JPH08103896A - トグル式パンチプレス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータからトグル機構への駆動伝達系を介し
て駆動力やパンチ反力により生じるプレスフレームの横
揺れを防止し、振動や騒音を小さく抑える。 【構成】 上下のトグルリンク８ａ，８ｂからなるトグ
ル機構８の上端をプレスフレーム１に支持する。下側の
トグルリンク８ｂには、パンチ工具４を昇降させる昇降
自在なラム６を連結する。トグル機構８は、進退レバー
１０およびクランク機構１３を介してサーボモータ１２
に連結する。クランク機構１３は、上下方向に回転する
ようにプレスフレーム１に設置する。進退レバー１０は
プレスフレーム１の幅方向の略中心に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トグル機構でラムを
昇降させるタレットパンチプレス等のトグル式パンチプ
レスに関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来の機
械式パンチプレスは、定速回転するフライホイールの回
転を、クラッチブレーキを介してクランク機構に伝達
し、ラムの昇降動作に変換するものであり、ストローク
途中で速度変更することができない。一方、騒音防止と
高速パンチとの観点から、ストローク途中で速度を変更
させる制御が望まれている。すなわち、パンチ加工にお
ける騒音は、パンチ工具が実際にワークを打ち抜くとき
の速度を遅くすれば低下するが、ストローク速度の低下
はパンチ加工のサイクルタイムの遅れを招く。そのた
め、１ストローク中において、パンチ工具が実際にワー
クを打ち抜くときの速度を低くし、その他のときはスト
ローク速度を速くする制御が望まれる。このようなパン
チ速度の制御は、油圧式パンチプレスでは実現されてい
るが、油圧系統によってコスト高になる。機械式パンチ
プレスにおいても、サーボモータで駆動できれば、パン
チ速度の制御が可能であるが、サーボモータの回転で直
接にパンチ力を得るためにはモータ出力が不十分とな
る。

【０００３】そこで、本出願人は図７（Ａ），（Ｂ）に
示すように、トグル機構５０を介してサーボモータ５１
でパンチ動作を行わせるものを提案した（例えば、特願
平６−１５７９７１号）。トグル機構５０は、上側トグ
ルリンク５０ａの上端を支点Ａとし、下側トグルリンク
５０ｂにパンチ工具５２の昇降用のラム５３を連結した
ものである。上下のリンク５０ａ，５０ｂの連結点が、
進退レバー５４およびクランク機構５５を介してサーボ
モータ５１に連結される。このようにトグル機構５０を
用いることにより、サーボモータ５１を駆動源として、
ストローク途中の速度制御を可能としながら、打ち抜き
に十分な加圧力を得ることを実現した。

【０００４】しかし、騒音および振動防止につき、一層
の向上が望まれる。すなわち、図７（Ａ），（Ｂ）の例
のものは、サーボモータ５１がプレスフレーム５６に縦
向きに設置されており、サーボモータ５１に直結したク
ランク機構５５は水平に旋回する。また、パンチ時には
パンチ反力が進退レバー５４に作用するが、これを水平
旋回するクランク機構５５で受けるため、進退レバー５
４の連接棒５８を介してプレスフレーム５６に横方向の
分力としてパンチ反力が作用する。これに対して、プレ
スフレーム５６は、図５（Ｂ）のように、平面視で前後
に長い長方形に形成されており、そのためクランク機構
５５の水平旋回によるアンバランス荷重や、連接棒５８
を介して作用するパンチ反力に対して剛性が十分でな
く、横振れが生じて加工精度の悪化を招く。

