JP2018103229A - 加圧装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スライダに対するブロックの初期位置を変位できるようにし、一対のスライダ及びブロックにおける加圧力や昇降量を微調整できるとともに、複数対のスライダ及びブロックにおける相対的な誤差を補正することができるようにする。【解決手段】スライダ71のテーパ面711に摺動するテーパ面321を有するブロック32の上面に突起部322を設けた。突起部322は、平面視においてスライダ71の移動方向である矢印X方向に対して傾斜した矢印Q方向に沿って形成されており、保持台31の底面に形成されたスリット311内に矢印Q方向に沿って摺動可能に嵌入している。スリット311内における突起部322の変位は固定機構34によって選択的に規制されている。【選択図】図5
Description
この発明は、互いのテーパ面を摺動自在にされたスライダ及びブロックを備え、スライダの直線移動によってブロックに生じる変位により、加圧力を発生させる加圧装置に関する。
金属製材料をワークとする成形装置では、ワークを加圧する加圧装置を備えたものがある。例えば、可塑性を有する金属製の板材のワークを曲げ加工によって筒状体に成形するロール成形装置では、互いの間にワークを押圧して挟持した主ロール及び副ロールを回転させ、主ロールの外周に沿ってワークを変形させる(例えば、特許文献1参照。)。
この種のロール成形装置として、回転軸位置を固定された1本の主ロールと、主ロールの下方で回転軸位置を昇降自在にされた2本の副ロールと、を備え、2本の副ロールを加圧装置によって主ロールに圧接させるようにしたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
加圧装置は、互いのテーパ面を摺動自在にされたスライダ及びブロックを備え、スライダの水平方向への直線移動によってブロックに生じる垂直方向の変位により、加圧力を発生させる。
ワークを長尺の筒状体に成形するために長尺の主ロール及び副ロールを用いる場合には、副ロールを主ロールに全長にわたって均一の押圧力で圧接させるために、複数対のスライダ及びブロックで加圧装置が構成される。
複数対のスライダ及びブロックで構成された加圧装置によれば、長尺物だけでなく大面積体の昇降物を変位させる場合にも、大型化を招くことなくテーパ角度を大きくでき、装置の小型化と昇降物の変位速度の高速化を両立できる。
特開2010−029900号公報
しかし、加圧装置を複数対のスライダ及びブロックで構成した場合、寸法誤差によって昇降物の各部の変位量に差を生じる可能性があり、長尺物や大面積体の全体に均一な加圧力を作用させることができなくなる問題がある。
また、一対のスライダ及びブロックで構成された加圧装置においても、加圧力や昇降量を微調整できるようにしたものがなかった。
この発明の目的は、スライダに対するブロックの初期位置を変位できるようにし、一対のスライダ及びブロックにおける加圧力や昇降量を微調整できるとともに、複数対のスライダ及びブロックにおける相対的な誤差を補正することができる加圧装置を提供することにある。
この発明の加圧装置は、スライダ、ブロック、駆動機構、固定機構を備えている。スライダは、第1の方向に沿って往復移動自在にされ、第1の方向に対して傾斜した第1のテーパ面を有する。ブロックは、第1のテーパ面に摺動する第2のテーパ面を有し、第2のテーパ面を第1のテーパ面に摺動させた状態で第1の方向に所定の角度で交わる第2の方向に沿って移動自在にされている。駆動機構は、スライダに第1の方向に沿う移動力を供給する。固定機構は、第1の方向及び第2の方向におけるブロックの移動を選択的に規制する。
この発明によれば、固定機構によって第1の方向及び第2の方向におけるブロックの移動を規制した状態で、駆動機構によってスライダを第1の方向に移動させると、ブロックの第2のテーパ面がスライダの第2のテーパ面に摺動し、ブロックが第1の方向に直交する方向に移動し、加圧力が発生する。固定機構による第1の方向及び第2の方向におけるブロックの移動の規制を解除してブロックを第2の方向に移動させると、ブロックは第2のテーパ面を第1のテーパ面に摺動させつつ移動し、スライダに対するブロックの初期位置が変化する。
