偏心プレスで板厚2mmを打ち抜く、パンチの逃げと偏心軸、安全距離の決め方

ワークは板厚2mmの板で、これを下死点の5mm上で165kN、毎分60回で打ち抜きます。人が型に手を入れる作業もある想定なので、光線式の安全装置も付けます。

この要求から順に決めると、パンチの逃げは下型の上面から56mm、公称能力300kN、偏心量30mm、フライホイール160kg、モーターは仮に2.2kWになりました。板の材質、外形寸法、反り、型の上での位置決めの方法は、この記事では決めていません。どれも送りと型の寸法に関わるので、客先に確認する項目です。

ブレーキに必要なトルクの下限は、小さな値になります。軸から先だけを60msで停止させるならクラッチの2%でした。ただしブレーキの円板と弁の遅れを入れると7〜19%まで増えるので、選定に使える値ではありません。

下の3Dは、この要求に合わせて編集部で寸法を決めたモデルで、実在のプレスの値ではありません。スライドが上下するたびに、パンチの先端が下型からどれだけ上がるかを見てください。

フレームはC形の模式で、偏心部が見えるように前の軸受は輪だけにしました。クラッチとブレーキ、モーター、ベルト、板は入れていません。歯車は18歯と90歯の標準平歯車で、歯の強度は計算していない模式です。干渉は19の角度で確認しました¹。

板の上のクリアランスは上死点で54mm、送りに使える時間は806ms

モデルのパンチは直径40mmの丸パンチで、上死点では先端が下型の上面から56mm上にあります。板厚2mmの板を下型に載せると、板の上面とパンチの先端のクリアランスは56 − 2 = 54mmです。パンチを付けた上型の板の下面は、上死点で下型の上面から96mm上にあるので、板の上面からは94mmです。板を送る機構や取り出すハンドは、この高さの中を通過させます。

送りに使える時間は、パンチの先端が板の上面より上にある時間です。パンチは下死点上6mmで板に接触するので、偏心軸の角度で下死点の前後34.94°ずつを除いた範囲になります。

送りに使える時間 = 1,000 ms × (360° − 2 × 34.94°) ÷ 360° = 806 ms     毎分60回で1回が1,000 ms

この806msに、板の送りと取り出しを収めます。後の節で比べるトグルでは、この時間が609msに減ります。

平面のクリアランスもモデルの寸法で決まります。型の高さでは、C形フレームは左右と前が開いていて、後ろにだけ柱があります。パンチの中心から柱の前面までは150mm、下型の後端から柱の前面までは70mmです。板のうち、パンチの中心より奥にある部分が150mmを超えると柱に干渉します。下型の前端は、ボルスタの前端より50mm奥にあります。板の外形と、どの向きから送るかが決まれば、この150mmで足りるかを確認できます。

板を送る機構と上型のクリアランスのように、動作の途中で変わるクリアランスは、装置設計の支援アプリ MEKARIQ でも確認できます。（MEKARIQ は、株式会社Anamorphosis Networks が開発している装置設計の支援アプリです。MANUFAC を制作する株式会社Game は、その開発を受託しています。この段落はその紹介です。）ワーク仕様などの装置の条件から3Dと組立図、部品図、部品表、回路図を生成し、部品の組ごとに最短距離と必要クリアランスで干渉を判定して、干渉部を3Dで赤く表示します。工程表の時刻をスライダで動かすと、動作中のクリアランスを確認できます。板の材質や反りのように AI が決めきれないワークの条件は、客先への確認事項として一覧にします。

公称能力はブレークスルーと荷重の位置で決まる

165kNをそのまま公称能力にはできません。アイダは、ブレークスルーを理由に、打ち抜きは50〜60%以内での使用を勧めています²。165kNなら275〜330kNになるので、公称能力は300kNとしました。

