JP2018130740A - Crankshaft and press machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1対のクランクウェブの間にクランクピンが差し渡されているクランクシャフト及びそのようなクランクシャフトを備えるプレス機に関する。 The present invention relates to a crankshaft in which a crankpin is interposed between a pair of crank webs, and a press machine including such a crankshaft.
従来、この種のクランクシャフトとして、クランクピンをコンロッドの貫通孔に通すためにクランクピンをクランクウェブに形成されたピン孔に嵌合して、クランクウェブとクランクピンとを分離可能としたものが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。 Conventionally, as this type of crankshaft, in order to pass the crankpin through the through hole of the connecting rod, the crankpin is fitted into a pin hole formed in the crank web so that the crank web and the crank pin can be separated. (For example, see Patent Documents 1 and 2).
上記した従来のクランクシャフトのようにクランクピンとクランクウェブとが別体になっているものは、一体になっているものに比べて耐久性が問題になり得る。 In the case where the crankpin and the crank web are separated as in the above-described conventional crankshaft, durability may be a problem as compared with the case where the crankpin and the crank web are integrated.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より耐久性が高いクランクシャフト及びプレス機の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a crankshaft and a press machine having higher durability than conventional ones.
上記目的を達成するためになされた請求項1の発明は、第1と第2のクランクウェブの間に差し渡されたクランクピンの一端部が、前記第1のクランクウェブに形成されたピン孔に嵌合されるクランクシャフトにおいて、前記第1のクランクウェブの中心部に形成されて、前記ピン孔と部分的に重なり、軸受が嵌合されるセンター孔と、前記軸受のうち前記センター孔から前記ピン孔側に張り出す部分の形状に合わせて、前記クランクピンの前記一端部の外周面に陥没形成される円弧溝部と、を備えるクランクシャフトである。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is characterized in that one end portion of a crank pin inserted between the first and second crank webs has a pin hole formed in the first crank web. A center shaft of the first crank web that is partially overlapped with the pin hole and into which the bearing is fitted, and from the center hole of the bearing. In accordance with the shape of the portion protruding to the pin hole side, the crankshaft is provided with an arcuate groove portion that is recessed and formed on the outer peripheral surface of the one end portion of the crankpin.
請求項2の発明は、前記クランクピンは、前記第2のクランクウェブと一体に形成され、前記第2のクランクウェブに、駆動源又は負荷が連結されるトルク伝達部が備えられている請求項1に記載のクランクシャフトである。 According to a second aspect of the present invention, the crank pin is formed integrally with the second crank web, and the second crank web is provided with a torque transmission portion to which a drive source or a load is connected. 1. The crankshaft according to 1.
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載のクランクシャフトと、前記クランクシャフトにコンロッドを介して連結されるラムとを備えるプレス機である。
The invention of
請求項1のクランクシャフトは、第1のクランクウェブに形成されたピン孔にクランクピンの一端部が嵌合される構造になっている。これにより、第1のクランクウェブとクランクピンとを分離した状態で、クランクピンをコンロッドの一端部に回転可能に連結することができる。ここで、クランクシャフトを回転可能に支持する軸受は、通常は、クランクウェブから突出するクランクジャーナルに嵌合されるが、本発明では、軸受が第1のクランクウェブのセンター孔に嵌合され、クランクピンの一端部に対して径方向で重なる位置に配置される。即ち、本発明によれば、クランクシャフトがコンロッドから荷重を受ける部位(クランクピン)と、クランクシャフトを回転可能に支持する部位(軸受が嵌合する部分)とを通常の構造に比べて接近させることができる。これにより、クランクシャフトが受ける曲げ応力が抑えられ、耐久性が向上すると共に、クランクシャフトを軸方向でコンパクトな構成にすることができる。しかも、クランクピンに円弧溝部を設けたことで、軸受を大きくすることができ、この点においても耐久性が向上する。 The crankshaft according to claim 1 has a structure in which one end of the crankpin is fitted into a pin hole formed in the first crank web. Thereby, a crankpin can be rotatably connected with the one end part of a connecting rod in the state which isolate | separated the 1st crank web and the crankpin. Here, the bearing that rotatably supports the crankshaft is normally fitted to a crank journal that protrudes from the crank web, but in the present invention, the bearing is fitted to the center hole of the first crank web, It arrange | positions in the position which overlaps with the one end part of a crankpin in radial direction. That is, according to the present invention, a portion where the crankshaft receives a load from the connecting rod (crank pin) and a portion where the crankshaft is rotatably supported (portion where the bearing fits) are brought closer to the normal structure. be able to. Thereby, the bending stress which a crankshaft receives is suppressed, durability is improved, and the crankshaft can be made compact in the axial direction. Moreover, by providing the arc groove on the crankpin, the bearing can be enlarged, and the durability is improved in this respect as well.
