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【発明の名称】 プレス装置
【発明者】 【氏名】松儀 知美

【要約】 【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。

【構成】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。
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、プレス装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【特許文献1】特開平07−51900号公報
【特許文献2】特開平11−90698号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【課題を解決するための手段】
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【発明の効果】
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
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。
【0028】
[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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
[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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】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】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】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】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】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】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】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】
【0060】
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
【出願人】 【識別番号】000238946
【氏名又は名称】株式会社エイチアンドエフ
【出願日】 平成18年8月8日(2006.8.8)
【代理人】 【識別番号】100103805
【弁理士】
【氏名又は名称】白崎 真二

【識別番号】100126516
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 綽勝

【識別番号】100132104
【弁理士】
【氏名又は名称】勝木 俊晴


【公開番号】 特開2008−36688(P2008−36688A)
【公開日】 平成20年2月21日(2008.2.21)
【出願番号】 特願2006−216073(P2006−216073)