JP2001113393A

JP2001113393A - 加圧装置

Info

Publication number: JP2001113393A
Application number: JP22896599A
Authority: JP
Inventors: Shoji Futamura; 昭二二村; Hiromitsu Kaneko; 廣光金子
Original assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Current assignee: Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2001-04-24
Anticipated expiration: 2019-08-13
Also published as: JP3051841B1

Abstract

(57)【要約】【課題】加工精度が高く、加圧力が大でありかつ駆動
エネルギーの小なる定点加工用の加圧装置を提供する。【解決手段】基板と、この基板と対向して設けられた
支持板と、この支持板に設けられかつ移動終点を有する
リンク機構を備えた往復駆動手段と、この往復駆動手段
と連結され前記基板および支持板と直交する方向に移動
可能に形成されたスライダと、このスライダまたは前記
基板に非回転状態に設けられた差動用おねじと、この差
動用おねじと螺合する差動用めねじを同軸的に有するウ
オームホイールと、このウオームホイールと係合するウ
オームとによって構成し、前記スライダの移動終点近傍
において前記往復駆動手段を停止させ、前記ウオームホ
イールの回転によりスライダとこのスライダに対向する
被加圧体とを加圧する。

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のような加圧装置に関するもの
であり、特に正確な位置制御を要する定点加工が可能で
あると共に加圧力が大でありかつ駆動エネルギーが小で
ある加圧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６は従来の胴突き加工を示す説明図であ
る。図６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６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７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７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、被加工物Ｗに印加される押圧力は駆動モータ５５の
容量によって定まるため、大容量のプレス装置の場合に
は駆動モータ５５もまた大容量のものが必要となる。更
に大容量かつ大型のプレス装置においては、ラム軸４８
および押圧体５０を含む可動体もまた大型かつ大重量と
なるため、可動体の繰返し上下動に要する駆動エネルギ
ーも大となり、駆動モータ５５の大型、大容量化に拍車
をかけることにもなるという問題点がある。

【００１３】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、加圧力が大であり、かつ駆
動エネルギーの小なる定点加工用の加圧装置を提供する
ことを課題とするものである。

【００１４】

【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、基板と、この基板と所定距離
を隔てて対向して設けられた支持板と、この支持板に設
けられかつ移動終点を有するリンク機構を備えた往復駆
動手段と、この往復駆動手段と連結され前記基板および
支持板と直交する方向に移動可能に形成されたスライダ
と、このスライダまたは前記基板に非回転状態に設けら
れた差動用おねじと、この差動用おねじと螺合する差動
用めねじを同軸的に有する第２の歯車と、この第２の歯
車と係合する第１の歯車とによって構成し、前記スライ
ダの移動終点近傍において前記往復駆動手段を停止さ
せ、前記第２の歯車の回転によりスライダとこのスライ
ダに対向する被加圧体とを加圧する、という技術的手段
を採用した。なお第１の歯車と第２の歯車とは、２個の
みの歯車に限られるものではなく３個以上の歯車をも含
めて減速機構を形成する適宜公知の歯車群を用いること
ができる。

【００１５】本発明において、基板と支持板とを水平面
と平行に設け、スライダを垂直方向移動可能に形成する
ことができる。

【００１６】次に上記の発明において、往復駆動手段お
よび／またはウオームをサーボモータによって駆動する
ように構成することができる。

【００１７】また上記の発明において、往復駆動手段を
クランク機構またはトグル機構によって構成することが
できる。

【００１８】

【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。

【００１９】次に５はクランク軸であり、支持板３上に
立設された１対の支持部材６，６間に軸受８，８を介し
て回転可能に設けられ、連接棒９を介して支持板３を貫
通して設けられたクイル１０と接続される。７はスライ
ダであり、前記ガイドバー２にその軸線方向に移動可能
に係合されている。１３は差動用おねじであり、前記ク
イル１０の下端部に一体に接合される。

【００２０】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、スライダ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。

【００２１】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、両端部をスライダ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
クランク軸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、前記スライダ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。

【００２２】図３は図１における押圧子２４の位置およ
び加圧力の時間との関係を模式的に示す説明図である。
以下、図１ないし図３を参照して作用について説明す
る。

【００２３】まずパルスモータ２２に所定のパルス数を
印加して作動させると、クランク軸５が回転し、連接棒
９、クイル１０および差動用おねじ１３を介してスライ
ダ７が下降し、押圧子２４は初期高さＨ₀（上止点）か
ら定点加工高さＨの近傍の高さＨ₁（連接棒９ないし差
動用おねじ１３の下止点）まで下降し、この位置におい
てパルスモータ２２が停止する。

