JP2003320486A

JP2003320486A - リンクプレス

Info

Publication number: JP2003320486A
Application number: JP2002129564A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nagae; 正行長江
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2002-05-01
Filing date: 2002-05-01
Publication date: 2003-11-11

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】小出力のモータを用いても、高いプレス荷重
による加工、および高速の加工が可能で、制御性にも優
れ、且つ、コンパクトなリンクプレスの提供。【解決手段】回転動作を直線動作に変換するリンク機
構１と、その直線動作で昇降するラム６とを備える。リ
ンク機構１は、クランク部材２と、揺動リンク５と、コ
ネクティングロッド７と、拘束リンク８とを有する。揺
動リンク５は、第１〜第３の連結部Ｐ１〜Ｐ３を有し、
連結部Ｐ１でクランク部材２の偏心軸部４に連結され
る。拘束リンク８は、フレーム９に回動自在に支持さ
れ、連結部Ｐ３に連結されて揺動リンク５の揺動を拘束
する。拘束リンク８の揺動中心Ｅと第３の連結点Ｐ３と
は、クランク軸３の両横に振り分ける。偏心軸部４が上
死点にある状態で、拘束リンク８の揺動中心Ｅと第３の
連結部Ｐ３とを結ぶ直線Ａに対し、上側に偏心軸部４の
一部４ａが位置するように拘束リンク８を配置する。

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、パンチプレスや
その他のプレス機械に適用されるリンクプレスに関す
る。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】機械式の
パンチプレスでは、モータの回転動作をラムの昇降動作
に変換するスライド駆動機構としてクランク機構が一般
に用いられている。また、フライホイールを用い、クラ
ッチの入切でフライホイールの回転の接・断によるラム
の駆動と停止の切換を行っている。クランク機構では、
ラムの昇降速度の曲線は、下降時と上昇時とで下死点に
対して対称であり、下降速度と上昇速度とが同じとな
る。しかし、パンチ加工など、プレス加工一般におい
て、ラムの下降時は静音化やプレス荷重の要求から、低
速とすることが好ましいが、上昇時は特に制限事項がな
いため、高速であることが望ましい。下降速度と上昇速
度とが同じとなるクランク機構では、上昇に必要以上の
時間を要し、パンチ加工のサイクルタイムが長くなる。
最近では、駆動源としてサーボモータを用い、フライホ
イールを設けずにクランク機構を介してラムを昇降させ
るようにしたものも提案されている。サーボモータを用
いると、ラムのストローク途中の速度変更が自在であ
り、下降時の速度を速く、上昇時の速度を遅くすること
も自在である。しかし、モータの能力は、回転速度によ
って変わり、モータの能力を最大に活かすには、モータ
特性に応じた最適なモータ回転速度の範囲で運転する必
要がある。モータ回転速度を制御することでラムの下降
時と上昇時の速度を変えるのでは、モータの能力を十分
に活かすことができず、必要なプレス荷重を得て上昇時
の速度も速めるには、大型のモータが必要となる。

【０００３】そこで、本発明者は、適切なスライド機構
の選択によって、下降時に遅く、上昇時に速くなるもの
を種々研究した。従来、金属の冷間押出し，据え込み等
の塑性加工用のプレス装置に用いられるスライド機構と
して、リンクプレスが古くから用いられている（例え
ば、特公平３−４２１５９号）。リンクプレスは、クラ
ンク機構のクランクピンに揺動リンクを連結し、揺動リ
ンクにコネクティングロッドを連結すると共に、揺動リ
ンクに拘束リンクを連結したものである。クランク軸の
駆動は、モータによりフライホイールを介して行う。リ
ンクプレスによると、拘束リンクの作用により、ラム速
度が下降時は遅くて上昇時は速いという動作特性が得ら
れる。

