JPH0832376B2 - ダブルアクションプレス装置 - Google Patents

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、特に長いストロークと強い圧
力と且つ高速性が要求される、薄肉飲料缶等の深絞り容
器の成形用に好適なダブルアクションプレス装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、例えば、深絞り加工によって薄肉飲料缶等の２
ピース缶を成形加工するプレス装置は、テーブルにダイ
が固定され、該ラムに対向して上下動するしわ押えが取
り付けられたブランキングラムと、パンチが取付けられ
たドローラムとを有するダブルアクションプレスであ
り、テーブル上のダイに被加工物を供給し、該被成形物
上にしわ押えが下降して、被加工物の外周部を押圧する
と共にパンチが下降して、被成形物の絞り加工を行な
う。絞り加工が終ってラムが上昇するとき絞り通りダイ
の場合ストリッパによって被成形物を工具より落として
いる。また、絞り通しダイでない場合は、成形後ノック
アウトが突き出で被成形物を工具より分離させて排出位
置に移動させている。また、他の方式として、ダイ取付
台とパンチが共にに対向して上下動する所謂対向ラム方
式のダブルアクションプレス装置も知られている。

（発明が解決しようとする問題点） 近時、省資源及び高能率化の観点から、缶のより一層
の薄肉化と成形加工のより一層の高速化が求められてい
る。しかしながら、極薄板を使用する深絞り、あるいは
胴壁を薄肉化する様な深絞り成形加工では長いストロー
クと薄肉のため成形圧力以上にしわ押えのための強い圧
力が必要であるため、従来のプレス装置は次のような問
題点があり、この要求に応えるのに未だ十分でない。

a.ラムが一方向に移動する場合、被加工物の給排出は、
給排出基準面から少なくとも被加工物の高さ以上にラム
が移動してからでなければならないので、被加工物の給
排出のためにラムのストロークを大きくしなければなら
ず、高速化が困難である。

b.ラムの上下動機構は、クランク機構であるので、その
変位曲線はサインカーブとなり、上死点又は下死点位置
で余分なクッション（仕事）を必要とする。また、ラム
のストロークを変更することが困難である。

c.材料が薄くなる程しわが発生しやすいので強いしわ押
え力が要求されるが、安定して強いしわ押え力を得るた
めには、大荷重に耐えるように装置の剛性を高めて重量
化すると共に、大トルクを発生する駆動装置を必要とす
るので装置が大型化すると共に、加振力が大きくなり振
動公害を起す。

d.成形後の被加工物の排出は、パンチの移動後ノックア
ウトが作動して行なうので、その分被加工物の排出に時
間がかかる。

e.従来の装置は、各ラムを個別のガイドポストで支持案
内しているので、ガイドポスト数が多く（通常８本）、
その分大きな設置スペースを必要とする。

本発明は上記問題点を解決するために創案されたもお
であって、所要の絞り深さに対して最小のラムストロー
ク長さとすることができ、大荷重のしわ押え力に耐える
ことができ、余分なクッションを必要とすることなく、
またラムのガイドポスト数を削減して省スペースを図る
ことができ、且つプレスの加振力を減少することができ
て、高速運転を可能することができるダブルアクション
プレス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） 上記問題点を解決する本発明のダブルアクションプレ
ス装置は、上下に配置された２個のラムが上下動するダ
ブルアクションプレスであって、前記２個のラムのうち
少なくとも被成形物給排出面より下方に配置されたラム
は、クランク軸から連接棒を介して上下動するスライド
に連結された第１リンク、該第１リンクに一端が連結さ
れ中間部がフレームに突設されたピボットピンに揺動自
在に軸着された第２リンク、該第２リンクの他端に一端
が揺動自在に連結された第３リンクからなるリンクモー
ション機構によって上下駆動され、且つ上方に配置され
た他方のラムを支持してフレームに対して上下動するガ
イドポストに上下動自在に嵌合されてなり、上方に配置
されたラムのガイドポストを下方に配置されたラムのガ
イドポストに兼用したことを特徴とする構成を有する。

