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発明の名称 サーボモータ駆動パンチプレス
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−205488(P2001−205488A)
公開日 平成13年7月31日(2001.7.31)
出願番号 特願2000−11177(P2000−11177)
出願日 平成12年1月20日(2000.1.20)
代理人 【識別番号】100086793
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅士
【テーマコード(参考)】
4E089
4E090
【Fターム(参考)】
4E089 EA01 EB02 EB03 ED08 
4E090 AA01 AB01 BA02
発明者 中辻 孝啓
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 サーボモータと、このサーボモータの出力によって駆動するプレス駆動機構とを備え、板材に加工を施すサーボモータ駆動パンチプレスであって、前記プレス駆動機構は、パンチ工具を昇降させる昇降自在なラムと、減速比の異なる複数系統の伝達経路を有し前記サーボモータから前記ラムに駆動を伝達するベルト伝達機構と、前記複数系統の伝達経路を選択的に切り換える切換機構とよりなるサーボモータ駆動パンチプレス。
【請求項2】 前記ベルト伝達機構は、同一の回転軸に回転自在に設置された互いに径の異なる複数のプーリを有し、前記切換機構は、前記回転軸に軸方向移動自在に設けられて前記複数のプーリに回転伝達可能なように係脱自在に噛み合うキーと、このキーを前記複数のプーリに選択的に係脱させる係脱駆動手段とでなる請求項1記載のサーボモータ駆動パンチプレス。
【請求項3】 前記切換機構は、前記複数系統の伝達経路に各々駆動の伝達および伝達解除を行う複数の電磁クラッチである請求項1記載のサーボモータ駆動パンチプレス。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、サーボモータをパンチ駆動源として用いるサーボモータ駆動パンチプレスに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、サーボモータをパンチ駆動源とし、クランク機構等で直線運動に変換してパンチ工具を昇降駆動するものがある。サーボモータ駆動であると、ストローク途中の速度が可変で、例えば、打ち抜き寸前のパンチ速度を低下させて騒音を小さくする等の制御が行える。また、モータ回転速度の制御でヒットレートを自由に変えることもでき、高ヒットレートの加工が可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、サーボモータの速度制御でヒットレートを変える方式では、低ヒットレートとしても、高い打ち抜きトン数を得ることが難しい。すなわち、モータ回転速度を低下させてヒットレートを低下させる方式では、モータ能力を十分に発揮することができず、モータ能力に応じた高い打ち抜きトン数が得られない。そのため、低負荷時の高速加工と、低速による高負荷の加工の両方を行おうとすると、容量の大きいサーボモータが必要であった。
【0004】この発明の目的は、高ヒットレートの加工と、高い打ち抜きトン数の加工との自由な選択を、サーボモータ容量を大きくせずに実現できるサーボモータ駆動パンチプレスを提供することである。この発明の他の目的は、切換のための構成の簡易を図ることである。この発明のさらに他の目的は、切換を迅速に行えるようにすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明のサーボモータ駆動パンチプレスは、サーボモータと、このサーボモータの出力によって駆動するプレス駆動機構とを備え、板材に加工を施すものであって、前記プレス駆動機構を、パンチ工具を昇降させる昇降自在なラムと、ベルト伝達機構と、切換機構とで構成している。ベルト伝達機構は、減速比の異なる複数系統の伝達経路を有し前記サーボモータから前記ラムに駆動を伝達する機構である。前記切換機構は、前記複数系統の伝達経路を選択的に切り換える機構である。この構成によると、ベルト伝達機構の減速比の異なる複数系統の伝達経路を、切換機構により選択的に切り換えて、サーボモータの出力をラムに伝達できる。そのため、低負荷時には、小さな減速比の伝達経路を選択することで、高ヒットレートの加工が行え、また高負荷時には、大きな減速比の伝達経路を選択することで、サーボモータ出力の増力比を大きくし、低ヒットレートで高打ち抜きトン数の加工を行うことができる。したがって、高ヒットレートの加工と、高い打ち抜きトン数の加工とが、サーボモータ容量を大きくせずに実現できる。また、切換機構は、ベルト伝達機構の伝達経路を切り換えるものであるため、簡単な構成のもので済む。