【０００５】このような問題点を解消するものとして、
図７（Ｃ）に示すように、モータ５１を横向き姿勢で設
置し、クランク機構５５を縦方向に回転させるものを試
みた。この場合、進退レバー５４はプレスフレーム５６
の側板５６ａの内面に設けたガイドレール５７に進退自
在に設置した。しかし、進退レバー５４がプレスフレー
ム５６の片方の側板５６ａに偏って支持されているた
め、モータ５１によるクランク機構５５の駆動により、
プレスフレーム５６に偏った荷重が作用し、この場合も
プレスフレーム５６が横揺れして振動や騒音が発生し
た。特に、パンチ時には進退レバー５４にパンチ反力が
作用するため、進退レバーを介してプレスフレーム５６
をパンチ反力で横振れさせる問題が大きい。パンチプレ
スにおける騒音は、パンチ駆動の際に、パンチ工具がワ
ークに衝突し、パンチ反力でプレスフレーム５６が上下
に撓むことによって生じる音が主な要因であり、この騒
音は、ある程度計算した上で、プレスフレーム５６を設
計する必要があるが、それ以外の要因によるもの、すな
わち前記の進退レバー５４やクランク機構５５の運動に
伴う横揺れ等によるものは、可能な限り防ぐことが望ま
れる。

【０００６】この発明の目的は、モータからトグル機構
への駆動伝達系を介して駆動力やパンチ反力により生じ
るプレスフレームの横揺れを防止し、振動や騒音を小さ
く抑えることのできるトグル式パンチプレスを提供する
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明のトグル式パン
チプレスは、上下のトグルリンクからなるトグル機構の
上端をプレスフレームに支持し、トグルリンクに連結さ
れた進退部材をプレスフレーム内の幅狭方向の中心部に
長手方向に沿って進退自在に配置し、前記進退部材をモ
ータで進退駆動する運動変換機構を設けたものである。
トグル機構の下側のトグルリンクには、パンチ工具を昇
降させる昇降自在なラムが連結される。前記運動変換機
構はクランク機構からなるものとし、このクランク機構
を、回転中心がプレスフレームの長手方向と直交する水
平方向となるようにプレスフレームに設置しても良い。
前記クランク機構を駆動するモータは、モータ軸がクラ
ンク機構の回転中心と平行となる横向き姿勢でプレスフ
レームに設置することが望ましい。

【０００８】

【作用】この構成によると、進退動作によってモータの
駆動をトグル機構に伝える進退レバーをプレスフレーム
の幅狭方向の中心部に配置したので、進退レバーにその
進退駆動やパンチ反力で生じる横振れ荷重がプレスフレ
ームの両側で均等に支持される。そのため、進退レバー
から受ける荷重でプレスフレームが横揺れすることが防
止され、騒音や振動の発生が低減する。進退レバーをク
ランク機構で進退させるようにした場合に、前記クラン
ク機構の回転中心をプレスフレームの長手方向と直交す
る水平方向とした場合は、クランクが縦方向に回転する
ことになり、クランク機構の回転により生じる偏心荷重
は、プレスフレームの剛性の高い上下方向および長手方
向に作用する。また、パンチ時に進退レバーに伝わるパ
ンチ反力も、上下回転するクランク機構で受けられるこ
とになって、進退レバーに横方向の荷重が大きく作用し
ない。そのため、パンチ反力や進退駆動力で進退レバー
を介してプレスフレームに横揺れ荷重を発生させること
が少なく、進退レバーがプレスフレームの中心に配置さ
れていることと相まって、プレスフレームの横揺れが防
止され、振動や騒音の発生が抑制され、また、加工精度
の低下を防止できる。

【０００９】モータをクランク機構の回転中心と平行な
横向き姿勢で設置した場合は、モータの回転に伴う振動
もプレスフレームの剛性の高い長手方向と平行な垂直面
内で行われることになる。そのため、モータ回転に伴う
プレスフレームの振動や騒音の発生も低減する。

