プレス機械
【目的】 プレス品の成形精度の高精度化、型寿命の低下防止、成形荷重の減少、材料加工時の振動、騒音の低減を図る。
【構成】 クランク軸８に角度位相差を有する複数の偏心部９を設け、偏心部９にコンロッド１０を介して互いに分離されたスライド１２を連結する。スライド１２の水平方向位置を圧油が供給されるパッド等からなるスライド水平方向位置調整装置４２で調整し、スライド１２をコンロッド１０に対して油圧シリンダ、受圧部材等からなるスライド昇降装置１１で昇降動自在とする。
【構成】 クランク軸８に角度位相差を有する複数の偏心部９を設け、偏心部９にコンロッド１０を介して互いに分離されたスライド１２を連結する。スライド１２の水平方向位置を圧油が供給されるパッド等からなるスライド水平方向位置調整装置４２で調整し、スライド１２をコンロッド１０に対して油圧シリンダ、受圧部材等からなるスライド昇降装置１１で昇降動自在とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クランク軸の回転でスライドを上下動させて材料を加工するプレス機械に関する。
【０００２】
【背景技術】クランク軸にコンロッドを介して連結されたスライドをクランク軸の回転により上下動させ、これによりスライドに取り付けられた上型とボルスタに取り付けられた下型とで材料を加工するプレス機械では、ベッドとクラウンとを結合するコラムに設けたギブとスライドに設けたギブとで構成されるスライドガイドによりスライドの上下動を案内させ、また、上型と下型からなる金型装置にガイドポストを設け、このガイドポストで上型を下型に対して案内させて上下動させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】プレス加工される材料には厚さのばらつきや硬さのばらつきがあり、このため、スライドの下降により材料を加工するときにおける材料からの反力として、上型、スライドには水平方向のスラスト荷重が作用する。このスラスト荷重は、従来、前述のスライドガイドやガイドポストで受けられ、これにより、上型、スライドの水平方向移動を阻止してプレス品の成形精度を得ようとしていた。しかし、この従来技術は、スラスト荷重による上型、スライドの水平方向移動を弾性変形するスライドガイド、ガイドポストで阻止しようとする消極的な問題解決手段であり、プレス品を一定精度以上に高精度成形することは困難であった。
【０００４】また、材料を間欠送りしてこの材料を複数の加工ステージで順番に加工する従来のプログレッシブ加工用プレス機械では、１個のスライドに各加工ステージと対応して複数の上型が取り付けられているため、このスライドの下降によりこれらの上型がボルスタに取り付けられた複数の下型と共に材料を加工する際、一つの加工ステージにおける上型に前記スラスト荷重が作用すると、このスラスト荷重はスライドを介して他の上型に伝達されてしまい、このため、上型同士は互いに悪影響を及ぼし合い、この結果、プレス品の高精度成形を実現することは難しかった。また、上型は下型に対して芯ずれした状態で材料を加工することになるため、上型と下型は大きな摩擦力を受けることになり、この結果、金型の寿命が低下するという問題もあった。
【０００５】また、従来の前記プログレッシブ加工用プレス機械では、スライドが下死点に達したとき各加工ステージにおける上型と下型とで材料は同時に加工されるため、プレス機械の成形荷重は大きくなり、このため、プレス機械に発生する振動、騒音が大きくなるという問題があった。
【０００６】また、プレス機械には、金型交換で上型、下型の高さ寸法が変わった場合におけるスライドアジャスト作業やプレス加工熱でスライド等が熱膨張変形してスライドの下死点が変化した場合における下死点補正作業を行うためのスライド調整装置が必要であるとともに、上型が材料を打ち抜いたときにプレス機械に生じる振動、騒音を低減するためのブレークスルー対策装置も必要である。従来、これらは個別の装置としてプレス機械に設けられており、それだけプレス機械の構造が複雑になっていた。
【０００７】本発明の目的は、材料の加工時におけるスラスト荷重によって上型、スライドが水平方向に移動するのを積極的に阻止でき、上型と下型の芯合せ状態を確保しながら材料をプレス加工できて高精度加工を達成できるプレス機械を提供するところにある。
【０００８】また、本発明の目的は、上型が各加工ステージと対応して複数設けられている場合、一つの加工ステージにおける上型にスラスト荷重が作用しても、このスラスト荷重が他の上型に伝達されず、上型同士が互いに悪影響を及ぼすことがなく、これによりプレス品の成形精度を高精度にできるプレス機械を提供するところにある。
【０００９】さらに、本発明の目的は、成形荷重を小さくでき、このため、振動、騒音を少なくできるプレス機械を提供するところにある。
【００１０】また、本発明の目的は、スライド調整装置とブレークスルー対策装置とを個別の装置として設ける必要がなく、このため、構造の簡単化を達成できるプレス機械を提供するところにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係るプレス機械は、クランク軸にコンロッドを介してスライドが連結され、このスライドに取り付けられた上型とボルスタに取り付けられた下型とで材料を加工するプレス機械において、クランク軸に複数の偏心部を角度位相差をもたせて形成し、これらの偏心部にコンロッドを介して互いに分離、独立状態となった複数のスライドを連結し、プレス機械フレームにこれらのスライドと水平方向に対向配置されてスライドの水平方向の位置を調整するスライド水平方向位置調整装置を設け、スライドとコンロッドとの間にコンロッドに対してスライドを昇降可能とするスライド昇降装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】以上において、前記スライド水平方向位置調整装置は、一例として、２つの直交水平方向におけるスライドの位置を検出するセンサと、前記２つの直交水平方向に向いたスライドの４つの垂直面と僅少の隙間を開けてプレス機械フレームに取り付けられ、供給される圧油の圧力をこれらの垂直面に作用させる複数のパッドと、これらのパッドに圧油を供給する油圧回路中に設けられ、前記センサにより検出されたスライドの水平方向位置に応じて前記パッドへの圧油の供給を規定してスライドの位置を適正な水平方向位置とする制御バルブとを含んで構成されている。
【００１３】また、前記スライド昇降装置は、一例として、スライドの上端に固設された油圧シリンダと、この油圧シリンダの内部室を上室、下室に区画するピストン部を有し、油圧シリンダから突出した上部にコンロッドの下部が連結された上下動自在な受圧部材と、上室と下室とを接続する油圧回路中に設けられ、下室中の圧油を上室に流入させる切換バルブとを含んで構成されている。
【００１４】また本発明に係るプレス機械は、スライドを１個とし、かつ、前記スライド水平方向位置調整装置だけまたは前記スライド昇降装置だけを設けたものである。
【００１５】
【作用】スライドが複数設けられたプレス機械では、それぞれのスライドは角度位相差を有するクランク軸の偏心部にコンロッドを介して連結されているため、これらのスライドは角度位相差分だけずれたタイミングで上下動し、上型と下型とによる材料の加工時期にずれが生じ、スライドの下降による材料の加工は同時に行われないため、プレス機械の成形荷重は小さくなる。また、それぞれのスライドは分離された独立状態となっているため、一つの加工ステージにおける上型にスラスト荷重が作用しても、これらのスライドに取り付けられた上型同士は互いに悪影響を及ぼし合うことはなく、また、それぞれのスライドはスライド水平方向位置調整装置により水平方向の位置が調整されるため、上型と下型は芯ずれが解消されて材料の加工を行い、材料の加工時にスライド水平方向位置調整装置により上型と下型とが自動調芯されることによってプレス品は高精度に成形され、また型寿命も長期化する。さらに、スライド昇降装置によりスライドをコンロッドに対して昇降させることにより、スライドアジャスト作業、スライド下死点補正作業を行え、また、材料の打ち抜き時にスライド昇降装置を作動させることによってブレークスルーにおける振動、騒音を減少できる。
