JPH0310439B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はパワープレス等のプレス機械に係り、
特に運動体であるスライドの不平衡慣性力を釣り
合せるためのバランスウエイトを備えるプレス機
械に関するものである。

従来技術および発明が解決しようとする課題 プレス機械においては、往復動体であるスライ
ドの不平衡慣性力を釣り合せるためのバランサー
が使用され、プレス運転に伴なう一次振動の発生
を抑えている。このバランサーとしてはバランス
ウエイトを用いたもの、スプリングを用いたも
の、あるいは圧縮空気圧を利用したもの等が知ら
れている。ところで、その半導体がスライドに取
着される成形型は、製品仕様に応じて異なる型寸
法、重量のものが使用される関係上、スライドと
特定成形型の不平衡慣性力に合せてバランサーの
釣り合い力を設定していたとしても、異なる成形
型を使用すると慣性力の均衡が保たれなくなる。

そのため、使用する成形型を変更する毎にバラ
ンサーの再調整を行う必要があり、特にバランス
ウエイトを用いた形式のものでは該バランスウエ
イトの交換が煩雑であり、生産性の阻害要因にな
つていた。この問題を解消するために提案された
ものとして例えば特開昭62−192298号公報を挙げ
ることができる。

一方、スライドには、作業荷重を受ける構造部
材としての剛性確保と、往復運動体としての軽量
化が期待される。ところが、剛性確保と軽量化と
は相反する要求特性であり、機械設計者はその妥
協点を見い出すために苦労するところである。

しかるに、クランク軸の回転を連接棒を介して
スライドに伝え、フレームの案内部材に沿つてス
ライドを往復動させる構造のトランクプレスで
は、連接棒の長さを或る程度確保せざるを得ず、
二つの回り対偶と節により回転運動を往復運動に
変換する駆動系が複雑であり、駆動系の剛性を
確保し難い、運動体の重量が大きい、高速運
転を行う上で不利である等の欠点を有している。

本発明は斯かる技術的背景の下に創案されたも
のであり、その主たる目的は成形型の重量（また
は質量）変化に対応して成形型を含めたスライド
の不平衡慣性力の釣り合せ調整を簡易に行い得る
プレス機械の動的釣り合い機構を提供することで
ある。

本発明の他の目的は、駆動系の構造を単純化
し、駆動系の剛性を確保しつつ該駆動系を構成す
る運動体の軽量化を計つてプレス機械の精度を向
上させるとともに機械の高速運転を可能にするこ
とである。

課題を解決するための手段およびその作用 前記目的は、動的釣り合い機構を有するプレス
機械であつて、フレームのベツド上にボルスタを
介して配設された下型と対をなす上型（ポンチを
含む）を担持するスライドが、その上端部に立設
された上部案内軸と、下端部に垂設された少なく
とも二本の下部案内軸とを有するとともに、該上
部案内軸および下部案内軸にて軸受けを介して鉛
直方向変位自在にフレームで支持され、前記スラ
イドでは、その上半部がヨークとして形成され、
該ヨーク内に、いずれも水平面として形成された
ヨークの上部内壁面、下部内壁面に対して平行な
る上面および下面を有する摺動ブロツクが上、下
の軸受を介して水平方向相対変位自在に収蔵さ
れ、フレームで支持されヨークを貫通して伸長す
る偏心駆動軸が摺動ブロツクに形成された円形中
央開口をも貫通し、該偏心駆動軸の偏心部は軸受
を介して回転自在に前記中央開口に嵌合し、往復
動体であるスライドの不平衡慣性力を釣り合せる
ためのバランスウエイトが、一端部にて揺動自在
にスライドに連結されて流体圧シリンダ装置のシ
リンダを貫通し両方向へ伸長するピストンロツド
の他端部に取付けられ、流体圧シリンダ装置のシ
リンダは、揺動自在にフレームに支持された起立
姿勢の支持桿をもつて揺動自在に支持されるとと
もに、流体圧によつてピストンに対して変位可能
になされ、バランスウエイトがスライドに対して
逆位相関係で上下方向に動くように構成されたプ
レス機械（以下、単にプレスと称する）を提供す
ることによつて達成される。

偏心駆動軸の偏心部、摺動ブロツク、およびス
ライド上半部のヨークはヨークカムを構成してお
り、偏心駆動軸が回転すると、ヨークに対して相
対的横方向の動きのみが許容される摺動ブロツク
を介してヨーク（すなわち、スライド）が鉛直方
向に往復動する。その際、スライドは自身の上端
部に立設された上部案内軸部分と、下端部に垂設
された少なくとも二本の下部案内軸部分にて軸受
を介してフレームで案内される。

