JP2022187654A - プレス機械 - Google Patents

Abstract

【課題】構成部品点数を削減して、製造コストを低減せしめつつ、加工目的に合致した様々なスライドモーションを実現することの出来るプレス機械を提供する。【解決手段】プレス機械１０において、スライド２０の背部に立設されて、その高さ方向に往復作動せしめられるスライド駆動部２４と、それを直線的に案内するガイド５２と、スライド駆動部２４の貫通孔２６に遊嵌された、偏心した大径部３２が一体的に形成されて、軸回りに回転駆動せしめられる回転駆動軸３０と、大径部３２が回転可能に嵌入、保持される、大径部３２に対して偏心した偏心孔５０を有し、回転駆動軸３０の回転駆動による大径部３２の偏心回転に基づいて往復回動せしめられることにより、スライド駆動部２４をその高さ方向に往復作動させる偏心リング４０と、を有しているよう構成した。【選択図】図２

Description

本発明は、プレス機械に係り、特に、プレス加工における各種の加工工程に有利に適応し得るプレス機械に関するものである。

従来から、スライドの往復作動によって、そのようなスライドと、それに対向するように配置されたボルスタとの間に配置された、プレス金型の如きプレス治具を作動させて、目的とするプレス加工を行なうようにしたプレス機械において、その一般的な作動機構としては、駆動軸の回転運動をスライドの直線運動に換えるクランク機構が広く採用されてきており、例えば、特開平９－１５５５９５号公報や特開２０１６－１２９８９９号公報等において、その一例が、明らかにされている。

ところで、そのようなプレス機械におけるプレス加工には、様々な加工工程が存在しているが、それぞれの加工工程は、何れも、目的とするプレス成形品を得る上において重要となる工程であって、そのために、それぞれの加工工程に最適なスライドモーション、即ちプレス加工を行なうスライドの動きとなる直線運動乃至は往復作動が求められており、これまでにも、様々なリンク機構を採用したプレス機械が提案され、また開発されて来ている。例えば、コイニング加工や曲げ加工には、加工時間を長くして、スプリングバックを抑制する目的のナックル機構が採用され、また、打抜き加工には、パンチの材料接触衝撃を抑制するために、スロータッチを目的とした早戻り機構やウィットフォース機構等が採用されることとなるのであり、そのために、特開平６－１１４５９９号公報や特開平４－３４４８９１号公報等に開示の如きリンク機構が、提案されている。

しかしながら、様々なプレス加工の加工目的に適合させるべく、プレス機械の構造は多種多様となっており、そのため、採用されるリンク機構が複雑となることに加えて、そのようなリンク機構を構成する部品の点数が多くなるという問題が内在しており、これによって、製造コストが高騰する要因ともなっているのである。

尤も、クランク機構の駆動軸であるクランクシャフトを等速回転せしめる通常の電動モータに代えて、特開２０１１－１８９３５１号公報や実用新案登録第３１８６４２６号公報等において明らかにされているサーボモータを用い、クランクシャフトの回転速度を制御することにより、スライドモーションを種々変化せしめる対策を採用することも考えられるのであるが、通常の電動モータに比べて、サーボモータは高価となることに加えて、加減速をしながらクランクシャフトを回転させる場合にあっては、サーボモータに加わる負荷が大きくなり、そのために、回転数を充分に増大させることが困難となって、加工工程の高速化には、限界がある問題も内在している。しかも、そのようなサーボモータを用いたところで、クランク機構とスライドとの間には、それらを連結するコネクティングロッド（連結ロッド）が介在せしめられているところから、プレス機械全体の高さを低くするには、限界のあるものであった。

特開平９－１５５５９５号公報 特開２０１６－１２９８９９号公報 特開平６－１１４５９９号公報 特開平４－３４４８９１号公報 特開２０１１－１８９３５１号公報 実用新案登録第３１８６４２６号公報

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、構成部品点数を削減して、製造コストを低減せしめつつ、加工目的に合致した様々なスライドモーションを容易に実現することの出来るプレス機械を提供することにあり、また、他の課題とするところは、駆動軸の回転が等速であっても、特別の機構を必要とすることなく、従来の各種のスライドモーションを再現することの出来る、コンパクトな構造のプレス機械を提供することにある。

そして、本発明にあっては、上記した課題、又は本明細書全体の記載や図面から把握される課題を解決するために、以下に列挙せる如き各種の態様において、好適に実施され得るものであるが、また、以下に記載の各態様は、任意の組み合わせにおいて、採用可能であることは、言うまでもないところである。なお、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載並びに図面に開示の発明思想に基づいて、認識され得るものであることが、理解されるべきである。

そこで、本発明は、先ず、前記した課題を解決すべく、スライドの往復作動によって、目的とするプレス加工を行なうようにしたプレス機械において、（ａ）前記スライドの背部に所定高さで一体的に形成されて、該スライドと共に、該高さ方向に往復作動せしめられるスライド駆動部と、（ｂ）該スライド駆動部をその往復作動方向に直線的に案内するガイド手段と、（ｃ）前記スライド駆動部において、その高さ方向に直角な方向に設けられた貫通孔に遊嵌された、軸方向の中間部に偏心した円柱状の偏心軸部が一体的に形成されて、軸回りに回転駆動せしめられるロッド状の回転駆動軸と、（ｄ）該回転駆動軸の偏心した偏心軸部が回転可能に嵌入、保持される偏心孔を有し、前記スライド駆動部に設けられた貫通孔内に回動可能に収容、支持されて、該回転駆動軸の回転駆動による前記偏心軸部の偏心回転に基づいて往復回動せしめられることにより、前記スライド駆動部をその高さ方向に往復作動させる偏心リングと、を有していることを特徴とするプレス機械を、その要旨とするものである。

