(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームの下部に鉛直方向に摺動可能に支持されて下面にプレス上型を担持するスライダと、前記フレームの上部に鉛直方向に摺動可能に支持されて前記スライダと等重量のダイナミックバランサと、前記フレームに水平方向に回転可能に支持されて、一端部に回転伝達手段を連結されたカム軸と、前記カム軸に固定されて、前記スライダの上面および前記ダイナミックバランサの下面に設けられたカムフォロワにカム面が接触するプレス用カムと、前記スライダの上面および前記ダイナミックバランサの下面にそれぞれ一端部が枢着されて、前記プレス用カムの両側に配置された同じ長さの第１リンクおよび第２リンクを連結した少なくとも一対のリンク機構と、前記カム軸に固定されて、前記リンク機構の第１リンクと第２リンクとの連結部に設けられたカムフォロワにカム面が接触するダイナミックバランサ用カムとを備えた機械式プレス装置。
【請求項２】
プレス用カムおよびダイナミックバランサ用カムは、それぞれカム形状が１８０°対称であるが互いに異なる形状を有する請求項１記載の機械式プレス装置。
【請求項３】
プレス用カムが１つであり、ダイナミックバランサ用カムが２つである請求項２記載の機械式プレス装置。
【請求項４】
プレス用カムが２つであり、ダイナミックバランサ用カムが１つである請求項２記載の機械式プレス装置。
【請求項５】
フレームの下部に鉛直方向に摺動可能に支持されて下面にプレス上型を担持するスライダと、前記フレームの上部に鉛直方向に摺動可能に支持されて前記スライダと等重量のダイナミックバランサと、前記フレームに水平方向に回転可能に支持されて、一端部に回転伝達手段を連結されたカム軸と、前記カム軸に固定されて、前記スライダの上面および前記ダイナミックバランサの下面に設けられたカムフォロワにカム面が接触するプレス用カムと、前記スライダの上面および前記ダイナミックバランサの下面にそれぞれ設けられた前記カムフォロワと同軸となるように一端部が枢着されて、前記プレス用カムの両側に配置された同じ長さの第１リンクおよび第２リンクを連結した少なくとも一対のリンク機構と、前記カム軸に固定されて、前記リンク機構の第１リンクと第２リンクとの連結部に設けられたカムフォロワにカム面が接触するダイナミックバランサ用カムとを備えた機械式プレス装置。
【請求項６】
プレス用カムおよびダイナミックバランサ用カムは、それぞれカム形状が１８０°対称であるが互いに異なる形状を有する請求項５記載の機械式プレス装置。
【請求項７】
プレス用カムが１つであり、ダイナミックバランサ用カムが２つである請求項６記載の機械式プレス装置。
【請求項８】
プレス用カムが２つであり、ダイナミックバランサ用カムが１つである請求項６記載の機械式プレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、機械式プレス装置、特に板カムを利用した往復動機構における不平衡慣性力をバランスさせるための動的平衡装置を備えた機械式プレス装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、板カムを利用した機械式プレスは、ヨーク機構等の拘束カム形式のものが知られており、従節部に連接棒を介して往復動部材を連結し、板カムの回転運動を往復運動に変換させるように構成されている。このような板カムを利用したプレスも従来からのクランクプレスと同様に、運転を開始すると、スライダの往復動による不平衡慣性力に起因する振動が生じ、騒音や位置誤差を発生させるので、その防止対策として通常は動的平衡装置が使用されている。
【０００３】
従来の動的平衡装置は、往復運動するスライダの不平衡慣性力を、板カムの凸部とは逆位相の位置に、スライダの重量と等価のバランスウエイトをカムまたはリンクを介して支持することにより打ち消すように構成されたものである。このような構成により、プレス全体から見た不平衡慣性力は、バランスウエイトにより相殺され、プレス自体の振動（スライダおよび可動部を除く）が減少し、プレスの高速運転を可能にする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のプレス装置では、上金型が取り付けられるスライダに着目すると、往復運動に際し発生する慣性力Ｆは、負荷の伝搬経路（一般的には従節から原節を通りプレスフレームまで）の剛性（ばね定数）Ｋに従って、撓みＳ＝Ｆ×Ｋを発生させる。この撓みＳは、一般に下死点近傍で最大となり、スライダの寸法が下方向に伸び、下死点精度を悪化させる。また、この撓みＳは、慣性力に比例することから、速度が大きくなるに従って増大する。このように、従来は動的平衡装置を取り付けることで、プレス装置は見掛け上静寂になるが、動的精度での評価、例えば下死点精度やコイニング精度等の見地からすれば好ましいものではなかった。