【0006】この発明において、前記ベルト伝達機構は、同一の回転軸に回転自在に設置された互いに径の異なる複数のプーリを有し、前記切換機構は、前記回転軸に軸方向移動自在に設けられて前記複数のプーリに回転伝達可能なように係脱自在に噛み合うキーと、このキーを前記複数のプーリに選択的に係脱させる係脱駆動手段とでなるものとしてもよい。この構成の場合、キーの軸方向移動で伝達経路が切り換えられるので、ベルト伝達機構および切換機構の構成が簡単である。また、前記切換機構は、前記複数系統の伝達経路に各々駆動の伝達および伝達解除を行う複数の電磁クラッチであってもよい。この構成の場合、伝達経路の切換えが素早く行える。
【0007】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図1および図2と共に説明する。図1は、この実施形態に係るサーボモータ駆動パンチプレスのプレス駆動機構1を示す。このプレス駆動機構1は、フレーム2の上フレーム部2aの先端に設置したラム3を、ベルト伝達機構4およびクランク機構5を介して、サーボモータ6で速度制御可能に駆動するものである。工具保持体7A,7Bは、各々パンチ工具15Aおよびダイ工具15Bを設置したものであり、フレーム2の上下のフレーム部2a,2b間の空間に設置されている。工具支持体7A,7Bは、各々タレットからなり、パンチ工具15Aおよびダイ工具15Bは複数個が円周方向に並べて配置されている。
【0008】サーボモータ6は、軸方向が上フレーム部2aの長手方向(前後方向Y)に沿うように設置されている。クランク機構5は、クランク軸8が、サーボモータ6のモータ軸6aと平行な回転中心O上で、上フレーム部2aの軸受9,10,11により回転自在に支持されている。クランク軸8は、その偏心した軸部8aが連接棒12の上端の孔に軸受(図示せず)を介して回転自在に嵌合している。連接棒12の下端には、ピン13を介してラム3が連結され、ラム3は上フレーム部2aの先端下面に設けられたラムガイド14に昇降自在に支持されている。ラム3の先端には、上工具支持体7Aに保持されたパンチ工具15Aの頭部と連結されるT溝状の頭部連結部を有する。
【0009】ベルト伝達機構4は、サーボモータ6の出力をクランク軸8に伝達する機構であり、減速比の異なる複数系統の伝達経路を有する。すなわち、このベルト伝達機構4は、サーボモータ5の回転出力を所定の減速比で中間回転軸16に伝達する共通伝達経路17と、中間回転軸16の回転出力を所定の減速比でクランク軸8と一体の軸部8bに伝達する第1の伝達経路18と、中間回転軸軸16の回転出力を第1の伝達経路18よりも大きい所定の減速比で8bに伝達する第2の伝達経路19とを有する。
【0010】共通伝達経路17は、サーボータ6のモータ軸6aに軸継手20を介して接続される回転軸27に固定された第1のプーリ21と、このプーリ21より径が大きく前記中間回転軸16に固定された第2のプーリ22と、これら両プーリ21,22に掛装されたベルト31とからなる。第1の伝達経路18は、中間回転軸16に回転自在に設置された第3のプーリ23と、このプーリ23より若干径が大きく前記クランク軸8の軸部8bに固定された第4のプーリ24と、これら両プーリ23,24に掛装されたベルト32とからなる。第2の伝達経路19は、中間回転軸16に回転自在に設置された第5のプーリ25と、このプーリ25より十分径が大きくクランク軸8の軸部8bに固定された第6のプーリ26と、これら両プーリ25,26に掛装されたベルト33とからなる。前記各プーリ21〜26には、例えば歯付きプーリが用いられ、各ベルト31〜33には歯付きベルト、すなわちタイミングベルトが用いられる。
【0011】サーボモータ6のモータ軸6aに接続される回転軸27は、上フレーム部2a内の一対の軸受28,29により回転自在に支持されている。また、中間回転軸16は、上フレーム部2a内にサーボモータ6のモータ軸6aおよびクランク軸8の軸部8bと平行に配置されて、一対の軸受34,35により回転自在に支持されている。
【0012】第1の伝達経路18と第2の伝達経路19とは、切換機構36により選択的に切り換えられる。この切換機構36は、図2に平面断面図で示すように、中間回転軸16に軸方向に移動自在に設けられて第3のプーリ23と第5のプーリ25に回転伝達可能なように係脱自在に噛み合うキー37bと、このキー37bを前記両プーリ23,25に選択的に係脱させる係脱駆動手段38とで構成される。キー37bはキー付き進退部材37に設けられている。係脱駆動手段38は、進退ロッド40aが軸継手39を介してキー付き進退部材37に接続される進退シリンダ40からなり、その進退シリンダ40は上フレーム部2aの先端に設置されている。
【0013】キー付き進退部材37は、中間回転軸16の軸心に形成された軸部ガイド孔41に進退自在に嵌合する軸部37aと、中間回転軸16に形成され前記軸ガイド孔41に連通するキーガイド孔42に進退自在に係合して、中間回転軸16の外周より外径側に突出するキー37bとからなる。前記第3および第5のプーリ23,25の軸嵌合孔23a,25aの内周面には、キー部37bが係脱可能なキー溝43,45がそれぞれ形成されている。
