JP2883645B2 - 往復動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転運動を往復直線運動に変換する往復動
装置に係り、特に、回転運動を往復直線運動に変換する
際に発生する側圧を低減させて、円滑な往復動動作を提
供するとともに、各部の健全性の維持を図ったものに関
する。

（従来の技術） 回転運動を往復直線運動に変換するもの、例えば、シ
リンダ内をピストンが往復動するものは、次のような構
成のものが一般的である。

駆動モータにギヤ群を介して１本のクランクシャフト
が連結されており、このクランクシャフトには、ピスト
ンロッドを介してピストンが連結されている。このピス
トンは、シリンダ内に摺動可能に収容されている。

上記構成によると、駆動モータの回転により、クラン
クシャフトが回転し、それによってピストンロッドが往
復動する。このピストンロッドの往復動により、ピスト
ンがシリンダ内を摺動するものである。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の構成によると次のような問題があった。

回転運動が往復直線運動に変換される場合に、往復動
方向以外の方向の側圧が発生する。この側圧によってピ
ストンの円滑な往復直線運動が損なわれるおそれがあっ
た。

又、側圧がシリンダの内面に作用し、その結果、シリ
ンダの寿命が短くなってしまうという問題があった。

このような問題に対しては、例えば、潤滑油を供給し
て、ピストン及びシリンダの摺動動作の円滑化を図るこ
とが考えられているが、潤滑油を供給・排出する構成が
必要になるとともに、その管理も困難であった。

又、その他に、一対のギヤを設け、複数箇所にわたっ
てピストンに連結することにより、側圧の作用による不
安定さをなくすようなことも考えられている。

しかしながら、このような場合には、構成が複雑で広
いスペースを必要としてしまう。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその
目的とするところは、回転運動を往復直線運動に変換す
るものにおいて、構成の複雑化、装置の大型化を来すこ
となく、回転運動を往復直線運動に変換する際の側圧を
低減させて、円滑な往復直線運動を提供し、それによっ
て各部の健全性の維持、精度の向上を図ることが可能な
往復動装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するべく本願発明による往復動装置
は、軸方向に所定の間隔を存した状態で２個のクランク
部を備えた第１クランクシャフトと、上記第１クランク
シャフトに平行に配置され第１クランクシャフトと逆方
向に回転し軸方向の同位置に２個のクランク部を備えた
第２クランクシャフトと、上記第１クランクシャフト及
び第２クランクシャフトを含む平面に対して直行する方
向であって一方に往復動可能に配置された往復動体と、
上記第１クランクシャフト及び第２クランクシャフトを
含む平面に対して直行する方向であって他方に往復動可
能に配置されたバランサとを具備し、上記第１クランク
シャフト及び第２クランクシャフトの軸方向同位置にあ
る２個のクランク部にそれぞれロッドを介して上記往復
動体を連結し、第１クランクシャフト及び第２クランク
シャフトの軸方向同位置にある他の２個のクランク部に
それぞれロッドを介して上記バランサを連結したことを
特徴とするものである。

又、本願発明による往復動装置は、軸方向に所定の間
隔を存した状態で２個のクランク部を備えた第１クラン
クシャフトと、上記第１クランクシャフトに平行に配置
され第１クランクシャフトと逆方向に回転し軸方向の同
位置に２個のクランク部を備えた第２クランクシャフト
と、上記第１クランクシャフト及び第２クランクシャフ
トを含む平面に対して直行する方向であって一方に往復
動可能に配置された往復動体と、上記第１クランクシャ
フト及び第２クランクシャフトを含む平面に対して直行
する方向であって他方に往復動可能に配置されたバラン
サとを具備し、上記第１クランクシャフト及び第２クラ
ンクシャフトの対角線上にある２個のクランク部にそれ
ぞれロッドを介して上記往復動体を連結し、第１クラン
クシャフト及び第２クランクシャフトの他の対角線上に
ある２個のクランク部にそれぞれロッドを介して上記バ
ランサを連結したことを特徴とするものである。

