JP5781796B2 - Press machine - Google Patents
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Description
本発明は、クランク軸の回転運動をスライドの上下運動に変換する運動変換機構を有するプレス機に関し、特に、スライドに作用する横方向分力の削減を図り、コンパクト化を図り得るプレス機に関する。 The present invention relates to a press machine having a motion conversion mechanism that converts rotational movement of a crankshaft into vertical movement of a slide, and more particularly to a press machine that can reduce the lateral component force acting on the slide and can be made compact.
プレス機では、金型が取り付けられるスライドは、一般的に、クランク軸の回転運動を運動変換機構により上下運動に変換される。この運動変換機構の一つに、クランク軸とほぼ直角にほぼ水平方向に配置された揺動リンクを用いたプレス機がある(例えば、特許文献1参照。)。 In a press machine, a slide to which a mold is attached generally converts the rotational movement of a crankshaft into vertical movement by a movement conversion mechanism. As one of the motion conversion mechanisms, there is a press using a rocking link disposed in a substantially horizontal direction substantially perpendicular to a crankshaft (see, for example, Patent Document 1).
この従来のプレス機を示す図4を参照するに、その揺動リンク1は、フレーム2に支持されかつクランク軸3と平行に配置された揺動支点軸4の回りに揺動可能である。揺動リンク1には、その長手方向に伸びる案内溝5が形成されている。案内溝5には、該案内溝に沿ってスライダ6が摺動可能に受け入れられている。このスライダ6は、クランク軸3のクランクピン3aを受け入れる。また揺動リンク1の下部は、連結リンク7を介してスライド8に連結されている。
Referring to FIG. 4 showing this conventional press machine, the swing link 1 is swingable about a
従って、駆動装置9の作動によってクランク軸3が回転すると、そのクランクピン3aを受け入れるスライダ6は案内溝5に沿った摺動を伴い、揺動リンク1が揺動する。この揺動リンク1の揺動は、金型(図示せず)が取り付けられるスライド8を連結リンク7を介して上下運動させる。前記したクランクピン3aの偏心運動を揺動リンク1に伝えるスライダ6は、クランク軸3の回転に伴って、案内溝5内をその伸長方向である横方向に摺動することから、クランクピン3aの偏心運動に伴う横方向運動分力が強く連結リンク7及びスライド8に作用することを防止することができる。その結果、耐久性やプレス精度が高められる。
Therefore, when the
しかしながら、従来の前記プレス機では、揺動リンク1がフレーム2内を横切ってクランク軸3と直角に配置されていることから、フレーム2、延いてはプレス機の大型化を招くという欠点があった。
However, the conventional press machine has the disadvantage that the swing link 1 is disposed at right angles to the
したがって、本発明の目的は、耐久性やプレス精度を高め、しかもコンパクト化を図り得るプレス機を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a press machine that can improve durability and press accuracy and can be made compact.
本発明に係るプレス機は、フレームに回転可能に支持されるクランク軸の偏心軸部を回転可能に受け入れるコネクション部材と、前記クランク軸と平行に配置される第1の枢軸を介して前記コネクション部材に連結されまた前記第1の枢軸に平行な第2の枢軸を介して前記フレームに支持された揺動部材と、上下方向へ移動可能に案内され、金型が保持されるスライドと、前記コネクション部材に形成され前記第1の枢軸と直角に横方向へ伸長する案内溝と、該案内溝内で前記横方向と直角方向への上下動を拘束され、前記案内溝の伸長方向へ摺動可能の摺動子とを含み、前記スライドは、前記第1の枢軸と平行に配置される第3の枢軸を介して前記摺動子に連結されている。 The press according to the present invention includes a connection member that rotatably receives an eccentric shaft portion of a crankshaft rotatably supported by a frame, and the connection member via a first pivot disposed in parallel to the crankshaft. And a swing member supported by the frame via a second pivot that is parallel to the first pivot, a slide that is guided so as to be movable in the vertical direction, and holds the mold, and the connection A guide groove formed in the member and extending laterally at right angles to the first pivot, and the vertical movement in the direction perpendicular to the lateral direction is constrained within the guide groove and slidable in the extending direction of the guide groove The slide is connected to the slider via a third pivot arranged parallel to the first pivot.
