JP2016093835A - サーボタイプフォーマー起動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転シャフトを低速で回転させることができ、低速成形性に優れていると共に初期セッティング作業が非常に簡便になり、製品成形過程を目視で確認しながら鍛造金型の動きを調節することができ、加工工程の制御が容易になり、フォーマー運転の便宜性向上及び安全事故の防止機能を有するフォーマー起動装置を提供する。
【解決手段】フォーマー起動装置は、回転時にフォーマー用鍛造金型を移送させる回転シャフト１００と、回転シャフトと個別的に回転可能な高速ホイールを具備する高速回転リム２００及びその回転用高速モータ２３０と、回転シャフトと個別的に回転可能な低速ホイールを具備する低速回転リム３００及びその回転用低速モータ３２０と、回転シャフトの長さ方向に移動可能で高速ホイール及び低速ホイールのうちいずれか１つに圧着されることによって、いずれか１つから選択的に回転力を伝達される動力伝達ディスク５００とを含んで構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、フォーマーに含まれる鍛造金型の動作のために前記鍛造金型に連結された回転シャフトを回転させるフォーマー起動装置に関し、より詳細には、回転シャフトを低速で回転させることができ、低速成形性及びセッティング作業便宜性を向上させることができ、フォーマー起動中に回転シャフトの回転速度を即刻で減速させることができ、制御機能に優れたフォーマー起動装置に関する。

一般的に、フォーマー（Ｆｏｒｍｅｒ）は、各種産業分野で広く使用されている線材やブッシング、単管、ボルト、ナット、ピンなどのような各種部品を冷間鍛造方式で自動成形する鍛造機械の一種である。

前記フォーマーを利用した部品の自動成形過程を見れば、材料を切断ユニットに供給し、一定の長さに切断し、切断した材料を鍛造金型とポンチなどが具備された自動成形ユニットで段階的に加圧成形し、所望の形状の部品に成形するように構成されることが一般的である。このようにフォーマーを利用すれば、材料を移送する過程、材料を一定の長さに切断する過程と、切断した材料を成形する過程などが一度に順次に行われるので、各種部品を量産することができるという長所がある。

前記鍛造金型は、クランク軸形状のように折り曲げ部を有する回転シャフトに連結され、前記回転シャフトが回転するにつれて直線往復運動をしながら供給された材料を一定の形状に加工するように構成される。この際、従来のフォーマーは、前記回転シャフトが高速のみで回転するように設計されているので、材料が加工される過程を目視で確認しにくいし、低速成形が不可能であるという短所がある。また、供給された材料を正常に鍛造加工することができるためには、鍛造金型の移送距離及び移送時期を初期に正確にセッティングしなければならないが、従来のように鍛造金型が非常に速い速度のみで移送可能になるように構成されれば、鍛造金型の動きを目視で正確に把握することができないので、初期セッティング作業が非常に困難であるという短所がある。

韓国登録実用新案２０−０３２１５３１Ｙ１

本発明は、前述したような問題点を解決するために提案されたものであって、その目的は、回転シャフトを低速で回転させることができ、低速成形性に優れていると共に、初期セッティング作業が非常に簡便になり、製品成形過程を目視で確認しながら鍛造金型の動きを調節することができ、加工工程の制御が容易になり、フォーマー運転の便宜性向上及び安全事故の防止機能を有するフォーマー起動装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によるフォーマー起動装置は、回転時にフォーマー用鍛造金型を移送させる回転シャフトと；リング形状に形成され、前記回転シャフトの外周面を取り囲み、且つ前記回転シャフトと個別的に回転可能な高速ホイールを具備する高速回転リムと；リング形状に形成され、前記回転シャフトの外周面を取り囲み、且つ前記回転シャフトと個別的に回転可能な低速ホイールを具備し、前記高速ホイールと低速ホイールが前記回転シャフトの長さ方向に沿って離隔するように装着される低速回転リムと；前記高速回転リムを基準値以上の速度で回転させる高速モーターと；前記低速回転リムを基準値未満の速度で回転させる低速モーターと；前記回転シャフトと一体に回転するように前記回転シャフトの外周面を取り囲む構造で結合され、且つ前記高速ホイールと前記低速ホイールとの間で前記回転シャフトの長さ方向に移動可能になるように構成され、移動方向によって前記高速ホイール及び前記低速ホイールのうちいずれか１つに圧着されることによって、前記高速ホイール及び低速ホイールのうちいずれか１つから選択的に回転力を伝達される動力伝達ディスクと；を含んで構成される。

