JP3715527B2 - 鍛造プレス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍛造プレスに関する。
トランスファフィーダは、プレス内の多工程金型の前後に１本づつ設けられたフィードバーを、クランプ・リフト・アドバンス・ダウン・アンクランプ・リターンという３次元モーションで動作させることによって、多工程金型間で材料（鍛造品）を搬送する装置である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鍛造プレスのトランスファフィーダを図９〜図１１に基づき説明する。
図９は従来のトランスファフィーダの平面図、図１０は同トランスファフィーダの正面図、図１１は同トランスファフィーダの側面図である。
図９〜１１において、１は前フィードバー、２は後フィードバーである。各フィードバー１，２には図示していないが、材料をつかむフィンガーが多工程金型の金型数に応じた数だけ取付けられている。
５はトランスファフィーダの基端側のベースフレームであり、６は先端側のベースフレームである。これらのベースフレーム５，６は鍛造プレスの下金型上方空間に固定されている。７はトランスファフィーダの基端側の昇降フレーム、８は先端側の昇降フレームである。前記昇降フレーム７・８はスライドガイド９を介して、ベースフレーム５・６に昇降自在に取付けられている。また、昇降フレーム７，８はベースフレーム５，６に取付けられたネジ式螺進機構10A に連結されている。この２基の昇降用のネジ式螺進機構10A ，10A は、２台のサーボモータＭ３，Ｍ３を駆動することにより、昇降フレーム７，８を昇降させ、ひいてはフィードバー１，２をリフト・ダウンさせることができる。
前記基端側の昇降フレーム７には、前後進方向のスライドレール２１が設置されており、このスライドレール２１上をキャリッジ２２が前後進するようになっている。一方、昇降フレーム７には、前後進用のネジ式螺進機構10B が固定され、そのネジ棒１１には前後進用のサーボモータＭ４が接続されており、ナット１２はキャリッジ２２に結合されている。また、このキャリッジ２２に両フィードバー１，２が連結部材１３と連結アーム３２を介して、フィードバー１，２の基端側が連結されている。さらに、フィードバー１，２の先端側は連結アーム３２に対し前後進方向に摺動自在に取付けられている。よって、前記サーボモータＭ４を駆動すると、キャリッジ２２を前進後退させ、一対のフィードバー１，２を同様にアドバンス・リターンさせることができる。
【０００３】
前記昇降フレーム７と昇降フレーム８上では前記キャリッジ２２が前後進するが、その方向に直交する向きに、キャリッジ２２上にスライドガイド131 が設置されている。そして、キャリッジ２２上には幅方向に直列に２基のネジ式螺進機構100C，100Dを用いたクランプ装置が設置されている。
このネジ式螺進機構100C，100Dのナット１２，１２には、連結部材１３，１３が接続されているが、この連結部材１３，１３は前記スライドガイド131 に案内されて昇降フレーム７の幅方向に移動する。また、この連結部材１３，１３には連結アーム132 ，132 を介して、フィードバー１，２の基端部が連結されている。そして、フィードバー１用のネジ式螺進機構100Cには第１サーボモータＭ１が接続され、フィードバー２用のネジ式螺進機構100Dには第２サーボモータＭ２が接続されている。
したがって、第１、第２サーボモータＭ１、Ｍ２により、一対のフィードバー１，２をクランプ・アンクランプさせることができる。
【０００４】
ところで、前記従来のクランプ装置は、それを構成するネジ式螺進機構100C，100Dが右ネジ棒と左ネジ棒を直列に配置して構成されているので、ネジ棒の長さが長大であり、トランスファフィーダの前後幅寸法が大きくなって、鍛造プレスの前後の支柱Ｃ，Ｃの間、つまりサイドオープニング内に入らなくなっている（図９参照）。
例えば、16000 ＫＮ鍛造プレスでは、サーボモータ長さ約400mm ＋右ネジボールネジ約500mm ＋左ネジボールネジ約500mm ＝全長1400mmであり、サイドオープニング長さ800mm より長くなってしまいトランスファフィーダをプレスのサイドオープニング内に収めることは不可能である。
