(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロールによって材料片を金型に対して押し付けることで前記材料片の成形を行うプレスロール成形装置であって、
前記ロールの移動方向と交差する方向への前記材料片の移動を規制するガイド手段と、
前記ロールを支持すると共に前記ロールの移動に伴って移動する支持部材とを備え、
前記ガイド手段は、前記支持部材に連結されて前記ロールと伴に移動される
ことを特徴とするプレスロール成形装置。
【請求項２】
ロールによって材料片を金型に対して押し付けることで前記材料片の成形を行うプレスロール成形装置であって、
前記ロールの移動方向と交差する方向への前記材料片の移動を規制するガイド手段と、
前記ガイド手段を昇降する昇降手段と
を備えることを特徴とするプレスロール成形装置。  
【請求項３】
前記ガイド手段は、前記ロールの移動方向と交差する方向から前記材料片を挟み込む一対のガイド板であることを特徴とする請求項１または２記載のプレスロール成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレスロール成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ロールを用いて材料片を金型に対して押し付けることにより、材料片の成形を行うプレスロール装置が広く用いられている。
例えば、ジェットエンジンの圧縮機に用いられる静翼の多くは、プレスロール成形装置の一種であり、成形と同時に鍛造を行うプレスロール鍛造装置によって製造されている（特許文献１及び２）。
【０００３】
例えば、特許文献１及び２に開示されたプレスロール鍛造装置では、油圧装置等によって荷重を受けるロールが回転しながら移動可能とされており、ロールを移動させ、金型の手前側において把持されて支持される材料片をロールによって金型に対して押し付けることによって材料片の成形を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４４８３１６８号明細書
【特許文献２】米国特許第５６００９９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、プレスロール鍛造装置では、材料片が端部から徐々に成形されるため、材料片の変形が進行する過程で、材料片が位置ズレを起こす場合があった。特に、材料片の幅方向（ロールの移動方向と直交する方向）に厚み分布を持たせる成形を行う場合には、ロールの移動方向から見て材料片の左右における変形率が異なり、材料片が幅方向に位置ズレを起こし易い。
材料片が位置ズレを起こすと、材料片の本来の位置と異なる位置が成形されることとなり、材料片を正確に成形することができない。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、プレスロール成形装置において、材料片の位置ズレを抑制し、正確に材料片を成形することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００８】
第１の発明は、ロールによって材料片を金型に対して押し付けることで上記材料片の成形を行うプレスロール成形装置であって、上記ロールの移動方向と交差する方向への上記材料片の移動を規制するガイド手段を備えるという構成を採用する。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記ロールを支持すると共に上記ロールの移動に伴って移動する支持部材を備え、上記ガイド手段が、上記支持部材に連結されて上記ロールと伴に移動されるという構成を採用する。
【００１０】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記ガイド手段を昇降する昇降手段を備えるという構成を採用する。
【００１１】
第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記ガイド手段が、上記ロールの移動方向と交差する方向から上記材料片を挟み込む一対のガイド板であるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ガイド手段によって、ロールの移動方向と交差する方向への材料片の移動が規制される。このため、材料片が幅方向に位置ズレを起こすことを防止することができる。
したがって、本発明によれば、プレスロール成形装置において、材料片の位置ズレを抑制し、正確に材料片を成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態におけるプレスロール鍛造装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるプレスロール鍛造装置の一部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係るプレスロール成形装置及びプレスロール成形方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明においては、本発明のプレスロール成形装置の一例としてプレスロール鍛造装置を挙げて説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１の概略構成を示す断面図である。また、図２は、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１の一部を概略的に示す斜視図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１は、ベース１と、ガイドレール２と、金型３と、把持部４と、ボトムロール５（ロール）と、トップロール６と、支持部材７と、ガイド機構８（ガイド手段）と、昇降機構９（昇降手段）と、上部ブロック１０と、油圧装置１１と、ロールスライド駆動部１２と、制御装置１３とを備えている。
なお、以下の説明においては、ボトムロール５の移動方向Ｌにおいて、材料片Ｘの成形を行う際にボトムロール５が進行する先側を下流側とし、その反対側の上流側とする。
