特許 7126734 プレス装置

(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】

(24)【登録日】2022-08-19

(45)【発行日】2022-08-29

(54)【発明の名称】プレス装置

(51)【国際特許分類】

   B30B 1/18 20060101AFI20220822BHJP

   B30B 1/26 20060101ALI20220822BHJP

   B21J 15/16 20060101ALI20220822BHJP

【ＦＩ】

B30B1/18 B

B30B1/26 F

B21J15/16 P

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021570625

(86)(22)【出願日】2020-01-17

(86)【国際出願番号】 JP2020001594

(87)【国際公開番号】W WO2021144991

(87)【国際公開日】2021-07-22

【審査請求日】2021-10-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000208857

【氏名又は名称】第一電通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001117

【氏名又は名称】特許業務法人ぱてな

(72)【発明者】

【氏名】江口 剛志

(72)【発明者】

【氏名】井上 貴広

(72)【発明者】

【氏名】宮田 昌和

【審査官】豊島 唯

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－４７９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３２４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２０３３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－６２０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５０４５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５１０００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３０５５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０１３００６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ３０Ｂ １／１８

Ｂ３０Ｂ １／２６

Ｂ２１Ｊ １５／００ － １５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１フレーム部と、前記第１フレーム部と第１方向で対面する第２フレーム部と、前記第１フレーム部と前記第２フレーム部とを接続する接続フレーム部とからなるフレームと、
回転軸を回転させるサーボモータと、前記第１フレーム部と前記第２フレーム部との間で前記第１方向で往復動可能なラムと、前記回転軸の回転を前記ラムの往復動に変換する動力伝達機構と、前記ラムの負荷を測定可能な負荷測定手段とを有し、前記フレームに設けられたサーボプレスとを備えたプレス装置において、
前記フレームはロボットアームに固定され、
前記第１フレーム部内又は前記接続フレーム部内には、前記サーボモータを収納するモータ室が抉られて形成され、
前記動力伝達機構は、少なくとも一部が前記第１フレーム部内に設けられていることを特徴とするプレス装置。

【請求項2】

前記動力伝達機構は、前記第１方向に延びるナットと、前記ナット内で前記第１方向に延びるねじ軸と、前記ナットと前記ねじ軸との間に配置された複数個のボールとを有するボールねじ機構と、
荷重を伝達しつつ回り止め機能を有する直動機構とを備え、
前記第１フレーム部内に前記ボールねじ機構が設けられ、
前記ナット及び前記ねじ軸の一方は前記回転軸によって回転駆動され、
前記ナット及び前記ねじ軸の他方は、前記直動機構によって前記フレームと相対回転不能な状態で前記ラムと一体をなしている請求項１記載のプレス装置。

【請求項3】

前記動力伝達機構は、前記回転軸の回転を前記ボールねじ機構に伝達する減速機構を備え、
前記第１フレーム部内に前記減速機構が設けられている請求項２記載のプレス装置。

【請求項4】

前記ナットが前記回転軸によって回転駆動され、
前記直動機構は、前記フレームに設けられ、前記第１方向に延びるガイド部と、前記ねじ軸又はラムに設けられ、前記ガイド部に案内される被ガイド部とを有する直動ガイドである請求項２又は３記載のプレス装置。

【請求項5】

前記動力伝達機構は、前記第１方向に延びるナットと、前記ナット内で前記第１方向に延びるねじ軸と、前記ナットと前記ねじ軸との間に配置された複数の遊星ローラねじとを有する遊星ローラねじ機構と、
荷重を伝達しつつ回り止め機能を有する直動機構とを備え、
前記第１フレーム部内に前記遊星ローラねじ機構が設けられ、
前記ナット及び前記ねじ軸の一方は前記回転軸によって回転駆動され、
前記ナット及び前記ねじ軸の他方は、前記直動機構によって前記フレームと相対回転不能な状態で前記ラムと一体をなしている請求項１記載のプレス装置。

【請求項6】

前記動力伝達機構は、前記回転軸の回転を前記遊星ローラねじ機構に伝達する等速機構を備え、
前記第１フレーム部内に前記等速機構が設けられている請求項５記載のプレス装置。

【請求項7】

前記ねじ軸が前記回転軸によって回転駆動され、
前記直動機構は、前記第１フレーム部に設けられ、前記第１方向に延びる第１ボール溝と、前記ナットに設けられ、前記第１方向に延びる第２ボール溝と、前記第１ボール溝と前記第２ボール溝との間に設けられた複数個のボールとを有するボールスプラインであり、
前記第１フレーム部内に前記直動機構が設けられている請求項５又は６記載のプレス装置。

