JPS6123543A - 熱間圧延用スラブ材の鍛造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、固体材料の圧縮装置に係り、特に多品種少量
生産、かつ高稼動率を要する熱間圧延用スラブ材の板幅
圧縮作業に好適な固体圧縮装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、固体圧縮装置として第４図に示したものがある（
精密機械４９巻８号第２５頁）。この装置は、一対の圧
縮機構と一対の初期位置設定機構より構成されている。

圧縮機構は、駆動電動機（図示せず）に接続したその動
力を伝達する歯車ｉｏ、１２、を有しており、この歯車
１０．１２に接して偏心カム１４が設けである。この偏
心カム１４には、回転運動を往復運動に変換するピット
マン１６が設けてあり、このピットマン１６の往復運動
を被加工材（図示せず）の両側に配された一対の鍛造工
具工８に伝達する。この動力の伝達は、ピットマン１６
と鍛造工具１８との間に配された揺動リンク２０、リン
ク２２、リンク２２によりＣ型フレーム２４内を摺動す
るスライド２６及びこれら各リンクを連結するピン２８
゜３０．３２及び、これら一式を搭載するＣ型フレーム
２４より構成されている。

また、初期位置設定機構は、Ｃ型７レーム２４に水平に
搭載されているリング状のフレーム３４と、ピストンロ
ッド３６を内蔵しフレーム３４内に水平に配された油圧
シリンダ３８及び、ピストンロッド３６の先端部に取付
けられこのピストンロッド３６と揺動リンク２０とを連
結するピン４０より成っている。

この従来の固体圧縮装置の動作は、小ストローク高サイ
クルの圧縮動作と、大ストローク低サイクルの初期位置
設定動作に大別される。まず、圧縮動作は、駆動電動機
（図示せず）が駆動すると、歯車１０．１２を介して偏
心カム１４が回転し、ピットマン１６に組込まれている
ピン２８が往復運動を行なう。揺動リンク２０は、中間
部がピン４０によりピストンロッド３６に支持されてい
るため、ピストンロッド３６によりあらかじめ設定され
た位置にあるピストン４０を揺動中心とじて揺動する。

この揺動運動は、ピン３０，３２、！Ｊンク２２を介し
てスライド２６を往復運動させ、鍛造工具１８がＣ型フ
レーム２４上をスライド２６とともに往復運動を行なう
。

圧縮機構は、はぼ左右対称に配された一対の機構より成
っており、また左右一対の偏心カム１４間に歯車が２個
、即ち歯車１０．１２が配されているため、歯車１０の
回転により一対の偏心カム１４が左右対称に動作する。

そして、一対の偏心カム１４の動作が鍛造工具１８を含
めた左右一対の圧縮機構全体を左右対称の動作をさせる
。従って、この一対の鍛造工具１８の間に被加工材（図
示せず）を挿入すると、駆動電動機（図示せず）の回転
により、これらの機器を介して被加工材を鍛造できる。

次に、初期位置設定動作は、圧油供給装置（図示せず）
により油圧シリンダ３８内に圧油を供給、または油圧シ
リンダ３８から圧油を排出すると、″ピストンロッド３
６を介してピン４０が移動し、揺動リンク２０がピン４
０を支点として回転運動を行なう。このため、揺動リン
ク２０は、リンク２２を介してＣ型フレーム２４上をス
ライド２６と共に鍛造工具１８を水平方向に移動させる
。従って、油圧シリンダ３８内に適切々量の圧油を供給
、または油圧シリンダから圧油を排出する事により、圧
縮装置が動作していない状態（初期位置）での鍛造工具
１８の適切な位置に鍛造工具１８を設置できる。また、
初期位置設定機構は、はぼ左右対称に配された一対の機
構より成っているため、左右一対の油圧シリンダ３８内
に左右同量の圧油を供給もしくは排出する事により、一
対のピストンロッド３６を左右対称に動作させることが
でき、さらに鍛造工具１８を含め左右一対の初期位置設
定機構全体が左右対称動作をすることになる。

従って、油圧シリンダ３８に圧油を供給し、または油圧
シリンダ３８から圧油を排出することにより、これらの
初期位置設定機構を構成する機器を介して、−一対の鍛
造工具１８の初期位置を適切に設定できる。さらに、一
対の鍛造工具１８は、前述の圧縮機構を構成する機器に
よりその初期設定位置を基点としてＣ型フレーム２４上
を往復運動し、一対の鍛造工具１８の間に挿入された被
加工材を鍛造できる。

しかしながら、この従来の装置にあっては、鍛造製品寸
法精度上、充分認識しなければならぬ問題がある。まず
、初期位置設定機構については、揺動リンク２０の支点
となるピン４０が、ピストンロッド３６を介して油圧シ
リンダ３８により支持されている。このため、油圧シリ
ンダ３８内圧油量を適切に設定しても、大きな鍛造力に
より油圧シリンダ３８内の圧油が圧縮し、これによりピ
ストンロッド３６を介してピン４０が移動し、鍛造工具
１８の設定位置が変わる。また、この移動量は、鍛造力
により変化するため、製品寸法精度に大きな影響を及ぼ
す。

