JPS62146608A - 多段プレス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は多段プレス装置に係り、詳しくは可動盤の移動
機構としてボールネジ機構を採用した、電力消費量の少
ない多段プレス装置に関するものである。

（従来技術） 多段プレス装置は、可動盤と固定盤との間に複数の熱板
乃至はプレス板が配設された構造を成しており、可動盤
を固定盤に対して移動、押圧せしめることにより、それ
ら熱板乃至はプレス板間において複数のプレス加工を同
時に行なうようになっている。そして、通常は、可動盤
を固定盤に対して移動、押圧させるために、可動盤の移
動機構として油圧シリンダが用いられている。

ところで、このような多段プレス装置では、一般に、電
気プリント配線板やラミネート板等の積層製品がプレス
加工せしめられることとなるが、これら積層製品のプレ
ス加工に際しては、可動盤を固定盤に対して押圧（圧締
）する圧締期間が長くなる（２〜３時間程度になる場合
もある）のが普通であり、また良好な積層製品を得るた
めには、その圧締期間中、可動盤の押圧力（圧締力）を
微妙に調節する必要があるのが普通である。そのた、め
、前記油圧シリンダを用いた従来の多段プレス装置では
、可動盤を移動させるための大吐出量ポンプとは別に小
吐出量ポンプが設けられ、この小吐出量ポンプと電磁リ
リーフバルブとによって油圧シリンダの油圧を制御する
ことにより、上記圧締期間中の圧締力を制御するように
なっているのが一般的であった。このように、圧締期間
中における圧締力の制御に際して小吐出量ポンプを用い
るようにすれば、前述のように圧締期間が長いことから
、大吐出量ポンプを用いる場合に比べて電力消費量を著
しく低減できるのであり、また圧締力もより高い精度で
制御することが可能となるのである。

（問題点） しかしながら、圧締期間中の圧締力制御に際して小吐出
量ポンプと電磁リリーフバルブを用いる従来の多段プレ
ス装置では、圧締期間中、その小吐出量ポンプおよび電
磁リリーフバルブを連続して駆動する必要があるため、
電力消費量が必ずしも充分に低減されるとは言い難く、
その改善が望まれていた。

（解決手段） ここおいて、本発明は、このような事情に鑑みて為され
たものであって、その第一発明の特徴とするところは、
前述の如き、可動盤を固定盤に対して移動、押圧せしめ
ることにより、該可動盤と該固定盤との間に配設された
複数の熱板乃至はプレス板間において複数のプレス加工
を同時に行なうようにした多段プレス装置において、前
記可動盤と位置固定の所定の静止部材との間に、所定の
ボールネジ構造をもって螺合するナツト部材と雄７ジ部
材とを含むボールネジ機構を、その一方の部材を該可動
盤に固定的に支持せしめると共に、その他方の部材を該
静止部材に回転可能に且つ軸心方向に移動不能に支持せ
しめて介在させ、且つ該ボールネジ機構の他方の部材を
回転作動せしめる電動サーボモータを設けて、該電動サ
ーボモータの回転により、前記可動盤を前記固定盤に対
して移動、押圧せしめるようにしたことにある。

また、第二発明の要旨とするところは、前記可動盤と位
置固定の所定の静止部材との間に、それぞれ、所定のボ
ールネジ構造をもって螺合するナツト部材と雄ネジ部材
とを含む複数のボールネジ機構を、その一方の部材を該
可動盤に固定的に支持せしめると共に、その他方の部材
を該静止部材に回転可能に且つ軸心方向に移動不能に支
持せしめて、並列的に介在せしめ、且つ該各ボールネジ
機構の他方の部材をそれぞれ回転作動せしめる複数の電
動サーボモータを設けて、該複数の電動サーボモータの
回転をそれぞれ相互に関連させて制御することにより、
前記可動盤を前記固定盤に対して移動、押圧せしめるよ
うにしたことにある。

