JPH09285897A - 機械プレス - Google Patents

機械プレス

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JPH09285897A
JPH09285897A JP8331672A JP33167296A JPH09285897A JP H09285897 A JPH09285897 A JP H09285897A JP 8331672 A JP8331672 A JP 8331672A JP 33167296 A JP33167296 A JP 33167296A JP H09285897 A JPH09285897 A JP H09285897A
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JP
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press
slide
crankshaft
slides
dynamic balancer
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JP8331672A
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English (en)
Inventor
John B Bornhorst
ビー． ボーンホースト ジョン
Bradley A Burns
エイ． バーンズ ブラッドレー
Edward A Daniel
エイ． ダニエル エドワード
Dale A Homan
エイ． ホーマン デイル
Richard J Oen
ジェイ． オエン リチャード
Brian R Silverstein
アール． シルバーシュタイン ブライアン
Brian A Watercutter
エイ． ウォーターカッター ブライアン
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Nidec Minster Corp
Original Assignee
Minster Machine Co
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    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/26—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks
    • B30B1/28—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks the cam, crank, or eccentric being disposed below the lower platen or table and operating to pull down the upper platen or slide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/10—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by toggle mechanism
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0064—Counterbalancing means for movable press elements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本発明は、互いに対向する関係に配置さ
れた２つのスライドを有するプレスを含み、単一クラン
クシャフトが各スライドに接続されていることにより、
クランクシャフトの回転によって、各スライドは他のス
ライドに向かって又それから離れて移動する。駆動機構
は２つのスライドの下に配置されて、オイル漏れからの
保護が提供されている。運転の際のプレス慣性力を実質
的にバランスさせるために動的バランサが用いられ、そ
れにより垂直方向のプレス慣性力の９０パーセント以上
がバランスされる。そのようなプレス慣性をバランスさ
せることにより、クランクシャフト１回転以内の間で、
プレスを停止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械プレスに関
し、特に複動プレスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】たとえば打抜きプレスや絞り加工用プレ
ス等の機械プレスは、クラウンとベッドを有するフレー
ムと、ベッドに向かい又それから離れる運動をするよう
にフレーム内に支持されたスライドとを含んでいる。そ
のような機械プレスは打ち抜きや絞り作業のために広く
用いられており、用途によってそのサイズや入手可能な
トン数はかなりの幅にわたっている。
【０００３】容器技術の場合、プレス加工品すなわちカ
ップは、通常、特殊なプラスチック層でコーティングさ
れた鋼帯から形成されている。鋼をコーティングするた
めに様々なプラスチックが用いられている。鋼帯を注意
深く絞り加工あるいは打抜き加工することにより、内部
がプラスチックコーティングされた容器が作り出され
る。プラスチックライナを鋼に付着することにより、形
成された缶の内部に収容される製品、例えば液体は、鋼
あるいは金属に接触することがない。
【０００４】複動プレスの場合、第２のスライドがベッ
ドの代わりとなっており、第１のスライドと反対の関係
で往復運動している。従来の複動プレスは、２つのスラ
イドに接続された様々な接続装置を有する複数のクラン
クシャフトにより駆動されるスライドを有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の複動プレスに
は、対向するスライドを駆動するのに多重クランクシャ
フトが用いられているという欠点がある。多重クランク
シャフトによって、回転慣性の増加など、クラッチやブ
