JP2001121294A - てこ機構及びそれを用いたプレス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、上型等の被駆動体の駆動位置での
ばらつきを容易に修正することができ、高精度な位置決
めを可能とするてこ機構及びそれを用いたプレス装置を
提供することを目的としている。 【解決手段】昇降シャフト１５とプレスシャフト２６と
に、それぞれ回動自在かつ水平方向に移動自在に支持さ
れるとともに、フレーム１２に回動自在に支持され、昇
降シャフト１５の駆動力を回動してプレスシャフト２６
に伝達するアーム２１を有するてこ機構を用いたプレス
装置において、アーム２１の回動中心となる偏心コア２
３を、その軸心から偏心した位置に設定される回転軸２
４を回動中心として移動可能とすることにより、アーム
２１の回動中心を変化させてプレスシャフト２６の下死
点位置の調整を行なえるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、てこ型のプレス
装置に係り、特にそのてこ機構を改良したものにに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、てこ型のプレス装置は、
主として、基台に垂直方向に移動自在に支持された上型
と、基台に垂直方向に移動自在に支持され、垂直方向の
駆動力が与えられる駆動軸と、一端部が上型に回動自在
かつ水平方向に移動自在に支持され、中間部が基台に回
動自在に支持され、他端部が駆動軸に回動自在かつ水平
方向に移動自在に支持されるアームとから構成されてい
る。

【０００３】そして、駆動軸に与えられた垂直方向の駆
動力が、アームを回動させて上型に伝達されることによ
り、上型が垂直方向に移動し下型に対して接離されるよ
うになる。この場合、アームは、その一端部及び他端部
が、それぞれ、上型及び駆動軸に水平方向に移動自在に
支持されていることにより、円滑に回動されることにな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のてこ型プレス装置では、上型及び駆動軸と
アームとを、それぞれ回動自在でかつ水平方向に移動自
在に支持するための各連結部分の加工精度やクリアラン
ス等によって、上型の下死点位置にばらつきが生じるよ
うになり、つまり、上型の下死点位置の精度が大幅に低
下し、ひいては、プレスによる加工精度の劣化をも招く
という問題を有している。

【０００５】そこで、この発明は上記事情を考慮してな
されたもので、上型等の被駆動体の駆動位置でのばらつ
きを容易に修正することができ、高精度な位置決めを可
能とする極めて良好なてこ機構及びそれを用いたプレス
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るてこ機構
は、駆動力の与えられる力点部と、被駆動体に連結され
た作用点部と、基台に回動自在に連結された支点部とを
有し、力点部に与えられた駆動力を被駆動体に伝達する
アームを備えたものを対象としている。

【０００７】そして、アームの回動中心となる第１の軸
を、該第１の軸の軸心から偏心した位置に設定される第
２の軸を回動中心として移動可能とすることにより、ア
ームの回動中心を変化させて被駆動体の駆動位置の調整
を行なえるように構成したものである。

【０００８】上記のような構成によれば、アームの回動
中心を変化させるだけで被駆動体の駆動位置の調整を行
なえるようにしたので、被駆動体の駆動位置でのばらつ
きを容易に修正することができ、高精度な位置決めを可
能とすることができる。

【０００９】また、この発明に係るてこ機構を用いたプ
レス装置は、基台に垂直方向に移動自在に支持された上
型と、基台に垂直方向に移動自在に支持され、垂直方向
の駆動力が与えられる駆動軸と、上型及び駆動軸がそれ
ぞれ回動自在かつ水平方向に移動自在に支持されるとと
もに、基台に回動自在に支持され、駆動軸の駆動力を回
動して上型に伝達するアームとを有するものを対象とし
ている。

【００１０】そして、アームの回動中心となる第１の軸
を、該第１の軸の軸心から偏心した位置に設定される第
２の軸を回動中心として移動可能とすることにより、ア
ームの回動中心を変化させて上型の下死点位置の調整を
行なえるように構成したものである。

【００１１】上記のような構成によれば、アームの回動
中心を変化させるだけで上型の下死点位置の調整を行な
えるようにしたので、上型の下死点位置でのばらつきを
容易に修正することができ、高精度な位置決めを可能と
することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。すなわち、図１に
おいて、符号１１は土台で、例えば地中等に埋設されて
強固に固定されている。そして、この土台１１上に、プ
レス装置本体の基台となるフレーム１２と、金型部１３
とが設置されている。

