JP2011092965A - 多段プレス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い加圧力を付与することができる安価な多段プレス装置を提供すること。
【解決手段】上型２１と下型２２とからなるプレス型２を複数個鉛直方向に並べて配置した多段プレス装置１。最下段の下型以外の下型及び上型は最上段の上型と連動して枠体３に対して上下動する。多段プレス装置は、最上段の上型を上下動させる駆動手段として、メインシリンダ４１０からなる第１駆動手段４１と、トグルシリンダ４２０とダブルトグル機構５とからなる第２駆動手段４２とを有する。ダブルトグル機構は、最上段の上型に下端を回動可能に連結した第１トグルリンク５１と、第１トグルリンクの上端に下端を回動可能に連結すると共に枠体３に上端を回動可能に連結した第２トグルリンク５２と、第１トグルリンク及び第２トグルリンクの少なくとも一方に一端を回動可能に連結すると共に他端をトグルシリンダに回動可能に連結した第３トグルリンク５３とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のプレス型を鉛直方向に並べて配置し該複数のプレス型を鉛直方向に一度に閉じることにより複数の被成形体を一度にプレス成形する多段プレス装置に関する。

複数のプレス工程を経て金属板等からなる被成形体をプレス成形するプレス成形方法がある。すなわち、複数段階に分けて被成形体を所望の形状に成形する。このような成形に用いられるプレス装置として、各プレス工程に対応する上型と下型とからなるプレス型を複数個上下方向に配置した多段プレス装置がある（特許文献１）。
かかる多段プレス装置は、最上段のプレス型の上型を油圧シリンダによって上下動させることによって、最下段のプレス型の下型を除く下型と、上型とを、連動させて上下動させる。これにより、最上段の上型を最下位まで押し下げることによって、すべてのプレス型を閉じて、一度に複数の被成形体をプレス成形することができる。

特開２０００−１５４９６号公報

しかしながら、被成形体の大型化、複雑形状化に伴って、上記多段プレス装置に、より高い加圧力が要求されるようになってきた。そのため、上記油圧シリンダのボア形を大きくする必要があり、また、それに伴って、油圧シリンダに油圧を供給する油圧タンクの大型化を招く。その結果、設備の大型化や、大幅なコストアップを招くという問題がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、高い加圧力を付与することができる安価な多段プレス装置を提供しようとするものである。

本発明は、上型と下型とからなるプレス型を複数個鉛直方向に並べて配置し、該複数のプレス型を鉛直方向に一度に閉じることにより複数の被成形体を一度にプレス成形する多段プレス装置であって、
少なくとも最下段の上記プレス型における下型以外の上記下型及び上記上型は、最上段の上記プレス型の上記上型と連動して、上記多段プレス装置の設置面に固定された枠体に対して上下動するよう構成されており、
上記多段プレス装置は、最上段の上記上型を上下動させる駆動手段として、上記最上段の上型を直接上下動させるメインシリンダからなる第１駆動手段と、上記最上段の上型をダブルトグル機構を介して上下動させるトグルシリンダと上記ダブルトグル機構とからなる第２駆動手段とを有し、
上記ダブルトグル機構は、上記最上段の上型に下端を回動可能に連結した第１トグルリンクと、該第１トグルリンクの上端に下端を回動可能に連結すると共に上記枠体に上端を回動可能に連結した第２トグルリンクと、上記第１トグルリンク及び上記第２トグルリンクの少なくとも一方における上記プレス型との連結部及び上記枠体との連結部を除く位置に一端を回動可能に連結すると共に他端を上記トグルシリンダに回動可能に連結した第３トグルリンクとを有し、
上記トグルシリンダの上下動によって、上記第３トグルリンクにおける両端を結ぶ直線と、上記第１トグルリンクの下端と上記第２トグルリンクの上端とを結ぶ直線とのなす角度を直角に近付くように変化させて、上記第１トグルリンクの上端と下端とを結ぶ直線と、上記第２トグルリンクの下端と上端とを結ぶ直線とのなす角度を１８０°に近付くように変化させることにより、上記上型を下降させるよう構成されていることを特徴とする多段プレス装置にある（請求項１）。

