JP2011031299A - プレス機械 - Google Patents

Abstract

【課題】必要最低限の部品交換により、１台でもスライドモーションを任意に設定できる揺動リンク駆動機構型のプレス機械を提供すること。
【解決手段】メインシャフト４の回転が揺動リンク駆動機構７を介して伝達されるスライド５を備え、揺動リンク駆動機構７を、メインシャフト４の挿通孔１２に摺動自在に挿通され、かつ同じ曲率中心Ｏの上部円弧面１５および下部円弧面１６を有した揺動リンク１０と、上部円弧面１５と同一の曲率半径の円弧面２７にて上部円弧面１５を摺動自在に支持し、かつスライド５に着脱自在に固定されるキャップ２０と、下部円弧面１６と同一の曲率半径Ｒ１の円弧面３２にて下部円弧面１６を摺動自在に支持し、かつスライド５に着脱自在に固定されるブロック３０とを備えて構成し、揺動リンク１０、キャップ２０、ブロック３０を交換自在とすることにより、挿通孔１２の中心Ｏｘと曲率中心Ｏとの中心間距離Ｌ１、および下部円弧面１６の曲率半径Ｒ１をそれぞれ異ならせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレス機械に関する。

従来のプレス機械として、スライドを上下動させるための揺動リンク駆動機構を該スライド内に設けたものが知られている（例えば、特許文献１〜３）。このようなプレス機械の揺動リンク駆動機構は、メインシャフトの偏心部分に回転自在に挿通された揺動リンクを備えており、メインシャフトの回転によるスライドの水平方向の変位を揺動リンクの揺動により吸収することで、スライドを上下方向にのみ駆動するように構成されている。

このようなプレス機械は、揺動リンク駆動機構がスライド内に収容されているため、スライド上方のクラウン内に駆動機構を備えたプレス機械に比して全高を小さくでき、例えば天井高さに制限のある工場建屋でも容易に設置可能であり、また、プレス能力が小さな機種に好適である。

特開昭５１−０３１９７５号公報 特開２００６−０３５２３０号公報 特開２００８−２９６２７８号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載のプレス機械では、スライドや揺動リンクの形状によって決まるスライドモーションでしかスライドを駆動できず、スライドモーションを自在に変更することができない。従って、例えばスライドを下死点近傍で低速で駆動させる絞り加工やコイニング加工用のプレス機械と、下死点近傍でも比較的高速で駆動させるファインブランキング加工用のプレス機械とを、それぞれ別々に配備する必要があって不経済である。

本発明の目的は、必要最低限の部品交換により、１台でもスライドモーションを任意に設定できる揺動リンク駆動機構型のプレス機械を提供することにある。

本発明のプレス機械は、駆動源の回転動力によって回転駆動されるメインシャフトと、前記メインシャフトの回転が揺動リンク駆動機構を介して伝達されて上下に動くスライドとを備え、前記揺動リンク駆動機構は、前記メインシャフトの偏心部に摺動自在に挿通される挿通孔と、上下にそれぞれ曲率中心が一致する上部円弧面および下部円弧面とを有し、前記メインシャフトの回転に伴って揺動する揺動リンクと、前記上部円弧面と同一の曲率半径の円弧面にて前記上部円弧面を摺動自在に支持し、かつ前記スライドに着脱自在に固定されるキャップと、前記下部円弧面と同一の曲率半径の円弧面にて前記下部円弧面を摺動自在に支持し、かつ前記スライドに着脱自在に固定されるブロックとを備えて構成され、前記揺動リンク、前記キャップ、前記ブロックを交換自在とすることにより、前記曲率中心と前記挿通孔の中心との中心間距離、および前記下部円弧面の曲率半径をそれぞれ異ならせることを特徴とする。

本発明での前記キャップは、前記上部円弧面を支持するキャップ本体部と、前記キャップ本体部の取付高さを調整するディスタンス部材とを有し、前記キャップ本体部を共通に用いるとともに、前記ディスタンス部材を着脱または交換することにより、前記中心間距離および前記下部円弧面の曲率半径を異ならせてもよい。

これに対して本発明での前記キャップとして、前記上部円弧面を支持する円弧面の高さ寸法が異なるものと交換することにより、前記中心間距離および前記下部円弧面の曲率半径を異ならせてもよい。

本発明によれば、中心間距離および曲率半径の異なる複数種類の揺動リンク、およびこの揺動リンクに対応させたキャップ、ブロックを用意し、交換することにより、スライドやメインシャフトといった大掛かりな部品を交換しなくとも、任意のスライドモーションを容易に実現でき、１台のプレス機械にて多様な加工種に確実に対応できる。

