WO2015049930A1 - プレス機械及びプレス方法 - Google Patents

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WO2015049930A1
WO2015049930A1 PCT/JP2014/071790 JP2014071790W WO2015049930A1 WO 2015049930 A1 WO2015049930 A1 WO 2015049930A1 JP 2014071790 W JP2014071790 W JP 2014071790W WO 2015049930 A1 WO2015049930 A1 WO 2015049930A1
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screw shaft
nut
movable member
screw
drive source
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PCT/JP2014/071790
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亙 今枝
林 正明
晃庸 渡邊
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Murata Machinery Ltd
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Murata Machinery Ltd
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/2018Screw mechanisms with both screw and nut being driven, i.e. screw and nut are both rotating

Definitions

  • the present invention relates to a press machine and a press method.
  • a press machine has been proposed in which an upper die is moved using a screw shaft and nut that move up and down (see, for example, Patent Document 1).
  • a screw shaft is connected to a first power transmission mechanism that generates low torque at high speed
  • a nut is connected to a second power transmission mechanism that generates high torque at low speed.
  • the screw shaft is connected to a ram having a holder that supports the upper die via a rotation prevention mechanism, and this press machine operates the first power transmission mechanism by restricting the rotation of the nut member when approaching. By doing so, the ram (upper die) is lowered to a predetermined position with high speed and low torque while rotating the screw shaft.
  • the press machine controls the rotation of the screw shaft by the rotation prevention mechanism and operates the second power transmission mechanism, thereby rotating the nut member and lowering the screw shaft with a low-speed high torque.
  • the press machine controls the rotation of the screw shaft by the rotation prevention mechanism and operates the second power transmission mechanism, thereby rotating the nut member and lowering the screw shaft with a low-speed high torque.
  • the press machine described in Patent Document 1 prevents the rotation of the screw shaft by a rotation mechanism during bending.
  • This rotation prevention mechanism allows a screw shaft to rotate by forming a gap between the tip of the screw shaft and the ram due to the weight of the ram including the upper die when approaching or returning.
  • the tip of the screw shaft and the ram are brought into contact with each other by the pressure applied to the workpiece, and the rotation of the screw shaft accompanying the rotation of the nut member is prevented by the friction braking force between them.
  • this rotation prevention mechanism has a gap between the tip of the screw shaft and the ram, for example, when bending a workpiece by the load of the ram, and by pressing the ram downward with the screw shaft.
  • the position of the bottom dead center of the upper mold differs depending on whether the workpiece is bent. Therefore, when the load required for bending the workpiece is near the weight of the ram, the position of the bottom dead center of the upper mold varies, making it difficult to perform scheduled bending on the workpiece. is doing.
  • this rotation prevention mechanism prevents the rotation of the screw shaft by the tip of the screw shaft coming into contact with the ram, when bending a workpiece by the weight of the ram, the rotation between the screw shaft and the ram is prevented.
  • the screw shaft cannot be prevented from rotating even if the nut member is rotated.
  • the ram is lifted and brought into contact with the screw shaft.
  • it is difficult to reduce the size of such a press machine because a hydraulic mechanism having a large output is required when the weight of the ram is large.
  • An object of the present invention is to provide a press machine and a press method capable of performing the above.
  • the present invention comprises a drive mechanism for moving at least one of an upper mold and a lower mold, and in a press machine for processing a workpiece disposed between the upper mold and the lower mold, the drive mechanism Has a first drive source for rotating the screw shaft and a second drive source for rotating the nut, and includes an upper die or a lower die.
  • the body includes a casing that rotatably supports the screw shaft or the nut, a movable member that is movably formed in the casing and that can contact or retreat with respect to a tip portion of the screw shaft or the nut, and moves the movable member. And a driving device.
  • the tip portion of the screw shaft or nut may be provided with an inclined surface that is inclined with respect to the advancing / retreating direction
  • the movable member may be provided with an inclined surface that can come into contact with the inclined surface.
  • the movable member is a sliding screw nut that is coupled to a sliding screw formed on the casing, and the sliding screw nut may be abutted against or retracted from the screw shaft or the tip portion of the nut by being rotated by a driving device. Good.
  • the sliding screw may be formed in the casing along the axis of the screw shaft, and the sliding screw nut may move in the same direction as the screw shaft or the advancing / retreating direction of the nut by rotation.
  • a piezoelectric element disposed between the casing and the movable member is used, and the movable member may be in contact with or retracted from the tip of the screw shaft or the nut by expansion and contraction of the piezoelectric element.
  • the structure including the upper mold includes an upper mold holder for holding the upper mold, and a ram to which the upper mold holder is attached.
  • the casing is formed on the upper portion of the ram and includes a screw shaft or a nut and a ram. It may be connected.
  • the present invention also includes a drive mechanism that moves at least one of the upper mold and the lower mold, and in a press method for processing a workpiece disposed between the upper mold and the lower mold, the drive mechanism includes a screw shaft or a screw.
  • a structure including a first drive source for rotating a screw shaft and a second drive source for rotating a nut, using a nut coupled with the shaft as an advancing / retracting part, including an upper die or a lower die,
  • a casing that rotatably supports the nut, a movable member that is formed so as to be movable in the casing and that can contact or retreat with respect to the screw shaft or the tip of the nut, and a drive device that moves the movable member.
  • the screw shaft or nut With the movable member retracted from the tip of the screw shaft or nut, the screw shaft or nut is rotated by the first drive source or the second drive source, and at least one of the upper mold and the front mold is moved, The movable member is brought into contact with the tip portion of the screw shaft or the nut by a driving device, Next, the workpiece is processed by rotating the nut or the screw shaft by the second drive source or the first drive source.
  • a movable member when a workpiece is processed, a movable member is brought into contact with the tip of a screw shaft or nut (hereinafter referred to as a screw shaft or the like) by a driving device, so that the screw shaft or the like can be easily and reliably rotated. To prevent. Furthermore, since the gap with the tip of the screw shaft is eliminated by the movable member, the position of the bottom dead center of the upper mold can be stabilized even when the workpiece is processed near the ram's own weight. Can be reliably processed.
  • the tip of the screw shaft or the like is provided with an inclined surface that is inclined with respect to the advancing / retreating direction and the movable member is provided with an inclined surface that can contact the inclined surface
  • the tip of the movable member and the screw shaft or the like Can be reliably coupled with a large frictional force associated with the inclined wedge as compared with the contact between the flat surfaces. Therefore, the rotation of the screw shaft or the like can be reliably prevented.
  • a sliding screw nut that is coupled to a sliding screw formed on the casing is used as the movable member, and the sliding screw nut is brought into contact with or retracted from the tip portion of the screw shaft or the like by being rotated by a driving device.
  • the driving device a piezoelectric element disposed between the casing and the movable member is used, and the movable member is brought into contact with or retracted from a tip portion such as a screw shaft by expansion and contraction of the piezoelectric element.
  • the movable member can be moved forwards and backwards electrically compared to the case where is used.
  • the structure including the upper mold includes an upper mold holder for holding the upper mold and a ram for attaching the upper mold holder, and a casing is formed on the upper portion of the ram to connect the screw shaft and the ram to each other. In this case, the gap with the screw shaft or the like caused by the weight of the ram, upper mold holder, or the like can be reliably eliminated by the movable member.
  • the gap with the tip portion of the screw shaft or the like is eliminated by the movable member, and the position of the bottom dead center of the upper die is stabilized.
  • the production efficiency can be improved by suppressing the generation of non-defective products.
  • FIG. 1 is a front view of the press machine 10.
  • FIG. 2 is a partially broken right side view of the press machine 10.
  • the press machine 10 of this embodiment is a press brake, and includes a main body frame 11, a table 13 that supports the lower mold 12, and a pair of side plates 14.
  • the main body frame 11 forms an outline of the press machine 10.
  • the lower mold 12 is a fixed (lower) mold, and is formed long in the left-right direction. As shown in FIG. 2, the lower mold 12 has a molding recess 12a.
  • the table 13 is attached to the front side of the main body frame 11 and fixes the lower mold 12.
  • the side plates 14 are respectively attached to the left and right side portions of the main body frame 11. Each of the side plates 14 is formed with guide plates 18 projecting inward at two locations, upper and lower.
  • An upper cover plate 15 14 is attached between the pair of side plates 14.
  • the press machine 10 includes a plurality of drive mechanisms 17.
  • the plurality of drive mechanisms 17 are arranged side by side behind the upper cover plate 15 of the main body frame 11.
  • Each of the drive mechanisms 17 is attached to the main body frame 11 by an attachment mechanism (not shown).
  • the drive mechanism 17 includes a ball screw portion 21 having a screw shaft 19 and a nut 20, a first drive source 22, a first power transmission portion 23, a second drive source 24, a second power transmission portion 25, and a connecting portion. 26.
  • the screw shaft 19 is an advancing / retreating part, is arranged in the vertical direction of the main body frame 11 and is rotatably supported by the main body frame 11.
  • the length of the screw shaft 19 is set according to the movement range of the upper die 29.