【００１６】スライドが１個で、スライド水平方向位置調整装置だけが設けられたプレス機械では、スライド水平方向位置調整装置による前述の上型と下型の芯ずれの解消を行え、またはスライド昇降装置だけが設けられたプレス機械では、スライド昇降装置による前述のスライドアジャスト作業、スライド下死点補正作業をおよびブレークスルーにおける振動、騒音の減少を達成できる。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本実施例に係るプログレッシブ加工用プレス機械１を示す。プレス機械１のクラウン２上にはモータ３が配置され、モータ３の駆動力はベルト４、フライホイール５、クラッチ６を介してブレーキ７付きのクランク軸８に伝達される。クラウン２の内部で回転自在に軸承されたクランク軸８には合計３個９Ａ，９Ｂ，９Ｃの偏心部９が設けられ、これらの偏心部９にコンロッド１０の上部が回転自在に嵌合され、コンロッド１０の下部にはスライド昇降装置１１を介してスライド１２が連結されている。スライド１２は偏心部９と同じく３個１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃあり、これらのスライド１２は互いに分離した独立状態となっている。
【００１８】偏心部９Ａと９Ｃはクランク軸８の円周方向に同じ角度位相で形成されているが、偏心部９Ｂはこれらの偏心部９Ａ，９Ｃに対しクランク軸８の回転方向に進んだ角度位相で形成されており、このため偏心部９Ａ，９Ｃと９Ｂとの間には角度位相差があり、クランク軸８が回転したとき、スライド１２Ｂが最も早く下死点に達し、次いでスライド１２Ａ，１２Ｃが下死点が達するようになっている。
【００１９】それぞれのスライド１２の下面には上型１３が取り付けられ、また、ボルスタ１４の上面には上型１３と対応する下型１５が取り付けられ、これらの上型１３、下型１５により材料１６をプログレッシブ加工するための加工ステージＡ，Ｂ，Ｃが形成されている。コイル材からなる材料１６はフィードローラ装置１７によりスライド１２が上下動する毎に間欠送りされ、各加工ステージＡ，Ｂ，Ｃの上型１３、下型１５で順番に加工される。本実施例に係る上型１３、下型１５は材料１６を打ち抜き加工するためのパンチ、ダイスとなっている。
【００２０】図２はスライド１２の形状を示す一部破断の正面図で、図３は図２のIII −III 線断面図、図４はスライド１２の全体形状を示す斜視図である。図４において、スライド１２は、下部の箱型ケース１８内に収納された円形のプラテン１９と、プラテン１９に垂直に立設されたガイド部材２０とを含んで構成され、ガイド部材２０は前後方向、左右方向に延びる前方延出部２０Ａ、後方延出部２０Ｂ、左方延出部２０Ｃ、右方延出部２０Ｄを有する平面十字形となっている。これらの延出部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、図３の通り、互いに反対側に向いた２つの面２１と２２、２３と２４、２５と２６、２７と２８を有しており、面２５と２８、面２６と２７、面２１と２４、面２２と２３により、スライド１２には２つの直交水平方向である前後方向、左右方向に向いた４つの垂直面Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇが設けられている。
【００２１】プレス機械１のフレーム２９には面２１〜２８と僅少の隙間を開けて対向するパッド３０が取り付けられ、これらのパッド３０には油圧源３１からの高圧の圧油が油圧回路３２を介して供給されるようになっており、それぞれのパッド３０に供給された圧油の圧力が面２１〜２８に作用するようになっている。前記４つの垂直面Ｄ〜Ｇのうちの１つの垂直面を形成している面２１〜２８中の２つの面と対向している図３の２つのパッド３０には、油圧回路３２の分岐回路から圧油が共通して供給されるようになっている。具体的に説明すると、前後方向の前側に向いた垂直面Ｄを形成している面２５と２８に対向している２つのパッド３０には油圧回路３２の分岐回路３２Ａから圧油が供給され、前後方向の後側に向いた垂直面Ｅを形成している面２６と２７に対向している２つのパッド３０には油圧回路３２の分岐回路３２Ｂから圧油が供給され、同様にして、左右方向の左側、右側に向いた垂直面Ｆ，Ｇを形成している面２１と２４、２２と２３と対向しているそれぞれの２つのパッド３０には分岐回路３２Ｃ，３２Ｄから圧油が供給されるようになっている。なお、本実施例では、図４の通り、パッド３０は上下二段に設けられており、このため、実際には１つの分岐回路から４つのパッド３０に圧油が共通して供給されるようになっている。
【００２２】図３の通り、以上の分岐回路３２Ａ〜３２Ｄには制御バルブ３３〜３６が設けられている。これらの制御バルブ３３〜３６は図示しない制御装置からの電気信号によりオン、オフ作動し、オン作動したときには圧油をパッド３０に供給し、オフ作動したときには油圧回路３２からの圧油をタンク３７に逃がすようになっている。また、制御バルブ３３〜３６はオン、オフ切換速度が極めて早い高応答性バルブであり、短時間内にオフ作動を多数回行えるものとなっている。
【００２３】制御バルブ３３〜３６は通常時オン作動しており、このため、全てのパッド３０には同圧の圧油が供給され、スライド１２は圧油の圧力のバランスによって前後、左右の一定位置にあり、また垂直な軸を中心として回転することもない。制御バルブ３３〜３６のうちの１つの制御バルブがオフ作動すると、このオフ作動されている間だけその制御バルブに接続されているパッド３０には圧油が供給されないため、圧油の圧力のバランスがくずれ、スライド１２には圧油が供給されないパッド３０側への水平方向押圧力が生ずるようになっている。制御バルブが短時間にオフ作動を多数回繰り返せば、スライド１２は大きく水平方向に移動し、スライド１２の移動量は制御バルブのオフ作動回数によって設定できる。
【００２４】このように、制御バルブ３３〜３６はパッド３０への圧油の供給を規定するためのバルブとなっており、これらの制御バルブ３３〜３６のオン、オフ切換作動によりスライド１２の位置を適正な水平方向位置に修正できるものとなっている。
【００２５】それぞれのパッド３０に供給された圧油は図５に示されているパッド３０とスライド１２の前記面２１〜２８との間の僅少の隙間３８から流出し、流出した油は前記プラテン１９の上面に落下する。図４の通り、プラテン１９の外周縁には側壁１９Ａが形成されていて、プラテン１９の上部は油受け部３９となっているため、油はこの油受け部３９に溜まり、そして、プラテン１９に接続されている油吸引回収回路によりタンクに戻されるようになっている。
【００２６】図３の通り、プレス機械１の前記フレーム２９にはスライド１２の前記後方延出部２０Ｂ、左方延出部２０Ｃと隙間を開けて水平方向に対向する前後位置検出センサ４０、左右位置検出センサ４１が取り付けられ、これらのセンサ４０，４１によりスライド１２の前後方向位置、左右方向位置が検出されるようになっている。検出されたスライド１２の前後方向位置、左右方向位置に関する電気信号はセンサ４０，４１から前記制御装置に送られ、この電気信号に基づき制御装置は制御バルブ３３〜３６をオン、オフ切換作動させる電気信号を発信するようになっている。
【００２７】以上のようにスライド１２と水平方向に対向してプレス機械１のフレーム２９に設けられたパッド３０と、前後位置検出センサ４０と、左右位置検出センサ４１とは、スライド１２の２つの直交水平方向の位置を調整するためのスライド水平方向位置調整装置４２を構成するものとなっており、このスライド水平方向位置調整装置４２は制御バルブ３３〜３６と、前記制御装置とを含んで構成されている。
【００２８】図２の通り、プレス機械１のフレーム２９にはスライド１２の高さ位置を検出するための高さ位置検出センサ４３も取り付けられ、このセンサ４３は本実施例ではスライド１２の前記ガイド部材２０の右方延出部２０Ｄと隙間を開けてフレーム２９に取り付けられている。センサ４３から発信されるスライド１２の高さ位置に関する電気信号は前記制御装置に入力される。
【００２９】図６は図１、図２で示した前記コンロッド１０とスライド１２との間に設けられている前記スライド昇降装置１１を示す。このスライド昇降装置１１は、スライド１２の上端に固設された油圧シリンダ４４と、油圧シリンダ４４内の油圧を受ける上下動自在な受圧部材４５とを含んで構成されている。受圧部材４５の下部にはピストン部４６が設けられ、このピストン部４６で油圧シリンダ４４の内部室は上室４７と下室４８とに区画されている。ピストン部４６は上側の大径部４６Ａと下側の小径部４６Ｂとからなる段付き状であり、大径部４６Ａが上下動する上室４７は大面積を有し、小径部４６Ｂが上下動する下室４８は小面積を有する。受圧部材４５の上部４５Ａは油圧シリンダ４４から上方へ突出し、この上部４５Ａに前記コンロッド１０の下部がリストピン４９で回動自在に連結されている。
