JP2003334694A

JP2003334694A - プレス駆動装置

Info

Publication number: JP2003334694A
Application number: JP2002145144A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Matsui; 一浩松井
Original assignee: Amada Co Ltd; Amada Engineering Center Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd; Amada Engineering Center Co Ltd
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2003-11-25

Abstract

(57)【要約】【課題】高速化、高頻度動作化、大加圧力化を行うこ
とができ、しかも、低振動で動作可能なプレス駆動装置
を提供すること。【解決手段】出力側をラム１５と駆動連結された増力
リンク機構４３、４５、４７と、増力リンク機構の入力
側と駆動連結されて増力リンク機構を駆動する送りねじ
機構３７とを設け、送りねじ機構３７は複数組のねじ軸
５７ａ、５７ｂとナット５８９ａ、５９ｂとにより構成
し、ねじ軸５７ａ、５７ｂを電動機６３ａ、６３ａによ
り回転駆動する。

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、プレス駆動装置
に関し、特に、電動式のプレス駆動装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】タレットパンチプレス等において、ラム
を進退移動させるプレス駆動装置として、特開２００１
−９５３４公報に示されているように、出力側を前記ラ
ムと駆動連結された増力リンク機構と、この増力リンク
機構の入力側と駆動連結されて当該増力リンク機構を駆
動する一組のねじ軸とナットとによる送りねじ機構とを
有し、前記送りねじ機構を電動機により回転駆動する電
動式のプレス駆動装置が知られている。電動式のプレス
駆動装置は、フライホイール式や油圧駆動式のものに比
して、構造を簡単にできる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電動式のプレ
ス駆動装置は、一組のねじ軸とナットによる送りねじの
ねじ径（Ｄ）と回転速度（Ｎ）との積であるＤＮ値、イ
ナーシャ、許容荷重や、モータ性能の制限を受け、より
一層の高速化、高頻度動作化、大加圧力化を行うことに
限界がある。また、送りねじ系の回転動作による振動
や、送りねじのナットが移動することによる質量移動に
よる慣性力のために振動が生じ、加工精度を低下させる
原因になる。

【０００４】この発明は、上述の如き問題点を解消する
ためになされたもので、より一層の高速化、高頻度動作
化、大加圧力化を行うことができ、しかも、低振動で動
作可能なプレス駆動装置を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明によるプレス駆動装置は、ラムを進退移
動させるプレス駆動装置において、出力側を前記ラムと
駆動連結された増力リンク機構と、この増力リンク機構
の入力側と駆動連結されて当該増力リンク機構を駆動す
る送りねじ機構とを有し、この送りねじ機構は複数組の
ねじ軸とナットとにより構成され、前記ねじ軸を電動機
により回転駆動するものである。

【０００６】上述のように構成されたこの発明によるプ
レス駆動装置によれば、送りねじ機構が複数組のねじ軸
とナットとにより構成され、その複数個のねじ軸が電動
機によって回転駆動される。これにより、ねじ軸１本当
たりの負荷を分散低減できる。

【０００７】この発明によるプレス駆動装置では、前記
複数個のねじ軸の各々に電動機を駆動連結し、各ねじ軸
を電動機によって個別に回転駆動することができる。

【０００８】この発明によるプレス駆動装置における前
記増力リンク機構は、支点周り回動可能に設けられて梃
子動作するクランクブロックと、一端を前記クランクブ
ロックの出力側に、他端を前記ラムに連結された第１リ
ンク部材と、一端を前記クランクブロックの入力側に連
結され、他端に複数個のナットを並列に連結された第２
リンク部材とにより構成され、前記ナットの各々にねじ
軸がねじ係合し、複数個の前記ねじ軸が互いに並列に設
けられているものとすることができる。

【０００９】また、この発明によるプレス駆動装置にお
ける前記増力リンク機構は、各々支点周り回動可能に設
けられて梃子動作する左右反転配置の第１クランクブロ
ックおよび第２クランクブロックと、一端を前記第１ク
ランクブロックおよび第２クランクブロックの出力側
に、他端を前記ラムに連結された第１リンク部材および
第２リンク部材と、一端を前記第１クランクブロックの
入力側に連結され、他端にナットを連結された第１クラ
ンクブロック側第２リンク部材と、一端を前記第２クラ
ンクブロックの入力側に連結され、他端に他のナットを
連結された第２クランクブロック側第２リンク部材とに
より構成され、前記第１クランクブロック側第２リンク
部材と前記第２クランクブロック側第２リンク部材は前
記第１クランクブロックおよび前記第２クランクブロッ
クの配置位置の左右両側に延在し、前記ナットの各々に
ねじ軸がねじ係合し、複数個の前記ねじ軸が前記第１ク
ランクブロックおよび前記第２クランクブロックの配置
位置の左右両側に配置されているものとすることができ
る。

