説明

プレスロール成形装置

【課題】プレスロール成形装置において、材料片の位置ズレを抑制し、正確に材料片を成形する。
【解決手段】ロール5の移動方向と交差する方向への材料片Xの移動を規制するガイド手段8を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プレスロール成形装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、ロールを用いて材料片を金型に対して押し付けることにより、材料片の成形を行うプレスロール装置が広く用いられている。
例えば、ジェットエンジンの圧縮機に用いられる静翼の多くは、プレスロール成形装置の一種であり、成形と同時に鍛造を行うプレスロール鍛造装置によって製造されている(特許文献1及び2)。
【0003】
例えば、特許文献1及び2に開示されたプレスロール鍛造装置では、油圧装置等によって荷重を受けるロールが回転しながら移動可能とされており、ロールを移動させ、金型の手前側において把持されて支持される材料片をロールによって金型に対して押し付けることによって材料片の成形を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許第4483168号明細書
【特許文献2】米国特許第5600995号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、プレスロール鍛造装置では、材料片が端部から徐々に成形されるため、材料片の変形が進行する過程で、材料片が位置ズレを起こす場合があった。特に、材料片の幅方向(ロールの移動方向と直交する方向)に厚み分布を持たせる成形を行う場合には、ロールの移動方向から見て材料片の左右における変形率が異なり、材料片が幅方向に位置ズレを起こし易い。
材料片が位置ズレを起こすと、材料片の本来の位置と異なる位置が成形されることとなり、材料片を正確に成形することができない。
【0006】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、プレスロール成形装置において、材料片の位置ズレを抑制し、正確に材料片を成形することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【0008】
第1の発明は、ロールによって材料片を金型に対して押し付けることで上記材料片の成形を行うプレスロール成形装置であって、上記ロールの移動方向と交差する方向への上記材料片の移動を規制するガイド手段を備えるという構成を採用する。
【0009】
第2の発明は、上記第1の発明において、上記ロールを支持すると共に上記ロールの移動に伴って移動する支持部材を備え、上記ガイド手段が、上記支持部材に連結されて上記ロールと伴に移動されるという構成を採用する。
【0010】
第3の発明は、上記第1または第2の発明において、上記ガイド手段を昇降する昇降手段を備えるという構成を採用する。
【0011】
第4の発明は、上記第1〜第3いずれかの発明において、上記ガイド手段が、上記ロールの移動方向と交差する方向から上記材料片を挟み込む一対のガイド板であるという構成を採用する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、ガイド手段によって、ロールの移動方向と交差する方向への材料片の移動が規制される。このため、材料片が幅方向に位置ズレを起こすことを防止することができる。
したがって、本発明によれば、プレスロール成形装置において、材料片の位置ズレを抑制し、正確に材料片を成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施形態におけるプレスロール鍛造装置の概略構成を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施形態におけるプレスロール鍛造装置の一部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照して、本発明に係るプレスロール成形装置及びプレスロール成形方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明においては、本発明のプレスロール成形装置の一例としてプレスロール鍛造装置を挙げて説明する。
