電動プレス

【目的】高精度のプレス作業ができるとともに、プレス作業が迅速にでき、作業効率が極めて良好であり、また装置全体を小型にすること。
【構成】複数のボールｂ，ｂ，…を介して螺子軸Ｂ1 とナット体Ｂ2 とが螺合するボール螺子Ｂを備えること。そのボール螺子Ｂのナット体Ｂ2 を筒形状のプレス用ラムＡの軸方向端部に固着すること。プレス用ラムＡは回転しないように備えること。プレス用ラムＡの内部に形成した中空状部１ａに螺子軸Ｂ1 を内装可能とすること。その螺子軸Ｂ1 を動力部Ｍと連結すること。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高精度のプレス作業ができるとともに、装置全体を小型にでき、作業効率が極めて良好とした電動プレスに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、小型部品等の組立において、圧入作業等を行うためにプレス装置を使用することが多く、そのプレス装置についても種々のものが開発されているが、その多くのプレス装置では、油圧装置を組み込んでおり、油圧により昇降する加圧用ラムを備えており、これによってプレス作業を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記油圧タイプのプレス装置については、ラムを構成する油圧装置の油圧シリンダーと該油圧シリンダーを作動させる油圧回路とから構成されているので、油圧装置全体の占める割合が大きく、そのためにプレス装置全体も大きくなる。
【０００４】さらに、油圧シリンダーの作動は、微動が困難であり、精度の高いプレス作業を行うことには向いていないし、さらにその油圧シリンダーでは昇降における速度が遅くなり、作業速度も遅くなり作業効率が低下するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、発明者は、上記課題を解決するために、本発明を螺子軸とナット体とが複数のボールを介して螺合するボール螺子のナット体を筒形状のプレス用ラムの軸方向端部に固着し、回転しないように設けたプレス用ラムに形成した中空状部に螺子軸を内装可能とし、その螺子軸を動力部と連結してなる電動プレスとしたことにより、装置全体の大きさを小型にすることができるとともに、精度の高いプレス作業ができ、上記課題を解決したものである。
【０００６】
【実施例】以下、本発明について、図面に基づいて説明すると、本発明は主に、図１に示すように、昇降動作により、被工作物Ｗに対して所望の圧力を与えるプレス用ラムＡと、該プレス用ラムＡに昇降動作を与えるボール螺子Ｂと、動力部Ｍとからなり、これらがケーシングＨの頭部枠体１６内に設けられている。
【０００７】まず、プレス用ラムＡの構造については、図２（ａ）及び（ｂ）等に示すように、筒状体に形成されたものであって、具体的には円筒状に形成された筒状本体１の内部に軸方向に沿って中空状部１ａが形成されており、該中空状部１ａの内部にボール螺子Ｂの螺子軸Ｂ1 が挿入可能となっており、プレス用ラムＡの筒状本体１の軸長方向端部箇所には、ボール螺子Ｂのナット体Ｂ2 が固着可能となるように、中空状部１ａと連結して、取付部１ｂが形成されており、該取付部１ｂ内にボール螺子Ｂのナット体Ｂ2 が装着する構成となっている。
【０００８】上記筒状本体１の具体的な形状としては、円柱状に形成され、その軸方向上部箇所にボール螺子Ｂのナット体Ｂ2 を固着し、筒状本体１の最下部には押圧体２が装着自在となるように構成されており、実際には該押圧体２が被工作物Ｗに当接して、適宜の圧力を与えるものであり、さらにその押圧体２には、歪みゲージの取付が可能に構成されることもあり、該歪みゲージによって、被工作物Ｗに与える圧力を検出することができるようになっている。
【０００９】その筒状本体１の外周側面を包むようにして筒状ガイドＧが設けられており、該筒状ガイドＧは、図２（ａ），図３等に示すように、筒状のガイド本体３の内部にガイド内周部３ａが形成されており、前記プレス用ラムＡがそのガイド内周部３ａ内を上下方向に摺動する構成となっている。
