(57)【要約】【課題】駆動容量が大きく大型のプレスに好適であるうえにスライドの平衡度が良好であり、万一、コントローラのトラブルや制御ソフトの故障が起きたときでもフレームや金型の破損などのトラブル発生を回避できる安全性の高いプレス駆動装置を提供する。【解決手段】ベッドに対向するスライドを昇降するための駆動装置であって、該駆動装置が、左ねじ部と右ねじ部を対称的に有し中間部が減速歯車に固着された回転軸と、前記減速歯車を駆動するサーボモータと、前記左ねじ部と右ねじ部に対応する部位に設置され前記各ねじ部の回転で並進される左右の移動体と、前記減速歯車に噛み合う従動歯車を有して前記回転軸と直交する方向に延びる同調軸を備え、かかるユニットが並列に複数セット配され、各ユニットの同調軸が継手により連結されている。【選択図】図１
2007075845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッドに対向するスライドを昇降するための駆動装置であって、該駆動装置が、左ねじ部と右ねじ部を対称的に有し中間部が減速歯車に固着された回転軸と、前記減速歯車を駆動するサーボモータと、前記左ねじ部と右ねじ部に対応する部位に設置され前記各ねじ部の回転で並進される左右の移動体と、前記減速歯車に噛み合う従動歯車を有して前記回転軸と直交する方向に延びる同調軸を備え、かかるユニットが並列に複数セット配され、各ユニットの同調軸が継手により連結されていることを特徴とするプレスの駆動装置。
【請求項２】
ベッドに対向するスライドを昇降するための駆動装置であって、該駆動装置が、左ねじ部と右ねじ部を対称的に有し中間部が減速歯車に固着された回転軸と、前記減速歯車を駆動するサーボモータと、前記左ねじ部と右ねじ部に対応する部位に設置され前記各ねじ部の回転で並進される左右の移動体と、前記減速歯車に噛み合う駆動歯車を有して前記回転軸と直交する方向に延び継手により連結された同調軸を備え、かかるユニットが並列に複数セット配されていることを特徴とするプレスの駆動装置。
【請求項３】
移動体にはクラウンとスライド間を連結するリンク機構が連結されている請求項１または請求項２に記載のプレスの駆動装置。
【請求項４】
リンク機構は、上端が移動体に枢着された第１リンクと、上端がクラウンにつながった第２リンクと、下端がスライドの上部につながった第３リンクを備えており、それら第１リンク、第２リンクの下端と第３リンクの上端が集合して枢着されている請求項３に記載のプレスの駆動装置。
【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の駆動装置に関する。
【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、新素材や成形法の開発などに呼応すべく、回転数やトルクの自在な制御特性を持つサーボモータを駆動源とするプレスが実用化されつつあり、高性能な加工が期待されているが、実装形のサーボモータの容量はいまだ小さいので、大型プレスへの応用が困難であるという問題があった。
そこで、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た。
【０００３】
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。
【０００４】
他の提案として、特開２００４−３３７９５９号公報にトランスファープレスが開示されている。この先行技術においては、クラウンの左右にサーボモータを設置し、左右のサーボモータでそれぞれ送りスクリュウを駆動し、それぞれのスクリュウに螺合したナットを有するキャリアを移動させ、キャリアと連結したリンク機構の屈伸でプランジャ上下動させるようにしている。
【０００５】
しかしこの先行技術では、サーボモータ、送りスクリュウ、キャリアからなる駆動機構がプレスの左右で独立しているので、サーボモータの同期制御が変調をきたした場合、たとえばコントローラのトラブルや制御ソフトの故障が起きたときに、スライドの平衡昇降動が行われなくなり、スライドが傾いてギブを破損したり、傾いた状態でロックされたり、落下して金型を破損したりするなどの大きなトラブルを発生させる危険があった。
【特許文献１】特開平２００１−３００７７８号公報
【特許文献２】特開２００４−３３７９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、駆動容量が大きく大型のプレスに好適であるうえにスライドの平衡度が良好であり、万一、コントローラのトラブルや制御ソフトの故障が起きたときでもフレームや金型の破損などのトラブル発生を回避できる安全性の高いプレス駆動装置を提供することにある。