  • a ram 27 is attached below the screw shaft 19 via a connecting portion 26 having a function of preventing the screw shaft 19 from rotating.
  • the connecting part 26 will be described later.
  • the ram 27 is a plate-like member made of metal or the like, and has a weight of several tens to several hundreds kg, for example.
  • the ram 27 is formed with a roller 27 a that sandwiches the guide plate 18. The roller 27a is guided by the guide plate 18 to guide the ram 27 in the vertical direction.
  • a plurality of upper mold holders 28 are attached at regular intervals in the left-right direction.
  • Each of the upper mold holders 28 has a clamp mechanism for sandwiching and holding the upper mold 29.
  • the upper mold 29 is disposed so as to face the recess 12 a of the lower mold 12 when held by the upper mold holder 28.
  • the upper die 29 has a tip portion 29 a that enters the recess 12 a of the lower die 12.
  • the ram 27, the upper mold holder 28, and the upper mold 29 integrally form a structure 30 that moves in the vertical direction (see FIG. 2).
  • the nut 20 is screwed to the screw shaft 19.
  • the nut 20 is held in a rotatable state by a plurality of bearings (for example, ball bearings, roller bearings, etc.) of the bearing 16 formed on the main body frame 11.
  • the nut 20 is in a state where movement in the vertical direction is restricted by the bearing 16. Accordingly, by rotating the screw shaft 19 in a state where the rotation of the nut 20 is restricted, the screw shaft 19 moves in the vertical direction, and by rotating the nut 20 in a state where the rotation of the screw shaft 19 is restricted. The screw shaft 19 can be moved in the vertical direction.
  • the first drive source 22 is, for example, a servo motor. As the first drive source 22, a low torque and high speed rotation type servo motor is applied.
  • the output shaft 22 a of the first drive source 22 is connected to the input side of the first power transmission unit 23.
  • the first drive source 22 is supported by the main body frame 11 by a guide mechanism (not shown) so as to be movable in the vertical direction in accordance with the movement of the screw shaft 19.
  • the first drive source 22 rotationally drives the output shaft 22a according to a command from a control device (not shown).
  • the second drive source 24 is, for example, a servo motor. As the second drive source 24, a high torque and low speed rotation type servo motor is applied.
  • the output shaft 24 a of the second drive source 24 is connected to the input side of the second power transmission unit 25.
  • the second drive source 24 is fixed to the main body frame 11 by a fixing mechanism (not shown). Similar to the first drive source 22, the second drive source 24 rotationally drives the output shaft 24a according to a command from a control device (not shown).
  • FIG. 3 is a development view for explaining the drive mechanism 17 in the press machine 10.
  • the first drive source 22 and the second drive source 24 are shown together.
  • the first power transmission unit 23 includes a drive pulley 33, a driven pulley 34, and a belt 35.
  • the drive pulley 33 is attached coaxially to the output shaft 22 a of the first drive source 22.
  • the driven pulley 34 is coaxially attached to the upper end portion of the screw shaft 19.
  • the belt 35 is stretched between the drive pulley 33 and the driven pulley 34. Therefore, by driving the first drive source 22, the screw shaft 19 is rotated at high speed and with low torque via the first power transmission unit 23. As a result, the screw shaft 19 moves at high speed in the vertical direction.
  • the first drive source 22 is driven when the upper die 29 is approached or returned.
  • the second power transmission unit 25 includes a drive pulley 36, a driven pulley 37, and a belt 38.
  • the drive pulley 36 is coaxially attached to the output shaft 24 a of the second drive source 24.
  • the driven pulley 37 is coaxially attached to the upper end portion of the nut 20.
  • the belt 38 is stretched between the drive pulley 36 and the driven pulley 37. Accordingly, by driving the second drive source 24, the nut 20 is rotated at a low speed and with a high torque via the second power transmission unit 25. Due to the rotation of the nut 20, the screw shaft 19 is screwed at a low speed.
  • the drive mechanism 17 is not limited to a configuration in which the first power transmission unit 23 and the second power transmission unit 25 include drive pulleys 33 and 36, driven pulleys 34 and 37, and belts 35 and 38.
  • the driving force may be transmitted by a gear train.
  • the two drive mechanisms 17 are not limited to being arranged with respect to one ram 27, and one or three or more drive mechanisms 17 may be arranged.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining the connecting portion 26 of the press machine 10, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view showing a state at the time of approach (or at the time of return), and FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of the main part. .
  • the connecting portion 26 includes a casing 39, a movable member 40, and a drive device 41.
  • the casing 39 has a cylindrical portion 42, a bottom plate portion 43, and a sliding screw portion 44.
  • the casing 39 connects the screw shaft 19 and the ram 27.
  • the cylindrical portion 42 has an opening 45 at the upper end, and rotatably supports the lower end of the screw shaft 19 by a ball bearing 46 attached to the opening 45.
  • a contact member 47 is attached to the lower end portion of the screw shaft 19 with a bolt or the like.
  • the contact member 47 is formed in a truncated cone shape having a convex bottom surface, and an inclined surface 48 is formed around the contact member 47.
  • the bottom plate portion 43 is fixed to the bottom portion of the cylindrical portion 42 with bolts 49.
  • the bottom plate portion 43 is formed at the upper end portion of the ram 27 (see FIG. 3).
  • the sliding screw portion 44 forms a sliding screw 50 on the outer periphery, and is fixed to the upper surface (inside the casing 39) of the bottom plate portion 43 by a bolt 51.
  • the sliding screw portion 44 is separated from the contact member 47 of the screw shaft 19 and is disposed along the rotation axis of the screw shaft 19.
  • a sliding screw nut 53 having a top plate 52 is used as the movable member 40.
  • the sliding screw nut 53 is screwed to the sliding screw portion 44 described above.
  • the top plate 52 is formed with an inclined surface 54 that can contact the inclined surface 48 of the contact member 47 of the screw shaft 19.
  • a gear portion 55 is formed on the outer periphery of the sliding screw nut 53 over the entire circumference.
  • the drive device 41 includes a drive source 57, a drive gear 58, and an intermediate gear 59.
  • As the drive source 57 for example, a servo motor is used.
  • a drive gear 58 is coaxially attached to the output shaft 57 a of the drive source 57.
  • the intermediate gear 59 is rotatably supported by a shaft portion 59 a formed in the cylindrical portion 42 of the casing 39. Further, the intermediate gear 59 is disposed so as to mesh with the drive gear 58 and mesh with the gear portion 55 of the sliding screw nut 53.
  • the drive device 41 rotates the output shaft 57a of the drive source 57 based on a command from a control device (not shown). As the drive gear 58 rotates, the slide screw nut 53 is rotated via the intermediate gear 59.
  • FIG. 5A and 5B are diagrams for explaining the main part of the press machine 10, wherein FIG. 5A is a cross-sectional view showing a state during bending, and FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view of the main part.
  • FIG. 5A when the driving device 41 is driven to move the sliding screw nut 53 upward, the inclined surface 48 of the contact member 47 and the inclined surface 54 of the sliding screw nut 53 come into contact with each other. At this time, since the upward movement of the screw shaft 19 is restricted by the ball bearing 46, the sliding screw nut 53 can be strongly pressed against the contact member 47.
  • the inclined surface 54 comes into strong contact with the inclined surface 48, and a frictional force that restricts the rotation of the contact member 47 (screw shaft 19) by the wedge effect can be generated.
  • the inclination angle of the inclined surface 48 and the inclined surface 54 (inclination angle with respect to the rotation axis of the screw shaft 19) can be arbitrarily set.
  • the screw portions of the slide screw 50 and the slide screw nut 53 are in a state where the inclined surfaces are in contact with each other.
  • the sliding screw nut 53 receives a force in the axial direction (vertical direction)
  • a frictional force is generated between the two by the wedge effect so that the sliding screw nut 53 does not rotate carelessly.
  • the inclination angle of the thread portions of the slide screw portion 44 and the slide screw nut 53 can be arbitrarily set.
  • the pitch of the slide screw 50 can be arbitrarily set.
  • the gear train is used for transmission of the driving force in the driving device 41, it is not limited to this.
  • a belt may be used to transmit the driving force, or a gear portion 55 on the outer periphery of the slide screw nut 53 may be used as a pinion gear, and the slide screw nut 53 may be rotated by linearly moving a rack engaged therewith.
  • a drive source using hydraulic pressure or pneumatic pressure may be used.
  • the surface configuration of the inclined surface 48 of the contact member 47 and the inclined surface 54 of the sliding screw nut is arbitrary. Both may be mirror finished, or one or both may be roughened to improve the frictional force. Such a contact surface is the same in the following second and third embodiments.
  • the movable member 40 moves along the rotation axis of the screw shaft 19, but the present invention is not limited to this.
  • the movable member 40 moves in parallel with being displaced from the rotation axis of the screw shaft 19.
  • the movable member 40 may move in a direction inclined with respect to the rotation axis or in a direction perpendicular to the rotation axis.
  • the moving direction of the movable member 40 is arbitrary as long as it eliminates rattling caused by the gap between the tip of the screw shaft 19 and the ram 27 and prevents the screw shaft 19 from rotating. Can be set.
