JP5026117B2 - プレスフレーム - Google Patents

Description

本発明は、プレスフレームに関する。プレスの構造は、加圧力を受け全体を支持するフレーム、上型を取付けて往復運動するスライド、スライドに往復運動を与える駆動部等からなる。また、フレームは小・中型機に採用されるＣ形フレームと、中型機以上に採用されるストレートサイド構造とがある。本発明は、ストレートサイド構造のプレスフレームに関する。

図４〜図６は、従来より採用されているストレートサイド構造のプレスフレームを示している。このプレスフレームは、クラウン101、アプライト102、ベッド103の３部材からなり、タイロッド104でこれら分割された三部材を締め付ける構造としている（非特許文献１）。クラウン101とアプライト102上面、ベッド103とアプライト102下面の分割面は、キーなどの位置決め部材を介在させて位置決めした後に、前記タイロッド104により強固に一体化されている。
クラウン101はプレスの頭に相当する部分で、クランク軸やギヤ類を納める部材である。通常は、左右の側方部材120，120とこれら側方部材を連結するための１個の中央部材110で構成されており、正面視で略逆Ｕ字状となる立体形状物である。
アプライト102は、クラウン101とベッド103の間にある柱状の部材である。
ベッド103は、下型を取付けたボルスタを固定する部材で、プレス全体を基礎上に安定して支持するものである。

前記クラウン101の側方部材120，120のそれぞれには、円形の穴105，105が形成され、エキセン軸（クランク軸）の両端のジャーナル部を支持し、かつ負荷をクラウン101に伝達するようにしている。106はリング形状のスリーブである。この２つの穴105，105は、エキセン軸を水平に支持するために正確に加工する必要があることから、一つの部品（クラウン101）に加工できるように、左右のクラウン側方部材120，120とクラウン中央部材110は一体物として製造されている。

しかるに、クラウン側方部材120，120と中央部材110の接合部は、部材断面形状が急変しているため応力集中が生じやすい。これを緩和するため、形状が複雑になったり、部材厚みの増加により重量が増加したりするという問題がある。
また、クラウン101で上方が塞がれているので、スライドやコンロッドのメンテナンス性が悪い。
さらに、プレスの高さが高くスライド起動停止時の振動が生じやすいので、大規模な振動対策を施さなければならない。しかも、プレスを設置する建屋も大形のものになるから、プレスの設置費用が高くつく。

「知りたいプレス機械改訂版」５６〜５７頁 ２００１年１０月１日 ２版発行 著者アイダプレス研究会 発行株式会社ジャパンマシニスト社

本発明は上記事情に鑑み、輸送が容易で、製造上の欠陥が生じずプレス負荷に強く、さらにプレスの高さを低くできるプレスフレームを提供することを目的とする。

第１発明のプレスフレームは、ベッドと、該ベッドの上面に立設され、エキセン軸を挿通する孔が形成された左右一対のサイドフレームと、該左右一対のサイドフレームの上端部同士を連結する連結部材とからなり、前記連結部材は、前記左右一対のサイドフレームの上端部における前方部分同士を連結する前方連結部材と、後方部分同士を連結する後方連結部材とからなり、前記前方連結部材は、前記左右一対のサイドフレームの上端部との間に前後方向に沿った締結力が加えられて、前記左右一対のサイドフレームの上端部前面に連結されており、前記後方連結部材は、前記左右一対のサイドフレームの上端部との間に前後方向に沿った締結力が加えられて、前記左右一対のサイドフレームの上端部後面に連結されていることを特徴とする。
第２発明のプレスフレームは、第１発明において、前記前方連結部材と前記左右一対のサイドフレームの上端部前面との間、および前記後方連結部材と前記左右一対のサイドフレームの上端部後面との間は、いずれも位置決め部材で位置決めされていることを特徴とする。
第３発明のプレスフレームは、第１発明において、前記各サイドフレームは、下方のアプライト部と、その上方のエキセン軸支持部を一体に形成した部材であることを特徴とする。

