JP6296845B2 - プレス機械 - Google Patents
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Description
このようなプレス機械には、機械全体の高さを低くするために、モータ、減速機及び偏心機構がプレス機械の下部に配置されるアンダードライブ方式のプレス機械が知られている。
さらに、フレームの上に下金型が支持される支持台を設け、支持台の上方にスライドを配置し、スライドの両側をガイドポストで支持し、これらのガイドポストの下部をフレーム内に配置されたアンダービームに連結し、アンダービームをフレームの内部に配置した駆動モータ及びねじ軸で昇降させる従来例(特許文献2)がある。
さらに、フレームの左右側に設けられたガイドにそれぞれテンションロッドを上下動可能に設け、テンションロッドの上端部をスライドに連結し、テンションロッドの下端部に運動変換機構を介してエキセンシャフトに連結した従来例(特許文献4)がある。
特許文献2の従来例では、スライドの両側をそれぞれ支持したガイドポストの下端部をアンダービームで連結し、アンダービームを駆動モータ及びねじ軸で昇降させる構成であるため、減速機や偏心機構を利用したプレス機械とは基本的な構成を異にする。
特許文献4の従来例では、スライドに設けられたテンションロッドに、運動変換機構を介してエキセンシャフトが連結された構成であるため、2本あるテンションロッドにそれぞれ運動変換機構及びエキセンシャフトを連結すると、特許文献1の従来例と同様に、プレス機械の製造コストが高くなり、装置を設置する広い場所が必要とされる。
スライドには上型が配置され、ボルスタには下型が配置されているため、これらの上型と下型との間にワークがセットされると、スライドの昇降に伴ってワークがプレスされる。
以上の構成の本発明では、ベッドがピットに配置されている。1つの連結部材に対して複数本のプルロッドの左右それぞれが対として連結され、左右の連結部材にそれぞれ偏心機構、減速機及びサーボモータが連結されている。その上、左右のベッドレッグにそれぞれ、連結部材、減速機、偏心機構及びサーボモータが設けられている。
従って、左右それぞれ複数本のプルロッドを1つの連結部材で昇降させることができるとともに、連結部材、減速機、偏心機構及びサーボモータを左右のベッドレッグに設けた構成であるため、これらの装置を設置する広い場所を必要としない。しかも、減速機、偏心機構及びサーボモータをプルロッドの数に応じて配置する必要がないから、プレス機械の部品点数を少なくし、製造コストを抑えることができる。
そのため、連結部材にプルロッドを介して連結されたスライドも正確に昇降するので、プレス精度の低下を防止できる。
図1及び図2には、本実施形態にかかるプレス機械の全体構成が示されている。なお、図1において、左側がプレス左側の位置を示し、右側がプレス右側の位置を示す。図2において、左側がプレス前側の位置を示し、右側がプレス後側の位置を示す。
[プレス機械の全体構成の説明]
プレス機械は、ピットPに配置されたベッド1と、ベッド1の上に設けられたボルスタ2と、ベッド1の四隅に立設されたアップライト3と、アップライト3の上部に固定されたトップフレーム4と、トップフレーム4に昇降自在に設けられたスライド5と、スライド5に上端部が連結されたプルロッド6と、プルロッド6を昇降駆動する昇降機構7と、スライド5の高さ位置を調整するアジャスト装置8と、を備えている。なお、本実施形態のプレス機械は、シングルプレスに適用できる他、トランスファープレス、その他のプレス装置にも適用することができる。また、本実施形態のプレス機械は、タンデムプレスラインを構成する1つのプレス装置としても適用することができる。
ベッド1の上面にはキャリア2Bを介してボルスタ2が設置されており、ボルスタ2の上面には下型2Aが配置されている。下型2Aと対向するように上型5Aがスライド5の下面に配置されている。下型2Aに図示しないワークが配置された状態で、上型5Aが下型2Aに向けて下降すると、ワークがプレス加工される。なお、本実施形態では、ベッド1の上面にボルスタ2を直接配置してもよい。
