JPH065036Y2

JPH065036Y2 - プレス機械の動的平衡装置

Info

Publication number: JPH065036Y2
Application number: JP13768688U
Authority: JP
Inventors: 政善菅原
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 1988-10-20
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2003-10-20
Also published as: JPH0259899U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、プレス機械のスライドが上下動した際の慣性
力の動的バランスを得るための装置に関し、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、エアシリンダのエア圧力でスライドの
重量（スライドに取り付けられた金型等の重量を含む。
以下同じ。）をバランスさせるための静的平衡装置の他
に、プレス機械運転時におけるスライドの上下動の慣性
力に関する動的アンバランスを解消し、振動の発生を防
止するための動的平衡装置が設けられる。

このような動的平衡装置として特開昭６０−２３１６０
０が知られ、この装置では、クランク軸にスライドがコ
ンロッドを介して連結される第１偏心部の他に第２偏心
部を設け、第１偏心部に対して第２偏心部を角度位相が
１８０度異なったものとし、第２偏心部に連結部材を介
して上下動自在なバランスウェイトを連結しており、ク
ランク軸の回転によりバランスウェイトはスライドと対
称運動の上下動を行う。

ところで、スライドの上下動ストロークはプレス品の種
類等に応じて調整自在とされることが必要で、このため
従来、実開昭６３−６２００に示されるように、クラン
ク軸の第１偏心部の偏心量を調整自在とすることが行わ
れている。このように第１偏心部の偏心量を調整自在と
し、これを変更した場合には、スライドの重量との関係
によるモーメントの大きさが変化し、この結果、動的バ
ランスが失われることになる。

この問題を解決するため、第１偏心部の偏心量を調整自
在としたプレス機械に関する実願昭６３−５４３７６で
は、バランスウェイトの重量を変更可能とし、この重量
を変えることにより、スライド側のモーメントとバラン
スウェイト側のモーメントを等しくできるようにし、動
的バランスを保つようにしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、プレス機械の動的バランスは、以上のモーメ
ントだけではなく、スライド、バランスウェイトの加速
度等についての運動状態、すなわちスライドモーショ
ン、バランスウェイトモーションとも関係しており、む
しろこれらのモーションの方がモーメントよりも動的バ
ランスに影響を与える。スライドモーションはクランク
軸の第１偏心部の偏心量に対する前記コンロッドの長さ
（スライド側の連桿比）で決り、バランスウェイトモー
ションはクランク軸の第２偏心部の偏心量に対する前記
連結部材の長さ（バランスウェイト側の連桿比）で決ま
る。これらの連桿比が同一のとき両モーションは同じと
なり、動的バランスを得られる。

実願昭６３−５４３７６の従来装置では、クランク軸の
第１偏心部の偏心量が変更されても第２偏心部の偏心量
は一定であるため、スライダ側の連桿比とバランスウェ
イト側の連桿比とに相違が生じ、これによりスライドモ
ーションとバランスウェイトモーションとに差が生じ、
動的バランスが多少ではあるが失われることになる。

本考案の目的は、スライド側の連桿比とバランスウェイ
ト側の連桿比との差をできるだけ小さくまたは零にする
ことができるようにし、これにより動的バランスの向上
を達成できるようにしたプレス機械の動的平衡装置を提
供するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係るプレス機械の動的平衡装置は、クランク軸
に設けられた第１偏心部にコンロッドを介して上下動自
在なスライドを連結し、かつ、前記クランク軸に第１偏
心部から角度位相が１８０度異なって設けられた第２偏
心部に連結部材を介して上下動自在なバランスウェイト
を連結し、第１偏心部の偏心量を調整自在としたプレス
機械の動的平衡装置において、第２偏心部の偏心量を調
整自在としたことを特徴とするものである。

また、以上において、前記コンロッドの長さは第１偏心
部の偏心量の変更に伴い変化されるとともに、前記連結
部材の長さは第２偏心部の偏心量を変更すると変化され
ることを特徴とするものである。

前記連結部材の長さを変える構造は、連結部材中に例え
ば油圧シリンダによる伸縮機構を設けたものでもよく、
またクランク軸の第２偏心部の偏心量を変えるとこれに
伴い自動的に連結部材の実質的長さが変わるものでもよ
い。

〔作用〕

クランク軸の第１偏心部の偏心量が変更された場合に第
２偏心部の偏心量を変更すると、スライド側の連桿比と
バランスウェイト側の連桿比との差は、第１偏心部の偏
心量を変えるとコンロッドの長さが変わるものでは小さ
くでき、コンロッドの長さが変わらないものでは零にで
きる。

