JP2004050224A - クランク軸の偏心量変更機構およびクロス加工工具の駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】クランク軸偏心部外周に設けた偏心ブシュの角度位相を変え、偏心ブシュに一方端側を嵌合したコネクティングロッドの移動量を変更するとき、スライドモーションの位相が変わらない偏心量変更機構を提供する。
【解決手段】偏心量変更手段を、偏心部外周に内周が回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心した小偏心ブシュ２と、小偏心ブシュ外周に内周が回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心した大偏心ブシュ３と、大偏心ブシュ外周に内周が回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が同心の同心ブシュ４と、同心ブシュを偏心部の偏心方向にのみ移動可能に規制する同心ブシュ案内手段とで構成し、かつ同心ブッシュ外周にコネクティングロッド１４２を嵌合の上、小偏心ブシュと大偏心ブシュとを相反する方向へ関連的に回動して同心ブシュを偏心部偏心方向に変位しクランク軸１の回転に伴うコネクティングロッドの移動量を変更するようにした。
【選択図】 図２
【解決手段】偏心量変更手段を、偏心部外周に内周が回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心した小偏心ブシュ２と、小偏心ブシュ外周に内周が回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心した大偏心ブシュ３と、大偏心ブシュ外周に内周が回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が同心の同心ブシュ４と、同心ブシュを偏心部の偏心方向にのみ移動可能に規制する同心ブシュ案内手段とで構成し、かつ同心ブッシュ外周にコネクティングロッド１４２を嵌合の上、小偏心ブシュと大偏心ブシュとを相反する方向へ関連的に回動して同心ブシュを偏心部偏心方向に変位しクランク軸１の回転に伴うコネクティングロッドの移動量を変更するようにした。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
クランク軸の偏心部外周に、偏心ブシュを介して一方端側の連結穴を嵌合し、他方端がクランク軸の回転とともに往復移動する往復動部材（例えばコネクティングロッド）の移動量を、偏心ブシュの角度位相を変えることで変更するクランク軸の偏心量変更機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、偏心部外周に偏心ブシュを介して一方端側の連結穴を嵌合し、他方端がクランク軸の回転とともに往復移動する往復動部材（例えばコネクティングロッド）の移動量を、クランク軸の偏心部外周に嵌合の偏心ブシュの角度位相を変えることで変更するクランク軸の偏心量変更機構が種々知られている。その１例として、プレス機械のスライドストローク変換装置が、特許公報特公平６−８６０３５号（以下、従来技術Ａという）に開示されている。
【０００３】
この従来技術Ａのプレス機械のストローク変換装置は、その請求項の記載によると、回転軸の偏心部に嵌合された偏心シーブと、この偏心シーブに一端が嵌合されて前記回転軸と直交する方向に延びる長さを有し、前記回転軸の回転と共に往復動する往復動部材とを含んで構成されたプレス機械において、前記偏心シーブを軸方向に移動自在とし、この偏心シーブに第１、第２歯部を設け、前記回転軸に偏心シーブの一方向への移動により第１歯部と噛合する第３歯部を設けるとともに、前記往復動部材に第３歯部から軸方向にずれかつ偏心シーブの他方向への移動により第２歯部と噛合する第４歯部を設け、かつ、第１、第２、第３、第４歯部のそれぞれを円周方向に等ピッチで並設したものである。
【０００４】
この従来技術Ａの作用は、従来技術Ａの構造を示す正面断面図の図１２およびその側面図の図１３（Ａ）において、クランク軸３０３の偏心部３０３Ａに嵌合された偏心シーブ３０８を軸方向に移動させて、偏心シーブ３０８の第１歯部３２７とクランク軸３０３の第３歯部３３２とを噛合させると、偏心シーブ３０８はクランク軸３０３に連結され、また偏心シーブ３０８の第２歯部３２８とコンロッド３１０の第４歯部３３３とを噛合させると、偏心シーブ３０８はコンロッド３１０に連結される。偏心シーブ３０８をクランク軸３０３に連結したときとコンロッド３１０に連結したときとでは、クランク軸３０３を回転させたときのスライドストロークが変化することとなり、偏心シーブ３０８の軸方向移動だけでスライドストロークの変換を容易に行えるものである。
【０００５】
また、第１３図（Ｂ）では偏心シーブ３０８を左移動させてコンロッド３１０に連結し、これにより偏心シーブ３０８をクランク軸３０３の偏心部３０３Ａから切り離した後、クランク軸３０３を１８０°回転させ、この後、偏心シーブ３０８を第１２図の通り右移動させて偏心部３０３Ａに連結し、次いでクランク軸３０３をさらに１８０°回転させたものである。これにより偏心シーブ３０８の中心Ｐ３０１はクランク軸３０３の中心Ｐ３００に対しＥ３０３の偏心量となる。この場合、クランク軸３０３を最初に回転させる角度を１８０°としたが、第１、第２、第３、第４歯部３２７，３２８，３３２，３３３は円周方向に等ピッチで多数並設されているため、クランク軸３０３を最初に回転させる角度を１８０°以外の角度とすることもでき、１８０°以外の角度に回転させればＥ３０３以外の偏心量を得られることになり、従って、多数のスライドストロークに変換できるものである。
【０００６】
また、従来、クロス加工工具を先端に保持した移動体の移動量を変更するクロス加工工具の駆動装置として、トランスファプレス機によるプレス加工工程のうち、上下移動可能な芯金パンチにより下降端位置で位置決めされたワークに、そのワーク軸線に対して垂直方向から加工するクロス加工工程において、クロス加工工具を進退移動させる図１４に示すクロス加工工具の駆動装置（以下、従来技術Ｂという）が知られている。
【０００７】
この従来技術Ｂのクロス加工工具の駆動装置において、フレーム４００に回転可能に支承されたカム軸４０１には、図示しないスライドの駆動回転軸により同期回転され、設定のカムライズのカム溝４０２ａが形成された溝カム４０２が一体的に止着されている。また、フレーム４００背面に設けられた取着台４０３の下側にブラケット４０４、上側にブラケット４０５とが取着され、ブラケット４０４に挿通された揺動基軸４０６にカムレバー４０７が揺動可能に軸支されている。このカムレバー４０７の一端部には、カムフォロア４０８がカム溝４０２ａ内で転動可能に軸支され、他端部には駒４０９が螺着されている。この駒４０９には、揺動軸４１０により揺動可能に軸支された継手４１１を介してロッド４１２が螺着されている。ブラケット４０５に挿通された揺動基軸４１５にＬ字状の作動レバー４１６が揺動可能軸支されている。この作動レバー４１６の一端部には、ロッド４１２に螺着された継手４１３が揺動軸４１４により揺動可能に軸支され、他端部は、先端に図示しないクロス加工工具を取着して進退移動可能な作動桿４１７に係合されている。
【０００８】
そして、この従来技術Ｂの作用は、溝カム４０２が回転すると、カム溝４０２ａの小径曲線部と大径曲線部との半径差で得られるカムライズにより、カムフォロア４０８を介してカムレバー４０７が揺動し、駒４０９、継手４１１、ロッド４１２、継手４１３を介して作動レバー４１６が揺動することで、プレススライドが下死点位置で停留中に、作動桿４１７とともにクロス加工工具を進退移動させるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のとおり、従来技術Ａのプレス機械のストローク変換装置は、偏心シーブの軸方向移動だけでスライド移動量の変換を容易に行える。また、クランク軸３０３を最初に回転させる角度を１８０°以外の角度に回転させればＥ３０３以外の偏心量を得られることになり、多数のスライド移動量を得ることができるものである。しかしながら、任意の移動量を得るその他の場合には、スライドモーションの位相が変化するという問題がある。そのため、スライド移動量の変換を行うごとに他の付属装置の位相を変更する必要があるという問題があった。
【００１０】
また、上記のとおり、作動桿４１７の移動量は溝カム４０２のカムライズにより固定であるため調整できない、したがって、ワークの板厚が厚くなり、作動桿４１７の先端に取り着けたトリミング用クロス加工工具の移動量を大きくしたいときに大きくできないという問題、および、クロス加工工具の切り刃が摩耗し再研削研削した場合に、切り刃がワークに届かなくなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、従来技術Ａにおいては、偏心シーブの軸方向移動だけでスライド移動量の変換を容易に行えるがスライドモーションの位相が変化するという問題を解決しようとするものである。また、従来技術Ｂにおいては、作動桿４１７の移動量は溝カム４０２のカムライズにより固定であるため調整できないという問題を解決しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のクランク軸の偏心量変更機構は、クランク軸の偏心部外周に、偏心ブシュを含む偏心量変更手段を介して、一方端側の連結穴が嵌合しクランク軸に対し垂直方向へ伸びた他方端側がクランク軸の回転とともに往復移動する往復動部材の移動量を、偏心量変更手段の角度位相を変えることで変更するクランク軸の偏心量変更機構であって、偏心量変更手段は偏心部外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している小偏心ブシュと、この小偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している大偏心ブシュと、この大偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が同心である同心ブシュと、同心ブシュを偏心部の偏心方向にのみ移動可能に規制する同心ブシュ案内手段とからなり、かつ同心ブッシュ外周に往復動部材連結穴を嵌合して構成し、小偏心ブシュと大偏心ブシュとを相反する方向へ関連的に回動して角度位相を変えたとき、同心ブシュが偏心部の偏心方向に変位し、クランク軸の回転に伴う往復動部材の移動量が変更されるようにしたものである。