JP2012143803A - 曲げ加工機の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大量の電力を必要とすることなくテーブルの高速移動を可能にし、油圧回路を不要とした構造とする。
【解決手段】一方のテーブル２を往復移動させる駆動シリンダ１１と、モータ１４及びモータに連結されたボールネジロッド１６を備え、モータ１４の駆動によってボールネジロッド１６が往復移動する電動装置１３と、ボールネジロッド１６に連結された第１制御シリンダ２１と、第１制御シリンダ２１に連結された第２制御シリンダ２２と、第１制御シリンダ２１、第２制御シリンダ２２及び駆動シリンダ１１の間に設けられ、第１制御シリンダ２１と駆動シリンダ１１との連結・切断及び第２制御シリンダ２２と駆動シリンダ１１との連結・切断を切り換える制御弁２３とを備える。第１制御シリンダ２１のシリンダ室２５の径ｄ１、第２制御シリンダ２２のシリンダ室３５の径ｄ２、駆動シリンダ１１のシリンダ室４５の径ｄ３がｄ１＜ｄ３＜ｄ２となっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、板材等の材料を曲げる曲げ加工機に用いられ、板材を曲げ加工する際の加圧力等を発生させる駆動装置に関する。

曲げ加工機においては、上下一対のテーブルの一方のテーブルにパンチを装着し、他方のテーブルにダイを装着してあり、パンチとダイとの間に板材を挟みんだ状態でパンチ及びダイの加圧によって板材を曲げ加工している。板材を加圧して曲げ加工を行うため、一方のテーブルが他方のテーブルに向けて移動可能となっており、この移動を行うための駆動装置が曲げ加工機に組み込まれている。駆動装置として油圧シリンダが用いられているが、近年、モータを駆動源とした電動式の駆動装置と油圧シリンダとを組み合わせた構造が用いられている場合がある（たとえば特許文献１参照）。

特許文献１記載の駆動装置においては、モータ及びモータに連結されたナットを備え、このナットにボールネジロッドが螺合状態で貫通している。又、一方のテーブルを往復移動させるため、油圧シリンダからなる駆動シリンダがテーブルに連結されており、この駆動シリンダとボールネジロッドとがピストンシリンダによって連結されている。すなわち、シリンダ室が連通するように駆動シリンダとピストンシリンダとが連結され、ピストンシリンダのシリンダ室内のピストンがボールネジロッドに連結される。

このようなボールネジロッドを用いることにより、板材を曲げ加工する際の加圧精度を向上させることができる。このような構造においては、駆動シリンダに作動油を供給するため、駆動シリンダに油圧回路が連結されている。油圧回路はタンクと油圧モータと切換弁とを備え、油圧モータ及び切換弁の駆動によって作動油が駆動シリンダとタンクとの間を循環するようになっている。

特許文献１記載の駆動装置においては、モータが駆動することによりボールネジロッドが直線的に移動してピストンシリンダのピストンが直線的に移動し、ピストンシリンダ内の作動油が駆動シリンダのシリンダ室内に導入される。これにより、駆動シリンダが一方のテーブルを他方のテーブルの方向に直線的に移動させ、パンチとダイとの加圧により板材を曲げ加工する。一方、モータを逆回転させてボールネジロッドを後退させることにより、これとは逆に駆動して一方のテーブルが後退する。このとき、油圧回路の油圧モータが作動して作動油が駆動シリンダに反対方向から供給される。

特許第３３３８２２３号公報

板材の曲げ加工に移行する際には、テーブルが相手テーブル側に高速で移動することがロスタイムの削減の点からメリットがあるが、従来の構造では、モータを高速回転させる必要があり、大量の電力を消費している。又、従来の構造では、タンク及び油圧モータを備えた油圧回路が必要となっており、構造が複雑で制御が面倒びなるという問題がある。しかも、油圧回路のタンクと駆動シリンダとの間の回路が長いのに加えて、この回路内を作動油が循環する際に熱を発生するため、作動が安定しない問題を有している。

