(57)【特許請求の範囲】
【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、前記単一のクランクシャフトは、そ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ように構成される、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し、
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機械プレス。
【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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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、前記クランクシャフトは、そ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ように構成される、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４００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、前記動的バランサは、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構成となる、動的バランサと、
を有する機械プレス。
【請求項９】
請求項８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。
【請求項１０】
請求項８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。
【請求項１１】
請求項８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。
【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（underdrive system）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９０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２８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４２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２２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４５）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４４，６２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２０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７０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６４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９２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１０２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１０６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１１２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２０，１４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１４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８０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４０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７６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７８，７９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１２１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１４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１１０，１１２、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６００ｒｐｍ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。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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