JPS6257728A - 鍛造用プレス - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属材料の熱間自由鍛造に用いられる鍛造用
プレスに関するもので、特に、原動機により回転駆動さ
れる偏心輪軸を用いてプレスラムを五下動させるように
した、鍛造用機械式プレスに関するものである。

（従来の技術） 金属材料を熱間にて自由鍛造する鍛造機械としては、従
来は主としてドロップハンマが用いられていた。このド
ロップハンマは、プレスラムを自由落下あるいは高圧空
気や蒸気等を用いて強制落下させ、そのラムの落下エネ
ルギを加工物に吸収させて加工しようとするものである
。このようなドア０ブハンマは、構造が比較的簡単で、
大容量のものを得ることができるが、その反面、プレス
ラムの落下エネルギの一部が加工物を通して基礎へと伝
達され、地盤を振動させるので、振動公害を惹起すると
いう欠点を有している。そのために、ドロップハンマを
用いるときには、地盤への振動伝達を防止する大がかり
な防振装置を施すことが必要となっている。また、この
ようなドロップハンマは。

プレスラムによって加工物を打撃加工するものであるの
で、その加工時に大音響が発生することは避けられず、
ハンマを操作する作業者に著しい苦痛を与える原因とも
なっている。

このような問題から、最近では、自由鍛造にも液圧プレ
スが用いられることが多くなってきている。この液圧プ
レスは、水あるいは油等の液圧媒体をポンプによって加
圧し、発生された高圧の圧液をシリンダに導いて、その
シリンダによって発生される力を加工物に作用させ、所
定の形状に加工しようとするもので、高圧圧液を発生さ
せるポンプ装置、加工物を押圧するプレスラムを上下方
向に運動させるための圧液の流れ方向切換弁、最高圧力
を規制する安全弁等によって構成され、これらが液圧配
管によってシリンダに接続されるようになっている。こ
のような液圧プレスによれば、加工物は、プレスラムに
よって押圧されて加工されるので、振動や騒音が生ずる
ことは軽減される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような液圧プレスにおいても、シリ
ンダを高サイクルで運動させようとすると、配管内の圧
液がサージ圧のために大きく振動し、大きな騒音が発生
してしまう、そのために、高サイクルの加工はほとんど
不可能となっている。また、圧液は、鋼材に比べると著
しく大きい圧縮性を有しており、しかも、圧液供給系や
シリンダにおけるリークも避けられないので、ダイス等
の鍛造工具が加工物に接触して加工が開始されてから完
了するまでの時間は十分に長くとらざるを得ない、その
ために、工具と加工物との接触時間が極めて長くなり、
その間に加工物の熱が工具へ伝達され、工具の温度が高
くなるので、工具の寿命が著しく低下してしまう。そこ
で、工具を冷却するようにしたものも考えられているが
、そのようにすると。

工具に接触する加工物の表面が急冷されるため、加工物
に表面亀裂が生ずることがある。

更に、液圧プレスにお゛いては、通常、加圧行程の停止
位置は限定されず、シリンダに加えられる静圧が規定さ
れるようになっている。したがって、このような液圧プ
レスを用いて自由鍛造する場合には、加工物の材質や形
状等に誤差があると、得られる製品の形状にばらつきが
生じてしまう、また、その加工厚ざを変更することも極
めて困難である。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その主な目的は、低振動、低騒音で、かつ、鍛造中
の工具と加工物との接触時間を短くすることのできる純
機械式の鍛造用プレスを得ることである。

また、本発明の他の目的は、加工物を上下から挟み付け
る工具の間隔を任意に調整することができるようにし、
それによって所定厚さの製品が得られるようにすること
である。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明では、原動機により
偏心輪軸を回転駆動し、その偏心輪軸の回転運動をスラ
イダの上下動に変換して。

そのスライダの上下動をプレスラムに伝えるようにして
いる。スライダとプレスラムとの間には、スライダとと
もに上下動する可動フレームが設けられており、プレス
ラムは、その可動フレームに上下位置調整可使に支持さ
れている。

そして、これらプレスラムと可動フレームとは、その可
動フレームに回転可能に支持された送りねじによって、
互いに結合されている。プレスラムに対向する位置には
、加工物を支持する固定フレームが設置されている。

（作用） このように構成することにより、偏心輪軸を回転駆動す
ると、プレスラムは、その偏心輪軸の偏心量の２倍、す
なわち一定のストロークをもって上下方向に往復動をす
るようになる。したがって、そのプレスラムに取り付け
られた上工具と固定フレームに取り付けられた下工具と
の間に挟み付けられ押圧される加工物は、一定の厚さに
加工されるようになる。そして、プレスラムは一定の周
期で正弦波状に上下動するので、加工物は静かに、しか
も迅速に加工されるようになる。

