(57)【要約】【課題】下死点位置を変更することなくスライドストローク量を変更することにより、金型の高さ位置の調整が不要で簡単に加工内容に応じたダイハイトやスライドストローク量に設定できるクランクプレス機を提供すること。【解決手段】フレーム２に回転可能に軸支される一対のエキセンギア４、４と、該一対のエキセンギア４、４に回転可能に軸支され、回転中心２６から偏心した偏心部５ｂを有するエキセンシャフト５、一端がエキセンシャフト５の偏心部５ｂに回転可能に結合される連接部材２１と、連接部材２１の他端に揺動可能に結合されフレーム２に往復動可能に支持されるスライド１３とを備え、エキセンシャフト５のエキセンギア４に対する回転中心２６はエキセンギア４の回転中心２５と異なる位置にあり、運転中におけるエキセンギア４の回転と、前記エキセンシャフト５の回転とは互いに独立して可能に構成される。【選択図】　　　図２
2004090036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに回転可能に軸支される回転体と、該回転体に回転可能に軸支され、回転中心から偏心した偏心部を有する回転軸と、一端が前記回転軸の偏心部に回転可能に結合される連接部材と、該連接部材の他端に揺動可能に結合され前記フレームに往復動可能に支持される往復部材と、を備え、前記回転軸の回転中心は前記回転体の回転中心と異なる位置にあり、運転中における前記回転体の回転と、前記回転軸の回転とは互いに独立して可能であることを特徴とするクランクプレス機。
【請求項２】
前記回転体を回転させる回転体駆動手段と、前記回転軸を回転させる回転軸駆動手段とを更に備え、前記回転体駆動手段および前記回転軸駆動手段はそれぞれ回転動力源を有し、前記回転体と前記回転体駆動手段とは前記回転動力源の回転動力を伝達可能に結合され、前記回転軸と前記回転軸駆動手段とは前記回転動力源の回転動力を伝達可能に結合され、前記回転体と前記回転軸とにそれぞれ独立した回転動力を伝達可能であることを特徴とする請求項１に記載のクランクプレス機。
【請求項３】
前記回転軸と前記回転軸駆動手段との結合は、前記回転軸の停止中および回転中において、前記回転軸の回転中心と前記回転軸駆動手段の回転動力の回転中心とが、平行を維持しつつ相対位置が変更可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のクランクプレス機。
【請求項４】
前記回転軸と前記回転軸駆動手段との結合は、心違い継ぎ手により構成されてなることを特徴とする請求項３に記載のクランクプレス機。
【請求項５】
前記回転体駆動手段の有する回転動力源と前記回転軸の有する回転動力源は、少なくともいずれか一方がサーボモータであることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のクランクプレス機。
【請求項６】
前記往復部材の往復移動量および／またはスライドモーションカーブを変更しうるように、前記回転体と前記回転軸の回転位相および回転速度を同期的に制御する制御手段を有する請求項１から５のいずれかに記載のクランクプレス機。
【請求項７】
スライドの下死点位置を検出する手段を更に備え、検出される下死点位置に応じて１ストロークごとに下死点位置を変更しうるように前記回転体と前記回転軸の回転位相を同期的に制御する制御手段を有する請求項１から６のいずれかに記載のクランクプレス機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はクランクプレス機に関し、更に詳しくは、クランク機構部にスライドストローク量、プレス機のダイハイトおよび主に下死点近傍のスライド速度を調整可能な二重偏心機構を備えるクランクプレス機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にクランクプレス機は往復すべり子回転機構を用い、クランクシャフトやエキセンシャフトなど、回転中心から偏心した偏心部を有しフレームに回転可能に軸支される回転軸と、プレス金型の上型が装着されフレームに往復動可能に支持されるスライドと、前記回転軸の偏心部と前記スライドとを連結する連接部材と、フレームに固定されプレス金型の下型が装着されるボルスタとを備える。そして動力源から伝達される回転運動を、回転軸の偏心部と連接部材によりスライドの往復運動に変換してプレス加工を施すものである。
【０００３】
ところでプレス加工においては、ワーク高さまたは絞り深さが大きい場合にはスライドストローク量の大きいプレス機を用いて加工を行う必要がある。一方でワーク高さの低いワークや絞り深さが小さいワーク、あるいは薄板の打ち抜き加工などはスライドストローク量が小さくても加工が可能であり、スライドストローク量が小さい場合にはその分ＳＰＭを大きくすることが可能であるから、生産性を向上させることができる。従ってスライドストローク量が変更可能である構造を有するプレス機であれば、１台のプレス機で様々な加工に対して最適なスライドストローク量で加工を行うことで、生産性を向上させることができる。
【０００４】
クランクプレス機においてスライドストローク量を調整する手段としては、例えば特開平０３−２１６２９６号公報（特公平０８−３２３７５号公報）に記載の構成などが開発されている。
【０００５】
