JP2010023056A - プレス機械 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動源の逆回転によるスライドの傾斜を抑制し、生産性にも優れるプレス機械を提供すること。
【解決手段】本発明は、スライド５と、該スライド５に連結されスライド５を昇降移動させる複数の駆動機構１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと、該駆動機構１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを駆動させる駆動源と、を有するプレス機械１００であって、駆動機構１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが、メインギア１１と、該メインギア１１の回転に連動し、プランジャ１４を介してスライド５を昇降移動させるコンロッド１２と、を備え、駆動機構１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ同士が連結されているプレス機械１００である。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレス機械に関する。

上型が取り付けられたスライドを昇降移動させ、下型との間でワークをプレス加工するプレス機械において、スライドには、一般にクラウンと、クラウンに回動自在に取付けられたメインギアと、メインギアの回動に基づいて回動するコンロッドとからなる駆動機構が取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。
そして、かかるプレス機械においては、メインギアが回動することにより、コンロッドを介して、スライドが昇降移動するようになっている。

ここで、プレス機械は、一般に、スライドを昇降移動させるために、スライド上面に均等に４つの駆動機構が設けられる。
特開２００８−３６６８８号公報

しかしながら、上記特許文献１記載のプレス機械を含む従来のプレス機械においては、メインギアをサーボモータで駆動した場合、サーボ制御信号の異常やサーボモータ制御機器の異常時に駆動源が同期ずれ又は逆回転する場合がある。
そうすると、スライドが大きく傾斜してしまい、連続してのプレス加工が困難となる。また、一旦、スライドが傾斜すると、元の状態に戻す作業は極めて困難であるので、生産ラインが完全にストップしてしまうことになる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、駆動源の同期ずれ又は逆回転によるスライドの傾斜を抑制し、生産性にも優れるプレス機械を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、駆動機構同士を連結させることにより、意外にも、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、（１）スライドと、該スライドに連結されスライドを昇降移動させる複数の駆動機構と、該駆動機構を駆動させる駆動源と、を有するプレス機械であって、駆動機構が、メインギアと、該メインギアの回転に連動し、プランジャを介して前記スライドを昇降移動させるコンロッドと、を備え、駆動機構同士が連結されているプレス機械に存する。

本発明は、（２）駆動機構が、メインギアに噛合されたアイドルギアを更に備え、アイドルギア同士を噛合させることにより、隣合う駆動機構同士が連結されている上記（１）記載のプレス機械に存する。

本発明は、（３）駆動機構が、メインギアに噛合されたアイドルギアを更に備え、アイドルギア同士を、支持扞を介して連結させることにより、向かい合う駆動機構同士が連結されている上記（１）記載のプレス機械に存する。

本発明は、（４）駆動機構が、第１駆動機構、第２駆動機構、第３駆動機構及び第４駆動機構からなり、第１駆動機構、第２駆動機構、第３駆動機構及び第４駆動機構がそれぞれ、メインギアに噛合されたアイドルギアを更に備え、アイドルギア同士を噛合させることにより、隣合う第１駆動機構及び第２駆動機構、並びに、第３駆動機構及び第４駆動機構が連結されており、アイドルギア同士を、支持扞を介して連結させることにより、向かい合う第１駆動機構及び第３駆動機構、並びに、第２駆動機構及び第４駆動機構が連結されている上記（１）記載のプレス機械に存する。

本発明は、（５）駆動源が、サーボモータであり、該サーボモータがメインギアに噛合されたピニオン軸を介して、メインギアを回転させる上記（１）記載のプレス機械に存する。

本発明は、（６）メインギアとアイドルギアとの第１バックラッシュが、メインギアとピニオン軸との第２バックラッシュよりも大きい上記（５）記載のプレス機械に存する。

本発明は、（７）第１バックラッシュが第２バックラッシュの２倍以上である上記（６）記載のプレス機械に存する。

本発明は、（８）複数のメインギアの回転が、コンピューター制御により、同期化されている上記（１）記載のプレス機械に存する。

なお、本発明の目的に添ったものであれば、上記（１）〜（８）を適宜組み合わせた構成も採用可能である。

本発明のプレス機械は、駆動機構同士が連結されているので、ワークを連続してプレス加工した場合であっても、駆動源の同期ずれ又は逆回転によるスライドの傾斜を抑制できる。
すなわち、一方の駆動源が同期ずれ又は逆回転を起こしても、駆動機構同士が連結されているので、駆動機構の動きのずれが抑制される。このため、上記プレス機械によれば、ワークを所望の形状にプレス加工することができる。
また、スライドの傾斜に基づく、生産ラインの停止が防止できるので、生産性にも優れる。

