JP3660728B2

JP3660728B2 - プレス機

Info

Publication number: JP3660728B2
Application number: JP30337695A
Authority: JP
Inventors: 晶洋吉田
Original assignee: Yamada Dobby Co Ltd
Current assignee: Yamada Dobby Co Ltd
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1995-10-30
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2015-10-30
Also published as: CH691448A5; TW300192B; JPH09122981A; KR970020405A; US5737966A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、スライドおよびダイナミックウエイト等の移動体をクランク軸の回転運動により往復移動させるプレス機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下死点付近におけるスライドの変位速度を遅くするプレス機として、クランク軸の等速回転運動をリンク機構のような運動変換機構により不等速往復運動に変換してスライドに伝達するプレス機（たとえば、特開昭和６３−１００９９号公報）、フライホィールの等速回転運動を回転伝達機構のような運動変換機構により不等速回転運動に伝達してクランク軸に伝達するプレス機（たとえば、特開平６−１１４５９９号公報）等がある。
【０００３】
しかし、従来のこの種のプレス機では、運動変換機構で必要とする部品点数が多く、したがって構造が複雑であり、高価である。
【０００４】
【解決しようとする課題】
本発明の目的は、運動変換機構で必要とする部品点数を少なくすることにある。
【０００５】
【解決手段、作用、効果】
本発明のプレス機は、フレームに支承されたクランク軸の回転運動により往復移動される少なくとも１つの移動体を備えるプレス機において、前記クランク軸の偏心部に回転可能に受けられた第１の連結手段と、該第１の連結手段を前記移動体に連結する第２の連結手段とを含み、前記第２の連結手段は、前記クランク軸の軸線の方向へ伸びる軸線をそれぞれ有する主軸部および偏心軸部を備えた１以上の偏心軸を含み、該偏心軸は、前記主軸部において前記移動体に回転可能に結合されているとともに、前記偏心軸部において前記第１の連結手段に回転可能に結合されていることを特徴とする。
【０００６】
クランク軸が回転されると、第１の連結手段はクランク軸の偏心部の偏心量と偏心軸の偏心軸部の偏心量とに応じた偏心運動をするが、第２の連結手段は、クランク軸の偏心量と偏心軸の偏心量とに応じて、移動体の往復移動の方向に往復移動される。これにより、スライド、ダイナミックウエイト等の移動体は、往復移動される。移動体の往復移動範囲は、クランク軸の偏心量により決まり、スライドの下死点付近における変位速度の変化量は偏心軸の主軸部に対する偏心軸部の偏心量とクランク軸の主体部に対する偏心部の偏心量とに関係する。
【０００７】
本発明によれば、クランク軸の回転運動が、第１の連結手段と、第２の連結手段の偏心軸とにより往復運動に変換されて移動体に伝達されるから、運動変換機構で必要な部品点数が少なく、したがって構造が簡単になり、廉価になる。
【０００８】