レーキに有害な影響を及ぼすプレス駆動上の問題が引き
起こされる。慣性の増加は運転の際にプレスのクラッチ
とブレーキに熱を蓄積させる。プレスの慣性が増加する
結果、生産速度を減少させる必要がある。
【０００６】従来の複動プレスに係る別の問題は資本お
よび運転コストの問題である。これらの機械の場合、多
重クランクシャフトのために必要とされる余分な機械加
工のためにコストが増大してしまう。コストとしては、
クランクシャフトそれ自体とベアリングのコスト、そし
てプレスの機械加工部分の複雑さが増加することに関係
するコストが含まれる。
【０００７】従来の複動プレスは、組立ておよび保守上
の要求の点で非常に複雑である。複数のクランクシャフ
トを正確に同期させるために必要な歯車伝動装置もプレ
スの複雑さを増大させている。複数のクランクシャフト
が存在するために、クランクシャフト同士のアラインメ
ントが狂うという問題が生じる可能性もある。
【０００８】従来の複動プレス機械では、スライドによ
り生じる慣性力が動的なバランスを欠いているために、
機械の下の基礎が振動を受け、機械の出力が減少させら
れる。その機械の近くに隣接するプレスや隣接する建物
にその振動が伝わる可能性も増大する。
【０００９】従来の複動プレスは、工場の床空間の大き
な面積を消費している。これらのプレスの各々に用いら
れる付随的なシステムも多く存在しているが、特に金属
加工品のカップから飲料用あるいは液体用の容器を形成
するために用いられる場合はそうである。既知のプレス
は「ボデーメーカ（Body Makers）」と呼ばれるものを
用い、通常、プレスと共に７あるいは８台のそうした機
械が用いられている。これらの「ボデーメーカ」に関し
ては、絞り加工されたカップあるいは最終加工品を製造
するために大量の化学溶液が必要である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上側および下
側スライドを動的にバランスさせながら駆動するための
単一のクランクシャフトを備えたプレスを提供する。１
つの特定の実施形態においては、移動するスライドを動
的にバランスさせるために２つのバランサが利用され
る。１つのバランサは上側スライド用に利用され、もう
１つのバランサは下側スライド用に利用される。本プレ
スはアンダドライブシステム（underdrivesystem）を含
むものであるが、それは、非常に清浄な作業環境が要求
される容器や他の製品用の加工品の処理に利用される場
合にプレスシステムにとって特別有利となる。アンダド
ライブシステムは又、シールされたオイルチャンバを含
んでおり、それによってプレスの作業領域は更に清浄さ
が増加される。
【００１１】本発明の有利な点は、慣性力の９０パーセ
ント以上がバランスさせられる程に、プレスが動的にバ
ランスされていることである。従って、本プレスはバラ
ンスされていないプレスに比べてかなり速く運転するこ
とができる。プレス重量の約５０ないし５５パーセント
の不釣合いな力を受けると、あるいはプレスの運転にそ
のような力が伴うと、バランスされていないプレスは押
えボルトが折れる可能性のある程度まで振動し始めるこ
とがある。バランスされるパーセントが約８０ないし９
０パーセント（本発明についてはそれが可能である）の
場合には、プレスの速度は制約を受けず、プレスが機械
を工場の床から持ち上げる程の慣性をどれ程発生させる
ことがあり得るかということによってその速度が影響を
受けることはない。慣性の動的なバランスがその程度の
パーセントであれば、許容プレス速度に関しても特に有
利である。従って、本発明によれば、毎分４００ストロ
ークを超えるプレス速度が可能である。
【００１２】本発明のプレスシステムの他の有利な点
は、バランスされていないプレス機械に関する振動強度
も、動的にバランスさせることによって除去されること
である。振動強度は、運転の際のスライドストロークに
ついてあるいはプレス構造全体について、速度のピーク
からピークへの変化に対応している。プレスの被る速度
のピークピーク変化が０．５２inch/sec2の加速度であ
れば、プレスには、取付具や電気部品等の部品に関する
問題や、プレスの自壊および跳び上がりの問題が生じる
かもしれない。本発明の動的にバランスした状態はその
ような問題を防ぐ助けとなる。
【００１３】本発明の有利な点は、下側および上側のス
ライドを駆動するために、プレスが複数のクランクシャ
フトではなく、単一のクランクシャフトを利用すること
である。単一クランクシャフトの結果として、プレスの
回転慣性は最小とされ、それによりクラッチとブレーキ
に対する有害な影響が減少され、生産速度の増加が可能
となる。それに加えて、そのような構造によって、プレ
スの基礎、フレーム、および関係する工場の床や建物に
伝達される力が最小とされる。
【００１４】本発明の有利な他の点は、対向して往復運
動する両方のスライドより下において駆動機構を利用し
ていること、即ちアンダドライブであることである。上
部スライドは通常、潤滑システムおよび上部駆動機構か
ら漏れがあったとしても、製造物それ自体、加工品、
缶、あるいはカップの上に滴り落ちることが無いように
形成されている。アンダドライブシステムにより、オイ
ルがプレス駆動機構から加工製造物へと漏れる可能性が
全く無くなるので、プレスのスライドとクラウンの設計
が単純化される。
【００１５】本発明の有利な更に別の点は、多重クラン
クシャフトのプレスの場合に起こり得るタイミングの問
題が、単一クランクシャフトでは解消されることであ
る。単一クランクシャフトによって、プレスの機械加
工、組立て、保守も単純化される。
【００１６】本発明の有利な他の点は、開示されたプレ
スの構造のために、スライドの往復運動がクランクシャ
フトの１回転以内で停止できることである。プレスが直
ちに停止される状態でも、運転者は、付随するツールあ
るいはダイを破損することなくプレスを停止することが
できる。
【００１７】本発明の有利な更に他の点は、シールされ
たオイルチャンバを備えたシールされた機械で、オイル
が制御されているものの利点である。プレスがピストン
