(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方にはベベルギア室を他方にはクランク室を備えた主ハウジングと、
前記ベベルギア室と前記クランク室の中央部に設けられた軸受によって回転自由に支持され、一方には第１のベベルギアが、他方には偏心配置されたクランクピンがそれぞれ設けられたクランク軸と、
前記主ハウジングに取付けられてその出力軸には前記第１のベベルギアに噛合する第２のベベルギアが設けられた電動モータと、
前記主ハウジングに、前記電動モータと取付け方向を合わせて基部が固着され、前記電動モータに並べて配置される副ハウジングと、
前記副ハウジングの先部からその先部が突出し、該副ハウジングに進退移動自在に取付けられている進退ロッドと、
前記進退ロッドの基部と前記クランクピンを連結するコンロッドとを備え、
前記副ハウジングの先部には取付けフランジが設けられていることを特徴とする電動プレス装置。
【請求項２】
一方にはベベルギア室を他方にはクランク室を備えた主ハウジングと、
前記ベベルギア室と前記クランク室の中央部に設けられた軸受によって回転自由に支持され、一方には第１のベベルギアが、他方には偏心配置されたクランクピンがそれぞれ設けられたクランク軸と、
前記主ハウジングのクランク室に基部が固着され、前記クランク軸とは直交方向に配置される副ハウジングと、
前記主ハウジングに取付けられてその出力軸には前記第１のベベルギアに噛合する第２のベベルギアが設けられ、更にその軸心が、前記クランク軸及び前記副ハウジングにそれぞれ直交状態で配置された電動モータと、
前記副ハウジングの先部からその先部が突出し、該副ハウジングに進退移動自在に取付けられている進退ロッドと、
前記進退ロッドの基部と前記クランクピンを連結するコンロッドとを備えることを特徴とする電動プレス装置。
【請求項３】
請求項２記載の電動プレス装置において、前記副ハウジングの先部には取付けフランジが設けられていることを特徴とする電動プレス装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の電動プレス装置において、前記主ハウジングにはねじによってこの電動プレス装置を固定する取付け手段が設けられていることを特徴とする電動プレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータを使用した小型でコンパクトな電動プレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のクランクプレス装置は、電動モータによって大きなフライホイールを回転し、フライホイールと同時回転するクランクシャフトにコンロッドを取付け、上型の上下往復運動を行っていた。ところが、従来のクランクプレスはアンカー固定される大型のフレームに各部品を取付けていたので、大型化し、孔開けや曲げ作業を部分的に行う装置の一部の部品として使用することは困難であった。
そこで、一般には油圧シリンダが使用され、この先端にパンチや金型等を付け必要な作業を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、油圧シリンダを使用すると、騒音を発生する油圧ユニットが必要で余分な設置スペースを必要とし、更には、油が零れる等して周囲環境を汚すという問題があった。
更には、油圧シリンダの場合は油圧シリンダの動作が遅いので、全体的に作業効率が悪いという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、設置スペースが小さくて済み、更には、周囲を汚すことが少なく、大きな瞬発的な力を簡単に発揮でき、動作も速い電動プレス装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係る電動プレス装置は、一方にはベベルギア室を他方にはクランク室を備えた主ハウジングと、前記ベベルギア室と前記クランク室の中央部に設けられた軸受によって回転自由に支持され、一方には第１のベベルギアが、他方には偏心配置されたクランクピンがそれぞれ設けられたクランク軸と、前記主ハウジングに取付けられてその出力軸には前記第１のベベルギアに噛合する第２のベベルギアが設けられた電動モータと、前記主ハウジングに、前記電動モータと取付け方向を合わせて基部が固着され、前記電動モータに並べて配置される副ハウジングと、前記副ハウジングの先部からその先部が突出し、該副ハウジングに進退移動自在に取付けられている進退ロッドと、前記進退ロッドの基部と前記クランクピンを連結するコンロッドとを備え、前記副ハウジングの先部には取付けフランジが設けられている。
