KR0162500B1 - 압전 액츄에이터 작동식 프레스 - Google Patents

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유끼요시 사또무라
다다시 마쯔오까
미쯔하루 노나미
고조 마쯔모또
유끼노리 가와무라
노리까즈 마쓰모또
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히데오 이와다
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나까오다께시
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Abstract

압전액츄에이터 작동식 프레스에서 압전액츄에이터(10)는 펀치구동원으로 사용되고, 상부 다이세트(2)와 하부다이세트(3) 사이에 작업편(17)이 협지될 때, 펀치(7)(8)는 작업편(17)을 펀치하기 위하여 압전액츄에이터(10)에 의해 구동된다. 펀치(7)(8) 및 압전액츄에이터(10)는 각 다이세트(2)(3)내에 구성되며, 다이세트 중 이동가능한 것은 다이이동기구(19)에 결합되어, 다이개폐위치로 구동되며 그것에 의해 작업편(17)은 프레스 내로 원활하게 이송되고 외부로 배출될 수 있다.

Description

압전액츄에이터 작동식 프레스
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 1방향 펀치 시스템을 갖는 수직프레스의 단면도.
제2도는 본 발명의 제2실시예에 따른 2방향 펀치시스템을 갖는 수직프레스의 단면도.
제3도는 확대부분 사시도.
제4도는 제1도 및 제2도에 각각 도시된 프레스에서 압전액츄에이터용 위치조절기구의 변형예의 주요부품을 도시한 부분사시도.
제5도는 본 발명의 제3실시예에 따라서 작업편의 모방절삭 및 천공작업이 동시에 수행되는 프레스의 다이장치를 확대한 단면도.
제6도는 제5도에 도시된 프레스 상에 형성되는 작업물의 평면도.
제7도는 본 발명의 제4실시예에 따른 2방향 펀치시스템을 갖는 수직프레스의 부분단면도.
제8도는 본 발명의 제5실시예에 따른 2방향 펀치시스템을 갖는 수직프레스의 부분단면도.
제9도는 본 발명의 제6실시예에 따른 2방향 펀치시스템을 갖는 수직프레스의 확대부분 단면도.
제10도는 종래의 압전액츄에이터 작동식 프레스의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 프레임 1a : 테이블
2 : 상부다이세트 3 : 하부다이세트
7, 8 : 펀치 10 : 압전액츄에이터
11 : 가동편 12 : 액츄에이터 케이싱
16 : 예압스프링 17 : 작업편
18 : 위치조절기구 18a : 쐐기편
18b : 조절볼트 19 : 다이이동기구
22, 24 : 압축스프링 26, 27 : 천공용 고정펀치
29 : 스프링시트 31 : 고정다이판
32 : 가동다이판 34 : 액압실린더
34a : 실린더로드 36 : 가동판
본 발명은 펀치프레스에 관한 것으로, 특히 금속박과 같은 작업편을 펀치하기 위하여 압전액츄에이터를 펀치구동원으로서 사용하는 펀치프레스에 관한 것이다.
판 두께가 얇은 금속박(두께 수십 마이크로미터 정도)의 작업편을 정밀하게 전단(剪斷)하기 위한 펀치프레스, 즉 적층형의 압전액츄에이터를 펀치의 구동원으로서 채용한 방식의 프레스장치가 일본국 미심사 특허공개 제127997/1990호에 개시되어 있다.
제10도는 상기 공지의 프레스장치의 구성을 도시한다. 제10도에 도시한 바와 같이, 프레임(1)의 내부에는 상부다이세트(2), 하부다이세트(3), 가동스트리퍼(4), 상부다이(5), 하부다이(6), 상부펀치(7) 및 하부펀치(8)로 된 금형 및 스트리퍼(4)를 개방 조작하는 압전액츄에이터(9) 등의 각 부품이 조합되어 있다. 또한 프레임(1)의 상하단 각각에는 상부펀치(7) 및 하부펀치(8)의 구동원인 압전액츄에이터(10)가 가동편(11)(압전액츄에이터의 변위를 펀치에 전달하는 로드부재)과 조합되어 액츄에이터 케이싱(12)에 수용 설치되어 있다.
제10도에서, 참조부호 13은 프레임(1)의 내부에 다이세트(2, 3)를 고정하기 위한 체결나사, 14는 가동스트리퍼(4)를 가압하는 스프링, 15는 펀치(7, 8)의 복귀 스프링, 16은 압전액츄에이터 상에 항상 가압하중을 가하도록 압전액츄에이터(10) 및 가동편(11)과 함께 케이싱(12)내에 조립된 예압스프링이다.