そのため、チャージ装置のストローク、すなわちインダクションヒータからビレットを受け取りプレス内への搬送距離が長くなり、フィードバーの長さも長くなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、トランスファフィーダには、インダクションヒータからプレス内多工程金型間の搬送を高速で行い、かつ安定させる、という機能が一般に求められているが、前記従来例のトランスファフィーダでは、つぎの問題がある。
(1) 熱間鍛造の場合、ビレットを1250℃程度に加熱しプレス内で型打ちするが、インダクションヒータからプレス内１工程で型打ちするまでの時間が長いと、スケールが発生し鍛造品の表面精度が悪くなってしまう。最近は、熱間型鍛造の製品でもコストダウンの観点からニアネットシェープの要求が強く、鍛造品から製品にする段階でなるべく機械加工を省略するようになってきたため、鍛造品の表面精度もスケールがつかない間に鍛造し、表面精度を良くする必要がある。また、上記型打ちするまでの時間が長いと加熱温度も下がり鍛造荷重も増加し鍛造できる製品の大きさ限界も小さくなってしまう。このことは、省エネルギーという観点からも必要以上にビレットを加熱することとなり良くない。
(2) トランスファフィーダはプレスの前後に１本づつ設けられたフィードバー１，２をクランプ・アドバンス・ダウン・アンクランプ・リターンという３次元モーションで動作させることによって各工程の鍛造品を搬送する。鍛造品の搬送を安定させるためにはこの動作によりフィードバーが振動しないことが重要である。
しかしながら、最近のトランスファフィーダは、既述のごとく、プレス左右の側面の外側に取付けているので、フィードバー１，２は必然的に長くなっている。また、高生産性という要求より動作速度・加速度も増している。このような状況の中で安定搬送をキープしながら高速性に対応するためにはフィードバーの剛性を上げる方向で対応せざるをえないが、その場合フィードバーの重量増加につながり、このことによりＡＣサーボモータ容量が大きくなって大型化してくる。
【０００６】
本説明は上記事情に鑑み、インダクションヒータからプレス内型打ちまでの時間を短くし、プレス内多工程金型内の搬送を高速で行い、しかも安定して動作させうる鍛造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】
請求項１の鍛造プレスは、前フィードバーおよび後フィードバーと、該前後のフィードバーを昇降させる昇降装置と、前記前後のフィードバーを前後進させる前後進装置と、
前記前後のフィードバーをクランプ・アンクランプさせるクランプ装置からなるトランスファフィーダを備えており、前記クランプ装置が、前フィードバーの両端を支持する前支持部材および後フィードバーの両端を支持する後支持部材を、クランプ・アンクランプ方向に摺動自在に案内するスライドガイドと、前記前支持部材の上端に取付けられた前ラックおよび前記後支持部材の上端に取付けられた後ラックと、前記前ラックおよび後ラックに噛合したピニオンと、該ピニオンを回転させるモータを有するラック・ピニオン機構からなり、前記クランプ装置が、鍛造プレスの前後のコラム間のサイドオープニング内に配置されていることを特徴とする。
請求項２の鍛造プレスは、請求項１記載の発明において、前記ラックピニオン機構が、前記前ラックと前記後ラックに個別に噛み合った前ピニオンおよび後ピニオンと、各ピニオンに個別に連結された前ピニオン駆動用モータおよび後ピニオン駆動用モータからなることを特徴とする。
請求項３の鍛造プレスは、請求項１記載の発明において、前記ラック・ピニオン機構が、前記前ラックまたは前記後ラックのうちの一方のラックに噛み合った駆動ピニオンと、該駆動ピニオンに連結された駆動用モータと、前記駆動ピニオンと他方のラックに共に噛み合った従動ピニオンとからなることを特徴とする。
