JP4455345B2 - プレス機械用ダイクッション装置の油圧システム - Google Patents

Description

この発明は、プレス機械用ダイクッション装置の油圧システムに関する。

この種の油圧システムには、従来では、特開平６−１９０４６４号公報に示すように、プレス機械用ダイクッション装置のクッションパッドの上面に多数の油圧シリンダを水平方向に並べて設け、油タンク内のオイルを油圧ポンプを介して上記複数の油圧シリンダの油圧室へ供給し、その油圧室の圧油がピストンを介してクッションピンを下側から受け止めるように構成したものがある。
上記の従来技術は、上記の多数のクッションピンの長さ寸法にバラツキが存在する場合であっても、プレス加工時にシワ押え型が上記クッションピンを介して上記ピストンを油圧室内に押し込むことにより、上記クッションピンの長さ寸法のバラツキを吸収して、プレス加工時のクッション荷重を上記クッションピンへほぼ均等に伝達できる点で優れる。

しかしながら、上記ピストンのクッションストロークを所望範囲に設定するうえでは改善が要望されていた。
即ち、前記の油圧室へ供給された圧油は、本質的には非圧縮性であり、許容圧縮量が極めて小さいため、上記ピストンのクッションストロークが小さくならざるを得ない。従って、上記の多数のクッションピンの長さ寸法のバラツキが大きい場合には、そのバラツキを吸収できなくなる。

上記の弊害を解消するため、本発明者たちは、本発明に先立って、上記の多数の油圧シリンダの油圧室に通常のバネ式アキュームレータ（又はガス式アキュームレータ）を連通させることを考えた。しかし、この先発明例では、上記ピストンのクッションストロークが大きくなり過ぎて、そのピストンが前記の油圧室の底壁に衝突するおそれがある。

本発明の目的は、プレス機械用ダイクッション装置の油圧システムに設けた多数の油圧シリンダのクッションストロークを所望範囲に設定できるようにすると共に、その油圧システムをコンパクトに造ることにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１と図２Ａ及び図２Ｂ、又は図３・４・５の各図に示すように、プレス機械用ダイクッション装置の油圧システムを次のように構成した。
プレス機械用ダイクッション装置のクッションパッド１の上面に複数の長尺ベース板２を間隔をあけて設ける。それぞれの長尺ベース板２に多数の油圧シリンダ３を上記の長尺ベース板２の長手方向に間隔をあけて設ける。油タンク２０内のオイルを油圧ポンプ２１を介して上記の多数の油圧シリンダ３の油圧室１０へ供給し、その油圧室１０の圧油がピストン９を介してクッションピン１７を下側から受け止めるように構成する。上記の各油圧室１０に、圧油を貯留することによって使用する圧油の総量を増加させて当該増加量に応じて圧油の許容圧縮量を増加させる高圧容器４１を、連通させる。その高圧容器４１を、隣り合う長尺ベース板２・２の間に配置する。

本発明は、次の作用効果を奏する。
前記の高圧容器内に圧油を貯留することにより、ダイクッション装置の油圧システムに使用する圧油の総量を増加させることができ、その増加量に応じて圧油の許容圧縮量を増加させることが可能となった。従って、上記の高圧容器の内容積を所定の値に設定して上記の圧油の総量を調節することにより、前記の多数の油圧シリンダのクッションストロークを所望範囲に設定できる。
しかも、本発明は、上記の効果を達成するにあたり、高圧容器内に圧油を貯留するだけでよく、前述した先発明例のバネ式アキュームレータ（又はガス式アキュームレータ）に必要な可動部分を省略できるので、パッキンの摩耗等による圧油漏れを防止して長期間にわたってメンテナンスフリーで使用できる。
そのうえ、上記の高圧容器を隣り合う長尺ベース板の間に配置したので、その高圧容器を設置するための専用スペースを確保する必要がなくなり、コンパクトな油圧システムを提供できた。

また、本発明は下記の油圧システムを含む。
例えば、図４又は図５に示すように、前記の高圧容器４１を複数設け、これら複数の高圧容器４１のうちの少なくとも一つの高圧容器４１を、開閉弁５１を介して、前記の油圧シリンダ３の前記の油圧室１０に連通させる。
この発明によれば、上記の開閉弁を手動または自動で開閉することによって、その開閉弁に連結した高圧容器の内容積に相当する圧油量を付加または削減できる。このため、上記の油圧システムのダイクッション作用に使用する圧油の量を容易に調節できる。その結果、前記ダイクッション装置のダイクッション能力に応じた適切な圧油量を容易に設定することが可能となった。

