JPH0825071B2 - ロッキングプレス装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロッキングプレス装置
において、ロッキング主軸に多様なロッキング運動を行
わせることを可能とするロッキングプレス装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ロッキングプレス装置は、ロッキング
（揺動）運動を行なうロッキング主軸によって、金属の
鍛造を行なう装置であり、ロッキング主軸の下方には、
ロッキング主軸の押圧力を支え、且つ鍛造に係る金属を
載置する液圧プレス装置等を含む下方部分等を備えてお
り、その基本原理は、図１に示すように、ロッキング主
軸３の揺動を司るてこの力点Ｐ（以下「力点Ｐ」とい
う）に対し、偏心した位置に自転の中心軸２０及び揺動
の中心点Ｑを有する回転体を設け、これによって、ロッ
キング主軸を揺動させながら、その下部に位置している
液圧プレスによって下方から支えられている金属を順次
変形して鍛造を行なうとの原理に基づいている。

【０００３】しかしながら、図１のように、単に１個の
回転体を設けただけでは、ロッキング主軸３の揺動の力
点Ｐは単純な円運動を行ない、これに伴って、ロッキン
グ主軸による鍛造は、円形平面を基本とした形状の鍛造
が可能となるに過ぎない。

【０００４】この点を改良する為、回転体に様々な運動
を行なわせながら、且つ回転体自身を自転させるには、
複雑な装置又は格別な機能が要請されており、このよう
な要請に応ずる従来技術として、特開昭６０−２２７９
３９号は、本書面と一体をなす図３に示すようなロッキ
ングプレス装置を開示している。

【０００５】前記従来技術においては、図３に示すよう
に、ロッキング主軸３とベアリング３２を介して結合
し、ロッキング主軸３の揺動の中心の位置から偏心した
位置に支点の中心軸を有する内側回転体２、該内側回転
対２をベアリング２４を介して内包し、かつ自らの支点
の中心軸が内側回転対の支点の中心軸と偏心している外
側回転体１を設けている。

【０００６】そして、外側回転体１、内側回転体２はそ
れぞれ独立した駆動モーター１１、１２と結合してい
る。

【０００７】前記構成においては、内側回転体２の自転
及び公転の組み合わせによって、ロッキング主軸に対し
様々な揺動運動を与えることができるが、内側回転体の
公転は回転の中心軸が偏心している外側回転体の自転に
よって規制される一方、内側回転体２の自転は、駆動モ
ーター１２の回転の伝達によって行われる。

【０００８】このような回転の伝達のために従来技術に
おいては、内側回転体２側に設けた継手板５２と駆動モ
ーター１２側に設けたフランジ５１の何れか一方から突
出させた滑りブロック５３及び何れかの他方に設けた滑
り溝５４を介して駆動モーター１２による回転駆動を内
側回転体２に伝達している。

【０００９】即ち、ロッキング主軸３の揺動中心と一致
する駆動モーター１２の回転中心位置と内側回転体２の
自転の中心軸とがずれているために、前記の如き継手板
５１、フランジ５２の何れか一方から突出させた滑りブ
ロック５３及び他方に設けた滑り溝５４を介して、駆動
モーター１２の回転を内側回転体２に伝達している訳で
ある。

【００１０】しかしながら、回転の伝達において滑りブ
ロック５３及び滑り板５４を使用することは必然的に摩
擦抵抗が発生することになり、これらの構成要素の摩耗
の為、これらの部品を頻繁に取り替えしなければならな
い。そして、前記摩擦抵抗によって駆動モーター１２の
回転エネルギーの一部が無駄に使用され、エネルギー効
率も低下せざるを得ない。

【００１１】而も、前記従来技術の場合には、図４に示
すようにモーター１２及び外側回転体１の回転中心を０
とし、内側回転体２の自転の中心をＱとし、滑りブロッ
ク５３の中心点をＰとし、内側回転体２の回転角速度を
ωとし、フランジ５２の回転角速度をω’かつＯＰ＝ｌ
（ｔ）とし、ＯＱ＝ａ，ＰＱ＝ｂとし、∠ＰＱＲ＝θ
（ｔ）とした場合、（但し、ＲはＱ点を通過するＸ軸に
平行な直線状の点） ｌ（ｔ）ｓｉｎ ω’ｔ＝ａｓｉｎ ωｔ＋ｓｉｎ θ
（ｔ） ｌ（ｔ）ｃｏｓ ω’ｔ＝ａｃｏｓ ωｔ＋ｃｏｓ θ
（ｔ） が成立する。