【００１０】その筒状ガイドＧがケーシングＨの頭部枠体１６内に固定され、その筒状ガイドＧに沿ってプレス用ラムＡが昇降移動を行うものであり、図２（ａ）に示すように、その筒状ガイドＧのガイド本体３の外周側面に設けた注入口４を介して、ガイド内周部３ａ内に潤滑剤を注入可能とし、筒状ガイドＧに対してプレス用ラムＡが滑らかに摺動することができる構成としている。
【００１１】また、プレス用ラムＡは、軸方向直交面上において回転しないように振れ止ガイドＦが設けられており、その具体的な実施例としては、図２（ａ），図３に示すように、そのプレス用ラムＡ及び筒状ガイドＧに隣接して振れ止ガイドＦが設けられ、該振れ止ガイドＦによってプレス用ラムＡが筒状ガイドＧ内を回転せずに、上下方向のみに移動することができるようにしたものである。
【００１２】その振れ止ガイドＦは、具体的には、図２R>２，図３に示すように、振れ止杆５及び案内部６からなり、その振れ止杆５がプレス用ラムＡの下端箇所において連結固着されるものであって、具体的には、その振れ止杆５がプレス用ラムＡの下端箇所より上方に向け、且つプレス用ラムＡに平行状となるようにして、連結板７を介して設けられ、その振れ止杆５がプレス用ラムＡの昇降に伴って上下方向に移動する構成となっている。
【００１３】さらに、その振れ止杆５が所定箇所を通過するための案内部６が頭部枠体１６内に固定され、その案内部６に沿って、振れ止杆５が上昇及び下降するようになっており、プレス用ラムＡが上下方向に移動する際に筒状ガイドＧ内を空転することがないように構成されているものであり、その上記振れ止杆５の形状としては、断面円形状の軸であって、案内部６はその振れ止杆５が遊挿可能なリング又は円筒状に形成されている。
【００１４】その振れ止杆５の上方には、図２（ａ），図３等に示すように、スイッチ作動部５ａが形成され、具体的には振れ止杆５の上方箇所が膨出状に形成されており、ケーシングＨの頭部枠体１６内に設けたプレス用ラムＡのストローク範囲を設定する上限スイッチＵｓ及び下限スイッチＬｓを作動させるように構成されているものである。
【００１５】その振れ止ガイドＦの別の実施例としては、プレス用ラムＡと筒状ガイドＧとの間に設けられるものであって、図７に示すように、プレス用ラムＡの筒状本体１の外周側面適所に軸方向に沿って突起条８が形成され、また筒状ガイドＧのガイド内周部３ａには、溝条９が筒状ガイドＧの軸方向に沿って形成され、その突起条８が溝条９に沿ってプレス用ラムＡが筒状ガイドＧ内を空転しないで昇降することができるものであり、また図示しないが上記とは逆に、その突起条８が筒状ガイドＧのガイド内周部３ａに形成され、溝条９がプレス用ラムＡの筒状本体１に形成される実施例も存在する。
【００１６】さらに、プレス用ラムＡには、上記の筒状ガイドＧを伴うものによる実施例とは別に、筒状ガイドＧを設けない実施例も存在しており、該実施例について詳述すると、図９（ａ），（ｂ）に示すように、プレス用ラムＡの周囲には筒状ガイドＧが存在しないものである。
【００１７】そのプレス用ラムＡの昇降に対応して、図８R>８及び図９（ａ）に示すように、ガイドレールＲが設けられ、該ガイドレールＲは、二本以上の複数のレール杆Ｒ1,Ｒ1,…がプレス用ラムＡの周囲に配置され、またプレス用ラムＡの筒状本体１にはそのレール杆Ｒ1,Ｒ1,…に対応する摺動可能な係止ガイド部１ｄ，１ｄ，…が形成され、そのレール杆Ｒ1,Ｒ1,…と係止ガイド部１ｄ，１ｄ，…とが対応し、プレス用ラムＡがそのレール杆Ｒ1,Ｒ1,…によって空転しないようにしながら、昇降動作を行うものである。
【００１８】また、図９（ｂ）に示すように、主要部がプレス用ラムＡと振れ止ガイドＦからなり、プレス用ラムＡに隣接して振れ止杆５及び案内部６が設けられ、その振れ止杆５がプレス用ラムＡの下端箇所において連結固着されるものである。
