JPH04505289A - プレスおよび材料加工方法 - 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】 発明の名称：　「プレスおよび材料加工方法」−局面からみると、本発明は、一 つのフレームと、クランク軸線に関してフレームに相対的に回転するために設け られたクランクと、直線経路に沿う往復運動のための上記フレームによって案内 される第１のダイ・キャリア（型板搬送部材）と、上記クランクから上記第１の ダイ・キャリアへの運動伝達手段とからなるプレスに関する。本発明は、基本的 には、第２のダイ・キャリアとカラーをそなえた圧印加工用プレスおよびその使 用方法について工夫したものであり、上記カラーの内部で対応するダイ・キャリ ア上のダイかワークピースに係合するようになっている。一般に、第１のダイ・ キャリアは圧印加工をなすために第２のダイ・キャリアに向かって前進させられ る。ついで第１のダイ・キャリアは後退し、第２のダイ・キャリアは前進して、 それにより上記ダイはカラーからワークピースを排出する。ワークピースは供給 面を横切るように両ダイの間の位置へ送り込まれたり、同位置から送り出された りする。第１のキャリアにあるダイは、そのダイの上にワークピースを供給した り、同ダーイからワークピースを送り出したりする間、その圧印加工面を供給面 と同じ面上に保持されることが望ましい。

英国特許ＧＢ１４７６７５７には、クランク駆動されるコネクチングロッドから 第１のダイ・キャリアに運動を伝達するためのトグルリンク機構をもつ圧印加工 用プレスが示されている。上記コネクチングロッドは単純なハーモニック・モー ション（弦運動）で動くが、この運動はトグルリンク機構によって修正される。

上記°トグルリンク機構の一部材と共に上記第１のダイ・キャリアが、他の第２ のダイ・キャリアから離れる方向に移動するのを抑止するためにそなえられてお り、これにより第１のダイは、その圧印加工面を供給面と同一面上にとどまらせ る一方、上記トグルリンク機構の部材は第２のダイ・キャリアから離れるように 動き続けた後、回転する。この配置は第１のダイ・キャリアの上にダイの十分な 居所を提供するが、この機械の各作動サイクルにおいて、これらの間の間隙（ク リアランス）が除かれるときには、トグルリンク機構の上記部材の衝撃が第１の ダイ・キャリアとの間に発生する。これは、この機械の振動の一因となる。振動 を引き起こす更なる要因は、第１のダイ・キャリアおよび隣接するトグルリンク 機構の垂直加速および垂直減速である。これらの移動成分は、必然的に相当の質 量をもっている。

本発明の第一の局面によれば、一つのフレームと、同フレームに対し相対的にク ランク軸線のまわりに回転できるように設けられたクランクと、上記クランク軸 線と交叉する直線状経路に沿う往復動ができるように上記フレームにより案内さ れる第１のダイ・キャリアと、上記第１のダイ・キャリアに運動を伝達するため のリンク機構と、上記第１のダイ・キャリアに上記クランクから運動を伝達する ためのコネクチングロッドとからなり、上記リンク機構は、上記コネクチングロ ッドの上記クランクから遠い方の端部が実質的に動く方向と逆向きに上記第１の ダイ・キャリアを動かせるように配設されているプレスを提供するものである。

上記コネクチングロッドの重心は、弯曲した経路に沿って動くこと１理解されよ う。しかしながら、本発明の第１の局面によるプレスでは、この経路は通常は上 記第１のダイ・キャリアの運動方向に伸びるようζ配設される。第１のダイ・キ ャリアが動いている方向に対し実質的にｉ・方向であるコネクチングロッドの運 動は、第１のダイ・キャリアの加力効果を減じ、とりわけ、第１のダイ・キャリ ア加速からの結果である遊動を減少させる。

振動の問題は、プレス作動速度が増加されるとより重大になる。本多明は、比較 可能なＧＢ１４７６７５７に記載されたプレスがなし得るに上の高速時において 作動されるべきプレスの実現を可能にする。