そこで、本発明は大量の電力を必要とすることなくテーブルの高速移動を可能にし、油圧回路を不要とした構造とすることにより簡単な構造で制御が容易であり、安定した作動を確保することが可能な曲げ加工機の駆動装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、パンチ及びダイが対向するように装着された一対のテーブルを相対移動させることによりパンチ及びダイの加圧によって板材を曲げ加工する曲げ加工機に設けられ、前記一対のテーブルの少なくとも一方のテーブルを相手方のテーブルに対して往復移動させる駆動装置であって、前記一方のテーブルを往復移動させる駆動シリンダと、モータ及びモータに連結されたボールネジロッドを備え、前記モータの駆動によってボールネジロッドが往復移動する電動装置と、前記ボールネジロッドに連結された第１制御シリンダと、前記第１制御シリンダに連結された第２制御シリンダと、前記第１制御シリンダ、第２制御シリンダ及び前記駆動シリンダの間に設けられ、第１制御シリンダと駆動シリンダとの連結・切断及び第２制御シリンダと駆動シリンダとの連結・切断を切り換える制御弁とを備え、前記第１制御シリンダのシリンダ室の径ｄ１、第２制御シリンダのシリンダ室の径ｄ２、駆動シリンダのシリンダ室の径ｄ３がｄ１＜ｄ３＜ｄ２となっていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の曲げ加工機の駆動装置であって、前記制御弁は、前記一方のテーブルを高速に移動させるとき、前記駆動シリンダを前記第２制御シリンダに連結し、前記板材を曲げ加工するとき、前記駆動シリンダを前記第１制御シリンダに連結することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、第１制御シリンダのシリンダ室の径ｄ１、第２制御シリンダのシリンダ室の径ｄ２、駆動シリンダのシリンダ室の径ｄ３がｄ１＜ｄ３＜ｄ２となっているため、制御弁が第１制御シリンダと駆動シリンダとの連結を断ち、第２制御シリンダと駆動シリンダとを連結することにより駆動シリンダが高速で駆動し、これによりテーブルを高速で移動させることができる。従って、電動装置のモータを高速回転させることなくテーブルの高速移動が可能となるため、電力消費を削減することができる。

又、第１制御シリンダ、第２制御シリンダ及び駆動シリンダが制御弁で連結されることにより、駆動シリンダの駆動が制御され、駆動シリンダに連結されたテーブルの移動や加圧が可能となっているため、タンクや油圧モータ等の油圧回路が不要となる。このため、簡単な構造となり、制御が容易で安定した作動を確保することができる。

請求項２記載の発明によれば、制御弁が一方のテーブルを高速に移動させるときに駆動シリンダを第２制御シリンダに連結し、板材を曲げ加工するときに駆動シリンダを第１制御シリンダに連結するため、テーブルの高速移動及び板材の加圧を円滑に切り換えることができ、簡単な制御で確実な作動を確保することができる。

本発明の一実施形態の駆動装置が組み込まれた曲げ加工機の正面図である。 テーブルを高速移動させるときの制御態様を示す正面図である。 テーブルによって板材を加圧するときの制御態様を示す正面図である。

図１〜図３は本発明の一実施形態を示し、図１は曲げ加工機の全体の正面図、図２及び図３は駆動装置の切り換えの際の動作を説明する図である。

図１に示すように、この実施形態の曲げ加工機１は、上部テーブル２及び上部テーブル２に対向した下部テーブル３からなる一対のテーブルと、一方のテーブルである上部テーブル２を下部テーブル３に対して往復移動させる駆動装置１０とを備えている。

上部テーブル２の下面にはパンチ４が装着されており、下部テーブル３の上面にはダイ５が装着されており、パンチ４及びダイ５によって板材６を挟み込んで加圧することにより、板材６を曲げ加工する。駆動装置１０は板材６への曲げ加工を行うために上部テーブル２に連結されており（係合しており）、上部テーブル２を直線的に往復移動させる。駆動装置１０は上部テーブル２を往復移動させる油圧シリンダからなる駆動シリンダ１１と、駆動シリンダ１１を駆動制御する制御部１２と、制御部１２に連結された電動装置１３とを備えている。

