JP3206617B2 - 鍛造プレス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鍛造プレスに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】液圧制御装置と液圧シリンダで、対向す
る鍛造工具の少なくとも１つを、繰返し往復運動するこ
とにより、被鍛造材を逐次鍛練成形していく液圧式自由
鍛造プレスは、従来から、種々の形式のものがあるが、
たとえば、図３に示すような構成からなっている。 図
３において、１は固定されているベッド、２は該ベッド
１より上位に位置して上金型１１を取付けるトップフレ
ーム、３は該ベッド１より下位に位置しているボトムフ
レーム、４は上端が前記トップフレーム２に固着されて
下端が前記ボトムフレーム３に固着されて前記ベッド１
を貫通して上下方向に摺動可能に設けられたコラム、５
は該ベッド１とボトムフレーム３の間の中央に設けられ
たラムを有するメインシリンダ、６は該ベッド１とボト
ムフレーム３の間の側部に設けられたリフテイングシリ
ンダである。 そして、１０は液圧制御装置（油圧制御
装置）で、ポンプ７、タンク８、該ポンプ７からの吐出
圧液（吐出圧油）をメインシリンダ５の液圧室（油圧
室）１４とリフテイングシリンダ６の液圧室（油圧室）
１５に交互に供給するように切換える液圧切換弁（油圧
切換弁）９などとからなっている。

【０００３】なお実際の、この種の鍛造プレスの液圧制
御装置には、この他にポンプアンロード弁、安全弁等、
種々の目的の液圧制御機器が設けられているが、本発明
に直接関係がないので、その説明を省略する。また１３
は被鍛造物、１６は前記メインシリンダ５の液圧室１４
と液圧切換弁９のある１つのポートとを接続している配
管、１７は前記リフテイングシリンダ６の液圧室１５と
液圧切換弁９の他の１つのポートとを接続している配管
である。

【０００４】図３に示すように構成された鍛造プレスに
おいては、液圧切換弁９が図示の位置にあるときは、ポ
ンプ７を作動させても、その吐出側が該切換弁９でブロ
ックされているため、鍛造プレスは作動しない。

【０００５】そこで、液圧切換弁９を図２で右方に移動
させると、ポンプ７の吐出側は配管１６を経てメインシ
リンダ５の液圧室１４に連通して液圧室１４を加圧する
とともに、リフテイングシリンダ６の液圧室１５は配管
１７を経てタンク８に連通する。したがって、固定され
ているベッド１に対して、トップフレーム２、ボトムフ
レーム３、コラム４、上金型１１は、一体となって下降
し、上金型１１は下金型１２上の被鍛造物１３をプレス
（打叩）する。

【０００６】こののち、液圧切換弁９を図２の位置から
左方に移動させると、前述とは逆に、ポンプ７の吐出側
は、配管１７を経てリフテイングシリンダ６の液圧室１
５に連通して液圧室１５を加圧するとともに、メインシ
リンダ５の液圧室１４は配管１６を経てタンク８に連通
する。したがって、ベッド１に対して、トップフレーム
２、ボトムフレーム３、コラム４、上金型１１は一体と
なって上昇し、上金型１１は下金型１２上の被鍛造物１
３から離れる。

【０００７】このような下降と上昇のストロークを繰返
えすことにより、被鍛造物１３はプレス鍛造される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の液圧式
自由鍛造プレスでは、長いストロークを能力いっぱいの
力で圧下する荒鍛造から、十数ミリという短いストロー
クで、繰返し圧下する仕上鍛造まで、またシリンダのほ
ぼ全ストロークを使って、被鍛造材をその軸方向に圧下
する据込鍛造など、自由鍛造に要求される多様な条件に
柔軟に対応できるすぐれた性能を有している。 しか
し、作動速度が低いという欠点がある。つまり、この種
の自由鍛造プレスの作動速度は、単位時間当り何回スト
ロークができるかが問題点となるため、ＳＰＭ（毎分当
りのストローク数）で表わす。もちろん、従来の液圧式
鍛造プレスでも、圧下ストロークが数ミリ、加圧力が、
たとえば１０００トンの能力のプレスで３００トン等の
小さな圧下力の場合には、１２０ＳＰＭ等の高いＳＰＭ
を出すことができる。

【０００９】ところで、この圧下量または加圧力が少し
増えると、たとえば、圧下量が２０ミリ、加圧力が８０
０トン等になると、たちまち、このＳＰＭは、たとえ
ば、５０ＳＰＭ等、大幅にさがってしまう。とくに、最
近、新素材や高合金を鍛造する例が多くなり、この場合
は、たとえば、１０００トン能力のプレスでは１０００
トンに近い加圧力で、圧下量も２０ミリ位の鍛造条件で
高いＳＰＭ、たとえば８０〜１５０ＳＰＭが要求され
る。

