JP2001205488A - サーボモータ駆動パンチプレス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いヒットレートの加工と、高い打ち抜きト
ン数の加工とが、サーボモータの容量を大きくせずに実
現できるようにする。 【解決手段】 サーボモータ６と、このサーボモータの
出力によって駆動するプレス駆動機構１とを備える。プ
レス駆動機構１は、パンチ工具１５Ａを昇降させる昇降
自在なラム３と、ベルト伝達機構４と、切換機構３６と
で構成する。ベルト伝達機構４は、減速比の異なる複数
系統の伝達経路１８，１９を有し、サーボモータ６から
ラム３に駆動を伝達する機構である。切換機構３６は、
前記複数系統の伝達経路１８，１９を選択的に切り換え
る機構である。切換機構３６は、キーの係脱で切換える
もの、または電磁クラッチを用いたものとれる。

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、サーボモータを
パンチ駆動源として用いるサーボモータ駆動パンチプレ
スに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、サーボモータをパンチ駆動源と
し、クランク機構等で直線運動に変換してパンチ工具を
昇降駆動するものがある。サーボモータ駆動であると、
ストローク途中の速度が可変で、例えば、打ち抜き寸前
のパンチ速度を低下させて騒音を小さくする等の制御が
行える。また、モータ回転速度の制御でヒットレートを
自由に変えることもでき、高ヒットレートの加工が可能
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、サーボモータ
の速度制御でヒットレートを変える方式では、低ヒット
レートとしても、高い打ち抜きトン数を得ることが難し
い。すなわち、モータ回転速度を低下させてヒットレー
トを低下させる方式では、モータ能力を十分に発揮する
ことができず、モータ能力に応じた高い打ち抜きトン数
が得られない。そのため、低負荷時の高速加工と、低速
による高負荷の加工の両方を行おうとすると、容量の大
きいサーボモータが必要であった。

【０００４】この発明の目的は、高ヒットレートの加工
と、高い打ち抜きトン数の加工との自由な選択を、サー
ボモータ容量を大きくせずに実現できるサーボモータ駆
動パンチプレスを提供することである。この発明の他の
目的は、切換のための構成の簡易を図ることである。こ
の発明のさらに他の目的は、切換を迅速に行えるように
することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のサーボモータ
駆動パンチプレスは、サーボモータと、このサーボモー
タの出力によって駆動するプレス駆動機構とを備え、板
材に加工を施すものであって、前記プレス駆動機構を、
パンチ工具を昇降させる昇降自在なラムと、ベルト伝達
機構と、切換機構とで構成している。ベルト伝達機構
は、減速比の異なる複数系統の伝達経路を有し前記サー
ボモータから前記ラムに駆動を伝達する機構である。前
記切換機構は、前記複数系統の伝達経路を選択的に切り
換える機構である。この構成によると、ベルト伝達機構
の減速比の異なる複数系統の伝達経路を、切換機構によ
り選択的に切り換えて、サーボモータの出力をラムに伝
達できる。そのため、低負荷時には、小さな減速比の伝
達経路を選択することで、高ヒットレートの加工が行
え、また高負荷時には、大きな減速比の伝達経路を選択
することで、サーボモータ出力の増力比を大きくし、低
ヒットレートで高打ち抜きトン数の加工を行うことがで
きる。したがって、高ヒットレートの加工と、高い打ち
抜きトン数の加工とが、サーボモータ容量を大きくせず
に実現できる。また、切換機構は、ベルト伝達機構の伝
達経路を切り換えるものであるため、簡単な構成のもの
で済む。

