JP2788636B2 - プレス機械の駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はプレス機械の駆動装置に係り、更に詳細に
は、プレスおよびパンチプレス等のプレス機械の駆動軸
に複数の切換えを行なえるようにした変速装置とクラッ
チ装置を内蔵したフライホイールを装着したプレス機械
の駆動装置に関する。

（従来の技術） 従来、例えばプレスあるいはタレットパンチプレスに
おいて、駆動軸であるクランク軸に駆動装置であるメイ
ンギヤが装着され、そのメインギヤと噛合するピニオン
を備えたドライブシャフトの軸上に、クラッチ・ブレー
キと別個にフライホイールが設けられ、フライホイール
は電動機により駆動される。

前記駆動軸であるクランク軸にはコネクチングロッド
が連結され、プレスあるいはタレットパンチプレスのラ
ムが上下に運動し加圧力により加工作業が行なわれてい
た。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来のプレスあるいはタレットパ
ンチプレスにおける駆動装置では、一般的にプレスの変
速は通常モータ自体の変速によるため、回転数が下がれ
ばその二乗比にてフライホイールの保有エネルギーは低
下し、プレス加工条件が限定されるという不利が生ず
る。例えば、絞り加工については、成形時の割れ発生の
ため一般的に加工速度を20m/min以下としなければなら
ない。このため、単位時間当りのストローク数が小さい
範囲においてにて高エネルギーが必要とされ、従来の駆
動装置ではこの問題を解決できないという問題があっ
た。

また、構造的にはプレスのフレームに駆動軸であるク
ランク軸、駆動装置であるメインギヤ、ドライブシャフ
ト、それにクラッチブレーキ、フライホイールなどをそ
れぞれ配設している。このため、一般的には駆動装置は
２軸以上となり、取付関係に制約を受け全体的にコンパ
クト化ができないという問題があった。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、フレー
ムに離隔して固定した一対の軸受に回転自在に支持され
た駆動軸を回転駆動するプレス機械の駆動装置におい
て、前記一対の軸受に回転自在に支持されたフライホィ
ールの内周面に歯部を設け、前記一対の軸受に回転自在
に支持されたアイドルギアを前記歯部に噛合して設ける
と共に当該アイドルギアに大径のピニオンと小径のピニ
オンとを一体に設け、前記一対の軸受の間において前記
駆動軸に回転自在に支持された第１のメインギヤと前記
大径のピニオンとを噛合して設けると共に前記駆動軸に
回転自在に支持された第２のメインギヤと前記小径のピ
ニオンとを噛合して設け、前記第1,第２のメインギヤの
間において前記駆動軸に一体的に設けたクラッチハブと
前記第1,第２のメインギヤとの間にそれぞれ第1,第２の
クラッチ装置を設け、前記第１のメインギヤあるいは第
２のメインギヤの回転を前記駆動軸へ伝達すべく前記第
1,第２のクラッチ装置の切換えを行うためのピストン
を、前記クラッチハブに軸方向へ往復動可能に設けてな
るものである。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

プレス機械として、本実施例ではパンチングプレスを
例にとって説明する。

第５図乃至第７図を参照するに、パンチングプレス１
のフレーム３は、左右の側板5A,5Bおよび両側板5A,5Bを
連接した適宜の接続板７等により構成されている。この
フレーム３は、本実施例の場合、Ｃ形フレームを互いに
向い合わせて門型にした構成としているが、Ｃ形フレー
ムであっても構わない。

フレーム３には、図示を省略した多数のパンチを備え
た上部タレット９と、パンチと対応した図示省略のダイ
を備えた下部タレット11が上下に対向して回転自在に支
承されている。さらに、フレーム３には、ワークＷを把
持した前後、左右方向へ移動自在のワーク移送装置13が
装着してある。前記上部タレット9,下部タレット11およ
びワーク移送装置13の構成は、従来のタレットパンチプ
レスに使用されているものであるから、詳細な説明を省
略する。