【００１２】そして、前記数式においてω及びω’は、
駆動モーター１１の回転速度に由来している以上、通常
定速である。これに対し、ｌ（ｔ）が変化する以上、前
記変化に対応して内側回転体２の自転速度θ（ｔ）もま
た変化せざるを得ない。即ち、前記従来技術において
は、内側回転体の自転速度は必然的に不等速円運動とな
らざるを得ない。

【００１３】しかしながら、ロッキング主軸の揺動の中
心座標を（ｘ，ｙ）とした場合、上記式は ｘ＝ａｃ
ｏｓ ωｔ＋ｂｃｏｓ θ（ｔ） ｙ＝ａｓｉｎ ωｔ＋ｂｓｉｎ θ（ｔ） と表現されるが、例えば図９に示すような直線運動を行
わせるためには、常にｙ＝０でなければならない。しか
るに、上記式においては、ｙ＝ｌ（ｔ）ｓｉｎ ω’ｔ
と表現される関係上、常にｙ＝０が成立する訳ではな
く、結局直線運動が出来ないことになる。

【００１４】また、ωｔ＝−θ（ｔ）であれば、 ｘ^２／（ａ＋ｂ）^２＋ｙ^２／（ａ−ｂ）^２＝１が成立す
ることから、楕円運動が可能となる。 しかしながら、これではｔａｎ ω’ｔ＝（ａ−ｂ）／
（ａ＋ｂ）の式の成立が必要となるが、外側回転体の角
速度であるω’は一定であっても、ω’ｔは時々刻々と
変化する以上、上記数式は成立し得ない。即ち、従来技
術では楕円運動も不可能であることが判明する。

【００１５】更に、図１０に示すようなスパイラル線運
動を行なうためには、一般に ａ＝ｂ，θ（ｔ）＝ｎωｔ （ｎ：１より大きい有理数、但し、図６ではｎ＝１１の
場合を示す。）であることが必要である。

【００１６】他方、（ｘ，ｙ）が図７に示すようなデー
ジー（菊の花状）の軌跡を描くためには、ａ＝ｂ，θ
（ｔ）＝−ωｔ／ｎ （ｎ：１より大きい有理数、但し、図１１ではｎ＝２１
の場合を示す。またマイナスの符合はθ（ｔ）による回
転方向がωｔによる回転方向と反対方向であることを表
わす。）であることが必要である。しかるに、θ（ｔ）
が定速度であり得ない以上、上記二つの式が成立するこ
とはあり得ず（ｎω，ω／ｎの角速度は何れも定速であ
るから）、結局θ（ｔ）が定速でない場台には、スパイ
ラル曲線及びデージー曲線をも描くことが出来ないこと
が判明する。即ち、図３に示す従来技術では、ロッキン
グプレス装置において頻繁に描くことが必要とされる、
典型的な模様を厳格に実現することが不可能という致命
的な欠点を有している。