案内機構を利用しているために、真空システム内におけ
るどんな漏れも制御することができるだけでなく、流体
静力学的ベアリングおよび流体動力学的ベアリングにお
けるオイルをシールによって制御することが可能であ
る。スライドに取り付けられたピストン案内機構におい
ては、真空機構付きベアリングが用いられている。この
ピストン案内機構によって、プレスは機械の外にオイル
を飛び散らさずに素早く動作することができる。
【００１８】付加的な利点は、開放式チャンバのプレス
に対するシールされたオイルチャンバのプレスの利点で
ある。開放式チャンバのプレスにおいては、潤滑システ
ムからオイルが飛び散ったり、環境からの異物が循環潤
滑システムに入り込むことがある。本発明はそのような
ことが起こるのを防ぐ助けとなる。
【００１９】本発明の有利な他の点は、すべての枢点お
よび枢動位置にオイルフィルムベアリングを利用し、フ
レッチング（擦過）の問題を解消していることの利点で
ある。荷重を受けるベアリングのすべては、フィルムモ
ニタされるような、アンチフリクションベアリング（減
摩軸受け）を利用している。ベアリングが故障する場
合、直ちにベアリング圧力の変化が発生する。これによ
り、ベアリングが正常に動作しているかどうかに関する
実質的に即座のフィードバックが可能となる。フィルム
モニタされるベアリングは、温度モニタされるベアリン
グとは異なり、ベアリング圧力をモニタすることによ
り、ベアリングが損傷する前に、プレスを停止すること
ができる。オイルフィルムベアリングが、上側および下
側スライド案内機構、すべての枢点、およびメインクラ
ンクシャフトを含め、すべての枢動および可動継ぎ手に
配置されているので、本プレスの耐用年数は増加してい
る。このような改善されたオイルフィルムベアリングを
用いることによって、プレスの運転は、クランクシャフ
トの１回転で、停止および開始することができる。
【００２０】本発明の更に別の有利な点は、飲料缶の再
絞りあるいはボデーメーキングのプロセスの際に用いら
れる化学溶液を減少させたり、全く用いないことであ
る。本プレスの構造および駆動機構は、加工品材料を過
剰に絞り加工することがない。そのような加工品材料は
通常プラスチックでコーティングされた帯状金属であ
る。本プレスの特定の動作により、ほとんどのカップ用
あるいは容器用加工品材料を一体に保つために必要とさ
れる溶剤は、従来の複動プレスの場合に比べて、減少さ
せたり、無くしたりすることができる。
【００２１】本発明の他の有利な点は、本プレス機構
が、上側スライドを駆動するためにロッカーアームアセ
ンブリを用いることにより、その高さを著しく減少させ
ていることである。プレス全体として高さの減少が実現
されていることにより、一貫輸送用キャリヤによってプ
レスアセンブリを出荷することができるので、出荷に係
るコストが減少する。
【００２２】本発明の有利な他の点は、本プレスの設計
により、オイルフィルタの絞り加工やバッテリの絞り加
工にとっての利点、また容器製造において達成され得る
他の項目にとっての利点である、極めて清浄な環境を提
供することができることである。
【００２３】本発明は、その１つの形態として、互いに
対向する関係に配置された２つのスライドを有する機械
プレスを含むものである。単一のクランクシャフトがそ
れぞれのスライドに接続されているため、クランクシャ
フトが回転すると各スライドは他のスライドに向かうよ
うにまたそれから離れるように移動する。クランクシャ
フトを回転させるために駆動機構が用いられている。
【００２４】本発明の別の形態は、互いに対向する関係
に配置された２つのスライドを有する機械プレスを含む
ものであり、クランクシャフトが各スライドに接続され
ていることにより、クランクシャフトが回転すると各ス
ライドは他のスライドに向かうようにまたそれから離れ
るように移動する。クランクシャフトを回転させるため
に駆動機構が用いられている。動的バランサが、前記ス
ライドの１つに動作的に接続されており、それによって
プレスの慣性の８０パーセントより多くがバランスさせ
られる。ある実施形態では動的バランサがスライドに直
接に接続されている。
【００２５】本発明の別の形態は、互いに対向する関係
に配置された２つのスライドを有する機械プレスを含む
ものであり、クランクシャフトが各スライドに接続され
ていることにより、クランクシャフトの回転によって各
スライドは他のスライドに向かいまたそれから離れるよ
うに移動するものである。駆動機構を用いてクランクシ
ャフトが回転され、それによってスライドは毎分４００
ストロークより多く往復運動する。前記プレスを停止す
るためにクラッチブレーキ機構が前記駆動機構に接続さ
れており、動的バランサはスライドの１つに動作的に接
続されてプレスの慣性を実質的にバランスさせ、それに
よりブレーキ機構はクランクシャフトの１回転以内でプ
レスを停止させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下の本発明の実施形態に関する
記述を添付図面と共に参照することにより、本発明の前
記ならびにその他の特徴ならびに有利な点、およびそれ
らがどのように達成されるかが明らかにされ、又、本発
明もより良く理解されるであろう。
【００２７】複数の図面において対応する参照符号は対
応する部品を示す。ここに記載された例は本発明の１つ
の好適な実施形態を１つの形状として示すものであっ
て、そのような例示は本発明の範囲をいかなる仕方であ
れ限定すると見なされるべきではない。
【００２８】図、特に図１および図２を参照すると、本
発明のアンダドライブ二重スライドプレス１０が示され
ている。プレス１０は、下側スライド１４を往復運動さ
せるための下側リンク機構１２を含んでいる。下側リン
ク機構１２はクランクシャフト１６により駆動される。
上側リンク機構１８も又クランクシャフト１６に接続さ
れており、上側スライド２０を駆動、即ち往復運動させ
るようになっている。クランクシャフト１６は、プレス
１０の基部２２内に配置されている。基部２２は１対の
直立部２４が取り付けられている。直立部２４は２つの