請求項４の鍛造プレスは、請求項１記載の発明において、前記ラックピニオン機構が、前記前ラックと前記後ラックを歯面を向き合わせて立設し、両ラックの歯面に共に噛み合うようにピニオンを挿入し、該ピニオンに駆動用モータを連結したことを特徴とする。
請求項５の鍛造プレスは、請求項１記載の発明において、前記クランプ装置において、前記ラック・ピニオン機構の代りに、駆動用モータと、該駆動用モータで回転されるネジ棒と、該ネジ棒に螺合された昇降部材と、該昇降部材の昇降動作を前記前支持ポストおよび前記後支持ポストのクランプ・アンクランプ方向の動作に変換するリンクとからなるネジ・リンク機構を用いたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、ラック・ピニオン機構を用いてクランプ装置を構成したので、前後方向長さが短くできる。その短いクランプ装置をプレスのサイドオープニング内に入れたので、フィードバーの長さを短くすることができる。よって、つぎの効果がある。
（１）インダクションヒータからプレス内金型に搬入される時間が短くなり、スケールが付着する間に鍛造できるので、表面精度が良くなる。
（２）鍛造されるまでの温度降下が少ないので、鍛造荷重が増加せず、鍛造できる製品の大きさが制限されにくい。
（３）フィードバーが短いことから、軽量化でき剛性が高められるので、高速化が可能であり、高速化しても振動などが生じず安定した動作が可能となる。
請求項２の発明によれば、２台の駆動用モータで、前ラック・ピニオンと後ラック・ピニオンを駆動すると、前後の支持ポストを介して前後のフィードバーを開閉させ、クランプ・アンクランプ動作をさせることができる。そして２台の駆動モータを使うので、左右対称な配置を実現でき、中央部に前後進機構等の他の部品を配置してコンパクトなレイアウトを実現できる。
請求項３の発明によれば、１台のモータで駆動ピニオンを回転させると、これに噛み合っている従動ピニオンも回転し、前後のラックを摺動させる。よって、前後の支持ポストを介して前後のフィードバーをクランプ・アンクランプ動作させることができる。そして、モータは１台のみを使うので、クランプ装置をコンパクトにでき、保守点検の手間も簡素化できる。
請求項４の発明によれば、１台のモータでピニオンを回転させると、これに噛み合っている前後のラックが同時に反対向きに動くので、前後の支持ポストを介して前後のフィードバーをクランプ・アンクランプ動作させることができる。そして、モータは１台を使い、ピニオンも１個のみ使うので、クランプ装置をコンパクトにでき、保守点検の手間を簡素化できる。
請求項５の発明によれば、ネジ・リンク機構によりクランプ装置を構成したので、その前後方向長さが短くなり、クランプ装置をプレスのサイドオープニング内に入れることが可能となった。このため、フィードバーの長さを短くすることができる。よって、つぎの効果がある。
（１）インダクションヒータからプレス内金型に搬入される時間が短くなり、スケールが付着する間に鍛造できるので、表面精度が良くなる。
（２）鍛造されるまでの温度降下が少ないので、鍛造荷重が増加せず、鍛造できる製品の大きさが制限されにくい。
（３）フィードバーが短いことから、軽量化でき剛性が高められるので、高速化が可能であり、高速化しても振動などが生じず安定した動作が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明に係る鍛造プレスとトランスファフィーダの平面図、図２は同トランスファフィーダの側面図、図３は同トランスファフィーダの正面図、図４は本発明の第１実施形態に係るクランプ装置の斜視図、図５は本発明の第２実施形態に係るクランプ装置の斜視図、図６は本発明の第３実施形態に係るクランプ装置の斜視図、図７は本発明の第４実施形態に係るクランプ装置の斜視図、図８は本発明のトランスファフィーダとインダクションヒータのレイアウトを示す平面図である。
【００１０】
図１〜３において、Ｃは４本のプレスコラムであり、１は前フィードバー、２は後フィードバーである。各フィードバー１，２には図示していないが、材料をつかむフィンガーが、多工程金型の金型数に応じた数だけ取付けられている。
