JP5101112B2 - プレスラインにおけるワークテンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、フープ材をプレス機で加工する際に、搬送されるワークにテンションをかけるプレスラインにおけるワークテンション装置に関する。

フープ状のワークをプレス機で加工する際、ワークは、通常、アンコイラやコイルクレードル等によってコイル状に巻装された状態から巻き解されてプレス機側に向かって搬送される。プレス機は、加工工程と搬送工程を含んでいるから、ワークは送り装置で間歇的に搬送される。そのため、ワークは、張力を制御するためのループ部を形成して搬送ライン中に弛みを持たせるようにしている。ループ部を形成することによって、プレス機が特に高速で稼動されるとループ部から直線方向に搬送する際に、ワークがバタつきや蛇行を生じやすくなる。この状態でワークがプレス機に供給されるとミスフィードとなってプレス機を停止させたり加工不良を起したりする要因となっていた。

これを解消するために、従来においては、ワークにテンションをかけるテンション装置を設置していた。従来のテンション装置は、例えば、図７に示すようなバキューム圧力を利用したバキュームテンション装置（特許文献１）やトルクモータを使用したテンションロール等があった。

図７に示すバキュームテンション装置２０は、送り装置２１と、材料ガイド２２との間に配置される吸引部材２３と、吸引部材２３に接続される真空発生装置２４と、を備えている。吸引部材２３には、複数個の吸引口を形成して、真空発生装置２４の作動でワークＷを吸引する。これによって、ワークのバタつきが解消されワークＷをスムーズにプレス機２５に供給できるように構成されていた。
特開平１０−３２８７６５号公報（２〜３頁、図１参照）

しかし、バキュームテンション装置２０は、ワークＷに対してテンションをかけることはできるものの、プレス機の高速運転稼働時、負荷変動が多くなって負圧が脈動するために安定したテンションが掛けられないことがあった。また、トルクモータを使用したテンションロールでは、やはりプレス機の高速運転稼働時ではモータが加熱しやすくテンションロールにスリップマークが付着する虞があった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、高速プレス加工においてワークテンションの安定化を図ることによって高精度で高速なプレス加工を行なうことができるプレスラインにおけるワークテンション装置を提供することを目的とする。そのために本発明では、以下のように構成するものである。すなわち、
請求項１記載の発明では、プレス機に搬送されるフープ状のワークにテンションをかけるプレスラインにおけるワークテンション装置であって、本体ケースと、前記本体ケース内において搬送される前記ワークに対向して配置される磁気手段と、を備え、前記磁気手段が、前記ワークを吸引可能に配置されるとともに、
前記磁気手段が、永久磁石であって、前記永久磁石のＮ極とＳ極が前記ワークの搬送方向と直交する方向に交互に配列されていることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明では、前記磁気手段が収納ケースに収納され、前記収納ケースがシリンダ手段により、前記ワークに対して接近離隔する方向に移動されることを特徴としている。

請求項３記載の発明では、前記磁気手段は、前記本体ケース内に配置された磁力調整装置によって高さ方向に移動調整されることを特徴としている。

本発明によれば、フープ状のワークは、プレス機内に搬送される間（特にループコントロールや金型付近において）にバタつきを発生することになるが、ワークを磁気手段で吸引することによってバタつきを防止することができる。つまり、アンコイラ又はクレードル等の材料分離装置から解されたフープ状のワークはループコントローラでループ量を一定に保持するように調整され、送り装置でプレス機内に搬送される。このバタつきは、ループに形成された状態から直線方向に移動する際に出やすく、特にプレス機が高速運転すればするほど大きくなって、ミスフィードを起こしやすくなる。そのため磁気手段で構成したワークテンション装置をバタつきの大きい場所の付近に設置してワークを磁力で吸引することによって、ワークが磁気手段を通過する際にワークと磁気手段との間に磁界が発生してワークを確実にワークラインに戻すことができる。これによって、バタつきを解消することができる。