次は位置です。モデルの型は下死点でパンチが下型に4mm入るので、板厚2mmなら下死点上6mmで板に接触し、4mmで抜けます。スライドの力はトルクを腕の長さで割った値で、腕はdh/dθです。

h = e(1 − cos θ) + l − √(l² − e² sin² θ)      θ は下死点から測る
F = T ÷ (dh/dθ)
dh/dθ = e sin θ (1 + λ cos θ ÷ √(1 − λ² sin² θ))
e = 30 mm  l = 250 mm  λ = e ÷ l = 0.12

位置の式はクランク・スライダ機構と同じ形で、仮想仕事でTとFをつないでいます。腕は作図でも読めます。コンロッドの中心線を延ばし、軸の中心の高さを横切る点までの距離が腕です³。次の図では、赤い線の長さが左右で2倍ほど違うところを見てください。

能力発生位置は3mmに置きました。アイダの350kNのCフレーム機は2.6mmです⁴。

h = 3 mm   θ = 24.45°   腕 13.78 mm   T = 300 kN × 13.78 mm = 4.13 kN·m
h = 6 mm   θ = 34.94°   腕 18.88 mm   上限 = 4.13 kN·m ÷ 18.88 mm = 219 kN

トルクはどの角度でも一定とみなせるので⁵、荷重の位置を線図に重ねれば足りるかどうかが読めます。次のグラフでは、青い打ち抜き荷重とオレンジの線の間隔を見てください。

では、トルクはいくら持たせればよいのでしょうか。パンチが板に接触する位置での余裕は1.33倍です。ぎりぎりでよければ3.11kN·mで済み、能力発生位置は1.66mmまで下がります。それでも4.13kN·mにしたのは、この計算に摩擦が入っていないからです。

ただ、この余裕は大きくありません。軸受の摩擦を仮想仕事に足すと、腕はμ × (45 + 80 × 1.1 + 25 × 0.1)mmだけ増えます⁶。μ = 0.05と仮定すると6.8mmで、接触する6mmで必要なトルクは4.23kN·mになり、4.13kN·mを超えます。余裕が残るのはμが0.045までです。公称の300kNを3mmで出すなら、同じ仮定で6.18kN·m。クラッチの容量はこちらで見ることになります。

板厚の余地も大きくありません。同じ外形で板厚を増やすと荷重も比例するので、公称能力の60%に収まるのは2.18mm、トルクの線に当たるのは2.55mmまでです。顧客の板厚の公差がこの範囲に入るかは、先に確認しておきます。

怖いのは線図の左側でしょう。トルクの線は下死点に近いほど立ち上がり、1mmで509kN、0.5mmで717kNに達します。型が下死点の直前で接触すれば、トルクは4.13kN·mの内側に収まるので、クラッチが滑らないまま公称能力の2.4倍まで力が出る計算です。

つまりクラッチのトルクでは、この区間のフレームを守れません。アイダは、この区間で仕様の加圧力を超えないように過負荷保護装置を装備するとしており⁵、NC1シリーズの油圧式オーバーロードプロテクターは作動するとスライドを急停止させます⁷。

偏心量はダイ開きとトルクの取り合い

パンチを下型の上面から56mm逃がし、下死点で4mm入れるので、ストロークは60mm、偏心量は30mmです。前の節の54mmと806msは、このストロークから出た値です。ストロークを余分に取ると、下死点の近くでは腕が偏心量の平方根で伸びます。

次のグラフでは、3mmの縦線の上で3本の線の間隔を見てください。

ストロークを120mmにすると、同じ能力発生位置でトルクは1.51倍です。能力発生位置を6mmへ2倍にする場合の1.37倍より、増え方は大きくなります。クラッチの能力は呼称能力を出せる下死点上の距離から決まる、と日本鍛圧機械工業会の資料にあります⁸。だからストロークの余裕は、クラッチまで一緒に大きくするわけです。

この偏心量なら軸の形も決まります。軸径90mmに対してピンの中心は30mmで、軸の半径45mmより内側に来るので、クランクの腕を出す余地がありません。直径160mmの偏心部なら、半径80mmは30mm + 45mmより大きく、軸の断面が丸ごと収まります。同じ資料でも、フルエキセン軸は機械プレスの中で剛性の高い構造とされます⁸。

