(57)【要約】【課題】プレス機械のフレーム側板に取り付けた電動モータの発熱に起因するフレーム側板の撓み、および、その結果として生じる芯ズレを防止する。【解決手段】プレス機械１０のフレーム側板１１ｂに、取付部材５０を介して電動モータ３０を取り付けるものであり、フレーム側板１１ｂと接する取付部材５０の取り付け面５２に、フレーム側板１１ｂとの間に間隙を構成するための所要の大きさの凹所５３を形成し、また、取付部材５０に、凹所５３と連通する少なくとも１つのエア供給口５５および任意数のエア排出口５４を形成する。エア供給口５５から凹所５３内に冷却用空気を供給してエア排出口５４から排出することで、電動モータ３０の発熱が取付部材５０からフレーム側板１１ｂに伝わることを低減する。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス機械のフレーム側板に、ラムの動力源としての電動モータを、取付部材を介して取り付ける電動モータの取付装置であって、
前記フレーム側板と接する前記取付部材の取り付け面に、当該フレーム側板との間に間隙を構成するための所要の大きさの凹所を形成するとともに、当該取付部材に、当該凹所と連通する少なくとも１つのエア供給口および任意数のエア排出口を形成し、
前記エア供給口から前記凹所内に冷却用空気を供給して前記エア排出口から排出することで、前記電動モータの発熱が前記取付部材から前記フレーム側板に伝わることを低減するように構成したことを特徴とするプレス機械の電動モータ取付装置。
【請求項２】
前記エア排出口は、前記取付部材の取り付け面に、前記凹所から当該取付部材の周囲まで延びて開口するように形成されることを特徴とする請求項１記載のプレス機械の電動モータ取付装置。
【請求項３】
ラムを上下動させる作動軸を軸支したプレス機械の平行なフレーム側板のうち一方のフレーム側板の外側に、当該作動軸を直接駆動する電動モータを、当該作動軸または当該電動モータのロータ主軸を貫通させる貫通口を有するフランジ部材を介して取り付ける電動モータの取付装置であって、
前記フレーム側板と接する前記フランジ部材の取り付け面に、当該フレーム側板との間に間隙を構成するための前記貫通口を囲む環状凹所と、この環状凹所から延びて当該フランジ部材の外周に開口した多数の放射状凹所とを形成するとともに、当該フランジ部材に、当該環状凹所と連通する少なくとも１つのエア供給口を形成し、
前記エア供給口から前記環状凹所内に冷却用空気を供給し、この冷却用空気を前記多数の放射状凹所から前記フランジ部材の外周に排出することで、前記電動モータの発熱が前記フランジ部材から前記フレーム側板に伝わることを低減するように構成したことを特徴とするプレス機械の電動モータ取付装置。
【請求項４】
ラムを上下動させる作動軸を軸支したプレス機械の平行な両フレーム側板のそれぞれ外側に、当該作動軸を直接駆動する一対の電動モータを、当該作動軸または当該各電動モータのロータ主軸を貫通させる貫通口を有するフランジ部材をそれぞれ介して取り付ける電動モータの取付装置であって、
前記各フレーム側板と接する前記各フランジ部材の取り付け面に、当該各フレーム側板との間に間隙を構成するための前記貫通口を囲む環状凹所と、この環状凹所から延びて当該各フランジ部材の外周に開口した多数の放射状凹所とを形成するとともに、当該各フランジ部材に、当該環状凹所と連通する少なくとも１つのエア供給口を形成し、
前記各フランジ部材の前記エア供給口から前記環状凹所内に冷却用空気を供給し、この冷却用空気を前記放射状凹所から当該各フランジ部材の外周に排出することで、前記一対の電動モータの発熱が前記各フランジ部材から前記各フレーム側板に伝わることを低減するように構成したことを特徴とするプレス機械の電動モータ取付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばタレットパンチプレスに適用されるプレス機械の電動モータ取付装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、パンチプレスには、ラムの駆動源としてサーボモータを用いる電動式のものがある。このようなパンチプレスなどのプレス機械の打ち抜き加工では、加工中にきわめて大きい騒音が発生するので、この種の騒音をできるだけ減らすことが望まれている。
【０００３】
