JPH04107342A - ダイナミックバランサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プレス装置等における加振力を減少させるた
めのダイナミックバランサ装置に関する。

（従来の技術） プレス装置は、往復運動するラムの慣性力等の周期的な
不平衡力や成形時の衝撃力等による加振力によって振動
が発生し、その振動が基礎を通じて周囲に伝播して、振
動公害を発生させる等、種々の悪影響を及ぼす。そのた
め、従来プレス装置を据付る基礎を重い強固な基礎にす
るとか、基礎に防振材を用いて振動を、吸収するような
対策を講している。該方策は衝撃力の伝播を緩和するの
に特に有効であるが、高加振力の振動を確実に遮断する
のは困難である。そのため、特にストロークが長く、し
かも高い圧力が要求されるプレス装置において、高速化
した場合強い振動が発生し、高速化を阻害する要因にな
っており、高速運転を可能にするためには、プレス装置
自体の振動抑制は避けられない課題である。

（発明が解決しようとする問題点） プレス装置における振動の発生原因は、前記したように
主に周期的な不平衡力と衝撃力によって発生する。本発
明は振動の発生原因となる前者の周期的な不平衡力で発
生する加振力を低減させてプレス装置自体の振動を低減
させようとするものである。一般に欅械装置において、
周期的な不平衡力の発生を抑制する方策として、該不平
衡力に対向するバランスウェイトを逆の位相で変位させ
て不平衡力を打ち消す方法が知られている。該方法をプ
レス装置に適用した場合、単動のクランクプレスの場合
のように、不平衡力の発生が単純な波形であると、該波
形に対応してバランス質量を変位させることは比較的簡
単である。しかしながら、ダブルアクションプレスのよ
うに２個のラムが移動する場合は、その加振力の波形も
複雑となり、それに対応してバランス質量を変位させる
には複雑な機構が必要である。特に、一方のラムがリン
クモーション機構によって変位する場合、両ラムによっ
て発生する合成の加振力は、複雑な波形となり、それに
対応してバランス質量を変位させることは非常に困難で
ある。

本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであって、周
期的に複雑な波形で変動する加振力であっても、極めて
簡単な機構によって効果的に抑制することができ、しか
も位相の調部も簡単に調節することができるダイナミッ
クバランサ装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成する本発明のダイナミックバランサ装置
は、フレームに軸受された回転主軸、該回転主軸とギア
伝動により回転するサブクランク軸、該サブクランク軸
に連接棒を介して懸垂されたバランスウェイ１−とから
なり、前記ギア伝動の噛み合い比及びサブクランク軸の
クランクレバーと連接棒長さ比を適宜選択することによ
って前記バランスウェイトの振動位相を調節できるよう
にしたことを特徴とする構成を有している。そして、前
記サブクランク軸が前記回転主軸の両側に対称に２本配
置され、該２本のサブクランク軸が同速度で回転し単一
のバランスウェイトを個別の連接棒を介して連結し、し
かも前記２本のサブクランク軸が互いに逆回転するよう
にすることによって、バランスウェイト自体の横揺れに
よる振動の発生がなく、効果的に加振力を弱めて振動の
発生を抑制することができる。特に、上記ダイナミック
バランサ装置をリンクモーション機構によって上下動す
るダブルアクションプレス装置のクランク軸に設けるこ
とによって、ラムの複合的な動きにより発生する加振力
を削減できる。

（作用） フレームに軸受された回転主軸が回転することにより、
該主軸の回転をギア機構により所定の速度比でサブクラ
ンク軸が回転し、サブクランク軸の回転によってクラン
クピンに嵌合された連接棒の下端に垂下されたバランス
ウェイトを上下動させる。したがって、該バランスウェ
イ１へを装置の往復荷重の位相と逆位相で変位させれば
、互いの加振力が逆方向に作用し、加振力を低減させる
ことができる。バランスウェイトの変位位相は、前記ギ
ア伝動の噛み合い比及びサブクランク軸のクランクレバ
ーと連接棒長さ比を適宜選択することによって調節でき
る。