第１の発明の電動プレス装置においては、電動モータと、副ハウジングの取付け方向が一致し、しかも軸心を合わせて並べて配置されているので、全体の長さが短縮される。
【０００５】
また、前記目的に沿う第２の発明に係る電動プレス装置は、一方にはベベルギア室を他方にはクランク室を備えた主ハウジングと、前記ベベルギア室と前記クランク室の中央部に設けられた軸受によって回転自由に支持され、一方には第１のベベルギアが、他方には偏心配置されたクランクピンがそれぞれ設けられたクランク軸と、前記主ハウジングのクランク室に基部が固着され、前記クランク軸とは直交方向に配置される副ハウジングと、前記主ハウジングに取付けられてその出力軸には前記第１のベベルギアに噛合する第２のベベルギアが設けられ、更にその軸心が、前記クランク軸及び前記副ハウジングにそれぞれ直交状態で配置された電動モータと、前記副ハウジングの先部からその先部が突出し、該副ハウジングに進退移動自在に取付けられている進退ロッドと、前記進退ロッドの基部と前記クランクピンを連結するコンロッドとを備えている。
第２の発明に係る電動プレス装置においては、主ハウジングに取付けられた副ハウジングに対して、電動モータがクランク軸に対して直交し更に、副ハウジング（の軸心）に対して直交状態で配置されているので、全長が短くなる。
特に、第１、第２の発明に係る電動プレス装置においては、機械装置にそのまま取付けることができ、更には油を使用しないので、油漏れ等が生じることがなく、作業環境の悪化がない。
【０００６】
第１、第２の発明、即ち本発明の電動プレス装置において、好ましい態様としては以下の場合がある。
第２の発明の電動プレス装置において、前記副ハウジングの先部には取付けフランジが設けられている。これによって、加工機械等に簡単に取付けることができる。更には、荷重がもっとも働く進退ロッドの支持する副ハウジングの先側を支持しているので、取付け安定性が高い。
また、第１、第２の発明（以下、本発明という）の電動プレス装置において、前記主ハウジングにはねじによってこの電動プレス装置を固定する取付け手段が設けられている。ここで、取付け手段は取付けフランジの他、フットタイプの取付け金具等を含む。
本発明の電動プレス装置において、前記電動モータは減速機付きモータである。これによって、第１、第２のベベルギア比を高くする必要がなくなり、構造が簡略化される。
また、本発明の電動プレス装置において、前記クランク軸の回転を検知するセンサーが設けられている。これによって、進退ロッドの一往復を検知できる。
本発明の電動プレス装置において、前記主ハウジングと副ハウジングは一体化されている。これによって、構造が簡単となり、安価に製造可能である。
なお、本発明において、電動モータにはサーボモータ、パルスモータ、その他の交流モータや直流モータがある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る電動プレス装置の側断面図、図２は進退ロッドの行程と発生圧力の関係を示すグラフ、図３は本発明の第２の実施の形態に係る電動プレス装置の側断面図、図４は本発明の第２の実施の形態に係る電動プレス装置の使用状態の説明図、図５は本発明の第１、第３の実施の形態に係る電動プレス装置の使用状態の説明図、図６（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第４の実施の形態に係る電動プレス装置の説明図でる。
