JP2011000628A - プレス機 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス機の構成の簡素化を図る。
【解決手段】プレス機は、偏心部が設けられたクランク軸と、偏心部を受け入れるスロットを有し長手方向へ移動可能な第１の横レバーであってスロットは横レバーの幅方向へ前記偏心部を案内可能に伸長し、クランク軸の回転に伴って長手方向への往復運動を与えられる第１の横レバーと、第２の横レバーと、両横レバーの対応する端部をそれぞれ連結する一対の揺動レバーであってそれぞれの中央部に揺動軸が設けられ、両横レバーを相互に逆相で往復運動させる一対の揺動レバーと、一対の揺動レバーの両端部にそれぞれ一対のリンク部材を介して接続され、前記一対の揺動レバーの揺動に伴って相近づき又は離れる方向へ移動するバランスウエイト及びスライドとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレス機に関し、特に、構成の簡素化を図ることができるプレス機に関する。

リンク機構を用いた従来のプレス機では、一般的に、クランク軸の偏心部は、一対のコネクティングロッド及び該コネクティングロッドに接続されたリンク機構を経て、スライドに連結されている（例えば、特許文献１ないし３参照。）。このスライドには、金型の上金型部が取り付けられる。前記コネクティングロッドは、それぞれの一端が前記偏心部に連結され、該偏心部から互いに反対方向に伸びるように配置される。各コネクティングロッドはその他端の枢軸を揺動中心として揺動することにより、前記クランク軸の偏心部の偏心運動を揺動運動に変換する。前記リンク機構は、各コネクティングロッドにより変換された揺動運動を前記スライドの上下運動に変換する。

特開平１０−１０９１９２号公報 特開平１０−１０９１９４号公報 特開２００２−３５９９３号公報

しかしながら、前記一対のコネクティングロッドは、クランク軸の偏心部の偏心運動に伴う揺動運動を生じることから、比較的大きな動作空間を必要とする。また、前記コネクティングロッドは、該コネクティングロッドと前記スライドとの間に設けられ前記コネクティングロッドの揺動運動をスライドの上下運動に変換するための前記リンク機構の構成要素数を増加させることにより、構成の複雑化を招く。特に、前記スライドと逆相で作動するいわゆるダイナミックバランサが設けられたプレス機では、リンク機構の構成要素数は２倍になる。

そこで、本発明の目的は、プレス機の構成の簡素化を図ることにある。

本発明に係るプレス機は、フレームに回転可能に支持され、偏心部を有するクランク軸と、前記偏心部を受け入れるスロットを有し前記クランク軸に交差して配置される第１の横レバーであってその長手方向へ移動可能に前記フレームに支持され、前記スロットは前記横レバーの長手方向と直交する該横レバーの幅方向へ前記偏心部を案内可能に伸長し、前記クランク軸の回転に伴って前記偏心部により長手方向への往復運動を与えられる第１の横レバーと、該横レバーに接続され、該横レバーの長手方向の往復運動を前記スロットの伸長方向の往復運動に変換するためのリンク機構と、該リンク機構を介して前記横レバーに接続され、前記横レバーの前記往復運動に伴って前記スロットの伸長方向へ往復運動するスライドとを含むことを特徴とする。

本発明に係るプレス機では、前記クランク軸の回転に伴ってその偏心部が偏心運動すると、該偏心部は、前記スロットの伸長方向に沿って該スロット内を移動しながら、前記第１の横レバーを該横レバーの長手方向へ往復運動させる。この横レバーの横方向の往復運動は、例えばナックルのような一対のリンク部材を介して前記スライドの往復運動に変換することができる。

前記偏心部は、前記スロット内を該スロットの伸長方向へ摺動可能の摺動子を介して前記スロット内に配置することができる。

前記スロットの長さ寸法は、前記偏心部の前記スロットの伸長方向に沿った移動量成分よりも大きく設定することが望ましい。

前記プレス機は、さらに、前記第１の横レバーの前記スロットの伸長方向へ間隔をおいて前記第１の横レバーと平行に配置される第２の横レバーと、バランスウエイトとを含むことができる。また、前記リンク機構は、前記両横レバーに交差して配置され、対応する端部が枢軸を介して対応する横レバーに連結される一対の揺動レバーであってそれぞれの中央部に揺動軸が設けられ、両横レバーを相互に逆相で往復運動させる一対の揺動レバーと、該一対の揺動レバーの対応する両一端及び両他端のそれぞれに接続される一対のリンク部材を含むことができる。