【００１０】しかしながら、従来の液圧式鍛造プレスで
これを実現しようとすると、膨大な数のポンプを必要と
し、また作動中のショックも大きくなり、ほとんど実現
が不可能であるという大きな問題点があった。

【００１１】本発明は上記のような問題点を解決しよう
とするものである。すなわち、本発明は、自由鍛造にお
ける種々の鍛造条件に柔軟に対応するため、プレスの液
圧シリンダのストロークいっぱいの圧下量から数ミリの
圧下量までの広い範囲の鍛造を可能にするとともに、比
較的短い圧下量で比較的大きい加圧力でも、今までの液
圧式鍛造プレスでは、むずかしかった高い毎分当りのス
トローク数で高速運転が可能な鍛造プレスを提供するこ
とを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、ベッド（１）より上位に位置して
いる上金型（１１）を取付けるトップフレーム（２）
と、該ベッド（１）より下位に位置しているボトムフレ
ーム（３）と、該ベッド（１）とボトムフレーム３との
間の中央に設けられたメインシリンダ（５）と、該ベッ
ド（１）とボトムフレーム（３）の間の側部に設けられ
たリフテイングシリンダ（６）とから成り、前記メイン
シリンダ（５）を繰返し往復動させて、被鍛造材（１
３）を逐次鍛練成形する鍛造プレスであって、ポンプ
（７）からの吐出圧液を、前記メインシリンダ（５）の
液圧室（１４）と前記リフテイングシリンダ（６）の液
圧室（１５）に交互に供給するように切換える液圧切換
弁（９）とからなる液圧制御装置（１０）と、偏心軸
（１９）とからなる回転駆動体と、該回転駆動体によっ
て往復動するプランジャ（１８）を有する小シリンダ
（１８’）と、該小シリンダ（１８’）から吐出される
作動液体を前記鍛造プレスのメインシリンダ（５）の液
圧室（１４）へ導く配管（１６）と、を備えた、ことを
特徴とする鍛造プレスが提供される。 前記リフテイング
シリンダ（６）の液圧室（１５）に配管（１７）によっ
て接続されている液圧源が、アキュムレータ（２０）で
ある、ことが望ましい。

【００１３】

【作用】本発明の構成では、液圧制御装置（１０）と鍛
造プレスのメインシリンダ（５）とで、対向する鍛造工
具の少なくとも１つを繰返し往復動させて、被鍛造材
（１３）を逐次鍛練成形していく液圧式自由鍛造プレス
において、偏心軸（１９）とからなる回転駆動体と、該
回転駆動体によって往復動するプランジャ（１８）を有
する小シリンダ（１８’）と、該小シリンダ（１８’）
から吐出される作動液体を前記鍛造プレスのメインシリ
ンダ（５）へ導く配管（３）とを備えているので、従来
と同じように、ポンプから圧力液を鍛造プレスのメイン
シリンダ（５）に供給することにより、該メインシリン
ダ（５）のストロークいっぱいの長いストロークから十
数ミリのストロークまでの広い範囲の運転が可能であ
る。しかも、比較的小ストロークでの高速運転をする必
要があるときには、前記ポンプを使用しないで、そのか
わり、前記小シリンダ（１８’）からの圧力液を該メイ
ンシリンダ（５）に供給することにより、容易にその比
較的小ストロークで高い圧下力の高速運転が可能とな
る。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示している。図
１において、符号１から１７までは、図３に示した従来
のものと同じである。そして、１８はプランジャ、１９
は該プランジャ１８を駆動する偏心軸、２０は液圧源
（油圧源）であるアキュムレータ、２９と３０は新たに
追加する液圧制御装置で、安全弁等、本発明の説明に必
要のないものは図示を省略している。

【００１５】また２１は該プランジャ１８とメインシリ
ンダ５の液圧室１４を連通させる配管、２２は該アキュ
ムレータ２０とリフテイングシリンダ６の液圧室１５を
連通させる配管、２３は該配管２２と切換弁９からの配
管１７′のいずれかを配管１７へ継ぐための切換弁であ
る。そして、切換弁２４はポンプ７から吐出される作動
液をアキュムレータ２０へ供給するときに切換える切換
弁である。切換弁２５はアキュムレータ２０の作動液を
メインシリンダ５の液圧室１４へ供給するときに使用す
る切換弁である。チェック弁２５′は該シリンダ５の液
圧室１４内の作動液がチェック弁２５′よりポンプ７側
へ逆流しないように設けられている。