【請求項8】

前記サーボモータは、前記回転軸と一体回転するロータと、ステータとを有し、
前記接続フレーム部又は第１フレーム部は、前記ステータを固定している請求項１乃至７のいずれか１項記載のプレス装置。

【請求項9】

第２回転軸を回転させる第２サーボモータと、前記第１フレーム部と前記第２フレーム部との間で前記第１方向で往復動可能な第２ラムと、前記第２回転軸の回転を前記第２ラムの往復動に変換する第２動力伝達機構と、前記第２ラムの負荷を測定可能な第２負荷測定手段とを有し、前記フレームに設けられた第２サーボプレスとを備え、
前記ラムと前記第２ラムとは対面している請求項１乃至８のいずれか１項記載のプレス装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はプレス装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１、２に従来のプレス装置が開示されている。これらのプレス装置は、フレームと、フレームに設けられたサーボプレスとを備えている。

【0003】

フレームは、第１フレーム部と、第１フレーム部と第１方向で対面する第２フレーム部と、第１フレーム部と第２フレーム部とを接続する接続フレーム部とからなる。フレームはＣ形状又はＵ形状をしている。

【0004】

サーボプレスは、サーボモータと、ラムと、動力伝達機構と、負荷測定手段とを有している。サーボモータは、コントローラによって作動し、回転軸を回転させる。ラムは第１フレーム部と第２フレーム部との間で第１方向で往復動可能であり、ラムには金型等が固定される。動力伝達機構は、回転軸の回転をラムの往復動に変換する。負荷測定手段は、ラムの負荷を測定可能である。

【0005】

このプレス装置は、例えばロボットアームに設けられ、種々の位置でリベット等を金型等によって加圧することが可能である。特に、このプレス装置は、加圧時のラムの負荷を負荷測定手段によって測定できることから、加圧の適否も保証することが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開２０１９／０１３００６号公報

【文献】国際公開２０１９／０１３００７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、上記従来のプレス装置では、サーボモータ及び動力伝達機構がフレーム外に設けられているため、フレームからサーボモータ及び動力伝達機構の全体が突出し、大型化している。このため、このプレス装置を例えばロボットアームに設けた場合、ロボットアームの移動に制限を生じやすく、リベット等の加圧位置が限定されやすい。

【0008】

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、加圧の適否を保証可能であるとともに、加圧位置が限定され難い小型のプレス装置を提供することを解決すべき課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のプレス装置は、第１フレーム部と、前記第１フレーム部と第１方向で対面する第２フレーム部と、前記第１フレーム部と前記第２フレーム部とを接続する接続フレーム部とからなるフレームと、
回転軸を回転させるサーボモータと、前記第１フレーム部と前記第２フレーム部との間で前記第１方向で往復動可能なラムと、前記回転軸の回転を前記ラムの往復動に変換する動力伝達機構と、前記ラムの負荷を測定可能な負荷測定手段とを有し、前記フレームに設けられたサーボプレスとを備えたプレス装置において、
前記フレームはロボットアームに固定され、
前記第１フレーム部内又は前記接続フレーム部内には、前記サーボモータを収納するモータ室が抉られて形成され、
前記動力伝達機構は、少なくとも一部が前記第１フレーム部内に設けられていることを特徴とする。

【0010】

本発明のプレス装置では、サーボモータが第１フレーム部内又は接続フレーム部内に設けられ、動力伝達機構の少なくとも一部が第１フレーム部内に設けられているため、フレームから突出する部分を小さくしたり、無くしたりするすることができる。また、このプレス装置においても、加圧時のラムの負荷を測定できる。

【0011】

したがって、本発明のプレス装置は、加圧の適否を保証可能であるとともに、小型で加圧位置が限定され難い。

【0012】

動力伝達機構は、第１方向に延びるナットと、ナット内で第１方向に延びるねじ軸と、ナットとねじ軸との間に配置された複数個のボールとを有するボールねじ機構と、
荷重を伝達しつつ回り止め機能を有する直動機構とを備え、
第１フレーム部内にボールねじ機構が設けられ得る。また、ナット及びねじ軸の一方は回転軸によって回転駆動され得る。さらに、ナット及びねじ軸の他方は、直動機構によってフレームと相対回転不能な状態でラムと一体をなし得る。この場合、サーボプレスで多用されているボールねじ機構が動力伝達機構を構成し、構造の簡素化を実現できる。

