JPH0818156B2 - プレス機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプレス機械特にバルジ加
工に適するプレス機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばパイプの途中をふくらませる加工
を行う場合には一般に内部より圧力を加える。この加圧
は内部にウレタンを充填しておいてパイプと密接して型
を押込んだり、パイプ両端を加圧し乍ら、パイプ内部に
液圧を加えたり、ロール、金型を用いて拡大する。何れ
の方法をとる場合も、パイプは下型と上型にて挟持し、
その後パイプ内部に圧力を加える。そのためプレス機械
としては加工物を上下型間に装着するため、或は加工物
を上下型から取り出すことができるように大きく離隔
し、又、パイプ内部を加圧する際は上下型を強固に押圧
する必要がある。そのため、バルジ加工には液圧プレス
が使われる例が多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】液圧プレスを用いると
大加圧力を得ることができるが、この加圧力を得るため
の液圧プレスは仮に同加圧力を得る機械プレスに比較し
て価格がかなり高い。又保守に手間がかかり、作業速度
も遅い。液圧プレスでは最大圧力が５００００ｔｏｎ位
まであるが機械プレスは５〜８０００ｔｏｎであり、こ
の比較よりみても液圧プレスは大加圧力を得るのに適す
るが上述したように価格、保守、作業速度に問題があ
る。バルジ加工の内圧は例えば液圧の場合に圧力の強さ
は２０００ｋｇ／ｃｍ² を加えるが、この加圧力はパイ
プを金型内面に向って変形させるだけでなく、金型内面
にパイプを密接させるためにも働く、従ってパイプの塑
性変形に要する応力に基づく抵抗力以上に、上型、下型
には強大な力が加わる。このように上型、下型を開こう
とする力に抗して上型を下型へ押圧するに付、機械プレ
スで安価に加圧力を得るには如何にすべきかという課題
が生ずる。例えばクランクプレスを用いると圧力−スト
ローク曲線で下死点付近において理論上は無限大の加圧
力を生ずることになる。然し乍ら、クランクプレスでは
クランクを軸受で支持し、クランクと上型を加圧する上
下方向に移動するスライドは連結杆によって連結してい
る。クランクの下死点付近において発生する大加圧力に
対して、連結杆、クランクが変形しないように剛性を大
きくする必要がある。処がクランクは金型開閉のために
クランクアーム長が長くなるので剛性が低く、これを大
きくすることは機械全体を極めて大きくしてしまう。素
材のパイプの金型への装着及び加工済製品の金型からの
離脱のために、力は小さくてよいが大行程の必要な機能
を果たす部分についてまで、上型下型を強大な力で加圧
するために備えたクランク機構が用いられる不合理さが
ある。

【０００４】本発明はプレス金型を大きく開閉する場合
の金型開閉用駆動装置を備え、プレス金型に強大な加圧
力を保つ金型加圧装置にくさびを用いることにより、上
記課題を解決したプレス機械を提供することを目的とし
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は固設したプレス
ベッド上に下型を置き、該下型に対して上型を押圧する
プレス機械において、上型と下型を大きく離接する金型
開閉用駆動装置と、上型と下型が近接後に上型と下型に
大加圧力を加え得る金型加圧装置を有し、前記金型加圧
装置は上型を担持して、上型を下型に対して進退する可
動プレスフレームとプレスベッドの下型取付面と反対側
の面間に介在し、可動プレスフレームを進退する方向に
対して交叉方向においてプレス機械中心に向って間隔が
せまくなるように設けた案内面が対向する左右一対の案
内部材と、該案内部材の案内面に接触し可動プレスフレ
ームを進退する方向に対して直角方向へ進退するくさび
を有し、該くさびを案内部材の内外にわたり移動させる
往復動駆動装置を備えたことを特徴とするプレス機械で
ある。

【０００６】本発明によれば金型開閉用駆動装置で金型
を大きく開閉でき、金型加圧用駆動装置で大きな加圧力
を金型に与えられる。そこで金型開閉用駆動装置は小さ
な力を出力出来ればよく、金型加圧装置は大きな加圧力
と小行程をくさびにより発生できればよいから、装置全
体が小さく大きな液圧プレスに匹敵する能力を得ること
ができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。

