ダイクッション装置
【課題】
ダイクッションの設計を容易にすると共にダイクッションの駆動機構を小型化して使用部品種類数を抑える。
【解決手段】
ダイクッション装置を、個別に駆動可能にしてユニット化されたダイクッションモジュールによって構成する。各ダイクッションモジュールは、クッションパッド、サーボモータ、動力伝達機構、動力変換機構及びガイド部材を備えている。
ダイクッションの設計を容易にすると共にダイクッションの駆動機構を小型化して使用部品種類数を抑える。
【解決手段】
ダイクッション装置を、個別に駆動可能にしてユニット化されたダイクッションモジュールによって構成する。各ダイクッションモジュールは、クッションパッド、サーボモータ、動力伝達機構、動力変換機構及びガイド部材を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータを用いてクッションパッドを昇降駆動させるプレス機械のダイクッション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス機械には絞り加工におけるしわ押さえのためにダイクッション装置（以下、単にダイクッションという）が設けられる。従来のダイクッションは油圧や空気圧を用いてクッションパッドを昇降駆動しつつクッション圧を発生させる。プレス機械の絞り加工性を高くしワークの破断やひずみを防止するためにはダイクッションのクッション圧を高精度に制御する必要があり、特にクッションパッドの下降動作時のクッション圧を高精度に制御する必要がある。
【０００３】
空気圧のみを利用するダイクッションはクッションパッド動作時にクッション圧を高精度に制御できない。油圧を利用するダイクッションは圧油の制御によってクッションパッド動作時にクッション圧を高精度に制御できる。しかし油圧機器の構造が複雑であり、また厳密な保守・管理を必要とするという点が難点である。そこで近年は構造が簡素であり、また厳密な保守・管理を必要としない電動サーボモータを備えたダイクッションが注目されている。
【０００４】
下記特許文献１には回転式の電動サーボモータを備えたダイクッションが開示されている。このダイクッションは、大きくはクッションパッドとクッションパッドを駆動する駆動機構とで構成される。駆動機構は、大きくはサーボモータとサーボモータの動力をクッションパッドに伝達する動力伝達機構とで構成される。動力伝達機構は大きくは支持杆とラックとピニオンとで構成される。
【０００５】
クッションパッドの下面には支持杆が接続され、支持杆の下部にはラックが接続される。クッションパッドと支持杆とラックは一体となって昇降動作自在である。ラックにはピニオンが咬合され、ピニオンはサーボモータの回転軸に連結される。サーボモータに電流が供給され回転軸が回転するとピニオンが回転し、ピニオンの回転によってラックは昇降動作する。ラックと共に支持杆とクッションパッドも昇降動作する。
【０００６】
下記特許文献２には、特許文献１と同様に回転式の電動サーボモータを備えたダイクッションが開示されている。特許文献２で示されたクッションパッドは複数に分割されており、分割された各クッションパッドはラックピニオン機構と減速ギア列を介してサーボモータに連結されている。そして各サーボモータを制御することで、クッションパッドを昇降駆動させている。
【特許文献１】特開平６−５４４号公報（図４）
【特許文献１】特開平６−５４３号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
クッションパッドの大きさやダイクッションの能力はユーザの要望等によって決められる。よってダイクッションの設計は仕様にしたがいその都度行われている。またクッションパッドやプレス機械の場積制限によって、駆動機構の設計変更は勿論のこと、ベッドフレームの設計変更までもが余儀なくされる状況も多々ある。このようなことからダイクッションの製造段階では設計工数が嵩むことになる。
【０００８】
例えば、特許文献１及び特許文献２で開示されたダイクッションは駆動機構が垂直方向にも水平方向にも大きな構造である。ユーザ側で許容される場積にこの駆動機構が収容できない場合は、駆動機構の設計変更等が必要となる。すると前述したように設計工数を要することになる。
【０００９】
ところで特許文献２で開示されたダイクッションは、複数に分割されたクッションパッドのそれぞれがサーボモータで独立制御されている。クッションパッドが分割されているためクッション圧を部分的に変化させることができ、その点では優れている。しかしクッションパッドの分割箇所はユーザ側の要望に応じて決められるため、個々のダイクッションで異なる。つまり仕様にしたがいその都度ダイクッションを設計する必要がある。この点でも前述したようにダイクッションの設計工数が嵩むといえる。
【００１０】
さらに、大容量のダイクッションの場合は大型の駆動機構が必要になる。結果として駆動機構の構成要素が増えることになる。すると使用部品の種類が増え、種々の部品の管理が必要となり、管理コストが上昇する。
【００１１】
以上のように、従来のダイクッションの製造においては、設計工数の増加、コストの上昇ということが問題となる場合がある。
【００１２】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、ダイクッションの設計を容易にすると共にダイクッションの駆動機構を小型化して使用部品種類数を抑えることを解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１発明は、
ダイクッション装置において、
ベッド内で昇降自在のクッションパッドと、
前記クッションパッドの昇降駆動源であるサーボモータと、
前記サーボモータの回転動を前記クッションパッドの昇降動に変換する動力変換機構と、
前記サーボモータの回転軸から前記動力変換機構へ回転動を伝達する動力伝達機構と、
前記クッションパッドを昇降方向にガイドするガイド部材と、
でユニット化されたダイクッションモジュールを構成し、
ベッドの１加工ステーションに１以上の前記ダイクッションモジュールを備えたこと
を特徴とする
第１発明では、ダイクッション装置が、個別に駆動可能にしてユニット化されたダイクッションモジュールによって構成されている。各ダイクッションモジュールは、クッションパッド、サーボモータ、動力伝達機構、動力変換機構及びガイド部材を備えている。こうした構成によれば、ダイクッションモジュールという規格化されたユニットを組み合わせるだけで、１加工ステーションのダイクッションが成り立つ。ダイクッションを設計する場合は、単にダイクッションモジュールを組み合わせればよい。また設計変更があった場合は、組み合わせを変更するのみで対応できる。このようにダイクッションモジュールによればダイクッションの設計が容易になるため、設計工数が減少する。
【００１４】
ダイクッションモジュールの容量は任意である。よってダイクッションモジュールの容量を小さくすれば、駆動機構が小型になり使用部品種類数が少なくなる。その一方で、小容量のダイクッションモジュールを複数組み合わせれば大容量のダイクッションを形成できる。つまり小型の駆動機構を有するダイクッションモジュールによって大容量のダイクッションを実現できる。このようにダイクッションモジュールによれば部品種類数が減少するため、部品管理のコストが低減する。
【００１５】
なおプレス機械の設計に合わせた細かな寸法調整は、クッションパッド上面に設けられる上板の寸法を調整することで対応可能である。
【００１６】
第２発明は、第１発明において、
垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定される前記サーボモータ、前記動力変換機構及び前記動力伝達機構の投影像の全てが同様に垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定される前記クッションパッドの投影像内に含まれるように、前記クッションパッド、前記サーボモータ、前記動力変換機構及び前記動力伝達機構が配置されていること
を特徴とする
第２発明では、垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定されるクッションパッドの投影像内にサーボモータ、動力変換機構及び動力伝達機構の投影像の全てが含まれる。こうした構成によれば、駆動機構の水平方向の収容面積がクッションパッドの上面面積より大きくなることがない。したがって駆動機構の影響を受けることなくダイクッションモジュールを組み合わせることができ、ダイクッションの自由度が増す。
【００１７】
第３発明は、第１発明において、
前記１加工ステーションの対向する壁面間に渡設されたリブを備え、当該リブを介して前記ダイクッションパッド同士を隣接させること
を特徴とする。
【００１８】
第３発明では、複数のダイクッションモジュールが組み合わされる場合に、ベッドの１加工ステーションの対向する壁面間に渡設されたリブを備える。各クッションパッドは部分的に各リブやベッドで区切られた空間に収容される。よってクッションパッド同士はリブを介して隣接する。こうした構造によると、リブ上方にはクッションパッドが存在しないことになる。したがってクッションパッドの上面に一回り大きな上板を設け、リブ上方を覆うことが好ましい。リブを設けた場合は、クッションパッドの上面に設けられるクッションプレートの撓みを低減できる。
【００１９】
第４発明は、第１発明において、
前記動力変換機構にボールねじ機構を含むこと
を特徴とする。
【００２０】
