JP2002144098A - プレス装置 - Google Patents

プレス装置

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JP2002144098A
JP2002144098A JP2000339304A JP2000339304A JP2002144098A JP 2002144098 A JP2002144098 A JP 2002144098A JP 2000339304 A JP2000339304 A JP 2000339304A JP 2000339304 A JP2000339304 A JP 2000339304A JP 2002144098 A JP2002144098 A JP 2002144098A
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JP
Japan
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movable
screw shaft
differential
guide
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JP2000339304A
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English (en)
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Shoji Futamura
昭二 二村
Hiromitsu Kaneko
廣光 金子
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Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
Original Assignee
Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
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    • B30B15/065—Press rams

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 構造が簡単であり、製作が容易である定点加
工用のプレス装置を提供する。 【解決手段】 平板状の基板１と、この基板に一方の端
部が直交するガイド体２と、このガイド体の他方の端部
にガイド体と直交する支持板３と、この支持板に前記ガ
イド体と平行に支持されたねじ軸５と、前記ねじ軸と螺
合するナット部材８と、可動体７とによって構成すると
共に、可動体を対向配置された第１および第２の可動体
７１，７２で形成し、これら第１および第２の可動体を
差動部材２７で連結し、この差動部材の可動体の移動方
向と直交する方向への移動により、第１および第２の可
動体を相対移動させる。

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に関するものであり、特に構造
が簡単であり正確な位置制御を要する定点加工が可能で
あるプレス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、図７における押圧体５０の下端面のテーブル４２か
らの高さ寸法ｈは、定点加工であるため常時一定になる
ように制御されており、この位置において押圧体５０を
介して被加工物Ｗに所定の押圧力を印加するのである。
換言すれば、ねじ軸４７とナット体４９とには常に同一
の相対位置において、上記押圧力に相当する反力が作用
するのである。
【００１３】一方、上記ねじ軸４７とナット体４９と
は、ラム軸４８および押圧体５０の位置制御を正確かつ
高精度に行なうために、ボールねじ係合としてあり、ボ
ールねじを構成するボールとボール溝とは線接触または
点接触で係合している。このため、ボールとボール溝と
に同一相対位置において多数回に亘って上記反力が作用
すると、ボールおよび／またはボール溝が局部的に摩耗
することとなり、加工精度が低下すると共に寿命が短い
という問題点がある。なお上記ねじ軸４７とナット体４
９とが通常のねじ係合である場合においても、上記の問
題点が存在するのである。
【００１４】上記の問題点を解決するために、本出願人
はすでに、平板状に形成された基板と、この基板に一方
の端部が直交するように設けられたガイドバーと、この
ガイドバーの他方の端部にガイドバーと直交するように
設けられかつ平板状に形成された支持板と、この支持板
に前記ガイドバーと平行にかつ正逆回転可能に支持され
たねじ軸と、前記ガイドバーとその軸線方向に移動可能
に係合された可動体と、中空円筒状に形成されかつ外周
面に差動用おねじを有すると共に前記ねじ軸と螺合する
ように形成されたナット部材と、中空筒状に形成されか
つ内周面に前記差動用おねじと螺合する差動用めねじを
有すると共に前記可動体内において回動可能に形成され
た差動部材と、前記差動部材に固着されかつウオームと
係合するウオームホイールとによって構成する、という
内容の発明について出願している（特願平１１−２３４
８３号）。
【００１５】図４は改良発明の例を示す要部縦断面正面
図、図５は図４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。