이러한 구성의 프레스장치로 벨트형 작업편 또는 금속박(17)을 펀치하기 위하여는, 먼저 압전액츄에이터(9)를 작동시켜 가동스트리퍼(4)를 상향 이동시키고 이러한 상태하에서 작업편(17)을 상부다이(5)와 하부다이(6) 사이의 공간으로 이송한다. 그후 작동스프링(14)의 탄성력에 의해 작업편(17)이 상부다이(5) 및 하부다이(6) 사이에 지지되도록 압전액츄에이터(9)가 복원된다. 이 상태하에서, 상부펀치(7) 및 하부펀치(8)가 압전액츄에이터(10)상에 의해 교대로 구동되어, 소위 수직 2-방향 펀치에 의해 작업편(17)이 펀치 된다. 그후, 압전액츄에이터(9)가 다시 동작되어 가동스트리퍼(4)를 상향 이동시킴으로써 작업편이 해제된다. 이렇게 해제된 작업편(17)은 다음 단계로 이동된다. 그러나 상기 프레스는 비실용적이다. 즉 상술한 바와 같이, 제10도의 프레스에 있어서, 압전액츄에이터(10)는 프레임(1)의 상부 및 하부에 각각 고정적으로 설치되며, 압전액츄에이터(9)는 작업편(17)을 지지하기에 적합한 가동스트리퍼(4)를 이동시키기 위하여 구동된다. 일반적으로, 다수의 압전소자를 적층하여 형성된 적측형 압전액츄에이터에 의해 제공되는 변위량은 수십 마이크론(㎛) 이하이다. 따라서, 가동스트리퍼(4)가 상기한 바와 같이 상향으로 이동될 경우, 프레스의 상부 및 하부다이 사이에 형성된 공간은 금속박 작업편(17)이 그 공간으로 거의 삽입될 수 없는 정도로 충분히 크지 않다.
예를 들면, 프레스 작업도중 작업편이 구부러지거나, 전단작업도중 절단된 모서리에 버르(burr)가 형성되는 경우, 작업편이 프레스 내에 걸리게 된다. 이러한 경우에 정해진 시간 내에 작업편을 이송하는 것은 불가능하다. 이런 현상이 일어나면 긴급 조처를 취할 수 없을 것이다. 즉, 상부다이와 하부다이 사이의 공간이 수십 마이크론 정도로 상당히 좁기 때문에 예를 들면 외부로부터 삽입된 지그 또는 공구로 작업편을 해제하기가 불가능하다. 따라서, 프레스 내에 걸린 작업편을 제거하기 위해서는 다이장치를 해제하여야만 한다. 이와 같이 상기 프레스 동작은 다루기가 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 압전액츄에이터 작동식 프레스의 상기 단점들을 제거하는 것에 있다.
특히, 본 발명의 목적은 다이 장치가 개방될 때 다이장치의 상부와 하부사이에 충분히 큰 공간이 형성되도록 펀치구동식 압전액츄에이터 및 다이장치가 배열면에서 개량된 압전액츄에이터 작동식 프레스를 제공하는 것에 있고, 이것에 의해 작업편이 다이장치와의 간섭 없이 속으로 스무스하게 이송되거나 프레스로부터 배출될 수 있고, 작업편이 프레스내에 걸린다해도 쉽게 수정되어 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 또다른 목적은 다이세트 내에 형성된 펀치 및 펀치구동용 압전액츄에이터에 의해 이동 가능한 다이세트 중 하나가 다이이동기구 또는 이동기구에 결합되어 다이 개폐위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 제1양태의 압전액츄에이터 작동식 프레스를 제공하는 것이다.
상기 제1양태에 따르면, 압전액츄에이터는 펀치에 압전액츄에이터의 변위를 전달하는 가동편 및 예압스프링과 함께 가압상태로 액츄에이터 케이싱 내에 수용되고, 액츄에이터 케이싱은 다이세트 내에 조립된다. 위치조절기구는 압전액츄에이터를 수용하는 액츄에이터 케이싱과 다이세트 사이에 위치 설정되어 펀치의 초기위치를 설정한다.
위치조절기구는 압전액츄에이터의 배면과 다이세트 사이에 삽입된 쐐기기구와, 쐐기기구에 반하여 케이싱을 밀어내는 압력수단을 구비한다. 쐐기기구는 액츄에이터 케이싱의 배면과 다이세트 사이에 삽입된 쐐기편과 작업편을 앞뒤로 이동시키는 조절볼트를 구비하며, 쐐기편의 일단부는 조절볼트의 생크(shank)와 느슨하게 결합된다.