【００３０】上室４７、下室４８には油圧源３１から延びる油圧回路５０，５１が接続され、油圧回路５０には上流側から第１切換バルブ５２、第１可変絞り弁５３が設けられ、油圧回路５１には上流側から減圧弁５４、第２可変絞り弁５５が設けられている。油圧回路５０，５１の間には上室４７と下室４８とを接続するための接続回路５６が設けられ、この接続回路５６に第２切換バルブ５７が設けられている。第１、第２切換バルブ５２，５７はオン作動、オフ作動することにより回路５０，５６を開閉するものであり、これらのバルブ５２，５７のオン作動、オフ作動は前記制御装置による自動作業あるいは手動作業により行われ、特に、第２切換バルブ５７の作動は前記制御装置に送られる前記高さ位置検出センサ４３からのスライド１２の高さ位置に関する電気信号に基づいても行われるようになっている。
【００３１】油圧シリンダ４４内に油圧源３１からの油圧を供給するためには、以下の通り行う。第１、第２切換バルブ５２，５７をオフ作動させて油圧回路５０と接続回路５６を閉じた後、油圧源３１から高圧の圧油を送ると、この圧油は減圧弁５４で所定圧力まで減圧されてから油圧回路５１を介して上室４７に供給され、受圧部材４５は油圧によって下降限まで下降する。次いで、第１切換バルブ５２をオン作動させて油圧回路５０を開くと、油圧源３１からの高圧の圧油は油圧回路５０を介して下室４８に送られる。この下室４８に供給された圧油の圧力は減圧弁５４で減圧されていないため、上室４７よりも下室４８の面積が小さくても、受圧部材４５は下室４８内の油圧によって上昇する。上室４７から押し出された圧油は減圧弁５４からタンク３７に戻る。受圧部材４５が所定量上昇した後、第１切換バルブ５２をオフ作動させて油圧回路５０を閉じる。これにより上室４７には低圧の圧油が充填され、下室４８には高圧の圧油が充填されたことになる。
【００３２】この後、第２切換バルブ５７をオン作動させて接続回路５６を開くと、下室４８の圧油が接続回路５６を通って上室４７に流入し、受圧部材４５は下降する。高応答性の制御バルブである第２切換バルブ５７を多数回オン、オフ作動させると、上室４７に多量の圧油が流入するため、受圧部材４５は大きなストローク分下降することになり、第２切換バルブ５７のオン、オフ回数によって受圧部材４５の下降量を決定できる。
【００３３】これにより、スライド１２はコンロッド１０に対してスライド昇降装置１１で昇降動することになり、このため、前記上型１３、下型１５の高さ寸法に応じてスライド１２の高さ位置を定めるためのスライドアジャスト作業や、プレス加工熱でスライド１２等が熱膨張変形してスライド１２の下死点が変化した場合の下死点補正作業を行えることになる。従って、スライド昇降装置１１はこれらの作業を行えるスライド調整装置としての機能を有する。
【００３４】以上のようにコンロッド１０に対するスライド１２の昇降動は下室４８の圧油を第２切換バルブ５７が設けられた接続回路５６を通して上室４７に流入させることにより行われるため、スライド昇降装置１１は接続回路５６および第２切換バルブ５７を含んで構成されている。
【００３５】次に本実施例に係るプレス機械１の作用について説明する。
【００３６】初めに、互いに分離されて独立状態となった３個の前記スライド１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃをクランク軸８の角度位相差が設けられた偏心部９Ａ，９Ｂ，９Ｃにより上下動させることによる作用について説明する。
【００３７】図１で示したモータ３からの駆動力でクランク軸８が回転すると、偏心部９Ａ，９Ｂ，９Ｃによりコンロッド１０を介してスライド１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが上下動し、偏心部９Ｂは偏心部９Ａ，９Ｃに対してクランク軸８の回転方向に進んだ角度位相差を有しているため、スライド１２Ｂが最も早く下死点に達して材料１６を打ち抜き加工し、次いでスライド１２Ａ，１２Ｃが下死点に達して材料１６を打ち抜き加工する。このため、各加工ステージＡ，Ｂ，Ｃにおける材料１６の加工タイミングはずれることになる。
【００３８】このように各加工ステージＡ，Ｂ，Ｃにおける材料１６の加工は同時に行われないため、プレス機械１の成形荷重はこれらの加工ステージＡ，Ｂ，Ｃにおける加工荷重を合計したものにはならず、本実施例では成形荷重は２つの加工ステージＡ，Ｃにおける加工荷重を合計したものとなり、成形荷重は減少する。このため、本実施例によれば、材料１６を加工するときに生ずるプレス機械１の振動、騒音は減少することになる。
【００３９】次に前記スライド水平方向位置調整装置４２による作用について説明する。それぞれのスライド１２の上下動は、スライド１２の平面十字形ガイド部材２０の前記面２１〜２８に各パッド３０からの圧油の圧力が作用しながら行われ、通常時、全ての制御バルブ３３〜３６はオン作動しているため、スライド１２は各パッド３０からの圧油の圧力のバランスで前後方向、左右方向の一定位置にあり、この状態でスライド１２は上下動する。図５の通り、上型１３が下型１５と共に材料１６を打ち抜くとき、材料１６に厚さのばらつきや硬さのばらつきがあると、材料１６からの反力として上型１３には例えば左方へのスラスト荷重Ｗ1 が作用する。このスラスト荷重Ｗ1 により上型１３、スライド１２は左方へ移動して偏心量ｅを生じさせようとするが、スライド１２のこの移動は図３で示した左右位置検出センサ４１で検出され、このセンサ４１からの電気信号に基づき前記制御装置は制御バルブ３６を短時間の間オフ作動させ、これによりスライド１２に作用しているパッド３０からの圧油の圧力の左右方向バランスをくずし、スライド１２に図５で示した右方への押圧荷重Ｗ2 を作用させ、この押圧荷重Ｗ2 でスライド１２をスラスト荷重Ｗ1 に抗して右方へ押し戻すことにより、上型１３と下型１５が偏心量ｅが解消された芯合せの状態で材料１６を打ち抜く。スラスト荷重Ｗ1が大きいときには、制御バルブ３６は多数回オン、オフ作動を繰り返し、これにより上型１３と下型１５の芯合せ状態を確保する。
【００４０】このため、上型１３と下型１５は芯ずれのない状態で材料１６を打ち抜き加工し、材料１６から成形されるプレス品の成形精度は高精度のものとなる。また、上型１３は下型１５にこのように自動調芯されて嵌合するため、これらの型１３，１５が摩擦接触することはなく、このため、型１３，１５の寿命の低下を防止できる。
【００４１】さらに、３個のスライド１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは互いに分離した独立状態となっているため、ある加工ステージにおける上型１３にスラスト荷重Ｗ1 が作用しても、このスラスト荷重Ｗ1 は他の加工ステージにおける上型１３に伝達されることはなく、従って各加工ステージＡ，Ｂ，Ｃにおける上型１３同士は互いに悪影響を及ぼすことがなく、各加工ステージＡ，Ｂ，Ｃにおける上型１３と下型１５はそれぞれのスライド１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに設けられたスライド水平方向位置調整装置４２で自動調芯されて材料１６を加工するため、プレス品の成形精度を高めることができる。
【００４２】なお、上型１３と下型１５を芯合せさせるための自動調芯は、前述のように材料１６の打ち抜き時においてスラスト荷重Ｗ1 による上型１３、スライド１２の移動を前記センサが検出してから行ってもよく、あるいは、上型１３と下型１５による材料１６の打ち抜き前からスライド１２の水平方向位置を前記センサで常時検出することにより、芯ずれ量ｅの検出に基づいてこの自動調芯を行ってもよい。
【００４３】次に、スライド昇降装置１１の作用を説明する。スライド昇降装置１１は前述のスライドアジャスト作業、スライド下死点補正作業の他に以下の作用を行う。スライド１２が下降して上型１３が材料１６に接触しても材料１６は直ちには打ち抜かれず、材料１６からの加工反力によって前記コンロッド１０等には上向きの圧縮力が作用し、図１で示したプレス機械１のクラウン２とベッド５８とを結合するコラム５９は伸び変形し、このコラム５９に弾性エネルギーが蓄積される。クランク軸８の回転が進み、スライド１２が材料１６を打ち抜く直前の高さまで達すると、この高さが図２で示した高さ位置検出センサ４３で検出され、センサ４３からの電気信号に基づき前記制御装置は図６の第２切換バルブ５７をオン作動させて接続回路５６を開く信号を発信する。このときには下室４８の圧油の圧力は受圧部材４５の下向きの押圧力によって高圧となっているため、第２切換バルブ５７がオン作動すると、下室４８の圧油は接続回路５６を通って上室４７に流入し、このときの圧油の流量は可変絞り弁５３，５５で制限される。
