JPH07121470B2 - ウィットウォース機構を備えたプレス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、メーンギヤの等速回転をウィットウォース機
構を介してクランク軸の不等速回転に変換して運転する
プレスに関する。

［従来の技術］ 従来のウィットウォース機構を備えたプレスの構造を、
模式的に表した第８図を用いて説明する。

第８図において、メーンギヤ10の軸線Z₁に対して偏心さ
れた軸線Z₂の位置にクランク軸20が設けてある。このク
ランク軸20に設けられたクランクアーム21、クランクア
ーム21に偏心ピンを介して連結された調整ネジ付のコネ
クティングロッド40およびスライド50（50_-1,50_-2）に
よりクランク機構が構成されている。

他方、クランク軸20の偏心部22（軸線Z₂₂）とメーンギ
ヤ10に固定されたピン11（軸線Z₁₁）とは、リンク30に
より連結され、これら部材によりいわゆるウィットウォ
ース機構が構成されている。

ここで、メーンギヤ10を慣用の手段で等速回転させる
と、クランク軸20は不等速回転し、その結果スライド50
は下死点前では比較的低速で下降し、下死点過ぎで比較
的高速で上昇、すなわち早戻り運動する。

ところで、クランク軸20自体の回転モーメントのバラン
スは、クランク軸20に位相をづらせて取付けたバランス
ウエイト200でとり、クランク軸20に対するスライド50
（一体であるが後の便宜のため50_-1,50_-2に分けて考え
る。）の回転モーメントのバランスは位相をづらせたバ
ランスウエイト25,25によってとるものとされている。

すなわち、回転クエイトたるバランスウエイト200の重
量はウィットウォース機構〔11,30（33,34）、22〕やコ
ネクティングロッド21,21等々による不釣合回転モーメ
ントを打消して回転の慣性力をバランスするものとして
選択される。なお、メーンギヤ10はその形態上軸線Z₁に
ついて回転モーメントのバランスが必然的にとられてい
るとされている。

一方、各バランスウエイト25の重量BWSは、基本的に、
各調整ネジ付コネクティングロッド40が負担するスライ
ド50の半分（50_-1または50_-2）の重量WSによる不釣合回
転モーメントを打消すものとして決定されている。

なお、バランスウエイト25,200を左右対称に設けたの
は、プレス構築上の便宜であり、１つのバランスウエイ
トの場合もあり得る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、一層の高速化，高精度化が要請される現
今では、上記従来構造によると、いかに長時間をかけか
つ慎重にバランスウエイト200,200等の調整を行っても
クランク軸20に対する回転モーメントのバランスを完全
にとることがでず、振動、ビビリ等々が生じ上記要請を
満足できないという指摘がなされつつある。

本発明の目的は、リンクによる不釣合回転モーメントを
一掃し、一段の高速化と高精度化との向上を図りつつ円
滑運転を達成することのできるウィットウォース機構を
備えたプレスを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、本出願人の幾多の実機を通じた検討から、上
記問題点がウィットウォース機構、特にリンクに基づく
不釣合回転モーメントにより発生しているものとつきと
めたことに基づき、その不釣合回転モーメントの発生要
因を一掃することができるように創成したものである。

すなわち、本発明の要旨を示す第１図を併用して従来リ
ンク30（第１図中点鎖で示す）の挙動を説明すると、リ
ンク30の一端33は、メーンギヤ（10）の円軌跡R1上を移
動し、他端34は偏心部（22）の円軌跡R2を移動するの
で、リンク30の本体31の重心は回転角度によって軸線Z₁
に対しても軸線Z₂に対しても相対変位することになる。

したがって、クランク軸20の回転角度に拘らずその軸線
Z₂に対して常に一定となる不釣合回転モーメントを打消
す手段としての従来バランスウエイト200の調整では、
原理的に、回転角度によって変化する不釣合回転モーメ
ントを打消すことは不可能である。

そこで、リンク30（本体31）の軸線Z₁₁乃至Z₂₂に対する
不釣合回転モーメントつまり回転角度ごとに変化する不
釣合回転モーメントを、軸線Z₁₁または／および軸線Z₂₂
に対して常に一定とするように移替えるようにして、上
記技術的課題を解消したのである。

