JP5478795B2 - スライド駆動装置 - Google Patents

Description

クランク軸の回転運動をコンロッドおよびサスペンション機構を通してスライドの昇降運動に変換しつつスライド駆動するスライド駆動装置に関する。

スライド駆動装置は、クランク軸、コンロッド（コネクティングロッド）およびサスペンション機構等を含み、可動側のスライド（上型）を昇降して、静止側のボルスタ（下型）に離隔接近するように駆動する装置である。

代表的なスライド駆動装置つまり従来例（例えば、特許文献１）において、コンロッド（２）の上端部は円環形状でクランク軸（１）の偏心部に被嵌装着されかつその下端部は球体とされ、サスペンション機構（８、７）に回動可能に連結されている。このサスペンション機構は、内面が上方に凸の半円球形状である上枠体（８）と内面が下方に凸の半円球形状である下枠体（７）との上下枠体組合構造とされ、スライド（１２）をサスペンション（懸架）可能かつ所定ストローク内で上下動可能である。

サスペンション機構には、スライド高さ調整部（ダイハイト調整機構）が組込まれているのが一般的である。このダイハイト調整機構は、ボルスタ上面とスライド下面との間隔（ダイハイト）を調整する。すなわち、ダイハイト調整機構は、回転駆動手段［ウオームねじ（３）、ウオーム歯車（４）］を用いて雄ねじ部材（１０）を回転させることで雌ねじ部材（１３）を上下動させ、コンロッド（２）の下端部とスライド（１２）との上下方向相対位置を調整する。

ここに、クランク軸（偏心部）を回転駆動すると、コンロッド（２）は下端部（球形）を中心に揺動する。当該下端部は、上下枠体組合構造（８、７）内で回動しつつ揺動角度（ロッドの傾き）に応じた上下方向の当該位置に変化する。つまり、スライド（１２）を昇降させることができる。

コンロッド（２）は、サスペンション機構（上下枠体組合構造）を通して、プレス成形中は上向きのプレス成形荷重（プレス反力）を受け、非プレス成形中（プレス成形開始前やプレス成形終了後）は下向きのスライド荷重（ダイハイト調整機構等を含む全荷重）を受けることになる。

他の従来例（例えば、特許文献２）も基本的機能が同一であるから、コンロッドの下端部がリストピン２２に被嵌装着される方式であるが、全体的かつ基本的な構造は上記構造（特許文献１）と同様である。

実開昭６１−３１６００号公報 実開平５−７０８００号公報

ところで、スライド駆動装置を含むプレス機械全体について、一層の高精度化要求が強くなっている。スライド駆動装置の高精度化は、スライドの上下方向位置の変化やそのバラツキを最小に抑えることにほかならない。つまり、機械的な上下方向ガタやそのバラツキを最小化することにある。

上記従来例のいずれの場合でも、スライド駆動装置に関するガタ発生個所（要因）は、コンロッド上端部とクランク軸（偏心部）との第１の連結個所、コンロッド下端部とサスペンション機構との第２の連結個所およびサスペンション機構とスライドとの第３の結合個所に大別される。

第１の連結個所は、その構造が簡単であることから、部品加工精度および組立て精度に応じた範囲内で決まり機械的構造の改変による大幅な高精度化は難しい。第３の結合個所は、サスペンション機構（雌ねじ部材）とスライドとが一体的に固着されているので、雄ねじと雌ねじとの螺合時精度で決まる。これも、ねじ加工精度および組立て精度に応じた範囲内で決まるので機械的構造の改変による大幅な高精度化は難しい。なお、雌雄ねじを一体的に固定化可能な油圧式ねじロック手段を設ける場合は、第３の結合個所についてのプレス運転中のガタを無くすことはできる。因みに、油圧式ねじロック手段は、特許文献１の場合は油圧室１６を設け、特許文献２の場合は油室３５を設けることで構築されている。

しかし、第２の連結個所は、コンロッドの円滑で安定した揺動運動および上下運動を維持し、さらにはプレス成形中か否か、或いはスライドの速度変化に伴う慣性力によって切換わる向き反対の負荷（荷重）に確実に耐える等の基本的機能を担保するために、構造複雑でかつ高精度加工部品を高精度組立てしなければならない。また、運用の実際において、計画上の所定精度を確立するまでに多くの手間と時間を要する。これらは、コスト低減を妨げる要因にもなっている。このような問題が内在するにも拘わらず、基本的構造が従来例の場合のように限定（慣用化）され大幅な改変に至っていないのが実状である。

本発明の目的は、ガタが少なく高精度でプレス運転可能なスライド駆動装置を提供することにある。

各連結個所に関する詳細な試験研究によると、第２の連結箇所のガタを半減できるならば、装置全体の高精度化を達成できかつ今後のプレス成形技術の趨勢に応えることができると分析した。

すなわち、従来例（特許文献１）の場合、原理説明図［図５（Ｂ）］に示すように、プレス連続運転時の過酷な熱要因（熱膨張変形）を見込んで、コンロッド下端部（球形体２Ｂ）と上枠体（８）の半円球形内面とのクリアランスＣ２１および下枠体（７）の半円球形内面とのクリアランスＣ２２の値が決められている。Ｃ２１の値はＣ２２の値と同じである。つまり、球形体２Ｂの外側全方向に同一値のクリアランスを設ける考え方である。

プレス成形中のプレス成形荷重Ｐｐｒｓを接触状態にある下枠体（７）の半円球形内面とコンロッド下端部（球形体２Ｂ）の下端外周面とで受けかつコンロッド側に伝達する場合は、上枠体（８）の半円球形内面とコンロッド下端部（球形体２Ｂ）の上側外周面との間のガタは同図（Ａ）に示すようにＣ２（＝Ｃ２１＋Ｃ２２）となる。一方、非プレス成形中のスライド荷重Ｐｓｒｄを接触状態にある上枠体（８）の半円球形内面とコンロッド下端部（球形体２Ｂ）の上側外周面で受けかつコンロッド側に伝達するときは、下枠体（７）の半円球形内面とコンロッド下端部（球形体２Ｂ）の下側外周面との間のクリアランスは同図（Ｃ）に示すようにＣ２＝（Ｃ２１＋Ｃ２２）となる。

