(57)【要約】【課題】サーボモータの容量制限を受けずに、大型トランスファプレスのサーボプレス化を可能にすることのできるサーボトランスファプレスを提供する。【解決手段】ベッド２上に立設されるアプライト３Ｌ〜４Ｒと、このアプライト３Ｌ〜４Ｒ上に左右に離間しかつ互いに平行に設けられる上部フレーム５Ｌ，５Ｒと、この上部フレーム５Ｌ，５Ｒの上部に配され各工程毎に独立して設けられる複数のプレスユニット８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄと、上部フレーム５Ｌ，５Ｒに設けられスライド７の上下動を案内するスライドガイドとを備え、プレスユニット８Ａ〜８Ｄは、各工程毎に独立したサーボモータにより駆動されるスライド駆動機構を内蔵するクラウン６Ａ〜６Ｄと、各スライド駆動機構により上下動されるスライド７を備えて構成される。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスライドを備えるサーボトランスファプレスであって、
ベッド上に立設されるアプライトと、このアプライト上に左右に離間しかつ互いに平行に設けられる上部フレームと、この上部フレームの上部に配され各工程毎に独立して設けられる複数のプレスユニットと、前記上部フレームに設けられ前記スライドの上下動を案内するスライドガイドとを備え、前記プレスユニットは、各工程毎に独立したサーボモータにより駆動されるスライド駆動機構を内蔵するクラウンと、各スライド駆動機構により上下動されるスライドを備えて構成されることを特徴とするサーボトランスファプレス。
【請求項２】
前記スライド駆動機構は、前記サーボモータの回転動を直線動に変換する送りねじ機構と、この送りねじ機構のナットに固着されて直線動を行うキャリアと、このキャリアに連結されるリンク機構と、このリンク機構に連結されるプランジャを備え、前記サーボモータの正逆回転により前記送りねじ機構、キャリアおよびリンク機構を介して前記プランジャを上下動させ、このプランジャの下部に取り付けられるスライドを上下動させるものである請求項１に記載のサーボトランスファプレス。
【請求項３】
前記リンク機構は、前記キャリアの先端部に軸着される三軸リンクと、上端部がクラウンフレームに軸着されるとともに下端部が前記三軸リンクに軸着される第１リンクと、下端部が前記プランジャに軸着されるとともに上端部が前記三軸リンクに軸着される第２リンクとよりなり、前記キャリアを前記スライドの中心線から後退させる方向に移動させると前記スライドが下降するように構成されている請求項２に記載のサーボトランスファプレス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のスライドを備えるサーボトランスファプレスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、サーボモータの回転運動を動力変換機構（スライド駆動機構）により上下運動に変換してスライドを駆動するようにしたサーボプレスが知られている。この種のサーボプレスとしては、サーボモータにて駆動される送りねじ機構の直動部（ナット部）に直接スライドを連結するようにした直動タイプのものもあるが、最近、前記送りねじ機構にリンク機構を介してスライドを連結したタイプのものが注目されている。その理由は、このリンク機構を介することで、直動タイプのサーボプレスよりもサーボモータの容量を小さくすることができる上、スライドにかかる加工負荷が送りねじに直接作用しないので、送りねじの耐久性の向上を図ることができ、さらにスライドの下限付近の速度を直動タイプのものよりも遅くできるので成形性の向上を図ることができるからである。
【０００３】
本出願人らは、前記リンク機構を備えたタイプのサーボプレスを更に改良したものとして、サーボプレスのスライド駆動機構を既に提案している（特願２００２−１０１８６３号）。この先願発明は、スライド駆動装置として、クラウンフレームに固定されるベースフレームと、送りねじ機構と、この送りねじ機構のナットに結合されて直線動するキャリアとをユニット化して構成し、これによってそのユニットをクラウンフレームに取り付けるだけでクラウンの組立作業を迅速かつ容易に行い、生産性の向上を図ることを可能にしたものである。
【０００４】
