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【発明の名称】 鍛造プレス
【発明者】 【氏名】西原 秀司

【要約】 【課題】鍛造時に発生する振動を低減でき、プレスの小型化も実現できる鍛造プレスを提供する。

【構成】スライドSを作動させるエキセンシャフトESを備えた鍛造プレスPであって、エキセンシャフトESが、その軸方向を貫通する貫通孔であって、かつ、その中心軸がエキセンシャフトESにおいて鍛造プレスPのフレームに回転自在に支持される両端部の中心軸と同軸となるように形成された軸配置孔hを備えており、エキセンシャフトESの軸配置孔h内に、エキセンシャフトESに対して回転自在かつエキセンシャフトESの軸配置孔hの中心軸と同軸となるように配設される伝動軸11が設けられており、伝動軸11は、その一端に、伝動軸11を回転させる駆動手段が接続されており、その他端に、伝動軸11の回転をエキセンシャフトESに伝達する伝達手段20が接続されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スライドを作動させるエキセンシャフトを備えた鍛造プレスであって、
前記エキセンシャフトが、
その軸方向を貫通する貫通孔であって、かつ、その中心軸が該エキセンシャフトにおいて鍛造プレスのフレームに回転自在に支持される両端部の中心軸と同軸となるように形成された軸配置孔を備えており、
該エキセンシャフトの軸配置孔内に、該エキセンシャフトに対して回転自在かつ該エキセンシャフトの軸配置孔の中心軸と同軸となるように配設された伝動軸が設けられており、
該伝動軸は、
その一端に、該伝動軸を回転させる駆動手段が接続されており、
その他端に、該伝動軸の回転を前記エキセンシャフトに伝達する伝達手段が接続されている
ことを特徴とする鍛造プレス。
【請求項2】
前記駆動手段が、
前記伝動軸の一端に設けられたメインギアと、
該メインギアの周囲に配設された、該メインギアと噛み合う複数の駆動ギアと、
該複数の駆動ギアに主軸が連結された複数のACサーボモータとからなる
ことを特徴とする請求項1記載の鍛造プレス。
【請求項3】
前記駆動手段が、ACサーボモータであり、
該ACサーボモータは、その主軸が前記伝動軸の一端に直結されている
ことを特徴とする請求項1記載の鍛造プレス。
【請求項4】
前記伝達手段が、前記伝動軸の回転を減速して前記エキセンシャフトに伝達する減速機である
ことを特徴とする請求項1、2または3記載の鍛造プレス。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、鍛造プレスに関する。
【背景技術】
【0002】
図4に示すように、鍛造プレスにおいて、大きな鍛造エネルギーを維持しつつ高速鍛造を実現するために、エキセンシャフトEの他に一段軸と呼ばれる高速回転軸HSをプレス後面に設けることが行われている。この高速回転軸HSは、一端には高速回転する小径のフライホイールFWが設けられ、他端にはピニオンギアPを設けている。そして、ピニオンギアPをエキセンシャフトEの一端に設けられたメインギアGと噛み合わせ、エキセンシャフトEにトルクを伝達するように構成されている。
【0003】
しかし、上記のごとき構造を有する鍛造プレスでは、一対のピニオンギアPとメインギアGによって高速回転軸HSの回転を減速してエキセンシャフトEに伝達している。すると、高速回転軸HSとエキセンシャフトとの間で、1:5程度の適切な減速比を得ようした場合、歯の強度を確保するためにメインギアGは大型化せざるを得ず、その重量が非常に大きくなるのでメンテナンス性が非常に悪く製作に時間がかかる等の問題がある。
また、エキセンシャフトEには、メインギアGが設けられている端部と反対に位置する端部にブレーキBが設けられているが、メインギアGの重量が非常に大きいので、エキセンシャフトEにおけるメインギアG側の端部の重量がブレーキB側の端部の重量に比べて非常に重くなり、エキセンシャフトEの重量バランスが悪くなる。このため、鍛造時に発生する振動や騒音等が大きくなるし、エキセンシャフトEをサポートするブシュが発熱するという問題が生じる。
しかも、エキセンシャフトEの他に高速回転軸HSが設けられているので、プレスが大型化するという問題も生じる。
【0004】
鍛造プレスの大型化を防ぐ技術として、特許文献1記載の技術がある。