また、クランク軸の第２偏心部の偏心量を変更した場合
に連結部材の長さが変わるようにすれば、第１偏心部の
偏心量を変えるとコンロッドの長さが変わるものでも、
第１偏心部の偏心量が変更された場合に第２偏心部の偏
心量の変更により、スライド側の連桿比とバランスウェ
イト側の連桿比との差を零にできる。

以上によりスライドモーションとバランスウェイトモー
ションとの相違を小さくまたは零にでき、動的バランス
を向上させることができる。

〔実施例〕

第１図は本考案に係る装置が適用されたプレス機械のク
ラウン内部を示す縦断面図である。プレス機械のフレー
ム１には軸受２により水平なクランク軸３が回転自在に
支持され、クランク軸３には円形の偏心突起４が形成さ
れ、偏心突起４の外周に円形の偏心輪５が回転自在に嵌
合される。これらの偏心突起４、偏心輪５によりクラン
ク軸３の第１偏心部６が構成され、クランク軸３に複数
存在する第１偏心部６のそれぞれにコンロッド７の上端
７Ａが回転自在に嵌合され、コンロッド７を介して第１
偏心部６にスライド８が連結される。スライド８の重量
は図示しないエアシリンダのエア圧力でバランスされ、
静的平衡が確保されている。

偏心突起４、偏心輪５、コンロッド７の内部には主シリ
ンダ９が形成され、主シリンダ９に上部ピストン１０、
下部ピストン１１が配置され、これらのピストン１０，
１１の間にロックピン１２が介入される。上部ピストン
１０にはロッド１３を介して副シリンダ１４内の補助ピ
ストン１５が連結され、ロッド１３が挿入された通孔１
６に油路１７から油が供給されると、上部ピストン１０
は補助ピストン１５との受圧面積の差により下降する。
一方、下部ピストン１１は油路１８から供給される油に
よって上昇する。

油路１７，１８への油の給排によりロックピン９は上部
ピストン１０、下部ピストン１１により上下動し、これ
により偏心突起４と偏心輪５とは第２図の通りロックピ
ン１２および補助ピストン１５で連結されたり、第３図
の通り連結が解除されたりする。すなわち、クランク軸
３の軸方向と直角に移動自在となったロックピン１２等
により、第２図、第３図に示されている通り、偏心突起
４と偏心輪５、および偏心輪５とコンロッド７の端部７
Ａは選択的に連結、連結解除される。第２図の状態にな
った場合には、第１図偏心部６の偏心量は偏心突起４に
偏心輪５を加えたｅ₁となり、第３図の状態になった場
合には、第１偏心部６の偏心量は偏心突起４だけのｅ₂
となる。

これにより、図示しないモータ、フライホイール、クラ
ッチ等からなるスライド駆動機構によりクランク軸３を
回転させた場合に、第２図と第３図とではスライド８の
上下動ストロークが変わることになる。

第１図の通りクランク軸３の軸端には第２偏心部偏心量
調整機構１９が設けられ、この調整機構１９の具体的構
造は第４図、第６図、第７図で示されている。

第４図の通りクランク軸３の軸端にはクランク軸３と直
交する方向に長いケース２０が第６図の通りボルト２１
で結合され、ケース２０にはクランク軸３と直交する方
向に長くかつクランク軸３の軸方向に貫通した角孔状の
開口孔２２が形成されている。開口孔２２にはクランク
軸３の第２偏心部２３を構成する移動体２４が挿入さ
れ、移動体２４は第４図の通り開口孔２２から突出した
前部の筒部２４Ａと、開口孔２２に嵌合された後部の角
部２４Ｂとを有する。第７図の通り角部２４Ｂの後端に
はクランク軸３の軸端に形成されたガイド溝２５に嵌合
するガイド突起２４Ｃが設けられ、角部２４Ｂの開口孔
２２に沿った摺動およびガイド突起２４Ｃのガイド溝２
５に沿った摺動により、移動体２４はクランク軸３と直
交する方向に移動できるようになっている。

第４図の通り移動体２４には１８０度対向する位置にシ
リンダ２６，２７が形成され、シリンダ２６，２７にケ
ース２０に固設されて不動となったピストン２８，２９
が嵌合され、シリンダ２６，２７内に油室３０，３１が
区画形成される。移動体２４の中心部には移動体２４に
対して相対的に回動自在なロータリ式油供給具３２が液
密状態で嵌合され、油路３３、油通路３４を介して油室
３０に油が供給され、また、油室３１には油路３５、通
孔３６を介して油が供給されるようになっている。な
お、第４図では作図の都合上、移動体２４内に形成され
た油通路３４は油室３０からずれているが、実際には第
６図の通り一致している。