５はトランスファフィーダの基端側のベースフレームであり、６は先端側のベースフレームである。これらのベースフレーム５，６は鍛造プレスの下金型上方空間に固定されている。
【００１１】
７はトランスファフィーダの基端側の昇降フレームであり、８は先端側の昇降フレームである。前記昇降フレーム７はスライドガイド９を介して、ベースフレーム５に昇降自在に取付けられている。前記昇降フレーム８もスライドガイド９を介して、ベースフレーム６に昇降自在に取付けられている。また、昇降フレーム７，８はベースフレーム５，６に取付けられたネジ式螺進機構等の公知の昇降装置で昇降され、ひいてはフィードバー１，２を昇降させるようになっている。
【００１２】
前記昇降フレーム７，８には、それぞれ前後進方向のスライドレール２１，２１が設置されており、このスライドレール２１，２１上を基端側と先端側のキャリッジ２２，２２が前後進自在となっている。一方、昇降フレーム７，８には、ネジ式螺進機構２０からなる公知の前後進装置が固定され、そのネジ棒１１には前後進用のサーボモータＭ４が接続されており、ナット１２はキャリッジ２２，２２に結合されている。
また、キャリッジ２２には両フィードバー１，２が支持部材４１，４２を介して、連結されている。
よって、前記サーボモータＭ４を駆動すると、キャリッジ２２を前進後退させ、一対のフィードバー１，２をアドバンス・リターンさせることができる。
【００１３】
つぎに、前後のフィードバー１，２をクランプ・アンクランプさせるクランプ装置を説明する。
図１に示すように、前フィードバー１のクランプ装置３０，３０が左右両端部に設けられており、後フィードバー２のクランプ装置３０，３０も左右両端部に設けられている。そして、前後フィードバー１，２のクランプ装置３０は、前記ネジ式螺進機構２０を挟んで前後方向対称に配置されている。
図２〜図３に示すように、前記昇降フレーム７，８上で前後進するキャリッジ２２には、スライドガイド４０が幅方向に設置されている。このスライドガイド４０には、前フィードバー１の両端を支持する前支持部材４１と、後フィードバー２の両端を支持する後支持部材４２が幅方向に摺動するようになっている。すなわち前支持部材４１は、スライドガイド４０に摺動自在に嵌合したスライドベース４３と、該スライドベース４３の上面に取付けたラック台４７とから構成されている。また、後支持部材４２は。スライドガイド４０に摺動自在に嵌合したスライドベース４４と、該スライドベース４４から垂下した支持アーム４６と前記スライドベース４４の上面に取付けたはラック台４８とから構成されている。
そして、前記ラック台４５，４６の上面には、前ラック３１と後ラック３２がそれぞれ固定されており、後述するピニオン等と共にラック・ピニオン機構を構成している。
【００１４】
つぎに、前記支持部材４１，４２をクランプ・アンクランプ方向に動かすラック・ピニオン機構の各実施形態を説明する。
(1) 第１実施形態のラック・ピニオン機構30A
図４において、３１は前ラックで前支持部材４１のラック台４７の上端に固定されており、３２は後ラックで後支持部材４２のラック台４８の上端に固定されている。なお、前支持部材４１と後支持部材４２は、既述のごとくスライドガイド４０に案内されて、前後方向に摺動するようになっている。
前ラック３１には前ピニオン３３が噛み合い、前ピニオン３３は前ピニオン駆動用モータ３５が連結されている。後ラック３２には後ピニオン３４が噛み合い、後ピニオン３４には後ピニオン駆動用モータ３６が連結されている。両駆動用モータ３５，３６は前記キャリッジ２２上に固定されている。
よって、両駆動用モータ３５，３６を互いに逆方向に回転させれば、両ラック３１，３２は互いに逆方向に動いて、両支持部材４１，４２を開閉させ、両フィードバー１，２をクランプ・アンクランプさせることができる。
この実施形態によれば、モータ３５，３６を前後に振り分けて配置したので、中央部に前後進用のネジ式螺進機構２０等を配置でき、全体をコンパクトな構造にできる。
【００１５】
(2) 第２実施形態のラック・ピニオン機構30B