【０００４】しかし、従来のリンクプレスは、拘束リン
クが揺動リンクの上側に配置されていて、上下方向に大
型化するものであるか、または拘束リンクが揺動リンク
の一方の横側に配置されたものであり、速度やトルクの
特性がパンチプレス等への適用に向かないものであった
りする。拘束リンクの支持点を揺動リンクの上側に配置
したものは、リンク機構が上下方向に大型化するという
問題がある。拘束リンクを揺動リンクの一側方へ配置し
たものは、リンク機構が横方向に大型化する。拘束リン
クは、リンク機構の求められる動作特性を得るために
は、ある程度長いものとなり、そのためリンク機構のコ
ンパクト化が難しいという課題ある。また、従来のリン
クプレスは、その下死点付近の非常に遅い下降動作を利
用することで、冷間押出し等の塑性加工の加工品質を上
げるために使用されるものであり、下降途中の速度特性
やトルク特性は特に考慮されていない。パンチ加工で
は、ストローク途中の区間を加工に利用することになる
ため、ラムの下降途中の速度が一定していて、トルクも
一定したものであることが必要になる。しかし、従来の
リンクプレスは、いずれも、このような動作特性を得る
ことができない。また、従来のリンクプレスは、モータ
出力を慣性エネルギとして蓄えるフライホイールを備え
るため、制御性に欠ける。

【０００５】この発明の目的は、比較的小出力のモータ
を用いても、高いプレス荷重による加工、および加工の
サイクルタイムの向上が可能で、かつ上下方向および横
方向にコンパクトな構成とできるリンクプレスを提供す
ることである。この発明の他の目的は、上下方向にさら
にコンパクトな構成とできるようにすることである。こ
の発明のさらに他の目的は、拘束リンクが揺動リンクと
干渉することなく、上記のようなコンパクトな構成が得
られるようにすることである。この発明のさらに他の目
的は、制御性に優れ、かつラムの下降途中における速度
が比較的一定していて、そのときのトルクが略一定とな
るリンクプレスとすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のリンクプレス
は、モータと、このモータから駆動伝達系を介して伝達
された回転動作を直線動作に変換するリンク機構と、上
記リンク機構の下方に設置されて上記直線動作によりプ
レス加工のために昇降するラムとを備える。上記リンク
機構は、クランク軸および偏心軸部を有するクランク部
材と、回転自在な連結を行う第１ないし第３の連結部を
それぞれ３角形の各頂点に位置するように有し、第１の
連結部が上記クランク部材の偏心軸部に連結された揺動
リンクと、第２の連結部と上記ラムの上端とに両端が連
結されたコネクティングロッドと、基端がフレームに回
動自在に連結され先端が上記揺動リンクの第３の連結部
に連結されて上記揺動リンクの揺動を規制する拘束リン
クとを備える。上記拘束リンクは、その揺動中心と第３
の連結点とを、上記クランク軸の両横に振り分けて配置
する。ここで言う「両横」は、クランク軸の軸心に垂直
な平面内における両横のことであり、リンクプレスの全
体として左右方向の両側であっても、前後方向の両側で
あっても良い。

【０００７】この構成の作用を説明する。クランク軸の
回転により、揺動リンクは偏心軸部の軸心の旋回軌道に
沿った公転動作と、拘束リンクが連結されていることに
よって正逆に振られる自転運動との複合動作を行う。揺
動リンクの上記公転動作のため、これに連結されたコネ
クティングロッドが昇降するが、上記の自転運動を伴う
ため、コネクティングロッドの下端位置、つまりラム位
置の昇降速度曲線は、準サイン曲線とはならず、下降時
と上昇時とで非対称となる。下降時と上昇時とのいずれ
が速くなるかは、拘束リンクの支点位置や長さなど、各
種の要素の組み合わせによって定まる。そこで、各要素
を適宜設計することで、クランク軸を一方向に一定速度
で回転させたときのラムの下降動作が上昇速度よりも遅
くなるように、拘束リンクで揺動リンクの揺動を規制す
ることができる。このように、下降時の速度を遅くする
ことで、比較的小出力のモータを用いても、高いプレス
荷重による加工が行え、また上昇速度が速くなるため、
加工のサイクルタイムが向上する。モータ速度は一定と
したままで上記の速度変化を与えるため、例えば適宜の
減速比率の減速機を介在させることで、モータ特性に応
じ、モータ出力が最大となるモータ回転速度で運転でき
る。これによっても、小出力のモータの使用が可能にな
る。特にこのリンクプレスは、上記拘束リンクの揺動中
心と第３の連結点とが、上記クランク軸の両横に振り分
けられた配置としたため、拘束リンクを揺動リンクの上
側に配置したものに比べて、上下方向にコンパクトな構
成となる。また、拘束リンクを横方向のいずれか片方に
偏らせた配置したものに比べて、横方向にコンパクトな
構成となる。このため、拘束リンクを、リンク機構の要
求される機能上で必要な長さに自由に設計して、リンク
機構の全体をコンパクトな構成とすることができる。

