JPH0775800B2 - ナックルプレス機械の過負荷安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ナックルプレス機械に
過負荷が生じた時にプレス機械部品を保護するための装
置に関する。

【０００２】

【背景技術】ナックルプレス機械は、上端が水平軸を中
心に回動自在な回動部材の偏心部に連結された第１リン
クの下端と、下端が上下動自在なスライドに連結された
第２リンクの上端とを連結し、この連結部に回転部材の
偏心部に一端が連結された第３リンクの他端を連結し、
回転部材の回転による第３リンクの往復動により第１、
第２リンクを屈曲運動させ、これによりスライドを上下
動させて材料をプレス加工するようになっており、ま
た、金型交換のため、スライドの下死点位置を変更する
場合には、前記回動部材の回動により、この回動部材の
偏心部の高さ位置を変え、これにより第１、第２リンク
の高さ位置を変更してスライドの下死点位置を調整する
ようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】プレス機械に例えば２
枚の材料が重ね合わせられて供給された場合、スライド
の下降により材料を加工する時、スライド等のプレス機
械部品には材料からの反力である上向きの大きな荷重が
作用し、この荷重が過負荷となるとプレス機械部品が損
傷することになる。このため、プレス機械にはこの過負
荷に対する対策が必要となっているが、従来、ナックル
プレス機械では過負荷の発生を荷重計によって検出し、
これによりプレス機械の運転を緊急停止させるようにし
ており、一般的に油圧式等の過負荷安全装置は設けられ
ていなかった。また、中型、大型のプレス機械ではスラ
イドの内部に油圧式又はシャープレート式の過負荷安全
装置を設けたものもあるが、装置全体が大型化するとい
う問題があった。

【０００４】本発明の目的は、装置の小型化を図りなが
らナックルプレス機械に有効に設けることができる油圧
式の過負荷安全装置を提供するところにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、水
平軸を中心に回動可能となった回動部材の偏心部に第１
リンクの上端を連結し、上下動可能なスライドに第２リ
ンクの下端を連結し、第１リンクの下端と第２リンクの
上端とが連結された連結部に一端が回転部材の偏心部に
連結された第３リンクの他端を連結し、回転部材の回転
による第３リンクの往復動で第１、第２リンクを屈曲運
動させてスライドを上下動させるナックルプレス機械に
おいて、前記回動部材にこの回動部材の接線方向に延び
る油圧シリンダのピストンロッドを係合させ、この油圧
シリンダにピストンロッドのピストンが収容された油圧
室とを設け、かつ、油圧シリンダにこの油圧室と接続さ
れた圧油供給通路と油逃がし通路とを油圧室のピストン
移動方向両側に設け、圧油供給通路から油圧室に供給さ
れた圧油の圧力でピストンを油圧室の油逃がし通路側の
端壁に当接シール可能とするとともに、過負荷によるピ
ストンの圧油供給通路側への移動により油圧室と油逃が
し通路とを連通可能としたことを特徴とするものであ
る。

【０００６】本発明の第２発明は、第１発明において、
回動部材をウォームホイールとするとともに、ピストン
ロッドをこのウォームホイールに噛合するウォームギヤ
を有するウォームギヤ軸とし、かつ、このウォームギヤ
軸にスライドの下死点位置を調整するスライド調整装置
用の駆動モータを接続したことを特徴とするものであ
る。

【０００７】本発明の第３発明は、第１発明または第２
発明において、圧油供給通路に圧油を前記油圧室に供給
する油圧発生装置を接続するとともに、この油圧発生装
置には油圧設定器を接続し、この油圧設定器により、油
圧室に供給する圧油の圧力を第１リンクの上端が連結さ
れた前記回動部材の偏心部の高さ位置に対応させて変化
させるようにしたことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】第１発明では、通常時、油圧室に供給された圧
油の圧力でピストンは油圧室の油逃がし通路側の端壁に
当接しており、このため、ピストンロッドは不動であっ
て回動部材も回動せず、この状態において、回転部材の
回転による第３リンクの往復動で第１、第２リンクが屈
曲運動してスライドの上下動が行われる。スライドが下
降して材料を加工する時に過負荷が発生すると、第１、
第２リンクに上向きの大きな荷重が作用し、この荷重が
回動部材を回動させようとするモーメントとなり、この
モーメントによりピストンロッドは油圧室内の圧油の圧
力に抗して前記圧油供給通路側へ移動し、これにより、
油圧室と油逃がし通路とが連通して油圧室内の圧油は油
逃がし通路から逃げ、第１、第２リンク等が自由運動可
能状態となることにより、プレス機械部品は過負荷から
保護される。