（作用・効果） 前記第一発明に従う多段プレス装置によれば、電動サー
ホモータの回転速度を制御１）１することにより、ボー
ルネジ機構を介して可動盤を固定盤に対して移動制御で
き、またその回転力を制御することにより、ボールネジ
機構を介して可動盤に作用する力を制御することができ
る。つまり、第一発明に従う多段プレス装置によれば、
可動盤の移動時においては電動サーボモータの回転速度
を制御する必要があるが、可動盤の押圧（圧締）時には
主としてその回転力だけを制御すればよいのであり、電
動サーボモータでは回転力の制御期間中は電力消費が極
めて少なくて済むことから、その圧締期間中における電
力消費量を著しく低減することができるのである。そし
てそれ故、積層製品等のプレス加工の如き、圧締期間が
著しく長くなるようなプレス加工に際して、電力消費量
を従来装置のそれに比べて著しく低減することが可能と
なったのである。

また、前記第二発明に従う多段プレス装置では、可動盤
の固定盤に対する移動制御および押圧力（圧締力）制御
が複数の電動サーボモータの回転速度および回転力の制
御によって行なわれることとなるが、この第二発明にお
いても圧締期間中における各電動サーボモータの消費電
力が少なくて済むのは第一発明の場合と同様であり、従
って第一発明と同様、積層製品等のプレス加工に際して
電力消費量を著しく低減できるといった利点があるので
ある。

しかも、この第二発明によれば、それら電動サーボモー
タによって作動されるボールネジ機構が、可動盤と位置
固定の静止部材との間に並列的に複数介在せしめられる
ため、それら電動サーボモータの回転速度を相互に関連
させて制御することにより、可動盤を固定盤に対して所
望の姿勢を保って（通常は高い平行度をもって）移動、
押圧させることができるのであり、それ故押圧時におけ
る製品ズレを防止して製品の歩留りを向上させることが
可能にもなったのである。

また、この第二発明によれば、上述と同様の理由から、
圧締期間中において電動サーボモータの回転力を相互に
関連させて制御することにより、可動盤の固定盤に対す
る圧締力並びに圧力分布を細かく制御することができる
ため、積層製品のプレス加工時において、それら積層製
品を構成する積層材間からのガス抜き操作を効果的に行
なうことができるのであり、また製品を均一な面圧をも
って圧締することが可能となるのである。そしてそれ故
、各積層材を均一に接着して、品質の良好な積層製品を
安定して得ることができるといった利点があるのである
。

（実施例） 以下、本発明をより一層具体的に明らかにするために、
その実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

先ず、第１図は本発明に従う多段プレス装置の一例を示
すものであるが、そこにおいて、１０は固定盤であって
、静止部材であるベース１２上に立設されたタイロッド
１４に支持されている。また、１６は可動盤であって、
四隅をタイロッド１４によって上下方向に摺動可能に支
持されており、ベース１２との間に介在されたボールネ
ジ機構１８によって昇降作動せしめられるようになって
いる。そして、可動ｉ１６が該ホールネジ機構１８によ
る上昇作動によって固定盤１０に対して押圧せしめられ
ることにより、積層製品を構成する積層材等の所定の被
加工物がそれら固定盤１０と可動盤１６との間に配設さ
れた複数の熱板２０間で同時にプレス加工せしめられる
ようになっている。

ボールネジ機構１８は所定のポールネジ構造をもって螺
合するボールネジ２２とナツト２４とを備えており、ボ
ールネジ２２はその頭部２６において可動盤１６の下面
の中央部に固定的に支持され、垂下されている。なお、
ボールネジ２２は頭部２６の頭頂部が球状の凸面２８と
されており、一方可動盤１６の下面の中央部にはその球
状凸面２８に対応した球状の凹面３０が形成されている
。

そして、ボールネジ２２は、その頭部２６の球状凸面２
８が可動盤１６の下面に形成された球状凹面３０に嵌め
合わされた状態で、取付部材３２によって可動盤１６に
取り付けられている。

