JP2006061974A

JP2006061974A - スライド駆動装置およびプレス機械

Info

Publication number: JP2006061974A
Application number: JP2004250343A
Authority: JP
Inventors: Kiyokazu Baba; 清和馬場; Katsuhiro Takano; 克博高野; Haruji Seki; 晴二関
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2006-03-09

Abstract

【課題】プレス機械のスライドを電動モータの駆動力によりクランク機構を介して昇降動作させるスライド駆動装置、および上記スライド駆動装置を具備して成るプレス機械を対象とし、スライドにおける複数箇所のポイントに対するプレス荷重のバラツキを可及的に防止することができ、併せて減速手段の構造に起因する不用意な大型化を未然に防止し得る、スライド駆動装置およびプレス機械の提供を目的としている。
【解決手段】スライド駆動装置は、１台の電動モータと、前記スライドにおける一箇所のポイントに連係するクランク機構と、前記クランク機構に連係する駆動軸と、前記電動モータおよび前記駆動軸を互いに連係する減速機能を備えた巻掛け伝動機構とを備え、前記一台の電動モータにより前記スライドにおける一箇所のポイントを昇降動作させることを特徴とし、プレス機械は上記スライド駆動装置を複数具備して成ることを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、プレス機械のスライドを電動モータの駆動力によりクランク機構を介して昇降動作させるスライド駆動装置、および上記スライド駆動装置を具備して成るプレス機械に関するものである。

昨今、電動モータの駆動力によってスライドを昇降動作させる電動のプレス機械が提供されており、図７および図８に示す電動のプレス機械Ａは、一般的なプレス機械と同様、ベッドＢ、コラムＣ、クラウンＤおよびスライドＳ等を備え、スライドＳの下部に取付けた上型Ｕと、ベッドＢの上部(ボルスタ)に取付けた下型Ｌとの間に材料(図示せず)をセットし、スライドＳの下降により材料に圧力を加えて所定形状の製品をプレス加工するものである。

また、上記プレス機械Ａにおいては、スライドＳにおける４箇所のポイント(加圧点)ｐ，ｐ…に、それぞれプランジャＰ，Ｐ…を取付けるとともに、個々のプランジャＰに連係するコンロッドＩおよびエキセントリックシャフトＪを有する４組のクランク機構Ｈ，Ｈ…を、一台の電動モータＭによって駆動するよう構成されている。

すなわち、上記プレス機械Ａのスライド駆動装置Ｅにおいては、プレス機械Ａの前後方向に延びる２本の中間駆動軸Ｆ，Ｆを配設し、電動モータＭに取り付けた第１ギヤと、各中間駆動軸Ｆの端部に取り付けた第２ギヤＧ２とを噛合させ、さらに各中間駆動軸Ｆの中央部に設けた第３ギヤＧ３，Ｇ３を、前後方向に並んだクランク機構Ｈ，Ｈにおける各々の第４ギヤＧ４，Ｇ４に噛合させることで、一台の電動モータＭによって４組のクランク機構Ｈ，Ｈ…を駆動して、スライドＳの４箇所のポイント(加圧点)ｐ，ｐ…を同時に昇降動作させている。

ここで、出願人の知っている上述の如き先行技術は、公知・公用の技術であって文献公知発明に係わるものではなく、したがって記載すべき先行技術文献情報はない。

ところで、上述の如きスライド駆動装置Ｅを備えたプレス機械Ａでは、一台の電動モータＭからの駆動力を、４組のクランク機構Ｈを介して各ポイント(加圧点)ｐに分配するため、駆動力の伝達機構が極めて複雑なものと成るばかりでなく、例えば前後に並んだ２組のクランク機構Ｈ，Ｈを、一本の中間駆動軸Ｆに並設した第３ギヤＧ３，Ｇ３で駆動しているため、中間駆動軸Ｆの第２ギヤＧ２から各第３ギヤＧ３，Ｇ３までの寸法が異なることで、各々のクランク機構Ｈ，Ｈに対するトルク分担が相違することとなり、これによって個々のポイントｐ，ｐ…におけるプレス荷重にバラツキを生じる不都合があった。