上記多段プレス装置は、上記メインシリンダからなる第１駆動手段と、上記トグルシリンダ及び上記ダブルトグル機構からなる第２駆動手段とを有する。そのため、上記プレス型が被成形体を加圧する際に、上記第１駆動手段だけでなく、上記第２駆動手段によって、加圧力を付与することができる。これにより、各プレス型の型締め力を大きくすることができる。また、第１駆動手段を構成するメインシリンダに要求される押圧力を低減することができるため、その大型化を阻止することができる。その結果、多段プレス装置のコストアップを防ぐことができる。

また、上記第２駆動手段は、上記ダブルトグル機構を備えている。そして、このダブルトグル機構は、上記第３トグルリンクにおける両端を結ぶ直線と、上記第１トグルリンクの下端と上記第２トグルリンクの上端とを結ぶ直線とのなす角度（以下、「角度α」という。）を直角に近付くように変化させて、上記第１トグルリンクの上端と下端とを結ぶ直線と、上記第２トグルリンクの下端と上端とを結ぶ直線とのなす角度（以下、「角度β」という。）を１８０°に近付くように変化させることにより、上記上型を下降させるよう構成されている（図５、図８参照）。

そのため、上記上型が下降すればするほど、すなわち各プレス型が閉じれば閉じるほど、加圧力を大きくすることができる。これは、上記第３トグルリンクが上記第１トグルリンク又は第２トグルリンクを押す力は、上記角度αが直角に近付くほど大きくなり、さらに、第１トグルリンクと第２トグルリンクとが最上段の上型を下方へ押下する力は、上記角度βが１８０°に近付くほど大きくなるからである。
したがって、最も大きな型締め力が必要となるプレス成形の最終段階において、上記第２駆動手段によって大きな加圧力を付与することができる。その結果、大きな被成形体や複雑な形状の被成形体を、精度よく効果的にプレス成形することができる。

なお、上記上型が高い位置にあるときは、第２駆動手段によるプレス型の駆動力は比較的小さくなる。しかし、このときは通常、上型を下降させるだけであってプレス成形の段階にはなく、あるいはプレス成形の段階に入っていてもその初期段階であって大きな加圧力を必要としないため、問題はない。

また、第２駆動手段によるプレス型の型開き方向への駆動力は比較的小さくなるが、上記多段プレス装置は、第１駆動手段をも有しているため、プレス型を開く動作に支障をきたすことはない。かかる観点において、型開きの際には主に第１駆動手段を利用し、型締めの際には主に第２駆動手段を利用することができる。

以上のごとく、本発明によれば、高い加圧力を付与することができる安価な多段プレス装置を提供することができる。

実施例１における、型開き状態にある多段プレス装置の正面図。 実施例１における、型締め状態にある多段プレス装置の正面図。 実施例１における、型締め状態の第１駆動手段及び第２駆動手段の正面図。 実施例１における、型開き状態の第１駆動手段及び第２駆動手段の正面図。 実施例１における、ダブルトグル機構の力の伝達を説明する説明図。 実施例２における、型締め状態の第１駆動手段及び第２駆動手段の正面図。 実施例２における、型開き状態の第１駆動手段及び第２駆動手段の正面図。 実施例２における、ダブルトグル機構の力の伝達を説明する説明図。

本発明（請求項１）において、上記被成形体は、例えば、金属板等とすることができる。また、上記メインシリンダ及び上記トグルシリンダとしては、例えば、油圧シリンダを用いることができる。
トグルシリンダは、上記ダブルトグル機構の上方に配置されていてもよいし、下方に配置されていてもよい。トグルシリンダがダブルトグル機構の上方に配置されている場合には、トグルシリンダの下降によって上記上型が下降し、トグルシリンダがダブルトグル機構の下方に配置されている場合には、トグルシリンダの上昇によって上記上型が下降することとなる。
また、「上記多段プレス装置の設置面に固定された枠体」とは、該枠体が上記設置面に対して動かないことを意味し、枠体は、設置面に締結されていてもよいし、単に載置されていてもよい。

また、上記トグルシリンダ及び上記ダブルトグル機構は、複数個配設されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記プレス型による型締め力を、水平方向に関して均等にしやすくなる。

