(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラブを板厚方向から断続的に圧下する板厚圧下プレスの駆動装置において、
駆動モータのエネルギーを貯蔵する複数のフライホイール（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）と、該複数のフライホイールと駆動モータの間に設置されその間を接続および切離し可能な複数の連結装置（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）とを備え、
複数の連結装置を単独又は組合せて接続し、これにより、単一又は複数の前記フライホイールに所望のエネルギーを貯蔵し放出させ、
前記駆動モータの駆動力を前記駆動モータから前記板厚圧下プレスの金型まで伝達するのに不可欠な駆動力伝達系に含まれない従動軸を備え、
該従動軸から前記駆動力伝達系へおよび前記駆動力伝達系から前記従動軸へ回転駆動力が伝達可能に、前記従動軸は前記駆動力伝達系と連動するようになっており、
前記従動軸には、前記複数のフライホイールが前記連結装置を介して接続されている、ことを特徴とする板厚圧下プレスの駆動装置。
【請求項２】
前記複数の連結装置（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）は、直列に接続可能に設置されており、これにより、接続された単一又は複数のフライホイールの慣性モ−メントの和ΣＩが、最大圧下速度から最小圧下速度までに必要な慣性モ−メントを段階的に有するように設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載板厚圧下プレスの駆動装置。
【請求項３】
スラブを板厚方向から断続的に圧下する板厚圧下プレスの駆動装置において、
駆動モータのエネルギーを貯蔵する複数のフライホイール（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）と、該複数のフライホイールと駆動モータの間に設置されその間を接続および切離し可能な複数の連結装置（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）とを備え、
複数の連結装置を単独又は組合せて接続し、これにより、単一又は複数の前記フライホイールに所望のエネルギーを貯蔵し放出させ、
前記駆動モータの駆動力を前記駆動モータから前記板厚圧下プレスの金型まで伝達するのに不可欠な駆動力伝達系に含まれない第１および第２の従動軸を備え、
該第１および第２の従動軸から前記駆動力伝達系へおよび前記駆動力伝達系から前記第１および第２の従動軸へ回転駆動力が伝達可能に、前記第１および第２の従動軸は前記駆動力伝達系と連動するようになっており、
前記第１および第２の従動軸には、前記フライホイールが前記連結装置を介して接続され、
前記第１の従動軸の回転速度は、前記第２の従動軸の回転速度と異なるようになっている、ことを特徴とする板厚圧下プレスの駆動装置。
【請求項４】
前記複数の連結装置（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）は、並列に接続可能に設置されており、これにより、接続された単一又は複数のフライホイールの放出エネルギーの和ΣΔＥが、最大圧下速度から最小圧下速度までに必要な放出エネルギーを段階的に有するように設定されている、ことを特徴とする請求項３に記載板厚圧下プレスの駆動装置。
【請求項５】
前記従動軸は、前記駆動力伝達系に含まれるいずれの回転軸よりも高速で回転するようになっている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載板厚圧下プレスの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板材を板厚方向に断続的に圧下する板厚圧下プレスの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から熱間スラブを板厚方向からプレスする板厚プレス手段が提案されている。例えば、図３に模式的に示すように、特開平２−１７５０１１号の「走間サイジングプレス装置」は、被成形材料１の搬送ラインの上方と下方（あるいは左方と右方）に回転軸２を配設し、この回転軸の偏心部に所要の形状のロッドのボス部を嵌合するとともに、このロッドの先端部に被成形材料搬送ラインと対峙するように配設した金型３を連結したものである。また、圧下機構として図３に例示した偏心軸による圧下の他、例えばクランク式、その他が用いられる。
【０００３】
なお、金属材の大圧下方法としては、例えば、連鋳モールドより引抜いた鋳片ストランドを圧下する方法として特公平６−２８７８７号に「連続鋳造における鋳片ストランドの大圧下方法」が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図３に例示した板厚圧下プレス装置では、上下の回転軸２を回転させて金型３を上下動させるために、圧下モータ、減速機、及びフライホイールが通常用いられる。フライホイールは、大きな慣性モーメントによって運動エネルギーを貯蔵・放出するものである。
