JP4756541B2 - ハンドプレス機 - Google Patents

Description

本発明は、人がハンドルレバーを操作することにより、押圧部を昇降するハンドプレス機に係り、例えばカシメ作業、曲げ作業、ジュースの搾り作業等に用いられるハンドプレス機に関する。

一般に、ハンドプレス機は、ハンドルレバーの所定回転運動をラックアンドピニオン又は偏心カムによりスライド（ラム）に直線運動に変換して、スライドに装着した加工具により、カシメ、曲げ等の加工を行う（特許文献１参照）。

特開平６−６９３号公報

ハンドプレス機にあっては、ハンドルレバーを人が手で引くことにより操作するため、人間が有効に力を作用できるハンドルレバーの回動範囲は、約９０度程度であることが好ましい。一方、例えば、カシメ箇所が装置の奥側にある等により、スライド（ラム）のストロークが１００［ｍｍ］以上等の比較的大きな量を必要とする場合がある。

所定範囲のハンドルレバーの回動量にて比較的大きなスライドストロークを得ようとすると、回転−直線変換機構としてラックアンドピニオンを用いる場合、ピニオン径が大きくなり、また偏心カムを用いる場合でも、偏心カムが大きくなり、ハンドプレス機が大きな構造になってしまう。

そこで、本発明は、ハンドルレバーの所定範囲の回動量でもって、比較的大きなスロトークが得られる、比較的小型な構造のハンドプレス機を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る本発明は、基台（４）に立設された支柱（６）に取付けられたフレーム（２０）に、ハンドルレバー（２３）を回転自在に支持すると共にスライド（３）を上下方向移動自在に支持し、前記ハンドルレバー（２３）の回動に基づき前記スライド（３）を上下方向に移動してなる、ハンドプレス機（１）において、
前記ハンドルレバー（２３）の回転軸（２４ａ）に連結されたギヤ（２４）と、
前記ギヤ（２４）に連動しかつ前記フレーム（２０）に回転自在に支持されたカム軸（２６）と、
それぞれ少なくとも２個の係合突部（７３、７４）（８３、８４）を有し、かつ該係合突部が互に半ピッチずれるように前記カム軸（２６）に固定された１対の駆動カム（７，８）と、
前記スライド（３）の左右両側面に互に半ピッチずれて上下方向に設けられ、前記１対の各駆動カム（７，８）の前記係合突部（７３、７４）（８３、８４）にそれぞれ係合する複数の突起（３１，３２）と、を備えてなる、
ことを特徴とするハンドプレス機（１）である。

請求項２に係る本発明は、前記突起（３１，３２）が、前記スライド（３）に固定された軸（３３）に回転自在に支持されたローラ（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）である、
請求項１記載のハンドプレス機（１）である。

請求項３に係る本発明は、前記１対の各駆動カム（７，８）は、少なくとも一方の係合突部の頂部に、前記カム軸を中心とした円弧面（Ｃ）を有してなる、
請求項１又は２記載のハンドプレス機（１）である。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、駆動カムの係合突部がスライド側面の突起に係合することにより、実質的にピッチの大きなピニオンによりピンラックを駆動することになり、コンパクトな構造でもって、ハンドルレバーの所定回動量によりスライドを比較的大きなストロークで移動することができる。

更に、１対の駆動カムが半ピッチずつずれてスライド両側面の突起に係合するので、上記大きなピッチでありながら、常に駆動カムの係合突部とスライド突起との係合を保持して、スライドの左右側面に駆動カムからの送り力を作用して、駆動カムとスライドとの間の力伝達を確実にかつ滑らかに行うことができる。

請求項２に係る本発明によると、突起をローラとすることにより、駆動カムと突起との係合をローラが回転することにより滑らかにして、伝達損失を減少し、スライドを効率よく移動することができると共に、ハンドプレス機の耐久性を向上することができる。

請求項３に係る本発明によると、例えばスライドの移動端において、駆動カムの係合突部の頂部円弧面に突起が位置することにより、スライドから力が作用しても、それにより駆動カムが回動することがなく、スライドを該位置にて固定・保持することができる。

