JP2001300778A

JP2001300778A - リンク式サーボプレス

Info

Publication number: JP2001300778A
Application number: JP2000114149A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Amino; 網野　　廣之; Gen Ro; 言呂; Katsuro Asanuma; 克郎浅沼
Original assignee: Amino Corp
Current assignee: Amino Corp
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2001-10-30

Abstract

(57)【要約】【課題】加工速度とストローク数が高く、消耗エネルギ
ーも少なくしかも小さな駆動源によって大きな加工能力
を発揮することができるとともに高速でスライドを駆動
することができ、加工速度，ストロークおよび出力も任
意的に設定できる高出力プレスを提供する。【解決手段】数値制御型モータ２と、該数値制御型モー
タ２により可逆回転される多条角ねじ４と、該多条角ね
じ４と螺合しこれに沿って移動自在なナット５ａを有す
る昇降体５と、昇降体５とスライド１ｅ間を結ぶ多リン
ク機構３を備えている。あるいは数値制御型モータ２
と、該数値制御型モータ２により可逆回転されるナット
５ａを有する回転体５’と、前記ナット５ａを螺通して
昇降自在な多条角ねじ４と、多条角ねじ４の端部とスラ
イド間を結ぶ多リンク機構３を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプレスとりわけリン
ク式サーボプレスに関する。

【０００２】

【従来の技術】金属材及び非金属材の塑性加工手段とし
てプレス装置が汎用されている。こうしたプレスとして
は、図１に示すようなクランク式駆動装置を用いたもの
と、図２に示すような油圧駆動装置を用いたものが主と
して使用されている。前者のプレスは、フライホイール
を利用し、プレスの上昇、下降工程でエネルギーを蓄積
し、プレスの加工工程でフライホイールの回転数を減速
することにより、蓄積したエネルギーを出力し、クラン
ク軸のアームに連結したスライドを下降して、ワークを
プレス加工するものである。後者のプレスは、モータの
駆動エネルギーを油圧ポンプ、リリーフ弁などの油圧機
器（油圧回路）を介して油圧シリンダに伝達し、油圧シ
リンダのラムに結合したスライドを下降して、ワークを
プレス加工するものである。

【０００３】前者のクランク式プレスは、後者の油圧式
プレスに比べて、加工速度とストローク数が高く、消耗
エネルギーも少なくできる特徴があるが、慣性エネルギ
ーを利用してスライドを作動するため、プレスの加工
力、加工速度及びストローク位置などを任意に設定がで
きないという問題がある。スライドのモーションが限定
され、製品の成形形状や大きさ、材質などの諸条件に応
じてスライド速度を調整したりストローク長さに応じた
出力を調整すことができないという不具合があった。

【０００４】これに対して油圧式プレスは、プレスの加
工速度とストロークを任意的に設定でき、プレスの出力
も任意的に設定できる利点があるが、ポンプからの圧油
をリリーフ弁により制御してプレスの出力を制御し、ま
た、絞り弁により速度を制御するため、駆動エネルギー
が多量に消耗されるのみならず、消耗する駆動エネルギ
ーが熱になり、油圧システムの安定性が低下したり、冷
却装置を追設する必要が生じ、大型化するなどの問題が
ある。油圧プレスでは一般に圧油をヘッド側とピストン
側に供給してスライドを昇降させるため、加工能力を大
きくするには大容量の大型シリンダを必要とし、また、
単位時間あたりのストローク数を大きく取ることができ
ないため高速化の実現が困難であるという問題があっ
た。

【０００５】この対策として、本発明者らはＡＣサーボ
モータを駆動源として利用してボールスクリューにより
スライドを昇降させることを考えた。しかし、この方式
は駆動効率が高い利点はあるものの、寿命や強度などの
面から、最大荷重６００〜８００ＫＮ程度までが使用限
界であった。しかも、プレスは、下降行程と上昇行程で
はスライド荷重のみが、加圧行程では大きな力がそれぞ
れ必要であるところ、ボールスクリューで駆動した場合
には、下降、加圧および上昇の各行程を同等の耐荷重や
強度に設定することになるため、コストが非常に高いも
のとなるという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題点を解消するために創案されたもので、その目的と
するところは、加工速度とストローク数が高く、消耗エ
ネルギーも少なくしかも小さな駆動源によって大きな加
工能力を発揮することができるとともに高速でスライド
を駆動することができ、加工速度，ストロークおよび出
力も任意的に設定できる高出力プレスを提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
第１発明は、数値制御型モータと、該数値制御型モータ
により可逆回転される多条角ねじと、該多条角ねじと螺
合しこれに沿って移動自在なナットを有する昇降体と、
昇降体とスライド間を結ぶ多リンク機構とを備えている
ことを特徴としている。

