特許 6704006 ボールスクリュープレスマシン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6704006

(24)【登録日】2020年5月13日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】ボールスクリュープレスマシン

(51)【国際特許分類】

   B30B 1/18 20060101AFI20200525BHJP

   B30B 15/02 20060101ALI20200525BHJP

【ＦＩ】

   B30B1/18 Z

   B30B15/02 E

【請求項の数】5

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2018-37523(P2018-37523)

(22)【出願日】2018年3月2日

(65)【公開番号】特開2019-150844(P2019-150844A)

(43)【公開日】2019年9月12日

【審査請求日】2019年3月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000100861

【氏名又は名称】アイダエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134212

【弁理士】

【氏名又は名称】提中 清彦

(72)【発明者】

【氏名】戸田 節男

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 隆夫

【審査官】 石田 宏之

(56)【参考文献】

【文献】 特許第３２２７４４０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開昭５７−１９３２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２１６８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−０９２０２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６２−１４６５２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特許第２６１１１１９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０６−２１８５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２８９５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第３４２２０１０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００８−８７０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５９８２５６０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００７−５０４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１４４０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４０２４７１４（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ３０Ｂ １／１８

Ｂ３０Ｂ １５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動モータの回転をボールスクリュー機構を介してスライドの往復直線運動に変換し、前記スライドの往復直線運動を利用してワークをプレス成形するボールスクリュープレスマシンであって、
前記ボールスクリュー機構が、
前記電動モータにより回転駆動されると共に外周に外周螺旋状溝を備えた棒状のスクリューと、
該スクリューの外周螺旋状溝に収容される複数の転動体と、
該複数の転動体の外周側が収容される内周螺旋状溝を備えたスクリューナットと、
を含んで構成され、
前記電動モータの回転により、前記スクリューを回転させることで、前記複数の転動体を介して前記スクリューナットを往復直線運動させて、該スクリューナットと一体的な部分の下方に接続されているスライドを往復直線運動させるものにおいて、
前記スライドに取り付けられる上型と、前記スクリューと一体的な部分の上方を回転自在に支持するボールスクリュープレスの横フレームと、の間を、前記往復直線運動と略直交する平面で上下に分割し、対面する上側の分割部分と下側の分割部分の間に弾性要素からなるダンパーを配設すると共に、
上型とワークが接触したとき、前記ダンパーが圧縮されて予備加圧が開始され、前記往復直線運動方向に所定量変形したときに予備加圧が終了し、前記対面する上側の分割部分と下側の分割部分が当接しプレス加工工程の成型が開始するように、上型とワークが接触しない状態において、当該対面する上側の分割部分と下側の分割部分の間に所定隙間が設けられている
ことを特徴とするボールスクリュープレスマシン。

【請求項2】

前記分割部分が、前記スクリューナットと上下方向に関して一体的な部分と、前記スライドと、との接続部分であることを特徴とする請求項１に記載のボールスクリュープレスマシン。

【請求項3】

前記分割部分が、前記スクリューと上下方向に関して一体的な部分と、前記横フレームと、の間であることを特徴とする請求項１に記載のボールスクリュープレスマシン。

【請求項4】

電動モータの回転をボールスクリュー機構を介してスライドの往復直線運動に変換し、前記スライドの往復直線運動を利用してワークをプレス成形するボールスクリュープレスマシンであって、
前記ボールスクリュー機構が、
前記電動モータにより回転駆動されると共に外周に外周螺旋状溝を備えた棒状のスクリューと、
該スクリューの外周螺旋状溝に収容される複数の転動体と、
該複数の転動体の外周側が収容される内周螺旋状溝を備えたスクリューナットと、
を含んで構成され、
前記電動モータの回転により、前記スクリューを回転させることで、前記複数の転動体を介して前記スクリューナットを往復直線運動させて、該スクリューナットと一体的な部分の下方に接続されているスライドを往復直線運動させるものにおいて、
前記スライドに取り付けられる上型に対応して本ボールスクリュープレスマシンのボルスタ上に備えられる下型と、前記ボルスタを支持するボールスクリュープレスの基台と、の間を、前記往復直線運動と略直交する平面で上下に分割し、対面する上側の分割部分と下側の分割部分の間に弾性要素からなるダンパーを配設すると共に、
上型とワークが接触したとき、前記ダンパーが圧縮されて予備加圧が開始され、前記往復直線運動方向に所定量変形したときに予備加圧が終了し、前記対面する上側の分割部分と下側の分割部分が当接しプレス加工工程の成型が開始するように、上型とワークが接触しない状態において、当該対面する上側の分割部分と下側の分割部分の間に所定隙間が設けられている
ことを特徴とするボールスクリュープレスマシン。

【請求項5】

前記分割部分が、前記ボルスタと、当該ボルスタを支持するボールスクリュープレスの基台と、の間であることを特徴とする請求項４に記載のボールスクリュープレスマシン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サーボモータ等の電動モータを動力源とする回転運動をボールスクリュー機構を介して直線運動に変換してスライドを上下動させるボールスクリュープレス（マシン）に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ボールスクリュープレスの負荷時の衝撃（金型によるワークの加圧開始時など）によるオーバーロード等のボールスクリュー機構等に対する過負荷対策は、例えば、ボールスクリュー機構の外周ねじ部（スクリュー）に作用する負荷をロードセル等により検出し、その結果に基づいてボールスクリュー機構に所定以上の負荷が作用しないようにサーボモータの出力トルクを制御するといったフィードバック制御によって行われていた。

【0003】

しかし、上述したようなフィードバック制御では、実際に負荷を検出してから制御するため、制御遅れなど応答性の影響などもあることから、ボールスクリュー機構に過負荷が衝撃的に加わってしまうおそれがあり、ボールスクリュー機構の転動体や転動面等に大きなダメージが残り、高負荷、長寿命に対する要請に十分に応えることができないおそれがあった。