【０００９】第２発明では、スライド調整装置用の駆動
モータを回転させると、ピストンロッドであるウォーム
ギヤ軸を介して回動部材であるウォームホイールが回動
するため、ウォームホイールの偏心部に上端が連結され
た第１リンク、およびこの第１リンクに連結された第２
リンクの高さ位置が変わるため、スライドの下死点位置
を調整できることになる。このため、この第２発明で
は、過負荷安全装置とスライドの下死点位置を調整する
スライド調整装置とを一部の部品を共通化して構成でき
ることになる。

【００１０】第３発明では、スライドの下死点位置を調
整するために回動部材を回動させると第１リンクの上端
が連結された回動部材の偏心部の高さ位置が変化し、こ
の結果、過負荷発生時に回動部材に生ずる前記モーメン
トの大きさが変化しても、前記油圧設定器により、油圧
発生装置から油圧室に供給される圧油の圧力が調整され
るため、常に所定の大きさの過負荷が発生した時に過負
荷安全装置を作動させることができるようになる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１において、水平軸１には回動部材であ
るウォームホイール２が取り付けられ、ウォームホイー
ル２は水平軸１の軸心Ｏ₁ を中心に回動自在である。ウ
ォームホイール２にはピン等による偏心部３が設けら
れ、この偏心部３はウォームホイール２の回動により軸
心Ｏ₁ を中心とした円軌跡Ａを描く。偏心部３には第１
リンク４の上端４Ａが連結され、また、図示しないガイ
ド部材に案内されて上下動自在となっているスライド５
には第２リンク６の下端６Ｂが連結され、かつ、第１リ
ンク４の下端４Ｂと第２リンク６の上端６Ａとが連結さ
れている。

【００１２】図示しないモータで回転する小径ギヤ７に
は回転部材である大径ギヤ８が噛合し、この大径ギヤ８
にはピン等による偏心部９が設けられ、大径ギヤ８の回
転により、偏心部９は大径ギヤ８の中心軸１０の軸心Ｏ
₂ を中心とした円軌跡Ｂを描く。偏心部９には第３リン
ク１１の一端１１Ａが連結され、他端１１Ｂは第１リン
ク４の下端４Ｂと第２リンク６の上端６Ａとの連結部１
２に連結されている。

【００１３】ウォームホイール２にはウォームギヤ１３
が噛合し、このウォームギヤ１３を備えるウォームギヤ
軸にはピストン１４が設けられているため、ウォームギ
ヤ軸はピストンロッド１５となっている。ウォームホイ
ール２の接線方向に延びるこのピストンロッド１５は軸
受１６で軸方向で摺動自在に支持され、ピストン１４は
油圧シリンダ１７の油圧室１８に収容されている。ピス
トン１４の外径は油圧室１８の内径よりもわずかに小さ
く、このため、この間には隙間１９が設けられている。

【００１４】油圧シリンダ１７には油圧室１８に接続さ
れた圧油供給通路２０と油逃がし通路２１とが形成さ
れ、これらは油圧室１８のピストン１４移動方向両側に
設けられている。ピストン１４が油圧室１８の油逃がし
通路２１側の端壁２２に当接すると、ピストン１４と端
壁２２との当接シール作用により油圧室１８と油逃がし
通路２１との接続が遮断されるようになっている。圧油
供給通路２０には圧油供給回路２３が接続され、この回
路２３は油圧ポンプ、レギュレータ等からなる油圧発生
装置２４を介して油タンク２５から延びている。油逃が
し通路２１には油逃がし回路２６が接続され、この回路
２６は油タンク２５まで延びている。

