JP2014028377A - 鍛造プレス - Google Patents

Abstract

【課題】鍛造プレスにおいて、ブレーキ装置を適切に冷却して異音の発生を確実に防止する。
【解決手段】鍛造プレス１０にクランク軸４の回転を止めてスライド１を停止させるブレーキ装置１２と、このブレーキ装置１２に冷媒を循環させ、このブレーキ装置１２を冷却するブレーキ冷却装置１３と、ブレーキ装置１２から発生する異音を検出する異音センサ２０とを設ける。制御装置３０によって、異音センサ２０から検出した異音に合わせてブレーキ冷却装置１３を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、鍛造プレスに関し、特にそのブレーキ装置の冷却に関する。

従来より、クランク軸を回転駆動してスライドを昇降動作させる機械式の鍛造プレスが知られている。例えば、特許文献１のように、クランク軸に、メインモータで回転駆動されるフライホイールの回転を伝達可能とし、フライホイールの回転をクランク軸に伝達して、スライドを昇降動作させて鍛造作業を行うようにしている。この種の鍛造プレスでは、スライドを停止させるためにブレーキ装置を備えている。

特開２０１１−７９０３４号公報

上記ブレーキ装置は、大きな質量のスライドを一気に停止させるために、大量の運動エネルギーを熱エネルギーに変換することとなり、大きな発熱がある。この発熱は、ブレーキ装置の寿命、精度だけでなく、周辺部品にも悪影響を及ぼす可能性がある。

このため、水などの冷媒で冷却することが考えられるが、冷媒の量が多すぎたり少なすぎたりすると、ブレーキ装置から異音が発生したり、摩擦材の寿命が短くなったりする問題がある。

また、鍛造プレスの運転状況、運転時間、設置場所等の環境変化によってブレーキの状態、すなわち適切な冷媒の量が随時変わるので、異音の発生を適切に防止できないという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ブレーキ装置を適切に冷却して異音の発生を確実に防止することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、異音を検出し、冷却用の冷媒の量を調整するようにした。

具体的には、第１の発明では、クランク軸に、メインモータで回転駆動されるフライホイールの回転を伝達可能とし、該フライホイールの回転をクランク軸に伝達して、スライドを昇降動作させて鍛造作業を行う鍛造プレスを前提とする。

そして、上記鍛造プレスは、
上記クランク軸の回転を止めて上記スライドを停止させるブレーキ装置と、
上記ブレーキ装置に冷媒を循環させて上記ブレーキ装置を冷却するブレーキ冷却装置と、
上記ブレーキ装置から発生する異音を検出する異音検出装置と、
上記異音検出装置で検出した異音を記憶すると共に、上記ブレーキ冷却装置を制御する制御装置とを備えている。

上記の構成によると、検出した異音に合わせて冷媒量を適宜調整すると共に、異音が発生した状況を記憶しておくことで、学習機能により、同様に異音が発生しないように冷媒水量を適切に調整することができる。このため、異音の発生の可能性を確実に低下させることができる。

第２の発明では、第１の発明において、
上記制御装置は、
上記異音検出装置で検出された異音と共に、上記ブレーキ装置の温度、鍛造プレスの運転状況、上記冷媒の流量を記憶し、
上記異音が発生したときに上記ブレーキ装置の温度が上昇していれば、上記冷媒の流量を増やし、該ブレーキ装置の温度が低下していれば、上記冷媒の流量を減らすように構成されている。

上記の構成によると、異音と共に、そのときのブレーキ装置の温度、鍛造プレスの運転状況、冷媒の流量を記憶しておくことで、同様の異音が発生したときの適切な冷媒の量を容易に判断して異音の発生を低減することができる。なお、鍛造プレスの運転状況としては、クランク軸の回転数、メインモータの回転数、実行中の運転プログラム、連続運転時間等の運転状況を記憶するとよい。

第３の発明では、第２の発明において、
上記異音検出装置は、異音センサよりなり、該異音センサは、上記ブレーキ装置の異音に近い音に限定して異音を拾うように調整されている。

上記の構成によると、ブレーキ装置特有の音域に限定して音を拾うことで、騒がしい工場内でも適切に異音を拾うことができる。

第４の発明では、第２の発明において、
上記異音検出装置は、振動センサよりなり、該振動センサは、上記ブレーキ装置の振動に近い振動に限定して振動を拾うように調整されている。

