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技術 3点駆動プレス機械

出願人 アイダエンジニアリング株式会社
発明者 今西詔三落合憲治
出願日 2002年9月5日 (17年7ヶ月経過) 出願番号 2002-260282
公開日 2004年4月2日 (16年0ヶ月経過) 公開番号 2004-098086
状態 未査定
技術分野 プレス機械及び付属装置 プレス機械の駆動及びプレスライン
主要キーワード スライド中心 バタツキ現象 ポストガイド 軸受けブロック ダイナミックバランス ジャーナル軸受け 重心付近 偏心荷重
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年4月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

3点駆動プレス機械におけるスライド下面平坦性平行度の維持およびそれによる加工精度の向上を図る。

解決手段

クラウン14と、そのクラウン14に回転自在に設けられる第1のクランク軸16と、第1のクランク軸16と平行にクラウン14に対して回転自在に設けられる第2のクランク軸17と、一端が第1のクランク軸16に連結される第1のコンロッド20および第2のコンロッド21と、一端が第2のクランク軸17に連結される第3のコンロッド22と、それらのコンロッドの他端が連結され、ポストガイド27によって上下動自在にガイドされるスライド30とを有している3点駆動プレス機械。

概要

背景

プレス機械スライドは、プレス作業時に位置精度と平行精度の二つの機能を求められる。ここでいう位置精度は、上型下型の上から見た時のお互いの位置関係を正しく保持する機能を意味する。たとえばスライドはギブポストガイドにより上下方向の運動ガイドされており、位置精度はそのガイド能力により左右される。また平行精度は、上型と下型を常に平行に保持する機能を意味する。そして前述のギブやポストガイドより駆動系の方が剛性が高いので、平行精度はポイント数により左右される。

概要

3点駆動プレス機械におけるスライド下面平坦性平行度の維持およびそれによる加工精度の向上をる。クラウン14と、そのクラウン14に回転自在に設けられる第1のクランク軸16と、第1のクランク軸16と平行にクラウン14に対して回転自在に設けられる第2のクランク軸17と、一端が第1のクランク軸16に連結される第1のコンロッド20および第2のコンロッド21と、一端が第2のクランク軸17に連結される第3のコンロッド22と、それらのコンロッドの他端が連結され、ポストガイド27によって上下動自在にガイドされるスライド30とを有している3点駆動プレス機械。 

目的

本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、簡易なギブやポストを用いても平行度や位置精度を向上させることができ、しかも前後方向の平坦度を維持することができる3点駆動プレス機械を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

フレームと、そのフレームの上方に回転自在に支持された第1のクランク軸と、その第1のクランク軸にそれぞれ、一端が回転自在に連結される第1のコンロッドおよび第2のコンロッドと、前記第1のコンロッドの他端および第2のコンロッドの他端に連結されるスライドと、前記第1のクランク軸とは別に前記フレーム上方に回転自在に支持された第2のクランク軸と、一端が第2のクランク軸に連結され、他端が前記スライドに連結されている第3のコンロッドとを備え、前記第3のコンロッドの他端と、前記第1のコンロッドの他端および前記第2のコンロッドの他端が、スライド上面で三角形を形成するよう配置されているプレス機械

請求項2

前記第1のコンロッドの他端、第2のコンロッドの他端および第3のコンロッドの他端を頂点とする前記スライド平面上に形成される三角形内にスライド中心がある、請求項記載1記載のプレス機械。

請求項3

前記第1のクランク軸と前記第2のクランク軸が平行に配置され、回転方向が反対向きの請求項1または請求項2記載のプレス機械。

技術分野

0001

本発明は3点(ポイント)駆動プレス機械に関する。さらに詳しくは、クランク軸スライドを連結するコンロッドが3本のプレス機械に関する。

0002

プレス機械のスライドは、プレス作業時に位置精度と平行精度の二つの機能を求められる。ここでいう位置精度は、上型下型の上から見た時のお互いの位置関係を正しく保持する機能を意味する。たとえばスライドはギブポストガイドにより上下方向の運動ガイドされており、位置精度はそのガイド能力により左右される。また平行精度は、上型と下型を常に平行に保持する機能を意味する。そして前述のギブやポストガイドより駆動系の方が剛性が高いので、平行精度はポイント数により左右される。

