JP2000218395A

JP2000218395A - プレス装置

Info

Publication number: JP2000218395A
Application number: JP11023483A
Authority: JP
Inventors: Shoji Futamura; 昭二二村
Original assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Current assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 1999-02-01
Publication date: 2000-08-08
Anticipated expiration: 2019-02-01
Also published as: JP3405930B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】加工精度が高く、長寿命である定点加工用の
プレス装置を提供する。【解決手段】平板状に形成された基板１と、この基板
に一方の端部が直交するように設けられたガイドバー２
と、このガイドバーの他方の端部にガイドバーと直交す
るように設けられかつ平板状に形成された支持板３と、
この支持板に前記ガイドバーと平行にかつ正逆回転可能
に支持されたねじ軸５と、前記ガイドバーとその軸線方
向に移動可能に係合された可動体７と、中空円筒状に形
成されかつ外周面に差動用おねじ１３を有すると共に前
記ねじ軸と螺合するように形成されたナット部材８と、
中空筒状に形成されかつ内周面に前記差動用おねじと螺
合する差動用めねじ１５を有すると共に前記可動体内に
おいて回動可能に形成された差動部材１４と、前記差動
部材に固着されかつウオーム１７と係合するウオームホ
イール１６とによって構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば板金加工等
に使用されるプレス装置に関するものであり、特に正確
な位置制御を要する定点加工が可能であるプレス装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プレス加工装置においてワークに
当接するラムを駆動する手段としては、流体圧シリンダ
が広く使用され、就中油圧シリンダが多用されている。
この油圧シリンダ駆動によるプレス装置において、定点
加工、すなわちラムとテーブルとの間隔を一定に保持し
た状態の加工を行なう場合には、通称「胴突き加工」と
称される加工を行なう必要がある。

【０００３】図３は従来の胴突き加工を示す説明図であ
る。図３において、３１はテーブルであり、このテーブ
ル３１に対してプレス装置のラム３２が例えば油圧シリ
ンダによって上下動し、ワーク３３をプレス加工するよ
うに構成されている。この場合、ワーク３３を厚さ寸法
ｔに正確に加工するために、ラム３２の下端部には、作
動面３４から下方に前記厚さ寸法ｔに相当する突出部３
５を突設する。

【０００４】上記の構成によりラム３２を下方に作動さ
せると、作動面３４によりワーク３３に所定の加工を行
なうことができるが、ラム３２の突出部３５がテーブル
３１に当接することにより、ワーク３３の厚さ寸法ｔが
正確に確保され、寸法のばらつきのない加工を行なうこ
とができ、ワーク３３に対する加工精度を向上させるこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記図３に示す加工態
様においては、定点加工により加工精度を向上させ得る
反面において下記のような問題点がある。すなわち、ラ
ム３２がワーク３３に対して衝撃的に当接することに加
えて、ラム３２の突出部３５がテーブル３１に対しても
衝突するため、衝突音が発生し、特に単位時間当たりの
ラム３２の作動回数が多い高速加工の場合には騒音が激
しくなり、作業環境を害するという問題点がある。

【０００６】一方、電動プレスによる定点加工も従来か
ら使用されており、上記油圧プレス等による胴突き加工
に起因する騒音の発生を防止する点において有利である
ことが知られている。

【０００７】図４は従来の電動プレスの例を示す要部縦
断面図であり、例えば特開平６−２１８５９１号公報に
記載されている。図４において、４１は加圧力発生手段
であり、テーブル４２と一体に形成されたコラム４３上
に設けられた頭部枠体４４内に収容されている。

【０００８】４５は筒状本体であり、頭部枠体４４内に
設けられ、上端に軸受部４６を備えている。４７はねじ
軸であり、軸受部４６によりその上端部が支持されて吊
下状態に形成されている。次に４８はラム軸であり、中
空円筒状に形成され、その上端部に前記ねじ軸４７と螺
合するナット体４９が固着され、かつ筒状本体４５内に
上下動可能に設けられている。５０は押圧体であり、ラ
ム軸４８の下端部に着脱可能に設けられている。なおね
じ軸４７とナット体４９とはボールねじ係合としてあ
る。

【０００９】次に５１は振れ止めであり、頭部枠体４４
内に設けられた案内部５２、案内部５２内に上下動可能
に設けられた振れ止め杆５３、およびラム軸４８と振れ
止め杆５３との下端部に設けられた連結板５４によって
構成されている。５５は駆動モータであり、頭部枠体４
４内に設けられ、前記ねじ軸４７の上端部に設けられた
プーリ５６およびベルト５７を介してねじ軸４７を正逆
回転可能に形成する。

【００１０】なお、図示省略した計測手段、中央演算処
理装置等によって、押圧体５０の初期位置、定位置停止
点、駆動モータ５５の回転速度、正逆転指示等を行ない
得るとしている。