なお、本発明のプレス機械においては、駆動機構が隣合う場合、アイドルギア同士を噛合させることにより駆動機構同士を連結させ、駆動機構が向かい合う場合、アイドルギア同士を、支持扞を介して連結させることにより駆動機構同士が連結される。
この場合、駆動機構同士が直接連結されるので、駆動機構同士の連動が確実になる。

本発明のプレス機械においては、駆動源が、サーボモータであり、該サーボモータがメインギアに噛合されたピニオン軸を介して、メインギアを回転させるものであると、メインギアの回転の速度を自由に調整することができる。
このため、ワークの形状や厚みに応じて速度を調整したり、一連のサイクル中にメインギアの回転速度を変更させたりすることも可能である。

この場合において、メインギアとアイドルギアとの第１バックラッシュが、メインギアとピニオン軸との第２バックラッシュよりも大きいと、アイドルギアがメインギア及びプランジャの連動を阻害しない。
すなわち、アイドルギアがメインギアの回動を拘束しないので、安定したプレス加工ができる。なお、第１バックラッシュが第２バックラッシュの２倍以上であることが好ましい。

本発明のプレス機械においては、駆動機構同士を連結させることに加え、複数のメインギアの回転が、コンピューター制御により、同期化されていると、より確実に駆動機構同士の動きの経時的なバラツキを防止できる。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

図１は、本発明に係るプレス機械の第１実施形態を示す正面図であり、図２は、図１に示したプレス機械をＡ−Ａ' 線で切断した断面図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るプレス機械１００は、スライド５と、該スライド５に連結されスライド５を昇降移動させる４つの駆動機構（以下便宜的にそれぞれ「第１駆動機構１０ａ」、「第２駆動機構１０ｂ」、「第３駆動機構１０ｃ」、「第４駆動機構１０ｄ」という。
なお、第３駆動機構１０ｃ及び第４駆動機構１０ｄは図１に図示しない。
また、第２駆動機構１０ｂ及び第４駆動機構１０ｄは図２に図示しない。）と、該駆動機構を駆動させる駆動源と、を有する。

図１に示すように、上記プレス機械１００においては、第１駆動機構１０ａ及び第２駆動機構１０ｂは、形態が左右対称となるように隣合って配置されており、図２に示すように、第１駆動機構１０ａ及び第３駆動機構１０ｃは、形態が左右同じになるように向かい合って配置されている。
また、図示しない第４駆動機構１０ｃは、第２駆動機構１０ｂと形態が左右同じになるように向かい合って配置されている。

図１及び図２に示すように、第１駆動機構１０ａは、メインギア１１ａ（１１）と、該メインギア１１ａの回転に連動し、プランジャ１４ａ（１４）を介してスライド５を昇降移動させるコンロッド１２ａ（１２）と、メインギア１１ａに噛合されたアイドルギア（以下「第１アイドルギア」という。）１３ａと、を備える。

プレス機械１００においては、第１駆動機構１０ａを駆動させる駆動源として、サーボモータ（以下便宜的に「第１サーボモータ」という。）１５ａが設けられている。具体的には、サーボモータ１５ａがメインギア１１ａに噛合されたピニオン軸１８ａを介して、メインギア１１ａを回転させるようになっている。

このため、プレス機械１００においては、メインギア１１の回転の速度を自由に調整することができる。また、ワークの形状や厚みに応じて速度を調整したり、一連のサイクル中にメインギア１１の回転速度を変更させたりすることも可能である。

かかる第１サーボモータ１５ａは、ピニオン軸１８ａを介してメインギア１１ａに接続されており、第１サーボモータ１５ａの駆動に連動して、メインギア１１ａが回転することにより第１駆動機構１０ａが駆動されるようになっている。

メインギア１１ａが回動すると、該回動に基づいて、メインギア１１ａに噛合されたコンロッド１２ａが連動する。そうすると、コンロッド１２ａの下端が上下方向に移動するようになる。
このとき、コンロッド１２ａの下端にはプランジャ１４ａが連結されており、かかるプランジャ１４ａを介してスライド５が連結されているので、コンロッド１２ａの動きに基づいて、プランジャ１４ａ及びスライド５が上下方向に昇降移動するようになる。

一方、図１に示す第２駆動機構１０ｂは、第１駆動機構１０ａと同様に、メインギア１１ｂ（１１）と、該メインギア１１ｂに噛合されたプランジャ１４ｂ（１４）と、該プランジャ１４ｂに連結され、スライド５を昇降移動させるコンロッド１２ｂ（１２）と、メインギア１１ｂに噛合されたアイドルギア（以下「第２アイドルギア」という。）１３ｂと、を備える。