【００１０】更に、この発明によるプレス駆動装置で
は、前記送りねじ機構を偶数組のねじ軸とナットとによ
り構成し、その半分を右ねじとし、残りの半分を左ねじ
とすることができる。

【００１１】更に、この発明によるプレス駆動装置は、
前記ねじ軸を回転駆動する電動機が位置制御可能なサー
ボモータであり、前記サーボモータの位置制御を行う位
置制御手段が設けられているものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。

【００１３】この発明によるプレス駆動装置を適用され
たタレットパンチプレス機の一つの実施の形態を、図
３、図４を参照して説明する。タレットパンチプレス機
１は門形フレーム３を備えている。門形フレーム３は、
下部フレーム５と、上部フレーム７と、下部フレーム５
と上部フレーム７とを連結する左右のサイドフレーム９
とで構成されている。

【００１４】下部フレーム５には下部タレット１１が回
転自在に取り付けられ、上部フレーム９には上部タレッ
ト１３が回転自在に取り付けられている。下部タレット
１１と上部タレット１３は相対向し、下部タレット１１
には複数個のダイＤが装着され、上部タレット１３には
各々ダイＤと対をなす複数個のパンチＰが装着されてい
る。

【００１５】図４において、符合Ｋで示されている位置
がパンチング加工位置であり、下部タレット１１、上部
タレット１３の回転によってパンチング加工位置Ｋに割
り出されたダイＤ、パンチＰがパンチング加工を行う。

【００１６】上部フレーム７にはパンチング加工位置Ｋ
に割り出されたパンチＰを上下動させるラム１５が上下
動自在に設けられている。また、上部フレーム７にはラ
ム１５を駆動するプレス駆動装置１７が設けられてい
る。

【００１７】下部フレーム５上にはワーク移動位置決め
装置１９が設けられている。ワーク移動位置決め装置１
９は、下部フレーム５上に固定配置されたセンタテーブ
ル２１と、センタテーブル２１の両側に配置されてＹ軸
方向に移動自在なサイドテーブル２３と、センタテーブ
ル２１を跨いでＸ軸方向に延在して両側のサイドテーブ
ル２３に固定連結されたキャレッジベース２５とを含ん
でいる。

【００１８】キャレッジベース２５にはキャレッジ２７
がＸ軸方向に移動可能に設けられており、キャレッジ２
７にはテーブル上においてワーク（板材）Ｗをクランプ
するワーククランプ２９が取り付けられている。

【００１９】タレットパンチプレス機１の制御を行う制
御装置３１のキャビネット３３がプレス本体に隣接して
設けられている。

【００２０】上述の構成により、ワーククランプ２９に
よってワークＷをクランプした状態で、キャレッジ２７
がＸ軸方向へ移動し、キャレッジベース２５と共にサイ
ドテーブル２３がＹ軸方向へ移動することにより、ワー
クＷの被加工位置をパンチング加工位置Ｋに位置決め移
動させることができ、プレス駆動装置１７によってラム
１５を駆動することにより、ダイＤとパンチＰとによっ
て、ワークＷの被加工位置にパンチング加工が行われる
ことになる。

【００２１】つぎに、プレス駆動装置１７の詳細を図
１、図２を参照して説明する。

【００２２】プレス駆動装置１７は出力側をラム１５と
駆動連結された増力リンク機構３５と、増力リンク機構
３５の入力側と駆動連結されて増力リンク機構３５を駆
動する送りねじ機構３７とを有している。

【００２３】増力リンク機構３５は、上部フレーム７に
固定されたブラケット３９にピン４１（支点位置）によ
って回動可能に設けられて梃子動作するクランクブロッ
ク４３と、第１リンク部材４５と、第２リンク部材４７
とにより構成されている。

【００２４】第１リンク部材４５は、一端をピン４９に
よってクランクブロック４３の支点位置より距離ａだけ
離れた位置（クランクブロック４３の出力側）にてクラ
ンクブロック４３に回動可能に連結され、他端をピン５
１によってラム１５の上端部に回動可能に連結されてい
る。

【００２５】第２リンク部材４７は、一端をピン５３に
よってクランクブロック４３の支点位置より距離ｂ（但
し、ａ＞ｂ）だけ離れた位置（クランクブロック４３の
入力側）にてクランクブロック４３に回動可能に連結さ
れ、ヨーク形状をした他端にピン５５によって後述する
送りねじ機構３７のナット５９ａ、５９ｂを互いに並列
に傾動可能に連結されている。

