プレス装置
【課題】 水平面内におけるプレスの加工位置のずれを防止し、高精度にプレス加工可能なプレス装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、ダイＤ１上のワークＷに対して、パンチＰ１を下降させてプレス加工するプレス機構１２２と、中心部にプレス機構１２２を支持する門形支持フレーム１２１と、ダイおよび門形支持フレーム１２１を支持する支持台３と、を備え、支持台３および門形支持フレーム１２１は、プレス時に生じる上下方向の撓みが、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、同心円上で略同一となるようにそれぞれ構成されていることを特徴とする。
【解決手段】 本発明は、ダイＤ１上のワークＷに対して、パンチＰ１を下降させてプレス加工するプレス機構１２２と、中心部にプレス機構１２２を支持する門形支持フレーム１２１と、ダイおよび門形支持フレーム１２１を支持する支持台３と、を備え、支持台３および門形支持フレーム１２１は、プレス時に生じる上下方向の撓みが、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、同心円上で略同一となるようにそれぞれ構成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンチを下降させ、ダイ上にセットしたワークをプレス加工するプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スライドに（昇降自在に）保持されたパンチを、プレス機構を駆動して上下方向に直線運動させ、支持台に設置されたダイと協働させることにより、ダイ上にセットしたワークをプレス加工するプレス機械が知られている。このようなプレス機械では、フレームの変形を抑えて加工精度を向上させるためのフレーム構造として、スライドを鉛直方向に移動自在に支持する一対のコラム（支持フレーム）の前後に、一対のステー（補強部）を固定したものが提案されており、一対のコラムおよび一対のステーは、（略）対称に配置されている。
【特許文献１】特開２００２−５９２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、プレス時において、プレス装置の各部に生じる変形のそれぞれがプレスの加工精度に悪影響を及ぼすのであり、フレームの変形のみが加工精度に悪影響を与えているのではない。例えば、支持台は、プレス時の押圧力を受けると同時に、プレス反力を受けるフレームから引張り力を受けており、これらの力により生じた変形に起因して、支持台上のダイが傾いたり、パンチを精度良く（上下方向に）直線運動させることができなかったりする。すなわち、プレス装置各部に生じた変形により、水平面内における加工位置のずれが生じ、プレスの加工精度が低下する。このような加工精度の低下は、プレス加工により、微細加工（例えば、μｍ単位）を行う場合、特に問題となる。
もっとも、プレス装置各部の変形を抑制すべく、これらを高剛性に構成すると、重量増や大型化といった問題が生じる。
【０００４】
そこで、本発明は、ダイの傾きや、パンチの位置ずれを防止することにより、水平面内におけるプレスの加工位置のずれを防止し、高精度にプレス加工可能なプレス装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ダイ上のワークに対して、パンチを下降させてプレス加工するプレス機構と、中心部に前記プレス機構を支持する門形支持フレームと、ダイおよび前記門形支持フレームを支持する支持台と、を備え、支持台および門形支持フレームは、プレス時に生じる上下方向の撓みが、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、同心円上で略同一となるようにそれぞれ構成されていることを特徴とする。
【０００６】
この構成により、支持台は、プレス時において、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、同心円上で略同一に上下に撓む。すなわち、支持台が撓んでも、ダイやワークに傾きが生じることがなく、その水平面内の位置にずれが生じることがない。門形支持フレームも同様、プレス時において、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、同心円上で略同一に上下に撓むため、パンチに精度良く下降させることができる。したがって、本発明のプレス装置では、プレス時におけるダイ、ワーク、およびパンチの水平面内の位置関係を高精度に維持することができ、支持台および門形支持フレームの撓みに起因するプレス加工の位置ずれを防止して、高精度なプレス加工を実現できるようになっている。
【０００７】
この場合、支持台および門形支持フレームはそれぞれ、中心軸を通り、かつワークの搬入出経路の中心線に対して線対称に形成されていることが好ましい。
【０００８】
この構成によれば、ワークの搬入出経路の中心線に対して線対称に支持台および門形支持フレームを撓ませることができ、上下方向において、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、これらを同心円上で略同一に撓ませることができる。
【０００９】
この場合、門形支持フレームは、相互に平行に配置されたリブ状の複数の耐荷重フレームと、複数の耐荷重フレームを連結する連結フレームと、で構成されていることが好ましい。
【００１０】
このように、門形支持フレームを、相互に平行に配置されたリブ状の複数の耐荷重フレームと、複数の耐荷重フレームを連結する連結フレームと、で構成することにより、門形支持フレームの強度を維持したまま、その軽量化を図ることができる。
【００１１】
この場合、門形支持フレームは、一対の補強部を有し、一対の補強部は、中心線に対して線対称となるように配置されていることが好ましい。
【００１２】
この構成のように、一対の補強部を中心線に対して線対称となるように配置することにより、門形支持フレームに対してかかるプレス時の荷重を均等に分散させることができる。この結果、上下方向において、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、門形支持フレームを同心円上で略同一に撓ませることができる。
【００１３】
この場合、支持台は、複数の隔壁により区画された複数の中空部を有する鋳物で構成されており、複数の隔壁間隔は、中心軸に近い部分では密に配設され、遠い部分では疎に配設されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、複数の隔壁の配置間隔を、中心軸に近い部分では密に、遠い部分では疎に配設することで、上下方向において、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、支持台を同心円上で略同一に撓ませることができる。
【００１５】
この場合、複数の中空部には、鋳込みの際に用いた中子が残されていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、支持台に残された中子により、装置内外でプレス装置に生じる振動を吸収することができる。したがって、振動の影響を極力排除して、高精度なプレス加工を行うことが可能となる。
【００１７】
この場合、複数の中空部は、中心軸に対して略対称に配置されていることが好ましい。
【００１８】
このように、複数の中空部（すなわち複数の隔壁）を中心軸に対して略対称に配置することにより、プレス時の荷重を複数の中空部に均等に分散させることができ、上下方向において、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、支持台を同心円上で略同一に撓ませることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照して、本発明を適用したプレス装置について説明する。図１に示すように、このプレス装置１は、床上に設置した架台２と、架台２に支持された支持ベース３（定盤）と、支持ベース３上に載置され、搬入されたワークＷにプレス加工を行うプレス装置本体４と、を備えている。
【００２０】
架台２は、アングル材７を方形に組んで構成されている。架台２の底部には、アジャスター付きの支持脚８が固定されており、プレス装置１の平行度を調整できるようになっている。支持ベース３は、複数の中空部２３３（後述する）を有する鋳物で構成されており、その上面は、プレス装置本体４の設置精度を高めるべく、高い平面度（鏡面加工）を有している。なお、請求項にいう支持台は、架台２および支持ベース３により構成されている。
【００２１】
プレス装置本体４は、プレス加工のために、ワークＷをＹ軸方向およびこれに直交するＸ軸方向に移動させるワーク移動ステージ１１と、パンチＰ１（上型）およびダイＤ１（下型）から成る一対の金型が装着され、パンチＰ１およびダイＤ１を協働させてワークＷにプレス加工を行うプレス機構１２と、を備えている。