前記移動体は前記クランク軸の回転軸線に関して互いに反対側に配置されたスライドおよびダイナミックウエイトを含み、前記クランク軸は互いに反対の方向へ偏心された第１および第２の偏心部を有し、前記第１の連結手段は、前記第１の偏心部に回転可能に結合された第１の連結体と前記第２の偏心部に回転可能に結合された第２の連結体とを備え、前記第１の連結体は少なくとも１つの前記偏心軸により前記スライドに連結され、前記第２の連結体は少なくとも他の１つの前記偏心軸により前記ダイナミックウエイトに連結されていることが好ましい。これにより、第１の連結手段とスライドとの運動に起因する振動は、第２の連結手段とダイナミックウエイトとの運動に起因する振動により減殺される。
【０００９】
好ましい実施例において、前記第１の連結手段と前記移動体とは、間隔をおいた２箇所のそれぞれにおいて前記偏心軸により連結されている。また、前記偏心軸の偏心軸部の直径寸法は、前記偏心軸の主軸部の直径寸法より大であり、前記クランク軸の主体部に対する偏心部の偏心量より大である。さらに、前記主軸部の軸線の移動方向を前記移動体の往復移動の方向に制限する規制手段を含む。
【００１０】
さらに、前記主軸部の軸線の移動方向を前記移動体の往復移動の方向に制限する規制手段を含むことが好ましい。これにより、主軸部の移動方向が移動体の往復移動の方向に確実に制限されるから、運動変換機構の動作が安定化する。
【００１１】
本発明のプレス機は、さらに、前記クランク軸と平行に伸びるように回転可能にフレームに支承されかつ前記クランク軸と同期して回転される補助軸を含み、該補助軸は、前記クランク軸の偏心部に対応する補助偏心部を備え、前記第１の連結手段はさらに前記補助偏心部に回転可能に受けられている。これにより、本発明によれば、第１の連結手段の偏心運動にともなって、偏心軸の軸線をクランク軸を中心として弧状に変位させるような第１の連結手段の変位を防止することができるから、運動変換機構の動作がより安定化する。
【００１２】
【実施例】
図１〜図４を参照するに、プレス機１０は、下型を載置する下部フレーム１２と、該下部フレームの上に組み付けられた上部フレーム１４と、上部フレーム１４に配置されたクランク軸１６と、上型を取り付けるいわゆるスライド１８と、ダイナミックウエイト２０とを含む。
【００１３】
図３に示すように、クランク軸１６は、複数の軸受２２により上部フレーム１４に水平方向へ伸びる軸線の周りに回転可能に支持されており、またフライホィール２４の等速回転運動をクラッチ機構２６を介して受ける。フライホィール２４は、複数の軸受２８によりクランク軸１６に回転可能に支持されている。クラッチ機構２６は、クランク軸１６に組み付けられている。
【００１４】
クランク軸１６は、図３および図５（Ａ）に示すように、フレーム１４に回転可能に受けられた一対の主部１６ａと、該主部の軸線に対して同じ側に変位された一対の第１の偏心部１６ｂと、主部１６ａの軸線に関して第１の偏心部１６ｂと反対の側に偏心された第２の偏心部１６ｃと、フライホィール２４を支持する第１の支持部１６ｄと、クラッチ機構２６を支持する第２の支持部１６ｅとを有する。第２の偏心部１６ｃは、第１の偏心部１６ｂの間に形成されている。主部１６ａに対する第１および第２の偏心部１６ｂおよび１６ｃの偏心量は、それぞれ、距離Ｌ11およびＬ12である。第１および第２の支持部１６ｄ，１６ｅの軸線は、主部１６ａの軸線と同じである。
【００１５】
スライド１８の主体部は、対向された一対のスライドガイド３０により、クランク軸１６の回転軸線より下方において上下方向へ移動可能に下部フレーム１２に組み付けられており、また両フレーム１２，１４にわたって上下方向へ伸びる一対の連結ロッド部３２を備える。両連結ロッド部３２は、スライド１８の主体部の両端部から上方へ平行に伸びており、またクランク軸１６の回転運動を上下方向の往復運動に変換する運動変換機構により上下方向へ往復移動される。
【００１６】
ダイナミックウエイト２０は、対向された一対のウエイトガイド３４により、クランク軸１６の回転軸線に関してスライド１８と反対の側において上下方向へ移動可能に上部フレーム１４に組み付けられている。ダイナミックウエイト２０も、運動変換機構によりスライド１８と同期して上下方向へ往復移動される。
