JPH0140634Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、プレス機械のスライドを昇降させる
クランク軸に不等速回転を与えるプレス機械の駆
動装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、プレスのスライドを昇降させるクランク
軸に不等速回転、例えば早戻り動作を与える機構
（速度特性変換機構）を有するプレスとして、リ
ンクプレスが知られている。

このようなリンクプレスのうち多用されている
ものは、第９図に示されるように、クランク軸２
１の一端に同心にメーンギヤ２２を固設し、クラ
ンク軸２１の偏心部２１Ａにレバー２３の中間部
を回転自在に係合し、レバー２３の下方の端部２
３Ａをコンロツド２４を介してプレスのスライド
２５に連結し、やや側方に突出したレバー２３の
上方の端部２３Ｂをリンク２６を介してフレーム
２７の側部の張出部２７Ａに連結し、レバー２３
をクランク軸２１の偏心部２１Ａの回転で上下に
揺動させることにより、スライド２５の昇降を早
戻りさせている。

また、その他のものには、第１０図に示される
ように、メーンギヤ３１をフレームの軸受部３２
に回転自在に支持し、このメーンギヤ３１の中心
Ｓからクランク軸３３の中心Ｔを上方に偏心させ
て設け、メーンギヤ３１の偏心ピン３４と、クラ
ンク軸３３に偏心して設けたクランクピン３３Ａ
に固設した腕３５の先端とをリンク３６で連結
し、前記クランク軸３３の偏心部に滑合したコン
ロツド３７を介してスライドの昇降を早戻りさせ
ているもの（実願昭61−15196号：実開昭62−
127391号公報）がある。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記駆動機構は、メーンギヤの
等速回転をクランク軸の不等速回転に変換する速
度特性変換機構として、何れもピン連結されて互
いに摺動することのないリンク機構を用いている
ため、リンク等の構造が複雑となるという問題点
がある。

また、前記駆動機構がクランク軸２１，３３の
偏心部２１Ａ以外に、移動する回動支点が複数箇
所、すなわち、前者にあつてはレバー２３とコン
ロツド２４との連結部およびレバー２３とリンク
２６との連結部の２箇所、後者にあつてはメーン
ギヤ３１の偏心ピン３４の部分、腕３５とリンク
３６との連結部及びクランク軸３３のクランクピ
ン３３Ａの部分の３箇所あるため、各回動支点で
の摩擦に基づく機械的損失が大きいという問題点
もある。

さらに、多用される前者のものは、フレーム２
７の側部２７Ａにリンク２６の連結部が張り出
し、プレスのクランク軸２１に直交する方向の幅
を広くし、生産工場で多数のプレスを横に列べて
生産ラインを組む場合等にきわめて不便であつ
た。

本考案の目的は、比較的簡単な構成にできると
ともに、機械的損失が少なく、かつ、プレスのス
ライドの下降速度を遅くし上昇速度を速くする早
戻り機構の性能は従来と同等以上であるプレス機
械の駆動装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、実施例に付した符号をつけて説明す
ると、メーンギヤ４の等速回転をクランク軸９の
不等速回転に変換する速度特性変換機構１０とし
て、ピン結合によるリンクでなく、摺動による結
合を用いることで機構が簡単になることを見い出
してなされたもので、クランク軸９と一体回転す
る回転体８に、クランク軸９の偏心部９ｂの形成
方向に対し所定角度進んだ半径方向の溝８ａを設
け、メーンギヤ４の偏心位置に突設されたピン６
を前記溝８ａに対し摺動自在に係合させることに
より、移動する回動支点をこのピン６の摺動部分
の１箇所にして機械的損失を無くし、前記目的を
達成しようとするものである。