【００４４】これにより、コラム５９に蓄積されていた弾性エネルギーは受圧部材４５で下室４８から上室４７に押し出される圧油の流速エネルギーに変換されるとともに、可変絞り弁５３，５５における発熱エネルギーに変換される。このため、上型１３が材料１６を打ち抜いたときに、コラム５９に蓄積された弾性エネルギーはスライド１２、上型１３の急速下降によるプレス機械１の大きな振動、騒音の発生エネルギーとならず、打ち抜き時におけるプレス機械１のブレークスルーは減少する。このため、スライド昇降装置１１はブレークスルー対策装置としての機能を有する。
【００４５】打ち抜き完了と同時またはこれより若干遅れて第２切換バルブ５７はオフ作動され、また第１切換バルブ５２はオン作動され、これにより油圧源３１からの高圧の油圧が油圧回路５０を介して下室４８に流入し、下がっていた受圧部材４５を上昇させ、スライド昇降装置１１を旧位の状態に戻す。そして第１切換バルブ５２はオフ作動され、これにより次の加工作業を行える状態に復帰する。
【００４６】以上説明した本実施例では、スライド１２に平面十字形のガイド部材２０を設け、このガイド部材２０の面２１〜２８によって２つの直交水平方向である前後方向、左右方向に向いた垂直面Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇを設けたが、これらの垂直面はスライドを平面四角形とすることによっても形成でき、本発明はこのようなスライド形状をも含むものである。
【００４７】さらに、前記実施例ではスライド１２の個数は３個１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃであったが、スライドの個数はこれに限定されず、複数であればよい。また、前記実施例ではクランク軸８の偏心部９Ａ，９Ｂ，９Ｃのうち２個の偏心部９Ａ，９Ｃは同じ角度位相となっていたが、全ての偏心部の角度位相を異ならせてもよい。
【００４８】さらに、前記実施例ではコンロッド１０とスライド昇降装置１１との連結はリストピン４９により行われていたが、この連結を球面接触のボール部を有する連結部材で行ってもよい。また、プレス機械にスライド水平方向位置調整装置４２とスライド昇降装置１１のいずれか一方だけを設けてもよく、スライド１２を１個としてもよい。
【００４９】すなわち、図７はスライド１２が１個のプレス機械にスライド水平方向位置調整装置４２を設け、スライド昇降装置１１を設けていない場合を示し、図８はスライド１２が１個のプレス機械にスライド昇降装置１１を設け、スライド水平方向位置調整装置４２を設けていない場合を示す。このようにスライド水平方向位置調整装置４２とスライド昇降装置１１のいずれか一方だけを設けても、プレス機械はこれらの装置の一方の機能を備えることになり、従来よりもプレス機械の性能は高まる。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば、スライドが複数設けられたプレス機械では、それぞれのスライドは互いに分離して独立状態となっており、かつ、それぞれのスライドにはスライド水平方向位置調整装置が設けられているため、プレス品の成形精度の高精度化、型寿命の低下防止を達成でき、また、クランク軸の偏心部には角度位相差が設けられているため、スライドが下死点に達して材料を加工するタイミングがずれることによってプレス機械の成形荷重を減少でき、さらに、コンロッドとスライドとの間にスライド昇降装置が設けられているため、材料の打ち抜き時におけるブレークスルーの減少を図ることができ、プレス機械に生ずる振動、騒音を小さくできる。
【００５１】また、スライド昇降装置は、スライドアジャスト作業、スライド下死点補正作業を行えるスライド調整装置としての機能と、ブレークスルーにおける振動、騒音を低減するブレークスルー対策装置としての機能とを有するため、プレス機械にスライド調整装置とブレークスルー対策装置の２つを設ける必要がなくなり、それだけプレス機械の構造の簡単を達成できる。
【００５２】また、本発明によれば、スライド水平方向位置調整装置だけまたはスライド昇降装置だけを設けたプレス機械でも、これらの装置の一方の機能を備えることになり、従来のプレス機械と比べその性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例に係るプレス機械の全体を示す正面図である。
【図２】図２はスライド部分を示す一部断面の正面図である。
【図３】図３は図２のIII −III 線断面図であって、油圧回路を含めて示した図である。
【図４】図４はスライドの全体形状を示す斜視図である。
【図５】図５はスライド水平方向位置調整装置により上型と下型の芯ずれをなくす作用を説明する図である。
【図６】図６はスライド昇降装置を油圧回路を含めて示した一部断面図である。
【図７】図７はスライドが１個で、スライド水平方向位置調整装置が設けられ、スライド昇降装置が設けられていないプレス機械を示す正面図である。
【図８】図８はスライド１個で、スライド昇降装置が設けられ、スライド水平方向位置調整装置が設けられていないプレス機械を示す正面図である。
【符号の説明】
１ プレス機械
３ モータ
８ クランク軸
９ 偏心部
１０ コンロッド
１１ スライド昇降装置
１２ スライド
１３ 上型
１５ 下型
１６ 材料
２９ フレーム
３０ パッド
３３〜３６ 制御バルブ
４０ 前後位置検出センサ
４１ 左右位置検出センサ
４２ スライド水平方向位置調整装置
４４ 油圧シリンダ
４５ 受圧部材
４６ ピストン部
４７ 上室
４８ 下室
５２，５７ 切換バルブ
５６ 接続回路
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クランク軸の回転でスライドを上下動させて材料を加工するプレス機械に関する。
【０００２】
【背景技術】クランク軸にコンロッドを介して連結されたスライドをクランク軸の回転により上下動させ、これによりスライドに取り付けられた上型とボルスタに取り付けられた下型とで材料を加工するプレス機械では、ベッドとクラウンとを結合するコラムに設けたギブとスライドに設けたギブとで構成されるスライドガイドによりスライドの上下動を案内させ、また、上型と下型からなる金型装置にガイドポストを設け、このガイドポストで上型を下型に対して案内させて上下動させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】プレス加工される材料には厚さのばらつきや硬さのばらつきがあり、このため、スライドの下降により材料を加工するときにおける材料からの反力として、上型、スライドには水平方向のスラスト荷重が作用する。このスラスト荷重は、従来、前述のスライドガイドやガイドポストで受けられ、これにより、上型、スライドの水平方向移動を阻止してプレス品の成形精度を得ようとしていた。しかし、この従来技術は、スラスト荷重による上型、スライドの水平方向移動を弾性変形するスライドガイド、ガイドポストで阻止しようとする消極的な問題解決手段であり、プレス品を一定精度以上に高精度成形することは困難であった。
【０００４】また、材料を間欠送りしてこの材料を複数の加工ステージで順番に加工する従来のプログレッシブ加工用プレス機械では、１個のスライドに各加工ステージと対応して複数の上型が取り付けられているため、このスライドの下降によりこれらの上型がボルスタに取り付けられた複数の下型と共に材料を加工する際、一つの加工ステージにおける上型に前記スラスト荷重が作用すると、このスラスト荷重はスライドを介して他の上型に伝達されてしまい、このため、上型同士は互いに悪影響を及ぼし合い、この結果、プレス品の高精度成形を実現することは難しかった。また、上型は下型に対して芯ずれした状態で材料を加工することになるため、上型と下型は大きな摩擦力を受けることになり、この結果、金型の寿命が低下するという問題もあった。
【０００５】また、従来の前記プログレッシブ加工用プレス機械では、スライドが下死点に達したとき各加工ステージにおける上型と下型とで材料は同時に加工されるため、プレス機械の成形荷重は大きくなり、このため、プレス機械に発生する振動、騒音が大きくなるという問題があった。
【０００６】また、プレス機械には、金型交換で上型、下型の高さ寸法が変わった場合におけるスライドアジャスト作業やプレス加工熱でスライド等が熱膨張変形してスライドの下死点が変化した場合における下死点補正作業を行うためのスライド調整装置が必要であるとともに、上型が材料を打ち抜いたときにプレス機械に生じる振動、騒音を低減するためのブレークスルー対策装置も必要である。従来、これらは個別の装置としてプレス機械に設けられており、それだけプレス機械の構造が複雑になっていた。
【０００７】本発明の目的は、材料の加工時におけるスラスト荷重によって上型、スライドが水平方向に移動するのを積極的に阻止でき、上型と下型の芯合せ状態を確保しながら材料をプレス加工できて高精度加工を達成できるプレス機械を提供するところにある。