【0013】

ボールねじ機構が動力伝達機構を構成する場合、ナットが回転軸によって回転駆動されることが好ましい。また、直動機構は、フレームに設けられ、第１方向に延びるガイド部と、ねじ軸又はラムに設けられ、ガイド部に案内される被ガイド部とを有する直動ガイドであることが好ましい。この場合、ねじ軸が回転軸によって回転駆動される場合よりも、動力伝達機構のボールねじ機構の全長の短縮化を実現できる。また、ねじ軸がラムと一体となり、簡易な直動ガイドによって直動機構を構成することができるため、構造の簡素化をより実現できる。

【0014】

動力伝達機構は、第１方向に延びるナットと、ナット内で第１方向に延びるねじ軸と、ナットとねじ軸との間に配置された複数の遊星ローラねじとを有する遊星ローラねじ機構と、
荷重を伝達しつつ回り止め機能を有する直動機構とを備え、
第１フレーム部内に遊星ローラねじ機構が設けられ得る。また、ナット及びねじ軸の一方は回転軸によって回転駆動され得る。さらに、ナット及びねじ軸の他方は、荷重を伝達しつつ回り止め機能を有する直動機構によってフレームと相対回転不能な状態でラムと一体をなし得る。この場合、遊星ローラねじ機構が動力伝達機構を構成し、動力伝達機構が大きな荷重を伝達できることから、プレス装置が付与できる荷重を大きくできる。また、遊星ローラねじ機構はリードが細かいため、減速機を不要にでき、プレス装置の小型化をより実現できる。

【0015】

遊星ローラねじ機構が動力伝達機構を構成する場合、ねじ軸が回転軸によって回転駆動されることが好ましい。また、直動機構は、第１フレーム部に設けられ、第１方向に延びる第１ボール溝と、ナットに設けられ、第１方向に延びる第２ボール溝と、第１ボール溝と第２ボール溝との間に設けられた複数個のボールとを有するボールスプラインであることが好ましい。この場合、ナットがラムと一体となり、直動ガイドよりも小容積のボールスプラインによって直動機構を構成することができるため、より小型化を実現できる。

【0016】

サーボモータは、回転軸と一体回転するロータと、ステータとを有し得る。接続フレーム部又は第１フレーム部は、ステータを固定していることが好ましい。この場合、接続フレーム部又は第１フレーム部がモータハウジングを兼ねるため、モータハウジングが不要となり、部品点数の削減による製造コストの低廉化を実現できる。

【0017】

本発明のプレス装置はサーボプレスが一つであってもよく、サーボプレスが二つ以上であってもよい。サーボプレスが一つである場合、サーボモータはフレームの第１フレーム部内又は接続フレーム部内に設けられる。つまり、フレームはサーボモータが設けられていない部分が第２フレーム部となる。サーボプレスが二つである場合、本発明のプレス装置はフレームに設けられた第２サーボプレスとを備え得る。第２サーボプレスは、第２回転軸を回転させる第２サーボモータと、第１フレーム部と第２フレーム部との間で第１方向で往復動可能な第２ラムと、第２回転軸の回転を第２ラムの往復動に変換する第２動力伝達機構と、第２ラムの負荷を測定可能な第２負荷測定手段とを有し得る。そして、ラムと第２ラムとは対面していることも好ましい。この場合、ラムと第２ラムとによってワークの両側から加圧を行うことが可能となる。

【発明の効果】

【0018】

本発明のプレス装置は、加圧の適否を保証可能であるとともに、従来よりも小型で加圧位置が限定され難い。このため、このプレス装置を例えばロボットアームに設けた場合、ロボットアームの移動に制限を生じ難く、種々の位置でリベット等の加圧を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、実施例１のプレス装置に係り、ラムが上昇した状態の断面図である。

【図2】図２は、実施例１のプレス装置に係り、ラムが下降した状態の断面図である。

【図3】図３は、実施例２のプレス装置の断面図である。

【図4】図４は、実施例３のプレス装置に係り、ラムが上昇した状態の断面図である。

【図5】図５は、実施例３のプレス装置に係り、ラムが下降した状態の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を具体化した実施例１～３を図面を参照しつつ説明する。

【0021】

（実施例１）
実施例１のプレス装置は、図１及び図２に示すように、フレーム１と、フレーム１に設けられたサーボプレス３１とを備えている。

【0022】

フレーム１は、第１フレーム部１１と、第１フレーム部１１と第１方向ｘで対面する第２フレーム部１３と、第１フレーム部１１と第２フレーム部１３とを接続する接続フレーム部１５とからなる。第１フレーム部１１と第２フレーム部１３とは、第１方向ｘと直交する第２方向ｙに延びている。フレーム１はＣ形状又はＵ形状をしている。以下、フレーム１の第１フレーム部１１側を上側とし、フレーム１の第２フレーム部１３を下側とする。