一方、本発明に関連する先行技術として、やはり本出願人の提案にてなる特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載されたトランスファプレスは、プレス本体を、ベッドと、このベッド上に立設されるアプライトと、このアプライトの上部に設けられる支持ビームと、各工程毎に独立するプレスユニットとに分割し、輸送を容易にするとともに、仕様変更に伴う設計、製作などの工数を大幅に削減することを可能にしたものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１７７２７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記先願発明（特願２００２−１０１８６３号）に記載のスライド駆動装置は中型および小型プレスにおいては実用化が可能であるが、これを大型プレスに適用しようとした場合には、サーボモータの容量制限からスライドの駆動ポイント数を増やして、より大きなスライド加圧力を得ることが必要となる。しかし、この駆動ポイント数はむやみに増やすことができないことから、この先願発明に係る技術をそのまま大型プレスに適用することはできない。
【０００７】
一方、前記特許文献１に記載されたトランスファプレスにおいては、スライドと、このスライドを駆動するスライド駆動機構を内装したクラウンとよりなるプレスユニットを各工程毎に独立させるように構成されているので、各スライドのダイハイトの調整ができ、しかも各クラウンを個別に運転可能にすることで、各工程毎にスライド位相を自由に設定できるという長所を有している。しかし、この従来技術では、上死点停止時間を調整することはできても、スライドモーション自身を自由に設定することができないという問題点がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、サーボモータの容量制限を受けずに、大型トランスファプレスのサーボプレス化を可能にすることのできるサーボトランスファプレスを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明によるサーボトランスファプレスは、
複数のスライドを備えるサーボトランスファプレスにおいて、
ベッド上に立設されるアプライトと、このアプライト上に左右に離間しかつ互いに平行に設けられる上部フレームと、この上部フレームの上部に配され各工程毎に独立して設けられる複数のプレスユニットと、前記上部フレームに設けられ前記スライドの上下動を案内するスライドガイドとを備え、前記プレスユニットは、各工程毎に独立したサーボモータにより駆動されるスライド駆動機構を内蔵するクラウンと、各スライド駆動機構により上下動されるスライドを備えて構成されることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、各工程毎にスライドが設けられているので、スライド１つ当たりの加圧能力を抑えることができ、サーボモータの容量制限を受けずにトランスファプレスを構成することができる。また、各スライド毎にサーボモータにより駆動されるスライド駆動機構を内蔵するクラウンが設けられているので、スライド毎にスライドモーションを自由に設定することができる。さらに、スライドの加圧力に応じて数種類のクラウンを準備すれば良いので、設計工数を大幅に削減することができる。また、輸送制限、フレームの吊下げ制限の影響も少なく、かつ組立工数も削減することができる。
【００１１】
本発明において、前記スライド駆動機構は、前記サーボモータの回転動を直線動に変換する送りねじ機構と、この送りねじ機構のナットに固着されて直線動を行うキャリアと、このキャリアに連結されるリンク機構と、このリンク機構に連結されるプランジャを備え、前記サーボモータの正逆回転により前記送りねじ機構、キャリアおよびリンク機構を介して前記プランジャを上下動させ、このプランジャの下部に取り付けられるスライドを上下動させるものであるのが好ましい。ここで、前記リンク機構は、前記キャリアの先端部に軸着される三軸リンクと、上端部がクラウンフレームに軸着されるとともに下端部が前記三軸リンクに軸着される第１リンクと、下端部が前記プランジャに軸着されるとともに上端部が前記三軸リンクに軸着される第２リンクとよりなり、前記キャリアを前記スライドの中心線から後退させる方向に移動させると前記スライドが下降するように構成されているのが良い。
【００１２】