【００２４】次にパルスモータ２３に所定のパルス数を
印加して作動させ、ウオーム軸２０，ウオーム１７およ
びウオームホイール１６を回転させ、かつ差動部材１４
の回転により、押圧子２４が前記高さＨ₁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。

【００２５】加工終了後、まずパルスモータ２３の逆作
動によりスライダ７が上昇し、押圧子２４は定点加工高
さＨから高さＨ₁まで上昇し、パルスモータ２２の逆作
動により、押圧子２４は初期高さＨ₀の位置に復帰す
る。なお加工終了後、パルスモータ２２，２３を同時に
逆作動させ、図３の鎖線にて示すように押圧子２４を復
帰させてもよい。

【００２６】上記のスライダ７の下降時における押圧子
２４による被加工物Ｗに対する加圧力は、パルスモータ
２２によるＦ₁から、パルスモータ２３によるＦ₂まで
大幅に増大する。すなわち、パルスモータ２３による回
転はウオーム１７とウオームホイール１６との間の減速
比によって大幅に減速されるため伝達されるトルクが前
記減速比の逆数倍に増大されるためである。上記のよう
に被加工物Ｗに対する加圧力を大幅に増大させ得る結果
として、パルスモータ２３を小容量のものとすることが
できるのである。

【００２７】なお図３における押圧子２４の高さＨ₁か
ら高さＨに至る間の移動は、図１および図２におけるウ
オーム１７およびウオームホイール１６の回転、ならび
に差動用おねじ１３と差動用めねじ１５との螺合による
ものであるため低速で行なわれるが、（Ｈ₁−Ｈ）すな
わち加工ストロークは例えば３〜５mm程度であるため、
加工時間を必要以上に長びかせることはない。一方、加
工ストロークが大である場合には、押圧子２４の高さＨ
₂の位置においてパルスモータ２３の作動を開始し、パ
ルスモータ２２と協動して押圧子２４を下降させるよう
にすれば、加工時間の短縮に役立つ。なお、上記の高さ
Ｈ₀，Ｈ₁，Ｈ₂，Ｈの値は、図示省略した計測手段に
よって計測され、かつパルスモータ２２，２３との関係
においても制御可能に構成する。

【００２８】この場合において、クランク軸５によりス
ライダ７に付与されるストロークは、最大値においてク
ランク軸５の上下止点間の距離であるが、クランク軸５
を上止点まで回転させずに中間点に停止させるようにす
ればスライダ７のストロークを前記最大値未満の所望の
値に設定することができる。

【００２９】図４は本発明の他の実施の形態を示す要部
縦断面正面図であり、同一部分は図１と同一の参照符号
にて示す。図４において、３０はコラムであり、基板１
と支持板３との間にこれらと一体に設けられている。次
に１１，１２は各々リンクであり、各々同一長さ寸法に
形成して相互に回動可能に連結すると共に、上下端部を
ブラケット２５，２６を介して支持板３およびスライダ
７と回動可能に接続する。２７はリンクであり、両端部
を前記のリンク１１，１２の連結部およびクランク軸５
と回動可能に連結し、全体としてトグル機構を構成す
る。

【００３０】次に２ａばガイドポストであり、基板１上
に固定された取付台２８上に立設する。２９は摺動部材
であり、ガイドポスト２ａに摺動可能に介装されると共
に、差動用おねじ１３と連結され、この差動用おねじ１
３を非回転状態に保持する。なお摺動部材２９には押圧
子２４を着脱可能に設ける。

【００３１】上記の構成により、スライダ７および摺動
部材２９は、パルスモータ２２によりクランク軸５を回
動させると、全体として一体に上下動することができ
る。そしてリンク１１，１２が直線状になった状態でパ
ルスモータ２２を停止させ、パルスモータ２３に所定の
パルスを印加させることにより、ウオームホイール１６
が回転し、ウオームホイール１６の内周に設けられた差
動用めねじ１５と螺合する差動用おねじ１３が下降し、
押圧子２４による所定の定点加工が行えるのである。

【００３２】加工終了後、パルスモータ２３の逆作動、
または必要によりパルスモータ２２の逆作動を併用して
押圧子２４を初期の位置まで復帰させるのである。すな
わち、前記の発明の実施の形態と同様に、まずトグル機
構によってスライダ７および摺動部材２９を定点加工位
置の近傍まで移動させ、その後ウオーム１７とウオーム
ホイール１６とによって大なる加圧力を付与させ得るの
である。