【0015】
図1は、本実施形態のプレスロール鍛造装置S1の概略構成を示す断面図である。また、図2は、本実施形態のプレスロール鍛造装置S1の一部を概略的に示す斜視図である。
【0016】
図1に示すように、本実施形態のプレスロール鍛造装置S1は、ベース1と、ガイドレール2と、金型3と、把持部4と、ボトムロール5(ロール)と、トップロール6と、支持部材7と、ガイド機構8(ガイド手段)と、昇降機構9(昇降手段)と、上部ブロック10と、油圧装置11と、ロールスライド駆動部12と、制御装置13とを備えている。
なお、以下の説明においては、ボトムロール5の移動方向Lにおいて、材料片Xの成形を行う際にボトムロール5が進行する先側を下流側とし、その反対側の上流側とする。
【0017】
ベース1は、図1に示すボトムロール5の移動方向Lから見て、その中央部に金型3を収容する第1窪み1aを備えている。この第1窪み1aは、上方から見て矩形に形状設定されている。
また、ベース1は、ボトムロール5の移動方向Lにおける第1窪み1aの上流側に後述する把持部4の把持爪4aを回動可能に収容する第2窪み1bを備えている。この窪み1bを形成する壁面のうち、下流側の壁面は、材料片Xの先端部を当接させることによって材料片Xが傾斜した成形姿勢(図1に示す姿勢)とするための傾斜面1b1とされている。
また、ベース1において、第1窪み1a及び第2窪み1bを囲う上面1cは、ボトムロール5の受面として機能する。
【0018】
ガイドレール2は、ボトムロール5の移動方向に沿ってベース1の上面1bに設置されており、支持部材7の移動(すなわちボトムロール5及びトップロール6の移動)をガイドするものである。
図2に示すように、ガイドレール2は、第1窪み1a(すなわち金型3)を中央として両側に各々設置されている。
【0019】
金型3は、上面3bがボトムロール5の受面とされてベース1の上面1bと面一となるように窪み1aに収容されている。
金型3は、材料片Xを目的形状に成形するための成形溝部3aを備えている。この成形溝部3aは、金型3の上面3bに露出して形成されている。
そして、当該成形溝部3aに材料片Xが押し付けられて充填されることにより材料片Xが成形される。
【0020】
把持部4は、材料片Xを把持して支持するためのものであり、把持爪4aと把持爪駆動部4bとを備えている。
把持爪4aは、ベース1の第2窪み1bに収容されており、第2窪み1bの上記傾斜面1b1との間で材料片Xを狭持することで把持する把持姿勢(図1に示す姿勢)と、上記傾斜面1b1との間を大きく開けて材料片Xの脱着を可能な開放姿勢との間で回動可能に軸支されている。なお、把持爪4aの上面4a1は、把持爪4aが把持姿勢である場合に、ベース1の上面1cと面一となると共にボトムロール5の受面となる面として構成されている。
把持爪駆動部4bは、把持爪4aを回動させる駆動力を発生するものであり、把持爪4aと接続されている。
【0021】
ボトムロール5は、ベース1、金型3あるいは把持爪4aと当接し、ベース1の上面1c、金型3の上面3bあるいは把持爪4aの上面4a1を受面として転がり可能に配置されている。そして、ボトムロール5は、材料片Xを金型3に対して押し付けることによって材料片Xの成形を行う。
トップロール6は、ボトムロール5の上方に当該ボトムロール5と当接して配置されている。このトップロール6は、ボトムロール5と同様の円柱形状を有しており、下位同軸がボトムロール5の回転軸に対して平行かつ鉛直方向に離間して配置されている。そして、トップロール6は、上部が上部ブロック10の下面10aと当接しており、上部ブロック10とボトムロール5との間で回動することによって、ボトムロール5を回動移動可能としている。
【0022】
支持部材7は、ボトムロール5とトップロール6とを一体的に軸支すると共に、ガイドレール2に対して摺動可能に嵌合されている。
そして、この支持部材7は、ロールスライド駆動部12と接続されており、ロールスライド駆動部12から駆動力を伝達されることによって、ガイドレール2に沿って移動する。この結果、当該支持部材7に軸支されたボトムロール5及びトップロール6が回転しながらガイドレール2に沿って移動する。すなわち、本実施形態のプレスロール鍛造装置S1においては、支持部材7がボトムロール5及びトップロール6の移動に伴って移動する。