【0004】

このような衝撃の緩和のために、例えば、特許文献１では、スライドとスクリューナットの間にオーバーロードを逃がすための油圧室（衝撃緩衝機構）を設けるなどの方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−２８９４９８公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１のような粘弾性流体の油圧室からの流出流量を制御することで減衰を制御する装置では、油圧ユニットや油圧シリンダ、ピストン、配管やセンサー類、更には制御システムが必要となり複雑かつ高価な装置となる。

【0007】

また、特許文献１では、ゴムなどの粘弾性材をスライドとスクリューナットの間に介装することなども提案されている。

【0008】

しかし、引用文献１の装置は、ゴムなどの粘弾性材を衝撃緩衝機構として用いる場合であっても、油圧室或いはゴム等により衝撃を吸収した後においても、スライドとスクリューナットの間に発生している加圧力を、常に油圧室或いはゴム等により支える構成であるため、非対称な成形で偏心荷重が発生するような状態で成形するような場合には、金型延いてはスライドが傾斜し易くなるなど、簡単な構成のままで成形精度（製品精度）を高く保つことが難しく、かつ、金型寿命が短くなるおそれがあるといった実情があった。

【0009】

なお、金型延いてはスライドが傾斜しないようにスライドガイド等により高精度にスライドの動きを案内することも考えられるが、傾斜に伴い横方向への荷重が大きくスライドガイドに作用するため、スライドガイドの大容量化が必要となったり、スライドガイドの摩耗が大きくなるため、スライドガイド面にかじりや固着等が発生し易くなるため、メンテナンスや部品の交換のサイクルが短くなるといった実情があった。

【0010】

本発明は、上述した各種実情に鑑みなされたもので、簡単かつ低コストな構成でありながら、ボールスクリュープレスの負荷作用時（プレス成形開始時）にボールスクリュー機構に作用する衝撃を緩和することができると共に、成形の際の加工精度を高く維持することができ、更に金型やスライドガイド等の寿命を長く維持することができるボールスクリュープレスマシンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

このため、本発明に係るボールスクリュープレスマシンは、
電動モータの回転をボールスクリュー機構を介してスライドの往復直線運動に変換し、前記スライドの往復直線運動を利用してワークをプレス成形するボールスクリュープレスマシンであって、
前記ボールスクリュー機構が、
前記電動モータにより回転駆動されると共に外周に外周螺旋状溝を備えた棒状のスクリューと、
該スクリューの外周螺旋状溝に収容される複数の転動体と、
該複数の転動体の外周側が収容される内周螺旋状溝を備えたスクリューナットと、
を含んで構成され、
前記電動モータの回転により、前記スクリューを回転させることで、前記複数の転動体を介して前記スクリューナットを往復直線運動させて、該スクリューナットと一体的な部分の下方に接続されているスライドを往復直線運動させるものにおいて、
前記スライドに取り付けられる上型と、前記スクリューと一体的な部分の上方を回転自在に支持するボールスクリュープレスの横フレームと、の間を、前記往復直線運動と略直交する平面で上下に分割し、対面する上側の分割部分と下側の分割部分の間に弾性要素からなるダンパーを配設すると共に、
上型とワークが接触したとき、前記ダンパーが圧縮されて予備加圧が開始され、前記往復直線運動方向に所定量変形したときに予備加圧が終了し、前記対面する上側の分割部分と下側の分割部分が当接しプレス加工工程の成型が開始するように、上型とワークが接触しない状態において、当該対面する上側の分割部分と下側の分割部分の間に所定隙間が設けられている
ことを特徴とする。

【0012】

本発明において、
前記分割部分が、前記スクリューナットと上下方向に関して一体的な部分と、前記スライドと、との接続部分であることを特徴とすることができる。

【0013】

本発明において、
前記分割部分が、前記スクリューと上下方向に関して一体的な部分と、前記横フレームと、の間であることを特徴とすることができる。

【0014】

また、本発明に係るボールスクリュープレスマシンは、
電動モータの回転をボールスクリュー機構を介してスライドの往復直線運動に変換し、前記スライドの往復直線運動を利用してワークをプレス成形するボールスクリュープレスマシンであって、
前記ボールスクリュー機構が、
前記電動モータにより回転駆動されると共に外周に外周螺旋状溝を備えた棒状のスクリューと、
該スクリューの外周螺旋状溝に収容される複数の転動体と、
該複数の転動体の外周側が収容される内周螺旋状溝を備えたスクリューナットと、
を含んで構成され、
前記電動モータの回転により、前記スクリューを回転させることで、前記複数の転動体を介して前記スクリューナットを往復直線運動させて、該スクリューナットと一体的な部分の下方に接続されているスライドを往復直線運動させるものにおいて、
前記スライドに取り付けられる上型に対応して本ボールスクリュープレスマシンのボルスタ上に備えられる下型と、前記ボルスタを支持するボールスクリュープレスの基台と、の間を、前記往復直線運動と略直交する平面で上下に分割し、対面する上側の分割部分と下側の分割部分の間に弾性要素からなるダンパーを配設すると共に、
上型とワークが接触したとき、前記ダンパーが圧縮されて予備加圧が開始され、前記往復直線運動方向に所定量変形したときに予備加圧が終了し、前記対面する上側の分割部分と下側の分割部分が当接しプレス加工工程の成型が開始するように、上型とワークが接触しない状態において、当該対面する上側の分割部分と下側の分割部分の間に所定隙間が設けられている
ことを特徴とする。

【0015】

また、当該本発明において、
前記分割部分が、前記ボルスタと、当該ボルスタを支持するボールスクリュープレスの基台と、の間であることを特徴とすることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、簡単かつ低コストな構成でありながら、ボールスクリュープレスの負荷作用時（プレス成形開始時）にボールスクリュー機構に作用する衝撃を緩和することができると共に、成形の際の加工精度を高く維持することができ、更に金型やスライドガイド等の寿命を長く維持することができるボールスクリュープレスマシンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施の形態の実施例１に係るボールスクリュープレスの正面方向から見た断面図である。