  • step S01 a pressing method using the press machine 10 will be described with reference to FIG.
  • the press machine 10 has a workpiece positioning mechanism (not shown), and the operator positions the workpiece W on the lower mold 12 by abutting the tip of the workpiece W against the positioning mechanism.
  • step S02 the upper die 29 (ram 27) is lowered to a predetermined position.
  • the screw shaft 19 is rotated at high speed via the first power transmission unit 23 by driving the first drive source 22.
  • the movable member 40 of the connecting portion 26 is retracted to the position A ⁇ b> 1, and a gap L ⁇ b> 1 is generated between the contact member 47 and the slide screw nut 53. Yes.
  • the screw shaft 19 can be freely rotated, and the ram 27 and the upper die 29 can be lowered to a predetermined position as the screw shaft 19 is lowered by high-speed rotation.
  • the nut 20 may be rotated by driving the second drive source 24 in addition to the rotation of the screw shaft 19 by the first drive source 22.
  • step S03 the drive device 41 of the connecting portion 26 is driven to rotate the slide screw nut 53, and as shown in FIG. 5B, the slide screw nut 53 is moved upward to the position A2, and the contact member 47 (screw It is made to contact
  • the driving of the driving device 41 is stopped in a state where the inclined surface 54 of the sliding screw nut 53 is strongly pressed against the inclined surface 48 of the contact member 47.
  • the screw shaft 19 is in a state in which the rotation is restricted by the sliding screw nut 53.
  • the drive timing of the drive device 41 is not limited to the time after the screw shaft 19 is lowered to a predetermined position by the drive of the first drive source 22 (after step S02). In the middle of step S02, the driving device 41 may be driven.
  • the second drive source 24 is driven and the nut 20 is rotated to lower the screw shaft 19 and move the upper die 29 to the bottom dead center.
  • the workpiece W is sandwiched between the upper die 29 and the lower die 12, whereby the workpiece W is bent (step S04). Since the rotation of the screw shaft 19 is restricted by the sliding screw nut 53 as described above, the rotation is prevented even when the nut 20 is rotated. Further, at the time of bending, a force for pressing the inclined surface 54 against the inclined surface 48 is applied by a reaction force from the workpiece W, and the rotation of the screw shaft 19 is prevented.
  • a control device controls the drive timing, drive amount, and the like of the first drive source 22, the second drive source 24, and the drive device 41 described above.
  • the upper die 29 is retracted to the original position (see FIG. 2) by a procedure reverse to the above, and the workpiece W subjected to the bending process is taken out.
  • the second drive source 24 is driven to reversely rotate the nut 20 and move the screw shaft 19 upward (step S05).
  • the driving device 41 is driven to rotate the sliding screw nut 53 in the reverse direction to move it downward, and the sliding screw nut 53 is retracted from the contact member 47 (step S06).
  • the screw shaft 19 is moved upward by driving the first drive source 22 and rotating the screw shaft 19 in the reverse direction (step S07).
  • the retraction of the upper die 29 is not limited to this method.
  • step S06 the driving device 41 is driven to retract the slide screw nut 53 from the contact member 47, and then the process proceeds to step S07.
  • a method that does not use the second drive source 24 such as driving the first drive source 22 and rotating the screw shaft 19 to move upward may be used.
  • the press machine 10 can easily and reliably prevent the screw shaft 19 from rotating by bringing the movable member 40 into contact with or retracting from the screw shaft 19. Furthermore, the position of the bottom dead center of the upper die 29 varies depending on whether the work W is bent by the load of the ram 27 or when the work W is bent by pressing the ram 27 downward with the screw shaft 19. Therefore, for example, even when the load required when bending the workpiece W is in the vicinity of the weight of the ram 27, the position of the bottom dead center of the upper mold 29 does not vary, and the workpiece W is scheduled. Can be reliably bent.
  • the inclined surfaces 48 and 54 are used at the contact portion between the screw shaft 19 and the movable member 40, a strong frictional force can be generated by the wedge effect by strongly pressing the both, and the screw shaft 19 can be rotated. It can be prevented efficiently.
  • the contact portion between the screw shaft 19 and the movable member 40 is not limited to the inclined surface, and for example, the flat portions may contact each other.
  • the sliding screw nut 53 as the movable member 40, the inclined surface of the screw portion is strongly pressed, and the inadvertent rotation can be restricted by the wedge effect as described above.
  • a nut with a normal screw thread may be used.
  • a lock mechanism for preventing inadvertent rotation of the nut may be provided.
  • the sliding screw nut 53 is moved in the same direction as the forward / backward direction of the screw shaft 19, the clearance generated between the screw shaft 19 and the ram 27 is surely eliminated by a simple operation such as rotating the sliding screw nut 53. can do.
  • the gap between the screw shaft 19 and the ram 27 can be easily eliminated by the movable member 40, and the position of the bottom dead center of the upper die 29 is stabilized. Processing of W can be performed reliably, generation
  • the lower portion of the screw shaft 19 is connected to the connecting portion 26, but the present invention is not limited to this.
  • the screw shaft 19 may be rotatably held so as not to move in the vertical direction, and the lower portion of the nut 20 that is long in the vertical direction may be connected to the connecting portion 26.
  • the nut 20 moves in the vertical direction along the screw shaft 19 by rotating the nut 20 or the screw shaft 19.
  • a high-torque and low-speed rotation type servo motor is applied
  • the second drive source 24 for rotating the nut 20 for example, low torque and A high-speed rotation type servo motor is applied.
  • the nut 20 is rotatably held by the connecting portion 26, and the movable member 40 abuts or retreats with respect to the lower end of the nut 20.
  • the point that the nut 20 may be connected to the connecting portion 26 instead of the screw shaft 19 is the same in other embodiments described below.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining a main part of the press machine according to the second embodiment, wherein FIG. 7A is a cross-sectional view at the time of approach (or at the time of return), and FIG. 7B is a cross-sectional view at the time of bending. .
  • FIG. 3 shows the connecting portion 26a, and the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS.
  • symbol is attached
  • the connecting portion 26a uses a piezoelectric element 67 as a driving device for moving the movable member 40a.
  • a contact member 60 is attached to the tip of the screw shaft 19 as in the first embodiment.
  • the lower surface of the contact member 60 is a flat surface 61.
  • the serration part 62 of an up-down direction is formed in an inner periphery.
  • a cap-like member 63 is used for the movable member 40 a, and a flat surface 64 is formed on the upper surface thereof so as to face the flat surface 61 of the contact member 60.
  • a serration portion 66 that is coupled to the serration portion 63 of the cylinder portion 42 is formed on the outer periphery of the cylinder portion 65 of the cap-shaped member 63. Therefore, the cap-shaped member 63 is restricted in rotation with respect to the cylindrical portion 42 of the casing 39 and can move in the vertical direction.
  • cap-shaped member 63 and the casing 39 are not limited to being connected by the serration portions 63 and 66 described above. Any structure is applicable as long as the structure allows the movement in the vertical direction while restricting the rotation of the cap-shaped member 63. For example, a knurled structure or a spline structure may be applied.
  • the piezoelectric element 67 is installed between the cap-shaped member 63 and the bottom plate portion 43.
  • the piezoelectric element 67 is formed, for example, by stacking a large number of sheet-like piezoelectric elements, and a laminated type that utilizes displacement in the thickness direction when a voltage is applied.
  • the number of stacked piezoelectric elements 67 is determined according to the amount of displacement of the cap-shaped member 63.
  • the direction in which the piezoelectric element 67 is displaced is set to be the same as the direction of the rotation axis of the screw shaft 19.
  • the piezoelectric element 67 is connected to the drive circuit 68.
  • the drive circuit 68 is controlled by a control device (not shown) in the same manner as the various drive sources and drive devices described above.
  • the piezoelectric element 67 when the piezoelectric element 67 is not driven (voltage is not applied), the flat portion 64 of the cap-like member 63 is positioned at B1, and the contact member 60 is flat. A gap L ⁇ b> 2 is formed between the portion 61. Therefore, during the approach of lowering the upper die 29 to a predetermined position, the screw shaft 19 is rotated at a high speed by driving the first drive source 22 without restricting the rotation of the screw shaft 19 (see FIG. 3). The upper die 29 is lowered at a high speed.
  • the piezoelectric element 67 contracts and the cap-shaped member 63 returns to the original position B1 and returns to the state retracted from the contact member 60.
  • the piezoelectric element 67 disposed between the casing 39 and the movable member 40 is used as the drive device for the movable member 40a, the movement of the movable member 40a is controlled by the drive circuit 68. Can be easily performed electrically. Further, by using the piezoelectric element 67, the movement of the movable member 40a can be controlled by a simple method such as application or stop of voltage.
  • the pressing method according to the second embodiment is substantially the same as the pressing method shown in FIG.
  • the flat portion 61 of the contact member 60 and the flat portion 64 of the cap-like member 63 are configured to contact each other, but the present invention is not limited to this.
  • the inclined surfaces may be in contact with each other.
  • One or both of the flat portions 61 and 64 may be mirrored or roughened.
