JPH10169745A - 変行程クランク機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造でクランク半径を変更でき、クラ
ンク機構外部から変行程を操作できる変行程クランク機
構を提供する。 【解決手段】 クランクピン４はクランク円板２の径方
向規正溝８、クランク桿３の周方向規正溝７に嵌入され
て半径方向と円周方向とから位置規正され、クランク円
板２とクランク桿３とを同期回転させると規正された位
置をクランク半径としてクランクロッド１０は駆動され
る。駆動機構によりクランク桿３を固定し、クランク円
板２のみを回動させると、クランクピン４の半径方向位
置が変化するので、所望のクランク半径が得られた位置
でクランク円板２の回動を停止させ、再びクランク円板
２とクランク桿３とを同期回転させると、異なるクラン
ク半径によりクランクロッドが駆動できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クランク半径を連
続的に変化させる操作をクランク機構外部から行うこと
ができる変行程クランク機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】クランク半径を変えることができる変行
程クランクは、基本的には図５に示すように、クランク
ホイール２１上のクランクピン２４の半径方向の位置を
変化させてクランク半径を変えることによって実現でき
る。図５に示す構成では、クランクホイール２１に設け
られた雄ねじ２２に螺合する雌ねじ２３に取り付けられ
たクランクピン２４にクランクロッド２５を結合するこ
とによって、雄ねじ２２を回転させるとクランクピン２
４の半径方向の位置を変化させることができ、クランク
半径を変えることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにクランク
ホイール上のクランクピンの半径方向位置を変えて変行
程クランクとする構造は種々提案されているが、クラン
ク半径の変更機構が回転するクランクホイール上にある
ため、強度や精度を重視したクランク半径可変機構を搭
載することはできない。クランク半径の変更をクランク
機構の外部から操作できる構成は、特開平７−１３３５
４５号公報等に開示されているが、クランク半径変更の
ために別の駆動装置を必要としたり、クランク半径を連
続的に変更できない等の問題点があった。

【０００４】本発明は、簡単な構造によりクランク半径
を連続的に変更することをクランク機構外部から操作可
能とした変行程クランク機構を提供することを目的とす
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る変行程クラ
ンク機構は、クランクロッドの一端に設けられたクラン
クピンと、半径方向の距離を円周方向に変化させて形成
された径方向規正溝内に前記クランクピンが摺動自在に
受け入れるクランク円板と、前記クランク円板の回転軸
と同軸上に配設された回転軸からの半径方向に前記径方
向規正溝の半径方向変化距離に対応する距離で直線状に
形成された周方向規正溝内に前記クランクピンを受け入
れるクランク桿と、前記クランク円板とクランク桿とを
同期回転させる状態とクランク桿を固定しクランク円板
のみを回動させる状態とに選択的に各回転軸を回転駆動
する回転駆動機構とを具備してなることを特徴とする。

【０００６】上記構成における回転駆動機構は、クラン
ク桿の回転軸をブレーキ付きクラッチを介して前記クラ
ンク円板の回転軸と同一の駆動軸に連結させて構成する
ことができる。

【０００７】上記構成によれば、クランクロッドに設け
られたクランクピンは、クランク円板の径方向規正溝及
びクランク桿の周方向規正溝に嵌入されて、それぞれの
回転軸に対する半径方向と円周方向とから位置規正され
るので、回転駆動機構によりクランク円板とクランク桿
とを同期回転させると、半径方向と円周方向とから規正
された位置をクランク半径としてクランクロッドは駆動
される。回転駆動機構によりクランク桿を固定しクラン
ク円板のみを回動させると、クランクピンは径方向規正
溝内を移動するので、円周方向位置を規正する周方向規
正溝内の位置が変化し、径方向規正溝が半径方向に変化
していることによって半径方向の位置も変化しクランク
半径が変更される。従って、所望のクランク半径が得ら
れた位置でクランク円板の回動を停止させ、再びクラン
ク円板とクランク桿とを同期回転させると、異なるクラ
ンク半径によりクランクロッドが駆動できる。クランク
桿を固定し、クランク円板を回動させる回転駆動機構
は、クランク桿の回転軸をブレーキ付きクラッチを介し
て前記クランク円板の回転軸と同一の駆動軸に連結させ
て構成することができ、ブレーキ付きクラッチをオン状
態にすれば両者は同期回転し、オフ状態にすればクラン
ク円板だけに回転力が加えられる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【０００９】図１は本発明の一実施形態に係る変行程ク
ランク機構をプレス機械の駆動部に適用した構成を示す
斜視図、図２は変行程クランク機構の各構成要素の配置
を説明する側面図で、いずれも軸受け構造等の構成要素
は省略している。また、図３は変行程クランク機構を構
成するクランク円板の平面図、図４は変行程クランク機
構を構成するクランク桿の平面図である。

