(57)【要約】      （修正有）【課題】フライホイールの回転性能に影響を及ぼさずに発電が可能であり、かつエネルギーロスが少なく大きな発電量を得られる鍛圧装置およびこれに使用される発電システムの提供。【解決手段】プレス装置（鍛圧装置）１は、フライホイール３０を備えており、このフライホイール３０の回転に伴って回転可能なローラ３３およびＶベルト４５（いずれも回転部材）と、これらの回転部材３３，４５の回転運動が伝わって回転する発電機３２，６０とを備えた発電システムＳ１，Ｓ２を有する。これにより、発電機３２，６０は、フライホイール３０の回転力が回転運動のまま伝えられて発電する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライホイールを備え、このフライホイールの回転により作動して被加工物を鍛造加工または圧造加工する加工部を有する鍛圧装置であって、
前記フライホイールの回転に伴って回転する回転部材と、この回転部材の回転が伝えられることにより回転して発電する発電機とを備えたことを特徴とする鍛圧装置。
【請求項２】
前記フライホイールとつながるモータを備えるとともに、前記回転部材は前記モータと前記発電機につながる部材との間に架け渡される部材を含む請求項１に記載の鍛圧装置。
【請求項３】
前記鍛圧装置は、プレス装置、ベンダー装置またはハンマー装置である請求項１または２に記載の鍛圧装置。
【請求項４】
フライホイールを備え、このフライホイールの回転により作動して被加工物を鍛造加工または圧造加工する加工部を有する鍛圧装置に使用される発電システムであって、
前記フライホイールの回転に伴って回転する回転部材と、この回転部材の回転が伝えられることにより回転して発電する発電機とを備えたことを特徴とする発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フライホイールの回転を利用して発電可能な鍛圧装置およびこれに使用される発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンエネルギーの要請等から、余剰エネルギーを有効活用する試みが多くの分野で行われている。プレス装置においても、本来の機能であるプレス加工の作業には、フライホイールに蓄積されたエネルギーの一部を消費するにすぎないことに着目して余剰エネルギーを発電に利用した提案がなされている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９０３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、プレス加工に際しては、上述のように蓄積されたエネルギーの一部とはいえ、極めて強い力が必要になるので、エネルギーを蓄えるフライホイールの構成には精密さが要求される。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の提案では、フライホイールの回転運動を直線運動に変えた上で、再度回転運動に変換して発電を行うような改造を行うため、フライホイールの回転性能に影響を及ぼすおそれがある。また、発電のために、前述のような運動の変換を伴うことから、エネルギーロスが大きくなり、フライホイールの蓄えられた余剰のエネルギーを十分に活用しにくい。
【０００６】
本発明の目的は、フライホイールの回転性能に影響を及ぼさずに発電が可能であり、かつエネルギーロスが少なく大きな発電量を得られる鍛圧装置およびこれに使用される発電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
＜１＞  フライホイールを備え、このフライホイールの回転により作動して被加工物を鍛造加工または圧造加工する加工部を有する鍛圧装置であって、前記フライホイールの回転に伴って回転する回転部材と、この回転部材の回転が伝えられることにより回転して発電する発電機とを備えたことを特徴とする鍛圧装置である。
【０００８】
＜２＞  前記フライホイールとつながるモータを備えるとともに、前記回転部材は前記モータと前記発電機につながる部材との間に架け渡される部材を含む＜１＞に記載の鍛圧装置である。
【０００９】
＜３＞  前記鍛圧装置は、プレス装置、ベンダー装置またはハンマー装置である＜１＞または＜２＞に記載の鍛圧装置である。
【００１０】