【００２２】
図１ないし図４に示すように、ワーク移動ステージ１１は、ワークＷをセットするワークテーブル３１を有し、ワークテーブル３１を介してワークＷをＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸移動ステージ２２と、Ｘ軸移動ステージ２２を介し、ワークＷをＹ軸方向にスライド自在に支持するＹ軸移動ステージ２３と、で構成されている。
【００２３】
図３および図４に示すように、Ｘ軸移動ステージ２２は、ワークＷをセットするワークテーブル３１と、Ｘ軸方向に延在し、ワークテーブル３１を介してワークＷをＸ軸方向に移動させる一対のＸ軸リニアモータ３２と、ワークテーブル３１を支持する一対（２組４個）のＸ軸スライダ３３と、一対のＸ軸リニアモータ３２に並設され、一対のＸ軸スライダ３３をＸ軸方向にスライド自在に支持すると共に、一対のＸ軸スライダ３３の移動をガイドする一対（２本）のＸ軸ガイドレール３４と、これらを支持するＸ軸ベースプレート３５と、を備えている。
【００２４】
図３および図４に示すように、ワークテーブル３１は、ワークＷをセットするセットテーブル４１と、セットテーブル４１を吊り下げるように支持する吊設部材４２と、吊設部材４２を介して、一対のＸ軸スライダ３３に支持され、セットテーブル４１を支持するＸ軸テーブル４３と、で構成されている。
【００２５】
セットテーブル４１は、平面視略方形の厚板で構成されており、その中心部には、方形のセット開口５１が形成されている。ワークＷは、セット開口５１に臨むようにセットテーブル４１に位置決めされ、セット開口５１を介して、パンチＰ１およびダイＤ１に臨むようになっている。また、セットテーブル４１には、セット開口５１の（Ｘ軸方向に延在する）一対の縁端に沿って、位置決めしたワークＷをセット（固定）する２組４個のセット部材５２（クランパ）が配設されている。セット部材５２は、エアーシリンダを用いて構成されており、位置決めされたワークＷ（縁部）を上側から押えるようにして、これをセットテーブル４１に固定する。
【００２６】
なお、図３および図４に示すように、本実施形態において、ワークＷは、ワークセット治具６１を介して、セットテーブル４１に位置決め・セットされるようになっている。ワークセット治具６１は、方形の開口を有する枠状に形成されており、下枠６２および上枠６３から成る一対のもので構成されている。下枠６２は、平面視方形の厚板で構成されている。そして、下枠６２のＹ軸方向に延びる両端部は厚肉に形成され、下枠６２には、ワークＷがセットされるセット凹部６４が形成されている。セット凹部６４には、開口６５ａが形成されており、（方形の）ワークＷの４辺の縁部がセット凹部６４に載置される。また、セット凹部６４には、載置したワークＷの端（側端面）を突き当てることにより、下枠６２に対してワークＷを位置決めするための６個の位置決めピン６６が突設されている。この場合、下枠６２は、セットテーブル４１に対して予め精度良く位置決め固定されており、下枠６２に対してワークＷを位置決めすることにより、セットテーブル４１に対しても、ワークＷを精度良く位置決めできるようになっている。
【００２７】
上枠６３も、平面視方形の厚板で構成されており、その中央部分には開口６５ｂが形成されている。上枠６３には、下枠６２に形成された６個の位置決めピン６６に嵌合する６個の嵌合孔６７が形成されている。
【００２８】
ワークセット治具６１では、ワークＷを下枠６２に位置決めした後、ワークＷを介して上枠６３を下枠６２に重ね合わせ、位置決めした状態のワークＷを上枠６３と下枠とで挟みこむようになっている。そして、ワークＷを上枠６３と下枠とで挟みこんだ後、上述の２組４個のセット部材５２で、これら（縁部）をセットテーブル４１に対して押圧することにより、ワークＷを位置決めした状態でセットテーブル４１に固定できるようになっている。
【００２９】
吊設部材４２は、Ｘ軸テーブル４３に支持された吊設支持部材７１と、吊設支持部材７１にセットテーブル４１を支持させる４本の柱状部材７２と、を有している。Ｘ軸テーブル４３には、平面視方形の挿通開口（図示省略：後述する）が形成されており、吊設支持部材７１は、挿通開口の開口形状に倣った平面視方形の筒状に形成され、挿通開口に挿通される挿通部８１と、挿通部８１の上側に連なり、Ｘ軸テーブル４３に固定される鍔状の枠状部８２と、を有している。そして、挿通部８１および枠状部８２により形成されたパンチ開口８３を介して、セットテーブル４１にセットしたワークＷに、パンチＰ１を臨ませることができるようになっている。
【００３０】
４本の柱状部材７２は、それぞれセットテーブル４１の四隅に対応して配設されており、その下端部はそれぞれ、セットテーブル４１を上下方向にスライド自在に支持している。また、４本の柱状部材７２の上端部は、Ｙ軸方向に平行なパンチ開口の一対の辺に沿って、２本ずつ枠状部８２に固定されている。
【００３１】
Ｘ軸テーブル４３は、平面視方形の厚板で構成されており、その中央部には、セットテーブル４１を下方に突出させるように、吊設部材４２を挿通させるための挿通開口（図示省略）が形成されている。そして、挿通開口に吊設部材４２を挿通させ、Ｘ軸テーブル４３の上面に吊設部材４２（枠状部８２）を固定すると、ワークＷにプレス加工を行う高さ位置が、Ｘ軸テーブル４３の上面よりも低い、所定の高さ位置となるように、セットテーブル４１が支持されるようになっている。
【００３２】
一対のＸ軸リニアモータ３２は、Ｘ軸ベースプレート３５上に直接設置されている。Ｘ軸ベースプレート３５には、方形のＸ軸ベース開口９１が形成されており、一対のＸ軸リニアモータ３２は、Ｘ軸ベース開口９１を挟むように、Ｙ軸方向に離間して配設されている。各Ｘ軸リニアモータ３２の可動子３２ａは、Ｘ軸テーブル４３に固定されており、一対のＸ軸リニアモータ３２は、Ｘ軸テーブル４３を介して、セットテーブル４１（ワークＷ）をＸ軸方向に移動させるようになっている。
【００３３】
なお、図３および図４に示すように、ワークテーブル３１（より具体的には、Ｘ軸方向に平行な挿通部８１の一対の辺部のうちの一方）には、Ｘ軸リニアスケール１０１が垂設されている。一方、Ｘ軸ベースプレート３５には、Ｘ軸リニアスケール１０１に係合し、Ｘ軸リニアスケール１０１の検出線（図示省略）をカウントアップするＸ軸リニアセンサ１０２（フォトセンサ）が設けられており、Ｘ軸リニアスケール１０１およびＸ軸リニアセンサ１０２の協働により、ワークテーブル３１（ワークＷ）のＸ軸方向の位置を把握できるようになっている。
【００３４】
一対（２組４個）のＸ軸スライダ３３は、Ｘ軸テーブル４３のＸ軸方向と平行な両端部を支持している。すなわち、Ｘ軸方向と平行なＸ軸テーブル４３の各端部はそれぞれ、離間させて配置した２個のＸ軸スライダ３３により支持されている。各Ｘ軸スライダ３３は、Ｘ軸ガイドレール３４に係合する凹状部（図示省略）を有しており、Ｘ軸ガイドレール３４をガイドにしながら、Ｘ軸テーブル４３のＸ軸方向への移動をガイドする。このように、一対のＸ軸スライダ３３により、Ｘ軸テーブル４３のＸ軸方向と平行な両端部の移動をガイドすることで、Ｘ軸テーブル４３を安定してＸ軸方向に移動させることができるようになっている。
【００３５】
図１、図３および図４に示すように、Ｘ軸ベースプレート３５は、Ｘ軸方向に平行な一対の端部が厚肉に形成されており、この厚肉部９２に、Ｘ軸方向に延在する一対のＸ軸ガイドレール３４が設置されている。各Ｘ軸ガイドレール３４は、Ｘ軸スライダ３３の凹状部３３ａに係合する凸条部３４ａを有しており、この凸条部３４ａで各Ｘ軸スライダ３３の移動をガイドするようになっている。そして、各Ｘ軸ガイドレール３４はそれぞれ、Ｘ軸スライダ３３を２個ずつスライド自在に支持しており、これらＸ軸スライダ３３を介して、ワークテーブル３１（Ｘ軸テーブル４３）の移動をガイドするようになっている。なお、本実施形態では、ワークＷにプレス加工を行う高さ位置が、凸条部３４ａの上面と略同じ高さになるように、セットテーブル４１の高さ位置が設定されている。
【００３６】
図１ないし図３に示すように、Ｙ軸移動ステージ２３は、Ｘ軸移動ステージ２２と略同様に構成されており、Ｘ軸移動ステージ２２が載置された枠状のＹ軸テーブル１１１と、Ｙ軸方向に延在し、Ｙ軸テーブル１１１を介してＸ軸移動ステージ２２（ワークＷ）をＹ軸方向に移動させる一対（２つ）のＹ軸リニアモータ１１２と、Ｙ軸テーブル１１１を支持する一対（２組４個）のＹ軸スライダ１１３と、一対のＹ軸リニアモータ１１２に並設され、一対のＹ軸スライダ１１３をＹ軸方向にスライド自在に支持すると共に、一対のＹ軸スライダ１１３の移動をガイドする一対（２本）のＹ軸ガイドレール１１４と、これらを支持すると共に、上述の支持ベース３上に直接設置された枠状のＹ軸ベースプレート１１５と、を備えている。
【００３７】
そして、一対のＹ軸リニアモータ１１２を同期して駆動すると、Ｙ軸テーブル１１１がＹ軸方向に移動すると共に、一対のＹ軸スライダ１１３および一対のＹ軸ガイドレール１１４が協働し、Ｙ軸テーブル１１１のＹ軸方向への移動をガイドするようになっている。なお、図示省略したが、Ｙ軸テーブル１１１には、Ｙ軸リニアスケールが設けられていると共に、Ｙ軸ベースプレート１１５には、Ｙ軸リニアセンサが設けられており、Ｙ軸テーブル１１１を介して、ワークＷのＹ軸方向の位置も把握できるようになっている。
