JP3838893B2 - プレス機械のダイナミックバランサ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スライドの昇降運動により発生する慣性力を相殺するプレス機械のダイナミックバランサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレス機械のスライドが昇降運動すると、スライドの大きさ（質量），ストローク数（ｓｐｍ）等によってはその慣性力によりプレス機械に振動が発生し、プレス加工に悪影響を与える場合がある。これを防止するため、スライドとほぼ同じ質量のバランサウェイトをスライドと相反して動作させ、慣性力を相殺するダイナミックバランサ装置が従来より提供されている。従来より提供されているダイナミックバランサ装置の一例を図４に示す。
【０００３】
図４においてプレス機械１００のフレームは、クラウン１０１とベッド１０３間に４本のコラム１０２が設けられ、クラウン１０１，コラム１０２，ベッド１０３を貫通してこれらを締結する図示しないタイロッドにより構成される。クラウン１０１下部（ベッド１０３上方）にはスライド１０４がガイドポスト１０５により昇降自在に設けられている。また、スライド１０４下面と対面した位置のベッド１０３の上面にはボルスタ１０６が固設されている。図示しない金型のうち、下型はボルスタ１０６の上面に固設され、上型はスライド１０４下面に固設される。プレス機械１００では、スライド１０４が昇降動作することにより図示しない金型（上型，下型）で材料が加工（プレス加工）される。
【０００４】
スライド１０４の昇降動作は、クラウン１０１に内装される駆動機構部１１０により駆動される。駆動機構部１１０にはクランク軸１１１が設けられ、ボス１１２ａ，１１２ｂにより回転自在に支持されている。クランク軸１１１の右端にはフライホイール１１３が固設される。フライホイール１１３は図示しないモータにより回転駆動されるとともに、フライホイール１１３に設けられたクラッチ・ブレーキ装置１１４によりフライホイールの回転エネルギーがクランク軸１１１に伝達される。
【０００５】
クランク軸１１１上中央にはスライド駆動用偏心部１１１ａが設けられる。スライド駆動用偏心部１１１ａにはスライド駆動コンロッド１１５の大端部がブッシュ１１６を介して回転自在に連結されている。一方、スライド１０４にはダイハイト調節装置１０７を介してプランジャ１０８が立設し、プランジャガイド１０９により昇降自在にガイドされている。スライド駆動コンロッド１１５の小端部はこのプランジャ１０８と連結される。
【０００６】
尚、ダイハイト調節装置１０７について説明すると、プランジャ１０８下端に設けられたねじ部１０８ａにウォームホイール１０７ａの内周が螺合するとともに、ウォームホイール１０７ａは上方よりリテーナ１０７ｃで水平方向に回転自在に輪止めされている。ウォームホイール１０７ａの外周はウォームシャフト１０７ｂと螺合する。ウォームシャフト１０７ｂは図示しないモータにより回転駆動される。よって、ウォームシャフト１０７ｂが回転駆動してウォームホイール１０７ａが回転すると、プランジャ１０８（ねじ部１０８ａ）に対してスライド１０４（ウォームホイール１０７ａ）は昇降動作する。このようにしてダイハイト（図４のＤＨ）は調節される。
【０００７】
駆動機構部１１０には、ダイナミックバランサ装置１２０が設けられている。このダイナミックバランサ装置１２０には、クランク軸１１１上のスライド駆動用偏心部１１１ａに隣接してダイナミックバランサ駆動用偏心部１１１ｂ，１１１ｃが設けられている。ダイナミックバランサ駆動用偏心部１１１ｂ，１１１ｃはスライド駆動用偏心部１１１ａとは位相を逆にして設けられている。そして、ダイナミックバランサコンロッド１２１ａ，１２１ｂの大端部が、夫々のダイナミックバランサ駆動用偏心部１１１ｂ， １１１ｃにブッシュ１２２ａ，１２２ｂを介して回転自在に連結される。一方、ダイナミックバランサ装置１２０（駆動機構部１１０）の上部にはバランサウェイト１２３が設けられている。バランサウェイト１２３はガイドピン１２４によって昇降自在にガイドされている。そして、ダイナミックバランサコンロッド１２１の小端部とバランサウェイト１２３は、連結ピン１２５により連結されている。尚、バランサウェイト１２３の質量は、スライド１０４及びスライド１０４が具備する部材（ダイハイト調節装置１０７等）の総計とほぼ同じ質量としている。
【０００８】