【００１５】油タンク２５内の油は油圧発生装置２４に
よって圧油とされ、この圧油は圧油供給回路２３、圧油
供給通路２０を経て油圧室１８に供給される。油圧室１
８に供給された油圧の圧力によりピストン１４は油圧室
１８の油逃がし通路２１側の端壁２２に当接し、プレス
機械が運転されている通常時には、ピストン１４、さら
にはピストンロッド１５は圧油の圧力によりその位置を
維持している。

【００１６】以上のピストン１４、ピストンロッド１
５、油圧シリンダ１７等により、油圧式の過負荷安全装
置２７が構成されている。

【００１７】ピストンロッド１５の後端部は油圧シリン
ダ１７から突出し、この後端部に被動ギヤ２８が固設さ
れている。被動ギヤ２８にはモータ２９の駆動軸に固設
された駆動ギヤ３０が噛合し、モータ２９でこれらのギ
ヤ２８、３０を介してピストンロッド１５が回動し、こ
の回動がウォームギヤ１３を介してウォームホイール２
に伝達されるようになっている。ウォームホイール２が
回動すると、第１リンク４の上端４Ａが連結された前記
偏心部３の高さ位置が変わるため、第１、第２リンク
４，６の全体高さ位置が変更され、これにより金型交換
時にスライド５の下死点位置を調整できるようになって
いる。

【００１８】このため、ウォームギヤ１３、ピストンロ
ッド１５、ギヤ２８，３０、モータ２９等により、スラ
イド５の下死点位置を調整するためのスライド調整装置
３１が構成されている。

【００１９】前記ウォームホイール２の回動中心軸であ
る前記水平軸１の近傍にはウォームホイール回動角度検
出センサ３２が配置され、このセンサ３２はスライド調
整装置３１によるウォームホイール２の回動角度、言い
換えると、ウォームホイール２の偏心部３の高さ位置を
検出するためのものである。センサ３２からの検出信号
はスライド調整量（スライド５の下死点位置調整量）検
出装置３３に送られ、この装置３３でウォームホイール
２の偏心部３の高さ位置が測定されるようになってい
る。スライド調整量検出装置３３で測定された測定結果
は前記油圧発生装置２４に接続されている油圧設定器３
４に送られ、この油圧設定器３４は、油圧発生装置２４
から前記油圧室１８から供給される圧油の圧力を偏心部
３の高さ位置に対応したものに設定するためのものであ
る（後述の図２、図３参照）。

【００２０】次に作用について説明する。プレス機械の
運転を行う時には、前述の通り、油圧室１８に供給され
た圧油の圧力でピストン１４は端壁２２に当接され、こ
のため、ウォームギヤ１３でウォームホイール２は回動
できない状態に保持され、また、油圧室１８内の圧油は
ピストン１４と端壁２２との当接シール作用により油逃
がし通路２１に流出することはない。前記小径ギヤ７に
より回転部材である大径ギヤ８が回転すると、このギヤ
８の偏心部９に一端１１Ａが連結された第３リンク１１
が往復運動し、これにより、第１リンク４と第２リンク
６はこれらのリンク４，６の連結部１２において屈曲運
動し、この屈曲運動によってスライド５は上下動し、ス
ライド５に取り付けられた上型３５とボルスタ３６に取
り付けられた下型３７とで材料はプレス加工される。

【００２１】プレス機械に例えば材料が２枚重ねられて
供給されると、材料加工時に第１、第２リンク４，６に
は材料加工荷重の反力である上向きの大きな荷重が生
じ、この荷重は偏心部３を介してウォームホイール２を
図１中右方向へ回転させようとするモーメントとなり、
このため、ウォームギヤ１３、ピストンロッド１５には
右方向への移動荷重が作用する。この移動荷重がピスト
ン１４に作用している油圧室１８内の圧油の圧力による
左方向荷重より大きくなると、ピストン１４、ピストン
ロッド１５は右方向に移動し、この移動が始まるとただ
ちにピストン１４と端壁２２との当接シール作用が解除
されるため、油圧室１８内の圧油は油逃がし通路２１に
逃げ、さらに、油逃がし回路２６を経て油タンク２５に
戻される。すなわち、油圧式の過負荷安全装置２７が作
動したことになり、これにより、ピストン１４に作用し
ていた油圧室１８内の圧油の圧力が消滅するため、第
１、第２リンク４，６、ウォームホイール２等は自由運
動可能状態となり、この結果、これらのプレス機械部品
は過負荷から保護されることになる。