【００３８】
次に、プレス機構１２について説明する。図１および図２に示すように、プレス機構１２は、ワーク移動ステージ１１（Ｙ軸移動ステージ２３）をＸ軸方向に跨ぐように、支持ベース３の図示後方側（Ｙ軸方向後端側）に配設された門形支持フレーム１２１と、パンチＰ１を保持し、門形支持フレーム１２１の中心部に支持されたパンチユニット１２２と、ダイＤ１を保持し、ダイＤ１がパンチＰ１と対向するように、支持ベース３上に設置されたダイユニット１２３と、を備えている。
【００３９】
門形支持フレーム１２１は、ワーク移動ステージ１１を挟むように、Ｘ軸方向に離間して、支持ベース３上に立設された一対の脚部材１３１と、一対の脚部材１３１上を架け渡されたユニット支持部材１３２と、で構成されている。一対の脚部材１３１は、相互に対称に構成されている。ユニット支持部材１３２は、その中心部にパンチユニット１２２を支持しており、枠状のＹ軸ベースプレート１１５に囲まれたＹ軸ベース開口１１６にパンチＰ１が臨むように、パンチユニット１２２を支持している。
【００４０】
図２に示すように、パンチユニット１２２は、パンチＰ１を支持するスライド１４１と、門形支持フレーム１２１に支持され、スライド１４１を介してパンチＰ１を昇降自在に支持するモータ駆動のスライド移動機構１４２と、を備えている。
【００４１】
スライド１４１は、パンチホルダＰ２を介してパンチＰ１を着脱自在に支持している。スライド移動機構１４２は、パンチＰ１が（ダイＤ１と協働して）ワークＷにプレス加工を行うパンチプレス位置と、パンチＰ１がワークＷから離間するパンチ待機位置と、の間で、パンチＰ１を垂直に昇降させると共に、プレス加工のための動力を供給するものである。すなわち、スライド移動機構１４２は、パンチ待機位置からパンチプレス位置にパンチＰ１を下降させるときに、ワークＷに所定の荷重が作用するよう、パンチＰ１を介してこれを押圧すると共に、パンチＰ１とダイＤ１とを協働させて、プレス加工を行わせるようになっている。
【００４２】
ダイユニット１２３は、ダイＤ１を支持するボルスタ１５１と、ボルスタ１５１を昇降自在に支持するモータ駆動のボルスタ昇降機構１５２と、を備えている。
【００４３】
ボルスタ１５１は、ダイホルダＤ２を介してダイＤ１を着脱自在に支持している。ボルスタ昇降機構１５２は、ダイＤ１がパンチＰ１と対向するよう、支持ベース３上であって、Ｙ軸ベース開口１１６内に位置決めした状態で設置されている。ボルスタ昇降機構１５２は、Ｙ軸移動ステージ２３の駆動時において、ダイＤ１およびボルスタ１５１がＹ軸テーブル１１１に干渉しないように、これらを昇降させるものであり、ダイＤ１が（パンチＰ１と協働して）プレス加工を行うダイプレス位置と、ダイＤ１の上面がＹ軸テーブル１１１の下面よりも低くなるダイ待機位置との間でボルスタ１５１を昇降移動させるようになっている（図４参照）。この場合、ボルスタ昇降機構１５２は、４本のガイドポスト（図示省略）を有していると共に、上述した４本の柱状部材７２は、各ガイドポストに係合するガイドブシュで構成されており、ボルスタ昇降機構１５２は、４本の柱状部材７２をガイドにしながら、安定してボルスタ１５１を昇降移動させることができるようになっている。
【００４４】
ここで、ワークＷにプレス加工を行う場合に行われる、プレス装置１の一連の動作について説明する。本実施形態では、図１における図示手前側（Ｙ軸方向前端側）の位置で、ワークＷの搬出入が行われるようになっており、プレス加工を行う場合、先ず、ワークＷの搬入のために、ワーク移動ステージ１１（Ｙ軸移動ステージ２３）が駆動して、ワークテーブル３１（セットテーブル４１）を図示手前側の所定位置（ワーク搬出入位置）まで移動させる。セットテーブル４１にワークＷがセットされると、再度、ワーク移動ステージ１１（Ｙ軸移動ステージ２３）が駆動して、ワークテーブル３１（セットテーブル４１）を図示後方側の所定位置（プレス開始位置）まで移動させ、ワークＷの所定領域（第１領域）をパンチＰ１およびダイＤ１が臨むプレス加工領域に臨ませる。
【００４５】
この後、ボルスタ昇降機構１５２が駆動して、ダイＤ１をダイプレス位置に移動させた後、続けて、スライド移動機構１４２が駆動して、パンチＰ１をパンチプレス位置まで下降させる（プレス動作）。これにより、パンチＰ１がワークＷを押圧すると共に、ダイＤ１およびパンチＰ１が協働し、ワークＷの第１領域にプレス加工が行われる。この場合、上述のパンチホルダＰ２には、４本のガイドロッドＰ３が下方に向かって突設されていると共に、上述のダイホルダＤ２には、各ガイドロッドＰ３に対応する４個のガイド穴Ｄ３が形成されており、プレス加工時には、各ガイドロッドＰ３が対応する各ガイド穴Ｄ３に係合して、精度良くプレス加工を行えるようになっている。
【００４６】
第１加工領域に対するプレス加工が終了すると、スライド移動機構１４２が駆動して、パンチＰ１をパンチ待機位置まで上昇させる。次に、ワーク移動ステージ１１（Ｘ軸移動ステージ２２）が駆動して、プレス加工済み部分である第１加工領域をＸ軸方向に送ると共に、ワークＷの未加工部分（次の加工領域である第２加工領域）をプレス加工領域に臨ませる。そして、スライド移動機構１４２が駆動して、パンチＰ１をパンチプレス位置まで下降させ、第２加工領域に対するプレス加工を行う。このように、本実施形態では、スライド移動機構１４２によるプレス動作と、Ｘ軸移動ステージ２２によるワークＷのＸ軸方向への送りと、を相互に繰り返しながら、ワークＷに所定のプレス加工を行うようになっている。
【００４７】
そして、ワークＷに対する全プレス加工が終了すると、スライド移動機構１４２およびボルスタ昇降機構１５２が駆動して、パンチＰ１をパンチ待機位置まで上昇させると共に、ダイＤ１をダイ待機位置まで移動させる。この後、ワークＷの搬出のために、ワーク移動ステージ１１（Ｙ軸移動ステージ２３）が駆動して、ワークテーブル３１（セットテーブル４１）をワーク搬出入位置まで移動させる。これにより、加工済みのワークＷと未加工のワークＷとの載せ換えを行えるようになっている。
【００４８】
このように、プレス装置１では、パンチＰ１およびダイＤ１を協働させることによりプレス加工を行っており、精度良くプレス加工を行えるよう、これらは相互に精度よく位置決めされている。しかしながら、パンチＰ１およびダイＤ１を予め精度良く位置決めしておいても、プレス（加工）時には、プレス装置１の各部にプレス荷重に起因した変形（撓み）が生じ、水平面内におけるパンチＰ１およびダイＤ１の位置関係に狂いが生じてしまう。例えば、パンチユニット１２２は、ダイＤ１に向かって、パンチＰ１を上下方向に直線運動させるものであるが、これを支持する門形支持フレーム１２１がプレス時に変形してしまうと、ダイＤ１に対してパンチＰ１を精度良く移動させることができず、プレスの加工精度に悪影響を及ぼしてしまう。同様に、ダイＤ１を支持する支持ベース３や架台２がプレス時に変形してしまうと、ダイＤ１に傾きが生じ、結果としてプレスの加工精度を低下させてしまう。
【００４９】
そこで、本実施形態のプレス装置は、プレス加工時に、門形支持フレーム１２１、支持ベース３、および架台２のそれぞれが、プレスの荷重中心を中心とした同心円上において上下方向に略同一に撓むように構成されており、水平面内におけるパンチＰ１およびダイＤ１の位置関係を精度良く維持できるようになっている。
【００５０】
より具体的には、図２、図６、および図７に示すように、門形支持フレーム１２１、支持ベース３、および架台２は、Ｙ軸方向から見て（すなわち、プレス装置１を正面視したとき）、プレスの荷重中心を通り、鉛直方向に延在するプレスの中心軸１６１に対して線対称（左右対称）となるように、構成・配置されていると共に、平面視したときに、プレスの荷重中心を通るワーク搬出入の中心線１６２に対して、線対称となるように、構成・配置されている。これにより、プレス時における上下方向（高さ方向）の撓みを、中心軸１６１に対して略対称とすることができ、結果として、同心円上において上下方向に略同一に撓ませることができるようになっている。
【００５１】
次に、門形支持フレーム１２１、支持ベース３、および架台２の具体的な構成について、順次説明していく。図６に示すように、門形支持フレーム１２１は、さらに、Ｘ軸方向から見て（すなわち、プレス装置１を側面視したとき）、プレスの中心軸１６１に対して線対称（左右対称）となるように構成されている。
【００５２】
上述したように、門形支持フレーム１２１は、相互に対称に構成された一対の脚部材１３１と、ユニット支持部材１３２と、を備えており、これらは分割可能に構成されている。
【００５３】
各脚部材１３１は、支持ベース３に固定される固定部１７１と、固定部１７１のＸ軸方向ワーク移動ステージ１１側（内側）の端から上方に向かって鉛直に延びる鉛直支持部１７２と、鉛直支持部１７２の上端からＸ軸方向の内外に張り出すように設けられ、ユニット支持部材１３２の一端を支持する水平支持部１７３と、Ｘ軸方向と平行に配置された脚側補強リブ１７４と、を有しており、これらは一体に形成されている。