【0014】次に上記構成の動作を説明する。低ヒットレートによる高負荷の加工を行う場合は、プレス駆動機構1におけるベルト伝達機構4の中間回転軸16の回転をクランク軸8の軸部8bに伝達する第1および第2の伝達経路18,19のうち、減速比の大きい第2の伝達経路19を切換機構36により選択する。すなわち、このとき、切換え機構36の進退シリンダ40は進退ロッド40aを後退駆動し、図2(A)に示すように、キー付き進退部材37のキー37bが第5のプーリ25のキー溝45に噛み合う。そのため、中間回転軸16の回転が、大きい減速比でクランク軸8の軸部8bに伝達される。これにより、サーボモータ6の回転出力が大きい減速比でクランク機構5に伝達され、パンチ工具15Aを昇降させるラム3を高打ち抜きトン数で駆動できる。
【0015】高ヒットレートの加工を行う場合には、ベルト伝達機構4の第1および第2の伝達経路18,19のうち、減速比の小さい第1の伝達経路18を切換機構36により選択する。すなわち、このとき、切換え機構36の進退シリンダ40は進退ロッド40aを進出駆動し、図2(B)に示すように、キー付き進退部材37のキー37bが第2のプーリ25のキー溝43に噛み合い、中間回転軸16の回転が小さい減速比でクランク軸8の軸部8bに伝達される。これにより、サーボモータ6の回転出力が小さい減速比でクランク機構5に伝達され、パンチ工具15Aを昇降させるラム3の動作が高速となる。
【0016】このように、この実施形態では、容量の小さいサーボモータ6による簡単な構成により、低負荷時の高ヒットレートの加工と、低速による高打ち抜きトン数の加工の両方を行うことができる。
【0017】図3は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、ベルト伝達機構4の伝達経路18,19を選択的に切り換える切換機構36が、2つの電磁クラッチ46,47により構成されている。すなわち、これら電磁クラッチ46,47は前記中間回転軸16に設置され、一方の電磁クラッチ46は、中間回転軸16の回転を、第1の伝達経路18を構成する第3のプーリ23に伝達および伝達解除する。また、他方の電磁クラッチ47は、中間回転軸16の回転を、第2の伝達経路19を構成する第5のプーリ25に伝達および伝達解除する。その他の構成は先の実施形態と同じである。
【0018】この実施形態によると、伝達経路18,19の切換えを、電磁クラッチ46,47の迅速な動作により素早く行うことができる。
【0019】なお、前記各実施形態では、クランク式パンチプレスの場合について説明したが、これに限らず図4に示すようなトグル式パンチプレスにも同様に適用できる。すなわち、図4のパンチプレスは、支点A回りに回転自在な第1リンク部材51に第2リンク部材52を屈曲自在に連結し、その第2リンク部材52の先端にラム53を連結し、両リンク部材51,52の連結部を進退レバー54で進退させて両リンク部材51,52を屈曲駆動するものであり、この屈曲に伴ってラム53が昇降する。進退レバー54は、これに連接棒55を介して連結されるクランク56の回転により進退駆動される。クランク56には前記各実施形態で述べたベルト伝達機構4を介してサーボモータ6の回転出力が伝達される。ベルト伝達機構4における複数系統の伝達経路を選択的に切り換える切換機構(図示せず)は、図1の実施形態におけるキー式のものであっても図3の実施形態における電磁クラッチ式のものであってもよい。
【0020】
【発明の効果】この発明のサーボモータ駆動パンチプレスは、サーボモータと、このサーボモータの出力によって駆動するプレス駆動機構とを備え、板材に加工を施すパンチプレスであって、前記プレス駆動機構は、パンチ工具を昇降させる昇降自在なラムと、減速比の異なる複数系統の伝達経路を有し前記サーボモータから前記ラムに駆動を伝達するベルト伝達機構と、前記複数系統の伝達経路を選択的に切り換える切換機構とよりなるものとしたため、高ヒットレートの加工と、高い打ち抜きトン数の加工との自由な選択を、サーボモータ容量を大きくせずに実現でき、また簡単な構成で済む。前記ベルト伝達機構を、同一の回転軸に回転自在に設置された互いに径の異なる複数のプーリを有するものとし、前記切換機構は、前記回転軸に軸方向移動自在に設けられて前記複数のプーリに回転伝達可能なように係脱自在に噛み合うキーと、このキーを前記複数のプーリに選択的に係脱させる係脱駆動手段とでなるものとした場合は、ベルト伝達機構および切換機構が簡単な構成となる。前記切換機構が、前記複数系統の伝達経路に各々駆動の伝達および伝達解除を行う複数の電磁クラッチで構成した場合は、伝達経路の切換えが早くできる。




 

 


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