JPH10137983A - プレス機の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きなトルクを得ることができるにもかかわ
らず、大きな不平衡力を生じることなく、フライホィー
ルの等速回転運動を不等速回転運動に変換することにあ
る。 【解決手段】 プレス機の動力伝達装置は、フライホィ
ールにより回転される第１の歯車と、該第１の歯車によ
り前記クランク軸の回転軸線である第１の軸線の周りに
回転されるべく前記第１の歯車と噛合する第２の歯車
と、該第２の歯車により前記第１の軸線の周りに回転さ
れるべく前記第２の歯車に連結された運動変換手段であ
って前記フライホィールの等速回転運動を不等速回転運
動に変換して前記クランク軸に伝達する運動変換手段と
を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フライホィールの回転
運動をクランク軸に伝達する、プレス機の動力伝達装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】フライホィールの等速回転運動を不等速
回転運動に変換してクランク軸に伝達する、プレス機の
動力伝達装置の１つとして、フライホィールの回転を受
けて該フライホィールの回転軸線の周りに回転されるピ
ニオン歯車と、該ピニオン歯車と噛合されたメイン歯車
と、該メイン歯車の回転をクランク軸に伝達する一対の
リンクとを含むものがある（たとえば、特開昭６０−１
２４４９８号公報参照）。一方のリンクは、その一端部
においてメイン歯車の偏心した部位に枢軸的に連結され
ており、他方のリンクは一方のリンクの他端部に枢軸的
に連結されていると共にクランク軸に固定されている。

【０００３】歯車を用いる従来の動力伝達装置は、フラ
イホィールの回転速度をピニオン歯車とメイン歯車とに
より減速するから、大きなトルクを得ることができる反
面、両歯車、特にメイン歯車の回転軸線がクランク軸の
回転軸線から離れているため、メイン歯車とクランク軸
との間に大きな不平衡力が作用し、その結果振動が生じ
る。また、動力伝達装置が、両歯車の回転軸線間距離に
相当する分だけ大きくなり、しかも複雑である。

【０００４】等速回転運動を不等速回転運動に変換して
クランク軸に伝達する、プレス機の動力伝達装置の他の
１つとして、フライホィールにより回転される回転軸
と、該回転軸に取り付けられたアームと、クランク軸に
取り付けられたレバーと、第１および第２のアームに異
なる部位において枢軸的に連結されたリンクとを含むも
のがある（実開平３−４７６８６号公報）。

【０００５】しかし、レバーおよびリンクを用いる従来
の動力伝達装置では、両レバーをリンクで枢軸的に連結
しているにすぎないから、大きなトルクを得ることがで
きない。また、この従来の動力伝達装置では、入力軸と
出力軸との回転軸線を本質的に一致させることができな
いから、入力軸（アームを回転させる軸）と出力軸（レ
バーにより回転されるシャフト）との回転軸線の偏心に
起因して振動が発生し、また入力軸支持用のケーシング
を必要とする。

【０００６】

【解決しようとする課題】本発明の目的は、大きなトル
クを得ることができるにもかかわらず、大きな不平衡力
を生じることなく、フライホィールの等速回転運動を不
等速回転運動に変換することにある。

【０００７】

【解決手段、作用、効果】本発明のプレス機の動力伝達
装置は、フライホィールにより回転される第１の歯車
と、該第１の歯車により前記クランク軸の回転軸線であ
る第１の軸線の周りに回転されるべく前記第１の歯車と
噛合する第２の歯車と、該第２の歯車により前記第１の
軸線の周りに回転されるべく前記第２の歯車に連結され
た運動変換手段であって前記フライホィールの等速回転
運動を不等速回転運動に変換して前記クランク軸に伝達
する運動変換手段とを含む。

【０００８】第２の歯車の歯数を第１の歯車の歯数より
大きくすることにより、大きなトルクを得ることができ
る。また、慣性モーメントの大きい第２の歯車の回転軸
線がクランク軸の回転軸線と一致していると、第２の歯
車とクランク軸との間に生じる不平衡力が著しく小さく
なる。

