JP6010756B2 - 多段プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、固定型に対して可動型及び従動型を下降させて複数の素材に同時に（１ショットで）プレス加工を行う多段プレス装置に関する。

固定型と可動型とを用いて、素材にプレス加工を行う際には、安価で大きな出力を得やすいという理由から、可動型を油圧シリンダーによって下降させるプレス装置が用いられている。そして、油圧ポンプから油圧シリンダーへ加圧した作動油を送り、油圧シリンダーのストローク動作によって可動型を下降させて、可動型と固定型との間に素材を挟み込んで、プレス加工を行っている。
また、可動型に対して吊り下がり可能な状態で従動型を設けて多段プレス装置を形成し、油圧シリンダーのストロークによって、固定型と従動型との間及び従動型と可動型との間に、それぞれ別々の素材を挟み込んで、各素材にプレス加工を同時に（１ショットで）行うこともなされている。このような多段プレス装置としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。

また、特許文献２のサーボプレスのモーション制御装置においては、スライドが金型にタッチする位置、金型が被加工物にタッチする位置、打抜き位置、ダイクッション戻り位置、ノックアウト位置等のそれぞれの位置を検出している。そして、この検出された位置の所定距離手前の減速開始位置で、スライドを所定速度に減速し、その後、所定の速度に戻して打抜き加工を行うようにしている。これにより、型タッチ時、加圧開始時、打抜き時、ダイクッション戻り時及びノックアウト時において、騒音、振動の発生を低減している。

特開２０１１−９２９６５号公報 特許第３７８９１９５号公報

しかしながら、油圧シリンダーを用いた多段プレス装置において、可動型の下降速度を速くして、プレス加工に要するタクトを短縮する工夫はなされていない。また、特に、深絞りを必要とするワークについては、ワークを出し入れするために、オープンハイト（上下の型間の距離）を大きくする必要がある。そのため、プレス装置における可動型のストロークが増大し、迅速なプレス加工を行うことが一層困難になる。
また、油圧ポンプの容量を大きくすれば、プレス加工に要するタクトを短縮できると考えられるが、この場合には、油圧ユニットが大型化してしまう。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、可動型及び従動型の下降速度を向上させて、プレス加工に要するタクトを短縮するとともに、型同士が接触する時の衝撃を緩和することができる多段プレス装置を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、ガイド部によって上下方向にガイドされて昇降する可動型と、
該可動型による上方からの荷重を受ける固定型と、
上記可動型が上昇しているときに、該可動型の下方に連結部材によって吊り下げられ、上記可動型が下降するときに、上記可動型と上記固定型との間に挟まれるよう構成された従動型と、
ピストンロッドの往復動によって上記可動型を昇降させる昇降シリンダーと、
作動油を貯留するタンクと、
該タンク内の作動油を、上記昇降シリンダーにおいて上記可動型を下降させる側の下降側ポート又は上記昇降シリンダーにおいて上記可動型を上昇させる側の上昇側ポートへ送って、上記昇降シリンダーの上記ピストンロッドを往復動させるポンプと、
上記昇降シリンダーの上記下降側ポートと、上記タンクとを直接接続するバイパス配管と、
上記昇降シリンダーの上記上昇側ポート又は上記下降側ポートに接続され、上記可動型及び上記従動型が下降する際に、上記昇降シリンダーを流れる作動油の流量を調整し、上記可動型及び上記従動型の下降速度を調整する流量調整機構と、を備えており、
上記昇降シリンダーは、上記タンクから上記バイパス配管を経由して作動油が直接流入することによって、上記可動型及び上記従動型をその自重によって下降させるよう構成されており、
上記可動型及び上記従動型が自重によって下降する際には、上記従動型が上記固定型に接触する時及び上記可動型が上記従動型に接触する時に、上記流量調整機構によって上記作動油の流量を絞って、上記可動型及び上記従動型の下降速度を低下させるよう構成されており、
上記ポンプの動作によって上記可動型及び上記従動型を上昇させる際には、上記可動型が上記連結部材によって上記従動型を吊り上げる時に、上記ポンプの回転速度を低下させて、上記可動型及び上記従動型の上昇速度を低下させるよう構成されていることを特徴とする多段プレス装置にある（請求項１）。
本発明の他の態様は、ガイド部によって上下方向にガイドされて昇降する可動型と、
該可動型による上方からの荷重を受ける固定型と、
上記可動型が上昇しているときに、該可動型の下方に連結部材によって吊り下げられ、上記可動型が下降するときに、上記可動型と上記固定型との間に挟まれるよう構成された従動型と、
ピストンロッドの往復動によって上記可動型を昇降させる昇降シリンダーと、
作動油を貯留するタンクと、
該タンク内の作動油を、上記昇降シリンダーにおいて上記可動型を下降させる側の下降側ポート又は上記昇降シリンダーにおいて上記可動型を上昇させる側の上昇側ポートへ送って、上記昇降シリンダーの上記ピストンロッドを往復動させるポンプと、
上記昇降シリンダーの上記下降側ポートと、上記タンクとを直接接続するバイパス配管と、
上記昇降シリンダーの上記上昇側ポート又は上記下降側ポートに接続され、上記可動型及び上記従動型が下降する際に、上記昇降シリンダーを流れる作動油の流量を調整し、上記可動型及び上記従動型の下降速度を調整する流量調整機構と、を備えており、
上記昇降シリンダーは、上記タンクから上記バイパス配管を経由して作動油が直接流入することによって、上記可動型及び上記従動型をその自重によって下降させるよう構成されており、
上記可動型及び上記従動型が自重によって下降する際には、上記従動型が上記固定型に接触する時及び上記可動型が上記従動型に接触する時に、上記流量調整機構によって上記作動油の流量を絞って、上記可動型及び上記従動型の下降速度を低下させるよう構成されており、
上記昇降シリンダーは、上記可動型に対して複数個が配設されており、
該複数個の昇降シリンダーの上記上昇側ポートに接続された上昇側配管には、該各上昇側ポートから該各上昇側配管へそれぞれ流出する作動油の流量を互いに同じにする流量バランス機構が設けられており、
該流量バランス機構によって、上記可動型及び上記従動型が下降する際に、上記タンクから上記バイパス配管を経由して上記各昇降シリンダーの上記下降側ポートへそれぞれ流入する作動油の流量を、互いに同じにするよう構成されていることを特徴とするプレス装置にある（請求項４）。

