压力机动态平衡装置的制作方法

本发明涉及一种压力机的动态平衡装置。

背景技术：

在高速压力机中，设置有用于抑制在高速运转时产生的机械振动的动态平衡装置。在以往的动态平衡装置中，作为驱动平衡块的机构，采用了曲柄机构(曲柄、连杆)或链接机构(リンク機構)(由曲柄、杠杆形成的转向节结构等)(参照专利公开平成10-6095号公报、专利公开2002-205197号公报)。

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

在以往的动态平衡装置中，在用于将曲轴的旋转运动转换为滑块的上下运动的机构之外，具有用于使曲轴的旋转运动转换为平衡块的上下运动的曲柄机构或链接机构，因此，存在压力机复杂且部件数量多，压力机价格高的问题。再有，由于支点数量多，所以存在因各支点的滑动热量而引起下死点位置的热位移的问题。

鉴于以上内容，本发明的目的是提供一种在简化平衡块的驱动结构从而降低制造成本的同时，将热位移的影响降低到最小使下死点位置的精度提高的压力机动态平衡装置。

解决技术问题的手段

(1)本发明涉及的压力机动态平衡装置，是将曲轴的旋转运动转换为滑块的上下运动来进行冲压加工的压力机动态平衡装置，其特征在于：

具有将所述滑块的上下运动传递给平衡块使所述平衡块向与所述滑块的上下运动相反方向动作的多个凸轮部，

所述凸轮部移动自如地设置在与所述滑块的动作方向大致垂直的方向上，包括：

第一倾斜面，其具有与形成在所述滑块上、或者形成在与所述滑块一体设置并与所述滑块一同上下运动的部件上的倾斜面的倾斜角度相对应的倾斜角度；以及

具有与形成在所述平衡块上的倾斜面的倾斜角度相对应的倾斜角度的第二倾斜面。

采用本发明，通过具有用于将滑块的上下运动传递给平衡块使平衡块向与滑块的上下运动相反的方向动作的多个凸轮部，而不再需要用于使曲轴的旋转运动转换为平衡块的上下运动的曲柄机构或链接机构，可简化平衡块的驱动结构。

(2)本发明涉及的压力机动态平衡装置，其特征在于：分别在所述第一倾斜面和所述第二倾斜面上形成球面状的凹部，所述凹部内摇动自如地收纳有一面是球面状的凸面、另一面是平坦表面的凸透镜状的球面履(球面シュー)，以使所述凸面与所述凹部的球面接触。

采用本发明，可维持收纳在凸轮部的倾斜面内的球面履的平坦面和与该平坦面抵接的倾斜面(形成在所述滑块或与所述滑块一体设置并与所述滑块一同上下运动的部件上的倾斜面、形成在平衡块上的倾斜面)的面接触，可防止线接触导致滑动面的烧伤(焼き付き)或磨损。

(3)本发明涉及的压力机动态平衡装置，其特征在于：当所述滑块向第一方向移动时，第一所述凸轮部向与所述第一方向大致垂直的第二方向移动，并且，所述平衡块向与所述第一方向反向的第三方向移动；当所述滑块向所述第三方向移动时，第二所述凸轮部向所述第二方向移动，并且，所述平衡块向所述第一方向移动。

附图说明

图1是具有第一实施方式涉及的动态平衡装置的压力机的正面局部剖面示意图。

图2是具有第一实施方式涉及的动态平衡装置的压力机的侧面局部剖面示意图。

图3是图1的关键部位的细节图。

图4是图3的关键部位的细节图。

图5a是具有设置使平衡块向上方偏置的偏置部件，并省略了第二凸轮部的动态平衡装置的压力机的正面局部剖面示意图。

图5b是具有设置使平衡块向下方偏置的偏置部件，并省略了第一凸轮部的动态平衡装置的压力机的正面局部剖面示意图。

图6是具有第二实施方式涉及的动态平衡装置的压力机的正面局部剖面示意图。

图7是具有第三实施方式涉及的动态平衡装置的压力机的正面局部剖面示意图。

图8是具有第四实施方式涉及的动态平衡装置的压力机的正面局部剖面示意图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

(第一实施方式)

图1是具有第一实施方式涉及的动态平衡装置的压力机的正面局部剖面示意图，图2是该压力机的侧面局部剖面示意图。此外，图1示出上死点的状态，图2示出下死点的状态。

压力机1可通过苏格兰轭机构使曲轴20的旋转运动转换为滑块50的上下往返运动(上下运动)，利用滑块50的上下往返运动对工件(省略图示)实施冲压加工。再有，压力机1具有用于使平衡块70在与滑块50的上下运动相反的方向上动作，抑制高速运转(200～1000min^-1左右)时产生的机械振动的动态平衡装置。