加工物の加工厚さを変更するときには、可動フレームに
支持された送りねじを回転させる。

すると、プレスラムが可動フレームに対して上下動し、
上下の工具の間隔が調整される。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図は、本発明による鍛造用プレスの一実施例を示すもの
で、第１図はそのプレスの縦断正面図であり、第２図は
そのプレスの要部をその駆動装置とともに示す縦断側面
図である。また、第３図はその駆動装置の平面図である
。

第１．２図から明らかなように、凹部が形成された基礎
ｌ上には、ブロック状の固定フレーム２が、前後方向に
延びる腕２ａ、２ａによって固定設置されている。この
固定フレーム２の中央下部には、下面が開口した矩形断
面の収納部３が設けられている。この収納部３には、ス
ライダガイド４によって、垂直スライダ５が上下方向に
摺動自在に案内支持されている。この垂直スライダ５は
、中央に水平方向のガイド孔５ａが形成された口の字形
のもので、そのガイド孔５ａには、水平スライダ６が左
右方向に摺動自在に支持されている。水平スライダ６の
中央には、円形断面の軸受孔６ａが設けられており、こ
の軸受孔６ａに、偏心輪軸７の偏心軸部７ａが回転自在
にはめ合わされている。この偏心軸部７ａは、偏心輪軸
７の駆動軸部７ｂに対して所定の偏心量をもって偏心す
るように形成されたもので、その駆動軸部７ｂとともに
、駆動軸部７ｂの回転軸線を中心として回転するように
なっている。そして、偏心輪軸７は、その駆動軸部７ｂ
によって、固定フレーム２に回転自在に支持されている
。

第２，３図に示されているように、この偏心輪軸７は、
駆動装置８によって回転駆動されるようになっている。

この駆動装置８は、原動機であるモータ９、フライホイ
ールｌＯ及び減速機１１からなるもので、そのフライホ
イール１０と減速機１１との間にはクラッチ１２が設け
られ、また、減速機１１にはブレーキ１３が設けられて
いる。減速機１１の出力軸１１ａと偏心輪軸７の駆動軸
部７ｂとは、ユニバーサルジヨイント１４を介して連結
されている。こうして、偏心輪軸７には、モータ９及び
フライホイール１０の回転が減速機１１によって減速さ
れて伝達され、その偏心輪軸７の回転あるいは停止は、
クラッチ１２及びブレーキ１３の操作によって制御され
るようになっている。

また、第１図から明らかなように、固定フレーム２には
、その固定フレーム２の左右両側部を上下方向に貫通す
る口の字形の可動フレーム本体１５が、固定フレーム２
の貫通部に設けられた可動フレームガイド１６に案内さ
れ、上下方向に運動し得るようにして支持されている。

この可動フレーム本体１５は、その下部中央に設けられ
た安全シリンダ１７のピストン１７ａによって、垂直ス
ライダ５に連結されている。このピストン１７ａは、垂
直スライダ５の下面に一体的に固着されたもので、その
ピストン１７ａの下面側には、液圧ポンプ等の液圧源（
図示せず）から液圧配管１８を通して圧液が供給される
ようになっている。そして、その液圧配管１８には、ア
キュムレータ１９及び安全弁２０が接続され、安全シリ
ンダ１７内に常に一定圧の圧液が保持されるようにされ
ている。こうして、可動フレーム本体１５は、垂直スラ
イダ５とともに上下動するようにされている。

可動フレーム本体１５の上部中央には、上下に貫通する
貫通孔１５ａが設けられ、この貫通孔１５ａの内面に取
り付けられたラムガイド２１によって、プレスラム２２
が上下位ｉ［整可能に支持されている。このプレスラム
２２は、キー２３によって可動フレーム本体１５に対し
て回転することのないようにされている。

−・方、可動フレーム本体１５の上面には、複数本のコ
ラム２４，２４．・・・により、一定の間隔を置いてト
ップフレーム２５が固定されている。可動フレーム２６
は、これら可動フレーム本体１５及びトップフレーム２
５によって構成されている。そして、トップフレーム２
５の下面には、送りねじ２７の球面状の頭部２７ａが当
接され、その送りねじ２７が回転可能に支持されている
。この送りねじ２７は、プレスラム２２の軸心部に形成
されためねじ部２２ａに噛み合わされている。また、ト
ップフレーム２５とプレスラム２２との間には、常時プ
レスラム２２を上方に引き上げる方向に付勢する複数個
のバランスシリンダ２８　、２８　、・・・が設けられ
ている。このバランスシリンダ２８は、送りねじ２７の
バックラッシュを取り除く役割をも果たすものである。

