JP2003320499A

JP2003320499A - プレス機械のフレーム構造

Info

Publication number: JP2003320499A
Application number: JP2002129618A
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】【課題】プレス機構の組立作業性や保守性に優れ、ま
たフレーム構成材料の無駄のないプレス機械のフレーム
構造を提供する。【解決手段】側面形状がコ字状の機械フレーム本体２
２と、この機械フレーム本体２２に対し着脱可能とした
プレス機構フレーム９とを備える。プレス機構フレーム
９は、プレス駆動を行うプレス機構５０を支持したもの
であって、機械フレーム本体２２の上フレーム部分２２
ａの先端に、この先端から突出するように取付けられ
る。プレス機構５０は、モータ１３と、このモータ１３
の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構１Ａと、
モータ１３の回転を運動変換機構１Ａに伝達する駆動伝
達系１４と、ラム６とからなる。運動変換機構１Ａは、
例えばリンク機構からなる。

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、パンチプレス等
のプレス機械、特に、リンクプレスやクランクプレス等
の機械式プレスにおけるプレス機械のフレーム構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、タレットパンチプレス等のプレス
機械において、側面形状がコ字型の機械フレーム本体が
用いられている。コ字型としたのは、その喉部にタレッ
ト等のツール支持手段や、板材ワークを進入させるため
である。このようなプレス機械において、プレス駆動を
行うクランク機構やその駆動用モータ等からなるプレス
機構は、上記コ字型の機械フレーム本体に部品単位で直
接に組み立てている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、プレス機構
を構成する多数の部品を、大型部材である機械フレーム
本体に個々に組み付ける必要があり、機械の組立作業性
が悪い。すなわち、一般の板金加工を行うパンチプレス
等のプレス機械は、機械フレーム本体が人の背丈と同等
以上であるものが多く、このような大きな機械フレーム
本体の上部に部品単位でプレス機構を組み立てるには、
高い位置での作業となって、部品や工具の置き場所も得
にくく、部品の運搬のために台の上を登り降りすること
が必要であったりし、作業性が悪い。また、保守に際し
て、プレス機構に不具合があるときに、プレス機構だけ
を修理工場に運ぶことができず、プレス機械の設置され
た現地に出向いて作業を行う必要があって、保守性も悪
い。

【０００４】この発明の目的は、プレス機構の組立作業
性や保守性に優れたプレス機械のフレーム構造を提供す
ることである。この発明の他の目的は、ユニット化され
たプレス機構フレームを機械フレーム本体に設置すると
きに、その位置決めが容易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】この発明のプレス機械の
フレーム構造は、側面形状がコ字状の機械フレーム本体
と、この機械フレーム本体に対し着脱可能としたプレス
機構フレームとを備える。プレス機構フレームは、プレ
ス駆動を行うプレス機構を支持したものであって、上記
機械フレーム本体の上フレーム部分の先端に取付けられ
るものとする。プレス機構フレームは、例えば箱体とす
る。この構成によると、機械フレーム本体とは別にプレ
ス機構フレームを設け、このプレス機構フレームにプレ
ス機構を支持する構成としたため、プレス機構をプレス
機構フレームに組み込んでから、機械フレーム本体に組
み込むことができる。すなわち、プレス機構を、そのプ
レス機構フレームと共にユニット化したものとして機械
フレーム本体に組み付けることができる。そのため組立
性が良い。一般的な大きさのパンチプレス等のプレス機
械では、プレス機構は、プレス機構フレームに組み込ん
だユニット状態であっても、人手で運べる程度の大きさ
および重量であり、比較的運搬し易くて組付け作業が簡
単に行える。一方、プレス機構を構成する各部品を組み
立てるときには、比較的小さなフレームであるプレス機
構フレームに組み立てることができて、作業者が移動し
なくても手や工具が届く状態で組み立てることができ、
部品や工具の置き台の確保、作業位置への部品の運搬も
簡単で、組立性に優れる。なお、プレス機構フレーム
は、コ字状の機械フレーム本体の上フレーム部の先端
に、この先端から前方へ突出するように取付けられるも
のであっても良い。その場合、いわば、従来のコ字状の
機械フレーム本体の上フレーム部の先端を分割したもの
となるため、プレス機構フレームが機械フレーム本体と
重複したフレームとならず、重量増やフレーム構成材料
の増加の問題が回避できる。