図5に示すように、特許文献1の技術では、モータM、クラッチC、ブレーキBおよびフライホイールFWを一体化した駆動機器100を、減速機Dを介してエキセンシャフトEの一端部に取り付けることによって、鍛造プレスをコンパクトにする構成が開示されている。
【0005】
しかるに、特許文献1の技術の場合、エキセンシャフトEを駆動する駆動系が、全てエキセンシャフトEの一端部に設けられている。このため、エキセンシャフトEの重量バランスが悪くなり、鍛造時に発生する振動が大きくなるという問題は改善することが困難である。しかも、プレスを設置するスペースが大きくなるという問題が生じる。
また、駆動機器100はモータM、クラッチC、ブレーキBおよびフライホイールFWが一体となっており、減速機Dは駆動機器100とエキセンシャフトEとの間に設けられている。このため、モータMだけをメンテナンスする場合でもクラッチC等の分解等が必要となるし、減速機Dをメンテナンスするためには駆動機器100を取り外さなければならず、メンテナンス性が悪いという問題も生じる。
さらに、駆動機器100および減速機Dの両方がエキセンシャフトEの一方の端部に取り付けられているので、メンテナンス性等により、次工程の設備は駆動機器100よりも外方に設置せざるを得ない。このため、鍛造プレスから次工程設備までの搬送機器が長くなるし、搬送機器上に駆動機器があるため、搬送装置の設置が非常に制約されるという問題も生じる。
【0006】
【特許文献1】特開昭61−276797号
【発明の開示】
【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、鍛造時に発生する振動を低減でき、プレスの小型化も実現できる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発明の鍛造プレスは、スライドを作動させるエキセンシャフトを備えた鍛造プレスであって、前記エキセンシャフトが、その軸方向を貫通する貫通孔であって、かつ、その中心軸が該エキセンシャフトにおいて鍛造プレスのフレームに回転自在に支持される両端部の中心軸と同軸となるように形成された軸配置孔を備えており、該エキセンシャフトの軸配置孔内に、該エキセンシャフトに対して回転自在かつ該エキセンシャフトの軸配置孔の中心軸と同軸となるように配設された伝動軸が設けられており、該伝動軸は、その一端に、該伝動軸を回転させる駆動手段が接続されており、その他端に、該伝動軸の回転を前記エキセンシャフトに伝達する伝達手段が接続されていることを特徴とする。
第2発明の鍛造プレスは、第1発明において、前記駆動手段が、前記伝動軸の一端に設けられたメインギアと、該メインギアの周囲に配設された、該メインギアと噛み合う複数の駆動ギアと、該複数の駆動ギアに主軸が連結された複数のACサーボモータとからなることを特徴とする。
第3発明の鍛造プレスは、第1発明において、前記駆動手段が、ACサーボモータであり、該ACサーボモータは、その主軸が前記伝動軸の一端に直結されていることを特徴とする。
第4発明の鍛造プレスは、第1、第2または第3発明において、前記伝達手段が、前記伝動軸の回転を減速して前記エキセンシャフトに伝達する減速機であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
第1発明によれば、エキセンシャフト内に伝動軸が配設されているので、伝動軸を設けるたことによるプレスの大型化を防ぐことができる。そして、伝動軸の両端、つまり、エキセンシャフトの両端に駆動手段、伝達手段を分離して配置しているので、重量バランスが良くなり、鍛造時に発生する振動を低減でき、振動や騒音等の問題を改善することできる。また、駆動手段、伝達手段がそれぞれ独立して存在しているので、各手段のメンテナンス性を向上させることができる。さらに、エキセンシャフトの各端部において、プレスフレームから突出している部分の長さを短くできるので、搬送装置等のプレス周辺機器のレイアウトの自由度を高くすることができる。
第2発明によれば、ACサーボモータにより伝動軸を駆動するので、ブレーキやクラッチを設けなくてもよく、プレスをよりコンパクトな構成とすることができる。しかも、ACサーボモータから伝動軸への減速比を大きくすることができるので、大きな鍛造エネルギーを要求されるプレスであっても、高速低トルクのACサーボモータによって駆動することができる。そして、1つのメインギアに複数のACサーボモータから駆動力を供給できるので、1つのACサーボモータが発生するトルクが小さくても、伝動軸に大きなトルクを発生させることができる。さらに、複数のACサーボモータのうち、いずれかのACサーボモータをブレーキとして機能させれば、プレスの安全性を高くすることができる。