図２及び図３に示すように、電動装置１３は曲げ加工機１のフレーム７に取り付けられたサーボモータからなるモータ１４と、モータ１４に連結されたナット１５と、ナット１５に螺合したボールネジロッド１６とを備えている。

ナット１５はベアリング１７を介してフレーム７に回転可能に取り付けられている。又、ナット１５はモータ１４の回転軸１４ａにタイミングベルト１８等の動力伝達部材を介して連結されており、モータ１４の正逆回転に伴って正逆回転する。ボールネジロッド１６はナット１５に螺合状態で貫通しており、ナット１５の正逆回転により直線的に往復移動する。

制御部１２は、第１制御シリンダ２１と、第２制御シリンダ２２と、制御弁２３とを備えている。

第１制御シリンダ２１は、電動装置１３のボールネジロッド１６と第２制御シリンダ２２との間に設けられている。第１制御シリンダ２１は作動油が供給されるシリンダ室２５と、シリンダ室２５内に設けられたピストン２６とを備えており、ピストン２６のピストンロッド２６ａが継手１９を介してボールネジロッド１６に一体的に連結されている。第１制御シリンダ２１のシリンダ室２５はピストン２６を境にしてロッド側シリンダ室２５ａとロッド側シリンダ室２５ｂとに区分けされている。

ロッド側シリンダ室２５ａにはピストンロッド２６ａが挿入されており、また、ロッド側シリンダ室２５ａは大気開放されている。第１制御シリンダ２１のシリンダ室２５には第２制御シリンダ２２側に延設されたピストンロッド２７が設けられており、このピストンロッド２７が第２制御シリンダ２２に挿入されることにより第１制御シリンダ２１と第２制御シリンダ２２とが連結されている。

第２制御シリンダ２２（第２制御シリンダ２２のシリンダ部；筒状の筐体部）は、曲げ加工機１のフレーム７に固定されており、シリンダ室３５とシリンダ室３５内に設けられたピストン３６とを備えている。ピストン３６には第１制御シリンダ２１のピストンロッド２７が一体的に設けられている。また、第２制御シリンダ２２は、ピストン３６を境にしてロッド側シリンダ室３５ａとヘッド側シリンダ室３５ｂとに区分けされている。ロッド側シリンダ室３５ａには、第１制御シリンダ２１のピストンロッド２７が挿入されると共に、ロッド側シリンダ室３５ａは大気開放されている。

駆動シリンダ１１（駆動シリンダ１１のシリンダ部；筒状の筐体部）は、曲げ加工機１のフレーム７に固定されている。駆動シリンダ１１はフレーム７に固定されたシリンダ室４５とシリンダ室４５内に挿入されたピストン４６とを備えている。シリンダ室４５はピストン４６を境にして制御弁２３側のヘッド側シリンダ室４５ａとロッド側シリンダ室４５ｂとに区分けされている。ヘッド側シリンダ室４５ａは制御弁３を介して第１制御シリンダ２１のヘッド側シリンダ室３５ｂ及び第２制御シリンダ２２のヘッド側シリンダ室３５ｂと連結されている。又、ロッド側シリンダ室４５ｂは大気開放されている。

駆動シリンダ１１のピストン４６には、ピストンロッド４６ａが一体的に設けられており、このピストンロッド４６ａが上部テーブル２に一体的に連結されている。駆動シリンダ１１のロッドシリンダ室４５ｂ内には、ばね４７が配置されており、ピストン４６が常時後退するように付勢している。ピストン４６が後退することにより上部テーブル２が下部テーブル３から離れるように移動する。参照符号８は駆動シリンダ１１のピストンロッド４６ａの移動量を検出するために曲げ加工機１のフレーム７に取り付けられたスケールである。

制御弁２３は、第１制御シリンダ２１、第２制御シリンダ２２及び駆動シリンダ１１の間に設けられており（第１制御シリンダ２１、第２制御シリンダ２２及び駆動シリンダ１１に油圧作動油の経路で連結されており）、駆動シリンダ１１を第１制御シリンダ２１及び第２制御シリンダ２２に連結すると共に連結を切断するように、油圧作動油の経路を切り換える。

