(57)【要約】      （修正有）【課題】プレス全体の高さ寸法が低く、機械式プレスの高速かつ精度の良い運転が可能な複動鍛造プレスを提供する。【解決手段】スライド７に加圧力を供給するメイン加圧装置と、パンチに加圧力を供給するサブ加圧装置とを備え、スライド７にヨーク６が水平方向に摺動自在に嵌められ、ヨーク６にエキセン軸５の偏心部５ａが回転自在に嵌められている。コンロッドを使用する場合に比べてプレス１の高さ寸法を低くすることができる。スライド７やベッド３にサブ加圧装置を取り付けてもプレス１全体の高さ寸法を低くすることができる。機械式プレスであるので高速かつ精度の良い運転が可能である。【選択図】図１
2011224576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型が取り付けられるスライドに加圧力を供給するメイン加圧装置と、パンチに加圧力を供給するサブ加圧装置とを備える複動鍛造プレスであって、
前記メイン加圧装置は、
前記スライドにヨークが水平方向に摺動自在に嵌められ、
前記ヨークにエキセン軸の偏心部が回転自在に嵌められている
ことを特徴とする複動鍛造プレス。
【請求項２】
前記ヨークと前記エキセン軸の偏心部との間に、両者に対して回転可能に配設された偏心部材と、
該偏心部材を回転させる回転手段とからなるシャットハイト調整機構を備えている
ことを特徴とする請求項１記載の複動鍛造プレス。
【請求項３】
前記スライドとベッドのいずれか一方、または両方にサーボ制御で駆動するサブ加圧装置が取り付けられている
ことを特徴とする請求項１または２記載の複動鍛造プレス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複動鍛造プレスに関する。さらに詳しくは、閉塞鍛造等に用いられる、複数の加圧装置を備えた複動鍛造プレスに関する。
【背景技術】
【０００２】
閉塞鍛造は、上下金型とパンチを用い、上下金型を型締めして素材を型空間に閉じ込めた後、素材にパンチを押し込んで型空間を埋め尽くして成形する方法である。この閉塞鍛造には複動鍛造プレスが用いられ、複数の加圧装置で上下金型とパンチとを別々のタイミングで加圧するようになっている。
【０００３】
鍛造プレスとして、コンロッド式、ナックル式、リンク式等の機械式のものがある（特許文献１，２，３参照）。
図６および図７に示すように、一般的なコンロッドプレスは、エキセン軸101と、エキセン軸101の偏心部に回転自在に嵌め込まれたコンロッド102が用いられ、コンロッド102の下端にスライド103が揺動自在に取り付けられた構造を有している。このため、エキセン軸101を回転させるとコンロッド102が揺動し、スライド103を上下に昇降させることができる。
【０００４】
しかしながら、コンロッド102はある程度の長さを有しているので、コンロッド102の長さの分だけプレス全体の高さ寸法が高くなる。
コンロッドプレスを複動鍛造プレスにするには、スライド103やベッド104にパンチ用の加圧装置105，105を設置すればよいが、この場合、さらにプレス全体の高さ寸法が高くなってしまう。
【０００５】
コンロッドプレス等の機械式プレスはシンプルな回転運動と直線運動だけでスライド駆動ができるので、液圧式プレスに比べて高速かつ精度の良い運転ができる。しかし、上記のごとくプレス全体の高さ寸法が高くなってしまうことから、従来は、複動鍛造プレスには主に液圧プレスが用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１４１０９１
【特許文献２】特開２０００−１４０９５２
【特許文献３】特開平２−２５２９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、プレス全体の高さ寸法が低く、機械式プレスの高速かつ精度の良い運転が可能な複動鍛造プレスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の複動鍛造プレスは、金型が取り付けられるスライドに加圧力を供給するメイン加圧装置と、パンチに加圧力を供給するサブ加圧装置とを備える複動鍛造プレスであって、前記メイン加圧装置は、前記スライドにヨークが水平方向に摺動自在に嵌められ、前記ヨークにエキセン軸の偏心部が回転自在に嵌められていることを特徴とする。