【図2】（Ａ）はバランサ無しボールスクリュープレスのボールスクリュー機構（ボールとスクリューとスクリューナットの間）の力の伝達の様子を説明するための部分拡大図であり、（Ｂ）はバランサ付きボールスクリュープレスのボールスクリュー機構（ボールとスクリューとスクリューナットの間）の力の伝達の様子を説明するための部分拡大図である。

【図3】（Ａ）はボールスクリュープレスによる前方押し出し加工のプレス加工工程の予備加圧開始時（上型パンチが素材Ｗに接触（タッチ）したとき）のダンパーの様子（弾性変形開始）を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に続く同プレス加工工程の成形開始時（＝予備加圧終了：プレッシャープレートの下面とダンパーホルダ上面がメタルコンタクトを開始したとき）のダンパーの様子（弾性変形完了）を示す図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に続く同プレス加工工程のスライド下死点での様子を示す図である。

【図4】実施例１に係るボールスクリュープレスで前方押し出し加工をした場合の荷重線図である。

【図5】従来のボールスクリュープレスで前方押し出し加工をした場合の荷重線図である。

【図6】実施例１のボールスクリュープレスによる前方押し出し加工のプレス加工工程の予備加圧開始時（上型パンチが素材にタッチしたとき）のダンパーの様子を拡大して示す図である。

【図7】実施例１のボールスクリュープレスによる前方押し出し加工のプレス加工工程の成形開始時（＝予備加圧終了：上型パンチとスクリューナットがメタルコンタクトを開始したとき）のダンパーの様子を拡大して示す図である。

【図8】実施例１のボールスクリュープレスによる前方押し出し加工のプレス加工工程のスライド下死点でのダンパーの様子を示す図である。

【図9】（Ａ）は本実施の形態の実施例２に係るボールスクリュープレスを正面方向から見た断面図であり、（Ｂ）はスクリューを回転自在に支持するベアリング付近の部分拡大断面図である。

【図10】（Ａ）は本実施の形態の実施例３に係るボールスクリュープレスを正面方向から見た断面図であり、（Ｂ）は下型を支持するボルスタ及びベッド付近の拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、本発明の一実施の形態に係るボールスクリュー式のプレスマシン（ボールスクリュープレス）ついて、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態（実施例）により、本発明が限定されるものではない。

【実施例1】

【0019】

図１は、本実施の形態の実施例１に係るボールスクリュープレス１のスライド３０内にダンパー７０を設けた場合の一例を示している。

【0020】

ボールスクリュープレス１では、図１に示すように、ボールスクリュープレス１の基台１Ａと略一体的な上部横フレーム（ビーム）２に対して軸受３を介してメインギヤ４に接続されたスクリュー２１のシャフト部２１Ｃが回転自在に略垂直に支持されている。

【0021】

このメインギヤ４には、駆動ギヤ５が噛合され、当該駆動ギヤ５は基台１Ａに対して略一体的に支持されているサーボモータ６により回転駆動される構成となっている。

【0022】

メインギヤ４には、ボールスクリュー機構２０のスクリュー（棒状の外周ねじ）２１のシャフト部２１Ｃが接続されている。スクリュー２１は、円柱状要素の外周に螺旋状に成形された溝部（外周ねじ部：外周螺旋状溝）２１Ａ、フランジ部２１Ｂ及びシャフト部２１Ｃを備えて構成されている。

【0023】

ここで、上部横フレーム（ビーム）２が本発明に係る横フレームの一例に相当し、メインギヤ４に接続されたスクリュー２１のシャフト部２１Ｃが、本発明に係る「スクリューと一体的な部分の上方」の一例に相当している。

【0024】

前記外周螺旋状溝２１Ａには、複数のボール（鋼球、セラミック球等の球状要素、転動体）２２が収容され、この収容されたボール２２のスクリュー２１の回転中心に関して外周側が収容される内周に螺旋状の溝（内周ねじ部：内周螺旋状溝）２３Ａを備えたスクリューナット２３が複数のボールを介して螺合されている。

【0025】

上記スクリュー２１、複数のボール（転動体）２２、スクリューナット２３がボールスクリュー機構２０を構成している。なお、一般的なボールスクリュー機構と同様に、複数のボール（球状要素）２２をスクリューナット２３の下端側から上端側へ戻すリターン通路などを設けることも可能である。

【0026】

そして、実施例１では、スクリューナット２３の下方には、スクリューナット２３の下方から突出したスクリュー２１を内部に収容可能なスクリューボディ２４がスクリューナット２３と一体的に設けられていると共に、このスクリューボディ２４の下端にはスライド３０を揺動自在に支持するためのスライドジョイント部２５が設けられている。

【0027】

スライドジョイント部２５は球状の自在継手を介してスライド３０を揺動自在に支持している。
また、スライドジョイント部２５が、スライド３０に対して垂直軸廻りに回転しないように廻り止め２５Ａが設けられている。これにより、スクリューナット２３がスクリュー２１の回転中心廻りに回転不能に支持されることになる。

【0028】

ここで、スライドジョイント部２５が、本発明に係る「スクリューナットと一体的な部分の下方」の一例に相当している。

【0029】

スライド３０は、リニアガイドであるスライドガイド３１等を介して、ボールスクリュープレス１の基台１Ａに対して、垂直方向に昇降可能（上下動可能）に支持されている。
なお、スライド３０の下面には上型（上金型）４０が取り付けられていると共に、当該上型４０と協働して材料をプレス成形する下型（下金型）５０が、基台１Ａ（ボルスタ５１、ベッド５２）に支持されている。