【0023】

第２フレーム部１３と接続フレーム部１５とはＬ形状に一体に鋳造されている。接続フレーム部１５には第１方向ｘに延びる円柱状に抉られたモータ室１５ａが上面から凹設されている。接続フレーム部１５には第２方向ｙに延びる第１本体１７が締結され、第１本体１７には第２方向ｙに延びる第２本体１９が締結されている。接続フレーム部１５、第１本体１７及び第２本体１９は図示しない複数本のボルトによって締結されている。第１本体１７及び第２本体１９が第１フレーム部１１を構成している。

【0024】

第２本体１９には第１方向ｘに円筒状に延びる軸受ハウジング２１が複数本のボルト２３によって締結されている。また、軸受ハウジング２１には環状の軸受カバー２５が接合されている。

【0025】

第１本体１７には、モータ室１５ａと同軸をなし、第１方向ｘに延びる第１軸孔１７ａが貫設されているとともに、第１軸孔１７ａと平行な第２軸孔１７ｂが貫設されている。第２本体１９内にはギヤ室１９ａが形成されている。第１本体１７、第２本体１９、軸受ハウジング２１及び軸受カバー２５内にはギヤ室１９ａと連通するナット室２７が形成されている。

【0026】

接続フレーム部１５には、モータ室１５ａの下側に第１軸受２９ａが設けられているとともに、第１軸孔１７ａのモータ室１５ａ側に第１軸受２９ａと同軸の第２軸受２９ｂが設けられている。また、接続フレーム部１５には第１軸孔１７ａのギヤ室１９ａ側に第１、２軸受２９ａ、２９ｂと同軸の第３軸受２９ｃが設けられ、第２本体１９には第１～３軸受２９ｃと同軸の第４軸受２９ｄが設けられている。

【0027】

また、接続フレーム部１５には第３軸受２９ｃの隣に第５軸受２９ｅが設けられ、第２本体１９には第４軸受２９ｄの隣に第５軸受２９ｅと同軸の第６軸受２９ｆが設けられている。さらに、接続フレーム部１５には第５軸受２９ｅの隣に第７軸受２９ｇが設けられ、軸受ハウジング２１及び軸受カバー２５には第６軸受２９ｆの隣に第７軸受２９ｇと同軸の第８軸受２９ｈが設けられている。

【0028】

サーボプレス３１は、サーボモータ３３と、ラム３５と、動力伝達機構４０と、ロードセル３７とを有している。サーボモータ３３は、回転軸３３ａと、ロータ３３ｂと、ロータ３３ｂ周りに配置されたステータ３３ｃとを有している。ロータ３３ｂは回転軸３３ａと一体回転する。回転軸３３ａは第１軸受２９ａと第２軸受２９ｂとに軸支されている。ステータ３３ｃはモータ室１５ａの内周に固定されている。

【0029】

第１軸孔１７ａ内に突出する回転軸３３ａには四角柱部３３ｄが形成されている。第３軸受２９ｃと第４軸受２９ｄとには第１軸３９が軸支され、回転軸３３ａの四角柱部３３ｄは第１軸３９の係合穴３９ａに係合している。第１軸３９には第１歯車４１が固定されている。

【0030】

第５軸受２９ｅと第６軸受２９ｆとには第２軸４３が軸支されている。第２軸４３には第２歯車４５と第３歯車４７とが固定されている。第２歯車４５は、第１歯車４１よりも大径であり、歯数も多い。第３歯車４７は、第２歯車４５よりも小径であり、歯数も少ない。第２歯車４５は第１歯車４１と噛み合っており、第３歯車４７は第２歯車４５より第５軸受２９ｅ側に位置している。

【0031】

第７軸受２９ｇには円筒状の回転台４９が軸支され、第８軸受２９ｈには円筒状のナットホルダ５１が軸支されている。回転台４９とナットホルダ５１との間にはナット５３と第４歯車５５とが複数本のボルト５７によって固定されている。これら回転台４９、ナット５３、第４歯車５５及びナットホルダ５１は、第７軸受２９ｇと第８軸受２９ｈとに軸支されている。ナットホルダ５１の上端には雌ねじが形成されており、第８軸受２９ｈはワッシャ５９ａを介し、ナットホルダ５１の雌ねじと螺合するナット５９によってナットホルダ５１に挟持されている。第４歯車５５は、第３歯車４７よりも大径であり、歯数も多い。第４歯車５５は第３歯車４７と噛み合っている。

