JP2000176700A - 機械プレスの過負荷防止装置 - Google Patents

機械プレスの過負荷防止装置

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JP2000176700A JP10360238A JP36023898A JP2000176700A JP 2000176700 A JP2000176700 A JP 2000176700A JP 10360238 A JP10360238 A JP 10360238A JP 36023898 A JP36023898 A JP 36023898A JP 2000176700 A JP2000176700 A JP 2000176700A
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pressure
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relief
overload prevention
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Keitaro Yonezawa
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 過負荷吸収用油圧室の設定充填圧力の変更に
応じて圧力補償弁の設定補償圧力を容易に変更できるよ
うにする。 【解決手段】 機械プレス１のスライド２内の過負荷吸
収用油圧室３に、空油圧式のブースタポンプ５と過負荷
防止弁１０と圧力補償弁１４とを並列に接続する。その
圧力補償弁１４は、上記の油圧室３の圧力が微速度で上
昇したときにリリーフ作動するように、直列に接続した
絞り路６０とリリーフ弁６１とによって構成する。その
リリーフ弁６１は、リリーフ部材７２を閉弁方向へ押圧
するようにシリンダ孔７０に保密状に挿入した閉弁ピス
トン７１と、その閉弁ピストン７１に対面すると共に前
記ブースタポンプ５の圧縮空気供給路３０へ連通された
閉弁作動室７３と、上記リリーフ部材７２を上記の閉弁
方向へ付勢する残圧保持用の圧縮バネ７４とによって構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、機械プレスの過
負荷を防止する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の過負荷防止装置には、従来で
は、本発明者が先に提案した特公平５−２０６２９号公
報に記載されたものがある。その従来の装置は、機械プ
レスのスライド内に形成した過負荷吸収用油圧室に過負
荷防止弁を接続し、その過負荷防止弁の内部に圧力補償
弁のリリーフ部材および閉弁バネを設け、その閉弁バネ
の付勢力によって上記リリーフ部材を閉弁させるように
構成したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の圧力
補償弁は、プレス作業中に上記の油圧室の圧油が設定充
填圧力から微速度で圧力上昇したときにその圧力上昇分
だけを逃がすためのものである。このため、その圧力補
償弁のリリーフ圧力(以下、設定補償圧力という)は、上
記の設定充填圧力よりも少し高い値に設定しておく必要
がある。従って、機械プレスの能力や用途に応じて上記
の設定充填圧力を高くする場合にはこれに応じて上記の
設定補償圧力を高める必要があり、同様に、同上の設定
充填圧力を低くする場合には上記の設定補償圧力を低く
する必要があった。
【０００４】前記の従来技術は、過負荷防止弁に圧力補
償弁を内蔵したので装置をコンパクトに造れる点で優れ
るが、上記の設定補償圧力を変更する場合には過負荷防
止弁の内部に配置した閉弁バネの付勢力を変更する必要
がある。このため、その閉弁バネの付勢力の変更と変更
後の確認試験に手間がかかっていた。本発明の目的は、
