JP4126120B2 - Screw machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はスクリュー式機械に関し、稼働率が高く、しかも、鍛造品質を向上することができるようにしたものである。
【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】
従来のスクリュー式プレス機械としては、フライホイール駆動機構やスクリュー軸反転機構を次のようにして構成した例がある。
【0006】
第1の従来のスクリュー式プレス機械では、電動モータの回転力をプーリを介してフライホイールにベルト伝達する機構によりフライホイール駆動機構を構成し、油圧モータによりスクリュー軸反転機構を構成していた。なお、スクリュー軸を逆回転させるときには、フライホイールからスクリュー軸への動力伝達を解除し、フライホイールの正回転を維持している。
【0007】
第2の従来のスクリュー式プレス機械では、フライホイールに正転用モータを歯車連結してフライホイール駆動機構を構成し、また、フライホイールに逆転用モータを歯車連結してスクリュー軸反転機構を構成していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで第1の従来技術では、油圧モータによりスクリュー軸反転機構を構成しているが、油圧モータの一般的な性能として、油圧モータは鍛造時の衝撃ならびに逆転時の高速回転に追従できないことにより稼働率が低かった。
【0009】
無理に油圧モータを高速回転しようとすると、今度は、油圧モータが短時間で故障してしまう。これは、油圧モータの一般的な性能として、高速回転には不向きなためである。
【0010】
また第2の従来技術では、正転用モータによりフライホイールひいてはスクリュー軸を正回転させて鍛造を行い、上側の金型が下死点に達して鍛造加工が完了したら、フライホイールの回転速度が一旦ゼロになり、この回転速度ゼロの状態から、逆転用モータによりフライホイールを逆回転させる。このように、鍛造の度にフライホイールの回転速度がゼロになるため鍛造インターバル時間が長くなり、第1の従来技術と同様に、稼働率が低いと共に、鍛造品質の低下をきたしていた。
【0011】
さらに本願発明者は、従来のスクリュー式プレス機械に比べて極めて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。この場合、稼働率の向上と共にフライホイール駆動機構を振動から保護したり、ベルト損傷を回避したり、保守・点検時に保守等をし易くしたりする工夫が必要であることがわかった。かかる工夫は、従来のスクリュー式プレス機械では留意する必要の無い事項であったが、超大型のスクリュー式プレス機械を製造する場合には、大きな問題となることが判明した。
【0012】
本発明は、上記従来技術に鑑み、稼働率が高く、しかも、鍛造品質の良いスクリュー式プレス機械を提供することを目的とする。
【0013】
【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機械において、
前記スクリュー軸反転機構は、
前記スクリュー軸に同軸に固定されているピニオンと、
前記ピニオンに螺合しており、後退移動することにより前記ピニオンを正回転させ前進移動することにより前記ピニオンを逆回転させるラックと、
前記ラックに連結されており、前記ラックを前進移動させる方向の油圧力を常に発生している油圧シリンダとで構成されると共に、
前記ナットを常に上方に付勢する油圧力を常に発生している油圧シリンダと、
保守・点検時にのみ前記ナットを上方に付勢する油圧力を発生する補助油圧シリンダとが配置されていることを特徴とする。
【0014】
また本発明の構成は、前記のスクリュー式機械において、
モータにより回転するプーリを有しており、前記フライホイールと前記プーリとの間に巻き掛けているベルトにより回転力を前記フライホイールに伝達するフライホイール駆動機構を有し、
前記ベルトは、複数枚のベルトとなっていることを特徴とする。
【0015】
また本発明の構成は、前記のスクリュー式機械において、
前記プーリには、前記モータから回転力が伝達されてくるクラッチが連結されており、前記ナットが上死点から下死点に降下するまでの間は前記クラッチを開放状態としておき、他の時には前記クラッチを接続状態とすることを特徴とする。
【0016】
また本発明の構成は、前記のスクリュー式機械において、
前記フライホイール駆動機構では、前記モータが水平配置されており、前記モータから前記プーリに動力を伝達する動力伝達系統には水平配置した自在継手が介装されていることを特徴とする。
【0017】
また本発明の構成は、前記のスクリュー式機械において、
前記フライホイール駆動機構には、前記モータから前記プーリに動力を伝達する動力伝達系統に、クラッチを内蔵したトルクコンバータが配置されており、前記モータの起動時には前記クラッチを開放状態としておき、起動から一定時間が経過したら前記クラッチを接続状態とすることを特徴とする。
【0019】
【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。
【0020】
<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。
【0021】
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。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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
<スクリュー軸反転機構の説明>
ここで、スクリュー軸反転機構200について、図1及び図2を参照して説明する。
【0039】
図1及び図2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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
このようなスクリュー軸反転機構200では、プレス完了後に直ちにスクリュー軸1を逆回転してナット3(ラム5等)を上昇移動させることができる。このため鍛造インターバル時間が短くなり、鍛造品質が向上すると共に、稼働率が高まる。
また、構造が簡単で保守の容易な油圧シリンダ203a,203bを用いているので、故障が少なく信頼性が高い。
【0047】
<フライホイール駆動機構の説明>
次に、フライホイール駆動機構100について、図1及び図3を参照して説明する。
【0048】