第１発明によれば、エキセン軸を挿通する孔が形成されたサイドフレームと連結部材とが別体であるから、各部材の設計の自由度が高くなる。よって、フレームの強度や剛性を確保するために、最適な寸法、材質等を選択することができる。そして、両者を別々に輸送することも可能となるので、大型のフレームであっても輸送が容易になる。しかも、各部材はその形状が簡単になるので、製造上の欠陥が生じにくくなる。また、前後の連結部材は、各サイドフレームの上端部であって前方と後方に分散されて取り付けられている。このため、スライドおよびコンロッドの上方空間が空くので、スライドやコンロッドのメンテナンス性が向上する。さらに、連結部材をプレスフレームの上面に置かず前後面に配置したことによって、プレスフレームの高さが低くなるので、スライド起動停止時の振動が低減できる。すると、振動対策費を抑えることができ、プレスを設置する建屋も高さが低くてすむから、プレスの設置費用を低減できる。さらに、連結部材とサイドフレームとの組立て時、両者の間には前後方向に沿った力しか発生しないので、サイドフレームに対して、両者間の距離を縮めるような力が加わらない。よって、連結部材を取り付けたときに、サイドフレームの面間寸法が変化することを防ぐことができる。
第２発明によれば、連結部材と各サイドフレームの前後面とが位置決め部材によって連結されるので、両サイドフレーム間の距離を所定の距離に保つことができる。しかも、連結位置が変位しないので、大きな負荷がかかってもフレームの変形を防止でき、製品の寸法精度を高く維持できる。
第３発明によれば、エキセン軸支持部を含むサイドフレームは、連結部材とは別体の柱状の部材であるから、クラウンのような凹凸がない。そして、エキセン軸を通すための穴を大きくしてもサイドフレームの大型化を抑えることができるので、嵩張ることなく輸送することができる。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るプレスフレームの縦断面図である。図２は同プレスフレームにおける図１のII−II線矢視図である。図３は同プレスフレームにおける頭部の平面図である。

図１〜図２において、３はベッドである。このベッド３は従来のベッドと実質同等の形状を有するものであり、その前後には、ベッド３を基礎に固定するための脚部３ｂが設けられている。
このベッド３の上面には、左右一対のサイドフレーム２，２が立設されている。各サイドフレーム２は、下方のアプライト部２１と、その上方のエキセン軸支持部２２とを一体に形成した部材であり、全体的な形状は柱状である。前記アプライト部２１は、従来のプレスフレームにおけるアプライト102（図４〜図５参照）に相当する部分であり、前後の柱状部分を含んでいる。前記エキセン軸支持部２２は従来のプレスフレームにおけるクラウン側方部材120に相当する部分であるが、形状的には単純な柱状である点で相違している。

図１〜図３に示すように、前記左右のサイドフレーム２，２は、その上端部の前面および後面に配設された前後一対の連結部材１０Ａ，１０Ｂによって連結されている。
前方連結部材１０Ａは、前記左右のサイドフレーム２，２の上端部における前方部分の間に、その両端部が左右のサイドフレーム２，２の前面に位置するように配設され連結されている。
一方、後方連結部材１０Ｂは、前記左右のサイドフレーム２，２の上端部における後方部分の間に、その両端部が左右のサイドフレーム２，２の後端面に位置するように配設され連結されている。

以上のごとく、左右のサイドフレーム２，２は、その前端部および後端部が前後一対の連結部材１０Ａ，１０Ｂによって連結されているから、両サイドフレーム２，２の結合強度を強くすることができる。
また、連結部材をサイドフレーム２，２の上面に置かず前後面に配置したことによって、プレス全体の高さを低くできる。すると、スライド起動停止時の振動が低減でき、振動対策費を抑えることができるし、プレスを設置する建屋も高さが低くてすむから、プレスの設置費用を低減できる。
さらに、前後一対の連結部材１０Ａ，１０Ｂは各サイドフレーム２，２の上端部における前方と後方に分散されて取り付けられているから、スライドおよびコンロッドの上方空間が空くので、スライドやコンロッドのメンテナンス性が向上する。