油室３０，３１に油を給排することにより、移動体２４
は油圧で第４図、第５図の通りクランク軸３と直交する
方向に移動し、従ってクランク軸３の第２偏心部２３の
偏心量は変更される。第４図ではこの偏心量はｅ₃とな
っており、第５図ではｅ₄となっている。

第４図の通り移動体２４の前部の前記筒部２４Ａには軸
受３７を介して連結部材３８の基端３８Ａが回転自在に
嵌合され、第８図の通り連結部材３８の先端３８Ｂには
バランスウェイト４０がピン３９で連結される。バラン
スウェイト４０は静的バランスを得るためのエアシリン
ダ４２によるエア圧力を受けながらガイドバー４１に沿
って上下動自在である。従ってクランク軸３が回転する
と、第２偏心部２３に連結部材３８を介して連結された
バランスウェイト４０は第２偏心部２３の偏心量に応じ
たストローク量で上下動する。

以上において、クランク軸３の第１偏心部６と第２偏心
部２３とは角度位相が１８０度異なっており、スライド
８の上下動とバランスウェイト４０の上下動とは対称運
動となるようなっている。

次に作用について説明する。

第９図（Ａ）はクランク軸３の第１偏心部６の偏心量と
第２偏心部２３の偏心量とが共に小さい場合、すなわち
第３図と第５図の場合を線図で模式的に示した図であ
る。本図では動的バランスの説明の簡便化のため、コン
ロッド７の長さと連結部材３８の長さとを共にＬとする
他、スライド８の重量とバランスウェイト４０の重量と
を等しいものとし、これらの重量によるスライド８側の
モーメントとバランスウェイト４０側のモーメントが同
じになるように、第１偏心部６の偏心量（前記ｅ₂）と
第２偏心部２３の偏心量（前記ｅ₄）とを同一のｒとし
ている。また、これらの偏心量の変更後を示す第９図
（Ｂ）でも、第１偏心部６の偏心量（前記ｅ₁）と第２
偏心部２３の偏心量（前記ｅ₃）とを同一のｒ＋ａとし
ている。

偏心量調整前を示す第９図（Ａ）では、スライド８側の
連桿比とバランスウェイト側４０の連桿比とは共にＬ／
ｒであるから、これらの連桿比の差は L/r−L/r＝０となり、スライドモーションとバランスウェイトモーシ
ョンとが同一になって動的バランスが確保されている。

第９図（Ｂ）で示されるように偏心量調整を行うために
は、第１偏心部６については、スライド８を下死点に降
ろした後、ロックピン１２を第２図で示す位置まで移動
させ、また第２偏心部２３については、移動体２４を第
４図で示す位置まで移動させる。

本実施例では第１偏心部６の偏心量調整機構が第１図で
示された構造のものとなっていることにより、第９図
（Ｂ）の通り第１偏心部６の偏心量をｒからｔ＋ａに変
更すると、第１偏心部６とコンロッド７との連結中心部
が変位する結果、コンロッド７の実質的長さはＬ−ａに
自動的に変化することになる。従って、スライド側８の
連桿比とバランスウェイト４０側の連桿比との差はとなる。

一方、第２偏心部の偏心量を調整する機構を設けず、第
１偏心部６の偏心量だけを変更した場合には、連桿比の
差はとなる。

ｒ＋Ｌ＞ｒであるから、(1)式の絶対値は(2)式の絶対値
よりも小さい。このため、第１偏心部６の偏心量を変更
した場合に第２偏心部２３の偏心量も変更すると、第２
偏心部２３の偏心量を変えない場合よりもスライドモー
ションとバランスウェイトモーションとの相違を小さく
でき、動的バランスを向上させることができることにな
る。

以上のように第２偏心部２３の偏心量を変更することに
よって動的バランスを向上させることができるという効
果は、コンロッド７と連結部材３８との長さが不等の場
合でも、また、スライド８側のモーメントとバランスウ
ェイト４０側のモーメントとに相違が生じることになる
が、第１偏心部６の偏心量と第２偏心部２３の偏心量と
が不等の場合でも得られる。

第１０図は本考案の別実施例を示す。この実施例では連
結部材３８中に例えば油圧シリンダによる伸縮機構４３
を設け、連結部材３８の長さを第２偏心部２３の偏心量
変更前ではＬとし、変更後ではＬ−ａとしている。これ
によると、スライド８側の連桿比とバランスウェイト４
０側の連桿比との差を偏心量変更前後を通して零にでき
ることになる。