このようなスライド駆動機構によれば、第１リンクと第２リンクとの間に三軸リンクが介在されており、キャリアをスライドの中心線から後退させる方向に移動させるとスライドが下降するように、いわゆる引き勝手に構成されているので、キャリアと三軸リンクとの間の軸着箇所が破損して、スライドが落下する方向に三軸リンクが移動しようとしても、この動きをキャリアで拘束してスライドの落下を防止することができる。また、三軸リンクが介在されていることから、引き勝手にしてもキャリアが第１リンクおよび第２リンクに干渉するのを避けることができ、また送りねじ機構をスライドの中心側に寄せられるので、プレス幅を小さくして小型化を図ることができる。また、キャリアの移動によって三軸リンクが進退する構成であるので、これら第１リンクおよび第２リンクの長さを短くすることができ、プレス高さを低く抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるサーボトランスファプレスの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１には、本発明の一実施形態に係るサーボトランスファプレスのフレーム構成が示されている。
【００１５】
本実施形態のサーボトランスファプレス１は、後述するムービングボルスタ１２を介して下金型を支持するベッド２と、このベッド２上に立設される左右一対よりなる前後２組のアプライト３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒ（４Ｌは図示せず）と、このアプライト３Ｌ〜４Ｒ上に左右に離間しかつ互いに平行に設けられる上部フレーム５Ｌ，５Ｒと、左右の上部フレーム５Ｌ，５Ｒの上部に井桁状に掛け渡されて各工程毎に独立して設けられる複数（本実施形態では４個）のクラウン６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄと、各クラウン６Ａ〜６Ｄに内蔵される後述のスライド駆動機構１１と、各スライド駆動機構１１により上下動されるスライド７を備えて構成されている。ここで、各クラウン６Ａ〜６Ｄとそのクラウン６Ａ〜６Ｄに内蔵されるスライド駆動機構１１とスライド７とは各プレスユニット８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄを構成している。
【００１６】
前記ベッド２、各アプライト３Ｌ〜４Ｒ、各上部フレーム５Ｌ，５Ｒおよび各プレスユニット８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄはそれぞれ分割された状態で製作される。そして、前記ベッド２、各アプライト３Ｌ〜４Ｒおよび各上部フレーム５Ｌ，５Ｒ間をタイロッド９により互いに締結するとともに、各上部フレーム５Ｌ，５Ｒおよび各クラウン６Ａ〜６Ｄ間をタイロッド１０により互いに締結して一体化される。
【００１７】
次に、図２〜図６を参照しつつ、本実施形態のサーボトランスファプレス１におけるスライド駆動機構１１の詳細構造について説明する。図２はスライド駆動機構を示す図１のＡ−Ａ断面図、図３は図２の部分拡大図、図４は図３のＢ−Ｂ断面図、図５は送りねじ機構を示す断面図、図６はリンク機構の拡大図である。
【００１８】
図２に示されるように、前記ベッド２の上方には４本のアプライト３Ｌ〜４Ｒに囲まれるようにムービングボルスタ１２が載置され、このムービングボルスタ１２の上方対向位置にはスライド７が上下動可能に設けられている。前記スライド７は、鉛直方向に作動される一対のプランジャ１３の下部にスライドアジャスタ機構（図示せず）を介して取り付けられ、各プランジャ１３が左右の各スライド駆動機構１１によって個別に駆動されることによってそのスライド７が上下動される。なお、上部フレーム５Ｌ，５Ｒの内側面には、スライド７の上下動を案内するスライドガイド１４が付設されている。また、スライド７とその下面に取り付けられる上金型の重量はバランサ用流体シリンダ１５を介してクラウン６Ａのクラウンフレーム１６に支持されている。
【００１９】
前記スライド駆動機構１１は、前記クラウンフレーム１６に取着されるベースフレーム１７に支持されるサーボモータ１８と、このサーボモータ１８の回転動を直線動に変換する送りねじ機構１９と、この送りねじ機構１９により進退されるキャリア２０と、このキャリア２０の先端部に連結されるリンク機構２１と、このリンク機構２１の下端に連結される前記プランジャ１３を備えて構成されている。
【００２０】
図４に示されるように、前記サーボモータ１８は、１つのクラウン６Ａに対して左右に各２個ずつ計４個設けられている。そして、これら２個のサーボモータ１８の駆動側プーリ１８ａと送りねじ機構１９の従動側プーリ２２との間にはタイミングベルト２３が巻き掛けられ、これによって１つの従動側プーリ２２が２つのサーボモータ１８によって駆動されるようになっている。