このような打ち抜き加工における騒音の発生原理は複雑で、ワークの材質、板厚その他各種の条件によってさまざまであるが、ラムの駆動による打ち抜き速度が速いときは騒音は大きく、打ち抜き速度が遅くなるほど騒音は小さくなり、また、打ち抜き速度が一定であれば、負荷が軽いときは騒音は小さく、負荷が重いほど騒音は大きくなることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電動式のパンチプレスは、例えばフライホイールなどの倍力機構を利用することで加工に必要なトルクを発生しているため、倍力機構によるイナーシャがラムの往復動を遅らせる原因となり、また、それに加えて、サーボモータの主軸とラムを上下動させる作動軸とは、ギヤなどの動力伝達機構を介してドライブされるため、この動力伝達機構によるロスや遅れも生じることが避けられない。そのため、サーボモータの速度を制御してもラムの駆動速度を追従させることが困難で、ラムを速度制御することに適していないという問題があった。
【０００５】
この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、プレス機械のフレーム側板に電動モータを取り付けることで、必要ならこの電動モータにより、ラムを上下動させる作動軸を直接駆動することが可能であり、しかもその際、この電動モータの発熱に起因するフレーム側板の撓み、および、その結果として生じる芯ズレを防止することのできるプレス機械の電動モータ取付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】
この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、プレス機械のフレーム側板に、ラムの動力源としての電動モータを、取付部材を介して取り付ける電動モータの取付装置であって、前記フレーム側板と接する前記取付部材の取り付け面に、当該フレーム側板との間に間隙を構成するための所要の大きさの凹所を形成するとともに、当該取付部材に、当該凹所と連通する少なくとも１つのエア供給口および任意数のエア排出口を形成し、前記エア供給口から前記凹所内に冷却用空気を供給して前記エア排出口から排出することで、前記電動モータの発熱が前記取付部材から前記フレーム側板に伝わることを低減するように構成したプレス機械の電動モータ取付装置である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記エア排出口は、前記取付部材の取り付け面に、前記凹所から当該取付部材の周囲まで延びて開口するように形成されるプレス機械の電動モータ取付装置である。
【０００８】
請求項３に係る発明は、ラムを上下動させる作動軸を軸支したプレス機械の平行なフレーム側板のうち一方のフレーム側板の外側に、当該作動軸を直接駆動する電動モータを、当該作動軸または当該電動モータのロータ主軸を貫通させる貫通口を有するフランジ部材を介して取り付ける電動モータの取付装置であって、前記フレーム側板と接する前記フランジ部材の取り付け面に、当該フレーム側板との間に間隙を構成するための前記貫通口を囲む環状凹所と、この環状凹所から延びて当該フランジ部材の外周に開口した多数の放射状凹所とを形成するとともに、当該フランジ部材に、当該環状凹所と連通する少なくとも１つのエア供給口を形成し、前記エア供給口から前記環状凹所内に冷却用空気を供給し、この冷却用空気を前記多数の放射状凹所から前記フランジ部材の外周に排出することで、前記電動モータの発熱が前記フランジ部材から前記フレーム側板に伝わることを低減するように構成したプレス機械の電動モータ取付装置である。
【０００９】
請求項４に係る発明は、ラムを上下動させる作動軸を軸支したプレス機械の平行な両フレーム側板のそれぞれ外側に、当該作動軸を直接駆動する一対の電動モータを、当該作動軸または当該各電動モータのロータ主軸を貫通させる貫通口を有するフランジ部材をそれぞれ介して取り付ける電動モータの取付装置であって、前記各フレーム側板と接する前記各フランジ部材の取り付け面に、当該各フレーム側板との間に間隙を構成するための前記貫通口を囲む環状凹所と、この環状凹所から延びて当該各フランジ部材の外周に開口した多数の放射状凹所とを形成するとともに、当該各フランジ部材に、当該環状凹所と連通する少なくとも１つのエア供給口を形成し、前記各フランジ部材の前記エア供給口から前記環状凹所内に冷却用空気を供給し、この冷却用空気を前記放射状凹所から当該各フランジ部材の外周に排出することで、前記一対の電動モータの発熱が前記各フランジ部材から前記各フレーム側板に伝わることを低減するように構成したプレス機械の電動モータ取付装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明によるプレス機械の電動モータ取付装置を適用したタレットパンチプレスの一実施の形態を示す要部の縦断面図、図２はその右側面図である。