請求項2のクランクシャフトのように、トルク伝達部は、クランクピンが一体に形成された第2のクランクウェブに配置することが好ましい。 As in the crankshaft of the second aspect, it is preferable that the torque transmitting portion is disposed on the second crank web in which the crank pin is integrally formed.
請求項3のプレス機は、上記本発明のクランクシャフトを備えたことで、耐久性の向上が図られる。
The press machine according to
[第1実施形態]
以下、本発明の一実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。図1には、本発明に係るプレス機10の主要部が示されている。このプレス機10は、垂直に起立する支持板11を備え、その支持板11の表側面11Aには、上下方向に延びるスライドレール12が取り付けられている。そして、スライドレール12にラム13がスライド可能に取り付けられ、そのラム13から1つ又は複数のパンチ13Pが垂下している。また、ラム13の下方には、図示しないダイホルダが設けられて、その上面にパンチ13Pに対応するダイが取り付けられている。なお、ダイホルダは支持板11に固定されている。そして、ラム13が上下動することで、パンチ13Pとダイとが協働してワークを板金から曲げ成形したり切断したりする。
[First Embodiment]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a main part of a
支持板11の上端部には、支持ボックス15が備えられている。支持ボックス15は、支持板11の表側面11Aから突出して水平方向で対向する1対の支持突壁16,16と、それら支持突壁16,16(図2参照)の先端部間に差し渡されて支持板11と対向する支持対向壁17とで構成され、上面と下面とが開放している。また、支持対向壁17は、図示しない位置決めピンによって支持突壁16,16に対して位置決めされかつ、図示しないボルトにて支持突壁16,16に着脱可能に固定されている。
A
そして、支持対向壁17と支持板11との間に、本発明に係るクランクシャフト30が差し渡され、そのクランクシャフト30とラム13との間がコンロッド20で連結されている。また、クランクシャフト30は、駆動源22によって回転駆動され、これによりラム13が上下動する。
The
具体的には、支持板11には、支持対向壁17と対向する位置に貫通孔18が形成されている。貫通孔18には、支持スリーブ19が支持板11の表側面11A側から嵌合されて固定され、支持スリーブ19の一部が支持対向壁17側に突出している。また、駆動源22は、モータの一端部に減速機を連結してなる。そして、駆動源22の減速機側の一端面が支持スリーブ19の裏側面19Bに宛がわれた状態に固定され、駆動源22の出力軸22Jが、中心孔19C内の中心に配置されている。
Specifically, a
クランクシャフト30は、コンロッド20が連結されるクランクピン33の両側に第1と第2のクランクウェブ31,32を備えている。図3(A)に示すように、第1と第2のクランクウェブ31,32は、互いに同軸上に配置された円板状をなしている。
The
第2のクランクウェブ32の中心部からは、第1のクランクウェブ31とは反対側にクランクジャーナル34(本発明における「トルク伝達部」に相当する。)が突出している。そして、図1に示すように、クランクジャーナル34が支持スリーブ19の中心孔19C内に位置し、そのクランクジャーナル34と中心孔19Cの内周面との間に軸受23が嵌合されている。また、クランクジャーナル34の中心部には連結孔34Aが形成され、そこに駆動源22の出力軸22Jが嵌合されてキー結合されている。なお、軸受23は、例えば、ベアリングでもメタル軸受でもよく、後述の他の軸受21A,21B,24に関しても同様である。
A crank journal 34 (corresponding to a “torque transmitting portion” in the present invention) protrudes from the center of the
第1のクランクウェブ31の中心部には、センター孔40が形成されている。また、支持対向壁17には、センター孔40の同軸上にセンター孔40より小径の貫通孔17Aが形成されている。さらに、貫通孔17Aには、第1のクランクウェブ31の反対側から支持シャフト29が挿入され、支持シャフト29の基端側のフランジ29Fが支持対向壁17に固定されている。そして、支持シャフト29の先端部がセンター孔40内に受容されて、その支持シャフト29の外周面とセンター孔40の内周面との間に軸受24が嵌合されている。
A