上記プレス機械１００においては、第２駆動機構１０ｂを駆動させる駆動源として、第１駆動機構１０ａ同様に、サーボモータ（以下便宜的に「第２サーボモータ」という。）１５ｂが設けられている。
具体的には、サーボモータ１５ｂがメインギア１１ｂに噛合されたピニオン軸１８ｂを介して、メインギア１１ｂを回転させるようになっている。

かかる第２サーボモータ１５ｂは、ピニオン軸を介してメインギア１１ｂに接続されており、第２サーボモータ１５ｂの駆動に連動して、メインギア１１ｂが回転することにより第２駆動機構１０ｂが駆動されるようになっている。

メインギア１１ｂが回動すると、該回動に基づいて、メインギア１１ｂに噛合されたコンロッド１２ｂが連動する。そうすると、コンロッド１２ｂの下端が上下方向に移動するようになる。
このとき、コンロッド１２ｂの下端にはプランジャ１４ｂが連結されており、かかるプランジャ１４ｂを介してスライド５が連結されているので、コンロッド１２ｂの動きに基づいて、プランジャ１４ｂ及びスライド５が上下方向に昇降移動するようになる。

第１駆動機構１０ａにおいては、メインギア１１ａが回動すると、それに基づいて、第１アイドルギア１３ａも連動するようになっている。
一方、第２駆動機構１０ｂにおいては、メインギア１１ｂが回動すると、それに基づいて、第２アイドルギア１３ｂも連動するようになっている。

このとき、第１アイドルギア１３ａ及び第２アイドルギア１３ｂは、互いに噛合されている。すなわち、これにより、隣合う第１駆動機構１０ａ及び第２駆動機構１０ｂが連結されている。
このように、隣合う第１駆動機構１０ａ及び第２駆動機構１０ｂを連結することにより、例えば、第１サーボモータ１５ａが逆回転を起こしても、第１駆動機構１０ａ及び第２駆動機構１０ｂが連結されているので、第１駆動機構１０ａの動きのずれが抑制される。
すなわち、第１駆動機構１０ａの動きのずれに基づく、スライド５の傾斜が抑制される。

上記プレス機械１００において、メインギア１１ａと第１アイドルギア１３ａとの第１バックラッシュが、メインギア１１ａとピニオン軸１８ａとの第２バックラッシュよりも大きいことが好ましい。

図３の（Ａ）は、図１における部分Ｐの拡大図であり、（Ｂ）は、図１における部分Ｑの拡大図である。
図３の（Ａ）に示すように、第１バックラッシュとは、メインギア１１ａと第１アイドルギア１３ａとが噛合している部分Ｐにおいて、メインギア１１ａの歯２１と第１アイドルギア１３ａの歯２２との隙間ｘの長さを意味する。
一方、図３の（Ｂ）に示すように、第２バックラッシュとは、メインギア１１ａとピニオン軸１８ａとが噛合している部分Ｑにおいて、メインギア１１ａの歯２１とピニオン軸１８ａの歯２３との隙間ｙの長さを意味する。

第１バックラッシュが、第２バックラッシュよりも大きいと、第１アイドルギア１３ａがメインギア１１ａ及びピニオン軸１８ａの連動を阻害しない。すなわち、第１アイドルギア１３ａがメインギア１１ａの回動を拘束しないので、安定したプレス加工ができる。

第１バックラッシュは、第２バックラッシュの２倍以上であることが好ましく、５倍以下であることがより好ましい。
バックラッシュの長さが２倍未満であると、上記範囲内にある場合と比較して、メインギア１１ａ及びピニオン軸１８ａの連動を阻害する場合があり、バックラッシュの長さが５倍を超えると、上記範囲内にある場合と比較して、駆動源の逆回転によるスライドの傾斜を十分に抑制できない場合がある。

上記プレス機械１００において、第３駆動機構１０ｃは、第１駆動機構１０ａと同様の構造となっており、第４駆動機構１０ｄは、第２駆動機構１０ｂと同様の構造となっている。
また、後述するように、第３駆動機構１０ｃ及び第４駆動機構１０ｄのアイドルギアも同様に互いに連結されている。
したがって、第３駆動機構１０ｃ及び第４駆動機構１０ｄの説明は、第３駆動機構１０ｃ及び第４駆動機構１０ｄの関係が、上述した第１駆動機構１０ａ及び第２駆動機構１０ｂの関係と同じであるので、省略する。

