(57)【要約】【課題】プレスロール成形装置において、ロール移動方向への金型の移動作業を簡便化する。【解決手段】ロール５の移動方向へ金型３をスライド可能なスライド手段８を備える。【選択図】図１
2011218375.tif 000002
【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へ前記金型をスライド可能なスライド手段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２】
前記スライド手段は、
水平かつ前記ロールの移動方向に対して傾斜して延在する係合溝を有する第１ブロックと、
前記金型に対して前記ロールの移動方向から接続して固定されると共に前記係合溝に摺動可能に嵌合する第２ブロックと、
前記第２ブロックを水平かつ前記ロールの移動方向と直交する方向に移動する駆動手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載のプレスロール成形装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、サーボモータであることを特徴とする請求項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】
ところで、プレスロール鍛造装置では、材料片を複数回に分けて成形する場合がある。このような場合には、材料片に対してロールを繰り返し押し付けることとなる。
ところが、材料片は、ロールによって押し付けられるごとに伸びて変形する。このため、従来から、材料片の伸びに合わせて金型の位置を移動し、金型の成形溝部が材料片の製品位置に合わせる作業を行っている。
【０００６】
しかしながら、従来のプレスロール鍛造装置において金型の位置を移動させるためには、一旦金型をプレスロール鍛造装置から取外し、スペーサを設置する必要があった。このため、従来のプレスロール鍛造装置では、金型を移動させるために長い時間を要した。
【０００７】
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、ロール移動方向への金型の移動作業を簡便化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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へ上記金型をスライド可能なスライド手段を備えるという構成を採用する。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記スライド手段が、水平かつ上記ロールの移動方向に対して傾斜して延在する係合溝を有する第１ブロックと、上記金型に対して上記ロールの移動方向から接続して固定されると共に上記係合溝に摺動可能に嵌合する第２ブロックと、上記第２ブロックを水平かつ上記ロールの移動方向と直交する方向に移動する駆動手段とを備えるという構成を採用する。
【００１１】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記駆動手段が、サーボモータ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、スライド手段により金型をロールの移動方向へスライドできるため、作業者が金型を取り外す必要がなくなり、ロール移動方向への金型の移動作業を簡便化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が備える金型スライド機構の上面図である。
【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。  
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、金型スライド機構８（スライド手段）と、上部ブロック９と、油圧装置１０と、ロールスライド駆動部１１と、制御装置１２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。
【００１６】
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、上方から見て移動方向Ｌの下流側が開口された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。
【００１７】
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。
ガイドレール２は、第１窪み１ａ（すなわち金型３）を中央にして両側に各々設置されている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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９の下面９ａと当接しており、上部ブロック９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。
【００２１】
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１１と接続されており、ロールスライド駆動部１１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。
【００２２】
金型スライド機構８は、ボトムロール５の移動方向Ｌへ金型３をスライドするものである。図２は、金型スライド機構８の上面図である。この図に示すように、連結ブロック８ａ（第２ブロック）と、移動ブロック８ｂ（第１ブロック）と、レール８ｃと、サーボモータ８ｄ（駆動手段）とを備えている。
【００２３】
連結ブロック８ａ、移動ブロック８ｂ及びレール８ｃは、ベース１に設けられた収容溝１ｄ内に収容されて配置されている。
【００２４】
連結ブロック８ａは、金型３に対してボトムロール５の移動方向Ｌから接続して固定されるものである。この連結ブロック８ａは、移動ブロック８ｂの係合溝８ｂ１に対して摺動可能に係合されている。
なお、連結ブロック８ａは、図２に示すように、隙間Ｓを空けて配置されており、ボトムロール５の移動方向Ｌに対して移動可能とされている。
【００２５】
移動ブロック８ｂは、ボトムロール５の移動方向Ｌに対して傾斜して延在する係合溝８ｂ１を有しており、レール８ｃに摺動可能に嵌合することによって収容溝１ｄ内をレール８ｃに沿って移動可能とされている。
【００２６】
レール８ｃは、収容溝１ｄ内に敷設され、ボトムロール５の移動方向Ｌと直交する方向に沿って延在している。
【００２７】
サーボモータ８ｄは、移動ブロック８ｂと連結しており、移動ブロック８ｂに伝達される駆動力を発生することによって移動ブロック８ｂをボトムロール５の移動方向Ｌと直交する方向に移動するものである。
【００２８】
このような金型スライド機構８では、サーボモータ８ｄで発生した駆動力が移動ブロック８ｂに伝達されて移動ブロック８ｂが移動すると、収容溝１ｄがボトムロール５の移動方向Ｌに対して傾斜されているため、収容溝１ｄに係合された連結ブロック８ａが上記移動方向Ｌに移動する。
