JPH0825066B2 - プレス機械の材料打抜加工方法およびプレス機械のスライド駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プレス機械により材料を打抜加工する方
法、およびこの打抜加工を含めたプレス機械による材料
の加工を行うためのスライドの駆動装置に関する。

〔背景技術〕

プレス機械の上下動するスライドに打抜金型を取り付
けて材料を打抜加工すると、打抜金型が材料に当接して
から完全に打ち抜くまでの間、材料からの反力によって
プレス機械のフレームは伸び変形し、この伸び変形によ
って蓄積されたエネルギは打抜完了と同時に開放される
ため、プレス機械にはいわゆるブレークスルーに基づく
振動、騒音が発生する。

このような問題を解決する従来技術として実開昭60−
71430が知られている。この従来技術では、スライドの
１回目の上下動ストローク時における下死点を打抜金型
が材料の厚さ途中まで達するものとし、この後、スライ
ドを上死点まで上昇させることにより、打抜金型が材料
の厚さ途中まで喰い込んだ時に生じたプレス機械のフレ
ームの伸び変形を消滅させ、次いで、スライドに２回目
の上下動ストロークを行わせ、このときの下死点の位置
を１回目の下死点よりも低い位置とすることにより、材
料を完全に打ち抜くようにしている。

また、材料の打抜加工ではなくコイニング加工するた
めのプレス機械に関する技術であるが、実公昭62−2730
3には、スライドに下死点を２回通過させるスライドモ
ーションを行わせる技術が示されている。その具体的な
構造は、スライドをトッグル機構により上下動させると
ともに、この上下動時にスライドアジャスト装置のウォ
ーム軸を回転させたり、トッグル機構の上端に設けたテ
ーパブロックを送りねじ軸の送り作用で移動させたり
し、これによりスライドに２回の下死点を通過させ、ス
ライドモーションに第１と第２の下死点を生じさせるよ
うにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

実開昭60−71430による材料の打抜加工方法による
と、１個の材料を打抜加工するためにはスライドの上下
動ストロークの回数が２回必要であるため、作業時間が
長くかかり、作業効率の点で問題があり、また、１回目
の上下動ストロークと２回目の上下動ストロークの間で
はスライドは上死点まで戻されるため、１回目の上下動
ストローク時に打抜金型で生じた材料の打抜部は収縮弾
性変形し、このため２回目の上下動ストロークで材料を
打抜加工したときに、糸状の加工屑が生ずるという問題
があった。

また、実公昭62−27303の装置によると、スライドモ
ーションに第１と第２の下死点を生じさせるためには、
スライドの上下動ストローク時に前記スライドアジャス
ト装置のウォーム軸を回転させたりテーパブロックの送
りねじ軸を移動させたりしなければならず、スライドが
下降限近くに達している短時間の間にこのような作動を
行わせることは実質的に困難であり、特に、プレス機械
を高速運転したときには対応できない。このため、機構
上、このような問題を解決できる装置が望まれていた。

本発明の目的は、ブレークスルーによる振動、騒音の
発生を防止しながら材料の打抜加工を行え、かつ、この
打抜加工をスライドの１回の上下動ストロークで行え、
このため、作業効率の向上を達成でき、また糸状の加工
屑の発生をなくすことができるプレス機械の材料打抜加
工方法を提供するところにある。

また本発明の目的は、以上の材料打抜加工を含めたプ
レス機械による各種加工を行えるようにするため、スラ
イドの１回の上下動ストロークで第１下死点とこの第１
下死点よりも低い位置の第２下死点とを生じさせること
ができるようにし、かつ、機構上、短時間の間に第１と
第２の下死点を確実に生じさせることができるようにな
り、プレス機械の高速運転に十分対応できるプレス機械
のスライド駆動装置を提供するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るプレス機械の材料打抜加工法は、スライ
ドに取り付けられた打抜金型が材料の厚さ途中まで達す
る第１下死点までスライドを下降させ、この後、スライ
ドに僅かな上昇を行わせるようにすることにより、実際
にはスライドをほとんど移動させず、これにより打抜金
型が材料の厚さ途中まで喰い込んだ後にプレス機械のフ
レームに生じた伸び変形を減少させ、これにより打抜金
型を材料から抜かない状態を維持し、この後、スライド
を第１下死点よりも低い位置の第２下死点まで移動さ
せ、これにより材料を完全に打ち抜くことを特徴とする
ものである。