また、センター孔40は、第2のクランクウェブ32側の端部寄り位置から第2のクランクウェブ32側が段付き状に縮径し、第2のクランクウェブ32側の端部寄り位置に段差面40Dを備えている。そして、その段差面40Dに軸受24の一端面が突き当てられる。具体的には、軸受24が、ベアリングの場合には、そのアウターがセンター孔40に嵌合されて段差面40Dに突き当てられ、軸受24が、メタル軸受である場合には、摺動メタルを内面に有するスリーブが、センター孔40に嵌合されて段差面40Dに突き当てられる。また、軸受24は、第1のクランクウェブ31における第2のクランクウェブ32と反対側の面(以下、「外面31G」という)より僅かに突出している。そして、第1のクランクウェブ31の外面31Gと支持対向壁17との間に配置された軸受押え49によって軸受24がセンター孔40内に対して抜け止めされている。
The
以上のようにしてクランクシャフト30は、両端部を軸受23,24によって回転可能に支持されている。
As described above, the
図1に示すように、コンロッド20は、上下方向に延びる帯板状をなし、その上下の両端部を、貫通孔20A,20Bが、クランクシャフト30の回転軸30Jの軸方向(以下、単にクランクシャフト30の回転軸方向H1という)に貫通している。また、各貫通孔20A,20B内には、軸受21A,21Bが嵌合している。さらに、コンロッド20の上端部の軸受21Aの内側をカラー33Yが貫通していて、そのカラー33Yが軸受21Aの両端部から外側に突出している。
As shown in FIG. 1, the connecting
コンロッド20の下端部をラム13に連結するために、ラム13には、クランクシャフト30の回転軸方向H1で対向する1対の対向壁13A,13Bが備えられ、それら両対向壁13A,13Bをピン孔13Cが貫通している。そして、コンロッド20の下端部が、対向壁13A,13Bの間に配置され、連結ピン28が、ピン孔13C及びコンロッド20の軸受21B内を貫通している。これにより、コンロッド20の下端部がラム13に回動可能に連結されている。
In order to connect the lower end portion of the connecting
一方、コンロッド20の上端部をクランクシャフト30に連結するために、図3(B)に示すように、クランクシャフト30は、クランクピン33と第1のクランクウェブ31との間で分離可能となっている。即ち、クランクシャフト30は、第2のクランクウェブ32とクランクピン33とクランクジャーナル34とを一体に備えた本体部30Aと、第1のクランクウェブ31との2部品を合体させてなる。
On the other hand, in order to connect the upper end portion of the connecting
第1のクランクウェブ31の中心部には、前述のセンター孔40が貫通形成され、第1のクランクウェブ31の中心から偏心した位置には、ピン孔41が貫通形成されている。そして、本体部30Aと第1のクランクウェブ31とに分離した状態で、コンロッド20の上端側のカラー33Yに本体部30Aのクランクピン33が通される。そして、そのクランクピン33の先端部を第1のクランクウェブ31のピン孔41に嵌合して、本体部30Aと第1のクランクウェブ31とを合体させる。このようにして、コンロッド20の上端部がクランクシャフト30に回動可能に連結されている。
The above-described
さて、第1のクランクウェブ31のセンター孔40とピン孔41とは、互いに部分的に重なっている。そして、図2に示すように、センター孔40に嵌合した軸受24がピン孔41側に張り出している。これに対し、クランクピン33の先端部の外周面には、軸受24のうちのピン孔41側に張り出している部分の形状に合わせて円弧溝部43が陥没形成されている。そして、図3(A)に示すように、クランクピン33がピン孔41に嵌合されると、円弧溝部43の凹状の円弧面43Aとセンター孔40の内周面40Aとが面一になって1つの円筒面を構成する。
Now, the
クランクピン33がピン孔41に嵌合されると、カラー33Yが第1と第2のクランクウェブ31,32の間に挟まれてクランクピン33の先端面がピン孔41内に僅かに引っ込んだ位置に配置される。また、クランクピン33の先端面の中心には螺子部33Nが形成され、第1のクランクウェブ31の外面31Gに重ねられた抜止板48の貫通孔48Aに通したボルトが螺子部33Nに締め付けられる。これにより、第1と第2のクランクウェブ31,32との間にカラー33Yが挟まれ、第1のクランクウェブ31が第2のクランクウェブ32に対してカラー33Yの軸長分だけ離れた位置に位置決めされる。
When the
なお、抜止板48は、図3(A)に示すように、ピン孔41より大きくかつピン孔41と同心の円板から、センター孔40と重なる部分を切除した形状をなし、中心に貫通孔48Aを備えている。また、図3(B)に示すように、円弧溝部43の端面は、クランクピン33の軸方向と直交する段差面43Dになっていて、その段差面43Dはセンター孔40内の軸受24の端面に対して隙間を介して対向する。さらに、その軸受24は、支持シャフト29に嵌合して支持対向壁17と第1のクランクウェブ31との間に挟まれる軸受け押え49によってセンター孔40内に抜け止めされる。その軸受押え49は、センター孔40の開口縁に重なりセンター孔40側に張り出す円環状の板から、抜止板48と重なる部分を切除した形状をなしている。
As shown in FIG. 3A, the retaining
