JP4031580B2

JP4031580B2 - Screw press machine

Info

Publication number: JP4031580B2
Application number: JP30487798A
Authority: JP
Inventors: 龍太郎馬越; 種宏篠原; 稔治廣田; 良紀三登; 祥三末廣; 忠雄屋敷
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2018-10-27
Also published as: JP2000126899A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスクリュー式プレス機械に関し、スクリュー軸とナットとの焼きつきを防止すると共に、ナットの各ネジ山の分担荷重を平準化することができるように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】
鍛造加工をする大型のプレス機械として、スクリュー式プレス機械がある。このスクリュー式プレス機械では、回転自在に立設されたスクリュー軸にナットが螺合されている。ナットは回転が拘束されると共に、スクリュー軸の回転に伴いスクリュー軸に沿い上下方向にスライド移動可能に配置されている。このため、ナットは、スクリュー軸が正回転するとスクリュー軸に沿って降下し、スクリュー軸が逆回転するとスクリュー軸に沿って上昇する。ナットには、ナット外筒，ラム及び上ダイホルダー等を介して上側の金型が取り付けられる。上側の金型の下方には下側の金型が配置される。
【０００３】
また、フライホイールがフライホイール駆動機構により回転されており、このフライホイールの回転力をスクリュー軸に伝達してスクリュー軸を正回転させると、ナットが降下して、上側の金型が下側の金型に向かって降下し、上下の金型の間でワークをプレスすることにより鍛造加工ができる。
【０００４】
上側の金型が下死点に達してプレス加工が完了したら、今度は、スクリュー軸反転機構により、スクリュー軸を逆回転させる。スクリュー軸が逆回転することにより、ナットならびに上側の金型が上昇する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで本願発明者は、超大型のスクリュー式プレス機械を設計・製造することにした。このような超大型のスクリュー式プレス機械では、ワークをプレスしたときに、スクリュー軸とナットとの間に極めて大きな摺接力が作用するため、スクリュー軸とナットとの焼きつきを防止すると共に、ナットの各ネジ山の分担荷重を平準化することを考慮しなければならないことが判明した。従来のスクリュー式プレス機械では、それほど大きな摺接力が発生するわけではないので、かかる観点からの工夫をする必要はなかった。
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑み、スクリュー軸とナットとの焼きつきを防止すると共に、ナットの各ネジ山の分担荷重を平準化することのできるスクリュー式プレス機械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】
上記課題を解決する本発明の構成は、周面にネジが形成されて回転自在に立設されたスクリュー軸と、
前記スクリュー軸の前記ネジに螺合しており、前記スクリュー軸が正回転するとスクリュー軸に沿って降下し前記スクリュー軸が逆回転するとスクリュー軸に沿って上昇するナットと、
前記スクリュー軸を中心としてスクリュー軸の外周側に位置して正回転し、前記ナットが上死点から下死点に降下するまで前記スクリュー軸に回転力を伝達するフライホイールと、
前記ナットが下死点に達したら、前記スクリュー軸を逆回転させることにより前記ナットを上死点にまで上昇させるスクリュー軸反転機構とを有するスクリュー式プレス機械において、
前記ナットは、軸方向に沿う少なくとも１箇所において、半径方向に切断されて、複数に分割されていることを特徴とする。
【０００８】
また本発明の構成は、周面にネジが形成されて回転自在に立設されたスクリュー軸と、
前記スクリュー軸の前記ネジに螺合しており、前記スクリュー軸が正回転するとスクリュー軸に沿って降下し前記スクリュー軸が逆回転するとスクリュー軸に沿って上昇するナットと、
前記ナットを外周側から包む状態で前記ナットに固定されたナット外筒と、
前記スクリュー軸を中心としてスクリュー軸の外周側に位置して正回転し、前記ナットが上死点から下死点に降下するまで前記スクリュー軸に回転力を伝達するフライホイールと、
前記ナットが下死点に達したら、前記スクリュー軸を逆回転させることにより前記ナットを上死点にまで上昇させるスクリュー軸反転機構とを有するスクリュー式プレス機械において、
前記ナットと前記ナット外筒との境界面の位置に、ナット及びナット外筒の端面から軸方向に伸び、しかも、穴の深さ方向に向かうに従い径がステップ状に狭くなるピン穴を穿設し、前記ピン穴の径の異なる各穴に、その穴の径に応じた径のピンを夫々挿入して構成した回り止め構造を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また本発明の構成は、周面にネジが形成されて回転自在に立設されたスクリュー軸と、
前記スクリュー軸の前記ネジに螺合しており、前記スクリュー軸が正回転するとスクリュー軸に沿って降下し前記スクリュー軸が逆回転するとスクリュー軸に沿って上昇するナットと、
前記スクリュー軸を中心としてスクリュー軸の外周側に位置して正回転し、前記ナットが上死点から下死点に降下するまで前記スクリュー軸に回転力を伝達するフライホイールと、
前記ナットが下死点に達したら、前記スクリュー軸を逆回転させることにより前記ナットを上死点にまで上昇させるスクリュー軸反転機構とを有するスクリュー式プレス機械において、
前記ナットの歯の厚みに対する前記スクリュー軸のネジの歯の厚みを、０．７〜０．８５としたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１１】
＜スクリュー式プレス機械の全体の概要＞
まず初めに、本発明の実施の形態に係るスクリュー式プレス機械の全体の概要を、図１を参照しつつ説明する。図１に示すように、スクリュー軸１は、プレスケーシング２に回転自在に取り付けられて立設している。このスクリュー軸１の下部の周面には、ネジ１ａが形成されている。
【００１２】
ナット３はスクリュー軸１のネジ１ａに螺合しており、ナット３には、ナット３の外周面を包む状態でナット外筒４が固定され、ナット外筒４にはラム５が固定されている。なお、ナット３の構造及びナット３の回り止め構造の詳細については後述する。さらに、スクリュー軸１のネジ１ａのネジ形状、及び、ナット３のネジ形状の詳細についても後述する。
【００１３】
ラム５は、回転が拘束された状態で、プレスケーシング２に沿い上下方向にスライド移動できるように配置されている。このため、ラム５に連結しているナット３も回転が拘束され、スクリュー軸１の回転に応じて上下方向に移動する。つまり、ナット３は、スクリュー軸１が正回転するとスクリュー軸１に沿って降下し、スクリュー軸１が逆回転するとスクリュー軸１に沿って上昇する。
【００１４】
ラム５の下端には、上ダイホルダー６が備えられ、上ダイホルダー６には上側の金型７が取付けられる。また上側の金型７の下方には、下ダイホルダー８に取付けられた金型９が配置されている。
【００１５】
また、ラム５にはブラケット１０が設置されており、ブラケット１０には、油圧式のラムバランスシリンダ１１が連結されている。ラムバランスシリンダ１１は、ラム５を常に上方に付勢する力を、ラム５に付与している。このラムバランスシリンダ１１は、ラム５の重量の約９０％程度の油圧力により、ラム５を常に上方に付勢している。
【００１６】
一方、円環状のフライホイール１２は、スクリュー軸１を中心としてこのスクリュー軸１の外周側に位置するように、プレスケーシング２に回転自在に配置されている。このフライホイール１２は、フライホイール駆動機構１００からベルト伝達により動力伝達されて一方向（正回転方向）に回転する。なお、フライホイール駆動機構１００は電動機を駆動源とした駆動機構であり、その詳細については後述する。
【００１７】