前記サブクランク軸が前記回転主軸の両側に対称に２本
配置され、該２木のサブクランク軸が同速度で互いに逆
回転して単一のバランスウェイ１へを両側の連接棒を介
して連結したことにより、バランスウェイトがサブサブ
クランク軸の回転に伴って左右の連接棒から受ける力の
垂直分力は互いに同方向のベクトルを有するが、水平分
力は互いに逆方向のベクトルを有するので、水平分力は
打ち消され、バランスウェイトは垂直に上下動すること
ができる。従って、バランスウェイトの上下動を案内す
るためのガイドは特に必要でなく、しかも単にクランク
機構によってバランスウェイトを」二下動させる場合の
ように、バランスウェイトが横揺れすることがないので
、バランスウェイ１−自体の慣性力で横揺れを増幅させ
ることはない。

特に、ダイナミックバランサをギア機構によって構成す
ることにより、複雑なリンク機構を用いることなく、歯
数比及びサブクランクのアーム長と連接棒長比を適宜変
えることによって、バランスウェイトの振動位相を適宜
調整することができるから、ラムの加振力とバランスを
とるような波形を有するバランスウェイトを容易に得る
ことができ、効果的に振動を減少させることができる。

特に、高加振力の場合は有効である。

ダブルアクションプレスにおいて、アッパーラムをクラ
ンク機構でサイン曲線形に変位させ、ロアラムを上死点
付近でドウエルをとるようにリンク機構で変位させると
、両ラムの変位によって発生する合成加振力は、両ラム
の変位とほぼ２倍のサイクルを有するカーブとなる。従
って、そのような加振力を打ち消すためには、サブクラ
ンク軸をメインクランク軸の２倍の速度で回転するよう
に、ギア比を選択してダイナミックウェイトを逆位相で
振動させることにより、全体としての加振力は互いに打
ち消されて減少させることができる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施例のダイナミックバランサ装置は、フレームに軸
受された回転主軸であるメインクランク軸１を有し、該
メインクランク軸を中心として対称位置にサブクランク
軸２．３を配置し、該サブクランク軸に連接棒４．５を
介してバランスウェイト６を懸垂させている。その伝動
機構は図示のようにギア機構を採用してあり、フライホ
ールが取り付けられた駆動軸７から、駆動ギア８−従動
ギア９−サブクランク軸２−サブクランク軸ギア１０−
メインクランク軸ギア１１−アイドルギア１２−アイ１
くル軸１３−サブクランク軸ギア１４サブクランク軸３
の順に伝動される。前記サブクランク軸ギア１０．１４
及びアイドルギア１２は同じ歯数でありサブクランク軸
２と３が同一回転数で互いに逆方向に回転するようにな
っている。

同様の機構が、第３図に示すように各軸の他端側にも設
けられている。

従って、バランスウェイト６がサブクランク軸２．３の
回転に伴って左右の連接棒４．５から受ける力は、垂直
分力は互いに同方向のベクトルを有するが、水平分力は
互いに逆方向のベクトルを有するので、水平分力は打ち
消され、バランスウェイトは垂直に上下動することがで
きる。従って、バランサの上下動を案内するためのガイ
ドは特に必要でなく、シかも錘が横揺れすることがない
ので、錘自体の慣性力で横揺れを増幅させることはない
。

第２図〜第５図は、上記バランスウェイトを適用した対
向ラムを有するダブルアクションプレスの実施例を示し
、第２図は全体を示す正面概略図である。

図中２１はベースであり、該ベース上方にベツド２２が
、上部に上部フレーム（クラウン）２３がタイロッド２
４で締付けられ、適宜のパネルが取り付けられて本体フ
レームを構成している。２５は深絞り用のパンチ２６が
取付けられているアッパーラムでり、第３．４図に示す
ように、４隅を本体フレームに固定されたガイドブツシ
ュ２７．２８に上下動自在に嵌合したガイドポスト２９
の上端に固定されている。該ガイドポスト２９の下端は
２本づつクロスヘツド３０で連結され、該クロスヘツド
の中間部が、クランクシャフト３１に連接棒３２を介し
て連結されている。