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の請求項２に記載のクランク軸の偏心量変更機構は、クランク軸の偏心部外周に、偏心ブシュを含む偏心量変更手段を介して、一方端側の連結穴を嵌合した往復動部材の前記クランク軸に対し垂直方向へ伸びた他方端側に連結されたスライドのクランク軸の回転に伴う往復移動量を、偏心量変更手段の角度位相を変えることで変更するプレス機において、偏心量変更手段は偏心部外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している小偏心ブシュと、この小偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している大偏心ブシュと、この大偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が同心である同心ブシュと、この同心ブシュを偏心部の偏心方向にのみ移動可能に規制する同心ブシュ案内手段とからなり、かつ同心ブッシュ外周に往復動部材連結穴を嵌合して構成し、小偏心ブシュと大偏心ブシュとを相反する方向へ関連的に回動して角度位相を変えたとき、同心ブシュが偏心部偏心方向に変位しクランク軸心に対する偏心量が変更され、クランク軸の回転に伴うスライドの往復移動量が変更されるようにしたものである。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の請求項３に記載のクランク軸の偏心量変更機構は、同心ブシュ案内手段は、同心ブシュに設けた半径方向の摺動面を有する凸部に係合しクランク軸偏心方向の摺動面を有する溝をクランク軸の偏心部近傍に設け、同心ブシュを偏心方向へのみ移動可能に案内するようにしたものである。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の請求項４に記載のクランク軸の偏心量変更機構は、偏心部外周と小偏心ブシュ内周との間、小偏心ブシュ外周と大偏心ブシュ内周との間、大偏心ブシュ外周と同心ブシュ内周との間、同心ブシュ外周と往復動部材連結穴との間、および同心ブシュに設けた凸部とクランク軸の偏心部近傍に設けた溝との間の少なくとも１つの間には摩擦低減手段を設けたものである。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項５に記載のクロス加工工具の駆動装置は、機台上に回転可能に軸支されたクランク軸の偏心部外周に、偏心ブシュを含む偏心量変更手段を介して一方端側の連結穴が嵌合された往復動部材の、クランク軸に対し垂直方向へ伸びた他方端側にトッグルリンクを連結し、クランク軸の回転運動が変換されたトッグルリンクの屈曲運動により往復動する、先端に加工工具を保持した移動体の移動量を、偏心量変更手段の角度位相を変えることにより変更するクロス加工工具の駆動装置であって、偏心量変更手段は、偏心部外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している小偏心ブシュと、この小偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している大偏心ブシュと、この大偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が同心である同心ブシュと、同心ブシュを偏心部の偏心方向にのみ移動可能に規制する同心ブシュ案内手段とからなり、かつ同心ブシュの外周に往復動部材の一方端側の連結穴を嵌合して構成し、小偏心ブシュと大偏心ブシュとを相反する方向へ関連的に回動して角度位相を変えたとき、トッグルリンクの屈曲量が変更され、この屈曲運動により往復動する移動体の移動量が変更されるようにしたものである。
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項６に記載のクロス加工工具の駆動装置は、同心ブシュ案内手段は、同心ブシュに設けた半径方向の摺動面を有する凸部に係合しクランク軸偏心方向の摺動面を有する溝をクランク軸の偏心部近傍に設け、同心ブシュを偏心方向へのみ移動可能に案内するようにしたものである。
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項７に記載のクロス加工工具の駆動装置は、偏心部外周と小偏心ブシュ内周との間、小偏心ブシュ外周と大偏心ブシュ内周との間、大偏心ブシュ外周と同心ブシュ内周との間、同心ブシュ外周と往復動部材連結穴との間、および同心ブシュに設けた凸部とクランク軸の偏心部近傍に設けた溝との間の少なくとも１つの間には摩擦低減手段を設けたものである。
【００１９】
上記請求項１に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、小偏心ブシュを所定量回動すれば、同心ブシュがクランク軸偏心部の偏心方向にのみ移動可能であり、かつ大偏心ブシュ外周はこの同心ブシュ内周に嵌合されているから、大偏心ブシュは斜面の特性により小偏心ブシュとは逆方向へ回動する。その結果、クランク軸の偏心部外周に嵌合した大小の偏心ブシュの角度位相を変えることで、位相を変えることなく往復動部材の移動量を変更することができる。
【００２０】
上記請求項２に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、プレス機において、クランク軸の偏心部外周に嵌合した大小の偏心ブシュの角度位相を変えることで、スライドモーションの位相を変えることなくコネクティングロッドすなわちスライドの移動量を変更することができる。
【００２１】
上記請求項３に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、クランク軸偏心方向の摺動面を有する凸部を同心ブシュに設け、それに係合するクランク軸偏心方向の溝をクランク軸偏心部近傍に設けたので、簡単な構造で同心ブシュはクランク軸偏心方向へのみ移動可能となる。
【００２２】
上記請求項４に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、クランク軸偏心部外周と小偏心ブシュの内周との間、小偏心ブシュ外周と大偏心ブシュ内周との間、大偏心ブシュの外周と同心ブシュ内周との間、同心ブシュ外周と往復動部材連結穴との間、および同心ブシュに設けた凸部と同心ブシュ案内手段の溝との間の少なくとも１つの間には摩擦低減手段を設けたので、小偏心ブシュ、大偏心ブシュの回動および同心ブシュの偏心部偏心方向への往復動が小さい力で可能となる。
【００２３】
上記請求項５に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、トッグルリンクの屈曲運動により往復動する移動体の移動量を変更するクランク軸の偏心量変更機構を有するクロス加工工具の駆動装置において、クランク軸の偏心部外周に嵌合した大小の偏心ブシュの角度位相を変えることで、クランク軸の回転に伴う往復動部材の移動量を変更し、これに連結のトッグルリンクの屈曲運動により往復動する移動体の移動量を変更することが可能となる。
【００２４】
上記請求項６に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、クランク軸偏心方向の摺動面を有する凸部を同心ブシュに設け、それに係合するクランク軸偏心方向の溝をクランク軸偏心部近傍に設けたので、簡単な構造で同心ブシュはクランク軸偏心方向へのみ移動可能となる。
【００２５】
上記請求項７に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、クランク軸偏心部外周と小偏心ブシュの内周との間、小偏心ブシュ外周と大偏心ブシュ内周との間、大偏心ブシュの外周と同心ブシュ内周との間、同心ブシュ外周と往復動部材連結穴との間、および同心ブシュに設けた凸部と同心ブシュ案内手段の溝との間の少なくとも１つの間には摩擦低減手段を設けたので、小偏心ブシュ、大偏心ブシュの回動および同心ブシュの偏心部偏心方向への往復動が小さい力で可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明のクランク軸の偏心量変更機構に係る第１実施例、および、クロス加工工具の駆動装置に係る第２実施例の形態について順に説明する。
【００２７】
まず、クランク軸の偏心量変更機構に係る第１実施例について、図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明のクランク軸の偏心量変更機構をスライド駆動部に組み込んだプレス機の一部断面で示した正面図である。図２は本発明のクランク軸の偏心量変更機構部を示す正面図であって、偏心量が最大のときを示す。図３は図２におけるＡ−Ａ断面図を示すである。図４は、図２において大小の偏心部材の角度位相を変え偏心量を所定量変更したときを示す。図５は本発明の概念を示す模式図である。
【００２８】
図１、２、３に基づきプレス機に組み込んだ本発明のクランク軸の偏心量変更機構について説明する。床上にプレス機のベッド１５２が設置され、その上にフレーム１５１が固定されている。フレーム１５１の上部前後方向には、前壁１５１Ａおよび後壁１５１Ｂにクランク軸１が軸受け１ｂ、１ｂにより回転自在に軸支されている。このクランク軸１は、図示しない駆動モータにより図示しないクラッチブレーキを介して回転駆動される。
【００２９】
クランク軸１に設けられた偏心量ｅ１の偏心部１ａの外周には、ころ軸受け５Ａを介して内周円に対し外周円がｅ２偏心している小偏心ブシュ２が回転自在に嵌合され、この小偏心ブシュ２の外周にはころ軸受け５Ｂを介して内周円に対し外周円がｅ３偏心している大偏心ブシュ３が回転自在に嵌合されている。さらに、この大偏心ブシュ３の外周にはころ軸受け５Ｃを介して内周円に対し外周円が同心である同心ブシュ４が回転自在に嵌合されている。
【００３０】
さらに、この同心ブシュ４の外周には、コネクティングロッド１４２の一方端側に設けられた連結穴１４２ａが回転自在に嵌合されている。クランク軸１に対し垂直方向へ伸びたこのコネクティングロッド１４２の他方端には、フランジ１４４が図示しないボルトにより脱着可能に取着されている。フランジ１４４にはクランク軸の偏心方向にねじ穴が設けられており、このねじ穴に係合して、フレーム１５１の側壁１５１Ｃ、１５１Ｃに上下動可能に案内されたスライド１５０を揺動自在に懸架する、先端が球状のコネクションねじ１４３が、長さを調整可能に取着されている。
【００３１】
一方、同心ブシュ４の一方の側面には、両面にクランク軸偏心部１ａの偏心方向に摺動面を有する同心ブシュ凸部４ａ、４ａが、クランク軸１を挟み対峙して設けられている。また、クランク軸１の偏心部１ａの近傍には鍔部１ｃが設けられ、この鍔部１ｃには同心ブシュ４凸部４ａ、４ａの両摺動面に係合して両面に摺動面を有する案内溝１ｄ、１ｄが、クランク軸１を挟み対峙して設けら、同心ブシュ４のクランク軸１に対する垂直方向への移動を、偏心部１ａの偏心方向に限定している。
【００３２】
また、偏心部１ａには、小偏心ブシュ２、大偏心ブシュ３、同心ブシュ４およびコネクティングロッド１４２の一方端側を、クランク軸１の鍔部１ｃとともに挟んで、鍔部１ｃに対峙して円板７が偏心部１ａに固定されており、コネクティングロッド１４２の軸方向の移動を規制している。また、この円板７には偏心部１ａ外周と同心の円弧状長穴７ａが、偏心部１ａ偏心方向の位置を起点に図示の反時計方向へ９０°の範囲に、小偏心ブシュ２側面に対向して穿孔され、この長穴７ａを挿通してハンドル２Ａが小偏心ブシュ２側面にねじ込まれ固定されている。そしてこのハンドル２Ａの中間部にはナット２Ｂが螺着されており、このナット２Ｂを締結することにより小偏心ブシュ２は円板７を介してクランク軸１に固定することができる。
