JP3587787B2 - 冷間鍛造用プレス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷間鍛造用プレスに関し、特に、簡単な構造で、冷間鍛造に適したトルク曲線を可調整的にして出力できるようにした冷間鍛造用プレスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷間鍛造用プレスとして、クランクプレス、ナックルジョイントプレス、マイプレス等の機械式プレス、あるいは油圧シリンダを用いた油圧式プレス等が採用されている。
そして、特に、機械式プレスにおいては、鍛造成形時間を短縮し、かつ精度の良い製品を得るため、クランク軸の回転角度に応じてボルスタとラムとの間隔を鍛造工程初期においては急速に接近し、終期になる程遅くしてその加圧力を増すようにトルク曲線を設定するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の冷間鍛造用プレスは、特に、機械式プレスにおいては、大出力を要する場合、その機構上の理由から装置が大形化するとともに、金型の移動ストロークが予め定められたものとなり、鍛造成形品に応じてストローク長の変更をすることは容易でなく、さらに、トルク曲線もほぼ一定となり、設定されたストローク、トルク曲線以外の鍛造品の成形には困難が伴うという問題があった。
また、油圧式プレスでは速度が遅くなり、長尺軸物の塑性加工、特殊ダイホルダーとの組み合わせによる塑性加工等において効率的な生産を行うには限度があるという問題があった。
さらに、油圧式プレスで、冷間鍛造に適したトルク曲線を出力するには油圧をコンピュータにて精密に制御するため、制御装置が高価になるという問題もあった。
【０００４】
本発明は、上記従来の機械式、油圧式の冷間鍛造用プレスの有する問題点に鑑み、小形のプレスで冷間鍛造に必要なストロークが得られ、かつ冷間鍛造に適した緩速圧縮加工のトルク曲線を簡単な装置で出力でき、高精度の加工を行えるようにした冷間鍛造用プレスを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の冷間鍛造用プレスは、冷間鍛造に必要な出力を発生させる一端側をホルダに固定した駆動体と、ボルスタと対向するスライダを端部に備え、かつ該ボルスタに対してスライダを接離方向に移動するようにするトルクバーと、トルク バーを上下方向にのみ摺動可能に支持するガイドと、該トルクバーの他端部と軸を介して、駆動体と支軸を介して、それぞれ配設し、駆動体による直線運動を、旋回運動をしつつ、該駆動体による直線運動に対して略直角方向の上下方向の直線運動をするトルクバーに動力を伝達する１個のリンクレバーからなる動力伝達機構とより構成したことを特徴とする。
【０００６】
上記の構成からなる本発明の冷間鍛造用プレスは、駆動体による直線運動を、旋回運動をしつつ、駆動体による直線運動に対して略直角方向の直線運動をするトルクバーに動力を伝達するリンクレバーで以て構成した動力伝達機構にて曲線運動に換えて対向する金型間を強押圧接するようにしているので、駆動体の直線移動速度とストロークとの関係が図６に示すような冷間鍛造に適した緩速圧縮加工曲線を描くトルク曲線となり、鍛造終了工程において大きなトルクを得られるとともに、複雑な油圧回路を要することなく装置を小形化することができる。
【０００７】
この場合において、駆動体を、油圧シリンダとすることができる。
【０００８】
これにより、装置が小形であっても対向する金型間のストローク、及び緩速圧縮加工曲線を簡単に調整することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の冷間鍛造用プレスの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図７に、本発明の冷間鍛造用プレスの一実施例として、駆動体に油圧シリンダを用いた冷間鍛造用プレスを示す。