0003

通常、プレス機械のスライドはクランク軸偏心部とコンロッドで連結されて駆動される。その時、1つのスライドに対して、コンロッドが1個なら1点(ポイント)駆動プレス、2個なら2点(ポイント)駆動プレス、4個なら4点(ポイント)駆動プレスとなる。そして1点駆動プレスの場合は、駆動系ではスライドの向きは特定されず、前後・左右平行度共にギブまたはポストガイドの能力に左右される。また、2点駆動プレスの場合は、左右方向の平行度は駆動系によるが、前後方向の平行度はガイド能力による。他方、4点駆動プレスの場合は、前後・左右平行度共に駆動系剛性に左右される。ただしポイント数とコストは比例するので、スライドの大きさと要求される精度でポイント数が選択される。

背景技術

0004

近年、高度なプログレッシブ加工で、多工程となり、決め押しの必要なものがある。当然、プレス機械のスライドは前後寸法に比し、左右寸法が大なるものとなる。従って、2点駆動プレスとした場合には、ポイント間ピッチが大となり、プレス作業荷重により、スライドが撓んで、決め押しが安定しない等の不具合がある。スライド剛性を高くするには、重量を増大するか、全高を増大するかになる。しかし、これらは稼動部重量が増大することになるので、振動対策・高SPM化が困難になり、あるいはプレス機械全高が大きくなる等、好ましくない。これに鑑み発明されたのが、本発明が関連する従来のプレス機械(特開平8−118084号公報)である。

0005

前記従来のプレス機械は左右寸法が大きいスライドに対して、3点駆動プレスとする事により、スライド下面平坦度を保てる様にしている。しかし、ポイントが直線上に配置されているため、ポイント数の増加は、ポイント間ピッチの撓みを防止するに留まり、前記した平行精度の向上という、大きな効果を発揮していない。

0006

たとえば、前記従来のプレス機械は、ポイント数を1つ増加したにもかかわらず、ポイント間ピッチの撓み防止の効果を付与した2点駆動プレスと考えることができるため、前記した、2点駆動プレス機械と同様な特徴が考えられる。つまり、前後方向の平行度はガイド能力により定まり、左右方向の平行度は駆動系によって定まる。

0007

また前後方向の平行度を駆動系でなく、ギブやポストが保持しているため、当然ギブやポストに平行度と位置精度を保証できる相応の精度が要求されることになる。また、スライドに前後方向に偏心荷重が加わった時、前後方向の平坦度に寄与できず、精度維持への充分な効果が期待できない。

発明が解決しようとする課題

0008

本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、簡易なギブやポストを用いても平行度や位置精度を向上させることができ、しかも前後方向の平坦度を維持することができる3点駆動プレス機械を提供することを技術課題とするものである。

0009

本発明の3点駆動プレス機械(請求項1)は、フレームと、そのフレームの上方に回転自在に支持された第1のクランク軸と、その第1のクランク軸にそれぞれ、一端が回転自在に連結される第1のコンロッドおよび第2のコンロッドと、前記第1のコンロッドの他端および第2のコンロッドの他端に連結されるスライドと、前記第1のクランク軸とは別に前記フレーム上方に回転自在に支持された第2のクランク軸と、一端が第2のクランク軸に連結され、他端が前記スライドに連結されている第3のコンロッドとを備え、前記第3のコンロッドの他端と、前記第1のコンロッドの他端および前記第2のコンロッドの他端が、スライド上面で三角形を形成するよう配置されることを特徴としている。

0010

このようなプレス機械は、前記第1のコンロッドの他端、第2のコンロッドの他端および第3のコンロッドの他端を頂点とする前記スライド平面上に形成される三角形内にスライド中心があるものが好ましい(請求項2)。

0011

また、本発明のプレス機械は、前記第1のクランク軸と前記第2のクランク軸が平行に配置され、反対に回転させるものが好ましい(請求項3)。

0012

【作用および発明の効果】
本発明のプレス機械(請求項1)は、第2のクランク軸とそれに連結した第3のコンロッドを備え、スライド上面で三本のコンロッドの連結部を三角形の頂点となるよう配置している。これにより、スライドを平面的な3点で支持できるため、平行度と位置精度をギブやポストだけに頼ることなく、駆動系で保持することができる。そのため、簡易なギブやポストでもスライドの平行度や位置精度を向上させることができる。また、前後偏心荷重に対する前後方向の撓みを、平面的な3点で押さえることができるため、スライド平坦度をスライド重量及び全高増加などの剛性を高くすることなく、充分に保つことができる。さらに、スライドのバタツキ現象にも、前後左右とも2点ピッチで受けることができ、多列取りにも好ましい。