【0030】

このような構成を備えたボールスクリュープレス１では、サーボモータ６を所定方向に回転させることで、スクリュー２１を所定方向（例えば正転方向）に回転させることになるが、これにより、スクリュー２１の螺旋状溝２１Ａと、これに対応して形成されているスクリューナット２３の内周螺旋状溝２３Ａと、これらの間に収容されている複数のボール（球状要素）２２と、により構成されるボールスクリュー機構２０による回転運動−直線運動変換機能を介して、スクリューナット２３延いてはスライドジョイント部２５及びスライド３０が、下方に向けて直線移動される。

【0031】

これとは逆に、サーボモータ６を先ほどとは逆の方向に回転させることで、スクリュー２１を所定方向（例えば逆転方向）に回転させることになるが、これにより、ボールスクリュー機構２０による回転運動−直線運動変換機能を介して、スクリューナット２３延いてはスライドジョイント部２５及びスライド３０が、上方に向けて直線移動される。

【0032】

すなわち、ボールスクリュープレス１は、サーボモータ６の回転運動を、ボールスクリュー機構２０を介してスライド３０の直線往復運動に変換することでスライド３０延いては上型４０を上下動させて、下型５０上の素材（ワーク）Ｗに対してプレス成形を行うことができるようになっている。

【0033】

ここで、実施例１では、図１に示したように、スライド３０は、バランサ６０により吊り上げられている。
バランサ６０は、例えば、シリンダ６１の内部空間を上下で仕切り上部室６１Ａと下部室６１Ｂに画成しているピストン６２の下端に取り付けられているコネクティングロッド６３によってスライド３０を接続し（吊り下げ）ている。そして、例えば、シリンダ６１の下部室６１Ｂ内のエアなどの流体（オイル等の液体でもよい）の圧力によって、スライド３０の重量を支える（押し上げる）ことでバランサとして機能するように構成されている。

【0034】

ここにおいて、バランサ６０を設けない場合には、スライド３０を含むスクリューナット２３側の重量は、ボール２２を介してスクリュー２１によって支えられるので、図２（Ａ）の状態になっている。
すなわち、スクリューナット２３の内周螺旋状溝２３Ａの上方面と、ボール２２の上方面と、が当接し、これとは反対側のボール２２の下方面は、スクリュー２１の外周螺旋状溝２１Ａの下方面と当接していて、スクリュー２１に作用するスクリューナット２３（スライド３０）側の重量に起因する力の伝達経路は図２（Ａ）中の矢印Ａのようになっている（図２（Ａ）参照）。

【0035】

これに対して、実施例１のように、バランサ６０を設けた場合には、スライド３０を含むスクリューナット２３が上方に押し上げられた状態（図２（Ｂ）参照）となるので、クリューナット２３の内周螺旋状溝２３Ａの下方面と、ボール２２の下方面と、が当接し、これとは反対側のボール２２の上方面が、スクリュー２１の外周螺旋状溝２１Ａの上方面と当接していて、図２（Ｂ）に示すように、バランサ６０延いてはスクリューナット２３によりスクリュー２１を押し上げるように作用する力の伝達経路は図２（Ｂ）中の矢印Ｂのようになっている。

【0036】

このように（図２（Ｂ）の状態となるように）、バランサ６０でスクリューナット２３延いてはスライド３０を吊ることで、上型（パンチ）４０が下降して下型５０に載置されている素材（ワーク）にタッチを開始してスクリューナット２３に圧縮荷重（上金型４０延いてはスライド３０がスクリューナット２３を上方に押し上げる荷重）が発生しても、既にスクリューナット２３はスクリュー２１の荷重側にボール（鋼球）２２を介して押しつけられているので、バランサ６０を設けない場合のように、スクリューナット２３がスクリュー２１やボール２２との間のガタ分（遊び分）を移動することはなく、ガタ分（遊び分）に起因した衝撃の緩和には貢献する。

【0037】

しかし、バランサ６０でのスライド３０の吊り（押し上げ）は、予め荷重方向にスクリューナット２３を押し上げておくことでガタ分を取るだけに留まっており、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）に接触（タッチ）を開始したときの衝撃荷重の低減には寄与しない。

【0038】

なぜなら、バランサ６０の吊力は素材（ワーク）を押す反力でなく、フレーム（基台１Ａ）から来ているので、どんなにバランサ６０の吊力を強くしても、衝撃荷重の低減にはならない。

【0039】

このような実情に鑑み、実施例１では、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）に接触（タッチ）を開始したときのボールスクリュー機構に作用する衝撃荷重の低減のために、ゴム、スプリング、流体（エア圧や油圧クッションなど）等の弾性要素からなるダンパー７０をスクリューナット２３とスライド３０との間に介装した。

【0040】

具体的には、スクリューボディ２４の下端に設けられているスライドジョイント部２５の下側の球状部とこれに対応した凹部形状を有して当接するスクリューナット側部材（プレッシャープレート）２６と、スライド３０と、の間に、ダンパー７０を備えるように構成した。

【0041】

なお、図１に示すように、初期状態（上型４０と素材（ワーク）Ｗが接触する前の状態）において、スクリューナット側部材（プレッシャープレート）２６の下面２６Ａと、これと対面しているスライド３０側のダンパーホルダ上面３０Ａと、は所定隙間Ｓをもつように構成（調整）されている。

【0042】

ところで、実施例１に係るダンパー７０は、図１において垂直方向から見たときに環状（リング状）に構成されている。但し、これに限定されるものはなく、ダンパー７０は、周方向に複数に分割して同心的に点在させるような構成とすることも可能である。

【0043】

当該ダンパー７０の弾性変形により、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）Ｗに接触（タッチ）を開始したときのボールスクリュー機構２０に作用する衝撃荷重を吸収して低減することができ、これにより、ボールスクリュー機構２０の転動体や転動面（スクリューナット２３の内周螺旋状溝２３Ａと、ボール２２と、クリュー２１の外周螺旋状溝２１Ａ等）にダメージが発生することを抑制することができ、以ってボールスクリュープレスの高負荷化、長寿命化に対する要請に十分に応えることが可能となる。