【００３３】
また、円板７には偏心部１ａ外周とほぼ同心に円弧状の大きめの逃がし長穴７ｂが、偏心部１ａ偏心方向の位置を起点に図示の時計方向へ９０°の範囲に、大偏心ブシュ３側面に対向して穿孔され、この長穴７ｂを挿通してハンドル３Ａが大偏心ブシュ３側面にねじ込まれ固定されている。ここで、長穴７ａ、７ｂは反時計方向、時計方向へ穿孔したが、逆の方向へ穿孔してもよい。
【００３４】
実施例１のプレス機に組み込まれたクランク軸の偏心量変更機構は、以上のように構成されているが、その作用について図を基に以下説明する。
【００３５】
図２は、小偏心ブシュ２および大偏心ブシュ３それぞれの内周円に対する外周円の偏心方向が、ともにクランク軸偏心部１ａの偏心方向と同じ角度位相である場合を示す。すなわち、クランク軸１の軸心をＰ０、偏心部１ａの外周円中心をＰ１、小偏心ブシュ２の外周円の中心をＰ２、大偏心ブシュ３の外周円の中心をＰ３とすると、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が下方へ一直線に位置している。このときスライド１５０は下死点に位置している。
【００３６】
このとき、同心ブシュ４のクランク軸１の軸心Ｐ０に対する偏心量ｅ（以下同心ブシュ４の偏心量ｅという）は、偏心部１ａの偏心量をｅ１、小偏心ブシュ２の偏心量をｅ２および大偏心ブシュ３の偏心量をｅ３とすると、これらの和である。すなわち、同心ブシュ４の偏心量ｅ＝ｅ１＋ｅ２＋ｅ３である。このとき、クランク軸１が回転すると、同心ブシュ４の外周に一方端側の連結穴１４２ａで嵌合されたコネクティングロッド１４２は、この他方端に懸架され、フレーム１５１の側壁１５１Ｃ、１５１Ｃに上下動可能に案内されたスライド１５０とともに、移動量２ｅで往復動する。
【００３７】
図４は、図２において小偏心ブシュ２および大偏心ブシュ３の角度位相を変え偏心量を所定量変更したときを示す。両偏心ブシュ２、３の回動について説明する。まず、スライド１５０の下部に支えを入れて下降しないように上下位置を固定する。そして、フランジ１４４とコネクティングロッド１４２とを締結しているボルトを外し、フランジ１４４とコネクティングロッド１４２との縁を切る。つぎに、ハンドル２Ａに締結のナット２Ｂを緩めて偏心ブシュ２を回動可能にし、ハンドル２Ａを小偏心ブシュ２とともに反時計方向へα回転する。
【００３８】
すなわち、小偏心ブシュ２を偏心部１ａの外周円中心Ｐ１を中心に反時計方向Ｍ１へα回転すると、小偏心ブシュ２の中心Ｐ２はＰ２αに向かって移動し、同心ブシュ凸部４ａ、４ａと案内溝１ｄ、１ｄとにより径方向への移動を偏心部１ａの偏心方向に規制されている同心ブシュ４の中心位置Ｐ３（大偏心ブシュ３の外周円の中心位置）の偏心部１ａ偏心方向への移動Ｍ２に合わせて、大偏心ブシュ３は、小偏心ブシュ２の外周円中心Ｐ２の移動過程位置Ｐ２αを中心に時計方向Ｍ３へ回転し位置決めされる。
【００３９】
すなわち、小偏心ブシュ２が偏心部１ａの外周円中心Ｐ１を中心に反時計方向Ｍ１へα回転すると、小偏心ブシュ２の回転に従い次第に肉厚化する部分の外周面２ａが、大偏心ブシュ３の次第に肉薄化する部分の内周面３ａを加圧する。このとき大偏心ブシュ３の内周面３ａに対応する外周面３ｂには、径方向への移動を偏心部１ａの偏心方向に限定されている同心ブシュ４の内周に嵌合しているため、同心ブシュ４の内周面４ｂから反力として逆向きの力が加圧される。
【００４０】
この大偏心ブシュ３の次第に肉薄化する部分、すなわちミクロ的にテーパー状部分への両面からの加圧により、斜面の特性から、大偏心ブシュ３には加圧部分から肉厚の厚い方向への分力が発生し、大偏心ブシュ３は小偏心ブシュ２の外周中心Ｐ２を中心に回されようとする。このとき、それぞれの転動面には摩擦力が発生するが、各転動面にはころがり軸受け５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、…が設けられ摩擦力が小さくされているので、この摩擦力に打ち勝ち大偏心ブシュ３は時計方向へ回動することとなる。
【００４１】
これとは逆に、大偏心ブシュ３を時計方向へ回動すれば、同じように小偏心ブシュ２は反時計方向へ回動することができる。このように、一方の偏心ブシュを回動すれば他方の偏心ブシュも回動することができる。
【００４２】
このとき、回動面、摺動面の摩擦抵抗が小さければ小さいほど軽い力でこれらの回動を行うことができる。また、ハンドル２Ａとハンドル３Ａを同時に逆方向へ回せば、確実に両偏心ブッシュを回転させることができる。本実施例では、摺動面はころ軸受けを使用したが、静圧軸受けにすればさらに回動面、摺動面の摩擦抵抗を小さくすることができる。
【００４３】
つぎに、回動後はナット２Ｂを締結することにより小偏心ブシュ２を、円板７を介してクランク軸１に固定する。さらに、コネクションねじ１４３を回し長さを調整しつつ、フランジ１４４をコネクティングロッド１４２の他方端にボルトにより取着する。以上の手順により、同心ブシュ４の中心位置、すなわちコネクティングロッド１４２の一方端側に設けられた連結穴１４２ａの中心位置Ｐ３は、たえず偏心部１ａの偏心方向にあって、クランク軸１の軸心Ｐ０との距離を変化させることができる。すなわち、上下死点の位相変化なしにスライド１５０のストローク変更をすることができる。
【００４４】
図５を基に、図４における同心ブシュ４の偏心量ｅの式を求める。小偏心ブシュ２を偏心部１ａの外周円中心Ｐ１を中心に反時計方向へα回転すると、小偏心ブシュ２の外周円の中心Ｐ２は、Ｐ１を中心に反時計方向へα回転した位置Ｐ２αに位置変更する。このとき大偏心ブシュ３の外周円の中心（同心ブシュ４の中心位置）Ｐ３は、たえず偏心部１ａの偏心方向（Ｘ軸線下方向）にあるから、Ｐ３の移動後の位置をＰ３αとすると、三角形Ｐ１，Ｐ２α、Ｐ３αにおいて、（Ｐ１）（Ｐ３α）＝ｅｘとすると、（Ｐ１）（Ｐ２α）＝ｅ２、（Ｐ２α）（Ｐ３α）＝ｅ３、∠（Ｐ２α）（Ｐ１）（Ｐ３α）＝αであるから、ｅｘは三角形の性質からｅ２、ｅ３、αを関数とする式で表すことができる。従って、同心ブシュ４の中心Ｐ３の回動後の位置Ｐ３αは、クランク軸１の軸心Ｐ０から偏心部１ａの偏心方向へｅ１＋ｅｘの偏心位置になる。ここでは偏心量を求めることが目的ではないので、このｅｘを求める式は省略する。
【００４５】
このように、本発明のクランク軸の偏心量変更機構を組み込んだプレス機において、クランク軸１の偏心部外周に嵌合した大小の偏心ブシュ２、３の角度位相を変えることで、スライドモーションの位相を変えることなく、コネクティングロッド１４２およびスライド１５０の移動量を変更することができる。このとき移動量の変化量は、図２における同心ブシュ４のＰ０に対する偏心量ｅ＝（ｅ１＋ｅ２＋ｅ３）と、図４における同心ブシュ４のＰ０に対する偏心量ｅα＝（ｅ１＋ｅｘ）との差の２倍である。
【００４６】
ここで、コネクティングロッドすなわちスライドの移動量を変更すると、移動量の変化分の１／２だけ上下死点の位置が変わるが、コネクティングロッド１４２の他方端に取着のコネクションねじ１４３のねじ込み量を、この移動量の変化量だけ調整することにより、上死点または下死点を同じにすることができる。
【００４７】
この実施例では、小偏心ブシュ２および大偏心ブシュ３の内周円に対する外周円の偏心方向が、クランク軸１の偏心部１ａの偏心方向と同じ角度位相である場合を図示したが、小偏心ブシュ２を偏心部１ａの外周円中心Ｐ１を中心に回転角αを９０°以上にすることも、長穴７ａ、７ｂの長さを変えることにより可能である。この場合の同心ブシュ４のＰ０に対する偏心位置Ｐ３αもｅ１＋ｅｘで表すことができる。
【００４８】
また、クランク軸１偏心部１ａ、小偏心ブシュ２、および大偏心ブシュ３それぞれの偏心量ｅ１、ｅ２、ｅ３を仮に同じくδとすると、図２に示すα＝０°の位置関係から図示しないα＝９０°の位置関係までの間で、クランク軸１の軸心Ｐ０に対する同心ブシュ４の中心位置Ｐ３の偏心量は３δからδまで変化する。
【００４９】
つぎに、クランク軸の偏心量変更機構を組み込んだクロス加工工具の駆動装置について第２実施例として、図６〜図１２を参照して説明する。
【００５０】
図６は、本発明のクランク軸の偏心量変更機構を組み込んだクロス加工工具の駆動装置を備えたプレス機の正面図であって、フレーム２５２上部に取り着けられた駆動モータ２５６によりベルト、フライホイール、歯車を介してフレーム２５２に軸支された主軸２５５が回転させられ、この主軸２５５に取り着けられたカム２５４、２５４に従動するカムローラ２５８、２５８がスライド２５３と一体で上下動する。スライド２５３の下面には工程ごとにパンチが取り着けられた上台２５７が取り着けられている。
【００５１】
主軸２５５の左端にはベベルギヤを介して連結されたサイド軸２６１がフレーム２５２の側面に上下に軸支されている。このサイド軸２６１の途中にはトランスファ装置２６０の駆動カム２６０Ｂが取り着けられ、主軸２５５と同期してトランスファバー２６０Ａを左右に往復動させ、スライド２５３の下降により成形された図示しないワークＷを順次次の工程へ搬送する。サイド軸２６１の下端には図示しないベベルギヤを介してボトム軸２６２が連結され、このボトム軸２６２の右端には回転位置検出器２６４が取り着けられ、付属ユニットの動作開始用の信号を出力する。
【００５２】
フレーム２５２中央にはボルスタ面２５２Ａが設けられ、このボルスタ面２５２Ａ上面には上台のパンチと対向する複数のダイが装着された下台２６３が取り着けられている。ボルスタ面２５２Ａ下方のフレーム２５２前面には、所定の工程位置にクロス加工工具の駆動装置２２０が取り着けられ、トランスファ装置２６０で搬送されてきたワークＷに対し、回転位置検出器２６４から出力された信号に基づき所定のタイミングで前後方向からクロス加工工具を進退させトリミングや穴明け加工を行う。
【００５３】
図７はこのクロス加工工具の駆動装置２２０の側面図で、加工工具２３１Ａ、２３１Ｂが中立の位置にあるときを示す。図８は、図７において加工工具２３１Ａ、２３１Ｂが前進端の位置にあるときを示す。図９は、図７において加工工具２３１Ａ、２３１Ｂが後進端の位置にあるときを示す。図１０は、図８におけるＢ−Ｂ矢視断面を示す。図１１は、図１０においてＣ−Ｃ矢視断面を示す。実施例２のクランク軸の偏心量変更機構は、実施例１のクランク軸の偏心量変更機構と同一であり、実施例１と同一機能のものについては同一の番号を付す。
【００５４】
図６〜１１において、フレーム２５２前面に取り着けられた支持台２２１の上に伸びた軸受取着板２２２、２２２には、偏心部１ａを有するクランク軸１がワーク搬送方向に平行に軸支されている。また、支持台２２１にはクランク軸１と同軸にサーボモータ２４１が取り着けられ、クランク軸１の一方端とサーボモータ２４１の出力軸はカップリング２４８により連結されている。
【００５５】
クランク軸１に設けられた偏心量ｅ１の偏心部１ａの外周には、ころ軸受け５Ａを介して内周円に対し外周円がｅ２偏心している小偏心ブシュ２が回転自在に嵌合され、この小偏心ブシュ２の外周にはころ軸受け５Ｂを介して内周円に対し外周円がｅ３偏心している大偏心ブシュ３が回転自在に嵌合されている。さらに、この大偏心ブシュ３の外周にはころ軸受け５Ｃを介して内周円に対し外周円が同心である同心ブシュ４が回転自在に嵌合されている。
【００５６】
さらに、この同心ブシュ４の外周には、連接棒２４２の一方端側に設けられた連結穴２４２ａが回転自在に嵌合され、クランク軸１に対し垂直方向へ伸びたこの連接棒２４２の他方端側には揺動軸２４３が止着されている。この揺動軸２４３には、支持台２２１上に取り着けられた軸受脚板２２３に止着された揺動基軸２４４を中心に揺動する揺動リンク２４５の一方端と、先端にクロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂを取り着けダイ内に保持されたワークＷに向かって往復動する作動桿２２５の後端部に止着された直動軸２４６を中心に遊動する誘導リンク２４７の一方端とが回動可能に連結されている。
【００５７】
作動桿２２５の先端に取り着けられたクロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂの間には、スライド２５３の下死点において、スライド２５３と一体で上下動する芯金パンチ２３３が下降端でワークＷを保持して待機している。芯金パンチ２３３には、クロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂと協働でワークＷをトリミング加工する切り刃２３３ａ、２３３ｂが、クロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂの切り刃と対向して、作動桿２２５の移動方向両面に形成されている。
【００５８】
以上、クランク軸の偏心量変更機構を組み込んだクロス加工工具の駆動装置２２０の構造について説明したが、次に、クロス加工工具の駆動装置２２０の作用について説明する。このクロス加工工具の駆動装置２２０に組み込んだクランク軸の偏心量変更機構は、実施例１と作用方向が上下逆であるが、構造が同じであるので詳細は省略する。
【００５９】
図７〜１１において、クランク軸の偏心量変更機構は、小偏心ブシュ２および大偏心ブシュ３の内周円に対する外周円の偏心方向が、ともにクランク軸１の偏心部１ａの偏心方向と同じ角度位相であり、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が一直線に位置している。このとき、同心ブシュ４のＰ０に対する偏心量ｅはｅ１＋ｅ２＋ｅ３であり、揺動軸２４３は揺動基軸２４４を中心に移動量がほぼ２ｅで往復揺動する。
【００６０】
小偏心ブシュ２を角度α回動した場合、実施例１と同様、同心ブシュ４の中心Ｐ３の位置Ｐ３αは、クランク軸１の軸心Ｐ０から偏心部１ａの偏心方向へｅ１＋ｅｘの偏心位置になる。
【００６１】
図７において、クランク軸１の偏心部１ａの偏心位置がほぼ左方にあって、作動桿２２５は中立位置にあり、作動桿２２５先端に取り着けのクロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂはともに待機位置にあってワークＷからわずかに離れている。回転位置検出器２６４の出力信号により、付属ユニットの動作開始用の信号が発せられると、サーボモータ２４１が駆動されクランク軸１が１回転する。
【００６２】
まず図８に示すように、クランク軸１の偏心部１ａの偏心位置が上方になり、作動桿２２５およびクロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂが前進端の位置にくる。その結果、クロス加工工具２３１Ａとワークの内側に待機の芯金パンチ２３３の切り刃２３３ａとの協働により、ワークＷの一方側がトリミングされる。
【００６３】
つぎに、図９に示すように、クランク軸１の偏心部１ａの偏心位置がほぼ下方になり、作動桿２２５およびクロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂが後退端の位置にくる。その結果、クロス加工工具２３１Ｂとワークの内側に待機の芯金パンチ２３３の切り刃２３３ｂとの協働により、ワークＷの他方側がトリミングされる。
【００６４】
上記のように、クロス加工工具の駆動装置２２０にはクランク軸の偏心量変更機構が組み込まれ、クランク軸の偏心部１ａ外周に嵌合した小偏心ブシュ２および大偏心ブシュ３の角度位相を変えることで、クランク軸１の回転に伴う連接棒２４２の移動量を変更し、これに連結のトッグルリンク２４５、２４７の屈曲量を変え、先端にクロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂを取り着けた作動桿２２５の往復移動量を変更することができる。その結果、ワークＷの板厚が厚くなり移動量を大きくしたいときに大きくできないという問題、クロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂの切り刃が摩耗し再研削研削した場合に切り刃がワークに届かなくなるという問題が解消し、ワークの板厚が厚くなってもトリミングができるようになり、また、クロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂの切り刃を再研削しても再利用が可能となる。
【００６５】
【発明の効果】
上述したように本発明のクランク軸の偏心量変更機構は、クランク軸の偏心部外周に嵌合した偏心部材の角度位相を変えることで、スライドモーションの位相を変えることなくコネクティングロッドを介しスライドの移動量を変更することができる。このとき、移動量の変化量の半分だけ上下死点の位置が変わるが、コネクションねじのねじ込み量を、この移動量の変化量の半分だけ調整することにより、上死点または下死点を同じくすることができる。したがって、プレス機において、高さが異なる他種類のワークに対して、最適なスライドの移動量かつ最適な回転速度で運転することが可能となり、生産効率を上げることができる。
【００６６】
また、上述したようにクランク軸の偏心量変更機構を備えた本発明のクロス加工工具の駆動装置は、クランク軸の偏心部外周に嵌合した偏心部材の角度位相を変えることで、クランク軸の回転に伴う連接棒の移動量を変更し、これに連結のトッグルリンクの屈曲量を変え、先端にクロス加工工具を取り着けた作動桿の往復移動量を変更することができる。その結果、ワークの板厚が厚くなっても移動量を大きくすることでトリミングができるようになり、板厚の異なる多種のワークに対応できるようになるとともに、クロス加工工具の切り刃を再研削研削しても移動量を大きくすることで再利用が可能となるため経済性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクランク軸の偏心量変更機構をスライド駆動部に組み込んだプレス機を一部断面で示した正面図
【図２】本発明のクランク軸の偏心量変更機構部であって、偏心量が最大のときを示す正面図
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図
【図４】図２において偏心部材の角度位相を変え偏心量を所定量変更したときを示す正面図
【図５】本発明のクランク軸の偏心量変更機構に関しその概念を示す模式図
【図６】本発明のクランク軸の偏心量変更機構を組み込んだクロス加工工具の駆動装置を備えたプレス機の正面図
【図７】本発明のクランク軸の偏心量変更機構を組み込んだクロス加工工具の駆動装置で、加工工具が中立の位置にあるときを一部断面で示す側面図
【図８】図７において加工工具が前進端の位置にあるときを示す側面図
【図９】図７において加工工具が後進端の位置にあるときを示す側面図
【図１０】図８におけるＢ−Ｂ矢視断面図
【図１１】図１０におけるＣ−Ｃ矢視断面図
【図１２】従来技術Ａのプレス機械のストローク変換装置を示す正面断面図
【図１３】従来技術Ａにおいて偏心量の関係を示す側面図
【図１４】従来技術Ｂのクロス加工工具の駆動装置を示す側面図
【符号の説明】
１ クランク軸
１ａ 偏心部
２ 小偏心ブシュ
３ 大偏心ブシュ
４ 同心ブシュ
４ａ 同心ブシュ凸部
５Ａ ころ軸受け
５Ｂ ころ軸受け
５Ｃ ころ軸受け
１４２ コネクティングロッド
１４２ａ 連結穴
１４３ コネクションねじ
１５０ スライド
２２０ クロス加工工具の駆動装置
２２５ 作動桿
２３１Ａ、２３１Ｂ クロス加工工具
２３３ 芯金パンチ
２４１ サーボモータ
２４２ 連接棒
２４３ 揺動軸
２４５ 揺動リンク
２４７ 揺動リンク
２５３ スライド
Ｐ０ クランク軸の軸心
Ｐ１ 偏心部外周円中心
Ｐ２ 小偏心ブシュ外周円の中心
Ｐ３ 大偏心ブシュ外周円の中心
ｅ 同心ブシュの偏心量（同心ブシュ４のクランク軸軸心に対する偏心量）
ｅ１ 偏心部の偏心量
ｅ２ 小偏心ブシュの偏心量
ｅ３ 大偏心ブシュの偏心量
【発明の属する技術分野】
クランク軸の偏心部外周に、偏心ブシュを介して一方端側の連結穴を嵌合し、他方端がクランク軸の回転とともに往復移動する往復動部材（例えばコネクティングロッド）の移動量を、偏心ブシュの角度位相を変えることで変更するクランク軸の偏心量変更機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、偏心部外周に偏心ブシュを介して一方端側の連結穴を嵌合し、他方端がクランク軸の回転とともに往復移動する往復動部材（例えばコネクティングロッド）の移動量を、クランク軸の偏心部外周に嵌合の偏心ブシュの角度位相を変えることで変更するクランク軸の偏心量変更機構が種々知られている。その１例として、プレス機械のスライドストローク変換装置が、特許公報特公平６−８６０３５号（以下、従来技術Ａという）に開示されている。
【０００３】
この従来技術Ａのプレス機械のストローク変換装置は、その請求項の記載によると、回転軸の偏心部に嵌合された偏心シーブと、この偏心シーブに一端が嵌合されて前記回転軸と直交する方向に延びる長さを有し、前記回転軸の回転と共に往復動する往復動部材とを含んで構成されたプレス機械において、前記偏心シーブを軸方向に移動自在とし、この偏心シーブに第１、第２歯部を設け、前記回転軸に偏心シーブの一方向への移動により第１歯部と噛合する第３歯部を設けるとともに、前記往復動部材に第３歯部から軸方向にずれかつ偏心シーブの他方向への移動により第２歯部と噛合する第４歯部を設け、かつ、第１、第２、第３、第４歯部のそれぞれを円周方向に等ピッチで並設したものである。
【０００４】
この従来技術Ａの作用は、従来技術Ａの構造を示す正面断面図の図１２およびその側面図の図１３（Ａ）において、クランク軸３０３の偏心部３０３Ａに嵌合された偏心シーブ３０８を軸方向に移動させて、偏心シーブ３０８の第１歯部３２７とクランク軸３０３の第３歯部３３２とを噛合させると、偏心シーブ３０８はクランク軸３０３に連結され、また偏心シーブ３０８の第２歯部３２８とコンロッド３１０の第４歯部３３３とを噛合させると、偏心シーブ３０８はコンロッド３１０に連結される。偏心シーブ３０８をクランク軸３０３に連結したときとコンロッド３１０に連結したときとでは、クランク軸３０３を回転させたときのスライドストロークが変化することとなり、偏心シーブ３０８の軸方向移動だけでスライドストロークの変換を容易に行えるものである。