また、ナツト２４はベース１２を上下方向に貫通して配
設された段付円筒部材３４の上部開口部に固定されてお
り、この段付円筒部材３４を介してベース１２に回転可
能に且つ軸心方向に移動不能に支持されている。そして
、この段付円筒部材３４のベース１２から突出した下端
部にギヤ３６が設けられ、このギヤ３６に、電動サーボ
モータ３８の出力軸に取り付けられたギヤ４０が噛み合
わされている。電動サーボモータ３８によってギヤ４０
が回転させられると、その回転がギヤ３６を介して段付
円筒部材３４、つまりナツト２４に伝達されるのであり
、このナツト２４の回転によってボールネジ２２、ひい
ては可動盤１６が昇降作動せしめられ、固定盤１０に対
して移動、押圧せしめられるようになっているのである
。なお、上述の説明から明らかなように、本実施例では
、ボールネジ２２が雄ネジ部材を成し、またナツト２４
と段付円筒部材３４とによってナツト部材が構成されて
いる。また、電動サーボモータ３８はベース１２に取り
付けられている。

このように、本実施例の多段プレス装置によれば、゛電
動サーボモータ３８を回転駆動させることにより、ボー
ルネジ機構１８を介して可動盤１６を固定盤１０に対し
て移動、押圧でき、各熱板２０間において所定のプレス
加工を同時に行なうことができるのであるが、このよう
な多段プレス装置では、可動盤１６を昇降作動させる場
合には、電動サーボモータ３８の回転速度を制御してボ
ールネジ２２、つまり可動盤１６の昇降速度を制御する
必要があるものの、可動盤１６を固定盤１０に対して押
圧（圧締）する圧締期間中においては、主として電動サ
ーボモータ３８をトルク制御するだけでよいため、その
圧締作動に要する電力が極めて少なくて済むのであり、
従って電気プリント配線板やラミネート板等の積層製品
のプレス加工時のように、その圧締期間が著しく長くな
るような場合において、油圧シリンダを用いた従来の多
段プレス装置に比べて電力消費量を著しく低減できると
いった利点があるのである。

すなわち、多段プレス装置によって積層製品のプレス加
工を行なう場合には、そのプレス加工サイクルは、ニュ
ートラル−可動器上昇−増圧−圧締（押圧）保持−減圧
一可動盤下陣一ニュートラルの順序で進行することとな
るが、この場合にはその圧締期間が他の操作期間に比べ
て著しく長いのであり、従って本実施例の多段プレス装
置のように圧締作動に要する消費電力を少なくできれば
、１プレス加工サイクル当たりの消費電力を著しく低減
できるのである。

因みに、第２図は、積層製品をプレス加工する場合にお
ける本実施例装置と従来装置との使用電力を加工サイク
ルの各操作段階に対応して示すものであるが、その図か
ら、本実施例装置の電力消費量が従来装置のそれに比べ
て極めて低減されていることが明瞭に認識されるのであ
る。なお、第２図から明らかなように、本実施例の多段
プレス装置によれば、ニュートラル時における電力の消
費が全くないため、この点においても電力消費量を低減
できるといった利点がある。

次に、本発明に従う多段プレス装置の別の一例を第３図
および第４図に示す。それらの図から明らかなように、
本実施例の多段プレス装置では、前記実施例とは異なり
、可動盤１６が前記実施例のボールネジ機構１８よりも
小型の４つのボールネジ機構５０によってベース１２に
支持されており、これら４つのボールネジ機構５０によ
って昇降作動せしめられて、固定盤１０に対して移動、
押圧せしめられるようになっている。

すなわち、第４図に示されているように、可動盤１６に
は、相対向する一対の側面部に位置して、それぞれ幅方
向に所定路離隔てて各一対のブラケット５２が固定され
ており、第５図に示されているように、それらブラケッ
ト５２の下面に、ボールネジ機構５０を構成する雄ネジ
部材としてのボールネジ５４がその頭部５６において固
定され、垂下せしめられている。なお、第５図から明ら
かなように、ボールネジ５４は、前記実施例と同様、そ
の頭部５６０頭頂部に形成された球状凸面５８において
ブラケット５２の下面に形成された球状凹面６０に嵌合
せしめられており、この状態で取付部材６２によってブ
ラケット５２に取り付けられている。