【００１１】
この冷間鍛造用プレスは、本体フレーム１に冷間鍛造に必要な出力を発生させる駆動体を備える。この駆動体は、油圧シリンダ式とし、ホルダ２と、このホルダ２内に摺動可能に保持されて出没移動するシリンダ３と、シリンダ３内に挿通し、ホルダ２側に固定したピストン４とからなる。
【００１２】
この場合において、ホルダ２は、冷間鍛造プレスの本体フレーム１に、その水平方向に対し所要の角度、例えば、５度前後傾斜してトルクバー７を備えた先端側を上向きとなるように傾斜して取り付けるとともに、このホルダ２内にシリンダ３を出没移動可能にして嵌挿する。
ホルダ２には、その内部でトルクバー７設置側の先端が開口し、かつシリンダ３の出没ストローク全長においてシリンダ３をしっかりと保持できるようにしてその長さを定めたシリンダ嵌挿孔２１を形成し、このシリンダ嵌挿孔２１内に直接、又はライナー２２を嵌合してシリンダ３の摺動を円滑に行えるようにしてシリンダ３を嵌挿する。
【００１３】
シリンダ３内には、ホルダ２の基端側から挿通して固定されたピストン４を挿入し、かつピストン４内に２本の導油孔４１，４２を形成し、これら導油孔４１，４２の一方、本実施例においては、導油孔４１をピストンのトップ側に、他方の導油孔４２をピストンのボトム側にそれぞれ開口させ、作動油を導油孔４１を経てピストン４のトップ側に供給することにより、ホルダ２に固定されたピストン４に対し、作動油の供給量に応じてシリンダ３が摺動されてホルダ２内より突出するようにし、他方、作動油を導油孔４２を経てピストン４のボトム側に供給することにより、シリンダ３が摺動されてシリンダ３を突出状態からホルダ２内に没入するよう作動させる。
この作動油のピストンのトップ側、ボトム側の切り換えは、図示省略したが、作動油の給油回路に接続した切換弁にて行う。
【００１４】
なお、シリンダ３の出没移動動作が円滑に行えるようホルダ２内に嵌合したライナー２２とシリンダ３間に給油し、また、ピストン４、シリンダ３間には作動油が漏洩しないようＯリング等を嵌挿してシールを行うようにしている。
また、シリンダ３の先端部には水平方向に軸孔３１を形成し、この軸孔３１内に支軸５を貫通支持し、この支軸５に駆動体と後述する略直角方向の直線運動を行うトルクバー７間に動力を伝達するようにして配設する動力伝達機構、例えば、リンクレバー６の先端を枢着する。
【００１５】
このリンクレバー６は、円筒状のボス部の両側に互いに対向するようにして２つのリンク片を突設したコ字形を有し、この基端側となるボス部に軸７Ｓを貫通し、この軸７Ｓを介してトルクバー７に枢着する。
このようにして、リンクレバー６を介してシリンダ３とトルクバー７間を連結する。
【００１６】
このトルクバー７は、ホルダ２及び本体フレーム１にトルクバー７の左右両側及びリンクレバー位置の下部と、スライダ位置の上部とに設けたガイド８にてトルクバーが予め定めた位置で上下方向にのみ摺動可能に支持されているので、これにより、シリンダ３がホルダ２に保持されて出没移動して直線運動をする場合、リンクレバーは支軸５を介してシリンダ３に係着されているので、シリンダ３と共にリンクレバー６は移動するとともに、このリンクレバー６の基端側がトルクバー７に枢着されているため、リンクレバー６はこれに追従してリンクレバー６の先端側は軸７Ｓを中心とした円運動を行うことになり、かつこのリンクレバー６は旋回しつつ基端側は上下（垂直）方向の直線運動を行うものとなり、トルクバー７を略直角方向の直線運動を行うものなる。
【００１７】
また、このトルクバー７は、図２に示すように、２本を所要間隔をあけて互いに対向して配設し、かつそれぞれガイド８にて上下方向にのみ摺動可能なように支持するとともに、トルクバー７間上端部にスライダ１０を取り付ける。