部分に分けられており、上側直立部２５と下側直立部２
８とが存在している。プレスクラウン２６は上側直立部
２５に接続されている。下側スライド１４および上側ス
ライド２０は互いに向き合う方向とされており、プレス
の運転の際には互いに向かい又互いから離れるように動
作する。
【００２９】図２は、下側スライド１４の下側リンク機
構１２を示している。クランクシャフト１６は、駆動リ
ンク接続装置３０に駆動的に接続されている。駆動リン
ク接続装置３０はナックル継ぎ手機構３２に取り付けら
れている。ナックル継ぎ手機構３２の下側リンク３４は
枢点３６に取り付けられている。枢点３６は取付具３８
を介してプレス１０の基部２２に取り付けられている。
ナックル継ぎ手機構３２には、上側リンク４０も取り付
けられており、上向きに配置されて駆動ピストン４２に
取り付けられている。駆動ピストン４２は下側スライド
１４に取り付けられている。下側スライド１４は直立部
２４の間に配置されており、それらの間においてプレス
基部２２に対して上方向および下方向に往復運動するよ
うにされている。
【００３０】下側スライド１４には又、２つのピストン
４２が下方向に面して取り付けられており、又、下側バ
ランサ（質量）４６に接続されている（図２）。下側バ
ランサ４６は２対のリンクアセンブリ４８により駆動さ
れている。リンクアセンブリ４８の各々は、ピストン４
２に取り付けられた上側リンク５０を構成要素としてい
る。上側リンク５０はロッカーアーム５２に接続されて
いる。ロッカーアーム５２の反対側の端部にはバランサ
リンク５４が存在している。バランサリンク５４は、ピ
ン継ぎ手５６により下側バランサ４６に接続されてい
る。ロッカーアーム５２は枢動ピン５８上を枢動し、ク
ランクシャフト１６からの運動によりナックル継ぎ手機
構３２を介して駆動されるピストン４２のこの機構を介
して、２つの動作が引き起こされる。第１のものは、ピ
ストン４２が上側および下側に往復運動し、それにより
下側スライド１４が上下動することであり、第２のもの
は、それと同時に、下側バランサ４６と接続されている
リンクアセンブリ４８を介して動作が変換されて、バラ
ンサ４６を対向するように駆動して、運転の際にスライ
ド１４に働く力を中和させることである。回転バランサ
を用いることもできるが、上述のような動的なバランサ
構造は回転バランサよりも好適である。
【００３１】プレス１０は、プレス１０の後方側に、リ
ンクアセンブリ４８に対するミラーアセンブリを含んで
いる。そのような構造とすることにより、機械の基部２
２に前方および後方において加えられるすべての慣性力
を中和することができる。実際、クランクシャフト１６
に働く力をバランスさせるために、２つの駆動リンク接
続装置３０が用いられており、図１に対して左側と右側
の向きとされている。
【００３２】図２は、前方および後方の両方のバランサ
リンク機構を示しており、その機構により水平方向の力
が互いに反対向きとされており、それによってそれらは
互いにバランスして打ち消し合い、従って、プレス１０
にはどんな慣性力も引き起こされない。バランサ機構、
即ち、下側バランサ４６とリンクアセンブリ４８とによ
って横方向への運動は全く引き起こされないという意味
で、プレス１０はバランスされている。
【００３３】図２は又、下側スライド１４を支持する下
側スライド案内機構を図示している。下側スライド１４
の各々のコーナーに案内ハウジング６２が存在し、全部
で４つの案内ハウジング６２が存在している。スライド
ピストン４２は、駆動系統の最終エレメントとして案内
機能を提供している。スライドピストン４２は又、案内
ハウジング６２と類似の案内ハウジング４４を有してい
る。案内ハウジング６２はスライドを案内する作用を提
供している。案内ハウジング４４，６２はシールされ、
オイルが充填された油圧ピストンベアリングであり、プ
レス潤滑システム（図示されていない）からのオイルを
利用している。
【００３４】案内ハウジング４４，６２は、フレームに
取り付けられた固定部を含んでおり、実際のハウジング
の方は、スライドに取り付けられた固定部を覆ってい
る。ブシュ（例えば、図１２でスライドピストン４２の
回りに配置されたブシュ４３）がハウジングの内部に配
置されており、加圧オイルが、ブシュと接触するハウジ
ング内へと送り込まれる。案内ハウジング４４，６２内
の可動金属部分の間に生成されるオイル膜により案内作
用が達成される。オイル膜により相互結合が強化され、
ハウジングは固定部に対して同心位置とされる。案内ハ
ウジングは、更に真空ハウジング（例えば図１２の４
５）を含んでおり、オイル流が漏れてプレス製造領域に
接触しないようにされている。案内ハウジング４４，６
２内において、流体静力学的なオイル圧パッドも流体動
力学的なオイル圧パッドも両方用いることができる。約
３００ないし８００ｐｓｉのオイルが加えられると、ス
クイーズフィルムインタフェイスが一般的に作り出され
る。
【００３５】図３には、上側リンク機構１８と、上側ス
ライド２０のための上側バランサ８０とが示されてい
る。クランクシャフト１６の回転により接続アーム６４
が動作させられ、後者は上側スライド２０を駆動するた
めに用いられる。ロッカーアームアセンブリ６６が接続
アーム６４に接続されている。ロッカーアームアセンブ
リ６６は、ロッカーアーム６８と、基部２２に取り付け
られたピン７０とを含んでいる。接続アーム６４は、ピ
ン７８によりロッカーアーム６８の一方の側に接続され
ている。ロッカーアーム６８は、接続アーム６４とは反
対の側において、枢動ピン７９によって駆動アーム７２
に接続されており、駆動アーム７２は駆動ピストン７４
に接続されている。駆動ピストン７４は上側スライド２
０にピン留めされ、即ち、取り付けられている。
【００３６】ロッカーアーム６８から離れて駆動される
上側バランサ８０は駆動アーム７６を有しており、駆動
アーム７６は一般に下側を向いており、ピン７８におい
てロッカーアーム６８に接続されている。この設計のキ
ーポイントの１つは、ロッカーアーム６８と駆動アーム