【００５４】
図１および図２に示すように、脚側補強リブ１７４は、固定部１７１と水平支持部１７３の外側（Ｘ軸方向反ワーク移動ステージ１１側）に張り出した部分とを連結し、かつＹ軸方向に離間して設けられた一対（２個）の脚側第１リブ１８１と、水平支持部１７３の内側に張り出した部分と鉛直支持部１７２との角部に位置して三角形状に形成され、かつＹ軸方向に離間して設けられた一対（２個）の脚側第２リブ１８２と、で構成されている。脚側第１リブ１８１および脚側第２リブ１８２は、相互に対応して配置されており、対応する脚側第１リブ１８１および脚側第２リブ１８２が同一平面上に位置するようになっている。
【００５５】
図１、図６および図７に示すように、ユニット支持部材１３２は、水平支持部１７３に固定される平面視方形のベース部１９１と、ベース部１９１から上方に向かって鉛直に延びる支持側補強リブ１９２と、を有しており、これらも一体に形成されている。また、ユニット支持部材１３２の中心部には、パンチユニット１２２（スライド移動機構１４２）のパンチ支持部１９３が形成されており、ユニット支持部材１３２の中心とプレスの荷重中心とが一致するようになっている。
【００５６】
図１および図７に示すように、支持側補強リブ１９２は、Ｘ軸方向と平行かつパンチ支持部１９３に連なる第１中心リブ２０１と、Ｙ軸方向と平行かつパンチ支持部１９３に連なる第２中心リブ２０２と、正面視二等辺台形に形成されると共にＸ軸方向と平行な４個の支持側第１リブ２０３と、支持側第１リブ２０３に格子状に交差するＹ軸方向と平行な２個の支持側第２リブ２０４と、で構成されている。
【００５７】
一対の脚部材１３１にユニット支持部材１３２を載置して固定すると、４個の支持側第１リブ２０３のうち、内側２個の支持側第１リブ２０３が、脚側第１リブ１８１および脚側第２リブ１８２に対応するようになっている。すなわち、支持側第１リブ２０３も、対応する脚側第１リブ１８１および脚側第２リブ１８２と同一平面上に配置される（図１等参照）。このように、門形支持フレームでは、脚側第１リブ１８１、脚側第２リブ１８２、および支持側第１リブ２０３を同一平面上に配置させることにより、プレス時の荷重により生じうるねじれ変形を極力防止できるようになっている。
【００５８】
また、同一平面上に位置する、一対の脚側第１リブ１８１、一対の脚側第２リブ１８２、および支持側第１リブ２０３を１つの耐荷重フレームと見做し、鉛直支持部１７２、水平支持部１７３、ベース部１９１、および支持側第２リブ２０４を連結フレームと見做すと、本実施形態の門形支持フレーム１２１は、平行に配設した２個（複数）の耐荷重フレームを、連結フレームで連結させたものとして考えることができる。このような構成を採用することにより、門形支持フレーム１２１は、その強度を維持した状態で、その重量を削減することできるようになっている。なお、この場合、耐荷重フレームは、正面視左右対称の略アーチ形状となっており、プレス時の荷重を適切に逃がしつつ、プレスの荷重中心を中心とした同心円上において、耐荷重フレーム（門形支持フレーム１２１）を上下方向に略均一に撓ませることができるようになっている。
【００５９】
図８に示すように、支持ベース３は、中空の直方体形状に形成され、支持ベース３の外面を構成する方形フレーム２１１と、方形フレーム２１１の内部に配した補強フレーム２１２（隔壁）と、を備えている。方形フレーム２１１は、架台２に対する設置面となる下面部２２１と、下面部２２１に対向し、プレス装置本体４が設置される上面部２２２と、上面部２２２および下面部２２１に連なる側面部２２３と、で構成されている。補強フレーム２１２は、方形フレーム２１１の上面部２２２および下面部２２１に連結して、その剛性維持を図るためのものであり、Ｘ軸方向に延在する３個のＸ軸補強フレーム２１２と、Ｙ軸方向に延在する４個のＹ軸補強フレーム２１２と、で格子状に構成されている。
【００６０】
図８に示すように、Ｘ軸補強フレーム２１２は、支持ベース３のＹ軸方向後端側に多く配置されており、支持ベース３のＹ軸方向前端側に比べ、後端側の剛性が高められている。これは、門形支持フレーム１２１が、支持ベース３のＹ軸方向後端側に配設されているためであり、Ｘ軸補強フレーム２１２を、中心軸１６１に近い部分では密に、遠い部分では疎に配設する（中心軸１６１に対して、Ｘ軸補強フレーム２１２を疎密に配置する）ことにより、プレス時の支持ベース３は、プレスの荷重中心を中心とした同心円上において、上下方向に略同一に撓むようになっている。
【００６１】
同様に、架台２は、複数のアングル材７を組んで方形に構成されているが、プレス時にプレスの荷重中心を中心とした同心円上において、架台２が上下方向に略同一に撓むよう、アングル材７が疎密に配置されており、中心軸１６１から遠いＹ軸方向前端側に比べ、中心軸１６１に近い後端側に多くのアングル材が用いられるようになっている（図１参照）。
【００６２】
なお、方形フレーム２１１と補強フレーム２１２とは、鋳物により一体に構成されている。この場合、補強フレーム２１２によって複数に仕切られた方形フレーム２１１の中空部２３３には、鋳込みの際に用いられた中子（図示省略）が残されており、（中子で振動を吸収させることで）支持ベース３の減振性（減衰性）を向上させるようになっている。
【００６３】
また、図８に示すように、補強フレーム２１２は、プレス装置１を正面視したときのプレスの中心軸１６１、およびプレス装置１を正面視したときのワーク搬出入の中心線１６２に対して線対称に配置されており、中空部２３３（中子）もこれらに対して対称配置となっている。このような中空部２３３（中子）の対象配置も、プレスの荷重中心を中心とした同心円上において、支持ベース３を上下方向に略同一に撓ませるための構成として寄与している。
【００６４】
以上のように、本実施形態のプレス装置１は、プレス時における上下方向の撓みが、プレスの荷重中心を中心とした同心円上において略同一となるように構成されており、プレス時にダイＤ１およびパンチＰ１を傾かせることがない。したがって、水平面内においてダイＤ１およびパンチＰ１に位置ずれが生じず、精度良くこれらを係合させることができるため、本実施形態のプレス装置１では、極めて精度良くプレス加工を行うことができるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施形態にかかるプレス装置の外観斜視図である。
【図２】本実施形態にかかるプレス装置の正面図である。
【図３】ワーク移動ステージの外観斜視図である。
【図４】Ｘ軸移動ステージ廻りの説明図であり、側面断面図である。
【図５】ワークセット治具の説明図である。
【図６】本実施形態にかかるプレス装置の側面図である。
【図７】本実施形態にかかるプレス装置の平面図である。
【図８】支持ベースの説明図であり、支持ベースの（ａ）平面断面図、（ｂ）正面断面図、および（ｃ）側面断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１：プレス装置 ２：架台 ３：支持ベース １２１：門形支持フレーム １２２：パンチユニット １２３：ダイユニット １６１：中心軸 １６２：中心線 １７４：脚側補強リブ １９２：支持側補強リブ ２１２：補強フレーム ２３３：中空部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンチを下降させ、ダイ上にセットしたワークをプレス加工するプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スライドに（昇降自在に）保持されたパンチを、プレス機構を駆動して上下方向に直線運動させ、支持台に設置されたダイと協働させることにより、ダイ上にセットしたワークをプレス加工するプレス機械が知られている。このようなプレス機械では、フレームの変形を抑えて加工精度を向上させるためのフレーム構造として、スライドを鉛直方向に移動自在に支持する一対のコラム（支持フレーム）の前後に、一対のステー（補強部）を固定したものが提案されており、一対のコラムおよび一対のステーは、（略）対称に配置されている。
【特許文献１】特開２００２−５９２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、プレス時において、プレス装置の各部に生じる変形のそれぞれがプレスの加工精度に悪影響を及ぼすのであり、フレームの変形のみが加工精度に悪影響を与えているのではない。例えば、支持台は、プレス時の押圧力を受けると同時に、プレス反力を受けるフレームから引張り力を受けており、これらの力により生じた変形に起因して、支持台上のダイが傾いたり、パンチを精度良く（上下方向に）直線運動させることができなかったりする。すなわち、プレス装置各部に生じた変形により、水平面内における加工位置のずれが生じ、プレスの加工精度が低下する。このような加工精度の低下は、プレス加工により、微細加工（例えば、μｍ単位）を行う場合、特に問題となる。