この発明によれば、一対のスライダ及びブロックにおける加圧力や昇降量を微調整できるとともに、複数対のスライダ及びブロックにおける相対的な誤差を補正することができる。
以下に、この発明の実施形態に係る加圧装置について、ロール成形装置に適用した場合について、図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、ロール成形装置10は、フレーム1、主ロール2、副ロール3、押圧ロール4、第1モータ5、第2モータ6、加圧装置7、支持体8、固定部材9を備え、一例として高張力鋼である金属製の可塑性板材のワークWを曲げ加工によって円筒形状に成形する。
フレーム1は、正面視で門型を呈する剛体である。主ロール2は、第1の端部(図1中右側端部)21でフレーム1に軸支されており、第1モータ5の回転軸に固定されている。前後2本の副ロール3は、主ロール2の下方で軸方向を主ロール2に平行にして保持台31に軸支されており、両端部のそれぞれにユニバーサルジョイント61を介して第2モータの回転軸が固定されている。押圧ロール4は、前後方向の3箇所で、軸方向を2本の副ロール3に平行にして保持台31に軸支されている。保持台31は、水平方向の移動を規制された状態で、昇降自在にフレーム1に支持されている。
第1モータ5及び第2モータ6は、一例としてパルスモータで構成されており、フレーム1に取り付けられている。ロール成形装置10では、合計4個の第2モータ6を備えているが、ワークWの加工性に応じて、2本の副ロール3のそれぞれの一端部のみ、又は2本の副ロール3の両端部に1つずつ合計2個の第2モータ6を配置してもよい。
保持台31の下方には、この発明の加圧装置7が配置されている。加圧装置7は、保持台31の下方に位置するブロック32とともに、スライダ71、モータ72、ボールネジ73を含む。スライダ71は、フレーム1に回転を規制された状態で、主ロール2の軸方向(この発明の第1の方向に相当する。)に沿って往復移動自在に保持されている。モータ72及びボールネジ73は、この発明の駆動機構である。モータ72は、一例としてパルスモータであり、回転軸の回転をボールネジ73に供給する。ボールネジ73は、スライダ71の雌ねじ部に一方の側面から螺合している。
モータ72を正転又は逆転させるとボールネジ73が回転しつつ雌ねじ部との螺合位置を変える。ボールネジ73と雌ねじ部との螺合位置の変化により、スライダ71が主ロール2の軸方向に沿って往復移動する。
スライダ71の上面には、テーパ面74(この発明の第1のテーパ面に相当する。)が形成されている。テーパ面74には、保持台31の下面に固定されたブロック32のテーパ面321(この発明の第2のテーパ面に相当する。)が当接している。加圧装置7は、一例として4対のスライダ71及びブロック32を備えている。
ブロック32は、保持台31の下面に固定されているため、保持台31と一体に昇降し、フレーム1内で上下方向以外の方向への移動を規制されている。主ロール2の軸方向に沿ってスライダ71が往復移動すると、ブロック32のテーパ面321がスライダ71のテーパ面74に摺動し、ブロック32がスライダ71に対して相対的に移動する結果、保持台31が2本の副ロール3及び3本の押圧ロール4とともに上下移動する。
図2に示すように、固定部材9の下端部に固定された支持体8は、メタル81を介して主ロール2の周面の上側に当接している。固定部材9はフレーム1に固定されているため、主ロール2は支持体8を介して固定部材9により、上方への移動を規制されている。
支持体8は、ワークWを成形すべき円筒形状の断面よりも小さい断面形状にされている。主ロール2の半径は、ワークWを形成すべき円筒形状の所定の半径d/2よりも十分に小さくされている。
2本の副ロール3及び3本の押圧ロール4を軸支した保持台31は、上側部材31Aと下側部材31Bとで構成されている。上側部材31Aと下側部材31Bとの間には、スプリング33が配置されている。スプリング33は、この発明の弾性部材である。上側部材31Aは、下側部材31Bに対して所定範囲で上下方向に移動自在にされているが、図示しないピンによって下側部材31Bに対する水平方向の移動を規制されている。
