成にしたリニア電動プレス機械が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１８１６８８号公報
【特許文献２】特開２００２−１３７０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、所定のワークに偏加重をかけてプレスする場合、上述した特許文献１記載のプレス機においては、スライドの両端がリニアモータで固定されており、特許文献２記載のリニア電動プレス機械においては、１つのリニアモータしか用いていないので、ワークの所定の位置に対する加重量を調整することができない。
【０００７】
また、複数のリニアモータを用いない従来のプレス装置を用いると、ワークの形状によっては、所定の位置に加重が偏る場合がある。
この場合、プレス装置の上型やスライド等が徐々に歪む傾向にある。
【０００８】
図８は、従来のプレス装置を用いてワークの加工を行った場合に、上型やスライド等が歪む例を模式的に誇張して示した概略図である。
従来のプレス装置においては、中央に凹部を有する上型５３と、上型５３の形状に対応するように中央に凸部を有する下型５２との間にワーク５８を配置してプレスする。
【０００９】
そして、このプレスを行うと、図８に示すように、クラウン５５、スライド５６及び上型５３のみならず、下型５２やボルスタプレート５１等にも徐々に歪みΔｔが生じる傾向にある。
なお、従来のプレス装置においては、歪みΔｔによりプレス加工の精度が低下するのを抑制するために、大型のクラウンやスライドが用いられている。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、十分な加圧能力を有し、ワークの形状に応じて偏加重をかけることができると共に、プレス装置の上型やスライド等が歪むのを抑制できるプレス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、プレス装置の上型を複数のリニアモータで昇降移動させることにより、十分な推力が得られることを見出した。
さらに、本発明者は、複数のリニアモータをそれぞれ独立に制御することにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、（１）下型と、下型に対応する形状を有する上型と、上型を昇降移動させる複数のリニアモータと、を備えたプレス装置であって、複数のリニアモータはそれぞれ独立に駆動可能となっているプレス装置に存する。
【００１３】
本発明は、（２）複数のリニアモータが上型の上面に連結されている上記（１）記載のプレス装置に存する。
【００１４】
本発明は、（３）上型が固定されたスライドを更に備え、複数のリニアモータがスライドを介して上型を昇降移動させる上記（１）記載のプレス装置に存する。
【００１５】
本発明は、（４）複数のリニアモータがスライドの上面に連結されている上記（３）記載のプレス装置に存する。
【００１６】
本発明は、（５）複数のリニアモータが、プレス装置の前後方向に２〜２０列、左右方向に２〜４０列並設されている（１）記載のプレス装置に存する。
【００１７】
本発明は、（６）リニアモータが、リニア同期モータである上記（１）記載のプレス装置に存する。
【００１８】
本発明は、（７）複数のリニアモータにはそれぞれ下端に鍔付ロッドが取付けられており、上型の上部には長溝が複数設けられており、長溝と鍔付ロッドの鍔部とを嵌合させることにより、複数のリニアモータと上型とが連結されている上記（２）記載のプレス装置に存する。
【００１９】
本発明は、（８）複数のリニアモータにはそれぞれ下端に鍔付ロッドが取付けられており、スライドの上部には長溝が複数設けられており、長溝と鍔付ロッドの鍔部とを嵌合させることにより、複数のリニアモータとスライドとが連結されている上記（４）記載のプレス装置に存する。
【００２０】
なお、本発明の目的に添ったものであれば、上記（１）〜（６）を適宜組み合わせた構成も採用可能である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のプレス装置は、複数のリニアモータが上型を昇降移動させるので、十分な推力を有する。
したがって、所定のワークに対して十分に加圧することができる。
また、上記プレス装置は、複数のリニアモータがそれぞれ独立に駆動可能となっているので、加重量を調整することにより、ワークの形状に応じて偏加重をかけることができる。
なお、上記プレス装置においては、所定のワークに均一に加重をかけることも可能である。
【００２２】