センターベッド1Cには、ダイクッション10が設けられている。
トップフレーム4は、バランスシリンダ40の上方を覆う板部4Aを有する。トップフレーム4は、4本のアップライト3の上面に固定されることで、アップライト3の倒れ防止機能も有する。
スライド5には、バランスシリンダ40との干渉を防止するための凹部50が上方に開口して設けられている。つまり、凹部50は、図1の符号5Tで示されるスライド5が最も上昇した位置において、バランスシリンダ40が入り込むためのスペースである。
バランスシリンダ40は、シリンダ40Aと、シリンダ40Aに昇降自在に収納されたピストン40Bと、ピストン40Bに上端部が連結され下端部が凹部50の中板部50Aに連結された連結ロッド40Cとを有する。連結ロッド40Cの下端部には中板部50Aと係止する係止部40Dを有する。
図3は、プレス機械の下部の平面が示されている。
図1から図3において、昇降機構7は、サーボモータ70と、プルロッド6の下端部が連結された連結部材71と、サーボモータ70に連結された減速機72と、減速機72に連結され連結部材71を昇降する偏心機構73と、を備えている。サーボモータ70、連結部材71、減速機72及び偏心機構73は、それぞれ左のベッドレッグ1Lと右のベッドレッグ1Rとに配置されている。
連結部材用位置規制板74は、連結部材71の中心部を囲むように4枚が配置されている。
なお、偏心機構73は、図1,3では左側に配置されたもののみが図示されている。
左右のベッドレッグ1L,1Rには、それぞれ偏心機構73を潤滑するための潤滑油(図示せず)を収納するオイルパン73Aが設けられている。
連結部材71は、所定間隔をあけて配置された2枚の側面板部710と、側面板部710同士をそれぞれ接合する上面板部711及び複数のリブ712A,712Bと、を有する。
2枚の側面板部710のうち内面間と、この内面間で互いに対向する2枚のリブ712Aとの間には下方に開口した挿通空間71Aが形成されている。
偏心機構73は、減速機72に連結されたメインシャフト77と、メインシャフト77に連結されたコンロッド78と、コンロッド78の上端部を連結部材71の下部に連結する連結ピン79とを備えている。
コンロッド78の上部は、挿通空間71Aに収納される。さらに、コンロッド78の上部が入り込む挿通空間71A内にも補強用のリブ712Bが設けられている。
一般に、サーボプレスの場合、スライドのモーション設定が自由なため、多くの金型に適用することが期待されるが、適用するためには、スライドストローク量をある程度確保しなければならない。それは、コンロッドが大きくなることを許容することにつながる。一方で、ピット寸法を抑える必要もある。両方の条件を満足するために、連結部材を用いた構成につながった。
図4には、サーボモータ、減速機、偏心機構及び連結部材の関係が示されている。
図1,3,4において、左右に配置された減速機72は、それぞれ偏心機構73と連結される不等速減速機72Aと、不等速減速機72Aと連結される等速減速機72Bとを備えている。不等速減速機72Aは、入力軸を等速回転させても、出力軸では所定の不等速回転となる減速機であり、例えば、ウィットウォース減速機がよく知られている。等速減速機72Bは、入力軸を等速回転させれば、出力軸も等速回転する減速機である。
不等速減速機72Aは、第一ケース721に収納され、第一ケース721はベッドレッグ1L,1Rの外面に取り付けられている。
等速減速機72Bは、1つの不等速減速機72Aに対して2つ設けられている。これらの等速減速機72Bは、それぞれ第二ケース722に収納されている。これらの第二ケース722は第一ケース721に取り付けられている。不等速減速機72A及び等速減速機72Bを個別にメンテナンス可能とするために、第一ケース721及び第二ケース722には、図示しない窓部が形成されている。
各々の第二ケース722には、それぞれ1つのサーボモータ70が出力軸70Aを上下にして設けられている。つまり、2つのサーボモータ70及び2つの等速減速機72Bが1つの不等速減速機72Aと1つの偏心機構73とに連結される。