前記回転シャフトの一部の外側面を取り囲み、且つ前記動力伝達ディスクが引き込まれるように内部空間を具備し、一側の内壁と前記動力伝達ディスクとの間には、密閉された油圧室が設けられるベイスホイールと；前記回転シャフトと長さ方向が平行になるように配列され、前記ベイスホイールの側壁と前記動力伝達ディスクを貫通するように締結される締結ピンと；前記回転シャフトの内部に形成され、一側に供給された高圧の流体を前記油圧室に伝達する油圧ラインと；をさらに含む。

前記ベイスホイールの他側の内壁と前記動力伝達ディスクとの間に装着され、前記ベイスホイールの一側の内壁に近くなる方向に前記動力伝達ディスクに弾性力を印加する復元バネをさらに含む。

前記高速回転リムと一体に結合されるベルトプーリーと；前記ベルトプーリーと前記高速モーターの駆動軸にまたがるように装着され、前記高速モーターで発生する回転力を前記ベルトプーリーに伝達するベルトと；前記低速回転リムと一体に結合され、前記低速モーターとギア結合構造で連結される低速ギアと；をさらに含む。

前記高速ホイールと低速ホイールは、前記動力伝達ディスクと接触する面に１つ以上の摩擦パッドを具備する。

本発明によるフォーマー起動装置を利用すれば、回転シャフトを低速で回転させることができ、フォーマーの低速成形性を向上させることができると共に、フォーマーの初期セッティング作業を非常に簡便に行うことができ、製品成形過程を目視で確認しながら鍛造金型の動きを調節することができ、加工工程の制御が容易になり、フォーマーの運転便宜性を向上させることができ、安全事故の発生率を顕著に低減させることができるという長所がある。

本発明によるフォーマー起動装置の斜視図である。 本発明によるフォーマー起動装置の主要部位の平面図及び切欠図である。 本発明によるフォーマー起動装置の主要部位の平面図及び切欠図である。 動力伝達ディスクとベイスホイールの結合構造を示す斜視図である。 高速ホイールと動力伝達ディスクと低速ホイールの結合構造を示す分解斜視図である。 本発明によるフォーマー起動装置の作動状態を示す断面図である。 本発明によるフォーマー起動装置の作動状態を示す断面図である。

以下、添付の図面を参照して本発明によるフォーマー起動装置の実施例を詳しく説明する。
図１は、本発明によるフォーマー起動装置の斜視図であり、図２及び図３は、本発明によるフォーマー起動装置の主要部位の平面図及び切欠図であり、図４は、動力伝達ディスクとベイスホイールの結合構造を示す斜視図である。

本発明によるフォーマー起動装置は、回転シャフト１００を回転させて前記回転シャフト１００に連結された鍛造金型を一方向に往復移送させるための装置であって、前記回転シャフト１００の回転速度を作業者が高速または低速で選択することによって、鍛造金型の往復速度を自由に調整することができるように構成されるという点に最大の特徴がある。

すなわち、本発明によるフォーマー起動装置は、回転時にフォーマー用鍛造金型を移送させる回転シャフト１００と、リング形状に形成され、前記回転シャフト１００の外周面を取り囲み、且つ前記回転シャフト１００と個別的に回転可能な高速ホイール２０２を具備する高速回転リム２００と、リング形状に形成され、前記回転シャフト１００の外周面を取り囲み、且つ前記回転シャフト１００と個別的に回転可能な低速ホイール３０２を具備する低速回転リム３００と、前記高速回転リム２００を基準値以上の速度で回転させる高速モーター２３０と、前記低速回転リム３００を基準値未満の速度で回転させる低速モーター３２０と、前記高速回転リム２００と低速回転リム３００の回転力のうちいずれか一側の回転力を選択的に提供されて、前記回転シャフト１００に伝達する動力伝達ディスク５００とを含んで構成される。

