(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型と、その固定金型の中心軸線に対して所定角度傾斜した傾斜軸線上に配置された旋回軸と、その旋回軸の先端に取り付けられた可動金型とを備え、旋回軸を前記中心軸線の周りで旋回させながら、両金型間において被加工物を塑性加工するロッキングダイプレスにおいて、
前記旋回軸に相対回転不能に取り付けられ、一方の面に球状の接触面を備えた第１の環状体と、
一方の面に前記第１の環状体の接触面と球面接触する球状の第１の接触面を備えるとともに、他方の面に球状の第２の接触面を備えた第２の環状体と、
装置のフレームに固定され、一方の面に前記第２の環状体の第２の接触面と球面接触する球状の接触面を備えた第３の環状体と、
第１及び第２の環状体間においてそれらの直径方向であるＸ方向に延びるように設けられ、両者をそれらの接触面に沿ったＸ方向にのみ相対移動可能に係合させる第１の係合手段と、
第２及び第３の環状体間において前記Ｘ方向とほぼ直交する直径方向であるＹ方向に延びるように設けられ、両者をそれらの接触面に沿ったＹ方向にのみ相対移動可能に係合させる第２の係合手段と
よりなる位相ズレ防止機構を設けたロッキングダイプレス。
【請求項２】
第１の環状体において接触面は凹面であり、第２の環状体において第１の接触面は凸面で第２の接触面は凹面であり、第３の環状体において接触面は凸面である請求項１に記載のロッキングダイプレス。
【請求項３】
第１の係合手段は、第１の環状体の接触面及び第２の環状体の第１の接触面に形成されたＸ方向に延びるキー溝と、両環状体の対向するキー溝間に挿通されたキーとよりなり、第２の係合手段は、第２の環状体の第２の接触面及び第３の環状体の接触面に形成されたＹ方向に延びるキー溝と、両環状体の対向するキー溝間に挿通されたキーとよりなる請求項１又は２に記載のロッキングダイプレス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、先端に可動金型を備えた旋回軸を、固定金型の中心軸線に対して所定角度傾斜した状態で配置し、その旋回軸を固定金型の中心軸線の周りで旋回させながら、両金型間において被加工物を塑性加工するロッキングダイプレスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に、この種のロッキングダイプレスの概略構成を示す。同図に示すように、固定金型としての下金型３１の上方には、旋回軸３２が下金型３１の中心軸線Ｌ１に対して所定角度傾斜した傾斜軸線Ｌ２上に配置され、その旋回軸３２の先端には円錐状の加工面３３ａを有する可動金型としての上金型３３が取り付けられている。そして、下金型３１上に被加工物Ｗが設置された状態で、同下金型３１が上昇されることにより、両金型３１，３３間に被加工物Ｗが挟まれる。この状態で、旋回軸３２が前記中心軸線Ｌ１の周りで旋回されることにより、両金型３１，３３間において被加工物Ｗが塑性加工されるようになっている。
【０００３】
上記ロッキングダイプレスにおいて、旋回軸３２が自身の中心軸線すなわち傾斜軸線Ｌ２の周りで回転可能に設けられているものが従来よりある。この従来技術においては、旋回軸３２が中心軸線Ｌ１の周りを旋回されるとき、上金型３３がその加工面３３ａと被加工物Ｗとの接触摩擦により同被加工物Ｗ上を滑ることなく転動する。このため、旋回軸３２は中心軸線Ｌ１の周りを旋回するのに伴い、傾斜軸線Ｌ２の周りで回転される。
【０００４】
ここで、被加工物Ｗの上面が前記中心軸線Ｌ１と直交する平面であって、その平面と前記傾斜軸線Ｌ２との間の角度をαとする。又、中心軸線Ｌ１と傾斜軸線Ｌ２との交点Ｏが被加工物Ｗの上面の中心にあり、その交点Ｏを中心とした被加工物Ｗの半径をｒとする。この場合、旋回軸３２の旋回に伴い上金型３３の加工面３３ａが被加工物Ｗ上を滑ることなく転動した場合において、前記交点Ｏを中心とした半径ｒの位置における両者３３ａ，Ｗの接触点Ｐは、被加工物Ｗ上及び加工面３３ａ上を次のように移動される。即ち、接触点Ｐは、被加工物Ｗ上において半径ｒの円弧上を移動され、加工面３３ａ上においてはその円錐面上をｒ・ｓｉｎαの半径で移動されることになる。従って、図５に示すように、接触点Ｐが被加工物Ｗ上を一周した場合には、その移動距離が２πｒとなるが、接触点Ｐが加工面３３ａ上を一周した場合には、その移動距離が２πｒ・ｓｉｎαとなる。このため、旋回軸３２の旋回に伴い、接触点Ｐが加工面３３ａ上を一周して元の位置に戻っても、その接触点Ｐが被加工物Ｗ上を一周するためには、まだ２πｒ−２πｒ・ｓｉｎα＝２πｒ（１−ｓｉｎα）の距離が残ることになる。