上記多段プレス装置においては、タンク内の作動油を、ポンプを経由させずに流出させるためのバイパス配管を用いることにより、可動型及び従動型の下降速度を速くする工夫をしている。
通常のプレス装置においては、ポンプから油圧シリンダーへ送られる作動油の圧力によって可動型を下降させている。そのため、可動型が下降する速度は、ポンプから油圧シリンダーへ送られる作動油の流量に依存することになる。そこで、上記多段プレス装置においては、昇降シリンダーへバイパス配管から作動油を流入させることによって、可動型及び従動型をその自重によって下降させることができるようにしている。

上記多段プレス装置によって、ワークに対してプレス加工を行う際には、昇降シリンダーの上昇側ポートからタンクへ作動油が戻されるとともに、昇降シリンダーの下降側ポートには、タンクからポンプによって吐出された作動油と、タンクからバイパス配管を経由して流出する作動油とが流入する。なお、場合によっては、昇降シリンダーの下降側ポートには、タンクからバイパス配管を経由してのみ作動油を流入させることができる。
これにより、可動型及び従動型に作用する重力を利用して、昇降シリンダーにおけるピストンロッドがストロークし、固定型に向けて可動型及び従動型を迅速に下降させることができる。そのため、バイパス配管を設けたという極めて簡単な装置上の工夫によって、プレス加工に要するタクト（サイクルタイム）を短縮することができる。また、昇降シリンダーを動作させるポンプの容量を増大させることなく、タクトの短縮化を図ることができる。

さらに、上記多段プレス装置においては、昇降シリンダーの上昇側ポート又は下降側ポートには、可動型及び従動型が下降する際に、昇降シリンダーを流れる作動油の流量を調整し、可動型及び従動型の下降速度を調整する流量調整機構を設けている。そして、従動型が固定型に接触する時及び可動型が従動型に接触する時の流量調整機構による絞り量を、これらの時以外の可動型及び従動型が下降する際の絞り量よりも大きくする。これにより、可動型及び従動型が下降する際に、従動型が固定型に接触する時の従動型の下降速度を下降一般時の下降速度よりも低下させて、従動型が固定型に接触する時の衝撃、振動、騒音等を緩和することができる。また、可動型が下降する際にも同様に、可動型が従動型に接触する時の可動型の下降速度を下降一般時の下降速度よりも低下させて、可動型が従動型に接触する時の衝撃、振動、騒音等を緩和することができる。

それ故、上記多段プレス装置によれば、可動型及び従動型の下降速度を向上させて、プレス加工に要するタクトを短縮するとともに、型同士が接触する時の衝撃を緩和することができる。

実施例にかかる、多段プレス装置の構成を模式的に示す説明図。 実施例にかかる、原位置にある多段プレス装置を正面から見た状態で示す説明図。 実施例にかかる、原位置にある多段プレス装置を側面から見た状態で示す説明図。 実施例にかかる、第４の従動型が固定型に接触する状態の多段プレス装置を正面から見た状態で示す説明図。 実施例にかかる、第２の従動型が第３の従動型に接触する状態の多段プレス装置を正面から見た状態で示す説明図。 実施例にかかる、加工位置にある多段プレス装置を正面から見た状態で示す説明図。 実施例にかかる、原位置から加工位置に移動した状態の多段プレス装置の油圧回路を概略的に示す回路図。 実施例にかかる、加工位置から原位置に復帰した状態の多段プレス装置の油圧回路を概略的に示す回路図。 実施例にかかる、横軸に時間をとり、縦軸に可動ベースの移動量をとって、可動ベースの移動速度を示すグラフ。

上述した多段プレス装置における好ましい実施の形態につき説明する。
上記多段プレス装置においては、上記従動型が上記固定型に接触する時及び上記可動型が上記従動型に接触する時は、上記従動型が上記固定型に接触する直前から直後まで及び上記可動型が上記従動型に接触する直前から直後までとすることができる。

また、上記本発明の一態様においては、上記従動型が上記固定型に接触する直前から直後の間、及び上記可動型が上記従動型に接触する直前から直後の間に、上記流量調整機構によって上記作動油の流量を絞った後には、該作動油の流量を元の流量に戻すよう構成されていてもよい（請求項２）。
この場合には、プレス加工に要するタクトを一層容易に短縮することができる。
なお、可動型が従動型に接触する直前に、流量調整機構によって作動油の流量を絞った後には、元の流量に戻さずに、流量を絞ったままにすることもできる。

また、上記ポンプの動作によって上記可動型及び上記従動型を上昇させる際には、上記可動型が上記連結部材によって上記従動型を吊り上げる時に、上記ポンプの回転速度を低下させて、上記可動型及び上記従動型の上昇速度を低下させるよう構成されている。
これにより、可動型及び従動型が上昇する際に、可動型が連結部材によって従動型を吊り上げる時の可動型の上昇速度を、上昇一般時の上昇速度よりも低下させて、従動型を吊り上げる時の衝撃、振動、騒音等を緩和することができる。

また、上記可動型が上記連結部材によって上記従動型を吊り上げる直前から直後の間に、上記ポンプの回転速度を低下させた後には、該ポンプの回転速度を元の速度に戻すよう構成されていてもよい（請求項３）。
これにより、プレス加工に要するタクトを一層容易に短縮することができる。
なお、可動型が連結部材によって従動型を吊り上げる直前に、ポンプの回転速度を低下させた後には、元の回転速度に戻さずに、回転速度を低下させたままにすることもできる。

また、上記本発明の他の態様においては、上記昇降シリンダーは、上記可動型に対して複数個が配設されており、該複数個の昇降シリンダーの上記上昇側ポートに接続された上昇側配管には、該各上昇側ポートから該各上昇側配管へそれぞれ流出する作動油の流量を互いに同じにする流量バランス機構が設けられており、該流量バランス機構によって、上記可動型及び上記従動型が下降する際に、上記タンクから上記バイパス配管を経由して上記各昇降シリンダーの上記下降側ポートへそれぞれ流入する作動油の流量を、互いに同じにするよう構成されている。
可動型及び従動型をその自重によって下降させる際に、タンクからバイパス配管を経由して各昇降シリンダーの下降側ポートへ作動油を互いに均等に流入させることにより、固定型に対して可動型及び従動型を、水平方向のバランスを維持して、垂直に下降させることができる。