本発明は絞り加工、抜き加工、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】
【０００７】
上記目的を達成するため第１発明の駆動装置は、ベッドに対向するスライドを昇降するための駆動装置であって、該駆動装置が、左ねじ部と右ねじ部を対称的に有し中間部が減速歯車に固着された回転軸と、前記減速歯車を駆動するサーボモータと、前記左ねじ部と右ねじ部に対応する部位に設置され前記各ねじ部の回転で並進される左右の移動体と、前記減速歯車に噛み合う従動歯車を有して前記回転軸と直交する方向に延びる同調軸を備え、かかるユニットが並列に複数セット配され、各ユニットの同調軸が継手により連結されていることを特徴としている。
【０００８】
また、第２発明の駆動装置は、ベッドに対向するスライドを昇降するための駆動装置であって、該駆動装置が、左ねじ部と右ねじ部を対称的に有し中間部が減速歯車に固着された回転軸と、前記減速歯車を駆動するサーボモータと、前記左ねじ部と右ねじ部に対応する部位に設置され前記各ねじ部の回転で並進される左右の移動体と、前記減速歯車に噛み合う駆動歯車を有して前記回転軸と直交する方向に延び継手により連結された同調軸を備え、かかるユニットが並列に複数セット配されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
第１、第２発明きには、各ユニットにサーボモータを備えているので容量が増し、大型プレスに対応することができ、各ユニットの中央に位置するサーボモータの駆動により左右方向に延びる共通回転軸を駆動して移動体を対称的に並進させるので、左右方向での同調性が良好であり、しかも、前記回転軸と直交する方向に延びる同調軸を備え、それが回転軸と同調して回転を各ユニットに伝達するので、前後方向での同調性もよくなり、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、万一、サーボモータやその制御系に不具合が発生した場合にも、各ユニットが同調軸でつながっているので、速度が低下することはあっても故障していないサーボ系によりスライドの平衡移動を維持することができる。したがって安全性を高いものとすることができる。
【００１１】
また、第１発明では、各ユニットの駆動歯車をサーボモータで駆動し、同調軸は減速歯車と噛み合う従動歯車を有しているため、ユニットを３基以上並列して同期駆動させることができ、大型プレスやスライドを複数有するプレスに適用できる。
第２発明は各サーボモータの出力軸を同調軸とし、減速歯車と噛み合う駆動歯車としているため、２軸駆動を円滑に行え、かつ構造をコンパクト化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
好適には、移動体にはクラウンとスライド間を連結するリンク機構が連結されている。
これによれば、左右対称のリンク機構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、絞りなどの塑性加工において、小さい容量のモータ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、それらが左右位置に連結され、左右ねじの回転による左右の移動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。
【００１３】
リンク機構は、上端が移動体に枢着された第１リンクと、上端がクラウンにつながった第２リンクと、下端がスライドの上部につながった第３リンクを備えており、それら第１リンク、第２リンクの下端と第３リンクの上端が集合して枢着されている。
これによれば、リンク機構の構造が簡単で、確実にスライドの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】
【００１４】
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は本発明による駆動装置を適用したプレスの一例を示している。図２は本発明による駆動装置を適用したプレスの他の例である大型プレスを示している。
図１において、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には図示しないギブを設けており、前記ギブには、金型を取り付けるスライド１ｄが摺動可能に取り付けられている。ベッド１ａにはスライド１ｄの金型と組をなす金型を取り付けるボルスタが配されるようになっている。
【００１５】
図２においては、前記図１のプレスフレーム1が複数(この例では３基)隣接して据付けられている。この例では、スライド１ｄは共通の1基であるが、単位プレスフレームごとにそれぞれ配置されていてもよい。