【０００９】本発明によれば、フライホィールの回転を
第１および第２の歯車を介して運動変換手段に伝達し、
第２の歯車の回転軸線をクランク軸の回転軸線と一致さ
せたから、大きなトルクを得ることができるにもかかわ
らず、大きな不平衡力を生じることなく、フライホィー
ルの等速回転運動を不等速回転運動に変換することがで
きる。

【００１０】好ましい実施例においては、運動変換手段
は、第２の歯車により第１の軸線の周りに回転されるべ
く第２の歯車に連結された第１の伝達手段と、第１の伝
達手段により第１の軸線に対し偏心された第２の軸線の
周りに回転されるべく第１の伝達手段に連結された第２
の伝達手段と、該第２の伝達手段により第１の軸線の周
りに回転されるべく第２の伝達手段に枢軸的に連結さ
れ、クランク軸を回転させるべく前記クランク軸に連結
される第３の伝達手段と、第２の軸線に対する第２の伝
達手段の回転運動を、第２の軸線を中心とする仮想的な
円に沿う回転移動に規制する規制手段とを含む。第２の
伝達手段は、第１の伝達手段に枢軸的に連結された第１
のリンクと、第１のリンクおよび第３の伝達手段に異な
る部位においてそれぞれ枢軸的に連結された第２のリン
クとを備える。第２のリンクは、第２の伝達手段の回転
にともなって前記仮想的な円に沿って移動される係合部
において規制手段に係合されている。

【００１１】第１の伝達手段は、フライホィールの等速
回転運動にともなって等速回転運動をする。しかし、第
２の伝達手段は、これの係合部の運動が規制手段により
第１の軸線に対し偏心された第２の軸線を中心とする仮
想的な円に沿う回転移動に規制されるから、第２の伝達
手段が第２の軸線の周りに回転移動されることにより、
フライホィールの等速回転運動を不等速回転運動に変換
する。この不等速回転運動は、第３の伝達手段に伝達さ
れ、第３の伝達手段によりクランク軸に伝達される。

【００１２】等速回転運動が不等速回転運動に変換され
るとき、隣り合う伝達手段は枢軸的な連結点において相
対的な角度的回転すなわち屈伸運動をし、両リンクは枢
軸的な連結点において相対的な角度的回転をし、第２の
リンクは規制手段との係合部において角度的回転すなわ
ち揺動運動をする。これにより、等速回転運動をする第
１の伝達手段の角速度と、不等速回転運動をする第３の
伝達手段の角速度との差が吸収される。

【００１３】第１の伝達手段の回転角度に対する第３の
伝達手段の回転位置すなわちスライドの往復運動位置
は、第１の軸線と第２の軸線との間の距離、第１の軸線
に対する第２の軸線の変位方向、隣り合う部材の連結部
間の距離等により異なる。

【００１４】上記の結果、第１および第３の伝達手段が
本質的に共通の第１の軸線を回転軸線とし、かつ第２の
伝達手段が互いに枢軸的に連結された第１および第２の
リンクを有し、さらに第２のリンクの回転運動が第１の
軸線に対し偏心された第２の軸線を中心とする仮想的な
円に沿う回転移動に規制される上記の運動変換手段によ
れば、第１、第２および第３の伝達手段間に不平衡力が
作用せず、しかも入力軸と出力軸との軸線が本質的に一
致し、振動が少ない。

【００１５】第１の歯車の回転軸線を第１の軸線から水
平方向へ離間させることができる。また、第１の歯車の
回転軸線をフライホィールの回転軸線と一致させること
ができる。

【００１６】規制手段は、第２のリンクに前記係合部に
おいて枢軸的に連結されて第２の軸線の周りに回転され
る回転体を備えることが好ましい。これにより、前記仮
想的な円に沿う係合部の回転移動が確実になる。

【００１７】規制手段は、さらに、第２の軸線の周りに
おける回転体の回転を案内するガイドであって第２の軸
線の周りにおける取付位置を変更可能にプレス機に配置
されるガイドを含むことが好ましい。これにより、前記
仮想的な円に沿う前記係合部の回転移動がより確実にな
る。また、第２の軸線の周りにおけるプレス機へのガイ
ドの取付位置を変更することにより、第１の伝達手段の
回転角度に対する第３の伝達手段の回転位置、すなわち
第１の軸線に対する第２の軸線の変位方向を変更するこ
とができる。

