(57)【要約】【課題】サーボモータ１２の回転動力を効率よく増幅し伝達できる減速機構５を用い、プレス機の小型化、省電力化を図る。【解決手段】サーボモータ１２の回転動力を偏芯軸３７で偏芯回転動力に変換して外歯歯車３６に伝達する。外歯歯車３６には規制ピン４０が嵌合し、その他端をフランジ２１に形成されたピン遊嵌穴４２に遊嵌させて、外歯歯車３６の自転を規制する。また、外歯歯車３６が偏芯すると、その方向で当該外歯歯車３６と部分歯合する内歯歯車３５を設け、内歯歯車３５にボールネジ軸１４ａを連結すると共にラム１３にボールネジナット１４ｂを連結して、内歯歯車３５の回転運動をラム１３の並進運動に変換伝達するボールネジ１４を設ける。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータの回転数を減速してラムに伝達する減速機構を備えたプレス機であって、
前記減速機構が、前記サーボモータの回転動力を偏芯回転動力に変換する偏芯軸と、該偏芯軸から前記偏芯回転動力が伝達されて偏芯運動する１の第１歯車と、該第１歯車の偏芯運動を許容しながら自転運動を規制する規制ピンと、前記第１歯車の偏芯方向で当該第１歯車と部分歯合して当該偏芯方向の回転に応じて自転する１の第２歯車とを具備する減速機構と、
前記第２歯車の回転動力を推進動力に変換して前記ラムに伝達する推進動力変換機構とを備えることを特徴とするプレス機。
【請求項２】
前記推進動力変換機構が、ボールネジであって、そのボールネジ軸又はボールネジナットの一方が前記第２歯車に連結され、残りのボールネジナット又はボールネジが前記ラムに連結されていることを特徴とする請求項１記載のプレス機。
【請求項３】
型開閉する金型の一方が前記ラムに取り付けられ、当該金型とラムとの取付面に取付位置を規定する位置合せ部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のプレス機。
【請求項４】
ワークをプレス加工成形して第１製品を製造する請求項１乃至３いずれか１項記載のプレス機と、
該プレス機と並設されて、前記第１製品に対して加工成形して第２製品を製造する２次製造装置と、
前記２次製造装置と前記プレス機とのいずれか一方または双方を、これらの並設方向に移動させるスライド機構と備えることを特徴とする複合装置。
【請求項５】
前記２次製造装置が樹脂を射出成形する射出成形機であることを特徴とする請求項４記載の複合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力発生源から出力される回転動力を増幅（回転数を減速）して金属板等をプレス加工や裁断加工等を行うプレス機及びそれを用いた複合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーボモータを動力発生源とするプレス機が提案され、かかるプレス機では、サーボモータの回転動力を減速機構を用いて増幅し、金型に伝達することによりワークの加工を行うようになっている。このようなプレス機に用いられている減速機構には、種々の構成が知られコンパクトで大きな減速比が得られる遊星歯車機構を用いた提案もなされている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されているプレス機は、モータ軸に太陽歯車が固着され、この太陽歯車に３個の遊星歯車が歯合している。各遊星歯車間の相対位置は規制されると共に出力軸に連結され、かつ、各遊星歯車を内包するように位置固定された内歯歯車が設けられて、当該内歯歯車に各遊星歯車が歯合した構成となっている。
【０００４】
しかしながら、上述特許文献１にかかる遊星歯車機構では、大きな減速比が容易に得られる利点があるものの、構成部品点数が多く大型化すると共に、太陽歯車、遊星歯車及び内歯歯車は所謂平歯車と同じように歯合せ部分が摺動するため、その際に大きな摩擦力が発生して動力伝達効率が悪いと言った問題がある。
【０００５】
また、動力伝達効率が低いと、能力の大きなサーボモータを用いなければならず、装置コストの上昇や電力消費の増大を招く問題がある。
【０００６】
