特許 7304842 プレス機械

(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】2023-06-29

(45)【発行日】2023-07-07

(54)【発明の名称】プレス機械

(51)【国際特許分類】

   B30B 1/26 20060101AFI20230630BHJP

   B30B 15/06 20060101ALI20230630BHJP

【ＦＩ】

B30B1/26 A

B30B15/06 H

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020162021

(22)【出願日】2020-09-28

(65)【公開番号】P2022054807

(43)【公開日】2022-04-07

【審査請求日】2022-09-08

(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】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 隆夫

【審査官】豊島 唯

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／２０４１０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２２４８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５０９９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１４４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５００１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－７４１９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ３０Ｂ １／２６

Ｂ３０Ｂ １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

往復動自在に支持されたスライドと、
前記スライドの長手方向に沿って配置され、複数の偏心部を有するクランク軸と、
前記クランク軸を回転させる駆動部と、
前記クランク軸の各前記偏心部に備えられ、前記クランク軸の回転により前記スライドの移動方向に沿って往復動する複数のヨークと、
各前記ヨークと前記スライドとを連結する複数のポイントと、
を備え、
少なくとも１つの前記ヨークが、前記クランク軸の軸方向と直交する方向に沿って配置された複数の前記ポイントを介して、前記スライドに連結される、
プレス機械。

【請求項2】

前記クランク軸は、少なくとも軸方向の両端部に前記偏心部を有し、
前記クランク軸の軸方向の両端部の前記偏心部に備えられる前記ヨークが、前記クランク軸の軸方向と直交する方向に沿って配置された複数の前記ポイントを介して、前記スライドの長手方向の両端部に連結される、
請求項１に記載のプレス機械。

【請求項3】

前記クランク軸は、軸方向の両端部の前記偏心部の間に更に前記偏心部を有し、
前記クランク軸の軸方向の両端部の前記偏心部の間の前記偏心部に備えられる前記ヨークが、１つの前記ポイントを介して、前記スライドに連結される、
請求項２に記載のプレス機械。

【請求項4】

前記駆動部は、
前記クランク軸に備えられたメインギヤと、
前記メインギヤに噛み合うピニオンギヤと、
前記ピニオンギヤを回転させるモータと、
を備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載のプレス機械。

【請求項5】

前記メインギヤに複数の前記ピニオンギヤが噛み合い、複数の前記モータによって前記メインギヤが駆動される、
請求項４に記載のプレス機械。

【請求項6】

前記メインギヤが、前記クランク軸の複数個所に備えられる、
請求項４又は５に記載のプレス機械。

【請求項7】

前記モータが、前記クランク軸の軸方向に沿って配置される、
請求項４から６のいずれか１項に記載のプレス機械。

【請求項8】

前記駆動部の駆動を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、１サイクルごとに前記スライドが上死点又は上死点の近傍で一定時間停留するように、前記駆動部の駆動を制御する、
請求項１から７のいずれか１項に記載のプレス機械。

【請求項9】

前記制御部は、前記スライドの上死点又は上死点の近傍で前記クランク軸の回転を停止又は減速させる駆動を行う、
請求項８に記載のプレス機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレス機械に係り、特にスライドを複数点で加圧する構成のプレス機械に関する。

【背景技術】

【0002】

主に大型のプレス機械では、スライドに複数のポイントを配置し、複数点でスライドを加圧する構成が採用される。

【0003】

スライドの長手方向及び長手方向と直交する方向に複数のポイントを配置してスライドを加圧する構成のプレス機械では、従来、複数のクランク軸を用いてスライドの駆動機構が構成されていた（たとえば、特許文献１、２等）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開2006-61974号公報

【文献】特開2001-121297号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、スライドの駆動機構に複数のクランク軸を用いると、駆動機構の構成が複雑かつ大型化するという欠点がある。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スライドの駆動機構を簡素化できるプレス機械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】

【0007】

（１）往復動自在に支持されたスライドと、スライドの長手方向に沿って配置され、複数の偏心部を有するクランク軸と、クランク軸を回転させる駆動部と、クランク軸の各偏心部に備えられ、クランク軸の回転によりスライドの移動方向に沿って往復動する複数のヨークと、各ヨークとスライドとを連結する複数のポイントと、を備え、少なくとも１つのヨークが、クランク軸の軸方向と直交する方向に沿って配置された複数のポイントを介して、スライドに連結される、プレス機械。

【0008】

本態様によれば、いわゆるスコッチヨーク機構を採用することにより、１本のクランク軸によって、スライドの長手方向及び長手方向と直交する方向に複数のポイントを配置してスライドを加圧する構成を実現できる。これにより、スライドの駆動機構を簡素化できる。また、スコッチヨーク機構を採用することにより、スライドの駆動機構をコンパクト化できる。すなわち、スコッチヨーク機構は、コンロッドを用いた駆動機構のように、連桿比による傾きの影響がないので、ヨークとポイントとの連結部の長さを短くできる。これにより、上下方向（スライドの移動方向）の寸法をコンパクト化できる。また、これにより、駆動系の慣性モーメントも低減できる。