第４発明では、動力伝達機構はナット部とねじ部とで構成されるボールねじ機構を含む。ボールねじのナット部が動力伝達機構に直結する場合は、ねじ部が昇降動作する。逆にボールねじのねじ部が動力伝達機構に直結する場合は、ナット部が昇降動作する。
【００２１】
ボールねじ機構は、回転部材の軸心と昇降部材の軸心が同軸上に存在するため、垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定されるサーボモータ、動力変換機構及び動力伝達機構の投影像を小さくさせることが容易になる。
【００２２】
なおナット部とねじ部とで構成されることから、ボールねじ機構の中にスクリュー・ナット機構を含むこととする。ボールねじ機構は摩擦損失が少なく、台形ねじを用いたスクリュー・ナット機構は大トルクの伝達が可能であり、三角ねじを用いたスクリュー・ナット機構はその中間的な効果を有する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、駆動機構の水平方向の収容面積がクッションパッドの上面面積又は下面面積よりも大きくなることがない。また駆動機構の下端位置がクッションパッドの昇降動作に関わらず変位しない。結果としてダイクッションモジュールの駆動機構が小型になる。したがって複数の組合せが自在なダイクッションモジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１はプレス機械の構成を示す模式図である。
プレス機械においては、上部に位置するスライド２と下部に位置するボルスタ８とが互いに対向するように設けられる。スライド２は上方のスライド駆動機構１から動力を受けて昇降動作する。スライド２の下部には上型３ａが取り付けられる。一方、ボルスタ８はベッド９の上部に固定されており、ボルスタ８の上部には下型３ｂが取り付けられる。ボルスタ８及び下型３ｂには上下方向に貫通する複数の孔が設けられ、この孔にはクッションピン７が挿通される。クッションピン７の上端は下型３ｂの凹部分に設けられたブランクホルダ５の下部に当接し、クッションピン７の下端はベッド９内に設けられたダイクッションモジュール１０ａのクッションパッド１１に当接する。ベッド９の内壁面間にはビーム６が設けられ、ビーム６でダイクッションモジュール１０ａが支持される。一以上のダイクッションモジュール１０ａでダイクッション１０が構成される。
【実施例１】
【００２５】
図２は第１の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
ダイクッションモジュール１０ａにおいては、クッションパッド１１はボールねじ１２と連結部材２２と大プーリー１３とベルト１４と小プーリー１５を介してサーボモータ１６の回転軸に連結される。クッションパッド１１とサーボモータ１６との間では互いの動力が伝達自在である。クッションパッド１１の下部にはボールねじ１２のナット部１２ａが連結される。ボールねじ１２のねじ部１２ｂはナット部１２ａに螺合される。ねじ部１２ｂの下部は連結部材１７に接続される。連結部材１７はビーム６に対してベアリングなどで軸支され、その下部は大プーリー１３に連結される。サーボモータ１６の回転軸には小プーリー１５が接続される。大プーリー１３と小プーリー１５にはベルト１４が巻架され、互いの動力が伝達自在である。
【００２６】
回転式のサーボモータ１６は回転軸を有し、電流の供給によって回転軸が正逆回転する。サーボモータ１６に電流が供給され回転軸が回転すると、小プーリー１５、大プーリー１３、連結部材１７、ねじ部１２ｂが回転動作する。ねじ部１２ｂの回転動作に伴い、ナット部１２ａがねじ部１２ｂに沿って上下方向すなわち昇降方向に直線動作する。するとナット部１２ａと共にクッションパッド１１が昇降動作する。なおナット部１２ａの昇降動作に関わりなく、ナット部１２ａの下端は連結部材１７の下端より上方に保持される。サーボモータ１６への電流制御によってクッションパッド１１に与えられる付勢力すなわちクッションパッド１１に生ずるクッション圧が制御される。
【００２７】
本実施形態では、サーボモータ１６の回転動をクッションパッド１１の直線動に変換すると共にクッションパッド１１の直線動に関わる機構、すなわちボールねじ１２及び連結部材１７を動力変換機構２３といい、この動力伝達機構２３にサーボモータ１６の回転動を伝達する機構、すなわち大プーリー１３、ベルト１４及び小プーリー１５を動力伝達機構２４という。
【００２８】
クッションパッド１１の各側面にはガイドプレート１８が設けられる。また図示しないがベッド９の内壁面にもガイドプレート１８が設けられ、クッションパッド１１側のガイドプレート１８と互いに摺動自在になっている。二つのクッションパッド１１が隣接し側面同士が対向する場合は、それぞれのガイドプレート１８が互いに摺動自在になっている。このようにクッションパッド１１の四側面に設けられたガイドプレートによって、クッションパッド１１は昇降方向に案内される。
【００２９】
次にクッションパッド１１とサーボモータ１６等からなる駆動機構の位置関係を説明する。
まずクッションパッド１１の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第１投影像２１を想定する。同様にサーボモータ１６、動力変換機構２３及び動力伝達機構２４の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第２投影像２２を想定する。そして第２投影像２２の全てが第１投影像２１内に含まれるようにクッションパッド１１とその駆動機構が配置される。こうした配置によれば、ダイクッションモジュール１０ａの水平方向の場積は、クッションパッド１１の上面面積よりも大きくなることがない。つまりクッションパッド１１が互いに隣接して設けられたとしても、各クッションパッド１１の下部の駆動機構同士が干渉することがなくなり、複数のダイクッションモジュール１０ａを１加工ステーションに隣接して設けることが可能となる。
【００３０】
なお図２において、サーボモータ１６、ベルト１４及び小プーリー１５の下方への投影像が第１投影像２１外にある場合は、ベルト１４の高さを違えたり、サーボモータ１６の配置を互いに逆にしたりすることによって隣接するダイクッションモジュール１０ａを接近させて設置することも可能になる。こうすることによって、各ダイクッションモジュール１０ａのクッションパッド１１の面積をさらに小さくすることが可能になり、ダイクッションモジュール１０ａの配置が容易になると共に、配置の自由度が増す。
【００３１】
図３（ａ）〜（ｄ）は１加工ステーションを簡略化して示す平面図である。図３（ａ）ではプレス機械の１加工ステーションに一つのダイクッションモジュール１０ａが設けられ、図３（ｂ）ではプレス機械の１加工ステーションに二つのダイクッションモジュール１０ａが設けられ、図３（ｃ）ではプレス機械の１加工ステーションに四つのダイクッションモジュール１０ａが設けられ、図３（ｄ）ではプレス機械の１加工ステーションに八つのダイクッションモジュール１０ａが設けられている。
【００３２】
ここで１加工ステーションに四つのダイクッションモジュール１０ａが設けられる場合を例にして、ダイクッションモジュール１０ａの配置について説明する。
【００３３】
図４は１加工ステーションの平面図である。図５は１加工ステーションを斜め上方から見た場合の斜視図である。
図５で示されるように、ベッド９は対向する内壁面間に渡設された縦リブ９ａを有し、１加工ステーションが複数の空間に区切られる。ベッド９の内壁面及び縦リブ９ａの壁面にはガイドプレート１８が設けられる。図４ではダイクッションモジュール１０ａ同士が縦リブ９ａを介して隣接する。この構造によれば、クッションパッド１１が四側面共にガイドプレート１８を介してベッド９に支えられることになる。この構造によってクッションプレート１８のがたが少なくなる。ただしこのままでは縦リブ９ａ上にクッションピン７が配置できなくなる。そこでクッションパッド１１の上面には上板１１ａが設けられ、この上板１１ａで縦リブ９ａの上方も覆われる。
【００３４】
このように縦リブ９ａを設けた構造によると、クッションパッド１１の上面に設けられるクッションプレートの撓みを低減できる。
【００３５】
図６は１加工ステーションの平面図であり、図４とは異なる形態が示されている。
図６ではダイクッションモジュール１０ａ同士がガイドプレート１８を介して直接隣接する。この構造によれば、ベッド９の縦リブを考慮することがなくなるため、ダイクッションモジュール１０ａの配置の自由度が増す。またベッド９の縦リブそのものが必要ないので、製造コストの上昇を抑えることができる。さらにクッションパッド１１の上板も不要になる。ただし図６で示される構造は図４で示される構造よりもクッションプレート１８のがたがいくらか増える。
【００３６】
各ダイクッションモジュール１０ａは独立して制御される。したがって１加工ステーション内のクッション圧が可変になる。また各ダイクッションモジュール１０ａを連動させることも可能である。
【００３７】
複数の駆動機構を備えた一つのクッションパッドを１加工ステーションに設け、このクッションパッドの動作を制御する場合と、一つの駆動機構を備えたクッションパッドを１加工ステーションに複数設け、個々のクッションパッドの動作を制御する場合と、を比較すると、クッションパッドが分割されることから後者の方が独立制御性が高いといえる。
【００３８】