また、スクリュー軸１の上部には、クラッチディスク１３が固定されており、このクラッチディスク１３の円盤面には、周方向に亘る複数箇所にクラッチシュー１４が挿入・配置されている。このクラッチシュー１４を間に挟む状態でトップディスク１５とボトムディスク１６が配置されている。トップディスク１５はバネ１７により上方に付勢されており、ボトムディスク１６はフライホイール１２に固定されている。
【００１８】
トップディスク１５の上面にはプランジャ１８が配置されている。プランジャ１８に対して上方から圧油を供給すると、プランジャ１８は下方に移動し、バネ１７のバネ力に抗してトップディスク１５を下方に押し込む。このようにしてトップディスク１５が下方に押し込まれると、トップディスク１５とボトムディスク１６とによりクラッチシュー１４を挟むことになり、クラッチＯＮ状態となる。このようなクラッチＯＮ状態になると、フライホイール１２の正回転力がクラッチディスク１３ひいてはスクリュー軸１に伝達される。
【００１９】
プランジャ１８への圧油の供給を停止すると、バネ１７によりトップディスク１５が上方に移動してクラッチシュー１４から離れ、クラッチＯＦＦ状態となる。クラッチＯＦＦ状態となると、フライホイール１２からスクリュー軸１への正回転動力の伝達が遮断される。
【００２０】
スクリュー軸１のうち、クラッチディスク１３よりも上方位置には、ブレーキディスク１９が固定されており、このブレーキディスク１９を挟む状態で油圧ブレーキ２０が配置されている。油圧ブレーキ２０に圧油を供給すると、油圧ブレーキ２０がブレーキディスク１９を挟み、ブレーキディスク１９ひいてはスクリュー軸１の回転にブレーキを掛けることができる。
【００２１】
スクリュー軸１の頂部には、スクリュー軸反転機構２００が配置されている。スクリュー軸反転機構２００は、詳細構造は後述するが、ラックとピニオンと油圧シリンダを用いた機構となっている。このスクリュー軸反転機構２００は、金型７が下死点に達してワークのプレス加工が完了した後に、スクリュー軸１を逆回転させる機構である。
【００２２】
ここでフライホイール駆動機構１００について、図１及び図２を参照して説明する。
【００２３】
図１及び図２に示すように、フライホイール駆動機構１００の駆動源であるモータ１０１の動力（回転力）は、クラッチを内蔵したトルクコンバータ１０２に伝達される。トルクコンバータ１０２から出力された動力は、自在継手１０３を介してベベル減速器１０４に伝達される。ベベル減速器１０４から出力された動力は、自在継手１０５を介してプーリ装置１０６に伝達される。このプーリ装置１０６はプーリ１０６ａを有すると共にエアークラッチが内蔵されている。そして、プーリ装置１０６のプーリ１０６ａとフライホイール１２との間に、３枚のベルト１０７が巻き掛けられている。
【００２４】
トルクコンバータ１０２のクラッチをＯＮ状態とし、且つ、プーリ装置１０６のエアークラッチをＯＮ状態として、モータ１０１が回転駆動していると、ベルト１０７のベルト伝達によりフライホイール１２に回転力を付与して、フライホイール１２を回転させることができる。
【００２５】
次に、スクリュー軸反転機構２００について、図１及び図３を参照して説明する。
【００２６】
図１及び図３に示すように、スクリュー軸反転機構２００のピニオン２０１は、スクリュー軸１の頂部に同軸に固定設置されている。このピニオン２０１には、一対のラック２０２ａ，２０２ｂが螺合している。一対のラック２０２ａ，２０２ｂは、ピニオン２０１を間に挟む状態で配置されており、上下に配設されたガイドローラＲにより支持されて水平方向に移動できるようになっている。
【００２７】
ラック２０２ａ，２０２ｂにはそれぞれ油圧シリンダ２０３ａ，２０３ｂが連結されている。両油圧シリンダ２０３ａ，２０３ｂには、油圧源２０４から圧油が常時供給されている。また、油圧配管系には、アキュムレータ２０５や逆止弁２０６等が配置されている。
【００２８】
フライホイール１２による大きな慣性力がスクリュー軸１に伝達されていない時には、油圧シリンダ２０３ａ，２０３ｂが伸びてラック２０２ａ，２０２ｂが前進移動Ｆし、ピニオン２０１が逆回転する。ピニオン２０１の逆回転によりスクリュー軸１も逆回転する。
【００２９】
フライホイール１２による大きな慣性力によりスクリュー軸１が正回転してピニオン２０１が正回転すると、ラック２０２ａ，２０２ｂは後退移動Ｂし、油圧シリンダ２０３ａ，２０３ｂは縮んでいく。つまり、フライホイール１２による慣性力は、油圧シリンダ２０３ａ，２０３ｂにより伸びようとする力に比べて極めて大きいため、油圧シリンダ２０３ａ，２０３ｂに常に圧油を供給していても、フライホイール１２による大きな慣性力によりスクリュー軸１が正回転している時には、油圧シリンダ２０３ａ，２０３ｂは縮むのである。
【００３０】
このような構成となっているスクリュー軸反転機構２００では、フライホイール１２による大きな慣性力によりスクリュー軸１が正回転してラム５（ナット３）が上死点から下死点に向かう場合には、ピニオン２０１が正回転しラック２０２ａ，２０２ｂの先端はラム上死点位置Ｐ１からラム下死点位置Ｐ２に向かって後退移動Ｂしていく。このため油圧シリンダ２０３ａ，２０３ｂは縮んでいく。この場合、油圧シリンダ２０３ａ，２０３ｂは、圧油により伸びる方向の力が与えられているが、フライホイール１２による大きな慣性力に負けて、縮んでいく。
【００３１】
ラム５（ナット３）が下死点に達してプレス加工が完了すると、プランジャ１８への圧油の供給が停止され、クラッチシュー１４がクラッチＯＦＦ状態となり、フライホイール１２からスクリュー軸１への回転力の伝達が解除される。そうすると、縮められていた油圧シリンダ２０３ａ，２０３ｂが直ちに伸びだし、ラック２０２ａ，２０２ｂが直ちに前進移動Ｆしていく。つまり、油圧シリンダ２０３ａ，２０３ｂには、圧油により伸びる方向の力が常に与えられているため、フライホイール１２による大きな慣性力が伝達されなくなったら、直ちに油圧シリンダ２０３ａ，２０３ｂが伸びだし、ラック２０２ａ，２０２ｂが直ちに前進移動Ｆしていくのである。
【００３２】
ラック２０２ａ，２０２ｂが前進移動していくと、ピニオン２０１が逆回転し、このピニオン２０１の逆回転によりスクリュー軸１も逆回転する。スクリュー軸１が逆回転することにより、ナット３（ラム５等も）が上昇してくる。ラム５（ナット３）が上死点に達して、ラック２０２ａ，２０２ｂの先端がラム上死点位置Ｐ１に達したら、油圧ブレーキによりスクリュー軸１の逆回転が停止され、ラック２０２ａ，２０２ｂの前進移動Ｆが停止する。
【００３３】
次に上記構成となっているスクリュー式プレス機械のプレス動作全体の概要について説明する。フライホイール駆動機構１００によりフライホイール１２を正回転方向に規定速度で回転させておく。この状態でプランジャ１８に圧油を供給してトップディスク１５とボトムディスク１６によりクラッチシュー１４を挟んでクラッチＯＮ状態とする。そうすると、フライホイール１２の正回転力がスクリュー軸１に伝達してスクリュー軸１が正回転する。
【００３４】
スクリュー軸１が正回転すると、ナット３が降下してくる。つまり、ナット３に連結されている上側の金型７が下側の金型９に向かって降下してくる。金型７が下死点に達すると、金型７と金型９の間にセットしていたワークがプレス加工される。
【００３５】
なお、ラムバランスシリンダ１１はラム５を常に上方に付勢しているが、フライホイール１２の慣性力によりナット３を下方に押しつける力に比べると、ラムバランスシリンダ１１の力は極めて小さいため、ナット３の降下はスムーズに行われる。
【００３６】
金型７が下死点に達したとき、つまり、プレス加工が完了すると、スクリュー軸１の正回転速度が急減速するのに対して、フライホイール１２の正回転速度は略規定速度のままとなっているため、クラッチシュー１４と上下のディスク１５，１６との間でスリップが発生する。このスリップの発生をスリップセンサにより検出することにより、金型７が下死点に達したこと、つまり、プレス加工が完了したことを検出している。
【００３７】
金型７が下死点に達したとき、つまり、プレス加工が完了したことを検出したら、プランジャ１８への圧油の供給を停止して、クラッチシュー１４をクラッチＯＦＦ状態とする。金型７が下死点に達した時点、つまり、プレス加工が完了した時点では、ラム５が下方に向かう力によりプレスケーシング２は縦方向に最大に延ばされた状態となっている。このため、クラッチシュー１４をクラッチＯＦＦ状態にすると、延びたプレスケーシング２が縮もうとする力と、ラムバランスシリンダ１１による上方への付勢力が、ラム５やナット３に加わる。この時点で、スクリュー軸反転機構２００によりスクリュー軸１を逆回転させる。
