JP3619112B2 - フォージングロールの金型交換装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォージングロールの金型交換装置に関する。一般の回転鍛造機における金型は、鍛造工程に合わせるためや、鍛造物の種類によって異なることや、金型の損傷のために金型の交換は頻繁に行われる。本発明はこのような金型交換を自動で行う金型交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフォージングロールにおける金型交換装置として実用新案登録第２５６０８８０号公報に記載された技術がある。
この従来例を図５〜図６に基づき、説明する。図５において、符号２はフォージングロール本体、符号５はフォージングロール本体２と対抗して設けられている鍛造品把持用のマニピュレータであって、これらは、ビレットを軸方向に成形する一般的なフォージングロール１である。
このフォージングロール１を覆うように交換架台120 が構築されている。すなわち交換架台120 は４本のポスト121 によって支持されたガーダ122 とこのガーダ122 上に設置されたレール123 とから構成されている。これらのレール123 上を交換台車130の車輪131 が走行用モータ132 によって、図５中矢印ａの方向に往復自走するようになっている。
この交換台車130 には、第１および第２のウォームジャッキ135a，135bが立設され、それぞれのウォームジャッキ135 のウォーム下端には、金型支持装置140a，140bが取付けられている。これらの金型支持装置140a，140bは、交換台車130 から供給回路133を介して油圧および電力が供給されて作動される。また、これらのウォームジャッキ135 は、交換台車130 上に設けられた昇降用モータによって昇降駆動される。
【０００３】
次に、金型交換作用の概要を述べると、旧金型４ｂは、フォージングロール本体２に取付けられた上下一対のロール軸３，３に取付けられており、一方、交換台車130 はレール123 の一端側に設けた外段取り位置ストッパー124 の所で停止させている。そして、第１の金型支持装置140aに新金型４ａを、外段取りにより取付けている。このとき、ロール軸３は所定の角度で停止している。かかる状態をスタートとして、交換台車130 はレール123
を自走し、交換架台120 に設けられた出退可能の取出位置ストッパー125 に当って停止する。次いで、第２の金型支持装置140bが降下して、フォージングロール本体２の基部に立設された位置決めピン２ｐに嵌合して、水平方向の位置が決められる。そこで、この金型支持装置140bによって、ロール軸３上で取外し可能となっている上下一対の旧金型４ｂ，４ｂを一括して支持した後、この金型支持装置140bを上昇させる。次いで、取出位置ストッパー125 を退避位置に移動させた後、交換台車130 を再び走行させ、取付位置ストッパー126 に当接し、第１の金型支持装置140aが降下したとき位置決めピン２ｐに嵌合する位置の上方で停止させる。次いで、第１の金型支持装置140aを降下させて新金型４ａをロール軸３に取付けた後、再び上昇させる。次いで、交換台車130 は、自走してレール123 の他端側に設けた外段取り位置ストッパー124 の所まで戻って停止し、第２の金型支持装置140bで把持している旧金型４ｂを外段取りによって取出す。
【０００４】
ところで、支持金具装置140a，140bが新金型４ａを入手したり、旧金型を戻す場所には、金型交換台車200が位置するようになっている。
この金型交換台車200 を図６に基づき説明する。201 は台車フレームであり、下面四隅に車輪202 を備えている。台車フレーム201 の上面中央部には、金型保持体203 が回転自在に取付けられている。また台車フレーム201 の前面には位置決めピン204 が立設されている。前記金型保持体203 が垂直に立った状態で、金型４を交換装置の金型支持装置140a，140bとの間で交換でき、金型保持体203 が水平に倒れた状態で、金型を保持しておくことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例では、次に使用する金型を水平に寝かせて保持しておくために、図６に示した金型台車200 が必須であり、これを設けるがために、設置スペースが大きくなり、金型交換に要する時間も長くかかっていた。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑み、設置スペースが小さくてすみ、金型交換に要する時間を短縮できるフォージングロールの金型交換装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１のフォージングロールの金型交換装置は、フォージングロールの上方に配置されたレール上を走行し、金型を保管する金型置台の上方の保管位置と、フォージングロールのロール軸に対し金型を取付け取外しする交換位置との間を往復する交換台車と、該交換台車に取付けられた昇降ロッドと、該昇降ロッドの下端に取付けられたサブフレームと、該サブフレームに対し、垂直面内で回転自在に軸支された反転アームと、該反転アームを前記サブフレームに対し、垂直位置と水平位置との間で回転させる反転手段と、前記反転アームに対し出没自在に取付けられたメインフレームと、該メインフレームに取付けられ、金型を着脱自在に保持する金型係合手段とからなることを特徴とする。
請求項２のフォージングロールの金型交換装置は、請求項１記載の発明において、前記反転アームは、前記サブフレームに水平に取り付けられた支軸で回転自在に支持されており、前記反転手段は、シリンダ体がトラニオン軸で前記サブフレームのブラケットに軸支され、ピストンロッドが反転アームのブラケットに軸支された油圧シリンダであることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、反転手段で反転アームを垂直位置と水平位置との間で回転させることにより、メインフレームの金型係合手段で保持している金型を、垂直姿勢で保持することもできるし水平姿勢で保持することもできる。このため、金型を垂直に保持する状態でフォージングロールのロール軸に対し金型を取付け取外すことができ、金型を水平に保持する状態で、金型置台に対し金型を置いたり取り上げたりすることができる。このように、金型交換装置が直接金型置台に金型を置いたり取り上げたりできるので、従来必要であった金型交換台車が不要となり、設置スペースを少なくでき、金型交換時間を短縮できる。
請求項２の発明によれば、反転手段を構成する油圧シリンダがトラニオン軸で支持されているので、油圧シリンダの回転角度を大きくとれ、反転アームを回転させるための取付位置の自由度が高くなり、全体をコンパクトな構成とすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本実施形態のフォージングロール１の金型交換装置１０（以下金型交換装置１０で示す）を説明する前に、本実施形態の金型交換装置１０によって金型４が交換されるフォージングロール１を説明する。
図４はフォージングロール１と本実施形態の金型交換装置１０の配置図である。同図に示すように、フォージングロール１は、本体２、上下一対のロール軸３，３、一対の金型４，４（旧金型４Ｂと新金型４Ａとを含めて総称するときは、符号４を用いる）、マニピュレータ５および鍛造品排出ユニット６から基本構成されており、ビレットを軸方向に成形し、鍛造前の素材に仕上げる一般的なフォージングロールである。
【００１０】
前記本体２には、水平に上下一対のロール軸３，３が回転自在に設けられている。各ロール軸３の外面には、軸方向に沿って、キー３ｋ（図１参照）がそれぞれ取り付けられている。このキー３ｋは、後述する金型４の取り付け位置を位置決めするものである。
【００１１】
符号４は、一対の金型であり、前記上下一対のロール軸３，３に着脱自在に取り付けられるものである。この金型４は、略半円筒の形状をしており、その外面において、円周方向に複数の溝が形成されたものである。この金型４は、メンテナンス時に新しいものと交換されたり、成形する素材の形状によって、適切な形状の溝を有するものに交換される。また、この金型４の両側端には、４ｈ，４ｈ（図１参照）がそれぞれ設けられている。