【００１６】また２６は該メインシリンダ５の液圧室１
４の作動液をタンクに逃すときに使用する切換弁、２７
と２８はプランジャ１８が往復動するとき、小シリンダ
１８′から吸吐する作動液をメインシリンダ５の液圧室
１４へ流すかタンクへ戻すかを選択するための切換弁で
ある。

【００１７】図１に示すように構成された鍛造プレスに
おいては、長いストロークで、低速運転の場合は、図３
で説明した従来と全く同様にして運転する。ただし、図
１でチェック弁２５′が設けられているため、メインシ
リンダ５の液圧室１４の作動液をタンク８へ戻すときは
切換弁２６を使う。そして、比較的小さなストローク
で、比較的大きな加圧力（もちろん、小さな加圧力の場
合も使ってよい。）で高速運転をする場合には、ポンプ
７を駆動源として使用しないで、そのかわり、メインシ
リンダ５には小シリンダ１８′から圧力液を供給し、リ
フテイングシリンダ６にはアキュムレータ２０から圧力
液を供給する。

【００１８】すなわち、プランジャ１８によりプレスを
運転するときには、まず、偏心軸１９を回転し、プラン
ジャ１８を往復運動する。この段階では、プランジャ１
８により吸吐される作動液はタンクへ流されている。つ
ぎに、切換弁２６を左方へ動かし、メインシリンダ５の
液圧室１４とタンクとの回路を遮断するとともに切換弁
２３を切換え、アキュムレータ２０とリフテイングシリ
ンダ６の液圧室１５を継ぐ。

【００１９】この状態で、切換弁２７または２８を下方
へ動かし、プランジャ１８の小シリンダ１８′とメイン
シリンダ５の液圧室１４の回路を開いてやる。プランジ
ャ１８がその小シリンダ１８′の中へ押し込まれると
き、プランジャ１８により押出された作動液はメインシ
リンダ５の液圧室１４に送り込まれ、上金型１１は下降
する。その際、リフテイングシリンダ６の液圧室１５内
の作動液はアキュムレータ２０に押し戻される。

【００２０】つぎに、プランジャ１８がその小シリンダ
１８′から引抜かれるときアキュムレータ２０から作動
液がリフテイングシリンダ６の液圧室１５に送り込ま
れ、上金型１１が上昇するとともにメインシリンダ５の
液圧室１４内の作動液がプランジャ１８の小シリンダ１
８′内へ戻される。

【００２１】このようにして、偏心軸１９の回転により
往復動するプランジャ１８が吸吐する作動液により、上
金型１１は上下動を繰返し被鍛造材１３を鍛造する。偏
心軸１９を回転し得られる往復動は、横軸に時間、縦軸
にストロークをとったグラフに表わすと、正弦波形とな
り、ポンプ７から吐出される作動流体をバルブで切換え
ることにより得られる作動に比較すると、非常にショッ
クの少ないスムーズな作動で、比較的小さな圧下量、た
とえば、１０〜３０ミリで、能力に近い加圧力でも、た
とえば、８０〜１５０ＳＰＭという高速運転が可能とな
る。

【００２２】プランジャ１８による運転で上金型１１の
往復動する位置を下方へ移動する場合は、切換弁２５を
開いてアキュムレータ２０内の作動液をメインシリンダ
５の液圧室１４へ送り込むか、切換弁９を右へ切換え、
ポンプ７から吐出される作動液をメインシリンダ５の液
圧室１４へ送り込むことにより、上金型１１の往復動す
る位置を下げる。

【００２３】また上金型１１の往復動する位置を上げる
場合には、切換弁２６を開いてメインシリンダ５の液圧
室１４内の作動油をタンクへ戻すことにより、これを行
なう。さらに、切換弁２７，２８の切換えを選択するこ
とにより、２組のプランジャ１８から吸吐される作動液
をメインシリンダ５の液圧室１４へ送り込む場合と、い
ずれか１組のプランジャ１８から吸吐される作動液を該
液圧室１４へ送り込む場合を選択できる。 これは２種
類のストローク長さの往復作動が得られるということで
ある。

【００２４】プランジャ１８による上金型１１の往復運
動ストロークは、メインシリンダ内と配管内の作動液の
圧縮量分だけ、そのストロークが短くなるため、配管内
の作動液の体積を極力少なくすることが好ましい。この
ため、プランジャ１８、切換弁２６、チェック弁２５′
を極力メインシリンダ５の近くに設けるようにする。つ
まり、プランジャ１８が挿入されている小シリンダ１
８′をメインシリンダ５の液圧室１４に直接取付けたも
のでもよい。そして、チェック弁２５′を該液圧室１４
のできるだけ近傍に設けることにより、配管内の圧縮さ
れる作動液の体積を小さくすることができる。