  • the drive circuit 68 may be formed in the casing 39, and may be formed in the main body frame 11 of the press machine 10 via a wire or radio
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining a main part of the press machine according to the third embodiment, in which FIG. 8A is a sectional view at the time of approach, and FIG. 8B is an enlarged view around an inclined surface.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining a main part of the press machine, in which FIG. 9A is a cross-sectional view during bending, and FIG. 9B is an enlarged view around an inclined surface.
  • FIG.8 and FIG.9 it has shown about the connection part 26b, About another structure, it is the same as that of 1st Embodiment shown in FIG.1 and FIG.2.
  • the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
  • the positions of the contact member 47 and the slide screw portion 44 are opposite to the connecting portion 26 of the first embodiment.
  • the sliding screw portion 44 is fixed to the lower end portion of the screw shaft 19 with, for example, a bolt.
  • the screw shaft 19 is supported by the ball bearing 46 so as to be rotatable with respect to the casing 39 and is regulated so as not to move in the vertical direction with respect to the casing 39 in the same manner as in the first embodiment.
  • the contact member 47 is fixed to the bottom plate portion 43 of the casing 39 by, for example, a bolt.
  • a sliding screw nut 53 is attached to the sliding screw portion 44 as a movable member 40b by screw coupling. Thereby, the inclined surface 54 of the sliding screw nut 53 is disposed to face the inclined surface 48 of the contact member 47. Further, the sliding screw nut 53 moves in the vertical direction with respect to the casing 39 by rotating. As shown in FIG. 8A, the gear portion 55 formed on the outer periphery of the slide screw nut 53 is formed in accordance with the position of the intermediate gear 59 of the drive device 41. The gear portion 55 may be formed longer in the vertical direction than the first embodiment so as to correspond to the vertical movement of the sliding screw nut 53.
  • This connecting portion 26b is the same as in the first embodiment in that the sliding screw nut 53 is rotated by driving the drive device 41, and the inclined surface 54 is brought into contact with or retracted from the inclined surface 48 of the contact member 47. . As shown in FIG. 8, when the lower end of the slide screw nut 53 is at the position C1, a gap L3 is formed between the inclined surfaces 48 and 54, and the first drive source 22 is driven (FIG. 3). The screw shaft 19 can be rotated at a high speed.
  • the driving device 41 may be driven to rotate the sliding screw nut 53 in the same direction in synchronization with the rotation of the screw shaft 19.
  • the sliding screw portion 44 also rotates.
  • the drive of the drive device 41 is controlled by a control device (not shown) so as to be synchronized with the drive of the first drive source 22.
  • the inclined surface 54 is brought into contact with the inclined surface 48 of the contact member 47 by driving the driving device 41 to rotate the slide screw nut 53 and moving it downward to the position C2.
  • the sliding screw nut 53 is held by the contact member 47 by the wedge effect, and the rotation is restricted.
  • the screw portions of the slide screw nut 53 and the slide screw portion 44 are also strongly pressed in the same manner, the rotation of the slide screw portion 44 is restricted by the wedge effect. Thereby, the screw shaft 19 is in a state in which the rotation is restricted.
  • the rotation of the screw shaft 19 is reliably prevented by moving the movable member 40a, and the clearance between the screw shaft 19 and the ram 27 is reliably prevented. Therefore, the position of the bottom dead center of the upper mold 29 can be prevented from changing.
  • the pressing method according to the third embodiment is substantially the same as the pressing method shown in FIG.
  • the contact members 47 and 60 are attached to the tip of the screw shaft 19, but the present invention is not limited to this, and the contact members 47 and 60 are not attached. May be. In this case, the movable members 40, 40 a come into contact with the tip portion of the screw shaft 19 to eliminate the gap, and the rotation of the screw shaft 19 is prevented.
  • the press machine 10 in which the structural body 30 including the upper mold 29 and the ram 27 and the upper mold holder 28 moves in the vertical direction is shown, but the present invention is not limited to this.
  • the lower mold 12 may move in the vertical direction like the upper mold 29, or the lower mold 12 may move in the vertical direction with the upper mold 29 fixed.