【０００８】この発明において、上記クランク部材の偏
心軸部が上死点にある状態で、上記拘束リンクの揺動中
心と第３の連結部とを結ぶ直線に対し上側に上記偏心軸
部の一部が位置するように上記拘束リンクを配置しても
良い。このように拘束リンクを配置した場合は、上下方
向によりコンパクトな構成とできる。上記拘束リンク
は、上側または下側へ湾曲して上記揺動リンクとの干渉
を避けた曲がり部を有する形状としても良い。このよう
な曲がり部を有する拘束リンクの形状とすることによ
り、拘束リンクが揺動リンクに干渉することなく、上記
のように拘束リンクの揺動中心と第３の連結点とを、ク
ランク軸の両横に振り分け配置し、上記特性が得られる
ようにした構成が実現できる。

【０００９】上記駆動伝達系は、モータの回転制御によ
りラムの昇降動作を制御可能に上記モータの回転駆動を
上記クランク軸に伝達するものであっても良い。この駆
動伝達系は、フライホイール等の慣性付与を目的とした
部品の介在しないものであり、減速機を有していても、
またモータの出力軸とクランク軸とを直結するようにし
ても良い。このような駆動伝達系とすることにより、例
えば、モータの回転速度制御によるラム速度変更等の制
御性に優れたものとなる。上記リンク機構は、各要素の
配置や組み合わせ等によって異なった動作特性を示す
が、上記拘束リンクの揺動中心と第３の連結点とを、上
記クランク軸の両横に振り分けて配置し、上記クランク
部材の偏心軸部が上死点にある状態で、上記拘束リンク
の揺動中心と第３の連結部とを結ぶ直線に対し上側に上
記偏心軸部の一部が位置するように上記拘束リンクを配
置した場合は、ラムの下降途中における速度が比較的一
定していて、そのときのクランク軸トルクが略一定とな
る動作特性が得られることが確認された。クランク軸へ
の駆動伝達系が上記構成のものである場合、クランク軸
トルクは、モータトルクに比例することになる。このよ
うな動作特性が得られるため、ラムのストローク途中で
加工を行うことが必要なパンチ加工等に対して、好適な
特性となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共
に説明する。図１はこのリンクプレスにおけるリンク機
構の破断正面図である。このリンクプレスは、モータ１
３と、このモータ１３から駆動伝達系１４を介して伝達
された回転動作を直線動作に変換するリンク機構１と、
このリンク機構１の下方に設置されて上記直線動作によ
りプレス加工のために昇降するラム６とを備える。リン
ク機構１は、クランク軸３の軸心に対して偏心した偏心
軸部４を有するクランク部材２と、偏心軸部４に連結さ
れた揺動リンク５と、コネクティングロッド７と、拘束
リンク８とを有する。クランク軸３は、フレーム９に回
転自在に設置されており、回転駆動力を受ける軸とな
る。偏心軸部４は、クランク軸４よりも大径の軸部とさ
れている。偏心軸４は、上記のような大径のものとする
代わりに、クランク軸３よりも小径として、クランクア
ーム（図示せず）を介してクランク軸４に一体化された
ものとしても良い。ラム６は、パンチツール等のプレス
加工の作用部の昇降を行わせる部材であり、フレーム９
に、ガイド部材１０を介して昇降自在に設置されてい
る。ラム６は、クランク軸２の真下である。

【００１１】揺動リンク５は、第１ないし第３の連結部
Ｐ１〜Ｐ３を有し、第１の連結部Ｐ１でクランク部材２
の偏心軸部４に連結されている。各連結部Ｐ１〜３は、
いずれも回転自在な連結を行う連結部分であり、図７に
模式的に示すように、３角形Ｔの各頂点にそれぞれ位置
する。この三角形Ｔは、クランク軸３の軸心に垂直な平
面内における任意の三角形である。図１において、コネ
クティングロッド７は、揺動リンク５の第２の連結部Ｐ
２に上端が連結され、下端がラム６の上端にピン１１を
介して回転自在に連結される。拘束リンク８は、基端が
フレーム９に支点軸１２を介して回動自在に支持され、
先端が揺動リンク５の第３の連結部Ｐ３に連結されてい
る。なお、図７は、各要素を見やすくするために模式的
に示した図であり、拘束リンク８につき、実際の配置と
は異ならせて図示してある。