第１１図は本考案のさらなる別実施例を示す。この実施
例では第２偏心部偏心量調整機構１９を第１偏心部６の
偏心量調整機構と同じ構造にしている。すなわち、クラ
ンク軸３には円形の偏心突起４４が形成され、偏心突起
４４の外周に円形の偏心輪４５が嵌合され、偏心突起４
４と偏心輪４５とで第２偏心部２３が構成される。第２
偏心部２３には連結部材４６を介してバランスウェイト
４０が連結される。偏心突起４４と偏心輪４５とは上部
ピストン４７、下部ピストン４８が移動せしめられるロ
ックピン４９および補助ピストン５０により連結され、
また連結解除される。

この実施例によれば、スライド８側の連桿比とバランス
ウェイト４０側の連桿比との差を偏心量変更前後を通し
て零にできるとともに、第２偏心部２３の偏心量を変更
すると連結部材４６の実質的長さも自動的に変更できる
ようになる。

なお、第１偏心部６の偏心量に対する第２偏心部２３の
偏心量は、コンロッドの長さに対する連結部材の長さに
応じて定められるものであり、さらに、偏心量変更前後
を通してスライド側のモーメントとバランスウェイト側
のモーメントとを等しくするために、実願昭６３−５４
３７６に示されているように、バランスウェイトを分
割、連結自在な２個の重りから構成し、バランスウェイ
トの重量を変えることができるようにしてもよい。

〔考案の効果〕

本考案によれば、スライド側の連桿比とバランスウェイ
ト側の連桿比との差をできるだけ小さくまたは零にする
ことが可能となり、これによりプレス機械の動的バラン
スの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る装置が適用されたプレス
機械のクランク軸周辺を示す縦断面図、第２図および第
３図は第１偏心部の偏心量調整前後を示す縦断面図、第
４図は第２偏心部偏心量調整機構を示す縦断面図、第５
図は第４図に対して第２偏心部の偏心量を変更した後を
示す縦断面図、第６図は第４図のVI−VI線断面図、第７
図は第６図のVII−VII線断面図、第８図は第１図のVIII
−VIII断面図、第９図（Ａ），（Ｂ）は偏心量調整前後
の状態を線図で模式的に示した図、第１０図（Ａ），
（Ｂ）は別実施例について示す第９図（Ａ），（Ｂ）と
同様の図、第１１図はさらなる別実施例を示す第１図と
同様の図である。３…クランク軸、６…第１偏心部、７…コンロッド、８
…スライド、１９…第２偏心部偏心量調整機構、２３…
第２偏心部、２４…移動体、３８，４６…連結部材、４
０…バランスウェイト、４３…伸縮機構。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】クランク軸に設けられた円形の偏心突起の
外周に円形の偏心輪が回転自在に嵌合され、この偏心輪
の外周に一端がスライドに連結されたコンロッドの他端
が回転自在に嵌合され、前記偏心突起と前記偏心輪と前
記コンロッドの他端の内部に、前記偏心突起と前記偏心
輪、およびこの偏心輪と前記コンロッドの他端を選択的
に連結、連結解除するロックピンが前記クランク軸の軸
方向と直角方向に移動自在に設けられ、前記クランク軸
に前記偏心突起から１８０度の角度位相位置に移動体を
備えているケースが固定され、この移動体は前記ケース
の内部の油室に給排される油で前記クランク軸の軸方向
と直角方向に移動自在であるとともに、前記移動体に一
端がバランスウェイトに連結された連結部材の他端が連
結されていることを特徴とするプレス機械の動的平衡装
置。
【請求項２】請求項１に記載のプレス機械の動的平衡装
置において、前記連結部材には伸縮機構が設けられてい
ることを特徴とするプレス機械の動的平衡装置。
【請求項３】クランク軸に角度位相が１８０度異なって
第１および第２偏心部が設けられ、これらの偏心部のそ
れぞれは、前記クランク軸に設けられた円形の偏心突起
と、この偏心突起の外周に回転自在に嵌合された円形の
偏心輪とを含んで構成され、第１偏心部の前記偏心輪の
外周に一端がスライドに連結されたコンロッドの他端が
回転自在に嵌合され、第２偏心部の前記偏心輪の外周に
一端がバランスウェイトに連結された連結部材の他端が
回転自在に嵌合され、第１偏心部における前記偏心突起
と前記偏心輪と前記コンロッドの他端の内部に、第１偏
心部における前記偏心突起と前記偏心輪、およびこの偏
心輪と前記コンロッドの他端を選択的に連結、連結解除
するロックピンが前記クランク軸の軸方向と直角方向に
移動自在に設けられているとともに、第２偏心部におけ
る前記偏心突起と前記偏心輪と前記連結部材の他端の内
部に、第２偏心部における前記偏心突起と前記偏心輪、
およびこの偏心輪と前記連結部材の他端を選択的に連
結、連結解除するロックピンが前記クランク軸の軸方向
と直角方向に移動自在に設けられていることを特徴とす
るプレス機械の動的平衡装置。