第２発明の複動鍛造プレスは、第１発明において、前記ヨークと前記エキセン軸の偏心部との間に、両者に対して回転可能に配設された偏心部材と、該偏心部材を回転させる回転手段とからなるシャットハイト調整機構を備えていることを特徴とする。
第３発明の複動鍛造プレスは、第１または第２発明において、前記スライドとベッドのいずれか一方、または両方にサーボ制御で駆動するサブ加圧装置が取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、スライドの駆動にコンロッドを使用しないので、コンロッドを使用する場合に比べてプレスの高さ寸法を低くすることができる。そのため、スライドやベッドにサブ加圧装置を取り付けてもプレス全体の高さ寸法を低くすることができる。また、機械式プレスであるので高速かつ精度の良い運転が可能である。
第２発明によれば、偏心部材を回転させれば、偏心部材の中心は上下に移動し、偏心部材の回転に応じてスライドが上下に移動するから、シャットハイトを変化させることができる。また、ヨークとエキセン軸の偏心部との間に偏心部材を配置しているだけであるから、プレス全体の高さ寸法を低くすることができる。
第３発明によれば、金型とパンチをそれぞれ個別にサーボ制御で駆動するので、金型やパンチを単独で動作させたり、同期させて動作させたりすることができ、自由なモーションが可能になる。また、サーボ制御で駆動するので、高速かつ精度の良い運転が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る複動鍛造プレスの正面視断面図である。
【図２】図１のII−II線矢視断面図である。
【図３】サブ加圧装置の説明図である。
【図４】成形工程の説明図である。
【図５】他の実施形態に係るスライド側サブ加圧装置の説明図である。
【図６】従来例の複動鍛造プレスの正面視断面図である。
【図７】図６のVII−VII線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１および図２において、プレス１は、フレーム２とベッド３と、それらを結ぶ４本のタイロッド４を有している。なお、プレス１は、フレーム２に代えてクラウンとアプライトを有するものでもよい。
【００１２】
まず、メイン加圧装置を説明する。
フレーム２には、エキセン軸５が取り付けられている。エキセン軸５は、その軸方向中央部に偏心部５ａが設けられている。そして、エキセン軸５は、その偏心部５ａを挟むように一対の同軸部５ｂ，５ｂが設けられており、この一対の同軸部５ｂ，５ｂがフレーム２に回転自在に支持されている。
このエキセン軸５の偏心部５ａには、スライド７が取り付けられている。このスライド７には、図１における左右方向の面間を貫通する摺動室７ｈが形成されており、その摺動室７ｈ内に偏心部５ａを収容するように形成されている。
【００１３】
なお、エキセン軸５には、減速機等を介してサーボモータ等の駆動機構が連結されている。
また、スライド７はスライドガイドにより上下の昇降が案内されている。
【００１４】
エキセン軸５の偏心部５ａは、ヨーク６に回転自在に嵌められている。このヨーク６は、前記スライド７の摺動室７ｈに、エキセン軸５の軸方向と直行する水平方向（図２では左右方向）に摺動自在に嵌められている。つまり、エキセン軸５の偏心部５ａとスライド７は、ヨーク６を介して連結されているのである。
【００１５】
以上のごとき構成であるから、駆動機構を作動させればエキセン軸５が回転し、エキセン軸５の回転に伴ってヨーク６が上下動と水平動を組み合わせた動作を行い、このヨーク６の動作によりスライド７が上下に移動する。
【００１６】
つぎに、シャットハイト調整機構５０を説明する。