これは、対向するトルクバー７，７の上部間内面にトルクバー７の幅方向に水平となる係止溝７１，７１を形成し、この係止溝７１にスライダ１０の両側に突設した係止爪１１，１１を嵌合し、これにより、対向するトルクバー７上部間にスライダ１０を挟持するようにして固定する。
【００１８】
さらに、このスライダ１０の下面には冷間鍛造用の金型を取り付けるようにし、本体フレーム１又はホルダ２に設けたボルスタ９に配設する下側の金型と上下に対向させる。
【００１９】
また、トルクバー７の上部外側面には持上保持手段、例えば、シリンダ３を支持するためのブラケット７２を突設し、このブラケット７２と、本体フレーム１側等の固定側に突設したブラケット７４との間に、前記持上保持手段としての持上用のシリンダ７３を支持し、このシリンダ７３の作用にてトルクバー７を持ち上げるようにする。
【００２０】
また、スライダ１０には、図１に示すように、これに取り付ける金型の取付位置調整をするアジャスタ１００を有するとともに、スライダを上下方向に貫通してノックアウトピン１０１を挿通し、このノックアウトピン１０１の先端を本体フレーム１の上端部に配設したノックアウト作動用と兼ねた緩衝用シリンダ１０２のピストン１０３と当接するようにする。
【００２１】
前記シリンダ３，７３には油圧回路が接続される。
この油圧回路は、図７に示すように、モータＭにて駆動される油圧発生ポンプＰ、作動油を満たしたオイルタンクＴよりなる油圧ユニットを、本体フレーム１内に、あるいは本体フレーム１と別設し、この油圧ユニットとシリンダ３、７３とを配管にて接続する。
ポンプＰとシリンダ３，７３間に配設される配管は、図７に詳示するように、ポンプＰより二叉に分け、各分岐配管Ｐ１，Ｐ２にそれぞれ切換弁Ｖ１，Ｖ２を接続し、この一方の切換弁Ｖ１にはシリンダ７３を、他方の切換弁Ｖ２にはシリンダ３側に接続するとともに、両シリンダ３，７３間を配管Ｐ３にて接続するようにして構成する。
なお、この切換弁Ｖ１とシリンダ７３間の配管途中には流量調整弁Ｖ３、逆止弁Ｖ４を並列にして接続し、また、切換弁Ｖ２とシリンダ３との間には流量調整弁Ｖ５を接続してその動作速度を調整できるようにする。
また、シリンダ３側にはシリンダ３の復帰の初期動作を急峻に行えるよう空気にて加圧した加圧タンクＴ２に接続する。
【００２２】
以下、この冷間鍛造用プレスの作動について説明する。
図１に示すように、スライダ１０が上昇した状態からポンプＰの駆動により切換弁Ｖ２を介して作動油を導油孔４１を経てシリンダ３内のピストン４のトップ側に供給すると、ピストン４にはシリンダ３を移動させる力が作用するが、このピストン４はホルダ２に固定されているので、この作動油のピストントップ側への供給にて、シリンダ３は、図１において右方向へ移動し、ホルダ２より突出することとなる。
このシリンダ３には、支軸５を介してリンクレバー６を、また、リンクレバー６に軸７Ｓを介して略直角方向に直線運動をするようガイド８にて保持されたトルクバー７が係着されているので、シリンダ３の右方向への移動により、リンクレバー６を係着した支軸５を介してリンクレバー６もシリンダ３と共に移動する。
そして、リンクレバー６の端部が軸７Ｓを介してトルクバー７に支持されているため、この軸７Ｓを中心としてリンクレバー６を旋回させつつ、リンクレバーの先端側、すなわち、トルクバー７との係止側を押し下げるようにして移動する。
このようにしてリンクレバー６は移動しつつ軸７Ｓ側を曲線運動させる。
【００２３】
さらにこの場合、リンクレバー６とトルクバー７とは軸７Ｓにて係止されているのでガイド８にて支持されたトルクバー７を下方向へ引き下げるように移動させてトルクバー７に支持されたスライダ１０が降下し、直線運動を行う。
