JP2010075942A - スライド駆動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】位置ループゲインを従来より高く設定して高速化可能なスライド駆動機構を提供する。
【解決手段】本発明のスライド駆動機構９０は、１対のクランクシャフト４０，４０を同一回転軸上に並べて備え、それらクランクシャフト４０，４０とスライダ１６との間が１対のコネクティングロッド２０，２０で連結されている。そして、サーボモータ３０，３０により、１対のクランクシャフト４０，４０を同一軸方向から見て相互に逆向きに回転駆動して、スライダ１６の直動位置をフィードバック制御している。この構成により、スライダ１６の両側部が１対の直動ガイド１２，１２に押し付けられた状態を維持されて直動することになり、サーボモータ３０を制御するための位置ループゲインを高く設定することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、スライドにクランクシャフトとコネクティングロッドとを介してモータを連結し、モータの回転をスライドの直動運動に変換するスライド駆動機構に関する。

従来、この種のスライド駆動機構として、上下動可能に支持されたスライドの上方に１対のクランクシャフトを平行に配置し、それら１対のクランクシャフトとスライドとの間を１対のコネクティングロッドで連結した構造のものが知られている。そして、このスライド駆動機構では、サーボモータにて１対のクランクシャフトを対称回転させることで、モータの回転をスライドの直動運動に変換すると共に、１対のコネクティングロッドからスライドへに付与される水平方向の分力を相殺させていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３１２９９５号公報（第１図、第２図、第４図）

しかしながら、上記した従来のスライド駆動機構では、サーボモータを駆動源とした発振が生じ易く、サーボモータによってスライドの位置を制御するための位置ループゲインを高く設定することができなかった。このため、指令に対するサーボモータの追従性が悪くなり、高速化が困難になっていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、位置ループゲインを従来より高く設定して高速化可能なスライド駆動機構の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るスライド駆動機構は、１対の直動ガイドによって両側部を直動可能に支持されたスライドに、クランクシャフトとコネクティングロッドを介してサーボモータを連結し、サーボモータの回転出力をスライドの直動運動に変換するスライド駆動機構において、クランクシャフトを対にして同一回転軸上に並べて配置すると共に、それら１対のクランクシャフトとスライドとの間をコネクティングロッドでそれぞれ連結し、サーボモータにより、１対のクランクシャフトを同一軸方向から見て相互に逆向きに回転駆動して、スライドの直動位置をフィードバック制御するところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のスライド駆動機構において、サーボモータは、一方のクランクシャフトに連結されたマスターサーボモータと、他方のクランクシャフトに連結されたスレーブサーボモータとからなり、マスターサーボモータにて、スライドの直動位置をフィードバック制御する一方、スレーブサーボモータにて位置制御を行わずに、スレーブサーボモータがマスターサーボモータと同じトルクを出力するようにトルク制御を行うところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１に記載のスライド駆動機構において、１対のクランクシャフトを対称回転させるように結合するリバース機構を設け、１つのサーボモータで１対のクランクシャフトを駆動するところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載のスライド駆動機構において、サーボモータが正転と逆転とを繰り返してクランクシャフトに振り子運動させるところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
従来のスライド駆動機構では、１対のクランクシャフトが平行に配置されていたのに対し、本発明に係る請求項１のスライド駆動機構では、１対のクランクシャフトが、同一回転軸上に並べて配置されると共に、同一軸方向から見て相互に逆向きに回転駆動されるので、１対のクランクシャフトから各コネクティングロッドを介して付与される力のうちスライドの直動方向とクランクシャフトの回転軸方向との両方向に直交した方向の分力が、従来のように相殺されずに、モーメント負荷としてスライドに作用する。そして、そのモーメント負荷によってスライドの両側部が１対の直動ガイドに押し付けられた状態で直動する。これにより、スライド駆動機構の可動部分におけるガタが排除されると共に、スライドと直動ガイドとの間の押し付けを伴った摩擦により発振が生じ難くなり、サーボモータによってスライドの位置を制御するための位置ループゲインを高く設定することができる。その結果、指令に対するサーボモータの追従性が向上し、高速化が可能になる。