【００２１】
図５に示されるように、前記送りねじ機構１９は、両端部がベースフレーム１７に軸受２４；２５ａ，２５ｂを介して軸支されるねじ軸２６と、このねじ軸２６に螺合されるナット２７とを備えたボールねじで構成されている。そして、前記ねじ軸２６の後端部がベースフレーム１７から後方へ突出され、その突出部に前記従動側プーリ２２が取り付けられている。また、前記ナット２７にはフランジ部２７ａが設けられ、このフランジ部２７ａにキャリア２０の取付片２８がボルト固定されている。
【００２２】
前記キャリア２０は、水平な本体部２９と、この本体部２９の左右両側に上方に立ち上がる立上がり部３０（図３参照）を備え、本体部２９の先端側には後述の三軸リンク３５の第３連結軸３４に軸着されるボス部３１が一体に設けられ、本体部２９の後端寄りには前記送りねじ機構１９のナット２７に取り付けられる略Ｕ字形状の取付片２８が設けられている。また、前記立上がり部３０の上端部には、ベースフレーム１７に設けられるガイドレール３２に係合して摺動する摺動ブロック３３が設けられている。なお、本体部２９の後端には弾性体からなる緩衝部２９ａが設けられ、万一キャリア２０が後退し過ぎた場合には、この緩衝部２９ａがベースフレーム１７の下垂板部１７ａに当接してその衝撃を吸収するようにされている。
【００２３】
前記リンク機構２１は、図６に示されるように、前記キャリア２０の先端のボス部３１に第３連結軸３４を介して軸着される三軸リンク３５と、上端部がクラウンフレーム１６に軸着されるとともに下端部が前記三軸リンク３５の第１連結軸３６に軸着される第１リンク３７と、下端部が前記プランジャ１３に軸着されるとともに上端部が前記三軸リンク３５の第２連結軸３８に軸着される第２リンク３９とにより構成されている。
【００２４】
このようなリンク機構２１においては、図６（ｂ）に示されるように、キャリア２０をスライド７の中心線に近づく方向に移動させる（押す）と、三軸リンク３５は若干上方へ向かいながらスライド７の中心線に向けて進出し、第１リンク３７および第２リンク３９が略く字状になるように回動し、プランジャ１３を介してスライド７が上昇する。反対に、図６（ａ）に示されるように、キャリア２０をスライド７の中心線から後退させる方向に移動させる（引く）と、三軸リンク３５は若干下方へ向かいながら後退し、第１リンク３７および第２リンク３９が略直線状になるように回動し、プランジャ１３を介してスライド７が下降する。
【００２５】
このリンク機構２１によれば、三軸リンク３５を用いないナックル機構に比べて第１リンク３７および第２リンク３９の長さを短くすることができ、スライド７の同ストロークに対する回動角度を大きくすることができる。また、キャリア２０をスライド７の中心線から後退させる方向に移動させるとスライド７が下降するように、いわゆる引き勝手に構成されているので、キャリア２０と三軸リンク３５との間の軸着箇所が破損して、スライド７が落下する方向に三軸リンク３５が移動しようとしても、この動きをキャリア２０で拘束してスライド７の落下を防止することができるという利点がある。
【００２６】
このような構成のサーボトランスファプレス１においては、サーボモータ１８を正逆回転させることで送りねじ機構１９を駆動し、この送りねじ機構１９のナット２７に連結されたキャリア２０を進退動させることでスライド７を上下動させることができる。すなわち、図６（ａ）に示されるように、キャリア２０が前進位置にある状態から後退させることにより、三軸リンク３５を引いてスライド７を下降させ、スライド７の下面に装着された上金型とムービングボルスタ１２の上面に装着された下金型との間でワークを成形する。そして、スライド７がリンク機構２１の構造上の下死点に達する以前に、サーボモータ１８の回転方向を切換えて、図６（ｂ）に示されるようにキャリア２０を前進させ、スライド７の移動方向を上昇方向に切換えて元の位置に復帰させる。
【００２７】