【０００８】「実施例１」図１は一部断面で示す正面図
である。一部を示すプレスベッド５は工場の床上に据付
けられている。プレスベッド５を上下に移動自在に挿通
する四本のコラム２は上端がクラウンフレーム１に固定
され、下端が下部フレーム３に固定されている。該四本
のコラム２は平面でみて方形の角部に配置されている。
コラム２のクラウンフレーム１及び下部フレーム３への
固定方法は同一であり、コラム２の両端部近くに設けた
つば部２ａを夫々クラウンフレーム１、下部フレーム３
の対向面に当てて該つば部２ａを夫々不図示のボルトで
クラウンフレーム１、下部フレーム３に固定し、コラム
２の両端部は夫々クラウンフレーム１、下部フレーム３
に嵌合して貫通し、コラム２の両端には夫々ナット１２
をねじ込んである。従ってクラウンフレーム１、コラム
２、下部フレーム３は一体的であり、可動プレスフレー
ムを構成している。プレスベッド５の下面に固定された
上下方向の複数の流体圧シリンダ、例えば油圧シリンダ
のフレームシリンダ４は同一構造のものであり、プレス
中心Ｃに対して対称な位置に配されそのピストンロッド
４ａは下部フレーム３に固定されている。この油圧シリ
ンダ４は金型開閉用駆動装置であり、大きな力の出力は
必要ないが大きな行程、即ちクラウンフレーム１に固定
した金型の一方である上型９、プレスベッド５に固定さ
れる金型の他方であり上型９と対となっている下型１０
間に加工物を出し入れ出来るまで開ける行程を必要とす
る。

【０００９】プレスベッド５と下部フレーム３の間には
金型加圧装置１４が配設される。金型加圧装置１４の出
力部は可動プレスフレーム（１，２，３）の移動方向に
対して図の左右方向に交叉する摺動面６ａ，７ａを持つ
摺動材６，７と該摺動材６，７と摺動し、図の両側から
プレスセンタＣへ向って進退するくさび８，８を備えて
いる。上側の摺動材７はプレスベッド５の下面に固定さ
れ、下側の摺動材６はガイドスペーサ１１を介して下部
フレーム３に固定されている。摺動面７ａは可動プレス
フレーム（１，２，３）の移動方向に直交する平面を有
している。摺動面６ａは図の左右側からプレス中心Ｃへ
向って摺動面６ａ，７ａ間の間隔が狭くなるように傾斜
している。従ってくさび８，８の下面も傾斜面となって
いる。

【００１０】図３は金型加圧装置１４を図１と同方向か
ら見る正面図である。くさび８，８はスライド１５，１
６に固定されている。スライド１５，１６はプレスベッ
ド５の下面に設けた左右方向の直線案内１３に滑合して
いる。この直線案内１３はダブテイル等の摺動案内、ア
ンチフリクションのリニアガイドウェイ等を用いる。プ
レスベッド５の左右に一体的に設けた耳金５ａに軸１７
でもってベルクランク１８，１９が固定されている。ベ
ルクランク１８，１９の一方の端部はリンク２１，２２
でもって夫々スライド１５，１６に連結されている。ベ
ルクランク１８，１９の他端は取付ボス２３，２４にピ
ン２５結合されている。取付ボス２３，２４は往復駆動
リンク２７の一部であり、一体或は一体的にロッド部材
に固定されている。取付ボス２４は流体圧駆動のクレビ
ス型シリンダ２８のピントンロッド２８ａに剛結されて
いる。クレビス型シリンダ２８はプレスベッド５の脚部
に枢着されている。

【００１１】図４は図１のＢ−Ｂ断面を示し、バルジ加
工の加圧装置の水平断面図である。

【００１２】左右対称に上下枠９，１０間には素材のパ
イプＷを把持する端部円筒型部３１の中間に素材のパイ
プＷの中間部をふくらませる部分に相当する拡径円筒型
部３２が設けてある。端部円筒型部３１には作用体３３
が密に滑合し、作用体３３中の通路３３ａをとおり、圧
力Ｐ＝２０００ｋｇ／ｃｍ² の圧力流体が送り込まれ、
パイプＷの中間部をふくらませると同時に作用体３３を
左右から金型へパイプ加圧装置３４により押し込む。パ
イプ加圧装置３４は可変速電動機３５に連結された送り
ねじ３６が軸受３７でもって軸方向に移動しないように
支持されている。送りねじ３６には右ねじ３６Ｒ、左ね
じ３６Ｌが設けられ、該ねじに夫々ねじ込まれた移動子
３８が直線案内３９に案内されている。移動子３８はサ
ーボ弁４１のスプール４２に連結されている。サーボ弁
４１は作用体３３に固定されている。作用体３３はプレ
スベッド５に固定した流体圧シリンダ４３のロッド一体
形ピストン４３ａに連結されている。流体圧シリンダ４
３はサーボ弁４１の出力側に配管されており、この配管
はスプール４２とピストンロッド４３ａの運動方向が同
方向となるように連結されている。