その一方の一対のリンク部材は、前記一対の揺動レバーの揺動に伴って前記スライドを前記スロットの伸長方向へ往復運動させるべく両端を前記一対の揺動レバーの対応する各一端及び前記スライドにそれぞれ枢軸を介して連結され、他方の一対のリンク部材は、前記一対の揺動レバーの揺動運動に伴って前記バランスウエイトを前記スロットの伸長方向へ往復運動させるべく両端を前記一対の揺動レバーの対応する各他端及び前記バランスウエイトにそれぞれ枢軸を介して連結される。

前記一対の揺動レバー及び前記一方の一対のリンク部材は、それぞれ共通の枢軸で前記第１の横レバーに連結することができる。また前記一対の揺動レバー及び前記他方の一対のリンク部材は、それぞれ共通の枢軸で前記第２の横レバーに連結することができる。前記一対の揺動レバー及び前記両横レバーの前記枢軸を結ぶ仮想線は、平行四辺形を構成する。

前記一対の揺動レバーの両揺動軸を結ぶ仮想線に関して、前記第１及び第２の横レバー、前記一対の揺動レバー及び前記各対のリンク部材は、対称的に配置することができる。

前記一方及び他方の一対のリンク部材は相互に形状、寸法及び重さが等しく、一対の揺動レバーは互いに形状、寸法及び重さが等しく、また両横レバーは相互に重さが等しくなるように、それぞれ設定することが望ましい。

また、本発明の他の態様によれば、フレームに回転可能に支持され、偏心部が設けられたクランク軸と、前記偏心部を受け入れるスロットを有し前記クランク軸に交差して配置される第１の横レバーであってその長手方向へ移動可能に前記フレームに支持され、前記スロットは前記横レバーの長手方向と直交する該横レバーの幅方向へ前記偏心部を案内可能に伸長し、前記クランク軸の回転に伴って前記偏心部により長手方向への往復運動を与えられる第１の横レバーと、該第１の横レバーと平行に配置される第２の横レバーと、両横レバーの対応する端部をそれぞれ連結する一対の揺動レバーであってそれぞれの中央部に揺動軸が設けられ、両横レバーを相互に逆相で往復運動させる一対の揺動レバーと、一対の揺動レバーの両端部にそれぞれ一対のリンク部材を介して接続され、前記一対の揺動レバーの揺動に伴って相近づき又は離れる方向へ移動するバランスウエイト及びスライドとを含むプレス機が提供される。

本発明によれば、クランク軸の偏心部は、前記したように、その偏心運動によって第１の横レバーに設けられたスロット内を該スロットルの伸長方向へ摺動しながら、前記第１の横レバーを該横レバーの長手方向へ往復運動させる。したがって、この横方向レバーの長手方向に沿った往復運動を一対のリンク部材のような比較的単純な構成のリンク機構によってスライドの往復運動に変換することができるので、プレス機のリンク機構の構成の簡素化を実現することができる。

本発明に係るプレス機を示す断面図である。 図１に示した線II-IIに沿って得られた断面図である。 図１に示した線III-IIIに沿って得られた断面図である。 図１に示した線IV-IVに沿って得られた断面図である。 本発明に係るプレス機の動作状態を示す図１と同様な図面であり、（ａ）はクランク軸が０°（３６０°）位置にあるときの状態を示し、（ｂ）はクランク軸が９０°位置にあるときの状態を示し、（ｃ）はクランク軸が１８０°位置にあるときの状態を示し、（ｄ）はクランク軸が２７０°位置にあるときの状態をそれぞれ示す。