【0009】

（２）クランク軸は、少なくとも軸方向の両端部に偏心部を有し、クランク軸の軸方向の両端部の偏心部に備えられるヨークが、クランク軸の軸方向と直交する方向に沿って配置された複数のポイントを介して、スライドの長手方向の両端部に連結される、（１）のプレス機械。

【0010】

本態様によれば、少なくともクランク軸の両端部にヨークが備えられる。そして、その両端部に備えられたヨークが、複数のポイントを介して、スライドの長手方向の両端部に連結される。これにより、より安定してスライドを加圧できる。

【0011】

（３）クランク軸は、軸方向の両端部の偏心部の間に更に偏心部を有し、クランク軸の軸方向の両端部の偏心部の間の偏心部に備えられるヨークが、１つのポイントを介して、スライドに連結される、（２）のプレス機械。

【0012】

本態様によれば、クランク軸の両端に加えて、その間の位置（たとえば、中央）にヨークが備えられる。そして、そのヨークが、１つのポイントを介して、スライドに連結される。これにより、スライドの撓みを抑制できる。また、これにより、スライドの剛性を下げることができ、スライドの上下方向の寸法をコンパクト化できる。また、駆動系の慣性モーメントも低減できる。

【0013】

（４）駆動部は、クランク軸に備えられたメインギヤと、メインギヤに噛み合うピニオンギヤと、ピニオンギヤを回転させるモータと、を備える、（１）から（３）のいずれか一のプレス機械。

【0014】

本態様によれば、駆動部が、クランク軸に備えられたメインギヤと、メインギヤに噛み合うピニオンギヤと、ピニオンギヤを回転させるモータと、を備える。モータを駆動すると、そのモータの回転がピニオンギヤを介してメインギヤに伝達され、メインギヤが回転する。そして、メインギヤが回転することにより、クランク軸が回転する。

【0015】

（５）メインギヤに複数のピニオンギヤが噛み合い、複数のモータによってメインギヤが駆動される、（４）のプレス機械。

【0016】

本態様によれば、１つのメインギヤに複数のピニオンギヤが噛み合わされ、１つのメインギヤが複数のモータで駆動される。１つのメインギヤに複数のピニオンギヤが噛み合わされることにより、ギヤの噛み合い部１個所当たりの伝達トルクを低減できる。これにより、メインギヤの歯幅を薄くできる。また、これにより、メインギヤの慣性モーメントを低減できる。

【0017】

（６）メインギヤが、クランク軸の複数個所に備えられる、（４）又は（５）のプレス機械。

【0018】

本態様によれば、メインギヤがクランク軸の複数個所に備えられる。これにより、メインギヤの１つ当たりの伝達トルクを低減できる。これにより、メインギヤの歯幅を薄くできる。また、これにより、メインギヤの慣性モーメントを低減できる。

【0019】

（７）モータが、クランク軸の軸方向に沿って配置される、（４）から（６）のいずれか一のプレス機械。

【0020】

本態様によれば、モータの設置方向とスライドの長手方向を一致させることができる。これにより、軸方向の寸法が大きなモータをコンパクトに搭載できる。

【0021】

（８）駆動部の駆動を制御する制御部を更に備え、制御部は、１サイクルごとにスライドが上死点又は上死点の近傍で一定時間停留するように、駆動部の駆動を制御する、（１）から（７）のいずれか一のプレス機械。

【0022】

本態様によれば、１サイクルごとにスライドが上死点又は上死点の近傍で一定時間停留するように、駆動部が駆動される。これにより、ワークの搬入及び搬出時間を確保でき、スライドのストロークを短くできる。また、これにより、ヨークとポイントとの連結部の長さを短くでき、駆動系の慣性モーメントを低減できる。

【0023】

（９）制御部は、スライドの上死点又は上死点の近傍でクランク軸の回転を停止又は減速させる駆動を行う、（８）のプレス機械。

【0024】

本態様によれば、クランク軸の回転制御（モータの駆動制御）によって、スライドを１サイクルごとに上死点又は上死点の近傍で一定時間停留させる動作を実現できる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、スライドを複数点で加圧する構成のプレス機械において、スライドの駆動機構を簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明が適用されたプレス機械の一実施形態を示す正面部分断面図

【図2】本発明が適用されたプレス機械の一実施形態を示す側面部分断面図

【図3】スライドの平面図

【図4】スライド駆動機構の概略構成を示す正面断面図

【図5】図４の５－５断面図

【図6】図４の６－６断面図

【図7】スライド駆動機構の概略構成を示す平面部分断面図

【図8】クランクを１回転させた場合のスライドの状態の変移を示す図

【図9】スライドを５点で加圧する構成のプレス機械の一実施形態を示す正面部分断面図

【図10】スライドを５点で加圧する構成のプレス機械の一実施形態を示す側面部分断面図

【図11】図９及び図１０に示すプレス機械に備えられるスライドの平面図

【図12】スライド駆動機構の概略構成を示す正面断面図

【図13】図１２の１３－１３断面図

【図14】１サイクルでのスライドの動作を示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について詳説する。