【００１０】図１において、変行程クランク機構１は、
回転駆動源であるモータ１１から伝達される回転駆動力
をクランクロッド１０の揺動運動に変換し、図示しない
プレス機械の上型を昇降駆動させるトグル機構１２に伝
達すると共に、前記クランクロッド１０のクランク半径
を連続的に変化させることができるように構成されてい
る。

【００１１】上記変行程クランク機構１を構成する各要
素の側面から見た配置関係は、図２に示すように構成さ
れており、モータ１１からの回転駆動力は、クランク円
板２の回転軸１９にプーリ１３、ベルト１４、プーリ１
５を介して伝達されると共に、クランク桿３の回転軸２
０ａ、２０ｂにプーリ１６、ベルト１７、プーリ１８を
介して伝達される。前記クランク円板２の回転軸１９
と、前記クランク桿３の回転軸２０ａ、２０ｂとは同一
軸線上に配置され、前記クランク桿３の回転軸２０ａと
２０ｂとの間はブレーキ付きクラッチ６により回転伝達
がオン／オフ可能に連結されている。従って、前記ブレ
ーキ付きクラッチ６がオン状態にあるときは、クランク
円板２とクランク桿３とは同期回転してクランクロッド
１０をクランク運動させることができる。この状態は、
本実施形態の構成ではプレス加工時の状態となる。

【００１２】前記クランク円板２には、図３に示すよう
に、クランクロッド１０の両側の同一軸線上に突出して
設けられたクランクピン４の一方側クランクピン４ａが
嵌入される径方向規正溝８が形成されており、この径方
向規正溝８は、クランクピン４の半径方向の位置を規正
する。

【００１３】また、前記クランク桿３は、図４に示すよ
うに、回転軸２０ｂの半径方向に周方向規正溝７が形成
され、この周方向規正溝７内に前記クランクピン４の他
方側クランクピン４ａをコロ９を介して支持しており、
この周方向規正溝７は、クランクピン４の円周方向の位
置を規正する。

【００１４】前記クランク円板２の回転軸１９と、この
クランク桿３の回転軸２０ｂとが同期回転している間
は、クランクピン４の両側４ａ、４ｂをそれぞれ半径方
向と円周方向とで位置規正されるので、クランク半径を
所定距離に保って、このクランク半径に対応する昇降駆
動量でプレス加工が実施できる。

【００１５】前記クランク半径は所望の距離に連続的に
変化させることができるので、プレス高さの変更等でク
ランク半径を変えるときは、ブレーキ付きクラッチ６を
オフ状態に操作してクランク桿３を固定し、モータ１１
によりクランク円板２のみを回動させると、径方向規正
溝８内での一方側クランクピン４ａの嵌入位置が移動す
る。径方向規正溝８は図３に示すように回転軸１９から
の半径方向の距離が円周方向に変化しているので、クラ
ンク円板２の回動により半径方向の位置が変わり、固定
されているクランク桿３の周方向規正溝７での他方側ク
ランクピン４ｂの半径方向の位置も変わる。そこで、所
望のクランク半径の位置にクランクピン４が移動したと
ころでクランク円板２の回動を停止させる。この動作に
よって、クランク半径が変更されるので、ブレーキ付き
クラッチ６をオン状態にし、再びクランク円板２とクラ
ンク桿３とを同期回転させると、異なるクランク半径で
クランクロッド１０を駆動することができる。