【００１３】まず、上記フレーム１２には、軸受け部１
４を介して駆動軸となる昇降シャフト１５が垂直方向
に、つまり、図１に矢印Ａ，Ｂで示す方向に移動自在に
支持されている。この昇降シャフト１５の下端部には、
軸１６を介して偏心レバー１７の一端部が回動自在に連
結されている。

【００１４】この偏心レバー１７の他端部には、円形状
の透孔１７ａが形成されており、この透孔１７ａ内に偏
心軸１８が遊挿されている。この偏心軸１８には、その
軸心から偏心された位置に、回転軸１９が一体的に形成
されている。そして、この回転軸１９が、図示しないモ
ータ等の回転力で回転駆動されることにより、昇降シャ
フト１５が垂直方向に移動されることになる。

【００１５】また、この昇降シャフト１５の上端部に
は、それぞれが水平方向、つまり、図１に矢印Ｃ，Ｄで
示す方向を向くようにして並設された一対のガイド２０
が設置されている。そして、この一対のガイド２０の間
に、アーム２１の一端部に回転自在に支持されたローラ
２２が遊挿されている。

【００１６】このローラ２２は、プレーンベアリング構
造となっており、ガイド２０に沿って水平方向に転がる
ことが可能になっている。これにより、アーム２１は、
昇降シャフト１５に対して、回動自在かつ水平方向に移
動自在に支持されることになる。

【００１７】また、このアーム２１には、その中間部に
形成された円形状の透孔２１ａに、偏心コア２３が遊嵌
されている。この偏心コア２３には、詳細は後述する
が、その軸心から偏心された位置に、回転軸２４が一体
的に形成されている。そして、この回転軸２４は、上記
フレーム１２に回転自在に支持されている。このため、
アーム２１は、フレーム１２に対して偏心コア２３を中
心として回動自在に支持されることになる。

【００１８】さらに、上記アーム２１の他端部には、プ
レーンベアリング構造のローラ２５が回転自在に支持さ
れている。このローラ２５は、フレーム１２に垂直方向
に移動自在に支持されたプレスシャフト２６の上端部
に、それぞれが水平方向を向くようにして並設された一
対のガイド２７の間に遊挿され、ガイド２７に沿って水
平方向に転がることが可能になっている。

【００１９】これにより、アーム２１は、プレスシャフ
ト２６に対して、回動自在かつ水平方向に移動自在に支
持されることになる。そして、このプレスシャフト２６
の下端部には、上型２８が取着されている。

【００２０】一方、上記金型部１３は、フレーム１２上
に固定された台１３ａと、この台１３ａ上に載置され、
上記上型２８を受ける構造となされた下型１３ｂとから
構成されている。

【００２１】なお、上記上型２８に対しては、その調整
用軸２９にハンドル３０を装着して回転させることによ
り、高さ調整を行なうことが可能である。

【００２２】このため、上記昇降シャフト１５が垂直方
向に駆動されると、その駆動力によって、アーム２１が
偏心コア２３を中心に回動され、これにより、プレスシ
ャフト２６を介して上型２８が垂直方向に移動されて、
下型１３ｂに対して接離されるようになる。

【００２３】この場合、アーム２１は、そのローラ２
２，２５が、それぞれ、昇降シャフト１５のガイド２０
及びプレスシャフト２６のガイド２７に沿って水平方向
に揺動することにより、円滑な回動動作を行なってい
る。

【００２４】すなわち、アーム２１は、昇降シャフト１
５との連結部を揺動力点部とし、フレーム１２との連結
部を支点部とし、プレスシャフト２６との連結部を揺動
作用点部とする、てことなっている。

【００２５】ここで、図２（ａ），（ｂ）は、上記アー
ム２１の偏心コア２３及び回転軸２４とその周辺の詳細
な構成を示している。すなわち、上記回転軸２４は、そ
の両端部がフレーム１２に設置された軸受け３１によっ
て回転自在に支持されている。そして、この回転軸２４
の中央部に偏心コア２３が一体的に形成され、この偏心
コア２３が、図２では図示しないが、アーム２１の透孔
２１ａ内に遊嵌されている。

【００２６】また、上記回転軸２４の一端部には、歯車
３２が同心的に取着されている。そして、この歯車３２
に、モータ３３の回転駆動力によって回転されるウォー
ムギア３４が歯合されている。このため、上記回転軸２
４は、モータ３３の回転力によってウォームギア３４が
回転され、これに伴なって歯車３２が回転されることに
よってのみ、その軸心の回りに回転されることになる。