図５において、前ラック３１はラック台４７の上端に固定されており、後ラック３２はラック台４８の上端に固定されている。前ラック３１には駆動ピニオン33a が噛み合っており、この駆動ピニオン33a は駆動用モータ３５で回転されるようになっている。一方、後ラック３２には従動ピニオン３４が噛み合い、この従動ピニオン３４は前記駆動ピニオン33a にも噛み合っている。
よって、駆動用モータ３５を回転させれば、前後のラック３１，３２は互いに逆方向に動いて、前後のフィードバー１，２をクランプ・アンクランプさせることができる。
この実施形態によれば、駆動用モータは１台しか用いないので、クランプ装置をコンパクトにでき、保守点検の手間を簡素化できる。
【００１６】
(3) 第３実施形態のラック・ピニオン機構30C
図６において、前ラック３１はラック台４７の上端に立てて取付けられ、後ラック３２はラック台４８の上端に立てて取付けられている。前後のラック３１，３２は互いに歯面を向き合わせており、両方の歯に噛み合うように１個のピニオン３３が挿入されている。このピニオン３３には駆動用モータ３５が連結されている。よって、駆動用モータ３５を回転させれば、前後のラック３１，３２は互いに逆方向に動いて、前後のフィードバー１，２をクランプ・アンクランプさせることができる。
この実施形態によれば、駆動用モータは１台しか用いないので、クランプ装置をコンパクトにでき、保守点検の手間を簡素化できる。
【００１７】
(4) 第４実施形態のラック・ピニオン機構30D
図７において、５１はスライドベース４３に連結されたリンクであり、５２はスライドベース４４に連結されたリンクである。一方、駆動用モータ５３でネジ棒５４が回転するようになっており、このネジ棒５４に昇降部材５５が噛み合っている。この昇降部材５５の両端には前記リンク５１，５２の一端が連結されている。
よって、駆動用モータ５３でネジ棒５４を回転させ、昇降部材４４を上下動５５させると、リンク５１，５２を介して、前後のスライドベース４３，４４が互いに逆方向にスライドして、前後のフィードバー１，２をクランプ・アンクランプさせることができる。
【００１８】
上記の各実施形態のクランプ装置は、ラック・ピニオン機構またはネジ・リンク機構を用いているので、前後方向長さが短くなっている。このため、図８に示すように、前後のコラムＣ，Ｃに挟まれたサイドオープニング内にクランプ装置３０を配置して、トランスファフィーダＴを構成することができる。この結果、フィードバー１，２の長さが短くなることから、チャージ装置５１をよりプレス中心に接近させて配置できるので、入側シュート５３の投入位置とプレス中心との間の距離Ｌが短くなる。よって、つぎの効果がある。
(1) インダクションヒータ５２からプレス内金型に搬入される時間が短くなり、スケールが付着する間に鍛造できるので、表面精度が良くなる。
(2) 鍛造されるまでの温度降下が少ないので、鍛造荷重が増加せず、鍛造できる製品の大きさが制限されにくい。
(3) フィードバー１，２が短いことから、軽量化でき剛性が高められるので、高速化が可能であり、高速化しても振動などが生じず安定した動作が可能となる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ラック・ピニオン機構を用いた短いクランプ装置をプレスのサイドオープニング内に入れたので、フィードバーの長さを短くすることができ、つぎの効果が生じる。
（１）金型に搬入される時間が短くなり、スケールが付着する間に鍛造できるので、表面精度が良くなる。
（２）温度降下が少ないので、鍛造荷重が増加せず、鍛造できる製品の大きさが制限されにくい。
（３）フィードバーを軽量化でき高速化が可能であり、振動などが生じず安定した動作が可能となる。
請求項２の発明によれば、２台の駆動モータを使うので、左右対称な配置を実現でき、中央部に前後進機構等の他の部品を配置してコンパクトなレイアウトを実現できる。
請求項３の発明によれば、モータは１台のみを使うので、クランプ装置をコンパクトにでき、保守点検の手間も簡素化できる。
請求項４の発明によれば、モータは１台を使い、ピニオンも１個のみ使うので、クランプ装置をコンパクトにでき、保守点検の手間を簡素化できる。