本発明に係る前記プレス機では、前記クランク軸の前記偏心軸部を回転可能に受け入れる前記コネクション部材は、前記クランク軸の回転に伴い揺動運動するように、前記コネクション部材に前記第1の枢軸を介して連結されまた前記第2の枢軸を介して前記フレームに支持された前記揺動部材により、その運動を拘束されており、このコネクション部材に設けられた前記案内溝内に受け入れられた前記摺動子を介して前記スライドが連結されている。 In the press according to the present invention, the connection member that rotatably receives the eccentric shaft portion of the crankshaft swings along with the rotation of the crankshaft so that the connection member has the first pivot. The movement is restricted by the rocking member connected to the frame and supported by the frame via the second pivot , and the movement is received in the guide groove provided in the connection member. The slide is connected via a slider.
そのため、前記クランク軸の回転に伴う前記摺動子の前記案内溝に沿った運動により、前記クランク軸の回転に伴う横方向分力が前記スライドに作用することを防止することができ、該スライドに作用する横方向分力による耐久性の低下及びプレス精度の低下を防止することができる。また、前記コネクション部材及び前記揺動部材は、前記第1の枢軸を介して連結されており、この両部材を従来の前記揺動リンク1のように、フレーム内を横切って剛的に一直線上に配置する必要はなく、フレームのコンパクト化、延いてはプレス機のコンパクト化が可能となる。 Therefore, the movement along the guide groove of the slider accompanying the rotation of the crankshaft can prevent a lateral component force accompanying the rotation of the crankshaft from acting on the slide, and the slide It is possible to prevent a decrease in durability and a decrease in press accuracy due to a lateral component force acting on the sheet. Further, the connection member and the swing member are connected via the first pivot, and both members are rigidly aligned in a straight line across the frame like the conventional swing link 1. Therefore, the frame can be made compact and the press machine can be made compact.
前記案内溝は、直線に沿って横方向に伸長するように形成することができる。これに代えて、前記案内溝は、上方に開放する弧状曲線に沿って横方向に伸長するように形成することができる。この弧状曲線を前記コネクション部材の揺動に伴う該コネクション部材上の仮想の前記第3のピン位置が描く弧状軌跡に沿って形成することにより、前記スライドの上下運動ストロークを僅かに小さくするが、直線に沿った案内溝に比較して前記スライドに作用する横方向分力をさらに小さくすることができる。 The guide groove may be formed to extend laterally along a straight line. Alternatively, the guide groove may be formed to extend in the lateral direction along an arcuate curve that opens upward. By forming this arcuate curve along the arcuate locus drawn by the virtual third pin position on the connection member as the connection member swings, the vertical movement stroke of the slide is slightly reduced. Compared to the guide groove along the straight line, the lateral component force acting on the slide can be further reduced.
前記摺動子は、前記クランク軸の主軸部及び偏心軸部の中心軸線を結ぶ仮想直線が前記第3の枢軸の中心軸線を通るとき、前記案内溝の伸長方向における両端部間のほぼ中央位置に位置するように設定する。これにより、前記コネクション部材における前記案内溝が形成された部分の機械的強度低下を招く不要な長さの前記案内溝の形成を防止し、前記コネクション部材の前記結合部の機械的強度の低下を防止することができる。 The slider has a substantially central position between both end portions in the extending direction of the guide groove when an imaginary straight line connecting the central axis of the crankshaft main axis portion and the eccentric shaft portion passes through the central axis line of the third pivot axis. Set to be located at. This prevents the formation of the guide groove having an unnecessary length that causes a decrease in mechanical strength of the connection member where the guide groove is formed, and reduces the mechanical strength of the coupling portion of the connection member. Can be prevented.