【００３８】
このようにすると、スクリュー軸１が逆回転して、ナット３（ラム５や金型７等も）が上方に移動していく。この場合、延びたプレスケーシング２が縮もうとする力と、ラムバランスシリンダ１１による上方への付勢力が、ラム５やナット３に加わり、ナット３の上方移動がスムーズに行われる。ナット３が上方に移動していく際に、ナット３が上限位置で停止するように、油圧ブレーキ２０により、スクリュー軸１にブレーキを掛ける。
【００３９】
再度のプレス加工をするときには、上記と同様にして、クラッチシュー１４をクラッチＯＮ状態として、上記動作を行う。
【００４０】
かかる動作を複数回行うことによって、ワークに対して連続的な鍛造加工ができる。
【００４１】
＜ナットの構造及びナットの回り止め構造の説明＞
次に、ナット３の構造及びナット３の回り止め構造について、図４〜図７を参照して説明する。
【００４２】
図４及び図５に示すように、ナット３は、軸方向に沿う中央部にて、半径方向に切断されて、２分割されている。逆に言うと、上側のナット３ａと下側のナット３ｂとが軸方向に並んで連結されて、１つのナット３を構成している。なお、図４、図５中において、３ｃはナット３の分割線を示している。
【００４３】
ナット３（３ａ，３ｂ）の外周面にはネジが形成されており、ナット外筒４の内周面にもネジが形成されており、ナット３（３ａ，３ｂ）は、ナット外筒４の内周面にねじ込まれている。そして、ナット３とナット外筒４との境界面には、ピンによる回り止め構造３００が取り付けられて、ナット３とナット外筒４との相対的な回転を拘束している。この回り止め構造３００は、ナット３とナット外筒４の端面から軸方向に伸びて取り付けられており、端面側から見て円環状となっている境界面の複数箇所に取り付けられている。なお、回り止め構造３００の詳細は後述する。
【００４４】
またナット外筒４の外周面にはラム５が固定されている。そしてナット外筒４とラム５との境界面には、ピンによる回り止め構造４００が取り付けられて、ナット外筒４とラム５との相対的な回転を拘束している。
【００４５】
ここで、ナット３の作製手順を説明する。先ず、黄銅でなる円筒形部材を形成し、この円筒形部材の外周面にネジを切る。外周面にネジが切られた黄銅でなる２つの円筒形部材を、ナット外筒４の内周面にねじ込み、回り止め構造３００を取り付けて回転を拘束する。そして、ナット外筒４と回り止め構造３００により連結された２つの円筒形部材の内周面に、ネジ加工をしてネジを形成する。このようにして、ナット３（３ａ，３ｂ）が作製される。
【００４６】
このようにナット３を分割構造とし、各ナット３ａ，３ｂとなる円筒形部材をそれぞれ個別に鋳造し軽量化しているため、鋳造欠陥が発生する確率が低くなりナット３の寿命が伸びる。
【００４７】
次に、ナット３の回り止め構造３００について、図５及び図６を参照して説明する。
【００４８】
図５及び図６に示すように、ナット３を外周側から包む状態でナット３にナット外筒４が固定されている。回り止め構造３００では、ナット３とナット外筒４との境界面にピン穴３０１が穿設され、このピン穴３０１にピン３０２が挿入されている。ピン穴３０１は、ピン穴３０１の深さ方向に向かうに従い、ステップ状に径が狭くなっている３つのピン穴３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃを連通することにより構成されている。ピン３０２の３本のピン３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃは、縦方向（ピン穴の深さ方向）に並んで、ピン穴３０１の３つのピン穴３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃにぞれぞれ挿入されている。つまり小径のピン穴３０１ｃには小径のピン３０２ｃが挿入され、中径のピン穴３０１ｂには中径のピン３０２ｃが挿入され、大径のピン穴３０１ａには大径のピン３０２ａが挿入されている。
【００４９】
ここで、ピン穴３０１の穿設方法について、図７を参照して説明する。まず図７（ａ）に示すように、大径のドリルにより大径のピン穴３０１ａを穿設する。次に、図７（ｂ）に示すように、ピン穴３０１ａ内にガイドブッシュＧＢ１を挿入する。次に、図７（ｃ）に示すように、ガイドブッシュＧＢ１を通して中径のドリルにより中径のピン穴３０１ｂを穿設する。次に、図７（ｄ）に示すように、ピン穴３０１ｂ内にガイドブッシュＧＢ２を挿入する。次に、図７（ｅ）に示すように、ガイドブッシュＧＢ１，ＧＢ２を通して小径のドリルにより小径のピン穴３０１ｃを穿設する。その後に、ガイドブッシュＧＢ１，ＧＢ２を取り出すことにより、ピン穴３０１が形成される。
【００５０】
この回り止め構造３００では、各ピン３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃを連続させた構造となっているため、ピン３０２全体としては、細径でありながら軸方向に長いピンとなっている。このため、大径の大きな１本ピンを使用する必要がなくなり、この結果、ナット３及びナット外筒４を薄肉構造にして相対的な回転拘束を十分果たすことができる。
【００５１】
また、小径のピン穴３０１ｃには小径のピン３０２ｃが挿入され、中径のピン穴３０１ｂには中径のピン３０２ｂが挿入され、大径のピン穴３０１ａには大径のピン３０２ａが挿入されているため、仮にピン穴３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃの相互の芯がズレていたとしても、これに併せて、各ピン３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃの芯もズレるので、各ピン３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃは各ピン穴３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃにズレなく挿入される。このため、ナット３とナット外筒４との間で伝達されるトルクを、確実に伝えることができる。
【００５２】
また、ナット外筒４からナット３に伝達する、回転方向（周方向）に作用するトルクは、ナット３の軸方向中央部分から両端部分に伝達する。このため、回転方向に作用するトルクは、先ず最初に、中央部分に近い小径のピン３０２ｃを介して伝達される。
【００５３】
何らかの理由により極めて大きな回転方向のトルクが発生して、小径のピン３０２ｃが降伏（弾性限界を越えて変形）したら、初期状態よりトルク分配が変化してこんどは、中径のピン３０２ｂを介してトルクが伝達される。更に、何らかの理由により極めて大きな回転方向のトルクが発生して、中径のピン３０２ｂが降伏（弾性限界を越えて変形）したら、こんどは、大径のピン３０２ａを介してトルクが伝達される。
【００５４】
このようになっているため、大きなトルクが作用しても、各ピン３０２ｃ，３０２ｂ，３０２ａにより、弾性的にトルクの伝達ができるため、仮に極めて大きなトルクが発生しても、ピン３０２全体がナット３に食い込むことはなくなる。つまり、例えばピン３０２ｃが降伏してトルク分配が変化して大径ピンに大きなトルクがかかるようになり、小径ピンが食い込みことがなくなり、他のピンにより弾性的にトルクの伝達が行われるのである。
【００５５】
仮にピンを１本ピンとした場合には、このピンの一部が降伏すると、この降伏部分が順次、全体に広がってしまい、ピン全体がナット３に食い込んでしまい、ナット３の交換が困難になってしまう。
【００５６】
＜ナットのネジ形状及びスクリュー軸のネジ形状の説明＞
次に、ナット３のネジ形状及びスクリュー軸１のネジ１ａの形状について、スクリュー軸１とナット３との咬合部分を拡大して示す図８を参照して説明する。
【００５７】
図８に示すスクリュー軸１とナット３のネジ形状は、超大型のスクリュー式プレス機械に採用するために開発したものである。スクリュー軸１は靱性が高く変形しにくいNiCrMo鋼で形成されており、ナット３は弾性が低く変形しやすい黄銅で形成されている。