図１および図２に示すように、ヨーク６とエキセン軸５の偏心部５ａの外周との間には、シャットハイト調整機構５０の偏心部材５１が設けられている。この偏心部材５１は、その軸方向（図１では左右方向）と直交する断面において、外周面（ヨーク６と接する面）の中心と内周面（偏心部５ａと接する面）の中心が偏心したスリーブである。
そして、この偏心部材５１は、その外周面に沿ってウォームホイール51gが設けられている。なお、ヨーク６内面には、その内周面に沿って溝状の空間が形成されており、偏心部材５１のウォームホイール51gはこの溝状の空間内にヨーク６内面と接触しないように配置されている。ウォームホイール51gは環状の偏心部材５１の外周にネジを切るだけであるので加工が容易であり、低コストで製造することができる。
【００１７】
また、ヨーク６の上部には、エキセン軸５の軸方向と直交する方向に沿って、前記溝状の空間と連通する貫通孔が形成されており、この貫通孔内には回転手段５２が設けられている。この回転手段５２は、例えば油圧モータや減速機付電動モータ、サーボモータ等の駆動装置52aと、その駆動装置52aにより回転されるウォーム軸52bとを備えており、ウォーム軸52bの基端に駆動装置52aが取り付けられている。駆動装置52aはヨーク６に固定されており、ウォーム軸52bはエキセン軸５の軸方向と直行する方向に設置され、ウォームホイール51gと噛み合っている。
【００１８】
したがって、駆動装置52aを作動させれば、ウォーム軸52b・ウォームホイール51gが回転し、偏心部材５１をエキセン軸５の偏心部５ａ周りに回転させることができる。偏心部材５１が回転すれば、偏心部材５１の中心が上下動し、ヨーク６は偏心部５ａに対して上下動する。言い換えれば、ヨーク６はスライド７に対して上下動する。すると、ヨーク６の上下動に応じてスライド７は上下に移動するから、シャットハイトを変化させることができる。
【００１９】
また、偏心部材５１は環状の部材でありその厚みも薄いので、ヨーク６を大型化しなくても、偏心部材５１をヨーク６とエキセン軸５の偏心部５ａとの間に配置することができる。すると、シャットハイト調整機構５０を設けても、プレス１の高さ寸法を低くすることができる。
【００２０】
なお、上記の例では、回転手段５２をヨーク６の上部に設けているが、回転手段５２を設ける位置はとくに限定されず、ヨーク６の下部やヨーク６の前後等に設けてよい。つまり、ウォーム軸52bを偏心部材５１のウォームホイール51gに噛み合わせることができるのであれば、回転手段５２を設ける位置は特に限定されない。
【００２１】
さらになお、偏心部材５１を回転させる構成は上記のごとき構成に限られない。例えば、偏心部材５１の外周面に歯車を設け、この歯車と噛み合うラックを設け、このラックをシリンダ等の駆動装置によって進退させて偏心部材５１を回転させる構成でもよいし、偏心部材５１の外周面に設けた歯車と噛みあうピニオンギアを設けこのピニオンギアを回転させて偏心部材５１を回転させる構成でもよい。また、偏心部材５１に、エキセン軸５の軸方向と直交するネジ孔を備えたナット部を設け、このナット部にネジ軸を螺合させた構造としてもよい。この場合には、ネジ軸を回転させることによってナット部をネジ軸方向に移動させることができるから偏心部材５１を回転させることができる。
【００２２】
また、上記実施形態では、一つヨーク６によってスライド７とエキセン軸５の偏心部５ａとを連結する構成を説明したが、複数のヨーク６によってスライド７とエキセン軸５の偏心部５ａとを連結するようにしてもよい。
【００２３】
そして、複数のヨーク６を設けた場合、隣接するヨーク６間の空間に偏心部材５１のウォームホイール51gを配設し、この空間に偏心部材５１を回転させる回転手段５２を配設すれば、ヨーク６に偏心部材５１のウォームホイール51gや回転手段５２を設置するための特別な空間を設ける必要がないので、ヨーク６の構造が複雑になることを防ぐことができる。
【００２４】
つぎに、サブ加圧装置８０，９０を説明する。