前記高速ホイール２０２と低速ホイール３０２は、回転シャフト１００の長さ方向に沿って離隔するように装着され、前記動力伝達ディスク５００は、回転シャフト１００と一体に回転するように前記回転シャフト１００の外周面を取り囲む構造で結合され、且つ前記高速ホイール２０２と前記低速ホイール３０２との間で前記回転シャフト１００の長さ方向に移動可能になるように構成される。したがって、前記動力伝達ディスク５００が高速ホイール２０２に密着する場合、前記高速ホイール２０２と一体に回転するので、前記回転シャフト１００も高速で回転し、動力伝達ディスク５００が低速ホイール３０２に密着する場合、前記低速ホイール３０２と一体に回転するので、前記回転シャフト１００も低速に回転する。

すなわち、動力伝達ディスク５００が高速ホイール２０２に密着するように移動したときには、高速回転リム２００の回転力が回転シャフト１００に伝達され、前記回転シャフト１００が速く回転するので、製品を迅速に大量生産することができ、動力伝達ディスク５００が低速ホイール３０２に密着するように移動したときには、低速回転リム３００の回転力が回転シャフト１００に伝達され、前記回転シャフト１００がゆっくり回転するので、低速成形が可能になるという長所がある。特に、フォーマーを初期セッティングするときには、鍛造金型の動きを見ながら鍛造金型の移動時点及び移動距離などを正確に設定することが好ましいが、従来のように回転シャフト１００が高速のみで回転可能な場合には、鍛造金型をゆっくり移動させることが不可能なので、作業者の感じに依存してフォーマーをセッティングしなければならないという問題点があった。しかし、本発明によるフォーマー起動装置を利用すれば、動力伝達ディスク５００を低速ホイール３０２に圧着させて、回転シャフト１００をゆっくり回転させることができるので、回転シャフト１００の回転及び鍛造金型の移送を目視で確認しながらフォーマーの初期セッティングを行うことができ、これによって、作業者の熟練度が低い場合でも、フォーマーセッティングを容易に行うことができるという長所がある。

一方、動力伝達ディスク５００が高速回転リム２００や低速回転リム３００から回転力を伝達されるためには、高速ホイール２０２及び低速ホイール３０２に非常に大きい力で圧着されなければならないが、一般的に油圧を利用するとき、大きい移送力を得ることができるのでね前記動力伝達ディスク５００は、油圧によって回転シャフト１００の長さ方向に移送するように構成されることが好ましい。

本発明によるフォーマー起動装置は、前記言及したように、油圧を利用して動力伝達ディスク５００を移送させることができるように、前記回転シャフト１００の一部の外側面を取り囲み、且つ前記動力伝達ディスク５００が引き込まれるように内部空間を具備するベイスホイール４００と、前記回転シャフト１００と長さ方向が平行になるように配列され、前記ベイスホイール４００の側壁と前記動力伝達ディスク５００を貫通するように締結される締結ピン４１０と、前記回転シャフト１００の内部に形成される油圧ライン１１０をさらに具備することができる。また、前記ベイスホイール４００の一側の内壁（図３では右側内壁）と前記動力伝達ディスク５００との間には、外部と隔離されるように密閉された油圧室５１０が設けられ、前記油圧ライン１１０は、長さ方向の一側（図３では左側）が油圧供給装置（図示せず）と連通し、長さ方向の他側が油圧室５１０と連通すように形成される。

したがって、油圧ライン１１０を通じて油圧室５１０の内部に高圧の流体が供給され、前記油圧室５１０の内部圧力が上昇すれば、動力伝達ディスク５００は、油圧室５１０の内部圧力によって左側に押されて高速ホイール２０２に圧着される。この際、前記動力伝達ディスク５００は、左右方向（より明確には、回転シャフト１００の長さ方向）に貫通する締結ピン４１０にベイスホイール４００に結合されるので、油圧室５１０に供給される油圧によって移送されても、常時ベイスホイール４００と一体に回転する状態を維持する。