【００５８】
そしてナット３の歯の厚み（軸方向の長さ）Ｈ３に対するスクリュー軸１のネジ１ａの歯の厚み（軸方向の長さ）Ｈ１、つまり、比（Ｈ１／Ｈ３）を、０．７〜０．８５としている。ちなみに、従来の（超大型でない）スクリュー式プレス機械では、比（Ｈ１／Ｈ３）は単純に１としていた。
【００５９】
また、通常時には、スクリュー軸１とナット３は位置Ｓ１をピッチサークルダイヤにして接触している。そしてナット３では、半径方向に関し、ネジ底から位置Ｓ１までの長さＬ１を、位置Ｓ１からネジ先までの長さＬ２に比べて長くして、ナット３のネジ歯の強度を改善している。
【００６０】
更に、ナット３の雄ネジ（ネジ凸部）と雌ねじ（ネジ凹部）との境界部分３Ｒの曲率半径を大きくして、境界部分３Ｒへの応力集中を防ぐようにしている。
【００６１】
ところで、仮にスクリュー軸１からナット３に向かって、通常よりも大きな力が作用した場合には、ナット３のネジ歯が下方に撓むとともに、スクリュー軸１のネジ歯が上方に撓む。
【００６２】
このように撓みが生じると、スクリュー軸１とナット３との接触中心位置はＳ１から例えばＳ２に移動していくが、比（Ｈ１／Ｈ３）を０．７〜０．８５とすると共に、ネジ底から位置Ｓ１までの長さＬ１を、位置Ｓ１からネジ先までの長さＬ２に比べて長くし、更に、境界部分３Ｒの曲率半径を大きくして、境界部分３Ｒへの応力集中を防ぐようにしているため、スクリュー軸１とナット３の弾性が異なっているにもかかわらず、スクリュー軸１の上向きの撓み角度と、ナット３の下向きの撓み角度が等しくなる。
【００６３】
したがって、スクリュー軸１からナット３に向かって、通常よりも大きな力が作用した場合であっても、スクリュー軸１のネジ歯の面とナット３のネジ歯の面との平行度は、通常の時と略同様となっている。このため、通常よりも大きな力が作用した場合であってもスクリュー軸１とナット３との間に供給している油膜（スクイズ油膜）が切れることはなく、スクリュー軸１とナット３との焼きつきを防止することができる。
【００６４】
仮に、上記よりさらに大きな力が作用した場合に、スクリュー軸１のネジ歯の面とナット３のネジ歯の面との平行度がくずれてしまうと、スクイズ油膜が流れ出てしまい、スクリュー軸１とナット３とが焼きついてしまう恐れがある。
【００６５】
また、スクリュー軸１からナット３に向かって、通常よりも大きな力が作用した場合に、ナット３のネジ歯のうち力が集中したネジ歯が下方に撓むため、撓んだ分だけ、力が他のネジ歯にも分散されることになり、全体としての力を均一化する効果もある。
【００６６】
【発明の効果】
以上実施の形態と共に具体的に説明したように、本発明では、周面にネジが形成されて回転自在に立設されたスクリュー軸と、
前記スクリュー軸の前記ネジに螺合しており、前記スクリュー軸が正回転するとスクリュー軸に沿って降下し前記スクリュー軸が逆回転するとスクリュー軸に沿って上昇するナットと、
前記スクリュー軸を中心としてスクリュー軸の外周側に位置して正回転し、前記ナットが上死点から下死点に降下するまで前記スクリュー軸に回転力を伝達するフライホイールと、
前記ナットが下死点に達したら、前記スクリュー軸を逆回転させることにより前記ナットを上死点にまで上昇させるスクリュー軸反転機構とを有するスクリュー式プレス機械において、
前記ナットは、軸方向に沿う少なくとも１箇所において、半径方向に切断されて、複数に分割されている構成とした。
【００６７】
このようにナットを分割構造としたため、鋳造欠陥が発生する確率が低くなりナットのネジの加工精度が向上する。このため、スクリュー軸との焼きつきの発生が防止され、ナットの寿命が伸びる。
【００６８】
また本発明では、周面にネジが形成されて回転自在に立設されたスクリュー軸と、
前記スクリュー軸の前記ネジに螺合しており、前記スクリュー軸が正回転するとスクリュー軸に沿って降下し前記スクリュー軸が逆回転するとスクリュー軸に沿って上昇するナットと、
前記ナットを外周側から包む状態で前記ナットに固定されたナット外筒と、
前記スクリュー軸を中心としてスクリュー軸の外周側に位置して正回転し、前記ナットが上死点から下死点に降下するまで前記スクリュー軸に回転力を伝達するフライホイールと、
前記ナットが下死点に達したら、前記スクリュー軸を逆回転させることにより前記ナットを上死点にまで上昇させるスクリュー軸反転機構とを有するスクリュー式プレス機械において、
前記ナットと前記ナット外筒との境界面の位置に、ナット及びナット外筒の端面から軸方向に伸び、しかも、穴の深さ方向に向かうに従い径がステップ状に狭くなるピン穴を穿設し、前記ピン穴の径の異なる各穴に、その穴の径に応じた径のピンを夫々挿入して構成した回り止め構造を備えた構成とした。
【００６９】
かかる構成としたため、ピン全体としては細径でありながら軸方向に長いピンとなり、ナットやナット外筒を薄肉構造とすることができる。
また、各ナット穴と各ピンとが弾性的に密着し、確実にトルク伝達をすることができる。
【００７０】
また本発明では、周面にネジが形成されて回転自在に立設されたスクリュー軸と、
前記スクリュー軸の前記ネジに螺合しており、前記スクリュー軸が正回転するとスクリュー軸に沿って降下し前記スクリュー軸が逆回転するとスクリュー軸に沿って上昇するナットと、
前記スクリュー軸を中心としてスクリュー軸の外周側に位置して正回転し、前記ナットが上死点から下死点に降下するまで前記スクリュー軸に回転力を伝達するフライホイールと、
前記ナットが下死点に達したら、前記スクリュー軸を逆回転させることにより前記ナットを上死点にまで上昇させるスクリュー軸反転機構とを有するスクリュー式プレス機械において、
前記ナットの歯の厚みに対する前記スクリュー軸のネジの歯の厚みを、０．７〜０．８５とした構成とした。
【００７１】
かかる構成としたため、スクリュー軸からナットに向かって、通常よりも大きな力が作用した場合であっても、スクリュー軸のネジ歯の面とナットのネジ歯の面との平行度は、通常の時と略同様となっている。このため、通常よりも大きな力が作用した場合であってもスクリュー軸とナットとの間に供給している油膜（スクイズ油膜）が切れることはなく、スクリュー軸とナットとの焼きつきを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スクリュー式プレス機械を示す全体構成図。
【図２】フライホイール駆動機構を示す構成図。
【図３】スクリュー軸反転機構を示す構成図。
【図４】ナット及びナット外筒を示す一部破断斜視図。
【図５】ナット及びナット外筒を示す断面図。
【図６】回り止め構造を示す断面図。
【図７】ピン穴の穿設手順を示す説明図。
【図８】スクリュー軸とナットとの咬合部分を拡大して示す構成図。
【符号の説明】
１スクリュー軸
１ａネジ
２プレスケーシング
３，３ａ，３ｂナット
３ｃ分割線
４ナット外筒
５ラム
６上ダイホルダー
７金型
８下ダイホルダー
９金型
１０ブラケット
１１ラムバランスシリンダ
１２フライホイール
１３クラッチディスク
１４クラッチシュー
１５トップディスク
１６ボトムディスク
１７バネ
１８プランジャ
１９ブレーキディスク
２０油圧ブレーキ
１００フライホイール駆動機構
１０１モータ
１０２トルクコンバータ
１０３自在継手
１０４ベベル減速器
１０５自在継手
１０６プーリ装置
１０６ａプーリ
２００スクリュー軸反転機構
２０１ピニオン
２０２ａ，２０２ｂラック
２０３ａ，２０３ｂ油圧シリンダ
２０４油圧源
２０５アキュムレータ
２０６逆止弁
３００回り止め構造
３０１，３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃピン穴
３０２，３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃピン
４００回り止めピン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a screw-type press machine, and is devised so that seizure between a screw shaft and a nut can be prevented and a load shared by each thread of the nut can be leveled.
