JP3542272B2

JP3542272B2 - 成形装置

Info

Publication number: JP3542272B2
Application number: JP15520098A
Authority: JP
Inventors: 板倉英夫
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: JPH11320191A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス加工分野の中でも主に軽微な荷重、かつ高精度な位置決め精度とクリーンな作業環境及びライン組み込み対応のための省スペースを要求される小物精密部品を加工するリニアモータの推力で成形ヘッドを昇降する成形装置に関し、特に、ユニット化された成形ヘッド駆動装置を基台上に立設するフレーム間に挟設して構成する成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軽微な荷重で、かつ高精度な位置決め精度を必要とする小物精密部品を加工する成形装置は、機械プレスにあってはクランク機構を用いたクランクプレス、あるいは油圧プレス等が一般的に用いられている。
その他、ＡＣサーボモータを駆動源としてねじ機構によりスライドを昇降する成形装置が提供されている。
【０００３】
しかし、クランクプレスにおいては、熱変位等でスライドの下死点の位置精度が安定しない問題があり、油圧プレスでは、油を使用することにより油圧ユニットの設置スペースや騒音等を含むクリーンな作業環境に対応出来ないと言う問題がある。また、ＡＣサーボモータを駆動源とする成形装置では、高速位置決め精度や作業効率等に問題がある。
そうした背景を受けて、高速で、安定した高精度の位置決めが出来、加減速時間が短い効率的動力伝達が出来ると言うリニアモータの特性を生かし、リニアモータによる成形装置も開発が成されて来ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
リニアモータによる成形装置では、リニアモータと案内装置の取り付け位置の関係によって、リニアモータの磁気吸引力により成形ヘッドの昇降を案内する案内装置に力が働き、リニアモータを構成する可動スライダと磁石板との間の空隙が変化して、リニアモータの推力が安定しなかったり、案内装置に変化が生じて摩擦抵抗が増大して成形ヘッドのスムーズな昇降が出来ない等の問題がある。
また、多工程加工を必要とする小物精密部品の加工に当たっては、１台の成形装置で各工程毎に金型交換を行って加工したり、複数台の成形装置を設置して加工したりしていた。
【０００５】
本発明の目的は、上述の課題を解決し、熱変位等で成形ヘッドの下死点の位置精度が左右されることなく高精度で、設置スペースやクリーンな作業環境に対応出来、騒音・振動を抑制するとともに、成形ヘッドの高速運転時の位置決めが確実で、かつ多工程加工を必要とする小物精密部品の加工にも容易に対応出来る成形装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明は、磁石板と可動スライダとで構成するリニアモータの推力により案内装置で案内して成形ヘッドを昇降させる成形装置において、成形ヘッドを内設するケーシング側を可動スライダ、成形ヘッド側を磁石板として構成するリニアモータを成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはケーシング側を磁石板、成形ヘッド側を可動スライダとして構成するリニアモータを成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設して、対向するリニアモータ間の磁気吸引力を相殺するとともに、リニアモータ間の磁気吸引力に対して直角の上下方向に向けて成形ヘッドの昇降を案内する案内装置を設けて、案内装置にリニアモータの磁気吸引力が作用しないようにユニット化して構成した成形ヘッド駆動装置を、基台上に立設する左右フレーム間に少なくとも１基挟設して連結構成する。
【０００７】