압력수단은 케이싱의 정면과 다이세트 사이에 삽입된 압축스프링을 포함하거나, 또는 일단이 액츄에이터 케이싱의 정면으로부터 돌출되도록 액츄에이터 케이싱내에 조립된 로드 및 다이세트 쪽으로 로드를 가압하는 압축스프링을 포함한다.
압전액츄에이터에 의해 구동되는 펀치는 모방절삭용 펀치 내에 천공용 펀치를 조합시킨 것이며, 그것에 의해 작업편은 동시에 모방절삭되고 천공된다. 스프링시트는 모방절삭용 펀치의 후방부의 외벽 내에 형성되며, 복귀스프링은 스프링시트와 다이세트 사이에 접속되어 펀치를 후방측으로 가압시킨다.
제2양태에 있어서, 상부다이세트 및 하부다이세트가 고정다이판과 기계식 다이이동 기구에 연결된 가동다이판 사이에 설치되며, 펀치구동용 압전액츄에이터는 각 다이세트에 조립되어 있는 펀치에 대향하도록 다이판에 설치된다.
상술한 두 번째 문제 해결수단의 기술적 요지는 다음과 같이 구체화 될 수 있다.
다수의 펀치가 다이세트의 각각에 조립되고, 가동판은 다수의 펀치를 덮는 형태로 다이세트와 압전액츄에이터 사이에 삽입되며, 이들 펀치들은 압전액츄에이터에 의해 가동판을 통해 동시에 구동된다. 가동판은 각각의 가이드 모드에 지지되는 방법으로 다이세트 또는 다이판에 조립된다.
또, 가동판에 대향하여 다이판에 다수의 압전액츄에이터를 설치하고, 각 압전액츄에이터를 동기적으로 통전제어하여 가동판을 구동시킨다.
기본적으로, 본 발명의 제1 및 제2양태에 의해서, 작업편 운반통로의 양측에 배치된 이동 가능한 상부다이 및 하부다이는 공기실린더 또는 유압실린더로 구성된 기계식 다이이동기구에 연결되어 다이 개폐위치로 이동된다. 펀치구동용 압전액츄에이터는 펀치와 조합하여 다이세트내에 조립되거나, 펀치를 포함하는 다이세트가 연결되어 있는 다이판상에 설치된다.
따라서, 압전액츄에이터의 각각은 다이세트와 연합하여 다이개폐위치로 이동된다. 그러므로 다이조임기구의 다이개폐 행정을 펀치의 변위행정으로 조절할 필요가 없다. 기계식 다이이동기구는 압전액츄에이터보다 더 큰 다이 개폐행정을 제공한다. 따라서, 작업편은 다이장치의 간섭 없이 프레스 내외로 입출입이 자유롭게 된다. 펀치작업중 작업편이 프레스내부로 걸린다해도 긴급조처가 취해질 수 있다. 즉, 다이가 다이이동기구의 작동에 의해 충분히 넓게 개방될 수 있기 때문에 작업편이 프레스 내부에서 수정되거나 또는 적합한 지그로 프레스로부터 제거될 수 있다. 또한, 여기에 도시된 다양한 실시예에서, 펀치는 적절한 위치결정을 용이하게 할 수 있다. 부가적으로 다수의 천공용펀치 및 모방절삭용 펀치가 다이내에 조립된다. 따라서 모방절삭용 펀치 및 천공용 펀치로 작업편을 펀치할 필요가 있는 경우에, 그 펀치동작들은 한 개의 프레스만으로도 동시에 또는 연속해서 수행될 수 있다.
본 발명의 특성, 용도 및 원칙은 첨부도면을 참조로 한 다음의 상세한 설명과 첨부된 특허청구범위로부터 보다 분명하게 이해될 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다. 실시예의 도면중 제10도와 대응하는 동일부분에는 동일한 부호를 사용한다.
펀치 및 펀치구동용 압전액츄에이터가 세트내에 조립됨과 아울러 다이세트 중 하나가 다이조임기구 또는 다이이동기구에 연결되어 본 발명의 제1실시예에 따라 다이개방 또는 다이폐쇄 위치로 이동되는 1방향 펀치시스템을 갖는 수직프레스의 일예가 제1도를 참조로 기술될 것이다.
제1실시예에서, 펀치(7), 펀치구동용 압전액츄에이터(10) 및 압전액츄에이터(10)를 위한 위치조절기구(18)(후술함)와 함께 상부다이세트(2)는 조립체를 형성한다. 이 조립체는 프레임(1)의 상부에 설치된 다이이동기구(19)의 램(ram)(19a)에 결합된다. 다이이동기구(19)는 공기실린더 또는 유압실린더를 구비한다. 상부다이세트(2)에 대응하는 하부다이세트(3)는 프레임(1)에 고정적으로 설치된다.