図1及び図3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、スラスト方向に伸縮する機能をも有している自在継手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。
【0049】
なお、水平方向に配置しているモータ101及びトルクコンバータ102を設置している架台と、垂直方向に配置しているベベル減速器104及びプーリ装置106を設置している架台とは、別の部材となっている。
【0050】
このフライホイール駆動機構100では、複数枚(本例では3枚)のベルト107を用いることと、プーリ装置106にエアークラッチを内蔵することにより、ベルト107とプーリ106aとの間でスリップが発生することを防止している。仮にスリップが発生すると、ベルトのうちスリップが発生した部分で偏磨耗が発生し、この偏磨耗部分の強度が低下してベルト破断が生じ易くなるため、スリップの発生を防止しようとしているのである。かかるスリップの発生を防止する機構及び理由を以下に順次説明していく。
【0051】
プーリ装置106のプーリ106aからフライホイール12に伝達する動力を、3枚のベルト107により伝達するようにしているため、1枚のベルトで伝達しようとした場合に比べて、ベルト107の厚さを薄くでき、幅を広く(プーリ106aとの接触面積を広く)することができる。
【0052】
つまり、3枚のベルト107により伝達する動力を、1枚のベルトにより伝達しようとした場合には、図4に示すように、3枚のベルト107の総断面積(3×S1)と、1枚のベルト107−1の断面積(S2)とを略等しくする必要がある。このような関係があるため、同一の動力を伝達する場合に、ベルトを複数枚にすると、各ベルト107の厚さを薄くでき、ベルト107全体の幅を広く(プーリ106aとの接触面積を広く)することができるのである。
【0053】
このように、3枚のベルト107の全体の幅が広く、プーリ106aとの接触面積が広くなるため、スリップの発生を防止できるのである。
【0054】
また、各ベルト107を薄くすることができるため、ベルト107の曲げ半径を小さくでき、プーリ106aとして小径のプーリを採用することができ、プーリ装置106のイナーシャを小さくすることができる。このようにプーリ装置106のイナーシャを小さくできるため、フライホイール12の速度、即ち、フライホイール12に巻き付いているベルト107の速度が急変しても、プーリ106aの周速度も対応して急変でき、この点からもスリップの発生を防止することができる。
【0055】
なお、ベルト107を3枚としたため、仮にそのうちの1枚が破損しても、交換を容易に行うことができる。また、各ベルト107が薄いため、各ベルト107をプーリ装置106とフライホイール12との間に巻き掛ける作業が簡単になる。
【0056】
一方、プーリ装置106には、図5に示すように、エアークラッチ106bを内蔵している。更に説明すると、プーリ装置106の回転軸106cには、自在継手105を介してベベル減速器104から動力(回転力)が伝達される。この回転軸106cの上部にエアークラッチ106bが配置されている。回転軸106cの外周には円筒形のプーリ106aが回転自在に配置されており、このプーリ106aの周面に、3本のベルト107が巻き付けられている。
【0057】
エアークラッチ106bにエアーを供給して、エアークラッチON状態とすると、回転軸106cの回転力が、エアークラッチ106bを介して、プーリ106aに伝達される。このとき、ベルト107を介してフライホイール駆動機構100からフライホイール12に動力(回転力)が伝達される。
【0058】
エアークラッチ106bのエアーを抜いて、エアークラッチOFF状態とすると、ベルト107が巻き付けられているプーリ106aと、回転軸106cとの回転が独立となる。
【0059】
エアークラッチ106bのエアークラッチON動作とエアークラッチOFF動作は、次のタイミングにより行われる。
【0060】
即ち、クラッチシュー14をクラッチON状態としたと同時に、エアークラッチ106bをエアークラッチOFF状態とする。つまり、プレス加工を開始すべくスクリュー軸1を正回転させ始めるため、プランジャ18に圧油を供給してクラッチシュー14をクラッチON状態としてフライホイール12からスクリュー軸1に回転動力が伝達され始めた時点において、エアークラッチ106bをエアークラッチOFFとする。
【0061】
ナット3(ラム5)が下死点に達してプレス加工が完了した時点で、エアークラッチ106bをエアークラッチON状態とする。
【0062】
結局、スクリュー軸1が正回転を開始した時点(ナット3が上死点から降下し始めた時点)から、プレス加工が完了する時点(ナット3が下死点に達した時点)までの間は、エアークラッチ106bがエアークラッチOFF状態となる。
【0063】
なお、モータ101が定常運転をしている時(起動時を除き運転をしている時)には、エアークラッチ106bのONタイミングとトルクコンバータ102に内蔵したクラッチのONタイミング、並びに、エアークラッチ106bのOFFタイミングとトルクコンバータ102に内蔵したクラッチのOFFタイミングは同期して行う。
【0064】
スクリュー軸1が正回転を開始した時点(ナット3が上死点から降下し始めた時点)から、プレス加工が完了する時点(ナット3が下死点に達した時点)までの間、特に、ワークを押しつぶしている間では、フライホイール12の回転速度が減速する。しかし、この間では、エアークラッチ106bをエアークラッチOFF状態としていると共に、トルクコンバータ102に内蔵したクラッチもOFF状態としているため、フライホイール12,ベルト107及びプーリ装置106のプーリ106aの慣性系と、プーリ装置106の回転軸106c,自在継手105,ベベル減速器104,自在継手103及びトルクコンバータ102の慣性系とが切り離される。また、モータ101はトルクコンバータ102から切り離される。
【0065】
このように、フライホイール12,ベルト107及びプーリ106aの慣性系が、回転軸106c,自在継手105,ベベル減速器104,自在継手103及びトルクコンバータ102の慣性系から切り離されるため、フライホイール12の回転速度が減速しても、ベルト107はフライホイール12の周面およびプーリ装置106のプーリ106aの表面に対して、スリップすることなく接触して巻き付いている。このため、フライホイール12の回転速度が減速してしまう期間である、スクリュー軸1が正回転を開始した時点(ナット3が上死点から降下し始めた時点)から、プレス加工が完了する時点(ナット3が下死点に達した時点)までの期間であっても、ベルト107がスリップすることはない。