３５は深絞り加工用のダイ３６が取付けられているロア
ラムであり、その４隅に前記ガイドポスト２９に嵌合し
て上下動するロアラムガイドブツシュ３７が固定されて
おり、該ブツシュを介してガイドポスト２９に案内され
て上下動する。従って、ガイドポスト２９は、アッパー
ラム２５とロアラム３５のガイドポストを兼ねるもので
あり、従来のように別々にガイドポストを設ける必要が
ないので、ガイドポス１〜数が半減できる。ロアラム３
５は、リンクモーション機構によって上下動されその詳
細が第５図に明確に示されている。

図中、４０が前記クランクシャフト３１に連接棒４１を
介して連接されたスライドであり、フレームに固定され
たスライドガイド４２に案内されてクランクシャツ１〜
の回転に伴って」二下動する。該スライド４０に左右対
称に第１．アーム４３の基端が回動自在に軸着され、該
第１アーム４３の他端に中間がフレームに突設されたピ
ボットピン４４に回動自在に軸着された第２アーム４５
、他端が前記ロアラム３５に連結された第３アーム４６
が順次回動自在に連結されて、リンクモーシ９ン機構を
構成している。従って、ロアラムの即動機構はトグル機
構となっており、クランクシャフト３１の回転により第
２７−ム４５がピボットピンを中心に回転することによ
り、ロアラムに大荷重が作用してもピボットピンで力を
受けるので、上死点で高負荷状態を維持することができ
る。それにより、駆動系のトルク負担を少なくして、圧
力を高めることができる。また、ロアラムの変位は上記
のようなリンクモーション機構を採用することにより、
上死点で適宜時間幅のドウエルかとれるので、ロアラム
の余分なりッション（仕事）が不要である。そして、各
アームの長さ及び配置の組合せにより、ロアラムの変位
カーブを最適に選定することができる。

第２図に示す５ｏはパンチプレー１〜であり、アッパー
ラム２５に取り付けられ、その下面にパンチ２６が固定
されている。５１は上部フレーム２３に固定されアッパ
ーダイシューであり、前記パンチ２６が貫通する位置に
対応して、その下端でダイ上面との間で被成形品のしわ
押えをするりドロースリーブ５２が保持されている。５
３は該リドロースリーブ５２のフランジ上面を加圧する
しわ押え用シリンダであり、本実施例では窒素シリンダ
を採用して高加圧力を安定して維持して、確実にしわ押
えがきるようにした。５４はダイ３６を固定するロアダ
イシューであり、ロアラム３５に固定されている。５５
は、ロアラム、ダイシュ、ダイを貫通できるように、ベ
ース２１に立設されたノックアウトである。

〕１ 上記のように構成されたプレス装置に、第１図に示すダ
イナミックバランサ装置の回転主軸であるメインクラン
ク軸１が、プレス装置のクランク軸３１となるように、
第２．３図に示すように適用しである。従って、上記プ
レス装置のクランク軸３１は、フライホイール３３を有
する旺動軸７が図示しない駆動装置に回転駆動されるこ
とにより、ダイナミックバランサ装置と共に駆動される
。

本実施例のプレス装置は以上のように構成され、該プレ
ス装置によって深絞り缶を成形する場合について説明す
る。

クランク軸３１が回転することによって、アッパーラム
２５は第４図に示すクランク機構により第６図の（ａ）
曲線で示すように全体としてサイン曲線型で変位し、ロ
アラム３５は第５図に示すリンク機構により（ｂ）曲線
で示すように上死点近傍ではドウエルを有し、下死点で
はサイン曲線型に変位する。なお、（ｃ）がフィード基
準線である。