【００１２】図１，図１０に示すように、拘束リンク８
は、その支点軸１２の軸心である揺動中心Ｅと第３の連
結部Ｐ３とを、クランク軸３の両横に振り分けて配置し
てある。また、クランク部材２の偏心軸部４が上死点に
ある状態で、図１０に示すように、拘束リンク８の揺動
中心Ｅと第３の連結部Ｐ３とを結ぶ直線Ａに対し上側に
偏心軸部４の一部４ａ（交差斜線を施した部分）が位置
するように、拘束リンク８を配置してある。換言すれ
ば、偏心軸部４が上死点にある状態で、上記直線Ａが偏
心軸部４の断面を通るように拘束リンク８が配置されて
いる。図１０は、偏心軸部４が上死点にある状態におけ
る各部の位置を示した模式図である。拘束リンク８の形
状は、図１のように上側へ湾曲して揺動リンク５との干
渉を避けた曲がり部８ａを有する形状としてある。この
実施形態では、曲がり部８ａは、拘束リンク８の略全長
に及び、拘束リンク８の略全体が略半円の円弧状に湾曲
している。なお、曲がり部８ａは、拘束リンク８の長さ
方向の一部のみに設けても良い。

【００１３】図４，図５に示すように、クランク軸３
は、モータ１３の出力軸（図示せず）に駆動伝達系１４
を介して連結されている。駆動伝達系１４は、モータ１
３の回転制御によりラム６の昇降動作を制御可能にモー
タ１３の回転駆動をクランク軸３に伝達可能なものとす
る。したがって、駆動伝達系１４は、フライホイール等
の慣性付与を目的とした部品が介在せず、モータ１３の
トルクを伝達する手段である。駆動伝達系１４は、この
実施形態では、減速機１５と、この減速機１５の出力軸
をクランク軸３に連結するカップリング１６とでなる。
モータ１３にはサーボモータが用いられている。減速機
１５とモータ１３とは、互いに一体化されて減速機付き
モータを構成するもの等が用いられる。

【００１４】図２は、リンク機構１の破断側面を示す。
クランク軸３は偏心軸部４の両側に延びており、両側で
ジャーナル軸受等の軸受１７を介してフレーム９に回転
自在に支持されている。揺動リンク５は、第１の連結部
Ｐ１を構成する連結孔の内径面が、偏心軸部４の外周に
ライナ１８を介して嵌合している。揺動リンク５の第２
の連結部Ｐ２とコネクティングロッド７とは、連結ピン
１９により連結されている。

【００１５】図５に示すように、フレーム９は、リンク
機構１を支持する独立のリンク部フレームとされ、本体
フレーム２２の上フレーム部２２ａの先端に取付けられ
ている。リンク部フレーム９はボックス状とされてい
る。フレーム９は、取付基板９ａの内面に設けた支持板
９ｂとこれに対向する対向板９ｃとで、クランク軸３の
両端を支持する。フレーム９には、モータ支持部材２３
が設けられ、上記モータ１３はモータ支持部材２３に設
置されている。したがって、モータ１３は、リンク機構
１を設置したリンク部フレーム９と共に、本体フレーム
２２に対して着脱可能に組み付けられる。本体フレーム
２２は、側面形状がＣ字状とされ、その開口部分２４
は、板材ワークやツール支持体が進入する空間となる。
本体フレーム２２は、一対の対向側板を有しており、図
５には片方の対向側板のみを図示してある。上フレーム
部２２ａにおいて、両側の対向側板は、上フレーム下面
板２５および中間補強板２６により互いに接合されてい
る。