（作用） これを第３図ないし第５図を参照して説明する。

まず、第３図に示すように、第１クランクシャフト
Ａ、第２クランクシャフトＢが平行に配置されており、
それぞれのクランクシャフトＡ、Ｂには、軸方向同位置
にクランク部A1、A2、B1、B2が形成されている。

一方、往復動体ＣとバランサＤとが配置されており、
バランサＤとクランク部A1、B1とが、ロッドＧ、Ｅを介
して連結されている。又、往復動体Ｃと、クランク部B
2、A2とが、ロッドＦ、Ｈを介して連結されている。

まず、往復動体Ｃについては、対象をなす二箇所に
て、第１クランクシャフトＡ及び第２クランクシャフト
Ｂに連結され、かつ、第１クランクシャフトＡと第２ク
ランクシャフトＢの回転方向を逆方向としているので、
発生する側圧が相互に打ち消される。

すなわち、第４図に示すように、側圧ｃ、ｃが発生す
るが、これら両側圧ｃ、ｃは相互に打ち消される。

したがって、側圧の作用による各種不具合を解消する
ことができる。

又、簡単な構成及び小さなスペースで、バランサＤを
備えた構成を実現することができる。

次に対角線上にある２個ずつのクランク部（B1,A
2）、（A1,B2）に、往復動体ＣとバランサＤを連結した
場合であるが、これは第５図に示すような構成になる。

この場合には、側圧の消去は勿論のこと、クランク部
の重合による干渉がなくなるので、第１クランクシャフ
トＡ及び第２クランクシャフトＢの間隔（ｈ）を小さく
することができる。

（実施例） 以下第１図及び第２図、第６図及び第７図を参照して
本発明の一実施例を説明する。この実施例は本発明を横
型ホーマに適用したものを示している。

第１図に示すように、ホーマ本体１内には、材料供給
部３が内蔵されており、又、ホーマ本体１内には、複数
段式（本実施例の場合には４段）のラム部７及びダイ部
９が水平方向に対置された状態で設置されていて、これ
らラム部７及びダイ部９とによって所定の鍛圧をなす。

ラム部７は、４段にわたって、パンチ11、13、15、17
を備えており、これらパンチ11ないし17は、各段に応じ
て所定の形状をなしている。又、ラム部７には、各段に
わたって、ノックアウト機構19、21、23、25が配置され
ており、これらノックアウト機構19ないし25によって、
鍛圧によりパンチ11ないし17に付着した綿状金属素材を
離脱させる。

一方、ダイ部９は、上記パンチ11ないし17にそれぞれ
対応するように、ダイス27、29、31、33を備えており、
これらダイス27ないし33も各段に応じて所定の形状をな
している。これらダイス27ないし33と、上記パンチ11な
いし17とによって、所定長さの素材に所定の鍛圧を順次
施していく。

ダイ部９側にも、ノックアウト手段35、37、39、41、
43が設けられており、この内ノックアウト手段37ないし
43によって、鍛圧された素材をダイス27ないし33内より
押し出す。

尚、ノックアウト手段35の機能については後述する。

一方、ホーマ本体１内には、駆動モータ45が設置され
ており、この駆動モータ45からの回転は、クラッチ・ブ
レーキ手段47を介して、ギヤ群49に伝達され、このギヤ
群49を介して、ラム部駆動手段51に伝達される。

駆動モータ45の回転は、フライホイール53、55、無端
状チェーン57を介してクラッチ・ブレーキ手段47に伝達
される。クラッチ・ブレーキ手段47は、クラッチ59、ブ
レーキ61を備えており、駆動モータ45を停止させること
なく、回転を選択的に伝達する。

ラム部駆動手段51は、２本のクランクシャフト63、6
3、バランサ65、各クランクシャフト63、63とラム部７
及びバランサ65を連結する４本のコネクティングロッド
67とから構成されており、回転運動を往復直線運動に変
換する際に発生する側圧を低減させて、ラム部７の往復
動方向のみに荷重を伝達する。