具体的には、本考案は、ピニオン３を一体に有
する駆動軸２と、メーンギヤ４と、スライド駆動
用偏心部９ｂを有するクランク軸９とをそれぞれ
フレーム１に回転自在に支持し、前記ピニオン３
をメーンギヤ４に噛合させるとともに、メーンギ
ヤ４を速度特性変換機構１０を介してクランク軸
９に連結し、前記駆動軸２の等速回転をクランク
軸９に不等速回転として伝達するプレス機械の駆
動装置において、クランク軸９の端部に回転体８
を固定するとともに、この回転体８の外側面に半
径方向に沿つた溝８ａを設け、この溝８ａの形成
方向を前記クランク軸９の偏心部９ｂの形成方向
から回転方向に所定角度進んだ位置とし、かつ、
前記メーンギヤ４の回転軸心O′を前記クランク
軸９の回転軸心Ｏから所定量ｅだけ偏心した位置
とし、さらに、このメーンギヤ４に偏心して突設
されたピン６を前記回転体８の溝８ａに摺動自在
に係合したことを特徴とするプレス機械の駆動装
置である。

本考案において、クランク軸９、メーンギヤ４
及び駆動軸２の回転軸心Ｏ，O′，O″を同一の垂
直面内に配置することにより、幅方向寸法を狭く
することが可能である。

〔作用〕

このような構成において、駆動軸２を回転する
と、ピニオン３を介してメーンギヤ４が回転され
る。このメーンギヤ４の回転に伴いメーンギヤ４
の偏心位置に突設されたピン６が旋回し、溝８ａ
を介して回転体８を回転させ、回転体８と一体の
クランク軸９を回転させて、クランク軸９の偏心
部９ｂを偏心回転させることとなる。

前記ピン６による回転体８の回転駆動にあた
り、クランク軸９の回転軸心Ｏとメーンギヤ４の
回転軸心O′とは偏心されているから、ピン６の
溝８ａに対する係合位置はメーンギヤ４の回転に
伴い刻々と変化する。従つて、メーンギヤ４に突
設されているピン６が等速回転して常に同一の周
速度をクランク軸９に固定された回転体８に伝達
しても、ピン６の回転体８への作用点（係合位
置）が刻々と変化するため、回転体８ひいてはク
ランク軸９の回転速度は一定とはならない。

すなわち、ピン６の作用点が回転体８の回転軸
心Ｏに近い位置にあるときは、回転体８の回転速
度は大きくなり、一方、回転中心Ｏから離れてい
る位置にあるときは回転体８の回転速度は小さく
なる。このため、メーンギヤ４の等速回転は回転
体８、ひいてはクランク軸９の不等速回転として
伝達されることとなる。この際、溝８ａの方向は
クランク軸９の偏心部９ｂの方向に対し所定角度
進み方向にずれているため、クランク軸９の偏心
部９ｂの回転は、上死点位置から下死点位置へと
回転する時は遅く、その逆は速くなり、いわゆる
早戻り運動をする。

以上により、プレス機械のスライドを不等速運
動させることができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例について図面を参照して
説明する。ここにおいて、各実施例の同一もしく
は相当構成部分は、同一符号を用い、重複部分の
説明は省略もしくは簡略にする。

第１図ないし第３図において、第１の実施例を
説明する。

プレスの前後方向に向けてフレーム１に回転自
在に設けられた駆動軸２は、フライホイール２
ａ、クラツチ２ｂ、ブレーキ２ｃ等を有し、か
つ、駆動軸２に一体に設けられたピニオン３は、
メーンギヤ４に噛合されている。メーンギヤ４に
は回転軸５が設けられ、この回転軸５はフレーム
１に回転自在に支持されている。回転軸５の軸心
O′は、駆動軸２の軸心O″の直上位置に駆動軸２
と平行に設けられている。

クランク軸９は、プレスの前後方向の向きに、
フレーム１に回転自在に支持され、このクランク
軸９は速度特性変換機構１０を介してメーンギヤ
４に連結されている。この速度特性変換機構１０
は、クランク軸９の軸受部９ａの一端すなわち後
端に固定された回転体８を備えている。この回転
体８とメーンギヤ４とは対向しており、それらの
対向面、すなわち、回転体８の外端面（後端面）
には半径方向の溝８ａが、一方、メーンギヤ４の
一端面にはその軸心O′から半径Ｒの偏心位置に
軸心Ｐを有するピン６が固定されている。回転体
８の溝８ａ内にはすべり子７が摺動自在に嵌合さ
れ、このすべり子７の中心孔にはピン６の先端が
回転自在に嵌入されている。これらの回転体８、
溝８ａ、すべり子７及びピン６により、前記速度
特性変換機構１０が構成されている。