第１の実施形態によれば、ダイクッションモジュール１０ａの配置、組み合わせは自在であり、設計の自由度が増す。したがってダイクッション１０の設計が容易になる。またダイクッションモジュール１０ａを小型化することで部品種類数が減少するため、部品管理のコストが低減する。また駆動機構の下端位置がクッションパッド１１の昇降動作に関わらず変位しないので、保護カバーをベッド下面から垂下させる必要がなく、ダイクッションのためにピットの深さを深くする必要もない。
【実施例２】
【００３９】
第２の実施形態の構造は第１の実施形態の構造と多くの点で一致する。しかし第１の実施形態ではボールねじのナット側が回転動しねじ側が直線動するのに対し、第２の実施形態ではボールねじのねじ側が回転動しナット側が直線動する。
【００４０】
図７は第２の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
ダイクッションモジュール４０ａにおいては、クッションパッド１１はボールねじ４２と連結部材４７と大プーリー１３とベルト１４と小プーリー１５を介してサーボモータ１６の回転軸に連結される。クッションパッド１１とサーボモータ１６との間では互いの動力が伝達自在である。クッションパッド１１の下部にはボールねじ４２のねじ部４２ｂが連結される。ボールねじ４２のねじ部４２ｂはナット部４２ａに螺合される。ナット部４２ｂの下部は連結部材４７に接続される。連結部材４７はビーム６に対してベアリングなどで軸支され、その下部は大プーリー１３に連結される。サーボモータ１６の回転軸には小プーリー１５が接続される。大プーリー１３と小プーリー１５にはベルト１４が巻架され、互いの動力が伝達自在である。
【００４１】
サーボモータ１６に電流が供給され回転軸が回転すると、小プーリー１５、大プーリー１３、連結部材４７、ナット部４２ａが回転動作する。ナット部４２ａの回転動作に伴い、ねじ部４２ｂがナット部４２ａに沿って上下方向すなわち昇降方向に直線動作する。するとねじ部４２ｂと共にクッションパッド１１が昇降動作する。なおねじ部４２ｂの昇降動作に関わりなく、ねじ部４２ｂの下端は連結部材４７の下端よりも上方に保持される。サーボモータ１６への電流制御によってクッションパッド１１に与えられる付勢力すなわちクッションパッド１１に生ずるクッション圧が制御される。
【００４２】
本実施形態では、サーボモータ１６の回転動をクッションパッド１１の直線動に変換すると共にクッションパッド１１の直線動に関わる機構、すなわちボールねじ４２を動力変換機構５３といい、この動力伝達機構５３にサーボモータ１６の回転動を伝達する機構、すなわち連結部材４７、大プーリー１３、ベルト１４及び小プーリー１５を動力伝達機構５４という。
【００４３】
クッションパッド１１の各側面にはガイドプレート１８が設けられる。また図示しないがベッド９の内壁面にもガイドプレート１８が設けられ、クッションパッド１１側のガイドプレート１８と互いに摺動自在になっている。二つのクッションパッド１１が隣接し側面同士が対向する場合は、それぞれのガイドプレート１８が互いに摺動自在になっている。このようにクッションパッド１１の四側面に設けられたガイドプレートによって、クッションパッド１１は昇降方向に案内される。
【００４４】
次にクッションパッド１１とサーボモータ１６等からなる駆動機構の位置関係を説明する。
【００４５】
まずクッションパッド１１の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第１投影像５１を想定する。同様にサーボモータ１６、動力変換機構５３及び動力伝達機構５４の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第２投影像５２を想定する。そして第２投影像５２の全てが第１投影像５１内に含まれるようにクッションパッド１１とその駆動機構が配置される。こうした配置によれば、ダイクッションモジュール４０ａの水平方向の場積は、クッションパッド１１の上面面積よりも大きくなることがない。つまりクッションパッド１１が互いに隣接して設けられたとしても、各クッションパッド１１の下部の駆動機構同士が干渉することがなくなり、複数のダイクッションモジュール４０ａを１加工ステーションに隣接して設けることが可能となる。
【００４６】
なお図７において、サーボモータ１６、ベルト１４及び小プーリー１５の下方への投影像が第１投影像５１外にある場合は、ベルト１４の高さを違えたり、サーボモータ１６の配置を互いに逆にしたりすることによって隣接するダイクッションモジュール４０ａを接近させて設置することも可能になる。こうすることによって、各ダイクッションモジュール４０ａのクッションパッド１１の面積をさらに小さくすることが可能になり、ダイクッションモジュール４０ａの配置が容易になると共に、配置の自由度が増す。
【００４７】
ダイクッションモジュール４０ａは、第１の実施形態のダイクッションモジュール１０ａと同様に、図４、図６で示されるように配置される。
【００４８】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４９】
図８は第３の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
ダイクッションモジュール６０ａにおいては、クッションパッド１１はプランジャロッド６３とピストン６４とボールねじ６２と連結部材６５と大プーリー１３とベルト１４と小プーリー１５を介してサーボモータ１６の回転軸に連結される。クッションパッド１１とサーボモータ１６との間では互いの動力が伝達自在である。
【００５０】
クッションパッド１１の下部には柱状のプランジャロッド６３が接続される。プランジャロッド６３はその側面を筒状のプランジャガイド６６で摺動自在に支持される。プランジャガイド６６はビーム６に取付自在である。プランジャガイド６６がビーム６に固定されると、プランジャロッド７３はプランジャガイド６６に支持されつつ昇降動作する。プランジャガイド６６はプランジャロッド６３及びプランジャロッド６３に連結されるクッションパッド１１を昇降方向に案内する。
【００５１】
プランジャロッド６３の下部には下方向に開口を有するシリンダ６３ａが形成され、シリンダ６３ａの内部にはピストン６４が摺動自在に収容される。シリンダ６３ａの内壁面及びピストン６４の上面で油圧室６７が形成され、この油圧室６７には圧油が充填される。油圧室６７の軸心はプランジャロッド６３及びボールねじ６２の軸心と同一である。油圧室６７の圧油ポートは図示しない油圧回路に接続され、油圧室６７と油圧回路との間で圧油の授受が行われる。油圧室６７の圧油は、上型とワークとが接する際に生ずる衝撃を緩和すると共に、油圧が所定値以上になるとタンクに排出される。油圧室６７の圧油はこうした過負荷保護機能を有する。
【００５２】
ピストン６４の下端はボールねじ６２のねじ部６２ｂの上端に当接する。ピストン６４の下端には球面状の凹面６４ａが形成され、この凹面６４ａに対向するねじ部６２ｂの上端には球面状の凸面６２ｃが形成される。逆にピストン６８の下端に凸面が形成され、ねじ部６２ｂの上端に凹面が形成されていてもよい。ねじ部６２ｂのような棒状の部材は端部に働く軸方向の力には強いものの、曲げモーメントには弱い。ねじ部６２ｂの上端が球面形状であると、仮にクッションパッド１１が傾いてねじ部６２ｂの上端に曲げモーメントが発生したとしても、ねじ部６２ｂ全体には軸方向の力のみが働く。このような構造によって偏心荷重によるねじ部６２ｂの損傷を防止できる。
【００５３】
ボールねじ６２のナット部６２ａと大プーリー１３との間には連結部材６５が介在され、連結部材６５がビーム６に対してベアリングなどで軸支される。サーボモータ１６の回転軸には小プーリー１５が接続される。大プーリー１３と小プーリー１５にはベルト１４が巻架され、互いの動力が伝達自在である。
【００５４】
サーボモータ１６に電流が供給され回転軸が回転すると、小プーリー１５、大プーリー１３が回転動作する。大プーリー１３と連結部材６５とナット部６２ａは一体であるため、大プーリー１３の回転と共にナット部６２ａが回転動作する。ナット部６２ａの回転動作に伴い、ねじ部６２ｂがナット部６２ａに沿って上下方向すなわち昇降方向に直線動作する。ねじ部６２ｂ、ピストン６４、プランジャロッド６３と共にクッションパッド１１が昇降動作する。なおねじ部６２ｂの昇降動作に関わりなく、ねじ部６２ｂの下端は連結部材６５の下端よりも上方に保持される。サーボモータ１６への電流制御によってクッションパッド１１に与えられる付勢力すなわちクッションパッド１１に生ずるクッション圧が制御される。
【００５５】
本実施形態では、サーボモータ１６の回転動をクッションパッド１１の直線動に変換すると共にクッションパッド１１の直線動に関わる機構、すなわちボールねじ６２、プランジャロッド６３及びプランジャガイド６６を動力変換機構７３といい、この動力伝達機構７３にサーボモータ１６の回転動を伝達する機構、すなわち連結部材６５、大プーリー１３、ベルト１４及び小プーリー１５を動力伝達機構７４という。
【００５６】
次にクッションパッド１１とサーボモータ１６等からなる駆動機構の位置関係を説明する。
まずクッションパッド１１の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第１投影像７１を想定する。同様にサーボモータ１６、動力変換機構７３及び動力伝達機構７４の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第２投影像７２を想定する。そして第２投影像７２の全てが第１投影像２７内に含まれるようにクッションパッド１１とその駆動機構が配置される。こうした配置によれば、ダイクッションモジュール６０ａの水平方向の場積は、クッションパッド１１の上面面積よりも大きくなることがない。つまりクッションパッド１１が互いに隣接して設けられたとしても、各クッションパッド１１の下部の駆動機構同士が干渉することがなくなり、複数のダイクッションモジュール６０ａを１加工ステーションに隣接して設けることが可能となる。