【００１１】上記の構成により、駆動モータ５５の作動
によりベルト５７およびプーリ５６を介してねじ軸４７
を回転させると、上端部にナット体４９が固着されたラ
ム軸４８が下降し、鎖線で示すような予め設定された位
置および押圧力で押圧体５０が被加工物Ｗに当接し、所
定の加工が行なわれる。加工終了後、駆動モータ５５の
逆回転により、ラム軸４８および押圧体５０が上昇し、
初期の位置に復帰する。上記の動作を繰り返すことによ
り、複数個の被加工物Ｗに対して所定の定点加工を逐次
行なうことができるのである。

【００１２】上記のような電動プレスによれば、騒音を
発生することなく定点加工を行ない得るのであるが、従
来のものにおいては下記のような問題点がある。すなわ
ち、図４における押圧体５０の下端面のテーブル４２か
らの高さ寸法ｈは、定点加工であるため常時一定になる
ように制御されており、この位置において押圧体５０を
介して被加工物Ｗに所定の押圧力を印加するのである。
換言すれば、ねじ軸４７とナット体４９とには常に同一
の相対位置において、上記押圧力に相当する反力が作用
するのである。

【００１３】一方、上記ねじ軸４７とナット体４９と
は、ラム軸４８および押圧体５０の位置制御を正確かつ
高精度に行なうために、ボールねじ係合としてあり、ボ
ールねじを構成するボールとボール溝とは線接触または
点接触で係合している。このため、ボールとボール溝と
に同一相対位置において多数回に亘って上記反力が作用
すると、ボールおよび／またはボール溝が局部的に摩耗
することとなり、加工精度が低下すると共に寿命が短い
という問題点がある。なお上記ねじ軸４７とナット体４
９とが通常のねじ係合である場合においても、上記の問
題点が存在するのである。

【００１４】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
を解決し、加工精度が高く、長寿命である定点加工用の
プレス装置を提供することを課題とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明においては、平板状に形成された基板と、
この基板に一方の端部が直交するように設けられたガイ
ドバーと、このガイドバーの他方の端部にガイドバーと
直交するように設けられかつ平板状に形成された支持板
と、この支持板に前記ガイドバーと平行にかつ正逆回転
可能に支持されたねじ軸と、前記ガイドバーとその軸線
方向に移動可能に係合された可動体と、中空円筒状に形
成されかつ外周面に差動用おねじを有すると共に前記ね
じ軸と螺合するように形成されたナット部材と、中空筒
状に形成されかつ内周面に前記差動用おねじと螺合する
差動用めねじを有すると共に前記可動体内において回動
可能に形成された差動部材と、前記差動部材に固着され
かつウオームと係合するウオームホイールとによって構
成する、という技術的手段を採用した。

【００１６】本発明において、基板と支持板とを水平面
と平行に、ガイドバーの軸線を垂直方向に夫々配設する
ことができる。

【００１７】次に上記の発明において、ねじ軸とナット
部材とをボールねじ係合とすることができる。このよう
な構成により、可動体の移動が円滑となり、かつその位
置精度を向上させ得る。

【００１８】また上記の発明において、ねじ軸および／
またはウオームをパルスモータによって駆動するように
構成することができる。

【００１９】更に上記の発明において、差動部材の回動
による可動体の変位をねじ軸の回動によって相殺し、基
板と可動部材との間隔を一定に保持するように構成する
ことができる。

【００２０】なおねじ軸およびナット部材のねじピッチ
ｐ₁と差動用おねじおよび差動用めねじのピッチｐ₂と
をｐ₁＞ｐ₂とすることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
要部縦断面正面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線要部断
面平面図である。両図において、１は基板であり、例え
ば長方形の平板状に形成されており、例えばその四隅に
は円柱状のガイドバー２が立設される。このガイドバー
２の上端部には、例えば長方形の平板状に形成された支
持板３が、例えば締結部材４を介して固着されている。

【００２２】次に５はねじ軸であり、支持板３の中央部
に軸受部材６を介しかつ支持板３を貫通するように正逆
回転可能に支持されている。７は可動体であり、前記ガ
イドバー２と、その軸線方向に移動可能に係合されてい
る。８はナット部材であり、つば部９を有するナット部
１０と中空円筒状に形成された円筒部１１とを一体に結
合して形成される。なおナット部１０は前記ねじ軸５と
ボールねじ係合により螺合させると共に、円筒部１１の
外周面には差動用おねじ１３を設ける。

【００２３】１４は差動部材であり、中空円筒状に形成
し、内周面に前記差動用おねじ１３と螺合する差動用め
ねじ１５を設ける。１６はウオームホイールであり、前
記差動部材１４に一体に固着され、かつウオーム１７と
係合するように形成する。１８，１９は各々ラジアル軸
受およびスラスト軸受であり、可動体７内に設けられ、
各々差動部材１４およびウオームホイール１６を支持す
るものである。