これにより、上記プレス装置は、所定の位置に加重が偏るプレス加工を行った場合であっても、プレス装置の上型やスライド等が歪むのを抑制できる。
【００２３】
よって、上記プレス装置によれば、十分な加圧能力を有し、ワークの形状に応じて偏加重をかけることができると共に、プレス装置の上型やスライド等が歪むのを抑制できる。
【００２４】
本発明のプレス装置は、複数のリニアモータが上型の上面に連結されていると、上型を直接昇降移動させることができるので、確実に加重を上型に伝えることができる。
また、この場合、装置をよりコンパクトにすることができるという利点も有する。
【００２５】
本発明のプレス装置は、上型が固定されたスライドを更に備え、複数のリニアモータがスライドを介して上型を昇降移動させると、上型を傷つけることなく、所定のワークをプレスすることができる。
また、この場合、上型をスライドに取付ければよいので、従来の上型を用いることができる。
【００２６】
また、この場合、複数のリニアモータがスライドの上面に連結されていると、スライドを介することにより上型を昇降移動させることができるので、確実に加重を上型に伝えることができる。
【００２７】
本発明のプレス装置は、複数のリニアモータが、プレス装置の前後方向に２〜２０列、左右方向に２〜４０列並設されていると、これらのリニアモータを同時に降下させることにより、上型に均一に加重をかけることができる。
これにより、上型に歪みが生じるのを抑制できる。
また、上記プレス装置は、これらのリニアモータそれぞれの加重量を調整することにより、上型に偏加重をかけることが可能となる。
【００２８】
本発明のプレス装置は、リニアモータがリニア同期モータであると、確実に上型を昇降移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。
また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。
更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００３０】
［第１実施形態］
まず、本発明のプレス装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明のプレス装置の第１実施形態を示した部分断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係るプレス装置１００は、ボルスタプレート１１と、ボルスタプレート１１の上面に固定された下型１２と、下型１２に対応する形状を有する上型１３と、上型１３を昇降移動させる２０本のリニアモータ１４と、を備える。
【００３１】
上記２０本のリニアモータ１４はいずれも、上型１３の上面に連結されている。
すなわち、上型１３が複数のリニアモータ１４によって吊り上げられた状態となっている。
このため、本実施形態に係るプレス装置１００は、複数のリニアモータ１４の駆動により、上型１３を直接昇降移動させることができるので、確実に複数のリニアモータ１４による加重を上型１３に伝えることができる。
また、この場合、スライドが不要であることから、装置をよりコンパクトにすることができるという利点も有する。
【００３２】
図２の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係るプレス装置のリニアモータと上型との連結部分を示す部分断面図である。
図２の（ａ）に示すように、複数のリニアモータ１４それぞれには下端に、シリンダ２５と、該シリンダ２５内に設けられ、両端に径が大きくなった鍔部を有する鍔付ロッド２２とを備えるダイクランバ２１が取り付けられている。
ダイクランバ２１において、鍔付ロッド２２の上側の鍔部はシリンダ２５の内壁に接しており、鍔付ロッド２２がシリンダ２５内を昇降可能となっている。
一方、鍔付ロッド２２の下側の鍔部は、後述する上型１３に取付けられる。
また、鍔付ロッド２２の上側の鍔部の上面と、シリンダ２５との間には、戻しバネ２０が取付けられている。
【００３３】
上型１３の上部には、断面がＴ型の長溝１３ａ（以下「断面Ｔ型長溝」という。）が設けられており、この断面Ｔ型長溝１３ａと上記鍔付ロッド２２の下側の鍔部とを嵌合させることにより、複数のリニアモータ１４と上型１３とが連結される。
【００３４】
そして、図２の（ｂ）に示すように、上型１３は、上記ダイクランバ２１のシリンダ２５内に上側の鍔部の下方から油２３を注入することにより、鍔付ロッド２２が押し上げられ、この状態で固定される。
すなわち、上型１３は、油２３の油圧力により確実に固定される。