メーンギヤ４の軸心O′はクランク軸９の軸受
部９ａの軸心Ｏの直下方向に所定量（偏心量）ｅ
だけ偏心して設けられている。従つて、メーンギ
ヤ４の等速回転は、クランク軸９に不等速回転と
して伝達される。

すなわち、メーンギヤ４の回転は、ピン６およ
びすべり子７を介してクランク軸９と一体の回転
体８に伝達されるが、メーンギヤ４の回転軸心
O′とクランク軸９の回転軸心Ｏとが偏心してい
ることにより、すべり子７を介してピン６の溝８
ａへの係合位置が、ピン６の回転に伴い、溝８ａ
の半径方向に変化する。このため、ピン６の軸心
O′を中心とする回転（旋回）速度、換言すると、
周速度が一定であつても、回転体８ひいてはクラ
ンク軸９を回転させる作用点がクランク軸９の回
転軸心Ｏから位置変化するため、クランク軸９の
回転は不等速となることとなる。

より具体的には、ピン６の回転体８への作用点
が回転体８の回転軸心Ｏに近い位置にあるときに
は、同一周速度でも回転半径が小さい分、回転体
８ひいてはクランク軸９の回転速度は大きくな
る。一方、ピン６の作用点が回転体８の回転軸心
Ｏから離れているときには、同一周速度に対して
回転半径が大きくなる分、回転体８ひいてはクラ
ンク軸９の回転速度は小さくなる。従つて、ピン
６の回転体８に対する作用点の変化に応じて回転
体８の速度が変化して回転体８と一体のクランク
軸９が不等速回転することになる。

前記クランク軸９の軸心Ｏと偏心部９ｂの軸心
Ｑとを結ぶ線、すなわち、偏心部９の形成方向に
対し、回転体８の溝８ａはクランク軸９の回転褒
向（矢印Ｂ）に角θだけ進んだ方向に向けて設け
てある。従つて、偏心部９ｂが上死点、すなわ
ち、最上位置にあるとき、各軸心の配置は、第２
図に示すとおり、O′，Ｏ，Ｑが一直線上（同一
垂直面内）に位置し、ピン６は溝８ａの中心線上
にあるので直線Ｏ，Ｐは直線O′，Ｏ，Ｑと角θ
をなす。この角θを設けたことと、前記メーンギ
ヤ４の軸心O′とクランク軸９の軸受部９ａの軸
心Ｏとの偏心とにより、前記速度特性変換機構１
０は、いわゆる早戻り機構として構成されてい
る。

上述の早戻り機構は、ｅ／Ｒ＝0.4〜0.6におい
て効果的に運用でき、角θは45度程度とするのが
良い。

次に、本実施例の作用について第４図及び第５
図をも参照して説明する。

第１図ないし第５図において、駆動軸２を回転
させると、ピニオン３によりメーンギヤ４が駆動
され、ピン６にはめ込んだすべり子７が回転体８
の溝８ａの中を摺動しながら回転体８を回転さ
せ、クランク軸９を回転させる。この際、前述の
ようにメーンギヤ４の軸心O′とクランク軸９の
回転軸心Ｏとの偏心に基づき、クランク軸９は、
不等速回転される。