【００１９】そのボール螺子Ｂは、螺子軸Ｂ1 とナット体Ｂ2 とから構成されるものであって、その螺子軸Ｂ1 とナット体Ｂ2 とが複数のボールｂ，ｂ，…を介して螺合しており、その複数のボールｂ，ｂ，…が転動することにより、互いに回転するとともに、ナット体Ｂ2 が、その螺子軸Ｂ1 の軸方向に沿って上下に移動するものである。
【００２０】その螺子軸Ｂ1 は、螺子杆部１０の軸方向端部に軸部１１が一体的に形成されており、その軸部１１が頭部枠体１６内の軸受１２にて軸支され、さらに動力部Ｍに連結されており、具体的には、その螺子軸Ｂ1 の軸方向一端にプーリー１３が装着され、動力部Ｍにベルト等により連結されている。
【００２１】そのボール螺子Ｂのナット体Ｂ2 は、図２（ｂ）において前記プレス用ラムＡの筒状本体１の上端箇所に固着されるとともに、螺子軸Ｂ1 の螺子杆部１０が中空状部１ａ内に挿入可能なる構成となっており、螺子軸Ｂ1 が回転して、ナット体Ｂ2 が螺子軸Ｂ1 に沿って上下方向に移動することにより、ナット体Ｂ2 に固着されたプレス用ラムＡも上下方向に移動することができるようになっている。
【００２２】ここで、螺子軸Ｂ1 の螺子杆部１０は、プレス用ラムＡの中空状部１ａに挿入される構成であるために、螺子軸Ｂ1 が回転し、該螺子軸Ｂ1 Ｂに沿って、ナット体Ｂ2 が上方に移動するとともに、図６（ａ）に示すように、その螺子軸Ｂ1が筒状本体１の中空部１ａ内に深く入り込んで行くものである。
【００２３】ケーシングＨは、図１に示すように、被工作物Ｗを載置する作業用テーブル台座１４より上方に立上り柱部１５が設けられ、その該立上り柱部１５の上端に頭部枠体１６が設けられており、該頭部枠体１６内に動力部Ｍ、プレス用ラムＡ及びボール螺子Ｂ等の主要部が装着され、さらに筒状ガイドＧもその頭部枠体１６内に装着されており、その作業用テーブル台座１４と頭部枠体１６とは適宜に間隔をおいて離間しており、その間には構成部材が存在しないようになっている。
【００２４】そのケーシングＨの作業用テーブル台座１４の正面には、図１０に示すように、操作部１７が設けられており、さらに、頭部枠体１６には制御盤１８が取り付けられており、操作部１７にてプレス用ラムＡを昇降させるとともに、制御盤１８にて昇降ストローク，圧力等の調整を行うものである。
【００２５】
【発明の効果】請求項１においては、螺子軸Ｂ1 とナット体Ｂ2 とが複数のボールｂ，ｂ，…を介して螺合するボール螺子Ｂのナット体Ｂ2 を筒形状のプレス用ラムＡの軸方向端部に固着し、回転しないように設けたプレス用ラムＡに形成した中空状部１ａに螺子軸Ｂ1 を内装可能とし、その螺子軸Ｂ1 を動力部Ｍと連結してなる電動プレスとしたことにより、先ず第１にプレス用ラムＡの正確且つ微動な動作を実現することができるし、第２に本装置により極めて安定性のある状態で加圧作業をすることができるし、第３に装置全体を小型化することができるとともに動力部Ｍを小出力とすることができるし、第４に被工作物Ｗ等を扱う作業空間を広くすることができる等の種々の効果を奏する。
【００２６】上記効果を詳述すると、ボール螺子Ｂは、複数のボールｂ，ｂ，…を介して螺合する螺子軸Ｂ1 と、ナット体Ｂ2 とから構成されたものであり、そのナット体Ｂ2 は、プレス用ラムＡの軸方向端部に固着しており、さらに螺子軸Ｂ1 とナット体Ｂ2 とが螺合し、螺子軸Ｂ1 がプレス用ラムＡ内部の中空状部１ａ内に挿入可能な状態となっていることで、プレス用ラムＡは、ナット体Ｂ2 を介して螺子軸Ｂ1 を中空状部１ａ内に挿入可能に昇降することができる構成である。
【００２７】そして、その螺子軸Ｂ1 と動力部Ｍとが連結しているので、動力部Ｍから回転力を受けることにより螺子軸Ｂ1 が回転し、一方、そのプレス用ラムＡは回転しない構成としていることで、ナット体Ｂ2 及びプレス用ラムＡが螺子軸Ｂ1 に沿って昇降し、且つ螺子軸Ｂ1 とナット体Ｂ2 とがボールｂ，ｂ，…を介して螺合していることから、プレス用ラムＡの昇降が極めて滑らかにできる。