또한, 하부다이세트(3)는 펀치(7)와 조합하여 작용하는 다이(6)를 포함한다. 프레스는 상부다이세트(2)와 결합하는 가이드핀(20) 외에도 펀치가이드(21)를 구비한다.
압전액츄에이터(10), 가동편(11) 및 예압스프링(16)은 압전액츄에이터(10)가 수직으로 활주 가능하도록 다이세트(2)내에 설정된 액츄에이터 케이싱(12) 내에 수용된다.
상기한바 있는 위치조절기구(18)는 압전액츄에이터(10)를 수용하는 케이싱(12) 위에 배치되며, 위치조절기구(18) 쪽으로 케이싱(12)을 가압하는 예압스프링(22)은 압전액츄에이터(10) 아래에 배치된다. 위치조절기구(18)는 압전액츄에이터(10)를 수용하는 케이싱(12)의 배면으로 삽입되는 쐐기편(18a)과 쐐기 또는 다이세트(2)에 형성된 테이퍼진 홈, 그리고 쐐기편(18a)의 양측에 배치된 조절볼트(18b) 및 압축스프링(18c)을 구비하는 일종의 쐐기기구이다.
위치조절기구(18)는 프레스의 동작 전에 펀치(7)의 초기위치를 정확히 설정하는 정밀한 조절수단이다. 즉, 조절볼트(18b)를 시계방향으로 회전시켜 제1도에 도시된 것처럼 좌측으로 쐐기편(18a)을 이동시키는 경우 압전액츄에이터(10)는 압축스프링(22)에 대향하여 하향 이동되며, 조절볼트(18b)를 반시계방향으로 회전시키는 경우 도면에 도시된 바와 같이 쐐기편(18a)이 우측으로 이동되어 압전액츄에이터(10)가 압축스프링(22)에 의해 상향 이동된다.
따라서, 펀치(7)의 초기위치는 관련부품의 보상범위의 변화에 맞추어 정밀하게 설정될 수 있다. 상기 위치조절기구(18) 대신에 위에서 상부다이세트(2)내로 나사결합되는 조절나사를 사용하여 압전액츄에이터(10)를 수용하는 케이싱(12)의 말단면과 대향 접촉시킬 수도 있다.
그러나, 조절나사는 프레스 작동시에 프레임(1)과 간섭하려는 경향이 있다. 이와는 달리 상기 쐐기기구를 이용할 경우 통해 프레임(1)과의 간섭 없이 펀치의 위치조절을 자유롭게 행할 수 있다.
다음에, 상기 프레스의 동작에 관하여 작업편(17)의 펀치공정을 참조로 설명한다.
먼저, 다이이동기구(19)는 상부 다이세트(2)를 상향으로 이동시킨다. 이 상태하에서, 다이장치는 상부다이세트(2)와 하부다이세트(3) 사이에 충분히 넓은 공간이 형성되도록 개방위치가 된다. 이후 작업편(17)은 작업위치로 이송되고, 이때 다이(6)와 상부다이세트(2) 사이에서 작업편(17)을 유지하기 위하여 다이이동기구(19)는 다이세트(2)를 폐쇄위치로 하향 이동시킨다. 이 상태하에서 펀치(7)를 하향 이동시키기 위해 전압이 압전액츄에이터(10)에 인가되며, 그 결과 작업편(17)이 펀치된다. 그후 압전액츄에이터(10)에 대한 전압의 인가가 정지되고, 다이이동기구가 작업편(17)을 해제하기 위하여 다이장치를 개방하도록 동작된다. 이렇게 해제된 작업편(17)은 다음단계로 이동된다. 그후 작업편(17)을 연속적으로 펀치하기 위해 상기 동작이 반복해서 수행된다.
제2도는 본 발명의 제2실시예를 구성하는 2방향 펀치시스템을 갖는 수직프레스의 배치도이다.
제10도에 도시된 프레스와 유사하게 상부 다이세트(2)에는 펀치(7) 및 압전액츄에이터(10)가 내장되며, 하부다이세트(3)에도 펀치(8) 및 압전액츄에이터(10)가 내장된다.
