JP6835366B2 - プレス装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プレス装置及びその製造方法に関する。

プレス装置において、プレス品の寸法精度は、スライドとボルスタの真直度、平行度、直角度（以下、基本特性という）により決められる。一般的に、スライドは、クランク機構により上下動する構造とされている（特許文献１参照）。

図１１、１２は、プレス装置の従来例を示す。図１１は正面図であり、図１２は拡大平面図である。プレス装置は、以下の構成要素を備える。即ち、フレームＦと、上型（図示略）を支持し、クランク機構Ｃにより上下動されるスライドＳと、下型（図示略）を支持するボルスタＢと、フレームＦに固定されており、クランク機構Ｃのクランク軸ＣＳの両端を回転自在に支持する前後一対のクランク軸ホルダＣＨと、フレームＦに固定されており、スライドＳが上下動する際、スライドＳの側面に摺動してスライドＳの上下動を案内するガイドＧとを備える。なお、図１１では、クランク機構Ｃの図示を省略している。また、クランク軸ホルダＣＨにおけるクランク軸ＣＳの軸受用嵌合孔ＳＨは、クランク軸ホルダＣＨの貫通孔ＴＨに被せられるプレートＰにより形成されている。図１１、１２において、矢印で示す方向表示は、プレス装置を据付台に据え付けた状態における各方向を示す。

実開平７−２１２９８号公報

上記プレス装置の基本特性の精度を高めるためには、スライドＳの上下動の垂直度、及びボルスタＢ上面の水平度の精度を高める必要がある。しかし、従来のプレス装置の場合、クランク機構Ｃのクランク軸ＣＳの両端を支持する前後一対のクランク軸ホルダＣＨは、プレス装置のフレームＦに溶接固定されている。また、ガイドＧは、前後一対のクランク軸ホルダＣＨの間でプレス装置のフレームＦに溶接固定されている。そのため、プレス装置の製造過程で、クランク軸ＣＳの軸受用嵌合孔ＳＨ、及びガイドＧの切削加工を行うためには、部位によって、プレス装置の外側から切削工具を長く伸ばして切削加工を行う必要がある。その結果、切削中に長く伸ばした切削工具の先端が振動して加工精度が低下する問題が生じる。

本発明の課題は、スライドをクランク機構により上下動するプレス装置において、クランク機構のクランク軸を保持するクランク軸ホルダを組み立て構造とすることにより、プレス装置の基本特性の精度を高め、プレス品の寸法精度を高めることにある。

本発明の第１発明は、フレームと、上型を支持し、クランク機構により上下動されるスライドと、下型を支持するボルスタと、前記フレームに固定されており、クランク機構のクランク軸の両端を回転自在に支持する一対のクランク軸ホルダと、前記フレームに固定されており、前記スライドが上下動する際、前記スライドの側面に摺動して前記スライドの上下動を案内するガイドとを備えたプレス装置であって、前記一対のクランク軸ホルダの少なくともいずれか一方は、前記フレームに対して組み立てて固定されている。

第１発明によれば、一対のクランク軸ホルダの一方は、フレームに対して組み立てて固定される。そのため、一対のクランク軸ホルダの一方が組み立てられる前段階で、一対のクランク軸ホルダの他方、及びガイドの切削加工を行い、その後、一対のクランク軸ホルダの一方を組み立てることができる。従って、一対のクランク軸ホルダの一方が組み立てられる前段階で、プレス装置の基本特性に係わる切削加工を、切削工具を長く伸ばすことなく行い、切削加工されるクランク軸ホルダ及びガイドの加工精度を高めることができ、プレス装置の基本特性の精度を高め、プレス品の寸法精度を高めることができる。

また、ガイドは、前後一対のクランク軸ホルダの間に配置されるのに対し、一対のクランク軸ホルダの一方が組み立てられる前段階で、一対のクランク軸ホルダに挟まれた領域のガイドも切削加工を行うことができる。従って、一対のクランク軸ホルダに挟まれた領域にもガイドを設けて、ガイドの上下方向長さを長くすることができ、スライドのスライド量を大きくすることができる。そのため、スライドの垂直精度を高めることができ、プレス品の水平精度を高めることができる。