【００１８】第１の伝達手段は、第２の歯車により第１
の軸線の周りに回転されるべく第２の歯車に連結された
回転軸と、該回転軸に取り付けられかつ第１のリンクに
枢軸的に連結されたアームとを備えることができる。

【００１９】第１の伝達手段を、第１の軸線がクランク
軸の回転軸線と本質的に一致するように、クランク軸に
回転可能に配置することができる。これにより、第１の
伝達手段を支承する部材をプレス機のフレームに設ける
必要がないから、公知の装置に比べ、装置が小型化し、
廉価になる。

【００２０】第３の伝達手段は、第２の伝達手段により
第１の軸線の周りに回転されるべく第２のリンクに枢軸
的に連結されかつクランク軸に配置されるレバーを備え
ることができる。これにより、第３の伝達手段を支承す
る部材をプレス機のフレームに設ける必要がないから、
公知の装置に比べ、装置が小型化し、廉価になる。

【００２１】第３の伝達手段を前記クランク軸に回転不
能に配置することができる。これにより、第３の伝達手
段を支承する部材をプレス機のフレームに設ける必要が
ないから、公知の装置に比べ、装置が小型化する。

【００２２】

【実施例】図１〜図７を参照するに、プレス機１０は、
本発明の動力伝達装置１２をフライホィール１４とクラ
ンク軸１６との間に配置している。

【００２３】フライホィール１４は、水平方向へ伸びる
軸１８にその回転軸線Ｐ18の周りに回転可能に複数の軸
受２０を介して支持されている。軸１８は、回転軸線Ｐ
18がクランク軸１６の回転軸線Ｐ16から水平方向へ離間
するとともに回転軸線Ｐ16と平行に伸びるように、複数
の軸受２２によりプレス機１０のフレーム２４に回転可
能に支持されている。クランク軸１６も、複数の軸受２
５によりフレーム２４に回転可能に支持されている。

【００２４】フレーム２４に取り付けられたモータ２６
の回転は、モータ２６の回転軸に取り付けられたプーリ
２８と、フライホィール１４およびプーリ２８に巻き掛
けられたベルト３０とにより、フライホィール１４に伝
達され、さらにフライホィール１４から、該フライホィ
ールに関連して配置された公知のクラッチ兼ブレーキ機
構３２を介して回転軸１８に伝達される。クラッチ兼ブ
レーキ機構３２は、軸１８の端部に相対的回転不能に支
持されている。

【００２５】クランク軸１６は、２つの偏心部を有して
おり、また該偏心部にコネクタ３４を介して共通のスラ
イド３６を支承している。スライド３６は、クランク軸
１６の回転にともなって、フレーム２４に取り付けられ
たボルスタ３８に対して上下方向へ往復移動される。水
平方向へのスライド３６の変位は、フレーム２４に互い
に平行に取り付けられた一対のガイドロッド４０により
規制される。

【００２６】動力伝達装置１２は、フライホィール１４
の回転運動をクラッチ兼ブレーキ機構３２および回転軸
１８を介して受ける歯車４２と、歯車４２と噛合する歯
車４４とを含む。歯車４２は、回転軸１８とともに回転
するように回転軸１８に取り付けられている。歯車４４
は、回転軸４６とともに回転するように回転軸４６の一
端に組み付けられている。回転軸４６は、その回転軸線
Ｐ46がクランク軸１６の回転軸線Ｐ16と一致するよう
に、複数の軸受４８によりクランク軸１６の端部に回転
可能に支持されている。

【００２７】図３〜７に示すように、動力伝達装置１２
は、また、一端部において回転軸４６の端部に取り付け
られたアーム５０と、一端部においてアーム５０の他端
部に連結された第１のリンク５２と、第１の軸線Ｐ46
（Ｐ16）から偏心した第２の軸線Ｐ54の周りに回転可能
の回転体５４と、回転体５４に連結された第２のリンク
５６と、第２の軸線Ｐ54の周りに回転可能の回転体５４
と、一端部において第１のリンク５２に連結された第２
のリンク５６と、一端部において第２のリンク５６の他
端部に連結されたレバー５８とを含む。回転体５４は、
第２の軸線Ｐ54を中心とする仮想的な円６０（図４参
照）上において第２のリンク５６に連結されている。