本発明に係るプレス機１０は、図１に示されているように、ベッド１２と、該ベッドから立ち上がる複数のコラム１４によりベッド１２から間隔をおいて該ベッドの上方に保持されるクラウン１６を有するフレーム１８とを含む。クラウン１６は、全体に矩形の箱型に形成されており、その下方に位置するベッド１２上には、図示しないが、下金型部が設置される。

クラウン１６内には、図２に示すように、一対の偏心部２０ａを有するクランク軸２０がその主軸部２０ｂの一端をクラウン１６から大きく突出させて、回転可能に保持されている。主軸部２０ｂの前記突出端には、クランク軸２０にその主軸部２０ｂの回りの回転力を断続可能に伝えるための従来よく知られたクラッチ及びブレーキを有する駆動力伝達装置２２と、クランク軸２０の回転を円滑にするための従来よく知られたフライホィール２４とが設けられている。

一対の偏心部２０ａは、互いに同相で、主軸部２０ｂの軸線方向へ相互に間隔をおいて形成されている。クラウン１６内には、図２に示されているように、一対の第１の横レバー２６が、一対の偏心部２０ａに対応してクランク軸２０の軸線方向に相互に間隔をおいて配置されている。各第１の横レバー２６は、図１に示されているように、対応する偏心部２０ａを遊びを以て受け入れるスロット２８を中央部分に有する。各第１の横レバー２６は、クランク軸２０を横切って、該クランク軸の主軸部２０ｂとほぼ直角に、図１で見て横方向（水平方向）に伸びる。

各スロット２８は、偏心部２０ａに嵌合された摺動子３０を介して対応する偏心部２０ａを受け入れる。摺動子３０は、図１に示すように、ほぼ矩形の横断面を有し、その中央部に偏心部２０ａを受け入れる穴３０ａを有し、その両側面３０ｂをスロット２８のそれぞれ対向する側面に摺動可能に当接する。各スロット２８は、それぞれの第１の横レバー２６の幅方向である縦方向（図１で見て上下方向）に伸長する。各スロット２８は、それぞれの偏心部２０ａに嵌合された摺動子３０の第１の横レバー２６の長手方向への実質的な移動を阻止し、かつ摺動子３０の第１の横レバー２６の長手方向と直角な縦方向への摺動を許す。これにより、各スロット２８は、偏心部２０ａと対応する第１の横レバー２６の相対的な横方向の移動を規制し、またその相対的な縦方向への移動を許す。

一対の第１の横レバー２６は、それぞれの長手方向すなわち横方向への往復運動が可能にクラウン１６に支持されている。本具体例では、図１及び図３に示されているように、クランク軸２０に平行配置されかつ両端がクラウン１６に支持された揺動軸３２を中央部に有する一対の揺動レバー３４の下端部に、第１の横レバー２６の対応する端部がそれぞれの枢軸３６を介して連結されている。これにより、一対の第１の横レバー２６は、わずかな縦方向の往復運動を伴って長手方向への往復運動が可能なように、揺動レバー３４の揺動軸３２から枢軸３６に至る揺動半径で揺動可能である。

第１の横レバー２６の両端には、それぞれの枢軸３６を共通枢軸として、一対の下方リンク部材３８の上端部が連結されている。各下方リンク部材３８は、図示の例では、その図２及び３に明確に示されているように、枢軸３６の軸線方向に互いに間隔をおくように組をなして配置されている。各下方リンク部材３８の下端部には、クラウン１６の下部で縦方向へ案内されるプランジャ４０の上端が、枢軸４２で連結されている。プランジャ４０の下端には、ベッド１２上に該ベッドから間隔をおいてこれに平行に配置されるスライド４４が固定されている。このスライド４４の下面には、従来よく知られているように、前記下金型部と共同して金型を構成する上金型部（図示せず）が設置される。

また、一対の揺動レバー３４の各上端部には、図１、３及び４に示されているように、第２の横レバー４６の対応する端部が枢軸４８を介して連結されている。図示の例では、第２の横レバー４６は、図３及び４に示されているように、枢軸４８の軸線方向に互いに間隔をおいて配置される一組の第２の横レバー部材４６で構成されている。一組の第２の横レバー部材４６は、後述する第１の横レバー２６の逆相での運動にバランスがとれるように、その重量が第１の横レバー２６の重量にほぼ等しく設定されている。