静的な目安では、公称の300kNと4.13kN·mが同時にかかるとして、偏心部の端のジャーナルのミーゼスが71MPaで、S45Cの焼きならし材の降伏点343MPa⁹の4.8分の1です。軸径を決めるのは疲労とたわみ、軸受の面圧のほうでしょう（φ90×40mmで42MPa、ピンφ50×60mmで100MPa）。もっとも、そのぶん横幅は大きくなります。コンロッドの大端は外径216mmになり、フレームの内幅は300mm必要でした。

次の動画では、偏心軸が1回転するあいだにスライドが60mm上下する様子を見てください。

モーターは平均、フライホイールは瞬間を受ける

パンチが板に接触してから抜けるまでは18ms、接触するときの速度は119mm/sです。瞬間の動力は165kN × 0.119m/sで19.6kW。一方、仕事は長方形で見積もっても165kN × 2mm = 330Jで、毎秒1回なら平均0.33kWしかありません。

この59倍の差をフライホイールが埋めます。モーターは平均を補うだけなので、公称の300kNで3mm押し切る900Jを毎秒続けても0.9kWです。

ところが先の350kN機のメインモーターは5.5kWあります⁴。損失を無視すれば、毎分105回で1回あたり3.1kJ、350kNのまま9mm押せる量です。アイダの解説の例も、60spmで14kJ、140tで10mm押せる量でした¹⁰。汎用機は曲げや絞りまで見込み、公称と能力発生位置の積より多くの仕事を持たせているとみられますが、仕事能力と損失の内訳は公開資料にありません。

打ち抜き専用のこのモデルは、自分の計算で決めます。打ち抜き1回は、負荷時の軸受の摩擦（μ = 0.05と仮定）を入れて459Jで、毎秒1回なら0.46kW。機械の上限は、次に決めるフライホイールが1回に出せる981Jを毎秒補う1kWとしました。無負荷の損失は計算で決まらないので同じ1kWと仮に置き、合計2kWの上の2.2kWを仮の値にします。試作機の無負荷運転で測って見直す値です。

回転が10%落ちる設計ならモーターの滑りも関わります。鍛造プレスの資料では高スリップモーターが採られ、インバーターモーターなどの例もあります⁸。

フライホイールは回転の落ちで決めました。鍛造プレスのスローダウンは最大10〜14%程度で、速度減少率の式も同じ資料にあります⁸。板金の打ち抜きでも10%を上限として借りると、次の条件になります。

使える仕事 E1 = (I ω² ÷ 2) × (1 − (1 − ρ)²)      ρ = 10 % で係数 0.19
ω は小歯車の軸（歯数比 5）で 60 spm なら 300 rpm = 31.42 rad/s

条件1  60 spm で 900 J   I ≧ 9.60 kg·m²
条件2  40 spm で 330 J   I ≧ 7.92 kg·m²
採用   外半径 320 mm、リムの内半径 250 mm、幅 120 mm、160.5 kg
       形から計算して I = 10.46 kg·m²（比重 7.2）

比重はねずみ鋳鉄の7.05〜7.3から選びました⁹。蓄える量は5,163Jで、打ち抜き1回の回転の落ちは3.25%、300rpmが290rpmになる程度です。摩擦を入れた459Jでも4.6%です。ただ、公称で3mm押し切る場合は摩擦を入れると1,780Jとなり、10%で使える981Jを超えるので、その使い方をするならフライホイールから見直します。

偏心軸に直付けすると、同じ形で使えるのは39Jで、要求の330Jに届きません。

機械と制御の境目は、インバーターの下限に出ます。先の350kN機もメインモーターはインバーター方式で、ストローク120mmの形式の連続ストローク数は毎分55〜105回です⁴。下げるほどエネルギーは2乗で減るので、次のグラフでは、オレンジの線が青と黒の線を切る位置を見てください。

下限は34.8spmで、摩擦を入れると41.1spmです。30spmなら摩擦なしでも回転の落ちは13.7%まで増えます。日本鍛圧機械工業会の資料も、高いSPMでできた加工がSPMを下げるとエネルギー不足になる場合があると書いています¹¹。