【００２４】２０はウオーム軸であり、ウオーム１７の
中心部に挿通固着されると共に、両端部を可動体７内に
設けられた軸受２１，２１によって回転可能に支持され
る。２２，２３は各々パルスモータであり、各々前記ね
じ軸５およびウオーム軸２０を回転させ得るように設け
られる。２４は押圧子であり、前記可動体７の中央部下
面に着脱可能に設けられる。なお、パルスモータ２２，
２３は、図示省略した制御装置を介して所定のパルス印
加による制御駆動可能に構成されている。

【００２５】上記の構成により、パルスモータ２２に所
定のパルス数を印加して作動させると、ねじ軸５が回転
し、ナット部材８を備えた可動体７が下降し、押圧子２
４は初期高さＨ₀から定点加工高さＨまで下降し、被加
工物Ｗに当接する。これにより押圧子２４を介して予め
設定された押圧力で被加工物Ｗに対する定点加工が行な
われる。加工終了後、パルスモータ２２の逆作動により
可動体７が上昇し、押圧子２４は初期高さＨ₀の位置に
復帰する。なお上記Ｈ₀，Ｈの値は、図示省略した計測
手段により計測され、かつパルスモータ２２との関係に
おいても制御可能に構成する。

【００２６】上記の定点加工が予め設定された回数に到
達すると、図１に示す位置、すなわち押圧子２４の初期
高さＨ₀の位置においてパルスモータ２２の作動を停止
させ、パルスモータ２３に予め設定されたパルス数を印
加する。これによりパルスモータ２３が所定数だけ回転
し、ウオーム軸２０、ウオーム１７およびウオームホイ
ール１６を介して差動部材１４が所定中心角度だけ回動
する。この差動部材１４の回動により、ナット部材８が
停止しかつロックされた状態、すなわち停止した差動用
おねじ１３に対して差動用めねじ１５が回動するから、
可動体７が変位する。

【００２７】可動体７の変位により、押圧子２４の初期
高さＨ₀も当然に変化するから、このままねじ軸５を回
転させると、所定の定点加工が実行できない。このた
め、次にパルスモータ２２に制御された若干のパルス数
を印加してねじ軸５を微小回動させ、前記の可動体７お
よび押圧子２４の変位を相殺し、押圧子２４の初期高さ
Ｈ₀を一定に保持する操作を行なう。

【００２８】上記のねじ軸５の回動により、ねじ軸５と
ナット部１０との相対位置が変化する。すなわちボール
ねじ係合に形成されたボールとボール溝との相対位置を
変化させることができ、定点加工を確保しつつ、ボール
および／またはボール溝の局部的摩耗を防止することが
できるのである。上記のような補正操作を行なった後、
再度前記の定点加工を続行する。

【００２９】この場合、ねじ軸５およびナット部材８
（ナット部１０）のねじピッチをｐ₁、差動用おねじ１
３および差動用めねじ１５のピッチをｐ₂としたとき、
ｐ₁＞ｐ₂とすることが好ましい。すなわち、ｐ₁≦ｐ
₂であると、押圧子２４による被加工物Ｗに対する押圧
力の印加時の反力により、差動部材１４が逆方向に回動
させられるおそれがあり、このような非所望な現象を防
止するためである。また、差動部材１４の回動による可
動体７の変位量を極力小なる値に留め、前記補正操作を
容易かつ迅速に行なうためにも有効である。

【００３０】例えば、ねじ軸５を構成するボールねじ外
径を６３mm、ねじピッチｐ₁を１６mm、ボール直径9.５
２５mm（３／８in.)、ボール中心間の直径６5.７mm、１
周当たりのボール個数２１個とし、差動用おねじ１３お
よび差動用めねじ１５のピッチｐ₂を1.６mmとした場合
において、差動部材１４の１回転に対してはねじ軸５を
１／１０回転、すなわち３６°回動させれば前記の補正
操作が完了する。

【００３１】また上記に加えてウオーム１７とウオーム
ホイール１６との歯数比を、例えば１／４０とし、ウオ
ーム１７を４回転させてウオームホイール１６および差
動部材１４を１／１０回転させた場合には、ねじ軸５は
１／１００回転、すなわち3.６°の回動となるが、ボー
ル中心の円周上の回動距離は2.０６mmとなり、これによ
っても前記ボールおよび／またはボール溝との相対位置
を変化させることが充分に可能である。

【００３２】上記の発明の実施の形態においては、基板
１および支持板３が水平面と平行に配置され、両者を連
結するガイドバー２が垂直方向に設けられたいわゆる竪
型のものについて説明したが、基板１および支持板３が
垂直面と平行に、およびガイドバー２が水平方向に設け
られた、いわゆる横型のものに対しても本発明の適用が
可能である。