第５図の実線は、この油圧シリンダ３８内の圧油の圧縮
による製品寸法誤差を試算したものであり（シリンダ径
１０００＋＋ｍ、工具ストローク１００Ｗ）ｆ鍛造荷重
２０００トンの場合製品寸法誤差が３１１１ＩＩ＋にも
達しており、寸法誤差が大きく大荷重用の圧縮機には適
さな諭ことが判る。

次に、圧縮機構は、ピットマン１６の往復運動を機構の
剛性を低下させる多数のリンク類を介して鍛造工具１８
に伝達している。このため、圧縮機構の剛性も低く、製
品寸法精度の低下をもたらす。これも大形化（大容量比
）への阻害要因となる。

尚、上記した従来装置を用いて寸法精度の良い製品を得
るには、負荷時のピストンロッド３６の変位および揺動
リンク２０、リンク２２の変形の影響を受ける鍛造工具
１８の位置を逐次検出し、ピストンロッド３６の押込位
置を逐次制御する必要があり、複雑な制御機構が必要と
なる。

〔発明の目的〕

本発明は、鍛造時に大きな変形を生じない、剛性の高い
固体圧縮装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、被加工材に外力を加える工具を、クランク軸
により進退するホルダに支持したシャフトにより往復運
動させ、また、前記ホルダと前記シャフトとを螺合して
、シャフトを回転させるととによりシャフトのホルダか
ら突出した部分の長さを調節し、工具の初期位置を調整
できるようにし、剛性の低いリンク機構と油圧シリンダ
機構とをなくし、剛性の高い固体圧縮装置が得られるよ
うに構成したものである。

〔発明の実施例〕

本発明に係る固体圧縮装置の好ましい実施例を、添付図
面に従って詳説する。

第１図は、本発明に係る１鱒体圧縮装置の実施例の一部
を断面にした平面図である。第１図において固体圧縮装
置は、一対の圧縮機構と一対の初期位置設定機構とによ
り構成されている。

圧縮機構は、フレーム４２により連結しである一対のハ
ウジング４４．４６に支持したクランク軸４８により駆
動される。クランク軸４８は、一端にシャフト５０が連
結され、駆動機５２を介して駆動電動機５４により回転
駆動する。クランク　　　　　　　）軸４８には、コン
ロッド５６が設けてあり、このコンロッドがハウジング
４４．４６に設けた外ブロック５８に摺接されるように
なっている。この外ブロック５８は、シャフト６０を支
持するホルダの役割をなしている。シャフト６０は、先
端（第１図において左側端）がハウジング４４゜４６に
設けた内ブロック６２に接しており、後述するシリンダ
と共働して内ブロック６２に固定した鍛瘉工具６４を内
ブロック６２を介してハウジング４４．４６の長手方向
に往復運動させる。

一方、初期位置設定機構が、内ブロック５８に設けたナ
ツト６６と、このナツト６６に螺合するシャフト６０の
先端部に形成したネジ部６８とを有している。シャツ）
６０の後端側はスプライン部７０となっており、このス
プライン部７０がギヤケース７２内に設けである歯車７
４と噛合っている。そして、歯車７４は歯車７６と噛合
い、この歯車７６が入力軸７８、駆動機８０を介して駆
動電動機８２により回転する。また、第２図に示すごと
く内ブロック６２は、上端部がフレーム４２の上部に設
けたバランスシリンダ８４のピストンロッド８６に接続
されている。々お、第１図に示した符号８８は、被加工
材のパス中心を示す。

上記の如く構成した実施例の動作は、小ストローク高サ
イクルの圧縮動作と、大ストローク低サイクルの初期位
置設定動作に大別される。圧縮動作は、駆動電動機５４
の駆動により駆動機５２、シャフト５０を介してハウジ
ング４４．４６内に支持されたクランク軸４８が回転し
、クランク軸４８の偏心量によりコンロッド５６、ハウ
ジング４４．４６内を摺動する内、外ブロック６２゜５
８がハウジング４４．４６の長手方向に運動し、内ブロ
ック６２に固定した鍛造工具６４が往復運動をする。即
ち、コンロッド５６がパス中心８８方向へ移動する時に
は、鍛造工具６４が一連の圧縮機構に押されて動作し、
また、コンロッド５６がパス中心８８より遠のく方向へ
移動する時には、フレーム４２に配されたバランスシリ
ンダ８４が、ピストンロッド８６を介して内ブロック６
２をシャフト６０の端部に押付る様に作用する。このた
め、圧縮動作中、鍛造工具６４は、常にクランク軸４８
の回転に追従して往復運動を行なう。また、シャフト６
０は、ネジ部６８がナツト６６に噛合されているため、
ナツト６６を収納する外ブロック５ｇと共にシャフト６
０も往復運動を行なう。