クランク軸９の回転にあたり、第２図に示す偏
心部９ｂが上死点から下死点まで180度駆動され
る間に、ピン６の軸心ＰはP′に達する。

すなわち、クランク軸９が180度回転されると
いうことは、回転体８が180度回転されることで
あり、回転体８の溝８ａも180度回転される。従
つて、溝８ａにすべり子７を介して係合されてい
るピン６の軸心Ｐもクランク軸９の軸心Ｏを挾ん
で180度回転した位置、換言すると、直線Ｐ，Ｏ
の線上に位置することとなる。一方、ピン６は、
メーンギヤ４に固定されているため、メーンギヤ
４の軸心O′を中心として旋回することとなり、
このメーンギヤ４の軸心O′を中心とした軌跡と、
前記直線Ｐ，Ｏとの交線にピン６が位置すること
となり、この点がP′である。この点P′は、メーン
ギヤ４側からみると、メーンギヤ４の軸心O′が
クランク軸９の軸心Ｏから偏心していることによ
り、メーンギヤ４の軸心O′に対し180度よりも大
きく角度回転している状態にある。具体的には、
ｅ／Ｒが0.6で、θが45度の場合、メーンギヤ４
は角度218度58分だけ回転する。逆に言うと、メ
ーンギヤ４の218度58分（＞180度）の回転によつ
てクランク軸９の偏心部９ｂが下降方向に180度
回転することとなり、メーンギヤ４の残り141度
02分の回転によつて偏心部９ｂが上昇方向に180
度回転することになつて、クランク軸９はスライ
ドの下降が遅く上昇が速い不等速運動を行う。

今、ｅ＝125mm、Ｒ＝265mm、θ＝45度、メーン
ギヤ４の回転数＝55rpm、クランク軸９の軸受部
９ａと偏心部９ｂとの軸心距離Ｏ，Ｑ（偏心量ｒ）
＝100mmとしたとき、メーンギヤ４の第２図に示
す位置を零度として、その回転角度（クランク角
度）に対するプレスのスライドのストローク、速
度、加速度特性は、第４図及び第５図にそれぞれ
実線で示す曲線Ｅ，Ｇ，Ｊのとおりとなる。第４
図及び第５図において、破線で示す曲線Ｆ，Ｈ，
Ｋは、それぞれ従来の通常のプレスにおけるクラ
ンク角度に対するストローク、速度、加速度特性
を示す。

第４，５図において、プレスのクランク角度に
対する本実施例のストロークＥ、速度Ｇ、加速度
Ｊと、従来の通常のストロークＦ、速度Ｈ、加速
度Ｋとを比較すれば、本実施例の動作は、スライ
ドの下降速度がきわめて遅くプレスの加工、特に
深しぼりにおいて大きな効果を発揮することが判
る。

また、クランク軸９の回転軸心Ｏ、メーンギヤ
４の軸心O′及び駆動軸２の軸心O″が一直線上
（同一垂直面内）に配列されることにより、プレ
スの幅を狭くできる。さらに、駆動軸２からクラ
ンク軸９に至る動力の伝達経路の途中には、移動
する回動中心はピン６とすべり子７との連結部の
１箇所のみであるから、駆動に伴う損失を少なく
でき、効率を向上できる。また、ピン６とすべり
子７との連結部構造も簡単であり、安価に提供で
きるという効果がある。

第６図及び第７図において、第２の実施例を説
明する。

第６，７図において、メーンギヤ４の軸心
O′はクランク軸９の軸受部９ａの軸心Ｏの直上
方向で所定量ｅだけ偏心した位置にあり、回転体
８の溝８ａの方向は、クランク軸９の軸受部９ａ
の軸心Ｏと偏心部９ｂの軸心Ｑとを結ぶ線、すな
わち、偏心部９ｂの形成方向に対し、クランク軸
９の回転方向に180度と角θとの和だけ進んだ方
向に設けてある。その他については、第１の実施
例と全く同様であり、駆動軸２のピニオン３に噛
合されたメーンギヤ４の回転は、速度特性変換機
構１０を介してクランク軸９に伝達される。

すなわち、本実施例は、クランク軸９の回転軸
心Ｏに対してメーンギヤ４の軸心O′を前記第１
の実施例と反対側、換言すると、クランク軸９の
偏心部９ｂに対して回転方向に180度進めた状態
に設け、このメーンギヤ４の角度が進んだ分
（180度）だけ、クランク軸９の偏心部９ｂに対す
る回転体８の溝８ａの方向を進めて設けたもので
ある。