すなわち前記公報に記載の構成は、コスト低減を図りつつ小型で取り扱いが容易であり、かつ金型間の衝撃を緩和させて高精度な製品を高能率で生産可能にすることを目的として、コネクティングロッドの上端部に嵌挿された偏心部を有するクランク軸と、基軸線に同期回転可能に支持されかつ基軸線に対して偏心された偏心穴を有する一対の回転体と、クランク軸と回転体とを結合して動力の伝達を行う結合手段とを備え、該結合手段は前記クランク軸の両端を前記各回転体のそれぞれ偏心穴に相対回転可能かつ軸方向に変位可能に嵌挿するとともに、偏心量調整に際してクランク軸と回転体との相対回転を許容しかつ偏心量調整後にクランク軸と回転体との相対角度を一定に保持可能とするものである。
【０００６】
かかる構成によれば、回転体とクランク軸との間の位相を変更することによりスライドストローク量を調整でき、当該スライドストローク量の調整によりＳＰＭを落とさずに下死点近傍でのスライド速度を低くして金型間の衝撃力を緩和させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に記載の構成においては、以下に記すような問題点を有する。
【０００８】
第１は、スライドストローク量の調整に伴い下死点位置が変化することである。一般的にプレス機におけるスライドストローク量は、ワークライン高さや絞り深さが大きいワークに合わせて機械的なストローク量として定められるものである。すなわち、スライドストローク量および下死点をそのままに維持し、前記機械的なストローク量に基づく下死点位置を基準として、パンチ、ダイ、パンチホルダ、ダイホルダ、パンチプレート、ダイプレートなどからなる金型の高さ位置やワークライン高さが設定される。
【０００９】
前記公報に記載の構成によれば、回転体とクランク軸との間の位相を変更してスライドストローク量を調整すると、必然的に金型の高さやワークライン高さの基準となる下死点位置が変化することになる。特にワークライン高さが変化すると種々の問題が発生するため、ワークライン高さをそのままに維持しつつ下死点位置が変更した分だけ上台の高さ位置を調整する必要がある。しかしながら前述のとおり下死点位置が変化しているため、ワークの種類や加工の内容の変更に伴い金型が交換される場合にはそのままでは金型を使用することができず、金型の高さ位置の調整を要することになる。
【００１０】
第２には回転体の位相とスライドの位置との関係が変化することである。例えばクランクプレス機とトランスファー装置とを組み合わせるなどしてスライドの位置とワークの送りを同期させて連続的に加工を行う場合などには、回転体の位相とスライドの位置の関係が同期していることが望ましい。
【００１１】
しかしながら前記公報に記載の構成においては、クランク軸と回転体との間の位相を変更することにより回転体の回転中心に対するクランク軸の偏心部の偏心量を調整するものであるから、スライドストローク量を調整するごとに必然的に回転体の位相とスライドの位置との関係が変化する。このためスライドストローク量を調整するごとにワークの送りのタイミングとスライドの位置の同期を調整する必要が生じる。
【００１２】
第３には、スライドストローク量を調整する操作が煩雑なことである。前記公報に記載の構成によれば、それ以前の機構に比較すると操作が容易となっているものの、スライドストローク量を調整する場合には、駆動モータの停止あるいはブレーキを動作させて回転体を停止させ、引き続き回転体とクランク軸との結合手段を解き、回転体とクランク軸との相対角度を変更させることにより総合の偏心量を調整し、その後再び回転体とクランク軸との結合手段をロックするという操作を要する。このためより簡単な操作によって偏心量が調整可能な構成が要望されている。
【００１３】
また前記調整の操作に関連して、前記公報に記載の構成においては１ストロークごとに下死点位置を調整したいという要望に応えることができない。プレス加工においては、プレス機の運転を開始すると可動部の発熱や加工熱により金型やプレス機全体の温度が上昇しスライドや金型などの熱変形が生じる。熱変形を放置すると経時的にスライドの下死点位置が変化することになり、プレスの板厚や絞り深さなどの寸法精度が低下する。
【００１４】
前記公報に記載の構成においては、ストローク量を調整することにより下死点位置を調整することはできるが、前述の通りスライドストローク量の調整は回転体が静止している間に行う必要があり、熱変形による下死点位置変化の補正をするために、運転中に１ストロークごとに下死点位置を調整することは極めて困難である。このため、運転中に運転を停止することなく１ストロークごとに下死点位置を調整することが可能な構成が望まれる。
【００１５】
なお、この他の熱変形による加工精度の低下を防ぐ手段としては、プレス機が熱平衡に達し下死点位置が変化しなくなるまでの間に加工されたワークを廃棄するか、冷却油などの循環や予熱装置などによりプレス機の温度を一定に保つ方法などが採用されているが、前者の方法においてはワークの無駄が生じて歩留りの低下を招き、後者の方法においては温度を一定に維持するための装置を要して設備コストが増加するため、生産コストや設備コストを増加させることなく加工精度を維持できる構成が要望されている。
【００１６】
この他、異なる種類の加工を１台のプレス機で行うためには金型を交換することになるが、この場合に金型の高さなどが異なると、プレス機のダイハイトを調整する必要が生じる。一般的なクランクプレス機はスライド調整ネジによりプレス機のダイハイトを調整する構成を有するが、交換される金型の高さが大きく異なるとプレス機のスライド調整ネジを多く回す必要があり、スライド調整長さが長いプレス機を必要として価格が上がるとともに、金型の交換に多くの時間を要する。このため、１台のプレス機で様々な種類の加工を行うにはダイハイトを広い範囲で設定でき、かつ調整が容易な構成であることが望まれる。
【００１７】
更に、下死点近傍における加工速度を低く設定することができる構成が望まれている。深絞り加工などにおいては、スライドの下死点近傍でのストローク速度を低く設定するか、下死点においてスライドを停止させる時間を設けると、いわゆる「決め押し効果」によりスプリングバックの発生が抑制され、プレス加工されたワークの形状が安定するという特性を有する。またスライドのストローク速度が大きいと、下死点において金型の上型と下型とが激しく衝突することになり、この衝撃で金型の下型が下方に加速されたり、振動したりして板押さえ力が不安定となるほか、ワークに傷が生じたり、金型寿命を縮める原因にもなる。
【００１８】
本発明の解決しようとする課題は、様々な加工に対応できるようプレス機のダイハイト、スライドストローク量などが簡単な操作で変更可能であり、更に下死点近傍でのストローク速度を低下させるなどスライドモーションカーブの設定の自由度が高く、かつ運転中に下死点位置を逐次調整可能なクランク機構部を備えるクランクプレス機を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、フレームに回転可能に軸支される回転体と、該回転体に回転可能に軸支され、回転中心から偏心した偏心部を有する回転軸と、一端が前記回転軸の偏心部に回転可能に結合される連接部材と、該連接部材の他端に揺動可能に結合され前記フレームに往復動可能に支持される往復部材と、を備え、前記回転軸の回転中心は前記回転体の回転中心と異なる位置にあり、運転中における前記回転体の回転と、前記回転軸の回転とは互いに独立して可能であることを要旨とするものである。
【００２０】
かかる構成によれば、回転体と回転軸の間の位相を変更することにより、加工に応じたプレス機のダイハイト、スライドストローク量や下死点近傍でのストローク速度を設定することが可能となる。
【００２１】
この場合において請求項２に記載のように、前記回転体を回転させる回転体駆動手段と、前記回転軸を回転させる回転軸駆動手段とを更に備え、前記回転体駆動手段および前記回転軸駆動手段はそれぞれ回転動力源を有し、前記回転体と前記回転体駆動手段とは前記回転動力源の回転動力を伝達可能に結合され、前記回転軸と前記回転軸駆動手段とは前記回転動力源の回転動力を伝達可能に結合され、前記回転体と前記回転軸とにそれぞれ独立した回転動力を伝達可能であることが望ましい。かかる構成によれば、プレス機の運転中であっても回転軸および回転体を独立して、あるいは同期的に回転させることができ、スライドストローク量の変更調整に特別の操作の必要がなく、容易に行うことができる。
【００２２】
また請求項３に記載のように、前記回転軸と前記回転軸駆動手段との結合は、前記回転軸の停止中および回転中において、前記回転軸の回転中心と前記回転軸駆動手段の回転動力の回転中心とが、平行を維持しつつ相対位置が変更可能に構成されていることが望ましい。かかる構成によれば、回転体が回転中か否かに関わりなく回転軸の回転を制御できるとともに、回転軸が回転中か否かに関わりなく回転体を制御できるため、プレス機の運転中においても１ストロークごとに下死点位置の調整などができ、精度の高い加工を施すことが可能となる。なお、請求項４に記載のように、前記前記回転軸と前記回転軸駆動手段との結合手段としては、心違い継ぎ手を好適に適用することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、前記回転体駆動手段の有する回転動力源と前記回転軸の有する回転動力源は、少なくともいずれか一方がサーボモータであることを要旨とするものである。サーボモータは高精度の回転制御が可能であることから、精度の高い加工を施すことが可能となる。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、前記往復部材の往復移動量および／またはスライドモーションカーブを変更しうるように、前記回転体と前記回転軸の回転位相および回転速度を同期的に制御する制御手段を有することを要旨とするものである。かかる構成とすることにより、回転体と回転軸の回転数の比や回転体と回転軸の位相の差を制御して、プレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍でのスライド速度を様々に設定することができ、１台のプレス機において様々な内容の加工に容易に対応することができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、スライドの下死点位置を検出する手段を更に備え、検出される下死点位置に応じて１ストロークごとに下死点位置を変更しうるように前記回転体と前記回転軸の回転位相を同期的に制御する制御手段を有することを要旨とするものである。かかる構成によれば、スライドや金型の熱変形などで下死点位置が変化した場合であっても、当該変化分を補正することができ、製品の寸法精度の向上を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお本明細書中においては、クランクプレス機のクランク機構はスライドのすべり中心がクランクの回転中心を通過するカタヨリのないクランク機構（ピストンクランク機構）を有し、スライドの下死点側でプレス加工が行われ、上死点側では金型の上型と下型が離れてワークの供給・移送を行うことができる構成を有するものとして記述する。