【０００６】上記プレス機構は、例えば、モータと、こ
のモータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構
と、上記モータの回転を上記運動変換機構に伝達する駆
動伝達系と、上記直線運動によりプレス加工のために昇
降するラムとからなる。運動変換機構は、リンク機構で
あっても、クランク機構であっても良い。この構成の場
合、プレス機構の主たる部品はプレス機構フレームに取
付けられることになり、機械フレーム本体で組付ける必
要がない。

【０００７】上記機械フレーム本体およびプレス機構フ
レームに、位置決め用の係合部とこの係合部に係合する
被係合部とをそれぞれ設けても良い。プレス機構をプレ
ス機構フレームに組み込んだものは、小さいとは言え、
人手の運搬としては相当に重量のあるものとなる。その
ため、位置決めのためのプレス機構フレームの位置調節
が困難であるが、上記のように係合部と被係合部を設け
ておくことにより、プレス機構フレームを機械フレーム
本体に取付ける際の位置が定まり、位置決め作業の作業
性向上の効果が大きい。

【０００８】上記プレス機構における運動変換機構は、
リンク機構であっても良い。この場合、上記プレス機構
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ものとされ
る。リンク機構は、ラムを下降させるときには遅く、上
昇させるときには早く動作させることが可能な特性を持
つものであっても良い。このようなリンク機構として、
例えば、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
クとを備えるものである。この場合に、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。

【０００９】

【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，図２は、プレス機械の全体の側面図
および平面図である。このプレス機械のフレーム構造
は、床面に設置される側面形状がコ字状の機械フレーム
本体２２と、この機械フレーム本体２２に対し着脱可能
としたプレス機構フレーム９とを備える。プレス機構フ
レーム９は、プレス駆動を行うプレス機構５０を支持し
たものであって、機械フレーム本体２２の上フレーム部
分２２ａの先端の前面に取付けられる。すなわち、プレ
ス機構フレーム９は、上フレーム部分２２ａの前後方向
（Ｙ軸方向）の前端である先端の前面に、前方へ突出す
るように取付けられる。機械フレーム本体２２は、一対
の対向側板を有する中空体に構成されている。プレス機
構フレーム９も箱体に形成されている。

【００１０】プレス機構５０は、モータ１３と、このモ
ータ１３の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構
１Ａと、モータ１３の回転を運動変換機構１Ａに伝達す
る駆動伝達系１４と、上記直線運動によりプレス加工の
ために昇降するラム６とからなる。運動変換機構１Ａ
は、リンク機構や、クランク機構など、回転運動を直線
運動に変換するあれば良く、各種のものが使用できる
が、後に図３以下に示す具体例ではリンク機構とされて
いる。運動変換機構１Ａは、箱体のプレス機構フレーム
９の内部に設置される。モータ１３は、プレス機構フレ
ーム９の外部においてプレス機構フレーム９の背面から
突出させたモータ支持部材２３に設置され、箱体のプレ
ス機構フレーム９の外部に位置する。機械フレーム本体
２２の上フレーム部２２ａ内には、モータ１３の設置用
のスペースが設けられ、モータ１３が収容される。上フ
レーム部２２ａの先端面には少なくともモータ１３およ
びモータ支持部材２３が挿入可能な大きさの開口が設け
られている。

【００１１】機械フレーム本体２２およびプレス機構フ
レーム９には、位置決め用の係合部５１と、この係合部
５１に係合する被係合部５２とがそれぞれ設けられてい
る。係合部５１は例えばキーからなり、機械フレーム本
体２２の上フレーム部２２における先端面に水平に設け
られている。被係合部５２は、上記係合部５１が嵌合す
るキー溝からなり、プレス機構フレーム９における背面
に設けられている。

【００１２】機械フレーム本体２２は、図１に示すよう
に機体カバー３０で覆われている。機械フレーム本体２
２に、リンク機構１の他に、ツール支持手段２８が設置
されている。また、機械フレーム本体２２には、ワーク
送り手段２９が設置されている。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３
１，３２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３１およびダイツール
３２を搭載した上下のタレット２８ａ，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。