【００１２】
前記一対のロール軸３，３の後方（図４では右側）には、鍛造品を把持するマニピュレータ５が配設されている。他方、前記一対のロール軸３，３の前方（図４では左側）には、鍛造が終了した鍛造品を次工程へ排出する鍛造品排出ユニット６が設けられている。
【００１３】
さて、つぎに本実施形態の金型交換装置１０を説明する。
図４に示すように金型交換装置１０は、交換架台２０と、交換台車３０と、金型支持装置４０とから基本構成されている。
【００１４】
まず交換架台２０を説明する。
図４に示すように、フォージングロール１を覆うように交換架台２０が構築されている。すなわち、交換架台２０は、複数本のポスト２１と、このポスト２１によって支持されたガーダ２２と、ガーダ２２の上面に配置されたレール２３とから構成されている。
【００１５】
レール２３の前方端側（図４では左側）には、非常用ストッパー２４が設けられており、レール２３の後方端側（図４では右側）には、取付位置ストッパー２５が設けられている。この非常用ストッパー２４は、後述する交換台車３０がオーバーランしたときの非常用のストッパーである。
【００１６】
また、レール２３の前方端側において、レール２３の下方には、交換架台２が設置された床面より高い位置に支持フレーム２７が設けられており、その支持フレーム２７上には、一対の金型置台ＤＡ，ＤＢが固定されている。
【００１７】
つぎに交換台車３０を説明する。
前記レール２３の上には、交換台車３０が車輪３１を介して、移動自在に取り付けられている。この車輪３１は、交換台車３０に取り付けられた走行用モータ３２によって駆動される。
このため、走行用モータ３２を作動すると、レール２３上を、交換台車３０が前後に自走するのである。
【００１８】
また交換台車３０には、昇降ロッド３５が立設されている。昇降ロッド３５は、中空円筒のボディと、そのボディに上下に摺動自在に挿入された軸とから構成されている。前記軸の下端は、前記ボディの下端から下方へ突出している。この軸は、例えばウォームジャッキ等によって、上下に昇降するものである。
【００１９】
なお、昇降ロッド３５は上記のような構成に限られず、例えば垂直に設けられた軸等の部材が上下に昇降するような機構を有するものであれば、どのような構成を採用してもよい。
【００２０】
ところで、金型支持装置４０は、垂直姿勢と水平姿勢との間で姿勢変更できることが特徴となっているが、その構成を説明する。
図４に示すように、昇降ロッド３５の下端には、金型支持装置４０が取り付けられている。この金型支持装置４０には、前記交換台車３０から供給回路３３を介して、例えば油圧や電力等が供給されている。
【００２１】
図１は本実施形態のフォージングロールの金型交換装置１０の金型支持装置４０の側面図である。図３は反転アーム６０が水平位置に回転したときの説明図である。図１および図３に示すように、各金型支持装置４０は、サブフレーム５０と、反転アーム６０と、メインフレーム７０と、反転手段８０と、金型係合手段９０とから基本構成されている。
このサブフレーム５０は、前記昇降ロッド３５の下端に固定されており、このサブフレーム５０に、反転アーム６０が、支軸５３によって、垂直面内で回転自在に軸支されている。この反転アーム６０は、反転手段８０によって、サブフレーム５０に対して、垂直位置と水平位置との間を回転される。
また、反転アーム６０の前面には、メインフレーム７０が出没自在に設けられている。よって、反転アーム６０が垂直位置をとると、メインフレーム７０は前方を向いた垂直姿勢をとることができ、また反転アーム６０がサブフレーム５０に対して回転し、水平位置をとると、メインフレーム７０は、下方を向いた水平姿勢をとることができるのである。
また、メインフレーム７０には、金型係合手段９０が設けられており、この金型係合手段９０は金型４を着脱自在に支持するものである。
【００２２】
つづいて、金型支持装置４０の詳細を説明する。
まず、サブフレーム５０を説明する。
図２は、本実施形態のフォージングロールの金型交換装置１０の金型支持装置４０の背面図である。図１および図２に示すように、前記昇降ロッド３５の下端には、サブフレーム５０の横フレーム５１の上面が、水平に、かつ前記フォージグロール１の本体２のロール軸３と平行に取り付けられている。この横フレーム５１は、溝型鋼が合わされて、柱状に構成されたものである。
この横フレーム５１の一端の下面には、縦フレーム52a の上端が取り付けられている。この縦フレーム52a は、例えば溝型鋼が合わされて、柱状に構成されたものであり、鉛直に配設されている。
また、横フレーム５１の他端の下面には、縦長な板状の縦フレーム52b の上端が取り付けられている。この縦フレーム52b は、前記縦フレーム52a と平行に配設されている。
前記縦フレーム52a と前記縦フレーム52b の下端間には、水平に支軸５３が設けられている。
【００２３】
また、前記縦フレーム52a 上端部と下端部との間において、前記縦フレーム52a の背面には、固定シリンダ５４が、水平に取り付けられている。この固定シリンダ５４は、油圧や空気圧等によって伸縮する公知のシリンダである。この固定シリンダ５４は、反転アーム６０が垂直位置と水平位置をとったときに、反転アーム６０をサブフレーム５０に対して各位置において位置決めし、固定するものである。
【００２４】
さらに、前記縦フレーム52a 上端部背面には、左右一対のブラケット５５, ５５が立てて取り付けられている。この左右一対のブラケット５５, ５５の間には、油圧シリンダ８１のシリンダ体81a が回転自在に軸支されているが、詳細は後述する。
【００２５】
つぎに、反転アーム６０を説明する。
図２および図３において、符号６１は、反転アーム６０のベース６１である。このベース６１は、互いに平行な左右一対の縦フレーム61b ,61bと、左右一対の縦フレーム61b ,61bの上端間を結ぶ横フレーム61a とによって構成されている。これらのフレーム61a ,61bは、例えば溝型鋼が合わされて、柱状に構成されたものである。
【００２６】
各縦フレーム61b の下端には、その下端面から上方に、位置決め用嵌合孔65h がそれぞれ設けられている。この位置決め用嵌合孔65h は、本体２の基盤２ｂに立設されたピン２ｐが嵌合されるものである。
また、左右一対の縦フレーム61b
,61bの下端間には、補助フレーム６８が設けられている。
【００２７】
この反転アーム６０のベース６１は、その横フレーム61a が支軸５３と平行になるように、その互いに平行な左右一対の縦フレーム61b ,61bの上端と下端の中間部が、前記サブフレーム５０の支軸５３に、回転自在に取り付けられている。このため、ベース６１は、支軸５３と前記横フレーム61a とが平行を保ったまま、垂直面内で、前後に回転することができる。
【００２８】
前記ベース６１の左方の縦フレーム61b には、サブフレーム５０の左方の縦フレーム52a と平行に、固定板６６が取り付けられている。この固定板６６には、貫通孔である一対の固定用孔66a ,66bが形成されている。
この固定用孔66a は、反転アーム６０が垂直位置のときに、前記サブフレーム５０の固定用シリンダ５４と対応する位置に形成されている。また、固定用孔66b は、反転アーム６０が水平位置のときに、前記サブフレーム５０の固定用シリンダ５４と対応する位置に形成されている。
【００２９】
前記ベース６１の横フレーム61a
の両端には、スライド部64a ，64b がそれぞれ設けられている。
また、補助フレーム６８の下面には、スライド部64c が設けられている。
これらスライド部64a ,64b ,64c には、ガイドロッド69a ,69b ,69c が、ベース６１と垂直に、かつ前後に摺動自在に、それぞれ取り付けられている。
各ガイドロッド６９の先端には、後述するメインフレーム７０のベース７１が取り付けられている。
【００３０】
また、前記ベース６１の横フレーム61a の上面には、型取り付けシリンダ63a が、ベース６１と垂直にかつピストンロッドを前方に向けて取り付けられている。
さらに、前記補助フレーム６８の上面には、型取り付けシリンダ63b が、ベース６１と垂直にかつピストンロッドを前方に向けて取り付けられている。