７６の両方を同じピン７８で接続し、両方が接続アーム
６４に接続されていることにより、バランスを保つこと
が達成されていることである。駆動アーム７６の底部に
は、上側バランサ（質量）８０が取り付けられており、
上側バランサ８０はロッカーアームアセンブリ６６から
離れて駆動されている。上側スライド２０と上側バラン
サ８０の運動は、ほぼシヌソイド運動である。ロッカー
アーム６８の両端が離れた位置で駆動されることによ
り、プレス１０は上側スライド２０のシヌソイド運動
と、上側バランサ８０のそれと同等で位相が反対のシヌ
ソイド運動とを実現し、これら２つの機構のストローク
はそれらの駆動アーム７２，７６の長さによって決定す
ることができる。各駆動アーム７２，７６のストローク
は、必要に応じた比率とすることができる。枢動ピン７
０のロッカーアーム６８上での配置により、駆動アーム
７２，７６の長さの同じ比率を達成することができる。
【００３７】再びクランクシャフト１６と接続アーム６
４と駆動リンク接続装置３０との接続に注意を向ける
と、接続アーム６４と駆動リンク接続装置３０とクラン
クシャフト１６との接続は同心的ではなく、実際には、
各接続アーム６４および駆動リンク接続装置３０の孔を
介して接続されているクランクシャフト１６の偏心部に
よって作用している。
【００３８】上側バランサ８０の１つの特徴は、それが
単一の案内ポスト８２によって案内されていることであ
る。単一の案内ポスト８２のユニークな面は、発生する
熱成長が最小限であるということであり、従って、多数
の案内ポイントを必要としないことである。上側スライ
ド２０を相殺する上側バランサ８０のために、１つの案
内ポストが存在している。同じ１ポストの設計は、図２
において破線で示されている下側スライド１４のための
単一のバランサ案内ポスト８４にも組み込まれている。
案内ポスト８２および８４に加わる負荷は最小であるた
め、単一ポストの使用が可能とされている。
【００３９】プレス１０を、特定のスライドの重量およ
び速度に対して単一の質量を有する単一のバランサでバ
ランスさせようとする場合に比べて、本発明のシステム
は、上側スライドの重量と下側スライドの重量を別々に
バランスさせるように調節することが可能である。両方
のスライド１４および２０が実質的にバランスされてい
れば、プレスのそのようなバランスは任意の速度で達成
される。
【００４０】上側スライド２０は又、４つの案内ハウジ
ング８６を利用する４点案内機構を含んでいる。図３に
示されているように、案内ハウジング８６は上側スライ
ド２０に取り付けられており、これは下側スライド１４
における案内ハウジング６２の配列と同様である。これ
により、上側スライド２０の４箇所の先端のコーナーで
案内がなされ、摺動運動がより良く制御される。
【００４１】再び図２を参照すると、そこには下側直立
構造、即ち、下側直立部２８と上側直立部２５が示され
ている。直立部２４が２つの部分２５および２８に分け
られているのは、出荷を考慮したためである。このよう
な設計により、プレス１０はその装備を取り外して、ト
ラックや一貫輸送用のキャリヤに載せて出荷することが
でき、特別の許可を受ける必要はない。この設計によ
り、プレス１０は機械全体を完全に分解しないで半分に
分離することができる。駆動アセンブリは分離線９０に
よって何ら手を付けられることなく、出荷される。この
点は、出荷のために通常は駆動システムが分解される従
来技術との差異であり、それより有利な点である。本設
計の他の特徴は、上側直立部２５は、上側スライド２０
のための案内ハウジング８６と共に単一ユニットとして
維持することができるので、上側スライド２０の再組立
てとプレス１０の案内機構の再設定が全く必要ないこと
である。プレス１０は分離線９０に沿って分離され、下
側直立部２８は上側直立部２５に対してボルトやタイロ
ッド等の固締具を用いて接続される。
【００４２】図４はプレス１０の正面図を図示したもの
であり、駆動軸モータアセンブリ９２、クラッチアセン
ブリ１０２、駆動モータ９４を示しており、又、それら
がプレスの前方を横断してどのように結合されているか
を示している。図４に示されているように、脚部１１８
がプレス１０の基部２２上にボルト締めされている。ボ
ルト締めされた脚部が用いられる理由は、出荷時の高さ
を減少させるためであり、従って、基部駆動アセンブリ
を単一の完全なユニットとして出荷することができる。
【００４３】図５は、駆動軸モータアセンブリ９２と、
それがクラッチ１６とどのように結合し歯車連結されて
いるかを示す側面図である。駆動軸モータアセンブリ９
２は、Ｖベルト９６によってフライホイール９８に接続
されたモータ９４を含んでいる。フライホイール９８は
駆動軸１００に搭載されており、クラッチブレーキアセ
ンブリ１０２に接続されている。クラッチアセンブリ１
０２は、係合されて、フライホイール駆動軸アセンブリ
を駆動する。駆動軸１００は、ピロー型ベアリングアセ
ンブリ１０４（クラッチアセンブリ１０２の隣に搭載さ
れているが、駆動軸１００に接続されている）を通して
下側に回転する。左側ピロー型ベアリングアセンブリ１
０６が、駆動軸１００およびピニオンカバー１０８のた
めに用いられている。ピロー型ベアリング１０４および
１０６は、フライホイール９８の右側に配置された右側
ピロー型ベアリング１１６と共に、基部２２に搭載され
て、駆動軸１００全体を支持している。ピニオンカバー
１０８の下にはピニオン１１０が存在し、クランクシャ
フト１６に搭載されたメインギア１１４を駆動してい
る。図５を参照すると、ピニオン１１０はピニオンカバ
ー１０８の下で駆動軸１００上に搭載されており、クラ
ンクシャフト１６と駆動軸１００との間に適切な中心距
離が取られるようにされている。中間ピニオンギア１１
２が、基部２２の左側端部に搭載されている。中間ピニ
オンギア１１２から、駆動エネルギが、クランクシャフ
ト１６の端部に搭載されたメインギア１１４へと伝えら
れる。
【００４４】中間ピニオンギア１１２を用いることの利
点は、より小さな駆動メインギア１１４を用いることが
でき、それによりプレス１０の慣性量が更に最小化され