【００１３】この構成のプレス機械のフレーム構造によ
ると、機械フレーム本体２２とは別にプレス機構フレー
ム９を設け、このプレス機構フレーム９にプレス機構５
０を支持する構成としたため、プレス機構５０をプレス
機構フレーム９に組み込んでから、機械フレーム本体２
２に組み込むことができる。すなわち、プレス機構５０
を、そのプレス機構フレーム９と共にユニット化したも
のとして機械フレーム本体２２に組み付けることができ
る。そのため組立性が良い。一般的な大きさのプレス機
械では、プレス機構５０は、プレス機構フレーム９に組
み込んだユニット状態であっても、人手で運べる程度の
大きさおよび重量であり、比較的運搬し易くて組付け作
業が簡単に行える。一方、プレス機構５０を構成する各
部品を組み立てるときには、比較的小さなフレームであ
るプレス機構フレーム９に組み立てることができて、作
業者が移動しなくても手や工具が届く状態で組み立てる
ことができ、部品や工具の置き台の確保、作業位置への
部品の運搬も簡単で、組立性に優れる。また、プレス機
構フレーム９は、コ字状の機械フレーム本体２２の上フ
レーム部２２ａの先端に、この先端から突出するように
取付けられるものであり、いわば、従来のコ字状の機械
フレーム本体の上フレーム部の先端を分割したものとな
る。そのため、プレス機構フレーム９が機械フレーム本
体２２と重複したフレームとならず、重量増やフレーム
構成材料の増加の問題が回避できる。

【００１４】プレス機構５０は、モータ１３と、このモ
ータ１３の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構
１Ａと、上記モータ１３の回転を運動変換機構１Ａに伝
達する駆動伝達系１４と、ラム６とからなため、プレス
機構５０の主たる部品はプレス機構フレーム９に取付け
られることになり、機械フレーム本体２２に組付ける必
要がない。

【００１５】機械フレーム本体２２およびプレス機構フ
レーム９には、位置決め用の係合部５１とこの係合部５
１に係合する被係合部５２とがそれぞれ設けられている
ため、プレス機構フレーム９の位置決めが容易に行え
る。すなわち、プレス機構５０をプレス機構フレーム９
に組み込んだものは、小さいとは言え、人手の運搬とし
ては相当に重量のあるものとなる。そのため、位置決め
のためのプレス機構フレーム９の位置調節が困難である
が、上記のように係合部５１と被係合部５２を設けてお
くことにより、プレス機構フレーム９を機械フレーム本
体２２に取付ける際の位置が定まり、位置決め作業の作
業性向上の効果が大きい。係合部５１および被係合部５
２は、それぞれ水平なキーおよびキー溝からなるため、
組立作業時にキー溝からなる被係合部５２をキーからな
る係合部５１に係合させた状態で、プレス機構フレーム
９の一部の重量を機械フレーム本体２２に支持させるこ
とも可能であり、より一層組立性に優れる。

【００１６】次に、プレス機構５０およびプレス機構フ
レーム９の詳細を図３ないし図１２と共に説明する。プ
レス機構５０における運動変換機構１Ａは、ラムを下降
させるときには遅く、上昇させるときには早く動作させ
ることが可能な特性を持つリンク機構１を用いている。
プレス機構５０は、モータ１３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、プレス機構フレーム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
軸部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３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、プレス機構フレーム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。

【００１７】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９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
プレス機構フレーム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。拘束リンク８は、その支点軸１２の軸心
である揺動中心と第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てある。上記両横は、クラン
ク軸３の軸心に対する垂直な平面内における両横であ
り、リンクプレスの全体に対して、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。

【００１８】クランク軸３は、図６，図７に示すよう
に、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。

【００１９】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
軸受１７を介してプレス機構フレーム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１
８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。

【００２０】図７，図１２に示すように、プレス機構フ
レーム９は、リンク機構１を支持する独立のフレームと
され、機械フレーム本体２２の上フレーム部２２ａの先
端に着脱可能に取付けられている。プレス機構フレーム
９は、次のように箱体で構成されている。また、プレス
機構フレーム９は、ラム６を組付けるための下方開口部
４１と、リンク機構１を上方から組付けるための上部開
口部４２とを備える。プレス機構フレーム９は、このよ
うな開口部４１，４２を有しながら、箱体としての剛性
が保てるものとしてある。また、プレス機構フレーム９
は、リンク機構１におけるクランク軸３と拘束リンク８
の支点軸１２の距離が、荷重作用時にも変化しない構成
とされている。

【００２１】すなわち、プレス機構フレーム９は、クラ
ンク軸３の軸方向における前後両側に、互いに対面する
一対の板部９ｃ，９ａと、これら前後の板部９ｃ，９ａ
を左右両端でそれぞれ繋ぐ連結板部９ｄ（図１２参照）
とからなる箱体とされている。後ろ側の板部９ａは、取
付基板９ａａと、その前面の上部に重ねた支持板９ａｂ
との２重構造とされている。他の板部９ｃ，９ｄは単独
の板材からなり、各板部９ａ，９ｃ，９ｄは、互いに溶
接で接合されている。プレス機構フレーム９の上面は開
放されて上部開口部４２を構成し、下面には板部９ｅが
設けられている。下面の板部９ｅ上に、ラム用開口４０
が設けられ、ラム６のガイド部材１０が設置される。プ
レス機構フレーム９の前面の板部９ｃは、上部のみに設
けられ、前面の下方が上記の下部開口部４１となってい
る。

