JP4762500B2 - プレスマシン - Google Patents

Description

本発明は、プレスマシンの改良に関するものである。

プレスマシンには、粉末成形プレス用、板金プレス用、鍛造プレス用等、種々の加工方法のためのプレスマシンが存在する。そして、何れのプレスマシンも、固定型を載置するベッドと、固定型に対し可動型を離間接近させるためのスライドとを備えている。さらに、ベッドとスライドとが、少なくとも金型の段取り替えに必要なスペースを空けて配置され、かつ、ベッドとスライドの非可動部とがフレームによって互いに固定された構造を有する。そして、高精度のプレス製品を得るために、スライドの可動部がガイド手段によってその可動方向に正確に案内され、型締め時の上下型の芯ズレを防ぐ構造を有している。なお、ガイド手段の構成としては、スライドの可動範囲の全体をカバーするように、ガイドプレート、ガイドロッド等のガイド部材をフレームに固定し、このガイド部材にスライドの可動部が摺動案内されることで、位置精度が保証されるものが一般的である。

さて、プレスマシンのフレームは、プレス時に発生する負荷を受け止めるものであることから、型締めの際には若干の弾性変形を生ずる。したがって、フレームの弾性変形がプレス製品の成形精度に悪影響を与えることを防ぐために、スライドの位置を、油圧アクチュエータを用いて積極的に修正し、上型と下型の芯合わせ精度を確保する技術が発明されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。また、プレス加工金型の温度上昇に伴うダイ枠およびダイ列の延びを考慮することによって、高精度の製品を得るための技術も発明されている（例えば、特許文献３参照。）。

特開平５−８０９２号公報（〔０００７〕、〔０００８〕、〔００１５〕、図１〜図３） 特開平５−８０９７号公報（〔０００３〕〜〔００１５〕、図１〜図３） 特開平１１−５７８８６号公報（〔０００６〕〜〔００１０〕、図１〜図４）

さて、従来のプレスマシンは、基本的には、スライドのガイド手段によって金型の芯ズレを防ぎ、プレス製品の精度向上と、金型のカジリの発生防止による金型寿命の長寿命下とを図る構造を有している。しかしながら、金型の精度をより高めるべく、上下型同士のクリアランスをより小さく詰めて行くと、フレームに負荷が加わっていない状態において、如何にガイド手段を高精度に調整しても、フレームに負荷が加わることによるフレームの弾性変形に起因してガイド手段に芯ズレを生じて、ガイド手段と金型とが互いにその動作を矯正し合い、その結果として、金型のカジリやガイド手段の異常摩耗を誘発することとなっていた。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プレスマシンのフレームに生じる弾性変形が、金型の芯合わせに与える影響を可能な限り減少させて、金型のカジリやガイド手段の異常摩耗を防ぐことにある。そして、プレス製品の精度向上と、金型およびガイド手段の寿命の延長を図ることにある。

上記課題を解決するための、本発明に係るプレスマシンは、所定間隔を空けて配置されたベッドとスライドの非可動部とが、両者を囲むように配置されたフレームによって互いに固定され、前記スライドの可動部がガイド手段によってその移動方向に案内されるプレスマシンであって、前記ガイド手段は、前記スライドの可動部の移動方向と平行な方向へと相対移動可能な一対のガイド部材として、前記フレームに直接的に固定されるフレーム側ガイド部材と、前記スライドの可動部側に固定されるスライド側ガイド部材とを備え、前記フレーム側ガイド部材が、前記スライド側ガイド部材に対し、プレスマシンの中心部側に配置されるように、前記スライド側ガイド部材が、前記スライドの可動部から前記フレーム側ガイド部材の近傍へと延びるガイドホルダに固定され、前記フレーム側ガイド部材が、前記フレームに負荷が加わったときの、プレスマシンの中心部へ向かって弾性変形を生ずる前記フレームの弾性変形を受けて、自らもプレスマシンの中心部へ向かって、前記スライド側ガイド部材から離間するように弾性変形可能であることを特徴とするものである。

本発明によれば、フレームに負荷が加わっていない状態では、ガイド手段の、一対のガイド部材のクリアランスに変化は生じず、スライドの可動部は、一対のガイド部材のガイド精度に依存してその可動方向に案内される。
しかしながら、成形時、フレームに負荷が加わった状態では、一対のガイド部材のうち、フレーム側に固定されるフレーム側ガイド部材が、フレームに負荷が加わったときのフレームのプレスマシンの中心部へ向かう弾性変形を受けて、自らもプレスマシンの中心部へ向かって弾性変形し、スライドの可動部側に固定されるスライド側ガイド部材から離間することで、ガイド手段によるスライドの可動部の案内は行われなくなる。かかる後は、金型の形状自体の精度に依存して、型締め完了までの金型の芯合わせが行われる。したがって、金型とガイド手段とが、互いにその動作を矯正し合うことがなくなる。