また、上述したスライド駆動装置Ｅにおいては、第１ギヤＧ１，第２ギヤＧ２，第３ギヤＧ３および第４ギヤＧ４から成るギヤトレインによって、一台の電動モータＭから各クランク機構Ｈ，Ｈ…に駆動力を伝達する際の減速手段を構成しているため、上記ギヤトレインの設置に起因して電動モータＭおよびクランク機構Ｈのレイアウトが大幅に制約されることとなり、スライド駆動装置やプレス機械の不本意な大型化を招いてしまう等の不都合があった。

本発明の目的は、上記実状に鑑みて、スライドにおける複数箇所のポイントに対するプレス荷重のバラツキを可及的に防止することができ、併せて減速手段の構造に起因する不用意な大型化を未然に防止し得る、スライド駆動装置およびプレス機械の提供にある。

上記目的を達成するべく、請求項１の発明に関わるスライド駆動装置は、プレス機械のスライドを電動モータの駆動力によりクランク機構を介して昇降動作させるスライド駆動装置であって、１台の電動モータと、前記スライドにおける一箇所のポイントに連係するクランク機構と、前記クランク機構に連係する駆動軸と、前記電動モータおよび前記駆動軸を互いに連係する減速機能を備えた巻掛け伝動機構とを備え、前記一台の電動モータにより前記スライドにおける一箇所のポイントを昇降動作させることを特徴としている。

また、請求項２の発明に関わるプレス機械は、１台の電動モータと、スライドにおける一箇所のポイントに連係するクランク機構と、前記クランク機構に連係する駆動軸と、前記電動モータおよび前記駆動軸を互いに連係する減速機能を備えた巻掛け伝動機構とを備え、前記一台の電動モータにより前記スライドにおける一箇所のポイントを昇降動作させるスライド駆動手段を、複数具備して成ることを特徴としている。

請求項１の発明に関わるスライド駆動装置によれば、一台の電動モータによってスライドにおける一箇所のポイントを昇降動作させているため、スライドにおける複数箇所のポイントを一箇所ずつ完全に独立して昇降動作させることができ、一台の電動モータで複数箇所のポイントを昇降動作させている従来の構成の如き個々のポイントに対する動力伝達の相違が生じないので、複数箇所のポイントにおけるプレス荷重にバラツキが生じることを未然に防止し得る。

また、請求項１の発明に関わるスライド駆動装置によれば、複数箇所のポイントを一箇所ずつ完全に独立して昇降動作させることができるので、例えば金型の反力に合わせて各ポイントに対するプレス荷重を敢えて相違させるよう、各々のスライド駆動装置により個々のポイントを昇降動作させることも可能となる。

さらに、請求項１の発明に関わるスライド駆動装置によれば、減速機能を備えた巻掛け伝動機構によって電動モータと駆動軸とを互いに連係し、電動モータからクランク機構までの減速手段の少なくとも一部を巻掛け伝動機構により構成したことで、減速手段の全てをギヤトレインから構成する場合と比べて構造が簡易となるとともに、上記巻掛け伝動機構におけるレイアウトの柔軟性によって不用意な大型化を未然に防止することが可能となる。

一方、請求項２の発明に関わるプレス機械によれば、一台の電動モータによってスライドにおける一箇所のポイントを昇降動作させるスライド駆動装置を複数具備しているため、スライドにおける複数箇所のポイントを一箇所ずつ完全に独立して昇降動作させることができ、一台の電動モータで複数箇所のポイントを昇降動作させている従来の構成の如き個々のポイントに対する動力伝達の相違が生じないので、複数箇所のポイントにおけるプレス荷重にバラツキが生じることを未然に防止し得る。

また、請求項２の発明に関わるプレス機械によれば、上述したスライド駆動装置を複数具備していることにより、上記スライド駆動装置における設置数の如何んによって、極めて大きな能力(圧力能力)を獲得することが可能となる。

さらに、請求項２の発明に関わるプレス機械によれば、上述したスライド駆動装置を複数具備していることにより、複数箇所のポイントを一箇所ずつ完全に独立して昇降動作させることができ、例えば金型の反力に合わせて各ポイントに対するプレス荷重を敢えて相違させるよう、各々のスライド駆動装置により個々のポイントを昇降動作させることも可能となる。