【0028】

《第１の実施の形態》
［装置構成］
図１、図２は、それぞれ本発明が適用されたプレス機械の一実施形態を示す正面部分断面図、側面部分断面図である。なお、図１及び図２において、符号ｘで示す方向を装置の横方向、符号ｙで示す方向を装置の前後方向、符号ｚで示す方向を装置の上下方向とする。

【0029】

本実施の形態のプレス機械１０は、スライドを４点で加圧する構成のプレス機械である。図１及び図２に示すように、プレス機械１０は、フレーム１２、ボルスタ１４、スライド１６及びスライド駆動機構１８を備える。

【0030】

フレーム１２は、いわゆるストレートサイド型フレームであり、ベッド２０、コラム２２及びクラウン２４を備える。ベッド２０、コラム２２及びクラウン２４は、図示しないタイロッドを介して、一体的に組み付けられる。

【0031】

ベッド２０は、プレス加圧を受ける基盤となる部分である。ベッド２０の上面２０Ａは、水平面を構成する。ボルスタ１４は、ベッド２０の上面２０Ａに設置される。

【0032】

コラム２２は、ベッド２０の四隅に備えられる。各コラム２２は、ベッド２０の上面２０Ａに対し、垂直に設置される。

【0033】

クラウン２４は、コラム２２の上端部に備えられる。後述するように、スライド駆動機構１８は、クラウン２４に備えられる。

【0034】

ボルスタ１４は、金型が取り付けられる定盤である。上記のように、ボルスタ１４は、ベッド２０の上面２０Ａに設置される。

【0035】

スライド１６は、金型が取り付けられて往復運動する部分である。図１に示すように、本実施の形態のスライド１６は、前後方向の寸法に比して横方向の寸法が大きな横長の形状を有する。したがって、横方向（ｘ方向）がスライド１６の長手方向となる。スライド１６は、コラム２２に備えられたスライドガイド２６を介して、上下方向にスライド自在（往復動自在）に支持される。

【0036】

図３は、スライドの平面図である。

【0037】

同図に示すように、スライド１６の上面部には、４個所にポイント３０Ａ～３０Ｄが備えられる。ポイント３０Ａ～３０Ｄは、スライド１６とスライド駆動機構１８との連結部である。したがって、このポイント３０Ａ～３０Ｄの設置個所が、スライド１６の加圧点となる。図３に示すように、本実施の形態のスライド１６には、上面の四隅にポイント３０Ａ～３０Ｄが配置される。以下、必要に応じて、ポイント３０Ａを第１ポイント３０Ａ、ポイント３０Ｂを第２ポイント３０Ｂ、ポイント３０Ｃを第３ポイント３０Ｃ、ポイント３０Ｄを第４ポイント３０Ｄとして、各ポイント３０Ａ～３０Ｄを区別する。

【0038】

図３に示すように、第１ポイント３０Ａ及び第２ポイント３０Ｂは、スライド１６の前後方向に沿って配置される。同様に、第３ポイント３０Ｃ及び第４ポイント３０Ｄは、スライド１６の前後方向に沿って配置される。また、第１ポイント３０Ａ及び第３ポイント３０Ｃは、スライド１６の横方向に沿って配置される。同様に、第２ポイント３０Ｂ及び第４ポイント３０Ｄは、スライド１６の横方向に沿って配置される。すなわち、本実施の形態のプレス機械１０では、スライド１６の長手方向及び長手方向と直交する方向の複数個所にポイント３０Ａ～３０Ｄが配置される。

【0039】

各ポイント３０Ａ～３０Ｄには、必要に応じてスライド調節機構、過負荷安全装置などが備えられる。これらの機構は公知の構成なので、その詳細についての説明は省略する。

【0040】

スライド駆動機構１８は、モータの回転運動を往復運動に変換して、スライドを動作させる。上記のように、スライド駆動機構１８は、フレーム１２のクラウン２４に備えられる。

【0041】

図４は、スライド駆動機構の概略構成を示す正面断面図である。図５は、図４の５－５断面図である。図６は、図４の６－６断面図である。図７は、スライド駆動機構の概略構成を示す平面部分断面図である。

【0042】

スライド駆動機構１８は、主として、クランク軸３２、クランク軸３２の回転運動を往復運動に変換する２つのヨーク３４Ａ、３４Ｂ、及び、クランク軸３２を回転させる駆動部３６を備える。

【0043】

クランク軸３２は、軸方向の２個所にクランクピン３２Ａ、３２Ｂを有する。より具体的には、軸方向の両端部にクランクピン３２Ａ、３２Ｂを有する。クランクピン３２Ａ、３２Ｂは、偏心部の一例である。以下においては、必要に応じて一方のクランクピン３２Ａを第１クランクピン３２Ａ、他方のクランクピン３２Ｂを第２クランクピン３２Ｂとして、両者を区別する。クランク軸３２は、クラウン２４に備えられた複数の軸支持部３８に図示しない軸受を介して回転自在に支持される。軸支持部３８に支持されたクランク軸３２は、スライド１６の長手方向（装置の横方向）に沿って配置される。また、スライド１６の前後方向において、中央位置に配置される。