本発明の第２発明は、上記第１発明において、前記一対のクランク軸ホルダの少なくともいずれか一方は、その両側に位置する前記フレームに挟まれて固定されており、前記各フレームと前記クランク軸ホルダの両側部との間には、前記スライドの移動方向に直交する方向で嵌り合う嵌合部が形成されており、前記クランク軸ホルダは両側の前記フレームに対して前記嵌合部により組み立てられている。

第２発明によれば、クランク軸ホルダは、両側の嵌合構造によりフレームに組み立てられている。そのため、プレス加工に伴いスライドが受ける反力を嵌合構造で受けて、フレームによるクランク軸ホルダの支持強度を確保可能としている。しかも、クランク軸の支持高さに影響する嵌合構造における寸法精度を高めることによりクランク軸ホルダとして必要な位置精度を確保することができる。

本発明の第３発明は、上記第１発明に記載のプレス装置の製造方法であって、前記フレームに対して、前記一対のクランク軸ホルダの他方、及び前記ガイドが固定された状態で移動しないように位置決めする位置決め工程と、該位置決め工程で各部が位置決めされた状態で、前記一対のクランク軸ホルダの他方における前記クランク軸の軸受用嵌合孔、並びに前記ガイドの前記スライドとの摺動に影響する部位を切削する切削工程と、前記一対のクランク軸ホルダの他方における前記軸受用嵌合孔に対応して同様の軸受用嵌合孔が形成された前記一対のクランク軸ホルダの一方を前記フレームに組み立てて固定する固定工程と、該固定工程と同時に、前記ガイドに前記スライドを組み立て、前記クランク機構のクランク軸を前記一対のクランク軸ホルダの前記軸受用嵌合孔に嵌合させて前記クランク機構を組み立て、前記スライドを前記クランク機構に結合する組立工程とを備える。

第３発明によれば、一対のクランク軸ホルダの一方が組み立てられる前段階で、一対のクランク軸ホルダの他方、及びガイドの切削加工を行い、その後、一対のクランク軸ホルダの一方を組み立てる。そのため、フレーム等を位置決めした状態で、プレス装置の基本特性に係わる切削加工をまとめて行うことができ、プレス装置の基本特性の精度を高め、プレス品の寸法精度を高めることができる。

本発明の第４発明は、上記第３発明において、前記ボルスタは前記フレームに固定されており、前記切削工程では、前記ボルスタの下型取付面も切削する。

第４発明によれば、クランク軸ホルダのクランク軸の軸受用嵌合孔、及びガイドの切削時にボルスタの上面も併せて切削する。そのため、ボルスタの上面の水平度を含めてプレス装置の基本特性の精度を高め、プレス品の寸法精度を高めることができる。

本発明の一実施形態の正面図である。 上記実施形態の側面図である。 上記実施形態の平面図である。 上記実施形態のフレームの正面図である。 上記実施形態の前側クランク軸ホルダの正面図である。 上記前側クランク軸ホルダの平面図である。 上記実施形態における切削工程の説明図である。 図７のＶＩＩＩ部の拡大図である。 図７のＩＸ部の拡大図である。 図７のＸ部の拡大図である。 本発明の従来例の正面図である。 上記従来例の拡大平面図である。

＜一実施形態の構成＞
図１〜３は、本発明の一実施形態を示す。この実施形態は、スライド３０をクランク機構２０により上下動するプレス装置である。図中、矢印で示す方向表示は、プレス装置を据付台に据え付けた状態における各方向を示す。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。

図１〜３のプレス装置は、以下の構成要素を備える。即ち、フレーム１０と、上型（図示略）を支持し、クランク機構２０により上下動されるスライド３０と、下型（図示略）を支持するボルスタ５０と、フレーム１０に固定されており、クランク機構２０のクランク軸２１の両端を回転自在に支持する前後一対のクランク軸ホルダ１４、１５と、フレーム１０に固定されており、スライド３０が上下動する際、スライド３０の側面に摺動してスライド３０の上下動を案内するガイド４０とを備える。