また、キャップの高さをディスタンス部材によって調整する構成では、高さ寸法の異なるディスタンス部材を複数用意すればよいから、部品の保管等に大掛かりな場積を必要とせず、管理を容易にできる。
一方、キャップ自身の高さ寸法を異ならせた場合には、キャップをまるごと交換することで対応させることができ、ディスタンス部材を不要にできて、交換作業時の部品の取扱いを容易にできる。

本発明の一実施形態に係るプレス機械を示す正面図。 前記プレス機械のスライドモーションを示す図。 前記プレス機械の別仕様を示す正面図。 別仕様とされたプレス機械の要部を示す分解斜視図。 別仕様とされたプレス機械のスライドモーションを示す図。 本発明の変形例を示す分解斜視図。

以下には、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、プレス機械１は、プレス能力が十数トンから数十トン程度の比較的小型のものであり、具体的には、図中の左右側方に立設された一対の金属プレートからなるフレーム２と、フレーム２の下部側に跨設された前後の金属プレートからなる箱状のベッド３と、フレーム２の上部側に跨設された図示略の前後の金属プレートからなるシャフト支持部と、シャフト支持部に挿通されたメインシャフト４と、メインシャフト４の回転によって駆動される有底箱状のスライド５と、ベッド３の上部に配置されたボルスタ６とを備え、メインシャフト４の回転が揺動リンク駆動機構７を介してスライド５に伝達される。

フレーム２の上部側において、対向し合う左右の内壁面には、上下方向に沿った所定長さのギブ８が設けられている。ギブ８は、中央に向けて開口した断面コ字形とされ、この開口部分にスライド５のガイド片部５Ａが嵌め込まれ、ガイド片部５Ａが図示しないガイド部材を介してギブ８に案内支持されている。

スライド５の下面には図示しない上金型が取り付けられ、ボルスタ６の上面には図示しない下金型が取り付けられる。スライド５の上下動による上下の金型の共働により、板金等のワークにプレス加工が施される。本実施形態のプレス機械１でのプレス加工としては、ファインブランキング加工等である。また、ワークとして板金以外の金属塊を用いる場合では、プレス機械１を熱間鍛造プレスとしても応用できる。

なお、フレーム２の背面側には、メインシャフト４を回転駆動する電動モータや油圧モータ等の駆動源が設けられ、フレーム２の側面には、駆動源を制御するためのコントローラなどが設けられる。ただし、そのような駆動源やコントローラとしては、同クラスのプレス能力を有した一般的なプレス機械に用いられるものと略同じであり、既知であるため、ここでのそれらの図示および説明については省略する。

続いて、スライド５を駆動する揺動リンク駆動機構７について詳説する。
揺動リンク駆動機構７は、スライド５内に収容されており、メインシャフト４の偏心部４Ａに揺動自在に挿通された揺動リンク１０と、揺動リンク１０の上部側を支持するキャップ２０と、揺動リンクの下部側を支持するブロック３０とを備えている。

揺動リンク１０は、全体吊鐘状に形成されている。揺動リンク１０の中央には、円筒状のスリーブ１１が嵌め込まれ、かつメインシャフト４の偏心部４Ａが挿通された挿通孔１２が設けられている。揺動リンク１０において、挿通孔１２に対して上部側は、キャップ２０に摺動自在に嵌合される嵌合部１３となっている。一方、揺動リンク１０において、挿通孔１２に対して下部側は、ブロック３０に摺動自在に当接される当接部１４となっている。揺動リンク１０全体が揺動するとき、嵌合部１３がその外周の上部円弧面１５に沿って摺動し、当接部１４がその外周の下部円弧面１６に沿って摺動する。つまり、上部円弧面１５および下部円弧面１６の曲率中心Ｏは同じであり、この曲率中心Ｏは揺動リンク１０の揺動中心でもある。

キャップ２０は、スライド５の左右の上端間に跨設されたキャップ本体部２１、および揺動リンク１０の嵌合部１３を支持する嵌合支持部２２で構成され、各部２１，２２同士がボルト２３によって連結されている。キャップ本体部２１の左右両側には、スライド５上に載置されてボルト２４にて固定される固定部２５が設けられている。キャップ２０は、ボルト２４を外すことで、スライド５に対して着脱可能である。嵌合支持部２２には、下方に開口した凹状部２６が設けられている。凹状部２６に揺動リンク１０の嵌合部１３が嵌合し、嵌合部１３の上部円弧面１５が凹状部２６の円弧面２７に接触し、該円弧面２７に支持されながら摺動する。曲率中心Ｏを中心とした上部円弧面１５の曲率半径と円弧面２７の曲率半径は同じである。

ブロック３０は、スライド５の底面に設置されている。ブロック３０には、上方に開口した凹状部３１が設けられ、この凹状部３１の円弧面３２に揺動リンク１０の下部弧面１６が当接され、互いの円弧面１６、３２が接触しながら摺動する。ここで、プレス機械１では、円弧面１６，３２の曲率半径、すなわち曲率中心Ｏを中心とした揺動リンク１０の曲率半径はＲ１に設定され、曲率中心Ｏと挿通孔１２の中心Ｏｘとの中心間距離はＬ１に設定されている。つまり本実施形態では、中心間距離Ｌ１、曲率半径Ｒ１を有した揺動リンク１０およびこれに対応したブロック３０が用いられているのである。

以上の揺動リンク駆動機構７が収容されたスライド５において、左右に設けられた側壁部５Ｂの立ち上がり部分には、スライド５の内外を貫通する開口部５Ｃが設けられ、開口部５Ｃの外方には集油ボックス５Ｄが設けられている。揺動リンク１０および嵌合部１３の円弧面１５，２７間には潤滑油が給油され、揺動リンク１０およびブロック３０の円弧面１６，３２間にも潤滑油が給油されるが、給油された潤滑油は、揺動リンク１０の揺動により円弧面１５，２７間からスライド５の底面に流れ落ち、また、円弧面１６，３２間から掻き出されて底面に流れ落ちる。底面に落ちた潤滑油は、開口部５Ｃを通って集油ボックス５Ｄで集油され、集油ボックス５Ｄからさらに排出管５Ｅを通して潤滑油タンクに回収される。

次いで、スライド５の動きについて説明する。
図１では、スライド５が下死点に位置している状態が示されているが、プレス加工前は当然に、スライド５は上死点に位置しているため、実際には上死点に位置している状態からメインシャフト４を矢印ＣＷ方向に回転させ、プレス加工を開始することになる。スライドが上死点にある状態からメインシャフト４を回転させると、この回転に伴って揺動リンク１０が矢印Ａ方向に揺動し始め、これと同時にスライド５が下降を開始する。

メインシャフト４が所定の回転角度に達した後であって、メインシャフト４の回転角度が１８０°に達するまでは、今度は揺動リンク１０が矢印Ｂ方向に揺動し、スライド５は下降し続ける。回転角度が１８０°に達した時点で揺動リンク１０はもとの位置に戻り、スライド５は下死点に達する。この位置が図１に示されている。

スライド５が下死点に達した状態からさらに、メインシャフト４を連続的に矢印ＣＷ方向に回転させると、この回転に伴って揺動リンク１０がもとの位置を通り越して引き続き矢印Ｂ方向に揺動し続け、これと同時にスライド５が上昇に転じる。メインシャフト４が所定の回転角度に達した後であって、回転角度が３６０°に達するまでは、揺動リンク１０が矢印Ａ方向に揺動して戻り、スライド５は上昇し続ける。回転角度が３６０°に達した時点で揺動リンク１０はもとの位置に戻り、スライド５は上死点に戻る。

以上のようなスライド５のスライドモーションが図２に示されている。
中心間距離がＬ１に設定され、曲率半径がＲ１に設定されている本実施形態のプレス機械１では、スライド５が下死点近傍まで緩やかに下降し、下死点近傍に達してから下死点を通過し、上昇に転じるまでの回転角度が極めて小さい。このように、スライド５の下死点近傍にとどまっている時間が短いプレス機械１は、ファインブランキング加工や熱間鍛造に好適とされ、また、サイクルタイムの短縮が求められるトランスファプレスへの応用も可能である。

図３には、本実施形態に係る別仕様のプレス機械１が示されている。
このプレス機械１では、中心間距離がＬ２（Ｌ１＜Ｌ２）、曲率半径がＲ２（Ｒ１＜Ｒ２）に設定されたより長尺な揺動リンク１０が用いられ、この曲率半径Ｒ２に対応したキャップ２０およびブロック３０が用いられている。

長尺な揺動リンク１０に対応させるためのキャップ２０は、スライド５の上端とキャップ本体部２１の固定部２５との間に介装される一対のディスタンス部材２８を含んで構成されている。ディスタンス部材２８は、図４にも示すように、直方体状であり、より長尺なボルト２４によってキャップ本体部２１と共に共締めされ、スライド５に固定される。このディスタンス部材２８により、キャップ本体部２１の取付高さが調整される。