【０００５】
また、第１３図（Ｂ）では偏心シーブ３０８を左移動させてコンロッド３１０に連結し、これにより偏心シーブ３０８をクランク軸３０３の偏心部３０３Ａから切り離した後、クランク軸３０３を１８０°回転させ、この後、偏心シーブ３０８を第１２図の通り右移動させて偏心部３０３Ａに連結し、次いでクランク軸３０３をさらに１８０°回転させたものである。これにより偏心シーブ３０８の中心Ｐ３０１はクランク軸３０３の中心Ｐ３００に対しＥ３０３の偏心量となる。この場合、クランク軸３０３を最初に回転させる角度を１８０°としたが、第１、第２、第３、第４歯部３２７，３２８，３３２，３３３は円周方向に等ピッチで多数並設されているため、クランク軸３０３を最初に回転させる角度を１８０°以外の角度とすることもでき、１８０°以外の角度に回転させればＥ３０３以外の偏心量を得られることになり、従って、多数のスライドストロークに変換できるものである。
【０００６】
また、従来、クロス加工工具を先端に保持した移動体の移動量を変更するクロス加工工具の駆動装置として、トランスファプレス機によるプレス加工工程のうち、上下移動可能な芯金パンチにより下降端位置で位置決めされたワークに、そのワーク軸線に対して垂直方向から加工するクロス加工工程において、クロス加工工具を進退移動させる図１４に示すクロス加工工具の駆動装置（以下、従来技術Ｂという）が知られている。
【０００７】
この従来技術Ｂのクロス加工工具の駆動装置において、フレーム４００に回転可能に支承されたカム軸４０１には、図示しないスライドの駆動回転軸により同期回転され、設定のカムライズのカム溝４０２ａが形成された溝カム４０２が一体的に止着されている。また、フレーム４００背面に設けられた取着台４０３の下側にブラケット４０４、上側にブラケット４０５とが取着され、ブラケット４０４に挿通された揺動基軸４０６にカムレバー４０７が揺動可能に軸支されている。このカムレバー４０７の一端部には、カムフォロア４０８がカム溝４０２ａ内で転動可能に軸支され、他端部には駒４０９が螺着されている。この駒４０９には、揺動軸４１０により揺動可能に軸支された継手４１１を介してロッド４１２が螺着されている。ブラケット４０５に挿通された揺動基軸４１５にＬ字状の作動レバー４１６が揺動可能軸支されている。この作動レバー４１６の一端部には、ロッド４１２に螺着された継手４１３が揺動軸４１４により揺動可能に軸支され、他端部は、先端に図示しないクロス加工工具を取着して進退移動可能な作動桿４１７に係合されている。
【０００８】
そして、この従来技術Ｂの作用は、溝カム４０２が回転すると、カム溝４０２ａの小径曲線部と大径曲線部との半径差で得られるカムライズにより、カムフォロア４０８を介してカムレバー４０７が揺動し、駒４０９、継手４１１、ロッド４１２、継手４１３を介して作動レバー４１６が揺動することで、プレススライドが下死点位置で停留中に、作動桿４１７とともにクロス加工工具を進退移動させるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のとおり、従来技術Ａのプレス機械のストローク変換装置は、偏心シーブの軸方向移動だけでスライド移動量の変換を容易に行える。また、クランク軸３０３を最初に回転させる角度を１８０°以外の角度に回転させればＥ３０３以外の偏心量を得られることになり、多数のスライド移動量を得ることができるものである。しかしながら、任意の移動量を得るその他の場合には、スライドモーションの位相が変化するという問題がある。そのため、スライド移動量の変換を行うごとに他の付属装置の位相を変更する必要があるという問題があった。
【００１０】
また、上記のとおり、作動桿４１７の移動量は溝カム４０２のカムライズにより固定であるため調整できない、したがって、ワークの板厚が厚くなり、作動桿４１７の先端に取り着けたトリミング用クロス加工工具の移動量を大きくしたいときに大きくできないという問題、および、クロス加工工具の切り刃が摩耗し再研削研削した場合に、切り刃がワークに届かなくなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、従来技術Ａにおいては、偏心シーブの軸方向移動だけでスライド移動量の変換を容易に行えるがスライドモーションの位相が変化するという問題を解決しようとするものである。また、従来技術Ｂにおいては、作動桿４１７の移動量は溝カム４０２のカムライズにより固定であるため調整できないという問題を解決しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のクランク軸の偏心量変更機構は、クランク軸の偏心部外周に、偏心ブシュを含む偏心量変更手段を介して、一方端側の連結穴が嵌合しクランク軸に対し垂直方向へ伸びた他方端側がクランク軸の回転とともに往復移動する往復動部材の移動量を、偏心量変更手段の角度位相を変えることで変更するクランク軸の偏心量変更機構であって、偏心量変更手段は偏心部外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している小偏心ブシュと、この小偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している大偏心ブシュと、この大偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が同心である同心ブシュと、同心ブシュを偏心部の偏心方向にのみ移動可能に規制する同心ブシュ案内手段とからなり、かつ同心ブッシュ外周に往復動部材連結穴を嵌合して構成し、小偏心ブシュと大偏心ブシュとを相反する方向へ関連的に回動して角度位相を変えたとき、同心ブシュが偏心部の偏心方向に変位し、クランク軸の回転に伴う往復動部材の移動量が変更されるようにしたものである。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の請求項２に記載のクランク軸の偏心量変更機構は、クランク軸の偏心部外周に、偏心ブシュを含む偏心量変更手段を介して、一方端側の連結穴を嵌合した往復動部材の前記クランク軸に対し垂直方向へ伸びた他方端側に連結されたスライドのクランク軸の回転に伴う往復移動量を、偏心量変更手段の角度位相を変えることで変更するプレス機において、偏心量変更手段は偏心部外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している小偏心ブシュと、この小偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している大偏心ブシュと、この大偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が同心である同心ブシュと、この同心ブシュを偏心部の偏心方向にのみ移動可能に規制する同心ブシュ案内手段とからなり、かつ同心ブッシュ外周に往復動部材連結穴を嵌合して構成し、小偏心ブシュと大偏心ブシュとを相反する方向へ関連的に回動して角度位相を変えたとき、同心ブシュが偏心部偏心方向に変位しクランク軸心に対する偏心量が変更され、クランク軸の回転に伴うスライドの往復移動量が変更されるようにしたものである。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の請求項３に記載のクランク軸の偏心量変更機構は、同心ブシュ案内手段は、同心ブシュに設けた半径方向の摺動面を有する凸部に係合しクランク軸偏心方向の摺動面を有する溝をクランク軸の偏心部近傍に設け、同心ブシュを偏心方向へのみ移動可能に案内するようにしたものである。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の請求項４に記載のクランク軸の偏心量変更機構は、偏心部外周と小偏心ブシュ内周との間、小偏心ブシュ外周と大偏心ブシュ内周との間、大偏心ブシュ外周と同心ブシュ内周との間、同心ブシュ外周と往復動部材連結穴との間、および同心ブシュに設けた凸部とクランク軸の偏心部近傍に設けた溝との間の少なくとも１つの間には摩擦低減手段を設けたものである。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項５に記載のクロス加工工具の駆動装置は、機台上に回転可能に軸支されたクランク軸の偏心部外周に、偏心ブシュを含む偏心量変更手段を介して一方端側の連結穴が嵌合された往復動部材の、クランク軸に対し垂直方向へ伸びた他方端側にトッグルリンクを連結し、クランク軸の回転運動が変換されたトッグルリンクの屈曲運動により往復動する、先端に加工工具を保持した移動体の移動量を、偏心量変更手段の角度位相を変えることにより変更するクロス加工工具の駆動装置であって、偏心量変更手段は、偏心部外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している小偏心ブシュと、この小偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している大偏心ブシュと、この大偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が同心である同心ブシュと、同心ブシュを偏心部の偏心方向にのみ移動可能に規制する同心ブシュ案内手段とからなり、かつ同心ブシュの外周に往復動部材の一方端側の連結穴を嵌合して構成し、小偏心ブシュと大偏心ブシュとを相反する方向へ関連的に回動して角度位相を変えたとき、トッグルリンクの屈曲量が変更され、この屈曲運動により往復動する移動体の移動量が変更されるようにしたものである。
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項６に記載のクロス加工工具の駆動装置は、同心ブシュ案内手段は、同心ブシュに設けた半径方向の摺動面を有する凸部に係合しクランク軸偏心方向の摺動面を有する溝をクランク軸の偏心部近傍に設け、同心ブシュを偏心方向へのみ移動可能に案内するようにしたものである。
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項７に記載のクロス加工工具の駆動装置は、偏心部外周と小偏心ブシュ内周との間、小偏心ブシュ外周と大偏心ブシュ内周との間、大偏心ブシュ外周と同心ブシュ内周との間、同心ブシュ外周と往復動部材連結穴との間、および同心ブシュに設けた凸部とクランク軸の偏心部近傍に設けた溝との間の少なくとも１つの間には摩擦低減手段を設けたものである。
【００１９】