本発明の第一の局面を実施しているプレスのリンク機構は、好ましくは、対応す る一対のリンクを含み、これらの対応しあうリンクの相互ｍに上記クランク軸線 がある。ここで用いられたリンク機構は、これらＣリンクが一致して上記クラン ク軸に向かったり、また離れたりして動くように配置される。もしどのリンクも 実質的に同じ質量であり、また対応する方法で配置されれば、この運動を作り出 すことを要求された＊ａの力は互いに釣り１合うであろう。

本発明の第２の局面によれば、回転するクランクからコネクチングロッドを経て 第１のダイに運動が伝達され、また、第１のダイか他のダイに向かって一方向に 動く時に、上記コネクチングロッドの上記クランクから遠い一端部が実質的に反 対方向に動くような、一対のダイの間の材料を加工する方法を提供する。

は　上記本発明の方法では、ＧＢ１４７６７５７に記載されたプレスの作動にお いて生じるような運動の損失がない。

に　本発明の第１の局面を具体化したプレスの実施例と、同プレスの用い逆　ら れる第２の局面による方法の実施例とは、添付の図面を参照して記載速　される 。

振　図１は、クランク軸線に沿う方向でフレームをはずしてみたプレスの概略図 である。

発　図２は、クランク軸線を含む面で同クランク軸線に対する方向にみた以　プ レスの横断面概略図である。

図３は、−サイクルの作動の間での、プレスの可動ダイ・キャリアのく　運動を 示すグラフである。

司　図に示されたプレスは、ベッド１１と、同ベッドの上部に配設されたりＤ　 ロスヘッド１３と、同ヘッドを上記ベッドに結合する柱１２とを含むフレームと をそなえる。クランクシャフト１４は、適合ベアリング手段によって寸　水平ク ランク軸線１５のまわりでフレーム１ｏに相対回転するために支持さ文　れてい る。図示された例においては、一対のベアリングがそなえられており、クランク Ｉ６が上記ベアリングの間にそなえられている。

コ　クランクシャフト１４の一端部には、ブレーキと、電気モータあるいは−他 の原動力（図示されない）から上記クランクシャフトに駆動を伝達するための手 段とをそなえている。また、はずみ車が上記クランクシャフトｔ　の上に設けら れてもよい。上記のブレーキ、はずみ車および伝達手段はよく知られた方法で構 成され配設される。

フレーム１０には、図示された例においては、クランク軸線１５と交叉するよう に設定される直線状経路に沿うフレーム１０に相対的な往復運動をしうるように 、下部ダイ・キャリアである第１のダイ・キャリア１９を案内するために、案内 手段１８がフレーム１０と合体されてそなえられる。図示された例においては、 上記のダイ・キャリア１９はクランクシャフト１４の上部に配設される。

ダイ・キャリア１９の上には、直線状垂直経路に沿う往復運動のために案内され る上部ダイ・キャリア２０もまたフレーム１０に設けられている。

上部ダイ・キャリア２０を往復運動させるために、ベルトおよび滑車駆動部２２ によってクランクシャフト１４と結合されたエジェクタ駆動手段（ｅｊｅｃｔｏ ｒ　ｄｒｉｖｉｎｇ　ｍｅａｎｓ）がクロスヘッド１３の上あるいは中に設けら れている。上記エジェクタ駆動手段と上部ダイ・キャリア２０は、よ（知られた 方法で構成され配設される。

プレスは供給面２３を含み、ワークピースがこれを横切ってダイ・キャリア１９ および２０の上に設けられた各ダイの間の位置へ送られる。上記ワークピースを 供給するために、供給手段が供給面２３を横切ってそなえられている。上記供給 手段は、文字盤や他のよく知られた方法や設備でもよ（、クランクシャフト１４ から上記供給手段によく知られた方法で駆動伝達するために作られ得る。カラー ２４あるいはリングダイが、プレスの中で加工されようとするワークピースの厚 さよりほんのわずかたけ大きい間隔で供給面２３の上方に配設された位置で保持 されている。

