JPH02128000A - プレス機械のカウンタバランサ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プレス機械のスライド等の重量に関する静的
バランスと、スライドが上下動した際の慣性力に関する
動的バランスとを得るためのカウンタバランサ装置に係
り、高速プレス機械に特に有効に利用できるものである
。

〔従来の技術〕

プレス機械には、スライドの重量（スライドに取り付け
られた金型等の重量を含む。以下間し。

）をバランスさせるために静的平衡装置が設けられ、こ
のような装置は例えば実開昭５７−１７０８９８、実開
昭５９−１４００９９に示されている。

またプレス機械にはスライドが上下動した場合の慣性力
をバランスさせるための動的平衡装置が設けられる。特
開昭６０−２３１６００では、クランク軸に角度位相が
１８０度異なる第１および第２偏心部を設け、第１偏心
部にコンロッドを介してスライドを連結するとともに、
第２偏心部に連結部材を介してカウンタウェイトを連結
し、クランク軸の回転によりスライドと対称的にカウン
タウェイトを上下動させて動的バランスを得ている。こ
のようにプレス機械に動的平衡用のカウンタウェイトを
設けた場合、カウンタウェイトも大きな重量を有するた
め、プレス機械にはスライドの重量をバランスさせるた
めの静的平衡装置の他、カウンタウェイトの重量をバラ
ンスさせるための静的平衡装置も設けられる。

特開昭６０−１８０６９８では、スライドの重量および
カウンタウェイトの重量をスライド、カウンタウェイト
毎に設けられたバランスシリンダのエア圧力でバランス
させるとともに、両方のバランスシリンダの圧力室を連
通状態とし、これによりスライドおよびカウンタウェイ
トの上下動によるバランスシリンダの圧力室容積変化を
相殺し、圧力変動をなくしてエアタンクを不要にできる
ようにしている。

〔発明が解決しようとするｙＡ８） 特開昭６０−１８０６９８の従来技術では以上のような
技術的長所を有するものとなっているが、その一方でス
ライドおよびカウンタウェイト毎にバランスシリンダを
設けなければならないため、部品点数の増加による構造
の複雑化、それぞれのバランスシリンダを配置する場所
を確保しなければならないスペース上の問題等が残され
、また、それぞれのバランスシリンダにはスライド、カ
ウンタウェイトと共に上下動するピストンがあり、この
ピストンのパツキンがバランスシリンダに対するピスト
ンの相対移動による摩擦で損傷し、シール性が低下する
という問題もある。

特に、スライドの単位時間当りの上下動回数が多い高速
プレス機械では、ピストンのパンキンが摩擦によって著
しく損傷するため、この問題は無視できないものとなる
。

本発明の目的は、スライド用のバランスシリンダとカウ
ンタウェイト用のバランスシリンダとを１個のシリンダ
で兼用できるようになり、また、このシリンダ内のピス
トンがシリンダに対して相対的に移動する距離をできる
だけ小さくまたは零にできるようになるプレス機械のカ
ウンタバランサ装置を提供するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るプレス機械のカウンタバランサ装置は、ク
ランク軸の回転により上下動するスライドと対称的に上
下動するカウンタウェイトを有するプレス機械において
、前記スライドと前記カウンタウェイトとの間Ｇこ対称
運動機構を介入し、前記スライドもしくは前記カウンタ
ウェイトと前記対称運動機構との間または前記対称運動
機構中にシリンダを設け、このシリンダ内に前記スライ
ドと前記カウンタウェイトとに上向きに作用する流体圧
を供給したことを特徴とするものである。

前記対称運動機構は、−例として、長さ方向中間部に回
動中心部が設けられたレバーの両端にスライド側および
カウンタウェイト側に延びるロンドを連結して構成され
、あるいは、直列に噛合された複数の歯車のうちの両端
の歯車にスライド側およびカウンタウェイト側に延びる
ロンドを連結して構成される。