压力机1具有伺服电机10、曲轴20、调节螺丝30、滑动块40、滑块50、支撑件60、平衡块70、多个凸轮部80(80a～80d)。

在伺服电机10中，不限于交流伺服电机例如本实施方式中采用的具有永磁铁的同步电机，可采用感应电机、磁阻电机、直流伺服电机等。再有，也可不使用伺服电机10，而使用由电机旋转驱动的飞轮。

伺服电机10的输出轴上连接有曲轴20。曲轴20(偏心部)的外周旋转自如地安装有滑动块40。在调节螺丝30的内部形成中空的滑动室42，在滑动室42的上下两表面上形成滑动面。滑动块40在滑动室42内与上下的滑动面相接触，横向滑动自如地插入在滑动室42内，调节螺丝30和涡轮52构成调节机构，调节螺丝30通过涡轮52与滑块50一体设置。滑块50通过滑块导向件54在上下方向上移动自如地设置在框架2上。当曲轴20旋转时，由于滑动块40在滑动室42内横向滑动的同时作圆周运动，所以滑块50(调节螺丝30)做上下运动。

平衡块70设置为在上下方向上移动(滑动)自如。图中左侧的平衡块70和图中右侧的平衡块70通过上方的平衡块70连接。

多个凸轮部80设置为横向(与滑块50的动作方向大致垂直的方向)上移动(滑动)自如，将滑块50(调节螺丝30)的上下运动传递给平衡块70使平衡块70与滑块50的上下运动方向相反地动作(180度的相位差)。

图3是图1的关键部位的细节图。此外，图3示出了下死点的状态。调节螺丝30(与滑块50一体设置从而与滑块50一同上下运动的部件的一个例子)上形成有与凸轮部80a～80d相对的四个倾斜面31。再有，在图中左侧的平衡块70上形成有与凸轮部80a、80c相对的两个倾斜面71，在图中右侧的平衡块70上形成有与凸轮部80b、80d相对的两个倾斜面71。倾斜面31、71对滑块50的动作方向(上下方向)分别形成规定的倾斜角度(此处是45度)。

在各凸轮部80上，形成有与倾斜面31相对且具有与倾斜面31的倾斜角度相对应的倾斜角度(与倾斜面31的倾斜角度大致相同的倾斜角度)的第一倾斜面81；以及与倾斜面71相对且具有与倾斜面71的倾斜角度相对应的倾斜角度(与倾斜面71的倾斜角度大致相同的倾斜角度)的第二倾斜面82。

当滑块50(调节螺丝30)向上方(第一方向)移动时，倾斜面31向凸轮部80a、80b(第一凸轮部)的第一倾斜面81施加压力，在凸轮部80a、80b向横方向(第二方向、凸轮部80a向图中左方，凸轮部80b向图中右方)移动的同时，凸轮部80a、80b的第二倾斜面82向倾斜面71施加压力，平衡块70向下方(第三方向)移动，进而倾斜面71向凸轮部80c、80d(第二凸轮部)的第二倾斜面82施加压力，凸轮部80c、80d横向(第四方向、凸轮部80c向图中右方，凸轮部80d向图中左方)移动。

再有，当滑块50(调节螺丝30)向下方(第三方向)移动时，倾斜面31向凸轮部80c、80d(第二凸轮部)的第一倾斜面81施加压力，在凸轮部80c、80d向横方向(第二方向、凸轮部80c向图中左方向，凸轮部80d向图中右方向)移动的同时，凸轮部80c、80d的第二倾斜面82向倾斜面71施加压力，平衡块70向上方(第一方向)移动，进而倾斜面71向凸轮部80a、80b(第一凸轮部)的第二倾斜面82施加压力，凸轮部80a、80b横向(第四方向、凸轮部80a向图中右方，凸轮部80b向图中左方)移动。

即通过形成在调节螺丝30上的倾斜面31、形成在平衡块70上的倾斜面71和各凸轮部80，将滑块50(调节螺丝30)的上下运动转换为与该上下运动方向相反的移动力，由此使平衡块70与滑块50错开180度相位而上下运动。