こうして、プレスラム２２は、送りねじ２７によって可
動フレーム２６に結合されている。

送りねじ２７の頭部２７ａの軸心部には、スプライン軸
２９が噛み合わされている。このスプライン軸２９は、
トップフレーム２５の上面にスラストベアリング３０に
よって回転自在に支持されたウオームホイール３１の回
転軸と一体のもので、そのウオームホイール３１は、油
圧モータ等により回転駆動されるウオーム３２によって
回転されるようになっている。

プレスラム２２の下面には、加工物Ｗｔ−鍛造する上工
具３３が取り付けられている。また。

固定フレーム２の、プレスラム２２に対向する位置には
、その加工物Ｗを支持する上工具３４が設けられている
。

次に、このように構成された鍛造用プレスの作用につい
て説明する。

プレス駆動装置８のモータ９を駆動すると、フライホイ
ール１０が回転する。その状態で減速機１１のブレーキ
１３を解除し、クラッチ１２を接続させると、その回転
が減速機１１及びユニバーサルジヨイント１４を介して
偏心輪軸７の駆動軸部７ｂに伝えられ、偏心輪軸７が回
転駆動される。それによって、偏心輪軸７の偏心軸部７
ａがその駆動軸部７ｂの回転軸線を中心として公転し、
その偏心軸部７ａがはめ合わされた水平スライダ６が同
様に公転する。このとき、その水平スライダ６は、その
上下の面が垂直スライダ５に支持され、左右方向には摺
動し得るようにされているので、その公転によって、垂
直スライダ５に対して左右方向に摺動するとともに、垂
直スライダ５を上下方向に運動させる。こうして、偏心
輪軸７の回転運動は、垂直スライダ５の上下動に変換さ
れる。

垂直スライダ５が上下動すると、その下面と可動フレー
ム２６との間に設けられた安全シリンダ１７を介して、
可動フレーム２６が一体的に上下動する。それによって
、その可動フレーム２６に結合されたプレスラム２２が
同様に上下動する。こうして、プレスラム２２に取り付
けられた上工具３３が固定フレーム２に取り付けられた
上工具３４に対して上下動し、その間に挿入された加工
物Ｗが鍛造される。

このとき、上工具３３の上下動のストロークは、偏心輪
軸７の偏心量の２倍となる。したがって、加工物Ｗは常
に一定の厚さに加工されることになる。また、上工具３
３は、偏心輪軸７の回転に伴って正弦波状に上下動する
ので、鍛造中に振動や騒音が発生することは軽減される
。そして、その鍛造の加圧反力は、上工具３３及びプレ
スラム２２から送りねじ２７を通して、可動フレーム本
体１５にコラム２４によって固定されたトップフレーム
２５に伝えられるが、これら可動フレーム本体１５やコ
ラム２４等は剛性部材として形成され、弾性変形量も小
さいので、その鍛造は短時間で完了するようになる。し
たがって、工具３３．３４と加工物Ｗとの接触時間は短
くすることができ、加工物Ｗから工具３３．３４への熱
伝達が低減されるので、工具３３．３４の耐久性を向上
させることができる。また、工具３３．３４を冷却する
ようにした場合にも、加工物Ｗの表面に亀裂が発生する
ことは防止されるようになる。

鍛造中に誤差等により過荷重が加えられた場合には、安
全シリンダ１７内の圧液がピストン１７ａによって押し
出される。それによって、可動フレーム２６や送りねじ
２７等に過荷重が作用することは防止され、その損傷が
防止される。そして、安全シリンダ１７から押し出され
た圧液は、一旦アキュムレータ１９に蓄えられ、過荷重
の除去とともに再び安全シリンダ１７に戻される。

鍛造中にその鍛造厚さを変更する場合には、油圧モータ
等によってウオーム３２を右方向あるいは左方向に回転
駆動する。すると、ウオームホイール３１が回転して、
スプライン軸２９を介して送りねじ２７が右回転あるい
は左回転される。そして、プレスラム２２は、キー２３
によってその回転が抑制されているので、その送りねじ
２７の回転によって下方あるいは上方に移動する。こう
して、プレスラム２２に取り付けられた上工具３３の上
工具３４に対する上下方向の位置が変更され、その間の
間隔、すなわち加工厚さが迅速に調整されるようになる
。