過負荷吸収用油圧室の設定充填圧力の変更に応じて圧力
補償弁の設定補償圧力を容易に変更できるようにするこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、例えば、図１と図２に示すよう
に、機械プレスの過負荷防止装置を次のように構成し
た。機械プレス１のスライド２内の過負荷吸収用油圧室
３へ設定充填圧力で圧油を供給する空油圧式ブースタポ
ンプ５と、上記の油圧室３の圧力が設定オーバロード圧
力を越えたときにリリーフ作動する過負荷防止弁１０
と、直列に接続した絞り路６０およびリリーフ弁６１か
らなり上記の油圧室３の圧力が微速度で上昇して設定補
償圧力を越えたときにリリーフ作動する圧力補償弁１４
とを備え、その圧力補償弁１４の上記リリーフ弁６１
が、リリーフ部材７２を閉弁方向へ押圧するようにシリ
ンダ孔７０に保密状に挿入した閉弁ピストン７１と、そ
の閉弁ピストン７１に対面すると共に前記ブースタポン
プ５の圧縮空気供給路３０へ連通された閉弁作動室７３
と、上記リリーフ部材７２を上記の閉弁方向へ付勢する
残圧保持用の弾性手段７４とを備えるものである。
【０００６】上記の請求項１の発明は、次の作用効果を
奏する。上記ブースタポンプは、空圧ピストンと油圧ピ
ストン(又は油圧プランジャ)との断面積比に応じて増圧
された圧油を吐出するものであり、このため、上記の過
負荷吸収用油圧室の設定充填圧力を高める場合には、上
記ブースタポンプへ供給する空気圧力を高めればよい。
すると、これと同時に、そのブースタポンプの圧縮空気
供給路から圧力補償弁の閉弁作動室へ供給される空気圧
力も高まって前記リリーフ弁の閉弁用押圧力も大きくな
るので、圧力補償弁の設定補償圧力が高くなる。これと
同様に、上記の油圧室の設定充填圧力を低くする場合に
は、上記ブースタポンプへ供給する空気圧力を低くすれ
ばよい。すると、これと同時に、上記の閉弁作動室へ供
給される空気圧力も低くなって上記リリーフ弁の閉弁用
押圧力も小さくなるので、圧力補償弁の設定補償圧力が
低くなる。従って、過負荷吸収用油圧室の設定充填圧力
の変更に応じて圧力補償弁の設定補償圧力の変更を自動
的に行うことができ、その変更が容易かつ確実である。
【０００７】しかも、プレス作業の休止中などに前記の
圧縮空気供給路の圧力が消失した場合であっても前記の
弾性手段の付勢力によってリリーフ部材を閉止できるの
で、上記の過負荷吸収用油圧室に所定圧力の圧油を残す
ことができる。このため、上記の油圧室への圧油の再充
填を円滑かつ速やかに行える。
【０００８】この発明においては、請求項２の発明に示
すように、前記ブースタポンプ５と前記の過負荷防止弁
１０との少なくとも一方と前記の圧力補償弁１４とを共
通ブロック１６に取り付けることが好ましい。上記の請
求項２の発明は、上記ブースタポンプと上記の過負荷防
止弁との少なくとも一方と圧力補償弁との配管を省略で
きるので、装置をコンパクトに造れるうえ装置の組立て
作業にも手間がかからない。
【０００９】また、請求項３の発明に示すように、前記
の閉弁ピストン７１と前記のリリーフ部材７２とを一体
に形成し、前記の弾性手段７４を圧縮バネによって構成
し、その圧縮バネからなる弾性手段７４の一端を前記の
閉弁作動室７３の端壁に連結すると共に上記の弾性手段
７４の他端を上記の閉弁ピストン７１に連結した場合に
は、圧力補償弁を小形化して装置をコンパクトに造れ
る。
【００１０】さらに、請求項４の発明に示すように、前
記の過負荷防止弁１０の閉弁用押圧力が閉弁バネ５０の
付勢力である場合には、前記ブースタポンプへ供給する
空気圧力を変更しても過負荷防止弁の閉弁用押圧力を初
期の値に保てるので、その過負荷防止弁の設定オーバロ
ード圧力が誤って変更されるのを防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
と図２によって説明する。まず、図１の全体系統図によ
って過負荷防止装置の概要を説明する。