【００２８】アーム５０と第１のリンク５２、第１のリ
ンク５２と第２のリンク５６、第２のリンク５６と回転
体５４、および第２のリンク５６とレバー５８とは、そ
れぞれ、枢軸すなわちピン６２，６４，６６および６８
により枢軸運動可能に連結されている。以下、ピン６
２，６４，６６および６８の枢軸線を、それぞれ、Ｐ6
2，Ｐ64，Ｐ66およびＰ68とする。

【００２９】アーム５０は、これの回転軸線が第１の軸
線Ｐ16（Ｐ46）と一致するように、回転軸４６に回転不
能に取り付けられている。レバー５８は、これの回転軸
線が第１の軸線Ｐ16（Ｐ46）と一致するようにおよび回
転運動をクランク軸１６に伝達するようにクランク軸１
６に相対的回転不能に取り付けられている。

【００３０】動力伝達装置１２は、さらに、クランク軸
１６の周りを伸びる筒状のガイド７０を含む。ガイド７
０は、第２の軸線Ｐ54の周りにおける取付方向を変更可
能にフレーム２４の側部に複数のボルト等により取り付
けられており、また第２の軸線Ｐ54を中心とするガイド
面を外周面に有している。

【００３１】回転体５４は、複数の軸受７２によりガイ
ド７０の前記ガイド面に第２の軸線Ｐ54の周りに回転可
能に支持されており、また回転体５４の突出部５４ａに
おいて第２のリンク５６に枢軸線Ｐ66の周りに枢軸運動
可能にピン６６により連結されている。このため、回転
体５４と第２のリンク５６との枢軸連結点は、回転体５
４と第２のリンク５６との回転移動にともなって、第２
の軸線Ｐ54を中心としかつ枢軸線Ｐ66を通る仮想的な円
６０上を回転移動される。

【００３２】図示の例では、回転軸４６およびアーム５
０は第１の伝達手段として作用し、第１および第２のリ
ンク５２および５６は第２の伝達手段として作用し、レ
バー５８は第３の伝達手段として作用し、回転体５４お
よびガイド７０は規制手段として作用する。

【００３３】フライホィール１４の回転がクラッチ兼ブ
レーキ機構３２を介して軸１８に伝達されると、歯車４
２が回転されるから、歯車４４および回転軸４６が回転
される。これにより、アーム５０が回転軸４６と共に回
転され、第１のリンク５２、回転体５４、第２のリンク
５６およびレバー５８が回転され、最終的にクランク軸
１６がレバー５８により回転される。

【００３４】回転軸４６の回転にともなって、アーム５
０が第１の軸線Ｐ16（Ｐ46）を中心として回転されるの
に対し、第２のリンク５６と回転体５４との連結部すな
わち枢軸点Ｐ66が第２の軸線Ｐ54を中心とする仮想的な
円６０に沿って回転されるから、フライホィール１４の
等速回転運動にともなって、回転軸４６およびアーム５
０は第１の軸線Ｐ16（Ｐ46）の周りに等速回転運動をす
るが、第２のリンク５６は第２の軸線Ｐ54の周りに不等
速回転運動をする。このため、クランク軸１６およびレ
バー５８は、フライホィール１４の等速回転運動にとも
なって第１の軸線Ｐ16（Ｐ46）の周りに不等速回転運動
をする。

【００３５】等速回転運動が不等速回転運動に変換され
るとき、アーム５０と第１のリンク５２、第１のリンク
５２と第２のリンク５６、および第２のリンク５６とレ
バー５８は、それぞれ、枢軸線Ｐ62，Ｐ64およびＰ68の
周りの相対的な角度的回転すなわち屈伸運動をし、また
第２のリンク５６はその枢軸点Ｐ66を中心に回転体５４
に対し角度的回転をする。これにより、等速回転運動を
する回転軸４６およびアーム５０の角速度と、不等速回
転運動をするレバー５８の角速度との差が吸収される。