なお、かかる本発明に従うプレス機械の好ましい態様の一つによれば、前記回転駆動軸における前記偏心軸部と、それが回転可能に嵌入、保持される偏心孔を有する前記偏心リングとが、前記スライド駆動部の前記貫通孔における軸方向両側の開口部位に、それぞれ配設されていることを特徴としている。

また、本発明に従うプレス機械にあっては、有利には、前記偏心リングが回動可能に嵌入、保持される収容孔を設けたスライダ部材が、前記スライド駆動部の前記貫通孔の形成部位に配設されると共に、かかるスライダ部材に対して摺動可能に当接して、該スライダ部材を前記スライド駆動部の往復作動方向に案内するように、前記ガイド手段が構成されていることを特徴とする。

さらに、本発明に従うプレス機械の好ましい態様の他の一つによれば、前記ガイド手段が、前記スライダ部材を両側から挟持して、前記スライド駆動部の往復作動方向に案内する二つのスライダガイドを含んで、構成されていることを特徴としている。

更にまた、本発明に従うプレス機械の別の好ましい態様の一つによれば、前記回転駆動軸の前記偏心軸部が、該回転駆動軸の軸方向の中間部に一体的に形成された、該回転駆動軸よりも大径の外径を有する大径部にて構成されていることを特徴とする。

加えて、本発明の望ましい態様の別の一つによれば、前記回転駆動軸の前記偏心軸部を嵌入、保持してなる前記偏心リングに対して、該回転駆動軸の軸直角方向であって、且つ前記スライド駆動部の往復作動方向に直角な方向に押圧力を作用せしめる押圧手段を、更に配設したことを特徴とする。

また、本発明にあっては、望ましくは、前記押圧手段が、前記スライド駆動部の往復作動方向に平行な方向に移動せしめられるアジャスト部材と、該アジャスト部材を該スライド駆動部の往復作動方向に平行な方向に移動させるための駆動手段と、かかるアジャスト部材の移動を、その移動方向に直角な方向に変換して、前記偏心リングに対して、前記スライド駆動部の往復作動方向に直角な方向の押圧力を作用せしめる変換機構とを有していることを特徴とする。

さらに、本発明に従うプレス機械の望ましい態様の他の一つによれば、前記押圧手段が、前記スライド駆動部の両側に、それぞれ配置されて、前記押圧力が、前記偏心リングに対して同時に一方向に作用せしめられるようになっていることを特徴としている。

このように、本発明に従うプレス機械にあっては、スライドの背部に立設されてなるスライド駆動部と、それを直線的に案内するガイド手段と、偏心した円柱状の偏心軸部を有する回転駆動軸と、かかる偏心軸部とスライド駆動部に設けられた貫通孔との間に介装された偏心リングとを、構成部品とするものであって、従来のリンク機構の如き動力伝達構造を採用するものではないところから、構造が効果的に簡略化され得ると共に、プレス機械における構成部品点数が有利に削減され得ることとなるのであり、これによって、その製造コストの低減を有利に図り得ることとなったのである。

しかも、スライドは、その背部に立設されたスライド駆動部の貫通孔内において、回転駆動軸の偏心した円柱状の偏心軸部が回転せしめられると共に、その外周部に配置された偏心リングが、かかる偏心軸部の回転によって、回動せしめられるようになっている一方、スライド駆動部は、そのガイド手段によって、高さ方向に案内せしめられ得るようになっているところから、かかる偏心リングの偏心量の如何によって、回転駆動軸が等速回転せしめられている状況下においても、加工目的に沿った様々なスライドモーションを実現することが可能となるのである。

さらに、本発明に従うプレス機械にあっては、回転駆動軸に対して、スライドの背部に立設されたスライド駆動部が連結されてなる構造を採用するものであって、従来の如く、コネクティングロッドを用いて、回転運動を直線運動に換える機構を採用する必要がないところから、プレス機械の全高を低くすることが出来、機械本体をコンパクト化して、剛性の高いプレス機械の製作が可能となる特徴も有している。また、コネクティングロッドを用いていないことによって、コネクティングロッドを取り付けたクランクシャフトの回転運動によって生じる不平衡力を平衡させるための装置、例えばバランスウエイト等を取り付ける必要がなく、この点においても、プレス機械の簡略化に有利に寄与し得ることとなる。