【００１２】クランク式の機械プレス１のスライド２内
には過負荷吸収用油圧室３が形成される。その油圧室３
が接続路４を経て空油圧式ブースタポンプ５へ接続さ
れ、そのブースタポンプ５によって上記の油圧室３に設
定充填圧力の圧油が供給されている。そして、上記の機
械プレス１の連結棒６からピストン７へ伝達されたプレ
ス力が、上記の油圧室３内の圧油を介して加工材料(図
示せず)へ加えられるようになっている。
【００１３】何らかの原因で上記スライド２に過負荷が
かかって上記の油圧室３の圧力が設定オーバロード圧力
を越えたときには、過負荷防止弁１０がリリーフ作動し
て、上記の油圧室３内の圧油が前記の接続路４と上記の
過負荷防止弁１０と排出路１１とを順に通って油タンク
１２へ排出される。これにより、前記ピストン７に作用
している下降力が上記の油圧室３の圧縮作動で吸収され
て上記スライド２に伝達されなくなり、その結果、過負
荷が防止されるのである。
【００１４】また、上記の油圧室３内の圧油は、プレス
作業中にプレス力を受けて温度上昇するので、体積膨張
によって微速度で圧力が上昇していく。そして、その微
速上昇圧力が設定補償圧力を越えたときに、圧力補償弁
１４がリリーフ作動して、その微速上昇圧力だけを前記
の排出路１１を経て前記の油タンク１２へ排出するので
ある。これにより、前記の過負荷防止弁１０が誤って過
負荷作動するのを防止できると共に、上記の油圧室３内
の圧力を所定範囲内に保てる。
【００１５】なお、前記ブースタポンプ５の設定充填圧
力と前記の圧力補償弁１４の設定補償圧力と前記の過負
荷防止弁１０の設定オーバロード圧力の各値は、機械プ
レス１の能力や用途に応じて異なるが、例えば、それぞ
れ、約100kgf/cm2(約10MPa)と約120kgf/cm2(約12MPa)と
約230kgf/cm2(約23MPa)の値に設定される。
【００１６】次に、上記の過負荷防止装置の具体的な構
造を説明する。上記ブースタポンプ５と上記の過負荷防
止弁１０と上記の圧力補償弁１４とは共通ブロック１６
に取り付けられている。
【００１７】上記ブースタポンプ５のハウジングは、上
記の共通ブロック１６の左半部分からなるポンプケース
１８と、そのポンプケース１８に複数の締結ボルト(図
示せず)によって固定した空圧シリンダ１９と、その空
圧シリンダ１９に固定した弁ケース２０とによって構成
される。上記ブースタポンプ５は、上記の空圧シリンダ
１９に挿入した空圧ピストン２１と上記ポンプケース１
８のポンプ室２２に挿入したプランジャ２３との断面積
比に応じて増圧された圧油を吐出するものであって、次
のように作動する。
【００１８】図１に示すように、上記の空圧ピストン２
１が復帰バネ２６によって上死点付近に復帰されると、
その空圧ピストン２１に連結したパイロット弁２７が給
排弁２８を排出位置Ｙから供給位置Ｘへ切換えるので、
空圧源２９の圧縮空気が圧縮空気供給路３０を通って発
動室３１へ供給される。これにより、上記の空圧ピスト
ン２１が下死点へ移動し、その空圧ピストン２１に固定
した前記プランジャ２３が前記ポンプ室２２へ進出して
吐出弁３２から分岐室３３へ圧油を吐出する。その圧油
の吐出圧力の調節は、上記の圧縮空気供給路３０に設け
た減圧弁３４で上記の発動室３１へ供給する空気圧力を
調節することによって行われる。
【００１９】上記の空圧ピストン２１が下死点付近に到
達したときには、上記パイロット弁２７が上記の給排弁
２８を上記の供給位置Ｘから排出位置Ｙへ切換えるの
で、上記の発動室３１内の圧縮空気が外部へ排出され、
上記の空圧ピストン２１が前記の復帰バネ２６によって
上死点へ移動する。これにより、前記プランジャ２３が
後退して、前記の油タンク１２内の油が吸入路３６とフ
ィルタ３７と吸入弁３８とを順に経て前記ポンプ室２２
へ吸入される。そして、上記のように往復駆動されるプ
ランジャ２３によって、上記の吐出弁３２と上記の分岐
