JP3773399B2 - プレス機械 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右の対称性の高いリンク機構を用いたプレス機械、特に動的バランス機構を有効に組み合わせたスライド駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２ポイントタイプで、ナックルモーション機構を採用し、リンク数が比較的少なく、動的バランサ駆動もいわゆる反発形式で、スライド速度変化による下死点位置の変化も僅少なプレス機械が特開平８−１１８０８２に開示されている。またダイハイト調節機構に関しては、特公昭５３−２２３０５に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特開平８−１１８０８２のプレス機械では、プレス荷重を直接受ける水平ガイド機構のスライダの摩耗と発熱が懸念される。すなわち、スライダが摩耗すると、水平ガイド溝とスライダとのクリアランスが増大し、スライドの平行度が保てなくなる。
【０００４】
また、ダイハイト調節機構は通常スライドに装備されるが、高速自動プレスではスライドが１分間にストロークする回数が高く、スライドの重量を軽減するために、クラウン側に取り付けられることが多い。その例が特公昭５３−２２３０５に示されているが、調節機構を左右にそれぞれ装備するものであり、コスト高となるので好ましくない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、リンク機構を用いたプレス機械において、プレス機械の前後方向にフレームで支承され、偏心量が互いに等しく位相が１８０°ずれた偏心部を有するクランク軸と、前記クランク軸の偏心部にそれぞれ大端部が連結された左右のコネクチングロッドと、端部が前記フレームのクランク軸より上部に設けられた固定支点ピンに揺動自在に連結された上リンクと、一端がクランク軸の水平線上に位置するコネクチングロッドの小端部に第１ピンで連結され、前記固定支点ピンの上方に昇降自在に設けられた動的バランサと直線状又は湾曲状のリンクを介して連結され、他端は上下に摺動自在に案内される中リンクと、前記中リンクの中間点に設けられ、その中間点で前記上リンクの他端と連結されるとともに、その中間点と固定支点ピンとの間をａ、その中間点と中リンクの他端との間をｂ、その中間点と前記コネクチングロッドの小端部の第１ピンとの間をｃとするとき、ａ：ｂ＝ｂ：ｃとなる中間点位置に設けられた中間支点ピンと、前記中リンクの他端と直接又はリンクを介して連結されるスライドと、を備えたことを特徴とするプレス機械である。
【０００６】
かかる発明では、中リンクの中間点に設けられ、その中間点で上リンクの他端と連結されるとともに、 その中間点と上リンクの固定支点ピンとの間をａ、その中間点と中リンクの他端との間をｂ、その中間点とコネクチングロッドの小端部の第１ピンとの間をｃとするとき、ａ：ｂ＝ｂ：ｃとなる中間点位置に中間支点ピンが設けられ、中リンクの他端が上下運動するとき、コネクチングロッドの小端部の第１ピンは水平方向に移動する。さらに、コネクチングロッドの小端部の位置がクランク軸の水平線上に位置するように固定支点ピンの位置が設定されているので、中リンクの他端が上下運動するとき、コネクチングロッドの小端部は、クランク軸の水平線上を直線運動する。したがって、前記従来技術の水平ガイド機構を省略する ことができる。そのうえ、クランク軸の１８０°対称の偏心部からコネクチングロッドで駆動しても左右位相差が出ない。また、スライドと相反して動的バランスは駆動するので、スライドの駆動によるプレス機械の振動を効果的に抑制することができる。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１から図５に本発明のプレス機械の実施態様を示す。図１はプレス機械のリンクの構成をスケルトンで示す要部説明図で、右半分は上死点、左半分が下死点の状態を示す。図２はスライド駆動機構の要部を一部断面で示す正面図で、右半分は上死点、左半分が下死点の状態を示す。図３はスライド駆動機構の原理を説明するスケルトン図、図４は第１スライダのモーションを示す図、図５はクランク軸周辺をピンの個所で展開した断面図、図６は各リンクの連結状態を説明するための各ピンの個所で展開した断面図である。
【００１２】