【００１６】次に５はねじ軸であり、支持板３の中央部
に軸受部材６を介しかつ支持板３を貫通するように正逆
回転可能に支持されている。７は可動体であり、前記ガ
イドバー２と、その軸線方向に移動可能に係合されてい
る。８はナット部材であり、つば部９を有するナット部
１０と中空円筒状に形成された円筒部１１とを一体に結
合して形成される。なおナット部１０は前記ねじ軸５と
ボールねじ係合により螺合させると共に、円筒部１１の
外周面には差動用おねじ１３を設ける。
【００１７】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、可動体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。
【００１８】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、両端部を可動体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、各々前記ね
じ軸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、前記可動体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。
【００１９】上記の構成により、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、ねじ軸５が回転
し、ナット部材８を備えた可動体７が下降し、押圧子２
４は初期高さＨ0 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。加工終了後、パルスモータ２２の逆作動により
可動体７が上昇し、押圧子２４は初期高さＨ0 の位置に
復帰する。なお上記Ｈ0 ，Ｈの値は、図示省略した計測
手段により計測され、かつパルスモータ２２との関係に
おいても制御可能に構成する。
【００２０】上記の定点加工が予め設定された回数に到
達すると、図４に示す位置、すなわち押圧子２４の初期
高さＨ0 の位置においてパルスモータ２２の作動を停止
させ、パルスモータ２３に予め設定されたパルス数を印
加する。これによりパルスモータ２３が所定数だけ回転
し、ウオーム軸２０、ウオーム１７およびウオームホイ
ール１６を介して差動部材１４が所定中心角度だけ回動
する。この差動部材１４の回動により、ナット部材８が
停止しかつロックされた状態、すなわち停止した差動用
おねじ１３に対して差動用めねじ１５が回動するから、
可動体７が変位する。
【００２１】可動体７の変位により、押圧子２４の初期
高さＨ0 も当然に変化するから、このままねじ軸５を回
転させると、所定の定点加工が実行できない。このた
め、次にパルスモータ２２に制御された若干のパルス数
を印加してねじ軸５を微小回動させ、前記の可動体７お
よび押圧子２４の変位を相殺し、押圧子２４の初期高さ
Ｈ0 を一定に保持する操作を行なう。
【００２２】上記のねじ軸５の回動により、ねじ軸５と
ナット部１０との相対位置が変化する。すなわちボール
ねじ係合に形成されたボールとボール溝との相対位置を
変化させることができ、定点加工を確保しつつ、ボール
および／またはボール溝の局部的摩耗を防止することが
できるのである。上記のような補正操作を行なった後、
再度前記の定点加工を続行するのである。
【００２３】上記の改良発明によれば、定点加工を確保
し、かつボールねじ係合を構成するボールおよび／また
はボール溝の非所望な局部的摩耗を防止することができ
るのであるが、若干の問題点があることが判明した。
【００２４】すなわち、可動体７の変位を補正し、その
非作動時における押圧子２４の初期高さＨ0 を一定に保
持するために、可動体７内に設けた差動部材１４を微小
回動させるのであるが、この差動部材１４の回動手段で
あるウオーム１７およびウオームホイール１６を製作す
る必要があり、煩雑かつコスト高となる。また差動用お
ねじ１３および差動用めねじ１５の製作もまた煩雑であ
りコスト高となり、装置全体の構造も複雑かつ大型化す
るという問題点がある。
【００２５】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
を解決し、構造が簡単であり、製作が容易である定点加
工用のプレス装置を提供することを課題とする。
【００２６】
【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、平板状に形成された基板と、
この基板に一方の端部が直交するように設けられたガイ
ド体と、このガイド体の他方の端部にガイド体と直交す
るように設けられかつ平板状に形成された支持板と、こ
の支持板に前記ガイド体と平行に支持されたねじ軸と、
前記ねじ軸と螺合するナット部材と、可動体とによって
構成すると共に、前記可動体をその移動方向と交差する
面で分割されかつ対向配置された第１の可動体と第２の
可動体とによって形成し、前記第１の可動体と第２の可
動体とを、長手方向に沿う斜面部を有するように形成す
ると共に前記第１の可動体および第２の可動体に対して
摺動係合可能に形成した差動部材を介して連結し、かつ
前記差動部材を前記可動体の移動方向と直交する方向に
移動可能に形成し、前記差動部材の移動により前記第１
の可動体および第２の可動体を前記可動体の移動方向に
沿って相対移動可能に構成する、という技術的手段を採