一方で、各種の機器に用いられる部品においては、金属と樹脂とのように製造工程や材質の異なる複数の部品を一体化して形成された製品が用いられる場合がある。例えば、プレス機でプレス加工や裁断加工を行い部品を製造し、この部品に射出成形機等による樹脂成形を行う複合成形機が提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
しかしながら、特許文献２にかかる複合成形機では概念的な提案はなされているもののプレス機や射出成形機に用いられている減速機構についての具体的構成が開示されおらず、上記特許文献１のような公知の減速機構を用いたとすると各装置は大型化して、例えば製造ラインに複合成形機を導入し部品を製造しながら当該部品をライン供給することが困難である問題があった。
【特許文献１】特開２００４−２４３３７７号公報
【特許文献２】特開平８−１８３１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みなされたものであって、コンパクトで効率よく動力源の回転動力を増幅して伝達できる減速機構を用いて装置の小型化及び省電力化を図ったプレス機を提供すると共に、該プレス機を用いた小型の複合装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、プレス機に係る発明は、サーボモータの回転数を減速してラムに伝達する減速機構を備えたプレス機であって、減速機構が、サーボモータの回転動力を偏芯回転動力に変換する偏芯軸と、該偏芯軸から偏芯回転動力が伝達されて偏芯運動する１の第１歯車と、該第１歯車の偏芯運動を許容しながら自転運動を規制する規制ピンと、第１歯車の偏芯方向で当該第１歯車と部分歯合して当該偏芯方向の回転に応じて自転する１の第２歯車とを具備する減速機構と、第２歯車の回転動力を推進動力に変換してラムに伝達する推進動力変換機構とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、推進動力変換機構が、ボールネジであって、そのボールネジ軸又はボールネジナットの一方が第２歯車に連結され、残りのボールネジナット又はボールネジがラムに連結されていることを特徴とする。
【００１１】
また、型開閉する金型の一方がラムに取り付けられ、当該金型とラムとの取付面に取付位置を規定する位置合せ部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、複合装置にかかる発明は、ワークをプレス加工成形して第１製品を製造する請求項１乃至３いずれか１項記載のプレス機と、該プレス機と並設されて、第１製品に対して加工成形して第２製品を製造する２次製造装置と、２次製造装置とプレス機とのいずれか一方または双方を、これらの並設方向に移動させるスライド機構と備えることを特徴とする。
【００１３】
また、２次製造装置が樹脂を射出成形する射出成形機であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、小型で、効率よく回転動力を増幅し伝達できる減速機構を用いてプレス機を構成したので、当該プレス機の小型化が可能になり例えば卓上で利用できるようになると共に当該減速機構の動力伝達効率が高いため省電力化を図ることが可能になる。
【００１５】
また、小型のプレス機により複合装置を構成したので、当該複合装置の小型化が可能になり製造ラインに導入できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明にかかるプレス機４の外観図で、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。図２は図１（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図である。また、図３は減速機構５の構成を示す分解断面斜視図である。
【００１７】
なお、本実施例では、プレス機４として金属板等のワークを加工成形するプレス機を例に説明するが、本発明はこのようなプレス機に限定されるものではなく裁断加工等を行うものであってもよい。
【００１８】
また、本実施の形態では、推進動力変換機構としてボールネジを例に説明するが、ネジ棒とそれに螺合するナットであってもよく、カムやリンク等を用いた構成であってもよい。
