JP2013128971A - プレス機械のベッド - Google Patents

Abstract

【課題】分割による強度の低下を抑えたプレス機械のベッドを提供する。
【解決手段】中央上ベッド１０と、中央上ベッド１０の下方に配置される中央下ベッド２０と、中央上ベッド１０および中央下ベッド２０を両側から挟む位置に配置される側部ベッド３０とを締結して構成される。側部ベッド３０には顎部３１が形成されており、中央上ベッド１０は顎部３１の上面に載置されており、側部ベッド３０の垂直分割面と顎部３１の上面との入隅３２に圧縮応力が発生するように締結されている。ベッドＢの中央付近が上下に分割されているので、ベッドの強度が向上する。プレス荷重により入隅３２に発生する引張応力が、締結により発生する圧縮応力により緩和されるので、プレス機械の稼働により発生する応力を低減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレス機械のベッドに関する。さらに詳しくは、製造限界や輸送限界により分割構成される大型のプレス機械のベッドに関する。

大型プレス機械の場合、製造限界（素形材の製造能力および加工能力）や輸送限界（道路交通制限）を考慮して、大きな構成部品については分割構成することが行われる。例えばベッドは長尺となるため、分割構成とし、構成部材ごとに製造、輸送した後に、複数の構成部材をタイロッドなどで一体化して形成することが行われている。

例えば、特許文献１には、前後方向中央で垂直に切断して２分割されたベッドが記載されている。また、特許文献２には、前後方向に垂直に切断して３分割されたベッドが記載されている。
また、プレス機械をさらに大型化しようとした場合、上記３分割したベッドでは、分割した個々のベッドも大型化するため製造限界や輸送限界に達するおそれがある。このような場合には、３分割されたベッドのうち中央部分のベッドを更に垂直方向に分割して４分割構成とし、中央の分割面にはキーを挿入することが考えられる。

一般に、ベッドの上にはボルスタが取り付けられ、ボルスタの中央には下型が取り付けられる。下型には油圧シリンダなどの加圧装置のプレス荷重がかかるため、プレス機械の稼働中はベッドの中央に大きなプレス荷重がかかる。しかし、プレス荷重は必ずしもベッドの中央にかかるわけではなく、ベッドの中央から水平方向に若干ずれた位置にかかることもある。

上記の４分割構成のベッドにおいては、プレス荷重がベッドの中央にかかる場合には、中央の２つの分割ベッドに均等にプレス荷重がかかるが、プレス荷重がベッドの中央からずれた位置にかかる場合には、中央の２つの分割ベッドのうちのどちらか一方にプレス荷重が集中する。このような場合、プレス荷重が集中する分割ベッドから、隣接する分割ベッドへ、分割面に挿入されたキーを介して荷重が伝達される。そのため、キーには大きな荷重がかかるため、キーの破損を防ぐためには、キーを大きくする必要がある。

しかし、キーを大きくすると、ベッド自体もさらに大型化させる必要がある。そして、ベッドをさらに大型化させると、ベッドをクラウンと締結するメインタイロッドの位置と、プレス荷重の作用点とが離れて、メインタイロッドの位置を中心とするモーメントが大きくなり、ベッドが変形しやすくなる。すなわち、ベッドの強度が低下するという問題がある。

