JP2000170864A

JP2000170864A - 早戻り装置

Info

Publication number: JP2000170864A
Application number: JP10341835A
Authority: JP
Inventors: Tsugumichi Yoshinaga; 紹道吉永
Original assignee: Sato Tekko Co Ltd
Current assignee: Sato Tekko Co Ltd
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】早戻り運動する滑子の速度カーブを別の速度
カーブに変える設計変更が容易に行え、しかも、高速運
転に適した早戻り装置を提供することである。【解決手段】本発明の早戻り装置は、出力用クランク
軸の主軸７に回転体９と不動歯車１０を回転可能に連結
し、不動歯車を回転不能に保持し、不動歯車に噛み合わ
せた移動歯車１４に伝達用クランク軸１２の主軸１３を
出力用主軸に対して平行に固定し、回転体の偏心部に伝
達用主軸を回転可能に連結し、出力用主軸にガイド体１
５を固定すると共に、ガイド体に溝１６を、出力用主軸
から離れる方向に延長して設け、溝内に伝達用クランク
軸のクランクピン１７を長手方向に沿って移動可能に設
け、出力用クランク軸の偏心体１９にリンク２０の一端
部を連結し、リンクの他端部に備わる滑子５を早戻り運
動させる為に、不動歯車と移動歯車の噛み合わせの設定
を、回転体の中心を通り且つ滑子の往復運動方向に平行
な基準線Ｌ上に伝達用クランクピンの中心が位置する場
合に、伝達用主軸の中心が基準線から外れた位置に存在
する状態に設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は早戻り装置に係わ
り、その適用範囲の一例としてはプレス機械のスライド
駆動装置が挙げられる。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明の
目的は、早戻り運動する滑子の速度カーブを別の速度カ
ーブに変える設計変更が容易に行え、しかも、高速運転
に適した早戻り装置を提供することである。

【０００３】請求項２記載の発明の目的は、請求項１記
載の発明の目的に加え、滑子の速度カーブをより複雑な
速度カーブに変えることのできる早戻り装置を提供する
ことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
出力用クランク軸の主軸に、原動力を受けて回る回転体
と、不動歯車とをそれぞれ回転可能に連結し、出力用主
軸に対して回転可能に連結した不動歯車を回転不能に保
持し、不動歯車に移動歯車を噛み合わせ、移動歯車に伝
達用クランク軸の主軸を出力用主軸に対して平行に固定
し、不動歯車の外周に沿って移動歯車を公転させる為
に、回転体の偏心部に伝達用主軸を回転可能に連結し、
伝達用クランク軸のクランクピンの動きに対応して出力
用クランク軸を回転させる為に、出力用主軸にガイド体
を固定すると共に、ガイド体に溝を、出力用主軸から離
れる方向に延長して設け、溝内に伝達用クランクピンを
長手方向に沿って移動可能に設け、出力用クランク軸の
偏心体にリンクの一端部を連結し、リンクの他端部に備
わる滑子を早戻り運動させる為に、不動歯車と移動歯車
の噛み合わせの設定を、回転体の中心を通り且つ滑子の
往復運動方向に平行な基準線上に伝達用クランクピンの
中心が位置する場合に、伝達用主軸の中心が基準線から
外れた位置に存在する状態に設けてあることを特徴とす
る。

【０００５】「回転体」とは、円盤形状の回転するもの
全てを意味し、具体的には歯車やプーリなどが挙げられ
る。「出力用クランク軸」とは、主軸、クランク腕、ク
ランクピンとから構成される一般的な型式のものや、主
軸、偏心輪とから構成されるフルエキセン型式のものな
どを含む概念である。「偏心体」とは、クランクピン、
偏心輪を含む概念である。「溝」は、一直線の形態に限
らず湾曲した形態であっても良い。