【００２８】また、動力部Ｍに微動可能なモータを使用することにより、螺子軸Ｂ1 を介してボール螺子Ｂのナット体Ｂ2 にも微動動作が伝達され、該ナット体Ｂ2 とともにプレス用ラムＡが微小に昇降するものであって、具体的には、図５に示すように、動力部Ｍが僅かに回転して、微小回転量ｄＲとしたときに、該微小回転量ｄＲに対応してナット体Ｂ2 を介してプレス用ラムＡのストロークも昇降量ｄＴとなり、このように螺子軸Ｂ1 が動力部Ｍより僅かな回転を受けても、ナット体Ｂ2 を介してプレス用ラムＡはこれに感応することができるものであり、これによって、螺子軸Ｂ1 も微動な昇降動作が可能となり、精密加工を要する被工作物Ｗの作業が可能となる。
【００２９】上述したように、プレス用ラムＡの昇降且つ加圧動作について、特にボール螺子Ｂを介在させたことで、一般のボルト・ナットの構成に見られるようなバックラッシがボール螺子Ｂ自体においては極めて小さいものであるために、その動きは極めて正確にすることができる。
【００３０】また、ナット体Ｂ2 及びプレス用ラムＡの同一ストローク内の上昇と下降における螺子軸Ｂ1 の回転数は、誤差がほとんど無く、略同一にできるので、被工作物Ｗに対する加圧作業での精緻且つ微妙な加圧調整が確実にできるし、しかも動力部Ｍの始動，停止に対してプレス用ラムＡの降下，上昇の応答が極めて迅速である。
【００３１】また、前述したように、プレス用ラムＡの内部には中空状部１ａを形成しており、ボール螺子Ｂの螺子軸Ｂ1 がその中空状部１ａ内に挿入可能な構成であるため、図１乃至図３等に示すように、ボール螺子Ｂの螺子軸Ｂ1 ，ナット体Ｂ2 及びプレス用ラムＡが同一軸芯上に全て揃う構成となり、主要な部品が占める空間を極めて少なくすることができ、ひいては装置全体を小型にすることができる。
【００３２】このことは、従来のタイプに見られる油圧を利用したプレス装置が、油圧回路を有することで、油圧シリンダー，ポンプ，モータ等を含めこれらが占める部分が極めて大きくなり、ひいては装置全体を大型化している原因になっていたのみならず、油圧回路の油漏れ等による被工作物Ｗの汚損を防止できるし、騒音も小さく、且つ動力部Ｍの始動，停止に対するプレス用ラムＡの応答も略瞬間的で、作業効率を極めて優れたものにできる。
【００３３】次に、ボール螺子Ｂのナット体Ｂ2 にプレス用ラムＡを設け、螺子軸Ｂ1 が動力部Ｍにより回転することで、ナット体Ｂ2 を介してプレス用ラムＡが螺子軸Ｂ1 に沿って昇降することができるとともに、ボール螺子Ｂの螺子軸Ｂ1 、或いはナット体Ｂ2 が直接に被工作物Ｗに対して当接して、加圧するものではなく、プレス用ラムＡにて被工作物Ｗに加圧するものであるから、プレス用ラムＡが螺子軸Ｂ1 より大径なるものとしたり、肉厚が充分で、当接面積を大きくしたものとすることにより、加圧作業がより一層安定したものにできるし、さらに被工作物Ｗより受ける反力に対しても、充分に耐久性を有するものにできる。
【００３４】次に、中空状部１ａを有するプレス用ラムＡの軸方向端部にナット体Ｂ2 を固着し、該ナット体Ｂ2 に螺子軸Ｂ1 を螺合し、螺子軸Ｂ1 はプレス用ラムＡの中空状部１ａ内に挿入する構成とし、且つプレス用ラムＡを回転しないようにしたことで、プレス用ラムＡは、内部に螺子軸Ｂ1 を備えつつ、またその軸方向に沿って昇降するので、その螺子軸Ｂ1 がプレス用ラムＡのガイドの役目をなすことができる。
【００３５】それゆえに、プレス用ラムＡの下端よりさらに下方には、プレス用ラムＡを支持するガイドが不要なので、プレス用ラムＡの下端より下方部分には被工作物Ｗ以外何らの部材も存在させずにすることができ、図１R>１の点線にて囲んだスペースや、図１０に示すように、広い作業空間を設けることができ、作業効率を向上させることができ、ひいては作業員の安全にも寄与するものである。さらに、プレス用ラムＡを設けたことで、歪みゲージ等の検出部材の装着が極めて容易にできる利点もある。