フレーム１０は、左右両側のフレーム１１、１２と、後側のフレーム１３とを備え、左右のフレーム１１、１２の下部には、ボルスタ５０を支持するベッド１６が固定されている。前後一対のクランク軸ホルダ１４、１５のうち、後側クランク軸ホルダ１４は、左右両側のフレーム１１、１２間に溶接にて固定されている。一方、前側クランク軸ホルダ１５は、詳細な構造は後述するが、左右両側のフレーム１１、１２間に複数のボルトにより固定されている。そして、前後のクランク軸ホルダ１４、１５は、互いに平行に配置されている。

前後のクランク軸ホルダ１４、１５の各中央部には、クランク機構２０のクランク軸２１が嵌合する軸受用嵌合孔１４ｂ、１５ｂが穿設され、クランク軸２１が軸受（図示略）を介して軸受用嵌合孔１４ｂ、１５ｂに支持されている。スライド３０は、クランク機構２０のクランク２２を介してクランク軸２１に結合されている。そのため、スライド３０は、クランク軸２１が回転されると、クランク機構２０の機能により上下動される。クランク軸２１を回転するモータ（図示略）は、後側クランク軸ホルダ１４と後側のフレーム１３との間に設けられている。

スライド３０の左右両側部には、それぞれスライドアーム３０ａが突出され、スライドアーム３０ａは上下方向に延びて形成されている。各スライドアーム３０ａに対向してフレーム１１、１２の対向面には、上下方向に延びるガイド４０が設けられている。ガイド４０は、フレーム１１、１２の対向面からそれぞれスライド３０の方向に突出して固定されたブラケット４２と、ブラケット４２及び左右それぞれのフレーム１１、１２に固定されたガイドレール４１とを備える。スライドアーム３０ａは、ブラケット４２とガイドレール４１との間に挟まれて上下方向に摺動自在に案内されている。スライドアーム３０ａと、ブラケット４２及びガイドレール４１の摺動面には、両者間の摩擦抵抗を小さくするための摩擦抵抗抑制部材が配置されている。

スライド３０の上部には、下降したスライド３０を持ち上げるための力を発生するバランサ６１が設けられている。フレーム１２の外側には、配電盤６２及びコントローラ６３が設けられている。また、フレーム１１、１２の下方で、ボルスタ５０の上方とスライド３０の下方との隙間を臨む位置には、ワーク（図示略）の出し入れをするための窓を形成する窓枠１１ａ、１２ａがそれぞれ設けられている。

図４は、フレーム１１、１２に挟まれた内部が見易いように、スライド３０、ボルスタ５０、及びそれに関連するクランク機構２０等の部品を除去した状態を示す。フレーム１１、１２の後方に挟まれて溶接固定された後側クランク軸ホルダ１４には、クランク軸２１を回転自在に支持するための軸受用嵌合孔１４ｂ及びクランク摺動部１４ａが備えられている。一方、フレーム１１、１２の前方で、前側クランク軸ホルダ１５が固定される位置には、前側クランク軸ホルダ１５を固定するためのブラケット１１ｂ、１２ｂがフレーム１１、１２の上下に分散して固定されている。また、後側クランク軸ホルダ１４及びブラケット１１ｂ、１２ｂの前後方向の間には、ガイド４０のブラケット４２が上下方向に長く延びてフレーム１１、１２の対向面に固定されている。

図５、６は、前側クランク軸ホルダ１５を単体で示す。前側クランク軸ホルダ１５は、全体として長方形の板から成り、左右両側の中央部を残して上下部分の後面側が板厚の半分程度切削されている。その結果、左右両側の中央部には、嵌合突部１５ｄが形成され、左右両側の上下部分には、ボルトが貫通する孔を備えた締結部１５ｃが形成されている。また、前側クランク軸ホルダ１５には、クランク軸２１を回転自在に支持するための軸受用嵌合孔１５ｂが備えられている。