【0044】

また、実施例１では、ダンパー７０がボールスクリュー機構２０に作用する衝撃荷重を吸収した後の弾性変形により上型（パンチ）４０やスライド３０が下型５０や基台１Ａに対して傾斜することを抑制して、成形精度（製品精度）を高く保つことを可能にすると共に、金型やスライドガイド等の長寿命を可能にするために、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）Ｗにタッチを開始してから所定の加圧状態になったら（ダンパー７０が所定量弾性変形して縮んだら）、スクリューナット側部材（プレッシャープレート）２６の下面２６Ａが、これと対面配置されているスライド３０側の当接面（ダンパーホルダ上面）３０Ａと直接的に当接（金属同士が当接し合う所謂メタルコンタクト）するように構成されている。

【0045】

以下に、より詳細に、実施例１に係るボールスクリュープレス１について説明する。
従来のスクリュープレス（バランサ付：ダンパーレス）を用いて、図３に示すような前方押し出し加工をした場合の荷重線図は、図５のようになり、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）Ｗに接触してから成形（変形）が開始されると急激に荷重が上昇して衝撃荷重Ｆが生じる。その後、成形が進み、スライド下死点で成形が完了する。なお、荷重は、基台１Ａの垂直方向に配設されるコラム等にロードセルやひずみゲージを設置することで検出している。但し、スクリューナット２３やスライド３０等の垂直方向荷重を検出してもよいものである。

【0046】

一方、実施例１に係るボールスクリュープレス１では、以下のように衝撃荷重が緩和される。
すなわち、一例を説明すると、
実施例１に係るボールスクリュープレス１では、プレス能力、ダンパー７０等の諸元を、例えば、
プレス能力：２０００ｋＮ
製品：前方押し出し品（加工荷重：２０００ｋＮ）（成形開始荷重：１０００ｋＮ）
ダンパー仕様（入手容易）：５００ｋＮにて、たわみ量＝５．１ｍｍ≒５ｍｍ
とする。
そして、実施例１では、ダンパー７０が、図１、図３のように、スクリューナット２３とスライド３０の間に配置されている。

【0047】

実施例１に係るボールスクリュープレス１の場合には、図３に示すような前方押し出し加工をした場合の荷重線図は、図４のようになり、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）Ｗと接触しても、ダンパー７０の伝達荷重能力が低いので、ダンパー７０のみがたわみ（弾性変形し）、弾性変形（弾性係数）による傾きＸ（荷重／時間）をもって伝達荷重を増していく（図４の符号Ａ、図６参照）。

【0048】

なお、図３（Ａ）はボールスクリュープレス１による前方押し出し加工のプレス加工工程の予備加圧開始時（上型パンチ４０が素材Ｗに接触（タッチ）したとき）のダンパー７０の様子（弾性変形開始）を示す図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の後の同プレス加工工程の成形開始時（＝予備加圧終了：プレッシャープレート２６の下面２６Ａとダンパーホルダ上面３０Ａがメタルコンタクトを開始したとき）のダンパー７０の様子（弾性変形完了）を示す図であり、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）の後の同プレス加工工程のスライド下死点での様子を示す図である。

【0049】

その後、伝達荷重がプリロード（予荷重）Ｙまで達すると、ダンパー７０が５ｍｍほどたわみ（伝達荷重５００ｋＮでのストローク長）、プレッシャープレート２６の下面２６Ａとダンパーホルダ上面３０Ａが直接接触する（図４の符号Ｂ、図７参照）。このときまでは、素材（ワーク）Ｗには、ダンパー７０がたわんだ時間を掛けて、ダンパー７０の伝達荷重が加えられるため衝撃荷重とはならない。

【0050】

次に、プレッシャープレート２６の下面２６Ａとダンパーホルダ上面３０Ａが直接接触後、スライド３０が更に下降して成形が開始されるまでの荷重の上昇分が、実施例１での衝撃荷重Ｚとなる（図４の符号Ｃ）。その後、さらにスライド３０が下降して加工が進み、下死点にて成形が完了する（図４の符号Ｄ、図８参照）。

【0051】

ここで、従来のボールスクリュープレス（ダンパー７０を備えない）による衝撃荷重Ｆと比較すると、実施例１に係るボールスクリュープレス１の衝撃荷重はＺ（＝Ｆ−Ｙ）であり、ボールスクリュー機構２０に作用する衝撃荷重はほぼ半減される効果がある（図４参照）。

【0052】

このように、実施例１によれば、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）Ｗにタッチを開始したときのボールスクリュー機構２０に作用する衝撃荷重を低減することができ、これにより、ボールスクリュー機構２０の転動体や転動面（スクリューナット２３の内周螺旋状溝２３Ａと、ボール２２と、クリュー２１の外周螺旋状溝２１Ａ等）にダメージが発生することを抑制することができ、以ってボールスクリュープレスの高負荷化、長寿命化に貢献可能である。

【0053】

また、実施例１では、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）Ｗにタッチを開始してから所定の加圧状態になったら（ダンパー７０が所定量変形して縮んだら）、スクリューナット２３と少なくとも上下方向（スクリューナット２３に作用する圧縮荷重方向）に関して一体的なスクリューナット側部材（プレッシャープレート）２６の下面２６Ａと、スライド３０側の当接面（ダンパーホルダ上面）３０Ａと、を直接的に当接（所謂メタルコンタクト）させるように構成したので、ダンパー７０によりボールスクリュー機構２０に作用する衝撃荷重を吸収させることを可能にしながら、上型（パンチ）４０やスライド３０が下型５０や基台１Ａに対して傾斜することを抑制することができるため、成形精度（製品精度）を高く保つことを可能にすると共に、金型やスライドガイド等の長寿命を可能にすることができる。

【0054】

なお、ダンパー７０のプリロードの大きさやたわみ量（ストローク長）は上述した数値等に限定されるものではなく、素材（ワーク）やプレス成形の仕様や内容等に応じて適宜に変更することできる。