  • the table 13 and the like holding the lower mold 12 including the lower mold 12 are constituent bodies, and this constituent body is moved in the vertical direction by the drive mechanism 17. Further, the connecting portion 26 and the like described above are formed between the drive mechanism 17 and the table 13. Therefore, the point that the rotation of the screw shaft 19 is prevented or the rotation is permitted by driving the driving device 41 to move the movable member 40 and the like is the same as in the above embodiments.

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Abstract

 ラムとネジ軸との間に生じた隙間を容易に解消することにより、ネジ軸の供回りを防止するとともに上型の下死点の位置を安定させる。上型(29)及び下型(12)の少なくとも一方を移動させる駆動機構(17)を備え、上型(29)と下型(12)との間に配置されたワーク(W)を加工するプレス機械(10)において、駆動機構(17)は、進退部品であるネジ軸(19)を回転させる第1駆動源(22)と、ネジ軸(19)と結合するナット(20)を回転させる第2駆動源(24)と、を有し、上型(29)または下型(12)を含む構成体(30)は、ネジ軸(19)を回転可能に支持するケーシング(39)と、ケーシング(39)内に移動可能に形成されかつネジ軸(19)の先端部分に当接または退避可能な可動部材(40)と、可動部材(40)を移動させる駆動装置(41)と、を備える。

Description

プレス機械及びプレス方法
 本発明は、プレス機械及びプレス方法に関する。
 従来、上下に移動するネジ軸及びナットを用いて上型を移動させるプレス機械が提案されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に記載のプレス機械は、高速で低トルクを発生する第1動力伝達機構にネジ軸を連結しており、低速で高トルクを発生する第2動力伝達機構にナットを連結している。ネジ軸は、供回り防止機構を介して上型を支持するホルダーを備えるラムに連結されており、このプレス機械は、アプローチ時に、ナット部材の回転を規制して、第1動力伝達機構を作動させることにより、ネジ軸を回転させながらラム(上型)を高速の低トルクで所定位置まで下降させる。次いで、プレス機械は、曲げ加工時に、供回り防止機構によりネジ軸の回転を規制して第2動力伝達機構を作動させることにより、ナット部材を回転させてネジ軸を低速の高トルクで下降させ、上型を下死点まで移動させる。これにより、上型と下型とでワークを挟み込み、曲げ加工を行う。
特許第3953414号公報
 特許文献1に記載のプレス機械は、曲げ加工時に供回り機構によってネジ軸の供回りを防止している。この供回り防止機構は、アプローチ時やリターン時に、上型を含むラムの自重によって、ネジ軸の先端部とラムとの間に隙間を形成させ、ネジ軸の回転を許容している。一方、曲げ加工時では、ワークに対する加圧力によりネジ軸の先端部とラムとを当接させ、両者間の摩擦制動力によってナット部材の回転に伴うネジ軸の供回りを防止する。
 しかしながら、この供回り防止機構は、ネジ軸の先端部とラムとの間に隙間が生じているので、例えば、ラムの荷重によってワークを曲げ加工する場合と、ネジ軸によりラムを下方に押し付けてワークを曲げ加工する場合とで上型の下死点の位置が異なってしまう。従って、ワークの曲げ加工時に必要な荷重が、ラムの重量近傍である場合、上型の下死点の位置がばらついてしまい、ワークに対して予定の曲げ加工を行うことが難しいといった課題を有している。
 さらに、この供回り防止機構は、ネジ軸の先端部がラムに当接することでネジ軸の供回りを防止するので、ラムの自重によってワークの曲げ加工を行う場合、ネジ軸とラムとの間に隙間が生じたままとなり、ナット部材を回転させてもネジ軸の供回りを防止できないといった問題を有している。また、この問題を解決するために、ラムを持ち上げてネジ軸と当接させることも考えられる。ただし、このようなプレス機械は、ラムの自重が大きい場合、出力の大きな油圧機構等が必要になるために小型化が難しい。
 前述した事情に鑑み、本発明は、ラムとネジ軸との間に生じた隙間を容易に解消することにより、ネジ軸の供回りを防止するとともに上型の下死点の位置を安定させることができるプレス機械及びプレス方法を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明は、上型及び下型の少なくとも一方を移動させる駆動機構を備え、上型と下型との間に配置されたワークを加工するプレス機械において、駆動機構は、ネジ軸またはネジ軸と結合するナットを進退部品として用い、ネジ軸を回転させる第1駆動源と、ナットを回転させる第2駆動源と、を有し、上型または下型を含む構成体は、ネジ軸またはナットを回転可能に支持するケーシングと、ケーシング内に移動可能に形成されかつネジ軸またはナットの先端部分に対して当接または退避可能な可動部材と、可動部材を移動させる駆動装置と、を備えることを特徴とする。
 また、ネジ軸またはナットの先端部分は、進退方向に対して傾斜する傾斜面を備え、可動部材は、傾斜面と当接可能な傾斜面を備えるものでもよい。また、可動部材は、ケーシングに形成されたすべりネジと結合するすべりネジナットが用いられ、すべりネジナットは、駆動装置によって回転することによりネジ軸またはナットの先端部分に対して当接または退避するものでもよい。また、すべりネジは、ネジ軸の軸心に沿ってケーシングに形成され、すべりネジナットは、回転によりネジ軸またはナットの進退方向と同一方向に移動するものでもよい。
 また、駆動装置としては、ケーシングと可動部材との間に配置された圧電素子が用いられ、可動部材は、圧電素子の伸縮によりネジ軸またはナットの先端部分に対して当接または退避するものでもよい。また、上型を含む構成体は、上型を保持する上型ホルダーと、上型ホルダーが取り付けられるラムと、を含み、ケーシングは、ラムの上部に形成されてネジ軸またはナットとラムとを接続するものでもよい。
 また、本発明は、上型及び下型の少なくとも一方を移動させる駆動機構を備え、上型と下型との間に配置されたワークを加工するプレス方法において、駆動機構は、ネジ軸またはネジ軸と結合するナットを進退部品として用い、ネジ軸を回転させる第1駆動源と、ナットを回転させる第2駆動源と、を有し、上型または下型を含む構成体は、ネジ軸またはナットを回転可能に支持するケーシングと、ケーシング内に移動可能に形成されかつネジ軸またはナットの先端部分に対して当接または退避可能な可動部材と、可動部材を移動させる駆動装置と、を備え、可動部材をネジ軸またはナットの先端部分から退避させた状態で第1駆動源または第2駆動源によりネジ軸またはナットを回転させ、上型及び前型の少なくとも一方を移動させ、次に、駆動装置によって可動部材をネジ軸またはナットの先端部分に当接させ、
 次に、第2駆動源または第1駆動源によりナットまたはネジ軸を回転させることによりワークを加工することを特徴とする。
 本発明によれば、ワークの加工時において、駆動装置によって可動部材をネジ軸またはナット(以下、ネジ軸等という)の先端部分に当接させることにより、ネジ軸等の供回りを容易かつ確実に防止する。さらに、可動部材によってネジ軸等の先端部分との隙間が解消されるので、ワークの加工をラムの自重近傍で行うときでも上型の下死点の位置を安定させることができ、予定したワークの加工を確実に行うことができる。
 また、ネジ軸等の先端部分に、進退方向に対して傾斜する傾斜面を備え、可動部材に、傾斜面と当接可能な傾斜面を備えたものでは、可動部材とネジ軸等の先端部分との当接を、平面同士の当接と比べて、傾斜クサビに伴う大きな摩擦力で確実に結合させることができる。従って、ネジ軸等の供回りを確実に防止できる。また、可動部材として、ケーシングに形成したすべりネジと結合するすべりネジナットを用い、駆動装置によって回転させることによりネジ軸等の先端部分に対して当接または退避するものでは、このすべりネジナットがネジ軸等から荷重を受けた際に不用意に回転することを防止できる。また、すべりネジを、ネジ軸の軸心に沿ってケーシングに形成し、すべりネジナットを、回転によりネジ軸等の進退方向と同一方向に移動するものでは、ネジ軸等の先端部分に生じた隙間を確実に解消することができる。
 また、駆動装置として、ケーシングと可動部材との間に配置された圧電素子を用い、可動部材が、圧電素子の伸縮によりネジ軸等の先端部分に対して当接または退避するものでは、機械ネジを用いた場合と比べて、電気的に可動部材を進退させることができる。また、上型を含む構成体に、上型を保持する上型ホルダーと、上型ホルダーを取り付けるラムと、を含み、ケーシングを、ラムの上部に形成してネジ軸等とラムとを接続するものでは、ラムや上型ホルダー等の自重によって生じるネジ軸等との隙間を、可動部材によって確実に解消することができる。
 本発明のプレス方法によれば、可動部材によってネジ軸等の先端部分との隙間が解消され、上型の下死点の位置を安定させるので、ワークの加工を確実に行うことができ、不良品の発生を抑制して生産効率を向上させることができる。
第1実施形態に係るプレス機械の一例を示す正面図である。 プレス機械の一部破断右側面図である。 プレス機械における駆動機構を説明する展開図である。 プレス機械の要部を説明する図であって、(a)はアプローチ時の断面図、(b)は傾斜面周りの拡大図である。 プレス機械の要部を説明する図であって、(a)は曲げ加工時の断面図、(b)は傾斜面周りの拡大図である。 実施形態に係るプレス方法の一例を示すフローチャートである。 第2実施形態に係るプレス機械の要部を説明する図であって、(a)はアプローチ時の断面図、(b)は曲げ加工時の断面図である。 第3実施形態に係るプレス機械の要部を説明する図であって、(a)はアプローチ時の断面図、(b)は傾斜面周りの拡大図である。 プレス機械の要部を説明する図であって、(a)は曲げ加工時の断面図、(b)は傾斜面周りの拡大図である。