＜一実施形態の製造方法＞
図７は、後側クランク軸ホルダ１４等の切削加工の様子を示す。切削加工に際しては、後側クランク軸ホルダ１４が溶接固定された状態のフレーム１０を、切削工具６４を備えた工作機械（図示略）のワーク保持位置に、位置決め冶具（図示略）により工作機械に対して移動しないように位置決めする。この位置決めを行う工程は、本発明の製造方法における位置決め工程に相当する。このように位置決めされた状態で、切削工具６４により後側クランク軸ホルダ１４のクランク摺動部１４ａのクランク機構２０側面（前側面）及び軸受用嵌合孔１４ｂを切削加工する。このとき、前側クランク軸ホルダ１５が固定されていないため、切削工具６４は、左右のフレーム１１、１２間内に自由に入ることができ、切削工具６４の先端を伸ばすことなく切削加工を行うことができる。図８は、このように切削加工された後側クランク軸ホルダ１４の切削加工部分を拡大して示す。

同様に、左右のブラケット４２のガイドレール４１取付側面が、上述したのと同じ切削工具６４により切削加工される。各ブラケット４２は、図７のように、平面視でＬ字形状とされており、そのＬ字形状の直角を成す側の両面が切削加工される。係る切削加工においても、前側クランク軸ホルダ１５が固定されていないため、切削工具６４は、左右のフレーム１１、１２間内に自由に入ることができ、加工精度重視で切削加工を行うことができる。図９は、このように切削加工された左側のブラケット４２の切削加工部分を拡大して示す。図９のように、ブラケット４２には、ガイドレール４１をブラケット４２に固定する際のボルト挿通孔４２ａ、１１ｃが穿設されている。ボルト挿通孔１１ｃは、フレーム１１をも貫通して穿設されている。なお、フレーム１２側のブラケット４２にも同様にボルト挿通孔が穿設されている。

更に、ブラケット１１ｂ、１２ｂの前側クランク軸ホルダ１５取付側面が、上述したのと同じ切削工具６４により切削加工される。また、図４のように、上下に分散配置されたブラケット１１ｂ、１２ｂの上下の間隔Ｌ１が、前側クランク軸ホルダ１５の嵌合突部１５ｄ（上下寸法Ｌ１、図５参照）が丁度嵌る大きさとされる。しかも、ブラケット１１ｂ、１２ｂの前側クランク軸ホルダ１５取付面の左右方向寸法Ｌ２（図１０参照）が、嵌合突部１５ｄの左右方向の突出量Ｌ２（図５参照）と等しくなるようにされる。従って、嵌合突部１５ｄは、上下に分散配置されたブラケット１１ｂ、１２ｂとの間で、スライド３０の移動方向（上下方向）に直交する方向（左右方向）で嵌り合う嵌合部とされている。図１０は、このように切削加工されたブラケット１１ｂの切削加工部分を拡大して示す。図１０のように、ブラケット１１ｂには、前側クランク軸ホルダ１５をブラケット１１ｂに固定する際のボルト挿通孔１１ｄが穿設されている。なお、ブラケット１２ｂにもブラケット１１ｂと同様にボルト挿通孔が穿設されている。

また、図７では図示を省略したが、ベッド１６上に固定されたボルスタ５０の上面である下型取付面が上述したのと同じ切削工具６４により切削加工される。

以上のように、後側クランク軸ホルダ１４のクランク摺動部１４ａのクランク機構２０側面及び軸受用嵌合孔１４ｂと、左右のブラケット４２のガイドレール４１取付側面と、ブラケット１１ｂ、１２ｂの各方向の前側クランク軸ホルダ１５取付側面と、ボルスタ５０の下型取付面のそれぞれの切削加工が一括して行われる。この結果、工作機械に対する位置決めが各切削加工の途中でやり直しされることがないため、切削加工の基準面は各切削加工の途中で変わることはなく、同じ基準面に従った統一した切削加工を行うことができる。以上の切削加工を行う工程は、本発明の製造方法における切削工程に相当する。

このように切削加工が行われた後は、クランク機構２０、スライド３０、及び前側クランク軸ホルダ１５がフレーム１１、１２間に組み立てられる。まず、図３のように、スライド３０は、ガイドレール４１とブラケット４２との間にスライドアーム３０ａを挟んだ状態で、ブラケット４２にガイドレール４１をボルト締結して組み立てられる。この結果、スライド３０は、ガイド４０に沿って垂直に摺動可能とされる。このようにスライド３０を組み立てる工程は、本発明の製造方法における組立工程に相当する。なお、ガイドレール４１及びスライド３０のスライドアーム３０ａは、組み立て前に予め必要な精度でスライド３０の垂直移動に影響する面が切削加工されている。

