JP7527745B2 - スライド構造体及びそれを備えるプレス機械 - Google Patents
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Description
プレス機械は、ベッド部、スライド部、クラウン部等を備えており、機械的且つ連続的にプレス加工を行うことで、プレス加工品の大量生産を可能としている。
これらの新素材によれば、上述したように強度が優れるため、従来の鋼材と同じ厚みで更なる強度向上を図ることができ、若しくは、従来の鋼板と同じ強度で薄肉化による軽量化を図ることが可能となる。
そして、プレス機械においては、プレス荷重を大きくするため、スライド部を大型化すると共に、かかるプレス荷重に耐え得る十分な剛性を備える必要がある。
または、補強部が一対の側板と、該側板間の上面を封鎖する上板とからなる直方体状であることが好ましい。
一方で、第2底板部が床部に対して着脱可能となっているので、第2底板を床部から取り外すことにより、外側フレーム部と、内側フレーム部とを簡単に分離することができる。これにより、スライド構造体を大型化した場合であっても、スライド構造体を分割して個別に輸送することが可能となる。なお、道路交通法施行令第22条に規定する自動車の積載制限(以下単に「道路交通法に基づく自動車の積載制限」という。)があるため、スライド構造体の輸送時にはこれに適応させる必要がある。
このとき、補強部が、立設された一対の側板である場合、上下方向への撓みを軽減できるので、シンプルな構造でありながら、十分な剛性を発揮することが可能となる。
これに加え、補強部が、一対の側板間の上面を封鎖する上板とからなる直方体状である場合、上板も撓みを軽減するので、より十分な剛性を発揮することが可能となる。
また、上板を有することにより、上板の上面にスライド位置調整装置の駆動機構や配管部品等を配置することが可能となる。
また、本明細書においては、便宜的に、上面視矩形状であるスライド構造体1の短辺方向を前後方向、長辺方向を左右方向としている。具体的には、図1に示すスライド構造体1の紙面左下を「前」側、紙面右上を「後」側としている。なお、図4に示すプレス機械Aにおいては、紙面手前側を「前」側、紙面奥側を「後」側としている。
図1に示すように、本実施形態に係るスライド構造体1は、左右方向が長辺、前後方向が短辺となる上面視矩形状であり、且つ上面が開口した箱型となっている。
具体的には、スライド構造体1は、箱型の外側フレーム部10と、箱型の内側フレーム部20とを備え、内側フレーム部20が、外側フレーム部10の上側空間部に収容された二重構造となっている。なお、これらの構造の詳細については後述する。
スライド構造体1においては、二重構造となっているので、一般的な一重構造のスライドよりも、プレス時における撓み減少効果をより向上させることができる。その結果、プレス荷重を大きくした場合であっても、十分な剛性を発揮することが可能となる。
具体的には、前側に位置する第1壁部11及び前側に位置する第2壁部21、並びに、後側に位置する第1壁部11及び後側に位置する第2壁部21、の間にはそれぞれ一定の距離H1が設けられている。
同様に、左側に位置する第1壁部11及び左側に位置する第2壁部21、並びに、右側に位置する第1壁部11及び右側に位置する第2壁部21、の間にはそれぞれ一定の距離H2が設けられている。
ちなみに、外側フレーム部10と内側フレーム部20とは、後述するように、内側フレーム部20の第2底板部23と、外側フレーム部10の床部12とで接している。
なお、一定の距離H1,H2は、100mm以上であることが好ましい。
図2に示すように、スライド構造体1において、外側フレーム部10と内側フレーム部20とは、分割することが可能となっている。
スライド構造体1においては、外側フレーム部10と内側フレーム部20とを分割して個別に輸送することで、道路交通法に基づく自動車の積載制限に適応させて搬送することができる。
また、輸送後には、これらを組み立てることにより、所望の位置に大型のスライド構造体1を設置することが可能となる。
図3に示すように、外側フレーム部10は、第1底板部13と、第1底板部13の四方の縁部に立設された第1壁部11と、第1壁部11の内部に設けられた床部12と、第1底板部13の上面に立設された複数の板材15とを有する。
なお、外側フレーム部10において、第1底板部13、第1壁部11,床部12及び板材15の素材は、特に限定されないが、例えば、一般構造用圧延鋼材、炭素鋼等を採用することが好ましい。これらは、互いに同一の素材であっても、異なる素材であってもよい。