【００５７】
なお図８において、サーボモータ１６、ベルト１４及び小プーリー１５の下方への投影像が第１投影像７１外にある場合は、ベルト１４の高さを違えたり、サーボモータ１６の配置を互いに逆にしたりすることによって隣接するダイクッションモジュール６０ａを接近させて設置することも可能になる。こうすることによって、各ダイクッションモジュール６０ａのクッションパッド１１の面積をさらに小さくすることが可能になり、ダイクッションモジュール６０ａの配置が容易になると共に、配置の自由度が増す。
【００５８】
ここで１加工ステーションに四つのダイクッションモジュール６０ａが設けられる場合を例にして、ダイクッションモジュール６０ａの配置について説明する。
【００５９】
図９は１加工ステーションの平面図である。
ダイクッションモジュール６０ａではプランジャガイド６６がガイド部材の機能を果たす。よって図９で示されるように、クッションプレート１１の側面にガイドプレートが不要になる。この構造によれば、ダイクッションモジュール６０ａの配置の自由度がさらに増す。またガイドプレート部分の機械加工が不要になるため、製造コストの上昇を抑えることができる。ただしプランジャロッド６３の長さの分だけダイクッションモジュール自体の長さが長くなる。
【００６０】
第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。またクッションパッド１１の側面にガイドプレートを設ける必要がなくなり、ダイクッションモジュール６０ａの配列に関する自由度が増す。
【実施例４】
【００６１】
図１０は第４の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
第４の実施形態の構造は第３の実施形態の構造と多くの点で共通する。そこで相違点のみを説明する。
【００６２】
ダイクッションモジュール８０ａにおいては、クッションパッド１１はプランジャロッド６３とピストン６４とボールねじ６２と連結部材６５とカップリング８１と減速機８２を介してサーボモータ１６の回転軸に直結される。クッションパッド１１と減速機８２との間では互いの動力が伝達自在である。
【００６３】
ボールねじ６２のナット部６２ａの下部の同軸上に連結部材６５が取り付けられ、連結部材６５がビーム６に対してベアリングなどで軸支される。サーボモータ１６の回転軸には減速機８２が接続される。なおサーボモータ１６が減速機を内蔵していてもよい。減速機８２の出力軸と連結部材６５とはカップリング８１で接続される。したがってボールねじ６２、連結部材６５、カップリング８１、減速機８２の出力軸が同軸上に位置することになり、さらに減速機８２の構造によっては、サーボモータ１６の回転軸も同軸上に位置することになる。
【００６４】
サーボモータ１６に電流が供給され回転軸が回転すると、減速機８２内のギヤ等が回転し、減速機８２の出力軸、カップリング８１、連結部材６５が回転動作する。連結部材６５とナット部６２ａは一体であるため、ナット部６２ａが回転動作し、ナット部６２ａの回転に伴いねじ部６２ｂがナット部６２ａに沿って上下方向すなわち昇降方向に直線動作する。ねじ部６２ｂ、ピストン６４、プランジャロッド６３と共にクッションパッド１１が昇降動作する。なおねじ部６２ｂの昇降動作に関わりなく、ねじ部６２ｂの下端は連結部材６５の下端よりも上方に保持される。サーボモータ１６への電流制御によってクッションパッド１１に与えられる付勢力すなわちクッションパッド１１に生ずるクッション圧が制御される。
【００６５】
本実施形態では、サーボモータ１６の回転動をクッションパッド１１の直線動に変換すると共にクッションパッド１１の直線動に関わる機構、すなわちボールねじ６２、プランジャロッド６３及びプランジャガイド６６を動力変換機構９３といい、この動力伝達機構９３にサーボモータ１６の回転動を伝達する機構、すなわち連結部材６５、カップリング８１及び減速機８２を動力伝達機構９４という。
【００６６】
次にクッションパッド１１とサーボモータ１６等からなる駆動機構の位置関係を説明する。
まずクッションパッド１１の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第１投影像９１を想定する。同様にサーボモータ１６、動力変換機構９３及び動力伝達機構９４の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第２投影像９２を想定する。そして第２投影像９２の全てが第１投影像９７内に含まれるようにクッションパッド１１とその駆動機構が配置される。こうした配置によれば、ダイクッションモジュール８０ａの水平方向の場積は、クッションパッド１１の上面面積よりも大きくなることがない。つまりクッションパッド１１が互いに隣接して設けられたとしても、各クッションパッド１１の下部の駆動機構同士が干渉することがなくなり、複数のダイクッションモジュール８０ａを１加工ステーションに隣接して設けることが可能となる。
【００６７】
このような構造によれば、例えばクッションパッド１１が隣接して設けられたとしても、各クッションパッド１１の下部の駆動機構同士が干渉することがなくなる。よって複数のダイクッションモジュール８０ａを１加工ステーションに隣接して設けることができる。
【００６８】
また駆動機構がほぼ同軸上に配置されるため、垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定される駆動機構の投影像が小さくなる。このためクッションパッド１１自体を小さくすることができる。したがってさらにダイクッションモジュール８０ａの組合せが容易委になる。
【００６９】
ダイクッションモジュール８０ａは、第３の実施形態のダイクッションモジュール６０ａと同様に、図９で示されるように配置される。
【００７０】
第４に実施形態によれば、第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。特にクッションパッド１１の大きさについては、第３の実施形態よりも小さくすることが可能であり、ダイクッションモジュール８０ａの配列に関して自由度がさらに増す。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１はプレス機械の構成を示す模式図である。
【図２】図２は第１の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は１加工ステーションを簡略化して示す平面図である。
【図４】図４は１加工ステーションの平面図である。
【図５】図５は１加工ステーションを斜め上方から見た場合の斜視図である。
【図６】図６は１加工ステーションの平面図である。
【図７】図７は第２の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
【図８】図８は第３の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
【図９】図９は１加工ステーションの平面図である。
【図１０】図１０は第４の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０、４０、６０、８０ ダイクッション
１０ａ、４０ａ、６０ａ、８０ａ ダイクッションモジュール
１１ クッションパッド
１２、４２、６２ ボールねじ
１２ａ、５２ａ、７２ａ ナット部
１２ｂ、５２ｂ、７２ｂ ねじ部
１３ 大プーリー
１４ ベルト
１５ 小プーリー
１６ サーボモータ
１７、４７、６５ 連結部材
１８ ガイドプレート
１９ アウターガイド
２１、５１、７１、９１ 第１投影像
２２、５２、７２、９２ 第２投影像
６３ プランジャロッド
６４ ピストン
６６ プランジャガイド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータを用いてクッションパッドを昇降駆動させるプレス機械のダイクッション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス機械には絞り加工におけるしわ押さえのためにダイクッション装置（以下、単にダイクッションという）が設けられる。従来のダイクッションは油圧や空気圧を用いてクッションパッドを昇降駆動しつつクッション圧を発生させる。プレス機械の絞り加工性を高くしワークの破断やひずみを防止するためにはダイクッションのクッション圧を高精度に制御する必要があり、特にクッションパッドの下降動作時のクッション圧を高精度に制御する必要がある。
【０００３】
空気圧のみを利用するダイクッションはクッションパッド動作時にクッション圧を高精度に制御できない。油圧を利用するダイクッションは圧油の制御によってクッションパッド動作時にクッション圧を高精度に制御できる。しかし油圧機器の構造が複雑であり、また厳密な保守・管理を必要とするという点が難点である。そこで近年は構造が簡素であり、また厳密な保守・管理を必要としない電動サーボモータを備えたダイクッションが注目されている。
【０００４】
下記特許文献１には回転式の電動サーボモータを備えたダイクッションが開示されている。このダイクッションは、大きくはクッションパッドとクッションパッドを駆動する駆動機構とで構成される。駆動機構は、大きくはサーボモータとサーボモータの動力をクッションパッドに伝達する動力伝達機構とで構成される。動力伝達機構は大きくは支持杆とラックとピニオンとで構成される。