【００２７】
図１は本実施の形態に係るクランクプレス機の構造を示した断面図であり、図２は該クランクプレス機のクランク機構部の構造を示した拡大断面図である。本実施の形態に係るクランクプレス機１のクランク機構部には、回転体と回転軸とから構成される二重偏心構造を有し、該二重偏心構造が一般的なクランクプレス機のクランクに相当する機能を有するとともに、前記回転体および前記回転軸がそれぞれ回転体駆動手段および回転軸駆動手段により駆動されることにより、プレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍のスライド速度などを調整可能とするものである。
【００２８】
回転体である一対のエキセンギア４、４は、それぞれフレーム２に第２軸受け２３、２３を介して回転可能に軸支されており、共通のエキセンギア回転中心２５を有する。また一対のエキセンギア４、４のそれぞれには、エキセンギア回転中心２５から偏心量Ｅ（図２参照）だけ偏心した位置に中心を有する偏心孔２８、２８が形成され、一対のエキセンギア４、４のそれぞれに形成される偏心孔２８、２８の中心が一致するように配設される。
【００２９】
回転体駆動部は一対のエキセンギア４、４を回転駆動させるものであり、回転動力源である第１サーボモータ８と、フレーム２に第１軸受け２２を介して回転可能に軸支され、一端が該第１サーボモータ８の主軸９と第１継ぎ手７により連結される駆動シャフト６と、該駆動シャフト６に嵌合され、前記エキセンギア４、４と噛合し、前記駆動シャフト６と一体に回転可能な一対の駆動ギア３、３とを有し、第１サーボモータ８の回転動力が第１継ぎ手７、駆動シャフト６、駆動ギア３、３を経て一対のエキセンギア４、４に伝達され、該一対のエキセンギア４、４はエキセンギア回転中心２５を中心に回転可能に構成される。
【００３０】
なお一対のエキセンギア４、４はそれぞれフレーム２に第２軸受け２３、２３を介して別個独立に軸支されているが、一対のエキセンギア４、４のそれぞれに噛合して駆動する前記一対の駆動ギア３、３が駆動シャフト６に嵌合して一体に回転するため一対のエキセンギア４、４も一体的に回転し、両偏心孔２８、２８の中心がずれることはない。
【００３１】
回転軸であるエキセンシャフト５は、両端に形成されるエキセンシャフトジャーナル部５ａ、５ａと、両ジャーナル部５ａ、５ａの間に形成されるエキセンシャフト偏心部５ｂとを有する。そして両端のエキセンシャフトジャーナル部５ａ、５ａが一対のエキセンギア４、４に形成される偏心孔２８、２８にそれぞれ第３軸受け２４、２４によりエキセンシャフト回転中心２６を中心に回転可能に軸支される。エキセンシャフト回転中心２６は一対のエキセンギア４、４に形成される偏心孔２８、２８の中心と一致し、エキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７はエキセンシャフト回転中心２６から偏心量ｅ（図２参照）だけ偏心した位置にある。そして両エキセンシャフトジャーナル部５ａ、５ａの少なくともいずれか一方の一端が、軸支される偏心孔２８より突出する構造を有する。
【００３２】
回転軸駆動部は回転軸５の回転動力源である第２サーボモータ１０を備え、該第２サーボモータ１０の主軸１１と、エキセンシャフトジャーナル部５ａの前記偏心孔２８より突出する側の一端とが第２継ぎ手１２により連結されており、回転軸５は第２サーボモータ１０の主軸１１の回転に従動して回転可能に構成される。
【００３３】
なお前記第２継ぎ手１２は、第２サーボモータ１０の主軸１１の回転中においても、前記第２サーボモータ１０の主軸１１の回転中心２９とエキセンシャフト５の回転中心２６との間の平行を保ちつつ、距離および向きが変わっても同期回転が可能な構成であり、心違い継ぎ手、例えば日本ピストンリング株式会社製のスリーナイン（登録商標）カップリングなどを好適に適用することが可能である。心違い継ぎ手などを用いることにより、一対のエキセンギア４、４が回転中であるか否かを問わずにエキセンシャフト５に回転動力を伝達することが可能となるとともに、第２サーボモータ１０の主軸が停止中において、第１サーボモータ８の駆動による一対のエキセンギア４、４の回転に従ったエキセンシャフト５のエキセンギア回転中心２５を中心とした円軌道を描く円運動が可能となり、一対のエキセンギア４、４の回転とエキセンシャフト５の回転を独立して、あるいは同期的に制御可能となる。
【００３４】