各型取り付けシリンダ６３は、油圧や空気圧等によって伸縮する公知のシリンダである。各型取り付けシリンダ６３のピストンロッドの先端は、後述するメインフレーム７０の背面に取り付けられている。
【００３１】
したがって、型取り付けシリンダ63a ,63bを同時に伸長させると、メインフレーム７０を反転アーム６０に対して、前進させることができ、型取り付けシリンダ63a ,63bを同時に収縮させると、メインフレーム７０を反転アーム６０に対して、後退させることができるのである。
しかも、メインフレーム７０は、その背面に各ガイドロッド６９の先端が取り付けられているので、各ガイドロッド６９によって案内されて、反転アーム６０と垂直な方向に、正確に前進後退できるのである。
【００３２】
つぎに、反転手段８０について説明する。
前記サブフレーム５０の縦フレーム52a 上端部背面には、左右一対のブラケット５５, ５５が立てて取り付けられている。この左右一対のブラケット５５, ５５の間には、水平に、トラニオン軸55a が設けられている。このトラニオン軸55a には、油圧シリンダ８１のシリンダ体81a が回転自在に軸支されている。この油圧シリンダ８１が特許請求の範囲にいう反転手段８０である。
また、ベース６１の左方の縦フレーム61b の下端部背面には、ブラケット６７が設けられている。このブラケット６７に、前記油圧シリンダ８１のピストンロッド81b の先端が、回転自在に軸支されている。
このため、油圧シリンダ８１を伸縮させれば、反転アーム６０の下端を、引き上げたり、押し下げたりすることができる。
【００３３】
ここで、本実施形態の金型支持装置４０における、反転アーム６０の回転動作について説明する。
まず、油圧シリンダ８１が伸長した状態では、反転アーム６０は垂直位置にあり（図１参照）、油圧シリンダ８１が収縮すると、反転アーム６０の下端が上方に引き上げられる。このため、反転アーム６０は、垂直面内で反時計回りに回転する。
そして、油圧シリンダ８１が図示しないメカストッパーに当たるまで収縮すると、反転アーム６０は、垂直位置から水平位置に姿勢が変更され（図３参照）、その前面が下方を向いた姿勢で停止する。
【００３４】
このとき、前記固定用シリンダ５４を伸長させれば、そのピストンロッドの先端を固定用孔66b に嵌合することができ、反転アーム６０を、サブフレーム５０に対して水平位置で、正確に位置決めし、確実に固定することができる。
【００３５】
逆に油圧シリンダ８１が収縮した状態から伸長すると、反転アーム６０の下端が下方に押し下げられる。このため、反転アーム６０は、水平位置から、垂直面内で時計回りに回転する。
そして、油圧シリンダ８１が図示しないメカストッパーに当たるまで伸長すると、反転アーム６０は、水平位置から垂直位置に姿勢が変更され（図１参照）、その前面が前方を向いた姿勢で停止する。
【００３６】
このとき、前記固定用シリンダ５４を伸長させれば、そのピストンロッドの先端を固定用孔66a に嵌合することができ、反転アーム６０を、サブフレーム５０に対して垂直位置で、正確に位置決めし、確実に固定することができる。
【００３７】
つぎに、メインフレーム７０を説明する。
メインフレーム７０は、前に述べたように前記反転アーム６０の前面に、ガイドロッド６９および型取り付けシリンダ６３を介して、前後進退自在に取り付けられたものである。
【００３８】
図１において、符号７１は、４辺の枠で形成されたベースを示している。これらのベース７１の枠は、例えば溝型鋼が合わされて、柱状に構成されたものである。このベース７１の前面には、板状の上下一対の固定板７２，７２が取り付けられている。
【００３９】
前記ベース７１の上枠には、前記ガイドロッド69a ，69b および前記型取り付けシリンダ63a のピストンロッドの先端が取り付けられている。前記ベース７１の下枠には、前記ガイドロッド69c の先端が取り付けられている。
また、ベース７１の前面に取り付けられた上下一対の固定板７２のうち、下方の固定板７２の背面には、ブラケットを介して、前記型取り付けシリンダ63b のピストンロッドの先端が取り付けられている。
【００４０】
前記上下一対の固定板７２，７２の前面には、型支持部材７３ ，７３の背面がそれぞれ固着されている。各型支持部材７３は、その前面が円弧状の凹面に形成されたものである。
【００４１】
各固定板７２の背面において、ベース７１よりも外側には、左右一対の係合用シリンダ９１，９１がそれぞれ取付けられている。しかも、そのピストンロッドの先端が、固定板７２に形成された貫通孔を貫通して、固定板７２の前面に突出している。
【００４２】
この係合用シリンダ９１は、本出願人が先に出願している実願昭６３−１２５６９９号の「プレス用ダイクランプ装置」や、実開昭５１−１１９６７０号公報に示すもので、ピストンロッドを、往復動と同時に水平方向に若干揺動する構造になっている。この係合用シリンダ９１のピストンロッドの先端には、係合部９２が設けられている。この係合用シリンダ９１と係合部９２とが、特許請求にいう金型係合手段９０である。この係合用シリンダ９１が伸長すると係合部９２が金型４のロール軸方向両端面に形成された係合孔４ｈに嵌合するようになっている。
【００４３】
また、上方の固定板７２の下端、および下方の固定板７２の上端において、ベース７１よりも外側には、左右一対の角度修正用シリンダー７４，７４が水平方向にそれぞれ取付られている。この角度修正用シリンダー７４は、油圧や空気圧等によって伸縮する公知のシリンダである。この角度修正用シリンダー７４は、そのロッド先端によって上下一対の金型４，４のロール軸３，３への取り付け角度を調節するものである。
【００４４】
したがって、メインフレーム７０によれば、型支持部材７３の前面を、金型４の外面に接触させ、係合用シリンダ９１を伸長させて、係合部９２を金型４の係合孔４ｈに嵌合させれば、金型４を保持することができる。
逆に、係合用シリンダ９１を収縮させて、係合部９２と金型４の係合孔４ｈとの嵌合を解放すれば、金型４を解放することができる。
【００４５】
よって、本実施形態の金型支持装置４０によれば、油圧シリンダ８１を伸縮させれば、反転アーム６０を、水平位置と垂直位置との間で回転させることができる。このため、反転アーム６０の前面に取り付けられたメインフレーム７０の金型係合手段９０によって金型４保持すれば、金型４を垂直姿勢でも保持することもできるし、水平姿勢でも保持することもできる。
【００４６】
また、油圧シリンダ８１は、そのシリンダ体81a がトラニオン軸55a によってサブフレーム５０に支持されており、そのピストンロッド81b の先端もにブラケット６７によって反転アーム６０に回転自在に支持されている。したがって油圧シリンダ８１は、サブフレーム５０および反転アーム６０に対して回転角度を大きくとれるので、油圧シリンダ８１の取付位置の自由度が高くなり、全体をコンパクトな構成とすることができる。
【００４７】
つぎに、図４に基づき、金型交換作用の概要を述べる。
金型変換作業の開始時には、フォージングロール１の本体２に取付けられた上下一対のロール軸３，３には、鍛造に使用された一対の金型４Ｂ，４Ｂが取付けられている。
一方、交換台車３０を、レール２３に設けられた非常用ストッパー２４と交換位置ストッパー２５の間（待機位置）で停止させている。このときには、金型支持装置４０のメインフレーム７０は、水平姿勢をとっている。また、金型置台ＤＡには新しい金型４Ａ，４Ａが載せられている。
【００４８】
まず、交換台車３０の走行用モータ３２を駆動すると、交換台車３０はレール２３を後方（図４では右側）へ自走し、交換台車３０は、交換位置ストッパー２５に当って停止する。
【００４９】
交換位置ストッパー２５に当って停止すると、旧金型４Ｂ，４Ｂの取り外し作業が開始する。
まず、金型支持装置４０の反転アーム６０が、反転手段８０によって、回転され、メインフレーム７０は、水平姿勢から垂直姿勢へと姿勢を変えている。
【００５０】
ついで、金型支持装置４０を昇降ロッド３５によって降下させて、フォージングロール１の本体２の基部２ｂに立設された位置決めピン２ｐに反転アーム６０の位置決め用嵌合孔65h を嵌合させると、水平方向の位置が決められる。
【００５１】
金型支持装置４０の型取り付けシリンダ63a ，63b を伸長すると、メインフレーム７０が、反転アーム６０からに上下一対のロール軸３，３に向かって前進し、上下一対のロール軸３，３に取り付けられている旧金型４Ｂ，４Ｂの外面に、メインフレーム７０の型支持部材７３ ，７３が前面が接触する。
