JP3608954B2 - 増圧式クッション回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス機械で行う閉塞成形において、上型と下型を所要の閉塞力で押圧するクッションシリンダに圧油を供給する増圧式クッション回路に関し、クッションシリンダのストローク初期の初期力を小さくし、下死点前の所要の位置から最大力を発生させ、プレスエネルギの無駄な消費を無くし、プレス能力を最大限に活用したい場合に有効である。
【０００２】
【従来の技術】
プレス機械で行う閉塞成形は、例えば、図４（ｅ）に示す成形品１を図４（ａ）に示す素材２から図３に示す１工程で成形する。図３（ａ）の中心線左側に示す第１位置で、下型３のダイス４穴に素材２を供給し、素材２の下端を下型３に固定してダイス４穴内に挿入したパンチ５で支持する。プレス機械のスライドとともに下降する上型６のダイス７がダイス４に当接する。上型６に固定しダイス７穴内に挿入したパンチ８は、まだ素材２に当接していない。
【０００３】
図３（ａ）の中心線右側に示す第２位置で、スライドとともにパンチ８が下降し素材２の上端面に当接する。図ではダイス４，７の当接面を基準として表したので、相対的に下型３が上昇している。
【０００４】
図３（ｂ）に示す第３位置で、パンチ８が下降し、パンチ５との間で素材２の上下の端面を成形し、図４（ｃ）に示す中間成形品９に成形する。この第３位置の成形時にダイス４とダイス７を離れさせるように作用する成形力は、まだ発生しない。この成形力に対抗する閉塞力は、下型３のダイス４を押し上げるクッションピン１０を介して図示していないベッド内に設けた下主シリンダ、すなわち下クッションシリンダと、上型６のダイス７を押し下げるクッションピン１１を介して図示していないスライド内に設けた上主シリンダ、すなわち上クッションシリンダとにより発生させる。パンチ８の下降に伴い、クッションピン１０及び１１を介して上主シリンダ及び下主シリンダは所要のストロークを行う。
【０００５】
図３（ｃ）の中心線左側に示す第４位置で、パンチ８がさらに下降し、パンチ５との間で図４（ｄ）に示す第２中間成形品１２に成形する。この時、ダイス４及び７に作用する成形力は、図５にＢで示す約１００ｔｆである。
【０００６】
図３（ｃ）の中心線右側に示す第５位置で、パンチ８が下死点まで下降し、パンチ５との間で図４（ｅ）に示す成形品１に成形する。この時、ダイス４及び７に作用する成形力は、図５にＣで示す約１１５ｔｆである。
【０００７】
以上のように、図３に示す閉塞成形により図４（ｅ）に示す成形品１を成形すると、図５にＡ−Ｂ−Ｃで示す上下ダイス７，４を開こうとする力が作用する。この成形力に対抗してダイス４及び７に閉塞力を作用させる必要がある。
【０００８】
図６は、前述の上及び下主シリンダに所要の油圧に調整した圧油を供給する空油圧回路１３の従来例である。主シリンダ１４は、ブースター１５、逆止弁１６を介して所要の油圧を有する油圧源１７に接続し、所要の空圧を有する空圧源１８の圧力空気を、圧力調整可能な調整弁１９、逆止弁２０、安全弁２１を有するエアタンク２２を介してブースター１５に供給し、調整弁１９で、例えば、４．８ｋｇ／ｃｍ２に空圧を調整してブースター１５に供給することにより、主シリンダ１４は、図５に示す最大１２５ｔｆとなるＤ−Ｇ−Ｅ線に沿って動作し、上下ダイス７，４を開こうとする力Ａ−Ｂ−Ｃ線に対抗して一定の閉塞力を発生させる。この回路１３は、成形中圧力を変化させる調整を行わない常圧式回路である
。
【０００９】
図７（ａ）は、上述の一定の閉塞力を図５に示す上下ダイス７，４を開こうとする力Ａ−Ｂ−Ｃ線に近づけるために従来用いられた４段式主シリンダ２３で、圧油供給口２４から一定圧力に調整された圧油を供給し、第１ピストン２５、第２ピストン２６、第３ピストン２７及び第４ピストン２８がストロークとともに順に当接して協働し、図７（ｂ）の能力線図に示す段階的な閉塞力を発生させるが、この例で最大閉塞力１２５ｔｆを発生させるには、４０ｍｍ以上のストロークが必要となる。この図７（ｂ）では、第１〜第４ピストン２５〜２８をＮｏ．１〜Ｎｏ．４で示した。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の図６に示した一定の閉塞力を与える常圧式回路は、図５のＡ−Ｂ−Ｃで示す成形力が、主シリンダのストロークの初期に小さな閉塞力で十分であるのに対し、最初から最大閉塞力を発生させるため、プレス機械は大きなエネルギを無駄に使用し、プレス機械の能力を効率よく使用することが出来ない。
他方、図７に示す段階的に閉塞力を増加させる多段式シリンダによるものは、ストロークの初期の閉塞力は小さいが、大きくストロークしなければ所要の閉塞力が発生しないと言う欠点があり、金型のストロークを長くするので金型構造等が複雑となり、金型設計の自由度が小さくなる。また、多段式シリンダは、スペースも広く必要になる。