すなわち、本発明は、メーンギヤの等速回転をクランク
軸の不等速回転に変速するウィットウォース機構を備え
たプレスにおいて、 前記ウィットウォース機構を形成するリンクの前記メー
ンギヤとの回転連結中心を越えた外側または／および前
記クランク軸の偏心部との回転連結中心を越えた外側に
バランスウェイト部を一体的に形成し、 このバランスウェイト部を、前記リンクの重量が回転中
に前記メーンギヤとの回転連結中心および前記偏心部と
の回転連結中心に対して発生させる不釣合回転モーメン
トを打消すことができる重量と選択されていることを特
徴とする。

［作 用］ 本発明によれば、メーンギヤを等速回転させるとリンク
を介してクランク軸は不等速回転する。この際、リンク
の重心はメーンギヤとの回転連結中心に対しても、クラ
ンク軸の偏心部との回転連結中心に対しても回転角度に
よって変位する。しかし、このリンクの不釣合モーメン
トは、メーンギヤの回転連結中心および／または偏心部
の回転連結中心の外側に設けられたバランスウエイト部
との関係によってメーンギヤの回転連結中心および／ま
たは偏心部の回転連結中心に対してバランスし回転角度
に拘らず一定である。つまり、メーンギヤの軸線および
クランク軸の軸線に対してはリンクおよびバランスウエ
イト部による回転モーメントは一定である。

したがって、回転角度に関係なく常に一定の不釣合モー
メントを打消す従来手法によってリンクによる不釣合・
変動回転モーメントを解消できる。

リンクによる変動回転モーメントをメーンギヤの回転連
結中心に移すようにバランスウエイト部を設けた場合に
は、メーンギヤ自体の回転モーメントのバランスをとれ
ばよく、また、偏心部の回転連結中心に移すようにバラ
ンスウエイト部を設けた場合にはクランク軸自体につい
てバランスをとればよい。双方に移すようにバランスウ
エイト部を形成した場合にはメーンギヤ自体とクランク
軸自体との双方バランスをとればよいこと明白である。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。

本ウィットウォース機構を備えたプレスの基本構造は前
出第８図に示す従来構造と同一とし、かつ模式的に現わ
した第１図に示す如くリンク30の軸線Z₁₁の外側にバラ
ンスウエイト部35を形成するとともに軸線Z₂₂の外側に
もバランスウエイト部36を形成し、リンク30の回転角度
による重心移動に基づく不釣合・変動回転モーメントを
回転角度に関係なく一定として軸線Z₁₁およびZ₂₂に移替
えた構成である。

まず、リンク30は、一体物であるが説明便宜のため第１
図、第２図（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、円筒形状の一端
33と本体31と他端34とから形成され、かつ本体31は、第
１図に実線で示す、左側本体要素31_-1と右側本体要素31
_-2との２つから形成されているものとする。そして、一
端33はピン11の軸線Z₁₁を回転連結中心としてメーンギ
ヤ10に連結され、他端34はピン23の軸線Z₂₂を回転連結
中心としてクランク軸20の偏心部22に連結されている。
なお、本体要素31_-1,31_-2、バランスウエイト35,36は説
明便宜のためハッチングしてある。

ここに、各構成要素の重量等を次の通り定義する。

W33…一端33の重量、 W34（＝W33）…他端34の重量、 W31_-1…左側本体要素31_-1の重量、 W31_-2…右側本体要素31_-2の重量、 W11…ピン11の重量、 W23…ピン23の重量、 また、 W100…メーンギヤ10側の調整用バランスウエイト100の
重量、 W200…クランク軸20側の調整用バランスウエイト200の
重量。

さて、第１図において、リンク30の一端33とピン11との
軸線Z₁₁に対する回転モーメントはメーンギヤ10（第４
図の駆動ギヤ１で回転される。）の回転角度に拘らず一
定である。つまり、メーンギヤ10の軸線Z₁に対して一定
である。同様に、他端34とピン23との軸線Z₂₂に対する
回転モーメントも一定である。つまり、クランク軸20の
軸線Z₂に対して一定である。