【0044】

２つヨーク３４Ａ、３４Ｂは、それぞれクランク軸３２に備えられた２つのクランクピン３２Ａ、３２Ｂの位置に備えられる。すなわち、一方のヨーク３４Ａは、第１クランクピン３２Ａの位置に備えられ、他方のヨーク３４Ｂは、第２クランクピン３２Ｂの位置に備えられる。

【0045】

本実施の形態のプレス機械１０において、２つのヨーク３４Ａ、３４Ｂの構成は同じである。以下、必要に応じて、一方のヨーク３４Ａを第１ヨーク３４Ａ、他方のヨーク３４Ｂを第２ヨーク３４Ｂとして、両者を区別する。

【0046】

ヨーク３４Ａ、３４Ｂは、ヨーク本体４０Ａ、４０Ｂと、ヨーク本体４０Ａ、４０Ｂから延びる２つの連結部４４Ａ１、４４Ａ２、４４Ｂ１、４４Ｂ２と、ヨーク本体４０Ａ、４０Ｂの開口部４２Ａ、４２Ｂに備えられるガイドレール４６Ａ、４６Ｂと、ガイドレール４６Ａ、４６Ｂに沿ってヨーク本体４０Ａ、４０Ｂの開口部４２Ａ、４２Ｂ内をスライドする軸受部４８Ａ、４８Ｂと、を有する。

【0047】

ヨーク本体４０Ａ、４０Ｂは、矩形の平板状の形状を有し、中央部分に矩形状の開口部４２Ａ、４２Ｂを有する。開口部４２Ａ、４２Ｂには、上辺部及び下辺部に沿ってガイドレール４６Ａ、４６Ｂが備えられる。ガイドレール４６Ａ、４６Ｂは、スライド１６の前後方向（図５のｙ方向）に沿って水平に配置される。

【0048】

第１ヨーク３４Ａにおいて、２つの連結部４４Ａ１、４４Ａ２は、スライド１６に備えられた前後２つのポイント３０Ａ、３０Ｂに連結される部分である。したがって、第１ヨーク３４Ａの２つの連結部４４Ａ１、４４Ａ２は、前後２つのポイント３０Ａ、３０Ｂ（第１ポイント３０Ａ及び第２ポイント３０Ｂ）と同じ間隔で配置される。

【0049】

第２ヨーク３４Ｂにおいて、２つの連結部４４Ｂ１、４４Ｂ２は、スライド１６に備えられた前後２つのポイント３０Ｃ、３０Ｄに連結される部分である。したがって、第２ヨーク３４Ｂの２つの連結部４４Ｂ１、４４Ｂ２は、前後２つのポイント３０Ｃ、３０Ｄ（第３ポイント３０Ｃ及び第４ポイント３０Ｄ）と同じ間隔で配置される。

【0050】

なお、第３ポイント３０Ｃと第４ポイント３０Ｄとの間隔は、第１ポイント３０Ａと第２ポイント３０Ｂとの間隔と同じである。

【0051】

軸受部４８Ａ、４８Ｂは、クランク軸３２に連結される部分である。軸受部４８Ａ、４８Ｂは、矩形の平板状の形状を有し、中央部分に軸受としての開口部５０Ａ、５０Ｂを有する。軸受部４８Ａ、４８Ｂは、ヨーク本体４０Ａ、４０Ｂの開口部４２Ａ、４２Ｂ内に配置され、かつ、開口部４２Ａ、４２Ｂ内をガイドレール４６Ａ、４６Ｂに沿ってスライド自在に支持される。上記のように、ガイドレール４６Ａ、４６Ｂは、スライド１６の前後方向に沿って水平に配置される。したがって、軸受部４８Ａ、４８Ｂは、開口部４２Ａ、４２Ｂ内をスライド１６の前後方向に沿って水平にスライドする。軸受部４８Ａ、４８Ｂの開口部５０Ａ、５０Ｂは、クランクピン３２Ａ、３２Ｂの外形形状に対応した形状を有する。すなわち、円形状の形状を有する。軸受部４８Ａ、４８Ｂは、開口部５０Ａ、５０Ｂにクランクピン３２Ａ、３２Ｂが嵌合されて、クランク軸３２に連結される。

【0052】

以上のように構成されるヨーク３４Ａ、３４Ｂは、連結部４４Ａ１、４４Ａ２、４４Ｂ１、４４Ｂ２がポイント３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄに連結されることにより、スライド１６に連結される。そして、スライド１６に連結されることにより、移動方向がスライド１６の移動方向、すなわち、上下方向に規制される。この結果、クランク軸３２を回転させると、その回転運動が往復運動に変換されて、スライド１６に伝達される。