【０００６】原動力によって回転体を等速で回転させる
と、移動歯車が不動歯車の外周に沿って公転する。移動
歯車は公転中に伝達用主軸を中心に自転するので、伝達
用クランクピンは回転体の中心を中心として公転しつ
つ、伝達用主軸を中心に回転することとなる。伝達用ク
ランクピンの動きに伴って、ガイド体が不等速で回転す
ることとなり、ガイド体に主軸を固定した出力用クラン
ク軸も同じく不等速で回転する。そこで、不動歯車と移
動歯車の噛み合わせの設定を上記した状態にすると、出
力用クランク軸の偏心体にリンクを介して連結した滑子
が早戻り運動することとなる。滑子の速度カーブを変更
する手法としては、全ての部品を大きさの異なるものに
取り替える仕方もあるが、上記した構造にすれば、伝達
用クランク軸のみを大きさの異なるものに取り替えて、
伝達用主軸に対する伝達用クランクピンの偏心量を変化
させる簡単な手法が可能となる。

【０００７】請求項１記載の発明は、出力用主軸に回転
体を回転可能に連結してあったが、請求項２記載の発明
のように、回転体を筒状体を介して出力用主軸に回転可
能に連結しても良い。「筒状体」とは、軸受や、軸受機
能を有しない単なる筒を、含めた概念である。

【０００８】上記した構造にすれば、滑子の速度カーブ
を変更する場合に、筒状体のみを取り替えて、筒状体内
で出力用主軸を保持する位置を変化させる簡単な手法が
可能となる。具体的に言えば、出力用主軸を筒状体の中
心位置で保持したり、偏心位置で保持したり、さらには
偏心量の異なる偏心位置で保持すれば良い。

【０００９】ところで早戻り装置には多種類の機構が存
在しており、その中でもリンクを多数本を用いた早戻り
装置が、プレス機械のスライド駆動装置に使用されてい
る。プレス作業には、打ち抜き、絞りなど色々あるが、
その作業に適したスライドの速度カーブが要求される。
ところが、リンクを多数本用いた従来のスライド駆動装
置は、スライドの速度カーブを変える場合には、パーツ
の大半を設計変更する必要があった。また、従来のスラ
イド駆動装置は、構造が複雑で機械効率が悪いことに加
え、リンクの連結箇所に無理な荷重が働くので、急激な
加速、減速をすると、騒音、振動が大きくなり、高速運
転には不向きであった。

【００１０】そこで、上記した早戻り装置をプレス機械
のスライド駆動装置に使用すれば、伝達用クランクや筒
状体、或いは両方を取り替えるだけで、スライドの速度
カーブを別の速度カーブに変更することが可能となる。
また、構造が簡単で、機械効率を向上でき、しかも、静
かに運転できるので、高速運動に適しており、生産効率
を向上できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の早戻り装置を、図面に示
すプレス機械のスライド駆動装置に基づいて以下に説明
する。

【００１２】スライド駆動装置は図１に示すように、フ
レーム１の上側に駆動軸２を軸受３ａを介して水平に支
持すると共に、フレーム１の下側にフルエキセン形式の
出力用クランク軸４を軸受３ｂを介して駆動軸２と平行
に支持し、駆動軸２と出力用クランク軸４に動力伝達機
構を設けた概略構造をしており、駆動軸２の等速回転運
動を、動力伝達機構によって出力用クランク軸４の不等
速回転運動に変え、出力用クランク軸４の回転に伴って
昇降する滑子（スライド）５を、早戻り運動させること
が最終目的である。