上記請求項１に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、小偏心ブシュを所定量回動すれば、同心ブシュがクランク軸偏心部の偏心方向にのみ移動可能であり、かつ大偏心ブシュ外周はこの同心ブシュ内周に嵌合されているから、大偏心ブシュは斜面の特性により小偏心ブシュとは逆方向へ回動する。その結果、クランク軸の偏心部外周に嵌合した大小の偏心ブシュの角度位相を変えることで、位相を変えることなく往復動部材の移動量を変更することができる。
【００２０】
上記請求項２に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、プレス機において、クランク軸の偏心部外周に嵌合した大小の偏心ブシュの角度位相を変えることで、スライドモーションの位相を変えることなくコネクティングロッドすなわちスライドの移動量を変更することができる。
【００２１】
上記請求項３に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、クランク軸偏心方向の摺動面を有する凸部を同心ブシュに設け、それに係合するクランク軸偏心方向の溝をクランク軸偏心部近傍に設けたので、簡単な構造で同心ブシュはクランク軸偏心方向へのみ移動可能となる。
【００２２】
上記請求項４に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、クランク軸偏心部外周と小偏心ブシュの内周との間、小偏心ブシュ外周と大偏心ブシュ内周との間、大偏心ブシュの外周と同心ブシュ内周との間、同心ブシュ外周と往復動部材連結穴との間、および同心ブシュに設けた凸部と同心ブシュ案内手段の溝との間の少なくとも１つの間には摩擦低減手段を設けたので、小偏心ブシュ、大偏心ブシュの回動および同心ブシュの偏心部偏心方向への往復動が小さい力で可能となる。
【００２３】
上記請求項５に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、トッグルリンクの屈曲運動により往復動する移動体の移動量を変更するクランク軸の偏心量変更機構を有するクロス加工工具の駆動装置において、クランク軸の偏心部外周に嵌合した大小の偏心ブシュの角度位相を変えることで、クランク軸の回転に伴う往復動部材の移動量を変更し、これに連結のトッグルリンクの屈曲運動により往復動する移動体の移動量を変更することが可能となる。
【００２４】
上記請求項６に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、クランク軸偏心方向の摺動面を有する凸部を同心ブシュに設け、それに係合するクランク軸偏心方向の溝をクランク軸偏心部近傍に設けたので、簡単な構造で同心ブシュはクランク軸偏心方向へのみ移動可能となる。
【００２５】
上記請求項７に係る課題解決手段による作用は次のとおりである。すなわち、クランク軸偏心部外周と小偏心ブシュの内周との間、小偏心ブシュ外周と大偏心ブシュ内周との間、大偏心ブシュの外周と同心ブシュ内周との間、同心ブシュ外周と往復動部材連結穴との間、および同心ブシュに設けた凸部と同心ブシュ案内手段の溝との間の少なくとも１つの間には摩擦低減手段を設けたので、小偏心ブシュ、大偏心ブシュの回動および同心ブシュの偏心部偏心方向への往復動が小さい力で可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明のクランク軸の偏心量変更機構に係る第１実施例、および、クロス加工工具の駆動装置に係る第２実施例の形態について順に説明する。
【００２７】
まず、クランク軸の偏心量変更機構に係る第１実施例について、図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明のクランク軸の偏心量変更機構をスライド駆動部に組み込んだプレス機の一部断面で示した正面図である。図２は本発明のクランク軸の偏心量変更機構部を示す正面図であって、偏心量が最大のときを示す。図３は図２におけるＡ−Ａ断面図を示すである。図４は、図２において大小の偏心部材の角度位相を変え偏心量を所定量変更したときを示す。図５は本発明の概念を示す模式図である。
【００２８】
図１、２、３に基づきプレス機に組み込んだ本発明のクランク軸の偏心量変更機構について説明する。床上にプレス機のベッド１５２が設置され、その上にフレーム１５１が固定されている。フレーム１５１の上部前後方向には、前壁１５１Ａおよび後壁１５１Ｂにクランク軸１が軸受け１ｂ、１ｂにより回転自在に軸支されている。このクランク軸１は、図示しない駆動モータにより図示しないクラッチブレーキを介して回転駆動される。
【００２９】
クランク軸１に設けられた偏心量ｅ１の偏心部１ａの外周には、ころ軸受け５Ａを介して内周円に対し外周円がｅ２偏心している小偏心ブシュ２が回転自在に嵌合され、この小偏心ブシュ２の外周にはころ軸受け５Ｂを介して内周円に対し外周円がｅ３偏心している大偏心ブシュ３が回転自在に嵌合されている。さらに、この大偏心ブシュ３の外周にはころ軸受け５Ｃを介して内周円に対し外周円が同心である同心ブシュ４が回転自在に嵌合されている。
【００３０】
さらに、この同心ブシュ４の外周には、コネクティングロッド１４２の一方端側に設けられた連結穴１４２ａが回転自在に嵌合されている。クランク軸１に対し垂直方向へ伸びたこのコネクティングロッド１４２の他方端には、フランジ１４４が図示しないボルトにより脱着可能に取着されている。フランジ１４４にはクランク軸の偏心方向にねじ穴が設けられており、このねじ穴に係合して、フレーム１５１の側壁１５１Ｃ、１５１Ｃに上下動可能に案内されたスライド１５０を揺動自在に懸架する、先端が球状のコネクションねじ１４３が、長さを調整可能に取着されている。
【００３１】
一方、同心ブシュ４の一方の側面には、両面にクランク軸偏心部１ａの偏心方向に摺動面を有する同心ブシュ凸部４ａ、４ａが、クランク軸１を挟み対峙して設けられている。また、クランク軸１の偏心部１ａの近傍には鍔部１ｃが設けられ、この鍔部１ｃには同心ブシュ４凸部４ａ、４ａの両摺動面に係合して両面に摺動面を有する案内溝１ｄ、１ｄが、クランク軸１を挟み対峙して設けら、同心ブシュ４のクランク軸１に対する垂直方向への移動を、偏心部１ａの偏心方向に限定している。
【００３２】
また、偏心部１ａには、小偏心ブシュ２、大偏心ブシュ３、同心ブシュ４およびコネクティングロッド１４２の一方端側を、クランク軸１の鍔部１ｃとともに挟んで、鍔部１ｃに対峙して円板７が偏心部１ａに固定されており、コネクティングロッド１４２の軸方向の移動を規制している。また、この円板７には偏心部１ａ外周と同心の円弧状長穴７ａが、偏心部１ａ偏心方向の位置を起点に図示の反時計方向へ９０°の範囲に、小偏心ブシュ２側面に対向して穿孔され、この長穴７ａを挿通してハンドル２Ａが小偏心ブシュ２側面にねじ込まれ固定されている。そしてこのハンドル２Ａの中間部にはナット２Ｂが螺着されており、このナット２Ｂを締結することにより小偏心ブシュ２は円板７を介してクランク軸１に固定することができる。
【００３３】
また、円板７には偏心部１ａ外周とほぼ同心に円弧状の大きめの逃がし長穴７ｂが、偏心部１ａ偏心方向の位置を起点に図示の時計方向へ９０°の範囲に、大偏心ブシュ３側面に対向して穿孔され、この長穴７ｂを挿通してハンドル３Ａが大偏心ブシュ３側面にねじ込まれ固定されている。ここで、長穴７ａ、７ｂは反時計方向、時計方向へ穿孔したが、逆の方向へ穿孔してもよい。
【００３４】
実施例１のプレス機に組み込まれたクランク軸の偏心量変更機構は、以上のように構成されているが、その作用について図を基に以下説明する。
【００３５】
図２は、小偏心ブシュ２および大偏心ブシュ３それぞれの内周円に対する外周円の偏心方向が、ともにクランク軸偏心部１ａの偏心方向と同じ角度位相である場合を示す。すなわち、クランク軸１の軸心をＰ０、偏心部１ａの外周円中心をＰ１、小偏心ブシュ２の外周円の中心をＰ２、大偏心ブシュ３の外周円の中心をＰ３とすると、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が下方へ一直線に位置している。このときスライド１５０は下死点に位置している。
【００３６】
このとき、同心ブシュ４のクランク軸１の軸心Ｐ０に対する偏心量ｅ（以下同心ブシュ４の偏心量ｅという）は、偏心部１ａの偏心量をｅ１、小偏心ブシュ２の偏心量をｅ２および大偏心ブシュ３の偏心量をｅ３とすると、これらの和である。すなわち、同心ブシュ４の偏心量ｅ＝ｅ１＋ｅ２＋ｅ３である。このとき、クランク軸１が回転すると、同心ブシュ４の外周に一方端側の連結穴１４２ａで嵌合されたコネクティングロッド１４２は、この他方端に懸架され、フレーム１５１の側壁１５１Ｃ、１５１Ｃに上下動可能に案内されたスライド１５０とともに、移動量２ｅで往復動する。
【００３７】
図４は、図２において小偏心ブシュ２および大偏心ブシュ３の角度位相を変え偏心量を所定量変更したときを示す。両偏心ブシュ２、３の回動について説明する。まず、スライド１５０の下部に支えを入れて下降しないように上下位置を固定する。そして、フランジ１４４とコネクティングロッド１４２とを締結しているボルトを外し、フランジ１４４とコネクティングロッド１４２との縁を切る。つぎに、ハンドル２Ａに締結のナット２Ｂを緩めて偏心ブシュ２を回動可能にし、ハンドル２Ａを小偏心ブシュ２とともに反時計方向へα回転する。
【００３８】
すなわち、小偏心ブシュ２を偏心部１ａの外周円中心Ｐ１を中心に反時計方向Ｍ１へα回転すると、小偏心ブシュ２の中心Ｐ２はＰ２αに向かって移動し、同心ブシュ凸部４ａ、４ａと案内溝１ｄ、１ｄとにより径方向への移動を偏心部１ａの偏心方向に規制されている同心ブシュ４の中心位置Ｐ３（大偏心ブシュ３の外周円の中心位置）の偏心部１ａ偏心方向への移動Ｍ２に合わせて、大偏心ブシュ３は、小偏心ブシュ２の外周円中心Ｐ２の移動過程位置Ｐ２αを中心に時計方向Ｍ３へ回転し位置決めされる。
【００３９】
すなわち、小偏心ブシュ２が偏心部１ａの外周円中心Ｐ１を中心に反時計方向Ｍ１へα回転すると、小偏心ブシュ２の回転に従い次第に肉厚化する部分の外周面２ａが、大偏心ブシュ３の次第に肉薄化する部分の内周面３ａを加圧する。このとき大偏心ブシュ３の内周面３ａに対応する外周面３ｂには、径方向への移動を偏心部１ａの偏心方向に限定されている同心ブシュ４の内周に嵌合しているため、同心ブシュ４の内周面４ｂから反力として逆向きの力が加圧される。
【００４０】
この大偏心ブシュ３の次第に肉薄化する部分、すなわちミクロ的にテーパー状部分への両面からの加圧により、斜面の特性から、大偏心ブシュ３には加圧部分から肉厚の厚い方向への分力が発生し、大偏心ブシュ３は小偏心ブシュ２の外周中心Ｐ２を中心に回されようとする。このとき、それぞれの転動面には摩擦力が発生するが、各転動面にはころがり軸受け５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、…が設けられ摩擦力が小さくされているので、この摩擦力に打ち勝ち大偏心ブシュ３は時計方向へ回動することとなる。
【００４１】
これとは逆に、大偏心ブシュ３を時計方向へ回動すれば、同じように小偏心ブシュ２は反時計方向へ回動することができる。このように、一方の偏心ブシュを回動すれば他方の偏心ブシュも回動することができる。