尚、このラム部駆動手段51の構成については、後で詳
細に説明する。

既に述べた材料供給部３からは、綿状金属素材69が供
給される。この綿状金属素材69を所定量ずつ供給するの
が、ラム部７に近接配置された綿状金属素材送り手段71
である。この綿状金属素材送り手段71は、曲がり矯正手
段70によってその曲がりを矯正された綿状金属素材69
を、上記ラム部７の往復動を利用して所定量ずつ送り出
すものである。

上記ダイ部９の近傍には、綿状金属素材69を所定の長
さで切断するカッター手段73が配置されている。このカ
ッター手段73により、綿状金属素材69を所定の長さに切
断して素材75とし、この素材75をダイ部９の挿入部77に
送り込む。

尚、前記ノックアウト手段35は、この挿入部77より素
材75を押し出す機能をなす。

又、上記ホーマ本体１内であって、上記ラム部７とダ
イ部９との間を鉛直方向から狭持するような位置には、
一対のトランスファ手段79、79が配置されている。尚、
第２図では、上方に位置する一方のトランスファ手段79
のみが示されている。

これら一対のトランスファ手段79、79は、４段にわた
って、フィンガ81を備えており、対置する一対のフィン
ガ81、81を１組とする。又、各フィンガ81には、それぞ
れ開閉機構83が配置されている。そして、各組のフィン
ガ81、81の先端に設けられた爪82、82によって、素材75
を上下方向から狭持して次の工程に順次搬送する。

又、反転機構85も設置されており、素材75を狭持した
状態で180°反転させて搬送することもできる。さら
に、トランスファ手段79、79の先端には、完成品押出用
爪80が設けられていて、この完成品押出用爪80によって
完成品を押し出す。

又、各種のフィンガー81、81の爪82、82間に素材75が
挿入されたことを確認するための４個のセンサ76が設置
されている。又、上記カッター手段73位置には、綿状金
属素材69の先端が所定位置に到達したことを検出するセ
ンサ78が設置されている。

上記カッター手段73と、トランスファ手段79、79を駆
動するのが、カッティング・トランスファ駆動手段87で
ある。このカッテイング・トランスファ駆動手段87に
は、上記ギヤ群49を介して、駆動モータ45の回転が伝達
される。

上記カッテイング・トランスファ駆動手段87と、カッ
ター手段73とは、ロッド88を介して連結されている。
又、カッテイング・トランスファ駆動手段87と、トラン
スファー手段79、79とは、ロッド90、90を介して連結さ
れている。

したがって、カッテイング・トランスファ駆動手段87
が回転することにより、カッター手段73、トランスファ
ー手段79、79が往復動する。

ラム部７及びダイ部９により、複数段にわたって所定
の鍛圧を施された素材75は、完成品として、完成品排出
手段91によって排出される。この完成品排出手段91は、
油圧ポンプ93によって圧油を供給し、この圧油によっ
て、完成品を押し流し、シュート95を介してメッシュ97
上に捕集するものである。又、圧油は、タンク99内に捕
集される。

既に説明したダイ部９の下方位置には、集合カム手段
96が設置されている。この集合カム手段96にも、ギヤ群
49、ギヤ群89を介して、駆動モータ45側の回転が伝達さ
れる。

この集合カム手段96は、３枚のカムからなるカム群98
を４組備えているとともに、別の１枚のカム100を備え
ている。上記カム群98によって、トランスファ手段79、
79の１組のフィンガ81、81の開閉を制御するとともに、
ダイ部９の各段のノックアウト手段37ないし43を制御す
る。

又、カム100によって、ダイ部９の挿入部77における
ノックアウト手段35を制御する。

以上が本実施例によるホーマの概略構成であり、次
に、ラム部駆動手段51の構成を詳細に説明する。

まず、第２図及び第６図にも示すように、図中左側に
示すクランクシャフト（第１クランクシャフト）63に
は、軸方向に二箇所にわたって、クランク部101、103が
形成されており、図中右側に示す他のクランクシャフト
（第２クランクシャフト）63にも、クランク部105、107
が形成されている。