本発明に従うプレス機械の一例を示す正面部分断面説明図である。 図１におけるＡ－Ａ断面部分説明図である。 図１におけるＢ－Ｂ断面説明図である。 図１に示されるプレス機械において用いられている回転駆動軸の主要部を拡大して示す説明図であって、（ａ）は、その正面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＣ－Ｃ断面説明図である。 図１に示されるプレス機械において用いられている偏心リングの上死点位置における拡大説明図であって、（ａ）は、その正面図であり、（ｂ）は、その右側面図である。 図２に示される断面形態において回転駆動軸が０°～１８０°回転せしめられたときの回転駆動軸と偏心リングとの関係を示す部分説明図であって、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、回転駆動軸が０°、９０°及び１８０°回転した際の状態を示す説明図である。 図６に示される形態に続いて、回転駆動軸が１８０°～３６０°回転せしめられたときの回転駆動軸と偏心リングの形態を示す部分説明図であって、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、回転駆動軸が１８０°、２７０°及び３６０°回転した際における回転駆動軸と偏心リングとの状態を示す説明図である。 従来のプレス機械と本発明に従うプレス機械とにおける回転駆動軸の回転角度とスライド位置との関係を対比して示すグラフである。 本発明に従うプレス機械の他の一例を示す、図２に対応した主要部の拡大部分断面説明図である。 図９に示されるプレス機械において、偏心リングに対して、押圧手段にて軸直角方向に押圧力が作用せしめられてなる形態を示す部分断面説明図であって、（ａ）及び（ｂ）は、偏心リングに対する押圧力が、それぞれ、異なる方向に作用せしめられてなる形態を示している。 図９に示されるプレス機械において、図１０（ａ）や（ｂ）に示される如く、押圧力を偏心リングに作用せしめて、回動させてなる状態における、回転駆動軸の回転角度とスライド位置との関係を示すグラフである。 回転駆動軸の他の異なる例を示す、図４に対応する説明図であって、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、図４（ａ）及び（ｂ）に対応するものである。 図１２に示される回転駆動軸を用いた、偏心リングに対する組付け形態を説明するための図５（ｂ）に対応する図であって、（ａ）は、分解状態説明図であり、（ｂ）は、組付け状態説明図である。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の代表的な実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明に従うプレス機械の一例が、その主要部分を断面形態で示す正面図において、明らかにされており、また図２及び図３には、それぞれ、図１に示されるプレス機械の主要部が、図１におけるＡ－Ａ断面及びＢ－Ｂ断面において明らかにされている。それらの図において、プレス機械１０は、下部フレーム１２、中間フレーム１４及び上部フレーム１６からなる一体構造のフレームを用いて、構成されており、その下部フレーム１２上には、ボルスタ１８が固定的に載置されている。一方、中間フレーム１４内には、スライド２０が配設されており、かかるスライド２０は、中間フレーム１４の内壁面に対向して設けられた一対のスライドガイド２２，２２により、上下方向に移動可能に案内される状態で配設されている。なお、それらボルスタ１８やスライド２０には、従来と同様な、プレス型を構成する下型や上型等が取り付けられて、スライド２０の上下動によって、目的とするプレス加工が行なわれ得るようになっている。

また、スライド２０には、その上面（背部）から鉛直方向上方に延び、上部フレーム１６内に至るように、スライド駆動部２４が、所定高さにおいて一体的に設けられており、このスライド駆動部２４が、その高さ方向に往復作動せしめられることによって、スライド２０が、共に、上下方向に往復作動させられ得るようになっている。即ち、かかるスライド駆動部２４には、図１から明らかな如く、その高さ方向に対して直角な方向に、大径の貫通孔２６が設けられており、この貫通孔２６内に、ロッド状の回転駆動軸３０が遊嵌せしめられて、回転駆動させられることによって、後述する偏心リングと協働して、スライド駆動部２４を上下方向に往復作動せしめて、スライド２０が、目的とするスライドモーションを行ない得るようになっている。

さらに、回転駆動軸３０には、図１や図３、更に図４の拡大図から明らかなように、その軸方向の中間部の所定位置に、偏心した円柱状の偏心軸部として、回転駆動軸３０の回転中心軸Ｐに対して偏心した中心軸Ｑを有する円形外径の大径部３２が、ここでは、軸方向に所定距離を隔てて２箇所に、一体的に設けられている。要するに、偏心した大径部３２は、その外径が回転駆動軸３０の外径に対して外接して、周方向において点接触するように、換言すれば大径部３２の中心軸Ｑと回転駆動軸３０の回転中心軸Ｐとを結ぶ直線の一方の延長線上において大径部３２の外径と回転駆動軸３０の外径とが接触するようにして、配設されているのである。そして、回転駆動軸３０の一方の端部には、従来と同様に、クラッチ機構３４が一体的に組み付けられていると共に、フライホイール３６が、図示しないボールベアリング等のころがり軸受け構造を介して、回転可能に配設されており、かかるフライホイール３６の等速回転運動が、クラッチ機構３４を介して、回転駆動軸３０を、その回転中心軸Ｐ回りに回転駆動せしめ得るようになっている。なお、回転駆動軸３０は、二つの偏心した大径部３２，３２よりも軸心方向外側に位置する部位において、上部フレーム１６に対して、滑り軸受けや転がり軸受けの如き公知の軸受け構造を採用した軸受け部３８，３８において、回転可能に支持されている。

そして、かかる回転駆動軸３０の回転運動を、スライド駆動部２４の上下方向の往復運動、ひいてはスライド２０の往復作動（スライドモーション）に換えるべく、図１～図３に示される如く、偏心リング４０が、回転駆動軸３０に設けられた偏心した大径部３２の周りに相互に回転可能に外嵌されて、配設されている。より具体的には、図１から明らかな如く、スライド駆動部２４における貫通孔２６の軸方向両端部が、それぞれ、所定深さにおいて切り欠かれて、図１における紙面に垂直な方向に所定幅で延びる、切欠き部２４ａ，２４ａが設けられているのである。そして、それら切欠き部２４ａ，２４ａ内には、それぞれ、図２に示される如き、矩形の外形形状を呈するスライダ４２が、図において左右方向に移動可能に嵌合、保持されている。また、このスライダ４２を貫通して設けられた円孔４４内に、偏心リング４０が、軸受けメタル４６を介して、その軸回りに回動可能に収容、保持されていると共に、かかる偏心リング４０に設けられた偏心孔５０内に、回転駆動軸３０の大径部３２が、軸受けメタル４８を介して、相互に回転可能に収容保持されているのである。