一対の揺動レバー３４の上端部には、また、枢軸４８を共通軸として、一対の上方リンク部材５０の下端がそれぞれ連結されている。この上方リンク部材５０の上端部には枢軸５２を介してバランスウエイト５４が連結されている。バランスウエイト５４は、クラウン１６の上部に形成された案内凹所５６に沿って上下方向に移動可能であり、バランスウエイト５４と揺動レバー３４とを連結する上方リンク部材５０は、図３及び４に示されているように、下方リンク部材３８におけると同様に、枢軸４８の軸線方向に互に間隔をおくように組をなして配置されている。

図１に示すように、各揺動軸３２及び対応する各枢軸３６、４８を結ぶ仮想線５８ａ、５８ａ及び枢軸４８、４８、枢軸３６、３６を結ぶ仮想線５８ｂ、５８ｂは平行四辺形を構成する。また、揺動軸３２から各枢軸４８、枢軸３６までの距離は等しい。したがって、一つの揺動レバー３４と、第１及び第２の横レバー２６及び４６は、平行リンクを構成し、各揺動レバー３４の揺動軸３２の回りの揺動により、第１の横レバー２６及び第２の横レバー４６は、それらの長手方向へ逆相で等距離を往復運動可能である。また、図示の例では、一対の揺動レバー３４は形状、寸法及び重量が相等しい。

また、各揺動レバー３４の両端に連結された上方及び下方リンク部材３８、５０のそれぞれは、形状、寸法及び重さが相等しい。また、各揺動レバー３４の両端部に連結された各リンク部材３８、５０及びそれらの枢軸４２は、図１で見て、それぞれの揺動軸３２の回りに１８０°の回転対称に配置されている。

この上方及び下方リンク部材３８、５０の配置形態は、前記した第１の横レバー２６及び第２の横レバー４６の逆相での往復運動を各スライド４４及びバランスウエイト５４の上下方向への逆相の往復運動に変換する。これにより、スライド４４及びバランスウエイト５４は相近づく方向及び離れる方向へ往復運動する。したがって、一対の下方リンク部材３８は、第１の横レバー２６の長手方向の往復運動を上下方向すなわちスロット２８の伸長方向の往復運動に変換するリンク機構を構成する。また一対の上方リンク部材５０は、第２の横レバー４６の長手方向の往復運動を同様にスロット２８の伸長方向である上下方向への往復運動に変換するリンク機構を構成する。

本発明に係るプレス機１０では、駆動力伝達装置２２からの回転力によってクランク軸２０がその主軸部２０ｂの回りに回転すると、その偏心部２０ａが主軸部２０ｂに対し偏心運動する。この偏心部２０ａの偏心運動に伴い、該偏心部に設けられた摺動子３０は、揺動軸３２の回りに揺動可能に支持された第１の横レバー２６のスロット２８の長手方向に摺動しながら、第１の横レバー２６をその長手方向へ往復運動させる。この第１の横レバー２６の往復運動に伴い、第２の横レバー４６が逆相で同期的にその長手方向へ運動する。

この両横レバー２６、４６の逆相での往復運動が下方リンク部材３８及び上方リンク部材５０を経てスライド４４及びバランスウエイト５４の前記した上下方向への逆相の往復運動に変換される。スライド４４の前記した往復運動により、該スライドに設けられた前記上金型部は、ベッド１２上の前記下金型部に向けて往復運動する。またバランスウエイト５４は、スライド４４との逆相での往復運動により、スライド４４及び該スライドの前記上金型部の往復運動による慣性を相殺するためのダイナミックバランサとして機能する。

図１に示す例では、該図で見て、スライド４４の中心を通る垂直線とクランク軸２０の主軸部２０ｂの中心を通る垂直線との間には、該クランク軸の主軸部２０ｂに対する偏心部２０ａの偏心量以上のずれが設定されている。したがって、図１に示すプレス機１０では、クランク軸２０の一回転でスライド４４に一往復の往復運動が与えられる。