前記左右の側板5A,5Bには、前記パンチを打圧自在の
ラム15を上下動するためクランク軸あるいは偏心軸のご
とき駆動軸17の両端部付近が、公知のように回転自在に
支承されている。この駆動軸17には駆動装置19としてク
ラッチ装置および変速装置を内蔵したフライホイール21
が装着してあり、前記駆動軸17の軸端部にはブレーキ装
置23が装着してある。前記フライホイール21の上方向に
駆動モータ25が側板5Bに支持されて設けてあり、この駆
動モータ25はベルト27を介してフライホイール21と連動
連結してある。なお前記駆動モータ25やフライホイール
21は右側の側板5Bに装着したサイドカバー29により覆わ
れている。

前記駆動装置19の構成について更に詳細に説明する。

第１図乃至第４図を参照するに、フレーム３にボルト
31等により一体的に軸受33,35A,35Bが設けられている。
この軸受33,35A,35Bにブッシュ37を介してクランク軸あ
るいは偏心軸のごとき駆動軸17が回転自在に支承されて
いる。

前記駆動軸17の片端（第１図にて左側）には偏心部39
が設けられ、この偏心部39にコネクチングロッド41が回
転自在に設けられ、コネクチングロッド41の下端（第１
図にて下側）にラム43Aあるいは43Bが垂設されている。
なお、ラム43Aはタレットパンチプレス用であり、ラム4
3Bは一般のプレス機械用のものである。

前記駆動軸17を駆動する駆動装置19のフライホイール
21は、フレーム３上に設けた駆動モータ25よりベルト27
を介して回転される。この駆動装置19の構成を大別する
と、フライホイール21と、このフライホイール21に内蔵
された変速装置45と、その切換部材であるクラッチ装置
47と、そのクラッチ装着47を切換える切換装置としての
流体圧制御部材49と、駆動軸17に設けたブレーキ装置23
とで構成されている。

フライホイール21は、縦に２分割されボルト51により
一体的に構成され、前記軸受35A,35Bにベアリング53を
介して回転自在に支承されている。なお、前記ベルト27
が係合する複数の溝55がフライホイール21の片側外周に
周設され、更に、フライホイール21の内周中央部近くに
歯部57が設けられている。

変速装置45は、前記フライホイール21に内蔵され、フ
ライホイール21の内周に設けた前記歯部57に噛合する複
数のアイドルギヤ59は、左右に歯数を異にした大径の右
側ピニオン61と小径の左側ピニオン63とで一体的に構成
されている。更に詳細には、大径の右側ピニオン61は支
持ピン65にブッシュ67を介して回転自在に支承され、支
持ピン65は前記軸受35A,35Bに固着してある。

アイドルギヤ59は大径の右側ピニオン61の軸部69にキ
ー71等で固着され、小径の左側ピニオン63は大径の右側
ピニオン61の軸部69に歯が切られて形成してある。その
大径の右側ピニオン61には右側メインギヤ73が噛合し、
右側メインギヤ73はベアリング75,77を介して前記駆動
軸17および後述する右側クラッチハブ79に回転自在に支
承されている。また、小径の左側ピニオン63は左側メイ
ンギヤ81と噛合し、その左側メインギヤ81がベアリング
75,77を介して前記駆動軸17および後述する左側クラッ
チハブ83に回転自在に支承されている。

切換部材であるクラッチ装置47は、第４図に詳細を示
すごとく、駆動軸17上にキー85等にて係止した右側クラ
ッチハブ79と左側クラッチハブ83がボルト87により一体
的に設けてある。この左右クラッチハブ79,83の外周に
は複数の溝89が軸芯方向と平行して設けてあり、この溝
89と相対して前記左右メインギヤ73,81の内周面にも複
数の溝91が設けてある。

上述した各溝89,91に複数枚の摩擦板93と複数枚の環
状プレート95が交互に若干の隙間を保ち軸芯方向に移動
自在に噛合し、中央にはその摩擦板93と接離自在なピス
トン97が装着されている。このピストン97は環状を成
し、外周に設けたフランジ部99の側面が前記摩擦板93と
接離自在となっている。また、ピストン97の胴部101は
前記左右のクラッチハブ79,83間に設けた隙間に左右移
動可能に組込まれ、左右のクラッチハブ79,83に埋込ま
れた複数のコイルスプリング等の弾機103により常時中
央位置にピストン97は保持されている。