この際、シャフト６０の後端部は、スプライン部７０が
形成され、このスプライン部７０が歯車７４と噛合うと
ともに、歯車７４がギヤケース７２により軸方向に固定
されているため、圧縮動作時には歯車７４の内歯とシャ
フト６０のスプライン部７０とは常に摺動運動を行なう
。

初期位置設定動作は、次の如くして行なわれる。

駆動電動機８２が駆動されると、駆動機８０を介してギ
ヤケース７２に支持された入力軸７８、歯車７６．７４
、シャフト６０が回転し、ナツト６６とシャフト６０の
ネジ部６８とによりシャフト６６は、スプライン部７０
と歯車７４の内歯との間で摺動しながら、外ブロック５
８を基点として軸方向に移動する。また、内ブロック６
２は、バランスシリンダ８４によりシャフト６０の先端
部に押付られる。従って、入力軸７８の回転によシ内ブ
ロック６２と外ブロック５８との間隙が増減し、鍛造工
具６４とコンロッド５６との間の距離が増減する。

なお、左右一対の圧縮機構と左右一対の初期位置設定機
構とは、パス中心８８に対してほぼ対称に配されており
、左右の各機構をパス中心８８に対し対称に動作させる
こともでき、また必要に応じ左右非対称に動作させるこ
とも可能である。

第３図は、各機構による左右一対の鍛造工具６４の軌跡
を示したものであり、被加工材の寸法、鍛造量に応じて
初期位置設定機構により左右一対の鍛造工具６４の初期
位置を設定し、圧縮機構によりこの鍛造工具６４を往復
運動させ、その中間に被加工材（図示せず）を挿入する
ことにより鍛造することができる事が判る。上記の如く
構成した実施例にあっては、鍛造工具６４に発生する鍛
造力の作用線のほぼ延長上に、この鍛造力を支持する内
、外ブロック６２．５８、シャフト６０．３、。ッ１．
５６ゎ１５ｙｌ１ｍ４８や１．アエカ　　　　）に設置
しであるため、鍛造力による機構全体の変形量を最小に
留めることができる。また、初期位置設定機構において
は電動スクリュー機構を採用しており、シャフト６ｏの
直径を３５０ＩＩＩＩ１１工具ストロークを１００簡と
すると、第５図の破線に示すように鍛造力による初期位
置の変動量を極めて小さな値に留めることができる。従
って、実施例の固体圧縮装置は、従来に比較して鍛造力
による機器変形量の小さい剛性の高い装置であるため、
寸法精度の良い製品を容易に得る事ができ、また機械性
能の大容量化に適した機構であるということが出来る。

なお、バランスシリンダ８４は、常時内ブロック６２を
シャフト６０の先端に押付るように作動させてもよいが
、コンロッド５６が後退した時に同調させて作動させる
ことにより、圧縮機構の駆動エネルギを減小するととが
出来る。また、前記実施例においては、クランク軸４８
に設けたコンロッド５６を介して外ブロック５８を摺動
させるようにしたが、クランク軸４８に直接外ブロック
５８を設けてもよい。さらに、シャフト６ｏの先端を、
回転自在に内ブロック６２に結合する事により、バラン
スシリンダ８４を省く事が出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば鍛造時に大きな変
形を生じない剛性の高い固体圧縮装置を得ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る固体圧縮装置の実施例の一部を断
面圧した平面図、第２図は本発明に係る固体圧縮装置の
実施例の一部を断面にした側面図、第３図は本発明に係
る実施例の固体圧縮装置の鍛造工具の軌跡を示す図、第
４図は従来の固体圧縮装置の側面図、第５図は従来の固
体圧縮装置と本発明に係る実施例の固体圧縮装置との鍛
造荷重による製品の寸法誤差の比較を示す図である。 ４４．４６・・・ハウジング、４８・・・クランク軸、
５２．８０・・・駆動機構、５４．８２・・・駆動電動
機、５６・・・コンロッド、５８・・・外ブロック、６
ｏ・・・シャフト、６２・・・内ブロック、６４・・・
鍛造工具、６６・・・ナツト、６８・・・ネジ部、７ｏ
・・・スプライン部、７４．７６・・・歯車、８４・・
・ノ（ランスシリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジング内に対向して配置された、被加工材に外
   力を加える一対の滑動自在な工具と、前記工具に往復運
   動を与え相互に接近、離間させる駆動装置と、前記工具
   の初期位置を定める位置調整装置とを有する固体圧縮装
   置において、前記駆動装置は回転駆動するクランク軸と
   、このクランク軸により進退する摺動自在なホルダと、
   このホルダに支持され前記工具を摺動させるシャフトか
   らなり、前記位置調整装置は前記ホルダに形成した前記
   シャフトが螺合するねじ機構であることを特徴とする固
   体圧縮装置。 ２、前記各工具と前記シャフトとは面接触しており、前
   記各工具は前記シャフト後退時に相互に離間する方向に
   付勢されるシリンダに連結してあることを特徴とする特
   許請求の範囲第１図に記載の固体圧縮装置。