なお、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１においては、係合溝８ｂ１がサーボモータ８ｄ側から遠のくに連れて移動方向Ｌの上流側に傾斜しており、移動ブロック８ｂがサーボモータ８ｄから遠のく側（図２の紙面左側）に移動することによって連結ブロック８ａを介して金型３が移動方向Ｌの下流側に移動し、移動ブロック８ｂがサーボモータ８ｄに近づく側（図２の紙面右側）に移動することによって連結ブロック８ａを介して金型３が移動方向Ｌの上流側に移動する。
【００２９】
図１に戻り、上部ブロック９は、トップロール６の上方に配置されており、下面９ａ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９には、上面側から油圧装置１０が接続されている。
【００３０】
油圧装置１０は、上方から上部ブロック９を押圧することによって、上部ブロック９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。
【００３１】
ロールスライド駆動部１１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１１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１１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。
【００３２】
制御装置１２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、金型スライド機構８、油圧装置１０及びロールスライド駆動部１１、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。
【００３３】
なお、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１において、制御装置１２は、材料片Ｘを複数回、金型３に対して押し付ける。つまり、制御装置１２は、ボトムロール５を繰り返し回転移動する。
【００３４】
そして、制御装置１２は、材料片Ｘの成形途中において、どのタイミングで、どの程度金型３を金型スライド機構８によって移動するかを記憶している。この制御装置１２が記憶する金型３の移動タイミング及び移動量は、材料片Ｘを用いた実験やシミュレーションに基づいて、材料片Ｘに対して最適な成形が行われるように予め求められる。
例えば、材料片Ｘを３回金型３に対して押し付けることによって成形する場合において、１回目及び２回目の押し付け工程の際には金型３を移動させず、３回目の押し付け工程にて金型３を２ｍｍあるいは３ｍｍ移動方向Ｌの下流側に移動させることによって、材料片Ｘに対して最適な成形が可能であることが実験あるいはシミュレーションにて求められた場合には、当該結果に基づいたプログラムが制御装置１２に記憶され、制御装置１２は、当該プログラムに基づいて金型スライド機構８の制御を行う。
【００３５】
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、不図示のノズルから潤滑油を噴出する。
【００３６】
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１２である。そして、制御装置１２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。
【００３７】
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１２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。
続いて、制御装置１２は、油圧装置１０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１２は、ロールスライド駆動部１１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。
また、制御装置１２は、ボトムロール５の移動を繰り返して材料片Ｘの金型３への押し付け作業を複数回繰り返し、必要に応じて金型スライド機構８を制御することによって金型３を移動する。
【００３８】
このような本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１によれば、金型スライド機構８により金型３をボトムロール５の移動方向Ｌへスライドできるため、作業者が金型３を取り外す必要がなくなり、ボトムロール５の移動方向Ｌへの金型３の移動作業を簡便化することができる。
【００３９】
また、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１においては、金型スライド機構８が、水平かつボトムロール５の移動方向Ｌに対して傾斜して延在する係合溝８ｂ１を有する移動ブロック８ｂと、金型３に対してボトムロール５の移動方向Ｌから接続して固定されると共に係合溝８ｂ１に摺動可能に嵌合する連結ブロック８ａと、連結ブロック８ａを水平かつボトムロール５の移動方向Ｌと直交する方向に移動するサーボモータ８ｄとを備えている。
このような構成を採用することによって、装置構成を複雑化することなく、金型３の移動作業を簡便化することができる。
【００４０】
また、本実施形態のプレスロール鍛造装置Ｓ１においては、サーボモータ８ｄを用いて移動ブロック８ｂを移動している。このため、移動ブロック８ｂの移動量を細かく調節することができ、金型３の位置を細かく調節することが可能となる。
【００４１】
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。
【００４２】
例えば、上記実施形態における金型スライド機構８の構成は一例であり、他の構成を採用することもできる。
具体的には、金型スライド機構８の駆動手段として油圧シリンダやエアシリンダ等を用いたり、連結ブロック８ａと移動ブロック８ｂとの換わりに単一のブロックを用いる構成を用いたりしても良い。
【００４３】
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】
【００４４】
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、１ｄ……収容溝、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……金型スライド機構（スライド手段）、８ａ……連結ブロック（第２ブロック）、８ｂ……移動ブロック（第１ブロック）、８ｂ１……係合溝、８ｃ……レール、８ｄ……サーボモータ（駆動手段）、９……上部ブロック、９ａ……下面、１０……油圧装置、１１……ロールスライド駆動部、１２……制御装置、Ｘ……材料片
【図１】
2011218375.tif 000003
【図２】
2011218375.tif 000004