第3発明によれば、ACサーボモータにより伝動軸を駆動するので、ブレーキやクラッチを設けなくてもよく、プレスをよりコンパクトな構成とすることができる。
第4発明によれば、エキセンシャフトに対し、伝動軸から駆動力を減速して伝達することができるので、エキセンシャフトに対し大きなトルクを発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図1は本実施形態の鍛造プレスPの概略正面図である。本実施形態の鍛造プレスPは、スライドSを作動させるエキセンシャフトESに対して駆動力を供給する駆動機構に特徴があるのであるが、まず、本実施形態の鍛造プレスPの全体構造を簡単に説明する。
【0011】
図1において、符号Bは鍛造プレスPのベッドを示しており、このベッドBの上面に設けられた下ダイホルダーDHの上面に金型Cの下型が取り付けられている。金型Cの上型は、スライドSの下面に設けられた上ダイホルダーDHの下面に取り付けられている。
スライドSは、コンロッドCRを介してエキセンシャフトESの偏心部Hに連結されている。このエキセンシャフトESは、そのジャーナル部JがクラウンCWに回転可能に支持されている。このエキセンシャフトESは、いわゆるフルエキセン形のクランク軸であり、偏心部Hを挟むように、同軸かつ同軸径の一対のジャーナル部Jを有している。そして、エキセンシャフトESは、その一対のジャーナル部J,Jが、ブシュなどからなるクラウンCWのサポート部SPによって回転可能に支持されており、その一端部(図1では右端部)において後述する駆動機構に連結されている。
このため、駆動機構によってエキセンシャフトESが回転されることにより、スライドSが上下に移動し、このスライドが下方に移動したときに、金型Cの上型下型に素材が挟まれて鍛造されるのである。
【0012】
つぎに、本発明の特徴である駆動機構を説明する。
図1に示すように、エキセンシャフトESには、その軸端間を貫通する貫通孔である軸配置孔hが形成されている。この軸配置孔hは、一対のジャーナル部J,J、偏心部Hを貫通しており、その中心軸がエキセンシャフトESの一対のジャーナル部J,Jと同軸となるように形成されている。
そして、この軸配置孔h内には、伝動軸11が配設されている。この伝動軸11は、その軸径が軸配置孔hの内径よりも若干細く形成されたものである。そして、この伝動軸11は、後述する伝達手段20のケース20cおよびクラッチブレーキ30の本体部分によって、その中心軸が軸配置孔hの中心軸と同軸、言い換えれば、エキセンシャフトESの一対のジャーナル部J,Jの中心軸と同軸となり、しかも、エキセンシャフトESに対して回転自在となるように保持されている。
【0013】
また、伝動軸11は、エキセンシャフトESの軸配置孔h内に配置された状態において、その両端がエキセンシャフトESの両端から突出する長さに形成されている。そして、伝動軸11の一端(図1では右端)は公知の遊星減速機である伝達手段20に連結されている。
図1に示すように、伝動軸11の右端におけるエキセンシャフトESの端部から突出した部分には、伝達手段20の太陽歯車21が固定されている。この太陽歯車21には複数の遊星歯車22が噛み合っており、この複数の遊星歯車22は伝達手段20のケース20cの内面に設けられた歯と噛み合っている。複数の遊星歯車22は、各歯車の中心軸が伝動軸11の中心軸から全て同じ距離となるように回転部材23に取付られている。この回転部材23は、伝動軸11に軸受等を介して回転自在に支持されている。また、回転部材23は、エキセンシャフトESの右端に固定された従動部材24とギアカップリングで結合されている。
【0014】
このため、伝動軸11が回転すると、複数の遊星歯車22が自転しながら太陽歯車21のまわりを公転するので、回転部材23が伝動軸11の中心軸まわりに回転する。そして、回転部材23と従動部材24とがギアカップリングで結合された状態で回転するから、従動部材24とともにエキセンシャフトESがその中心軸まわりに回転するのである。