第１の連結箇所と比べ第２の連結箇所の摺動部の径は小さいが、第２の連結箇所には十分なガタが求められる。クランク軸の回転を伴う第１の連結箇所の摺動部の摺動速度に比べ、コンロッドの揺動に伴う摺動部の摺動速度は小さい。しかし、受ける荷重が同じであるのに第２の連結箇所の熱容量が第１の連結箇所の熱容量に比べて小さいこと、及び第２の連結箇所は構造上潤滑油の強制循環による効果的な冷却が行なえないことから、第２の連結箇所の温度上昇が大きいことが原因である。また、常時相対可動状態である第２の連結個所のガタ（Ｃ２）は、通常相対静止状態である第３の連結個所のガタ（Ｃ３）よりも大きい。しかも、例えば電子部品のプレス成形速度は一段と高速に、その運転態様は一層長期間に渡る連続運転となる傾向にあるので、従来構造のままではガタ（Ｃ２）の値を一段と大きくしなければならないと考えられる。

ここに、上記の通り第２の連結個所のガタ（Ｃ２）を半減できれば、スライド装置全体の大幅な高精度化を達成できる。また、第３の連結個所のガタ（Ｃ３）を忍受したとしても従来例の場合に比較してスライド装置全体の高精度化を向上できるから、油圧式ねじロック手段の導入を省略でき得る。この油圧式ねじロック手段を省略すれば、プレス運転中にダイハイト調整が実行可能になるから、プレス成形態様やプレス機械の運用形態を拡大することができる。コスト削減もできる。

本発明は、スライド駆動装置に関する長年の慣行を打ち破る大胆でユニークな改変に関し、第２の連結個所における向き反対のプレス成形荷重Ｐｐｒｓとスライド荷重Ｐｓｒｄとを受けかつコンロッド側に伝達する機械的構造を別個独立形式に構築したことを特徴とするものである。

詳しくは、請求項１の発明に係るスライド駆動装置は、クランク軸の回転運動をコンロッドおよびサスペンション機構を通してスライドの昇降運動に変換しつつスライド駆動するスライド駆動装置において、コンロッドの下端部に、仮想中心を中心とする下方に凸形状の雄球面を有する雄球面部材を形成しかつ円環部材に回転自在に保持された当該仮想中心を通る水平軸線を中心としかつ水平軸線方向に延びる水平ピン部材を設けるとともに、下部側が下方に凸形状の雌球面を有する雌球面部材に連結されかつ上部側が該円環部材に被嵌装着可能に形成された押え部材を設け、プレス成形中はスライド側の雌球面とコンロッド側の雄球面とを接触状態としかつプレス成形荷重を当該接触両球面を通してコンロッド側に伝達可能に形成され、非プレス成形中は押え部材の上部側を円環部材に懸架させることで雌球面と雄球面とを非接触状態としかつスライド荷重を押え部材、円環部材および水平ピン部材を通してコンロッド側に伝達可能に形成されている。

また、請求項２の発明に係るスライド駆動装置は、クランク軸の回転運動をコンロッドおよびサスペンション機構を通してスライドの昇降運動に変換しつつスライド駆動するスライド駆動装置において、コンロッドの下端部に、仮想中心を中心とする下方に凸形状の雄球面を有する雄球面部材を形成するとともに当該仮想中心を通る水平軸線を中心としかつ水平軸線方向に延びる水平ピン部材を設け、サスペンション機構を、水平ピン部材を回転自在に保持する円環部材と，スライド側の雌ねじ部材と螺合される雄ねじ部材と、上部側が該円環部材に懸架可能で下部側が雄ねじ部材に連結された押え部材とを含みスライドをサスペンション可能に形成し、該雄球面の形状に対応する下方に凸形状の雌球面を有する雌球面部材を該雄ねじ部材の上部側に配置し、プレス成形中はプレス成形荷重により雌球面と雄球面とが接触状態に保持可能かつ押え部材と円環部材とが非接触状態に保持可能に形成され、非プレス成形中はスライド荷重により押え部材と円環部材とが接触状態に保持可能かつ雌球面と雄球面とが非接触状態に保持可能に形成されている。

さらに、請求項２の従属項である請求項３の発明は、スペーサーを用いて押え部材の下端面と雄ねじ部材の上端面との隙間を拡縮することで非接触状態の雌球面と雄球面との間のクリアランスを調整可能に形成されている。請求項４の発明は、雄球面部材と水平ピン部材とが隙間のない一体的構造である。請求項５の発明は、雌球面部材と雄ねじ部材とが仮想中心を通る垂直軸線を中心に相対回転可能である。請求項６の発明は、コンロッドの下端部が雄球面部材を含む球体構造とされ、この球体構造の水平ピン部材よりも上方に位置する肩部が前記押え部材と非接触とされている。さらに、請求項７の発明は、押え部材の起立外周面とクランク軸を収容するクラウンとの間にスラスト受けガイドが装着されている。

請求項１の発明によれば、ガタが少なく高精度なプレス運転ができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の場合と同様にガタが少なく高精度なプレス運転ができるとともに装置具現化が容易でコスト低減ができる。

請求項３の発明によれば、請求項２の発明の効果に加え、雌球面と雄球面とのクリアランス調整が容易であり、最小のクリアランスを設定して一段の高精度化運転を行える。また、請求項４の発明によれば、請求項２、３の各発明の効果に加え、コンロッドの製造コストを低減できる。