また、ボールネジ５４に所定のボールネジ構造をもって
螺合するナツト６４は、前記実施例の段付円筒部材３４
と略同様の断面形状を有する有底の段付円筒部材６６の
開口部に固定され、前記実施例のナツト２４と同様、そ
の段付円筒部材６６を介してベース１２に回転可能に且
つ軸心方向に移動不能に支持されている。そして、本実
施例では、その段付円筒部材６６の下端部を覆う状態で
カバ一部材６８が設けられ、電動サーボモータ７０がそ
のカバ一部材６８に取り付けられて、その出力軸が段付
円筒部材６６の底壁に同心に直結されている。つまり、
本実施例では、ナツト６４が電動サーボモータ７０によ
ってその軸心回りにダイレクトに回転作動せしめられる
ようになっているのである。なお、第５図において、７
１はベアリングケースである。

また、前記可動盤１６の下面中央部には、第３図に示さ
れているように、ベース１２に形成された通孔７２を貫
通して被ガイド部材７４が取り付けられており、通孔７
２内に装着された摺動ブツシュ７６に上下方向に摺動可
能に嵌合せしめられている。

このような多段プレス装置では、各ボールネジ機構５０
に対応して設けられた電動ナーボモータ７０を相互に関
連させて回転駆動することにより、前記実施例と同様、
可動盤１６を固定盤ｌＯに対して移動、押圧でき、従っ
て各熱板２０間において所定のプレス加工を同時に行な
うことができるのである。また、可動盤１６を固定盤１
０に対して押圧（圧締）する圧締期間中においても、前
記実施例と同様に、主としてそれら電動サーボモータ７
０をトルク制御するだけでよいため、その圧締期間が著
しく長くなるような場合において、前記実施例と同様に
、その圧締期間中に消費する電力量、ひいては−加エサ
イクル当たりの消費電力量を著しく低減することができ
るのである。

しかも、本実施例の多段プレス装置では、各電動サーボ
モータ７０の回転速度を制御することにより、各対応す
るボールネジ５４の昇降速度を互いに関連して、且つ独
立して制御できるため、可動盤１６を固定盤１０に対し
て所望の姿勢に容易に制御することができるのであり、
それ数回動盤１６を固定盤１０に対して高い平行度（水
平度）をもって押圧させることが可能となって、押圧時
における製品ズレを良好に防止し、製品の歩留りを向上
させることが可能になったのである。

また、本実施例の多段プレス装置では、各電動サーボモ
ータ７０の回転力を制御することにより、可動盤１６の
固定盤１０に対する押圧力を各ボールネジ機構５０の取
付部位毎に独立して制御することができるため、それら
可動盤１６と固定盤１０との間の圧締力並びにその圧力
分布を細かく制御することができるのであり、積層製品
のプレス加工時において、それら積層製品を構成する積
層・材間からのガス抜き操作を効果的に行なうことが可
能となると共に、製品を均一な面圧をもって押圧するこ
とが可能となったのである。そしてそれ故、積層製品を
構成する各積層材を均一に接着して、品質の良好な積層
製品を安定して得ることが可能にもなったのである。

なお、前記各電動サーボモータ７０は、例えば、第６図
に示されている如き制御回路によって制御されることと
なる。すなわち、各電動サーボモータ７０には、それぞ
れ同じ構成のサーボアンプ７８が接続され、それらサー
ボアンプ７８に対して共通の速度制御信号発生器８０お
よびトルク制御信号発生器８２からそれぞれ速度制御信
号ＳＳおよびトルク制御信号ＳＴが供給されるようにな
っている。そして、速度制御信号発生器８０と各サーボ
アンプ７Ｂとの間にそれぞれ速度制御信号調節器として
の可変抵抗器８４が設けられ、それら可変抵抗器８４に
よって各サーボアンプ７８に供給される速度制御信号Ｓ
Ｓがそれぞれ独立して調節され得るようになっている。

