JP6010741B2 - 多段プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のワークに対して１ストローク動作でプレス加工を行う多段プレス装置に関する。

例えば、特許文献１の多段プレス装置においては、上型と下型とからなるプレス型を複数個鉛直方向に並べて配置し、複数のプレス型を鉛直方向に一度に閉じることにより複数の被成形体を一度にプレス成形することが記載されている。この多段プレス装置は、メインシリンダ、及びダブルトグル機構を利用したトグルシリンダを用いて、上型を下降させるように構成されている。また、ダブルトグル機構は、枠体（クラウン）の下部に設けられた天井板と、最上段の上型が配設された可動プレートとの間に取り付けられている。

特開２０１１−９２９６５号公報

しかしながら、上記特許文献１の多段プレス装置においては、メインシリンダ及びトグルシリンダが、枠体（クラウン）の上方に突出して配設されている。そのため、多段プレス装置全体の高さ寸法が大きくなり、多段プレス装置を工場内に設置する際の制約となっている。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、クラウンと加圧ベースとの間の高さ寸法を可能な限り小さくすることができ、多段プレス装置全体の高さ寸法を小さくすることができる多段プレス装置を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、ベッドに対する上方において、昇降機構によって昇降されるとともに加圧機構による加圧力が付与される加圧ベースと、
上記ベッドと上記加圧ベースとの間の上下方向位置に複数並んで配置され、上記加圧ベースの下降によってワークを挟み込む上型及び下型からなるプレス型と、
４本の支柱を介して上記ベッドに固定され、上記加圧ベースに対する上方において上記加圧機構を支えるクラウンと、を備える多段プレス装置であって、
上記クラウンは、上記加圧機構に対する上方に位置する天板部と、該天板部の厚みよりも高さ方向の厚みが大きく、上記４本の支柱が取り付けられる４つの角部に設けられた厚肉部と、上記加圧機構の少なくとも一部を側方から覆う側壁部とを一体的に有していることを特徴とする多段プレス装置にある。

上記多段プレス装置においては、４本の支柱を介してベッドに固定されたクラウンの形状に工夫をしている。
クラウンは、加圧機構に対する上方に位置する天板部と、天板部の厚みよりも高さ方向の厚みが大きく、４本の支柱が取り付けられる４つの角部に設けられた厚肉部と、加圧機構の少なくとも一部を側方から覆う側壁部とを一体的に有している。これにより、厚肉部及び側壁部の形成によってクラウンの強度を確保しつつ、加圧機構の少なくとも一部をクラウン内に埋設させることができる。そのため、クラウンと加圧ベースとの間の高さ寸法を可能な限り小さくすることができ、多段プレス装置全体の高さ寸法を小さくすることができる。

実施例にかかる、加圧ベースが上死点にある多段プレス装置を正面から見た状態で示す説明図。 実施例にかかる、加圧ベースが上死点にある多段プレス装置を側面から見た状態で示す説明図。 実施例にかかる、加圧ベースが下死点にある多段プレス装置を正面から見た状態で示す説明図。 実施例にかかる、クラウンを下方から見た状態で示す斜視図。 実施例にかかる、クラウンを正面から見た状態で示す説明図。 実施例にかかる、クラウンを側面から見た状態で示す説明図。

上述した多段プレス装置における好ましい実施の形態につき説明する。
上記多段プレス装置においては、上記加圧機構は、上記加圧ベース及び上記クラウンの左右方向の両側に配設されており、かつ、上記加圧ベースに加圧力を付与するための加圧シリンダーと、該加圧シリンダーによる加圧力を増大するためのトグルリンクとを有しており、該トグルリンクは、一端が上記クラウンに回動可能に支持された第１リンクの他端と、一端が上記加圧ベースに回動可能に支持された第２リンクの他端とを回動可能に連結して形成されており、上記側壁部は、上記天板部における上記左右方向に直交する奥行方向の両端部において、上記左右方向に並ぶ２つの上記厚肉部をそれぞれ連結するよう一対に設けられており、かつ、上記加圧シリンダーと上記トグルリンクとの少なくとも一部を上記奥行方向の外方から覆っていてもよい。