もっとも、プレス装置各部の変形を抑制すべく、これらを高剛性に構成すると、重量増や大型化といった問題が生じる。
【０００４】
そこで、本発明は、ダイの傾きや、パンチの位置ずれを防止することにより、水平面内におけるプレスの加工位置のずれを防止し、高精度にプレス加工可能なプレス装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ダイ上のワークに対して、パンチを下降させてプレス加工するプレス機構と、中心部に前記プレス機構を支持する門形支持フレームと、ダイおよび前記門形支持フレームを支持する支持台と、を備え、支持台および門形支持フレームは、プレス時に生じる上下方向の撓みが、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、同心円上で略同一となるようにそれぞれ構成されていることを特徴とする。
【０００６】
この構成により、支持台は、プレス時において、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、同心円上で略同一に上下に撓む。すなわち、支持台が撓んでも、ダイやワークに傾きが生じることがなく、その水平面内の位置にずれが生じることがない。門形支持フレームも同様、プレス時において、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、同心円上で略同一に上下に撓むため、パンチに精度良く下降させることができる。したがって、本発明のプレス装置では、プレス時におけるダイ、ワーク、およびパンチの水平面内の位置関係を高精度に維持することができ、支持台および門形支持フレームの撓みに起因するプレス加工の位置ずれを防止して、高精度なプレス加工を実現できるようになっている。
【０００７】
この場合、支持台および門形支持フレームはそれぞれ、中心軸を通り、かつワークの搬入出経路の中心線に対して線対称に形成されていることが好ましい。
【０００８】
この構成によれば、ワークの搬入出経路の中心線に対して線対称に支持台および門形支持フレームを撓ませることができ、上下方向において、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、これらを同心円上で略同一に撓ませることができる。
【０００９】
この場合、門形支持フレームは、相互に平行に配置されたリブ状の複数の耐荷重フレームと、複数の耐荷重フレームを連結する連結フレームと、で構成されていることが好ましい。
【００１０】
このように、門形支持フレームを、相互に平行に配置されたリブ状の複数の耐荷重フレームと、複数の耐荷重フレームを連結する連結フレームと、で構成することにより、門形支持フレームの強度を維持したまま、その軽量化を図ることができる。
【００１１】
この場合、門形支持フレームは、一対の補強部を有し、一対の補強部は、中心線に対して線対称となるように配置されていることが好ましい。
【００１２】
この構成のように、一対の補強部を中心線に対して線対称となるように配置することにより、門形支持フレームに対してかかるプレス時の荷重を均等に分散させることができる。この結果、上下方向において、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、門形支持フレームを同心円上で略同一に撓ませることができる。
【００１３】
この場合、支持台は、複数の隔壁により区画された複数の中空部を有する鋳物で構成されており、複数の隔壁間隔は、中心軸に近い部分では密に配設され、遠い部分では疎に配設されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、複数の隔壁の配置間隔を、中心軸に近い部分では密に、遠い部分では疎に配設することで、上下方向において、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、支持台を同心円上で略同一に撓ませることができる。
【００１５】
この場合、複数の中空部には、鋳込みの際に用いた中子が残されていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、支持台に残された中子により、装置内外でプレス装置に生じる振動を吸収することができる。したがって、振動の影響を極力排除して、高精度なプレス加工を行うことが可能となる。
【００１７】
この場合、複数の中空部は、中心軸に対して略対称に配置されていることが好ましい。
【００１８】
このように、複数の中空部（すなわち複数の隔壁）を中心軸に対して略対称に配置することにより、プレス時の荷重を複数の中空部に均等に分散させることができ、上下方向において、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、支持台を同心円上で略同一に撓ませることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照して、本発明を適用したプレス装置について説明する。図１に示すように、このプレス装置１は、床上に設置した架台２と、架台２に支持された支持ベース３（定盤）と、支持ベース３上に載置され、搬入されたワークＷにプレス加工を行うプレス装置本体４と、を備えている。
【００２０】
架台２は、アングル材７を方形に組んで構成されている。架台２の底部には、アジャスター付きの支持脚８が固定されており、プレス装置１の平行度を調整できるようになっている。支持ベース３は、複数の中空部２３３（後述する）を有する鋳物で構成されており、その上面は、プレス装置本体４の設置精度を高めるべく、高い平面度（鏡面加工）を有している。なお、請求項にいう支持台は、架台２および支持ベース３により構成されている。
【００２１】
プレス装置本体４は、プレス加工のために、ワークＷをＹ軸方向およびこれに直交するＸ軸方向に移動させるワーク移動ステージ１１と、パンチＰ１（上型）およびダイＤ１（下型）から成る一対の金型が装着され、パンチＰ１およびダイＤ１を協働させてワークＷにプレス加工を行うプレス機構１２と、を備えている。
【００２２】
図１ないし図４に示すように、ワーク移動ステージ１１は、ワークＷをセットするワークテーブル３１を有し、ワークテーブル３１を介してワークＷをＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸移動ステージ２２と、Ｘ軸移動ステージ２２を介し、ワークＷをＹ軸方向にスライド自在に支持するＹ軸移動ステージ２３と、で構成されている。
【００２３】
図３および図４に示すように、Ｘ軸移動ステージ２２は、ワークＷをセットするワークテーブル３１と、Ｘ軸方向に延在し、ワークテーブル３１を介してワークＷをＸ軸方向に移動させる一対のＸ軸リニアモータ３２と、ワークテーブル３１を支持する一対（２組４個）のＸ軸スライダ３３と、一対のＸ軸リニアモータ３２に並設され、一対のＸ軸スライダ３３をＸ軸方向にスライド自在に支持すると共に、一対のＸ軸スライダ３３の移動をガイドする一対（２本）のＸ軸ガイドレール３４と、これらを支持するＸ軸ベースプレート３５と、を備えている。
【００２４】
図３および図４に示すように、ワークテーブル３１は、ワークＷをセットするセットテーブル４１と、セットテーブル４１を吊り下げるように支持する吊設部材４２と、吊設部材４２を介して、一対のＸ軸スライダ３３に支持され、セットテーブル４１を支持するＸ軸テーブル４３と、で構成されている。
【００２５】
セットテーブル４１は、平面視略方形の厚板で構成されており、その中心部には、方形のセット開口５１が形成されている。ワークＷは、セット開口５１に臨むようにセットテーブル４１に位置決めされ、セット開口５１を介して、パンチＰ１およびダイＤ１に臨むようになっている。また、セットテーブル４１には、セット開口５１の（Ｘ軸方向に延在する）一対の縁端に沿って、位置決めしたワークＷをセット（固定）する２組４個のセット部材５２（クランパ）が配設されている。セット部材５２は、エアーシリンダを用いて構成されており、位置決めされたワークＷ（縁部）を上側から押えるようにして、これをセットテーブル４１に固定する。
【００２６】
なお、図３および図４に示すように、本実施形態において、ワークＷは、ワークセット治具６１を介して、セットテーブル４１に位置決め・セットされるようになっている。ワークセット治具６１は、方形の開口を有する枠状に形成されており、下枠６２および上枠６３から成る一対のもので構成されている。下枠６２は、平面視方形の厚板で構成されている。そして、下枠６２のＹ軸方向に延びる両端部は厚肉に形成され、下枠６２には、ワークＷがセットされるセット凹部６４が形成されている。セット凹部６４には、開口６５ａが形成されており、（方形の）ワークＷの４辺の縁部がセット凹部６４に載置される。また、セット凹部６４には、載置したワークＷの端（側端面）を突き当てることにより、下枠６２に対してワークＷを位置決めするための６個の位置決めピン６６が突設されている。この場合、下枠６２は、セットテーブル４１に対して予め精度良く位置決め固定されており、下枠６２に対してワークＷを位置決めすることにより、セットテーブル４１に対しても、ワークＷを精度良く位置決めできるようになっている。
