(57)【要約】【課題】加工速度とストローク数が高く、消耗エネルギーも少なく、加工速度、ストロークおよびプレスの出力を任意に設定することができ、しかもスライドの平衡度が良好であり、それでいて全高を低くすることができ、製作やメンテナンスも容易なプレス装置を提供する。【解決手段】ベッドに対向するクラウンに対しスライドを昇降可能に配し、ベッド側に、左ねじ部と右ねじ部を有する回転軸とこれを駆動するしモータを設け、さらに前記左ねじ部と右ねじ部に対応する部位には、これらの回転で並進される左右の横行体を設置し、各横行体とスライド下部とベッド間をそれぞれリンク機構で連結した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッドに対向するクラウンに対しスライドを昇降可能に配し、ベッド側には、モータと、左ねじ部と右ねじ部を有し前記モータにより駆動される回転軸を横架し、さらに前記左ねじ部と右ねじ部に対応する部位には、これらの回転で並進される左右の横行体を設置し、各横行体とスライド下部とベッド間をそれぞれリンク機構で連結したことを特徴とするプレス装置。
【請求項２】
左ねじ部を有する第１軸と右ねじ部を有する第２軸が継手によって連結され、単一のモータで駆動されるようになっている請求項１に記載のプレス装置。
【請求項３】
左ねじ部を有する第１軸と右ねじ部を有する第２軸がそれぞれ別のモータで駆動されるようになっている請求項１に記載のプレス装置。
【請求項４】
モータが数値制御型モータである請求項１ないし３のいずれかに記載のプレス装置。
【請求項５】
リンク機構は、一つの頂点がベッド側の支持体に枢支された三角形状リンクと、該リンクの第２の頂点に枢支され他端がスライド下部に枢支されたリンクと、リンクの第３の頂点に枢支され他端が横行体の前端部に枢支されたリンクとを備えている請求項１に記載のプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属及び非金属材の各種加工に用いられるプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属及び非金属材を塑性加工する手段としてプレスが汎用されている。こうしたプレスとしては、フライホイールを利用し、スライドの上昇、下降行程でエネルギーを蓄積し、加工行程でフライホイールの回転数を減速することにより蓄積したエネルギーを出力してクランク軸のアームに連結したスライドを下降してワークを加工するクランク式駆動方式のものと、モータの駆動エネルギーを油圧ポンプ、リリーフなど油圧機器（油圧回路）を介して油圧シリンダに伝達し、油圧シリンダのラム結合したスライドを下降してワークを加工する油圧駆動方式のものがある。
【０００３】
前者は後者にくらべて加工速度とストローク数が高く、消耗エネルギーも少なくできる特徴があるが、慣性エネルギーを利用して駆動するため、プレスの加工力、加工速度及びストローク位置などを任意に設定ができないという問題があった。
【０００４】
これに対して、後者は、プレスの加工速度とストロークを任意的に設定でき、プレスの出力も任意的に設定できる利点があるが、時間当たりのストローク数を大きく取ることができないため、高速化の実現が困難であった。また、ポンプを使用し、これから吐出された圧油をリリーフ弁により制御してプレスの出力を制御し、また、絞り弁により速度を制御するため、駆動エネルギーが多量に消耗されるのみならず、消耗する駆動エネルギーが熱になり、油圧システムの安定性が低下したり、冷却装置を追設する必要が生じ、大型化するなどの問題があった。さらに、圧油をヘッド側とピストン側に供給してスライドを昇降するため、加工能力を大きくするには大容量の大型シリンダを必要とする不利があった。
【０００５】
こうした対策として、本出願人は、特開平２００１−３００７７８号において、クラウンからプレスルームにスクリュー軸を垂下させそのスクリュー軸をクラウン上部に設置したサーボモータ・減速機で駆動させるようにし、スクリュー軸の中間にナットを含む昇降体を取り付け、これとクラウン及びスライド間をリンク機構で結んだリンク式サーボプレスを提案し、クランク式駆動装置と油圧駆動装置の欠点を解消することを可能ならしめた。