前記第2の枢軸は、前記第1の枢軸及び前記主軸部の中心を結ぶ仮想線よりも外れた位置に配置され、これにより前記コネクション部材に適正な揺動を生じさせることができる。 The second pivot is disposed at a position deviating from an imaginary line that connects the first pivot and the center of the main shaft, thereby allowing the connection member to swing appropriately.
前記クランク軸の前記主軸部及び偏心軸部の中心軸線を結ぶ仮想直線が前記第3の枢軸の中心軸線を通るとき、前記第1の枢軸の中心軸線、前記偏心軸部の中心軸線及び前記第3の枢軸の中心軸線を結ぶ仮想直線は、前記第1の枢軸の中心軸線及び前記偏心軸部の中心軸線を結ぶ辺と該偏心軸部の中心軸線及び前記第3の枢軸の中心軸線を結ぶ辺とで直角が形成される直角三角形を描くように、第1及び第3の各枢軸を配置することができる。 When a virtual straight line connecting the central axis of the crankshaft and the central axis of the eccentric shaft passes through the central axis of the third pivot, the central axis of the first pivot, the central axis of the eccentric shaft, and the first axis An imaginary straight line connecting the central axes of the three pivots connects the side connecting the central axis of the first pivot and the central axis of the eccentric shaft part with the central axis of the eccentric shaft part and the central axis of the third pivot axis. The first and third pivots can be arranged to draw a right triangle that forms a right angle with the side.
さらに、前記プレス機は、前記第2の枢軸を前記フレームに調整可能に位置決めるための位置決め機構を含むことができる。 The press machine may further include a positioning mechanism for adjustably positioning the second pivot on the frame.
前記位置決め機構には、一端に雄ねじ部が設けられ前記フレームに線方向へ変位可能に支持される軸部材であって前記第2の枢軸を支持する軸部材と、前記雄ねじ部に螺合され、前記フレームに回転可能に支持された雌ねじ部材と、前記軸部材を軸線方向に変位すべく前記雌ねじ部材を回転する駆動装置とを含む位置決め機構を採用することができる。 The positioning mechanism is provided with a male screw portion at one end, and is supported by the frame so as to be displaceable in the linear direction, and is screwed into the male screw portion with a shaft member that supports the second pivot. A positioning mechanism including a female screw member rotatably supported by the frame and a driving device that rotates the female screw member to displace the shaft member in the axial direction can be employed.
前記駆動装置として、前記雌ねじ部材に形成された外歯に噛合するウォームと、該ウオームを回転させるための駆動源とを備える駆動装置を用いることができる。 As the drive device, a drive device including a worm meshing with external teeth formed on the female screw member and a drive source for rotating the worm can be used.
本発明によれば、前記したように、前記クランク軸の回転に伴う前記摺動子の前記案内溝に沿った運動により、前記クランク軸の回転に伴う横方向分力が前記スライドに作用することを防止することができるので、耐久性の低下及びプレス精度の低下を防止することができる。また、前記コネクション部材及び前記揺動部材の両部材を前記フレーム内を横切って剛的に一直線上に配置する必要はないので、これらを覆うフレームのコンパクト化、延いてはプレス機のコンパクト化が可能となる。 According to the present invention, as described above, the lateral component force accompanying the rotation of the crankshaft acts on the slide by the movement of the slider along the guide groove accompanying the rotation of the crankshaft. Therefore, it is possible to prevent a decrease in durability and a decrease in press accuracy. Further, since it is not necessary to arrange the connection member and the swinging member rigidly in a straight line across the frame, it is possible to reduce the size of the frame that covers them, and hence the press machine. It becomes possible.