この内、対角線上にあるクランク部101、105には、ロ
ッド67、67を介してラム部７が連結されている。

一方、他の対角線上にあるクランク部103、107には、
ロッド67、67を介して、バランサ65が連結されている。

又、第７図に示すように、各クランク部101ないし107
と、ロッド67との間にはベアリング109が介在してい
る。そして、クランクシャフト63、63は、相互に逆方向
に回転するように構成されている。

以上の構成を基にその作用を説明する。

まず、材料供給部３より綿状金属素材69が供給され
る。一方、駆動モータ45の回転がラム部７、カッテイン
グ・トランスファ駆動手段87、集合カム手段96にそれぞ
れ伝達されていて、ラム部７はダイ部９方向に往復動し
ているとともに、カッテイング・トランスファ駆動手段
87及び集合カム手段96は回転している。

材料供給部３より供給される綿状金属素材69は、ま
ず、曲がり矯正手段70によって、その曲がりが矯正され
る。又、綿状金属素材送り手段71によって、所定量ずつ
送り出される。

所定量送り出された綿状金属素材69は、カッター手段
73によって切断されて、所定長さの素材75となる。この
素材75は、カッター手段73によって、ダイ部９の挿入部
77に送り込まれる。

挿入部77に送り込まれた素材75は、ノックアウト手段
35によって、挿入部より押し出されるとともに、トラン
スファ手段79、79の最初の１組のフィンガ81、81の爪8
2、82によって狭持される。フィンガ81、81によって保
持された素材75は、ダイ部９の第１段目のダイス27に搬
送される。

尚、このときには、次の素材75が切断されて挿入部77
に挿入される。

次に、ラム部７の往動によって、第１段目のパンチ11
と上記ダイス27とにより、第１段目の鍛圧が成される。
鍛圧後、素材75はノックアウト手段83によって、ダイス
27より押し出され、２組目のフィンガ81、81の爪82、82
によって保持される。

このとき、次の素材75は挿入部77よりノックアウト手
段35によって押し出され、１組目のフィンガ81、81によ
って狭持されている。そして、最初の素材75は第２段目
のダイス29に搬送されるとともに、次の素材75は第１段
目のダイス27に搬送される。そのとき、さらに次の素材
75が挿入部77に挿入される。

以下同様の作用を繰り返すことにより、素材75は、第
１段から第４段まで所定の鍛圧を施され、完成品とな
る。この完成品は、トランスファ手段79、79の先端に設
けられた完成品押出用爪80によって押し出されるととも
に、圧油によって押し流され、シュート95を介して、メ
ッシュ97上に順次捕集されていく。

かかる一連の作用にあって、ラム部７の往復直線運動
は、側圧が作用しない極めて円滑なものである。

すなわち、ラム部７は、対称をなす二箇所にて、それ
ぞれクランクシャフト63、63に連結されており、かつ、
そのクランクシャフト63、63が相互に逆方向に回転する
ようになっているので、回転運動が往復直線運動に変換
されるときに発生する側圧が相互に打ち消されることに
なる。

したがって、ラム部７には、往復動方向の荷重のみが
作用することになるので、円滑な往復動が提供される。

又、バランサ65により、ラム部７の慣性に起因した不
具合は効果的に解消される。

以上本実施例によると以下のような効果を奏すること
ができる。

まず、ラム部駆動手段51において、回転運動を往復直
線運動に変換する際に発生する側圧を低減させることが
できるので、ラム部７の往復直線運動を円滑なものとす
ることができる。これは、ラム部７とダイ部９とによる
鍛圧精度を向上させる上で効果的である。具体的には、
ダイス27ないし33の保持が安定して、消耗、破損を少な
くすることができ、製品精度を安定させることができ
る。

側圧が低減されるので、ラム部７をガイドするガイド
部の健全性も長期にわたって維持され、寿命の延長を図
ることができる。

又、極めて簡単な構成で、バランサ65を備えた駆動手
段を実現することができる。

そして、ラム部７とバランサ65とが、クランクシャフ
ト63、63に対して対称に配置されているので、振動の発
生を抑制することができ、軸に作用する曲げ応力を低減
させることができる。