制御弁２３と第１制御シリンダ２１との連結は、第１制御シリンダ２１のヘッド側シリンダ室２５ｂと管路５１によってなされている。

また、制御弁２３と第２制御シリンダ２２との連結は、第２制御シリンダ２２のヘッド側シリンダ室３５ｂと管路５２によってなされている。

なお、第１制御シリンダ２１のピストンロッド２６ａ及びピストンロッド２７には、これらのロッド２６ａ、２７ａの移動を停止する（ピストンロッド２６ａと第１の制御シリンダ２１の筒状のシリンダとを一体化し、ピストンロッド２７と第２の制御シリンダ２２の筒状のシリンダとを一体化する）クランプ（保持装置）５３、５４が設けられているが、これらのクランプ５３、５４が削除さている構成であってもよい。参照符号５５は、管路５１と第１制御シリンダ２２とを連結するフレキシブルホースである。

以上の構造において第１制御シリンダ２１のシリンダ室（たとえば円柱状のシリンダ室）２５の径（内径；ピストン２６の外径）をｄ１、第２制御シリンダ２２のシリンダ室（たとえば円柱状のシリンダ室）３５の径（内径；ピストン３６の外径）をｄ２、駆動シリンダ１１のシリンダ室（たとえば円柱状のシリンダ室）４５の径（内径；ピストン４６の外径）をｄ３とした場合、ｄ１＜ｄ３＜ｄ２となるように設定されている。

このように設定することにより、図３で示すように、制御弁２３が第１制御シリンダ２１と駆動シリンダ１１とを連結した状態では、パスカルの原理により、径の比ｄ３／ｄ１に対応した大きな力を駆動シリンダ１１が発生し、駆動シリンダ１１による推力が上部テーブル２（ピストンロッド４６ａ）に伝わり、上部テーブルが大きな力で低速移動する。一方、図２で示すように、制御弁２３が第２制御シリンダ２２と駆動シリンダ１１とを連結した状態では、径の比ｄ３／ｄ２に対応した力を駆動シリンダ１１が発生し、駆動シリンダ１１のピストン４６が小さな力で高速移動する。

次に、この実施形態の作動を説明する。

図２は、制御弁２３の切り換えにより第１制御シリンダ２１と駆動シリンダ１１との連結が切断され、第２制御シリンダ２２と駆動シリンダ１１とが連結された状態を示す。この状態でモータ１４が駆動してボールネジロッド１６が進出方向（白抜き矢印の方向）に移動すると、第２制御シリンダ２２のヘッド側シリンダ室３５ｂ内の作動油（非圧縮性）が駆動シリンダ１１のヘッド側シリンダ室４５ａに供給される。このとき、ヘッド側シリンダ室２５ｂ内の油圧作動油は非圧縮性であるので、第１の制御シリンダ２１の筐体（筒状のシリンダ）と、ピストン２６との相対的な位置関係は変わらない（へッド側シリンダ室２５ｂの容積は変わらない）。

駆動シリンダ１１のシリンダ室４５の径ｄ３は第２制御シリンダ２２のシリンダ室３５の径ｄ２よりも小さくなっているため、駆動シリンダ１１のピストン４６が高速で進出方向に移動する。このため、駆動シリンダ１１に連結されている上部テーブル２が高速で下部テーブル３に達することができる。従って、上部テーブル２を高速で移動させるためにモータ１４を高速回転させる必要がなくなる。

図３は制御弁２３の切り換えにより第２制御シリンダ２２と駆動シリンダ１１との連結が切断され、第１制御シリンダ２１と駆動シリンダ１１とが連結された状態を示す。この状態でモータ１４が駆動してボールネジロッド１６が進出方向（白抜き矢印の方向）に移動すると、第１制御シリンダ２１のヘッド側シリンダ室２５ｂ内の作動油が駆動シリンダ１１のヘッド側シリンダ室４５ａに供給される。このとき、ヘッド側シリンダ室３５ｂ内の油圧作動油は非圧縮性であるので、第２の制御シリンダ２２の筐体（筒状のシリンダ）と、ピストン３６との相対的な位置関係は変わらない（ヘッド側シリンダ室２３ｂの容積は変わらない）。