【０００８】また、本発明の目的は、上型が各加工ステージと対応して複数設けられている場合、一つの加工ステージにおける上型にスラスト荷重が作用しても、このスラスト荷重が他の上型に伝達されず、上型同士が互いに悪影響を及ぼすことがなく、これによりプレス品の成形精度を高精度にできるプレス機械を提供するところにある。
【０００９】さらに、本発明の目的は、成形荷重を小さくでき、このため、振動、騒音を少なくできるプレス機械を提供するところにある。
【００１０】また、本発明の目的は、スライド調整装置とブレークスルー対策装置とを個別の装置として設ける必要がなく、このため、構造の簡単化を達成できるプレス機械を提供するところにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係るプレス機械は、クランク軸にコンロッドを介してスライドが連結され、このスライドに取り付けられた上型とボルスタに取り付けられた下型とで材料を加工するプレス機械において、クランク軸に複数の偏心部を角度位相差をもたせて形成し、これらの偏心部にコンロッドを介して互いに分離、独立状態となった複数のスライドを連結し、プレス機械フレームにこれらのスライドと水平方向に対向配置されてスライドの水平方向の位置を調整するスライド水平方向位置調整装置を設け、スライドとコンロッドとの間にコンロッドに対してスライドを昇降可能とするスライド昇降装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】以上において、前記スライド水平方向位置調整装置は、一例として、２つの直交水平方向におけるスライドの位置を検出するセンサと、前記２つの直交水平方向に向いたスライドの４つの垂直面と僅少の隙間を開けてプレス機械フレームに取り付けられ、供給される圧油の圧力をこれらの垂直面に作用させる複数のパッドと、これらのパッドに圧油を供給する油圧回路中に設けられ、前記センサにより検出されたスライドの水平方向位置に応じて前記パッドへの圧油の供給を規定してスライドの位置を適正な水平方向位置とする制御バルブとを含んで構成されている。
【００１３】また、前記スライド昇降装置は、一例として、スライドの上端に固設された油圧シリンダと、この油圧シリンダの内部室を上室、下室に区画するピストン部を有し、油圧シリンダから突出した上部にコンロッドの下部が連結された上下動自在な受圧部材と、上室と下室とを接続する油圧回路中に設けられ、下室中の圧油を上室に流入させる切換バルブとを含んで構成されている。
【００１４】また本発明に係るプレス機械は、スライドを１個とし、かつ、前記スライド水平方向位置調整装置だけまたは前記スライド昇降装置だけを設けたものである。
【００１５】
【作用】スライドが複数設けられたプレス機械では、それぞれのスライドは角度位相差を有するクランク軸の偏心部にコンロッドを介して連結されているため、これらのスライドは角度位相差分だけずれたタイミングで上下動し、上型と下型とによる材料の加工時期にずれが生じ、スライドの下降による材料の加工は同時に行われないため、プレス機械の成形荷重は小さくなる。また、それぞれのスライドは分離された独立状態となっているため、一つの加工ステージにおける上型にスラスト荷重が作用しても、これらのスライドに取り付けられた上型同士は互いに悪影響を及ぼし合うことはなく、また、それぞれのスライドはスライド水平方向位置調整装置により水平方向の位置が調整されるため、上型と下型は芯ずれが解消されて材料の加工を行い、材料の加工時にスライド水平方向位置調整装置により上型と下型とが自動調芯されることによってプレス品は高精度に成形され、また型寿命も長期化する。さらに、スライド昇降装置によりスライドをコンロッドに対して昇降させることにより、スライドアジャスト作業、スライド下死点補正作業を行え、また、材料の打ち抜き時にスライド昇降装置を作動させることによってブレークスルーにおける振動、騒音を減少できる。
【００１６】スライドが１個で、スライド水平方向位置調整装置だけが設けられたプレス機械では、スライド水平方向位置調整装置による前述の上型と下型の芯ずれの解消を行え、またはスライド昇降装置だけが設けられたプレス機械では、スライド昇降装置による前述のスライドアジャスト作業、スライド下死点補正作業をおよびブレークスルーにおける振動、騒音の減少を達成できる。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本実施例に係るプログレッシブ加工用プレス機械１を示す。プレス機械１のクラウン２上にはモータ３が配置され、モータ３の駆動力はベルト４、フライホイール５、クラッチ６を介してブレーキ７付きのクランク軸８に伝達される。クラウン２の内部で回転自在に軸承されたクランク軸８には合計３個９Ａ，９Ｂ，９Ｃの偏心部９が設けられ、これらの偏心部９にコンロッド１０の上部が回転自在に嵌合され、コンロッド１０の下部にはスライド昇降装置１１を介してスライド１２が連結されている。スライド１２は偏心部９と同じく３個１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃあり、これらのスライド１２は互いに分離した独立状態となっている。
【００１８】偏心部９Ａと９Ｃはクランク軸８の円周方向に同じ角度位相で形成されているが、偏心部９Ｂはこれらの偏心部９Ａ，９Ｃに対しクランク軸８の回転方向に進んだ角度位相で形成されており、このため偏心部９Ａ，９Ｃと９Ｂとの間には角度位相差があり、クランク軸８が回転したとき、スライド１２Ｂが最も早く下死点に達し、次いでスライド１２Ａ，１２Ｃが下死点が達するようになっている。
【００１９】それぞれのスライド１２の下面には上型１３が取り付けられ、また、ボルスタ１４の上面には上型１３と対応する下型１５が取り付けられ、これらの上型１３、下型１５により材料１６をプログレッシブ加工するための加工ステージＡ，Ｂ，Ｃが形成されている。コイル材からなる材料１６はフィードローラ装置１７によりスライド１２が上下動する毎に間欠送りされ、各加工ステージＡ，Ｂ，Ｃの上型１３、下型１５で順番に加工される。本実施例に係る上型１３、下型１５は材料１６を打ち抜き加工するためのパンチ、ダイスとなっている。
【００２０】図２はスライド１２の形状を示す一部破断の正面図で、図３は図２のIII −III 線断面図、図４はスライド１２の全体形状を示す斜視図である。図４において、スライド１２は、下部の箱型ケース１８内に収納された円形のプラテン１９と、プラテン１９に垂直に立設されたガイド部材２０とを含んで構成され、ガイド部材２０は前後方向、左右方向に延びる前方延出部２０Ａ、後方延出部２０Ｂ、左方延出部２０Ｃ、右方延出部２０Ｄを有する平面十字形となっている。これらの延出部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、図３の通り、互いに反対側に向いた２つの面２１と２２、２３と２４、２５と２６、２７と２８を有しており、面２５と２８、面２６と２７、面２１と２４、面２２と２３により、スライド１２には２つの直交水平方向である前後方向、左右方向に向いた４つの垂直面Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇが設けられている。
【００２１】プレス機械１のフレーム２９には面２１〜２８と僅少の隙間を開けて対向するパッド３０が取り付けられ、これらのパッド３０には油圧源３１からの高圧の圧油が油圧回路３２を介して供給されるようになっており、それぞれのパッド３０に供給された圧油の圧力が面２１〜２８に作用するようになっている。前記４つの垂直面Ｄ〜Ｇのうちの１つの垂直面を形成している面２１〜２８中の２つの面と対向している図３の２つのパッド３０には、油圧回路３２の分岐回路から圧油が共通して供給されるようになっている。具体的に説明すると、前後方向の前側に向いた垂直面Ｄを形成している面２５と２８に対向している２つのパッド３０には油圧回路３２の分岐回路３２Ａから圧油が供給され、前後方向の後側に向いた垂直面Ｅを形成している面２６と２７に対向している２つのパッド３０には油圧回路３２の分岐回路３２Ｂから圧油が供給され、同様にして、左右方向の左側、右側に向いた垂直面Ｆ，Ｇを形成している面２１と２４、２２と２３と対向しているそれぞれの２つのパッド３０には分岐回路３２Ｃ，３２Ｄから圧油が供給されるようになっている。なお、本実施例では、図４の通り、パッド３０は上下二段に設けられており、このため、実際には１つの分岐回路から４つのパッド３０に圧油が共通して供給されるようになっている。