【００１３】以下、動力伝達機構の構造について詳しく
説明する。駆動軸２の左右に一対のピニオン６，６を左
右に間隔を開けて固定し、出力用クランク軸４の主軸７
には、両ピニオン６，６の下方に位置する箇所に、出力
用主軸７を取り囲む筒状体８をそれぞれ備えている。筒
状体８は軸受であり、外面側の横方向の一端部に回転体
（メインギヤ）９をピニオン６に噛み合う状態で回転可
能に連結し、他端部をフレーム１に取付け、中央部にメ
インギヤ９より小さな不動歯車１０を固定してある。各
メインギヤ９の偏心部に抜孔１１を設け、左右一対の抜
孔１１，１１に伝達用クランク軸１２の左右の主軸１３
を駆動軸２と平行な状態で回転可能に挿入し、各伝達用
主軸１３に移動歯車１４を不動歯車１０に噛み合う状態
で固定し、移動歯車１４を不動歯車１０の外周に沿って
公転可能としてある。出力用主軸７には、一対のメイン
ギヤ９，９の間にガイド体１５が固定され、ガイド体１
５の偏心部に溝１６を出力用主軸７から一直線に離れる
方向に沿って設け、伝達用クランク軸１２のクランクピ
ン１７にスベリコ１８を回転可能に連結し、溝１６内に
スベリコ１８を溝１６の長手方向に沿って往復動可能に
保持してある（図２参照）。出力用主軸７の左右に備わ
る一対の偏心体（偏心輪）１９，１９にリンク（コネク
ティングロッド）２０の上端部をそれぞれ回転可能に連
結し、コネクティングロッド２０の下端部にプランジャ
やポイントを介してスライド５が連結してある。なお、
上記した表現の中で「固定」するとは、キーを介して連
結する手法を言う。

【００１４】次に、スライド駆動装置の動力を伝達する
仕組みについて、順序立てて説明する。図３に示すよう
に駆動軸２を等速度で回転させると、ピニオン６を介し
てメインギヤ９が回転する。メインギヤ９に連結した伝
達用主軸１３に移動歯車１４が固定してあるので、メイ
ンギヤ９の回転に伴って移動歯車１４が不動歯車１０の
外周に沿って公転しつつ、伝達用主軸１３を中心に自転
する。すると、図４に示すように移動歯車１４の動きに
伴って伝達用クランクピン１７がメインギヤ９の中心を
中心にして公転しつつ、伝達用主軸１３を中心に回転す
ることとなる。なお、不動歯車１０と移動歯車１４の歯
数比は１：１に設定したので、移動歯車１４の一回の公
転中に伝達用クランクピン１７が伝達用主軸１３を中心
にして一回転することとなる。伝達用クランクピン１７
は図２に示すように、ガイド体１５の溝１６内にスベリ
コ１８を介して往復運動可能に保持されているので、伝
達用クランクピン１７の動きに伴ってガイド体１５が出
力用クランク軸４と一緒に不等速で回転し、図５に示す
ようにコネクティングロッド２０を介して連結したスラ
イド５が偏心輪１９の回転に伴ってスライドガイド（図
示せず）に沿って往復運動することとなる。ここで敢え
てスライド５が早戻り運動すると言わずに、往復運動す
ると述べたことを次に説明する。

【００１５】図４は、基本的に移動歯車１４が不動歯車
１０の外周に沿って４５度ずつ回転した状態を示したも
のであるが、伝達用クランクピン１７の中心がメインギ
ヤ９の中心の真上に位置する場合に、伝達用主軸１３の
中心がメインギヤ９の中心の真上には位置せず、メイン
ギヤ９の中心を通る垂線である基準線Ｌから左側に位置
し、伝達用クランクピン１７の中心（白丸）がメインギ
ヤ９の中心の真下に位置する場合に、伝達用主軸１３の
中心が基準線Ｌから左側に位置し、この部分のみ回転角
度が異なることに注目して頂きたい。これは、伝達用ク
ランクピン１７の中心がメインギヤ９の中心の真上に位
置する状態から、移動歯車１４が時計周りに１８０度回
転した際に、伝達用クランクピン１７の中心は、メイン
ギヤ９の中心の真下に位置せず、基準線Ｌより右側に位
置し、１８０度よりさらに何度か回転した時にメインギ
ヤ９の中心の真下に位置することを意味する。そこで、
伝達用クランクピン１７の中心がメインギヤ９の中心の
真上に位置する場合に、スライド５が上死点に位置し、
伝達用クランクピン１７の中心（白丸）がメインギヤ９
の中心の真下に位置する場合に、スライド５が下死点に
位置するように、出力用主軸７にガイド体１５を固定し
ておく。すると、スライド５の行き行程に要する角度α
は、帰り行程に要する角度βに比べて大きくなり、早戻
り運動となる。