以下に、多段プレス装置にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の多段プレス装置１は、図１、図２に示すごとく、次の可動型３２、固定型３１、従動型３３Ａ〜３３Ｄ、昇降シリンダー５１、タンク４１、ポンプ４２、バイパス配管５１３及び流量調整機構６５を備えている。
図２〜図６に示すごとく、可動型３２は、ガイド部２１によって上下方向にガイドされて昇降するよう構成されている。固定型３１は、可動型３２による上方からの荷重を受けるよう構成されている。従動型３３Ａ〜３３Ｄは、可動型３２が上昇しているときに、可動型３２の下方に連結部材２６Ａ，２６Ｂによって吊り下げられ、可動型３２が下降するときに、可動型３２と固定型３１との間に挟まれるよう構成されている。

図１に示すごとく、昇降シリンダー５１は、ピストンロッド５１６の往復動によって可動型３２を昇降させるよう構成されている。タンク４１は、作動油Ｏを貯留するよう構成されている。ポンプ４２は、昇降シリンダー５１へ作動油Ｏを送って、昇降シリンダー５１を動作させるよう構成されている。
ポンプ４２は、タンク４１内の作動油を、昇降シリンダー５１において可動型３２を下降させる側の下降側ポートＰ１へ送って、昇降シリンダー５１のピストンロッド５１６を往復動させるよう構成されている。バイパス配管５１３は、昇降シリンダー５１の下降側ポートＰ１と、タンク４１とを直接接続している。

図７、図８に示すごとく、流量調整機構６５は、昇降シリンダー５１の上昇側ポートＰ２に接続され、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄが下降する際に、昇降シリンダー５１から流出する作動油Ｏの流量を調整し、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄの下降速度を調整するよう構成されている。昇降シリンダー５１は、タンク４１からバイパス配管５１３を経由して作動油Ｏが直接流入することによって、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄをその自重Ｗによって下降させるよう構成されている。
多段プレス装置１は、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄが自重Ｗによって下降する際には、従動型３３Ｄが固定型３１に接触する時、従動型３３Ｂが従動型３３Ｃに接触する時及び可動型３２が従動型３３Ａに接触する時に、流量調整機構６５によって作動油Ｏの流出流量を絞って、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄの下降速度を低下させるよう構成されている。

以下に、本例の多段プレス装置１につき、図１〜図９を参照して詳説する。
図２、図３に示すごとく、本例の多段プレス装置１は、可動型３２の下方に、互いに重なる複数の従動型３３Ａ〜３３Ｄを吊り下げて構成されており、固定型３１と可動型３２との間に、複数の従動型３３Ａ〜３３Ｄを挟み込むよう構成されている。そして、多段プレス装置１においては、固定型３１と従動型３３Ｄとの間、従動型３３Ｃ，３３Ｂ同士の間、従動型３３Ａと可動型３２との間にそれぞれワーク８Ａ〜８Ｃを挟持し、各ワーク８Ａ〜８Ｃに対して同時に（１ショットで）プレス加工を行う。
本例においては、３つのワーク８Ａ〜８Ｃに対して１ショットでプレス加工を行うために、固定型３１及び可動型３２以外に、上下に配設された４つの従動型３３Ａ〜３３Ｄを用いる。

多段プレス装置１は、ヘッド（本体構造下部）２の上面に固定型３１を固定し、ベッド２の上面とクラウン（本体構造上部）２０の下面との間に昇降シリンダー５１を配設している。可動型３２は、可動ベース２２の下面に配設されている。また、可動ベース２２の下方には、上面と下面とに従動型３３Ａ〜３３Ｄを配設した従動ベース２３Ａ，２３Ｂが配設されている。本例の従動ベース２３Ａ，２３Ｂは、上面と下面とに従動型３３Ａ，３３Ｂを配設した上段の従動ベース２３Ａと、上面と下面とに従動型３３Ｃ，３３Ｄを配設した下段の従動ベース２３Ｂとの上下２段に配設されている。
可動ベース２２及び従動ベース２３Ａ，２３Ｂは、ベッド２とクラウン２０との平面方向における四方に配設されたガイド部２１によって、上下方向Ｈにガイドされてスライドするよう構成されている。

可動型３２が最も上昇した状態である多段プレス装置１の原位置（上昇位置）１０１において、上段の従動ベース２３Ａは、左右両側に設けられた上段の連結部材２６Ａによって可動ベース２２に吊り下げられており、下段の従動ベース２３Ｂは、左右両側に設けられた下段の連結部材２６Ｂによって上段の従動ベース２３Ａに吊り下げられている。各連結部材２６Ａ，２６Ｂは、上下に伸びるバー又はシャフトを用いて形成されている。
図６に示すごとく、可動型３２が最も下降した状態である多段プレス装置１の加工位置（下降位置）１０２における可動ベース２２が上昇するときには、図５に示すごとく、上段の連結部材２６Ａが可動ベース２２に係止されて、可動ベース２２に上段の従動ベース２３Ａが吊り上げられ（持ち上げられ）、また、図４に示すごとく、下段の連結部材２６Ｂが上段の従動ベース２３Ａに係止されて、可動ベース２２及び上段の従動ベース２３Ａに下段の従動ベース２３Ｂが吊り上げられる（持ち上げられる）。