これに対し、図５に示すプレス機の例では、スライド４４の中心を通る垂直線とクランク軸２０の主軸部２０ｂの中心を通る垂直線とが一致する。この点を除いて、図１のプレス機１０と図５に示すプレス機は同一である。図５（ａ）ないし（ｄ）は、前記したクランク軸２０の主軸部２０ｂの回転角と、第１、第２の横レバー２６、４６、揺動レバー３４及びリンク部材３８、５０の姿勢との関係を示す。図５（ａ）は、クランク軸２０の回転角が基準値である０°又は３６０°にあるときを示し、スライド４４が上死点位置にある。図５（ｂ）は、クランク軸２０の回転角が９０°にあるときを示し、各揺動レバー３４及びリンク部材３８、５０が一直線上に整列し、スライド４４が下死点位置にある。

図５（ｃ）は、クランク軸２０の回転角が１８０°にあるときを示し、スライド４４が上死点位置に戻る。図５（ｄ）は、クランク軸２０の回転角が２７０°にあるときを示し、スライド４４が再び下死点位置に戻る。スライド４４が上死点位置にあるクランク軸２０のそれぞれの回転角で、バランスウエイト５４は最下方位置にあり、スライド４４が下死点位置にあるクランク軸２０のそれぞれの回転角で、バランスウエイト５４は最上方位置にある。

図５に示すプレス機では、前記したように、スライド４４の中心を通る垂直線とクランク軸２０の主軸部２０ｂの中心を通る垂直線とが一致することから、クランク軸の一回転でスライド４４が等ストロークで２往復する。

本発明に係るプレス機１０によれば、第１の横レバー２６に設けられた縦方向スロット２８にクランク軸２０の偏心部２０ａを嵌合させることにより、クランク軸２０の回転に伴って偏心部２０ａをスロット２８の伸長方向に往復運動させ、これにより第１の横レバー２６を実質的に縦方向に移動させることなく該縦方向と直角な第１の横レバー２６の長手方向に往復運動させることができる。

この第１の横レバー２６の往復運動により、一対の揺動軸３２を介して第２の横レバー４６を逆相で往復運動させることができ、両横レバー２６、４６のそれぞれの往復運動は、下方リンク部材３８及び上方リンク部材５０を有するそれぞれのリンク機構を介して、縦方向へのスライド４４及びバランスウエイト５４の逆相の往復運動に変換できる。

したがって、クランク軸２０の径方向に伸びる一対のコネクティングロッドを用いることなく、比較的単純なリンク構成でスライド４４及びバランスウエイト５４を相近づき又離れる方向へ往復運動させることができる。また、クランク軸２０の一回転につき、スライド４４を２往復移動させることができるので高速作動に有利である。

前記した例では、バランスウエイト５４を設けた例について説明したが、バランスウエイト５４を不要とすることができる。この場合、バランスウエイト５４及び上方リンク部材５０を不要とすることができる。さらに、第１の横レバー２６の往復運動による横方向バランスが不要な場合、第２の横レバー４６を不要とすることができる。しかしながら、第１の横レバー２６の往復運動による横方向振動を相殺する上で、第２の横レバー４６を設けることが望ましい。

さらに、前記ところでは、第１の横レバー２６が揺動レバー３４で揺動可能に支持されている例を示したが、第２の横レバー４６を不要とする場合、揺動レバー３４に代えて、クラウン１６に設けられた例えば横スロット内に移動可能に支持される支持軸のような支持手段を介して第１の横レバー２６を直接クラウン１６に支持することができる。

本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。

１０ プレス機
１８ フレーム
２０ クランク軸
２０ａ 偏心部
２６ 第１の横レバー
２８ スロット
３０ 摺動子
３２ 揺動軸
３４ 揺動レバー
３６、４２、４８、５２ 枢軸
３８、５０ リンク部材
４４ スライド
４６ 第２の横レバー
５４ バランスウエイトウエイト

Claims (8)