【００２２】プレス機構フレーム９の前後の板部９ｃ，
９ａは、図１２のように、クランク軸支持孔４３および
拘束リンク支持孔４４を有している。後ろ側の板部９ａ
におけるクランク軸支持孔４３および拘束リンク支持孔
４４は、いずれも支持板９ａｂに設けられており、取付
基板９ａａにはクランク軸支持孔４３に整合したクラン
ク軸挿通孔４３Ａが設けられている。このクランク軸支
持孔４３に、クランク部材２の両側のクランク軸３の部
分がそれぞれ支持されている。クランク軸３は、図４の
ように、軸受１７を介してクランク軸支持孔４３に回転
自在に支持されている。軸受１７は、クランク軸支持孔
４３に嵌合する円筒状の軸受ハウジング１７ａを有して
おり、軸受ハウジング１７ａに設けられたフランジ部
で、ボルト等の固着具４５により各板部９ａ，９ｃに固
定されている。軸受１７は、例えばジャーナル軸受であ
り、上記軸受ハウジング１７ａと、その内径孔に嵌合し
たスリーブ１７ｂとで構成される。

【００２３】図３における拘束リンク８の支点軸１２
は、両端が図１２に示す拘束リンク支持孔４４に軸受
（図示せず）を介して回転自在に支持される。支点軸１
２は、拘束リンク支持孔４４に対して固定状態に支持さ
れたものであっても良い。支点軸１２が拘束リンク支持
孔４４に対して固定状態に設置されたものである場合
は、拘束リンク８は支点軸１２に対して回動自在に取付
けられる。

【００２４】図６に示すように、プレス機構フレーム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９は、リンク機構１を設置したリンク機構部プレ
ス機構フレーム９と共に、機械フレーム本体２２に対し
て着脱可能に組み付けられる。モータ支持部材２３は、
プレス機構フレーム９における後側の板部９ａの背面に
設置されている。

【００２５】図７に示すように、機械フレーム本体２２
は、側面形状がコ字状とされ、その喉部となる開口部分
２４は、板材ワークやツール支持体が進入する空間とな
る。機械フレーム本体２２は、一対の対向側板を有して
おり、図７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。上フレーム部２２の先端面は、上記のよう
にモータ挿入用の開口を有していて、その開口の縁部
に、フレーム取付座部４６が設けられている。フレーム
取付座部４６は、例えば両側の対向側板に設けられて上
下方向に延びる棒状または板状の部材からなる。上記係
合部５１は、フレーム取付座部４６に設けられたキー溝
に固定したキー部材からなる。被係合部５２は、プレス
機構フレーム９の後側の板部９ａの背面に設けられて上
記キーからなる係合部５１が係合するキー溝からなる。
プレス機構フレーム９は、上記係合部５１と被係合部５
２とが係合した状態で、ボルト等の固着具４７により機
械フレーム本体２２のフレーム取付座４６に取付けられ
る。ボルト等の固着具４７は、プレス機構フレーム９の
後側の板部９ａに設けられた取付孔４７ａ（図１２）に
挿通され、フレーム取付座４６のねじ孔または裏ナット
付きの取付孔（図示せず）に結合される。取付孔４７ａ
は、プレス機構フレーム９の後側の板部９ａにおける両
側縁に上下に並んで複数形成されている。

【００２６】上記構成のプレス機構５０の動作を説明す
る。図１のリンク機構１は、図９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９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Ｐ１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Ｐ
２が楕円状の軌道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１０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ＢＤ
Ｃ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。

【００２７】リンク機構１の動作に影響を与える要素
は、図９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。

【００２８】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１１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。

【００２９】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６）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。

【００３０】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。

【００３１】このリンクプレスにおいて、パンチ加工を
行う場合は、図１０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である。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。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。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。