【0055】

また、ダンパー７０のプリロードの大きさやたわみ量（ストローク長）を、素材（ワーク）やプレス成形の仕様や内容等に応じて適宜に変更する機構（ダンパーホルダ上面３０Ａの上面からのダンパー７０の突出量調整機構や流体圧制御機構など）を備えることも可能である。

【0056】

以上のように、実施例１によれば、簡単かつ低コストな構成でありながら、ボールスクリュープレスの負荷作用時（プレス成形開始時）にボールスクリュー機構に作用する衝撃を緩和することができると共に、成形の際の加工精度を高く維持することができ、更に金型やスライドガイド等の寿命を長く維持することができるボールスクリュープレスマシンを提供することができる。

【0057】

なお、実施例１によれば、ダンパー７０は、プレス成形の際に発生する荷重を常にすべて受けるわけではなく、ダンパー７０が所定量変形した後は、他の部位を金属接触させることで、ダンパー７０をそれ以上変形させないようにしているので、ダンパー７０の経時劣化を抑制でき長寿命化させることが可能である。

【0058】

なお、実施例１では、「スクリューナット２３と少なくとも上下方向（スクリューナット２３に作用する圧縮荷重方向）に関して一体的なスクリューナット側部材（プレッシャープレート）２６の下面２６Ａ」と、これと対面する「スライド３０側の当接面（ダンパーホルダ上面）３０Ａと」が、本発明に係る「対面する上側の分割部分と下側の分割部分」の一例に相当している。但し、当該例に限定されるものではなく、本発明に係る「対面する上側の分割部分と下側の分割部分」に該当する部位であれば、他の部分を上下に分割することも可能である。

【実施例2】

【0059】

次に、本実施の形態に係る実施例２について説明する。
図９は、実施例２に係るボールスクリュープレス１００の基台１Ａと略一体的な上部横フレーム（ビーム）２に対してメインギヤ４延いてはスクリュー２１を回転自在に支持している軸受（アンギュラベアリング）３を支持しているベアリングユニット１３０内にダンパー１１０を設けた場合の一例を示している。
なお、実施例１と同様の要素については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0060】

実施例２に係るボールスクリュープレス１００は、図９に示すように、メインギヤ４に接続されたスクリュー２１のシャフト部２１Ｃ延いてはこれと一体的なボールスクリュー機構２０のスクリュー２１を、上部横フレーム２に対して回転自在かつ略垂直に支持するベアリングユニット１３０の内部に、ダンパー１１０を備えている。

【0061】

より詳細には、実施例２では、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）Ｗにタッチを開始したときのボールスクリュー機構２０に作用する衝撃荷重の低減のために、ゴム、スプリング、流体（エア圧や油圧クッションなど）等の弾性要素からなるダンパー１１０を、スクリュー２１と少なくとも上下方向（スクリュー２１に作用する圧縮荷重方向）に関して一体的なインナーホルダー１３５の内向きフランジ部１３５Ａの上面と、上部横フレーム２と略一対に取り付けられているベアリングホルダー１３６の内向きフランジ部１３６Ａの下面１３６Ｂと、の間に配設した。

【0062】

実施例２のベアリングユニット１３０は、図９に示したように、メインギヤ４に接続されたスクリュー２１のシャフト部２１Ｃの外周に嵌挿（挿入保持）されているインナーレース１３１と、ベアリングホルダー１３６の内側に保持されているインナーホルダー１３５の内側に嵌挿（挿入保持）されているアウターレース１３２と、インナーレース１３１とアウターレース１３２の間に転動自在に支持される転動体（球状要素、鋼球）１３３と、を含んで構成されている。

【0063】

また、実施例２のベアリングユニット１３０においては、シャフト部２１Ｃの外周に螺合等されている外向きフランジ部２１Ｂとスペーサー１３４によりインナーレース１３１を上下方向に挟み込むことで、アウターレース１３２との間に支持している転動体１３３に予圧を与えて遊びなどを無くしつつ、アウターレース１３２をインナーホルダー１３５の内向きフランジ部１３５Ａ延いてはベアリングホルダー１３６の内向きフランジ部１３６Ａに押し付けることで、インナーレース１３１、アウターレース１３２、転動体１３３、インナーホルダー１３５がベアリングホルダー１３６に支持されるように構成されている。

【0064】

そして、実施例２では、インナーホルダー１３５は、その下端を支持板１３７にて支持されつつ、ベアリングホルダー１３６に対して垂直方向（シャフト部２１Ｃの長手方向）に沿って移動可能に収容されていると共に、インナーホルダー１３５の内向きフランジ部１３５Ａの上面と、ベアリングホルダー１３６の内向きフランジ部１３６Ａの下面と、の間に、ダンパー１１０が介装されている。

【0065】

なお、初期状態（上型４０と素材（ワーク）Ｗが接触する前の状態）において、インナーホルダー１３５の円筒部１３５Ｂの上面１３５Ｃと、これと対面しているベアリングホルダー１３６の内向きフランジ部１３６Ａの下面１３６Ｂと、は所定隙間Ｓをもつように配設されている。

【0066】

ところで、実施例１に係るダンパー１１０も、実施例１と同様に、図９において垂直方向から見たときに環状（リング状）に構成されている。但し、これに限定されるものはなく、ダンパー１１０は、周方向に複数に分割して同心的に点在させるような構成とすることも可能である。

【0067】

実施例２においても、当該ダンパー１１０の弾性変形により、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）Ｗにタッチを開始したときのボールスクリュー機構２０に作用する衝撃荷重を吸収して低減することができ、これにより、ボールスクリュー機構２０の転動体や転動面（スクリューナット２３の内周螺旋状溝２３Ａと、ボール２２と、クリュー２１の外周螺旋状溝２１Ａ等）にダメージが発生することを抑制することができ、以ってボールスクリュープレスの高負荷化、長寿命化に対する要請に十分に応えることが可能となる。