さらに、下方のラムにダイが上方のラムに成形用のパ
ンチがそれぞれ取付けられ、且つベッドにノックアウト
が立設されていて、下方のラムにはノックアウト貫通用
の孔が形成されて下方のラムが上下動することによって
ノックアウトがダイ内部に相対的に出入して成形後の被
成形物を排出するようにして、排出時間の短縮を図って
いる。

そして、フレームに軸受された回転主軸、該回転主軸
と歯車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、前記歯車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
ようにしてなるダイナミックバランサ装置を備えて、加
振力を低減させている。

（作用） 往復動するラムのうち一方のラムは、リンクモーショ
ン機構によって上下動する。該リンクモーション機構に
おいて、第２リンクはピボットピンでフレームに揺動自
在に軸着してあるので、該リンクモーション機構はトグ
ル効果を有し、その上死点付近で大きな力を得ることが
できる。従って、装置自体の剛性や質量を増大させるこ
となく、大きなしわ押え加重に耐えることができる。そ
して、ラムをリンクモーション機構で上下動させること
によって、上死点付近で任意にドウェルをとることがで
きる等、レバー比等を適宜調節することにより、最適な
条件でラムを変位させることができ、通常のサイン曲線
状に変位するラムのように、大きな（余分な）クッショ
ンを設ける必要もない。

また、２つのラムを対向配置し、下方のラムを上記の
リンクモーション機構で上下動させ、他の一方のラムを
通常の上下動機構例えばクランク機構で上下動させるこ
とによって、リンクモーション機構によるラムは別個に
ガイドポストを設けることなく、上方のラムのガイドポ
ストを兼用することができる。そして、ラムが対向して
移動することによって、ラム間の相対速度が一方向ラム
の場合と比べて２倍となり、しかも下方に配置されたラ
ムが下降すると自然にベッドに取り付けられたノックア
ウトに被成形品が支持され、その状態で取り出しが可能
となるので、被成形品給排出までの時間を短縮すること
ができ、高速化できる。

プレス装置に内在するダイナミックバランサ装置は、
プレス装置のクランク軸が回転することにより、該クラ
ンク軸の回転をギア機構により所定の速度比でサブクラ
ンク軸に伝達し、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、該バンスウェイ
ト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。

（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。

第１図〜第５図は対向ラムダブルアクションプレスの
場合の実施例を示し、第１図は全体を示す正面概略図で
あり、その部分詳細が第２〜５図に示されているので、
第１図を基にして第２〜５図を参照しながら説明する。

図１中はベースであり、該ベース上方にベッド２が、
上部に上部フレーム（クラウン）３が、タイロッド４で
締付け固定支持されていると共に適宜のパネルが取り付
けられてフレームを構成している。５は深絞り用のパン
チ６が取付けられているアッパーラムで、その詳細が第
２図及び第３図に示されているように、該アッパーラム
５は４隅をフレームに固定されたガイドブッシュ７、８
に上下動自在に嵌合して上下動するガイドポスト９の上
端に固定されている。該ガイドポスト９の下端は２本づ
つクロスヘッド10で連結され、該クロスヘッドの中間部
が、クランク軸11に連接棒12を介して連結されている。

15は深絞り加工用のダイ16が取付けられているしわ押
え用のロアラムであり、その４隅に前記ガイドポスト９
に嵌合して上下動するロアラムガイドブッシュ17が固定
されており、該ブッシュを介してガイドポスト９に案内
されて上下動する。従って、ガイドポスト９は、アッパ
ーラムのガイドとロアラムのガイドを兼ねるものであ
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、ガイドポスト数が半数に削減できる。