【００１１】
本発明の目的は、上述の課題を解決し、クッション能力を、ストローク初期の初期力は小さくし、所要の位置から下死点までは所要の最大力として省力化を図るとともに、クッションシリンダのストロークも小さく出来る増圧式クッション回路を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明は、油圧源からブースターを介してクッションシリンダに接続した油圧回路と、空圧源からブースターに接続した空圧回路とを有する増圧式クッション回路において、空圧源に隣接して、空圧源の圧力空気をクッションシリンダに所要の最大力を発生させる油圧を供給出来る空圧に調整する最大力設定用の主調整弁を設けるとともに、この主調整弁からブースターまでの回路の途中に２列の分岐回路を設け、一方の分岐回路には、空圧源側から順に、第１エアタンクと、空圧源側に向けて開く第１逆止弁を設け、他方の分岐回路には、空圧源側から順に、クッションシリンダに所要の初期力を発生させる油圧を供給出来る空圧に調整する初期力設定用の副調整弁と、第２エアタンクと、ブースター側に向けて開く第２逆止弁を設ける
。
【００１３】
【作用】
クッションシリンダは、初期力を発生させる油圧を供給された状態でストロークして油を圧縮し、油圧が次第に上昇し最大油圧に達した後は、第１逆止弁から圧力空気が第１エアタンクに逃げ、クッションシリンダは最大油圧を保持して下死点までストロークする。副調整弁により初期力を調整することにより、ストローク初期の閉塞力が小さくてよい域では小さな初期力、大きな閉塞力が必要な下死点前の任意の位置ではクッションシリンダを最大力にすることが出来、各種の閉塞成形に必要な閉塞力を効率よく得ることが出来る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に本発明における増圧式クッション回路の一実施例を示す。
図１（ａ）は、増圧式クッション回路３０を示し、クッションシリンダ３１には油圧源３２から逆止弁３３を通りブースター３４で制御された圧油を供給する油圧回路３５を設け、ブースター３４には制御用の空圧回路３６を接続している。
【００１５】
空圧回路３６は、空圧源３７の圧力空気を減圧調整してクッションシリンダ３１に所要の最大力を発生させるための最大力設定用の主調整弁３８、続いて逆止弁３９を設け、逆止弁３９からブースター３４までの回路を途中で２列の第１分岐回路４０と第２分岐回路４１とに分岐している。
第１分岐回路４０には、空圧源３７側から順に、安全弁４３付の第１エアタンク４２と、空圧源３７側に向けて開く第１逆止弁４４とを設けている。
【００１６】
第２分岐回路４１には、空圧源３７側から順に、クッションシリンダ３１に所要の初期力を発生させるための所要の空圧を調整出来る初期力調整用の副調整弁４５と、安全弁４７付の第２エアタンク４６と、ブースター３４側に向けて開く第２逆止弁４８とを設けている。
【００１７】
図１（ｂ）は、増圧式クッション回路３０を設けたクッションシリンダ３１における空圧調整と能力（ｔｆ）とストローク（ｍｍ）との関係の一例を示している。この場合、図１（ａ）に示す主調整弁３８に設定調整した空圧は、４．８ｋｇ／ｃｍ２でクッションシリンダ３１の能力は線Ｐ−Ｐに沿って移動し、最大力はストローク４０ｍｍの下死点で１２５ｔｆである。また、副調整弁４５に設定する空圧を２ｋｇ／ｃｍ２，２．５ｋｇ／ｃｍ２，３ｋｇ／ｃｍ２，４ｋｇ／ｃｍ２とした場合、ダイクッション能力はストロークに伴い右肩上がりにＱ−Ｑ，Ｒ−Ｒ，Ｓ−Ｓ及びＴ−Ｔの各曲線に沿って変化する。これらの線が主調整弁３８で設定した４．８ｋｇ／ｃｍ２の能力線Ｐ−Ｐに到達し、Ｑ１，Ｒ１，Ｓ１及びＴ１点に至ると、以後、ブースター３４の空圧は４．８ｋｇ／ｃｍ２を越え、各曲線の一点鎖線部に沿って変化しようとするが、第２逆止弁４８には逆流出来ないので第１逆止弁４４を通り第１分岐回路４０に逆流し、第１エアタンク４２に吸収され、ダイクッションシリンダ３１の能力はそれぞれＲ１−Ｐ，Ｓ１−Ｐ及びＴ１−Ｐに沿って移動し、最大力１２５ｔｆに保持されて下死点に至る。
【００１８】
図１（ｂ）において、図５の成形力Ａ−Ｂ−Ｃに対応させるためには、副調整弁４５で空圧を約３．３ｋｇ／ｃｍ２に設定し、ストローク２０ｍｍで最大力を発生させればよい。このように、初期力から最大力に至るまでは、プレスエネルギの消費を少なくして省力化を図ることが出来る。なお、副調整弁４５で最大力と等しい空圧を設定すれば常圧式と同様の能力一定としても使用することが出来る。主調整弁３８で空圧を種々に設定し、クッションシリンダ３１の最大力を変え、副調整弁４５の設定空圧を種々に変化させれば、各種の閉塞成形において、初期力を小さくし、かつ下死点前の任意の位置で最大力を発生させ、成形力の変化に近い閉塞力を得ることが出来、クッション能力に要するプレスエネルギを最小限とすることにより、プレス能力を最大限まで活用出来る。また、クッションシリンダのストロークを小さく出来、金型構造の設計の自由度を向上させることが出来る。