【００１３】上記構成における本発明の実施例の作用に
ついてのべる。加工物のパイプＷを取付前は金型加圧装
置１４のクレビス型シリンダ２８がピストンロッド２８
ａを押し出すことにより、ベルクランク１８，１９を軸
１７を中心に図３において反時計回りに回転し、夫々リ
ンク２１，２２を介してスライド１５，１６を直線案内
１３に従って後退させ、くさび８，８は摺動材６，７間
から左右に離れている。フレームシリンダ４はピストン
ロッド４ａを引き込み、プレスフレーム（１，２，３）
は上昇して上型９、下型１０間はパイプＷを挿入出来る
ように開いている。又図４において流体圧シリンダ４３
のピストン４３ａは後退端に有り、従って作用体３３も
後退端にある。

【００１４】パイプＷを金型に嵌め込み、フレームシリ
ンダ４をピストンロッド４ａが伸長する方向に付勢する
とプレスフレーム（１，２，３）は下降し、下型１０と
上型９間にパイプＷを密接すると共に摺動材６，７間は
開く（図１矢印Ａ）。ここで図３の金型加圧装置１４の
クレビス型シリンダ２８をそのピストンロッド２８ａを
引込める方向に付勢すると往復駆動リンク２７は左行
し、ベルクランク１８，１９を軸１７を中心にして時計
回りに回転し、リンク２１，２２を介してスライド１
５，１６をプレス中心Ｃに向って前進させ、くさび８，
８は摺動材６，７間に入り前進し、摺動面６ａ，７ａと
接する。この状態ではリンク２１，２２とベルクランク
１８，１９のリンク２１，２２との連結側アーム１８
ａ，１９ａは一直線になる方向へ近ずき、リンク２１，
２２とベルクランク１８，１９のリンク２１，２２との
連結側アーム１８ａ，１９ａのなす角α１，α２は次第
に大きくなり、トッグル機構としてスライド１５，１６
を夫々押し、くさび８，８は摺動材６，７間に押し込ま
れ、くさび８，８は摺動材６を押し下げ、ガイドスペー
サ１１を介してプレスフレーム（１，２，３）を強力な
力で押し下げ、上型９と下型１０を強い力で圧する（図
１矢印Ｂ）。ここで摺動面６ａにおける角度を適当に選
べば、上下型９，１０間を開こうとしてプレスフレーム
（１，２，３）を押し上げて摺動材６を押し上げようと
してもくさび８，９は後退することはない。

【００１５】ついでパイプ加圧装置３４の可変速電動機
３５が付勢されると共に作用体３３の通路３３ａから圧
力Ｐの例えば圧油が送り込まれてパイプＷ内側から加圧
される。可変速電動機３５により送りねじ３６は回転
し、移動子３８，３８は互いに近づく方向へ移動する。
移動子３８，３８のプレス中心Ｃへ向っての移動によ
り、スプール４２は同方向へ移動するので圧力Ｐ１の圧
油はサーボ弁４１の流入路４１ａをとおり、開弁側のポ
ートＧ１をとおり、流体圧シリンダ４３のシリンダ室４
３Ｆに送られ、ピストン４３ａはプレス中心Ｃ側へ向っ
て作用体３３と共に移動して作用体３３はパイプＷを長
手方向に圧する。シリンダ室４３Ｒの無圧状態の油はサ
ーボ弁４１のポートＧ２をとおり、リターンポートＤ２
から圧油源へ送り返される。従って、送りねじ３６によ
って移動する移動子３８とスプール４２の移動に追従し
てピストン４３ａは移動する。これによってパイプＷを
長手方向から適度の速度で圧し乍ら、作用体３３を通じ
てパイプＷ内へ高圧液体を送り込むためパイプＷは中間
部がふくらみ、拡径円筒型部３２に圧接する。この際に
上型９、下型１０を引離そうとする強大な力が働くが、
金型加圧装置１４のくさび作用により、上下型９，１０
間は開こうとするとくさび８，８が押し込まれて開き得
ない。クレビス型シリンダ２８のピストンロッド２８ａ
を押し出すと加圧力Ｂは消失し、くさび８，８は摺動材
６，７間から後退し、フレームシリンダ４はピストンロ
ッド４ａを引込み、金型９，１０間は開く。上記と共に
可変速電動機３５を逆転して作用体３３を後退する。