また、前記フレーム側ガイド部材および前記スライド側ガイド部材は、その摺接面が、互いに直交する二平面で構成され、または、一平面で構成されているものである。
そして、いずれの場合であっても、フレーム側ガイド部材はフレームのプレスマシンの中心部へ向かう弾性変形を直接的に受けて自らもプレスマシンの中心部へ向かって弾性変形し、ガイドホルダに固定されたスライド側ガイド部材とのクリアランスを増加させることで、ガイド手段によるスライドの可動部の案内は行われなくなる。かかる後は、金型の形状自体によって、型締め完了までの金型の芯合わせが行われる。したがって、金型とガイド手段とが、互いにその動作を矯正し合うことがなくなる。

本発明はこのように構成したので、プレスマシンのフレームに生じる弾性変形が、金型の芯合わせに与える影響を減少させて、金型のカジリやガイド手段の異常摩耗を防ぐことが可能となる。そして、プレス製品の精度向上と、金型およびガイド手段の寿命の延長を図ることが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。

本発明の実施の形態に係るプレスマシン１は、図１、図２に示すように、少なくとも金型の段取り替えに必要なスペースを空けて配置された、ベッド２とスライドの非可動部３とが、両者を囲むように配置されたフレーム４によって互いに固定されている。また、スライドの可動部５がガイド手段６によってその移動方向に案内される構造を有している。
ガイド手段６は、スライドの可動部５の移動方向と平行な方向へと相対変位可能な一対のガイド部材からなり、具体的には、図２、図３に示すように、フレーム４の側に固定されるフレーム側ガイド部材７と、スライドの可動部５の側に固定されるスライド側ガイド部材８とを備えている。

ここで、フレーム側ガイド部材７は、フレーム７に直接的に固定されている。また、フレーム側ガイド部材７は、スライドの可動部５の、可動範囲の全体をカバーすることが可能な全長を有し、かつ、互いに直交する位置関係にある二つの摺動レール部７ａ、７ｂを備えている。
一方、スライド側ガイド部材８は、フレーム側ガイド部材７の各摺動レール部７ａ、７ｂに対し摺接するシュー８ａ、８ｂからなり、シュー８ａ、８ｂは、ガイドホルダ９の上下端部（図１参照）に固定されている。このガイドホルダ９は、スライドの可動部５に固定され、かつ、フレーム側ガイド部材７が、スライド側ガイド部材８に対し、プレスマシン１の中心部側に配置されるように、フレーム側ガイド部材７の近傍へと延びており、型締め時の負荷を受けることのない部材である。なお、図示の例では、ガイドホルダ９は板状の部品であるが、枠状の部品、棒状の部品、管状の部品等によって構成することも可能である。

図３から明らかなように、ガイド手段６は、フレーム側ガイド部材７の摺動レール部７ａとスライド側ガイド部材８のシュー８ａとの摺接面、および、フレーム側ガイド部材７の摺動レール部７ｂとスライド側ガイド部材８のシュー８ｂとの摺接面が、互いに直交する二平面からなっている。そして、各摺接面のクリアランス調整は、フレーム４に負荷が与えられていない状態（無負荷時）において行われることで、無負荷時における、スライドの可動部５の高いガイド精度が確保される。

さて、上記構成を有する本発明の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。まず、フレーム４に負荷が加わっていない状態では、フレーム側ガイド部材７とスライド側ガイド部材８とのクリアランスに変化は生じず、スライドの可動部５は、ガイド手段６によって摺動案内され、スライドの可動部５は、ガイド手段６のガイド精度に依存して高い精度で昇降する。
しかしながら、フレームに負荷が加わった状態（負荷時）では、図４に示すように、フレーム４はプレスマシン１の中心部へ向かって弾性変形を生ずる。このとき、フレーム４に直接的に固定されたフレーム側ガイド部材７は、フレーム４の弾性変形を受けて、自らもプレスマシン１の中心部へ向かって弾性変形し、スライド側ガイド部材８から離間する。一方、スライド側ガイド部材８は、プレス時の負荷を受けることのない部品であるガイドホルダ９に固定されていることから、フレーム４の負荷時においてもスライド側ガイドホルダ８は変形せず、無負荷時と同様の形状及び位置に維持される。その結果として、フレーム側ガイド部材７はスライド側ガイド部材８とのクリアランスを増加させることとなり、ガイド手段６によるスライドの可動部５の摺動案内は行われなくなる。図５には、無負荷時のフレーム４およびフレーム側ガイド部材７を実線で、負荷時のフレーム４およびフレーム側ガイド部材７を点線で示している。

図５に示すように、フレーム４の負荷時には、フレーム側ガイド部材７とスライド側ガイド部材８とのクリアランスＬ_１、Ｌ_２が増大し、ガイド手段６によるスライドの可動部５の摺動案内が行われなくなる。かかる後は、金型の芯合わせは、上型及び下型の形状自体の精度に依存することとなり、型締め完了まで、金型の形状自体のガイド精度に依存して高い精度で金型の芯合わせが行われる。したがって、フレーム４の負荷時には、金型とガイド手段６とが、互いにその動作を矯正し合うことがなくなるので、金型のカジリやガイド手段６の異常摩耗の発生を防ぐことが可能となり、金型およびガイド手段の寿命の延長を図りつつ、プレス製品の精度向上を図ることが可能となる。