0013

3本のコンロッドとスライドの連結部で作る三角形の内側に、スライド中心がある場合(請求項2)は、前後に偏心荷重となっても、ギブやポストに余分な加重をかけることなく、剛性の高い駆動系で加重を受けることができ、平行精度上好ましいものとなる。

課題を解決するための手段

0014

2本のクランク軸を平行に配置し、かつ反対向きに回転させる場合(請求項3)は、第1のコンロッド及び第2のコンロッドと第3のコンロッドの回転方向は逆向きになるため、第1のコンロッド及び第2のコンロッドと第3のコンロッドのスライド平面上での前後方向の分力は同等で反対向きの力となる。その結果、スライドは駆動系により前後方向に位置を維持でき、ギブやポストも従来に比し、簡易なものとなる。

0015

つぎに図面を参照しながら本発明のプレス機械の実施の形態を説明する。図1は、本発明のプレス機械の一実施形態を示す側面図、図2図3および図4はそれぞれ図1のA−A線断面図、B−B線断面図およびC−C線断面図、図5a、図5b、図5cおよび図5dはそれぞれ図3のE−E線断面図、D−D線断面図、F−F線断面図およびG−G線断面図、図6aおよび図6bはそれぞれ本発明のプレス機械のスライド上でのコンロッドの配置の実施形態を示す概略平面図、図7a、図7b、図7cはそれぞれ本発明のプレス機械の駆動部の3種類の実施形態を示す概略図である。

0016

始めに図1および図2を参照して、本発明が適用されるプレス機械の部分的な構成を簡単に説明する。図1および図2に示すプレス機械10は、ベッド12と、そのベッドの前後左右4箇所から立ち上がる4本のコラム13と、それらのコラムの上端に設けられるクラウン14とから構成される枠状のフレームを備えている。また、ベッド12の上部にはボルスタ33が設けられている。

0017

クラウン14には、図3に示すようにクランク軸16の一端には、左右2箇所のジャーナル軸受け部15により回転自在に支持されている第1のクランク軸16が左右方向に向けて配置されている。その第1のクランク軸16の一端には、モータ31とベルトで連結されたフライホイール32がクラッチを介して連結されている。また、クラウン14には、第1のクランク軸16の他に第2のクランク軸17が第1のクランク軸16と平行に配置され、左右の軸受けブロック18により回転自在に支持されている。第1のクランク軸16には締結具34により第1歯車19aが固定され、第2のクランク軸17にはその第1歯車19aと噛み合う歯数の等しい第2歯車19bが固定されている。

0018

第1のクランク軸16は2箇所の偏心部を有し、それぞれの偏心部には第1のコンロッド20および第2のコンロッド21の一端が、回転自在に連結されている(図5b参照)。第2のクランク軸17は1箇所の偏心部を有し、その偏心部には第3のコンロッド22の一端が回転自在に連結されている(図5c参照)。前記3本のコンロッド20、21、22の他端は、それぞれボールジョイント29を介してスライド30に連結される。なおクラウン14に支持されるガイドによって上下に案内されるプランジャを介在させてもよい。スライド30はスライドに設けたポスト26とベッド12の前後左右の4箇所に設けられたポストガイド27とによって上下動自在にガイドされている。

0019

なお、図4および図5aに示すようにダイナミックバランスウエイト(以下、DBウェイトという)23はクラウン14に設けられる支点ピン25により揺動自在に支持されており、その先端と第1のクランク軸16とはDBコンロッド24により連結されている。

0020

モータ31が駆動すると、ベルトで連結されたフライホイール32が回転する。そしてクラッチがONになると、第1のクランク軸16が回転する。そして、第1のクランク軸16が回転すると、第1歯車19aおよび第2歯車19bの噛み合いによって第2のクランク軸17が逆方向に回転する。第1のクランク軸16と第2のクランク軸17の偏心部に回転自在に連結された3本のコンロッド20、21、22が上下動することにより、それらのコンロッドの下端に連結されたスライド30とポスト26が、ポストガイド27に沿って上下動する。