本発明に係るプレス機10は、図1に示されているように、フレーム12を含む。フレーム12は、図示しないプレス型の下型が配置される下部フレーム12aと、柱部12bを介して下部フレーム12aに間隔をおいて支持された上部フレーム12cとを備える。上部フレーム12cは、図示の例では、全体に矩形の筐体からなるクラウン部であり、このクラウン部12cの上部には、図2(a)、図2(b)及び図3に示されているように、位置決め機構14のためのハウジング16が設けられている。
The
再び図1を参照するに、クラウン部12cには、クランク軸18が水平方向に配置されている。クランク軸18は、一対の主軸部18aと、両主軸部18a間に設けられた偏心軸部18bとを有する。クランク軸18は、軸受け20により、各主軸部18aで、該主軸部の軸線の回りすなわちクランク軸18の軸線の回りに回転可能に、上部フレーム12cに支持されている。
Referring to FIG. 1 again, the
前記金型の上型が組み付けられるスライド22は、上部フレーム12cの下端部を上下方向に貫通する連結ロッド24の下端に一体的に取り付けられている。連結ロッド24は、上部フレーム12cの軸受け26により、該連結ロッドの軸線方向に沿った上下方向への往復運動を案内される。
The
クランク軸18の一端に位置する一方の主軸部18aには、図1に示すように、電動機のような主電動モータM1の駆動力を受けるフライホイール28が設けられている。クランク軸18は、フライホイール28を経て受ける回転駆動力により、安定した速度で回転する。フライホイール28には、図示しないが、従来よく知られたクラッチ及びブレーキが組み込まれている。クランク軸18の回転運動は、運動変換機構であるリンク機構30により、上下方向への運動に変換されてスライド22に伝達される。
As shown in FIG. 1, a
リンク機構30は、図2(a)、(b)に明確に示されているように、クランク軸18の偏心軸部18bに回転可能に結合されたコネクション部材32と、主軸部18aに平行な第1の枢軸34を介してコネクション部材32に連結された揺動部材36とを含む。図示の例では、図3に示すように、互いに平行な一対の揺動部材36が用いられており、該一対の揺動部材が、後述するように、主軸部18aに平行な第2の枢軸38を介して、位置決め機構14の駆動装置40を介して上部フレーム12cに支持されている。
As clearly shown in FIGS. 2A and 2B, the
コネクション部材32は、図2(a)、(b)に明確に示されているように、下部に摺動子42を摺動可能に受け入れる案内溝44が形成された全体に矩形の本体部32aと、該本体部の一側に張り出すアーム部32bとを備え、本体部32aの上部に形成された円形開口32cに偏心軸部18bを回転可能に受け入れている。
As clearly shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the
コネクション部材32の本体部32aの下部には、図1に示す例では、下方に向けて分岐する二股部が形成されており、該二股部のそれぞれに、一対の案内溝44が互いに対応して形成されている。一対の案内溝44は、図示の例では、その図2に示されるように、主軸部18aの中心軸線O1及び偏心軸部18bの中心軸線O2を結ぶ仮想直線L1が垂直に保持されるとき、この仮想直線L1と直角に伸びる直線に沿って横方向へ形成されている。
In the example shown in FIG. 1, a bifurcated portion that branches downward is formed in the lower portion of the
各案内溝44に、それぞれ摺動子42が案内溝44の伸長方向へ摺動可能に、またこの摺動方向と直角な方向への移動が拘束されるように、配置されている。この一対の摺動子42間に連結ロッド24の上部が挿入され、連結ロッド24の該上部は、その両側で、主軸部18aに平行な第3の枢軸46を介して一対の摺動子42に支持されている。
In each
また、コネクション部材32のアーム部32bの先端部に第1の枢軸34を介して揺動部材36の下部が枢着されている。図2に示すように、前記仮想直線L1が第3の枢軸46の中心軸線O3を通るとき、前記中心軸線O2及び第1の枢軸34の中心軸線O4を通る仮想直線L2は直角をなし、中心軸線O2、O3及びO4を結ぶ仮想直線は直角三角形を描くように、各中心軸線O2、O3及びO4が配置されている。
Further, the lower portion of the