ることである。
【００４５】図６は、上側スライド２０および上側バラ
ンサ８０を駆動する機構の略図である。図６にはロッカ
ーアームアセンブリ６６のサイズが含まれており、それ
ら図示された各項目の概略の重量も示されている。
【００４６】図７は、下側スライド１４および下側バラ
ンサ４６の略図である。図７は、下側スライド１４の取
り得る重量および下側バランサ４６の重量、およびナッ
クル継ぎ手機構３２に関するサイズが含まれている。
【００４７】図８は、上側および下側スライド２０，１
４を駆動するリンク機構により結果として得られる運動
を示している。このグラフにおいて、実線は下側スライ
ド１４の運動であり、破線は上側スライド２０の運動を
示している。Ｘ軸は、０°から３６０°のクランクシャ
フト角、即ちクランクシャフト１６の全回転を示してお
り、Ｙ軸はスライド１４および２０のそれぞれの位置を
示す変位を示しており、プラス位置にある上側スライド
２０が下降してゼロの位置に来て、マイナスの位置にあ
る下側スライド１４が上昇してゼロの位置に来る。下側
スライド１４の運動は停止期間が延長されているのが示
されており、それによって、その停止期間の間にプレス
１０は上側スライド２０によってカップあるいは加工品
を絞り加工することができる。停止期間が終了すると、
上側スライド２０は上方に引き戻され、下側スライド１
４は下側に引き戻される。平均してクランク角９０°と
１８０°との間となる停止期間が「停止期間」と表示さ
れている。
【００４８】停止期間により下側スライド１４は全くあ
るいは比較的にほとんど運動しないので、下側ダイ（図
示されていない）は固定位置に留まり、その間に上側ス
ライド２０は加工品あるいはカップの絞り加工を成し遂
げる。停止期間が終了すると、下側ダイを引き戻すこと
ができ、完成された加工品をプレス１０から転送するこ
とができる。２つのスライド１４および２０間の相対位
置は従来のプレスよりもよりゆっくりと変化するので、
停止期間において、加工品の絞りと伸ばしが同時に制御
されるので、即ち、絞り加工の時間が減少されるので、
有利である。下側スライド１４の運動を制御することに
より、下側スライド１４は本質的に停止期間にあるた
め、即ち、固定位置にあるため、加工品あるいはカップ
の絞り加工速度を減少させる。上側スライド２０はその
時点で運動している唯一のスライドである。有利な点
は、カップ形状で用いられるラミネート材料を缶形状に
絞り加工することができるので、缶の内部をコーティン
グするための付加的なステップは全く必要ないことであ
る。下側スライド１４および上側スライド２０の絞り速
度がそのように制御されると、絞り加工が完了したとき
に加工品の内部に均一なコーティングが維持され、それ
により、プレス１０の運転によって、より良い部品が製
造される。
【００４９】図９は下側スライド１４とバランサの慣性
力、および毎分１５０ストロークのときに発生する、合
不釣合い力を示したものである。Ｘ軸はここでもクラン
クシャフト角であり、０°から３６０°が示されてい
る。Ｙ軸は本機械に引き起こされる慣性力である。破線
は下側スライド慣性力曲線であり二点鎖線は下側バラン
サ慣性力曲線であり、実線は合不釣合い力の曲線であ
る。結果として、下側スライドに対するバランスのパー
セントは、９２．６パーセントがバランスされている。
これは、上側あるいは下側スライド２０，１４に対する
ロッカーアーム５２あるいは６８のいずれかに取り付け
られたカウンタバランス重りという特別な構造によって
達成されている。
【００５０】図１０は上側スライド２０およびバランサ
の慣性力、および毎分１５０ストロークのときに発生す
る、合不釣合い力の曲線を示したものである。Ｘ軸はや
はりクランクシャフト角であり、０°から３６０°の範
囲である。Ｙ軸はポンドおよびニュートンの単位で示し
た慣性力である。破線は上側スライド慣性力、二点鎖線
は上側バランサの慣性力、実線は合不釣合い力である。
上側スライドに対するバランスのパーセントは９５．８
パーセントである。
【００５１】図１１は、組合せスライドおよびバランサ
慣性力を示すものである。破線は組合せスライド慣性力
曲線であり、二点鎖線は組合せバランサ慣性力曲線であ
り、実線は機械全体に対する組合せ不釣合い力である。
Ｘ軸はクランクシャフト角を度の単位で示したものであ
り、Ｙ軸は垂直方向の慣性力を示したものである。この
曲線は図９と図１０に描かれた力を合計したものを示し
ている。組合せ不釣合い力は総慣性力の９２パーセント
のバランスを示しており、それは上側およぴ下側スライ
ド２０および１４をバランスさせるために用いられてい
る個々のバランサの結果である。バランサ４６および８
０の質量を調整することにより様々な量のバランスを得
ることができる。プレスの運転をクランクシャフト１６
の１回転あるいはそれ以下の回転によって停止させまた
開始させるのに、プレスの慣性力の約８０パーセントを
バランスさせることができることが判明した。
【００５２】この適用に関して不釣合いのパーセントが
何を意味するのかをより明確に定義するために、不釣合
いのパーセントは、クランクシャフト１６の全ストロー
クを通して最大の不釣合い力を取り、その値を該当する
特定のスライドあるいは両方のスライドの組み合わされ
た慣性力のどちらかについての最大の慣性力によって割
ることにより計算した。次いで、その結果に１００パー
セントを掛けて、パーセントが得られた。ストローク全
体を通して発生する不釣合いの総量、ピーク値は計算値
である。上記の説明は垂直平面における慣性力にのみ関
する。
【００５３】スライドリンク機構の幾何学的配置は、質
量を配置することにより、スライドリンク３４および４
０はそれら自身の運動により発生する水平方向の慣性力
がバランスされるように配列される。スライドの垂直直
線運動に対するバランスは、重りを適切な場所に、即
ち、リンクあるいは駆動アームの質量中心に対して反対
の運動をする位置に配置することにより作り出される。
例えば、図３は、上側スライド２０に接続された駆動ア
ーム７２と上側バランサ８０に接続された駆動アーム７