【００２７】換言すれば、回転軸２４は、それと同心的
に取着された歯車３２が、ウォームギア３４に歯合され
ていることにより、それ自体が自由に回転することは阻
止されている。

【００２８】そして、回転軸２４がモータ３３の回転力
により回転されると、図３（ａ），（ｂ）に示すよう
に、回転軸２４と一体構造の偏心コア２３が遊嵌された
アーム２１は、同然のことながら、回転軸２４の中心Ｘ
を中心として、そこから偏心コア２３の中心Ｙ（アーム
２１の回動中心つまりてこの支点）までの距離ａを半径
とする、円形の軌跡を描くように移動されることにな
る。

【００２９】このため、アーム２１の支点は、垂直方向
についてみると、図３（ａ）に示す最も高い位置と、図
３（ｂ）に示す最も低い位置とに制御され、その高低差
は、２ａとなる。そして、このようにアーム２１の支点
の高さを変化させるということは、取りも直さず、上型
２８の下死点位置を変化させることになる。

【００３０】すなわち、モータ３３の回転を制御するこ
とにより、上型の下死点位置を、２ａの範囲で調整する
ことができるようになる。実際には、ａ＝２ｍｍで、回
転軸２４の０．３°の回動により、上型の下死点位置を
１０μｍ調整できるように設定している。なお、モータ
３３をステップモータとすれば、その回転軸２４の回転
量を調整し易くすることができる。

【００３１】ここで、図４は、プレス装置の制御系を示
している。すなわち、制御系の主体はＣＰＵ（Central
Processing Unit）３５である。このＣＰＵ３５は、プ
レスシャフト２６の上限位置及び下限位置を検知する上
下限センサ３６からの検知信号を入出力ボックス３７を
介して受け、入出力ボックス３７に対して、モータイン
バータ３８を介して昇降シャフト１５を垂直方向に駆動
させるためのモータ３９を制御させる。

【００３２】また、入出力ボックス３７には、上型２８
の下死点位置を計測するためのリニアスケール４０から
の計測信号も供給されている。そして、ＣＰＵ３５は、
リニアスケール４０で計測された上型２８の下死点位置
を見て、その位置が目的の位置からずれていた場合に、
その位置を目的の位置に近づけるように、モータドライ
バ４１を介してモータ３３を制御し、ここに、上型２８
の下死点位置の自動調整が行なわれる。

【００３３】上記した実施の形態によれば、まず、アー
ム２１に偏心コア２３を遊嵌させ、この偏心コア２３に
一体的に形成された回転軸２４を回動させることによ
り、アーム２１の高さを調整するようにしたので、簡易
な構成で容易に上型２８の下死点位置の調整を行なうこ
とができるようになる。

【００３４】また、上型２８の下死点位置を実際にリニ
アスケール４０によって計測し、その計測結果に基づい
てモータ３３を制御して上型２８の下死点位置を自動調
整するようにフィードバックをかけているので、上型２
８の下死点位置のばらつきを容易に修正することがで
き、高精度な位置決めを可能とすることができる。

【００３５】実際の測定においては、プレス装置の各連
結部分の加高精度やクリアランス等による上型の下死点
位置のばらつきは、従来では、基準位置に対して±２０
μｍであったのに対し、上記したフィードバック制御で
は、基準位置に対して±１μｍ以内にまで改善されたこ
とが実証されている。

【００３６】また、フィードバック制御としては、上型
２８の目的とする下死点位置を中心として、その上下に
所定の許容幅を持たせた制御エリアを設定し、上型２８
の下死点位置が、この制御エリア内に入るように制御す
ることもできる。この場合にも、制御エリア内におい
て、上型２８の下死点位置のばらつきを、下死点位置が
目的位置に一致するように、さらに収束させるように制
御することができる。

【００３７】さらに、フィードバック制御は、上型２８
を１回上下動させる毎に行なってもよいし、上型２８の
下死点位置のばらつきが所定の基準値を超えたときに行
なうようにすることもできる。

【００３８】また、上型２８の下死点位置を計測するた
めのリニアスケール４０は、その目的を十分に達成し得
るならば、プレス装置のどこに取り付けられてもよいも
のである。さらに、上型２８の下死点位置を計測するた
めの手段としては、リニアスケール４０に限るものでな
いことももちろんである。

【００３９】なお、この発明は上記した実施の形態に限
定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
上型等の被駆動体の駆動位置でのばらつきを容易に修正
することができ、高精度な位置決めを可能とする極めて
良好なてこ機構及びそれを用いたプレス装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るてこ機構及びそれを用いたプレ
ス装置の実施の形態を説明するために示す側面図。