いま、第２図において、前工程で予め浅く絞られた被成
形物はＡ−Ａレベルに配置された図示しないコンベヤで
ダイ３６の位置まで搬送され、トランスファーフィンガ
ー４７によってダイの上昇径路に供給される（第６図に
示すタイミングチャートのイ点）。そのときはアッパー
ダイ２５は上死点から下降を開始しており、ロアラム３
５は下死点から上死点に向けて上昇中である。次いで、
ロアラムがアッパーラムを支持しているガイドポスト２
９に案内されてさらに」二昇し、それに伴ってダイの上
端が被成形物を支持して上昇させ、その底壁内面をほぼ
上死点近傍のドウエル開始位置付近で、リドロスリーブ
５２の下端に圧接させ、ダイ３６とリドロースリーブ５
２とによって被成形物の底壁内周部を押圧挟持しく０点
）、成形終了までしわ押えを持続する。その際の押圧力
は、しわ押え用シリンダの作動圧を適宜制御することに
よってコントロールすることができる。

同時にアッパーラム２５は、クランク軸３１の回転でク
ロスヘツド３０を介してガイドポスト２９が下降するこ
とにより下降し、それに取り付けられたパンチが下降し
てダイ上面に保持された被成形物の成形を行なう。その
際、ロアラム３５とアッパーラム２５が対向して移動す
るので、その成形速度も一方向複動ラムの場合と比べて
、極めて高速で成形が行なわれる。クランク軸３］が１
８０°回転するまで、深絞りが行なわれて所定の深さと
薄肉化の成形を完了する（ハ点）。

成形が終了してクランク軸３１の回転が復行程に移ると
ロアラム３５は下降し、同時にアッパーラム２５は上昇
し、被成形物は、ダイ１６．リドロースリーブ３２及び
パンチヘッドから離れて、その底壁をノックアラＩ・３
５に支持されて空間部に位置する。その状態でトランス
ファーフィンガードライブ軸４８が揺動してトランスフ
ァーフィンガーにより被成形物をノックアウトから取出
し、次工程に搬送する（二点）。

上記のダブルアクションプレスにおいて、アッパーラム
２５及びロアラム３５が上下動することによって第７図
に示すような波形（ｄ）（ｅ）の加振力がそれぞれ発生
する。従って、両者の合成による加振力は、破線曲線（
ｆ）に示すように２倍のサイクルで変化する。なお、該
線図において縦軸は中心線から上方は下向きの加振力を
下方は上向きの加振力を表している。

そのため、本実施例ではパランスウェイ）・を上記各ラ
ムと２倍のサイクルで振動するように、前記メインクラ
ンク軸とサブクランク軸の回転比が１：２となるように
ギア比を設定してあり、バランスウェイト６の振動によ
って、第８図に示す波形（ｇ）のダイナミック荷重が得
られる。従って、上記ラム合成加振力とのバランス後の
全体としての加振力は同図（ｈ）曲線となり、全体とし
の加振力はかなり減少することができた。

以上の本実施例のように、バランスウェイトをギア機構
によって構成することにより、歯数比及びサブクランク
のアーム長と連接棒長の比を適宜変えることによって、
バランスウェイトの振動によるダイナミック荷重の位相
を適宜調整することができる。またバランスウェイトの
質量を調節することによってダイナミック荷重の大きさ
も任意に調節できるから、両ラムの加振力とバランスを
とるような波形を有するバランスウェイトを容易に得る
ことができ、効果的にプレス装置の振動を減少させるこ
とができる。

以上本発明の好適な実施例を示したが、本発明のダイナ
ミックバランサ装置は、上記のような対向ラムプレス装
置に限らず、一方向ラムダプルアクションプレスにも適
用できることは云うまでもない。さらに、プレス装置に
限らず周期的な不平衡力が発生する多くの機械装置にも
適用することができる。

（効果） 本発明は、以上のような構成からなり、次のような格別
の効果を奏するものである。

バランスウェイトの変位機構をギア機構によって構成し
であるので、複雑に変位する不平衡力を発生する機械装
置であっても、複雑なリンク機構を用いることなく、極
めて簡単な機構によって移動質量による加振力とバラン
スを取るように変位することができるバランスウェイト
を容易に得ることができ、効果的に振動を減少させるこ
とができる。従って、高加振力が発生するプレス装置等
に適用して格別な効果を奏する。