【０００５】
クッションパッドの下面には支持杆が接続され、支持杆の下部にはラックが接続される。クッションパッドと支持杆とラックは一体となって昇降動作自在である。ラックにはピニオンが咬合され、ピニオンはサーボモータの回転軸に連結される。サーボモータに電流が供給され回転軸が回転するとピニオンが回転し、ピニオンの回転によってラックは昇降動作する。ラックと共に支持杆とクッションパッドも昇降動作する。
【０００６】
下記特許文献２には、特許文献１と同様に回転式の電動サーボモータを備えたダイクッションが開示されている。特許文献２で示されたクッションパッドは複数に分割されており、分割された各クッションパッドはラックピニオン機構と減速ギア列を介してサーボモータに連結されている。そして各サーボモータを制御することで、クッションパッドを昇降駆動させている。
【特許文献１】特開平６−５４４号公報（図４）
【特許文献１】特開平６−５４３号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
クッションパッドの大きさやダイクッションの能力はユーザの要望等によって決められる。よってダイクッションの設計は仕様にしたがいその都度行われている。またクッションパッドやプレス機械の場積制限によって、駆動機構の設計変更は勿論のこと、ベッドフレームの設計変更までもが余儀なくされる状況も多々ある。このようなことからダイクッションの製造段階では設計工数が嵩むことになる。
【０００８】
例えば、特許文献１及び特許文献２で開示されたダイクッションは駆動機構が垂直方向にも水平方向にも大きな構造である。ユーザ側で許容される場積にこの駆動機構が収容できない場合は、駆動機構の設計変更等が必要となる。すると前述したように設計工数を要することになる。
【０００９】
ところで特許文献２で開示されたダイクッションは、複数に分割されたクッションパッドのそれぞれがサーボモータで独立制御されている。クッションパッドが分割されているためクッション圧を部分的に変化させることができ、その点では優れている。しかしクッションパッドの分割箇所はユーザ側の要望に応じて決められるため、個々のダイクッションで異なる。つまり仕様にしたがいその都度ダイクッションを設計する必要がある。この点でも前述したようにダイクッションの設計工数が嵩むといえる。
【００１０】
さらに、大容量のダイクッションの場合は大型の駆動機構が必要になる。結果として駆動機構の構成要素が増えることになる。すると使用部品の種類が増え、種々の部品の管理が必要となり、管理コストが上昇する。
【００１１】
以上のように、従来のダイクッションの製造においては、設計工数の増加、コストの上昇ということが問題となる場合がある。
【００１２】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、ダイクッションの設計を容易にすると共にダイクッションの駆動機構を小型化して使用部品種類数を抑えることを解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１発明は、
ダイクッション装置において、
ベッド内で昇降自在のクッションパッドと、
前記クッションパッドの昇降駆動源であるサーボモータと、
前記サーボモータの回転動を前記クッションパッドの昇降動に変換する動力変換機構と、
前記サーボモータの回転軸から前記動力変換機構へ回転動を伝達する動力伝達機構と、
前記クッションパッドを昇降方向にガイドするガイド部材と、
でユニット化されたダイクッションモジュールを構成し、
ベッドの１加工ステーションに１以上の前記ダイクッションモジュールを備えたこと
を特徴とする
第１発明では、ダイクッション装置が、個別に駆動可能にしてユニット化されたダイクッションモジュールによって構成されている。各ダイクッションモジュールは、クッションパッド、サーボモータ、動力伝達機構、動力変換機構及びガイド部材を備えている。こうした構成によれば、ダイクッションモジュールという規格化されたユニットを組み合わせるだけで、１加工ステーションのダイクッションが成り立つ。ダイクッションを設計する場合は、単にダイクッションモジュールを組み合わせればよい。また設計変更があった場合は、組み合わせを変更するのみで対応できる。このようにダイクッションモジュールによればダイクッションの設計が容易になるため、設計工数が減少する。
【００１４】
ダイクッションモジュールの容量は任意である。よってダイクッションモジュールの容量を小さくすれば、駆動機構が小型になり使用部品種類数が少なくなる。その一方で、小容量のダイクッションモジュールを複数組み合わせれば大容量のダイクッションを形成できる。つまり小型の駆動機構を有するダイクッションモジュールによって大容量のダイクッションを実現できる。このようにダイクッションモジュールによれば部品種類数が減少するため、部品管理のコストが低減する。
【００１５】
なおプレス機械の設計に合わせた細かな寸法調整は、クッションパッド上面に設けられる上板の寸法を調整することで対応可能である。
【００１６】
第２発明は、第１発明において、
垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定される前記サーボモータ、前記動力変換機構及び前記動力伝達機構の投影像の全てが同様に垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定される前記クッションパッドの投影像内に含まれるように、前記クッションパッド、前記サーボモータ、前記動力変換機構及び前記動力伝達機構が配置されていること
を特徴とする
第２発明では、垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定されるクッションパッドの投影像内にサーボモータ、動力変換機構及び動力伝達機構の投影像の全てが含まれる。こうした構成によれば、駆動機構の水平方向の収容面積がクッションパッドの上面面積より大きくなることがない。したがって駆動機構の影響を受けることなくダイクッションモジュールを組み合わせることができ、ダイクッションの自由度が増す。
【００１７】
第３発明は、第１発明において、
前記１加工ステーションの対向する壁面間に渡設されたリブを備え、当該リブを介して前記ダイクッションパッド同士を隣接させること
を特徴とする。
【００１８】
第３発明では、複数のダイクッションモジュールが組み合わされる場合に、ベッドの１加工ステーションの対向する壁面間に渡設されたリブを備える。各クッションパッドは部分的に各リブやベッドで区切られた空間に収容される。よってクッションパッド同士はリブを介して隣接する。こうした構造によると、リブ上方にはクッションパッドが存在しないことになる。したがってクッションパッドの上面に一回り大きな上板を設け、リブ上方を覆うことが好ましい。リブを設けた場合は、クッションパッドの上面に設けられるクッションプレートの撓みを低減できる。
【００１９】
第４発明は、第１発明において、
前記動力変換機構にボールねじ機構を含むこと
を特徴とする。
【００２０】
第４発明では、動力伝達機構はナット部とねじ部とで構成されるボールねじ機構を含む。ボールねじのナット部が動力伝達機構に直結する場合は、ねじ部が昇降動作する。逆にボールねじのねじ部が動力伝達機構に直結する場合は、ナット部が昇降動作する。
【００２１】
ボールねじ機構は、回転部材の軸心と昇降部材の軸心が同軸上に存在するため、垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定されるサーボモータ、動力変換機構及び動力伝達機構の投影像を小さくさせることが容易になる。
【００２２】
なおナット部とねじ部とで構成されることから、ボールねじ機構の中にスクリュー・ナット機構を含むこととする。ボールねじ機構は摩擦損失が少なく、台形ねじを用いたスクリュー・ナット機構は大トルクの伝達が可能であり、三角ねじを用いたスクリュー・ナット機構はその中間的な効果を有する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、駆動機構の水平方向の収容面積がクッションパッドの上面面積又は下面面積よりも大きくなることがない。また駆動機構の下端位置がクッションパッドの昇降動作に関わらず変位しない。結果としてダイクッションモジュールの駆動機構が小型になる。したがって複数の組合せが自在なダイクッションモジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１はプレス機械の構成を示す模式図である。
プレス機械においては、上部に位置するスライド２と下部に位置するボルスタ８とが互いに対向するように設けられる。スライド２は上方のスライド駆動機構１から動力を受けて昇降動作する。スライド２の下部には上型３ａが取り付けられる。一方、ボルスタ８はベッド９の上部に固定されており、ボルスタ８の上部には下型３ｂが取り付けられる。ボルスタ８及び下型３ｂには上下方向に貫通する複数の孔が設けられ、この孔にはクッションピン７が挿通される。クッションピン７の上端は下型３ｂの凹部分に設けられたブランクホルダ５の下部に当接し、クッションピン７の下端はベッド９内に設けられたダイクッションモジュール１０ａのクッションパッド１１に当接する。ベッド９の内壁面間にはビーム６が設けられ、ビーム６でダイクッションモジュール１０ａが支持される。一以上のダイクッションモジュール１０ａでダイクッション１０が構成される。
【実施例１】
【００２５】