【００３３】次に、本発明はねじ軸５とナット部材８を
構成するナット部１０とがボールねじ係合であるものに
対して特に有効であるが、両者が通常のねじ係合のもの
に対しても適用可能である。すなわちねじの特定部分の
みに加工時の押圧力に対応する反力が加わることによる
局部摩耗を防止し、寿命を長くすることができる効果は
同様に期待できる。なおボールねじ係合のものも含め
て、多重ねじまたは多条ねじとすることも当然に可能で
ある。

【００３４】また、ねじ軸５およびウオーム軸２０を駆
動するパルスモータ２２，２３は、それらの軸と同軸的
に直結する構成が最も一般的であるが、歯車、タイミン
グベルト等の伝達手段を介して動力を伝達するように構
成してもよい。なお、ウオーム軸２０は手動で回転させ
てもよく、要するにウオーム軸２０の回転数についての
情報が、補正操作のためのパルスモータ２２のパルス数
に反映されて制御され得る構成のものであればよい。

【００３５】更に、可動体７の移動を案内するガイドバ
ー２は、大型のものまたは剛性を要求されるものについ
ては複数本とするのが好ましいが、１本のものでもよ
く、場合によっては柱状または梁状に形成し、その側面
に沿って可動体７が摺動または滑動する構成としてもよ
い。

【００３６】また更に、本発明のプレス装置は単一に使
用される以外に、複数台をタンデムに配置して、例えば
長尺状の被加工物に対して順送り加工する場合にも当然
に適用可能である。なお、本発明のプレス装置は、板材
に対する板金加工の他に、複数個の部品の組立、圧入、
カシメ等の加工、更には射出成形機、ダイカスト、粉末
冶金等における成形用金型の型締め用としても使用でき
る。

【００３７】

【発明の効果】本発明は、以上記述のような構成および
作用であるから、下記の効果を奏し得る。（１）定点加工を継続しても、圧力印加用のねじ軸とナ
ット部材との相対位置を適宜に変更できるため、局部摩
耗を防止し、長寿命化が図れる。（２）上記の相対位置変更のための操作は、極めて容易
かつ短時間で行ない得るため、実作業時間の割合が高
く、高効率かつ高能率な生産が可能である。（３）可動体の下端停止位置を正確に制御できるため、
加工精度を向上できる。（４）流体圧駆動のものにおけるような騒音がなく、静
粛な作業環境を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す要部縦断面正面図で
ある。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線要部断面平面図である。

【図３】従来の胴突き加工を示す説明図である。

【図４】従来の電動プレスの例を示す要部縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１基板２ガイドバー３支持板５ねじ軸７可動体８ナット部材１３差動用おねじ１４差動部材１５差動用めねじ１６ウオームホイール１７ウオーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状に形成された基板と、この基板に
一方の端部が直交するように設けられたガイドバーと、
このガイドバーの他方の端部にガイドバーと直交するよ
うに設けられかつ平板状に形成された支持板と、この支
持板に前記ガイドバーと平行にかつ正逆回転可能に支持
されたねじ軸と、前記ガイドバーとその軸線方向に移動
可能に係合された可動体と、中空円筒状に形成されかつ
外周面に差動用おねじを有すると共に前記ねじ軸と螺合
するように形成されたナット部材と、中空筒状に形成さ
れかつ内周面に前記差動用おねじと螺合する差動用めね
じを有すると共に前記可動体内において回動可能に形成
された差動部材と、前記差動部材に固着されかつウオー
ムと係合するウオームホイールとによって構成したこと
を特徴とするプレス装置。
【請求項２】基板と支持板とを水平面と平行に、ガイ
ドバーの軸線を垂直方向に夫々配設したことを特徴とす
る請求項１記載のプレス装置。
【請求項３】ねじ軸とナット部材とをボールねじ係合
としたことを特徴とする請求項１または２記載のプレス
装置。
【請求項４】ねじ軸をパルスモータによって駆動する
ように構成したことを特徴とする請求項１ないし３何れ
かに記載のプレス装置。
【請求項５】ウオームをパルスモータによって駆動す
るように構成したことを特徴とする請求項１ないし４何
れかに記載のプレス装置。
【請求項６】差動部材の回動による可動体の変位をね
じ軸の回動によって相殺し、基板と可動部材との間隔を
一定に保持するように構成したことを特徴とする請求項
１ないし５何れかに記載のプレス装置。
【請求項７】ねじ軸およびナット部材のねじピッチｐ
₁と差動用おねじおよび差動用めねじのピッチｐ₂とを
ｐ₁＞ｐ₂としたことを特徴とする請求項１ないし６何
れかに記載のプレス装置。