ロアラム15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４図に示されている。図中、20が前記
クランク軸11に連接棒21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22に案内さ
れてクランク軸の回転に伴って上下動する。該スライド
20に左右対称に第１アーム23の基端が回動自在に軸着さ
れ、該第１アーム23の他端に中間がフレームに突設され
たピボットピン24に回動自在に軸着された第２アーム2
5、他端が前記ロアラム15に連結された第３アーム26が
順次回動自在に連結されて、リンクモーション機構を構
成している。従って、ロアラムはトグル機構となってお
り、クランク軸11が回転して第２アーム25がピポットピ
ンを中心に回転するより、ロアラムに大荷重が作用して
もピポットピンで受けるので、上死連で高負荷状態を維
持することができる。即ち、駆動系のトルク負担を少な
くして、大荷重に耐えることができる。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、第７図に示すように、上死点で適宜時間幅
のドウェルがとれるので、従来のクランク機構によるサ
イン曲線形に変位する場合のように余分なクッション
（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。

30はパンチプレートであり、アッパーラム５に取り付
けられ、その下面にパンチ６が固定されている。31は上
部フレーム３に固定されアッパーダイシューであり、前
記パンチ６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を狭持するリドロースリーブ32が
保持されている。33は該リドロースリーブ32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、被成形品のフランジ部を確実に狭持できるようにし
た。

34はダイ16を固定するロアダイシューであり、ロアラ
ム15に固定されている。35は、ロアラム、ダイシュー、
ダイを貫通できるように、ベッド２に立設されたノック
アウトである。

一方、ラムの上下動機構としてリンク機構を採用して
いるためリンク機構固有の複雑な加振力カーブがプレス
装置に発生し、高速運転した場合、振動が大きくなる問
題点があるが、本実施例では加振力カーブに対応する波
形でバランスウェイトを駆動することによって加振力を
極力減少させて、高速化に対応できようになっている。
40はそのために設けられたダイナミックバランサ装置で
あり、その詳細が第５図に示されている。

本実施例のダイナミックバランサ装置は、前記クラン
ク軸11を中心として対称位置にサブクランク軸42、43を
配置し、該サブクランク軸に連接棒44、45を介してバラ
ンスウェイト46を懸垂させている。その伝動機構は第５
図に示す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47から、駆動ギア48−従動ギア49−サ
ブクランク軸42−サブクランク軸ギア50−クランク軸ギ
ア51−アイドルギア52−アイドル軸53−サブクランク軸
ギア54−サブクランク軸43の順に伝動される。前記サブ
クランク軸ギア50、54及びアイドル軸ギア52は歯数同数
でありサブクランク軸42と43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。サブクランク軸42、43
を駆動する上記のギア機構が、第２図に示すように、サ
ブクランク軸の他端側にも設けられ、同図において左右
対称に配置されたギア機構によってサブクランク軸42、
43が回転駆動されるようになっている。 従って、バラ
ンスウェイト46がサブクランク軸42、43の回転に伴って
第５図において左右の連接棒44、45から受ける力は、垂
直分力は互いに同じ大きさの同方向のベクトルを有する
が、水平分力は互いに同じ大きさの逆方向のベクトルを
有するので、水平分力は打ち消され、ダイナミックウェ
イトの垂直方向ガイドを敢えて設けなくても、ダイナミ
ックバランサは垂直に上下動することができる。

なお、第１図において60、61はアッパーラム５の静荷
重バランス用のエアバネ、62、63はロアラム15の静荷重
バランス用のエアバネである。また、64はダイに被成形
品を搬入・搬出するためのトランスファーフィンガーの
駆動軸であり、前後に揺動する。65はオイルパンであ
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、第
６〜８図を参照しながらその作用を説明する。

アッパーラム５及びロアラム15は、クランク軸が回転
することによって、アッパーラム５はクランク機構によ
って、（ａ）曲線で示すように全体としてサイン曲線形
に変位し、ロアラム15はクランクとリンク機構の組合せ
によって、第７図の（ｂ）曲線で示すように上死点近傍
ではドウェルを有し、下死点ではサイン曲線形に変位す
る。なお、（ｃ）がフィード基準線である。