そこにおいて、偏心リング４０は、所定厚さのリング形状を呈するものであって、図５（ａ）及び（ｂ）に拡大して示されているように、円形の外周面を有していると共に、軸方向に貫通した偏心孔５０を有している。そして、かかる偏心孔５０は、偏心リング４０の中心軸Ｒに対して所定量偏心した円孔であって、そこに、回転駆動軸３０の偏心した大径部３２が回動可能に収容、保持され得るようになっている。ここで、偏心リング４０の偏心量Ｙ、換言すれば偏心リング４０における偏心孔５０のセンタ位置の偏心量を、偏心リング４０の中心軸Ｒと回転駆動軸３０の偏心した大径部３２における中心軸Ｑとの間の距離としたとき、かかる偏心量Ｙが、回転駆動軸３０における大径部３２の偏心量Ｘ、即ち回転駆動軸３０の回転中心軸Ｐと大径部３２の中心軸Ｑとの間の距離Ｘよりも大（Ｘ＜Ｙ）となるように設定されており、これによって、後述するように、スライド２０の様々なスライドモーションを実現し得ることとなるのである。そして、図５には、それら中心軸Ｐ，Ｑ，Ｒの位置が、スライド２０のスライドモーションにおける上死点に位置する形態において、示されている。

なお、図２や図３に示されるように、スライダ４２の両側には、上部フレーム１６に固定されたガイド５２，５２が、ガイド手段となるスライダガイドとして配設されて、軸受けメタル等の材料からなる所定厚さの板状の摺動部材５４を介して、スライダ４２を挟持し得るようになっており、これによって、スライダ４２、更にはスライド駆動部２４が、上下方向に案内されて、円滑に往復移動せしめられ得るようになっている。

従って、かくの如き構成のプレス機械１０にあっては、回転駆動軸３０の中心軸Ｐ回りの回転駆動によって、その偏心した大径部３２が回転せしめられ、そしてそのような大径部３２の回転に伴って、偏心リング４０が左右に回動、換言すれば揺動せしめられることにより、スライダ４２が、両側のガイド５２，５２によって、上下方向に案内されるようになり、以て、そのようなスライダ４２を保持するスライド駆動部２４、更にはスライド２０が、上下方向に往復作動せしめられ得るようになるのである。

具体的には、図６には、スライド駆動部２４が上死点に位置する、回転駆動軸３０の回転角度が０°である状態から、スライド駆動部２４が下死点に位置する、回転駆動軸３０の回転角度が１８０°となる状態における、回転駆動軸３０における偏心大径部３２と偏心リング４０との関係が、示されている。そこにおいて、先ず、図６の（ａ）に示される上死点に位置する状態においては、回転駆動軸３０の回転中心軸Ｐと、偏心した大径部３２の中心軸Ｑと、偏心リング４０の中心軸Ｒとが、上下方向に一列に配列した状態となっている。そして、その状態から、回転駆動軸３０が、図において右回りに回転せしめられて、その回転角度が９０°に達すると、図６の（ｂ）に示される如く、偏心リング４０は、左回りに所定角度において回動させられると共に、それに伴い、両側のガイド５２，５２にて、スライド駆動部２４が下方に移動せしめられるようになるのである。そして、回転駆動軸３０が、更に回転せしめられて、その回転角度が１８０°に達すると、偏心リング４０は、矢印にて示される如く、右方向に戻り回動せしめられて、図６の（ｃ）に示される如く、回転駆動軸３０の回転中心軸Ｐの下方に大径部３２の中心軸Ｑが位置するようになる一方、上方には偏心リング４０の中心軸Ｒが位置せしめられて、上下方向に一列に配列された形態となって、下死点に到達するようになる。

次いで、回転駆動軸３０の回転角度が下死点に達する１８０°から、上死点に戻る３６０°となる間の回転駆動軸３０、大径部３２、偏心リング４０は、図７（ａ）～（ｃ）に示される如く、回転乃至回動せしめられることとなる。即ち、図７の（ａ）は、回転角度が１８０°の下死点での形態を示しているところから、図６（ｃ）と同一であり、そしてその状態下において、回転駆動軸３０が、図において右回りに回転せしめられると、偏心リング４０は、右回りに回動せしめられるようになり、その回転角度が２７０°に達すると、図７の（ｂ）に示される如き形態となるのである。そして、更に、回転駆動軸３０の回転が進むと、偏心リング４０は、図７（ｂ）の状態から、図において左方向に回動せしめられることとなり、回転駆動軸３０の回転角度が３６０°に達すると、スライド駆動部２４は、上死点に戻り、図６（ａ）と同一の形態を示す、図７の（ｃ）に示される状態となるのである。

かくして、回転駆動軸３０の回転によって、その偏心した大径部３２の外周部に嵌合、配置された偏心リング４０は、スライダ４２が両側のガイド５２，５２にて上下方向に案内されるようになっているところから、所定角度において揺動運動せしめられることとなると共に、上死点と下死点との間において、スライド駆動部２４が上下方向に往復作動させられるようになり、以て、スライド２０が上下方向に移動せしめられることとなるのである。

このように、回転駆動軸３０が回転せしめられて、その偏心した大径部３２の回転に伴う偏心リング４０の揺動作動により、スライド駆動部２４が移動させられることにより、スライド２０は、図８において実線で示されるような、回転駆動軸３０の回転角度とスライド位置の関係を示すスライドモーションにて、作動せしめられることとなるのである。なお、図８において、従来のクランク機構は、一点鎖線にて示される如き正弦曲線にて与えられるスライドモーションをとるものであるところから、本発明に従う、実線にて示されるスライドモーションの方が、上死点と下死点との間において、より一層緩やかな曲線にて示されるスライドモーションを実現し得ることとなるのである。