【００３５】
このため、本実施形態に係るプレス装置１４においては、加重量が確実に上型１３に伝達される。
【００３６】
図３の（ａ）は、本実施形態に係るプレス装置のリニアモータと上型とを連結させる前の状態を示す部分拡大図であり、図３の（ｂ）は、本実施形態に係るプレス装置のリニアモータと上型とを連結させた状態を示す部分拡大図である。
図３の（ａ）に示すように、上型１３をリニアモータ１４に取付ける場合は、リニアモータ１４に取付けられた鍔付ロッド２２の下側の鍔部に、上型１３の断面Ｔ型長溝１３ａを取付ける。
そして、図３の（ｂ）に示すように、上型１３をスライドさせて、所望の位置で上述したように固定させる。
一方、上型１３をリニアモータ１４から取外す場合は、シリンダ２５内の油２３を抜き、戻しバネ２０の応力により、図２の（ａ）に示す状態として、上型１３をスライドさせて取外す。
【００３７】
上記２０本のリニアモータ１４はそれぞれ、コイル体を含む固定子１４ａと、固定子１４ａに対して移動可能に配設され電磁石を含む移動子１４ｂと、を備えている。
なお、リニアモータ１４は一般に移動子１４ｂが固定子１４ａとの間に僅かなクリアランスを有する状態で配設されている。
これらの固定子１４ａはいずれもクラウン１５に固定され、移動子１４ｂはいずれも先端が上型１３に連結されている。  
【００３８】
これらのリニアモータ１４はいずれもリニア同期モータとなっており、磁極同士の吸引・反発力を利用して推進力を発揮する。
このため、本実施形態に係るプレス装置１００においては、上型１３に連結されたリニアモータ１４を駆動させることにより、確実に上型を昇降移動させることができる。
【００３９】
図４は、本発明のプレス装置におけるリニアモータの配列を説明するための上面図である。
図４に示すように、上記２０本のリニアモータ１４は、プレス装置１００の前後方向に４列、左右方向に５列並設されている。
【００４０】
上記リニアモータ１４それぞれには図示しない制御装置が取り付けられている。
これにより、リニアモータ１４はそれぞれ独立に駆動可能となっている。
かかる制御装置としては、サーボモータ用コントローラー等が挙げられる。
【００４１】
したがって、本実施形態に係るプレス装置１００においては、これらのリニアモータ１４を同時に降下させることにより、上型に均一に加重をかけることができ、これらのリニアモータ１４のうちの所定のリニアモータ１４の加重量を調整することにより、上型に偏加重をかけることが可能となる。
【００４２】
図５の（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は、図４に示すリニアモータの加重量を調整した例を説明するための説明図である。
例えば、図５の（ａ）に示すように、プレス装置１００の最も左側の４本のリニアモータ１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ及び１４ｆの加重を大きくし、右側のリニアモータに行くに従って加重を小さくすることにより、上型１３の左側の加重量を大きくすることができる。
また、図５の（ｂ）に示すように、プレス装置１００の前側のリニアモータ１４ｆ、１４ｇ、１４ｈ、１４ｉ及び１４ｊの加重を大きくし、後側のリニアモータに行くに従って加重を小さくすることにより、上型１３の前側の加重量を大きくすることができる。
さらに、図５の（ｃ）に示すように、プレス装置１００の中央の列のリニアモータ１４ｈ、１４ｋ、１４ｌ及び１４ｍの加重を大きくし、中央から両側に離れるに従ってリニアモータの加重を小さくすることにより、上型１３の中央の加重量を大きくすることができる。
【００４３】
このように、リニアモータ１４それぞれの加重量を調整することにより、上型１３に偏加重を与えることができる。
このため、本実施形態に係るプレス装置１００によれば、上型１３に対する加重を調整できるので、上型１３と下型１２とが接触する際の加重、及び、ワークと金型との当たり、を均一なものとすることができる。
したがって、ワークの成形性が向上する。
また、このことにより、長期間使用した場合であっても、上型１３に歪みが生じるのを抑制できる。
【００４４】
次に、本実施形態に係るプレス装置１００を用いたプレス方法について説明する。
再び図１に戻り、まず、プレス装置１００の上型１３と下型１２との間にワーク１８を配置する。
このワーク１８としては、鉄板やアルミ板等の公知のものが用いられる。
【００４５】
このワーク１８をプレス装置１００に配置する手段は特に限定されないが、搬送ロボットを用いることが好ましい。