【００１６】図１４，図１５は、図１のリンク機構１を
備えたモータ駆動式リンクプレスをパンチプレスに適用
した例の全体の平面図，側面図をそれぞれを示す。本体
フレーム２２は機体カバー３０で覆われている。本体フ
レーム２２に、リンク機構１の他に、ツール支持手段２
８とワーク送り手段２９とが設置されいる。ツール支持
手段２８は、複数のパンチツール３１およびダイツール
３２を搭載し、ラム６によるプレス加工位置Ｑに任意の
ツール３１，３２（図１５）を割出可能としたのもので
ある。ツール支持手段２８は、それぞれパンチツール３
１およびダイツール３２を搭載した上下のタレット２８
ａ，２８ｂからなる。ワーク送り手段２９は、テーブル
３３上の板材ワークＷを、任意部分がプレス加工位置Ｑ
に来るように直交２軸方向（Ｘ軸，Ｙ軸）に移動させる
手段である。ワーク送り手段２９は、前後（Ｙ軸方向）
移動するキャリッジ３４と、キャリッジ３４に搭載され
て左右（Ｘ軸方向）移動するクロススライド３５とを有
し、クロススライド３５に設けられた複数のワークホル
ダ３６により板材ワークＷを把持する。キャリッジ３４
の前後移動とクロススライド３５の左右移動とで、上記
２軸方向の板材ワークＷの送りが行われる。

【００１７】上記構成の動作を説明する。図１のリンク
機構１は、図７の模式図を参照してわかるように、次の
動作を行う。クランク軸３がモータ駆動により回転する
と、クランク部材２の偏心軸部４の中心は、図７に示す
ように、クランク軸３の軸心を中心とする円周軌道Ｃ１
を描く。揺動リンク５は、偏心軸部４に第１の連結部Ｐ
１で回転自在に連結されているため、上記円周軌道Ｃ１
に沿った公転運動を行う。揺動リンク５は、第３の連結
部Ｐ３で拘束リンク８に連結されていることにより動作
が規制され、上記公転運動に伴って、第１の連結部Ｐ１
の回りに正逆に振られる自転運動を行う。この公転運動
と自転運動の複合動作のため、揺動リンク５のコネクテ
ィングロッド７との連結部である第２の連結部Ｐ２は、
同図に示すように斜めの楕円状の軌道Ｃ２を移動する。
ラム６は昇降のみ自在に支持されていて、コネクティン
グロッド７を介して揺動リンク５の第２の連結部Ｐ２に
連結されているため、第２の連結部Ｐ２が楕円状の軌道
Ｃ２を描くことによって昇降動作する。このラム６の昇
降動作の速度は、図８に１周期のクランク角度と変位の
関係を曲線Ｈで示す示すように、下降時と上昇時とで非
対称となる。また、ラム６が下死点ＢＤＣに達する時の
クランク角度θ_BDCは１８０°からずれた位置となる。
同図中に併記した曲線Ｊは、一般的なクランク機構にお
けるラムの上下変位を示し、対称となっている。

【００１８】リンク機構１の動作に影響を与える要素
は、図７に示す次の８つの要素である。クランク長さ
（偏心量）ｒ、拘束リンク８の長さｗ、コネクティング
ロッド７の長さＬ、揺動リンク５の連結部Ｐ２，Ｐ３間
の開き角度α、揺動リンク５の連結部Ｐ１と連結部Ｐ
２，Ｐ３間の各長さａ，ｂ、および拘束リンク８の支点
位置のＸ座標Ｅｘ，Ｙ座標Ｅｙである。なお、座標の中
心はクランク軸３の軸心とする。リンク機構１の成り立
つ条件として、クランク軸３の回転中心−連結部Ｐ１−
連結部Ｐ３−拘束リンク８の支点軸１２を、各節間の連
結点として成り立つ４節回転連鎖が成立する必要があ
り、最短節をクランク長さｒとして、次の各式を満たす
必要がある。Ａ＝√（Ｅｘ＾２＋Ｅｙ＾２）として、ｒ＋ａ≦ｗ＋Ａｒ＋ｗ≦ａ＋Ａｒ＋Ａ≦ａ＋ｗこれは、グラスホフの定理として知られており、この条
件を満たす範囲で上記各要素の値を適宜設計すること
で、ラム８の変位曲線を自由に設計することができる。

【００１９】このリンクプレスは、上記各式を満たす範
囲で、上記のように拘束リンク８の揺動中心Ｅと第３の
連結点Ｐ３とを、クランク軸３の両横に振り分けて配置
し、かつクランク部材２の偏心軸部４が上死点にある状
態で、拘束リンク８の揺動中心Ｅと第３の連結部Ｐ３と
を結ぶ仮想の直線Ａ（図１０）に対し、上側に偏心軸部
４の一部４ａが位置するように拘束リンク８を配置して
いる。このような配置関係とすることにより、図１１に
示す動作特性が確認できた。同図において、横軸は１周
期のクランク角度を示し、縦軸はラム変位、および所定
の負荷がラムにかかった際のクランク軸トルクを示す。
クランク軸トルクは、この実施形態のように駆動伝達系
１４がフライホイール等の慣性付与を目的とした要素を
介在しない系の場合、モータトルクに比例する。曲線Ｈ
がラム変位曲線であり、曲線ＴＨがトルク変化曲線であ
る。なお、このとき、拘束リンク８の先端となる第３の
連結点Ｐは、図１２に示すように円弧曲線の軌道Ｃ３上
を往復移動し、第２の連結点Ｐ２は、図１３に示すよう
な楕円状曲線の軌道Ｃ２を描くことが確認された。