【０００８】また、第２発明は、数値制御型モータと、
該数値制御型モータにより可逆回転されるナットを有す
る回転体と、前記ナットを螺通して昇降自在な多条角ね
じと、多条角ねじの端部とスライド間を結ぶ多リンク機
構を備えたことを特徴としている。

【０００９】いずれの発明においても、前記多リンク機
構は、多条角ねじの端部に左右に伸びる第１リンクの基
端を枢着する一方、プレスフレームには基端を枢着した
第２リンクを左右一対設け、スライドには基端が枢着さ
れた第３リンクを左右一対設け、左右の第１リンクない
し第３リンクの各自由端側を集合連結部で屈伸自在に枢
着し、かつ前記第２リンクの長さＬ₂と第３リンクの長
さＬ₃をＬ₃＞Ｌ₂の関係に構成していることが好まし
い。また、スライドの下降側に流体圧を利用したバラン
ス機構を設けていることが好ましい。このバランス機構
は、スライドにピストンロッドを連結した油圧バランス
シリンダと、油圧バランスシリンダのロッド側とタンク
を接続する流量調整弁と、油圧バランスシリンダのピス
トン側とアキュムレータと接続する流量調整弁とを有し
ていることが好適である。前記多条角ねじのリード角度
は１８〜２０°であることが好ましく、また、ナットは
多条角ねじとの螺合面がショットピーニング面となって
いることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を添付図面を
参照して説明する。図１は本発明によるリンク式サーボ
プレスの第１実施例を示している。１はプレスフレーム
であり、ボルスタ１ｄを取り付けるベッド１ａの四隅に
コラム１ｂを立設し、コラム１ｂの上部にクラウン(コ
ラムヘッド)１ｃを剛結し、コラム１ｂ，１ｂにはギブ
１ｆ，１ｆを設けこれに上型を取り付けるスライド１ｅ
を摺動可能に取り付けている。

【００１１】２は前記クラウン１ｃの上部に設置された
数値制御型モータたとえばＡＣサーボモータであり、出
力軸に減速機２ａが連結されている。４は多条角ねじで
あり、上端部をもって前記減速機２ａの出力側に連結さ
れ、定位置で可逆回転されるようになっている。前記多
条角ねじ４はクラウン１ｃの中央に設けた孔を通して下
方に延在しており、多条角ねじ４にはこれと噛み合うナ
ット５ａを固定した昇降体５が配されている。３は前記
昇降体５に連結された多リンク機構である。

【００１２】前記多リンク機構３は、図１と図３に示さ
れており、各自由端側が集合枢着された第１リンク３
ａ，３ａ’と第２リンク３ｂ，３ｂ’および第３リンク
３ｃ，３ｃ’を、前記昇降体５の軸線を境として左右一
対配してなる。前記左右の第１リンク３ａ，３ａ’はそ
れぞれ２枚１組のレバーからなり、各レバーの基端部は
昇降体５に設けた左右の第１支軸３００,３００に屈伸
自在に枢着されており、クラウン１ｃには第１リンク３
ａ，３ａ’の屈伸運動を許容する空間部が設けられてい
る。第１リンク３ａ，３ａ’の自由端はそれぞれクラウ
ン１ｃとスライド１ｅ間の空隙に常時位置する集合用支
軸３０１，３０１に枢着されている。

【００１３】左右の第２リンク３ｂ，３ｂ’もそれぞれ
２枚１組のレバーからなり、前記集合用支軸３０１，３
０１よりもプレスフレーム幅方向外方のクラウン部位ま
たはコラムに設けた軸受３０５，３０５に支持された第
２支軸３０２，３０２に基端部が枢着され、自由端が前
記集合用支軸３０１，３０１に枢着されている。

【００１４】左右の第３リンク３ｃ，３ｃ’はこの例で
はそれぞれ１枚のレバーからなり、前記第２支軸３０
２，３０２の鉛直線上ないしこれに近い線上のスライド
部位に設けた軸受３０６，３０６に支持された第３支軸
３０３，３０３に基端部が枢着され、自由端が前記集合
用支軸３０１，３０１に枢着されている。軸受３０６は
スライド１ｅの上部に設けられていてもよいが、この実
施例では図３のようにスライド１ｅに第３支軸３０３の
屈伸運動を許容する大きさの凹部１２を設け、ここにア
ジャスト装置３０７を介して軸受３０６を剛結してい
る。アジャスト装置３０７はスライド１ｅのダイハイト
を調節するためのもので、ねじ３０８とウォーム機構３
０９からなっている。