 以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下説明する実施形態に限定されるものではない。また、図面においては、実施形態を説明するため、一部または全部を模式的に記載するとともに、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現した部分を含んでいる。また、本実施形態において方向を示す場合は、図1のプレス機械10の正面図を基準として左側及び右側と規定し、図1の紙面の手前側を前側、紙面後方を後側と規定する。従って、図1の紙面の左右方向がプレス機械10の左右方向であり、紙面に垂直の方向がプレス機械10の前後方向である。
 <第1実施形態>
 第1実施形態に係るプレス機械について、図1~図5を参照しながら説明する。図1は、プレス機械10の正面図である。図2は、プレス機械10の一部破断右側面図である。図1及び図2に示すように、本実施形態のプレス機械10は、プレスブレーキであって、本体フレーム11と、下型12を支持するテーブル13と、一対の側板14と、を備える。本体フレーム11は、プレス機械10の外郭を形成する。
 下型12は、固定側(下側)の金型であり、左右方向に長く形成されている。下型12は、図2に示すように、成形用の凹部12aを有する。テーブル13は、本体フレーム11の前面側に取り付けられており、下型12を固定している。側板14は、本体フレーム11の左右の側部にそれぞれ取り付けられている。また、側板14のそれぞれには、上下の二箇所に、内側に突出するガイド板18が形成されている。一対の側板14の間には、上部カバー板15 が取り付けられている。
 プレス機械10は、複数の駆動機構17を備える。複数の駆動機構17は、本体フレーム11の上部カバー板15の後方に並べて配置されている。駆動機構17のそれぞれは、不図示の取付機構によって本体フレーム11に取り付けられている。駆動機構17は、ネジ軸19及びナット20を有するボールネジ部21と、第1駆動源22と、第1動力伝達部23と、第2駆動源24と、第2動力伝達部25と、連結部26と、を備える。
 ネジ軸19は、進退部品であり、本体フレーム11の垂直方向に配置されて本体フレーム11に回転可能に支持されている。ネジ軸19の長さは、上型29の移動範囲に合わせて設定される。ネジ軸19の下方には、ネジ軸19の供回り防止機能を有する連結部26を介してラム27が取り付けられている。連結部26については後述する。ラム27は、金属等により形成された板状の部材であり、例えば、数十kg~数百kgの重量を有している。ラム27には、ガイド板18を挟み込むローラ27aが形成されている。このローラ27aがガイド板18にガイドされることにより、ラム27を上下方向にガイドしている。
 ラム27の下方には、複数の上型ホルダー28が左右方向に一定間隔で取り付けられている。上型ホルダー28のそれぞれは、上型29を挟み込んで保持するためのクランプ機構を有している。なお、ラム27及び上型ホルダー28は、図示のものに限定されず、任意の構成が適用される。上型29は、上型ホルダー28で保持された際、下型12の凹部12aに対向して配置される。また、上型29は、下型12の凹部12aに進入する先端部29aを有している。これらラム27、上型ホルダー28、及び上型29は、一体となって上下方向に移動する構成体30を形成している(図2参照)。
 ナット20は、ネジ軸19にネジ結合されている。ナット20は、本体フレーム11に形成された軸受け16の複数のベアリング(例えば、ボールベアリングやローラベアリングなど)によって回転可能な状態で保持されている。 また、ナット20は、軸受け16によって上下方向への移動が規制された状態となっている。これにより、ナット20の回転を規制した状態でネジ軸19を回転させることにより、ネジ軸19は上下方向に移動し、また、ネジ軸19の回転を規制した状態でナット20を回転させることにより、ネジ軸19を上下方向に移動させることが可能となっている。
 第1駆動源22は、例えばサーボモータが用いられる。第1駆動源22としては、低トルクかつ高速回転タイプのサーボモータが適用される。第1駆動源22の出力軸22aは、第1動力伝達部23の入力側に連結されている。第1駆動源22は、不図示のガイド機構により、ネジ軸19の移動に合わせて、上下方向に移動可能に本体フレーム11に支持されている。第1駆動源22は、不図示の制御装置からの指令により出力軸22aを回転駆動する。
 第2駆動源24は、第1駆動源22と同様に、例えばサーボモータが用いられる。第2駆動源24としては、高トルクかつ低速回転タイプのサーボモータが適用される。第2駆動源24の出力軸24aは、第2動力伝達部25の入力側に連結されている。第2駆動源24は、不図示の固定機構により、本体フレーム11に固定されている。第2駆動源24は、第1駆動源22と同様に、不図示の制御装置からの指令により出力軸24aを回転駆動する。
 図3は、プレス機械10における駆動機構17を説明する展開図である。図3では、第1駆動源22及び第2駆動源24を合わせて示している。図3に示すように、第1動力伝達部23は、駆動プーリ33と、従動プーリ34と、ベルト35と、を備える。駆動プーリ33は、第1駆動源22の出力軸22aに同軸に取り付けられている。従動プーリ34は、ネジ軸19の上端部に同軸に取り付けられている。ベルト35は、駆動プーリ33と従動プーリ34とに架け渡されている。従って、第1駆動源22を駆動することにより、第1動力伝達部23を介してネジ軸19を高速かつ低トルクで回転させる。これにより、ネジ軸19は、上下方向に高速で移動する。なお、第1駆動源22の駆動時は、上型29のアプローチ時やリターン時である。
 第2動力伝達部25は、駆動プーリ36と、従動プーリ37と、ベルト38と、を備える。駆動プーリ36は、第2駆動源24の出力軸24aに同軸に取り付けられている。従動プーリ37は、ナット20の上端部に同軸に取り付けられている。ベルト38は、駆動プーリ36と従動プーリ37とに架け渡されている。従って、第2駆動源24を駆動することにより、第2動力伝達部25を介してナット20を低速かつ高トルクで回転させる。このナット20の回転により、ネジ軸19は、低速で ネジ送りされる。
 なお、駆動機構17としては、第1動力伝達部23及び第2動力伝達部25が駆動プーリ33、36と、従動プーリ34、37と、ベルト35、38と、を備える構成に限定するものではなく、例えば歯車列によって駆動力を伝達するものでもよい。また、1つのラム27に対して2つの駆動機構17が配置されることに限定されず、1つまたは3つ以上の駆動機構17が配置されてもよい。
 図4は、プレス機械10の連結部26を説明する図であって、(a)はアプローチ時(またはリターン時)の状態を示す断面図、(b)は要部を拡大した断面図である。図4(a)に示すように、連結部26は、ケーシング39と、可動部材40と、駆動装置41と、を備える。
 ケーシング39は、筒部42と、底板部43と、すべりネジ部44と、を有する。ケーシング39は、ネジ軸19とラム27とを接続する。筒部42は、上端部に開口部45を有し、開口部45に取り付けられたボールベアリング46によってネジ軸19の下端部を回転可能に支持している。ネジ軸19の下部側面では、ボールベアリング46の内輪を挟み込んで固定しており、ケーシング39とネジ軸19との上下方向の相対的な移動を規制している。ネジ軸19の下端部には、当接部材47がボルト等によって取り付けられている。当接部材47は、下面側が凸状の円錐台形状に形成されており、その周囲に傾斜面48が形成されている。
 底板部43は、ボルト49により筒部42の底部に固定されている。底板部43は、ラム27の上端部に形成されている(図3参照)。すべりネジ部44は、外周にすべりネジ50を形成しており、ボルト51により底板部43の上面(ケーシング39内)に固定されている。すべりネジ部44は、ネジ軸19の当接部材47から離間するとともに、ネジ軸19の回転軸に沿って配置されている。
 可動部材40としては、天板52を有するすべりネジナット53が用いられる。すべりネジナット53は、上記したすべりネジ部44とネジ結合する。天板52には、ネジ軸19の当接部材47の傾斜面48と当接可能な傾斜面54が形成される。また、すべりネジナット53の外周には、一周にわたってギア部55が形成されている。すべりネジナット53は、回転することによりネジ軸19の回転軸方向(上下方向)に移動し、傾斜面54が当接部材47の傾斜面48に当接した状態(後述する図5参照)と、図4(b)に示すように、傾斜面48との間に隙間L1を形成した退避状態とに進退する。
 駆動装置41は、駆動源57と、駆動歯車58と、中間歯車59と、を備える。駆動源57は、例えばサーボモータが用いられる。駆動源57の出力軸57aには、駆動歯車58が同軸に取り付けられている。中間歯車59は、ケーシング39の筒部42に形成された軸部59aに回転可能に支持される。また、中間歯車59は、駆動歯車58に噛み合うとともに、すべりネジナット53のギア部55と噛み合うように配置される。駆動装置41は、不図示の制御装置からの指令に基づいて駆動源57の出力軸57aを回転させる。駆動歯車58が回転することにより、中間歯車59を介してすべりネジナット53を回転させる。
 図5は、プレス機械10の要部を説明する図であって、(a)は曲げ加工時の状態を示す断面図、(b)は要部を拡大した断面図である。図5(a)に示すように、駆動装置41を駆動してすべりネジナット53を上方へ移動させることにより、当接部材47の傾斜面48とすべりネジナット53の傾斜面54とが当接する。このとき、ネジ軸19は、ボールベアリング46によって上方への移動が規制されているため、すべりネジナット53を強く当接部材47に押し付けることが可能である。これにより、傾斜面48に傾斜面54が強く当接し、クサビ効果によって当接部材47(ネジ軸19)の回転を規制する程度の摩擦力を生じさせることができる。なお、傾斜面48及び傾斜面54の傾斜角度(ネジ軸19の回転軸に対する傾斜角度)は任意に設定可能である。
 同様に、すべりネジ50及びすべりネジナット53のネジ部分は傾斜面同士が当接した状態となっている。これにより、すべりネジナット53が軸方向(上下方向)に力を受けた場合、クサビ効果によって両者間に摩擦力を生じさせ、すべりネジナット53が不用意に回転しないようにしている。なお、すべりネジ部44及びすべりネジナット53のネジ部分の傾斜角は任意に設定可能である。
 なお、すべりネジ50等のピッチ等は任意に設定可能である。また、駆動装置41における駆動力の伝達に歯車列を用いているが、これに限定されない。例えば、ベルトを用いて駆動力を伝達するものや、すべりネジナット53の外周のギア部55をピニオンギアとして、これに噛み合うラックを直線移動させることによりすべりネジナット53を回転させるものでもよい。また、すべりネジナット53の回転にサーボモータを用いることに代えて油圧または空圧を利用した駆動源が用いられてもよい。また、当接部材47の傾斜面48や、すべりネジナットの傾斜面54の面構成は任意である。両者とも鏡面仕上げされてもよく、または一方または双方を粗面化して摩擦力を向上させてもよい。このような当接する面に関しては、以下の第2及び第3実施形態においても同様である。