なお、前記摩擦板93と環状プレート95は相手方である
左右のクラッチハブ79,83に設けた溝89へ環状プレート9
5が噛合し、左右に設けたメインギヤ73,81の溝91に摩擦
板93が噛合され、ピストン97の作動により各摩擦板93と
噛合プレート95は接触しフリクションにより動力が伝達
される。また、上記の組合せは逆にしても良いことは勿
論である。

前記ピストン97のフランジ部99が嵌挿されている左右
のクラッチハブ79,83の外周および、胴部101の内周には
シール部材105が環装され、ピストン97の作動用流体の
漏洩防止の役目をなし、左右のクラッチハブ79,83には
流体流入路107A,107Bが設けられ、ピストン97の胴部101
の側面を流体圧により押圧するよう開口してある。

このピストン97を作動させる切換え装置としての流体
圧制御部材49に使用する流体は液体でも気体でもいずれ
でも良く、前記左右のクラッチハブ79,83に設けた流体
流入路107A,107Bに連通する連通路109A,109Bが駆動軸17
に設けられている。その連通路109A,109Bに流体を送り
込むため駆動軸17の軸端（第１図にて右側）に金具ケー
ス111がボルト113等にて固着され、この金具ケース111
内に設けたベアリング115を介してジョイント117が回転
自在に支承されている。この金具ケース111およびジョ
イント117は一般市販のロータリージョイントであり詳
細な説明を省略するが、ジョイント117に設けた流体接
続口119A,119Bにはそれぞれ流体圧発生源121より分岐し
た管路途中に設けた電磁切換弁123,125を経て接続され
ている（第３図参照）。

次にブレーキ装置23は、前記駆動軸17の片端（第１図
にて右側）にキー127等にてブレーキディスク129が固着
され、このブレーキディスク129を挾持したキャリパブ
レーキ131がフレーム３より突設したブラケット133上に
設けてある。キャリパブレーキ131を通電することによ
り、ブレーキディスク129の面に挾持力を発生させブレ
ーキをかけることにより、駆動軸17を所定の位置すなわ
ちコネクチングロッド41を上死点で停止させることがで
きる。

上記の構成によりその作用としては、第１図はプレス
の停止状態を示している。すなわち、流体圧制御部材49
である電磁切換弁123,125は共にOFF状態であり流体圧は
供給されてなく（第３図参照）、キャリパブレーキ131
はONの状態で駆動軸17は停止している。

フライホイール21は駆動モータ25よりベルト27を介し
て回転していて、フレーム３に固定された軸受35A,35B
に複数箇所に設けた支持ピン65に回転自在に装着され、
かつ前記フライホイール21の歯部57と噛合したアイドル
ギヤ59と、このアイドルギヤ59の左右にある大径の右側
ピニオン61と小径の左側ピニオン63も回転している。更
に大径の右側ピニオン61と小径の左側ピニオン63と噛合
した左右のメインギヤ73と81は駆動軸17上を回転してい
る。

一方、駆動軸17に固定した左右のクラッチハブ79,83
の間に装着されたピストン97は、左右のクラッチハブ7
9,83とピストン97との間に設けた左右の複数の弾機103
の弾発力によって中立位置に保持されている。このよう
にピストン97が中立位置に保持されているときには、フ
ライホイール21の回転が駆動軸17へ伝達されるようなこ
とがないものである。

変速時の作用としては、高速に駆動軸17を回転させる
場合は、電磁切換弁123をONし電磁切換弁125をOFFとし
同時にキャリパブレーキ131をOFFとしブレーキディスク
129の挾持力を解放する。電磁切換弁123をONにすること
により、圧力流体は供給され連通路109Aを通り流体流入
路107Aを経てピストン97を第１図および第４図において
右側へ押圧移動させる。