【0032】

ナット５３及びナットホルダ５１内には第１方向ｘに延びるねじ軸６１が設けられている。軸受ハウジング２１にはロードセル３７が固定されている。ナット５３の内周面には１条のねじ溝５３ａが凹設され、ねじ軸６１の外周面にも１条のねじ溝６１ａが凹設され、ねじ溝５３ａとねじ溝６１ａとの間には複数個のボール６３が転動可能に設けられている。ナット５３には、ねじ溝５３ａとねじ溝６１ａとの間で各ボール６３が循環する循環通路が形成されている。

【0033】

ラム３５は、ねじ軸６１の下端に複数本のボルト６５によって固定されている。接続フレーム部１５には第１方向ｘに延びるガイド部１５ｂが形成され、ラム３５にはガイド部１５ｂに案内される被ガイド部３５ａが形成されている。ガイド部１５ｂはレール状をなし、被ガイド部３５ａはガイド部１５ｂを紙面の手前側と奥側とで挟むようになっている。第１本体１７とラム３５との間にはゴム製の蛇腹６７が設けられている。ラム３５には金型等が固定されるようになっている。

【0034】

ナット５３、ねじ軸６１及び複数個のボール６３がボールねじ機構１０を構成している。ガイド部１５ｂ及び被ガイド部３５ａは、荷重を伝達しつつ回り止め機能を有する直動ガイド２０を構成している。第１～８軸受２９ａ～２９ｈ、第１軸３９、第１歯車４１、第２軸４３、第２歯車４５、第３歯車４７及び第４歯車５５が減速機構３０を構成している。ボールねじ機構１０、直動ガイド２０及び減速機構３０が動力伝達機構４０を構成している。

【0035】

コントローラ６９は、サーボモータ３３のステータ３３ｃとロードセル３７とに接続されている。サーボモータ３３は、コントローラ６９によって作動し、回転軸３３ａを回転させる。ロードセル３７は、負荷測定手段として、ラム３５、ねじ軸６１、ナット５３、ナットホルダ５１、軸受２９ｈ、軸受カバー２５及び軸受ハウジング２１を介してねじ軸６１に作用する荷重を検出する。コントローラ６９は図示しないコンピュータに接続されている。接続フレーム部１５、第１本体１７及び第２本体１９はプレート７１、７３によってロボットアーム７５に固定されるようになっている。

【0036】

このプレス装置によってプレス工程を行う場合、ロボットアーム７５がプレス装置を種々の位置に移動させ、コントローラ６９がサーボモータ３３を作動させる。まず、図１に示すように、サーボモータ３３がロータ３３ｂを駆動し、回転軸３３ａが回転する。回転軸３３ａの回転は第１軸３９及び第２軸４３を介して回転台４９、ナット５３、第４歯車５５及びナットホルダ５１に伝達される。この間、回転軸３３ａの回転数が減速される。ナット５３が回転することにより、図２に示すように、ねじ軸６１が第１フレーム部１１から第２フレーム部１３に向かって第１方向ｘに延びる。

【0037】

このため、ラム３５が直動ガイド２０でガイドされ、フレーム１と相対回転不能な状態で第２フレーム部１３に向かって第１方向ｘに下降する。このため、種々の位置でリベット等を金型等によって加圧することが可能である。特に、このプレス装置では、ロードセル３７が加圧時のねじ軸６１に作用する荷重を測定し、コンピュータは、各荷重とラム３５の移動距離とに基づいて加圧時の適否を判断し、各加圧力を記録する。サーボモータ３３が回転軸３３ａを逆方向に回転すれば、ラム３５は第２フレーム部１３から遠ざかるように第１方向ｘに上昇する。

【0038】

この間、このプレス装置では、サーボモータ３３が接続フレーム部１５内に設けられ、動力伝達機構４０の減速機構３０が第１フレーム部１１内に設けられているため、フレーム１からはボールねじ機構１０の一部が突出するだけである。直動ガイド２０はフレーム１の大型化とは無関係である。特に、このプレス装置は、公知のサーボプレスで多用されているボールねじ機構１０が動力伝達機構４０を構成している。また、ナット５３が回転軸３３ａによって回転駆動されることから、ねじ軸６１が回転軸３３ａによって回転駆動される場合よりも、動力伝達機構４０のボールねじ機構１０の全長の短縮化を実現できる。また、ねじ軸６１がラム３５と一体となり、簡易な直動ガイド２０によって直動機構を構成している。このため、構造の簡素化を実現している。また、このプレス装置においても、ねじ軸６１に作用する荷重を通じて加圧時のラム３５の負荷を測定できる。

【0039】

したがって、このプレス装置は、加圧の適否を保証可能であるとともに、従来よりも小型で加圧位置が限定され難い。このため、このプレス装置をロボットアーム７５に設けても、ロボットアーム７５の移動に制限を生じ難く、種々の位置でリベット等の加圧を行うことができる。