本実施形態のサーボトランスファプレス１によれば、各工程毎にクラウン６Ａ〜６Ｄとスライド７を有するプレスユニット８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄが設けられているので、スライド１つ当たりの加圧能力を抑えることができる。したがって、サーボモータの容量制限を受けずにトランスファプレスを構成することができる、言い換えれば小容量の汎用のサーボモータを用いて大型トランスファプレスのサーボプレス化を実現することができる。しかも、各スライド７毎にスライドモーションを自由に設定することができるという優れた効果を得ることができる。また、スライド７の加圧力に応じて数種類のクラウンを準備すれば良いので、設計工数を大幅に削減することができる。また、輸送制限、フレームの吊下げ制限の影響も少なく、かつ組立工数も削減することができるという利点がある。
【００２８】
また、スライド駆動機構１１として、第１リンク３７と第２リンク３９との間に三軸リンク３５が介在されてなるリンク機構２１が採用されているので、引き勝手にしてもキャリア２０が第１リンク３７および第２リンク３９に干渉するのを避けることができ、また送りねじ機構１９をスライド７の中心側に寄せることができるので、プレス幅を小さくして小型化を図ることができる。また、第１リンク３７および第２リンク３９の長さを短くすることができ、プレス高さを低く抑えることができる。また、キャリア２０をスライド７の中心線から後退させる方向に移動させるとスライド７が下降するように構成されているので、キャリア２０と三軸リンク３５との間の軸着箇所が破損して、スライド７が落下する方向に三軸リンク３５が移動しようとしても、この動きをキャリア２０で拘束してスライド７の落下を防止することができるという効果がある。
【００２９】
本実施形態では、左右一対のアプライトが２組設けられたものについて説明したが、図７に示されるように、左右のアプライト３’を３組あるいはそれ以上設けるようにしても良い。この場合、中央のアプライト３’の裏側にアイドルステーションＩを設けることになる。なお、図７中、Ｗ１〜Ｗ６は各加工ステーション、２’はベッド、５’は上部フレーム、７’はスライド、８’はプレスユニットをそれぞれ示している。
【００３０】
また、本実施形態では、１基のスライド駆動機構を２台のサーボモータで駆動するものとしたが、このスライド駆動機構は１台のサーボモータもしくは３台以上のサーボモータで駆動させるようにしても良い。さらに、本実施形態では、１つのクラウンに２基のスライド駆動機構を設けているが、１つのクラウンに１基もしくは３基以上のスライド駆動機構を設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るサーボトランスファプレスのフレーム構成図である。
【図２】図２は、スライド駆動機構を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、図２の部分拡大図である。
【図４】図４は、図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図５は、送りねじ機構を示す断面図である。
【図６】図６は、リンク機構の拡大図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施形態に係るサーボトランスファプレスのフレーム構成図である。
【符号の説明】
１                  サーボトランスファプレス
２，２’            ベッド
３Ｌ，３Ｒ，４Ｌ，４Ｒ，３’  アプライト
５Ｌ，５Ｒ，５’      上部フレーム
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ  クラウン
７，７’            スライド
８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ  プレスユニット
１１                スライド駆動機構
１３                プランジャ
１４                スライドガイド
１８                サーボモータ
１９                送りねじ機構
２０                キャリア
２１                リンク機構
２６                ねじ軸
２７                ナット
３５                三軸リンク
３７                第１リンク
３９                第２リンク
【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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