상부다이세트(2)는 제1도(제1실시예)에 도시된 프레스와 유사하게 다이이동기구(19)에 결합된다. 또한, 상술한 제1실시예와 유사하게 다이세트(2, 3)의 각각은 케이싱(12)의 일측에 있는 위치조절기구(18) 및 케이싱(12)의 타측에 있는 위치조절기구(18) 쪽으로 케이싱(12)을 밀어내는 압력수단을 구비한다. 상부다이세트(2)의 압력수단은 제1실시예(제1도)와 유사한 압축스프링(22)이다. 하부다이세트(3)의 압력수단은 케이싱(12)의 앞벽에 형성된 구멍을 통해 단부가 돌출하는 로드(23)와, 뒤에서 로드(23)를 미는 압축스프링(24)으로 구성된다. 압력수단은 압축스프링이 다이세트(3)에 대하여 로드(23)를 미는 방법으로 케이싱(12)내에 설치되며, 그 반작용이 위치조절기구(18)에 대하여 케이싱(12)을 밀어낸다. 제3도 및 제4도는 상기 제1 또는 제2실시예에서의 압전액츄에이터(10)용 위치조절기구(18) 또는 쐐기기구의 한 변형예를 도시한다. 쐐기편(18)의 일단부는 L자형처럼 굴곡되고, U자형 홈(18d)이 그 일단부에 형성된다. 한편, 조절볼트(18)의 헤드근처에 한 쌍의 플랜지(18e)가 형성된다. 조절볼트(18b)는 U자형 홈(18d)이 형성된 단부의 양측에 배치된 한 쌍의 플랜지(18e)와 함께 U자형 홈(18d)에 느슨하게 결합된다. 이렇게 설계된 위치조절기구에 있어서 쐐기편(18a)은 조절볼트(18b)의 회전에 의해 전후로 이동한다. 따라서, 이 변형예는 상기 제1 및 제2실시예에 사용된 압축스프링(18c)을 필요로 하지 않으며, 보다 정확하게 위치를 조절할 수 있다.
제5도는 제6도에 도시된 바와 같이 두 개의 구멍을 갖는 긴 직사각형의 형태를 취함과 동시에 본 발명의 제3실시예를 이루는 작업물(25)을 성형하는 프레스의 일예를 도시한다. 제3실시예에서, 상부다이세트(2) 및 하부다이세트(3)는 작업물(25)의 모방 절삭에 대응하는 모방절삭용 펀치(7)(8)와 작업물(25)에 구멍(25a)을 형성하기 위해 펀치(7)(8)내에 설치된 천공용 고정펀치(26)(27)를 각각 구비한다. 모방절삭용 펀치(7)(8)는 다이(5)(6)에 각각 고정된다. 이렇게 고정된 모방절삭용 펀치(7)(8)는 상기 제1 및 제2실시예와 유사하게 압전액츄에이터(10)에 의해 차례로 당겨지는 대응 가동편(11)에 의해 구동된다. 천공용 고정펀치(26)(27)는 각각 펀치 홀더(28)를 통해 다이세트(2)(3)에 견고하게 고정된다. 가동편(11)에 대향하여 펀치(7)(8)를 왕복 운동시키기 위해 복귀스프링(15)이 사용된다. 특히, 펀치(7)(8)의 후방단부의 외부 벽에 홈이 각각 형성되며, 스프링시트(29)가 이들 홈에 고정된다. 복귀스프링(15)은 각 스프링시트(29)와 대응 다이(5)(6) 사이에 각각 삽입된다. 이 구조에 의해, 복귀스프링(15)은 고정펀치와 결코 간섭하지 않는다. 이 구조는 모방절삭용펀치(7)(8)가 복잡한 구성을 갖는 경우에도 사용될 수 있다.
이렇게 설계된 프레스는 다음과 같이 작동한다.
다이장치가 그 안에 이송된 작업편(17)과 함께 폐쇄될 때 작업편(17)은 상부다이(5)와 하부다이(6) 사이에, 그리고 천공용펀치(26)(27) 사이에 유지되며, 천공용 펀치(26, 27)는 구멍(25a)을 형성하기 위하여 작업편(17) 쪽으로 움직인다. 그후 다이장치가 폐쇄되면 모방절삭용 펀치(7, 8)가 각각의 압전액츄에이터(10)에 의해 교대로 작업편에 대해 진퇴식 이동을 행한다. 즉, 작업편은 수직 2방향 펀치에 의해 모방절삭되어 제6도에 도시한 바와 같이 작업물(25)이 형성된다.
천공용펀치(26, 27)는 그 단부가 다이(5, 6)의 단며과 같은 높이가 되도록 설정된다. 천공용 펀치가 얇은 경우, 상기 펀치는 작업편이 상부다이와 하부다이 사이에서 지지될 때 파손될 수 있다. 즉, 다이장치가 작업편을 유지하기 위해 폐쇄될 경우 과도하게 큰 하중이 천공용 펀치에 인가되어 펀치를 파손할 수 있다. 이러한 결점을 제거하기 위해, 처리될 작업편(17)의 두께에 대응하는 라이너(30)가 제5도에 도시된 바와 같이 하부다이(6)에 배치된다. 다이장치가 폐쇄될 때 라이너(30)의 상부면은 스토퍼로서 작용하여 천공용 펀치(26, 27)에 과도하게 큰 하중이 인가되는 것을 방지한다.