プレス機械１のフレーム２には動力源のメインモータ３が設けられ、クランク軸４に設けられたフライホイール５に、ベルト６を介してクラッチの切断によりメインモータ３の動力を伝達する。また、フレーム２にはボルスタ７が固設され、スライド８が昇降自在に設けられていて、スライド８とボルスタ７に上型と下型がそれぞれ取着されてプレス加工が行われる。
【００１３】
クランク軸４は、プレス機械１の前後方向にフレーム２で支承され、図５に示すように、偏心量が互いに等しく位相が１８０°ずれた一対の偏心部１１，１１ａを有する。クランク軸４の偏心部１１，１１ａには、それぞれコネクチングロッド１２，１２ａの大端部が連結されている。なお、左右のコネクチングロッド１２、１２ａは、いずれも同形であるが、プレス機械の前後方向の重量が平衡するよう、一方の側のコネクチングロッド１２は他方の側のコネクチングロッド１２ａの厚さを二分したものを、前後対称位置にそれぞれ配置されている。したがって、クランク軸４の偏心部も、１個所のピンの長い偏心部１１ａと２個所のピンの短い偏心部１１の計３個所に設けられている。
【００１４】
なお、このスライド駆動機構は左右対称となっているため、以下右側半分についてのみ説明する。クランク軸４の斜め上方には、固定支点ピン１３がフレーム２に固設され、その固定支点ピン１３に上リンク１４の一端が揺動自在に連結されている。その上リンク１４の他端は、中間支点ピン１６で中リンク１５と連結されている。
【００１５】
中リンク１５は一端がコネクチングロッド１２の小端部１７と第１ピン１８で連結され、その他端は固定支点ピン１３の真下でフレーム２に固設された垂直（上下）方向の第１直線ガイド１９に嵌入された第１スライダ２０とスライダピン２１で連結されている。
【００１６】
図３に示すように、上リンク１４の固定支点ピン１３と中央支点ピン１６との距離をａとし、中間支点ピン１６と第１直線ガイド１９の第１スライダ２０のスライダピン２１との距離をｂとし、中間支点ピン１６とコネクチングロッド１２の小端部１７の第１ピン１８との距離をｃとするとき、ほぼａ：ｂ＝ｂ：ｃとなる位置に 中間支点ピン１６が設けられている。
【００１７】
したがって、コネクチングロッド１２の小端部１７の位置がクランク軸４の水平線上にある状態で、上述の条件で固定支点ピン１３及び第１直線ガイド１９の位置、並びに上リンク１４の固定支点ピン１３と中間支点ピン１６との間隔、中リンクの第１ピン１８と中間支点ピン１６の間隔及びスライダピン２１と中間支点ピン１６の間隔が設定されると、クランク軸４が回転してコネクチングロッド１２が揺動するとき、その小端部１７の第１ピン１８はクランク軸４の水平線上をほぼ直線運動する。
【００１８】
なお、固定支点ピン１３が、第１ピン１８の移動方向に対してスライダピン２１と同じ側に設けられているとき、中間支点ピン１６位置の上述の条件は、スコット・ラッセルの近似直線運動機構としてよく知られている。本発明では、その近似直線運動機構を拡張して、固定支点ピン１３が、第１ピン１８の移動方向に対してスライダピン２１と反対側に設けても、上リンク１４の限られた揺動角度範囲では成立することを確認したうえ応用している。
【００１９】
クランク軸４が１回転するときの第１スライダ２０のモーションを図４に示したが、正弦曲線と比較して下死点付近の速度変化が緩やかになっている。第１スライダ２０のスライダピン２１には、下リンク２２の一端が連結され、その下リンク２２の他端は第２ピン２３で横リンク２４の一端と連結されている。
【００２０】
横リンク２４の他端は、クランク軸４の真下にあって垂直方向の第２直線ガイド２５に挿嵌された第２スライダ２６の中央ピン２７に連結されている。この第２直線ガイド２５は、ウォーム２８が回転するとそのウォーム２８と噛合するウォームホイール２９が回転し、ウォームホイール２９と螺合するねじ３０が上方又は下方に移動され、第２スライダ２６が上下に移動する。
【００２１】
横リンクの第２ピン２３と中央ピン２７との中間点には連結リンク３１の一端が連結され、その連結リンク３１の他端はスライド８に立設されたプランジャ３２に連結されている。したがって、ウォーム２８を図示していない伝達手段により 回転させると、第２スライダ２６の中央ピン２７が上下する。したがって、このようなダイハイト調節機構により、スライド８のダイハイトを１個所での調節で実施することができる。
【００２２】
つぎに動的バランス機構について説明する。フレーム２の上方には、フレーム２に垂設されたガイドピン４１で上下動可能に動的バランサ４２が配設されている。この動的バランサ４２の固定支点ピン１３の真上に設けられたバランサピン４３と、コネクチングロッド１２の小端部１７と第１ピン１８とは、バランサリンク４４で連結されている。このバランサリンク４４を、固定支点ピン１３の周りを巡るような湾曲した形状とすると、プレス機械１の外形をコンパクトにすることができる。