【0040】

また、このプレス装置は、接続フレーム部１５がステータ３３ｃを固定しており、接続フレーム部１５がモータハウジングを兼ねているため、モータハウジングが不要となり、部品点数の削減による製造コストの低廉化を実現できる。

【0041】

（実施例２）
実施例２のプレス装置は、図３に示すように、第１、２サーボプレス５０、６０を備えている。第１サーボプレス５０は実施例１のサーボプレス３１と同様であり、第２サーボプレス６０は実施例１のサーボプレス３１を上下反転させて第２フレーム部１３に設けたものである。

【0042】

第１サーボプレス５０は、第１回転軸５２ａを回転させる第２サーボモータ５２と、第１フレーム部１１と第２フレーム部１３との間で第１方向ｘで往復動可能な第１ラム５４と、第１回転軸５２ａの回転を第１ラム５４の往復動に変換する第１動力伝達機構５６と、第１ラム５４の負荷を測定可能な第１ロードセル５８とを有している。

【0043】

第２サーボプレス６０は、第２回転軸６２ａを回転させる第２サーボモータ６２と、第１フレーム部１１と第２フレーム部１３との間で第１方向ｘで往復動可能な第２ラム６４と、第２回転軸６２ａの回転を第２ラム６４の往復動に変換する第２動力伝達機構６６と、第２ラム６４の負荷を測定可能な第２ロードセル６８とを有している。

【0044】

コントローラ７０は、第１サーボモータ５２のステータと第１ロードセル５８とに接続されているとともに、第２サーボモータ６２のステータと第２ロードセル６８とに接続されている。第１、２サーボモータ５２、６２はコントローラ７０によって作動し、第１、２回転軸５２ａ、６２ａを同調して回転させる。この際、第１、２サーボモータ５２、６２は同調作動してもよく、ワークに合わせ、一方が動作して接触後、他方が動作を始めるように作動してもよい。第１ロードセル５８は第１ラム５４を介してねじ軸に作用する荷重を検出し、第２ロードセル６８は第２ラム６４を介してねじ軸に作用する荷重を検出する。接続フレーム部１５及び第１フレーム部１１はプレート７１、７３によってロボットアーム７５に固定されるようになっている。第１ラム５４と第２ラム６４とは対面している。

【0045】

実施例２のプレス装置では、第１ラム５４と第２ラム６４とによってワークの両側から加圧を行うことが可能ある。他の作用効果は実施例１と同様である。

【0046】

（実施例３）
実施例３のプレス装置は、図４及び図５に示すように、フレーム７７と、フレーム７７に設けられたサーボプレス１０１とを備えている。

【0047】

フレーム７７は、第１フレーム部７９と、第１フレーム部７９と第１方向ｘで対面する第２フレーム部８１と、第１フレーム部７９と第２フレーム部８１とを接続する接続フレーム部８３とからなる。第１フレーム部７９と第２フレーム部８１とは、第１方向ｘと直交する第２方向ｙに延びている。以下、フレーム７７の第１フレーム部７９側を上側とし、フレーム７７の第２フレーム部８１を下側とする。

【0048】

第１フレーム部７９、第２フレーム部８１及び接続フレーム部８３はＣ形状又はＵ形状に一体に鋳造されている。第１フレーム部７９には、第１方向ｘに延びる円柱状に抉られたモータ室７９ａと、モータ室７９ａと平行に延びる円柱状に抉られたナット室７９ｂとが上面から凹設されている。

【0049】

第１フレーム部７９には、モータ室７９ａの下側に第１軸受８５ａが設けられているとともに、モータ室７９ａの上側に第１スペーサ７９ｃが固定され、第１スペーサ７９ｃには第１軸受８５ａと同軸の第２軸受８５ｂが設けられている。また、第１フレーム部７９には、ナット室７９ｂの上側に第２スペーサ７９ｄが固定され、第２スペーサ７９ｄには第３軸受８５ｃと、第３軸受８５ｃと同軸の第４軸受８５ｄとが設けられている。第１スペーサ７９ｃ及び第２スペーサ７９ｄは第１フレーム部７９の一部である。

【0050】

サーボプレス１０１は、サーボモータ１０３と、ラム１０５と、動力伝達機構１１０と、ロードセル１０７とを有している。サーボモータ１０３は、回転軸１０３ａと、ロータ１０３ｂと、ロータ１０３ｂ周りに配置されたステータ１０３ｃとを有している。ロータ１０３ｂは回転軸１０３ａと一体回転する。回転軸１０３ａは第１軸受８５ａと第２軸受８５ｂとに軸支されている。ステータ１０３ｃはモータ室７９ａの内周に固定されている。