【００３６】回転軸４６の回転角度に対するレバー５８
の回転速度すなわちスライド３６の往復運動速度は、軸
線Ｐ16（Ｐ46）, Ｐ54間の距離（偏心量）、軸線Ｐ16，
Ｐ62間の距離、軸線Ｐ62, Ｐ64間の距離、軸線Ｐ64，Ｐ
66間の距離、軸線Ｐ66，Ｐ68間の距離、軸線Ｐ16，Ｐ68
間の距離、水平線に対する軸線Ｐ16，Ｐ46を結ぶ線の角
度（変位方向）等により異なる。

【００３７】第１の軸線Ｐ16に対する第２の軸線Ｐ54の
変位方向は、例えば、プレス機へのガイド７０の取付位
置を第２の軸線Ｐ54の周りに変更することにより、変更
することができる。外周面を回転体用のガイド面とする
筒状のガイドの代わりに、内周面を回転体用のガイド面
とするリング状のガイドを用いてもよい。

【００３８】回転軸４６の回転角度に対するスライド３
６の、上下方向の位置、往復運動速度および加速度を、
それぞれ、図８に曲線Ａ、ＢおよびＣで示す。図８から
明らかなように、上記の実施例では、スライド３６の下
死点は回転軸４６がほぼ２００度回転したときとなり、
スライド３６は徐々に下降し、急速に上昇する。すなわ
ち、フライホィール１４の等速回転運動は、動力伝達装
置１２により、スライド３６を徐々に下降させた後急速
に上昇させる不等速回転運動に変換される。

【００３９】動力伝達装置１２によれば、フライホィー
ル１４、回転軸４６、アーム５０およびレバー５８が共
通の回転軸線を有するから、回転軸線が互いに異なる公
知の動力伝達装置に比べ、各部材に作用する不平衡力が
小さくなり、装置が小型化し、簡単になる。また、レバ
ー５８をクランク軸１６に取り付けるから、既存のプレ
ス機に容易に組み付けることができる。さらに、入力軸
と出力軸との回転軸線が一致しているから、入力軸支持
用のケーシングを特別に設ける必要がない。

【００４０】アーム５０、第１のリンク５２、回転体５
４、第２のリンク５６およびレバー５８の回転にともな
う不平衡力が問題になる場合は、回転軸４６またはクラ
ンク軸１６に平衡錘を取り付けるか、アーム５０および
レバー５８の代りに円板を用いればよい。また、レバー
５８をクランク軸１６に直接取り付ける代りに、レバー
５８を取り付けた出力軸を設け、該出力軸をクランク軸
に連結してもよく、この場合レバー５８をクランク軸１
６の回転軸線と異なる回転軸線の周りに回転させてもよ
い。

【００４１】動力伝達装置１２において、第１のリンク
５２を第２のリンク５６に枢軸的に連結する代りに、図
９に示すように、第１のリンク５２をピン６４で回転体
５４の突出部５４ａに枢軸的に連結してもよい。また、
図１０に示すように、第１のリンク５２、第２のリンク
５６および回転体５４の突出部５４ａをピン６６で枢軸
的に連結してもよい。さらに、図１１に示すように、第
１のリンク５２をピン６６で回転体５４の突出部５４ａ
に枢軸的に連結し、第１および第２のリンク５２および
５６をピン６４で枢軸的に連結してもよい。

【００４２】さらにまた、図１２に示すように、第２の
軸線Ｐ54の周りに回転移動される回転体としてリング状
の回転体８０を用い、その回転体８０用のガイドとして
内周面を回転体８０用のガイド面とするリング状のガイ
ド８２を用い、第１のリンク５２をピン６６で回転体に
枢軸的に連結し、第１および第２のリンク５２および５
６をピン６４で枢軸的に連結してもよい。ガイド８２
は、プレス機のフレーム２４の側部に取り付けられてい
る。

【００４３】図１２に示す実施例においても、第２のリ
ンク５６を第１のリンク５２に枢軸的に連結する代り
に、第２のリンク５６をピン６４で回転体８０の突出部
８０ａに枢軸的に連結してもよい。また、第１のリンク
５２、第２のリンク５６および回転体８０の突出部８０
ａをピン６６で枢軸的に連結してもよい、さらに、第２
のリンク５６をピン６６で回転体１４６の突出部１４６
ａに枢軸的に連結し、第１および第２のリンク５２およ
び５６をピン６４で枢軸的に連結してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動力伝達装置を組み付けたプレス機の
一実施例を示す正面図である。