【００１６】
２は前記クラウン１ｃに組み込まれた本発明による駆動装置であり、駆動装置２は、図1では２基の駆動ユニット２Ａ，２Ａを並列状に配置して構成されている。図２では３基の駆動ユニット２Ａ，２Ａを並列状に配置して構成されている。
【００１７】
図３と図４は駆動ユニット２Ａの第１実施例を示しており、サーボモータ８を含む中央部の駆動器３と、これから左右に延在する回転軸４と、前記回転軸４と直交するように駆動器３から前後方向に延びる同調軸５と、前記回転軸４に左右対称に取り付けられた移動体６、６´と、それら移動体６、６´にそれぞれ一端が連結されたリンク機構７，７´を備えている。
【００１８】
前記駆動器３は、ハウジング３０内に前記回転軸４と固着された径の大きな減速歯車３ａを軸受で回転自由に支持させており、該減速歯車３ａには駆動歯車３ｂを噛み合せている。該駆動歯車３ｂはサーボモータたとえばＡＣサーボモータ８の出力軸が結合されている。この例では、減速歯車３ａとしてウオームホイールが、駆動歯車３ｂとしてウオームが用いられている。
前記回転軸４は左右に所要長さ延在し、端部付近には左ねじ４ａと右ねじ４ｂが設けられており、それら左ねじ４ａと右ねじ４ｂに移動体６Ａ、６Ｂに内蔵されているナットがそれぞれ螺合している。左ねじ４ａと右ねじ４ｂはたとえばボールねじからなっている。
【００１９】
前記移動体６、６´はクラウン１ｃに設けたレールなどのガイド９，９に摺動可能に搭載され、回転せずに並進運動だけ行われるようになっている。そして、移動体６、６´の適所には、リンク機構7，7´との連結部６０，６０が設けられている。
【００２０】
前記同調軸５はこの例では駆動歯車３ｂと１８０度対称位置にあって、減速歯車３ａに噛み合う従動歯車５ａを有し、軸部が軸受けによって駆動器３のハウジング３０に支承されている。各ユニット２Ａ，２Ａの同調軸５、５は継手５０によって相互につながっている。
【００２１】
リンク機構７，７´は前記移動体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１ｄに伝達するため左右対称となっており、クラウン１ｃの左右領域とスライド１ｄの間の空間に配されている。
各リンク機構７，７´は、上端が前記移動体６、６´の連結部６０に枢着された第１リンク７ａと、上端がクラウン１ｃにブラケット状の支持部を介してつながった第２リンク７ｂと、下端がスライド１ｄの上部にブラケット状の支持部を介してつながった第３リンク７ｃを備えており、それら第１リンク、第２リンクの下端と第３リンクの上端は集合部体(軸または三角板など)７ｄに枢着されている。
なお、前記リンク機構７，７´は、それぞれ移動体６、６´の前後に配されて対をなしていてもよい。
【００２２】
第１実施例においては、図１のように２基の駆動ユニット２Ａ，２Ａがクラウン１ｃに並列状に設置され、同調軸５によって連携されている。スライド１ｄは各駆動ユニット２Ａ，２Ａのリンク機構７，７´によって前後４箇所が吊持されるので安定している。
【００２３】
プレス作業を行うにあたっては、駆動ユニット２Ａ，２Ａの各サーボモータ８、８を同期駆動するものであり、これにより駆動歯車３ｂ、３ｂがそれぞれ駆動するので、噛み合っている減速歯車３ａが回転され、各駆動ユニット２Ａ，２Ａにおいてそれぞれ左右に延びている回転軸４、４が同期回転する。この回転軸４、４の回転は減速歯車３ａに噛み合っている従動歯車５ａと同調軸５を介して各駆動ユニット２Ａ，２Ａに伝達されるので、確実正確な同調が図られる。
回転軸５には逆ねじ４ａ，４ｂが設けられているので、それらとはまりあったナット及びこれと一体の移動体６、６´が左右対称に水平方向の直線運動を行なう。さらに移動体６、６´に連結した左右対称のリンク機構７、７´を介して出力が増幅され、スライド１ｄに垂直方向の出力が伝達される。これでワークの塑性加工が行なわれる。
【００２４】
加工行程完了とともに、サーボモータ８，８を逆転すれば、回転軸４，４の逆回転で移動体６、６´は後退させられ、左右のリンク機構７、７´が屈折されるので、スライド１ｄは上限位置に戻される。以下、サーボモータ８，８の正転、逆転を繰り返すことでスライド１ｄ連続直線往復運動し、連続加工が行われる。
本発明では回転軸４の回転と左右ねじの回転と左右の移動体６，６´の並進運動で左右のリンク機構７、７´が同期的に屈折・伸長運動を行うので、スライド１ｄの左右方向での昇降バランスがとれ、しかも、前後方向では回転軸４、４の回転が同調軸５，５で各駆動ユニット２Ａ，２Ａに伝達されるので、スライド１ｄの前後方向での昇降バランスがとれ、スライド１ｄは、終始、良好な平衡度をを保って昇降する。