以下、図面の沿って、本発明の実施の形態について説明する。図１はハンドプレス機を示す正面図であり、図２はハンドプレス機の側面図である。ハンドプレス機１は、基台４と、支柱６と、フレーム２０と、フレーム２０に設けられたハンドルレバー２３及びスライド３を備える。基台４は床等の上に置かれ、該基台４上には製品を成型する際にプレスの一方の型となる下型５ａが固定されている。基台４の下型５ａより外れた一側部からは、支柱６が垂直上方向に立設されており、これら下型５ａと支柱６は、ボルトや溶接等により基台４へ確実に固定されている。

支柱６の上部には、フレーム２０の一方の縁部が固定され、該フレーム２０にはギヤとカム部品を組合わせた伝達機構が取付けられている。また、フレーム２０の他方の縁部では、レール２２によりスライド３が上下方向に摺動可能に案内されている。これにより、スライド３は上下方向移動自在となり、両型５ａ、５ｂの間に原材料５ｃ（通常は鋼板）を投入して両型５ａ、５ｂに圧力を加えることで、目的の成型製品を得ることができる。

次に、本発明に係るハンドプレス機１の伝達機構について説明する。伝達機構はフレーム２０に操作ギヤ２４、中間ギヤ２５、出力ギヤ２７と、ハンドルレバー２３と、カム軸２６と、１対の駆動カム７、８とを組み合わせることにより構成される。

フレーム２０は略矩形形状であり、フレーム２０の一方の縁部２０ａでは、支柱６を挟持できるよう支柱６の周面形状と当接可能な形状とされており、ボルトや溶接を介して支柱６と一体的に接合されている。また、フレーム２０の他方の縁部には、後述するスライド３が摺動するレール２２を有しており、レール２２面をスライド３が重力上下方向へ移動自在となっている。このレール２２とスライド３とは、上下方向のみの動きを可能とするための互に嵌合する形状を有しており、図中の左右や前後方向への動きが規制されて、所謂ガイドとして動作するものである。

フレーム２０には、軸２４ａ、２５ａ、２６が回転自在に支持されており、上記軸２４ａのフレーム２０から外部に突出した一端にはハンドルレバー２３が一体に固定されている。フレーム２０の内部において、上記各軸２４ａ、２５ａ、２６には、それぞれ操作ギヤ２４、中間ギヤ２５、出力ギヤ２７が固定されており、これらギヤは互いに噛合している。更に、上記軸２６には、一対の駆動カム７，８が固定されている。従って、ハンドルレバー２３の回動により、操作ギヤ２４、中間ギヤ２５、出力ギヤ２７、及びカム軸２６を介して駆動カム７、８が回動される。該駆動カム７、８の形状については次に説明するが、駆動カムへ伝達された力は、駆動カム７、８が有する摺動面７２、８２を介してスライド３に設けられた複数の突起（３１、３２）まで伝達され、スライド３を上下方向へ移動させることとなる。

次に図３及び図４を用い、本駆動カム７、８と突起３１、３２について説明する。図３は駆動カム７が、スライド３に設けた突起（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）と当接した状態を側面上方から見た斜視図であり、図４は駆動カム７が突起３１ｂと係合して、スライド３が最上位置まで上昇した状態を表す図である。図３及び図４によれば、駆動カム７と駆動カム８は回転軸を中心とする点対象形状を有していることから、本説明では駆動カム７についてのみ説明するものとし、駆動カム８の説明は省略する。

駆動カム７の周縁には、スライド３の突起３１へ駆動力を伝達しない滑り域７１と、突起３１ｂと当接して駆動力を伝達する摺動域７２が形成されている。図４に示す滑り域７１は、軸中心からの距離が同一である扇形Ａの範囲である。滑り域７１は、円筒形状である突起３１ｃと当接されているが、両者は駆動力を伝達することができず、突起３２ｃをガイドする役割を果たす領域となる。