［請求項２の発明］
請求項２のスライド駆動機構では、１対のクランクシャフトを２つのサーボモータで駆動するのでパワーアップが図られ、高速化が可能になる。また、２つのサーボモータの一方のマスターサーボモータにて位置制御を行う一方、他方のスレーブサーボモータでは位置制御を行わずに、マスターサーボモータと同じトルクを出力するようにトルク制御を行うので、両サーボモータ同士が邪魔し合うことがなくなる。

［請求項３の発明］
請求項３のスライド駆動機構によれば、１対のクランクシャフトの間をリバース機構で連結し、１つのサーボモータで１対のクランクシャフトを駆動制御するので、１対のサーボモータを備えた場合に比べて、サーボモータのコストを抑えることができると共にスライドの位置制御が容易になる。

［請求項４の発明］
請求項４のスライド駆動機構によれば、サーボモータが正転と逆転とを繰り返して、クランクシャフトに振り子運動させることで、１サイクルにおけるクランクシャフトの回動範囲を小さくなり、高速運転が可能になる。

［第１実施形態］
以下、図１〜図８に基づいて本発明に係るスライド駆動機構９０（図１、図５参照）を備えたプレス機１０の一実施形態について説明する。このプレス機１０は、図１に示すように、鉛直に起立したベース盤１１を有し、そのベース盤１１の前面にスライド駆動機構９０を備えている。具体的には、ベース盤１１の前面には、図３に示すように、段付き状に陥没した矩形凹部１１Ａが形成されている。矩形凹部１１Ａは、横長の長方形になっており、その左右方向の両端部に直動ガイド１２，１２が配置されている。直動ガイド１２は、角柱材の一側面の一側縁に沿って係止突条１２Ａを設けた構造をなし、平断面形状がＬ字形になっている。そして、直動ガイド１２のうち係止突条１２Ａと対角位置にある角部を、矩形凹部１１Ａにおける左右方向の角部に宛がいかつ、矩形凹部１１Ａの奥面と側面とに直動ガイド１２の側面を面当接させた状態で、各直動ガイド１２がベース盤１１に固定されている。また、矩形凹部１１Ａの奥面のうち直動ガイド１２，１２に挟まれた部分には、平板状の摺動メタル１３が敷設されている。そして、前記した係止突条１２Ａ，１２Ａが、１対の直動ガイド１２，１２における対向面から互いに接近するように突出し、これにより、直動ガイド１２，１２の間に案内溝１１Ｚが形成されている。

案内溝１１Ｚには、スライド１６が直動可能に係合している。スライド１６は、図５に示すように、摺動メタル１３に重ねられた板状をなし、その摺動メタル１３に重ねられた後面は平坦面になっている。一方、スライド１６の前面は、両側縁部が段付き状に後方に陥没し、これにより、スライド１６の両側部に、全体より板厚が小さい直動係合壁１６Ｇ，１６Ｇが形成されている。そして、図３に示すように、スライド１６の直動係合壁１６Ｇ，１６Ｇが直動ガイド１２，１２の係止突条１２Ａ，１２Ａと摺動メタル１３との間に挟まれている。また、スライド１６の両側面は、直動ガイド１２，１２同士の対向面に摺接可能に隣接配置されている。より詳細には、直動係合壁１６Ｇの板厚は、係止突条１２Ａと摺動メタル１３との間隔より僅かに小さくなっており、スライド１６の両側面の間隔は、直動ガイド１２，１２同士の対向面の間隔より僅かに小さくなっている。これらにより、スライド１６は案内溝１１Ｚに隙間嵌めされた状態で上下に往復動可能になっている。

