JP2008036688A - プレス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バランサのバランス圧を調整可能な駆動手段を備えることにより、所定のバランス圧で効率よくスライドの重量を平衡とすることができ、かつ設備をコンパクト化することができるプレス装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、クラウン１１と、クラウン１１に回動自在に取付けられたメインギア１２と、メインギア１２の回動に基づいて回動するコンロッド１４と、コンロッド１４にプランジャ１６を介して接続され、コンロッド１４の回動に基づいて昇降移動するスライド１８と、スライド１８にバランサブラケット５０を介して接続され、スライド１８が昇降移動する際のスライド１８の重量を平衡とすることが可能なバランサ２０と、を備えるプレス装置１００において、バランサ２０がバランス圧を調整可能な駆動手段を有するプレス装置１００である。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレス装置に関する。

従来のプレス装置においては、スライドが昇降移動を繰り返すことにより、いわゆるワークがプレス加工される。
このとき、スライドはスライドに接続された部材で吊り上げられた状態で維持されている。

図５及び図６は、上記プレス装置のスライドに接続された部材を模式的に示した図である。
今、スライドに接続された部材４８ａと部材４８ｂとを想定する。この部材４８ａと部材４８ｂのそれぞれの間には製造上の公差が存在している。
図５は部材４８ａが部材４８ｂを支えた状態では下方に公差による間隙が生じていることを示している。
この状態で部材４８ｂに上向きの力が加わると間隙にて部材４８ａと部材４８ｂとの衝突が生じることとなる。

このような衝撃が発生することを抑制するために、部材４８ｂを予め吊り上げておいて部材４８ａに接触させておくのである。
このような重量が平衡した状態では下方に間隙が生じないので部材４８ａと部材４８ｂ間で衝突は起きない。
この吊り上げに生ずる力がバランス力である。
このバランス力はバランサの機能により担保される。

プレス装置に備わったバランサとしては、クランクプレスのスライドに連結されたバランサの吊上げ力を制御する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この方法においては、シリンダチューブにピストンが摺動自在に挿入されたエアーシリンダ型バランサ（エアー式バランサ）が用いられている。

また、フレームとスライドとをバランサを介して結合し、エアー供給源とバランサのエアー室とを圧力調整装置及びバランサタンクを介して接続することにより、圧力調整装置の設定圧をシリンダ内ピストンで調整してバランサ力を得て、スライド、上型などの重量を支え、スライドの上下運動を円滑にするプレス機械が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
この方法によれば、スライド（金型）に対するバランス圧の調整が一応可能となる。

また、図７は、従来のいわゆるバランサを備えるプレス装置の代表的な例を示した正面図である。
図７に示す従来のプレス装置３００は、バランサ４０がシリンダ４２と、ピストン４１とを備えるエアー式バランサである。
上記プレス装置３００は、シリンダ４２に接続されたエアー管４６を通じて空気を送流するためのエアータンク４５を備える。
上記プレス装置３００は、エアータンク４５を備えることにより、シリンダ内の圧力変動を少なくしている。
特開平０７−５１９００号公報 特開平１１−９０６９８号公報

しかしながら、上述した特許文献１及び２に記載のバランサを含む従来のエアー式バランサにおいては、エアータンク４５を設けることにより、エアーの絶対容積を大きくし、シリンダ４２内の圧力変動を少なくしているものの、バランス圧を一定とすることは困難である。
このため、上記プレス装置３００においては、バランス圧を変動の最低圧以上とすることが必要であり、効率が悪い。

一方、上記プレス装置３００において、バランス圧を一定とするためには、エアータンク４５をシリンダ４２に比べ極めて大きな容積構造とする必要がある。
ところが、そのようなエアータンクを備えるプレス装置は設備が大きくなるため、エアータンク４５の設置やメンテナンスが困難となる。
特に近年のプレス装置本体部の大型化に伴って、かかる問題はより深刻化している。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、バランサのバランス圧を作り出せる駆動手段を備えることにより、所定のバランス圧で効率よくスライドの重量を平衡とすることができ、かつ設備をコンパクト化することができるプレス装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、エアー式バランサでは、バランス圧の変動を十分に抑制できないことを見出した。
そして、エアー式バランサの代わりに、エアーを使用しないボールネジ又はリニアモータを駆動手段とするバランサを製造し、プレス装置に用いたところ、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、（１）、クラウンと、クラウンに回動自在に取付けられたメインギアと、メインギアの回動に基づいて回動するコンロッドと、コンロッドにプランジャを介して接続され、コンロッドの回動に基づいて昇降移動するスライドと、スライドにバランサブラケットを介して接続され、スライドが昇降移動する際のスライドの重量を平衡とすることが可能なバランサと、を備えるプレス装置において、バランサがバランス圧を調整可能な駆動手段を有するプレス装置に存する。