第1底板部13においては、その下面に、金型が取り付けられる(図4参照)。なお、かかる金型は、上型及び下型のうちの上型であり、型の形状は特に限定されない。
金型の取り付け方法は、公知の方法で行えばよい。取り付け方法の例として、例えば、第1底板部13の下面に鍵状の溝を設け、当該溝に係合させた金型固定用クランプを用いて、金型を取り付けれる方法が採用できる。
これらの板材15は、前後方向に延びる板状であり、互いに平行となるように、略等間隔で配置されている。
また、これらの板材15は、互いに同形状であり、その上端が床部12の下面に当接されている。
スライド構造体1においては、複数の板材15を有し、これらが略等間隔で配置されているので、金型の形状等に起因して、金型から上方に伝達されるプレス荷重の反力が部分的に偏ったとしても、これを極力均等に分散させることが可能となる。
なお、板材15に伝わったプレス荷重の反力は、これらが当接される床部12に全体的に伝達されることになる。
第1壁部11は、いずれも板状となっており、前後の第1壁部11と、左右の第1壁部11とがそれぞれ互いに対称構造となっている。
そして、四方の第1壁部11に囲まれた内部は、空間部となっている。これにより、スライド構造体1自体の軽量化が図られている。
換言すると、床部12は、第1壁部11の内部の上下方向における中腹部の位置で、第1壁部11に取り付けられ、第1底板部13は、第1壁部11の内部の下端の位置で、第1壁部に取り付けられている。
したがって、床部12は、第1壁部11に囲まれた空間部を、その上下方向における中腹部で、上側空間部S1と、下側空間部S2とに区画している。
一方で、下側空間部S2は、第1壁部11に囲まれた床部12と第1底板部13との間の空間である。かかる下側空間部S2には、上述した板材15が配置される。
また、床部12には、上方に向かって突出する位置決めピン12aが左右に設けられている。
また、外側フレーム部10においては、軽量化の観点から、穴部12b以外に、剛性等を著しく低下させない範囲で適切な位置に穴を設けてもよい。
また、第1底板部13の厚さは、プレス荷重が大きい場合であっても十分な剛性を発揮するという観点から、140mm以上であることが好ましく、重量負荷や取り扱い性の観点から、200mm以下であることがより好ましい。
また、床部12の厚さは、プレス荷重が大きい場合であっても十分な剛性を発揮するという観点から、50mm以上であることが好ましく、重量負荷や取り扱い性の観点から、100mm以下であることがより好ましい。
また、板材15の厚さは、プレス荷重が大きい場合であっても十分な剛性を発揮するという観点から、50mm以上であることが好ましく、重量負荷や取り扱い性の観点から、100mm以下であることがより好ましい。
なお、内側フレーム部20において、第2底板部23、第2壁部21及び補強部25の素材は、特に限定されないが、例えば、一般構造用圧延鋼材、炭素鋼等を採用することが好ましい。これらは、互いに同一の素材であっても、異なる素材であってもよい。
第2底板部23は、床部12に着脱可能に取り付けられる。すなわち、第2底板部23と床部12とは、ボルト等の留め具を取り付けることにより連結される。なお、連結位置は特に限定されないが、複数個所で連結することが好ましい。これにより、スライド構造体1は、内側フレーム部20が外側フレーム部10に収容され、且つ取り付けられた二重構造となる。
一方で、内側フレーム部20と外側フレーム部10とは、留め具を取り外すことにより分割可能となる。
そして、スライド構造体1においては、内側フレーム部20を外側フレーム部10に取り付ける際に、床部12の位置決めピン12aを第2底板部23のピン穴22aに挿入することにより、外側フレーム部10に対する内側フレーム部20の位置決めを高精度且つ容易に行うことができる。
なお、駆動機構としては、公知の、クランク機構、ナックル機構、リンク機構、スクリュー機構、フリクション機構、油圧機構、サーボ機構等を採用することができる。
また、駆動機構は、モータや減速機等の駆動源を備えていてもよい。なお、モータには、一般的なモータだけでなく、サーボモータも含まれる。
第2壁部21は、いずれも板状となっており、前後の第2壁部21と、左右の第2壁部21とがそれぞれ互いに対称的な構造となっている。