次に、摺動域７２は図中の双頭矢印Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆで示す範囲により構成され、扇型Ａの一方の端部より始まる第１突起送り域Ｂと、第１突起送り域Ｂに繋がる円弧域Ｃと、円弧域Ｃに繋がる第２突起送り域Ｄと、第２突起送り域Ｄに繋がる突起間挿入域Ｅと、突起間挿入域Ｅに繋がる第３突起送り域７０Ｆとがループ状に環を成している。また、摺動域７２には円弧域Ｃを頂点とする係合突部７３と、突起間挿入域Ｅを頂点とする係合突部７４が形成されている。

以上の形状を有する駆動カム７、８は、駆動カム７の第２突起送り域Ｄと駆動カム８の突起間挿入域Ｅが、カム側面方向から見て重なり合うように半ピッチをずらしてカム軸２６に固定されて、突起（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）と当接される。

突起（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）は円柱形状で、スライド３の片側面に等間隔に配置されていると共に、スライド３の反対側面には突起（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）が、突起（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）と半ピッチをずらして突起どうしの間に設けられている。このような突起は、図２中に示すようにスライド３へ螺合されたローラ軸３３に回動自在に支持されたローラにより構成されるが、スライド３と一体の円筒軸状のものでもよい。

ついで、以上の構造からなるハンドプレス機１の作用について説明する。

分離した状態にある下型５ａと上型５ｂに原材料５ｃを投入し、ハンドプレス機１のハンドルレバー２３を図１中で時計周り方向へ回動することにより、操作ギヤ２４はハンドルレバー２３と共にギヤ軸２４ａを中心とした回動を行う。操作ギヤ２４には中間ギヤ２５が、中間ギヤ２５には出力ギヤ２７が噛合されているので、操作ギヤ２４の回動は出力ギヤ２７まで伝達される。本実施例による機構では、操作ギヤ２４の径を大径として、中間ギヤ２５及び出力ギヤ２７をそれより小径とする増速機構とされているので、操作ギヤ２４の小さな移動角によっても、出力ギヤ２７を大きく回動させることが可能となっている。この場合に本実施例の代わりとして、２つのギヤをチェーンを介して繋ぐチェーン機構としても、本発明と同様の回動機構を作ることが可能である。

出力ギヤ２７の回動は、カム軸２６を介して駆動カム７、８まで伝達され、駆動カム７、８と当接する突起３１、３２を介してスライド３が上下方向へ移動することとなる。次に、駆動カム７，８と突起３１、３２の作用について説明を続ける。

図４では、スライド３が最も上位置にある状態にあり、突起３１ｂの周縁と駆動カム７の係合突部７３が当接し、かつ、突起３１ｃの周縁と駆動カム７の扇型Ａが当接した状態にある。本状態によれば、係合突部７３が有する円弧域Ｃの円弧上に突起３１ｂの円弧が当接しているので、突起３１ｂの移動方向の力は円弧域Ｃの円弧軸方向へ向かう力となり、突起３１ｂは上下に移動することができない。すなわち、スライド３はロックされた状態にある。また、本状態での駆動カム８は、滑り域８１が突起３２ｃと当接されるのみでありハンドプレス機１の動作に影響を与えることはない。

次に、ハンドルレバー２３を操作することにより駆動カム７、８が図中時計方向に回動を始めると、駆動カム７の第１突起送り域Ｂでは突起３１ｃを下方へ移動させる方向の力が生じ、同時に駆動カム７の円弧域Ｃの円弧上では突起３１ｂとの当接が解除され、第２突起送り域Ｄと突起３１ｂとの当接が始まる。第２突起送り域Ｄは、中央部が谷となる凹状に形成されており、駆動カム７の軸中心からの半径距離は谷部に向けて暫時小さくなっているので、突起３１ｂは第２突起送り域Ｄに沿ってより半径距離の小さい谷部へ移行してゆき、突起３１ｂは下方向へ移動することとなる。本状態でも駆動カム７は突起３１ｂと突起３１ｃの２点による接触が維持される。