前後一対の連結部材１０Ａ，１０Ｂの両端部と各サイドフレーム２，２の上端部とは、両者の間に前後方向に沿った締結力が加えられて連結されている。
具体的には、図３に示すように、前後一対の連結部材１０Ａ，１０Ｂの両端部に、その前後面を貫通する貫通孔が形成され、一方、各サイドフレーム２，２の前面および後面にネジ孔が形成され、そして、前後一対の連結部材１０Ａ，１０Ｂの貫通孔を挿通されたボルト１１が、各サイドフレーム２，２のネジ孔に螺合されている。すると、前後一対の連結部材１０Ａ，１０Ｂの両端部が各サイドフレーム２，２の前面または後面に押し付けられるから、前後一対の連結部材１０Ａ，１０Ｂを各サイドフレーム２，２の上端部に連結することができる。

このとき、各サイドフレーム２，２には、前後方向に沿った力は働くものの、両サイドフレーム２，２間の距離を縮めるような力が加わらない。すると、前後一対の連結部材１０Ａ，１０Ｂを各サイドフレーム２，２の前面および後面にそれぞれ取り付けて、両者を締結しても、両サイドフレーム２，２の互いに対向する面間の寸法が変化することを防ぐことができる。

なお、前後一対の連結部材１０Ａ，１０Ｂの両端部と各サイドフレーム２，２の上端とを連結する方法は、両者の間に前後方向に沿った締結力を加えて連結できる方法であればよい。とくに、前後一対の連結部材１０Ａ，１０Ｂを取り付けたときに前後方向に沿った締結力のみが発生するか、または、両サイドフレーム２，２間の距離を縮めるような力が発生してもその力が非常に弱い連結方法が好ましい。

また、両サイドフレーム２，２の前面および後面に各連結部材１０Ａ，１０Ｂを配設するので、各連結部材１０Ａ，１０Ｂと両サイドフレーム２，２とを連結するための特別な部分を両サイドフレーム２，２の上部に設ける必要がない。すると、両サイドフレーム２，２の間に各連結部材１０Ａ，１０Ｂを設けるための張り出し部分が不要になるので、両サイドフレーム２，２の幅を狭くすることも可能となる。
すると、両サイドフレーム２，２をコンパクト化でき、両サイドフレーム２，２の寸法および重量を低減できるから、両サイドフレーム２，２の搬送性も向上させることができる。

そして、両サイドフレーム２，２がコンパクト化されその重量が軽くなると、両サイドフレーム２，２を支えるベッド３の脚部３ｂが支持する重量が低減する。また、上述したように本実施形態のプレスフレームではスライド起動停止時の振動が低減できる。したがって、ベッド３の脚部３ｂを小型化することが可能となるから、プレス全体をコンパクト化することも可能となる。そして、ベッド３の前後に張り出している脚部３ｂが小型化できるので、ベッド３の搬送性を向上することもできる。

なお、両サイドフレーム２，２と各連結部材１０Ａ，１０Ｂは別体であるから、いずれも他方も構造等から受ける制約が少なくなる。すると、各部材の設計の自由度が高くなるから、フレームの強度や剛性を確保するために、それぞれ最適な寸法、材質等を選択することができる。しかも、各部材は、いずれも形状が簡単になり、かつ別体で製造すればよいので、製造上の欠陥が生じにくくなる。そして、両サイドフレーム２，２と各連結部材１０Ａ，１０Ｂを別々に輸送することも可能となるので、大型のフレームであっても輸送が容易になる。
さらになお、各サイドフレーム２，２の上方部分に設けられているエキセン軸支持部２２には、エキセン軸を通し、そのジャーナル部を支持する穴５が形成されているが、この穴５は、プレスストロークが大きくなるほどその穴径が大きくなる。しかし、左右のサイドフレーム２は柱状の部材であって、従来のプレスフレームにおけるクラウンほど凹凸が大きくない。そして、エキセン軸を通すための穴５を大きくしてもサイドフレーム２の大型化を抑えることができるので、嵩張ることなく輸送することができる。