以上のスライドモーションは、例えば歯車列やリンク
機構を使用した機械的構成により、またはサーボモータ
や制御装置を使用した電気的構成や、油圧シリンダを使
用した油圧的構成により達成できる。

また本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置は、
上側の第１リンクと下側の第２リンクとを直列に連結す
ることにより屈曲自在なリンク機構を構成し、第１リン
クは揺動機構により垂直面内で揺動可能とし、第２リン
クにはスライドを連結し、リンク機構の屈曲範囲を第１
リンクと第２リンクとが一直線となる位置を越えた反対
側の屈曲位置までとするとともに、リンク機構の一端に
偏心ピンを連結し、この偏心ピンを垂直面内で偏心運動
するものとしたところに特徴を有するものである。

前記揺動機構は、一例として歯車、コンロッド、レバ
ーで構成でき、あるいはシリンダを使用しても構成でき
る。また、前記偏心ピンは、円軌跡を描いて回転するも
のとして構成でき、この偏心ピンは前記リンク機構の上
端、下端のどちらに連結されていてもよい。

〔作用〕

本発明に係るプレス機械の材料打抜加工方法では、ス
ライドの１回の上下動ストロークにおいて第１下死点と
第２下死点とが生じ、プレス機械のフレームの生じた伸
び変形を減少させた後にスライドは第２下死点に達して
材料を完全に打ち抜くため、ブレークスルーによるプレ
ス機械の振動、騒音は大幅に減少する。

また、本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置で
は、揺動機構による第１リンクの揺動によってリンク機
構は屈曲運動を行い、この屈曲運動と共に偏心ピンは垂
直面内で偏心運動して上下方向の移動を行うため、スラ
イドは第１下死点に達した後、これよりも低い位置の第
２下死点に達することになる。

このスライド駆動装置は、材料の打抜加工だけではな
く、コイニング加工、曲げ加工、さらには複数の加工ス
テージで異なる種類の加工を行うプログレッシブ加工に
も適用可能である。

〔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。

第１図、第２図は本実施例に係るスライド駆動装置１
を示し、第３図はこのスライド駆動装置１が適用された
プレス機械を示す。第３図において、上下動するスライ
ド２に取り付けられた打抜金型としてのパンチ３とボル
スタ４に取り付けられたダイ５とにより材料６が打抜加
工され、スライド駆動装置１はクラウン７の内部に配置
されており、このクラウン７はベッド８にコラム９で結
合支持されている。

第１図において、モータからの駆動力がフライホイー
ル、クラッチ等を介して伝達される駆動軸10には駆動歯
車11が設けられ、この駆動歯車11は主歯車12と噛合して
いる。主歯車12には副歯車13が同芯で結合され、これら
の歯車12,13は一体に回転する。副歯車13には歯車12,13
の中心軸14から偏心した位置に偏心ピン15が設けられ、
偏心ピン15にコンロッド16の上端16Aが連結される。コ
ンロッド16の下端16Bにはレバー17の上端17Aが連結さ
れ、ここの連結部18はピン連結となっている。

主歯車12、副歯車13の下側には副歯車13と同径の従動
歯車19が配置され、この従動歯車19は副歯車13と噛合し
ている。従動歯車19の中心軸20には偏心ピン21が設けら
れ、この偏心ピン21にレバー17の下端17Bが連結され
る。

また、偏心ピン21には第１リンク22の上端22Aも連結
されており、レバー17の下端17Bと第１リンク22の上端2
2Aとは結合一体化された連結部23となっている（第２図
参照）ため、レバー17と第１リンク22とがなす角度θは
常に一定である。第１リンク22の下端22Bには第２リン
ク24の上端24Aが連結され、ここの連結部25もピン連結
である。

以上の主歯車12から第２リンク24までの部材で構成さ
れる機構は左右に２個設けられ、両方の主歯車12同士は
噛合しており、これらは互いに逆方向に回転するように
なっている。また、これらの機構におけるコンロッド1
6、レバー17、第１リンク22、第２リンク24は左右対称
位置に配置され、従ってこれらは常に左右対称運動を行
うようになっている。

それぞれの機構における第２リンク24の下端24Bには
第３図で示したスライド２が連結され、このため本実施
例に係るプレス機械は２点プレス機械となっている。

それぞれの機構において、上側の第１リンク22と、こ
の第１リンク22に直列に連結された第２リンク24とによ
りリンク機構26が構成され、このリンク機構26は連結部
25で屈曲可能なものとなっている。

次に作用について説明する。

駆動軸10が回転すると、この回転は駆動歯車11を介し
て一方の主歯車12に伝達され、さらに他方の主歯車12に
も伝達される。それぞれの主歯車12に設けられた副歯車
13は主歯車12と一体に回転し、また従動歯車19も回転す
る。これにより、副歯車13に設けられた偏心ピン15は軌
跡Ａを描く運動を行い、また従動歯車19と一体に回転す
る中心軸20に設けられた偏心ピン21は軌跡Ｂを描く運動
を行う。このため、連結部18で互いに連結されたコンロ
ッド16、レバー17は偏心ピン15,21を中心とした揺動を
行い、連結部18は軌跡Ｃを描く。

レバー17が偏心ピン21を中心とした揺動を行うことに
より、このレバー17と常に一定の角度θを維持している
第１リンク22も偏心ピン21を中心とした揺動を行い、こ
の揺動が第２リンク24を介してスライド２に伝達され、
スライド２は両側のガイド部材27で案内されながら上下
動を行う。

このように本実施例では、スライド２を上下動させる
ための前記リンク機構26を構成している第１リンク22
は、レバー17、さらにはコンロッド16によって垂直面内
で揺動せしめられるようになっており、レバー17、コン
ロッド16によって第１リンク22を揺動させるための揺動
機構28が構成されている。

なお、第１図中、Ｄは第１リンク22と第１リンク24の
連結部25が描く軌跡を示している。

第４図は以上説明したリンク機構26等の運動を具体的
に示した図である。軌跡Ｂを描く偏心ピン21はE,Fを経
て最下位置のＧに達する。偏心ピン21がＥの直前に達す
るまでの間は、リンク機構26を構成している第１リンク
22と第２リンク24の連結部25は第１図で示す一方の方向
へ屈曲しているが、偏心ピン21がＥの直前に達するとこ
れらのリンク22,24は一直線状となり、これ以後、連結
部25の屈曲方向は反対側となる。この反対側への連結部
25の屈曲角度は偏心ピン21がＦに達したときに最大とな
り、これ以後、屈曲角度は次第に減少し、偏心ピン21が
Ｇに達したときには第１リンク21と第２リンク24は一直
線状に戻り、偏心ピン21が引き続き移動するとこれらの
リンク22,24の連結部25の屈曲方向は第１図で示す方向
に戻る。

すなわち、リンク機構26の屈曲範囲はリンク22,24が
一直線となる位置を越えた反対側の屈曲位置までとなっ
ている。

本実施例では、リンク機構26の以上説明した屈曲特性
を得られるように、コンロッド16、レバー17、第１リン
ク22の位置関係および角度θを設定する。

第４図において、偏心ピン21が順番にE,F,Gに達する
と、プレス機械が空運転されているとき、すなわちプレ
ス機械に第３図で示した材料６が供給されていないとき
には（第５図もこのときの状態を示している）、第２リ
ンク24の下端の高さ（スライド２の高さでもある）は順
番にH,I,Jに達する。h₁は、前述の通り、第１リンク22
と第２リンク24の連結部25が反対側に屈曲することによ
って生ずる第２リンク24の下端の上昇量であり、h₂は、
偏心ピン21が垂直面内での偏心運動である軌跡Ｂを描い
てＥからＧに達したときの第２リンク24の下端の最終的
下降量である。