回転が戻りきらなければ上死点で待つ断続運転に切り替えることになるので¹⁰、ストローク数の設定範囲は機械の計算から制御の仕様書へ渡す値です。

安全距離は弁からブレーキまでの停止時間で決まる

動力プレスの構造規格は、身体の一部が危険限界に入らない構造などを除いて急停止機構を求め、クラッチをフリクション式に限っています。空気圧のクラッチはばね緩め型、ブレーキはばね締め型。電磁弁は複式のノルマリクローズド型で、空気圧で制御するならプレッシャーリターン型です。圧力の過度な上昇を防ぐ装置と、空気圧が下がれば自動で停止させる機構も必要です。

毎分300回転以下のものには、オーバーラン監視装置も付けます¹²。偏心機構のプレスは「クランクプレス等」として同じ条文の対象です。

光線式を選ぶ前に、順番があります。管理指針は、まず囲いなどで身体を危険限界に入れない措置を考え、側面と後面も囲い、自動プレスなら立ち入らせない措置を検討し、それが難しいときに安全プレスや安全装置へ進むとしています¹³。

金型の段取りは、光線式とは別の決まりです。労働安全衛生規則は、取り付けや調整で身体が危険限界に入るなら安全ブロックなどを使わせ、調整でスライドを動かすのは寸動でと定めています¹⁴。機械の側には安全ブロックか、この大きさなら安全プラグかキーロックが必要です¹²。

そのうえで光線式なら、光軸と危険限界の距離は次の値以上にします。値はスライドの閉じ行程で速度が最大になる位置で決めます¹⁵。

D = 1.6 × (Tl + Ts) + C      D は mm、Tl と Ts は ms
Tl  光線を遮ってから急停止機構が働き始めるまで
Ts  働き始めてからスライドが止まるまで
C   連続遮光幅 30 mm 以下で 0、35 mm 以下で 200、45 mm 以下で 300、50 mm 以下で 400

モデルの速度が最大になるのは下死点上28mmで、190mm/sです。ここから停止させるトルクを形から計算しました。光線式の安全装置が表示するのはTlで、プレス側のTsには弁の切り替えと排気の時間も入るとみています¹⁵。

弁の応答            8〜16 ms（論文の図9から読んだ値）
排気 0.5→0.1 MPa    13〜18 ms（論文の式、S = 150〜210 mm²。容積 0.5 L と終わりの圧力は仮定）
Ts = 60 ms なら減速に使えるのは 30 ms 前後

慣性モーメント（偏心軸換算）  0.63 kg·m²（小歯車の軸から先、スライドまで）
ブレーキの円板（仮定）        0.77〜3.09 kg·m²（鋼 φ240〜340、厚さ 12 mm を 25 倍）
減速 60 ms、円板なし          0.63 × 6.28 ÷ 0.06 + 自重の分 16.5 = 82 N·m（クラッチの 2%）
減速 60 ms、円板あり          162〜406 N·m（4〜10%）
減速 30 ms、円板あり          308〜795 N·m（7〜19%）

どれも下限の見積もりで、選定の値ではありません¹⁶。82N·mで選ぶと、熱や劣化でトルクが50N·mまで落ちたとき、減速は60msから117msに延びます。

ブレーキに十分な余裕を持たせて初めて、残る時間は弁と排気の側に寄るとみています。アズビルTACOの技術論文は、停止時間を短くするにはクラッチとブレーキの圧縮空気を速やかに排気し、弁の出口圧力をブレーキが働く圧力より下げる必要があるとして、排気有効断面積を20%広げた開発例を示しています。

同じ論文の従来品では、コアの接触面に潤滑油が付くとON→OFFの応答が4msほど遅れました（開発品は0.3ms）¹⁷。4msは安全距離で6.4mmです。

検出側の設定も距離に出ます。たとえばオムロンのライトカーテンF3SG-SRは、検出能力25mmで防護高さ1,760mmの型式なら光同期で13msですが、応答を遅くする8倍の低速モードでは104msまで延びます。この差の91msは、安全距離で146mmです。