クランク１６から下部グイ・キャリア１９までの運動伝達のために、コネクチン グロッド２４とトグルリンク機構２５の組み合わせがそなえられている。クラン クシャフト１４がほぼ一定速度で回転する間、コネクチングロッド２４は単純な ハーモニック・モーションをする。この運動は、トグルリンク機構２５によって 修正され、これにより下部グイ・キャリア１９は単純なハーモニック・モーショ ンを行わない。各サイクルの部分の間、下部グイ・キャリア１９は、同下部ダイ ・キャリア１９に設けられたダイの圧印表面が実質的に供給面２３と同じ高さに なるような位置にとどまる。上記下部グイの圧印表面がこの表面で同じ高さにな る一方で、圧印されたワークピースは上記下部グイから動かされ、また未加工の 材料は上記下部グイの真上の位置に動かされる。

トグルリンク機構２５は、第１リンク２６と第２リンク２７とをそなえており、 これらのリンクはピボット軸線３２に関して相対的な運動をするために、これら のリンクのはじめの端部付近で互いに相対回転して結合される。第１リンク２６ はまた第１のダイ・キャリア１９に相対回転して枢着されている。第２リンク２ ７は、フレームに関して固定されているピボット軸線３３にのまわりで上記フレ ームに相対的な運動ができるようにリンク２６から遠い一端付近で、フレーム１ ０と共に回転可能に枢着結合されている。

リンク２６および２７にコネクチングロッド２４からの運動を伝達するために手 段がそなえられている。図に示された例においては、この手段は第３リンク２８ がピボット軸線３２に関して旋回するように第１および第２のリンクにその一端 付近で結合し、また、ピボット軸線３４に関して相対的に旋回するようにコネク チングロッド２４に、その反対端部付近で結合され、そなえられている。フレー ム１０は、直線状経路に沿うピボット軸線３４に隣接しているコネクチングロッ ド２４の端部を案内する案内手段３５を組み入れており、その中心線３６が下部 ダイ・キャリア１９の移動経路の中心線と一致するとともに、ダイの各圧印面の 中心を通って通過する。クランクシャフト１４が回転する時、軸線３４はこの経 路に沿って往復運動し、軸線３２は上記経路に向かったり遠のいたりして動く。

したがって、リンク２６の上端部分はシャフト１４の回転によって上下運動を引 き起こされる。

リンク２６を下部ダイ・キャリア１９と直接的にその上端付近で枢着させるのは 、本発明の及ぶところである。本願では、ピボット結合は中心線３６によって交 叉されるものである。

図示された例では、上記トグルリンク機構は第４、第５および第６のリンク２９ ．３０および３１をそなえている。これらは、中心線３６に対して、第１．第２ および第３のリンク２６．２７．２８がそなえられている反対側に配設されてい るが、各々上記第１．第２および第３のリンクに対応する。

第１と第４のリンク２６および２９は中心線３６上にある通常のピボット軸に関 して相対的な運動のための下部ダイ・キャリア１９に枢着されている。

図示された例では、その一方では下部ダイ・キャリア１９と、またその他方では リンク２７との間に介装されたビーム３７がそなえられている。

ビーム３７の中央部分では、同ビームは中心線３６と交叉するピボット軸線３８ のまわりで相対回転するように下部ダイ・キャリア１９に結合されている。下部 ダイ・キャリア１９は、中心線３６に平行な経路に沿う往復運動ができるように フレーム１０によって案内されるので、軸線３８はまた中心線３６に沿って押し 動かされ、そして常に中心線と交叉する。第１リンク２６は、ピボット軸線３９ のまわりで相対回転するようにビーム３７の一端付近でビーム３７とその上端部 に隣接して結合される。第４リンク２９はピボット軸線４０のまわりで相対回転 するようにビーム３７の反対端付近でその上端部付近をビーム３７に隣接して結 合される。