また、油圧室５１０の内部圧力が基準値以下に下降したときには、前記動力伝達ディスク５００が低速ホイール３０２に圧着され得るように、前記ベイスホイール４００の一側の内壁に近くなる方向に前記動力伝達ディスク５００に弾性力を印加する復元バネ４２０が具備される。したがって、油圧室５１０内部の圧力が復元バネ４２０の弾性力以下に低下すれば、前記動力伝達ディスク５００は、復元バネ４２０の弾性力によって低速ホイール３０２に圧着されることによって、低速回転リム３００の回転力を回転シャフト１００に伝達する。この際、本実施例では、復元バネ４２０がベイスホイール４００の他側（図３では左側）の内壁と動力伝達ディスク５００との間に装着されるコイル型バネである場合のみを示しているが、前記復元バネ４２０は、油圧室５１０が狭くなる方向に動力伝達ディスク５００に弾性力を印加することができたら、どんな構造にも代替されることができる。

供給された材料を鍛造金型で鍛造加工するためには、鍛造金型と材料との間の衝撃力が基準値以上に大きく発生しなければならないが、回転シャフト１００を速く回転させて、鍛造金型を速く移送させる場合には、鍛造金型と材料との間の衝撃力が大きく発生するので、鍛造加工が正常に行われるが、回転シャフト１００をゆっくり回転させるときには、鍛造金型の移送速度もやはり遅くなるので、鍛造金型と材料との間の衝撃力が大きく発生しないため、鍛造加工が正常に行われないおそれがある。したがって、回転シャフト１００をゆっくり回転させるときには、回転シャフト１００のトークを大きく増加させることによって、鍛造金型がゆっくり移送しても、鍛造金型を移送させる力の大きさを増加させることによって、材料を正常に鍛造加工することが好ましい。

したがって、前記低速回転リム３００と低速モーター３２０は、本実施例に示されたように、別途の低速ギア３１０を通じてギア結合構造で連結されることが好ましい。このように低速モーター３２０と低速回転リム３００がギア結合構造で連結されれば、動力伝達ディスク５００が低速ホイール３０２に圧着され、低速回転リム３００の回転力を伝達されるとき、回転速度は減少するが、回転トークは増大するので、鍛造金型を移送させる力の大きさが増加し、これによって、鍛造金型がゆっくり移動しても、材料を正常に鍛造加工することができる。もちろん、回転シャフト１００を速く回転させるときには、回転シャフト１００の回転トークを増加させなくても、材料の鍛造加工が正常に行われるので、前記高速モーター２３０と高速回転リム２００は、前記高速回転リム２００と一体に結合されるベルトプーリー２１０と、前記ベルトプーリー２１０と前記高速モーター２３０の駆動軸にまたがるように装着され、前記高速モーター２３０で発生する回転力を前記ベルトプーリー２１０に伝達するベルト２２０を通じて動力が伝達されるように構成することができる。

図５は、高速ホイール２０２と動力伝達ディスク５００及び低速ホイール３０２の結合構造を示す分解斜視図である。

高速回転リム２００及び低速回転リム３００は、クラッチ方式で動力伝達ディスク５００と選択的に連結され、高速モーター２３０の回転力及び低速モーター３２０の回転力のうちいずれか１つの回転力を動力伝達ディスク５００に伝達するための構成要素であって、動力伝達ディスク５００と直接接触する部位が高速ホイール２０２及び低速ホイール３０２として別途製作された後、着脱可能な構造で結合されている。