ただしこの機種は日本の型式検定を受けておらず、プレスの安全装置として使うなら機械の制御システムが検定を受ける必要があると、データシートにあります¹⁸。数字は設定の影響を見る例で、実機は検定に合格した装置の表示値で計算します。TlとTsのどちらかに、安全リレーや安全PLCの応答も入ります。

Tl + Tsが決まると、光軸の位置が決まります。100msなら160mm、150msなら240mm、200msなら320mmで、どれもC = 0の値です。連続遮光幅（検出できる遮光棒の最小直径）が30mmを超えると200mm以上増えます。100〜200msは説明のための仮の値で、このモデルの予測ではありません。

厚生労働省の資料の図では、C形フレームはこの距離をボルスタの前端から取り、ストレートサイドのように奥行の6分の1を足しません¹⁹。このモデルの型の前端はボルスタの前端より50mm奥にありますが、その分は差し引かないと読みました。

高さも同時に決まります。管理指針は、最下光軸をボルスタの上面にそろえ、防護範囲をストローク長さとダイハイトの和以上にして、光軸の上下から手が届かないようにするとしています¹³。光軸とボルスタの間に身体が入るすきまがあれば安全囲いなどが必要で¹⁵、開いている側面と後面も囲います¹⁹¹³。光線式は、機械の故障による二度落ちには対応できません¹³。

50msの短縮は安全距離で80mm。弁の選定と排気の流路が、そのまま機械の前の寸法に出るわけです。

仕様書の停止時間は超えてはいけない上限

設計で決めるべき値は、新品の実力ではありません。安全装置管理指針は、停止性能測定装置で最大停止時間を測り、メーカー指定値以内かを確認して、指定値から計算した距離以上を確保するよう求めています。定期検査でも、測定値が表示の値を超えていないかを確認します¹³。

厚生労働省の資料は、クラッチとブレーキが劣化すると設定した停止性能で停止しないことがあり、整備点検で本来の停止時間に戻す必要があるとしています¹⁹。つまり仕様書のTl + Tsは、超えたら整備する上限です。新品の実力との差をどれだけ取るかは設計の判断で、指定値が劣化を保証するわけではありません。

回路の側でも要件があります。リレーやリミットスイッチの故障で誤作動しないことのほか、急停止のあとは再起動操作をしなければ動かないこと、寸動を備えることが規格の要求です¹²。弁は片側がONのまま固着してもブレーキを働かせなければなりません。先の論文の弁は、片側故障時の出口圧力が供給圧の2%以下です¹⁷。

クラッチは小歯車の軸に置く前提です。摩擦なしで偏心軸なら4.13kN·m、小歯車の軸なら0.83kN·mで、μ = 0.05の仮定ではそれぞれ6.18kN·mと1.24kN·mです。そのかわり大歯車とブレーキの円板も毎回停止させることになります。停止させるエネルギーは円板を入れて28〜73Jで、毎分15回停止させても発熱は7〜18Wです。アイダによると許容断続SPMはブレーキの吸収エネルギーと放熱で決まるものの¹⁰、この寸法なら先に制約になるのは搬送側の都合でしょう。

ほかの構成を採らなかった理由

同じ要求で比べました。価格は確認できる公開の値がないので比べていません。

構成	数字	採らなかった理由
サーボプレス	ピーク19.6kW（半速で9.8kW）	低速もモーションも使わない
エアプレス	内径648mm、21kW以上	仕事の64倍を圧縮に使う
トグル	トルク3.26kN·m	送りの時間が197ms減る
偏心カムの直押し	トルク3.92kN·m	5%のために面が滑る
汎用機を買う	350kN級のCフレーム機	取り合いが許せばこれが先

いちばん迷うのはサーボでしょう。4.13kN·mを60rpmで出すと26kW、打ち抜きだけでも19.6kWで、平均の59倍です。もっとも、これは一定速で回したときの値です。接触から抜けまでを半速にすれば9.8kWに下がり、増える時間は18msで、1秒のサイクルの2%もありません。