【００２５】なお図１では、往復動するプランジャ１８
の回転駆動体として偏心軸１９によるものを示したが、
これをクランク軸に設計変更してもよい。

【００２６】このようにして、従来の技術では、不可能
であった比較的小ストロークで比較的大きな加圧力での
高速運転が可能となる。すなわち、上金型１１の昇降ス
トロークが、たとえば、２０〜６０ミリ（この場合、圧
下量はほぼ１０〜３０ミリ）の小ストロークで、前記Ｓ
ＰＭが、たとえば、８０〜１５０程度までの高速鍛造が
可能となる。

【００２７】図２は本発明の第２実施例を示している。
この第２実施例が前記第１実施例と異なる点は、液圧駆
動用のポンプ７および切換弁２４をなくし、そのかわ
り、プランジャ１８を有するシリンダ１８′からの圧液
と、これによって蓄圧されたアキュムレータ２０の圧液
とを駆動用として使用するため、切換弁３１と該切換弁
３１から前記切換弁９へ導く配管３２を設けている。

【００２８】この第２実施例によれば、前述したポンプ
７が不要となり、設備費および設置面積を小さくするこ
とができて、コストダウンを図ることが可能となる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の鍛造プレ
スによれば、液圧制御装置とプレスの液圧シリンダと
で、対向する鍛造工具の少なくとも１つを繰返し往復動
させて、被鍛造材を逐次鍛練成形していく液圧式自由鍛
造プレスにおいて、回転駆動体と、該回転駆動体によっ
て往復動するプランジャを有する小シリンダと、該小シ
リンダから吐出される作動液体を前記プレスの液圧シリ
ンダへ導く配管とを備え、かつ、前記回転駆動体が、偏
心軸とクランク軸のいずれかからなっているので、従来
と同じように、ポンプから圧力液をプレスの液圧シリン
ダに供給することにより、該シリンダのストロークいっ
ぱいの長いストロークから十数ミリのストロークまでの
広い範囲の運転が可能であり、しかも、比較的小ストロ
ークでの高速運転をする必要があるときには、前記ポン
プを使用しないで、そのかわり、前記小シリンダからの
圧力液を該液圧シリンダに供給することにより、つま
り、前記小シリンダのプランジャを高速で往復動するこ
とにより、比較的小さなストロークで、比較的大きな加
圧力でも、高い毎分当りのストローク数で、ショックの
少ない安定した運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示した一部切欠正面図で
ある。

【図２】本発明の第２実施例を示した一部切欠正面図で
ある。

【図３】従来の技術の一例を示した一部切欠正面図であ
る。

【符号の説明】

１ ベッド ２ トップフレーム ３ ボトムフレーム ５ メインシリンダ ６ リフテイングシリンダ ７ ポンプ ９ 液圧切換弁 １０ 液圧制御装置 １１ 上金型 １２ 下金型 １３ 被鍛造材 １４ メインシリンダの液圧室 １５ リフテイングシリンダの液圧室 １６ 配管 １８ プランジャ １８′小シリンダ １９ 偏心軸 ２０ アキュムレータ ２１ 配管

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−7997（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−46897（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−158900（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−306035（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−129955（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−95873（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−127350（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−148839（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−97649（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21J 1/00 - 13/14 B21J 17/00 - 19/04 B21K 1/00 - 31/00 B30B 15/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベッド（１）より上位に位置している上
   金型（１１）を取付けるトップフレーム（２）と、該ベ
   ッド（１）より下位に位置しているボトムフレーム
   （３）と、該ベッド（１）とボトムフレーム３との間の
   中央に設けられたメインシリンダ（５）と、該ベッド
   （１）とボトムフレーム（３）の間の側部に設けられた
   リフテイングシリンダ（６）とから成り、前記メインシ
   リンダ（５）を繰返し往復動させて、被鍛造材（１３）
   を逐次鍛練成形する鍛造プレスであって、 ポンプ（７）からの吐出圧液を、前記メインシリンダ
   （５）の液圧室（１４）と前記リフテイングシリンダ
   （６）の液圧室（１５）に交互に供給するように切換え
   る液圧切換弁（９）とから なる液圧制御装置（１０）
   と、偏心軸（１９）とからなる 回転駆動体と、 該回転駆動体によって往復動するプランジャ（１８）を
   有する小シリンダ（１８’）と、該小シリンダ（１
   ８’）から吐出される作動液体を前記鍛造プレスのメイ
   ンシリンダ（５）の液圧室（１４）へ導く配管（１６）
   と、を備えた、 ことを特徴とする鍛造プレス。
2. 【請求項２】 前記リフテイングシリンダ（６）の液圧
   室（１５）に配管（１７）によって接続されている液圧
   源が、アキュムレータ（２０）である、ことを請求項１
   記載の特徴とする鍛造プレス。