また、スライドの鉛直方向の往復動に付随し
て、流体圧シリンダ装置のシリンダと支持桿との
連結点を支点としてピストンロツドが揺動し、該
ピストンロツドに取着されたバランスウエイトが
スライドとは逆方向に上下動する。流体圧シリン
ダ装置のシリンダはピストンに対して変位可能で
あつて、スライドに取着される上型の重量が大き
い場合にはシリンダをスライド側に調整変位さ
せ、上型の重量が小さい場合にはシリンダを反ス
ライド側に調整変位させればよく、もつて上型、
摺動ブロツクを含めたスライドの不平衡慣性力を
釣り合せることができる。

実施例 以下、図示の実施例について説明する。

第１図はプレス１を正面から見た縦断面図であ
り、第２図はプレス１を側方から見た部分縦断面
図である。プレス１のフレームは、下位部材であ
るベツド２と、コラム５および側壁６が頂壁８と
一体化された上位部材としてのクラウン４とで構
成され、ベツド２およびクラウン４が複数本のタ
イロツド１０をもつて一体に螺子結合されてい
る。正面から見て前、後の側壁６，６に形成され
た貫通穴には円筒形状の滑り軸受７が嵌着され、
該滑り軸受７を貫通して断面円形の偏心部１３を
有する偏心駆動軸１２が支持されている。図中、
L₁は偏心駆動軸１２の回転中心軸線を示し、L₂
は偏心部１３の回転中心軸線を示す、この偏心駆
動軸１２は図示されない周知の動力伝達機構を介
してモータによつて駆動回転せしめられる。

スライド１４はフレーム内空間中央部に配置さ
れ、その上端部に立設された上部案内軸１８がク
ラウン４の頂壁８に取着された円筒形状の滑り軸
受９に嵌合し、下端部に垂設された少なくとも二
本の下部案内軸１９がベツド２に取着された円筒
形状の滑り軸受３に嵌合している。上、下部案内
軸１８，１９の軸線はいずれも鉛直線と平行であ
り、スライド１４は上、下部案内軸１８，１９と
滑り軸受９，３との嵌合関係で鉛直方向に往復動
（上下動）する。

また、スライド１４の上半部はヨーク１５とし
て形成され、その上部内壁面１６および下部内壁
面１７がいずれも鉛直線と直角に交差する水平面
になつている。偏心駆動軸１２はこのヨーク１５
を貫通するだけでなく、ヨーク１５に収蔵された
概略角筒形状の摺動ブロツク２０をも貫通してい
る。摺動ブロツク２０の上面２２および下面２３
はいずれもヨーク１５の上部内壁面１６、下部内
壁面１７と平行な水平面であり、面２２，１６
間、面２３，１７間にそれぞれケージ付きコロ軸
受２４，２５が介装され、このコロ軸受２４，２
５を介して、摺動ブロツク２０がヨーク１５の内
部で前後方向（矢印Ａ参照）に相対変位し得るよ
うになつている。

摺動ブロツク２０は円形中央開口２１を有して
おり、該中央開口２１内にケージ付きコロ軸受２
６を介して偏心駆動軸１２の偏心部１３が嵌挿さ
れている。コロ軸受２４，２５が介装された摺動
ブロツク２０とヨーク１５の間、およびコロ軸受
２６が介装された摺動ブロツク２０と偏心部１３
の間には上下方向で相対変位する余裕はなく、い
ずれも密嵌状態で組立てられている。

偏心駆動軸１２の回転によつて鉛直方向に往復
動せしめられるスライド１４は、その下端面に上
型２７を担持し、ベツド２上のボルスタ２８に固
定された下型２９と上型２７との協働作用でプレ
ス加工が実行される。

また、スライド１４の左、右に動的釣り合い機
構３０，３０が面対称的に配設されている。動的
釣り合い機構３０の主部材はバランスウエイト３
１、および支持桿３２で支持された流体圧シリン
ダ装置３３である。流体圧シリンダ装置３３は一
対の耳軸３５、流体給排出ポート３６，３７を有
するシリンダ３４と、ピストン３８と、該ピスト
ン３８と一体のピストンロツド３９から成り、フ
レームの側壁６，６間に架設された支軸１１でそ
の下端を揺動自在に支持された一対の支持桿３２
の上端部が一対の耳軸３５と揺動自在に嵌合する
関係をもつて、シリンダ３４が起立姿勢の支持桿
３２で支持されている。ピストンロツド３９の両
端はスライド１４およびバランスウエイト３１に
揺動自在に連結され、該連結関係および支軸１１
で支えられる支持桿３２とシリンダ３４との連結
関係によつてバランスウエイト３１の荷重が支え
られる。シリンダ３４は、そのポート３６，３７
を通じて流体を供給、排出することによりピスト
ン３８に対して変位可能になされており、したが
つて挺子の支点である耳軸３５部の位置が可変で
ある。