【０００６】この発明において、前記ベルト伝達機構
は、同一の回転軸に回転自在に設置された互いに径の異
なる複数のプーリを有し、前記切換機構は、前記回転軸
に軸方向移動自在に設けられて前記複数のプーリに回転
伝達可能なように係脱自在に噛み合うキーと、このキー
を前記複数のプーリに選択的に係脱させる係脱駆動手段
とでなるものとしてもよい。この構成の場合、キーの軸
方向移動で伝達経路が切り換えられるので、ベルト伝達
機構および切換機構の構成が簡単である。また、前記切
換機構は、前記複数系統の伝達経路に各々駆動の伝達お
よび伝達解除を行う複数の電磁クラッチであってもよ
い。この構成の場合、伝達経路の切換えが素早く行え
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１およ
び図２と共に説明する。図１は、この実施形態に係るサ
ーボモータ駆動パンチプレスのプレス駆動機構１を示
す。このプレス駆動機構１は、フレーム２の上フレーム
部２ａの先端に設置したラム３を、ベルト伝達機構４お
よびクランク機構５を介して、サーボモータ６で速度制
御可能に駆動するものである。工具保持体７Ａ，７Ｂ
は、各々パンチ工具１５Ａおよびダイ工具１５Ｂを設置
したものであり、フレーム２の上下のフレーム部２ａ，
２ｂ間の空間に設置されている。工具支持体７Ａ，７Ｂ
は、各々タレットからなり、パンチ工具１５Ａおよびダ
イ工具１５Ｂは複数個が円周方向に並べて配置されてい
る。

【０００８】サーボモータ６は、軸方向が上フレーム部
２ａの長手方向（前後方向Ｙ）に沿うように設置されて
いる。クランク機構５は、クランク軸８が、サーボモー
タ６のモータ軸６ａと平行な回転中心Ｏ上で、上フレー
ム部２ａの軸受９，１０，１１により回転自在に支持さ
れている。クランク軸８は、その偏心した軸部８ａが連
接棒１２の上端の孔に軸受（図示せず）を介して回転自
在に嵌合している。連接棒１２の下端には、ピン１３を
介してラム３が連結され、ラム３は上フレーム部２ａの
先端下面に設けられたラムガイド１４に昇降自在に支持
されている。ラム３の先端には、上工具支持体７Ａに保
持されたパンチ工具１５Ａの頭部と連結されるＴ溝状の
頭部連結部を有する。

【０００９】ベルト伝達機構４は、サーボモータ６の出
力をクランク軸８に伝達する機構であり、減速比の異な
る複数系統の伝達経路を有する。すなわち、このベルト
伝達機構４は、サーボモータ５の回転出力を所定の減速
比で中間回転軸１６に伝達する共通伝達経路１７と、中
間回転軸１６の回転出力を所定の減速比でクランク軸８
と一体の軸部８ｂに伝達する第１の伝達経路１８と、中
間回転軸軸１６の回転出力を第１の伝達経路１８よりも
大きい所定の減速比で８ｂに伝達する第２の伝達経路１
９とを有する。

【００１０】共通伝達経路１７は、サーボータ６のモー
タ軸６ａに軸継手２０を介して接続される回転軸２７に
固定された第１のプーリ２１と、このプーリ２１より径
が大きく前記中間回転軸１６に固定された第２のプーリ
２２と、これら両プーリ２１，２２に掛装されたベルト
３１とからなる。第１の伝達経路１８は、中間回転軸１
６に回転自在に設置された第３のプーリ２３と、このプ
ーリ２３より若干径が大きく前記クランク軸８の軸部８
ｂに固定された第４のプーリ２４と、これら両プーリ２
３，２４に掛装されたベルト３２とからなる。第２の伝
達経路１９は、中間回転軸１６に回転自在に設置された
第５のプーリ２５と、このプーリ２５より十分径が大き
くクランク軸８の軸部８ｂに固定された第６のプーリ２
６と、これら両プーリ２５，２６に掛装されたベルト３
３とからなる。前記各プーリ２１〜２６には、例えば歯
付きプーリが用いられ、各ベルト３１〜３３には歯付き
ベルト、すなわちタイミングベルトが用いられる。

【００１１】サーボモータ６のモータ軸６ａに接続され
る回転軸２７は、上フレーム部２ａ内の一対の軸受２
８，２９により回転自在に支持されている。また、中間
回転軸１６は、上フレーム部２ａ内にサーボモータ６の
モータ軸６ａおよびクランク軸８の軸部８ｂと平行に配
置されて、一対の軸受３４，３５により回転自在に支持
されている。