【0066】
なお、エアークラッチ106bをエアークラッチOFF状態からエアークラッチON状態に戻した当初では、エアークラッチ106bは半クラッチ状態となり、ベルト107のスリップを防止している。エアークラッチ106bが半クラッチ状態となっている間に、フライホイール12,ベルト107及びプーリ106aの慣性系と、回転軸106c,自在継手105,ベベル減速器104,自在継手103及びトルクコンバータ102の慣性系との回転速度が近づいていき、回転速度が等しくなった時点で、エアークラッチ106bは全クラッチ状態となる。
【0067】
また、このフライホイール駆動機構100では、自在継手103を用いることにより、モータ101へ入力する縦振動を低減している。
【0068】
つまり、スクリュー式プレス機械によりプレス加工をする度に、縦方向の大きな振動が発生する。この縦方向の振動は、フライホイール12、ベルト107を介してフライホイール駆動機構100に侵入してくる。縦方向の振動は、ベベル減速器104までは侵入してくるが、横方向(水平方向)に伸びる自在継手103により吸収され、トルクコンバータ102やモータ101に伝わることは無い。
【0069】
このように、モータ101にプレス加工に伴う縦振動が伝わらないので、モータ101は小型なものを採用することができる。仮に、モータを縦置き配置して縦振動がモータに直接伝達するようになっている場合には、モータとしてはスラスト方向の振動に耐えられるような大型のモータが必要となってしまう。
【0070】
また、このフライホイール駆動機構100では、クラッチを内蔵したトルクコンバータ102を用いているため、モータ101の起動電流を小さくすることができる。
【0071】
つまり、モータ101の起動時には、トルクコンバータ102に内蔵したクラッチをOFFにしておく。このようにすると、モータ101の負荷が小さいため、モータ101の起動電流が小さくて済む。モータ101の起動から一定時間(数秒間)経過したら、トルクコンバータ102に内蔵したクラッチをON状態とすると共に、トルクコンバータ102の動力伝達効率を最低効率から最高効率に向けて徐々に上昇させていく。
【0072】
このような動作をすることにより、モータ101の起動電流を抑えることができる。また、このように起動電流を小さくすることができるので、モータ101として小型のモータを採用することができる。仮に、上述したような工夫をすることなく、全負荷を繋いだままモータ101を直入れ起動したとすると、極めて大きな起動電流が流れ、場合によっては、スクリュー式プレス機械を設置した工場全体の停電になる恐れもある。
【0073】
<補助バランスシリンダの説明>
図1にはラムバランスシリンダ11を図示したが、このラムバランスシリンダ11に並んで、補助バランスシリンダを設置することがある。この例を、図6を参照して説明する。
【0074】
図6に示すように、ラムバランスシリンダ11に並んで、補助バランスシリンダ300を設置してもよい。両シリンダ11,300には、同一の油圧源から圧油が供給される。ラムバランスシリンダ11には常時圧油が供給されるが、補助バランスシリンダ300には、保守・点検時などに圧油が供給される。ラムバランスシリンダ11は、ラム5の重量の約90%程度の油圧力を発生し、補助バランスシリンダ300は、ラム5の重量の約10数パーセント程度の油圧力を発生する。
【0075】
プレス加工を停止して、スクリュー軸1のネジ1aの状態を点検するときや、ダイホルダー6,8を交換するときには、両油圧シリンダ11,300に圧油を供給して、ラム5を上方に移動させる。
【0076】
なお、ダイホルダー6,8の交換をするときには、ロープにより下ダイホルダー8を上ダイホルダー6に一体に緊縛しておき、両ダイホルダー6,8をラム5と共に上方に移動させるようにしている。
【0077】
このようにしてラム5を上方に移動させておけば、ネジ1aの点検が容易にできる。また、上方に移動させたダイホルダー6,8の下方に台車を入れた後に、ダイホルダー6,8をラム5から外して台車に移載することができる。そして、新たなダイホルダーをラム5の下にセットしてラム5に取り付けることにより、ダイホルダーの交換ができる。
【0078】
このように、補助バランスシリンダ300を設けておけば、保守・点検時等にラム5を容易に上方に移動させることができ、保守・点検等が簡単にできる。
【0079】
【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機械において、
前記スクリュー軸反転機構は、
前記スクリュー軸に同軸に固定されているピニオンと、
前記ピニオンに螺合しており、後退移動することにより前記ピニオンを正回転させ前進移動することにより前記ピニオンを逆回転させるラックと、
前記ラックに連結されており、前記ラックを前進移動させる方向の油圧力を常に発生している油圧シリンダとで構成されているようにした。
【0080】
かかる構成としたため、スクリュー軸反転機構により、プレス完了後に直ちにスクリュー軸を逆回転してナットを上昇移動させることができる。このため鍛造インターバル時間が短くなり、鍛造品質が向上すると共に、稼働率が高まる。
また、構造が簡単で保守の容易な油圧シリンダを用いているので、故障が少なく信頼性が高い。
【0081】
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、
モータにより回転するプーリを有しており、前記フライホイールと前記プーリとの間に巻き掛けているベルトにより回転力を前記フライホイールに伝達するフライホイール駆動機構と、
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機械において、
前記ベルトは、複数枚のベルトとなっている構成とした。
【0082】
かかる構成としたため、1枚のベルトで伝達しようとした場合に比べて、ベルトの厚さを薄くでき、ベルト全体の幅を広く(プーリとの接触面積を広く)することができる。このように、複数枚のベルトの全体の幅が広く、プーリとの接触面積が広くなるため、スリップの発生を防止できるのである。
【0083】
また、各ベルトを薄くすることができるため、ベルトの曲げ半径を小さくでき、プーリとして小径のプーリを採用することができイナーシャを小さくすることができる。このようにプーリのイナーシャを小さくできるため、フライホイールの速度、即ち、フライホイールに巻き付いているベルトの速度が急変しても、プーリの周速度も対応して急変でき、この点からもスリップの発生を防止することができる。