揺動部材36の上端部を上部フレーム12cに支持する第2の枢軸38は、中心軸線O2及びO4を結ぶ仮想直線L2から一側へ外れた位置に配置されている。図2(a)に示す例では第2の枢軸38は、仮想直線L2の上方で、位置決め機構14を介して揺動部材36を上部フレーム12cに揺動可能に支持する。
The
すなわち、位置決め機構14は、図示の例では、その図2(a)及び(b)に示すように、一端に雄ねじ溝48aを有し、ハウジング16からクラウン部12c内に他端が突出可能に配置された軸部材48と、該軸部材の雄ねじ溝48aに螺合するウオームホイール50と、ウオーム52とを備える。
That is, in the illustrated example, as shown in FIGS. 2A and 2B, the
ハウジング16には、軸部材48を突出可能に受け入れるクラウン部12cの開口54に整合して形成された案内穴56が形成されている。軸部材48は、該軸部材の軸線方向へ移動可能に、雄ねじ溝48aが設けられた雄ねじ部(48a)が案内穴56に受け入れらており、その突出端に第2の枢軸38を介して揺動部材36の上端部が支持されている。
The
ハウジング16には、案内穴56に関連して拡径部56aが形成されている。この拡径部56aに、ウオームホイール50が回転可能に保持されている。ウオームホイール50は、軸部材48の雄ねじ部48aに螺合する内ねじ溝50aを有し、また外歯50bを有する。ウオームホイール50は、拡径部56aの肩によって軸部材48の軸線方向への移動を阻止されている。このウオームホイール50の外歯50bには、ハウジング16内で回転可能に支承されたウオーム52が噛合する。
An
ウオーム52は、例えば調整用サーボ電動モータ(図示せず)のような駆動源により、回転可能である。したがって、前記サーボ電動モータを作動させることにより、ウオーム52を回転させ、該ウオームに噛合するウオームホイール50を定位置で回転することにより、該ウオームホイール50に螺合する軸部材48を該軸部材の軸線方向に変位させることができる。したがって、雌ねじ部材であるウオームホイール50の外歯50bに噛合するウオーム52と、該ウオームを回転させるための駆動源である前記サーボ電動モータは、位置決め機構14の駆動装置40を構成する。
The
前記主電動モータM1の駆動により、クランク軸18がその主軸部18aの回りに駆動回転されると、偏心軸部18bは主軸部18aの回りに偏心運動する。この偏心軸部18bの偏心運動に伴い、第2の枢軸38を揺動中心とする一対の揺動部材36の揺動を伴ってコネクション部材32が偏心軸部18bの回りに偏心運動する。この偏心運動によって、図2(a)に示すように、主軸部18aの中心軸線O1及び偏心軸部18bの中心軸線O2及び第3の枢軸46の中心軸線O3が垂直な仮想直線L1上に位置し、かつ中心軸線O1が中心軸線O2上に位置する姿勢での下死点位置と、前記仮想直線L1上で中心軸線O1が中心軸線O2下に位置する上死点位置(図示せず)との間でスライド22が上下運動する。
When the
図2(a)は、ウオーム52の回転操作によって、軸部材48が案内穴56の最も奥にある後退位置に在る状態を示す。図2(a)では、第1の枢軸34の中心軸線O4及び第2の枢軸38の中心軸線O5を通る仮想直線L3は、中心軸線O1、O2及びOを通る仮想直線L1に平行する。また、図2(b)は、ウオーム52の逆回転操作によって、案内穴56から最も突出した突出位置に在る状態を示す。図2(b)では、中心軸線O4及びO5を通る仮想直線L3は、中心軸線O1、O2及びOを通る仮想直線L1との平行関係が崩れる。
FIG. 2A shows a state in which the
図2(a)に示す軸部材48の前記後退位置では、スライド22は、前記した下死点位置にある。スライド22が例えばこの下死点位置にある状態で、前記駆動装置の前記サーボ電動モータを駆動することにより、ウオーム52を回転操作し、これにより第2の枢軸38の高さ位置を下方に移動させると、図2(b)に示すように、揺動部材36が第2の枢軸38の回りに僅かに反時計方向に揺動し、該揺動部材36の揺動に伴い偏心軸部18bの回りに僅かに反時計方向に揺動する。その結果、スライド22の下死点位置が図2(a)に示す位置からS分降下する。
In the retracted position of the
このことから明らかなように、スライド22が下死点位置にあるか否かにかかわらず、位置決め機構14の前記駆動装置を動作させることにより、スライド22の下死点位置を調整することができる。
As is clear from this, regardless of whether or not the
