JP5113804B2 - ツイスター - Google Patents

Description

本発明は、ツイスターに関する。さらに詳しくは、クランクシャフトの鍛造成形に用いられるツイスターに関する。

ツイスターの一般的構造を示す文献の代表的なものとして特許文献１がある。図８および図９に基づき、その構造を説明する。
プレスフレームは、ベッド101、アップライト102、連結ビーム（またはクラウン）105で構成されている。プレスフレームには、スライド104が昇降自在に配置されており、このスライド104を昇降させる主シリンダ106が設けられている。また、ねじり成形するための捩り型110がベッド101上に設置されており、捩りシリンダ120がガイド体125を介してスライド104の上部に取付けられている。

捩り機構は、つぎのように構成されている。
スライド104の下面には上部ダイホルダー118を介して上部回転ガイド108が取付けられている。ベッド101の上面には、下部ダイホルダー119を介して下部回転ガイド109が取付けられている。
捩り型110は上型111と下型112とからなり、上型111は上リテーナ113に入れられて、上部回転ガイド108で回転自在に保持されており、下型112は下リテーナ114に入れられて、下部回転ガイド109で回転自在に保持されている。上リテーナ113からは押下げ腕115が半径方向外側に延びている。

捩りシリンダ120のピストンロッドの下端には、加圧ブロック123を介して前側２本と後側２本の押し杆131が連結されている。
前側の押し杆131，131の下端同士も、後側の押し杆131，131の下端同士も、捩り下げビーム132と捩り戻しビーム133で連結されている。
捩り下げビーム132と捩り戻しビーム133の間には既述した上リテーナ113の押下げ腕115が嵌るようになっている。したがって、捩りシリンダ120を伸長させると、押し杵131を介して、捩り下げビーム132を押し下げるので、捩り型110を捩り下げ成形できる。また、捩りシリンダ120を収縮させると押し杵131を介して捩り戻しビーム133を引き上げるので、捩り型110を捩り戻すことができる。

捩り成形を終えた後は、型開きをした後、上下金型111,112を捩り前の回転位置に戻し、素材を取り出す。上記のため下リテーナ114の捩り戻し機構が設けられているが、その従来構造を図１０に基づき説明する。
図１０は従来構造の平面図であり、下部ダイホルダー119の上面において、下リテーナ114が図面に現われてない下部回転ガイド（図９の符号109）で回転可能に支持されている。下リテーナ114の下面には弧状の歯車141が取付けられ、これに駆動用の平歯車142が噛み合っている。この平歯車142の軸143は傘歯車144を介して油圧モータ145に連結されている。

よって、油圧モータ145を駆動することで、下リテーナ114を回転させ、捩り前の位置に戻すことができる。なお、図示の従来例では、下リテーナ114が２個設けられていることに対応して平歯車142の駆動系も２つ設けられている。なお、平歯車142とその駆動系が３つのものもある。
上記の２系統の油圧モータ・歯車系は、下部ダイホルダー119に取付けて固定されており、また油圧モータ145用の油圧配管および位置確認用の制御線はプレス本体（ベッドやアップライト）を経由して配管、配線し、油圧モータ145に着脱自在に接続している。

ところで、上下金型111,112を交換する型替えの際には、捩り型110や上下リテーナ113,114を組付けた上下ダイホルダー118,119をセットで取り替える。その場合には、油圧モータ145への配管、配線はプレス本体から引いているので、上下ダイホルダー118,119を引き出すときは、配管、配線を外さなくてはならない。
また、新しい型にするため新しい上下ダイホルダー118,119を入れたときは、改めて配管、配線をつながなくてはならない。
したがって、型替えの度に配管、配線を脱着する手間がかかるので生産性が劣るという問題がある。