駆動シリンダ１１のシリンダ室４５の径ｄ３は第１制御シリンダ２１のシリンダ室２５の径ｄ１よりも大きくなっているため、駆動シリンダ１１のピストン４６が緩速度で且つ大きな力で進出方向に移動する。このため、駆動シリンダ１１に連結されている上部テーブル２が大きな力で下部テーブル３に加圧し、パンチ４及びダイ５による板材６の曲げ加工を確実に行うことができる。

このような実施形態では、第１制御シリンダ２１のシリンダ室２５の径ｄ１、第２制御シリンダ２２のシリンダ室３５の径ｄ２、駆動シリンダ１１のシリンダ室４５の径ｄ３がｄ１＜ｄ３＜ｄ２となっているため、制御弁２３が第２制御シリンダ２２と駆動シリンダ１１とを連結することにより駆動シリンダ１１が高速で駆動するため、上部テーブル２を高速で移動させることができる。従って、電動装置１３のモータ１４を高速回転させることなく上部テーブル２の高速移動が可能となるため、電力消費を削減することができる。

又、第１制御シリンダ２１、第２制御シリンダ２２及び駆動シリンダ１１が閉回路を構成する制御弁２３によって連結されることにより、駆動シリンダ１１の駆動が制御されるため、駆動シリンダ１１を駆動するためのタンクや油圧モータ等の油圧回路が不要となる。このため、簡単な構造となり、制御が容易で安定した作動を確保することができる。

以上の実施形態では、上部テーブル２を下部テーブル３に対して移動可能としているが、下部テーブル３を上部テーブル２に対して移動可能としても良く、この場合は、駆動シリンダ１１が下部テーブル３に連結される。

１ 曲げ加工機
２ 上部テーブル
３ 下部テーブル
４ パンチ
５ ダイ
６ 板材
１０ 駆動装置
１１ 駆動シリンダ
１４ モータ
１６ ボールネジロッド
２１ 第１制御シリンダ
２２ 第２制御シリンダ
２３ 制御弁
２５、３５、４５ シリンダ室

Claims (2)

1. パンチ（４）及びダイ（５）が対向するように装着される一対のテーブル（２、３）を相対移動させることによりパンチ（４）及びダイ（５）の加圧によって板材（６）を曲げ加工する曲げ加工機（１）に設けられ、前記一対のテーブル（２，３）の少なくとも一方のテーブル（２）を相手方のテーブル（３）に対して往復移動させる駆動装置（１０）であって、
   前記一方のテーブル（２）を往復移動させる駆動シリンダ（１１）と、
   モータ（１４）及びモータ（１４）に連結されたボールネジロッド（１６）を備え、前記モータ（１４）の駆動によってボールネジロッド（１６）が往復移動する電動装置（１３）と、
   前記ボールネジロッド（１６）に連結された第１制御シリンダ（２１）と、
   前記第１制御シリンダ（２１）に連結された第２制御シリンダ（２２）と、
   前記第１制御シリンダ（２１）、第２制御シリンダ（２２）及び前記駆動シリンダ（１１）の間に設けられ、第１制御シリンダ（２１）と駆動シリンダ（１１）との連結・切断及び第２制御シリンダ（２２）と駆動シリンダ（１１）との連結・切断を切り換える制御弁（２３）とを備え、
   前記第１制御シリンダ（２１）のシリンダ室（２５）の径ｄ１、第２制御シリンダ（２２）のシリンダ室（３５）の径ｄ２、駆動シリンダ（１１）のシリンダ室（４５）の径ｄ３がｄ１＜ｄ３＜ｄ２となっていることを特徴とする曲げ加工機（１）の駆動装置（１０）。
2. 請求項１記載の曲げ加工機（１）の駆動装置（１０）であって、
   前記制御弁（２３）は、前記一方のテーブル（２）を高速に移動させるとき、前記駆動シリンダ（１１）を前記第２制御シリンダ（２２）に連結し、前記板材（６）を曲げ加工するとき、前記駆動シリンダ（１１）を前記第１制御シリンダ（２１）に連結することを特徴とする曲げ加工機（１）の駆動装置（１０）。

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