上記の構成によると、ブレーキ装置特有の振動に限定して振動を拾うことで、騒がしい工場内でも適切に振動を拾って異音の発生を把握することができる。

第５の発明では、第２乃至第４のいずれか１つの発明において、
上記制御装置は、上記異音検出装置で検出された異音と共に、上記周囲温度及び周囲湿度をさらに記憶可能に構成され、
上記制御装置に記憶したデータを元に上記周囲温度及び周囲湿度に合わせて上記冷媒の流量を調整可能に構成されている。

上記の構成によると、記憶したデータを元に周囲温度及び周囲湿度に合わせて運転開始時に予め冷媒の量を設定しておけば、さらに異音の発生を効果的に防止することができる。

以上説明したように、本発明によれば、異音検出装置で検出したブレーキ装置の異音を記憶してブレーキ冷却装置を制御するようにしたことにより、ブレーキ装置を適切に冷却して異音の発生を確実に防止することができる。

図３のＩ部拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る鍛造プレスの概要を示す図である。 図４のIII−III線拡大断面図である。 鍛造プレスの一部を示す側面図である。 鍛造プレスの制御方法について説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図２は本発明の実施形態に係る鍛造プレス１０を示し、この鍛造プレス１０は、機械式の熱間鍛造プレスであり、金型（図示省略）が取り付けられるスライド１とボルスタ２とがフレーム３内の上下に対向するように設けられている。また、鍛造プレス１０は、回転駆動されるクランク軸４にコンロッド５で連結されたスライド１が昇降動作するように構成されている。そして、メインモータ６でベルト７によって回転駆動されるフライホイール８が、クランク軸４の一端側にクラッチ９を介して接続されている。クランク軸４には、クランク軸４の回転を止めてスライド１を停止させるブレーキ装置１２が取り付けられている。この鍛造プレス１０は、メインモータ６でフライホイール８を定速で回転駆動し、クラッチ９を入として、フライホイール８の回転をクランク軸４に伝達することによってスライド１を昇降させて鍛造するように構成されている。

図１、図３及び図４に示すように、ブレーキ装置１２は、クランク軸４に回転一体に取り付けられたブレーキフランジ１２ａと、このブレーキフランジ１２ａを両側から挟み込むブレーキ板１２ｂと、一方のブレーキ板１２ｂを支持するブレーキ板支持部１２ｃと、この一方のブレーキ板１２ｂに対して他方のブレーキ板１２ｂを駆動してブレーキフランジ１２ａを締め付けるブレーキ駆動部１２ｄとを備えている。

そして、鍛造プレス１０は、冷却水などの冷媒を循環させてブレーキ装置１２を冷却するブレーキ冷却装置１３を備えている。ブレーキ冷却装置１３は、所定の圧力で冷却水を供給する給水装置１４と、給水装置１４からブレーキ装置１２へ冷却水を送る給水配管１５と、給水配管１５から送られてきた水が満たされ、ブレーキ板１２ｂ及びその周辺を冷却するウォータジャケット１６と、このウォータジャケット１６から給水装置１４へ水を戻す排水配管１７とを備えている。給水配管１５には、流量調整弁１８と流量計１９とが設けられている。図４にも示すように、ウォータジャケット１６は、ブレーキ板支持部１２ｃ側と、ブレーキ駆動部１２ｄ側とにそれぞれ設けられ、下側が給水配管１５に上側が排水配管１７にそれぞれ接続された環状の流路よりなる。これら流量調整弁１８と流量計１９とが、鍛造プレス１０全体を制御する制御装置３０に接続されている。

また、鍛造プレス１０は、ブレーキ装置１２から発生する異音を検出する異音検出装置としての異音センサ２０を備えている。異音センサ２０で拾った音は、制御装置３０に送られて分析される。このとき、鍛造プレス１０自体が発生する音もかなりの音量であるので、ブレーキ装置１２の異音に近い音に限定して異音を拾うように調整するとよい。