【００３２】また、このリンクプレスにおいて、リンク
機構１を支持するプレス機構フレーム９は、クランク軸
３と拘束リンク８の基端とを、同じ板部９ａ，９ｃに設
けられたクランク軸支持孔４３（図１２）および拘束リ
ンク支持孔４４にそれぞれ設置しているため、例えばブ
ラケット等の別部材を用いて支持するものに比べて、大
荷重の作用時等にも、距離等の位置関係が変わり難い。
つまり、両支持孔４３，４４の間に板材の部位が介在
し、両支持孔４３，４４の間隔を変化させる荷重は、板
材の面に沿う方向となるため、高い剛性が得られて両支
持孔４３，４４間の距離の変化が生じ難い。また、板部
９ａ，９ｃにクランク軸支持孔４３および拘束リンク支
持孔４４となる孔加工を行うだけで良いため、加工が簡
単で精度良く各支持孔４３，４４が形成でき、組立誤差
を生じる問題も少ない。そのため、リンク機構１の動作
が精度良く得られて、ラム６に一定した昇降動作、昇降
範囲が得られ、加工精度を高精度に維持することができ
る。

【００３３】またプレス機構フレーム９は、前後に対面
する板部９ｃ，９ａを有し、両側の板部９ｃ，９ａにク
ランク軸３および拘束リンク支点軸１２を設置している
ため、これらの軸３，１２がいずれも両端支持となり、
作用荷重による曲がり等に対して強い。そのため、より
一層、リンク機構１の動作精度が確保し易く、加工精度
が向上する。さらに、プレス機構フレーム９は箱体とし
てあるため、より一層変形に強く、各軸３，１２の両端
の位置ずれも防止され、加工精度のさらなる向上が期待
できる。また、プレス機構フレーム９を箱体とすること
で、リンク機構１をプレス機構フレーム９と共に組立ら
れた一つの独立した機械として取り扱うことができ、こ
の独立した機械をプレス機構フレーム９ごと、プレス機
械の機械フレーム本体２２に対して組付ける処置が図
れ、取り扱い性が良い。

【００３４】

【発明の効果】この発明のプレス機械のフレーム構造
は、側面形状がコ字状の機械フレーム本体と、プレス機
構フレームとを備え、このプレス機構フレームは、プレ
ス駆動を行うプレス機構を支持したものであって、上記
機械フレーム本体の上フレーム部分の先端に取付けられ
るものであり、機械フレーム本体に対し着脱可能とした
ため、プレス機構の組立作業性や保守性に優れる。上記
プレス機構が、モータと、このモータの回転運動を直線
運動に変換する運動変換機構と、上記直線運動によりプ
レス加工のために昇降するラムとからなる場合は、プレ
ス機構の主たる部品はプレス機構フレームに取付けられ
ることになり、機械フレーム本体で組付ける必要がなく
て、より作業性に優れる。上記機械フレーム本体および
プレス機構フレームに、位置決め用の係合部とこの係合
部に係合する被係合部とをそれぞれ設けた場合は、ユニ
ット化されたプレス機構フレームを機械フレーム本体に
設置するときに、その位置決めを容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるフレーム構造を
備えたプレス機械の側面図である。

【図２】同プレス機械の平面図である。

【図３】同プレス機械のプレス機構におけるリンク機構
の破断正面図である。

【図４】同リンク機構の破断側面図である。

【図５】（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６】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７】同リンク機構およびモータを機械フレーム本体
に設置した部分を示す斜視図である。

【図８】同リンク機構の斜視図である。

【図９】同リンク機構の動作モデルの説明図である。

【図１０】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１１】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１２】同プレス機構フレームの拡大斜視図である。

【符号の説明】

１…リンク機構（運動変換機構）１Ａ…運動変換機構２…クランク部材３…クランク軸４…偏心軸部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９…プレス機構フレーム１０…ガイド部材１１…ピン１２…支点軸１３…モータ１４…駆動伝達系１５…減速機２２…機械フレーム本体５１…係合部５２…被係合部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】側面形状がコ字状の機械フレーム本体
と、この機械フレーム本体に対し着脱可能としたプレス
機構フレームとを備え、このプレス機構フレームは、プ
レス駆動を行うプレス機構を支持したものであって、上
記機械フレーム本体の上フレーム部分の先端に取付けら
れるプレス機械のフレーム構造。
【請求項２】上記プレス機構が、モータと、このモー
タの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構と、上
記モータの回転を上記運動変換機構に伝達する駆動伝達
系と、上記直線運動によりプレス加工のために昇降する
ラムとからなる請求項１記載のプレス機械のフレーム構
造。
【請求項３】上記機械フレーム本体およびプレス機構
フレームに、位置決め用の係合部とこの係合部に係合す
る被係合部とをそれぞれ設けた請求項１または請求項２
記載のプレス機械のフレーム構造。