JPH07116897A - 機械式プレス装置 - Google Patents

機械式プレス装置

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JPH07116897A
JPH07116897A JP5267289A JP26728993A JPH07116897A JP H07116897 A JPH07116897 A JP H07116897A JP 5267289 A JP5267289 A JP 5267289A JP 26728993 A JP26728993 A JP 26728993A JP H07116897 A JPH07116897 A JP H07116897A
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input shaft
plate cam
torque
cam
elastic force
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JP5267289A
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Heizaburo Kato
平三郎 加藤
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Sankyo Manufacturing Co Ltd
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Sankyo Manufacturing Co Ltd
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    • B30B15/06Platens or press rams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械プレスの運転時に発生する1回転毎に繰
り返される周期的な慣性負荷変動を、エネルギが保存さ
れる別の系で補償することにより相殺し、エネルギのバ
ランスを取ることで、入力軸の回転むらをなくして振動
や騒音の低減を図る。 【構成】 一端部にフライホイール19を固定し、中間
部に駆動用板カム16を固定した入力軸15の他端部に
トルク補償用板カム23を設け、このトルク補償用板カ
ム23に弾性力発生装置24のピストンロッド25先端
部に取り付けたカムフォロワ26を圧接させて、入力軸
15に発生する負荷変動を相殺する。弾性力発生装置2
4としては圧縮コイルばね28を利用するかまたはエア
スプリングを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、板カムを用いてスライ
ダをフレームに対して往復直線運動させる機械式プレス
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】板カムを用いた機械式プレス装置は、モ
ータからフライホイールを介して動力の伝達を受ける入
力軸に板カムを固定するとともに、フレームに鉛直方向
に摺動可能に設けられたスライダに上下一対のカムフォ
ロワを取り付け、この一対のカムフォロワで板カムの周
面を狭持することにより、板カムの回転運動をスライダ
の往復直線運動に変換する。このスライダに往復運動を
与える際に、スライダの慣性負荷や偏心負荷さらにはプ
レス負荷等が、入力軸に変動負荷トルクを与える。これ
らの変動負荷トルクが増大すると、モータ等の駆動トル
クだけでは回転しない場合が生じてくるので、昔からフ
ライホイールを入力軸の一端部に取り付け、入力軸の急
激に変動する負荷トルクをフライホイールの慣性力によ
り吸収している。これにより、入力トルクの最大値が緩
和されるので、出力トルクの比較的小さいモータでも運
転できるようになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の電子
部品の小型化、高密度化、高精度化およびクリーンな環
境が叫ばれる中、より静かで高精度かつ高性能な機械式
プレス装置が要求されるようになってきた。このような
観点からプレス装置について見直してみると、現状の機
械プレスは、フライホイールによりすべての負荷変動を
吸収しようとしていることが分かる。プレス作業のよう
に、瞬間的に発生する過大な負荷変動を、大きなフライ
ホイールの慣性力により吸収することは大変合理的であ
り機構的にも最良であるが、スライダに往復運動を与え
る際の定常的な負荷変動は、低速時には無視できるが、
高速運転時にはそのエネルギはプレス作業のエネルギを