【００５２】
ついで、各係合用シリンダ９１が伸長すると、各係合用シリンダ９１のピストンロッドは、伸長しながら揺動する。すると、各係合用シリンダ９１の係合部９２が、旧金型４Ｂ，４Ｂの側面の係合孔４ｈにそれぞれ嵌合し、旧金型４Ｂ，４Ｂは、金型係合手段９１によって、メインフレーム７０に保持される。
【００５３】
この状態で、反転アーム６０の型取り付けシリンダ63a ，63b を収縮させると、メインフレーム７０は、金型係合手段９０によって旧金型４Ｂ，４Ｂを保持したまま、ロール軸３，３から離れる。このため、旧金型４Ｂ，４Ｂを金型支持装置４０のメインフレーム７０によって、垂直姿勢で保持することができる。
【００５４】
そして、金型支持装置４０を上昇させ、金型支持装置４０の反転アーム６０を、反転手段８０によって回転させ、メインフレーム７０を垂直姿勢から水平姿勢へ姿勢を変える。すると、旧金型４Ｂ，４Ｂの取り外し作業が終了する。
【００５５】
ついで、交換台車３０は、前方（図４では左側）へ自走して金型置台ＤＢの上方で停止する。
ついで、旧金型４Ｂ，４Ｂを保持している金型支持装置４０を、昇降ロッド３５によって、金型置台ＤＢに向かって前進、つまり、下方へ降下させると、メインフレーム７０の旧金型４Ｂ，４Ｂが、金型置台ＤＢの上面に接触する。
【００５６】
ついで、各係合用シリンダ９１が収縮すると、各係合用シリンダ９１のピストンロッドは、収縮しながら揺動し、各係合用シリンダ９１の係合部９２が、旧金型４Ｂ，４Ｂの側面の係合孔４ｈから外れる。ついで、金型支持装置４０を上昇させると、旧金型４Ｂ，４Ｂが金型置台ＤＢ上に置かれる。
【００５７】
旧金型４Ｂ，４Ｂを金型置台ＤＢ上に置くと、交換台車３０はわずかに前方に自走し、金型置台ＤＡ上で停止する。
【００５８】
ついで、金型支持装置４０を、昇降ロッド３５によって、金型置台ＤＡに向かって前進、つまり、下方へ降下させると、メインフレーム７０の当金７３，７３の円弧状の凹面が、新金型４Ａ，４Ａの外面に接触する。
【００５９】
ついで、各係合用シリンダ９１が伸長すると、各係合用シリンダ９１のピストンロッドは、伸長しながら揺動する、すると各係合用シリンダ９１の係合部９２が、新金型４Ａ，４Ａの両側面の係合孔４ｈにそれぞれ嵌合し、金型４Ａ，４Ａは、金型係合手段９０によって、メインフレーム７０に保持される。
【００６０】
この状態で、昇降ロッド３５によって、金型支持装置４０を上昇させると、メインフレーム７０は、金型係合手段９０によって新金型４Ａ，４Ａを保持したまま、金型置台ＤＡから離れる。このため、新金型４Ａ，４Ａを金型支持装置４０のメインフレーム７０によって、水平姿勢で保持することができる。
【００６１】
金型支持装置４０が新金型４Ａ，４Ａを保持すると、交換台車３０は再び後方へ自走し、交換位置ストッパー２５に当たって停止する。
【００６２】
交換台車３０が交換位置ストッパー２５に当たって停止すると、新金型４Ａ，４Ａの取り付け作業が開始する。
まず、金型支持装置４０の反転アーム６０が、反転手段８０によって回転され、メインフレーム７０は、新金型４Ａ，４Ａを保持したまま、水平姿勢から垂直姿勢へと姿勢を変える。
【００６３】
つぎに、垂直姿勢で新金型４Ａ，４Ａを保持している金型支持装置４０を降下させて、フォージングロール１の本体２の基部２ｂに立設された位置決めピン２ｐに反転アーム６０の位置決め用嵌合孔65h を嵌合させると、水平方向の位置が決められる。
【００６４】
ついで、新金型４Ａ，４Ａを保持したメインフレーム７０を、型取り付けシリンダ63a ，63b によって、反転アーム６０からロール軸３，３に向かって前進させ、新金型４Ａ，４Ａを、ロール軸３，３に取り付ける。ついで、各係合用シリンダ９１を後退させると、各係合用シリンダ９１の係合部９２が新金型４Ａ，４Ａの各係合孔４ｈからはずれる。
【００６５】
ついで、角度修正用シリンダー７４を伸長させ、角度修正用シリンダー７４の先端によって新金型４Ａ，４Ａを押し、ロール軸３の外周面に沿って旋回させる。すると、新金型４Ａ，４Ａの周端部が、キー３ｋの側面に密着するように押付けられるので、新金型４Ａ，４Ａの周端部を、正確な角度でロール軸３，３に取り付けることができる。
【００６６】
そして、型取り付けシリンダ63a
，63b を収縮させ、メインフレーム７０を後退させて、金型支持装置４０を上昇させる。
ついで、金型支持装置４０の反転アーム６０を、反転手段８０によって回転させ、メインフレーム７０を垂直姿勢から水平姿勢へ姿勢を変える。すると、新金型４Ａ，４Ａの取り付け作業が終了する。
【００６７】
新金型４Ａ，４Ａの取り付け作業が終了すると、交換台車３０は再び前方へ自走し、待機位置で停止する。
【００６８】
最後に段取り装置Ｓによって金型置台ＤＢ上の使用後の金型４Ｂ，４Ｂを取り除き、金型置台ＤＡ上に、次に使用する新金型４Ａ，４Ａを載せれば、金型交換作業が終了する。
【００６９】
上記のごとく、本実施形態のフォージングロールの金型交換装置によれば、１サイクルで新旧金型４の交換ができるので、金型交換が完全自動化され、しかも、きわめて迅速に行うことができる。しかも、反転手段８０で反転アーム６０を垂直位置と水平位置との間で回転させることにより、メインフレーム７０の金型係合手段９０で保持している金型４を、垂直姿勢で保持することもできるし水平姿勢で保持することもできる。このため、金型４を垂直に保持する状態でフォージングロール１のロール軸３に対し金型４を取付け取外すことができ、金型４を水平に保持する状態で、金型置台Ｄに対し金型４を置いたり取り上げたりすることができる。このように、金型交換装置１０が直接金型置台Ｄに金型を置いたり取り上げたりできるので、従来必要であった金型交換台車が不要となり、設置スペースを少なくでき、金型交換時間を短縮できる。
【００７０】
なお、交換台車３０に金型支持装置４０を２つ設ければ、さらに金型交換時間を短縮することができる。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１のフォージングロールの金型交換装置によれば、反転手段で反転アームを垂直位置と水平位置との間で回転させることにより、メインフレームの金型係合手段で保持している金型を、垂直姿勢で保持することもできるし水平姿勢で保持することもできる。金型交換装置が直接金型置台に金型を置いたり取り上げたりできるので、従来必要であった金型交換台車が不要となり、設置スペースを少なくでき、金型交換時間を短縮できる。
請求項２のフォージングロールの金型交換装置によれば、反転アームを回転させるための油圧シリンダの取付位置の自由度が高くなり、全体をコンパクトな構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のフォージングロールの金型交換装置１０の金型支持装置４０の側面図である。
【図２】本実施形態のフォージングロールの金型交換装置１０の金型支持装置４０の背面図である。
【図３】反転アーム６０が水平位置に回転したときの説明図である。
【図４】フォージングロール１と本実施形態のフォージングロールの金型交換装置１０の配置図である。
【図５】従来のフォージングロール１とフォージングロールの金型交換装置の概略図である。
【図６】従来の金型交換台車の概略図である。
【符号の説明】
１ フォージングロール
３ ロール軸
４ 金型
１０ 金型交換装置
２３ レール
３０ 交換台車
３５ 昇降ロッド
５０ サブフレーム
５３ 支軸
５５ ブラケット
６０ 反転アーム
６７ ブラケット
７０ メインフレーム
８０ 反転手段
８１ 油圧シリンダ
８１ａ シリンダ体
８１ｂ ピストンロッド
９０ 係合手段
Ｄ 金型置台
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォージングロールの金型交換装置に関する。一般の回転鍛造機における金型は、鍛造工程に合わせるためや、鍛造物の種類によって異なることや、金型の損傷のために金型の交換は頻繁に行われる。本発明はこのような金型交換を自動で行う金型交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフォージングロールにおける金型交換装置として実用新案登録第２５６０８８０号公報に記載された技術がある。