また、磁石板と可動スライダとで構成するリニアモータの推力により案内装置で案内して成形ヘッドを昇降させる成形装置において、成形ヘッドを内設するケーシング側を可動スライダ、成形ヘッド側を磁石板として構成するリニアモータを成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはケーシング側を磁石板、成形ヘッド側を可動スライダとして構成するリニアモータを成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設して、対向するリニアモータ間の磁気吸引力を相殺するとともに、リニアモータ間の磁気吸引力に対して直角の上下方向に向けて成形ヘッドの昇降を案内する案内装置を設けて、案内装置にリニアモータの磁気吸引力が作用しないようにユニット化して構成した成形ヘッド駆動装置を、基台上に立設する左フレームと中間フレームと右フレームのそれぞれのフレーム間に少なくとも１基ずつ挟設して連結構成する。
【０００８】
さらには、上述の成形装置において、案内装置をガイドレールとローラユニットで構成するリニアローラガイドとし、ケーシング側をローラユニット、成形ヘッド側をガイドレールとして構成するリニアローラガイドを成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはケーシング側をガイドレール、成形ヘッド側をローラユニットとして構成するリニアローラガイドを成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１から図７に、本発明の成形装置の実施例を示す。
図１から図４は、本発明の第１実施例を示す。
図１から図３に示すように、成形装置１は、図示しない下型を取り付ける基台２上に左フレーム３と右フレーム４を基台２と一体形成して立設し、この左フレーム３と右フレーム４との間に、図示しない上型を取り付ける成形ヘッド６、６、６をそれぞれに内設して昇降するユニット化して構成された３基の同一の成形ヘッド駆動装置５、５、５を挟設して構成する。
【００１０】
ケーシング７の左内面部と右内面部には、可動スライダ８Ａ、８Ａが固設され、可動スライダ８Ａ、８Ａに対向してケーシング７に内設する成形ヘッド６の左側面部及び右側面部には、ケーシング７に設けた各々の可動スライダ８Ａ、８Ａと係合する磁石板８Ｂ、８Ｂが固設され、リニアモータ８、８を構成する。
【００１１】
図４に示すように、リニアモータ８は、コイル巻線（９）とその冷却部を一体化した可動スライダ８Ａと、永久磁石のＮ極とＳ極で形成して磁界を発生する磁石板８Ｂの二つの基本部で空隙を介して構成し、可動スライダ８Ａのコイル９に対向する磁極位置に応じてコイル９の電流の位相を制御して同期させることによって、推力を連続的に得る。
可動スライダ８Ａの内部には、発熱源であるコイル巻線（９）のごく近くに図示しない強制冷却用の配管が埋設されており、可動スライダ８Ａの先端部に設けた接続口１０と接続する配管１１を介して、図示しない冷却装置から供給させる冷却液によって冷却され、効率よく熱を外部に排出することが出来る。
これにより、リニアモータ８の発熱が成形装置（１）に及ぼす影響を最小限に抑制している。
なお、リニアモータ８の冷却は、空冷方式を用いる場合もある。
【００１２】
図１から図３に示すように、ケーシング７の前内面部と後内面部には、ローラユニット１２Ａ、１２Ａが固設され、ローラユニット１２Ａ、１２Ａに対向して成形ヘッド６の前面部と後面部には、ケーシング７に設けた各々のローラユニット１２Ａ、１２Ａと係合するガイドレール１２Ｂ、１２Ｂが固設され、リニアローラガイド１２、１２を構成する。
【００１３】
上述のように、成形ヘッド駆動装置５を構成する部材をケーシング７に内設してユニット化することで、それぞれの成形ヘッド駆動装置５、５、５の成形ヘッド６、６、６を任意のストローク長さ及びタイミングで昇降出来るので、多種の多工程加工の製品に容易に対応出来る。
【００１４】
図示しない制御装置にあらかじめ設定したストローク長さと成形ヘッド６の上死点及び下死点の範囲において、リニアモータの８、８の可動スライダ８Ａ、８Ａのコイル（９、９）に通電されて、成形ヘッド６はリニアモータ８、８の推力により昇降して、基台２上に取り付けた図示しない下型と、成形ヘッド６に取り付けた図示しない上型によって、供給された材料のプレス加工が行われる。
このように、成形ヘッド６を挟んでリニアモータ８、８を対向して設けることにより、対向するリニアモータ８、８間の磁気吸引力を相殺して、スムーズな成形ヘッド６の昇降が可能となる。
それとともに、リニアモータ８、８の取り付け位置、言い換えれば、リニアモータ８、８間の磁気吸引力方向に対して直角の上下方向に向けて案内装置であるリニアローラガイド１２、１２を設けたので、リニアローラガイド１２にリニアモータ８の磁気吸引力を作用せず、安定した下死点の位置精度が得られる。
【００１５】
