(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦軸式のクランク軸を軸受を介してコネクティングロッドに嵌合して連結するとともに、そのクランク軸の両端部を軸受を介してチョックで支持し、このクランク軸の回転をコネクティングロッドにより往復運動に変換し、この往復運動によって金型を前後に往復運動させる幅圧下プレスにおいて、
前記コネクティングロッドおよび前記チョック内の軸受の軸受内部隙間が鉛直方向に関して均等でない状態から、これら軸受内部隙間を鉛直方向に関して均等にする程度に、コネクティングロッドの自重とクランク軸の自重をそれぞれ支えるコネクティングロッド支持手段およびクランク軸支持手段と、
前記コネクティングロッド支持手段およびクランク軸支持手段により前記軸受内部隙間が鉛直方向に関して均等にされている状態で、前記コネクティングロッドに金型と反対の方向に予圧をかける予圧手段と、を設けたことを特徴とする幅圧下プレス。
【請求項２】
前記クランク軸の下端側に設けられたチョックは、幅圧下プレスのハウジングに片持ちで支持されており、
さらに、該チョック内の軸受の軸受内部隙間を鉛直方向に関して均等でない状態から、該軸受内部隙間を鉛直方向に関して均等にする程度に、該チョックの自重を支えるチョック支持手段を設け、
前記予圧手段は、前記チョック支持手段により該チョック内の軸受の軸受内部隙間が鉛直方向に関して均等にされている状態で、前記コネクティングロッドに金型と反対の方向に予圧をかける、請求項１に記載の幅圧下プレス。
【請求項３】
前記コネクティングロッド支持手段は、一端が前記コネクティングロッドの重心近傍に結合され、他端が幅圧下プレスのケーシングに結合されたシリンダーまたはバネである、請求項１または請求項２に記載の幅圧下プレス。
【請求項４】
前記クランク軸支持手段は、前記クランク軸の下端面に軸受を介して設けられるシリンダー、ジャッキまたはバネである、請求項１から請求項３のいずれかに記載の幅圧下プレス。
【請求項５】
前記予圧手段は、一端が前記コネクティングロッドに連結され、他端が幅圧下プレスのケーシングに連結されたシリンダーまたはバネである、請求項１から請求項４のいずれかに記載の幅圧下プレス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄鋼材料および非鉄材料の幅を圧下する幅圧下プレスに関し、とくに縦軸式のクランク軸を使用した幅圧下プレスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に幅圧下プレスは、被加工材であるスラブの両側に設けられた一対の金型の往復運動によって、スラブの幅を圧下するものである。図４は従来の縦軸式のクランク軸を使用した幅圧下プレスの概略構成図である。この図に示すように、幅圧下プレスは、幅Ｅだけ偏心したクランク軸１，そのクランク軸１が嵌合されたコネクティングロッド２，そのコネクティングロッド２と連結された球面座３，その球面座３に連結された金型位置調整機構４，その金型位置調整機構４の外殻であるスライダー１９に連結された金型５，クランク軸１の両端部を支持する上側チョックおよび下側チョック（図示せず），前記スライダー１９に連結され、金型位置調整機構４の内部に発生する隙間を無くすバランスシリンダー２６，などから構成されている。このクランク軸１を図示しないモータなどにより回転させ、そのクランク軸１の回転をコネクティングロッド２によって往復運動に変換し、金型５に伝達している。また、図示していないが、コネクティングロッド２および各チョックの内部には、円筒コロ軸受や円錐コロ軸受などの軸受が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した幅圧下プレスにおいて、コネクティングロッドの軸受や金型位置調整機構の内部に隙間が発生することがある。金型位置調整機構に発生した隙間については、上述したバランスシリンダーにより調節することができるが、コネクティングロッドの軸受に発生した隙間（以下、軸受内部隙間という）については、その軸受内部隙間を調節することができなかった。この軸受内部隙間が発生した状態において、コネクティングロッドの軸受に対して、その負荷方向（金型側）に軸受内部隙間が発生した場合には、負荷時にコネクティングロッドまたは軸受に急激に負荷がかかり、衝撃が大きく、故障および騒音の原因となっていた。また、その軸受内部隙間により、無負荷時には軸受のコロの回転速度が落ち、負荷時には急に加速されるため、コロに滑りが生じやすく、表面が粗れて軸受の寿命が短くなる、などの問題点があった。