【００２２】図３の通り、以上の分岐回路３２Ａ〜３２Ｄには制御バルブ３３〜３６が設けられている。これらの制御バルブ３３〜３６は図示しない制御装置からの電気信号によりオン、オフ作動し、オン作動したときには圧油をパッド３０に供給し、オフ作動したときには油圧回路３２からの圧油をタンク３７に逃がすようになっている。また、制御バルブ３３〜３６はオン、オフ切換速度が極めて早い高応答性バルブであり、短時間内にオフ作動を多数回行えるものとなっている。
【００２３】制御バルブ３３〜３６は通常時オン作動しており、このため、全てのパッド３０には同圧の圧油が供給され、スライド１２は圧油の圧力のバランスによって前後、左右の一定位置にあり、また垂直な軸を中心として回転することもない。制御バルブ３３〜３６のうちの１つの制御バルブがオフ作動すると、このオフ作動されている間だけその制御バルブに接続されているパッド３０には圧油が供給されないため、圧油の圧力のバランスがくずれ、スライド１２には圧油が供給されないパッド３０側への水平方向押圧力が生ずるようになっている。制御バルブが短時間にオフ作動を多数回繰り返せば、スライド１２は大きく水平方向に移動し、スライド１２の移動量は制御バルブのオフ作動回数によって設定できる。
【００２４】このように、制御バルブ３３〜３６はパッド３０への圧油の供給を規定するためのバルブとなっており、これらの制御バルブ３３〜３６のオン、オフ切換作動によりスライド１２の位置を適正な水平方向位置に修正できるものとなっている。
【００２５】それぞれのパッド３０に供給された圧油は図５に示されているパッド３０とスライド１２の前記面２１〜２８との間の僅少の隙間３８から流出し、流出した油は前記プラテン１９の上面に落下する。図４の通り、プラテン１９の外周縁には側壁１９Ａが形成されていて、プラテン１９の上部は油受け部３９となっているため、油はこの油受け部３９に溜まり、そして、プラテン１９に接続されている油吸引回収回路によりタンクに戻されるようになっている。
【００２６】図３の通り、プレス機械１の前記フレーム２９にはスライド１２の前記後方延出部２０Ｂ、左方延出部２０Ｃと隙間を開けて水平方向に対向する前後位置検出センサ４０、左右位置検出センサ４１が取り付けられ、これらのセンサ４０，４１によりスライド１２の前後方向位置、左右方向位置が検出されるようになっている。検出されたスライド１２の前後方向位置、左右方向位置に関する電気信号はセンサ４０，４１から前記制御装置に送られ、この電気信号に基づき制御装置は制御バルブ３３〜３６をオン、オフ切換作動させる電気信号を発信するようになっている。
【００２７】以上のようにスライド１２と水平方向に対向してプレス機械１のフレーム２９に設けられたパッド３０と、前後位置検出センサ４０と、左右位置検出センサ４１とは、スライド１２の２つの直交水平方向の位置を調整するためのスライド水平方向位置調整装置４２を構成するものとなっており、このスライド水平方向位置調整装置４２は制御バルブ３３〜３６と、前記制御装置とを含んで構成されている。
【００２８】図２の通り、プレス機械１のフレーム２９にはスライド１２の高さ位置を検出するための高さ位置検出センサ４３も取り付けられ、このセンサ４３は本実施例ではスライド１２の前記ガイド部材２０の右方延出部２０Ｄと隙間を開けてフレーム２９に取り付けられている。センサ４３から発信されるスライド１２の高さ位置に関する電気信号は前記制御装置に入力される。
【００２９】図６は図１、図２で示した前記コンロッド１０とスライド１２との間に設けられている前記スライド昇降装置１１を示す。このスライド昇降装置１１は、スライド１２の上端に固設された油圧シリンダ４４と、油圧シリンダ４４内の油圧を受ける上下動自在な受圧部材４５とを含んで構成されている。受圧部材４５の下部にはピストン部４６が設けられ、このピストン部４６で油圧シリンダ４４の内部室は上室４７と下室４８とに区画されている。ピストン部４６は上側の大径部４６Ａと下側の小径部４６Ｂとからなる段付き状であり、大径部４６Ａが上下動する上室４７は大面積を有し、小径部４６Ｂが上下動する下室４８は小面積を有する。受圧部材４５の上部４５Ａは油圧シリンダ４４から上方へ突出し、この上部４５Ａに前記コンロッド１０の下部がリストピン４９で回動自在に連結されている。
【００３０】上室４７、下室４８には油圧源３１から延びる油圧回路５０，５１が接続され、油圧回路５０には上流側から第１切換バルブ５２、第１可変絞り弁５３が設けられ、油圧回路５１には上流側から減圧弁５４、第２可変絞り弁５５が設けられている。油圧回路５０，５１の間には上室４７と下室４８とを接続するための接続回路５６が設けられ、この接続回路５６に第２切換バルブ５７が設けられている。第１、第２切換バルブ５２，５７はオン作動、オフ作動することにより回路５０，５６を開閉するものであり、これらのバルブ５２，５７のオン作動、オフ作動は前記制御装置による自動作業あるいは手動作業により行われ、特に、第２切換バルブ５７の作動は前記制御装置に送られる前記高さ位置検出センサ４３からのスライド１２の高さ位置に関する電気信号に基づいても行われるようになっている。
【００３１】油圧シリンダ４４内に油圧源３１からの油圧を供給するためには、以下の通り行う。第１、第２切換バルブ５２，５７をオフ作動させて油圧回路５０と接続回路５６を閉じた後、油圧源３１から高圧の圧油を送ると、この圧油は減圧弁５４で所定圧力まで減圧されてから油圧回路５１を介して上室４７に供給され、受圧部材４５は油圧によって下降限まで下降する。次いで、第１切換バルブ５２をオン作動させて油圧回路５０を開くと、油圧源３１からの高圧の圧油は油圧回路５０を介して下室４８に送られる。この下室４８に供給された圧油の圧力は減圧弁５４で減圧されていないため、上室４７よりも下室４８の面積が小さくても、受圧部材４５は下室４８内の油圧によって上昇する。上室４７から押し出された圧油は減圧弁５４からタンク３７に戻る。受圧部材４５が所定量上昇した後、第１切換バルブ５２をオフ作動させて油圧回路５０を閉じる。これにより上室４７には低圧の圧油が充填され、下室４８には高圧の圧油が充填されたことになる。
【００３２】この後、第２切換バルブ５７をオン作動させて接続回路５６を開くと、下室４８の圧油が接続回路５６を通って上室４７に流入し、受圧部材４５は下降する。高応答性の制御バルブである第２切換バルブ５７を多数回オン、オフ作動させると、上室４７に多量の圧油が流入するため、受圧部材４５は大きなストローク分下降することになり、第２切換バルブ５７のオン、オフ回数によって受圧部材４５の下降量を決定できる。
【００３３】これにより、スライド１２はコンロッド１０に対してスライド昇降装置１１で昇降動することになり、このため、前記上型１３、下型１５の高さ寸法に応じてスライド１２の高さ位置を定めるためのスライドアジャスト作業や、プレス加工熱でスライド１２等が熱膨張変形してスライド１２の下死点が変化した場合の下死点補正作業を行えることになる。従って、スライド昇降装置１１はこれらの作業を行えるスライド調整装置としての機能を有する。
【００３４】以上のようにコンロッド１０に対するスライド１２の昇降動は下室４８の圧油を第２切換バルブ５７が設けられた接続回路５６を通して上室４７に流入させることにより行われるため、スライド昇降装置１１は接続回路５６および第２切換バルブ５７を含んで構成されている。
【００３５】次に本実施例に係るプレス機械１の作用について説明する。
【００３６】初めに、互いに分離されて独立状態となった３個の前記スライド１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃをクランク軸８の角度位相差が設けられた偏心部９Ａ，９Ｂ，９Ｃにより上下動させることによる作用について説明する。
【００３７】図１で示したモータ３からの駆動力でクランク軸８が回転すると、偏心部９Ａ，９Ｂ，９Ｃによりコンロッド１０を介してスライド１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが上下動し、偏心部９Ｂは偏心部９Ａ，９Ｃに対してクランク軸８の回転方向に進んだ角度位相差を有しているため、スライド１２Ｂが最も早く下死点に達して材料１６を打ち抜き加工し、次いでスライド１２Ａ，１２Ｃが下死点に達して材料１６を打ち抜き加工する。このため、各加工ステージＡ，Ｂ，Ｃにおける材料１６の加工タイミングはずれることになる。
【００３８】このように各加工ステージＡ，Ｂ，Ｃにおける材料１６の加工は同時に行われないため、プレス機械１の成形荷重はこれらの加工ステージＡ，Ｂ，Ｃにおける加工荷重を合計したものにはならず、本実施例では成形荷重は２つの加工ステージＡ，Ｃにおける加工荷重を合計したものとなり、成形荷重は減少する。このため、本実施例によれば、材料１６を加工するときに生ずるプレス機械１の振動、騒音は減少することになる。