【0068】

そして、実施例２では、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）Ｗにタッチを開始してから所定の加圧状態になったら（ダンパー１１０が所定量弾性変形して縮んだら）、インナーホルダー１３５の円筒部１３５Ｂの上面１３５Ｃと、ベアリングホルダー１３６の内向きフランジ部１３６Ａの下面１３６Ｂと、が直接的に当接（金属同士が当接し合う所謂メタルコンタクト）するように構成されている。

【0069】

これにより、ボールスクリュー機構２０に作用する衝撃荷重を吸収した後のダンパー１１０の弾性変形により上型（パンチ）４０やスライド３０が下型５０や基台１Ａに対して傾斜することを抑制することができ、以って成形精度（製品精度）を高く保つことを可能にすると共に、金型やスライドガイド等の長寿命を可能にすることができる。

【0070】

このように、実施例２によれば、実施例１と同様に、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）Ｗにタッチを開始したときのボールスクリュー機構２０に作用する衝撃荷重を低減することができ、これにより、ボールスクリュー機構２０の転動体や転動面（スクリューナット２３の内周螺旋状溝２３Ａと、ボール２２と、クリュー２１の外周螺旋状溝２１Ａ等）にダメージが発生することを抑制することができ、以ってボールスクリュープレスの高負荷化、長寿命化に貢献可能である。

【0071】

また、実施例２では、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）Ｗにタッチを開始してから所定の加圧状態になったら（ダンパー１１０が所定量変形して縮んだら）、インナーホルダー１３５の円筒部１３５Ｂの上面１３５Ｃと、ベアリングホルダー１３６の内向きフランジ部１３６Ａの下面１３６Ｂと、が直接的に当接（所謂メタルコンタクト）させるように構成したので、ダンパー１１０によりボールスクリュー機構２０に作用する衝撃荷重を吸収させることを可能にしながら、上型（パンチ）４０やスライド３０が下型５０や基台１Ａに対して傾斜することを抑制することができるため、成形精度（製品精度）を高く保つことを可能にすると共に、金型やスライドガイド等の長寿命を可能にすることができる。

【0072】

以上のように、実施例２によれば、簡単かつ低コストな構成でありながら、ボールスクリュープレスの負荷作用時（プレス成形開始時）にボールスクリュー機構に作用する衝撃を緩和することができると共に、成形の際の加工精度を高く維持することができ、更に金型やスライドガイド等の寿命を長く維持することができるボールスクリュープレスマシンを提供することができる。

【0073】

なお、実施例２によっても、実施例１と同様に、ダンパー１１０は、プレス成形の際に発生する荷重を常にすべて受けるわけではなく、ダンパー１１０が所定に変形した後は、他の部位を金属接触させることで、ダンパー１１０をそれ以上変形させないようにしているので、ダンパー１１０の経時劣化を抑制でき長寿命化させることに貢献可能である。

【0074】

ところで、実施例２では、「ベアリングホルダー１３６の内向きフランジ部１３６Ａの下面１３６Ｂ」と、これと対面する「インナーホルダー１３５の円筒部１３５Ｂの上面１３５Ｃ」が、本発明に係る「対面する上側の分割部分と下側の分割部分」の一例に相当している。但し、当該例に限定されるものではなく、本発明に係る「対面する上側の分割部分と下側の分割部分」に該当する部位であれば、他の部分を上下に分割することも可能である。

【実施例3】

【0075】

続いて、本実施の形態に係る実施例３について説明する。
図１０は、実施例３に係るボールスクリュープレス２００の基台１Ａと一体的なベッド５２と、下型５０を支持しているボルスタ５１と、の間にダンパー２１０を設けた場合の一例を示している。
なお、実施例１と同様の要素については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0076】

より詳細には、実施例３に係るボールスクリュープレス２００は、図１０に示すように、実施例１と同様の弾性要素からなるダンパー２１０を、ベッド５２の上面側に凹設した凹部５２Ａに環状（リング状）のダンパー２１０を収容し、ダンパー２１０の上面がボルスタ５１の下面５１Ａと接触してボルスタ５１側の重量を支持している。

【0077】

なお、初期状態（上型４０と素材（ワーク）Ｗが接触する前の状態）において、ボルスタ５１の下面５１Ａと、これと対面するベッド５２の上面５２Ａと、は所定隙間Ｓをもつように配設されている。

【0078】

なお、実施例３に係るダンパー２１０も、実施例１と同様に、図１０において垂直方向から見たときに環状（リング状）に構成されている。但し、これに限定されるものはなく、ダンパー２１０は周方向に複数に分割して同心的に点在させるような構成とすることも可能である。

【0079】

また、ボルスタ５１は、直動案内機構として機能するガイドポスト２１１を介して、ベッド５２に対して垂直方向（上下方向）に移動可能に支持されている。

【0080】

実施例３においても、当該ダンパー２１０の弾性変形により、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）Ｗにタッチを開始したときのボールスクリュー機構２０に作用する衝撃荷重を吸収して低減することができ、これにより、ボールスクリュー機構２０の転動体や転動面（スクリューナット２３の内周螺旋状溝２３Ａと、ボール２２と、クリュー２１の外周螺旋状溝２１Ａ等）にダメージが発生することを抑制することができ、以ってボールスクリュープレスの高負荷化、長寿命化に対する要請に十分に応えることが可能となる。

【0081】

そして、実施例３では、上型（パンチ）４０が素材（ワーク）Ｗにタッチを開始してから所定の加圧状態になったら（ダンパー２１０が所定量弾性変形して縮んだら）、ボルスタ５１の下面５１Ａと、ベッド５２の上面５２Ａと、が直接的に当接（金属同士が当接し合う所謂メタルコンタクト）するように構成されている。