エキセンシャフト偏心部５ｂには、連接部材２１の一端がエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７を回転中心として回転可能に連結されている。連接部材２１の他端にはフレーム２に往復動可能に支持されるスライド１３が揺動中心４０を中心に揺動可能に連結される。そしてエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７のフレーム２に対する相対運動が連接部材２１を介してスライド１３の往復運動に変換され、スライド１３およびボルスタ１４に装着される金型によりワーク１７にプレス加工が施される。この際、エキセンシャフト５の動つりあいをとるため、エキセンシャフト偏心部５ｂにはバランスウェイト２０が配設されることが望ましい。
【００３５】
なお本実施の形態に係るクランクプレス機に装着される金型は、一般的なクランクプレス機の金型と同一の構成を有するものであり、前記スライド１３に装着される上台１５と、該上台１５に装着されるパンチホルダ３３と、該パンチホルダ３３に調整締結されるパンチ１８と、フレーム２に固定されるボルスタ１４と、該ボルスタ１４に装着される下台１６と、該下台１６に装着されるダイホルダ３２と、該ダイホルダ３２に調整締結されるダイ１９とを有する。更にダイ１９とパンチ１８の相対的な位置を決めるためのメインガイド３０およびサブガイド３１が配設される。
【００３６】
また、第１サーボモータ８および第２サーボモータ１０の回転を制御して設定された加工を行わせる制御手段としては、一般的なサーボ制御機構、例えば設定プログラムまたは操作者による設定６３に基づいて第１および第２サーボモータ８、１０の駆動信号（指令パルス）を生成し送信するコントローラ６２ａ、６２ｂと、第１および第２サーボモータ８、１０からフィードバックされるエンコーダパルスと指令パルスとを比較してコントローラ６２ａ、６２ｂから送信される駆動信号どおりに回転するように第１および第２サーボモータ８、１０に電圧をかけるサーボアンプ６１ａ、６１ｂを備える構成を適用することができる。かかる構成により、第１および第２サーボモータ８、１０の回転を同期的に、必要であれば独立して制御でき、プレス加工の内容に応じて設定されたプログラムあるいは操作者による設定６３に基づいてプレス加工が行われる。更に下死点位置を検出する手段としてリニアスケール３４などが適宜配設され、検出された下死点位置を設定プログラム６３に入力可能に構成すると、１ストロークごとのスライド下死点位置を検出して設定された目標値と実際の位置とのずれを算出し、次のストロークにおける下死点位置を補正することができるため、精度の高い加工を行うことが可能となる。
【００３７】
図３は、図２におけるＡ−Ａ断面の模式図で、本実施の形態に係るクランクプレス機１のクランク機構部の構造を模式的に示した図である。本実施の形態に係るクランクプレス機１のクランク機構部の動作は以下の通りである。
【００３８】
エキセンシャフト５は第２サーボモータ１０から伝達される回転動力によりエキセンシャフト回転中心２６を中心に回転運動する。このためエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７は、エキセンシャフト回転中心２６を中心に半径が偏心量ｅである円軌道ｄを描く円運動をする。またエキセンシャフト回転中心２６は、一対のエキセンギア４、４に形成される偏心孔の中心に一致するものであり、第１サーボモータ８から伝達される回転動力による一対のエキセンギア４、４の回転運動に従動して、エキセンギア回転中心２５を中心に半径が偏心量Ｅの円軌道ｃを描く円運動をする。このため結果として、エキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７は、エキセンシャフト５の回転運動に伴う円軌道ｄを描く円運動と、一対のエキセンギア４、４の回転運動に伴う円軌道ｃを描く円運動の合成運動をすることになる。そしてエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７の前記合成運動が連接部材２１によりスライド１３（図３においては揺動中心４０で示す）の往復運動に変換される。
【００３９】
従って上記構成によれば、一対のエキセンギア４、４の回転数および位相、エキセンシャフト５の回転数および位相を同期的に制御することにより、エキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７に様々な軌跡を描く運動をさせることができ、プレス機のダイハイト、スライドストローク量および下死点近傍でのスライド速度を加工の内容に応じて設定することが可能となる。特にサーボモータは高精度に回転位置制御が可能であるから、前述のように一対のエキセンギア４、４およびエキセンシャフト５の回転動力源にそれぞれサーボモータを適用することにより、スライドの運動を容易かつ高精度に制御することができる。
【００４０】
また、一対のエキセンギア４、４とエキセンシャフト５の回転速度の比あるいは相互間の位相差を変更してエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７のフレームに対する運動を変更することにより、プレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍でのスライド速度を調整するものであるから、サーボモータを適用することにより回転の制御だけでこれら調整が可能となり、調整に特別な操作を要しなくなる。