【００１７】
スライド１８の移動可能の方向は、その主体部においてスライドガイド３０により上下方向に規制されている。また、ダイナミックウエイト２０の移動方向は、ウエイトガイド３４により上下方向に規制されている。スライド１８の連結ロッド部３２の移動可能の方向も、それら同様に、適宜な規制手段により上下方向に規制してもよい。
【００１８】
回転運動を往復運動に変換する運動変換機構は、クランク軸１６に回転可能に受けられた２つの第１のヨークすなわち第１の連結体３６と、クランク軸１６に回転可能に受けられた第２のヨークすなわち第２の連結体３８と、両連結体３６をスライド１８の連結ロッド部３２に連結する一対の第１の偏心軸４０と、連結体３８をウエイト２０に連結する一対の第２の偏心軸４２と、第１の偏心軸４０の各端部に回転可能に組み付けられた第１のスライダ４４と、第２の偏心軸４２の各端部に回転可能に組み付けられた第２のスライダ４６と、上部フレーム１４に取り付けられてスライダ４４，４６の移動方向を上下方向に規制する一対のスライダガイド４８とを備える。
【００１９】
各第１の連結体３６は、その上部において軸受によりクランク軸１６の第１の偏心部１６ｂに回転可能に組み付けられている。第２の連結体３８は、その下部において軸受によりクランク軸１６の第２の偏心部１６ｃに回転可能に組み付けられている。
【００２０】
各第１の偏心軸４０は、図５（Ｂ）に示すように、３つの主軸部４０ａと一対の偏心軸部４０ｂとを有する。両第１の偏心軸４０の中央の主軸部４０ａはスライド１８の連結ロッド部３２の上端部に回転可能に組み付けられており、また両第１の偏心軸４０の偏心軸部４０ｂは両第１の連結体３６の下端部に回転可能に組み付けられている。
【００２１】
各第２の偏心軸４２は、図５（Ｃ）に示すように、一対の主軸部４２ａと両主軸部４２ａ間の偏心軸部４２ｂとを有する。両第２の偏心軸４２の主軸部４２ａは第２の連結体３８の上端部に回転可能に組み付けられており、また両第２の偏心軸４２の偏心軸部４２ｂはウエイト２０の下端部に回転可能に組み付けられている。
【００２２】
偏心軸部４０ｂおよび４２ｂは、それぞれ、主軸部４０ａおよび４２ａより大きい直径寸法を有する。主軸部４０ａに対する偏心軸部４０ｂの偏心量Ｌ21は、クランク軸１６の主体部１６に対する第１の偏心部１６ｂの偏心量Ｌ11より大である。主軸部４２ａに対する偏心軸部４２ｂの偏心量Ｌ22は、クランク軸１６の主部１６ａに対する第２の偏心部１６ｃの偏心量Ｌ12より大である。
【００２３】
各スライダ４４は第１の偏心軸４０の端部の主軸部４０ａに回転可能に組み付けられており、各スライダ４６は第２の偏心軸４２の主軸部４２ａに回転可能に組み付けられている。スライダ４４および４６は、それぞれ、偏心軸４０および４２の軸線（偏心軸部４０ａおよび４０ｂの軸線）の移動方向を上下方向のみに規定すべく、上下方向へのみ移動可能にスライダガイド４８に嵌合されている。
【００２４】
第１および第２の連結体３６および３８と、第１および第２の偏心軸４０および４２とを含む運動変換機構は、スライド１８が上死点に位置されているときウエイト２０が下死点に位置され、スライド１８が下死点に位置されているときウエイト２０が上死点に位置されるように、プレス機１０に組み付けられる。
【００２５】
プレス機１０において、クランク軸１６が回転されると、連結体３６のうち、クランク軸１６の側の部分はクランク軸１６の偏心部１６ｂの周りに偏心運動し、偏心軸４０の側の部分は偏心軸部４０ｂの軸線を中心とする所定の角度範囲内で揺動運動をする。これにより、偏心軸４０は、連結体３６の偏心運動にともなって、主軸部４０ａの周りに揺動される。
【００２６】
しかし、偏心軸４０の軸線（偏心軸部４０ｂの軸線）の移動方向がスライダ４４およびスライダガイド４８により上下方向に制限されており、また偏心量Ｌ11が偏心量Ｌ21より小さいから、偏心軸４０は連結体３６の偏心運動にともなって偏心量Ｌ11と偏心量Ｌ21との差に対応する値だけ上下方向に往復移動される。これにより、スライド１８は、上下方向へ往復移動される。スライド１８の往復移動範囲は、偏心量Ｌ11により決まる。