【００２２】異なるプレス品を生産するために上型３
５、下型３７からなる金型交換を行い、これにより、ス
ライド５の下死点位置を変更することが必要になった場
合には、スライド調整装置３１のモータ２９を駆動さ
せ、これによりギヤ３０，２８，ピストンロッド１５，
ウォームギヤ１３を介してウォームホイール２を必要角
度回動させる。これにより、ウォームホイール２の偏心
部３の高さ位置が変更されるため、第１、第２リンク
４，６の全体高さ位置が変わり、これにより、スライド
５の下死点位置が変更される。

【００２３】以上のようにスライド調整装置３１により
スライド５の下死点位置を変更した場合には、ウォーム
ホイール２の偏心部３の高さ位置が変わり、この結果、
偏心部３とウォームホイール２の回転中心である軸心Ｏ
₁ との間の水平距離が変化することになる。これによる
と、過負荷発生時に第１、第２リンク４，６に作用する
上向きの荷重によってウォームホイール２に生じる図１
中右方向への回転モーメントの大きさが変化することに
なり、このため、油圧室１８に同じ圧力の圧油を供給し
たのでは過負荷安全装置２７が作動する過負荷の大きさ
に違いが生じてしまう。

【００２４】図２、図３はこのような問題を解決するた
めの手段を示す。図２において、Ｆは過負荷発生時に第
１、第２リンク４，６に作用する上向きの荷重、ｅは軸
心Ｏ₁ からの偏心部３の偏心量、θは偏心部３の水平方
向からの傾き角度、Ｄはウォームギヤ１３と噛合するウ
ォームホイール２のピッチ円の直径、ＭはＦによって生
じるウォームホイール２の回転モーメント、ＰはＭによ
って生じるピストンロッド１５の移動荷重、Ｓは偏心部
３の高さ位置変化量（スライド５の下死点位置調整量）
であり、このＳは軸心Ｏ₁ と同じ高さの水平位置にある
中点から上限、下限まで等量ずつ振り分けられている。
プレス機械に過負荷が発生した場合、Ｍ，Ｐは以下の数
式により表される。

【００２５】

【数１】Ｍ＝Ｆ・ｅ・ｃｏｓθ Ｐ＝２・Ｍ／Ｄ＝２・Ｆ・ｅ・ｃｏｓθ／Ｄ

【００２６】図３はθが変化した場合、言い換えると、
偏心部３の高さ位置が変化した場合におけるＭ，Ｐの変
化を示すグラフである。Ｍ，Ｐは偏心部３が中点にある
ときに最大となり、中点から上限方向、下限方向に偏心
部３の位置が変化するにともない、Ｍ，Ｐは対称カーブ
で次第に減少する。

【００２７】スライド５の下死点位置を調整した場合、
過負荷発生によってピストンロッド１５に作用するＰは
このように変化するため、油圧室１８に供給する圧油の
圧力をＰと対応する大きさに調整しなければ、過負荷安
全装置２７を同じ大きさの過負荷が発生したときに作動
させることができない。過負荷安全装置２７を同じ大き
さの過負荷の発生によって作動させることができるよう
に油圧室１８に供給する圧油の圧力をＰと対応した大き
さにすることは、本装置では、図１で示した油圧発生装
置２４に接続された油圧設定器３４による油圧設定を変
更することにより行われ、油圧設定器３４で設定された
圧力に油タンク２５の油は油圧発生装置２４によって加
圧されながら油圧室１８に供給される。油圧設定器３４
による油圧設定は作業者による手作業で行うようにして
もよいが、本実施例では、前記センサ３２、スライド調
整量検出装置３３によってウォームホイール２の偏心部
３の高さ位置を自動検出し、この検出信号を利用して油
圧設定器３４による油圧設定作業を自動作業で行えるよ
うにしている。