【００１５】前記第１リンク３ａ，３ａ’と第２リンク
３ｂ，３ｂ’および第３リンク３ｃ，３ｃ’は、第１リ
ンク３ａ，３ａ’の長さをＬ₁とし、第２リンク３ｂ，
３ｂ’の長さをＬ₂とし、第３リンク３ｃ，３ｃ’の長
さをＬ₃とした場合、Ｌ₃＞Ｌ₂≧Ｌ₁の関係とすることが
好ましい。これはプレスの高ストローク数と最適な出力
を達成するためである。この条件内で前記Ｌ₁とＬ₃とＬ
₂の長さ比率を適宜設定することにより、プレスの全荷
重ストローク範囲内で昇降体５のストロークＳＬ(出力)
とスライド１ｅのストロークＳＰ(出力)の関係すなわ
ち、ＳＬ／ＳＰを拡大、縮小することができる。Ｌ₁と
Ｌ₂とＬ₃の長さ比率は、Ｌ₁を１とした場合、１：(１〜
２):(１．２〜３)が実用的な範囲である。

【００１６】前記スライド１ｅの下降側には、多リンク
機構３およびスライドに取り付けられるテーブルや金型
などの重量をキャンセルして高速運動におけるスライド
１ｅの慣性力をバランスするためのバランス機構８，８
が設けられる。図８はかかるバランス機構８，８の詳細
を示しており、ベッド側に少なくとも左右の油圧バラン
スシリンダ８ａ，８ａを設け、それら油圧バランスシリ
ンダ８ａ，８ａのピストンロツド８０，８０をスライド
１ｅに直接かまたはスライド１ｅに取り付けたブラケッ
ト１００，１００に連結している。

【００１７】そして、前記各油圧バランスシリンダ８
ａ，８ａのロッド側に第１油路８１を接続し、その第１
油路８１に可変絞り８２０を有する第１流の量調整弁８
２を接続し、該第１の流量調整弁８２のタンクポートを
タンクＴに接続している。さらに前記油圧バランスシリ
ンダ８ａ，８ａのピストン側には第２油路８３を接続
し、該第２油路８３に可変絞り８４０を有する第２の流
量調整弁８４を介してアキュムレータ８５を接続してい
る。

【００１８】前記第１の流量調整弁８２と第２の流量調
整弁８４は電磁比例弁が用いられ、大流量と小流量を任
意に設定できるようになっている。前記第２油路８３に
は第２の流量調整弁８４の下流側に油圧ポンプ８６を有
する第３油路８７が接続されており、この第３油路８７
には前記アキュムレータ８５の圧力を上型の重量などの
プレス加工条件に応じて任意に設定するため、電磁比例
リリーフ弁９０と切換弁９１とチェック弁９２を接続し
ている。電磁比例リリーフ弁９０はアキュムレータ８５
のチャージ圧力を設定し、切換弁９１はたとえば両側に
電磁SOL５，SOL６を有する３位置電磁切換弁からなって
いて、油圧ポンプ８６からの吐出油をアキュムレータに
チャージする。

【００１９】そして前記チェック弁９２と第２の流量調
整弁８４の間には、アキュムレータ系の圧力を検出する
圧力検出センサ８８が接続されている。この圧力検出セ
ンサ８８はアキュムレータ系の圧力を検出し、その検出
圧力が前記電磁比例リリーフ弁９０によって設定された
圧力よりも低い場合に信号を送って切換弁９１によりア
キュムレータ８５の圧力を再チャージするためのもので
ある。

【００２０】本発明におけるストローク長さ、速度およ
び圧力の制御系は任意である。その第１のタイプとして
は、数値制御型モータ２に内蔵されたエンコーダにより
位置、速度および圧力を検出してコントローラ８にフィ
ードバツクする方式が挙げられる。第２のタイプとして
は、図１のようにプレスフレーム１に例えばエンコー
ダ、リニアセンサなどのスライド位置検出手段６３と、
ロードセルなどの圧力センサ６４を設け、それらをそれ
ぞれコントローラ８に電気的に接続して位置、速度及び
圧力をフィードバックし、数値制御型モータ２をＣＮＣ
制御する方式が挙げられる。