＜４＞  フライホイールを備え、このフライホイールの回転により作動して被加工物を鍛造加工または圧造加工する加工部を有する鍛圧装置に使用される発電システムであって、前記フライホイールの回転に伴って回転する回転部材と、この回転部材の回転が伝えられることにより回転して発電する発電機とを備えたことを特徴とする発電システムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の鍛圧装置によれば、これが備える発電機は、フライホイールの回転に伴って回転する回転部材の回転が伝えられることにより発電するので、フライホイールの改造を行わなくても、装置の構成要素として回転部材を加えるだけで発電できる。これにより、フライホイールの回転性能に影響を及ぼさずに発電が可能となる。
【００１２】
また、フライホイールの回転運動が回転部材により、回転運動のまま発電機に伝えられるので、エネルギーロスが少なく大きな発電量を得られる。
【００１３】
本発明の発電システムによれば、これが備える発電機は、鍛圧装置が備えるフライホイールの回転に伴って回転する回転部材の回転が伝えられることにより発電するので、鍛圧装置側のフライホイールの改造を行わなくても発電できる。これにより、当該フライホイールの回転性能に影響を及ぼさずに発電が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明のプレス装置の全体概略図である。
【図２】図２は、本発明の発電システムの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、全図において同一機能を有するものは原則として同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略するようにしている。また、理解を容易にする目的のため、構成要素によって縮尺を異ならせたり、本来であれば可視できずに破線で表すべきである箇所についても実線で表したり、本発明の説明に支障が無くかつ当業者であれば存在することが判る部材について図示を省略している場合がある。
【００１６】
図１は本発明のプレス装置（鍛圧装置）の全体概略図であり、図２は本発明の発電システムの拡大図である。
【００１７】
図１に示すように、プレス装置１は、装置本体１０と、加工部２０と、フライホイール３０と、ベルト３５と、モータ４０と、本発明の発電システムＳ１と、から主に構成されている。そして、発電システムＳ１は、Ｖベルト（回転部材）４５と、Ｖプーリ（発電機とつながる部材）５０と、減速機５５と、発電機６０と、から構成されている。
【００１８】
装置本体１０は、一般的なプレス装置における構造と同様であり、底部に足１１が形成されており、プレス加工により生じ得る振動を吸収しやすいようになっている。
【００１９】
また、加工部２０は、一般的な機械式のプレス装置における構成と同様であり、加工部本体２１と、クランク軸２２と、スライド２３と、コネクティングロッド２４とを備えている。加工部本体２１は、高さ方向に長い略矩形状をなしており、上部で水平方向に伸びるクランク軸２２によりフライホイール３０と連結されている。そして、スライド２３が、クランク軸２２とつながり下方に伸びるコネクティングロッド２４に取り付けられて上下動可能になっている。
【００２０】
一方、加工部２０の下方には、この加工部２０と対向してボルスタプレート２５が設けられており、作業時には、この上に金属板等のプレス対象となるもの（被加工物）を置いてスライド２３によりプレスするようになっている。
【００２１】
プレスを行うに際しては、加工部２０は、作業開始のためにプレス装置１を制御部（図示せず）により制御し、フライホイール３０を回転させると、このエネルギーがクランク軸２２に伝えられる。これによりスライド２３が下降し、ボルスタプレート２５上の被加工物をプレスする一方、プレスが終了したならば、スライド２３が上昇し、当初位置に戻るようになっている。
【００２２】
フライホイール３０は、支軸３１の中心にクランク軸２２が連結されているとともに、ベルト３５が懸けられている。
【００２３】
また、側面には、補助的な発電を行う本発明の発電システムＳ２を備えている。この発電システムＳ２は、補助発電機（発電機）３２と、ローラ（回転部材）３３とから構成されており、補助発電機３２は、ローラ３３を介してフライホイール３０に接続されている。
【００２４】
