JP2000288792A

JP2000288792A - プレス加工機

Info

Publication number: JP2000288792A
Application number: JP11098836A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kubo; 雄久保; Takeshi Muta; 剛牟田; Mitsumasa Soga; 充正曽我
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】大トルクを発生し、消費電力を抑え、振動・
騒音を低減すると共に、位置決め精度を向上させ、更に
エネルギの伝達効率を向上させ、小型化を図るようにし
たプレス加工機を提供する。【解決手段】スライド１２に取り付けられたパンチＰ
と、ボルスタ１６に取り付けられたダイＤを有し、上記
スライド１２をクランク軸１０に結合し、該クランク軸
１０を中空サーボモータ１に直結した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプレス加工機、特に
大トルクを発生し、消費電力を抑え、振動・騒音を低減
すると共に、位置決め精度を向上させ、更にエネルギの
伝達効率を向上させ、小型化を図るようにしたプレス加
工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプレス加工機は、例えば図５に示
す構成を有し、インダクションモータＭを駆動すると、
プーリ３１が回転し、ベルト３２を介して、フライホイ
ール３３が回転する。

【０００３】従って、フライホイール３３に結合されて
いる入力軸３４も回転し、クラッチブレーキ３６のクラ
ッチをオンにすると共にブレーキをオフにすれば、入力
軸３４の回転が出力軸３５に伝達される。

【０００４】出力軸３５が回転すると、その回転運動
は、ピニオンギヤ３８とメインギヤ３９を介して、クラ
ンク軸４０により、直進運動に変換され、コンロッド４
１が上下動することにより、スライド４２も上下動す
る。

【０００５】この結果、スライド４２の下面に取り付け
られたパンチ（図示省略）と、ボルスタ（図示省略）の
上面に取り付けられたダイ（図示省略）との協働によ
り、ワークに対して所定のプレス加工が施される。

【０００６】他の従来のプレス加工機は、例えば図６に
示す構成を有し、サーボモータｍをピニオンギヤ３８に
直結させたものである。

【０００７】サーボモータｍを駆動すると、該サーボモ
ータｍの回転運動は、ピニオンギヤ３８とメインギヤ３
９を介して、クランク軸４０により、直進運動に変換さ
れ、コンロッド４１が上下動することにより、スライド
４２も上下動する。

【０００８】この結果、スライド４２の下面に取り付け
られたパンチ（図示省略）と、ボルスタ（図示省略）の
上面に取り付けられたダイ（図示省略）との協働によ
り、ワークに対して所定のプレス加工が施される。

【０００９】更に、他の従来のプレス加工機は、例えば
図７に示す構成を有し、ボールねじ４３により、スライ
ド４２を上下動させるものである。

【００１０】サーボモータｍを駆動すると、該サーボモ
ータｍの回転運動は、ピニオンギヤ３８とメインギヤ３
９を介して、ボールねじ４３に伝達されるので、該ボー
ルねじ４３に結合しているスライド４２が上下動する。

【００１１】この結果、スライド４２の下面に取り付け
られたパンチ（図示省略）と、ボルスタ（図示省略）の
上面に取り付けられたダイ（図示省略）との協働によ
り、ワークに対して所定のプレス加工が施される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】（１）第１従来技術の
課題（図５）。

【００１３】第１従来技術は（図５）、インダクション
モータｍを常に回転させていなければならない。

【００１４】従って、クラッチブレーキ３６のクラッチ
をオフにすると共にブレーキをオンにすることにより、
スライド４２の上下動運動を停止しても、インダクショ
ンモータｍは回転しており、その分、消費電力は多くな
る。

【００１５】また、第１従来技術は（図５）、ベルト３
２により、プーリ３１の回転を減速してフライホイール
３３に、ピニオンギヤ３８とメインギヤ３９の組み合わ
せにより、出力軸３５の回転を減速してクランク軸４０
にそれぞれ伝達している。