６の運動を示している。駆動アームそれら自体は垂直方
向において互いに反対方向に移動しており、従って本質
的に互いに対してバランサとして作用している。又、そ
れらは、ロッカーアーム６８に接続されたピン７８，７
９がやはり反対方向に移動するように配列されている。
これらのピン６８および６９は互いに反対方向の運動を
している。
【００５４】再び図２を参照すると、下側スライド１４
を駆動する下側リンク３４は、バランスされないある水
平方向の力を含んでいる。その力をバランスさせる１つ
の可能な方法は、下側リンク３４を枢点３６を超えて更
に下に伸長させることである。下側リンク３４を更に下
に伸長させ、破線３５で示されているような端部に質量
を付加すれば、その構造はリンク３４により引き起こさ
れる水平方向の力を相殺し、水平方向の力をバランスさ
せるのに貢献するであろう。
【００５５】下側スライド１４の下にオイルチャンバ１
２１が配置されている。オイルチャンバ１２１内のオイ
ルはすべての油圧ベアリングのために用いられる。 ス
ライドベアリング（滑り軸受け）以外のこれらベアリン
グのすべてはダイセットの下にあり、生じ得るどんなオ
イル漏れも製造物、即ち加工品の下においてであり、従
って製造物を汚染することはないであろう。スライド１
４および２０に接触するスライドガイド（滑り座）６０
は製造物より上にあるが、製造領域にある製造物の先端
の縁上にあり、従って、何等かの漏れがあったとして
も、製造物の上に落下することはない。
【００５６】リンク機構、接続アーム、および枢動ピン
のすべてのベアリング表面にオイルフィルムベアリング
を利用することによりプレスの寿命を増加させ、ベアリ
ングの不調を測定するために圧力センサを利用する。
【００５７】別の方法として、上側スライド２０の動作
は、スライダクランク機構を介して複製することができ
る。その場合、そのようなスライダクランク機構のため
に、機械の高さを増加させないバランサを提供する必要
があるであろう。
【００５８】別の方法として、プレスはリンク機構によ
り駆動される単一バランサを用いることができる。単一
バランサは、上側および下側スライドの運動の組合せに
対してバランスさせるものである。プレスから見て、合
成力はシヌソイドではないであろうから、その運動をシ
ミュレートするためのリンク機構が必要となる。単一の
バランサが、単一のクランクシャフトから離れて駆動さ
れることになる。そのようなリンク機構は上側あるいは
下側スライドのいずれかに接続されることになり、リン
ク機構は両方のスライドをバランスさせるために用いら
れる。
【００５９】運転の際に、プレス１０は、回転エネルギ
をＶベルト９６を介してフライホイール９８に加えるモ
ータ９４によって動作する。クラッチブレーキアセンブ
リ１０２が係合させられると、回転エネルギはフライホ
イール９８から駆動軸１００、ピニオンギア１１０，１
１２、メインギア１１４を介してクランクシャフト１６
へと伝えられる。クランクシャフト１６の回転により、
偏心的に取り付けられた駆動リンク接続装置３０とコネ
クションアーム６４および先に論じたリンク機構が、そ
れぞれに接続されたスライド１４および２０を直線運動
させる。通常のプレス速度は、上記に開示されたプレス
については、プレスの動きや過剰な振動を伴わずに、ク
ランクシャフト１６の毎分回転数を１５０ないし６００
ｒｐｍの範囲で変化させることができる。
【００６０】本発明は好適な設計を有するものとして説
明されたが、本発明は本開示の趣旨ならびに範囲内で更
に変更が可能である。従って、本出願は本発明の一般原
理を用いるそのいかなる変形、用途、あるいは適応をも
カバーすることを意図したものである。更に、本出願
は、本開示から乖離であっても、本発明の係るこの技術
分野の既知あるいは通常の慣例に入るものをカバーする
ことを意図しており、それらは添付の特許請求の範囲の
範囲に入るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の正面図である。
【図２】本発明の下側スライド駆動機構の実施形態の側
面図である。
【図３】本発明の上側スライド駆動機構の実施形態の側
面図である。
【図４】本発明の駆動機構の実施形態の正面図である。
【図５】本発明の駆動機構の実施形態の側面図である。
【図６】図３に示された上側スライドおよびバランサの
寸法図である。
【図７】図３に示された下側スライドおよびバランサの
寸法図である。
【図８】プレスのスライドの変位をクランクシャフト角
と比較するグラフである。
【図９】下側スライドおよび下側バランサの力をクラン
クシャフト角と比較するグラフである。
【図１０】上側スライドおよび上側バランサの力をクラ
ンクシャフト角と比較するグラフである。
【図１１】上側および下側スライドと上側および下側バ
ランサとに働く組合せ力をクランクシャフト角と比較す
るグラフである。
【図１２】駆動案内ピストン４４の拡大断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブラッドレー エイ． バーンズ アメリカ合衆国，45895 オハイオ，ワパ コネタ，カウンティー ロード 33エイ 09326 (72)発明者 エドワード エイ． ダニエル アメリカ合衆国，45845 オハイオ，フォ ート ロレイミー，ホルトハウス ロード 9300 (72)発明者 デイル エイ． ホーマン アメリカ合衆国，45860 オハイオ，マリ ア シュタイン，セント ジョーンズ ロ ード 1688 (72)発明者 リチャード ジェイ． オエン アメリカ合衆国，45895 オハイオ，ワカ ポネタ，フライバーグ ドライブ 15523 (72)発明者 ブライアン アール． シルバーシュタイ ン アメリカ合衆国，45405 オハイオ，デイ トン，ウエスト リバービュー アベニュ ー 237 (72)発明者 ブライアン エイ． ウォーターカッター アメリカ合衆国，45865 オハイオ，ミン スター，サウス メイン ストリート 124

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに対向する関係に配置された２つの