なお、本実施例においては、ケーシング７側に可動スライダ８Ａを、成形ヘッド６側に磁石板８Ｂを固設してリニアモータ８を構成したが、ケーシング７側に磁石板８Ｂを、成形ヘッド６側に可動スライダ８Ａを固設してリニアモータ８を構成してもよい。
また、本実施例においては、ケーシング７側にローラユニット１２Ａを、成形ヘッド６側にガイドレール１２Ｂを固設してリニアローラガイド１２を構成したが、ケーシング７側にガイドレール１２Ｂを、成形ヘッド６側にローラユニット１２Ａを固設してリニアローラガイド１２を構成してもよい。
【００１６】
図５は、本発明の第２実施例を示す。
図５に示すように、第２実施例における成形装置２１は、基台２２上に左フレーム２３と右フレーム２４を基台２２と一体形成して立設し、この左フレーム２３と右フレーム２４との間に、１基の成形ヘッド駆動装置５を挟設して構成する。本第２実施例は、上述の図１から図４に示した第１実施例と、成形ヘッド駆動装置５の取り付け基数以外は同様であり、説明は略す。
【００１７】
図６は本発明の第３実施例を、また、図７は本発明の第４実施例を、さらには、図８は本発明の第５実施例を示す。
第３実施例と第４実施例及び第５実施例とも中間フレーム以外の構成は、上述の第１実施例と同様であり、詳細な説明は略す。
【００１８】
図６の示す第３実施例における成形装置３１は、基台３２上に左フレーム３３と右フレーム３４を基台３２と一体形成して立設するとともに、この左フレーム３３と右フレーム３４との中央部に中間フレーム３５を基台３２と一体形成して立設し、左フレーム３３と中間フレーム３５の左側面部との間に、ユニット化して構成された２基の同一の成形ヘッド駆動装置５、５を挟設するとともに、中間フレーム３５の右側面部と右フレーム３４との間に、ユニット化して構成された２基の同一の成形ヘッド駆動装置５、５を挟設して構成する。
【００１９】
また、図７に示す第４実施例における成形装置４１は、基台４２上に左フレーム４３と右フレーム４４を基台４２と一体形成して立設するとともに、この左フレーム４３と右フレーム４４との中央部に中間フレーム４５を基台４２と一体形成して立設し、左フレーム４３と中間フレーム４５の左側面部との間に、ユニット化して構成された１基の成形ヘッド駆動装置５を挟設するとともに、中間フレーム４５の右側面部と右フレーム４４との間に、ユニット化して構成された１基の成形ヘッド駆動装置５を挟設して構成する。
【００２０】
さらに、図８に示す第５実施例では、基台５２上に左フレーム５３と右フレーム５４を基台５２と一体形成して立設するとともに、この左フレーム５３と右フレーム５４との間に第１中間フレーム５５Ａと第２中間フレーム５５Ｂを基台５２と一体形成して立設する。
左フレーム５３と第１中間フレーム５５Ａの左側面部との間に、ユニット化して構成された１基の成形ヘッド駆動装置５を挟設し、第１中間フレーム５５Ａの右側面部と第２中間フレーム５５Ｂの左側面部との間に、ユニット化して構成された１基の成形ヘッド駆動装置５を挟設する。
さらに、第２中間フレーム５５Ｂの右側面部と右フレーム５４との間に、ユニット化して構成された１基の成形ヘッド駆動装置５を挟設して成形装置５１を構成する。
【００２１】
上述の実施例において、左フレーム３、２３、３３、４３、５３と右フレーム４、２４、３４、４４、５４に挟設する成形ヘッド駆動装置５は、全て同一構成のものとしたが、左フレーム３、２３、３３、４３、５４及び右フレーム４、２４、３４、４４、５４に取り付ける成形ヘッド駆動装置のみ他の成形ヘッド駆動装置５と左フレーム３、２３、３３、４３、５３及び右フレーム４、２４、３４、４４、５４との取り付け部の異なるケーシング（７）として構成してもよい。
【００２２】
また、本実施例において、左フレーム３、２３、３３、４３、５３と右フレーム４、２４、３４、４４、５４及び中間フレーム３５、４５、５５を基台２、２２、３２、４２、５２と一体形成したが、分割形成してもよい。
特に、中間フレーム３５、４５、５５は、２分割形成して、図９の第６実施例に示すように、基台６２Ａ上に立設する左中間フレーム６５Ａと基台６２Ｂ上に立設する右中間フレーム６５Ｂを締結手段６６、例えばボルトで連結して成形装置６１を構成してもよい。
【００２３】
さらには、本実施例において、左フレーム３、２３、３３、４３、５３と右フレーム４、２４、３４、４４、５４に挟設する成形ヘッド駆動装置５は、リニアモータ８の取り付け面側を連結面としたが、リニアローラガイド１２の取り付け側を連結面として構成してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、熱変位等で成形ヘッドの下死点の位置精度が左右されることなく高精度で、かつ設置スペースやクリーンな作業環境に対応出来、騒音・振動を抑制した成形ヘッドの高速運転時の位置決めが確実な成形装置を提供出来る。