本実施形態のプレスフレームを組み立てる場合には、サイドフレーム２とベッド３にタイロッド４を貫通させてナットで締め付けるだけでサイドフレーム２とベッド３とを連結することができるので、従来のプレスフレームに比べて、上下方向の接合個所を２カ所から１カ所に減らすことができる。
しかも、各連結部材１０Ａ，１０Ｂは、各サイドフレーム２，２の前後からボルト１１等によって簡単に取り付けることができるから、従来に比べて組立て工数を減らすことができ、その組立ても容易であるから、プレスの組立てを短時間で行うことができる。

また、プレスフレームを組立てる際は、各サイドフレーム２，２に設けられている穴５，５の芯位置は正確に合わせなければならない。本実施形態のプレスフレームでは、前後一対の連結部材１０Ａ，１０Ｂの両端部を各サイドフレーム２，２の前面および後面に配設するときに、両者の間に設けられたキー７によって、両者の位置決めが行われている。

図１〜３に示すように、各サイドフレーム２，２の前面および後面には、プレスの前後方向および上下方向に沿ってキー溝が形成されており、各連結部材１０Ａ，１０Ｂの両端部における対応する位置にもキー溝が形成されている。すると、両溝にキー７を噛み合わせて、各連結部材１０Ａ，１０Ｂと各サイドフレーム２，２の前面および後面を連結すれば、両サイドフレーム２，２が、左右の穴５，５の芯が同軸となるように位置決めできる。

よって、両サイドフレーム２，２に対して各連結部材１０Ａ，１０Ｂが移動することを防ぐことができ、両サイドフレーム２，２の互いに対向する面間の距離を所定の距離に保つことができる。
そして、各連結部材１０Ａ，１０Ｂと各サイドフレーム２，２の前面および後面との連結位置が変位しないので、組立後の位置ズレも防ぐことができるし、大きな負荷がかかってもフレームの変形を防止でき、製品の寸法精度を高く維持できる。
なお、位置決め部材はキー７に限られず、各連結部材１０Ａ，１０Ｂと各サイドフレーム２，２の前面および後面とを正確にかつその連結位置が変化しないように位置決めできるのであれば、とくに限定されない。

本発明の一実施形態に係るプレスフレームの縦断面図である。 同プレスフレームにおける図１のII−II線矢視図である。 同プレスフレームにおける頭部の平面図である。 従来のプレスフレームの縦断面図である。 従来のプレスフレームにおける図４のV−V線矢視図である。 従来のプレスフレームにおける図４のVI−VI線矢視図である。

２ サイドフレーム
３ ベッド
７ キー
１０ 連結部材
２１ アプライト部
２２ エキセン軸支持部

Claims (3)

1. ベッドと、
   該ベッドの上面に立設され、エキセン軸を挿通する孔が形成された左右一対のサイドフレームと、
   該左右一対のサイドフレームの上端部同士を連結する連結部材とからなり、
   前記連結部材は、前記左右一対のサイドフレームの上端部における前方部分同士を連結する前方連結部材と、後方部分同士を連結する後方連結部材とからなり、
   前記前方連結部材は、
   前記左右一対のサイドフレームの上端部との間に前後方向に沿った締結力が加えられて、前記左右一対のサイドフレームの上端部前面に連結されており、
   前記後方連結部材は、
   前記左右一対のサイドフレームの上端部との間に前後方向に沿った締結力が加えられて、前記左右一対のサイドフレームの上端部後面に連結されている
   ことを特徴とするプレスフレーム。
2. 前記前方連結部材と前記左右一対のサイドフレームの上端部前面との間、および前記後方連結部材と前記左右一対のサイドフレームの上端部後面との間は、いずれも位置決め部材で位置決めされている
   ことを特徴とする請求項１記載のプレスフレーム。
3. 前記各サイドフレームは、下方のアプライト部と、その上方のエキセン軸支持部を一体に形成した部材である
   ことを特徴とする請求項１記載のプレスフレーム。

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