特開平１０−２５８３９９号公報 特開平８−２５７８００号公報

本発明は上記事情に鑑み、分割による強度の低下を抑えたプレス機械のベッドを提供することを目的とする。

第１発明のプレス機械のベッドは、クラウンと、ベッドと、該クラウンと該ベッドとを締結するメインタイロッドとからフレームが構成されるプレス機械のベッドであって、中央上ベッドと、該中央上ベッドの下方に配置される中央下ベッドと、前記中央上ベッドおよび前記中央下ベッドを両側から挟む位置に配置され、前記メインタイロッドが連結される一対の側部ベッドと、を締結して構成されることを特徴とする。
第２発明のプレス機械のベッドは、第１発明において、前記側部ベッドは、前記中央下ベッドと対向する下部に、ベッド中心に向かって突出した顎部が形成されており、前記中央上ベッドは、前記顎部の上面に載置されており、前記中央上ベッド、前記中央下ベッドおよび前記側部ベッドは、該側部ベッドの該中央上ベッドとの垂直分割面と前記顎部の上面との入隅に圧縮応力が発生するように締結されていることを特徴とする。
第３発明のプレス機械のベッドは、第２発明において、前記中央上ベッドの下面に、前記顎部の上面に立つ脚部が下方に突出して形成されていることを特徴とする。
第４発明のプレス機械のベッドは、第１、第２または第３発明において、前記中央上ベッドの上面に、前記側部ベッドに向かって張り出した翼部が形成されており、該翼部は前記側部ベッドの上面に形成された凹部に嵌合していることを特徴とする。
第５発明のプレス機械のベッドは、第１、第２、第３または第４発明において、前記側部ベッドの前記中央上ベッドとの垂直分割面に、該中央上ベッドに向かって突出した上凸部が形成されており、前記中央上ベッドの前記側部ベッドとの垂直分割面に、該側部ベッドに向かって突出した下凸部が形成されており、前記上凸部は、前記下凸部に対して上方から係止していることを特徴とする。

第１発明によれば、ベッドの中央付近が上下に分割された中央上ベッドと中央下ベッドとから構成され、垂直な分割面を有さないので、プレス機械の稼働により発生する垂直方向のプレス荷重に対して強く、幅方向の分割による強度低下は生じない。また、中央上ベッドと中央下ベッドとの間の分割面にキーを挿入する必要がないので、ベッドを必要以上に大きくする必要がなく、ベッドの強度低下を抑えることができる。
第２発明によれば、中央上ベッドは側部ベッドの顎部の上面に載置されているので、プレス荷重により中央上ベッドが顎部を下方へ押し、側部ベッドの中央上ベッドとの垂直分割面と顎部の上面との入隅に引張応力が発生する。この引張応力は、締結により発生する圧縮応力により緩和されるので、プレス機械の稼働により発生する応力を低減できる。そのため、ベッドを分割構成としたことによる強度低下を抑えることができる。
第３発明によれば、プレス荷重により中央上ベッドの中央が窪むことで、中央上ベッドの下面と脚部の内側面との入隅に圧縮応力が発生しようとする。しかし、同時に、脚部の下端が外側に開く。そのため、入隅の角度は、プラス荷重がかかる前と同じ角度が維持され、結果として入隅の内部には大きな応力が発生しない。そのため、ベッドを分割構成としたことによる強度低下を抑えることができる。
第４発明によれば、中央上ベッドの翼部が側部ベッドの凹部に嵌合しているので、ベッドの水平方向の剛性が高まり、プレス荷重により生じるベッドの捩れに抗することができる。
第５発明によれば、側部ベッドの上凸部と中央上ベッドの下凸部とが係止しているので、中央上ベッドを持ち上げる荷重に抗することができる。

本発明の一実施形態に係るベッドの正面図である。 同ベッドの平面図である。 同ベッドの底面図である。 図２におけるIV-IV線矢視断面図である。 同ベッドの締結状態の説明図であって、破線が締結前の状態、実線が締結後の状態である。 同ベッドのプレス荷重による変形の説明図であって、実線がプレス荷重がかかっていない状態、破線がプレス荷重がかかっている状態である。 図１におけるVII-VII線矢視断面図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
一般に、プレス機械は、クラウンと、ベッドと、それらの間に立設するアップライトと、アップライトの内部に挿入されクラウンとベッドとを締結するメインタイロッドとから構成されるフレームを有している。
図１において、符号Ｂは本発明の一実施形態に係るベッドを示しており、ベッドＢはプレス機械のフレームの一構成部材である。