【００１６】即ち、クランク軸４０に大トクルを与える
ため、ギヤやベルトにより減速している。従って、第１
従来技術においては（図５）、バックラッシのために、
スライド４２を上下動運動させた場合に振動や騒音が発
生し、またスライド４２の位置決め精度も低い。

【００１７】更に、第１従来技術は（図５）、クラッチ
ブレーキ３６を介してインダクションモータＭのエネル
ギを出力側に伝達しており、そのため摩擦によりエネル
ギの伝達効率が低く、伝達ロスが発生する。

【００１８】また、前記したように、インダクションモ
ータＭとクランク軸４０の間に、プーリ３１、ベルト３
２、フライホイール３３、クラッチブレーキ３６、ピニ
オンギヤ３８とメインギヤ３９が介在し、そのため部品
点数が極めて多く、それらの設置スペースが必要となっ
て、装置が大型になる。

【００１９】（２）第２従来技術の課題（図６）。

【００２０】第２従来技術は（図６）、ピニオンギヤ３
８とメインギヤ３９の組み合わせにより、サーボモータ
ｍの出力軸４４の回転を減速してクランク軸４０に伝達
し、該クランク軸４０が大トルクを得るようになってい
る。

【００２１】しかし、第１従来技術と同様に（図５）、
バックラッシのために、スライド４２を上下動運動させ
た場合に振動や騒音が発生し、またスライド４２の位置
決め精度も低く、更にピニオンギヤ３８とメインギヤ３
９が介在することにより、部品点数が多くなって設置ス
ペースが必要となり、装置が大型になる。

【００２２】（３）第３従来技術の課題（図７）。

【００２３】第３従来技術では（図７）、既述したよう
に、ボールねじ４３を回転させることにより、スライド
４２を上下動させている。

【００２４】しかし、このボールねじ４３は、クランク
軸４０（図５、図６）に比べて強度や剛性が小さく、そ
のため第３従来技術では（図７）、大トルクを得ること
ができない。

【００２５】また、第３従来技術では（図７）、ピニオ
ンギヤ３８とメインギヤ３９の組み合わせにより、サー
ボモータｍの出力軸４５の回転を減速しており、第１従
来技術や第２従来技術と同様に（図５、図６）、バック
ラッシのために、振動や騒音が発生し、かつ位置決め精
度も低い。

【００２６】本発明の目的は、大トルクを発生し、消費
電力を抑え、振動・騒音を低減すると共に、位置決め精
度を向上させ、更にエネルギの伝達効率を向上させ、小
型化を図るようにしたプレス加工機を提供する。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、スライド１２に取り付けられたパ
ンチＰと、ボルスタ１６に取り付けられたダイＤを有
し、上記スライド１２をクランク軸１０に結合し、該ク
ランク軸１０を中空サーボモータ１に直結したことを特
徴とするプレス加工機という技術的手段が提供される。

【００２８】従って、例えば中空サーボモータ１のケー
シング２２内に（図２（Ｂ））進入した上記クランク軸
１０部分のマグネット２３によりロータが、該ケーシン
グ２２の内壁のコイル２０によりステータがそれぞれ構
成されているので、ロータの径を大きくすることによ
り、クランク軸１０に大トルクを伝達可能であり、その
ため大トルクが発生する。

【００２９】また、これに関連して中空サーボモータ１
は、始動トルクも大きく、スイッチ（図示省略）を投入
すれば直ちに始動し、スイッチ（図示省略）を切れば直
ちに停止するので、常時回転している必要はなく、スラ
イド１２を上下動させる場合にのみ駆動させればよい。

【００３０】従って、本発明は、常時回転していなけれ
ばならないインダクションモータＭを使用した従来のプ
レス加工機に比べて（図５）、消費電力を抑えることが
できる。

