JP2009269066A

JP2009269066A - プレス機械

Info

Publication number: JP2009269066A
Application number: JP2008123052A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Tsuchiguchi; 恭史土口; Kunihiro Sasaki; 邦広佐々木
Original assignee: Meiwa Industry Co Ltd; Meiwa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Meiwa Industry Co Ltd; Meiwa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】手動操作によってプレス加工を行うと共に、手動操作によって容易且つ迅速に早送り操作を行い得るプレス機械を提供する提供する。
【解決手段】回転操作部材（操作ハンドル２）によって減速装置２０を介してボール螺子ナット３１を回転駆動し、その回転に応じて支持部材１０に対して螺子軸３２が軸方向に移動するボール螺子機構を備える。切換装置６０によって、螺子軸を支持部材に対して軸方向の移動のみを許容し螺子軸の軸を中心とする回転を阻止する保持状態と、螺子軸の軸を中心とする回転及び軸方向移動を許容する自由状態の２位置を切り換える。保持状態でプレス加工を行い、自由状態で、第２の回転操作部材（操作レバー７５）によって螺子軸を回転駆動して軸方向に移動させ、早送り操作を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレス機械に関し、特に、手動操作によってプレス加工を行うプレス機械に係る。

プレス機械としては、モータ等の駆動源を用いてプレス加工を行うものと、手動操作によってプレス加工を行うものが知られているが、例えばボール螺子機構を基本構成とするプレス機械について、後者の入力は人力であるので、前者とは異なる対応が必要となる。前者の一例として、下記の特許文献１には、「被加工物をプレス加工しない工程の非プレス期間では上型を高速移動させるようにして、プレス加工の一工程に要する時間を短縮化することができる電動プレス加工機」を提供することを目的とし（公報の段落〔０００４〕に記載）、「ベッドとクラウンと複数の支柱とで形成された枠体と、下端面に上型が取り付けられると共に支柱を自在に摺動するスライダと、左回り又は右回りのいずれか一方のねじ山の上おねじ部とその残りの他方のねじ山の下おねじ部とを有するねじ軸を介し、クラウンに設けられた早送り用のモータの回転でスライダを上下動させる、下おねじ部と螺合する連結機構と、ねじ軸の上おねじ部と螺合し、クラウンに回転自在に軸支されたねじ機構と、ねじ機構に固着された第１のギヤと、第１のギヤと噛み合う第２のギヤを備えると共に、上おねじ部と螺合したねじ機構を回転させることによりねじ軸を上下動させる、クラウンに設けられた加圧用のモータと、上型に対応する位置にベッドに設置された下型と、上型の位置を検出する位置検出器と、位置検出器が検出する位置信号を基に、上型が下型に載置された被加工物と接触する前までは、少なくとも早送り用のモータの回転を介して上型を急速に降下させ、上型が被加工物と接触する前から上型が予め定められた下限降下位置まで降下するまでは、加圧用のモータの回転によるトルク付加モードで上型を降下・押圧させる制御を行わせ、上型が下限降下位置に到達後は早送り用のモータ及び加圧用のモータの回転を介して上型を急速に上昇させる制御装置を備えた」装置が提案されている（同段落〔０００５〕に記載）。

特開２００５−９６３号公報

上記の特許文献１に記載された電動プレス加工機によれば早送り操作を行うことが可能であるが、加圧用のサーボモータのほかに早送り用のサーボモータが必要とされ、これにともない複雑な機構が必要とされている。このため、手動操作によってプレス加工を行うプレス機械に対しては、特許文献１に記載の早送り機構を適用することはできないが、このようなプレス機械においても手動操作によって容易に早送り操作を行い得るようにすることが切望されている。

そこで、本発明は、手動操作によってプレス加工を行うと共に、手動操作によって容易且つ迅速に早送り操作を行い得るプレス機械を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、請求項１に記載のように、支持部材に装着した減速装置と、該減速装置に連結した回転操作部材と、該回転操作部材によって前記減速装置を介してボール螺子ナットを回転駆動し、該ボール螺子ナットの回転に応じて前記支持部材に対して螺子軸が軸方向に移動するボール螺子機構とを備えたプレス機械において、前記螺子軸を前記支持部材に対して軸方向の移動のみを許容し前記螺子軸の軸を中心とする回転を阻止する保持状態と、前記螺子軸の軸を中心とする回転及び軸方向移動を許容する自由状態の２位置を切り換える切換装置と、該切換装置によって前記螺子軸が自由状態とされているときに前記螺子軸を回転駆動して軸方向に移動させる第２の回転操作部材を備えたことを特徴とするプレス機械を備えることとしたものである。