上回るようになり、フライホイールに固定された入力軸
の回転速度が速くなったり、遅くなったりして、1回転
毎に周期的に変化する。このような入力駆動系の回転む
らは、プレスの振動や騒音の発生原因となり、またクラ
ッチやブレーキの耐久性にも悪影響を与えることが判明
している。
【0004】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、機械プレスの運転時に発生する1回転毎
に繰り返される周期的な慣性負荷変動を、エネルギが保
存される別の系で補償することにより相殺し、エネルギ
のバランスを取ることで、入力軸の回転むらをなくして
振動や騒音の低減を図るようにした機械式プレス装置を
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、入力軸の端部にトルク補償用板カムを設
け、このトルク補償用板カムに弾性力発生装置のピスト
ンロッド先端部に取り付けたカムフォロワを圧接させ
て、入力軸に発生する負荷変動トルクを相殺するように
したものである。
【0006】本発明はまた、弾性力発生装置として、ピ
ストンロッドを摺動可能に収容したシリンダ内に圧縮コ
イルばねを介装したもの、またはピストンロッドを摺動
可能に収容したシリンダ内に気体を密封したものが使用
される。
【0007】
【作用】したがって、本発明によれば、入力軸に発生す
る負荷変動トルクをトルク補償用板カムにより相殺する
ので、入力軸の回転むらをなくして振動や騒音を低減さ
せることができる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例における機械式プレ
ス装置の概略断面正面図、図2は同装置の概略断面左側
面図、図3は同装置の概略断面右側面図である。フレー
ム1は上部支持部2と中間支持部3と下部支持部4とを
有する箱型に形成されている。フレーム1の上部支持部
2および中間支持部3には、それぞれ軸受5,6を介し
てスライダ7の上部案内部8および下部案内部9が鉛直
方向に摺動可能に嵌合している。スライダ7の下部には
上型10が取り付けられ、下型11はボルスタ12を介
してフレーム1の下部支持部4上に取り付けられてい
る。
【0009】スライダ7の中間部には、上下に一対のカ
ムフォロワ13,14が回転可能に取り付けられてい
る。またスライダ7の中間部には、一対のカムフォロワ
13、14の間を水平方向に入力軸15が貫通してお
り、この入力軸15にハート形の駆動用板カム16がそ
れぞれ一対のカムフォロワ13,14に狭持されるよう
に固定されている。入力軸15は、その両端部をそれぞ
れ軸受17,18を介してフレーム1に回転可能に支持
されている。入力軸15の一端部には、フライホイール
19が軸締結要素19aを介して固定されており、この
フライホイール19は、フレーム1の上部支持部2上に
設置されたモータ20の回転軸に固定されたプーリ21
によりベルト22を介して回転駆動される。入力軸15
の他端部には、偏心円板状のトルク補償用板カム23が
固定されており、このトルク補償用板カム23には、フ
レーム1の背板に固定された弾性力発生装置24のピス
トンロッド25の先端部に回転可能に取り付けられたカ
ムフォロワ26が圧接している。弾性力発生装置24
は、ピストンロッド25を摺動可能に収容したシリンダ
27内に圧縮コイルばね28を有し、カムフォロワ26
をトルク補償用板カム23の周面に押圧付勢している。
なお、図中16a,23aは軸締結要素、14aはニー
ドルを示している。
【0010】次に上記機械式プレス装置の動作について
説明する。モータ20が回転してその回転力がプーリ2
1およびベルト22を介してフライホイール19に伝達
されて入力軸15が回転すると、駆動用カム16および
一対のカムフォロワ13,14を介してスライダ7が鉛
直方向に往復運動し、スライダ7に取り付けられた上型
10とフレーム1の下部支持部4に取り付けられた下型
11との間でワークが加工される。一方、入力軸15の
他端部に固定されたトルク補償用板カム23は、スライ
ダ7が往復運動してワークを加工している間に入力軸1
5に発生する負荷変動トルクを相殺するように働く。
【0011】スライダ7の往復運動の際に連続回転する
入力軸15に作用する慣性トルクTsは、スライダ7の
ストロークに要する時間をthとすると、次のようにス
ライダ7の加速度Aおよび速度Vの積に比例することに
なる。 Ts=I(Th2 /th2 /θh)A・V ここで、I:スライダの慣性モーメント(kgf・m/
2 ) Th:スライダの変位(rad) th:Th回転に要する時間(s) θh:入力軸変位(rad) 上記式からTsはA・Vに比例し、図4の斜線で示すよ