【００２７】
図６および図７を参照して、上記過程を説明する。図６および図７において、符号５０ａおよび５０ｂはそれぞれクランク軸１６の主部１６ａおよび偏心部１６ｂの軸線を示し、符号５２ａおよび５２ｂはそれぞれ偏心軸４０の主軸部４０ａおよび偏心軸部４０ｂの軸線を示し、符号θはクランク軸１６の回転角度を示す。図６および図７においては、クランク軸１６が反時計方向に回転されるものとする。
【００２８】
スライドが上死点位置におかれているとき、図６（Ａ）に示すように、クランク軸１６の回転角度θは零であり、上下方向における、主部１６ａに対する偏心部１６ｂの偏心量および主軸部４０ａに対する偏心軸部４０ｂの偏心量は、それぞれ、Ｌ11およびＬ21である。
【００２９】
クランク軸１６が３０度だけ回転されると、図６（Ｂ）に示すように、連結体３６はクランク軸１６の偏心部１６ｂの軸線５０ｂの周りに３０度だけ回転移動され、それにより偏心軸４０はその主軸部４０ａの軸線５２ａの周りへの回転力を受ける。しかし、プレス機１０では、偏心軸部４０ｂの軸線の移動方向が上下方向に規制されているから、偏心軸４０はその偏心軸部４０ｂの周りに偏心量Ｌ11，Ｌ２１の大きさに応じた角度だけ回転される。
【００３０】
また、偏心量Ｌ11と偏心量Ｌ21とが同じであると、偏心軸４０はその偏心軸部４０ｂの周りに所定の角度だけ回転されるにすぎない。しかし、プレス機１０では、偏心量Ｌ11が偏心量Ｌ21より小さいから、主軸部４０ａは、軸線５２ｂの周りの回転移動にともなって、下方へ変位される。これにより、スライド１８は対応する距離だけ下方へ移動される。
【００３１】
クランク軸１６がさらにθ＝６０まで回転されると、図６（Ｃ）に示すように、連結体３６が対応する角度だけ軸線５０ｂの周りに回転移動され、主軸部４０ａが移動方向を上下方向に規制された状態で対応する角度だけ軸線５２ｂの周りに回転移動されるから、主軸部４０ａは軸線５２ｂの周りの回転移動にともなってさらに下方へ移動され、スライド１８は対応する距離だけさらに下方へ移動される。
【００３２】
以下同様にして、偏心軸４０およびスライド１８は、クランク軸１６の回転に起因する連結体３６および主軸部４０ａの回転移動にともなって、移動される。偏心軸４０およびスライド１８の移動方向は、クランク軸１６の回転角度θが０〜１８０度にまでの間は下方であり、クランク軸１６の回転角度θが１８０〜３６０度までの間は上方である。図７（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ、クランク軸１６の回転角度θが９０度、１２０度および１５０度のときのクランク軸１６、連結体３６および偏心軸４０の関係を状態を示す。
【００３３】
偏心軸４０およびスライド１８の往復移動範囲は、クランク軸１６の偏心量Ｌ11により決まり、下死点付近におけるスライド１８の変位速度の変化量は、偏心軸４０の主軸部４０ａに対する偏心軸部４０ｂの偏心量Ｌ21とクランク軸１６の主体部１６ａに対する偏心部１６ｂの偏心量Ｌ11とに関係する。
【００３４】
第２の偏心軸４２およびウエイト２０も、第２の偏心軸４２の移動方向が上下方向に制限されているから、第１の偏心軸４０およびスライド１８と同様に、クランク軸１６の回転に起因する連結体３８および主軸部４２ａの回転移動にともなって、移動される。
【００３５】
スライド１８およびウエイト２０の往復移動範囲は、それぞれ、偏心量Ｌ11およびＬ12が大きいほど、大きい。偏心量Ｌ21と偏心量Ｌ22とは、同じであってもよいし、異なってもよい。いずれの場合も、偏心量Ｌ11と偏心量Ｌ12との比が偏心量Ｌ21と偏心量Ｌ22との比と同じになるように偏心量Ｌ11，Ｌ12，Ｌ21およびＬ22を選択することが好ましい。