また、上記第１トグルリンクと上記第２トグルリンクとの連結部は、上記最上段の上型の上昇に伴って、上記多段プレス装置の外方へ向かって移動することが好ましい（請求項３）。
この場合には、型開きの際に、隣り合うダブルトグル機構が互いに干渉することを防ぐことができる。これにより、プレス型の上下ストロークを大きくすることができ、型開き高さを大きくすることができる。その結果、例えば、深絞り成形品など、高さの高い成形品の成形にも充分に対応することができる。
また、上型の上昇に伴って上記第１トグルリンクと上記第２トグルリンクとの連結部が上記多段プレス装置の外方へ向かって移動するよう構成されているため、ダブルトグル機構による加圧力をプレス型の中央に近い位置に付与することができる。その結果、被成形体に対してプレス型の押圧力を効果的に付与することができ、成形性を向上させることができる。

また、上記第３トグルリンクは、上記第１トグルリンクと上記第２トグルリンクとの連結部に、一端を連結されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記第３トグルリンクによる押圧力を、より大きく増幅して、第１トグルリンク及び第２トグルリンクによるプレス型への加圧力に変換することができる。そのため、第２駆動手段による型締め力をより大きくすることができる。

また、上記第３トグルリンクと上記トグルシリンダとの連結部は、上記枠体に固定された鉛直方向のガイド部に沿って上下動することが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記トグルシリンダに対して、その進退方向以外の方向への負荷がかからないため、トグルシリンダの寿命を長くすることができると共に、そのメンテナンス頻度を少なくすることができる。

（実施例１）
本発明の実施例にかかる多段プレス装置につき、図１〜図５を用いて説明する。
本例の多段プレス装置１は、図１、図２に示すごとく、上型２１と下型２２とからなるプレス型２を３個鉛直方向に並べて配置し、該複数のプレス型２を鉛直方向に一度に閉じることにより複数の被成形体を一度にプレス成形する。

最下段のプレス型２における下型２２以外の下型２２及び上型２１は、最上段のプレス型２の上型２１と連動して、多段プレス装置１の設置面に固定された枠体３に対して上下動するよう構成されている。
多段プレス装置１は、最上段の上型２１を上下動させる駆動手段として、最上段の上型２１を直接上下動させるメインシリンダ４１０からなる第１駆動手段４１と、上記最上段の上型２１をダブルトグル機構５を介して上下動させるトグルシリンダ４２０と上記ダブルトグル機構５とからなる第２駆動手段４２とを有する。

図３、図４に示すごとく、ダブルトグル機構５は、以下の第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２と第３トグルリンク５３とを有する。第１トグルリンク５１は、最上段の上型２１に下端を回動可能に連結してなる。第２トグルリンク５２は、第１トグルリンク５１の上端に下端を回動可能に連結すると共に枠体３に上端を回動可能に連結してなる。第３トグルリンク５３は、第１トグルリンク５１及び第２トグルリンク５２の少なくとも一方におけるプレス型２との連結部及び枠体３との連結部を除く位置に一端（以下これを「前端」という。）を回動可能に連結すると共に他端（以下これを「後端」という。）をトグルシリンダ４２０に回動可能に連結してなる。本例においては、第３トグルリンク５３の前端は、第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２との連結部５４に連結されている。

そして、ダブルトグル機構５は、以下のように動作するよう構成されている。
図３〜図５に示すごとく、トグルシリンダ４２０の下降によって、第３トグルリンク５３における両端を結ぶ直線Ｌ３と、第１トグルリンク５１の下端と第２トグルリンク５２の上端とを結ぶ直線Ｌ４とのなす角度αを直角に近付くように変化させる。これに伴って、第１トグルリンク５１の上端と下端とを結ぶ直線Ｌ１と、第２トグルリンク５２の下端と上端とを結ぶ直線Ｌ２とのなす角度βを１８０°に近付くように変化させることにより、上型２１を下降させる。
ここで、両端、上端、下端、前端、後端は、各リンクにおける他部材との連結部を意味するものとし、特にその回動中心を意味するものとする。

本例の多段プレス装置１は、図１、図２に示すごとく、土台部３１と、該土台部３１の上に配設された底板３２と天井板３３とこれらを連結固定する複数本の支柱３４とからなる枠体３と、該枠体３において鉛直方向に順次配設された３個のプレス型２とを有する。各プレス型２は、それぞれ上型２１と下型２２とを有する。
なお、天井板３３には、ダブルトグル機構５の一部等と干渉しないよう、少なくともこれらの部位が稼働する範囲には逃がしが形成されている。