【0023】
ガイド機構8は、ボトムロール5の移動方向Lと直交(交差)する水平方向への材料片Xの移動を規制するものである。本実施形態のプレスロール鍛造装置S1においてガイド機構8は、ボトムロール5の移動方向Lと直交する方向から材料片Xを挟み込む一対のガイド板8aから構成されている。
一対のガイド板8aは、材料片Xの幅に対して僅かに広い間隔を空けて配置されている。そして、成形の際に材料片Xが幅方向に移動しようとした場合には材料片Xがガイド板8aに当接することによって材料片Xの移動が規制される。
【0024】
また、ガイド板8aは、昇降機構9によって間接的に支持部材7に対して連結されており、ボトムロール5及びトップロール6の移動に伴って移動する。つまり、本実施形態のプレスロール鍛造装置S1においては、ボトムロール5とガイド板8aとの位置関係は、ボトムロール5が移動した場合であっても変化しない。
そして、本実施形態のプレスロール鍛造装置S1においてガイド板8aは、ボトムロール5に極力近づけて配置されており、材料片Xの変形する箇所の極力近傍において材料片Xの移動を規制している。
【0025】
昇降機構9は、ガイド機構8を昇降するものであり、ガイド板8aを軸支しつつ当該ガイド板8aと連結する連結ブロック9aと、一端側が支持部材7に軸支され他端側が連結ブロック9aに軸支される2つのリンク部材9b,9cと、当該リンク部材9b,9cの支持部材7側の軸に駆動力を伝達して回動する昇降駆動部9dとを備えている。
このような昇降機構9では、昇降駆動部9dから駆動力をリンク部材9b,9cの支持部材7側の軸に伝達することによって、図1に示す実線と仮想線との間でガイド板8aの昇降を行う。
【0026】
上部ブロック10は、トップロール6の上方に配置されており、下面10aがベース1の上面1c、金型3の上面3b及び把持爪4aの上面4a1と平行とされている。そして、当該上部ブロック10には、上面側から油圧装置11が接続されている。
【0027】
油圧装置11は、上方から上部ブロック10を押圧することによって、上部ブロック10及びトップロール6を介してボトムロール5に対して荷重を掛けるものである。
【0028】
ロールスライド駆動部12は、支持部材7を押し引きすることによって、ボトムロール5を回動移動させるものである。
例えば、図1の配置関係であれば、ロールスライド駆動部12が支持部材7を押すことによってボトムロール5が回動しながら紙面左側に向けて移動し、ロールスライド駆動部12が支持部材7を引くことによってボトムロール5が回動しながら紙面右側に向けて移動する。
【0029】
制御装置13は、本実施形態のプレスロール鍛造装置S1の動作全体を制御するものであり、把持爪駆動部4b、昇降駆動部9d、油圧装置11及びロールスライド駆動部12、さらには必要に応じて外部機器に対して電気的に接続されている。
【0030】
また、本実施形態のプレスロール鍛造装置S1は、材料片Xの成形領域や、ボトムロール5及びトップロール6の移動領域に潤滑油を供給する供給装置を備えており、図2に示すノズル14から潤滑油を噴出する。
【0031】
次に、このように構成された本実施形態のプレスロール鍛造装置S1の動作について説明する。
なお、以下の説明において、プレスロール鍛造装置S1の動作を行う主体は制御装置13である。そして、制御装置13は、不図示の操作パネルやセンサから入力される信号や予め組み込まれたプログラムに基づいて動作する。
【0032】
まず作業者によって材料片Xが第1窪み1bに挿入されると、制御装置13は、把持爪駆動部4bを制御して把持爪4aを把持姿勢まで回動させ、これによって材料片Xを把持して支持する。
そして、制御装置13は、昇降駆動部9dを制御してガイド機構8を下降させる。これによって、材料片Xがガイド板8aによって両側から挟まれる。
【0033】
続いて、制御装置13は、油圧装置11を制御してボトムロール5に対して荷重を掛ける。
そして、制御装置13は、ロールスライド駆動部12を制御してボトムロール5を回動移動させ、当該ボトムロール5で材料片Xを金型3に対して押し付けることによって材料片Xの成形を行う。
なお、制御装置13は、必要に応じてボトムロール5の移動を繰り返し、材料片Xの金型3への押し付け作業を複数回繰り返す。
【0034】