以上の構成のプレス機械１００（駆動機構部１１０，ダイナミックバランサ装置１２０）は、スライド１０４の昇降運動に相反してバランサウェイト１２３が昇降運動を行う。すなわち、スライド１０４等とほぼ同じ質量のバランサウェイト１２３がスライド１０４に相反して動作するため、スライド１０４の昇降動作により発生する慣性力がバランサウェイト１０４の昇降動作により発生する慣性力により相殺される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプレス機械においては、一点プレスであるにもかかわらず、ダイナミックバランサ装置を具備することによって、クランク軸に三箇所の偏心部を設ける必要がある。このような三偏心部を有するクランク軸は、製作（加工）が難しく、製造に掛かるコストが大きい。さらには、スライド駆動用偏心部の両側にダイナミックバランサ駆動用偏心部が設けられるため、プランジャ（スライド）に連結するスライド駆動コンロッドの大端部をスライド駆動用偏心部に組み付けられるように、スライド駆動コンロッドの大端部（スライド駆動用偏心部）の径をダイナミックバランサ駆動用偏心部に比べて大きくしなければならない。このようにスライド駆動コンロッドの大端部（スライド駆動用偏心部）を大径化すると、周速が大きくなる。これは、発熱，潤滑油切れ等の不具合が生じてくるため、特にスライドストローク数の高速化には非常に不利である。スライド駆動コンロッドの大端部（スライド駆動用偏心部）の大径化を避けるにはスライド駆動コンロッドの大端部を分割構造にすることが考えられるが、これはまた製造に掛かるコスト，プレス機械重量の増大化を招くことになる。
【００１０】
本発明の目的は、軽量で、プレス機械の高速化に適し、さらには製造に掛かるコストが低減されたプレス機械のダイナミックバランサ装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、クランク軸上の１箇所に設けられたスライド駆動用偏心部と位相を逆にして、該スライド駆動用偏心部に隣接して前記クランク軸上の１箇所に設けられるダイナミックバランサ駆動用偏心部と、大端部は前記ダイナミックバランサ駆動用偏心部と連結し、小端部はひとつのバランサウェイトと連結する１本のダイナミックバランサコンロッドと、を有し、前記バランサウェイトは、上下に揺動可能となるように一端を軸支されるとともに、前記バランスウェイトの重心をスライドの重心を通る鉛直線上にほぼ位置させることにより、前記スライド駆動用偏心部に大端部を連結されたスライド駆動コンロッドに駆動される前記スライドに発生する慣性力と、前記バ ランサウェイトの上下の揺動で発生する慣性力とを相殺させることを特徴とするプレス機械のダイナミックバランサ装置である。
【００１２】
請求項１の発明によると、クランク軸上にはスライド駆動用偏心部とダイナミックバランサ駆動用偏心部を夫々一箇所ずつ設ければよい。これと同時に、バランサウェイトに連結するダイナミックバランサコンロッドも従来の二本から一本にすることができる。一方、バランサウェイトは揺動可能に形成されるので、このための部材（支点ピン等）が新たに必要になるが、従来のバランサウェイト用のガイド装置等が不要となるので、総合的に勘案すると、部品点数は減り、製造に掛かるコストを低減することができる。
【００１３】
さらにはスライドと連結するスライド駆動コンロッドのクランク軸（スライド駆動用偏心部）への組み付けに関しては、クランク軸の一方側は偏心部が存在しないので、スライド駆動用偏心部を大径化したり、スライド駆動コンロッドの大端部を分割したりする必要がなくなる。スライド駆動用偏心部を大径化する必要がなくなるのでプレス機械の高速化を図る上で非常に有利となるばかりでなく、分割する必要もないので、プレス機械の軽量化も図ることができる。
【００１４】
尚、バランサウェイトは揺動運動するが、バランサウェイトの重心は、スライドの重心を通る鉛直線上にほぼ位置する。よって、スライド及びバランサウェイト夫々に発生する慣性力で互いの慣性力を相殺することができるので、従来と同様にスライドの昇降動作による振動の発生を抑制することができる。
【００１５】
ゆえに、請求項１の発明では、従来に比べてダイナミックバランサ装置（プレス機械）の製造に掛かるコストを低減できるばかりでなく、プレス機械の高速化，軽量化にも対応したプレス機械のダイナミックバランサ装置を提供することができる。
【００１６】