図２は第１の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
ダイクッションモジュール１０ａにおいては、クッションパッド１１はボールねじ１２と連結部材２２と大プーリー１３とベルト１４と小プーリー１５を介してサーボモータ１６の回転軸に連結される。クッションパッド１１とサーボモータ１６との間では互いの動力が伝達自在である。クッションパッド１１の下部にはボールねじ１２のナット部１２ａが連結される。ボールねじ１２のねじ部１２ｂはナット部１２ａに螺合される。ねじ部１２ｂの下部は連結部材１７に接続される。連結部材１７はビーム６に対してベアリングなどで軸支され、その下部は大プーリー１３に連結される。サーボモータ１６の回転軸には小プーリー１５が接続される。大プーリー１３と小プーリー１５にはベルト１４が巻架され、互いの動力が伝達自在である。
【００２６】
回転式のサーボモータ１６は回転軸を有し、電流の供給によって回転軸が正逆回転する。サーボモータ１６に電流が供給され回転軸が回転すると、小プーリー１５、大プーリー１３、連結部材１７、ねじ部１２ｂが回転動作する。ねじ部１２ｂの回転動作に伴い、ナット部１２ａがねじ部１２ｂに沿って上下方向すなわち昇降方向に直線動作する。するとナット部１２ａと共にクッションパッド１１が昇降動作する。なおナット部１２ａの昇降動作に関わりなく、ナット部１２ａの下端は連結部材１７の下端より上方に保持される。サーボモータ１６への電流制御によってクッションパッド１１に与えられる付勢力すなわちクッションパッド１１に生ずるクッション圧が制御される。
【００２７】
本実施形態では、サーボモータ１６の回転動をクッションパッド１１の直線動に変換すると共にクッションパッド１１の直線動に関わる機構、すなわちボールねじ１２及び連結部材１７を動力変換機構２３といい、この動力伝達機構２３にサーボモータ１６の回転動を伝達する機構、すなわち大プーリー１３、ベルト１４及び小プーリー１５を動力伝達機構２４という。
【００２８】
クッションパッド１１の各側面にはガイドプレート１８が設けられる。また図示しないがベッド９の内壁面にもガイドプレート１８が設けられ、クッションパッド１１側のガイドプレート１８と互いに摺動自在になっている。二つのクッションパッド１１が隣接し側面同士が対向する場合は、それぞれのガイドプレート１８が互いに摺動自在になっている。このようにクッションパッド１１の四側面に設けられたガイドプレートによって、クッションパッド１１は昇降方向に案内される。
【００２９】
次にクッションパッド１１とサーボモータ１６等からなる駆動機構の位置関係を説明する。
まずクッションパッド１１の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第１投影像２１を想定する。同様にサーボモータ１６、動力変換機構２３及び動力伝達機構２４の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第２投影像２２を想定する。そして第２投影像２２の全てが第１投影像２１内に含まれるようにクッションパッド１１とその駆動機構が配置される。こうした配置によれば、ダイクッションモジュール１０ａの水平方向の場積は、クッションパッド１１の上面面積よりも大きくなることがない。つまりクッションパッド１１が互いに隣接して設けられたとしても、各クッションパッド１１の下部の駆動機構同士が干渉することがなくなり、複数のダイクッションモジュール１０ａを１加工ステーションに隣接して設けることが可能となる。
【００３０】
なお図２において、サーボモータ１６、ベルト１４及び小プーリー１５の下方への投影像が第１投影像２１外にある場合は、ベルト１４の高さを違えたり、サーボモータ１６の配置を互いに逆にしたりすることによって隣接するダイクッションモジュール１０ａを接近させて設置することも可能になる。こうすることによって、各ダイクッションモジュール１０ａのクッションパッド１１の面積をさらに小さくすることが可能になり、ダイクッションモジュール１０ａの配置が容易になると共に、配置の自由度が増す。
【００３１】
図３（ａ）〜（ｄ）は１加工ステーションを簡略化して示す平面図である。図３（ａ）ではプレス機械の１加工ステーションに一つのダイクッションモジュール１０ａが設けられ、図３（ｂ）ではプレス機械の１加工ステーションに二つのダイクッションモジュール１０ａが設けられ、図３（ｃ）ではプレス機械の１加工ステーションに四つのダイクッションモジュール１０ａが設けられ、図３（ｄ）ではプレス機械の１加工ステーションに八つのダイクッションモジュール１０ａが設けられている。
【００３２】
ここで１加工ステーションに四つのダイクッションモジュール１０ａが設けられる場合を例にして、ダイクッションモジュール１０ａの配置について説明する。
【００３３】
図４は１加工ステーションの平面図である。図５は１加工ステーションを斜め上方から見た場合の斜視図である。
図５で示されるように、ベッド９は対向する内壁面間に渡設された縦リブ９ａを有し、１加工ステーションが複数の空間に区切られる。ベッド９の内壁面及び縦リブ９ａの壁面にはガイドプレート１８が設けられる。図４ではダイクッションモジュール１０ａ同士が縦リブ９ａを介して隣接する。この構造によれば、クッションパッド１１が四側面共にガイドプレート１８を介してベッド９に支えられることになる。この構造によってクッションプレート１８のがたが少なくなる。ただしこのままでは縦リブ９ａ上にクッションピン７が配置できなくなる。そこでクッションパッド１１の上面には上板１１ａが設けられ、この上板１１ａで縦リブ９ａの上方も覆われる。
【００３４】
このように縦リブ９ａを設けた構造によると、クッションパッド１１の上面に設けられるクッションプレートの撓みを低減できる。
【００３５】
図６は１加工ステーションの平面図であり、図４とは異なる形態が示されている。
図６ではダイクッションモジュール１０ａ同士がガイドプレート１８を介して直接隣接する。この構造によれば、ベッド９の縦リブを考慮することがなくなるため、ダイクッションモジュール１０ａの配置の自由度が増す。またベッド９の縦リブそのものが必要ないので、製造コストの上昇を抑えることができる。さらにクッションパッド１１の上板も不要になる。ただし図６で示される構造は図４で示される構造よりもクッションプレート１８のがたがいくらか増える。
【００３６】
各ダイクッションモジュール１０ａは独立して制御される。したがって１加工ステーション内のクッション圧が可変になる。また各ダイクッションモジュール１０ａを連動させることも可能である。
【００３７】
複数の駆動機構を備えた一つのクッションパッドを１加工ステーションに設け、このクッションパッドの動作を制御する場合と、一つの駆動機構を備えたクッションパッドを１加工ステーションに複数設け、個々のクッションパッドの動作を制御する場合と、を比較すると、クッションパッドが分割されることから後者の方が独立制御性が高いといえる。
【００３８】
第１の実施形態によれば、ダイクッションモジュール１０ａの配置、組み合わせは自在であり、設計の自由度が増す。したがってダイクッション１０の設計が容易になる。またダイクッションモジュール１０ａを小型化することで部品種類数が減少するため、部品管理のコストが低減する。また駆動機構の下端位置がクッションパッド１１の昇降動作に関わらず変位しないので、保護カバーをベッド下面から垂下させる必要がなく、ダイクッションのためにピットの深さを深くする必要もない。
【実施例２】
【００３９】
第２の実施形態の構造は第１の実施形態の構造と多くの点で一致する。しかし第１の実施形態ではボールねじのナット側が回転動しねじ側が直線動するのに対し、第２の実施形態ではボールねじのねじ側が回転動しナット側が直線動する。
【００４０】
図７は第２の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
ダイクッションモジュール４０ａにおいては、クッションパッド１１はボールねじ４２と連結部材４７と大プーリー１３とベルト１４と小プーリー１５を介してサーボモータ１６の回転軸に連結される。クッションパッド１１とサーボモータ１６との間では互いの動力が伝達自在である。クッションパッド１１の下部にはボールねじ４２のねじ部４２ｂが連結される。ボールねじ４２のねじ部４２ｂはナット部４２ａに螺合される。ナット部４２ｂの下部は連結部材４７に接続される。連結部材４７はビーム６に対してベアリングなどで軸支され、その下部は大プーリー１３に連結される。サーボモータ１６の回転軸には小プーリー１５が接続される。大プーリー１３と小プーリー１５にはベルト１４が巻架され、互いの動力が伝達自在である。
【００４１】
サーボモータ１６に電流が供給され回転軸が回転すると、小プーリー１５、大プーリー１３、連結部材４７、ナット部４２ａが回転動作する。ナット部４２ａの回転動作に伴い、ねじ部４２ｂがナット部４２ａに沿って上下方向すなわち昇降方向に直線動作する。するとねじ部４２ｂと共にクッションパッド１１が昇降動作する。なおねじ部４２ｂの昇降動作に関わりなく、ねじ部４２ｂの下端は連結部材４７の下端よりも上方に保持される。サーボモータ１６への電流制御によってクッションパッド１１に与えられる付勢力すなわちクッションパッド１１に生ずるクッション圧が制御される。
【００４２】
本実施形態では、サーボモータ１６の回転動をクッションパッド１１の直線動に変換すると共にクッションパッド１１の直線動に関わる機構、すなわちボールねじ４２を動力変換機構５３といい、この動力伝達機構５３にサーボモータ１６の回転動を伝達する機構、すなわち連結部材４７、大プーリー１３、ベルト１４及び小プーリー１５を動力伝達機構５４という。
