JP5565973B2 - スライド駆動装置 - Google Patents
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Description
スライド10が初期位置(例えば、上死点)に位置する初期状態では、スライド10は押え部材(押え天井部)5が円環部材4を通して水平ピン部材3(コンロッドの球体部)に担持されている。雄球面と雌球面との間のクリアランスC2dは例えば3/100mmである。円環部材(外周面)4と第1水平端面32F1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3を通してコンロッド(下端部)2に伝達される。
クランク軸1を回転させると、コンロッド2の上端部は水平軸線X1を中心として偏心回転される。上端部は下端部(球体部)を中心に揺動運動する。具体的には、水平ピン部材3が両側円環部材4を軸受としかつ水平軸線X2を中心に回転する。下端部(球体部)はコンロッド2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11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。コンロッド2の揺動に伴いスライド10が下死点に向かって下降する。
ダイハイト調整の手動実行指令を発すると、プレス制御盤からダイハイト調整開始情報(開始指令信号)が生成出力され、位置拘束手段26が拘束解放動作する。すなわち、図3のシリンダ装置26が働き、下降状態のピストン29が上昇してウオーム歯車体12の上端面(摩擦材25)から離れる。つまり、位置拘束手段26の拘束動作が解ける。この状態で、回転駆動手段(調整モータ)が回転制御される。ウオームねじ13の回転によりウオーム歯車体12が垂直軸線Zを中心に回転される。すると、雄ねじ部材32の回転量に応じて雌ねじ部材33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。ダイハイト調整完了指令を発すると、回転駆動手段(調整モータ)の回転制御が終了し、ダイハイト調整完了情報(終了指令信号)が生成出力される。位置拘束手段26が拘束動作する。すなわち、シリンダ装置26が働き、下降したピストン29がウオーム歯車体12の上端面(摩擦材25)を下方に押圧する。つまり、位置拘束手段26の拘束動作でウオーム歯車体12の上下方向位置および回転方向位置を拘束することができる。したがって、その後のプレス運転において雄ねじ部材32が勝手に微妙に回転してしまうことを完全に防止できる。
スライド10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10→プレート9→雌ねじ部材33→雄ねじ部材32→雌球面部材6に伝達される。したがつて、雌球面が図5(B)に示す状態から同図(A)に示す状態に変位して雄球面に接触する。この切換わりの際に、ガタC2dが発生する。両球面が接触状態であるから、プレス成形荷重Pprsは雄球面部材(球体部)2Dに伝播され、コンロッド(下端部)2に伝達される。最終的にはクランク軸1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(内面)5と円環部材(外周面)4との間のクリアランスC2uが広がる。このクリアランスC2uの値は図5(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5および円環部材4(水平ピン部材3)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の結合箇所のガタが半減(C2d)される。
ダイハイト調整の自動実行モードを選択設定しておいたとする。現在値(スライド下端位置…下死点位置)が予め設定された値を逸脱しそうになると、プレス制御盤からダイハイト調整開始情報(開始指令信号)が生成出力され、位置拘束手段26が拘束解放動作する。すなわち、上記した初期のダイハイト調整の場合と同様に位置拘束手段26が拘束解放動作する。図3のシリンダ装置26が働き、下降状態のピストン29が上昇してウオーム歯車体12の上端面(摩擦材25)から離れる。拘束解放状態になる。
この拘束解放状態下において、回転駆動手段(調整モータ)が自動回転制御される。図2、図4に示すウオームねじ13が回転され、ウオーム歯車体12が垂直軸線Zを中心に回転される。雄ねじ部材32の回転量に応じて雌ねじ部材33が上下方向に変位する。すなわち、ダイハイト自動調整ができる。油圧ねじロック手段が無いのでプレス運転中も自動調整できるから、製品精度・品質のバラツキを最小化できる。雌球面部材(雌球面)6が垂直軸線Zを中心に回転できるから、円滑で迅速なダイハイト自動調整ができる。
設定目標値と検出現在値とが一定範囲内に収まるとダイハイト調整完了情報(終了指令信号)が生成出力される。回転駆動手段(調整モータ)の回転制御が終了する。すると、位置拘束手段26が拘束動作する。すなわち、図3のシリンダ装置26が働き、下降したピストン29がウオーム歯車体12の上端面(摩擦材25)を下方に押圧する。ウオーム歯車体12の下端面は、図1、図2に示す位置規制面16Fに押圧される。つまり、位置拘束手段26の拘束動作でウオーム歯車体12の上下方向位置および回転方向位置を拘束することができる。したがって、その後のプレス運転において雄ねじ部材32が勝手に微妙に回転してしまうことを完全に防止できる。油圧式ねじロック手段を具備する従来例の場合のように、ダイハイト調整完了後にねじロック(両ねじ部材32,33の上下方向相対位置が強制的に変化される。)する必要がないので、調整後のダイハイトを正確に保持できる。
プレス成形終了後に、スライド1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10→プレート9→雌ねじ部材33→雄ねじ部材32→押え部材5に伝達される。このスライド懸架に伴い、雌球面は図5(A)に示す状態から同図(B)に示す状態に変位(降下)する。つまり、雌球面は降下して雄球面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32の第2水平端面32F2を通してこれと一体的に連結された押え部材5の負荷となる。すなわち、押え部材5が降下して円環部材(外周面)4に当接するから、下向き荷重Psrdは円環部材4、水平ピン部材3および球体部を通してコンロッド2に伝達される。押え部材(内面)5と円環部材(外周面)4との間のクリアランスC2uの値は、図5(A)に示す最大値(3/100mm)から同図(B)に示すゼロ(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および雄球面は、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10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1の回転方向を切り換えることで、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の連結箇所のガタ(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的プレス運転を続行できる。
第2の連結箇所のガタ(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を設けなくて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。
位置拘束手段26によるウオーム歯車体12の上下方向位置および回転方向位置の拘束状態では、スライド昇降運転中に誘発されるダイハイト調整機構(雄ねじ部材32)と回転駆動手段(ウオーム歯車体12)との結合関係つまり第4の連結箇所に係る事象(雄ねじ部材32の勝手回転)の発生を完全に防止することができる。この事象発生を放置した場合の不利不便(ダイハイト変化、プレス製品の品質劣悪化、騒音発生や部品の変形・損壊)を一挙に解決できる。プレス速度を一段と高速化できる点も特筆できる。さらに、回転駆動手段(ウオーム歯車体、ウオームねじ、連結軸、モータ)を小型化、低コスト化を促進できる。
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5と雄ねじ部材32との間のスペーサー17の交換等により、クリアランスC2dの値を調整すればよい。
クランク軸1の回転を停止させると、コンロッド(上端部)2の水平軸線X1を中心とする偏心回転が停止する。下端部(球体部)を中心とするコンロッド2の揺動運動も停止する。水平ピン部材3の両側円環部材4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10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(球体部)はコンロッド2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は静止保持状態となる。
また、雄球面部材6と水平ピン部材3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2自体の製造コストを低減できる。
2 コンロッド
2D 雄球面部材(雄球面…雄円弧面)、(サスペンション機構)
2B コンロッド下端部(球形体)特許文献1
3 水平ピン部材、(サスペンション機構)
4 円環部材、(サスペンション機構)
5 押え部材、(サスペンション機構)
6 雌球面部材(雌球面…雌円弧面)
7 下枠体(サスペンション機構)特許文献1
8 上枠体(サスペンション機構)特許文献1
9 プレート
10 スライド
11 ガイド
12 ウオーム歯車体(回転駆動手段)
13 ウオームねじ(回転駆動手段)
14 コッター
15 コッターピン
16 ウオームケース(静止体)
16F 位置規制面
17 スペーサー
18 パッキンケース
19 クラウン
20 ころがり軸受け
21 スペーサー
22 パッキンケース
23 ころがり軸受け
24 エンドプレート
25 摩擦材
26 シリンダ装置(位置拘束手段)
27 上室
28 下室
29 ピストン
30 バネ
31 リテーナ
32 雄ねじ部材(ダイハイト調整機構)
33 雌ねじ部材(ダイハイト調整機構)
32F1 第1水平端面
32F2 第2水平端面
Claims (6)
- 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可能かつねじ機構を利用したダイハイト調整機構を具備するスライド駆動装置において、
前記サスペンション機構を、前記コンロッドの下端部に下方に凸形状の雄円弧面を有する雄円弧形状部材と、円環部材に回転自在に保持された水平ピン部材と、下部側が上方に凹形状の雌円弧面を有する雌円弧形状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とを有し、プレス成形中は前記スライド側の該雌円弧面と前記コンロッド側の該雄円弧面とを接触状態としかつプレス成形荷重を接触両円弧面を通して前記コンロッド側に伝達可能に形成するとともに、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円弧面と該雄円弧面とを非接触状態としかつスライド荷重を該押え部材、該円環部材および該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し、
前記ねじ機構が該押え部材に連結された雄ねじ(軸)部材と前記スライド側の雌ねじ(環)部材を相対回転可能かつ相対上下動可能に螺合させた構造とされ、前記ダイハイト調整機構がウオーム歯車体の回転運動を該雄ねじ(軸)部材に伝達することでダイハイト調整可能に形成され、
該静止体側に該ウオーム歯車体の上下方向位置を規制する位置規制面を形成しかつ該ウオーム歯車体を位置規制面に押圧することで該ウオーム歯車体の上下方向位置および回転方向位置を拘束可能な位置拘束手段を設け、
この位置拘束手段の位置拘束動作により該ウオーム歯車体を位置拘束することで、スライド昇降運動に伴い誘発される該雄ねじ(軸)部材に対する回転力を当該ウオーム歯車体で受止めて該雄ねじ(軸)部材が回転しないように形成されている、スライド駆動装置。 - 請求項1記載のスライド駆動装置において、
前記位置拘束手段が、シリンダ装置から形成されかつ前記ウオーム歯車体を下方側の前記位置規制面に押圧可能に形成されている、スライド駆動装置。 - 請求項1または2記載のスライド駆動装置において、
前記位置拘束手段が、円周方向の複数点において前記ウオーム歯車体を押圧可能に形成されている、スライド駆動装置。 - 請求項1から3までのいずれか1項に記載されたスライド駆動装置において、
前記位置拘束手段が、ダイハイト調整開始情報により拘束開放動作し、ダイハイト調整完了情報により拘束動作するものと形成されている、スライド駆動装置。 - 請求項1から4までのいずれか1項に記載されたスライド駆動装置において、
前記雄円弧面が雄球面とされ、前記雌円弧面が雌球面とされている、スライド駆動装置。 - 請求項1から4までのいずれか1項に記載されたスライド駆動装置において、
前記雄円弧面が雄円筒形状外面とされ、前記雌円弧面が雌円筒形状内面とされている、スライド駆動装置。
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