上記プレス機械において、前記切換装置は、請求項２に記載のように、前記螺子軸に対して直交する方向に延出するように回り止め部材を前記螺子軸に支持し、該回り止め部材を前記支持部材に対して係合させて前記螺子軸の軸を中心とする回転を阻止し前記支持部材に対して軸方向の移動のみを許容する係合位置と、前記回り止め部材の前記支持部材に対する係合を解除して前記螺子軸の軸を中心とする回転及び軸方向移動を許容する解除位置に切り換える係脱機構を備えたものとするとよい。

更に、前記第２の回転操作部材は、請求項３に記載のように、前記螺子軸に対して軸方向移動可能に支持すると共に前記螺子軸の軸を中心として前記螺子軸と一体的に回転するように支持した操作レバーとするとよい。あるいは、前記第２の回転操作部材は、請求項４に記載のように、前記螺子軸に対して直交する方向に移動可能に支持すると共に前記螺子軸の軸を中心として前記螺子軸と一体的に回転するように支持した操作レバーとし、該操作レバーを前記支持部材に係合させて前記螺子軸の軸を中心とする回転を阻止し前記支持部材に対して軸方向の移動のみを許容する係合位置と、前記操作レバーの前記支持部材に対する係合を解除して前記螺子軸の軸を中心とする回転及び軸方向移動を許容する解除位置に切り換えるように構成し、当該操作レバーが前記回り止め部材及び前記係脱機構を構成することとするとよい。

更に、上記プレス機械において、請求項５に記載のように、前記減速装置は、前記ボール螺子ナット回りに一体的に固定したウォームホイールと、該ウォームホイールに噛合すると共に前記支持部材に対して回転可能に支持するウォームとを備えたウォームホイール機構から成り、前記回転操作部材によって前記ウォームを回転駆動するように構成し、前記回転操作部材として、前記ウォームに連結し前記ウォームを回転駆動する操作ハンドルを用いることとするとよい。あるいは、請求項６に記載のように、前記減速装置は、前記ボール螺子ナットに対し前記螺子軸の軸方向に並設し前記ボール螺子ナットに固定したウォームホイールと、該ウォームホイールに噛合すると共に前記支持部材に対して回転可能に支持するウォームとを備えたウォームホイール機構から成り、前記回転操作部材によって前記ウォームを回転駆動するように構成し、前記回転操作部材として、前記ウォームに連結し前記ウォームを回転駆動する操作ハンドルを用いることとしてもよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載のように構成されたプレス機械においては、切換装置によって、螺子軸を支持部材に対して軸方向の移動のみを許容し螺子軸の軸を中心とする回転を阻止する保持状態と、螺子軸の軸を中心とする回転及び軸方向移動を許容する自由状態の２位置を切り換えると共に、切換装置によって螺子軸が自由状態とされているときに、第２の回転操作部材によって螺子軸を回転駆動して軸方向に移動させることができるので、手動操作によって円滑にプレス加工を行うことができると共に、手動操作によって容易且つ迅速に早送り操作を行うことができる。

特に、切換装置を請求項２に記載のように構成すれば、係脱機構によって早送り操作とプレス加工の切換えを円滑且つ迅速に行うことができる。更に、第２の回転操作部材を請求項３に記載のように構成すれば、簡単な機構で容易に早送り操作を行うことができる。あるいは、第２の回転操作部材を請求項４に記載のように構成すれば、操作レバーが回り止め部材及び係脱機構としても機能するので、簡易で安価に構成することができる。

更に、減速装置は、請求項５に記載のように、ボール螺子ナット回りに一体的に固定したウォームホイールを備えたウォームホイール機構を用い、小型に形成することができる。あるいは、請求項６に記載のように、ボール螺子ナットに対し螺子軸の軸方向に並設して固定したウォームホイール備えたウォームホイール機構を用いることもでき、用途に応じた多様なニーズにこたえることができる。

以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１乃至図３は本発明の一実施形態に係るプレス機械の全体構成を示すもので、架台１に支持部材１０が固定され、その先端部に減速装置２０及びボール螺子機構３０が軸部材４０を介して支持されている。このボール螺子機構３０はボール螺子ナット３１の回転運動を螺子軸３２の直線運動に変換する運動変換機能を有し、その螺子軸３２の下端にプレス用のパンチ５０が装着されている。尚、架台１の底部にはキャスタ（図示せず）が装着されており、例えばプレス加工位置と待機位置との間で自由に移動し得るように構成されている。