【００３１】更に、中空サーボモータ１とクランク軸１
０が直結されているので（図１）、従来と比べて（図５
〜図７）両者の間に他の部品が介在せず、ギアやクラッ
チブレーキ等が無く、そのため振動・騒音を低減すると
共に、位置決め精度を向上させ、更にエネルギの伝達ロ
スを少なくして伝達効率を向上させ、小型化を図ること
が可能である。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、実施の形態によ
り添付図面を参照して、説明する。図１は本発明の実施
形態を示す全体図である。

【００３３】図１に示すプレス加工機は、スライド１２
に取り付けられたパンチＰと、ボルスタ１６に取り付け
られたダイＤを有し、該スライド１２は、コンロッド１
１とクランクアーム１４を介してクランク軸１０に結合
されている。

【００３４】即ち、上記スライド１２には（図２
（Ａ））、コンロッド１１の先端部がスライドピン１５
を介して回転可能に取り付けられ、該コンロッド１１の
基端部がクランクピン１３を介してクランクアーム１４
に回転可能に取り付けられている。

【００３５】また、クランクアーム１４は（図２
（Ａ））、クランク軸１０に固設され、該クランク軸１
０は、中空サーボモータ１に直結されている。

【００３６】この構成により、中空サーボモータ１を駆
動すると、クランク軸１０の回転運動は、クランクアー
ム１４とコンロッド１１を介して直進運動に変換される
ことにより、スライド１２が上下動する。

【００３７】従って、スライド１２に取り付けられたパ
ンチＰと、ボルスタ１６に取り付けられたダイＤの協働
により、ワークＷに所定のプレス加工を施すことができ
る（図１）。

【００３８】中空サーボモータ１の詳細は、図２（Ｂ）
に示されている。

【００３９】図２（Ｂ）において、中空サーボモータ１
は、例えばＡＣ中空サーボモータであり、ケーシング４
を有し、該ケーシング４内には、前記クランク軸１０が
進入し回転自在となっている。

【００４０】このケーシング４内に進入したクランク軸
１０部分のほぼ中央部には、マグネット５が装着され、
該マグネット５によりロータが構成されている。

【００４１】また、ケーシング４の内壁には、鉄心３に
巻回されたコイル２が装着され、該コイル２によりステ
ータが構成されている。

【００４２】更に、ケーシング４内のクランク軸１０部
分には、位置検出器６が接続され、該位置検出器６によ
りマグネット５の磁極位置が検出されるようになってい
る。

【００４３】この構成により、ステータであるコイル２
に電流を供給すると磁界が形成され、該磁界の中にある
マグネット５に力が働くことにより、ロータであるマグ
ネット５が回転し、それに伴ってクランク軸１０も回転
するようになっている。

【００４４】この場合、前記位置検出器６によりマグネ
ット５の磁極位置が検出され、この磁極位置に合わせて
常に同じ方向の力が働くように、コイル２へ供給される
電流の方向を制御するようになっている。

【００４５】このような構成を有する中空サーボモータ
１において、前記クランク軸１０に装着されたロータで
あるマグネット５の径を大きくすることにより、該中空
サーボモータ１のトルクを大きくすることができる。

【００４６】従って、本発明によれば、クランク軸１０
が中空サーボモータ１に直結されていることから、ギヤ
等の減速機構を用いることなく大トルクをクランク軸１
０に伝達することが可能である。

【００４７】図示する中空サーボモータ１は、一般のサ
ーボモータとしての条件を備えており、プレス加工機
（図３）の動力源として始動・停止・逆転が頻繁に繰り
返されるので、耐熱性等が考慮されている。

【００４８】更に、中空サーボモータ１は、スライド１
２に対して必ずしも１つとは限らず、図４に示すよう
に、種々の実施形態がある。

【００４９】図４（Ａ）は、クランク軸１０の前端と後
端に、中空サーボモータ１をそれぞれ直結させた場合で
ある。

【００５０】この構成により、２つの中空サーボモータ
１を同時に回転させることにより、１つの場合に比べて
（図１、図２（Ａ））、２倍の大トルクをクランク軸１
０に伝達することができ、２倍の大トルクが発生する。