この際、高速回転リム２００のうち動力伝達ディスク５００と直接接触する部位、すなわち高速ホイール２０２が一体に形成され、低速回転リム３００のうち動力伝達ディスク５００と直接接触する部位、すなわち低速ホイール３０２が一体に形成されれば、動力伝達ディスク５００との接触が長時間繰り返されて、高速ホイール２０２及び低速ホイール３０２に損傷が発生する場合、高速回転リム２００と低速回転リム３００を丸ごと交換しなければならないので、維持及び補修費用が増加するという問題が発生することがある。したがって、前記高速回転リム２００は、動力伝達ディスク５００と直接接触する高速ホイール２０２が別途製作された後、着脱可能な構造で結合され、低速回転リム３００も動力伝達ディスク５００と直接接触する低速ホイール３０２が別途製作された後、着脱可能な構造で結合されることが好ましい。

また、高速ホイール２０２と動力伝達ディスク５００との間の動力伝達性能と低速ホイール３０２と動力伝達ディスク５００との間の動力伝達性能を高く確保するためには、高速ホイール２０２と動力伝達ディスク５００との間の摩擦力と低速ホイール３０２と動力伝達ディスク５００との間の摩擦力が大きく発生しなければならないので、前記高速ホイール２０２と低速ホイール３０２は、摩擦力が大きい材料で製作されることが好ましい。ところが、通常、材料の摩擦力が大きくなるためには、粒子が大きくなければならないが、このように粒子が大きい材料は、機械的強度が低いため、動力伝達ディスク５００が大きい圧力で密着されるとき、変形や破損が誘発されるおそれがある。

したがって、前記高速ホイール２０２と低速ホイール３０２は、基本的に機械的強度が大きい材料で製作され、且つ前記動力伝達ディスク５００と接触する面には、動力伝達ディスク５００との摩擦力向上のために１つ以上の摩擦パッドＰを具備することが好ましい。このように高速ホイール２０２と低速ホイール３０２に摩擦パッドＰを具備する場合、全体的な機械的強度を高く確保しながら動力伝達ディスク５００との摩擦力を向上させて動力伝達性能を高めることができ、長時間の使用を通じて摩擦パッドＰが摩耗したとき、前記摩擦パッドＰのみを交替することができるので、維持及び補修費用を顕著に節減することができるという長所がある。

図６及び図７は、本発明によるフォーマー起動装置の作動状態を示す断面図である。
本発明によるフォーマー起動装置は、油圧室５１０の内側に高圧の流体が供給されない初期状態の場合、復元バネ４２０が動力伝達ディスク５００を右側に弾性加圧するので、前記動力伝達ディスク５００は、図３に示されたように、低速ホイール３０２に圧着され、低速モーター３２０の回転力を回転シャフト１００に伝達する。

このような状態で油圧ライン１１０を通じて油圧室５１０側に高圧の流体が供給されれば、油圧室５１０の内部圧力の増加によって動力伝達ディスク５００が左側に押されて、図６に示されたように、高速ホイール２０２に圧着され、これによって、回転シャフト１００は、高速モーター２３０の回転力を伝達されて速く回転する状態になる。図６に示されたように、動力伝達ディスク５００が高速ホイール２０２に圧着されれば、鍛造金型の移送速度が速くなるので、製品の大量生産が可能になる。

一方、図６に示された状態で油圧室５１０内の流体が引き出されて、油圧ライン１１０を通じて外部に排出されれば、前記動力伝達ディスク５００は、復元バネ４２０の弾性力によって右側に押されて、図７に示されたように、低速ホイール３０２に圧着され、これによって、回転シャフト１００は、低速モーター３２０の回転力を伝達されてゆっくり回転する状態になる。図７に示されたように、動力伝達ディスク５００が低速ホイール３０２に圧着されて、鍛造金型の移送速度が遅くなれば、作業者は、回転シャフト１００の回転と鍛造金型の移送を目視で確認しながら鍛造金型の移送条件を設定することができるので、熟練度が低い作業者であっても、フォーマーの初期セッティングを正確に行うことができるという長所がある。また、熟練度が高い作業者であるとしても、回転シャフト１００の回転速度と鍛造金型の移送速度が非常に速い状態では、最終的に生産される製品の形状を見ながらフォーマーの初期セッティングを行わなければならないので、フォーマーの初期セッティングに多くの時間がかかるという問題点がある。しかし、本発明によるフォーマー起動装置を利用すれば、最終的に生産される製品の形状を見ながらフォーマーをセッティングするものではなく、回転シャフト１００の回転及び鍛造金型の移送を目視で確認しながらフォーマーをセッティングすることができるので、フォーマーセッティングにかかる時間を顕著に短縮させることができるという長所がある。