【０００５】
このような問題を解決するものとして、本願出願人は、先に特開平７−６０４９７号、特開平７−６０４９９号公報において、動的精度の高い動的平衡装置を備えた機械式プレス装置を提案した。本発明は、先の発明に対し、構造がより簡単でより精度の高い機械式プレス装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によるプレス装置は、フレームの下部に鉛直方向に摺動可能に支持されて下面にプレス上型を担持するスライダと、フレームの上部に鉛直方向に摺動可能に支持されてスライダと等重量を有するダイナミックバランサと、フレームに水平方向に回転可能に支持されて一端部に回転伝達手段を連結されたカム軸と、このカム軸に固定されて、スライダの上面およびダイナミックバランサの下面に設けられたカムフォロワにカム面が接触するプレス用カムと、スライダの上面およびダイナミックバランサの下面にそれぞれ一端部が枢着されて、プレス用カムの両側に配置された同じ長さの第１リンクおよび第２リンクを連結した少なくとも一対のリンク機構と、カム軸に固定されて、リンク機構の第１リンクと第２リンクとの連結部に設けられたカムフォロワにカム面が接触するダイナミックバランサ用カムとを備えたものである。
【０００７】
本発明のリンク機構の第１リンクと第２リンクは一端部をそれぞれスライダの上面およびダイナミックバランサの下面に設けられたカムフォロワと同軸となるように枢着されるようにすることができる。
【０００８】
【作用】
したがって本発明によれば、スライダの動きに対しスライダとは逆方向に動くダイナミックバランサを設けることにより、スライダの往復運動時に発生する不平衡慣性力を相殺することができ、プレス装置全体の撓みの発生を減少させて、動的精度を向上させることができ、振動や騒音を低減することができる。また、先の発明に比べて構造が簡単になって精度も高くなり、スライダとダイナミックバランサの同時駆動を、滑り接触に替えてカムとカムフォロワによる転がり接触により行なうので、伝達効率がよく、高速運転にも対応することができる。
【０００９】
【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側面図である。図１において、１はアップライト型のフレームであり、下部支持部２、中間支持部３、上部支持部４を備えている。フレーム１の下部支持部２上には、ベッド５が取り付けられ、中間支持部３には、スライドガイド６を介してスライダ７が鉛直方向に摺動可能に支持されている。プレスの金型は、ベッド５の上面に下型が取り付けられ、スライダ７の下面に上型が取り付けられる。上部支持部４には、スライドガイド８を介してスライダ７と等重量のダイナミックバランサ９が鉛直方向に摺動可能に支持されている。
【００１０】
図２において、フレーム１の中間支持部３と上部支持部４との間の部分には、カム軸１０が軸受部材１１および１２を介して水平方向に回転可能に支持されている。カム軸１０の一端部にはクラッチ・ブレーキ１３を介してフライホイール１４が固定され、フライホイール１４はベルト１５を介して図示されないモータにより駆動される。カム軸１０の中間部には、プレス用カム１６が固定され、プレス用カム１６の周囲のカム面には、スライダ７の上面およびダイナミックバランサ９の下面の中央部にそれぞれスタッド１７、１８により回転可能に取り付けられたカムフォロワ１９、２０が接触している。
【００１１】
図１および図２において、プレス用カム１６の周囲には、スライダ７の上面およびダイナミックバランサ９の下面との間に、左右一対のリンク機構が前後に２組設けられている。各リンク機構は、スライダ７の上面に一端部を回転可能に取り付けられた第１リンク２１と、ダイナミックバランサ９の下面に一端部を回転可能に取り付けられた第２リンク２２とからなり、第１リンク２１と第２リンク２２とのフォーク状の他端部には、それぞれスタッド２３を介してカムフォロワ２４が回転可能に取り付けられている。そして、左右一対のリンク機構のカムフォロワ２４には、それぞれカム軸１０に固定されたダイナミックバランサ用カム２５、２６の周囲のカム面が接触している。プレス用カム１６とダイナミックバランサ用カム２５、２６とは、それぞれ１８０°対称の長円形状を有するが、ダイナミックバランサ用カム２５、２６の方がより長円になっている。もちろん、これらカム１６、２５、２６の形状は、必ずしも長円形状でなくてもよい。