以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明に関わるスライド駆動装置およびプレス機械の一実施例を示しており、このプレス機械１における全体の構成は、図７に示した従来のプレス機械Ａと基本的に変わるところはない。

すなわち、このプレス機械１は電動モータの駆動力によってスライドを昇降動作させる電動のプレス機械であって、ベッド２、コラム３、クラウン４およびスライド５等を備え、スライド５の下部に取付けた上型６と、ベッド２の上部(ボルスタ)に取付けた下型７との間に材料(図示せず)をセットし、スライド５の下降により材料に圧力を加えて所定形状の製品をプレス加工するものである。

上記プレス機械１におけるスライド５の上部には、矩形状(長方形)の四隅に対応する位置に４箇所のポイント(加圧点)ｐ，ｐ…が設定されており、これらのポイントｐ(１)、ｐ(２)、ｐ(３)、ｐ(４)には、それそれクラウン４にガイドされて上下動するプランジャー８，８…が取り付けられている。

４本のプランジャー８，８…の上部には、それぞれ後述するスライド駆動装置１０，１０…が連係しており、これら計４台のスライド駆動装置１０(１)、１０(２)、１０(３)、１０(４)の駆動に基づいて、スライド５における４箇所のポイントｐ(１)〜ｐ(４)が昇降動作されることとなる。

個々のスライド駆動装置１０は、クランク機構１１、駆動軸１２、巻掛け伝動機構１３、およびサーボモータ(電動モータ)１４等から構成されており、上記クランク機構１１は、クラウン４の内部において回転自在に支承されたエキセントリックシャフト１１Ｓと、該エキセントリックシャフト１１Ｓおよびプランジャ８を繋ぐコンロッド１１Ｒとを備え、上記エキセントリックシャフト１１Ｓの端部には大径の従動ギヤ１１Ｇが設けられている。

上記スライド駆動装置１０を構成する駆動軸１２は、上記クランク機構１１におけるエキセントリックシャフト１１Ｓの回転軸と平行を成し、クラウン４の内部において回転自在に支承されており、その略中央部には上記クランク機構１１の従動ギヤ１１Ｇと噛合する小径の駆動ギヤ１２Ｇが設けられている。

上記スライド駆動装置１０を構成するサーボモータ１４は、クラウン４の内部におけるクランク機構１１の上方域に、その出力軸１４Ａが駆動軸１２の回転軸と平行を成す位置態様で固定設置されており、このサーボモータ１４(出力軸１４Ａ)と上記駆動軸１２との間には巻掛け伝動機構１３が設置されている。

上記巻掛け伝動機構１３は、サーボモータ１４の出力軸１４Ａに接続された小径の駆動プーリ１３Ｄと、上記駆動軸１２の端部に取り付けられた大径の従動プーリ１３Ｆとを備え、これら駆動プーリ１３Ｄと従動プーリ１３Ｆとの間には伝動ベルト１３Ｂが巻掛けられている。

ここで、上述した如く駆動プーリ１３Ｄが小径で、従動プーリ１３Ｆが大径であることから、上記巻掛け伝動機構１３は、サーボモータ１４から駆動軸１２へ駆動力を伝達する際、出力軸１４Ａの回転数を減じて駆動軸１２へ伝達する減速機能を備えている。

なお、プレス機械１を構成する４台のスライド駆動装置１０(１)〜１０(４)において、図２に示す如くプレス機械１の前後方向(図中の上下方向)に並置されたスライド駆動装置１０同士は、各々のエキセントリックシャフト１１Ｓにおける中心軸同士、および各々の駆動軸１２における中心軸同士が、それぞれ同一の軸上に位置するようレイアウトされている。

いま、スライド駆動装置１０のサーボモータ１４が動作すると、出力軸１４Ａの駆動回転は、巻掛け伝動機構１３を介して駆動軸１２に減速して伝達され、次いで小径の駆動ギヤ１２Ｇと大径の従動ギヤ１１Ｇとを介して、上記駆動軸１２からエキセントリックシャフト１１Ｓへ更に減速して伝達される。

上記エキセントリックシャフト１１Ｓが駆動回転されることで、該シャフト１１Ｓの回転に伴うコンロッド１１Ｒの運動により、該コンロッド１１Ｒに連結されたプランジャ８が上下に移動し、これによってスライド５における１箇所のポイントｐが昇降動作されることとなる。