【００４１】
次いで、本発明の一実施の形態に係るクランクプレス機について、加工内容に応じたプレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍でのスライド速度に設定される各種実施例について説明する。図５〜１２は、各実施例におけるエキセンシャフトの回転中心２６、エキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７、および揺動中心４０の運動を模式的に示した図である。
【００４２】
なお、以下の図４から図１２において、エキセンギア４、４の回転速度およびエキセンシャフト５の回転速度は、スライド（図においては揺動中心４０で示す）が１ストローク動作する間の回転数を示す。また、エキセンギア４、４の位相およびエキセンシャフト５の位相は、本実施の形態にかかるプレス機の有するクランク機構において、揺動中心４０が到達可能な下死点側の最も低い位置（以下、最下点と記す）にある状態を基準（位相＝０°）として、各実施例における揺動中心４０が下死点でのエキセンギア４、４、エキセンシャフト５のそれぞれの位相を示す。また、ｈまたはＨはエキセンギア回転中心２５とスライド１３上部の揺動中心４０との間の距離を示しており、ｈは下死点においてエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７が上側（エキセンシャフト５の位相＝１８０°）にあって距離が短い場合を、Ｈは逆にエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７の位置が下側（エキセンシャフト５の位相＝０°）にあって距離が長い場合を示し、ｈのときはプレス機のダイハイトが大きく、Ｈのときはプレス機のダイハイトが小さくなる。なお、図２および図３に示されるエキセンシャフト回転中心２６の偏心量Ｅ、エキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７の偏心量ｅおよびエキセンギア回転中心２５から下死点におけるスライド１３上部の揺動中心４０までの距離ｈまたはＨには、それぞれ第１の実施例においては添え字１を、第２の実施例においては添え字２を付して記す。
【００４３】
図４は、第１の実施例における設定のフローチャートを示す。第１の実施例は、エキセンギア４、４およびエキセンシャフト５の双方またはいずれか一方が一定速度で回転するか停止している実施例である。そしてエキセンギア４、４とエキセンシャフト５の回転速度の比、あるいは回転／停止の組み合わせを変更することにより、プレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍でのスライド速度を様々に設定する。設定は、まずプレス機に装着する金型の高さなどからプレス機のダイハイトの大小の設定を決定する。次いで加工内容からスライドストローク量の大小を決定する。本実施例においてはダイハイト大のときは２段階、ダイハイト小のときは３段階に設定される例を示す。そして、ダイハイト大でスライドストローク量大のときには更に下死点近傍におけるスライド速度を小さくするかどうかを決定する。以上の決定により、プレス加工の内容に応じたプレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍でのスライド速度が得られるエキセンギア４、４の回転速度および位相、エキセンシャフト５の回転速度および位相の組み合わせが決定される。
【００４４】
＜実施例１−１＞　ダイハイト大、スライドストローク量小
ダイハイトを大きく、スライドストローク量を小さくする設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図５に示す。本実施例においてはエキセンシャフトの位相が１８０°の場合に揺動中心４０が下死点にあり、最下点から２ｅ１だけ上方に位置するため、２ｅ１だけプレス機のダイハイトを大きくできる。エキセンギア４、４とエキセンシャフト５の回転速度比は１：１であるため、スライドストローク量は２（Ｅ１−ｅ１）となり、スライドストローク量を小さくすることができる。
【００４５】
＜実施例１−２＞　ダイハイト大、スライドストローク量大
ダイハイトを実施例１−１と同一に維持しつつ、スライドストローク量を大きくする設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図６に示す。本実施例における下死点は前記実施例１−１と同一であるため、プレス機のダイハイトも同一となる。但しエキセンシャフト５を回転させず、エキセンギア４、４の回転のみでスライド（揺動中心４０）の往復運動が与えられるため、スライドストローク量は２Ｅ１となり、実施例１−１に比較してスライドストローク量を大きくすることができる。
【００４６】
＜実施例１−３＞　ダイハイト大、スライドストローク量大、下死点近傍のスライド速度小