図１に示すように、スライド１６の前面における下縁部には、その左右方向の中央を陥没させてツール固定部１６Ｔが形成されいている。そして、ツール固定部１６Ｔには、ツールホルダ１７を介して１対の切断ツール１８Ｔ，１８Ｔと１つの曲げツール１８が取り付けられている。曲げツール１８は、上下方向に延びた矩形の平板状をなし、その下端面における左右方向の中央には、半円形の成形凹部１８Ａが形成されている。１対の切断ツール１８Ｔ，１８Ｔは、曲げツール１８の左右両側に配置されている。各切断ツール１８Ｔは、上下方向に延びた角柱状をなし、その下端面には、矩形溝１８Ｂ（図６参照）が形成されている。なお、矩形溝１８Ｂは、左右方向に延び、矩形溝１８Ｂの奥面は、曲げツール１８の下端面と略面一になっている。

曲げツール１８の下方には、ベース盤１１の前面から心金１５が突出している。心金１５は、成形凹部１８Ａの内面より僅かに小さい径の円柱状になっている。そして、図２に示すように、スライド１６が直動範囲の下端側に移動したときに、曲げツール１８の成形凹部１８Ａにおける内面が、心金１５の外面と略同心円上に配置されるようになっている。

心金１５の左右両側には、ベース盤１１の前面から前方にワークガイドツール１４，１４が突出している。これらワークガイドツール１４，１４には、帯板状線材Ｗを挿通可能なガイド孔が左右方向に貫通形成されている。そして、帯板状線材Ｗがガイド孔に挿通されて、両ワークガイドツール１４，１４の間に差し渡された状態で、心金１５の上部に隣接配置されるようになっている。この状態で、スライド１６が下方に移動すると、切断ツール１８Ｔ，１８Ｔの矩形溝１８Ｂ，１８Ｂに帯板状線材Ｗの両端部を受容した状態で、切断ツール１８Ｔ，１８Ｔの下端エッジ部と、ワークガイドツール１４，１４におけるガイド孔の開口縁とが協働して帯板状線材Ｗをカットする。そして、カットされた所定長の帯板状線材Ｗを曲げツール１８の成形凹部１８Ａにおける内周面と心金１５の外周面との間で挟んでＵ字状に成形する。また、帯板状線材ＷのうちＵ字の底部を心金１５と曲げツール１８との間に挟んで固定した状態で、心金１５に対して左右斜め４５度下方から図示しない１対の補助曲げツールが心金１５に向けて上昇し、Ｕ字状の帯板状線材Ｗの直線部分を心金１５に押し付けて円弧状に成形する。これにより、帯板状線材Ｗ全体が円筒状に成形される。

図１に示すように、スライド１６の上端部における左右方向の両端部寄り位置には、ロッド収容凹部１６Ｄ，１６Ｄが形成され、スライド１６の上端部における左右方向の中央部には、中央凹部１６Ｅが形成されている。また、スライド１６のうちロッド収容凹部１６Ｄより側方に残された第１ピン支持突壁１６Ａは、中央側に残された第２ピン支持突壁１６Ｂより上方に高く突出している。さらに、スライド１６には、１対の第１ピン支持突壁１６Ａ，１６Ａ及び１対の第２ピン支持突壁１６Ｂ，１６Ｂを一直線状に貫通するようにピン支持孔１６Ｃが形成されている。また、左右１組ずつの第１と第２のピン支持突壁１６Ａ，１６Ｂにおけるピン支持孔１６Ｃに、それぞれロッド支持ピン１９の両端部が支持されている。そして、これらスライド１６の左右両端部に備えたロッド支持ピン１９，１９にコネクティングロッド２０，２０の下端部が連結されている。