ピストン97の移動により、右側クラッチハブ79と右側
メインギヤ73間に設けた摩擦板93と環状プレート95は右
側メインギヤ73に圧接される。この状態で摩擦板93のフ
リクションによりフライホイール21の回転がアイドルギ
ヤ59,大径の右側ピニオン61,右側メインギヤ73と伝わ
り、摩擦板93,環状プレート95を介して右側クラッチハ
ブ79より駆動軸17に回転が伝達される。

なお、プレスの作動を停止させる時、電磁切換弁123
をOFFにするとピストン97は中央位置に戻り、右側メイ
ンギヤ73はフリーとなり回転が駆動軸17に伝達されなく
なり、同時にキャリパブレーキ131をONにすることによ
りブレーキディスク129はクランプされ、駆動軸17を制
動しプレス作動を停止させる。

次に、低速に駆動軸17を回転させる時は、電磁切換弁
123をOFFとし電磁切換弁125をONにし、キャリパブレー
キ131をOFFとしてブレーキディスク129の係止を解放す
る。電磁切換弁125をONにすることにより、圧力流体は
供給され連通路109Bを通り流体流入路107Bを経てピスト
ン97を第１図および第４図において左側へ押圧移動させ
る。

ピストン97の移動により、左側クラッチハブ83と左側
メインギヤ81間に設けた摩擦板93と環状プレート95は左
側メインギヤ81に圧接される。この状態で摩擦板93のフ
リクションによりフライホイール21の回転がアイドルギ
ヤ59,小径の左側ピニオン63,左側メインギヤ81と伝わ
り、摩擦板93,環状プレート95を介し左側クランプハブ8
3より駆動軸17に回転が伝達される。

なお、プレスの作動を停止させる時、電磁切換弁125
をOFFとし、キャリパブレーキ131をONすることにより、
上述した高速時のプレス停止作用と同様にプレスを停止
させることができる。

上述したごとく、フライホイール21の回転数を一定に
保ち、かつ出力回転数を高速、低速に切換ができるた
め、低速でエネルギーを必要とする絞り加工に最適であ
ると共に生産性をあげる必要のある打抜き加工におい
て、高速化に対応できる等一台のプレスで作業域が拡大
される。

また、速度低下率を小さくする必要があるタレットパ
ンチプレス等にも、フライホイール21の回転数が変化し
ないため被駆動部の立上り、高下りの応答性に優れた効
果を発揮することができる。更に、駆動部の部材を全て
一体的に集約し独立ユニットとしたことによりコンパク
ト化が図られ、スペースと、製作上の経済効果の向上を
図ることができる。

なお、上述した実施例に限定されることなく、この発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え得る
ことは勿論である。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要
するに本発明は、フレーム（３）に離隔して固定した一
対の軸受（35A,35B）に回転自在に支持された駆動軸（1
7）を回転駆動するプレス機械の駆動装置において、前
記一対の軸受（35A,35B）に回転自在に支持されたフラ
イホィール（21）の内周面に歯部（57）を設け、前記一
対の軸受（35A,35B）に回転自在に支持されたアイドル
ギア（59）を前記歯部（57）に噛合して設けると共に当
該アイドルギア（59）に大径のピニオン（61）と小径の
ピニオン（63）とを一体に設け、前記一対の軸受（35A,
35B）の間において前記駆動軸（17）に回転自在に支持
された第１のメインギヤ（73）と前記大径のピニオン
（61）とを噛合して設けると共に前記駆動軸（17）に回
転自在に支持された第２のメインギヤ（81）と前記小径
のピニオン（63）とを噛合して設け、前記第1,第２のメ
インギヤ（73,81）の間において前記駆動軸（17）に一
体的に設けたクラッチハブ（83）と前記第1,第２のメイ
ンギヤ（73,81）との間にそれぞれ第1,第２のクラッチ
装置を設け、前記第１のメインギヤ（73）あるいは第２
のメインギヤ（81）の回転を前記駆動軸（17）へ伝達す
べく前記第1,第２のクラッチ装置の切換えを行うための
ピストン（97）を、前記クラッチハブ（83）に軸方向へ
往復動可能に設けてなるものである。