最下段のプレス型２の下型２２は、枠体３の底板３２の上に載置固定されている。また、最下段のプレス型２の上型２１と中段のプレス型２の下型２２とは、一枚の第１可動プレート１１１の下面と上面とにそれぞれ固定されて一体化されている。そして、この第１可動プレート１１１はその四隅において４本の連結柱１３に摺動可能に貫通され、枠体３に対して上下動可能に配設されている。それゆえ、最下段のプレス型２の上型２１と中段のプレス型２の下型２２とは、枠体３に上下動可能に保持されている。

また、中段のプレス型２の上型２１と最上段のプレス型２の下型２２とも、他の一枚の第２可動プレート１１２の下面と上面とにそれぞれ固定されて一体化されている。そして、この中段のプレス型２の上型２１と最上段のプレス型２の下型２２とのユニットも、枠体３に上下動可能に保持されている。

また、最上段のプレス型２の上型２１はさらに他の第３可動プレート１１３の下面に固定されており、枠体３に上下動可能に保持されている。第３可動プレート１１３は、枠体３の天井板３３に本体部４１１が固定されたメインシリンダ４１０のピストン４１２に固定されている。このメインシリンダ４１０のピストン４１２によって最上段のプレス型２の上型２１を上下動させることができる。

また、図示を省略するが、第１可動プレート１１１と第２可動プレート１１２とは、互いに吊ボルトによって連結され、第２可動プレート１１２と第３可動プレート１１３とも、互いに吊ボルトによって連結されている。
第３可動プレート１１３を、主として第１駆動手段４１が引き上げると、吊ボルトによって連結された第２可動プレート１１２及び第１可動プレート１１１が、順次引き上げられることとなる。これによって、最上段のプレス型２が開いた後、中段のプレス型２が開き、その後に最下段のプレス型２が開く(図１)。
この状態で、被成形体を各プレス型２に配置した後、主として第２駆動手段４２が第３可動プレート２４３を押し下げることにより、図２に示すごとく、３個のプレス型２を一度に閉じ、各プレス型２に配置した被成形体を一度に成形することができる。

図３、図４に示すごとく、第２駆動手段４２のダブルトグル機構５は、天井板３３と第３可動プレート１１３との間に、複数個配設されている。具体的には、プレス型２を上下動させる際の動作が互いに逆向き（図３、図４に置ける左右対称）となるように対向配置された一対のダブルトグル機構５が、４対配設されている。互いに対向配置された一対のダブルトグル機構５において、第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２との連結部５４は、最上段の上型２１の上昇に伴って、多段プレス装置１の外方へ向かって移動する。すなわち、連結部５４は、上型２１の上昇に伴って、互いに離れる方向へ移動する。

また、トグルシリンダ４２０は各トグル機構５に対して一つずつ配設されていると共に、各トグルシリンダ４２０は上下に進退する向きに取り付けられている。そして、第３トグルリンク５３とトグルシリンダ４２０との連結部５５は、枠体３に固定された鉛直方向のガイド部１２に沿って上下動する。ガイド部１２は、枠体３における支柱３４に上下方向に設けたＬＭガイドによって構成され、ＬＭガイドのレール部１２１が支柱に固定され、レール部１２１に対してスライド移動するブロック部１２２が連結部５５に固定されている。

また、第２トグルリンク５２の上端と天井板３３との連結部５６は、第１トグルリンク５１の下端と第３可動プレート１１３との連結部５７の真上に配置されている。すなわち、図５に示すごとく、第１トグルリンク５１の下端と第２トグルリンク５２の上端とを結ぶ直線Ｌ４は、鉛直方向を向いている。

また、図１、図４に示す３つのプレス型２が全開の状態においては、ダブルトグル機構５における第１トグルリンク５１（直線Ｌ１）と第２トグルリンク５２（直線Ｌ２）とは互いに鋭角を成すように両者の連結部５４が屈曲している。そして、第３トグルリンク５３（直線Ｌ３）は、鉛直方向に近い向きで配置されており、その後端が前端よりもやや装置の外側に配置された状態にある。すなわち、図５に示す第３トグルリンク５３（直線Ｌ３）と直線Ｌ４（鉛直方向）とのなす角度αは、０°に近い鋭角となっている。