支軸１１には、支持桿３２の他に一対のリンク
４１が揺動自在に支持されており、リンク４１の
一端部と摺動ブロツク２０とがスライド１４の側
壁を自由に貫通するリンク４０で連結され、リン
ク４１の他端部とバランスウエイト３１とが一対
のリンク４２で連結されている。このリンク機構
は摺動ブロツク２０の動的平衡を得るためのもの
である。

プレス１の動作は以下のように行われる。

偏心駆動軸１２が軸線L₁を中心として回転す
ると、偏心軸線L₂を中心とする偏心部１３の回
転に伴なつて摺動ブロツク２０が矢印Ａで示され
る左右方向および矢印Ｂで示される鉛直方向に動
かされ、ヨーク１５に対して矢印Ａ方向でのみ相
対変位を許される摺動ブロツク２０とヨーク１５
との関係により、ヨーク１５に対して矢印Ｂ方向
の駆動力が伝達され、上部案内軸１８と滑り軸受
９の嵌合関係、および下部案内軸１９と滑り軸受
３の嵌合関係でフレームに支承されるスライド１
４が鉛直方向（矢印Ｂ方向）で往復動し、もつて
上型２７と下型２９との間で素材のプレス加工が
行われる。

しかるに、摺動ブロツク２０の矢印Ａ方向での
動きに対しては、支軸１１で支持されるリンク４
１およびリンク４０，４２で摺動ブロツク２０に
連結される前、後一対のバランスウエイト３１が
それぞれ摺動ブロツク２０に対して逆方向へ動
き、該摺動ブロツク２０の動的平衡が保たれる。
なお、摺動ブロツク２０と一対のバランスウエイ
ト３１との動的平衡関係は、ピストンロツド３９
との連結点を支点として揺動するバランスウエイ
ト３１の慣性質量に対応してリンク４１の揺動中
心位置（腕長比l₁：l₂）を不変に定めておくこと
によつて得ることができる。この動的平衡関係は
上型２７の重量（または質量）と無関係であるこ
とに留意すべきである。

また、スライド１４の矢印Ｂ方向での動きに対
しては、ピストンロツド３９をもつてスライド１
４に連結される左、右一対のバランスウエイト３
１がそれぞれスライド１４に対して逆相位関係で
上下方向へ動き、摺動ブロツク２０、上型２７を
含むスライド１４の動的平衡が保たれる。この動
的平衡関係は、ポート３６，３７を通じてシリン
ダ３４内に流体を供給、排出してピストン３８に
対するシリンダ３４の位置を調整し、ピストンロ
ツド３９の揺動支点となる耳軸３５位置を定める
ことによつて得ることができる。すなわち、上型
２７の重量（または質量）が大きい場合にはシリ
ンダ３４をスライド１４側へ寄せ、上型２７の重
量（または質量）が小さい場合にはシリンダ３４
をバランスウエイト３１側へ寄せればよい。

本実施例の特徴は以下の通りである。

スライド１４、摺動ブロツク２０の動的平衡
が保たれるため、不平衡慣性力に起因する一次
振動の発生が抑制され、上型２７の重量（また
は質量）の違いにかかわらずその下死点精度が
高く、成形型の耐久性が向上するとともに、製
品品質の向上を企図し得る。

スライド１４、摺動ブロツク２０に直接リン
クを介してバランスウエイトを接続し動的平衡
を確保しているため、偏心駆動軸１２の運動変
換部である偏心部１３部位に対する衝撃力が低
減化され、機械寿命の向上およびプレス加圧能
力の向上を企図し得るとともに、高速運転を安
定して行うことができる。

シリンダ３４の位置調整、すなわちスライド
１４に対する動的平衡の調整は、プレス１を運
転している間であつても、加工状況、運動体の
運動状況を確認しながら適宜これを行うことが
でき、振動発生を極小に抑えた静かな状態でプ
レス加工作業を行うことができる。

偏心駆動軸１２の偏心部１３がスライド１４
の一部であるヨーク１５の内部に位置し、偏心
部１３の偏心回転による駆動力が摺動ブロツク
２０を介してスライド１４に伝達される構造
（回り対偶と滑り対偶により回転運動を往復運
動に変換する構造）では、駆動系の構成要素が
少なく構造が簡単であり、入、出力点間の距離
が小さいこともあいまつて構成部材の高い剛性
を確保することができ、スライド１４の高い運
動精度を確保し得る。

前項と関連し、入、出力点間の距離が小さ
いということは偏心駆動軸１２およびスライド
１４を主体とする駆動系全体の高さ（丈）が小
さいということを意味しており、スライド１４
の軽量化を達成でき、高速運転に適する（高速
安定性の確保）。