【００５１】図４（Ｂ）は、スライド１２に２つのクラ
ンク軸１０が結合し、各クランク軸１０に中空サーボモ
ータ１がそれぞれ直結している場合である。

【００５２】この構成により、２つの中空サーボモータ
１を同期運転し、スライド１２が２つのクランク軸１０
で上下動されることにより、図４（Ａ）に比べて位置決
め精度が向上する。

【００５３】図４（Ｃ）は、スライド１２に３つのクラ
ンク軸１０が結合し、各クランク軸１０に中空サーボモ
ータ１がそれぞれ直結している場合である。

【００５４】この構成により、３つの中空サーボモータ
１を同期運転し、スライド１２が３つのクランク軸１０
で上下動されることにより、中空サーボモータ１が１つ
の場合に比べて（図１、図２（Ａ））、３倍の大トルク
が発生し、また位置決め精度も、図４（Ａ）や図４
（Ｂ）に比べて一層向上する。

【００５５】図３は、本発明の具体例を示す図である。

【００５６】図３に示すプレス加工機は、フレーム１７
を有し、該フレーム１７内には、テーブル１８が立設さ
れ、該テーブル１８上には、ブラケット１９を介して前
記中空サーボモータ１が戴置されている。

【００５７】この中空サーボモータ１には、既述したよ
うに、クランク軸１０が直結し、該クランク軸１０は、
フレーム１７に回転可能に取り付けられている。

【００５８】そして、クランク軸１０は、クランクアー
ム１４とコンロッド１１を介して、スライド１２に結合
され、該スライド１２の下面には、パンチＰが取り付け
られている。

【００５９】前記パンチＰの直下には、ダイＤが配置さ
れ、該ダイＤはボルスタ１６の上面に取り付けられてい
る。

【００６０】この構成により、中空サーボモータ１を駆
動すると、クランク軸１０が回転し、該回転運動はクラ
ンクアーム１４とコンロッド１１を介して直進運動に変
換され、スライド１２が上下動する。

【００６１】従って、前記スライド４２の下面に取り付
けられたパンチＰと、ボルスタ１６の上面に取り付けら
れたダイＤとの協働により、ワークＷに対して所定のプ
レス加工が施される。

【００６２】以下、上記構成を有する本発明の作用を説
明する。

【００６３】先ず、スイッチ（図示省略）を投入する
と、中空サーボモータ１のコイル２に（図２（Ｂ））電
流が供給されて、所定の磁界が形成される。

【００６４】従って、この磁界の中のマグネット５には
力が働いて、該マグネット５が装着されているクランク
軸１０が回転する。

【００６５】この間、位置検出器６（図２（Ｂ））によ
り、回転するマグネット５の磁極位置が常時検出され、
この磁極位置に合わせて常に同じ方向の力が働くよう
に、コイル２へ供給される電流の方向が制御され、該マ
グネット５が装着されているクランク軸１０が円滑に回
転するようになっている。

【００６６】この場合、前記したように、マグネット５
の径が大きくとられており、これにより、中空サーボモ
ータ１のトルクも大きくなり、大トルクをクランク軸１
０に伝達することが可能である。

【００６７】このクランク軸１０の回転運動は、クラン
クアーム１４とコンロッド１１を介して直進運動に変換
され、スライド１２が上下動することにより、該スライ
ド４２の下面に取り付けられたパンチＰと、ボルスタ１
６の上面に取り付けられたダイＤとの協働により、ワー
クＷに対して所定のプレス加工が施される。

【００６８】また、前記ワークＷに介してプレス加工を
終了させる場合には、スイッチ（図示省略）を切ると、
コイル２には（図２（Ｂ））電流が供給されなくなっ
て、中空サーボモータ１は直ちに停止する。