【００３６】
下死点付近におけるスライド１８の変位速度は、偏心量Ｌ21がＬ11に近づくほど、遅くなる。同様に、上死点付近におけるウエイト２０の変位速度は、偏心量Ｌ22がＬ12に近づくほど、遅くなる。
【００３７】
プレス機１０によれば、連結体３６，３８、偏心軸４０，４２、スライダ４４，４６およびガイド４８により運動変換機構を構成することができるから、運動変換機構として必要な部品点数が少なく、したがって構造が簡単になり、廉価になる。
【００３８】
プレス機１０では、クランク軸１６の回転を偏心部１６ｂ，１６ｃの周りにおける連結体３６，３８の回転運動と主軸部４０ａ，４２ａの軸線を中心とする連結体３６，３８の揺動運動とに変換し、連結体３６，３８の運動を偏心軸部４０ｂ，４２ｂの周りにおける偏心軸４０，４２の所定の角度範囲内での回転運動に変換し、偏心軸４０，４２の回転運動を主軸部４０ａ，４２ａの往復移動に変換する。このため、スライド１８およびウエイト２０の往復運動は、スライド１８の下死点付近における変位速度が他に比べ遅くなる、不等速運動となる。
【００３９】
プレス機１０では、偏心軸４０および４２の移動方向を、それぞれ、スライダ４４および４６により、スライド１８およびウエイト２０の移動方向に直接規制する。このため、運動変換機構、特に、連結体３６，３８および偏心軸４０，４２が正確に作動し、正確な運動変換動作が行われる。しかし、プレス機１０または一般のプレス機においては、スライド１８およびウエイト２０の移動方向が規制されているから、偏心軸４０および４２の移動方向を直接的に規制する手段を設けなくてもよい。
【００４０】
偏心軸４０および４２の移動方向を直接的に規制する手段としては、上記実施例におけるスライダ４４および４６のように、偏心軸４０および４２の移動方向を直接規制する手段である必要はなく、他の手段であってもよい。たとえば、スライダ４４の代わりに、連結ロッド部３２の移動方向を上下方向に規制する手段であってもよい。
【００４１】
図８に示すプレス機６０は、さらに、クランク軸１６と平行に伸びかつクランク軸１６と同期して回転可能に図示しない軸受を介して上部フレーム１４に支承された補助軸６２を含む。補助軸６２は、クランク軸１６の第１の偏心部１６ｂに対応する補助偏心部を備えるクランク軸である。補助軸６２の主体部に対する補助偏心部の偏心量は、クランク軸１６の主部１６ａに対する第１の偏心部１６ｂの偏心量と同じである。補助軸６２は、第１の連結体３６を補助偏心部に回転可能に連結している。
【００４２】
補助軸６２は、クランク軸１６の回転にともなって、クランク軸１６と同位相で同期して回転される。これにより、第１の連結体３６はクランク軸１６と補助軸６２との共同作用により回転され、偏心軸４０は偏心軸部４０ｂの軸線を中心として所定の角度範囲内て回転される。その結果、偏心軸４０が上下方向へ往復移動されるから、スライド１８は、上下方向へ往復移動される。
【００４３】
プレス機６０によれば、第１の連結体３６の偏心運動にともなって、偏心軸４０の軸線をクランク軸１６を中心として弧状に変位させるような連結体３６の変位を防止することができるから、運動変換機構の動作がより安定化する。
【００４４】
プレス機１６において、上記した補助偏心部４０ｂの代わりに、クランク軸１６の第２の偏心部１６ｃに対応する第２の補助偏心部を補助軸６２に設け、この補助偏心部に第２の連結体３８を回転可能に連結してもよい。また、上記した補助偏心部４０ｂと、クランク軸１６の第２の偏心部１６ｃに対応する第２の補助偏心部とを補助軸６２に設け、第２の補助偏心部に第２の連結体３８を回転可能に連結してもよい。さらに、クランク軸１６の第２の偏心部１６ｃに対応する第２の補助偏心部を有する第２の補助軸を設け、第２の補助軸の第２の補助偏心部に第２の連結体３８を回転可能に連結してもよい。
【００４５】