【０００５】
つまり、旋回軸３２が中心軸線Ｌ１の周りを３６０度旋回されて、上金型３３が被加工物Ｗ上を一周されたとき、上金型３３の加工面３３ａは下金型３１に対して２πｒ（１−ｓｉｎα）分の位相ズレを生じることになる。このため、被加工物Ｗに対する上金型３３の加工面３３ａの接触位置を常に一定にすることができない。その結果、上金型３３の加工面３３ａ上に所定の凹凸模様を形成して、その凹凸模様を被加工物Ｗ上に鍛造するような場合には、被加工物Ｗ上に鍛造された凹凸模様の上に更に凹凸模様がずれて鍛造されて、被加工物Ｗ上の凹凸模様が崩れたりすることになる。従って、上記ロッキングダイプレスにおいては、上金型３３の加工面３３ａ上に形成した所定の凹凸模様を被加工物Ｗ上に正確に鍛造することが不可能であった。
【０００６】
このような下金型に対する上金型の位相ズレを防止するための機構として、従来より、例えば特公昭４９−４００６５号公報に開示されているような技術が知られている。この従来技術においては、下金型の周囲に下リングギアが固定配置されるとともに、上金型の周囲には下リングギアに噛合される上リングギアが固定配置されている。そして、両リングギアが常に噛み合いながら旋回軸が旋回されることにより、下金型に対する上金型の位相ズレが防止されるようになっている。
【０００７】
又、特開平２−３０３５０号公報には、一方のリングギアを他方のリングギアに向かって押圧付勢するバネを設けて、両リングギアの噛み合いを確実にするようにしたものが開示されている。
【０００８】
更に、特開平２−１９７３４５号公報には、旋回軸の一部に係合片を設け、この係合片を、装置のフレームに回転可能に支持された軸の先端の溝内に係合させることにより、旋回軸の傾斜軸線の周りでの回転を阻止して、下金型に対する上金型の位相ズレを防止するようにしたものが開示されている。
【０００９】
又、従来、特開平３−２２１２３４号公報に開示されているような技術も知られている。この従来技術においては、装置のフレームに環状の部材が固定され、その部材の内周側には直径方向に延びる一対の第１の軸を介して第１の環状体が支持されている。従って、第１の環状体は第１の軸を中心として揺動可能であるとともに、第１の軸の軸線方向に沿って移動可能である。又、第１の環状体の内周側には、前記第１の軸と直交する方向に延びる一対の第２の軸を介して第２の環状体が支持されている。従って、第２の環状体は第２の軸を中心として揺動可能であるとともに、第２の軸の軸線方向に沿って移動可能である。そして、旋回軸がこの第２の環状体に対して軸線方向に相対移動可能に且つ相対回転不能に挿通されている。このような構成により、旋回軸は下金型の中心軸線の周りで自由に旋回することができるが、傾斜軸線の周りでの回転は規制され、その結果、下金型に対する上金型の位相ズレが防止される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特公昭４９−４００６５号公報に開示されているものにおいては、両リングギアがそれらの周方向における一箇所でのみ噛み合いながら旋回軸が旋回される。このため、被加工物の鍛造時において旋回軸が傾斜軸線の周りで回転しようとする力を、両リングギアの噛み合いだけで受け止めることが困難になって、その噛み合いが外れたりリングギアが破損したりするというおそれが生じるものであった。これに対して、特開平２−３０３５０号公報に開示されているものにおいては、上記したような問題が生じることを極力防止することはできる。
【００１１】
しかしながら、これら２つの従来技術において、下金型に対する上金型の位相ズレを確実に防止するためには、バックラッシュ等の影響を極力小さくするために、リングギアを極めて精密に加工する必要があり、その加工が面倒になるものであった。しかも、各金型の全周に亘ってリングギアが配置されているので、それらリングギアが両金型間における被加工物の加工状況を確認する際の邪魔になるという不具合もあった。
【００１２】
又、上記特開平２−１９７３４５号公報に開示されているものにおいては、旋回軸の一部に設けられた係合片が、装置のフレーム側に支持された軸の先端の溝内に係合されているだけである。このため、構成は簡単であるが、被加工物の鍛造時において旋回軸が傾斜軸線の周りで回転しようとする力を、係合片と軸の溝との係合部分の一箇所でのみ受け止める必要がある。従って、係合片や軸の強度を充分なものとするために、それらの部材を大型化する必要が生じたり、或いは係合部分の損耗が激しくなったりするという問題が生じるものであった。
【００１３】
更に、上記特開平３−２２１２３４号公報に開示されているものにおいては、装置のフレームに固定された環状の部材と第１の環状体、及び第１の環状体と第２の環状体とが、それぞれ第１又は第２の軸により連結されているだけである。このため、両金型間において被加工物を押圧したときの反力や、被加工物の鍛造時において旋回軸が傾斜軸線の周りで回転しようとする力を、それらの軸により確実に受け止めることが困難になり、それらの軸が変形したり折損したりするというおそれがあった。
【００１４】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、下金型に対する上金型の位相ズレを確実に防止することができるとともに、被加工物を塑性加工する際に働く各種の力が位相ズレ防止機構に作用しても、それらの力を確実に受け止めることができ、しかも被加工物の加工状況を容易に確認することができ且つ構造が簡単なロッキングダイプレスを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、旋回軸に相対回転不能に取り付けられ、一方の面に球状の接触面を備えた第１の環状体と、一方の面に前記第１の環状体の接触面と球面接触する球状の第１の接触面を備えるとともに、他方の面に球状の第２の接触面を備えた第２の環状体と、装置のフレームに固定され、一方の面に前記第２の環状体の第２の接触面と球面接触する球状の接触面を備えた第３の環状体と、第１及び第２の環状体間においてそれらの直径方向であるＸ方向に延びるように設けられ、両者をそれらの接触面に沿ったＸ方向にのみ相対移動可能に係合させる第１の係合手段と、第２及び第３の環状体間において前記Ｘ方向とほぼ直交する直径方向であるＹ方向に延びるように設けられ、両者をそれらの接触面に沿ったＹ方向にのみ相対移動可能に係合させる第２の係合手段とよりなる位相ズレ防止機構を設けたものである。
【００１６】
請求項２の発明では、第１の環状体において接触面は凹面であり、第２の環状体において第１の接触面は凸面で第２の接触面は凹面であり、第３の環状体において接触面は凸面である。
【００１７】
請求項３の発明では、第１の係合手段は、第１の環状体の接触面及び第２の環状体の第１の接触面に形成されたＸ方向に延びるキー溝と、両環状体の対向するキー溝間に挿通されたキーとよりなり、第２の係合手段は、第２の環状体の第２の接触面及び第３の環状体の接触面に形成されたＹ方向に延びるキー溝と、両環状体の対向するキー溝間に挿通されたキーとよりなるものである。
【００１８】
【作用】
従って、本発明によれば、旋回軸が固定金型の中心軸線の周りで旋回されながら、固定金型と可動金型との間において被加工物が塑性加工される。このとき、位相ズレ防止機構における第１の環状体は、旋回軸に対して相対回転不能に固定されているとともに、第２の環状体に対して球状の接触面に沿ってＸ方向にのみ相対移動可能である。又、第２の環状体は、第３の環状体に対して球状の接触面に沿ってＹ方向にのみ相対移動可能である。即ち、旋回軸は、前記中心軸線の周りでの旋回は許容されるが、自身の中心軸線つまり傾斜軸線を中心とした回転のみは確実に規制される。このため、旋回軸が中心軸線の周りを旋回されても、固定金型に対する可動金型の位相ズレは生じることがなく、両金型間には常に同一の回転位置関係が保持される。
【００１９】
又、被加工物を塑性加工する際に働く各種の力が位相ズレ防止機構に作用しても、それらの力は各環状体の大きな接触面で確実に受け止められる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を具体化した一実施例を図面に基づいて説明する。
図３に示すように、昇降台２は本体フレーム１の下部に図示しない昇降機構により昇降可能に支持され、その上面には台座３を介して固定金型としての下金型４が固定配置されている。支持ブロック５は本体フレーム１の上部に支持され、その下面に形成された取付凹所５ａには半球状の凹部６ａを有する球面座６が固定されている。支持ブロック５及び球面座６はその中心軸線が下金型４の中心軸線Ｌ１と一致するように配置され、その中心軸線Ｌ１上に位置する貫通孔５ｂ，６ｂを有している。旋回軸７はその下端に半球状をなす笠部７ａを一体に有しており、旋回軸７が前記貫通孔５ｂ，６ｂに挿通された状態で、この笠部７ａが球面座６の凹部６ａに摺動可能に接触される。可動金型としての上金型８は前記下金型４と対向するように笠部７ｂの下面に取り付けられ、その下面には円錐状の加工面８ａが形成されている。