【0053】

このように、クランク軸の回転運動をヨークによって往復運動に変換する機構（スコッチヨーク機構）を採用することにより、１つのヨークに複数のポイントを連結することが可能になる。これにより、クランク軸の軸方向と直交する方向（スライドの長手方向と直交する方向）に複数のポイントを配置できる。

【0054】

また、ヨークによって往復運動に変換する機構を採用することにより、コンロッドを用いた機構に比して、ヨークとポイントとの連結部の長さを短くできる。すなわち、コンロッドを用いた機構のように、連桿比による傾きの影響がないので、ヨークとポイントとの連結部の長さを短くできる。これにより、上下方向の寸法をコンパクト化できる。また、これにより、駆動系の慣性モーメントも低減できる。

【0055】

駆動部３６は、図４及び図７に示すように、２つのメインギヤ５２Ａ、５２Ｂを有し、各メインギヤ５２Ａ、５２Ｂをそれぞれ２つのモータ５４Ａ１、５４Ａ２、５４Ｂ１、５４Ｂ２で駆動する構成を有する。

【0056】

２つのメインギヤ５２Ａ、５２Ｂは、同じ構成を有し、それぞれクランク軸３２に一体的に取り付けられる。１本のクランク軸３２を２つのメインギヤ５２Ａ、５２Ｂで駆動することにより、メインギヤ１つ当たりの伝達トルクを低減できる。これにより、メインギヤ５２Ａ、５２Ｂの歯幅を薄くでき、メインギヤ５２Ａ、５２Ｂの慣性モーメントを低減できる。また、各メインギヤ５２Ａ、５２Ｂをそれぞれ２つのモータ５４Ａ１、５４Ａ２、５４Ｂ１、５４Ｂ２で駆動することにより、ギヤの噛み合い部１個所当たりの伝達トルクを低減できる。これにより、メインギヤの歯幅を更に薄くでき、メインギヤの慣性モーメントを更に低減できる。

【0057】

各モータ５４Ａ１、５４Ａ２、５４Ｂ１、５４Ｂ２は、同じ構成のサーボモータで構成される。各モータ５４Ａ１、５４Ａ２、５４Ｂ１、５４Ｂ２は、クラウン２４に備えられたモータ取付部２４Ａ、２４Ｂに取り付けられて、所定位置に配置される。モータ取付部２４Ａ、２４Ｂに取り付けられた各モータ５４Ａ１、５４Ａ２、５４Ｂ１、５４Ｂ２は、その出力軸がクランク軸３２の軸方向に沿って配置される。この結果、各モータ５４Ａ１、５４Ａ２、５４Ｂ１、５４Ｂ２は、スライド１６の長手方向に沿って配置される。これにより、軸方向の寸法が大きなモータを使用する場合であっても、コンパクトに搭載できる。すなわち、スライド１６の長手方向と直交する方向に沿ってモータを配置すると、モータがフレーム１２の前後方向に張り出して配置される場合があるが、スライド１６の長手方向に沿って配置することにより、フレーム１２内に収めてモータを配置できる。

【0058】

各モータ５４Ａ１、５４Ａ２、５４Ｂ１、５４Ｂ２の出力軸には、ピニオンギヤ５６Ａ１、５６Ａ２、５６Ｂ１、５６Ｂ２が取り付けられる。ピニオンギヤ５６Ａ１、５６Ａ２は、メインギヤ５２Ａに噛み合わされる。また、ピニオンギヤ５６Ｂ１、５６Ｂ２は、メインギヤ５２Ｂに噛み合わされる。これにより、各モータ５４Ａ１、５４Ａ２、５４Ｂ１、５４Ｂ２を駆動すると、その回転がピニオンギヤ５６Ａ１、５６Ａ２、５６Ｂ１、５６Ｂ２を介してメインギヤ５２Ａ、５２Ｂに伝達され、メインギヤ５２Ａ、５２Ｂが回転する。そして、メインギヤ５２Ａ、５２Ｂが回転することにより、クランク軸３２が回転する。

【0059】

各モータ５４Ａ１、５４Ａ２、５４Ｂ１、５４Ｂ２の駆動は、制御部６０によって制御される。制御部６０は、たとえば、プロセッサ及びメモリ等を備えたマイクロコンピュータで構成される。この場合、マイクロコンピュータは、所定の制御プログラムを実行することにより、制御部６０として機能する。

【0060】

［プレス動作］
以上のように構成される本実施の形態のプレス機械１０は、モータ５４Ａ１、５４Ａ２、５４Ｂ１、５４Ｂ２を駆動してクランク軸３２を回転させると、そのクランク軸３２の回転運動がヨーク３４Ａ、３４Ｂによって往復運動に変換されて、スライド１６が上下方向に往復動する。

【0061】

図８は、クランクを１回転させた場合のスライドの状態の変移を示す図である。同図では、スライド１６が上死点に位置しているときのクランク軸３２の回転角度θを０°としている。