図２に示すごとく、多段プレス装置１の原位置１０１において、上段の従動ベース２３Ａ及び下段の従動ベース２３Ｂは、各連結部材２６Ａ，２６Ｂによって吊り下げられた状態でそれぞれの原位置に維持されている。この多段プレス装置１の原位置１０１においては、可動ベース２２の下面に配設された可動型３２と、上段の従動ベース２３Ａの上面に配設された第１の従動型３３Ａとの間、上段の従動ベース２３Ａの下面に配設された第２の従動型３３Ｂと、下段の従動ベース２３Ｂの上面に配設された第３の従動型３３Ｃとの間、及び下段の従動ベース２３Ｂの下面に配設された第４の従動型３３Ｄと、ベッド２の上面に配設された固定型３１との間には、所定のスペース（オープンハイト）Ｓが形成されている。
図７、図８に示すごとく、可動型３２と第１の従動型３３Ａとの間、第２の従動型３３Ｂと第３の従動型３３Ｃとの間、第４の従動型３３Ｄと固定型３１との間には、それぞれが合わさるときに互いに離れる方向へ反発力を作用させるスプリング等の反発手段２４が設けられている。

可動ベース２２及び可動型３２が下降する際には、上段の従動ベース２３Ａ及び下段の従動ベース２３Ｂが各連結部材２６Ａ，２６Ｂによって吊り下げられた状態で下降する。より具体的には、可動ベース２２及び可動型３２が下降する際には、図４に示すごとく、下段の従動ベース２３Ｂにおける第４の従動型３３Ｄが、下段のワーク８Ｃを挟み込んでプレス加工しながら固定型３１に合わさり、次いで、図５に示すごとく、上段の従動ベース２３Ａにおける第２の従動型３３Ｂが、中段のワーク８Ｂを挟み込んでプレス加工しながら下段の従動ベース２３Ｂにおける第３の従動型３３Ｃに合わさり、その後、図６に示すごとく、可動ベース２２における可動型３２が、上段のワーク８Ａを挟み込んでプレス加工しながら上段の従動ベース２３Ａにおける第１の従動型３３Ａに合わさる。
また、可動ベース２２及び可動型３２が下降する際には、図５に示すごとく、下段の連結部材２６Ｂの上側部分が上段の従動ベース２３Ａの上方へ突出し、図６に示すごとく、上段の連結部材２６Ａの上側部分が可動ベース２２の上方へ突出する。

一方、可動ベース２２及び可動型３２が上昇する際には、上段の従動ベース２３Ａ及び下段の従動ベース２３Ｂが各連結部材２６Ａ，２６Ｂによって吊り下げられる状態を形成しながら上昇する。より具体的には、可動ベース２２及び可動型３２が上昇する際には、図５に示すごとく、可動ベース２２における可動型３２が上段の従動ベース２３Ａにおける第１の従動型３３Ａから離れ、次いで、図４に示すごとく、上段の従動ベース２３Ａにおける第２の従動型３３Ｂが下段の従動ベース２３Ｂにおける第３の従動型３３Ｃから離れ、その後、図２に示すごとく、下段の従動ベース２３Ｂにおける第４の従動型３３Ｄが固定型３１から離れる。

図１、図３に示すごとく、ポンプ４２及びタンク４１は、タンク４１内の作動油Ｏをバイパス配管５１３を経由して昇降シリンダー５１の下降側ポートＰ１へ容易に流下させるために、昇降シリンダー５１の配設位置よりも高い位置に配設されている。ポンプ４２及びタンク４１は、作業者がメンテナンス等の際に昇り降りすることができる作業用架台２５の上部に配設されている。
本例の昇降シリンダー５１は、バイパス配管５１３から流入する作動油Ｏと、ポンプ４２から送られる作動油Ｏとによって、可動型３２と従動型３３Ａ〜３３Ｄとを連続して下降させるよう構成されている。

本例の昇降シリンダー５１は、可動ベース２２に対して複数個（本例では２つ）が配設されている。昇降シリンダー５１は、油圧によってピストンロッド５１６がシリンダー本体部５１７内を複動するよう構成されている。昇降シリンダー５１は、可動型３２の水平方向の中心部に対して対称となる位置に配設されている。各昇降シリンダー５１は、多段プレス装置１の上方への寸法を小さくするために、ピストンロッド５１６の先端部がクラウン２０に取り付けられ、シリンダー本体部５１７がベッド２に固定されている。昇降シリンダー５１の下降側ポートＰ１は、シリンダー本体部５１７のピストンロッド５１６側（上側）に形成されたポートであり、昇降シリンダー５１の上昇側ポートＰ２は、シリンダー本体部５１７のヘッド側（下側）に形成されたポートである。

図１に示すごとく、昇降シリンダー５１の下降側ポートＰ１には、タンク４１に繋がるバイパス配管５１３の他に、ポンプ４２に繋がる下降側配管５１１が接続されている。また、昇降シリンダー５１の上昇側ポートＰ２には、ポンプ４２に繋がる上昇側配管５１２が接続されている。
なお、各昇降シリンダー５１は、上下の向きを逆転してクラウン２０とベッド２との間に配設することもできる。また、各昇降シリンダー５１は、ピストンロッド５１６の先端部を可動ベース２２に取り付け、シリンダー本体部５１７をクラウン２０に固定することもできる。この場合には、下降側ポートＰ１がシリンダー本体部５１７のヘッド側のポートとなる。

図２、図３に示すごとく、多段プレス装置１は、複数個の昇降シリンダー５１以外にも、固定型３１及び従動型３３Ａ〜３３Ｄに重なる可動型３２に加圧力を付加し、ワーク８Ａ〜８Ｃを加圧する際に用いる複数個の加圧シリンダー５２を備えている。本例においては、加圧シリンダー５２による加圧力を効果的に増大させるために、トグル機構５３を用いている。そして、加圧シリンダー５２による加圧力をトグル機構５３によって増大させて、可動型３２へ伝達する。

トグル機構５３は、上下一対のリンク５３１を用いて構成されており、上下一対のリンク５３１が上下に折畳まれた状態から、上下に延びる状態に変化する際に、テコの原理を利用して、大きな力を可動型３２に付与するものである。加圧シリンダー５２及び上下一対のリンク５３１は、左右方向Ｂにおいて互いに向き合う状態で、可動型３２の中心部に対する左右方向Ｂの対称位置に配設されている。また、加圧シリンダー５２及び上下一対のリンク５３１は、可動型３２の中心部に対する奥行方向Ｄの対称位置に配設されている。加圧シリンダー５２及び上下一対のリンク５３１は、可動型３２の水平方向の中心部の回りの４箇所に配設されている。