【００１７】このような欠点に加え、前記従来技術で
は、内側回転体と外側回転体とは、フランジ５２、滑り
ブロック５３、滑り溝５４を介して結合している為、内
側回転体と外側回転体との偏位と内側回転体とロッキン
グ主軸の揺道の中心位置と内側回転体との偏位との間の
角度を任意に設定することがきわめて煩雑である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本願発明は、前記従来
技術の欠点を克服するため、内側回転体及び外側回転体
を有するロッキングプレス装置において、内側回転体の
自転についても駆動源から回転を伝達すること及び、回
転レバーの操作によってロッキングプレスの揺動中心に
様々な運動を行わせることを可能とする構成を提供する
ことを発明の課題とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本願発明の構成は、 （１）図５に示すような、ロッキング主軸３と結合し、
その揺動の中心位置３１から偏心した位置に自転の中心
軸２０を有する内側回転体２と該内側回転体２の該自転
の中心軸２０から偏心した位置に自転の中心軸１０を有
し、且つ内側回転体２をベアリング１３を介して内包
し、且つ自らの自転によって、内側回転体２を自転並び
に公転させる外側回転体１、駆動源１１からの駆動を外
側回転体１に伝達する外側回転体ギヤ１２、内側回転体
２に回転力を伝達し、該外側回転ギヤと回転中心３０を
共有しているピニオンギヤ２５、該ピニオンギヤ２５と
噛合し、内側回転体２と回転中心３０を共有した状態で
結合しているインターナルギヤ２４、該ピニオンギヤ２
５と回転中心３０を共有し、内側回転体２の回転位置を
調整する回転レバー２６、該回転レバー２６と回転中心
３０を共有し、内側に歯車を有する円輪ギヤ２２、外側
回転体ギヤ１２と一体をなす中心回転ギヤ１２１、中心
回転ギヤ１２１からの回転力を円輪ギヤ２２に伝達する
為、両者の間に介在する固定ギヤ２１、中心軸が回転レ
バー２６と一体をなし、ピニオンギヤ２５と円輪ギヤ２
２との間に介在する遊星ギヤ２３をそれぞれ設けたこと
に基づくロッキングプレス装置 （２）．図６に示すように、ロッキング主軸３と結合
し、その揺動の中心位置３１から偏心した位置に自転の
中心軸２０を有する内側回転体２と該内側回転体２の該
自転の中心軸から偏心した位置に自転の中心軸を有し、
且つ内側回転体２をベアリング１３を介して内包し、且
つ自らの自転によって、内側回転体２を自転並びに公転
させる外側回転体１、駆動源１１からの駆動を外側回転
体１に伝達する外側回転体ギヤ１２、内側回転体２に回
転力を伝達し、該外側回転ギヤ１２と回転中心３０を共
有しているインターナルギヤ２４、該インターナルギヤ
２４と噛合し、内側回転体２と回転中心３０を共有した
状態で結合しているピニオンギヤ２５、該インターナル
ギヤ２４と回転中心３０を共有し、内側回転体２の回転
位置を調整する回転レバー２６、該回転レバー２６と回
転中心３０を共有し、内側に歯車を有する円輪ギヤ２
２、外側回転体ギヤ１２と一体をなす中心回転ギヤ１２
１、中心回転ギヤ１２１からの回転力を円輪ギヤ２２に
伝達する為、両者の間に介在する固定ギヤ２１、中心軸
が回転レバー２６と一体をなし、インターナルギヤ２４
と円輪ギヤ２２との間に介在する遊星ギヤ２３を設けた
ことに基づくロッキングプレス装置からなる。

【００２０】

【発明の作用】本願発明においては、図５（及び図６）
に示すように、駆動源１１（実際にはモーターを使用す
ることが多い）からの回転力は、外側回転体用ギヤ１２
を通じて外側回転体１に伝達される一方、外側回転体ギ
ヤ１２と一体を成す中央回転ギヤ１２１→固定ギヤ２１
→円輪ギヤ２２→遊星ギヤ２３→ピニオンギヤ２５→イ
ンターナルギヤ２４（図６の場合には、中央回転ギヤか
ら遊星ギヤ２３までの回転の伝達は同一であるが、イン
ターナルギヤ２４→ピニオンギヤ２５の順序で回転が伝
達され、両者の順序が図５の場合と逆となる）の順序
で、駆動源１１からの回転力が伝達されて、内側回転体
２にも回転力が伝達される。そして図５（及び図６）に
示すように、内側回転体２と外側回転体１の中心位置及
び内側回転体２の時点の中心位置とロッキング主軸３の
揺動の力点３１（図１のＰ点がこれに相当する）とはそ
れぞれ偏心している。