ブレーキ装置１２には、ブレーキ装置１２自体の温度を検出する温度計２１も設けられ、この温度計２１も制御装置３０に接続されている。

鍛造プレス１０の周辺には、室温計２２及び湿度計２３も設けられ、その検知データが制御装置３０に送られるようになっている。

また、制御装置３０は、メインモータ６の回転数を制御し、クランク軸４の回転数等の運転状況も記録可能となっている。そして、異音センサ２０で検出された異音と共に、温度計２１からのブレーキ装置１２の温度、流量計１９からの冷却水の流量、室温計２２からの室温、湿度計２３からの湿度等を随時記憶可能となっている。そして、制御装置３０に記憶したこれらのデータを元に流量調整弁１８又は給水装置１４を制御して冷却水の流量を調整可能に構成されている。

次に、本実施形態に係る鍛造プレスの制御方法について説明する。

図５に示すように、まず、ステップＳ０１において、冷却水量を設定する。すなわち制御装置３０に記憶した異音発生時のブレーキ温度、周囲温度、湿度、冷却水量、運転状況等を元に異音が最も発生しにくい冷却水の量を予め設定し、給水装置１４及び流量調整弁１８を調整する。このとき、人手によらず、自動で設定されるのが望ましい。

次いで、ステップＳ０２において、鍛造プレス１０の運転を開始する。そして、メインモータ６でフライホイール８を定速で回転駆動し、クラッチ９を入として、フライホイール８の回転をクランク軸４に伝達することによってスライド１を上下させて鍛造を行う。そして、ブレーキ装置１２でスライド１の動きを止め、鍛造品を取り出して新たな金属を金型内に設置して鍛造を繰り返す。

この鍛造作業中にステップＳ０３において、異音センサ２０から異音（ブレーキの鳴き）が検出されたかを判断する。異音センサ２０からの検知音をブレーキ装置１２特有の音域に限定して拾うようにすることで、騒がしい工場内でも適切に異音を拾うことができる。異音が検出されなければ、ステップＳ０４に進んで冷却水量を一定に保つ。

逆に鳴きが発生したときには、そのときの温度計２１からのブレーキ装置１２の温度、流量計１９からの冷却水の流量、室温計２２からの室温、湿度計２３からの湿度、運転状況（クランク軸の回転数やメインモータの回転数、実行中の運転プログラム、連続運転時間等）等を制御装置３０が記憶する。

次いで、ステップＳ０６において、ブレーキ温度が上昇しているかを検出する。具体的には、温度計２１から送られてくる温度変化を検出する。ブレーキ温度が上昇しているときには、ステップＳ０７に進んで冷却水量を増加させる。増加量は、記憶した過去のデータを元に適量に設定される。

次いで、ステップＳ０８において、再び異音センサ２０で得られた検知音からブレーキの鳴きが検出されたかを判断する。鳴きが検出されなければ、ステップＳ０９に進んで冷却水量を一定に保つ。鳴きが検出された場合には、ステップＳ０５に戻ってブレーキ装置１２の温度や運転状況等を保存してから、再びステップＳ０６において、ブレーキ温度が上昇域にあるかを検出する。

逆にステップＳ０６においてブレーキ温度が一定又は低下しているときには、ステップＳ１０に進んで、ブレーキ温度が低下しているかを判定する。低下しているときには、冷却水が過剰であるので、ステップＳ１１に進んで冷却水の量を減らす。減少量は、記憶した過去のデータを元に適量に設定される。

次いで、ステップＳ１２において、再び異音センサ２０からの検知音からブレーキの鳴きが検出されたかを判断する。鳴きが検出されなければ、ステップＳ１３に進んで冷却水量を一定に保つ。鳴きが検出された場合には、ステップＳ０５に戻ってブレーキ装置１２の温度や運転状況等を保存してから、再びステップＳ０６において、ブレーキ温度が上昇域にあるかを検出する。

逆にステップＳ１０においてブレーキ温度が一定と判断したときには、ステップＳ２０に進んで、室温計２２及び湿度計２３からのデータを元に周囲温度や湿度が変化したかを判定する。周囲温度や湿度が変化したと判定されるときには、ステップＳ２１に進み、制御装置３０に記憶されたデータを元に、その周囲温度や湿度に合わせた冷却水量、目標のブレーキ温度等を再設定する。

次いで、ステップＳ２２において、再び異音センサ２０で得られた検知音からブレーキの鳴きが検出されたかを判断する。鳴きが検出されなければ、ステップＳ２３に進んで冷却水量を一定に保つ。