【００２３】
なお、上述の本発明のプレス機械の実施態様において、ダイハイト調節機構は、任意の機構で実施することができる。
【００２４】
すなわち、実施態様で示したダイハイト調節機構は省略またはそれ自体公知の他の機構に置き換えて実施する ことも可能である。例えば、スライダピン２１と第２ピンを一体にすれば、第１直線ガイド１９や横リンク２４は不要となる。ただこの場合、ダイハイト調節機構はスライダ側に装備する必要がある。
【００２５】
また、実施態様で示した動的バランス機構において、１８０°対称の偏心部から２個のコネクチングロッドで第１ピン１８に入力する場合に限定するものではなく、コネクチングロッドの小端部又はトッグルリンクのいずれかの駆動点に入力する方式でも実施できる。
【００２６】
さらに、実施態様で示したダイハイト調節機構において、２ポイント又は４ポイントプレス機械において、そのスライド駆動機構を問わず実施することができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１の発明では、コネクチングロッドの小端部は、クランク軸の水平線上をほぼ直線運動するので、前記従来技術の水平ガイド機構を省略することができる。そのうえ、クランク軸の１８０°対称の偏心部からコネクチングロッドで駆動しても左右位相差が出ない。
【００２８】
また、動的バランスがスライドと相反して駆動するので、スライドの駆動によるプレス機械の振動を効果的に抑制する。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプレス機械の構成の要部を示説明図である。
【図２】本発明のスライド駆動機構の要部を一部断面で示す正面図である。
【図３】本発明のスライド駆動機構の原理を説明するスケルトン図である。
【図４】本発明の第１スライダのモーションを示す図である。
【図５】本発明のクランク軸周辺を説明するためのピンの個所で展開した断面図である。
【図６】本発明の各リンクの連結状態を説明するための各ピンの個所で展開した断面図である。
【符号の説明】
１はプレス機械、２はフレーム、３はメインモータ、４はクランク軸、５はフライホイール、６はベルト、７はボルスタ、８はスライド、１１，１１ａは偏心部、１２，１２ａはコネクチングロッド、１３は固定支点ピン、１４は上リンク、１５は中リンク、１６は中間支点ピン、１７は小端部、１８は第１ピン、１９は第１直線ガイド、２０は第１スライダ、２１はスライダピン、２２は下リンク、２３は第２ピン、２４は横リンク、２５は第２直線ガイド、２６は第２スライダ、２７は中央ピン、２８はウォーム、２９はウォームホイール、３０はねじ、３１は連結リンク、３２はプランジャ、４１はガイドピン、４２は動的バランサ、４３はバランサピン、４４はバランサリンク、である。

Claims (1)

1. リンク機構を用いたプレス機械（１）において、
   （イ）プレス機械の前後方向にフレーム（２）で支承され、偏心量が互いに等しく位相が１８０°ずれた偏心部（１１，１１ａ）を有するクランク軸（４）と、
   （ロ）前記クランク軸（４）の偏心部（１１，１１ａ）にそれぞれ大端部が連結された左右のコネクチングロッド（１２，１２ａ）と、
   （ハ）端部が前記フレーム（２）のクランク軸（４）より上部に設けられた固定支点ピン（１３）に揺動自在に連結された上リンク（１４）と、
   （ニ）一端がクランク軸中心の水平線上に位置する前記コネクチングロッド（１２，１２ａ）の小端部（１７）に第１ピン（１８）で連結され、前記固定支点ピン（１３）の上方に昇降自在に設けられた動的バランサと直線状又は湾曲状のリンクを介して連結された中リンク（１５）と、
   （ホ）前記中リンク（１５）の中間点に設けられ、その中間点で前記上リンク（１４）の他端と連結されるとともに、その中間点と固定支点ピン（１３）との間をａ、その中間点と中リンク（１５）の他端との間をｂ、その中間点と前記コネクチングロッド（１２，１２ａ）の小端部（１７）の第１ピン（１８）との間をｃとするとき、ａ：ｂ＝ｂ：ｃとなる中間点位置に設けた中間支点ピン（１６）と、
   （ヘ）前記中リンク（１５）の他端とダイハイト調節用リンク機構を介して連結されるスライド（８）と、を備えたことを特徴とするプレス機械。

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