なお、第１駆動機構１０ａ、第２駆動機構１０ｂ、第３駆動機構１０ｃ及び第４駆動機構１０ｄは、同じタイミングで昇降移動するようになっている。
すなわち、それぞれがサーボモータにより同じタイミングで駆動される。

図４は、図１に示したプレス機械をＢ−Ｂ'線で切断した断面図である。
図４に示すように、プレス機械１００は、第１駆動機構１０ａ、第２駆動機構１０ｂ、第３駆動機構１０ｃ及び第４駆動機構１０ｄを備え、これらがスライド５の上面に設けられている。

第３駆動機構１０ｃ及び第４駆動機構１０ｄは、左右対称となるように隣合って配置されており、また、第１駆動機構１０ａ及び第２駆動機構１０ｂに対面するように配置されている。

プレス機械１００においては、上述したように、第１駆動機構１０ａ及び第２駆動機構１０ｂは、第１アイドルギア１３ａ及び第２アイドルギア１３ｂが噛合することにより、連結されている。
また、これと同様にして、第３駆動機構１０ｃ及び第４駆動機構１０ｄは、第３駆動機構１０ｃのアイドルギア（以下「第３アイドルギア」という。）１３ｃ及び第４駆動機構１０ｄのアイドルギア（以下「第４アイドルギア」という。）１３ｄが噛合することにより、連結されている。

プレス機械１００においては、更に、第１アイドルギア１３ａ及び第３アイドルギア１３ｃが支持扞１６ａを介して連結されている。
また、第２アイドルギア１３ｂ及び第４アイドルギア１３ｄは支持扞１６ｂを介して連結されている。

すなわち、本実施形態に係るプレス装置１００は、駆動機構同士が隣合う場合、アイドルギア同士を噛合させることにより駆動機構同士が連結されており、駆動機構が向かい合う場合、アイドルギア同士を、支持扞を介して連結させることにより駆動機構同士が連結されている。

このため、すべての駆動機構が直接連結されるので、ワークを連続してプレス加工した場合であっても、駆動源の同期ずれ又は逆回転によるスライドの傾斜を確実に抑制できる。
その結果、一つの駆動源が同期ずれ又は逆回転を起こしても、駆動機構同士が連結されているので、駆動機構の動きのずれが抑制される。このため、プレス機械１００によれば、ワークを所望の形状にプレス加工することができる。
また、スライドの傾斜に基づく、生産ラインの停止が防止できるので、生産性にも優れる。

本実施形態に係るプレス機械１００においては、第１駆動機構１０ａ、第２駆動機構１０ｂ、第３駆動機構１０ｃ及び第４駆動機構１０ｄが連結されていることに加え、それぞれの駆動機構を駆動させるサーボモータが、コンピューター制御により、同期化されている。

図５は、本実施形態に係るプレス機械１００の制御方法を示すフローチャートである。
図５に示すように、本実施形態に係るプレス装置１００においては、コンピューターＳ１から駆動信号が同時に、第１サーボモータ１５ａ、第２サーボモータ１５ｂ、第３サーボモータ１５ｃ及び第４サーボモータ１５ｄに伝達される。

そうすると、各サーボモータが駆動信号を受信し、第１駆動機構１０ａ、第２駆動機構１０ｂ、第３駆動機構１０ｃ及び第４駆動機構１０ｄの駆動を同時に開始させる。
これにより、第１駆動機構１０ａ、第２駆動機構１０ｂ、第３駆動機構１０ｃ及び第３駆動機構１０ｄが同期化される。換言すると、それぞれのメインギア１１の回転が、コンピューター制御により、同期化される。

上記プレス機械１００において、コンピューターＳ１は、補正手段Ｓ２により補正される。すなわち、駆動機構の同期化にずれが生じた場合、補正手段Ｓ２が、コンピューターＳ１の駆動信号を補正するようになっている。

具体的には、駆動機構の動きにずれが生じると、ずれている駆動機構に接続されるサーボモータは、エンコーダによって駆動機構のずれを検知し、同期状態に戻るようなトルクを発生して、駆動機構のずれを補正する。
これにより、コンピューターＳ１の駆動信号に基づく、駆動機構の同期化が担保される。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、本実施形態に係るプレス機械は、第１駆動機構１０ａ、第２駆動機構１０ｂ、第３駆動機構１０ｃ及び第３駆動機構１０ｄの４つの駆動機構を備えているが、駆動機構の数は２つ以上あればよい。ただし、すべての駆動機構は互いに連結される。
なお、駆動機構の数は、スライドを昇降移動させるバランスの観点から、偶数個であることが好ましい。