【００６９】従って、クランク軸１０の回転運動も停止
し、それに伴ってスライド１２の上下動も停止するの
で、パンチＰも上下しなくなり、プレス加工は終了す
る。

【００７０】このように、中空サーボモータ１は常時回
転させておく必要はなく、スライド１２を上下動させる
場合のみ駆動させておけばよい。

【００７１】このため、常時回転していなければならな
いインダクションモータＭを使用した従来のプレス加工
機に比べて（図５）、消費電力は明らかに小さく、従っ
て、消費電力を抑えることができる。

【００７２】更に、前記したように、クランク軸１０と
中空サーボモータ１の間には、ギアやプーリを用いた減
速機構は設けられていず、中空サーボモータ１により発
生した前記大トルクは、クランク軸１０を介して直接に
スライド１２に伝達される。

【００７３】このため、バックラッシに起因した振動・
騒音は少なくなり、低減することができる。

【００７４】また、このバックラッシがないことに関連
して、位置決め精度が向上し、スライド１２にクランク
軸１０を２つ、又は３つ結合することにより（図４
（Ｂ）、図４（Ｃ））、位置決め精度が一層向上するよ
うになる。

【００７５】一方、前記したように、中空サーボモータ
１は常時回転させておく必要はなく、スライド１２を上
下動させる場合にのみ駆動させればよいので、従来のよ
うに（図５）、クラッチブレーキ３６が設けられていな
い（図１）。

【００７６】従って、中空サーボモータ１のエネルギ
は、クランク軸１０に対して直接に伝達され、エネルギ
の伝達ロスは少なり、伝達効率が向上する。

【００７７】また、中空サーボモータ１とクランク軸１
０の間には、従来のように（図５）、プーリ３１、ベル
ト３２、フライホイール３３、クラッチブレーキ３６、
ピニオンギヤ３８とメインギヤ３９等が介在しない。

【００７８】このため、部品点数が極めて少なくなり、
それらの設置スペースも不要となって、装置を小型化す
ることができる。

【００７９】

【発明の効果】上記のとおり、本発明によれば、プレス
加工機を、スライド１２に取り付けられたパンチＰと、
ボルスタ１６に取り付けられたダイＤを有し、上記スラ
イド１２をクランク軸１０に結合し、該クランク軸１０
を中空サーボモータ１に直結するように構成したことに
より、大トルクを発生し、消費電力を抑え、振動・騒音
を低減すると共に、位置決め精度を向上させ、更にエネ
ルギの伝達効率を向上させ、小型化を図るようにしたプ
レス加工機を提供するという技術的効果を奏することと
なった。

【００８０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す全体図である。

【図２】本発明の詳細図である。

【図３】本発明の具体例を示す図である。

【図４】本発明を構成するスライド１２とクランク軸１
０と中空サーボモータ１の関係を示す図である。

【図５】第１従来技術の説明図である。

【図６】第２従来技術の説明図である。

【図７】第３従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１中空サーボモータ２コイル３鉄心４ケーシング５マグネット６位置検出器１０クランク軸１１コンロッド１２スライド１３クランクピン１４クランクアーム１５スライドピン１６ボルスタ１７フレーム１８テーブル１９ブラケット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スライドに取り付けられたパンチと、ボ
ルスタに取り付けられたダイを有し、上記スライドをク
ランク軸に結合し、該クランク軸を中空サーボモータに
直結したことを特徴とするプレス加工機。
【請求項２】上記中空サーボモータがケーシングを有
し、該ケーシング内に進入した上記クランク軸部分にマ
グネットが装着されていると共に、ケーシングの内壁に
は、鉄心に巻回されたコイルが装着されており、マグネ
ットによりロータが、コイルによりステータがそれぞれ
構成されている請求項１記載のプレス加工機。
【請求項３】上記クランク軸の前端と後端に、中空サ
ーボモータがそれぞれ直結している請求項１記載のプレ
ス加工機。
【請求項４】上記スライドに複数のクランク軸が結合
し、各クランク軸に中空サーボモータがそれぞれ直結し
ている請求項１記載のプレス加工機。