第４リンク２９は、ピボット軸線４１のまわりで第５リンク３ｏと第６リンク３ １とに相対回転するように、その上端部付近でこれらのリンクに枢着される。ピ ボット軸線４１から遠い端部付近で、第５リンク３ｏは、フレーム１０に関して 固定されているピボット軸線４２のまわりで旋回するようにフレーム１０に結合 されている。ピボット軸線４１から遠い第６リンク３１の端部付近で、このリン クはピボット軸線３４のまわりを相対回転するために第３リンク２８およびコネ クチングロッド２４とに結合されている。ピボット軸線３２．３３．３４および ３８〜４２は全てクランク軸線１５に平行であり、またクランク軸線１５のまわ りに分布されている。

リンク機構２５は、クランク１６の上死点位置と下部ダイ・キャリア１９の下死 点位置とに対応した状態で図１に示されている。上記リンク機構のこの形状にお いては、第３．第６のリンク２８および３１はほぼ同一直線上にある。ピボット 軸線３２．３４および４１は中心線３６に垂直である直線上にあってもよい。ク ランクシャフト１４が回転し、クランク１６が下りるとコネクチングロッド２４ とピボット軸線３４とは中心線３６に沿って下りる。これは、ピボット軸線３２ と４１とを中心線３６に向かって描きながら、リンク２８と３１を同一直線関係 からはずさせる。これはすなわち、図１に示された相互に傾斜した形状から同一 直線関係に向かってリンク２６と２７を動かそうとし、また図１に示された相互 に傾斜した関係から同一直線関係に向かってリンク２９と３０を動かそうとする ものである。したがって、コネクチングロッド２４が下方へ動かされる一方で、 ビーム３７と下部ダイ・キャリア１９は上方に動かされる。集合的にみた、下部 ダイ・キャリア１９、リンク機構２５、コネクチングロッド２４およびクランク １６の重心の垂直運動は、ＧＢ１４７６７５７に記載されているような、コネク チングロッドが型押搬送部材の運動方向に主として直角方向で動く場合に生じる 重心の垂直運動と比べて、比較的小さな間隔を通る。コネクチングロッド２４の 重心が中心線３６からいくらかはずれる湾曲した経路に沿って動き、またクラン ク１６の重心が円形経路に沿って動くことが認められるであろう。したがって、 クランク１６、コネクチングロッド２４およびリンク２８と３１の運動は、下部 ダイ・キャリア１９とビーム３７の運動のためには正確に補償しない。図示され ていない平衡重錘は、クランク１６の質量のバランスをとるためにクランクシャ フト１４の上に設けられ得るし、可能ならば、コネクチングロッド２４の質量を 釣り合わせるために部分的に設けてもよい。クランクシャフト１４との組み合わ せにおけるそのような平衡重錘の配置はよく知られている。

−サイクルの間のその下死点位置からの下部ダイ・キャリア１９の転置は、図３ に示されており、下部ダイ・キャリアの転置はクランクシャフト１４の角位置に 対して表されている。

リンク２６から３１の各々とコネクチングロッド２４は、作動の間、張力および 押圧力の圧迫を受けるが、どんなたわみ荷重をも受けないということに留意され るであろう。各作動のサイクルの部分の間、コネクチングロッド２４における張 力および押圧力は、ピボット軸線３４を限定するピボットの上に垂直成分と水平 成分の両方をもつ力を及ぼす。これらの水平成分は、案内手段３５によって生じ 、そしてフレーム１０に直接伝送される。

第１および第２のリンク２６と２７は、第４および第５のリンク２９と３０に各 々一致して動くということに留意されるであろう。ピボット軸線３２の加速水平 成分は、ピボット軸線４１の加速水平成分と反対向きで正確に等しい。したがっ て、これらの加速水平成分は押圧の振動をほとんど与えない。

図に示されたリンク機構２５は、第１のグイ・キャリア１９から離れた方向で、 クランク軸線から延びるコネクチングロッド２４とともに用いられるように配設 されている。この配置は、相対的に小型の構造を導く。代わりに、コネクチング ロッド２４はクランク１６から上向きに延びて配置されてもよい。この場合、第 ３および第６のリンク２８および３Ｉは、コネクチングロッド２４が上向きに駆 動されると、第４および第５のリンク２９および３０の間の枢着結合から離れて 上記第１および第２のリンク間の旋回関係を駆動するように配設される。これに より第１のグイ・キャリア１９はコネクチングロッド２４が上方運動する間、下 方に動く。この両方の修正された配置および図１に示された配置において、第１ のダイ・キャリア１９が上に動く時に下方に動（質量は、クランク１６によって 構成される。