전술한 제1실시예에서의 펀치동작은 수직 1방향 펀치시스템에 따라 수행되며, 제2 및 제3실시예에서의 펀치동작은 수직 2방향 펀치시스템에 따라 수행된다. 다이장치의 상부 및 하부에 펀치를 구비한 제2 또는 제3실시예는 작업편이 상부펀치와 하부펀치 사이에 협지되는 펀치방식을 채용하며, 이때 압전액츄에이터는 상기 펀치들을 반복해서 왕복 운동시키기 위해 구동된다. 본 발명자들은 예를 들면 수십 마이크로미터 정도의 얇은 스테인레스 스틸의 금속박 조차도 펀치방법에 따라 버르가 형성되지 않고 정확하게 펀치될 수 있다는 것을 확인했다.
본 발명의 제2특징에 따른 2방향 펀치시스템 프레스의 제4실시예에서, 상부다이세트 및 하부다이세트는 기계식 다이 이동기구에 결합된 가동다이판과 고정다이판 사이에 설정되며, 펀치구동용 압전액츄에이터는 제7도를 참조로 기술되는 각 다이세트에 설치된 펀치를 반대로 움직이도록 다이판에 설치된다. 제7도에 도시한 바와 같이 상기 프레스의 구조는 다음과 같다.
즉, 펀치(7)(8)는 다이장치의 상부 및 하부에 각각 설치되고, 하부다이세트(3)는 프레임(1)에 장착된 테이블(1a)상에 고정다이 또는 고정판을 통해 장착된다. 미끄럼부재(33)는 유압실린더(34), 실린더로드(34a) 및 실린더로드(34a)와 미끄럼부재(33) 사이에 선회 가능하게 접속된 스윙레버(35)로 이루어진 기계식 다이이동기구에 결합된다.
미끄럼부재(33)는 유압실린더(34)에 의해 프레임(1)을 따라 수직 이동되며, 가이드 포스트(20)에 의해 안내되는 다이장치의 상부는 다이장치의 하부로 이동된다. 즉 다이 개폐위치로 이동된다. 대응하는 펀치(7)(8)를 구동시키는 압전액츄에이터(10)는 액츄에이터 케이싱(12)내에 설치되고, 제1실시예의 것과 유사한 구조를 갖는다. 이 압전액츄에이터(10)는 가동편(11)의 단면이 펀치(7, 8)의 후방단면에 각각 마주할 수 있는 상태가 되면서 고정다이판(31) 및 가동다이판(32)에 각각 설치된다.
작업편(17)의 펀치동작을 중심으로 제7도의 프레스 동작을 설명한다. 먼저, 다이이동기구(19)가 다이장치를 개방하도록 동작한다. 다이장치가 개방되면 작업편(17)은 상부다이세트(2)와 하부다이세트(3) 사이의 공간으로 이송되고, 이어서 다이이동기구가 다이장치를 폐쇄하기 위해 동작한다. 즉, 작업편(17)은 다이장치의 상부와 하부 사이에 고정적으로 협지된다. 이 상태하에서, 전압이 고정다이판(31) 및 가동다이판(32)에 결합된 압전액츄에이터에 교대로 인가되어 2방향 펀치에 의해 작업편(17)을 펀치한다. 이러한 방법으로 작업편(17)이 펀치된 후에, 다이이동기구(19)가 다이장치를 개방하도록 동작하여 그 결과 작업편(17)이 해제된다. 이렇게 해제된 작업편은 다음 진행상태로 이동된다.
제4실시예에서, 상기 제1 내지 제3실시예와 유사하게 작업편은 프레스 내로 원활하게 이송된다. 또한 압전액츄에이터(10)는 다이세트(2, 3)로부터 분리되고, 그 대신에 다이판(31)(32)에 결합된다. 이와 같은 배열은 다이가 쉽게 교체될 수 있다는 점에서 유리하다. 또한, 압전액츄에이터도 쉽게 제거될 수 있다. 따라서 압전액츄에이터를 교체하거나 검사할 필요가 있는 경우에 다이장치를 분해할 필요가 없다.
제8도는 다수의 펀치가 다이내에 설치되고 작업편이 다이장치내에서 연속 이동되는 2방향 펀치시스템을 갖는 프레스의 제5실시예를 도시한다. 상기 제5실시예와 전술한 제4실시예와의 차이점은 다음과 같다.