次に、図１〜３のように、クランク機構２０のクランク軸２１が後側クランク軸ホルダ１４の軸受用嵌合孔１４ｂ及び前側クランク軸ホルダ１５の軸受用嵌合孔１５ｂに嵌合され、その状態で前側クランク軸ホルダ１５がブラケット１１ｂ、１２ｂに固定される。このとき、前側クランク軸ホルダ１５の締結部１５ｃをブラケット１１ｂ、１２ｂの前側から重ねて、前側クランク軸ホルダ１５の嵌合突部１５ｄが、上下に分散配置されたブラケット１１ｂ、１２ｂの間に嵌合された状態でボルト締結する。

前側クランク軸ホルダ１５の嵌合突部１５ｄ周辺と、フレーム１１、１２のブラケット１１ｂ、１２ｂ周辺との嵌合部は、上述のように精度よく切削加工された面同士が接合した構造とされる。そのため、前側クランク軸ホルダ１５のフレーム１１、１２に対する固定位置精度は高く、後側クランク軸ホルダ１４の軸受用嵌合孔１４ｂ及び前側クランク軸ホルダ１５の軸受用嵌合孔１５ｂの位置精度も高くなる。従って、クランク機構２０の支持精度が高くなる。

最後に、クランク機構２０のクランク２２の自由端がスライド３０の上部に回転自在に結合される。このようにクランク機構２０を前後の軸受用嵌合孔１４ｂ、１５ｂに嵌合して組み立て、スライド３０に結合する工程は、本発明の製造方法における組立工程に相当する。また、前側クランク軸ホルダ１５をブラケット１１ｂ、１２ｂに組み立てて固定する工程は、本発明の製造方法における固定工程に相当する。なお、前側クランク軸ホルダ１５の嵌合突部１５ｄの上下左右各方向の寸法は、組み立て前に予め必要な精度で切削加工されている。

＜第１実施形態の作用、効果＞
前側クランク軸ホルダ１５が組み立てられる前段階で、前側クランク軸ホルダ１５の影響なしに後側クランク軸ホルダ１４及びガイド４０の切削加工を行うことができる。従って、プレス装置の基本特性に係わる切削加工を、切削工具を長く伸ばすことなく行うことができ、プレス装置の基本特性の精度を高め、プレス品の寸法精度を高めることができる。

また、ガイド４０は、前側クランク軸ホルダ１５が組み立てられる前段階で、前側クランク軸ホルダ１５及び後側クランク軸ホルダ１４に挟まれる領域も含めて切削加工を行うことができる。従って、前側クランク軸ホルダ１５及び後側クランク軸ホルダ１４に挟まれる領域にもガイド４０を設けることができ、ガイド４０の上下長さを長くして、スライド３０の上下スライド量を大きくすることができる。そのため、スライド３０の垂直精度を高めることができ、プレス品の水平精度を高めることができる。

前側クランク軸ホルダ１５が組み立てられる前段階で、後側クランク軸ホルダ１４、ガイド４０、及び前側クランク軸ホルダ１５固定用のブラケット１１ｂ、１２ｂの切削加工をまとめて行い、その後、前側クランク軸ホルダ１５を組み立てることができる。従って、後側クランク軸ホルダ１４を含むフレーム１０等を位置決めした状態で、プレス装置の基本特性に係わる切削加工をまとめて行うことができ、プレス装置の基本特性の精度を高め、プレス品の寸法精度を高めることができる。

また、前側クランク軸ホルダ１５は、その両側に嵌合突部１５ｄを備えた嵌合構造によりフレーム１１、１２（１０）に組み立てられている。そのため、プレス加工に伴いスライド３０が受ける反力を嵌合構造で受けて、フレーム１０による前側クランク軸ホルダ１５の支持強度を確保可能としている。しかも、クランク軸２１の支持高さに影響する嵌合構造の部位の寸法精度を高めることにより前側クランク軸ホルダ１５として必要な位置精度を確保することができる。