【０００６】
しかし、先行技術では、クラウンに垂直方向に取り付けられたスクリュー軸の長さがプレスの高さに影響を及ぼし、スライドストロークが長くなるのに伴ってスクリュー軸が長くなり、それによりプレスの全高が大となり、工場内に据付できない場合が生ずる問題があった。
また、スクリュー軸のねじにリンク機構とスライドの重量が直接かかるうえに、スクリュー軸とその駆動モータ類を高所で組み立てなければならないので、プレス製作の作業性が悪くなり、特に大型プレスではスクリュー軸とその駆動モータ類も大型になるのでなおさらであった。また、いちいちクラウン部分に登らなければならないので、メンテナンス性も悪いという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記のような従来の問題点を除去するためになされたもので、その目的とするところは、加工速度とストローク数が高く、消耗エネルギーも少なく、加工速度、ストロークおよびプレスの出力を任意に設定することができ、しかもスライドの平衡度が良好であり、それでいて全高を低くすることができ、製作やメンテナンスも容易なプレス装置を提供することにある。
本発明はファインブランキング、順送プレスなどに好適であるが、これらに限定されるものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明は、ベッドに対向するクラウンに対しスライドを昇降可能に配し、ベッド側には、モータと、左ねじ部と右ねじ部を有し前記モータにより駆動される回転軸を横架し、さらに前記左ねじ部と右ねじ部に対応する部位には、これらの回転で並進される左右の横行体を設置し、各横行体とスライド下部とベッド間をそれぞれリンク機構で連結したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるときには、左右対称のリンク機構８、８’による下降時および上昇時の高速化，加圧時の力の増大というエネルギー効果により、抜きや絞りなどの塑性加工において、小さい容量のモータ３により大きな加工能力を得ることができ、同時に高速でスライドを駆動することができるため毎分ストローク数を大きくすることができる。しかもリンク機構が左右一対存し、それらがスライド１ｅの下方左右位置に連結され、左右ねじの回転による左右の横行体の並進運動で同期昇降を行なうので、スライドの平衡精度を良好にすることができ、これらにより高性能、高精度、省エネルギー型のプレスとなし得る。
【００１０】
しかも、スライドを下から上に上昇して加圧するアンダードライブ式のシンプルなサーボリンク駆動方式であり、これの駆動源としてのモータ及びこれの回転エネルギーを直線エネルギー変換する回転軸と横行体が低い位置に水平に設置されているため、プレス全高が低くなり、組立ての作業性がよくなる。また、メンテナンスや部品交換をベッドと同レベルの低い位置で容易に行えるなどのいうすぐれた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
左ねじ部を有する第１軸と右ねじ部を有する第２軸が継手によって連結され、単一のモータで駆動されるようになっている。
この構成によれば、モータが一基であるため、コストが安価になるという効果が得られる。
これに代え、左ねじ部を有する第１軸と右ねじ部を有する第２軸がそれぞれ別のモータで駆動されるようになっていてもよい。
これによれば、スライドの微妙な平衡度調整を行なえる効果が得られる。
【００１２】
モータは数値制御型のものが用いられる。これにより、回転数、速度の自在な制御特性による加圧保持性能が相乗するので、より高性能なプレスとすることができる。
リンク機構は、一つの頂点がベッド側の支持体に枢支された三角形状リンクと、該リンクの第２の頂点に枢支され他端がスライド下部に枢支されたリンクと、リンクの第３の頂点に枢支され他端が横行体の前端部に枢支されたリンクとを備えている。
これにより、リンク機構の構造が簡単で、確実にスライドのアンダードライブを行なえるというすぐれた効果が得られる。
【実施例１】
【００１３】
以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は本発明によるプレス装置の実施例を示している。
１はプレスフレームであり、ベッド１ａの四隅にコラム１ｂを立設し、コラム１ｂの上部にクラウン(コラムヘッド)１ｃを剛結し、コラム１ｂ，１ｂにはギブ１ｆ，１ｆを設けている。前記ギブには、金型Ｋをテーブルを介して取り付けたスライド１ｅが摺動可能に取り付けられている。クラウン１ｃの下面にはスライド１ｅの金型と組をなす金型Ｋ’を取り付けるベース１ｇが固定されている。
【００１４】
２、２’は前記ベッド１ａの側方に延出されるかあるいは併設された基台であり、片方の基台２には、汎用型または数値制御型モータ（たとえばＡＣサーボモータ）３が設置されており、出力軸に減速機４が連結され、該減速機４の出力側にベッドの上面と平行状に回転軸（第１回転軸）５が連結されている。他方の基台２’には軸受４’が設置されており、これにベッドの上面と平行状に回転軸（第２回転軸）５’が連結されている。
【００１５】
前記回転軸５，５’は同軸状をなし、フレームの中心線付近で継手５ａによって連結されており、片方の回転軸５には所要の範囲にわたって雄ねじ（たとえば左ボールねじ）５０が設けられ、他方の回転軸５’には所要の範囲にわたって前記雄ねじと逆の雄ねじ（たとえば右ボールねじ）５０’が設けられている。
【００１６】
６、６’は左右１組のブロック状の横行体であり、基台２、２’あるいはこれからベッド１ａにかけて固定したガイド６ａ、６ａ’に摺動可能に取り付けられている。
前記横行体６，６’はそれぞれ回転軸５，５’を貫通させる孔を有するとともに、ナット７、７’を固定しており、それらナット７、７’に前記雄ねじ５０，５０’が螺合されている。
【００１７】
８、８’は前記横行体６、６’の出力を横方向から縦方向に変換増幅してスライド１ｅに伝達するための左右対称のリンク機構であり、ベッド１ａの左右領域とスライド１ｅの間の空間に配されている。
各リンク機構８、８’は、それぞれ板またはレバーを組みつけて構成される三角形状リンク８ａと、２本のレバー状をなす第１、第２のリンク８ｂ、８ｃからなっている。
【００１８】
前記三角形状リンク８ａは、１つの頂点８０がベッド上の左右側部に偏して設けた左右の側部支持体９、９’にピンなどで枢着されており、他の２つの頂点８１，８２に第１のリンク８ｂの下端部と第２のリンク８ｃの上端部がそれぞれピンなどで枢着されている。第１のリンク８ｂの上端部は、スライド１ｅの下面端部に突設したブラケット状の支持部（スライド下部に形成した穴であってもよい）１０、１０’にピンなどで枢着され、第２のリンク８ｃの下端部は、前記横行体６，６’の先端部にピンなどで枢着されている。
なお、リンク機構８、８’は、三角形状リンク８ａ、第１、第２のリンク８ｂ、８ｃが紙面に対し前後に２組配されて構成されていてもよい。
【００１９】
なお、図示するものは本発明の一つの例であり、これに限定されるものではない。
１）継手５ａの近傍に駆動モータ３と減速機４を設置し、継手５ａを介して回転軸５，５’を駆動するようにしてもよい。この場合には、左方の回転軸５の端部は軸受で支持される。
２）図１の態様において、回転軸５，５’を単一の一連の軸としてもよい。この場合には継手５ａを中間軸受に変え、回転軸を支持する。
３）また、図面において右側の回転軸５’に対し、左側の回転軸５と同じようにモータ３と減速機４を接続し、左右２機のモータで左右の回転軸５，５’をそれぞれ駆動するようにしてもよい。これによれば同期駆動でスライドの平衡精度をよくし、プレス偏心荷重が発生した時に片側の駆動量を調整することで平衡度を維持させることができる。
【００２０】
実施例における作用を説明すると、図２はスライド１ｅが下限位置にある状態を示し、図３は中間位置にある状態を示し，図４は上限位置にある状態を示している。
図２の状態から、モータ３を駆動すると、減速機４を介して回転軸５５に回転エネルギーが伝達され、これと継手５ａで連結されている回転軸５’も同期回転する。
左右の回転軸５、５’には逆ねじ５０，５０’がもうけられているので、それらとはまりあったナット７、７’及びこれと一体の横行体６、６’が左右対称に水平方向の直線運動を行なう。さらに横行体６、６’に連結した左右対称のリンク機構８、８’を介して出力が増幅され、スライド１ｅに垂直方向の出力が伝達される。
【００２１】
すなわち、回転軸５、５’が回転して横行体６、６’及び左右対称のリンク機構８、８’の第２リンク８ｃの基端部８３、８３が右・左方向に移動すると、三角形状リンク８ａ、８ａは支持体９、９’の枢着点８０、８０を中心として図１の左右矢印のように旋回運動を行い、三角形状リンク８ａ、８ａの頂点８１、８１の旋回軌跡にあわせて、第１のリンク８ｂ、８ｂにエネルギーが伝達され、支持部１０、１０’の枢着点８４、８４及びスライド１ｅが上昇し、クラウン１ｃに向って上向きの出力が発生することでワークの塑性加工が行なわれる。また、横行体６、６’及び第２リンク８ｃ、８ｃの基端部８３、８３が左方・右方に移動すると、スライド１ｅは下降する。
【００２２】
図２の下限位置から、モータ３の回転により、図３のように左右の横行体６、６’がＡ１のストローク分右方へ移動すると、これに伴って三角形状リンク８ａ、８ａが旋回し、これの頂点に連結している左右の第１リンク８ｂ、８ｂは、それぞれ垂直線となす角度α１がα２へと変化するように旋回し、その結果、ガイドされたスライド１ｅは、下限位置から三角形状リンク８ａ、８ａの傾き角度β１のストローク分Ｂ1だけ上昇する。
さらに横行体６、６’がＡ２のストローク分右・左へ進むと、第１リンク８ｂ、８ｂの角度はα３となり、下限時に比べ、三角形状リンク８ａ、８ａの傾き角度β２のストローク分Ｂ２だけスライド１ｅは図４の上限位置に達し、スライド１ｅの金型Ｋとクラウン１ｃの金型Ｋ’とで図示しないワークを加圧して塑性加工する。
【００２３】
加工行程完了とともに、モータ３を逆転すれば、回転軸５、５’の逆回転で横行体６、６’は後退させられ、スライド１ｅは、図４の状態から図３の状態を経て図２の下限位置に戻される。以下、モータ３の正転、逆転を繰り返すことでスライド１ｅは左右のリンク機構８、８’を介して連続直線往復運動し、連続加工が行われる。
スライド１ｅは下側左右でリンク機構８、８’に支持されつつリンク機構８、８’の屈伸で昇降されるので、終始、良好な平衡度を維持することができる。
【００２４】
モータ３として数値制御型モータ３を使用した場合には、、スライド上限位置での圧力保持を自在かつ確実に行なうことができ、ストローク、速度および加圧を自在に制御することができ、ストロークを成形条件に適した最小ストロークを設定できるので、ストローク数を向上することができる。また、左右のリンク機構８、８’との協働により下死点ないしその近傍での圧力保持を自在に行なうことができ、スプリングバックに対する対処が容易となる。絞り加工、抜き加工及び冷鍛加工などについては、各加工の特徴に合わせ、最適な制御が可能するため、高性能なプレスが構成できる
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるプレス装置の一例を下限位置の状態で示す側面図である。
【図２】下限位置の状態を示す説明図である。
【図３】中間位置の状態を示す説明図である。
【図４】上限位置の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ａ  ベッド
１ｃ  クラウン
１ｅ  スライド
３  モータ
５、５’  回転軸
６、６’  横行体
７、７’  ナット
８、８’  リンク機構
８ａ  三角形状リンク
８ｂ、８ｃ  第１、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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