【０００８】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る電動プレス装置１０は、一方にはベベルギア室１１を他方にはクランク室１２を備えた主ハウジング１３と、ベベルギア室１１とクランク室１２の中央部に設けられた軸受の一例であるベアリング１４、１４ａによって回転自由に支持され、一方には第１のベベルギア１５が、他方には偏心配置されたクランクピン１６がそれぞれ設けられたクランク軸１７と、主ハウジング１３に取付けられてその出力軸１８には第１のベベルギア１５に噛合する第２のベベルギア１９が設けられた電動モータの一例である減速機付きモータ２０と、主ハウジング１３に基部が固着され、減速機付きモータ２０と取付け方向を合わせて並べて配置される副ハウジング２１と、副ハウジング２１の先部からその先部が突出し、副ハウジング２１に進退移動自在に取付けられている進退ロッド２２と、進退ロッド２２の基部とクランクピン１６を連結するコンロッド２３とを備えている。以下、これらについて詳しく説明する。
【０００９】
主ハウジング１３及び副ハウジング２１は、アルミニウム合金、鋳鉄、鋳鋼又はその他の金属の鋳造物からなって、副ハウジング２１の基部が主ハウジング１３に４本のボルト２４によって強固に連結されている。なお、主ハウジング１３及び副ハウジング２１を一体構造物として作ることも可能である。
主ハウジング１３には前述のように、ベベルギア室１１とクランク室１２が距離をおいて設けられ、その中間部にはベアリング１４、１４ａが設けられ、これにクランク軸１７が回転自由に設けられている。クランク軸１７の一方には、第１のベベルギア１５が固着され、この第１のベベルギア１５が固定されたクランク軸１７の端部には突起（ドッグ）２５が設けられ、この突起２５によって作動するリミットスイッチ２６が設けられ、クランク軸１７の原点位置を検出するようになっている。なお、突起２５及びリミットスイッチ２６によってクランク軸１７の回転を検出するセンサーを構成している。また、２７は第１のベベルギア１５をクランク軸１７に固定するためのナットである。
【００１０】
第１のベベルギア１５には第２のベベルギア１９が噛合している。第２のベベルギア１９は減速機付きモータ２０の出力軸１８に固着され、減速機付きモータ２０の回転によって第２のベベルギア１９が回転し、第１のベベルギア１５からクランク軸１７に回転動力を伝えるようになっている。なお、減速機付きモータ２０の回転数にもよるが、第１、第２のベベルギア１５、１９の歯数比は１〜２程度となっている。減速機付きモータ２０の軸心とクランク軸１７の軸心は直交配置され、減速機付きモータ２０（減速比は１／２０〜１／３０程度を選択している）はフランジ取付けのモータであって、主ハウジング１３に図示しないボルトによって取付けできるようになっている。なお、２８、２９はベベルギア室１１のメンテナンス用のカバーを示す。
【００１１】
一方、クランク室１２に突出しているクランク軸１７にはフライホイール３０が固着され、このフライホイール３０に偏心してクランクピン１６が設けられている。クランク軸１７に対するクランクピン１６の取付け角度は、クランク軸１７に対する突起２５の位置と同一角度となって、リミットスイッチ２６によって、クランクピン１６の上死点位置、即ち原点位置を検出するようになっている。
主ハウジング１３に取付けられている副ハウジング２１には進退ロッド２２が設けられている。進退ロッド２２は副ハウジング２１に摺動移動可能に設けられ、先部には雄ねじ３１が形成されている。副ハウジング２１には前後２か所に進退ロッド２２を摺動自在に支持する軸受部３２、３３が形成され、その部分にはブッシュ３４、３５が設けられている。
【００１２】
進退ロッド２２の基部には、コンロッド２３の先部がピン３６を介して回動可能に連結されていると共に、コンロッド２３の基部はクランクピン１６に回動可能に連結されている。従って、フライホイール３０が回転すると、クランクピン１６が円運動をし、これにコンロッド２３を介して連結されている進退ロッド２２が往復直線運動をするようになっている。
副ハウジング２１の軸心、即ち進退ロッド２２の軸心は減速機付きモータ２０の軸心と平行となって、主ハウジング１３に対して副ハウジング２１と減速機付きモータ２０が同一向きに並べて取付けられ、この電動プレス装置１０の全長を短くすると共に、コンパクトに電動プレス装置１０を構成している。
副ハウジング２１の先部には取付けフランジ３７が設けられいている。この取付けフランジ３７には４本のねじ孔３８が設けられて、ボルトによって所定の場所にこの電動プレス装置１０を固定できるようになっている。
【００１３】
続いて、この電動プレス装置１０の動作について説明する。