【0084】
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、
モータにより回転するプーリを有しており、前記フライホイールと前記プーリとの間に巻き掛けているベルトにより回転力を前記フライホイールに伝達するフライホイール駆動機構と、
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機械において、
前記プーリには、前記モータから回転力が伝達されてくるクラッチが連結されており、前記ナットが上死点から下死点に降下するまでの間は前記クラッチを開放状態としておき、他の時には前記クラッチを接続状態とする構成とした。
【0085】
かかる構成としたため、フライホイールの慣性系が、フライホイール駆動機構の慣性系から切り離されるため、フライホイールの回転速度が減速しても、ベルトはフライホイールの周面およびプーリの表面に対して、スリップすることなく接触して巻き付いている。このため、フライホイールの回転速度が減速してしまう期間である、スクリュー軸が正回転を開始した時点(ナットが上死点から降下し始めた時点)から、プレス加工が完了する時点(ナットが下死点に達した時点)までの期間であっても、ベルトがスリップすることはない。
【0086】
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、
モータにより回転するプーリを有しており、前記フライホイールと前記プーリとの間に巻き掛けているベルトにより回転力を前記フライホイールに伝達するフライホイール駆動機構と、
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機械において、
前記フライホイール駆動機構では、前記モータが水平配置されており、前記モータから前記プーリに動力を伝達する動力伝達系統には水平配置した自在継手が介装されている構成とした。
【0087】
かかる構成としたため、縦振動は水平配置した自在継手により吸収され、モータにはプレス加工に伴う縦振動が伝わらないので、モータは小型なものを採用することができる。
【0088】
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、
モータにより回転するプーリを有しており、前記フライホイールと前記プーリとの間に巻き掛けているベルトにより回転力を前記フライホイールに伝達するフライホイール駆動機構と、
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機械において、
前記フライホイール駆動機構には、前記モータから前記プーリに動力を伝達する動力伝達系統に、クラッチを内蔵したトルクコンバータが配置されており、前記モータの起動時には前記クラッチを開放状態としておき、起動から一定時間が経過したら前記クラッチを接続状態とする構成とした。
【0089】
かかる構成としたため、モータの起動電流を抑えることができる。また、このように起動電流を小さくすることができるので、モータとして小型のモータを採用することができる。
【0090】
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機械において、
前記ナットを常に上方に付勢する油圧力を常に発生している油圧シリンダと、
保守・点検時にのみ前記ナットを上方に付勢する油圧力を発生する補助油圧シリンダとが配置されている構成とした。
【0091】
かかる構成としたため、保守・点検時等にラムを容易に上方に移動させることができ、保守・点検等が簡単にできる。
【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】スクリュー軸反転機構を示す構成図。
【図3】フライホイール駆動機構を示す構成図。
【図4】ベルトの断面積の状態を示す説明図。
【図5】プーリ装置を示す構成図。
【図6】補助バランスシリンダを備えた例を示す構成図。
【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 ナット
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
106b エアークラッチ
106c 回転軸
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 補助バランスシリンダ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a screw-type machine, which has a high operating rate and can improve forging quality.
[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 ram and an upper die holder. 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]
As a conventional screw type press machine, there is an example in which a flywheel drive mechanism and a screw shaft reversing mechanism are configured as follows.
[0006]
In the first conventional screw press machine, the flywheel drive mechanism is configured by a mechanism that transmits the rotational force of the electric motor to the flywheel via a pulley, and the screw shaft reversing mechanism is configured by a hydraulic motor. When the screw shaft is rotated in the reverse direction, power transmission from the flywheel to the screw shaft is canceled and the forward rotation of the flywheel is maintained.
[0007]