【００４３】
クッションパッド１１の各側面にはガイドプレート１８が設けられる。また図示しないがベッド９の内壁面にもガイドプレート１８が設けられ、クッションパッド１１側のガイドプレート１８と互いに摺動自在になっている。二つのクッションパッド１１が隣接し側面同士が対向する場合は、それぞれのガイドプレート１８が互いに摺動自在になっている。このようにクッションパッド１１の四側面に設けられたガイドプレートによって、クッションパッド１１は昇降方向に案内される。
【００４４】
次にクッションパッド１１とサーボモータ１６等からなる駆動機構の位置関係を説明する。
【００４５】
まずクッションパッド１１の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第１投影像５１を想定する。同様にサーボモータ１６、動力変換機構５３及び動力伝達機構５４の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第２投影像５２を想定する。そして第２投影像５２の全てが第１投影像５１内に含まれるようにクッションパッド１１とその駆動機構が配置される。こうした配置によれば、ダイクッションモジュール４０ａの水平方向の場積は、クッションパッド１１の上面面積よりも大きくなることがない。つまりクッションパッド１１が互いに隣接して設けられたとしても、各クッションパッド１１の下部の駆動機構同士が干渉することがなくなり、複数のダイクッションモジュール４０ａを１加工ステーションに隣接して設けることが可能となる。
【００４６】
なお図７において、サーボモータ１６、ベルト１４及び小プーリー１５の下方への投影像が第１投影像５１外にある場合は、ベルト１４の高さを違えたり、サーボモータ１６の配置を互いに逆にしたりすることによって隣接するダイクッションモジュール４０ａを接近させて設置することも可能になる。こうすることによって、各ダイクッションモジュール４０ａのクッションパッド１１の面積をさらに小さくすることが可能になり、ダイクッションモジュール４０ａの配置が容易になると共に、配置の自由度が増す。
【００４７】
ダイクッションモジュール４０ａは、第１の実施形態のダイクッションモジュール１０ａと同様に、図４、図６で示されるように配置される。
【００４８】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４９】
図８は第３の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
ダイクッションモジュール６０ａにおいては、クッションパッド１１はプランジャロッド６３とピストン６４とボールねじ６２と連結部材６５と大プーリー１３とベルト１４と小プーリー１５を介してサーボモータ１６の回転軸に連結される。クッションパッド１１とサーボモータ１６との間では互いの動力が伝達自在である。
【００５０】
クッションパッド１１の下部には柱状のプランジャロッド６３が接続される。プランジャロッド６３はその側面を筒状のプランジャガイド６６で摺動自在に支持される。プランジャガイド６６はビーム６に取付自在である。プランジャガイド６６がビーム６に固定されると、プランジャロッド７３はプランジャガイド６６に支持されつつ昇降動作する。プランジャガイド６６はプランジャロッド６３及びプランジャロッド６３に連結されるクッションパッド１１を昇降方向に案内する。
【００５１】
プランジャロッド６３の下部には下方向に開口を有するシリンダ６３ａが形成され、シリンダ６３ａの内部にはピストン６４が摺動自在に収容される。シリンダ６３ａの内壁面及びピストン６４の上面で油圧室６７が形成され、この油圧室６７には圧油が充填される。油圧室６７の軸心はプランジャロッド６３及びボールねじ６２の軸心と同一である。油圧室６７の圧油ポートは図示しない油圧回路に接続され、油圧室６７と油圧回路との間で圧油の授受が行われる。油圧室６７の圧油は、上型とワークとが接する際に生ずる衝撃を緩和すると共に、油圧が所定値以上になるとタンクに排出される。油圧室６７の圧油はこうした過負荷保護機能を有する。
【００５２】
ピストン６４の下端はボールねじ６２のねじ部６２ｂの上端に当接する。ピストン６４の下端には球面状の凹面６４ａが形成され、この凹面６４ａに対向するねじ部６２ｂの上端には球面状の凸面６２ｃが形成される。逆にピストン６８の下端に凸面が形成され、ねじ部６２ｂの上端に凹面が形成されていてもよい。ねじ部６２ｂのような棒状の部材は端部に働く軸方向の力には強いものの、曲げモーメントには弱い。ねじ部６２ｂの上端が球面形状であると、仮にクッションパッド１１が傾いてねじ部６２ｂの上端に曲げモーメントが発生したとしても、ねじ部６２ｂ全体には軸方向の力のみが働く。このような構造によって偏心荷重によるねじ部６２ｂの損傷を防止できる。
【００５３】
ボールねじ６２のナット部６２ａと大プーリー１３との間には連結部材６５が介在され、連結部材６５がビーム６に対してベアリングなどで軸支される。サーボモータ１６の回転軸には小プーリー１５が接続される。大プーリー１３と小プーリー１５にはベルト１４が巻架され、互いの動力が伝達自在である。
【００５４】
サーボモータ１６に電流が供給され回転軸が回転すると、小プーリー１５、大プーリー１３が回転動作する。大プーリー１３と連結部材６５とナット部６２ａは一体であるため、大プーリー１３の回転と共にナット部６２ａが回転動作する。ナット部６２ａの回転動作に伴い、ねじ部６２ｂがナット部６２ａに沿って上下方向すなわち昇降方向に直線動作する。ねじ部６２ｂ、ピストン６４、プランジャロッド６３と共にクッションパッド１１が昇降動作する。なおねじ部６２ｂの昇降動作に関わりなく、ねじ部６２ｂの下端は連結部材６５の下端よりも上方に保持される。サーボモータ１６への電流制御によってクッションパッド１１に与えられる付勢力すなわちクッションパッド１１に生ずるクッション圧が制御される。
【００５５】
本実施形態では、サーボモータ１６の回転動をクッションパッド１１の直線動に変換すると共にクッションパッド１１の直線動に関わる機構、すなわちボールねじ６２、プランジャロッド６３及びプランジャガイド６６を動力変換機構７３といい、この動力伝達機構７３にサーボモータ１６の回転動を伝達する機構、すなわち連結部材６５、大プーリー１３、ベルト１４及び小プーリー１５を動力伝達機構７４という。
【００５６】
次にクッションパッド１１とサーボモータ１６等からなる駆動機構の位置関係を説明する。
まずクッションパッド１１の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第１投影像７１を想定する。同様にサーボモータ１６、動力変換機構７３及び動力伝達機構７４の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第２投影像７２を想定する。そして第２投影像７２の全てが第１投影像２７内に含まれるようにクッションパッド１１とその駆動機構が配置される。こうした配置によれば、ダイクッションモジュール６０ａの水平方向の場積は、クッションパッド１１の上面面積よりも大きくなることがない。つまりクッションパッド１１が互いに隣接して設けられたとしても、各クッションパッド１１の下部の駆動機構同士が干渉することがなくなり、複数のダイクッションモジュール６０ａを１加工ステーションに隣接して設けることが可能となる。
【００５７】
なお図８において、サーボモータ１６、ベルト１４及び小プーリー１５の下方への投影像が第１投影像７１外にある場合は、ベルト１４の高さを違えたり、サーボモータ１６の配置を互いに逆にしたりすることによって隣接するダイクッションモジュール６０ａを接近させて設置することも可能になる。こうすることによって、各ダイクッションモジュール６０ａのクッションパッド１１の面積をさらに小さくすることが可能になり、ダイクッションモジュール６０ａの配置が容易になると共に、配置の自由度が増す。
【００５８】
ここで１加工ステーションに四つのダイクッションモジュール６０ａが設けられる場合を例にして、ダイクッションモジュール６０ａの配置について説明する。
【００５９】
図９は１加工ステーションの平面図である。
ダイクッションモジュール６０ａではプランジャガイド６６がガイド部材の機能を果たす。よって図９で示されるように、クッションプレート１１の側面にガイドプレートが不要になる。この構造によれば、ダイクッションモジュール６０ａの配置の自由度がさらに増す。またガイドプレート部分の機械加工が不要になるため、製造コストの上昇を抑えることができる。ただしプランジャロッド６３の長さの分だけダイクッションモジュール自体の長さが長くなる。
【００６０】
第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。またクッションパッド１１の側面にガイドプレートを設ける必要がなくなり、ダイクッションモジュール６０ａの配列に関する自由度が増す。
【実施例４】
【００６１】
図１０は第４の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
第４の実施形態の構造は第３の実施形態の構造と多くの点で共通する。そこで相違点のみを説明する。
【００６２】
ダイクッションモジュール８０ａにおいては、クッションパッド１１はプランジャロッド６３とピストン６４とボールねじ６２と連結部材６５とカップリング８１と減速機８２を介してサーボモータ１６の回転軸に直結される。クッションパッド１１と減速機８２との間では互いの動力が伝達自在である。
【００６３】