ダイハイトおよびスライドストローク量を実施例１−２と同一に維持しつつ、下死点近傍でのスライド速度を小さくする設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図７に示す。下死点および上死点でのエキセンギア４、４とエキセンシャフトの位相の関係が実施例１−２と同一であるため、ダイハイトおよびスライドストローク量も同一に維持される。ただしエキセンギア４、４とエキセンシャフト５の回転速度比は１：２であるため、揺動中心４０が下死点近傍を通過する際、エキセンギア回転中心２５の運動がエキセンシャフト偏心部５ｂの軸心２７の運動により相殺され、スライド速度が実施例１−１および実施例１−２に比較して小さくなる。このため深絞り加工などに適したスライドモーションカーブが得られる。
【００４７】
＜実施例１−４＞　ダイハイト小、スライドストローク量小
ダイハイトおよびスライドストローク量を小さくする設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図８に示す。本実施例においてはエキセンシャフト５の位相が０°であるので揺動中心４０の下死点は本クランク機構における揺動中心４０の最下点であり、ダイハイトが最小となる。また、エキセンギア４、４は回転せず、エキセンシャフト５の回転のみでスライド（揺動中心４０）の往復運動が与えられるため、スライドストローク量は２ｅ１となる。このためＳＰＭを大きくして生産性を向上させることができ、ワーク高さが低い加工や薄板の打ち抜き加工などに適したスライドモーションカーブが得られる。
【００４８】
＜実施例１−５＞　ダイハイト小、スライドストローク量中
ダイハイトを小さく、スライドストローク量を前記実施例１−４より大きくする設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図９に示す。本実施例における揺動中心４０の下死点位置は、前記実施例１−４と同一で本クランク機構における揺動中心４０の最下点である。エキセンシャフト５は回転しないため、スライド（揺動中心４０）の往復動はエキセンギア４、４の回転のみで与えられることになり、スライドストローク量は２Ｅ１となり、Ｅ１＞ｅ１であることから前記実施例１−４に比較して大きいスライドストローク量を与えることができる。
【００４９】
＜実施例１−６＞　ダイハイト小、スライドストローク量大
ダイハイトを小さく、スライドストローク量を大きくする設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図１０に示す。本実施例における揺動中心４０の下死点位置は、前記実施例１−４および実施例１−５と同一で本クランク機構におけるスライドの最下点である。揺動中心４０の上死点は本クランク機構における最高点で、スライドストローク量は、２（Ｅ１＋ｅ１）で、本クランク機構における最大量のスライドストローク量を与えることができる。
【００５０】
第２の実施例は、エキセンギア４、４またはエキセンシャフト５の少なくともいずれか一方が揺動運動をする実施例である。第１の実施例においては、エキセンギア４、４およびエキセンシャフト５が停止または定速度で回転運動を行うことを前提とする実施例であるが、第２の実施例は、サーボモータは容易かつ高精度に回転の制御可能であるという特性を利用する実施例である。
【００５１】
＜実施例２−１＞
本実施例は、エキセンシャフト５を回転させず、エキセンギア４、４を揺動させることによりスライド１３を上下運動させる設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図１１に示す。本実施例によれば、エキセンギア４、４の所定角度の揺動によるエキセンシャフト回転中心２６の揺動動作を得ることができるため、エキセンギア４、４の揺動角度を設定することにより、エキセンシャフト５の揺動をプレス加工に必要な量のみに簡単に設定することができるとともに、エキセンギア４、４の１揺動でスライドは２往復するため、ＳＰＭを大きくとることができ生産性の向上を図ることができる。
【００５２】
＜実施例２−２＞
本実施例は、エキセンシャフトの回転によりスライド１３に往復運動を与え、エキセンギア４、４を揺動位置設定させることにより下死点位置を調整する設定である。本実施例におけるクランク機構部の動作の模式図を図１２に示す。図に示されるように、エキセンギア４、４の位相が０°の場合にはスライド１３（揺動中心４０）はスライドモーションカーブ５０を描く運動をし、エキセンギア４、４がα°揺動した位置に設定された場合にはスライドモーションカーブ５０ａを描く運動をする。すなわちエキセンギア４、４を所定角度揺動した位置に設定することにより、スライドの下死点位置をエキセンギア４、４の位相が０°の場合から変位量ａだけ変位した位置に設定することができる。このため、エキセンギア４、４の位相を１ストロークごとに変更して下死点位置を１ストロークごとに変化させることが可能となり、例えばスライド１３にリニアスケール３４など下死点位置を測定する手段を配設して１ストロークごとに下死点位置を検出し、検出された下死点位置に基づいて下死点位置におけるエキセンギア４、４の位相を変更して次のストロークにおける下死点位置を調整することにより、スライドや金型の熱変形などによる加工精度の低下を防止することができる。なお、大きいスライドストローク量を要する場合には、エキセンシャフト５を揺動させ、エキセンギア４、４によりスライド１３をストロークさせる動作であっても良い。
【００５３】
以上説明したとおり、一対のエキセンギア４、４の回転とエキセンシャフト５の回転を同期的に制御するのみで、プレス機のダイハイト、スライドストローク量、下死点近傍でのスライド速度を加工の内容に応じて設定することができる。