【００３９】次に前記スライド水平方向位置調整装置４２による作用について説明する。それぞれのスライド１２の上下動は、スライド１２の平面十字形ガイド部材２０の前記面２１〜２８に各パッド３０からの圧油の圧力が作用しながら行われ、通常時、全ての制御バルブ３３〜３６はオン作動しているため、スライド１２は各パッド３０からの圧油の圧力のバランスで前後方向、左右方向の一定位置にあり、この状態でスライド１２は上下動する。図５の通り、上型１３が下型１５と共に材料１６を打ち抜くとき、材料１６に厚さのばらつきや硬さのばらつきがあると、材料１６からの反力として上型１３には例えば左方へのスラスト荷重Ｗ1 が作用する。このスラスト荷重Ｗ1 により上型１３、スライド１２は左方へ移動して偏心量ｅを生じさせようとするが、スライド１２のこの移動は図３で示した左右位置検出センサ４１で検出され、このセンサ４１からの電気信号に基づき前記制御装置は制御バルブ３６を短時間の間オフ作動させ、これによりスライド１２に作用しているパッド３０からの圧油の圧力の左右方向バランスをくずし、スライド１２に図５で示した右方への押圧荷重Ｗ2 を作用させ、この押圧荷重Ｗ2 でスライド１２をスラスト荷重Ｗ1 に抗して右方へ押し戻すことにより、上型１３と下型１５が偏心量ｅが解消された芯合せの状態で材料１６を打ち抜く。スラスト荷重Ｗ1が大きいときには、制御バルブ３６は多数回オン、オフ作動を繰り返し、これにより上型１３と下型１５の芯合せ状態を確保する。
【００４０】このため、上型１３と下型１５は芯ずれのない状態で材料１６を打ち抜き加工し、材料１６から成形されるプレス品の成形精度は高精度のものとなる。また、上型１３は下型１５にこのように自動調芯されて嵌合するため、これらの型１３，１５が摩擦接触することはなく、このため、型１３，１５の寿命の低下を防止できる。
【００４１】さらに、３個のスライド１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは互いに分離した独立状態となっているため、ある加工ステージにおける上型１３にスラスト荷重Ｗ1 が作用しても、このスラスト荷重Ｗ1 は他の加工ステージにおける上型１３に伝達されることはなく、従って各加工ステージＡ，Ｂ，Ｃにおける上型１３同士は互いに悪影響を及ぼすことがなく、各加工ステージＡ，Ｂ，Ｃにおける上型１３と下型１５はそれぞれのスライド１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに設けられたスライド水平方向位置調整装置４２で自動調芯されて材料１６を加工するため、プレス品の成形精度を高めることができる。
【００４２】なお、上型１３と下型１５を芯合せさせるための自動調芯は、前述のように材料１６の打ち抜き時においてスラスト荷重Ｗ1 による上型１３、スライド１２の移動を前記センサが検出してから行ってもよく、あるいは、上型１３と下型１５による材料１６の打ち抜き前からスライド１２の水平方向位置を前記センサで常時検出することにより、芯ずれ量ｅの検出に基づいてこの自動調芯を行ってもよい。
【００４３】次に、スライド昇降装置１１の作用を説明する。スライド昇降装置１１は前述のスライドアジャスト作業、スライド下死点補正作業の他に以下の作用を行う。スライド１２が下降して上型１３が材料１６に接触しても材料１６は直ちには打ち抜かれず、材料１６からの加工反力によって前記コンロッド１０等には上向きの圧縮力が作用し、図１で示したプレス機械１のクラウン２とベッド５８とを結合するコラム５９は伸び変形し、このコラム５９に弾性エネルギーが蓄積される。クランク軸８の回転が進み、スライド１２が材料１６を打ち抜く直前の高さまで達すると、この高さが図２で示した高さ位置検出センサ４３で検出され、センサ４３からの電気信号に基づき前記制御装置は図６の第２切換バルブ５７をオン作動させて接続回路５６を開く信号を発信する。このときには下室４８の圧油の圧力は受圧部材４５の下向きの押圧力によって高圧となっているため、第２切換バルブ５７がオン作動すると、下室４８の圧油は接続回路５６を通って上室４７に流入し、このときの圧油の流量は可変絞り弁５３，５５で制限される。
【００４４】これにより、コラム５９に蓄積されていた弾性エネルギーは受圧部材４５で下室４８から上室４７に押し出される圧油の流速エネルギーに変換されるとともに、可変絞り弁５３，５５における発熱エネルギーに変換される。このため、上型１３が材料１６を打ち抜いたときに、コラム５９に蓄積された弾性エネルギーはスライド１２、上型１３の急速下降によるプレス機械１の大きな振動、騒音の発生エネルギーとならず、打ち抜き時におけるプレス機械１のブレークスルーは減少する。このため、スライド昇降装置１１はブレークスルー対策装置としての機能を有する。
【００４５】打ち抜き完了と同時またはこれより若干遅れて第２切換バルブ５７はオフ作動され、また第１切換バルブ５２はオン作動され、これにより油圧源３１からの高圧の油圧が油圧回路５０を介して下室４８に流入し、下がっていた受圧部材４５を上昇させ、スライド昇降装置１１を旧位の状態に戻す。そして第１切換バルブ５２はオフ作動され、これにより次の加工作業を行える状態に復帰する。
【００４６】以上説明した本実施例では、スライド１２に平面十字形のガイド部材２０を設け、このガイド部材２０の面２１〜２８によって２つの直交水平方向である前後方向、左右方向に向いた垂直面Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇを設けたが、これらの垂直面はスライドを平面四角形とすることによっても形成でき、本発明はこのようなスライド形状をも含むものである。
【００４７】さらに、前記実施例ではスライド１２の個数は３個１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃであったが、スライドの個数はこれに限定されず、複数であればよい。また、前記実施例ではクランク軸８の偏心部９Ａ，９Ｂ，９Ｃのうち２個の偏心部９Ａ，９Ｃは同じ角度位相となっていたが、全ての偏心部の角度位相を異ならせてもよい。
【００４８】さらに、前記実施例ではコンロッド１０とスライド昇降装置１１との連結はリストピン４９により行われていたが、この連結を球面接触のボール部を有する連結部材で行ってもよい。また、プレス機械にスライド水平方向位置調整装置４２とスライド昇降装置１１のいずれか一方だけを設けてもよく、スライド１２を１個としてもよい。
【００４９】すなわち、図７はスライド１２が１個のプレス機械にスライド水平方向位置調整装置４２を設け、スライド昇降装置１１を設けていない場合を示し、図８はスライド１２が１個のプレス機械にスライド昇降装置１１を設け、スライド水平方向位置調整装置４２を設けていない場合を示す。このようにスライド水平方向位置調整装置４２とスライド昇降装置１１のいずれか一方だけを設けても、プレス機械はこれらの装置の一方の機能を備えることになり、従来よりもプレス機械の性能は高まる。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば、スライドが複数設けられたプレス機械では、それぞれのスライドは互いに分離して独立状態となっており、かつ、それぞれのスライドにはスライド水平方向位置調整装置が設けられているため、プレス品の成形精度の高精度化、型寿命の低下防止を達成でき、また、クランク軸の偏心部には角度位相差が設けられているため、スライドが下死点に達して材料を加工するタイミングがずれることによってプレス機械の成形荷重を減少でき、さらに、コンロッドとスライドとの間にスライド昇降装置が設けられているため、材料の打ち抜き時におけるブレークスルーの減少を図ることができ、プレス機械に生ずる振動、騒音を小さくできる。
【００５１】また、スライド昇降装置は、スライドアジャスト作業、スライド下死点補正作業を行えるスライド調整装置としての機能と、ブレークスルーにおける振動、騒音を低減するブレークスルー対策装置としての機能とを有するため、プレス機械にスライド調整装置とブレークスルー対策装置の２つを設ける必要がなくなり、それだけプレス機械の構造の簡単を達成できる。
【００５２】また、本発明によれば、スライド水平方向位置調整装置だけまたはスライド昇降装置だけを設けたプレス機械でも、これらの装置の一方の機能を備えることになり、従来のプレス機械と比べその性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例に係るプレス機械の全体を示す正面図である。
【図２】図２はスライド部分を示す一部断面の正面図である。