特開２００６−２６６８７号公報

本発明は上記事情に鑑み、型替えに際しての煩雑な配管、配線作業を無くし生産性を高くしたツイスターを提供することを目的とする。

第１発明のツイスターは、上下の金型を入れた上下のリテーナを上下部の回転ガイドで支承し、かつ上下部の回転ガイドを上下部のダイホルダーに組付けた捩り型組立体を有するツイスターであって、該捩り型組立体は、ツイスター本体に出し入れ可能であり、前記下リテーナを前記下部回転ガイド上で回転させる歯車回転駆動系と、該歯車回転駆動系に回動動力を与える歯車系動力部と、前記歯車回転駆動系と前記歯車系動力部との間の動力伝達を接断制御するクラッチ機構と、該クラッチ機構を作動させるクラッチ動力部とを備えており、前記歯車回転駆動系は前記下部ダイホルダーに設けられており、前記クラッチ機構は前記下部ダイホルダーとツイスター本体の間に設けられており、前記歯車系動力部と前記クラッチ動力部はツイスター本体に設けられていることを特徴とする。
第２発明のツイスターは、第１発明において、前記クラッチ機構が、前記歯車回転駆動系側の第１クラッチ体と前記クラッチ動力部側の第２クラッチ体を備えており、前記クラッチ動力部は、前記第２クラッチ体を前記第１クラッチ体に対し接合離間させるクラッチシリンダで構成されていることを特徴とする。
第３発明のツイスターは、第２発明において、前記クラッチシリンダはエアシリンダであって、エア駆動回路が接続されており、該エア駆動回路には前記クラッチシリンダの伸縮動作を制御する方向制御弁が介装されており、該方向制御弁が電磁駆動型であることを特徴とする。
第４発明のツイスターは、第３発明において、前記エア駆動回路は、前記方向制御弁と前記クラッチシリンダの間に絞りと逆止弁を組合せたスピードコントローラを介装していることを特徴とする。

第１発明によれば、型替え時には、捩り型組立体ごと金型をツイスター本体から抜き出すが、歯車系動力部とクラッチ動力部はツイスター本体に残しておけるので、その動力配線や制御線は着脱する必要がなく、手間がかからない。よって、生産性が向上する。
第２発明によれば、クラッチシリンダを伸縮させることで、クラッチの接合離間ができるので、捩り型組立体ごと入れ替える型替え作業に際してツイスター本体側の歯車系動力部と下部ダイホルダー側の歯車回転駆動系との接合離間が容易に行える。
第３発明によれば、方向制御弁が電磁駆動型であるため、スイッチ操作のみで、エアシリンダで構成したクラッチシリンダへのエアの供給方向を切換えて、伸縮方向を制御できる。このため、クラッチの接合離間をスイッチ操作のみで行えるので、型替え時の手作業を軽減できる。
第４発明によれば、スピードコントローラの絞りでエアの供給量を規制できるので、クラッチシリンダの移動速度を適正に規制できるので、衝撃や騒音を発生することなく作業能率を高めることができる。

本発明の一実施形態のツイスターにおける捩り戻し機構の拡大正面図である。 図１の捩り戻し機構の側面図である。 図１の捩り戻し機構の平面図である。 図３におけるクラッチ機構の拡大図である。 クラッチ機構におけるクラッチシリンダのエア駆動回路図である。 本発明の一実施形態に係るツイスターの全体正面図である。 同実施形態のツイスターの全体側面図である。 特許文献１のツイスターの正面図である。 特許文献１のツイスターの側面図である。 従来の捩り戻し機構の構造説明図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、図６および図７に基づき本発明の一実施形態であるツイスターの基本構成を説明する。
１はベッドで、その前後左右にアップライト２が立設されている。４本の各アップライト２は、それぞれタイロッドでベッド１に締結されている。各アップライト２，２の上部は、クラウン３に結合されている。これらのベッド１、アップライト２およびクラウン３で、プレスフレームが構成されている。

前記スライド４の下面には上部ダイホルダー６を介して上部回転ガイド７が取付けられている。前記ベッド１の上面には、下部ダイホルダー８を介して下部回転ガイド９が取付けられている。
捩り型１０は上型１１と下型１２とからなり、上型１１は上リテーナ１３に入れられて、上部回転ガイド７で回転自在に保持されており、下型１２は下リテーナ１４に入れられて、下部回転ガイド９で回転自在に保持されている。
上リテーナ１３からは押下げ腕１５が半径方向外側に延びている。図７で右側に延びた押下げ腕１５は、図６では紙面裏側に延び、図７で左側に延びた押下げ腕１５は、図６で紙面表側に延びている。

ツイスターの前面と後面には捩り成形するための捩り機構２０が設けられている。
捩り機構２０は、昇降杆２１と、その下端に設けられた捩りビーム２２と、昇降杆２１の昇降手段とからなる。この捩り機構２０は、スライド４に固定されて、スライド４と共に昇降するようになっている。

捩りビーム２２は、昇降杆２１の下端に形成された横向きに延びる捩り下げビーム２３と、その下方で平行に横向きに延びた捩り戻しビーム２４とからなる。
昇降杆２１の昇降手段はモータ付ネジ棒や油圧シリンダを用いた機構など、種々の手段を採用することができる。