【０００４】
そこで、コネクティングロッドの軸受や金型位置調整機構に発生した隙間を無くすため、図５や特開平５−３１５０５号公報に記載されているようなものが提案されている。図５に示す幅圧下プレスは、上述したバランスシリンダーを設ける代わりに、幅圧下プレスのハウジング８と金型位置調整機構４との間にプルバックシリンダー９，９を設けたものである。このプルバックシリンダー９，９は、先端部が金型位置調整機構４のスライダー１９に固着され、本体部がハウジング８に固着された油圧シリンダーであり、常に、金型位置調整機構４のスライダー１９を金型５と反対側（ハウジング８側）に引っ張るようにして、金型位置調整機構４の内部に隙間だけでなく、コネクティングロッド２の軸受（図示せず）の軸受内部隙間をも無くそうとするものである。
【０００５】
しかし、上述したような隙間を無くす手段では、常に、プルバックシリンダー９，９を収縮させているため、スライダー１９を金型５と反対の方向に移動させることができ、金型位置調整機構４の内部の隙間を無くすことができるが、軸受として円錐コロ軸受を使用した場合には、コネクティングロッド２の軸受において金型５側に軸受内部隙間が残存している場合もある。ここで、図６は円錐コロ軸受を使用した幅圧下プレスのクランク軸周辺の断面図である。この図に示すように、コネクティングロッド２の軸受１０では、コネクティングロッド２の自重により、円錐コロ軸受の上側コロ１０ａのみが軸受１０に接触し、下側コロ１０ｂには軸受内部隙間Ｃが発生している。また、チョック６，７の軸受１１，１２では、クランク軸１の自重により、円錐コロ軸受の下側コロ１１ｂ，１２ｂのみが軸受１１，１２に接触し、上側コロ１１ａ，１２ａには軸受内部隙間Ｃが発生している。このように、円錐コロ軸受の一方のコロ１０ａ，１１ｂ，１２ｂのみが軸受１０，１１，１２に接触し、他方のコロ１０ｂ，１１ａ，１２ａは軸受１０，１１，１２から離れているため、上述のプルバックシリンダー９，９を収縮させたとしても、両方のコロに均等に力が加わらず、この軸受内部隙間Ｃを無くすことが困難であった。また、この軸受内部隙間Ｃを無くそうとすれば、非常に大きな収縮力を必要とし、装置が大型化するばかりでなく、金型位置調整機構や各軸受１０，１１，１２にかかる負担が大きくなり、故障しやすくなる、などの問題点があった。さらに、左右のプルバックシリンダー９，９において負荷の繰り返し数が異なるため、その伸縮操作が煩雑になり、油漏れなどのトラブルが増える、などの問題点もあった。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものである。すなわち、コネクティングロッドの軸受に発生する軸受内部隙間を効率よく無くすことができ、コネクティングロッドおよび軸受に急激に負荷がかかることがない幅圧下プレスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、縦軸式のクランク軸を軸受を介してコネクティングロッドに嵌合して連結するとともに、そのクランク軸の両端部を軸受を介してチョックで支持し、このクランク軸の回転をコネクティングロッドにより往復運動に変換し、この往復運動によって金型を前後に往復運動させる幅圧下プレスにおいて、前記コネクティングロッドおよび前記チョック内の軸受の軸受内部隙間が鉛直方向に関して均等でない状態から、これら軸受内部隙間を鉛直方向に関して均等にする程度に、コネクティングロッドの自重とクランク軸の自重をそれぞれ支えるコネクティングロッド支持手段およびクランク軸支持手段と、前記コネクティングロッド支持手段およびクランク軸支持手段により前記軸受内部隙間が鉛直方向に関して均等にされている状態で、前記コネクティングロッドに金型と反対の方向に予圧をかける予圧手段と、を設けたことを特徴とする幅圧下プレスが提供される。