なお、センター孔40内の軸受24以外の他の軸受21A,21B,23の位置決め構造に関しては、公知であるのでそれらの説明は省略する。
The positioning structure of the
本実施形態のクランクシャフト30及びプレス機10の構成に関する説明は以上である。次に、このクランクシャフト30及びプレス機10の作用効果について説明する。
The description regarding the structure of the
プレス機10を組み付ける作業は、以下のようにして行われる。図1に示されたプレス機10に対し、支持対向壁17及び第1のクランクウェブ31が組み付けられる前の状態で、コンロッド20の上端部がクランクピン33に連結され、その後、コンロッド20の下端部がラム13に連結される。一方、第1のクランクウェブ31に対しては、センター孔40内に軸受24を嵌合して軸受押え49にて抜け止めしておく。そして、第1のクランクウェブ31のピン孔41にクランクピン33を嵌合し、抜止板48をクランクピン33に螺子止めする。すると、第1のクランクウェブ31のセンター孔40内の軸受24とクランクピン33の円弧溝部43との係合により、第1のクランクウェブ31が、クランクピン33に対して回り止めされ、センター孔40とクランクジャーナル34とが芯出しされた状態に保持される。また、第1のクランクウェブ31は、クランクシャフト30の本体部30Aに対して軸受24を介して回転軸方向H1で固定された状態になる。これらにより、その後、支持対向壁17を支持突壁16に組み付け、支持シャフト29を第1のクランクウェブ31の軸受24内に嵌合する作業を容易に行うことができる。そして、支持シャフト29が支持対向壁17に固定されてプレス機10に組み付けが完了する。
The operation of assembling the
ところで、一般的なクランクシャフトは、両端部にクランクジャーナルを備えて、それら両クランクジャーナルが軸受で回転可能に支持されている。これに対し、本実施形態のクランクシャフト30は、軸受24が第1のクランクウェブ31のセンター孔40に備えられ、クランクピン33の一端部に対して径方向で重なる位置に配置される。即ち、クランクシャフト30のうちコンロッド20から荷重を受ける部位(クランクピン33)と、回転可能に支持される部位(軸受24が嵌合する部分)とが一般的なクランクシャフトに比べて接近している。これにより、クランクシャフト30が受ける曲げ応力が抑えられて、耐久性が向上すると共に、クランクシャフト30を軸方向でコンパクトな構成にすることができる。そして、プレス機10も耐久性が向上し、コンパクトになる。しかも、クランクピン33に円弧溝部43を設けたことで、軸受24を大きくすることができ、この点においても耐久性が向上する。さらには、上記したようにクランクシャフト30をプレス機10に組み付ける過程で、第1のクランクウェブ31が本体部30Aに対して回り止め等されるので、組み付け作業を容易に行うことができる。
By the way, a general crankshaft is provided with crank journals at both ends, and both crank journals are rotatably supported by bearings. On the other hand, the
なお、クランクシャフト30の本体部30Aは、以下のようにして製造することができる。即ち、例えば、円柱状の母材を用意して旋盤に取り付け、その母材の一端面の中心部にクランクジャーナル34と連結孔34Aを加工する。次いで、嵌合孔を備えた第1のアダプタを用意して、その嵌合孔に母材のクランクジャーナル34を嵌合して回り止めする。次いで、旋盤に第1のアダプタを取り付けて母材と共に回転させて、クランクジャーナル34を基準にして母材の他端面の中心部に第1円形孔を加工する。次いで、母材を第1のアダプタから外し、外面円形の部材の偏心した位置に嵌合孔を備えた第2のアダプタを用意して、その嵌合孔に母材のクランクジャーナル34を嵌合して回り止めする。そして、旋盤に第2のアダプタを取り付けて母材と共に回転させてクランクピン33を母材から削り出すと共に、第2のクランクウェブ32を加工する。これにより、母材からクランクシャフト30の本体部30Aを加工することができ、前述の第1円形孔の一部が円弧溝部43の円弧面43Aとしてクランクピン33の外周面に残される。
The
[第2実施形態]
本実施形態のプレス機10Vのクランクシャフト30Vは、図4に示されており、別部品である第1本体部50、中間クランクウェブ51、第2本体部52、末端クランクウェブ53を駆動源22側に順番に組み付けてなり、クランクピン33及びコンロッド20を2つ有する所謂ダブルクランクになっている。その第1本体部50は、第1実施形態の本体部30Aに対し、クランクピン33が円弧溝部43を有しない点以外は同じ構造になっている。また、中間クランクウェブ51は、第1実施形態の第1のクランクウェブ31と同様に一部が重なり合うセンター孔40とピン孔41とを有する。そして、そのピン孔41に第1本体部50のクランクピン33が嵌合して、クランクピン33の一部がセンター孔40側に張り出している。
[Second Embodiment]
The