上記構成より明らかなように、本発明においては、フ
レーム３に離隔して固定した一対の軸受35A,35Bにプレ
ス機械の駆動軸17を回転自在に支持されていると共にフ
ライホィール21が回転自在に支持され、前記両軸受間に
回転自在に支持されかつ前記フライホィール21の内周面
に形成した歯部57と噛合したアイドルギヤ59には大径，
小径のピニオン61,63が一体に設けてある。

そして、上記大径，小径のピニオン61,63は、前記両
軸受間において前記駆動軸17に回転自在に支持された第
1,第２のメインギヤ73,81に噛合してあり、この第1,第
２のメインギヤ73,81の間において前記駆動軸17に一体
に設けたクラッチハブ83と上記第1,第２のメインギヤ7
3,81との間にはそれぞれクラッチ装置が設けてあり、こ
の各クラッチ装置の切換えを行うピストン97が前記クラ
ッチハブ83に往復動可能に設けてある。

したがって、本発明によれば、フライホィール21の回
転を第1,第２のメインギヤ73,81を介することにより変
速して前記駆動軸17へ伝達することができるものであ
り、高速，低速のプレス加工に容易に対応できるもので
ある。

また、前記構成により、アイドルギヤ，メインギヤお
よびクラッチ装置がフライホィール内に内装されること
となり、全体的構成のコンパクト化が容易なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はこの発明の主要部である駆動装置を
示し、第１図は断面図、第２図は第１図におけるII-II
線に沿った断面における各歯車の噛合状態説明図、第３
図は第１図のIII矢視部の拡大図、第４図は第１図のIV
矢視部の拡大図である。 第５図乃至第７図はこの発明を実施した一実施例のパン
チングプレスを示し、第５図は正面図、第６図は第５図
における平面図、第７図は第５図における側面図であ
る。 １……パンチングプレス、３、フレーム 17……駆動軸、19……駆動装置 21……フライホイール、23……ブレーキ装置 25……駆動モータ、33……軸受 35A,35B……軸受、45……変速装置 47……クラッチ装置、49……流体圧制御装置 57……歯部、59……アイドルギヤ 61……右側ピニオン、63……左側ピニオン 73……右側メインギヤ 79……右側クラッチハブ 81……左側メインギヤ 83……左側クラッチハブ、93……摩擦板 95……環状プレート、97……ピストン 103……弾機

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレーム（３）に離隔して固定した一対の
   軸受（35A,35B）に回転自在に支持された駆動軸（17）
   を回転駆動するプレス機械の駆動装置において、前記一
   対の軸受（35A,35B）に回転自在に支持されたフライホ
   ィール（21）の内周面に歯部（57）を設け、前記一対の
   軸受（35A,35B）に回転自在に支持されたアイドルギア
   （59）を前記歯部（57）に噛合して設けると共に当該ア
   イドルギア（59）に大径のピニオン（61）と小径のピニ
   オン（63）とを一体に設け、前記一対の軸受（35A,35
   B）の間において前記駆動軸（17）に回転自在に支持さ
   れた第１のメインギヤ（73）と前記大径のピニオン（6
   1）とを噛合して設けると共に前記駆動軸（17）に回転
   自在に支持された第２のメインギヤ（81）と前記小径の
   ピニオン（63）とを噛合して設け、前記第1,第２のメイ
   ンギヤ（73,81）の間において前記駆動軸（17）に一体
   的に設けたクラッチハブ（83）と前記第1,第２のメイン
   ギヤ（73,81）との間にそれぞれ第1,第２のクラッチ装
   置を設け、前記第１のメインギヤ（73）あるいは第２の
   メインギヤ（81）の回転を前記駆動軸（17）へ伝達すべ
   く前記第1,第２のクラッチ装置の切換えを行うためのピ
   ストン（97）を、前記クラッチハブ（83）に軸方向へ往
   復動可能に設けてなることを特徴とするプレス機械の駆
   動装置。