この従来例を図５〜図６に基づき、説明する。図５において、符号２はフォージングロール本体、符号５はフォージングロール本体２と対抗して設けられている鍛造品把持用のマニピュレータであって、これらは、ビレットを軸方向に成形する一般的なフォージングロール１である。
このフォージングロール１を覆うように交換架台120 が構築されている。すなわち交換架台120 は４本のポスト121 によって支持されたガーダ122 とこのガーダ122 上に設置されたレール123 とから構成されている。これらのレール123 上を交換台車130の車輪131 が走行用モータ132 によって、図５中矢印ａの方向に往復自走するようになっている。
この交換台車130 には、第１および第２のウォームジャッキ135a，135bが立設され、それぞれのウォームジャッキ135 のウォーム下端には、金型支持装置140a，140bが取付けられている。これらの金型支持装置140a，140bは、交換台車130 から供給回路133を介して油圧および電力が供給されて作動される。また、これらのウォームジャッキ135 は、交換台車130 上に設けられた昇降用モータによって昇降駆動される。
【０００３】
次に、金型交換作用の概要を述べると、旧金型４ｂは、フォージングロール本体２に取付けられた上下一対のロール軸３，３に取付けられており、一方、交換台車130 はレール123 の一端側に設けた外段取り位置ストッパー124 の所で停止させている。そして、第１の金型支持装置140aに新金型４ａを、外段取りにより取付けている。このとき、ロール軸３は所定の角度で停止している。かかる状態をスタートとして、交換台車130 はレール123
を自走し、交換架台120 に設けられた出退可能の取出位置ストッパー125 に当って停止する。次いで、第２の金型支持装置140bが降下して、フォージングロール本体２の基部に立設された位置決めピン２ｐに嵌合して、水平方向の位置が決められる。そこで、この金型支持装置140bによって、ロール軸３上で取外し可能となっている上下一対の旧金型４ｂ，４ｂを一括して支持した後、この金型支持装置140bを上昇させる。次いで、取出位置ストッパー125 を退避位置に移動させた後、交換台車130 を再び走行させ、取付位置ストッパー126 に当接し、第１の金型支持装置140aが降下したとき位置決めピン２ｐに嵌合する位置の上方で停止させる。次いで、第１の金型支持装置140aを降下させて新金型４ａをロール軸３に取付けた後、再び上昇させる。次いで、交換台車130 は、自走してレール123 の他端側に設けた外段取り位置ストッパー124 の所まで戻って停止し、第２の金型支持装置140bで把持している旧金型４ｂを外段取りによって取出す。
【０００４】
ところで、支持金具装置140a，140bが新金型４ａを入手したり、旧金型を戻す場所には、金型交換台車200が位置するようになっている。
この金型交換台車200 を図６に基づき説明する。201 は台車フレームであり、下面四隅に車輪202 を備えている。台車フレーム201 の上面中央部には、金型保持体203 が回転自在に取付けられている。また台車フレーム201 の前面には位置決めピン204 が立設されている。前記金型保持体203 が垂直に立った状態で、金型４を交換装置の金型支持装置140a，140bとの間で交換でき、金型保持体203 が水平に倒れた状態で、金型を保持しておくことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例では、次に使用する金型を水平に寝かせて保持しておくために、図６に示した金型台車200 が必須であり、これを設けるがために、設置スペースが大きくなり、金型交換に要する時間も長くかかっていた。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑み、設置スペースが小さくてすみ、金型交換に要する時間を短縮できるフォージングロールの金型交換装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１のフォージングロールの金型交換装置は、フォージングロールの上方に配置されたレール上を走行し、金型を保管する金型置台の上方の保管位置と、フォージングロールのロール軸に対し金型を取付け取外しする交換位置との間を往復する交換台車と、該交換台車に取付けられた昇降ロッドと、該昇降ロッドの下端に取付けられたサブフレームと、該サブフレームに対し、垂直面内で回転自在に軸支された反転アームと、該反転アームを前記サブフレームに対し、垂直位置と水平位置との間で回転させる反転手段と、前記反転アームに対し出没自在に取付けられたメインフレームと、該メインフレームに取付けられ、金型を着脱自在に保持する金型係合手段とからなることを特徴とする。
請求項２のフォージングロールの金型交換装置は、請求項１記載の発明において、前記反転アームは、前記サブフレームに水平に取り付けられた支軸で回転自在に支持されており、前記反転手段は、シリンダ体がトラニオン軸で前記サブフレームのブラケットに軸支され、ピストンロッドが反転アームのブラケットに軸支された油圧シリンダであることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、反転手段で反転アームを垂直位置と水平位置との間で回転させることにより、メインフレームの金型係合手段で保持している金型を、垂直姿勢で保持することもできるし水平姿勢で保持することもできる。このため、金型を垂直に保持する状態でフォージングロールのロール軸に対し金型を取付け取外すことができ、金型を水平に保持する状態で、金型置台に対し金型を置いたり取り上げたりすることができる。このように、金型交換装置が直接金型置台に金型を置いたり取り上げたりできるので、従来必要であった金型交換台車が不要となり、設置スペースを少なくでき、金型交換時間を短縮できる。
請求項２の発明によれば、反転手段を構成する油圧シリンダがトラニオン軸で支持されているので、油圧シリンダの回転角度を大きくとれ、反転アームを回転させるための取付位置の自由度が高くなり、全体をコンパクトな構成とすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本実施形態のフォージングロール１の金型交換装置１０（以下金型交換装置１０で示す）を説明する前に、本実施形態の金型交換装置１０によって金型４が交換されるフォージングロール１を説明する。
図４はフォージングロール１と本実施形態の金型交換装置１０の配置図である。同図に示すように、フォージングロール１は、本体２、上下一対のロール軸３，３、一対の金型４，４（旧金型４Ｂと新金型４Ａとを含めて総称するときは、符号４を用いる）、マニピュレータ５および鍛造品排出ユニット６から基本構成されており、ビレットを軸方向に成形し、鍛造前の素材に仕上げる一般的なフォージングロールである。
【００１０】
前記本体２には、水平に上下一対のロール軸３，３が回転自在に設けられている。各ロール軸３の外面には、軸方向に沿って、キー３ｋ（図１参照）がそれぞれ取り付けられている。このキー３ｋは、後述する金型４の取り付け位置を位置決めするものである。
【００１１】
符号４は、一対の金型であり、前記上下一対のロール軸３，３に着脱自在に取り付けられるものである。この金型４は、略半円筒の形状をしており、その外面において、円周方向に複数の溝が形成されたものである。この金型４は、メンテナンス時に新しいものと交換されたり、成形する素材の形状によって、適切な形状の溝を有するものに交換される。また、この金型４の両側端には、４ｈ，４ｈ（図１参照）がそれぞれ設けられている。
【００１２】
前記一対のロール軸３，３の後方（図４では右側）には、鍛造品を把持するマニピュレータ５が配設されている。他方、前記一対のロール軸３，３の前方（図４では左側）には、鍛造が終了した鍛造品を次工程へ排出する鍛造品排出ユニット６が設けられている。
【００１３】
さて、つぎに本実施形態の金型交換装置１０を説明する。
図４に示すように金型交換装置１０は、交換架台２０と、交換台車３０と、金型支持装置４０とから基本構成されている。
【００１４】
まず交換架台２０を説明する。