以上、本発明を好適な実施例を使用して詳しく説明したが、本発明の範囲は、特定の実施例に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって解釈されなければならない。また、この技術分野で通常の知識を習得した者なら、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な修正と変形が可能であることを理解すべきである。

Ｐ 摩擦パッド
１００ 回転シャフト
１１０ 油圧ライン
２００ 高速回転リム
２０２ 高速ホイール
２１０ ベルトプーリー
２２０ ベルト
２３０ 高速モーター
３００ 低速回転リム
３０２ 低速ホイール
３１０ 低速ギア
３２０ 低速モーター
４００ ベイスホイール
４１０ 締結ピン
４２０ 復元バネ
５００ 動力伝達ディスク
５１０ 油圧室

Claims (5)

1. 回転時にフォーマー用鍛造金型を移送させる回転シャフト１００と；
   リング形状に形成され、前記回転シャフト１００の外周面を取り囲み、且つ前記回転シャフト１００と個別的に回転可能な高速ホイール２０２を具備する高速回転リム２００と；
   リング形状に形成され、前記回転シャフト１００の外周面を取り囲み、且つ前記回転シャフト１００と個別的に回転可能な低速ホイール３０２を具備し、前記高速ホイール２０２と低速ホイール３０２が前記回転シャフト１００の長さ方向に沿って離隔するように装着される低速回転リム３００と；
   前記高速回転リム２００を基準値以上の速度で回転させる高速モーター２３０と；
   前記低速回転リム３００を基準値未満の速度で回転させる低速モーター３２０と；
   前記回転シャフト１００と一体に回転するように前記回転シャフト１００の外周面を取り囲む構造に結合され、且つ前記高速ホイール２０２と前記低速ホイール３０２との間で前記回転シャフト１００の長さ方向に移動可能になるように構成され、移動方向によって前記高速ホイール２０２及び前記低速ホイール３０２のうちいずれか１つに圧着されることによって、前記高速ホイール２０２及び低速ホイール３０２のうちいずれか１つから選択的に回転力を伝達される動力伝達ディスク５００と；
   を含んで構成されることを特徴とするフォーマー起動装置。
2. 前記回転シャフト１００の一部の外側面を取り囲み、且つ前記動力伝達ディスク５００が引き込まれるように内部空間を具備し、一側の内壁と前記動力伝達ディスク５００との間には、密閉された油圧室５１０が設けられるベイスホイール４００と；
   前記回転シャフト１００と長さ方向が平行になるように配列され、前記ベイスホイール４００の側壁と前記動力伝達ディスク５００を貫通するように締結される締結ピン４１０と；
   前記回転シャフト１００の内部に形成され、一側に供給された高圧の流体を前記油圧室５１０に伝達する油圧ライン１１０と；
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のフォーマー起動装置。
3. 前記ベイスホイール４００の他側の内壁と前記動力伝達ディスク５００との間に装着され、前記ベイスホイール４００の一側の内壁に近くなる方向に前記動力伝達ディスク５００に弾性力を印加する復元バネ４２０をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のフォーマー起動装置。
4. 前記高速回転リム２００と一体に結合されるベルトプーリー２１０と；
   前記ベルトプーリー２１０と前記高速モーター２３０の駆動軸にまたがるように装着され、前記高速モーター２３０で発生する回転力を前記ベルトプーリー２１０に伝達するベルト２２０と；
   前記低速回転リム３００と一体に結合され、前記低速モーター３２０とギア結合構造で連結される低速ギア３１０と；
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のフォーマー起動装置。
5. 前記高速ホイール２０２と低速ホイール３０２は、前記動力伝達ディスク５００と接触する面に１つ以上の摩擦パッドＰを具備することを特徴とする請求項１に記載のフォーマー起動装置。

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