本発明では、例えば図４に示すように、前記の複数の高圧容器４１を、それぞれ、開閉弁５１を介して、前記の油圧シリンダ３の前記の油圧室１０に連通させることが好ましい。この発明によれば、上記の開閉弁を手動または自動で開閉することによって、それぞれの高圧容器の内容積に相当する圧油量を付加または削減できるので、前記の油圧システムのダイクッション作用に使用する圧油の量を広範囲に調節できる。

また、上記の油圧システムにおいては、例えば、図２Ａ又は図３若しくは図４に示すように、前記高圧容器４１を、前記の長尺ベース板２に沿わせて細長い形状に構成することが好ましい。この発明は、隣接する長尺ベース板２・２の間のスペースを有効に利用できるので、大容量の高圧容器を設置することと前記の油圧システムをコンパクトに造ることとを両立できる。

さらに、上記の油圧システムにおいては、例えば図２Ａ及び図２Ｂに示すように、前記の油タンク２０および前記の油圧ポンプ２１を、隣り合う長尺ベース板２・２の間に配置することが好ましい。この発明は、上記の油タンクおよび油圧ポンプを設置するための専用スペースを確保する必要がなくなるので、上記の油圧システムをさらにコンパクトに造れる。

図１は、本発明の一実施形態を示し、油圧システムの系統図である。
図２Ａは、上記の油圧システムの平面図である。
図２Ｂは、上記の図２Ａ中の２Ｂ−２Ｂ線矢視図に相当する立面図である。
図３は、本発明の第１変形例を示し、上記の図２Ａの平面図に類似する模式図である。
図４は、本発明の第２変形例を示し、上記の図３に類似する模式図である。
図５は、本発明の第３変形例を示し、同上の図３に類似する模式図である。

以下、本発明の一実施形態を図１と図２Ａおよび図２Ｂによって説明する。
プレス機械のクッションパッド１の上面に、複数の長尺ベース板２が所定の間隔をあけて固定される。それぞれの長尺ベース板２に多数の油圧シリンダ３が設けられる。これらの油圧シリンダ３は、上記の長尺ベース板２の長手方向へ所定の間隔をあけて固定されている。これにより、上記の多数の油圧シリンダ３が平面視で碁盤目状に配置されている。なお、上記の油圧シリンダ３を配置してない箇所には、上記の長尺ベース板２の対応箇所にプラグ用のフランジ４を取りつけてある。

上記の油圧シリンダ３は次のように構成されている。
上記の長尺ベース板２の支持面２ａにハウジング５が封止具６および複数のボルト７を介して保密状に固定される。そのハウジング５のシリンダ孔８にピストン９が保密状に挿入され、そのピストン９と上記の支持面２ａとの間に油圧室１０が形成される。その油圧室１０は上記の支持面２ａに直接に対面している。
また、上記の長尺ベース板２内には、水平方向へ延びる主流路１３と上下方向へ延びる多数の分岐路１４とが形成されている。前記の油圧シリンダ３の前記油圧室１０が上記の分岐路１４を経て上記の主流路１３に連通されている。

前記クッションパッド１は、空圧式のシワ押え荷重付与手段（図示せず）によって上向きに押圧されている。また、上記の多数の油圧シリンダ３の上方にシワ押え型（図示せず）が配置され、そのシワ押え型と前記の多数のピストン９との間に多数のクッションピン１７が配置される。これらのクッションピン１７の設置数量は、プレス機械の能力や型式に応じて異なるが、１つのダイクッション装置ごとに数十本から二百本程度である。

油タンク２０内のオイルは、油圧ポンプである空油圧式ブースタポンプ２１によって加圧され、そのブースタポンプ２１から吐出された圧油が、圧油路２２を経て前記の長尺ベース板２内の前記の主流路１３へ供給される。上記ブースタポンプ２１の吐出圧力は、空圧源２４の圧縮空気の圧力を減圧弁２５で所定の圧力に調節することによって変更可能である。

なお、上記のブースタポンプ２１には吸込弁２６と吐出弁２７とが装着されている。また、前記の圧油路２２には、フィルタ２９と逆止弁３０とが装着される。これらフィルタ２９と逆止弁３０との間からリリーフ弁３１が分岐される。