ここで、プレス機械１に装備された４台のスライド駆動装置１０におけるサーボモータ１４は、図示していない制御手段を介して互いに電気的に同期して運転されており、これによって４台のスライド駆動装置１０(１)〜１０(４)の駆動に基づいて、スライド５における４箇所のポイントｐ(１)〜ｐ(４)が同期して昇降動作されることとなる。

上述した如き構成のプレス機械１においては、４台のスライド駆動装置１０，１０…のそれぞれが、一台のサーボモータ１４でスライド５における一箇所のポイントｐを昇降動作させるので、スライド５における複数箇所のポイントｐ，ｐ…を一箇所ずつ完全に独立して昇降動作させることができ、一台の電動モータで複数箇所のポイントを昇降動作させる従来構造における不都合、すなわち個々のポイントに対する動力伝達の相違が生じるという不都合がないので、複数箇所のポイントにおけるプレス荷重にバラツキが生じることを未然に防止することが可能となる。

また、上述した構成のプレス機械１は、スライド駆動装置１０を複数装備することにより構成されているので、安価な小形サーボモータを用いたスライド駆動装置を複数装備し、所望する能力(圧力能力)を得ることによってプレス機械の製造コストを抑えることができ、さらにスライド駆動装置の設置台数如何んによっては、極めて大きな能力(圧力能力)のプレス機械を構築することも可能である。

また、上述した構成のプレス機械１においては、複数台のスライド駆動装置１０を装備していることで、複数箇所のポイントｐ，ｐ…を一箇所ずつ完全に独立して昇降動作させ得るので、本来であれば全てのポイントｐ(１)〜ｐ(４)におけるプレス荷重を一律２５０ton と設定するところを、例えばポイントｐ(１)では２４０ton 、ポイントｐ(２)では２８０ton …等と言うように、金型の反力に合わせて各ポイントｐに対するプレス荷重が相違するよう、各々のスライド駆動装置１０を動作制御して各ポイントｐを昇降動作させることも可能である。

また、上述したプレス機械１を構成するスライド駆動装置１０は、減速機能を備えた巻掛け伝動機構１３によってサーボモータ１４と駆動軸１２とを互いに連係し、サーボモータ１４からクランク機構１１までの減速手段の少なくとも一部を巻掛け伝動機構１３により構成したことで、減速手段の全てをギヤトレインから構成している場合と比較して構造が格段に簡易なものとなっている。

さらに、巻掛け伝動機構１３でサーボモータ１４と駆動軸１２とを連係したことにより、上記巻掛け伝動機構１３における機構的な柔軟性に起因して、各構成部品のレイアウトに関わる設計自由度が格段に向上することとなり、例えばサーボモータ１４を縦置きに設置する等のレイアウトも可能であり、よって減速手段の構造に起因する不用意な大型化を未然に防ぐことができ、スライド駆動装置自体、さらにはスライド駆動装置を装備するプレス機械の可及的な小型化を達成することが可能となる。

ところで、上述した実施例のプレス機械１においては、スライド５における４箇所のポイントｐ(１)、ｐ(２)、ｐ(３)、ｐ(４)が、矩形状(長方形)の四隅に位置しているプレス機械１を対象とし、これらポイントｐ(１)〜ｐ(４)を４台のスライド駆動装置１０(１)〜１０(４)によって昇降動作させているが、上述した４箇所のポイントｐ(１)〜ｐ(４)のレイアウト、言い換えれば４台のスライド駆動装置１０(１)〜１０(４)のレイアウトは、図１〜図４に示した実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。

例えば、図５に示したプレス機械１′においては、４箇所のポイントｐ(１)、ｐ(２)、ｐ(３)、ｐ(４)が千鳥状にレイアウトされており、個々のポイントを昇降動作させるためのスライド駆動装置１０(１)′、１０(２)′、１０(３)′、１０(４)′は、それぞれポイントｐ(１)〜ｐ(４)のレイアウトに対応して配設されている。なお、上述したプレス機械１′の構成は、スライド駆動装置１０(１)′〜１０(４)′の配置以外、先に詳述したプレス機械１と基本的に同一なので、プレス機械１の構成要素と同一の作用を成すものには、図５において図１〜図４と同一の符号に′(ダッシュ)を附して説明を省略する。