例えば、図５に示すように、取付けフランジ３７を介して、この電動プレス装置１０を所定の支持架台３７ａに固定する。進退ロッド２２の先部にはパンチ２２ａが取付けられている。上型と対向する下型には前記パンチと対となるダイ２２ｂが設けられている。
今、パンチ２２ａを上限、即ち上死点に位置させ、この状態で、図１に示すように、クランクピン１６及び突起２５がクランク軸１７の上死点位置にあり、リミットスイッチ２６は突起２５によって作動しているので、結局リミットスイッチ２６はパンチ２２ａが上限位置にあるのを検知していることになる。
この状態で、減速機付きモータ２０を回転し、クランク軸１７を３６０度回転させると、クランクピン１６が１回転し、進退ロッド２２が上死点から下死点まで下がり、更に下死点から上死点まで上昇する。これによって、パンチ２２ａがダイ２２ｂに嵌入し、ダイ２２ｂの上に載せていた対象物２２ｃを切断あるいは折り曲げることができる。この実施の形態では上死点から下死点までの距離は１５ｍｍであり、行程と発生圧力との関係は図２のようになる。図２からも明らかなように、下死点になると、クランクピン１６の下降変位に対する角度変位が大きくなるので、大きな力を発生する。また、下死点及び上死点とその近傍位置を除く部分は、通常のクランクプレスと同じく進退ロッド２２の昇降速度が大きくなっており、これによって、効率的にプレス作業を行うことができる。
【００１４】
続いて、図３に示す本発明の第２の実施の形態に係る電動プレス装置４０について説明するが、基本的構成は第１の実施の形態に係る電動プレス装置１０と同一のであるので、同一の構成要素については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
第２の実施の形態に係る電動プレス装置４０においては、副ハウジング４１の先部には取付けフランジがなく、主ハウジング４２の基部にねじによる取付け手段の一例である大型の取付けフランジ４３が設けられている。この実施の形態においては、取付けフランジ４３の中心は進退ロッド２２の軸心に一致させていないが、フランジを小型にして進退ロッド２２の軸心とあわせてもよい。これらによって、主ハウジング４２の基部を取付けフレームや架台等に取付けてこの電動プレス装置４０を使用することができる。なお、図３に副ハウジング４１の先部に破線で示すように、第１の実施の形態に示すのと同じような取付けフランジを設けることもできる（図４参照）。これによって更に、電動プレス装置４０の取付け融通性が増す。なお、４４は取付けフランジ４３に設けられているねじ孔である。
【００１５】
次に、図４に示す本発明の第２の実施の形態に掛かる電動プレス装置４０を用いたプレス設備４５について説明するが、主ハウジング４２の基部（図４においては下部）に、大型の取付けフランジ４３が設けられている。この取付けフランジ４３をプレス架台４８に取付ける。プレス架台４８の上ベース材４９に左右対となるガイド５０、５１を設け、ガイド５０、５１に挿通材５２、５３を通し、挿通材５２、５３の下部を連結した横渡し材５４に進退ロッド２２をねじ止めしている。挿通材５２、５３の上部の横渡し材５５に図示しない上型を取付け、上ベース材４９の上に下型を取付けて、上型と下型の間に加工物を配置して、プレス設備４５を作動させることによって横渡し材５５の下部に取付けられている上型を昇降し、加工物の切断や曲げを行うことができる。
【００１６】
次に、本発明の第１、第３の実施の形態に係る電動プレス装置１０、５７を用いたプレス設備５８について説明する。
第３の電動プレス装置５７は、第１の電動プレス装置１０の取付けフランジ３７の代わりにフット型取付け金具５９を用いた。このフット型取付け金具５９は図５に示すように、Ｌ字型となって、底板部６０をねじによって架台６１に固定することになる。架台６１の底部には車輪６２が設けられ、必要に応じてプレス設備５８を移動できるようになっている。第１の電動プレス装置１０は前述のように、支持架台３７ａに取付けフランジ３７が固定されている。
このような構成によって、ダイ２２ｂに固定された断面Ｌ字状の対象物２２ｃに２方向から孔（穴、曲げ）加工を行うことができる。
【００１７】