これらの部分は全てクランクシャフト１４から第１のグイ・キャリア１９までの 伝達運動のための手段の一体要素である。第１のグイ・キャリア１９によって示 された質量の運動に対しては、単に補償に役立つどんな平衡重錘もリンク機構と 組み合わされない。そのような平衡重錘の伝動力は、第１のグイ・キャリア１９ によって第１のダイに適用され得る、ワークピースを加工するための力を減衰す ることが認められるであろう。

リンク機構２５は、コネクチングロッド２４から下部ダイ・キャリア１９までの 力の伝達のための対応する２つの経路を提供する。したがって、リンク機構２５ の各リンクによって伝達された力の大きさは、同じ働きをもつプレスのリンクで あっても、図示された配置の第１および第２のリンク２６と２７に対応するただ 一対のリンクによって伝達する力の大きさの、はぼ半分である。

コネクチングロッド２４の質量は、第１のダイ・キャリア１９の質量よりかなり 少ない。すなわち、コネクチングロッド２４の質量、リンク２８の質量およびリ ンク３１の質量そして軸線３４とともに動く組み合わせられた部分の総計は、第 １のダイ・キャリア１９、ビーム３７そして軸線３８と共に動く他の部分の質量 の総計よりかなり少な（でよい。軸線３４が垂直に動く距離は、軸線３８が垂直 に動く距離よりかなり大きい。したがって、軸線３４と共に動く部分によって示 されるより小さな大きさの運動は、軸線３８を動かす部分のより大きな大きさの 運動に対して補償することができる。

クランク１６や組み合わされた平衡重錘、コネクチングロッド２４、リンク機構 ２５、ビーム３７および下部ダイ・キャリア１９とからなる集合的な質量の中心 は、プレスの作動の各サイクルの間はとんど動かずに維持される。この質量の中 心の第１図は３Ｑｍｍ以上は動かず、好ましくはｌＱｍｉ以上動かない。

前述の記載において、あるいは添付の図面の中で開示された、またはそれらの特 別な形態の中で、あるいは開示された機能を遂行するための手段によってまたは 開示された結果を達成するための方法ないし過程によって明らかにされた特徴は 、個々にあるいはそのような特徴の組み合わせで、様々な形態で本発明を実現す るのに役立てることができる。