図６には、フレーム側ガイド部材１０およびスライド側ガイド部材１１の応用形状を示している。前述の、図１〜図３、図５に示したフレーム側ガイド部材７およびスライド側ガイド部材８は、その摺接面が、互いに直交する二平面で構成されていたが、図６に示す例では、フレーム側ガイド部材１０およびスライド側ガイド部材１１では、その摺接面が一平面で構成されている。この場合であっても、負荷時には、フレーム側ガイド部材１０が、スライド側ガイド部材１１とのクリアランスを増加させるように弾性変形することで、ガイド手段によるスライドの可動部５の摺動案内は行われなくなり、金型とガイド手段とが、互いにその動作を矯正し合うことがなくなる。よって、図１〜図３、図５の例と同様の作用効果を得ることが可能となる。

すなわち、本発明の実施の形態に係る作用効果を得るためには、ガイド手段６において、フレーム側ガイド部材７（１０）とスライド側ガイド部材８（１１）とが、スライドの可動部５の移動方向と直交する方向に、対向して配置され、かつ、スライド側ガイド部材８（１１）に対して、フレーム側ガイド部材７（１０）が、フレーム４への負荷時にフレーム４に生じる弾性変形を受けて自らも弾性変形し、フレーム側ガイド部材７（１０）とスライド側ガイド部材８（１１）とのクリアランスを増大させ得る位置に配置される構成を有していれば良いこととなる。

また、図７には、図６に示す例の更なる応用例を示している。この応用例では、フレーム側ガイド部材１０、スライド側ガイド部材１１、ガイドホルダ１２を全てフレーム４の間に収めたものであり、プレスマシン１の小型化を促進しつつ、上述の例と同様の作用効果を得ることができる。この、図７に示す小型化は、図１〜図３、図５に示したような、フレーム側ガイド部材７およびスライド側ガイド部材の摺接面が、互いに直交する二平面で構成された例においても、同様に適用することが可能である。

なお、本発明の実施の形態は、粉末成形プレス用、板金プレス用、鍛造プレス用等、種々の加工方法用のプレスマシンに適用することが可能であり、夫々のプレスマシンにおいて、上述の作用効果を得ることが可能である。

本発明の実施の形態に係るプレスマシンの概略的側面図であり、中心線Ｃを挟んで、スライドの可動部が上死点にある場合と、下死点にある場合との双方を示したものである。 図１に示すプレスマシンの要部の横断面図である。 図２に示す要部の横断面図のうち、ガイド手段の周辺部を拡大して示したものである。 図１に示すプレスマシンのフレームに負荷が加わった状態において、フレームがプレスマシンの中心部へ向かって弾性変形した状態を、便宜上、プレスマシンの半分のみ図示したものである。 図１に示すプレスマシンのフレームに負荷が加わった状態における、プレスマシンの横断面図を概略的に示したものである。 本発明の実施の形態に係るプレスマシンの、フレーム側ガイド部材およびスライド側ガイド部材の応用形状採用した例を示す、プレスマシンの横断面図である。 図６に示すプレスマシンの更なる応用例を示す、プレスマシンの横断面図である。

１：プレスマシン、２：ベッド、３：スライドの非可動部、４：フレーム、５：スライドの可動部、６：ガイド手段、 ７、１０：フレーム側ガイド部材、 ７ａ、７ｂ：摺動レール部、 ８、１１：スライド側ガイド部材、 ８ａ、８ｂ：シュー、 ９、１２：ガイドホルダ

Claims (2)

1. 所定間隔を空けて配置されたベッドとスライドの非可動部とが、両者を囲むように配置されたフレームによって互いに固定され、前記スライドの可動部がガイド手段によってその移動方向に案内されるプレスマシンであって、
   前記ガイド手段は、前記スライドの可動部の移動方向と平行な方向へと相対移動可能な一対のガイド部材として、前記フレームに直接的に固定されるフレーム側ガイド部材と、前記スライドの可動部側に固定されるスライド側ガイド部材とを備え、
   前記フレーム側ガイド部材が、前記スライド側ガイド部材に対し、プレスマシンの中心部側に配置されるように、前記スライド側ガイド部材が、前記スライドの可動部から前記フレーム側ガイド部材の近傍へと延びるガイドホルダに固定され、
   前記フレーム側ガイド部材が、前記フレームに負荷が加わったときの、プレスマシンの中心部へ向かって弾性変形を生ずる前記フレームの弾性変形を受けて、自らもプレスマシンの中心部へ向かって、前記スライド側ガイド部材から離間するように弾性変形可能であることを特徴とするプレスマシン。
2. 前記フレーム側ガイド部材および前記スライド側ガイド部材は、その摺接面が、互いに直交する二平面で構成され、または、一平面で構成されていることを特徴とする請求項１記載のプレスマシン。

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