逆に鳴きが検出されたときや、ステップＳ２０で周囲温度や湿度が変化のないときには、ステップＳ２４に進み、ブレーキ温度以外の鳴き原因があることを制御装置３０に記憶すると共に、制御装置３０により、図示しないブザー、ランプなどを用いて警告を発生させる。

このように、ステップＳ０１において、最初に周囲温度及び周囲湿度に合わせて予め冷却水の量を設定しておけば、異音の発生を効果的に防止することができる。

また、ステップＳ０５において、異音と共に、そのときのブレーキ装置１２の温度、クランク軸４の回転数等の運転状況、冷却水の流量をリアルタイムに記憶しておくことで、同様の条件下で異音が発生したときに適切な冷却水量を容易に判断して異音の発生を低減することができる。

したがって、本実施形態に係る鍛造プレスによると、ブレーキ装置１２を適切に冷却して異音の発生を確実に防止することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、異音検出装置は、異音センサ２０としたが、振動センサとしてもよい。振動センサは、ブレーキ装置１２の振動に近い振動（例えば、特定の周波数域）に限定して振動を拾うように調整するとよい。ブレーキ装置１２特有の振動に限定して音を拾うことで、騒がしい工場内でも適切に振動を拾ってブレーキ装置１２の異音（鳴き）の発生を把握することができる。

上記実施形態では、冷媒は、冷却水としたが、油など他の液体や気体としてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、ブレーキ装置を有する機械式の鍛造プレスについて有用である。

１ スライド
２ ボルスタ
３ フレーム
４ クランク軸
５ コンロッド
６ メインモータ
７ ベルト
８ フライホイール
９ クラッチ
１０ 鍛造プレス
１２ ブレーキ装置
１２ａ ブレーキフランジ
１２ｂ ブレーキ板
１２ｃ ブレーキ板支持部
１２ｄ ブレーキ駆動部
１３ ブレーキ冷却装置
１４ 給水装置
１５ 給水配管
１６ ウォータジャケット
１７ 排水配管
１８ 流量調整弁
１９ 流量計
２０ 異音センサ（異音検出装置）
２１ 温度計
２２ 室温計
２３ 湿度計
３０ 制御装置

Claims (5)

1. クランク軸に、メインモータで回転駆動されるフライホイールの回転を伝達可能とし、該フライホイールの回転をクランク軸に伝達して、スライドを昇降動作させて鍛造作業を行う鍛造プレスにおいて、
   上記クランク軸の回転を止めて上記スライドを停止させるブレーキ装置と、
   上記ブレーキ装置に冷媒を循環させて上記ブレーキ装置を冷却するブレーキ冷却装置と、
   上記ブレーキ装置から発生する異音を検出する異音検出装置と、
   上記異音検出装置で検出した異音を記憶すると共に、上記ブレーキ冷却装置を制御する制御装置とを備えている
   ことを特徴とする鍛造プレス。
2. 請求項１に記載の鍛造プレスにおいて、
   上記制御装置は、
   上記異音検出装置で検出された異音と共に、上記ブレーキ装置の温度、鍛造プレスの運転状況、上記冷媒の流量を記憶し、
   上記異音が発生したときに上記ブレーキ装置の温度が上昇していれば、上記冷媒の流量を増やし、該ブレーキ装置の温度が低下していれば、上記冷媒の流量を減らすように構成されている
   ことを特徴とする鍛造プレス。
3. 請求項２に記載の鍛造プレスにおいて、
   上記異音検出装置は、異音センサよりなり、該異音センサは、上記ブレーキ装置の異音に近い音に限定して異音を拾うように調整されている
   ことを特徴とする鍛造プレス。
4. 請求項２に記載の鍛造プレスにおいて、
   上記異音検出装置は、振動センサよりなり、該振動センサは、上記ブレーキ装置の振動に近い振動に限定して振動を拾うように調整されている
   ことを特徴とする鍛造プレス。
5. 請求項２乃至４のいずれか１つに記載の鍛造プレスにおいて、
   上記制御装置は、上記異音検出装置で検出された異音と共に、上記周囲温度及び周囲湿度をさらに記憶可能に構成され、
   上記制御装置に記憶したデータを元に上記周囲温度及び周囲湿度に合わせて上記冷媒の流量を調整可能に構成されている
   ことを特徴とする鍛造プレス。

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