    スライドと、 前記スライドの各々が接続された単一のクランクシャフ
    トであって、それによって該単一のクランクシャフトの
    回転により前記スライドの各々が他の該スライドに向か
    いまた離れるように作動させられる、単一のクランクシ
    ャフトと、 前記単一のクランクシャフトを回転させるための駆動機
    構と、を有する機械プレス。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のプレスであって、該プレ
    スは更に、前記単一のクランクシャフトに接続されて該
    プレスをバランスさせる動的バランサを含むことを特徴
    とするプレス。
  3. 【請求項３】 請求項１記載のプレスであって、前記２
    つのスライドが上側スライドと下側スライドとからな
    り、該プレスが更に該上側スライドに接続された動的バ
    ランサを含むことにより該プレスがバランスされること
    を特徴とするプレス。
  4. 【請求項４】 請求項１記載のプレスであって、該プレ
    スは、前記スライドに取り付けられたロッカーアームを
    含み、該プレスは該ロッカーアームに接続された動的バ
    ランサを更に含み、それにより該動的バランサが前記ク
    ランクシャフトではなく、該スライドから駆動されるこ
    とを特徴とするプレス。
  5. 【請求項５】 請求項１記載のプレスであって、前記２
    つのスライドは上側スライドと下側スライドとからな
    り、該プレスは更に、該下側スライドに接続された動的
    バランサを含むことにより該プレスがバランスされるこ
    とを特徴とするプレス。
  6. 【請求項６】 請求項１記載のプレスであって、前記２
    つのスライドは上側スライドと下側スライドとからな
    り、該プレスが更に、該上側スライドに接続された第１
    の動的バランサと、該下側スライドに接続された第２の
    動的バランサとを含むことにより該プレスがバランスさ
    れ、該第１および第２の動的バランサはそれぞれのスラ
    イドの動作によって駆動されることを特徴とするプレ
    ス。
  7. 【請求項７】 請求項１記載のプレスであって、前記ク
    ランクシャフトが前記スライドの両方より下に配置され
    ていることを特徴とするプレス。
  8. 【請求項８】 請求項１記載のプレスであって、該プレ
    スは更に、前記スライドと前記クランクシャフトとの間
    に取り付けられたスライドピストンを含んでおり、それ
    により該スライドを直線運動するように案内することを
    特徴とするプレス。
  9. 【請求項９】 互いに対向する関係に配置された２つの
    スライドと、 前記スライドの各々に接続されたクランクシャフトであ
    って、それによって該クランクシャフトの回転により前
    記スライドの各々が他の該スライドに向かいまた離れる
    ように作動させられる、クランクシャフトと、 前記クランクシャフトを回転させるための駆動機構と、 前記スライドの１つに動作可能に接続された動的バラン
    サであって、それによってプレスの慣性の８０パーセン
    トを超える程度までバランスされ、振動強度が０．５２
    inch/sec2未満とされている、動的バランサと、を有す
    る機械プレス。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載のプレスであって、前記
    動的バランサが前記クランクシャフトに接続されている
    ことを特徴とするプレス。
  11. 【請求項１１】 請求項９記載のプレスであって、前記
    動的バランサが前記プレスの慣性を９０パーセント以上
    バランスすることを特徴とするプレス。
  12. 【請求項１２】 請求項９記載のプレスであって、該プ
    レスは更に、前記スライドと前記クランクシャフトとの
    間に取り付けられて該スライドの直線運動を案内するス
    ライドピストンを含むことを特徴とするプレス。
  13. 【請求項１３】 請求項９記載のプレスであって、前記
    クランクシャフトが前記スライドの両方より下に配置さ
    れていることを特徴とするプレス。
  14. 【請求項１４】 互いに対向する関係に配置された２つ
    のスライドと、 前記スライドの各々に接続されたクランクシャフトであ
    って、それによって該クランクシャフトの回転により前
    記スライドの各々が他の該スライドに向かいまた離れる
    ように作動させられる、クランクシャフトと、 前記クランクシャフトを回転させて該スライドを毎分４
    ００ストローク以上往復運動させるための駆動機構と、 前記駆動機構に接続されて前記プレスを停止させるクラ
    ッチブレーキ機構と、 前記スライドの１つに動作可能に接続された動的バラン
    サであって、プレスの慣性を実質的にバランスさせ、そ
    れによって該ブレーキ機構が該プレスを前記クランクシ
    ャフトの１回転以内で停止させる、動的バランサと、を
    有する機械プレス。
  15. 【請求項１５】 請求項１４記載のプレスであって、前
    記スライドの１つは運転の際に停止期間を有し、前記動
    的バランサは該停止期間において該スライドの慣性をバ
    ランスさせることを特徴とするプレス。
  16. 【請求項１６】 請求項１４記載のプレスであって、該
    プレスは更に、前記スライドと前記クランクシャフトと
    の間に取り付けられて該スライドの直線運動を案内する
    スライドピストンを含むことを特徴とするプレス。
  17. 【請求項１７】 請求項１４記載のプレスであって、前
    記クランクシャフトが前記スライドの両方より下に配置
    されていることを特徴とするプレス。
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