【００１７】
ベース１は、図１に示すボトムロール５の移動方向Ｌから見て、その中央部に金型３を収容する第１窪み１ａを備えている。この第１窪み１ａは、上方から見て矩形に形状設定されている。
また、ベース１は、ボトムロール５の移動方向Ｌにおける第１窪み１ａの上流側に後述する把持部４の把持爪４ａを回動可能に収容する第２窪み１ｂを備えている。この窪み１ｂを形成する壁面のうち、下流側の壁面は、材料片Ｘの先端部を当接させることによって材料片Ｘが傾斜した成形姿勢（図１に示す姿勢）とするための傾斜面１ｂ１とされている。
また、ベース１において、第１窪み１ａ及び第２窪み１ｂを囲う上面１ｃは、ボトムロール５の受面として機能する。
【００１８】
ガイドレール２は、ボトムロール５の移動方向に沿ってベース１の上面１ｂに設置されており、支持部材７の移動（すなわちボトムロール５及びトップロール６の移動）をガイドするものである。
図２に示すように、ガイドレール２は、第１窪み１ａ（すなわち金型３）を中央として両側に各々設置されている。
【００１９】
金型３は、上面３ｂがボトムロール５の受面とされてベース１の上面１ｂと面一となるように窪み１ａに収容されている。
金型３は、材料片Ｘを目的形状に成形するための成形溝部３ａを備えている。この成形溝部３ａは、金型３の上面３ｂに露出して形成されている。
そして、当該成形溝部３ａに材料片Ｘが押し付けられて充填されることにより材料片Ｘが成形される。
【００２０】
把持部４は、材料片Ｘを把持して支持するためのものであり、把持爪４ａと把持爪駆動部４ｂとを備えている。
把持爪４ａは、ベース１の第２窪み１ｂに収容されており、第２窪み１ｂの上記傾斜面１ｂ１との間で材料片Ｘを狭持することで把持する把持姿勢（図１に示す姿勢）と、上記傾斜面１ｂ１との間を大きく開けて材料片Ｘの脱着を可能な開放姿勢との間で回動可能に軸支されている。なお、把持爪４ａの上面４ａ１は、把持爪４ａが把持姿勢である場合に、ベース１の上面１ｃと面一となると共にボトムロール５の受面となる面として構成されている。
把持爪駆動部４ｂは、把持爪４ａを回動させる駆動力を発生するものであり、把持爪４ａと接続されている。
【００２１】
ボトムロール５は、ベース１、金型３あるいは把持爪４ａと当接し、ベース１の上面１ｃ、金型３の上面３ｂあるいは把持爪４ａの上面４ａ１を受面として転がり可能に配置されている。そして、ボトムロール５は、材料片Ｘを金型３に対して押し付けることによって材料片Ｘの成形を行う。
トップロール６は、ボトムロール５の上方に当該ボトムロール５と当接して配置されている。このトップロール６は、ボトムロール５と同様の円柱形状を有しており、下位同軸がボトムロール５の回転軸に対して平行かつ鉛直方向に離間して配置されている。そして、トップロール６は、上部が上部ブロック１０の下面１０ａと当接しており、上部ブロック１０とボトムロール５との間で回動することによって、ボトムロール５を回動移動可能としている。
【００２２】
支持部材７は、ボトムロール５とトップロール６とを一体的に軸支すると共に、ガイドレール２に対して摺動可能に嵌合されている。
そして、この支持部材７は、ロールスライド駆動部１２と接続されており、ロールスライド駆動部１２から駆動力を伝達されることによって、ガイドレール２に沿って移動する。この結果、当該支持部材７に軸支されたボトムロール５及びトップロール６が回転しながらガイドレール２に沿って移動する。すなわち、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１においては、支持部材７がボトムロール５及びトップロール６の移動に伴って移動する。
【００２３】
ガイド機構８は、ボトムロール５の移動方向Ｌと直交（交差）する水平方向への材料片Ｘの移動を規制するものである。本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１においてガイド機構８は、ボトムロール５の移動方向Ｌと直交する方向から材料片Ｘを挟み込む一対のガイド板８ａから構成されている。
一対のガイド板８ａは、材料片Ｘの幅に対して僅かに広い間隔を空けて配置されている。そして、成形の際に材料片Ｘが幅方向に移動しようとした場合には材料片Ｘがガイド板８ａに当接することによって材料片Ｘの移動が規制される。
【００２４】
また、ガイド板８ａは、昇降機構９によって間接的に支持部材７に対して連結されており、ボトムロール５及びトップロール６の移動に伴って移動する。つまり、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１においては、ボトムロール５とガイド板８ａとの位置関係は、ボトムロール５が移動した場合であっても変化しない。
そして、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１においてガイド板８ａは、ボトムロール５に極力近づけて配置されており、材料片Ｘの変形する箇所の極力近傍において材料片Ｘの移動を規制している。
【００２５】
昇降機構９は、ガイド機構８を昇降するものであり、ガイド板８ａを軸支しつつ当該ガイド板８ａと連結する連結ブロック９ａと、一端側が支持部材７に軸支され他端側が連結ブロック９ａに軸支される２つのリンク部材９ｂ，９ｃと、当該リンク部材９ｂ，９ｃの支持部材７側の軸に駆動力を伝達して回動する昇降駆動部９ｄとを備えている。
このような昇降機構９では、昇降駆動部９ｄから駆動力をリンク部材９ｂ，９ｃの支持部材７側の軸に伝達することによって、図１に示す実線と仮想線との間でガイド板８ａの昇降を行う。
【００２６】
上部ブロック１０は、トップロール６の上方に配置されており、下面１０ａがベース１の上面１ｃ、金型３の上面３ｂ及び把持爪４ａの上面４ａ１と平行とされている。そして、当該上部ブロック１０には、上面側から油圧装置１１が接続されている。
【００２７】
油圧装置１１は、上方から上部ブロック１０を押圧することによって、上部ブロック１０及びトップロール６を介してボトムロール５に対して荷重を掛けるものである。
【００２８】