【００２１】
円筒状をなす回転体９は本体フレーム１の上部にスリーブ１０を介して図示しない回転機構により回転可能に支持されている。回転体９はその中心軸線が前記中心軸線Ｌ１と一致するように配置され、同中心軸線Ｌ１の周りで回転されるようになっている。この回転体９には支持孔９ａが中心軸線Ｌ１に対して偏心して形成され、その支持孔９ａ内には前記旋回軸７の上端がベアリング１１を介して回転可能に且つ揺動可能に挿入支持されている。その結果、旋回軸７は前記中心軸線Ｌ１に対して所定角度傾斜した傾斜軸線Ｌ２上に配置されるとともに、上金型８の加工面８ａの先端が、中心軸線Ｌ１と傾斜軸線Ｌ２との交点Ｏ上に配置される。そして、回転体９の回転に伴い、旋回軸７が中心軸線Ｌ１の周りで旋回される。
【００２２】
位相ズレ防止機構１２は前記支持ブロック５と旋回軸７との間に介装され、この位相ズレ防止機構１２により、旋回軸７が中心軸Ｌ１の周りで旋回されたときの、下金型４に対する上金型８の位相ズレが防止されるようになっている。ここで、その位相ズレ防止機構１２の構成について、図１及び図２に従って説明する。図１及び図２に示すように、第１の環状体１３は旋回軸７の中間部にキー１４を介して相対回転不能に挿通され、旋回軸７に形成されたネジ部１５に一対のナット１６を螺着して締め付けることにより、旋回軸７に対して固定される。この第１の環状体１３の下面は接触面としての球状の凹面１３ａとなっており、その凹面１３ａには直径方向（Ｘ方向）に延びる一対のキー溝１７が形成されている。
【００２３】
第２の環状体１８はその上面が第１の接触面としての球状の凸面１８ａとなっており、旋回軸７に挿通された状態で、その凸面１８ａが前記第１の環状体１３の凹面１３ａに摺動可能に接触される。又、凸面１８ａには直径方向（Ｘ方向）に延びる一対のキー溝１９が形成され、各キー溝１９内にはそれぞれキー２０が挿通固定されている。そして、このキー２０が前記凹面１３ａ上のキー溝１７に係合されることにより、第１及び第２の環状体１３，１８が互いに球面接触された状態でＸ方向にのみ相対移動可能となっている。本実施例では、キー溝１７，１９及びキー２０により第１の係合手段が構成されている。
【００２４】
尚、第２の環状体１８の中心部に形成された挿通孔２１は、両環状体１３，１８がＸ方向に相対移動されたときに、旋回軸７と第２の環状体１８とが干渉しないような大きさに形成されている。又、第２の環状体１８の下面は第２の接触面としての球状の凹面１８ｂとなっており、その凹面１８ｂには前記キー溝１９と直交する直径方向（Ｙ方向）に延びる一対のキー溝２２が形成されている。
【００２５】
第３の環状体２３はその中心軸線が前記中心軸線Ｌ１と一致するように前記支持ブロック５上に固定され、その上面が接触面としての球状の凸面２３ａとなっている。そして、第３の環状体２３は旋回軸７に挿通された状態で、その凸面２３ａが前記第２の環状体１８の凹面１８ｂに摺動可能に接触される。又、凸面２３ａには直径方向（Ｙ方向）に延びる一対のキー溝２４が形成され、各キー溝２４内にはそれぞれキー２５が挿通固定されている。そして、このキー２５が前記凹面１８ｂ上のキー溝２２に係合されることにより、第２の環状体１８が第３の環状体２３に対して球面接触された状態でＹ方向にのみ相対移動可能となっている。本実施例では、キー溝２２，２４及びキー２５により第２の係合手段が構成されている。尚、第３の環状体２３の中心部に形成された挿通孔２６は、両環状体１８，２３がＹ方向に相対移動されたときに、旋回軸７と第３の環状体２３とが干渉しないような大きさに形成されている。
【００２６】
次に、前記のように形成されたロッキングダイプレスの作用を説明する。
さて、下金型４上に被加工物Ｗが設置された状態で、図示しない昇降機構により昇降台２が上昇されることにより、下金型４と上金型８との間に被加工物Ｗが挟まれる。この状態で、図示しない回転機構により回転体９が回転されると、旋回軸７が前記中心軸線Ｌ１の周りで旋回されて、両金型４，８間において被加工物Ｗが塑性加工される。
【００２７】