In the second conventional screw-type press machine, a flywheel drive mechanism is configured by connecting a forward rotation motor to a flywheel, and a screw shaft reversing mechanism is configured by connecting a reverse rotation motor to a flywheel. It was.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the first prior art, the screw shaft reversing mechanism is constituted by a hydraulic motor. However, as a general performance of the hydraulic motor, the hydraulic motor operates because it cannot follow the impact during forging and the high-speed rotation during reverse rotation. The rate was low.
[0009]
If the hydraulic motor is forced to rotate at high speed, the hydraulic motor will fail in a short time. This is because the general performance of a hydraulic motor is not suitable for high-speed rotation.
[0010]
In the second prior art, forging is performed by forwardly rotating the flywheel and thus the screw shaft by the forward rotation motor. When the upper die reaches the bottom dead center and forging is completed, the rotational speed of the flywheel is once increased. From this zero rotational speed state, the flywheel is reversely rotated by the reverse rotation motor. Thus, since the rotational speed of the flywheel becomes zero each time forging, the forging interval time becomes long, and the operating rate is low and the forging quality is lowered as in the first conventional technique.
[0011]
Furthermore, the inventor of the present application has decided to design and manufacture a screw press machine that is much larger than the conventional screw press machine. In this case, it has been found that it is necessary to improve the operation rate and protect the flywheel drive mechanism from vibration, avoid belt damage, and facilitate maintenance during inspection and inspection. Such ingenuity is a matter that does not need to be noted in the conventional screw press machine, but it has been found that it becomes a big problem when manufacturing an ultra-large screw press machine.
[0012]
An object of the present invention is to provide a screw press machine having a high operating rate and good forging quality in view of the above-described conventional technology.
[0013]
[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 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 shaft reversing mechanism is
A pinion fixed coaxially to the screw shaft;
A rack that is screwed into the pinion, rotates forward to move the pinion forward by moving backward, and reverse rotates the pinion by moving forward;
The rack is connected to, Rutotomoni is composed of a hydraulic cylinder that always generates a hydraulic pressure force in the direction of advancing movement of said rack,
A hydraulic cylinder that always generates an oil pressure that always urges the nut upward;
An auxiliary hydraulic cylinder that generates hydraulic pressure that biases the nut upward only during maintenance and inspection is provided.