この場合、プレス装置１００を複数並設し、その間に搬送ロボットを配置して、該搬送ロボットに所定のワークを搬送させることで、連続したプレス加工（タンデムプレスライン）が可能となる。
【００４６】
このとき、上型１３及び下型１２の形状は、ワーク１８を上型１３と下型１２との間でプレスした場合、プレスされたワーク１８が所望の形状となるように設計される。
なお、上型１３は下型１２に対応する形状とする必要がある。
【００４７】
下型１２の上面にワーク１８を配置した場合、ワーク１８と下型１２との間の隙間を少なくするために、ブランクホルダ５０を配置することが好ましい。
そうすると、ワーク１８を固定できると共に、プレスしたときの上型１３からボルスタプレート１１に伝わる衝撃を抑制することができるので、安定した加工が可能となる。
【００４８】
そして、図示しない制御装置を用いてリニアモータ１４を駆動させることにより、リニアモータ１４に連結された上型１３が昇降移動する。
これにより、ワーク１８がプレスされることになる。
【００４９】
このように、本実施形態に係るプレス装置１００においては、複数のリニアモータ１４が上型１３を昇降移動させるので、十分な推力を有する。
したがって、ワーク１８に対して十分に加圧することができる。
【００５０】
また、上記プレス装置１００は、複数のリニアモータ１４がそれぞれ独立に駆動可能となっているので、加重量を調整することにより、所定のワーク１８に対して偏加重をかけることが可能となる。
さらに、上記プレス装置１００においては、複数のリニアモータ１４の加重量を調整することにより、従来の複数のリニアモータを用いないプレス装置の場合と比較して、より均一にワークをプレスできる。
【００５１】
これらのことにより、上記プレス装置１００は、所定の位置に加重が偏るプレス加工を長期間行った場合であっても、プレス装置の上型やスライド等が歪むのを抑制できる。
【００５２】
また、上記プレス装置１００は、リニアモータ１４を駆動源とするため、バランサが不要となる。
さらに、リニアモータ１４が安価であるため、従来のプレス装置１００よりも安く製造することができる。
さらにまた、リニアモータ１４の取り付けが容易であり、プレス装置１００をコンパクトにすることができ、メンテナンスも容易となる。
【００５３】
よって、上記プレス装置１００によれば、十分な加圧能力を有し、ワークの形状に応じて偏加重をかけることができると共に、プレス装置１００の上型１３が歪むのを抑制できる。
【００５４】
［第２実施形態］
次に、本発明のプレス装置の第２実施形態について説明する。
図６は、本発明のプレス装置の第２実施形態を示した部分断面図である。
図６に示すように、本実施形態に係るプレス装置２００は、ボルスタプレート１１と、ボルスタプレート１１の上面に固定された下型１２と、下型１２に対応する形状を有する上型４３と、上型４３が固定されたスライド４６と、スライド４６を介して上型４３を昇降移動させる２０本のリニアモータ１４と、を備える。
【００５５】
すなわち、上記第２実施形態に係るプレス装置２００は、上型４３が固定されたスライド４６を更に備え、複数のリニアモータ１４がスライド４６を介して上型４３を昇降移動させる点で上述した第１実施形態に係るプレス装置１００と異なる。
【００５６】
本実施形態に係るプレス装置２００においては、２０本のリニアモータがいずれも、スライド４６の上面に連結されている。すなわち、スライド４６が複数のリニアモータ１４によって吊り上げられた状態となっている。
このため、本実施形態に係るプレス装置２００は、上型４３を傷つけることなく、所定のワーク１８をプレスできる。
また、この場合、上型４３をスライド４６に取付ければよいので、従来の上型を用いることができる。
また、この場合、複数のリニアモータ１４がスライド４６の上面に連結されていると、スライド４６を介することにより上型４３を昇降移動させることができるので、確実に加重を上型４３に伝えることができる。
【００５７】
図７の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係るプレス装置のリニアモータとスライドとの連結部分を示す部分断面図である。
図７の（ａ）に示すように、複数のリニアモータ１４それぞれには下端に、シリンダ２５と、該シリンダ２５内に設けられ、両端に径が大きくなった鍔部を有する鍔付ロッド２２とを備えるダイクランバ２１が取り付けられている。
ダイクランバ２１において、鍔付ロッド２２の上側の鍔部はシリンダ２５の壁面に接しており、鍔付ロッド２２がシリンダ２５内を昇降可能となっている。