室３３と前記の接続路４とを順に通って前記の過負荷吸
収用油圧室３へ圧油が充填されるのである。
【００２０】前記の過負荷防止弁１０のハウジングは、
前記の共通ブロック１６の右半部分からなる第１ケース
４１と、その第１ケース４１に複数の締結ボルト４３
(ここでは１本だけ示してある)によって固定した第２ケ
ース４２と、その第２ケース４２にネジ止めした蓋ボル
ト４４によって構成されている。
【００２１】上記の過負荷防止弁１０は次のように作動
する。図１に示すように、前記の過負荷吸収用油圧室３
の圧力が設定充填圧力である場合には、進出バネ４５に
よって右方へ押された弁座筒４６の弁座４７にリリーフ
部材４８の弁面４９が閉弁バネ５０の付勢力によって押
圧されている。その弁面４９の外周空間に形成した開弁
用加圧室５１は嵌合隙間５２を経て排出室５３へ連通さ
れている。
【００２２】前記スライド２に過負荷が作用して上記の
油圧室３の圧力が前記の設定オーバロード圧力よりも上
昇した場合には、まず、上記の弁座４７の弁座孔内の油
圧力によって上記の弁面４９が同上の弁座４７から離間
し、次いで、上記の大面積の開弁用加圧室５１へ油圧力
が作用してその大きな油圧力によって上記リリーフ部材
４８が右方へ急速に開き移動する。これにより、上記の
油圧室３内の圧油が前記の分岐室３３と前記の排出室５
３と前記の排出路１１とを通って前記の油タンク１２へ
速やかに排出される。
【００２３】なお、上記の閉弁バネ５０の右端は前記の
蓋ボルト４４によって受け止められ、その閉弁バネ５０
の左端はアーム５５を介して上記リリーフ部材４８によ
って受け止められる。上記アーム５５によってリミット
スイッチ等のセンサ(図示せず)を操作することにより、
過負荷防止弁１０の作動状態を検出できるようになって
いる。
【００２４】前記の圧力補償弁１４は、直列に接続した
絞り路６０およびリリーフ弁６１を備え、主として図２
に示すように、次のように構成されている。その図２
は、上記の図１中の矢印II部分の拡大詳細図である。
【００２５】前記の共通ブロック１６に形成した空所に
スリーブ６３と蓋ボルト６４とが内方から順に保密状に
装着される。上記スリーブ６３の筒孔６５に絞り部材６
６が上下移動可能で保密状に嵌入される。その絞り部材
６６の下半部の外周面と上記の筒孔６５との嵌合隙間に
よって前記の絞り路６０を構成してある。その絞り部材
６６の上部に上記リリーフ弁６１の弁座６７が設けられ
る。なお、上記の絞り部材６６は止め輪６８によって抜
け止めされている。
【００２６】上記リリーフ弁６１は、上記の蓋ボルト６
４内に形成したシリンダ孔７０と、そのシリンダ孔７０
に保密状に挿入した閉弁ピストン７１と、その閉弁ピス
トン７１の中央部に一体に形成したリリーフ部材７２
と、上記の閉弁ピストン７１の上側に形成した閉弁作動
室７３と、上記リリーフ部材７２を閉弁方向へ付勢する
残圧保持用の圧縮バネ(弾性手段)７４とを備えている。
上記の閉弁作動室７３が、上記の蓋ボルト６４のネジ部
に設けた通路７６と前記ポンプケース１８に設けた通路
７７と前記の空圧シリンダ１９に設けた通路７８とを順
に経て、前記ブースタポンプ５内で前記の圧縮空気供給
路３０へ連通されている。
【００２７】より詳しくいえば、上記の圧縮バネ７４の
一端が、上記の閉弁作動室７３の端壁である上記の蓋ボ
ルト６４に連結され、上記の圧縮バネ７４の他端が上記
の閉弁ピストン７１に連結されている。また、上記リリ
ーフ部材７２の封止具８０に弁面８１が設けられ、その
弁面８１が前記の弁座６７に接当される。上記の弁面８
１には、弁座６７の封止直径Ａに相当する断面積に前記
の分岐室３３の油圧力が上向きに作用する。これに対し
て、前記の閉弁ピストン７１には、前記シリンダ孔７０
の封止直径Ｄに相当する断面積に作用する空圧力と前記
の圧縮バネ７４の付勢力との合力が下向きに作用する。
【００２８】上記の圧力補償弁１４は次のように作動す
る。前記の過負荷吸収用油圧室３の圧力が設定補償圧力
