JP2024009468A - プレス装置 - Google Patents

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eccentric
circular
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信彦 小林
Nobuhiko Kobayashi
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Taiyo Kogyo Co Ltd
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Taiyo Kogyo Co Ltd
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Abstract

【課題】本発明は、クランクや偏心軸という最も一般的な機構を使用した上で、回転動力源とこれらの軸との接続に非円形歯車を採用することにより、簡単な機構で作業範囲を広くし、ストローク数を上げても高精度の安定した成形が可能なプレス装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明によるプレス装置は、回転駆動源と、前記回転駆動源に接続されたクランクや偏心軸などの偏心回転軸と、前記偏心回転軸に接続され前記偏心回転軸の回転に伴い上下動するスライダと、前記スライダに対向して固定されているボルスタとからなるプレス装置において、前記回転駆動源と前記偏心回転軸との接続部に少なくとも２枚１組の非円形歯車からなる駆動制御部を設け、前記スライダの下死点近傍における速度を低下させるよう構成したことを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、ストローク数を上げても成形性を低下させないプレス装置に関する。
現在プレス成形加工においては、動力源の回転運動をスライドの上下運動に変換してプレス成形を行うプレス装置が広く使用されている。これらの装置の回転動力源としては、モーター、サーボモーター、フライホイール等が利用されており、回転運動を上下の直線運動に変換する機構としては、クランク、偏心軸、ナックル機構、リンク機構などが使われている。このうちリンク機構は、下死点上の高い位置から速度が低下して速度変化が一定傾向になり、下死点を通過すると急速に上昇する。ナックル機構は、下死点付近の速度が最も遅く、上昇行程でもほぼ同じ傾向になる。これらに対してクランクや偏心軸では正弦曲線に従ってスライダ速度が変化する。従って、ストローク数を上げると作業範囲が狭くなってしまうという問題点がある。
特許文献１には、センサと油圧調整を利用してスライダの上昇・下降速度を制御する技術が開示されている。しかし、この技術では装置の機構が複雑となり装置自体のコストが高くなるという問題点がある。
また特許文献２には、両傾転可変容量ポンプ・モータを使用してスライドの可変速性能を高める技術が開示されている。この技術においても、特殊なポンプ・モータを使用することによりその制御が必要となり、装置の製造コストが高くなるという問題点がある。
特開平９－８５４９９号公報 実開平１－１４３４２４号公報
上述したように、クランクや偏心軸に対してナックル機構やリンク機構では同じストローク数で比較した場合に作業範囲が広いという利点があるが、総合すきまが多くなるため高精度の成形には適さないという問題点もある。
本発明は上述の問題点に鑑みて、クランクや偏心軸という最も一般的な機構を使用した上で、回転動力源とこれらの軸との接続に非円形歯車を採用することにより、簡単な機構で作業範囲を広くし、ストローク数を上げても高精度の安定した成形が可能なプレス装置を提供することを課題とする。
上述の課題を解決するため本発明によるプレス装置は、回転駆動源と、前記回転駆動源に接続されたクランクや偏心軸などの偏心回転軸と、前記偏心回転軸に接続され前記偏心回転軸の回転に伴い上下動するスライダと、前記スライダに対向して固定されているボルスタとからなるプレス装置において、前記回転駆動源と前記偏心回転軸との接続部に少なくとも２枚１組の非円形歯車からなる駆動制御部を設け、前記スライダの下死点近傍における速度を低下させるよう構成したことを特徴とする。
前記２枚１組の非円形歯車の各々は円形部と非円形部とからなり、一方の歯車は非円形部の半径が円形部より大きく、また他方の歯車は非円形部の半径が円形部より小さく形成されていることが好適であり、前記２枚１組の非円形歯車は、互いの円形部同士及び非円形部同士が噛み合うよう構成されていることが望ましい。
本発明によるプレス装置は、回転動力源とクランクや偏心軸との接続に非円形歯車を使用することにより、簡単な機構で作業範囲を広くし、ストローク数を上げても高精度の安定した成形が可能なプレス装置を提供することができる。また前記の機構は単純であるためプレス装置の製造コストに対する影響が少なくてすむ。
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例について説明する。