図２に示すごとく、加圧シリンダー５２は、側方に向けられており、シリンダー本体部５２７が上下一対のリンク５３１同士の間の回動連結部５３２に取り付けられ、ピストンロッド５２６におけるロッド先端部同士が、左右方向Ｂの中心部において、平行に互いに突き合わされて取り付けられている。
そして、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄが下降する際には、可動型３２の下降に従動して、加圧シリンダー５２のピストンロッド５２６がストロークするとともにトグル機構５３のリンク５３１が回動する。その後、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄが固定型３１に重なって各ワーク８Ａ〜８Ｃを加圧する際に、ポンプ４２を駆動して、加圧シリンダー５２のピストンロッド５２６側のポートに作動油Ｏを供給し、加圧シリンダー５２と昇降シリンダー５１とによって、各ワーク８Ａ〜８Ｃの加圧を行う。

図６に示すごとく、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄを昇降させる際には、ポンプ４２から昇降シリンダー５１へ作動油Ｏを供給して、昇降シリンダー５１を動作させる。一方、固定型３１に対して可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄが重なって、各ワーク８Ａ〜８Ｃにプレス加工を行う際には、昇降シリンダー５１を動作させるとともに、ポンプ４２から加圧シリンダー５２へ作動油Ｏを供給して、加圧シリンダー５２を動作させる。

図７、図８は、多段プレス装置１における油圧回路を概略的に示す図である。図７は、多段プレス装置１が原位置１０１から加工位置１０２に移動し、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄが下降して各ワーク８Ａ〜８Ｃに対してプレス加工を行う際の作動油Ｏの流れを示す。図８は、多段プレス装置１が加工位置１０２から原位置１０１に復帰し、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄが元の位置へ上昇する際の作動油Ｏの流れを示す。各図においては、昇降シリンダー５１及び加圧シリンダー５２は、配設数をそれぞれ２個に省略して記載している。

図７に示すごとく、多段プレス装置１においては、複数のポンプ４２を用いており、昇降シリンダー５１を動作させる際には、いずれかのポンプ４２のみを動作させることができ、昇降シリンダー５１及び加圧シリンダー５２を動作させる際には、ポンプ４２の全体を動作させることができる。複数のポンプ４２は、２個に限らず、さらに３個以上を並列に接続して用いることができる。

図７、図８に示すごとく、複数個の昇降シリンダー５１及び加圧シリンダー５２の動作は、多段プレス装置１の制御装置から送られる信号によって動作するソレノイドバルブによって行われる。
本例のソレノイドバルブとしては、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄを下降させる際に用いる下降用バルブ６１と、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄを上昇させる際に用いる上昇用バルブ６２と、各ワーク８Ａ〜８Ｃを加圧する際に用いる加圧用バルブ６３とがある。
各昇降シリンダー５１における、バイパス配管５１３に繋がる下降側ポートＰ１（ロッド側ポート）と、上昇側ポートＰ２（ヘッド側ポート）とには、通常は順方向にのみ作動油Ｏを流す一方、パイロット操作によって逆方向へも作動油Ｏを流すことができるパイロットチェック弁５１４，５１５が配設されている。

各パイロットチェック弁５１４，５１５は、昇降シリンダー５１の下降側ポートＰ１又は上昇側ポートＰ２へ作動油Ｏが流れ込む方向を順方向としている。そして、多段プレス装置１は、各パイロットチェック弁５１４，５１５の使用により、昇降シリンダー５１への作動油Ｏの供給が停止されている時には、昇降シリンダー５１から作動油Ｏが流れ出ることを防止して、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄを所定位置で停止できるように構成されている。

図７、図８に示すごとく、複数個の昇降シリンダー５１の上昇側ポートＰ２には、上昇側配管５１２を介して、各昇降シリンダー５１の上昇側ポートＰ２から流出する作動油Ｏの流量を、互いに同じにする流量バランス機構６４が設けられている。詳細は省略するが、流量バランス機構６４は、複数の差圧弁を用いることによって構成されている。流量バランス機構６４を用いて、タンク４１へ戻る側の作動油Ｏの流量を制限することにより、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄが下降する際に、特にタンク４１からバイパス配管５１３を経由して各昇降シリンダー５１の下降側ポートＰ１に流れ込む作動油Ｏの流量を、互いに同じにすることができる。これにより、バイパス配管５１３を適用した複数個の昇降シリンダー５１を用いる際に、複数個の昇降シリンダー５１から可動型３２に対して偏心した荷重が加わることを防止することができる。そして、固定型３１に対して可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄを、水平方向のバランスを維持して、垂直に下降させることができる。

各昇降シリンダー５１の上昇側ポートＰ２から流出する作動油Ｏの流量を調整する流量調整機構６５は、流量バランス機構６４に繋がるように設けられている。流量調整機構６５は、制御装置からの信号によってパイロット操作して、各昇降シリンダー５１の上昇側ポートＰ２から流出される作動油Ｏの流量を段階的に絞ることができるように構成されている。
流量調整機構６５は、上昇側配管５１２を流れる作動油Ｏの流量を所定の流量に制限することができる流量調整弁６５１によって構成されている。本例の流量調整機構６５は、流量の絞り量を異ならせた複数（本例では２つ）の流量調整弁６５１を用い、制御装置からの切替操作によって、作動油Ｏを、いずれの流量調整弁６５１を通過させるかによって、可動ベース２２及び可動型３２の下降速度、すなわち各昇降シリンダー５１におけるピストンロッド５１６のストローク速度を可変させることができる。
本例においては、２つの流量調整弁６５１を開けるときに可動型３２の下降速度を高速にし、一方の流量調整弁６５１のみを開けるときに可動型３２の下降速度を低速にし、他方の流量調整弁６５１のみを開けるときに可動型３２の下降速度を中速にする。