【００２５】
本発明はサーボモータ８を複数台使用しているため、容量を増加することができ、しかも前記した各駆動ユニット２Ａ，２Ａの回転軸４、４による左右方向の同調と同調軸５による前後方向の同調が行われるので、スライド下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７、７´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ため、高性能なプレスが構成できる。
第１実施例においては、同調軸５が従動軸として各駆動ユニット２Ａ，２Ａを結んでいるので、駆動ユニットの数を自由に増すことができ、図１の場合はもとより図２のような大型のプレスに簡易に対応することができる。
【実施例２】
【００２６】
図５は本発明の駆動ユニット２Ａの第２実施例を示しており、この実施例は、図１のような短台プレスに好適である。
駆動ユニット２Ａは、サーボモータ８を含む中央部の駆動器３と、これから左右に延在する回転軸４と、前記回転軸４と直交するように駆動器３から前後方向に延びる同調軸５と、前記回転軸４に左右対称に取り付けられた移動体６、６´と、それら移動体６、６´にそれぞれ一端が連結されたリンク機構7，7´を備えている点は第１実施例と同様であるが、この実施例では、サーボモータ８が同調軸５に連結され、同調軸５に減速歯車３ａと噛み合う駆動歯車５ｂが固着されている。したがって、この実施例では同調軸は駆動軸を兼ねている。
他は第１実施例と同様の構成であるから、同じ部分に同じ符号を付し、説明は援用する。
【００２７】
第２実施例においては、各駆動ユニット２Ａ，２Ａのサーボモータ８，８の駆動により同調軸５の駆動歯車５ｂ、５ｂが回転して減速歯車３ａ、３ａが回転され、各駆動ユニット２Ａ，２Ａにおいてそれぞれ左右に延びている回転軸４、４が同期回転する。この回転軸４、４の回転は減速歯車３ａに噛み合っている従動歯車５ａと同調軸５を介して各駆動ユニット２Ａ，２Ａに伝達されるので、確実正確な同調が図られる。他の作用は第１実施例と同様である。
この実施例では同調軸５が駆動軸であるため駆動ユニットの数は２基に限られ、図１の態様になるものの、エネルギーの伝達効率がよく、また従動軸を省略できるのでコンパクトになる。
【００２８】
そして、第１実施例と第２実施例において、運転中に電気系統の故障など何らかの理由でコントローラのトラブルが生じたり、制御ソフトが異常をきたしたような場合でも、各駆動ユニット２Ａ，２Ａの左右方向は高剛性の回転軸４，４で同調が維持され、前後方向は高剛性の同調軸５，５で同調が維持される。また、複数の駆動ユニット２Ａ，２Ａのうちあるもののサーボモータ８が駆動を停止してしまっても、駆動中のサーボモータ８の駆動力が同調軸５，５によって各駆動ユニット２Ａ，２Ａの回転軸に伝達されるので、速度は低下してもスライド１ｄ平衡運動は維持される。したがって、スライドの傾き、ギブへの噛み込み、あるいは落下といった大きな故障の発生を回避することができ、安全性を高いものとすることができる。
【００２９】
なお、移動体６，６´の左右のリンク機構７、７´に対する連結部６０は、図６(ａ)のように下部でもよい。
また減速歯車３ａと、駆動歯車３ｂ、従動歯車５ａ、駆動歯車５ｂは、実施例のようにウオームホイールとウオームギヤの組み合わせに限られず、ベベルギヤ、ハイボイドギヤ、フェースギヤ、かさ歯車などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明によるプレス駆動装置を適用したプレスの一例を示す斜視図図である。
【図２】本発明によるプレス駆動装置を適用したプレスの他例を示す斜視図図である。
【図３】本発明によるプレス駆動装置の第１実施例を示す斜視図である。
【図４】図３の駆動器の機構を示す斜視図である。
【図５】本発明によるプレス駆動装置の第２実施例を駆動器のケーシングを除去して示す斜視図である。
【図６】(ａ)(ｂ)は移動体の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ｃ  クラウン
１ｄ  スライド
３  駆動器
３ａ  減速歯車
３ｂ  駆動歯車
４  回転軸
５  同調軸
５ａ  従動歯車
５ｂ  駆動歯車
６，６´  移動体
７、７´  リンク機構
５０  継手
【図１】
2007075845.tif 000003
【図２】
2007075845.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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