像这样，采用本实施方式的动态平衡装置，通过使用多个凸轮部80，将滑块50的上下运动传递给平衡块70使平衡块70与滑块50的上下运动方向相反地动作，由于不再需要用于将曲轴20的旋转运动转换为平衡块70的上下运动的机构(曲柄机构或链接机构)，可简化用于使平衡块70相对于滑块50以180度的相位差动作的机构(简化部件，减少部件数量)，可实现在降低制造成本的同时，使热位移的影响最小化并提高下死点位置的精度的压力机动态平衡装置。

在具有以往的动态平衡装置的压力机中，由于使用曲轴的旋转运动驱动滑块和平衡块两者，所以当滑块的驱动结构复杂时，与滑块错开180度相位动作的平衡块的驱动结构也会复杂。另一方面，在本实施方式的动态平衡装置中，由于使用曲轴20的旋转运动只驱动滑块50，利用滑块50的上下运动通过凸轮部80驱动平衡块70，所以即便滑块50的驱动结构复杂，平衡块70的驱动结构也不会复杂。

图4是图3的关键部位的细节图。此外，图4示出了上死点的状态。分别在各凸轮部80的第一倾斜面81和第二倾斜面82上形成球面状的凹部83，凹部83内收纳有凸透镜状的球面履90。球面履90具有球面状的凸面91和平坦表面92，球面履90摇动自如地收纳在凹部83内以使凸面91与凹部83的球面呈面接触。球面履90的厚度大于凹部83的深度，在球面履90收纳在凹部83内的状态下，球面履90的平坦面92突出第一倾斜面81和第二倾斜面82。此外，在平衡块70与框架2接触的滑动面上也设置有与球面履90相同的球面履。

再有，在调节螺丝30的倾斜面31上粘贴有摩擦系数低且表面耐压力高的衬垫32，在平衡块70的倾斜面71上也粘贴有同样的衬垫72。作为衬垫32、72，优选使用特富龙(注册商标)系复合材料(例如特富龙(注册商标)系浸渍多孔双金属)。此外，在各凸轮部80与框架2的接触面中各凸轮部80滑动的面内，设置与衬垫32、72相同的衬垫3。

当由于倾斜面31对凸轮部80的第一倾斜面81施加压力使倾斜面彼此之间(倾斜面31和第一倾斜面81彼此之间、第二倾斜面82和倾斜面71彼此之间)产生微小角度时，或由于部件公差在倾斜面彼此之间原本就有微小角度时，球面履90在凹部83内旋转(摇动)吸收角度的差。

即在本实施方式的动态平衡装置中，在倾斜面31(衬垫32)与球面履90的平坦面92抵接的部分、以及平坦面92和倾斜面71(衬垫72)抵接的部分维持面接触，可防止线接触(就不接触)导致的滑动面烧伤或磨损。再有，通过在倾斜面31、71上使用衬垫32、72降低摩擦系数，可在抑制滑动面上的发热进一步防止滑动面烧伤或磨损的同时，在滑动面的间隙为零的状态下也可滑动。由此，即便在高速运转时也能平稳驱动。再有，通过抑制滑动面上的发热可防止下死点位置的热位移。

在本实施方式中，由于使各凸轮部80的第一倾斜面81的倾斜角度θ1和第二倾斜面82的倾斜角度θ2相等(即滑块50和平衡块70的冲程量相等)，所以滑块50的质量ms(此处是调节螺丝30和滑块50的合计质量)和平衡块70的质量mw相等。当倾斜角度θ1和倾斜角度θ2是不同的角度时，只要适当决定θ1、θ2、ms、mw以满足下式的条件即可。

sinθ1×ms＝sinθ2×mw

再有，也可省略第一凸轮部(凸轮部80a、80b)和第二凸轮部(凸轮部80c、80d)中的任意一方。当省略凸轮部80a、80b时，设置使平衡块70向下方偏置的气弹簧等偏置部件，当省略凸轮部80c、80d时，设置使平衡块70向上方偏置的偏置部件即可。图5a是具有在框架2上设置使左右的平衡块70向上方偏置的气弹簧200a、200b，并省略了图1的凸轮部80c、80d的动态平衡装置的压力机的正面局部剖面示意图。在图5a所示的例子中，当滑块50向上方(第一方向)移动时，通过凸轮部80a、80b平衡块70向下方(第三方向)移动，当滑块50向下方(第三方向)移动时，通过气弹簧200a、200b偏置的平衡块70向上方(第一方向)移动。或者，如图5b所示，可具有在框架2上设置使左右的平衡块70向下方偏置的气弹簧200c、200d，并省略了图1的凸轮部80a、80b的动态平衡装置。图5b与图5a同样，是压力机的正面局部剖面示意图，此时，当滑块50向下方(第三方向)移动时，通过凸轮部80c、80d使平衡块70向上方(第一方向)移动，当滑块50向上方(第一方向)移动时，通过气弹簧200c、200d偏置的平衡块70向下方(第三方向)移动。