請求項５の発明によれば、ネジ・リンク機構を用いた短いクランプ装置をプレスのサイドオープニング内に入れることが可能となった。このため、フィードバーの長さを短くすることができ、つぎの効果が生じる。
（１）金型に搬入される時間が短くなり、スケールが付着する間に鍛造できるので、表面精度が良くなる。
（２）温度降下が少ないので、鍛造荷重が増加せず、鍛造できる製品の大きさが制限されにくい。
（３）フィードバーを軽量化でき高速化が可能であり、振動などが生じず安定した動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る鍛造プレスとトランスファフィーダの平面図である。
【図２】 同トランスファフィーダの側面図である。
【図３】 同トランスファフィーダの正面図である。
【図４】 本発明の第１実施形態に係るクランプ装置の斜視図である。
【図５】 本発明の第２実施形態に係るクランプ装置の斜視図である。
【図６】 本発明の第３実施形態に係るクランプ装置の斜視図である。
【図７】 本発明の第４実施形態に係るクランプ装置の斜視図である。
【図８】 本発明のトランスファフィーダとインダクションヒータのレイアウトを示す平面図である。
【図９】 従来のトランスファフィーダの平面図である。
【図１０】 従来のトランスファフィーダの正面図である。
【図１１】 従来のトランスファフィーダの側面図である。
【符号の説明】
１ 前フィードバー
２ 後フィードバー
３０Ａ ラック・ピニオン機構
３０Ｂ ラック・ピニオン機構
３０Ｃ ラック・ピニオン機構
３０Ｄ ラック・ピニオン機構
４０ スライドガイド
４１ 支持部材
４２ 支持部材
３１ 前ラック
３２ 後ラック
３３ 前ピニオン
３４ 後ピニオン
３５ 前ピニオン駆動用モータ
３６ 後ピニオン駆動用モータ

Claims (5)

1. 前フィードバーおよび後フィードバーと、
   該前後のフィードバーを昇降させる昇降装置と、
   前記前後のフィードバーを前後進させる前後進装置と、
   前記前後のフィードバーをクランプ・アンクランプさせるクランプ装置からなるトランスファフィーダを備えており、
   前記クランプ装置が、
   前フィードバーの両端を支持する前支持部材および後フィードバーの両端を支持する後支持部材を、クランプ・アンクランプ方向に摺動自在に案内するスライドガイドと、
   前記前支持部材の上端に取付けられた前ラックおよび前記後支持部材の上端に取付けられた後ラックと、
   前記前ラックおよび後ラックに噛合したピニオンと、
   該ピニオンを回転させるモータを有するラック・ピニオン機構からなり、
   前記クランプ装置が、鍛造プレスの前後のコラム間のサイドオープニング内に配置されている
   ことを特徴とする鍛造プレス。
2. 前記ラックピニオン機構が、前記前ラックと前記後ラックに個別に噛み合った前ピニオンおよび後ピニオンと、各ピニオンに個別に連結された前ピニオン駆動用モータおよび後ピニオン駆動用モータからなる
   ことを特徴とする請求項１記載の鍛造プレス。
3. 前記ラック・ピニオン機構が、前記前ラックまたは前記後ラックのうちの一方のラックに噛み合った駆動ピニオンと、該駆動ピニオンに連結された駆動用モータと、前記駆動ピニオンと他方のラックに共に噛み合った従動ピニオンとからなる
   ことを特徴とする請求項１記載の鍛造プレス。
4. 前記ラックピニオン機構が、前記前ラックと前記後ラックを歯面を向き合わせて立設し、両ラックの歯面に共に噛み合うようにピニオンを挿入し、該ピニオンに駆動用モータを連結した
   ことを特徴とする請求項１記載の鍛造プレス。
5. 前記クランプ装置において、前記ラック・ピニオン機構の代りに、駆動用モータと、該駆動用モータで回転されるネジ棒と、該ネジ棒に螺合された昇降部材と、該昇降部材の昇降動作を前記前支持ポストおよび前記後支持ポストのクランプ・アンクランプ方向の動作に変換するリンクとからなるネジ・リンク機構を用いた
   ことを特徴とする請求項１記載の鍛造プレス。

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