[0002]
[Prior art]
There is a screw press machine as a large press machine for forging. In this screw type press machine, a nut is screwed onto a screw shaft that is erected in a freely rotatable manner. The nut is constrained to rotate and is slidable in the vertical direction along the screw shaft as the screw shaft rotates. For this reason, the nut descends along the screw shaft when the screw shaft rotates in the forward direction, and rises along the screw shaft when the screw shaft rotates in the reverse direction. The upper mold is attached to the nut via a nut outer cylinder, a ram, an upper die holder, and the like. A lower mold is disposed below the upper mold.
[0003]
Also, the flywheel is rotated by the flywheel drive mechanism, and when the rotational force of this flywheel is transmitted to the screw shaft and the screw shaft is rotated forward, the nut is lowered and the upper mold is moved to the lower side. Forging can be performed by descending toward the mold and pressing the workpiece between the upper and lower molds.
[0004]
When the upper die reaches the bottom dead center and press working is completed, the screw shaft is rotated in reverse by the screw shaft reversal mechanism. When the screw shaft rotates in the reverse direction, the nut and the upper mold rise.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the present inventor decided to design and manufacture an ultra-large screw press machine. In such an ultra-large screw press machine, when a workpiece is pressed, an extremely large sliding contact force acts between the screw shaft and the nut, so that seizure between the screw shaft and the nut is prevented, and the nut It has been found that it is necessary to consider leveling the shared load of each thread. The conventional screw press machine does not generate such a large sliding contact force, so it is not necessary to devise from this viewpoint.
[0006]
In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a screw press machine capable of preventing seizure between a screw shaft and a nut and leveling a shared load of each screw thread of the nut.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The structure of the present invention that solves the above problems is a screw shaft that is screwed on the peripheral surface and is erected freely.
A nut that is screwed into the screw of the screw shaft, descends along the screw shaft when the screw shaft rotates forward, and rises along the screw shaft when the screw shaft rotates backward;
A flywheel that rotates in the forward direction around the screw shaft and rotates on the outer periphery of the screw shaft, and transmits the rotational force to the screw shaft until the nut descends from the top dead center to the bottom dead center;
In the screw type press machine having a screw shaft reversing mechanism that raises the nut to the top dead center by reversely rotating the screw shaft when the nut reaches the bottom dead center,
The nut is cut in a radial direction and divided into a plurality of parts at at least one point along the axial direction.
[0008]
In addition, the configuration of the present invention includes a screw shaft that has a screw formed on a peripheral surface thereof and is erected in a freely rotatable manner.
A nut that is screwed into the screw of the screw shaft, descends along the screw shaft when the screw shaft rotates forward, and rises along the screw shaft when the screw shaft rotates backward;
A nut outer cylinder fixed to the nut in a state of wrapping the nut from the outer peripheral side;
A flywheel that rotates in the forward direction around the screw shaft and rotates on the outer periphery of the screw shaft, and transmits the rotational force to the screw shaft until the nut descends from the top dead center to the bottom dead center;
In the screw type press machine having a screw shaft reversing mechanism that raises the nut to the top dead center by reversely rotating the screw shaft when the nut reaches the bottom dead center,
A pin hole is formed at the boundary surface between the nut and the nut outer cylinder, extending in the axial direction from the end surface of the nut and nut outer cylinder, and having a diameter that decreases stepwise as it goes in the depth direction of the hole. In addition, a detent structure is provided in which each pin having a different diameter of the pin hole is inserted with a pin having a diameter corresponding to the diameter of the hole.
[0009]
In addition, the configuration of the present invention includes a screw shaft that has a screw formed on a peripheral surface thereof and is erected in a freely rotatable manner.
A nut that is screwed into the screw of the screw shaft, descends along the screw shaft when the screw shaft rotates forward, and rises along the screw shaft when the screw shaft rotates backward;
A flywheel that rotates in the forward direction around the screw shaft and rotates on the outer periphery of the screw shaft, and transmits the rotational force to the screw shaft until the nut descends from the top dead center to the bottom dead center;
In the screw type press machine having a screw shaft reversing mechanism that raises the nut to the top dead center by reversely rotating the screw shaft when the nut reaches the bottom dead center,
The thickness of the screw teeth of the screw shaft with respect to the thickness of the nut teeth is set to 0.7 to 0.85.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0011]
<Overview of screw press machine>
First, an overall outline of a screw press machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the screw shaft 1 is erected by being rotatably attached to a press casing 2. A screw 1 a is formed on the lower peripheral surface of the screw shaft 1.
[0012]
The nut 3 is screwed into the screw 1 a of the screw shaft 1, and the nut outer cylinder 4 is fixed to the nut 3 so as to wrap the outer peripheral surface of the nut 3, and the ram 5 is fixed to the nut outer cylinder 4. Yes. The details of the structure of the nut 3 and the rotation prevention structure of the nut 3 will be described later. Further, details of the screw shape of the screw 1a of the screw shaft 1 and the screw shape of the nut 3 will be described later.
[0013]
The ram 5 is arranged so as to be slidable in the vertical direction along the press casing 2 in a state where rotation is constrained. For this reason, the rotation of the nut 3 connected to the ram 5 is also constrained and moves in the vertical direction according to the rotation of the screw shaft 1. That is, the nut 3 descends along the screw shaft 1 when the screw shaft 1 rotates forward, and rises along the screw shaft 1 when the screw shaft 1 rotates backward.
[0014]
An upper die holder 6 is provided at the lower end of the ram 5, and an upper die 7 is attached to the upper die holder 6. A die 9 attached to the lower die holder 8 is disposed below the upper die 7.
[0015]
A bracket 10 is installed on the ram 5, and a hydraulic ram balance cylinder 11 is connected to the bracket 10. The ram balance cylinder 11 gives the ram 5 a force that always urges the ram 5 upward. The ram balance cylinder 11 constantly urges the ram 5 upward by an oil pressure of about 90% of the weight of the ram 5.
[0016]
On the other hand, the annular flywheel 12 is rotatably arranged in the press casing 2 so as to be positioned on the outer peripheral side of the screw shaft 1 with the screw shaft 1 as a center. The flywheel 12 is transmitted in power by belt transmission from the flywheel drive mechanism 100 and rotates in one direction (forward rotation direction). The flywheel drive mechanism 100 is a drive mechanism using an electric motor as a drive source, and details thereof will be described later.
[0017]
A clutch disk 13 is fixed to the upper part of the screw shaft 1, and clutch shoes 14 are inserted and arranged at a plurality of positions in the circumferential direction on the disk surface of the clutch disk 13. A top disk 15 and a bottom disk 16 are arranged with the clutch shoe 14 sandwiched therebetween. The top disk 15 is biased upward by a spring 17, and the bottom disk 16 is fixed to the flywheel 12.
[0018]
A plunger 18 is disposed on the top surface of the top disk 15. When pressure oil is supplied to the plunger 18 from above, the plunger 18 moves downward and pushes the top disk 15 downward against the spring force of the spring 17. When the top disk 15 is pushed downward in this way, the clutch shoe 14 is sandwiched between the top disk 15 and the bottom disk 16, and the clutch is turned on. When the clutch is in such an ON state, the positive rotational force of the flywheel 12 is transmitted to the clutch disk 13 and thus to the screw shaft 1.
[0019]
When the supply of the pressure oil to the plunger 18 is stopped, the top disk 15 is moved upward by the spring 17 and is separated from the clutch shoe 14, and the clutch is turned off. When the clutch is turned off, transmission of the forward rotational power from the flywheel 12 to the screw shaft 1 is interrupted.
[0020]
A brake disc 19 is fixed at a position above the clutch disc 13 in the screw shaft 1, and a hydraulic brake 20 is disposed with the brake disc 19 interposed therebetween. When pressure oil is supplied to the hydraulic brake 20, the hydraulic brake 20 sandwiches the brake disc 19, and the brake disc 19 and thus the rotation of the screw shaft 1 can be braked.