スライド５の形状や、キャップ２０のキャップ本体部２１および嵌合支持部２２の形状、その他の部材の形状は、図１に示すプレス機械１のものと同じである。そして、図１、図３に示すプレス機械１では共に、フレーム２の上方の開口部分が同じトップカバー２Ａで覆われており、トップカバー２Ａで覆われたフレーム２の内部空間内にキャップ２０が収まるようになっている。従って、それぞれのプレス機械１の全高は同じである。

図５には、図３に示すプレス機械１でのスライド５のスライドモーションが示されている。
中心間距離がＬ２に設定され、曲率半径がＲ２に設定されているプレス機械１では、スライド５が下死点近傍までより急速に下降し、下死点近傍に達してから下死点を通過し、上昇に転じるまでの回転角度が極めて大きく、スライド５の下死点近傍にとどまっている時間が長い。このようなプレス機械１は、絞り加工、コイニング、板鍛造、その他の高精度成形に好適である。

以上説明したように、１台のプレス機械１において、中心間距離Ｌ１，Ｌ２および曲率半径Ｒ１，Ｒ２の異なる揺動リンク１０、およびこれに対応したキャップ２０やブロック３０といった必要最低限の部品を複数用意しておき、入れ換えるだけで、スライド５のスライドモーションを大きく変更でき、プレス機械１台で多様な加工種に対応させることができる。

なお、本発明は、以上の実施形態で説明したものの他、本発明の目的を達成できる範囲での変形も含まれる。
例えば、前記実施形態の図３で示したプレス機械１では、長尺な揺動リンク１０に対応させて用いられたキャップ２０として、一対のディスタンス部材２８を備えたものを用いていたが、これに限定されず、図６に示すように、キャップ本体部２１両端に設けられた固定部２５の下面から円弧面２７までの高さ寸法Ｈ２が、図１に示す高さ寸法Ｈ１より大きいものを用いてもよい。図６に示すキャップ本体部２１では、前記実施形態で説明したディスタンス部材２８をキャップ本体部２１の固定部２５として予め一体に設けた構成であると解することができ、キャップ本体部２１を丸ごと交換することで、容易に対応できる。

前記実施形態では、スライドモーションが極端に異なる２台のプレス機械１について説明したが、中心間距離および曲率半径を適宜異ならせて、任意のスライドモーションを実現してよい。

本発明は、天井高さに制限のある工場建屋に設置される低全高タイプのプレス機械に利用可能であり、板金の成形加工用から板鍛造、熱間鍛造の分野で用いられるプレス機械に利用できる。

１…プレス機械、４…メインシャフト、４Ａ…偏心部、５…スライド、７…揺動リンク駆動機構、１０…揺動リンク、１２…挿通孔、１５…上部円弧面、１６…下側円弧面、２０…キャップ、２５…固定部、２７，３２…円弧面、２８…ディスタンス部材、３０…ブロック、Ｈ１，Ｈ２…高さ寸法、Ｌ１，Ｌ２…中心間距離、Ｏ…揺動中心、Ｒ１，Ｒ２…曲率半径。

Claims (3)

1. 駆動源の回転動力によって回転駆動されるメインシャフトと、
   前記メインシャフトの回転が揺動リンク駆動機構を介して伝達されて上下に動くスライドとを備え、
   前記揺動リンク駆動機構は、
   前記メインシャフトの偏心部に摺動自在に挿通される挿通孔と、上下にそれぞれ曲率中心が一致する上部円弧面および下部円弧面とを有し、前記メインシャフトの回転に伴って揺動する揺動リンクと、
   前記上部円弧面と同一の曲率半径の円弧面にて前記上部円弧面を摺動自在に支持し、かつ前記スライドに着脱自在に固定されるキャップと、
   前記下部円弧面と同一の曲率半径の円弧面にて前記下部円弧面を摺動自在に支持し、かつ前記スライドに着脱自在に固定されるブロックとを備えて構成され、
   前記揺動リンク、前記キャップ、前記ブロックを交換自在とすることにより、前記曲率中心と前記挿通孔の中心との中心間距離、および前記下部円弧面の曲率半径をそれぞれ異ならせる
   ことを特徴とするプレス機械。
2. 請求項１に記載のプレス機械において、
   前記キャップは、前記上部円弧面を支持するキャップ本体部と、前記キャップ本体部の取付高さを調整するディスタンス部材とを有し、
   前記キャップ本体部を共通に用いるとともに、前記ディスタンス部材を着脱または交換する
   ことを特徴とするプレス機械。
3. 請求項１に記載のプレス機械において、
   前記キャップとして、前記上部円弧面を支持する円弧面の高さ寸法が異なるものと交換する
   ことを特徴とするプレス機械。

Images