ＴＩＭＩＮＧ　ＤＩＡＧＲＡＭ ＣＲＡＮＫＡＮＧＬＥ　（ＤＥＧＲＥＥＳ）１）！！ｉ！　謹　審　磐　牛 国際調査報告

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．一つのフレームと、同フレームに対し相対的にクランク軸線のまわりに回転 できるように設けられたクランクと、上記フレームにより案内されて直線状経路 に沿い往復動し得る第１のダイ・キャリアと、同第１のダイ・キャリアに運動を 伝達するためのリンク機構と、上記第１のダイ・キャリアに上記クランクから運 動を伝達するためのコネクチングロッドとからなり、上記直線状経路が上記クラ ンク軸線と交叉するように設定されるとともに、上記リンク機構は、上記コネク チングロッドの上記クランクから遠い方の端部が動く方向と逆向きに上記第１の ダイ・キャリアを動かせるように配設されている、プレス。
2. ２．上記コネクチングロッドが、上記第１のダイ・キャリアより遠ざかる方向へ 上記クランクから延在している、請求項１に記載のプレス。
3. ３．上記リンク機構が、それぞれの一端部付近で互いに枢着された複数の第１リ ンクおよび複数の第２リンクからなり、上記第１リンクの他端部が上記第１のダ イ・キャリアに枢着され、上記第２リンクの他端部が上記フレームに枢着されて いる、請求項１または２に記載のプレス。
4. ４．上記リンク機構が、一対の互いに対応するリンクを含み、これらの対応しあ うリンクの相互間に上記クランク軸線が存在する、請求項１または２に記載のピ ストン。
5. ５．上記リンク機構がさらに一対の互いに対応するリンクをそなえ、同一対のリ ンクが各々の軸線のまわりに上記フレームに対して相対回転できるように同フレ ームに結合され、また上記リンク機構における他の一対のリンクが、第２のダイ ・キャリアとともに上記フレームに対し相対的に動く各々のピボット軸線のまわ りに相対回転できるように、上記第１のダイ・キャリアに結合されており、一方 の一対の各リンクが他の一対の各々のリンクと結合し、これら両一対のリンクに コネクチングロッドからの駆動力を伝達するための手段がそなえられている、請 求項４に記載のプレス。
6. ６．上記リンク機構が、上記クランク軸線と平行なピボット軸線のまわりに相対 回転できるように各々の一端付近で互いに結合された第１，第２および第３のリ ンクを含むとともに、さらに上記クランク軸線と平行な別のピボット軸線のまわ りに相対回転できるように各々の一端付近で互いに結合された第４，第５および 第６のリンクを含んでおり、上記第２および第５のリンクがその各々の他端付近 で上記フレームに枢着され、また上記第１および第４のリンクが各々の他端付近 で第１のダイ・キャリアと枢着されている、請求項１または２に記載のプレス。
7. ７．上記リンク機構がさらにビームを含んでおり、同ビームの対向する端部が、 上記第１および第４リンクの他端付近で同リンクの各々に枢着され、また同ビー ムの中央部が上記第１のダイ・キャリアに枢着されている、請求項６に記載のプ レス。
8. ８．上記リンク機構がさらに一対のリンクをそなえ、同一対のリンクは各々の一 端付近で互いに枢着されており、同一対のリンクの一つが上記第１のダイ・キャ リアに枢著されて上記第１リンクに対応し、また同一対のリンクの他のリンクが 上記フレームに枢着されて上記第２リンクに対応している、請求項３に記載のプ レス。
9. ９．１つのフレームと、直線状経路に沿う往復動のために上記フレームによって 案内される第１のダイ・キャリアと、クランク軸線のまわりで上記フレームに相 対的に回転できるように設けられたクランクと、均一の速度で上記クランクの回 転によって作られる単純なハーモニック・モーションをそれ以外の運動に変換す るとともに、上記第１のダイ・キャリアに上記の変換された運動を適用するため のリンク機構とからなり、同リンク機構が、上記第１のダイ・キャリアの動く方 向と反対の方向に実質的な質量を動かせるように配設されている、プレス。
10. １０．クランクがほぼ均一の速度で回転して単純なハーモニック・モーションで 第１の部材を往復動させ、同第１の部材の運動が単純なハーモニック・モーショ ン以外の運動に変えられたのち、その変えられた運動が、一対のダイのうちの一 つのダイを往復動させるように適用され、また上記一つのダイの質量および上記 一つのダイとともに一方向で往復動する部材の質量の運動が、実質的に反対の方 向における他の質量の運動によって実質的に補償されるようにした、一対のダイ の間の材料加工方法。
11. １１．一対のダイの間における材料加工方法において、回転するクランクからコ ネクチングロッドとリンク機構とを経て上記一対のダイのうちの第１のダイに運 動が伝達され、同第１のダイが他の第２のダイに向かって一方向に動くときに上 記コネクチングロッドの重心が上記第２のダイから離れる方向に動くようにした 、材料加工方法。
12. １２．上記一方向に対してこれを横切る方向には上記リンク機構の重心の実質的 な動きがない、請求項１１に記載の材料加工方法。
13. １３．ダイ・キャリアと、クランクシャフトと、添付の図面を参照して本明細書 に実質的に記載された、上記クランクシャフトから上記ダイ・キャリアに運動を 伝達できるようにした手段とからなる、プレス。
14. １４．本明細書中または添付図面に開示された、新規の特徴、または新規の組み 合わせ。