【００２７】
上枠６３も、平面視方形の厚板で構成されており、その中央部分には開口６５ｂが形成されている。上枠６３には、下枠６２に形成された６個の位置決めピン６６に嵌合する６個の嵌合孔６７が形成されている。
【００２８】
ワークセット治具６１では、ワークＷを下枠６２に位置決めした後、ワークＷを介して上枠６３を下枠６２に重ね合わせ、位置決めした状態のワークＷを上枠６３と下枠とで挟みこむようになっている。そして、ワークＷを上枠６３と下枠とで挟みこんだ後、上述の２組４個のセット部材５２で、これら（縁部）をセットテーブル４１に対して押圧することにより、ワークＷを位置決めした状態でセットテーブル４１に固定できるようになっている。
【００２９】
吊設部材４２は、Ｘ軸テーブル４３に支持された吊設支持部材７１と、吊設支持部材７１にセットテーブル４１を支持させる４本の柱状部材７２と、を有している。Ｘ軸テーブル４３には、平面視方形の挿通開口（図示省略：後述する）が形成されており、吊設支持部材７１は、挿通開口の開口形状に倣った平面視方形の筒状に形成され、挿通開口に挿通される挿通部８１と、挿通部８１の上側に連なり、Ｘ軸テーブル４３に固定される鍔状の枠状部８２と、を有している。そして、挿通部８１および枠状部８２により形成されたパンチ開口８３を介して、セットテーブル４１にセットしたワークＷに、パンチＰ１を臨ませることができるようになっている。
【００３０】
４本の柱状部材７２は、それぞれセットテーブル４１の四隅に対応して配設されており、その下端部はそれぞれ、セットテーブル４１を上下方向にスライド自在に支持している。また、４本の柱状部材７２の上端部は、Ｙ軸方向に平行なパンチ開口の一対の辺に沿って、２本ずつ枠状部８２に固定されている。
【００３１】
Ｘ軸テーブル４３は、平面視方形の厚板で構成されており、その中央部には、セットテーブル４１を下方に突出させるように、吊設部材４２を挿通させるための挿通開口（図示省略）が形成されている。そして、挿通開口に吊設部材４２を挿通させ、Ｘ軸テーブル４３の上面に吊設部材４２（枠状部８２）を固定すると、ワークＷにプレス加工を行う高さ位置が、Ｘ軸テーブル４３の上面よりも低い、所定の高さ位置となるように、セットテーブル４１が支持されるようになっている。
【００３２】
一対のＸ軸リニアモータ３２は、Ｘ軸ベースプレート３５上に直接設置されている。Ｘ軸ベースプレート３５には、方形のＸ軸ベース開口９１が形成されており、一対のＸ軸リニアモータ３２は、Ｘ軸ベース開口９１を挟むように、Ｙ軸方向に離間して配設されている。各Ｘ軸リニアモータ３２の可動子３２ａは、Ｘ軸テーブル４３に固定されており、一対のＸ軸リニアモータ３２は、Ｘ軸テーブル４３を介して、セットテーブル４１（ワークＷ）をＸ軸方向に移動させるようになっている。
【００３３】
なお、図３および図４に示すように、ワークテーブル３１（より具体的には、Ｘ軸方向に平行な挿通部８１の一対の辺部のうちの一方）には、Ｘ軸リニアスケール１０１が垂設されている。一方、Ｘ軸ベースプレート３５には、Ｘ軸リニアスケール１０１に係合し、Ｘ軸リニアスケール１０１の検出線（図示省略）をカウントアップするＸ軸リニアセンサ１０２（フォトセンサ）が設けられており、Ｘ軸リニアスケール１０１およびＸ軸リニアセンサ１０２の協働により、ワークテーブル３１（ワークＷ）のＸ軸方向の位置を把握できるようになっている。
【００３４】
一対（２組４個）のＸ軸スライダ３３は、Ｘ軸テーブル４３のＸ軸方向と平行な両端部を支持している。すなわち、Ｘ軸方向と平行なＸ軸テーブル４３の各端部はそれぞれ、離間させて配置した２個のＸ軸スライダ３３により支持されている。各Ｘ軸スライダ３３は、Ｘ軸ガイドレール３４に係合する凹状部（図示省略）を有しており、Ｘ軸ガイドレール３４をガイドにしながら、Ｘ軸テーブル４３のＸ軸方向への移動をガイドする。このように、一対のＸ軸スライダ３３により、Ｘ軸テーブル４３のＸ軸方向と平行な両端部の移動をガイドすることで、Ｘ軸テーブル４３を安定してＸ軸方向に移動させることができるようになっている。
【００３５】
図１、図３および図４に示すように、Ｘ軸ベースプレート３５は、Ｘ軸方向に平行な一対の端部が厚肉に形成されており、この厚肉部９２に、Ｘ軸方向に延在する一対のＸ軸ガイドレール３４が設置されている。各Ｘ軸ガイドレール３４は、Ｘ軸スライダ３３の凹状部３３ａに係合する凸条部３４ａを有しており、この凸条部３４ａで各Ｘ軸スライダ３３の移動をガイドするようになっている。そして、各Ｘ軸ガイドレール３４はそれぞれ、Ｘ軸スライダ３３を２個ずつスライド自在に支持しており、これらＸ軸スライダ３３を介して、ワークテーブル３１（Ｘ軸テーブル４３）の移動をガイドするようになっている。なお、本実施形態では、ワークＷにプレス加工を行う高さ位置が、凸条部３４ａの上面と略同じ高さになるように、セットテーブル４１の高さ位置が設定されている。
【００３６】
図１ないし図３に示すように、Ｙ軸移動ステージ２３は、Ｘ軸移動ステージ２２と略同様に構成されており、Ｘ軸移動ステージ２２が載置された枠状のＹ軸テーブル１１１と、Ｙ軸方向に延在し、Ｙ軸テーブル１１１を介してＸ軸移動ステージ２２（ワークＷ）をＹ軸方向に移動させる一対（２つ）のＹ軸リニアモータ１１２と、Ｙ軸テーブル１１１を支持する一対（２組４個）のＹ軸スライダ１１３と、一対のＹ軸リニアモータ１１２に並設され、一対のＹ軸スライダ１１３をＹ軸方向にスライド自在に支持すると共に、一対のＹ軸スライダ１１３の移動をガイドする一対（２本）のＹ軸ガイドレール１１４と、これらを支持すると共に、上述の支持ベース３上に直接設置された枠状のＹ軸ベースプレート１１５と、を備えている。
【００３７】
そして、一対のＹ軸リニアモータ１１２を同期して駆動すると、Ｙ軸テーブル１１１がＹ軸方向に移動すると共に、一対のＹ軸スライダ１１３および一対のＹ軸ガイドレール１１４が協働し、Ｙ軸テーブル１１１のＹ軸方向への移動をガイドするようになっている。なお、図示省略したが、Ｙ軸テーブル１１１には、Ｙ軸リニアスケールが設けられていると共に、Ｙ軸ベースプレート１１５には、Ｙ軸リニアセンサが設けられており、Ｙ軸テーブル１１１を介して、ワークＷのＹ軸方向の位置も把握できるようになっている。
【００３８】
次に、プレス機構１２について説明する。図１および図２に示すように、プレス機構１２は、ワーク移動ステージ１１（Ｙ軸移動ステージ２３）をＸ軸方向に跨ぐように、支持ベース３の図示後方側（Ｙ軸方向後端側）に配設された門形支持フレーム１２１と、パンチＰ１を保持し、門形支持フレーム１２１の中心部に支持されたパンチユニット１２２と、ダイＤ１を保持し、ダイＤ１がパンチＰ１と対向するように、支持ベース３上に設置されたダイユニット１２３と、を備えている。
【００３９】
門形支持フレーム１２１は、ワーク移動ステージ１１を挟むように、Ｘ軸方向に離間して、支持ベース３上に立設された一対の脚部材１３１と、一対の脚部材１３１上を架け渡されたユニット支持部材１３２と、で構成されている。一対の脚部材１３１は、相互に対称に構成されている。ユニット支持部材１３２は、その中心部にパンチユニット１２２を支持しており、枠状のＹ軸ベースプレート１１５に囲まれたＹ軸ベース開口１１６にパンチＰ１が臨むように、パンチユニット１２２を支持している。
【００４０】
図２に示すように、パンチユニット１２２は、パンチＰ１を支持するスライド１４１と、門形支持フレーム１２１に支持され、スライド１４１を介してパンチＰ１を昇降自在に支持するモータ駆動のスライド移動機構１４２と、を備えている。
【００４１】
スライド１４１は、パンチホルダＰ２を介してパンチＰ１を着脱自在に支持している。スライド移動機構１４２は、パンチＰ１が（ダイＤ１と協働して）ワークＷにプレス加工を行うパンチプレス位置と、パンチＰ１がワークＷから離間するパンチ待機位置と、の間で、パンチＰ１を垂直に昇降させると共に、プレス加工のための動力を供給するものである。すなわち、スライド移動機構１４２は、パンチ待機位置からパンチプレス位置にパンチＰ１を下降させるときに、ワークＷに所定の荷重が作用するよう、パンチＰ１を介してこれを押圧すると共に、パンチＰ１とダイＤ１とを協働させて、プレス加工を行わせるようになっている。
【００４２】
ダイユニット１２３は、ダイＤ１を支持するボルスタ１５１と、ボルスタ１５１を昇降自在に支持するモータ駆動のボルスタ昇降機構１５２と、を備えている。
【００４３】
ボルスタ１５１は、ダイホルダＤ２を介してダイＤ１を着脱自在に支持している。ボルスタ昇降機構１５２は、ダイＤ１がパンチＰ１と対向するよう、支持ベース３上であって、Ｙ軸ベース開口１１６内に位置決めした状態で設置されている。ボルスタ昇降機構１５２は、Ｙ軸移動ステージ２３の駆動時において、ダイＤ１およびボルスタ１５１がＹ軸テーブル１１１に干渉しないように、これらを昇降させるものであり、ダイＤ１が（パンチＰ１と協働して）プレス加工を行うダイプレス位置と、ダイＤ１の上面がＹ軸テーブル１１１の下面よりも低くなるダイ待機位置との間でボルスタ１５１を昇降移動させるようになっている（図４参照）。この場合、ボルスタ昇降機構１５２は、４本のガイドポスト（図示省略）を有していると共に、上述した４本の柱状部材７２は、各ガイドポストに係合するガイドブシュで構成されており、ボルスタ昇降機構１５２は、４本の柱状部材７２をガイドにしながら、安定してボルスタ１５１を昇降移動させることができるようになっている。