才た、トルク制御信号発生器８２と各サーボアンプ７８
との間には、それぞれトルク制御信号調節器としての可
変抵抗器８６が設けられ、各サーボアンプ７８に供給さ
れるトルク制御信号ＳＴがそれら可変抵抗器８６によっ
て独立して調節され得るようになっている。

従って、各サーボアンプ７８に対応して設けられた可変
抵抗器８４．８６をそれぞれ調節することにより、両制
御信号発生器８０．８２からの速度制御信号ＳＳおよび
トルク制御信号ＳＴに基ついて各対応するサーボモータ
７０の回転速度並びにトルク（回転力）をそれぞれ独立
して制御できるのであり、それらを関連させて制御する
ことにより、前述のように、可動盤１６を所望の姿勢に
保って移動させると共に、固定盤１０に対して所望の圧
力分布状態をもって押圧させることができるのである。

なお、第７図において、８８はタコジェネレータであり
、各サーボアンプ７８に供給された速度側？ｌｌ信号Ｓ
Ｓはこのタコジェネレータ８８からの出力信号によって
補正されて速度制御アンプ９゜に供給され、この速度制
御アンプ９ｏがらトルク制御部９２に供給されるように
なっている。また、このトルク制御部９２にはトルク制
御信号ＳＴが直接供給されるようになっている。そして
、このトルク制御部９２からはそれら信号ｓｓおよびＳ
Ｔが合成されて出力され、その出力信号がインバータ９
６からのフィードハック信号によって補正されて電流制
御アンプ９４に供給され、電流制御アンプ９４からイン
バータ９６を介してサーボモータ７０に供給されるよう
になっている。

以上、本発明のいくつかの実施例を説明したが、これら
は文字通りの例示であり、本発明がこれらの具体例に限
定して解釈されるべきでないことは勿論である。

例えば、前記第一の実施例では、電動サーボモータ３８
がギヤ４０．３６を介してナツト２４を回転作動させる
ようになっていたが、第二の実施例と同様、電動サーボ
モータ３８の出力軸を段付円筒部材３４に直結し、電動
サーボモータ３８によってナツト２４をダイレクトに回
転作動させるようにすることも可能であり、また逆に、
第二の実施例においては、電動サーボモータ７０の回転
をギヤ等の動力伝達手段を介してナツト６４に伝達させ
るようにすることも可能である。

また、前記実施例では、何れも、雄ネジ部材であるボー
ルネジ２２．５４が可動盤１６側に支持され、ナツト部
材を構成するナツト２４．６４と段付円筒部材３４．６
６とが静止部材であるベース１２側に支持されていたが
、ナツト部材を可動盤１６側に支持させる一方、ボール
ネジ２２．５４をベース１２側に支持させるようにして
も、本発明に係る多段プレス装置を構成することが可能
である。

また、前記第二の実施例では、可動盤１６の対応する一
対の側面部にそれぞれ２つ、計４つのボールネジ機構５
０が取り付けられ、それらボールネジ機構５０が各対応
する電動サーボモータ７０によってそれぞれ関連して制
御せしめられることにより、可動盤１６の姿勢制御並び
に圧締制御が行なわれるようになっていたが、ボールネ
ジ機構５０は可動盤１６の各側面部に対してそれぞれ１
つつつ設けるようにしてもそれらの制御を行なうことが
できるのであり、さらにはボールネジ機構５０を可動盤
１６の対応する一対の側面部に１つづつ、計２つ設ける
だけでもそれらの制御を行なうことができるのである。