日本鍛圧機械工業会の資料によると、サーボプレスの有効エネルギーはモーターのトルクと負荷時間で決まり、瞬発力のためにキャパシタが必要です⁸。だから比べるのは電力より、モーターとキャパシタの費用です。ここは公開の値がなく比べられていないので、採らない理由は「低速もモーションも使わない」だけです。構造規格は、サーボ系の故障時に停止させるブレーキも求めています¹²。

逆に、要求が低速に寄るなら評価は変わります。このモデルは34.8spmを下回ると回転の落ちが10%を超えますが、サーボにはフライホイールの回転の落ちがありません。同じ800kNで比べても、アイダの機械式は毎分40〜75回、サーボは毎分1〜80回です²⁰。

エアプレスは、工場の0.5MPaで165kNを出すと内径648mmになります。1ストロークの空気は大気圧換算で118L、毎分7.05m³。等温圧縮という理想の条件でも21kWで、これに圧縮機の損失が乗ります²¹。

トグルは、腕45mm、リンク150mmが2本、ストローク60mmで計算しました²¹。能力発生位置3mmのトルクは3.26kN·mと21%軽くなります。ただ、接触する6mmでの上限は190kNに下がり、20mmでは96kNです。アイダもナックルモーションはコイニングやサイジングに向き、高い位置からの成形には不向きとしています²²。

板の上にパンチが出ている時間も806msから609msに減ります。板の送りに使える時間が197ms短くなるので、採らない理由はこれです。送りが600msより短く済み、荷重が接触の位置の190kN以内に収まるなら、結論は逆になります。

最後の行は、設備メーカーとしては先に確認したい選択肢です。同じ能力帯の汎用Cフレーム機なら、数字の上ではほぼ入ります。NC1-350(2)Eは350kN、ストローク120mm、毎分55〜105回です⁴。ただし毎分60回は設定範囲の下のほうで、仕事能力は公開仕様にないので、メーカーに確認します。

自社で作るなら負うものが増えます。構造規格への適合に加えて、光線式を組み込んだ安全プレスは機械そのものが型式検定の対象で、後付けなら検定に合格した安全装置を選びます²³。設置には工事の30日前までの届出があり、停止性能の説明も求められます²⁴。設計する理由が設置寸法や搬送との取り合いだけなら、この手間と比べて決めることになるでしょう。

機械の図面に載る値は、偏心量30mm、トルク4.13kN·m（摩擦なし）、慣性モーメント10.46kg·m²でした。制御の仕様書に載る値は、ストローク数の下限（摩擦なしで35spm、μ = 0.05と仮定して41spm）と上限、上限の回転数で測るTl + Tsの指定値、連続遮光幅30mm以下です。次に決めるのはTl + Tsの指定値でしょう。そこが決まるまで、光軸の位置も前面のカバーも図面に入りません。

ここまでの値はモデルから計算した机上の目安で、実機では試していません。摩擦と部品のたわみ、弁とブレーキの実測は入っていません。規格の要件も抜粋です。安全距離と停止性能を含め、最終の判断は有資格者とメーカーの資料、設計基準、最新の構造規格で行い、製作や設置の手続きは所轄の労働基準監督署に確認してください。

2026年11月1日 訂正：本文で資料を指す注の番号が、ページの注の番号とずれていました（クランクプレスの資料、安全装置管理指針）。注の番号を本文に出てくる順にそろえ、指す先を直しました。

2026年11月9日 更新：板のワークに対するパンチの逃げと送りに使える時間、フレームとのクリアランスを中心に、業界の用語で構成と表現を書き直しました。

注

1. 19の角度で、ブーリアン演算の体積と最短距離の両方を計算しました。体積はどの組も0mm³で、いちばん狭いのは歯車どうしの0.09mm、次がピンと穴などの0.15mmです。小歯車を半歯ぶん（10°）ずらすと3,139mm³、下型を40mm上げると110,022mm³の重なりが出ることも確認しました。パンチと下型の穴のすき間0.3mmは模式の値で、打ち抜きのクリアランスを表すものではありません。 ↩