第５図は以上のようにして上下動せしめられるスライ
ド２のスライドモーションＫを示す図であり、縦軸はス
ライド２の高さ位置、横軸は時間すなわちクランクプレ
スにおけるクランク角度である。第５図中、Ｌは、レバ
ー17と第１リンク22の連結部23が従動歯車19の回転中心
部に連結されているとき、すなわち偏心ピン21の偏心量
が存在しないときのスライドモーションを示す。このと
きにも、第１リンク22と第２リンク24の屈曲部25はこれ
らのリンク22,24が一直線状となった後に反対側に屈曲
することになるため、２つの下死点N,Oを生じさせるこ
とになるが、これらの下死点N,Oの高さ位置は同じであ
る。また、第５図中、Ｍは、偏心ピン21が垂直方向の移
動量を有する軌跡Ｂを描いたときにおける偏心ピン21の
上下運動変位を示す。

本実施例におけるスライドモーションＫはＬとＭを加
算したものとなり、このスライドモーションＫには第１
下死点Ｐと第２下死点Ｑとが生じ、これらの下死点Ｐと
Ｑの間にはスライド２が僅かに上昇するＲの部分が生ず
る。Ｐは第４図のＨに相当し、ＲはＩに、ＱはＪにそれ
ぞれ相当する。第２下死点Ｑは第１下死点Ｐよりもh₂分
だけ低い位置となる。

以上において、第１下死点Ｐは、第６図に示されてい
る通り、スライド２に取り付けられた打抜金型であるパ
ンチ３が材料６の厚さ途中まで達する高さとし、また第
２下死点Ｑはパンチ３が材料６を完全に打ち抜く高さ位
置とする。

このため、スライド２を上下動させて材料６の打抜加
工を行った場合、第１下死点Ｐにおいてパンチ３は材料
６の厚さ途中まで達し、第２下死点Ｑにおいてパンチ３
は材料６を完全に打ち抜くことになる。

このとき、第１下死点Ｐと第２下死点Ｑとの間には第
５図で示したＲの部分があり、パンチ３が材料６の厚さ
途中まで喰い込むことによって材料６からの反力により
第１図で示した中心軸14,20が上方に変位し、これによ
りプレス機械のフレームを構成している第３図のコラム
９が伸び変形するが、この伸び変形はＲの部分で減少
し、言い換えると、前記h₁がコラム９の伸び変形を減少
させるために吸収されてしまい、従って第１下死点Ｐを
通過した後はスライド２およびパンチ３は動かず（h₁が
コラム９の伸び変形量よりも大きいときには、その超過
分だけ僅かに動く。）、この後、第２下死点Ｑにおいて
材料６の打ち抜きが行われる。

このため、コラム９の伸び変形によってプレス機械に
蓄積されたエネルギが解放されてから材料６は打ち抜か
れるため、この打ち抜き時に生ずるプレス機械の振動、
騒音は極めて小さなものとなり、また、パンチ３、ダイ
５の寿命を長くすることもできる。

また、第１下死点Ｐと第２下死点Ｑはスライド２の一
回の上下動ストロークで発生し、１個の材料６をスライ
ド１の一回の上下動ストロークで打ち抜くことができる
ため、作業効率を高めることができる。さらに、第１下
死点Ｐを通過した後、スライド２およびパンチ３は、前
述した通り、動かず、従ってパンチ３は材料６から抜か
れない状態を維持し、この状態のまま第２下死点Ｑにお
いて材料を打ち抜くため、パンチを材料から抜いた場合
と異なり、打ち抜き時に糸状の加工屑が発生することが
なく、かつ、打抜位置精度を高精度にできる。

また、本実施例に係るスライド装置１によると、第１
下死点Ｐよりも低い位置の第２下死点Ｑを有するスライ
ドモーションＫを得るためには、前記リンク機構26の上
端にＢの円軌跡を描いて垂直面内で偏心運動する偏心ピ
ン21を連結すればよく、この偏心ピン21の運動は主歯車
12、副歯車13によって従動歯車19が回転することにより
実現され、このため構造の簡単化を図ることができると
ともに、スライド２が下降限近くに達している短時間の
間に２つの下死点P,Qを確実に生じさせることができ
る。このため、本実施例に係るスライド駆動装置によっ
て第５図で示したスライドモーションＫによる材料６の
打抜加工作業を確実に行えるようになり、また、この打
抜加工作業はプレス機械を高速運転しても確実に行え
る。