本発明は、（２）、スライドの昇降運動の際のバランス圧が一定である上記（１）記載のプレス装置に存する。

本発明は、（３）、駆動手段がリニアモータである上記（１）記載のプレス装置に存する。

本発明は、（４）、リニアモータが、リニア同期モータである上記（３）記載のプレス装置に存する。

本発明は、（５）、駆動手段がボールネジである上記（１）記載のプレス装置に存する。

本発明は、（６）、ボールネジがサーボモータにより駆動される上記（５）記載のプレス装置に存する。

なお、本発明の目的に添ったものであれば、上記（１）〜（６）を適宜組み合わせた構成も採用可能である。

本発明のプレス装置は、バランサがバランス圧を調整可能なリニアモータやボールネジ等の駆動手段を有するため、バランサのバランス圧の変動が十分に抑制される。
このため、所定のバランス圧で効率よくスライドの重量を平衡とすることができる。

また、上記プレス装置は、エアー式バランサに用いられるシール等の消耗部品の量を軽減することができ、装置も簡便となる。
さらに、上記プレス装置は、エアー供給源が不要であるため、設備の増大化を抑制でき、近年のプレスの大型化にも十分に対応できる。

よって、上記プレス装置によれば、バランサのバランス圧を調整可能な駆動手段を備えることにより、所定のバランス圧で効率よくスライドの重量を平衡とすることができ、かつ設備をコンパクト化することができる。

本発明のプレス装置は、バランス圧が一定であると、スライドが上死点又は下死点に到達した際に生じる衝撃が確実に抑制される。

本発明のプレス装置は、駆動手段がリニアモータであると、スライドの昇降運動に基づいて、ピストンが昇降運動すると共に、電磁石によりピストンの昇降運動が制御される。 よって、この場合、バランス圧の変動を確実に抑制できる。

本発明のプレス装置は、リニアモータが、リニア同期モータであると、バランス圧の変動をより確実に抑制できる。

本発明のプレス装置は、駆動手段がボールネジであると、スライドの昇降運動に基づいて、ボールネジを回転させ、軸受け部に螺入又は螺出させることにより、バランス圧が調整される。
このため、ボールネジの回転速度を制御することにより、バランス圧の変動を確実に抑制できる。

本発明のプレス装置は、ボールネジがサーボモータにより駆動されると、ボールネジの回転速度を確実に制御できるので、バランス圧の変動をより確実に抑制できる。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。
また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。
更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

［第１実施形態］
まず、本発明のプレス装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明のプレス装置の第１実施形態を示した正面図である。
図１に示すように、本実施形態に係るプレス装置１００は、クラウン１１と、クラウン１１に回動自在に取付けられたメインギア１２と、メインギア１２の回動に基づいて回動するコンロッド１４と、コンロッド１４にプランジャ１６を介して接続され、コンロッド１４の回動に基づいて昇降移動するスライド１８と、スライド１８にバランサブラケット５０を介して接続され、スライド１８が昇降移動する際のスライド１８の重量を平衡とすることが可能なバランサ２０とを備える。

上記プレス装置１００は、クラウン１１に軸１３が設けられており、この軸１３を中心としてメインギア１２が回動自在となるように取付けられている。
このメインギア１２の回動により、軸１３が回動する。

図２の（ａ）は、本実施形態に係るプレス装置のコンロッドを示した拡大図であり、（ｂ）は、図２の（ａ）に示すコンロッドの縦断面図である。
図２の（ａ）及び（ｂ）に示すようにコンロッド１４は、リング状の頭部１４ａと、頭部１４ａから下方に延び、後述するプランジャ１６に接する脚部１４ｂとを備えている。

コンロッド１４は、頭部１４ａに上記軸１３が嵌合されており、軸１３の回動により回動される。
すなわち、コンロッド１４は、メインギア１２の回動に基づいて回動するようになっている。
一方、コンロッド１４の脚部１４ｂは、コンロッドシート１５を介して、プランジャ１６に接している。
なお、上記コンロッドシート１５は、スライドの昇降移動の際に、コンロッド１４の脚部１４ｂに伝わる衝撃を緩衝するために設けられている。

上記メインギア１２が軸１３を中心として回動すると、コンロッド１４は矢印Ａの方向に移動する。
そうすると、脚部１４ｂの先端は、コンロッド１４が矢印Ａの方向に回動すると、上昇することになる。
その状態からさらに、コンロッド１４が回動すると、脚部１４ｂの先端は、下降することになる。
すなわち、脚部１４ｂは、コンロッド１４の回動に基づいて昇降運動する。
したがって、コンロッドシート１５を介して脚部１４ｂに接触しているプランジャ１６も同様に昇降運動することになる。