また、そのような本発明に従うスライドモーション機構において、回転駆動軸３０の偏心量Ｘと偏心リング４０の偏心量Ｙとの比Ｘ／Ｙが、１に近づくようにすることにより、かかるスライドモーションの曲線は、正弦曲線から離れて、よりなだらかとなり、以て、破線にて示される、従来のリンク機構（例えば、特開２００５－９４９号公報参照）によるスライドモーションに近づけることが可能となる。一方、かかるＸ／Ｙの比が０に近づく程、スライドモーション曲線は、正弦曲線に近づくようになるのである。

そして、例示の如く、偏心リング４０の中心軸Ｒが、回転駆動軸３０の偏心した大径部３２の中心軸Ｑよりも上方に位置して（中心軸Ｒよりも中心軸Ｑの方がスライド２０側に位置する状態において）、偏心リング４０が回動乃至は揺動せしめられる場合には、Ｘ／Ｙの比が１に近づく程、図８において実線で示される如き、下死点付近で停留するスライドモーション曲線を描くこととなる。一方、図２に示される偏心リング４０の偏心大径部３２に対する嵌合形態とは逆に、偏心リング４０の厚肉部が下方に位置するように、換言すれば偏心孔５０の軸心が偏心リング４０の中心軸Ｒよりも上方に位置するようにして、偏心リング４０が偏心大径部３２に嵌合せしめられてなる形態の如く、偏心リング４０の中心軸Ｒが回転駆動軸３０の偏心大径部３２の中心軸Ｑよりも下方に位置して、中心軸Ｒが中心軸Ｑよりもスライド２０側に位置する場合には、Ｘ／Ｙの比が１に近づく程、上死点付近で停留するスライドモーション曲線（図８において、上下反転したスライドモーション形状の曲線）を描くようになるのである。

要するに、偏心リング４０の中心軸Ｒと回転駆動軸３０の偏心した大径部３２の中心軸Ｑの位置関係及び回転駆動軸３０の偏心量Ｘに対する偏心リング４０の偏心量Ｙとの関係の如何によって、回転駆動軸３０が等速回転せしめられている状況下においても、プレス作業における加工目的に沿った、様々なスライドモーションにおいて、スライド２０を上下方向において往復作動せしめ得るのである。

従って、そのような回転駆動軸３０の偏心量Ｘに対して、偏心量Ｙの異なる各種の偏心リング４０を準備しておき、要請されるスライドモーションに応じて偏心リング４０を選択して、回転駆動軸３０の偏心した大径部３２に外嵌せしめることによって、一つのプレス機械（１０）にて、各種のプレス加工を実施することが可能となるのである。

また、かくの如き構成のプレス機械１０にあっては、構造的に、スライド２０の背部に立設されてなるスライド駆動部２４と、それを直線的に案内するガイド５２と、偏心した大径の軸部、換言すれば偏心大径部３２を有する回転駆動軸３０と、そのような偏心大径部３２とスライド駆動部２４に設けられた貫通孔２６との間に介装された偏心リング４０とを用いて、回転駆動軸３０の回転運動を、スライド駆動部２４、ひいてはスライド２０の直線運動に変換せしめるようにしたものであって、従来のリンク機構の如き動力伝達構造を採用するものではないところから、その構造が効果的に簡略化され得ると共に、プレス機械における構成部品点数が有利に削減され得ることとなるのであり、これによって、プレス機械そのものの製造コストの低減を有利に図り得るのである。

しかも、上述の如き構成のプレス機械１０にあっては、回転駆動軸３０に対して、スライド２０の背部に立設されたスライド駆動部２４が、偏心リング４０を介して、連結されてなる構造を採用するものであって、従来の如きコネクティングロッド（連結ロッド）を用いて回転運動を直線運動に変換する機構を採用する必要がないところから、プレス機械１０の全高を有利に低下せしめることが出来、機械本体をコンパクト化して、剛性の高いプレス機械の製作が可能ともなるのである。

なお、従来のコネクティングロッドを用いてなる構造のプレス機械にあっては、コネクティングロッドを取り付けたクランクシャフトの回転運動により、特開昭５９－３９５００号公報等にも指摘されている如く、プレス機械を振動させる不平衡力が発生するために、そのような不平衡力を平衡させるべく、平衡重錘（バランスウエイト）の如き装置が設けられているのであるが、本発明にあっては、そのようなコネクティングロッドを設けるものではないところから、平衡重錘の如き装置を配設する必要がなく、そのためにプレス機械の構造の簡略化を有利に高め得ることとなるのである。

ところで、上記せるようなプレス機械１０にあっては、その回転駆動軸３０の回転角度が０°（３６０°）のときに、スライド２０がスライドモーションの上死点となる一方、かかる回転角度が中間点である１８０°のときに、スライド２０のスライドモーションにおいて、下死点に到達する構造とされているのであるが、本発明においては、そのような下死点位置を、１８０°の回転角度位置（中間点）から変位させることも可能であり、そのために、回転駆動軸３０の偏心大径部３２が嵌入、保持されてなる偏心リング４０に対して、回転駆動軸３０の軸直角方向であって、且つスライド駆動部２４の往復作動方向に直角な方向に押圧力を作用せしめる押圧手段が、更に配設されることとなる。

より具体的には、そのような押圧手段には、スライド駆動部２４の往復作動方向に平行な方向に移動せしめられるアジャスト部材と、このアジャスト部材をスライド駆動部２４の往復作動方向に平行な方向に移動させるための移動手段と、かかるアジャスト部材の移動をその移動方向に直角な方向に変換して、偏心リング４０に対して、スライド駆動部２４の往復作動方向に直角な方向の押圧力を作用せしめる変換機構とを含む構成が、有利に採用され得るところであり、そしてそのような押圧力の作用によって、偏心リング４０が回転駆動軸３０の回転中心軸Ｐ回りに所定量回動せしめられて、その中心軸Ｒも押圧方向に移動させられるようになるのである。また、かかる押圧手段は、有利には、スライド駆動部２４の両側にそれぞれ配置されて、前記押圧力が、偏心リング４０に対して、同時に一方向に作用せしめられるようになっている構成が、採用されることとなる。