そして、サブクランク軸が回転主軸の両側に対称に２本
配置することによって、バランスウェイトの上下動が安
定し、確実な制振ができる。

さらに請求項３記載の構成によれば、バランスウェイト
がサブクランク軸の回転に伴って左右の連接棒から受け
る力の水平分力は打ち消されるので、バランスウェイト
は垂直に上下動することができる。従って、バランサの
上下動を案内するためのガイドは必要でなく、しかも単
にクランク機構によってバランサを一ヒ下動させる場合
のように、バランサが横揺れすることがないので、バラ
ンサ自体で横揺れを増幅させることはない。

そして、ダブルアクシ９ンプレスにおいて、アッパーラ
ム及びロアラムが上下動することによる両者の合成によ
る加振力が複雑であっても、ギアの噛み合い比等を調節
することによって所望の振動曲線が得られ、プレス装置
自体の振動発生を効果的に抑制することができ、ストロ
ークが長く、高圧力を要する製鑵用プレスの高速化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るバランスウェイトの実施例を示し、
第１図はその側面図、第２図は第１図のバランスウェイ
トを適用したダブルアクションプレスの正面図、第３図
はその要部正面概略図、第４図は第３図のＡ−Ａ断面概
略図、第５図は第３図のＢ−Ｂ断面概略図、第６図は上
記実施例の装置におけるラムの変位線図、第７図及び第
８図は上記装置における加振力を表す線図である。 １　（３１）：メインクランク軸　　２．３：サブクラ
ンク軸　　４．５．３２．４１：連接棒６：バランスウ
ェイト　　７：駆動軸　　８：駆動ギア　　９：従動ギ
ア　　１０：サブクランク軸ギア　　１１：メインクラ
ンク軸ギア１２：アイドルギア　　１３：アイドル軸１
４：サブクランク軸ギア　　２１：ベース２２：ベツド
　　２３：上部フレーム（クラウン）　２５ニアツバ−
ラム　　２６：パンチ２７．２８．３７：ガイトプツシ
ユ　　２９：ガイ１くポスト　　３０：クロスヘツド　
　３５：ロアラム　　３６：ダイ　　４０ニスライド４
３：第１アーム　　４４：ピボットピン４５：第２７−
ム　　４６：第３アーム５０：パンチプレート　　５１
ニアツバ−ダイシュー　　５２＝リドロースリーブ　　
５３：しわ押え用シリンダ　　５４：ロアダイシュー５
５：ノックアウト 特許出願人　　東洋製罐株式会社 出願人代理人　弁理士　佐藤文男 （他２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）フレームに軸受された回転主軸、該回転主軸とギア
   伝動により回転するサブクランク軸、該サブクランク軸
   に連接棒を介して懸垂されたバランスウェイトとからな
   り、前記ギア伝動の噛み合い比及びサブクランク軸のク
   ランクレバーと連接棒長さ比を適宜選択することによっ
   て前記バランスウェイトの振動位相を調節できるように
   したことを特徴とするダイナミックバランサ装置。 ２）前記サブクランク軸が前記回転主軸の両側に対称に
   ２本配置され、該２本のサブクランク軸が同速度で回転
   し単一のバランスウェイトを両側の連接棒を介して連結
   したことを特徴とする請求項１のダイナミックバランサ
   装置。 ３）前記２本のサブクランク軸が互いに逆回転すること
   を特徴とする請求項２のダイナミックバランサ装置。 ４）前記主回転軸がプレス装置のクランク軸である請求
   項１又は３のダイナミックバランサ装置。 ５）前記プレス装置が２個のラムを有し、１個のラムが
   リンクモーション機構によって上下動するダブルアクシ
   ョンプレス装置である請求項４のダイナミックバランサ
   装置。