ボールねじ６２のナット部６２ａの下部の同軸上に連結部材６５が取り付けられ、連結部材６５がビーム６に対してベアリングなどで軸支される。サーボモータ１６の回転軸には減速機８２が接続される。なおサーボモータ１６が減速機を内蔵していてもよい。減速機８２の出力軸と連結部材６５とはカップリング８１で接続される。したがってボールねじ６２、連結部材６５、カップリング８１、減速機８２の出力軸が同軸上に位置することになり、さらに減速機８２の構造によっては、サーボモータ１６の回転軸も同軸上に位置することになる。
【００６４】
サーボモータ１６に電流が供給され回転軸が回転すると、減速機８２内のギヤ等が回転し、減速機８２の出力軸、カップリング８１、連結部材６５が回転動作する。連結部材６５とナット部６２ａは一体であるため、ナット部６２ａが回転動作し、ナット部６２ａの回転に伴いねじ部６２ｂがナット部６２ａに沿って上下方向すなわち昇降方向に直線動作する。ねじ部６２ｂ、ピストン６４、プランジャロッド６３と共にクッションパッド１１が昇降動作する。なおねじ部６２ｂの昇降動作に関わりなく、ねじ部６２ｂの下端は連結部材６５の下端よりも上方に保持される。サーボモータ１６への電流制御によってクッションパッド１１に与えられる付勢力すなわちクッションパッド１１に生ずるクッション圧が制御される。
【００６５】
本実施形態では、サーボモータ１６の回転動をクッションパッド１１の直線動に変換すると共にクッションパッド１１の直線動に関わる機構、すなわちボールねじ６２、プランジャロッド６３及びプランジャガイド６６を動力変換機構９３といい、この動力伝達機構９３にサーボモータ１６の回転動を伝達する機構、すなわち連結部材６５、カップリング８１及び減速機８２を動力伝達機構９４という。
【００６６】
次にクッションパッド１１とサーボモータ１６等からなる駆動機構の位置関係を説明する。
まずクッションパッド１１の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第１投影像９１を想定する。同様にサーボモータ１６、動力変換機構９３及び動力伝達機構９４の垂直上方から下方水平面へ投影した場合の第２投影像９２を想定する。そして第２投影像９２の全てが第１投影像９７内に含まれるようにクッションパッド１１とその駆動機構が配置される。こうした配置によれば、ダイクッションモジュール８０ａの水平方向の場積は、クッションパッド１１の上面面積よりも大きくなることがない。つまりクッションパッド１１が互いに隣接して設けられたとしても、各クッションパッド１１の下部の駆動機構同士が干渉することがなくなり、複数のダイクッションモジュール８０ａを１加工ステーションに隣接して設けることが可能となる。
【００６７】
このような構造によれば、例えばクッションパッド１１が隣接して設けられたとしても、各クッションパッド１１の下部の駆動機構同士が干渉することがなくなる。よって複数のダイクッションモジュール８０ａを１加工ステーションに隣接して設けることができる。
【００６８】
また駆動機構がほぼ同軸上に配置されるため、垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定される駆動機構の投影像が小さくなる。このためクッションパッド１１自体を小さくすることができる。したがってさらにダイクッションモジュール８０ａの組合せが容易委になる。
【００６９】
ダイクッションモジュール８０ａは、第３の実施形態のダイクッションモジュール６０ａと同様に、図９で示されるように配置される。
【００７０】
第４に実施形態によれば、第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。特にクッションパッド１１の大きさについては、第３の実施形態よりも小さくすることが可能であり、ダイクッションモジュール８０ａの配列に関して自由度がさらに増す。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１はプレス機械の構成を示す模式図である。
【図２】図２は第１の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は１加工ステーションを簡略化して示す平面図である。
【図４】図４は１加工ステーションの平面図である。
【図５】図５は１加工ステーションを斜め上方から見た場合の斜視図である。
【図６】図６は１加工ステーションの平面図である。
【図７】図７は第２の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
【図８】図８は第３の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
【図９】図９は１加工ステーションの平面図である。
【図１０】図１０は第４の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０、４０、６０、８０ ダイクッション
１０ａ、４０ａ、６０ａ、８０ａ ダイクッションモジュール
１１ クッションパッド
１２、４２、６２ ボールねじ
１２ａ、５２ａ、７２ａ ナット部
１２ｂ、５２ｂ、７２ｂ ねじ部
１３ 大プーリー
１４ ベルト
１５ 小プーリー
１６ サーボモータ
１７、４７、６５ 連結部材
１８ ガイドプレート
１９ アウターガイド
２１、５１、７１、９１ 第１投影像
２２、５２、７２、９２ 第２投影像
６３ プランジャロッド
６４ ピストン
６６ プランジャガイド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイクッション装置において、
ベッド内で昇降自在のクッションパッドと、
前記クッションパッドの昇降駆動源であるサーボモータと、
前記サーボモータの回転動を前記クッションパッドの昇降動に変換する動力変換機構と、
前記サーボモータの回転軸から前記動力変換機構へ回転動を伝達する動力伝達機構と、
前記クッションパッドを昇降方向にガイドするガイド部材と、
でユニット化されたダイクッションモジュールを構成し、
ベッドの１加工ステーションに１以上の前記ダイクッションモジュールを備えたこと
を特徴とするダイクッション装置。
【請求項２】
垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定される前記サーボモータ、前記動力変換機構及び前記動力伝達機構の投影像の全てが同様に垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定される前記クッションパッドの投影像内に含まれるように、前記クッションパッド、前記サーボモータ、前記動力変換機構及び前記動力伝達機構が配置されていること
を特徴とする請求項１記載のダイクッション装置。
【請求項３】
前記１加工ステーションの対向する壁面間に渡設されたリブを備え、当該リブを介して前記ダイクッションパッド同士を隣接させること
を特徴とする請求項１記載のダイクッション装置。
【請求項４】
前記動力変換機構にボールねじ機構を含むこと
を特徴とする請求項１記載のダイクッション装置。
【請求項１】
ダイクッション装置において、
ベッド内で昇降自在のクッションパッドと、
前記クッションパッドの昇降駆動源であるサーボモータと、
前記サーボモータの回転動を前記クッションパッドの昇降動に変換する動力変換機構と、
前記サーボモータの回転軸から前記動力変換機構へ回転動を伝達する動力伝達機構と、
前記クッションパッドを昇降方向にガイドするガイド部材と、
でユニット化されたダイクッションモジュールを構成し、
ベッドの１加工ステーションに１以上の前記ダイクッションモジュールを備えたこと
を特徴とするダイクッション装置。
【請求項２】
垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定される前記サーボモータ、前記動力変換機構及び前記動力伝達機構の投影像の全てが同様に垂直上方から下方水平面へ投影した場合に想定される前記クッションパッドの投影像内に含まれるように、前記クッションパッド、前記サーボモータ、前記動力変換機構及び前記動力伝達機構が配置されていること
を特徴とする請求項１記載のダイクッション装置。
【請求項３】
前記１加工ステーションの対向する壁面間に渡設されたリブを備え、当該リブを介して前記ダイクッションパッド同士を隣接させること
を特徴とする請求項１記載のダイクッション装置。
【請求項４】
前記動力変換機構にボールねじ機構を含むこと
を特徴とする請求項１記載のダイクッション装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−９０８（Ｐ２００６−９０８Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８１１０２（Ｐ２００４−１８１１０２）
【出願日】平成１６年６月１８日（２００４．６．１８）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【出願人】（３９４０１９０８２）コマツ産機株式会社 (103)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１８日（２００４．６．１８）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【出願人】（３９４０１９０８２）コマツ産機株式会社 (103)
【Ｆターム（参考）】
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