また、上記の逆止弁３０の下流側で上記の圧油路２２から圧力保障手段３３が分岐される。その圧力保障手段３３は、直列に接続した絞り弁３４と三位置切換弁３５とからなる。その切換弁３５は、上記の圧油路２２の圧力が設定圧力領域よりも低いときには低圧閉じ位置Ｘとなり、その圧力が上記の設定圧力領域を越えたときには高圧閉じ位置Ｙとなり、これらの両位置Ｘ・Ｙの切換え途中には開き位置Ｚとなるように構成してある。なお、参照符号３７は入口側フィルタで、参照符号３８は閉止弁である。

上記の切換弁３５の上記の切換え途中では、前記の油圧シリンダ３の前記の油圧室１０内の圧油が前記の絞り弁３４と上記の開き位置Ｚの切換弁３５とを通って前記の油タンク２０へ微少量だけ排出される。これにより、プレス機械の運転によって上記の油圧室１０内の圧油の温度が上昇した場合でも上記の油圧室１０の圧力が異常上昇するのを防止してある。

この実施形態では、前記のブースタポンプ２１の吐出圧力は約２．５ＭＰａ、前記リリーフ弁３１のリリーフ設定圧力は約７ＭＰａから約１０ＭＰａ、プレス機械の運転中の前記の油圧室１０の圧油の最高圧力は約５０ＭＰａ、前記の圧力保障手段３３の前記の設定圧力領域は約３、５ＭＰａから約５ＭＰａである。

さらに、前記の逆止弁３０の下流側で前記の圧油路２２に、圧油を貯留する長尺の高圧容器４１が連通される。より詳しくいえば、その高圧容器４１は、前記の長尺ベース板２に沿わせて細長く形成された厚肉円筒からなり、隣り合う長尺ベース板２・２の間に複数配置されている（ここでは１つの高圧容器４１だけ図示してある）。上記の高圧容器４１の長手方向の各端部が連結管４２を介して各長尺ベース板２の前記の主流路１３へ連通されている。

前記の油タンク２０および前記のブースタポンプ２１も、隣り合う長尺ベース板２・２の間に配置される。また、前述した圧力保障手段３３・逆止弁３０・リリーフ弁３１・閉止弁３８を一体に組み込んだ弁装置４３が前記の長尺ベース板２に固定されている。

上記構成の油圧システムの実験例を以下に示す。
前記の油圧シリンダ３の設置数量は１６１本であり、各油圧シリンダ３の前記の油圧室１０の容積の合計と配管路（前記の主流路１３および分岐路１４など）の容積との総計は、約６リッター（約６０００ｃｍ^３）であった。また、本発明に係る前記の高圧容器４１の内容積は、約４リッター（約４０００ｃｍ^３）に設定した。

上記の条件において、クッション荷重が１２０トンで前記クッションピン１７の使用本数が２０本の場合では、上記の高圧容器４１を設置しないときには、上記の油圧シリンダ３の前記ピストン９のクッションストロークは約３ｍｍであり、これに対して、上記の高圧容器４１を設置したときには、上記ピストン９のクッションストロークが約５ｍｍであった。

上記の実施形態は次のように変更可能である。
前記の高圧容器４１と油タンク２０とブースタポンプ２１と弁装置４３の高さは、図２Ｂに示したように、前記の油圧シリンダ３の前記ピストン９の上端面の高さ以下となるように配置することが好ましいが、その上端面よりも少し高くなるように配置することも可能である。
上記の油圧シリンダ３は、例示の構造に限定されないことは勿論であり、種々の構造を採用可能である。
上記の高圧容器４１は、複数設けることに代えて、１つだけ設けるようにしてもよい。
前記の弁装置４３は、長尺ベース板２に固定することに代えて、隣り合う長尺ベース板２・２の間に配置してもよい。
上記の弁装置４３と前記の油タンク２０と前記ブースタポンプ２１との少なくとも一つを前記クッションパッド１の外部に配置することも可能である。
前記の絞り弁３４と前記の切換弁３５とを個別に設けることに代えて、その絞り弁３４を上記の切換弁３５の内部に組み込んでもよい。

図３から図５は、それぞれ、本発明の第１変形例から第３変形例を示し、前記の図２Ａに類似する模式図である。これらの変形例においては、上述した実施形態と同じ機能の部材には原則として同一の参照数字を付けてある。