【０００５】
図４に模式的に示すように、板厚圧下プレスの駆動装置では、圧下モータの必要出力Ｐは圧下速度ｎ（stroke per minite:ＳＰＭ）と１回の圧下当たりの圧下エネルギーｅの積（Ｐ＝ｅ×ｎ）により決定される。また、１回の圧下エネルギーｅは、圧下モータの稼働部とフライホイールの放出エネルギーΔＥにより供給され、放出エネルギーΔＥは、下記の式１で表される。ここで、Ｉは慣性モ−メント、ω1 、ω2 はエネルギ−の放出前後のフライホイ−ル軸の角速度である。
ΔＥ＝Ｉ（ω1 2 −ω2 2 ）／２．．．（式１）
言い換えれば、図４において、フライホイ−ルの放出エネルギーΔＥは、圧下と圧下の間の無負荷又は低負荷時にモ−タから貯蔵される。
【０００６】
図４において、（Ａ）は１回の圧下エネルギーｅが大きい場合、（Ｂ）は小さい場合を示している。この図から明らかなように、駆動装置のモ−タが同一の場合、１回の圧下エネルギーｅが大きいと、エネルギーの貯蔵時間を長くする必要があり、結果として圧下速度ｎ（圧下回数）が低く、材料の送り速度も遅くなる。逆に、１回の圧下エネルギーｅが小さいと、エネルギーの貯蔵時間を短くでき、圧下速度ｎを速くできる。従って、同一条件では厚板ほど送り速度が遅く、薄板ほど速くなる。
【０００７】
一方、実際の板厚圧下プレス装置では、板の搬送速度及びこれに比例する圧下速度ｎは、下流側設備（例えば仕上圧延機群）の所望速度に対応して変更する必要がある。そのため、ある下流側速度（例えば最高圧下速度ｎmax ）に対応させてフライホイールの慣性モーメントＩ0 を設定した場合、それより遅い速度では、フライホイ−ル軸の回転速度が下がり、式１で決まるフライホイールの放出エネルギーΔＥが速度の二乗に比例して小さくなり、結果として圧下エネルギーが不足する問題が発生する。また逆に、遅い圧下速度ｎmin に対応させてフライホイールの慣性モーメントＩ0 を設定した場合には、それより速い速度では、フライホイ−ル軸の回転速度も速くなるため、式１で決まるフライホイールの放出エネルギーΔＥが速度の二乗に比例して大きくなり、圧下エネルギーが過剰となる。
【０００８】
例えば、板厚圧下プレスの下流側の圧延機群の所望速度が６００〜１２００ｒｐｍの範囲で変化する場合、最高圧下速度に対応させてフライホイールの慣性モーメントを設定した場合、圧下エネルギーｅが大きい低速域では、板厚圧下プレスの圧下速度は約１／３〜１／５程度となり、その放出エネルギーは１／９から１／２５に低減してしまう。そのため、所望の圧下エネルギーを得ることができなくなる。言い換えれば、従来の駆動装置では、圧下速度が変化するため、モ−タ出力とフライホイ−ルの放出エネルギーΔＥとのバランスがとれない問題点があった。
【０００９】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、モータ出力とフライホイールとのアンバランスを最小限に留めることができる板厚圧下プレスの駆動装置を提供することにある。言い換えれば、本発明の目的は、搬送速度及び圧下速度が低速のときに容量の大きなフライホイールで圧下エネルギーを補うことができ、高速になるに従いフライホイール容量を小さくすることができる板厚圧下プレスの駆動装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、スラブを板厚方向から断続的に圧下する板厚圧下プレスの駆動装置において、駆動モータのエネルギーを貯蔵する複数のフライホイール（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）と、該複数のフライホイールと駆動モータの間に設置されその間を接続および切離し可能な複数の連結装置（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）とを備え、複数の連結装置を単独又は組合せて接続し、これにより、単一又は複数の前記フライホイールに所望のエネルギーを貯蔵し放出させ、前記駆動モータの駆動力を前記駆動モータから前記板厚圧下プレスの金型まで伝達するのに不可欠な駆動力伝達系に含まれない従動軸を備え、該従動軸から前記駆動力伝達系へおよび前記駆動力伝達系から前記従動軸へ回転駆動力が伝達可能に、前記従動軸は前記駆動力伝達系と連動するようになっており、前記従動軸には、前記複数のライホイールが前記連結装置を介して接続されている、ことを特徴とする板厚圧下プレスの駆動装置が提供される。