請求項２の発明は、前記ダイナミックバランサコンロッドは、前記スライドを駆動するスライド駆動コンロッドと同一形状であることを特徴とする請求項１記載のプレス機械のダイナミックバランサ装置である。請求項２の発明では、スライドと連結するスライド駆動コンロッドと、バランサウェイトに連結するダイナミックバランサコンロッドを共通化することができる。すなわち、部品を共通とすることで量産効果により部材製作費の低減を図ることができる。よって、請求項２の発明によると、請求項１の発明による効果に加えて、さらに製造に掛かるコストを低減したプレス機械のダイナミックバランサ装置を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の第一実施例を、図１及び図２に示す。尚、「従来の技術」の項で説明した図４のプレス機械１００と同様な部材，部位については同じ符号を附し、説明は省略または簡略化する。図１は本発明の第一実施例であるプレス機械２００の全体正面図である。図２（Ａ）は図２（Ｂ）の上面図で、図２（Ｂ）は図１の要部詳細図である。
【００１８】
図１及び図２において、駆動機構部２１０のクランク軸２１１にはスライド駆動用偏心部２１１ａが設けられる。スライド駆動用偏心部２１１ａにはスライド駆動コンロッド２１２の大端部がブッシュ２１３を介して連結される。一方、クラウン１０１（駆動機構部２１０）上方には、ダイナミックバランサ装置２２０が設けられている。このダイナミックバランサ装置には、クランク軸２１１上に、スライド駆動用偏心部２１１ａと隣接し、かつ、スライド駆動用偏心部２１１ａと位相を逆にしてダイナミックバランサ駆動用偏心部２１１ｂが設けられている。そして、ダイナミックバランサ駆動用偏心部２１１ｂにはダイナミックバランサコンロッド２２１の大端部がブッシュ２２２を介して回転自在に連結されている。
【００１９】
一方、ダイナミックバランサ装置２２０（クラウン１０１）上方にはバランサウェイト２２３が設けられる。さらに、クラウン１０１の右中板１０１ａの左側面にはブラケット２２４が固設され、このブラケット２２４には支点ピン２２５が固設される。そして、支点ピン２２５にはバランサウェイト２２３がブッシュ２２６を介して摺動自在に連結される。換言すれば、バランサウェイト２２３は支点ピン２２５（ブラケット２２４）により揺動可能に支持されているといえる。そして、このように構成されるバランサウェイト２２３は、ダイナミックバランサコンロッドの小端部と連結される。
【００２０】
よって、ダイナミックバランサ装置２２０は、スライド１０４の昇降動作に相反して支点ピン２２５を支点として上下に揺動運動を行うこととなる。
【００２１】
ここで、バランサウェイト２２３は、質量をスライド１０４等（ダイハイト調節装置１０７等を含む）とほぼ同じとされ、かつ、その重心の水平面上（ｘｙ平面上）の位置はスライド１０４等の重心の水平面上（ｘｙ平面上）の位置とほぼ同じとして形成される。換言すれば、バランサウェイト２２３の重心は、慣性力を相殺する対象部材（スライド１０４等）の重心を通る鉛直線上にほぼ位置する。ここで、通常スライド１０４等の重心位置はプレスセンタ上にある。よって、本実施例におけるバランサウェイト２２３の重心位置を、図２（Ａ），（Ｂ）に示すＧ点になるように形成する。すると、スライド１０４の昇降運動に相反してバランスウェイト２２３が揺動運動することにより、スライド１０４の昇降運動により発生する慣性力を相殺することができる。
【００２２】
また、本実施例のようにダイナミックバランサ装置２２０を構成することにより、クランク軸２１１上の偏心部は二箇所あればよい。よって、スライド１０４と連結するスライド駆動コンロッド２１２を組み付けるにはダイナミックバランサ駆動用偏心部２１１ｂが設けられていない側（図で右側）から組み付けることができる。従来のダイナミックバランサ装置では、スライド駆動用偏心部の両側にダイナミックバランサ駆動用偏心部が設けられていたので、スライド駆動コンロッド２１２を組み付け可能にするため、スライド駆動用偏心部を大径化したり、スライド駆動コンロッド２１２の大端部を分割して形成する必要があったが、本実施例ではこれらのことは必要なく、スライド駆動用偏心部２１１ａをダイナミックバランサ駆動用偏心部２１１ｂと同径に形成しても問題はない。すなわち、従来と比べてスライド駆動用偏心部を小径化、またはスライド駆動コンロッド２１２を軽量化することができるので、高速で駆動されるプレス機械に好ましいダイナミックバランサ装置を提供することができる。
【００２３】
さらにまた、ダイナミックバランサ駆動用偏心部２１１ｂとスライド駆動用偏心部２１１ａを同径とすることができるので、ダイナミックバランサ駆動用のダイナミックバランサコンロッド２２１とスライド駆動コンロッド２１２を同形状で共通化することができる。よって、部品共通化によるコストの低減を図ることができる。
【００２４】
これらの効果を有する本発明の第二実施例を図３（Ａ），（Ｂ）に示す。図２と同様に、図３（Ａ）は図３（Ｂ）の上面図で、図３（Ｂ）は要部詳細図である。図３もまた、従前と同様の部材，部位には同符号を附し、説明は省略又は簡略化する。