【００２６】送りねじ機構３７は、複数組、この実施の
形態では、２組のボールねじ軸５７ａ、５７ｂと、ボー
ルねじ軸５７ａ、５７ｂに各々ねじ係合するナット５９
ａ、５９ｂとにより構成されている。ここで、一方のボ
ールねじ軸５７ａ、ナット５９ａは右ねじで構成され、
他方のボールねじ軸５７ｂ、ナット５９ｂは左ねじで構
成され、その両者でねじ溝の巻方向が逆になっている。

【００２７】ボールねじ軸５７ａ、５７ｂは、互いに並
行配置され、各々カップリング部材６１ａ、６１ｂによ
ってサーボモータ６３ａ、６３ｂの出力軸６５ａ、６５
ｂに連結され、サーボモータ６３ａ、６３ｂによって個
別に駆動される。サーボモータ６３ａ、６３ｂには各々
ロータリエンコーダ等による位置検出器６７ａ、６７ｂ
が連結されている。

【００２８】制御装置３１には、ラム１５の速度・位置
制御を行う位置設定手段（位置制御手段）６９が設けら
れている。位置設定手段６９は、位置検出器６７ａ、６
７ｂより出力されるモータ位置信号をフィードバック信
号として入力し、サーボモータ６３ａ、６３ｂの駆動を
個別に制御してラム１５の速度、加減速度、位置を加工
指令に従ってフィードバック制御する。

【００２９】つぎに、上述の構成によるプレス駆動装置
１７の動作を説明する。位置設定手段６９によってサー
ボモータ６３ａ、６３ｂが同期制御され、サーボモータ
６３ａ、６３ｂによってボールねじ軸５７ａ、５７ｂが
回転駆動される。

【００３０】ボールねじ軸５７ａ、５７ｂの回転によ
り、ボールねじ軸５７ａ、５７ｂとナット５９ａ、５９
ｂとのねじ係合によって回転−直線運動変換され、直線
運動が第２リンク部材４７によってクランクブロック４
３に伝達され、クランクブロック４３がピン４１の中心
軸線（支点）周りに回動する。クランクブロック４３の
回動により、てこ比ａ：ｂ相当をもって増力されて第１
リンク部材４５を介してラム１５が駆動される。

【００３１】上述したように、クランクブロック４３を
駆動する送りねじ機構３７が複数組（２組）のボールね
じ軸５７ａ、５７ｂとナット５９ａ、５９ｂとにより構
成されているから、ねじ軸１本当たりの負荷を分散低減
することにより、ねじ径を小さくすることができ、送り
ねじのねじ径（Ｄ）と回転速度（Ｎ）との積であるＤＮ
値による制限を緩和し、回転速度アップを図ることがで
きる。また、ねじ径を小さくすることによって、ボール
ねじ自体のイナーシャを低減して加減速性能の向上を図
ることができる。これらのことにより、高速化、高頻度
動作化が可能になる。

【００３２】しかも、ボールねじ軸５７ａ、５７ｂは個
別のサーボモータ６３ａ、６３ｂにより駆動されるか
ら、モータ性能による制限が緩和され、加圧力アップを
図ることができ、大加圧力化が可能になる。

【００３３】しかも、ボールねじ軸５７ａ、ナット５９
ａとボールねじ軸５７ｂ、ナット５９ｂとが互いに逆ね
じになっているから、ラム駆動時におけるボールねじ軸
５７ａと５７ｂの回転方向は常に逆になり、ボールねじ
軸５７ａと、５７ｂの回転によるねじりモーメントを相
殺できる。これにより、ねじりモーメントに起因する振
動が低減し、振動防止用部材が不要になり、構造の簡素
化が図られる。

【００３４】この発明によるプレス駆動装置の他の実施
の形態およびをそれを適用されたタレットパンチプレス
機を図５、図６を参照して説明する。なお、図５、図６
において、図１〜図４に対応する部分は、図１〜図４に
付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略す
る。

【００３５】この実施の形態では、増力リンク機構７１
として、上部フレーム７に各々固定されたブラケット３
９ａ、３９ｂにピン４１ａ、４１ｂ（支点位置）によっ
て各々回動可能に設けられて梃子動作する左右反転配置
の第１クランクブロック４３ａ、第２クランクブロック
４３ｂと、第１リンク部材４５ａ、４５ｂと、第１クラ
ンクブロック側第２リンク部材４７ａ、第２クランクブ
ロック側第２リンク部材４７ｂとにより構成されてい
る。