【００１０】

【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図６に基づ
いて説明する。図１はこのトグル式パンチプレスの縦断
側面面図、図５および図６はその側面図および平面図で
ある。プレスフレーム１は、側面形状がＣ字形であっ
て、平面視で前後に長く形成され、その上フレーム部１
ａおよび下フレーム１ｂに、上タレット２および下タレ
ット３が互いに同軸に設置されている。上下のタレット
２，３は、複数のパンチ工具４およびダイ工具５を円周
方向に並べて設置したものであり、プレスフレーム１の
スロート部１ｃに設置された割出用モータ３０により、
チェーン機構を介して同期して割出回転させられる。各
パンチ工具４は、ラム位置Ｐに割り出されたときに、ラ
ム６に連結されて昇降駆動される。ラム６は、ガイド部
材７を介して上フレーム部１ａに昇降自在に支持され、
屈曲動作するトグル機構８で昇降駆動される。ラム６
は、この実施例のものではタレット２，３の半径方向に
並んで２個設けられ、割出機構（図示せず）で選択的に
昇降動作の伝達が可能とされている。これにより、タレ
ット２，３に同心円上に配置された内外の列のパンチ工
具４が選択的にパンチ駆動される。板材Ｗ（図６）は、
ワーク送り機構２０のワークホルダ１７に把持されてテ
ーブル１８上をラム位置Ｐに送られる。

【００１１】図１に示すように、トグル機構８は、短い
上側トグルリンク８ａと長い下側トグルリンク８ｂとを
ピン９で屈曲自在に連結したものであり、水平方向に進
退自在な進退レバー１０で屈曲駆動される。進退レバー
１０は、回転と往復直線運動の運動変換機構であるクラ
ンク機構１３を介してサーボモータ１２で進退駆動され
る。これら進退レバー１０およびクランク機構１３によ
り、伝達機構１１が構成される。トグル機構８の下側ト
グルリンク８ｂは、下端がラム６の上端に回動自在にピ
ン結合されている。上側トグルリンク８ａは、上端の揺
動支点Ａ１回りに回動自在に支持されている。揺動支点
Ａ１は、パンチ工具４の交換時にトグル機構８の全体を
持ち上げるために、支点位置変更機構２１により上下に
位置変更可能としてある。

【００１２】支点位置変更機構２１は、揺動支点Ａ１と
なるピン２３ｃを偏心位置に設けた丸軸状の偏心部材２
３と、偏心部材２３を回転自在に支持したリング状の回
動支持部材２２と、偏心部材２３を回動させるシリンダ
装置２６とで構成される。また、偏心部材２３に対し
て、その周面に設けられた凹部２８ａに位置決めピン２
８ａを係合させる位置決めシリンダ２８が設けられてい
る。図３に示すように、上フレーム部１ａは一対の対面
する側板１ａａ，１ａａを有する箱状に形成され、前記
回動支持部材２２は一対のものが両側の側板１ａａ，１
ａａに取付けられて、偏心部材２３の両端を回転自在に
支持している。偏心部材２３は、中央にリンク遊嵌凹部
２３ｂを有し、上側トグルリンク８ａはリンク遊嵌凹部
２３ｂ内で偏心部材２３のピン２３ｃに支持されてい
る。

【００１３】図２（Ｂ）に示すように、進退レバー１０
は、進退レバー本体１０ｂの先端側に揺動レバー１０ｃ
を上下回動自在に連結したものであり、揺動レバー１０
ｃの二叉上となった先端部（図２（Ａ））がトグル機構
８の屈曲部のピン９に上下回動自在に連結される。前記
揺動レバー１０ｃの上下揺動で、トグル機構８の屈曲動
作に伴う屈曲部の上下変位が吸収される。進退レバー本
体１０ｂは、上フレーム部１ａ内の支持台２５に上下に
平行配置された２本のガイドレール１９，１９に、直動
軸受等からなるガイド部材１０ａを介して進退自在に支
持されている。支持台２５は、図２（Ｃ）に示すよう
に、水平板２５ａとその下面に一体に溶接等で接合され
た垂直板２５ｂとからなり、上フレーム部１ａの両側の
側板１ａａ，１ａａの内面に設けられた受け桟３２，３
２上に水平板２５ａの両側部がボルト等で固定されてい
る。前記ガイドレール１９は、支持台２５の垂直板２５
ｂの側面に設けられており、進退レバー１０ｃが上フレ
ーム部１ａの幅方向の中心部に位置するように、支持台
２５の垂直板２５ｂが配置される。

