JP2003053587A - 電動プレス装置 - Google Patents

電動プレス装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ネジ及びナットに作用する荷重を軽減すると
共に応答性の向上、省エネルギ−化、及び荷重の自重落
下の危険を回避することができる電動シリンダを提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 ネジ機構3、4あるいはボ−ルネジを用
いてピストンロッド5付のピストン6をシリンダチュ−
ブ7内で往復移動させる電動シリンダSのシリンダチュ
−ブ7内におけるピストン6の負荷側及び反負荷側に流
体圧配管11、12を連結したことを特徴とする電動シ
リンダ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネジ機構あるいは
ボ−ルネジを用いてピストンロッド付のピストンをシリ
ンダチュ−ブ内で往復移動させる電動シリンダを用いた
電動プレス装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電動プレス装置で押付力発生機構
としてボ−ルネジあるいは電動シリンダを用いる場合、
回転力をネジ機構を用いて直線運動に変換しているので
推力による反加重は全てネジ及びそのナットに作用す
る。このためネジ及びそのナットには全ての反荷重が作
用するため、それによりネジの寿命が決まっていた。ま
た、動力源がモ−タであるため高応答性に対応するモ−
タの大型化が必要となり、エネルギ−効率が悪かった。
さらに、シリンダチュ−ブ内部の損傷時には押付荷重の
自重落下の危険がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑みて成されたもので、本発明は、ネジ及びナットに作
用する荷重を軽減すると共に応答性の向上、省エネルギ
−化、及び荷重の自重落下の危険を回避する電動シリン
ダを用いた電動プレス装置を提供することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明における第1の電動プレス装置は、ネジ機構
あるいはボ−ルネジを用いてピストンロッド付のピスト
ンをシリンダチュ−ブ内で往復移動させる電動シリンダ
を用いた電動プレス装置において、該電動シリンダのシ
リンダチュ−ブ内におけるピストンの負荷側及び反負荷
側に流体圧配管を連結したことを特徴とする。また、第
2の電動プレス装置は、前記ピストンロッドの位置を測
定するリニアスケールのメインスケールを、金型Pをセ
ットするテーブルに装着したことを特徴とする。この構
成により、ピストンロッドの往復移動における位置決め
を設定値に対して精度高く行なうことができ、また、推
力の大きな電動プレス装置でも、精度が高く位置決めが
できる。即ち、本発明によれば、ピストンロッドを電動
シリンダによって昇降させるように構成したプレス装置
において、ピストンロッドの昇降距離は電動機の回転量
では正確に制御できないことから、電動機の回転量を計
測するのではなく、距離を測定するリニアスケールのメ
インスケールを、金型をセットするテーブルに装着し、
リニアスケールのメインスケールがテーブルに装着され
て固定され位置が不変状態にあることを利用して、リニ
アスケールの光源がこのメインスケールに沿って昇降し
てピストンロッドの昇降距離を測定する。このようにし
て測定したピストンロッドの昇降距離に従いピストンロ
ッドの電動シリンダにフィ−ドバックしてピストンロッ
ドを制御するのである。さらに、第3の電動プレス装置
は、前記電動シリンダのピストンの反負荷側面積が負荷
側面積よりも広く形成することを特徴とする。この構成
により流体圧の制御が簡単になる。加えて、第4の電動
プレス装置は、前記電動シリンダのピストンの反負荷側
面積がシリンダチュ−ブに対するボ−ルネジのネジの空
間投影面積により構成され、かつ、負荷側面積がシリン
ダチュ−ブに対するピストンロッドの空間投影面積より
により構成される。この構成により、電動シリンダ及び
電動プレス装置がコンパクトになる。
【0005】そして、第5の電動プレス装置は、電動シ
リンダがネジ機構あるいはボ−ルネジを用いてピストン
ロッド付のピストンをシリンダチュ−ブ内で往復移動さ
せる電動シリンダの前記ピストンの反負荷側面積を負荷
側面積よりも広く形成すると共に前記シリンダチュ−ブ
のピストン反負荷側と負荷側とに流体圧第1配管及び流
体圧第2配管を接続し、流体圧第1配管にはタンク側か
ら絞り弁、サポ−ト切替弁を配置すると共に流体圧第2
配管にはタンク側から絞り弁、アキュムレ−タ圧力抜き
バルブを配置し、かつ前記流体圧第2配管のアキュムレ
−タ圧力抜きバルブの下流位置に前記タンクに連通する
第1分岐管を設けてタンク側から流体圧ポンプ、逆止弁
を配置し、第1分岐管の下流位置にアキュムレ−タに連
通する第2分岐管を、さらにその下流位置に前記サポ−
ト切替弁に通じる第3分岐管をそれぞれ分岐配管したこ
とを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】ここで、流体圧は油圧若しくは空