この全開の状態から、図２、図３に示す全閉の状態に向って上型２１を下降させるとき、メインシリンダ４１０のピストン４１２を下降させると共に、トグルシリンダ４２０のピストン４２２を下降させる。なお、本例においては、メインシリンダ４１０及びトグルシリンダ４２０は、いずれも油圧によって進退する油圧シリンダからなる。ただし、少なくとも上型２１が被成形体に接触するまでは、上型２１や下型２２はその自重によって下降し、特にメインシリンダ４１０やトグルシリンダ４２０に負荷はかからない。

第２駆動手段４２におけるダブルトグル機構５においては、トグルシリンダ４２０の下降に伴い、第３トグルリンク５３の後端が鉛直下方へ移動する。このとき、第３トグルリンク５３の前端は第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２との連結部に連結されているため、第３トグルリンク５３（直線Ｌ３）は、直線Ｌ４（鉛直方向）とのなす角度αが直角に近付く方向に傾斜し、その前端が前方すなわち装置内側へ向かって移動する。

これに伴い、第３トグルリンク５３の前端に連結された第１トグルリンク５１の上端と第２トグルリンク５２の下端とが装置内側へ向かい、第１トグルリンク５１（直線Ｌ１）と第２トグルリンク５２（直線Ｌ２）とのなす角度βが大きくなり、最上段の上型２１が下降する。

そして、被成形体に上型２１が接触した後、被成形体をプレスする際には、トグルシリンダ４２０の下降に伴う上記ダブルトグル機構５の動きによって、各プレス型２における上型２１が下型２２へ向かって押し下げられ、被成形体を加圧する。
すなわち、トグルシリンダ４２０の下降に伴い、角度αが直角に近付くように大きくなり、角度βが１８０°に近付くように大きくなる。そして、この角度αが大きければ大きいほど第３トグルリンク５３が連結部５４を水平方向装置内側へ押す力Ｆ１が大きくなり、角度βが１８０°に近付けば近付くほど、第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２とが第３可動プレート１１３を鉛直下方へ押す力Ｆ２、すなわち型締め力が大きくなる。

この点について、図５を用いて具体的に説明する。
まず、図５において、連結部５４と連結部５５との間の直線Ｌ３を斜辺とし、該斜辺と、連結部５５から鉛直下方へ下した直線と、連結部５４から右方へ延ばした水平方向の直線とによって形成される直角三角形Ｔ１を考える。そして、この直角三角形Ｔ１における連結部５４における頂角をθ１とする。
一方、連結部５４と連結部５６との間の直線Ｌ２を斜辺とし、該斜辺と、直線Ｌ４と、連結部５４から左方へ延ばした水平方向の直線とによって形成される直角三角形Ｔ２を考える。そして、この直角三角形Ｔ２における連結部５６における頂角をθ２とする。
そうすると、トグルシリンダ４２０の駆動力がＦｔである場合、第３トグルリンク５３が連結部５４を水平方向へ押す力Ｆ１はＦｔ／tanθ１である。そして、第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２とが第３可動プレート１１３を鉛直下方へ押す力Ｆ２は、Ｆ１／tanθ２＝Ｆｔ／（tanθ１×tanθ２）となる。したがって、角度θ１及びθ２が０°に近付いて小さくなるほど、力Ｆ２は相乗的に大きくなる。
これがダブルトグル機構の特徴でもある。

このことを、上述してきた角度α、βを用いて説明すると以下の通りとなる。すなわち、角度α、βと角度θ１、θ２とは、α＝９０°−θ１、β＝２（９０°−θ２）の関係を有するため、上記の関係式Ｆ１＝Ｆｔ／tanθ１、Ｆ２＝Ｆｔ／（tanθ１×tanθ２）は、下記の式に変換できる。
Ｆ１＝Ｆｔ×tanα、Ｆ２＝Ｆｔ×tanα×tan（β／２）
つまり、トグルシリンダ４２０の駆動力がＦｔである場合、第３トグルリンク５３が連結部５４を水平方向へ押す力Ｆ１はＦｔ×tanαである。そして、第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２とが第３可動プレート１１３を鉛直下方へ押す力Ｆ２はＦｔ×tanα×tan（β／２）となる。したがって、角度αが直角（９０°）に近付いて大きくなり、角度βが１８０°に近付いて大きくなるほど、力Ｆ２は相乗的に大きくなる。