【００２１】図２は本発明によるリンク式サーボプレス
の第２実施例を示している。この実施例においては、ク
ラウン１ｃの上部に数値制御型モータ２を設置する一
方、中央部にはベアリングを有するホルダー７を設け、
このホルダー７にナット５ａを有するフライホイール形
状の比較的大きな径の減速用回転体５’を昇降不能に保
持させている。そして、前記数値制御型モータ２の主力
軸にはたとえばスプロケットまたはねじを取付け、回転
体５’の外周には歯部またはねじなどの波状要素を設
け、それら波状要素を歯付きベルトや中間歯車などの伝
動手段５０で結んでいる。

【００２２】前記ナット５ａには多条角ねじ４が螺合
し、回転体５’およびクラウン１ｃを貫通して延在して
おり、多条角ねじ４の下端には側方に突出するヘッド４
０が固定されていて、このヘッド４０とスライド１ｅ間
を多リンク機構３で結んでいる。他の構成は第１実施
例と同じであるから、同じ部分に同符号を付し、説明は
省略する。図２（ｂ）は第２実施例の別の態様を示して
いる。この態様は前記減速用回転体５’としてウオーム
ホイールを使用し、数値制御型モータ２の主力軸にはウ
オームホイールと噛み合うウオーム２０を連結してい
る。

【００２３】前記いずれの実施例においても、多条角ね
じ４は図４（ａ）のように、リード角θが１８〜２０°
であることが好ましい。その理由は、リード角θが１８
°未満ではねじ効率が不十分であり、２０°を越えるリ
ード角としてもねじ効率はあまり変化がなく、製作のた
めの機械加工が困難になるので効果が乏しいからであ
る。多条角ねじ４の条数は通常４本程度が好ましく、断
面が台形状またはコ字状をなしている。

【００２４】回転体５’または昇降体５のナット５ａ
は、図４（ｂ）のように前記多条角ねじ４との螺合面が
ショットピーニング面５００となっている。これは表面
硬度を高めて耐久性を増すほか、ショットピーニング面
５００の凹凸とくに凹部が油溜となって潤滑性が高くな
るからである。これによりねじ部の耐久性と駆動効率を
向上することができる。

【００２５】

【実施例の作用】次に実施例の作用を説明する。ワーク
のプレス加工に際しては、あらかじめワークの材質、機
械的特性、加工形状などに応じた下降速度、位置、圧力
をコントローラ８に入力しておく。図５は第１実施例の
動作を示しており、スライド１ｅが上死点位置にある状
態では、この上死点位置においては、昇降体５は多条角
ねじ４の軸線方向で高位位置にあり、左右の第１リンク
３ａ，３ａ’は引き上げられ、これらの自由端と他のリ
ンクをつないでいる集合用支軸３０１，３０１はクラウ
ン１ｃの下面に近づくように持ち上げられる。図６の符
号Ｉはこのときの多リンク機構３の状態を示している。

【００２６】従って、第１リンク３ａ，３ａ’は図６の
２点鎖線のように多条角ねじ軸線となす角度αが小さ
く、第２リンク３ｂ，３ｂ’は多条角ねじ軸線と平行な
軸線となす角度βが大きく(水平に近い角度)、第３リン
ク３ｃ，３ｃ’は多条角ねじ軸線と平行な軸線となす角
度γが大きくなるように保持されている。

【００２７】この状態でプレス加工を行うには、数値制
御型モータ２を正方向に回転駆動するもので、この出力
が減速機２ａによって減速されて多条角ねじ４に伝達さ
れてこれが回転するため、多条角ねじ４に螺合している
昇降体５が多条角ねじ４の軸線に沿って下降し、スライ
ド１ｅは多リンク機構３を介して高速降下する。この時
の状態が図５（ｂ）（ｃ）であり、図６においてＩから
ＩＩの間がこの下降行程である。この下降行程では第１
リンク３ａ，３ａ’は左右に広がりつつ集合用支軸３０
３，３０３を押し下げる。この時の各リンクの状態は、
上死点位置のときよりも第１リンク３ａ，３ａ’の角度
αは大きくなり、第２リンク３ｂ，３ｂ’の角度βは小
さくなり、第３リンク３ｃ，３ｃ’の角度γは小さくな
る。

【００２８】ついで加圧行程においては、加圧行程開始
位置が図６のＩＩであり、ＩＩＩの全荷重の開始位置ま
での間、第１リンク３ａ，３ａ’はさらに左右に広がり
つつ集合用支軸３０１，３０１を押し下げる。この時の
各リンクの状態は、下降完了位置のときよりも第１リン
ク３ａ，３ａ’の角度αは大きくなり、第２リンク３
ｂ，３ｂ’の角度βは小さくなり、第３リンク３ｃ，３
ｃ’の角度γは小さくなる。したがって、自動的にスラ
イド１ｅは低速で降下し高荷重で加圧することになる。

【００２９】図５（ｄ）（ｅ）は全荷重の開始位置から
下死点位置Ｏに達するストロークを示しており、第２リ
ンク３ｂ，３ｂ’の角度βと第３リンク３ｃ，３ｃ’の
角度γはさらに小さくなり、下死点において垂直線に最
も近い状態となる。本発明は駆動源として数値制御型モ
ータ２を使用しているため、下死点位置での圧力保持を
自在かつ確実に行なうことができる。

【００３０】かくしてプレス加工が完了した後は、数値
制御型モータ２を逆方向に回転駆動するもので、この出
力が減速機２ａによって減速されて多条角ねじ４に伝達
されてこれが回転するため、多条角ねじ４に螺合してい
る昇降体５が多条角ねじ４の軸線に沿って上昇する。こ
れにより集合用支軸３０３，３０３が第１リンク３ａ，
３ａ’を介して牽引されるため前記した状態から図５
（ｄ）→（ｂ）→（ａ）と逆に作動され、スライド１ｅ
が上死点位置に戻る。以下前述した操作の繰返しによ
り、スライド１ｅは多リンク機構３を介して連続直線往
復運動し、プレス加工が行われる。本発明は左右対称の
多リンク機構３を用いているため、多条角ねじ４とナッ
ト５ａとの噛み合いに偏心荷重が発生せず、円滑に昇降
させることができる。

【００３１】第２実施例においては、数値制御型モータ
２を正方向に回転駆動するもので、この出力が減速機構
としての回転体５’によって減速されナット５ａに伝達
されてこれが回転するため、多条角ねじ４が回転するこ
となく下降し、スライド１ｅは多条角ねじ４の下端部の
ヘッド４０に連結された多リンク機構３を介して高速降
下する。この時の状態が図７（ｂ）（ｃ）であり、図６
においてＩからＩＩの間がこの下降行程である。加圧行
程から下死点位置までの動きは図７（ｄ）（ｅ）に示さ
れており、前記第１実施例と同じである。

【００３２】プレス加工が完了した後は、数値制御型モ
ータ２を逆方向に回転駆動するもので、この出力が回転
体によって減速されてナット５ａから多条角ねじ４に伝
達されるため、多条角ねじ４は回転せず軸線に沿って上
昇する。これにより集合用支軸３０３，３０３が第１リ
ンク３ａ，３ａ’を介して多条角ねじ４により牽引され
るため、前記した状態から図７（ｄ）→（ｂ）→（ａ）
と逆に作動され、スライド１ｅが上死点位置に戻る。以
下前述した操作の繰返しにより、スライド１ｅは多リン
ク機構３を介して連続直線往復運動し、プレス加工が行
われる。

【００３３】一般にプレス加工においては、加圧ストロ
ークはプレスの全ストロークの１／３以内で使用するこ
とが多いが、本発明は数値制御型モータ２、多条角ねじ
４、ナット５ａおよび多リンク機構３を併用するため、
小さい容量の数値制御型モータ２で大きな加工能力を得
ることができるとともに、スライド１ｅを高速駆動する
ことができる。

【００３４】加圧ストローク前では、多条角ねじ４のス
トロークが拡大され、スライド１ｅのストロークが多条
角ねじ４または昇降体５のそれよりも大きく、したがっ
て、スライド１ｅの速度が多条角ねじ４または昇降体５
の速度よりも早くなる。そして次の加圧ストロークで
は、多リンク機構３により多条角ねじ４のストロークま
たは昇降体５が縮小され、スライド１ｅのストロークが
多条角ねじ４または昇降体５のストロークよりも小さく
なり、従って加圧力が増大する。たとえば、第１リンク
３ａ，３ａ’の長さＬ₁を５００ｍｍとし、第２リンク
３ｂ，３ｂ’の長さＬ₂を６００ｍｍとし、第３リンク
３ｃ，３ｃ’の長さＬ₃を８１０ｍｍとする。

【００３５】図６において、SLは多条角ねじ４または昇
降体５のストローク、SPはスライドのストロークであ
る。多条角ねじ４または昇降体５のストロークが上死点
位置Ｉから下降ストローク完了位置ＩＩまで５２６ｍｍ
(SL₁)伸長した場合、前記したリンク機構の動きにより
スライドのストロークは上死点Ｉ)から位置ＩＩ)まで６
４０ｍｍ(SP₁)下降する。これは、多条角ねじまたは
昇降体５のストロークが１．２２倍に拡大したことであ
り、言い替えると多条角ねじ４または昇降体５の速度が
１．２２倍に増大し、出力も１．２２倍に大きくなる。

【００３６】ついで、ＩＩの位置から加圧ストロークが
開始するが、この加圧ストロークにおいて、多条角ねじ
４または昇降体５のストロークSL₂は３１７ｍｍ伸びる
が、第１リンクが左右に広がる運動傾向が強まるためス
ライドのストロークSP₂は１５５ｍｍと相対的に小さく
なる。このことは、多条角ねじ４または昇降体５のスト
ロークが０．４９倍に縮小したことであり、言い替える
と、多条角ねじ４または昇降体５の速度が０．４９倍に
減少し、逆に出力が２．０５倍に大きくなる。

【００３７】さらに加圧ストロークが終わり、全荷重ス
トローク開始位置ＩＩＩ以降では上記傾向がさらに強ま
り、この全荷重ストローク範囲では、多条角ねじ４また
は昇降体５のストロークSL₃が３３ｍｍに対し、スライ
ドのストロークSP₃は５ｍｍとなる。すなわち、ＳＬ₃／
ＳＰ₃＝６．６であり、多条角ねじ４または昇降体５の
速度が１／６．６に減少し、出力が６．６倍に拡大す
る。従って、上記のように小出力の数値制御型モータ２
を使用して大きな加工荷重を実現することができるので
あり、たとえば８０００ＫＮ〜１５０００ＫＮを実現す
ることができる。

【００３８】本発明は駆動源として数値制御型モータ２
を使用しており、ＣＮＣ制御によりストローク、速度お
よび加圧を自在に制御することができ、多リンク機構３
との協働により下死点ないしその近傍での圧力保持を自
在に行なうことができ、スプリングバックに対する対処
が容易となる。ストロークを成形条件に適した最小スト
ロークを設定できるので、ストローク数を向上すること
ができる。

【００３９】速度を製品形状やワーク材質に則して設定
することにより、高精度な加工を行なうことができ、た
とえばマグネシウム材の成形の場合に、それに適した
２．５ｍｍ／ｓといった成形速度を容易に実現すること
ができる。さらに下降時にステップ状に速度を低下させ
ることが自在なため、プレスの弾性エネルギーを多段階
またはゆっくりと解放することができ、型同士の衝突を
ソフトなものして騒音と振動を解消することができる。
加圧力の制御が自在なため、型の破損を防止することが
でき、１台のプレスにより大型、小型の製品を加工する
ことができる。

【００４０】バランス装置８，８をスライド１ｅに対し
て設けた場合には、スライド１ｅ、多リンク機構３など
の運動部分の重量とバランスさせることができるため、
より省エネルギー化、高速化およびノンショック作動を
実現することができる。すなわち、スライド１ｅの下降
工程において、油圧バランスシリンダ８ａ，８ａのピス
トン側の油は第２油路８３を通り、第２の流量調整弁８
４を介してアキュムレータ８５に蓄圧される。プレス加
工が完了した後、昇降体５または多条角ねじ４が上昇
し、集合用支軸３０３，３０３が第１リンク３ａ，３
ａ’を介して牽引され、スライド１ｅが上死点位置に戻
るが、このスライド１ｅの上昇時にアキュムレータ８５
から蓄圧された油が油圧バランスシリンダ８ａ，８ａの
ピストン側に流入され、それによってスライド１ｅの上
昇を補助するため、多リンク機構３の復帰を早めること
ができる。

【００４１】バランス装置８，８の働きを詳しく説明す
ると、プレス作動に当たっては、切換弁９１の電磁部SO
L４をオンにして油圧ポンプ８６からの吐出油を第３油
路８７と第２油路８１を介して油圧バランスシリンダ８
ａ，８ａのピストン側およびアキュムレータ８５に流入
させ、それによりアキュムレータ８５の初期圧力を設定
させる。この状態でスライド１ｅが下降したときには、
第１の流量調整弁８２と第２の流量調整弁８４に最大流
量となるように開度を設定しておくもので、スライド１
ｅには油圧バランスシリンダ８ａ，８ａのピストンロツ
ド８０，８０が連結されているため、スライド１ｅの下
降により油圧バランスシリンダ８ａ，８ａのピストンは
押圧されて下降し、ピストン室の油は第２の流量調整弁
８４を通ってアキュムレータ８５に流入し、ダイヤフラ
ム弁を介して封入ガスを圧縮し、蓄圧させる。

【００４２】油圧バランスシリンダ８ａ，８ａのロッド
側に接続している第１油路８１が第１の流量調整弁８２
を介してタンクＴに接続されているため、油圧バランス
シリンダ８ａ，８ａのロッド側にはタンクＴから油が吸
入される。なお、このスライド１ｅの下降時に油圧バラ
ンスシリンダ８ａ，８ａのピストン側の油圧によりスラ
イド１ｅの重量がバランスされるため、急激なスライド
降下が抑制され、安定した速度での下降を行うことがで
きる。

【００４３】スライド１ｅが加圧下降してこれに取り付
けた上型とベツド側の下型により所望の加工が行われた
後、スライド１ｅを上昇させると、同時にアキュムレー
タ８５に蓄積されている圧油は第２の流量調整弁８４か
ら第２油路８３を通って油圧バランスシリンダ８ａ，８
ａのピストン側に大流量が流入する。これによりピスト
ンは上方に押圧されるとともに、ロツド側の油は第１油
路８１を通ってタンクＴに戻されるため、ピストンロッ
ド８０，８０が突出してスライド２を上昇方向に押圧
し、それによりスライド１ｅは保有重量がバランスさ
れ、上昇が補助される。したがつて、省エネルギー条件
下で高効率の高速上昇が可能となる。スライド１ｅの上
昇速度は、第１の流量調整弁８２と第２の流量調整弁８
４の電磁部SOL１又は／及びSOL２への印加電流量を減方
向に変化させて可変絞り８２０，８４０を働かせること
により自在に制御することができる。

【００４４】なお、電磁比例リリーフ弁９０により油圧
ポンプからの吐出圧力を任意に設定すれば、アキュムレ
ータ８５のチャージ圧力が設定されるため、前記油圧バ
ランスシリンダ８ａ，８ａの力の大きさを自由に設定で
きる。このため、金型重量やプレスの種類や用途（生産
プレスかトライプレスか）などの加工条件に応じてバラ
ンス力を自由に設定することができる。たとえばバラン
スの中立点すなわち油圧バランスシリンダ８ａ，８ａの
力がスライド１ｅや上型の重量と一致する点を、生産プ
レスの場合、おおむねプレスストロークの１／２〜１／
３に設定し、トライプレスの場合にはプレス下死点に設
定することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１によると
きには、数値制御型モータ２を駆動源とし、これにより
多条角ねじ４を回転して昇降体５を多条角ねじ４の軸線
方向に移動させるようにし、その昇降体５に多リンク機
構３を連結しているので、数値制御型モータ２による回
転数、速度の自在な制御特性による加圧保持性能と、多
リンク機構３による下降時および上昇時の高速化，加圧
時の力の増大というエネルギー効果と、多条角ねじ４へ
の最大負荷の低減と偏心荷重の発生防止により、抜きや
絞りなどの加工において、小さい容量の数値制御型モー
タ２により大きな加工能力を得ることができ、同時に高
速でスライドを駆動することができるため毎分ストロー
ク数を大きくすることができ、これらにより高性能、高
精度、省エネルギー型のプレスを提供することが可能に
なるというすぐれた効果が得られる。

【００４６】請求項２によれば、数値制御型モータ２を
駆動源とし、これで回転体５’を回転して多条角ねじ４
を非回転のまま軸線方向に移動させるようにし、その多
条角ねじ４に多リンク機構３を連結しているので、前記
請求項１の作用効果に加えてプレス全体の高さを低くす
ることができるというすぐれた効果が得られる。請求項
３によれば、多リンク機構３として、昇降体５に左右に
伸びる第１リンク３ａ，３ａ’の基端を枢着する一方、
プレスフレーム１には基端を枢着した第２リンク３ｂ，
３ｂ’を左右一対設け、スライド１ｅには基端が枢着さ
れた第３リンク３ｃ，３ｃ’を左右一対設け、左右の第
１リンクないし第３リンクの各自由端側を集合連結部で
屈伸自在に枢着し、しかも、前記第２リンク３ｂ，３
ｂ’の長さＬ₂、第３リンク３ｃ，３ｃ’の長さＬ₃を、
Ｌ₃＞Ｌ₂の関係に構成しているので、下降ストロークに
おいてスライド１ｅのストロークを昇降体５のストロー
クより大きくさせ、加圧ストロークではスライド１ｅの
ストロークを昇降体５のストロークより小さくさせて加
圧力を増大させることができるというすぐれた効果が得
られる。

【００４７】請求項４によれば、さらに多条角ねじのリ
ード角度が１８〜２０°であるので、耐荷重性と駆動効
率を良くすることができるとともに、製作も容易である
というすぐれた効果が得られる。請求項５によればさら
に、ナットが多条角ねじとショットピーニング面で螺合
しているので、良好な潤滑性能と耐久性、耐荷重性の向
上を図ることができるというすぐれた効果が得られる。
請求項６によれば、スライド１ｅの下降時にはスライド
重量をバランスして安定した動作を得ることができると
ともに、慣性力によるショックを緩和して騒音をなくす
ことができる。しかも、リンク機構３による加圧力とス
ライド重量を利用してスライド１ｅの下降時にアキュム
レータに蓄圧させることができ、そしてスライド上昇時
にその蓄圧した圧油でスライド１ｅを押し上げて上昇を
補助するため、スライド１ｅを高速上昇させることがで
きる。このためプレス能率を高めることができ、また設
備が小型化されるとともに設備コストも安価とすること
ができるなどのすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるリンク式サーボプレスの第１実施
例を示す正面図である。

【図２】（ａ）は本発明によるリンク式サーボプレスの
第２実施例を示す部分切欠正面図、（ｂ）は第２実施例
における駆動部分の異なる態様を示す部分的断面図であ
る。

【図３】本発明における多リンク機構の縦断側面図であ
る。

【図４】本発明における多条角ねじとナットとの取り合
いを示す断面図、（ｂ）はナットの半断斜視図である。

【図５】第１実施例の作動状態を段階的に示す説明図で
あり、（ａ）は上死点位置、（ｂ）は下降行程中、
（ｃ）は同じくその拡大図、（ｄ）は下死点付近、
（ｅ）はその拡大図である。

【図６】本発明における多リンク機構の運動を模式的に
示す説明図である。

【図７】第２実施例の作動状態を段階的に示す説明図で
あり、（ａ）は上死点位置、（ｂ）は下降行程中、
（ｃ）は同じくその拡大図、（ｄ）は下死点付近、
（ｅ）はその拡大図である。

【図８】本発明におけるバランス機構の詳細を示す説明
図である。

【符号の説明】

１ｃクラウン１ｅスライド２数値制御型モータ３多リンク機構３ａ，３ａ’ 第１リンク３ｂ，３ｂ’ 第２リンク３ｃ，３ｃ’ 第３リンク３０１集合用支軸４多条角ねじ５昇降体５ａナット５’ 回転体８，８バランス機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浅沼克郎静岡県富士宮市三園平555番地株式会社アミノ内Ｆターム(参考） 4E088 DA12 DA15 4E090 AA01 AB01 BA02 CB10 CC04 CC10 EB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】数値制御型モータ２と、該数値制御型モー
タ２により可逆回転される多条角ねじ４と、該多条角ね
じ４と螺合しこれに沿って移動自在なナット５ａを有す
る昇降体５と、昇降体５とスライド１ｅ間を結ぶ多リン
ク機構３を備えていることを特徴とするリンク式サーボ
プレス。
【請求項２】数値制御型モータ２と、該数値制御型モー
タ２により可逆回転されるナット５ａを有する回転体
５’と、前記ナット５ａを螺通して昇降自在な多条角ね
じ４と、多条角ねじ４の端部とスライド間を結ぶ多リン
ク機構３とを備えていることを特徴とするリンク式サー
ボプレス。
【請求項３】多リンク機構３が、昇降体５または多条角
ねじ４の端部に左右に伸びる第１リンクの基端を枢着す
る一方、プレスフレームには基端を枢着した第２リンク
を左右一対設け、スライドには基端が枢着された第３リ
ンクを左右一対設け、左右の第１リンクないし第３リン
クの各自由端側を集合連結部で屈伸自在に枢着し、かつ
前記第２リンクの長さＬ₂、第３リンクの長さＬ₃をＬ₃
＞Ｌ₂の関係に構成している請求項１または２に記載の
リンク式サーボプレス。
【請求項４】多条角ねじ４のリード角度は１８〜２０°
である請求項１または請求項２に記載のリンク式サーボ
プレス。
【請求項５】ナット５ａは多条角ねじ４との螺合面がシ
ョットピーニング面となっている請求項１または請求項
２に記載のリンク式サーボプレス。
【請求項６】スライド１ｅの下降側に流体圧を利用した
バランス機構８，８を設けている請求項１または２に記
載のリンク式サーボプレス。