コネクティングロッド２０，２０の上端部に連結される１対のクランクシャフト４０，４０とそれらの駆動源である１対のサーボモータ３０，３０等は、直動ガイド１２，１２より上方において左右対称に配置されている。具体的には、ベース盤１１のうち直動ガイド１２，１２より上側部分には、ベース盤１１の前面から１対のクランク基端支持壁２１，２１が突出している。また、ベース盤１１の前面のうちクランク基端支持壁２１，２１の間からは、１対のクランク先端支持壁２２，２２が突出している。そして、それら左右１組ずつのクランク基端支持壁２１とクランク先端支持壁２２にクランクシャフト４０の両端部がそれぞれ回転可能に軸支されている。

図４に示すように、クランク先端支持壁２２には、左右方向に支持孔２２Ａが貫通形成されている。また、クランク先端支持壁２２の支持孔２２Ａには、円筒状の摺動メタル３７が嵌合固定されている。

クランク基端支持壁２１は、クランク先端支持壁２２より左右方向に大きくなっている。また、クランク基端支持壁２１には、左右方向に支持孔２１Ａが貫通形成されている。そして、支持孔２１Ａのうちサーボモータ３０側の端部は、内径が全体に比べて段付き状に小さくなっている。そして、その小径部分のサーボモータ３０の先端部が嵌合して芯出しされた状態で、サーボモータ３０に備えた固定フランジ３０Ｆがクランク先端支持壁２２に固定されている。

クランク基端支持壁２１の支持孔２１Ａの大径部分の内部には、回転スリーブ３２がクランク基端支持壁２１側に寄せて収容されて、１対のコロベアリング３４，３４を介してクランク基端支持壁２１に回転可能に支持されている。回転スリーブ３２の中心には、シャフト嵌合孔３２Ａが貫通形成されている。シャフト嵌合孔３２Ａは、クランク先端支持壁２２側とサーボモータ３０側とで内径が異なっており、サーボモータ３０側の内径が小さくなっている。また、シャフト嵌合孔３２Ａの中間の段差部には、シュパンリング３３（登録商標）が嵌合されている。そして、サーボモータ３０の出力シャフト３１が、シャフト嵌合孔３２Ａにおける小径部分を貫通して大径部分の中間まで突入し、シュパンリング３３によって出力シャフト３１が回転スリーブ３２に一体回転可能に固定されている。

クランクシャフト４０は、先端支軸部４０Ａ、ロッド支軸部４０Ｂ及び基端支軸部４０Ｄを先端側から順番に備え、それら先端支軸部４０Ａ等は全て断面円形になっている。そして、両端部の先端支軸部４０Ａ及び基端支軸部４０Ｄが、サーボモータ３０の出力シャフト３１と同軸上に配置され、中間部のロッド支軸部４０Ｂが、サーボモータ３０の出力シャフト３１の中心軸からオフセットした位置に配置されている。また、ロッド支軸部４０Ｂのうち基端支軸部４０Ｄ側の縁部からは環状突条４０Ｅが側方に張り出し、基端支軸部４０Ｄのうちロッド支軸部４０Ｂ側の縁部から連結フランジ４０Ｃが側方に張り出している。

先端支軸部４０Ａは、クランク先端支持壁２２における支持孔２２Ａ内に摺動メタル３７を介して回転可能に軸支される。さらに、先端支軸部４０Ａの先端面には、先端支軸部４０Ａより径が大きなワッシャ３６が螺子止めされている。

基端支軸部４０Ｄは、先端支軸部４０Ａより太くなっていて、回転スリーブ３２におけるシャフト嵌合孔３２Ａ内に嵌合されている。また、連結フランジ４０Ｃは、回転スリーブ３２の端面に宛がわれて、回転スリーブ３２の端面に螺子４１にて固定されている。これにより、基端支軸部４０Ｄは、回転スリーブ３２及びコロベアリング３４を介してクランク先端支持壁２２に回転可能に軸支されている。