【００３６】第１リンク部材４５ａは、一端をピン４９
ａによって第１クランクブロック４３ａの支点位置より
距離ａだけ離れた位置（第１クランクブロック４３ａの
出力側）にて第１クランクブロック４３ａに回動可能に
連結され、他端をピン５１によってラム１５の上端部に
回動可能に連結されている。

【００３７】同様に、第２リンク部材４５ｂは、一端を
ピン４９ｂによって第２クランクブロック４３ｂの支点
位置より距離ａだけ離れた位置（第２クランクブロック
４３ｂの出力側）にて第２クランクブロック４３ｂに回
動可能に連結され、他端をピン５１によってラム１５の
上端部に回動可能に連結されている。

【００３８】第１クランクブロック側第２リンク部材４
７ａは、一端をピン５３ａによって右側配置の第１クラ
ンクブロック４３ａの支点位置より距離ｂ（但し、ａ＞
ｂ）だけ離れた位置（第１クランクブロック４３ａの入
力側）にて第１クランクブロック４３ａに回動可能に連
結され、第１クランクブロック４３ａより右側に延在
し、他端にピン５５ａによってナット５９ａを傾動可能
に連結されている。

【００３９】第２クランクブロック側第２リンク部材４
７ｂは、一端をピン５３ｂによって左側配置の第２クラ
ンクブロック４３ｂの支点位置より距離ｂ（但し、ａ＞
ｂ）だけ離れた位置（第２クランクブロック４３ｂの入
力側）にて第２クランクブロック４３ｂに回動可能に連
結され、第２クランクブロック４３ｂより左側に延在
し、他端にピン５５ｂによってナット５９ｂを傾動可能
に連結されている。

【００４０】ナット５９ａ、５９ｂにはボールねじ軸５
７ａ、５７ｂが各々ねじ係合している。ナット５９ａと
５９ｂ、ボールねじ軸５７ａと５７ｂは、第１クランク
ブロック４７ａ、第２クランクブロック４７ｂの配置位
置の左右両側に対称配置されており、各々サーボモータ
６３ａ、６３ｂによって回転駆動されるようになってい
る。

【００４１】この実施の形態でも、位置設定手段６９に
よってサーボモータ６３ａ、６３ｂが同期制御され、サ
ーボモータ６３ａ、６３ｂによってボールねじ軸５７
ａ、５７ｂが回転駆動される。

【００４２】ボールねじ軸５７ａ、５７ｂの回転によ
り、ボールねじ軸５７ａ、５７ｂとナット５９ａ、５９
ｂとのねじ係合によって回転−直線運動変換され、直線
運動が第１クランクブロック側第２リンク部材４７ａ、
第２クランクブロック側第２リンク部材４７ｂによって
第１クランクブロック４３ａ、第２クランクブロック４
３ｂに伝達され、第１クランクブロック４３ａ、第２ク
ランクブロック４３ｂがピン４１ａ、４１ｂの中心軸線
（支点）周りに回動する。第１クランクブロック４３
ａ、第２クランクブロック４３ｂの回動により、てこ比
ａ：ｂ相当をもって増力されて第１リンク部材４５ａ、
第２リンク部材４５ｂを介してラム１５が駆動される。

【００４３】上述したように、２つのクランクブロック
４３ａ、４３ｂを駆動する送りねじ機構が複数組（２
組）のボールねじ軸５７ａ、５７ｂとナット５９ａ、５
９ｂとにより構成されているから、この実施の形態で
も、ねじ軸１本当たりの負荷を分散低減することがで
き、また、ボールねじ軸５７ａ、５７ｂは個別のサーボ
モータ６３ａ、６３ｂにより駆動されるから、上述の実
施の形態と同様の効果が得られる。

【００４４】しかも、ボールねじ軸５７ａと５７ｂ、ナ
ット５９ａと５９ｂは、第１クランクブロック４７ａ、
第２クランクブロック４７ｂの配置位置の左右両側に対
称配置されているから、ラム駆動時にナット５９ａと５
９ｂはフレーム長手方向を互いに逆方向に移動すること
になり、フレーム長手方向の質量移動による慣性力を相
殺し、その慣性力によって発生していた振動が低減す
る。これにより、振動防止用部材が不要になり、構造の
簡素化が図られる。

【００４５】なお、この実施の形態でも、ボールねじ軸
５７ａ、ナット５９ａとボールねじ軸５７ｂ、ナット５
９ｂとを互いに逆ねじすることにより、上述の実施の形
態と動揺に、ねじりモーメントに起因する振動も低減す
ることができる。