このようにしてリンクレバー６の移動しつつ旋回するようにした曲線運動と、トルクバー７の直線運動との組み合わせにより、シリンダ３への作動油供給が一定であって、シリンダ３のスピードが一定の場合であっても、シリンダ３のストロークによってシリンダストロークの初期においてはトルクバー７の降下速度は速く、押下力は弱いものとなる。しかし、シリンダ３の移動量が増して一定以上に達すると軸７Ｓを支点とするリンクレバー６の旋回角度が次第に大きくなり、これがトルクバー７への押下量、すなわち、ストロークは小さくなり、押下力は強くなり、そのトルク曲線は緩速圧縮加工曲線となり、機械式プレスにて所要の冷間鍛造が行われる。
この時、スライダ１０の降下速度及び押下力は図６に示すような緩速圧縮加工曲線となり、鍛造工程の終了時には大きなトルクが発生し、精度の良い鍛造が行えるものとなる。
【００２４】
そして、スライダ１０の降下後、作動油を切換弁にて導油孔４２よりピストンボトム側に供給すると、シリンダ３が左方向へ移動し、ホルダ２内に没するようになってこのシリンダ３に支持されたリンクレバー６を介してトルクバー７を押し上げるように作用し、スライダ１０を復帰させて次の動作のために待機させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の冷間鍛造用プレスによれば、駆動体による直線運動を、旋回運動をしつつ、駆動体による直線運動に対して略直角方向の直線運動をするトルクバーに動力を伝達するリンクレバーで以て構成した動力伝達機構にて曲線運動に換えて対向する金型間を強押圧接するようにしているので、駆動体の直線移動速度とストロークとの関係が図６に示すような冷間鍛造に適した緩速圧縮加工曲線を描くトルク曲線となり、鍛造終了工程において大きなトルクを得られるとともに、複雑な油圧回路を要することなく装置を小形化することができる。
これによって、簡単な機械式プレスで冷間鍛造に適した出力トルクを精度良く、簡易に得ることができる。
【００２６】
また、駆動体を、油圧シリンダとすることにより、装置が小形であっても対向する金型間のストローク、及び緩速圧縮加工曲線を簡単に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷間鍛造用プレスの実施の形態を示す正面断面図である。
【図２】同側面断面図である。
【図３】同平面断面図である。
【図４】同平面断面図である。
【図５】リンクレバーとシリンダの関係を示す説明図である。
【図６】シリンダストロークとスライダーストロークとの関係を示すグラフ図である。
【図７】本発明の冷間鍛造用プレスの油圧回路図である。
【符号の説明】
１ 本体フレーム
２ ホルダ
２１ シリンダ嵌挿孔
３ シリンダ（駆動体）
４ ピストン（駆動体）
４１，４２ 導油孔
５ 支軸
６ リンクレバー（動力伝達機構）
７ トルクバー
８ ガイド
９ ボルスタ

Claims (2)

1. 冷間鍛造に必要な出力を発生させる一端側をホルダに固定した駆動体（３，４）と、ボルスタ（９）と対向するスライダ（１０）を端部に備え、かつ該ボルスタ（９）に対してスライダ（１０）を接離方向に移動するようにするトルクバー（７）と、トルクバー（７）を上下方向にのみ摺動可能に支持するガイド（８）と、該トルクバー（７）の他端部と軸（７Ｓ）を介して、駆動体（３，４）と支軸（５）を介して、それぞれ配設し、駆動体（３，４）による直線運動を、旋回運動をしつつ、該駆動体（３，４）による直線運動に対して略直角方向の上下方向の直線運動をするトルクバー（７）に動力を伝達する１個のリンクレバー（６）からなる動力伝達機構とより構成したことを特徴とする冷間鍛造用プレス。
2. 駆動体（３，４）を、油圧シリンダとしたことを特徴とする請求項１記載の冷間鍛造用プレス。

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