用した。
【００２７】本発明において、第１の可動体と第２の可
動体との両側面に１対のガイドプレートを前記第１の可
動体または第２の可動体と摺動係合可能に設け、前記第
１の可動体および第２の可動体の相対移動方向と直交す
る方向の移動を拘束するように形成することができる。
【００２８】次に上記の発明において、基板と支持板と
を水平面と平行に、ガイド体の軸線を垂直方向に夫々配
設することができる。
【００２９】なお上記の発明において、ねじ軸とナット
部材とをボールねじ係合とすることができる。このよう
な構成により、可動体の移動が円滑となり、かつその位
置精度を向上させ得る。
【００３０】また上記の発明において、ねじ軸および／
または差動部材をパルスモータによって駆動するように
構成することができる。
【００３１】更に上記の発明において、差動部材の移動
による可動体の変位をねじ軸とナット部材との相対回動
によって相殺し、可動体の非作動時における基板と可動
体との間隔を一定に保持するように構成することができ
る。
【００３２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
要部断面正面図であり、同一部分は前記図４および図５
と同一の参照符号で示す。図１において、２５はスライ
ドプレートであり、ガイド体（以下ガイドバーと記す）
２と摺動係合し、上下動可能に設けられ、下部に押圧子
２４を固着する。２６はテーブルであり、基板１上に設
けられ、被加工物Ｗが載置されるものである。
【００３３】次に可動体７は、この可動体７の移動方向
（図１においては上下方向）と交差する面、例えば水平
面で分割され、かつ対向配置された第１の可動体７１と
第２の可動体７２とによって形成される。なお第１の可
動体７１はナット部材８と、第２の可動体７２はスライ
ドプレート２５と固着されている。２７は差動部材であ
り、後述するように楔状に形成すると共に、前記第１の
可動体７１と第２の可動体７２を連結すると共に、後述
するような作用を有するものである。
【００３４】２８はパルスモータであり、スライドプレ
ート２５上に支持部材２９を介して設けられ、前記差動
部材２７を前記可動体７の移動方向と直交する方向（図
１においては左右方向）に駆動するためのものである。
すなわち、パルスモータ２８の主軸にはねじ軸３０が連
結されると共に、このねじ軸３０は前記差動部材２７内
に設けられたナット部材（図示せず）と螺合するように
形成されている。３６はガイドプレートであり、例えば
第１の可動体７１と第２の可動体７２の両側面に１対設
けられ、その下端部は第２の可動体７２に固着され、上
端部の近傍は第１の可動体７１と摺動係合可能に形成さ
れている。
【００３５】図２は図１における差動部材２７およびそ
の近傍を示す要部拡大正面図、図３は図２におけるＢ−
Ｂ線断面図であり、同一部分は前記図１と同一の参照符
号で示す。図２および図３において、差動部材２７は、
横断面を例えばＩ形に、かつ長手方向に斜面部３７を有
するように形成する。
【００３６】そして差動部材２７の側面部に一体に形成
された突条３８が、第１の可動体７１および第２の可動
体７２内に設けられ凹溝３９と摺動係合可能に形成す
る。なお差動部材２７の上面を形成する斜面部３７は、
第１の可動体７１内に設けられ、かつ斜面部３７と同一
の傾斜角度に形成された斜面部４０と摺動係合すると共
に、差動部材２７の底面部５８は第２の可動体７２内に
設けられた水平の支持面５９と摺動係合する。また第２
の可動体７２に取付部材６０を介して設けられたガイド
プレート３６の上半部は、第１の可動体７１の側面に設
けられたガイド溝６１と摺動係合する。
【００３７】上記の構成により、図１においてパルスモ
ータ２２に所定のパルス数を印加して作動させると、ね
じ軸５が回転し、第１の可動体７１、第２の可動体７２
およびこれらを連結する差動部材２７等からなる可動体
７が下降し、前記図４に示すものと同様な押圧子２４は
初期高さＨ0 から定点加工高さＨまで下降し、被加工物
Ｗに対して定点加工が行われ、加工終了後、パルスモー
タ２２の逆作動により可動体７が上昇し、押圧子２４は
初期高さＨ0 の位置に復帰する。なお、上記Ｈ 0 、Ｈの
値の計測およびパルスモータ２２の制御については、前
記図１に示すものと同様である。
【００３８】上記の定点加工が予め設定された回数に到
達した場合、または定点加工の都度、押圧子２４の初期
高さＨ0 の位置においてパルスモータ２２の作動を停止
させ、パルスモータ２８に予め設定されたパルス数を印
加する。これによりパルスモータ２８が所定数だけ回転
し、ねじ軸３０を介して差動部材２７が水平方向に微小
移動する。この差動部材２７の移動により第１の可動体
７１と第２の可動体７２とが上下方向に相対移動し、可
動体７の位置が変位する。この変位を相殺するための補
正操作は、前記図１に示すものと同様に、パルスモータ
２２に対する若干のパルス数の印加によって行い、押圧
子２４の初期高さＨ0 を一定に保持するのである。
【００３９】上記の補正に伴うねじ軸５の回動により、
ねじ軸５とナット部材８との相対位置が変化し、ボール
ねじ係合に形成されたボールとボール溝との相対位置を
変化させることができるから、定点加工を確保しつつ、
ボールおよび／またはボール溝の局部的摩耗を防止する
ことができるのであり、以後継続して定点加工を行うこ
とができる。
