JP4648253B2 - 鍛造プレス - Google Patents
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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。
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。
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。
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、フライホイールを備えたクラッチブレーキと、該クラッチブレーキのフライホイールに連結された駆動源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、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4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5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。
第2発明によれば、クラッチ・ブレーキおよびフライホイールを減速機から分離設置できるので、クラッチ・ブレーキおよびフライホイールのメンテナンス性を向上させることができる。
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。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4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5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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (5)
- 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。 - 前記駆動手段が、
前記伝動軸の一端に設けられた、フライホイールを備えたクラッチブレーキと、
該クラッチブレーキのフライホイールに連結された駆動源とからなる
ことを特徴とする請求項1記載の鍛造プレス。 - 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。 - 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。 - 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、3または4記載の鍛造プレス。
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