1. フレームに回転可能に支持され、偏心部を有するクランク軸と、
   前記偏心部を受け入れるスロットを有し前記クランク軸に交差して配置される第１の横レバーであってその長手方向へ移動可能に前記フレームに支持され、前記スロットは前記横レバーの長手方向と直交する該横レバーの幅方向へ前記偏心部を案内可能に伸長し、前記クランク軸の回転に伴って前記偏心部により長手方向への往復運動を与えられる第１の横レバーと、
   該横レバーに接続され、該横レバーの長手方向の往復運動を前記スロットの伸長方向の往復運動に変換するためのリンク機構と、
   該リンク機構を介して前記横レバーに接続され、前記横レバーの前記往復運動に伴って前記スロットの伸長方向へ往復運動するスライドとを含む、プレス機。
2. 前記偏心部は、前記スロット内を該スロットの伸長方向へ摺動可能の摺動子を介して前記スロット内に受け入れられている、請求項１に記載のプレス機。
3. 前記スロットの長さ寸法は、前記偏心部の前記スロットの伸長方向に沿った移動量成分よりも大きく設定されている、請求項２に記載のプレス機。
4. さらに、前記第１の横レバーの前記スロットの伸長方向へ間隔をおいて前記第１の横レバーと平行に配置される第２の横レバーと、バランスウエイトとを含み、前記リンク機構は、前記両横レバーに交差して配置され、対応する端部が枢軸を介して対応する横レバーに連結される一対の揺動レバーであってそれぞれの中央部に揺動軸が設けられ、両横レバーを相互に逆相で往復運動させる一対の揺動レバーと、該一対の揺動レバーの対応する両一端及び両他端のそれぞれに接続される一対のリンク部材を含み、その一方の一対のリンク部材は、前記一対の揺動レバーの揺動に伴って前記スライドを前記スロットの伸長方向へ往復運動させるべく両端を前記一対の揺動レバーの対応する各一端及び前記スライドにそれぞれ枢軸を介して連結され、他方の一対のリンク部材は、前記一対の揺動レバーの揺動運動に伴って前記バランスウエイトを前記スロットの伸長方向へ往復運動させるべく両端を前記一対の揺動レバーの対応する各他端及び前記バランスウエイトにそれぞれ枢軸を介して連結されている、請求項３に記載のプレス機。
5. 前記一対の揺動レバー及び前記一方の一対のリンク部材は、それぞれ共通の枢軸で前記第１の横レバーに連結されており、また前記一対の揺動レバー及び前記他方の一対のリンク部材は、それぞれ共通の枢軸で前記第２の横レバーに連結されており、前記一対の揺動レバー及び前記両横レバーの前記枢軸を結ぶ仮想線が平行四辺形を構成する、請求項４に記載のプレス機。
6. 前記一対の揺動レバーの両揺動軸を結ぶ仮想線に関して、前記第１及び第２の横レバー、前記一対の揺動レバー及び前記各対のリンク部材は、対称的に配置されている、請求項５に記載のプレス機
7. 前記一方及び他方の一対のリンク部材は相互に形状、寸法及び重さが等しく、一対の揺動レバーは互いに形状、寸法及び重さが等しく、また両横レバーは相互に重さが等しい、請求項５に記載のプレス機。
8. フレームに回転可能に支持され、偏心部が設けられたクランク軸と、
   前記偏心部を受け入れるスロットを有し前記クランク軸に交差して配置される第１の横レバーであってその長手方向へ移動可能に前記フレームに支持され、前記スロットは前記横レバーの長手方向と直交する該横レバーの幅方向へ前記偏心部を案内可能に伸長し、前記クランク軸の回転に伴って前記偏心部により長手方向への往復運動を与えられる第１の横レバーと、
   該第１の横レバーと平行に配置される第２の横レバーと、
   両横レバーの対応する端部をそれぞれ連結する一対の揺動レバーであってそれぞれの中央部に揺動軸が設けられ、両横レバーを相互に逆相で往復運動させる一対の揺動レバーと、
   一対の揺動レバーの両端部にそれぞれ一対のリンク部材を介して接続され、前記一対の揺動レバーの揺動に伴って相近づき又は離れる方向へ移動するバランスウエイト及びスライドとを含むプレス機。

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