【図３】図３は図２のIII −III 線断面図であって、油圧回路を含めて示した図である。
【図４】図４はスライドの全体形状を示す斜視図である。
【図５】図５はスライド水平方向位置調整装置により上型と下型の芯ずれをなくす作用を説明する図である。
【図６】図６はスライド昇降装置を油圧回路を含めて示した一部断面図である。
【図７】図７はスライドが１個で、スライド水平方向位置調整装置が設けられ、スライド昇降装置が設けられていないプレス機械を示す正面図である。
【図８】図８はスライド１個で、スライド昇降装置が設けられ、スライド水平方向位置調整装置が設けられていないプレス機械を示す正面図である。
【符号の説明】
１ プレス機械
３ モータ
８ クランク軸
９ 偏心部
１０ コンロッド
１１ スライド昇降装置
１２ スライド
１３ 上型
１５ 下型
１６ 材料
２９ フレーム
３０ パッド
３３〜３６ 制御バルブ
４０ 前後位置検出センサ
４１ 左右位置検出センサ
４２ スライド水平方向位置調整装置
４４ 油圧シリンダ
４５ 受圧部材
４６ ピストン部
４７ 上室
４８ 下室
５２，５７ 切換バルブ
５６ 接続回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】 クランク軸にコンロッドを介してスライドが連結され、このスライドに取り付けられた上型とボルスタに取り付けられた下型とで材料を加工するプレス機械において、前記クランク軸に角度位相差を有する複数の偏心部が設けられ、これらの偏心部に互いに分離して独立状態となった複数の前記スライドが前記コンロッドを介して連結され、プレス機械フレームにこれらのスライドと水平方向に対向配置されてスライドの水平方向の位置を調整するスライド水平方向位置調整装置が設けられているとともに、前記スライドと前記コンロッドとの間にこのコンロッドに対してスライドを昇降可能とするスライド昇降装置が設けられていることを特徴とするプレス機械。
【請求項２】 請求項１に記載のプレス機械において、前記スライド水平方向位置調整装置は、２つの直交水平方向における前記スライドの位置を検出するセンサと、前記２つの直交水平方向に向いた前記スライドの４つの垂直面と僅少の隙間を開けて前記プレス機械フレームに取り付けられ、供給される圧油の圧力をこれらの垂直面に作用させる複数のパッドと、これらのパッドに圧油を供給する油圧回路中に設けられ、前記センサにより検出された前記スライドの水平方向位置に応じて前記パッドへの圧油の供給を規定して前記スライドの位置を適正な水平方向位置とする制御バルブとを含んで構成されていることを特徴とするプレス機械。
【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のプレス機械において、前記スライド昇降装置は、前記スライドの上端に固設された油圧シリンダと、この油圧シリンダの内部室を上室、下室に区画するピストン部を有し、前記油圧シリンダから突出した上部に前記コンロッドの下部が連結された上下動自在な受圧部材と、前記上室と前記下室とを接続する接続回路中に設けられ、前記下室中の圧油を前記上室に流入させる切換バルブとを含んで構成されていることを特徴とするプレス機械。
【請求項４】 クランク軸にコンロッドを介してスライドが連結され、このスライドに取り付けられた上型とボルスタに取り付けられた下型とで材料を加工するプレス機械において、２つの直交水平方向における前記スライドの位置を検出するセンサと、前記２つの直交水平方向に向いた前記スライドの４つの垂直面と僅少の隙間を開けて前記プレス機械フレームに取り付けられ、供給される圧油の圧力をこれらの垂直面に作用させる複数のパッドと、これらのパッドに圧油を供給する圧油回路中に設けられ、前記センサにより検出された前記スライドの水平方向位置に応じて前記パッドへの圧油の供給を規定して前記スライドの位置を適正な水平方向位置とする制御バルブとを含んで構成されていることを特徴とするプレス機械。
【請求項５】 クランク軸にコンロッドを介してスライドが連結され、このスライドに取り付けられた上型とボルスタに取り付けられた下型とで材料を加工するプレス機械において、前記スライドの上端に固設された油圧シリンダと、この油圧シリンダの内部室を上室、下室に区画するピストン部を有し、前記油圧シリンダから突出した上部に前記コンロッドの下部が連結された上下動自在な受圧部材と、前記上室と前記下室とを接続する接続回路中に設けられ、前記下室中の圧油を前記上室に流入させる切換バルブとを含んで構成されていることを特徴とするプレス機械。
【請求項１】 クランク軸にコンロッドを介してスライドが連結され、このスライドに取り付けられた上型とボルスタに取り付けられた下型とで材料を加工するプレス機械において、前記クランク軸に角度位相差を有する複数の偏心部が設けられ、これらの偏心部に互いに分離して独立状態となった複数の前記スライドが前記コンロッドを介して連結され、プレス機械フレームにこれらのスライドと水平方向に対向配置されてスライドの水平方向の位置を調整するスライド水平方向位置調整装置が設けられているとともに、前記スライドと前記コンロッドとの間にこのコンロッドに対してスライドを昇降可能とするスライド昇降装置が設けられていることを特徴とするプレス機械。
【請求項２】 請求項１に記載のプレス機械において、前記スライド水平方向位置調整装置は、２つの直交水平方向における前記スライドの位置を検出するセンサと、前記２つの直交水平方向に向いた前記スライドの４つの垂直面と僅少の隙間を開けて前記プレス機械フレームに取り付けられ、供給される圧油の圧力をこれらの垂直面に作用させる複数のパッドと、これらのパッドに圧油を供給する油圧回路中に設けられ、前記センサにより検出された前記スライドの水平方向位置に応じて前記パッドへの圧油の供給を規定して前記スライドの位置を適正な水平方向位置とする制御バルブとを含んで構成されていることを特徴とするプレス機械。
【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のプレス機械において、前記スライド昇降装置は、前記スライドの上端に固設された油圧シリンダと、この油圧シリンダの内部室を上室、下室に区画するピストン部を有し、前記油圧シリンダから突出した上部に前記コンロッドの下部が連結された上下動自在な受圧部材と、前記上室と前記下室とを接続する接続回路中に設けられ、前記下室中の圧油を前記上室に流入させる切換バルブとを含んで構成されていることを特徴とするプレス機械。
【請求項４】 クランク軸にコンロッドを介してスライドが連結され、このスライドに取り付けられた上型とボルスタに取り付けられた下型とで材料を加工するプレス機械において、２つの直交水平方向における前記スライドの位置を検出するセンサと、前記２つの直交水平方向に向いた前記スライドの４つの垂直面と僅少の隙間を開けて前記プレス機械フレームに取り付けられ、供給される圧油の圧力をこれらの垂直面に作用させる複数のパッドと、これらのパッドに圧油を供給する圧油回路中に設けられ、前記センサにより検出された前記スライドの水平方向位置に応じて前記パッドへの圧油の供給を規定して前記スライドの位置を適正な水平方向位置とする制御バルブとを含んで構成されていることを特徴とするプレス機械。
【請求項５】 クランク軸にコンロッドを介してスライドが連結され、このスライドに取り付けられた上型とボルスタに取り付けられた下型とで材料を加工するプレス機械において、前記スライドの上端に固設された油圧シリンダと、この油圧シリンダの内部室を上室、下室に区画するピストン部を有し、前記油圧シリンダから突出した上部に前記コンロッドの下部が連結された上下動自在な受圧部材と、前記上室と前記下室とを接続する接続回路中に設けられ、前記下室中の圧油を前記上室に流入させる切換バルブとを含んで構成されていることを特徴とするプレス機械。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【図８】
【公開番号】特開平５−８０９２
【公開日】平成５年（１９９３）１月１９日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−３２５４１４
【出願日】平成３年（１９９１）１１月１３日
【出願人】（０００１００８６１）アイダエンジニアリング株式会社 (153)
【公開日】平成５年（１９９３）１月１９日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）１１月１３日
【出願人】（０００１００８６１）アイダエンジニアリング株式会社 (153)
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