【００１６】プレス加工時には、所望のクランク半径に
規正した一定距離の昇降駆動で加工が実施できるが、プ
レス機械の金型交換時やメンテナンスあるいはトラブル
時のように、上型を加工時より大きく上昇移動させたい
ような場合には、上記変行程の操作と同様にクランク円
板２のみを回動させると、径方向規正溝８で決定される
最大のクランク半径でクランクロッド１０を駆動でき、
加工時より大きな上昇位置が得られる。

【００１７】以上説明した構成は、プレス機械に適用し
た例であるが、他のクランク機構を用いた構成にも上記
と同様に変行程クランクの構成を適用することができ
る。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、クラ
ンクロッドに設けられたクランクピンの両側は、それぞ
れクランク円板の径方向規正溝、クランク桿の周方向規
正溝に嵌入されて、それぞれの回転軸に対する半径方向
と円周方向とから位置規正されるので、クランク円板と
クランク桿とを同期回転させると、半径方向と円周方向
とから規正された位置をクランク半径としてクランクロ
ッドは駆動される。駆動機構によりクランク桿を固定
し、クランク円板のみを回動させると、クランクピンは
径方向規正溝内を円周方向に移動するので、円周方向位
置を規正する周方向規正溝内の位置が変化し、径方向規
正溝が半径方向に変化していることによって半径方向の
位置も変化しクランク半径が変更されるので、所望のク
ランク半径が得られた位置でクランク円板の回動を停止
させ、再びクランク円板とクランク桿とを同期回転させ
ると、異なるクランク半径によりクランクロッドが駆動
できる。クランク桿を固定し、クランク円板を回動させ
る駆動機構は、クランク桿の回転軸をブレーキ付きクラ
ッチを介して前記クランク円板の回転軸と同一の駆動軸
に連結させて構成することができ、ブレーキ付きクラッ
チをオン状態にすれば両者は同期回転し、オフ状態にす
ればクランク円板だけに回転力が加えられる。従って、
クランク桿を固定し、クランク円板のみを回動させる駆
動機構を操作することで簡単な構造の変行程クランク構
造を構成することができ、クランク構造の外部から操作
を行うことができる。更に、クランク円板とクランク桿
との同期回転も同一駆動軸で駆動できるので同期回転が
容易に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る変行程クランク機構
の構成を示す斜視図である。

【図２】上記変行程クランク構造の各構成要素の配置関
係を示す側面図である。

【図３】上記変行程クランク構造を構成するクランク円
板の構成を示す平面図である。

【図４】上記変行程クランク構造を構成するクランク桿
の構成を示す平面図である。

【図５】従来技術に係る変行程クランク機構の基本構造
を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 変行程クランク機構 ２ クランク円板 ３ クランク桿 ４、４ａ、４ｂ クランクピン ６ ブレーキ付きクラッチ（駆動機構） ７ 周方向規正溝 ８ 径方向規正溝 １０ クランクロッド １１ モータ（駆動機構） １３、１５、１６、１８ プーリ（駆動機構） １４、１７ ベルト（駆動機構） １９ クランク円板の回転軸 ２０ａ、２０ｂ クランク桿の回転軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクロッドの一端に設けられたクラ
   ンクピンと、半径方向の距離を円周方向に変化させて形
   成された径方向規正溝内に前記クランクピンを摺動自在
   に受け入れるクランク円板と、前記クランク円板の回転
   軸と同軸上に配設された回転軸からの半径方向に前記径
   方向規正溝の半径方向変化距離に対応する距離で直線状
   に形成された周方向規正溝内に前記クランクピンを摺動
   自在に受け入れるクランク桿と、前記クランク円板とク
   ランク桿とを同期回転させる状態とクランク桿を固定し
   クランク円板のみを回動させる状態とに選択的に各回転
   軸を回転駆動する回転駆動機構とを具備してなることを
   特徴とする変行程クランク機構。
2. 【請求項２】 回転駆動機構が、クランク桿の回転軸を
   ブレーキ付きクラッチを介して前記クランク円板の回転
   軸と同一の駆動軸に連結されてなることを特徴とする請
   求項１記載の変行程クランク機構。