【0062】

図８（Ａ）は、クランク軸３２の回転角度θが０度のときのスライド１６の状態を示している。図８（Ｂ）は、クランク軸３２の回転角度θが９０度のときのスライド１６の状態を示している。図８（Ｃ）は、クランク軸３２の回転角度θが１８０度のときのスライド１６の状態を示している。図８（Ｄ）は、クランク軸３２の回転角度θが２７０度のときのスライド１６の状態を示している。

【0063】

図８（Ａ）～（Ｄ）に示すように、クランク軸３２を回転させることにより、クランクピン３２Ａ、３２Ｂが、クランク軸３２を中心にして偏心して回転する。そして、クランクピン３２Ａ、３２Ｂが偏心して回転することにより、クランクピン３２Ａ、３２Ｂに嵌合した軸受部４８Ａ、４８Ｂが、ヨーク本体４０Ａ、４０Ｂの開口部４２Ａ、４２Ｂ内をガイドレール４６Ａ、４６Ｂに沿って移動する。この結果、ヨーク３４Ａ、３４Ｂが、上下方向に往復動する。そして、ヨーク３４Ａ、３４Ｂが往復動することにより、スライド１６が上下方向に往復動する。

【0064】

図８（Ａ）～図８（Ｃ）に示すように、スライド１６は、クランク軸３２の回転角度θが、０°～１８０°までの範囲で下降する。そして、１８０°の位置で下死点に達した後、上昇に転じ、３６０°（０°）の位置で元の位置、すなわち、上死点に復帰する。

【0065】

クランク軸３２を一定速度で連続的に回転させることにより、スライド１６が、周期的に上下方向に往復動する。

【0066】

以上説明したように、本実施の形態のプレス機械１０によれば、１本のクランク軸３２でスライド１６を動作させることができる。これにより、スライド１６の長手方向及び長手方向と直交する方向の複数個所にポイントを配置してスライド１６を加圧する場合であっても、スライド１６の駆動機構の構成を簡素化できる。

【0067】

また、スライド１６の駆動機構として、スコッチヨーク機構を採用することにより、ヨーク３４Ａ、３４Ｂとポイント３０Ａ～３０Ｄとの連結部の長さを短くできる。これにより、スライド１６の駆動機構の上下方向の寸法をコンパクト化できる。また、これにより、駆動系の慣性モーメントも低減できる。

【0068】

なお、本実施の形態では、１本のクランク軸を２つのメインギヤで駆動しているが、１つのメインギヤで駆動する構成とすることもできる。１本のクランク軸を複数のメインギヤで駆動することにより、メインギヤ１つ当たりの伝達トルクを低減できる。これにより、メインギヤの歯幅を薄くでき、各メインギヤの慣性モーメントを低減できる。

【0069】

なお、クランク軸を複数のメインギヤで駆動する場合は、クランク軸を複数に分離して配置することもできる。この場合、分離された複数のクランク軸が同軸上に配置されている限り、全体として１本のクランク軸とみなすことができる。

【0070】

また、本実施の形態では、１つのメインギヤを２つのモータで駆動しているが、１つのモータで駆動する構成とすることもできる。本実施の形態のプレス機械１０のように、１つのメインギヤを複数のモータで駆動することにより、ギヤの噛み合い部の１個所当たりの伝達トルクを低減できる。これにより、各メインギヤの歯幅を薄くでき、メインギヤの慣性モーメントを低減できる。

【0071】

《第２の実施の形態》
上記実施の形態では、スライドを４点で加圧する構成について説明したが、本発明によれば、更に複数点で加圧する構成も実現できる。以下においては、スライドを５点で加圧する場合について説明する。

【0072】

図９、図１０は、スライドを５点で加圧する構成のプレス機械の一実施形態を示す正面部分断面図、側面部分断面図である。また、図１１は、図９及び図１０に示すプレス機械に備えられるスライドの平面図である。

【0073】

本実施の形態のプレス機械１０には、スライド１６の上面部の５個所にポイント３０Ａ～３０Ｅが備えられる。５つのポイント３０Ａ～３０Ｅは、スライド１６の上面の四隅及び中央に配置される。ポイント３０Ａを第１ポイント３０Ａ、ポイント３０Ｂを第２ポイント３０Ｂ、ポイント３０Ｃを第３ポイント３０Ｃ、ポイント３０Ｄを第４ポイント３０Ｄ、ポイント３０Ｅを第５ポイント３０Ｅとして、各ポイント３０Ａ～３０Ｅを区別する。

【0074】

四隅に加えて中央の１点にポイントを追加することにより、スライド１６の剛性を下げても、スライド中央に集中荷重を受けたときのスライドのたわみを極小化できる。これにより、スライド１６の上下方向の寸法（高さ）をコンパクト化できる。この結果、イナーシャを低減できる。また、プレス機械全体の高さも低減できる。