図９には、そのような押圧手段の好ましい一例を採用するプレス機械６０の主要部が、断面形態において示されている。そこでは、所定の押圧手段が、スライド駆動部２４の両側、より具体的には、先に例示の実施形態におけるガイド５２，５２の配設位置に、それぞれ、設けられている。なお、図９において、先の実施形態と同様な部位には、同一番号を付して、その説明を省略することとする。

要するに、図９に示されるプレス機械６０においては、スライダ４２の両側に配置されるガイド５２，５２の背後に、楔形形状のアジャスト部材６２ａ，６２ｂと、それらアジャスト部材６２ａ，６２ｂをスライド駆動部２４の上下の往復作動方向に平行な方向にそれぞれ移動せしめるサーボモータ６４ａ，６４ｂと、かかるアジャスト部材６２ａ，６２ｂの楔形形状によって与えられる傾斜面及びそれに対向して、摺接するガイド５２，５２の傾斜面にて形成される変換機構６６ａ，６６ｂとを含んで、二つの押圧手段が構成されて、スライダ４２の両側に配設されているのである。

具体的には、サーボモータ６４ａ，６４ｂの回転軸には、それぞれ、ネジ棒６８ａ，６８ｂが取り付けられており、各サーボモータ６４ａ，６４ｂの回転によって軸回りに回転せしめられて、それらネジ棒６８ａ，６８ｂの螺入されているアジャスト部材６２ａ，６２ｂが、上下方向、換言すればスライド駆動部２４の往復作動方向に平行な方向に移動せしめられるようになっている。そして、それらアジャスト部材６２ａ，６２ｂの上下方向への移動によって、傾斜面にて構成される変換機構６６ａ，６６ｂを介して、ガイド５２に対して、スライド駆動部２４の上下の往復駆動方向に対して直角な方向の押圧力が作用せしめられ得るようになっている。即ち、ここでは、スライダ４２の両側のガイド５２，５２の背後に、それぞれ、押圧手段が配置されており、それら二つの押圧手段において、アジャスト部材６２ａ，６２ｂが、それぞれ、同時に上方又は下方に移動せしめられることにより、ガイド５２を介して、スライダ４４に対して、ひいては偏心リング４０に対して、一方向又はそれとは反対方向への押圧力が作用せしめられるようになっている。

従って、かかる押圧力の作用下において、回転駆動軸３０の回転中心軸Ｐの鉛直方向上方には、偏心リング４０の中心軸Ｒが所定距離を隔てて位置しているために、偏心リング４０は、かかる回転駆動軸３０の回転中心軸Ｐの回りに、所定角度回動せしめられるようになるのである。なお、ネジ棒６８ａ，６８ｂの下端となる先端部は、それぞれ、Ｌ字形状を呈する取付けブラケット７０ａ，７０ｂに自由回転可能に支持されて、アジャスト部材６２ａ，６２ｂの上下方向への移動によって、所定の押圧力が、ガイド５２，５２に対してそれぞれ有効に作用せしめられ得るようになっている。また、スライダ４２の両側に配置されたガイド５２，５２の上下には、軸受けメタル材料等からなる摺動部材７２，７２が配設されて、各ガイド５２，５２のスライダ４２に対する接近、離隔摺動が容易となるように、構成されている。

すなわち、図９に示される、回転駆動軸３０の回転中心軸Ｐの直上に、偏心リング４０の中心軸Ｒが位置するＲｘ＝０の状態において、両側の押圧手段におけるサーボモータ６４ａ，６４ｂをそれぞれ回転せしめて、アジャスト部材６２ａ，６２ｂをそれぞれ下降させることにより、スライダ４２の両側に位置するガイド５２，５２には、図において左方への押圧力が作用せしめられることとなるのであり、これによって、偏心リング４０は、図において、左回りに所定角度回転せしめられて、図１０（ａ）に示されるように、偏心リング４０の中心軸Ｒが、図において左側にずれた、Ｒｘ＝－側の状態に位置せしめられることとなる。そして、そのような状態において、回転駆動軸３０を回転駆動させることにより、偏心リング４０を揺動させて、スライド駆動部２４を上下方向に往復作動せしめると、それによるスライド２０のモーションは、図９に示されるＲｘ＝０の場合よりも、大きくなると共に、その上死点から下死点に至る回転角度よりも、下死点から上死点に至る回転角度の方が大となる曲線を与えるスライドモーションが、実現されることとなるのである。

一方、スライダ４２の両側に位置する押圧手段におけるサーボモータ６４ａ，６４ｂを上記とは逆方向に回転させて、図１０の（ｂ）に示される如く、アジャスト部材６２ａ，６２ｂをそれぞれ上方に移動せしめることにより、ガイド５２，５２、更にスライダ４２を介して、偏心リング４０には、図において右方向への押圧力が作用させられることとなるのであり、これによって、偏心リング４０は、図において右回りに回動せしめられて、その中心軸Ｒが、図において右側に移動してなる、Ｒｘ＝＋側となる図１０の（ｂ）に示される状態に変位させられることとなる。そして、このようなＲｘ＝＋側の状態下において、回転駆動軸３０が回転駆動されて、偏心リング４０が揺動せしめられることにより、上記した図１０の（ａ）におけるＲｘ＝－側とした状態の場合と同様に、大きなストロークにて、スライド２０のスライドモーションが実現されると共に、そのスライドモーションは、かかる図１０（ａ）の場合とは逆に、上死点から下死点に至る回転角度の方が、下死点から上死点に至る角度よりも大となる曲線を描く形態において、実現されることとなるのである。