【００１２】
次に、上記機械式プレス装置の動作について説明する。図示しないモータが回転し、その回転力がベルト１５を介してフライホイール１４に伝達され、カム軸１０を介してプレス用カム１６およびダイナミックバランサ用カム２５、２６が回転する。スライダ７とダイナミックバランサ９は、それぞれ第１リンク２１、第２リンク２２からなるリンク機構により連結されるとともに、カムフォロワ１９、２０を介してプレス用カム１６の周面に接触して拘束されているので、ダイナミックバランサ用カム２５、２６が図３の位置から回転すると、各リンク機構の連結部がカムフォロワ２４を介して外側に広がり、スライダ７とダイナミックバランサ９を互いに近づける方向に移動させる。このスライダ７とダイナミックバランサ９の動きを、プレス用カム１６の周面がカムフォロワ１９、２０に接触して拘束することにより、スライダ７とダイナミックバランサ９には、プレス用カム１６のカム面に制御された運動が与えられる。この結果、上昇するスライダ７と下降するダイナミックバランサ９により、スライダ７に発生する慣性力を等重量のダイナミックバランサ９による逆向きの慣性力によって相殺することができ、速度変化に関係なく動的精度を維持することができる。そして、図３に示すスライダ７の下死点の位置からカム軸１０が９０°回転すると、図４に示すスライダ７の上死点の位置に至る。さらに図４の状態からカム軸１０が９０°すなわち初めの状態から１８０°回転すると、図３の状態に戻り、スライダ７は１ストロークの行程を終える。したがって、カム軸１０のｎ回転に対し、スライダ７は２ストロークの行程を行なう。
【００１３】
上記実施例は、１つのプレス用カム１６と２つのダイナミックバランサ用カム２５、２６を備えたシングルポイントプレスの例であるが、図５に示すように、２つのプレス用カム１６Ａ、１６Ｂと、１つのダイナミックバランサ用カム２５Ａをカム軸１０に固定したツーポイントプレスとして構成することもできる。この場合には、２つのプレス用カム１６Ａ、１６Ｂに合わせて、４つのカムフォロワ１９Ａ、Ｂおよび２０Ａ、Ｂが必要となり、ダイナミックバランサ用カム２５Ａのためのリンク機構は左右の一対のみとなる。
【００１４】
このように、上記実施例によれば、プレス用カム１６とダイナミックバランサ用カム２５、２６という異なった形状を有するカムを使用することにより、スライダ７の上下の動きは完全に制御され、しかもスライダ７とは等荷重を有するダイナミックバランサ９に、スライダ７と全く上下反対（対称）の動きを与えることができる。このため、スライダ７に発生する不平衡慣性力に対し、ダイナミックバランサ９が逆方向へ移動することにより発生する同様な慣性力をリンク機構を介してスライダ７に与えることにより、上記不平衡慣性力を相殺することができ、これにより、プレス全体の撓みが減少し、動的精度を向上させることができる。また、スライダ７とダイナミックバランサ９をつなぐリンク機構のそれぞれの第１リンク２１および第２リンク２２を結合するカムフォロワ２４が、フレーム１や他の部材に支持されないフリーの状態で、ダイナミックバランサ用カム２５、２６のみにより動きを制御されるので、伝達効率がよく、高速運転に対応することができる。さらに、スライダ７の駆動にカムを使用しているので、スライダ７の上昇行程と下降行程のタイミングおよび運動曲線を自由に設計することができ、例えば上死点または下死点のタイミングを早めに設定することもできる。
【００１５】
図６から図９は、本発明の別の実施例における機械式プレス装置を示す図で、それぞれ図１から図４に相当する図である。図６から図９の実施例は、先に詳細に説明した図１から図４の実施例に対して、第１リンク２１と第２リンク２２の一端部が回転可能に取り付けられる部分の構成が異なっている。
以下、この部分の構成について詳しく説明する。
図１から図４の実施例においては、第１リンク２１の一端部は、スライダ７の上面に回転可能に取り付けられ、第２リンク２２の一端部は、ダイナミックバランサ９の下面に回転可能に取り付けられていた。図６から図９の実施例においては、第１リンク２１の一端部は、スライダ７の上面に設けられたカムフォロワ１９のスタッド１７と同軸に取り付けられ、第２リンク２２の一端部は、ダイナミックバランサ９の下面に設けられたカムフォロワ２０のスタッド１８と同軸に取り付けられている。