【００１６】実施例は金型加圧装置にベルクランクを往
復駆動リンクで連動し、ベルクランクとくさびと連結し
たスライド間にトッグル機構を用いてあるので、一対の
くさびはほぼ等しい速度で押し込まれ、ほぼ等しい加圧
力を発生出来る。又、パイプ加圧装置は流体圧シリンダ
をねじ送りで連動するサーボ弁により同調機構を用いた
ため、等しい速度と等しい加圧力でパイプ両端を押圧で
きる。

【００１７】パイプ加圧装置は実施例に限られる訳では
なく、例えば金型加圧装置に用いたベルクランクを往復
動リンクで連動し、ベルクランクと作用体間にトッグル
機構を設けてもよい。又、周知の同調装置を備えた流体
圧シリンダによってパイプ両端を加圧するようにするこ
とも出来る。

【００１８】金型加圧装置はくさびの推進にベルクラン
クを往復動リンクで連動し、ベルクランクとくさびと連
結したスライド間にトッグル機構を設けたが、パイプ加
圧装置に用いたサーボ弁をねじ送りで送って流体圧シリ
ンダの同調をとり、流体圧シリンダでスライドを駆動す
るようにしてもよく、又周知の同調装置を備えた流体圧
シリンダによってスライドを駆動してもよい。

【００１９】実施例はくさび８，８の案内部材として摺
動材６，７を用いたが、くさび８，９の案内部材として
は摺動材６，７の摺動面６ａ，７ａを軌道面としてくさ
び８，８との間にニードルころを並列介在したスライド
ガイドとしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明は金型開閉用駆動装置（フレーム
シリンダ４）で金型間を閉じた状態において、プレスベ
ッドと上型を担持して上型を下型に対して進退するプレ
スフレーム（１，２，３）の夫々に案内部材（摺動材
６，７）を設けて、案内部材間にくさびを往復動駆動装
置で押し込むようにしたから、上型と下型間を大きな力
で加圧することが出来、例えばバルジ加工のように上下
型を開くように大きな力が発生する場合にも容易に大き
な対抗力で上下型間を圧することが出来る。くさびを用
いるため、運動は非可逆であり、上型下型間は開かな
い。金型の加圧に従来のように油圧を用いないため、大
圧力、大容量の油圧装置を必要としない。そのため、プ
レス機械を安価に出来る。金型加圧装置の往復動駆動装
置に油圧装置を用いた場合でも、小容量の油圧装置です
み、保守点検は容易である。機械全体を小さく出来、設
置床面積が小さくですむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】金型加圧装置の詳細を示す正面図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ断面図で示す金型に装着するバル
ジ加工装置部の図面である。

【符号の説明】

１ クラウンフレーム ２ コラム ３ 下部フレーム ４ フレームシリンダ ５ プレスベッド ６，７ 摺動材 ８ くさび ９ 上型 １０ 下型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固設したプレスベッド上に下型を置き、
   該下型に対して上型を押圧するプレス機械において、上
   型と下型を大きく離接する金型開閉用駆動装置と、上型
   と下型が近接後に上型と下型に大加圧力を加え得る金型
   加圧装置を有し、前記金型加圧装置は上型を担持して、
   上型を下型に対して進退する可動プレスフレームとプレ
   スベッドの下型取付面と反対側の面間に介在し、可動プ
   レスフレームを進退する方向に対して交叉方向において
   プレス機械中心に向って間隔がせまくなるように設けた
   案内面が対向する左右一対の案内部材と、該案内部材の
   案内面に接触し可動プレスフレームを進退する方向に対
   して直角方向へ進退するくさびを有し、該くさびを案内
   部材の内外にわたり移動させる往復動駆動装置を備えた
   ことを特徴とするプレス機械。