従つて、偏心量ｅ、ピン６の偏心位置Ｒ及び角
θを前記第１の実施例と同一の値に設定すれば、
プレススライドのストロークＥ、速度Ｇ及び加速
度Ｊは、第３，４図に示される第１の実施例のそ
れらの線図と全く同一となり、その作用効果も同
一である。

第８図は、本考案の第３実施例の第７図相当の
構造を示している。この実施例は、第２の実施例
の変形である。

第８図においては、メーンギヤ４の回転軸５の
軸心O′がクランク軸９の軸受部９ａの軸心Ｏの
45度上方にある場合で、回転体８の溝８ａの方向
は、直線O′，Ｏの延長線から角θだけクランク
軸９の回転方向に進んだ位置に設けられている。

すなわち、この第３の実施例では、前記第２の
実施例と同様に、メーンギヤ４の回転軸心O′が
クランク軸９の軸受部９ａの軸心Ｏより上方にあ
り、かつ、このメーンギヤ４の軸心O′がクラン
ク軸９の軸心Ｏの直上位置より所定角度、本例で
は45度、クランク軸９の回転方向に対して遅れた
位置にある。

従つて、本実施例でも、第２の実施例と同様
に、回転体８の溝８ａは、クランク軸９の偏心部
９ｂに対し軸心Ｏのほぼ反対側に位置し、かつ、
軸心Ｏと軸心O′とを結ぶ線に対して角θだけ進
んだ位置に設定される。この際、角θ＝45度であ
ると、前述のようにメーンギヤ４の軸心O′の遅
れ角度が45度であることから、溝８ａの位置は、
クランク軸９の軸心Ｏに対し偏心部９ｂの丁度反
対側、換言すると180度位置になる。

また、本実施例において、クランク軸９の偏心
部９ｂの偏心量γ、クランク軸９の軸心Ｏに対す
るメーンギヤ４の軸心O′の偏心量ｅ、ピン６の
偏心位置Ｒ等を前記各実施例と同一に設定したと
しても、本実施例では、メーンギヤ４の軸心
O′がクランク軸９の軸心Ｏの直上位置から45度
ずれた位置にあるため、メーンギヤ４の軸心
O′の偏心量ｅの鉛直方向成分は、ｅ／√２とな
る。

このため、本実施例におけるクランク角度に対
するストローク、速度、加速度特性は、前記各実
施例とは多少異なつた状態となるが、早戻り機構
である点では同一である。

この本実施例における各特性線は、前記第４図
及び第５図に一点鎖線で示されている。すなわ
ち、一点鎖線で示す曲線Ｌ，Ｍ，Ｎがそれぞれ本
実施例のストローク、速度、加速度特性を示して
いる。従つて、メーンギヤ４が220度回転する間
に、偏心部９ｂが上死点から下死点に達する。

この第３の実施例によれば、プレスのスライド
の下降が第１及び第２の実施例に比しやや遅く優
れているが、プレスの横幅がやや大きくなる不利
な点がある。

また、この第３の実施例と同様の変形、すなわ
ち、メーンギヤ４の軸心O′をクランク軸９の軸
受部９ａの軸心Ｏの直下位置から所定角度変位さ
せる変形は、第１の実施例についても設定でき
る。

なお、前記第１〜第３の実施例から分るよう
に、本考案は、ピン連結されたリンクを用いず
に、メーンギヤ４とクランク軸９とを、互いに摺
動状態で係合するピン６と半径方向の溝８ａとを
有する速度特性変換機構１０を用いて連結してい
るものであればよく、その形状等は限定されな
い。

すなわち、溝８ａの進み角θは、45度に限定さ
れず、プレスの所望特性に応じて設定すればよい
が、前述のように45度程度とするのがよい。ま
た、クランク軸９の軸受部９ａの軸心Ｏに対しメ
ーンギヤ４の軸心O′をその直上位置からずらす
角度も45度に限らず、プレスの所望の特性と、プ
レスの横幅として許容できる範囲との両者の関連
で設定すればよい。