図６（Ａ）、（Ｂ）に本発明の第４の実施の形態に係る電動プレス装置６４について説明する。この電動プレス装置６４の内部構造は実質的に第１の実施の形態に係る電動プレス装置１０と同一であるが、電動モータ６５が副ハウジング２１と並べて配置されているのではなくて、電動モータ６５の軸心がクランク軸１７に直交し、更に副ハウジング２１の軸心に直交するようにして、主ハウジング６６に取付けられている。電動モータ６５がクランク軸１７に直交することによって、図１に示すような第１のベベルギア１５と第２のベベルギア１９が噛合することになる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１〜４記載の電動プレス装置は、電動モータを使用してクランクアームを回転させてプレス動作を起こさせるようにしているので、プレス時に大きな加圧力を発生させることができる。そして、従来の油圧シリンダのように油を使用しないので、作業環境を油等で汚すことがない。
そして、途中に第１、第２のベベルギアを介して、電動モータの取付け方向を、進退ロッドが設けられている副ハウジングに対して曲げているので、全体の高さが小さくなる。
更には、第１、第２のベベルギアの歯数を変えることができるので、用途に応じたプレス力又はプレス速度に変えることが可能となる。
特に、請求項１記載の電動プレス装置においては、電動モータと、副ハウジングの取付け方向が一致し、しかも軸心を合わせて並べて配置されているので、送り動作が速い等従来のクランクプレスの長所を生かしながら、全体の長さが短くなり、コンパクトな構造となる。
従って、この電動プレス装置の取付けがより自由となり、更には梱包性にも優れる。
【００１９】
そして、請求項１及び３記載の電動プレス装置においては、副ハウジングの先部には取付けフランジが設けられているので、この取付けフランジを介して電動プレス装置を加工機械等のフレームに取付けることができ、この場合、荷重のかかる進退ロッドに最も近い部分を固定するので、電動プレス装置の動作が安定する。
請求項４記載の電動プレス装置においては、主ハウジングにはねじによってこの電動プレス装置を固定する取付け手段が設けられているので、これを用いて電動プレス装置を通常のアクチュエータと同じような感覚で、フレームに固定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電動プレス装置の側断面図である。
【図２】進退ロッドの行程と発生圧力の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る電動プレス装置の側断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電動プレス装置の使用状態の説明図である。
【図５】本発明の第１、第３の実施の形態に係る電動プレス装置の使用状態の説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第４の実施の形態に係る電動プレス装置の説明図である。
【符号の説明】
１０：電動プレス装置、１１：ベベルギア室、１２：クランク室、１３：主ハウジング、１４、１４ａ：ベアリング、１５：第１のベベルギア、１６：クランクピン、１７：クランク軸、１８：出力軸、１９：第２のベベルギア、２０：減速機付きモータ、２１：副ハウジング、２２：進退ロッド、２２ａ：パンチ、２２ｂ：ダイ、２２ｃ：対象物、２３：コンロッド、２４：ボルト、２５：突起、２６：リミットスイッチ、２７：ナット、２８、２９：カバー、３０：フライホイール、３１：雄ねじ、３２、３３：軸受部、３４、３５：ブッシュ、３６：ピン、３７：取付けフランジ、３７ａ：支持架台、３８：ねじ孔、４０：電動プレス装置、４１：副ハウジング、４２：主ハウジング、４３：取付けフランジ、４４：ねじ孔、４５：プレス設備、４８：プレス架台、４９：上ベース材、５０、５１：ガイド、５２、５３：挿通材、５４、５５：横渡し材、５７：電動プレス装置、５８：プレス設備、５９：フット型取付け金具、６０：底板部、６１：架台、６２：車輪、６４：電動プレス装置、６５：電動モータ、６６：主ハウジング
【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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