本実施形態の支持部材１０は、先端部に上プレート１１及び下プレート１２が平行に配設されたコラム１３が、ベース１４を介して架台１に立設されており、上プレート１１と下プレート１２との間に、減速装置２０、ボール螺子機構３０及び軸部材４０が介装されている。本実施形態の減速装置２０は、ボール螺子ナット３１回りに一体的に固定されたウォームホイール２１と、これに噛合するウォーム２２から成るウォームホイール機構で構成され、ウォーム２２が支持部材１０のコラム１３に対して回転可能に支持されている。ボール螺子ナット３１（図１ではハッチング省略）及びウォームホイール２１は、軸部材４０を構成する上軸部材４１及び下軸部材４２と夫々ボルト４３及び４４によって一体的に接合されている。上軸部材４１は円錐ころ軸受（以下、単に軸受という）４５を介して上プレート１１に回転可能に支持され、下軸部材４２は軸受４６を介して下プレート１２に回転可能に支持され、これら上軸部材４１及び下軸部材４２を螺子軸３２が挿通し、その軸が鉛直方向に延出するように支持されている。

本発明の回転操作部材としては、リング状のプレス加工用操作ハンドル（以下、単に操作ハンドルという）２が用いられ、その中心軸がウォーム２２に連結されており、手動操作による操作ハンドル２の回転に応じてウォーム２２が回転駆動されるように構成されている。そして、本実施形態においては、螺子軸３２の下端側がジョイント５１を介してパンチ５０に連結されており、このジョイント５１に切換装置６０が装着されている。

本実施形態の切換装置６０は、螺子軸３２（及びジョイント５１）に対して直交する方向に延出するようにロッド状の回り止め部材６１が支持されている。この回り止め部材６１には回り止めフランジ６２が一体的に形成されており、回り止めフランジ６２はパンチ５０とジョイント５１の接合部に挟持されている。そして、回り止めフランジ６２に対し無給油ブシュ６４を介してジョイント５１（及び螺子軸３２）が軸を中心に回転可能に支持されている。即ち、回り止め部材６１は、その自由端が一対のガイド（代表して６３で表す）間に摺動可能に保持されており、支持部材１０のコラム１３に対して螺子軸３２（及びジョイント５１）の軸方向の移動のみを許容し螺子軸３２の軸を中心とする回転を阻止するように構成されている。

本実施形態においては、更に係脱機構７０が装着されており、回り止め部材６１をコラム１３に対して係合させて螺子軸３２の軸を中心とする回転を阻止しガイド６３（ひいてはコラム１３）に対して軸方向の移動のみを許容する係合位置と、回り止め部材６１のガイド６３（ひいてはコラム１３）に対する係合を解除して螺子軸３２の軸を中心とする回転及び軸方向移動を許容する解除位置に切り換えるように構成されている。尚、図３に示すように、操作ハンドル２と減速装置２０とはトルクリミッタカップリング８０を介して連結されている。

本実施形態の係脱機構７０は、ジョイント５１の回りに軸方向移動可能に配置された筒状部材７１と、その下端面に植設された係合ピン７２と、その側面に固定された係合爪７３を備え、この係合爪７３と係合する係合溝５２がジョイント５１の外側面に形成されており、ジョイント５１に対する筒状部材７１の相対回転を阻止すると共に、ジョイント５１に対して筒状部材７１が軸方向に所定距離移動し得るように支持されている。この間の軸方向移動に応じた筒状部材７１のジョイント５１に対する相対位置を保持するため、筒状部材７１にはボールプランジャ７４が装着されている。そして、筒状部材７１の側面に一対の操作レバー（代表して７５で表す）が固定されており、これが早送り操作に供される。

更に、回り止めフランジ６２には、係合ピン７２の下端部を収容し得る係合孔６５が形成されている。従って、係合ピン７２が係合孔６５に収容された状態では、回り止めフランジ６２に対し筒状部材７１が回転不能とされ、係合爪７３及び係合溝５２を介して連結されたジョイント５１、ひいては螺子軸３２は、コラム１３に対して回転不能の状態でガイド６３（ひいてはコラム１３）に沿って軸方向に移動（上下動）し得る状態となる。これに対し、図４に示すように係合ピン７２が係合孔６５から離脱した状態では、回り止めフランジ６２に対し筒状部材７１が回転可能となるので、係合爪７３及び係合溝５２を介して連結されたジョイント５１、ひいては螺子軸３２は、軸を中心に回転し得る状態となる。