〔作用〕

クランク軸が回転してスライドが上下動すると、スライ
ドと対称的に上下動するカウンタウェイトにより動的バ
ランスが確保される。また、スライドの重量およびカウ
ンタウェイトの重量はシリンダに供給されてスライド、
カウンタウェイトに上向きに作用する流体圧によってバ
ランスされ、静的バランスが確保される。

スライドが上下動し、これとは対称的にカウンタウェイ
トが上下動すると、シリンダおよびこのシリンダ内のピ
ストンは対称運動機構により同一方向へ上下動すること
になり、従ってシリンダに対するピストンの相対移動量
を小さくまたは零にできることになる。

〔実施例］ 第１図は本発明の一実施例に係る装置が適用されたプレ
ス機械のクラウン内部のクランク軸周辺を示す断面図で
ある。フレーム１には軸受２により水平なりランク軸３
が回転自在に軸承され、りランク軸３に複数設けられて
いる第１偏心部４にコンロッド５の上端５Ａが回転自在
に嵌合され、コンロノド５を介して第１偏心部４にスラ
イド６が連結される。第１偏心部４の偏心量はｅ、であ
り、クランク軸３が図示しないメインモータからの駆動
力で回転すると、ｅｌの２倍のストロークでスライド６
は上下動する。

クランク軸３には第２偏心部７も設けられ、第２偏心部
７に連結部材８の基端８Ａが回転自在に嵌合され、連結
部材８の先端８Ｂにピン９でカウンタウェイト１０が連
結される。このように連結部材８で第２偏心部７に連結
されたカウンタウェイト１０は、第２図の通りガイドバ
ー１１およびフレーム１のガイド面１２に沿って上下動
自在となっており、クランク軸３が回転すると、第１図
で示す第２偏心部７の偏心１０２０２倍のストロークで
カウンタウェイト１０は上下動する。

第１偏心部４と第２＠心部７とはクランク軸３に角度位
相が１８０度異なって設けられており、従ってクランク
軸３の回転に伴うスライド６の上下動とカウンタウェイ
ト１０の上下動とは対称的な運動となる。

フレーム１内におけるカウンタウェイト１０の下方空間
部には第１図の通り２本のレバー１３が平行に配置され
、これらのレバー１３は第２図の通り長手方向中間部に
おいて支点軸１４を中心に回動自在となっており、また
それぞれのレバー１３の両端部には第２図中左右方向だ
けについて逆構造となった機構が設けられている。

すなわち、それぞれのレバー１３の一方の端部には下方
へ延びるロッド１５の上端がピン１６で連結され、他方
の端部には上方へ延びるロッド１７の下端がピン１８で
連結される。ロッド１５はスライド６に固設されたボッ
クス１９内に挿入され、ロッド１５の下端に形成された
膨大部１５Ａはボックス１９内に組み込まれた受は部材
２０と球面接触し、レバー１３はスライド６にロッド１
５を介して連結されている。ロッド１７はカウンタウェ
イト１０に上下に形成された通孔２１内に挿入され、通
孔２１の上端はカウンタウェイト１０の上部内部に形成
されたシリンダ２２と連通し、シリンダ２２内にロッド
１７の上端に固設されたピストン２３が配置される。ピ
ストン２３はシリンダ２２の内壁と気密状態で接するパ
ツキン２４を有し、パツキン２４が取り付けられたピス
トン２３の外周面２３Ａは球面形状に形成されて゛いる
。

シリンダ２２内のピストン２３上面側は圧力室２５とな
っており、圧力室２５にエア供給具２６からエアが供給
される。エア供給具２６は圧力室２５の上面を密閉する
蓋部材２７に気密状態で摺動自在に挿通されている。

以上において、レバー１３によりロッド１５が上昇すれ
ばロッド１７は下降し、ロッド１５が下降すればロッド
１７は上昇するため、レバー１３、ロッド１５．１７に
より対称運動機構２８が構成され、対称運動機構２８は
スライド６とカウンタウェイト１０との間に介入されて
いる。また、本実施例ではカウンタウェイト１０と対称
運動機構２８との間にシリンダ２２が設けられている。