図３の第１変形例は次のように構成されている。
その図３中の左右の両側では、前記の隣り合う長尺ベース板２・２の間に二本の長尺高圧容器４１を直列状に設置し、これら高圧容器４１・４１を前記一対の連結管４２・４２へ直列に接続してある。

図４の第２変形例は次のように構成されている。
前記の隣り合う長尺ベース板２・２の間の各スペースに二本の長尺高圧容器４１を離間した状態で設置し、各高圧容器４１の長手方向の外端部を開閉弁５１を介して前記の連結管４２に接続してある。上記の開閉弁５１は、電動機や空圧シリンダ等のアクチュエータによって自動的に操作することが好ましいが、手動で操作する形式であっても差し支えない。

図５の第３変形例は次のように構成されている。
その図５中の左右の両側では、前記の隣り合う長尺ベース板２・２の間に三つの球形高圧容器４１を前記の開閉弁５１を介して直列状に接続し、外方に位置する高圧容器４１を別の開閉弁５１を介して前記の連結管４２に接続してある。また、その図５中の左右方向の中央部分では、隣り合う長尺ベース板２・２の間の各スペースに二つの球形高圧容器４１を離間した状態で設置してある。そして、上記の中央部分の左側では、各高圧容器４１の外端部を前記の開閉弁５１を介して前記の連結管４２に接続してある。これに対して、上記の中央部分の右側では、上記の開閉弁５１を省略してあり、各高圧容器４１の外端部を上記の連結管４２に直接に接続してある。

前記の実施形態や変形例は、さらに次のように変更可能である。
前記の開閉弁５１は、複数の高圧容器４１のうちの少なくとも一つの高圧容器４１に接続すればよい。従って、前記の図４の第２変形例において、複数の任意の開閉弁５１を省略してもよい。
また、上記の複数の高圧容器４１の形状は、例示した長尺形や球形に限定されるものでないことは勿論である。

Claims (5)

1. プレス機械用ダイクッション装置のクッションパッド（１）の上面に複数の長尺ベース板（２）を間隔をあけて設け、それぞれの長尺ベース板（２）に多数の油圧シリンダ（３）を上記の長尺ベース板（２）の長手方向に間隔をあけて設け、油タンク（２０）内のオイルを油圧ポンプ（２１）を介して上記の多数の油圧シリンダ（３）の油圧室（１０）へ供給し、その油圧室（１０）の圧油がピストン（９）を介してクッションピン（１７）を下側から受け止めるように構成し、
   上記の各油圧室（１０）に、圧油を貯留することによって使用する圧油の総量を増加させて当該増加量に応じて圧油の許容圧縮量を増加させる高圧容器（４１）を、連通させ、その高圧容器（４１）を、隣り合う長尺ベース板（２）（２）の間に配置した、ことを特徴とするプレス機械用ダイクッション装置の油圧システム。
2. 請求の範囲第１項に記載したプレス機械用ダイクッション装置の油圧システムにおいて、
   前記の高圧容器（４１）を複数設け、これら複数の高圧容器（４１）のうちの少なくとも一つの高圧容器（４１）を、開閉弁（５１）を介して、前記の油圧シリンダ（３）の前記の油圧室（１０）に連通させた、ことを特徴とするプレス機械用ダイクッション装置の油圧システム。
3. 請求の範囲第２項に記載したプレス機械用ダイクッション装置の油圧システムにおいて、
   前記の複数の高圧容器（４１）を、それぞれ、開閉弁（５１）を介して、前記の油圧シリンダ（３）の前記の油圧室（１０）に連通させた、ことを特徴とするプレス機械用ダイクッション装置の油圧システム。
4. 請求の範囲第１項または第２項に記載したプレス機械用ダイクッション装置の油圧システムにおいて、
   前記高圧容器（４１）を、前記の長尺ベース板（２）に沿わせて細長い形状に構成した、ことを特徴とするプレス機械用ダイクッション装置の油圧システム。
5. 請求の範囲第１項または第２項に記載したプレス機械用ダイクッション装置の油圧システムにおいて、
   前記の油タンク（２０）および前記の油圧ポンプ（２１）を、隣り合う長尺ベース板（２）（２）の間に配置した、ことを特徴とするプレス機械用ダイクッション装置の油圧システム。

Images