本発明は、上記実施例に限定されず、たとえばダイナミックウエイト２０を用いないプレス機にも適用することができる。また、本発明は、スライド１８およびウエイト２０のいずれか一方を本発明の運動変換機構により往復起動させ、スライド１８およびウエイト２０のいずれか他方をリンク機構等の他の運動変換機構により往復移動させるプレス機にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプレス機の一実施例を示す正面図である。
【図２】図１における２−２線に沿って得た端面図である。
【図３】図１における３−３線に沿って得た端面図である。
【図４】図３における４−４線に沿って得た端面図である。
【図５】クランク軸、第１および第２の偏心軸の一実施例を示す図であって、図５（Ａ），図５（Ｂ）および図５（Ｃ）はそれぞれクランク軸、第１の偏心軸および第２の偏心軸の正面図である。
【図６】運動変換機構の動作を説明するための図である。
【図７】運動変換機構の図６に続く動作を説明するための図である。
【図８】本発明のプレス機の他の実施例を示す断面図であって図４と同様の断面図である。
【符号の説明】
１０，６０プレス機
１２，１４フレーム
１６，６２クランク軸
１８スライド
２０ダイナミックウエイト
２４フライホィール
２６クラッチ機構
３０スライドガイド
３２スライドの連結ロッド部
３４ウエイトガイド
３６，３８連結体（第１の連結手段）
４０，４２偏心軸（第２の連結手段）
４４，４６スライダ（位置規制手段）
４８スライダガイド（位置規制手段）
１６ａクランク軸の主体部
１６ｂ，１６ｃクランク軸の偏心部
４０ａ，４２ａ偏心軸の主軸部
４０ｂ，４２ｂ偏心軸の偏心軸部

Claims

フレームに支承されたクランク軸の回転運動により往復移動される少なくとも１つの移動体を備えるプレス機において、
前記クランク軸の偏心部に回転可能に受けられた第１の連結手段と、該第１の連結手段を前記移動体に連結する第２の連結手段と、前記クランク軸と平行に伸びるように回転可能にフレームに支承されかつ前記クランク軸と同期して回転される補助軸とを含み、
前記第２の連結手段は、前記クランク軸の軸線の方向へ伸びる軸線をそれぞれ有する主軸部および偏心軸部を備えた１以上の偏心軸を含み、該偏心軸は、前記主軸部において前記移動体に回転可能に結合されているとともに、前記偏心軸部において前記第１の連結手段に回転可能に結合されており、
前記補助軸は、前記クランク軸の偏心部に対応する補助偏心部であって前記第１の連結手段を回転可能に受ける補助偏心部を備える、プレス機。
前記移動体は前記クランク軸の回転軸線に関して互いに反対側に配置されたスライドおよびダイナミックウエイトを含み、前記クランク軸は互いに反対の方向へ偏心された第１および第２の偏心部を有し、前記第１の連結手段は、前記第１の偏心部に回転可能に結合された第１の連結体と前記第２の偏心部に回転可能に結合された第２の連結体とを備え、前記第１の連結体は少なくとも１つの前記偏心軸により前記スライドに連結され、前記第２の連結体は少なくとも他の１つの前記偏心軸により前記ダイナミックウエイトに連結されている、請求項１に記載のプレス機。
前記第１の連結手段と前記移動体とは、間隔をおいた２箇所のそれぞれにおいて前記偏心軸により連結されている、請求項１または２に記載のプレス機。
前記偏心軸の偏心軸部の直径寸法は、前記偏心軸の主軸部の直径寸法より大である、請求項１，２または３に記載のプレス機。
前記偏心軸の主軸部に対する偏心軸部の偏心量は、前記クランク軸の主体部に対する偏心部の偏心量より大である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプレス機。
さらに、前記主軸部の軸線の移動方向を前記移動体の往復移動の方向に制限する規制手段を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプレス機。