そして、図１１には、図１０（ａ）及び（ｂ）にて示される如く、偏心リング４０の中心軸Ｒを左右に移動せしめた場合における、回転駆動軸３０の回転角度とスライド位置との関係、換言すればスライドモーションを示す曲線が、図９に示されるＲｘ＝０の場合と対比して、示されている。そこにおいて、実線はＲｘ＝０の場合であり、また破線はＲｘ＝－側の場合であり、更に一点鎖線はＲｘ＝＋側の場合を示しているのであるが、それらのスライドモーション曲線から明らかな如く、図９に示される形態においては、回転駆動軸３０の回転角度が１８０°のときに下死点となるところから、その両側では、線対称の曲線形状となるのである。これに対して、Ｒｘ＝－側となる図１０（ａ）の場合においては、その下死点が、１８０°よりも小さな回転角度において到達するのであり、そしてそこから、上死点に向かう曲線となるところから、上死点から下死点に至る曲線よりも、下死点から上死点に向かう曲線の方が、よりなだらかな曲線にて示されるスライドモーションとなるのである。また、Ｒｘ＝＋側となる図１０（ｂ）に示される形態においては、その下死点が、１８０°を超える回転角度の位置に移動するようになり、これによって、上死点から下死点に至る曲線が、下死点から上死点に至る曲線よりも、より緩やかな曲線にて与えられるスライドモーションが実現されることとなるのである。なお、図１１においては、何れの曲線の場合も、回転角度が０°のときに、上死点となるように設定されていると共に、それぞれのスライド位置も、下死点において０となる形態において、描かれている。

このように、押圧手段による押圧力を作用せしめて、偏心リング４０を回動させ、その中心軸Ｒを回転駆動軸３０の軸直角方向であって、且つスライド駆動部２４の往復作動方向に直角な方向に、移動せしめることによって、下死点位置を種々異ならしめてなるスライドモーションの実現が可能となるのである。なお、押圧手段による押圧力は、図９に示される形態のみならず、回転駆動軸３０や偏心リング４０の各種の回転乃至は回動形態下において、作用せしめることが可能であり、また、アジャスト部材６２ａ，６２ｂによる押圧開始位置についても、それぞれのガイド５２，５２に対して、その上端位置から下端位置に至る任意の位置を選択することが可能である。

また、上記した二つの実施形態において、回転駆動軸３０には、何れも、偏心した大径部３２が、軸方向において、回転駆動軸３０の外周の１点において外接するようにして、配設されているのであるが、そのような外接をすることなく、回転駆動軸３０の横断面の全体が大径部３２の横断面内に位置するように、偏心した大径部３２を回転駆動軸３０に一体的に形成することも可能である。

さらに、本発明に従って、回転駆動軸に対して偏心した円柱状の偏心軸部を構成する限りにおいて、図１２（ａ）及び（ｂ）に示される如く、回転駆動軸８０と同外径の偏心軸部８２を、回転駆動軸８０の回転中心軸Ｐに対して偏心した中心軸Ｑを有するように、設け得ることは勿論、かかる偏心軸部８２が、回転駆動軸８０の外径よりも小径の外径を有するように構成することも可能である。

なお、回転駆動軸８０に対する偏心軸部８２の外径の大小に拘らず、図１２に示される如く、偏心軸部８２の外周部が部分的に回転駆動軸８０内に入り込んでなる（径方向内方に位置する）偏心形態においては、かかる偏心軸部８２に対する偏心リング８４の外嵌を容易に実現すべく、図１３に示されるように、偏心リング８４が、半割り形状の二つの偏心リング半体８４ａ，８４ｂにて構成されることとなる。即ち、図１３（ａ）から明らかな如く、二つの偏心リング半体８４ａ，８４ｂが、それらの半割り面において突き合わされて、ボルト８６，８６の螺入よって連結せしめられることにより、図１３（ｂ）に示される如き組付け体として、容易に構成することが出来るのである。

以上、本発明の代表的な実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも、例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。

例えば、例示の実施形態においては、回転駆動軸３０における偏心大径部３２は、スライド駆動部２４の両側に位置するように二箇所に設けられて、スライド駆動部２４の上下方向の往復作動を効果的に行ない得るようになっているが、かかる偏心大径部３２を、回転駆動軸３０の軸方向の一箇所に設けて、スライド駆動部２４の往復作動を行ない得るようにすることも可能であることは、言うまでもないところである。加えて、スライド２０から延びるスライド駆動部２４の複数を、回転駆動軸３０の軸方向に所定距離を隔てて設けて（連設して）、それら複数のスライド駆動部２４を、本発明に従う機構に従って連動して駆動せしめることによって、スライド２０を往復作動させるようにすることも、勿論可能である。

また、偏心リング４０が回動可能に嵌入、保持されることとなるスライダ４２にあっても、例示の実施形態においては、スライド駆動部２４とは別体において設けられて、その両側部に、ガイド５２，５２がそれぞれ配置されて、上下方向に案内せしめられ得るようになっているが、かかるスライダ４２とスライド駆動部２４とを一体化して、一体の部材として、構成することも可能であり、その場合においては、その一体化されたスライド駆動部（２４）の両側部に対して、ガイド５２，５２が直接に当接せしめられて、上下方向に案内され得るように構成されることとなる。