さらに駆動カム７、８の回動が進むと、駆動カム８の係合突部８４は、その送り域Ｆ´を突起３２ｃに接触しつつ該突起３２ｃを下方に送り、同時に突起３１ｂは駆動カム７の第２突起送り域Ｄの半径が最小である部位（凹状谷部）と水平位置にて当接される。本駆動装置は、常時一対の駆動カム７、８と突起３１、３２の３箇所（例えば、駆動カム７の第１突起送り域Ｂの突起３１ｃ、第２突起送り域Ｄと突起３１ｂ、駆動カム８の扇型Ａと突起３２ｃ）と接触し、移行時では４箇所で接触する（例えば、駆動カム７の第２突起送り域Ｄと突起３１ｂ、第１突起送り域Ｂと突起３１ｃ、駆動カム８の係合突部８４と突起３２ｂ、係合突部８４と突起３２ｃ）。これにより、より安定した送り状態を形成することができる。また、さらに駆動カム７、８の回動が進むと、駆動カム８の係合突部８４が突起３２ｃを送り続けて、駆動カム７の第１突起送り域Ｂと突起３１ｃの接触が解除され、駆動カム７の係合突部７４が突起３１ａと突起３１ｂの間に挿入されてゆく。この状態では、駆動カム８は係合突部８３が突起３２ｂと接触を始めており、最終的に係合突部８３が有する円弧域Ｃが突起３２ｂと当接してロック状態が形成されて、スライド３の下降工程が完了する。

プレス作業が完了してスライド３を上昇移動させるには、上述の下降工程とは逆の動作により駆動カム７、８と突起３１，３２が当接と繰り返して、図４に示す状態に復帰することができる。

以上のように、ハンドルレバー２３を小角度に回動操作することによっても、駆動カム７、８を大きく回動することができ、駆動カム７，８はスライド３が有する突起３１、３２と常時複数の位置で当接することができるので、安定して確実にスライド３を上下移動することが可能となる。

また、本実施例では突起３１、３２を、ローラ軸３３に回動自在に支持されたローラとすることにより、駆動カム７、８と突起３１、３２との摺動抵抗を減ずることができるので、より滑らかにスライド３を移動することが可能となる。

さらに、スライド３の最上位置では駆動カム７の円弧域Ｃと突起３１ｂとが当接し、スライド３の最下位置では駆動カム８の円弧域Ｃと突起３２ｂとが当接することとなるので、スライド３の移動を確実に固定することができる。

以上、本発明をその好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明のハンドプレス機は、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したハンドプレス機も、本発明の範囲に含まれる。

本実施形態におけるハンドプレス機を示す正面図である。 本実施形態におけるハンドプレス機を示す側面図である。 本実施形態における駆動カムが、スライドに設けた突起と当接した状態を側面上方から見た斜視図である。 本実施形態における駆動カム７が突起と係合して最上位置まで上昇した状態を表す図である。

符号の説明

１ ハンドプレス機
３ スライド
７ 駆動カム
８ 駆動カム
２０ フレーム
２４ 操作ギヤ
２５ 中間ギヤ
２７ 出力ギヤ
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ 突起
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ 突起
７１、８１ 滑り域
７２、８２ 摺動面
７３、７４ 係合突部
８３、８４ 係合突部

Claims (3)

1. 基台に立設された支柱に取付けられたフレームに、ハンドルレバーを回転自在に支持すると共にスライドを上下方向移動自在に支持し、前記ハンドルレバーの回動に基づき前記スライドを上下方向に移動してなる、ハンドプレス機において、
   前記ハンドルレバーの回転軸に連結されたギヤと、
   前記ギヤに連動しかつ前記フレームに回転自在に支持されたカム軸と、
   それぞれ少なくとも２個の係合突部を有し、かつ該係合突部が互に半ピッチずれるように前記カム軸に固定された１対の駆動カムと、
   前記スライドの左右両側面に互に半ピッチずれて上下方向に設けられ、前記１対の各駆動カムの前記係合突部にそれぞれ係合する複数の突起と、を備えてなる、
   ことを特徴とするハンドプレス機。
2. 前記突起が、前記スライドに固定された軸に回転自在に支持されたローラである、
   請求項１記載のハンドプレス機。
3. 前記１対の各駆動カムは、少なくとも一方の係合突部の頂部に、前記カム軸を中心とする円弧面を有してなる、
   請求項１又は２記載のハンドプレス機。
   

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