また、図６に示したプレス機械１″においては、４箇所のポイントｐ(１)、ｐ(２)、ｐ(３)、ｐ(４)が一直線上にレイアウトされており、個々のポイントを昇降動作させるためのスライド駆動装置１０(１)″、１０(２)″、１０(３)″、１０(４)″は、それぞれポイントｐ(１)〜ｐ(４)のレイアウトに対応して配設されている。なお、上述したプレス機械１″の構成は、スライド駆動装置１０(１)″〜１０(４)″の配置以外、先に詳述したプレス機械１と基本的に同一なので、プレス機械１の構成要素と同一の作用を成すものには、図６において図１〜図４と同一の符号に″(ダブルダッシュ)を附して説明を省略する。

ここで、上述した如きプレス機械１０′(図５参照)、およびプレス機械１０″(図６参照)のように、ポイントｐ(１)〜ｐ(４)のレイアウトが相違するプレス機械においても、図１〜図４を示して説明したプレス機械１と同様の作用効果を奏し得ることは言うまでもない。

なお、上述した各実施例においては、スライドに４箇所のポイントを設けたプレス機械を対象とし、４台のスライド駆動装置を設置した構成を例示しているが、プレス機械におけるポイントの箇所数、言い換えればスライド駆動装置の設置台数は、上述した如き実施例に限定されるものではなく、プレス機械における仕様等の条件に基づいて、任意に設定し得るものであることは勿論である。

また、上述した各実施例においては、クランク機構にエキセントリックシャフトを用いた「クランクレスプレス」を例示しているが、クランク機構にクランクシャフトを用いた「クランクプレス」にも、本発明を有効に適用し得ることは勿論であり、さらにプランジャを介さずクランク機構のコンロッドをスライドに直結した「ノンプランジャー形」のプレス機械にも、本発明を有効に適用し得ることは言うまでもない。

本発明に関わるスライド駆動装置を備えたプレス機械の一実施例を正面から観た全体概念図。本発明に関わるスライド駆動装置を備えたプレス機械の一実施例を上面から観た全体概念図。図１のプレス機械を破断してスライド駆動装置の要部を示す断面正面図。図１のプレス機械を破断してスライド駆動装置の要部を示す断面側面図。スライド駆動装置のレイアウトを示すプレス機械の上面概念図。スライド駆動装置のレイアウトを示すプレス機械の上面概念図。従来のスライド駆動装置を備えたプレス機械を正面から観た全体概念図。従来のスライド駆動装置を備えたプレス機械を上面から観た全体概念図。

符号の説明

１…プレス機械、
５…スライド、
８…プランジャー、
１０(１)、１０(２)、１０(３)、１０(４)…スライド駆動装置、
１１…クランク機構、
１１Ｓ…エキセントリックシャフト、
１１Ｇ…従動ギヤ、
１１Ｒ…コンロッド、
１２…駆動軸、
１２Ｇ…駆動ギヤ、
１３…巻掛け伝動機構、
１３Ｄ…駆動プーリ、
１３Ｆ…従動プーリ、
１３Ｂ…伝動ベルト、
１４…サーボモータ(電動モータ)、
１４Ａ…出力軸、
ｐ(１)，ｐ(２)，ｐ(３)，ｐ(４)…ポイント。

Claims

プレス機械のスライドを電動モータの駆動力によりクランク機構を介して昇降動作させるスライド駆動装置であって、
１台の電動モータと、
前記スライドにおける一箇所のポイントに連係するクランク機構と、
前記クランク機構に連係する駆動軸と、
前記電動モータおよび前記駆動軸を互いに連係する減速機能を備えた巻掛け伝動機構とを備え、
前記一台の電動モータにより前記スライドにおける一箇所のポイントを昇降動作させることを特徴とするスライド駆動装置。
１台の電動モータと、スライドにおける一箇所のポイントに連係するクランク機構と、前記クランク機構に連係する駆動軸と、前記電動モータおよび前記駆動軸を互いに連係する減速機能を備えた巻掛け伝動機構とを備え、前記一台の電動モータにより前記スライドにおける一箇所のポイントを昇降動作させるスライド駆動手段を、複数具備して成ることを特徴とするプレス機械。