【0075】

図１２は、スライド駆動機構の概略構成を示す正面断面図である。図１３は、図１２の１３－１３断面図である。

【0076】

スライド１６の中央のポイント（第５ポイント３０Ｅ）を加圧する機構を更に有する点以外は、上記第１の実施の形態のプレス機械１０のスライド駆動機構１８の構成と同じである。したがって、ここでは、上記第１の実施の形態のプレス機械１０のスライド駆動機構１８と相違する点についてのみ説明する。

【0077】

図１２に示すように、本実施の形態のスライド駆動機構１８には、３つのヨーク３４Ａ～３４Ｃが備えられる。以下、必要に応じて、ヨーク３４Ａを第１ヨーク３４Ａ、ヨーク３４Ｂを第２ヨーク３４Ｂ、ヨーク３４Ｃを第３ヨーク３４Ｃとして、各ヨーク３４Ａ～３４Ｃを区別する。

【0078】

第１ヨーク３４Ａ及び第２ヨーク３４Ｂの構成は、上記第１の実施の形態のプレス機械１０の第１ヨーク３４Ａ及び第２ヨーク３４Ｂと同じである。第１ヨーク３４Ａは、そのヨーク本体４０Ａの開口部４２Ａに備えられた軸受部４８Ａの開口部５０Ａにクランクピン３２Ａが嵌合されて、クランク軸３２に連結される。また、第１ヨーク３４Ａは、そのヨーク本体４０Ａから延びる２つの連結部４４Ａ１、４４Ａ２が、スライド１６に備えられた第１ポイント３０Ａ及び第２ポイント３０Ｂに連結されて、スライド１６に連結される。第２ヨーク３４Ｂは、ヨーク本体４０Ｂの開口部４２Ｂに備えられた軸受部４８Ｂの開口部５０Ｂにクランクピン３２Ｂが嵌合されて、クランク軸３２に連結される。また、第２ヨーク３４Ｂは、ヨーク本体４０Ｂから延びる２つの連結部４４Ｂ１、４４Ｂ２が、スライド１６に備えられた第３ポイント３０Ｃ及び第４ポイント３０Ｄに連結されて、スライド１６に連結される。

【0079】

第３ヨーク３４Ｃは、スライド１６の中央に備えられた第５ポイント３０Ｅに連結される。第３ヨーク３４Ｃは、ヨーク本体４０Ｃと、ヨーク本体４０Ｃから延びる１つの連結部４４Ｃと、ヨーク本体４０Ｃの開口部４２Ｃに備えられるガイドレール４６Ｃと、ガイドレール４６Ｃに沿ってヨーク本体４０Ｃの開口部４２Ｃ内をスライドする軸受部４８Ｃと、を有する。

【0080】

クランク軸３２は、第１クランクピン３２Ａ及び第２クランクピン３２Ｂに加えて、第３クランクピン３２Ｃを有する。第３クランクピン３２Ｃは、軸方向の中央に配置される。

【0081】

第３ヨーク３４Ｃは、第３クランクピン３２Ｃの位置に備えられる。第３ヨーク３４Ｃは、ヨーク本体４０Ｃに備えられた軸受部４８Ｃの開口部５０Ｃに第３クランクピン３２Ｃが嵌合されて、クランク軸３２に連結される。

【0082】

駆動部３６の構成は、上記第１の実施の形態のプレス機械１０と同じである。すなわち、クランク軸３２に２つのメインギヤ５２Ａ、５２Ｂを有し、各メインギヤ５２Ａ、５２Ｂをそれぞれ２つのモータ５４Ａ１、５４Ａ２、５４Ｂ１、５４Ｂ２で駆動する構成を有する。

【0083】

以上の構成により、モータ５４Ａ１、５４Ａ２、５４Ｂ１、５４Ｂ２を駆動すると、クランク軸３２が回転し、そのクランク軸３２の回転運動がヨーク３４Ａ～３４Ｃによって往復運動に変換されて、スライド１６が上下方向に往復動する。

【0084】

このように、本実施の形態のプレス機械１０によれば、スライド１６を５点で加圧する場合であっても、１本のクランク軸３２でスライド１６を動作させることができる。

【0085】

なお、本実施の形態では、スライドを５点で加圧する場合を例に説明したが、本発明によれば、更に多点で加圧する構成も実現できる。

【0086】

また、本実施の形態では、スライドを５点で加圧する場合において、スライド１６の四隅と中央を加圧する構成としているが、スライド１６を加圧する位置（ポイント）は、これに限定されるものではない。加圧する位置は、ワーク等に応じて適宜設定できる。特に、四隅以外の５点目（第５ポイント）については、中央からずらした位置に設定することもできる。たとえば、スライド１６の中央からクランク軸３２の軸方向に沿って所定量ずらした位置に設定することもできる。

【0087】

《第３の実施の形態》
ここでは、ワークを連続自動加工する場合のプレス機械の運転方法について説明する。たとえば、トランスファプレスにおいて、ワークを連続自動加工する場合、１サイクル中にワークの搬送時間を確保する必要がある。従来は、プレスストローク長さ（スライドのストローク長さ）を十分に長くすることで、ワーク搬送に必要な時間を確保していた。