つぎに、本発明において重要な捩り戻し機構を説明する。
図１および図２に示すように、上下リテーナ１３，１４の対のうち、下リテーナ１４の下面には、円弧状の歯車４１が取付けられている。この歯車４１を回転させると下リテーナ１４が回転するのであるが、そのための歯車回転駆動系は、つぎのように構成されている。
前記下リテーナ１４の歯車４１には捩り戻し歯車４２が噛み合っている。この捩り戻し歯車４２は２個の下リテーナ１４に対応して、２個設けられ、ツイスター本体の前方と後方に分けて配置されている。
さらに図３に基づき詳述する。捩り戻し歯車４２は軸４３に固定されており、軸４３の両端は軸受４４で支持されている。また、軸４３の一端には伝動ギヤ４５が取付けられている。

上記歯車回転駆動系は２系統設けられており、それぞれに同一構造の歯車系動力部とクラッチ機構とクラッチ動力部が設けられている。
なお、上下リテーナ１３，１４の対は２個配置されているが、その間の符号１６は金型１１，１２の中央部を固定する金型固定ホルダーである。また、２ヵ所の上下リテーナ１３，１４の左右両側の符号１７，１７は、カセットストッパであり、スライド４が下降したとき、上下のストップを当ててスライド４を停止させ金型を加圧状態にするものである。

図３において、符号５０は歯車系動力部を構成する駆動モータである。駆動モータ５０の主軸には駆動ギヤ５１が取付けられている。
クラッチ機構は、クラッチギヤ５２とクラッチ動力部を構成するクラッチシリンダ６２を備えている。
駆動モータ５０とクラッチシリンダ６２は、固定部材６１を介してプレス本体、具体的にはアップライト２に固定されている。

つぎに、図３と主として図４を参照しながらクラッチ機構を説明する。
クラッチ機構は、既述のごとくクラッチギヤ５２を備えており、このクラッチギヤ５２には、駆動モータ５０の駆動ギヤ５１から動力が供給されている。

符号４６は下部ダイホルダー８上に立設された支持部材であり、これに支軸４７が固定され、この支軸４７の軸部47aが外側に突出している。軸部47aの外周には軸受４８を介して従動ギヤ４９が回転自在に嵌められている。この従動ギヤ４９は歯車回転駆動系の伝動ギヤ４５と噛み合っている（図３参照）。
そして、前記従動ギヤ４９の正面には直径方向に延びるクラッチ用凹部が形成され、第１クラッチ体49aとして構成されている。

一方、従動ギヤ４９に対向して前記クラッチギヤ５２が配置され、摺動筒５３上で回転自在かつ軸方向摺動自在に支持されている。そして、このクラッチギヤ５２は、歯車動力部の前記駆動ギヤ５１と噛み合っている。
また、クラッチギヤ５２の正面にはクラッチ板５４が複数本のボルト５５でスプリング５６を介して取付けられている。クラッチ板５４の前面には直径方向に延びるクラッチ用凸部が形成され、第２クラッチ体54aとして構成されている。

前記摺動筒５３は、固定部材６１に固定され、固定部材６１は既述のごとくアップライト２に固定されている。
また、固定部材６１には既述したクラッチシリンダ６２が固定されて、クラッチシリンダ６２のピストンロッド62aには連結ロッド６３によって前記クラッチギヤ５２が結合されている。

かかる構成により、クラッチシリンダ６２を伸長させた状態では、クラッチギヤ５２の第２クラッチ体54aが前記従動ギヤ４９の第１クラッチ体49aに嵌り、前記駆動ギヤ５１の動力を伝達できるようになっている（図４の状態）。
また、クラッチシリンダ６２を収縮させると、クラッチギヤ５２の第２クラッチ体54aが従動ギヤ４９の第１クラッチ体49aから抜け出て動力伝達を遮断できるようになっている。

クラッチ動力部であるクラッチシリンダ６２はエアシリンダで構成されている。つぎに、このクラッチシリンダ６２のエア駆動回路を説明する。

図５に示すように、各クラッチシリンダ６２のそれぞれには、２本のエア配管７１，７２が接続され、このエア配管７１，７２には方向制御弁７３と、スピードコントローラ７４，７５が介装されている。
各方向制御弁７３には、エア配管７８を介してエア源８０が接続されている。そして、エア配管７８には減圧弁７９が介装されている。

前記エア駆動回路において、エア源８０はコンプレッサやアキュムレータなどで構成されている。減圧弁７９は、各クラッチシリンダ６２に供給するエア圧の上限を規制するものである。方向制御弁７３は２位置５ポートの電磁駆動の切換弁であるが、２位置４ポートの切換弁であってもよい。
スピードコントローラ７４，７５は可変絞りと逆止弁の組合せで構成された弁で、絞りにより流量を規制し、各クラッチシリンダ６２の回転速度をコントロールするものである。