図４に示すように、フォージングロール１を覆うように交換架台２０が構築されている。すなわち、交換架台２０は、複数本のポスト２１と、このポスト２１によって支持されたガーダ２２と、ガーダ２２の上面に配置されたレール２３とから構成されている。
【００１５】
レール２３の前方端側（図４では左側）には、非常用ストッパー２４が設けられており、レール２３の後方端側（図４では右側）には、取付位置ストッパー２５が設けられている。この非常用ストッパー２４は、後述する交換台車３０がオーバーランしたときの非常用のストッパーである。
【００１６】
また、レール２３の前方端側において、レール２３の下方には、交換架台２が設置された床面より高い位置に支持フレーム２７が設けられており、その支持フレーム２７上には、一対の金型置台ＤＡ，ＤＢが固定されている。
【００１７】
つぎに交換台車３０を説明する。
前記レール２３の上には、交換台車３０が車輪３１を介して、移動自在に取り付けられている。この車輪３１は、交換台車３０に取り付けられた走行用モータ３２によって駆動される。
このため、走行用モータ３２を作動すると、レール２３上を、交換台車３０が前後に自走するのである。
【００１８】
また交換台車３０には、昇降ロッド３５が立設されている。昇降ロッド３５は、中空円筒のボディと、そのボディに上下に摺動自在に挿入された軸とから構成されている。前記軸の下端は、前記ボディの下端から下方へ突出している。この軸は、例えばウォームジャッキ等によって、上下に昇降するものである。
【００１９】
なお、昇降ロッド３５は上記のような構成に限られず、例えば垂直に設けられた軸等の部材が上下に昇降するような機構を有するものであれば、どのような構成を採用してもよい。
【００２０】
ところで、金型支持装置４０は、垂直姿勢と水平姿勢との間で姿勢変更できることが特徴となっているが、その構成を説明する。
図４に示すように、昇降ロッド３５の下端には、金型支持装置４０が取り付けられている。この金型支持装置４０には、前記交換台車３０から供給回路３３を介して、例えば油圧や電力等が供給されている。
【００２１】
図１は本実施形態のフォージングロールの金型交換装置１０の金型支持装置４０の側面図である。図３は反転アーム６０が水平位置に回転したときの説明図である。図１および図３に示すように、各金型支持装置４０は、サブフレーム５０と、反転アーム６０と、メインフレーム７０と、反転手段８０と、金型係合手段９０とから基本構成されている。
このサブフレーム５０は、前記昇降ロッド３５の下端に固定されており、このサブフレーム５０に、反転アーム６０が、支軸５３によって、垂直面内で回転自在に軸支されている。この反転アーム６０は、反転手段８０によって、サブフレーム５０に対して、垂直位置と水平位置との間を回転される。
また、反転アーム６０の前面には、メインフレーム７０が出没自在に設けられている。よって、反転アーム６０が垂直位置をとると、メインフレーム７０は前方を向いた垂直姿勢をとることができ、また反転アーム６０がサブフレーム５０に対して回転し、水平位置をとると、メインフレーム７０は、下方を向いた水平姿勢をとることができるのである。
また、メインフレーム７０には、金型係合手段９０が設けられており、この金型係合手段９０は金型４を着脱自在に支持するものである。
【００２２】
つづいて、金型支持装置４０の詳細を説明する。
まず、サブフレーム５０を説明する。
図２は、本実施形態のフォージングロールの金型交換装置１０の金型支持装置４０の背面図である。図１および図２に示すように、前記昇降ロッド３５の下端には、サブフレーム５０の横フレーム５１の上面が、水平に、かつ前記フォージグロール１の本体２のロール軸３と平行に取り付けられている。この横フレーム５１は、溝型鋼が合わされて、柱状に構成されたものである。
この横フレーム５１の一端の下面には、縦フレーム52a の上端が取り付けられている。この縦フレーム52a は、例えば溝型鋼が合わされて、柱状に構成されたものであり、鉛直に配設されている。
また、横フレーム５１の他端の下面には、縦長な板状の縦フレーム52b の上端が取り付けられている。この縦フレーム52b は、前記縦フレーム52a と平行に配設されている。
前記縦フレーム52a と前記縦フレーム52b の下端間には、水平に支軸５３が設けられている。
【００２３】
また、前記縦フレーム52a 上端部と下端部との間において、前記縦フレーム52a の背面には、固定シリンダ５４が、水平に取り付けられている。この固定シリンダ５４は、油圧や空気圧等によって伸縮する公知のシリンダである。この固定シリンダ５４は、反転アーム６０が垂直位置と水平位置をとったときに、反転アーム６０をサブフレーム５０に対して各位置において位置決めし、固定するものである。
【００２４】
さらに、前記縦フレーム52a 上端部背面には、左右一対のブラケット５５, ５５が立てて取り付けられている。この左右一対のブラケット５５, ５５の間には、油圧シリンダ８１のシリンダ体81a が回転自在に軸支されているが、詳細は後述する。
【００２５】
つぎに、反転アーム６０を説明する。
図２および図３において、符号６１は、反転アーム６０のベース６１である。このベース６１は、互いに平行な左右一対の縦フレーム61b ,61bと、左右一対の縦フレーム61b ,61bの上端間を結ぶ横フレーム61a とによって構成されている。これらのフレーム61a ,61bは、例えば溝型鋼が合わされて、柱状に構成されたものである。
【００２６】
各縦フレーム61b の下端には、その下端面から上方に、位置決め用嵌合孔65h がそれぞれ設けられている。この位置決め用嵌合孔65h は、本体２の基盤２ｂに立設されたピン２ｐが嵌合されるものである。
また、左右一対の縦フレーム61b
,61bの下端間には、補助フレーム６８が設けられている。
【００２７】
この反転アーム６０のベース６１は、その横フレーム61a が支軸５３と平行になるように、その互いに平行な左右一対の縦フレーム61b ,61bの上端と下端の中間部が、前記サブフレーム５０の支軸５３に、回転自在に取り付けられている。このため、ベース６１は、支軸５３と前記横フレーム61a とが平行を保ったまま、垂直面内で、前後に回転することができる。
【００２８】
前記ベース６１の左方の縦フレーム61b には、サブフレーム５０の左方の縦フレーム52a と平行に、固定板６６が取り付けられている。この固定板６６には、貫通孔である一対の固定用孔66a ,66bが形成されている。
この固定用孔66a は、反転アーム６０が垂直位置のときに、前記サブフレーム５０の固定用シリンダ５４と対応する位置に形成されている。また、固定用孔66b は、反転アーム６０が水平位置のときに、前記サブフレーム５０の固定用シリンダ５４と対応する位置に形成されている。
【００２９】
前記ベース６１の横フレーム61a
の両端には、スライド部64a ，64b がそれぞれ設けられている。
また、補助フレーム６８の下面には、スライド部64c が設けられている。
これらスライド部64a ,64b ,64c には、ガイドロッド69a ,69b ,69c が、ベース６１と垂直に、かつ前後に摺動自在に、それぞれ取り付けられている。
各ガイドロッド６９の先端には、後述するメインフレーム７０のベース７１が取り付けられている。
【００３０】
また、前記ベース６１の横フレーム61a の上面には、型取り付けシリンダ63a が、ベース６１と垂直にかつピストンロッドを前方に向けて取り付けられている。
さらに、前記補助フレーム６８の上面には、型取り付けシリンダ63b が、ベース６１と垂直にかつピストンロッドを前方に向けて取り付けられている。
各型取り付けシリンダ６３は、油圧や空気圧等によって伸縮する公知のシリンダである。各型取り付けシリンダ６３のピストンロッドの先端は、後述するメインフレーム７０の背面に取り付けられている。
【００３１】
したがって、型取り付けシリンダ63a ,63bを同時に伸長させると、メインフレーム７０を反転アーム６０に対して、前進させることができ、型取り付けシリンダ63a ,63bを同時に収縮させると、メインフレーム７０を反転アーム６０に対して、後退させることができるのである。
しかも、メインフレーム７０は、その背面に各ガイドロッド６９の先端が取り付けられているので、各ガイドロッド６９によって案内されて、反転アーム６０と垂直な方向に、正確に前進後退できるのである。