ロールスライド駆動部１２は、支持部材７を押し引きすることによって、ボトムロール５を回動移動させるものである。
例えば、図１の配置関係であれば、ロールスライド駆動部１２が支持部材７を押すことによってボトムロール５が回動しながら紙面左側に向けて移動し、ロールスライド駆動部１２が支持部材７を引くことによってボトムロール５が回動しながら紙面右側に向けて移動する。
【００２９】
制御装置１３は、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１の動作全体を制御するものであり、把持爪駆動部４ｂ、昇降駆動部９ｄ、油圧装置１１及びロールスライド駆動部１２、さらには必要に応じて外部機器に対して電気的に接続されている。
【００３０】
また、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１は、材料片Ｘの成形領域や、ボトムロール５及びトップロール６の移動領域に潤滑油を供給する供給装置を備えており、図２に示すノズル１４から潤滑油を噴出する。
【００３１】
次に、このように構成された本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１の動作について説明する。
なお、以下の説明において、プレスロール鍛造装置Ｓ１の動作を行う主体は制御装置１３である。そして、制御装置１３は、不図示の操作パネルやセンサから入力される信号や予め組み込まれたプログラムに基づいて動作する。
【００３２】
まず作業者によって材料片Ｘが第１窪み１ｂに挿入されると、制御装置１３は、把持爪駆動部４ｂを制御して把持爪４ａを把持姿勢まで回動させ、これによって材料片Ｘを把持して支持する。
そして、制御装置１３は、昇降駆動部９ｄを制御してガイド機構８を下降させる。これによって、材料片Ｘがガイド板８ａによって両側から挟まれる。
【００３３】
続いて、制御装置１３は、油圧装置１１を制御してボトムロール５に対して荷重を掛ける。
そして、制御装置１３は、ロールスライド駆動部１２を制御してボトムロール５を回動移動させ、当該ボトムロール５で材料片Ｘを金型３に対して押し付けることによって材料片Ｘの成形を行う。
なお、制御装置１３は、必要に応じてボトムロール５の移動を繰り返し、材料片Ｘの金型３への押し付け作業を複数回繰り返す。
【００３４】
ここで、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１においては、ガイド機構８によって、ボトムロール５の移動方向と直交する方向への材料片Ｘの移動が規制される。このため、材料片Ｘが幅方向に位置ズレを起こすことを防止することができる。
したがって、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１によれば、材料片Ｘの位置ズレを抑制し、正確に材料片Ｘを成形することが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１においては、ボトムロール５を支持すると共にボトムロール５の移動に伴って移動する支持部材７を備え、ガイド機構８が支持部材７に連結されたボトムロール５と伴に移動する。
このため、ガイド機構８を常にボトムロール５の近くに配置することができ、材料片Ｘを変形する部位（金型３の成形溝部３ａ）の直ぐ近くで材料片Ｘの移動を押えることができる。よって、より材料片Ｘの位置ズレを抑制し、正確に材料片Ｘを成形することが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１においては、ガイド機構８を昇降する昇降機構９を備えている。
このため、材料片Ｘあるいは金型３を脱着する際にガイド機構８を退避させることができ、材料片Ｘあるいは金型３の脱着作業を容易に行うことができる。
【００３７】
また、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１においては、ガイド機構８がボトムロール５の移動方向Ｌと直交する方向から材料片を挟み込む一対のガイド板８ａから構成されている。
このため、材料片Ｘが幅方向に移動しようとした場合にガイド板８ａに当接することによってその移動が抑えられる。したがって、簡易な構成で材料片Ｘの位置ズレを抑制することが可能となる。
【００３８】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３９】
例えば、上記実施形態においては、本発明のガイド手段が２枚のガイド板８ａである構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、本発明のガイド手段を、ボトムロール５の移動範囲の外側に設けられると共に材料片Ｘを挟み込む２本のポールから構成することも可能である。ただし、このような構成を採用する場合には、材料片Ｘを常にポールに挟み込まれる長さに設定することとなり材料の無駄が増える。
【００４０】
また、上記実施形態においては、金型を用いる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、金属以外の材料からなる型を金型の換わりに用いても良い。
【符号の説明】
【００４１】
Ｓ１……プレスロール鍛造装置（プレスロール成形装置）、１……ベース、１ａ……第１窪み、１ｂ……第２窪み、１ｂ１……傾斜面、１ｃ……上面、２……ガイドレール、３……金型、３ａ……成形溝部、３ｂ……上面、４……把持部、４ａ……把持爪、４ａ１……上面、４ｂ……把持爪駆動部、５……ボトムロール（ロール）、６……トップロール、７……支持部材、８……ガイド機構（ガイド手段）、８ａ……ガイド板、９……昇降機構（昇降手段）、９ａ……連結ブロック、９ｂ……リンク部材、９ｃ……リンク部材、９ｄ……昇降駆動部、１０……上部ブロック、１０ａ……下面、１１……油圧装置、１２……ロールスライド駆動部、１３……制御装置、Ｘ……材料片
【図１】
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【図２】
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