JP2020518454A

JP2020518454A - 伝動効率が高い自由鍛造油圧機及びその作動方法

Info

Publication number: JP2020518454A
Application number: JP2019501634A
Authority: JP
Inventors: 連華張; 暉張
Original assignee: Zhongke Juxin Clean Energy and Hot Forging Equipment Research and Development Co Ltd
Current assignee: Zhongke Juxin Clean Energy and Hot Forging Equipment Research and Development Co Ltd
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2020-06-25
Anticipated expiration: 2038-06-14
Also published as: CN108436006A; US20210016343A1; EP3572162B1; EP3572162A1; CN108436006B; JP6764016B2; EP3572162A4; WO2019184098A1

Abstract

本発明は、伝動効率が高い自由鍛造油圧機及びその作動方法に関し、油圧シリンダと、油圧ポンプと、増圧蓄圧装置とを有する。該伝動効率が高い自由鍛造油圧機は、油圧ポンプと油圧シリンダとの間に２組の増圧蓄圧装置が設置され、制御システムにより、２組の増圧蓄圧装置が自由鍛造油圧機の油圧シリンダへ等圧の圧油又は増圧した圧油を交互に供給することによって、油圧ポンプが比較的に低圧の状態で作動する場合、自由鍛造油圧機における油圧シリンダが等圧の圧油又は増圧の圧油を獲得できるので、油圧機の余分の圧力の蓄積及び高効率の伝動の目的を果たした。該伝動効率が高い自由鍛造油圧機は、資源の使用が適当で、構成が簡単で、増圧効果がよく、エネルギ消費が少ない。

Description

関連出願の交互引用
本出願は、２０１８年３月２６日に中国専利局に提出された出願番号が２０１８１０２５１１７０．５であり、発明名称が「伝動効率が高い自由鍛造油圧機」である中国特許出願に基づいて優先権を主張し、その全ての内容は、参照により本出願に組み込まれる。

本発明は、油圧伝動技術分野に属し、殊に、伝動効率が高い自由鍛造油圧機及びその作動方法に関する。

自由鍛造油圧機は、通常大型のものであり、生産する鍛造品の重量も大きいので、ハンマーの復帰上昇、降下及び加圧動作に動力を提供するため、油圧システムの動力源として複数台の高出力の油圧ポンプを配置する必要がある。実際の作業において、従来の自由鍛造油圧機の油圧システムには、油圧ポンプが長時間のアイドリング状態を繰り返していることが多いので、その動力の割当が鍛造の線速度要求を満たすが、無駄な電力消費が大きくなる。

本発明は、背景技術で提出された問題を鑑みって、油圧回路に増圧蓄圧装置を設けることにより、油圧用動力油による低圧蓄圧、高圧出力の目的を果たし、そして、油圧機の作動のときもアイドルリングのときも蓄圧することができるので、油圧機の余分の圧力の蓄積及び高効率の伝動が実現される伝動効率が高い自由鍛造油圧機を提供することを目的としている。

本発明による伝動効率が高い自由鍛造油圧機は、油圧ポンプと、増圧蓄圧装置と、油圧シリンダと、制御システムと、管路と、油タンクとを有し、前記増圧蓄圧装置は、蓄圧タンクと気圧タンクとを有し、前記蓄圧タンクの中にタンク内の空間をＡチャンバとＢチャンバとに区画するための隔離装置が設置され、前記Ａチャンバと前記Ｂチャンバの中にそれぞれピストンが設けられるとともに、前記Ａチャンバのピストンと前記Ｂチャンバのピストンの間にピストンロッドが設けられ、２つのピストンを前記蓄圧タンク内で同期移動させるように、前記ピストンロッドが前記隔離装置を貫通して２つのピストンと剛に接続されており、前記Ａチャンバは、そのヘッド側室が気体室であり、そのロッド側室が油室であり、前記Ｂチャンバは、そのヘッド側室が油室であり、そのロッド側室が気体室であり、前記気圧タンクが前記Ａチャンバにおける気体室及び前記Ｂチャンバにおける気体室と連通している。

前記増圧蓄圧装置が前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間に設置され、前記油圧ポンプと、前記増圧蓄圧装置と、前記油圧シリンダとが管路を介して直列連通されており、前記油圧ポンプが供給する圧油が前記増圧蓄圧装置に蓄圧され、前記増圧蓄圧装置が油圧シリンダへ異なる圧力の作動油を出力し、前記増圧蓄圧装置は、２組を有し、前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間に並列して設置され、２組の前記増圧蓄圧装置は前記油圧シリンダへ作動油を交互に供給し、即ち、第１組の増圧蓄圧装置が前記油圧シリンダへ圧油を供給するとき、前記油圧ポンプが第２組の増圧蓄圧装置に対してオイルを供給して圧力を蓄圧するようになり、第２組の増圧蓄圧装置が前記油圧シリンダへ圧油を供給するとき、前記油圧ポンプが第１組の増圧蓄圧装置に対してオイルを供給して圧力を蓄圧するようになる。

前記伝動効率が高い自由鍛造油圧機が等圧作動するとき、前記制御システムは、前記油圧ポンプにより第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に圧油を同時に蓄圧させ、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室が同時に前記油圧シリンダへ等圧の圧油を供給するように制御し、又は、前記油圧ポンプにより第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に圧油を同時に蓄圧させ、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室が同時に前記油圧シリンダへ等圧作動圧油を供給するように制御する。

前記伝動効率が高い自由鍛造油圧機が増圧作動するとき、前記制御システムは、前記油圧ポンプにより第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に圧油を同時に蓄圧させ、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクを連通させて圧油をリリーフさせ、ＡチャンバにおけるピストンによりＡチャンバにおける気体室の気圧をピストンロッドを介してＢチャンバにおけるピストンへ伝達させ、さらにＢチャンバにおけるピストンを介してＢチャンバの油室の圧油へ伝達させて、Ｂチャンバの油室が前記油圧シリンダへ増圧作動圧油を供給するよう制御し、又は、前記油圧ポンプにより第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に圧油を同時に蓄圧させ、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとを連通させて圧油をリリーフさせ、ＡチャンバにおけるピストンによりＡチャンバおける気体室の気圧をピストンロッドを介してＢチャンバにおけるピストンへ伝達させ、さらにＢチャンバにおけるピストンを介してＢチャンバの油室の圧油へ伝達させて、Ｂチャンバの油室が前記油圧シリンダへ増圧作動圧油を供給するように制御する。

さらに、前記油圧ポンプは前記管路を介して各前記蓄圧タンクの油室と連通し、前記管路には、前記管路の断接を制御するための第１電磁弁が設置されている。

さらに、各前記蓄圧タンクの油室は前記管路を介して前記油圧シリンダと連通し、前記管路には、前記管路の断接を制御するための第２電磁弁が設置されている。

さらに、各前記蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室は前記管路を介してＢチャンバにおける油室と連通し、前記管路には、前記管路の断接を制御するための第３電磁弁が設置されている。

さらに、各前記蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室は前記管路を介して前記油タンクと連通し、前記管路には、前記管路の断接を制御するための第４電磁弁が設置されている。

さらに、各前記蓄圧タンクには、ピストンの移動距離を検出するための変位センサーが設置されている。

さらに、前記油圧ポンプと各前記蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室と、各前記蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室と前記油圧シリンダと、各前記蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室と、各前記蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と前記油タンクとは、いずれも前記管路を介して連通しており、前記油圧ポンプと前記Ｂチャンバにおける油室との前記管路に第１電磁弁が設置され、前記Ｂチャンバにおける油室と前記油圧シリンダとの前記管路に第２電磁弁が設置され、前記Ａチャンバにおける油室と前記Ｂチャンバにおける油室との前記管路に第３電磁弁が設置され、前記Ａチャンバにおける油室と前記油タンクとの前記管路に第４電磁弁が設置され、前記第３電磁弁が設置されている管路は、その一端が前記第１電磁弁が設置されている管路と合流接続され、その他端が前記第４電磁弁が設置されている管路と合流接続されており、前記油圧ポンプを通して流出したオイルが、前記第１電磁弁、前記第３電磁弁及び前記第４電磁弁を順次に通過して前記油タンクに戻されることができる。

さらに、前記第１電磁弁、前記第２電磁弁、前記第３電磁弁及び前記第４電磁弁は、いずれも２ポート２位置弁である。

さらに、前記油圧ポンプと前記増圧蓄圧装置との管路には、リリーフ弁がさらに設置されている。

さらに、前記隔離装置は、前記蓄圧タンクの軸線に垂直する隔離板を有し、前記隔離板に、前記ピストンロッドが貫通するための孔が開設されている。

さらに、前記ピストンロッドと前記孔との間には、前記Ａチャンバにおける油室のオイルが前記Ｂチャンバにおける気体室に入ることを防止するための密封構造が設けられている。

さらに、前記孔は前記隔離板の中心に位置する。
本発明のもう一つの目的として、上記伝動効率が高い自由鍛造油圧機により実現され、前記油圧シリンダを等圧作動させる方法と、前記油圧シリンダを増圧作動させる方法とを含む伝動効率が高い自由鍛造油圧機の作動方法を提供することである。

さらに、前記油圧シリンダが等圧作動する場合、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室がまず油圧シリンダへ等圧作動圧油を供給し、第１組の増圧蓄圧装置の蓄圧タンクにおける変位センサーにより蓄圧タンクのピストンが規定位置に到着したと検出されたとき、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を閉弁し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を開弁し、油圧ポンプと第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室との連通管路にある電磁弁を開弁し、油圧ポンプと第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室との連通管路にある電磁弁を閉弁し、２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとの連通管路にある電磁弁を何れも閉弁するように制御し、これによって、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に同時に圧油を蓄圧し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室が同時に油圧シリンダへ等圧作動圧油を供給するようになり、
第２組の増圧蓄圧装置の蓄圧タンクにおける変位センサーにより蓄圧タンクのピストンが規定位置に到着したと検出されたとき、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を閉弁し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を開弁し、油圧ポンプと第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室との連通管路にある電磁弁を開弁し、油圧ポンプと第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室との連通管路にある電磁弁を閉弁し、２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとの連通管路にある電磁弁を何れも閉弁するように制御し、これによって、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に同時に圧油を蓄圧し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室が同時に油圧シリンダへ等圧作動圧油を供給するようになる。

さらに、前記油圧シリンダが増圧作動する場合、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとの連通管路にある電磁弁を開弁し、Ａチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室との連通管路にある電磁弁を閉弁し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとの連通管路にある電磁弁を閉弁し、Ａチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室との連通管路にある電磁弁を開弁し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を開弁し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を閉弁するように制御し、これによって、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に同時に圧油を蓄圧し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室が油圧シリンダへ増圧作動圧油を供給するようになり、
第１組の増圧蓄圧装置の蓄圧タンクにおける変位センサーによりピストンが規定位置に到着したと検出されたとき、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとの連通管路にある電磁弁を開弁し、Ａチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室との連通管路にある電磁弁を閉弁し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとの連通管路にある電磁弁を閉弁し、Ａチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室との連通管路にある電磁弁を開弁し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を開弁し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を閉弁するように制御し、これによって、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に同時に圧油を蓄圧し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室が油圧シリンダへ増圧作動圧油を供給するようになる。

該伝動効率が高い自由鍛造油圧機は、油圧ポンプと油圧シリンダとの間に２組の増圧蓄圧装置が設置され、制御システムにより、２組の増圧蓄圧装置が自由鍛造油圧機の油圧シリンダへ等圧の圧油及び増圧の圧油を交互に供給することによって、油圧ポンプが比較的に低圧の状態で作動する場合、油圧シリンダが比較的に高い圧力の油圧用圧油を獲得でき、油圧シリンダへ絶えずにオイルを供給することを実現できるので、油圧機の余分の圧力の蓄積及び高効率の伝動の目的を果たした。

該伝動効率が高い自由鍛造油圧機は、資源の使用が少なく、構成が簡単で、電動効率が高く、エネルギ消費が少ないというような顕著な利点を備える。

本発明の実施例による伝動効率が高い自由鍛造油圧機の油圧回路の構造模式図である。本発明の実施例による伝動効率が高い自由鍛造油圧機における油圧シリンダの等圧作動状態での油圧回路を示す図である。本発明の実施例による伝動効率が高い自由鍛造油圧機における油圧シリンダの等圧作動状態でのもう１つの油圧回路を示す図である。本発明の実施例による伝動効率が高い自由鍛造油圧機における油圧シリンダの増圧作動状態での油圧回路を示す図である。本発明の実施例による伝動効率が高い自由鍛造油圧機における油圧シリンダの増圧作動状態でのもう１つの油圧回路を示す図である。

本発明の目的、技術案及び利点をより明瞭にするため、以下、図面を参照しながら本発明の技術案を明瞭且つ完全に説明する。説明される実施例が本発明の実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではないことは無論である。本発明の実施例をもとに、当業者が発明能力を用いることなく得たすべてのその他の実施例も、本発明の保護範囲に属する。

本発明の説明において、「上」、「下」等の用語で表された方向又は位置関係は、図面に基づくものであり、本発明を便宜及び簡略に説明するためのものに過ぎず、該当装置又は素子が、必ず定められた方向を有したり、定められた方向に構成されたり、操作されたり、することを明示又は暗示するものではないため、本発明を限定するものではないと理解すべきである。また、用語「第１」、「第２」、「第３」、「第４」は、説明するためのものに過ぎず、相対的重要性を明示又は暗示するものではないと理解すべきである。

本発明の説明において、明確な定義と制限がない限り、用語「接続」、「連通」は、広義的に理解すべきである。例えば、固定接続でもよいし、取外し可能な接続でもよいし、一体的な接続でもよい。そして、機械的な接続でもよいし、電気的な接続でもよい。また、直接に接続してもよいし、中間物を介して間接に接続してもよいし、２つの素子の内部が連通してもよい。当業者は、本発明における上記用語の具体的な意味を、具体的な状況に応じて理解することが可能である。

以下、図面を参照しながら本発明をさらに解釈及び説明する。
本実施例による伝動効率が高い自由鍛造油圧機は、油圧ポンプと、増圧蓄圧装置と、油圧シリンダと、制御システムと、管路と、油タンク１１とを有している。図１に示すように、増圧蓄圧装置は、蓄圧タンク６及び蓄圧タンク６’と、気圧タンク７及び気圧タンク７’とを有し、蓄圧タンク６及び蓄圧タンク６’のそれぞれの中にタンク内の空間をＡチャンバとＢチャンバとに区画するための隔離装置が設けられている。ＡチャンバとＢチャンバの中にそれぞれピストンが設けられるとともに、ピストンの間にピストンロッドが設けられている。ピストンロッドが隔離装置を貫通して２つのピストンと剛に接続されていることによって、蓄圧タンク６及び蓄圧タンク６’の中の２つのピストンが室内で同期移動されることができる。

具体的に、本実施例において、各蓄圧タンクは、Ａチャンバのヘッド側室が気体室であり、ロッド側室が油室であり、Ｂチャンバのヘッド側室が油室であり、ロッド側室が気体室であるように構成されている。該伝動効率が高い自由鍛造油圧機は、２組の増圧蓄圧装置を有し、蓄圧タンク６と蓄圧タンク６’及び気圧タンク７と気圧タンク７’がそれぞれ２組の増圧蓄圧装置に設置されている。２組の増圧蓄圧装置が油圧ポンプ１と油圧機の油圧シリンダ９との間に並列して設置され、そして蓄圧タンク６及び蓄圧タンク６’の気体室がそれぞれ管路を介して気圧タンク７及び気圧タンク７’と連通している。

図１に示すように、油圧ポンプ１が管路を介して蓄圧タンク６及び蓄圧タンク６’のそれぞれの油室と連通しているとともに、それぞれの管路に第１電磁弁２と第１電磁弁２’とが設置されている。蓄圧タンク６及び蓄圧タンク６’の油室が管路を介して油圧シリンダ９と連通しているとともに、それぞれの管路に第２電磁弁８と第２電磁弁８’とが設置されている。蓄圧タンク６及び蓄圧タンク６’のそれぞれのＡチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室との間に、連通管路が設置されているとともに、連通管路に第３電磁弁３及び第３電磁弁３’が設置されている。蓄圧タンク６及び蓄圧タンク６’のそれぞれのＡチャンバにおける油室と油タンク１１との間に、連通管路が設置されているとともに、連通管路に第４電磁弁４及び第４電磁弁４’が設置されている。蓄圧タンク６に変位センサー５が設置され、蓄圧タンク６’に変位センサー５’が設置されている。第３電磁弁３が設置される管路は、その一端が第１電磁弁２が設置される管路と合流接続され、その他端が第４電磁弁４が設置される管路と合流接続されているので、油圧ポンプ１を介して流出したオイルが、第１電磁弁２、第３電磁弁３及び第４電磁弁４を順次に通過して油タンク１１に戻されることができる。同様に、その他の組の増圧蓄圧装置において、第３電磁弁３’が設置される管路は、その一端が第１電磁弁２’が設置される管路と合流接続され、その他端が第４電磁弁４’が設置される管路と合流接続されているので、油圧ポンプ１を介して流出したオイルが、第１電磁弁２’、第３電磁弁３’及び第４電磁弁４’を順次に通過して油タンク１１に戻されることができる。

図１に示すように、本実施例において、第１電磁弁２、第１電磁弁２’、第２電磁弁８、第２電磁弁８’、第３電磁弁３、第３電磁弁３’、第４電磁弁４及び第４電磁弁４’は、いずれも２ポート２位置弁である。

図１に示すように、本実施例において、油圧ポンプ１と増圧蓄圧装置との間の管路には、リリーフ弁１０がさらに設置されている。

油圧回路における圧力が高すぎると、リリーフ弁１０が開弁され、オイルがリリーフされて油タンク１１に戻される。これによって、油圧回路が安全に保護され、油圧回路における圧力の安定性が効果的に維持され、油圧回路の作動の信頼性を保証できた。

図１に示すように、具体的に、本実施例において、リリーフ弁１０は、第１電磁弁２と油圧ポンプ１との間に位置するとともに、第１電磁弁２’と油圧ポンプ１との間に位置している。

１組の増圧蓄圧装置における隔離装置を例にして説明を行う。図１に示すように、本実施例において、隔離装置は、蓄圧タンク６の軸線に垂直して設置された隔離板を有し、隔離板にピストンロッドが貫通するための孔が開設されている。その他の組の増圧蓄圧装置における隔離装置が上記隔離装置と同様に構成及び設置されるため、ここでその説明を省略する。

このように設置された隔離装置は、構成が簡単であるため、本実施例による伝動効率が高い自由鍛造油圧機の製造コストを大幅に低減した。

また、本実施例において、隔離板は、蓄圧タンク６の軸線に垂直して設置されてもよいし、蓄圧タンク６の軸線に略垂直して設置されてもよく、隔離板のような設置により、蓄圧タンク６内部のチャンバーを隔離できる構成であればよい。

本実施例において、隔離板の材質としてステンレスを使用することが可能であり、また、隔離板の表面に対して防食処理を行ってもよい。

図１に示すように、本実施例において、孔が隔離板の中心に設けられてもよい。これによって、Ａチャンバにおける油室とＢチャンバにおける気体室とが対称に設けられて、ピストンの作動安定性をある程度保証できた。

また、本実施例において、Ａチャンバにおける油室のオイルがＢチャンバにおける気体室に入ることを避けるように、ピストンロッドと孔との間に密封構造が設けられてもよい。これによって、漏洩の発生を効果的に減少させ、油圧システムの作動信頼性及び制御確実性を保証できた。

具体的に、密封構造は、孔の内面に設けられるリング状溝と、リング状溝に設置されるシールリングとを有し、シールリングの内面とピストンロッドの外周面とを密接させるように構成される。このような構成は、簡単で、コストが低くなる。本実施例において、密封の信頼性を保証するために、密封構造を複数組設けてもよい。図１に示すように、本実施例において、該伝動効率が高い自由鍛造油圧機は、油圧シリンダ制御弁１２をさらに有してもよい。油圧シリンダ制御弁による制御で、油圧機のハンマーの復帰上昇、降下及び加圧動作が実現される。

該伝動効率が高い自由鍛造油圧機の等圧作動プロセス（油圧ポンプにより蓄圧タンクに供給された圧油の圧力が蓄圧タンクにより油圧シリンダに供給された圧油の圧力と等しい）において、図２に示すように、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６がまず油圧シリンダ９へ圧油を供給し、蓄圧タンク６における変位センサー５により蓄圧タンク６におけるピストンが規定位置に到着したと検出されたとき、蓄圧タンク６における油室と油圧シリンダ９との連通管路にある第２電磁弁８を閉弁し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６’における油室と油圧シリンダ９との連通管路にある第２電磁弁８’を開弁し、油圧ポンプ１と蓄圧タンク６との連通管路にある第１電磁弁２及び第３電磁弁３を開弁し、油圧ポンプ１と蓄圧タンク６’油室との連通管路にある第１電磁弁２’を閉弁するとともに第３電磁弁３’を開弁し、蓄圧タンク６のＡチャンバにおける油室と油タンク１１との連通管路にある第４電磁弁４及び蓄圧タンク６’のＡチャンバにおける油室と油タンク１１との連通管路にある第４電磁弁４’を閉弁するように制御される。この場合、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６のＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に同時に圧油を蓄圧し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６’のＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室が同時に油圧シリンダ９へ等圧作動圧油を供給するようになる。

図３に示すように、第２組の増圧蓄圧装置における変位センサー５’により蓄圧タンク６’におけるピストンが規定位置に到着したと検出されたとき、蓄圧タンク６’における油室と油圧シリンダ９との連通管路にある第２電磁弁８’を閉弁し、蓄圧タンク６における油室と油圧シリンダ９との連通管路にある第２電磁弁８を開弁し、油圧ポンプ１と蓄圧タンク６’との連通管路にある第１電磁弁２’及び第３電磁弁３’を開弁し、油圧ポンプ１と蓄圧タンク６の油室との連通管路にある第１電磁弁２を閉弁するとともに第３電磁弁３を開弁し、蓄圧タンク６のＡチャンバにおける油室と油タンク１１との連通管路にある第４電磁弁４及び蓄圧タンク６’のＡチャンバにおける油室と油タンク１１との連通管路にある第４電磁弁４’を閉弁するように制御される。この場合、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６’のＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に同時に圧油を蓄圧し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６のＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室が同時に油圧シリンダ９へ等圧作動圧油を供給するようになる。

さらに、第１組の増圧蓄圧装置における変位センサー５により蓄圧タンク６におけるピストンが規定位置に到着したと検出されたとき、次の作動循環に入る。

該伝動効率が高い自由鍛造油圧機は、２組の増圧蓄圧装置が交互に作動することによって、油圧ポンプ１により蓄圧タンク６及び蓄圧タンク６’の２つの蓄圧タンクが交互にオイルを蓄圧し、蓄圧タンク６及び蓄圧タンク６’が油圧シリンダ９へ等圧作動圧油を連続供給する目的を実現できた。

該伝動効率が高い自由鍛造油圧機の増圧作動プロセス（Ａチャンバにおける空気室の圧力がピストンロッドを介してＢチャンバにおけるピストンに与えられ、Ｂチャンバにおける油室の圧力が大きくなり、さらに油圧シリンダに供給された圧油の圧力が大きくなる）において、図４に示すように、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６のＡチャンバにおける油室と油タンク１１との連通管路にある第４電磁弁４を開弁し、Ａチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室との連通管路にある第３電磁弁３を閉弁し、油圧ポンプ１と蓄圧タンク６の油室との連通管路にある第１電磁弁２を閉弁し、油圧ポンプ１と蓄圧タンク６の油室との連通管路にある第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６’のＡチャンバにおける油室と油タンク１１との連通管路にある第４電磁弁４’を閉弁し、Ａチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室との連通管路にある第３電磁弁３’を開弁し、油圧ポンプ１と蓄圧タンク６’油室との連通管路にある第１電磁弁２’を開弁し、増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６のＢチャンバにおける油室と油圧シリンダ９との連通管路にある第２電磁弁８を開弁し、増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６’のＢチャンバにおける油室と油圧シリンダ９との連通管路にある第２電磁弁８’を閉弁するように制御される。この場合、増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６’のＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に同時に圧油を蓄圧し、増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６のＢチャンバにおける油室が油圧シリンダ９へ増圧作動圧油を供給するようになる。

図５に示すように、第１組の増圧蓄圧装置の蓄圧タンク６における変位センサー５によりピストンが規定位置に到着したと検出されたとき、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６’のＡチャンバにおける油室と油タンク１１との連通管路にある第４電磁弁４’を開弁し、Ａチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室との連通管路にある第３電磁弁３’を閉弁し、油圧ポンプ１と蓄圧タンク６’油室との連通管路にある第１電磁弁２’を閉弁し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６のＡチャンバにおける油室と油タンク１１との連通管路にある第４電磁弁４を閉弁し、Ａチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室との連通管路にある第３電磁弁３を開弁し、油圧ポンプ１と蓄圧タンク６の油室との連通管路にある第１電磁弁２を開弁し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６’のＢチャンバにおける油室と油圧シリンダ９との連通管路にある第２電磁弁８’を開弁し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６のＢチャンバにおける油室と油圧シリンダ９との連通管路にある第２電磁弁８を閉弁するように制御される。この場合、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６のＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に同時に圧油を蓄圧し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンク６’のＢチャンバにおける油室が油圧シリンダへ増圧作動圧油を供給するようになる。

さらに、第２組の増圧蓄圧装置の蓄圧タンク６’における変位センサー５’によりピストンが規定位置に到着したと検出されたとき、次の作動循環に入る。

該伝動効率が高い自由鍛造油圧機は、２組の増圧蓄圧装置が交互に作動することによって、油圧ポンプ１により蓄圧タンク６及び蓄圧タンク６’の２つの蓄圧タンクが交互にオイルを蓄圧し、蓄圧タンク６及び蓄圧タンク６’が油圧シリンダ９へ増圧作動圧油を連続供給する目的を実現できた。

本実施例において、さらに伝動効率が高い自由鍛造油圧機の作動方法を提供する。当該作動方法は、上記伝動効率が高い自由鍛造油圧機により実現され、油圧シリンダ９を等圧作動させる方法と油圧シリンダ９を増圧作動させる方法とを含んでいる。油圧シリンダ９を等圧作動させる方法及び油圧シリンダ９を増圧作動させる方法は、上記伝動効率が高い自由鍛造油圧機の等圧作動プロセス及び増圧作動プロセスで詳細に説明されたので、ここでその説明を省略する。

以上、本発明の具体的な実施例を詳細に説明したが、その内容は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の実施の範囲を制限するものではない。本発明の請求範囲から逸脱しない範囲内に行われた均等置換、改良等は、いずれも本発明の範囲内に属する。

産業上の利用可能性
本発明による伝動効率が高い自由鍛造油圧機及びその作動方法は、油圧機の油圧シリンダへ等圧の圧油又は増圧の圧油を交互に供給することによって、油圧ポンプが比較的に低圧の状態で作動する場合、油圧シリンダが等圧の圧油又は増圧の圧油を絶えず獲得することができるので、油圧機の余分の圧力の蓄積及び高効率の伝動を実現できた。また、該伝動効率が高い自由鍛造油圧機は、構成が簡単で、エネルギ消費が比較的に少ない。

１油圧ポンプ、２、２’ 第１電磁弁、３、３’ 第３電磁弁、４、４’ 第４電磁弁、５、５’ 変位センサー、６、６’ 蓄圧タンク、７、７’ 気圧タンク、８、８’ 第２電磁弁、９油圧シリンダ、１０リリーフ弁、１１油タンク、１２油圧シリンダ制御弁。

Claims

油圧ポンプと、増圧蓄圧装置と、油圧シリンダと、制御システムと、管路と、油タンクとを有し、前記増圧蓄圧装置は、蓄圧タンクと気圧タンクとを有し、前記蓄圧タンクの中にタンク内の空間をＡチャンバとＢチャンバとに区画するための隔離装置が設置され、前記Ａチャンバと前記Ｂチャンバの中にそれぞれピストンが設けられるとともに、前記Ａチャンバのピストンと前記Ｂチャンバのピストンの間にピストンロッドが設けられ、２つのピストンを前記蓄圧タンク内で同期移動させるように、前記ピストンロッドが前記隔離装置を貫通して２つのピストンと剛に接続されており、前記Ａチャンバは、そのヘッド側室が気体室であり、そのロッド側室が油室であり、前記Ｂチャンバは、そのヘッド側室が油室であり、そのロッド側室が気体室であり、前記気圧タンクが前記Ａチャンバにおける気体室及び前記Ｂチャンバにおける気体室と連通している伝動効率が高い自由鍛造油圧機であって、
前記増圧蓄圧装置が前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間に設置され、前記油圧ポンプと、前記増圧蓄圧装置と、前記油圧シリンダとが管路を介して直列連通されており、前記油圧ポンプが供給する圧油が前記増圧蓄圧装置に蓄圧され、前記増圧蓄圧装置が油圧シリンダへ異なる圧力の作動油を出力し、前記増圧蓄圧装置は、２組を有し、前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間に並列して設置され、２組の前記増圧蓄圧装置は前記油圧シリンダへ作動油を交互に供給し、即ち、第１組の増圧蓄圧装置が前記油圧シリンダへ圧油を供給するとき、前記油圧ポンプが第２組の増圧蓄圧装置に対してオイルを供給して圧力を蓄圧するようになり、第２組の増圧蓄圧装置が前記油圧シリンダへ圧油を供給するとき、前記油圧ポンプが第１組の増圧蓄圧装置に対してオイルを供給して圧力を蓄圧するようになり、
前記伝動効率が高い自由鍛造油圧機が等圧作動するとき、前記制御システムは、前記油圧ポンプにより第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に圧油を同時に蓄圧させ、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室が同時に前記油圧シリンダへ等圧の圧油を供給するように制御し、又は、前記油圧ポンプにより第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に圧油を同時に蓄圧させ、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室が同時に前記油圧シリンダへ等圧作動圧油を供給するように制御し、
前記伝動効率が高い自由鍛造油圧機が増圧作動するとき、前記制御システムは、前記油圧ポンプにより第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に圧油を同時に蓄圧させ、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクを連通させて圧油をリリーフさせ、ＡチャンバにおけるピストンによりＡチャンバにおける気体室の気圧をピストンロッドを介してＢチャンバにおけるピストンへ伝達させ、さらにＢチャンバにおけるピストンを介してＢチャンバの油室の圧油へ伝達させて、Ｂチャンバの油室が前記油圧シリンダへ増圧作動圧油を供給するよう制御し、又は、前記油圧ポンプにより第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に圧油を同時に蓄圧させ、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとを連通させて圧油をリリーフさせ、ＡチャンバにおけるピストンによりＡチャンバおける気体室の気圧をピストンロッドを介してＢチャンバにおけるピストンへ伝達させ、さらにＢチャンバにおけるピストンを介してＢチャンバの油室の圧油へ伝達させて、Ｂチャンバの油室が前記油圧シリンダへ増圧作動圧油を供給するように制御する
ことを特徴とする伝動効率が高い自由鍛造油圧機。
前記油圧ポンプは前記管路を介して各前記蓄圧タンクの油室と連通し、前記管路には、前記管路の断接を制御するための第１電磁弁が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機。
各前記蓄圧タンクの油室は前記管路を介して前記油圧シリンダと連通し、前記管路には、前記管路の断接を制御するための第２電磁弁が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機。
各前記蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室は前記管路を介してＢチャンバにおける油室と連通し、前記管路には、前記管路の断接を制御するための第３電磁弁が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機。
各前記蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室は前記管路を介して前記油タンクと連通し、前記管路には、前記管路の断接を制御するための第４電磁弁が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機。
各前記蓄圧タンクには、ピストンの移動距離を検出するための変位センサーが設置されていることを特徴とする請求項１に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機。
前記油圧ポンプと各前記蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室と、各前記蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室と前記油圧シリンダと、各前記蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室と、各前記蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と前記油タンクとは、いずれも前記管路を介して連通しており、
前記油圧ポンプと前記Ｂチャンバにおける油室との前記管路に第１電磁弁が設置され、前記Ｂチャンバにおける油室と前記油圧シリンダとの前記管路に第２電磁弁が設置され、前記Ａチャンバにおける油室と前記Ｂチャンバにおける油室との前記管路に第３電磁弁が設置され、前記Ａチャンバにおける油室と前記油タンクとの前記管路に第４電磁弁が設置され、
前記第３電磁弁が設置されている管路は、その一端が前記第１電磁弁が設置されている管路と合流接続され、その他端が前記第４電磁弁が設置されている管路と合流接続されており、前記油圧ポンプを通して流出したオイルが、前記第１電磁弁、前記第３電磁弁及び前記第４電磁弁を順次に通過して前記油タンクに戻されることができることを特徴とする請求項１に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機。
前記第１電磁弁、前記第２電磁弁、前記第３電磁弁及び前記第４電磁弁は、いずれも２ポート２位置弁であることを特徴とする請求項７に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機。
前記油圧ポンプと前記増圧蓄圧装置との管路には、リリーフ弁がさらに設置されていることを特徴とする請求項７に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機。
前記隔離装置は、前記蓄圧タンクの軸線に垂直する隔離板を有し、前記隔離板に、前記ピストンロッドが貫通するための孔が開設されていることを特徴とする請求項１に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機。
前記ピストンロッドと前記孔との間には、前記Ａチャンバにおける油室のオイルが前記Ｂチャンバにおける気体室に入ることを防止するための密封構造が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機。
前記孔は前記隔離板の中心に位置することを特徴とする請求項１０に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機。
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機により実現され、前記油圧シリンダを等圧作動させる方法と、前記油圧シリンダを増圧作動させる方法とを含むことを特徴とする伝動効率が高い自由鍛造油圧機の作動方法。
前記油圧シリンダが等圧作動する場合、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室がまず油圧シリンダへ等圧作動圧油を供給し、第１組の増圧蓄圧装置の蓄圧タンクにおける変位センサーにより蓄圧タンクのピストンが規定位置に到着したと検出されたとき、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を閉弁し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を開弁し、油圧ポンプと第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室との連通管路にある電磁弁を開弁し、油圧ポンプと第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室との連通管路にある電磁弁を閉弁し、２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとの連通管路にある電磁弁を何れも閉弁するように制御し、これによって、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に同時に圧油を蓄圧し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室が同時に油圧シリンダへ等圧作動圧油を供給するようになり、
第２組の増圧蓄圧装置の蓄圧タンクにおける変位センサーにより蓄圧タンクのピストンが規定位置に到着したと検出されたとき、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を閉弁し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を開弁し、油圧ポンプと第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室との連通管路にある電磁弁を開弁し、油圧ポンプと第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクの油室との連通管路にある電磁弁を閉弁し、２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとの連通管路にある電磁弁を何れも閉弁するように制御し、これによって、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に同時に圧油を蓄圧し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室が同時に油圧シリンダへ等圧作動圧油を供給するようになる
ことを特徴とする請求項１３に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機の作動方法。
前記油圧シリンダが増圧作動する場合、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとの連通管路にある電磁弁を開弁し、Ａチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室との連通管路にある電磁弁を閉弁し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとの連通管路にある電磁弁を閉弁し、Ａチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室との連通管路にある電磁弁を開弁し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を開弁し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を閉弁するように制御し、これによって、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に同時に圧油を蓄圧し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室が油圧シリンダへ増圧作動圧油を供給するようになり、
第１組の増圧蓄圧装置の蓄圧タンクにおける変位センサーによりピストンが規定位置に到着したと検出されたとき、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとの連通管路にある電磁弁を開弁し、Ａチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室との連通管路にある電磁弁を閉弁し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバにおける油室と油タンクとの連通管路にある電磁弁を閉弁し、Ａチャンバにおける油室とＢチャンバにおける油室との連通管路にある電磁弁を開弁し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を開弁し、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室と油圧シリンダとの連通管路にある電磁弁を閉弁するように制御し、これによって、第１組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＡチャンバ及びＢチャンバにおける油室に同時に圧油を蓄圧し、第２組の増圧蓄圧装置における蓄圧タンクのＢチャンバにおける油室が油圧シリンダへ増圧作動圧油を供給するようになる
ことを特徴とする請求項１３に記載の伝動効率が高い自由鍛造油圧機の作動方法。