【００３２】
つぎに、反転手段８０について説明する。
前記サブフレーム５０の縦フレーム52a 上端部背面には、左右一対のブラケット５５, ５５が立てて取り付けられている。この左右一対のブラケット５５, ５５の間には、水平に、トラニオン軸55a が設けられている。このトラニオン軸55a には、油圧シリンダ８１のシリンダ体81a が回転自在に軸支されている。この油圧シリンダ８１が特許請求の範囲にいう反転手段８０である。
また、ベース６１の左方の縦フレーム61b の下端部背面には、ブラケット６７が設けられている。このブラケット６７に、前記油圧シリンダ８１のピストンロッド81b の先端が、回転自在に軸支されている。
このため、油圧シリンダ８１を伸縮させれば、反転アーム６０の下端を、引き上げたり、押し下げたりすることができる。
【００３３】
ここで、本実施形態の金型支持装置４０における、反転アーム６０の回転動作について説明する。
まず、油圧シリンダ８１が伸長した状態では、反転アーム６０は垂直位置にあり（図１参照）、油圧シリンダ８１が収縮すると、反転アーム６０の下端が上方に引き上げられる。このため、反転アーム６０は、垂直面内で反時計回りに回転する。
そして、油圧シリンダ８１が図示しないメカストッパーに当たるまで収縮すると、反転アーム６０は、垂直位置から水平位置に姿勢が変更され（図３参照）、その前面が下方を向いた姿勢で停止する。
【００３４】
このとき、前記固定用シリンダ５４を伸長させれば、そのピストンロッドの先端を固定用孔66b に嵌合することができ、反転アーム６０を、サブフレーム５０に対して水平位置で、正確に位置決めし、確実に固定することができる。
【００３５】
逆に油圧シリンダ８１が収縮した状態から伸長すると、反転アーム６０の下端が下方に押し下げられる。このため、反転アーム６０は、水平位置から、垂直面内で時計回りに回転する。
そして、油圧シリンダ８１が図示しないメカストッパーに当たるまで伸長すると、反転アーム６０は、水平位置から垂直位置に姿勢が変更され（図１参照）、その前面が前方を向いた姿勢で停止する。
【００３６】
このとき、前記固定用シリンダ５４を伸長させれば、そのピストンロッドの先端を固定用孔66a に嵌合することができ、反転アーム６０を、サブフレーム５０に対して垂直位置で、正確に位置決めし、確実に固定することができる。
【００３７】
つぎに、メインフレーム７０を説明する。
メインフレーム７０は、前に述べたように前記反転アーム６０の前面に、ガイドロッド６９および型取り付けシリンダ６３を介して、前後進退自在に取り付けられたものである。
【００３８】
図１において、符号７１は、４辺の枠で形成されたベースを示している。これらのベース７１の枠は、例えば溝型鋼が合わされて、柱状に構成されたものである。このベース７１の前面には、板状の上下一対の固定板７２，７２が取り付けられている。
【００３９】
前記ベース７１の上枠には、前記ガイドロッド69a ，69b および前記型取り付けシリンダ63a のピストンロッドの先端が取り付けられている。前記ベース７１の下枠には、前記ガイドロッド69c の先端が取り付けられている。
また、ベース７１の前面に取り付けられた上下一対の固定板７２のうち、下方の固定板７２の背面には、ブラケットを介して、前記型取り付けシリンダ63b のピストンロッドの先端が取り付けられている。
【００４０】
前記上下一対の固定板７２，７２の前面には、型支持部材７３ ，７３の背面がそれぞれ固着されている。各型支持部材７３は、その前面が円弧状の凹面に形成されたものである。
【００４１】
各固定板７２の背面において、ベース７１よりも外側には、左右一対の係合用シリンダ９１，９１がそれぞれ取付けられている。しかも、そのピストンロッドの先端が、固定板７２に形成された貫通孔を貫通して、固定板７２の前面に突出している。
【００４２】
この係合用シリンダ９１は、本出願人が先に出願している実願昭６３−１２５６９９号の「プレス用ダイクランプ装置」や、実開昭５１−１１９６７０号公報に示すもので、ピストンロッドを、往復動と同時に水平方向に若干揺動する構造になっている。この係合用シリンダ９１のピストンロッドの先端には、係合部９２が設けられている。この係合用シリンダ９１と係合部９２とが、特許請求にいう金型係合手段９０である。この係合用シリンダ９１が伸長すると係合部９２が金型４のロール軸方向両端面に形成された係合孔４ｈに嵌合するようになっている。
【００４３】
また、上方の固定板７２の下端、および下方の固定板７２の上端において、ベース７１よりも外側には、左右一対の角度修正用シリンダー７４，７４が水平方向にそれぞれ取付られている。この角度修正用シリンダー７４は、油圧や空気圧等によって伸縮する公知のシリンダである。この角度修正用シリンダー７４は、そのロッド先端によって上下一対の金型４，４のロール軸３，３への取り付け角度を調節するものである。
【００４４】
したがって、メインフレーム７０によれば、型支持部材７３の前面を、金型４の外面に接触させ、係合用シリンダ９１を伸長させて、係合部９２を金型４の係合孔４ｈに嵌合させれば、金型４を保持することができる。
逆に、係合用シリンダ９１を収縮させて、係合部９２と金型４の係合孔４ｈとの嵌合を解放すれば、金型４を解放することができる。
【００４５】
よって、本実施形態の金型支持装置４０によれば、油圧シリンダ８１を伸縮させれば、反転アーム６０を、水平位置と垂直位置との間で回転させることができる。このため、反転アーム６０の前面に取り付けられたメインフレーム７０の金型係合手段９０によって金型４保持すれば、金型４を垂直姿勢でも保持することもできるし、水平姿勢でも保持することもできる。
【００４６】
また、油圧シリンダ８１は、そのシリンダ体81a がトラニオン軸55a によってサブフレーム５０に支持されており、そのピストンロッド81b の先端もにブラケット６７によって反転アーム６０に回転自在に支持されている。したがって油圧シリンダ８１は、サブフレーム５０および反転アーム６０に対して回転角度を大きくとれるので、油圧シリンダ８１の取付位置の自由度が高くなり、全体をコンパクトな構成とすることができる。
【００４７】
つぎに、図４に基づき、金型交換作用の概要を述べる。
金型変換作業の開始時には、フォージングロール１の本体２に取付けられた上下一対のロール軸３，３には、鍛造に使用された一対の金型４Ｂ，４Ｂが取付けられている。
一方、交換台車３０を、レール２３に設けられた非常用ストッパー２４と交換位置ストッパー２５の間（待機位置）で停止させている。このときには、金型支持装置４０のメインフレーム７０は、水平姿勢をとっている。また、金型置台ＤＡには新しい金型４Ａ，４Ａが載せられている。
【００４８】
まず、交換台車３０の走行用モータ３２を駆動すると、交換台車３０はレール２３を後方（図４では右側）へ自走し、交換台車３０は、交換位置ストッパー２５に当って停止する。
【００４９】
交換位置ストッパー２５に当って停止すると、旧金型４Ｂ，４Ｂの取り外し作業が開始する。
まず、金型支持装置４０の反転アーム６０が、反転手段８０によって、回転され、メインフレーム７０は、水平姿勢から垂直姿勢へと姿勢を変えている。
【００５０】
ついで、金型支持装置４０を昇降ロッド３５によって降下させて、フォージングロール１の本体２の基部２ｂに立設された位置決めピン２ｐに反転アーム６０の位置決め用嵌合孔65h を嵌合させると、水平方向の位置が決められる。
【００５１】
金型支持装置４０の型取り付けシリンダ63a ，63b を伸長すると、メインフレーム７０が、反転アーム６０からに上下一対のロール軸３，３に向かって前進し、上下一対のロール軸３，３に取り付けられている旧金型４Ｂ，４Ｂの外面に、メインフレーム７０の型支持部材７３ ，７３が前面が接触する。
【００５２】
ついで、各係合用シリンダ９１が伸長すると、各係合用シリンダ９１のピストンロッドは、伸長しながら揺動する。すると、各係合用シリンダ９１の係合部９２が、旧金型４Ｂ，４Ｂの側面の係合孔４ｈにそれぞれ嵌合し、旧金型４Ｂ，４Ｂは、金型係合手段９１によって、メインフレーム７０に保持される。
【００５３】
この状態で、反転アーム６０の型取り付けシリンダ63a ，63b を収縮させると、メインフレーム７０は、金型係合手段９０によって旧金型４Ｂ，４Ｂを保持したまま、ロール軸３，３から離れる。このため、旧金型４Ｂ，４Ｂを金型支持装置４０のメインフレーム７０によって、垂直姿勢で保持することができる。