[0014]
Moreover, the configuration of the present invention is the above screw type machine,
A pulley that is rotated by a motor, and a flywheel drive mechanism that transmits rotational force to the flywheel by a belt wound between the flywheel and the pulley,
The belt is a plurality of belts .
[0015]
Moreover, the configuration of the present invention is the above screw type machine,
The pulley is connected to a clutch to which rotational force is transmitted from the motor, and the clutch is kept open until the nut descends from top dead center to bottom dead center. The clutch is in a connected state .
[0016]
Moreover, the configuration of the present invention is the above screw type machine,
The flywheel drive mechanism is characterized in that the motor is horizontally disposed, and a universally disposed universal joint is interposed in a power transmission system that transmits power from the motor to the pulley .
[0017]
Moreover, the configuration of the present invention is the above screw type machine,
In the flywheel drive mechanism, a torque converter with a built-in clutch is arranged in a power transmission system that transmits power from the motor to the pulley. When the motor is started, the clutch is kept open, The clutch is brought into a connected state after a certain time has elapsed .
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0020]
<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
[0021]
The nut 3 is screwed into the screw 1 a of the
[0022]
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.
[0023]
A
[0024]
On the other hand, the annular flywheel 12 is rotatably arranged in the
[0025]
A clutch disk 13 is fixed to the upper part of the
[0026]
A
[0027]
When the supply of the pressure oil to the
[0028]
A brake disc 19 is fixed at a position above the clutch disc 13 in the
[0029]
A screw
[0030]
Next, an outline of the press operation of the screw press machine having the above-described configuration will be described. The
[0031]
When the
[0032]
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.
[0033]
When the die 7 reaches the bottom dead center, that is, when the press work is completed, the positive rotation speed of the
[0034]
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
[0035]
As a result, the
[0036]
When the press work is performed again, the above operation is performed with the
[0037]
By performing this operation a plurality of times, a continuous forging process can be performed on the workpiece.
[0038]
<Description of screw shaft reversal mechanism>
Here, the screw
[0039]
As shown in FIGS. 1 and 2, the pinion 201 of the screw
[0040]
[0041]
When a large inertia force by the flywheel 12 is not transmitted to the
[0042]
When the
[0043]
In the screw
[0044]
When the ram 5 (nut 3) reaches the bottom dead center and press working is completed, the supply of pressure oil to the
[0045]
As the racks 202a and 202b move forward, the pinion 201 rotates in the reverse direction, and the
[0046]
In such a screw
Further, since the
[0047]
<Description of flywheel drive mechanism>
Next, the
[0048]
As shown in FIGS. 1 and 3, the power (rotational force) of a motor 101 that is a drive source of the
[0049]
The frame on which the motor 101 and the torque converter 102 arranged in the horizontal direction are installed and the frame on which the bevel speed reducer 104 and the
[0050]
In this
[0051]
Since the power transmitted from the pulley 106a of the
[0052]
That is, when the power transmitted by the three
[0053]
As described above, since the entire width of the three
[0054]
In addition, since each
[0055]
Since there are three
[0056]
On the other hand, as shown in FIG. 5, the
[0057]
When air is supplied to the air clutch 106b to turn on the air clutch, the rotational force of the
[0058]
When the air clutch 106b is evacuated to turn the air clutch OFF, the rotation of the pulley 106a around which the
[0059]
The air clutch ON operation and the air clutch OFF operation of the air clutch 106b are performed at the following timing.
[0060]
That is, the
[0061]
When the nut 3 (ram 5) reaches bottom dead center and press working is completed, the air clutch 106b is turned on.
[0062]
After all, from the time when the
[0063]
When the motor 101 is in steady operation (when it is operating except during startup), the ON timing of the air clutch 106b, the ON timing of the clutch built in the torque converter 102, and the air clutch 106b. The OFF timing of the clutch and the OFF timing of the clutch built in the torque converter 102 are synchronized.
[0064]
From the time when the
[0065]
Thus, the inertial system of the flywheel 12, the
[0066]
Note that at the beginning when the air clutch 106b is returned from the air clutch OFF state to the air clutch ON state, the air clutch 106b is in a half-clutch state to prevent the
[0067]
Further, in this
[0068]
That is, a large vibration in the vertical direction is generated each time the pressing is performed by the screw press machine. This longitudinal vibration enters the
[0069]
Thus, since the vertical vibration accompanying press processing is not transmitted to the motor 101, a small motor 101 can be employed. If the motor is placed vertically and the longitudinal vibration is transmitted directly to the motor, a large motor that can withstand the vibration in the thrust direction is required as the motor.