【００１１】
このタレットパンチプレス１０は、平行に立設したフレーム側板１１ａ、１１ｂに設けた軸受部１２ａ、１２ｂにエキセンシャフト２０が軸支されている。フレーム側板１１ａ、１１ｂ間のほぼ中央に位置するエキセンシャフト２０の偏心軸部２０ｅには、コンロッド２１を介してラム２２が取り付けられ、エキセンシャフト２０が回転または回動することで、コンロッド２１を介してラム２２がラムガイド２３に沿って上下動し、ラム２２の下端に取り付けられるストライカ２４もラム２２と一体に上下動する。そして、ラム２２が下降するとき、ストライカ２４が、タレット２５に装着してあるパンチ金型２６を押圧してワークを打ち抜くようになっている。
【００１２】
また、エキセンシャフト２０の一端には延長部２０ａが形成されてフレーム側板１１ｂから外方へ延び、この延長部２０ａをモータ主軸３１とするサーボモータ３０が、フレーム側板１１ｂの外側に、フランジ部材５０を介して取り付けられている。
【００１３】
サーボモータ３０は、モータ主軸３１すなわちエキセンシャフト２０の延長部２０ａの周囲に、外周に偶数個（４個）の磁極用マグネット（永久磁石）３２を円周方向に沿って所定間隔（９０°間隔）で備えたスリーブ３３を嵌装してブッシュ３４で固定し、これによりロータ（回転子）３５を構成する。すなわち、サーボモータ３０のロータ３５は、エキセンシャフト２０の延長部２０ａと不可分一体のものであり、そのため、サーボモータ３０は、実質的にエキセンシャフト２０をロータ３５として用いるものである。
【００１４】
また、サーボモータ３０は、図３に示すように、三相電機子巻線Ｕａ、Ｖａ、Ｗａおよび三相電機子巻線Ｕｂ、Ｖｂ、Ｗｂを三相並列回路として巻いた外筒３６をロータ３５に外装してフランジ部材５０に固定し、これによりステータ（固定子）３７を構成する。そして、サーボアンプ４０の三相電機子巻線Ｕａ、Ｖａ、Ｗａ用のパワー部４１ａと、三相電機子巻線Ｕｂ、Ｖｂ、Ｗｂ用のパワー部４１ｂとを、同一ゲート信号でドライブすることで、三相電機子巻線Ｕａ、Ｖａ、Ｗａおよび三相電機子巻線Ｕｂ、Ｖｂ、Ｗｂには同位相、同一電流値の三相交流電流が流れ、それによりラム圧力に必要なトルクを発生するようになっている。
【００１５】
このようなサーボモータ３０をフレーム側板１１ｂの外側に取り付けるためのフランジ部材５０は、図４に示すように構成されている。すなわち、フランジ部材５０は、中央に、エキセンシャフト２０／ロータ３５を貫通させる貫通口５１を有するリング状の部材であって、この貫通口５１を軸受部１２ｂに外装してフレーム側板１１ｂにボルト止め（１２本）されるとともに、サーボモータ３０の外筒３６／ステータ３７がフランジ部材５０にボルト止め（８本）されるようになっている。
【００１６】
フレーム側板１１ｂと接するフランジ部材５０の取り付け面５２には、フレーム側板１１ｂとの間に間隙を構成するための環状凹所５３が貫通口５１を囲んで形成されるとともに、環状凹所５３から放射状に延びてフランジ部材５０の外周に開口した多数（１２箇所）の放射状凹所５４が形成されている。また、フランジ部材５０には、環状凹所５３と連通する少なくとも１つのエア供給口５５が形成されている。
【００１７】
フランジ部材５０はこのように構成されているため、フレーム側板１１ｂにボルト止めしたとき、フランジ部材５０の取り付け面５２は、図４に網掛けで示す部分だけしかフレーム側板１１ｂに接触しない。そのため、このフランジ部材５０を介してフレーム側板１１ｂに取り付けたサーボモータ３０の発熱が、フランジ部材５０からフレーム側板１１ｂに直接伝わる熱伝導面積が少なく、熱の伝導が妨げられる。
【００１８】
また、エア供給口５５から環状凹所５３内に冷却用空気を供給し、この冷却用空気を多数の放射状凹所５４からフランジ部材５０の外周に排出することで、サーボモータ３０の発熱が、フランジ部材５０からフレーム側板１１ｂに伝わることが抑制される。
【００１９】
このようにして、サーボモータ３０の発熱、とくに、ステータ３７を構成する外筒３６に巻かれた三相電機子巻線Ｕａ、Ｖａ、Ｗａおよび三相電機子巻線Ｕｂ、Ｖｂ、Ｗｂからの発熱が、フレーム側板１１ｂに伝わることを、フランジ部材５０の取り付け面５２の構造と冷却用空気の供給とで、可能な限り低減することができることとなる。
【００２０】
このことは、サーボモータ３０自体の発熱対策として、例えばその周囲をファンで冷却することでモータの動作温度範囲内に抑えてあっても、その動作温度範囲内のサーボモータ３０の発熱がフレーム側板１１ｂに伝わり、それにより、フレーム側板１１ｂが撓みを生じ、エキセンシャフト２０およびラム２２の芯ズレが発生することを防止するうえで、きわめて有効である。
【００２１】
図５は、この発明によるプレス機械の電動モータ取付装置を適用したタレットパンチプレスの他の実施の形態を示す要部の縦断面図、図６はその右側面図である。
【００２２】
このタレットパンチプレス１１０は、１台のサーボモータ３０に代えて、図７に示すように、互いにミラーイメージで対称に構成された一対のサーボモータ１３０ａ、１３０ｂを使用したものである。すなわち、サーボモータ１３０ａのロータ１３５ａの磁極位置（磁極用マグネット１３２ａの円周方向位置）と、サーボモータ１３０ｂのロータ１３５ｂの磁極位置（磁極用マグネット１３２ｂの円周方向位置）とは、互いにミラーイメージで対称に位置決めして取り付けられ、また、サーボモータ１３０ａの三相電機子巻線Ｕａ、Ｖａ、Ｗａの円周方向位置と、サーボモータ１３０ｂの三相電機子巻線Ｕｂ、Ｖｂ、Ｗｂの円周方向位置とは、互いにミラーイメージで対称に位置決めして取り付けられている。
【００２３】
そのため、図７に示すように、サーボモータ１３０ａ用のサーボアンプ１４０ａのパワー部１４１ａと、サーボモータ１３０ｂ用のサーボアンプ１４０ｂのパワー部１４１ｂとを、同一ゲート信号でドライブすれば、サーボモータ１３０ａおよびサーボモータ１３０ｂには、同位相、同一電流値の三相交流電流しか流れないから、サーボモータ１３０ａのトルクベクトルとサーボモータ１３０ｂのトルクベクトルとが同位相、同一となり、そのため、サーボモータ１３０ａおよびサーボモータ１３０ｂの合成トルクは、正確に、両サーボモータ１３０ａ、１３０ｂのトルクの和となり、ラム圧力に必要なトルクを発生するようになっている。
【００２４】
そして、このようなサーボモータ１３０ａ、１３０ｂをフレーム側板１１１ａ、１１１ｂのそれぞれ外側に取り付けるためのフランジ部材１５０ａ、１５０ｂは、図４に示すフランジ部材５０と全く同様のものであり、タレットパンチプレス１１０のその他の構成は、図１、図２に示すタレットパンチプレス１０と同様のものであるので、同様の部分に図１、図２で使用した符号に１００を加えた符号をつけて示すことで、タレットパンチプレス１１０の各部の構成についての詳細な説明は省略する。
【００２５】
このタレットパンチプレス１１０の場合も、フレーム側板１１１ａ、１１１ｂにフランジ部材１５０ａ、１５０ｂをボルト止めしたとき、フランジ部材１５０ａ、１５０ｂの取り付け面１５２ａ、１５２ｂは、図４に網掛けで示す部分だけしかフレーム側板１１１ａ、１１１ｂに接触しないから、フランジ部材１５０ａ、１５０ｂを介してフレーム側板１１１ａ、１１１ｂに取り付けたサーボモータ１３０ａ、１３０ｂの発熱が、フランジ部材１５０ａ、１５０ｂからフレーム側板１１１ａ、１１１ｂに直接伝わる熱伝導面積が少なく、熱の伝導が妨げられる。
【００２６】
また、エア供給口１５５ａ、１５５ｂから環状凹所１５３ａ、１５３ｂ内に冷却用空気を供給し、この冷却用空気を多数の放射状凹所１５４ａ、１５４ｂからフランジ部材１５０ａ、１５０ｂの外周に排出することで、サーボモータ１３０ａ、１３０ｂの発熱が、フランジ部材１５０ａ、１５０ｂからフレーム側板１１１ａ、１１１ｂに伝わることが抑制される。
【００２７】
このようにして、サーボモータ１３０ａ、１３０ｂの発熱、とくに、ステータ１３７ａ、１３７ｂを構成する外筒１３６ａ、１３６ｂに巻かれた三相電機子巻線Ｕａ、Ｖａ、Ｗａおよび三相電機子巻線Ｕｂ、Ｖｂ、Ｗｂからの発熱が、フレーム側板１１１ａ、１１１ｂに伝わることを、フランジ部材１５０ａ、１５０ｂの取り付け面１５２ａ、１５２ｂの構造と冷却用空気の供給とで、可能な限り低減することができることとなる。
【００２８】