一方、鍔付ロッド２２の下側の鍔部はシリンダ２５から突出しており、後述するスライド４６に取付けられる。
また、鍔付ロッド２２の上側の鍔部の上面と、シリンダ２５との間には、戻しバネ２０が取付けられている。
【００５８】
スライド４６の上部には、断面Ｔ型長溝４３ａがライン状に複数設けられており、この断面Ｔ型長溝４３ａと上記鍔付ロッド２２の下側の鍔部とを嵌合させることにより、複数のリニアモータ１４とスライド４６とが連結される。
【００５９】
そして、図７の（ｂ）に示すように、スライド４６は、上記ダイクランバ２１のシリンダ２５内に上側の鍔部の下方から油２３を注入することにより、鍔付ロッド２２が押し上げられ、この状態で固定される。
すなわち、スライド４６は、油２３の油圧力により確実に固定される。
【００６０】
このため、本実施形態に係るプレス装置１４においては、加重量が確実にスライド４６に伝達される。
【００６１】
なお、スライド４６をリニアモータ１４に取付ける場合は、上述した上型１３をリニアモータ１４に取付ける場合と同様にして行われ（図３の（ａ）参照）、スライド４６をリニアモータ１４から取外す場合は、上述した上型１３をリニアモータ１４から取外す場合と同様にして行われる（図３の（ｂ）参照）。
また、スライド４６と上型４３との連結部分は、従来の連結方法と同様である。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６３】
例えば、上記第１及び第２実施形態においては、２０本リニアモータを用いているが、リニアモータの数は２本以上であればよく、プレス装置の前後方向に２〜２０列、左右方向に２〜４０列並設されていることが好ましい。
【００６４】
プレス装置の前後方向又は左右方向に配置されるリニアモータが１本であると、偏加重をかけることができなくなり、前後方向に２０本、左右方向に４０本を超えると、リニアモータの数が上記範囲内にある場合と比較して、リニアモータの配置や制御が困難となり、プレス装置が巨大化する傾向にある。
【００６５】
第１実施形態に係るプレス装置においては、リニアモータとしてリニア同期モータを用いているが、リニア誘導モータやリニア直流モータであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明のプレス装置の第１実施形態を示した部分断面図である。
【図２】図２の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係るプレス装置のリニアモータと上型との連結部分を示す部分断面図である。
【図３】図３の（ａ）は、本実施形態に係るプレス装置のリニアモータと上型とを連結させる前の状態を示す部分拡大図であり、図３の（ｂ）は、本実施形態に係るプレス装置のリニアモータと上型とを連結させた状態を示す部分拡大図である。
【図４】図４は、本発明のプレス装置におけるリニアモータの配列を説明するための上面図である。
【図５】図５の（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は、図４に示すリニアモータの加重量を調整した例を説明するための説明図である。
【図６】図６は、本発明のプレス装置の第２実施形態を示した部分断面図である。
【図７】図７の（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係るプレス装置のリニアモータとスライドとの連結部分を示す部分断面図である。
【図８】図８は、従来のプレス装置を用いてワークの加工を行った場合に、上型やスライド等が歪む例を模式的に誇張して示した概略図である。
【符号の説明】
【００６７】
１１，５１・・・ボルスタプレート
１２，５２・・・下型
１３，４３，５３・・・上型
１３ａ，４３ａ・・・長溝
１４・・・リニアモータ
１４ａ・・・固定子
１４ｂ・・・移動子
１５，５５・・・クラウン
１８，５８・・・ワーク
２０・・・戻しバネ
２１・・・ダイクランバ
２２・・・鍔付ロッド
２３・・・油
２５・・・シリンダ
４６，５６・・・スライド
５０・・・ブランクホルダ
１００,２００・・・プレス装置
【図１】
2008093665.tif 000003
【図２】
2008093665.tif 000004
【図３】
2008093665.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008093665.tif 000007
【図６】
2008093665.tif 000008
【図７】
2008093665.tif 000009
【図８】
2008093665.tif 000010