[0021]
A screw shaft reversing mechanism 200 is disposed on the top of the screw shaft 1. Although the detailed structure will be described later, the screw shaft reversing mechanism 200 is a mechanism using a rack, a pinion, and a hydraulic cylinder. The screw shaft reversing mechanism 200 is a mechanism that reversely rotates the screw shaft 1 after the mold 7 reaches the bottom dead center and press work of the workpiece is completed.
[0022]
Here, the flywheel drive mechanism 100 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0023]
As shown in FIGS. 1 and 2, the power (rotational force) of a motor 101 that is a drive source of the flywheel drive mechanism 100 is transmitted to a torque converter 102 having a built-in clutch. The power output from the torque converter 102 is transmitted to the bevel speed reducer 104 via the universal joint 103. The power output from the bevel speed reducer 104 is transmitted to the pulley device 106 via the universal joint 105. The pulley device 106 has a pulley 106a and a built-in air clutch. Three belts 107 are wound around the pulley 106 a of the pulley device 106 and the flywheel 12.
[0024]
When the clutch of the torque converter 102 is turned on and the air clutch of the pulley device 106 is turned on and the motor 101 is rotationally driven, a rotational force is applied to the flywheel 12 by belt transmission of the belt 107, The flywheel 12 can be rotated.
[0025]
Next, the screw shaft reversing mechanism 200 will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 3, the pinion 201 of the screw shaft reversing mechanism 200 is coaxially fixed to the top of the screw shaft 1. A pair of racks 202a and 202b are screwed into the pinion 201. The pair of racks 202a and 202b are arranged with the pinion 201 sandwiched therebetween, and are supported by guide rollers R arranged above and below and can move in the horizontal direction.
[0027]
Hydraulic cylinders 203a and 203b are connected to the racks 202a and 202b, respectively. Both hydraulic cylinders 203a, 203b are constantly supplied with pressure oil from a hydraulic source 204. Further, an accumulator 205, a check valve 206 and the like are arranged in the hydraulic piping system.
[0028]
When a large inertia force by the flywheel 12 is not transmitted to the screw shaft 1, the hydraulic cylinders 203a and 203b are extended, the racks 202a and 202b are moved forward F, and the pinion 201 is rotated in the reverse direction. Due to the reverse rotation of the pinion 201, the screw shaft 1 also rotates in the reverse direction.
[0029]
When the screw shaft 1 rotates forward and the pinion 201 rotates forward due to the large inertia force of the flywheel 12, the racks 202a and 202b move backward B, and the hydraulic cylinders 203a and 203b contract. That is, the inertial force due to the flywheel 12 is extremely large compared to the force to be extended by the hydraulic cylinders 203a and 203b. Therefore, even if pressure oil is always supplied to the hydraulic cylinders 203a and 203b, the large inertia due to the flywheel 12 is large. When the screw shaft 1 is rotating forward by force, the hydraulic cylinders 203a and 203b contract.
[0030]
In the screw shaft reversing mechanism 200 having such a configuration, when the screw shaft 1 rotates forward due to a large inertia force by the flywheel 12 and the ram 5 (nut 3) moves from the top dead center to the bottom dead center. Then, the pinion 201 rotates forward and the tips of the racks 202a and 202b move backward B from the ram top dead center position P1 toward the ram bottom dead center position P2. For this reason, the hydraulic cylinders 203a and 203b contract. In this case, although the hydraulic cylinders 203a and 203b are given a force in the direction of extending by the pressure oil, they lose their large inertial force from the flywheel 12 and contract.
[0031]
When the ram 5 (nut 3) reaches the bottom dead center and press working is completed, the supply of pressure oil to the plunger 18 is stopped, the clutch shoe 14 is turned off, and the rotation from the flywheel 12 to the screw shaft 1 is performed. Force transmission is released. Then, the compressed hydraulic cylinders 203a and 203b are immediately extended, and the racks 202a and 202b are immediately moved forward F. In other words, since the hydraulic cylinders 203a and 203b are always given a force in the direction of extending by the pressure oil, when the large inertial force by the flywheel 12 is not transmitted, the hydraulic cylinders 203a and 203b immediately extend and the rack 202a. 202b immediately move forward F.
[0032]
As the racks 202a and 202b move forward, the pinion 201 rotates in the reverse direction, and the screw shaft 1 also rotates in the reverse direction by the reverse rotation of the pinion 201. As the screw shaft 1 rotates in the reverse direction, the nut 3 (also the ram 5 and the like) rises. When the ram 5 (nut 3) reaches the top dead center and the tips of the racks 202a and 202b reach the ram top dead center position P1, the reverse rotation of the screw shaft 1 is stopped by the hydraulic brake, and the racks 202a and 202b move forward. Movement F stops.
[0033]
Next, an outline of the entire pressing operation of the screw press machine having the above-described configuration will be described. The flywheel drive mechanism 100 rotates the flywheel 12 in the normal rotation direction at a specified speed. In this state, pressure oil is supplied to the plunger 18 and the clutch shoe 14 is sandwiched between the top disk 15 and the bottom disk 16 to turn on the clutch. Then, the positive rotational force of the flywheel 12 is transmitted to the screw shaft 1 and the screw shaft 1 rotates forward.
[0034]
When the screw shaft 1 rotates forward, the nut 3 descends. That is, the upper mold 7 connected to the nut 3 descends toward the lower mold 9. When the mold 7 reaches the bottom dead center, the work set between the mold 7 and the mold 9 is pressed.
[0035]
The ram balance cylinder 11 always urges the ram 5 upward, but the force of the ram balance cylinder 11 is extremely small compared to the force pressing the nut 3 downward by the inertial force of the flywheel 12. The descent of 3 is done smoothly.
[0036]
When the die 7 reaches the bottom dead center, that is, when the press work is completed, the positive rotation speed of the screw shaft 1 is rapidly decelerated, whereas the normal rotation speed of the flywheel 12 remains at a substantially specified speed. Therefore, slip occurs between the clutch shoe 14 and the upper and lower disks 15 and 16. By detecting the occurrence of this slip by a slip sensor, it is detected that the mold 7 has reached the bottom dead center, that is, that the press work has been completed.
[0037]
When the die 7 reaches the bottom dead center, that is, when it is detected that the press work has been completed, the supply of pressure oil to the plunger 18 is stopped, and the clutch shoe 14 is brought into the clutch OFF state. When the mold 7 reaches the bottom dead center, that is, when the press work is completed, the press casing 2 is extended to the maximum in the vertical direction by the force of the ram 5 moving downward. For this reason, when the clutch shoe 14 is brought into the clutch OFF state, a force for contracting the extended press casing 2 and an upward biasing force by the ram balance cylinder 11 are applied to the ram 5 and the nut 3. At this time, the screw shaft 1 is reversely rotated by the screw shaft reversing mechanism 200.
[0038]
As a result, the screw shaft 1 rotates in the reverse direction, and the nut 3 (also the ram 5, the mold 7 and the like) moves upward. In this case, the force that the extended press casing 2 tries to contract and the upward biasing force by the ram balance cylinder 11 are applied to the ram 5 and the nut 3, and the nut 3 is smoothly moved upward. When the nut 3 moves upward, the screw shaft 1 is braked by the hydraulic brake 20 so that the nut 3 stops at the upper limit position.
[0039]
When the press work is performed again, the above operation is performed with the clutch shoe 14 in the clutch ON state in the same manner as described above.
[0040]
By performing this operation a plurality of times, a continuous forging process can be performed on the workpiece.
[0041]
<Description of nut structure and nut rotation prevention structure>
Next, the structure of the nut 3 and the anti-rotation structure of the nut 3 will be described with reference to FIGS.
[0042]
As shown in FIGS. 4 and 5, the nut 3 is cut in the radial direction at the center portion along the axial direction and divided into two. In other words, the upper nut 3 a and the lower nut 3 b are connected side by side in the axial direction to form one nut 3. 4 and 5, 3 c indicates a dividing line of the nut 3.