更に、後側クランク軸ホルダ１４、ガイド４０、及び前側クランク軸ホルダ１５固定用のブラケット１１ｂ、１２ｂの切削時にボルスタ５０の上面も併せて切削する。そのため、ボルスタ５０の上面の水平度を含めてプレス装置の基本特性の精度を高め、プレス品の寸法精度を高めることができる。

＜その他の実施形態＞
以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、上記実施形態では、フレーム１１、１２に対し、後側クランク軸ホルダ１４を溶接にて固定し、前側クランク軸ホルダ１５をボルト締結により組み立てて固定した。しかし、後側クランク軸ホルダ１４も前側クランク軸ホルダ１５と同様に組み立てて固定してもよい。

１０、１１、１２、１３ フレーム
１１ａ、１２ａ 窓枠
１１ｂ、１２ｂ ブラケット
１１ｃ、１１ｄ ボルト挿通孔
１４ 後側クランク軸ホルダ（クランク軸ホルダの他方）
１５ 前側クランク軸ホルダ（クランク軸ホルダの一方）
１４ａ クランク摺動部
１４ｂ、１５ｂ 軸受用嵌合孔
１５ｃ 締結部
１５ｄ 嵌合突部（嵌合部）
１６ ベッド
２０ クランク機構
２１ クランク軸
２２ クランク
３０ スライド
３０ａ スライドアーム
４０ ガイド
４１ ガイドレール
４２ ブラケット
４２ａ ボルト挿通孔
５０ ボルスタ
６１ バランサ
６２ 配電盤
６３ コントローラ
６４ 切削工具

Claims (4)

1. フレームと、
   上型を支持し、クランク機構により上下動されるスライドと、
   下型を支持するボルスタと、
   前記フレームに固定されており、クランク機構のクランク軸の両端を回転自在に支持する一対のクランク軸ホルダと、
   前記フレームに固定されており、前記スライドが上下動する際、前記スライドの側面に摺動して前記スライドの上下動を案内するガイドと
   を備えたプレス装置であって、
   前記一対のクランク軸ホルダの少なくともいずれか一方は、前記フレームに対して組み立てて固定されており、
   前記一対のクランク軸ホルダの他方におけるクランク機構側面、前記ガイドにおける前記スライドの摺動面、並びに前記一対のクランク軸ホルダの一方が取り付けられるブラケットにおける前記一対のクランク軸ホルダの一方の取付面は、切削加工の基準面を同一として形成された切削面を備える
   プレス装置。
   
2. 請求項１において、
   前記一対のクランク軸ホルダの少なくともいずれか一方は、その両側に位置する前記フレームに挟まれて固定されており、
   前記各フレームと前記クランク軸ホルダの両側部との間には、前記スライドの移動方向に直交する方向で嵌り合う嵌合部が形成されており、
   前記クランク軸ホルダは両側の前記フレームに対して前記嵌合部により組み立てられている
   プレス装置。
3. 請求項１に記載のプレス装置の製造方法であって、
   前記フレームに対して、前記一対のクランク軸ホルダの他方、及び前記ガイドが固定された状態で移動しないように位置決めする位置決め工程と、
   該位置決め工程で各部が位置決めされた状態で、前記一対のクランク軸ホルダの他方における前記クランク軸の軸受用嵌合孔、並びに前記ガイドの前記スライドとの摺動に影響する部位を切削する切削工程と、
   前記一対のクランク軸ホルダの他方における前記軸受用嵌合孔に対応して同様の軸受用嵌合孔が形成された前記一対のクランク軸ホルダの一方を前記フレームに組み立てて固定する固定工程と、
   該固定工程と同時に、前記ガイドに前記スライドを組み立て、前記クランク機構のクランク軸を前記一対のクランク軸ホルダの前記軸受用嵌合孔に嵌合させて前記クランク機構を組み立て、前記スライドを前記クランク機構に結合する組立工程とを備える
   プレス装置の製造方法。
4. 請求項３において、
   前記ボルスタは前記フレームに固定されており、
   前記切削工程では、前記ボルスタの下型取付面も切削する
   プレス装置の製造方法。

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