【００１９】
材料を加工成形するプレス機４においては、１対のプレス金型１８（１８ａ，１８ｂ）が用いられ、このプレス金型１８ａとプレス金型１８ｂとの間にワークを挿入し、プレス金型１８を型締めすることで加工成形が行われる。
【００２０】
本発明に係るプレス機４は、外観をなす本体フレーム１１、動力発生源をなすサーボモータ１２、サーボモータ１２の回転動力を増幅して伝達する減速機構５、一方のプレス金型１８ａが取付けられるラム１３、該減速機構５からの回転動力を並進運動に変換してラム１３に伝達するボールネジ１４、ラム１３の上下方向運動を案内すると共にその回転を規制するダイバー１５等を主要構成としている。
【００２１】
本体フレーム１１は、サーボモータ１２が取り付けられ、内部に減速機構５が収納されるトップフレーム１６、他方のプレス金型１８ｂが取付けられるベースフレーム１７を備え、トップフレーム１６とベースフレーム１７とは主柱壁２３により所定間隔で対峙した構成となっている。
【００２２】
また、トップフレーム１６の中央部には、減速機構５を収納する減速機構収納部１９が形成され、その左右にダイバー１５が挿通するダイバー挿通穴２０が設けられている。減速機構収納部１９はフランジ（位置固定部材）２１により蓋され、ダイバー挿通穴２０にはダイバー１５の上下運動をガイドするベアリング２２が装着されている。
【００２３】
ボールネジ１４におけるボールネジ軸１４ａの頭部１４ｃは、カットされて回転止めが形成されて後述する内歯歯車（第２歯車）３５に連結されている。また、ボールネジナット１４ｂはラム１３にボルト止めされている。
【００２４】
図５はラム１３の構成を示す図で、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。なお、図５（ａ）においてはラム１３に取り付けられるプレス金型１８ａも示している。
【００２５】
ラム１３の中心には、ボールネジ軸１４ａが挿通する軸穴２４及び十字状の位置合突起２５が設けられ、左右にはダイバー１５の一端が挿入するダイバ挿入孔２６及び当該ダイバー１５をボルト止めするためのダイバボルト穴２７が設けられている。また、プレス金型１８ａをボルト止めして取付けるための複数の金型取付用雌ネジ２９が形成されている。
なお、プレス金型１８ａには、位置合突起２５と嵌合する位置合溝３０が形成されると共に、金型取付用雌ネジ２９に螺合するボルトが挿通する嵌通穴３１が設けられている。
【００２６】
減速機構５は、図３に示すように、１個の内歯歯車３５を備え、その内側に１個の外歯歯車（第１歯車）３６が配設され、当該外歯歯車３６は偏芯軸３７を介してサーボモータ１２のモータ軸３８に連結されている。
また、外歯歯車３６には、複数のピン孔３９が設けられ、このピン孔３９に規制ピン４０の一端が挿嵌されている。この規制ピン４０の他端は、フランジ２１に形成されたピン遊嵌穴４２に遊嵌している。
【００２７】
内歯歯車３５の中心には、当該内歯歯車３５とボールネジ軸１４ａとを連結するためのボルト４４が挿通される貫通穴４５が設けられると共にボールネジ軸１４ａの頭部１４ｃが装着される嵌合穴４６が設けられている。この嵌合穴４６は、ボールネジ１４の頭部１４ｃ（例えばＤカット等されている）と同一形状をなすように形成されて、内歯歯車３５の回転運動がボールネジ１４に伝達されるようになっている。
【００２８】
さらに、偏芯軸３７とフランジ２１との間にはベアリングＢ１が介装され、偏芯軸３７と外歯歯車３６との間にはベアリングＢ２が介装されている。また、内歯歯車３５の外周にはベアリングＢ３，Ｂ４が設けられている。
【００２９】
図４は、かかる構成の減速機構５の動作を説明する図で、サーボモータ１２の回転動力は偏芯軸３７を介して外歯歯車３６に伝達される。外歯歯車３６は、偏芯軸３７の偏芯運動に従動して偏芯しながら自転しようとするが、規制ピン４０の一端がフランジ２１に形成されたピン遊嵌穴４２に収納されているため自転が規制され、結果として偏芯方向が変化（回転）する運動を行う。
【００３０】