【0088】

しかし、プレスストローク長さが長くなると、クランク軸トルク、駆動系周りのギヤトルク、サーボプレスにおいてはサーボモータの必要トルクも大きくなり、その結果、プレス機械が大型化するという問題があった。また、駆動系の慣性モーメントも増大し、プレス速度の加減速性能が低下するという問題もあった。

【0089】

そこで、本実施の形態のプレス機械では、連続自動加工する場合に、１サイクルごとにスライドを上死点で一定時間停留させる。スライドを上死点で一定時間停留させることにより、停留時間をワーク搬送に利用できる。これにより、プレスストローク長さを必要最小にできる。

【0090】

必要最小なプレスストローク長さは、加工後のワークの高さをＨ、加工後のワークの搬送に必要なワーク下端と下型上面との間の隙間をｈ１、加工後のワークの搬送に必要なワーク上端と上型下面との間の隙間をｈ２とすると、２Ｈ＋ｈ１＋ｈ２である。

【0091】

図１４は、１サイクルでのスライドの動作を示すグラフである。同図において、横軸は時間及びクランク軸の回転角度を示し、縦軸はスライドストロークを示している。

【0092】

スライド１６は、時間Ｔ０において、上死点に位置している。クランク軸３２が回転することにより、スライド１６は下降し、時間Ｔ１で下死点に到達する。この時、クランク軸３２の回転角度θは１８０°である。その後、更にクランク軸３２が回転することにより、スライド１６は上昇し、時間Ｔ２で上死点に到達する。この時、クランク軸３２の回転角度θは０°（３６０°）である。この後、時間Ｔ３までクランク軸３２の回転が停止され、スライド１６の移動が停止される。すなわち、上死点で停留する。

【0093】

制御部６０は、上記サイクルでスライド１６が動作するように、駆動部３６の駆動を制御する。すなわち、スライド１６が上死点で一定時間停留するように、モータ５４Ａ１、５４Ａ２、５４Ｂ１、５４Ｂ２の駆動を制御する。この場合、スライド１６の上死点でクランク軸３２の回転を一定時間停止させることで、上記制御が実現される。

【0094】

このように、本実施の形態のプレス機械によれば、スライド１６を上死点で一定時間停留させる運転を行うことで、ワークを連続自動加工する際のワークの搬送時間を確保できる。これにより、プレスストローク長さを必要最小にできる。そして、プレスストローク長さを必要最小にできることにより、駆動系周りのコンパクト化が図れる。また、駆動系周りの慣性モーメントも小さくできる。

【0095】

なお、本実施の形態では、スライドを上死点で一定時間停止させる構成としているが、上死点の近傍で一定時間停止させる構成としてもよい。ワークの搬送時間が確保されればよい。したがって、上死点又は上死点の近傍でクランク軸の回転を減速させることによっても、本目的は達成できる。

【符号の説明】

【0096】

１０…プレス機械、１２…フレーム、１４…ボルスタ、１６…スライド、１８…スライド駆動機構、２０…ベッド、２０Ａ…上面、２２…コラム、２４…クラウン、２４Ａ…モータ取付部、２４Ｂ…モータ取付部、２６…スライドガイド、３０Ａ…ポイント（第１ポイント）、３０Ｂ…ポイント（第２ポイント）、３０Ｃ…ポイント（第３ポイント）、３０Ｄ…ポイント（第４ポイント）、３０Ｅ…ポイント（第５ポイント）、３２…クランク軸、３２Ａ…クランクピン（第１クランクピン）、３２Ｂ…クランクピン（第２クランクピン）、３２Ｃ…クランクピン（第３クランクピン）、３４Ａ…ヨーク（第１ヨーク）、３４Ｂ…ヨーク（第２ヨーク）、３４Ｃ…ヨーク（第３ヨーク）、３６…駆動部、３８…軸支持部、４０Ａ…ヨーク本体、４０Ｂ…ヨーク本体、４０Ｃ…ヨーク本体、４２Ａ…開口部、４２Ｂ…開口部、４２Ｃ…開口部、４４Ａ１…連結部、４４Ａ２…連結部、４４Ｂ１…連結部、４４Ｂ２…連結部、４４Ｃ…連結部、４６Ａ…ガイドレール、４６Ｂ…ガイドレール、４６Ｃ…ガイドレール、４８Ａ…軸受部、４８Ｂ…軸受部、４８Ｃ…軸受部、５０Ａ…開口部、５０Ｂ…開口部、５０Ｃ…開口部、５２Ａ…メインギヤ、５２Ｂ…メインギヤ、５４Ａ１…モータ、５４Ａ２…モータ、５４Ｂ１…モータ、５４Ｂ２…モータ、５６Ａ１…ピニオンギヤ、５６Ａ２…ピニオンギヤ、５６Ｂ１…ピニオンギヤ、５６Ｂ２…ピニオンギヤ、６０…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】