(第二实施方式)

图6是具有第二实施方式涉及的动态平衡装置的压力机的正面局部剖面示意图。在图6中，对与图1结构相同的结构采用相同标记，适当省略其说明。此外，图6示出上死点的状态。

该实施方式采用的基本的结构、功能与第一实施方式时相同，但不同于第一实施方式的是采用的是双点结构的压力机，伺服电机10、曲轴20、滑动块40、调节螺丝30、凸轮部80a～80d(第一凸轮部和第二凸轮部)是由横向分离配置的一对而成。

图中左侧的平衡块70、中央的平衡块70和图中右侧的平衡块70通过上方的平衡块70相连接。在中央的平衡块70上，形成有与图中左侧的凸轮部80b、图中右侧的凸轮部80a、图中左侧的凸轮部80d和图中右侧的凸轮部80c相对的四个倾斜面71。

一对伺服电机10控制使一对曲轴20彼此在相反方向上同步旋转，一对滑动块40彼此在相反方向上同步进行圆周运动。由此，一对调节螺丝30同步上下运动。

此外，在不使用一对伺服电机10，而使用一对飞轮时，设置用于使一对曲轴20同步旋转的机构(齿轮、正时皮带、滑轮等)。在本实施方式的压力机1中，在压力机的运转过程中，一对调节螺丝30可通过中央的平衡块70而同步运动。从而，由于只要在从上下死点起动时使一对曲轴20的旋转同步即可，所以可缩小用于使一对曲轴20同步旋转的机构。

(第三实施方式)

图7是具有第三实施方式涉及的动态平衡装置的压力机的正面局部剖面示意图。在图7中，对与图1结构相同的结构采用相同标记，适当省略其说明。此外，图7示出上死点的状态。

该实施方式采用的基本的结构、功能与第一实施方式时相同，但不同于第一实施方式的是在滑块50上形成与各凸轮部80相对的倾斜面。

在本实施方式涉及的压力机中，由于调节机构设置在支撑件60内部，所以省略了调节螺丝30。因此，滑动室42形成在滑块50的内部。再有，在滑块50上形成有具有与各凸轮部80(80a～80d)的第一倾斜面81对应的倾斜角度的倾斜面51，通过滑块50上形成的倾斜面51、平衡块70上形成的倾斜面71和各凸轮部80，滑块50的上下运动转换为与上下运动方向相反的移动力，由此平衡块70与滑块50错开180度相位而上下运动。如第三实施方式这样的结构，也起到与第一实施方式相同的技术效果。

(第四实施方式)

图8是具有第四实施方式涉及的动态平衡装置的压力机的正面局部剖面示意图。在图8中，对与图1结构相同的结构采用相同标记，适当省略其说明。此外，图8示出下死点的状态。

该实施方式采用的基本的结构、功能与第一实施方式时相同，但不同于第一实施方式的是通过连杆100(曲柄机构)将曲轴20的旋转运动转换为滑块50的上下运动。

连杆100的一端部旋转自如地设置在曲轴20的外周上，连杆100的另一端旋转自如地与滑块50连接。再有，与第三实施方式相同，在滑块50上形成具有与各凸轮部80(80a～80d)的第一倾斜面81对应的倾斜角度的倾斜面51，通过滑块50上形成的倾斜面51、平衡块70上形成的倾斜面71和各凸轮部80，滑块50的上下运动转换为与该上下运动方向相反的移动力，由此平衡块70与滑块50错开180度相位而上下运动。如第四实施方式这样的结构，也起到与第一实施方式相同的技术效果。

此外，虽然如上述地对本发明的实施方式进行了详细的说明，但本领域技术人员容易理解可进行实际不脱离本发明的新内容和效果的多种变形。

附图标记说明

1压力机、2框架、3衬垫、10伺服电机、20曲轴、30调节螺丝、31倾斜面、32衬垫、40滑动块、42滑动室、50滑块、51倾斜面、52涡轮、54滑块导向件、60支撑件、70平衡块、71倾斜面、72衬垫、80凸轮部、81第一倾斜面、82第二倾斜面、83凹部、90球面履、91凸面、92平坦面、100连杆、200a，200b，200c，200d气弹簧。