次に作用について説明する。

圧力室２５にエア圧力を供給すると、このエア圧力はカ
ウンタウェイト１ｏに上向きに作用し、またスライド６
にもピストン２３、ロッド１７、レバー１３、ロッド１
５を介して上向きに作用し、従ってカウンタウェイトＩ
Ｏの重量およびスライド６の＠量はバランスされ、静的
バランスが確保される。

ここで、シリンダ２２はカウンタウェイト１゜用のバラ
ンスシリンダになっているとともに、スライド６用のバ
ランスシリンダともなっており、従ってシリンダ２２は
２個のバランスシリンダを兼用しており、その分だけ部
品点数の減少による構造の節単化、および配置スペース
の省略化が達成されている。特に、本実施例ではシリン
ダ２２はカウンタウェイト１０の内部に形成されている
ため、シリンダ２２を配置するための特別のスペースを
プレス機械内に用意する必要がない。

クランク軸３が回転すると前述の通りスライド６と対称
的にカウンタウェイト１ｏが上下動するため、スライド
６の上下動の慣性力はカウンタウエイト１０によってバ
ランスされ、動的バランスが確保される。

このようにプレス運転が行われているとき、カウンタウ
ェイト１０が上昇するとスライド６は下降するが、スラ
イド６が下降しても対称運動機構２８によりピストン２
３は上昇するため、カウンタウェイト１０と同一運動を
行っているシリンダ２２とピストン２３とは常に同一方
向へ上下動することになる。

以上において、シリンダ２２の上下動ストロークは第２
偏心部７の偏心ｆｆ１ｅｚで定まり、またピストン２３
の上下動ストロークは第１偏心部４の偏心ｇｅｌ　とレ
バー１３の長さ方向における支点軸１４の位置（レバー
１３のレバー比）とで定まる。前述のようにピストン２
３は常にシリンダ２２と同一方向へ上下動するため、シ
リンダ２２に対するピストン２３の相対移動量を小さく
でき、特に、ｅ、とｅ２とを同じとし、かつレバー比を
１対１とすれば、シリンダ２２に対するピストン２３の
相対移動量を零にできる。従ってプレス機械が高速プレ
ス機械の場合であっても、ピストン２３をシリンダ２２
の内壁に気密状態で接触させるパツキン２４には摩擦に
よる損傷は発生せず、高速プレス機械を長期間使用して
も圧力室２５の気密性は確保される。

また、プレス運転を行うためにスライド６を上下動させ
た場合に、圧力室２５のエア圧力の変動を小さくまたは
零にできるため、エア圧力変動を吸収するためのエアタ
ンクをプレス機械に設置する必要がなく、この点でも部
品点数の削減、エア配管の不要による構造の簡単化を達
成できる。さらに、エアシリンダ２２の上下長さは、ピ
ストン２３がシリンダ２２に対して相対移動する場合に
はこの相対移動長さ、スライド６がスライドアジャスト
装置によりコンロッド５に対して高さ位置調整される場
合には、この相対移動長さにスライドアジャスト量を加
えた長さとしておけばよく、いずれにしてもシリンダ２
２の長さは短くてよいため、装置のコンパクト化を図る
ことができる。

さらにまた、圧力室２５のエア圧力によってスライド６
の重量およびカウンタウェイトｌＯの重量の全部はクラ
ンク軸３に作用しないため、クランク軸３を回転させる
トルクは軽減される。

なお、スライド６、カウンタウェイト１０の上下動に伴
いレバー１３の′両方の端部は円弧軌跡を描くが、この
両方の端部の運動は、ロッド１５の膨大部１５Ａと受は
部材２０との球面接触による滑動およびシリンダ２２の
内壁に対するピストン２３の球面状の外周面２３Ａの滑
動によって保証される。