また、前記クランク軸の下端側に設けられたチョックは、幅圧下プレスのハウジングに片持ちで支持されており、さらに、該チョック内の軸受の軸受内部隙間を鉛直方向に関して均等でない状態から、該軸受内部隙間を鉛直方向に関して均等にする程度に、該チョックの自重を支えるチョック支持手段を設け、前記予圧手段は、前記チョック支持手段により該チョック内の軸受の軸受内部隙間が鉛直方向に関して均等にされている状態で、前記コネクティングロッドに金型と反対の方向に予圧をかけてもよい。
【０００８】
上述した本発明の幅圧下プレスの構成によれば、コネクティングロッドおよびクランク軸の自重を支える手段を設けたことにより、コネクティングロッドおよびチョック内の軸受の軸受内部隙間を均等にすることができる。したがって、その状態で、予圧手段によりコネクティングロッドに金型と反対の方向に予圧をかければ、各軸受に対して均等に予圧をかけることができ、少ない負荷で確実に軸受内部隙間を無くすことができ、コネクティングロッドおよび軸受に急激に負荷がかからないようにすることができる。
【０００９】
また、本発明の実施の形態によれば、前記コネクティングロッド支持手段は、一端が前記コネクティングロッドの重心近傍に結合され、他端が幅圧下プレスのケーシングに結合されたシリンダーまたはバネであることが好ましい。また、前記クランク軸支持手段は、前記クランク軸の下端面に軸受を介して設けられるシリンダー、ジャッキまたはバネであることが好ましい。さらに、前記予圧手段は、一端が前記コネクティングロッドに連結され、他端が幅圧下プレスのケーシングに連結されたシリンダーまたはバネであることが好ましい。
【００１０】
上述した本発明の実施の形態の構成によれば、コネクティングロッド支持手段は、往復運動するコネクティングロッドに追従するとともに、コネクティングロッドの自重を支持することができる。また、コネクティングロッド支持手段、クランク軸支持手段および予圧手段は、いずれも簡単な構造であるため、安価であり、装置が複雑になることがなく、既存の設備にも取り付けることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図３を参照して説明する。なお、従来と共通する部分には同一の符号を付している。図１は本発明の幅圧下プレスの部分垂直断面図であり、コネクティングロッド支持手段，クランク軸支持手段，チョック支持手段および予圧手段のすべてを作用させた状態を示し、図２は図１において予圧手段を作用させていない状態を示し、図３は本発明の幅圧下プレスの部分水平断面図である。
【００１２】
図１および図２に示すように、本発明の幅圧下プレスは、縦軸式のクランク軸１を有し、その軸受１０，１１，１２として円錐コロ軸受を使用しており、コネクティングロッド２の自重を支えるコネクティングロッド支持手段１３と、クランク軸１の自重を支えるクランク軸支持手段１４と、クランク軸１の下端側に設けられた下側チョック７の自重を支えるチョック支持手段１５と、コネクティングロッド２に金型５と反対の方向に予圧をかける予圧手段１６と、を設けたものである。なお、上側チョック６はハウジング８に挿着されて支持されており、下側チョック７はハウジング８に片持ちで支持されている。
【００１３】
前記コネクティングロッド支持手段１３は、一端がコネクティングロッド２の重心近傍に結合され、他端が幅圧下プレスのケーシング８に結合された油圧シリンダー（１３）である。コネクティングロッド２は、クランク軸１の回転を往復運動に変換し、金型５に伝達するものであるため、コネクティングロッド２自身も往復運動している。したがって、コネクティングロッド２に連結されたコネクティングロッド支持手段１３は、その往復運動に追従する必要がある。そこで、図１では、その一例として、油圧シリンダー（１３）の両端を自在継手を介してコネクティングロッド２およびケーシング８に結合し、往復運動の方向に回動可能にしている。なお、油圧シリンダー（１３）の代わりに、エアシリンダーやバネなどを使用してもよいし、自在継手の代わりにピン継手などを使用してもよい。そして、このコネクティングロッド支持手段１３を作用させ、予圧手段１６については作用させていないとすれば、図２に示すように、コネクティングロッド２の自重を支え、軸受１０の軸受内部隙間Ｃが、その上側コロ１０ａと下側コロ１０ｂとで、均等にすることができる。また、コネクティングロッド支持手段１３をコネクティングロッド２の重心近傍に接続することにより、最小限の荷重でコネクティングロッド２を支持することができる。