【００２０】図１１からわかるように、図８と共に前述
したとおり、ラム変位曲線Ｈは、上昇時と下降時とで非
対称となり、ラム６が下死点ＢＤＣに達する時のクラン
ク角度θ_BDCは１８０°からずれた位置となる。ラム変
位曲線Ｈは、下降時において、上死点ＴＤＣの付近から
下死点ＢＤＣの付近に至る長い区間ＡＨにおいて直線性
を示しており、この区間ＡＨ内でラム６の下降速度は略
一定となる。また、上記区間ＡＨのうち、その半分を超
える長い区間ＡＴにおいて、トルクが略一定となってい
る。このトルクが略一定となる区間ＡＴを、後述のよう
にパンチ加工に効果的に利用することができる。また、
ラム変位曲線Ｈは、上死点ＴＤＣ付近の両側ＡＴＴにお
いて、角張った曲線とならずに、比較的なだらかな曲線
を示している。このことは、ラム６が上死点ＴＤＣで方
向転換するときの加速度が小さい、つまり速度変化が小
さいことを示しており、したがって上死点ＴＤＣでラム
６が動作方向を転換するときに機械に与える衝撃が小さ
く、機械の強度設計や耐久性の面で有利である。

【００２１】下降時と上昇時とのいずれが速くなるか
は、モータ回転方向と上記各要素の組み合わせによって
定まる。そこで、モータ回転方向が一定方向であるとし
て、各要素を適宜設計することで、モータ１３が一定速
度で回転したときのラム６の下降速度が上昇速度よりも
遅くなる動作を行うものとできる。このように、下降時
の速度を遅くすることで、比較的小出力のモータ１３を
用いても、高いプレス荷重による加工が行え、また上昇
速度が速くなるため、加工のサイクルタイムが向上す
る。図９にクランク式プレスとリンク式プレスとを比較
して示すように、サイクルタイムを「１０」とした場
合、クランク式では同図（Ａ）のように下降時間と上昇
時間が共に「５」となるが、リンク式では、例えば同図
（Ｂ）のように下降時間が「７」，上昇時間が「３」と
なるように設計することが可能である。このようにリン
ク機構１を設計した場合、クランク式に比べて、下降動
作のラム速度は５／７と遅くなり、その分、プレス荷重
は７／５と大きくなり、同じモータを用いても、４０％
のプレス荷重の向上が図れる。ラム６の上昇時は特に仕
事を行わないため、力が弱くても加工に影響しない。

【００２２】また、モータ速度は一定としたままで上記
の速度変化を与えるため、適宜の減速比率の減速機１５
（図４）を介在させることで、モータ特性に応じ、モー
タ出力が最大となるモータ回転速度で運転できる。これ
によっても、小出力のモータ１３の使用が可能になる。
また、モータ１３とクランク軸３とは、フライホイール
等の慣性付与系の介在しない駆動伝達系１４を介して連
結するため、モータ１３の回転速度制御によるラム速度
変更等の制御性に優れる。

【００２３】モータ１３がサーボモータである場合は、
モータ速度の自由な変更が行えるため、ラム６の昇降ス
トローク中における速度を変化させることもでき、各種
の要望に応じた加工が行える。すなわち、モータ１３を
等速回転させた場合の速度曲線として、クランク部材２
や各揺動リンク５，拘束リンク８等で構成されるリンク
機構１の動作に従った速度曲線を基本とし、モータ速度
を変化させることで、例えばパンチツール３１が板材ワ
ークＷに接するときの速度をより遅くしてより一層の静
音化を図ったり、また上昇時の速度をさらに速めること
も可能である。また、ラム６を任意高さで止めることも
できる。