それゆえ、各プレス型２が閉じた状態に近付くほど、そして、型締めの最終段階に近付くほど、第２駆動手段４２による型締め力を大きくすることができる。ただし、ダブルトグル機構５が機能するためには、α＜９０°、β＜１８０°でなければならない。
したがって、型締めの最終段階において、例えば、角度αが７５〜８９°（θ１が１〜１５°）、角度βが１５０〜１７８°（θ２が１〜１５°）となるようにすることによって、トグルシリンダ４２０の駆動力Ｆｔを大きくしなくても、極めて大きな型締め力（力Ｆ２）を得ることができる。なお、駆動力Ｆｔを特に大きな型締め力Ｆ２に増幅したい場合には、型締めの最終段階における角度αを９０°に近付け、角度βを１８０°に近付け、例えば、角度αを８７〜８９°（θ１を１〜３°）、あるいは角度βを１７４〜１７８°（θ２を１〜３°）に管理することが好ましい。
なお、型締め時には、第１駆動手段４１のメインシリンダ４１０も下降して上型２１を下型２２へ向かって加圧するが、その加圧は補助的なものである。

また、型締め後、プレス型２を開放する際に、最上段の上型２１を上方へ引き上げるにあたっては、上記ダブルトグル機構５を用いた第２駆動手段４２によると、トグルシリンダ４２０に大きな負荷がかかる。そのため、型開き時には、主にメインシリンダ４１０からなる第１駆動手段４１によって、第３可動プレート１１３を引き上げ、これに連動させて第２可動プレート１１２及び第１可動プレート１１１をも引き上げて、３つのプレス型２を開く。
このとき、トグルシリンダ４２０も上昇させるが、型開き時には補助的な役割を担うこととなる。

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記多段プレス装置１は、メインシリンダ４１０からなる第１駆動手段４１と、トグルシリンダ４２０及びダブルトグル機構５とからなる第２駆動手段４２とを有する。そのため、プレス型２が被成形体を加圧する際に、第１駆動手段４１だけでなく、第２駆動手段４２によって、加圧力を付与することができる。これにより、各プレス型２の型締め力を大きくすることができる。また、第１駆動手段４１を構成するメインシリンダ４１０に要求される押圧力を低減することができるため、その大型化を阻止することができる。その結果、多段プレス装置１のコストアップを防ぐことができる。

また、第２駆動手段４２は、ダブルトグル機構５を備えている。そして、このダブルトグル機構５は、図５に示すごとく、直線Ｌ３（第３トグルリンク５３）と直線Ｌ４とのなす角度αを直角に近付くように変化させて、直線Ｌ１（第１トグルリンク５１）と直線Ｌ２（第２トグルリンク５２）とのなす角度βを１８０°に近付くように変化させることにより、上型２１を下降させるよう構成されている。

そのため、上型２１が下降すればするほど、すなわち各プレス型２が閉じれば閉じるほど、加圧力を大きくすることができる。これは、上述のごとく、第３トグルリンク５３が第１トグルリンク５１及び第２トグルリンク５２を押す力Ｆ１は、角度αが直角に近付くほど大きくなり、さらに、第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２とが最上段の上型２１を下方へ押下する力Ｆ２は、角度βが１８０°に近付くほど大きくなるからである。
したがって、最も大きな型締め力が必要となるプレス成形の最終段階において、第２駆動手段４２によって大きな加圧力を付与することができる。その結果、大きな被成形体や複雑な形状の被成形体を、精度よく効果的にプレス成形することができる。

なお、上型２１が高い位置にあるときは、第２駆動手段４２によるプレス型２の駆動力は比較的小さくなる。しかし、このときは通常、上型２１を下降させるだけであってプレス成形の段階にはなく、あるいはプレス成形の段階に入っていてもその初期段階であって大きな加圧力を必要としないため、問題はない。

また、第２駆動手段４２によるプレス型２の型開き方向への駆動力は比較的小さくなるが、多段プレス装置１は、第１駆動手段４１をも有しているため、プレス型２を開く動作に支障をきたすことはない。かかる観点において、型開きの際には主に第１駆動手段４１を利用し、型締めの際には主に第２駆動手段４２を利用することができる。