以下の場合には、上記の閉弁ピストン７１に作用する空
気圧力と上記の圧縮バネ７４の付勢力との合力である閉
弁力が上記の弁面８１に作用する油圧力に打ち勝って、
その弁面８１を前記の弁座６７に閉止接当させている。
【００２９】これに対して、上記の油圧室３の圧力が微
速度で上昇していき設定補償圧力を越えると、上記の弁
面８１に作用する油圧力が上記の閉弁力よりも大きくな
って、上記の弁座６７から弁面８１が僅かに離間する。
これにより、上記の油圧室３の圧油は、前記の接続路４
と前記の分岐室３３と上記の絞り路６０と上記リリーフ
弁６１の開弁隙間と前記スリーブ６３の貫通孔８３と前
記の第１ケース４１の連通孔８４と前記リリーフ部材４
８の嵌合隙間５２と前記の排出室５３と前記の排出路１
１とを順に通って、前記の油タンク１２へ排出される。
これにより、上記の油圧室３の圧力を、前記の設定充填
圧力と上記の設定補償圧力との間に保つことができる。
【００３０】上記の油圧室３への圧油の充填圧力を高め
る場合には、前記の空圧源２９の下流に設けた減圧弁３
４を調節して前記ブースタポンプ５の発動室３１へ供給
する空気圧力を高めればよい。すると、これと同時に、
前記の閉弁作動室７３へ供給される空気圧力も高まって
前記のリリーフ弁６１の閉弁用押圧力も大きくなるの
で、前記の圧力補償弁１４の設定補償圧力が高くなる。
これと同様に、上記の油圧室３への圧油の充填圧力を低
くする場合には、上記の発動室３１へ供給する空気圧力
を低くすると、上記の閉弁作動室７３へ供給される空気
圧力も低くなって上記の圧力補償弁１４の設定補償圧力
も低くなるのである。従って、上記の過負荷防止用油圧
室３の設定充填圧力の変更に応じて上記の圧力補償弁１
４の設定補償圧力の変更を自動的に行える。
【００３１】ところで、プレス作業の休止などによって
前記の圧縮空気供給路３０の圧力が消失した場合には、
上記の圧力補償弁１４の上記の閉弁作動室７３の圧力も
消失する。しかしながら、前記の圧縮バネ７４の付勢力
によって前記のリリーフ部材７２が前記の弁座６７に閉
止接当されるので、前記の分岐室３３および前記の油圧
室３には所定圧力の圧油が残される。このため、上記の
油圧室３への圧油の再充填を円滑かつ速やかに行える。
【００３２】上記の再充填時に上記の圧縮空気供給路３
０へ圧縮空気を供給すると、その圧縮空気が上記の閉弁
作動室７３に作用して上記の閉弁ピストン７１を下降さ
せ、上記リリーフ部材７２が絞り部材６６を下降させる
ので、前記の絞り路６０に詰まっていた異物が分岐室３
３へ連れ出される。さらには、前記の過負荷防止弁１０
が過負荷作動したときには、前述したように、その過負
荷防止弁１０のリリーフ部材４８が急速に開き移動する
ので、前記の分岐室３３の圧力が急速に低下する。この
ため、上記の閉弁ピストン７１が上記リリーフ部材７２
を介して上記の絞り部材６６を強力に下降させ、上記の
絞り路６０に詰まっていた異物を上記の分岐室３３へ円
滑に連れ出す。このため、上記の絞り路６０の目詰りを
自動的に防止できる。
【００３３】上記の実施形態は次のように変更可能であ
る。前記の共通ブロック１６は、前記ブースタポンプ５
と前記の過負荷防止弁１０と前記の圧力補償弁１４との
３つの機器を取り付けることに代えて、上記の過負荷防
止弁１０と上記の圧力補償弁１４との２つの機器を取り
付けたものであってもよく、また、上記ブースタポンプ
５と上記の圧力補償弁１４との２つの機器を取付けたも
のであってもよい。さらには、上記の３つの機器５・１
０・１４は、互いに独立した部品として製作して配管で
接続することも可能である。
【００３４】上記の圧力補償弁１４の前記リリーフ部材
７２は、前記の閉弁ピストン７１と一体に形成すること
に代えて、その閉弁ピストン７１とは別体に形成するこ
とも可能である。この場合、弾性手段である前記の圧縮
バネ７４は、上記の別体式のリリーフ部材７２と閉弁ピ
ストン７１との間に装着することも可能である。上記の