【００４４】
ここで、ワークＷにプレス加工を行う場合に行われる、プレス装置１の一連の動作について説明する。本実施形態では、図１における図示手前側（Ｙ軸方向前端側）の位置で、ワークＷの搬出入が行われるようになっており、プレス加工を行う場合、先ず、ワークＷの搬入のために、ワーク移動ステージ１１（Ｙ軸移動ステージ２３）が駆動して、ワークテーブル３１（セットテーブル４１）を図示手前側の所定位置（ワーク搬出入位置）まで移動させる。セットテーブル４１にワークＷがセットされると、再度、ワーク移動ステージ１１（Ｙ軸移動ステージ２３）が駆動して、ワークテーブル３１（セットテーブル４１）を図示後方側の所定位置（プレス開始位置）まで移動させ、ワークＷの所定領域（第１領域）をパンチＰ１およびダイＤ１が臨むプレス加工領域に臨ませる。
【００４５】
この後、ボルスタ昇降機構１５２が駆動して、ダイＤ１をダイプレス位置に移動させた後、続けて、スライド移動機構１４２が駆動して、パンチＰ１をパンチプレス位置まで下降させる（プレス動作）。これにより、パンチＰ１がワークＷを押圧すると共に、ダイＤ１およびパンチＰ１が協働し、ワークＷの第１領域にプレス加工が行われる。この場合、上述のパンチホルダＰ２には、４本のガイドロッドＰ３が下方に向かって突設されていると共に、上述のダイホルダＤ２には、各ガイドロッドＰ３に対応する４個のガイド穴Ｄ３が形成されており、プレス加工時には、各ガイドロッドＰ３が対応する各ガイド穴Ｄ３に係合して、精度良くプレス加工を行えるようになっている。
【００４６】
第１加工領域に対するプレス加工が終了すると、スライド移動機構１４２が駆動して、パンチＰ１をパンチ待機位置まで上昇させる。次に、ワーク移動ステージ１１（Ｘ軸移動ステージ２２）が駆動して、プレス加工済み部分である第１加工領域をＸ軸方向に送ると共に、ワークＷの未加工部分（次の加工領域である第２加工領域）をプレス加工領域に臨ませる。そして、スライド移動機構１４２が駆動して、パンチＰ１をパンチプレス位置まで下降させ、第２加工領域に対するプレス加工を行う。このように、本実施形態では、スライド移動機構１４２によるプレス動作と、Ｘ軸移動ステージ２２によるワークＷのＸ軸方向への送りと、を相互に繰り返しながら、ワークＷに所定のプレス加工を行うようになっている。
【００４７】
そして、ワークＷに対する全プレス加工が終了すると、スライド移動機構１４２およびボルスタ昇降機構１５２が駆動して、パンチＰ１をパンチ待機位置まで上昇させると共に、ダイＤ１をダイ待機位置まで移動させる。この後、ワークＷの搬出のために、ワーク移動ステージ１１（Ｙ軸移動ステージ２３）が駆動して、ワークテーブル３１（セットテーブル４１）をワーク搬出入位置まで移動させる。これにより、加工済みのワークＷと未加工のワークＷとの載せ換えを行えるようになっている。
【００４８】
このように、プレス装置１では、パンチＰ１およびダイＤ１を協働させることによりプレス加工を行っており、精度良くプレス加工を行えるよう、これらは相互に精度よく位置決めされている。しかしながら、パンチＰ１およびダイＤ１を予め精度良く位置決めしておいても、プレス（加工）時には、プレス装置１の各部にプレス荷重に起因した変形（撓み）が生じ、水平面内におけるパンチＰ１およびダイＤ１の位置関係に狂いが生じてしまう。例えば、パンチユニット１２２は、ダイＤ１に向かって、パンチＰ１を上下方向に直線運動させるものであるが、これを支持する門形支持フレーム１２１がプレス時に変形してしまうと、ダイＤ１に対してパンチＰ１を精度良く移動させることができず、プレスの加工精度に悪影響を及ぼしてしまう。同様に、ダイＤ１を支持する支持ベース３や架台２がプレス時に変形してしまうと、ダイＤ１に傾きが生じ、結果としてプレスの加工精度を低下させてしまう。
【００４９】
そこで、本実施形態のプレス装置は、プレス加工時に、門形支持フレーム１２１、支持ベース３、および架台２のそれぞれが、プレスの荷重中心を中心とした同心円上において上下方向に略同一に撓むように構成されており、水平面内におけるパンチＰ１およびダイＤ１の位置関係を精度良く維持できるようになっている。
【００５０】
より具体的には、図２、図６、および図７に示すように、門形支持フレーム１２１、支持ベース３、および架台２は、Ｙ軸方向から見て（すなわち、プレス装置１を正面視したとき）、プレスの荷重中心を通り、鉛直方向に延在するプレスの中心軸１６１に対して線対称（左右対称）となるように、構成・配置されていると共に、平面視したときに、プレスの荷重中心を通るワーク搬出入の中心線１６２に対して、線対称となるように、構成・配置されている。これにより、プレス時における上下方向（高さ方向）の撓みを、中心軸１６１に対して略対称とすることができ、結果として、同心円上において上下方向に略同一に撓ませることができるようになっている。
【００５１】
次に、門形支持フレーム１２１、支持ベース３、および架台２の具体的な構成について、順次説明していく。図６に示すように、門形支持フレーム１２１は、さらに、Ｘ軸方向から見て（すなわち、プレス装置１を側面視したとき）、プレスの中心軸１６１に対して線対称（左右対称）となるように構成されている。
【００５２】
上述したように、門形支持フレーム１２１は、相互に対称に構成された一対の脚部材１３１と、ユニット支持部材１３２と、を備えており、これらは分割可能に構成されている。
【００５３】
各脚部材１３１は、支持ベース３に固定される固定部１７１と、固定部１７１のＸ軸方向ワーク移動ステージ１１側（内側）の端から上方に向かって鉛直に延びる鉛直支持部１７２と、鉛直支持部１７２の上端からＸ軸方向の内外に張り出すように設けられ、ユニット支持部材１３２の一端を支持する水平支持部１７３と、Ｘ軸方向と平行に配置された脚側補強リブ１７４と、を有しており、これらは一体に形成されている。
【００５４】
図１および図２に示すように、脚側補強リブ１７４は、固定部１７１と水平支持部１７３の外側（Ｘ軸方向反ワーク移動ステージ１１側）に張り出した部分とを連結し、かつＹ軸方向に離間して設けられた一対（２個）の脚側第１リブ１８１と、水平支持部１７３の内側に張り出した部分と鉛直支持部１７２との角部に位置して三角形状に形成され、かつＹ軸方向に離間して設けられた一対（２個）の脚側第２リブ１８２と、で構成されている。脚側第１リブ１８１および脚側第２リブ１８２は、相互に対応して配置されており、対応する脚側第１リブ１８１および脚側第２リブ１８２が同一平面上に位置するようになっている。
【００５５】
図１、図６および図７に示すように、ユニット支持部材１３２は、水平支持部１７３に固定される平面視方形のベース部１９１と、ベース部１９１から上方に向かって鉛直に延びる支持側補強リブ１９２と、を有しており、これらも一体に形成されている。また、ユニット支持部材１３２の中心部には、パンチユニット１２２（スライド移動機構１４２）のパンチ支持部１９３が形成されており、ユニット支持部材１３２の中心とプレスの荷重中心とが一致するようになっている。
【００５６】
図１および図７に示すように、支持側補強リブ１９２は、Ｘ軸方向と平行かつパンチ支持部１９３に連なる第１中心リブ２０１と、Ｙ軸方向と平行かつパンチ支持部１９３に連なる第２中心リブ２０２と、正面視二等辺台形に形成されると共にＸ軸方向と平行な４個の支持側第１リブ２０３と、支持側第１リブ２０３に格子状に交差するＹ軸方向と平行な２個の支持側第２リブ２０４と、で構成されている。
【００５７】
一対の脚部材１３１にユニット支持部材１３２を載置して固定すると、４個の支持側第１リブ２０３のうち、内側２個の支持側第１リブ２０３が、脚側第１リブ１８１および脚側第２リブ１８２に対応するようになっている。すなわち、支持側第１リブ２０３も、対応する脚側第１リブ１８１および脚側第２リブ１８２と同一平面上に配置される（図１等参照）。このように、門形支持フレームでは、脚側第１リブ１８１、脚側第２リブ１８２、および支持側第１リブ２０３を同一平面上に配置させることにより、プレス時の荷重により生じうるねじれ変形を極力防止できるようになっている。
【００５８】
また、同一平面上に位置する、一対の脚側第１リブ１８１、一対の脚側第２リブ１８２、および支持側第１リブ２０３を１つの耐荷重フレームと見做し、鉛直支持部１７２、水平支持部１７３、ベース部１９１、および支持側第２リブ２０４を連結フレームと見做すと、本実施形態の門形支持フレーム１２１は、平行に配設した２個（複数）の耐荷重フレームを、連結フレームで連結させたものとして考えることができる。このような構成を採用することにより、門形支持フレーム１２１は、その強度を維持した状態で、その重量を削減することできるようになっている。なお、この場合、耐荷重フレームは、正面視左右対称の略アーチ形状となっており、プレス時の荷重を適切に逃がしつつ、プレスの荷重中心を中心とした同心円上において、耐荷重フレーム（門形支持フレーム１２１）を上下方向に略均一に撓ませることができるようになっている。