流量調整弁６５１を用いることにより、バイパス配管５１３を流下する作動油Ｏを用いて下降させる可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄの下降速度を適切に調整することができる。具体的には、第４の従動型３３Ｄが固定型３１に接触する直前から直後まで、第２の従動型３３Ｂが第３の従動型３３Ｃに接触する直前から直後まで、可動型３２が第１の従動型３３Ａに接触する直前（多段プレス装置１が加工位置１０２に移動する直前）には、流量調整弁６５１の切換によって、可動型３２の下降速度を低速にする。一方、下降速度を低速にするとき以外の可動型３２の下降時においては、流量調整弁６５１の切換によって、可動型３２の下降速度を高速にする。つまり、流量調整弁６５１によって作動油Ｏの流量を絞り、可動型３２の下降速度を低速にした後には、流量調整弁６５１を再び切り換えて、可動型３２の下降速度を高速に戻す。
また、流量調整機構６５の調整を行うことにより、タンク４１からバイパス配管５１３へ流出する作動油Ｏによって可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄの下降速度が速くなりすぎることを防止することができる。

図９は、横軸に時間をとり、縦軸に可動ベース２２の移動量をとって、可動ベース２２の移動速度を示す。
本例の多段プレス装置１は、ポンプ４２の動作及び自重Ｗによって可動ベース２２及び各従動ベース２３Ａ，２３Ｂを下降させる際には、下段の従動ベース２３Ｂにおける第４の従動型３３Ｄが固定型３１に接触する時（図９のＸ１部分、図４参照）、上段の従動ベース２３Ａにおける第２の従動型３３Ｂが下段の従動ベース２３Ｂにおける第３の従動型３３Ｃに接触する時（図９のＸ２部分、図５参照）、可動ベース２２における可動型３２が上段の従動ベース２３Ａにおける第１の従動型３３Ａに接触する時（図９のＸ３部分、図６参照）に、流量調整機構６５によって作動油Ｏの流出流量を絞って、可動ベース２２及び各従動ベース２３Ａ，２３Ｂの下降速度を下降一般時Ｘ０に比べて低下させるよう構成されている。なお、下降一般時Ｘ０においては、可動ベース２２及び従動ベース２３Ａ，２３Ｂを、重力Ｗを利用して高速で下降させている。

また、本例の多段プレス装置１は、ポンプ４２の動作によって可動ベース２２及び各従動ベース２３Ａ，２３Ｂを上昇させる際には、上段の従動ベース２３Ａ、第１の従動型３３Ａ及び第２の従動型３３Ｂが、上段の連結部材２６Ａを介して可動ベース２２によって吊り上げられる直前から直後まで（図９のＹ１部分、図５参照）、下段の従動ベース２３Ｂ、第３の従動型３３Ｃ及び第４の従動型３３Ｄが、下段の連結部材２６Ｂを介して可動ベース２２によって吊り上げられる直前から直後まで（図９のＹ２部分、図４参照）、及び多段プレス装置１が原位置１０１に復帰する直前（図９のＹ３部分、図３参照）に、ポンプ４２の回転速度を低下させて、可動ベース２２及び各従動ベース２３Ａ，２３Ｂの上昇速度を上昇一般時Ｙ０に比べて低下させるよう構成されている。また、多段プレス装置１が加工位置１０２にある状態で、第１の従動型３３Ａから可動型３２が上昇を開始する直前から直後までも、その上昇速度を低下させている。なお、上昇一般時Ｙ０においては、可動ベース２２及び従動ベース２３Ａ，２３Ｂを、ポンプ４２の回転速度を速めて高速で上昇させている。つまり、ポンプ４２の回転速度を低下させた後には、ポンプ４２の回転速度を再び元の回転速度に戻す。

多段プレス装置１は、制御装置によって、昇降シリンダー５１及び加圧シリンダー５２を動作させるバルブ６１〜６３、ポンプ４２等の動作を制御するよう構成されている。また、多段プレス装置１においては、型同士が接触する時、及び型が吊り上げられる時を検出する複数のスイッチ７１Ａ〜７１Ｃ，７２Ａ〜７２Ｃが設けられている。各スイッチ７１Ａ〜７１Ｃ，７２Ａ，７２Ｂは、型同士が接触する直前、及び型が吊り上げられる直前を検出するよう構成されている。また、スイッチ７２Ｃは、多段プレス装置１が原位置１０１（上昇端）に復帰する直前を検出するよう構成されている。

図２に示すごとく、本例の型同士の接触時を検出する下降側スイッチ７１Ａ〜７１Ｃには、第４の従動型３３Ｄが固定型３１に接触する時の直前を検出する第１下降スイッチ７１Ａ（図４参照）、第２の従動型３３Ｂが第３の従動型３３Ｃに接触する時の直前を検出する第２下降スイッチ７１Ｂ（図５参照）、可動型３２が第１の従動型３３Ａに接触する時の直前を検出する第３下降スイッチ７１Ｃ（図６参照）がある。
本例の型が吊り上げられる時を検出する上昇側スイッチ７２Ａ〜７２Ｃには、第１の従動型３３Ａ及び第２の従動型３３Ｂが可動ベース２２に吊り上げられる時の直前を検出する第１上昇スイッチ７２Ａ（図５参照）、第３の従動型３３Ｃ及び第４の従動型３３Ｄが可動ベース２２に吊り上げられる時の直前を検出する第２上昇スイッチ７２Ｂ（図４参照）、多段プレス装置１が原位置１０１に復帰する時の直前を検出する第３上昇スイッチ７２Ｃ（図２参照）がある。

本例の各スイッチ７１Ａ〜７１Ｃ，７２Ａ〜７２Ｃは、ガイド部２１に平行なスイッチ用レール７３に設けた接触式のリミットスイッチである。このリミットスイッチは、可動ベース２２、上段の従動ベース２３Ａ、下段の従動ベース２３Ｂ、ベッド２等に設けることもできる。また、各スイッチ７１Ａ〜７１Ｃ，７２Ａ〜７２Ｃは、リミットスイッチ以外にも、非接触式のレーザースイッチ等とすることもできる。

次いで、本例の多段プレス装置１の動作につき、図７、図８を参照して説明する。
図７に示すごとく、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄを下降させる際には、ポンプ４２を駆動し、下降用バルブ６１を動作させ、各昇降シリンダー５１の下降側ポートＰ１へポンプ４２による作動油Ｏが供給される。このとき、下降用バルブ６１からのパイロット圧力により、各昇降シリンダー５１の上昇側ポートＰ２に接続されたパイロットチェック弁５１５のパイロット操作を行う。これにより、各昇降シリンダー５１のシリンダー本体部５１７におけるヘッド側の空間に存在する作動油Ｏが、この各パイロットチェック弁５１５の逆方向へ通過する状態が形成される。
そして、各昇降シリンダー５１のシリンダー本体部５１７におけるヘッド側の空間に存在する作動油Ｏが、各上昇側配管５１２を流れて、流量バランス機構６４及び流量調整機構６５を通過し、チェック弁５１９を介して各昇降シリンダー５１の下降側ポートＰ１へ供給されるか、タンク４１へと回収される。