以上の本実施例ではリンク機構26の第１リンク22を垂
直面内で揺動させるための揺動機構28はレバー17、コン
ロッド16によって構成されていたが、この揺動機構はレ
バー17に揺動用シリンダを連結することによっても構成
でき、このシリンダは第１リンク22に連結してもよく、
レバー17、さらにコンロッド16は必ずしも必要ではな
い。

また、前記実施例では、リンク機構26の上端に連結さ
れた偏心ピン21に垂直面内での偏心運動を行わせる機構
は主歯車12、副歯車13、従動歯車19、中心軸20によって
構成されていたが、この機構はこれに限定されず、例え
ば駆動軸10の駆動用モータとは別のモータによりリンク
機構26の屈曲運動と連動させて偏心ピンに垂直面内での
偏心運動を行わせるものでもよい。この偏心ピンはリン
ク機構26の上端ではなく、スライド２との連結部である
リンク機構26の下端に設けることもできる。

以上説明した本発明に係るスライド駆動装置は材料の
打抜加工だけでなく、コイニング加工、曲げ加工にも適
用でき、さらには複数の加工ステージで打抜加工や曲げ
加工を行うプログレッシブ加工にも適用できる。

また、本発明に係る打抜加工方法は、前述した機構、
すなわち主歯車12、副歯車13、従動歯車19の歯車列やリ
ンク機構26による機械的構成だけではなく、サーボモー
タや制御装置を使用した電気的構成や、油圧シリンダを
使用した油圧的構成によってスライドを上下動させても
達成でき、本発明に係る打抜加工方法を実現するための
装置の構造は第１図、第２図に示されたものに限定され
ない。

〔発明の効果〕

本発明の打抜加工方法によれば、ブレークスルーによ
る振動、騒音の発生を有効に防止しつつ材料の打抜加工
を行え、かつ、この打抜加工をスライドの一回の上下動
ストロークで行えるようになり、このため、作業効率の
向上が達成され、また打抜金型は第１下死点を通過した
後に材料から抜かれることなく第２下死点に達するた
め、糸状の加工屑の発生がなくなり、打抜位置精度の高
精度化も達成できる。

また、本発明のスライド駆動装置によると、スライド
の一回の上下動ストロークで第１下死点とこの第１下死
点よりも低い位置の第２下死点とを生じさせることがで
きるようになるとともに、短時間の間にこれらの２つの
下死点を機構上確実に生じさせることができ、これによ
りプレス機械の高速運転にも十分対応できるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るスライド駆動装置を概
略図で示した正面図、第２図は同側面図、第３図はプレ
ス機械全体の正面図、第４図はリンク機構の屈曲運動を
示す作用説明図、第５図はスライドモーションを示す
図、第６図は材料の打抜状態を示す縦断面図である。 １……スライド駆動装置、２……スライド、３……打抜
金型であるパンチ、６……材料、９……プレス機械のフ
レームであるコラム、10……駆動軸、12……主歯車、13
……副歯車、19……従動歯車、21……偏心ピン、22……
第１リンク、24……第２リンク、26……リンク機構、28
……揺動機構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スライドをこのスライドに取り付けられた
   打抜金型が材料の厚さ途中まで達する第１下死点まで下
   降させた後、前記打抜金型が前記材料の厚さ途中まで喰
   い込んだときに生じたプレス機械のフレームの伸び変形
   を前記材料から前記打抜金型を抜かない状態を維持しな
   がら減少させ、この後、前記スライドを第１下死点より
   も低い位置の第２下死点まで下降させて前記材料を打ち
   抜くことを特徴とするプレス機械の材料打抜加工方法。
2. 【請求項２】揺動機構によって垂直面内で揺動する上側
   の第１リンクと、スライドに連結された下側の第２リン
   クとを直列に連結して屈曲自在なリンク機構を構成し、
   このリンク機構の屈曲範囲を第１リンクと第２リンクと
   が一直線となる位置を越えた反対側の屈曲位置までとす
   るとともに、前記リンク機構の一端を垂直面内で偏心運
   動する偏心ピンに連結したことを特徴とするプレス機械
   のスライド駆動装置。