発電システムＳ２においては、ローラ３３が、フライホイール３０に取り付けられており、この回転に伴って従属的に回転する。したがって、補助発電機３２は、フライホイール３０が回転すると、その回転力がローラ３３によって回転運動のまま伝えられて回転駆動することにより発電し、その電力が出力されるようになっている（図中矢印参照）。補助発電機３２としては、例えばダイナモ等の小型の発電機を好適に用いることができる。なお、図示の例では、ローラ発電機としているが、ハブ発電機としてもよい。また、ローラ３３は、補助発電機３２に付属のものを用いてもよいし、フライホイール３０に既に突起が形成されていれば、それを取付具として適用してもよい。
【００２５】
モータ４０は、モータ台４１にモータ本体４２が置かれており、このモータ本体４２から伸びる軸４３に嵌められた第１のプーリ４４ａにベルト３５が懸けられている。つまり、モータ４０は、ベルト３５によりフライホイール３０と架け渡されている。
【００２６】
このモータ４０は、フライホイール３０に対する補助的な機能を果たすために駆動する。つまり、プレス作業開始時に停止しているフライホイール３０を起動させたり、プレス作業によって失われたフライホイール３０の慣性エネルギーを回復させて一定に保つために、制御部の制御により駆動し、その駆動力を、ベルト３５を介してフライホイール３０に伝えるようになっている。また、フライホイール３０の回転数が上がるのに伴って合わせて回転することも可能である。
【００２７】
モータ４０の第１のプーリ４４ａより軸方向先端側には、第１のプーリ４４ａよりも小径の第２のプーリ４４ｂが嵌められており、この第２のプーリ４４ｂに、発電システムＳ１のＶベルト４５が懸けられている。
【００２８】
発電システムＳ１においては、発電機６０が、減速機５５と連結されており、さらにこの減速機５５はＶプーリ５０と連結されている。そして、このＶプーリ５０にＶベルト４５が懸けられており、これによりＶベルト４５はモータ４０との間に架け渡されるようになっている。
【００２９】
この発電システムＳ１の構成について詳細に説明すると、図２に示すように、減速機５５および発電機６０は、装置本体１０上の設置台１５に配されている。
【００３０】
減速機５５は、ハウジング５６内に減速歯車５７が収容されており、この減速歯車５７が有する２本の軸５８ａ，５８ｂのうち、一方の軸５８ａがＶプーリ５０と、他方の軸５８ｂが発電機６０と、それぞれ連結されている。そして、軸５８ａ，５８ｂには、先端側が略錘状をなす軸受けユニット５９ａ，５９ｂが、それぞれ取り付けられており、両者は同じ方向に向けられている。
【００３１】
発電機６０は、図示の例ではアウトロータ型であり、内側の固定軸６１が、設置台１５のＶプーリ５０と反対側の端部で上方に突出して設けられた取付柱１６に固定されており、この固定軸６１に、回転体６２が回転自在に取り付けられている。発電機６０は、この構成により、回転体６２を回転させることで発電し、固定軸６１から発電による電力が出力できるようになっている（図中矢印参照）。発電機６０のタイプとしては、このアウトロータ型に限られず、インナロータ型であってもよいし、小型のものであってもよいが、大きな出力が得られ、定速度で回転させやすいことから、アウトロータ型が好適に用いられる。
【００３２】
以上の構成により、発電システムＳ１は、モータ４０が駆動すると、これに伴ってＶベルト４５が回転（回動）し、モータ４０の回転力が回転運動のままＶプーリ５０に伝えられる。そして、減速機５５により適宜その回転数が減速された後、発電機６０に伝えられて回転体６２が回転し、発電する。また、フライホイール３０のエネルギーが余剰である場合には、その回転力がベルト３５を介してモータ４０に伝わり、さらにモータの駆動力と同様に発電機６０に伝わって発電に用いられる。
【００３３】
プレス装置１においては、フライホイール３０に蓄えられるエネルギーがプレス作業に用いられるのは、通常フライホイール３０の作動中の１０％以下程度にすぎない。そこで、本発明者は、プレス作業に使用されない余剰のエネルギーを発電に活用することは、特に原子力発電に代わるエネルギー供給手段が強く要請される現状において、極めて有効であると考えた。しかし、フライホイール３０から直接に発電のエネルギーを取ることのみを考えると、フライホイール３０を改造することになり、発電が可能になったとしても、フライホイールの回転性能に影響を与えてしまい、プレス装置１の本来の機能であるプレス能力を低下させてしまうおそれがある。
