JP2006122960A - プレス駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造部材への負荷を減らし、装置の小型化を図ることができるプレス駆動装置を提供すること。
【解決手段】出力側リンク部材４をラム２と駆動連結された増力リンク機構１０と、直動ガイド１６と送りねじ軸１２を備え当該直動ガイドが増力リンク機構の入力側８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２０と、送りねじ軸を回転駆動するサーボモータ２２と、により構成され、ラムを進退移動させるプレス駆動装置において、ラムの動作方向と送りねじ機構の直線運動方向が直交し、かつ、増力リンク機構の入力側リンク部材がラム下死点位置にて送りねじ機構の運動方向とある角度をなし（θ≠０）、ラム下死点位置手前にて角度が０（θ＝０）となるように配置されたプレス駆動装置。
【選択図】図1

Description

この発明は パンチとダイとの協動により、ワークにプレス加工を行うプレス機械のプレス駆動装置に関するものである。

従来の、たとえばパンチプレスのプレス駆動装置としては、フライホイールの回転エネルギーをクラッチブレ−キを介してクランク機構に伝達してラムを昇降動作させるとともに、被加工材としてのワークに加工を行うメカ駆動フライホイール式、油圧を用いてバルブによりアクチュエータをコントロールしてワークに加工を行う油圧駆動式、さらに、サーボモータの動力でフライホイールやクラッチブレーキを使わずに、直接ラムを昇降動作させ、ワークに加工を行うサーボモータ駆動式が知られている。

近年、環境に対する意識の高まりなどから、上記の中でもサーボモータ駆動式の需要が高まっている。
そこで、本出願人は図６に示すように、増力リンク機構（トグル機構）とねじ機構を介して、サーボモータでプレス動作を行う装置を開発した。この装置はラム２と、第１リンク部材４、第２リンク部材６、第３リンク部材８とから構成される増力リンク機構１０と、送りねじ軸１２、送りねじ・ナット部材１４、直動ガイド部材１６等から構成される送りねじ機構２０と、サーボモータ２２を備える。

図６に示す機構では、下死点にて第３リンク部材８が送りねじ機構の運動方向（水平方向）となす角度θが０となり、直動ガイド部材に垂直方向に作用する力が最小となる。しかしながら打抜き加工においてプレス荷重は図４、図５に示すようにワーク加工途中、すなわち下死点に到達する前に最大となる。
そのため、プレス荷重が最大になる際に送りねじ機構の直動ガイド部材が受ける垂直方向の力が大きくなり、その結果、直動ガイド部材の大型化、さらには装置の大型化をまねいていた。

この発明は、前記のような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、構造部材への負荷を減らし、装置の小型化を図ることができるプレス駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明によれば、出力側リンク部材をラムと駆動連結された増力リンク機構と、直動ガイドと送りねじ軸を備え当該直動ガイドが前記増力リンク機構の入力側リンク部材と駆動連結されて前記増力リンク機構を駆動する送りねじ機構と、前記送りねじ軸を回転駆動するサーボモータと、により構成され、ラムを進退移動させるプレス駆動装置において、ラムの動作方向と送りねじ機構の直線運動方向が直交し、かつ、増力リンク機構の入力側リンク部材がラム下死点位置にて送りねじ機構の運動方向とある角度をなし（θ≠０）、ラム下死点位置手前にて前記角度が０（θ＝０）となるように配置されたことを特徴とするプレス駆動装置が提供される。この角度が０となるのは、加工荷重が最大となるときまたはその近傍である。

打抜き加工時の加工荷重は図４および図５に示すように、パンチ２４がワーク２６に衝突して加工が開始されるとともに増加し、ワーク破断時、またはその直前に最大となる。破断後は急激に減少し、ラムが下死点に到達した時にはほぼ０である。

そこで、本発明においては、ラム下死点位置手前（加工荷重が最大となるとき、またはその近傍）で増力リンク機構の入力側リンク部材が送りねじ機構の運動方向となす角度が０（θ＝０）となるように配置したことにより、直動ガイド部材に伝達される荷重の鉛直方向成分を０もしくはそれに近い値にすることができる。これによって、直動ガイド部材の小型化ができる。また、加工時のロスも小さくできるためモータの小型化も可能である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
まず構成を説明すると、この発明のプレス駆動装置は、パンチとダイとの協動によりワークにプレス加工を行うプレス機械のプレス駆動装置であり、図１〜図３に示すように前記パンチを駆動させるため、進退自在なラム２と、増力リンク機構（トグル機構）１０と、送りねじ機構２０と、サーボモータ２２とを備える。

前記増力リンク機構１０は、前記ラム２に一端が回動自在に連結された第１リンク部材（出力側リンク部材）４と、一端で回動自在に支持され、他端に前記第１リンク部材４の他端が回動自在に連結された第２リンク部材６と、この第２リンク部材６の他端に一端が回動自在に連結された第３リンク部材（入力側リンク部材）８とから構成される。この第３リンク部材８の他端は後述の直動ガイド部材１６に回動自在に連結される。

また、送りねじ機構２０は、カップリング１８と、このカップリング１８によってサーボモータ２２に連結された送りねじ軸１２と、送りねじ・ナット部材１４、一端が増力リンク機構１０の第３リンク部材８に、他端が前記送りねじ・ナット部材１４に連結された水平方向の直動ガイド部材（直動ガイド）１６で構成されている。送りねじ機構２０はその直線運動方向がラム２の動作方向（上下方向）と直交するように配置される。

また、増力リンク機構の入力側リンク部材である第３リンク部材８と送りねじ機構２０の動作方向との間の角度をθとすると、第３リンク部材８はラム２が下死点にあるときに送りねじ機構の運動方向とある角度をなす（θ≠０）ように、また、ラム下死点位置手前（加工荷重が最大となるとき、またはその近傍）にて前記角度が０（θ＝０）となるように配置される。

次に作用を説明すると、図示しない制御手段により、サーボモータ２２に、パンチを動作させるように指令が出力され、サーボモータ２２を駆動させると、送りねじ軸１２が回転され、送りねじ・ナット部材１４および直動ガイド部材１６を介して、第３リンク部材８が容易に進退動作させられる。第３リンク部材８が進退動作すると、トグル機構を構成する第１リンク部材４と第２リンク部材６の動作によりラム２が上下方向に動作する。

ラム２に加工荷重が負荷されると、その荷重は、第１リンク部材４、第３リンク部材８を介して直動ガイド部材１６に伝達される。このとき直動ガイド部材１６に伝達された荷重は水平方向成分と鉛直方向成分に分割される。

ところで、パンチ２４とダイ２８との協動による打抜き加工時の加工荷重は図４および図５に示すように、パンチ２４がワーク２６に衝突して加工が開始されるとともに増加し、ワーク破断時、またはその直前に最大となる。破断後は急激に減少し、ラムが下死点に到達した時にはほぼ０である。

そこで、本実施例によるプレス駆動装置においては、上述のとおり、加工荷重が最大となるとき、またはその近傍で前記第３リンク部材が送りねじ機構の運動方向となす角度が０（θ＝０）となるように配置している。これにより、直動ガイド部材に伝達される荷重の鉛直方向成分を０もしくはそれに近い値にすることができる。

なお、ラム下死点位置手前で増力リンク機構１０の入力側リンク部材８が送りねじ機構２０の運動方向となす角度が０（θ＝０）となるように配置するので、ラム下死点位置では増力リンク機構１０の第３リンク部材８が送りねじ機構１２の運動方向とはある角度をなす（θ≠０）。

本発明のプレス駆動装置の実施形態の機構説明図であり、ラムが下死点位置に在る状態を示す。 本発明のプレス駆動装置の実施形態の正面図である。 本発明のプレス駆動装置の実施形態の側面図である。 打ち抜き加工時のラムストロークを示す図である。 打ち抜き加工時のラムストロークと加工荷重を示す図である。 従来例によるプレス駆動装置の機構説明図であり、ラムが下死点位置に在る状態を示す。

符号の説明

２ ラム
４ 第１リンク部材
６ 第２リンク部材
８ 第３リンク部材
１０ 増力リンク機構
１２ 送りねじ軸
１４ 送りねじ・ナット部材
１６ 直動ガイド部材
１８ カップリング
２０ 送りねじ機構
２２ サーボモータ

Claims (2)

1. 出力側リンク部材をラムと駆動連結された増力リンク機構と、
   直動ガイドと送りねじ軸を備え当該直動ガイドが前記増力リンク機構の入力側リンク部材と駆動連結されて前記増力リンク機構を駆動する送りねじ機構と、
   前記送りねじ軸を回転駆動するサーボモータとを備え、ラムを進退移動させるプレス駆動装置において、
   ラムの動作方向と送りねじ機構の直線運動方向が直交し、かつ、増力リンク機構の入力側リンク部材がラム下死点位置にて送りねじ機構の運動方向とある角度をなし（θ≠０）、ラム下死点位置手前にて前記角度が０となる（θ＝０）ように配置されたことを特徴とするプレス駆動装置。
2. 請求項１記載のプレス駆動装置において、加工荷重が最大となるとき、またはその近傍で前記角度が０となるように配置されたプレス駆動装置。
   

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