図１、図２および図３に示すように、ベッドＢは、中央上ベッド１０と、その中央上ベッド１０の下方に配置される中央下ベッド２０と、中央上ベッド１０および中央下ベッド２０を左右両側から挟む位置に配置される一対の側部ベッド３０、３０の４つの部材から構成される分割構成のベッドである。各側部ベッド３０は、その上面に２本のアップライトＡが立設されており、アップライトＡの内部に挿入されたメインタイロッドＴの一端が連結されている。すなわち、ベッドＢの四隅に設けられた合計４本のメインタイロッドＴで、クラウンとベッドＢとが締結されている。

図４に示すように、中央上ベッド１０と一対の側部ベッド３０、３０の上部３０ｕとは、それらの内部に挿入された上タイロッド４１により締結されており、中央下ベッド２０と一対の側部ベッド３０、３０の下部３０ｄとは、それらの内部に挿入された下タイロッド４２により締結されている。ここで、上タイロッド４１と下タイロッド４２は、ベッドＢの幅方向に横断するように設けられている。

なお、図１に示すように、中央下ベッド２０と側部ベッド３０との垂直分割面にはキー５１が水平に挿入されており、このキー５１により側部ベッド３０の中央下ベッド２０に対する垂直方向の位置決めがなされている。
また、図３に示すように、中央下ベッド２０および側部ベッド３０の底面には、インロー５２が形成されており、このインロー５２により側部ベッド３０の中央下ベッド２０に対する水平方向の位置決めがなされている。

このように、構成部材１０、２０、３０ごとに製造、輸送した後に、４つの構成部材１０、２０、３０をタイロッド４１、４２で締結して一体化することで、大型のプレス機械に用いられる大型のベッドＢを構成することができる。

上記ベッドＢの構成部材のうち、中央上ベッド１０の上面には、ボルスタ（図示せず）が取り付けられ、そのボルスタの中央には下型（図示せず）が取り付けられる。一方、クラウンには油圧シリンダなどの加圧装置が設けられており、その加圧装置の駆動により昇降するスライドの下面には、上型が取り付けられている。そして、加圧装置の駆動により上型と下型とで素材を挟んで加圧することで加圧成形を行う。そのため、下型には加圧装置のプレス荷重がかかり、プレス機械の稼働中はベッドＢの中央に大きなプレス荷重がかかる。
なお、加圧成形を行う素材は、トランスファ装置などにより、プレス機械の正面（図２における下側）から搬入され下型に設置され、成形後はプレス機械の背面（図２における上側）から排出される。また、素材を、プレス機械の右側または左側（図２における右側または左側）から搬入して下型に設置し、成形後はプレス機械の左側または右側（図２における左側または右側）から排出するように構成してもよい。

ここで、本実施形態に係るベッドＢは、その中央付近が上下に分割された中央上ベッド１０と中央下ベッド２０とから構成され、分割面が垂直ではなく水平であるので、プレス機械の稼働により発生する垂直方向のプレス荷重に対して強く、幅方向の分割による強度低下は生じない。そのため、ベッドＢの剛性が向上する。
また、中央上ベッド１０と中央下ベッド２０との間の分割面にキーを挿入する必要がない。そのため、大きなキーを挿入するためにベッドＢを必要以上に大きくする必要がなく、ベッドＢの大型化にともなって、プレス荷重により発生するメインタイロッドＴの位置を中心とするモーメントが大きくなることを抑制できる。これにより、ベッドＢの強度低下を抑えることができる。

図１に示すように、側部ベッド３０は正面視略Ｌ字形であり、中央下ベッド２０と対向する下部３０ｄに、ベッド中心（ベッドＢの幅方向中心）に向かって突出した顎部３１が形成されている。また、側部ベッド３０の上部３０ｕの中央上ベッド１０との垂直分割面と顎部３１の上面との入隅３２は、角がないように湾曲して形成されている。