うに、スライダストロークSの下死点までの前半で負の
トルクが発生し、下死点からの後半で正のトルクが発生
する。上死点でも同様に、上死点までの前半で負のトル
クが発生し、上死点から後半で正のトルクが発生する。
このトルクを相殺するためには、それぞれ逆向きのトル
クを上記したトルク補償用板カム23と弾性力発生装置
24により発生させ、入力軸15の1回転の全領域でト
ルク(エネルギ)をバランスさせればよい。
【0012】ここで、トルク補償用板カム23の変位を
yとすると、弾性力発生装置24の圧縮コイルばね28
のばね定数Fにより入力軸15に作用するトルクTkは
次のようになる。
【0013】
【数1】
【0014】このトルクTsとTkとの和が常に0にな
るように上記各式を解けば、トルク補償用板カム23の
輪郭が求められ、上記したように入力軸15の負荷変動
が相殺されて振動および騒音が低減され、運転効率も改
善され、省エネルギ効果も期待できるようになる。
【0015】図5は本発明の別の実施例を示す機械式プ
レス装置の概略断面正面図、図6は同プレス装置の概略
断面右側面図である。左側面図は図2と同じである。上
述したプレス装置の弾性力発生装置24は圧縮コイルば
ね28を使用しているが、本実施例ではエアスプリング
を使用している。他の構成はすべて同じであるため同じ
要素には同じ符号を付して重複した説明は省略する。図
5および図6において、弾性力発生装置24′は、ピス
トンロッド25′の先端部にカムフォロワ26′を回転
可能に設け、ピストンロッド25′を摺動可能に収容す
るシリンダ27′内には、エアー29が密封されてい
る。これは他の気体であってもよい。またシリンダ2
7′には、内部のエアー圧力を調整するための圧力調整
装置30が設けられている。
【0016】本実施例においては、弾性力発生装置とし
てエアスプリングを利用しているので、圧力調整装置3
0によりシリンダ27′内のエアー圧力を調整すること
により、トルク補償のための微調整を容易に行なえる利
点がある。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力軸の端部にトルク補償用板カムを設け、このトルク
補償用板カムに弾性力発生装置のピストンロッド先端部
に取り付けたカムフォロワを圧接させて、入力軸に発生
する負荷変動トルクを相殺するようにしたので、入力軸
の回転むらをなくして振動や騒音を低減させることがで
き、運転効率も改善され、省エネルギ効果も期待するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す機械式プレス装置の概
略断面正面図。
【図2】同装置の概略断面左側面図。
【図3】同装置の概略断面右側面図。
【図4】同装置におけるスライダストロークと加速度と
速度との関係を示すグラフ。
【図5】本発明の他の実施例を示す機械式プレス装置の
概略断面正面図。
【図6】同装置の概略断面右側面図。
【符号の説明】
1 フレーム 7 スライダ 13,14 カムフォロワ 15 入力軸 16 駆動用板カム 19 フライホイール 20 モータ 21 プーリ 22 ベルト 23 トルク補償用板カム 24 弾性力発生装置 25 ピストンロッド 26 カムフォロワ 27 シリンダ 28 圧縮コイルばね 29 エアー 30 圧力調整装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータからの回転力を一端部にフライホ
    イールを固定した入力軸を介して駆動用板カムに伝え、
    前記駆動用板カムの回転運動をカムフォロワを介してス
    ライダの往復直線運動に変換する機械式プレス装置にお
    いて、前記入力軸の他端部に、前記入力軸に発生する負
    荷変動トルクを相殺するためのトルク補償用板カムを設
    けるとともに、前記トルク補償用板カムに弾性力発生装
    置のピストンロッド先端部に取り付けたカムフォロワを
    圧接させた機械式プレス装置。
  2. 【請求項2】 弾性力発生装置には、ピストンロッドを
    摺動可能に収容したシリンダ内に圧縮コイルばねが介装
    されている請求項1記載の機械式プレス装置。
  3. 【請求項3】弾性力発生装置には、ピストンロッドを摺
    動可能に収容したシリンダ内に気体が密封されている請
    求項1記載の機械式プレス装置。
JP5267289A 1993-10-26 1993-10-26 機械式プレス装置 Pending JPH07116897A (ja)

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