【００２５】
本実施例においては、ブラケット２２４（支点ピン２２５）をクラウン１０１の前面板１０１ｃに設けた。本実施例の作用・効果は、バランサウェイト３２３の揺動運動の支点がプレス機械３００前面となること以外は、第一実施例（図１及び図２）の場合と同様である。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、スライド駆動用偏心部の径をダイナミックバランサ駆動用偏心部の径と同径とすることができるので、従来と比べてスライド駆動用偏心部の径を小径化できる。このことは、スライド駆動用偏心部の周速を従来に比べて低くすることができるので、プレス機械（スライド）を高速化した場合に従来と比べて発熱、潤滑の点で非常に有利となる。ゆえに、プレス機械の高速化に好ましいダイナミックバランサ装置を提供することができる。さらには、クランク軸上の偏心部を、従来の三偏心部から二偏心部とすることができるので、クランク軸の製作に掛かるコストを低減することができる。そのうえさらには、ダイナミックバランサ駆動用のコンロッドが従来の二本から一本になるので、さらにプレス機械の製造に掛かるコストを低減することができる。
【００２７】
請求項２記載の発明によると、スライドに連結するスライド駆動コンロッドとバランサウェイトに連結するダイナミックバランサコンロッドとを共通の部材とするので、請求項１記載の発明による効果に加えて、部品共通化により量産効果によるさらなるコスト低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例のプレス機械の全体正面図
【図２】（Ａ）は（Ｂ）の上面図；（Ｂ）は本発明の第一実施例のプレス機械の要部詳細図
【図３】（Ａ）は（Ｂ）の上面図；（Ｂ）本発明の第二実施例のプレス機械の要部詳細図
【図４】従来例のプレス機械における全体正面図
【符号の説明】
１００…プレス機械，１０１…クラウン，１０２…コラム，１０３…ベッド，１０４…スライド，１０５…ガイドポスト，１０６…ボルスタ，１０７…ダイハイト調節装置，１０７ａ…ウォームホイール，１０７ｂ…ウォームシャフト，１０８…プランジャ，１０８ａ…ねじ部，１０９…プランジャガイド，１１０…駆動機構部，１１１…クランク軸，１１１ａ…スライド駆動用偏心部，１１１ｂ，１１１ｃ…ダイナミックバランサ駆動用偏心部，１１２ａ，１１２ｂ…ボス，１１３…フライホイール，１１４…クラッチ・ブレーキ装置，１１５…スライド駆動コンロッド，１１６…ブッシュ，１２０…ダイナミックバランサ装置，１２１ａ，１２１ｂ…ダイナミックバランサコンロッド，１２２ａ，１２２ｂ…ブッシュ，１２３…バランサウェイト，１２４…ガイドピン，１２５…連結ピン，２００…プレス機械，２１０…駆動機構部，２１１…クランク軸，２１１ａ…スライド駆動用偏心部，２１１ｂ…ダイナミックバランサ駆動用偏心部，２１２…スライド駆動コンロッド，２１３…ブッシュ，２２０…ダイナミックバランサ装置，２２１…ダイナミックバランサＤＢコンロッド，２２２…ブッシュ，２２３…バランサウェイト，２２４…ブラケット，２２５…支点ピン，２２６…ブッシュ，３２３…バランサウェイト，３２４…ブラケット，３２５…支点ピン

Claims (2)

1. クランク軸（２１１）上の１箇所に設けられたスライド駆動用偏心部（２１１ａ）と位相を逆にして、スライド駆動用偏心部（２１１ａ）に隣接してクランク軸（２１１）上の１箇所に設けられるダイナミックバランサ駆動用偏心部（２１１ｂ）と、大端部はダイナミックバランサ駆動用偏心部（２１１ｂ）と連結し、小端部はひとつのバランサウェイト（２２３）と連結する１本のダイナミックバランサコンロッド（２２１）と、を有し、バランサウェイト（２２３）は、上下に揺動可能となるように一端を軸支されるとともに、バランスウェイト（２２３）の重心をスライド（１０４）の重心を通る鉛直線上にほぼ位置させることにより、スライド駆動用偏心部（２１１ａ）に大端部を連結されたスライド駆動コンロッド（２１２）に駆動されるスライド（１０４）に発生する慣性力と、バランサウェイト（２２３）の上下の揺動で発生する慣性力とを相殺させることを特徴とするプレス機械のダイナミックバランサ装置（２２０）。
2. ダイナミックバランサコンロッド（２２１）は、スライド（１０４）を駆動するスライド駆動コンロッド（２１２）と同一部材であることを特徴とする請求項１記載のプレス機械のダイナミックバランサ装置（２２０）。

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