一方、中央上ベッド１０の下面には、左右両端に一対の脚部１１、１１が下方に突出して形成されている。そして、中央上ベッド１０は、その脚部１１が側部ベッド３０の顎部３１の上面に立つことで、顎部３１の上面に載置されている。また、中央上ベッド１０の下面と脚部１１の内側面との入隅１２は、角がないように湾曲して形成されている。
なお、中央下ベッド２０の上面は側部ベッド３０の顎部３１の上面より低く構成されており、中央上ベッド１０は中央下ベッド２０に接触しておらず側部ベッド３０のみに載置されている。

前述のごとく、ベッドＢは４つの構成部材１０、２０、３０が上タイロッド４１および下タイロッド４２で締結されているが、図５に示すように、締結前（破線）に比べて、締結後（実線）は幅方向に圧縮されている。ここで、側部ベッド３０は、その下部３０ｄに比べて、上部３０ｕの方がよりベッドＢの中央に寄るように圧縮されている。そのため、側部ベッド３０の上部３０ｕの中央上ベッド１０との垂直分割面と顎部３１の上面との入隅３２は、角度が小さくなり、その内部には圧縮応力が発生している。

なお、上記のように側部ベッド３０を圧縮するためには、上タイロッド４１に比べて下タイロッド４２の締結力を強くしたり、予め側部ベッド３０の下部３０ｄと中央下ベッド２０との間にクリアランスを設け、下タイロッド４２の締結によりそのクリアランスをなくしたりすることが行われる。

プレス機械が稼働すると、プレス荷重は中央上ベッド１０で受け止められ、その荷重は中央上ベッド１０の脚部１１を通じて側部ベッド３０の顎部３１に伝達される。そして、その荷重は、側部ベッド３０に連結されたメインタイロッドＴに伝達され、このメインタイロッドＴで吸収される。

ここで、図６に示すように、中央上ベッド１０は、その中央付近に垂直方向のプレス荷重がかかるので、中央付近が下方に窪む。これにより、中央上ベッド１０の下面と脚部１１の内側面との入隅１２は、角度が小さくなり、その内部には圧縮応力が発生しようとする。しかし、同時に、脚部１１の下端が外側に開く。そのため、入隅１２の角度は、プラス荷重がかかる前と同じ角度が維持され、結果として入隅１２の内部には大きな応力が発生しない。

また、中央上ベッド１０の脚部１１が側部ベッド３０の顎部３１を下方へ押すので、側部ベッド３０の上部３０ｕの中央上ベッド１０との垂直分割面と顎部３１の上面との入隅３２は、角度が大きくなり、その内部には引張応力が発生する。しかし、この引張応力は、上タイロッド４１および下タイロッド４２の締結により発生する圧縮応力により緩和されるので、プレス機械の稼働により発生する応力を低減できる。
以上のように、ベッドＢを分割構成としたことによる強度低下を抑えることができる。

なお、中央上ベッド１０の入隅１２および側部ベッド３０の入隅３２は、いずれも湾曲して形成されているので、プレス荷重により応力集中が発生することなく、破損しにくくなっている。

図２および図４に示すように、中央上ベッド１０の上面には、側部ベッド３０、３０に向かって左右に張り出した一対の翼部１３、１３が形成されており、中央上ベッド１０は平面視略十字形に形成されている。
一方、側部ベッド３０の上面には凹部３３が形成されており、この凹部３３に翼部１３が嵌合している。

このように、中央上ベッド１０の翼部１３が側部ベッド３０の凹部３３に嵌合しているので、中央上ベッド１０が側部ベッド３０に対して前後方向（図２における上下方向）にズレることがなく、ベッドＢの水平方向の剛性が高まる。
一般に、プレス機械を稼働させると、プレス荷重によりベッドＢに捩れが生じるが、ベッドＢの水平方向の剛性が高まることで、この捩れに抗することができる。