【００２１】他方、回転レバー２６を回転させた場合に
は、図５（及び図６）に示すように、遊星ギヤ２３→ピ
ニオンギヤ２５→インターナルギヤ２４（図６の場合に
は、遊星ギヤ２３→インターナルギヤ２４→ピニオンギ
ヤ２５）によって回転が伝達され、内側回転体２の自転
によって、ロッキング主軸３の力点を回転させて、任意
の位置に設定することができる。 他方、図５（及び図
６）において、外側回転体用ギヤ１２の回転速度は、中
央回転ギヤ→固定ギヤ２１→円輪ギヤ２２→遊星ギヤ２
３の順序で、同一の回転速度が維持されている状態で伝
達される。中央回転ギヤ１２１は、外側回転体ギヤ１２
と一体をなして同一速度で回転し、且つこの回転速度
は、固定ギヤ２１、円輪ギヤ２２、遊星ギヤ２３を介し
てピニオンギヤ２５及びインターナルギヤ２４に伝達さ
れる以上、回転レバー２６が固定した位置にある限り、
駆動源１１自体に基づく回転速度は、内側回転体２及び
外側回転体１の双方に伝達され、而も両者の回転速度は
同一である。仮に、内側回転体２の回転速度を、外側回
転体１のそれと異なるように設計する場合には、回転レ
バー２６に独自の回転力を加えて、内側回転体２につい
ては、駆動源１１からの回転力以外に、回転レバー２６
による回転力を加えれば良いことになる。

【００２２】

【実施例】以下本願発明の実施例について説明する。

【００２３】

【実施例１】実施例１は、回転レバー２６に独自の駆動
源を設けず、単に内側回転体２の自転の中心位置とロッ
キング主軸３の力点の角度を任意に設定する機能のみに
終始させた実施例である。

【００２４】ここで、外側回転体１の自転の中心位置と
内側回転体２の自転の中心位置との偏心距離をａとし、
内側回転体２の自転の中心位置とロッキング主軸３の揺
動の力点３１（第１図では、Ｐ点がこれに相当する。）
との偏心距離をｂとし、回転レバー２６の調整によっ
て、外側回転体１の中心位置と内側回転体２の中心位置
との偏心と、内側回転体２の中心位置とロッキング主軸
３の揺動の力点３１との偏心との角度をαとした場合、
図２に示す様に、ロッキング主軸３の揺動の力点３１の
座標ｐ（ｘ，ｙ）は下記の式によって表現される（但
し、図２においては、静止している外側回転体１の中心
の位置を（０、０）としている。）。

【００２５】ｘ＝ａｃｏｓ ωｔ＋ｂｃｏｓ（ωｔ＋
α）ｔ ｙ＝ａｓｉｎ ωｔ＋ｂｓｉｎ（ωｔ＋α）ｔ 上記式より、Ｘ^２＋ｙ^２＝ａ^２＋ｂ^２＋２ａｂ ｃｏｓ
α が成立する。従って、回転レバー２６を単にロッキング
主軸３の力点の回転位置の調整（αの調整）に使用する
場合には、内側回転体２と外側回転体１とは同一速度の
回転を行なうことから、必然的に円運動を行なうことに
なる。特に、α＝１８０°とし、かつａ＝ｂとした場合
には、ｘ＝ｙ＝０であって、ロッキング主軸３の揺動の
力点３１は固定しており、外側回転体１と共に、自転し
ながら下側の金属を押圧することになる。そしてこのよ
うな単なる自転から、回転レバー２６の操作によって、
前記αを変化させ、ロッキング主軸３の力点の位置を変
えた場合には、これは再び円運動を行ない、図５に示す
ような円盤上の作成を行なうことができる。即ち、回転
レバー２６の操作によって前記ロッキング主軸３の力点
の運動を静止の状態から円運動の状態へと任意に切り替
えることができる。

【実施例２】実施例２は、回転レバー２６に独自の駆動
源である回転レバー用駆動源２６１を有して、内側回転
体２に対し、独自の回転力を伝達することができる場合
を示す。回転レバー２６が独自の回転によって、内側回
転体２に伝達される各速度をω’とした場合、ロキング
主軸３の揺道の力点の座標Ｐ（ｘ、ｙ）は、下記の式に
よって表現される。 ｘ＝ａｃｏｓ ωｔ＋ｂｃｏｓ（ω＋ω’）ｔ ｙ＝ａｓｉｎ ωｔ＋ｂｓｉｎ（ω＋ω’）ｔ ω＝−（ω＋ω’）の場合即ち、内側回転体２の公転の
角速度と自転の角速度とが等しい大きさで且つ方向が逆
の場合には、 Ｘ^２／（ａ＋ｂ）^２＋ｙ^２／（ａ−ｂ）^２＝１ が成立し、ロッキング主軸３の揺動の力点３１は、楕円
の軌跡を描く。