【００１４】
前記クランク軸支持手段１４は、クランク軸１の下端面にスラスト軸受１７を介して設けられたバネ（１４）である。もちろん、バネ（１４）の代わりに、各種シリンダーやジャッキなどを使用してもよい。クランク軸１は回転しているため、クランク軸１の自重を支えるバネ（１４）とクランク軸１との間には、スラスト軸受１７を設ける必要がある。また、クランク軸支持手段１４として、シリンダーやジャッキを使用した場合には、チョック６，７の軸受１１，１２の軸受内部隙間Ｃが均等になるように適宜調節するようにしてもよいし、予めクランク軸支持手段１４により支持すべき荷重を計算しておき、常にその荷重で支持するようにしておいてもよい。また、図に示すように、バネ（１４）を使用する場合には、チョック６，７の軸受１１，１２の軸受内部隙間Ｃが均等になるようなバネ定数を有するものを使用する。
【００１５】
前記チョック支持手段１５は、クランク軸１の下端側に設けられた下側チョック７に連結された油圧シリンダー（１５）である。もちろん、ジャッキやバネなどを使用してもよい。この下側チョック７は、ハウジング８に片持ちで支持されているため、上下方向に規制されておらず、その自重およびクランク軸１の自重により、下側チョック７の軸受１２の上側コロ１２ａと軸受１２の間に軸受内部隙間Ｃが発生している。したがって、上述したクランク軸支持手段１４により、クランク軸１の自重を支持したとしても、下側チョック７では、まだ自分自身の自重が残っており、軸受内部隙間Ｃが均等になっていない場合や、軸受１２の上側コロ１２ａと軸受１２が接触してしまっている場合もある。そこで、下側チョック７には、その自重を支えるチョック支持手段１５を設けて、クランク軸支持手段１４が有効に作用するようにしている。なお、下側チョック７をハウジング８などに固定して、上下方向を規制するようにしてもよい。
【００１６】
前記予圧手段１６は、一端がコネクティングロッド２に連結され、他端がケーシング８に連結された油圧シリンダー（１６）である。もちろん、バネなどを使用してもよい。この油圧シリンダー（１６）により、コネクティングロッド２を金型５の方向と反対側の方向に常に牽引している。この牽引力は、各軸受１０，１１，１２の軸受内部隙間Ｃを無くすることができる程度の大きさであり、クランク軸１はこの牽引力に影響されずに回転することができる。また、図２に示すように、各軸受１０，１１，１２は、上述したコネクティングロッド支持手段１３、クランク軸支持手段１４およびチョック支持手段１５により、軸受内部隙間Ｃが均等になるように調整されているため、油圧シリンダー（１６）などにより、コネクティングロッド２を金型５の方向と反対側の方向に水平に牽引するだけでよく、しかも最小限の牽引力で効率よく金型５側の軸受内部隙間Ｃを無くすことができる。この予圧手段１６を作用させると、図１に示すように、コネクティングロッド２の軸受１０の軸受内部隙間Ｃは金型５の方向と反対側に寄っており、チョック６，７の軸受１１，１２の軸受内部隙間Ｃは金型５の方向に寄っていることになる。
【００１７】
本発明の幅圧下プレスの全体構成について図３を参照して説明する。なお、図３において、コネクティングロッド支持手段１３、クランク軸支持手段１４およびチョック支持手段１５については図を省略している。
【００１８】