【００４２】
このとき、回動面、摺動面の摩擦抵抗が小さければ小さいほど軽い力でこれらの回動を行うことができる。また、ハンドル２Ａとハンドル３Ａを同時に逆方向へ回せば、確実に両偏心ブッシュを回転させることができる。本実施例では、摺動面はころ軸受けを使用したが、静圧軸受けにすればさらに回動面、摺動面の摩擦抵抗を小さくすることができる。
【００４３】
つぎに、回動後はナット２Ｂを締結することにより小偏心ブシュ２を、円板７を介してクランク軸１に固定する。さらに、コネクションねじ１４３を回し長さを調整しつつ、フランジ１４４をコネクティングロッド１４２の他方端にボルトにより取着する。以上の手順により、同心ブシュ４の中心位置、すなわちコネクティングロッド１４２の一方端側に設けられた連結穴１４２ａの中心位置Ｐ３は、たえず偏心部１ａの偏心方向にあって、クランク軸１の軸心Ｐ０との距離を変化させることができる。すなわち、上下死点の位相変化なしにスライド１５０のストローク変更をすることができる。
【００４４】
図５を基に、図４における同心ブシュ４の偏心量ｅの式を求める。小偏心ブシュ２を偏心部１ａの外周円中心Ｐ１を中心に反時計方向へα回転すると、小偏心ブシュ２の外周円の中心Ｐ２は、Ｐ１を中心に反時計方向へα回転した位置Ｐ２αに位置変更する。このとき大偏心ブシュ３の外周円の中心（同心ブシュ４の中心位置）Ｐ３は、たえず偏心部１ａの偏心方向（Ｘ軸線下方向）にあるから、Ｐ３の移動後の位置をＰ３αとすると、三角形Ｐ１，Ｐ２α、Ｐ３αにおいて、（Ｐ１）（Ｐ３α）＝ｅｘとすると、（Ｐ１）（Ｐ２α）＝ｅ２、（Ｐ２α）（Ｐ３α）＝ｅ３、∠（Ｐ２α）（Ｐ１）（Ｐ３α）＝αであるから、ｅｘは三角形の性質からｅ２、ｅ３、αを関数とする式で表すことができる。従って、同心ブシュ４の中心Ｐ３の回動後の位置Ｐ３αは、クランク軸１の軸心Ｐ０から偏心部１ａの偏心方向へｅ１＋ｅｘの偏心位置になる。ここでは偏心量を求めることが目的ではないので、このｅｘを求める式は省略する。
【００４５】
このように、本発明のクランク軸の偏心量変更機構を組み込んだプレス機において、クランク軸１の偏心部外周に嵌合した大小の偏心ブシュ２、３の角度位相を変えることで、スライドモーションの位相を変えることなく、コネクティングロッド１４２およびスライド１５０の移動量を変更することができる。このとき移動量の変化量は、図２における同心ブシュ４のＰ０に対する偏心量ｅ＝（ｅ１＋ｅ２＋ｅ３）と、図４における同心ブシュ４のＰ０に対する偏心量ｅα＝（ｅ１＋ｅｘ）との差の２倍である。
【００４６】
ここで、コネクティングロッドすなわちスライドの移動量を変更すると、移動量の変化分の１／２だけ上下死点の位置が変わるが、コネクティングロッド１４２の他方端に取着のコネクションねじ１４３のねじ込み量を、この移動量の変化量だけ調整することにより、上死点または下死点を同じにすることができる。
【００４７】
この実施例では、小偏心ブシュ２および大偏心ブシュ３の内周円に対する外周円の偏心方向が、クランク軸１の偏心部１ａの偏心方向と同じ角度位相である場合を図示したが、小偏心ブシュ２を偏心部１ａの外周円中心Ｐ１を中心に回転角αを９０°以上にすることも、長穴７ａ、７ｂの長さを変えることにより可能である。この場合の同心ブシュ４のＰ０に対する偏心位置Ｐ３αもｅ１＋ｅｘで表すことができる。
【００４８】
また、クランク軸１偏心部１ａ、小偏心ブシュ２、および大偏心ブシュ３それぞれの偏心量ｅ１、ｅ２、ｅ３を仮に同じくδとすると、図２に示すα＝０°の位置関係から図示しないα＝９０°の位置関係までの間で、クランク軸１の軸心Ｐ０に対する同心ブシュ４の中心位置Ｐ３の偏心量は３δからδまで変化する。
【００４９】
つぎに、クランク軸の偏心量変更機構を組み込んだクロス加工工具の駆動装置について第２実施例として、図６〜図１２を参照して説明する。
【００５０】
図６は、本発明のクランク軸の偏心量変更機構を組み込んだクロス加工工具の駆動装置を備えたプレス機の正面図であって、フレーム２５２上部に取り着けられた駆動モータ２５６によりベルト、フライホイール、歯車を介してフレーム２５２に軸支された主軸２５５が回転させられ、この主軸２５５に取り着けられたカム２５４、２５４に従動するカムローラ２５８、２５８がスライド２５３と一体で上下動する。スライド２５３の下面には工程ごとにパンチが取り着けられた上台２５７が取り着けられている。
【００５１】
主軸２５５の左端にはベベルギヤを介して連結されたサイド軸２６１がフレーム２５２の側面に上下に軸支されている。このサイド軸２６１の途中にはトランスファ装置２６０の駆動カム２６０Ｂが取り着けられ、主軸２５５と同期してトランスファバー２６０Ａを左右に往復動させ、スライド２５３の下降により成形された図示しないワークＷを順次次の工程へ搬送する。サイド軸２６１の下端には図示しないベベルギヤを介してボトム軸２６２が連結され、このボトム軸２６２の右端には回転位置検出器２６４が取り着けられ、付属ユニットの動作開始用の信号を出力する。
【００５２】
フレーム２５２中央にはボルスタ面２５２Ａが設けられ、このボルスタ面２５２Ａ上面には上台のパンチと対向する複数のダイが装着された下台２６３が取り着けられている。ボルスタ面２５２Ａ下方のフレーム２５２前面には、所定の工程位置にクロス加工工具の駆動装置２２０が取り着けられ、トランスファ装置２６０で搬送されてきたワークＷに対し、回転位置検出器２６４から出力された信号に基づき所定のタイミングで前後方向からクロス加工工具を進退させトリミングや穴明け加工を行う。
【００５３】
図７はこのクロス加工工具の駆動装置２２０の側面図で、加工工具２３１Ａ、２３１Ｂが中立の位置にあるときを示す。図８は、図７において加工工具２３１Ａ、２３１Ｂが前進端の位置にあるときを示す。図９は、図７において加工工具２３１Ａ、２３１Ｂが後進端の位置にあるときを示す。図１０は、図８におけるＢ−Ｂ矢視断面を示す。図１１は、図１０においてＣ−Ｃ矢視断面を示す。実施例２のクランク軸の偏心量変更機構は、実施例１のクランク軸の偏心量変更機構と同一であり、実施例１と同一機能のものについては同一の番号を付す。
【００５４】
図６〜１１において、フレーム２５２前面に取り着けられた支持台２２１の上に伸びた軸受取着板２２２、２２２には、偏心部１ａを有するクランク軸１がワーク搬送方向に平行に軸支されている。また、支持台２２１にはクランク軸１と同軸にサーボモータ２４１が取り着けられ、クランク軸１の一方端とサーボモータ２４１の出力軸はカップリング２４８により連結されている。
【００５５】
クランク軸１に設けられた偏心量ｅ１の偏心部１ａの外周には、ころ軸受け５Ａを介して内周円に対し外周円がｅ２偏心している小偏心ブシュ２が回転自在に嵌合され、この小偏心ブシュ２の外周にはころ軸受け５Ｂを介して内周円に対し外周円がｅ３偏心している大偏心ブシュ３が回転自在に嵌合されている。さらに、この大偏心ブシュ３の外周にはころ軸受け５Ｃを介して内周円に対し外周円が同心である同心ブシュ４が回転自在に嵌合されている。
【００５６】
さらに、この同心ブシュ４の外周には、連接棒２４２の一方端側に設けられた連結穴２４２ａが回転自在に嵌合され、クランク軸１に対し垂直方向へ伸びたこの連接棒２４２の他方端側には揺動軸２４３が止着されている。この揺動軸２４３には、支持台２２１上に取り着けられた軸受脚板２２３に止着された揺動基軸２４４を中心に揺動する揺動リンク２４５の一方端と、先端にクロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂを取り着けダイ内に保持されたワークＷに向かって往復動する作動桿２２５の後端部に止着された直動軸２４６を中心に遊動する誘導リンク２４７の一方端とが回動可能に連結されている。
【００５７】
作動桿２２５の先端に取り着けられたクロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂの間には、スライド２５３の下死点において、スライド２５３と一体で上下動する芯金パンチ２３３が下降端でワークＷを保持して待機している。芯金パンチ２３３には、クロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂと協働でワークＷをトリミング加工する切り刃２３３ａ、２３３ｂが、クロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂの切り刃と対向して、作動桿２２５の移動方向両面に形成されている。
【００５８】
以上、クランク軸の偏心量変更機構を組み込んだクロス加工工具の駆動装置２２０の構造について説明したが、次に、クロス加工工具の駆動装置２２０の作用について説明する。このクロス加工工具の駆動装置２２０に組み込んだクランク軸の偏心量変更機構は、実施例１と作用方向が上下逆であるが、構造が同じであるので詳細は省略する。
【００５９】
図７〜１１において、クランク軸の偏心量変更機構は、小偏心ブシュ２および大偏心ブシュ３の内周円に対する外周円の偏心方向が、ともにクランク軸１の偏心部１ａの偏心方向と同じ角度位相であり、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が一直線に位置している。このとき、同心ブシュ４のＰ０に対する偏心量ｅはｅ１＋ｅ２＋ｅ３であり、揺動軸２４３は揺動基軸２４４を中心に移動量がほぼ２ｅで往復揺動する。
【００６０】
小偏心ブシュ２を角度α回動した場合、実施例１と同様、同心ブシュ４の中心Ｐ３の位置Ｐ３αは、クランク軸１の軸心Ｐ０から偏心部１ａの偏心方向へｅ１＋ｅｘの偏心位置になる。
【００６１】
図７において、クランク軸１の偏心部１ａの偏心位置がほぼ左方にあって、作動桿２２５は中立位置にあり、作動桿２２５先端に取り着けのクロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂはともに待機位置にあってワークＷからわずかに離れている。回転位置検出器２６４の出力信号により、付属ユニットの動作開始用の信号が発せられると、サーボモータ２４１が駆動されクランク軸１が１回転する。
【００６２】
まず図８に示すように、クランク軸１の偏心部１ａの偏心位置が上方になり、作動桿２２５およびクロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂが前進端の位置にくる。その結果、クロス加工工具２３１Ａとワークの内側に待機の芯金パンチ２３３の切り刃２３３ａとの協働により、ワークＷの一方側がトリミングされる。
【００６３】
つぎに、図９に示すように、クランク軸１の偏心部１ａの偏心位置がほぼ下方になり、作動桿２２５およびクロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂが後退端の位置にくる。その結果、クロス加工工具２３１Ｂとワークの内側に待機の芯金パンチ２３３の切り刃２３３ｂとの協働により、ワークＷの他方側がトリミングされる。
【００６４】