そして、太陽歯車21と遊星歯車22の歯数を調整すれば、エキセンシャフトESの回転数を伝動軸11の回転数に対して所定の割合に減速することができるので、エキセンシャフトESに対し大きなトルクを発生させることができる。
【0015】
図1に示すように、伝動軸11の左端において、エキセンシャフトESから突出している部分には、フライホール31を備えたクラッチブレーキ30が取り付けられている。このクラッチブレーキ30は、その本体部分がクラウンCWに固定されており、クラッチがONになると、フライホイール31と伝動軸11とが連結されるように構成されている。そして、このクラッチブレーキ30のフライホイール31は、Vベルト32を介して動力源となるメインモータ35の主軸に連結されている。
このため、メインモータ35を作動させた状態においてクラッチONにすれば、メインモータ35の駆動をフライホール31を介して伝動軸11に供給することができる。
上記のフライホール31を備えたクラッチブレーキ30、Vベルト32およびメインモータ35が、特許請求の範囲にいう駆動手段である。
【0016】
そして、本実施形態の鍛造プレスPは、上記のごとく、駆動手段の発生した駆動力を伝達手段20を介してエキセンシャフトESに伝達する伝動軸11が設けられているのであるが、この伝動軸11はエキセンシャフトES内に配設されている。このため、伝動軸11を配設するための特別なスペースを鍛造プレスPに設ける必要がないから、伝動軸11を設けたことによるプレスの大型化を防ぐことができる。
しかも、伝動軸11の両端、つまり、エキセンシャフトESの両端にクラッチブレーキ30、伝達手段20をそれぞれ分離して配置しているから、エキセンシャフトESの両端の重量の差を小さくすることができる。よって、エキセンシャフトESの重量バランスが良くなり、鍛造時に発生する振動や騒音を低減でき、重量アンバランスに起因するクラウンCWのサポート部SPにおける発熱等の問題を改善することできる。
【0017】
また、クラッチブレーキ30、伝達手段20が独立に存在しているので、クラッチブレーキ30だけ、または、伝達手段20だけを分解することができる。すると、クラッチブレーキ30だけ、または、伝達手段20だけをメンテナンスすることが可能となるので、メンテナンス性を向上させることができる。
さらに、エキセンシャフトESの各端部には、クラッチブレーキ30または伝達手段20のいずれか一方だけが設けられている。このため、エキセンシャフトESの一端にクラッチブレーキ30および伝達手段20の両方が設けられている場合に比べて、鍛造プレスPのクラウンCWから突出している部分の長さが短くなる。すると、鍛造プレスP近傍に配置する、搬送装置や入出側設置等から鍛造プレスまでの距離を短くすることができるので、プレス周辺機器のレイアウトの自由度を高くすることができる。
【0018】
さらに、エキセンシャフトESの各端部には、クラッチブレーキ30または伝達手段20のいずれか一方だけが設けられているから、エキセンシャフトESの各端部に設けられている部材の構成を調整すれば、エキセンシャフトESの両端部の重量がほぼ同じになるようにすることも可能である。すると、エキセンシャフトESの軸方向における重量バランスが良くなるから、鍛造時に発生する振動や騒音等も低減することができる。
しかも、エキセンシャフトESは、そのジャーナル部JとクラウンCWのサポート部SPとの間の隙間が小さくなるように、その両端部がそれぞれバランサシリンダ等によって吊上げられているのであるが、エキセンシャフトESの両端部の重量がほぼ同じになれば、エキセンシャフトESを含む従動系を同一のバランサによって吊上げることが可能となる。すると、吊上げによる各部の面圧差を小さくすることができるため、エキセンシャフトESのジャーナル部JとクラウンCWのサポート部SPとの間の隙間を効率よく0に近づけることができる。
【0019】
また、本実施形態の鍛造プレスPにおいて、伝動軸11に駆動力を供給する駆動手段は上記のごとき構成に限られず、以下のような構成としてもよい。
図2において、符号35BはACサーボモータを示している。このACサーボモータ35Bは、主軸の中心軸が伝動軸11の中心軸と同軸となるように、その本体部がクラウンCWに固定されている。そして、ACサーボモータ35Bの主軸は伝動軸11に直結されている。