第2本体部52は、第1実施形態の本体部30Aに対し、クランクジャーナル34の形状のみが異なる。即ち、そのクランクジャーナル34は、基端部が支持ボックス15に設けられた支持対向壁17Vを貫通して軸受26によって回転可能に支持されている。また、クランクジャーナル34の先端部が中間クランクウェブ51のセンター孔40に嵌合されている。そして、そのクランクジャーナル34の先端部の外周面に円弧溝部43Vが形成され、その円弧溝部43Vに第1本体部50のクランクピン33が係合し、これにより、第2本体部52と中間クランクウェブ51とが一体回転可能に連結されている。また、末端クランクウェブ53は、第1実施形態の第1のクランクウェブ31と同じ形状をなしている。
The second
[他の実施形態]
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the embodiments described below are also included in the technical scope of the present invention, and various other than the following can be made without departing from the scope of the invention. It can be changed and implemented.
(1)前記実施形態では、第2のクランクウェブ32にクランクピン33が一体に形成されていたが、第2のクランクウェブ32にもピン孔を設けて、そのピン孔にクランクピン33を嵌合して抜け止めした構成としてもよい。
(1) In the above embodiment, the
(2)前記実施形態では、コンロッド20に対して動力を付与するクランクシャフト30に本発明が適用されていたが、コンロッド側から動力を受けるクランクシャフトに本発明を適用してもよい。
(2) In the above-described embodiment, the present invention is applied to the
(3)本発明のクランクシャフト30は、プレス機10に備えられるものに限定されるものではなく、例えば、ばね機械に用いてもよい。
(3) The
10 プレス機
13 ラム
24 軸受
30,30V クランクシャフト
31 第1のクランクウェブ
32 第2のクランクウェブ
33 クランクピン
34 クランクジャーナル(トルク伝達部)
40 センター孔
41 ピン孔
43 円弧溝部
DESCRIPTION OF
40
Claims (3)
前記第1のクランクウェブの中心部に形成されて、前記ピン孔と部分的に重なり、軸受が嵌合されるセンター孔と、
前記軸受のうち前記センター孔から前記ピン孔側に張り出す部分の形状に合わせて、前記クランクピンの前記一端部の外周面に陥没形成される円弧溝部と、
を備えるクランクシャフト。 In the crankshaft in which one end portion of the crank pin passed between the first and second crank webs is fitted into a pin hole formed in the first crank web,
A center hole formed in a central portion of the first crank web, partially overlapping the pin hole, and into which a bearing is fitted;
In accordance with the shape of the portion of the bearing that protrudes from the center hole to the pin hole side, an arcuate groove portion that is recessed and formed on the outer peripheral surface of the one end portion of the crank pin;
Crankshaft with
前記第2のクランクウェブに、駆動源又は負荷が連結されるトルク伝達部が備えられている請求項1に記載のクランクシャフト。 The crank pin is formed integrally with the second crank web;
The crankshaft according to claim 1, wherein the second crank web is provided with a torque transmission unit to which a drive source or a load is connected.
前記クランクシャフトにコンロッドを介して連結されるラムとを備えるプレス機。 The crankshaft according to claim 1 or 2,
A press machine comprising: a ram coupled to the crankshaft via a connecting rod.
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