第３図は以上説明した実施例の概略構造を線図で示した
図であり、第４図〜第６図はシリンダ２２の配置位置に
関する別実施例を示す。

第４図ではシリンダ２２はスライド６に配置され、従っ
てシリンダ２２はスライド６と対称運動機構２８との間
に設けられている。第５図、第６図ではシリンダ２２は
ロッド１７、ロッド１５に設けられ、従ってこれらの実
施例ではシリンダ２２は対称運動機構２８中に設けられ
ている。

第７図は対称運動機構２８の別実施例を示す。

この実施例では対称運動機構２８は直列に噛合された３
個の歯車２９，３０．３１を用いて構成され、右端の歯
車３１の中心部より右側面部にスライド６側に延びるロ
ッド１５の上端がピン３２で連結され、左端の歯車２９
の中心部より左側面部にカウンタウェイト１０側に延び
るロッド１７の下端がピン３３で連結される。このよう
に対称運動機構２８を構成しても、ロッド１５．１７は
上下に対称運動を行うことになる。歯車の数は３個に限
らず、５個、７個等の奇数としてもよく、また偶数とし
ても、両端の歯車の中心部より左右いずれかの同し方向
の側面部にロッド１５．１７の端部を連結することによ
り、奇数の場合と同し作動を行わせることができる。

このように対称運動機構２８の構造はレバーを用いたも
のに限られるものではない。

また以上の各実施例ではシリンダをカウンタウェイトま
たはスライドと対称運動機構との間に設ける場合、シリ
ンダをカウンタウェイト、スライドの内部に形成したが
、シリンダを通常の筒状部材からなるものとし、この筒
状部材をカウンタウェイト、スライドに固設した構造と
してもよい。

さらに前記実施例ではクランク軸に第１偏心部の他に第
２偏心部を設け、この第２偏心部に連結部材を介してカ
ウンタウェイトを連結し、これによってクランク軸の回
転によりスライドと対称的にカウンタウェイトを上下動
させるようにしたが、スライドと対称的にカウンタウェ
イトを上下動させる機構はこれに限られるものではなく
、例えばクランク軸に歯車で偏心部材を連結し、この偏
心部材の回転でカウンタウェイトを上下動させる場合に
も本発明に係る装置は適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スライド用のハランスソリンダとカウ
ンタウェイト用のバランスシリンダとを１個のシリンダ
で兼用できる構造となり、また、シリンダ内のピストン
がシリンダに対して相対的に移動する距離をできるだけ
小さくまたは零にできるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクランク軸周辺の構造を示す断面図、第２図は
第１図の■−ｎ線断面図、第３図は第２図で示された構
造を線図で示した概略図、第４図、第５図、第６図はそ
れぞれシリンダの配置位置に関する別実施例を示す第３
図と同様の図、第７図は対称運動機構の別実施例を示す
要部正面図である。 ３・・・クランク軸、４・・・第１偏心部、５・・・コ
ンロッド、６・・・スライド、７・・・第２偏心部、８
・・・連結部材、１０−・・カウンタウェイト、１３・
・・レバー１５．１７・・・ロッド、２２・・・シリン
ダ、２３・・・ピストン、２５・・・圧力室、２８・・
・対称運動機構、２９．３０．３１・・・歯車。 出願人　アイダエンジニアリング株式会社代理人　弁理
士　木下　實三　（ほか２名）第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）クランク軸の回転により上下動するスライドと対
   称的に上下動するカウンタウェイトを有するプレス機械
   において、前記スライドと前記カウンタウェイトとの間
   に対称連動機構を介入し、前記スライドもしくは前記カ
   ウンタウェイトと前記対称連動機構との間または前記対
   称運動機構中にシリンダを設け、このシリンダ内に前記
   スライドと前記カウンタウェイトとに上向きに作用する
   流体圧を供給したことを特徴とするプレス機械のカウン
   タバランス装置。