0021

この実施形態の場合、第1のクランク軸16に連結された第1のコンロッド20と第2のコンロッド21の他に第2のクランク軸17に連結された第3のコンロッド22が設けられているので、図2に示す平面的な3点でスライド30に荷重を加えることができる。そして図1からわかるように、第1および第2のコンロッド20、21と、第3のコンロッド22とは対称的に運動し、クランク軸の角度に対するコンロッド下端のストロークも等しいので、スライドは水平状態を維持しながら上下に並行運動を行なう。そして平面的な3点でスライド30に荷重を与えることができるため、スライド30の前後・左右方向の両方の撓みを防止することができる。さらに図2に示すように、スライド中心28が3点を頂点とする三角形の重心付近にある場合は、第1および第2のクランク軸16、17に均等に力を伝えるので、クランク軸16、17の撓みが少ない。

0022

前記3本のコンロッドの両端は回転自在に連結されているため、コンロッドに加わる力は、コンロッド長手方向の引張力圧縮力である。図6aに示すように前記2本のクランク軸が平行に配置され、その2本のクランク軸を反対向きに回転させると、前記第1と第2のコンロッドがスライド30の平面上に発生させる前方向の分力と、前記第3のコンロッドが発生する後方向の分力は互いに反対向きになるので、それら分力の大きさの差分は相殺され、残った分力のみが前記スライド30の平面上の前後方向の分力となる。そのため、スライド30の平面上の前後方向の分力は小さくなり、スライド位置精度は簡易なギブやポストで安定する。

0023

なお、図4に示すように、スライド中心の位置が、前記第1のコンロッド、第2のコンロッドと第3のコンロッドのスライド30への連結部を頂点とする三角形内にある場合は、スライドへの偏心荷重は、ギブやポストへ余分な荷重をかけることなく剛性の高い駆動系により受けることができ、平行精度上好ましいものとなる。

0024

また、あらかじめ作業時の偏心荷重の位置や大きさが明らかな場合は、スライド中心28は前記三角形の外に位置することもある。その場合は偏心荷重が一番大きくなる位置が前記三角形の内部にくるよう配置される。

0025

スライド30平面上の前記三角形は図6aに示すような二等辺三角形だけでなく、スライド30上に形成される3点の配置により、様々な三角形を形成することができる。たとえば図6bに示すように第2のクランク軸17の長さを変更し、第3のコンロッド22の位置を移動させる、または第1のクランク軸16と第2のクランク軸17の角度を鋭角図7b参照)あるいは直角(図7c参照)に変更するなどして構成される。

発明を実施するための最良の形態

0026

その場合の実施形態を図7に示す。前記2本のクランク軸を平行に配置した場合を図7aに、斜めに配置した場合を図7bに、直角に配置した場合を図7cに示す。作業荷重やスライド中心28の位置により前記2本のクランク軸は上記のような実施形態をとり、前記3本のコンロッドは前記2本のクランク軸上を移動して回転自在に連結され様々な三角形を形成することができる。

図面の簡単な説明

0027

前記の実施形態ではコンロッドを3本とし、3点駆動としているが、第2のクランク軸を延ばして第4のコンロッドを設け、平行四辺形の頂点に位置する4点でスライドを駆動させることができる。

図1
図1は本発明のプレス機械の一実施形態を示す側面図である。
図2
図1のA−A線断面図である。
図3
図1のB−B線断面図である。
図4
図1のC−C線断面図である。
図5
図5a、図5b、図5cおよび図5dはそれぞれ図3のE−E線断面図、D−D線断面図、F−F線断面図およびG−G線断面図である。
図6
図6aおよび図6bはそれぞれ本発明のプレス機械のスライド上でのコンロッドの配置の実施形態を示す概略平面図である。
図7
図7a、図7b、図7cはそれぞれ本発明のプレス機械の駆動部の3種類の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
10  プレス機械
12  ベッド
13  コラム
14  クラウン
15  軸受け
16  第1のクランク軸
17  第2のクランク軸
18  軸受けブロック
19a 第1歯車
19b 第2歯車
20  第1のコンロッド
21  第2のコンロッド
22  第3のコンロッド
23  DBウェイト
24  DBコンロッド
25  支点ピン
26  ポスト
27  ポストガイド
28  スライド中心
29  ボールジョイント
30  スライド
31  モータ
32  フライホイール
33  ボルスタ
34  締結具

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