【００５４】
そして、金型支持装置４０を上昇させ、金型支持装置４０の反転アーム６０を、反転手段８０によって回転させ、メインフレーム７０を垂直姿勢から水平姿勢へ姿勢を変える。すると、旧金型４Ｂ，４Ｂの取り外し作業が終了する。
【００５５】
ついで、交換台車３０は、前方（図４では左側）へ自走して金型置台ＤＢの上方で停止する。
ついで、旧金型４Ｂ，４Ｂを保持している金型支持装置４０を、昇降ロッド３５によって、金型置台ＤＢに向かって前進、つまり、下方へ降下させると、メインフレーム７０の旧金型４Ｂ，４Ｂが、金型置台ＤＢの上面に接触する。
【００５６】
ついで、各係合用シリンダ９１が収縮すると、各係合用シリンダ９１のピストンロッドは、収縮しながら揺動し、各係合用シリンダ９１の係合部９２が、旧金型４Ｂ，４Ｂの側面の係合孔４ｈから外れる。ついで、金型支持装置４０を上昇させると、旧金型４Ｂ，４Ｂが金型置台ＤＢ上に置かれる。
【００５７】
旧金型４Ｂ，４Ｂを金型置台ＤＢ上に置くと、交換台車３０はわずかに前方に自走し、金型置台ＤＡ上で停止する。
【００５８】
ついで、金型支持装置４０を、昇降ロッド３５によって、金型置台ＤＡに向かって前進、つまり、下方へ降下させると、メインフレーム７０の当金７３，７３の円弧状の凹面が、新金型４Ａ，４Ａの外面に接触する。
【００５９】
ついで、各係合用シリンダ９１が伸長すると、各係合用シリンダ９１のピストンロッドは、伸長しながら揺動する、すると各係合用シリンダ９１の係合部９２が、新金型４Ａ，４Ａの両側面の係合孔４ｈにそれぞれ嵌合し、金型４Ａ，４Ａは、金型係合手段９０によって、メインフレーム７０に保持される。
【００６０】
この状態で、昇降ロッド３５によって、金型支持装置４０を上昇させると、メインフレーム７０は、金型係合手段９０によって新金型４Ａ，４Ａを保持したまま、金型置台ＤＡから離れる。このため、新金型４Ａ，４Ａを金型支持装置４０のメインフレーム７０によって、水平姿勢で保持することができる。
【００６１】
金型支持装置４０が新金型４Ａ，４Ａを保持すると、交換台車３０は再び後方へ自走し、交換位置ストッパー２５に当たって停止する。
【００６２】
交換台車３０が交換位置ストッパー２５に当たって停止すると、新金型４Ａ，４Ａの取り付け作業が開始する。
まず、金型支持装置４０の反転アーム６０が、反転手段８０によって回転され、メインフレーム７０は、新金型４Ａ，４Ａを保持したまま、水平姿勢から垂直姿勢へと姿勢を変える。
【００６３】
つぎに、垂直姿勢で新金型４Ａ，４Ａを保持している金型支持装置４０を降下させて、フォージングロール１の本体２の基部２ｂに立設された位置決めピン２ｐに反転アーム６０の位置決め用嵌合孔65h を嵌合させると、水平方向の位置が決められる。
【００６４】
ついで、新金型４Ａ，４Ａを保持したメインフレーム７０を、型取り付けシリンダ63a ，63b によって、反転アーム６０からロール軸３，３に向かって前進させ、新金型４Ａ，４Ａを、ロール軸３，３に取り付ける。ついで、各係合用シリンダ９１を後退させると、各係合用シリンダ９１の係合部９２が新金型４Ａ，４Ａの各係合孔４ｈからはずれる。
【００６５】
ついで、角度修正用シリンダー７４を伸長させ、角度修正用シリンダー７４の先端によって新金型４Ａ，４Ａを押し、ロール軸３の外周面に沿って旋回させる。すると、新金型４Ａ，４Ａの周端部が、キー３ｋの側面に密着するように押付けられるので、新金型４Ａ，４Ａの周端部を、正確な角度でロール軸３，３に取り付けることができる。
【００６６】
そして、型取り付けシリンダ63a
，63b を収縮させ、メインフレーム７０を後退させて、金型支持装置４０を上昇させる。
ついで、金型支持装置４０の反転アーム６０を、反転手段８０によって回転させ、メインフレーム７０を垂直姿勢から水平姿勢へ姿勢を変える。すると、新金型４Ａ，４Ａの取り付け作業が終了する。
【００６７】
新金型４Ａ，４Ａの取り付け作業が終了すると、交換台車３０は再び前方へ自走し、待機位置で停止する。
【００６８】
最後に段取り装置Ｓによって金型置台ＤＢ上の使用後の金型４Ｂ，４Ｂを取り除き、金型置台ＤＡ上に、次に使用する新金型４Ａ，４Ａを載せれば、金型交換作業が終了する。
【００６９】
上記のごとく、本実施形態のフォージングロールの金型交換装置によれば、１サイクルで新旧金型４の交換ができるので、金型交換が完全自動化され、しかも、きわめて迅速に行うことができる。しかも、反転手段８０で反転アーム６０を垂直位置と水平位置との間で回転させることにより、メインフレーム７０の金型係合手段９０で保持している金型４を、垂直姿勢で保持することもできるし水平姿勢で保持することもできる。このため、金型４を垂直に保持する状態でフォージングロール１のロール軸３に対し金型４を取付け取外すことができ、金型４を水平に保持する状態で、金型置台Ｄに対し金型４を置いたり取り上げたりすることができる。このように、金型交換装置１０が直接金型置台Ｄに金型を置いたり取り上げたりできるので、従来必要であった金型交換台車が不要となり、設置スペースを少なくでき、金型交換時間を短縮できる。
【００７０】
なお、交換台車３０に金型支持装置４０を２つ設ければ、さらに金型交換時間を短縮することができる。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１のフォージングロールの金型交換装置によれば、反転手段で反転アームを垂直位置と水平位置との間で回転させることにより、メインフレームの金型係合手段で保持している金型を、垂直姿勢で保持することもできるし水平姿勢で保持することもできる。金型交換装置が直接金型置台に金型を置いたり取り上げたりできるので、従来必要であった金型交換台車が不要となり、設置スペースを少なくでき、金型交換時間を短縮できる。
請求項２のフォージングロールの金型交換装置によれば、反転アームを回転させるための油圧シリンダの取付位置の自由度が高くなり、全体をコンパクトな構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のフォージングロールの金型交換装置１０の金型支持装置４０の側面図である。
【図２】本実施形態のフォージングロールの金型交換装置１０の金型支持装置４０の背面図である。
【図３】反転アーム６０が水平位置に回転したときの説明図である。
【図４】フォージングロール１と本実施形態のフォージングロールの金型交換装置１０の配置図である。
【図５】従来のフォージングロール１とフォージングロールの金型交換装置の概略図である。
【図６】従来の金型交換台車の概略図である。
【符号の説明】
１ フォージングロール
３ ロール軸
４ 金型
１０ 金型交換装置
２３ レール
３０ 交換台車
３５ 昇降ロッド
５０ サブフレーム
５３ 支軸
５５ ブラケット
６０ 反転アーム
６７ ブラケット
７０ メインフレーム
８０ 反転手段
８１ 油圧シリンダ
８１ａ シリンダ体
８１ｂ ピストンロッド
９０ 係合手段
Ｄ 金型置台
Claims (2)
- フォージングロールの上方に配置されたレール上を走行し、金型を保管する金型置台の上方の保管位置と、フォージングロールのロール軸に対し金型を取付け取外しする交換位置との間を往復する交換台車と、
該交換台車に取付けられた昇降ロッドと、
該昇降ロッドの下端に取付けられたサブフレームと、
該サブフレームに対し、垂直面内で回転自在に軸支された反転アームと、
該反転アームを前記サブフレームに対し、垂直位置と水平位置との間で回転させる反転手段と、
前記反転アームに対し出没自在に取付けられたメインフレームと、
該メインフレームに取付けられ、金型を着脱自在に保持する金型係合手段とからなる
ことを特徴とするフォージングロールの金型交換装置。 - 前記反転アームは、前記サブフレームに水平に取り付けられた支軸で回転自在に支持されており、
前記反転手段は、シリンダ体がトラニオン軸で前記サブフレームのブラケットに軸支され、ピストンロッドが反転アームのブラケットに軸支された油圧シリンダである
ことを特徴とする請求項１記載のフォージングロールの金型交換装置。
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