請求項５の発明によれば、請求項２〜４の各発明の効果に加え、ダイハイト調整を円滑に行える。請求項６の発明によれば、請求項２〜５の各発明の効果に加え、コンロッド下端部および押え部材の製造コストを一段と低減できる。請求項７の発明によれば、請求項２〜６の各発明の効果に加え、一段と円滑なプレス運転を行える。

本発明の実施の形態に係るスライド駆動装置を説明するための正面縦断面図である。 同じく、側面縦断面図である。 同じく、図１の矢視線（Ｃ-Ｃ）に基づく横断面図である。 同じく、スライド駆動動作を説明するための図で、（Ａ）はプレス成形時で、（Ｂ）は非プレス成形時を示す。 従来例（スライド駆動装置）のスライド駆動動作と問題点を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本スライド駆動装置は、図１〜図４に示す如く、コンロッド２０の下端部３１に下方に凸形状の雄球面３８を有する雄球面部材３７を形成しかつ円環部材４１に回転自在に保持された水平ピン部材４５を設けるとともに、下部側（下端面５６）が下方に凸形状（上方に凹形状）の雌球面４８を有する雌球面部材４７に直接または間接的に連結されかつ上部側（内面５２Ｉ）が円環部材４１に被嵌装着可能に形成された押え部材５１を設け、プレス成形中はスライド側の雌球面４８とコンロッド側の雄球面３８との接触状態によりプレス成形荷重Ｐｐｒｓが当該両球面部を通してコンロッド側に伝達可能に形成され、非プレス成形中は押え部材５１の上部側を円環部材４１に懸架させることで雌球面４８と雄球面３８とを非接触状態としてスライド荷重Ｐｓｒｄを円環部材４１および水平ピン部材４５を通してコンロッド側に伝達可能に形成されている。

なお、押え部材５１の下部側（下端面５６）と雌球面部材４７（雌球面４８）とは、この実施の形態の場合は、雄ねじ部材６２（フランジ部６３）を介して間接的に連結されている。

詳しくは、コンロッド２０の下端部３１に図１に示す仮想中心Ｑを中心とする下方に凸形状の雄球面３８を有する雄球面部材３７を形成するとともに仮想中心Ｑを通る水平軸線Ｘ２を中心としかつ水平軸線（Ｘ２）方向に延びる水平ピン部材４５を設け、サスペンション機構４０を、円環部材４１と雄ねじ部材６２と押え部材５１とを含みスライド９０をサスペンション（懸架）可能に形成し、雄球面３８の形状に対応する下方に凸形状（上方に凹形状）の雌球面４８を有する雌球面部材４７を雄ねじ部材６２の上部側（６６）に配置し、プレス成形中はプレス成形荷重Ｐｐｒｓにより雌球面４８と雄球面３８とが接触状態に保持可能かつ押え部材５１（５２Ｉ）と円環部材４１（４２）とが非接触状態に保持可能に形成され、非プレス成形中はスライド荷重Ｐｓｒｄにより押え部材５１（押え天井部５２の内面５２Ｉ）と円環部材４１（外周面４２）とが接触状態に保持可能かつ雌球面４８と雄球面３８とが非接触状態に保持可能に形成されている。

図１、図２において、スライド駆動装置は、クランク軸１０の回転運動をコンロッド２０およびサスペンション機構４０を通してスライド９０の昇降運動に変換しつつスライド駆動可能に形成されている。

クランク軸１０は、プレス本体の一部を構成するクラウン１内に収容され図示しないモータで水平軸線Ｘ１を中心に回転可能である。モータは、この実施の形態では、回転数を設定変更可能で、回転方向も設定切換可能なサーボモータである。したがって、スライド速度を切換えることができ、スライド９０を垂直軸線Ｚ方向の任意の位置に停止保持することができ、設定位置範囲内でスライド９０の昇降を繰り返し切換えることができる。このサーボプレスの特長機能を確実に発現させる観点からも、ガタが少なく高精度運転できるスライド駆動装置の開発が切望されているわけである。

コンロッド２０の上端部２１は、図２に示すように、取付けボルト２２を用いて結合分離可能な上・下（半割）半円環組合構造（２１Ｕ、２１Ｄ）とされ、クランク軸１０（偏心部１１）に被嵌装着されている。上端部２１とクランク軸１０（偏心部１１）とのクリアランスＣ１の値は、従来例の場合と同じ（例えば、７／１００ｍｍ）である。

以下の説明中に出てくる垂直軸線Ｚは上記の水平軸線Ｘ１に直交する軸線である。Ｚ方向は垂直軸線Ｚの延びる方向である。また、水平軸線Ｘ２は水平軸線Ｘ１に平行である。仮想中心Ｑは、垂直軸線Ｚと水平軸線Ｘ２との交点である。

なお、図１において、垂直軸線Ｚを中心とする左側断面と右側断面とは断面位置が異なる。左側断面は図３に示す矢視線Ａから見た状態で、右側断面は矢視線Ｂから見た状態であり、平面的には１２０度等間隔で３箇所有り、各左側断面と各右側断面とは６０度ずつ位置ずれしている。図３は、図１の矢視線Ｃ-Ｃに基づく。

コンロッド２０の下端部３１は、球体構造（球体部３２）から形成され、その一部が下方に凸形状の雄球面３８を有する雄球面部材３７とされている。Ｚ方向において雄球面３８と対向する雌球面４８は雌球面部材４７の上部側に形成さている。この雌球面４８は、雄球面３８の形状（凸形状）に対応する形状（上方に凹形状…下方に凸形状）である。雌球面部材４７（雌球面４８）は、雄ねじ部材６２の上部側（収容部６６）に配置（装着）されている。