また、各昇降シリンダー５１におけるピストンロッド５１６が下降可能な状態が形成されることにより、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄは、これらに加わる重力Ｗを利用して下降し、各昇降シリンダー５１の下降側ポートＰ１へ、タンク４１からバイパス配管５１３を通って作動油Ｏが流入する（図１参照）。
こうして、バイパス配管５１３から流入する作動油Ｏと、ポンプ４２から送られる作動油Ｏとによって、各昇降シリンダー５１におけるピストンロッド５１６が、シリンダー本体部５１７のロッド側からヘッド側へ移動することになる。これにより、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄを迅速に下降させることができる。

そして、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄが各ワーク８Ａ〜８Ｃを加圧する際には、ポンプ４２を駆動し、加圧用バルブ６３を動作させ、各加圧シリンダー５２のロッド側ポートへポンプ４２による作動油Ｏが供給される。このとき、各加圧シリンダー５２のヘッド側ポートに存在する作動油Ｏは、配管５２３を通ってタンク４１へ回収される。
そして、各昇降シリンダー５１による加圧力と、各加圧シリンダー５２及びトグル機構５３を用いた加圧力とを可動型３２に作用させることができ、ワーク８Ａ〜８Ｃの成形に必要とされる大きな加圧力を可動型３２に作用させることができる。

一方、図８に示すごとく、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄを上昇させる際には、ポンプ４２を駆動したままの状態で、上昇用バルブ６２を動作させ、流量バランス機構６４を経由して、各昇降シリンダー５１の上昇側ポートＰ２へポンプ４２による作動油Ｏが供給される。このとき、上昇用バルブ６２からのパイロット圧力により、各昇降シリンダー５１の下降側ポートＰ１に接続されたパイロットチェック弁５１４のパイロット操作を行う。これにより、各昇降シリンダー５１のシリンダー本体部５１７におけるロッド側の空間に存在する作動油Ｏが、この各パイロットチェック弁５１４の逆方向へ通過し、タンク４１へと回収される。

また、上昇用バルブ６２からのパイロット圧力により、各加圧シリンダー５２のロッド側ポートに接続された配管５２１の途中に接続されたパイロットチェック弁５２２のパイロット操作を行う。これにより、各加圧シリンダー５２のシリンダー本体部におけるロッド側の空間に存在する作動油Ｏが、このパイロットチェック弁５２２の逆方向へ通過し、タンク４１へと回収される。
こうして、各昇降シリンダー５１を用いて可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄを上昇させることができ、プレス装置１をもとの原位置１０１に復帰させることができる。

次に、本例の多段プレス装置１による作用効果につき説明する。
本例の多段プレス装置１においては、タンク４１内の作動油Ｏを、ポンプ４２を経由させずに流出させるためのバイパス配管５１３を用いることにより、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄの下降速度を速くする工夫をしている。
通常のプレス装置においては、ポンプから油圧シリンダーへ送られる作動油の圧力によって可動型を下降させている。そのため、可動型が下降する速度は、ポンプから油圧シリンダーへ送られる作動油の流量に依存することになる。そこで、多段プレス装置１においては、昇降シリンダー５１へバイパス配管５１３から作動油Ｏが流入することによって、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄをその自重Ｗによって下降させることができるようになっている。

多段プレス装置１によって、ワーク８Ａ〜８Ｃに対してプレス加工を行う際には、昇降シリンダー５１の上昇側ポートＰ２からタンク４１へ作動油Ｏが戻されるとともに、昇降シリンダー５１の下降側ポートＰ１には、タンク４１からポンプ４２によって吐出された作動油Ｏと、タンク４１からバイパス配管５１３を経由して流出する作動油Ｏとが流入する。
これにより、可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄに作用する重力Ｗを利用して、昇降シリンダー５１におけるピストンロッド５１６がストロークし、固定型３１に向けて可動型３２及び従動型３３Ａ〜３３Ｄを迅速に下降させることができる。そのため、バイパス配管５１３を設けたという極めて簡単な装置上の工夫によって、プレス加工に要するタクト（サイクルタイム）を短縮することができる。また、昇降シリンダー５１を動作させるポンプ４２の容量を増大させることなく、タクトの短縮化を図ることができる。

また、本例の多段プレス装置１においては、昇降シリンダー５１の上昇側ポートＰ２には、可動型３２及び各従動型３３Ａ〜３３Ｄが下降する際に、昇降シリンダー５１から流出する作動油Ｏの流量を調整し、可動型３２及び各従動型３３Ａ〜３３Ｄの下降速度を調整する流量調整機構６５を設けている。そして、第４の従動型３３Ｄが固定型３１に接触する直前から直後まで（図９のＸ１部分）、第２の従動型３３Ｂが第３の従動型３３Ｃに接触する直前から直後まで（図９のＸ２部分）、及び可動型３２が第１の従動型３３Ａに接触する直前から直後まで（図９のＸ３部分）の流量調整機構６５による絞り量を、これらの接触時以外の下降時の絞り量よりも大きくする。これにより、可動型３２及び各従動型３３Ａ〜３３Ｄが下降する際に、型同士が接触する時の下降速度を、下降一般時Ｘ０の下降速度よりも低下させて、型接触時の衝撃、振動、騒音等を緩和することができる。