[0070]
In addition, since the
[0071]
That is, when the motor 101 is started, the clutch built in the torque converter 102 is turned off. In this way, since the load on the motor 101 is small, the starting current of the motor 101 can be small. When a certain time (several seconds) has elapsed since the start of the motor 101, the clutch built in the torque converter 102 is turned on, and the power transmission efficiency of the torque converter 102 is gradually increased from the lowest efficiency to the highest efficiency. .
[0072]
By performing such an operation, the starting current of the motor 101 can be suppressed. In addition, since the starting current can be reduced in this way, a small motor can be adopted as the motor 101. Assuming that the motor 101 is directly turned on with all loads connected without contrivance as described above, a very large starting current flows, and in some cases, a power failure occurs in the entire factory where the screw press machine is installed. There is also a risk of becoming.
[0073]
<Description of auxiliary balance cylinder>
Although the ram balance cylinder 11 is illustrated in FIG. 1, an auxiliary balance cylinder may be installed alongside the ram balance cylinder 11. This example will be described with reference to FIG.
[0074]
As shown in FIG. 6, an
[0075]
When the press working is stopped and the state of the screw 1a of the
[0076]
When exchanging the die holders 6, 8, the lower die holder 8 is tied to the upper die holder 6 integrally with a rope so that both die holders 6, 8 are moved upward together with the ram 5. .
[0077]
If the ram 5 is moved upward in this way, the screw 1a can be easily inspected. Moreover, after putting a trolley below the die holders 6 and 8 moved upward, the die holders 6 and 8 can be removed from the ram 5 and transferred to the trolley. Then, the die holder can be replaced by setting a new die holder under the ram 5 and attaching it to the ram 5.
[0078]
Thus, if the
[0079]
【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 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 shaft reversing mechanism is
A pinion fixed coaxially to the screw shaft;
A rack that is screwed into the pinion, rotates forward to move the pinion forward by moving backward, and reverse rotates the pinion by moving forward;
The hydraulic cylinder is connected to the rack and always generates hydraulic pressure in a direction to move the rack forward.
[0080]
With this configuration, the screw shaft reversing mechanism can reversely rotate the screw shaft immediately after completion of pressing to move the nut upward. For this reason, the forging interval time is shortened, the forging quality is improved, and the operating rate is increased.
In addition, since a hydraulic cylinder with a simple structure and easy maintenance is used, there are few failures and high reliability.
[0081]
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;
A flywheel drive mechanism that has a pulley that is rotated by a motor, and that transmits a rotational force to the flywheel by a belt wound between the flywheel and the pulley;
In the screw type 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 belt is configured as a plurality of belts.
[0082]
With this configuration, the thickness of the belt can be reduced and the width of the entire belt can be widened (the contact area with the pulley can be widened) as compared with the case where transmission is performed using a single belt. As described above, since the entire width of the plurality of belts is wide and the contact area with the pulley is widened, the occurrence of slip can be prevented.
[0083]
Further, since each belt can be made thin, the bending radius of the belt can be reduced, and a small-diameter pulley can be adopted as the pulley, and the inertia can be reduced. Since the pulley inertia can be reduced in this way, even if the speed of the flywheel, that is, the speed of the belt wound around the flywheel changes suddenly, the peripheral speed of the pulley can also change correspondingly. Occurrence can be prevented.
[0084]
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;
A flywheel drive mechanism that has a pulley that is rotated by a motor, and that transmits a rotational force to the flywheel by a belt wound between the flywheel and the pulley;
In the screw type 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 pulley is connected to a clutch to which rotational force is transmitted from the motor, and the clutch is kept open until the nut descends from top dead center to bottom dead center. The clutch is in a connected state.
[0085]
With this configuration, the inertial system of the flywheel is separated from the inertial system of the flywheel drive mechanism, so even if the rotational speed of the flywheel is reduced, the belt is against the peripheral surface of the flywheel and the surface of the pulley. Wrapped in contact without slipping. For this reason, from the point in time when the rotational speed of the flywheel is decelerated, from when the screw shaft starts to rotate forward (when the nut begins to descend from the top dead center), when pressing is completed (when the nut is Even during the period until the bottom dead center is reached, the belt will not slip.
[0086]
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;
A flywheel drive mechanism that has a pulley that is rotated by a motor, and that transmits a rotational force to the flywheel by a belt wound between the flywheel and the pulley;
In the screw type 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,
In the flywheel drive mechanism, the motor is horizontally disposed, and a universally disposed universal joint is interposed in a power transmission system that transmits power from the motor to the pulley.
[0087]
With such a configuration, the longitudinal vibration is absorbed by the horizontally disposed universal joint, and the longitudinal vibration associated with the press work is not transmitted to the motor. Therefore, a small motor can be employed.