球体部３２の中心は、図１に示す仮想中心Ｑと同じである。つまり、雄球面部材３７の一部分である雄球面３８の中心は仮想中心Ｑである。球体部３２には、仮想中心Ｑを通る水平軸線Ｘ２を中心とする貫通穴３５が設けられている。水平ピン部材４５は円柱形状で、貫通穴３５内に嵌挿されている。すなわち、水平ピン部材４５は、仮想中心Ｑを通る水平軸線Ｘ２を中心としかつＸ２方向に延びる。貫通穴３５の内周面と水平ピン部材４５の外周面との間のクリアランスはゼロ（０）である。つまり、球体部３２（雄球面部材３７）と水平ピン部材４５とが隙間のない一体的構造とされている。なお、球体部３２の両側（左右）は、水平ピン部材４５との関係から、点線で示す位置で切欠されている。

上記した雄球面部材３７（雄球面３８）は、球体構造（球体部３２）の水平ピン部材４５の位置より下方に位置する球体部分から形成されている。また、球体部３２の水平ピン部材４５の位置よりも上方に位置する球体部分（肩部３３）は、貫通穴５３内に収められ、押え部材５１（押え天井部５２）とは非接触である。

水平ピン部材４５の外周面と円環部材４１の内周面４３とのクリアランスは水平軸線Ｘ２を中心とする相対回転に支障がない範囲内であれば良い。尚、このクリアランスは第２の連結箇所のガタの大きさとは関係しない。

サスペンション機構４０は、円環部材４１と押え部材５１およびスライド高さ調整部６１（雄ねじ部材６２、雌ねじ部材７２、ウオームねじ８１、ウオーム歯車８２等）を含みスライド９０をサスペンション可能に形成されている。このスライド高さ調整部６１は、ダイハイト調整機構を形成する。

図１、図２において、雄ねじ部材６２は上部側にフランジ部６３を有する円柱構造であり、雄ねじ部材６２の下部側の外周面に設けた雄ねじ部６７は、スライド（９０）側の雌ねじ部材７２（雌ねじ部７７）と螺合する。フランジ部６３には垂直軸線Ｚを中心とする有底円筒形状の収容部６６が形成されている。この収容部６６内に収容（装着）された雌球面部材４７（雌球面４８）は、Ｚ方向において雄球面部材３７（雄球面３８）と接触分離可能である。

雌球面部材４７の上面側の球面加工範囲（雌球面４８）は、コンロッド２０の揺動運動に伴う雄球面３８の回動運動範囲をフォローできるだけの比較的に小さな範囲でよい。つまり、内面が半円球形状の従来例（特許文献１）の下枠体（７）を製作する場合に比較して、製作が容易で面加工精度も高くかつコスト低減ができる。

これに関連し、この発明では肩部３３でスライド荷重Ｐｓｒｄを受ける必要がないから押え部材５１を小型で単純な構造とすることができる。つまり、内面が半円球形状の従来例（特許文献１）の上枠体（８）を製作する場合に比較して、製作が容易で面加工精度も高くかつコスト低減ができる。しかも、押え部材５１から雌球面部材４７までの上下方向寸法を、従来例（特許文献１）の上枠体（８）から下枠体（７）までの上下方向寸法に比較して小さくできる。したがって、サスペンション機構４０を全体的に小型軽量化できる。

この雌球面部材４７は、仮想中心Ｑを通る垂直軸線Ｚを中心に雄ねじ部材６２と相対回転可能である。つまり、短柱形状の雌球面部材４７は、最小限のクリアランスを持たせた状態で有底円筒形状の収容部６６に回転可能に嵌装されている。したがって、ダイハイト調整時の負荷が軽くなり雄ねじ部材６２を円滑に回動できる。

なお、例えば、コンロッド２０の揺動角度が狭い（スライドストロークが短い）場合には、雄ねじ部材６２と雌球面部材４７とを一体的に形成してもよい。この場合は、揺動（回動）運動範囲が小さくてもよい雄球面３８と雌球面４８とを垂直軸線Ｚを中心に相対回転させればよい。

フランジ部６３の上端面には、第１水平端面６４および第２水平端面６５が形成されている。第１水平端面６４は円環部材４１（外周面４２）に対向する位置であり、第２水平端面６５は押え部材５１の下部側（下端面５６）に対向する位置である。

押え部材５１は、全体として円筒形状であり、押え天井部５２にはコンロッド２０（下端部３１）をＺ方向に貫通可能な大きさの貫通穴５３が設けられ、スカート部５４の下端面５６はフランジ部６３（第２水平端面６５）に載置可能である。両者（押え部材５１、雄ねじ部材６２）は、スペーサー５７を介しかつ結合ボルト５８を用いて一体的に連結（固着）される。

押え天井部５２の内面５２Ｉは、図１、図４に示す如く、円環部材４１（外周面４２）を下方に押えこむ。つまり、押え部材５１は、上部側（押え天井部５２…内面５２Ｉ）が円環部材４１にサスペンション（懸架）可能で下部側［スカート部５４（下端面５６）］が雄ねじ部材６２に連結（固着）される。

機能的には、押え部材５１は下部側（下端面５６）がＺ方向において雌球面部材４７に連結されかつ上部側（内面５２Ｉ）が円環部材４１（外周面４２）に被嵌装着できると理解される。なお、下部側（下端面５６）と雌球面部材４７とを雄ねじ部材６２（フランジ部６３）を介して間接的に連結したが、両者（６２、４７）を一体に形成して直接連結する構造としてもよい。

上記のスペーサー５７は、押え部材５１（スカート部５４）の下端面５６と雄ねじ部材６２の上端面（第２水平端面６５）との隙間を拡縮することで、非接触状態の雌球面４８と雄球面３８との間の図４（Ｂ）に示すクリアランスＣ２ｄの値を調整するために使用される。

スライド（９０）側の雌ねじ部材７２は、雄ねじ部材６２に被嵌装着されかつ雌ねじ部７７と雄ねじ部６７との螺合により雄ねじ部材６２に結合される。雄ねじ部材６２を回転させることで、雄ねじ部材６２を基準として雌ねじ部材７２をＺ方向に相対変位させることができる。雌ねじ部材７２にはボルト７４でプレート９３が固定され、このプレート９３にボルト９５を用いてスライド９０が取付けられている。つまり、雄ねじ部材６２を回転させることで、コンロッド２０（下端部３１）に対するスライド９０のＺ方向の位置を変位させることができる。

この雄ねじ部材６２のフランジ部６３とウオーム歯車８２とは、図１、図３に示すコッター８４を介して垂直軸線Ｚを中心に同期回転可能に結合されている。コッター８４は、コッターピン８５でフランジ部６３に回転自在に取付けられかつウオーム歯車８２とは上下方向に摺動自在に配置されている。したがって、外部のモータ（図示省略）でウオームねじ軸８１Ｓ（ウオームねじ８１）を回転すれば、スライド９０の高さつまりダイハイトを調整することができる。

このウオームねじ軸８１Ｓは、図１に示すウオームケース５の内側（装着部６）に図３のころがり軸受８３を介して回転可能に収容装着されている。図２において、ウオームケース５の上部側はボルト１５でクラウン１に固定され、その下部側にはボルト７でガイド部８（シール部９）が取付けられている。ガイド部８（シール部９）は、雌ねじ部材７２の上下移動を案内する。

図１に示す押え部材５１（スカート部５４）の外周面（起立外周面）５５とクラウン１［開口部（開口内周面）２］との間には、スカート部５４を上下方向に摺動自在に案内するとともに、スライド駆動時のスラスト分力を受けるスラスト受けガイド３が取付けられている。ボルト４で固定される。

模式的（簡易的）に表した動作を説明するための図４において、プレス成形中を現す同図（Ａ）に示す如く、スライド９０［雄ねじ部材６２］側の雌球面４８とコンロッド（２０）側の雄球面３８が接触状態（クリアランス無し状態）にある場合は、プレス成形荷重Ｐｐｒｓが両接触球面部４８、３８を通してコンロッド（２０）側に伝達可能に形成されている。

この際、押え天井部５２（内面５２Ｉ）と円環部材４１（外周面４２）とは、上下方向において非接触状態であり、そのクリアランスＣ２ｕの値は図４（Ｂ）に示す両球面３８、４８間のクリアランスＣ２ｄの値と同じとされている。

図４（Ａ）において、雄ねじ部材６２（フランジ部６３）の第１水平端面６４と円環部材４１（外周面４２）とは、非接触状態とされる。雄ねじ部材６２に加わる上向きのプレス成形荷重Ｐｐｒｓが両接触球面３８、４８を通すことなく、水平ピン部材４５の両端側に直接伝達されることを防止する。したがって、両者（６４、４２）間のクリアランスＣ２ｍｓの値は非接触を維持できる限りにおいて適宜で小さな値（例えば、２／１００ｍｍ以下）とすればよい。プレス成形精度には直接関与しないからである。

すなわち、スライド（９０）側の雌球面４８とコンロッド（２０）側の雄球面３８とが接触状態に保持可能でかつ押え部材５１（内面５２Ｉ）と円環部材４１（外周面４２）とが非接触状態に保持可能に形成されている。この際、雄ねじ部材６２側の第１水平端面６４および雌球面部材４７と、円環部材４１（４２）とは、上記の通り非接触状態に保持される。

非プレス成形中を現す図４（Ｂ）において、押え部材５１の上部側（押え天井部５２の内面５２Ｉ）と円環部材４１（外周面４２）とが接触状態に保持可能でかつ雌球面４８と雄球面３８とが非接触状態に保持可能である。この際も、雄ねじ部材６２側の第１水平端面６４および雌球面部材４７と、円環部材４１（外周面４２）とは非接触状態に保持される。クリアランスＣ２ｍｌの値は、図４（Ａ）に示す場合（Ｃ２ｍｓ）よりも上方のクリアランスＣ２ｕの値分だけ大きくなる。

つまり、非プレス成形中は、下部側［スカート部５４（下端面５６）］が雄ねじ部材６２（雌球面部材４７）側に連結（固着）されている押え部材５１の上部側（押え天井部５２）を円環部材４１に懸架させることで、雌球面４８と雄球面３８とを非接触状態としつつ、スライド荷重Ｐｓｒｄを雄ねじ部材６２（雌球面部材４７）、押え部材５１、円環部材４１および水平ピン部材４５を通してコンロッド（２０）側に伝達することができる。

この際の雌球面４８と雄球面３８との間のクリアランスＣ２ｄの値は、従来例（特許文献１）のクリアランスＣ２１（＝Ｃ２２）の値と同等以下の値とすることができる。つまり、従来例の場合は、上・下枠体（８、７）がいわば密閉空間（クローズド構造）に形成されていた。また、プレス成形荷重Ｐｐｒｓとスライド荷重Ｐｓｒｄとを上下交互に繰り返して受けていた。このために熱的変形（全方向的な熱膨張量）が非常に大きくなっていた。したがって、直径全方向に等しくかつ大きなクリアランスＣ２１（Ｃ２２）を設ける必要があり、この和（Ｃ２１＋Ｃ２２）がガタとなっていたのである。

本発明の場合は、雌球面部材４７等がいわば開放空間（オープン構造）であるから、熱発生が少なく放熱も早い。つまり、雄球面部材３７（および雌球面部材４７）の熱膨張量を少なく抑えることができる。したがって、クリアランスＣ２ｄの値を、従来例の場合よりも小さくすることもできる。

しかも、このクリアランスＣ２ｄの値をプレス運転状態（連続性、負荷の大小、プレス成形速度等）に最適でかつ安定運用できる範囲内において最小化できるようにスペーサー５７を用いてクリアランス調整可能である。図４において、スカート部５４の下端面５６と雄ねじ部材６２の第２水平端面６５との間に適宜な厚さのスペーサー５７をセットし、その後に図１のボルト５８でスカート部５４とフランジ部６３とをしっかりと結合させればよい。