この際、磁気手段を永久磁石で構成し、ワークの搬送方向と直交する方向にＳ極とＮ極を配置することによって、ワークと磁気手段との間に形成される磁界が、それぞれ反対の方向に渦巻くことになる。そのため、磁気手段を通るワークはセンタリングされて左右の振れを起こすことなく搬送される。

また、プレス機の連続運転に入る前の準備工程において、例えば、材料通し等を行う場合には、磁気手段をシリンダ手段でワークの対向面より離隔させることによって、磁気手段によるワーク吸引力を低くすることができることから、容易に材料通しを行うことができる。さらに、加工されるワークの材料や厚み等により磁力が変化する場合には、磁力調整装置を使用して、それぞれのワークに適合した磁力を形成することになる。

次に本発明のプレスラインにおけるワークテンション装置の一形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態において、プレスラインは、巻芯に巻装されたフープ状のワークをプレス機に搬送する形態において説明する。なお、ワークには熱処理が施されているものを使用する。

図１に示すように、実施形態のプレスライン１は、巻装されているワークＷを巻き解すアンコイラ２と、アンコイラ２から巻き解されたワークＷにループ３を形成しループ３に一定量のループ量を保持するループコントローラ３１と、ループ状のワークＷを直線方向に案内するループガイド部４と、ワークＷを加工するための上下の金型６を有するプレス機５と、ワークＷを間歇的に搬送する送り装置７とを備えている。

実施形態のワークテンション装置（以下、単にテンション装置という。）１０は、ワークＷのバタつきの大きくなる位置、つまりループガイド部４の前方部位（ワークＷの搬送方向に対して前方側）と金型６の後方部位（ワークＷの搬送方向に対して後方側）との２箇所に配置されている。テンション装置１０は、図２〜３に示すように、筐体状の本体ケース１１と本体ケース１１内に収納されるマグネット体１２と、本体ケース１１内に配置されてマグネット体１２を大きく上下移動する１個又は複数個のリリース用シリンダ１４と、本体ケース１１内に配置されてマグネット体１２の微小移動を可能とする磁力調整装置１５とを備えている。

マグネット体１２は、図４及び図６に示すように非磁性材で形成された収納ケース１２１内にＳ極を上面に配置した永久磁石１２２とＮ極を上面に配置した永久磁石１２３とをモールディングして一体として形成されている。永久磁石１２２と永久磁石１２３とは、マグネット体１２の搬送方向の中心線に対して左右に分割して配置されている。つまり、永久磁石１２２と永久磁石１２３とは、搬送方向と直交する方向に、搬送方向の中心線に対して分割して配置されている。これによって、ワークＷがマグネット体１２上を通過する際には、磁界がそれぞれ反対方向に渦巻くように形成されることから、ワークＷはマグネット体１２上でセンタリングされながら搬送されることとなる。そのため、ワークＷの蛇行を同時に防止することができる。

なお、永久磁石１２２及び永久磁石１２３は、搬送方向に対して分割して配置されていれば、それぞれ１個であっても、２個以上であってもよい。また、永久磁石１２２と永久磁石１２３は、搬送方向の中心線に対して左右のいずれかに配置されていてもよい。

さらに、図５及び図６に示すように、マグネット体１２上には非磁性材で形成された材料ガイド１３が配置されてワークＷは材料ガイド１３上を走行することとなる。材料ガイド１３の前部は、下方に向かって円弧状となる曲面を有して形成されている。したがって、マグネット体１２は非磁性材の材料ガイド１３を介してワークＷを吸引することとなる。

本体ケース１１内におけるマグネット体１２の下方にはリリース用シリンダ１４と磁力調整装置１５とが配置されている（図２参照）。リリース用シリンダ１４は、磁力調整装置１５に装着されたブラケット１６に載置されるとともに、リリース用シリンダ１４のピストン１４１がマグネット体１２の下面に連結されている。ブラケット１６は磁力調整装置１５の後述の可動部１５２とともに上下方向に移動するように形成されている。そのため、可動部１５２の昇降によりマグネット体１２はリリース用シリンダ１４を介して昇降することとなる。