【図２】図１に示すプレス機の上方部の一実施例を示す
右側面図である。

【図３】図２の３ー３線に沿って得た断面図である。

【図４】図３の４−４線に沿って得た断面図である。

【図５】図４の５−５線に沿って得た断面図である。

【図６】図４の６−６線に沿って得た断面図である。

【図７】図４の７−７線に沿って得た断面図である。

【図８】回転軸の回転角度に対するスライドの、上下方
向の位置、往復運動速度および加速度の関係を示す図で
ある。

【図９】本発明の動力伝達装置の第２の実施例を示す右
側面図である。

【図１０】本発明の動力伝達装置の第３の実施例を示す
右側面図である。

【図１１】本発明の動力伝達装置の第４の実施例を示す
右側面図である。

【図１２】本発明の動力伝達装置の第５の実施例を示す
右側面図である。

【符号の説明】

１０ プレス機 １２ 動力伝達装置 １４ フライホィール １６ クランク軸 １８ 軸 ２４ フレーム ２６ モータ ３２ クラッチ兼ブレーキ機構 ３６ スライド ４６ 回転軸（第１の伝達手段） ５０ アーム（第１の伝達手段） ５２ 第１のリンク（第２の伝達手段） ５４，８０ 回転体（規制手段） ５６ 第２のリンク（第２の伝達手段） ５８ レバー（第３の伝達手段） ６２，６４，６６，６８ 枢軸連結用のピン ６０ 仮想的な円 ７０，８２ ガイド（規制手段） Ｐ16，Ｐ46 第１の軸線 Ｐ54 第２の軸線 Ｐ62，Ｐ64，Ｐ66，Ｐ68 枢軸線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フライホィールの回転をクランク軸に伝
   達する、プレス機の動力伝達装置であって、前記フライ
   ホィールにより回転される第１の歯車と、該第１の歯車
   により前記クランク軸の回転軸線である第１の軸線の周
   りに回転されるべく前記第１の歯車と噛合する第２の歯
   車と、該第２の歯車により前記第１の軸線の周りに回転
   されるべく前記第２の歯車に連結された運動変換手段で
   あって前記フライホィールの等速回転運動を不等速回転
   運動に変換して前記クランク軸に伝達する運動変換手段
   とを含む、プレス機の動力伝達装置。
2. 【請求項２】 前記運動変換手段は、前記第２の歯車に
   より前記第１の軸線の周りに回転されるべく前記第２の
   歯車に連結された第１の伝達手段と、該第１の伝達手段
   により前記第１の軸線に対し偏心された第２の軸線の周
   りに回転されるべく前記第１の伝達手段に連結された第
   ２の伝達手段と、該第２の伝達手段により前記第１の軸
   線の周りに回転されるべく前記第２の伝達手段に枢軸的
   に連結され、前記クランク軸を回転させるべく前記クラ
   ンク軸に連結される第３の伝達手段と、前記第２の軸線
   に対する前記第２の伝達手段の回転運動を、前記第２の
   軸線を中心とする仮想的な円に沿う回転移動に規制する
   規制手段とを含み、前記第２の伝達手段は、前記第１の
   伝達手段に枢軸的に連結された第１のリンクと、前記第
   １のリンクおよび前記第３の伝達手段に異なる部位にお
   いてそれぞれ枢軸的に連結された第２のリンクとを備
   え、前記第２のリンクは前記第２の伝達手段の回転にと
   もなって前記仮想的な円に沿って移動される係合部にお
   いて前記規制手段に係合されている、請求項１に記載の
   動力伝達装置。
3. 【請求項３】 前記第１の歯車の回転軸線は、前記第１
   の軸線から水平方向へ離間している、請求項１または２
   に記載の動力伝達装置。
4. 【請求項４】 前記第１の歯車の回転軸線は、前記フラ
   イホィールの回転軸線と一致している、請求項３に記載
   の動力伝達装置。