さらに、円滑な回転乃至は回動を行なうために、摺動部に介在せしめられる軸受けメタル４６，４８等は、青銅系、リン青銅系、鉛青銅系等の銅合金の如き公知の各種の潤滑メタル材料を用いて、公知の手法に従って、配設され得るものであって、例えば、冷やし嵌め手法を採用して、軸受けメタル４６は、スライダ４２の円孔４４の内面に配設され、また、軸受けメタル４８は、偏心リング４０の偏心孔５０内に配設されることとなる。なお、それら軸受けメタル４６，４８にて示される滑り軸受け構造は、ころがり軸受け構造に代替することも可能であることは、勿論である。更に、ガイド５２のスライダ４２に対する摺動面に配設される摺動部材５４やガイド５２の上下面を摺接、案内する摺動部材７２は、平板形状を呈するものであるところから、ボルト等の適当な締結部材を用いて、ガイド５２や取付けブラケット７０ａ，７０ｂ及び上部フレーム１６の構成部材に対して固設されることとなる。

加えて、図９以降に示される実施形態において、スライダ４２の両側に設けられて、かかるスライダ４２を、図において左右方向に押圧して移動せしめる押圧手段の構造にあっても、例示の構造のみならず、スライダ４２を、図において左右方向に所定量移動せしめ得る公知の各種の押圧構造を採用し得ることは言うまでもないところであり、また、押圧手段をスライダ４２の一方の側にのみ配設してなる構造も採用可能である。そして、その場合においては、スライダ４２の一方の側に押圧手段が配設される一方、スライダ４２の他方の側に所定の付勢手段が配置されて、この付勢手段の付勢力に抗して押圧手段による押圧によって、スライダ４２が、図９において左右方向に移動せしめられるようにした構成が、有利に採用されることとなる。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、そして、そのような実施の態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。

１０，６０ プレス機械 １２ 下部フレーム １４ 中間フレーム １６ 上部フレーム １８ ボルスタ ２０ スライド ２２ スライドガイド ２４ スライド駆動部 ２４ａ 切欠き部 ２６ 貫通孔 ３０，８０ 回転駆動軸 ３２ 大径部 ３４ クラッチ機構 ３８ 軸受け部 ４０，８４ 偏心リング ４２ スライダ ４４ 円孔 ４６，４８ 軸受けメタル ５０ 偏心孔 ５２ ガイド ５４ 摺動部材 ６２ａ，６２ｂ アジャスト部材 ６４ａ，６４ｂ サーボモータ ６６ａ，６６ｂ 変換機構 ６８ａ，６８ｂ ネジ棒 ７２ 摺動部材 ８２ 偏心軸部 ８６ ボルト

Claims (8)

1. スライドの往復作動によって、目的とするプレス加工を行なうようにしたプレス機械において、
   前記スライドの背部に所定高さで一体的に形成されて、該スライドと共に、該高さ方向に往復作動せしめられるスライド駆動部と、
   該スライド駆動部をその往復作動方向に直線的に案内するガイド手段と、
   前記スライド駆動部において、その高さ方向に直角な方向に設けられた貫通孔に遊嵌された、軸方向の中間部に偏心した円柱状の偏心軸部が一体的に形成されて、軸回りに回転駆動せしめられるロッド状の回転駆動軸と、
   該回転駆動軸の偏心した偏心軸部が回転可能に嵌入、保持される偏心孔を有し、前記スライド駆動部に設けられた貫通孔内に回動可能に収容、支持されて、該回転駆動軸の回転駆動による前記偏心軸部の偏心回転に基づいて往復回動せしめられることにより、前記スライド駆動部をその高さ方向に往復作動させる偏心リングと、
   を有していることを特徴とするプレス機械。
2. 前記回転駆動軸における前記偏心軸部と、それが回転可能に嵌入、保持される偏心孔を有する前記偏心リングとが、前記スライド駆動部の前記貫通孔における軸方向両側の開口部位に、それぞれ配設されていることを特徴とする請求項１に記載のプレス機械。
3. 前記偏心リングが回動可能に嵌入、保持される収容孔を設けたスライダ部材が、前記スライド駆動部の前記貫通孔の形成部位に配設されると共に、かかるスライダ部材に対して摺動可能に当接して、該スライダ部材を前記スライド駆動部の往復作動方向に案内するように、前記ガイド手段が構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレス機械。
4. 前記ガイド手段が、前記スライダ部材を両側から挟持して、前記スライド駆動部の往復作動方向に案内する二つのスライダガイドを含んで、構成されていることを特徴とする請求項３に記載のプレス機械。
5. 前記回転駆動軸の前記偏心軸部が、該回転駆動軸の軸方向の中間部に一体的に形成された、該回転駆動軸よりも大径の外径を有する大径部にて構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のプレス機械。
6. 前記回転駆動軸の前記偏心軸部が嵌入、保持されてなる前記偏心リングに対して、該回転駆動軸の軸直角方向であって、且つ前記スライド駆動部の往復作動方向に直角な方向に押圧力を作用せしめる押圧手段を、更に配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のプレス機械。
7. 前記押圧手段が、前記スライド駆動部の往復作動方向に平行な方向に移動せしめられるアジャスト部材と、該アジャスト部材を該スライド駆動部の往復作動方向に平行な方向に移動させるための駆動手段と、かかるアジャスト部材の移動を、その移動方向に直角な方向に変換して、前記偏心リングに対して、前記スライド駆動部の往復作動方向に直角な方向の押圧力を作用せしめる変換機構とを有していることを特徴とする請求項６に記載のプレス機械。
8. 前記押圧手段が、前記スライド駆動部の両側に、それぞれ配置されて、前記押圧力が、前記偏心リングに対して同時に一方向に作用せしめられるようになっていることを特徴とする請求項７に記載のプレス機械。

Images