しかし、本体31（31_-1,31_-2）の軸線Z₁およびZ₂に対す
る回転モーメントはメーンギヤ10の回転角度によって時
々刻々変化する。したがって、従来手法によってはメー
ンギヤ10側でもクランク軸20側でもこの不釣合・変動回
転モーメントを解消することができないのである。

ここに、本発明では、第２図（Ｂ）に明示したように軸
線Z₁₁の外側に左側本体要素31_-1の重量W31_-1と等価のバ
ランスウエイト部35（重量W35）を設け、かつ軸線Z₂₂の
外側に右側本体要素31_-2の重量W31_-2と等価のバランス
ウエイト部36（重量W36）を設けている。すなわち、左
側本体要素31_-1とバランスウエイト35とを一体としたと
きの重心を軸線Z₁₁に移替え、右側本体要素31_-2とバラ
ンスウエイト36とを一体と考えたときの重心を軸線Z₂₂
上に移替える。したがって、第１図で２点鎖線で示すよ
うにメーンギヤ10の回転角度に伴って軸線Z₁,Z₂に対す
るリンク30の姿態が変化しても、軸線Z₁₁は軸線Z₁を中
心とする円軌跡R1を移動し、また、軸線Z₂₂は軸線Z₂を
中心とする円軌跡R2上を移動する。よって、ピン11,一
端33,本体要素31_-1およびバランスウエイト35に基づく
回転モーメントは不釣合回転モーメントではあるけれど
も、軸線Z₁に対しては回転角度に関係なく一定である。
つまり、重量（W11＋W33＋W31_-1＋W35）が軸線Z₁₁上に
加わった場合と同じである。

一方、ピン23,他端34,本体要素31_-2およびバランスウエ
イト36に基づく回転モーメントは不釣合回転モーメント
ではあるけれども、軸線Z₂に対しては回転角度に関係な
く一定である。つまり、重量（W23＋W34＋W31_-2＋W36）
が軸線Z22上に加わった場合と同じである。

しかるに、従来はかかる不釣合回転モーメントの認識も
なく、かつ前出第８図に示す従来バランスウエイト200,
200では調整しきれなかったわけである。

ここに、本実施例では、第１図、第２図に示めすように
軸線Z₁に対する不釣合回転モーメントは調整用バランス
ウエイト100を設けてメーンギヤ10内で解消する。ま
た、軸線Z₂に対する不釣合回転モーメントは第２図に示
すように調整用バランスウエイトすなわち従来バランス
ウエイト200,200を兼用してその重量を調整することに
よりクランク軸20内で解消する。

したがって、調整用バランスウエイト100の重心が円軌
跡R1上を移動するものとすれば、調整用バランスウエイ
ト100の重量W100を、〔W100＝W11＋W33＋W31_-1＋W35〕
とすることによって、軸線Z₁に対する回転モーメントの
バランスがとれる。

一方、調整用バランスウエイト200の重心が軸線Z₁,Z₂₂
間の寸法と等しくかつ軸線Z₁を中心として軸線Z₂₂と反
対側に配設するものとすれば、調整用バランスウエイト
200の重量W200を、W200＝1/2〔W23＋W34＋W31_-2＋W36〕
とすることによって、軸線Z₂に対する回転モーメントの
バランスがとれる。

ここにおいて、本実施例では、調整用バランスウエイト
100は、第３図，第４図に示す如く、メーンギヤ10の軸
線Z₁を中心として軸線Z₁₁の反対側にピン101_-1を介して
取付けている。なお、このピン101_-1の重量も調整用バ
ランスウエイトの重量の一部となる。

一方、調整用バランスウエイト200は、第５図に示す如
く、クランク軸20に取付けた偏心環材から形成されてい
る。すなわち、各調整用バランスウエイト200は、軸線Z
₂を挟み軸線Z₂₂と反対側に位置し、かつ回転中もその相
対位置を保つようにクランク軸20に固定されている。