図１および図２に示すように、サブ加圧装置８０，９０はスライド７の下部およびベッド３の内部または下部に取り付けられる。
図３に示すように、スライド７の下部に取り付けられるスライド側サブ加圧装置８０は、スライド７の下部に直接取り付けられる枠体８１と、枠体８１の内部に設けられる油圧シリンダ８２とを備えている。枠体８１の底面には上型８３が取り付けられており、油圧シリンダ８２のロッドにはパンチ８４が取り付けられている。パンチ８４の先端は上型８３に形成された孔から型空間内に押し込めるようになっている。
【００２５】
油圧シリンダ８２のピストン側油室に圧油を供給すれば、油圧シリンダ８２が伸長し、パンチ８４に加圧力を供給することができ、ロッド側油室に圧油を供給すれば、油圧シリンダ８２が収縮し、パンチ８４を上昇させることができる。
【００２６】
ベッド３の内部に取り付けられるベッド側サブ加圧装置９０は、ベッド３の内部に設けられる油圧シリンダ９２（図３ではロッドのみ図示）を備えている。ベッド３の上面には下型９３が取り付けられており、油圧シリンダ９２のロッドはパンチと同様の機能・目的を有するダイスリーブ９４に連結している。ダイスリーブ９４はその先端が下型９３に形成された孔から型空間内に押し込めるようになっている。
なお、下型９３は上方に付勢するスプリング等を介してベッド３に固定されており、垂直方向に摺動可能となっている。
【００２７】
油圧シリンダ９２のピストン側油室に圧油を供給すれば、油圧シリンダ９２が伸長し、ダイスリーブ９４に加圧力を供給することができ、ロッド側油室に圧油を供給すれば、油圧シリンダ９２が収縮し、ダイスリーブ９４を下降させることができる。
【００２８】
また、油圧シリンダ９２のロッド内部にはノックアウトシリンダ９５が設けられており、そのロッドにはインナーダイ９６が取り付けられている。インナーダイ９６は、下型の一部を構成すると共に、ノックアウトピンとしてワークを下型９３から外すことができるようになっている。
【００２９】
油圧シリンダ８２，９２はサーボモータ等でサーボ制御される。例えば、油圧シリンダ８２，９２に作動油を供給する油圧ポンプをサーボ制御式とし、作動油の吐出量を制御することで、油圧シリンダ８２，９２をサーボ制御する。また、油圧シリンダ８２，９２に作動油を供給する油圧回路中に流量制御バルブを設け、その流量制御バルブをサーボ制御して作動油の流量を制御することで、油圧シリンダ８２，９２をサーボ制御してもよい。
【００３０】
なお、サブ加圧装置８０，９０は、油圧シリンダに限定されず、ボールネジ等を用いた駆動装置としてもよい。また、その駆動方法はサーボ制御ができるものであれば、特に限定されない。
【００３１】
さらになお、上記実施形態では、スライド７の下部およびベッド３の内部にサブ加圧装置８０，９０を取り付けたが、成形するワークによってスライド７あるいはベッド３の一方に取り付ける形態としてもよい。
【００３２】
つぎに、図４に基づき、本実施形態のプレス１でギヤを閉塞鍛造する場合を例に挙げて、その成形工程を説明する。
（１）成形開始
下型９３、ダイスリーブ９４、インナーダイ９６で構成される空間内に素材Ｗを配置した後に、メイン加圧装置によってスライド７を降下させ上型８３と下型９３とを接触させ、素材Ｗを型空間内に閉じ込める（Ａ）。この段階ではスライド７はストロークエンドより少し上方であり、パンチ８４は予め形成された素材Ｗの孔に挿入された状態となっている。
【００３３】
（２）プリフォーム成形
つぎに、メイン加圧装置でスライド７に加圧力を供給し上下金型８３，９３を型締めする（Ｂ）。このとき、下型９３は上型８３に押されて下方に摺動する。一方、ダイスリーブ９４、インナーダイ９６は固定されているので、型空間が狭くなり、素材Ｗが型空間の隅へ充填される。これにより大体の成形ができる。
【００３４】
（３）最終成形
つぎに、メイン加圧装置でスライド７がストロークエンドに達するまで加圧し、さらにスライド側サブ加圧装置８０でパンチ８４に加圧力を供給することにより、素材Ｗにパンチ８４を押し込む。これにより、素材Ｗが型空間を埋め尽くして成形が完了する（Ｃ）。