このような構成としたため、本実施例においては、以下のような利点がある。構成要素の部品点数が少なくなり、プレス装置全体がシンプルな構成となる。スライダおよびダイナミックバランサの形状も加工しやすくなり、リンク支持部の強度も確保しやすくなる。
図１から図４の実施例の場合のリンク支持位置に対し、図６から図９の実施例は、スライダおよびダイナミックバランサのセンターの共通の軸を利用して連結したため、リンクを構成する節を一番長く設定出来ることになるので、このようなリンクを採用した機構としては最長のストロークを得ることが出来る。
【００１６】
図１０は、本発明の更に別の実施例における機械式プレス装置を示す図で、第１リンク２１と第２リンク２２のスライダ７の上面とダイナミックバランサ９の下面への取り付け関係の好適な条件を説明する図である。
本発明の機械式プレス装置においては、第１リンク２１と第２リンク２２の組からなる左右一対のリンク機構を、以下のように取り付けるのが好適である。
▲１▼  第１リンク２１が取り付けられるスライダ７の上面のカム軸と第１リンク２１と第２リンク２２と連結するスタッド２３の中心までの距離（Ａ）が、第２リンク２２が取り付けられるダイナミックバランサ９の下面のカム軸とスタッド２３の中心までの距離（Ａ）と等しくなるようにする。
▲２▼  カムフォロワ２０の中心からリンク機構の左右のダイナミックバランサ９との連結カム軸までの距離が、左右で等しい距離（Ｂ）となるようにする。
▲３▼  上下のカムフォロワ２０，１９間の距離が大きくなると、左右のカムフォロワ２４，２４間の距離が小さくなり、逆に上下のカムフォロワ２０，１９間の距離が小さくなると、左右のカムフォロワ２４，２４間の距離が大きくなるという関係を満たすようにする。即ち、カムフォロワ２０の中心から左右のカムフォロワ２４までの距離を（Ｃ）とすると、距離（Ｃ）が常に距離（Ｂ）より大きいという関係を満たすようにする。
カムフォロワ２０の中心とスタッド２３の中心との距離を（Ｄ）とした時に、距離（Ａ）と距離（Ｄ）を等しくし、かつ、距離（Ｂ）を０とした場合が図６から図９の実施例に相当する。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、スライダの動きに対しスライダとは逆方向へ動くダイナミックバランサを設けたので、スライダの往復運動時に発生する不平衡慣性力を相殺することができ、プレス装置全体の撓みの発生を減少させて、動的精度を向上させることができ、振動や騒音を低減することができる。また、先の発明に比べて構造が簡単になって精度も高くなり、スライダとダイナミックバランサの同時駆動を、滑り接触に替えてカムとカムフォロワによる転がり接触により行なうので、伝達効率がよく、高速運転にも対応することができる。
【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】本発明の一実施例を示す機械式プレス装置の概略断面側面図。
【図３】同装置の動作を説明するための概略断面正面図。
【図４】同装置の動作を説明するための概略断面正面図。
【図５】（ａ）本発明の他の実施例を示す機械式プレス装置の要部概略側面図。
（ｂ）本発明の他の実施例を示す機械式プレス装置の要部概略正面図。
【図６】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７】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側面図。
【図８】同装置の動作を説明するための概略断面正面図。
【図９】同装置の動作を説明するための概略断面正面図。
【図１０】本発明の更に別の実施例を示す機械式プレス装置の概略断面正面図。
【符号の説明】
１  フレーム
７  スライダ
９  ダイナミックバランサ
１０  カム軸
１６  プレス用カム
１９、２０  カムフォロワ
２１  第１リンク
２２  第２リンク
２４  カムフォロワ
２５、２６  ダイナミックバランサ用カム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003545853.tif 000009
【図９】
0003545853.tif 000010
【図１０】
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