【００１６】ところが、図６に示すように、基準線Ｌ上
に伝達用クランクピン１７が位置する場合に、伝達用主
軸１３の中心が同じく基準線Ｌ上に位置すると、行き行
程の角度αと帰り行程の角度βが等しくなり、単なる往
復運動となる。

【００１７】上記した理由から、単なる往復運動を避け
て早戻り運動を達成するには、基準線Ｌ上に伝達用クラ
ンクピン１７が位置する場合に、伝達用主軸１３の中心
が基準線Ｌから左側（図４参照）若しくは右側（図示せ
ず）に外れて位置するように、不動歯車１０と移動歯車
１４の噛み合わせを設定しておくことが重要であること
が証明された。右側に外れて位置する場合には、メイン
ギヤ９を時計回りとは反対方向に回転させれば良い。な
お、図４に示すように、伝達用クランクピン１７の中心
とメインギヤ９の中心を結ぶ距離は、伝達用クランクピ
ン１７の中心が上死点に位置する場合よりも下死点に位
置する場合の方が短く、それによってスライド５の往動
速度を上死点付近に比べて下死点近傍で非常に遅くして
ある。

【００１８】上記したスライド駆動機構は図７（イ）に
示すように、筒状体８の中心位置に出力用主軸７を保持
し、出力用主軸７の中心とメインギヤ９の中心とが一致
した構造であったが、図７（ロ）に示すように筒状体８
の偏心位置に出力用主軸７を保持し、出力用主軸７の中
心とメインギヤ９の中心とが一致しない構造であっても
良い。メインギヤ９が時計回りに回転する条件で、左側
の偏心位置で出力用主軸７を支持した場合は、中心位置
で支持する場合に比べて、行き行程にかかる時間が長く
なり、且つ帰り行程にかかる時間が短くなる。また、上
側の偏心位置で出力用主軸７を支持した場合は、中心位
置で支持する場合に比べて、スライド５の移動速度が上
死点近傍で速くなり、下死点付近で遅くなる。

【００１９】スライド５の移動速度を変化させる簡単な
手法としては、筒状体８が出力用主軸７を保持する位置
を変える以外に、伝達用クランク軸１２の偏心量を変え
てやれば良い。具体的に言えば、伝達用クランク軸１２
の偏心量が図４に示すものに比べて大きくなるにつれ
て、スライド５の移動速度が上死点付近で徐々に速くな
り、下死点付近で徐々に遅くなる。その反対に偏心量が
小さくなるにつれて、スライド５の移動速度が上死点付
近で徐々に遅くなり、下死点付近で徐々に速くなる。

【００２０】スライド駆動装置は上記した実施形態に限
定されるものではない。たとえば、図面ではポイント数
が二点のダブルクランクプレス用であったが、メインギ
ヤ９、不動歯車１０、移動歯車１４をそれぞれ一個と
し、伝達用クランク軸１２を片持式とすることでシング
ルプレス用にも適用できるし、同様の手法で、ポイント
数を４点としたクランクプレスにも適用できる。さら
に、不動歯車１０は図面では筒状体８に固定してある
が、フレーム１に固定しても良い。なお、不動歯車１０
と移動歯車１４の歯数比は１：１に限らず１：ｎ（整数
倍）であれば良い。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、回転体、移動歯
車、ガイド体、出力用クランク軸、伝達用クランク軸に
回転運動を用い、リンクを一つのみ用いた構造なので、
回転運動を多用した機構であると言え、リンクを多用し
た早戻り装置よりも、急激な加速および減速時の騒音、
振動が小さくなると共に、機械効率が向上するようにな
り、その結果、高速運転に適している。また、伝達用ク
ランク軸だけを構造の異なるものに変更するだけで、滑
子の速度カーブを別の速度カーブに変更することが可能
となり、ひいては設計変更を容易に行える。