【００３３】図５はスライダ７の往復駆動手段の変形例
を示す要部断面説明図であり、同一部分は前記図４と同
一の参照符号で示す。図５において３６はめねじ部材で
あり、リンク１１，１２の連結点にこれらと回動可能に
設けられ、内部にめねじを刻設する。この場合左右のめ
ねじ部材３６，３６には各々左右逆方向のめねじを刻設
する。３７は軸受部材であり、コラム３０にピン３８と
長穴３９を介して上下方向移動可能に設けられる。４０
は駆動軸であり、中間部から左右に各々逆方向のおねじ
を形成され、前記めねじ部材３６，３６を貫通するよう
にして軸受部材３７，３７間に回転可能に設けられ、パ
ルスモータ２２と接続される。

【００３４】上記の構成により、パルスモータ２２を介
して駆動軸４０を回転させると、めねじ部材３６，３６
が相互に逆方向に移動するから、リンク１１，１２が回
動して、スライダ７を上下動させ得る。そして、リンク
１１，１２が直線状になった状態においては、スライダ
７から反力が作用しても駆動軸４０が回転させられな
い、いわゆる非可逆状態が形成されるのである。なお、
リンク１１，１２の回動により、駆動軸４０の位置が上
下に若干変位するが、この変位は軸受部材３７に設けら
れたピン３８がコラム３０に設けられた長穴３９内を移
動することによって吸収できる。

【００３５】図４および図５に示す構成の往復駆動手段
においても、リンク１１，１２の回動角度を適宜に選定
することにより、両者が直線状態を形成した位置からの
スライダ７のストロークを所望の値に設定できる。

【００３６】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。

【００３７】なお、上記の説明においては、スライダ７
が被加工物Ｗの上方に存在する形態について示したが、
被加工物Ｗの下方にスライダ７を配置しても作用は同様
である。また、図１および図２の変形例として、差動用
おねじ１３、差動用めねじ１５を備えた差動部材１４、
ウオーム１７およびウオームホイール１６を基板１内に
設けることにより、被加工物Ｗを下方から押上げる型式
としてもよい。

【００３８】上記の実施の形態においては、クランク軸
５およびウオーム軸２０の駆動モータをパルスモータと
して説明したが、この駆動モータは位置の検出および制
御が可能であるサーボモータであればよい。

【００３９】更に、スライダ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
に沿ってスライダ７が摺動または滑動する構成としても
よい。

【００４０】また更に、本発明の加圧装置は単一に使用
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、本発明の加圧装置は、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。

【００４１】

【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）被加工物または被加圧体に対する加圧力がウオー
ムとウオームホイールとによる減速比の逆数倍に増大さ
れるため、大なる加圧力が得られる。（２）押圧子を駆動するモータを小容量のものとするこ
とができ、駆動エネルギーを大幅に低減できる。（３）往復駆動手段の移動終点から移動始点までのスト
ロークを任意に設定できる。（４）スライダ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。（５）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】図１および図２における押圧子２４の位置およ
び加圧力の時間との関係を模式的に示す説明図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を示す要部縦断面正面
図である。

【図５】スライダ７の往復駆動手段の変形例を示す要部
断面説明図である。

【図６】従来の胴突き加工を示す説明図である。

【図７】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クランク軸７スライダ１３差動用おねじ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】基板と、この基板と所定距離を隔てて対
向して設けられた支持板と、この支持板に設けられかつ
移動終点を有するリンク機構を備えた往復駆動手段と、
この往復駆動手段と連結され前記基板および支持板と直
交する方向に移動可能に形成されたスライダと、このス
ライダまたは前記基板に非回転状態に設けられた差動用
おねじと、この差動用おねじと螺合する差動用めねじを
同軸的に有する第２の歯車と、この第２の歯車と係合す
る第１の歯車とによって構成し、前記スライダの移動終
点近傍において前記往復駆動手段を停止させ、前記第２
の歯車の回転によりスライダとこのスライダに対向する
被加圧体とを加圧することを特徴とする加圧装置。
【請求項２】基板と支持板とを水平面と平行に設け、
スライダを垂直方向移動可能に形成したことを特徴とす
る請求項１記載の加圧装置。
【請求項３】往復駆動手段をサーボモータによって駆
動するように構成したことを特徴とする請求項１または
２記載の加圧装置。
【請求項４】第１の歯車がウオームによって構成され
ると共に第２の歯車がウオームホイールによって構成さ
れ、該ウオームをサーボ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
加圧装置。
【請求項５】往復駆動手段をクランク機構によって構
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
の加圧装置。
【請求項６】往復駆動手段をトグル機構によって構成
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
加圧装置。