また、トグルシリンダ４２０及びダブルトグル機構５は、複数個配設されているため、プレス型２による型締め力を、水平方向に関して均等にしやすくなる。
また、第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２との連結部５４は、最上段の上型２１の上昇に伴って、多段プレス装置１の外方へ向かって移動する。そのため、型開きの際に、隣り合うダブルトグル機構５が互いに干渉することを防ぐことができる。これにより、プレス型２の上下ストロークを大きくすることができ、型開き高さを大きくすることができる。その結果、例えば、深絞り成形品など、高さの高い成形品の成形にも充分に対応することができる。

また、上型２１の上昇に伴って連結部５４が多段プレス装置１の外方へ向かって移動するよう構成されているため、ダブルトグル機構５による加圧力をプレス型２の中央に近い位置に付与することができる。その結果、被成形体に対してプレス型２の押圧力を効果的に付与することができ、成形性を向上させることができる。

また、第３トグルリンク５３は、第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２との連結部５４に、一端を連結されている。そのため、第３トグルリンク５３による押圧力Ｆ１を、より大きく増幅して、第１トグルリンク５１及び第２トグルリンク５２によるプレス型２への加圧力Ｆ２に変換することができる。そのため、第２駆動手段４２による型締め力をより大きくすることができる。

また、第３トグルリンク５３とトグルシリンダ４１０との連結部５５は、枠体３に固定された鉛直方向のガイド部１２に沿って上下動する。そのため、トグルシリンダ４２０に対して、その進退方向以外の方向への負荷がかからないため、トグルシリンダ４２０の寿命を長くすることができると共に、そのメンテナンス頻度を少なくすることができる。

以上のごとく、本例によれば、高い加圧力を付与することができる安価な多段プレス装置を提供することができる。

（実施例２）
本例は、図６〜図８に示すごとく、第２駆動手段４２のダブルトグル機構５の構成を変更した例である。
本例においては、一つのトグルシリンダ４２０によって２つのダブルトグル機構５を駆動させるよう構成してある。

具体的には、第３トグルリンク５３の前端は、第２トグルリンク５２における上端と下端との間の位置に回動可能に連結されている。一方、第３トグルリンク５３の後端は、トグルシリンダ４２０に固定された水平方向の水平バー４２３の端部に回動可能に連結されている。水平バー４２３は、その水平方向の中央部において、トグルシリンダ４２０のピストン４２２に固定され、水平方向の両端部にそれぞれ、プレス型２を上下動させる際の動作が互いに逆向き（図６、図７における左右対称）となるように対向配置された一対のダブルトグル機構５における第３トグルリンク５３の後端が回動可能に連結されている。

そして、互いに対向配置された一対のダブルトグル機構５において、第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２との連結部５４が、最上段の上型２１の上昇に伴って、多段プレス装置１の内方へ向かって移動する。すなわち、連結部５４は、上型２１の上昇に伴って、互いに近づく方向へ移動する。

本例の多段プレス装置１においては、トグルシリンダ４２０の下降に伴い、対向配置された一対のダブルトグル機構５の第３トグルリンク５３の後端が鉛直下方へ移動する。このとき、図８に示すごとく、第３トグルリンク５３（直線Ｌ３）は、直線Ｌ４（鉛直方向）とのなす角度αが直角に近付く方向に傾斜し、その前端が前方すなわち装置外側へ向かって移動する。

これに伴い、第３トグルリンク５３の前端に連結された第１トグルリンク５１の上端と第２トグルリンク５２の下端とが装置外側へ向かい、第１トグルリンク５１（直線Ｌ１）と第２トグルリンク５２（直線Ｌ２）とのなす角度βが大きくなり、最上段の上型２１が下降する。

そして、被成形体に上型２１が接触した後、被成形体をプレスする際には、トグルシリンダ４２０の下降に伴う上記ダブルトグル機構５の動きによって、各プレス型２における上型２１が下型２２へ向かって押し下げられ、被成形体を加圧する。
角度αが大きければ大きいほど第３トグルリンク５３が連結部５４を水平方向の装置外側へ押す力Ｆ１が大きくなり、角度βが１８０°に近付けば近付くほど、第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２とが第３可動プレート１１３を鉛直下方へ押す力Ｆ２、すなわち型締め力が大きくなることについては、実施例１と同様である。