上記のように、クロス加工工具の駆動装置２２０にはクランク軸の偏心量変更機構が組み込まれ、クランク軸の偏心部１ａ外周に嵌合した小偏心ブシュ２および大偏心ブシュ３の角度位相を変えることで、クランク軸１の回転に伴う連接棒２４２の移動量を変更し、これに連結のトッグルリンク２４５、２４７の屈曲量を変え、先端にクロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂを取り着けた作動桿２２５の往復移動量を変更することができる。その結果、ワークＷの板厚が厚くなり移動量を大きくしたいときに大きくできないという問題、クロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂの切り刃が摩耗し再研削研削した場合に切り刃がワークに届かなくなるという問題が解消し、ワークの板厚が厚くなってもトリミングができるようになり、また、クロス加工工具２３１Ａ、２３１Ｂの切り刃を再研削しても再利用が可能となる。
【００６５】
【発明の効果】
上述したように本発明のクランク軸の偏心量変更機構は、クランク軸の偏心部外周に嵌合した偏心部材の角度位相を変えることで、スライドモーションの位相を変えることなくコネクティングロッドを介しスライドの移動量を変更することができる。このとき、移動量の変化量の半分だけ上下死点の位置が変わるが、コネクションねじのねじ込み量を、この移動量の変化量の半分だけ調整することにより、上死点または下死点を同じくすることができる。したがって、プレス機において、高さが異なる他種類のワークに対して、最適なスライドの移動量かつ最適な回転速度で運転することが可能となり、生産効率を上げることができる。
【００６６】
また、上述したようにクランク軸の偏心量変更機構を備えた本発明のクロス加工工具の駆動装置は、クランク軸の偏心部外周に嵌合した偏心部材の角度位相を変えることで、クランク軸の回転に伴う連接棒の移動量を変更し、これに連結のトッグルリンクの屈曲量を変え、先端にクロス加工工具を取り着けた作動桿の往復移動量を変更することができる。その結果、ワークの板厚が厚くなっても移動量を大きくすることでトリミングができるようになり、板厚の異なる多種のワークに対応できるようになるとともに、クロス加工工具の切り刃を再研削研削しても移動量を大きくすることで再利用が可能となるため経済性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクランク軸の偏心量変更機構をスライド駆動部に組み込んだプレス機を一部断面で示した正面図
【図２】本発明のクランク軸の偏心量変更機構部であって、偏心量が最大のときを示す正面図
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図
【図４】図２において偏心部材の角度位相を変え偏心量を所定量変更したときを示す正面図
【図５】本発明のクランク軸の偏心量変更機構に関しその概念を示す模式図
【図６】本発明のクランク軸の偏心量変更機構を組み込んだクロス加工工具の駆動装置を備えたプレス機の正面図
【図７】本発明のクランク軸の偏心量変更機構を組み込んだクロス加工工具の駆動装置で、加工工具が中立の位置にあるときを一部断面で示す側面図
【図８】図７において加工工具が前進端の位置にあるときを示す側面図
【図９】図７において加工工具が後進端の位置にあるときを示す側面図
【図１０】図８におけるＢ−Ｂ矢視断面図
【図１１】図１０におけるＣ−Ｃ矢視断面図
【図１２】従来技術Ａのプレス機械のストローク変換装置を示す正面断面図
【図１３】従来技術Ａにおいて偏心量の関係を示す側面図
【図１４】従来技術Ｂのクロス加工工具の駆動装置を示す側面図
【符号の説明】
１ クランク軸
１ａ 偏心部
２ 小偏心ブシュ
３ 大偏心ブシュ
４ 同心ブシュ
４ａ 同心ブシュ凸部
５Ａ ころ軸受け
５Ｂ ころ軸受け
５Ｃ ころ軸受け
１４２ コネクティングロッド
１４２ａ 連結穴
１４３ コネクションねじ
１５０ スライド
２２０ クロス加工工具の駆動装置
２２５ 作動桿
２３１Ａ、２３１Ｂ クロス加工工具
２３３ 芯金パンチ
２４１ サーボモータ
２４２ 連接棒
２４３ 揺動軸
２４５ 揺動リンク
２４７ 揺動リンク
２５３ スライド
Ｐ０ クランク軸の軸心
Ｐ１ 偏心部外周円中心
Ｐ２ 小偏心ブシュ外周円の中心
Ｐ３ 大偏心ブシュ外周円の中心
ｅ 同心ブシュの偏心量（同心ブシュ４のクランク軸軸心に対する偏心量）
ｅ１ 偏心部の偏心量
ｅ２ 小偏心ブシュの偏心量
ｅ３ 大偏心ブシュの偏心量
Claims (7)
- クランク軸の偏心部外周に、偏心ブシュを含む偏心量変更手段を介して、一方端側の連結穴を嵌合し前記クランク軸に対し垂直方向へ伸びた他方端側が前記クランク軸の回転とともに往復移動する往復動部材の移動量を、前記偏心量変更手段の角度位相を変えることで変更するクランク軸の偏心量変更機構であって、
前記偏心量変更手段は前記偏心部外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している小偏心ブシュと、この小偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している大偏心ブシュと、この大偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が同心である同心ブシュと、前記同心ブシュを前記偏心部の偏心方向にのみ移動可能に規制する同心ブシュ案内手段とからなり、かつ
前記同心ブッシュ外周に前記往復動部材連結穴を嵌合して構成し、
前記小偏心ブシュと前記大偏心ブシュとを相反する方向へ関連的に回動して角度位相を変えたとき、前記同心ブシュが前記偏心部の偏心方向に変位し、前記クランク軸の回転に伴う前記往復動部材の移動量が変更されるようにしたことを特徴とするクランク軸の偏心量変更機構。 - クランク軸の偏心部外周に、偏心ブシュを含む偏心量変更手段を介して、一方端側の連結穴を嵌合した往復動部材の前記クランク軸に対し垂直方向へ伸びた他方端側に連結されたスライドの前記クランク軸の回転に伴う往復移動量を、前記偏心量変更手段の角度位相を変えることで変更するプレス機において、
前記偏心量変更手段は前記偏心部外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している小偏心ブシュと、この小偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している大偏心ブシュと、この大偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が同心である同心ブシュと、
この同心ブシュを前記偏心部の偏心方向にのみ移動可能に規制する同心ブシュ案内手段とからなり、かつ
前記同心ブッシュ外周に前記往復動部材連結穴を嵌合して構成し、
前記小偏心ブシュと前記大偏心ブシュとを相反する方向へ関連的に回動して角度位相を変えたとき、前記同心ブシュが前記偏心部偏心方向に変位し前記クランク軸心に対する偏心量が変更され、前記クランク軸の回転に伴う前記スライドの往復移動量が変更されるようにしたことを特徴とするクランク軸の偏心量変更機構。 - 前記同心ブシュ案内手段は、前記同心ブシュに設けた半径方向の摺動面を有する凸部に係合し前記クランク軸偏心方向の摺動面を有する溝を前記クランク軸の偏心部近傍に設け、前記同心ブシュを前記偏心方向へのみ移動可能に案内するようにしたことを特徴とする請求項１乃至２に記載のクランク軸の偏心量変更機構。
- 前記偏心部外周と前記小偏心ブシュ内周との間、前記小偏心ブシュ外周と前記大偏心ブシュ内周との間、前記大偏心ブシュ外周と前記同心ブシュ内周との間、前記同心ブシュ外周と前記往復動部材連結穴との間、および前記同心ブシュに設けた凸部と前記クランク軸の偏心部近傍に設けた溝との間の少なくとも１つの間には摩擦低減手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至３に記載のクランク軸の偏心量変更機構。
- 機台上に回転可能に軸支されたクランク軸の偏心部外周に、偏心ブシュを含む偏心量変更手段を介して一方端側の連結穴が嵌合された往復動部材の、前記クランク軸に対し垂直方向へ伸びた他方端側にトッグルリンクを連結し、前記クランク軸の回転運動が変換された前記トッグルリンクの屈曲運動により往復動する、先端に加工工具を保持した移動体の移動量を、前記偏心量変更手段の角度位相を変えることにより変更するクロス加工工具の駆動装置であって、
前記偏心量変更手段は、前記偏心部外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している小偏心ブシュと、この小偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が偏心している大偏心ブシュと、この大偏心ブシュ外周に内周が相対回転可能に嵌合し内周円に対し外周円が同心である同心ブシュと、この同心ブシュを前記偏心部の偏心方向にのみ移動可能に規制する同心ブシュ案内手段とからなり、かつ前記同心ブシュの外周に前記往復動部材の一方端側の連結穴を嵌合して構成し、
前記小偏心ブシュと前記大偏心ブシュとを相反する方向へ関連的に回動して角度位相を変えたとき、前記トッグルリンクの屈曲量が変更され、この屈曲運動により往復動する前記移動体の移動量が変更されるようにしたことを特徴とするクロス加工工具の駆動装置。 - 前記同心ブシュ案内手段は、前記同心ブシュに設けた半径方向の摺動面を有する凸部に係合し前記クランク軸偏心方向の摺動面を有する溝を前記クランク軸の偏心部近傍に設け、前記同心ブシュを前記偏心方向へのみ移動可能に案内するようにしたことを特徴とする請求項５に記載のクロス加工工具の駆動装置。
- 前記偏心部外周と前記小偏心ブシュ内周との間、前記小偏心ブシュ外周と前記大偏心ブシュ内周との間、前記大偏心ブシュ外周と前記同心ブシュ内周との間、前記同心ブシュ外周と前記往復動部材連結穴との間、および前記同心ブシュに設けた凸部と前記クランク軸の偏心部近傍に設けた溝との間の少なくとも１つの間には摩擦低減手段を設けたことを特徴とする請求項５、６に記載のクロス加工工具の駆動装置。
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| WO2013088805A1 (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-20 | 株式会社マキタ | 往復動工具 |
| CN109227142A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-18 | 航珍航空技术（上海）有限公司 | 桌面型管端加工机 |
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- 2002-07-19 JP JP2002210436A patent/JP3895647B2/ja not_active Expired - Fee Related
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