さらに、本例の多段プレス装置１は、可動型３２及び各従動型３３Ａ〜３３Ｄを上昇させる際には、各連結部材２６Ａ，２６Ｂを介して各従動型３３Ａ〜３３Ｄを吊り上げる直前から直後まで、ポンプ４２の回転速度を低下させるよう構成されている。そして、第１の従動型３３Ａ及び第２の従動型３３Ｂが上段の連結部材２６Ａを介して吊り上げられる直前から直後まで（図９のＹ１部分）、第３の従動型３３Ｃ及び第４の従動型３３Ｄが下段の連結部材２６Ｂを介して吊り上げられる直前から直後まで（図９のＹ２部分）、多段プレス装置１が原位置１０１に復帰する直前（図９のＹ３部分）の可動型３２の上昇速度を、上昇一般時Ｙ０の上昇速度よりも低下させて、型吊上げ時の衝撃、振動、騒音等を緩和することができる。

それ故、本例の多段プレス装置１によれば、可動型３２及び各従動型３３Ａ〜３３Ｄの下降速度を向上させて、プレス加工に要するタクトを短縮するとともに、型同士が接触する時及び型が吊り上げられる時の衝撃を緩和することができる。

１ 多段プレス装置
２１ ガイド部
２２ 可動ベース
２３Ａ 上段の従動ベース
２３Ｂ 下段の従動ベース
２６Ａ 上段の連結部材
２６Ｂ 下段の連結部材
３１ 固定型
３２ 可動型
３３Ａ〜３３Ｄ 従動型
４１ タンク
４２ ポンプ
５１ 昇降シリンダー
５１１ 下降側配管
５１２ 上昇側配管
５１３ バイパス配管
６４ 流量バランス機構
６５ 流量調整機構
Ｐ１ 下降側ポート
Ｐ２ 上昇側ポート
Ｏ 作動油

Claims (4)

1. ガイド部によって上下方向にガイドされて昇降する可動型と、
   該可動型による上方からの荷重を受ける固定型と、
   上記可動型が上昇しているときに、該可動型の下方に連結部材によって吊り下げられ、上記可動型が下降するときに、上記可動型と上記固定型との間に挟まれるよう構成された従動型と、
   ピストンロッドの往復動によって上記可動型を昇降させる昇降シリンダーと、
   作動油を貯留するタンクと、
   該タンク内の作動油を、上記昇降シリンダーにおいて上記可動型を下降させる側の下降側ポート又は上記昇降シリンダーにおいて上記可動型を上昇させる側の上昇側ポートへ送って、上記昇降シリンダーの上記ピストンロッドを往復動させるポンプと、
   上記昇降シリンダーの上記下降側ポートと、上記タンクとを直接接続するバイパス配管と、
   上記昇降シリンダーの上記上昇側ポート又は上記下降側ポートに接続され、上記可動型及び上記従動型が下降する際に、上記昇降シリンダーを流れる作動油の流量を調整し、上記可動型及び上記従動型の下降速度を調整する流量調整機構と、を備えており、
   上記昇降シリンダーは、上記タンクから上記バイパス配管を経由して作動油が直接流入することによって、上記可動型及び上記従動型をその自重によって下降させるよう構成されており、
   上記可動型及び上記従動型が自重によって下降する際には、上記従動型が上記固定型に接触する時及び上記可動型が上記従動型に接触する時に、上記流量調整機構によって上記作動油の流量を絞って、上記可動型及び上記従動型の下降速度を低下させるよう構成されており、
   上記ポンプの動作によって上記可動型及び上記従動型を上昇させる際には、上記可動型が上記連結部材によって上記従動型を吊り上げる時に、上記ポンプの回転速度を低下させて、上記可動型及び上記従動型の上昇速度を低下させるよう構成されていることを特徴とする多段プレス装置。
2. 請求項１に記載の多段プレス装置において、上記従動型が上記固定型に接触する直前から直後の間、及び上記可動型が上記従動型に接触する直前から直後の間に、上記流量調整機構によって上記作動油の流量を絞った後には、該作動油の流量を元の流量に戻すよう構成されていることを特徴とする多段プレス装置。
3. 請求項１又は２に記載の多段プレス装置において、上記可動型が上記連結部材によって上記従動型を吊り上げる直前から直後の間に、上記ポンプの回転速度を低下させた後には、該ポンプの回転速度を元の速度に戻すよう構成されていることを特徴とする多段プレス装置。
4. ガイド部によって上下方向にガイドされて昇降する可動型と、
   該可動型による上方からの荷重を受ける固定型と、
   上記可動型が上昇しているときに、該可動型の下方に連結部材によって吊り下げられ、上記可動型が下降するときに、上記可動型と上記固定型との間に挟まれるよう構成された従動型と、
   ピストンロッドの往復動によって上記可動型を昇降させる昇降シリンダーと、
   作動油を貯留するタンクと、
   該タンク内の作動油を、上記昇降シリンダーにおいて上記可動型を下降させる側の下降側ポート又は上記昇降シリンダーにおいて上記可動型を上昇させる側の上昇側ポートへ送って、上記昇降シリンダーの上記ピストンロッドを往復動させるポンプと、
   上記昇降シリンダーの上記下降側ポートと、上記タンクとを直接接続するバイパス配管と、
   上記昇降シリンダーの上記上昇側ポート又は上記下降側ポートに接続され、上記可動型及び上記従動型が下降する際に、上記昇降シリンダーを流れる作動油の流量を調整し、上記可動型及び上記従動型の下降速度を調整する流量調整機構と、を備えており、
   上記昇降シリンダーは、上記タンクから上記バイパス配管を経由して作動油が直接流入することによって、上記可動型及び上記従動型をその自重によって下降させるよう構成されており、
   上記可動型及び上記従動型が自重によって下降する際には、上記従動型が上記固定型に接触する時及び上記可動型が上記従動型に接触する時に、上記流量調整機構によって上記作動油の流量を絞って、上記可動型及び上記従動型の下降速度を低下させるよう構成されており、
   上記昇降シリンダーは、上記可動型に対して複数個が配設されており、
   該複数個の昇降シリンダーの上記上昇側ポートに接続された上昇側配管には、該各上昇側ポートから該各上昇側配管へそれぞれ流出する作動油の流量を互いに同じにする流量バランス機構が設けられており、
   該流量バランス機構によって、上記可動型及び上記従動型が下降する際に、上記タンクから上記バイパス配管を経由して上記各昇降シリンダーの上記下降側ポートへそれぞれ流入する作動油の流量を、互いに同じにするよう構成されていることを特徴とするプレス装置。

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