【００２２】請求項２記載の発明は、回転体を筒状体を
介して出力用主軸に回転可能に連結してあるので、請求
項１記載の発明の効果に加えて、伝達用クランク軸以外
に、筒状体、または、筒状体と伝達用クランク軸の両方
を構造の異なるものに変更するだけで、滑子の速度カー
ブを別の速度カーブに変更することが可能となる。ま
た、筒状体と伝達用クランク軸の両方を変更することに
よって、滑子の速度カーブをより複雑な速度カーブに変
更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の早戻り装置をプレス機械のスライド駆
動装置として使用した状態を示す縦断面図である。

【図２】ガイド体の溝に伝達用クランクピンがスベリコ
を介して往復運動可能に保持された状態を示す説明図で
ある。

【図３】駆動軸の回転を伝える構造を示す説明図であ
る。

【図４】移動歯車と不動歯車の噛み合わせの設定をスラ
イドが早戻り運動するようにした状態を示す説明図であ
る。

【図５】駆動軸の回転によって最終的にスライドが昇降
する状態を示す説明図である。

【図６】移動歯車と不動歯車の噛み合わせの設定をスラ
イドが単なる往復運動するようにした状態を示す説明図
である。

【図７】（イ）（ロ）（イ）図はメインギヤの中心と出
力用主軸の中心が一致する状態を示す説明図で、（ロ）
図はメインギヤの中心に対して出力用主軸の中心が偏心
した状態を示す説明図である。

【符号の説明】

４出力用クランク軸５滑子（スライド）７出力用主軸８筒状体９回転体（メインギヤ）１０不動歯車１２伝達用クランク軸１３伝達用主軸１４移動歯車１５ガイド体１６溝１７伝達用クランクピン１９偏心体（偏心輪）２０リンク（コネクティングロッド）Ｌ基準線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出力用クランク軸（４）の主軸（７）
に、原動力を受けて回る回転体（９）と、不動歯車（１
０）とをそれぞれ回転可能に連結し、出力用主軸（７）
に対して回転可能に連結した不動歯車（１０）を回転不
能に保持し、不動歯車（１０）に移動歯車（１４）を噛
み合わせ、移動歯車（１４）に伝達用クランク軸（１
２）の主軸（１３）を出力用主軸（７）に対して平行に
固定し、不動歯車（１０）の外周に沿って移動歯車（１
４）を公転させる為に、回転体（９）の偏心部に伝達用
主軸（１３）を回転可能に連結し、伝達用クランク軸
（１２）のクランクピン（１７）の動きに対応して出力
用クランク軸（４）を回転させる為に、出力用主軸
（７）にガイド体（１５）を固定すると共に、ガイド体
（１５）に溝（１６）を、出力用主軸（７）から離れる
方向に延長して設け、溝（１６）内に伝達用クランクピ
ン（１７）を長手方向に沿って移動可能に設け、出力用
クランク軸（４）の偏心体（１９）にリンク（２０）の
一端部を連結し、リンク（２０）の他端部に備わる滑子
（５）を早戻り運動させる為に、不動歯車（１０）と移
動歯車（１４）の噛み合わせの設定を、回転体（９）の
中心を通り且つ滑子（５）の往復運動方向に平行な基準
線（Ｌ）上に伝達用クランクピン（１７）の中心が位置
する場合に、伝達用主軸（１３）の中心が基準線（Ｌ）
から外れた位置に存在する状態に設けてあることを特徴
とする早戻り装置。
【請求項２】前記回転体（９）を筒状体（８）を介し
て出力用主軸（７）に回転可能に連結してあることを特
徴とする請求項１記載の早戻り装置。