【００２８】以上説明した本実施例によれば、回動部材
となっているウォームホイール２に接線方向へ延びるピ
ストンロッド１５をウォームギヤ１３を介して係合させ
ることより、第１、第２、第３リンク４，６，１１を使
用したナックルプレス機械に油圧式の過負荷安全装置２
７を有効に設けることができるとともに、ウォームホイ
ール２の偏心部３の偏心量ｅとウォームホイール２のピ
ッチ円の半径Ｄ／２との比率から、図２で示したＰをＦ
よりも小さくでき、このため、油圧式の過負荷安全装置
をスライドの内部に設けて過負荷発生時における上向き
荷重をこの過負荷安全装置に直接作用させるようにした
場合と比べ、油圧室１８に供給する圧油の圧力を小さく
でき、この結果、油圧シリンダ１７をコンパクト化でき
て過負荷安全装置２７の小型化を達成できる。

【００２９】また、ピストンロッド１５をウォームホイ
ール２と噛合するウォームギヤ１３を有するウォームギ
ヤ軸とし、このウォームギヤ軸にギヤ２８，３０を介し
てモータ２９を接続したため、モータ２９によってウォ
ームホイール２を回動させることにより偏心部３の高さ
位置を変更してスライド５の下死点位置を調整できるよ
うになる。また、この下死点位置を調整するためのスラ
イド調整装置３１を過負荷安全装置２７とピストンロッ
ド１５等を共通の部品として構成できるようになり、必
要部品点数の削減を達成できる。

【００３０】さらに、油圧室１８に圧油を供給する油圧
発生装置２４に油圧設定器３４を接続し、この油圧設定
器３４によりウォームホイール２の偏心部３の高さ位置
に対応して油圧室１８に供給する圧油の圧力を変えるよ
うにしたため、ウォームホイール２の回動によりスライ
ド５の下死点位置を調整しても、過負荷安全装置２７を
同じ大きさの過負荷が発生したときに常に作動させるこ
とができるようになる。

【００３１】また、プレス機械による材料の加工中にい
わゆるスティック現象が生じた場合、例えば圧油供給回
路２３と油逃がし回路２６との間に設けた開閉弁を開い
て油圧室１８の圧油を油タンク２５に逃がすことにより
このスティック状態から離脱でき、過負荷安全装置２７
をスティック離脱装置として使用することもできる。

【００３２】以上説明した本実施例ではセンサ３２、ス
ライド調整量検出装置３３によりウォームホイール２の
偏心部３の高さ位置を自動検出し、これによって油圧設
定器３４による油圧設定作業を自動作業で行えるように
したが、油圧設定器３４は作業者が手作業で行うタイプ
のものでもよい。

【００３３】また、前記実施例ではピストンロッド１５
をウォームギヤ１３が設けられたウォームギヤ軸とし、
この軸をスライド調整装置用のモータ２９で回動させて
スライド５の下死点位置を調整するようにしたが、スラ
イド５の下死点位置の調整はウォームホイール２の中心
軸である水平軸１をモータで回動させて行うようにして
もよい。しかし、前記実施例のように構成すれば、前述
の通り、部品の共通化によって部品点数を削減できると
いう効果を得られる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の第１発明によれば、ナックルプ
レス機械に油圧式の過負荷安全装置を有効に設けること
ができるとともに、油圧室に供給する圧油の圧力を小さ
くできるため、この過負荷安全装置を小型化できるとい
う効果を得られる。

【００３５】また、本発明の第２発明によれば、回動部
材をウォームホイールとし、回動部材に係合して回動部
材の接線方向に延びるピストンロッドをウォームホイー
ルと噛合するウォームギヤを有するウォームギヤ軸と
し、このウォームギヤ軸をスライド調整装置用のモータ
で回動させるようにしたため、スライドの下死点位置を
調整するためのスライド調整装置を過負荷安全装置と一
部の部品を共通化して構成できるようになり、部品点数
の削減、構造の簡単化を達成できる。