다수의 펀치(7) 및 다수의 다이(5)가 상부 다이세트(2)내에 설치된다. 이와 유사하게 다수의 펀치(8) 및 다수의 다이(6)가 하부다이세트(3) 내에 설치된다. 가동판(36)중 하나는 펀치를 덮도록 펀치(8)와 고정다이판(31)에 결합된 압전액츄에이터(10) 사이에 개재된다. 이와 유사하게 다른 가동판(36)도 펀치(7)를 덮도록 펀치(7)와 가동다이판(32)에 결합된 압전액츄에이터(10) 사이에 개재된다. 가동판(36)은 고정다이판(31) 및 가동다이판(32)에 수직이동 가능하게 설치된다.
2개의 압전액츄에이터(10)는 고정다이판(31)과 가동다이판(32)에 각각 하나씩 장착되며, 각 가동판(36)의 후방측과는 소정간격 떨어져 있다. 가동판(36)은 스프링(37)에 의해 압전액츄에이터(10) 쪽으로 가압된다. 가동판(36)의 변위는 변위게이지(38)에 의해 감시된다. 가동스트리퍼(14)는 상부다이세트(2)와 하부다이세트(3) 사이에 위치한다.
제5실시예에서의 다이이동기구(19)는 소위 토글형이다. 구동서보모터(39)의 출력축은 토글링크기구(41)에 결합된 이송나사기구(40)에 접속된다. 커플링바아(43)는 하부 사점(dead point)에서 조절나사(42)를 통해 링크기구(41)에 접속된다. 이렇게 접속된 커플링바아(43)는 미끄럼축(44)을 통해 상기 가동다이판(32)에 결합된다.
제5실시예에서 작업편 프레스 동작은 상기 제1 내지 제4실시예의 것들과 근본적으로 유사하다. 고정다이판(31) 및 가동다이판(31, 32)의 각각에 대해 두 개의 압전액츄에이터(10)는 상부다이세트(2) 및 하부다이세트(3)에 설치된 다수의 펀치가 가동판(36)을 통해 동시에 구동되도록 동시에 통전된다. 따라서 프레스내의 작업편을 연속적으로 이동함으로써 하나의 작업물이 다수의 펀치에 의해 형성된다. 제5실시예에서 2개의 압전액츄에이터(10)가 상술한 바와 같이 각 가동판(36)에 배치되므로 가동판(36)은 균일하게 이동된다. 제5실시예에서 압전액츄에이터(10)에 의해 구동되는 펀치(7),(8) 외에도 추가로 고정펀치(27)를 설치할 수도 있다.
제9도는 제5실시예의 변형예로서의 제6실시예를 도시한다. 제8도의 전술한 실시예에서 가동판(36)은 다이판(31),(32)내에 설치된다. 즉, 각 다이판은 벽두께가 부분적으로 변경되어 있는데, 이것은 기계적 강도를 감소시킨다. 이러한 결함을 극복하기 위하여, 제5실시예의 가동판(36)은 다이판(31),32 대신에 다이세트(2, 3) 내에 각각 설치된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 압전액츄에이터 작동식 프레스에서, 펀치 구동용 압전액츄에이터는 펀치와 함께 다이세트내에 설치되거나 다이세트에 결합된 다이판 상에 설치되며 가동 다이세트는 기계식 다이이동기구에 결합되어 압전액츄에이터와 함께 다이 개폐위치로 이동된다. 그러므로, 본 발명의 프레스에 있어서 다이장치는 다이이동기구에 의해 충분히 넓게 개방될 수 있다. 따라서, 작업편은 다이장치와의 간섭 없이 프레스내로 이송되고 프레스로부터 배출될 수 있다. 작업편이 펀치동작중에 프레스내에 걸린다해도 긴급조치를 취할 수 있다. 즉, 작업편은 적합한 지그에 의해 프레스내에서 수정되거나 프레스로부터 제거될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 프레스는 쉽게 조작될 수 있다.