【００１４】クランク機構１３は、円板状のクランク１
３ａをその軸心がフレーム側面と垂直な横向き姿勢とな
るように、フレーム１のスロート部１ｃの上部に設けた
ものであり、円板状クランク１３ａの偏心位置に連接棒
１４の一端を回動自在に連結してある。連接棒１４の他
端は進退レバー本体１０ｂの基端に回動自在に連結して
ある。円板状クランク１３ａの回転軸１３ｂは、スロー
ト部１ｃの片方の側板１ｃａの開口部に取付けられた取
付板３３に、軸受（図示せず）を介して回転自在に支持
されており、円板状クランク１３ａはプレスフレーム１
の幅方向の略中央に位置している。取付板３３は、上下
に延びてモータ取付台を兼用するものであり、前記サー
ボモータ１２は円板状クランク１３ａの軸受の直下で取
付板３３に設置されている。すなわち、サーボモータ１
２は、取付板３３を介してプレスフレーム１のスロート
部１ｃに設置されている。サーボモータ１２の取付姿勢
は、円板状クランク１３ａと軸心が平行となる横向き姿
勢であり、サーボモータ１２の回転出力は、その出力ギ
ヤ１５を円板状クランク１３ａの入力ギヤ１６に噛み合
わせることにより円板状クランク１３ａに伝達される。

【００１５】上記構成の動作を説明する。サーボモータ
１２で円板状クランク１３ａを１回転させると、進退レ
バー１０が１往復の進退動作をする。この１往復動作の
うち、進退レバー１０が図４の右端位置から進退ストロ
ークＳの中央位置に達する間は、トグル機構８はその屈
曲部が右寄りに屈曲した状態から伸長状態へと変化し、
これに伴ってラム６が上死点から下死点まで降下する。
進退レバー１０が進退ストロークＳの中央位置から左端
位置に達する間は、トグル機構８はその屈曲部が伸長状
態から左寄りに屈曲した状態へと変化し、これに伴って
ラム６が下死点から上死点まで上昇する。進退レバー１
０が左端位置から右端位置へ戻るときにも、前記と同様
にラム６が昇降する。このようにして、進退レバー１０
が１往復の進退動作をする間に、ラム６は２回昇降動作
を繰り返し、パンチ工具４によるパンチ動作が２回行わ
れる。このパンチ加工につき、サーボモータ１２を駆動
源とするので、パンチ工具６の昇降速度をストローク途
中で変える制御も行える。例えば、パンチ工具６が実際
に板材Ｗを打ち抜くときの速度を低くし、その他のとき
はストローク速度を速くする制御も行える。そのため、
騒音を抑制して高速パンチが行える。サーボモータ１２
の回転はトグル機構８で昇降動作に変換するので、駆動
源をサーボモータ１２としてもパンチに必要な加圧力が
得られる。

【００１６】この構成によると、クランク機構１３の回
転中心をプレスフレーム１の長手方向と直交する水平方
向としたので、クランク１３ａが縦方向に回転すること
になり、クランク機構１３の回転により生じる偏心荷重
は、プレスフレーム１の剛性の高い上下方向および長手
方向に作用する。また、パンチ時に進退レバー１０に伝
わるパンチ反力も、上下回転するクランク機構１３で受
けられることになって、進退レバー１０に横方向の荷重
があまり作用しない。そのため、パンチ反力や進退駆動
力で進退レバー１０を介してプレスフレーム１に横揺れ
荷重を発生させることが少ない。しかも、進退レバー１
０をプレスフレーム１の幅狭方向の中心部に配置したの
で、進退レバー１０にその進退駆動やパンチ反力で生じ
る横振れ荷重がプレスフレーム１の両側で均等に支持さ
れる。そのため、進退レバー１０から受ける荷重でプレ
スフレーム１が横揺れすることが一層防止され、騒音や
振動の発生が低減する。プレスフレーム１の横揺れや振
動が少ないことから、加工精度の向上にもつながる。ま
た、サーボモータ１２もクランク機構１３の回転中心と
平行な横向き姿勢で設置したので、サーボモータ１２の
回転に伴う振動もプレスフレーム１の剛性の高い長手方
向と平行な垂直面内で行われることになる。そのため、
サーボモータ１２の回転に伴うプレスフレーム１の振動
や騒音の発生も低減する。これらの相乗効果により、静
音で、振動の少ないパンチプレスとなる。