いま、第１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16の位置まで搬送され、トランスファーフィンガ
ーによってダイの上昇経路に供給される。そのときアッ
パーラム５は上死点から下降を開始している位置に、ロ
アラム15は下死点から上死点に向けて上昇中である（第
６図（ａ）、第７図（イ）位置参照）。次いで、クラン
ク軸11の回転により、第４図に示すリンク機構によりロ
アラム15がアッパーラムを支持しているガイドポスト９
に案内されてさらに上昇し、それに伴ってダイの上端が
被成形物の下面を支持して上昇させ、その底壁内面をほ
ぼドウェル開始位置付近で、リドロースリーブ32の下端
に圧接させ、ダイ16とリドロースリーブ32とによって被
成形物の底壁内周部を押圧狭持してしわ押えを行ない、
以後成形終了までしわ押えを持続する（第６図（ｂ）、
第７図（ロ）位置参照）。その際、リドロースリーブの
上部フランジ部がしわ押え用窒素シリンダのロッド下端
に接触して僅かにクッションするがその圧力は、シリン
ダの作動圧を適宜制御することによって適宜コントロー
ルすることができる。特に、本実施例では、該シリンダ
に窒素シリンダを採用しているので、高作動圧が得ら
れ、強くしわ押えするとができ、絞りと同時に胴壁の薄
肉化を図る様な特殊な深絞りでも安定して成形すること
ができる。

同時にアッパーラムは、クランク11の回転でクロスヘ
ッドを介してガイドポスト９が下降することにより下降
し、アッパーラム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、
ロアラムとアッパーラムが両方とも移動して互いに接近
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11が18
0°回転するまで、深絞りが行なわれて所定の深さの絞
りと薄肉化を完了する。本実施例では、図示のようにフ
ランジ付きの状態に成形するものであり、成形完了時に
はダイ上面とリドロースリーブとの間でフランジが狭持
されている状態にある（同図（ｃ）、第７図（ハ）参
照））。絞り深さの調節は、パンチヘッド部材、及びリ
ドロースリーブを適宜長さ及び絞り比のものに選定して
取り代えることにより適宜調節できる。従って、同一駆
動によって絞り深さが順次増すように複数組のダイ及び
パンチをセットしてトランスファーすることにより、一
連の数回の絞り工程が一台の装置により自動的に行なわ
れる。

成形が終了してクランクの回転が復行程に移るとロア
ラムは下降し、アッパーラムは同時に上昇するので、成
形済みの被成形物は、ダイ16、リドロースリーブ32及び
パンチヘッドから離れ、空間部にその底壁をノックアウ
ト35に支持される状態になる（第６図（ｄ）、第７図
（ニ）参照）。その状態でトランスファーフィンガード
ライブ軸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、次行程に搬送する。
従って、本実施例の装置では、ロアラム及びアッパーラ
ムの下降又は上昇行程で、相対的にノックアウトが被成
形物をダイから取出すことになり、従来のようにノック
アウトの移動時間を必要とせず、アッパーラム及びロア
ラムが移動中に被成形物が移動できる空間が確保される
と直ぐに、被成形物を排出できるから、サイクルを短く
することができ、高速化が可能となる。

上記のダブルアクションプレスにおいて、アッパーラ
ム５及びムロアラム15が上下動することによって第８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
施例ではバランスウェイト46を上記各ラムと２倍のサイ
クルで振動するように、前記クランク軸11とサブクラン
ク軸42、43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46の振動によって、第９図に
示す波形（ｇ）のダイナミック荷重か得られる。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、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、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、バランスウェイトによる加振力の位相を適宜調整
することができる。またバランスウェイトの質量を調節
することによって加振力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
るダイナミックバランサ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、本発明の基本
的な技術手段は上記のような対向ラムプレスに限らず、
一方向ラムダブ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。

（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。

一方のラムがリンクモーション機構で駆動されるの
で、トグル効果を持たせることができ、大荷重のしわ押
え荷重に耐えることができ、装置を大型化することな
く、薄肉材料の高速深絞りを可能にすることができる。
また、リンクモーション機構の各アーム長さ・配置の組
合せを適宜選択することによって、成形に最適な変位カ
ーブでラムを変位させることができる。そして、上死点
又は下死点付近でドウェルがとれるので、余分なクッシ
ョンが不要になった。