【００４６】上述の実施の形態では、ねじ軸とナットと
を２組としたが、この発明によるプレス駆動装置は、こ
れに限られることはなく、ねじ軸とナットは、必要に応
じて、３組、４組等、それ以上の複数組設けられてもよ
い。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明によるプレス駆動装置によれば、送りねじ機構が複数
組のねじ軸とナットとにより構成され、その複数個のね
じ軸が電動機によって回転駆動されるから、ねじ軸１本
当たりの負荷を分散低減でき、ねじ径を小さくしてＤＮ
値による制限を緩和し、回転速度アップを図ること、送
りねじ自体のイナーシャを低減して加減速性能の向上を
図ることができ、これらのことにより、高速化、高頻度
動作化が可能になる。

【００４８】また、複数個のねじ軸は個別の電動機によ
って駆動されるから、モータ性能による制限が緩和さ
れ、加圧力アップを図ることができ、大加圧力化が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるプレス駆動装置の一つの実施の
形態を示す平面図である。

【図２】この発明によるプレス駆動装置の一つの実施の
形態を示す正面図である。

【図３】この発明によるプレス駆動装置を適用されたタ
レットパンチプレス機の一つの実施の形態を示す正面図
である。

【図４】この発明によるプレス駆動装置を適用されたタ
レットパンチプレス機の一つの実施の形態を示す平面図
である。

【図５】この発明によるプレス駆動装置の他の実施の形
態を示す正面図である。

【図６】この発明によるプレス駆動装置を適用されたタ
レットパンチプレス機の他の実施の形態を示す正面図で
ある。

【符号の説明】

１タレットパンチプレス機１５ラム１７プレス駆動装置３１制御装置３５増力リンク機構３７送りねじ機構４３クランクブロック４３ａ第１クランクブロック４３ｂ第２クランクブロック４５第１リンク部材４７第２リンク部材４７ａ第１クランクブロック側第２リンク部材４７ｂ第２クランクブロック側第２リンク部材５７ａ、５７ｂボールねじ軸５９ａ、５９ｂナット６３ａ、６３ｂサーボモータ６９位置設定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ラムを進退移動させるプレス駆動装置に
おいて、出力側を前記ラムと駆動連結された増力リンク機構と、
この増力リンク機構の入力側と駆動連結されて当該増力
リンク機構を駆動する送りねじ機構とを有し、この送りねじ機構は複数組のねじ軸とナットとにより構
成され、前記ねじ軸を電動機により回転駆動することを
特徴とするプレス駆動装置。
【請求項２】前記複数個のねじ軸の各々に電動機が駆
動連結され、各ねじ軸を前記電動機により個別に回転駆
動することを特徴とする請求項１記載のプレス駆動装
置。
【請求項３】前記増力リンク機構は、支点周り回動可
能に設けられて梃子動作するクランクブロックと、一端
を前記クランクブロックの出力側に、他端を前記ラムに
連結された第１リンク部材と、一端を前記クランクブロ
ックの入力側に連結され、他端に複数個のナットを並列
に連結された第２リンク部材とにより構成され、前記ナットの各々にねじ軸がねじ係合し、複数個の前記
ねじ軸が互いに並列に設けられていることを特徴とする
請求項１または２記載のプレス駆動装置。
【請求項４】前記増力リンク機構は、各々支点周り回
動可能に設けられて梃子動作する左右反転配置の第１ク
ランクブロックおよび第２クランクブロックと、一端を
前記第１クランクブロックおよび第２クランクブロック
の出力側に、他端を前記ラムに連結された第１リンク部
材および第２リンク部材と、一端を前記第１クランクブ
ロックの入力側に連結され、他端にナットを連結された
第１クランクブロック側第２リンク部材と、一端を前記
第２クランクブロックの入力側に連結され、他端に他の
ナットを連結された第２クランクブロック側第２リンク
部材とにより構成され、前記第１クランクブロック側第２リンク部材と前記第２
クランクブロック側第２リンク部材は前記第１クランク
ブロックおよび前記第２クランクブロックの配置位置の
左右両側に延在し、前記ナットの各々にねじ軸がねじ係
合し、複数個の前記ねじ軸が前記第１クランクブロック
および前記第２クランクブロックの配置位置の左右両側
に配置されていることを特徴とする請求項１または２記
載のプレス駆動装置。
【請求項５】前記送りねじ機構は偶数組のねじ軸とナ
ットとにより構成され、その半分が右ねじで、残りの半
分が左ねじであることを特徴とする請求項１〜４の何れ
か１項記載のプレス駆動装置。
【請求項６】ねじ軸を回転駆動する電動機が位置制御
可能なサーボモータであり、このサーボモータの位置制
御を行う位置制御手段が設けられていることを特徴とす
る請求項１〜５の何れか１項記載のプレス駆動装置。