リリース用シリンダ１４のピストン１４１のストロークは、マグネット体１２を、ワークＷ側に最接近させてワークＷを吸引させる上部位置（図２中、二点鎖線で示すマグネット体１２の位置Ａ）とワークＷ側から離隔させて永久磁石１２２、１２３の磁力をワークＷに影響させない下部位置（図２中、実線で示すマグネット体１２の位置Ｂ）との間を移動できるように設定されている。

磁力調整装置１５は、実施例においては固定部１５１と可動部１５２とを有し、固定部１５１と可動部１５２とはラック・ピニオン機構により連結され、可動部１５２は、調整ハンドル１５３を回動させることによって上下に移動する。実施形態では、この磁力調整装置１５は市販されている公知のものが使用されている。

プレス機５は、高速運転（例えば、１０００ｓｐｍ以上）ができるように構成され、送り装置７は、プレス機５の前方に配置されてワークＷを間歇的に搬送できるように構成されている。

次に、上記のように構成されたプレスライン１及びテンション装置１０の作用について説明する。

まず、プレス機５の加工を行なう前に、ワークＷを図１に示すようなプレスライン１内にセットする。この際、テンション装置１０においては、図２に示すように、マグネット体１２を、リリース用シリンダ１４によってワークラインＬより離隔した下部位置Ｂまで下降しておく。これによって、ワークラインＬを通るワークＷに対して、マグネット体１２の磁力はワークＷを吸引するまでには至らない。そのため、ワークＷをテンション装置１０上に通した後、金型６内に容易に挿通させることができる。

材料通し作業が終了すると、テンション装置１０のマグネット体１２をリリース用シリンダ１４によってワークラインＬに接近する上部位置Ａに移動させる。この際、マグネット体１２の磁力が強すぎると送り装置７で搬送することが困難となり、また弱すぎるとワークＷのバタつきが解消できないことから、ワークＷの材料や厚みにより、ワークラインＬとマグネット体１２の上面との高さの位置を磁力調整装置１５で調整することになる。この調整は、調整ハンドル１５３を操作して、可動部１５２を高さ方向に移動させることによって行われる。

なお、ワークＷは熱処理を施すことによって磁化しにいくいことから、実施形態のワークＷは熱処理したものを使用して、ワークＷを磁化させることなくテンションできるようにしている。熱処理が施されていないワークＷを使用する場合には、テンション装置１０の前方部位に消磁装置を設ける必要がある。

次に、プレス機５を連続運転させる。送り装置７でワークＷを引っ張ることによって、ワークＷはアンコイラ２で巻装されている状態から巻き解されてループ３に向かう。この際、プレス機５が高速運転されているからワークＷはアンコイラ２から勢いよく搬出される。そのためワークＷにはバタつきが生じやすくなる。このバタつきはループ３の弛みによって吸収されるもののフープ状のワークＷに伝達されているから、ループガイド部４で曲線状態から直線状態に移る際や、ワークＷを加工する金型６付近においてバタつきが増幅されることになる。

テンション装置１０を通過するバタつきのあるワークＷは、テンション装置１０を通過することによって、マグネット体１２から発生する磁界を通ることになり、マグネット体１２の磁力によってワークライン上、つまり材料ガイド１３上に向かって吸引される。マグネット体１２の位置は、予め、磁力調整装置１５で適宜な位置となるように調整されているから、ワークＷはプレス機５側に搬送されるとともにバタつきが解消される。

この際、図５に示すように、マグネット体１２には上面がＳ極である永久磁石１２２と上面がＮ極である永久磁石１２３とが搬送方向の中心線に対して左右両側に配置されている。そのため、ワークＷがマグネット体１２上を通ることにより、図４に示すように、永久磁石１２２では磁界が反時計回りに渦巻くように発生し、永久磁石１２３では磁界が時計回りに渦巻くように発生する。したがって、ワークＷはマグネット体１２上で左右の触れ（蛇行）を解消することができ自然にセンタリングされることになる。テンション装置１０上で蛇行が解消されることによって、テンション装置１０上に配置される材料ガイド１３には、ワークＷの蛇行を修正するための側壁を形成する必要がなくなる。