そして、四方の第2壁部21に囲まれた内部は、空間部となっている。これにより、スライド構造体1自体の軽量化が図られている。
また、かかる空間部を設けることにより、スライド位置調整装置や配管部品等を配置することが可能となる。
図8は、プレス荷重発生時のプレス機械の状態を説明するための正面図である。
通常のプレス機械Pにおいては、プレス時に、プレス荷重が発生すると、スライドSがその反力により上方に撓むことになる。このとき、図8に示すように、スライドSの中央の部分が撓みの度合いが最も大きくなる。
なお、撓んだスライドSは、プレス後、振動しつつ速やかに復元する。
プレス加工においては、このことが繰り返し高速で行われている。
したがって、剛性を向上させることにより、撓みの度合いが小さくなり、それにより、耐久性が向上することになる。
スライド構造体1においては、撓みの度合いが最も大きくなる中央に(図8参照)、補強部25を配置することで、撓み減少効果をより発揮することができ、且つ、プレス荷重に対する耐久性をより向上させることが可能となる。
また、補強部25を中央に配置することより、四隅の取付部22bに取り付けられた駆動機構に干渉することを防止することができる。
そして、補強部25は、その両端が、前側の第2壁部21と、後側の第2壁部21とに連結されている。
また、補強部25の両端が第2壁部21に連結されているので、第2壁部21におけるプレス荷重の反力の伝達を分散させることができる。
これらのことから、スライド構造体1においては、プレス時における撓み減少効果をより向上させることができる。その結果、シンプルな構造でありながら、十分な剛性をより発揮することが可能となる。
なお、補強部25は、上板25bを有するので、上板25bの上面にスライド位置調整装置の駆動機構や配管部品等を配置することが可能となる。
また、内側フレーム部20においては、軽量化の観点から、剛性等を著しく低下させない範囲で適切な位置に穴を設けてもよい。
また、第2底板部23の厚さは、プレス荷重が大きい場合であっても十分な剛性を発揮するという観点から、150mm以上であることが好ましく、重量負荷や取り扱い性の観点から、180mm以下であることがより好ましい。
また、補強部25の側板25b及び上板25aの厚さは、プレス荷重が大きい場合であっても十分な剛性を発揮するという観点から、50mm以上であることが好ましく、重量負荷や取り扱い性の観点から、100mm以下であることがより好ましい。
図4及び図5に示すように、本実施形態に係るプレス機械Aは、上述したスライド構造体1と、当該スライド構造体1が吊設された駆動機構Mと、当該駆動機構Mが設置されたクラウン部2と、クラウン部2を支持するアプライト部4と、当該アプライト部4が立設されたベッド部3と、当該ベッド部3上に設置されるボルスタ部6と、クラウン部2、アプライト部4及びベッド部3を上下方向に貫通して、これらを上下から挟持するようにネジで締め付けるタイロッド7と、を備える。
そして、スライド構造体1とボルスタ部6との間には、金型5が配置される。なお、金型5の内、上型(上側の金型)はスライド構造体1に連結され、下型(下側の金型)はボルスタ部6に固定される。
なお、クラウン部2、アプライト部4、ベッド部3、ボルスタ部6及びタイロッド7は、公知のものを適宜採用することができるので、詳細な説明は省略する。
プレス機械Aによれば、上述したスライド構造体1を備えるので、大きなプレス荷重に対しても十分な剛性を発揮することができる。
たわみ剛性が2.5×10-4を超えると、たわみ剛性が上記範囲内にある場合と比較して、金属疲労が蓄積され易いという欠点がある。
なお、たわみ剛性は、最大たわみ量D(mm)を、プレス荷重が付与される幅L(mm)(図8参照)で除した値(D/L)である。
また、最大たわみ量は、撓んでいない状態のスライド構造体1の下面から撓んだ状態のスライド構造体1の下面まで距離の最大値であり、プレス荷重が付与される幅Lは、撓んだ状態のスライド構造体1のたわみが開始される両端の位置同士の間のスライド構造体1が撓んでいない状態での距離である。
この場合、それぞれを分割して個別に輸送することが可能となる。
同様に、第2底板部23と床部12とが、ボルト等の留め具を取り付けることにより連結されているが連結方法はこれに限定されない。
同様に、補強部25は、第2底板部13に、ボルト等の留め具若しくは溶接等で互いに連結固定され、第2底板部13は、第2壁部21に、ボルト等の留め具若しくは溶接等で互いに連結固定されているが連結方法はこれに限定されない。