この場合には、クラウンにおける一対の側壁部が、横方向に並ぶ２つの厚肉部をそれぞれ連結していることにより、クラウンの剛性を高めることができる。また、トグルリンクと加圧シリンダーとの少なくとも一部を奥行方向の外方から覆うよう、一対の側壁部を設けることにより、トグルリンクと加圧シリンダーとの少なくとも一部をクラウン内に埋設させやすくすることができる。

また、上記クラウンの上記一対の側壁部は、上記左右方向の両側に位置する加圧機構の間において、上記奥行方向に延びて設けられた補強リブによって連結されていてもよい。
この場合には、補強リブによって、クラウンの剛性をさらに高めることができる。

以下に、多段プレス装置にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の多段プレス装置１は、図１、図２に示すごとく、ベッド２、加圧ベース２２、プレス型３Ａ，３Ｂ，３Ｃ及びクラウン５を備えている。
ベッド２は、多段プレス装置１の土台部を構成するものである。加圧ベース２２は、ベッド２に対する上方において、昇降機構４１によって昇降されるとともに加圧機構４２による加圧力が付与されるよう構成されている。プレス型３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、加圧ベース２２の下降によってワーク８Ａ，８Ｂ，８Ｃを挟み込む上型３２，３３Ｂ，３３Ｄ及び下型３１，３３Ａ，３３Ｃからなり、かつベッド２と加圧ベース２２との間の上下方向Ｈの位置に複数並んで配置されている。

クラウン５は、４本の支柱２１を介してベッド２に固定されており、加圧ベース２２に対する上方において加圧機構４２を支えるよう構成されている。クラウン５は、図４〜図６に示すごとく、加圧機構４２に対する上方に位置する天板部５１と、天板部５１の厚みよりも上下方向Ｈの厚みが大きく、４本の支柱２１が取り付けられる４つの角部５０１に設けられた厚肉部５３と、加圧機構４２の少なくとも一部を側方から覆う側壁部５２とを一体的に有している。

以下に、本例の多段プレス装置１につき、図１〜図６を参照して詳説する。
図１〜図３に示すごとく、本例の多段プレス装置１は、加圧ベース２２を１ストローク下降させる際に、上下方向Ｈに並んで配置された各上型３２，３３Ｂ，３３Ｄと各下型３１，３３Ａ，３３との間に、それぞれワーク８Ａ，８Ｂ，８Ｃを挟み込んでプレス加工を行うものである。図１、図２は、加圧ベース２２が上死点Ｈ１にある状態を示し、図３は、加圧ベース２２が下死点Ｈ２にある状態を示す。

上型３２，３３Ｂ，３３Ｄ及び下型３１，３３Ａ，３３Ｃからなるプレス型３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、ベッド２と加圧ベース２２との間の上下方向Ｈの位置に３つ並んで配置されている。最上段のプレス型３Ａにおける上型は、４本の支柱２１に対してスライド可能な可動ベースの下面に配設された可動型３２である。最上段のプレス型３Ａにおける下型は、加圧ベース２２に対する下方において、４本の支柱２１に対してスライド可能な第１のスライドベース２３Ａの上面に配設された第１の中間型３３Ａである。第１のスライドベース２３Ａは、加圧ベース２２が上昇しているときに、その下方において第１の連結部材２６Ａによって吊り下げられるよう構成されている。

中段のプレス型３Ｂにおける上型は、第１のスライドベース２３Ａの下面に配設された第２の中間型３３Ｂである。中段のプレス型３Ｂにおける下型は、第１のスライドベース２３Ａに対する下方において、４本の支柱２１に対してスライド可能な第２のスライドベース２３Ｂの上面に配設された第３の中間型３３Ｃである。第２のスライドベース２３Ｂは、加圧ベース２２が上昇しているときに、第１のスライドベース２３Ａの下方において第２の連結部材２６Ｂによって吊り下げられるよう構成されている。
下段のプレス型３Ｃにおける上型は、第２のスライドベース２３Ｂの下面に配設された第４の中間型３３Ｄである。下段のプレス型３Ｃにおける下型は、ベッド２の上面に固定された固定型３１である。