このとき、位相ズレ防止機構１２における第１の環状体１３は、旋回軸７に対して相対回転不能に固定されているとともに、第２の環状体１８に対して球面接触しながらＸ方向にのみ相対移動可能である。又、第２の環状体１８は、第３の環状体２３に対して球面接触しながら、前記Ｘ方向と直交するＹ方向にのみ相対移動可能である。即ち、旋回軸７は、回転体９の回転に伴い中心軸線Ｌ１の周りでの旋回は許容されるが、傾斜軸線Ｌ２を中心とした回転のみは確実に規制される。このため、旋回軸７が中心軸線Ｌ１の周りを旋回しても、下金型４に対する上金型８の位相ズレは生じることがなく、両金型４，８間には常に同一の回転位置関係が保持される。
【００２８】
従って、本実施例では、上金型８の加工面８ａに凹凸模様を形成して、その凹凸模様を被加工物Ｗ上に鍛造するようにしても、被加工物Ｗ上に鍛造された凹凸模様の上に更に凹凸模様がずれて鍛造されるということはなく、上金型８上の凹凸模様を被加工物Ｗ上に正確かつ確実に鍛造することができる。
【００２９】
又、本実施例では、被加工物Ｗを塑性加工する際に働く各種の力が位相ズレ防止機構１２に作用しても、それらの力を各環状体１３，１８，２３の全周に亘る大きな接触面１３ａ，１８ａ，１８ｂ，２３ａで確実に受け止めることができる。このため、位相ズレ防止機構１２を構成する各種の部材が損傷したりするおそれがなく、耐久性や信頼性に優れ、旋回軸７の旋回運動を円滑に行わせることができるとともに、上金型８の位相ズレを一層確実に防止することができる。
【００３０】
又、この位相ズレ防止機構１２は、両金型４，８の周囲に設けられているわけではなく、両金型４，８の配設位置とは関係のない旋回軸７の中間部に設けられている。このため、被加工物Ｗの塑性加工時、その加工状況を外部から容易に確認することができる。
【００３１】
更に、位相ズレ防止機構１２は、球状の凹面或いは凸面を有する３つの環状体１３，１８，２３を重ねて配置するとともに、各環状体１３，１８，２３間にそれらの相対移動方向を規制するためのキー溝やキーを設けるだけの簡単な構造であるので、その製作が容易である。しかも、旋回軸７の傾斜角度を変更するような場合でも、同一の位相ズレ防止機構１２を使用して容易に対処することができる。
【００３２】
尚、この発明は、前記実施例に限定されるものではなく、各部の構成を例えば以下のように変更して具体化してもよい。
（１）第１の環状体１３の上面側に第２の環状体１８を配置するとともに、第２の環状体１８の上面側に第３の環状体２３を配置するように構成すること。この場合には、第１の環状体１３において接触面を凸面とし、第２の環状体１８において第１の接触面を凹面とするとともに第２の接触面を凸面とし、第３の環状体２３において接触面を凹面とする。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、下金型に対する上金型の位相ズレを確実に防止することができるとともに、被加工物を塑性加工する際に働く各種の力が位相ズレ防止機構に作用しても、それらの力を確実に受け止めることができ、しかも被加工物の加工状況を容易に確認することができ且つ構造が簡単であるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化したロッキングダイプレスの一実施例における位相ズレ防止機構を拡大して示す要部正断面図。
【図２】位相ズレ防止機構を拡大して示す要部側断面図。
【図３】ロッキングダイプレスのほぼ全体を示す正断面図。
【図４】上金型の位相ズレを説明するための概略正断面図。
【図５】上金型の位相ズレを説明するための概略平面図。
【符号の説明】
１…本体フレーム、４…固定金型としての下金型、７…旋回軸、８…可動金型としての上金型、１２…位相ズレ防止機構、１３…第１の環状体、１３ａ…接触面としての凹面、１４…キー、１７…第１の係合手段を構成するキー溝、１８…第２の環状体、１８ａ…第１の接触面としての凸面、１８ｂ…第２の接触面としての凹面、１９…第１の係合手段を構成するキー溝、２０…第１の係合手段を構成するキー、２２…第２の係合手段を構成するキー溝、２３…第３の環状体、２３ａ…接触面としての凸面、２４…第２の係合手段を構成するキー溝、２５…第２の係合手段を構成するキー、Ｌ１…中心軸線、Ｌ２…傾斜軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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