なお、前記実施例ではスライド１４の左、右に
一対のバランスウエイト３１を設けたが、スライ
ド１４の片側にのみバランスウエイトを設けても
よく（この場合、バランスウエイトが大型にな
る）、あるいはスライドの前後に三個以上のバラ
ンスウエイトを設けてもよい。また、スライド上
端の上部案内軸１８は、プレスの大きさ、用途に
応じて二本以上設けてもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明では、
往復動体であるスライドの不平衡慣性力を釣り合
せるためのバランスウエイトを、一端部にて揺動
自在にスライドに連結されて流体圧シリンダ装置
のシリンダを貫通し両方向へ伸長するピストンロ
ツドの他端部に取付け、流体圧シリンダ装置のシ
リンダを、揺動自在にフレームに支持された起立
姿勢の支持桿にて揺動自在に支持するとともに、
流体圧によつてピストンに対して変位可能にな
し、バランスウエイトがスライドに対して逆位相
関係で上下方向に動くように構成したため、上型
を含めたスライドの動的平衡が保たれて不平衡慣
性力に起因する一次振動の発生が抑制され、上型
の重量（または質量）の違いにかかわらずその下
死点精度を高く維持することができ、成形型の耐
久性が良好で、製品品質の向上を企図し得る。

また、本発明では、スライドの上半部をヨーク
として形成し、ヨークカム機構によつてスライド
を駆動する構造を採用したため、駆動系の構成要
素が少なく構造が簡単で、構成部材の高い剛性お
よびスライドの高い運動精度が確保されるととも
に、上型と下型の関係運動が正確に行われ、かつ
スライドを含めた駆動系の小型化、軽量化が達成
され、前記動的釣り合い機構を採用したこととも
あいまつて高速運転を安定して行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るプレス機械の
正面から見た縦断面図、第２図は該プレス機械の
側方から見た部分縦断面図（第１図における−
線縦断面図）、第３図は第１図における−
線断面図である。 １：プレス、２：ベツド、３：滑り軸受、４：
クラウン、５：コラム、６：側壁、７：滑り軸
受、８：頂壁、９：滑り軸受、１０：タイロツ
ド、１１：支軸、１２：偏心駆動軸、１３：偏心
部、１４：スライド、１５：ヨーク、１６：上部
内壁面、１７：下部内壁面、１８：上部案内軸、
１９：下部案内軸、２０：摺動ブロツク、２１：
中央開口、２２：上面、２３：下面、２４：コロ
軸受、２５：コロ軸受、２６：コロ軸受、２７：
上型、２８：ボルスタ、２９：下型、３０：動的
釣り合い機構、３１：バランスウエイト、３２：
支持桿、３３：流体圧シリンダ装置、３４：シリ
ンダ、３５：耳軸、３６：ポート、３７：ポー
ト、３８：ピストン、３９：ピストンロツド、４
０：リンク、４１：リンク、４２：リンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フレームのベツド上にボルスタを介して配設
   された下型と対をなす上型を担持するスライド
   が、その上端部に立設された上部案内軸と、下端
   部に垂設された少なくとも二本の下部案内軸とを
   有するとともに、該上部案内軸および下部案内軸
   にて軸受を介して鉛直方向変位自在にフレームで
   支持され、 前記スライドは、その上半部がヨークとして形
   成され、該ヨーク内に、いずれも水平面として形
   成されたヨークの上部内壁面、下部内壁面に対し
   て平行なる上面および下面を有する摺動ブロツク
   が上、下の軸受を介して水平方向相対変位自在に
   収蔵され、 フレームで支持され前記ヨークを貫通して伸長
   する偏心駆動軸が前記摺動ブロツクに形成された
   円形中央開口をも貫通し、該偏心駆動軸の偏心部
   は軸受を介して回転自在に前記中央開口に嵌合
   し、 往復動体である前記スライドの不平衡慣性力を
   釣り合せるためのバランスウエイトが、一端部に
   て揺動自在にスライドに連結されて流体圧シリン
   ダ装置のシリンダを貫通し両方向へ伸長するピス
   トンロツドの他端部に取付けられ、前記流体圧シ
   リンダ装置のシリンダは、揺動自在に前記フレー
   ムに支持された起立姿勢の支持桿をもつて揺動自
   在に支持されるとともに、流体圧によつてピスト
   ンに対して変位可能になされ、前記バランスウエ
   イトが前記スライドに対して逆位相関係で上下方
   向に動くように構成されたことを特徴とする動的
   釣り合い機構を有するプレス機械。 ２ 前記バランスウエイトの一端部が前記ピスト
   ンロツドの他端部に揺動自在に連結され、バラン
   スウエイトの他端部が、前記フレームに揺動自在
   に支持された一本のリンクを含めた複数本のリン
   クをもつて揺動自在に前記摺動ブロツクに連結さ
   れており、前記バランスウエイトが前記スライド
   と摺動ブロツクに対してそれぞれ逆位相関係で上
   下方向と水平方向に動くように構成されたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載された動
   的釣り合い機構を有するプレス機械。