【００１２】第１の伝達経路１８と第２の伝達経路１９
とは、切換機構３６により選択的に切り換えられる。こ
の切換機構３６は、図２に平面断面図で示すように、中
間回転軸１６に軸方向に移動自在に設けられて第３のプ
ーリ２３と第５のプーリ２５に回転伝達可能なように係
脱自在に噛み合うキー３７ｂと、このキー３７ｂを前記
両プーリ２３，２５に選択的に係脱させる係脱駆動手段
３８とで構成される。キー３７ｂはキー付き進退部材３
７に設けられている。係脱駆動手段３８は、進退ロッド
４０ａが軸継手３９を介してキー付き進退部材３７に接
続される進退シリンダ４０からなり、その進退シリンダ
４０は上フレーム部２ａの先端に設置されている。

【００１３】キー付き進退部材３７は、中間回転軸１６
の軸心に形成された軸部ガイド孔４１に進退自在に嵌合
する軸部３７ａと、中間回転軸１６に形成され前記軸ガ
イド孔４１に連通するキーガイド孔４２に進退自在に係
合して、中間回転軸１６の外周より外径側に突出するキ
ー３７ｂとからなる。前記第３および第５のプーリ２
３，２５の軸嵌合孔２３ａ，２５ａの内周面には、キー
部３７ｂが係脱可能なキー溝４３，４５がそれぞれ形成
されている。

【００１４】次に上記構成の動作を説明する。低ヒット
レートによる高負荷の加工を行う場合は、プレス駆動機
構１におけるベルト伝達機構４の中間回転軸１６の回転
をクランク軸８の軸部８ｂに伝達する第１および第２の
伝達経路１８，１９のうち、減速比の大きい第２の伝達
経路１９を切換機構３６により選択する。すなわち、こ
のとき、切換え機構３６の進退シリンダ４０は進退ロッ
ド４０ａを後退駆動し、図２（Ａ）に示すように、キー
付き進退部材３７のキー３７ｂが第５のプーリ２５のキ
ー溝４５に噛み合う。そのため、中間回転軸１６の回転
が、大きい減速比でクランク軸８の軸部８ｂに伝達され
る。これにより、サーボモータ６の回転出力が大きい減
速比でクランク機構５に伝達され、パンチ工具１５Ａを
昇降させるラム３を高打ち抜きトン数で駆動できる。

【００１５】高ヒットレートの加工を行う場合には、ベ
ルト伝達機構４の第１および第２の伝達経路１８，１９
のうち、減速比の小さい第１の伝達経路１８を切換機構
３６により選択する。すなわち、このとき、切換え機構
３６の進退シリンダ４０は進退ロッド４０ａを進出駆動
し、図２（Ｂ）に示すように、キー付き進退部材３７の
キー３７ｂが第２のプーリ２５のキー溝４３に噛み合
い、中間回転軸１６の回転が小さい減速比でクランク軸
８の軸部８ｂに伝達される。これにより、サーボモータ
６の回転出力が小さい減速比でクランク機構５に伝達さ
れ、パンチ工具１５Ａを昇降させるラム３の動作が高速
となる。

【００１６】このように、この実施形態では、容量の小
さいサーボモータ６による簡単な構成により、低負荷時
の高ヒットレートの加工と、低速による高打ち抜きトン
数の加工の両方を行うことができる。

【００１７】図３は、この発明の他の実施形態を示す。
この実施形態では、ベルト伝達機構４の伝達経路１８，
１９を選択的に切り換える切換機構３６が、２つの電磁
クラッチ４６，４７により構成されている。すなわち、
これら電磁クラッチ４６，４７は前記中間回転軸１６に
設置され、一方の電磁クラッチ４６は、中間回転軸１６
の回転を、第１の伝達経路１８を構成する第３のプーリ
２３に伝達および伝達解除する。また、他方の電磁クラ
ッチ４７は、中間回転軸１６の回転を、第２の伝達経路
１９を構成する第５のプーリ２５に伝達および伝達解除
する。その他の構成は先の実施形態と同じである。