【図２】同実施の形態における要部の構成を説明するた
めに示す側面図。

【図３】同実施の形態における要部の動作を説明するた
めに示す図。

【図４】同実施の形態における制御系を示すブロック構
成図。

【符号の説明】

１１…土台、 １２…フレーム、 １３…金型部、 １４…軸受け部、 １５…昇降シャフト、 １６…軸、 １７…偏心レバー、 １８…偏心軸、 １９…回転軸、 ２０…ガイド、 ２１…アーム、 ２２…ローラ、 ２３…偏心コア、 ２４…回転軸、 ２５…ローラ、 ２６…プレスシャフト、 ２７…ガイド、 ２８…上型、 ２９…調整用軸、 ３０…ハンドル、 ３１…軸受け、 ３２…歯車、 ３３…モータ、 ３４…ウォームギア、 ３５…ＣＰＵ、 ３６…上下限センサ、 ３７…入出力ボックス、 ３８…モータインバータ、 ３９…モータ、 ４０…リニアスケール、 ４１…モータドライバ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 可知 繁盛 山形県東置賜郡川西町大字尾長島740 ウ ェーバックマシナリー株式会社内 (72)発明者 佐藤 広巳 山形県東置賜郡川西町大字尾長島740 ウ ェーバックマシナリー株式会社内 (72)発明者 高橋 大輔 山形県東置賜郡川西町大字尾長島740 ウ ェーバックマシナリー株式会社内 Ｆターム(参考） 4E090 AA01 AB01 BA02 CB02 CC02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動力の与えられる力点部と、被駆動体
   に連結された作用点部と、基台に回動自在に連結された
   支点部とを有し、力点部に与えられた駆動力を被駆動体
   に伝達するアームを備えたてこ機構において、前記アー
   ムの回動中心となる第１の軸を、該第１の軸の軸心から
   偏心した位置に設定される第２の軸を回動中心として移
   動可能とすることにより、前記アームの回動中心を変化
   させて前記被駆動体の駆動位置の調整を行なえるように
   構成してなることを特徴とするてこ機構。
2. 【請求項２】 前記第１の軸は、前記アームの所定位置
   に形成された円形の透孔に遊嵌される偏心コアであり、
   前記第２の軸は、前記偏心コアにその軸心から偏心した
   位置に一体的に形成されるものであることを特徴とする
   請求項１記載のてこ機構。
3. 【請求項３】 基台に垂直方向に移動自在に支持された
   上型と、前記基台に垂直方向に移動自在に支持され、垂
   直方向の駆動力が与えられる駆動軸と、前記上型及び駆
   動軸がそれぞれ回動自在かつ水平方向に移動自在に支持
   されるとともに、前記基台に回動自在に支持され、前記
   駆動軸の駆動力を回動して前記上型に伝達するアームと
   を有するてこ機構を用いたプレス装置において、前記ア
   ームの回動中心となる第１の軸を、該第１の軸の軸心か
   ら偏心した位置に設定される第２の軸を回動中心として
   移動可能とすることにより、前記アームの回動中心を変
   化させて前記上型の下死点位置の調整を行なえるように
   構成してなることを特徴とするてこ機構を用いたプレス
   装置。
4. 【請求項４】 前記第１の軸は、前記アームの所定位置
   に形成された円形の透孔に遊嵌される偏心コアであり、
   前記第２の軸は、前記偏心コアにその軸心から偏心した
   位置に一体的に形成されるものであることを特徴とする
   請求項３記載のてこ機構を用いたプレス装置。
5. 【請求項５】 前記上型の下死点位置を計測する計測手
   段と、この計測手段の計測結果に基づいて前記第２の軸
   の回動量を調整するフィードバック制御手段とを具備し
   てなることを特徴とする請求項３または４記載のてこ機
   構を用いたプレス装置。
6. 【請求項６】 前記フィードバック制御手段は、前記上
   型の下死点位置が、予め設定した目的とする下死点位置
   に一致するように、前記第２の軸の回動量を調整するこ
   とを特徴とする請求項５記載のてこ機構を用いたプレス
   装置。
7. 【請求項７】 前記フィードバック制御手段は、前記上
   型の下死点位置が、目的とする下死点位置を中心とし
   て、その上下に所定の許容幅を持たせた制御エリア内に
   入るように、前記第２の軸の回動量を調整することを特
   徴とする請求項５記載のてこ機構を用いたプレス装置。