前記スピードコントローラ７４，７５は、エアの供給方向の流れは逆止弁が順方向であるので、これを許容するが、クラッチシリンダ６２のピストン側画室およびロッド側画室からの帰還方向の流れは逆止弁が阻止方向であるので、流れを阻止する。この結果、帰還方向は絞りのみを通って流れるので、絞りの絞り量に応じた流量のエアのみが流れる。このような帰還側流量制御は流量を正確に制御できる利点がある。

つぎに、本発明における捩り戻し機構の使用方法を説明する。
図５に示す方向制御弁７３は電磁弁であるから操作盤上のスイッチ操作により、Ｉ位置とII位置との間で切換えできる。
図示のＩ位置の場合、高圧エアはエア配管７１から各クラッチシリンダ６２ピストン側画室に供給され、一方でクラッチシリンダ６２のロッド側画室内のエアはエア配管７２を通じて大気解放されて、クラッチシリンダ６２が伸長する。このため、クラッチギヤ５２が従動ギヤ４９と噛み合い動力伝達状態となる。

方向制御弁７３をII位置に切換えると、クラッチシリンダ６２のピストン側画室内のエアはエア配管７１を通じて大気解放され、一方でエア配管７２から各クラッチシリンダ６２のロッド側画室に高圧エアが供給される。これにより各クラッチシリンダ６２が収縮して、クラッチギヤ５２が従動ギヤ４９から離れ、動力遮断状態となる。

そして、図３から分るように、クラッチ接続状態では、駆動モータ５０を駆動すると、駆動ギヤ５１、クラッチギヤ５２、従動ギヤ４９、伝動ギヤ４５を介して、捩り戻し歯車４２を回転させ、下リテーナ１４を捩り前の位置に回転させることができる。このため、型開き後、元の位に戻す作業が容易に行える。
また、型替え後の上下リテーナ１３，１４の回転位置合せなどの調整も容易に行える。

本発明によると型替え作業のため、捩り型組立体をツイスター本体から出し入れする際に、クラッチ機構を切断するだけでよく、駆動モータ５０やクラッチシリンダ６２への配線配管を付け替える必要がない。
また、上記のクラッチ接断動作は、スイッチ操作のみで行えるので、作業者に負担をかけることはない。つまり、従来必要であった配管、配線の付け替え作業は必要なくなるので、生産性が大きく向上する。

１４ 下リテーナ
４２ 捩り戻し歯車
４９ 従動ギヤ
４９ａ 第１クラッチ体
５０ 駆動モータ
５１ 駆動ギヤ
５２ クラッチギヤ
５４ クラッチ板
５４ａ 第２クラッチ体
６２ クラッチシリンダ
７１，７２ エア配管
７３ 方向制御弁
７４，７５ スピードコントローラ
７９ 減圧弁
８０ エア源

Claims (4)

1. 上下の金型を入れた上下のリテーナを上下部の回転ガイドで支承し、かつ上下部の回転ガイドを上下部のダイホルダーに組付けた捩り型組立体を有するツイスターであって、
   該捩り型組立体は、ツイスター本体に出し入れ可能であり、
   前記下リテーナを前記下部回転ガイド上で回転させる歯車回転駆動系と、該歯車回転駆動系に回動動力を与える歯車系動力部と、前記歯車回転駆動系と前記歯車系動力部との間の動力伝達を接断制御するクラッチ機構と、該クラッチ機構を作動させるクラッチ動力部とを備えており、
   前記歯車回転駆動系は前記下部ダイホルダーに設けられており、
   前記クラッチ機構は前記下部ダイホルダーとツイスター本体の間に設けられており、
   前記歯車系動力部と前記クラッチ動力部はツイスター本体に設けられている
   ことを特徴とするツイスター。
2. 前記クラッチ機構が、
   前記歯車回転駆動系側の第１クラッチ体と前記クラッチ動力部側の第２クラッチ体を備えており、前記クラッチ動力部は、前記第２クラッチ体を前記第１クラッチ体に対し接合離間させるクラッチシリンダで構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のツイスター。
3. 前記クラッチシリンダはエアシリンダであって、エア駆動回路が接続されており、
   該エア駆動回路には前記クラッチシリンダの伸縮動作を制御する方向制御弁が介装されており、該方向制御弁が電磁駆動型である
   ことを特徴とする請求項２記載のツイスター。
4. 前記エア駆動回路は、前記方向制御弁と前記クラッチシリンダの間に絞りと逆止弁を組合せたスピードコントローラを介装している
   ことを特徴とする請求項３記載のツイスター。

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