また、本発明によれば、スラブを板厚方向から断続的に圧下する板厚圧下プレスの駆動装置において、駆動モータのエネルギーを貯蔵する複数のフライホイール（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）と、該複数のフライホイールと駆動モータの間に設置されその間を接続および切離し可能な複数の連結装置（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）とを備え、複数の連結装置を単独又は組合せて接続し、これにより、単一又は複数の前記フライホイールに所望のエネルギーを貯蔵し放出させ、前記駆動モータの駆動力を前記駆動モータから前記板厚圧下プレスの金型まで伝達するのに不可欠な駆動力伝達系に含まれない第１および第２の従動軸を備え、該第１および第２の従動軸から前記駆動力伝達系へおよび前記駆動力伝達系から前記第１および第２の従動軸へ回転駆動力が伝達可能に、前記第１および第２の従動軸は前記駆動力伝達系と連動するようになっており、前記第１および第２の従動軸には、前記フライホイールが前記連結装置を介して接続され、前記第１の従動軸の回転速度は、前記第２の従動軸の回転速度と異なるようになっている、ことを特徴とする板厚圧下プレスの駆動装置が提供される。
【００１１】
上記本発明の構成によれば、複数の連結装置（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）を単独又は組合せて接続することにより、接続した単一又は複数のフライホイールのみにエネルギーを貯蔵し放出させることができる。従って、下流側の速度に対応させて板厚圧下プレスの圧下速度を変化させた場合に、その変化に対応した単一又は複数のフライホイールを選択して接続することにより、モータ容量とのバランスのとれたフライホイールとすることができ、必要なモータ容量を最小限に低減できかつ駆動系の小型化ができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記複数の連結装置（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）は、直列に接続可能に設置されており、これにより、接続された単一又は複数のフライホイールの慣性モ−メントの和ΣＩが、最大圧下速度から最小圧下速度までに必要な慣性モ−メントを段階的に有するように設定されている。
この構成により、複数の連結装置（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）を順次直列に接続することにより、接続された単一又は複数のフライホイールの慣性モ−メントの和ΣＩを、段階的に大きくすることができ、最大圧下速度から最小圧下速度までに必要な慣性モ−メントを持たせることができる。
【００１３】
また、別の好ましい実施形態によれば、前記複数の連結装置（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）は、並列に接続可能に設置されており、これにより、接続された単一又は複数のフライホイールの放出エネルギーの和ΣΔＥが、最大圧下速度から最小圧下速度までに必要な放出エネルギーを段階的に有するように設定されている。
この構成により、複数の連結装置（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）を並列に接続することにより、任意の組合せで複数のフライホイールの放出エネルギーの和ΣΔＥを設定し、最大圧下速度から最小圧下速度までに必要な放出エネルギーを供給することができる。また、この構成では、回転速度の異なる位置にフライホイールを連結して、その必要慣性モ−メントを小さくすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１５】
図１は、本発明によるプレス駆動装置の第１実施形態を示す構成図である。この図において、４は駆動モータ、５は減速装置、６はドライブシャフト、７は入力軸であり、駆動モータ４により減速装置５の入力軸７（駆動軸）を回転駆動し、減速装置５の２本の出力軸に連結されたドライブシャフト６により、上下の回転軸２を回転させて金型３を上下動させ、フラブ１（板材）を板厚方向に断続的に圧下するようになっている。
【００１６】
図１に示すように、本発明のプレス駆動装置１０は、更に、複数（この例では３つ）のフライホイール１２ａ，１２ｂ，１２ｃと複数（この例では３つ）の連結装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃを備える。
フライホイール１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、それぞれ慣性モ−メントＩ1,Ｉ2,Ｉ3 を有している。また、この例では、減速装置５の駆動軸７より延長された回転軸に動力伝達手段１１（例えばベルト又は歯車装置）を設け、その従動軸８に大中小のフライホイール１２ａ，１２ｂ，１２ｃを回転自在に支持し、かつ回転軸方向にシフト可能なシフトギヤ１４ｂ，１４ｃ（連結装置：例えばクラッチ）を介してフライホイールと接続・切離しができるようになっている。また、図１の例では、最小フライホイール１２ａは従動軸８に固定軸継手１４ａに固定して連結されている。
【００１７】