上述のように、モータ72の回転によってスライダ71が主ロール2の軸方向に沿って移動すると、保持台31が上下に移動する。加圧装置7は、主ロール2及び2本の副ロール3とワークWとの接触点の位置によって定まるワークWの曲率半径が所定の半径d/2よりも十分に小さくなる成形位置と、主ロール2と副ロール3との間を板状のワークWが通過する退避位置と、の間に副ロール3を移動させる。したがって、退避位置で副ロール3は成形位置よりも主ロール2から離間している。
副ロール3を成形位置から退避位置に下降させる際には、スプリング33の弾性力により、下側部材31Bの下降速度に比較して上側部材31Aの下降速度が遅くなり、副ロール3は徐々に主ロール2から離間する。
ワークWの曲げ加工時には、副ロール3から主ロール2に大きな押圧力が軸方向の全長にわたって作用する。しかし、主ロール2は、周面の上側で支持体8を介して固定部材9により、上方への変位を軸方向の全長にわたって規制されている。このため、主ロール2は、軸方向の一部においても副ロール3から作用する押圧力によって上方に撓みを生じることがない。
ロール成形装置10によるワークWの曲げ加工時には、まず、図3(A)に示すように、板状のワークWがその第1の端部W1が主ロール2に接する位置まで主ロール2と副ロール3との間に水平方向に搬入される。
次いで、保持台31が上昇し、副ロール3が成形位置に位置する。副ロール3が成形位置に達すると、第1モータ5が正転して主ロール2が図3中反時計方向に回転するとともに、第2モータ6が逆転して副ロール3が図3中時計方向に回転し、正転工程を実行する。これによって、ワークWは、図3中右方向に移動しつつ、主ロール2の周面に沿って湾曲する。
ワークWが湾曲しつつ図3中右側に移動し、ワークWの中央部W3が主ロール2の周面に当接すると、モータ72が所定パルス数だけ逆転駆動され、副ロール3が退避位置まで下降し、搬送工程を実行する。このタイミングは、例えば、第1モータ5の正転及び第2モータ6の逆転の開始からの第1モータ5の駆動パルス数によって決定される。これによって、ワークWは、中央部W3より左側の部分が平板状のままで図3中右側に移動する。
なお、副ロール3は、スプリング33の弾性力により徐々に下降するため、ワークWが主ロール2の周面に密着している場合でも、ワークWを確実に図3中右側に移動させることができる。但し、スプリング33に代えてダンパー等の他の弾性部材を用いることができ、ワークWが主ロール2の周面に密着しない場合には弾性部材を省略してもよい。
図3(C)示すように、ワークWの第2の端部W2が主ロール2の周面に当接する位置に達すると、第1モータ5の正転及び第2モータ6の逆転が一旦停止され、モータ72が正転して副ロール23が成形位置まで上昇する。このタイミングは、例えば、第1モータ5の正転及び第2モータ6の逆転の開始からの第1モータ5の駆動パルス数によって決定される。これとともに第1モータ5が逆転して主ロール2が図3中時計方向に回転し、第2モータ6が正転して副ロール3を図3中反時計方向に回転して逆転工程を実行する。これによって、ワークWは、図3中左側に移動しつつ、第2の端部W2より右側の部分が、主ロール2の周面に沿って湾曲する。
図3(D)に示すように、ワークWの中央部W3が再び主ロール2に当接する位置に達した時、第1モータ5の逆転及び第2モータ6の正転が停止し、モータ72が逆転して副ロール3が退避位置まで下降する。このタイミングは、例えば、第1モータ5の逆転及び第2モータ6の正転の開始からの第1モータ5の駆動パルス数によって決定される。
これによって、ワークWの第2の端部W2から中央部W3までの間も第1の端部W1から中央部W3までの間と同じ曲率半径で湾曲し、ワークWが円筒状に成形される。
図4に示すように、加圧装置7は、スライダ71、ブロック32、モータ72、ボールネジ73を備えている。スライダ71及びブロック32は、スライダ71の移動方向(図中矢印Xで示す方向であり、この発明の第1の方向に相当する。)に沿って4対備えられているが、図4では、これらのうち最も右側の1対のみ図示している。
正逆両方向に駆動されるモータ72の回転は、プーリ721、プーリ722、ベルト723を介して減速機724に伝達され、所定の回転数でボールネジ73に伝達される。ボールネジ73は、スライダ41の雌ねじ部712に螺合してスライダ71の穴部713内に嵌入している。モータ72を減速機724と同軸上に配置することで、プーリ721、プーリ722、ベルト723を省略することもできる。
スライダ71は、ボールネジ73の軸周りの回転を規制された状態で、矢印X方向に往復移動自在にされており、矢印X方向に対して傾斜したテーパ面711を有している。ブロック32は、テーパ面711に摺動するテーパ面321を有している。テーパ面321は、テーパ面711に対する摺動性を考慮して複数の円筒コロで構成されているが、摺動性が担保されることを条件に、複数の円筒コロを省略して平滑面で構成することもできる。
モータ72、ボールネジ73及び雌ねじ部712がこの発明の駆動機構に相当する。駆動機構は、モータ72の回転を直線移動に変換してスライダ71に伝達する。
図5(A)及び(B)に示すように、ブロック32は、上面に突起部322を備えている。突起部322は、平面視において、矢印X方向に対して所定角度だけ傾斜した矢印Q方向(この発明の第2の方向に相当する。)に沿って形成されており、保持台31の底面に矢印Q方向に沿って形成されたスリット311内に下方から矢印Q方向に沿って摺動自在に嵌入している。
スリット311内における突起部322の矢印Q方向の位置は、突起部322を挟んでスリット311の両端部に配置された固定機構34によって選択的に固定される。固定機構34による固定により、ブロック32は、保持台31に対して矢印Q方向の移動を選択的に規制される。
図5(A)に示すように、固定機構34は、一例として、スリーブ341、ボルト342、押圧体343、ロックナット344からなる。スリーブ341は、スリット311の端部で保持台31に固定されており、矢印Q方向に貫通するネジ孔3411が形成されている。ボルト342は、ネジ孔3411に螺合してスリーブ341を貫通している。
押圧体343は、一方の面をブロック32の一方の側面に矢印Q方向に当接させており、反対面にボルト342の一端面が当接する。ロックナット344は、ネジ孔3411に対するボルト342の螺合位置を固定する。ネジ孔3411に対するボルト342の締め込み量に応じて、押圧体が矢印Q方向に沿って進退する。
ブロック32を保持台31に対して矢印Q方向に沿って変位させる場合、先ず、ブロック32を移動させるべき側の固定機構34において、ロックナット344を弛めてボルト342を後退させ、押圧体343とブロック32との当接を解除する。次いで、反対側の固定機構34において、ロックナット344を弛めてボルト342を締め込むことで、ブロック32が両側の固定機構34の押圧体343に圧接する位置まで矢印Q方向に変位して固定される。
モータ72が正転方向に駆動されると、ボールネジ73の正転によってスライダ71が矢印X方向に沿って図4中左側に移動する。モータ72が逆転方向に駆動されると、ボールネジ73の逆転によってスライダ71が矢印X方向に沿って図4中右側に移動する。
ブロック32は、保持台31に対して矢印Q方向の移動を規制されており、スライダ71の矢印X方向の移動によってテーパ面711とテーパ面321との相対位置が変化すると、ブロック32は、保持台31とともに矢印Z方向に沿って昇降する。
スライダ71の矢印X方向の移動が、テーパ面711とテーパ面321とを介してブロック32の矢印Z方向の変位に変換され、保持台31に保持された副ロール3に主ロール2に対する加圧力を作用させる。
保持台31におけるブロック32の固定を解除し、ブロック32を矢印Q方向に沿って変位させると、ブロック32がスライダ71に対して矢印X方向に変位し、スライダ71とブロック32との相対位置が変化する。スライダ71に対するブロック32の初期位置を変化させることができ、スライダ71の矢印X方向の移動による主ロール2に対する副ロール3の加圧力を微調整できる。
また、4対のスライダ71及びブロック32のそれぞれの間の寸法誤差を補正することができ、長尺の主ロール2及び副ロール3に全長にわたって均一な加圧力を作用させることができる。