圧が好ましい。特に、高負荷の場合は油圧が好ましい。
また、本発明に係る電動シリンダを上下方向に使用する
場合には、下降時の運動エネルギをアキュ−ムレ−タに
保存することができ、上昇時に放出することで大幅な省
エネルギが可能になる。
【0007】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図1は、本電動プレス装置Pに用いる電動シ
リンダの構成を示す。図1において電動シリンダ制御装
置1により運転されるモ−タ2はネジ3に直結され、該
ネジ3のナット4は、ピストンロッド5付のピストン6
に接続され、シリンダチュ−ブ7の中に納められて電動
シリンダSを構成している。なおピストン6の反負荷側
面積は負荷側面積よりも広くなるように形成されてい
る。また、ピストン6の反負荷側面積がシリンダチュ−
ブ7に対するボ−ルネジのネジ3の空間投影面積により
構成され、負荷側面積がシリンダチュ−ブ7に対するピ
ストンロッド5の空間投影面積よりにより構成されてい
る。そして、電動プレス装置P全体は図2のように構成
されている。図2において、電動シリンダSのピストン
ロッド5の位置を測定するリニアスケール25のメイン
スケールMは、門型コラム24内で金型Pをセットする
テーブル23に装着されている。そして、リニアスケ−
ル制御装置26を介して電動シリンダ制御装置1は、モ
−タ2及び電動シリンダSに電気的に接続されている。
【0008】図1において、前記シリンダチュ−ブ7に
おけるピストン6の反負荷側には流体圧第1配管11
が、またピストン6の負荷側には流体圧第2配管がそれ
ぞれ接続されている。さらに流体圧第1配管11にはタ
ンクT側から絞り弁13、サポ−ト切替弁14が配置さ
れ、流体圧第2配管12にはタンクT側から絞り弁1
5、アキュムレ−タ圧力抜きバルブ16が配置されてい
る。
【0009】さらに前記流体圧第2配管12のアキュム
レ−タ圧力抜きバルブ16の下流位置には前記タンクT
に連通する第1分岐管17が分岐され、タンクT側から
流体圧ポンプ18、逆止弁19が、また第1分岐管17
の下流位置にはアキュムレ−タ20に連通する第2分岐
管21が、さらに第2分岐管21の下流位置には前記サ
ポ−ト切替弁14に通じる第3分岐管22がそれぞれ分
岐配管されている。
【0010】このように構成されたものは、図1におい
て、アキュムレ−タ圧力抜きバルブ16の通電時に流体
圧ポンプ18によりアキュムレ−タ20に圧力が予め畜
圧されている。この状態で図2のリニアスケ−ル25及
びリニアスケ−ル制御装置26を介してなされる電動シ
リンダ制御装置1の運転指示によりモ−タ2は予めプロ
グラムされたピストンロッド5の移動量まで前進して押
付停止する。
【0011】この際、リニアスケール25のメインスケ
ールMがテーブル23に装着されて固定され位置が不変
状態にあって、リニアスケール25の光源がこのメイン
スケールMに沿って昇降してピストンロッドの昇降距離
を測定して、リニアスケ−ル制御装置26を介して電動
シリンダ制御装置1の運転指示をすることとなる。
【0012】その後、サポ−ト切替弁14が通電される
とアキュムレ−タ20の圧力は、配管を介してシリンダ
チュ−ブ7の負荷側及び反負荷側に作用する。圧力を受
けるピストン6の負荷側面積が反負荷側面積より狭い面
積に形成されているためその面積差により押圧力を発生
させる。
【0013】停電時にはサポ−ト切替弁14は図1の状
態に戻り、アキュムレ−タ20の圧力はシリンダチュ−
ブ7の負荷側にのみ作用し、反負荷側の作動油は絞り弁
13で流量を調整されながらタンクTへ排出されること
によりピストンロッド5はゆっくりと縮引方向へ作動す
る。
【0014】さらにアキュムレ−タ圧力抜きバルブ16
も停電時には図1の状態になり絞り弁15により流量を
調整しながらアキュムレ−タ20に畜圧された圧力を抜
くことができる。なおピストン6の加速時に流体圧を作
用させることで、加速応答性を高めることができる。
【0015】なお、リニアスケ−ル25及びリニアスケ
−ル制御装置26を用いない場合には、直接に電動シリ
ンダ制御装置1の運転指示によりモ−タ2は予めプログ
ラムされたピストンロッド5の移動量を制御する。
【0016】また、前記リニアスケール25としては、
例えば、株式会社ミツトヨ製のAT211を採用する。
このリニアスケール25は、メインスケールMと、メイ
ンスケールMの前面側に配設されたインデックススケー
ルと、前記メインスケールMを挟んで前記インデックス
スケールと対向する側に配設された光源と、光源と対向
して前記インデックススケールの前面側に配設された受
光素子とで構成してある。
【0017】そして、メインスケールMが相対的に移動
すると、リニアスケール用制御装置26の制御の下に、
インデックススケールのそれぞれの窓を通過する光がメ
モリのピッチと同じ周期で明暗を繰り返し、この変化を
電気信号に変換し、90度位相差のA、B位相方形波信号
を出力する。カウンタではこの信号を分解し、移動方向
を判別して計数表示し、前記メインスケールMの移動距