この図に示すように、本発明の幅圧下プレスは、スラブを圧下する金型５，５がローラ１８によって前後に往復運動ができるようにスライダー１９に支持されており、このスライダー１９の内側にスィーベル２０を介してスクリュー２１が固定されている。このスクリュー２１にナット２２が螺合され、このナット２２を包むようにナットケース２３が設けられ、このナットケース２３はスライダー１９の内側を摺動するようになっている。ナットケース２３には、コネクティングロッド２の先端の球形部分を受ける球面座３が固定され、この球面座３にはコネクティングロッド２の先端の球形部分が接触するようになっている。このコネクティングロッド２には幅Ｅだけ偏心したクランク軸１が嵌合されて連絡されている。このクランク軸１の回転をコネクティングロッド２によって往復運動に変換している。また、ウオーム２４、ウオームホィール２５、スクリュー２１、ナット２２などから、金形５の間隔を調節するための金型位置調整機構４が構成されており、ウオーム２４を回転することによりウオームホィール２５およびナット２２を回転し、スクリュー２１を左右に移動し、このスクリュー２１に固定されているスライダー１９および金型５を移動して金型５の間隔を調整している。さらに、スライダー１９には、一対のバランスシリンダー２６，２６のシリンダーロッドが固定され、それらの本体はシリンダーフレーム２７により固定されており、金型位置調整機構４内に隙間が生じないようになっている。
【００１９】
したがって、本発明の幅圧下プレスによれば、金型位置調整機構４および各軸受１０，１１，１２に発生する隙間、とくにコネクティングロッド２の軸受１０の軸受内部隙間Ｃを効率よく無くすことができ、コネクティングロッド２および軸受１０に急激に負荷がかからないようにすることができる。
【００２０】
なお、本発明の幅圧下プレスは、上述した実施の形態に限定されるものではなく、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。
【００２１】
【発明の効果】
上述した本発明の幅圧下プレスによれば、金型位置調整機構および各軸受に発生する隙間を効率よく無くすことができるため、コネクティングロッドおよび軸受に急激に負荷がかからないようにすることができ、軸受のコロに滑りが生じることがない。したがって、装置の故障や騒音を防止することができ、装置および軸受の寿命を延ばすことができる。また、予圧手段などは、簡単な構造の部品を取り付けるだけでよいので、安価であり、装置が複雑になることもなく、既存の設備にも取り付けることができる、などの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の幅圧下プレスの部分垂直断面図であり、コネクティングロッド支持手段，クランク軸支持手段、チョック支持手段および予圧手段のすべてを作用させた状態を示している。
【図２】図１において予圧手段を作用させていない状態を示している。
【図３】本発明の幅圧下プレスの部分水平断面図である。
【図４】従来の縦軸式のクランク軸を使用した幅圧下プレスの概略構成図である。
【図５】ハウジングと金型位置調整機構との間にプルバックシリンダーを設けた従来の幅圧下プレスを示す図である。
【図６】円錐コロ軸受を使用した幅圧下プレスのクランク軸周辺の断面図である。
【符号の説明】
１  クランク軸
２  コネクティングロッド
３  球面座
４  金型調節機構
５  金型
６  上側チョック
７  下側チョック
８  ハウジング
９  プルバックシリンダー
１０  コネクティングロッドの軸受
１０ａ  上側コロ
１０ｂ  下側コロ
１１  上側チョックの軸受
１１ａ  上側コロ
１１ｂ  下側コロ
１２  下側チョックの軸受
１２ａ  上側コロ
１２ｂ  下側コロ
１３  コネクティングロッド支持手段（油圧シリンダー）
１４  クランク軸支持手段（バネ）
１５  チョック支持手段（油圧シリンダー）
１６  予圧手段（油圧シリンダー）
１７  スラスト軸受
１８  ローラ
１９  スライダー
２０  スィーベル
２１  スクリュー
２２  ナット
２３  ナットケース
２４  ウオーム
２５  ウオームホィール
２６  バランスシリンダー
２７  シリンダーフレーム
【図１】
0003791051.tif 000002
【図２】
0003791051.tif 000003
【図３】
0003791051.tif 000004
【図４】
0003791051.tif 000005
【図５】
0003791051.tif 000006
【図６】
0003791051.tif 000007