【0051】

モータ室７９ａから上方に突出する回転軸１０３ａには第１プーリ１０９が固定され、第１プーリ１０９は回転軸１０３ａに係合した締結具１１１によって抜け止めされている。第２スペーサ７９ｄ内では、ねじ軸１１３が第３軸受８５ｃと第４軸受８５ｄとに軸支されている。ナット室７９ｂから上方に突出するねじ軸１１３には第２プーリ１１５が固定され、第２プーリ１１５はねじ軸１１３に係合した締結具１１７によって抜け止めされている。第１プーリ１０９と第２プーリ１１５との間にはタイミングベルト１１９が巻き掛けられている。第１フレーム部７９の上端には、第１プーリ１０９、第２プーリ１１５、タイミングベルト１１９等を覆うカバー７９ｅが固定されている。カバー７９ｅは第１フレーム部７９の一部である。

【0052】

ナット室７９ｂの下側には第３スペーサ１２１が固定されている。第３スペーサ１２１も第１フレーム部７９の一部である。第３スペーサ１２１の内周面には第１方向ｘに延びる複数本の第１ボール溝１２１ａが凹設されている。

【0053】

第３スペーサ１２１内にはナット１２３が配置されている。ナット１２３は有底円筒状をなしている。円筒状のナットを採用することも可能である。ナット１２３の外周面には第１方向ｘに延びる複数本の第２ボール溝１２３ａが凹設されている。第１ボール溝１２１ａと第２ボール溝１２３ａとの間には、複数個のボール１２５が設けられている。各ボール１２５はボール保持器１２８に保持されている。第１ボール溝１２１ａ、ボール１２５及び第２ボール溝１２３ａは、荷重を伝達しつつ回り止め機能を有するボールスプライン８０を構成している。

【0054】

ナット１２３の上面にはリング状のストッパ１２４が固定されている。ストッパ１２４の外径は、第２ボール溝１２３ａよりも大径であるが、第１ボール溝１２１ａよりも小径である。このため、ナット１２３は、ストッパ１２４がボール保持器１２８と当接するまで、第３スペーサ１２１内を移動可能となっている。

【0055】

第１フレーム部７９の下面には第３スペーサ１２１の下端と当接するリング状のボールホルダ１２２が固定されている。ボールホルダ１２２の内径は、第２ボール溝１２３ａよりも大径であるが、第１ボール溝１２１ａよりも小径である。このため、ボール保持器１２８はボールホルダ１２２によって落下しないようになっている。

【0056】

ナット１２３の内周面には雌ねじ１２３ｂが形成されている。ねじ軸１１３はナット１２３内まで延びている。ねじ軸１１３の下部の外周面には雄ねじ１１３ａが形成されている。ナット１２３とねじ軸１１３との間には、複数個の遊星ローラねじ１２７が設けられている。各遊星ローラねじ１２７は、ナット１２３の雌ねじ１２３ｂと、ねじ軸１１３の雄ねじ１１３ａとに螺合している。各遊星ローラねじ１２７は、図示しないホルダによってねじ軸１１３回りの互いとの角度が維持されるようになっている。ラム１０５は、ナット１２３の下端に複数本のボルト１２６によって固定されている。

【0057】

第１～４軸受８５ａ～８５ｄ、第１プーリ１０９、第２プーリ１１５及びタイミングベルト１１９が等速機構９０を構成している。ナット１２３、ねじ軸１１３及び遊星ローラねじ１２７は遊星ローラねじ機構１００を構成している。遊星ローラねじ機構１００、ボールスプライン８０及び等速機構９０が動力伝達機構１１０を構成している。

【0058】

コントローラ１２９は、サーボモータ１０３のステータ１０３ｃとロードセル１０７とに接続されている。サーボモータ１０３は、コントローラ１２９によって作動し、回転軸１０３ａを回転させる。第１フレーム部７９はプレート１３１、１３２によってロボットアーム１３５に固定されるようになっている。他の構成は実施例１のプレス装置と同様である。

【0059】

このプレス装置によってプレス工程を行う場合も、ロボットアーム１３５がプレス装置を種々の位置に移動させ、コントローラ１２９がサーボモータ１０３を作動させる。まず、図４に示すように、サーボモータ１０３がロータ１０３ｂを駆動し、回転軸１０３ａが回転する。回転軸１０３ａの回転は第１プーリ１０９、タイミングベルト１１９及び第２プーリ１１５を介してねじ軸１１３に伝達される。ねじ軸１１３が回転することにより、図５に示すように、ナット１２３が第１フレーム部７９から第２フレーム部８１に向かって第１方向ｘに延びる。