ロッド支軸部４０Ｂは、クランク基端支持壁２１とクランク先端支持壁２２との間に配置されると共に、上下方向でスライド１６における前記ロッド収容凹部１６Ｄに対向している。また、ロッド支軸部４０Ｂのうち先端支軸部４０Ａ側の端面には、円形キャップ３８が装着されている。その円形キャップ３８は、薄皿状をなしかつ中心からずれた位置に貫通孔３８Ａを備えている。そして、その貫通孔３８Ａに先端支軸部４０Ａを貫通させた状態でロッド支軸部４０Ｂの一端部に嵌合装着されると共に、貫通孔３８Ａの開口縁から突出した環状突起３８Ｂを摺動メタル３７の端面に当接させて抜け止めされている。

円形キャップ３８をクランクシャフト４０に装着することで、ロッド支軸部４０Ｂの外周面には、前記した環状突条４０Ｅと円形キャップ３８とに挟まれた矩形溝が形成される。そして、その矩形溝に複数のコロ３５が収容され、それら複数のコロ３５を介してロッド支軸部４０Ｂにコネクティングロッド２０の上端部が回転可能に連結されている。

図６に示すように、コネクティングロッド２０は、上端部に大径孔２０Ａを貫通形成して備える一方、下端部に小径孔２０Ｂを備えている。そして、大径孔２０Ａには、クランクシャフト４０のロッド支軸部４０Ｂが前述の通り複数のコロ３５を介して回転可能に連結されている。また、小径孔２０Ｂには、摺動メタル１９Ｍが嵌合固定され、前述の通りスライド１６に固定されたロッド支持ピン１９が、摺動メタル１９Ｍを介して小径孔２０Ｂに回転可能に連結されている。

以上の構成によりサーボモータ３０の回転をスライド１６の直動に変換するスライド駆動機構９０が構成されている。即ち、このスライド駆動機構９０により、各サーボモータ３０にて各クランクシャフト４０を回転駆動すると、コネクティングロッド２０の上端部がクランクシャフト４０における回転中心軸とロッド支軸部４０Ｂの中心軸とのオフセット旋回径分だけ上下動して、スライド１６を上下方向に直動させることができる。

さて、１対のクランクシャフト４０，４０は、共に両端部を上述の如くクランク基端支持壁２１とクランク先端支持壁２２とに回転可能に軸支され、同一回転軸上に並んでいる。そして、それらクランクシャフト４０，４０は、サーボモータ３０，３０によって同一軸方向から見て相互に逆向きに回転駆動される（図５の矢印Ａ，Ｂ参照）。また、１対のサーボモータ３０，３０のうちの一方のサーボモータ３０（例えば、図１の紙面に向かって右側のサーボモータ３０）は、本発明に係る「マスターサーボモータ」に相当し、他方のサーボモータ３０（例えば、図１の紙面に向かって左側のサーボモータ３０）は、本発明に係る「スレーブサーボモータ」に相当する。そして、「マスターサーボモータ」としてのサーボモータ３０のサーボアンプ（図示せず。以下、「マスターサーボアンプ」という）では、そのサーボモータ３０に備えた回転位置センサ３０Ｓにて出力シャフト３１の回転位置に対応したスライド１６の直動位置を検出して、スライド１６の直動位置をフィードバック制御している。

具体的には、マスターサーボアンプには、スライド１６を駆動する際の速度及び加速度と、スライド１６及びコネクティングロッド２０の質量、クランクシャフト４０のイナーシャ等が設定されている。そして、設定された速度及び加速度でスライド１６が動作するように、所定周期でサーボモータ３０における出力シャフト３１の移動目標位置を決定する。また、設定された速度及び加速度で各移動目標位置に到達するためのサーボモータ３０（マスターサーボモータ）に対するトルク指令値、即ち、電流指令値を決定し、その電流指令値に応じた電流をサーボモータ３０に通電する。さらに、マスターサーボアンプは、所定周期で各移動目標位置と実際の出力シャフト３１の回転位置との偏差を演算し、その偏差に位置ループゲインを乗じて電流指令値に反映させている。