図１および図７に示すように、側部ベッド３０の上部３０ｕの中央上ベッド１０との垂直分割面には、中央上ベッド１０に向かって突出した上凸部３４が形成されており、中央上ベッド１０の側部ベッド３０との垂直分割面には、側部ベッド３０に向かって突出した下凸部１４が形成されている。そして、中央上ベッド１０と側部ベッド３０とを組み合わせると、上凸部３４が下凸部１４より上方に位置し、それらの間にクリアランスが確保されるようになっている。

このクリアランスには、一対のテーパーキー５３、５４が嵌めこまれている。より詳細には、中央上ベッド１０の下凸部１４の上面には、クリアランスの奥（図７における右方向）に向かって上り勾配を有する下テーパーキー５３が挿入されており、下テーパーキー５３の上面と側部ベッド３０の上凸部３４の下面との間には、クリアランスの奥に向かって下がり勾配を有する上テーパーキー５４が挿入されている。中央上ベッド１０と側部ベッド３０とを組み合わせ、クリアランスに下テーパーキー５３を挿入した後、上テーパーキー５４をハンマで挿入することにより、上凸部３４が下凸部１４に対して上方から係止し、側部ベッド３０に対して中央上ベッド１０が上方に持ち上がらないように規制されている。

このように、側部ベッド３０に対して中央上ベッド１０が上方に持ち上がらないように規制されているので、ベッドＢは中央上ベッド１０を持ち上げる荷重に抗することができる。
例えば、クランクプレスの場合、上型と下型とが成形素材により接着された状態（スティック）が発生することがあるが、スティックを解消してスライドを上昇させるためには上型およびベッドＢに上向きの荷重をかける必要がある。このような場合でも、テーパーキー５３、５４により、この上向きの荷重に抗することができる。

１０ 中央上ベッド
１１ 脚部
１２ 入隅
１３ 翼部
１４ 下凸部
２０ 中央下ベッド
３０ 側部ベッド
３１ 顎部
３２ 入隅
３３ 凹部
３４ 上凸部
４１ 上タイロッド
４２ 下タイロッド
５１ キー
５２ インロー
５３ 下テーパーキー
５４ 上テーパーキー

Claims (5)

1. クラウンと、ベッドと、該クラウンと該ベッドとを締結するメインタイロッドとからフレームが構成されるプレス機械のベッドであって、
   中央上ベッドと、
   該中央上ベッドの下方に配置される中央下ベッドと、
   前記中央上ベッドおよび前記中央下ベッドを両側から挟む位置に配置され、前記メインタイロッドが連結される一対の側部ベッドと、を締結して構成される
   ことを特徴とするプレス機械のベッド。
2. 前記側部ベッドは、前記中央下ベッドと対向する下部に、ベッド中心に向かって突出した顎部が形成されており、
   前記中央上ベッドは、前記顎部の上面に載置されており、
   前記中央上ベッド、前記中央下ベッドおよび前記側部ベッドは、該側部ベッドの該中央上ベッドとの垂直分割面と前記顎部の上面との入隅に圧縮応力が発生するように締結されている
   ことを特徴とする請求項１記載のプレス機械のベッド。
3. 前記中央上ベッドの下面に、前記顎部の上面に立つ脚部が下方に突出して形成されている
   ことを特徴とする請求項２記載のプレス機械のベッド。
4. 前記中央上ベッドの上面に、前記側部ベッドに向かって張り出した翼部が形成されており、
   該翼部は前記側部ベッドの上面に形成された凹部に嵌合している
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載のプレス機械のベッド。
5. 前記側部ベッドの前記中央上ベッドとの垂直分割面に、該中央上ベッドに向かって突出した上凸部が形成されており、
   前記中央上ベッドの前記側部ベッドとの垂直分割面に、該側部ベッドに向かって突出した下凸部が形成されており、
   前記上凸部は、前記下凸部に対して上方から係止している
   ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載のプレス機械のベッド。

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