 また、本実施形態では、可動部材40がネジ軸19の回転軸に沿って移動するが、これに限定されず、例えばネジ軸19の回転軸からずれた状態で並行して可動部材40が移動するものや、回転軸に対して傾斜した方向または直交する方向に可動部材40が移動するものでもよい。いずれの場合であっても、ネジ軸19の先端とラム27との間の隙間によるガタツキを解消するとともに、ネジ軸19の供回りを防止するものであれば、可動部材40の移動方向を任意に設定可能である。
 次に、プレス機械10によるプレス方法について図6を用いて説明する。先ず、図6に示すように、上型29が上方に退避した状態で、下型12上にワークWを配置する(図2参照、ステップS01)。なお、プレス機械10は、不図示のワーク位置決め機構を有しており、作業者は、ワークWの先端を位置決め機構に突き当てることによりワークWを下型12上で位置決めする。
 続いて、上型29(ラム27)を所定位置まで降下させる(ステップS02)。このアプローチ工程では、図3に示すように、第1駆動源22を駆動することにより、第1動力伝達部23を介してネジ軸19を高速で回転させる。このとき、図4に示すように、連結部26の可動部材40は、A1の位置に退避しており、当接部材47とすべりネジナット53との間には隙間L1が生じた状態となっている。従って、ネジ軸19の自由な回転が可能となっており、ネジ軸19の高速回転による降下に伴い、ラム27及び上型29を所定位置まで降下させることができる。なお、ステップS02において、第1駆動源22によるネジ軸19の回転に加えて、第2駆動源24を駆動してナット20を回転させてもよい。
 続いて、連結部26の駆動装置41を駆動してすべりネジナット53を回転させ、図5(b)に示すように、すべりネジナット53をA2の位置まで上方に移動させ、当接部材47(ネジ軸19)に当接させる(ステップS03)。図5に示すように、すべりネジナット53の傾斜面54を当接部材47の傾斜面48に強く押し付けた状態で駆動装置41の駆動を停止させる。これにより、ネジ軸19は、すべりネジナット53によって回転が規制された状態となる。なお、駆動装置41の駆動タイミングとしては、第1駆動源22の駆動によってネジ軸19を所定位置まで降下させた後(ステップS02後)に限定されず、ネジ軸19が所定位置まで降下する途中(ステップS02の途中)において、駆動装置41を駆動させてもよい。
 続いて、第2駆動源24を駆動させ、ナット20を回転させることによりネジ軸19を降下させ、上型29を下死点まで移動させる。このとき、上型29と下型12との間にワークWが挟み込まれることにより、ワークWに対して曲げ加工が施される(ステップS04)。なお、ネジ軸19は、上記したようにすべりネジナット53によって回転が規制されているため、ナット20を回転させた場合でも供回りが防止される。また、曲げ加工時には、ワークWからの反力によって傾斜面54を傾斜面48に押し付ける力が加わり、ネジ軸19の供回りが防止される。なお、すべりネジ部44とすべりネジナット53のネジ部に傾斜面を用いているため、曲げ加工時にすべりネジナット53がネジ軸19から強く押し付けられた場合でもクサビ効果によってすべりネジナット53が不用意に回転することはない。
 また、曲げ加工に際して、ネジ軸19によってラム27を下方に押し付ける必要がなく、ラム27等の自重によって曲げ加工を行う場合もある。このような場合、特に曲げ加工に必要な荷重がラム27の重量近傍の場合であっても、ネジ軸19とラム27との隙間をすべりネジナット53によって埋めているので、上型29の下死点の位置がばらつくことはなく、上型29を予定した下死点の位置まで確実に移動させることができる。なお、上記した第1駆動源22、第2駆動源24、及び駆動装置41の駆動タイミングや駆動量等は不図示の制御装置が制御する。
 曲げ加工の終了後は、上記と逆の手順によって上型29を元の位置(図2参照)に退避させ、曲げ加工が施されたワークWを取り出す。先ず、第2駆動源24を駆動してナット20を逆回転させ、ネジ軸19を上方へ移動させる(ステップS05)。続いて、駆動装置41を駆動してすべりネジナット53を逆回転させて下方へ移動させ、すべりネジナット53を当接部材47から退避させる(ステップS06)。続いて、第1駆動源22を駆動してネジ軸19を逆回転させることによりネジ軸19を上方へ移動させる(ステップS07)。なお、上型29の退避はこの方法に限定されず、例えば、先にステップS06に示すように、駆動装置41を駆動してすべりネジナット53を当接部材47から退避させ、続いてステップS07に示すように、第1駆動源22を駆動してネジ軸19を回転させて上方に移動させるといった第2駆動源24を使用しない方法が用いられてもよい。
 以上のように、本実施形態に係るプレス機械10は、可動部材40をネジ軸19に対して当接または退避させることにより、ネジ軸19の供回りを容易かつ確実に防止することができる。さらに、ラム27の荷重によってワークWを曲げ加工する場合と、ネジ軸19によりラム27を下方に押し付けてワークWを曲げ加工する場合とで、上型29の下死点の位置に変動を生じないので、例えばワークWの曲げ加工時に必要な荷重がラム27の重量近傍である場合であっても、上型29の下死点の位置にばらつきを生じることがなく、ワークWに対して予定の曲げ加工を確実に行うことができる。
 また、ネジ軸19と可動部材40との当接部分に傾斜面48、54が用いられるため、両者を強く押し付けることによりクサビ効果によって強い摩擦力を生じさせることができ、ネジ軸19の回転を効率よく防止できる。ただし、ネジ軸19と可動部材40との当接部分を傾斜面とすることに限定されず、例えば、互いに平面部分が当接するようにしてもよい。
 また、可動部材40としてすべりネジナット53が用いられることにより、ネジ部分の傾斜面が強く押し付けられ、上記と同様にクサビ効果によって不用意な回転を規制することができる。なお、このようなすべりネジナット53が用いられることに限定されず、通常のネジ山を持つナットが用いられてもよい。この場合、ナットの不用意な回転を防止するロック機構等が設けられてもよい。また、すべりネジナット53を、ネジ軸19の進退方向と同一方向に移動させるので、ネジ軸19とラム27との間に生じた隙間を、すべりネジナット53を回転させるといった簡単な動作によって確実に解消することができる。
 また、本実施形態に係るプレス方法によれば、可動部材40によってネジ軸19とラム27との隙間を容易に解消することができ、上型29の下死点の位置を安定させるので、ワークWの加工を確実に行うことができ、不良品の発生を抑制して生産効率を向上させることができる。
 また、本実施形態では、ネジ軸19の下部が連結部26に接続されるが、これに限定されない。例えば、ネジ軸19を上下方向に移動しないように回転可能に保持させ、上下に長いナット20の下部が連結部26に接続される構成でもよい。このナット20は、ナット20またはネジ軸19を回転させることにより、ネジ軸19に沿って上下方向に移動する。この場合、ネジ軸19を回転させる第1駆動源22としては、例えば、高トルクかつ低速回転タイプのサーボモータが適用され、ナット20を回転させる第2駆動源24としては、例えば、低トルクかつ高速回転タイプのサーボモータが適用される。また、ナット20は、連結部26に回転可能に保持され、ナット20の下端に対して可動部材40が当接または退避する。なお、ネジ軸19に代えてナット20が連結部26に接続されてもよい点は、以下に説明する他の実施形態においても同様である。
 <第2実施形態>
 第2実施形態について図7を参照しながら説明する。図7は、第2実施形態に係るプレス機械の要部を説明する図であって、(a)はアプローチ時(またはリターン時)の断面図、(b)は曲げ加工時の断面図である。また、図3では、連結部26aについて示しており、他の構成については図1及び図2に示す第1実施形態と同様である。また、本実施形態において、第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略または簡略化する。
 図7(a)に示すように、連結部26aは、可動部材40aを移動させる駆動装置として圧電素子(ピエゾ素子)67が用いられる。ネジ軸19の先端部には、第1実施形態と同様に、当接部材60が取り付けられる。当接部材60の下面は平坦面61となっている。ケーシング39の筒部42は、内周に上下方向のセレーション部62が形成される。可動部材40aは、キャップ状部材63が用いられ、その上面は、当接部材60の平坦面61に対向するように平坦面64が形成される。また、キャップ状部材63の筒部65の外周には、筒部42のセレーション部63と結合するセレーション部66が形成されている。従って、キャップ状部材63は、ケーシング39の筒部42に対して回転が規制されるとともに、上下方向への移動が可能となっている。
 なお、キャップ状部材63とケーシング39との間を、上記したセレーション部63、66によって結合させることに限定されない。キャップ状部材63の回転を規制しつつ、上下方向への移動を許容する構造であれば任意の構成が適用される。例えば、ローレット構造やスプライン構造などが適用されてもよい。
 圧電素子67は、キャップ状部材63と底板部43との間に設置される。この圧電素子67は、例えば、多数のシート状の圧電素子を重ねて形成され、電圧が印加されることにより厚み方向の変位を利用する積層タイプが用いられる。なお、圧電素子67の積層数は、キャップ状部材63の変位量に応じて決定される。また、圧電素子67を変位させる方向は、ネジ軸19の回転軸の方向と同一に設定されている。圧電素子67は、駆動回路68と接続されている。駆動回路68は、上記した各種駆動源、駆動装置と同様に、不図示の制御装置によって制御される。
 図7(a)に示すように、圧電素子67の非駆動状態(電圧を印加していない状態)では、キャップ状部材63の平坦部64はB1に位置しており、当接部材60の平坦部61との間に隙間L2を形成した状態となっている。従って、上型29を所定位置まで降下させるアプローチ時では、ネジ軸19の回転を規制せず、第1駆動源22を駆動することにより(図3参照)、ネジ軸19を高速で回転させて上型29を高速で降下させるようにしている。
 一方、駆動回路68により圧電素子67に電圧を印加することにより、圧電素子67は上方に伸長し、図7(b)に示すように、キャップ状部材63を上方に移動させ、B2の位置まで持ち上げる。これにより、隙間L2は解消され、当接部材60の平坦部61にキャップ状部材63の平坦部64が強く押し付けられる。その結果、両者間に摩擦力を生じさせることでネジ軸19の回転を規制する。この状態で第2駆動源24を駆動してナット20を回転させることにより(図3参照)、ネジ軸19は供回りが防止されて下方へ移動し、ワークWに対する曲げ加工等が可能となる。なお、第1実施形態と同様に、ネジ軸19とラム27との間の隙間が解消されているため、上型29の下死点の位置が変動しない。なお、駆動回路68による電圧の印加を停止すると、圧電素子67は収縮してキャップ状部材63は元のB1の位置に戻り、当接部材60から退避した状態に戻る。