一方、「スレーブサーボモータ」としてのサーボモータ３０のサーボアンプ（図示せず。以下、「スレーブサーボアンプ」という）は、マスターサーボアンプで決定した電流指令値を取り込み、その電流指令値に応じた電流を「スレーブサーボモータ」としてのサーボモータ３０に通電するようになっている。

本実施形態のプレス機１０の構成に関する説明は以上である。次ぎに、本実施形態のプレス機１０の作用効果について説明する。プレス機１０を起動すると、サーボモータ３０，３０が回転し、その回転がスライド駆動機構９０のクランクシャフト４０，４０及びコネクティングロッド２０，２０を介してスライド１６の直動に変換される。具体的には、図６に示すように、スライド１６が直動ストロークの上端位置である上死点に配置されたときには、図１に示すように、クランクシャフト４０，４０におけるロッド支軸部４０Ｂ，４０Ｂの中心軸が、共にクランクシャフト４０，４０の回転中心軸より上方に位置して左右対称な状態になる。また、スライド１６が直動ストロークの中間点に配置されたときには、図５及び図７に示すように、一方のクランクシャフト４０におけるロッド支軸部４０Ｂの中心軸がクランクシャフト４０の回転中心軸よりベース盤１１側に位置し、他方のクランクシャフト４０におけるロッド支軸部４０Ｂの中心軸がクランクシャフト４０の回転中心軸よりベース盤１１から離れた側に位置した状態になる。さらに、図８に示すように、スライド１６が直動ストロークの下端位置である下死点に配置されたときには、図２に示すように、クランクシャフト４０，４０におけるロッド支軸部４０Ｂ，４０Ｂの中心軸が、共にクランクシャフト４０，４０の回転中心軸より下方に位置して左右対称な状態になる。そして、一方のサーボモータ３０が一方向に連続回転し、他方のサーボモータ３０が他方向に連続回転して、スライド１６が上下方向に往復動する。

ここで、従来のスライド駆動機構では、１対のクランクシャフトが平行に配置されていたのに対し、本実施形態のスライド駆動機構９０では、上記したように１対のクランクシャフト４０，４０が、同一回転軸上に並べて配置されると共に、同一軸方向から見て相互に逆向きに回転駆動される。これにより、１対のクランクシャフト４０，４０から各コネクティングロッド２０，２０を介して付与される力のうちスライド１６の直動方向とクランクシャフト４０，４０の回転軸との両方向に直交した方向の分力は、従来のように相殺されずに、モーメント負荷としてスライド１６に作用する。そして、そのモーメント負荷によってスライド１６の両側部が１対の直動ガイド１２，１２に押し付けられた状態で直動する。

これにより、スライド駆動機構９０の可動部分におけるガタが排除されると共に、スライド１６と直動ガイド１２，１２との間の押し付けを伴った摩擦により発振が生じ難くなり、サーボモータ３０によってスライド１６の位置を制御するための位置ループゲインを高く設定することができる。その結果、マスターサーボアンプで決定した位置指令に対するサーボモータ３０の追従性が向上し、高速化が可能になる。また、本実施形態のスライド駆動機構９０では、１対のクランクシャフト４０，４０を２つのサーボモータ３０，３０で駆動するのでパワーアップが図られ、この点においても高速化が可能になる。さらに、マスターサーボモータとしての一方のサーボモータ３０にて位置制御を行う一方、スレーブサーボモータとしての他方のサーボモータ３０では位置制御を行わずに、マスターサーボモータとしてのサーボモータ３０と同じトルクを出力するようにトルク制御を行うので、両サーボモータ３０，３０同士が邪魔し合うこともない。

［第２実施形態］
図９には、本実施形態のプレス機１０Ｖが示されている。このプレス機１０Ｖが有するスライド駆動機構９０Ｖは、１対のクランクシャフト４０Ｘ，４０Ｙの間をリバース機構９１で連結し、１つのサーボモータ３０で１対のクランクシャフト４０Ｘ，４０Ｙを駆動制御する構成になっている。具体的には、１対のクランクシャフト４０Ｘ，４０Ｙは、共に前記第１実施形態と同様に両端部を、クランク基端支持壁２１及びクランク先端支持壁２２に回転可能に軸支されている。そして、図９のうち向かって左側に配置された一方のクランクシャフト４０Ｘの基端部には、サーボモータ３０の出力シャフト３１が連結されている。