図１に戻り、本実施形態に係るプレス装置１００において、プランジャ１６には、スライド調整装置１７を介してスライド１８が接続されている。
スライド１８の下部には、図示しない上金型が配置される。
一方、スライド１８の向かい合うボルスタ１９の上部には図示しない下金型が配置される。

そして、上述したプランジャ１６の昇降運動に基づいてスライド１８も昇降運動することにより、プレスが行われる。
なお、上記スライド調整装置１７は、下死点におけるスライド１８の位置を金型毎に調整するために設けられている。

本実施形態に係るプレス装置１００において、スライド１８の側面には、バランサブラケット５０を介してバランサ２０が設けられている。
このバランサ２０は、バランス圧を調整可能な駆動手段を有し、スライド１８の重量を平衡とすることが可能となっている。
すなわち、バランサ２０によって、スライド１８が常に吊り上げられた形態となっている。

図３の（ａ）は、図６に示した従来のプレス装置のバランサのバランス圧と、スライドの位置との関係を示したグラフであり、（ｂ）は、本実施形態に係るプレス装置のバランサのバランス圧と、スライドの位置との関係を示したグラフである。
なお、上記バランス圧とは、前述したようにスライドの重量を平衡化するために必要な圧力をいう。
すなわち、かかるバランス圧は、スライドの重量に基づいて定められる。

図３の（ａ）に示すように、従来のプレス装置３００においては、スライドが上死点にある場合と下死点にある場合とでは、バランサ圧の差Ｆが大きくなっている。

すなわち、スライドが下死点にあるときは、バランサ力が大きく、スライドが上死点にあるときは、バランサ力が小さくなっている。
これは、バランス力をエアーの圧縮比で得ていることに起因する。
このようにバランス圧の変動が生じていることから、スライドの昇降運動の際の重量が十分に平衡になっているとは言えない。

それに対し、図３の（ｂ）に示すように、本実施形態に係るプレス装置１００のバランサ２０は、スライド１８の昇降運動の際のバランス圧が常に一定となっている。
このため、スライドが上死点又は、下死点に到達した際に生じる衝撃が確実に抑制される。

本実施形態に係るプレス装置１００のバランサ２０は、バランサブラケット５０に接続された支柱５１に支持されたスライダー２３と、スライダー２３が内挿されたシリンダ２２とを備えており、シリンダ２２の内壁、及びスライダー２３の外壁には電磁石２１がそれぞれ取付けられている。
すなわち、本実施形態に係るプレス装置１００においては、バランサ２０の駆動手段がリニアモータとなっている。

具体的には、上記リニアモータは、リニア同期モータが採用される。
そのため、スライダー２３の昇降運動においては、磁極同士の吸引・反発による推進力が利用される。
このリニア同期モータによれば、バランス圧を一定とすることができる。
また、リニアモータは回転部分がないので、駆動手段をコンパクトにすることができるという利点も有する。

以上より、本実施形態に係るプレス装置１００は、スライド１８の昇降運動に基づいて、スライダー２３が昇降運動し、電気的にスライダー２３の推進力が制御される。
よって、この場合、バランス圧を一定とすることができる。

したがって、上記プレス装置１００は、所定のバランス圧で効率よくスライド１８の重量を平衡とすることができる。

また、上記プレス装置１００は、バランサ２０がリニアモータを駆動手段としているため、エアー式バランサに用いられるシール等の消耗部品の量を軽減することができ、装置も簡便となる。
さらに、上記プレス装置１００は、エアー供給源が不要であるため、設備の増大化を抑制でき、近年のプレスの大型化にも十分に対応できる。

よって、上記プレス装置１００によれば、バランサ２０のバランス圧を調整することにより、所定のバランス圧で効率よくスライド１８の重量を平衡とすることができ、かつ設備をコンパクト化することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明のプレス装置の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明のプレス装置の第２実施形態を示した正面図である。
図４に示すように、本実施形態に係るプレス装置２００は、駆動手段がリニアモータであるバランサ２０が、駆動手段がボールネジであるバランサ３０となっている点で第１実施形態に係るプレス装置１００とは異なる。

上記本実施形態に係るプレス装置２００のバランサ３０は、バランサブラケット５０に接続された支柱５１に支持されたバランサシャフト３４と、バランサシャフト３４の上部に設けられた軸受け部３６と、軸受け部３６に螺出、螺入可能なボールネジ３１と、を備えている。
すなわち、本実施形態に係るプレス装置２００においては、バランサ３０の駆動手段がボールネジとなっている。