【0082】

これにより、ボールスクリュー機構２０に作用する衝撃荷重を吸収した後のダンパー２１０の弾性変形により下型５０やボルスタ５１が上型４０や基台１Ａに対して傾斜することを抑制することができ、以って成形精度（製品精度）を高く保つことを可能にすると共に、金型やスライドガイド等の長寿命を可能にすることができる。

【0083】

以上のように、実施例３によれば、簡単かつ低コストな構成でありながら、ボールスクリュープレスの負荷作用時（プレス成形開始時）にボールスクリュー機構に作用する衝撃を緩和することができると共に、成形の際の加工精度を高く維持することができ、更に金型やスライドガイド等の寿命を長く維持することができるボールスクリュープレスマシンを提供することができる。

【0084】

なお、実施例３によっても、実施例１と同様に、ダンパー２１０は、プレス成形の際に発生する荷重を常にすべて受けるわけではなく、ダンパー２１０が所定に変形した後は、他の部位を金属接触させることで、ダンパー２１０をそれ以上変形させないようにしているので、ダンパー２１０の経時劣化を抑制でき長寿命化させることに貢献可能である。

【0085】

ところで、実施例３では、「ボルスタ５１の下面５１Ａ」と、これと対面する「ベッド５２の上面５２Ａ」が、本発明に係る「対面する上側の分割部分と下側の分割部分」の一例に相当している。但し、当該例に限定されるものではなく、本発明に係る「対面する上側の分割部分と下側の分割部分」に該当する部位であれば、他の部分を上下に分割することも可能である。

【0086】

なお、本発明は、上述した実施例を例示したが、当該実施例に限定されるものではなく、
電動モータの回転をボールスクリュー機構を介してスライドの往復直線運動に変換し、前記スライドの往復直線運動を利用してワークをプレス成形するボールスクリュープレスマシンであって、
前記ボールスクリュー機構が、
前記電動モータにより回転駆動されると共に外周に外周螺旋状溝を備えた棒状のスクリューと、
該スクリューの外周螺旋状溝に収容される複数の転動体と、
該複数の転動体の外周側が収容される内周螺旋状溝を備えたスクリューナットと、
を含んで構成され、
前記電動モータの回転により、前記スクリューを回転させることで、前記複数の転動体を介して前記スクリューナットを往復直線運動させて、該スクリューナットと一体的な部分の下方に接続されているスライドを往復直線運動させるものにおいて、
前記スライドに取り付けられる上型と、前記スクリューと一体的な部分の上方を回転自在に支持するボールスクリュープレスの横フレームと、の間を、前記往復直線運動と略直交する平面で上下に分割し、対面する上側の分割部分と下側の分割部分の間に弾性要素からなるダンパーを配設すると共に、
上型とワークが接触した後、前記ダンパーが圧縮されて前記往復直線運動方向に所定量変形したときに、前記対面する上側の分割部分と下側の分割部分が当接するように、上型とワークが接触しない状態において、当該対面する上側の分割部分と下側の分割部分の間に所定隙間Ｓが設けられているボールスクリュープレスマシンであれば本発明の範囲に含まれるものである。

【0087】

更に、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、
電動モータの回転をボールスクリュー機構を介してスライドの往復直線運動に変換し、前記スライドの往復直線運動を利用してワークをプレス成形するボールスクリュープレスマシンであって、
前記ボールスクリュー機構が、
前記電動モータにより回転駆動されると共に外周に外周螺旋状溝を備えた棒状のスクリューと、
該スクリューの外周螺旋状溝に収容される複数の転動体と、
該複数の転動体の外周側が収容される内周螺旋状溝を備えたスクリューナットと、
を含んで構成され、
前記電動モータの回転により、前記スクリューを回転させることで、前記複数の転動体を介して前記スクリューナットを往復直線運動させて、該スクリューナットと一体的な部分の下方に接続されているスライドを往復直線運動させるものにおいて、
前記スライドに取り付けられる上型に対応して本ボールスクリュープレスマシンのボルスタ上に備えられる下型と、前記ボルスタを支持するボールスクリュープレスの基台と、の間を、前記往復直線運動と略直交する平面で上下に分割し、対面する上側の分割部分と下側の分割部分の間に弾性要素からなるダンパーを配設すると共に、
上型とワークが接触した後、前記ダンパーが圧縮されて前記往復直線運動方向に所定量変形したときに、前記対面する上側の分割部分と下側の分割部分が当接するように、上型とワークが接触しない状態において、当該対面する上側の分割部分と下側の分割部分の間に所定隙間Ｓが設けられているボールスクリュープレスマシンであれば本発明の範囲に含まれるものである。

【0088】

以上で説明した実施の形態（各実施例）は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0089】

１ ボールスクリュープレスマシン
１Ａ 基台（フレーム）
２ 上部横フレーム（本発明に係る横フレームの一例に相当）
３ 軸受（ベアリング）
４ メインギヤ
４Ａ シャフト部
６ サーボモータ
２０ ボールスクリュー機構２０
２１ スクリュー（棒状の外周ねじ）
２２ 複数のボール（鋼球、セラミック球等の球状要素、転動体）
２３ スクリューナット２３
２４ スクリューボディ
２５ スライドジョイント部２５
２６ プレッシャープレート
２６Ａ スクリューナット側部材（プレッシャープレート）の下面
３０ スライド
３０Ａ スライド側の当接面（ダンパーホルダ上面）
４０ 上型（上金型）
５０ 下型（下金型）
５１ ボルスタ
５１Ａ ボルスタの下面
５２ ベッド
５２Ａ ベッドの上面
７０，１１０，２１０ ダンパー（減衰機構）
１３０ ベアリングユニット
１３４ スペーサー
１３５ インナーホルダー
１３５Ｃ インナーホルダーの円筒部の上面
１３６ ベアリングホルダー
１３６Ｂ ベアリングホルダーの内向きフランジ部の下面
Ｓ 所定隙間
Ｗ 素材（ワーク）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】