なお、図８は、図６、図７に示した構成とは厳密には異なっており、第３トグルリンク５３（直線Ｌ３）の下端を第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２との連結部５４に連結した状態を示している。それゆえ、図８の構成は、図６、図７に示した構成よりも、ダブルトグル機構５による力の増幅量が大きくなるが、基本的な作用は同様である。

本例の場合には、上記のごとく１つのトグルシリンダ４２０によって２つのダブルトグル機構５を駆動する。そのため、各ダブルトグル機構５に実施例１と同等の力を作用させるためには、図８に示す構成の場合には、トグルシリンダ４２０の駆動力を２倍、すなわち２Ｆｔとする必要がある。これによって、各ダブルトグル機構５に作用する力が実施例１の場合と同様（Ｆｔ）となり、第１トグルリンク５１と第２トグルリンク５２とが第３可動プレート１１３を鉛直下方へ押す力Ｆ２は、実施例１において説明した計算式によって、実施例１の場合と同様に、Ｆ２＝Ｆｔ×tanα×tan（β／２）と表すことができる。
その他は、実施例１と同様である。

本例の場合には、ダブルトグル機構５を同数として実施例１と比べると、トグルシリンダ４２０の数が半減するため、より安価な多段プレス装置１を得ることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

１ 多段プレス装置
２ プレス型
２１ 上型
２２ 下型
３ 枠体
４１ 第１駆動手段
４１０ メインシリンダ
４２ 第２駆動手段
４２０ トグルシリンダ
５ ダブルトグル機構
５１ 第１トグルリンク
５２ 第２トグルリンク
５３ 第３トグルリンク

Claims (5)

1. 上型と下型とからなるプレス型を複数個鉛直方向に並べて配置し、該複数のプレス型を鉛直方向に一度に閉じることにより複数の被成形体を一度にプレス成形する多段プレス装置であって、
   少なくとも最下段の上記プレス型における下型以外の上記下型及び上記上型は、最上段の上記プレス型の上記上型と連動して、上記多段プレス装置の設置面に固定された枠体に対して上下動するよう構成されており、
   上記多段プレス装置は、最上段の上記上型を上下動させる駆動手段として、上記最上段の上型を直接上下動させるメインシリンダからなる第１駆動手段と、上記最上段の上型をダブルトグル機構を介して上下動させるトグルシリンダと上記ダブルトグル機構とからなる第２駆動手段とを有し、
   上記ダブルトグル機構は、上記最上段の上型に下端を回動可能に連結した第１トグルリンクと、該第１トグルリンクの上端に下端を回動可能に連結すると共に上記枠体に上端を回動可能に連結した第２トグルリンクと、上記第１トグルリンク及び上記第２トグルリンクの少なくとも一方における上記プレス型との連結部及び上記枠体との連結部を除く位置に一端を回動可能に連結すると共に他端を上記トグルシリンダに回動可能に連結した第３トグルリンクとを有し、
   上記トグルシリンダの上下動によって、上記第３トグルリンクにおける両端を結ぶ直線と、上記第１トグルリンクの下端と上記第２トグルリンクの上端とを結ぶ直線とのなす角度を直角に近付くように変化させて、上記第１トグルリンクの上端と下端とを結ぶ直線と、上記第２トグルリンクの下端と上端とを結ぶ直線とのなす角度を１８０°に近付くように変化させることにより、上記上型を下降させるよう構成されていることを特徴とする多段プレス装置。
2. 請求項１に記載の多段プレス装置において、上記ダブルトグル機構は、複数個配設されていることを特徴とする多段プレス装置。
3. 請求項２に記載の多段プレス装置において、上記第１トグルリンクと上記第２トグルリンクとの連結部は、上記最上段の上型の上昇に伴って、上記多段プレス装置の外方へ向かって移動することを特徴とする多段プレス装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の多段プレス装置において、上記第３トグルリンクは、上記第１トグルリンクと上記第２トグルリンクとの連結部に、一端を連結されていることを特徴とする多段プレス装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の多段プレス装置において、上記第３トグルリンクと上記トグルシリンダとの連結部は、上記枠体に固定された鉛直方向のガイド部に沿って上下動することを特徴とする多段プレス装置。

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