外歯歯車３６がこのような偏芯方向が回転する偏芯運運動を行うことにより、外歯歯車３６と内歯歯車３５とはこの偏芯方向で部分歯合し、他の部分の歯は離合した状態となる。この歯合せ部位は偏芯方向に応じて回転し、この回転は内歯歯車３５が回転として伝達される。外歯歯車３６の歯数は内歯歯車３５の歯数より少ないためサーボモータ１２の回転数は端数差に対応して減速されて内歯歯車３５に伝達することができる。
【００３１】
このように１個の内歯歯車３５と１個の外歯歯車３６とで構成される減速機構を用いるため、プレス機の小型化が可能になる。
また、内歯歯車３５がボールネジ軸１４ａに直結される構成であるため、例えばジョイントを設けるような構成に比べても小型化を図ることが可能になる。
さらに、外歯歯車３６と内歯歯車３５との歯形状は、概略円弧状で歯合せ部位の摺動が起きないように設計されているため平歯車のように摺動に伴う摩擦で、動力伝達効率が低下してしまうような不都合が発生しないようになる。
【００３２】
このような構成で、サーボモータ１２を回転させると、その回転は偏芯軸３７や外歯歯車３６等を介して減速されて内歯歯車３５に伝達され、当該内歯歯車３５に連結されたボールネジ１４が回転する。ボールネジ１４と螺合するボールネジナット１４ｂはラム１３に固定されているので、サーボモータ１２の回転方向に応じて、ラム１３はダイバー１５にガイドされながら上下動するようになる。
【００３３】
ラム１３にはプレス金型１８ａが固定され、ベースフレーム１７にプレス金型１８ｂが固定されているので、ラム１３が下降することによりプレス金型１８ａとプレス金型１８ｂとの間のワークを加工することができる。
【００３４】
なお、上記説明では第１歯車を外歯歯車、第２歯車を内歯歯車として、該内歯歯車の回転動力を取り出す構成であったが、外歯歯車から回転動力を取り出す構成であってもよい。ただし、この場合には規制ピンが遊嵌するピン遊嵌穴をボールネジ軸やボールネジナット等の出力側に形成する必要がある。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は複合装置に関するもので、上記プレス機４を用いると共に、このプレス機４により製造された部品に対してさらに加工する装置とにより複合装置を構成したものである。
【００３６】
具体的には、２台のプレス機４ａ，４ｂを用い、その間に射出成形機を設けた場合を例に説明する。無論、本発明は射出成形機を用いることを必須要件とするものではなく、また２台のプレス機を用いることを必須要件とするものではない。要は上記プレス機と、他の装置とを組み合わせて構成される複合装置に関するものである。
【００３７】
図６はこのような複合装置５０の概略構成及び動作を説明する図で、当該複合装置５０は射出成形機６に隣接して左右にプレス機４ａ，４ｂが配設され、各プレス機４ａ，４ｂは射出成形機６に対して並設方向に移動ができるようにスライド機構５１を備えている。
【００３８】
なお、図６（ａ）は、プレス機４ａ，４ｂ及び射出成形機６により形成された製品を示し、１次製品Ｓ１はプレス機４ａにより形成され、射出成形品Ｓ２はこの１次製品Ｓ１に対して射出成形機６により樹脂を射出成形して形成され、完成品Ｓ３はプレス機４ｂにより射出成形品Ｓ２をワークＷから切り離して完成された部品を示している。
また、図６（ｂ）〜図６（ｄ）は、各製造工程手順を示している。
【００３９】
このスライド機構５１は、射出成形機６による射出成形時間が、プレス機４による加工成形時間より長い時間を要するため、これらの時間差を各プレス機４が移動することにより調整する目的で設けられ、各プレス機４の移動方向をガイドするガイド部５２、プレス機４を移動させる移動部５３により構成されている。
【００４０】
ガイド部５２は、プレス機４に設けられたガイド穴５４（図１（ｂ）参照）、このガイド穴５４に挿通し、テーブルＫ等に固定され支持台６０に支持されたガイド棒５５を備えている。
【００４１】
移動部５３は、プレス機４に設けられた雌ネジ部５６、この雌ネジ部５６に螺合するネジ棒５７、このネジ棒５７を回転させるサーボモータ等のモータ５８等を備え、当該ネジ棒５７は支持台６０により回動自在に支持されている。なお、雌ネジ部５６，ネジ棒５７をボールネジにより構成してもよい。
ガイド棒５５及びネジ棒５７は射出成形機６を貫通し、当該射出成形機６はテーブルＫに固定されている。