又、対角線上に配置されたクランク部を１組として、
それぞれラム部７、バランサ65に連結しているので、ク
ランク部相互の干渉がなく、よって、クランクシャフト
63、63の間隔を狭めることができる。

したがって、ラム部駆動手段51はもとより、装置全体
のコンパクト化を図ることができる。

尚、本発明は前記一実施例に限定されるものではな
い。

例えば、前記一実施例では、横型ホーマのラム部駆動
手段51に本発明を適用した場合を例にとって示したが、
それに限定されるものではなく、立型ホーマをはじめと
して、回転運動を往復直線運動に変換するあらゆるもの
に適用可能である。

又、クランクシャフト63、63のクランク部の形状等に
ついては、図示するものに限定されるものではない。

さらに、前記一実施例では、対角線上に配置されたク
ランク部を１組として、それぞれラム部７、バランサ65
に連結したものを示したが、軸方向同位置にあるクラン
ク部を１組としたものも、本発明の範囲であることはも
とよりである。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明による往復動装置による
と、構成の複雑化、装置の大型化を来すことなく、回転
運動を往復直線運動に変換する際に発生する側圧を低減
させることができる。

それによって、円滑な往復動動作を提供する事ができ
るとともに、往復動体をガイドする構成の寿命の延長を
図ることができる。

又、クランクシャフトを挟んで往復動体とバランサと
を対称配置しているので、振動の発生、曲げ応力作用を
低減させることができる。

さらに、対角線上に位置する一方のクランク部を１組
として、往復動体及びバランサに連結しているので、ク
ランクシャフト相互の間隔を狭めることができ、小型化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の一実施例を示す図で、第
１図はホーマの機構図、第２図はホーマ内部を切り開い
て上方からみた平面図、第３図は本発明の概念を示す
図、第４図は本発明による作用・効果を示す図、第５図
は本発明の概念を示す図、第６図はラム部駆動手段の正
面図、第７図は第６図のVII−VII断面図である。 ７…ラム部（往復動体）、51…ラム部駆動手段、63…ク
ランクシャフト、65…バランサ、67…ロッド、101,103,
105,107…クランク部。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に所定の間隔を存した状態で２個の
   クランク部を備えた第１クランクシャフトと、上記第１
   クランクシャフトに平行に配置され第１クランクシャフ
   トと逆方向に回転し軸方向の同位置に２個のクランク部
   を備えた第２クランクシャフトと、上記第１クランクシ
   ャフト及び第２クランクシャフトを含む平面に対して直
   行する方向であって一方に往復動可能に配置された往復
   動体と、上記第１クランクシャフト及び第２クランクシ
   ャフトを含む平面に対して直行する方向であって他方に
   往復動可能に配置されたバランサとを具備し、上記第１
   クランクシャフト及び第２クランクシャフトの軸方向同
   位置にある２個のクランク部にそれぞれロッドを介して
   上記往復動体を連結し、第１クランクシャフト及び第２
   クランクシャフトの軸方向同位置にある他の２個のクラ
   ンク部にそれぞれロッドを介して上記バランサを連結し
   たことを特徴とする往復動装置。
2. 【請求項２】軸方向に所定の間隔を存した状態で２個の
   クランク部を備えた第１クランクシャフトと、上記第１
   クランクシャフトに平行に配置され第１クランクシャフ
   トと逆方向に回転し軸方向の同位置に２個のクランク部
   を備えた第２クランクシャフトと、上記第１クランクシ
   ャフト及び第２クランクシャフトを含む平面に対して直
   行する方向であって一方に往復動可能に配置された往復
   動体と、上記第１クランクシャフト及び第２クランクシ
   ャフトを含む平面に対して直行する方向であって他方に
   往復動可能に配置されたバランサとを具備し、上記第１
   クランクシャフト及び第２クランクシャフトの対角線上
   にある２個のクランク部にそれぞれロッドを介して上記
   往復動体を連結し、第１クランクシャフト及び第２クラ
   ンクシャフトの他の対角線上にある２個のクランク部に
   それぞれロッドを介して上記バランサを連結したことを
   特徴とする往復動装置。