さらに、前記第１〜第３の実施例において、駆
動軸２の設置位置は、メーンギヤ４の回転軸５と
平行で、メーンギヤ４に噛合できる位置であれば
よいが、特に前記第１、第２の実施例のようにそ
の直下方向あるいはこれらとは反対にその直上方
向であれば、駆動軸２、メーンギヤ４及びクラン
ク軸９の軸受部９ａの軸心O″，O′，Ｏが同一垂
直面内に配置されることとなり、プレスのクラン
ク軸９に直交する方向の幅、すなわち水平方向の
幅が狭くなつて有利である。

また、本明細書の実用新案登録請求の範囲にお
ける符号は、本考案の理解を援けるために付した
ものであり、本考案が前記実施例の構造に限定さ
れることを意味するものではない。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、メーンギヤ４の等速回転をクランク軸９に不
等速回転として伝達するにあたり、ピン結合され
たリンクを用いず、互いに摺動するピン６と溝８
ａとで連結された速度特性変換機構１０を用いた
から、移動する回動中心が少なくなつて損失を少
なくできるとともに、構造を簡単にできる。しか
も、プレスのスライドの下降速度が遅く、深しぼ
り等の加工性が従来と同等以上であるプレスが得
られる等、実用上の効果と利点はきわめて大き
い。また、クランク軸９の軸受部９ａ、メーンギ
ヤ４及び駆動軸２のそれぞれの軸心Ｏ，O′，
O″を同一垂直面内に配列すれば、プレスのクラ
ンク軸９に直交する方向の幅をきわめて狭くする
ことができ、生産ラインを組む上できわめて有利
にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の第１の実施例を
示し、第１図は縦断側面図、第２図は第１図のＡ
−Ａ線に沿う断面図、第３図は第１図の要部の分
解斜視図、第４図は第１ないし第３の実施例並び
に従来例によるストローク線図、第５図は同じく
速度、加速度線図、第６図及び第７図は本考案の
第２の実施例を示し、第６図は縦断側面図、第７
図は第６図のＣ−Ｃ線に沿う断面図、第８図は第
３の実施例を示す第７図相当の断面図、第９図及
び第１０図は従来例を示し、第９図は一例の断面
図、第１０図は他例の断面図である。 １……フレーム、２……駆動軸、３……ピニオ
ン、４……メーンギヤ、５……回転軸、６……ピ
ン、７……すべり子、８……回転体、８ａ……
溝、９……クランク軸、９ａ……軸受部、９ｂ…
…偏心部、１０……速度特性変換機構、Ｏ，O′，
O″，Ｐ……軸心、ｅ，ｒ……偏心量、Ｒ……偏
心位置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ピニオン３を一体に有する駆動軸２と、メー
   ンギヤ４と、スライド駆動用偏心部９ｂを有す
   るクランク軸９とをそれぞれフレーム１に回転
   自在に支持し、前記ピニオン３をメーンギヤ４
   に噛合させるとともに、メーンギヤ４を速度特
   性変換機構１０を介してクランク軸９に連結
   し、前記駆動軸２の等速回転をクランク軸９に
   不等速回転として伝達するプレス機械の駆動装
   置において、クランク軸９の端部に回転体８を
   固定するとともに、この回転体８の外側面に半
   径方向に沿つた溝８ａを設け、この溝８ａの形
   成方向を前記クランク軸９の偏心部９ｂの形成
   方向から回転方向に所定角度進んだ位置とし、
   かつ、前記メーンギヤ４の回転軸心O′を前記
   クランク軸９の回転軸心Ｏから所定量ｅだけ偏
   心した位置とし、さらに、このメーンギヤ４に
   偏心して突設されたピン６を前記回転体８の溝
   ８ａに摺動自在に係合したことを特徴とするプ
   レス機械の駆動装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第(1)項において、前
   記クランク軸９の回転軸心Ｏ、メーンギヤ４の
   回転軸心O′及び駆動軸２の回転軸心O″が同一
   の垂直面内に配置されたことを特徴とするプレ
   ス機械の駆動装置。