ダイクッション10の構成が図5に示されている。
図5において、ダイクッション10は、スライド5に対してダイクッション荷重を生じさせるものであり、クッションパッド11と、緩衝装置12と、支持部13と、ダイクッション駆動機構14とを備える。
クッションパッド11は、スライド5からの力を受ける部材であり、センターベッド1C内において上下方向に移動可能に設けられている。
緩衝装置12は、クッションパッド11と支持部13との間で衝撃を緩和させる装置である。
支持部13は、クッションパッド11を支持する部分である。
ダイクッション駆動機構14は、支持部13を昇降させるものであり、プーリー15と、ダイクッション用サーボモータ16と、ダイクッション用サーボモータ16の回転をプーリー15に伝達するベルト17とを有する。
スライド5から上型5Aを介して下型2Aの所定部位に伝えられた押力は、複数のクッションピン2Cを介してクッションパッド11の上面に伝えられる。ボルスタ2にはクッションピン用の貫通孔(図示せず)が複数形成されている。
図6には、プレス機械の上部が示されている。
図6において、アップライト3は、スライド5の側面角部に対向する平面T字状の柱本体31と、柱本体31とスライド5の側面角部との間に配置されたスライド用位置規制部32とを有する。
スライド用位置規制部32は、スライド5の水平方向の移動を規制するものであり、柱本体31の内角部において上下に延びて配置されている。なお、図6において、符号320はスライドフレームである。
アジャスト装置8は、プルロッド6とスライド5との間に設けられた調整部81と、調整部81を駆動するアジャスト駆動部82とを備えている。
アジャスト駆動部82は、スライド5の中板部50Aに固定されたアジャスト用モータ83と、アジャスト用モータ83に連結された伝達機構84とを有する。
アジャスト用モータ83は、サーボモータから構成されており、その出力軸83Aは水平に延びて配置されている。
伝達機構84は、アジャスト用モータ83に連結される第一伝達機構85と、第一伝達機構85に連結される垂直軸86と、垂直軸86に連結される第二伝達機構87とを有する。
回転軸853の端部はスライド5の側壁に形成された窓部50Bに挿通されており、連結機構854は、図示しない取付部によってスライド5の左右外側面側に支持されている。
垂直軸86は、対となるプルロッド6の間の中間位置に配置されている。
第二伝達機構87は、垂直軸86の上端部と連結される連結機構871と、連結機構871に一端部が連結され水平に延びて配置される回転軸872とを有する。
図6及び図7において、調整部81は、プルロッド6の上端部に形成された雄ねじ6Bと、雄ねじ6Bに螺合される雌ねじ部810と、雌ねじ部810の外周部に設けられたウォームホイール811と、ウォームホイール811に噛合されるウォーム812とを有する。
雌ねじ部810は、ねじ部本体810Aと、ねじ部本体810Aの下端に一体に接合されたフランジ部810Bとを有する。
ウォームホイール811は、ねじ部本体810Aに図示しないキー等を用いて固定されている。そのため、ウォーム812が回転すると、ウォームホイール811を介して雄ねじ部810も回転する。
ウォーム812は、ホルダ813に回転自在に支持される。ホルダ813は、ウォームホイール811を収納する内部空間が形成されたホルダ本体813Aと、ホルダ本体813Aの下端にリング状に形成された係止片部813Bとを有する。ホルダ本体813Aはねじ部本体810Aと干渉しないようにするために、その内周がねじ部本体810Aの外周と所定間隔離れている。
スライド5には、図7に示される通り、プルロッド6にかかる過負荷を防止する過負荷保護装置9が設けられている。
過負荷保護装置9は、スライド5に固定された第一筒状体91と、プルロッド6に固定された第二筒状体92と、第一筒状体91と第二筒状体92との間に設けられた油室90に連通されたリリーフ弁93とを有する。
第一筒状体91は、中心に開口910が形成された円板部911と、円板部911の外周縁に設けられた筒状部912とを有する。筒状部912の内周部には第二筒状体92の抜け止めをする抜止リング94が設けられている。