2. アイダエンジニアリング「加工荷重とプレス選定の考え方」（2021年11月29日、2026年11月1日に確認）。 ↩

3. コンロッドの傾きをβとすると、交点までの距離はe sin θ + e cos θ tan βで、tan β = λ sin θ ÷ √(1 − λ² sin² θ)を入れるとdh/dθの式と同じになります。下死点上3mm、10mm、20mm、30mmで、小数4桁まで一致することを計算で確認しました。 ↩

4. アイダエンジニアリング「NC1-E仕様書」（2026年11月1日に確認）。本文の350kN機はNC1-350で、加圧能力、能力発生位置、ストローク長さ、無負荷連続ストローク数、メインモーターはこの仕様書によります。光線式安全装置は特別付属品です。 ↩ ↩ ↩ ↩

5. アイダエンジニアリング「プレス能力の3要素とは？　トルク能力について」（2022年6月13日、2026年11月1日に確認）。クランクプレスの説明です。注8の資料はp.15でクランク軸（エキセン軸）と並べて書き、p.18にもエキセン軸とコンロッドの機構はクランクプレスと変わらないとあるので、偏心軸にも同じ考え方を使いました。 ↩ ↩

6. 摩擦のモーメントは、各軸受のμ × 力 × 半径に相対回転の比を掛けた和で、μF[45 + 80(1 + λ cos θ) + 25 λ cos θ]としました（軸45mm、偏心部80mm、ピン25mm。下死点上6mmでcos θ = 0.82）。μ = 0.05は仮定で、メーカーの値ではありません。スライドの案内の摩擦は腕で0.07mmなので入れていません。同じ条件でピン半径50mmのクランクなら5.1mmなので、太い偏心部の代償はここにも出ます。 ↩

7. アイダエンジニアリング「高剛性汎用プレス Cフレームプレス／ストレートサイドプレス」カタログ（2026年11月1日に確認）。 ↩

8. 日本鍛圧機械工業会「鍛造プレスとは＜入門編＞（3）鍛造設備（プレス機械）」（2026年11月1日に確認）。速度減少率の式はp.15、スローダウン、高スリップモーター、クラッチ能力はp.16、サーボプレスはp.17、フルエキセン軸とエキセン軸の機構はp.18です。どれも鍛造プレスについての説明で、スローダウンの値を板金の打ち抜きに使ったのはこの記事の仮定です。 ↩ ↩ ↩ ↩ ↩

9. 三木プーリ「金属材料の物理的･機械的性質」（2026年11月1日に確認）。S45C-Nの降伏点とねずみ鋳鉄の比重によります。フライホイールの材料はモデルの仮定です。ミーゼスは、前後の軸受の間隔110mmの中央で300kNを受け、軸受の中心から24mmの断面で曲げ50MPa、ねじり29MPaとして計算しました。 ↩ ↩

10. アイダエンジニアリング「プレス能力の3要素とは？　仕事能力について」（2022年7月11日）と「許容断続SPMってなに？」（2022年2月21日）。どちらも2026年11月1日に確認しました。 ↩ ↩ ↩

11. 日本鍛圧機械工業会「鍛造プレスとは＜入門編＞（4）プレス機械の構造」 p.48（2026年11月1日に確認）。 ↩

12. 動力プレス機械構造規格（昭和52年労働省告示第116号）の第2条、第5条、第6条（第1章）、第11条（第2章）、第21条、第22条、第24条、第26条から第28条、第31条、第32条（第3章）。安全衛生情報センターの掲載を2026年11月1日に確認しました。各条にただし書きがあります。 ↩ ↩ ↩ ↩

13. 「プレス機械の安全装置管理指針の改正について」基発0930第11号（平成27年9月30日）（静岡労働局の掲載、2026年11月1日に確認）。動力プレスの特定自主検査は、2026年1月1日から厚生労働大臣の定める基準に従うことが義務になりました（検査業者向けの案内）。 ↩ ↩ ↩ ↩ ↩