【００５４】
以上、本発明の一実施の形態および各種実施例について説明したが、本発明は要旨を逸脱しない範囲において様々な態様での実施が可能である。また、前記各実施例においては、基本的な実施例を例示的に列挙したものであり、回転数や位相は前記実施例に限定されるものではない。特に、回転数については揺動を除き運転中は一定である例を示したが、サーボモータの回転制御が容易である利点を利用し、１ストローク中において速度を変更するものであっても良い。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、フレームに回転可能に軸支される回転体と、該回転体に回転可能に軸支され、回転中心から偏心した偏心部を有する回転軸とは、互いに独立して回転可能に構成されていることから、回転体と回転軸の間の位相を変更することにより、加工に応じたプレス機のダイハイト、スライドストローク量や下死点近傍でのストローク速度を設定することが可能となる。
【００５６】
請求項２に記載の発明によれば、回転体と回転軸はそれぞれ独立した回転動力により回転するものであり、請求項３、４に記載のように回転軸と回転軸駆動手段を心違い継ぎ手などを用いて連結することにより、プレス機の運転中においても回転体および回転軸が回転可能であることから、回転体と回転軸との運動を組み合わせて多様なスライドモーションカーブを設定することができ、１台のプレス機で様々な内容の加工を行うことができる。また、回転軸と回転体の回転を制御することにより下死点位置、プレス機のダイハイト、スライドストローク量などの調整が可能となるため、調整に特別な操作を必要とせず、容易に変更設定ができる。
【００５７】
請求項５に記載の発明によれば、サーボモータの有する高精度に位置制御が可能である特性を使用することにより、精度の高い加工を施すことが可能となる。
【００５８】
請求項６に記載の発明によれば、回転体と回転軸の回転数の比や回転体と回転軸の位相の差を制御して、多様なスライドモーションカーブを設定することができ、１台のプレス機において様々な内容の加工に容易に対応することができる。
【００５９】
請求項７に記載の発明によれば、１ストロークごとに下死点位置を調整することが可能となり、スライドや金型が熱変形した場合などにおいても、当該熱変化分を補正して下死点位置におけるパンチとダイの位置関係を一定に保つことができ、製品の寸法精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるクランクプレス機の断面模式図である。
【図２】本発明の一実施の形態にかかるクランクプレス機のクランク機構部の拡大断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】第１の実施例における、ダイハイト、スライドストローク量および下死点近傍でのスライド速度の設定のためのフローチャートである。
【図５】実施例１−１におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図６】実施例１−２におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図７】実施例１−３におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図８】実施例１−４におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図９】実施例１−５におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図１０】実施例１−６におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図１１】実施例２−１におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【図１２】実施例２−２におけるエキセンギア、エキセンシャフトおよびスライドの動作の模式図である。
【符号の説明】
１　クランクプレス機
２　フレーム
３　駆動ギア
４　エキセンギア
５　エキセンシャフト
５ａ　エキセンシャフトジャーナル部
５ｂ　エキセンシャフト偏心部
６　駆動シャフト
７　第１継ぎ手
８　第１サーボモータ
９　第１サーボモータの主軸
１０　第２サーボモータ
１１　第２サーボモータの主軸
１２　第２継ぎ手
１３　スライド
２０　バランスウェイト
２１　連接部材
２２　第１軸受け
２３　第２軸受け
２４　第３軸受け
２５　エキセンギアの回転中心
２６　エキセンシャフトの回転中心
２７　エキセンシャフト偏心部の軸心
２９　第２サーボモータの主軸の回転中心
【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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【図１１】
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【図１２】
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