このとき、ベッド側サブ加圧装置９０によるダイスリーブ９４への加圧力を調整することで、素材Ｗの成形を調整することができる。すなわち、上型８３、パンチ８４の加圧が不足するときはダイスリーブ９４に加圧力を増加して成形を完全にし、上型８３、パンチ８４の加圧が過大のときはダイスリーブ９４の加圧力を緩めて、上下金型８３，９３、パンチ８４，９４が壊れるのを防ぐことができる。なお、パンチ８４の加圧力を調整することでも同様の効果を奏することができる。
【００３５】
（４）製品取出し
最後に、スライド７、パンチ８４を上昇させるとともに、ノックアウトシリンダ９５でインナーダイ９６を突き上げることで、素材Ｗを下型９３、ダイスリーブ９４から外して製品として取り出す（Ｄ）。
【００３６】
以上のように、閉塞鍛造には上型８３およびパンチ８４，９４を同期させて、精度の良く動作させることが必要となる。
スライド７はエキセン軸５に連結された駆動機構によりサーボ制御されており、パンチ８４，９４はスライド７とは別の駆動装置によりサーボ制御されるため、上型８３やパンチ８４，９４を単独で動作させたり、同期させて動作させたりすることができ、自由なモーションが可能になる。
また、サーボ制御で駆動するので、精度よく運転することができる。
【００３７】
本実施形態では、油圧シリンダ８２のロッド内に位置検出器８５が挿入されており（図３参照）、この位置検出器８５によりパンチ８４の位置を検出することができるようになっている。同様に油圧シリンダ９２のロッド内に位置検出器が挿入されており（図示せず）、この位置検出器によりダイスリーブ９４の位置を検出することができるようになっている。このように、位置検出器を設ければ、同期やモーションの制御を容易に行うことができる。
【００３８】
また、図５に示すように、成形するワークによっては、上記実施形態のスライド側サブ加圧装置８０において、油圧シリンダ８２のロッド内部に上ノックアウトシリンダ８６を設ける実施形態としてもよい。この場合、油圧シリンダ８２のロッドはパンチ８４と乖離可能に連結されており、かつ、パンチ８４と上型８３との間に挿入されるパンチスリーブ８７と連結されている。上ノックアウトシリンダ８６のロッドはパンチ８４のみに連結されている。
このようにすることで、パンチ８４はノックアウトピンとしてワークを上型８３から外すことができるようになる。
【００３９】
本発明に係るプレス１は、スライド７の駆動にコンロッドを使用しないので、コンロッドを使用する場合に比べてプレス１の高さ寸法を低くすることができる。そのため、スライド７やベッド３にサブ加圧装置８０，９０を取り付けてもプレス１全体の高さ寸法を低くすることができる。
さらに、機械式プレスであるので高速かつ精度の良い運転が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１      プレス
２      フレーム
３      ベッド
４      タイロッド
５      エキセン軸
５ａ    偏心部
５ｂ    同軸部
６      揺動部材
７      スライド
５０    シャットハイト調整機構
５１    偏心部材
５２    回転手段
８０    スライド側サブ加圧装置
８１    枠体
８２    油圧シリンダ
８３    上型
８４    パンチ
９０    ベッド側サブ加圧装置
９２    油圧シリンダ
９３    下型
９４    ダイスリーブ
【図１】
2011224576.tif 000003
【図２】
2011224576.tif 000004
【図３】
2011224576.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011224576.tif 000007
【図６】
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【図７】
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