ここにおいて、従来例の場合は、プレス成形荷重Ｐｐｒｓからスライド荷重Ｐｓｒｄへの切換えの際に、図５（Ａ）に示す状態から同図（Ｃ）に示す状態に切換わるので大きなガタ（Ｃ２１＋Ｃ２２）が生じる。スライド荷重Ｐｓｒｄからプレス成形荷重Ｐｐｒｓに切換わる場合も同じガタ（Ｃ２１＋Ｃ２２）である。

本発明の場合は、プレス成形荷重Ｐｐｒｓからスライド荷重Ｐｓｒｄへの切換えの際は、図４（Ａ）に示す状態から同図（Ｂ）に示す状態に切換わるので、ガタ（Ｃ２ｕ＝Ｃ２ｄ）は小さな値である。これとは逆に、スライド荷重Ｐｓｒｄからプレス成形荷重Ｐｐｒｓに切換えの際は、図４（Ｂ）に示す状態から同図（Ａ）に示す状態に切換わるので、この場合のガタ（Ｃ２ｄ＝Ｃ２ｕ）も同じ値である。

すなわち、スライド荷重Ｐｓｒｄとプレス成形荷重Ｐｐｒｓとの受け位置を異なる位置に変更する改善（構造改変）により、第２の連結個所のガタ（Ｃ２ｄ）を従来例の場合（Ｃ２１＋Ｃ２２）に比較して半減（１／２）以下に減少化することができた。

このように、この実施の形態では、油圧式ねじロック手段を設けていないが、油圧式ねじロック手段を設けた従来例の場合と同じスライド駆動装置全体の総合ガタ（精度）に抑えたプレス運転を保障することができる。しかも、雌雄ねじ間を拘束する油圧式ねじロック手段が無いので、プレス運転中にこまめなダイハイト調整をしたいという実際プレス運用上の要請に応えられる。つまり、高品質製品を安定生産することができる。

もとより、この実施の形態においても油圧式ねじロック手段を設けることにすれば、コンロッド下端部とサスペンション機構との第２の連結箇所のガタを、従来例の場合（Ｃ２＝Ｃ２１+Ｃ２２）に比較して大幅［Ｃ２ｄ＝Ｃ２×１／２］に向上できる。

また、スライド９０を頻繁に昇降反転させる際の上下方向ガタの切換差を小さくできるから、ショックレスで円滑な運転ができる。振動も軽減できる。特に、各種のスライドモーションを選択切換えたプレス運転ができるサーボプレスのスライド駆動装置として好適である。

なお、調整後のフランジ部６３（第１水平端面６４）と円環部材４１（外周面４２）との間のクリアランスＣ２ｍｌの値は、図４（Ａ）に示す場合（Ｃ２ｍｓ）の値とクリアランスＣ２ｄの値の和である。この場合、押え天井部５２（内面５２Ｉ）と円環部材４１（外周面４２）とが接触状態であるから、当該時のクリアランスＣ２ｕの値はゼロである。

かかる実施の形態の作用・動作を説明する。

（初期状態）
スライド９０が初期位置（例えば、上死点）に位置する初期状態では、図４（Ｂ）に示す如く、押え部材５１（押え天井部５２）が円環部材４１を通して水平ピン部材４５（球体部３２）に担持されている。雄球面３８と雌球面４８との間のクリアランスはＣ２ｄである。円環部材４１（外周面４２）と第１水平端面６４との間のクリアランスＣ２ｍｌの値はクリアランスＣ２ｄの値よりも大きい。つまり、スライド荷重Ｐｓｒｄは水平ピン部材４５を通してコンロッド２０（下端部３１）に伝達される。

（プレス運転開始）
クランク軸１０を回転させると、コンロッド２０の上端部２１は水平軸線Ｘ１を中心として偏心回転される。上端部２１は下端部３１（球体部３２）を中心に揺動運動する。具体的には、水平ピン部材４５が両側円環部材４１を軸受としかつ水平軸線Ｘ２を中心に回転する。下端部３１（球体部３２）はコンロッド２０の揺動角度に応じて上下（Ｚ）方向に移動する。スラスト受けガイド３が設けられているので、揺動運動に伴うスラスト分力を分散できる。

（スライド下降）
すなわち、コンロッド２０の揺動に伴いスライド９０が下死点に向かって下降する。この際は、図４（Ｂ）の状態が維持される。

（プレス成形）
スライド９０が所定位置（例えば、下死点近傍）に進むと、上型が下型内にセットされたワークに当接する。すなわち、プレス成形動作に突入する。すると、プレス成形荷重Ｐｐｒｓが発生する。この上向き反力（Ｐｐｒｓ）は、図１に示すスライド９０→プレート９３→雌ねじ部材７２→雄ねじ部材６２→雌球面部材４７に伝達される。したがって、雌球面４８が図４（Ｂ）に示す状態から同図（Ａ）に示す状態に変化して雄球面３８に接触する。この切換わりの際に、ガタ（Ｃ２ｄ）が発生する。両球面４８、３８が接触状態であるから、プレス成形荷重Ｐｐｒｓは雄球面部材３７（球体部３２）に伝播され、コンロッド２０（下端部３１）に伝達される。最終的にはクランク軸１０がプレス負荷（プレス成形荷重Ｐｐｒｓ）として受け止める。これと並行して、押え天井部５２（内面５２Ｉ）と円環部材４１（外周面４２）との間のクリアランスＣ２ｕが図４（Ａ）に示すように広がる。このクリアランスＣ２ｕの値は、図４（Ｂ）に示すクリアランスＣ２ｄの値と同じである。しかし、押え部材５１および円環部材４１（水平ピン部材４５）はプレス成形荷重Ｐｐｒｓの伝達に直接関与しないので、クリアランスＣ２ｕは総合精度を低下させるガタにはならない。すなわち、従来例の場合のように両クリアランスの和（Ｃ２ｄ＋Ｃ２ｕ）ではない。本発明では、第２の結合個所のガタが半減（Ｃ２ｄ）される。

（スライド上昇）
プレス成形終了後に、スライド９０は上昇し始める。プレス成形荷重Ｐｐｒｓが消滅し、スライド荷重Ｐｓｒｄが発生する。この下向き荷重（Ｐｓｒｄ）は、スライド９０→プレート９３→雌ねじ部材７２→雄ねじ部材６２→押え部材５１に伝達される。このスライド懸架に伴い、雌球面４８は図４（Ａ）に示す状態から同図（Ｂ）に示す状態に変化（降下）する。つまり、雌球面４８は降下して雄球面３８と非接触状態となる。クリアランスＣ２ｄが広がるが、ガタとはならない。つまり、下向き荷重（Ｐｓｒｄ）は、雄ねじ部材６２の第２水平端面６５を通してこれと一体的に連結された押え部材５１の負荷となる。すなわち、押え部材５１が降下して円環部材４１（外周面４２）に当接するから、下向き荷重（Ｐｓｒｄ）は円環部材４１、水平ピン部材４５および球体部３２を通してコンロッド２０に伝達される。押え部材５１（内面５２Ｉ）と円環部材４１（外周面４２）との間のクリアランスＣ２ｕの値は、図４（Ａ）に示す最大値から同図（Ｂ）示すゼロ（０）となる。下向き荷重（Ｐｓｒｄ）の伝達に直接関与するので、クリアランスＣ２ｕはガタとなる。しかし、非接触状態の雌球面４８および雄球面３８は、スライド荷重Ｐｓｒｄの伝達に直接関与しないので、クリアランスＣ２ｄはガタとならない。

（スライド昇降反転切換動作）
スライド９０をある位置またはある位置範囲内で上昇と下降を繰り返すプレス運転が選択された場合を考える。かかるプレス運転の場合は、クランク軸１０の回転方向を切換えることで、スライド下降動作とスライド上昇動作とが交互に繰り返される。しかし、第２の連結個所のガタ（Ｃ２ｄ＝Ｃ２ｕ）が従来例の場合（Ｃ２１＋Ｃ２２）の値の１／２であるから、従来例の場合に比較して切換え動作時の衝撃や騒音が大幅に弱小化されている。したがって、サーボプレスに固有な特長機能を発現させたプレス運転を続行できる。

（第３の結合個所との関係）
第２の連結個所のガタ（Ｃ２ｄ＝Ｃ２ｕ）が従来例の場合（Ｃ２）の１／２であるから、油圧ねじロック手段が無い場合でも、従来例による製品品質と遜色のないまたはそれ以上の品質の製品を生産することができる。隙間調整により、ガタ（Ｃ２ｄ）を最小化できるからである。もとより油圧ねじロック手段を付設してもよい。この場合には、大幅な高精度化を達成できるから、一段と高品質の製品を生産することができる。すなわち、本発明装置は、従来例に比較して生産すべき製品品質に対する適応性が広い。

（クリアランスの調整）
具体的運用条件（連続時間・期間、製品品質、プレス負荷の大小、プレス速度、周囲環境など）に最適な精度を得るには、押え部材５１と雄ねじ部材６２との間のスペーサー５７の交換等により、クリアランスＣ２ｄの値を調整すればよい。

（ダイハイト調整）
ダイハイト調整を必要とする場合（プレス運転態様、製品形態や保証品質などに好適とするための一策を施す。）には、外部モータ制御により、図１、図３に示すウオームねじ８１（８１Ｓ）を回転させてウオーム歯車８２を、垂直軸線Ｚを中心に回転させる。雄ねじ部材６２の回転量に応じて雌ねじ部材７２が上下方向に変位する。すなわち、ダイハイト調整ができる。油圧ねじロック手段が無いので、プレス運転中も調整できるから、製品精度・品質のバラツキを最小化できる。雌球面部材４７（雌球面４８）が垂直軸線Ｚを中心に回転できるので、円滑で迅速なダイハイト調整ができる。

（プレス停止動作）
クランク軸１０の回転を停止させると、コンロッド２０（上端部２１）の水平軸線Ｘ１を中心とする偏心回転が停止する。下端部３１（球体部３２）を中心とするコンロッド２０の揺動運動も停止する。水平ピン部材４５の両側円環部材４１を軸受としかつ水平軸線Ｘ２を中心とする回転が停止する。通常はスライド９０を上死点位置（初期位置）に戻してプレス停止させる。下端部３１（球体部３２）はコンロッド２０の揺動角度に応じて上下（Ｚ）方向に移動する。サスペンション機構４０は図４（Ｂ）に示す状態で静止保持される。

しかして、この実施の形態によれば、プレス成形中はスライド側の雌球面４８とコンロッド側の雄球面３８との接触状態によりプレス成形荷重Ｐｐｒｓが当該両球面部を通してコンロッド側に伝達可能に形成され、非プレス成形中は押え部材５１の上部側を円環部材４１に懸架させることで雌球面４８と雄球面３８とを非接触状態としてスライド荷重Ｐｓｒｄを円環部材４１および水平ピン部材４５を通してコンロッド側に伝達可能に形成されているので、ガタが少なく高精度なプレス運転ができ、高品質なプレス成形品を生産することができる。

また、サスペンション機構４０が円環部材４１と雄ねじ部材６２と押え部材５１とを含みスライド懸架可能に形成され、雌球面４８を有する雌球面部材４７を雄ねじ部材６２の上部側（６６）に配置し、プレス成形中はプレス成形荷重Ｐｐｒｓにより両球面４８、３８が接触状態に保持可能かつ押え部材５１と円環部材４１とが非接触状態に保持可能に形成され、非プレス成形中はスライド荷重Ｐｓｒｄにより押え部材５１と円環部材４１とが接触状態に保持可能かつ両球面４８、３８が非接触状態に保持可能に形成されているので、低コストで具現化容易であり、一段と確実なサスペンション機能を発現できる。

また、スペーサー５７を用いて押え部材５１（５６）と雄ねじ部材６２（６４）との隙間を拡縮することで非接触状態の雌球面４８と雄球面３８との間のクリアランスＣ２ｄを調整可能に形成されているので、雌球面と雄球面とのクリアランス調整が容易であり、最小のクリアランスを設定可能かつ取り扱い容易である。一段と高品質製品を生産することができ、プレス運転態様、プレス設置環境や製品品質に対する適応性が広い。

また、雄球面部材３７と水平ピン部材４５とが隙間のない一体的構造とされているので、不必要なガタを一掃できかつコンロッド（２０）自体の製造コストを低減できる。

さらに、雌球面部材４７と雄ねじ部材６２とが仮想中心Ｑを通る垂直軸線Ｚを中心に相対回転可能に形成されているので、コンロッド下端部３１（雄球面３８）側に影響を及ぼすことなく雄ねじ部材６２を円滑かつ正確に回転できるので、ダイハイト調整を円滑に行える。

さらに、コンロッド下端部３１が雄球面部材３７を含む球体構造（球体部３２）とされ、この球体構造の水平ピン部材４５よりも上方に位置する肩部３３が押え部材５１と非接触でいいから、コンロッド下端部および押え部材５１の製造コストを一段と低減できる。

さらにまた、押え部材５１の起立外周面（５５）とクラウン１との間にスラスト受けガイド３が装着されているので、一段と円滑なプレス運転を行える。

さらにまた、サスペンション機構４０の主要構成部（３７、４５、５１）の小型軽量化により装置全体の軽量化およびＺ方向の寸法の短縮化がでるから、例えば電子部品等を高速・連続・高品質で生産するプレス機械を確立かつ普及できる。

１ クラウン
３ スラスト受けガイド
１０ クランク軸
２０ コンロッド
２１ 上端部
３１ 下端部
３２ 球体部（球体構造）
３３ 肩部
３７ 雄球面部材
３８ 雄球面
４０ サスペンション機構
４１ 円環部材
４５ 水平ピン部材
４７ 雌球面部材
４８ 雌球面
５１ 押え部材
５２ 押え天井部
５４ スカート部
５７ スペーサー
６１ スライド高さ調整部（ダイハイト調整機構）
６２ 雄ねじ部材
６７ 雄ねじ部
７２ 雌ねじ部材
７７ 雌ねじ部
８１ ウオームねじ
８２ ウオーム歯車

Claims (7)

1. クランク軸の回転運動をコンロッドおよびサスペンション機構を通してスライドの昇降運動に変換しつつスライド駆動するスライド駆動装置において、
   前記コンロッドの下端部に、仮想中心を中心とする下方に凸形状の雄球面を有する雄球面部材を形成しかつ円環部材に回転自在に保持された当該仮想中心を通る水平軸線を中心としかつ水平軸線方向に延びる水平ピン部材を設けるとともに、下部側が下方に凸形状の雌球面を有する雌球面部材に連結されかつ上部側が該円環部材に被嵌装着可能に形成された押え部材を設け、
   プレス成形中は前記スライド側の該雌球面と前記コンロッド側の該雄球面とを接触状態としかつプレス成形荷重を当該接触両球面を通して前記コンロッド側に伝達可能に形成され、
   非プレス成形中は該押え部材の上部側を該円環部材に懸架させることで該雌球面と該雄球面とを非接触状態としかつスライド荷重を該押え部材、該円環部材および水平ピン部材を通して前記コンロッド側に伝達可能に形成された、スライド駆動装置。
2. クランク軸の回転運動をコンロッドおよびサスペンション機構を通してスライドの昇降運動に変換しつつスライド駆動するスライド駆動装置において、
   前記コンロッドの下端部に、仮想中心を中心とする下方に凸形状の雄球面を有する雄球面部材を形成するとともに当該仮想中心を通る水平軸線を中心としかつ水平軸線方向に延びる水平ピン部材を設け、
   前記サスペンション機構を、該水平ピン部材を回転自在に保持する円環部材と，前記スライド側の雌ねじ部材と螺合される雄ねじ部材と，上部側が該円環部材に懸架可能で下部側が該雄ねじ部材に連結された押え部材とを含みスライドをサスペンション可能に形成し、
   該雄球面の形状に対応する下方に凸形状の雌球面を有する雌球面部材を該雄ねじ部材の上部側に配置し、
   プレス成形中はプレス成形荷重により該雌球面と該雄球面とが接触状態に保持可能かつ該押え部材と該円環部材とが非接触状態に保持可能に形成され、非プレス成形中はスライド荷重により該押え部材と該円環部材とが接触状態に保持可能かつ該雌球面と該雄球面と
   が非接触状態に保持可能に形成されている、スライド駆動装置。
3. スペーサーを用いて前記押え部材の下端面と前記雄ねじ部材の上端面との隙間を拡縮することで非接触状態の前記雌球面と前記雄球面との間のクリアランスを調整可能に形成されている、請求項２記載のスライド駆動装置。
4. 前記雄球面部材と前記水平ピン部材とが隙間のない一体的構造とされている、請求項２または３記載のスライド駆動装置。
5. 前記雌球面部材と前記雄ねじ部材とが前記仮想中心を通る垂直軸線を中心に相対回転可能である、請求項２〜４までのいずれか１項に記載されたスライド駆動装置。
6. 前記コンロッドの下端部が前記雄球面部材を含む球体構造とされ、この球体構造の前記水平ピン部材よりも上方に位置する肩部が前記押え部材と非接触とされている、請求項２〜５までのいずれか１項に記載されたスライド駆動装置。
7. 前記押え部材の起立外周面と前記クランク軸を収容するクラウンとの間にスラスト受けガイドが装着されている、請求項２〜６までのいずれか１項に記載されたスライド駆動装置。

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