図１に本発明によるプレス装置の一実施例模式図を示す。回転駆動源１としてサーボモーターを使用している。隣には駆動伝達軸２が配置されており、回転伝達手段６（ベルト）により回転駆動源１に接続されている。さらに隣には偏心回転軸３（クランク軸）が配置されており、駆動伝達軸２上に設けられた非円形歯車A１０と偏心回転軸３上に設けられた非円形歯車B２０との噛合いにより回転駆動源１の回転が伝達される。偏心回転軸３上の偏心部７（クランク）にはコネクティングロッド４が連結されており、さらにスライド５へと接続されている。
非円形歯車A１０と非円形歯車B２０の噛合いの正面図を図２に示した。これらの歯車対はそれぞれ、円形部１１、２１及び非円形部１２、２２からなり、各々の歯車において円形部と非円形部は連続的に形成されている。また、非円形歯車A１０においては、非円形部１２の半径は円形部１１の半径より小さくなるよう構成されており、また非円形歯車B２０においては逆に、非円形部２２の半径は円形部２１の半径より大きくなるよう構成されている。
プレス動作の際のスライドの変位を図３に示した。縦軸が変位、横軸が時間である。図３(a)は、図１に示した実施例のプレス機を駆動した際のスライド５の変位である。開始点１００と終了点１１０の間の１周期で上死点１０１付近と下死点１０２付近の曲線が異なっている。すなわち、下死点１０２付近Aにおける滞在時間が上死点１０１付近に比べて長くなっている。言い換えると、下死点１０２付近ではスライド５の速度を低く抑えることができる。精密プレスには、下死点付近でのスライド速度が低いことが重要である。
一般的な偏心回転軸を使用したプレス機のスライド変位を図３(b)及び(c)に示した。(b)はストローク数が100SPMの場合である。スライド下死点２０２付近でのスライド速度は図３(a)とほぼ同じになるが、周期が２倍となってしまう。また(c)はストローク数が200SPMの場合であり、周期は(a)と同じになるが、下死点３０２付近でのスライド速度が(a)の場合より速くなってしまう。これら３つの場合をまとめて示したのが図３(d)である。図３(d)から明らかなように、非円形歯車を使用した本発明の実施例では、ストローク数（周期）を200SPMにした場合でも、下死点付近でのスライド速度を一般的な偏心軸を使用したプレス機の100SPMの場合と同じにすることができる。すなわち、ストローク数を大きくしても精密プレスが可能となる。
上記実施例においては回転駆動源１としてサーボモーターを使用したが、これに限定されるものではなく、他のモーターやフライホイールを使用することも可能である。
本発明によるプレス装置では、回転動力源とクランクや偏心軸との接続に非円形歯車を使用することにより、簡単な機構で作業範囲を広くし、ストローク数を上げても高精度の安定した成形が可能なプレス装置を提供することができる。また前記の機構は単純であるためプレス装置の製造コストに対する影響が少なくてすむ。
本発明によるプレス装置の一実施例の要部を示す模式図である。 図１に示した実施例に使用する非円形歯車対の正面図である。 偏心回転軸を使用したプレス機のスライド変位についての比較図を示す。図１に示した実施例におけるスライドの時間的変位量を(a)に示した。(b)は一般的な偏心回転軸を使用したプレス機のストローク数100SPMの場合、(c)は200SPMの場合を示す。(d)は(a)、(b)及び(c)を比較した図である。
１ 回転駆動源（モーター）
２ 駆動伝達軸
３ 偏心回転軸
４ コネクティングロッド
５ スライド
６ 回転伝達手段
７ 偏心部（クランク）
１０ 非円形歯車A
１１ 円形部
１２ 非円形部
２０ 非円形歯車B
２１ 円形部
２２ 非円形部
１００ スライド動作開始点
１０１ スライド上死点
１０２ スライド下死点
１１０ スライド動作終了点
２００ スライド動作開始点
２０１ スライド上死点
２０２ スライド下死点
２１０ スライド動作終了点
３００ スライド動作開始点
３０１ スライド上死点
３０２ スライド下死点
３１０ スライド動作終了点

Claims (3)

  1. 回転駆動源と、前記回転駆動源に接続された偏心回転軸と、前記偏心回転軸に接続され前記偏心回転軸の回転に伴い上下動するスライダと、前記スライダに対向して固定されているボルスタとからなるプレス装置において、前記回転駆動源と前記偏心回転軸との接続部に少なくとも２枚１組の非円形歯車からなる駆動制御部を設け、前記スライダの下死点近傍における速度を低下させるよう構成したことを特徴とするプレス装置。
  2. 前記２枚１組の非円形歯車の各々は円形部と非円形部とからなり、一方の歯車は非円形部の半径が円形部より大きく、また他方の歯車は非円形部の半径が円形部より小さく形成されていることを特徴とする請求項１記載のプレス装置。
  3. 前記２枚１組の非円形歯車は、互いの円形部同士及び非円形部同士が噛み合うよう構成されていることを特徴とする請求項２記載のプレス装置。
JP2022111014A 2022-07-11 2022-07-11 プレス装置 Pending JP2024009468A (ja)

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