【００３６】次に、請求項２においては螺子軸Ｂ1 とナット体Ｂ2 とが複数のボールｂ，ｂ，…を介して螺合するボール螺子Ｂのナット体Ｂ2 を筒形状のプレス用ラムＡの軸方向端部に固着し、回転しないように設けたプレス用ラムＡに形成した中空状部１ａに螺子軸Ｂ1 を内装可能とし、且つプレス用ラムＡの外周を覆うようにして筒状ガイドＧを設け、螺子軸Ｂ1 を動力部Ｍと連結してなる電動プレスとしたことにより、まず第１にプレス用ラムＡの昇降を正確にすることができるし、第２により一層安定，確実な加圧作業を行うことができる。
【００３７】上記効果を詳述すると、筒状ガイドＧはプレス用ラムＡの外周を覆うように設けたものであって、プレス用ラムＡがその筒状ガイドＧに沿って昇降する構成とすることにより、プレス用ラムＡがボール螺子Ｂの螺子軸Ｂ1 に沿って昇降する動作を、さらに筒状ガイドＧによって、プレス用ラムＡの周囲を囲みつつ正確に昇降させることができるものである。
【００３８】次に、被工作物Ｗから加圧による反力が大きくなり、螺子軸Ｂ1 が変形を生じやすくなっても、筒状ガイドＧによってプレス用ラムＡの周囲を囲むようにしているので、プレス用ラムＡの安定した昇降を確保することができる。
【００３９】次に、請求項３においては螺子軸Ｂ1 とナット体Ｂ2 とが複数のボールｂ，ｂ，…を介して螺合するボール螺子Ｂのナット体Ｂ2 を筒形状のプレス用ラムＡの軸方向端部に固着し、プレス用ラムＡに形成した中空状部１ａに螺子軸Ｂ1 を内装可能とし、プレス用ラムＡの下端箇所より上方に向けて振れ止杆５及び該振れ止杆５が通過自在な案内部６を備えてプレス用ラムＡを回転しないように設置し、その螺子軸Ｂ1 の端部を動力部Ｍと連結してなる電動プレスとしたことにより、プレス用ラムＡの昇降時の空転を防止することができるのみならず、昇降動作を安定化させることができるものである。
【００４０】即ち、プレス用ラムＡの下端箇所より上方に設けた振れ止杆５は、案内部６を介して、プレス用ラムＡとともに昇降するものであり、その振れ止杆５が案内部６により支持され、ひいては、その振れ止杆５によりプレス用ラムＡが昇降時に空転することを防止するだけでなく、プレス用ラムＡの被工作物Ｗへの加圧動作が正確に行われるようにすることができる。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の縦断側面図
【図２】（ａ）は本発明の要部断面図
（ｂ）は本発明の要部における分解図
【図３】本発明の要部斜視図
【図４】本考案の要部断面図
【図５】本考案にて被工作物に加圧する状態を示す略示図
【図６】（ａ）はプレス用ラムが上昇した状態の略示図
（ｂ）はプレス用ラムが降下した状態の略示図
【図７】本発明の別の実施例を示す要部斜視図
【図８】本発明の別の実施例を示す要部斜視図
【図９】（ａ）及び（ｂ）は本発明の別の実施例を示す要部断面図
【図１０】本発明のケーシングの斜視図
【符号の説明】
Ａ…プレス用ラム
１ａ…中空状部
Ｂ…ボール螺子
Ｂ1 …螺子軸
Ｂ2 …ナット体
ｂ…ボール
Ｍ…動力部
Ｇ…筒状ガイド
５…振れ止杆
６…案内部

【特許請求の範囲】
【請求項１】螺子軸とナット体とが複数のボールを介して螺合するボール螺子のナット体を筒形状のプレス用ラムの軸方向端部に固着し、回転しないように設けたプレス用ラムに形成した中空状部に螺子軸を内装可能とし、その螺子軸を動力部と連結してなることを特徴とした電動プレス。
【請求項２】螺子軸とナット体とが複数のボールを介して螺合するボール螺子のナット体を筒形状のプレス用ラムの軸方向端部に固着し、回転しないように設けたプレス用ラムに形成した中空状部に螺子軸を内装可能とし、且つプレス用ラムの外周を覆うようにして筒状ガイドを設け、螺子軸を動力部と連結してなることを特徴とした電動プレス。
【請求項３】螺子軸とナット体とが複数のボールを介して螺合するボール螺子のナット体を筒形状のプレス用ラムの軸方向端部に固着し、プレス用ラムに形成した中空状部に螺子軸を内装可能とし、プレス用ラムの下端箇所より上方に向けて振れ止杆及び該振れ止杆が通過自在な案内部を備えてプレス用ラムを回転しないように設置し、その螺子軸の端部を動力部と連結してなることを特徴とした電動プレス。

【図４】