しかも、上方のラムのガイドポストを下方のラムのガ
イドポストに兼用させたので、ガイドポストを従来の半
数にすることができ、上下動する荷重を減少させて高速
化に有利であると共に、省スペースを図ることができ
る。

対向ラム方式にすることによって、所要の絞り深さに
対して最小のラムストローク長さにすることができ、ま
た成形後各ラムは逆方向に待避するので、ノックアウト
の移動時間を必要とせず、被成形物を排出できるから、
長いストロークを必要とする深絞りであっても、サイク
ルを短くすることが可能となり、高速化が図れる。

さらに、請求項４の構成によれば、バランスウェウト
をギア機構によって変位させるダイナミックバランサ装
置を設けたことにより、両ラムの加振力とバランスをと
るような波形を有するダイナミックバランサを容易に得
ることでき、効果的にプレス装置の加振力を減少するこ
とができて、高速運転を可能することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るダブルアクションプレス装置の実施
例を示し、第１図はダブルアクションプレスの正面図、
第２図はその要部正面概略図、第３図は第２図Ａ−Ａ断
面概略図、第４図は第２図のＢ−Ｂ断面概略図、第５図
はダイナミックバランサ装置部の正面図、第６図（ａ）
乃至（ｄ）は成形行程を示す要部断面図、第７図は上記
実施例の装置におけるラムの変位線図、第８図及び第９
図は上記装置における加振力を表す線図である。 1:ベース、2:ベッド、3:上部フレーム（クラウン）、5:
アッパーラム、6:パンチ、７、8:ガイドブッシュ、9:ガ
イドポスト、10:クロスヘッド、11、75:クランクシャフ
ト、12、21:連接棒、15:ロアラム、16:ダイ、17:ロアラ
ムガイドブッシュ、20:スライド、23:第１アーム、24:
ピポットピン、25:第２アーム、26:第３アーム、30:パ
ンチプレート、31:アッパーダイシュー、32:リドロース
リーブ、33:しわ押え用シリンダ、35:ノックアウト、4
0:ダイナミックバランサ装置、42、43:サブクランク
軸、46:バランスウェイト、47:駆動軸、48:駆動ギア、4
9:伝動ギア、50、54:サブクランク軸ギア、51:メインク
ランク軸ギア、52:アイドルギア、53:アイドル軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下に配置された２個のラムが上下動する
   ダブルアクションプレスであって、前記２個のラムのう
   ち少なくとも被成形物給排出面より下方に配置されたラ
   ムは、クランク軸から連接棒を介して上下動するスライ
   ドに連結された第１リンク、該第１リンクに一端が連結
   され中間部がフレームに突設されたピボットピンに揺動
   自在に軸着された第２リンク、該第２リンクの他端に一
   端が揺動自在に連結された第３リンクからなるリンクモ
   ーション機構によって上下駆動され、且つ上方に配置さ
   れた他方のラムを支持してフレームに対して上下動する
   ガイドポストに上下動自在に嵌合されてなり、上方に配
   置されたラムのガイドポストを下方に配置されたラムの
   ガイドポストに兼用したことを特徴とするダブルアクシ
   ョンプレス装置。
2. 【請求項２】前記２個のラムが被成形物給排出面に対し
   て互いに反対方向から上下動するように対向して配置さ
   れている請求項１記載のダブルアクションプレス装置。
3. 【請求項３】下方のラムにダイが取付けられ、上方のラ
   ムに成形用のパンチが取付けられ、且つベッドにノック
   アウトが立設され、下方の前記ラムには前記ノックアウ
   トが貫通する孔が形成されて、下方の前記ラムが上下動
   することによって前記ノックアウトが前記ダイ内部に相
   対的に出入して成形後の被成形物を排出することを特徴
   とする請求項１又は２記載のダブルアクションプレス装
   置。
4. 【請求項４】フレームに軸受されたクランク軸、該クラ
   ンク軸と歯車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に介して懸垂されたバランスウェ
   イトとからなり、前記歯車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
   できるようにしてなるダイナミックバランサ装置を備え
   た請求項１、２又は３何れか記載のダブルアクションプ
   レス装置。