【００２６】即ち、この場合には、プレス表面は、図７
に示すような楕円板を形成するのに適合することにな
る。

【００２７】特に、ａ＝ｂの場合には、ｘ＝２ａｃｏｓ
ωｔ、ｙ＝０ が成立し、揺動の力点３１は、図８に示す様に、直線状
の往復運動を行なうことになる。

【００２８】ａ＝ｂが成立する場合に於いて、ω＋ω’
＝ｎω （ｎ：１より大きい有理数）が成立する場合には、ロッ
キング主軸３の揺動の力点３１は、図９に示すようなス
パイラル状の軌跡を描くことになり（図９は、ｎ＝１１
の場合を示す）、これは円盤外周部に非対称の模様のあ
る品物や、歯車等の製造に適合する。

【００２９】尚、ωとω’の値を適宜設定することによ
って、きめの荒いスパイラル線から、きめの細かいスパ
イラル線まで、任意の範囲で設定し、且つこのような設
定を、ロッキング主軸３の作動中に固定させるだけでな
く、変化するように調節することも可能である。

【００３０】ω＋ω’＝−ω／ｎ （ｎ：１より大きい有理数であり、マイナス記号はωと
ω’の回転方向が反対方向を表わす）が成立する場合に
は、ロッキング主軸３の揺動の力点３１は、図１０に示
すようなデージー（菊の花状）の軌跡を描き（但し、図
１０はｎ＝２１の場合を示す。）、これは歯車等半径方
向に模様のある品物の鍛造に適合する。

【００３１】尚、ωとω’の値を適宜設定することによ
って、きめの荒いデージー線から、きめの細かいデージ
ー線まで、任意の範囲で設定し、且つこのような設定値
をロッキング主軸３の作動中に固定させるだけでなく、
変化するように調節することも可能である。回転レバー
２６が独自の駆動源２６１を有する実施例２において
も、回転駆動源２６１を作用させずに、実施例１の場合
と同様、単にロッキング主軸３の回転位置を調整し、そ
の位置を固定させることも可能である。また、実施例２
の回転レバー２６に対する駆動源２６１の回転速度を作
動時間中に調整し、順次異なる模様を形成することも可
能である。

【００３２】

【発明の効果】以上の構成による本願発明においては、
回転レバーの操作又は、これに加えられる回転速度を適
宜に設定し、しかも外側回転体の回転半径（ａ）内側回
転体の回転半径（ｂ）をそれぞれ選択することによっ
て、静止運動、円運動、楕円運動、直線運動、スパイラ
ル曲線運動、デージー曲線運動等、需要の多い多様な形
状の形成が可能であり、これ以外の模様も設計すること
ができ、しかもこのような各運動を、回転レバーの操作
によって、作動中任意に変換することが可能である。

【００３３】上記の点に加え、図３に示す従来のロッキ
ングのように、駆動モーターからの回転の伝達の際発生
する摩擦抵抗によるエネルギー効率の低下、頻繁な部品
の取替えなどの問題を避けることが出来る点において本
願発明は画期的であり、その価値は絶大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のロッキングプレス装置の原理を示す側面
図