14. 労働安全衛生規則の第131条、第131条の2、第131条の3（安全衛生情報センターの掲載、2026年11月1日に確認）。 ↩

15. 同規格の第43条（安全距離と追加距離）、第44条（安全囲い）。安全衛生情報センターの掲載（第5章、2026年11月1日に確認）。この条文は光線式の安全プレスのものです。制御機能付き光線式は第45条で追加距離の表が別で、14mm以下で0、20mm以下で80、30mm以下で130です。安全装置を後付けする場合は、プレス機械又はシャーの安全装置構造規格の第26条が、Tl、使えるプレスの停止時間、安全距離を装置に表示するよう求めています。式は注13の管理指針にあります。急停止機構は、検出機構からの信号でスライドを止める機構と平成23年2月18日の通達にあり、弁と排気をTsに入れたのはこの読みによります。輸出機で使うISO 13855の式は手の速度が2,000mm/sで（ReeRの解説）、検出能力25mmならT = 150msで388mmになり、本文の240mmとは違います。 ↩ ↩ ↩

16. 慣性モーメントの内訳は、偏心軸0.058、大歯車0.422、小歯車と軸を25倍した0.085、コンロッドとスライドを速度最大の位置で換算した分が残りです（鋼の比重で計算。単位はkg·m²）。クラッチの被動側とブレーキの円板はモデルに無いので、鋼の円板と仮定して足しました。円板の寸法はメーカーの値ではありません。クラッチが離れたあとのフライホイール側は入れていません。自重の分はカウンターバランスなし、上型7kgの値です。歯車を強度に合わせて太くすると、この値はさらに増えます。 ↩

17. アズビルTACO「安全な動力プレス機械を実現するためのデュアルバルブの開発」azbil Technical Review 2020年4月発行号（2026年11月1日に確認）。弁の応答は図9、有効断面積は図7から読みました。排気時間は論文の式Q = 120 × S × (Ph + 0.1)（L/min）を等温で積分し、t = V ÷ (0.2S) × ln(0.6 ÷ 0.2)としました。 ↩ ↩

18. オムロン「Safety Light Curtain/Safety Multi-Light Beam F3SG-SR/PG」データシート（2026年11月1日に確認）。ON→OFFの応答時間で、1セグメントで使う場合の値です。低速モードは専用の設定ソフトで選びます。型式検定の記述はPDFの107ページのLegislation and Standardsです。 ↩

19. 厚生労働省「別表2 プレス機械におけるリスク低減対策の例」（2026年11月1日に確認）。光線式安全装置の取付位置の図の「D=1.6(TL+TS)<a+1/6Lb」と、その下の「C型フレームプレスの場合、ボルスターの奥行の1/6は加算しない」の注によります。同じ図には最下位光軸の高さの式（機械プレスは(ダイハイト − スライド調整量) × 1/3）もありますが、本文の高さは同じ資料の(1)と管理指針に合わせました。 ↩ ↩ ↩

20. アイダエンジニアリングの製品ページNC1-EのNC1-800(2)Eと、DSF-N1-AのDSF-N1-800A（2026年11月1日に確認）。 ↩

21. 自前の計算です。エアは下りだけの容積19.8Lで計算し、上りの空気は入れていません。大気圧換算は(0.5 + 0.1013) ÷ 0.1013倍、仕事は101.3kPa × 0.1175m³ × ln 5.94 = 21.2kJです。トグルはコンロッドを十分長いとみた近似で、腕は2 tan α × r sin θ（r = 45mm、sin α = r(1 − cos θ) ÷ 150）。偏心カムは平らな面を直接押す形で、λの項が消えて腕はe sin θ、3mmで13.08mmです。 ↩ ↩

22. アイダエンジニアリング「各スライドモーションとそのトルク特性について」（2023年6月21日、2026年11月1日に確認）。 ↩

23. 労働安全衛生法施行令の第14条の2第2号と第8号（安全衛生情報センターの掲載、2026年11月1日に確認）。日本で使わないことが明らかな機械は除かれます。 ↩

24. アイダエンジニアリング「プレス機を設置・移設・改造するときは「設置届」が必要です」（2022年12月26日、2026年11月1日に確認）。 ↩