本実施形態に係るプレス装置２００は、スライド１８の昇降運動に基づいて、ボールネジ３１を回転させ、軸受け部３６に螺入又は螺出させることにより、ボールネジ３１の昇降運動が制御される。
よって、ボールネジ３１の回転速度（回転トルク）を制御することにより、バランス圧を一定とすることができる。

なお、上記ボールネジ３１の回転は、サーボモータ３５により駆動される。
この場合、ボールネジ３１の回転速度が確実に制御できるので、容易にバランス圧を一定とすることができる。

したがって、プレス装置２００は、上述した第１実施形態に係るプレス装置１００と同様に、所定のバランス圧で効率よくスライド１８の重量を平衡とすることができる。

また、上記プレス装置２００は、バランサ３０がボールネジを駆動手段としているため、エアー式バランサに用いられるシール等の消耗部品の量を軽減することができ、装置も簡便となる。
さらに、上記プレス装置２００は、エアー供給源が不要であるため、設備の増大化を抑制でき、近年のプレスの大型化にも十分に対応できる。

よって、上記プレス装置２００によれば、バランサ３０のバランス圧を調整することにより、所定のバランス圧で効率よくスライド１８の重量を平衡とすることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、第１及び第２実施形態に係るプレス装置１００．２００においては、２つのバランサを用いているが、バランサの数は１つであってもよく、２つ以上であってもよい。

第１実施形態に係るプレス装置においては、リニアモータとしてリニア同期モータを用いているが、リニア誘導モータやリニア直流モータであってもよい。

バランサの駆動手段として、リニアモータ又はボールネジを用いているが、これら以外であってもよい。
例えば、油圧シリンダ、ラック&ピニオン等が挙げられる。

第１及び第２実施形態に係るプレス装置において、バランス圧は、スライドの重量に基づいて定められているが、スライド１８の速度をエンコーダー等の検出器で検出し、検出された速度信号に基づいて駆動手段を動かし、バランサのバランス圧を調整してもよい。

なお、本発明のプレス装置においては、上述した第１及び第２実施形態に係るプレス装置１００，２００のクラウン、メインギア、コンロッド、プランジャ等の形状は特に限定されず、スライドが昇降移動するものであれば、これらの部品のいずれかが欠けていてもよい。

図１は、本発明のプレス装置の第１実施形態を示した正面図である。 図２の（ａ）は、本実施形態に係るプレス装置のコンロッドを示した拡大図であり、（ｂ）は、図２の（ａ）に示すコンロッドの縦断面図である。 図３の（ａ）は、図６に示した従来のプレス装置のバランサのバランス圧と、スライドの位置との関係を示したグラフであり、（ｂ）は、本実施形態に係るプレス装置のバランサのバランス圧と、スライドの位置との関係を示したグラフである。 図４は、本発明のプレス装置の第２実施形態を示した正面図である。 図５は、プレス装置のスライドに接続された部材を模式的に示した図である。 図６は、プレス装置のスライドに接続された部材を模式的に示した図である。 図７は、従来のバランサを備えるプレス装置を示した正面図である。

符号の説明

１１…クラウン
１２…メインギア
１３…軸
１４…コンロッド
１４ａ…頭部
１４ｂ…脚部
１５…コンロッドシート
１６…プランジャ
１７…スライド調整装置
１８…スライド
１９…ボルスタ
２０，３０，４０…バランサ
２１…電磁石
２２，４２…シリンダ
２３…スライダー
３１…ボールネジ
３５…サーボモータ
３６…軸受け部
４１…ピストン
４５…エアータンク
４６…エアー管
４８ａ，４８ｂ…部材
５０…バランサブラケット
５１…支柱
１００,２００，３００…プレス装置

Claims (6)

1. クラウンと、
   前記クラウンに回動自在に取付けられたメインギアと、
   前記メインギアの回動に基づいて回動するコンロッドと、
   前記コンロッドにプランジャを介して接続され、前記コンロッドの回動に基づいて昇降移動するスライドと、
   前記スライドにバランサブラケットを介して接続され、前記スライドが昇降移動する際の前記スライドの重量を平衡とすることが可能なバランサと、
   を備えるプレス装置において、
   前記バランサがバランス圧を調整可能な駆動手段を有する、プレス装置。
2. 前記スライドの昇降運動の際の前記バランス圧が一定である、請求項１記載のプレス装置。
3. 前記駆動手段がリニアモータである、請求項１記載のプレス装置。
4. 前記リニアモータが、リニア同期モータである、請求項３記載のプレス装置。
5. 前記駆動手段がボールネジである、請求項１記載のプレス装置。
6. 前記ボールネジがサーボモータにより駆動される、請求項５記載のプレス装置。
   
   

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