【図２】本願発明に係るロッキングプレス装置の揺動の
力点の運動を示す為のグラフ

【図３】従来技術の構成を示す側断面図

【図４】従来技術の回転伝達機構における数式を説明す
るためのグラフ

【図５】請求項１の構成を示す側断面図

【図６】請求項２の構成を示す側断面図

【図７】ロッキング主軸の揺動の力点の軌跡が描くべき
円の平面図

【図８】ロッキング主軸の揺動の力点の軌跡が描くべき
楕円の平面図

【図９】ロッキング主軸の揺動の力点の軌跡が描くべき
直線の平面図

【図１０】ロッキング主軸の揺動の力点の軌跡が描くべ
きスパイラル曲線の平面図

【図１１】ロッキング主軸の揺動の力点の軌跡が描くべ
きデージー曲線の平面図

【符合の説明】

１：外側回転体 １０：外側回転体中心軸 １１：駆動源 １２：外側回転体ギヤ １２１：中心回転ギヤ １３：ベアリング ２：内側回転体 ２０：内側回転体中心軸 ２１：固定ギヤ ２２：円輪ギヤ ２３：遊星ギヤ ２４：インターナルギヤ ２５：ピニオンギヤ ２６：回転レバー ２６１：回転レバー用駆動源 ２７：ベアリング ３：ロッキング主軸 ３０：回転中心軸 ３１：揺動の力点 ３２：ベアリング ５１：継手板 ５２：フランジ ５３：滑りブロック ５４：滑り溝

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッキング主軸と結合し、その揺動の中
   心位置から偏心した位置に自転の中心軸を有する内側回
   転体と該内側回転体の該自転の中心軸から偏心した位置
   に自転の中心軸を有し、且つ内側回転体をベアリングを
   介して内包し、且つ自らの自転によって、内側回転体を
   自転並びに公転させる外側回転体、駆動源からの駆動を
   外側回転体に伝達する外側回転体ギヤ、内側回転体に回
   転力を伝達し、該外側回転ギヤと回転中心を共有してい
   るピニオンギヤ、該ピニオンギヤと噛合し、内側回転体
   と回転中心を共有した状態で結合しているインターナル
   ギヤ、該ピニオンギヤと回転中心を共有し、内側回転体
   の回転位置を調整する回転レバー、該回転レバーと回転
   中心を共有し、内側に歯車を有する円輪ギヤ、外側回転
   体ギヤと一体を成す中心回転ギヤ、中心回転ギヤからの
   回転力を円輪ギヤに伝達する為、両者の間に介在する固
   定ギヤ、中心軸が回転レバーと一体をなし、ピニオンギ
   ヤと円輪ギヤとの間に介在する遊星ギヤをそれぞれ設け
   たことに基づくロッキングプレス装置
2. 【請求項２】 内側回転体の中心位置と、外側回転体の
   中心位置との偏心距離と、内側回転体の中心位置とロッ
   キング主軸の揺動中心位置との偏心距離とを等しく設計
   したことを特長とする請求項１記載のロッキングプレス
   装置
3. 【請求項３】回転レバーが独自の駆動源を有することを
   特長とする請求項１記載のロッキングプレス装置
4. 【請求項４】 ロッキング主軸と結合し、その揺動の中
   心位置から偏心した位置に自転の中心軸を有する内側回
   転体と該内側回転体の該自転の中心軸から偏心した位置
   に自転の中心軸を有し、且つ内側回転体をベアリングを
   介して内包し、且つ自らの自転によって、内側回転体を
   自転並びに公転させる外側回転体、駆動源からの駆動を
   外側回転体に伝達する外側回転体ギヤ、内側回転体に回
   転力を伝達し、該外側回転ギヤと回転中心を共有してい
   るインターナルギヤ、該インターナルギヤと噛合し、内
   側回転体と回転中心を共有した状態で結合しているピニ
   オンギヤ、該インターナルギヤと回転中心を共有し、内
   側回転体の回転位置を調整する回転レバー、該回転レバ
   ーと回転中心を共有し、内側に歯車を有する円輪ギヤ、
   外側回転体ギヤと一体を成す中心回転ギヤ、中心回転ギ
   ヤからの回転力を円輪ギヤに伝達する為、両者の間に介
   在する固定ギヤ、中心軸が回転レバーと一体をなし、イ
   ンターナルギヤと円輪ギヤとの間に介在する遊星ギヤを
   設けたことに基づくロッキングプレス装置
5. 【請求項５】 内側回転体の中心位置と、外側回転体の
   中心位置との変身距離と、内側回転体の中心位置とロッ
   キング主軸の揺動中心位置との偏心距離とを等しく設計
   したことを特長とする請求項２記載のロッキングプレス
   装置
6. 【請求項６】回転レバーが独自の駆動源を有することを
   特長とする請求項２記載のロッキングプレス装置