上記の構成になるプレス機械の作動を説明すると、先ず、図１に示す状態から、操作レバー７５によって筒状部材７１の係合ピン７２を回り止めフランジ６２の係合孔６５から離脱させ、筒状部材７１を回り止めフランジ６２に対し回転可能な状態とする。即ち、切換装置６０によって図４に示す自由状態とする。続いて、操作レバー７５を回転させて、螺子軸３２を直接その軸回りに回転させる。これにより、螺子軸３２はボール螺子ナット３１内を回転しながら軸方向に移動する。即ち、螺子軸３２は回転しながら急速に下降する。本実施形態では、操作ハンドル２の１回転あたりの軸方向移動量は、プレス加工時に１．６ｍｍであるのに対し、早送り操作時には５０ｍｍとなる。而して、パンチ５０が二点鎖線で示す位置（Ｐ）に至るまで早送り操作が行われる。

次に、操作レバー７５によって筒状部材７１の係合ピン７２を回り止めフランジ６２の係合孔６５に嵌合し、筒状部材７１を回り止めフランジ６２に対し回転不能の状態とする。即ち、切換装置６０によって図１に示す保持状態とする。この状態で操作ハンドル２を回転操作すると、ウォーム２２が回転駆動され、ウォームホイール２１及びボール螺子ナット３１が上軸部材４１及び下軸部材４２と共に回転する。このボール螺子ナット３１の回転駆動により、回転不能の螺子軸３２が下方に移動し、パンチ５０が二点鎖線で示す位置から更に下方に移動し、プレス加工が行なわれる。

図５は、本発明の他の実施形態に係るもので、上記の実施形態と異なり、減速装置２００のウォームホイール２１０が、ボール螺子ナット３１０に対し螺子軸３２の軸方向に並設されている。即ち、ウォームホイール２１０とボール螺子ナット３１０が軸方向に直列に接合されている。また、本発明の第２の回転操作部材として、操作レバー７５０が螺子軸３２に対して直交する方向に移動可能に支持されると共に、螺子軸３２の軸を中心として螺子軸３２と一体的に回転するように支持されている。そして、この操作レバー７５０によって前述の実施形態における回り止め部材６１及び係脱機構７０が構成されている。

即ち、本実施形態の操作レバー７５０は、図５に示すように、操作レバー７５０を支持部材（特に、図１のガイド６３に対応する部材）に係合させて螺子軸３２の軸を中心とする回転を阻止し支持部材に対して軸方向の移動のみを許容する係合位置と、操作レバー７５０の支持部材（図１のガイド６３に対応する部材）に対する係合を解除して螺子軸３２の軸を中心とする回転及び軸方向移動を許容する解除位置（図５の左方に移動させた２点鎖線で示す位置）に切り換えるように構成されている。従って、前述の実施形態に比し、簡易且つ安価な装置となっている。尚、その他の構成は前述の実施形態と実質的に同じであり、図１に示す部材と実質的に同一の部材については同一の符号を付して説明を省略する。

而して、図５に示す実施形態によれば、操作レバー７５０の支持部材（図１のガイド６３に対応する部材）に対する係合を解除して、ジョイント５１及び螺子軸３２を回転可能な状態とし、自由状態とする。続いて、操作レバー７５０を回転させて、螺子軸３２を直接その軸回りに回転させる。これにより、螺子軸３２はボール螺子ナット３１０内を回転しながら軸方向に移動する。即ち、螺子軸３２は回転しながら急速に下降し、パンチ５０が早送り操作によって所定位置に至る。次に、操作レバー７５０を支持部材（図１のガイド６３に対応する部材）に係合させて、ジョイント５１及び螺子軸３２を回転不能の状態とし、保持状態とする。この状態で操作ハンドル（図１の操作ハンドル２と同様）を回転操作すると、ウォーム２２０が回転駆動され、ウォームホイール２１０及びボール螺子ナット３１０が回転する。このボール螺子ナット３１０の回転駆動により、回転不能の螺子軸３２が下方に移動し、パンチ５０が更に下方に移動し、プレス加工が行なわれる。