この間において、送りねじ２７とプレスラム２２との間
のねじ結合部のバックラッシュは、バランスシリンダ２
８によって取り除かれるようにされているので、その加
工厚さの調整は極めて正確になされるようになる。また
、送りねじ２７を用いているので、その微調整も可能と
なり、更に、プレスラム２２側から加えられる荷重に対
しては、そのプレスラム２２を確実に制止させることが
できる。そして、その送りねじ２７の回転駆動機構とし
て、油圧モータ等によって駆動されるウオーム３２とウ
オームホイール３１とを用いることにより、その機構を
コンパクトなものとすることができるとともに、容易に
遠隔操作し得るようにすることができる。

なお、上記実施例においては、偏心輪軸７の回転運動を
、水平スライダ６及び垂直スライダ５によって上下動に
変換するようにしているが、例えば、偏心輪軸７が左右
方向に摺動自在に支持されるようにすることにより、そ
のスライダを単一のものとすることもできる。

また、送りねじ２７は、油圧モータ等によって動力駆動
されるものとしているが、これを手動によって回転させ
るようにすることもできる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、原動
機によって回転駆動される偏心輪軸の回転運動をスライ
ダの上下動に変換し、そのスライダの上下動を、可動フ
レームを介してプレスラムに伝えるようにしているので
、プレスラムは一定ストロークで上下方向に正弦波状の
運動をするようになり、自由鍛造であっても加工物は一
定の厚さに加工され、しかも、その鍛造時の振動や騒音
は軽減されるようになる。そして、偏心輪軸からプレス
ラムに至るまでの動力伝達が、弾性変形量の少ない可動
フレーム等の純機械的部材によって行われるようにする
ことにより、鍛造工具と加工物との接触時間を短くする
ことができ、工具の寿命を向上させることができる。ま
た、゛高サイクルの鍛造ができるようになり、加工能率
を高めることができる。

更に、プレスラムと可動フレームとを送りねじによって
結合シ、その送りねじを回転させることによってプレス
ラムの可動フレームに対する上下位置が調整されるよう
にしているので。

鍛造工具間の間隔を迅速かつ正確に設定することができ
、加工厚さを容易に変更することができる。したがって
、加工能率を一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による鍛造用プレスの一実施例を示す
縦断正面図。 第２図は、そのプレスの要部をその駆動装置とともに示
す縦断側面図、 第３図は、その駆動装置の平面図である。 ｌ・・・基礎　　　　　　　２・・・固定フレーム５・
・・垂直スライダ　　　６・・・水平スライダ７・・・
偏心輪軸　　　　　８・・・駆動装置９・・・モータ（
原！ｌＪ機） １０・・・フライホイール １１・・・減速機 １５・・・可動フレーム本体 １７・・・安全シリンダ　　１７ａ・・・ピストン１８
・・・液圧配管 １９・・・アキュムレータ ２２・・・プレスラム ２５・・・トップフレーム　　２６・・・可動フレーム
２７・・・送りねじ ２８・・・バランスシリンダ ３３・・・上工具　　　　　　３４・・・上工具Ｗ・・
・加工物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原動機９により回転駆動される偏心輪軸７と、 その偏心輪軸７に係合し、その偏心輪軸７の回転運動に
   よって上下動されるスライダ５と、そのスライダ５に連
   結され、そのスライダ５とともに上下動する可動フレー
   ム２６と、 その可動フレーム２６に取り付けられ、その可動フレー
   ム２６とともに上下動するプレスラム２２と、 そのプレスラム２２に対向して設けられ、加工物Ｗを支
   持する固定フレーム２と、を備え、前記プレスラム２２
   が、前記可動フレーム ２６に上下位置調整可能に支持されているとともに、 そのプレスラム２２と可動フレーム２６と が、その可動フレーム２６に回転可能に支持された送り
   ねじ２７によって、互いに結合されていることを特徴と
   する、 鍛造用プレス。
2. （２）前記プレスラム２２と前記可動フレーム２６との
   間に、そのプレスラム２２を上方に付勢するバックラッ
   シュ除去用のバランスシリンダ２８が設けられているこ
   とを特徴とする、 特許請求の範囲第１項記載の鍛造用プレス。
3. （３）前記スライダ５と前記可動フレーム２６との間に
   、アキュムレータ１９が接続された安全シリンダ１７が
   設けられていることを特徴とする、 特許請求の範囲第１項記載の鍛造用プレス。