位置決め機構14の軸部材48は、上下方向に位置するように、アーム部32bの上方に配置されているが、これに代えて、軸部材48をアーム部32bの下方に配置することができる。また、アーム部32bの上方又は下方で軸部材48を傾斜して配置することができ、またハウジング16を上部フレーム12cの図示の頂部に代えて図2(a)に仮想線で示すように、上部フレーム12cの側部に設けることができる。
The
本発明に係るプレス機10では、前記したように、クランク軸18の回転に伴なうコネクション部材32の揺動により、スライド22が上死点と下死点との間で揺動する。このコネクション部材32の揺動に伴い、スライド22を摺動子42に連結する第3の枢軸46には、横方向分力が作用するが、この横方向分力の一部は、摺動子42が案内溝44に沿って移動可能に受け入れられていることから、摺動子42の案内溝44に沿った摺動によって吸収される。
In the
したがって、この横方向分力が前記金型を支持するスライド22に不要な姿勢変化や捩れを与えることを防止することができるので、この横方向分力による耐久性の低下及びプレス精度の低下を防止し、プレス機10の耐久性の向上及びプレス精度の向上を図ることができる。
Therefore, since this lateral component force can prevent the
また、揺動部材36及びコネクション部材32は、従来の前記揺動リンク1のように、単一部材としてフレーム12内を横切ることがないので、揺動部材36及びコネクション部材32を角度的に、コンパクトに上部フレーム12c内に収容できる。したがって、フレーム12の大型化を招くことなく、プレス機10の大型化を招くことはない。
Further, since the
前記したところでは、図2(a)に示すように、直線L1が第3の枢軸46の中心軸線O3を通るとき、摺動子42が案内溝44の中央部に位置するように構成された。これに代えて、直線L1が第3の枢軸46の中心軸線O3を通るとき、摺動子42が案内溝44の中央部から該案内溝の一端に偏った位置にあるように案内溝44を形成することができる。しかし、案内溝の不要な伸長を防止し、それによるコネクション部材32と摺動子42との結合部の不要な機械的強度の低下を防止する上で、図2(a)に示すように、直線L1が第3の枢軸46の中心軸線O3を通るとき、摺動子42が案内溝44の中央部に位置するように構成することが好ましい。
As described above, as shown in FIG. 2A, when the straight line L1 passes through the central axis O3 of the
また、前記したところでは、案内溝44を直線の案内溝とした例を示したが、これに代えて、図2(a)又は(b)で見て、前記案内溝を上方に開放する弧状曲線に沿って横方向に伸長するように形成することができる。この弧状曲線を前記コネクション部材32の揺動に伴う該コネクション部材上の仮想の前記第3のピン位置O3が描く弧状軌跡に沿って形成することにより、前記スライド22の上下運動ストロークが僅かに小さくなるが、直線に沿った案内溝44に比較して第3の枢軸46に作用する、すなわち前記スライド22に作用する横方向分力を実質的に無くすことができる。
In the above description, the
さらに、前記した例では、位置決め機構14を設けた例を示したが、下死点位置の調整を不要とすべく、位置決め機構14を不要とすることができる。この場合、揺動部材36の第2の枢軸38は、固定的に上部フレーム12cに支持される。
Further, in the above-described example, the example in which the
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲内で、例えば各枢軸の配置を種々に変更することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the arrangement of each pivot can be variously changed within the scope of the claims.
10 プレス機
12 フレーム
14 位置決め機構
18 クランク軸
18a 主軸部
18b 偏心軸部
22 スライド
32 コネクション部材
34 第1の枢軸
36 揺動部材
38 第2の枢軸
40 駆動装置
42 摺動子
44 案内溝
46 第3の枢軸
48 軸部材
50 ウオームホイール(雌ねじ部材)
50b 外歯
52 ウオーム(雄ねじ部材)
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