上記の実施形態においては、操作レバー７５及び７５０がロッド状に形成されているが、回転操作が容易となるように、操作レバー７５をリング状部材とし、あるいは操作レバー７５０にジョイント５１を囲繞するようにリング部を設けたものとしてもよい。また、図１におけるガイド６３に代えて、コラム１３に案内溝（図示せず）を形成することとしてもよく、あるいは、別途ポールを架台１に立設し、これを囲繞するリング部を操作レバー７５の端部に設けることとしてもよい。更に、減速装置としては、ウォームホイール機構に限らず、遊星歯車機構等の各種歯車機構を用いることとしてもよい。

本発明の一実施形態に係るプレス機械の部分断面を示す正面図である。本発明の一実施形態に係るプレス機械の部分断面を示す側面図である。本発明の一実施形態に係るプレス機械の部分断面を示す平面図である。本発明の一実施形態における切換装置の操作状態を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係るプレス機械の一部を示す断面図である。

符号の説明

２操作ハンドル
１０支持部材
２０，２００減速装置
２１，２１０ウォームホイール
２２，２２０ウォーム
３０，３００ボール螺子機構
３１，３１０ボール螺子ナット
３２，３２０螺子軸
４０軸部材
５１ジョイント
６０切換装置
６１回り止め部材
６２回り止めフランジ
６３ガイド
７０係脱機構
７１筒状部材
７２係合ピン
７３係合爪
７５操作レバー
８０トルクリミッタカップリング

Claims

支持部材に装着した減速装置と、該減速装置に連結した回転操作部材と、該回転操作部材によって前記減速装置を介してボール螺子ナットを回転駆動し、該ボール螺子ナットの回転に応じて前記支持部材に対して螺子軸が軸方向に移動するボール螺子機構とを備えたプレス機械において、前記螺子軸を前記支持部材に対して軸方向の移動のみを許容し前記螺子軸の軸を中心とする回転を阻止する保持状態と、前記螺子軸の軸を中心とする回転及び軸方向移動を許容する自由状態の２位置を切り換える切換装置と、該切換装置によって前記螺子軸が自由状態とされているときに前記螺子軸を回転駆動して軸方向に移動させる第２の回転操作部材を備えたことを特徴とするプレス機械。
前記切換装置は、前記螺子軸に対して直交する方向に延出するように回り止め部材を前記螺子軸に支持し、該回り止め部材を前記支持部材に対して係合させて前記螺子軸の軸を中心とする回転を阻止し前記支持部材に対して軸方向の移動のみを許容する係合位置と、前記回り止め部材の前記支持部材に対する係合を解除して前記螺子軸の軸を中心とする回転及び軸方向移動を許容する解除位置に切り換える係脱機構を備えたことを特徴とする請求項１記載のプレス機械。
前記第２の回転操作部材は、前記螺子軸に対して軸方向移動可能に支持すると共に前記螺子軸の軸を中心として前記螺子軸と一体的に回転するように支持した操作レバーであることを特徴とする請求項２記載のプレス機械。
前記第２の回転操作部材は、前記螺子軸に対して直交する方向に移動可能に支持すると共に前記螺子軸の軸を中心として前記螺子軸と一体的に回転するように支持した操作レバーであって、該操作レバーを前記支持部材に係合させて前記螺子軸の軸を中心とする回転を阻止し前記支持部材に対して軸方向の移動のみを許容する係合位置と、前記操作レバーの前記支持部材に対する係合を解除して前記螺子軸の軸を中心とする回転及び軸方向移動を許容する解除位置に切り換えるように構成して成り、当該操作レバーが前記回り止め部材及び前記係脱機構を構成することを特徴とする請求項２記載のプレス機械。
前記減速装置は、前記ボール螺子ナット回りに一体的に固定したウォームホイールと、該ウォームホイールに噛合すると共に前記支持部材に対して回転可能に支持するウォームとを備えたウォームホイール機構から成り、前記回転操作部材によって前記ウォームを回転駆動するように構成し、前記回転操作部材が、前記ウォームに連結し前記ウォームを回転駆動する操作ハンドルであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のプレス機械。
前記減速装置は、前記ボール螺子ナットに対し前記螺子軸の軸方向に並設し前記ボール螺子ナットに固定したウォームホイールと、該ウォームホイールに噛合すると共に前記支持部材に対して回転可能に支持するウォームとを備えたウォームホイール機構から成り、前記回転操作部材によって前記ウォームを回転駆動するように構成し、前記回転操作部材が、前記ウォームに連結し前記ウォームを回転駆動する操作ハンドルであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のプレス機械。