 このように、第2実施形態によれば、可動部材40aの駆動装置として、ケーシング39と可動部材40との間に配置された圧電素子67が用いられるため、可動部材40aの移動を駆動回路68によって電気的に容易に行うことができる。また、圧電素子67を用いることにより、電圧の印加または停止といった簡単な手法で可動部材40aの移動を制御することができる。なお、この第2実施形態によるプレス方法は、上記した図6に示すプレス方法とほぼ同様である。 
 また、図7に示すものでは、当接部材60の平坦部61とキャップ状部材63の平坦部64とが当接するように構成されているが、これに限定されない。例えば第1実施形態と同様に、傾斜面同士が当接するように構成されてもよい。また、平坦部61、64の一方または双方は、鏡面化または粗面化されてもよい。また、駆動回路68は、ケーシング39内に形成されてもよく、また、有線または無線を介してプレス機械10の本体フレーム11に形成されてもよい。
 <第3実施形態>
 第3実施形態について図8及び図9を参照しながら説明する。図8は、第3実施形態に係るプレス機械の要部を説明する図であって、(a)はアプローチ時の断面図、(b)は傾斜面周りの拡大図である。図9は、プレス機械の要部を説明する図であって、(a)は曲げ加工時の断面図、(b)は傾斜面周りの拡大図である。また、図8及び図9では、連結部26bについて示しており、他の構成については図1及び図2に示す第1実施形態と同様である。なお、本実施形態において、前述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略または簡略化する。
 図8(a)に示すように、連結部26bは、第1実施形態の連結部26に対して、当接部材47とすべりネジ部44との位置が反対に配置されている。すべりネジ部44は、ネジ軸19の下端部に例えばボルト等によって固定されている。なお、ネジ軸19は、ボールベアリング46によってケーシング39に対して回転可能に支持されるとともに、ケーシング39に対して上下方向に移動しないように規制される点は、第1実施形態と同様である。当接部材47は、ケーシング39の底板部43に例えばボルトによって固定されている。
 すべりネジ部44には、可動部材40bとしてすべりネジナット53がネジ結合により取り付けられている。これにより、すべりネジナット53の傾斜面54は、当接部材47の傾斜面48に対向して配置されている。また、すべりネジナット53は、回転することによりケーシング39に対して上下方向に移動する。なお、図8(a)に示すように、すべりネジナット53の外周に形成されるギア部55は、駆動装置41の中間歯車59の位置に合わせて形成されている。このギア部55は、すべりネジナット53の上下方向への移動に対応するように、第1実施形態と比較して上下方向に長く形成されてもよい。
 この連結部26bは、駆動装置41を駆動することによりすべりネジナット53を回転させ、傾斜面54を当接部材47の傾斜面48に当接または退避させる点について、第1実施形態と同様である。図8に示すように、すべりネジナット53の下端がC1の位置にある場合は、傾斜面48、54の間に隙間L3が形成されており、第1駆動源22を駆動することにより(図3参照)、ネジ軸19を高速で回転させることが可能となっている。
 このとき、駆動装置41を駆動して、すべりネジナット53をネジ軸19の回転に同期させて同方向に回転させてもよい。ネジ軸19を回転させるとすべりネジ部44も回転するが、すべりネジナット53との相対的な回転を防止することにより、すべりネジナット53が不用意に上下方向に移動しないようにすることができる。なお、駆動装置41の駆動は、第1駆動源22の駆動と同期させるように不図示の制御装置によって制御される。
 図9(a)に示すように、駆動装置41を駆動してすべりネジナット53を回転させ、C2の位置まで下方に移動させることにより、傾斜面54を当接部材47の傾斜面48に当接させる。このとき、傾斜面54を傾斜面48に強く押し付けることにより、クサビ効果によってすべりネジナット53は当接部材47に保持され、回転が規制される。さらに、すべりネジナット53とすべりネジ部44のネジ部分同士も同様に強く押し付けられるため、クサビ効果によってすべりネジ部44の回転を規制する。これにより、ネジ軸19は回転が規制された状態となる。
 従って、この状態で第2駆動源24を駆動してナット20を回転させることにより(図3参照)、ネジ軸19は供回りが防止されて下方へ移動し、ワークWに対する曲げ加工等が可能となる。また、第1実施形態と同様に、ネジ軸19とラム27との間の隙間が解消されているため、上型29の下死点の位置が変動しない。
 図8(b)に示すように、このとき、中継部26の可動部材40は、下位置B2に位置しているために、傾斜面54がアダプタ部材47の傾斜面48にクサビ結合されている。そのため、可動部材40は、アダプタ部材47に接触の状態にある。しかし、可動部材40は、すべりネジナット56が、ケーシング39の筒部42に有するすべりネジ50に噛み合っているために、ネジ軸19の軸方向にずれやガタツキを生ずることなく位置が保障されている。そして、ネジ軸19は、ナット20の回転に伴う供回りをせずに下降することになる。
 このように、第3実施形態によれば、第1実施形態と同様に、可動部材40aを移動させることによりネジ軸19の供回りを確実に防止するとともに、ネジ軸19とラム27との隙間を解消するので、上型29の下死点の位置が変動しないようにすることができる。なお、この第3実施形態によるプレス方法は、上記した図6に示すプレス方法とほぼ同様である。
 以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した第1及び第2実施形態では、ネジ軸19の先端に当接部材47、60が取り付けられているが、これに限定されず、当接部材47、60を取り付けない形態であってもよい。この場合、ネジ軸19の先端部分に可動部材40、40aが当接して隙間を解消するとともに、ネジ軸19の供回りを防止する。
 また、上記した各実施形態では、上型29を含めてラム27や上型ホルダー28を有する構成体30が上下方向に移動するプレス機械10を示しているが、これに限定するものではない。例えば、上型29と同様に下型12が上下方向に移動するものや、上型29が固定されて下型12が上下方向に移動するものでもよい。
 下型12が移動するものでは、下型12を含めて、下型12を保持するテーブル13等が構成体となり、この構成体を駆動機構17により上下方向に移動させる。また、駆動機構17とテーブル13との間には、上記した連結部26等が形成される。従って、駆動装置41を駆動して可動部材40等を移動させることにより、ネジ軸19の回転防止または回転許容を行う点は上記した各実施形態と同様である。
 W・・・ワーク
 10・・・プレス機械
 12・・・下型
 17・・・駆動機構
 19・・・ネジ軸
 20・・・ナット
 22・・・第1駆動源
 24・・・第2駆動源
 26、26a、26b・・・連結部
 27・・・ラム
 28・・・上型ホルダー
 29・・・上型
 30・・・構成体 39・・・ケーシング
 40、40a、40b・・・可動部材
 41・・・駆動装置
 44・・・すべりネジ部
 48、54・・・傾斜面
 53・・・すべりネジナット
 67・・・圧電素子

Claims (7)

  1.  上型及び下型の少なくとも一方を移動させる駆動機構を備え、前記上型と前記下型との間に配置されたワークを加工するプレス機械において、
     前記駆動機構は、ネジ軸または前記ネジ軸と結合するナットを進退部品として用い、前記ネジ軸を回転させる第1駆動源と、前記ナットを回転させる第2駆動源と、を有し、
     前記上型または前記下型を含む構成体は、前記ネジ軸または前記ナットを回転可能に支持するケーシングと、前記ケーシング内に移動可能に形成されかつ前記ネジ軸または前記ナットの先端部分に対して当接または退避可能な可動部材と、前記可動部材を移動させる駆動装置と、を備えることを特徴とするプレス機械。
  2.  前記ネジ軸または前記ナットの先端部分は、進退方向に対して傾斜する傾斜面を備え、
     前記可動部材は、前記傾斜面と当接可能な傾斜面を備えることを特徴とする請求項1記載のプレス機械。
  3.  前記可動部材は、前記ケーシングに形成されたすべりネジと結合するすべりネジナットが用いられ、
     前記すべりネジナットは、前記駆動装置によって回転することにより前記ネジ軸または前記ナットの先端部分に対して当接または退避することを特徴とする請求項1または請求項2記載のプレス機械。
  4.  前記すべりネジは、前記ネジ軸の軸心に沿って前記ケーシングに形成され、
     前記すべりネジナットは、回転により前記ネジ軸または前記ナットの進退方向と同一方向に移動することを特徴とする請求項3記載のプレス機械。
  5.  前記駆動装置としては、前記ケーシングと前記可動部材との間に配置された圧電素子が用いられ、
     前記可動部材は、前記圧電素子の伸縮により前記ネジ軸または前記ナットの先端部分に対して当接または退避する請求項1または請求項2記載のプレス機械。
  6.  前記上型を含む構成体は、前記上型を保持する上型ホルダーと、前記上型ホルダーが取り付けられるラムと、を含み、
     前記ケーシングは、前記ラムの上部に形成されて前記ネジ軸または前記ナットと前記ラムとを接続することを特徴とする請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のプレス機械。
  7.  上型及び下型の少なくとも一方を移動させる駆動機構を備え、前記上型と前記下型との間に配置されたワークを加工するプレス方法において、
     前記駆動機構は、ネジ軸または前記前記ネジ軸と結合するナットを進退部品として用い、前記ネジ軸を回転させる第1駆動源と、前記ナットを回転させる第2駆動源と、を有し、
     前記上型または前記下型を含む構成体は、前記ネジ軸または前記ナットを回転可能に支持するケーシングと、前記ケーシング内に移動可能に形成されかつ前記ネジ軸または前記ナットの先端部分に対して当接または退避可能な可動部材と、前記可動部材を移動させる駆動装置と、を備え、
     前記可動部材を前記ネジ軸または前記ナットの先端部分から退避させた状態で前記第1駆動源または前記第2駆動源により前記ネジ軸または前記ナットを回転させ、前記上型及び前記下型の少なくとも一方を移動させ、
     次に、前記駆動装置によって前記可動部材を前記ネジ軸または前記ナットの先端部分に当接させ、
     次に、前記第2駆動源または前記第1駆動源により前記ナットまたは前記ネジ軸を回転させることにより前記ワークを加工することを特徴とするプレス方法。
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