図３に示すごとく、上段位置のワーク８Ａは、可動型３２と第１の中間型３３Ａとの間に挟み込まれてプレス加工され、中段位置のワーク８Ｂは、第２の中間型３３Ｂと第３の中間型３３Ｃとの間に挟み込まれてプレス加工され、下段位置のワーク８Ｃは、第４の中間型３３Ｄと固定型３１との間に挟み込まれてプレス加工される。多段プレス装置１は、加圧機構４２による加圧力を受けて各ワーク８Ａ，８Ｂ，８Ｃに対して同時にプレス加工を行うよう構成されている。

本例においては、昇降機構４１によって加圧ベース２２及び各スライドベース２３Ａ，２３Ｂの昇降を行い、加圧機構４２によって加圧ベース２２及び各スライドベース２３Ａ，２３Ｂから各ワーク８Ａ，８Ｂ，８Ｃへ加圧力を伝達する。なお、各ワーク８Ａ，８Ｂ，８Ｃへ加圧力を伝達するときには、昇降機構４１による推力と加圧機構４２による推力とを加圧力として作用させることができる。

図２に示すごとく、昇降機構４１は、ベッド（本体構造下部）２の上面とクラウン（本体構造上部）５の下面との間に配置された昇降シリンダー４１１を用いて構成されている。クラウン５は、ベッド２の４つの角部から立設された４本の支柱２１の上端部に取り付けられている。加圧ベース２２及び各スライドベース２３Ａ，２３Ｂは、昇降シリンダー４１１による駆動力を受け、４本の支柱２１にガイドされて上下方向Ｈにスライドするよう構成されている。

昇降シリンダー４１１は、加圧ベース２２及びクラウン５の中心位置を境にする左右方向Ｂの両側において、左右方向Ｂに直交する奥行方向Ｄの中心位置に配設されている。左右の昇降シリンダー４１１は、左右方向Ｂの両側において、２本の支柱２１同士の間に配置されている。昇降シリンダー４１１は、クラウン５よりも上方へ突出することを防止するために、ベッド２及び各スライドベース２３Ａ，２３Ｂに対する左右方向Ｂの外方に配置されている。各スライドベース２３Ａ，２３Ｂの左右方向Ｂの端部の中心部分には、昇降シリンダー４１１を配置するための切欠部２３１が形成されている。
図示は省略するが、可動型３２と第１の中間型３３Ａと間、第２の中間型３３Ｂと第３の中間型３３Ｃとの間、及び第４の中間型３３Ｄと固定型３１との間には、それぞれが閉じられるときに互いに離れる方向へ反発力を作用させるスプリング等の反発手段が設けられている。

図５、図６に示すごとく、本例の加圧機構４２は、加圧ベース２２及びクラウン５の中心位置を境にする左右方向Ｂの両側に配設されている。左右両側の加圧機構４２は、加圧ベース２２に加圧力を付与するための加圧シリンダー４２１と、加圧シリンダー４２１による加圧力をテコの原理によって増大させるためのトグルリンク４２２，４２３とを用いて構成されている。トグルリンク４２２，４２３は、上側に位置する第１リンク４２２と、下側に位置する第２リンク４２３とを回動支点部４２４において回動可能に連結して形成されている。
図１に示すごとく、第１リンク４２２の一端（上端）は、支持部材４３を介してクラウン５の天板部５１の下面に回動可能に支持されている。第２リンク４２３の一端（下端）は、支持部材４４を介して加圧ベース２２の上面に回動可能に支持されている。第１リンク４２２の他端（下端）と第２リンク４２３の他端（上端）とは、それらの上下方向Ｈの中間位置において、回動可能に連結されている。