【００３４】
そこで、本発明者は、まずフライホイール３０の改造を伴わずに、ローラ３３を介して簡易に補助発電機３２を取り付けることを試みた。その結果、フライホイール３０の回転力を、ローラ３３を介して回転運動のまま変換させることなく補助発電機３２に伝えられ、概ねエネルギーロスを発生させずに、小規模な発電機であっても有意な発電量を得ることができた。
【００３５】
次に、本発明者は、フライホイール３０の回転数が上がって十分な慣性エネルギーが得られるようになってからは、モータ４０が、プレス作業の最も力を要する際に、フライホイール３０を補助すべく駆動する以外は殆ど駆動しないことから、この駆動力を発電に活用することに着目した。つまり、これによれば、より大きな発電機をつけても、フライホイール３０のプレス加工のための作動への影響を概ね完全に排除できるのではないかと考えたのである。
【００３６】
そこで、Ｖベルト４５を介して発電機６０にモータ４０の駆動力を伝えるようにしたところ、特許文献１（特開２００９−９０３２５号公報）に記載のプレス装置で予想される出力の１０倍以上の発電量を得ることができた。つまり、この構成によれば、フライホイール３０の回転性能に影響を与えることなく、停電時の非常発電に止まらない用途で使用できる程度の発電が可能となるのである。
【００３７】
また、本発明においては、発電機３２，６０の取付構造が、フライホイールの改造を伴わず単純なので、小型のプレス装置においても発電を行うことができるという利点もある。そのため、例えばバッテリーの充電等に応用することも可能である。
【００３８】
なお、減速機５５によるＶプーリ５０の回転数に対する減速比や発電機６０の回転体６２の回転数は、プレス装置１における本来の加工作業の状況、モータ４０の回転数や回転体６２の許容回転数に応じて適宜に設定すればよい。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明したが、本発明のプレス装置および発電システムは、上記実施の形態に限定されず、その範囲内で想定されるあらゆる技術的思想を含んでもよい。例えば、補助発電機３２による発電システムＳ２はなくてもよいし、逆にこれのみを備えるようにしてもよい。また、発電システムＳ１において、減速機５５を設けず、直接Ｖプーリ５０の回転を発電機６０に伝えてもよい。
【００４０】
さらに、上記実施の形態では、鍛圧装置としてプレス装置の場合を例に説明しているが、他の鍛圧装置であってもよい。ここで、鍛圧装置とは、鍛造機と圧造機の総称であり工具で切削して作る機械以外の金属加工機械および金属成形機械を意味し、上述のプレス装置の他、ベンダー装置やハンマー装置に好適に適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１        プレス装置（鍛圧装置）
１０        装置本体
１１        足
１５        設置台
１６        取付柱
２０        加工部
２１        加工部本体
２２        クランク軸
２３        スライド
２４        コネクティングロッド
２５        ボルスタプレート
３０        フライホイール
３１        支軸
３２        補助発電機（発電機）
３３        ローラ（回転部材）
３５        ベルト
４０        モータ
４１        モータ台
４２        モータ本体
４３        軸
４４ａ      第１のプーリ
４４ｂ      第２のプーリ
４５        Ｖベルト（回転部材）
５０        Ｖプーリ
５５        減速機
５６        ハウジング
５７        減速歯車
５８ａ，ｂ  軸
５９ａ，ｂ  軸受けユニット
６０        発電機
６１        固定軸
６２        回転体
Ｓ１        発電システム
Ｓ２        発電システム
【図１】
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【図２】
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