【００２４】このモータ駆動式リンクプレスにおいて、
パンチ加工を行う場合は、図８に示すように、板材ワー
クＷの打ち抜きに使用する区間である打抜区間Ｍは、ラ
ム昇降ストロークの下降過程の中間区間とする必要があ
る。この打抜区間Ｍとする中間区間は、ラム６のクラン
ク角度に対する変位の曲線Ｈが略直線状となる区間とす
る。また、この打抜区間Ｍは、図１１に示すトルク略一
定の区間ＡＴ内に設定することが好ましい。図８におい
て、打抜区間Ｍの下限位置Ｈ₁は、ダイハイトＤＨより
も若干上方の位置にある。このリンクプレスでは、モー
タ速度が一定であると、同図のラム変位曲線Ｈからわか
るように、上死点ＴＤＣ付近では緩やかな曲線となり、
中間区間で直線状となり、下死点ＢＤＣの付近で再度緩
やかな曲線となる。下死点ＢＤＣ付近の速度が最も遅
く、したがって下死点ＢＤＣ付近で最も大きなプレス荷
重が得られる。従来の成形加工のリンクプレスでは、こ
の下死点ＢＤＣ付近の大きなプレス荷重を成形に用い
る。しかしパンチ加工の場合、打ち抜きカスを確実に落
とすために、板材ワークＷの下面よりも下方にストロー
クが必要となる。これに対して、ストロークの中間区間
を打抜区間Ｍとすると、板材ワークＷの下面の下方に十
分なストロークを得て、打ち抜きカスを確実に落とすこ
とができ、中間区間での本来小さなパンチ荷重をリンク
機構１で補える。言い換えれば、このため、大きなプレ
ス荷重が得られる下死点ＢＤＣ付近を使用することはで
きないが、従来の対称動作のクランク機構と比較して効
率的に使うことができる。パンチ加工では大きなプレス
荷重と共に、加工の高速化が要求される。また、パンチ
加工では打ち抜き速度が速い方が加工品質が良く、打抜
区間Ｍを中間区間とすると、加工品質上で要求される打
ち抜き速度を無駄なく得ることができる。

【００２５】このように、パンチプレスに適用する場合
に、従来の成形加工用のリンクプレスとは異なる使用形
態で、そのリンク機構１の作用を効果的に用いることが
できる。特に、上記のように拘束リンク８の揺動中心Ｅ
と第３の連結部Ｐ３とを結ぶ直線Ａに対し、上側に偏心
軸部４の一部４ａが位置するように拘束リンク８を配置
したことによる図１１に示す動作特性が、パンチ加工に
効果的なものとなる。同図のようにラム６の加工範囲と
なる中間の区間で、ラム６の下降速度が一定となり、そ
の際のクランク軸トルクも略一定となるため、安定した
パンチ加工が行える。しかも、リンク機構１は、図１の
ように拘束リンク８の揺動中心Ｅと第３の連結点Ｐ３と
が、クランク軸３の両横に振り分けて配置されているた
め、上下および横方向にコンパクトな構成となる。拘束
リンク８は、上側へ湾曲して揺動リンク５との干渉を避
けた曲がり部８ａを有する形状とされているため、上記
のような振り分け配置となってコンパクトなリンク機構
１が、揺動リンク５との干渉の問題なく実現できる。

【００２６】なお、上記実施形態では、拘束リンク８
は、上側へ湾曲へ湾曲する形状としたが、拘束リンク８
は下側へ湾曲する形状としても良い。また、この発明
は、駆動伝達系１４にフライホイール（図示せず）を用
いたものにも適用することができる。