離を測定するようになっている。
【0018】
【発明の効果】本発明は上記の説明から明らかなよう
に、電動プレス装置に用いる電動シリンダがネジ機構あ
るいはボ−ルネジを用いてピストンロッド付のピストン
をシリンダチュ−ブ内で往復移動させる電動シリンダで
あって、シリンダチュ−ブ内におけるピストンの負荷側
及び反負荷側に流体圧配管を連結させた構成にしたか
ら、電動シリンダのピストンにサポ−ト力を発生させる
ことができ、ネジ機構に加わる荷重は軽減されてネジの
寿命は大幅に延長される。また電動プレス装置に用いる
電動シリンダが停電時ピストン及びピストンロッドは流
体圧により保持及び低速作動されるようになり、負荷に
よる自重落下がなくなり安全性が向上する。さらに電動
プレス装置に用いる電動シリンダがピストンの加速時に
流体圧を作用させることで加速応答性が高められられ
る。また電動シリンダを上下方向に向けて使用する場合
は、下降時の自動エネルギ−を保存し、上昇時に放出す
ることで大幅な省エネルギ−が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いる電動シリンダの実施例を示す構
成配管図である。
【図2】本発明の実施例を示す電動プレス装置の概要図
である。
【符号の説明】
1 電動シリンダ制御装置 2 モ−タ 3 ネジ 4 ナット 5 ピストンロッド 6 ピストン 7 シリンダチュ−ブ 11 流体圧第1配管 12 流体圧第2配管 13 15 絞り弁 14 サポ−ト切替弁 16 アキュムレ−タ圧力抜きバルブ 17 第1分岐管 18 流体圧ポンプ 19 逆止弁 20 アキュムレ−タ 21 第2分岐管 22 第3分岐管 23 テ−ブル 24 門型コラム 25 リニアスケ−ル 26 リニアスケ−ル用制御装置 S 電動シリンダ T タンク M メインスケ−ル
フロントページの続き Fターム(参考) 3J062 AA21 AA31 AB21 AB22 AC07 BA31 CD02 CD12 CD22 CD45 CD54 4E090 AA06 AA07 AB01 BA01 BA02 CA03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ネジ機構(3)、(4)あるいはボ−
    ルネジを用いてピストンロッド(5)付のピストン
    (6)をシリンダチュ−ブ(7)内で往復移動させる電
    動シリンダ(S)を用いた電動プレス装置であって、該
    電動シリンダ(S)のシリンダチュ−ブ(7)内におけ
    るピストン(6)の負荷側及び反負荷側に流体圧配管
    (11)、(12)を連結したことを特徴とする電動プ
    レス装置。
  2. 【請求項2】 前記ピストンロッド(5)の位置を測定
    するリニアスケール(25)のメインスケール(M)
    を、金型Pをセットするテーブル(23)に装着したこ
    とを特徴とする請求項1に記載の電動プレス装置。
  3. 【請求項3】 前記電動シリンダ(S)のピストン
    (6)の反負荷側面積が負荷側面積よりも広く形成する
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電動プ
    レス装置。
  4. 【請求項4】 前記電動シリンダ(S)のピストン
    (6)の反負荷側面積がシリンダチュ−ブ(7)に対す
    るボ−ルネジのネジ(3)の空間投影面積により構成さ
    れ、かつ、負荷側面積がシリンダチュ−ブ(7)に対す
    るピストンロッド(5)の空間投影面積よりにより構成
    されることを特徴とする請求項3に記載の電動プレス装
    置。
  5. 【請求項5】 ネジ機構(3)、(4)あるいはボ−ル
    ネジを用いてピストンロッド(5)付のピストン(6)
    をシリンダチュ−ブ(7)内で往復移動させる電動シリ
    ンダ(S)の前記ピストン(6)の反負荷側面積を負荷
    側面積よりも広く形成すると共に前記シリンダチュ−ブ
    (7)のピストン(6)反負荷側と負荷側とに流体圧第
    1配管(11)及び流体圧第2配管(12)を接続し、
    流体圧第1配管(11)にはタンク(T)側から絞り弁
    (13)、サポ−ト切替弁(14)を配置すると共に流
    体圧第2配管(12)にはタンク(T)側から絞り弁
    (15)、アキュムレ−タ圧力抜きバルブ(16)を配
    置し、かつ前記流体圧第2配管(12)のアキュムレ−
    タ圧力抜きバルブ(16)の下流位置に前記タンク
    (T)に連通する第1分岐管(17)を設けてタンク
    (T)側から流体圧ポンプ(18)、逆止弁(19)を
    配置し、第1分岐管(17)の下流位置にアキュムレ−
    タ(20)に連通する第2分岐管(21)を、さらにそ
    の下流位置に前記サポ−ト切替弁(14)に通じる第3
    分岐管(22)をそれぞれ分岐配管したことを特徴とす
    る電動プレス装置。
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