이상과 같이, 바람직한 실시예에 관하여 설명하였지만 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구의 범위 및 기술적 사상을 일탈하지 않고도 당분야의 통상의 기술자에 의해 여러 가지 변경 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (14)

  1. 금속박 작업편을 펀치하기 위한 압전액츄에이터 작동식 프레스에 있어서, 프레임(1), 프레임(1)에 장착된 다이이동기구(19), 프레임(1)에 고정적으로 장착되는 동시에 일면을 갖는 제1다이세트(3), 상기 다이이동기구(19)에 장착되고, 상기 제1다이세트(3)의 일면과 마주하는 일면을 가짐과 아울러 제1다이세트(3)의 일면을 향하는 폐쇄위치로의 이동과 상기 일면으로 멀어지는 개방위치로의 이동을 선택적으로 할 수 있는 제2다이세트(2), 제1다이세트의 상기 일면에 대향하는 단부를 가지고 상기 제2다이세트(3)에 이동 가능하게 장착된 펀치, 상기 제2다이세트(2)에 장착되고, 제1다이세트(3) 및 제2다이세트(2)가 폐쇄위치에 있을 때 제1다이세트(3) 일면과 이와마주하는 제2다이세트(2)의 일면 사이에 협지된 작업편(17)을 펀치하기 위하여 상기 펀치를 구동시키는 작용을 하는 압전액츄에이터(10)를 구비하는 것을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압전액츄에이터(10)는 제2다이세트(2)에 장착되어 이와 함께 가동하는 케이싱(12)과, 이 케이싱(12) 내에 설치되어 제1다이세트(3)의 일면을 향해 소정방향으로 액츄에이터(10)를 가압하는 스프링(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 케이싱(12)의 후면과 상기 제2다이세트(2) 사이에 설치되어 제2다이세트(2)에서의 펀치의 위치를 설정하는 위치조절수단(18)을 구비하는 것을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
  4. 제3항에 있어서, 위치조절수단(18)은 상기 제2다이세트(2)와 상기 케이싱(12)의 후면 사이에서 펀치(7)의 이동방향을 기준으로할 때 그 좌우의 횡방향으로 이동 가능하게 배치된 쐐기부재(18a)와, 상기 쐐기부재(18a) 쪽으로 케이싱(12)을 가압하는 압력수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 위치조절수단(18)은 펀치(7) 방향으로 케이싱(12)을 이동하기 위해 상기 쐐기부재(18a)와 결합하여 쐐기부재(18a)를 좌우로 이동시키는 조절볼트(18b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 위치조절수단(18)은 조절볼트(18a)의 생크와 결합하여 쐐기부재(18a)를 가압하는 스프링(18c)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
  7. 제4항에 있어서, 상기 압력수단은 상기 다이세트와 상기 케이싱(12)의 전면 사이에 개재된 압축스프링(22)인 것을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
  8. 제4항에 있어서, 상기 압력수단은 액츄에이터 케이싱(12)내에 설치되고 다이세트와 대향하는 상기 액츄에이터 케이싱(12)의 표면으로부터 돌출한 단부를 갖는 로드(23)와, 상기 다이세트를 향해 상기 로드(23)를 가압하는 압축스프링(24)을 구비하는 것을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 펀치는 모방절삭용 펀치(7)(8) 및 천공용 펀치(26)(27)를 포함하며, 상기 천공용펀치(26)(27)는 모방절삭 및 천공펀칭을 동시에 행하기 위해 모방절삭용 펀치(7)(8)내에 배치됨을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 모방절삭용 펀치(7)(8)의 후방단부의 외부벽에는 스프링시트(29)가 형성되고, 이 스프링시트(29)와 다이세트들 사이에는 복귀스프링(15)이 접속되어 상기 다이세트(2) (3) 들간의 대향면들 중 최소한 하나 이상에 대하여 멀어지도록 상기 펀치들을 후퇴위치로 가압하는 것을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
  11. 금속박을 펀치하기 위한 압전액츄에이터 작동식 프레스에 있어서, 프레임(1), 프레임(1)에 장착된 고정다이판(31), 가동다이판(32), 가동다이판(32) 및 프레임(1)에 장착되어 고정다이판(31)에 대해 상대적으로 가동다이판(32)을 이동시키는 다이이동수단(19), 대향한 관계로 고정다이판(31) 및 가동다이판(32)중 어느 하나에 각각 장착되는 제1다이세트(3) 및 제2다이세트(2), 상기 다이세트(3),(2)에 장착된 다수의 펀치, 그리고 상기 각 펀치를 구동하기 위해 상기 다이판(31) (32)에 장착된 압전액츄에이터(10)를 구비하는 것을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 다수의 펀치는 각 다이세트(3)(2)에 장착되며, 각 다이세트(3)(2)와 대응 압전액츄에이터(10) 사이에는 다수의 펀치와 연결된 가동판(36)이 개재되며, 상기 다수의 펀치는 각각 가동판(36)을 통해 구동되는 것을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 가동판(36)은 상기 다이세트(3), (2)에 안내 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
  14. 제12항에 있어서, 다수의 압전액츄에이터(10)는 가동판(36)에 대향하면서 각 다이판(31)(32)에 배치되며, 상기 다수의 압전액츄에이터(10)는 동기적으로 통전제어됨으로써 상기 가동판(36)을 구동시키는 것을 특징으로 하는 압전액츄에이터 작동식 프레스.
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