【００３６】さらに、本発明の第３発明によれば、過負
荷安全装置の油圧室内に圧油を供給する油圧発生装置に
油圧設定器を接続し、この油圧設定器により油圧室に供
給される圧油の圧力を第１リンクの上端が連結される回
動部材の偏心部の高さ位置と対応させて変化させること
ができるようにしたため、回動部材の回動によりスライ
ドの下死点位置を調整しても、過負荷安全装置を同じ大
きさの過負荷が発生したときに常に作動させることがで
きるようになり、過負荷安全装置が作動する過負荷の大
きさがスライドの下死点位置の変更により変化するのを
なくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る装置を示す概略図であ
る。

【図２】スライドの下死点位置の変更によりピストンロ
ッドに作用する移動荷重が変化することを示す図であ
る。

【図３】図２で示されたＭとＰが回動部材であるウォー
ムホイールの偏心部の高さ位置によって変わることを示
したグラフである。

【符号の説明】

１ 水平軸 ２ 回動部材であるウォームホイール ３ 偏心部 ４ 第１リンク ５ スライド ６ 第２リンク ８ 回転部材である大径ギヤ ９ 偏心部 １１ 第３リンク １３ ウォームギヤ １４ ピストン １５ ウォームギヤ軸であるピストンロッド １７ 油圧シリンダ １８ 油圧室 ２０ 圧油供給通路 ２１ 油逃がし通路 ２４ 油圧発生装置 ２７ 過負荷安全装置 ３１ スライド調整装置 ３４ 油圧設定器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平軸（１）を中心に回動可能な回動部材
   （２）の偏心部（３）に上端が連結された第１リンク
   （４）の下端と、上下動自在なスライド（５）に下端が
   連結された第２リンク（６）の上端とを連結し、この連
   結部に一端が回転部材（８）の偏心部（９）に連結され
   てこの回転部材（８）の回転により往復運動する第３リ
   ンク（１１）の他端を連結し、この第３リンク（１１）
   の往復動による第１、第２リンクの屈曲運動により前記
   スライド（５）を上下動させるナックルプレス機械にお
   いて、前記回動部材（２）にこの回動部材（２）の接線
   方向に延びるピストンロッド（１５）を係合させ、この
   ピストンロッド（１５）のピストン（１４）を油圧シリ
   ンダ（１７）内の油圧室（１８）に収容し、この油圧シ
   リンダ（１７）に前記油圧室（１８）と接続された圧油
   供給通路（２０）と油逃がし通路（２１）とを前記油圧
   室（１８）の前記ピストン（１４）移動方向両側に設
   け、前記圧油供給通路（２０）から前記油圧室（１８）
   に供給された圧油の圧力で前記ピストン（１４）を前記
   油圧室（１８）の前記油逃がし通路（２１）側の端壁に
   当接シール可能とするとともに、過負荷による前記ピス
   トン（１４）の前記圧油供給通路（２０）側への移動に
   より前記油圧室（１８）と前記油逃がし通路（２１）と
   を連通可能とし、前記回動部材（２）はウオームホイー
   ルで、前記ピストンロッドはこのウオームホイールに歯
   合するウオームギヤ（１３）を有するウオームギヤ軸で
   あり、このウオームギヤ軸に前記スライド（５）の下死
   点位置を調整するスライド調整装置用の駆動モータが接
   続されていることを特徴とするナックルプレス機械の過
   負荷安全装置。
2. 【請求項２】請求項１項に記載のナックルプレス機械の
   過負荷安全装置において、前記圧油供給通路（２０）に
   は圧油を前記油圧室（１８）に供給する油圧発生装置
   （２４）が接続されているとともに、この油圧発生装置
   （２４）には前記油圧室（１８）に供給する圧油の圧力
   を前記回動部材（２）の前記偏心部（３）の高さ位置に
   対応して設定する油圧設定器（３４）が接続されている
   ことを特徴とするナックルプレス機械の過負荷安全装
   置。」