なお、上記の実施の形態では、フランジ部材５０、１５０ａ、１５０ｂの環状凹所５３、１５３ａ、１５３ｂと連通するすべてのエア排出口を、放射状凹所５４、１５４ａ、１５４ｂとして構成したが、これに限定するものでなく、例えば、適宜数のエア排出口については、取り付け面５２、１５２ａ、１５２ｂではなくフランジ部材５０、１５０ａ、１５０ｂの内部を通って開口するように構成することが可能である。
【００２９】
また、上記の実施の形態では、エキセンシャフト２０の延長部２０ａをサーボモータ３０の主軸３１として構成し、サーボモータ３０がエキセンシャフト２０を直接駆動するように構成したが、これに限定するものでなく、例えば、エキセンシャフト２０と主軸３１とを別部材として分離し、両者を適宜の動力伝達機構により駆動連結するように構成することも可能であり、また、エキセンシャフト１２０とサーボモータ１３０ａ、１３０ｂの主軸１３１ａ、１３１ｂとの関係も同様である。
【００３０】
さらに、上記の実施の形態では、プレス機械の電動モータ取付装置をタレットパンチプレス１０、１１０に適用したが、これに限定するものでなく、パンチプレス以外の各種のプレス機械に適用することが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
この発明は以上のように、プレス機械のフレーム側板に、ラムの動力源としての電動モータを、取付部材を介して取り付ける電動モータの取付装置であって、フレーム側板と接する取付部材の取り付け面に、そのフレーム側板との間に間隙を構成するための所要の大きさの凹所を形成するとともに、その取付部材に、凹所と連通する少なくとも１つのエア供給口および任意数のエア排出口を形成し、エア供給口から凹所内に冷却用空気を供給してエア排出口から排出することで、電動モータの発熱が取付部材からフレーム側板に伝わることを低減するように構成したので、プレス機械のフレーム側板に電動モータを取り付けたとき、電動モータの発熱に起因するフレーム側板の撓み、および、その結果として生じる芯ズレを防止することができ、しかも、プレス機械のフレーム側板に電動モータを取り付けることで、必要ならこの電動モータにより、ラムを上下動させる作動軸を直接駆動することが可能であり、それにより、ラムの速度制御が容易になって低騒音化を実現することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるプレス機械の電動モータ取付装置を適用した一実施の形態を示す要部の縦断面図である。
【図２】図１に示す要部の右側面図である。
【図３】図１のサーボモータとそれを駆動するサーボアンプの構成例を示す結線図である。
【図４】フランジ部材の一例を拡大して示す左側面図（ａ）、縦断面図（ｂ）および右側面図（ｃ）である。
【図５】この発明によるプレス機械の電動モータ取付装置を適用した他の実施の形態を示す要部の縦断面図である。
【図６】図５に示す要部の右側面図である。
【図７】図５のサーボモータとそれを駆動するサーボアンプの構成例を示す結線図である。
【符号の説明】
１０、１１０　タレットパンチプレス
１１ａ、１１ｂ、１１１ａ、１１１ｂ　フレーム側板
１２ａ、１２ｂ、１１２ａ、１１２ｂ　軸受部
２０、１２０　エキセンシャフト
２０ａ、１２０ａ、１２０ｂ　延長部
２０ｅ、１２０ｅ　偏心軸部
２１、１２１　コンロッド
２２、１２２　ラム
２３、１２３　ラムガイド
２４、１２４　ストライカ
２５、１２５　タレット
２６、１２６　パンチ金型
３０、１３０ａ、１３０ｂ　サーボモータ
３１、１３１ａ、１３１ｂ　モータ主軸
３２、１３２ａ、１３２ｂ　磁極用マグネット（永久磁石）
３３、１３３ａ、１３３ｂ　スリーブ
３４、１３４ａ、１３４ｂ　ブッシュ
３５、１３５ａ、１３５ｂ　ロータ（回転子）
３６、１３６ａ、１３６ｂ　外筒
３７、１３７ａ、１３７ｂ　ステータ（固定子）
３８、１３８　ロータリエンコーダ
４０、１４０ａ、１４０ｂ　サーボアンプ
４１、１４１ａ、１４１ｂ　パワー部
５０、１５０ａ、１５０ｂ　フランジ部材（取付部材）
５１、１５１ａ、１５１ｂ　貫通口
５２、１５２ａ、１５２ｂ　取り付け面
５３、１５３ａ、１５３ｂ　環状凹所
５４、１５４ａ、１５４ｂ　放射状凹所（エア排出口）
５５、１５５ａ、１５５ｂ　エア供給口
【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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