弾性手段は、例示した圧縮バネ７４に代えて、引っ張り
バネであってもよく、さらにはゴム等を利用することも
可能である。上記の圧力補償弁１４の前記の絞り路６０
は、例示した嵌合隙間に代えて、ニードル弁などによっ
て構成することも可能である。
【００３５】前記の閉弁作動室７３は、前記ブースタポ
ンプ５の内部で前記の圧縮空気供給路３０へ連通させる
ことに代えて、そのブースタポンプ５の外部で上記の圧
縮空気供給路３０へ連通させてもよい。前記の過負荷防
止弁１０の閉弁用押圧力は、例示した閉弁バネ５０の付
勢力を利用するものに代えて、圧縮空気の圧力を利用す
るものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示し、過負荷防止装置の
全体系統図である。
【図２】上記の図１中の矢印II部分の拡大詳細図であ
る。
【符号の説明】
１…機械プレス、２…スライド、３…油圧室、５…ブー
スタポンプ、１０…過負荷防止弁、１４…圧力補償弁、
１６…共通ブロック、３０…圧縮空気供給路、５０…閉
弁バネ、６０…絞り路、６１…リリーフ弁、７０…シリ
ンダ孔、７１…閉弁ピストン、７２…リリーフ部材、７
３…閉弁作動室、７４…弾性手段(圧縮バネ)。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機械プレス(１)のスライド(２)内の過負
    荷吸収用油圧室(３)へ設定充填圧力で圧油を供給する空
    油圧式ブースタポンプ(５)と、上記の油圧室(３)の圧力
    が設定オーバロード圧力を越えたときにリリーフ作動す
    る過負荷防止弁(１０)と、直列に接続した絞り路(６０)
    およびリリーフ弁(６１)からなり上記の油圧室(３)の圧
    力が微速度で上昇して設定補償圧力を越えたときにリリ
    ーフ作動する圧力補償弁(１４)とを備え、 その圧力補償弁(１４)の上記リリーフ弁(６１)が、リリ
    ーフ部材(７２)を閉弁方向へ押圧するようにシリンダ孔
    (７０)に保密状に挿入した閉弁ピストン(７１)と、その
    閉弁ピストン(７１)に対面すると共に前記ブースタポン
    プ(５)の圧縮空気供給路(３０)へ連通された閉弁作動室
    (７３)と、上記リリーフ部材(７２)を上記の閉弁方向へ
    付勢する残圧保持用の弾性手段(７４)とを備える、こと
    を特徴とする機械プレスの過負荷防止装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載した機械プレスの過負荷
    防止装置において、 前記ブースタポンプ(５)と前記の過負荷防止弁(１０)と
    の少なくとも一方と前記の圧力補償弁(１４)とを共通ブ
    ロック(１６)に取り付けた、ことを特徴とする機械プレ
    スの過負荷防止装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載した機械プレスの
    過負荷防止装置において、 前記の閉弁ピストン(７１)と前記のリリーフ部材(７２)
    とを一体に形成し、前記の弾性手段(７４)を圧縮バネに
    よって構成し、その圧縮バネからなる弾性手段(７４)の
    一端を前記の閉弁作動室(７３)の端壁に連結すると共に
    上記の弾性手段(７４)の他端を上記の閉弁ピストン(７
    １)に連結した、ことを特徴とする機械プレスの過負荷
    防止装置。
  4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載した機
    械プレスの過負荷防止装置において、 前記の過負荷防止弁(１０)の閉弁用押圧力が閉弁バネ
    (５０)の付勢力である、ことを特徴とする機械プレスの
    過負荷防止装置。
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