[0088]
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;
A flywheel drive mechanism that has a pulley that is rotated by a motor, and that transmits a rotational force to the flywheel by a belt wound between the flywheel and the pulley;
In the screw type 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,
In the flywheel drive mechanism, a torque converter with a built-in clutch is arranged in a power transmission system that transmits power from the motor to the pulley. When the motor is started, the clutch is kept open, The clutch is configured to be in a connected state after a certain time has elapsed.
[0089]
With such a configuration, the starting current of the motor can be suppressed. In addition, since the starting current can be reduced in this way, a small motor can be employed as the motor.
[0090]
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 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 hydraulic cylinder that always generates an oil pressure that always urges the nut upward;
An auxiliary hydraulic cylinder that generates hydraulic pressure that biases the nut upward only during maintenance and inspection is arranged.
[0091]
With this configuration, the ram can be easily moved upward during maintenance and inspection, and maintenance and inspection can be easily performed.
[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 screw shaft reversing mechanism.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a flywheel drive mechanism.
FIG. 4 is an explanatory view showing a state of a cross-sectional area of the belt.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a pulley device.
FIG. 6 is a configuration diagram showing an example provided with an auxiliary balance cylinder.
[Explanation of symbols]
1 Screw
Claims (5)
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機械において、
前記スクリュー軸反転機構は、
前記スクリュー軸に同軸に固定されているピニオンと、
前記ピニオンに螺合しており、後退移動することにより前記ピニオンを正回転させ前進移動することにより前記ピニオンを逆回転させるラックと、
前記ラックに連結されており、前記ラックを前進移動させる方向の油圧力を常に発生している油圧シリンダとで構成されると共に、
前記ナットを常に上方に付勢する油圧力を常に発生している油圧シリンダと、
保守・点検時にのみ前記ナットを上方に付勢する油圧力を発生する補助油圧シリンダとが配置されていることを特徴とするスクリュー式機械。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 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 shaft reversing mechanism is
A pinion fixed coaxially to the screw shaft;
A rack that is screwed into the pinion, rotates forward to move the pinion forward by moving backward, and reverse rotates the pinion by moving forward;
The rack is connected to, Rutotomoni is composed of a hydraulic cylinder that always generates a hydraulic pressure force in the direction of advancing movement of said rack,
A hydraulic cylinder that always generates an oil pressure that always urges the nut upward;
An auxiliary hydraulic cylinder that generates an oil pressure that biases the nut upward only during maintenance and inspection is disposed .
モータにより回転するプーリを有しており、前記フライホイールと前記プーリとの間に巻き掛けているベルトにより回転力を前記フライホイールに伝達するフライホイール駆動機構を有し、
前記ベルトは、複数枚のベルトとなっていることを特徴とするスクリュー式機械。 The screw machine according to claim 1,
It has a pulley that is rotated by a motor, and has a flywheel drive mechanism that transmits rotational force to the flywheel by a belt wound between the flywheel and the pulley ,
The screw type machine, wherein the belt is a plurality of belts.
前記プーリには、前記モータから回転力が伝達されてくるクラッチが連結されており、前記ナットが上死点から下死点に降下するまでの間は前記クラッチを開放状態としておき、他の時には前記クラッチを接続状態とすることを特徴とするスクリュー式機械。 The screw-type machine according to claim 1 or 2,
The pulley is connected to a clutch to which a rotational force is transmitted from the motor , and the clutch is kept open until the nut is lowered from the top dead center to the bottom dead center. A screw type machine characterized in that the clutch is in a connected state.
前記フライホイール駆動機構では、前記モータが水平配置されており、前記モータから前記プーリに動力を伝達する動力伝達系統には水平配置した自在継手が介装されていることを特徴とするスクリュー式機械。 In the screw type machine according to any one of claims 1 to 3,
In the flywheel drive mechanism, the motor is horizontally disposed, and a universal joint disposed horizontally is interposed in a power transmission system that transmits power from the motor to the pulley. .
前記フライホイール駆動機構には、前記モータから前記プーリに動力を伝達する動力伝達系統に、クラッチを内蔵したトルクコンバータが配置されており、前記モータの起動時には前記クラッチを開放状態としておき、起動から一定時間が経過したら前記クラッチを接続状態とすることを特徴とするスクリュー式機械。 In the screw type machine according to any one of claims 1 to 4,
In the flywheel drive mechanism, a torque converter with a built-in clutch is arranged in a power transmission system that transmits power from the motor to the pulley. When the motor is started, the clutch is kept open, A screw-type machine characterized in that the clutch is brought into a connected state after a predetermined time has elapsed.
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