第一筒状体91には、ホルダ813が固定されている。
第二筒状体92は、筒状部921と、筒状部912の上端部に一体形成されたフランジ922とを有し、第二筒状体92の内周面は、プルロッド6の外周面と摺動自在に連結している。
フランジ922の上面には、ウェアプレート814が設けられている。ウェアプレート814と雄ねじ部810のフランジ部810Bとは、摺動自在とされている。
油連通路90Bはリリーフ弁93に連通され、リリーフ弁93は図示しない油タンクと連通されている。
そのため、スライド5とプルロッド6との間に過負荷が生じると、油室90に閉塞された油の油圧が上昇する。油圧が所定の設定値を超えると、リリーフ弁93が開弁し、油室90内の油が油タンクに戻る。リリーフ弁93が開弁すると、図示しない制御装置は、プルロッド6の昇降を停止する。
プレス機械を用いてプレス加工をするために、上型5Aと下型2Aとの間にワークをセットした後、サーボモータ70を作動させる。
すると、左右それぞれ2つ配置されたサーボモータ70の回転が等速減速機72Bを介して1つの不等速減速機72Aに伝達され、この不等速減速機72Aの回転が偏心機構73を介して1つの連結部材71の昇降運動として伝達される。連結部材71は左右に1つずつあるため、これらの連結部材71が昇降されると、連結部材71の前後にそれぞれ2本が一対として連結されたプルロッド6を介してスライド5が昇降される。スライド5はアップライト3のスライド用位置規制部32により水平方向の移動が規制されるため、ボルスタ2に向かって正確に昇降することになる。スライド5の昇降に伴ってワークがプレスされる。
スライド5の左右をそれぞれ2本のプルロッド6を介して連結部材71で昇降し、連結部材71、不等速減速機72A、等速減速機72B、偏心機構73及びサーボモータ70を左右のベッドレッグ1L,1Rに設けたので、これらの装置を設置する広い場所を必要としない。不等速減速機72A、等速減速機72B、偏心機構73及びサーボモータ70をプルロッド6の数に応じて配置する必要がないので、プレス機械の部品点数が少なくなり、製造コストを抑えられることになる。
加工するワークに応じて、ダイハイトの異なる金型を設置するために、サーボモータ70を停止し、アジャスト装置8を作動させる。
アジャスト用モータ83が作動すると、伝達機構84を介して調整部81のウォーム812が回動する。ウォーム812が回動すると、ウォーム812に噛合するウォームホイール811とともに雌ねじ部810が回動する。この雌ねじ部810の回動により、雄ねじ6Bと雌ねじ部810とが相対的に上下する。雌ねじ部810のフランジ部810Bがウェアプレート814とホルダ813とに挟持されているので、雌ねじ部810が上下すると、スライド5も上下し、スライド5のプルロッド6に対する高さ調整がされる。
スライド5の高さ調整が終了したら、アジャスト用モータ83を停止する。これにより、スライド5に対してプルロッド6が動かない状態となるので、プレス加工を再開することができる。なお、アジャスト装置8の伝達機構84には、ウォーム812とウォームホイール811が用いられるので、セルフロックがかかる。従って、アジャスト用モータ83の出力軸の回転を止める制動装置を大型化する必要はない。
前記実施形態では、図4に示される通り、左右に配置された連結部材71にそれぞれ2つのサーボモータ70及び等速減速機72Bを用いたが、本発明では、サーボモータ70や等速減速機72Bの数は限定されない。例えば、図8に示される通り、左右の連結部材71のうち一方に1つのサーボモータ70及び1つの等速減速機72Bを連結する構成としてもよい。特に、トランスファープレスでは、上流側が下流側に比べてプレス能力が大きいので、プレス能力に合わせて左右の昇降機構の構造を変えてもよい。
さらには、図9に示される通り、左右の連結部材71の双方にそれぞれ1つのサーボモータ70及び1つの等速減速機72Bを連結する構成としてもよい。即ち、サーボモータ70の数は、プレス能力に応じて変更可能である。