もとより、調整用バランスウエイト200の重量W200を大
きくすれば軸線Z₂に対する絶対距離を短くすることがで
きる。

なお、第６図には従来と同様なバランスウエイト25が示
され、これは第５図に示すようにクランク軸20の両側に
配設されている。

しかして、この実施例によれば、ウィットウォース機構
を形成するリンク30のメーンギヤ10との回転連結中心
（Z₁₁）を越えた外側にバランスウエイト部35を一体的
に形成するとともにクランク軸20の偏心部22との回転連
結中心（Z₂₂）を越えた外側にバランスウエイト部36を
一体的に形成し、かつ各バランスウエイト部35,36の重
量をリンク30が軸線Z₁₁および軸線Z₂₂に対して発生させ
る不釣合回転モーメントを打消するつまりリンク30のメ
ーンギヤ10（軸線Z₁）に対する回転モーメントおよびク
ランク軸20（軸線Z₂）に対する回転モーメントが回転角
度に関係なく一定することができる構成であるので、そ
れら回転モーメントはバランスウエイト200の重量を調
整するという従来手法によって簡単かつ正確にバランス
させることができる。よって、ウィットウォース機構
（リンク30）による不釣合回転モーメントを一掃して完
全バランスのもと高速化と高精度化を飛躍的に向上させ
ることができる。

また、リンク30の本体31を２分割（31_-1,31_-2）しその
変動回転モーメントを軸線Z₁₁とZ₂₂とに振分ける構成で
あるから、各バランスウエイト部35,36が小さくてよく
全体小型化が図れ、かつ各バランスウエイト部35,36は
リンク30と一体成形であるからコスト的負担は無視でき
る。

また、不確定なアンバランスを打消すためにバランスウ
エイト25を長期間に亘って慎重調整していた従来作業を
一掃でき生産性を向上できる。

なお、以上の実施例ではリンク30の本体31を見掛上２分
割（31_-1,31_-2）して軸線Z₁₁とZ₂₂との反対側にそれぞ
れバランスウエイト部35,36を形成するものとしたが、
本体31を一体として考え軸線Z₁₁およびZ₂₂のいずれか一
方にだけバランスウエイト部を形成しても実施できるこ
と明白である。例えば第７図に示す如くバランスウエイ
ト部35のみで実施できる。この場合にはバランスウエイ
ト200,200の重量は従来通りとし変更調整する必要はな
い。

［発明の効果］ 本発明によれば、回転角度によって変化するリンク姿態
に基づく不釣合・変動回転モーメントをバランスウエイ
ト部によって釣合回転モーメントに変換しかつメーンギ
ヤの軸線または／およびクランク軸の軸線に対して一定
回転モーメントとするように構成したので、その一定回
転モーメントを従来手法によって完全にバランスさせる
ことができるから、飛躍的な高速化と高精度化とを図れ
円滑運転を保障できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部を模式的に表した図、第２図は同
じく模式的に表した全体構成図、第３図は実施例を示す
要部の断面図、第４図は同じく要部の側面図、第５図は
同じく全体を示す断面図、第６図はバランスウエイトの
断面図、第７図は変形例を説明するための図および第８
図は従来のウィットウォース機構を備えたプレスを模式
的に表した図である。 10……メーンギヤ、 20……クランク軸、 21……クランクアーム、 22……偏心部、 23……ピン、 25……バランスウエイト、 30……リンク、 31……本体、 31_-1,31_-2……本体要素、 33……一端、 34……他端、 35……バランスウエイト部、 36……バランスウエイト部、 40……コネクティングロッド、 50（50_-1,50_-2）……スライド、 100……メーンギヤ側調整用バランスウエイト、 200……クランク軸側調整用バランスウエイト、 Z₁……メーンギヤの軸線、 Z₁₁……一端の軸線（メーンギヤとの回転連結中心）、 Z₂……クランク軸の軸線、 Z₂₂……他端の軸線（クランク軸の偏心部との回転連結
中心）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メーンギヤの等速回転をクランク軸の不等
   速回転に変換するウィットウォース機構を備えたプレス
   において、 前記ウィットウォース機構を形成するリンクの前記メー
   ンギヤとの回転連結中心を越えた外側または／および前
   記クランク軸の偏心部との回転連結中心を越えた外側に
   バランスウェイト部を一体的に形成し、 このバンラスウェイト部を、前記リンクの重量が回転中
   に前記メーンギヤとの回転連結中心および前記偏心部と
   の回転連結中心に対して発生させる不釣合回転モーメン
   トを打消すことができる重量と選択されていることを特
   徴としたウィットウォース機構を備えたプレス。