本実施形態に係るプレス機械１００は、駆動源として、サーボモータを用いているが、ＤＣモータ、ＡＣインバータモータ又は油圧モータ等を用いてもよい。

本実施形態に係るプレス機械１００においては、サーボモータに減速機が取り付けられていてもよい。
また、モータ軸のトルクを増幅するため、モータ軸上に保持用ブレーキを更に備えていてもよい。
この場合、重量の大きいダイクッション装置の可動部を安全に保持する力を得るのに、一般的なトルクのブレーキを用いることができる。

また、上記減速機の代わりに、変速機が取り付けられていてもよい。

図１は、本発明に係るプレス機械の第１実施形態を示す正面図である。 図２は、図１に示したプレス機械をＡ−Ａ' 線で切断した断面図である。 図３の（Ａ）は、図１における部分Ｐの拡大図であり、（Ｂ）は、図１における部分Ｑの拡大図である。 図４は、図１に示したプレス機械をＢ−Ｂ'線で切断した断面図である。 図５は、本実施形態に係るプレス機械１００の制御方法を示すフローチャートである。

符号の説明

５・・・スライド
１０ａ・・・第１駆動機構
１０ｂ・・・第２駆動機構
１０ｃ・・・第３駆動機構
１０ｄ・・・第４駆動機構
１１，１１ａ,１１ｂ・・・メインギア
１２，１２ａ,１２ｂ・・・コンロッド
１３ａ・・・第１アイドルギア
１３ｂ・・・第２アイドルギア
１３ｃ・・・第３アイドルギア
１３ｄ・・・第４アイドルギア
１４，１４ａ,１４ｂ・・・プランジャ
１５ａ・・・第１サーボモータ
１５ｂ・・・第２サーボモータ
１５ｃ・・・第３サーボモータ
１５ｄ・・・第４サーボモータ
１６ａ,１６ｂ・・・支持扞
１８ａ・・・ピニオン軸
２１，２２，２３・・・歯
１００・・・プレス機械
Ｐ，Ｑ・・・部分
Ｓ１・・・コンピューター
Ｓ２・・・補正手段
ｘ，ｙ・・・隙間

Claims (8)

1. スライドと、該スライドに連結され前記スライドを昇降移動させる複数の駆動機構と、該駆動機構を駆動させる駆動源と、を有するプレス機械であって、
   前記駆動機構が、メインギアと、該メインギアの回転に連動し、プランジャを介して前記スライドを昇降移動させるコンロッドと、を備え、
   前記駆動機構同士が連結されていることを特徴とするプレス機械。
2. 前記駆動機構が、前記メインギアに噛合されたアイドルギアを更に備え、
   前記アイドルギア同士を噛合させることにより、隣合う前記駆動機構同士が連結されていることを特徴とする請求項１記載のプレス機械。
3. 前記駆動機構が、前記メインギアに噛合されたアイドルギアを更に備え、
   前記アイドルギア同士を、支持扞を介して連結させることにより、向かい合う前記駆動機構同士が連結されていることを特徴とする請求項１記載のプレス機械。
4. 前記駆動機構が、第１駆動機構、第２駆動機構、第３駆動機構及び第４駆動機構からなり、
   前記第１駆動機構、前記第２駆動機構、前記第３駆動機構及び前記第４駆動機構がそれぞれ、メインギアに噛合されたアイドルギアを更に備え、
   前記アイドルギア同士を噛合させることにより、隣合う前記第１駆動機構及び前記第２駆動機構、並びに、前記第３駆動機構及び前記第４駆動機構が連結されており、
   前記アイドルギア同士を、支持扞を介して連結させることにより、向かい合う前記第１駆動機構及び前記第３駆動機構、並びに、前記第２駆動機構及び前記第４駆動機構が連結されていることを特徴とする請求項１記載のプレス機械。
5. 前記駆動源が、サーボモータであり、該サーボモータが前記メインギアに噛合されたピニオン軸を介して、前記メインギアを回転させることを特徴とする請求項１記載のプレス機械。
6. 前記メインギアと前記アイドルギアとの第１バックラッシュが、前記メインギアと前記ピニオン軸との第２バックラッシュよりも大きいことを特徴とする請求項５記載のプレス機械。
7. 前記第１バックラッシュが前記第２バックラッシュの２倍以上であることを特徴とする請求項６記載のプレス機械。
8. 複数の前記メインギアの回転が、コンピューター制御により、同期化されていることを特徴とする請求項１記載のプレス機械。

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