【００５９】
図８に示すように、支持ベース３は、中空の直方体形状に形成され、支持ベース３の外面を構成する方形フレーム２１１と、方形フレーム２１１の内部に配した補強フレーム２１２（隔壁）と、を備えている。方形フレーム２１１は、架台２に対する設置面となる下面部２２１と、下面部２２１に対向し、プレス装置本体４が設置される上面部２２２と、上面部２２２および下面部２２１に連なる側面部２２３と、で構成されている。補強フレーム２１２は、方形フレーム２１１の上面部２２２および下面部２２１に連結して、その剛性維持を図るためのものであり、Ｘ軸方向に延在する３個のＸ軸補強フレーム２１２と、Ｙ軸方向に延在する４個のＹ軸補強フレーム２１２と、で格子状に構成されている。
【００６０】
図８に示すように、Ｘ軸補強フレーム２１２は、支持ベース３のＹ軸方向後端側に多く配置されており、支持ベース３のＹ軸方向前端側に比べ、後端側の剛性が高められている。これは、門形支持フレーム１２１が、支持ベース３のＹ軸方向後端側に配設されているためであり、Ｘ軸補強フレーム２１２を、中心軸１６１に近い部分では密に、遠い部分では疎に配設する（中心軸１６１に対して、Ｘ軸補強フレーム２１２を疎密に配置する）ことにより、プレス時の支持ベース３は、プレスの荷重中心を中心とした同心円上において、上下方向に略同一に撓むようになっている。
【００６１】
同様に、架台２は、複数のアングル材７を組んで方形に構成されているが、プレス時にプレスの荷重中心を中心とした同心円上において、架台２が上下方向に略同一に撓むよう、アングル材７が疎密に配置されており、中心軸１６１から遠いＹ軸方向前端側に比べ、中心軸１６１に近い後端側に多くのアングル材が用いられるようになっている（図１参照）。
【００６２】
なお、方形フレーム２１１と補強フレーム２１２とは、鋳物により一体に構成されている。この場合、補強フレーム２１２によって複数に仕切られた方形フレーム２１１の中空部２３３には、鋳込みの際に用いられた中子（図示省略）が残されており、（中子で振動を吸収させることで）支持ベース３の減振性（減衰性）を向上させるようになっている。
【００６３】
また、図８に示すように、補強フレーム２１２は、プレス装置１を正面視したときのプレスの中心軸１６１、およびプレス装置１を正面視したときのワーク搬出入の中心線１６２に対して線対称に配置されており、中空部２３３（中子）もこれらに対して対称配置となっている。このような中空部２３３（中子）の対象配置も、プレスの荷重中心を中心とした同心円上において、支持ベース３を上下方向に略同一に撓ませるための構成として寄与している。
【００６４】
以上のように、本実施形態のプレス装置１は、プレス時における上下方向の撓みが、プレスの荷重中心を中心とした同心円上において略同一となるように構成されており、プレス時にダイＤ１およびパンチＰ１を傾かせることがない。したがって、水平面内においてダイＤ１およびパンチＰ１に位置ずれが生じず、精度良くこれらを係合させることができるため、本実施形態のプレス装置１では、極めて精度良くプレス加工を行うことができるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施形態にかかるプレス装置の外観斜視図である。
【図２】本実施形態にかかるプレス装置の正面図である。
【図３】ワーク移動ステージの外観斜視図である。
【図４】Ｘ軸移動ステージ廻りの説明図であり、側面断面図である。
【図５】ワークセット治具の説明図である。
【図６】本実施形態にかかるプレス装置の側面図である。
【図７】本実施形態にかかるプレス装置の平面図である。
【図８】支持ベースの説明図であり、支持ベースの（ａ）平面断面図、（ｂ）正面断面図、および（ｃ）側面断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１：プレス装置 ２：架台 ３：支持ベース １２１：門形支持フレーム １２２：パンチユニット １２３：ダイユニット １６１：中心軸 １６２：中心線 １７４：脚側補強リブ １９２：支持側補強リブ ２１２：補強フレーム ２３３：中空部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ上のワークに対して、パンチを下降させてプレス加工するプレス機構と、
中心部に前記プレス機構を支持する門形支持フレームと、
前記ダイおよび前記門形支持フレームを支持する支持台と、を備え、
前記支持台および前記門形支持フレームは、前記プレス時に生じる上下方向の撓みが、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、同心円上で略同一となるようにそれぞれ構成されていることを特徴とするプレス装置。
【請求項２】
前記支持台および前記門形支持フレームはそれぞれ、前記中心軸を通り、かつ前記ワークの搬入出経路の中心線に対して線対称に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
【請求項３】
前記門形支持フレームは、相互に平行に配置されたリブ状の複数の耐荷重フレームと、
前記複数の耐荷重フレームを連結する連結フレームと、で構成されていることを特徴とする請求項２に記載のプレス装置。
【請求項４】
前記門形支持フレームは、一対の補強部を有し、
前記一対の補強部は、前記中心線に対して線対称となるように配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のプレス装置。
【請求項５】
前記支持台は、複数の隔壁により区画された複数の中空部を有する鋳物で構成されており、
前記複数の隔壁間隔は、前記中心軸に近い部分では密に配設され、遠い部分では疎に配設されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のプレス装置。
【請求項６】
前記複数の中空部には、鋳込みの際に用いた中子が残されていることを特徴とする請求項５に記載のプレス装置。
【請求項７】
前記複数の中空部は、前記中心軸に対して略対称に配置されていることを特徴とする請求項５または６に記載のプレス装置。
【請求項１】
ダイ上のワークに対して、パンチを下降させてプレス加工するプレス機構と、
中心部に前記プレス機構を支持する門形支持フレームと、
前記ダイおよび前記門形支持フレームを支持する支持台と、を備え、
前記支持台および前記門形支持フレームは、前記プレス時に生じる上下方向の撓みが、プレスの荷重中心となる中心軸に対し、同心円上で略同一となるようにそれぞれ構成されていることを特徴とするプレス装置。
【請求項２】
前記支持台および前記門形支持フレームはそれぞれ、前記中心軸を通り、かつ前記ワークの搬入出経路の中心線に対して線対称に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
【請求項３】
前記門形支持フレームは、相互に平行に配置されたリブ状の複数の耐荷重フレームと、
前記複数の耐荷重フレームを連結する連結フレームと、で構成されていることを特徴とする請求項２に記載のプレス装置。
【請求項４】
前記門形支持フレームは、一対の補強部を有し、
前記一対の補強部は、前記中心線に対して線対称となるように配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のプレス装置。
【請求項５】
前記支持台は、複数の隔壁により区画された複数の中空部を有する鋳物で構成されており、
前記複数の隔壁間隔は、前記中心軸に近い部分では密に配設され、遠い部分では疎に配設されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のプレス装置。
【請求項６】
前記複数の中空部には、鋳込みの際に用いた中子が残されていることを特徴とする請求項５に記載のプレス装置。
【請求項７】
前記複数の中空部は、前記中心軸に対して略対称に配置されていることを特徴とする請求項５または６に記載のプレス装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−３８２７７（Ｐ２００７−３８２７７Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２７１０２（Ｐ２００５−２２７１０２）
【出願日】平成１７年８月４日（２００５．８．４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月４日（２００５．８．４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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