【００１８】この実施形態によると、伝達経路１８，１
９の切換えを、電磁クラッチ４６，４７の迅速な動作に
より素早く行うことができる。

【００１９】なお、前記各実施形態では、クランク式パ
ンチプレスの場合について説明したが、これに限らず図
４に示すようなトグル式パンチプレスにも同様に適用で
きる。すなわち、図４のパンチプレスは、支点Ａ回りに
回転自在な第１リンク部材５１に第２リンク部材５２を
屈曲自在に連結し、その第２リンク部材５２の先端にラ
ム５３を連結し、両リンク部材５１，５２の連結部を進
退レバー５４で進退させて両リンク部材５１，５２を屈
曲駆動するものであり、この屈曲に伴ってラム５３が昇
降する。進退レバー５４は、これに連接棒５５を介して
連結されるクランク５６の回転により進退駆動される。
クランク５６には前記各実施形態で述べたベルト伝達機
構４を介してサーボモータ６の回転出力が伝達される。
ベルト伝達機構４における複数系統の伝達経路を選択的
に切り換える切換機構（図示せず）は、図１の実施形態
におけるキー式のものであっても図３の実施形態におけ
る電磁クラッチ式のものであってもよい。

【００２０】

【発明の効果】この発明のサーボモータ駆動パンチプレ
スは、サーボモータと、このサーボモータの出力によっ
て駆動するプレス駆動機構とを備え、板材に加工を施す
パンチプレスであって、前記プレス駆動機構は、パンチ
工具を昇降させる昇降自在なラムと、減速比の異なる複
数系統の伝達経路を有し前記サーボモータから前記ラム
に駆動を伝達するベルト伝達機構と、前記複数系統の伝
達経路を選択的に切り換える切換機構とよりなるものと
したため、高ヒットレートの加工と、高い打ち抜きトン
数の加工との自由な選択を、サーボモータ容量を大きく
せずに実現でき、また簡単な構成で済む。前記ベルト伝
達機構を、同一の回転軸に回転自在に設置された互いに
径の異なる複数のプーリを有するものとし、前記切換機
構は、前記回転軸に軸方向移動自在に設けられて前記複
数のプーリに回転伝達可能なように係脱自在に噛み合う
キーと、このキーを前記複数のプーリに選択的に係脱さ
せる係脱駆動手段とでなるものとした場合は、ベルト伝
達機構および切換機構が簡単な構成となる。前記切換機
構が、前記複数系統の伝達経路に各々駆動の伝達および
伝達解除を行う複数の電磁クラッチで構成した場合は、
伝達経路の切換えが早くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかるサーボ
モータ駆動パンチプレスのプレス駆動機構を示す部分破
断側面図、（Ｂ）は同プレス駆動機構の要部を示す正面
断面図である。

【図２】同プレス駆動機構における切換機構の動作を示
す平面断面図である。

【図３】この発明の他の実施形態にかかるサーボモータ
駆動パンチプレスのプレス駆動機構を示す部分破断側面
図である。

【図４】この発明のさらに他の実施形態にかかるサーボ
モータ駆動パンチプレスのプレス駆動機構を示す模式説
明図である。

【符号の説明】

１…プレス駆動機構 ３…ラム ４…ベルト伝達機構 ６…サーボモータ １５Ａ…パンチ工具 １６…中間回転軸 １８…第１の伝達経路 １９…第２の伝達経路 ２３…第３のプーリ ２４…第４のプーリ ２５…第５のプーリ ２６…第６のプーリ ３６…切換機構 ３７…キー ３８…係脱駆動手段 ４６，４７…電磁クラッチ ５３…ラム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボモータと、このサーボモータの出
   力によって駆動するプレス駆動機構とを備え、板材に加
   工を施すサーボモータ駆動パンチプレスであって、前記
   プレス駆動機構は、パンチ工具を昇降させる昇降自在な
   ラムと、減速比の異なる複数系統の伝達経路を有し前記
   サーボモータから前記ラムに駆動を伝達するベルト伝達
   機構と、前記複数系統の伝達経路を選択的に切り換える
   切換機構とよりなるサーボモータ駆動パンチプレス。
2. 【請求項２】 前記ベルト伝達機構は、同一の回転軸に
   回転自在に設置された互いに径の異なる複数のプーリを
   有し、前記切換機構は、前記回転軸に軸方向移動自在に
   設けられて前記複数のプーリに回転伝達可能なように係
   脱自在に噛み合うキーと、このキーを前記複数のプーリ
   に選択的に係脱させる係脱駆動手段とでなる請求項１記
   載のサーボモータ駆動パンチプレス。
3. 【請求項３】 前記切換機構は、前記複数系統の伝達経
   路に各々駆動の伝達および伝達解除を行う複数の電磁ク
   ラッチである請求項１記載のサーボモータ駆動パンチプ
   レス。