バタつきと蛇行が解消されたワークＷはプレス機５内にスムーズに挿入され、金型６によって所定の加工が施される。

上述のように、実施形態のテンション装置１０によれば、高速で稼働されるプレスライン１内でバタつきを有して搬送されるワークＷは、テンション装置１０を通過する際に、マグネット体１２の磁力で吸引されることによってワークラインＬ上を走行することになる。マグネット体１２は、磁力調整装置１５によって、ワークＷに対応して適宜な位置に高さ調整されていることから、ワークＷは適宜な磁力で吸引されることとなる。そのため、送り装置７でワークＷを引っ張る際にマグネット体１２の磁力で妨げられることなく搬送され、またバタつきを解消することができる。これによって、プレス機５では、ミスフィードでプレス機５を停止させたり、損傷させたりすることがない。

また、マグネット体１２は上面にＳ極とＮ極とを向けた永久磁石１２２、１２３をそれぞれ搬送方向の中心線に対して相互に配列しているから、マグネット体１２を通過するワークＷはセンタリングされることとなって、蛇行を防止することができる。これによって、テンション装置１０上に配置される材料ガイド３の側壁を削除することができるから、材料ガイド１３を廉価に製作することができるとともに、ワークＷが材料ガイド１３の側壁に衝突して傷を付けることを防止できる。

さらに、テンション装置１０にリリース用シリンダ１４を配置することによって、準備工程における材料通し作業の際に、マグネット体１２を下方に移動させておくことができ、ワークＷにかかる磁力を低下させて容易な材料通し作業を行うことができる。

なお、本願発明のプレスラインにおけるワークテンション装置は、上述の形態に限定するものではない。例えば、テンション装置１０を、バタつきの大きい箇所付近に設置できるものであれば、１個でもよく、また３個以上に設置してもよい。

また、実施形態のマグネット体１２は、非磁性材の収納ケース１２１とＳ極を上面にした永久磁石１２２及びＮ極を上面にした永久磁石１２３をモールディングして一体的に形成しているが、単にベース上に永久磁石１２２、１２３を配置させて非磁性体のカバーで囲うようにしてもよい。

プレスラインを示す全体正面図である。 本発明の一形態のテンション装置を示す一部側面図である。 同平面図である。 図２におけるマグネット体を示す平面図である。 図２におけるマグネット体と材料ガイドを示す左側面図である。 図５における正面図である。 テンション装置を含んだ従来のプレスラインを示す正面図である。

符号の説明

１、プレスライン
２、アンコイラ
３、ループ
４、ループガイド部
５、プレス機
６、金型
７、送り装置
１０、テンション装置
１１、本体ケース
１２、マグネット体
１２２、永久磁石
１２３、永久磁石
１３、材料ガイド
１４、リリース用シリンダ
１５、磁力調整装置
Ｗ、ワーク

Claims (3)

1. プレス機に搬送されるフープ状のワークにテンションをかけるプレスラインにおけるワークテンション装置であって、
   本体ケースと、前記本体ケース内において搬送される前記ワークに対向して配置される磁気手段と、を備え、
   前記磁気手段が、前記ワークを吸引可能に配置されるとともに、
   前記磁気手段が、永久磁石であって、前記永久磁石のＮ極とＳ極が前記ワークの搬送方向と直交する方向に交互に配列されていることを特徴とするプレスラインにおけるワークテンション装置。
2. 前記磁気手段が収納ケースに収納され、前記収納ケースがシリンダ手段により、前記ワークに対して接近離隔する方向に移動されることを特徴とする請求項１記載のプレスラインにおけるワークテンション装置。
3. 前記磁気手段は、前記本体ケース内に配置された磁力調整装置によって高さ方向に移動調整されることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のプレスラインにおけるワークテンション装置。

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