[0043]
A screw is formed on the outer peripheral surface of the nut 3 (3a, 3b), a screw is also formed on the inner peripheral surface of the nut outer cylinder 4, and the nut 3 (3a, 3b) is attached to the nut outer cylinder 4. Screwed into the inner peripheral surface. Further, a rotation preventing structure 300 using a pin is attached to a boundary surface between the nut 3 and the nut outer cylinder 4 to restrain relative rotation between the nut 3 and the nut outer cylinder 4. The anti-rotation structure 300 is attached so as to extend in the axial direction from the end surfaces of the nut 3 and the nut outer cylinder 4, and is attached to a plurality of locations on the boundary surface that is annular when viewed from the end surface side. The details of the anti-rotation structure 300 will be described later.
[0044]
A ram 5 is fixed to the outer peripheral surface of the nut outer cylinder 4. And the detent | locking structure 400 by a pin is attached to the boundary surface of the nut outer cylinder 4 and the ram 5, and the relative rotation with the nut outer cylinder 4 and the ram 5 is restrained.
[0045]
Here, the production procedure of the nut 3 will be described. First, a cylindrical member made of brass is formed, and a screw is cut on the outer peripheral surface of the cylindrical member. Two cylindrical members made of brass having a threaded outer peripheral surface are screwed into the inner peripheral surface of the nut outer cylinder 4 and a rotation preventing structure 300 is attached to restrain rotation. Then, screws are formed on the inner peripheral surfaces of the two cylindrical members connected to the nut outer cylinder 4 by the rotation stop structure 300 to form screws. In this way, the nut 3 (3a, 3b) is manufactured.
[0046]
Thus, since the nut 3 has a split structure and the cylindrical members that become the nuts 3a and 3b are individually casted and lightened, the probability of occurrence of casting defects is reduced and the life of the nut 3 is extended.
[0047]
Next, the detent structure 300 for the nut 3 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
[0048]
As shown in FIGS. 5 and 6, the nut outer cylinder 4 is fixed to the nut 3 in a state where the nut 3 is wrapped from the outer peripheral side. In the rotation preventing structure 300, a pin hole 301 is formed in the boundary surface between the nut 3 and the nut outer cylinder 4, and the pin 302 is inserted into the pin hole 301. The pin hole 301 is configured by communicating three pin holes 301 a, 301 b, and 301 c that have a stepped diameter that decreases in the depth direction of the pin hole 301. The three pins 302a, 302b, 302c of the pin 302 are inserted in the three pin holes 301a, 301b, 301c of the pin hole 301 side by side in the vertical direction (pin hole depth direction). . That is, a small diameter pin 302c is inserted into the small diameter pin hole 301c, an intermediate diameter pin 302c is inserted into the medium diameter pin hole 301b, and a large diameter pin 302a is inserted into the large diameter pin hole 301a. Yes.
[0049]
Here, a method of drilling the pin hole 301 will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 7A, a large-diameter pin hole 301a is drilled with a large-diameter drill. Next, as shown in FIG. 7B, the guide bush GB1 is inserted into the pin hole 301a. Next, as shown in FIG. 7C, a medium diameter pin hole 301b is drilled by a medium diameter drill through the guide bush GB1. Next, as shown in FIG. 7D, the guide bush GB2 is inserted into the pin hole 301b. Next, as shown in FIG. 7E, a small-diameter pin hole 301c is drilled by a small-diameter drill through the guide bushes GB1 and GB2. Thereafter, the pin holes 301 are formed by taking out the guide bushes GB1 and GB2.
[0050]
In this anti-rotation structure 300, the pins 302a, 302b, and 302c are continuous, so that the entire pin 302 is a pin having a small diameter but long in the axial direction. For this reason, it is not necessary to use a single pin having a large diameter, and as a result, the nut 3 and the nut outer cylinder 4 can be formed into a thin-walled structure so that relative rotation restraint can be sufficiently achieved.
[0051]
A small-diameter pin 302c is inserted into the small-diameter pin hole 301c, a medium-diameter pin 302b is inserted into the medium-diameter pin hole 301b, and a large-diameter pin 302a is inserted into the large-diameter pin hole 301a. Therefore, even if the cores of the pin holes 301a, 301b, 301c are misaligned, the pins 302a, 302b, 302c are also misaligned. The pin holes 301a, 301b, and 301c are inserted without displacement. For this reason, the torque transmitted between the nut 3 and the nut outer cylinder 4 can be reliably transmitted.
[0052]
Further, the torque acting in the rotational direction (circumferential direction) transmitted from the nut outer cylinder 4 to the nut 3 is transmitted from the axial center portion of the nut 3 to both end portions. For this reason, the torque acting in the rotation direction is first transmitted through the small diameter pin 302c close to the center portion.
[0053]
If for some reason an extremely large torque is generated and the small-diameter pin 302c yields (deforms beyond the elastic limit), the torque distribution changes from the initial state, and this time via the medium-diameter pin 302b. Torque is transmitted. Furthermore, if for some reason a torque in an extremely large rotational direction is generated and the medium diameter pin 302b yields (deforms beyond the elastic limit), the torque is transmitted via the large diameter pin 302a.
[0054]
Thus, even if a large torque is applied, the pins 302c, 302b, and 302a can elastically transmit the torque, so that even if a very large torque is generated, the entire pin 302 is completely nuts. No more biting into 3. That is, for example, the pin 302c yields and the torque distribution changes, so that a large torque is applied to the large-diameter pin, the small-diameter pin does not bite, and the torque is transmitted elastically by other pins. .
[0055]
If a single pin is used, if a part of this pin yields, the yielded portion will spread out over the whole, and the entire pin will bite into the nut 3, making it difficult to replace the nut 3. End up.
[0056]
<Description of nut screw shape and screw shaft screw shape>
Next, the screw shape of the nut 3 and the shape of the screw 1a of the screw shaft 1 will be described with reference to FIG. 8 showing an enlarged engagement portion between the screw shaft 1 and the nut 3. FIG.
[0057]
The screw shape of the screw shaft 1 and the nut 3 shown in FIG. 8 has been developed for use in an ultra-large screw press machine. The screw shaft 1 is made of NiCrMo steel which has high toughness and is difficult to deform, and the nut 3 is made of brass which has low elasticity and is easily deformed.
[0058]
Then, the tooth thickness (axial length) H1 of the screw 1a of the screw shaft 1 with respect to the tooth thickness (axial length) H3 of the nut 3, ie, the ratio (H1 / H3) is 0.7-0. .85. Incidentally, the ratio (H1 / H3) is simply set to 1 in a conventional (not super-large) screw press machine.
[0059]
Further, at normal times, the screw shaft 1 and the nut 3 are in contact with each other with the position S1 as a pitch circle diamond. In the nut 3, in the radial direction, the length L1 from the screw bottom to the position S1 is made longer than the length L2 from the position S1 to the screw tip, thereby improving the strength of the screw teeth of the nut 3. .
[0060]
Furthermore, the radius of curvature of the boundary portion 3R between the male screw (screw convex portion) and the female screw (screw concave portion) of the nut 3 is increased to prevent stress concentration on the boundary portion 3R.
[0061]
By the way, if a force larger than usual is applied from the screw shaft 1 to the nut 3, the screw teeth of the nut 3 bend downward and the screw teeth of the screw shaft 1 bend upward.
[0062]
When bending occurs in this way, the contact center position between the screw shaft 1 and the nut 3 moves from S1 to, for example, S2, but the ratio (H1 / H3) is set to 0.7 to 0.85, and the screw The length L1 from the bottom to the position S1 is made longer than the length L2 from the position S1 to the screw tip, and the curvature radius of the boundary portion 3R is increased to prevent stress concentration on the boundary portion 3R. Therefore, although the elasticity of the screw shaft 1 and the nut 3 is different, the upward deflection angle of the screw shaft 1 is equal to the downward deflection angle of the nut 3.