また、加圧シリンダー４２１及びトグルリンク４２２，４２３は、左右方向Ｂにおいて互いに向き合う状態で、奥行方向Ｄに２つずつ並んで配設されている。加圧シリンダー４２１及びトグルリンク４２２，４２３は、加圧ベース２２の中心位置に対する左右方向Ｂ及び奥行方向Ｄの対称位置に配設されている。また、左右方向Ｂの両側に位置する加圧シリンダー４２１のロッド４２５の先端部同士は、左右方向Ｂの中心位置において互いに突き合わされた状態で連結されている。

図３に示すごとく、トグルリンク４２２，４２３は、加圧シリンダー４２１がロッド４２５をシリンダケース４２６内に引き込めるようにストロークする際に、第１リンク４２２と第２リンク４２３とが、傾倒した状態から起立する状態に回動する。そして、第１リンク４２２と第２リンク４２３とが起立する状態に回動するときに、加圧シリンダー４２１による加圧力が、固定型３１によって受け止められた状態で、加圧ベース２２から可動型３２及び各中間型３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄを介して各ワーク８Ａ，８Ｂ，８Ｃに伝達される。

図４に示すごとく、クラウン５の側壁部５２は、天板部５１における奥行方向Ｄの両端部において、左右方向Ｂに並ぶ２つの厚肉部５３をそれぞれ連結するよう一対に設けられている。上下方向Ｈに伸びる一対の側壁部５２の下端部には、奥行方向Ｄに平行に伸びるフランジ端部５２１が形成されている。一対の側壁部５２には、天板部５１とフランジ端部５２１とを連結するように連結リブ５２２が設けられている。フランジ端部５２１は、厚肉部５３の下端部に連結されている。
図４、図５に示すごとく、クラウン５の一対の側壁部５２は、左右方向Ｂの両側に位置する加圧機構４２の間において、奥行方向Ｄに延びて設けられた奥行補強リブ５５によって連結されている。

図４に示すごとく、一対の側壁部５２の間において、奥行方向Ｄの中心位置には、左右方向Ｂに延びる左右補強リブ５６が設けられている。奥行補強リブ５５と左右補強リブ５６とは、クラウン５の中心位置において交差している。奥行補強リブ５５は、左右方向Ｂの幅が、天板部５１の厚みよりも大きくなっている。
奥行補強リブ５５と左右補強リブ５６との形成によって、４つに仕切られた天板部５１の部分には、第１リンク４２２を回動可能に支持する支持部材４３が取り付けられる取付部５１１が形成されている。

左右補強リブ５６は、奥行補強リブ５５と交差する左右方向Ｂの中心部分の高さが、その両側部分の高さよりも高くなっている。
クラウン５には、４箇所の支持部材４３から４箇所の取付部５１１へ力が加わり、この力を、奥行補強リブ５５及び左右補強リブ５６、並びに一対の側壁部５２及び一対の補助側壁部５４を経由して、４箇所の厚肉部５３へ伝達することができる。これにより、加圧機構４２からクラウン５に加わる力を効果的に受け止めることができる。

クラウン５の天板部５１において、左右方向Ｂの両端部には、一対の側壁部５２をそれぞれ連結する一対の補助側壁部５４が設けられている。補助側壁部５４は、加圧シリンダー４２１を配置するために、その高さが厚肉部５３の高さよりも低くなっている。左右補強リブ５６の左右方向Ｂの端部は、一対の補助側壁部５４に連結されている。また、一対の側壁部５２と一対の補助側壁部５４とによって、天板部５１の外縁部の全周が囲まれている。

図４〜図６に示すごとく、一対の側壁部５２は、第１リンク４２２の全体、及び第２リンク４２３の下端側の一部を除く略全体を、奥行方向Ｄの外方から覆っている。加圧ベース２２が上死点Ｈ１にある状態において、各加圧シリンダー４２１の一部は、各補助側壁部５４の下方に配置されており、各補助側壁部５４から左右方向Ｂの外方へ突出している。
厚肉部５３には、支柱２１の上端部が挿通される挿通穴５３１が上下方向Ｈに貫通して設けられている。厚肉部５３が設けられた４つの角部５０１の上面には、支柱２１を固定するためのナット部２１１を配置する凹部５１２が形成されている。凹部５１２は、ナット部２１１の高さよりも深く形成されており、ナット部２１１が天板部５１の上面よりも上方へ突出しないように設けられている。