【００２７】

【発明の効果】この発明のモータ駆動式リンクプレス
は、クランク部材，揺動リンク，コネクティングロッ
ド，および拘束リンクを有するリンク機構を採用したた
め、比較的小出力のモータを用いても、高いプレス荷重
による加工、および加工のサイクルタイムの向上が可能
である。特に、拘束リンクの揺動中心と第３の連結点と
を、上記クランク軸の両横に振り分けて配置したため、
リンク機構が上下方向および横方向にコンパクトな構成
となる。この発明において、上記クランク部材の偏心軸
部が上死点にある状態で、上記拘束リンクの揺動中心と
第３の連結部とを結ぶ直線に対し上側に上記偏心軸部の
一部が位置するように上記拘束リンクを配置した場合
は、上下方向にさらにコンパクトな構成となる。上記拘
束リンクを、上側または下側へ湾曲して上記揺動リンク
との干渉を避けた曲がり部を有する形状とした場合は、
拘束リンクが揺動リンクと干渉することなく、上記のよ
うなコンパクトな構成、および動作特性が得られる構成
が実現できる。上記駆動伝達系が、モータの回転制御に
よりラムの昇降動作を制御可能に上記モータの回転駆動
を上記クランク軸に伝達するものである場合、つまりフ
ライホイール等の慣性付与を目的とした要素を介在させ
ない駆動伝達系とした場合は、制御性にも優れたものと
なる。上記のようにクランク部材の偏心軸部が上死点に
ある状態で、上記拘束リンクの揺動中心と第３の連結部
とを結ぶ直線に対し上側に上記偏心軸部の一部が位置す
るように上記拘束リンクを配置した場合は、リンク機構
の特性として、ラムの下降途中における速度が比較的一
定していて、そのときのクランク軸トルクが略一定とな
るため、上記構成の駆動伝達系を用いることで、モータ
トルクも一定となる。このため、パンチ加工にも効果的
に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るリンクプレスのリ
ンク機構の破断正面図である。

【図２】同リンク機構の破断側面図である。

【図３】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ同リンク機構の正面
図および側面図である。

【図４】同リンク機構とモータとの連結状態を示す側面
図である。

【図５】同リンク機構とモータを本体フレームに設置し
た部分を示す斜視図である。

【図６】同リンク機構の一部省略斜視図である。

【図７】同リンク機構の動作モデルの説明図である。

【図８】同リンク機構におけるクランク角度とラム変位
の関係を示すグラフである。

【図９】同リンク機構とクランク式プレスとのラム変位
過程を比較したグラフである。

【図１０】同リンク機構における所定動作状態の各連結
部の位置関係を示した模式図である。

【図１１】同位置関係とした場合のクランク角度とラム
変位およびクランク軸トルクとの関係を示すグラフであ
る。

【図１２】同位置関係とした場合の第３の連結部の軌道
を示すグラフである。

【図１３】同位置関係とした場合の第２の連結部の軌道
を示すグラフである。

【図１４】同実施形態のリンクプレスの全体を示す平面
図である。

【図１５】同リンクプレスの全体を示す側面図である。

【符号の説明】

１…リンク機構２…クランク部材３…クランク軸４…偏心軸部４ａ…一部５…揺動リンク６…ラム７…コネクティングロッド８…拘束リンク８ａ…曲がり部９…フレーム１０…ガイド部材１２…支点軸１３…モータ１４…駆動伝達系１５…減速機Ａ…直線Ｅ…揺動中心Ｏ…クランク軸の軸心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータと、このモータから駆動伝達系を
介して伝達された回転動作を直線動作に変換するリンク
機構と、上記リンク機構の下方に設置されて上記直線動
作によりプレス加工のために昇降するラムとを備え、上
記リンク機構は、クランク軸および偏心軸部を有するク
ランク部材と、回転自在な連結を行う第１ないし第３の
連結部をそれぞれ３角形の各頂点に位置するように有
し、第１の連結部が上記クランク部材の偏心軸部に連結
された揺動リンクと、第２の連結部と上記ラムの上端と
に両端が連結されたコネクティングロッドと、基端がフ
レームに回動自在に連結され先端が上記揺動リンクの第
３の連結部に連結されて上記揺動リンクの揺動を規制す
る拘束リンクとを備え、上記拘束リンクの揺動中心と第
３の連結点とを上記クランク軸の両横に振り分けて配置
したことを特徴とするリンクプレス。
【請求項２】上記クランク部材の偏心軸部が上死点に
ある状態で、上記拘束リンクの揺動中心と第３の連結部
とを結ぶ直線に対し上側に上記偏心軸部の一部が位置す
るように上記拘束リンクを配置した請求項１記載のリン
クプレス。
【請求項３】上記拘束リンクを、上側または下側へ湾
曲して上記揺動リンクとの干渉を避けた曲がり部を有す
る形状とした請求項１または請求項２記載のリンクプレ
ス。
【請求項４】上記駆動伝達系は、モータの回転制御に
よりラムの昇降動作を制御可能に上記モータの回転駆動
を上記クランク軸に伝達するものである請求項２または
請求項３に記載のリンクプレス。