[0063]
Therefore, even when a force larger than usual is applied from the screw shaft 1 toward the nut 3, the parallelism between the screw tooth surface of the screw shaft 1 and the screw tooth surface of the nut 3 is normal. It is almost the same as time. For this reason, even when a force larger than usual is applied, the oil film (squeeze oil film) supplied between the screw shaft 1 and the nut 3 is not cut, and the screw shaft 1 and the nut 3 are baked. Can prevent sticking.
[0064]
If a force greater than the above is applied and the parallelism between the screw tooth surface of the screw shaft 1 and the screw tooth surface of the nut 3 is lost, a squeeze oil film flows out, and the screw shaft 1 and There is a risk that the nut 3 will burn.
[0065]
In addition, when a force larger than usual is applied from the screw shaft 1 toward the nut 3, the concentrated screw teeth of the nut 3 are bent downward. Will be distributed to other screw teeth, and there is also an effect of uniforming the force as a whole.
[0066]
【The invention's effect】
As specifically described together with the above embodiments, in the present invention, a screw shaft formed with a screw on the peripheral surface and erected freely,
A nut that is screwed into the screw of the screw shaft, descends along the screw shaft when the screw shaft rotates forward, and rises along the screw shaft when the screw shaft rotates backward;
A flywheel that rotates in the forward direction around the screw shaft and rotates on the outer periphery of the screw shaft, and transmits the rotational force to the screw shaft until the nut descends from the top dead center to the bottom dead center;
In the screw type press machine having a screw shaft reversing mechanism that raises the nut to the top dead center by reversely rotating the screw shaft when the nut reaches the bottom dead center,
The nut is configured to be cut in the radial direction and divided into a plurality of parts at least at one place along the axial direction.
[0067]
Since the nut has a split structure in this way, the probability of occurrence of casting defects is reduced, and the processing accuracy of the nut screw is improved. For this reason, the occurrence of seizure with the screw shaft is prevented, and the life of the nut is extended.
[0068]
Further, in the present invention, a screw shaft on which a screw is formed on the peripheral surface and is erected freely,
A nut that is screwed into the screw of the screw shaft, descends along the screw shaft when the screw shaft rotates forward, and rises along the screw shaft when the screw shaft rotates backward;
A nut outer cylinder fixed to the nut in a state of wrapping the nut from the outer peripheral side;
A flywheel that rotates in the forward direction around the screw shaft and rotates on the outer periphery of the screw shaft, and transmits the rotational force to the screw shaft until the nut descends from the top dead center to the bottom dead center;
In the screw type press machine having a screw shaft reversing mechanism that raises the nut to the top dead center by reversely rotating the screw shaft when the nut reaches the bottom dead center,
A pin hole is formed at the boundary surface between the nut and the nut outer cylinder, extending in the axial direction from the end surface of the nut and nut outer cylinder, and having a diameter that decreases stepwise as it goes in the depth direction of the hole. And it was set as the structure provided with the detent | locking structure comprised by inserting the pin of the diameter according to the diameter of the hole in each hole from which the diameter of the said pin hole differs, respectively.
[0069]
With this configuration, the pin as a whole has a small diameter but a long pin in the axial direction, and the nut and the nut outer cylinder can have a thin structure.
Further, each nut hole and each pin are in close contact with each other, and torque can be transmitted reliably.
[0070]
Further, in the present invention, a screw shaft on which a screw is formed on the peripheral surface and is erected freely,
A nut that is screwed into the screw of the screw shaft, descends along the screw shaft when the screw shaft rotates forward, and rises along the screw shaft when the screw shaft rotates backward;
A flywheel that rotates in the forward direction around the screw shaft and rotates on the outer periphery of the screw shaft, and transmits the rotational force to the screw shaft until the nut descends from the top dead center to the bottom dead center;
In the screw type press machine having a screw shaft reversing mechanism that raises the nut to the top dead center by reversely rotating the screw shaft when the nut reaches the bottom dead center,
The thickness of the screw teeth of the screw shaft with respect to the thickness of the nut teeth was set to 0.7 to 0.85.
[0071]
Because of this configuration, even when a force greater than normal is applied from the screw shaft to the nut, the parallelism between the screw tooth surface of the screw shaft and the screw tooth surface of the nut is normal. It is almost the same. For this reason, even when a force larger than usual is applied, the oil film (squeeze oil film) supplied between the screw shaft and the nut is not cut, and seizure between the screw shaft and the nut is prevented. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a screw press machine.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a flywheel drive mechanism.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a screw shaft reversing mechanism.
FIG. 4 is a partially broken perspective view showing a nut and a nut outer cylinder.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a nut and a nut outer cylinder.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a detent structure.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a procedure for drilling a pin hole.
FIG. 8 is an enlarged configuration diagram showing an occlusal portion between a screw shaft and a nut.
[Explanation of symbols]
1 Screw shaft
1a screw
2 Press casing
3, 3a, 3b nut
3c dividing line
4 Nut outer cylinder
5 lamb
6 Upper die holder
7 Mold
8 Lower die holder
9 Mold
10 Bracket
11 Ram balance cylinder
12 Flywheel
13 Clutch disc
14 Clutch shoe
15 Top disk
16 Bottom disc
17 Spring
18 Plunger
19 Brake disc
20 Hydraulic brake
100 Flywheel drive mechanism
101 motor
102 Torque converter
103 universal joint
104 bevel reducer
105 universal joint
106 Pulley device
106a pulley
200 Screw shaft reversal mechanism
201 Pinion
202a, 202b rack
203a, 203b Hydraulic cylinder
204 Hydraulic source
205 Accumulator
206 Check valve
300 Non-rotating structure
301, 301a, 301b, 301c Pin hole
302, 302a, 302b, 302c pins
400 Non-rotating pin

Claims

A screw shaft on which a screw is formed on a peripheral surface and is erected freely;
A nut that is screwed into the screw of the screw shaft, descends along the screw shaft when the screw shaft rotates forward, and rises along the screw shaft when the screw shaft rotates backward;
A flywheel that rotates in the forward direction around the screw shaft and rotates on the outer periphery of the screw shaft, and transmits the rotational force to the screw shaft until the nut descends from the top dead center to the bottom dead center;
In the screw type press machine having a screw shaft reversing mechanism that raises the nut to the top dead center by reversely rotating the screw shaft when the nut reaches the bottom dead center,
The screw type press machine, wherein the nut is cut in a radial direction and divided into a plurality of parts at least at one place along the axial direction.

A screw shaft on which a screw is formed on a peripheral surface and is erected freely;
A nut that is screwed into the screw of the screw shaft, descends along the screw shaft when the screw shaft rotates forward, and rises along the screw shaft when the screw shaft rotates backward;
A nut outer cylinder fixed to the nut in a state of wrapping the nut from the outer peripheral side;
A flywheel that rotates in the forward direction around the screw shaft and rotates on the outer periphery of the screw shaft, and transmits the rotational force to the screw shaft until the nut descends from the top dead center to the bottom dead center;
In the screw type press machine having a screw shaft reversing mechanism that raises the nut to the top dead center by reversely rotating the screw shaft when the nut reaches the bottom dead center,
A pin hole is formed at the boundary surface between the nut and the nut outer cylinder, extending in the axial direction from the end surface of the nut and nut outer cylinder, and having a diameter that decreases stepwise as it goes in the depth direction of the hole. A screw-type press machine comprising a detent structure configured by inserting a pin having a diameter corresponding to the diameter of each of the holes having different pin hole diameters.

A screw shaft on which a screw is formed on a peripheral surface and is erected freely;
A nut that is screwed into the screw of the screw shaft, descends along the screw shaft when the screw shaft rotates forward, and rises along the screw shaft when the screw shaft rotates backward;
A flywheel that rotates in the forward direction around the screw shaft and rotates on the outer periphery of the screw shaft, and transmits the rotational force to the screw shaft until the nut descends from the top dead center to the bottom dead center;
In the screw type press machine having a screw shaft reversing mechanism that raises the nut to the top dead center by reversely rotating the screw shaft when the nut reaches the bottom dead center,
The screw type press machine, wherein the thickness of the screw teeth of the screw shaft relative to the thickness of the nut teeth is set to 0.7 to 0.85.