【0060】

このため、ラム１０５がボールスプライン８０でガイドされ、フレーム７７と相対回転不能な状態で第２フレーム部８１に向かって第１方向ｘに下降する。このため、種々の位置でリベット等を金型等によって加圧することが可能である。サーボモータ１０３が回転軸１０３ａを逆方向に回転すれば、ラム１０５は第２フレーム部８１から遠ざかるように第１方向ｘに上昇する。

【0061】

この間、このプレス装置では、サーボモータ１０３が第１フレーム部７９内に設けられ、動力伝達機構１１０が第１フレーム部７９内に設けられているため、フレーム７７から動力伝達機構１１０が突出していない。また、小容量のボールスプライン８０が直動機構を構成している。特に、このプレス装置は、遊星ローラねじ機構１００が大きな荷重を伝達し、付与できる荷重を大きくできる。また、遊星ローラねじ機構１００はリードが細かいため、減速機構が不要になり、プレス装置の小型化をより実現できる。

【0062】

したがって、このプレス装置は、加圧の適否を保証可能であるとともに、小型で加圧位置が限定され難く、しかもより高品質のプレス工程を行うことができる。他の作用効果は実施例１と同様である。

【0063】

以上において、本発明を実施例１～３に即して説明したが、本発明は上記実施例１～３に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

【0064】

例えば、実施例１～３では、負荷測定手段として、ロードセル３７、５８、６８、１０７を採用したが、他の力学センサーや力覚センサーを採用したり、サーボモータ３３、５２、６２、１０３で測定し得る電流値によって回転軸３３ａ、５２ａ、６２ａ、１０３ａの負荷を測定すること等も可能である。

【0065】

実施例２では、実施例１のサーボプレス３１を２個用いたが、実施例３のサーボプレス１０１を２個採用することも可能である。

【0066】

動力伝達機構としては、ボールねじ機構１０や遊星ローラねじ機構１００に限定されず、他の機構を採用することも可能である。また、減速機構や等速機構としても、実施例１～３のように、歯車やベルトを用いた機構に限定されず、チェーン等を用いた他の機構を採用することも可能である。

【0067】

上記実施例１、２において、ガイド部１５ｂはフレーム１に間接的に設けられてもよく、被ガイド部３５ａもねじ軸６１やラム３５に間接的に設けられてもよい。また、上記実施例３において、第１ボール溝１２１ａは第１フレーム部７９に直接的に設けられてもよく、第２ボール溝１２３ａもナット１２３に間接的に設けられてもよい。直動機構として、直動ガイド２０やボールスプライン８０以外の機構を採用することも可能である。

【0068】

上記実施例１、２では、第２フレーム部１３と接続フレーム部１５とを一体に鋳造しているが、これらを分割してボルト等で一体化することも可能である。また、第２フレーム部１３、接続フレーム部１５、第１本体１７及び第２本体１９は、別体に限定されず、構造が成立すれば、一体でもよい。

【0069】

ボールねじ機構が動力伝達機構を構成し、ねじ軸が回転軸によって回転駆動されてもよく、遊星ローラねじ機構が動力伝達機構を構成し、ナットが回転軸によって回転駆動されてもよい。

【0070】

サーボモータは、実施例１～３で用いたインナーロータ型に限定されず、アウターロータ型であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本発明は、リベット締結装置、塑性加工等に利用可能である。

【符号の説明】

【0072】

１１、１７、１９、７９…第１フレーム部（１７…第１本体、１９…第２本体）
ｘ…第１方向
１３、８１…第２フレーム部
１５、８３…接続フレーム部
１、７７…フレーム
３３ａ、５２ａ、６２ａ、１０３ａ…回転軸
３３、５２、６２、１０３…サーボモータ
３５、５４、６４、１０５…ラム
４０、５６、６６、９０、１１０…動力伝達機構（１０…ボールねじ機構、３０…減速機構、９０…等速機構、１００…遊星ローラねじ機構）
３７、５８、６８、１０７…負荷測定手段（ロードセル）
３１、５０、６０、１０１…サーボプレス
５３、１２３…ナット
６１、１１３…ねじ軸
６３、１２５…ボール
２０、８０…直動機構（２０…直動ガイド、８０…ボールスプライン）
１５ｂ…ガイド部
３５ａ…被ガイド部
１２７…遊星ローラねじ
１２１ａ…第１ボール溝
１２３ａ…第２ボール溝
３３ｂ、１０３ｂ…ロータ
３３ｃ、１０３ｃ…ステータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】