ここで、本実施形態のプレスロール鍛造装置S1においては、ガイド機構8によって、ボトムロール5の移動方向と直交する方向への材料片Xの移動が規制される。このため、材料片Xが幅方向に位置ズレを起こすことを防止することができる。
したがって、本実施形態のプレスロール鍛造装置S1によれば、材料片Xの位置ズレを抑制し、正確に材料片Xを成形することが可能となる。
【0035】
また、本実施形態のプレスロール鍛造装置S1においては、ボトムロール5を支持すると共にボトムロール5の移動に伴って移動する支持部材7を備え、ガイド機構8が支持部材7に連結されたボトムロール5と伴に移動する。
このため、ガイド機構8を常にボトムロール5の近くに配置することができ、材料片Xを変形する部位(金型3の成形溝部3a)の直ぐ近くで材料片Xの移動を押えることができる。よって、より材料片Xの位置ズレを抑制し、正確に材料片Xを成形することが可能となる。
【0036】
また、本実施形態のプレスロール鍛造装置S1においては、ガイド機構8を昇降する昇降機構9を備えている。
このため、材料片Xあるいは金型3を脱着する際にガイド機構8を退避させることができ、材料片Xあるいは金型3の脱着作業を容易に行うことができる。
【0037】
また、本実施形態のプレスロール鍛造装置S1においては、ガイド機構8がボトムロール5の移動方向Lと直交する方向から材料片を挟み込む一対のガイド板8aから構成されている。
このため、材料片Xが幅方向に移動しようとした場合にガイド板8aに当接することによってその移動が抑えられる。したがって、簡易な構成で材料片Xの位置ズレを抑制することが可能となる。
【0038】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【0039】
例えば、上記実施形態においては、本発明のガイド手段が2枚のガイド板8aである構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、本発明のガイド手段を、ボトムロール5の移動範囲の外側に設けられると共に材料片Xを挟み込む2本のポールから構成することも可能である。ただし、このような構成を採用する場合には、材料片Xを常にポールに挟み込まれる長さに設定することとなり材料の無駄が増える。
【0040】
また、上記実施形態においては、金型を用いる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、金属以外の材料からなる型を金型の換わりに用いても良い。
【符号の説明】
【0041】
S1……プレスロール鍛造装置(プレスロール成形装置)、1……ベース、1a……第1窪み、1b……第2窪み、1b1……傾斜面、1c……上面、2……ガイドレール、3……金型、3a……成形溝部、3b……上面、4……把持部、4a……把持爪、4a1……上面、4b……把持爪駆動部、5……ボトムロール(ロール)、6……トップロール、7……支持部材、8……ガイド機構(ガイド手段)、8a……ガイド板、9……昇降機構(昇降手段)、9a……連結ブロック、9b……リンク部材、9c……リンク部材、9d……昇降駆動部、10……上部ブロック、10a……下面、11……油圧装置、12……ロールスライド駆動部、13……制御装置、X……材料片

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロールによって材料片を金型に対して押し付けることで前記材料片の成形を行うプレスロール成形装置であって、
前記ロールの移動方向と交差する方向への前記材料片の移動を規制するガイド手段を備えることを特徴とするプレスロール成形装置。
【請求項2】
前記ロールを支持すると共に前記ロールの移動に伴って移動する支持部材を備え、前記ガイド手段は、前記支持部材に連結されて前記ロールと伴に移動されることを特徴とする請求項1記載のプレスロール成形装置。
【請求項3】
前記ガイド手段を昇降する昇降手段を備えることを特徴とする請求項1または2記載のプレスロール成形装置。
【請求項4】
前記ガイド手段は、前記ロールの移動方向と交差する方向から前記材料片を挟み込む一対のガイド板であることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のプレスロール成形装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate