JP2017140627A - 鍛造プレス - Google Patents

Abstract

【課題】鍛造プレスにおいて、クラッチ機構のサイズを大きくすることなく、クラッチ面を適切に冷却して発熱を抑える。
【解決手段】クラッチ９に、クランク軸４に回転一体のクラッチ板２０と、クラッチ板２０に接触する摩擦ブロック２１と、摩擦ブロック２１をクラッチ板２０に押さえ付ける空圧シリンダ２２と、空圧シリンダ２２に高圧エアを送り込む流体入口ポート２２ｄと、流体入口ポート２２ｄが設けられたロータリジョイント２３と、クラッチ板２０を冷却する、高圧流体と異なる冷却水が通過する冷却水用通路２４とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、鍛造プレスに関し、特にそのクラッチの冷却構造に関する。

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、クラッチ接続時に停止状態から定格回転まで一気に上昇するので、クラッチ板や摩擦ブロックのクラッチ面に滑りによる熱が発生する。この熱によって摩耗率が上昇し、クラッチ面を構成する部材（ライニング等）の寿命が低下する。また、熱による歪みにより、クラッチが変形して動作不良を起こし、ライニングの片当たりが発生する。さらに、クラッチ面を駆動させるためのシリンダのパッキン類が熱により硬化して漏れが発生するという問題がある。

このため、クラッチ面を強制的に冷やす必要がある。例えば、特許文献１のように、ブレーキ機構やクラッチ機構を駆動する作動油を用いてクラッチ面を冷却する方法が知られている。

また、ブレーキ機構やクラッチ機構を駆動する高圧エアやブロワーを用いたり、クラッチケースに羽根を設けて空気を吹き付けてクラッチ面を空冷する方法もある。

特開２０１１−３８６１５号公報

クラッチ面の耐久性を上げるためにクラッチのサイズを上げてライニング面積を増やして面圧を下げる方法もあるが、そうするとクラッチ機構全体のサイズが大きくなるという問題がある。

上記特許文献１の方法では、ブレーキ機構やクラッチ機構を駆動する作動油を大量に用いてクラッチ面を冷却するので、依然として油圧ポンプや電動モータが大型化してしまう。また、油の管理が必要となり、設備導入費用も高くなるという問題がある。

一方、空冷を用いたものでは、冷却効率が低く、発熱を抑えきれない。また、ブロワーで工場内の異物を含んだ空気をクラッチ機構内部に送り込んでライニング面に異物が付着して滑りが発生するという問題がある。

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、クラッチ機構のサイズを大きくすることなく、クラッチ面を適切に冷却して発熱を抑えることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、クラッチ板及び摩擦ブロックの少なくとも一方を冷却水にて冷却するようにした。

具体的には、第１の発明では、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クラッチ機構を介して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、
上記クラッチ機構は、
上記クランク軸に回転一体のクラッチ板と、
上記クラッチ板に接触する摩擦ブロックと、
上記摩擦ブロックを上記クラッチ板に押さえ付ける流体圧シリンダと、
上記流体圧シリンダに高圧流体を送り込む流体入口ポートと、
上記流体入口ポートが設けられたロータリジョイントと、
上記クラッチ板及び摩擦ブロックの少なくとも一方を冷却する、上記高圧流体と異なる冷却水が通過する冷却水用通路とを備えている。

上記の構成によると、冷却水用通路を通る冷却水によってクラッチ板及び摩擦ブロックの少なくとも一方が、空冷の場合よりも効率よく冷やされる。作動油を用いて冷却しないので、作動油の管理が不要で設備導入費用も高くならない。また、冷却水は、冷却水用通路や接続された配管のみを通るので、空冷の時のように工場内の異物がライニング面に付着することもない。さらに流体圧シリンダを作動させる高圧流体とは異なる冷却水によって冷却を行っているので、例えば高圧流体が高圧エアの場合、高圧エアを送り込むコンプレッサ等の能力を上げる必要はない。

第２の発明では、第１の発明において、
上記冷却水用通路の冷却水入口ポート及び冷却水出口ポートは、上記ロータリジョイントに設けられている。

上記の構成によると、高圧流体を送り込むためのロータリジョイントを回転体を含むクラッチ機構内への冷却水の導入及び排出に利用できるので、部品点数が減り、コストアップも避けられる。

以上説明したように、本発明によれば、摩擦ブロックをクラッチ板に押さえ付ける高圧流体と異なる冷却水でクラッチ板及び摩擦ブロックの少なくとも一方を冷却するようにしたことにより、クラッチ機構のサイズを大きくすることなく、クラッチ面を適切に冷却して発熱を抑えることができる。

クラッチ機構を拡大して示す断面図である。 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。 クラッチ機構を示す側面図である。

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、例えば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機構としてのクラッチ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を所定の速度で回転駆動し、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。鍛造プレス１０は、制御装置１３によって制御される。

図１に拡大して示すように、クラッチ９は、クランク軸４と回転一体のフライホイール８に固定されたクラッチ板２０を備えている。クラッチ９を覆うクラッチケース９ａには、クラッチ板２０に接触する摩擦ブロック２１を駆動する空圧シリンダ２２が設けられている。空圧シリンダ２２は、摩擦ブロック２１が固定されたピストン２２ａと高圧エアが導入される圧力室２２ｂとを備え、圧力室２２ｂには、エア配管２２ｃが連通している。クラッチケース９ａを覆うフライホイールカバー８ａの中心には、ロータリジョイント２３が設けられている。ロータリジョイント２３には、空圧シリンダ２２に高圧流体を送り込む流体入口ポート２２ｄが設けられており、この流体入口ポート２２ｄがエア配管２２ｃに接続されている。流体入口ポート２２ｄには、図２に示すように、コンプレッサ１４からの高圧エアがエアバルブ１５を介して供給されるようになっている。エアバルブ１５は、制御装置１３によって制御され、それにより、クラッチ９が制御されるようになっている。

そして、このロータリジョイント２３には、図１に示す冷却水用通路２４に冷却水を導入するための冷却水入口ポート２４ａと、冷却水用通路２４から戻ってきた暖かくなった冷却水を戻すための冷却水出口ポート２４ｂが設けられている。冷却水用通路２４は、本実施形態では、フライホイール８に固定されたクラッチ板２０の、摩擦ブロック２１と反対側に設けられている。但し、摩擦ブロック２１側にも設けてもよい。冷却水用通路２４は、クラッチ板２０のできるだけ広範囲に設けるのが冷却効率を上げる点で有利である。図３に太線で示すように、冷却水用通路２４には、ロータリジョイント２３からフライホイール８側へ延びる冷却水配管２４ｃによって給水装置１６からの冷却水が供給されるようになっている。冷却水用通路２４から戻ってきた冷却水は、戻り側の冷却水配管２４ｃを通ってロータリジョイント２３に戻るようになっている。例えば本実施形態では、供給側の冷却水配管２４ｃが２本、戻り側の冷却水配管２４ｃが２本設けられているが、これに限定されず、１本ずつでもよいし、３本ずつ設けてもよい。そして、給水装置１６からの冷却水は、切換バルブ１７を介して冷却水入口ポート２４ａに供給され、暖かくなった冷却水は、冷却水出口ポート２４ｂから切換バルブ１７を介して給水装置１６に戻され、再冷却されるようになっている。切換バルブ１７は、制御装置１３によって制御される。

なお、本実施形態では、摩擦ブロック２１を直接冷却水で冷やしていないので、図１に二点鎖線で示すように、クラッチケース９ａの内面に羽根２５を設けてクラッチ９が繋がった時の摩擦ブロック２１及びその周辺の温度上昇を抑えるようにしてもよい。

このように構成したので、本実施形態では、冷却水用通路２４を通る冷却水によってクラッチ板２０及び摩擦ブロック２１が、空冷の場合よりも効率よく冷やされる。作動油を用いて冷却しないので、作動油の管理が不要で設備導入費用も高くならない。また、空冷の時のように工場内の異物がライニング面に付着することもない。さらに空圧シリンダ２２を作動させる高圧エアとは異なる冷却水によって冷却を行っているので、高圧エアを送り込むコンプレッサ等の能力を上げる必要はない。

本実施形態では、回転体であるフライホイール８側に高圧エアを送り込むロータリジョイント２３に冷却水の入口及び出口を設けたので、部品点数が減り、コストアップも避けられる。

したがって、本実施形態に係る鍛造プレス１０によると、摩擦ブロック２１をクラッチ板２０に押さえ付ける高圧エアと異なる冷却水でクラッチ板２０を冷却するようにしたことにより、クラッチ９のサイズを大きくすることなく、クラッチ板２０を適切に冷却して発熱を抑えることができる。

（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、冷却水用通路２４には、工業用水を供給するようにしてもよいし、クーラントを供給してもよい。冷却水用通路２４は、空圧シリンダ２２によって駆動されるピストン２２ａ側に設けてもよい。この場合、駆動部での水漏れ対策が必要となる。

また、上記実施形態では、流体圧シリンダは、空圧シリンダ２２として高圧エアを供給するようにしているが、これを油圧シリンダとして高圧油を供給するようにしてもよい。しかし、その場合、油圧ユニットが必要になる上、作動油の管理が必要となる。

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。

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
８ａ フライホイールカバー
９ クラッチ（クラッチ機構）
９ａ クラッチケース
１０ 鍛造プレス
１２ ブレーキ装置
１３ 制御装置
１４ コンプレッサ
１５ エアバルブ
１６ 給水装置
１７ 切換バルブ
２０ クラッチ板
２１ 摩擦ブロック
２２ 空圧シリンダ
２２ａ ピストン
２２ｂ 圧力室
２２ｃ エア配管
２２ｄ 流体入口ポート
２３ ロータリジョイント
２４ 冷却水用通路
２４ａ 冷却水入口ポート
２４ｂ 冷却水出口ポート
２４ｃ 冷却水配管
２５ 羽根

Claims (2)

1. 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クラッチ機構を介して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、
   上記クラッチ機構は、
   上記クランク軸に回転一体のクラッチ板と、
   上記クラッチ板に接触する摩擦ブロックと、
   上記摩擦ブロックを上記クラッチ板に押さえ付ける流体圧シリンダと、
   上記流体圧シリンダに高圧流体を送り込む流体入口ポートと、
   上記流体入口ポートが設けられたロータリジョイントと、
   上記クラッチ板及び摩擦ブロックの少なくとも一方を冷却する、上記高圧流体と異なる冷却水が通過する冷却水用通路とを備えている
   ことを特徴とする鍛造プレス。
2. 請求項１の鍛造プレスにおいて、
   上記冷却水用通路の冷却水入口ポート及び冷却水出口ポートは、上記ロータリジョイントに設けられている
   ことを特徴とする鍛造プレス。

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