このため、伝動軸11の回転をACサーボモータ35Bの回転停止のみで制御することができるから、ブレーキやクラッチを設けなくてもよくなり、プレスをよりコンパクトな構成とすることができる。
【0020】
また、図3に示すように、伝動軸11の左端にメインギア41を固定し、このメインギア41と噛み合う複数の駆動ギア42を設け、各駆動ギア42を、フレームなどよってクラウンCWに固定された複数のACサーボモータ35Cの主軸にそれぞれ固定するようにしてもよい。
すると、小径の駆動ギア42から大径のメインギア41に駆動力が伝達されるので、ACサーボモータ35Cの回転数を、伝動軸11に対して減速して伝達することができる。しかも、駆動ギア42とメインギア41の径を調整すれば減速比を大きくすることができるので、大きな鍛造エネルギーを要求されるプレスであっても、高速低トルクのACサーボモータ35Cによって駆動することができる。しかも、高速低トルクのACサーボモータ35Cは、低速高トルクのACサーボモータに比べて小さいので、ACサーボモータ35Cの配置の自由度が大きくなるし、駆動手段を小型化することもできる。
そして、複数のACサーボモータ35Cのうち、いずれかのACサーボモータ35Cをブレーキとして機能させれば、プレスの安全性を高くすることができる。
【0021】
なお、複数のACサーボモータ35Cは、その主軸の中心軸が伝動軸11の中心軸から同一の距離になるように配設するのは、いうまでもない。
さらになお、駆動ギア42とメインギア41の間に中間ギアを設ければ、さらに減速比を大きくすることができる。すると、高速低トルクのACサーボモータ35Cを使用してもより大きなトルクを発生させることも可能であるから、より大きな鍛造エネルギーを必要とするプレスにも採用することができる。具体的には、ACサーボモータ35Cの主軸に固定されたピニオンと、このピニオンと噛み合う中間ギアとを設け、この中間ギアと駆動ギア42と連結する回転軸を設ければ、ACサーボモータ35Cの回転をさらに減速してメインギア41に伝達することができる。
【0022】
また、1つのメインギア41に対して複数のACサーボモータ35Cから駆動力を供給できるので、1つのACサーボモータ35Cが発生するトルクが小さくても、伝動軸11に大きなトルクを発生させることも可能である。そして、ACサーボモータ35Cを設ける数を調整するだけで、エキセンシャフトEに発生させるトルクを調整できるから、プレスを多用途化することができる。
【0023】
なお、プレスを多用途化した場合、ACサーボモータ35Cの回転数を制御すれば、鍛造する製品に係わらずACサーボモータ35Cに加わる負荷をほぼ一定にすることができる。例えば、負荷が小さく鍛造エネルギーも小さい小物を鍛造する場合には、ACサーボモータ35Cの回転数を高回転とし、負荷が大きく鍛造エネルギーも大きい大物を鍛造する場合には、ACサーボモータ35Cの回転数を低回転とすれば、ACサーボモータ35Cに加わる負荷をほぼ一定にすることができるのである。
【産業上の利用可能性】
【0024】
本発明は鍛造プレスは、スライドを作動させるエキセンシャフト等のクランク軸を備えた鍛造プレスであって、自動車用部品や建設機械用部品の鍛造に適している。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本実施形態の鍛造プレスPの概略説明図である。
【図2】他の実施形態の鍛造プレスPの概略説明図である。
【図3】他の実施形態の鍛造プレスPの概略説明図である。
【図4】従来の鍛造プレスの要部概略説明図である。
【図5】従来の鍛造プレスの要部概略説明図である。
【符号の説明】
【0026】
11 伝動軸
20 伝達手段
35 ACサーボモータ
41 メインギア
42 駆動ギア
20 制御部
P 鍛造プレス
ES エキセンシャフト
h 軸配置孔
【出願人】 【識別番号】502235326
【氏名又は名称】住友重機械テクノフォート株式会社
【出願日】 平成18年6月22日(2006.6.22)
【代理人】 【識別番号】100089222
【弁理士】
【氏名又は名称】山内 康伸

【識別番号】100134979
【弁理士】
【氏名又は名称】中井 博


【公開番号】 特開2008−789(P2008−789A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−172563(P2006−172563)