本例のクラウン５は、各部の形状、幅、厚みを適切に設定するよう、部材同士の溶接によっては形成されておらず、全体を１つの鋳物によって形成されている。そして、過去に製作された実機の歪み等を考慮し、コンピュータによる強度解析を行って、クラウン５の各部の形状を定めている。特に、クラウン５を鋳物から形成することにより、奥行補強リブ５５を左右方向Ｂに厚肉の状態で形成することが容易である。
また、クラウン５の強度は、厚肉部５３の上下方向Ｈの寸法を大きくしたこと、また奥行補強リブ５５及び左右補強リブ５６を設けたこと等によって確保することができる。

また、本例のクラウン５は、加圧ベース２２が上死点にあるときにおいて、加圧機構４２を構成するトグルリンク４２２，４２３の大部分及び加圧シリンダー４２１の大部分が、一対の側壁部５２によって覆われている。これにより、加圧機構４２の大部分を、一対の側壁部５２によって覆われるクラウン５内の空間に埋設させることができる。そのため、クラウン５の強度を確保しつつ、クラウン５と加圧ベース２２との間の上下方向Ｈの寸法（高さ寸法）を可能な限り小さくすることができ、多段プレス装置１の全体の上下方向Ｈの寸法を小さくすることができる。

１ 多段プレス装置
２ ベッド
２１ 支柱
２２ 加圧ベース
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ プレス型
３２，３３Ｂ，３３Ｄ 上型
３１，３３Ａ，３３Ｃ 下型
４１ 昇降機構
４２ 加圧機構
４２１ 加圧シリンダー
４２２ 第１リンク（トグルリンク）
４２３ 第２リンク（トグルリンク）
５ クラウン
５１ 天板部
５２ 側壁部
５３ 厚肉部
５４ 補助側壁部
５５ 奥行補強リブ
８Ａ，８Ｂ，８Ｃ ワーク

Claims (3)

1. ベッドに対する上方において、昇降機構によって昇降されるとともに加圧機構による加圧力が付与される加圧ベースと、
   上記ベッドと上記加圧ベースとの間の上下方向位置に複数並んで配置され、上記加圧ベースの下降によってワークを挟み込む上型及び下型からなるプレス型と、
   ４本の支柱を介して上記ベッドに固定され、上記加圧ベースに対する上方において上記加圧機構を支えるクラウンと、を備える多段プレス装置であって、
   上記クラウンは、上記加圧機構に対する上方に位置する天板部と、該天板部の厚みよりも高さ方向の厚みが大きく、上記４本の支柱が取り付けられる４つの角部に設けられた厚肉部と、上記加圧機構の少なくとも一部を側方から覆う側壁部とを一体的に有していることを特徴とする多段プレス装置。
2. 上記加圧機構は、上記加圧ベース及び上記クラウンの左右方向の両側に配設されており、かつ、上記加圧ベースに加圧力を付与するための加圧シリンダーと、該加圧シリンダーによる加圧力を増大するためのトグルリンクとを有しており、
   該トグルリンクは、一端が上記クラウンに回動可能に支持された第１リンクの他端と、一端が上記加圧ベースに回動可能に支持された第２リンクの他端とを回動可能に連結して形成されており、
   上記側壁部は、上記天板部における上記左右方向に直交する奥行方向の両端部において、上記左右方向に並ぶ２つの上記厚肉部をそれぞれ連結するよう一対に設けられており、かつ、上記加圧シリンダーと上記トグルリンクとの少なくとも一部を上記奥行方向の外方から覆っていることを特徴とする請求項１に記載の多段プレス装置。
3. 上記クラウンの上記一対の側壁部は、上記左右方向の両側に位置する上記加圧機構の間において、上記奥行方向に延びて設けられた補強リブによって連結されていることを特徴とする請求項２に記載の多段プレス装置。

Images