なお、上記の実施形態はいずれも一例であり、この発明はこれらに限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々の変更を加えることが可能である。
例えば、この発明の加圧装置は、ロール成形装置に限らず、昇降体を上下動させる他の装置に同様に適用することができる。また、大面積の昇降体に対して複数対のスライダ及びブロックをスライダの移動方向に直交する方向に並列に配置した場合にも、各対のスライダとブロックとの相対位置を微調整することで、昇降体の全面に均一な加圧力を作用させることができる。
2−主ロール
3−副ロール
7−加圧装置
10−ロール成形装置
31−保持台
32−ブロック
34−固定機構
71−スライダ
72−モータ(駆動機構)
73−ボールネジ(駆動機構)
713−雌ねじ部(駆動機構)
311−スリット
321−テーパ面(第2のテーパ面)
322−突起部
711−テーパ面(第1のテーパ面)
3−副ロール
7−加圧装置
10−ロール成形装置
31−保持台
32−ブロック
34−固定機構
71−スライダ
72−モータ(駆動機構)
73−ボールネジ(駆動機構)
713−雌ねじ部(駆動機構)
311−スリット
321−テーパ面(第2のテーパ面)
322−突起部
711−テーパ面(第1のテーパ面)
Claims (4)
- 第1の方向に沿って往復移動自在にされ、前記第1の方向に対して傾斜した第1のテーパ面を有するスライダと、
前記第1のテーパ面に摺動する第2のテーパ面を有し、前記第2のテーパ面を前記第1のテーパ面に摺動させた状態で前記第1の方向に対して所定の角度で傾斜した第2の方向に沿って移動自在にされたブロックと、
前記スライダに前記第1の方向に沿う移動力を供給する駆動機構と、
前記第2の方向における前記ブロックの移動を選択的に規制する固定機構と、
を備えた加圧装置。 - 前記スライダを前記第1の方向に沿って複数配置するとともに、前記第2のテーパ面が前記スライダの前記第1のテーパ面のそれぞれに摺動する複数の前記ブロックを備えた請求項1に記載の加圧装置。
- 前記駆動機構は、駆動源の回転を前記第1の方向に沿う往復移動に変換して前記スライダに伝達する請求項1又は2に記載の加圧装置。
- 前記固定機構は、前記第2の方向に沿って前記ブロックを挟む両側に配置され、前記ブロックに当接する押圧体と、締め込み量に応じて前記押圧体を前記第2の方向に沿って進退させるボルトと、を有する請求項1乃至3の何れかに記載の加圧装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016253118A JP2018103229A (ja) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 加圧装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016253118A JP2018103229A (ja) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 加圧装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018103229A true JP2018103229A (ja) | 2018-07-05 |
Family
ID=62786369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016253118A Pending JP2018103229A (ja) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 加圧装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2018103229A (ja) |
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2016
- 2016-12-27 JP JP2016253118A patent/JP2018103229A/ja active Pending
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