両クランクシャフト４０Ｘ，４０Ｙのうち互いに向かい合った先端部は、クランク先端支持壁２２，２２から互いに接近する側に突出している。そして、両クランクシャフト４０Ｘ，４０Ｙの先端部には、第１ピニオンギヤ９２，９２がそれぞれキー連結されている。また、クランク先端支持壁２２，２２の間には、両クランクシャフト４０Ｘ，４０Ｙの先端部を上下方向で挟む位置に１対の中継シャフト９５，９５が配置されている。それら中継シャフト９５，９５は、両クランクシャフト４０Ｘ，４０Ｙの回転中心と平行に延びている。そして、各中継シャフト９５の両端部が、１対のサブ支持壁８０，８０にベアリング８０Ｂ，８０Ｂを介して回転可能に軸支されている。

上側に配置された一方の中継シャフト９５におけるサーボモータ３０側の端部には、第２ピニオンギヤ９３がキー連結され、下側に配置された他方の中継シャフト９５のうちサーボモータ３０から離れた側の端部には、第２ピニオンギヤ９３がキー連結されている。そして、一方の中継シャフト９５の第２ピニオンギヤ９３と、サーボモータ３０側のクランクシャフト４０Ｘにおける先端部の第１ピニオンギヤ９２とが噛合し、他方の中継シャフト９５の第２ピニオンギヤ９３と、サーボモータ３０から離れた側のクランクシャフト４０Ｙにおける先端の第１ピニオンギヤ９２とが噛合している。また、両中継シャフト９５，９５における軸方向の中間部には、中継ギヤ９４，９４がキー連結されている。そして、両方の中継ギヤ９４，９４同士が噛合している。これら第１ピニオンギヤ９２，９３等によりリバース機構９１が構成され、サーボモータ３０によって一方のクランクシャフト４０Ｘを一方向に回転駆動すると、他方のクランクシャフト４０Ｙが逆方向に回転駆動される。また、サーボモータ３０は、回転位置センサ３０Ｓの検出結果に基づいてスライド１６の位置をフィードバック制御している。その他の構成に関しては、第１実施形態と同様であるので、重複した説明は省略する。

本実施形態の構成によっても第１実施形態と同様に１対のクランクシャフト４０Ｘ，４０Ｙから各コネクティングロッド２０，２０を介して付与される力のうちスライド１６の直動方向とクランクシャフト４０Ｘ，４０Ｙの回転軸とに直交した方向の分力が、モーメント負荷としてスライド１６に作用し、スライド１６と直動ガイド１２，１２との間の押し付けを伴った摩擦により発振が生じ難くなる。これにより、サーボモータ３０によってスライド１６の位置を制御するための位置ループゲインを高く設定することができ、高速化が可能になる。しかも、１対のサーボモータ３０，３０を備えた第１実施形態の構成に比べて、サーボモータのコストを抑えることができると共に位置制御が容易になる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記第１及び第２の実施形態のスライド駆動機構９０，９０Ｖでは、各クランクシャフト４０を連続回転させていたが、サーボモータが正転と逆転とを繰り返してクランクシャフトに振り子運動させてもよい。そのような構成にすれば、１サイクルにおけるクランクシャフトの回動範囲を小さくなり、高速運転が可能になる。

（２）前記第１及び第２の実施形態のスライド駆動機構９０，９０Ｖは、スライド１６が上下方向に直動する構成であったが、スライドが水平方向又は斜め上下方向に直動するスライド機構に本発明を適用してもよい。

（３）前記第１実施形態のスライド駆動機構９０では、サーボモータ３０の出力シャフト３１がクランクシャフト４０に直結されていたが、減速機を介してサーボモータの出力シャフトをクランクシャフトに連結してもよい。