また、それらのボールネジ機構５０はそのように必ずし
も可動盤１６の側面部に対して取り付けられる必要はな
く、可動盤１６の下面に取り付けるようにしてもよいの
であり、さらには可動盤１６の側面部と下面との適所に
取り付けた複数のボールネジ機構５０によってそのよう
な制御を行なうようにすることも可能である。また、そ
の際、各ボールネジ機構５０並びにそれらを回転作動せ
しめる電動サーボモータ７０は、必要に応じてその大き
さく定格）を互いに異なるものとすることも可能である
。なお、それらボールネジ機構５０は、前述のように、
可動盤１６に対して複数設けられておれば第二発明の効
果を享受できるものであるが、それらボールネジ機構５
０は、可動盤１６と固定盤ＩＯとの間の面圧（圧力分布
）をその全面にわたって良好に制御する上で、３つ以上
設けることが望ましい。

また、前記実施例では、固定盤１０と可動盤１６との間
に熱板２０が配設されたホットプレスタイプの多段プレ
ス装置に本発明を適用した場合について述べたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、それら固定盤１０
と可動盤１６との間にプレス板が配設されたコールドプ
レスタイプの多段プレス装置についても適用することが
可能である。

その他、−々列挙はしないが、本発明がその趣旨を逸脱
しない範囲内において、種々なる変更、修正、改良等を
施した態様で実施できることは言うまでもないところで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う多段プレス装置の一例を示す要部
切欠断面図であり、第２図は第１図の実施例装置のプレ
ス加工サイクルにおける使用電力状態を従来装置のそれ
と比較して示すグラフである。第３図は本発明の別の実
施例を示す第１図に対応する図であり、第４図はそのｒ
Ｖ−ＩＶ断面図であり、第５図は第３図に示す装置の要
部を拡大して示す断面図である。第６図は第３図に示す
装置の電動サーボモータの制御回路の一例を示す回路図
である。 １０：固定盤　　１２：ベース（静止部材）１６：可動
盤　　１８．５０：ボールネジ機構２０：熱板 ２２．５４＝ボールネジ（雄ネジ部材）２４．６４：ナ
ソト ３４．６６：段付円筒部材 ３６．４０：ギヤ ３８．７０：電動サーボモータ ５２ニブラケツト　　　７４；被ガイド部材７８：サー
ボアンプ ８０：速度制御信号発生器 ８２：トルク制御信号発生器 ８４．８６：可変抵抗器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動盤を固定盤に対して移動、押圧せしめること
   により、該可動盤と該固定盤との間に配設された複数の
   熱板乃至はプレス板間において複数のプレス加工を同時
   に行なうようにした多段プレス装置において、 前記可動盤と位置固定の所定の静止部材との間に、所定
   のボールネジ構造をもって螺合するナット部材と雄ネジ
   部材とを含むボールネジ機構を、その一方の部材を該可
   動盤に固定的に支持せしめると共に、その他方の部材を
   該静止部材に回転可能に且つ軸心方向に移動不能に支持
   せしめて介在させ、且つ該ボールネジ機構の他方の部材
   を回転作動せしめる電動サーボモータを設けて、該電動
   サーボモータの回転により、前記可動盤を前記固定盤に
   対して移動、押圧せしめるようにしたことを特徴とする
   多段プレス装置。
2. （２）可動盤を固定盤に対して移動、押圧せしめること
   により、該可動盤と該固定盤との間に配設された複数の
   熱板乃至はプレス板間において複数のプレス加工を同時
   に行なうようにした多段プレス装置において、 前記可動盤と位置固定の所定の静止部材との間に、それ
   ぞれ、所定のボールネジ構造をもって螺合するナット部
   材と雄ネジ部材とを含む複数のボールネジ機構を、その
   一方の部材を該可動盤に固定的に支持せしめると共に、
   その他方の部材を該静止部材に回転可能に且つ軸心方向
   に移動不能に支持せしめて、並列的に介在せしめ、且つ
   該各ボールネジ機構の他方の部材をそれぞれ回転作動せ
   しめる複数の電動サーボモータを設けて、該複数の電動
   サーボモータの回転をそれぞれ相互に関連させて制御す
   ることにより、前記可動盤を前記固定盤に対して移動、
   押圧せしめるようにしたことを特徴とする多段プレス装
   置。