また、これらの連結における位置精度を向上させるため、これらとは別に、位置決めピン等を更に用いてもよい。
同様に、前後の第2壁部21と、左右の第2壁部21とがそれぞれ互いに対称構造となっているが、必須ではない。
また、床部12に位置決めピン12aが設けられ、第2底板部23にピン穴22aが設けられているが、これらは必須ではなく、設ける位置もこれらの位置に限定されない。
図6は、他の実施形態に係るスライド構造体の内側フレーム部を示す斜視図である。
図6に示すように、内側フレーム部20aは、補強部26が一対の側板26aのみからなるものであってもよい。すなわち、補強部26の側板26aが、内側フレーム部20aの内部の空間を区画するような構成であってもよい。この場合であっても、上下方向の撓みを軽減することができる。
図7は、他の実施形態に係るスライド構造体の第1底板部及び板材を示す透過斜視図である。
図7に示すように、板材15aは、第1底板部13aの上面に、間隔を変えて配置されていてもよい。なお、かかる間隔は、金型の形状やプレス荷重の反力のバランス等に応じて設定することが好ましい。
また、その他、トランスファープレスラインのプレス機械に用いられるものであってもよい。なお、この場合、プレス機械は、複数の金型がスライド部とボルスタ部との間に並設されることになる。
また、本発明に係るプレス機械は、ワークを所望の形状にプレス加工するための機械として利用できる。
本発明に係るスライド構造体及びそれを備えるプレス機械によれば、プレス荷重を大きくした場合であっても、当該プレス荷重に対する十分な剛性を発揮することができる。
10・・・外側フレーム部
11・・・第1壁部
11a・・・案内板
12・・・床部
12a・・・位置決めピン
12b・・・穴部
13,13a・・・第1底板部
15,15a・・・板材
2・・・クラウン部
20,20a・・・内側フレーム部
21・・・第2壁部
22a・・・ピン穴
22b・・・取付部
23・・・第2底板部
25,26・・・補強部
25a,26a・・・側板
25b・・・上板
3・・・ベッド部
4・・・アプライト部
5・・・金型
6・・・ボルスタ部
7・・・タイロッド
A・・・プレス機械
H1,H2・・・距離
M・・・駆動機構
S1・・・上側空間部
S2・・・下側空間部
Claims (7)
- プレス機械に用いられ、駆動機構により昇降移動するスライド構造体において、
第1底板部、該第1底板部の縁部に立設された第1壁部、並びに、四方の前記第1壁部に囲まれた空間部を上側空間部及び下側空間部に区画する床部、を有する外側フレーム部と、
第2底板部、及び、該第2底板部の縁部に立設された第2壁部、を有する内側フレーム部と、
を備え、
前記内側フレーム部が、前記外側フレーム部の前記上側空間部に収容された二重構造となっており、
金型が前記第1底板部に取り付けられ、
前記駆動機構が前記第2底板部に取り付けられるスライド構造体。 - 前記第2底板部が前記床部に着脱可能に取り付けられるものであり、
前記床部には上方に向がって突出する位置決めピンが設けられ、
前記第2底板部にはピン穴が設けられており、
前記位置決めピンを前記ピン穴に挿入することにより、前記外側フレーム部に対する前記内側フレーム部の位置決めがなされる請求項1記載のスライド構造体。 - 前記内側フレーム部が、前記第2底板部に設置される補強部を更に有し、
前記補強部の両端が、前側の前記第2壁部と、後側の前記第2壁部とに連結されている請求項1記載のスライド構造体。 - 前記補強部が一対の側板である請求項3記載のスライド構造体。
- 前記補強部が一対の側板と、該側板間の上面を封鎖する上板とからなる直方体状である請求項3記載のスライド構造体。
- 前記第1底板部の上面には前後方向に延びる複数の板材が立設されており、
該板材が前記下側空間部に配置される請求項1記載のスライド構造体。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載のスライド構造体と、
該スライド構造体が吊設された駆動機構と、
該駆動機構が設置されたクラウン部と、
前記クラウン部を支持するアプライト部と、
該アプライト部が立設されたベッド部と、
該ベッド部上に設置されるボルスタ部と、
を備え、
前記駆動機構が、前記スライド構造体を昇降移動させ、前記スライド構造体と前記ボルスタ部との間に配置される金型間でワークをプレスするプレス機械。
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