すなわち複数の連結装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、動力伝達手段１１の従動軸８に直列に接続可能に設置されている。また、各フライホイール１２ａ，１２ｂ，１２ｃの慣性モ−メントＩ1,Ｉ2,Ｉ3 は、複数の連結装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ接続された単一又は複数のフライホイールの慣性モ−メントの和ΣＩが、最大圧下速度から最小圧下速度までに必要な慣性モ−メントを段階的に有するように設定されている。この段階的な慣性モ−メントの和ΣＩは、この例では、Ｉ1 ，Ｉ1 ＋Ｉ2 ，Ｉ1 ＋Ｉ2 ＋Ｉ3 となる。
従って、複数の連結装置を単独又は組合せて接続し、これにより、単一又は複数のフライホイールに所望のエネルギーを貯蔵し放出させることができる。また、図１の例では、最小フライホイール１２ａは従動軸８に固定しているので、付加させるフライホイール１２ｂ，１２ｃをクラッチを介して接続し、順次慣性質量を付加させることができる。
【００１８】
図２は、本発明による板厚圧下プレス駆動装置の第２実施形態を示す構成図である。この図において、本発明のプレスの駆動装置１０は、複数の連結装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃが並列に接続可能に設置されている。すなわち、この例では、連結装置１４ａ，１４ｂ及びこれにより連結・切離しされるフライホイール１２ａ，１２ｂが従動軸８（回転速度Ｎ２）に連結され、連結装置１４ｃ及びこれに連結・切離しされるフライホイール１２ｃが従動軸９（回転速度Ｎ３）に連結されている。
また、連結装置１４ａ，１４ｂ及び１４ｃにより接続された単一又は複数のフライホイールの放出エネルギーの和ΣΔＥが、最大圧下速度から最小圧下速度までに必要な放出エネルギーを段階的に有するように設定されている。
【００１９】
上記本発明の構成によれば、複数の連結装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃを単独又は組合せて接続することにより、接続した単一又は複数のフライホイールのみにエネルギーを貯蔵し放出させることができる。従って、下流側の速度に対応させて板厚圧下プレスの圧下速度を変化させた場合に、その変化に対応した単一又は複数のフライホイールを選択して接続することにより、モータ容量とのバランスのとれたフライホイールとすることができ、必要なモータ容量を最小限に低減できかつ駆動系の小型化ができる。
【００２０】
また、複数の連結装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃを直列に接続可能に設置することにより、接続された単一又は複数のフライホイールの慣性モ−メントの和ΣＩを、段階的に大きくすることができ、最大圧下速度から最小圧下速度までに必要な慣性モ−メントを持たせることができる。
【００２１】
更に、複数の連結装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃを並列に接続可能に設置することにより、任意の組合せで複数のフライホイールの放出エネルギーの和ΣΔＥを設定し、最大圧下速度から最小圧下速度までに必要な放出エネルギーを供給することができる。また、この構成では、回転速度の異なる位置にフライホイールを連結して、その必要慣性モ−メントを小さくすることができる。
【００２２】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば、フライホイールは３台に限定れず、２台又は４台以上でもよく、その取付軸も１本に限定されず、速度の異なる複数の位置に取り付けることができる。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように、本発明の板厚圧下プレスの駆動装置は、モータ出力とフライホイールとのアンバランスを最小限に留めることができ、搬送速度及び圧下速度が低速のときに容量の大きなフライホイールで圧下エネルギーを補うことができ、高速になるに従いフライホイール容量を小さくすることができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による板厚圧下プレス駆動装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明による板厚圧下プレス駆動装置の第２実施形態を示す構成図である。
【図３】従来の板厚プレス装置の模式図である。
【図４】フライホイールの原理図である。
【符号の説明】
１  スラブ（板材）
２  回転軸
３  金型
４  駆動モータ
５  減速装置
６  ドライブシャフト
７  入力軸（駆動軸）
１０  プレス駆動装置
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  フライホイール
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ  連結装置
【図１】
0004072661.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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