さらに、本発明では、必ずしも、アジャスト装置8や、連結部材用位置規制板74を設けることを要しない。アジャスト装置8を設ける場合にあっても、アジャスト駆動部82として、ベルト駆動機構を採用するものでもよい。
また、サーボモータ70の出力軸70Aを水平方向に沿って配置するものでもよい。
さらに、不等速減速機72A及び等速減速機72Bを1つのケースに収納する構成であってもよい。
以上の構成の本発明のプレス機械では、地面より上の構造をかなり簡素化するので、重心が下がることになる。さらに、フィードボックスが不要なリニアフィーダとの組み合わせで、トランスファープレスを構成すると、重心がさらに下がり、振動が抑制される。
Claims (10)
- 左右のベッドレッグを有しピットに配置されたベッドと、
前記ベッドに直接あるいはキャリアを介して間接に設けられ上面に下型が配置されたボルスタと、
前記下型と対向する上型が下面に配置され昇降可能とされたスライドと、
前記ベッドの四隅にそれぞれ立設され前記スライドの水平方向の移動を規制するスライド用位置規制部を有するアップライトと、
前記アップライトの上部に固定されたトップフレームと、
前記スライドを昇降駆動するサーボモータと、
前記スライドの左右両側にそれぞれ複数本が一対として連結されたプルロッドと、
前記一対のプルロッドの下端部がそれぞれ連結され昇降自在とされた連結部材と、
前記サーボモータに連結された減速機と、
前記減速機に連結され前記連結部材を昇降する偏心機構と、を備え、
前記連結部材、前記減速機、前記偏心機構及び前記サーボモータは、前記左右のベッドレッグにそれぞれ設けられている
ことを特徴とするプレス機械。 - 請求項1に記載のプレス機械において、
前記サーボモータの出力軸は、上下方向に沿って配置されている
ことを特徴とするプレス機械。 - 請求項1又は請求項2に記載のプレス機械において、
前記左右のベッドレッグには、それぞれ前記連結部材の水平方向の移動を規制する連結部材用位置規制板が設けられている
ことを特徴とするプレス機械。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のプレス機械において、
前記プルロッドの下端部は、直接あるいは介在部材を介して前記連結部材に接続されている
ことを特徴とするプレス機械。 - 請求項4に記載のプレス機械において、
前記連結部材には、上端部に雌ねじ部が形成されたブロックが回動自在に軸支され、前記ブロックの雌ねじ部には、前記プルロッドの下端部に形成された雄ねじ部が螺合されている
ことを特徴とするプレス機械。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のプレス機械において、
前記偏心機構は、前記減速機に連結されたメインシャフトと、前記メインシャフトに連結されたコンロッドとを備え、
前記コンロッドの上部と前記連結部材とが連結されている
ことを特徴とするプレス機械。 - 請求項6に記載のプレス機械において、
前記減速機はケースを備え、前記ケースは前記左右のベッドレッグの外面にそれぞれ取り付けられている
ことを特徴とするプレス機械。 - 請求項7に記載のプレス機械において、
前記減速機は、不等速減速機と、等速減速機とを備え、前記ケースは、前記不等速減速機を収納し前記ベッドレッグに取り付けられた第一ケースと、前記第一ケースに取り付けられ前記等速減速機を収納する第二ケースとを備え、前記第二ケースには前記サーボモータが設けられている
ことを特徴とするプレス機械。 - 請求項6乃至請求項8のいずれか1項に記載のプレス機械において、
前記連結部材は、前記コンロッドを挿通する挿通空間を有する
ことを特徴とするプレス機械。 - 請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載のプレス機械において、
前記左右のベッドレッグには、それぞれ前記偏心機構を潤滑するための潤滑油を収納するオイルパンが設けられている
ことを特徴とするプレス機械。
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