【００１７】なお、前記実施例では回転と往復直線運動
との変換機構がクランク機構１３である場合につき説明
したが、その他の形式の運動変換機構を用いた場合で
も、進退レバー１０をプレスフレーム１の中心に配置し
たことによる前記各利点が得られる。

【００１８】

【発明の効果】この発明のトグル式パンチプレスは、上
端でプレスフレームに支持されたトグル機構と、その下
側のトグルリンクに連結されてパンチ工具を昇降させる
昇降自在なラムと、前記トグルリンクに連結された進退
自在な進退部材と、この進退部材をモータで進退駆動す
る運動変換機構とを備えたパンチプレスであって、前記
進退部材をプレスフレーム内の幅狭方向の中心部に配置
したため、進退レバーにその進退駆動やパンチ反力で生
じる横振れ荷重がプレスフレームの両側で均等に支持さ
れ、そのためプレスフレームの横揺れが防止されて、騒
音や振動の発生が低減する。前記運動変換機構をクラン
ク機構とし、このクランク機構の回転中心をプレスフレ
ームの長手方向と直交する水平方向とした場合は、クラ
ンクが縦方向に回転することになり、クランク機構の回
転により生じる偏心荷重は、プレスフレームの剛性の高
い上下方向および長手方向に作用する。また、パンチ時
に進退レバーに伝わるパンチ反力も、上下回転するクラ
ンク機構で受けられることになって、進退レバーに横方
向の荷重があまり作用しない。そのため、進退レバーが
プレスフレームの中心に配置されていることと相まっ
て、プレスフレームの横揺れが一層防止され、振動や騒
音の発生が抑制される。クランク機構を駆動するモータ
をクランク機構と同じ横向き姿勢とした場合は、モータ
の回転に伴う振動もプレスフレームの剛性の高い方向で
受けられることになり、振動や騒音がより発生し難くな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるトグル式パンチプ
レスの部分破断側面図である。

【図２】（Ａ）は同パンチプレスの部分破断平面図、
（Ｂ）は同部分破断側面図、（Ｃ）は同図（Ｂ）のＣ−
Ｃ断面図である。

【図３】同パンチプレスの上フレーム部における前部の
破断正面図である。

【図４】同パンチプレスの動作説明図である。

【図５】同パンチプレスの側面図である。

【図６】同パンチプレスの平面図である。

【図７】（Ａ）はパンチプレスの提案例の概略破断側面
図、（Ｂ）はその部分水平断面図、（Ｃ）は他の提案例
の部分水平断面図である。

【符号の説明】

１…プレスフレーム、１ａ…上フレーム部、１ｂ…下フ
レーム部、１ｃ…スロート部、４…パンチ工具、６…ラ
ム、８…トグル機構、８ａ…上側トグルリンク、８ｂ…
下側トグルリンク、１０…進退レバー、１１…伝達機
構、１２…サーボモータ、１３…クランク機構（運動変
換機構）、１３ａ…円板状クランク、２５…取付台

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに屈曲自在に連結された上下のトグ
   ルリンクからなり上端でプレスフレームに支持されたト
   グル機構と、下側のトグルリンクに連結されてパンチ工
   具を昇降させる昇降自在なラムと、前記プレスフレーム
   内の幅狭方向の中心部に長手方向に沿って進退自在に配
   置されて前記トグルリンクに連結された進退部材と、こ
   の進退部材をモータで進退駆動する運動変換機構とを備
   えたトグル式パンチプレス。
2. 【請求項２】 前記運動変換機構がクランク機構からな
   り、このクランク機構は回転中心が前記プレスフレーム
   の長手方向と直交する水平方向となるように前記プレス
   フレームに設置した請求項１記載のトグル式パンチプレ
   ス。
3. 【請求項３】 前記クランク機構を駆動するモータを、
   モータ軸が前記クランク機構の回転中心と平行となる横
   向き姿勢で前記プレスフレームに設置した請求項２記載
   のトグル式パンチプレス。