【００１９】
図２は、増圧式クッション回路３０を適用したプレス機械６０を示す。
ベッド４９に据え付けたボルスタ５０上に下型５１を固定し、ベッド４９内に下型５１用のクッションシリンダである下主シリンダ５２を設け、スライド５３下面に固定した上型５４用のクッションシリンダである上主シリンダ５５をスライド５３内に設け、下主シリンダ５２及び上主シリンダ５５に圧油を供給するために、図１（ａ）に示した増圧式クッション回路３０を設けている。
【００２０】
増圧式クッション回路３０は、下主シリンダ５２と上主シリンダ５５を接続した回路をブースター３４を経由して油圧源３２に至る油圧回路３５と、ブースター３４から空圧源３７に至る空圧回路３６を図１（ａ）に示すとおりに設けている。但し、空圧回路３６は、主調整弁３８とブースター３４との間の二点鎖線で囲んだＰ部内の回路を省略しているが、Ｍ部には図１（ａ）に示す逆止弁３９と第１分岐回路４０及び第２分岐回路４１を設けている。
【００２１】
なお、この図に示す下型５１は、同調用の補助シリンダ５６と、これに関連する図示しない空油圧回路を設けているが、本発明と直接関係しないので説明を省略する。また、上下シリンダをダイセットに設けても同様であり、シリンダを上下単独に設けても同様である。
【００２２】
増圧式クッション回路を油圧サーボ弁式とする等、本発明の技術的思想に基づく設計変更は、全て本発明に含まれることは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、最大力設定用の主調整弁と、初期力設定用の副調整弁とを設け、第１分岐回路の第１逆止弁及び第２分岐回路の第２逆止弁の作用によりクッションシリンダの能力を調整したので、クッションシリンダのストローク初期には小さい初期力を発生し、下死点前の任意の位置で最大力を発生するので、プレス機械のエネルギを無駄に消費することなく、また、比較的短いストロークで最大力を発生するので、金型構造の設計に十分な自由度を持たせることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）増圧式クッション回路の回路図
（ｂ）クッションシリンダの能力線図
【図２】プレス機械の要部斜視図
【図３】工程順説明図
【図４】素材から成形品までの工程順説明図
【図５】閉塞成形の成形力と、所要の閉塞力を示す線図
【図６】従来例における空油圧回路図
【図７】（ａ）従来例における４段式主シリンダの要部正面図
（ｂ）従来例における４段式主シリンダの能力線図
【符号の説明】
１は成形品、２は素材、３は下型、４，７はダイス、５，８はパンチ、６は上型、９は中間成形品、１０，１１はクッションピ、１２は第２中間成形品、１３は空油圧回路、１４は主シリンダ、１５はブースター、１６，２０は逆止弁、１７は油圧源、１８は空圧源、１９は調圧弁、２１は安全弁、２２はエアタンク、２３は４段式主シリンダ、２４は圧油供給口、２５は第１ピストン、２６は第２ピストン、２７は第３ピストン、２８は第４ピストン、３０は増圧式クッション回路、３１はクッションシリンダ、３２は油圧源、３３は逆止弁、３４はブースター、３５は油圧回路、３６は空圧回路、３７は空圧源、３８は主調整弁、３９は逆止弁、４０は第１分岐回路、４１は第２分岐回路、４２は第１エアタンク、４３は安全弁、４４は第１逆止弁、４５は副調整弁、４６は第２エアタンク、４７は安全弁、４８は第２逆止弁、４９はベッド、５０はボルスタ、５１は下型、５２は下主シリンダ、５３はスライド、５４は上型、５５は上主シリンダ、５６は補助シリンダ、６０はプレス機械、である。

Claims (1)

1. 油圧源からブースターを介してクッションシリンダに接続した油圧回路と、空圧源からブースターに接続した空圧回路とを有する増圧式クッション回路において、
   前記空圧源の圧力空気を、前記クッションシリンダに所要の最大力を発生させる油圧を供給出来る空圧に調整する最大力設定用の主調整弁を設けるとともに、この主調整弁から前記ブースターまでの回路の途中に２列の分岐回路を設け、一方の前記分岐回路には、前記空圧源側から順に、第１エアタンクと、前記空圧源側に向けて開く第１逆止弁を設け、他方の前記分岐回路には、前記空圧源側から順に、前記クッションシリンダに所要の初期力を発生させる油圧を供給出来る空圧に調整する初期力設定用の副調整弁と、第２エアタンクと、ブースター側に向けて開く第２逆止弁を設けたことを特徴とする増圧式クッション回路。

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