【００４０】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。
【００４１】次に、本発明はねじ軸５とナット部材８と
がボールねじ係合であるものに対して特に有効である
が、両者が通常のねじ係合のものに対しても適用可能で
ある。すなわちねじの特定部分のみに加工時の押圧力に
対応する反力が加わることによる局部摩耗を防止し、寿
命を長くすることができる効果は同様に期待できる。な
おボールねじ係合のものも含めて、多重ねじまたは多条
ねじとすることも当然に可能である。
【００４２】また、ねじ軸５および差動部材２７を駆動
するパルスモータ２２，２８は、それらの軸と同軸的に
直結する構成が最も一般的であるが、歯車、タイミング
ベルト等の伝達手段を介して動力を伝達するように構成
してもよい。なお、ねじ軸３０は手動で回転させてもよ
く、要するにねじ軸３０の回転数についての情報が、補
正操作のためのパルスモータ２２のパルス数に反映され
て制御され得る構成のものであればよい。
【００４３】更に、可動体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
に沿って可動体７が摺動または滑動する構成としてもよ
い。
【００４４】また更に、本発明のプレス装置は単一に使
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、本発明のプレス装置は、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。
【００４５】
【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）構造が簡単であり、製作も容易であると共に、装
置全体を小型化することができる。 （２）定点加工を継続しても、圧力印加用のねじ軸とナ
ット部材との相対位置を適宜に変更できるため、局部摩
耗を防止し、長寿命化が図れる。 （３）上記の相対位置変更のための操作は、極めて容易
かつ短時間で行ない得るため、実作業時間の割合が高
く、高効率かつ高能率な生産が可能である。 （４）可動体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における差動部材２７およびその近傍を示
す要部拡大正面図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】改良発明の例を示す要部縦断面正面図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ線要部断面平面図である。
【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 ねじ軸 ７ 可動体 ８ ナット部材 ２７ 差動部材 ３６ ガイドプレート ７１ 第１の可動体 ７２ 第２の可動体

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平板状に形成された基板と、この基板に
    一方の端部が直交するように設けられたガイド体と、こ
    のガイド体の他方の端部にガイド体と直交するように設
    けられかつ平板状に形成された支持板と、この支持板に
    前記ガイド体と平行に支持されたねじ軸と、前記ねじ軸
    と螺合するナット部材と、可動体とによって構成すると
    共に、 前記可動体をその移動方向と交差する面で分割されかつ
    対向配置された第１の可動体と第２の可動体とによって
    形成し、 前記第１の可動体と第２の可動体とを、長手方向に沿う
    斜面部を有するように形成すると共に前記第１の可動体
    および第２の可動体に対して摺動係合可能に形成した差
    動部材を介して連結し、 かつ前記差動部材を前記可動体の移動方向と直交する方
    向に移動可能に形成し、 前記差動部材の移動により前記第１の可動体および第２
    の可動体を前記可動体の移動方向に沿って相対移動可能
    に構成したことを特徴とするプレス装置。
  2. 【請求項２】 第１の可動体と第２の可動体との両側面
    に１対のガイドプレートを前記第１の可動体または第２
    の可動体と摺動係合可能に設け、前記第１の可動体およ
    び第２の可動体の相対移動方向と直交する方向の移動を
    拘束するように形成したことを特徴とする請求項１記載
    のプレス装置。
  3. 【請求項３】 基板と支持板とを水平面と平行に、ガイ
    ド体の軸線を垂直方向に夫々配設したことを特徴とする
    請求項１または２記載のプレス装置。
  4. 【請求項４】 ねじ軸とナット部材とをボールねじ係合
    としたことを特徴とする請求項１ないし３何れかに記載
    のプレス装置。
  5. 【請求項５】 ねじ軸および／または差動部材をパルス
    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４何れかに記載のプレス装置。
  6. 【請求項６】 差動部材の移動による可動体の変位をね
    じ軸とナット部材との相対回動によって相殺し、可動体
    の非作動時における基板と可動体との間隔を一定に保持
    するように構成したことを特徴とする請求項１ないし５
    何れかに記載のプレス装置。
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