（４）前記第１及び第２の実施形態のスライド駆動機構９０，９０Ｖでは、スライド１６に１対のコネクティングロッド２０，２０を介して１対のクランクシャフト４０，４０が連結されていたが、本発明に係るスライド機構は、少なくとも１対のクランクシャフトと１対のコネクティングロッドとを備えていればよく、３つ以上のクランクシャフト、３つ以上のコネクティングロッドを備えた構成にしてもよい。具体的には、例えば、第１実施形態のプレス機１０において、スライド１６のうち左右方向の中間部から上方に支柱を延ばし、その支柱の上端部に追加のコネクティングロッドの下端部をピンで回動可能に連結し、そのコネクティングロッドの上端部を追加のクランクシャフトに連結してもよい。そして、追加のクランクシャフトをベース盤１１から突出した追加のクランク基端支持壁及びクランク先端支持壁にて回転可能に支持しかつ追加のサーボモータで回転駆動すればよい。このような構成にした場合、ワークを成形する際の負荷の大きさに応じて、通電するサーボモータの数を変えることができる。即ち、追加のサーボモータも含む３つのサーボモータに通電してスライド１６を駆動してもよいし、１対のサーボモータ３０，３０のみに通電し、追加のサーボモータは通電せずに自在回転可能な状態にしてスライド１６を駆動してもよいし、さらには、追加のサーボモータのみに通電して１対のサーボモータ３０，３０を自在回転可能としてスライド１６を駆動してもよい。

本発明に係る第１実施形態のスライド駆動機構におけるスライドを上死点に位置した状態の正断面図 スライド駆動機構におけるスライドを下死点に位置した状態の正断面図 スライド駆動機構の平断面図 スライド駆動機構の一部拡大正断面図 スライド駆動機構の概念図 スライドが上死点に位置したスライド機構の側断面図 スライドが直動ストロークの中間に位置したスライド機構の側断面図 スライドが下死点に位置したスライド機構の側断面図 第２実施形態のスライド駆動機構の正面図

符号の説明

１０，１０Ｖ プレス機
１１ ベース盤
１２ 直動ガイド
１６ スライド
２０ コネクティングロッド
３０ サーボモータ
３１ 出力シャフト
４０，４０Ｘ，４０Ｙ クランクシャフト
９０，９０Ｖ スライド駆動機構
９１ リバース機構

Claims (4)

1. １対の直動ガイドによって両側部を直動可能に支持されたスライドに、クランクシャフトとコネクティングロッドを介してサーボモータを連結し、前記サーボモータの回転出力を前記スライドの直動運動に変換するスライド駆動機構において、
   前記クランクシャフトを対にして同一回転軸上に並べて配置すると共に、それら１対のクランクシャフトと前記スライドとの間を前記コネクティングロッドでそれぞれ連結し、
   前記サーボモータにより、前記１対のクランクシャフトを同一軸方向から見て相互に逆向きに回転駆動して、前記スライドの直動位置をフィードバック制御することを特徴とするスライド駆動機構。
2. 前記サーボモータは、一方の前記クランクシャフトに連結されたマスターサーボモータと、他方の前記クランクシャフトに連結されたスレーブサーボモータとからなり、前記マスターサーボモータにて、前記スライドの直動位置をフィードバック制御する一方、前記スレーブサーボモータにて位置制御を行わずに、前記スレーブサーボモータが前記マスターサーボモータと同じトルクを出力するようにトルク制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のスライド駆動機構。
3. 前記１対のクランクシャフトを対称回転させるように結合するリバース機構を設け、１つの前記サーボモータで前記１対のクランクシャフトを駆動することを特徴とする請求項１に記載のスライド駆動機構。
4. 前記サーボモータが正転と逆転とを繰り返して前記クランクシャフトに振り子運動させることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のスライド駆動機構。

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