また、多工程加工を必要とする小物精密部品の加工にも、成形工程数に応じたフレーム構成が可能となるため、成形ラインの構成に容易に対応出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における成形装置の正面図
【図２】同じく、第１実施例における成形装置の上面図
【図３】同じく、図１におけるＡ−Ａ断面図
【図４】同じく、リニアモータの構成説明図
【図５】本発明の第２実施例における成形装置の正面図
【図６】本発明の第３実施例における成形装置の正面図
【図７】本発明の第４実施例における成形装置の正面図
【図８】本発明の第５実施例における成形装置の正面図
【図９】本発明の第６実施例における成形装置の正面図
【符号の説明】１は成形装置、２は基台、３は左フレーム、４は右フレーム、５は成形ヘッド駆動装置、６は成形ヘッド、７はケーシング、８はリニアモータ、８Ａは可動スライダ、８Ｂは磁石板、９はコイル、１０は接続口、１１は配管、１２はリニアローラガイド、１２Ａはローラユニット、１２Ｂはガイドレール、２１は成形装置、２２は基台、２３は左フレーム、２４は右フレーム、３１は成形装置、３２は基台、３３は左フレーム、３４は右フレーム、３５は中間フレーム、４１は成形装置、４２は基台、４３は左フレーム、４４は右フレーム、４５は中間フレーム、５１は成形装置、５２は基台、５３は左フレーム、５４は右フレーム、５５Ａは第１中間フレーム、５５Ｂは第２中間フレーム、６１は成形装置、６２、６２Ａ、６２Ｂは基台、６３は左フレーム、６４は右フレーム、６５は中間フレーム、６５Ａは左中間フレーム、６５Ｂは右中間フレーム、６６は締結手段、である。

Claims

磁石板と可動スライダとで構成するリニアモータの推力により案内装置で案内して成形ヘッドを昇降させる成形装置において、
成形ヘッドを内設するケーシング側を可動スライダ、成形ヘッド側を磁石板として構成するリニアモータを成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはケーシング側を磁石板、成形ヘッド側を可動スライダとして構成するリニアモータを成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設して、対向するリニアモータ間の磁気吸引力を相殺するとともに、リニアモータ間の磁気吸引力に対して直角の上下方向に向けて成形ヘッドの昇降を案内する案内装置を設けて、案内装置にリニアモータの磁気吸引力が作用しないようにユニット化して構成した成形ヘッド駆動装置を、基台上に立設する左右フレーム間に少なくとも１基挟設して連結構成したことを特徴とする成形装置。
磁石板と可動スライダとで構成するリニアモータの推力により案内装置で案内して成形ヘッドを昇降させる成形装置において、
成形ヘッドを内設するケーシング側を可動スライダ、成形ヘッド側を磁石板として構成するリニアモータを成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはケーシング側を磁石板、成形ヘッド側を可動スライダとして構成するリニアモータを成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設して、対向するリニアモータ間の磁気吸引力を相殺するとともに、リニアモータ間の磁気吸引力に対して直角の上下方向に向けて成形ヘッドの昇降を案内する案内装置を設けて、案内装置にリニアモータの磁気吸引力が作用しないようにユニット化して構成した成形ヘッド駆動装置を、基台上に立設する左フレームと中間フレームと右フレームのそれぞれのフレーム間に少なくとも１基ずつ挟設して連結構成したことを特徴とする成形装置。
請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の成形装置において、前記案内装置をガイドレールとローラユニットで構成するリニアローラガイドとし、ケーシング側をローラユニット、成形ヘッド側をガイドレールとして構成するリニアローラガイドを成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設するか、またはケーシング側をガイドレール、成形ヘッド側をローラユニットとして構成するリニアローラガイドを成形ヘッドを挟んで少なくとも２組対向して固設したことを特徴とする成形装置。