【００４２】
射出成形機６は図７に示すように、射出金型６３を型開閉する型締部６４、樹脂を可塑化する可塑化部６５、射出金型６３のキャビティーに所定量の可塑化樹脂を計量して射出する計量射出部６６等を備えている。
【００４３】
このような構成でプレス機４ａがワークＷの加工成形を行ない１次製品Ｓ１を製造する。
この１次製品Ｓ１として、本実施例では円筒状のインサート部品を例示している。このインサート部品は接続部５９を介してワークＷ本体と接続されている。従って、ワークＷを所定の姿勢（例えば、水平状態）に保つことによりインサート部品の姿勢も規定され、常に同じ姿勢で射出成形機６に供給できるようになる。
【００４４】
プレス機４ａにより１次製品Ｓ１が製造されると、左右のプレス機４がワークＷを把持し、移動部５３によりプレス機４ａが射出成形機６に近づく方向Ｄ１にこれら左右のプレス機４が所定量移動して１次製品Ｓ１を射出成形機６に供給する（図６（ｂ）参照）。
【００４５】
１次製品Ｓ１の供給が完了し、射出成形機６が射出成形品Ｓ２を製造するためにワークを把持すると、左右のプレス機４はワークＷを離し、Ｄ２の方向に動く（図６（ｃ）参照）。
そして、一定量左右のプレス機４がＤ２方向に動くと、この動きが停止し（図６（ｄ）参照）、射出成形機６で製造された射出成形品Ｓ２が、当該プレス機４ｂに供給される
【００４６】
１次製品Ｓ１が射出成形機６に渡されると、当該射出成形機６は１次製品Ｓ１に対して樹脂を射出して所定形状の射出成形品Ｓ２を製造する。
【００４７】
一方、射出成形機６からの射出成形品Ｓ２が供給されたプレス機４ｂは、当該射出成形品Ｓ２とワークＷとを連結している接続部５９を裁断して、完成品Ｓ３の取出し等の後処理を行い製造ライン等に供給される。
【００４８】
当然のことながら製造ラインには、種々の装置が配置され、生産効率や作業効率の観点から、装置の小型化が要求されており、本発明のように大きな減速比を１の減速機構で達成市、かつ効率的に動力伝達するので、かかる複合装置５０の全長及びその高さが小さくなり生産性や作業性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るプレス機の正面図及び側面図である。
【図２】プレス機の断面図である。
【図３】減速機構の分解断面斜視図である。
【図４】減速機構の動作の説明に適用される図である。
【図５】ラムの構成を示す図である。
【図６】複合装置の製造工程を説明する図である。
【図７】射出成形装機の正面図である。
【符号の説明】
【００５０】
４（４ａ，４ｂ）  プレス機
５  減速機構
６  射出成形機
１１  本体フレーム
１２  サーボモータ
１３  ラム
１４  ボールネジ（推進動力変換機構）
１４ａ  ボールネジ軸（推進動力変換機構）
１４ｂ  ボールネジナット（推進動力変換機構）
１５  ダイバー
１６  トップフレーム
１７  ベースフレーム
１８（１８ａ，１８ｂ）  プレス金型
１９  減速機構収納部
２０  ダイバー挿通穴
２１  フランジ（位置固定部材）
２２  ベアリング
２３  主柱壁
２４  軸穴
２５  位置合突起
２６  ダイバ挿入孔
２７  ダイバボルト穴
２９  金型取付用雌ネジ
３０  位置合溝
３１  嵌通穴
３５  内歯歯車（第２歯車）
３６  外歯歯車（第１歯車）
３７  偏芯軸
３８  モータ軸
３９  ピン孔
４０  規制ピン
４２  ピン遊嵌穴
４４  ボルト
４５  貫通穴
４６  嵌合穴
５０  複合装置
５１  スライド機構
５２  ガイド部
５３  移動部
５４  ガイド穴
５５  ガイド棒
５６  雌ネジ部
５７  ネジ棒
５８  モータ
５９  接続部
６０  支持台
６３  射出金型
６４  型締部
６５  可塑化部
６６  計量射出部
【図１】
2007275955.tif 000003
【図２】
2007275955.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007275955.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007275955.tif 000009